JPH036320B2 - - Google Patents

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JPH036320B2
JPH036320B2 JP59013845A JP1384584A JPH036320B2 JP H036320 B2 JPH036320 B2 JP H036320B2 JP 59013845 A JP59013845 A JP 59013845A JP 1384584 A JP1384584 A JP 1384584A JP H036320 B2 JPH036320 B2 JP H036320B2
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JP
Japan
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pressure
lip
seal
tip
acts
Prior art date
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Application number
JP59013845A
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JPS60159298A (ja
Inventor
Masaaki Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tigers Polymer Corp
Original Assignee
Tigers Polymer Corp
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Publication date
Application filed by Tigers Polymer Corp filed Critical Tigers Polymer Corp
Priority to JP59013845A priority Critical patent/JPS60159298A/ja
Publication of JPS60159298A publication Critical patent/JPS60159298A/ja
Publication of JPH036320B2 publication Critical patent/JPH036320B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

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
う最悪の環境下で使用され、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10Kg/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
を落すことも考えられるが、これは掘進期間が大
巾に延長されることとなり実際的ではない。
また、シールド掘進機の後部においては、第9
図に示すように、シールド掘進機のスキンプレー
ト31とセグメント32との隙間35からシール
ド掘進機の機内36に地下水や注入された高圧
(約10Kg/cm2)の裏込材が流入することがある。
このため、スキンプレート31の後端内面に取
付板34でテールシール33を固定するととも
に、これを後方(矢印P′方向)に突出させ、その
先端部33aをセグメント32の外周面に圧接す
るようにしている。
しかしながら、地下水圧などが高くなると、テ
ールシール33の先端部33aがセグメント32
に強力に押圧される結果、シールド掘進機が前方
(矢印P方向)に推進する際、テールシール先端
部33aがセグメント32のジヨイント部などに
引つ掛かり、破損して所期のシール効果が得られ
ないという問題があつた。
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
増加することがないか僅かであれば周速を落すこ
となくPV値を現行のものと同程度に維持できる
ことに着目し、耐圧特性に優れたシールパツキン
を提供すると共に、特に、テールシールにおいて
は、面圧Pを減少させ、その耐久性を高めること
を目的をする。
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、内筒体の外周面又は外筒体の内周
面に固定されるシール基部から液圧作用方向に向
つて傾斜して起立するとともに先端が外筒体の内
周面又は内筒体の外周面に圧接する摺動部と、液
圧の作用で前記摺動部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ことを特徴とする。
即ち、本発明によれば、摺動部に液圧が作用し
て摺動部先端に面圧Pが生じても、この面圧Pは
前記受圧面に作用する液圧にて減少され、結果的
に面圧Pは低く押さえられることとなり、その
分、従来のものより低いPV値を得ることができ、
耐久性に優れたリツプシールを得ることができ
る。
一方、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。
また、テールシールの場合、前記リツプシール
の場合と同様に、摺動部先端の面圧Pが減少さ
れ、テールシールの破損を防止することができ
る。
実施例 以下、本発明に係るシールパツキンをリツプシ
ールに適用した実施例を第2図以下を参照して説
明する。なお、以下に説明する各実施例は全てシ
ールド掘進機に使用したものである。
第2図は第1実施例を示し、リツプシール10
は、環状のシール基部11と、リツプ(摺動部)
12と、連結部13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。リツプ12は
背面部に剛性補強用の凸部を有し、シール基部1
1から泥水圧Pmが作用する方向に向つて傾斜し
て起立している。連結部13はシール基部11と
