JP2999133B2 - Tunnel excavator - Google Patents
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- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘削機等のト
ンネル掘削機に関し、一層詳細には中折れ部のシール装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunnel excavator such as a shield excavator, and more particularly to a sealing device for a bent portion.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のトンネル掘削機の中折れ部シール
装置を図6、図7及び図8で示す。トンネル掘削機の本
体は前胴9と後胴10とに分割され、これらは前胴9の
後端面に取付けられた推進ジャッキ取付用の支持金具1
2と後胴10の内周面に取付けられた推進ジャッキ取付
用の支持金具13とを介して推進ジャッキ11で屈曲可
能に連結される。2. Description of the Related Art FIGS. 6, 7 and 8 show a conventional folding device for sealing a bent portion of a tunnel excavator. The main body of the tunnel excavator is divided into a front body 9 and a rear body 10, which are mounted on a rear end surface of the front body 9 for supporting a propulsion jack 1.
The propulsion jack 11 is connected to the propulsion jack 11 via the propulsion jack 11 through a support fitting 13 attached to the inner peripheral surface of the rear trunk 10.
【0003】さらに、前胴9と後胴10は、前胴9の円
筒中心部の後端面に固定されたトルクアーム20と後胴
10の内周面に取付けた支持金具22に取付けられたロ
ーリング修正ジャッキ21で連結されている。Further, the front trunk 9 and the rear trunk 10 are provided with a torque arm 20 fixed to the rear end face of the central part of the cylinder of the front trunk 9 and a rolling fixture 22 mounted on an inner peripheral surface of the rear trunk 10. They are connected by a correction jack 21.
【0004】ここで、トンネル掘削機は、前胴9の先端
部で旋回ベアリング15を介して360°旋回可能なカ
ッタヘッド8が取付けられ、さらにこのカッタヘッド8
の前面部には複数個のローラカッタ16が取付けられて
いる。[0004] The tunnel excavator is provided with a cutter head 8 capable of turning 360 ° at a tip end of a front trunk 9 via a turning bearing 15.
A plurality of roller cutters 16 are attached to the front surface of the roller cutter 16.
【0005】従って、カッタヘッド8が複数個のカッタ
ヘッド駆動モータ14により、図示しない電気または油
圧等の外部動力で回転させられることによってローラカ
ッタ16は回転し、トンネル掘削機前面の土砂や岩盤2
7を掘削する。Accordingly, the cutter head 8 is rotated by an external power such as electric power or hydraulic pressure (not shown) by a plurality of cutter head drive motors 14, so that the roller cutter 16 is rotated, and the soil and rocks 2 in front of the tunnel excavator are rotated.
Excavate 7.
【0006】掘削されたズリは、ズリかき上げ板17で
機体中心に設置されたズリホッパ19に集中させられ、
ベルトコンベヤ24に搭載された後、機外に搬出され
る。[0006] The excavated debris is concentrated by a debris scraping plate 17 on a debris hopper 19 installed at the center of the fuselage.
After being mounted on the belt conveyor 24, it is carried out of the machine.
【0007】ここで、機体の推進は、後胴10を後胴グ
リッパ23の作動で機体周囲の岩盤27に張り出し固定
した後、推進ジャッキ11の伸長を行いながら、カッタ
ヘッド8の回転で掘削することで行われる。この際、前
胴9と後胴10間のすきま25は拡大する。そして、推
進ジャッキ11が所定の長さまで伸長すると、前胴9を
前胴グリッパ18の作動で機体周囲の岩盤27に固定し
て反力を取った後胴グリッパ23の作動を解除して推進
ジャッキ11を収縮すると、後胴10は前胴9側に引き
寄せられすきま25は減少する。以上の動作を繰返し、
推進を行う。Here, for propulsion of the fuselage, after the rear fuselage 10 is extended and fixed to the bedrock 27 around the fuselage by the operation of the rear fuselage gripper 23, excavation is performed by rotating the cutter head 8 while extending the propulsion jack 11. It is done by that. At this time, the gap 25 between the front trunk 9 and the rear trunk 10 is enlarged. When the propulsion jack 11 is extended to a predetermined length, the front fuselage 9 is fixed to the bedrock 27 around the fuselage by the operation of the front fuselage gripper 18 to take a reaction force, and then the operation of the fuselage gripper 23 is released to release the propulsion jack. When the body 11 is contracted, the rear trunk 10 is drawn toward the front trunk 9 and the clearance 25 is reduced. Repeat the above operation,
Promote.
【0008】また、掘削されたズリは上述した如く外部
に搬出するが、一部は外部に排出されず、機体の外部、
すなわち前胴9と後胴10の外周部に取残され、前胴9
と後胴10の接続部のすきま25に詰まり、前記の前胴
9と後胴10の推進操作による伸縮動作のとき、機内2
6に侵入するおそれがある。Further, the excavated waste is carried out as described above, but a part thereof is not discharged to the outside.
That is, the front body 9 and the rear body 10
When the telescopic operation is performed by the propulsion operation of the front body 9 and the rear body 10,
6 may invade.
