JPS6030530Y2 - 三連弁装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は二連弁装置に関する。

例えば、カッタヘッドが前端に設けられたシールド本体
を液圧ジヤツキで推進させながら、前記カッタヘッドに
より切羽の掘削を行い、掘削されたずりを後方へ排出す
るシールド推進装置には、切羽における地下水圧と均衡
をとるために、加圧水を切羽に供給すると共に、切羽へ
供給された加圧水を利用してすりの排出を行うように構
成されたタイプがある。

前記タイプのシールド推進装置では、シールド本体内に
加圧水供給管とすり排出管とが平行に配置され、それぞ
れの管の切羽近傍には止水弁が設置される。

しかしてその作動に際して、前もって両止水弁を閉じる
と共に、シールド推進装置の後方端に設けられたバイパ
ス管を利用して加圧水を循環し、加圧水の圧力を地下水
圧と同圧に調整する。

その後、バイパス管を遮断して加圧水を加圧水供給管に
導く。

この前操作の後、両止水弁を開いて加圧水を切羽に作用
させる。

ところが、前記操作では、バイパス管を通して循環させ
た場合の圧力と、バイパス管を遮断して加圧水供給管に
加圧水を導いた場合の圧力とが変動することがあり、加
圧水供給管に導かれた圧力を切羽における地下水圧と同
圧に設定することは煩雑である。

しかも従来では、両止水弁は作業員の手動操所により個
別に操作されるタイプであったので、作業員１人がやっ
と入れるような狭いシールド本体内においては、一方の
止水弁を開いた後、他方の止水弁を開く、という経時操
作にならざるを得す、この段階で加圧水圧と切羽の地下
水圧との均衡が失われる事態も生じていた。

従って、本考案の目的は、３つの弁の同時操作を行うこ
とのできる二連弁装置を提供することにあり、例えばシ
ールド推進装置に本考案の三速弁装置を適用すれば、前
記２つの止水弁とバイパスの止水弁とを同時操作できる
。

その結果、バイパスを切羽の可及的近傍に設置できるこ
ととなり、前記した圧力変動をなくすことが可能である
。

また、２つの止水弁を経時操作することによる前記不都
合も解消される。

本考案の二連弁装置によれば、２個の第１のケーシング
と、１個の第２のケーシングとが設けられる。

いずれのケーシングも内部に弁座が設けられ、第１のケ
ーシングはその軸線が平行となるように配置される。

他方、第２のケーシングはその軸線が前記第１のケーシ
ングの軸線と直交するように配置される。

前記第１の各ケーシング内に第１の弁体が収容され、ま
た第２のケーシング内に第２の弁体が収容され、・それ
ぞれ弁座に回転可能に支持される。

第１の弁体の他方のケーシングに対向する側にステム接
続部が設けられる。

また第２の弁体の中心を通り、第２のケーシングの軸線
に直交する仮想面上に、第２の弁体のステム接続部が設
けられる。

前記２個の第１の弁体は両端に弁体接続部を有する１個
の第１のステムに係合され、このステムにベルクランク
が非回転的に係合される。

ベルクランクの一方の端部は１個の流体圧シリンダに連
結され、ベルクランクの他方の端部はリンク機構に連結
される。

リンク機構はベルクランクの端部の運動を回転運動に変
え、この回転運動によって第２の弁体に係合する第２の
ステムを回転する。

かくて、単一の流体圧シリンダによって３つの弁体は同
時操作される。

以下に、図面を参照して本考案の実施例について説明す
る。

本考案の二連弁装置は第１図に示すように、軸線が平行
となるように配置される２個の第１のケーシング１０，
１２と、軸線が前記第１のケーシングの軸線と直交する
ように配置される１個の第２のケーシング１４とを含む
。

ケーシング１０とケーシング１２とは同大同形状である
が、第１のステム１６装着用のボス１８が互いに対向す
るごとく配置されている。

以下にはケーシング１０について説明する。

ケーシング１０の中ぐり部２０に設けられた肩部２２に
は凹球面を有する弁座２４が当接され、この弁座２４の
凹球面２６に適合する凸球面２８を有する弁体３０がこ
の弁座２４に当接されている。

