JPH08310793A - 伸縮構造物の加圧室の止圧構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、大型の伸縮構造物であっても、確
実に止圧を行うことができる伸縮構造物の加圧室の止圧
構造を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、内部に加圧室を有し、その加圧室
の一部に開口部を有する外周部材と、前記開口部を介し
て前記加圧室内に収納した内挿部材とよりなり、前記加
圧室内の圧力を調整して、前記内挿部材を前記外周部材
に対して摺動させることにより伸縮自在に構成した伸縮
構造物において、断面略逆Ｖ字状で弾力性を有する止圧
リングを、前記加圧室の開口部の周縁に沿って圧縮した
状態で配置し、前記外周部材と前記内挿部材との間隙を
閉鎖して前記加圧室を密閉するよう構成したことを特徴
とする、伸縮構造物の加圧室の止圧構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は伸縮構造物の加圧室の止
圧構造に関するものである。

【０００２】

【従来技術の問題点】シリンダ状の伸縮構造物の止圧構
造としては、従来からＯリングが用いられている。この
Ｏリングは、ゴム等で断面円形状に製作されているた
め、外圧により圧縮、拡張する変形幅が小さい。従っ
て、伸縮構造物が大型になりその製作精度が高くないと
きは、Ｏリングでは構造物表面の凹凸等の大きな変形に
追従できなくなり、確実な止圧が困難となる。

【０００３】

【本発明の目的】本発明は以上の問題を解決するために
成されたもので、大型の伸縮構造物であっても、確実に
止圧を行うことができる伸縮構造物の加圧室の止圧構造
を提供することを目的とする。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明は、内部に加圧
室を有し、その加圧室の一部に開口部を有する外周部材
と、前記開口部を介して前記加圧室内に収納した内挿部
材とよりなり、前記加圧室内の圧力を調整して、前記内
挿部材を前記外周部材に対して摺動させることにより伸
縮自在に構成した伸縮構造物において、断面略逆Ｖ字状
で弾力性を有する止圧リングを、前記加圧室の開口部の
周縁に沿って圧縮した状態で配置し、前記外周部材と前
記内挿部材との間隙を閉鎖して前記加圧室を密閉するよ
う構成したことを特徴とする、伸縮構造物の加圧室の止
圧構造である。また、前記止圧リングは、断面略逆Ｖ字
状の開き角を約１２０°に形成し、その開き角を約９０
°に圧縮して前記加圧室の開口部の周縁に沿って配置す
ることを特徴とした、伸縮構造物の加圧室の止圧構造で
ある。また、前記止圧リングの外周側に、前記外周部材
の開口部の周縁に装着可能な剛性を有するハウジングを
一体に設けることを特徴とした、伸縮構造物の加圧室の
止圧構造である。また、前記止圧リング及び前記ハウジ
ングを複数の円弧状体に分割可能に構成することを特徴
とした、伸縮構造物の加圧室の止圧構造である。また、
前記止圧リングの両側に積層させて、前記止圧リングの
断面略逆Ｖ字状の凸部側と合致する断面略逆Ｖ字状の凹
部を有する拡張ストッパと、止圧リングの断面略逆Ｖ字
状の凹部側と合致する断面略逆Ｖ字状の凸部を有する縮
小ストッパとを配置することを特徴とした、伸縮構造物
の加圧室の止圧構造である。また、前記止圧リングと前
記拡張ストッパ及び前記縮小ストッパの外周側に、前記
外周部材の開口部の周縁に装着可能な剛性を有するハウ
ジングを一体に設けることを特徴とした、伸縮構造物の
加圧室の止圧構造である。また、前記止圧リングと前記
拡張ストッパ及び前記縮小ストッパ並びに前記ハウジン
グを、複数の円弧状体に分割可能に構成することを特徴
とした、伸縮構造物の加圧室の止圧構造である。また、
前記止圧リングは複数個積層させて配置することを特徴
とした、伸縮構造物の加圧室の止圧構造である。さら
に、前記止圧リングの前記内挿部材の表面と接触する部
分に、低摩擦材を付設することを特徴とした、伸縮構造
物の加圧室の止圧構造である。

