JP2001280082A - セグメントの接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テーパ形状の継手を有するセグメントの接合
構造において、継手同士の間に生じる隙間が除去される
セグメントの接合構造を提供し、接合面同士の十分な引
き寄せ力の確保、及びセグメント同士のガタ防止を図
る。 【解決手段】 隣接して接合されるセグメント同士の一
方のセグメントの接合面に設けられ、テーパ状の嵌合軸
２３を有した雄継手２１と、他方のセグメントの接合面
に設けられ、雄継手２１の嵌入されるテーパ状の嵌合空
間２７を有した雌継手２５とが備えられ、雄継手２１の
嵌合軸２３と雌継手２５の嵌合空間２７とが挿入されて
隣接するセグメント同士が接合されるセグメントの接合
構造において、雄継手２１の嵌合軸２３の外周に、シー
ト状の隙間吸収材３１が移動可能に外嵌される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、坑道の周壁方向と
坑道の長さ方向とにつなぎ合わされるセグメントの接合
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールドトンネルの工事用部材には、図
４に示すモジュール化された多数のセグメント１が使用
される。セグメント１は、トンネル施工の際、坑道の周
壁回りと坑道の長さ方向との両方に密につなぎ合わされ
て接合される。各セグメント１は、周方向に沿った接合
面と、長さ方向に沿った接合面とに、相互の接合面同士
を当接した際に連通する孔２を有し、互いに隣接する接
合面同士がこの孔２に挿通された結合ボルトで締着して
結合される。

【０００３】ところが、各セグメント１の接合面毎に設
けられた孔２に、手作業によりボルトを挿通させ、この
ボルトにナットを螺合させる作業は、多大な労力を要す
る。また、ボルト・ナットの締着による接合構造は、ロ
ボットを用いた自動組付けの障害ともなった。

【０００４】このような不具合を解消するものに、例え
ば図５に示すように、隣接するセグメント１の一方の接
合面に雄継手３が設けられ、他方の接合面に雌継手５が
設けられるセグメントの接合構造が提案されている。雄
継手３は先端７ａに向かって細くなるテーパ形状の嵌合
軸７を有し、雌継手５は挿入口９ａから奥方へ向かって
細くなるテーパ形状の嵌合空間９を有している。従っ
て、雄継手３の先端７ａが雌継手５の挿入口９ａに一致
され、雄継手３の設けられたセグメント１が坑道の長さ
方向に移動されることで、ボルト・ナットの締着によら
ず、隣接するセグメントの接合面同士が容易に引き寄せ
られて接合された。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のセグメントの接合構造は、テーパ形状の雄継手
と雌継手とが嵌合されるため、セグメントとこれら雄継
手又は雌継手との高精度な取付けが要求された。即ち、
接合の完了したセグセメントに設けられた例えば雌継手
５には、図６（ａ）に示すように、次に接合されるセグ
セメントの雄継手３が挿入される。この際、次に接合さ
れるセグセメントとこのセグセメントに取り付けられる
雄継手３との間に例えば坑道の長さ方向の相対的な位置
ずれが生じていると、雄継手３と雌継手５とが完全嵌合
する前に、セグセメントが、既に構築されている坑道先
端側の環状セグメント群に当接し、雄継手３と雌継手５
との間に図６（ｂ）に示す隙間１１の生じる問題があっ
た。このような隙間１１が生じれば、接合面同士の十分
な引き寄せができなくなる上に、セグメント同士にガタ
の生じる虞れもあった。本発明は上記状況に鑑みてなさ
れたもので、テーパ形状の継手を有するセグメントの接
合構造において、継手同士の間に生じる隙間が除去され
るセグメントの接合構造を提供し、接合面同士の十分な
引き寄せ力の確保、及びセグメント同士のガタ防止を図
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項１記載のセグメントの接合構造
は、隣接して接合されるセグメント同士の一方のセグメ
ントの接合面に設けられ、テーパ状の嵌合軸を有した雄
継手と、他方のセグメントの接合面に設けられ、該雄継
手の嵌入されるテーパ状の嵌合空間を有した雌継手とが
備えられ、前記雄継手の嵌合軸と前記雌継手の嵌合空間
とが挿入されて隣接するセグメント同士が接合されるセ
グメントの接合構造において、前記雄継手の嵌合軸の外
周に、シート状の隙間吸収材が移動可能に外嵌されたこ
とを特徴とする。

【０００７】このセグメントの接合構造では、テーパ形
状の継手を有するセグメントの接合構造において、雄継
手の嵌合軸の外周に、シート状の隙間吸収材が移動可能
に外嵌されることにより、雄継手と雌継手とが嵌合され
る過程において、先ず、雄継手の嵌合軸に外嵌された隙
間吸収材が雌継手の嵌合空間内壁に接触する。この状態
で、さらに雄継手が挿入されると、先端側に向かって徐
々に狭められる嵌合空間内壁面と嵌合軸外周面との隙間
には、隙間吸収材が進入できず、隙間吸収材は雄継手の
外周において挿入方向と反対側に相対移動されることに
なる。従って、雄継手と雌継手とが正規に嵌合した位置
で生じようとする雄継手と雌継手との間の隙間が、この
隙間吸収材の介在によって除去されることになる。

