シールド掘進機のテールシール装置

【課題】胴部が拡縮移動する時にシール性が低下しない。
【解決手段】シールド本体１に、固定胴部４と、この固定胴部４に対して幅方向に拡縮可能な拡縮胴部５とを備え、シールド本体１の後部で組立てられるセグメントＳと固定胴部４および拡縮胴部５との隙間をシールするテールシール装置４１であって、固定胴部４と拡縮胴部５のラップ部９に、固定胴部４内面の固定胴シールブラシ４２に連結端部が接続される固定側テールシール材４３と、拡縮胴部５内面の拡縮胴シールブラシ５２に連結端部が接続される拡縮側テールシール材５３とを、掘進方向の前後に配置し、前位置に配置される固定側テールシール材４３の背面に拡縮側テールシール材５３の伸縮端部のみを押付けて摺接させシールする伸縮端ラップシール材５４を設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削途中で掘削幅を拡大して掘削可能なシールド掘進機の胴部と、胴部内で組立てられる覆工体との隙間をシールするシールド掘進機のテールシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、従来、特許文献１に、拡幅掘削可能なシールド掘進機の胴部に設けられるテールシール構造を提案した。このテールシール構造は、固定側の胴部に拡縮方向に沿って固定シールブラシを設けるとともに、拡縮側の胴部（揺動外胴）側に前記固定シールブラシの背面に沿って当接する可動シールブラシをジョイントアームを介して設けたものである。
【特許文献１】特開２００２−５４３９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来構成では、固定シールブラシの背面に沿って拡縮シールブラシが面接触しているため、胴部がスライドする時に、固定シールブラシが可動シールブラシに巻きこまれてシール性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、胴部が拡縮移動する時に、シール材のシール性が低下しないシールド掘進機のテールシール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、シールド本体に、固定胴部と、この固定胴部に対して幅方向に拡縮可能な拡縮胴部と備え、シールド本体内で組立てられる覆工体と前記固定胴部の隙間および前記覆工体と拡縮胴部の隙間をそれぞれシールするシールド掘進機のテールシール装置であって、前記固定胴部の円弧外殻の内周面と前記覆工体の隙間をシールする固定胴シール材と、前記拡縮胴部の円弧外殻の内周面と前記覆工体の隙間をシールする拡縮胴シール材とを設け、前記固定胴部と拡縮胴部のラップ部に、固定胴シール材に連結端部が接続される固定側テールシール材と、前記拡縮胴シール材に連結端部が接続される拡縮側テールシール材とを掘進方向の前後に配置するとともに、前記固定側テールシール材および拡縮側テールシール材のうち、前位置に配置される一方のテールシール材の背面に、後位置に配置される他方のテールシール材の伸縮端部のみを押付けてシールする伸縮端ラップシール材を設けたものである。
【０００６】
請求項２記載の発明は、一方のテールシール材を弾性板構造とするとともに、他方のテールシール材をワイヤブラシ構造としたものである。
請求項３記載の発明は、固定胴部と拡縮胴部との間に、ガイドバーとスライドバーからなる伸縮自在な伸縮部材を連結し、前記ガイドバーは、連結端部が固定胴部および拡縮胴部の一方に拡縮方向に垂直な軸心周りで回動自在に連結され、かつ長さ方向に沿ってガイド部と一方のテールシール材がそれぞれ設けられ、前記スライドバーは、前記ガイド部に移動自在に案内されるとともに、連結端部が固定胴部および拡縮胴部の他方に拡縮方向に垂直な軸心周りで回動自在に連結され、かつ長さ方向に沿う他方のテールシール材が設けられ、前記スライドバーの伸縮端部に伸縮端ラップシール材が設けられたものである。
【０００７】
請求項４記載の発明は、ガイドバーのガイド部は、ガイドバーの背面で長さ方向に沿って形成されたスライド溝からなり、スライドバーの伸縮端部のみが前記スライド溝にスライド自在に嵌合されたものである。
【０００８】
請求項５記載の発明は、ガイドバーの伸縮端部に、掘進方向の前後に所定範囲で移動を規制する揺動規制部を設けたものである。
請求項６記載の発明は、固定胴部にラップ部の外面を覆うラップ部カバー体を設け、伸縮部材にラップ部カバー体の内面に当接する外面シール材を設け、前記外面シール材は、ガイドバーに取付けられた固定側外面シール材と、スライドバーに設けられた拡縮側外面シール材からなり、前記拡縮側外面シール材の伸縮端部のみが固定側外面シール材に摺接するように構成されたものである。