【０００５】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の伸縮構
造物の加圧室の止圧構造を、人工海底施設に用いた場合
の実施例について説明する。なお、本実施例は水圧で作
動する大口径シリンダ状の伸縮構造物であるが、油圧、
空気圧で作動する中口径、小口径のシンリダ状の伸縮構
造物にも用いることができる。また、海中構造物以外に
も陸上、地中構造物にも用いることができる。

【０００６】＜イ＞人工海底施設全体の構造 人工海底施設は、図４に示すように、海底に固定した基
礎１上の中央に伸縮構造物２を立設し、その上部側に養
殖等の各種海洋設備を設置するための床状あるいは篭状
等の人工海底部３を固定する。伸縮構造物２は周囲に立
設した支柱１１により梁部材１２を介して支持されてお
り、梁部材１２と伸縮構造物２はロ−ラ１３を介して接
触し、伸縮構造物２が摺動できるよう構成されている。

【０００７】伸縮構造物２は、図５に示すように、管状
の外周部材２１と内挿部材２２よりなるシンリダ状の構
造物である。外周部材２１の内部は加圧室２３とし、内
挿部材２２は上端の開口部２４を介して加圧室２３内に
摺動可能に収納されている。また、加圧室２３内の下部
側と、船上等のポンプ２５との間は送排水管２６で連通
する。

【０００８】人工海底部３を上昇させるには、加圧室２
３内に送排水管２６を介して水を圧入し、内挿部材２２
の底面２７を水圧で押し上げて、内挿部材２２を上方に
摺動させることによって上昇させることができる。ま
た、降下させる場合には、加圧室２３内の水圧を徐々に
抜いて、内挿部材２２を下方に摺動させることによって
行える。

【０００９】＜ロ＞加圧室の止圧構造 ところで、上記のように内挿部材２２を効率良く上昇さ
せるためには、加圧室２３内の水圧が外部に漏れないよ
うに工夫する必要がある。そこで、本発明の止圧リング
が用いられる。

【００１０】（１）止圧リング 図２の（ｂ）に止圧リング３を示す。止圧リング３は、
ゴム、塩ビ等の弾力性を有する材質よりなる断面形状が
略逆Ｖ字状の環体であり、その開き角は、止圧リング３
がセットされる外周部材２１と内挿部材２２との間隙の
幅よりも大きく形成する。例えば開き角は１２０°に形
成するのが望ましい。止圧リング３の凹部３１の中央部
には溝３２を全長に亘って設け、止圧リング３の拡縮が
容易になるようにする。また、止圧リング３の内周側
は、構造物表面に圧着する圧着面３３であり、その表面
にはテフロン等の低摩擦材層を加工しておくとよい。

【００１１】（２）ストッパ 図１、２に示すように、止圧リング３の両側に積層させ
て拡張ストッパ４と縮小ストッパ５を設ける。拡張スト
ッパ４は、止圧リング３の凸部３４と合致する断面略逆
Ｖ字状の凹部４１を有しており、この凹部４１の開き角
は約９０°に形成してある。また縮小ストッパ５は、止
圧リング３の凹部３１と合致する断面略逆Ｖ字状の凸部
５１を有しており、この凸部５１の頂角も約９０°に形
成してある。また拡張ストッパ４の上部幅および縮小ス
トッパ５の幅は、内挿部材２２の周面に接触して内挿部
材２２の摺動の妨げとならないように、外周部材２１内
面と内挿部材２２外面との間隙とほぼ同じか或いは若干
狭く形成しておく。両ストッパ４、５の材質は、ゴム、
塩ビ等の可撓性部材を用いても、あるいはその他の非可
撓性部材を用いてもよい。

【００１２】（３）ハウジング ハウジング６は、図３に示すように、内挿部材２２の外
径より僅かに大きい内径を有するリング体を円弧状に分
割した、鋼製等の剛性を有する部材である。このハウジ
ング６は、図１に示すように、円弧状の底板６１と、そ
の内周側に立ち上げた側板６２と、底板６１と対向して
設けた円弧状の上板６３と、各板体の端部を閉塞する端
板６４とよりなる。また、上板６３の内周側には庇部６
５が突設してあり、その庇部６５の下部の側板６２の内
周面に沿って止圧リング３と両ストッパ４、５が取り付
けられる。

