JP6401970B2

JP6401970B2 - Tail seal

Info

Publication number: JP6401970B2
Application number: JP2014170155A
Authority: JP
Inventors: 浅沼　廉樹; 廉樹浅沼; 正則伊垣; 陣今出
Original assignee: Hayakawa Rubber Co Ltd; Fujita Corp
Current assignee: Hayakawa Rubber Co Ltd; Fujita Corp
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-08-25
Also published as: JP2016044475A

Description

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

テール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トンネルを組み立てるシールド掘進機がある。
シールド掘進機のテール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テール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 machine that assembles a segment tunnel by digging while assembling the segments into a cylindrical wall inside the tail part.
The back surface filled with earth and sand or water in the natural ground from the annular gap between the inner peripheral surface of the skin plate of the tail part of the shield machine and the outer peripheral surface of the segment, or between the outer peripheral surface of the segment and the natural ground A tail seal that closes the gap is provided on the inner peripheral surface of the skin plate in order to prevent the filling material from entering the tail portion.
Conventionally, the tail seal is composed of a wire brush composed of a large number of wires and grease (shield putty grease) filled between the numerous wires.
However, since such grease has fluidity, it gradually flows out of the wire brush as the shield machine moves, so that the sealing performance decreases or the grease flows out. There is a disadvantage that the sealing property is further deteriorated when the backfill material penetrates into the gap of the generated 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 in which foamed resin such as foamed urethane is filled between many wires instead of grease.
According to this technique, the foamed resin does not flow out like grease, which is advantageous in maintaining the sealing performance.

特許第３１５８０１９号Japanese 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テールシールを提供することにある。 However, in the conventional technique described above, the foamed resin is easily damaged, and the volume decreases with use.
Moreover, since the gas (air) in the foamed resin is released by applying stress, it is 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 performance over a long period of time.
This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide a tail seal advantageous in maintaining a sealing performance over a long period of time.

上述の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、シールド掘進機のテール部のスキンプレートの内周面と、前記シールド掘進機の内部で組み立てられたセグメントの外周面との間の環状の隙間を塞ぐテールシールであって、前記テールシールは、多数のワイヤからなるワイヤブラシと、前記多数のワイヤ間に充填されたゴム材料とで構成され、前記テールシールは、前記スキンプレートに取着される取り付け部と、前記取り付け部から起立しその先部が前記セグメントの外周面に接触する起立部とを備え、前記ゴム材料は、前記起立部を構成するワイヤ間に充填され、前記ゴム材料は、前記取り付け部側に位置する前記ワイヤの部分間に充填される第１のゴム材料と、前記ワイヤの先部間に充填される第２のゴム材料とで構成され、前記第１のゴム材料は前記第２のゴム材料よりも硬度が高いことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記テールシールは、前記スキンプレートの軸方向において前記ワイヤブラシの両側の箇所に設けられた金属製の保護板を含んで構成され、前記保護板は、前記取り付け部から前記起立部にわたって延在していることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記第１のゴム材料の硬度は３０〜５０であり、前記第２のゴム材料の硬度は５〜１５であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記テールシールは、前記スキンプレートの内周面の周方向に分割された複数の分割体で構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is an annular structure between the inner peripheral surface of the skin plate of the tail portion of the shield machine and the outer peripheral surface of the segment assembled inside the shield machine. The tail seal is composed of a wire brush composed of a large number of wires and a rubber material filled between the numerous wires , and the tail seal is attached to the skin plate. A mounting portion to be worn; and a standing portion that stands up from the mounting portion and whose tip contacts the outer peripheral surface of the segment; and the rubber material is filled between wires constituting the standing portion, and the rubber The material is composed of a first rubber material filled between portions of the wire located on the attachment portion side, and a second rubber material filled between tip portions of the wires, 1 of rubber material is characterized by high hardness than the second rubber material.
According to a second aspect of the present invention, the tail seal includes a metal protective plate provided on both sides of the wire brush in the axial direction of the skin plate, and the protective plate includes the attachment portion. Extending over the upright portion.
The invention according to claim 3 is characterized in that the hardness of the first rubber material is 30-50, and the hardness of the second rubber material is 5-15.
The invention according to claim 4 is characterized in that the tail seal is composed of a plurality of divided bodies divided in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the skin plate .

