JP2015017359A - セグメントの継手構造 - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書及び特許請求の範囲において、「セグメント」とは、地下鉄の走行空間や下水管の流路等として使用されるチューブ状の構造物を構築するための、部分筒状をした所謂「セグメント」と呼ばれる「壁部材」や、ビルや土木構造物等を構築するための「壁部材(壁状の部材を含む)」等を含む広い概念で使用する。また、セグメントの材質に関しても、コンクリート製のものに限定されるものでなく、スチール製のものやセラミック製のもの、その他の材質のものをも包含する広い概念で使用する。
この発明にかかる継手構造は、締結すべく対応する1対のセグメントのうち、片方のセグメントに配設された雄ユニットの挿入部材を、もう片方のセグメントに配設された雌ユニットの収容穴に単に挿入するだけで、簡単に且つ迅速に二つのセグメント同士を締結することができるように構成されている。
つまり、前記公報に記載の継手構造の場合、前記収容穴に穴開口側で縮径し穴奥側で拡径した略断頭円錐状の内周面を有するとともに、収容穴内に挿入された前記挿入部材を受容して周囲から挟着保持する、挟着保持手段が配設されている。
前記挟着保持手段は、物理的に独立した形態の複数の分割片を複数個周設することによってその中央に挿入方向に延びる略円筒状の前記挿入穴を具備した、外観が略断頭円錐体の形態を有する。そして、前記略断頭円錐状の内周面のテーパ角と、前記略断頭円錐体をした挟着保持手段の外周面のテーパ角は、ほぼ等しく構成されている。つまり、前記収容穴の内周面に前記挟着保持手段の外周面が強固に密着する方向に押圧されると、前記挟着保持手段の挿入穴が縮径し、前記押圧が解除されると前記挿入穴が拡径可能なように構成されている。
そして、前記複数の分割片は、1枚の平座金を介して収容穴の穴底面側からコイルスプリングによって収容穴の開口方へ押圧されることによって、全体として前記複数の分割片が略断頭円錐体の如き形態を形成した状態で、その外周面が前記略断頭円錐状の内周面に押し付けられた状態となるように構成されている。
かかる状態で、前記雄ユニットの挿入部材が前記コイルスプリングのバネ力に抗して前記円筒状の挿入穴内へ挿入されると、前記挿入穴の内径が挿入部材の外径より小さく構成されているためこれらが挿入方向で当接して、かかる挿入によって前記分割片が穴底面方へ後退する。かかる後退によって、前記挟着保持手段の外周面が前記内周面から離れて前記挿入穴が拡径可能な状態となり、当該挿入穴内に前記挿入部材が侵入することができるように構成されている。
また、複数の分割片で構成されている挟着保持手段が、1枚の平座金を介して穴底側からコイルスプリングで開口方へ押圧されていることから、これら分割片,平座金,コイルスプリング等の各構成要素間の位置が各方向において遊動的な状態となる。
このため、セグメント内に雌ユニットを配設した状態で搬送する時やセグメントの締結作業中に前記分割片が振動等に起因して位置ずれし、また、前記コイルスプリングが偏位する可能性がある。
さらに、前記継手構造の場合には、締結しようとすると、弾性係数が大きい前記コイルスプリングを所定寸法だけ、つまり、かなりの寸法だけ収縮させなければならず、したがって、その収縮の寸法分だけ、セグメントの締結のためのスペースが必要となる。つまり、リング間方向において締結のための余分なスペースが必要となる。
締結しようとするもう一方のセグメントの対応する端面に開口する収容穴内に、前記挿入部材を受容して挟着保持する挟着保持手段が収容された雌ユニットとを有し、
前記雌ユニットが、前記挟着保持手段を収容するべく挿入方向に延びる前記収容穴と、当該収容穴内に形成された略断頭円錐状の内周面と、当該内周面に当接するよう配置された前記挟着保持手段とを有するセグメントの継手構造であって、
前記挟着保持手段が、前記内周面に外周面が接触するとともに中央に収容穴方向に延びる円筒状の前記挿入穴を備えた、一体の略断頭円錐体の形態をなし、
前記略断頭円錐体の、先端から基端方に延びるように形成されたスリットと、基端から先端方に延びるように形成されたスリットとが形成され、
前記略断頭円錐体の形態をなす挟着保持手段が、前記収容穴の穴底面側から、開口方へ弾性部材により強固に付勢されていることを特徴とする。
