(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に成形され内部に圧入される気体の流路となる管部が形成されてなるバルブケースと、このバルブケース内に収容されるとともに上記管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞する円筒状のバルブと、を備えてなり、上記バルブの内周面には、凹部とこの凹部に並ぶ凸部が螺旋状に形成されてなるとともに、上記管部から圧入された気体により該バルブが変形し内部を閉塞した際にこの凹部内に凸部が嵌るよう構成されてなることを特徴とするエアーピンチバルブ。
【請求項２】
円筒状に成形され内部に圧入される気体の流路となる管部が形成されてなるバルブケースと、このバルブケース内に収容されるとともに上記管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞するに足りる素材により成形された基層と、この基層の内周に積層され該基層よりも軟質の素材で礫が包み込まれる軟質層との２層からなるバルブと、を備えてなることを特徴とする土砂排出用のエアーピンチバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、中央に形成された流路を開閉するために使用されるエアーピンチバルブに関し、特に、シールド機により掘削された土砂を該シールド機から排出する排泥管に固定されるエアーピンチバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、土圧式セミシールド機，泥水加圧式セミシールド機及び泥濃式セミシールド機等のセミシールド機や乃至はこれらの機械（以下、シールド機と言う。）を使用したセミシールド工法は、適用土質も広く、また操作性にも富んでいることから、地中にトンネル等の横坑を構築したり下水管きょを構築する場合には広く使用されている。
【０００３】
そして、こうしたシールド工法を行う場合には、シールド機の先端に配設されたカッターヘッドを、該シールド機内に設けられた駆動モータを駆動させることにより回転させ、掘削した含水率の高い泥土（泥水）を内部に取り込みながら推進する。また、このシールド機本体内には、排泥管の先端が固定されている。この排泥管は、上記シールド機から該シールド機に後続するシールド管内や発進縦坑を経て、基端側は地上に設置された排泥槽に接続されており、この排泥槽には、排泥管内を負圧にする吸気装置が接続されている。また、図７に示すように、この排泥管５０には、エアーピンチバルブ５１が固定され、適宜このエアーピンチバルブ５１が開閉されることにより順次シールド機５２から排出された図示しない泥水は、上記図示しない吸気装置の駆動力により吸引されながら排泥管５０を通り、上記図示しない排泥槽内に収用される。
【０００４】
そして、このエアーピンチバルブ５１は、図８に示すように、円筒状に成形されたバルブケース５５と、このバルブケース５５内に収容されたバルブ５６と、上記バルブケース５５とバルブ５６とを固定する一方及び他方の固定リング５７，５８とを備えている。上記バルブケース５５は、バルブケース半体５９，６０からなるものであり、これらが組み合わされて円筒状となされた円筒部５５ａの両端にフランジ部５５ｂ，５５ｃが形成され、該円筒部５５ａには、このバルブケース５５内に気体を圧入する際に該気体が流入する管部５５ｄが形成されている。また、上記フランジ部５５ｂ，５５ｃには、ネジ孔５５ｄ，５５ｅが形成されている。また、上記バルブ５６は、ゴムにより成形されてなるものであり、上記バルブケース５５の内径よりもやや短い外径を有する円筒部５６ａと、この円筒部５６ａの両端に形成されてなるフランジ部５６ｂ，５６ｃとから構成され、これらのフランジ部５６ｂ，５６ｃには、後述するボルトが挿通される挿通孔５６ｄ，５６ｅが形成されている。また、上記一方及び他方の固定リング５７，５８は、上記バルブ５６とバルブケース５５とを固定するものであって、上記バルブ５６の両面と同じ面積を有してなり、それぞれボルト６１が挿通される挿通孔５７ａ，５８ａが形成されている。したがって、上述した従来のエアーピンチバルブ５１では、上記バルブケース５５（一方のバルブケース半体５９）に形成された管部５５ｄから気体がバルブ５６を構成する円筒部５６ａと該バルブケース５５との間に圧入されると、この気体の圧力により上記バルブ５６を構成する円筒部５６ａが変形し該円筒部５６ａが閉塞され、また、該管部５５ｄを開放することによりこの閉塞状態が解除される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のエアーピンチバルブ５１では、上記管部５５ｄから気体が圧入され、該気体の圧力により変形する際に、バルブ５６内に礫Ｓが位置すると、この礫Ｓにより内部が完全に閉塞されない。