JP3187379B2 - 坑口シール装置 - 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、竪坑等の坑口に取
り付けられるシール装置に関し、特に、内周端から外周
端にかけて傘状に拡がった立体形状の弾性パッキンを備
えた坑口シール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、竪坑の坑口に取り付けられる坑口
シール装置としては、図８に示すように、ゴム等からな
る弾性パッキン１と該弾性パッキン１の外周端１ａを坑
口２に取り付けるための取付け部材３とを備えたものが
知られている。弾性パッキン１の内周端１ｂは坑口２内
に配設されるトンネルセグメントやヒューム管４等の外
形よりも小さい開口形状を有しており、推進機、トンネ
ルセグメント、あるいはヒューム管４等を坑口２からト
ンネル内に挿入するときに弾性パッキン１の内周端１ｂ
をヒューム管４等の外周面で拡開させて該外周面に密着
させることにより、坑口２とヒューム管４等との間をシ
ールしている。外圧に対し弾性パッキン１の背面側（図
８中右面側）に裏当て部材を設けないときは、弾性パッ
キン１が外圧に耐え得るように弾性パッキン１自体を硬
めの弾性材料で形成する必要がある。

【０００３】この種の坑口シール装置に用いられる弾性
パッキンとしては、図８中二点鎖線で示すように、内周
端１ｂの解放時に全体が平板状をなす構成のものが一般
的であるが、図９（ａ）に示すように、内周端１ｂから
外周端１ａにかけて傘状に拡がった立体形状をなす弾性
パッキン１が考えられている。弾性パッキン１をこのよ
うな立体形状とした場合、弾性パッキン１が外圧に耐え
易くなると共に、全体が平板状をなす弾性パッキンと比
べてその内周端をヒューム管等で拡開させやすくなるの
で、弾性パッキン１を硬めのゴム材で形成した場合であ
っても推進機、トンネルセグメント、ヒューム管等の挿
入が容易になるとともに、弾性パッキン１が無理な力を
受けて亀裂が生じることを回避可能となる。特に、弾性
パッキン１の内周端が略矩形状の場合、その内周角部に
生じる応力集中を緩和させて亀裂の発生を効果的に防止
することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した立体形状の弾
性パッキンを製造するには、図９（ｃ）に示すようなゴ
ム加硫成形用の金型５，６を使用し、且つ、図９（ｂ）
に示すような分割ゴム片７を例えば４枚加硫成形し、そ
れらを加硫接着して図９（ａ）に示す立体形状に一体化
する方法が考えられるが、加硫成形用及び加硫接着用の
金型にそれぞれ複雑な３次元形状のキャビティを形成す
る必要がある。また、弾性パッキンの要求サイズに応じ
て加硫成形用及び加硫接着用の金型を個別に製造する必
要があるため、製造コストが大幅にアップする原因とな
る。

【０００５】したがって、本発明の目的は、製造が容易
でシール性及び耐久性に優れた坑口シール装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、内周端から外周端にかけて
傘状に拡がった立体形状の弾性パッキンと、該弾性パッ
キンの外周端を竪坑等に開口するトンネル孔の坑口に取
り付けるための取付け部材とを備えた坑口シール装置に
おいて、前記弾性パッキンはその立体形状を展開した輪
郭形状をなす平板状の弾性素材からなり、且つ、該弾性
素材の開放端を相互に接合して立体形状としたものであ
り、前記取付け部材は前記弾性パッキンの外周端の立体
形状と適合するように略傘状に形成した取付部を有する
ことを特徴とする坑口シール装置を提供する。