また、前記略断頭円錐体の形態の前記挟着保持手段が一体のもので構成されていることから、部品点数が少なく、従って、構造的にシンプルになり、この結果、製造および組み立ても容易におこなうことができる。
加えて、前記挟着保持手段が一体のもので構成され、且つ、当該一体の挟着保持手段の底面部分が、直接、弾性部材を介して収容穴の穴底面側に支持されているため、挟着保持手段、弾性部材等の各構成要素の位置も確定的となる。つまり、前記各構成要素の位置が遊動的でない。このため、この継手構造の雄ユニットや雌ユニットを配設したセグメントの搬送中や締結作業時に振動等が加わっても、前記各構成要素が所定の位置状態を容易に維持することができる。
前記挟着保持体は、略断頭円錐状をなし、且つ、前記収容穴の軸方向に延びる円筒状の挿入穴と、前記テーパ状の内周面に接触する外周面と、先端から基端方に延びるように形成されたスリットと、基端から先端方に延びるように形成されたスリットとを備え、締結に際して前記挿入部材の少なくとも前記先端部が前記挿入穴に挿入され、
前記挟着保持体が、前記収容穴の穴底面側から、開口方へ前記弾性部材により付勢されることによって、前記挟着保持体が前記挿入部材を挟着保持するような構成であってもよい。
この実施例では、弾性体13はゴム製のチューブで構成されているが、これに代えて、他のもの、例えばシート状のゴムシート等の弾性素材を前記ストレート状の部位12sの周囲に巻くことによって構成してもよく、あるいは塗料のように素材を塗布することによって、又は発泡性のものをノズルから注入することによって、前記弾性体13を構成してもよい。
前記螺着するため、かかる蓋部材23の反穴底側の表面23fには、回転させるための工具の爪を受容する係止穴23gが、図1(c),図4,図5(a)に図示ように、形成されている。
この実施例では、前記スリット24jとスリット24kとが前記略断頭円錐体の周方向に、交互に、それぞれ複数(この実施例では4つづつ)設けられている。これらスリット24jとスリット24kは、いずれも、前記略断頭円錐体の外周面24pから内周面24iまで貫くように形成されている。
また、前記挟着保持手段24の中央には、図5(b)に拡大して図示するように、収容穴方向(図5(b)において上下方向、図4(a)において水平方向)に延びる円筒状の前述した挿入穴20が形成されている。かかる挿入穴20の内周面24iには、内周面24iの全域にわたって細溝24fが周設されている。かかる細溝24fは、それぞれ独立した円周方向に形成された溝であっても、ねじのような「らせん状」の1条あるいは複数条の溝であってもよい。かかる細溝24fは、溝と溝のピッチが小さく且つ溝の谷から山までの寸法も小さく構成されている。例えば、前記細溝24fが1条のねじで構成されている場合には、ねじ山の小さい細目ねじのような形態をしている。
前記細溝24fは、前記細溝11fと締結の際に係合する。
この実施例では、前記弾性部材25として、皿ばね座金が使用されている。しかし、前記弾性部材25として、他の「ばね座金」、例えば、「波形ばね座金」、あるいは、その他の「ばね座金」を使用してもよい。かかるばね座金は、単位変形量当たりの荷重が大きい(弾性係数が小さい)ことから、大きな外力が作用しても、僅かな変形量となる。
このため、前記挿入部材11を少しの寸法だけ挿入穴20に対して相対的に移動させるだけで、締結作業を完璧におこなうことができる。
従って、締結作業に際して、締結しようとする一方のセグメンS1を相手のセグメントS2に極く近接するまで、前記挿入穴20と前記挿入部材11との係合が全くおこなわれず、このため、極く近接するまでの範囲(領域)では、当該一方のセグメントS1を位置合わせ等のために各方向に自由に移動させて、締結作業を円滑に且つ迅速におこなうことができる。
つまり、本実施例にかかるセグメントの継手構造によれば、図1(a),図4(a)に図示する状態から、図1(a)の矢印X1の方向に挿入して、図2,図4(b)に図示するように前記挿入部材11が最も挿入穴20に深く挿入された状態にして挿入動作を完了させ、この状態で挿入をおこなうために付与していた外力を止めれば、図3,図4(c)に図示するように、前記弾性部材25のバネ力により僅かに開口側に戻る。この状態が前記挿入部材11の外周面が前記挿入穴20の内周面によって周囲から挟着され、且つ挿入部材11の外周面に形成された細溝11fと、前記挿入穴20の内周面に形成された細溝24iとの係合(噛合)によって、確実に維持されることになる。
