JP2006145041A - 連結具及びそれを用いたコンクリート部材の連結装置。 - Google Patents
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Abstract
【目的】 雌型連結部材内に分割された雌型係止部材を配置し、雄型連結部材の雄型係止部材を雌型係止部材内へ挿入することにより連結させるものにおいて、連結時における両連結部材間でのガタつき量を少なくし、連結すべき部材相互の隙間を小さくする。
【解決手段】 雌型連結部材１の収納室３にテーパ穴４を形成する。該テーパ穴４内に周方向に複数に分割された雌型係止部材９を、軸方向に摺動可能に設ける。各雌型係止部材９をバネ１５で先方へ付勢し、隣接する雌型係止部材相互９、９間に摺動案内突条８を設けることなく各雌型係止部材９が周方向に移動できるようにした。雄型連結部材２０に雄型係止部材２４を突設して、これを雌型係止部材内へ挿入することにより、雌ねじ１１が雄ねじ２５に噛合して連結する。前記雌ねじ１１と雄ねじ２５の呼び径に対するねじピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定する。
【選択図】図１
【解決手段】 雌型連結部材１の収納室３にテーパ穴４を形成する。該テーパ穴４内に周方向に複数に分割された雌型係止部材９を、軸方向に摺動可能に設ける。各雌型係止部材９をバネ１５で先方へ付勢し、隣接する雌型係止部材相互９、９間に摺動案内突条８を設けることなく各雌型係止部材９が周方向に移動できるようにした。雄型連結部材２０に雄型係止部材２４を突設して、これを雌型係止部材内へ挿入することにより、雌ねじ１１が雄ねじ２５に噛合して連結する。前記雌ねじ１１と雄ねじ２５の呼び径に対するねじピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定する。
【選択図】図１
Description
本発明は、連結具及びそれを用いたコンクリート部材の連結装置に関する。
従来、部材相互の連結具として図６に示すように、内部にテーパ穴１０１を形成するとともに、そのテーパ穴１０１の内面に軸方向に沿った摺動案内突条１０２を周方向に分割して複数形成したケーシング１０３と、外面を前記テーパ穴１０１に沿うテーパ面に形成するとともに内面に雌ねじ１０４を形成した楔ナット１０５と、この楔ナット１０５を押圧する圧縮バネ１０６とで構成されたナット１０７と、該ナット１０７に連結するボルト１０８とからなる連結具が知られている。そして、該連結具における連結に際しては、そのナット１０７を回転することなく前記ボルト１０８を挿通することにより、分割された楔ナット１０５の雌ねじ１０４がボルト１０８の雄ねじ１０９に係合してその楔ナット１０５が圧縮バネ１０６に抗して大径側へ押され、複数個の楔ナット１０５で形成される雌ねじ孔の内径が拡径してナット１０７をボルト１０８の所定位置まで挿通でき、その挿通が終ると、圧縮バネ１０６の付勢力によって楔ナット１０５の雌ねじ１０４がボルト１０８の雄ねじ１０９に噛合し、ナット１０７とボルト１０８の連結が行われるようになっている。
前記の楔ナット１０５の雌ねじ１０４とボルト１０８の雄ねじ１０９は、ＪＩＳで規定されている並目ねじか或いは細目ねじで形成されている。
ところで、前記のように構成された連結具を用いて、例えばコンクリート製のシールドセグメント相互を連結する要望がある。この場合、図７に示すように、前記連結具のナット１０７を一方のシールドセグメント１１０に設け、ボルト１０８を他方のシールドセグメント１１１に設ける。そして、連結に際してはナット１０７をボルト１０８に挿通した状態で一方のシールドセグメント１１０を他方のシールドセグメント１１１に当接するまで移動して連結するが、ナット１０７における楔ナット１０５の雌ねじ１０４が、ボルト１０８における雄ねじ１０９の最終的に噛合すべきねじ山を乗り越えることができず、一方のシールドセグメント１１０の接合端面１１２と他方のシールドセグメント１１１の接合端面１１３との間に隙間Ｄ１が発生する。この隙間Ｄ１は通常、ねじピッチの約０．５〜２倍の寸法となる。