請求項１記載の発明によれば、テールシールの多数のワイヤ間にゴム材料が充填されているため、多数のワイヤ間を通った裏込め材のテール部内部への侵入を確実に防止でき、また、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具合を解消できる。
また、ワイヤ間に充填されたゴム材料は、ワイヤ間に密着してワイヤから抜落することがなく、発泡樹脂と異なってテールシールの耐久性、シール性を確保する上で有利となる。
また、ゴム材料は弾性変形可能であり、ワイヤと発泡樹脂で構成されたテールシールに比べ、テールシールは元の形状に復元しやすく、長期間にわたってシール性を維持する上で有利となる。
また、テールシールの取り付け部の小型化を図りつつ、テールシールの耐久性、シール性を向上する上で有利となる。
また、起立部を構成するワイヤ間に充填されるゴム材料に硬度差を設けることで、テールシールのシール性の向上を図る上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、保護板によりワイヤブラシの保護が図られるため、テールシールの耐久性の向上を図る上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、テールシールのシール性の向上を図る上でより有利となる。
請求項４記載の発明によれば、テールシールの取り扱い性、組立性の向上を図る上で有利となる。 According to the invention of claim 1, since the rubber material is filled between the numerous wires of the tail seal, it is possible to reliably prevent the backfill material from entering the tail portion through the numerous wires, Further, it is possible to solve the problem that the sealing performance is further deteriorated by the backfill material entering the gap between the wire brushes and solidifying.
Further, the rubber material filled between the wires does not stick out between the wires and does not fall out of the wires, and is advantageous in securing the durability and sealing performance of the tail seal unlike the foamed resin.
Further, the rubber material is elastically deformable, and the tail seal can be easily restored to the original shape as compared with the tail seal formed of the wire and the foamed resin, and is advantageous in maintaining the sealing performance for a long period of time.
Further, it is advantageous for improving the durability and sealing performance of the tail seal while reducing the size of the tail seal mounting portion.
Further, providing a difference in hardness between the rubber materials filled between the wires constituting the upright portion is advantageous in improving the sealing performance of the tail seal.
According to the second aspect of the invention, since the wire brush is protected by the protective plate, it is advantageous for improving the durability of the tail seal.
According to the invention described in claim 3 , it is more advantageous in improving the sealing performance of the tail seal.
According to the fourth aspect of the invention, it is advantageous for improving the handleability and assembly of the tail seal.

実施の形態に係るテールシールが搭載されたシールド掘進機の説明図である。It is explanatory drawing of the shield machine equipped with the tail seal which concerns on embodiment. 実施の形態に係るテールシールを構成するテールシール分割体の断面図である。It is sectional drawing of the tail seal division body which comprises the tail seal which concerns on embodiment. ワイヤブラシの先端部分の拡大図で、ワイヤとゴム材料との関係を説明する説明図である。It is an enlarged view of the front-end | tip part of a wire brush, and is explanatory drawing explaining the relationship between a wire and rubber material. テールシール分割体のテールシールクリアランスに対する反発力の変化を測定する測定装置の説明図である。It is explanatory drawing of the measuring apparatus which measures the change of the repulsive force with respect to the tail seal clearance of a tail seal division body. テールシール分割体が荷重により変形した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the tail seal division body deform | transformed with the load. 実験例におけるテールシール分割体のテールシールクリアランスと反発力との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the tail seal clearance and repulsive force of the tail seal division body in an experiment example.

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は、前胴部１２と、テール部（後胴部）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, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the shield machine will be described.
As shown in FIG. 1, the shield machine 10 includes a front body part 12, a tail part (rear body part) 14, a rear carriage (not shown), and the like. And a rear chamber 18 provided at the rear thereof.

掘削部１６は、カッター１６０２と、カッター１６０２で掘削された掘削孔２０の内壁２００２に臨む前スキンプレート１６０４を含んで構成されている。
後部室１８は、前スキンプレート１６０４の内側で掘削部１６の後方の箇所であり、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。
カッター１６０２は、円盤状のカッターを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。
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 excavation unit 16 includes a cutter 1602 and a front skin plate 1604 that faces the inner wall 2002 of the excavation hole 20 excavated by the cutter 1602.
The rear chamber 18 is a location behind the excavation unit 16 inside the front skin plate 1604, and a conveyor device (a soil removal device), a jack device, and the like (not shown) are arranged in the rear chamber 18.
The cutter 1602 is configured to excavate natural ground by rotating a disk-shaped cutter around an axis parallel to the excavation direction.
The conveyor device is configured to convey the earth and sand discharged by excavation of natural ground by the cutter 1602 backward.
The jack device is configured to push the cutter 1602 and the conveyor device in the digging direction by pressing the end surface portion of the segment 22 assembled in the cylindrical wall shape in the digging hole 20 excavated by the cutter 1602 toward the rear in the digging direction. It is configured.

テール部１４は、掘削孔２０の内壁２００２に臨む後スキンプレート１４０２を備え、後スキンプレート１４０２に本発明のテールシール２４が設けられている。
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１４０２Ａと該外周面１４０２Ａと対向しセグメント２２の外周面２２０２に臨む内周面１４０２Ｂを有している。
テール部１４は、前胴部１２の後端に屈曲可能に結合されており、具体的には、テール部１４の後スキンプレート１４０２が掘削部１６の前スキンプレート１６０４の掘進方向の後端部に屈曲可能に接続されている。 The tail portion 14 includes a rear skin plate 1402 facing the inner wall 2002 of the excavation hole 20, and the tail skin 24 of the present invention is provided on the rear skin plate 1402.
The rear skin plate 1402 has a cylindrical shape, and has an outer peripheral surface 1402A facing the inner wall 2002 of the excavation hole 20 and an inner peripheral surface 1402B facing the outer peripheral surface 1402A and facing the outer peripheral surface 2202 of the segment 22.
The tail portion 14 is coupled to the rear end of the front body portion 12 so as to be bendable. Specifically, the rear skin plate 1402 of the tail portion 14 is the rear end portion of the front skin plate 1604 of the excavation portion 16 in the direction of digging. It is connected to bendable.

セグメント２２は、テール部１４内で円筒壁状に組み立てられ、セグメントトンネル２１を構成する。
円筒壁状に組み立てられたセグメント２２は、掘削孔２０の内壁２００２に対向する円筒面状の外周面２２０２と、掘削孔２０の中心に対向する円筒面状の内周面２２０４とを有している。 The segment 22 is assembled into a cylindrical wall shape in the tail portion 14 and constitutes a segment tunnel 21.
The segment 22 assembled in a cylindrical wall shape has a cylindrical outer peripheral surface 2202 that faces the inner wall 2002 of the excavation hole 20 and a cylindrical inner peripheral surface 2204 that faces the center of the excavation hole 20. Yes.

