(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機本体に、拡幅方向に移動自在な胴部を設け、
前記胴部の後部内面に、それぞれ先端部が覆工材の外面に摺接する複数列の固定シール部材を周方向に沿って配設し、
前記胴部の分割部後部間に複数本のリンクアームを胴部の内面上で折り曲げ自在に連結し、
前記リンクアームの内面を胴部の内面と面一状にするとともに、リンクアームの内面に、前記固定シール部材に連続して先端部が覆工材の外面に摺接する可動シール部材を取付け、
前記分割部の後部外面を覆いリンクアームの外面が摺接するテールカバーを配置した
ことを特徴とする拡幅式トンネル掘削機のテールシール構造。
【請求項２】
分割部で固定シール部材の端部間に端部シール部材を設けて、固定シール部材の間に形成される固定シール空間を独立させ、
前記固定シール空間と可動シール部材間の可動シール空間にそれぞれシール材を充填するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の拡幅式トンネル掘削機のテールシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの掘削幅を拡大、収縮可能な拡縮式トンネル掘削機において、掘削機本体内で組み立てたセグメントＳと掘削機本体の隙間からの泥水や土砂の浸入を防止するテールシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削機により、たとえば地下鉄の線路部を掘削途中に、掘削幅を拡大して駅部を掘削し、さらに縮幅して線路部を連続掘削する拡幅式トンネル掘削機が提案されている。このようなトンネル掘削機のテール部の止水構造を提案したものに、たとえば特開平１１−２５６９７９号がある。この拡幅式トンネル掘削機は、中央部の主掘削機本体の両側に、拡幅、縮幅自在に配置される副掘削機本体を配置したもので、これら本体は、主掘削機本体の両側に副掘削機本体をスライド自在に外嵌させており、それぞれの本体の後部に、組み立てられたセグメントに接する主テールシールおよび副テールシールが周方向に沿って設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のトンネル掘削機後部では、主掘削機本体の内面と副掘削機本体の内面とに、主掘削機本体の厚み分の段差があり、このため副掘削機本体から突出させるテールシール(ブラシ)の長さが長くなって止水能力が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、拡縮部の胴部に生じる段差を無くし、テール部のシールを良好に行えるトンネル掘削機のテールシール構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、掘削機本体に、拡幅方向に移動自在な胴部を設け、前記胴部の後部内面に、それぞれ先端部が覆工材の外面に摺接する複数列の固定シール部材を周方向に沿って配設し、前記胴部の分割部後部間に複数本のリンクアームを胴部の内面上で折り曲げ自在に連結し、前記リンクアームの内面を胴部の内面と面一状にするとともに、リンクアームの内面に、前記固定シール部材に連続して先端部が覆工材の外面に摺接する可動シール部材を取付け、前記分割部の後部外面を覆いリンクアームの外面が摺接するテールカバーを配置したものである。
【０００６】
上記構成によれば、胴部の分割部に、内面が胴部の内面と面一状のリンクアームを開閉自在に連結するとともに、胴部内面の固定シール部材と連続する可動シール部材をリンクアームの内面に設け、リンクアームの外面をテールカバーで覆ったので、固定シール部材と可動シール部材とを一定距離で覆工体に均一に接触させることができ、分割部を効果的にシールすることができる。また、分割胴部の拡縮移動に追従してリンクアームが開閉されても、可動シール部材によるシール状態は変化することがなく、良好にシールを継続することができる。
【０００９】
さらに請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、分割部で固定シール部材の端部間に端部シール部材を設けて、固定シール部材の間に形成される固定シール空間を独立させ、前記固定シール空間と可動シール部材間の可動シール空間にそれぞれシール材を充填するように構成したものである。
【００１０】
上記構成によれば、端部シール部材により固定シール空間を独立させて可動シール空間から分離するとともに、固定シール空間および可動シール空間にシール材を充填したので、高圧の土砂や泥水などの浸入に十分に対処することができ、シール性能をより向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る拡幅式トンネル掘削機のテールシール構造の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００１２】