そのため、前記従来のように、楔ナット１０５とボルト１０８のねじがＪＩＳで規定されている並目ねじか或いは細目ねじで形成されているものにおいては、比較的大きな隙間を生じる。
例えば、呼び径Ｍ２４の場合において、ＪＩＳに規定するメートル並目ねじの場合にはねじピッチが３ｍｍであるため、隙間Ｄ１が約１．５〜６ｍｍとなり、メートル細目ねじの場合にはねじピッチが２又は１．５ｍｍであるため、隙間Ｄ１が１〜４ｍｍ又は０．７５〜３ｍｍとなる。
また、呼び径Ｍ３０の場合において、ＪＩＳに規定するメートル並目ねじの場合にはねじピッチが３．５ｍｍであるため、隙間Ｄ１が約１．７５ｍｍ〜７ｍｍとなり、メートル細目ねじの場合にはねじピッチが３ｍｍ又は２ｍｍ又は１．５ｍｍ又は１ｍｍであるため隙間Ｄ１もそれぞれ半分から２倍の寸法となる。
前記のように隙間Ｄ１が大きくなると、シールドセグメント１１０，１１１の接合間での水もれが発生しやすくなる問題がある。
そこで本発明は、前記のような水もれを防止するとともに、前記従来の連結具に比べて小型化、コストダウンを図ることができる連結具及びそれを用いたコンクリート部材の連結装置を提供することを目的とするものである。
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ケーシング内に先方が開口する収納室を設け、該収納室に、先方が縮径するテーパ面を有するテーパ穴を形成し、該テーパ穴内に、周方向に複数に分割された楔状の雌型係止部材を軸方向に摺動可能に配置するとともに該雌型係止部材の内面に雌ねじを刻設し、該雌型係止部材を付勢手段で先方へ付勢し、前記隣接する雌型係止部材相互間に摺動案内突条を設けることなく各雌型係止部材が周方向に移動できるようにした雌型連結部材と、外周に雄ねじを形成した雄型係止部材を先部に突設した雄型連結部材とからなり、前記雄型係止部材を前記雌型連結部材に開口した挿入口から挿入することにより、前記雌型係止部材が拡径し、雄型係止部材の挿入終了により雌型係止部材が前記付勢手段によって雄型係止部材に噛合するようにした連結具であって、
前記雌型係止部材の内面に形成した雌ねじと、前記雄型係止部材の外面に形成した雄ねじにおける呼び径に対するねじピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定したことを特徴とする連結具である。
前記雌型係止部材の内面に形成した雌ねじと、前記雄型係止部材の外面に形成した雄ねじにおける呼び径に対するねじピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定したことを特徴とする連結具である。
請求項２記載の発明は、ケーシング内に先方が開口する収納室を設け、該収納室に、先方が縮径するテーパ面を有するテーパ穴を形成し、該テーパ穴内に、周方向に複数に分割された楔状の雌型係止部材を軸方向に摺動可能に配置するとともに該雌型係止部材の内面に雌ねじを刻設し、該雌型係止部材を付勢手段で先方へ付勢し、前記隣接する雌型係止部材相互間に摺動案内突条を設けることなく各雌型係止部材が周方向に移動できるようにした雌型連結部材と、外周に雄ねじを形成した雄型係止部材を先部に突設した雄型連結部材とからなり、前記雄型係止部材を前記雌型連結部材に開口した挿入口から挿入することにより、前記雌型係止部材が拡径し、雄型係止部材の挿入終了により雌型係止部材が前記付勢手段によって雄型係止部材に噛合するようにした連結具であって、
前記雌型係止部材の内面に形成した雌ねじと、前記雄型係止部材の外面に形成した雄ねじにおける呼び径に対するねじピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定した連結具を使用し、
前記雌型連結部材を、連結すべき一方のコンクリート部材に固設し、前記雄型連結部材を、連結すべき他方のコンクリート部材に固設したことを特徴とするコンクリート部材の連結装置である。
前記雌型係止部材の内面に形成した雌ねじと、前記雄型係止部材の外面に形成した雄ねじにおける呼び径に対するねじピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定した連結具を使用し、