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、後スキンプレート１４０２の内周面１４０２Ｂとセグメント２２の外周面２２０２との間の環状の隙間を塞ぐものであり、後スキンプレート１４０２の内周面１４０２Ｂの周方向の全周にわたって環状に設けられている。
本実施の形態では、後スキンプレート１４０２の軸方向に間隔をおいて複数列のテールシール２４が設けられている。
また、各テールシール２４は、後スキンプレート１４０２の内周面１４０２Ｂの周方向に分割された複数のテールシール分割体２４Ａで構成されている。 Next, the tail seal 24 will be described.
The tail seal 24 closes an annular gap between the inner peripheral surface 1402B of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2202 of the segment 22, and covers the entire circumference in the circumferential direction of the inner peripheral surface 1402B of the rear skin plate 1402. It is provided in an annular shape.
In the present embodiment, a plurality of rows of tail seals 24 are provided at intervals in the axial direction of the rear skin plate 1402.
Each tail seal 24 includes a plurality of tail seal divided bodies 24 A divided in the circumferential direction of the inner peripheral surface 1402 B of the rear skin plate 1402.

図２に示すように、各テールシール分割体２４Ａは、鋼製あるいは合成樹脂製の多数のワイヤ２５で構成されたワイヤブラシ２６と、多数のワイヤ２５間に充填されたゴム材料３４とで構成されている。
より詳細には、各テールシール分割体２４Ａは、後スキンプレート１４０２に取着される矩形板状の取り付け部２６０２と、取り付け部２６０２から起立しその先部がセグメント２２の外周面２２０２に接触する断面が扇型状の起立部２６０４とを備え、取り付け部２６０２と起立部２６０４は多数のワイヤ２５で構成されている。
テールシール２４を複数のテールシール分割体２４Ａで構成することで、テールシール２４の取り扱い性、組立性の向上が図られることは無論のこと、後述するようにゴム材料３４がワイヤ２５間に充填された状態でそのゴム材料３４の上面は水平面となることから、テールシール２４を複数のテールシール分割体２４Ａで構成すると、ゴム材料３４の上面がセグメント２２の円筒面状の外周面２２０２に沿った多角形となり、シール性を高める上で有利となる。 As shown in FIG. 2, each tail seal divided body 24 A is composed of a wire brush 26 composed of a large number of wires 25 made of steel or synthetic resin, and a rubber material 34 filled between the numerous wires 25. Has been.
More specifically, each tail seal divided body 24 A is attached to the rear skin plate 1402 as a rectangular plate-shaped attachment portion 2602, and the tip portion of the tail seal division body 24 A comes into contact with the outer peripheral surface 2202 of the segment 22. An upright portion 2604 having a fan-shaped cross section is provided, and the attachment portion 2602 and the upright portion 2604 are constituted by a number of wires 25.
Of course, the tail seal 24 is composed of a plurality of divided tail seals 24A, so that the handleability and assembly of the tail seal 24 can be improved. As will be described later, the rubber material 34 is filled between the wires 25. In this state, since the upper surface of the rubber material 34 becomes a horizontal surface, when the tail seal 24 is constituted by a plurality of tail seal divided bodies 24A, the upper surface of the rubber material 34 extends along the cylindrical outer peripheral surface 2202 of the segment 22. This is advantageous for enhancing the sealing performance.

また、各テールシール分割体２４Ａは、後スキンプレート１４０２の軸方向においてワイヤブラシ２６の両側の箇所に設けられた金属製の保護板２８、３０を含んで構成されている。
保護板２８、３０は、取り付け部２６０２から起立部２６０４にわたって延在し、取り付け部２６０２から起立部２６０４の先部にわたってワイヤブラシ２６の厚さ方向の両側を覆うように設けられている。
保護板２８、３０によりワイヤブラシ２６の保護が図られ、テールシール２４の耐久性の向上が図られている。
そして、テールシール分割体２４Ａの取り付け部２６０２を挟持する金属製の取り付け金具３２が設けられている。
各テールシール分割体２４Ａは、取り付け金具３２を介して後スキンプレート１４０２の内周面１４０２Ｂに取着され、このように後スキンプレート１４０２に取着された状態で、起立部２６０４の先部がセグメント２２の外周面２２０２に接触する。 Each tail seal divided body 24 A includes metal protection plates 28 and 30 provided at positions on both sides of the wire brush 26 in the axial direction of the rear skin plate 1402.
The protection plates 28 and 30 extend from the attachment portion 2602 to the upright portion 2604 and are provided so as to cover both sides in the thickness direction of the wire brush 26 from the attachment portion 2602 to the tip of the upright portion 2604.
The protection plates 28 and 30 protect the wire brush 26 and improve the durability of the tail seal 24.
A metal mounting bracket 32 is provided to sandwich the mounting portion 2602 of the tail seal divided body 24A.
Each tail seal divided body 24A is attached to the inner peripheral surface 1402B of the rear skin plate 1402 via the mounting bracket 32, and the front portion of the upright portion 2604 is attached to the rear skin plate 1402 in this manner. The outer peripheral surface 2202 of the segment 22 is contacted.

