(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
釈放状態で適用すべき配管のシール外径より大径として成形された断面Ｕ形の弾性パッキングを用い、該パッキングを収容するハウジングを４個以上に分割すると共にそれら分割端面間に弾性材をそれぞれ介在せしめ、それらハウジングの一端部をベース管体に係止させると共に該ベース管体に取付けた操作シリンダーのピストンと連結させ、しかも前記ハウジングの他端部と係止する拘止部体を取付けたスライド部材を設け、上記したハウジングに該スライド部材の内面に形成した傾斜面と接合する受圧部を形成したことを特徴とする管継手着脱操作機構。
【請求項２】
ベース管体にハウジングと係合する第１の係合部とスライド部材に係止する第２の係合部とを設け、しかも前記スライド部材または操作シリンダーのピストンに前記した第２の係合部と係止して上記スライド部材の作動範囲を制限するストッパーを設けたことを特徴とする請求項１に記載の管継手着脱操作機構。
【請求項３】
断面Ｕ形の弾性パッキングにおける内腔にスポンジ材のような多孔質弾性材を装入したことを特徴とする請求項１、２の何れか１つに記載の管継手着脱操作機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管継手着脱操作機構に係り、管継手を自動的な操作機構によって円滑且つ迅速に着脱操作するに適した機構を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
流体を搬送供給または排出するための管路部体と機器とを接続するために継手を用いることは不可欠であって古くから各方面において種々に採用されて来たが、機器などに対する接続または取外しは人手によりスパナーなどの工具を用いて継手を組立てあるいは分解する手法によっている。特にパッキングを管体および機器の接続口に緊圧せしめてシールすることが一般的であるからこの場合にはパッキングを順次に緊圧シールためにも人手による緊締操作が不可欠的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが各種施工などにおいて上記のような管路接続機器を頻繁に変換して施工するような場合には前述したような取外し、接続を繰返して実施することが必要であり、その作業工数、工具、時間を多く必要とし、その間は何れにしても作業中断となる。従って前記したような車外しおよび接続をできるだけ短時間内に実施することが好ましいことは当然で、そうした操作を容易且つ短縮化し省力化することについての要求が大である。
【０００４】
例えば水を利用したシールド工事におけるシールドマシンに対し掘削のための給水をなし、したも掘削後の排泥を行うために、それぞれの配管を接続することが必要であり、これらの各配管を人手によって接続、解脱することは著しく煩雑で、少くともその間は完全な作業中断となり、特に今日においてはそうした機器における各部機構が遠隔操作や運転室内における切換操作で適宜に実施されているような条件下において作業上甚だしい不利を生ぜしめている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記したような従来技術における課題を解消することについて検討を重ね、シール材たるパッキングと共にこれを収容するハウジングを特定の構成とすると共に該パッキングによる緊締シールを操作手段によりワンタッチ的に行わしめることによりその操作を容易且つ確実に、しかも瞬間的に達成するようにしたものであって、以下の如くである。
【０００６】
（１）  釈放状態で適用すべき配管のシール外径より大径として成形された断面Ｕ形の弾性パッキングを用い、該パッキングを収容するハウジングを４個以上に分割すると共にそれら分割端面間に弾性材をそれぞれ介在せしめ、それらハウジングの一端部をベース管体に係止させると共に該ベース管体に取付けた操作シリンダーのピストンと連結させ、しかも前記ハウジングの他端部と係止する拘止部体を取付けたスライド部材を設け、上記したハウジングに該スライド部材の内面に形成した傾斜面と接合する受圧部を形成したことを特徴とする管継手着脱操作機構。
【０００７】
（２）  ベース管体にハウジングと係合する第１の係合部とスライド部材に係止する第２の係合部とを設け、しかも前記スライド部材または操作シリンダーのピストンに前記した第２の係合部と係止して上記スライド部材の作動範囲を制限するストッパーを設けたことを特徴とする前記（１）項に記載の管継手着脱操作機構。
【０００８】
