JP2003336495A - 継 手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隣接する二つの部材の接合を容易にし、工期
を短縮させる。 【解決手段】 隣接する二つの部材３０、３０を一体に
接合する継手であって、一方の部材３０に設けられる外
周面に断面鋸刃状の凹凸４が設けられる嵌合部材３を有
する雄型継手２と、他方の部材３０に設けられるととも
に、雄型継手２の嵌合部材３の凹凸４と相互に嵌合する
凹凸１３が内周面に設けられる被嵌合部材１２を有する
雌型継手１０とを備える。雌型継手１０は、雄型継手２
との嵌合方向と直交する方向に移動可能に構成される。
被嵌合部材１２は、複数に分割されｔｓるとともに、押
圧部材１４によって縮径する方向に押圧される。雌型継
手１０は、雄型継手２との嵌合の際に拡径して雄型継手
２との嵌合を許容し、嵌合完了後に縮径して雄型継手２
との嵌合状態を保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、継手に関し、詳し
くは、隣接する二つの部材同士、例えば地下鉄のトンネ
ル等の掘削した部分の内面に設けられる複数のセグメン
トの隣接するもの同士を一体に接合するのに有効な継手
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シールド工法等により地下鉄の
トンネル等を構築する場合には、掘削した部分の内面に
スチール型セグメント、中詰コンクリート型セグメン
ト、コンクリート型セグメント等のセグメントを設け、
掘削した部分を被覆し、支持している。

【０００３】この種のセグメントの一例が図１０に示さ
れている。このセグメント４１は、中詰コンクリート型
セグメントであって、円弧板状のコンクリート製のセグ
メント本体４２と、セグメント本体４２の長手方向の両
端面に一体に設けられる長方形板状の金属製の長手方向
接合板４３、４３と、セグメント本体４２の幅方向の両
端面に一体に設けられる円弧板状の金属製の幅方向接合
板４４、４４とからなるものであって、各長手向接合板
４３及び各幅方向接合板４４にはそれぞれネジ挿通用の
孔４３ａ、４４ａが貫通した状態で設けられ、各ネジ挿
通用の孔４３ａ、４４ａに対応するセグメント本体４３
の部分にはそれぞれ所定の大きさ、深さのネジ締付け用
の穴４５が設けられている。

【０００４】そして、上記のような構成のセグメント４
１を、トンネル等の掘削した部分の内面に周方向に連続
して設け、周方向に隣接するセグメント４１の各ネジ締
付け用の穴４５を利用し、長手方向接合板４３のネジ挿
通用の孔４３ａ、４３ａ間に継手のボルト（図示せず）
を挿通させ、ボルトのネジ部に継手のナット（図示せ
ず）を螺合させて締め付け、周方向に隣接するセグメン
ト４１、４１同士を一体に接合し、同一周上にリング状
のセグメントリング体を構成する。

【０００５】そして、このようなセグメントリング体を
掘削方向に連続して設け、掘削方向に隣接するセグメン
トリング体のセグメント４１、４１同士を同様の方法に
よって一体に接合し、掘削した部分の内面の全体を複数
のセグメント４１、４１……で被覆する。このようにし
て、掘削した部分の内面を複数のセグメント４１、４１
……で支持することができるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成のセグメント４１にあっては、コンクリート
製のセグメント本体４２の複数箇所にネジ締付け用の穴
４５が設けられているので、セグメント本体４２の強度
が低下してしまう。このため、掘削した部分の内面に複
数のセグメント４１、４１……を設けた後に、各セグメ
ント４１のネジ締付け用の穴４５を充填材によって閉塞
し、各セグメント本体４２の強度を確保しなければなら
ず、その作業に手間がかかり、工期の長期化の原因とな
る。

【０００７】また、周方向に隣接するセグメント４１、
４１の長手方向接合板４１、４１のネジ挿通用の孔４３
ａ、４３ａを相互に一致させる場合のセグメント４１、
４１の位置決めに非常に手間がかかる。