【０００９】
請求項７記載の発明は、ラップ部カバー体の内面に、固定胴部および拡縮側外面シール材に当接する格子状シール材を設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、固定胴部と拡縮胴部のラップ部に、固定側テールシール材と拡縮側テールシール材とを前後に配置したので、前後位置の二重のテールシール材により良好にシール性を確保できる。また、伸縮端ラップシール材により後位置の他方のテールシール材の伸縮端部のみを一方のテールシール材の背面に押付けて摺接させるので、地盤からの泥水圧が負荷されても、他方のテールシール材の伸縮端部がテールシール材の背面に押付けられて十分なシール性を確保でき、また拡縮胴部の移動時にテールシール材が巻き込まれてシール性が低下されることがなくなり、良好なシール性を確保することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、前後にそれぞれ配置されるテールシール材として弾性板構造とワイヤブラシ構造とを組合わせることにより、ワイヤブラシ構造のテールシール材の巻き込みをより確実に防止することができ、さらに気密性の高いシール構造を実現できる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、伸縮部材の両連結端部を両胴部にそれぞれ拡縮方向に垂直な軸心周りに回動自在に連結し、前記伸縮部材のガイドバーとスライドバーとにそれぞれテールシール材を設けたので、拡縮胴部が固定胴部に対して伸縮および傾動してもこれに追従して伸縮部材が伸縮および傾斜され、ガイドバーとスライドバーとに設けられたテールシール材によりシール性を保持することができる。これにより、通常掘削部と拡幅掘削部の間の拡幅傾斜部および縮幅傾斜部の掘削時に、傾斜テーパ面に沿って拡縮胴部を傾斜させ漸次拡縮することで、傾斜テーパ面に沿って拡幅、縮幅される傾斜面を有するセグメントとシールド本体との隙間を良好にシールすることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、ガイドバーのスライド溝に、スライドバーの伸縮端部のみをスライド自在に嵌合したので、地盤からの泥水圧でガイドバーやスライドバーが撓むことがあっても、伸縮部材の伸縮に支障が生じることがない。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、揺動規制部により、テールシール材を介して伸縮部材に負荷される泥水圧を効果的に支持して伸縮部材の撓みや変形を防止することができる。
請求項６記載の発明によれば、外面シール材により、伸縮部材とラップ部カバー体との隙間をシールすることができ、ラップ部におけるシール性能を向上させることができる。また拡縮側外面シール材の伸縮端部のみが固定側外面シール材に摺接されるので、固定胴部と拡縮胴部との拡縮移動時にも良好にシールすることができる。
【００１５】
請求項７記載の発明によれば、格子状シール部材により、さらにラップ部における伸縮部材との隙間のシール性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る拡縮式シールド掘進機のテールシール装置の実施の形態を説明する。
［テールシール装置の基本構造］
図１，図２に基づいて、まず本発明に係るテールシール装置の基本構造を説明する。
【００１７】
このシールド掘進機のシールド本体１は、固定胴部４と、固定胴部４に対して幅方向にスライド自在な拡縮胴部５とを備え、テールシール装置４１は、シールド本体１の後部で組立てられるセグメント（覆工体）Ｓと固定胴部４および拡縮胴部５との隙間をシールするものである。
【００１８】
前記テールシール装置４１は、固定胴部４の長円弧外殻８ａ内面に周方向に沿って固定胴シールブラシ（固定胴シール材）４２が設けられ、また拡縮胴部５の短円弧外殻８ｂ内面に周方向に沿って拡縮胴シールブラシ（拡縮胴シール材）５２が設けられている。また固定胴部４と拡縮胴部５とのラップ部９では、固定胴部４のラップ部カバー体４ａ側に固定側テールシール材４３が設けられ、前記固定側テールシール材４３の連結端部が前記固定胴シールブラシ４２に接続されている。また拡縮胴部５の支持プレート２１側に拡縮側テールシール材５３が設けられ、前記拡縮側テールシール材５３の連結端部が前記拡縮胴シールブラシ５２に接続されている。そして各シールブラシ４２，５２、固定側テールシール材４３および拡縮側テールシール材５３は各先端部がそれぞれセグメントＳに摺接されている。