【0009】ここで、機内26へのすきま25からのズ
リ侵入対策として、図8で示すシール装置1aが取付け
られている。図示のシール装置1aは、前胴9と後胴1
0間のリング状のすきまで中折れガイド33とシール取
付金具35で挟み込まれて後胴10の外周面に取り付け
られ、シール32のリップ部および補助パッキン34
で、前胴9の内周面に構成された摺動面との間で密封面
を構成し、機外の泥土及び岩片等ズリの機内26への侵
入を防止する。Here, a seal device 1a shown in FIG. 8 is attached as a measure against slippage from the gap 25 into the inside 26 of the machine. The illustrated sealing device 1a includes a front trunk 9 and a rear trunk 1
The lip portion of the seal 32 and the auxiliary packing 34 are attached to the outer peripheral surface of the rear body 10 by being sandwiched between the center bending guide 33 and the seal mounting bracket 35 until the ring-shaped gap between the seals 32 is
Thus, a sealing surface is formed between the sliding surface formed on the inner peripheral surface of the front trunk 9 and the intrusion of mud and rock fragments outside the machine into the machine interior 26.
【0010】尚、図8では、後胴10に取付けられた状
況を示しているが、前胴9の内周面にシール32を取付
け、後胴10の外周面に摺動面を構成する場合もある。FIG. 8 shows a state in which the seal is attached to the rear trunk 10 while the seal 32 is attached to the inner peripheral surface of the front trunk 9 and a sliding surface is formed on the outer peripheral surface of the rear trunk 10. There is also.
【0011】また、トンネル掘削機の中折れ操作は、複
数の推進ジャッキ11の伸縮量調整により前胴9と後胴
10間に角度α°を与えることによって行なう。The bending operation of the tunnel excavator is performed by giving an angle α ° between the front trunk 9 and the rear trunk 10 by adjusting the amount of expansion and contraction of the plurality of propulsion jacks 11.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】従来のシール装置1a
は、シール32の前段の補助パッキン34とシール32
および相手摺動面間で密封作用を発生しているが、補助
パッキン34は外側が泥水・岩片と接しているため摩耗
および破損の確立が大きく、補助パッキン34が摩耗し
て肉厚が減少したり破損して欠けると、補助パッキン3
4の密封性が大きく低下し、シール32前面に泥水・岩
片が侵入し、早期にシール32が損傷し密封性が低下す
るという問題点があった。A conventional sealing device 1a
Are the auxiliary packing 34 in front of the seal 32 and the seal 32
And the sealing action is generated between the mating sliding surfaces. However, since the outer packing 34 is in contact with muddy water and rock fragments, the wear and breakage of the auxiliary packing 34 are large, and the thickness of the auxiliary packing 34 is reduced due to wear of the auxiliary packing 34. If it is damaged or chipped, the auxiliary packing 3
There is a problem that the sealing property of the seal 4 is greatly reduced, muddy water and rock fragments enter the front surface of the seal 32, and the seal 32 is damaged early and the sealing property is deteriorated.
【0013】また、補助パッキン34は、それ自体に大
きな弾性力がなく、通常よりも大きな中折れ角度に追従
できない。そこで、密封性を向上するためにシール32
を複数段設置することがあるが、この場合シール装置1
aの取付け長さが大きくなり、中折れ角度の低下およ
び、機体の長さの増加等の不具合が発生する。Further, the auxiliary packing 34 itself does not have a large elastic force, and cannot follow a larger folding angle than usual. Therefore, in order to improve the sealing property, the seal 32 is used.
May be installed in a plurality of stages. In this case, the sealing device 1
The mounting length of “a” becomes large, causing problems such as a decrease in the angle of the middle fold and an increase in the length of the body.
【0014】そこで、本発明の目的は、機体長さの増加
および、中折れ角度の減少を起こさず、機外の泥水・岩
片による磨耗の低下、損傷の防止を図り、密封性能を長
期間保持することができるコンパクトなシール装置を有
するトンネル掘削機を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to reduce the wear and to prevent damage due to muddy water and rock fragments outside the machine without increasing the length of the machine body and reducing the angle of breakage, and to maintain the sealing performance for a long time. It is an object of the present invention to provide a tunnel excavator having a compact sealing device.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、下記のように構成される。 (1)トンネル掘削機本体を前後方向に複数の円筒体に
分割し、それぞれ推進ジャッキにより連結して、屈曲可
能としたトンネル掘削機において、トンネル掘削機本体
の前胴部と後胴部との間のリング状空間部に、最も機体
の外側に配置され、適度な硬度を有し耐摩耗性を向上さ
せた材料からなる円筒状パッキンの背面に弾性に富んだ
ゴム材等の弾性体を配置してなるダストシールと、前記
ダストシールの後列に配置され、弾性に富んだシール材
で大きい締め代を有し、過大な軸偏心や締め代の変動に
追従し得るメインシールと、を備えたシール装置を中折
れガイドと一体に組込み構成したことを特徴とする。To achieve the above object, the present invention is configured as follows. (1) The tunnel excavator body is divided into a plurality of cylinders in the front-rear direction, and each is connected by a propulsion jack. An elastic body such as a rubber material with high elasticity is placed on the back of a cylindrical packing made of a material that has the appropriate hardness and improved abrasion resistance in the ring-shaped space between A seal device comprising: a dust seal formed as described above; and a main seal, which is disposed in the rear row of the dust seal, has a large interference with an elastic sealing material, and can follow excessive shaft eccentricity and variation in interference. Is integrated with the folding guide.
