(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管の周方向に複数個の分割ケースに分割されていると共に前記既設管の径方向前方の水平方向に分岐する分岐管部を有する第１分割ケースおよび前記分岐管部を有しない第２分割ケースを備えた密閉ケースと、前記分岐への水の流れを止めるための仕切弁と、前記既設管の管壁の一部を穿孔するためのホールソーを備えた穿孔機とを用意し、
前記既設管に前記密閉ケースを装着して前記既設管の一部を気密状態で囲繞し、
前記分岐管部内を通して前記既設管の径方向の後方の水平方向に向って前記ホールソーを送り込むことで、前記既設管の管壁の一部を穿孔して既設管に枝管を付設する不断水穿孔工法用の切粉の排出装置において、
前記ホールソーの外径よりも前記既設管の管軸方向に長い領域にわたって前記第１分割ケースにおける既設管の管軸方向の前記分岐管部が設けられた中央部が前記第１分割ケースにおける前記既設管の管軸方向の両端部分よりも下方に向って窪んでおり、かつ、穿孔作業中に生成される切粉が落下する切粉溜りが、前記第１分割ケースの内側の空間に設けられ、前記切粉溜りは、前記既設管の下方で、かつ、前記密閉ケースにおける前記既設管の管軸方向の前記中央部に位置し、
前記密閉ケースにおける前記切粉溜りよりも前記後方の位置に前記切粉を排出する排出口が前記第２分割ケースに設けられ、
前記既設管内から穿孔作業中に流れ出る水が前記切粉溜りの空間から前記排出口に向って流れることで、前記切粉を水と共に前記排出口から排出するための運搬経路であって、前記既設管の下方における前記密閉ケースと前記既設管の外周面との間に前記切粉溜りの空間に連通し、前記切粉溜りの空間から前記後方に向って前記排出口まで延びる運搬経路が前記第２分割ケースに設けられ、
前記切粉を水と共に前記排出口から排出する排出工程において、前記切粉溜りの空間から前記運搬経路を通って更に前記排出口を通って前記切粉および水を排出させることを可能とした不断水穿孔工法用の切粉の排出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記既設管の下方には、横断面が略凹字状で、前記既設管の外周面と前記密閉ケースとの間に形成される他の空間よりも大きな空間が形成され、
前記凹字状の空間は前記切粉溜りと前記排出口とを連通し、
前記排出工程において、前記凹字状の空間を通って前記切粉および水が前記切粉溜りの空間から前記排出口に向って後方に流れることを特徴とする不断水穿孔工法用の切粉の排出装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記密閉ケースにおける排出口の前記管軸方向の両側の部分が前記排出口よりも前記既設管に向って接近していることにより、
前記排出工程における水の流れが前記排出口近傍で前記排出口に向って集束されることを特徴とする不断水穿孔工法用の切粉の排出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管等の既設管に枝管を付設する場合に行われる不断水穿孔工法用の切粉の排出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホールソーを備えた穿孔機を用いて不断水下で既設管の一部を穿孔する工法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。かかる穿孔工法では、穿孔作業中に発生する切粉が前記既設管内にできるだけ入らないように、密閉ケースの内から外へ排出することが重要となる。一般的には、前記穿孔機を取り付けるための穿孔用合フランジに設けられた排出口から前記切粉を外部に排出する。しかし、合フランジの寸法上、前記排出口の径は小さくならざるを得ず、また、切粉が仕切弁側に流れるため、前記仕切弁内に切粉が溜まって錆や漏水の原因となるおそれがある。
【０００３】
