(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組立工程、切削工程および工具取出工程を備えた不断水工法であって、
既設管の周方向に分割された２以上の分割ケースからなる密閉ケースを用意し、
前記分割ケースのうち１つの分割ケースには、既設管の底部に形成される直線状の溝から夾雑物を捕集するのに適した捕集空間と、先端面および外周面に各々複数の切レ刃を持つミリング状の切削工具を進退させるための分岐状部が前記既設管の下方に予め設けられており、
前記組立工程では、前記既設管の一部を密閉ケースによって気密状態で囲繞すると共に、前記切削工具を持つ切削装置を作業用弁を介して前記密閉ケースに取り付け、
前記切削工程では、前記切削工具を回転させて該切削工具の回転により前記既設管の底部を切削する切削運動を行わせつつ、前記切削工具が前記分岐状部を通って前記既設管の底部管壁の一部を貫通する位置まで前記切削工具を前記既設管の径方向の上方に向って送った後、
前記切削工具が前記管壁を貫通した状態において、前記切削工具に前記切削運動を行わせつつ前記密閉ケースを前記既設管の管軸方向に移動させることにより、前記切削工具を前記管軸方向に移動させて前記切削工具に送り運動を行わせることで、切片を残すことなく前記既設管を前記切削工具によって切削して、管軸方向に長い直線状の溝を前記既設管の底部に形成し、
前記工具取出工程では、前記直線状の溝を形成した後に、前記切削工具を前記分岐状部から取り出し、このようにして、前記直線状の溝から前記捕集空間に夾雑物を捕集できるようにする不断水工法。
【請求項２】
前記分岐状部に設けられた前記作業用弁を開閉して切削工具を前記分岐状部から取り出し、前記捕集空間の排水孔に設けた排出用バルブを開いて前記捕集空間に留まった夾雑物を排出することを更なる特徴とする請求項１に記載の不断水工法。
【請求項３】
前記捕集空間の管軸方向の上流に前記分岐状部が設けられ、前記切削工程の送り運動においては、前記切削工具を既設管の上流に向って移動させることを更なる特徴とする請求項２に記載の不断水工法。
【請求項４】
請求項１、２もしくは３において、前記ミリング状の切削工具が略円柱状の工具本体の先端面および外周面に複数の切レ刃を有する不断水工法。
【請求項５】
請求項４において、前記各切レ刃は取り換え可能なチップで形成されている不断水工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明のバックグラウンド】
発明の分野：
本発明は配管構造、既設管切削工法および不断水工法に関するものである。
【０００２】
従来の技術：
水道管のような既設の流水管内には、砂や錆粉、金属粉などの夾雑物が含まれていることがあり、そのため、夾雑物を捕集することは重要である。そこで、従来より、かかる夾雑物を捕集して除去している。夾雑物の捕集装置としては、たとえば、流水管本体部から径方向に膨出する夾雑物溜部を設けると共に、該溜部にメッシュ状のフィルタを管軸方向に直交するように設けたものが知られている（たとえば、特開平７─１３６４２０号）。
【０００３】
しかし、既設の管路には、夾雑物捕集装置が設けられていない箇所が多い。
【０００４】
【発明の概要】
したがって、本発明の目的は、不断水で夾雑物を捕集できる配管構造を得るための不断水工法を提供することである。
【０００５】
削除。
【０００６】
削除。
【０００７】
削除。
【０００８】
不断水工法としては、以下の組立工程、切削工程および工具取出工程を備えた不断水工法を採用するのが好ましい。
まず、作業者は、既設管の周方向に分割された２以上の分割ケースからなる密閉ケースを用意する。前記分割ケースのうち１つの分割ケースには、捕集空間と分岐状部とが予め設けられている。前記捕集空間は、既設管の底部に形成される直線状の溝から夾雑物を捕集するのに適した形状となっている。前記分岐状部は、切削工具を進退させるために（既設管の径方向に切削工具を送るために）設けられている。
前記組立工程では、前記既設管の一部を前記密閉ケースによって気密状態で囲繞する。前記密閉ケースには、作業用弁を介して、切削工具を持つ切削装置が取り付けられる。
前記切削工程では、原動機の回転により、前記切削工具が前記既設管の底部を切削する切削運動を行わせる。前記切削工程では、前記切削運動を行わせつつ、前記切削工具を前記既設管の径方向に向って送ると共に、前記密閉ケースを前記既設管の管軸方向に移動させる。このように、前記切削工具を前記管軸方向に移動させて、前記切削工具に送り運動を行わせることで、切片を残すことなく前記既設管が前記切削工具によって切削される。このようにして、前記切削工具が、管軸方向に長い直線状の溝を前記既設管の底部に形成する。