【0016】(2)トンネル掘削機本体を前後方向に複
数の円筒体に分割し、それぞれ推進ジャッキにより連結
して、屈曲可能としたトンネル掘削機において、トンネ
ル掘削機本体の前胴部と後胴部との間のリング状空間部
に、円周方向全域に機体長さ方向の寸法が掘進時の前胴
と後胴の掘進ストローク以上の長さを持つリング状の膜
状シールを有するシール装置を配設し、前胴部と後胴部
とのラップ部のリング状空間部を機体外の泥水等から密
閉シールすると共に、前記膜状シールは断面U字状の剛
性を有した先端リングと、中間の剛性を有した胴体リン
グと、後端の断面U字状の可撓性を有した巻取りリング
と、前記先端リングと胴体リングを接続する可撓性を有
した接続リングとからなり、前記前胴と後胴の相対変位
に追従して前記巻取りリングが後胴側に巻取り・巻出し
可能に構成されたことを特徴とする。(2) The tunnel excavator body is divided into a plurality of cylinders in the front-rear direction, and each of the cylinder bodies is connected by a propulsion jack. a ring-shaped space between the parts, the circumferential entire dimension of the body length direction one lifting the front cylinder and the rear cylinder boring stroke length of at least the time of excavation in a ring-shaped membrane
Arranged a sealing device having a Jo seal, a ring-shaped space portion of the lap portion of the front section and the rear body portion while hermetically sealed from the mud outside the body such as the film-like seal section U-shaped rigid
End ring with elasticity and fuselage ring with intermediate rigidity
Ring having a U-shaped cross section at the rear end and having flexibility
And flexible for connecting the tip ring and the body ring.
Connection ring, the relative displacement of the front and rear trunks
The take-up ring follows the
It is characterized in that it can be configured .
【0017】[0017]
【作用】前記(1)の構成によれば、以下の作用を奏す
る。 シール装置を機能別にそれぞれ適したシール部材で
構成した、即ち、岩片・泥砂の侵入防止策として摺動面
と接触する前段に耐摩耗性大なダストシールを配置し、
さらに後段にダストシールを通過した水分をシールする
ための締め代大で密封性の大きいメインシールを配置す
るので、シール装置の密封性能の向上と耐久性の向上が
図られる。 中折れガイドとシール装置を一体に組込むのでコン
パクトになり、シール装置と中折れガイドの機体長さ方
向の組付け寸法が小となり、機体長さの低減化が図れ
る。According to the configuration (1), the following operations are provided. The sealing device was configured with a sealing member suitable for each function, that is, a dust-resistant large dust seal was placed in front of the sliding surface as a measure to prevent rock chips and mud sand from entering,
Further, since a main seal having a large interference and a high sealing property for sealing moisture passing through the dust seal is disposed at a later stage, the sealing performance and the durability of the sealing device can be improved. Since the center bending guide and the sealing device are integrally incorporated, the size is reduced, and the assembling dimension of the sealing device and the center bending guide in the machine length direction is reduced, so that the machine length can be reduced.
【0018】前記(2)の構成によれば、以下の作用を
奏する。 トンネル掘削機の中折れ掘進時に可撓性膜状シール
が、前胴部と後胴部のすきま部で前胴部と後胴部の相対
変位、角度変化に追従して変形するので、前胴部と後胴
部が相対移動時において密閉状態を良好に維持すること
が可能となる。 シール機構がコンパクトになり、機体長さの低減化
が図れる。According to the configuration (2), the following operation is provided. The flexible membrane seal is deformed at the gap between the front and rear trunks following the relative displacement and angle change between the front and rear trunks when the tunnel excavator is bent inside. When the part and the rear trunk part move relative to each other, it is possible to maintain a good sealed state. The sealing mechanism becomes compact, and the length of the body can be reduced.
【0019】[0019]
【実施例】本発明のトンネル掘削機の第1実施例を図1
及び図2を用いて説明すると、先ず、トンネル掘削機本
体は、前胴9、後胴10とに分割されるのは図6に示す
従来例と同様である。FIG. 1 shows a first embodiment of a tunnel excavator according to the present invention.
Referring to FIG. 2, the tunnel excavator body is divided into a front body 9 and a rear body 10 in the same manner as in the conventional example shown in FIG.
【0020】そして、図中12が前胴9の後部端面に取
り付けられた推進ジャッキ取付用の支持金具、13が後
胴の内周面に取り付けられた推進ジャッキ取付用の支持
金具、11がこれら支持金具12,13を介して前胴9
と後胴10を屈曲可能に連結し、さらにトンネル掘削機
を前方に推進させる推進ジャッキであるのも図6に示す
従来例と同様である。尚、図6ないし図8と同一部材に
は同一符号を付して重複する説明は省略する。In the figure, reference numeral 12 denotes a support fitting for attaching a propulsion jack attached to the rear end face of the front trunk 9; 13 denotes a support fitting for attaching a propulsion jack attached to the inner peripheral surface of the rear trunk; The front body 9 via the support fittings 12 and 13
A propulsion jack for connecting the and the rear trunk 10 in a bendable manner and for propelling the tunnel excavator forward is also the same as the conventional example shown in FIG. The same members as those in FIGS. 6 to 8 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0021】推進ジャッキ11は、図7で示すように、
円周上で複数個設置してある。ところで、トンネル掘削
機は、一般的に岩盤等硬い地盤を掘削し、泥土・泥水が
発生せず掘削のための反力を岩盤27で取るが、軟弱地
盤の場合は、図6で示すように、トンネル掘削機後方
に、セグメント31を組み立てるためのシールドジャッ
キ30及びセグメント組立エレクタ29を備え、シール
ド工法で掘進する場合がある。The propulsion jack 11 is, as shown in FIG.