弁体３０の前記弁座２４とは反対側に、この弁座２４と
同大同形状の弁座３２の凹球面３４が当接され、この弁
座３２は押え部材３６の肩部に当接されている。

押え部材３６はねじ４０によってケーシング１０のねじ
にねじ込まれる。

弁座３２への押圧力は、押え部材３６のねじ込み量によ
って調整される。

弁体３０は外周面が凸球面２８に形成されている。

その中央部には、前記押え部材３６にボルト４１によっ
て接続されるフランジ４２と一体となった管４４の内径
に整合する貫通孔４６が設けられている。

この弁体３０は前記２つの弁座２４゜３２にシール状態
で回転可能に支持され、図示の位置から９０°回される
と、管４４と、この管４４とは反対側に配置される管４
８との連通を遮断する。

管４８はボルト４１およびフランジ４９によって前記ケ
ーシング１０に接続される。

弁体３０の球面状外周部のうち、前記ケーシング１０の
ボス１８に対向する方の外周部３１、すなわち他方のケ
ーシングに対向する側にステム接続部５０が設けられて
いる。

このステム接続部５０は、図示の例では、角孔となって
おり、他方このステム接続部５０に係合して弁体３０に
回転力を付与するステム１６の弁体接続部５２は角孔に
適合する角柱の形態となっている。

弁体３０のステム接続部５０とステム１６の弁体接続部
５２とは、例えば、前記とは逆に、弁体３０に角柱を、
ステムに角孔をそれぞれ設けて、ステム接続部５０、弁
体接続部５２とすることもできる。

その他、キーとキー溝、スプラインとスプライン溝のよ
うな形態など、ステム１６からの回転力が確実に弁体３
０へ伝えられる形態であればよい。

弁体３０のステム接続部５０に一方側の弁体接続部５２
を係合させたステム１６の他方側には、同じに形成され
た弁体接続部が設けられており、他方のケーシング１２
内に収容された弁体のステム接続部に係合される。

この場合、両ケーシング１０．１２内に収容される弁体
３０が同位相、つまり、一方の弁体３０が開くときは他
方の弁体３０も開き、一方が閉じるときは他方も閉じる
状態となるように、弁体３０とステム１６とを係合させ
ることもでき、異位相、つまり、一方の弁体３０が開い
た状態のとき他方の弁体３０は閉じた状態となるように
、弁体３０とステム１６とを係合させることもできる。

ステム１６はボス１８に嵌合されたスリーブ５４に回転
可能に支持されている。

第２のケーシング１４は前記第１のケーシング１０．１
２と同大同形状であり、その内部に収容される弁座２４
，３２、弁体３０も全く同じ形状である。

前記の通り、その軸線は第１のケーシング１０，１２の
軸線と直交するように配置される点で異なり、また図示
の例では、第２のケーシング１４内に収容された弁体３
０は第１のケーシング１０，１２内に収容された弁体３
０とは異位相である。

第２のケーシング１４に設けられるボス１９は第１のケ
ーシングのボス１８よりも長＜、シかも外径が大きい。

このボス１９にスリーブ５８を介して第２のステム５６
が回転可能に支持される。

ボス１９は第２図に示すように、第２のケーシング１４
から水平方向で前記第１のステム１６に向けて突設され
ている。

従って、この例では弁体３０のステム接続部５０はボス
１９に対向する水平位置に配置される。

しかしながら、ボス１９およびステム接続部５０は後述
するベルクランク、リンク機構などの形状や配置などに
応じて任意の場所をとり得る。

その場合、ステム接続部５０は弁体の中心を通り、第２
のケーシング１４の軸線に直交する仮想面上に配置され
る。

ボス１９はこのステム接続部５０に対向して位置される
。

ステム５６の内方の端部は弁体３０のステム接続部５０
に適合する弁体接続部６０となっており、その外方の端
部にかさ歯車６２が固着されている。

前記第１のステム１６にベルクランク６４が非回転的に
係合される。

図示の例では、ステム１６は四角柱となっており、ベル
クランク６４には四角孔６６が設けられ、この四角孔６
６にステム１６が通されている。

ベルクランク６４とステム１６とはこの外、溶接して取
り付けることもでき、鋳造により一体成形してもよい。

要は両者が非回転的に係合されればよい。

ベルクランク６４の一方の端部６８に流体圧シリンダ７
０が回動可能に接続、すなわち枢着されている。

流体圧シリンダ７０はステー７２に支持され、そのピス
トンロッド７４がベルクランク６４に接続される。

ステー７２は管４８と、前記第１のケーシング１２に接
続された管７６とに溶接付けされ、両管の間隔を不動に
保持する。

このステー７２の中央に穿った貫通孔にアイボルト７８
が挿通されている。

このアイボルト７８のアイ７９と、流体圧シリンダ７０
の一端から突設された一対のフォーク８０の貫通孔とに
ピン８２が通され、流体圧シリンダ７０はアイボルト７
８に枢着されている。