前記雌型連結部材を、連結すべき一方のコンクリート部材に固設し、前記雄型連結部材を、連結すべき他方のコンクリート部材に固設したことを特徴とするコンクリート部材の連結装置である。
請求項３記載の発明は、請求項２記載のコンクリート部材の連結装置において、前記コンクリート部材が、シールドセグメントである。
本発明によれば、雌型係止部材と雄型係止部材に形成したねじにおける呼び径に対するピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定したので、雄型係止部材を雌型係止部材に最終位置まで挿入した状態での雌型連結部材と雄型連結部材との対向間で生じる隙間が従来構造のものより小さくなる。したがって、両連結部材の連結状態でのガタつきを極めて小さくすることができる。
更に、ねじのピッチを小さくしたことにより、連結具の小型化及びコストダウンを図ることができる。
更に、ねじのピッチが小さくても強固な連結が確保される。
更に、請求項２記載の発明によれば、連結すべき一方のコンクリート部材の接合面と他方のコンクリート部材の接合面との相互の隙間を、従来の連結具による場合に比べて小さくすることができ、この隙間での水もれを防止することができる。
更に、前記のように連結具の小型化によってコンクリート部材の厚さを薄くすることができる。
更に、請求項３記載の発明によれば、シールドセグメントの連結において、前記の効果を発揮することができる上に、シールドセグメントを従来のものに比べて軽量化、コストダウンを図ることができる。
本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
図１乃至図５は第１実施例を示す。
２は雌型連結部材１を構成するケーシングで、筒状、例えば円筒状に形成され、その内部に収納室３が形成されている。該収納室３の先部には、その内周面を先端側から後方にかけて内径が徐々に拡大するテーパ面にしてなるテーパ穴４に形成され、収納室３の中間部はバネ収納部５に形成され、収納室３の後部内周には雌ねじ６が刻設されている。前記のテーパ穴４より先部には挿入口７が開口形成されている。
前記テーパ穴４の内面には、軸方向に沿った摺動案内突条８が、図３に示すように周方向に分割して複数形成されている。なお、この摺動案内突条８は無くてもよい。
また、前記テーパ穴４内には、図３に示すように、周方向に複数に分割してなる楔状の雌型係止部材９が、前記摺動案内突条８相互間においてケーシング２の軸方向に摺動可能に配設されている。更に、該楔状の雌型係止部材９の外面は前記テーパ穴４のテーパ面に沿った、すなわち、先端側から後方にかけて外径が徐々に拡大するテーパ面１０が形成されている。更に、各雌型係止部材９の内周面には雌ねじ１１が、ケーシング２の軸心を中心とする円弧でかつ軸心に沿った方向に刻設されている。なお、本実施例において、雌型係止部材９を以下楔ナット９という。
以上により、複数個の楔ナット９によって雌ねじ穴が形成され、各楔ナット９がテーパ面に沿って後退することにより、その雌ねじ穴が拡径され、先方へ移動することにより、その雌ねじ穴が縮径するようになっている。
前記楔ナット９の後端には、各楔ナット９に共通して係合するバネ受け１２が配置されている。
前記ケーシング２の後部の雌ねじ６には、中心部にねじ穴１３を設けた蓋板１４が螺着されている。前記バネ収納部５内には付勢手段であるバネ１５が、前記バネ受け１２と蓋板１４間に圧縮した状態で介在され、該バネ１５の付勢力により各楔ナット９を常時先方へ付勢している。
前記蓋板１４にはアンカーバー１６が螺着して固設されている。
前記の雌型連結部材１とアンカーバー１６は、一方の連結部品、例えば図５に示すような一方のコンクリート部材であるシールドセグメント１７に、ケーシング２の前端面がシールドセグメント１７の接合面１７ａと面一になるように埋設して固設される。