【０００８】さらに、ネジ挿通用の孔４３ａ、４３間に
挿通させたボルトにナットを締め付ける場合に、その作
業を狭い空間であるネジ締付け用の孔４５を利用して行
わなければならないため、作業効率が悪く、工期の長期
化の原因となる。

【０００９】本発明は、上記のような問題に鑑みなされ
たものであって、隣接する二つの部材、例えばトンネル
等の掘削した部分の内面に設けられる複数のセグメント
の隣接するもの同士の接合に用いた場合に、隣接するセ
グメント同士を一体に接合した後の強度確保のための作
業が一切不要であり、また、隣接するセグメントの位置
決めが容易であり、さらに、隣接するセグメント同士の
接合が容易であって、作業効率が良く、工期を大幅に短
縮することができる継手を提供することを目的とするも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するために、本発明は、以下のような手段を採用してい
る。すなわち、請求項１に係る発明は、隣接する二つの
部材を一体に接合する継手であって、前記一方の部材に
設けられる雄型継手と、前記他方の部材に設けられると
ともに、前記雄型継手と相互に嵌合する雌型継手とを備
え、前記雌型継手は、前記雄型継手との嵌合方向と直交
する方向に移動可能であるとともに、前記雄型継手との
嵌合の際に拡径して前記雄型継手との嵌合を許容し、嵌
合完了後に縮径して前記雄型継手との嵌合状態を保持す
ることを特徴とする。この発明による継手によれば、一
方の部材の雄型継手と他方の部材の雌型継手とが相互に
嵌合する際に、雌型継手が拡径することにより雄型継手
との嵌合が許容され、嵌合完了後に雌型継手が縮径する
ことにより雄型継手との嵌合状態に保持され、隣接する
二つの部材が一体に接合されることになる。また、雌型
継手が嵌合方向と直交する方向に移動可能となっている
ので、雄型継手と雌型継手とを相互に嵌合させる際に両
者の嵌合位置の位置決めが容易となる。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
継手であって、前記雄型継手は、外周面に凹凸が設けら
れる嵌合部材を有し、前記雌型継手は、内周面に前記凹
凸と相互に嵌合する凹凸が設けられるとともに、周方向
に複数に分割されて拡径可能な被嵌合部材と、該被嵌合
部材を縮径する方向に押圧する押圧部材とを有し、前記
被嵌合部材は、前記嵌合部材との嵌合の際に前記押圧部
材に抗して拡径して前記嵌合部材との嵌合を許容し、嵌
合完了後に前記押圧部材により押圧されて縮径して前記
嵌合部材との嵌合状態を保持することを特徴とする。こ
の発明による継手によれば、雄型継手の嵌合部材の凹凸
と雌型継手の被嵌合部材の凹凸とが相互に嵌合する際
に、雌型継手の被嵌合部材が押圧部材に抗して拡径する
ことにより雄型継手の嵌合部材との嵌合が許容され、嵌
合後に被嵌合部材が押圧部材により押圧されて縮径する
ことにより嵌合部材との嵌合状態に保持されることにな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の実施の
形態について説明する。図１及び図２には、本発明によ
る継手の一実施の形態が示されていて、この継手１は、
隣接する二つの部材を一体に接合するものであって、雄
型継手２と、この雄型継手２と嵌合可能な雌型継手１０
とを備えている。

【００１３】雄型継手２は、先端部周面に断面鋸刃状の
凹凸４が軸方向に沿って連続して設けられる金属製の棒
状の嵌合部材３と、嵌合部材３を支持する金属製の板状
の支持部材５とから構成され、嵌合部材３と支持部材５
とはネジ止め、溶接等によって一体に連結されている。

【００１４】雌型継手１０は、内周面に雄型継手２の嵌
合部材３の凹凸４と相互に嵌合する断面鋸刃状の凹凸１
３が軸方向に沿って連続して設けられるとともに、周方
向に複数（この実施の形態においては５つ）に分割され
て拡径可能な金属製の環状の被嵌合部材１２と、被嵌合
部材１２の外周側に被嵌されるとともに、被嵌合部材１
２を縮径する方向に押圧して被嵌合部材１２を環状に保
持するウレタンゴム等の弾性体からなる環状の押圧部材
１４と、押圧部材１４の外周側に被嵌されるとともに、
被嵌合部材１２及び押圧部材１４を保持する金属製の環
状のカバー１５とからなる継手本体１１と、継手本体１
１を収容するケース１６とを備えている。