一方、特許文献１の排出構造では、仕切弁内の弁座近傍に排出口が設けられている。そのため、前記排出口の径をさほど大きくできない上、排出される水の流れが分岐の接線方向に設定されているので、排出口近傍での水の流れが乱流となり易いので、切粉が十分に排出されず弁座に滞留するおそれがある。しかも、閉じた弁体を収容する空間に排出口を設けているので、ソフトシール式の仕切弁を用いることができない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３２１１０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、不断水下において既設管を穿孔する際に発生する切粉を、密閉ケースの内から外へ十分に排出し得ると共に、切粉が仕切弁の下方に溜まるおそれのない切粉の排出装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、既設管の周方向に複数個の分割ケースに分割されていると共に前記既設管の径方向前方の水平方向に分岐する分岐管部を有する密閉ケースと、前記分岐への水の流れを止めるための仕切弁と、前記既設管の管壁の一部を穿孔するためのホールソーを備えた穿孔機とを用意し、前記既設管に前記密閉ケースを装着して前記既設管の一部を気密状態で囲繞し、前記分岐管部内を通して前記既設管の径方向の後方の水平方向に向って前記ホールソーを送り込むことで、前記既設管の管壁の一部を穿孔して既設管に枝管を付設する不断水穿孔工法用の切粉の排出装置において、穿孔作業中に生成される切粉が落下する切粉溜りが、前記密閉ケースの内側の空間に設けられ、前記切粉溜りは、前記既設管の下方で、かつ、前記密閉ケースにおける前記既設管の管軸方向の中央部に位置し、前記密閉ケースにおける前記切粉溜りよりも前記後方の位置に前記切粉を排出する排出口が前記密閉ケースに設けられ、前記既設管内から穿孔作業中に流れ出る水が前記切粉溜りの空間から前記排出口に向って流れることで、前記切粉を水と共に前記排出口から排出するための運搬経路であって、前記既設管の下方における前記密閉ケースと前記既設管の外周面との間に前記切粉溜りの空間に連通し、前記切粉溜りの空間から前記後方に向って前記排出口まで延びる運搬経路が設けられ、前記切粉を水と共に前記排出口から排出する排出工程において、前記切粉溜りの空間から前記運搬経路を通って更に前記排出口を通って前記切粉および水を排出させることを可能としたことを特徴とする。
【０００７】
本発明において、「密閉」とは、完全に密閉するという意味ではなく、不断水で工事ができる程度の水密性を保つという意味である。
また、「気密状態で囲繞する」とは、穿孔作業に支障を来さない程度に密閉するという意味である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、密閉ケース２は既設管１を気密状態で囲繞している。前記密閉ケース２は、前記既設管１の周方向Ｒに分割された第１および第２分割ケース２１，２２を備えている。両分割ケース２１，２２は、既設管１に対して既設管１の管径方向Ｃの両側方から外嵌装着されるケースであり、フランジ部２０を組立ボルト６１により締結されて、組み立てられている。
【０００９】
各分割ケース２１、２２は、既設管１の外周面１３に概ね沿って湾曲した内周面２９を備えている。各分割ケース２１、２２のフランジ部２０および内周面２９における前記既設管１の管軸方向Ｌの両端部には、図２（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれ、溝状のパッキン装着部５０が形成されている。該パッキン装着部５０には、ゴムパッキン２６が装着され、既設管１と密閉ケース２との間や、第１分割ケース２１と第２分割ケース２２との間がシールされている。
【００１０】
前記第１分割ケース２１には、分岐管部２７および切粉溜り２８が一体に設けられている。前記分岐管部２７は、図３に示すように、既設管１の管径方向Ｃの外方に向って分岐状に突出して形成されている。図１に示すように、前記分岐管部２７には作業用仕切弁７０が設けられている。前記分岐管部２７のフランジ部７１には穿孔機３が取り付けられ、ホールソー４が前記分岐管部２７内を通って、既設管１の径方向Ｃに向って送り込まれることで、既設管１に開孔１１が穿孔される。
【００１１】
前記切粉溜り２８は、前記第１分割ケース２１における分岐管部２７の下部、すなわち、前記既設管１の下方で、かつ、図２（ａ）に示す第１分割ケース２１における管軸方向Ｌの中央部の位置に設けられている。図３に示すように、前記切粉溜り２８は、第１分割ケース２１の内周面２９よりも下方に向って突出するように形成されている。そのため、図１に示すように、前記切粉溜り２８は、前記既設管１の外周面１３との間で横断面が略鉤型状の第１空間Ｓ１を形成している。後述するように、既設管１を穿孔する際、特に穿孔作業の初期段階において生成される切粉が前記切粉溜り２８に落下する。
【００１２】