リツプ12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14が形成さ
れている。また、リツプ12の根元部近傍には室
14と機内とを連通する空気孔16が形成され、
連結部13には凹部15が形成されている。この
凹部15は連結部13の可撓性を助長するもので
あり、空気孔16は室14の室圧を抜いて連結部
13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をカツタデイスクの筒状支持部2の外周
面に固定され、リツプ12の先端はシールド本体
3の内周面に圧接する。
ここで、泥水圧Pmが作用すると、リツプ12
の受圧面Aには面圧P1、連結部13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はリツプ12の先端をシールド本体3の内
周面に押付ける分力を生じ、面圧P2はリツプ1
2を根元部17を支点として第2図中反時計回り
方向に回転させる分力を生じる。従つて、リツプ
12の先端に作用する面圧P3は、 P3=P1×受圧面積−P2×受圧面積……(1) なお、Pm=P1=P2 なる式で表わされる。
即ち、従来は泥水圧Pmがそのままリツプ12
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×受圧面積分だけ低減され、PV値
を低い状態で使用できる。そして、面圧P3は連
結部13の根元部Y1,Y2を移動させることによ
り任意の値をとりうる。例えば、Y1は第2図中
上方に移動させれば、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は減少する。
同様にY2を第2図中左方に移動させても面圧P3
は減少する。これらとは逆に移動させれば面圧
P3を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をシ
ールド本体3の内周面に固定し、リツプ12の先
端をカツタデイスクの筒状支持部2の外周面に圧
接させてもよい。また、リツプ12の先端形状は
エツジ形状でも面形状でもよいし、受圧面A,B
は直接的に連続している必要はなく、両者間に垂
直面が介在していてもよい。さらに、リツプ12
に鉄板等の剛体を埋め込めばリツプ12の強度を
補強するこができる。
前記リツプシール10は実際の使用に際して
は、第1図に示した従来のリツプ形状のものと軸
方向に並設した状態に取付けられるが、従来のリ
ツプ形状のものを前段に、本発明に係るリツプシ
ールを最後段に設置することが好ましい。最もシ
ール効果が良好で耐久性のあるものを最後段に設
置することが信頼性の向上を図るうえで重要だか
らである。
また、第3図に示すように、従来のリツプ30
と前記実施例1のリツプ12との間の室18に孔
19からグリースを圧送してもよい。この場合、
グリースによる室圧P5は泥水圧Pmより1Kg/cm2
位高圧とし、リツプ12の面圧P3は0〜5Kg/
cm2になるように調整すればよい。
第4図は第2実施例を示し、リツプ12の背面
に突出部20を形成し、この突出部20とシール
基部11との間にゴム板21を固定して空室22
を形成し、この空室22と前面(泥水侵入側)と
を貫通孔23にて連通する一方、シール基部11
の後部に突部24を形成したものである。
このものでは、泥水圧Pmが作用すると、リツ
プ12の受圧面Aには面圧P1が作用するととも
に、泥水は貫通孔23から空室22に侵入し、空
室22の受圧面Cには面圧P6が作用する。この
とき、面圧P6はリツプ12を根元部17を支点
として第4図中反時計回り方向に回転させる分力
を生じる。従つて、リツプ12の先端に作用する
面圧P3は、 P3=P1×受圧面積−P6×受圧面積……(2) なお、Pm=P1=P6 なる式で表わされ、面圧P3はP6×受圧面積分だ
け低減され、PV値を低い状態で使用できる。こ
の場合、面圧P3は受圧面A,Cの面積を変える
ことにより調整することができる。例えば、受圧
面Cの面積を大きくすれば、面圧P3を減少し、
逆の場合は増加する。
なお、ゴム板21は泥水圧Pmにて伸びるよう
な板厚を有することが必要で、突部24はゴム板
21の膨張を支える役割を果す。
第5図は第3実施例を示し、リツプ12の下半
分を薄肉とし、中間部25からシール基部11に
かけて連結部26を設けて空室28を形成し、こ
の空室28と前面(泥水侵入側)とを貫通孔29
にて連通したものである。
このものでは、泥水圧Pmが作用すると、前記
実施例1,2と同様に、リツプ12の受圧面Aに
は面圧P1が作用し、泥水は貫通孔29から空室
28に侵入し、空室28の受圧面Dには面圧P7
が作用する。このとき面圧P7はリツプ12を中
間部25を支点として第5図中反時計回り方向に
回転させる分力を生じる。従つて、リツプ12の
先端に作用する面圧P3は、 P3=P1×受圧面積−P7×受圧面積……(3) なお、Pm=P1−P7 なる式で表わされ、面圧P3はP7×受圧面積分だ
け低減され、PV値を低くなるのである。この場
合、面圧P3は前記第2実施例の場合と同様に受
圧面A,Dの面積を変えることにより調整するこ
とができる。
第6図は第4実施例を示し、リツプ12の背面
に突出部を形成すると共にその内部に空間部を形
成する一方、この空間部の後方にシール基部に設
けた貫通孔と連通する空室を形成したものであ
る。
このものでは、泥水圧Pmが作用すると、前記
実施例1,2と同様に、リツプ12の受圧面Aに
は面圧P1が作用し、泥水はシール基部11に設
けた貫通孔29から空室28に侵入し、空室28
の受圧面Dには面圧P7が作用する。このとき、
面圧P7はリツプ12を中間部25を支点として
第6図中反時計回り方向に回転させる分力を生じ
る。従つて、リツプ12の先端に作用する面圧
P3は、 P3=P1×受圧面積−P7×受圧面積……(3) なお、Pm=P1=P7 なる式で表わされ、面圧P3はP7×受圧面積分だ
け低減され、PV値が低くなるのである。この場
合、面圧P3は前記第2実施例と同様に受圧面A,