【００１５】ケース１６は、上板１７、下板１８、前板
１９、後板２０、左側板２１、及び右側板２２を組み合
わせて略直方体状に形成したものであって、前板１９の
中央部にはケース１６内外を貫通する長孔２３が設けら
れ、この長孔２３を介して雄型継手２がケース１６内の
継手本体１１に嵌合されるようになっている。

【００１６】ケース１６の後板２０の中央部（前板１９
の長孔２３に対応する部分）には、外方に突出する突部
２４が設けられ、この突部２４の内側の空間が雄型継手
２を継手本体１１に嵌合させるときの逃げ空間となって
いる。

【００１７】ケース１６の後板２０の突部２４の上縁部
及び下縁部にはそれぞれ板状の案内部材２５、２５が一
体に設けられ、この案内部材２５、２５と前板１９の裏
面側の長孔２３の上縁部及び下縁部との間で継手本体１
１がケース１６の長手方向に移動自在に支持されるよう
になっている。

【００１８】継手本体１１は、被嵌合部材１２の軸方向
の一端面をケース１６の前板１９の裏面側に当接させ、
他端面を後板２０側の案内部材２５、２５に当接させる
ことで、ケース１６内の前後方向の所定の位置に位置決
めされ、カバー１５の一部を案内部材２５、２５の一部
に係止させることで、ケース１６内の上下方向の所定の
位置に位置決めされ、この状態でケース１６の長手方向
に移動可能となっている。この場合、被嵌合部材１２の
内周側はケース１６の長孔２３内に開口しているので、
雄型継手２の嵌合部材３をケース１６の長孔２３を介し
て継手本体１１の被嵌合部材１２の内周側に嵌合させる
ことができるものである。なお、被嵌合部材１２の分割
数は５つに限らず、複数であれば良いものである。

【００１９】そして、上記のような構成の雄型継手２と
雌型継手１０とからなる継手１は、トンネル等の掘削し
た部分の内面に設けられる複数のセグメントの隣接する
もの同士を一体に接合するのに適用することができ、特
に、図３に示すように、周方向に隣接するセグメント３
０、３０同士の接合に有効に適用することができる。

【００２０】すなわち、セグメント３０の長手方向の一
方の接合部３６に雄型継手２を設け、他方の接合部３６
に雌型継手１０を設ける。具体的には、図４に示すよう
に、セグメント３０の長手方向の一方の端面に設けられ
ている接合板３２を支持部材５とし、支持部材５に溶
接、ネジ止め等により嵌合部材３を一体に設け、その部
分に雄型継手２を構成する。さらに、セグメント３０の
長手方向の他方の端面に設けられている接合板３２の裏
面側に雌型継手１０のケース１６を溶接等により一体に
連結する。この場合、ケース１６の長孔２３に対応する
接合板３２の部分に予め長孔２３と合致する長孔３３を
設けておく。そして、コンクリートを打設して長手方向
の一方の接合部３６に雄型継手２を固着し、他方の接合
部３６に雌型継手１０を固着する。

【００２１】そして、上記のように構成したセグメント
３０をトンネル等の掘削した部分の内面に位置させ、図
４に示すように、周方向に隣接する二つのセグメント３
０、３０の長手方向の端面同士を相対的に接近させる。

【００２２】そして、図５に示すように、一方のセグメ
ント３０の雄型継手２の嵌合部材３を他方のセグメント
３０の雌型継手１０の継手本体１１の被嵌合部材１２の
内側に挿入し、両セグメント３０、３０の対向する端面
同士が互いに接触するまで挿入する。