Multiple units are installed on the circumference. By the way, a tunnel excavator generally excavates hard ground such as rock, and takes a reaction force for excavation with rock 27 without generating mud and muddy water. In the case of soft ground, as shown in FIG. In some cases, a shield jack 30 and a segment assembly erector 29 for assembling the segment 31 are provided behind the tunnel excavator, and the excavation may be performed by a shield method.
【0022】ここで、前胴9と後胴10間のリング状の
空間部には、後胴10外周面に中折れガイド7と各シー
ル部材からなるシール装置1を取付け、対向する前胴9
の内周面を精密に機械加工して摺動面を構成し、摺動面
にシール部材が適度な締め代をもって組込まれている。Here, in the ring-shaped space between the front body 9 and the rear body 10, a sealing device 1 including a center folding guide 7 and each sealing member is mounted on the outer peripheral surface of the rear body 10, and the opposed front body 9 is provided.
The inner peripheral surface is precisely machined to form a sliding surface, and a sealing member is incorporated into the sliding surface with an appropriate interference.
【0023】シール装置1の詳細は、図2の(a)で示
すように、後胴10に図示しないボルトで固定された中
折れガイド7の外周面に、断面四角形のリング状の溝を
3箇所設け、その最も機体の外側には溝の外周側に適度
な硬さを有し、耐摩耗性を向上させたパッキン3を組み
込み、その背面である内周側にゴム材等の弾性体4を組
込み、その弾力でパッキン3を摺動面に押付けるように
したダストシール2を組込む。次に、中折れガイド7の
2列目と3列目の溝には、大きな軸偏心、中折れ角度の
発生で摺動面がシールに対し接近および遠ざかってもシ
ールが追従できるよう、リップ型のメインシール6を十
分大きな締め代を与えて組込む。As shown in FIG. 2A, the sealing device 1 is provided with a ring-shaped groove having a rectangular cross section on the outer peripheral surface of the center bending guide 7 fixed to the rear body 10 with bolts (not shown). At the outermost part of the fuselage, a packing 3 having appropriate hardness on the outer peripheral side of the groove and having improved abrasion resistance is incorporated, and an elastic body 4 such as a rubber material is provided on the inner peripheral side on the back side. , And a dust seal 2 in which the packing 3 is pressed against the sliding surface by its elasticity. Next, the grooves in the second and third rows of the center bending guide 7 are provided with a lip type so that the seal can follow the seal even if the sliding surface approaches or moves away from the seal due to the occurrence of a large shaft eccentricity and a center bending angle. Of the main seal 6 with a sufficiently large interference.
【0024】ここで、中折れガイド7は1段目メインシ
ール5と2段目メインシール6の中間部に、中折れガイ
ド7をその取付用の後胴10と共に貫通した給油孔28
を設け、機内26の図示しない潤滑油供給ラインと接続
し、1段目メインシール5、2段目メインシール6間に
潤滑油を供給する。Here, the center folding guide 7 is provided at an intermediate portion between the first-stage main seal 5 and the second-stage main seal 6 at an oil supply hole 28 which penetrates the center folding guide 7 together with the rear body 10 for mounting the same.
Is connected to a lubricating oil supply line (not shown) in the machine 26 to supply lubricating oil between the first-stage main seal 5 and the second-stage main seal 6.
【0025】次に、前記図1で示すシール装置1の作用
を図2で具体的に説明する。Next, the operation of the sealing device 1 shown in FIG. 1 will be specifically described with reference to FIG.
【0026】トンネル掘削機の中折れ時、前胴9と後胴
10がα°の中折れ角度を推進ジャッキ11の制御で発
生させた場合、中折れの外側では、図2の(b)のよう
に、前胴9が中折れガイド7に沿ってα°傾斜し、ダス
トシール2の弾性体4は、その弾力でパッキン3を摺動
面側に押し寄せ、すきま25より侵入してくる泥土・岩
片等の大きい異物の侵入を防止する。When the front body 9 and the rear body 10 generate a middle bending angle of α ° by the control of the propulsion jack 11 at the time of the middle bending of the tunnel excavator, outside the middle bending, as shown in FIG. As described above, the front body 9 is inclined by α ° along the center folding guide 7, and the elastic body 4 of the dust seal 2 pushes the packing 3 toward the sliding surface due to its elasticity, and the mud / rock fragments entering from the gap 25. To prevent intrusion of large foreign substances such as
【0027】さらに、1段目メインシール5は、初期の
締め代で弾力が作用するので、リップ部5aは遠ざかる
前胴9の摺動面に追従して接触する。2段目シール6
は、近づいた摺動面にリップ部6aが圧縮変形して接触
する。Further, since the first-stage main seal 5 is resilient in the initial interference, the lip portion 5a follows and contacts the sliding surface of the front body 9 which goes away. Second stage seal 6
In this case, the lip portion 6a comes into contact with the approaching sliding surface by compressive deformation.