【０００７】上記構成の坑口シール装置における弾性パ
ッキンはその内周端から外周端にかけて傘状に拡がった
立体形状を有するので、弾性パッキンの内周端を推進
機、トンネルセグメント、ヒューム管等の配設体の外周
面に密着状態で当接させたときに外圧に対し高いシール
性を発揮できると共に、弾性パッキンの内周端を該配設
体の外周面により容易に拡開させることができる。した
がって、弾性パッキンの内周端が無理に押し拡げられて
亀裂を生じることを防止でき、耐久性を高めることがで
きる。しかも、立体形状の弾性パッキンが平板状の弾性
素材からなっており、この弾性素材は汎用のゴムシート
等から必要サイズに切り出して作ることができるので、
複雑な立体キャビティ形状の成形用金型を必要とせずに
立体形状の弾性パッキンを作ることができる。また、弾
性素材が平板状であるのでその開放端を接合するときに
も複雑な立体キャビティ形状の接合用金型を用いる必要
がなくなる。したがって、立体形状を有する任意サイズ
の弾性パッキンを容易に製造することができる。

【０００８】しかも、本発明による請求項１記載の坑口
シール装置は、上記弾性パッキンと該弾性パッキンの外
周端を竪坑等の坑口に取り付けるための取付け部材とを
備え、取付け部材は前記弾性パッキンの外周端の立体形
状と適合するように略傘状に形成した取付部を有するの
で、製造が容易でシール性及び耐久性に優れ、且つ坑口
への取り付けが容易な坑口シール装置を提供できる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、内周端から
外周端にかけて傘状に拡がった立体形状の弾性パッキン
と、該弾性パッキンの外周端を竪坑等に開口するトンネ
ル孔の坑口に取り付けるための取付け部材とを備えた坑
口シール装置において、前記弾性パッキンはその立体形
状を展開した輪郭形状をなす平板状の弾性素材からな
り、且つ、該弾性素材の開放端を相互に接合して立体形
状としたものであり、前記弾性パッキンの外周端は平板
状に拡開させた状態で前記坑口に取り付けられているこ
とを特徴とするトンネル孔等の坑口シール装置を提供す
る。

【００１０】係る構成の発明は、弾性パッキンがその立
体形状を展開した輪郭形状をなす平板状の弾性素材から
なり、且つ、該弾性素材の開放端を相互に接合して立体
形状としたものであるので、この点において上記請求項
１記載の発明と同様の作用効 果を奏することができ、し
かも、弾性パッキンの外周端は平板状に拡開させた状態
で坑口に取り付けられているので、製造が容易でシール
性及び耐久性に優れ、且つ坑口への取り付けが容易な坑
口シール装置を提供できる。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明は、内周端か
ら外周端にかけて傘状に拡がった立体形状の弾性パッキ
ンと、該弾性パッキンの外周端を竪坑等に開口するトン
ネル孔の坑口に取り付けるための取付け部材とを備えた
坑口シール装置において、前記弾性パッキンはその立体
形状を展開した輪郭形状をなす平板状の弾性素材からな
り、且つ、該弾性素材の開放端を相互に接合して立体形
状としたものであり、前記弾性パッキンの外周端は略筒
状に縮形させた状態で前記坑口に取り付けられているこ
とを特徴とする坑口シール装置を提供する。

【００１２】係る構成の発明は、弾性パッキンがその立
体形状を展開した輪郭形状をなす平板状の弾性素材から
なり、且つ、該弾性素材の開放端を相互に接合して立体
形状としたものであるので、この点において上記請求項
１記載の発明と同様の作用効果を奏することができ、し
かも、弾性パッキンの外周端は略筒状に縮形させた状態
で坑口に取り付けられているので、製造が容易でシール
性及び耐久性に優れ、且つ坑口への取り付けが容易な坑
口シール装置を提供できる。

【００１３】好ましくは、前記弾性素材が複数の板状弾
性片を互いに接合して形成される。かかる構成によれ
ば、所要数の板状弾性片を汎用のゴムシート等から材料
効率よく切り出すことができるので、より低コストの弾
性パッキン及び坑口シール装置を提供することができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明する。