２０は雄型連結部材で、円筒状のケーシング２１内に、内周に雄ねじ２５を刻設した連結体２３を固設し、該連結体２３の先部に雄型係止部材を形成する雄ねじ体２４の基部を螺着して構成されている。該雄ねじ体２４は、ケーシング２１及び連結体２３の先端面よりも先部へ突出している。また、該雄ねじ体２４の雄ねじ２５の直径は、前記各楔ナット９が最前進した場合におけるこれらで形成される雌ねじ穴の直径よりも若干大径に設定されている。
前記連結体２３の後部にはアンカーバー２６が螺着して固設されている。
前記の雄型連結部材２０とアンカーバー２６は、他方の連結部材、例えば図５に示すような他方のコンクリート部材であるシールドセグメント２７に、ケーシング２１と連結体２３の前端面がシールドセグメント２７の接合面２７ａと面一になるように埋設して固設される。
前記一方のシールドセグメント１７における接合面１７ａにはシール材２８が突出して設けられ、他方のシールドセグメント２７における接合面２７ａにはシール材２９が突出して設けられている。
次に、前記本発明の実施例における楔ナット９の雌ねじ１１と、雄ねじ体２４の雄ねじ２５について説明する。
前記楔ナット９の雌ねじ１１と、前記雄ねじ体２４の雄ねじ２５は、その呼び径に対するねじピッチＰ（図２参照）をＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さくして形成されている。例えば、ＪＩＳＢ ０２０７に規定するメートル細目ねじの呼び径に対するねじピッチの値よりも小さく形成されている。
例として、呼び径がＭ２４（ｍｍ）の場合には、前記ＪＩＳＢ ０２０７のメートル細目ねじではねじピッチＰを２ｍｍ又は１．５ｍｍ又は１ｍｍに形成するが、本発明では、ねじピッチＰを０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ、望ましくは０．５ｍｍに設定する。
また、呼び径がＭ３０（ｍｍ）の場合にもねじピッチＰを０．３〜０．８ｍｍ、望ましくは０．５ｍｍに設定する。
次に、本発明をシールドセグメントに適用した例に基づいて連結操作を説明する。
先ず、雌型連結部材１の挿入口７と雄型連結部材２０の雄ねじ体２４を略同軸上に対向配置した状態で、例えば一方のシールドセグメント１７を他方のシールドセグメント２７に接近させる。
これにより、雄ねじ体２４が、雌型連結部材１における挿入口７から進入し、その後、雄ねじ体２４が各楔ナット９をバネ１５の付勢力に抗して後退させて各楔ナット９で形成されるねじ穴を拡径しつつ挿入する。
雌型連結部材１におけるケーシング２の先端面、すなわち、一方のシールドセグメント１７の接合面１７ａと、雄型連結部材２０におけるケーシング２１の先端面、すなわち他方のシールドセグメント２７の接合面２７ａが接して雄ねじ体２４の挿入が停止されると、各楔ナット９はバネ１５の付勢力によって先方へ押し戻されるとともにテーパ面４，１０によって各楔ナット９で形成される雌ねじ穴径が縮径し、各楔ナット９の雌ねじ１１が雄ねじ体２４の雄ねじ２５に噛合する。これによって両シールドセグメント１７，２７は相互に連結される。
この連結時において、各楔ナット９は、最終的に噛合すべき雄ねじ体２４のねじ山を乗り越えることができず、雄ねじ体２４には、その軸方向へのガタつきが生じ、両ケーシング２，２１の相互間、すなわち、両シールドセグメント１７，２７の接合面１７ａ，２７ａ相互間に図４に示すように隙間Ｄ２が生じる。
しかし、楔ナット９の雌ねじ１１と雄ねじ体２４の雄ねじ２５のねじピッチＰが、前記のように、通常使用されているＪＩＳ規定の細目ねじのピッチよりも小さく形成されているので、前記のガタつきは極めて小さくなる。
例えば、呼び径がＭ２４（ｍｍ）の場合において、ねじピッチＰが従来のＪＩＳＢ ０２０７の細目ねじのように２ｍｍであると、前記のように隙間Ｄ１が１〜４ｍｍになるのに対し、本発明の前記実施例のように呼び径がＭ２４（ｍｍ）の場合にねじピッチＰを０．５ｍｍに設定すると前記の隙間Ｄ２は０．２５〜１ｍｍとなる。
このように、隙間が小さくなることは、両シールドセグメント１７，２７間での水もれを防止することができる。更に、シールドセグメント１７，２７にシール材２８，２９を設ける場合においても、このシール材２８，２９を小さなものにしてコスト低減を図ることができる。