前記工具取出工程では、前記直線状の溝を形成した後に、前記切削工具を前記分岐状部から取り出す。
前記捕集空間には、前記直線状の溝を介して前記既設管内の夾雑物が前記捕集空間に落下して捕集される。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、夾雑物捕集装置を不断水で既設管に取り付けることができる。また、既設管を切り取るのではなく、捕集孔を既設管の底部に形成するので、工事が大がかりになるおそれもない。
【００１０】
特に、本発明では、既設管の管軸方向に長い切削溝を形成して捕集孔とするので、夾雑物が前記長い孔を飛び越えるおそれがないので、夾雑物を確実に捕集することができる。
【００１１】
【定義】
本発明において、「既設管」とは、管内に水やオイルのような液体が流れている管をいい、一般に、地中に埋設されていることが多い。
「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。したがって、「密閉ケース」とは、既設管内を流れる液体の圧力に耐え得る耐圧性能と、ある程度の止水性能を持つケースをいう。
また、「気密状態で囲繞する」とは、切削の作業等に支障を来さない程度に密閉するという意味であり、たとえば、前記密閉ケースに設けた排水孔を切削中に開いておいて、該排水孔から水と共に切粉を排出してもよい。
【００１２】
本工法に用いる「切削工具」としては、先端面および外周面に各々複数の切レ刃を持つミリング状の工具を用いるのが好ましい。
また、管の内面にモルタルライニングを有する既設管を切削する場合には、超硬合金（Hard metal）からなるチップを多数設けた切削工具や、ダイヤモンドの粒子を切レ刃とする切削工具を用いるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明において、「切削」とは、切レ刃を回転させて管壁の一部を削り取ることをいう。また、「切削運動」とは、切レ刃を回転させることをいい、一方、「送り運動」とは、前記切削工具により管壁の新しい部分を次々と削ることができる位置に、前記切削工具を移動させることをいう。
【００１４】
【実施例の説明】
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものである。本発明の範囲は請求の範囲に基づいて定めなければならない。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１ないし図４は第１実施例を示す。
密閉ケース２
図１および図２に示すように、密閉ケース２は、周方向に２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。前記密閉ケース２と既設管１との間や、図２に示す前記第１分割ケース２１と前記第２分割ケース２２との間は、ゴムパッキン２６でシールされている。前記第１分割ケース２１は、既設管１を上方から覆うケースであり、前記第２分割ケース２２は、既設管１を下方から覆うケースである。
【００１６】
前記第２分割ケース２２には、分岐状部２７と夾雑物溜部２８とが、既設管１の管軸方向Ｓの一直線上に形成されている。前記分岐状部２７は、既設管１の径方向Ｃの下方に分岐状に突出している。前記分岐状部２７には、作業用仕切弁７０を介して切削装置３のカッタケース３１が固定されている。前記分岐状部２７と前記作業用仕切弁７０との間や、前記作業用仕切弁７０とカッタケース３１との間は、図示しないゴムリングによってシールされている。前記分岐状部２７は、内側に図４のプラグ６０をねじ込むための雌ネジ部２７ａを有している。
【００１７】
図４の前記夾雑物溜部２８は、既設管１の外方に行くに従い径小となるように膨出しており、これにより、夾雑物Ａを溜めるのに適した空間を形成している。前記夾雑物溜部２８の下端には、溜まった夾雑物Ａを排出するための排水孔２９が設けられている。前記排水孔２９には、排出用バルブ３０が取り付けられており、該排出用バルブ３０を開閉して溜まった夾雑物Ａを排出する。なお、排出用バルブ３０には可撓性のあるホース（図示せず）を連結しておく。
【００１８】
切削装置３
図１において、前記切削装置３は、前記カッタケース３１、カッタ軸３２、軸受部３３、切削工具４を備えている。前記カッタ軸３２は、カッタケース３１の外に設けたモータなどの原動機に連結されており、原動機の動力で回転される。前記カッタ軸３２の先端部には、エンドミルに似た前記切削工具４が固定されている。したがって、切削工具４は、原動機の動力でカッタ軸３２のまわりに回転する。
【００１９】