ゴム材料３４は、ワイヤ２５間に充填されている。
ゴム材料３４がワイヤ２５間に充填されることで、多数のワイヤ２５間の間隙がゴム材料３４により閉塞される。そのため、多数のワイヤ２５間を通った裏込め材のテール部１４内部への侵入を確実に防止でき、また、ワイヤブラシ２６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具合を解消できる。
また、ワイヤ２５間に充填されたゴム材料３４は、ワイヤ２５間に密着してワイヤ２５から抜落することがなく、発泡樹脂と異なってテールシール２４の耐久性、シール性を確保する上で有利となる。
また、ゴム材料３４は弾性変形可能であり、ワイヤ２５と発泡樹脂で構成されたテールシール２４に比べ、ワイヤ２５間に充填されたゴム材料３４を備えるテールシール２４は元の形状に復元しやすく、長期間にわたってシール性を維持する上で有利となる。 The rubber material 34 is filled between the wires 25.
By filling the rubber material 34 between the wires 25, gaps between the numerous wires 25 are closed by the rubber material 34. Therefore, it is possible to reliably prevent the backfilling material from entering the inside of the tail portion 14 that has passed between the numerous wires 25, and the backfilling material penetrates into the gaps of the wire brush 26 and solidifies, thereby further improving the sealing performance. It is possible to solve the problem of lowering.
Further, the rubber material 34 filled between the wires 25 does not stick out between the wires 25 and does not fall out of the wires 25, and unlike the foamed resin, it ensures the durability and sealability of the tail seal 24. It will be advantageous.
The rubber material 34 can be elastically deformed, and the tail seal 24 including the rubber material 34 filled between the wires 25 can be easily restored to the original shape as compared with the tail seal 24 composed of the wire 25 and the foamed resin. This is advantageous in maintaining the sealing performance for a long period of time.

詳細には、ゴム材料３４は、起立部２６０４を構成するワイヤ２５間に充填されている。
より詳細には、ゴム材料３４は、取り付け部２６０２側の起立部２６０４の端部から、図３に示すように起立部２６０４の先端２６０４Ａまでワイヤ２５間に充填され、起立部２６０４の全域に充填されている。
なお、ゴム材料３４を取り付け部２６０２にも充填してもよいが、テールシール２４の耐久性、シール性に影響がなく、取り付け部２６０２が大型化する。そのため、ゴム材料３４は起立部２６０４に充填するのみで十分である。すなわち、ゴム材料３４が起立部２６０４を構成するワイヤ２５間に充填されていると、テールシール２４の取り付け部２６０２の小型化を図りつつ、テールシール２４の耐久性、シール性を向上する上で有利となる。
また、ゴム材料３４を、起立部２６０４の先端２６０４Ａを含む先部のみに充填してもよいが、後述するようにゴム材料３４を充填する際に、起立部２６０４の全域に充填すると、ゴム材料３４をワイヤ２５間に確実に簡単に充填する上で有利となり、起立部２６０４のコシの強さや弾性変形性を確保し、テールシール２４の耐久性、シール性を向上する上で有利となる。 Specifically, the rubber material 34 is filled between the wires 25 constituting the upright portion 2604.
More specifically, the rubber material 34 is filled between the wires 25 from the end of the upright portion 2604 on the attachment portion 2602 side to the tip 2604A of the upright portion 2604 as shown in FIG. Has been.
In addition, although the rubber material 34 may be filled also in the attachment part 2602, there is no influence on the durability and sealing performance of the tail seal 24, and the attachment part 2602 is enlarged. Therefore, it is sufficient to fill the rubber material 34 into the upright portion 2604. That is, when the rubber material 34 is filled between the wires 25 constituting the upright portion 2604, the attachment portion 2602 of the tail seal 24 can be reduced in size and the durability and sealing performance of the tail seal 24 can be improved. It will be advantageous.
Further, the rubber material 34 may be filled only in the tip portion including the tip 2604A of the upright portion 2604. However, when the rubber material 34 is filled in the entire area of the upright portion 2604 as described later, the rubber material is filled. This is advantageous for reliably filling the wire 34 between the wires 25, and is advantageous for securing the stiffness and elastic deformability of the upright portion 2604 and improving the durability and sealing performance of the tail seal 24.