前記第２分割ケース２２には排出口２５が設けられている。該排出口２５は、既設管１を穿孔する際に生成される切粉を水と共に排出するためのものである。前記排出口２５は、前記密閉ケース２を組み立てた状態において、前記切粉溜り２８に対し背後となる位置に概ね水平な軸線１００に沿って設けられている。そのため、前記排出口２５の径を従来（合フランジに設ける場合）よりも大きく設定することができる。ここで云う「背後」の位置とは、前記既設管１に対して穿孔作業が行われる側（図１の右側）から正面視した場合に、既設管１の中心Ｌ１よりも向こう側（図１の左側）に離れた位置を意味する。
【００１３】
図１に示すように、前記排出口２５には、前記密閉ケース２と既設管１の外周面１３との間に形成された横断面が略鉤型状の第２空間Ｓ２が臨んでいる。図３に示すように、前記鉤型状の両空間Ｓ１，Ｓ２は前記既設管１の下方において互いに連通し、前記外周面１３と前記密閉ケース２との間で横断面が略凹字状の空間Ｓを形成している。すなわち、前記凹字状の空間Ｓは、前記切粉溜り２８と前記排出口２５とを連通する運搬経路２００を形成している。該凹字状の空間Ｓは、前記密閉ケース２と前記既設管１の外周面１３との間に形成されている他の空間Ｓ４よりも大きく形成されている。
【００１４】
図３に示すように、前記密閉ケース２における排出口２５の管軸方向Ｌの両側の部分は、前記排出口２５よりも既設管１に向って接近する一対の傾斜面２４を形成している。該傾斜面２４は、後述の排出工程において、前記排出口２５近傍で前記排出口２５に向って流れる水の流れを集束させるために設けられている。なお、前記排出口２５の内周面には雌ネジ部２５ａが設けられており、該雌ネジ部２５ａに図１に示すエルボ５０が螺合されている。エルボ５０にはニップル５１を介して排水用開閉弁５２が取り付けられている。
【００１５】
つぎに、本穿孔工法の各工程について説明する。
取付工程
まず、図１の既設管１内に流体（水）が流れている状態で、密閉ケース２を取り付ける。この取り付け後、作業者は、組立ボルト６１により両分割ケース２１，２２を組み立てる。この際、図２（ａ），（ｂ）に示す各分割ケース２１，２２に形成されている雌ネジ６５に、止ネジをねじ込む。その後、作業者は密閉ケース２の分岐管部２７のフランジ部７１に穿孔機３を取り付ける。こうして、密閉ケース２は既設管１の一部を気密状態で囲繞する。
【００１６】
ここで排水用開閉弁５２は、図１に示すように、前記密閉ケース２（既設管１）の背後の側方に突出して設けられ、前記密閉ケース２の上下に設けられたフランジ部２０から離れた位置に設けられている。そのため、フランジ部２０同士を締結する組立ボルト６１を締めつける際に、前記開閉弁５２が邪魔にならないので、前記取付工程の作業性が低下するおそれはない。
【００１７】
穿孔工程
前記取付工程の後、作業者は穿孔機３を操作して、図１に示すように、ホールソー４を前記分岐管部２７を通して既設管１の側方に接近する位置まで送り込む。この後、作業者が図示しない原動機を駆動させると、ホールソー４が回転し、既設管１を切削する切削運動を開始する。該切削運動を行っている状態で、作業者が穿孔機３を操作して、ホールソー４を略水平方向から既設管１に向って送り込んでいくと、図４ないし図６に示す過程を経て、既設管１の管壁１ａの一部が切り取られ、図６に示す開孔１１が穿孔される。
なお、この穿孔作業中は、前記排水用開閉弁５２を開弁し、穿孔により生成される切粉を既設管１内から流れ出す水と共に、前記排出口２５から外部に排出可能な状態としておく。
【００１８】
排出工程
つぎに、前記穿孔工程中に行われる切粉の排出工程について説明する。
図４に示すように、前記穿孔工程では、まず、ホールソー４よりも前方に突出したセンタードリル４１が既設管１に接触する。該ドリル４１が管壁１ａを切削する際に発生した切粉の大部分は、破線矢印Ｂで示すように、既設管１の下方に設けられた切粉溜り２８に落下する。
【００１９】
ホールソー４を更に送り込んで、ドリル４１の先端が既設管１内まで貫通すると、矢印Ａで示すように、既設管１内を流れる水が、水圧により既設管１の外側に流れ出す。この流れ出した水は分岐管部２７を通って仕切弁７０に向かう方向Ｃ１にも流れるが、前記切粉溜り２８が前記分岐管部２７よりも下方に設けられているため、前記切粉溜り２８に溜まった切粉が前記方向Ｃ１に向って流れるおそれはない。
【００２０】
図５に示すように、ホールソー４を更に送り込むと、ドリル４１が既設管１の管壁１ａを完全に貫通し、ホールソー４が管壁１ａを切削し始める。図５の矢印Ａで示すように、既設管１内の水は、前記ドリル４１により穿孔された貫通孔１０を通り、更にホールソー４の中空部４３を通って排出口２５に向って流れる。この際、切粉は、図５の破線矢印Ｂで示すように、排出口２５に向って流れる水の勢いにより、既設管１の下方の空間Ｓ（運搬経路）を通って、前記排出口２５に向って後方に導かれ、排出口２５から前記既設管１の背後から排出される。
