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JP7092569B2 - Tail seal structure of shield excavator - Google Patents
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JP7092569B2 - Tail seal structure of shield excavator - Google Patents

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Description

本発明はシールド掘進機のテールシール構造に関する。 The present invention relates to a tail seal structure of a shield excavator.

胴部の内側でセグメントを円筒壁状に組み立てつつ掘進することでセグメントリングを組み立てるシールド掘進機がある。
シールド掘進機の胴部のスキンプレートの内周面とセグメントの外周面との間の環状の隙間から地山の土砂や水、あるいは、セグメントの外周面と地山との間に充填される裏込め材が胴部の内部に侵入することを防止するため、隙間を塞ぐテールシールがスキンプレートの内周面に設けられている。
従来、テールシールは、多数のワイヤからなるワイヤブラシと、多数のワイヤ間に充填されたグリス(シールドパテグリス)とで構成されている。
しかしながら、このようなグリスは、流動性を有していることから、シールド掘進機の掘進に伴って徐々にワイヤブラシから流出してしまうため、シール性が低下したり、グリスが流出することで生じたワイヤブラシの隙間に裏込め材が侵入して固化することでさらにシール性が低下するといった不利があった。
There is a shield excavator that assembles a segment ring by digging while assembling the segment into a cylindrical wall inside the body.
From the annular gap between the inner peripheral surface of the skin plate on the body of the shield excavator and the outer peripheral surface of the segment, the earth and sand or water of the ground, or the back filled between the outer peripheral surface of the segment and the ground. A tail seal that closes the gap is provided on the inner peripheral surface of the skin plate to prevent the filling material from entering the inside of the body.
Conventionally, a tail seal is composed of a wire brush composed of a large number of wires and grease (shielded putty grease) filled between the large number of wires.
However, since such grease has fluidity, it gradually flows out from the wire brush as the shield excavator digs, so that the sealing property deteriorates or the grease flows out. There is a disadvantage that the sealing property is further deteriorated because the backfill material invades into the generated gap of the wire brush and solidifies.

そこで、特許文献1には、グリスに代えて発泡ウレタンなどの発泡樹脂を多数のワイヤ間に充填する技術が開示されている。
この技術によれば、発泡樹脂はグリスのように流出しないため、シール性を維持する上で有利となる。
Therefore, Patent Document 1 discloses a technique of filling a foamed resin such as urethane foam between a large number of wires instead of grease.
According to this technique, the foamed resin does not flow out like grease, which is advantageous in maintaining the sealing property.

特許第3158019号Patent No. 3158019

しかしながら、上述した従来の技術では、発泡樹脂は破損しやすく、使用に伴って体積が減少する。
また、応力が加わることで発泡樹脂内の気体(空気)が抜けるため、使用に伴って元の形状に復元しにくくなる。
そのため、テールシールの耐久性が低く、長期間にわたってシール性を維持する上で改善の余地がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、長期間にわたってシール性を維持する上で有利なシールド掘進機のテールシール構造を提供することにある。
However, in the above-mentioned conventional technique, the foamed resin is easily damaged and its volume decreases with use.
In addition, since the gas (air) in the foamed resin is released by applying stress, it becomes difficult to restore the original shape with use.
Therefore, the durability of the tail seal is low, and there is room for improvement in maintaining the sealing property for a long period of time.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a tail seal structure of a shield excavator which is advantageous for maintaining a sealing property for a long period of time.

