JP2704199B2 - シールド機構におけるテールシール部体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はシールド機構におけ
るテールシール部体に係り、土砂層を掘削するシールド
機構においてシールド本体の後端部と掘削域内に配設さ
れたセグメント部材との間の間隙を閉塞するためのテー
ルシール部体を提供しようとするものである。 【０００２】 【従来の技術】土木工事などにおいてシールド工法は各
方面において広く採用されつつある。即ち図８に示すよ
うにカッターヘッド２１、送泥ないし排泥機構２２、シ
ールドジャッキ２３およびセグメントエレクタ２４など
を備えたシールド本体１０により地層を掘削しながらセ
グメント２０を配設し更に前進して掘削施工するもので
あるが、斯うした施工に当ってはシールド本体１０の尾
端とセグメントとの間にゴム系またはウレタンなどの合
成樹脂材によるテールシール１が用いられる。 【０００３】つまりこのテールシール１によってシール
ド本体１０とセグメント２０との間における間隙を閉塞
するものであって、上記のようなシール目的からして一
体のリング状形成体の基端側を抑え板によってシールド
本体１０の尾端側内面に取付け、その遊端側をセグメン
ト２０の外面に接合させた状態にセットして土砂、セメ
ント混練物、水などがこのシールド本体とセグメントと
の間隙部から侵入することを阻止するようにしている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし上記のようなテ
ールシールは土砂などと接する表面側に薄層の弾性鋼板
などを添設して摩耗を防止するとしても耐圧性のシール
作用をなす主体はゴムまたはウレタンなどによる弾性シ
ール材であり、シールド本体とセグメントが偏心しそれ
らの間隙部が広くなってような条件下でシール材が反転
する可能性が高い。即ちゴム、ウレタンなどによるシー
ル材は一般的に耐圧性が２〜３kg／cm² であり、特別に
ワイヤブラシを用いグリースを併用した場合においても
４kg／cm²程度であるから上記のように偏心して間隙が
広くなり土砂ないし水などによる圧力が高くなった部分
においてはテールシール材が反転し、シール目的を達し
得ないこととなる。 【０００５】従ってこのようなシール材の材質を改善
し、あるいは各部分の構造について種々の工夫が重ねら
れて来たが、上記のような関係を適切に改善することは
至難であり、例えば全周方向において上記したように間
隙が連続的に種々変化する条件下で常に安定したシール
状態を確保するためには充分な柔軟性を必要とすること
は当然であるが、一方このように柔軟性の優れたものは
反転し易くならざるを得ず、不都合な面が著しい。この
ような事由から相当の不備は認識されながらも旧来のも
のが殆んどそのままの状態で利用されざるを得ないもの
とされている。 【０００６】 【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決することについて検討を重
ねて創案されたものであって、以下の如くである。 【０００７】シールド本体と穿削された域内に配設する
セグメントとの間の間隙部分を閉塞するための部体であ
って、ゴムまたは軟質合成樹脂質による部体の基端部に
抑え板と取付ボルトにより上記シールド本体に定着する
ための取付部を形成し、しかも該部体に鋼片などの剛性
体による複数個のバックアップ片を間隔を採って配設さ
れた中間部となし、更に該部体における先端部に上記セ
グメントの外面に屈曲して接合するようにバックアップ
片の添設されていない可撓部を形成し、該可撓部と前記
のようにバックアップ片の配設された中間部との間に段
部を形成したことを特徴とするシールド機構におけるテ
ールシール部体。 【０００８】 【作用】 (a) ゴムまたは軟質合成樹脂による部体に鋼片などの
剛性体によるバックアップ片が間隔を採って配設された
中間部となしたことによって適宜に屈曲または伸縮して
上記したシールド本体とセグメント間の円形状間隙部分
になじみ、しかも該間隙部分の半径方向においては実質
的に屈曲することのない大きな耐圧性を得しめ、前記間
隙部分が拡大しても反転現象などの発生も阻止される。 【０００９】(b) ゴムまたは軟質合成樹脂による部体
の基端部に抑え板と取付ボルトにより上記シールド本体
に定着するための取付部を形成したのでゴムまたは軟質
合成樹脂による可撓性部体であってもその基端部をシー