このトンネル掘削機は、シールド本体（掘削機本体）１の前部に矩形断面トンネルを掘削可能でかつ掘削途中で矩形断面トンネルの掘削幅を拡大、縮小可能なカッタヘッド２を具備したシールド掘進機で、このカッタヘッド２には、たとえば掘削ドラムを上下または左右に揺動する揺動式や、複数の円形カッタを組み合わせたもの、ルーローの三角形のカッタヘッドを利用したものなど、公知の形式が採用される。
【００１３】
シールド本体１は、カッタヘッド２の駆動装置（図示せず）を備えた主胴部３Ａと、この主胴部３Ａに対して拡幅方向に接近離間移動自在な分割胴部３Ｂからなる胴部が設けられており、図示しない拡幅用ジャッキにより、主胴部３Ａに対して分割胴部３Ｂが平行移動されて、図２に示す通常掘削状態と図１に示す拡幅掘削状態との間で拡幅、縮幅される。またこれら胴部３Ａ，３Ｂの分離部１５には、拡幅されたときに分離空間を覆う本体部カバー４がたとえば内面側（外面側でもよい）に配設されており、この本体部カバー４は、胴部３Ａ，３Ｂから分離された状態で、図示しない位置規制装置（油圧シリンダなど）により、分離部１５の中間位置に保持されている。なお、本体部カバー４を主胴部３Ａに固定することもできる。また、図示しないが、この本体部カバー４と胴部３Ａ，３Ｂとの摺動面には、シール部材が介在されている。
【００１４】
さらに、シールド本体１の後部には、エレクタ装置（図示せず）により組み立てられたセグメント（覆工材）Ｓの外面とシールド本体１との隙間をシールして土砂や泥水の侵入を防止するテールシール装置１１が設けられている。
【００１５】
このテールシール装置１１は、胴部３Ａ，３Ｂの後部内面に、それぞれ先端部がセグメントＳの外面に摺接する固定シール部材である固定側テールブラシ列１２が周方向に沿って取付けられ、シールド軸心方向（掘削方向）に沿って所定の間をあけて複数列（図では３列）の固定側テールブラシ列１２が配置されて固定シール空間１３が形成されている。そして、胴部３Ａ，３Ｂの内面には、シール材充填装置（図示せず）から固定シール空間１３にグリースなどの油脂（シール用充填材）を供給する固定側グリース充填孔（固定側充填材供給孔）１４が所定位置に開口形成されている。なお、分割部１５に臨む固定側テールブラシ列１２の端部には、先端部がセグメントＳの外面に摺接する端部ブラシ列１６が端縁に沿って設けられて固定シール空間１３が独立閉鎖されている。
【００１６】
図３，図４に示すように、分割部１５の内面には、外端面が閉じた状態でも空間を有するリンク収容部２０が形成されている。このリンク収容部２０内で胴部３Ａ，３Ｂに取付ブラケット２１が突設され、これら取付ブラケット２１に拡幅方向と直交する垂直方向の連結ピン２３を介して左右一対のリンクアーム２４が連結され、リンクアーム２４は拡幅方向と直交する中間ピン２２を介して胴部３Ａ，３Ｂの内面に沿う面内で折り曲げ自在に連結されている。そしてこれらリンクアーム２４は、シールド軸心方向に所定間隔をあけて複数組（図は３組）が配置されており、リンクアーム２４間に可動シール空間２５が形成されている。さらにリンクアーム２４の内面と取付ブラケット２１の一部が、胴部３Ａ，３Ｂの内面を連続可能な面一状に形成され、これらリンクアーム２４の内面に、先端部がセグメントＳの外面に摺接する可動側テールブラシ列２６が取付けられ、固定側テールブラシ列１２および端部ブラシ列１６に連続するように構成されている。
【００１７】
また分割部１５には、リンクアーム２４の外面が摺接し、かつ可動シール空間２５を含む分割部１５を覆う板状のテールカバー３１が配置されており、リンクアーム２４とテールカバー３１の摺接面には、シール部材が介在されている。このテールカバー３１は、平面視が左右対称の傾斜辺部３１ａが形成された等角台形状（二等辺三角形でも可能）に形成され、左右部分が胴部３Ａ，３Ｂの分割端面および後端面に開口された収容ガイド溝（収容ガイド部）３２，３２にスライド自在に収容されている。そして収容ガイド溝３２には、傾斜辺部３１ａが摺接するテーパー部３２ａが形成されている。さらに胴部３Ａ，３Ｂの拡幅移動または収縮移動に対応して、テールカバー３１を掘削方向に沿って傾斜辺部３１ａをテーパー部３２ａに摺動させるカバー移動装置（油圧式または電動式のジャッキやシリンダ装置）３３が設けられている。このカバー移動装置３３は、本体部カバー４の外面に設置されており、胴部３Ａ，３Ｂの分離部１５には、カバー移動装置３３の収容空間４１がそれぞれ設けられている。なお、本体部カバー４を主胴部３Ａに固定した場合には、カバー移動装置３３を幅方向に傾斜可能に取り付け、伸縮量を調整する必要がある。
【００１８】
このカバー移動装置３３により、テールカバー３１の傾斜辺部３１ａをテーパー部３２ａに楔作用を利用して押し付けるような圧接状態で摺動させることができるので、シール性能を大幅に向上させることができる。
【００１９】