上述の目的を達成するため、本発明は、地山を掘削するカッターがその前端に設けられた前胴部と、前記前胴部の後端に屈曲可能に結合された後胴部とを有する胴部を備え、前記後胴部の後端内周面に前記胴部の軸心方向に間隔をおいて複数のテールシールが設けられ、前記胴部の内側で組み立てられたセグメントリングの外周面と前記後端内周面との間の環状の隙間を前記テールシールで閉塞するようにしたシールド掘進機であって、前記胴部の軸心方向において隣り合う前記テールシールの間に、弾性材料で形成され前記セグメントリングの外周面と前記後端内周面とに弾接しつつそれらの周方向全周に延在し非圧縮性の流体が充填された環状で中空状の弾性体が設けられ、前記テールシールは、前記後端内周面から前記胴部の軸心と交差する方向に延在しその先部が前記セグメントリングの外周面に接触し前記セグメントリングの外周面と前記後端内周面との間の隙間の拡縮に対応して傾動可能なブラシ部を有し、前記弾性体の、前記セグメントリングの径方向の形状は、前記セグメントリングの外周面と前記後端内周面とにより拘束され、前記セグメントリングの軸心方向に沿った形状は、前記後胴部の軸心方向において隣り合う前記テールシールの前記ブラシ部により拘束され、前記シールド掘進機の掘進方向が湾曲状で前記前胴部と前記後胴部の軸心がずれ前記後端内周面と前記セグメントリングの外周面との間の隙間の大きさが前記セグメントリングの半径方向の一方側で拡大し、その反対側の部分で縮小した場合であっても、前記弾性体は前記セグメントリングの外周面と前記後端内周面と前記隣り合う前記テールシールの前記ブラシ部に常時接触することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention has a front body portion provided with a cutter for excavating the ground at the front end thereof, and a rear body portion flexibly coupled to the rear end of the front body portion. The outer circumference of the segment ring assembled inside the body is provided with a body, and a plurality of tail seals are provided on the inner peripheral surface of the rear end of the rear body at intervals in the axial direction of the rear body. A shield excavator in which the annular gap between the surface and the inner peripheral surface of the rear end is closed by the tail seal, and between the tail seals adjacent to each other in the axial direction of the rear body portion. An annular and hollow elastic body formed of an elastic material, which is in contact with the outer peripheral surface of the segment ring and the inner peripheral surface of the rear end and extends all around the circumferential direction and is filled with an incompressible fluid. The tail seal is provided so as to extend from the inner peripheral surface of the rear end in a direction intersecting the axial center of the body portion, and the tip portion thereof comes into contact with the outer peripheral surface of the segment ring to contact the outer peripheral surface of the segment ring. It has a brush portion that can tilt in response to the expansion and contraction of the gap between the inner peripheral surface of the rear end, and the radial shape of the segment ring of the elastic body is the outer peripheral surface of the segment ring and the rear surface. The shape of the segment ring, which is constrained by the inner peripheral surface of the end and along the axial direction of the segment ring, is constrained by the brush portion of the tail seal adjacent to each other in the axial direction of the rear body portion, and the shield excavator is dug. The direction is curved and the axes of the front body portion and the rear body portion are displaced, and the size of the gap between the inner peripheral surface of the rear end and the outer peripheral surface of the segment ring is one side in the radial direction of the segment ring. The elastic body is in constant contact with the outer peripheral surface of the segment ring, the inner peripheral surface of the rear end, and the brush portion of the adjacent tail seal, even when the elastic body is enlarged in the above direction and reduced in the portion on the opposite side thereof. It is characterized by that.

本発明によれば、胴部の軸心方向において隣り合うテールシールの間に、弾性材料で形成されセグメントリングの外周面と後端内周面とに弾接しつつそれらの周方向全周に延在する環状で中空状の弾性体が設けられている。
したがって、従来のようにテールシールのワイヤ部にグリスや発泡樹脂を充填する必要がなくなり、グリスの流出によるシール性の低下もなくなり、長期間にわたって胴部の後端内周面とセグメントの外周面との間のシール性を維持する上で有利となり、土砂や水、あるいは、裏込め材の胴部の内部への侵入を防止する上で有利となる。
According to the present invention, between the tail seals adjacent to each other in the axial direction of the body portion, the outer peripheral surface of the segment ring and the inner peripheral surface of the rear end of the segment ring are elastically contacted and extended all around the circumferential direction. An existing annular and hollow elastic body is provided.
Therefore, it is no longer necessary to fill the wire portion of the tail seal with grease or foamed resin as in the conventional case, the sealing property is not deteriorated due to the outflow of grease, and the inner peripheral surface of the rear end of the body portion and the outer peripheral surface of the segment are eliminated for a long period of time. It is advantageous in maintaining the sealing property between the and, and is advantageous in preventing the intrusion of earth and sand, water, or the backfill material into the inside of the body.

実施の形態に係るシールド掘進機の説明図である。It is explanatory drawing of the shield excavator which concerns on embodiment. 実施の形態に係るシールド掘進機のテールシール構造の弾性体の断面図である。It is sectional drawing of the elastic body of the tail seal structure of the shield excavator which concerns on embodiment. 実施の形態に係るシールド掘進機のテールシール構造を示す断面図であり、前胴部の軸心と後胴部の軸心とが一致した状態を示す。It is sectional drawing which shows the tail seal structure of the shield excavator which concerns on embodiment, and shows the state where the axis of the front body part and the axis of the rear body part coincide with each other. 実施の形態に係るシールド掘進機のテールシール構造を示す断面図であり、前胴部の軸心と後胴部の軸心とがずれた状態を示す。It is sectional drawing which shows the tail seal structure of the shield excavator which concerns on embodiment, and shows the state which the axis of the front body part and the axis of the rear body part are deviated from each other.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、シールド掘進機について説明する。
図1に示すように、シールド掘進機10の胴部は、前胴部12と、前胴部12の後端に屈曲可能に結合された後胴部(テール部)14と、不図示の後方台車などを含んで構成され、前胴部12は、掘削部16と、その後方に設けられた後部室18とを有している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the shield excavator will be described.
As shown in FIG. 1, the body of the shield excavator 10 includes a front body 12, a rear body (tail) 14 flexibly coupled to the rear end of the front body 12, and a rear portion (not shown). The front body portion 12 includes an excavation portion 16 and a rear chamber 18 provided behind the excavation portion 16.