【００１９】
前記固定側テールシール材４３の背面側に重なる位置に所定間隔をあけて拡縮側テールシール材５３が配置されており、拡縮側テールシール材５３の伸縮端部に、伸縮端部のみを固定側テールシール材４３の背面に押付けて摺接させる伸縮端ラップシール材５４が設けられている。ここでは、固定側テールシール材４３を強化ゴム製の弾性板構造とし、拡縮側テールシール材５３をワイヤブラシを重ねたワイヤブラシ構造としている。これにより、通常掘削部では、シール性および信頼性が高くかつ寿命が長いワイヤブラシ構造の拡縮側テールシール材５３を背面側に配置することでシール性能と信頼性を高め、拡幅掘削部ではワイヤブラシ構造の拡縮側テールシール材５３と弾性板構造の固定側テールシール材４３とで協働してシール性を確保している。なお、弾性板構造のテールシール材とワイヤブラシ構造のテールシール材とを前後逆に配置することもできる。
【００２０】
上記基本構造によれば、ラップ部９に、前面側の固定側テールシール材４３と背面側の拡縮側テールシール材５３とを所定の間隔をあけて配置し、伸縮端ラップシール材５４により拡縮側テールシール材５３の伸縮端部のみを固定側テールシール材４３の背面に押付けて摺接させるので、掘進方向の前後位置に配置した固定側テールシール材４３と拡縮側テールシール材５３の二重のシールによりシール性を良好に確保できるとともに、拡縮移動時にテールシール材４３，５３同士の巻き込みによるシール性の低下が防止され、良好なシール性を確保することができる。
【００２１】
また前面の固定側テールシール材４３を弾性板構造とし、背面側の拡縮側テールシール材５３をワイヤブラシ構造として組合わせることにより、テールシール材４３，５３同士の巻き込みを確実に防止することができ、さらに気密の高い高性能なシール装置とすることができる。
【００２２】
［テールシール装置の詳細構造］
先に説明した基本構造は、固定胴部４に対して拡縮胴部５を幅方向に拡縮させる構造により拡幅トンネルを掘削する場合、トンネルを階段状に順次拡大掘削し、これに対応してセグメントＳを段階状に組み立て、拡縮胴部５を一定掘進距離ごとに幅方向に拡幅移動していく必要がある。
【００２３】
しかし、実際的な掘削では、テーパ状に傾斜して順次拡大、収縮していく方がセグメントの強度やシール構造上望ましく、このようなシールド掘進機のシールド本体１は、拡縮胴部５を傾斜させて順次拡大、収縮していく構造を具備している。以下に、トンネル内にテーパ面を有するセグメントＳを組み立てつつ推進されるシールド掘進機の構造、該シールド掘進機のテールシール構造、シールド本体の拡縮動作、拡縮動作時のテールシール装置について、その実施の形態を図３〜図２０を参照して説明する。なお、基本構造と同一の構造部材には同一符号を付して説明する。
【００２４】
（シールド掘進機の構造）
図１４，図１５に示すように、このシールド掘進機は、胴部であるシールド本体１の前部に、円形のカッタヘッド２を具備し、このカッタヘッド２は、図示しない多数のカッタビットと土砂取入口が形成された円形のカッタ面板２ａの外周部の複数位置に、カッタ出退装置３ｂによりコピーカッタ３ａをそれぞれ半径方向に出退可能なコピーカッタ装置３を具備している。したがって、所定部分（図では掘進方向に向かって右側部）で、コピーカッタ装置３のコピーカッタ３ａを突出させることにより、トンネルのたとえば掘進方向に向かって右側を拡張して略長円形断面の拡幅トンネルを掘削することができる。そしてこのシールド本体１は、掘削するトンネルの形状に対応してシールド本体１の断面形状を拡縮可能に構成されている。
【００２５】
図１６に示すように、シールド本体１は、掘進方向に向かって左側に配置されカッタヘッド２やその駆動装置が配設された固定胴部４と、右側に配置された拡縮胴部５とで構成されており、前記拡縮胴部５は、固定胴部４に対して平行姿勢で拡縮移動する拡縮内胴６と、この拡縮内胴６にシールド軸心Ｏおよび拡縮方向に直交する軸心まわりに所定範囲で揺動自在に外嵌支持された揺動外胴７とで構成されている。すなわち、円筒形外殻（スキンプレート）が横断面でシールド軸心Ｏを中心に１８０°より大きい角度位置でシールド軸心Ｏ方向に沿う切断線に沿って２つに分離された長円弧外殻８ａ側に固定胴部４が設けられ、短円弧外殻８ｂ側に拡縮胴部５（拡縮内胴６，揺動外胴７）が設けられる。
【００２６】