また、ねじピッチＰを従来のものよりも小さくすることによって、楔ナット９及び雄ねじ体２４の径方向の寸法を従来のものよりも小さくすることができ、これにより、連結具全体を小型化し、シールドセグメントの厚さを薄くすることができ、かつ連結具及びシールドセグメントのコスト低減を図ることができる。
また、バネ１５の付勢力によって楔ナット９の雌ねじ１１が雄ねじ体２４の雄ねじ２５へ食い込むように作用し、かつ、雄ねじ体２４に抜け方向への力が作用すると楔ナット９が食い込むため、ねじピッチＰが小さくても強固な連結状態が確保される。
なお、前記実施例では摺動案内突条８を設けたが、この摺動案内突条８を設けた場合には、雌型連結部材１又は雄型連結部材２０のいずれかを回転することにより、これらを分離できるが、このような分離が不要或いは不可にする場合には摺動案内突条８を設けない。
１ 雌型連結部材
２ ケーシング
３ 収納室
４ テーパ穴
７ 開口部
８ 摺動案内突条
９ 雌型係止部材である楔ナット
１０ テーパ面
１１ 雌ねじ
１５ 付勢手段
１６ シールドセグメント
１６ａ 接合面
２０ 雄型連結部材
２４ 雄型係止部材である雄ねじ体
２５ 雄ねじ
Ｐ ピッチ
２７ シールドセグメント
２７ａ 接合面
２ ケーシング
３ 収納室
４ テーパ穴
７ 開口部
８ 摺動案内突条
９ 雌型係止部材である楔ナット
１０ テーパ面
１１ 雌ねじ
１５ 付勢手段
１６ シールドセグメント
１６ａ 接合面
２０ 雄型連結部材
２４ 雄型係止部材である雄ねじ体
２５ 雄ねじ
Ｐ ピッチ
２７ シールドセグメント
２７ａ 接合面
Claims (3)
- ケーシング内に先方が開口する収納室を設け、該収納室に、先方が縮径するテーパ面を有するテーパ穴を形成し、該テーパ穴内に、周方向に複数に分割された楔状の雌型係止部材を軸方向に摺動可能に配置するとともに該雌型係止部材の内面に雌ねじを刻設し、該雌型係止部材を付勢手段で先方へ付勢し、前記隣接する雌型係止部材相互間に摺動案内突条を設けることなく各雌型係止部材が周方向に移動できるようにした雌型連結部材と、外周に雄ねじを形成した雄型係止部材を先部に突設した雄型連結部材とからなり、前記雄型係止部材を前記雌型連結部材に開口した挿入口から挿入することにより、前記雌型係止部材が拡径し、雄型係止部材の挿入終了により雌型係止部材が前記付勢手段によって雄型係止部材に噛合するようにした連結具であって、
前記雌型係止部材の内面に形成した雌ねじと、前記雄型係止部材の外面に形成した雄ねじにおける呼び径に対するねじピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定したことを特徴とする連結具。 - ケーシング内に先方が開口する収納室を設け、該収納室に、先方が縮径するテーパ面を有するテーパ穴を形成し、該テーパ穴内に、周方向に複数に分割された楔状の雌型係止部材を軸方向に摺動可能に配置するとともに該雌型係止部材の内面に雌ねじを刻設し、該雌型係止部材を付勢手段で先方へ付勢し、前記隣接する雌型係止部材相互間に摺動案内突条を設けることなく各雌型係止部材が周方向に移動できるようにした雌型連結部材と、外周に雄ねじを形成した雄型係止部材を先部に突設した雄型連結部材とからなり、前記雄型係止部材を前記雌型連結部材に開口した挿入口から挿入することにより、前記雌型係止部材が拡径し、雄型係止部材の挿入終了により雌型係止部材が前記付勢手段によって雄型係止部材に噛合するようにした連結具であって、
前記雌型係止部材の内面に形成した雌ねじと、前記雄型係止部材の外面に形成した雄ねじにおける呼び径に対するねじピッチを、ＪＩＳに規定する細目ねじの呼び径に対するねじピッチよりも小さく設定した連結具を使用し、
前記雌型連結部材を、連結すべき一方のコンクリート部材に固設し、前記雄型連結部材を、連結すべき他方のコンクリート部材に固設したことを特徴とするコンクリート部材の連結装置。 - 前記コンクリート部材が、シールドセグメントである請求項２記載のコンクリート部材の連結装置。
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