ゴム材料３４は、取り付け部２６０２側に位置するワイヤ２５の部分間に充填される第１のゴム材料３４０２と、ワイヤ２５の先部間に充填される第２のゴム材料３４０４とで構成され、図２、図３において符号Ａは、第１のゴム材料３４０２と第２のゴム材料３４０４の境目を示している。
第１のゴム材料３４０２は第２のゴム材料３４０４よりも硬度が高い。このように第１のゴム材料３４０２を第２のゴム材料３４０４よりも硬度の高いものを用いることにより、起立部２６０４の取り付け部２６０２寄りの箇所のコシを強くし、起立部２６０４がセグメント２２に押圧されて変形しても元の形状に復元しやすいように図られている。
また、ワイヤ２５の先部間に充填される第２のゴム材料３４０４として第１のゴム材料３４０２よりも硬度の低いものを用いることにより、起立部２６０４の先部を弾性変形し易くし、起立部２６０４の先部とセグメント２２の外周面２２０２との密着性を高めている。
このように起立部２６０４を構成するワイヤ２５間に充填されるゴム材料３４に硬度差を設けることで、テールシール２４のシール性（止水性）の向上を図る上で有利となっている。 The rubber material 34 includes a first rubber material 3402 filled between portions of the wire 25 located on the attachment portion 2602 side, and a second rubber material 3404 filled between the tips of the wires 25. In FIG. 2 and FIG. 3, the symbol A indicates the boundary between the first rubber material 3402 and the second rubber material 3404.
The first rubber material 3402 has a higher hardness than the second rubber material 3404. By using the first rubber material 3402 having a higher hardness than the second rubber material 3404 in this way, the stiffness of the portion of the upright portion 2604 near the mounting portion 2602 is strengthened, and the upright portion 2604 becomes the segment 22. Even if it is pressed and deformed, it is designed to be easily restored to its original shape.
In addition, by using a material having lower hardness than the first rubber material 3402 as the second rubber material 3404 filled between the front portions of the wire 25, the front portion of the upright portion 2604 is easily elastically deformed, and the upright portion is raised. The adhesion between the tip of the portion 2604 and the outer peripheral surface 2202 of the segment 22 is enhanced.
By providing a difference in hardness between the rubber materials 34 filled between the wires 25 constituting the upright portion 2604 as described above, it is advantageous in improving the sealing performance (waterproofness) of the tail seal 24.

この場合、起立部２６０４の取り付け部２６０２寄りの箇所が適度なコシの強さとなり、起立部２６０４の先部に適度な弾性変形性を発揮させ、シール性の向上を図る観点から、第１のゴム材料３４０２の硬度を３０〜５０とし、第２のゴム材料３４０４の硬度を５〜１５とすると好ましい。
ここで、硬度とは、２０℃の雰囲気のもとＪＩＳＫ７３１２のCタイプデュロメータで測定した硬度をいう。
このような第１、第２のゴム材料３４０２、３４０４として、液状を呈する主剤に硬化剤を混ぜることで硬化する液状ゴムを用いることができる。
このような液状ゴムとして、例えば、早川ゴム株式会社の商品名ハヤシールＮＳ（登録商標）などの市販品を用いることができ、硬化剤の種類・量を変えることで第１、第２のゴム材料３４０２、３４０４が形成される。
ゴム材料３４のワイヤ２５間への充填は、例えば、取り付け部２６０２と起立部２６０４とが成形され保護板２８、３０で挟持されたワイヤブラシ２６を、起立部２６０４の先端２６０４Ａを上方に向けて適宜治具に収容し、上述の液状ゴムを起立部２６０４の上部からあるいは中間部から注入し、硬化させることにより行なわれる。 In this case, the portion of the upright portion 2604 near the attachment portion 2602 has an appropriate stiffness, and the first portion of the upright portion 2604 exhibits appropriate elastic deformability to improve the sealing performance. The hardness of the rubber material 3402 is preferably 30 to 50, and the hardness of the second rubber material 3404 is preferably 5 to 15.
Here, the hardness is a hardness measured with a C-type durometer of JISK7312 under an atmosphere of 20 ° C.
As such first and second rubber materials 3402 and 3404, liquid rubber which is cured by mixing a curing agent with a liquid main agent can be used.
As such a liquid rubber, for example, a commercial product such as a trade name Haya Seal NS (registered trademark) of Hayakawa Rubber Co., Ltd. can be used, and the first and second rubber materials can be changed by changing the type and amount of the curing agent. 3402 and 3404 are formed.
The filling of the rubber material 34 between the wires 25 is performed, for example, with the wire brush 26 in which the attachment portion 2602 and the upright portion 2604 are formed and sandwiched between the protection plates 28 and 30 facing the tip 2604A of the upright portion 2604 upward. It is carried out by appropriately accommodating in a jig and injecting the above-mentioned liquid rubber from the upper part of the standing part 2604 or from the intermediate part and curing it.