前記拡縮内胴６は、短円弧外殻８ｂの内側に沿う円弧フレーム１０の両端部から固定胴部４のラップ部９側に伸びる互いに平行な一対の平面状のスライド部材１１が水平面に沿って設けられている。前記揺動外胴７には、短円弧外殻８ｂのスライド部材１１にスライド自在に外嵌される支持プレート２１が設けられ、支持プレート２１の内面にそれぞれ突設された揺動ピン２２が、前記スライド部材１１の支持孔１２に回動自在に嵌合されて所定範囲で揺動自在に支持される。また固定胴部４は、長円弧外殻８ａの両縁部側に支持プレート２１を覆うラップ部カバー体４ａが水平面に沿って設けられてラップ部９が構成されている。
【００２７】
前記拡縮内胴６には、スライド部材１１の外面がシール用平面部１３に形成されるとともに、前部外周に球状シール部１５が形成され、さらに前記スライド部材１１の前部外面に支持孔１２を中心とする円弧状シール部１４がそれぞれ形成されている。そしてこれらシール用平面部１３と円弧状シール部１４と球状シール部１５とが連続するように構成されている。また揺動外胴７には、支持プレート２１の内面にシール用平面部１３に摺接する平面シール受け部２３が形成され、また円弧状シール部１４に摺接する円弧状シール受け部２４が形成されるとともに、短円弧外殻８ｂの前部内面に球状シール部１５に摺接する球状シール受け部２５が形成されている。
【００２８】
また前記ラップ部９の内側には、図１４，図１５に示すように、拡縮内胴６をシールド軸心Ｏと直交する拡縮方向に移動する拡縮装置である複数の拡縮用ジャッキ１６が配設されている。さらに拡縮内胴６には、推進駆動装置である可動側推進用ジャッキ１７Ｂを支持する可動フレーム１８が設けられ、左右のラップ部９の内側に可動フレーム１８を拡縮方向に移動して可動側推進用ジャッキ１７Ｂの押出し位置を調整する推進調整装置である推進調整用ジャッキ１９が設けられている。さらに拡縮内胴６の後部には、揺動外胴７の後端部に連結された揺動調整装置である揺動用ジャッキ２０が設けられており、図１９，図２０に示すように、通常掘削部と拡幅掘削部との間の拡幅傾斜部または縮幅傾斜部の傾斜面にあわせて揺動外胴７の傾斜角を調整することができる。
【００２９】
図１４，図１６に示すように、シールド本体１の固定胴部４の前部には、切羽崩壊土圧を保持する固定隔壁３１が配設されて圧力室３２が形成され、一方前記拡縮内胴６の前端部には、固定隔壁３１の背面に摺接する可動隔壁３０が設けられている。そして前記固定隔壁３１には軸受３３を介して旋回部材３４がシールド軸心Ｏ周りに回転自在に支持されている。さらに旋回部材３４から圧力室３２側に突出する複数の支持脚３５がカッタ面板２ａに連結されている。この固定隔壁３１の大気室３６側には、カッタ駆動装置３７が設けられており、このカッタ駆動装置３７は、前記旋回部材３４に取付けられたリングギヤ３７ａと、このリングギヤ３７ａに噛み合う複数の駆動ピニオン３７ｂと、この駆動ピニオン３７ｂをそれぞれ回転駆動するカッタ駆動モータ３７ｃとで構成されている。なお、図示しないが、固定隔壁３１には送泥管および排泥管、または排土装置が貫通して設けられ、また固定胴部４の後部に覆工材であるセグメントＳを組み立てるエレクタ装置（図示せず）が配設されている。１７Ａは固定胴部４の後部に配設された固定側推進ジャッキで、可動側推進用ジャッキ１７Ｂと共に組立てられたセグメントＳを反力受けとしてシールド本体１を推進させる。
【００３０】
（テールシール装置）
テールシール装置４１は、固定胴部５の長円弧外殻８ａ内面に周方向に沿う複数列（図では３列）の固定胴シールブラシ（固定胴シール材）４２と、揺動外胴７の短円弧外殻８ｂ内面に周方向に沿う複数列（図では３列）の拡縮胴シールブラシ（拡縮胴シール材）５２とが具備されている。また前記ラップ部９には、前記シールブラシ４２，５２に対応して、ラップ部カバー体４ａの基端部内面（長円弧外殻８ａの縁部）と揺動外胴７の支持プレート２１の縁部との間に、伸縮自在および傾動自在に連結する３本の伸縮バー（伸縮部材）６１が連結され、これら伸縮バー６１に、固定側テールシール材４３および拡縮側テールシール材５３と、外面シール材（固定側外面シール材４５および拡縮側外面シール材５５）と、ラップ部シール材４７，５４，５７とがそれぞれ設けられている。
【００３１】
