JPH063274B2 - 流体継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、高圧水を吸う配管の接続に好適な流体継手に
関するものである。

「従来の技術」 従来、トンネル掘削法に採用されているウオータジェッ
トブラスティング工法（ＷＪＢ工法）においては、岩盤
を発破してトンネルを掘削するために、第４図に示すよ
うに、岩盤Ｇに対して多数の発破孔Ｉを形成し、発破孔
Ｉにスリット（切り溝）２を形成しておくことが行なわ
れている。このスリット２を形成する理由は、発破によ
る圧力をスリット２の方向に沿わせて効果的に作用させ
るとともに、発破面を平滑にするためである。

ところで、前記工法において発破孔Ｉとスリット２を形
成するには、ロッドと穿孔ビットからなる穿孔工具を備
えた削岩機（ドリフター等）を用いて発破孔Ｉを形成し
た後に、穿孔ビットとロッドを発破孔Ｉから引き出し、
その後にスリット形成用の高圧水ランスを発破孔Ｉ内に
挿入し、高圧水を噴出させつつ高圧水ランスを引き出し
てスリット２を形成するといった作業を行っているが、
この作業においては、穿孔ビットとロッドとの引き出し
時間と高圧水ランスの挿入時間が全くの作業ロスとなる
問題がある。そこで本発明の出願人は、先に、高圧水ラ
ンスを組み込んだ新規構成のドリフターを開発してい
る。ところがこのドリフターを用いてスリット２を形成
するに際しては、第４図に示すように種々の方向にスリ
ット２を形成する作業を行う関係から、あるいは、ロッ
ドの回転角に対して一定の高圧水注入方向が得られるこ
とが好ましい関係から、更に、高圧ポンプに接続した高
圧ホースを常時接続しておき、必要に応じて高圧ポンプ
またはバルブのスイッチの入切を行いたい関係から、ド
リフター内部に施した高圧水配管に、前述した各要求に
答えうる流体継手を組み込む必要がある。

ここで、従来知られている流体継手の一例を第５図に示
す、第５図に示す従来のスイベル継手４は、逆Ｔ字型の
中空部を内部に形成した筒体５の内部に回転自在に連結
管６を挿入し、連結管６の抜け止めをなし、連通管６の
外周面と筒体５の内周面との間に摺動部分にシール材７
を配設した構成である。

「発明が解決しようとする問題点」 第５図に示す従来構成の流体継手４にあっては、シール
材７がたえず高圧水にさらされ、その上、シール材７と
接触しつつ連通管６が回転摺動するために、シール材７
の摩耗が激しく止水性に難点を有する欠点があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、回転摺動
する部分に従来必要であったシール材を無くしてシール
材の摩耗による止水性の低下問題を解消するとともに、
用いる高圧水の水圧の高低に影響を受けることなく回転
摺動部分に所定のシール圧力を得ることができる流体継
手を提供することを目的とする。

「問題点を解消するための手段」 本発明は、前記問題点を解消するために、静止外筒と、
この静止外筒に遊嵌された流通管と、前記流通管と静止
外筒との間に相互に離間し、かつ、各々静止外筒と流通
管に接触しつつ内筒の長さ方向に移動自在に設けられた
一対の内筒ライナーと、前記静止外筒の開口部側に設け
られたフランジ部と、シール部材とを備えてなり、前記
流通管の周壁に、前記一対の内筒ライナー間の間隙と流
通管の流体通路に開口する内部通路を形成し、前記静止
外筒に前記間隙に通じる流入孔を形成するとともに、内
筒ライナーに付勢部材を付設し、前記フランジ部に対向
する各内筒ライナーの端面に、前記付フランジ部に当接
する接触凸部を周設したものである。

「作用」 静止外筒の流入孔から円筒ライナー間の間隙に流入した
流体の圧力と、円筒ライナーおよび静止外筒とフランジ
部と接触凸部とが形成する空隙に流入した流体の圧力と
がバランスするとともに、付勢部材が円筒ライナーを付
勢し、円筒ライナーの接触凸部を所定の力でフランジ部
に押し付け、流体圧力の高低に影響されずに所定のシー
ル力を発生する。また、流入管が静止外筒の内側で回転
する際に、接触凸部がフランジ部に対して回転摺動し、
摺動部分に従来用いていたシール材を用いる必要がない
構成であるために、シール材の摩耗に起因する止水性の
低下現象は生じない。

「実施例」 第１図は、本発明の一実施例の流体継手Ａを示すもの
で、この流体継手Ａは、流通管１１と、この流通管１１
に外挿された静止外筒１２と、この静止外筒１２と流通
管１１の間に設けられた内筒ライナー１３，１３を主体
として構成されている。

前記流通管１１は、その内部に流体通路１５を有し、流
通管１１の一部の外周には大径部１６が形成され、この
大径部１６の外周面に各々離間して形成された凹溝１７
にはシール部材１８が挿入され、凹溝１７，１７の間の
大径部１６には、大径部１６の外周面と流体通路１５に
開口する内部通路１６ａが形成されている。