前胴部12は円筒状の前スキンプレート1202を含んで構成され、掘削部16は前スキンプレート1202の前部に設けられた円盤状のカッター1602を含んで構成されている。
カッター1602は、掘進方向と平行な軸線回りに回転することで地山を掘削するように構成されている。
前スキンプレート1202の内側でカッター1602の後方の後部室18には、不図示のコンベア装置(排土装置)、ジャッキ装置などが配置されている。
コンベア装置は、カッター1602による地山の掘削で排出された土砂を後方に運搬するように構成されている。
ジャッキ装置は、カッター1602によって掘削された掘削孔20に円筒壁状に組み付けられるセグメント22の端面箇所を上記掘進方向の後方に向けて押圧することでカッター1602とコンベア装置を掘進方向に推進させるように構成されている。
The front body portion 12 includes a cylindrical front skin plate 1202, and the excavation portion 16 includes a disk-shaped cutter 1602 provided at the front portion of the front skin plate 1202.
The cutter 1602 is configured to excavate the ground by rotating around an axis parallel to the excavation direction.
A conveyor device (earth removal device), a jack device, and the like (not shown) are arranged in the rear chamber 18 behind the cutter 1602 inside the front skin plate 1202.
The conveyor device is configured to carry the earth and sand discharged by excavation of the ground by the cutter 1602 to the rear.
The jack device propels the cutter 1602 and the conveyor device in the excavation direction by pressing the end face portion of the segment 22 assembled in the shape of a cylindrical wall into the excavation hole 20 excavated by the cutter 1602 toward the rear in the excavation direction. It is configured in.

後胴部14は円筒状の後スキンプレート1402を含んで構成され、後スキンプレート1402は円筒状を呈し、掘削孔20の内壁2002に臨む外周面1404と該外周面1404と対向し後述するセグメントリング21の外周面2102に臨む内周面1406を有している。
後スキンプレート1402の内周面1406の後部には、他の箇所に比べて内径が大きい後端内周面1406Aが設けられ、この後端内周面1406Aにテールシール24が設けられている。
複数のセグメント22は、後胴部14内で円筒壁状のセグメントリング21に組み立てられる。
円筒壁状に組み立てられたセグメントリング21は、掘削孔20の内壁2002に対向する円筒面状の外周面2102と、セグメントリング21の内側に位置する円筒面状の内周面2104とを有している。
The rear body portion 14 includes a cylindrical rear skin plate 1402, and the rear skin plate 1402 has a cylindrical shape, and has an outer peripheral surface 1404 facing the inner wall 2002 of the drilling hole 20 and a segment facing the outer peripheral surface 1404, which will be described later. It has an inner peripheral surface 1406 facing the outer peripheral surface 2102 of the ring 21.
A rear end inner peripheral surface 1406A having a larger inner diameter than other places is provided at the rear portion of the inner peripheral surface 1406 of the rear skin plate 1402, and a tail seal 24 is provided on the rear end inner peripheral surface 1406A.
The plurality of segments 22 are assembled into a cylindrical wall-shaped segment ring 21 within the rear body portion 14.
The segment ring 21 assembled in a cylindrical wall shape has a cylindrical outer peripheral surface 2102 facing the inner wall 2002 of the excavation hole 20 and a cylindrical inner peripheral surface 2104 located inside the segment ring 21. ing.

次に、テールシール24について説明する。
テールシール24は、後胴部14の後端内周面1406Aに後胴部14の軸心方向に間隔をおいて複数設けられ、本実施の形態では2つ設けられている。
テールシール24は、後胴部14の内側で組み立てられたセグメントリング21の外周面2202と後端内周面1406Aとの間の環状の隙間を閉塞するものである。
テールシール24は、多数のワイヤから構成され、テールシール24は取り付け部2402と、ブラシ部2404とを備えている。
取り付け部2402は、後スキンプレート1402の後端内周面1406Aにボルトナットを介して多数のワイヤが取着される箇所であり、後端内周面1406Aの周方向全周に円筒状に延在している。
ブラシ部2404は、後端内周面1406Aに取り付けられた取り付け部2402から多数のワイヤがセグメントリング21の軸心と交差する方向に延在しその先部がセグメントリング21の外周面2102全周に接触する。
Next, the tail seal 24 will be described.
A plurality of tail seals 24 are provided on the inner peripheral surface 1406A of the rear end of the rear body portion 14 at intervals in the axial direction of the rear body portion 14, and two tail seals 24 are provided in the present embodiment.
The tail seal 24 closes the annular gap between the outer peripheral surface 2202 of the segment ring 21 assembled inside the rear body portion 14 and the rear end inner peripheral surface 1406A.
The tail seal 24 is composed of a large number of wires, and the tail seal 24 includes a mounting portion 2402 and a brush portion 2404.
The mounting portion 2402 is a place where a large number of wires are attached to the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 via bolts and nuts, and extends in a cylindrical shape all around the rear end inner peripheral surface 1406A in the circumferential direction. It exists.
The brush portion 2404 extends from the mounting portion 2402 attached to the rear end inner peripheral surface 1406A in a direction in which a large number of wires intersect the axial center of the segment ring 21, and the tip thereof extends all around the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21. Contact.