【０００８】請求項２記載のセグメントの接合構造は、
前記隙間吸収材が弾性材からなることを特徴とする。

【０００９】このセグメントの接合構造では、隙間吸収
材が弾性を有することで、雄継手と雌継手との間で生じ
ようとする隙間に、隙間吸収材自体が弾性変形して追従
することになる。従って、上記した隙間吸収材の、雄継
手の挿入方向と反対側の相対移動による隙間吸収作用
に、隙間吸収材自体の弾性変形による隙間吸収作用も加
わることにより、より大きな隙間除去効果が得られるこ
とになる。また、このような弾性を有した隙間吸収材
は、嵌合軸と嵌合空間とのテーパが同一で、嵌合空間内
壁面と嵌合軸外周面との隙間が平行となり、嵌合軸の挿
入方向と反対側の大きな相対移動が期待できない雄継手
と雌継手との接合構造において特に有効となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るセグメントの
接合構造の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説
明する。図１は本発明に係るセグメントの接合構造の分
解斜視図、図２は図１に示した接合構造の嵌合過程を
（ａ）（ｂ）で示した説明図、図３は図１に示した接合
構造の変形例の嵌合過程を（ａ）（ｂ）で示した説明図
である。

【００１１】隣接する一方のセグメントの接合面には雄
継手２１が設けられ、雄継手２１は先端２３ａに向かっ
て細くなるテーパ形状の嵌合軸２３を有している。隣接
する他方のセグメントの接合面には雌継手２５が設けら
れ、雌継手２５は挿入口２７ａから奥方へ向かって細く
なるテーパ形状の嵌合空間２７を有している。雌継手２
５の嵌合空間２７は、軸線方向のスリット２８によって
開放されている。このスリット２８には、嵌合空間２７
に挿入される嵌合軸２３の支持板２９が進入するように
なっている。

【００１２】なお、本実施の形態によるセグメントの接
合構造では、雄継手２１及び雌継手２５が、坑道の長さ
方向に平行な接合面に設けられる場合を例に説明する。
従って、雄継手２１の先端２３ａが雌継手２５の挿入口
２７ａに一致され、雄継手２１の設けられたセグメント
が坑道の長さ方向に移動されることで、隣接するセグメ
ントの接合面同士は引き寄せられて接合されるようにな
っている。

【００１３】雄継手２１、雌継手２５は、支持板２９の
先端に設けられ、支持板２９はセグメントの接合面近傍
に埋入されたアンカー筋等に一体固定されている。雄継
手２１、雌継手２５は、セグメントの一つの接合面に、
坑道の長さ方向に少なくとも二つ以上が並設される。

【００１４】この実施の形態では、図２に示すように、
嵌合空間２７のテーパが、嵌合軸２３のテーパより大き
く形成されている。従って、嵌合軸２３と嵌合空間２７
とが完全嵌合される前に、嵌合軸２３と嵌合空間２７と
の間に形成される隙間は、先端側に向かって徐々に狭く
なる。なお、嵌合空間２７と嵌合軸２３とのテーパは同
一であってもよく、この場合には、嵌合軸２３と嵌合空
間２７との間に形成される隙間は平行となる。

【００１５】雄継手２１の嵌合軸２３の外周には、シー
ト状の隙間吸収材３１が移動可能に外嵌されている。隙
間吸収材３１としては、厚み方向の変形量がほとんどな
い鋼板等が用いられる。但し、隙間吸収材３１の表裏面
は、摩擦係数の小さい平滑面であることが好ましい。隙
間吸収材３１は、嵌合軸２３の円周方向の少なくとも半
分以上を包囲する断面Ｃ字形状に形成されて外嵌されて
いる。つまり、開放部３１ａに支持板２９が配置される
ようになっている。

【００１６】従って、隙間吸収材３１は、嵌合軸２３の
先端に配置された状態では、開放部３１ａの間隔が小さ
くなる。また、嵌合軸２３の後端に配置された状態で
は、開放部３１ａの間隔が大きく広がる。つまり、隙間
吸収材３１は、嵌合軸２３の軸線方向に、拡径及び縮径
されながら移動されるようになっている。

【００１７】次に、このように構成されたセグメントの
接合構造の作用を説明する。外周に隙間吸収材３１の外
嵌された嵌合軸２３が、嵌合空間２７の挿入口２７ａか
ら挿入され、所定の深さになると、図２（ａ）に示すよ
うに、隙間吸収材３１が嵌合空間２７の内壁に接触す
る。この状態で、さらに雄継手２１が挿入されると、先
端側に向かって徐々に狭められる嵌合空間２７の内壁面
と嵌合軸２３の外周面との隙間３３には、隙間吸収材３
１が進入できず、隙間吸収材３１は嵌合軸２３の外周に
おいて図２（ｂ）に示すように、挿入方向と反対側に相
対移動されることになる。