次に、テールシール２４の作用効果について説明する。
複数のテールシール分割体２４Ａを、取り付け金具３２を介して後スキンプレート１４０２の内周面１４０２Ｂの周方向の全周にわたって環状に並べて取着することによりテールシール２４が構成される。
シールド掘進機１０による地山の掘進およびセグメントトンネル２１の組み立てが行なわれると、テールシール２４の起立部２６０４の先部が起セグメント２２の外周面２２０２に当接することにより、後スキンプレート１４０２の内周面１４０２Ｂとセグメント２２の外周面２２０２の間の環状の隙間が塞がれる。
これにより、後スキンプレート１４０２の内周面１４０２Ｂとセグメント２２の外周面２２０２との間の環状の隙間が塞がれ、地山の土砂や水、あるいは、裏込め材のテール部１４の内部への侵入が防止される。
本実施の形態では、テールシール２４の多数のワイヤ２５間にゴム材料３４が充填されているため、多数のワイヤ２５間を通った裏込め材のテール部１４内部への侵入を確実に防止でき、また、ワイヤブラシ２６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具合を解消できる。
また、ワイヤ２５間に充填されたゴム材料３４は、ワイヤ２５間に密着してワイヤ２５から抜落することがなく、発泡樹脂と異なってテールシール２４の耐久性、シール性を確保する上で有利となる。
また、ゴム材料３４は弾性変形可能であり、ワイヤ２５と発泡樹脂で構成されたテールシール２４に比べ、テールシール２４は元の形状に復元しやすく、長期間にわたってシール性を維持する上で有利となる。 Next, the function and effect of the tail seal 24 will be described.
The tail seal 24 is configured by attaching a plurality of tail seal divided bodies 24A in an annular manner over the entire circumference in the circumferential direction of the inner circumferential surface 1402B of the rear skin plate 1402 via the mounting bracket 32.
When the ground excavation by the shield machine 10 and the assembly of the segment tunnel 21 are performed, the front portion of the standing portion 2604 of the tail seal 24 abuts on the outer peripheral surface 2202 of the rising segment 22, so that the inside of the rear skin plate 1402 An annular gap between the peripheral surface 1402B and the outer peripheral surface 2202 of the segment 22 is closed.
As a result, an annular gap between the inner peripheral surface 1402B of the rear skin plate 1402 and the outer peripheral surface 2202 of the segment 22 is closed, and the earth and sand of the natural ground, water, or the inside of the tail portion 14 of the backfill material. Intrusion is prevented.
In the present embodiment, since the rubber material 34 is filled between the numerous wires 25 of the tail seal 24, it is possible to reliably prevent the backfill material from entering the tail portion 14 through the numerous wires 25. In addition, it is possible to solve the problem that the sealing performance is further deteriorated by the backfill material entering the gap between the wire brushes 26 and solidifying.
Further, the rubber material 34 filled between the wires 25 does not stick out between the wires 25 and does not fall out of the wires 25, and unlike the foamed resin, it ensures the durability and sealability of the tail seal 24. It will be advantageous.
Further, the rubber material 34 is elastically deformable, and the tail seal 24 can be easily restored to the original shape as compared with the tail seal 24 formed of the wire 25 and the foamed resin, and is advantageous in maintaining the sealing performance for a long period of time. It becomes.

また、本実施の形態では、取り付け部２６０２側に位置するワイヤ２５の部分間に充填される第１のゴム材料３４０２と、ワイヤ２５の先部間に充填される第２のゴム材料３４０４とで構成され第１のゴム材料３４０２は第２のゴム材料３４０４よりも硬度が高い。
そのため、起立部２６０４の取り付け部２６０２寄りの箇所のコシを強くし、セグメント２２に押圧されて変形しても元の形状に復元しやすいように図られ、起立部２６０４の先部を弾性変形し易くし、起立部２６０４の先部とセグメント２２の外周面２２０２との密着性を高めている。
したがって、テールシール２４のシール性の向上を図る上で有利となっている。 In the present embodiment, the first rubber material 3402 filled between the portions of the wire 25 located on the attachment portion 2602 side and the second rubber material 3404 filled between the tip portions of the wires 25 are used. The configured first rubber material 3402 has higher hardness than the second rubber material 3404.
Therefore, the stiffness of the portion of the upright portion 2604 near the attachment portion 2602 is strengthened so that it can be easily restored to the original shape even if it is pressed and deformed by the segment 22, and the tip portion of the upright portion 2604 is elastically deformed. This improves the adhesion between the tip portion of the upright portion 2604 and the outer peripheral surface 2202 of the segment 22.
Therefore, it is advantageous for improving the sealing performance of the tail seal 24.

次に、テールシール２４の評価試験について説明する。
図４はテールシール分割体２４Ａのテールクリアランスに対する反発力の変化を測定する測定装置の説明図である。
測定装置４０は、基台４２と、複数のガイド軸４４と、可動板４６と、不図示の複数の錘とを含んで構成されている。
基台４２は、平坦な板状を呈している。
テールシール分割体２４Ａは、取り付け部２６０２を基台４２の上面４２０２に載置すると共に、起立部２６０４を上方に向けた状態で、取り付け金具３２が支持金具４８を介して基台４２の上面４２０２に固定される。
複数のガイド軸４４は、基台４２から上面４２０２と直交する方向に起立して設けられている。
可動板４６は、平坦な板状を呈し、上面４６０２と、基台４２に対向する下面４６０４とを有している。
可動板４６は、この可動板４６に設けられた不図示の軸受部を介して複数のガイド軸４４に、基台４２と平行した状態で上下方向に移動可能に支持されている。
複数の錘は、可動板４６の上面４６０２に載置されることで、可動板４６を介してテールシール分割体２４Ａに荷重Ｗを加える。 Next, an evaluation test of the tail seal 24 will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a measuring apparatus that measures the change in the repulsive force with respect to the tail clearance of the tail seal divided body 24A.
The measuring device 40 includes a base 42, a plurality of guide shafts 44, a movable plate 46, and a plurality of weights (not shown).
The base 42 has a flat plate shape.
In the tail seal divided body 24A, the mounting portion 2602 is placed on the upper surface 4202 of the base 42, and the mounting bracket 32 is mounted on the upper surface 4202 of the base 42 via the support bracket 48 with the upright portion 2604 facing upward. Fixed to.
The plurality of guide shafts 44 are provided upright from the base 42 in a direction perpendicular to the upper surface 4202.
The movable plate 46 has a flat plate shape, and has an upper surface 4602 and a lower surface 4604 facing the base 42.
The movable plate 46 is supported by a plurality of guide shafts 44 through a bearing portion (not shown) provided on the movable plate 46 so as to be movable in the vertical direction while being parallel to the base 42.
The plurality of weights are placed on the upper surface 4602 of the movable plate 46, thereby applying a load W to the tail seal divided body 24 A via the movable plate 46.