後胴部14の軸心方向において隣り合うテールシール24の間に、弾性材料で形成されセグメントリング21の外周面2102と後端内周面1406Aとに弾接しつつそれらの周方向全周に延在する環状で中空状の弾性体26が設けられている。
このような弾性体26を構成する弾性材料として、ゴム、シリコンなど従来公知の様々な材料が使用可能である。
本実施の形態では、弾性体26の内部に、非圧縮性の流体28が充填されている。
非圧縮性の流体28として水や油、グリスなど従来公知の様々な非圧縮性の流体が使用可能である。
本実施の形態では、非圧縮性の流体28として水28を用いており、非圧縮性の流体28として水28を用いると弾性体26を耐油性を有する高価な材料で形成する必要がないことから、コストを低減する上で有利となる。
弾性体26は、例えば、断面が円筒状を呈している。
本実施の形態では、図2に示すように、弾性体26は、一定幅の細長の一枚の弾性板がその幅方向に円形に巻かれ、弾性板の幅方向の両端がフランジ2602として重ね合わされ接合されて構成されている。
そして、重ね合わされたフランジ2602の全周にわたって周方向に間隔をおいた複数箇所に挿通したボルトBを後端内周面1406Aの複数の雌ねじに螺合することで弾性体26の全周が後端内周面1406Aに胴部の軸心方向に移動不能に取り付けられている。
流体供給口27はフランジ2602近傍の弾性体26の箇所、すなわち、弾性体26が後端内周面1406Aに取り付けられた箇所の近傍の箇所に設けられ、流体供給口27には水28の弾性体26内部への充填を可能とした一方向弁2702が設けられている。
Between the tail seals 24 adjacent to each other in the axial direction of the rear body portion 14, the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21 and the inner peripheral surface 1406A of the rear end are in contact with each other and extend all around them in the circumferential direction. An existing annular and hollow elastic body 26 is provided.
As the elastic material constituting such an elastic body 26, various conventionally known materials such as rubber and silicon can be used.
In the present embodiment, the incompressible fluid 28 is filled inside the elastic body 26.
As the incompressible fluid 28, various conventionally known incompressible fluids such as water, oil, and grease can be used.
In the present embodiment, water 28 is used as the incompressible fluid 28, and when water 28 is used as the incompressible fluid 28, it is not necessary to form the elastic body 26 with an expensive material having oil resistance. Therefore, it is advantageous in reducing the cost.
The elastic body 26 has, for example, a cylindrical cross section.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the elastic body 26, one elongated elastic plate having a constant width is wound in a circle in the width direction, and both ends of the elastic plate in the width direction are overlapped as flanges 2602. It is configured by being joined together.
Then, the entire circumference of the elastic body 26 is rearranged by screwing bolts B inserted at a plurality of locations spaced in the circumferential direction over the entire circumference of the overlapped flanges 2602 into a plurality of female threads on the inner peripheral surface 1406A of the rear end. It is immovably attached to the inner peripheral surface of the end 1406A in the axial direction of the body.
The fluid supply port 27 is provided at a location near the elastic body 26 near the flange 2602, that is, at a location near the location where the elastic body 26 is attached to the inner peripheral surface 1406A at the rear end, and the fluid supply port 27 has the elasticity of water 28. A one-way valve 2702 that enables filling inside the body 26 is provided.