【0028】中折れの内側では、図2の(c)で示すよ
うに、前記中折れの外側の反対の挙動を示し、各シール
部材が摺動面の動きに追従する。なお、中折れの内側の
作用の説明は省略する。As shown in FIG. 2C, the inside of the middle fold shows the opposite behavior outside the middle fold, and each seal member follows the movement of the sliding surface. The description of the operation inside the center fold is omitted.
【0029】以上のようにして、泥土・岩片等の大きい
物はダストシール2が侵入を防止し、1段目、2段目メ
インシール5,6で微細な泥土・砂・水の侵入を防止し
ている。また、中折れガイド7にシール装置1を一体に
組込むので、コンパクトに構成され、機体長さ方向の寸
法が短くできる。As described above, the dust seal 2 prevents intrusion of large objects such as mud and rock fragments, and the first and second main seals 5 and 6 prevent intrusion of fine mud, sand and water. ing. In addition, since the seal device 1 is integrally incorporated into the center folding guide 7, the device is compact and the size in the machine body length direction can be shortened.
【0030】次に、本発明のトンネル掘削機の第2実施
例を図3ないし図5を用いて説明する。Next, a second embodiment of the tunnel excavator according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0031】これは、先の実施例における前胴9と後胴
10間のリング状の空間部に、前胴9内周面の端部で後
胴10に向かって中折れガイド7とリップ型のメインシ
ール6、膜状シールガイド40と膜状シール41からな
るシール装置1を取付け、対向する後胴10の外周面を
表面あらさを小に精密加工して摺動面を構成し、前記メ
インシール6を適度な締め代をもって組み込んだ例であ
る。This is because the center bending guide 7 and the lip type are formed in the ring-shaped space between the front body 9 and the rear body 10 in the previous embodiment at the end of the inner peripheral surface of the front body 9 toward the rear body 10. The main seal 6, the film seal guide 40, and the seal device 1 including the film seal 41 are attached, and the outer peripheral surface of the opposing rear body 10 is finely machined to a small surface roughness to form a sliding surface. This is an example in which the seal 6 is incorporated with an appropriate interference.
【0032】前記膜状シール41は、先端部がボルト4
2で前胴9の内面端部に固定され、さらに断面U字状の
形状を有した膜状シールガイド40のU字型形状部40
aに沿って取り付けられ、泥土砂取込み形状を保持して
いる。また、膜状シール41の後端部は、先端部と同様
に断面U字状の形状を成し、円筒状の空間の後部に位置
する後胴10内のシール巻取り室43に収納される。The film seal 41 has a bolt 4
The U-shaped portion 40 of the film-like seal guide 40 fixed to the inner surface end of the front body 9 at 2 and having a U-shaped cross section
It is attached along a and holds the mud and sand intake shape. The rear end of the film seal 41 has a U-shaped cross section similarly to the front end, and is housed in the seal winding chamber 43 in the rear body 10 located at the rear of the cylindrical space. .
【0033】シール装置1の詳細は、図5で示すよう
に、前胴9の後端部で、最も機体内部側の位置に、中折
れガイド7を図示しないボルトで固定し、この中折れガ
イド7の内周面に、断面四角状のリング状溝を設け、該
溝にゴム材等の弾性体で構成されたメインシール6を組
み込み、その弾力でメインシール6をを対向する後胴1
0の摺動面に押し付けるように組み込む。As shown in FIG. 5, the details of the sealing device 1 are as follows. At the rear end of the front body 9, the center bending guide 7 is fixed to a position closest to the inside of the fuselage with a bolt (not shown). 7, a ring-shaped groove having a rectangular cross section is provided on the inner peripheral surface, and a main seal 6 made of an elastic material such as a rubber material is incorporated into the groove.
0 so as to be pressed against the sliding surface.
【0034】次に、前記中折れガイド7に隣接して前胴
9内周面の機体外側位置に、側面がU字状に凹んだリン
グ状の溝を設けた膜状シールガイド40を、図示しない
ボルトで取り付ける。この膜状シールガイド40の断面
U字型形状部40aでは、U字状溝の形状に沿って密着
して膜状シール41が取り付けられ、さらにこの膜状シ
ール41の一端はボルト42で前胴9後端内周面の機体
外側に固定される。Next, a film-like seal guide 40 having a ring-shaped groove having a U-shaped side surface is provided on the inner peripheral surface of the front fuselage 9 adjacent to the center folding guide 7 at a position outside the fuselage. Do not use bolts. At the U-shaped cross section 40a of the film-shaped seal guide 40, a film-shaped seal 41 is attached in close contact with the shape of the U-shaped groove. 9 Fixed to the outside of the fuselage on the inner peripheral surface of the rear end.