試験方法は以下の通りである。
図４に示すように、基台４２の上面４２０２にテールシール分割体２４Ａを固定し、可動板４６の下面４６０４がテールシール分割体２４Ａの起立部２６０４の先部に当接し、かつ、荷重Ｗをテールシール分割体２４Ａに掛けない状態で、基台４２の上面４２０２と可動板４６の下面４６０４との距離Ｌを測定する。
次いで、可動板４６の上面４６０２に錘を載置して基台４２の上面４２０２と可動板４６の下面４６０４との距離Ｌを測定する。
可動板４６の上面４６０２に載置する錘を増やすことで荷重Ｗを次第に増加させつつ、基台４２の上面４２０２と可動板４６の下面４６０４との距離Ｌを測定する。
荷重Ｗの増加に伴い、図５に示すように、テールシール分割体２４Ａの起立部２６０４が次第に変形していく。
荷重Ｗが所定値に到達したならば、上記手順とは逆に可動板４６の上面４６０２に載置する錘を減らすことで荷重Ｗを次第に減少させつつ、基台４２の上面４２０２と可動板４６の下面４６０４との距離Ｌを測定する。
そして、荷重Ｗに基づいてテールシール分割体２４Ａの反発力Ｆ（Ｎ）を算出し、距離ＬをテールクリアランスＴＣ（ｍｍ）とすることで、図６に示す線図を得る。 The test method is as follows.
As shown in FIG. 4, the tail seal divided body 24A is fixed to the upper surface 4202 of the base 42, the lower surface 4604 of the movable plate 46 abuts against the tip of the upright portion 2604 of the tail seal divided body 24A, and the load W The distance L between the upper surface 4202 of the base 42 and the lower surface 4604 of the movable plate 46 is measured in a state where it is not put on the tail seal divided body 24A.
Next, a weight is placed on the upper surface 4602 of the movable plate 46 and the distance L between the upper surface 4202 of the base 42 and the lower surface 4604 of the movable plate 46 is measured.
The distance L between the upper surface 4202 of the base 42 and the lower surface 4604 of the movable plate 46 is measured while the load W is gradually increased by increasing the weight placed on the upper surface 4602 of the movable plate 46.
As the load W increases, the standing portion 2604 of the tail seal divided body 24A gradually deforms as shown in FIG.
If the load W reaches a predetermined value, the upper surface 4202 of the base 42 and the movable plate 46 are gradually reduced by reducing the weight placed on the upper surface 4602 of the movable plate 46 in reverse to the above procedure. The distance L from the lower surface 4604 is measured.
Then, the repulsive force F (N) of the tail seal divided body 24A is calculated based on the load W, and the distance L is set as the tail clearance TC (mm), thereby obtaining the diagram shown in FIG.

試験対象としたテールシール分割体２４Ａは以下の通りである。
実験例１は、ワイヤブラシ２６にゴム材料３４（充填材）を充填しないものである。
実験例２は、従来例に相当するものであり、ワイヤブラシ２６に発泡樹脂としての発泡ウレタン（充填材）を充填したものである。
実験例３は、本発明に相当するものであり、実施の形態と同様にワイヤブラシ２６に第１のゴム材料３４０２、第２のゴム材料３４０４を充填したものである。
但し、２０℃の雰囲気のもとＪＩＳＫ７３１２のCタイプデュロメータで測定した第１のゴム材料３４０２の硬度を４０、第２のゴム材料３４０４の硬度を１０とした。 The tail seal divided body 24A to be tested is as follows.
In Experimental Example 1, the wire brush 26 is not filled with the rubber material 34 (filler).
Experimental example 2 corresponds to a conventional example, in which a wire brush 26 is filled with foamed urethane (filler) as a foamed resin.
Experimental Example 3 corresponds to the present invention, in which the wire brush 26 is filled with the first rubber material 3402 and the second rubber material 3404 as in the embodiment.
However, the hardness of the first rubber material 3402 measured with a C-type durometer of JISK7312 in an atmosphere of 20 ° C. was 40, and the hardness of the second rubber material 3404 was 10.

図６において、実線は、荷重Ｗを次第に増加させたときの測定値を示し、破線は、荷重をＷを次第に減少させたときの測定値を示す。
したがって、同一の値の反発力Ｆにおいて実線と破線との間隔が小さいほど、テールシール分割体２４ＡがテールクリアランスＴＣの変化に追従しやすく、テールシール分割体２４Ａが元の形状に戻りやすく（復元性が高い）ことになる。
また、同一の値の反発力Ｆにおいて実線と破線との間隔が大きいほど、テールシール分割体２４ＡがテールクリアランスＴＣの変化に追従しにくく、テールシール分割体２４Ａが元の形状に戻りにくい（復元性が低い）ことになる。
また、図６において、太い実線は、テールシール分割体２４ＡのテールクリアランスＴＣと反発力Ｆとの理想的な関係を示す理想ラインの一例を示しており、テールクリアランスＴＣの変化に対する反発力Ｆの変化が抑制されたものとなっている。 In FIG. 6, the solid line indicates the measured value when the load W is gradually increased, and the broken line indicates the measured value when the load W is gradually decreased.
Accordingly, the smaller the distance between the solid line and the broken line at the repulsive force F having the same value, the easier the tail seal divided body 24A follows the change in the tail clearance TC, and the more easily the tail seal divided body 24A returns to its original shape (restoration). Will be high).
Further, the larger the interval between the solid line and the broken line at the repulsive force F having the same value, the more difficult the tail seal divided body 24A follows the change in the tail clearance TC, and the more difficult the tail seal divided body 24A returns to its original shape (restoration). Will be low).
In FIG. 6, a thick solid line shows an example of an ideal line indicating an ideal relationship between the tail clearance TC and the repulsive force F of the tail seal divided body 24A, and the repulsive force F with respect to the change in the tail clearance TC. The change is suppressed.

