JPH0359239B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はシールパツキン、例えばトンネル工事
に使用されるシールド掘進機のリツプシールまた
はテールシールに関する。

従来技術 一般に、シールド工法によるトンネル工事に
は、第１図に示すように、先端に回転駆動可能な
カツタデイスク１を設けたシールド掘進機が使用
され、シールド本体３とカツタデイスク１の筒状
支持部２との間には間隙４から入りこむ泥水の機
内への侵入を防止するためにリツプシール５が介
在されている。

ところで、この種のリツプシールは泥水中とい
う最悪の環境化で使用され、かつシールド掘進機
はトンネルを開ける工期中地中に埋めた状態で使
用されるため、長期にわたつて摩耗が少なく耐久
性に優れたものが要求されている。しかし、現行
のリツプシールは３Kg／cm²程度の泥水圧にしか耐
えられず、現在では地表面下100ｍ程度の深部を
掘進することが要求されているが、ここでの泥水
圧P10Kg／cm²程度に耐え得るリツプシールは現存
しない。

一方、リツプシールの耐久性は通常PV値で称
される。これは、リツプ先端に受ける面圧Ｐにリ
ツプ先端の周速Ｖを乗じた値である。PV値を低
い値で使用する程耐久性を有することとなるが、
地表面から深くなる程面圧Ｐが高くなり、現行の
リツプシールでは耐えきれないのである。周速Ｖ
を落とすことも考えられるが、これでは掘進期間
が大巾に延長されることとなり実際的ではない。

また、シールド掘進機のスキンプレート（シー
ルド本体）とセグメントの隙間をシールするテー
ルシールも同様に、泥水圧10Kg／cm²程度に耐え得
ることが要求されているが、この要求を満たすテ
ールシールは現存しない。

発明の目的 そこで、本発明は、たとえシール先端に作用す
る液圧が上昇してもシール先端に受ける面圧Ｐが
増加することがなく、耐圧特性に優れたシールパ
ツキンを提供することを目的とする。

発明の構成と効果 以上の目的を達成するため、本発明に係るシー
ルパツキンは、円形内周面を有する外筒体と、こ
の外筒体内に同軸上に設置された円形外周面を有
する内筒体との間に介在させるシールパツキンに
おいて、先端が外筒体の内周面に圧接する外側パ
ツキンと、先端が内筒体の外周面に圧接する内側
パツキンとを、液圧作用方向に向かつて傾斜して
起立させると共に、この両パツキン間に液圧の作
用で前記両パツキン先端の面圧を減少するように
作用する受圧面を備えた連結部を設けたことを特
徴とする。

即ち、本発明によれば、外側パツキン及び内側
パツキンに液圧が作用してパツキン先端に面圧Ｐ
が生じても、この面圧Ｐは前記連結部の受圧面に
作用する液圧にて減少され、結果的に面圧Ｐは低
く抑えられることとなり、その分、耐久性に優れ
たシールパツキンを得ることができる。

一方、リツプシールの場合、液圧が従来と同等
であれば、周速Ｖを上げても十分に使用に耐える
ことができる。

実施例 以下、本発明に係るシールパツキンをシールド
掘進機のリツプシールに適用した実施例を図面を
参照して説明する。

第２図において、リツプシール１０は、環状の
シール基部１１と、外側パツキン１２と、内側パ
ツキン１３と、連結部１４とからなり、耐摩耗性
を有するゴム材にて形成したものである。外側パ
ツキン１２及び内側パツキン１３は背面部に剛性
補強用の凸部を有し、シール基部１１から泥水圧
Pmが作用する方向に向かつて断面略Ｖ字形をな
すように傾斜して起立している。連結部１４はパ
ツキン１２，１３の間を連結するもので、泥水圧
Pmが作用する前方に形成され、その背面には室
１５が形成されている。

また、シール基部１１には室１５と機内とを連
通する空気孔１６が形成されている。この空気孔
１６は室１５の室圧を抜いて連結部１４が内方に
変形するのを助長するものである。

以上の構成からなるリツプシール１０は、シー
ル基部１１をシールド本体３の内周面に形成した
突設部１７に固定され、外側パツキン１２の先端
はシールド本体３の内周面に圧接し、内側パツキ
ン１３の先端はカツタデイスクの筒状支持部２の
外周面に圧接している。