図1に示すように、弾性体26の内部に水28を充填する流体供給路30が設けられている。
流体供給路30は、後胴部14の内部に配置された水タンク32、ポンプ34、流路36を含んで構成されている。
流路36は、後胴部14を構成する後スキンプレート1402の壁部の内部に設けられた流通路3602と、この流通路3602の一端とポンプ34とを接続する配管3604とを含んで構成されている。
流通路3602の他端は、後端内周面1406Aに開口され、この開口に弾性体26の流体供給口27が接続されている。
したがって、ポンプ34の駆動により水タンク32内の水28が流路36を介して後胴部14の内側から流体供給口27に供給され、弾性体26の内部に充填される。
As shown in FIG. 1, a fluid supply path 30 for filling water 28 is provided inside the elastic body 26.
The fluid supply path 30 includes a water tank 32, a pump 34, and a flow path 36 arranged inside the rear body portion 14.
The flow path 36 includes a flow passage 3602 provided inside the wall portion of the rear skin plate 1402 constituting the rear body portion 14, and a pipe 3604 connecting one end of the flow passage 3602 and the pump 34. Has been done.
The other end of the flow passage 3602 is opened to the inner peripheral surface 1406A at the rear end, and the fluid supply port 27 of the elastic body 26 is connected to this opening.
Therefore, by driving the pump 34, the water 28 in the water tank 32 is supplied to the fluid supply port 27 from the inside of the rear body portion 14 via the flow path 36, and is filled inside the elastic body 26.

弾性体26の、セグメントリング21の径方向の形状は、セグメントリング21の外周面2102と後端内周面1406Aとにより拘束され、セグメントリング21の軸心方向に沿った形状は、後胴部14の軸心方向において隣り合うテールシール24のブラシ部2404により拘束される。 The radial shape of the segment ring 21 of the elastic body 26 is constrained by the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21 and the rear end inner peripheral surface 1406A, and the shape along the axial direction of the segment ring 21 is the rear body portion. It is constrained by the brush portions 2404 of the tail seals 24 adjacent to each other in the axial direction of 14.

次に、シールド掘進機10のテールシール構造の作用効果について説明する。
予め、複数のテールシール24が後スキンプレート1402の後端内周面1406Aの周方向の全周にわたってかつ後胴部14の軸心方向において間隔をおいて設けられている。
弾性体26は、隣り合うテールシール24の間に取り付けられているが、まだ、弾性体26の内部に水28は充填されていない。
Next, the operation and effect of the tail seal structure of the shield excavator 10 will be described.
A plurality of tail seals 24 are provided in advance over the entire circumference of the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 in the circumferential direction and at intervals in the axial direction of the rear body portion 14.
The elastic body 26 is attached between the adjacent tail seals 24, but the inside of the elastic body 26 is not yet filled with water 28.

シールド掘進機10による地山の掘進がなされ、幾つかのセグメントリング21の組み立てが行なわれ、後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間に弾性体26が位置した状態となったならば、流体供給路30を介して水28を弾性体26に充填し、圧力計38により弾性体26の内部に充填される水28の圧力(水圧)を計測する。
弾性体26に充填する水28の圧力は、例えば、0.05~0.1MPa程度であり、地山の土砂や水、あるいは、セグメントリング21の外周面2102と地山との間に充填される裏込め材に対して十分に対抗できる圧力とすることが好ましい。
このように弾性体26に水28を充填することで、隣り合うテールシール24の間で後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との双方に対して弾性体26が密着して隙間を閉塞することで、地山の土砂や水、あるいは、裏込め材が後胴部14の内部に侵入することが防止される。
また、シールド掘進機10の掘進作業の過程において、掘進方向が直線状である場合は、前胴部12と後胴部14との軸心がほぼ合致するため、図3に示すように、後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間の隙間の大きさは、周方向にわたってほぼ均一となる。
一方、掘進方向が湾曲状である場合は、前胴部12と後胴部14との軸心がずれるため、図4に示すように、後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間の隙間の大きさは、周方向にわたって均一とはならず、半径方向の一方側で隙間が拡大し、その反対側の部分で隙間が縮小する。
この場合、弾性体26の半径方向の一方側が圧縮されるため、水28は弾性体26の半径方向の反対側に向かって瞬時に移動する。すなわち、水28は、非圧縮性の流体であるため、体積変化することなく速やかに移動する。
したがって、後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間の隙間の変動に拘わらず、隙間は、その全周にわたって常時弾性体26によって閉塞される。
そのため、地山の土砂や水、あるいは、裏込め材が後胴部14の内部に侵入することが防止される。
The ground is dug by the shield excavator 10, several segment rings 21 are assembled, and the elastic body 26 is between the inner peripheral surface 1406A at the rear end of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21. When the position is reached, the elastic body 26 is filled with water 28 via the fluid supply path 30, and the pressure (water pressure) of the water 28 filled inside the elastic body 26 is measured by the pressure gauge 38. ..
The pressure of the water 28 to be filled in the elastic body 26 is, for example, about 0.05 to 0.1 MPa, and is filled between the earth and sand or water of the ground or between the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21 and the ground. It is preferable that the pressure is sufficient to withstand the backfill material.
By filling the elastic body 26 with water 28 in this way, the elastic body is formed between the adjacent tail seals 24 with respect to both the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21. By the 26s in close contact with each other and closing the gap, it is possible to prevent the earth and sand and water of the ground or the backfilling material from invading the inside of the rear body portion 14.
Further, in the process of excavation of the shield excavator 10, when the excavation direction is linear, the axes of the front body portion 12 and the rear body portion 14 are substantially aligned with each other. The size of the gap between the inner peripheral surface 1406A at the rear end of the skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21 is substantially uniform over the circumferential direction.
On the other hand, when the digging direction is curved, the axial centers of the front body portion 12 and the rear body portion 14 are deviated. Therefore, as shown in FIG. 4, the rear end inner peripheral surface 1406A and the segment ring of the rear skin plate 1402 are used. The size of the gap between the outer peripheral surface 2102 of 21 and the outer peripheral surface 2102 is not uniform over the circumferential direction, the gap expands on one side in the radial direction, and the gap shrinks on the opposite side.
In this case, since one side of the elastic body 26 in the radial direction is compressed, the water 28 moves instantaneously toward the opposite side in the radial direction of the elastic body 26. That is, since the water 28 is an incompressible fluid, it moves rapidly without changing its volume.
Therefore, regardless of the fluctuation of the gap between the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21, the gap is always closed by the elastic body 26 over the entire circumference thereof.
Therefore, it is possible to prevent the earth and sand and water of the ground or the backfill material from invading the inside of the rear body portion 14.