Dの面積を変えることにより調整することができ
る。
第7図は第5実施例を示し、リツプ12の背面
に突出部を形成すると共にこの突出部とシール基
部との間に空室22を形成し、この空室と前面
(泥水侵入側)とを貫通孔23にて連通する一方、
空室の上壁に襞を形成したものである。このもの
では、泥水圧Pmが作用すると、リツプ12の受
圧面Aには面圧P1が作用するとともに、泥水は
貫通孔23から空室22に侵入し、空室22の受
圧面Cには面圧P6が作用する。このとき、面圧
P6は上壁の襞を前面側へ伸張させ、リツプ12
を根元部を支点として第7図中反時計回り方向に
回転させる分力を生じる。従つて、リツプ12の
先端に作用する面圧P3はそれだけ低減され、PV
値を低い状態で使用できるのである。
なお、上壁の襞は複数形成しても良いのは勿論
である。
また、第8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10は、環状のシール基部11と、
リツプ12と、連結部13とからなり、耐摩耗性
を有するゴム材にて成形したものである。リツプ
12はシール基部11から泥水圧Pmが作用する
方向に向つて傾斜して起立している。連結部13
はシール基部11とリツプ12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14が形成されている。また、リツプ12
の根元部近傍には室14と機内とを連通する空気
孔16が形成され、連結部13の背面には凹部1
5が形成されている。この凹部15は連結部13
の可撓性を助長するものであり、空気孔16は室
14の室圧を抜いて連結部13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10はシール
基部11を円筒状のスキンプレートの内周面に固
定され、リツプ12の先端はセグメント3の外周
面に圧接する。
ここで、泥水圧Pmが作用すると、リツプ12
の受圧面Aには面圧P1、連結部13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はリツプ12の先端をセグメントの外周面に
押し付ける分力を生じ、面圧P2はリツプ12を
根元部17を支点として第8図中反時計回り方向
に回転させる分力を生じる。従つてリツプ12の
先端に作用する面圧P3は、 P3=P1×受圧面積−P2×受圧面積……(1) なお、Pm=P1=P2 なる式で表わされる。
即ち、従来は泥水圧Pmがそのままリツプ12
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×受圧面積分だけ低減され、テー
ルシールとセグメント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。
そして、面圧P3は連結部13の根元部Y1,Y2
を移動させることにより任意の値をとりうる。例
えば、Y1を第8図中下方に移動させれば、P1
受圧面積が減少しP2の受圧面積が増加するので、
面圧P3は減少する。同時にY2を第1図中右方に
移動させても面圧P3は減少する。これらとは逆
に移動させれば面圧P3は増加することとなる。
なお、第4図乃至第7図に示した実施例をテー
ルシールの用途に適宜用いて良いことは言うまで
もない。
また、本発明に係るリツプシールは前記各実施
例に限定するものではなく、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図以下は本
発明に係るリツプシールの実施例を示し、第2図
は第1実施例の断面図、第3図はその変形例の断
面図、第4図は第2実施例の断面図、第5図は第
3実施例の断面図、第6図は第4実施例の断面
図、第7図は第5実施例の断面図、第8図はテー
ルシールの実施例の断面図、第9図はシールド掘
進機に使用されている従来のテールシールの断面
図である。 1……カツタデイスク、2……筒状支持部、3
……シールド本体、10……リツプシール、11
……シール基部、12……リツプ、13……連結
部、14……空室、21……ゴム板、22……空
室、23……貫通孔、26……連結部、28……
空室、29……貫通孔、Pm……泥水圧、P1
P2,P3,P6,P7……面圧、A,B,C,D……
受圧面。

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、内
    筒体の外周面又は外筒体の内周面に固定されるシ
    ール基部と、このシール基部から液圧作用方向に
    向つて傾斜して起立するとともに先端が外筒体の
    内周面又は内筒体の外周面に圧接する摺動部と、
    液圧の作用で前記摺動部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ことを特徴とする
    シールパツキン。
JP59013845A 1984-01-28 1984-01-28 シ−ルパツキン Granted JPS60159298A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59013845A JPS60159298A (ja) 1984-01-28 1984-01-28 シ−ルパツキン

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JP59013845A JPS60159298A (ja) 1984-01-28 1984-01-28 シ−ルパツキン

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Publication Number Publication Date
JPS60159298A JPS60159298A (ja) 1985-08-20
JPH036320B2 true JPH036320B2 (ja) 1991-01-29

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