【0035】また、膜状シール41は中央胴体部が後胴
10先端部の外周面に構成された摺動面に沿ってリング
状に取り付けられており、膜状シール41は後胴10側
に取り付けられた巻取りシールガイド44と、摺動面間
の隙間45を経由してシール巻取り室43に収納され
る。シール巻取り室43の入口部では、ダストシール2
が膜状シール41を摺動面側に押付けているので、シー
ル巻取り室43には泥土砂は浸入しない構造となってい
る。The film seal 41 has a central body portion attached in a ring shape along a sliding surface formed on the outer peripheral surface of the front end of the rear body 10. The film seal 41 is disposed on the rear body 10 side. It is stored in the seal take-up chamber 43 via the attached take-up seal guide 44 and the gap 45 between the sliding surfaces. At the entrance of the seal winding chamber 43, the dust seal 2
Presses the film-shaped seal 41 against the sliding surface side, so that mud and sand do not enter the seal winding chamber 43.
【0036】膜状シール41は、図4で示すように、先
端の断面がU次状の先端リング41a、中間の胴体リン
グ41b、後端の断面U字型の巻取りリング41c、及
び先端リング41aと胴体リング41bを接続する接続
リング41dで構成され、先端の断面U字状の先端リン
グ41aと中間の胴体リング41bは薄肉の金属製リン
グのため、泥土砂浸入時に圧力で変形しないよう、剛性
を有している。ここで、接続リング41dと巻取りリン
グ41cは、相手方の変形に追従できるよう、繊維製リ
ングで構成される。また、膜状シール41後端部の巻取
りリング41cは、先端部が部分的に欠け櫛歯状になっ
ており、先端部が相手方のシール巻取り室43でリング
状に巻取りされやすい構造となっている。As shown in FIG. 4, the membrane seal 41 has a U-shaped tip ring 41a, a middle body ring 41b, a rear end U-shaped winding ring 41c, and a tip ring. It is composed of a connection ring 41d connecting the body ring 41a and the body ring 41b, and the tip ring 41a having a U-shaped cross section at the tip and the middle body ring 41b are thin metal rings, so that they are not deformed by pressure when muddy sand enters. It has rigidity. Here, the connection ring 41d and the take-up ring 41c are made of a fiber ring so as to follow the deformation of the other party. Further, the winding ring 41c at the rear end of the film-shaped seal 41 has a comb-like shape in which the front end is partially chipped, and the front end is easily wound in a ring shape in the seal winding chamber 43 of the other party. It has become.
【0037】次に、本シール装置1の作用を図5を用い
て説明する。トンネル掘削機の中折れ時、前胴9と後胴
10がα°の中折れ角度を推進ジャッキ11の制御で発
生させた場合、中折れの外側では、図5の(c)のよう
に、前胴9が中折れガイド7に沿ってα°傾斜し、この
時、中折れガイド7に隣接した膜状シールガイド40も
α°傾斜する。従って、前胴9の後端部にボルト42で
固定された膜状シール41は、先端の断面U字状の先端
リング41aが膜状シールガイド40のU字型形状部4
0aに沿って取り付けられ、形状を保持しているが、胴
体リング41bは前胴9の動きと同調して摺動面に沿っ
て後退し、後部の巻取りリング41cが後胴10先端に
位置するシール巻取り室43に収納される。Next, the operation of the sealing device 1 will be described with reference to FIG. When the front body 9 and the rear body 10 generate a middle bending angle of α ° by the control of the propulsion jack 11 at the time of the middle bending of the tunnel excavator, as shown in FIG. The front trunk 9 is inclined by α ° along the center-fold guide 7, and at this time, the film-shaped seal guide 40 adjacent to the center-fold guide 7 is also inclined by α °. Accordingly, the film seal 41 fixed to the rear end of the front body 9 with the bolts 42 has a front end ring 41 a having a U-shaped cross section at the front end and the U-shaped portion 4 of the film seal guide 40.
0a, the body ring 41b is retracted along the sliding surface in synchronization with the movement of the front body 9, and the rear winding ring 41c is positioned at the front end of the rear body 10. Is stored in the seal winding chamber 43.
【0038】この時、胴体リング41bと先端リング4
1a間の接続リング41d及び巻取りリング41cは、
繊維製で可撓性のリングで構成されているので、前胴9
と後胴10間の中折れ角度α°による相対的なずれに対
応できる。また、巻取りリング3cは先端が部分的に欠
けた櫛歯状になっており、初期に断面U字状に成形され
ているので、膜状シール41が長さ方向で圧縮を受ける
と自動的にシール巻取り室43に巻取り収納される。At this time, the body ring 41b and the tip ring 4
The connection ring 41d and the winding ring 41c between 1a
The front body 9 is made of a flexible ring made of fiber.
And the rear body 10 can cope with a relative displacement due to the middle bending angle α °. In addition, the winding ring 3c has a comb-like shape with a partially chipped tip, and is initially formed into a U-shaped cross section. Is wound up and stored in the seal winding chamber 43.
【0039】次に、シール巻取り室43へ膜状シール4
1を収納する時は、隙間45を膜状シール41が通過す
るが、弾力性を有するダストシール2で膜状シール41
を外周部より摺動面方向へ押し付けているので、泥土砂
及び水をシールすることができる。また、シール巻取り
室43の前方には巻取りシールガイド44が取り付けら
れており、膜状シール41がスムーズにシール巻取り室
43へ収納されるようガイドの作用をする。Next, the film-like seal 4 is transferred to the seal winding chamber 43.