本実施の形態によれば、弾性体26は、隣り合うテールシール24の間で後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間の隙間の変動に追従して弾性変形するものの、弾性体26は、後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との双方に対して常に密着する。
そのため、従来のようにテールシール24のワイヤ部2404にグリスや発泡樹脂を充填する必要がなくなり、グリスの流出によるシール性の低下もなくなり、長期間にわたって後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間のシール性を維持する上で有利となり、地山の土砂や水、あるいは、裏込め材が後胴部14の内部に侵入することが防止される。
According to the present embodiment, the elastic body 26 follows the fluctuation of the gap between the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21 between the adjacent tail seals 24. However, the elastic body 26 is always in close contact with both the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21.
Therefore, it is no longer necessary to fill the wire portion 2404 of the tail seal 24 with grease or foamed resin as in the conventional case, the sealing property is not deteriorated due to the outflow of grease, and the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 is eliminated. It is advantageous in maintaining the sealing property between the segment ring 21 and the outer peripheral surface 2102, and prevents the earth and sand or water of the ground or the backfilling material from invading the inside of the rear body portion 14.

本実施の形態では、弾性体26に充填する流体28として非圧縮性の水28を用いた場合について説明したが、流体28として空気などの気体を用いてもよい。
しかしながら、気体は圧力に応じて体積が変化するため、後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102に対する密着性を確保する効果が非圧縮性の流体28を用いた場合に比べて低下する。
そのため、気体を用いる場合は、弾性体26に充填した気体の圧力を0.3MPa程度として、気体の圧力により弾性体26を後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102に強く密着させることが好ましい。
In the present embodiment, the case where the incompressible water 28 is used as the fluid 28 to be filled in the elastic body 26 has been described, but a gas such as air may be used as the fluid 28.
However, since the volume of the gas changes according to the pressure, the incompressible fluid 28 has the effect of ensuring the adhesion between the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21. It is lower than the case.
Therefore, when a gas is used, the pressure of the gas filled in the elastic body 26 is set to about 0.3 MPa, and the elastic body 26 is moved by the pressure of the gas to the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface of the segment ring 21. It is preferable to make strong contact with 2102.

また、本実施の形態では、弾性体26の、セグメントリング21の径方向の形状は、セグメントリング21の外周面2102と後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとにより拘束され、セグメントリング21の軸心方向に沿った形状は、後胴部14の軸心方向において隣り合うテールシール24のブラシ部2404により拘束される。
したがって、弾性体26は、後スキンプレート1402の後端内周面1406Aと、セグメントリング21の外周面2102と、隣り合うテールシール24のブラシ部2404との間の空間に確実に保持され、シールド掘進機10の掘進に伴い、弾性体26がシールド掘進機10から抜落せず、長期間にわたって後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間のシール性を維持する上で有利となる。
Further, in the present embodiment, the radial shape of the segment ring 21 of the elastic body 26 is constrained by the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21 and the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402, and the segment ring 21 The shape along the axial direction of the rear body portion 14 is constrained by the brush portions 2404 of the tail seals 24 adjacent to each other in the axial direction of the rear body portion 14.
Therefore, the elastic body 26 is securely held in the space between the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402, the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21, and the brush portion 2404 of the adjacent tail seal 24, and is shielded. With the excavation of the excavator 10, the elastic body 26 does not fall out from the shield excavator 10, and the sealing property between the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21 is maintained for a long period of time. It is advantageous to maintain.