前記伸縮バー６１は、図５，図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、ガイドバー４６とスライドバー５６とで伸縮自在に構成されている。前記ガイドバー４６は、連結端部が拡縮方向に垂直な固定側支持ピン４６ａを介して固定胴部４の長円弧外殻８ａの縁部近傍に揺動自在に連結され、また伸縮端部がラップ部カバー体４ａに前後方向に形成された規制用長孔（揺動規制部）４ｂに揺動ピン（揺動規制部）４６ｂを介して所定範囲でスライド自在に連結され、ガイドバー４６が固定側支持ピン４６ａを中心に所定範囲で前後に揺動することができる。またガイドバー４６の背面には、長さ方向に沿ってあり溝形のスライド溝４６ｃが形成されるとともに、底面に取付板４３ａにより固定側テールシール材４３が長さ方向に沿って取付けられており、前記固定側テールシール材４３は強化ゴム製の弾性板構造に形成される。また図８，図１０に示すように、固定胴シールブラシ４２の連結端部と固定側テールシール材４３との連結端部の背面には、強化ゴム製で弾性板構造の固定側接続ラップシール材４７が取り付られて接続されている。さらにガイドバー４６の上面で後縁部に沿って長さ方向に形成された取付溝４６ｄに固定側外面シール材４５が装着され、この固定側外面シール材４５の連結端部が前記固定側接続ラップシール材４７を介して固定胴シールブラシ４２に接続されている。
【００３２】
一方、前記ガイドバー４６の背面側に配置されるスライドバー５６は、連結端部が拡縮方向に垂直な拡縮側支持ピン５６ａを介して支持プレート２１に揺動自在に支持され、またその伸縮端部に被ガイド凸部５６ｂが形成されてガイドバー４６のスライド溝４６ｃにスライド自在に嵌合されている。そしてスライドバー５６の底面には、ワイヤブラシ構造の拡縮側テールシール材５３が長さ方向に沿って取付けられ、前記拡縮胴シールブラシ５２の連結端部と拡縮側テールシール材５３とが、背面に設けられた強化ゴム製で弾性板構造の拡縮側接続ラップシール材５７により接続されている。さらにまたスライドバー５６の伸縮端部に強化ゴム製で弾性板構造の伸縮端ラップシール材５４がシール取付具５４ａを介して取り付けられ、この伸縮端ラップシール材５４により拡縮側テールシール材５３の伸縮端部が前面側に湾曲されてその端部が固定側テールシール材４３の背面に押圧され摺接されている。これにより、固定側テールシール材４３と拡縮側テールシール材５３とが接続されてシールされる。
【００３３】
さらにスライドバー５６の上面に長さ方向に沿って形成された取付溝５６ｃに拡縮側外面シール材５５が装着され、拡縮側外面シール材５５の連結端部が前記拡縮側接続ラップシール材５７を介して拡縮胴シールブラシ５２に接続されている。前記取付溝５６ｃは、拡縮側外面シール材５５の拡縮端部のみが固定側外面シール材４５の背面に摺接されるように傾斜されている。
【００３４】
前記伸縮バー６１の取り付け状態は、収縮された通常掘削部では、図３，図５，図７（ａ）に示すように、ガイドバー４６はその伸縮端部が少し前部に位置する傾斜姿勢で、スライドバー５６が拡縮方向に平行な姿勢にあり、拡張されるに従ってガイドバー４６の伸縮端部が後方に少し揺動される。そして地盤からの泥水圧によりテールシール材４３，５３を介して伸縮バー６１に負荷がかかり、伸縮バー６１が撓むが、この負荷を揺動規制部である揺動ピン４６ｂと規制用長孔４ｂとで支持する。ここで、ガイドバー４６が背面に突設された被ガイド凸部５６ｂのみがスライド溝４６ｃに嵌合されるのは、この時の負荷によりスライドバー５６が変形した場合でも、伸縮バー６１を伸縮可能な構造とするためである。たとえばスライドバー５６の全体がガイドバー４６に案内保持されるようなシリンダ形式にした場合、スライドバー５６が変形すると伸縮できなくなるおそれがある。
【００３５】
また前記固定胴４のラップ部カバー体４ａの内面には、格子状シール材４８とそれに接続された縁部シール材４９が取付けられている。前記格子状シール材４８はラップ部カバー体４ａの後部内面に格子状に取り付けられて、揺動外胴７の支持プレート２１と拡張時の拡縮側外面シール材５５に摺接してシールし、縁部シール材４９はラップ部カバー体４ａの縁部内面に取付けられて揺動外胴７の支持プレート２１に摺接しシールする。
【００３６】
（シールド本体の拡縮動作）
上記構成において、シールド掘進機の掘進動作は、通常掘削部から拡幅傾斜部を介して拡幅掘削部に掘進され、さらに拡幅掘削部で所定距離掘削した後、縮幅傾斜部を介して通常掘削部に復帰される。
【００３７】
シールド掘進機がトンネルの通常掘削部から拡幅傾斜部に入ると、コピーカッタ装置３による余掘量が漸次増加されてトンネルにテーパ状に広がる掘削テーパ面が形成され、次いで拡縮用ジャッキ１６により拡縮内胴６が拡縮方向に移動されると同時に揺動用ジャッキ２０により揺動外胴７が前部を外側に広がるように傾動されることにより、図１９に示すように、揺動外胴７が揺動ピン２２を中心に揺動される。この時、セグメントＳは漸次拡幅される傾斜テーパ面を有するセグメントピースが組み立てられる。
【００３８】