ベルクランク６４の他方の端部６９にリンク機構８４が
接続され、この端部６９の運動を回転運動に変換する。

図示の例では、リンク機構８４はベルクランク６４の端
部６９に接続される第１のリンク８６と、この第１のリ
ンク８６に枢着された第２のリンク８８と、この第２の
リンク８８に固着された水平軸９０とを含む。

水平軸９０は第１図に示すように、第２のケーシング１
４のボス１９にねじ止めされる一対のブラケット９２に
回転可能に支持され、さらに、この水平軸９０には、第
２のステム５６に固着されたかさ歯車６２とかみ合うか
き歯車９４が固着されている。

この結果、ベルクランク６４が流体圧シリンダ７０によ
って作動され、ベルクランク６４が第１のステム１６を
中心として回動すると、端部６９の円弧運動がリンク機
構８４のリンク８６，８８を経て水平軸９０に伝えられ
、この水平軸９０を回転する。

水平軸９０の回転はかさ歯車９４，６２を経てステム５
６へ伝えられ、このステム５６を回転する。

この場合、第１のケーシング１０゜１２に収容された弁
体が開のとき、第２のケーシング１４に収容された弁体
が閉となり、逆に前者が閉のとき後者が開となるために
は、第１のステム１６の９０°の回転により、第２のス
テム５６が９０°回転するように、ベルクランク６４、
リンク機構８４およびかさ歯車９４．６２の大きさなど
を設定する。

かき歯車９４．６２を設けることに代え、リンク機構の
みにより、第２のステム５６を回転することも′できる
。

以上の構成から本考案の三速弁装置は２本の管を平行に
配置すると共に、両管にバイパスを設け、両管およびバ
イパスに設けられる弁を同時操作する箇所ならばどこに
でも適用できる。

例えば、シールド推進装置のシールド本体内に適用する
場合には、第３図のように配置される。

シールド本体１００には切羽の掘削を行うカッタヘッド
１０１が設けられている。

このカッタヘッド１０１はスポークタイプでもよく、ス
リットタイプでもよい。

シールド本体１００は縦孔１０２内に設置された液圧ジ
ヤツキ１０３によってこの縦孔１０２から横方向へ推進
され、シールド本体１００の大半が推進された後は、こ
の後側にシールド管１０４が当てがわれて、このシール
ド管１０４を介して液圧ジヤツキ１０３により推進され
、このようにして次第に地中にシールド管が埋設される
。

シールド本体１００の前端には切羽の地下水圧を測定す
る圧力計１０５が設けられており、他方、ポンプ１０６
からの加圧水を切羽に供給する加圧水供給管１０７に圧
力計１０８が設けられている。

加圧水供給管１０７とずり排出管１０９とには本考案の
二連弁装置のケーシング１２とケーシング１０とがそれ
ぞれ配置され、さらに加圧水供給管１０７とずり排出管
１０９とに、ケーシング１４が接続されている。

この場合、第１のケーシング１０，１２の弁体３０の位
相は同位相とし、これに対して第２のケーシング１４の
弁体３０の位相は異位相とする。

そして、二連弁装置の油圧シリンダ７０は、シールド本
体１００内に設置された油圧ユニット１１０に連なり、
この油圧ユニット１１０はシールド管１０４の外部に配
置された操作盤１１１によって操作可能となっている。

加圧水供給管１０７とずり排出管１０９とは、伸縮管１
１２，１１３を介してそれぞれ元管１１４．１１５に連
なっており、加圧ポンプ１０６が連結される元管１１４
にはバタフライ式の圧力調整弁１１６と、止水弁１１７
とが設けられ、サクションポンプ１１８が連結されてい
る元管１１５には止水弁１１９が設けられている。

そして、圧力調整弁１１６よりもシールド本体１００側
で両元管１１４と１１５との間にバイパス弁１２０を備
えたバイパス１２１が設けられている。

このバイパス弁１２０およびバイパス１２１は前もって
圧力調整するものであり、この位置と、圧力計１０８と
の距離が大きくなるに従い、前記した圧力変動が大きく
なっていた。