【００２１】
この排出の際、前記排出口２５の両側には前述の傾斜面２４が設けられているので、前記排出口２５に向って流れる水の流れは、図３に矢印Ａで示すように、前記排出口２５近傍で集束される。そのため、排出口２５近傍の水の勢い（流速）が大きくなるから、排出口２５から切粉を確実に外部に排出することができる。
【００２２】
このように、前記切粉溜り２８の背後の位置に排出口２５が設けられているので、後方Ｃ２に向かう水の流れが大きくなる。そのため、生成した切粉および切粉溜り２８に溜まっている切粉が仕切弁７０の弁体の下方に溜まることなく、水と共に排出口２５から十分に排出される。
【００２３】
図６に示すように、ホールソー４が管壁１ａを貫通して開孔１１が形成される際には、既設管１内にごく僅かの切粉が入り込む場合がある。しかし、この状態においても、既設管１の下方の空間Ｓを通って排出口２５に向かう水の流れは大きいので、多くの切粉が水と共に前記排出口２５から排出される。
【００２４】
なお、密閉ケース２内における水は、前記凹字状の空間Ｓを流れるだけでなく、既設管１の外周面１３と密閉ケース２との間に形成されている円弧状の他の空間Ｓ４も流れる。しかし、円弧状の空間Ｓ４の大きさは前記凹字状の空間Ｓよりも小さく、また、排出口２５に到るまでの距離も長いので、既設管１内から流れだす水の大部分は、前記円弧状の空間Ｓ４を流れず、前記凹字状の空間Ｓを通って排出口２５に直線的に導かれる。そのため、仕切弁体の下方において接線方向に排水する場合と異なり、排出口２５に向かって流れる水流が乱流となり難いので、切粉をスムースに排出することができる。
【００２５】
前記穿孔工程を終了し、前記排出工程において十分に切粉を排出する。この排出後、穿孔機を操作してホールソー４を管径方向Ｃの外方に後退させた後、図７に示すように、作業用仕切弁７０を閉弁する。その後、穿孔機を取り外す。
【００２６】
なお、穿孔作業の終了後は、前記密閉ケース２の排出口２５に取り付けられている前記排水用開閉弁５２を残したままであってもよいし、また、開閉弁５２の代わりに密閉用のキャップをニップル５１に装着して止水するようにしてもよい。
【００２７】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、密閉ケースは周方向に３つないし４つに分割してもよい。
また、作業用仕切弁はソフトシール弁に限定されず、公知の仕切弁を採用することができる。また、密閉ケースと作業用仕切弁とが各々別体であってもよい。また、フランジ部７１に代えて水道用のメカニカル継手を採用してもよい。
また、水道以外に石油などの液体の穿孔工事にも適用することができる。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、不断水下において既設管を穿孔する際に発生する切粉が仕切弁に流れることなく密閉ケースの内から外へ排出されるので、仕切弁の下方に切粉が溜まるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる工法の取付工程を示す一部断面側面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、内側から見た第１および第２分割ケースの平面図である。
【図３】密閉ケースの内面の下半分を当該密閉ケースを断面して示す概略斜視図である。
【図４】穿孔工程および排出工程を示す概略横断面図である。
【図５】図４の状態から穿孔工程および排出工程を更に進めた状態を示す概略横断面図である。
【図６】図５の状態から穿孔工程および排出工程を更に進めた状態を示す概略横断面図である。
【図７】穿孔工程終了後の状態を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
１：既設管
１ａ：管壁
１３：外周面
２：密閉ケース
２５：排出口
２７：分岐管部
２８：切粉溜り
３：穿孔機
４：ホールソー
７０：作業用仕切弁
２００：運搬経路
Ｃ：径方向
Ｃ２：後方
Ｌ：管軸方向
Ｒ：周方向
Ｓ：凹字状の空間
【図１】
0004640724.tif 000002
【図２】
0004640724.tif 000003
【図３】
0004640724.tif 000004
【図４】
0004640724.tif 000005
【図５】
0004640724.tif 000006
【図６】
0004640724.tif 000007
【図７】
0004640724.tif 000008