ルド本体に対して安定且つ的確に取付け、またその間隙
部閉塞作用を有効に行わせる。 【００１０】(c) 前記したような部体における先端部
に上記セグメントの外面に屈曲して接合するようにバッ
クアップ片の添設されていない可撓部を形成し、該可撓
部と前記のようにバックアップ片の配設された中間部と
の間に段部を形成したことにより可撓部に好ましい可撓
作用を得しめてシールド本体とセグメントとの間の間隔
変動に適切に追従し、好ましいシール作用を確保する。 【００１１】 【発明の実施の形態】上記したような本発明によるもの
の具体的な実施態様を添附図面に示すものについて説明
すると、本発明においても上記テールシール本体をゴム
質またはウレタン質のような可撓性弾性材による部体１
によって形成し、該部体１はその抑え板６と取付ボルト
７による図２のような挿入孔８を有する取付部１ｂの一
側に鋼板の如きであるバックアップ片２を各バックアッ
プ片２、２・・・間に適当な間隔部１ｃを採って前記取
付部１ｂと交叉した方向に配設する。このバックアップ
片２は任意の断面形状のものを採用し得るが、好ましい
断面形状としては矩形または矩形に準ずるものであって
ゴム質またはウレタン樹脂質の如きであるシール単位部
体１との接着一体化を図るため凹凸条の如きを形成して
よいが厚みに対し２倍以上の幅をもった矩形断面とす
る。 【００１２】なお幅が極端に大きいものはシールド本体
やセグメントの円形面になじみ難いこととなるからこの
幅の上限としては単位部体１の厚みとの関係でシールド
本体やセグメントの円形性になじみ得る範囲とする。又
こうした剛性バックアップ片２の添設面としては部体１
に対する土砂圧作用面の反対側が好ましいが、場合によ
っては部体１の中心部または前記土砂圧作用面側として
よい。 【００１３】又本発明においては、上記のようにバック
アップ片２の配設された単位部体１に関し、そのバック
アップ片２と平行な両側縁にテーパー面３、３ａを形成
する。このようなテーパー面３、３ａは上面または下面
に対し３０〜６０°程度の範囲内で、４〜１０°程度異
った傾斜角を採ったものとし、従って同じ傾斜方向を採
ったテーパー面３、３ａを形成した場合においてもそれ
らのテーパー面３、３ａが完全な平行状となっておら
ず、また断面を台形状の単位部体とした場合にも異形台
形形状のものとなる。なおシール単位部体１の外面、即
ち土砂などとの接合面には図６に示すように薄層金属板
のような弾性板４を重合して用いられることは従来から
実施されているテールシールの場合と同じである。 【００１４】またこの故に本発明においては前記バック
アップ片２がこの外面側に設けられてもよいこととなる
が、図示のようにバックアップ片２がこのような土砂な
どとの接合面の反対面側に露出して配設された場合にお
いて、それらの各バックアップ片２間およびそれらバッ
クアップ片２の先端より延出しバックアップ片２を有し
ないことからセグメント２０の外面に接合して屈曲し面
状にセグメント側をシールする可曲部１ａにおいてはバ
ックアップ片２の底面より適度に凹入した凹入部１ｄを
形成させておくことがこのようなゴム質またはウレタン
合性樹脂質のような材質からなる単位部体１が厚さ方向
においてそれなりの弾性を有することから好ましい。 【００１５】本発明における上記のよな単位部体１の基
体側をシールド本体１０に取付ける抑え板６については
従来からのものと同じであり、このような抑え板６によ
る取付けによってそれら単位部体１両側縁におけるテー
パー面３、３ａを適宜に接合し、その優先シール位置を
中心としたシールを形成するものである。なおこの抑え
板６についてはある程度の厚みをもったものとしてバッ
クアップ片２の一端に対しその受圧時において係止する
ことが後述する耐圧性を的確に得る上において好まし
い。 【００１６】具体的な設計例としてシールド本体１０と
セグメント２０との間に標準的には全円周方向において
３０mm程度の間隙を採って位置せしめられ、従ってこれ
らシールド本体１０とセグメント２０との間で図５に示
すような偏心状態が発生した場合においてはこの間隙が
０〜６０mmの範囲で変動するような条件を前提とした場
合にバックアップ片２として長さが９５mmで、幅が２０
mm、厚さが５mm程度の鋼片を採用し、このようなバック
アップ片２、２間に夫々２０mmの間隔を採り（但し両端
には１０mmの両端延出部を形成）、可曲部１ａの延出幅
については１８〜３５mm、特に２２〜３０mm程度とす
る。両側縁３、３ａには標準的に５°の差を採り、一方