実験例１の場合、テールクリアランスＴＣが小さくなるほど、反発力Ｆが理想ラインよりも高く、テールクリアランスＴＣが大きくなるほど復元性が低いことがわかる。これは、ワイヤブラシ２６に発泡樹脂やゴム材料３４などの充填材が充填されていないためである。 In Experimental Example 1, it can be seen that the smaller the tail clearance TC, the higher the repulsive force F than the ideal line, and the larger the tail clearance TC, the lower the restoration performance. This is because the wire brush 26 is not filled with a filler such as foamed resin or rubber material 34.

実験例２の場合、テールクリアランスＴＣが小さくなるほど、急激に反発力Ｆが上昇している。そのため、テールクリアランスＴＣによっては、セグメント２２に加わる反発力Ｆによりセグメント２２に無理な力が掛かり、セグメント２２の損傷を生じるおそれが考えられる。
また、テールクリアランスＴＣが大きくなるほど、理想ラインに近づくものの、復元性が低く、シール性の維持を図る上で不利となっている。これは、発泡樹脂が変形した際に気体が抜けてしまうことに起因するものと考えられる。 In the case of Experimental Example 2, the repulsive force F increases rapidly as the tail clearance TC decreases. Therefore, depending on the tail clearance TC, the repulsive force F applied to the segment 22 may apply an excessive force to the segment 22 and may cause the segment 22 to be damaged.
In addition, the larger the tail clearance TC, the closer to the ideal line, but the lower the restoration, and the more disadvantageous it is to maintain the sealing performance. This is considered due to the fact that gas escapes when the foamed resin is deformed.

実験例３の場合、テールクリアランスＴＣが小さくなるほど、反発力Ｆが上昇するものの、実験例２に比較して同一のテールクリアランスＴＣにおける反発力Ｆの値が低く、かつ、反発力Ｆが上昇する度合いも抑制されている。そのため、セグメント２２に無理な反発力Ｆが加わりにくく、セグメント２２の損傷を防止する上で有利となっている。
また、テールクリアランスＴＣが大きくなるほど、理想ラインに近づいていることがわかり、また、実験例２に比較してテールクリアランスＴＣの全域にわたって復元性が高いことがわかる。
このような試験結果から明らかなように、実験例３は、実験例２に比較して長期間にわたってシール性を維持する上で有利である。 In the case of Experimental Example 3, the repulsive force F increases as the tail clearance TC decreases, but the value of the repulsive force F at the same tail clearance TC is lower and the repulsive force F increases as compared with Experimental Example 2. The degree is also suppressed. Therefore, it is difficult to apply an excessive repulsive force F to the segment 22, which is advantageous in preventing the segment 22 from being damaged.
It can also be seen that the larger the tail clearance TC, the closer to the ideal line, and the higher the resilience is over the entire tail clearance TC compared to Experimental Example 2.
As is apparent from the test results, Experimental Example 3 is advantageous in maintaining the sealing performance over a long period of time compared with Experimental Example 2.

１０シールド掘進機
１４テール部
１４０２後スキンプレート
１４０２Ｂ内周面
２２セグメント
２２０２外周面
２４テールシール
２４Ａテールシール分割体
２５ワイヤ
２６ワイヤブラシ
２６０２取り付け部
２６０４起立部
２８、３０保護板
３４ゴム材料
３４０２第１のゴム材料
３４０４第２のゴム材料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Shield machine 14 Tail part 1402 Rear skin plate 1402B Inner peripheral surface 22 Segment 2202 Outer peripheral surface 24 Tail seal 24A Tail seal division body 25 Wire 26 Wire brush 2602 Attaching part 2604 Standing part 28, 30 Protection plate 34 Rubber material 3402 1st Rubber material 3404 Second rubber material

Claims

A tail seal for closing an annular gap between the inner peripheral surface of the skin plate of the tail portion of the shield machine and the outer peripheral surface of the segment assembled inside the shield machine;
The tail seal is composed of a wire brush composed of a large number of wires and a rubber material filled between the large number of wires .
The tail seal includes an attachment part attached to the skin plate, and an upright part that stands up from the attachment part and a tip part of which comes into contact with the outer peripheral surface of the segment,
The rubber material is filled between the wires constituting the upright portion,
The rubber material is composed of a first rubber material filled between portions of the wire located on the attachment portion side, and a second rubber material filled between tip portions of the wires,
The first rubber material has a higher hardness than the second rubber material;
Tail seal characterized by that.

The tail seal is configured to include a metal protection plate provided on both sides of the wire brush in the axial direction of the skin plate,
The protective plate extends from the mounting portion to the upright portion,
The tail seal according to claim 1 .

The hardness of the first rubber material is 30-50, and the hardness of the second rubber material is 5-15.
The tail seal according to claim 1 or 2 , wherein the tail seal is provided.

The tail seal is composed of a plurality of divided bodies divided in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the skin plate.
The tail seal according to any one of claims 1 to 3 , wherein the tail seal is provided.