前記静止外筒１２は、前記大径部１６の幅より若干長
く、しかも、大径部１６よりも大きい直径に形成され、
静止外筒１２の開口部には内向きのフランジ部２０が一
体に形成され、このフランジ部２０の内径は前記大径部
１６の直径よりも若干小さく、しかも、前記流通管１１
の外径よりも若干大きく形成されている。そして、静止
外筒１２に、前記フランジ部２０の内側に大径部１６を
挿入して流通管１１が挿通されている。なお、静止外筒
１２の長さ方向中央部には高圧の流体を送る高圧ポンプ
に接続される高圧管２１を接続した流入孔２２が形成さ
れている。

一方、大径部１６の外方には、リング状の内筒ライナー
１３，１３が、相互に離間し、かつ、大径部１６の凹溝
１７を覆って摺動自在に外挿されている。そして、内筒
ライナー１３、１３の間には、内筒ライナー１３の端面
１３ａ，１３ａと静止外筒１２と大径部１６に囲まれて
間隙Ｋが形成されている。なお、前記内筒ライナー１３
は、シール部材１８により内筒ライナー１３と大径部１
６の間を液密に閉塞された状態で大径部１６に沿って大
径部１６と静止外筒１２に接しつつ流通管１１の長さ方
向に摺動自在に設けられている。更に、各内筒ライナー
１３の端面のうち、フランジ部２０に対向する端面１３
ｂの内周部には、接触凸部２５が周設されている。ま
た、前記間隙Ｋには、円筒ライナー１３，１３を互いに
離れるように付勢するばね部材（付勢部材）２３が設け
られ、ばね部材２３のばね力により円筒ライナー１３，
１３の接触凸部２５は各々フランジ部２０の内周面２６
に当接されている。そして、前記接触凸部２５と内筒ラ
イナー１３の端面１３ｂと静止外筒１２とフランジ部２
０とに囲まれて空隙Ｄが形成されている。なお、円筒ラ
イナー１３，１３間の間隙Ｋは、静止外筒１２の流入孔
２２と、流通管１１の内部通路１６ａに連通されてい
る。

前述の如く構成された流体継手Ａは、例えば１０００kg
／cm²以上もの高圧水を吸う削岩機に組み込まれる高圧
配管の接続用に使用される。

即ち、高圧管２１を高圧ポンプに接続し、流通管１１を
ジェットノズルを備えた削岩機のロッドに直接あるいは
間接的に接続する。

そして、高圧ポンプから高圧管２１に高圧水を送ると、
高圧水は、流入孔２２から円筒ライナー１３，１３間の
間隙Ｋに入り、内部通路１６ａを経て流通管１１の流体
通路１５に移動してジェットノズル側に流動する。この
際、間隙Ｋと空隙Ｄに高圧水が流入し、内筒ライナー１
３の両側に高圧水が流入するために、内筒ライナー１３
には、円筒ライナー１３の間隙Ｋ側の端面１３ａの面積
と、反対側の端面１３ｂの面積との差の分から生じる若
干の水圧が作用し、更にばね部材２３の付勢力も加わっ
て結果的に円筒ライナー１３は互いに離れる方向に付勢
される。こうして円筒ライナー１３の接触凸部２５をフ
ランジ部２０の内周面に押し付けてシール力を発生させ
る。

前述のような状態で削岩機のロッドが回動して流通管１
１が回動する場合は、流通管１１と円筒ライナー１３，
１３が共に静止外筒１２の内部で回動する。そして、こ
の回動の際に、接触凸部２５がフランジ部２５に接触し
つつ摺動してシール力を発生する。即ち、前記構成で
は、固定側であるフランジ部２０と回動側である接触凸
部２５との間にシール材がないために、前記回動により
シール材が摩耗することは生じなくなり、止水性が低下
する問題は生じない。なお、前記回動により接触凸部２
５が損耗することが考えられるが、接触凸部２５が損耗
により短くなった場合は、間隙Ｋの水圧とばね部材２３
の付勢力により円筒ライナー２５がフランジ部２０側に
更に接近することにより接触凸部２５を確実にフランジ
部２０に当接させてシール力が発生する。従って接触凸
部２５が完全に損耗するまでの間、長期間にわたって確
実に所定のシール力を得ることができる。

第２図は本発明の第２実施例の流体継手Ｂを示すもの
で、この例の流体継手Ｂは、第１図に示す流体継手Ａに
おいて静止外筒１２に形成されていたフランジ部２０を
静止外筒１２とは別体に設けた構成の継手を示すもので
ある。なお、第２図に示す流体継手Ｂにおいて、第１図
に示す流体継手Ａと同一の構成部分には同一符号を付し
てそれらの説明は省略する。

本実施例の流体継手Ｂは、流通管１１の大径部１６の外
方に外向きのフランジ部３０を有するフランジ部材３１
を設け、このフランジ部材３１の外方に、円筒ライナー
３２と静止外筒３３を設けた構成である。