【００１５】

【実施例】図１から図３までは本発明を矩形の坑口シー
ル用坑口シール装置に適用する場合の弾性パッキンの一
実施例を示したものであり、図１中（ａ），（ｂ）はそ
れぞれ平板状の弾性素材の平面図及び側面図、図２中
（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１（ａ）に示す平板状の弾
性素材を接合して形成した弾性パッキンの平面図及び側
面図、図３は平板状の弾性素材の接合方法を示す接合装
置の要部概略断面図である。

【００１６】はじめに図１および図２を参照すると、図
１（ａ）に示す平板状の弾性素材１１は図２（ａ），
（ｂ）に示す立体形状の弾性パッキン１０を展開した輪
郭形状をなしており、図２（ａ），（ｂ）に示す弾性パ
ッキン１０は略矩形の内側及び外側輪郭形状を有すると
共に、その内周端１０ａから外周端１０ｂにかけて傘状
に拡がった立体形状をなしている。

【００１７】この弾性素材１１は１枚の弾性シート例え
ばゴムシートから図１（ａ）に示す輪郭形状に切り抜い
て形成してもよいが、この実施例ではゴムシートから切
り抜いて形成した複数の板状弾性片１２を互いに接合し
て繋ぎ合わせることにより、図１（ａ）に示す輪郭形状
の弾性素材１１としている。このように平板状の弾性素
材１１を複数の板状弾性片１２により形成するときは、
平板状のシート材から板状弾性片１２を歩留まり良く切
り抜くことができるので、弾性パッキン１０の製造コス
トを下げることかできる。また、弾性素材１１の外形サ
イズよりも小さなサイズのシート材から弾性素材１１を
作ることができるので、シート材の保管や管理が容易と
なる。

【００１８】図１（ａ）に示す平板状の弾性素材１１は
その開放端１１ａ，１１ｂを、図３に示すように、接着
用ゴム材１３を介して互いに接合（例えば加硫接着）す
ることにより、図２に示すような立体形状の弾性パッキ
ン１０とすることができる。

【００１９】弾性素材１１の加硫接着に用いる接合装置
は、図３に示すように、内部にヒータ１５を備えた一対
の接合用金型１４，１４を備えており、接着用ゴム材１
３を介して弾性素材１１の開放端１１ａ，１１ｂを衝合
させた後、弾性素材１１の開放端１１ａ，１１ｂを接合
用金型１４，１４で挟み加圧しなから加硫接着を行うも
のとなっている。弾性素材１１は平板状であるので、弾
性素材１１を挟む接合用金型１４の加圧面は平坦面でよ
く、その加工が容易であると共に、任意サイズの弾性素
材１１の接合に用いることができる。また、この接合装
置は上述した板状弾性片１２の相互接合にも用いること
ができる。したがって、金型形状が単純で安価な接合装
置を用いて弾性パッキン１０を製造することができる。

【００２０】図４は本発明による坑口シール装置の一実
施例を示したものであり、竪坑等の穴壁には断面矩形の
トンネル孔１７が開口しており、その坑口１７ａに坑口
シール装置が設けられている。坑口シール装置は図２
（ａ），（ｂ）に示す立体形状の弾性パッキン１０と、
該弾性パッキン１０を坑口１７ａに取り付けるための取
付け部材１６とを備えている。

【００２１】取付け部材１６は弾性パッキン１０の外周
端１０ｂを取り付けるための取付部１６ａを有してお
り、この実施例においては、取付部１６ａは弾性パッキ
ン１０の内側面の傘形立体形状と適合するように略傘状
に折り曲げられている。１８は弾性パッキン１１を取付
け部材１６に固定するためのボルトであり、１９は取付
け部材１６を坑口１７に固定するためのアンカーボルト
である。図２（ａ）に示ように、弾性素材１１にはボル
ト１８を通す取付孔１１ｃが形成されている。