３を４５°とし、他方３ａを４０°とする。 【００１７】前記したシールド本体１０とセグメント２
０との間隙がより大きくなるような場合においては前記
設計条件においてバックアップ片２の長さをより大とし
て部体１の長さもそれに従って大となるようにし、反対
にこの間隙が小となる場合においてはこれを小とするこ
とは当然であるが、部体１の幅については２００mmでバ
ックアップ片２を含めた部体１の厚みは２１mm程度とす
る。 【００１８】上記したような本発明によるテールシール
部体１の使用状態について、その各単位部体１、１間の
接合状態を示しているのが図６であって前記したように
部体１の外面に添接された弾性板４を介してシールド本
体１０とセグメント２０との間隙部分に作用する土砂圧
などにより隣接して設けられた部体１が押圧され、ある
いはセグメント２０の偏心作用によって押し上げられる
と上記のように傾斜角が５°前後のように異ったテーパ
ー面３、３ａ間で接合シールする。複数個の単位部体を
用いた場合には各単位部体の両側辺において角度を異に
したテーパー面を夫々形成することにより各単位部体間
においてそれらテーパー面間での重合部分を得しめると
共にそのようなテーパー面重合部において上記受圧時に
おける優先的シール部を形成し、それなりの間隔ないし
重合部をもった各単位部体の配設によっても上記優先的
シール部の円周方向における連続により有効なシール関
係を形成することができる。 【００１９】前記単位部体が基端部においてシールド本
体１０に定着され、先端部にセグメントの外面に接合す
る可撓部１ａが形成されることによりシールド本体１０
とセグメント２０との間のシール関係を完成し、しかも
セグメント２０のシールド本体に対する偏心は前記した
傾斜面による重合域の範囲を適切に選ぶことによってカ
バーされる。 【００２０】前記したような接合シールはそれらテーパ
ー面３、３ａ間において強力なシールラインが形成さ
れ、該シールラインを中心としてシールされるもので、
土砂圧などによる押圧力またはセグメント２０による押
上げ力の何れか一方または双方による圧接力に比例した
シール状態が得られ、しかもその増大によってシール面
積が増加し、シール圧が増大するから何れにしてもシー
ルド本体１０とセグメント２０との間において安定なシ
ール状態が確保される。前記のようなテーパー面３、３
ａ間におけるシール作用は各単位部体１が正確にその端
縁を接合させてセットされることを前提として得られる
ものでなく、テーパー面３、３ａの傾斜角が異ることか
ら各端縁を接合させてセットしても押圧力の作用しない
条件下では端縁間にそれなりの間隙が残るし、各端縁間
に例えばセグメントの押上げにより数mm程度の間隙が発
生したとしても図５に示すようにテーパー面３、３ａ重
合域は１０mm前後あるいはそれ以上も存しており、斯う
したテーパー面３、３ａの重合域が存在する以上それな
りの圧接力（土砂などによる押圧力およびセグメント２
０の偏心による押上げ力）が作用することによって前記
シール作用が得られる。 【００２１】上記のように単位部体１において取付部１
ｂと交叉した方向においてバックアップ片２の配設域よ
り更に前方に延びて形成されている可曲部１ａはセグメ
ント２０面に対しリップ状に屈曲接合してシールする部
分であって、このような可曲部１ａは図２に示すように
単位部体１の基端部ないしバックアップ片２の配設域よ
りも外面側において適当な傾斜を採り、しかも内面側で
は段部９によって薄層化されたものとされ、このような
肉厚傾斜を採ることにより可曲部１ａのセグメント２０
面に対するなじみを良好にすると共にスライド時におけ
る引張応力を基端側において緩和することができる。 【００２２】前記したように一定の幅として形成された
本発明における単位部体を上述したように径がそれなり
に異ったシールド本体とセグメントとの間の環状間隙部
分に順次列設して適用した場合に、そのシールラインの
長さ（環状間隙部分の長さ）が種々に異ることから少く
とも一部のシールド本体に関して寸法的に一定幅の単位
部体を適用できない残部の生ずることがあるが、このよ
うな場合に対処するため所定単位部体より狭い幅をもっ
た補助単位部体を適宜に採用する。 【００２３】本発明によるものはその鋼片の如きあるバ
ックアップ片２により上記したような使用条件下で好ま
しい耐圧性が得られることは明かである。即ち上記した
ようなシールド本体とセグメント間の間隙に対し、単に