したがって、こうした従来のエアーピンチバルブ５１前述した排泥管５０の中途部に固定した場合には、泥土（又は泥水）が排泥管５０の下流側に漏出することとなるとともに、該排泥管５０が閉塞されたり、或いは図７に示すシールド５２の先端で回転駆動するカッターヘッド５２ａにより掘削する地山が崩壊されてしまう原因となる。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した従来のエアーピンチバルブが有する課題を解決するために提案されたものであって、比較的小さな礫が内部に位置している場合であっても、内部を確実に閉塞することができる新規なエアーピンチバルブを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、第１の発明（請求項１記載の発明）は、円筒状に成形され内部に圧入される気体の流路となる管部が形成されてなるバルブケースと、このバルブケース内に収容されるとともに上記管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞する円筒状のバルブと、を備えてなり、上記バルブの内周面には、凹部とこの凹部に並ぶ凸部が螺旋状に形成されてなるとともに、上記管部から圧入された気体により該バルブが変形し内部を閉塞した際にこの凹部内に凸部が嵌るよう構成されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
この第１の発明では、バルブの内周面には、凹部とこの凹部に並ぶ凸部が螺旋状に形成されてなるとともに、上記管部から圧入された気体により該バルブが変形し内部を閉塞した際にこの凹部内に凸部が嵌るよう構成されてなることから、排泥管の閉塞や地山の崩壊を防止することができる。特に、この発明では、上記凹部及び凸部が螺旋状に形成されてなる（該凹部及び凸部はバルブの一端側から他端側に亘って連続している）ことから、より一層確実に内部を閉塞することが可能となる。
【００１２】
また、第２の発明（請求項２記載の発明）は、円筒状に成形され内部に圧入される気体の流路となる管部が形成されてなるバルブケースと、このバルブケース内に収容されるとともに上記管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞するに足りる素材により成形された基層と、この基層の内周に積層され該基層よりも軟質の素材で礫が包み込まれる軟質層との２層からなるバルブと、を備えてなることを特徴とする土砂排出用のものである。
【００１３】
この第２の発明では、バルブは、管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞するに足りる素材により成形された基層と、この基層の内周に積層され該基層よりも軟質の素材で礫が包み込まれる軟質層との２層からなることから、内部に比較的小さな礫が位置する場合には、上記軟質層によりその礫が包み込まれる。したがって、この第２の発明による場合であっても、確実に内部を閉塞することが可能となる。
【００１４】
なお、上記基層としては、従来のエアーピンチバルブを構成するバルブの素材と同じ素材を使用することができ、また、上記軟質層に用いられる素材としては、ウレタン樹脂，シリコン樹脂，オルガノ樹脂やこれらに発泡剤が添加された発泡樹脂を使用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態に係るエアーピンチバルブについて図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、第１の実施の形態に係るエアーピンチバルブについて詳細に説明する。
【００１６】
この第１の実施の形態に係るエアーピンチバルブ１は、図１に示すように、一方のバルブケース半体２及び他方のバルブケース半体３からなり、全体が略円筒状に形成されたバルブケース４と、このバルブケース４内に収容され固定されるバルブ５と、上記バルブケース４とバルブ５とを固定するための一方及び他方の固定リング６，７とを備えている。
【００１７】