【００２３】この場合、嵌合部材３により押圧されるこ
とにより被嵌合部材１２が押圧部材１４に抗して拡径
し、嵌合部材３の挿入が許容され、嵌合部材３の凹凸４
と被嵌合部材１２の凹凸１３とが相互に嵌合される。そ
して、嵌合が完了したときに、押圧部材１４により被嵌
合部材１２が縮径する方向に押圧されることにより被嵌
合部材１２が環状に保持され、嵌合部材３との嵌合状態
に保持され、周方向に隣接する二つのセグメント３０、
３０が一体に接合される。

【００２４】また、雌型継手１０の継手本体１１はケー
ス１６内を移動可能となっているので、雄型継手２の嵌
合部材３を雌型継手１０の継手本体１１の被嵌合部材１
２に嵌合させる際、一方のセグメント３０の雄型継手２
の嵌合部材３と他方のセグメント３０の雌型継手１０の
継手本体１１の被嵌合部材１２との位置合わせが容易と
なり、隣接する二つのセグメント３０、３０の接合が容
易となる。

【００２５】そして、トンネル等の掘削した部分の内面
の同一周上に複数のセグメント３０、３０…を順次に接
合することで、その部分にリング状のセグメントリング
体（図示せず）が構成される。そして、このようなセグ
メントリング体を掘削方向に連続して構成し、掘削方向
に隣接するセグメントリング体同士を一体に接合するこ
とで、掘削した部分の内面の全体を複数のセグメントで
被覆し、支持することができるものである。

【００２６】図６、図７は、この発明の別の実施の形態
を示す図である。これらの図に示す実施の形態が上記の
実施の形態と異なる点は、継手１の雄型継手の構成であ
る。図６において、継手１の雄型継手１００は、螺子部
１０１ａを有するボルト１０１と、ボルト１０１が挿入
される固定穴１０２を有するハウジング１０３と、ハウ
ジング１０３内にて回動可能に設けられた締結歯車１０
４とを備えた構成とされている。締結歯車１０４は、固
定穴１０２より挿入されたボルト１０１に螺合される雌
ねじ１０５と、この雌ねじ１０５に固定され、外周部に
歯１０６ａを有する歯車板１０６とからなっている。

【００２７】ボルト１０１の先端部には、図１に示す雄
型継手と同一構成の凹凸４が形成されている。また、締
結歯車１０４は、図７に示すギア部１０７ａを有する締
付工具１０７によって回動操作されるようになってい
る。この雄型継手１００は、前述した雌型継手１０に対
し、ボルト１０１の先端部に形成された凹凸４を、上記
の実施の形態と同様にして雌型継手１０における被嵌合
部材１２の凹凸１３に嵌合させる。この状態において、
ボルト１０１は、被嵌合部材１２内において回転可能で
あるが、その軸線方向へ抜け出ることはできない。この
ようにして、ボルト１０１と被嵌合部材１２とを嵌合さ
せることによりセグメント３０、３０を接合させるもの
である。

【００２８】この場合、図７に示すように、締付工具１
０７をセグメント３０及びハウジング１０３に形成した
挿入孔１０８内に挿入し、ギア部１０７ａを締結歯車１
０４の歯１０６ａにかみ合わせ、締結工具１０７を操作
することによりボルト１０１を回転させ、このボルト１
０１をハウジング１０３側へ引き込むことによりセグメ
ント３０、３０を強固に締結することができる。

【００２９】上記の各実施の形態で示した継手１は、図
３に示すようにトンネルの周方向に隣接するセグメント
間の接合用継手、即ちセグメント間継手として使用する
場合に好適であるが、セグメントの施工方法を適宜選択
することによってトンネルの軸線方向に隣接するセグメ
ント間の接合用継手、即ちリング間継手として用いるこ
とができるものである。なお、この発明による継手を設
けるセグメントは、スチール型セグメント、中詰コンク
リート型セグメント、コンクリート型セグメント等各種
のセグメントであってよい。

【００３０】図８、図９は、本発明による上記継手１を
セグメント間継手として用いた場合に、リング間継手と
して用いる継手の例を示すものである。図８に示す継手
１Ａは、雄型継手１００と雌型継手２００とからなるも
のである。雄型継手１００は、図６に示すものと同一構
成である。雌型継手２００は、その基本的構成が図１に
示す雌型継手１０と同様であり、図１に示す雌型継手１
０の継手本体１１がケース１６内で移動できる構成であ
るのに対して、当該継手本体相当部分が定位置に固定さ
れているものである。