また、本実施の形態では、弾性体26の、後端内周面1406Aに弾接する箇所の近傍の箇所が後端内周面1406Aに取着されているので、長期間にわたって後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間のシール性を維持する上で有利となる。 Further, in the present embodiment, since the portion of the elastic body 26 near the portion of the elastic body 26 that comes into contact with the rear end inner peripheral surface 1406A is attached to the rear end inner peripheral surface 1406A, the rear skin plate 1402 is provided for a long period of time. It is advantageous in maintaining the sealing property between the inner peripheral surface 1406A at the rear end and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21.

また、本実施の形態では、弾性体26が後端内周面1406Aに取着される箇所の近傍の弾性体26の箇所に、水28の弾性体26内部への充填を可能とした一方向弁2702を備える流体供給口27が設けられているので、掘進時に弾性体26に加わる力が流体供給口27に作用することを抑制でき、水28の弾性体26からの漏れを阻止し、長期間にわたって後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間のシール性を維持する上で有利となる。 Further, in the present embodiment, the location of the elastic body 26 in the vicinity of the portion where the elastic body 26 is attached to the inner peripheral surface 1406A at the rear end is unidirectionally enabled to fill the inside of the elastic body 26 with water 28. Since the fluid supply port 27 provided with the valve 2702 is provided, it is possible to suppress the force applied to the elastic body 26 during excavation from acting on the fluid supply port 27, prevent the water 28 from leaking from the elastic body 26, and lengthen the length. It is advantageous in maintaining the sealing property between the rear end inner peripheral surface 1406A and the outer peripheral surface 2102 of the segment ring 21 over a period of time.

また、流通路の後端内周面1406Aの開口と流体供給口27とをゴムホースで接続してもよいが、本実施の形態のように、流体供給口27を後端内周面1406Aの流通路3602の開口に直接結合させると、部品点数の削減化を図る上で有利となり、水28の弾性体26からの漏れを阻止し、長期間にわたって後スキンプレート1402の後端内周面1406Aとセグメントリング21の外周面2102との間のシール性を維持する上で有利となる。 Further, the opening of the rear end inner peripheral surface 1406A and the fluid supply port 27 may be connected by a rubber hose, but as in the present embodiment, the fluid supply port 27 is connected to the rear end inner peripheral surface 1406A. Directly coupling to the opening of the road 3602 is advantageous in reducing the number of parts, prevents water 28 from leaking from the elastic body 26, and forms the rear end inner peripheral surface 1406A of the rear skin plate 1402 for a long period of time. It is advantageous in maintaining the sealing property between the segment ring 21 and the outer peripheral surface 2102.

なお、本実施の形態では、流路36を構成する流通路3602を、後胴部14を構成する後スキンプレート1402の壁部の内部に設けた場合について説明したが、流通路3602は、後胴部14の外周面1404やあるいは内周面1406に設けてもよい。
また、テールシール24が後胴部14の軸心方向に間隔をおいて3つ以上設けられる場合には、弾性体26は隣り合うテールシール24の間にそれぞれ設けてもよく、あるいは、任意の隣り合うテールシール24の間に1つ設けるなど任意である。
In the present embodiment, the case where the flow passage 3602 constituting the flow path 36 is provided inside the wall portion of the rear skin plate 1402 constituting the rear body portion 14 has been described, but the flow passage 3602 is rearward. It may be provided on the outer peripheral surface 1404 or the inner peripheral surface 1406 of the body portion 14.
Further, when three or more tail seals 24 are provided at intervals in the axial direction of the rear body portion 14, the elastic bodies 26 may be provided between the adjacent tail seals 24, or may be arbitrarily provided. It is optional, such as providing one between adjacent tail seals 24.

10 シールド掘進機
12 前胴部(胴部)
14 後胴部(胴部)
1406A 後端内周面
21 セグメントリング
2102 外周面
24 テールシール
26 弾性体
27 流体供給口
2702 一方向弁
28 水(流体)
3602 流通路
10 Shield excavator 12 Front body (body)
14 Rear torso (torso)
1406A Rear end inner peripheral surface 21 Segment ring 2102 Outer peripheral surface 24 Tail seal 26 Elastic body 27 Fluid supply port 2702 One-way valve 28 Water (fluid)
3602 flow passage

Claims (5)