図示の例ではケーシング１４およびこのケーシング１４
に収容された弁体３０に、バイパス１２１およびバイパ
ス弁１２０の機能をもたせる。

もつとも、シールド推進装置の運転操作の慎重を期すた
めには、バイパス１２１およびバイパス弁１２０をその
まま具備することが好ましい。

いま、圧力調整弁１１６を申開とし、止水弁１１７と止
水弁１１９とを開き、バイパス弁１２０を閉じ（これら
の弁の操作は手動又は自動で行う）、さらに油圧シリン
ダ７０を作動させて、第１のケーシング１０．１２の弁
体を閉じ、第２のケーシング１４の弁体を開く。

この状態で、加圧ポンプ１０６とサクションポンプ１１
８とを作動させ、両ポンプをバランスさせ、圧力計１０
５と圧力計１０８との圧力を比較する。

円圧力計の圧力が等しくなく地下水圧力の方が加圧水圧
力よりも高いときには、圧力調整弁１１６の開度を大き
くし、逆に地下水圧力の方が加圧水圧力よりも低いとき
には、圧力調整弁１１６の開度を絞って、両圧力が等し
くなるように調整する。

そして、両圧力が等しくなったところで、油圧シリンダ
７０に圧油の供給を行うと、第１のケーシング１０，１
２の弁体３０は閉状態から９０゜回転され、同時に第２
のケーシング１４の弁体は開状態から９０°回転されて
第１図のような状態となり、加圧水は加圧水供給管１０
７から切羽に至り、その後すり排出管１０９を通って沈
澱槽１２２に循環するので、地山は安定に保持される。

この場合、加圧水供給管１０７の弁体３０とずり排出管
１０９の弁体３０とは同時操作されるので、前記した、
従来の経時操作による不都合は生じない。

しかも、二連弁装置のアクチュエータである流体圧シリ
ンダは１つでよく、第１のケーシング１０．１２に収容
された弁体用のステムは共通であるところから、加圧水
供給管とすり排出管との間の間隔を十分に小さくでき、
その結果、シールド本体およびシールド管の小径化が可
能となる。

例えば、加圧水供給管とすり排出管の内径を１００ｍｍ
としたシールド推進装置では、両管の中心線距離は２８
ｏｒＩｒ！Ｒでよく、シールド管の外径は約８７０閣の
ものが完成できた。

本考案によれば、３つの弁を同時操作できるものである
ので作動遅れが生じない。

しかも流体圧シリンダは１個で３つの弁を操作でき、第
１のケーシング内の弁体用のステムは共通であるので、
部品を削減し、組付性も良好である。

なお弁体は前記例のようにボール状のものの外、バタフ
ライ状のものも採用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の二連弁装置の一部を断面で示す平面図
、第２図は第１図の２−２線断面図、第３図は適用例の
説明図である。 １０．１２：第１のケーシング、１４：第２のケーシン
グ、１６：第１のステム、２４，３２：弁座、３０：弁
体、５０：ステム接続部、５２゜６０：弁体接続部、５
６：第２のステム、６２゜９４：かさ歯車、６４：ベル
クランク、７０：流体圧シリンダ、８４：リンク機構、
８６．８８：リンク、９０：水平軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部に弁座が設けられかつその軸線が平行となるように
   配置された一対の第１のケーシングと、内部に弁座が設
   けられかつその軸線が前記第１のケーシングの軸線に直
   交するように配置された第２のケーシングと、前記各第
   １のケーシング内に収容され、該ケーシング内の前記弁
   座に回転可能に支持されかつ互いに他方のケーシングに
   対向する側にステム接続部が設けられた第１の弁体と、
   前記第２のケーシング内に収容され、該ケーシング内の
   前記弁座に回転可能に支持された第２の弁体であってそ
   の中心を通りかつ該ケーシングの軸線に直交する仮想面
   上にステム接続部が設けられた第２の弁体と、前記第１
   の弁体のステム接続部に両端をそれぞれ係合した第１の
   ステムと、該ステムに非回転的に係合されるベルクラン
   クと、該ベルクランクの一方の端部に接続される流体圧
   シリンダと、前記ベルクランクの他方の端部に接続され
   かつ該端部の運動を回転運動に変換するリンク機構と、
   該リンク機構の出力側に接続され、前記回転運動に伴っ
   て回転される第２のステムとを含み、該第２のステムは
   前記第２の弁体のステム接続部に係合された、二連弁装
   置。