JP2006125550A - 継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の継手構造において、雄型継手と雌型継手の接合を強固にする。
【解決手段】金属製の雄型継手１と雌型継手を互いに嵌合する継手構造であって、雌型継手は、端面に開口する小径孔の奥方に大径孔を有し、雄型継手１は、前記大径孔に対応する径の頭部４と、この頭部４から連続して前記小径孔に対応する径の首部５とを備え、雄型継手１の頭部４に径方向のスリット７を複数形成されたものである。この雄型継手１の頭部４にスリット７を複数形成することによって、頭部４が縮径可能となり、雌型継手の小径孔を通過し大径孔へと到達し、これにより、雌型継手へと雄型継手１を嵌合させることができる。そして、雄型継手１及び雌型継手が金属製につき、嵌合後の雌型継手から雄型継手１の引抜きは阻止されるため、雄型継手１と雌型継手の接合を強固にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属製の雄型継手と雌型継手を互いに嵌合する継手構造に関する。

近年におけるトンネル工事には、掘削孔の内面側にセグメントを組み立てて筒状壁体を構築するシールド工法が用いられる。従来、このセグメントの継手構造としては、セグメントの接合面同士を当接させ、各接合面に既設された孔にボルトを連通し、ボルトにナットを螺合させて接合するものが一般的であった。また、ボルトとナットを使用せず、雄型継手を弾性体からなる雌型継手に嵌合する継手構造も知られている。

雄型継手を弾性体からなる雌型継手に嵌合する継手構造として、例えば、雌型継手を合成樹脂材料から成型したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、一方のセグメントに固定した雄型継手を、他方のセグメントに埋設され且つ複数のスリットが設けられた雌型継手の係合筒に挿入し、雄型継手の頭部と係合筒を係合してセグメント同士を接合するものであり、セグメント同士を容易に接合することができる。
特開２００４−１９２１８号公報

しかしながら、ボルトとナットによる継手構造は、ボルトをナットへ螺合させるという極めて煩雑な作業を要すため、工期の短縮には限界があるとともに、自動化の適用が困難であった。更に、セグメント接合後に、セグメント内側に形成されたボルトボックスの充填作業を行う必要があり、工期を長引かせるという問題があった。
雄型継手を弾性体からなる雌型継手に嵌合する継手構造は、鋼鉄に比べ可撓性は高いものの、低強度になるという問題があった。

本発明の課題は、金属製の継手構造において、雄型継手と雌型継手の接合を強固にすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１及び図３に示すように、金属製の雄型継手１と雌型継手３を互いに嵌合する継手構造であって、
雌型継手３は、端面に開口する小径孔１１の奥方に大径孔１２を有し、
雄型継手１は、前記大径孔１２に対応する径の頭部４と、この頭部４から連続して前記小径孔１１に対応する径の首部５とを備え、
雄型継手１の頭部４に径方向のスリット７を複数形成したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、雄型継手の頭部に径方向のスリットを複数形成することによって、頭部が縮径可能となり、雌型継手の小径孔を通過し大径孔へと到達し、これにより、雌型継手へと雄型継手を嵌合させることができる。そして、雄型継手及び雌型継手が金属製につき、嵌合後の雌型継手から雄型継手の引抜きは阻止されるため、雄型継手と雌型継手の接合を強固にすることができる。また、雄型継手頭部の縮径幅及び嵌合に必要な押圧力は、スリットの数や幅及び深さによって調節することができる。

請求項２に記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項１に記載の継手構造において、雄型継手２の頭部４には、前記スリット７と連続する中心孔８が形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、雄型継手頭部に、スリットと連続した中心孔を形成することにより、嵌合時における頭部の縮径が容易になるため、より小さな力で雌型継手へと雄型継手を嵌合させることができる。また、前記頭部の縮径幅及び嵌合に必要な押圧力は、中心孔の内径及び軸方向長さによって調節することができる。

本発明によれば、雄型継手の頭部に径方向のスリットを複数形成することによって、頭部が縮径可能となり、雌型継手の小径孔を通過し大径孔へと到達し、これにより、雌型継手へと雄型継手を嵌合させることができる。そして、雄型継手及び雌型継手が金属製につき、嵌合後の雌型継手から雄型継手の引抜きは阻止されるため、雄型継手と雌型継手の接合を強固にすることができる。

以下、図１から図４を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１及び図３は、本発明の第１の実施形態に係る継手構造を示すものである。この継手構造を構成する雄型継手１及び雌型継手３はともに鋼製であり、雄型継手１と雌型継手３を互いに嵌合する構造となっている。

図３に示すように、雌型継手３は、円筒状でその端面に開口する小径孔１１の奥方に大径孔１２を有しており、小径孔１１と大径孔１２の境界部には、両径の径差から生じる係合面１４が形成されている。また、小径孔１１入口周縁には切欠き１３が設けられている。
なお、本例では雌型継手３を円筒状としたが、これに限ることなく、矩形筒状など、どのような形状であってもよい。

図１に示すように、雄型継手１は、略円錐状の頭部４と、この頭部４に連続する略円柱状の首部５と、この首部５に連続する円柱状の基部６から構成されている。首部５は雌型継手３の小径孔１１に対応する径を有しており、頭部４は雌型継手３の大径孔１２に対応する径を有しているとともに、径方向にスリット７が２つ直交するように形成されており、これらのスリット７の軸方向深さは首部５まで達している。これらのスリット７によって、雌型継手３への挿入時に頭部４が径方向内側へ外力を受けた際は、弾性により頭部４が縮径し、その小径孔１１を通過することができるように構成されている。

また、頭部４と首部５の境界部には、両径の径差から生じる係合段部９が設けられている。
なお、本例では雄型継手１の基部６を円柱状としたが、これに限ることなく、矩形など、どのような形状であってもよい。