前記フランジ部材３１は、流通管１１の大径部１６を覆
って嵌着された筒体３５と、この筒体３５の両端開口部
に前記大径部１６の両側に位置するように形成された外
向きのフランジ部３０と、筒体３５の両端開口部に大径
部１６を挟むように形成された内フランジ３６とから構
成され、筒体３５には流通管１１の内部通路１６ａに通
じる透孔３５ａが形成されている。

前記フランジ部材３１のフランジ部３０，３０の間に
は、内筒ライナー３２，３２が互いに離間して設けら
れ、フランジ部３０に対向する内筒ライナー３２，３２
の端面外周部に接触凸部３７が周設されている。そし
て、静止外筒３３の内面には肉厚部３８が形成され、こ
の肉厚部３８の内周面に前記内筒ライナー３２，３２に
対向する凹溝３９が形成れ、各凹溝３９にはシール部材
４０が挿入されている。

前記構成の流体継手Ｂは、高圧管２１から間隙Ｋに高圧
水が流入し、内筒ライナー３２が移動してその接触凸部
３７がフランジ部３０の内周面に接触してシール力を得
る構造である。また、本実施例の構造では、流通管１１
が回動する場合、流通管１１とフランジ部材３１が共に
回動し、内筒ライナー３２は静止するようになってい
る。

第３図は、本発明の第３実施例の流体継手Ｃを示すもの
で、本実施例において、先に説明した第１実施例におい
て設けられた一対の内筒ライナーのうちの一方を特別な
構成としたものである。その他の構成は第１実施例と同
等である。

即ち本実施例においては、第３図の右側の内筒ライナー
１３′の外周部に段部５０を形成し、この段部５０に連
続させて接触凸部２５を形成し、内筒ライナー１３′の
端面１３ａの面積と端面１３ｂの面積を同一になるよう
に構成した例である。

前記構成の流体継手Ｃにあっては、内筒ライナー１３の
端面１３ａに作用する流体圧と内筒ライナー１３の端面
１３ｂに作用する流体圧を同一にすることができ、左右
の内筒ライナー１３，１３′は、ばね２３によってのみ
付勢され、接触凸部２５，２５がフランジ部２０，２０
に接触して目的を達成する。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、静止外筒と流通管の間に
設けた内筒ライナーの両側に流体を導き、内筒ライナー
の両側に導いた流体圧をバランスさせ、付勢部材により
内筒ライナーの接触凸部をフランジ部に押し付けてシー
ル力を得る構成のために、導く高圧流体の圧力に影響さ
れずに所定のシール力を得ることができる。従って本発
明の流体継手は、高圧の流体を扱う配管の接続用として
好適である。また、流通管は静止外筒の内側で自由に回
動でき、流通管の回動により静止外筒のフランジ部に当
接した内筒ライナーの接触凸部が摺動しつつシール力を
発揮するために、接触凸部が損耗して短くなった場合で
も、内筒ライナーが付勢部材に付勢されて接触凸部の先
端をフランジ部に押し付けるために、シール部分の止水
性低下の問題は生じない特長がある。従って本発明の流
体継手は、岩盤に所要の向きのスリットを形成する削岩
機等のように、高圧水を通す配管を回動させる必要を生
じる装置に用いる配管の接続用として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本
発明の第２実施例を示す断面図、第３図は本考案の第３
実施例を示す断面図、第４図はトンネル掘削を行う場合
に岩盤に形成した発破孔とスリットを示す正面図、第５
図は従来のスイベル継手を示す断面図である。 Ａ，Ｂ……流体継手、Ｋ……間隙、 １１……流通管、１２，３３……静止外筒、 １３，３２……内筒ライナー、 １５……流体通路、１６ａ……内部通路、 １８，４０……シール部材、 ２０，３０……フランジ部、２２……流入孔、 ２３……ばね部材（付勢部材）、 ２５，３７……接触凸部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤田 昌義 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 和田 孝史 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静止外筒と、この静止外筒に遊挿された流
   通管と、前記静止外筒と流通管との間において流通管の
   長さ方向に移動自在に流通管に外挿された一対の内筒ラ
   イナーと、前記静止外筒の開口部側に設けられたフラン
   ジ部と、前記流通管あるいは静止外筒と内筒ライナーと
   の間に介在されたシール部材とを備えてなり、前記流通
   管の周壁には前記一対の内筒ライナー間の間隙と流通管
   内の流体通路とに開口する内部通路が形成され、前記静
   止外筒には前記間隙に通じる流入孔が形成されるととも
   に、前記内筒ライナーには、内筒ライナーをフランジ部
   側に付勢する付勢部材が付設され、前記フランジ部に対
   向する各内筒ライナーの端面には、前記付勢部材が内筒
   ライナーに作用させる付勢力によって前記フランジ部に
   当接する接触凸部が周設されてなることを特徴とする流
   体継手。