When the film seal 41 is stored, the film seal 41 passes through the gap 45.
Is pressed toward the sliding surface from the outer peripheral portion, so that mud, sand and water can be sealed. Further, a take-up seal guide 44 is attached in front of the seal take-up chamber 43, and acts as a guide so that the film seal 41 is smoothly housed in the seal take-up chamber 43.
【0040】以上のように、膜状シール41は前胴9と
後胴10間をシールするので、泥土砂及び水が機内26
浸入するのを防止する。この際、膜状シール41は強く
泥土砂と接触する部分が金属リングで構成され、相対的
な変形をする部分は可撓性の繊維製のリングで接続して
いるので、泥土砂による摩耗損傷の発生を防止する。As described above, since the film seal 41 seals the space between the front body 9 and the rear body 10, the mud and sand and
Prevent intrusion. At this time, the portion of the film seal 41 that is in strong contact with the mud and sand is formed of a metal ring, and the portion that relatively deforms is connected by a flexible fiber ring. To prevent the occurrence of
【0041】ここで、シール装置1は金属製の摺動面と
常時接触・摺動しており、この間では摩擦熱や摩耗の発
生の可能性がある。その対策として、前胴9内に設置さ
れた給油口46を経由して図示しない機内の供給装置よ
り、グリース等潤滑油が、図5の(a)で示すようにリ
ップ型のメインシール6と膜状シール41間に適量が常
時供給されている。その結果、摺動面とシール間に油膜
が形成されスムーズな作動及び熱摩耗の発生が防止でき
る。Here, the sealing device 1 is always in contact with and sliding on a sliding surface made of metal. During this time, there is a possibility that frictional heat or wear may occur. As a countermeasure, lubricating oil such as grease is supplied to the lip-type main seal 6 from an in-machine supply device (not shown) via an oil supply port 46 installed in the front body 9 as shown in FIG. An appropriate amount is always supplied between the film seals 41. As a result, an oil film is formed between the sliding surface and the seal, and smooth operation and occurrence of thermal wear can be prevented.
【0042】中折れの内側は、図5の(b)のように、
前記中折れ外側と反対の挙動を示し、シール装置1が摺
動面の動きに追従することは明白である。The inside of the center fold is as shown in FIG.
It is apparent that the sealing device 1 follows the movement of the sliding surface, exhibiting a behavior opposite to that of the center folding outside.
【0043】[0043]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、シール部材を
多段に構成配置し、シール部材それぞれに密封対象とす
る異物に対し、最適な部材で形状を構成するので、下記
の効果が得られる。 (1)最適な部材で最適な形状を有し、シール締め代及
びシール背面の弾力を大きく与えたことにより、中折れ
部の屈曲角度や前胴と後胴の軸偏心による相対的な位置
ずれによりシール密封状態が低下するのを防止できる。 (2)泥土・岩片・泥水等、各種の密封対象物に対し、
各シールがそれぞれに作用し高い密封性を発揮し、機内
への侵入を防止する。すなわち、ダストシールでは泥土
・岩片等の大きな異物の侵入を防止し、メインシールで
は水の侵入防止を図っている。 (3)シール装置と中折れガイドを一体構成するので、
コンパクト化が図られトンネル掘削機の機体長さ方向が
短くなり、大きな屈曲角度を得る事ができると共に、機
体全体の長さの低減を図ることができる。According to the first aspect of the present invention, the seal members are arranged in multiple stages, and the shape of the seal member is determined by the optimum member for the foreign matter to be sealed. Can be (1) The optimal shape of the optimal member, the seal tightness and the elasticity of the back surface of the seal are increased, so that the relative angle shift due to the bending angle of the bent part and the eccentricity of the axis between the front and rear bodies. Thereby, it is possible to prevent the sealing state from being lowered. (2) For various sealed objects such as mud, rock fragments, muddy water, etc.
Each seal acts on each other to exhibit high sealing performance and prevent intrusion into the machine. That is, the dust seal prevents large foreign substances such as mud and rock pieces from entering, and the main seal prevents water from entering. (3) Since the seal device and the bending guide are integrally configured,
The size of the tunnel excavator is shortened in the length direction of the body of the tunnel excavator, so that a large bending angle can be obtained, and the length of the entire body of the tunnel excavator can be reduced.
【0044】請求項2の発明によれば、トンネル掘削機
の中折れ掘進時に可撓性膜状シールが、前胴部と後胴部
のすきま部で前胴部と後胴部の相対変位、角度変化に追
従して変形し、前胴部と後胴部が相対移動時において密
閉状態を良好に維持するので、下記の効果が得られる。 (1)中折れ部の屈曲や前胴と後胴の相対変位に追従し
シール性能の低下を防止する。 (2)泥土砂等による摩耗、損傷を防止し耐久性を向上
できる。 (3)コンパクトなシール機構が構成でき、機長を短縮
できる。According to the second aspect of the present invention, when the tunnel excavator is bent in the middle, the flexible film-like seal is used for the relative displacement between the front body and the rear body at the clearance between the front body and the rear body. The front body and the rear body are deformed in accordance with the change in the angle, and the front body and the rear body maintain a good sealed state during relative movement, so that the following effects can be obtained. (1) It follows the bending of the middle bent portion and the relative displacement of the front and rear trunks to prevent a decrease in sealing performance. (2) Wear and damage due to mud and sand can be prevented and durability can be improved. (3) A compact seal mechanism can be configured, and the machine length can be reduced.