つまり、図6に図示するように、蓋部材123の内周面123iを図示の如く負の曲率を有する曲面のテーパ面で構成し、かかる内周面123iに当接する挟着保持部材124の外周面124pを正の前記曲率に対応する曲率を有する曲面のテーパ面で構成すると、つまり球体関節構造を採用すると、雄ユニット101を有するセグメント(図示せず)と、雌ユニット102を有するセグメントが、それらの締結部分で屈曲するような外力が地震等に起因して作用したとしても、この屈曲させようとする外力に無用に抗することなく、前記負の曲率を有する内周面123iと、前記正の曲率を有する外周面124pとが、自在に回動して変移することにより吸収することができる。本継手構造の他の構成については、前述した先の実施例の場合と基本的に同じ構成を具備し同じ作用効果を奏することから、重複する説明に代えて、かかる継手構造の主要な構成について、図6に、図1から図5において各構成に付された参照符号に100を加えた参照符号を付して、重複する説明を省略する。
そして、図6に図示する継手構造は、この継手構造が奏する特有の作用効果に加えて、図1〜図5に図示した先の実施例にかかる継手構造が奏するのと基本的に同じ作用効果を奏することができることは言うまでもない。
1…雄ユニット
2…雌ユニット
S1…一方のセグメント
Sa…端面
S2…もう一方のセグメント
Sb…端面
11…挿入部材
20…挿入穴
23i…内周面
24p…外周面
24…挟着保持部材
24j,24k…スリット
25…弾性部材
Claims (7)
- 締結しようとする一方のセグメントの端面から突出するように配設される柱状の挿入部材を備えた雄ユニットと、
締結しようとするもう一方のセグメントの対応する端面に開口する収容穴内に、前記挿入部材を受容して挟着保持する挟着保持手段が収容された雌ユニットとを有し、
前記雌ユニットが、前記挟着保持手段を収容するべく挿入方向に延びる前記収容穴と、当該収容穴内に形成された略断頭円錐状の内周面と、当該内周面に当接するよう配置された前記挟着保持手段とを有するセグメントの継手構造であって、
前記挟着保持手段が、前記内周面に外周面が接触するとともに中央に収容穴方向に延びる円筒状の前記挿入穴を備えた、一体の略断頭円錐体の形態をなし、
前記略断頭円錐体の、先端から基端方に延びるように形成されたスリットと、基端から先端方に延びるように形成されたスリットとが形成され、
前記略断頭円錐体の形態をなす挟着保持手段が、前記収容穴の穴底面側から、開口方へ弾性部材により強固に付勢されていることを特徴とするセグメントの継手構造。 - 前記雌ユニットの略断頭円錐状の内周面のテーパ角と、前記挟着保持手段の外周面のテーパ角が実質上同じであることを特徴とする請求項1記載のセグメントの継手構造。
- 前記弾性部材がばね座金により構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のセグメントの継手構造。
- 前記先端から基端方に延びるように形成されたスリットと、前記基端から先端方に延びるように形成されたスリットとが、前記挟着保持手段の周方向において、交互に、それぞれ複数設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1の項に記載のセグメントの継手構造。
- 前記雌ユニットが、
前記収容穴の開口側に開口し当該収容穴の穴底面を有するケーシングと、
前記ケーシングに一体的に固着され、前記穴底面側が拡径し且つ前記開口した側が縮径するように構成された、前記略断頭円錐状の内周面が、当該穴底面側に向くよう形成された、蓋部材とを、
具備していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1の項に記載のセグメントの継手構造。 - 前記挿入部材の基端方のアンカー部の少なくとも一部の周囲に弾性体が配設されていることを特徴とする請求項項1〜5のいずれか1の項に記載のセグメントの継手構造。
- 前記蓋部材の前記ケーシング側への固着が、螺着であることを特徴とする請求項5又は6記載のセグメントの継手構造。
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