上記一方のバルブケース半体２及び他方のバルブケース３とは、何れも半円弧状に成形された円弧状部２ａ，３ａと、この円弧状部２ａ，３ａの一端に形成された一方のフランジ部２ｂ，３ｂと、該円弧状部２ａ，３ａの他端に形成された他方のフランジ部２ｃ，３ｃとを備え、上記一方及び他方のフランジ部２ｂ，２ｃ，３ｂ，３ｃには、これら一方及び他方のバルブケース半体２，３からなるバルブケース４と、バルブ５とを固定するための全部で８つのボルト８が螺着される８つのネジ孔２ｄ，３ｄが螺刻されている。なお、上記バルブケース４を構成する一方のバルブケース半体２の円弧状部２ａには、該バルブケース４内に気体を圧入する図示しない気体圧入ホースが接続される管部２ｅが形成されている。
【００１８】
また、上記バルブ５は、従来のエアーピンチバルブを構成するバルブと同じ素材（ゴム）により一体成形されてなるものであって、上記バルブケース４の内径よりもやや短い外径となされた円筒部５ａと、この円筒部５ａの一端に形成され裏面は上記バルブケース４に形成された一方のフランジ部２ｂ，３ｂの正面と接合される一方のフランジ部５ｂと、上記円筒部５ａの他端に形成され裏面は上記バルブケース４に形成された他方のフランジ部２ｃ，３ｃの正面と接合される他方のフランジ部５ｃとからなり、上記一方及び他方のフランジ部５ｂ，５ｃには、それぞれ８つのボルト挿通穴５ｄ，５ｅが穿設されている。
【００１９】
そして、この実施の形態に係るエアーピンチバルブ１では、上記バルブ５の円筒部５ａの内周面には、図１及び図２に示すように、螺旋状の凹部５ｆが形成され、この凹部５ｆと凹部５ｆとの間は、凸部５ｇとなされている。この凹部５ｆ及び凸部５ｇは、本発明（請求項１及び２記載の発明）を構成する凹部及び凸部であり、該凹部５ｆの幅は、凸部５ｇの幅と同じか僅かに長いものとなされ、且つ、後述するように、上記バルブケース４内に気体が圧入され該気体の圧力により内部が変形した際に、該凹部５ｆ内に凸部５ｇが嵌る形状とされている。
【００２０】
また、上記一方及び他方の固定リング６，７は、上記バルブ５を構成する一方及び他方のフランジ部５ｂ，５ｃと同じ形状に成形されてなるものであり、該バルブ５のフランジ部５ｂ，５ｃに穿設されたボルト挿通穴５ｄ，５ｅに対応した位置に全部で８つのボルト挿通穴６ａ，７ａが穿設されている。
【００２１】
したがって、この実施の形態に係るエアーピンチバルブ１は、図１に示すバルブ５の円筒部５ａを、両側から上記一方及び他方のバルブケース半体２，３により挟み、上記一方及び他方の固定リング６，７と上記左右それぞれ８つのボルト８により固定し、上記各部品を一体化させる。
【００２２】
そして、このように一体化されたエアーピンチバルブ１に、上記管部２ｅを介して図示しない気体圧入ホースを接続し、該気体圧入ホースからバルブケース４とバルブ５との間に気体を圧入すると、該気体の圧力によりバルブ５を構成する円筒部５ａが変形し、該円筒部５ａの内側が閉塞される。このとき、このバルブ５内に礫Ｓが位置すると、図３及び図４に示すように、礫Ｓの周囲は、バルブ５の内周面に形成された凹部５ｆ内に凸部５ｇが嵌まり込む。これにより、礫Ｓがバルブ５内に位置する場合であっても、確実に内部が閉塞される。
【００２３】
したがって、この実施の形態に係るエアーピンチバルブ１によれば、礫Ｓの存在により、内部が閉塞されず泥土や泥水が漏出することがない。このため、この第１の実施の形態に係るエアーピンチバルブ１を、図７に示す排泥管５０の中途部に固定した場合であっても、礫Ｓにより内部が閉塞されず、該排泥管５０が閉塞したり、シールド機５２により掘削する地山が崩壊する危険性も有効に防止することができる。
【００２４】
特に、この実施の形態に係るエアーピンチバルブ１では、バルブ５の内周面に、螺旋状の凹部５ｆと凸部５ｇを形成したことから、製造も容易となり、また、泥土がこの凹部５ｆ内に堆積した場合であっても、気体の圧入による変形の繰り返しにより自然に該堆積した泥土は除去される。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るエアーピンチバルブ１０について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
この第２のエアーピンチバルブ１０は、前述した第１の実施の形態に係るエアーピンチバルブ１を構成するバルブケース４，一方及び他方の固定リング６，７及びボルト８は、それぞれ同一の構成であることから、同一の符号を用いるとともに、それぞれの説明は省略し、構成の異なるバルブ１１について説明する。このバルブ１１は、図５に示すように、円筒部１１ａと、この円筒部１１ａの一端に形成された一方のフランジ部１１ｂと、上記円筒部１１ａの他端に形成された他方のフランジ部１１ｃとを備え、これら円筒部１１ａ及び一方及び他方のフランジ部１１ｂ，１１ｃは、従来のエアーピンチバルブを構成するバルブに用いられている素材と同じゴムにより一体成形されたものであり、上記円筒部１１ａは、本発明を構成する基層である。なお、上記一方及び他方のフランジ部１１ｂ，１１ｃには、上記ボルト８が挿通される挿通穴１１ｄ，１１ｅが穿設されている。