シールド掘進機が拡幅掘削部に入ると、コピーカッタ装置３による余掘量が一定に保持されて掘削される。シールド本体１では、拡縮用ジャッキ１６により拡縮内胴６の位置を調整しつつ揺動用ジャッキ２０により揺動外胴７が前部を内側に傾動される。この時、推進調整用ジャッキ１９により推進用ジャッキ１７Ａ，１７Ｂの押付け位置がセグメントＳの端面に対応して調整される。そして揺動外胴７の外面がシールド軸心Ｏと平行となると、拡縮内胴６および揺動外胴７は拡縮状態で固定されて掘進される。
【００３９】
シールド掘進機が拡幅掘削部から縮幅傾斜部に入ると、コピーカッタ装置３による余掘量が漸次減少されて傾斜テーパ面を有するトンネルが形成される。そして拡縮用ジャッキ１６により拡縮内胴６を縮幅方向に移動されると同時に揺動用ジャッキ２０により揺動外胴７が前部ほど内側に狭まるように揺動ピン２２を中心に傾動される。そして、シールド本体１内では、セグメントＳは漸次縮幅される傾斜テーパ面を有するセグメントピースが組み立てられる。また推進調整用ジャッキ１９により推進用ジャッキ１７Ａ，１７Ｂの押付け位置がセグメントＳの端面に対応して拡縮方向に調整される。
【００４０】
シールド掘進機が通常掘削部に入ると、コピーカッタ装置３が後退されて通常の円形トンネルが掘削され、拡縮用ジャッキ１６および揺動用ジャッキ２０により揺動外胴７がシールド軸心Ｏに平行となるように移動される。
【００４１】
（拡縮動作時のテールシール装置）
通常掘削部では、図３，図５，図７（ａ）に示すように、伸縮バー６１が最も収縮された状態にある。この時ラップ部９では、掘進方向の前部に固定側テールシール材４３および固定側外面シール材４５が配置されるとともに、後部に拡縮側テールシール材５３および拡縮側外面シール材５５が配置された二重シール構造となり、図１０〜図１３に示すように、拡縮側テールシール材５３の伸縮端部が伸縮端ラップシール材５４により固定側テールシール材４３の背面に押付けられてシールされるとともに、拡縮側外面シール材５５の伸縮端部が固定側外面シール材４５の背面に押付けられてシールされている。さらに格子状シール材４８と縁部シール材４９とにより、ラップ部カバー体４ａの内面と支持プレート２１とがシールされている。ここで掘削区間の長い通常掘削部では、ワイヤブラシ構造の拡縮側テールシール材５３が背面に配置されることでシール性能の信頼性が高く、寿命が長い。
【００４２】
拡幅傾斜部になると、揺動外胴７が外側に移動されるとともに、揺動ピン２２を中心に伸縮バー６１が傾動されるに従ってスライドバー５６が引出され、被ガイド凸部５６ｂがガイドバー４６のスライド溝４６ｃに沿って伸縮端側にスライドされて伸縮バー６１が進展される。そして固定側テールシール材４３の背面に沿って拡縮側テールシール材５３の伸縮端部が摺動しつつスライドされる。これにより、ワイヤブラシ構造の拡縮側テールシール材５３の伸縮端部が弾性板構造の固定側テールシール材４３が巻き込まれることになくシール性が阻害されることがない。また伸縮側外面シール材５５も、その伸縮端部が固定側外面シール材４５の背面に沿って摺動してシールされる。さらに伸縮バー６１は、揺動外胴７の傾斜に従って固定側支持ピン４６ａを中心に揺動される。
【００４３】
拡幅掘削部では、図４，図６，図７（ｂ）に示すように、伸縮バー６１が最も進展された状態にあり、ラップ部９では、拡縮側テールシール材５３の伸縮端部が伸縮端ラップシール材５４により固定側テールシール材４３伸縮端部の背面に押付けられてシールされている。ここで地盤からの泥水圧によりかかる伸縮バー６１への負荷を、揺動ピン４６ｂと規制用長孔４ｂとによりスライドバー５６の伸縮端部の移動が規制されて支持され、ガイドバー４６とスライドバー５６との連結部が破損するようなことがない。
【００４４】
さらに拡縮側外面シール材５５の伸縮端部が固定側外面シール材４５の伸縮端部の背面に押付けられてシールされるとともに、格子状シール材４８が拡縮側外面シール材５５に当接されて縁部シール材４９と共に、ラップ部カバー体４ａの内面と、伸縮バー６１および支持プレート２１との隙間がシールされる。
【００４５】
縮幅傾斜部では、スライドバー５６および拡縮胴テールシール材５２とが拡幅傾斜部と反対方向に摺動されてシールされる。
上記実施の形態によれば、
１．固定胴部４と揺動外胴７（拡縮胴部５）のラップ部９において、伸縮バー６１のガイドバー４６に固定側テールシール材４３を前面位置に設けるとともに、ガイドバー５６の背面位置に拡縮側テールシール材５３を設けたので、通常掘削部の掘削時には、前後位置のテールシール材４３，５３の二重シールにより良好にシール性を確保できる。また伸縮端ラップシール材５４により拡縮側テールシール材５３の伸縮端部のみを固定側テールシール材４３の背面に押付けて摺接させシールするように構成したので、固定胴部４と揺動外胴７との拡縮移動時にテールシール材４３，５３同士が巻き込まれてシール性が低下されることがなくなり、通常掘削部や拡幅掘削部、拡幅傾斜部、縮幅傾斜部での掘削時にそれぞれ良好なシール性を確保することができる。