尚、シールド本体３の突設部１７には、空気孔
１６を介して室１５と連通する孔１８が穿設され
ている。

ここで、泥水圧Pmが作用すると、パツキン１
２，１３の受圧面Ａには面圧P₁、連結部１４の
受圧面Ｂには面圧P₂がそれぞれ作用する。この
とき、面圧P₁はパツキン１２，１３の先端をシ
ールド本体３の内周面及びカツタデイスクの筒状
支持部２の外周面に押付ける分力を生じ、面圧
P₂はパツキン１２，１３を根元部１９，２０を
支点として互いに接近する方向に回転させる分力
を生じる。

従つて、パツキン１２，１３の先端に作用する
面圧P₃は、 P₃＝P₁×受圧面積−P₂×受圧面積 なお、Pm＝P₁＝P₂ なる式で表わされる。

即ち、泥水圧Pmがそのままパツキン１２，１
３の先端の面圧P₃として作用することを、本発
明によつてP₂×受圧面積分だけ低減し、PV値を
低い状態で使用できるようにしている。

そして、面圧P₃は連結部１４の形成位置を変
更することにより任意の値をとりうる。例えば、
連結部１４を前方へ移動させれば、P₁の受圧面
積が減少しP₂の受圧面積が増加するので、面圧
P₃は減少し、これとは逆に移動させれば面圧P₃
は増加することとなる。

なお、リツプシール１０はシール基部１１をカ
ツタデイスクの筒状支持部２に固定するようにし
ても良いほか、シール基部を形成せずにパツキン
１２，１３を直接シールド本体に取付けるように
しても良い。

また、第３図は本発明に係るシールをシールド
掘進機のテールシールに使用した実施例を示し、
テールシール３０は、環状のシール基部３１と、
外側パツキン３２と、内側パツキン３３と、連結
部３４とからなり、耐摩耗性を有するゴム材にて
形成したものである。外側パツキン３２及び内側
パツキン３３は背面部に剛性補強用の凸部を有
し、シール基部３１から泥水圧Pmが作用する方
向に向かつて断面略Ｖ字形をなすように傾斜して
起立している。連結部３４はパツキン３２，３３
の間を連結するもので、泥水圧Pmが作用する前
方に形成され、その背面には室３５が形成されて
いる。また、シール基部３１には室３５と機内と
を連通する空気孔３６が形成されている。この空
気孔３６は室３５の室圧を抜いて連結部３４が内
方に変形するのを助長するものである。

以上の構成からなるテールシール３０は、シー
ル基部３１を円筒状のスキンプレート３７の後端
部に固定し、外側パツキン３２の先端は坑内地山
３９に圧接し、内側パツキン３３の先端はセグメ
ント４０の外周面に圧接させている。

尚、スキンプレート３７の後端部には、空気孔
３６を介して室３５と連通する孔３８が穿設され
ている。

ここで、泥水圧や裏込め材の液圧Pmが作用す
ると、前記リツプシールの場合と同様の原理によ
り、パツキン３２，３３の先端に作用する面圧
P₃は、 P₃＝P₁×受圧面積−P₂×受圧面積 なる式で表わされ、 従来は液圧Pmがそのままパツキン３２，３３
の先端の面圧P₃として作用していたのが、本発
明によればP₂×受圧面積だけ低減され、テール
シールとセグメントや坑内地山との間の摩擦を軽
減させることができ、テールシールの破損を防止
して耐久性の向上を期待できる。

また、面圧P₃は連結部３４の形成位置を変更
することにより任意の値をとりうることも、リツ
プシールの場合と全く同様である。

尚、本発明に係るシールパツキンは前記各実施
例に限定するものではなく、パツキンの剛性補強
用凸部は必須のものでないほか、その要旨の範囲
で種々に変更することができる。

さらに、用途もシールド掘進機のみでなく、通
常の機械装置のオイルシールとしても使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はシールド掘進機に使用されている従来
のリツプシールの断面図である。第２図は本発明
に係るリツプシールの実施例の断面図、第３図は
本発明に係るテールシールの実施例の断面図であ
る。 １０……リツプシール、１２……外側パツキ
ン、１３……内側パツキン、１４……連結部、３
０……テールシール、３２……外側パツキン、３
３……内側パツキン、３４……連結部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円形内周面を有する外筒体と、この外筒体内
   に同軸上に設置された円形外周面を有する内筒体
   との間に介在させるシールパツキンにおいて、先
   端が外筒体の内周面に圧接する外側パツキンと、
   先端が内筒体の外周面に圧接する内側パツキンと
   を、液圧作用方向に向かつて傾斜して起立させる
   と共に、この両パツキン間に液圧の作用で前記両
   パツキン先端の面圧を減少するように作用する受
   圧面とを備えた連結部を設けたことを特徴とする
   シールパツキン。