（３）  断面Ｕ形の弾性パッキングにおける内腔にスポンジ材のような多孔質弾性材を装入したことを特徴とする前記（１）（２）項の何れか１つに記載の管継手着脱操作機構。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上記したような本発明によるものの実施態様を添附図面に示すものについて説明すると、本発明においては上記したような機器などに対する管路の接続のために断面Ｕ形の弾性パッキングを採用するが、このパッキング１は本発明において図１に示すような特定のものを採用する。即ち管体相互を接続するためにハウジングに内装された断面Ｕ形のパッキング１を採用すること自体は従来から用いられているところであるが、従来の断面Ｕ形パッキング１ｂは図１の左側に示すように接続すべき管体の外径より適度に小径として成形されたものを拡径して管体１０にセットしているのに対し、本発明においては図１の中間に示すようにその右側に示した適用すべき管体１０の外径１０ａより適度に大径として成形されたパッキング１ａを採用する。
【００１０】
即ち従来技術においては自然状態で小径のパッキング１ｂを用い拡径して装着し釈放することにより管体面に接合シールするものであるのに対し、本発明においては拡径することなく所定位置にセットしハウジングを縮径操作してパッキング１を管体１０に圧接シールせしめるものであって、このためハウジング２を図２に示すように多数個に分割し、それらの分割ハウジング２ａにおける分割端面に夫々受部１１を形成して各分割ハウジング間に円形弾性材３を夫々介装せしめ、釈放時には図２の（Ａ）に示すように拡径し、緊締時には同図（Ｂ）のように縮径状態とするものである。
【００１１】
前記したようなハウジング２の分割数については緊締してパッキング１ａを縮径し、ハウジング２を管体に係止せしめた状態と、該緊締を釈放した状態との間の移動量を制限するため図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すような関係を考慮して決定する。即ち分割数が少い場合は図３（Ａ）のように分割ハウジング２ａの両端２ａ’が管体係止部に対する係止状態から解脱するために大きな半径方向移動を必要とするのに対して、分割数が多くなり分割ハウジング２ａの幅が小となった図３（Ｂ）の状態においては同径の管体１０に対して少い移動量で係止状態から退避解脱することができる。しかも上記のように分割ハウジング２ａが半径方向にスライドするに当って、分割数が少でスライド量の大きい場合は特に分割ハウジング２ａを縮径する際にそれら分割ハウジング２ａ、２ａ──に内装されたパッキングを分割ハウジング２ａ内に噛み込む可能性が高くなり、それなりに分割数を大とすることが好ましい。
【００１２】
一方分割数を大とすると構造が複雑となり、製作取扱いが煩雑となることは当然でこれらの関係から分割ハウジング２ａの分割数は適用されるべき管体径を考慮し適当な分割数を決定することとし、例えば適用される管体外径が１０ｃｍの場合は  個、１５ｃｍの場合には  個、２０ｃｍの場合には  個、３０ｃｍの場合には  個、５０ｃｍの場合には  個程度とすることが好ましい。
【００１３】
上記したようなパッキング１ａを内装した分割ハウジング２ａに対する着脱操作機構についての１例は図４に示す如くであり、上述したような機器本体の如きに設けられたベース管体４には油圧式などによる操作シリンダー５がその取付座１３で取付けられ、そのピストン１５にはベース管体４にそってスライドされるスライド部材が連結され、即ち図示のものにおいては該スラツイド部材が第１のスライド部材６と第２のスライド部材７より成り、またその第２スライド部材７の先端部には拘止部体８が取付けられたものである。
【００１４】
つまり、第１スライド部材６はピストン５に対しストッパー９を介して取付手段１７で連結され、ストッパー９の先端は前記ベース管体４の第２係止部４２に臨ませられていてピストン５による押進量を規定し、また第１スライド部材６は第２スライド部材７に対し係止部材１６により係止固定されているが、斯うして取付けられた第２スライド部材７の内面には第１、第２の傾斜ガイド面７ａ、７ｂが形成され、これらの傾斜ガイド面７ａ、７ｂには前記したような分割ハウジング２ａの背面に形成された接合部１２、１２ａが臨ませられている。
【００１５】
なおベース管体４の外面には第１係止部４１と第２係止部４２が設けられ、第１係止部４１はハウジング２ａの係合溝２１と係合してハウジング２ａの半径方向におけるスライドを案内し、第２係止部４２は第１スライド部材６の内面に形成された係止段６２に臨ませられて前記ピストン１５によるスライド部材６の引込み位置を制限し、従ってスライド部材６、７は前記ストッパー９とこの係止段６２の範囲で往復作動せしめられ、そうした往復作動における図３に矢印で示すような押進時に前記接合部１２、１２ａによって各分割ハウジング２ａをベース管体４およびこれに接続される接続管体１０方向に押入し締め込みを行う。
【００１６】
第２スライド部材７の先端に上記したように取付けられた拘止部体８はその先端に傾斜爪部１８が成形されていて前記したようなハウジング２ａの先端部に臨ませられ、前記ピストン１７で解放作用されたときに各ハウジング２ａを半径方向外側に引き離し作用せしめ、即ち円形弾性材３およびパッキング１ａの復元作用力で各ハウジング２ａが拡開されないときにおいてもハウジング２ａの端角部２２に作用して強制的に持ち上げ、確実に開放せしめる。