前記切削工具４は、先端をコーン状に尖らせた略円柱の先端面４０および外周面４１に、それぞれ、多数の切レ刃４２を有する。切削工具４はカッタケース３１内に収容されている。なお、本切削装置３は、切削工具４がエンドミル状である他は、周知の穿孔機と同様の構造のものを用いることができる。
【００２０】
つぎに、工法について説明する。
組立工程
まず、図１の既設管１内に液体（水）が流れている状態で、作業者は第２分割ケース２２の分岐状部２７が夾雑物溜部２８よりも液体（水）の流れ方向Ｆの上流側になるように、密閉ケース２を既設管１に取り付ける。この取り付け後、作業者は、図示しない組立ボルトにより両分割ケース２１，２２を組み立てる。その後、作業者は密閉ケース２に作業用仕切弁７０と切削装置３を組み付ける。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。
【００２１】
つぎに、作業者は、固定プレート５０を密閉ケース２から管軸方向に離れた位置に止めネジ５５により既設管１に固定する。固定プレート５０は、切削すべき溝の長さに応じて、固定位置を決める。前記固定プレート５０には、密閉ケース２を管軸方向Ｓに移動させるための送りネジ５１がねじ込んである。該送りネジ５１の一端は、フランジ５２を介して密閉ケース２の端部に係合している。したがって、作業者が送りネジ５１を左回りに回転させることにより、密閉ケース２は右側に移動する。
【００２２】
切削工程
前記組立工程の後、作業者は、分岐状部２７および夾雑物溜部２８が既設管１の真下の位置になるようにする。その後、作業者は切削装置３を操作して、切削工具４の先端面４０が既設管１の底面に近接する位置まで切削工具４を上昇させる。この後、作業者が図示しない原動機を駆動させると、切削工具４がカッタ軸３２と共に回転し、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、作業者が切削装置３を操作して、切削工具４を径方向Ｃに上昇させていくと、やがて、図１の二点鎖線で示すように、切削工具４の先端面４０が径方向Ｃの中心に向って既設管１の管壁１ａの一部を貫通する。これにより、切削工具４による切込みが完了する。
この切込後、作業者が送りネジ５１を左回りに回転させると、密閉ケース２が固定プレート５０に接近するように管軸方向Ｓの上流に向かって移動する。この移動に伴って、切削工具４が管壁１ａを削る送り運動を行う。これにより、図３に示すように、既設管１の底部には、切片を残すことなく、管軸方向Ｓに長い直線状の切削溝１２Ｃが切り開かれる。
なお、切削溝１２Ｃは、切削溝１２Ｃの下流側の端を夾雑物溜部２８によって覆うことができる長さに形成される。
【００２３】
工具取出工程
つぎに、以下に説明する方法で切削装置３を除去する。
まず、作業者は、切削工具４をカッタケース３１内に収容した後、作業用仕切弁７０の作業レバー７１を操作して作業用仕切弁７０を閉弁する。その後、作業者は切削装置３を取り外す。この取り外し後、作業者は、周知のプラグ挿入器（図示せず）を作業用仕切弁７０に取り付けて、作業用仕切弁７０を開弁する。この開弁後、作業者はプラグ挿入器（図示せず）を操作して、図４のプラグ６０を分岐状部２７の雌ネジ部２７ａにねじ込む。このねじ込み後、作業者は、作業用仕切弁７０（図３）とプラグ挿入器を取り外す。このようにして、作業が完了し、図４の配管構造が得られる。
【００２４】
つぎに、夾雑物Ａを捕集するメカニズムについて簡単に説明する。
砂や金属粉等の水よりも比重の大きい夾雑物Ａは、既設管１内の底部を転がりながら飛ぶようにして（跳ねるようにして）流れて運ばれてくる。本実施例では、夾雑物溜部２８が管軸方向Ｓに長くなっている。すなわち、夾雑物Ａが跳ねるようにして流れてきても、夾雑物Ａが下方に落下し易いので、夾雑物Ａを確実に捕集することができる。前記夾雑物溜部２８に捕集された夾雑物Ａは、排水孔２９に装着した排出用バルブ３０を開放して、水と共に除去される。
なお、夾雑物溜部２８は図３の切削装置３よりも液体（水）の流れ方向Ｆの下流側に設けられているので、切削中の切粉についても切削溝１２Ｃが形成されていくにしたがい、同様に夾雑物溜部２８に捕集される。
【００２５】
ところで、前記第１実施例では、切削装置３を夾雑物溜部２８よりも液体（水）の流れ方向Ｆの上流側に設けたが、本発明では、図５に示すように、既設管１の底部を切削できれば、切削装置３を夾雑物溜部２８の排水孔２９（分岐状部２７）に取り付けるようにしてもよい。この場合、作業用仕切弁７０は、作業後に取り外されることなく、排出用バルブとして用いる。
【００２６】