【００１３】（４）止圧リングの取付構造 上記のように構成した止圧リング３は、図１、３に示す
ように、外周部材２１の上端の内外周側に突設したフラ
ンジ２８上に取り付けられる。先ず、縮小ストッパ５を
フランジ２８の内周側上面に、凸部５１を上に向けて設
置する。次に、止圧リング３を、その凹部３１を縮小ス
トッパ５の凸部５１と合致させて設置する。止圧リング
３は必要に応じて１つあるいは複数個設置する。

【００１４】次に、拡張ストッパ４を、その凹部４１を
止圧リング３の凸部３４に合致させて設置する。最後
に、ハウジング６を、その庇部６５を拡張ストッパ４上
に位置させ、かつ側板６２の内周面により止圧リング３
を圧縮した状態で、底板６１をフランジ２８上にボルト
７等により固定する。止圧リング３を圧縮した状態の開
き角は９０°程度とするのが望ましい。同様に複数の円
弧状の止圧リング３を、図３に示すようにフランジ２８
に沿って取り付け、環状体を形成する。これによって、
外周部材２１と内挿部材２２との間隙を閉鎖して加圧室
２３を密閉することができる。

【００１５】なお、上記拡張ストッパ４と縮小ストッパ
５を用いずに、止圧リング３のみをハウジング６により
取り付ける構造でもよく、また止圧リング３等を分割型
にせずにリング状に形成してもよい。この場合は、内挿
部材２２の上端からフランジ２８まで押し込むように装
着することになる。

【００１６】

【作用】人工海底部３を上昇させる場合、図５に示すよ
うに、加圧室２３内に送排水管２６を介して水を圧入
し、内挿部材２２の底面２７を水圧で押し上げて、内挿
部材２２を上方に摺動させる。このとき、止圧リング３
は断面略逆Ｖ字状に製作されているため、外圧により圧
縮、拡張する変形幅が大きい。そのため、内挿部材２２
の外周面の凹凸等の変化に十分に追従することができ
る。

【００１７】しかも、図１に示すように、水圧が最下部
の止圧リング３の凹部３１面に作用して、止圧リング３
を押し広げる。また、止圧リング３は、材質が有する弾
性力と、断面略逆Ｖ字状の形状による弾性力によっても
拡張しようとする。そのため、止圧リング３の圧着面３
３は内挿部材２２の外周面に確実に圧着し、外部に水圧
が逃げることがない。

【００１８】また、止圧リング３が拡張しすぎると内挿
部材２２の摺動の抵抗となるため、拡張ストッパ４によ
り止圧リング３の開き幅を制限し、摺動の妨げにならな
いよう工夫されている。また、内挿部材２２の降下時に
は加圧室２３内の水圧が抜けて止圧リング３が縮小しや
すい状態となるが、この場合も止圧リング３が縮小しす
ぎると開口部２４から水圧が逃げてしまい、降下速度を
制御できなくなる。そのため、縮小ストッパ５により止
圧リング３の閉じ幅を制限し、降下の妨げにならないよ
う工夫されている。

【００１９】

【実験結果】図６に、本発明の断面略逆Ｖ字状の止圧リ
ングと、従来のＯリングとの止圧効果を比較した実験結
果をグラフにして示す。なお、実験に使用した外周部材
は外径が２１６．３mmの管体であり、内挿部材は外径が
１９０．７mmの管体である。また、本発明の断面略逆Ｖ
字状の止圧リングは、断面開き幅が７．５mmで硬度が８
０°、従来のＯリングは断面幅が７mmで硬度が８０°の
ものを使用した。なお、本発明の止圧リングは圧縮した
状態で設置されるため、圧縮される前の開き幅はＯリン
グよりも大きくなっている。また、内挿部材として用い
る内管は、重量が１００Kgf と１２０Kgf の２種類を使
用した。

【００２０】図６のグラフから明らかなように、本発明
の止圧リングは、内管重量が１００Kgf のときは１５０
秒で、内管重量が１２０Kgf のときは２５０秒で、９０
cmの高さまで内管を上昇させることができた。それに対
して従来のＯリングは、内管重量が１００Kgf と１２０
Kgf のいずれの場合も、水圧が漏れてしまい、内管を上
昇させることができなかった。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。 ＜イ＞本発明の止圧リングは断面略逆Ｖ字状に製作され
ているため、外圧により圧縮、拡張する変形幅が大き
い。従って、大型構造物などの製作精度が低い構造物に
対しても、その表面の凹凸等の変化に十分に追従して、
確実に止圧することができる。