【図1】本発明の第1実施例に係る中折れ部シール装置
の側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view of a center fold section sealing device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同じく中折れ部シール装置の作用状態図であ
る。FIG. 2 is an operation state diagram of the seal device according to the first embodiment.
【図3】本発明の第2実施例に係る中折れ部シール装置
の側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a center fold part sealing device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】同じく膜状シールの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a film seal.
【図5】同じく中折れ部シール装置の作用状態図であ
る。FIG. 5 is an operation state diagram of the center bend portion sealing device.
【図6】従来のトンネル掘削機の側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view of a conventional tunnel excavator.
【図7】図6のA−A断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 6;
【図8】同じくシール装置の側断面図である。FIG. 8 is a side sectional view of the sealing device.
1 シール装置 2 ダストシール 5 メインシール 6 メインシール 7 中折れガイド 8 カッタヘッド 9 前胴 10 後胴 11 推進ジャッキ 25 すきま 26 機内 27 岩盤 28 給油孔 40 膜状シールガイド 41 膜状シール 43 シール巻取り室 44 巻取りシールガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing device 2 Dust seal 5 Main seal 6 Main seal 7 Center bending guide 8 Cutter head 9 Front trunk 10 Rear trunk 11 Propulsion jack 25 Clearance 26 Inside machine 27 Rock rock 28 Oil supply hole 40 Film seal guide 41 Film seal 43 Seal winding chamber 44 Rewind Seal Guide
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−217096(JP,A) 特開 平6−108777(JP,A) 実開 平6−8492(JP,U) 実開 平2−6792(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 301 E21D 11/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-63-217096 (JP, A) JP-A-6-108777 (JP, A) JP-A-6-8492 (JP, U) JP-A-2-6792 (JP , U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 9/06 301 E21D 11/00
Claims (2)
円筒体に分割し、それぞれ推進ジャッキにより連結し
て、屈曲可能としたトンネル掘削機において、トンネル
掘削機本体の前胴部と後胴部との間のリング状空間部
に、 最も機体の外側に配置され、適度な硬度を有し耐摩耗性
を向上させた材料からなる円筒状パッキンの背面に弾性
に富んだゴム材等の弾性体を配置してなるダストシール
と、 前記ダストシールの後列に配置され、弾性に富んだシー
ル材で大きい締め代を有し、過大な軸偏心や締め代の変
動に追従し得るメインシールと、 を備えたシール装置を中折れガイドと一体に組込み構成
したことを特徴とするトンネル掘削機。The tunnel excavator body is divided into a plurality of cylindrical bodies in the front-rear direction, and each is connected by a propulsion jack to bendable. An elastic body such as a rubber material with a high elasticity is provided on the back of a cylindrical packing made of a material having the appropriate hardness and improved wear resistance, which is arranged most outside the fuselage in the ring-shaped space between And a main seal, which is disposed in the back row of the dust seal, has a large interference with a sealing material having a high elasticity, and can follow excessive shaft eccentricity and fluctuation of the interference. A tunnel excavator, wherein a sealing device is integrated with a folding guide.
円筒体に分割し、それぞれ推進ジャッキにより連結し
て、屈曲可能としたトンネル掘削機において、トンネル
掘削機本体の前胴部と後胴部との間のリング状空間部
に、 円周方向全域に機体長さ方向の寸法が掘進時の前胴と後
胴の掘進ストローク以上の長さを持つリング状の膜状シ
ールを有するシール装置を配設し、前胴部と後胴部との
ラップ部のリング状空間部を機体外の泥水等から密閉シ
ールすると共に、前記膜状シールは断面U字状の剛性を
有した先端リングと、中間の剛性を有した胴体リング
と、後端の断面U字状の可撓性を有した巻取りリング
と、前記先端リングと胴体リングを接続する可撓性を有
した接続リングとからなり、前記前胴と後胴の相対変位
に追従して前記巻取りリングが後胴側に巻取り・巻出し
可能に構成されたことを特徴とするトンネル掘削機。2. The tunnel excavator body is divided into a plurality of cylinders in the front-rear direction and connected by a propulsion jack to bendable. membranous sheet of the ring-shaped space, in the circumferential direction throughout the airframe one lifting a longitudinal dimension front torso and rear cylinder boring stroke length of at least the time of excavation ring between the
It arranged a sealing device having Lumpur, the ring-shaped space portion of the lap portion of the front section and the rear body portion while hermetically sealed from the mud outside the body such as the film-like seal section U-shaped rigid To
End ring and body ring with intermediate rigidity
And a take-up ring having a U-shaped flexible section at the rear end
And flexible for connecting the tip ring and the body ring.
Connection ring, the relative displacement of the front and rear trunks
The take-up ring follows the
A tunnel excavator characterized in that it can be configured .
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