次に、上述のように構成される雄型継手１及び雌型継手３からなる継手構造の使用方法について説明する。
図４は、本発明の継手構造をトンネルのセグメント１７，１８に適用し、継手構造によりセグメント１７，１８を接合する過程を示したものである。

図４に示すように、一方のセグメント１７の接合面１９には、雄型継手１が基部６まで埋設するように設けられており、頭部４及び首部５は接合面１９に対して垂直に突出している。また、雄型継手１がセグメント１７に固定されるよう、基部６にはアンカー用のフランジ１５が形成されている。他方のセグメント１８の接合面２０には、小径孔１１が開口する一端面がセグメント１８の接合面２０の一部となるように、雌型継手３が埋設されている。また、雌型継手３の他端面には、雄型継手１と同様にアンカー用のフランジ１６が形成されている。

まず、図４（ａ）に示すように、接合面１９に雄型継手１を設けたセグメント１７と、接合面２０に雌型継手３を埋設したセグメント１８を対向させ、雄型継手１と雌型継手３の軸線を一致させる。

次に、図４（ｂ）に示すように、雄型継手１の頭部４側面を雌型継手３の切欠き１３に均等に当接させ、雌型継手３と雄型継手１の軸線を一致させたまま、セグメント１７にシールドジャッキ等で押圧力を加えると、小径孔１１よりも大径である頭部４は切欠き１３から径方向内側へと反力を受ける。その反力により頭部４は縮径して、小径孔１１を通過し大径孔１２へと到達する。

接合面１９，２０が当接するまでセグメント１７に押圧力を加えると、図４（ｃ）に示すように、前記頭部４は大径孔１２に対応する径を有しているため、頭部４は大径孔１２内に収納されて嵌合状態に至る。

第１の実施形態の継手構造によれば、雌型継手３に雄型継手１が嵌合された状態になると、雄型継手１の係合段部９と雌型継手の係合面１４とが係合し、雄型継手１及び雌型継手３は高強度且つ可撓性の低い鋼製により成型されており破壊や外力による変形が生じにくいため、雌型継手から雄型継手の引抜きは阻止され、雄型継手と雌型継手の接合を強固にすることができる。
また、頭部４の縮径幅及び接合に必要な押圧力は、前記頭部４に設けるスリット７の数や太さ及び軸方向深さによって調節することができる。
さらに、雄型継手と雌型継手は簡易な作業により嵌合できるため、作業の自動化も可能であり、作業性が大いに向上する。

（第２の実施形態）
図２及び図３は、本発明の第２の実施形態に係る継手構造を示すものである。この継手構造を構成する雄型継手２及び雌型継手３は、第１の実施形態と同様にともに鋼製であり、雌型継手３へと雄型継手２が嵌合される構造となっている。ここで、雌型継手３は第１の実施形態と同一であるので、その構成の詳細説明は省略する。

図２に示すように、雄型継手２は、略円錐状の頭部４と、この頭部４から連結した略円柱状の首部５と、この首部５から連結した円柱状の基部６から構成されている。前記首部５は前記小径孔１１に対応する径を有しており、前記頭部４は前記大径孔１２に対応する径を有しているとともに、径方向にスリット７が２つ直交するように形成されており、スリット７に連結して中心孔８が形成されている。これらのスリット７及び中心孔８の軸方向深さは首部５まで達している。これらのスリット７及び中心孔８によって、前記頭部４が径方向内側へ外力を受けた際は、弾性により頭部４が縮径し、前記小径孔１１を通過することができるように構成されている。

また、前記頭部４と首部５の境界部には、第１の実施形態と同様に、両径の径差から生じる係合段部９が設けられている。
なお、本例では雄型継手２の基部６を円柱状としたが、これに限ることなく、矩形など、どのような形状であってもよい。

上述のように構成される雄型継手２及び雌型継手３からなる継手構造の使用方法は、第１の実施形態の場合と同様であるため、その詳細説明は省略する。

第２の実施形態の継手構造によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
また、頭部４の縮径幅及び接合に必要な押圧力は、前記頭部４に設ける中心孔８の内径及び軸方向深さによって調節することができる。

なお、以上の実施形態においては、セグメントへの適用としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、取り外しを前提としない部材の接合であれば、他の用途にも適用可能である。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した雄型継手の第１実施形態の構成を示すもので、側面図（ａ）、正面図（ｂ）である。 本発明を適用した雄型継手の第２実施形態の構成を示すもので、側面図（ａ）、正面図（ｂ）である。 本発明を適用した雌型継手の第１実施形態の構成を示す軸方向断面図である。 本発明を適用した第１実施形態の嵌合過程を示すもので、嵌合前の断面図（ａ）、嵌合途中の断面図（ｂ）、嵌合状態の断面図（ｃ）である。

符号の説明

１，２ 雄型継手
３ 雌型継手
４ 頭部
５ 首部
６ 基部
７ スリット
８ 中心孔
９ 係合段部
１１ 小径孔
１２ 大径孔
１３ 切欠き
１４ 係合面
１５，１６ フランジ
１７，１８ セグメント
１９，２０ 接合面

Claims (2)

1. 金属製の雄型継手と雌型継手を互いに嵌合する継手構造であって、
   雌型継手は、端面に開口する小径孔の奥方に大径孔を有し、
   雄型継手は、前記大径孔に対応する径の頭部と、この頭部から連続して前記小径孔に対応する径の首部とを備え、
   雄型継手の頭部に径方向のスリットを複数形成したことを特徴とする継手構造。
2. 雄型継手の頭部には、前記スリットと連続する中心孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の継手構造。

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