【００２２】上記構成を有する坑口シール装置において
は、弾性パッキン１０がその内周端１０ａから外周端１
０ｂにかけて傘状に拡がった立体形状を有するので、弾
性パッキン１０の内周端１０ａを推進機、トンネルセグ
メント、ヒューム管等（図示省略）の配設体の外周面に
密着状態で当接させたときに外圧に対し高いシール性を
発揮できる。また、弾性パッキン１０の内周端１０ａを
推進機、トンネルセグメント、ヒューム管等の配設体の
外周面により容易に拡開させることができるので、弾性
パッキン１０の内周端１０ａが無理に押し拡げられて内
周角部等に亀裂を生じることを防止でき、耐久性を高め
ることができる。しかも、立体形状の弾性パッキン１０
が平板状の弾性素材１１からなっており、この弾性素材
１１は汎用のゴムシート等から必要サイズに切り出して
作ることができるので、複雑な立体キャビティ形状の成
形用金型を必要とせずに立体形状の弾性パッキン１０を
作ることができる。また、弾性素材１１が平板状である
のでその開放端１１ａ，１１ｂを接合するときにも単純
形状の接合用金型１４，１４を用いることができる。し
たがって、立体形状を有する任意のサイズの弾性パッキ
ン１０を容易に製造することができる。

【００２３】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ本
発明による坑口シール装置の他の実施例を示したもので
ある。図５（ａ），（ｂ），（ｃ）の各実施例と上記実
施例とは取付け部材１６及び該取付け部材１６への弾性
パッキン１０の取り付け形態のみが異なっており、弾性
パッキン１０自体の形状及び製造方法は上記実施例のも
のと同じである。

【００２４】図５（ａ）の実施例では、取付け部材１６
が坑口１７ａに取り付けられる固定部材２０と押さえ板
２ １とを有しており、固定部材２０は弾性パッキン１
０の外周端１０ｂの外側面と適合するように略傘状に折
り曲げられた取付部２１ａを有している。また、押さえ
板２１は弾性パッキン１０の外周端１０ｂの内側面と適
合するように略傘状に形成されている。この実施例の取
付け部材１６は図４に示す取付け部材よりも部品点数が
多くなるが、取付け部材１６への弾性パッキン１０の取
り付けを竪坑内部で容易に行うことができる。

【００２５】図５（ｂ）の実施例では、取付け部材１６
が同様に坑口１７ａに取り付けられる固定部材２０と押
さえ板２１とを有しているが、この実施例の固定部材２
０は平板状に形成されており、押さえ板２１も平板状に
形成されている。 したがって、この実施例の場合、弾
性パッキン１０はその外周端１０ｂを平板状に拡間させ
た状態で取付け部材１６に取り付けられることとなる。
この実施例の場合、取付け部材１６を構成する固定部材
２０及び押さえ板２１が単純な平板状であるのでその製
造が容易である。また、図示するように、固定部材２０
を坑口１７ａに取り付けるためのアンカーボルト１９を
利用して弾性パッキン１０を取付け部材１６に取り付け
ることができる。

【００２６】図５（ｃ）の実施例では、取付け部材１６
が同様に坑口１７ａに取り付けられる固定部材２０と押
さえ板２１とを有しているが、この実施例の固定部材２
０はその取付部２０ａがトンネル孔１７の断面形状に合
わせて略筒状をなすように略直角に折り曲げられてお
り、押さえ板２１も略筒状に形成されている。したがっ
て、この実施例の場合、弾性パッキン１０はその外周端
１０ｂを略筒状に縮形させた状態で取付け部材１６に取
り付けられることとなる。

【００２７】図６および図７は本発明を円形の坑口シー
ル用弾性パッキンに適用した場合の一実施例を示したも
のでる。これらの図を参照すると、図６（ａ）に示す平
板状の弾性素材３１は図７（ａ），（ｂ）に示す立体形
状の弾性パッキン３０を展開した輪郭形状をなしてお
り、図７（ａ），（ｂ）に示す弾性パッキン３０は裁頭
円錐形の内周面及び外周面形状を有すると共に、その内
周端１３ａから外周端３０ｂにかけて傘状に拡がった立
体形状をなしている。