【００１８】即ち、隙間吸収材３１が停止状態である場
合には、嵌合軸２３が挿入方向に移動されることで、隙
間吸収材３１は挿入方向と反対側に相対移動されること
になる。また、嵌合空間２７と嵌合軸２３との隙間３３
が、後端側に向かって徐々に広がることから、隙間吸収
材３１は弾き出されるようにして後端方向へ移動され
る。これによっても、隙間吸収材３１は挿入方向と反対
側に相対移動されることになる。従って、雄継手２１と
雌継手２５とが正規に嵌合した位置で生じようとする雄
継手２１と雌継手２５との間の隙間は、この隙間吸収材
３１が移動され、介在されることによって除去されるこ
とになる。

【００１９】このように、上記のセグメントの接合構造
によれば、雄継手２１と雌継手２５との隙間が除去でき
るので、接合面同士を十分に引き寄せることができ、セ
グメント同士の間に生じるガタも確実に防止することが
できる。

【００２０】なお、上記のセグメントの接合構造では、
隙間吸収材３１が厚み方向に弾性変形しない場合を例に
説明したが、本発明に係るセグメントの接合構造は、隙
間吸収材が弾性材からなるものであってもよい。

【００２１】このような接合構造とすれば、隙間吸収材
が弾性を有することで、雄継手２１と雌継手２５との間
で生じようとする隙間に、隙間吸収材自体が弾性変形し
て追従することになる。従って、隙間吸収材の、雄継手
２１の挿入方向と反対側の相対移動による隙間吸収作用
に、隙間吸収材自体の弾性変形による隙間吸収作用も加
わることにより、より大きな隙間除去効果が得られるこ
とになる。

【００２２】このような弾性を有した隙間吸収材は、図
３に示す嵌合軸２３と嵌合空間２７とのテーパが同一
で、嵌合空間内壁面と嵌合軸外周面との隙間が平行とな
り、嵌合軸２３の挿入方向と反対側の相対移動が十分に
期待できない雄継手２１と雌継手２５との接合構造にお
いても特に有効となる。

【００２３】即ち、このセグメントの接合構造によれ
ば、雄継手２１と雌継手２５との間で生じようとする隙
間に、図３（ｂ）に示すように、隙間吸収材３１自体が
弾性変形（薄厚に変形）して追従し、隙間が除去される
ことになる。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るセグメントの接合構造は、テーパ形状の継手を有する
セグメントの接合構造において、雄継手の嵌合軸の外周
に、シート状の隙間吸収材が移動可能に外嵌されるの
で、雄継手と雌継手とが嵌合される過程において、先
ず、雄継手の嵌合軸に外嵌された隙間吸収材が雌継手の
嵌合空間内壁に接触し、さらに雄継手が挿入されること
により、隙間吸収材が雄継手の外周において挿入方向と
反対側に相対移動される。従って、雄継手と雌継手とが
正規に嵌合した位置で生じようとする雄継手と雌継手と
の間の隙間が、この隙間吸収材の介在によって除去され
ることになる。この結果、接合面同士が十分に引き寄せ
られるようになり、セグメント同士の間に生じるガタも
確実に防止されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るセグメントの接合構造の分解斜
視図である。

【図２】 図１に示した接合構造の嵌合過程を（ａ）
（ｂ）で示した説明図である。

【図３】 図１に示した接合構造の変形例の嵌合過程を
（ａ）（ｂ）で示した説明図である。

【図４】 従来の接合構造により接合されたセグメント
の斜視図である。

【図５】 従来のセグメントの接合構造の分解斜視図で
ある。

【図６】 図５に示した接合構造の嵌合過程を（ａ）
（ｂ）で示した説明図である。

【符号の説明】

２１ 雄継手 ２３ 嵌合軸 ２５ 雌継手 ２７ 嵌合空間 ３１ 隙間吸収材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣接して接合されるセグメント同士の一
   方のセグメントの接合面に設けられ、テーパ状の嵌合軸
   を有した雄継手と、他方のセグメントの接合面に設けら
   れ、該雄継手の嵌入されるテーパ状の嵌合空間を有した
   雌継手とが備えられ、前記雄継手の嵌合軸と前記雌継手
   の嵌合空間とが挿入されて隣接するセグメント同士が接
   合されるセグメントの接合構造において、 前記雄継手の嵌合軸の外周に、シート状の隙間吸収材が
   移動可能に外嵌されたことを特徴とするセグメントの接
   合構造。
2. 【請求項２】 前記隙間吸収材が弾性材からなることを
   特徴とする請求項１記載のセグメントの接合構造。