【００３１】即ち、雌型継手２００は、内周面に雄型継
手１００のボルト１０１に形成された凹凸４と相互に嵌
合する凹凸２０１が軸方向に向けて連続して設けられる
とともに、周方向に複数に分割されて拡径可能な金属製
の環状の被嵌合部材２０２と、被嵌合部材２０２を縮径
方向に押圧して被嵌合部材２０２を環状に保持するウレ
タンゴム等の弾性体からなる環状の押圧部材２０３と、
被嵌合部材２０２及び押圧部材２０３を保持する金属製
のケース２０４とから構成されている。ケース２０４の
内面には案内部材２０５が設けられ、この案内部材２０
５によって被嵌合部材２０２が拡径可能に案内されるよ
うになっている。この継手１Ａは、セグメントのトンネ
ルの軸方向の端面に設けられ、リング間継手として機能
する。この場合、継手１Ａの雄型継手１００と雌型継手
２００との接合操作は、図６に示すもの同様にして行
う。

【００３２】また、図９に示す継手１Ｂは、雌型継手２
００と雄型継手３００とからなるものである。雌型継手
２００は、図８に示すものと同一構成であり、ケース２
０４に補強筋２１０を固定した状態でセグメント３０の
コンクリートの内部に埋設されている。雄型継手３００
は、セグメント３０内に固定された雌ネジ部材３０１
と、雌ネジ部材３０１に螺着された雄ネジ部材３０２と
からなっている。これらの雌ネジ部材３０１、雄ネジ部
材３０２は、これらの軸線方向がセグメントの厚み方向
に対して傾斜する方向となるように設けられている。

【００３３】各セグメント３０の端面には接合板３０３
が設けられており、接合板３０３には開口部３０４が形
成されている。一方のセグメント３０内には、前述した
ように雌型継手２００が埋設されており、この雌型継手
２００の被嵌合部材２０２は、その軸線がセグメント３
０の厚み方向に対して一定の傾斜角を有するように、か
つ開口部３０４方向を向くように配置されている。他方
のセグメント３０には、一方の面から接合板３０３の開
口部３０４方向に向けて締結孔３０５が形成されてい
る。

【００３４】締結孔３０５内において、接合板３０３に
は固定部材３０６が溶接等により固定されており、固定
部材３０６には前記雌ネジ部材３０１が溶接等により固
定されている。雄ネジ部材３０２の後端部には回動操作
部３０７が形成されており、回動操作部３０７には増し
締め用の治具を挿入させるための角穴３０８が形成され
ている。

【００３５】上記の構成からなる継手１Ｂは、予め定位
置に設置された雌型継手２００を有するセグメント３０
に対して、雄型継手３００を有するセグメント３０を接
合させ、雄ネジ部材３０２を被嵌合部材２０２内に嵌合
させることによって両セグメント３０、３０を接合する
ことができる。この場合、雄ネジ部材３０２の回動操作
部３０７を治具により回動操作することにより、当該雄
ネジ部材３０２による増し締めが可能となる。即ち、雄
ネジ部材３０２を回転させて雄ネジ部材３０２を矢印方
向へ移動させることにより、両セグメント３０，３０を
より強固に緊締することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明による継
手によれば、隣接する二つの部材、例えば、トンネル等
の掘削した部分の内面に設けられる複数のセグメントの
隣接するもの同士の接合に適用した場合には、隣接する
一方のセグメントの雄型継手と他方のセグメントの雌型
継手とを相互に嵌合させることで、両セグメントが一体
に接合されることになる。この場合、雌型継手が拡径す
ることにより雄型継手との嵌合が許容され、その後雌型
継手は縮径して雄型継手との嵌合状態を保持することに
なるので、隣接する二つのセグメント同士の接合が容易
となり、工期を大幅に短縮させることができることにな
る。また、隣接する二つのセグメントを一体に接合した
後に、セグメントの強度を確保するために充填材を充填
するような煩雑な作業が一切不要となるので、これによ
っても工期を大幅に短縮させることができることにな
る。さらに、雌型継手を雄型継手との嵌合方向と直交す
る方向に移動可能としたことにより、隣接する一方のセ
グメントに設けられる雄型部材と、他方のセグメントに
設けられる雌型継手とを嵌合させる際の両者の位置決め
が容易となり、隣接する二つのセグメントの接合が容易
となり、これによっても工期を短縮させることができる
ことになる。