また、前記第１実施例では、エンドミルに似た切削工具４を用いて長い切削溝１２Ｃを形成した。つぎに、本発明に含まれない参考例について説明する。たとえば、図６および図７（ａ）に示すように、周知のホールソー１４を用いて既設管１の管軸方向Ｓに互いに近接した円形の孔１３を形成してもよい。また、図７（ｂ）に示すように、略円形の孔１３を既設管１の管軸方向Ｓに連続したように形成してもよい。さらに、図７（ｃ）に示すように円形の孔１３を１つだけ、形成してもよい。
【００２７】
つぎに、好ましい切削装置３の一例を図８を用いて説明する。
図８の切削装置３は、アタッチメント３４を介してカッタケース３１Ａが作業用仕切弁７０（図１）に固定される。前記カッタケース３１Ａおよびギヤケース３１Ｂ内には、長いカッタ軸３２が挿通されている。前記カッタ軸３２はカッタケース３１Ａおよびギヤケース３１Ｂ内において第１軸受３６Ａおよび図示しない軸受を介して、回転自在に支持されている。前記カッタ軸３２は、電動モータ（原動機の一例）３５の動力で、図示しない減速機やベベルギヤにより回転される。
【００２８】
前記カッタケース３１Ａ内には、前記カッタ軸３２と平行に切込み用ネジ３７が設けてある。該切込み用ネジ３７はハンドル３８を回転させることにより、ベベルギヤ３９Ａ，３９Ｂを介して、正逆に回転する。前記切込み用ネジ３７には把持部３６Ｆに形成した雌ネジが螺合している。該把持部３６Ｆは第２軸受３６Ｂを介してカッタ軸３２を把持している。したがって、ハンドル３８を回転させることにより、切込み用ネジ３７が回転するのに伴って、把持部３６Ｆが前進または後退してカッタ軸３２が前進または後退する。
なお、前記カッタ軸３２の先端には、切削工具４を固定するための雌ネジ３２ｆが形成されている。
【００２９】
つぎに、好ましい切削工具４の一例を図９（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。
切削工具４は前記雌ネジ３２ｆ（図８）にねじ込んで固定される工具本体４３を有している。工具本体４３には第１および第２チップ４４Ａ，４４Ｂが雄ネジ４５を介して固定されており、切レ刃４２が摩耗した際に、チップ４４Ａ，４４Ｂを取り換えることができるようになっている。
【００３０】
前記第１チップ４４Ａは、略円柱形の工具本体４３の先端面４０の切レ刃４２を構成しており、既設管１を切り込む。一方、前記第２チップ４４Ｂは、略円柱形の工具本体４３の外周面４１の切レ刃４２を構成しており、既設管１を切削する。前記各チップ４４Ａ，４４Ｂとしては、超硬合金（Hard metal）を用いるのが好ましい。なお、各チップ４４Ａ，４４Ｂの前面には、切り粉を逃がすための大きな切欠部４３ａが工具本体４３に形成されている。
【００３１】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内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、切削工具に切削運動を与える原動機としては、モータの他にエンジンなどを用いてもよい。また、密閉ケースで既設管を囲繞する前に前記密閉ケースに切削装置を取り付けてもよい。
また、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。
さらに、本発明において既設管内を流れる液体は、水の他にオイルなど他の液体であっても本発明の範囲に含まれる。
したがって、そのような変更および修正は、本発明の範囲のものと解釈される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の第１実施例にかかる工法の組立工程を示す縦断面図である。
【図２】  図２は図１のII-II 線断面図である。
【図３】  図３は切削工程を示す縦断面図である。
【図４】  図４は配管構造を示す縦断面図である。
【図５】  図５は第２実施例にかかる組立工程を示す縦断面図である。
【図６】  図６は本発明に含まれない参考例を示す縦断面図である。
【図７】  図７（ａ），図７（ｂ）および図７（ｃ）は、それぞれ、捕集孔の参考例を示す底面図である。
【図８】  図８は切削装置の一例を示す一部断面した側面図である。
【図９】  図９（ａ）は切削工具の一例を示す側面図である。図９（ｂ）および図９（ｃ）は、それぞれ、同斜視図である。
【符号の説明】
１：既設管
１ａ：管壁
１２Ｃ：切削溝（捕集孔）
１３：円形の孔（捕集孔）
２：密閉ケース
２１：第１分割ケース
２２：第２分割ケース
２７：分岐状部
２８：夾雑物溜部（捕集空間）
２９：排水孔
３２：カッタ軸
４：切削工具
４２：切レ刃
Ｃ：径方向
Ｆ：流れ方向
Ｓ：管軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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