さらにまた、シール材充填装置（図示せず）から可動シール空間２５にグリースなどの油脂（シール用充填材）を供給する可動側グリース充填孔（固定側充填材供給孔）３４が所定位置に開口形成されており、テールカバー２６の移動にしたがって可動側グリース充填孔３４がその可動シール空間２５から外れる場合には、別の可動側グリース充填孔３４が露出する位置に形成され、必要に応じて切り替えられる。
【００２０】
上記構成において、通常掘削時には、シールド本体１の後部でセグメントＳが組み立てられ、図２，図３に示すように、固定側テールブラシ列１２がセグメントＳに摺接されるとともに、固定側テールブラシ列１２の固定シール空間１３に油脂が充填されてシールされる。また分割部１５では、リンクアーム２４が折りたたまれた状態で、可動側グリース充填孔３４からリンクアーム２４の間の可動シール空間２５に油脂が充填されてシールされている。
【００２１】
トンネルが拡幅掘削されると、トンネル幅に合わせて胴部３Ａ，３Ｂが拡幅移動され、これに従ってリンクアーム２４が開動されるとともに、カバー移動装置３３によりテールカバー２６が前方に移動される。縮幅移動の場合には逆方向に移動される。
【００２２】
上記実施の形態によれば、分割部１５では胴部３Ａ，３Ｂが複数のリンクアーム２４により連結され、リンクアーム２４の内面と胴部３Ａ，３Ｂの内面とが面一状に形成されるとともに、胴部３Ａ，３Ｂの内面に設けられた固定側テールブラシ列１２および端部ブラシ列１６に連続して、リンクアーム２４内面に可動側テールブラシ列２６が設けられたので、分割部１５でも可動側テールブラシ列２６を固定側テールブラシ列１２と同じ長さ位置でセグメントＳに接触させることができ安定してシールすることができる。また分割胴部３Ｂが拡副移動された場合でも、リンクアーム２４は開動されて広がるが、可動側テールブラシ列２６をセグメントＳに安定して接触させることができ、安定したシールが可能となる。
【００２３】
また、これら分割部１５では、リンクアーム２４の外面に摺接するテールカバー３１を配置し、カバー移動装置３３により、テールカバー３１を収容ガイド溝３２内で傾斜辺部３１ａをテーパー部３２ａに押し付けて楔状に圧接することができるので、テールカバー３１によるシール性能を大幅に向上させることができる。
【００２４】
なお、上記実施の形態では、固定側および可動側のシール部材を、金属製のテールシールブラシ列としたが、他の材質や構造からなるシール部材であってもよい。
【００２５】
またテールカバー３１を後部外方に広がる傾斜辺部３１ａを設けたが、後部内方に狭くなる形状であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、胴部の分割部に、内面が胴部の内面と面一状のリンクアームを開閉自在に連結するとともに、胴部内面の固定シール部材と連続する可動シール部材をリンクアームの内面に設け、リンクアームの外面をテールカバーで覆ったので、固定シール部材と可動シール部材とを一定距離で覆工体に均一に接触させることができ、分割部を効果的にシールすることができる。また、分割胴部の拡縮移動に追従してリンクアームが開閉されても、可動シール部材によるシール状態は変化することがなく、良好にシールを継続することができる。
【００２８】
さらに請求項２記載の発明によれば、端部シール部材により固定シール空間を独立させて可動シール空間から分離するとともに、固定シール空間およびか同シール空間にシール材を充填したので、高圧の土砂や泥水などの浸入に十分に対処することができ、シール性能をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る拡幅式シールド掘進機の実施の形態を示し、拡幅状態の概略斜視図である。
【図２】同シールド掘進機の通常掘削状態を示す概略斜視図である。
【図３】同シールド掘進機の拡幅掘削時の分割部を示す平面図である。
【図４】同シールド掘進機の通常掘削時の分割部を示す平面図である。
【図５】同拡縮部のリンクアーム取付け部を示す部分平面図である。
【図６】図５に示すａ−ａ断面図である。
【符号の説明】
Ｓ    セグメント
１    シールド本体
２    カッタヘッド
３Ａ  主胴部
３Ｂ  分割胴部
４    本体部カバー
１１    テールシール装置
１２    固定側テールブラシ列
１３    固定シール空間
１５    分割部
１６    端部ブラシ列
２１    取付ブラケット
２２    中間ピン
２３    連結ピン
２４    リンクアーム
２５    可動シール空間
２６    可動側シール空間
３１    テールカバー
３１ａ  傾斜辺部
３２    収容ガイド溝
３２ａ  テーパ部
３３    カバー移動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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