【００４６】
２．固定側テールシール材４３を弾性板構造とし、拡縮側テールシール材５３をワイヤブラシ構造とすることにより、揺動胴部７の拡縮移動による拡縮側テールシール材５３の伸縮端部の摺動による固定側テールシール材４３同士の巻き込みを確実に防止することができ、高いシール性能を確保できる。
【００４７】
３．伸縮バー６１の両連結端部を固定側支持ピン４６ａおよび拡縮側支持ピン５６ａを介してそれぞれ回動自在に連結し、伸縮バー６１のガイドバー４６に固定側テールシール材４３を設けるとともに、スライドバー５６に拡縮側テールシール材５３を設けたので、揺動外胴７が固定胴部４に対して傾動してもこれに追従して伸縮バー６１を傾斜させつつ伸縮することができ、テールシール材４３，５３によりシール性を保持することができる。これにより、拡幅傾斜部および縮幅傾斜部で傾斜テーパ面に沿って揺動外胴７を傾斜させつつ漸次拡縮することができ、傾斜テーパ面を有するセグメントＳとシールド本体１との隙間を良好にシールすることができ、通常掘削部のトンネルと拡幅掘削部のトンネルとを傾斜テーパ面を有するセグメントＳにより接続することができる。
【００４８】
４．ガイドバー４６に形成されたスライド溝４６ｃに、スライドバー５６の伸縮端部の被ガイド凸部５６ｂのみをスライド自在に嵌合して伸縮自在としたので、地盤からの泥水圧で、テールシール材４３，５３を介してガイドバー４６やスライドバー５６が撓んだり変形することがあっても、スライドバー５６をスムーズにスライドさせて伸縮させることができる。
【００４９】
５．ガイドバー４６の伸縮端部に設けられた揺動ピン４６ｂを、ラップ部カバー体４ａの規制用長孔４ｂにスライド自在に嵌合したので、伸縮バー６１の揺動を所定範囲で規制することで、泥水圧によりテールシール材４３，５３を介して加わる負荷を効果的に支持することができ、伸縮バー６１の変形やたわみを効果的に防止することができる。
【００５０】
６．ガイドバー４６に設けられた固定側外面シール材４５およびスライドバー５６に設けられた拡縮部側外面シール材５５により、伸縮バー６１とラップ部カバー体４ａとの隙間を効果的にシールすることができ、シール性能を向上させることができる。
【００５１】
７．ラップ部カバー体４ａに設けた格子状シール部材４８により、ラップ部カバー体４ａと支持プレート２１との隙間およびラップ部カバー体４ａと伸縮バー６１との隙間を良好にシールすることができ、ラップ部９におけるシール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】シールド掘進機における本発明に係るテールシール装置の基本構造図を示し、（ａ）はテールシール装置の半背面図、（ｂ）は通常掘削部の掘削状態を示す平面図、（ｃ）は拡幅掘削部の掘削状態を示す平面図である。
【図２】同テールシール装置の側面断面図で、（ａ）はＡーＡ断面図、（ｂ）はＢーＢ断面図である。
【図３】シールド掘進機における本発明に係るテールシール装置の実施の形態において、シールド本体の上半分を示す通常掘削部の掘削状態の後方斜視図である。
【図４】同テールシール装置のシールド本体の上半分を示す拡幅掘削部の掘削状態の後方斜視図である。
【図５】同シールド本体のラップ部を示す通常掘削部の掘削状態を示す一部切欠き平面断面図である。
【図６】同シールド本体のラップ部を示す拡幅掘削部の掘削状態を示す一部切欠き平面断面図である。
【図７】同シールド本体のラップ部を示す断面図であって、（ａ）は通常掘削部の掘削状態の背面方向から見た断面図、（ｂ）は拡幅掘削部の掘削状態の背面方向から見た断面図である。
【図８】同ラップ部のテールシール装置を示す分解斜視図である。
【図９】同ラップ部のテールシール装置を示す外観図であって、（ａ）は進展状態の伸縮バーを示す組立斜視図、（ｂ）はスライドバー部分の分解斜視図、（ｃ）はガイドバー部分の分解斜視図である。
【図１０】同固定側シールブラシとガイドバー、スライドバーの連結部を示す拡大斜視図である。
【図１１】同拡縮側シールブラシとスライドバーの連結部を示す拡大斜視図である。
【図１２】図９（ａ）に示すＣ−Ｃ断面図である。
【図１３】図９（ａ）に示すＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】同テールシール装置を搭載したシールド掘進機の上方から見た断面図である。