【００１７】
上記したような本発明の着脱操作機構による操作手順は図５に示す如くでベース管体４に対し図４に示すような状態で接続管体１０が図５（Ａ）において矢印で示したように押入され、この図５（Ａ）の状態から更に挿入されてベース管体４の端部と接合すると図５（Ｂ）のようになる。またこの図５（Ｂ）の状態となってから操作シリンダー５が作動し、ピストン１５が伸出すると第１スライド部材６を介して第２スライド部材７が図５（Ｃ）のように前進して第１傾斜ガイド面７ａが接合部１２に接すると共に第２傾斜ガイド面７ｂが各分割ハウジング２ａの肩部に接合する。
【００１８】
上記のような図５（Ｃ）の状態から更にピストン１５が前進すると、上記のようなガイド面７ａ、７ｂによって各分割ハウジング２ａを図５の（Ｄ）に示す如く管体４、１０面に圧下し、パッキング１ａの両側リップ部は両管体４、１０の端部間に圧接される。この図５（Ｄ）の状態から更にシリンダーピストン１５が伸出することによって図５（Ｅ）のように前記ガイド面７ａ、７ｂが各分割ハウジング２ａの接合部１２ａおよび接合部１２を乗り越え、即ち第２スライド部体７によって各分割ハウジング２ａおよびパッキング１ａを両管体４、１０面に押しつけて継手機構による接続を完了する。
【００１９】
上記のようにして接続された両管体４、１０を解脱する操作は別に図６に示してある如くで、図５（Ｅ）の状態からシリンダー５のピストン１５が縮入すると図６（Ａ）の状態となり、接合部１２および１２ａに対するガイド面７ａおよび７ｂの圧下が解放され、拘止部体８の先端部がハウジング２ａの端角部２２に臨ませられ、この図６（Ａ）の状態から更にピストン１５が引込まれる図６（Ｂ）のように端角部２２に拘止部体８の先端が係接される。
【００２０】
前記した図６（Ｂ）の状態から更にピストン１５が縮入して分割ハウジング２ａの端角部２２を押上げると該ハウジングにおけるパッキング１および円形弾性材３の復元作用で同図（Ｃ）のようにハウジング２ａを離脱せしめ、次いで同図（Ｄ）のようにシリンダー５の縮入限に達し、接続管体１０の拘束が解放される。この図６（Ｄ）の状態で接続管体１０は何等の抵抗や拘束なしに抜き取ることができ、図６（Ｅ）のように抜き採られる。
【００２１】
即ち、このような着脱操作機構によるときは何れにしても瞬間的なバルブまたはスイッチの如きにおける操作でワンタッチ的に接続し、またこれを解放し得ることは明かで、遠隔操作で可能となし、また運転ないし作業の自動化を可能とすることは明かである。
【００２２】
図７には上記したような本発明の着脱操作機構を用いてシールド工事における配管接続操作をなす関係が示されている。即ち土層を掘削推進するシールド工事においてはその主体であるシールドマシンに給水すると共に排泥することが必要で、それらのための配管３０がシールド機構３１に導かれ、該シールド機構３１の掘削推進に応じて配管３０を延長することが必要であって、シールド機構３１に対するホースのような配管３０ｂはホースリール３２を介して接続機構３３部分に導かれている。
【００２３】
その操作は図７（Ａ）のように着脱継手２８を解放し、この解放状態で同図（Ｂ）のように接続機構３３を移動させてから図７（Ｃ）のように新しい管３０ａを接続機構３３に供給し、次いで同図（Ｄ）のようにこの新しい管３０ａを既設配管３０に接続する。またホースリール３２から引出された配管の継手部を同図（Ｅ）のように新しい管３０ａに接続せしめ、その後同図（Ｆ）のようにシールド機構３１を前進させて掘削を行わしめるがワンタッチ的に接続することのできる本発明の着脱操作機構によるときは数秒以内の如きに迅速な配管接続を行い得ることは明かである。
【００２４】
図８には本発明による着脱操作機構が軌道上を走行し、しかも冷却水などの流体を必要とする機械装置３６に採用された場合を示すが、軌道３５にそって前記機械装置３６が単に進入し、あるいは前記図６（Ｅ）に示すような解放操作後に単に退出するだけで迅速な接続または解放をなすことができる。
【００２５】
なお本発明による前記図４〜図６のものは接続管体１０に係合溝２４形成し、該係合溝２４に分割ハウジング２ａの突部１４を係合して接続状態を構成するように成っているが、斯様な接続は係合溝２４に代え、接続管体１０の周面に係合リングを突設し、あるいは接続管体の端部に溶接などで取付けられた係止板あるいは無頭管タイプのものに対しても同様に採用することができる。
【００２６】
更に本発明によるものが前記した図７のようなシール機構における排泥８（水）管に採用されるような場合において断面Ｕ形パッキング１の内腔に泥土などの異物が附着沈積して上述したような瞬間的接続ないし離脱操作を阻害する恐れのある場合には図９と図１０に示すようにパッキング１の内腔２６にスポンジゴムのような多孔質弾性材２７を装着したものとして実施することが好ましい。即ちこのような多孔質弾性材２７は内腔２６内における異物の進入堆積を有効に防止し、上述したような瞬間的着脱操作を円滑に実施せしめ得る。