ゴムまたはウレタン等の部材を採用したならば前記した
セグメント２０の偏心による間隙が大となった部分にお
いてシール片がめくれ、低圧側に反転する。具体的にゴ
ム、ウレタンでは２〜３kg／cm² 、ワイヤーブラシ（グ
リース併用）を用いても４kg／cm² 程度が耐圧限度であ
ることは前述の通りであって、これより高い圧力条件に
おいて反転が発生することは現場的に充分理解されてい
るところであるが、本発明によるものでは鋼片の如きで
あるバックアップ片２によってゴムやウレタンで求め得
ない大きな耐圧性を示す。つまりゴムの曲げ剛性に対し
軟鋼のそれは２００００倍以上に達しこのような軟鋼片
などを用いることにより数千倍の耐圧強度を得ることが
できる。なおこのような耐圧性能を安定して得しめるた
め前記バックアップ片２は厚みに対し幅ｗが１倍以下で
は不安定であって、好ましくはｗ／ｔが４〜８倍程度の
ものとする。 【００２４】上記のようにバックアップ片２を配設し、
受圧時におけるシール部体の反転を阻止すると共に単位
部体１が間隙中間部において弯曲するようなことを実質
的に防止することにより前記したテーパー面３、３ａ間
におけるシール作用も安定且つ整然として確保され、分
割単位部体による好ましいシールを得しめる。 【００２５】基端側が図２に示すように抑え板６を以て
シールド本体１０に固定され、遊端側が屈曲してセグメ
ント２０に圧接せしめられた条件下においてはこの図２
より容易に理解できるようにバックアップ片２の一端側
が抑え板６の端面に接合し、しかも該バックアップ片２
の他端側は屈曲した可撓部１ａの基部においてセグメン
ト２０に接合する。即ちバックアップ片２は両端が抑え
板６とセグメント２０とに夫々支持された状態で間隙部
に橋渡し状に位置せしめられ、土砂圧などをそれらの抑
え板６およびセグメント２０で支持することとなるので
卓越した受圧機構となり、同時に整然たる接合シール作
用を得しめる。 【００２６】 【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
シールド本体に基端部を定着されたゴムまたは軟質合成
樹脂による部体に鋼片などの剛性体による複数個のバッ
クアップ片を間隔を採って配設することによって該シー
ル部体の可曲性を適切に抑制し、それなりの広い間隙が
形成されるような条件下においても安定したシール作用
を得しめ、シール部体の反転などを防止して卓越した耐
圧シールを図り、又上記のようなシール部体における先
端部にセグメントの外面に屈曲して接合するようにバッ
クアップ片の添設されない可撓部を形成することによっ
て前記のように優れた耐圧性などを有するにも拘わらず
セグメント面に対しては有効な接合シール関係を確保し
得るもので工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明によるテールシール部体の１例を示した
正面側からの斜面図である。 【図２】図１におけるII・・・・II線にそった断面図であ
る。 【図３】図２における III・・・・III 線に示した矢印方向
から見た斜面図である。 【図４】図１に示したものの横断面図である。 【図５】シールド本体とセグメントとの間の間隙変動関
係についての説明図である。 【図６】本発明による単位部体のテーパ面間におけるシ
ール作用の説明図である。 【図７】シールド機構の１例についての縦断側面図であ
る。 【符号の説明】 １ 単位部体 １ａ 可撓部 １ｂ 取付部 １ｃ 間隔部 １ｄ 凹入部 ３ テーパー面 ３ａ テーパー面 ４ 弾性板 ６ 抑え板 ７ 取付ボルト ８ 挿入孔 ９ 段部 １０ シールド本体 ２０ セグメント

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．シールド本体と穿削された域内に配設するセグメン
   トとの間の間隙部分を閉塞するための部体であって、ゴ
   ムまたは軟質合成樹脂質による部体の基端部に抑え板と
   取付ボルトにより上記シールド本体に定着するための取
   付部を形成し、しかも該部体に鋼片などの剛性体による
   複数個のバックアップ片を間隔を採って配設された中間
   部となし、更に該部体における先端部に上記セグメント
   の外面に屈曲して接合するようにバックアップ片の添設
   されていない可撓部を形成し、該可撓部と前記のように
   バックアップ片の配設された中間部との間に段部を形成
   したことを特徴とするシールド機構におけるテールシー
   ル部体。