【図１５】同シールド掘進機の背面図である。
【図１６】同シールド掘進機のシールド本体を示す分解斜視図である。
【図１７】同シールド本体の拡幅掘削部の掘削状態を示す平面図である。
【図１８】同シールド本体の拡幅掘削部の掘削状態を示す正面図である。
【図１９】同シールド本体の拡幅傾斜部の掘削状態を示す平面図である。
【図２０】同シールド本体の縮幅傾斜部の掘削状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ｏシールド軸心
Ｓセグメント
１シールド本体
２カッタヘッド
３コピーカッタ装置
４固定胴部
４ａラップ部カバー体
４ｂ規制用長孔
５拡縮胴部
６拡縮内胴
７揺動外胴
８円筒形外殻
８ａ長円弧外殻
８ｂ短円弧外殻
９ラップ部
１１スライド部材
１６拡縮用ジャッキ
１７Ａ固定側推進用ジャッキ
１７Ｂ可動側推進用ジャッキ
１９推進調整用ジャッキ
２０揺動用ジャッキ
２１支持プレート
２２揺動ピン
３０可動隔壁
３１固定隔壁
３７カッタ駆動装置
４１テールシール装置
４２固定胴シールブラシ
４３固定側テールシール材
４５固定側外面シール材
４６ガイドバー
４６ａ固定側支持ピン
４６ｂ揺動ピン
４６ｃスライド溝
４７固定側接続ラップシール材
４８格子状シール材
４９縁部シール材
５２拡縮胴シールブラシ
５３拡縮側テールシール材
５４伸縮端ラップシール材
５４ａシール取付具
５５拡縮側外面シール材
５６スライドバー
５６ａ拡縮側支持ピン
５６ｂ被ガイド凸部
５７拡縮側接続ラップシール材
６１伸縮バー

【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド本体に、固定胴部と、この固定胴部に対して幅方向に拡縮可能な拡縮胴部と備え、シールド本体内で組立てられる覆工体と前記固定胴部の隙間および前記覆工体と拡縮胴部の隙間をそれぞれシールするシールド掘進機のテールシール装置であって、
前記固定胴部の円弧外殻の内周面と前記覆工体の隙間をシールする固定胴シール材と、前記拡縮胴部の円弧外殻の内周面と前記覆工体の隙間をシールする拡縮胴シール材とを設け、
前記固定胴部と拡縮胴部のラップ部に、固定胴シール材に連結端部が接続される固定側テールシール材と、前記拡縮胴シール材に連結端部が接続される拡縮側テールシール材とを掘進方向の前後に配置するとともに、
前記固定側テールシール材および拡縮側テールシール材のうち、前位置に配置される一方のテールシール材の背面に、後位置に配置される他方のテールシール材の伸縮端部のみを押付けてシールする伸縮端ラップシール材を設けた
シールド掘進機のテールシール装置。
【請求項２】
一方のテールシール材を弾性板構造とするとともに、他方のテールシール材をワイヤブラシ構造とした
請求項１記載のシールド掘進機のテールシール装置。
【請求項３】
固定胴部と拡縮胴部との間に、ガイドバーとスライドバーからなる伸縮自在な伸縮部材を連結し、
前記ガイドバーは、連結端部が固定胴部および拡縮胴部の一方に拡縮方向に垂直な軸心周りで回動自在に連結され、かつ長さ方向に沿ってガイド部と一方のテールシール材がそれぞれ設けられ、
前記スライドバーは、前記ガイド部に移動自在に案内されるとともに、連結端部が固定胴部および拡縮胴部の他方に拡縮方向に垂直な軸心周りで回動自在に連結され、かつ長さ方向に沿う他方のテールシール材が設けられ、
前記スライドバーの伸縮端部に伸縮端ラップシール材が設けられた
請求項１または２記載のシールド掘進機のテールシール装置。
【請求項４】
ガイドバーのガイド部は、ガイドバーの背面で長さ方向に沿って形成されたスライド溝からなり、
スライドバーの伸縮端部のみが前記スライド溝にスライド自在に嵌合された
請求項３記載のシールド掘進機のテールシール装置。
【請求項５】
ガイドバーの伸縮端部に、掘進方向の前後に所定範囲で移動を規制する揺動規制部を設けた
請求項３または４記載のシールド掘進機のテールシール装置。
【請求項６】
固定胴部にラップ部の外面を覆うラップ部カバー体を設け、
伸縮部材にラップ部カバー体の内面に当接する外面シール材を設け、
前記外面シール材は、ガイドバーに取付けられた固定側外面シール材と、スライドバーに設けられた拡縮側外面シール材からなり、前記拡縮側外面シール材の伸縮端部のみが固定側外面シール材に摺接するように構成された
請求項３乃至５のいずれかに記載のシールド掘進機のテールシール装置。
【請求項７】
ラップ部カバー体の内面に、拡縮胴部および拡縮側外面シール材に当接する格子状シール材を設けた
請求項６記載のシールド掘進機のテールシール装置。

【図１】