【００２７】
上記したような本発明によるものは釈放状態で適用すべき配管のシール外径より大径として成形された断面Ｕ形の弾性パッキングを用いることにより釈放状態において接続管体が抵抗なしに進入または離脱せしめられ瞬間的でしかも円滑な着脱操作を可能とする。
【００２８】
前記したような釈放状態で適用配管のシール外径より大径とされたパッキングを収容するハウジングを４個以上に分割すると共にそれら分割端面間に弾性材をそれぞれ介在せしめたことによりハウジングをパッキングと一体化させて拡径し配管の装脱を円滑化し且つこれを縮径して連結シール状態を
【００２９】
前記したように分割されたハウジングの一端部をベース管体に係止させると共に該ベース管体に取付けた操作シリンダーのピストンと連結させ、しかも前記ハウジングの他端部と係止する拘止部体を取付けたスライド部材を設け、上記したハウジングに該スライド部材の内面に形成した傾斜面と接合する受圧部を形成したことにより操作シリンダーを利用した遠隔操作の如くで円滑且つ的確な着脱操作を行わしめる。
【００３０】
ベース管体にハウジングと係合する第１の係合部とスライド部材に係止する第２の係合部とを設け、しかも前記スライド部材または操作シリンダーのピストンに前記した第２の係合部と係止して上記スライド部材の作動範囲を制限するストッパーを設けたことによって操作シリンダーによる作動をベース管体を利用して上記したような着脱操作を適切に行わせる。
【００３１】
断面Ｕ形の弾性パッキングにおける内腔にスポンジ材のような多孔質弾性材を装入したことによって土砂などの混入した流体に対する管路系においても上述したような瞬間的着脱操作を的確に達成する。
【００３２】
【発明の効果】
上記したような本発明によるときは瞬間的、ワンタッチ的に配管の接続または取外しを適切に実施することを可能とし、また油圧シリンダーのような操作シリンダーを利用するものであることから作業者が接続部分に近接して手作業するような必要なく、遠隔操作を可能とし且つ運転の自動化を可能ならしめて有効且つ能率的な作業を実施し得るなどの効果を有しており、工業的にその効果の大きい発明である。
また本発明によるものは機器などに設けられたベース管体を用いて上記したような機構における操作シリンダーを取付け且つその着脱操作を適切に実施せしめ、あるいは土砂などの異物の流通する条件下においても前述したようなワンタッチ的着脱操作を常時的確に行わしめ得るなどの効果をも有しているから、これらの点においても工業的効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパッキングと従来技術におけるパッキングと接続すべき配管外面（シール面）との関係を示した説明図である。
【図２】本発明における分割ハウジングの作用関係を示した説明図である。
【図３】適用される配管外面と分割ハウジングの係脱関係を分割ハウジングの分割数との関係で対比して示した説明図である。
【図４】本発明による着脱操作機構の配管に対する適用状態を示した部分的な切欠側面図である。
【図５】本発明によるものの配管挿入ないし継手接続完了過程を段階的に示した説明図である。
【図６】本発明によるものの継手解放操作過程を段階的に示した説明図である。
【図７】本発明によるものをシールド工事におけるシールドマシンの給排水に採用し掘削推進に応じて配管を延長する操作に採用した場合の操作過程を段階的に示した説明図である。
【図８】本発明によるものを軌道走行機械装置に採用した場合の接続、開放操作説明図である。
【図９】パッキングの内腔に異物の附着沈積を回避するようにした本発明の断面図である。
【図１０】図９が示したものの部分的な側面図である。
【符号の説明】
１  断面Ｕ形パッキング
１ａ  本発明のパッキング
１ｂ  従来技術のパッキング
２  ハウジング
２ａ  分割ハウジング
３  円形弾性材
４  ベース管体
５  操作シリンダー
６  第１スライド部材
７  第２スライド部材
７ａ  その第１傾斜ガイド面
７ｂ  その第２傾斜ガイド面
８  拘止部体
９  ストッパー
１０  接続管体
１１  受部
１２  接合部
１２ａ  接合部
１３  取付座
１４  突部
１５  ピストン（操作シリンダー（５））
１６  係止部材
１７  取付手段
１８  傾斜爪部
２１  係合溝
２２  端角部
２４  係合溝
２６  ハウジングの内腔
２７  多孔質弾性材
２８  着脱接手
３０  既設配管
３０ａ  新しい管
３１  シールド機構
３２  ホースリール
３５  軌道
３６  機械装置
【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】
0003757290.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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