【００２２】＜ロ＞本発明の止圧リングは、材質が有す
る弾性力と、断面略逆Ｖ字状の形状による弾性力と、水
圧による拡張力の３つの力により構造物表面に圧着する
ため、確実な止圧効果を得ることができる。

【００２３】＜ハ＞止圧リングを分割可能に構成するこ
とによって、構造物の側方からリング状にセットするこ
とができるため、水中等の過酷な作業条件下においても
容易に取付作業を行うことができる。また、解体も容易
であるため、メンテナンス作業も容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の止圧構造の要部の拡大説明図

【図２】 本発明の止圧リングと拡張及び縮小ストッパ
の拡大説明図

【図３】 止圧リングの分割可能な実施例の説明図

【図４】 実施例全体の説明図

【図５】 実施例要部の説明図

【図６】 試験結果を示す説明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅頭 和喜 東京都葛飾区東立石４−15−３ 株式会社 昭和ゴム化学工業所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に加圧室を有し、その加圧室の一部
   に開口部を有する外周部材と、前記開口部を介して前記
   加圧室内に収納した内挿部材とよりなり、前記加圧室内
   の圧力を調整して、前記内挿部材を前記外周部材に対し
   て摺動させることにより伸縮自在に構成した伸縮構造物
   において、 断面略逆Ｖ字状で弾力性を有する止圧リングを、 前記加圧室の開口部の周縁に沿って圧縮した状態で配置
   し、 前記外周部材と前記内挿部材との間隙を閉鎖して前記加
   圧室を密閉するよう構成したことを特徴とする、 伸縮構造物の加圧室の止圧構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の伸縮構造物の加圧室の
   止圧構造において、前記止圧リングは、断面略逆Ｖ字状
   の開き角を約１２０°に形成し、その開き角を約９０°
   に圧縮して前記加圧室の開口部の周縁に沿って配置する
   ことを特徴とした、伸縮構造物の加圧室の止圧構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の伸縮構造物の加
   圧室の止圧構造において、前記止圧リングの外周側に、
   前記外周部材の開口部の周縁に装着可能な剛性を有する
   ハウジングを一体に設けることを特徴とした、伸縮構造
   物の加圧室の止圧構造。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の伸縮構造物の加圧室の
   止圧構造において、前記止圧リング及び前記ハウジング
   を複数の円弧状体に分割可能に構成することを特徴とし
   た、伸縮構造物の加圧室の止圧構造。
5. 【請求項５】 請求項１又は２に記載の伸縮構造物の加
   圧室の止圧構造において、前記止圧リングの両側に積層
   させて、前記止圧リングの断面略逆Ｖ字状の凸部側と合
   致する断面略逆Ｖ字状の凹部を有する拡張ストッパと、
   止圧リングの断面略逆Ｖ字状の凹部側と合致する断面略
   逆Ｖ字状の凸部を有する縮小ストッパとを配置すること
   を特徴とした、伸縮構造物の加圧室の止圧構造。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の伸縮構造物の加圧室の
   止圧構造において、前記止圧リングと前記拡張ストッパ
   及び前記縮小ストッパの外周側に、前記外周部材の開口
   部の周縁に装着可能な剛性を有するハウジングを一体に
   設けることを特徴とした、伸縮構造物の加圧室の止圧構
   造。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の伸縮構造物の加圧室の
   止圧構造において、前記止圧リングと前記拡張ストッパ
   及び前記縮小ストッパ並びに前記ハウジングを、複数の
   円弧状体に分割可能に構成することを特徴とした、伸縮
   構造物の加圧室の止圧構造。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の伸縮
   構造物の加圧室の止圧構造において、前記止圧リングは
   複数個積層させて配置することを特徴とした、伸縮構造
   物の加圧室の止圧構造。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載の伸縮
   構造物の加圧室の止圧構造において、前記止圧リングの
   前記内挿部材の表面と接触する部分に、低摩擦材を付設
   することを特徴とした、伸縮構造物の加圧室の止圧構
   造。