【００３７】さらに、雄型継手の嵌合部材の外周面に設
けた凹凸と雌型継手の被嵌合部材の内周面に設けた凹凸
とが相互に嵌合し、嵌合部材は押圧部材によって縮径方
向に押圧されることになるので、嵌合部材と被嵌合部材
とを嵌合状態に確実に保持することができることにな
り、隣接する二つのセグメントを長期に渡って安定した
接合状態に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による継手の一実施の形態の全体を示
した断面図である。

【図２】 本発明による継手の雌型継手の正面図であ
る。

【図３】 本発明による継手の一実施の形態の適用例を
示した説明図である。

【図４】 図３の部分拡大断面図であって、接合前の状
態を示した説明図である。

【図５】 図３の部分拡大断面図であって、接合後の状
態を示した説明図である。

【図６】 本発明による継手の別の実施形態を示す断面
図である。

【図７】 本発明による継手の別の実施形態を示す説明
図である。

【図８】 本発明による継手と組み合わせて使用する継
手の例を示す断面図である。

【図９】 本発明による継手と組み合わせて使用する継
手の別の例を示す断面図である。

【図１０】 従来の継手の一例の適用例を示した説明図
である。

【符号の説明】

１ 継手 ２ 雄型継手 ３ 嵌合部材 ４、１３ 凹凸 １０ 雌型継手 １２ 被嵌合部材 １４ 押圧部材 ３０ セグメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 染谷 洋樹 東京都千代田区有楽町一丁目12番１号 石 川島建材工業株式会社内 (72)発明者 橋本 博英 東京都千代田区有楽町一丁目12番１号 石 川島建材工業株式会社内 (72)発明者 若林 正憲 東京都千代田区有楽町一丁目12番１号 石 川島建材工業株式会社内 (72)発明者 峯崎 晃洋 東京都千代田区有楽町一丁目12番１号 石 川島建材工業株式会社内 (72)発明者 望月 利雄 静岡県富士宮市星山1040番地の４ 小林工 業株式会社内 (72)発明者 渡辺 千尋 静岡県富士宮市星山1040番地の４ 小林工 業株式会社内 (72)発明者 加藤 幸男 静岡県富士宮市星山1040番地の４ 小林工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D055 GC02 3J001 FA05 GB01 HA04 JD02 JD32 KA19 KB04 3J037 AA02 DA05 DA13 DB01 DC05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣接する二つの部材を一体に接合する継
   手であって、 前記一方の部材に設けられる雄型継手と、前記他方の部
   材に設けられるとともに、前記雄型継手と相互に嵌合す
   る雌型継手とを備え、前記雌型継手は、前記雄型継手と
   の嵌合方向と直交する方向に移動可能であるとともに、
   前記雄型継手との嵌合の際に拡径して前記雄型継手との
   嵌合を許容し、嵌合完了後に縮径して前記雄型継手との
   嵌合状態を保持することを特徴とする継手。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の継手であって、 前記雄型継手は、外周面に凹凸が設けられる嵌合部材を
   有し、前記雌型継手は、内周面に前記凹凸と相互に嵌合
   する凹凸が設けられるとともに、周方向に複数に分割さ
   れて拡径可能な被嵌合部材と、該被嵌合部材を縮径する
   方向に押圧する押圧部材とを有し、前記被嵌合部材は、
   前記嵌合部材との嵌合の際に前記押圧部材に抗して拡径
   して前記嵌合部材との嵌合を許容し、嵌合完了後に前記
   押圧部材により押圧されて縮径して前記嵌合部材との嵌
   合状態を保持することを特徴とする継手。