地山を掘削するカッターがその前端に設けられた前胴部と、前記前胴部の後端に屈曲可能に結合された後胴部とを有する胴部を備え、
前記後胴部の後端内周面に前記後胴部の軸心方向に間隔をおいて複数のテールシールが設けられ、
前記胴部の内側で組み立てられたセグメントリングの外周面と前記後端内周面との間の環状の隙間を前記テールシールで閉塞するようにしたシールド掘進機であって、
前記後胴部の軸心方向において隣り合う前記テールシールの間に、弾性材料で形成され前記セグメントリングの外周面と前記後端内周面とに弾接しつつそれらの周方向全周に延在し非圧縮性の流体が充填された環状で中空状の弾性体が設けられ、
前記テールシールは、前記後端内周面から前記胴部の軸心と交差する方向に延在しその先部が前記セグメントリングの外周面に接触し前記セグメントリングの外周面と前記後端内周面との間の隙間の拡縮に対応して傾動可能なブラシ部を有し、
前記弾性体の、前記セグメントリングの径方向の形状は、前記セグメントリングの外周面と前記後端内周面とにより拘束され、前記セグメントリングの軸心方向に沿った形状は、前記後胴部の軸心方向において隣り合う前記テールシールの前記ブラシ部により拘束され、前記シールド掘進機の掘進方向が湾曲状で前記前胴部と前記後胴部の軸心がずれ前記後端内周面と前記セグメントリングの外周面との間の隙間の大きさが前記セグメントリングの半径方向の一方側で拡大し、その反対側の部分で縮小した場合であっても、前記弾性体は前記セグメントリングの外周面と前記後端内周面と前記隣り合う前記テールシールの前記ブラシ部に常時接触する、
ことを特徴とするシールド掘進機のテールシール構造。
It comprises a torso having a front torso provided at its front end with a cutter for excavating the ground and a rear torso flexibly coupled to the rear end of the anterior torso.
A plurality of tail seals are provided on the inner peripheral surface of the rear end of the rear body portion at intervals in the axial direction of the rear body portion.
A shield excavator in which the annular gap between the outer peripheral surface of the segment ring assembled inside the body and the inner peripheral surface of the rear end is closed by the tail seal.
It is formed of an elastic material between the tail seals adjacent to each other in the axial direction of the rear body portion, and extends all around the outer peripheral surface of the segment ring and the inner peripheral surface of the rear end while colliding with each other. An annular, hollow elastic body filled with an incompressible fluid is provided.
The tail seal extends from the inner peripheral surface of the rear end in a direction intersecting the axial center of the body portion, and the tip thereof contacts the outer peripheral surface of the segment ring to contact the outer peripheral surface of the segment ring and the inside of the rear end. It has a brush part that can be tilted according to the expansion and contraction of the gap between it and the peripheral surface.
The radial shape of the segment ring of the elastic body is constrained by the outer peripheral surface of the segment ring and the inner peripheral surface of the rear end, and the shape along the axial direction of the segment ring is the rear body portion. It is restrained by the brush portion of the tail seal adjacent to each other in the axial direction of the shield, and the excavation direction of the shield excavator is curved, and the axial centers of the front body portion and the rear body portion are displaced from each other to the inner peripheral surface of the rear end. Even if the size of the gap between the outer peripheral surface of the segment ring and the outer peripheral surface of the segment ring expands on one side in the radial direction of the segment ring and decreases on the other side thereof, the elastic body of the segment ring is formed. Always in contact with the outer peripheral surface, the inner peripheral surface of the rear end, and the brush portion of the adjacent tail seal.
The tail seal structure of the shield excavator is characterized by that.
前記非圧縮性の流体は水である、
ことを特徴とする請求項記載のシールド掘進機のテールシール構造。
The incompressible fluid is water,
The tail seal structure of the shield excavator according to claim 1 .
前記弾性体が、前記後端内周面に弾接する箇所の近傍の箇所は、前記後端内周面に取着されている、
ことを特徴とする請求項1または2記載のシールド掘進機のテールシール構造。
A portion near the portion where the elastic body comes into contact with the inner peripheral surface of the rear end is attached to the inner peripheral surface of the rear end.
The tail seal structure of the shield excavator according to claim 1 or 2 .
前記弾性体が前記後端内周面に取着される箇所の近傍の前記弾性体の箇所に、前記流体の前記弾性体内部への充填を可能とした一方向弁を備える流体供給口が設けられている、
ことを特徴とする請求項記載のシールド掘進機のテールシール構造。
A fluid supply port provided with a one-way valve capable of filling the inside of the elastic body with the fluid is provided at the location of the elastic body near the portion where the elastic body is attached to the inner peripheral surface of the rear end. Has been
The tail seal structure of the shield excavator according to claim 3 .
前記流体を供給する流通路が前記後端内周面に開口し、
前記流体供給口は、前記開口に結合されている、
ことを特徴とする請求項記載のシールド掘進機のテールシール構造。
The flow passage for supplying the fluid opens on the inner peripheral surface of the rear end, and the flow passage is opened.
The fluid supply port is coupled to the opening.
The tail seal structure of the shield excavator according to claim 4 .
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