【００２７】
そして、上記基層である円筒部１１ａの内周面には、上記ゴムよりも軟質となされたウレタン樹脂からなる軟質層１１ｆが積層されている。この軟質層１１ｆの肉厚は、想定する礫Ｓの大きさにより適宜選定されるものであり、本実施の形態では、約５０ｍｍ〜２０ｍｍの肉厚とされている。
【００２８】
したがって、上述した第２の実施の形態に係るエアーピンチバルブ１０によれば、バルブケース４とバルブ１１との間に気体が圧入され、該気体の圧力によりバルブ１１を構成する円筒部（基層）１１ａと軟質層１１ｆとが変形し、該軟質層１１ｆの内側が閉塞され、そして、図６に示すように、内部に礫Ｓが存在する場合であっても、上記軟質層１１ｆより該礫Ｓは包まれることとなり、該礫Ｓの周囲は上記軟質層１１ｆにより確実に密閉することができる。また、この第２の実施の形態に係るエアーピンチバルブ１０によれば、上記第１の実施の形態に係るエアーピンチバルブ１に比べ、バルブ１１の内周面には、凹部や凸部が形成されていないことから、泥土などの異物が堆積する可能性もなく、より一層内部を密閉することが可能となる。
【００２９】
なお、上記各実施の形態に係るエアーピンチバルブ１，１０では、バルブケース４が一方及び他方のバルブケース半体２，３の２つの部品から構成されているが、本発明を構成するバルブケースは、このように２つの部品から構成されている必要はなく、一体成形されたものであっても良い。
【００３０】
【発明の効果】
前述した本発明の実施の形態の説明からも明らかなように、本発明(請求項１記載の発明)では、バルブの内周面には、凹部とこの凹部に並ぶ凸部が螺旋状に形成されてなるとともに、上記管部から圧入された気体により該バルブが変形し内部を閉塞した際にこの凹部内に凸部が嵌るよう構成されてなることから、排泥管の閉塞や地山の崩壊を防止することができる。特に、この発明では、上記凹部及び凸部が螺旋状に形成されてなる（該凹部及び凸部はバルブの一端側から他端側に亘って連続している）ことから、より一層確実に内部を閉塞することが可能となる。
【００３２】
また、第２の発明（請求項３記載の発明）では、バルブケース内に収容されるとともに上記管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞するに足りる素材により成形された基層と、この基層の内周に積層され該基層よりも軟質の素材で礫が包み込まれる軟質層との２層からなるバルブと、を備えてなることから、内部に比較的小さな礫が位置する場合には、上記軟質層によりその礫が包み込まれる。したがって、この発明による場合であっても、確実に内部を閉塞することが可能となり、さらに、内周に泥土などの異物が堆積することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエアーピンチバルブの分解斜視図である。
【図２】バルブを示す側断面図である。
【図３】エアーピンチバルブが礫とともに閉塞された状態を示す側断面図である。
【図４】図４に示す礫とその周りを拡大して示す拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るエアーピンチバルブの側断面図である。
【図６】エアーピンチバルブが礫とともに閉塞された状態を示す側断面図である。
【図７】従来のエアーピンチバルブが排泥管に固定された状態を模式的に示す側面図である。
【図８】従来のエアーピンチバルブが礫とともに閉塞された状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１    エアーピンチバルブ
２    一方のバルブケース半体
２ｅ    管体
３    他方のバルブケース半体
４    バルブケース
５    バルブ
５ａ    円筒部
５ｆ    凹部
５ｇ    凸部
１０    エアーピンチバルブ
１１    バルブ
１１ａ    円筒部
１１ｆ    軟質層
Ｓ    礫
【図１】
0003933454.tif 000002
【図２】
0003933454.tif 000003
【図３】
0003933454.tif 000004
【図４】
0003933454.tif 000005
【図５】
0003933454.tif 000006
【図６】
0003933454.tif 000007
【図７】
0003933454.tif 000008
【図８】
0003933454.tif 000009