【００２８】この弾性素材３１は１枚の弾性シート例え
ばゴムシートから図６（ａ）に示す輪郭形状に切り抜い
て形成してもよいが、この実施例ではゴムシートから切
り抜いて形成した複数の板状弾性片３２を互いに接合し
て繋ぎ合わせることにより、図６（ａ）に示す輪郭形状
の弾性素材３１としている。このように平板状の弾性素
材３１を複数の板状弾性片３２により形成するときは、
平板状のシート材から板状弾性片３２を歩留まり良く切
り抜くことができるので、弾性パッキン３０の製造コス
トを下げることかできる。また、弾性素材３１の外形サ
イズよりも小さなサイズのシート材から弾性素材３１を
作ることができるので、シート材の保管や管理が容易と
なる。

【００２９】図６（ａ）に示す平板状の弾性素材３１は
その開放端３１ａ，３１ｂを、接着用ゴム材（図示略）
を介して互いに加硫接着することにより、図７に示すよ
うな立体形状の弾性パッキン３０とすることができる。
そして、この弾性パッキン３０を用いて、上記実施例と
同様に、図４及び図５に示すような断面構造の坑口シー
ル装置を構成することができる。

【００３０】以上、図示実施例につき説明したが、本発
明は上記実施例の態様のみに限定されるものではなく、
特許請求の範囲に記載した発明の範囲内においてその構
成要素に種々の変更を加えることができる。例えば、弾
性パッキンは矩形若しくは円形の輪郭形状を有するもの
に限られず、適用する坑口の形状に合わせて任意の輪郭
形状、例えば、長円形、楕円形、馬蹄形、ダルマ形等に
することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明は、内周端から外周端にかけて傘状に拡が
った立体形状の弾性パッキンを、その立体形状を展開し
た輪郭形状をなす平板状の弾性素材により形成し、且
つ、該弾性素材の開放端を接合して立体形状としたもの
であり、しかも、該弾性パッキンの外周端を竪坑等に開
口するトンネル孔の坑口に取り付けるための取付け部材
は、弾性パッキンの外周端の立体形状と適合するように
略傘状に形成した取付部を有するから、製造が容易でシ
ール性及び耐久性に優れた坑口シール装置を提供するこ
とができる。

【００３２】また、請求項２記載の発明は、内周端から
外周端にかけて傘状に拡がった立体形状の弾性パッキン
を、その立体形状を展開した輪郭形状をなす平板状の弾
性素材により形成し、且つ、該弾性素材の開放端を接合
して立体形状としたものであり、しかも、該弾性パッキ
ンの外周端は平板状に拡開させた状態で前記坑口に取り
付けられているから、製造が容易でシール性及び耐久性
に優れた坑口シール装置を提供することができる。

【００３３】 さらに、請求項３記載の発明は、内周端か
ら外周端にかけて傘状に拡がった立体形状の弾性パッキ
ンを、その立体形状を展開した輪郭形状をなす平板状の
弾性素材により形成し、且つ、該弾性素材の開放端を接
合して立体形状としたものであり、しかも、該弾性パッ
キンの外周端は略筒状に縮形させた状態で前記坑口に取
り付けられているから、製造が容易でシール性及び耐久
性に優れた坑口シール装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明に係る坑口シ
ール装置の弾性パッキンを形成するための平板状の弾性
素材を示す平面図及び側面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ図１（ａ）に示す平
板状の弾性素材を接合して形成した弾性パッキンを示す
平面図及び側面図である。

【図３】図１に示す弾性素材の接合方法を示す接合装置
の要部概略断面図である。

【図４】図２に示す弾性パッキンを用いた坑口シール装
置の一実施例を示す坑口の断面図である。

【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ本発明によ
る坑口シール装置の他の実施例を示す要部断面図であ
る。

【図６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明に係る弾性パ
ッキンを形成するための平板状の弾性素材を示す平面図
及び側面図である。

【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ図６（ａ）に示す平
板状の弾性素材を接合して形成した弾性パッキンを示す
平面図及び側面図である。

【図８】従来の坑口シール装置の構造を示す断面図であ
る。

【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ弾性パッキ
ンの参考例及びその製造方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１０，３０ 弾性パッキン １０ａ，３１ａ 内周端 １０ｂ，３１ｂ 外周端 １１，３１ 弾性素材 １１ａ，１１ｂ，３１ａ，３１ｂ 開放端 １２，３２ 板状弾性片 １３ 接着用ゴム材 １４ 接合用金型 １５ ヒータ １６ 取付け部材 １６ａ 取付部 １７ トンネル孔 １７ａ 坑口 １８ ボルト １９ アンカーボルト ２０ 固定部材 ２０ａ 取付部 ２１ 押さえ板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 満 東京都中央区京橋一丁目７番１号、戸田 建設株式会社内 (72)発明者 宇佐美 彰 東京都中央区京橋一丁目７番１号、戸田 建設株式会社内 (72)発明者 柳楽 毅 東京都中央区京橋一丁目７番１号、戸田 建設株式会社内 (72)発明者 松下 清一 東京都中央区京橋一丁目７番１号、戸田 建設株式会社内 (72)発明者 相川 潤一 東京都港区芝浦一丁目２番３号、清水建 設株式会社内 (72)発明者 加藤 邦義 東京都中央区新川一丁目24番４号、大豊 建設株式会社内 (72)発明者 藤森 英男 東京都品川区西五反田７丁目７番９号、 株式会社金澤製作所内 (56)参考文献 特開 平７−12234（ＪＰ，Ａ) 実用新案登録2558857（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周端から外周端にかけて傘状に拡がっ
   た立体形状の弾性パッキンと、該弾性パッキンの外周端
   を竪坑等に開口するトンネル孔の坑口に取り付けるため
   の取付け部材とを備えた坑口シール装置において、前記
   弾性パッキンはその立体形状を展開した輪郭形状をなす
   平板状の弾性素材からなり、且つ、該弾性素材の開放端
   を相互に接合して立体形状としたものであり、前記取付
   け部材は前記弾性パッキンの外周端の立体形状と適合す
   るように略傘状に形成した取付部を有することを特徴と
   する坑口シール装置。
2. 【請求項２】 内周端から外周端にかけて傘状に拡がっ
   た立体形状の弾性パッキンと、該弾性パッキンの外周端
   を竪坑等に開口するトンネル孔の坑口に取り付けるため
   の取付け部材とを備えた坑口シール装置において、前記
   弾性パッキンはその立体形状を展開した輪郭形状をなす
   平板状の弾性素材からなり、且つ、該弾性素材の開放端
   を相互に接合して立体形状としたものであり、前記弾性
   パッキンの外周端は平板状に拡開させた状態で前記坑口
   に取り付けられていることを特徴とするトンネル孔等の
   坑口シール装置。
3. 【請求項３】 内周端から外周端にかけて傘状に拡がっ
   た立体形状の弾性パッキンと、該弾性パッキンの外周端
   を竪坑等に開口するトンネル孔の坑口に取り付けるため
   の取付け部材とを備えた坑口シール装置において、前記
   弾性パッキンはその立体形状を展開した輪郭形状をなす
   平板状の弾性素材からなり、且つ、該弾性素材の開放端
   を相互に接合して立体形状としたものであり、前記弾性
   パッキンの外周端は略筒状に縮形させた状態で前記坑口
   に取り付けられていることを特徴とする坑口シール装
   置。
4. 【請求項４】 前記弾性素材が複数の板状弾性片を互い
   に接合して形成したものであることを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の坑口シール装置。