JP2693539B2

JP2693539B2 - 締結金具

Info

Publication number: JP2693539B2
Application number: JP63330420A
Authority: JP
Inventors: 伸隼
Original assignee: ユニタイト株式会社
Priority date: 1988-12-26
Filing date: 1988-12-26
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPH02176097A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、シールド掘進工法等で使用されるセグメ
ント等の締結に使用される締結金具に関する。

（従来技術）従来、シールド掘進工法等におけるセグメントの締結
は、一方のセグメントには、基部を埋設した締結金具の
ボルト部分を該セグメントの端部から露出させ、これに
締結すべきもう一方のセグメントには締結孔を有する締
結金具を露出させて、上記ボルトを締結孔に挿通させ該
締結孔から突出したボルト部分にナットを螺合させるこ
とにより締結していた。

あるいは、第４図に図示するように締結すべき相隣合
うセグメントC,C′に締結金具Ａ′を埋設しその締結孔
を接触端部に露出させて、これらの締結孔に略Ｕ字状に
屈曲した曲げボルト10を挿通してナット11で締結する等
の手法が用いられていた。

しかしながら、これらの締結手法あるいは締結金具で
は、セグメント間の相対的な位置決めに手間取り、また
締結部分の強度をあまり大きく設計することができない
等の問題があった。

そこで、このような問題点を解決すべく、本出願人に
より、第５図に図示するような締結金具が提供された
（特開昭63−118497号）。

この締結金具は、締結すべき隣合うセグメントC,C′
の接合する端部に互いに対峙するよう埋設されるもので
あって、それぞれの接合端側にその一部が開放した楔孔
（テーパ孔）20を設け、該隣合うセグメントを接合する
ことによって、これらの楔孔が一つの締結孔を形成する
よう構成されている。そして、締結する際には、隣合う
セグメントを略所定位置に位置決めすれば、あとは両方
のセグメントの接合部に形成される上記締結孔に、その
締結孔に対応する両端部が楔状になった金具（テーパピ
ン）21を挿入してゆけば、楔作用により、徐々に正規の
位置に位置決めできる。このため、この締結金具の場合
には、ロボット等を使用した締結が可能であり、また、
セグメントの内周側に突出する部分がないという構造上
の理由から寸法を自由に設定できるため、強度的にも充
分余裕をもたせることができる等の特長を有する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記締結金具の場合にも、セグメント
を略所定の位置に位置決めした後に楔状の金具を挿入す
ること、即ち、位置決めと締結作業という二つの作業を
行う必要があった。このことは、重量的に数十トンもあ
るセグメントを、概ねにせよ楔状の金具が挿入できるだ
けの近接した所定位置に、ある程度の時間保持しておか
ねばならず、このため、かなりの時間と労力を必要とす
る問題があった。

また、地震等の際は、チューブの長手方向においては
多少の柔軟性があった方が振動の吸収等の点で好ましい
が、上記締結金具を使用して形成したチューブの場合に
は、締結部において非常に剛性が高いためチューブの長
手方向の柔軟性が極めて小さくなる。従って、上記締結
金具は、セグメントを第６図に示すようなリング状の周
方向（Ｘ矢印参照）に締結する場合には非常に適してい
る反面、第７図に示すような長手方向（Ｚ矢印参照）に
締結する箇所に使用した場合には、柔軟性が小さくなる
という欠点がある。

本発明は、上述のような問題点に鑑みおこなわれたも
ので、位置決めと締結が同時におこなえ且つ締結後は必
要な柔軟性を有するような構造の締結金具を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）本第１の発明にかかる締結金具は、締結すべき一方の
セグメントに取着されるところの、一部に係合部を有す
る棒状部材を有する第１の金具と、締結すべきもう一方のセグメントに取着されるところ
の、上記棒状部材が挿入可能な締結孔部を有する第２の
金具とからなり、上記第２の金具側に、上記第１の金具の棒状部材の係
合部に係合して軸直角方向に係止する係止部材を、係止
可能に設けるとともに、上記第１の金具の棒状部材が上記第２の金具の締結孔
部に挿入完了時に伸長して両者を締結する緊締バネを、
上記第２の金具に蓄圧した状態で、剪断ボルトによって
上記第２の金具に取着された規制部材を介して該第２の
金具側に保持し、且つ、上記両方の金具が接触完了する
近傍時点で上記剪断ボルトが破断されるよう、当接ピン
を、上記第２の金具側に、一端が上記規制部材に当接し
他端が上記第１の金具に当接する面から突出するよう、
且つ軸方向への移動が自在になるよう設けたことを特徴
とする。

また、本第２の発明にかかる締結金具は、締結すべき
一方のセグメントに取着されるところの、一部に係合部
を有する棒状部材を有する第１の金具と、締結すべきもう一方のセグメントに取着されるところ
の、上記棒状部材が挿入可能な締結孔部を有する第２の
金具とからなり、上記第２の金具側に、上記第１の金具の棒状部材の係
合部に係合して略直角方向に係止する係止部材を、係止
可能に設けるとともに、上記第１の金具の棒状部材が上記第２の金具の締結孔
部に挿入完了時に伸長して両者を締結する緊締バネを、
上記第１の金具に蓄圧した状態で、剪断ボルトによって
上記第１の金具に取着された規制部材を介して該第１の
金具側に保持し、且つ、上記両方の金具が接触完了する
近傍時点で上記剪断ボルトが破断されるよう、当接ピン
を、上記第１の金具側に、一端が上記規制部材に当接し
他端が上記第２の金具に当接する面から突出するよう、
且つ軸方向への移動が自在になるよう設けたことを特徴
とする。

（作用）しかして、上述のように構成された締結金具は、第１
の金具の棒状部材を第２の金具の締結孔部に挿入させ
て、第１の金具を第２の金具に接近させてゆくと、挿入
完了時即ち両方の金具が接触すると、上記第１の金具の
棒状部材の係合部が第２の金具の係止部材に係止されて
これらが係合・連結されるとともに、緊締バネのバネ力
を規制している規制部材を当接ピンが押圧して該規制部
材を第１あるいは第２の金具に取着している剪断ボルト
を剪断させる。この剪断により、緊締バネが解放されて
伸長して、第１の金具の棒状部材と第２の金具の締結孔
との間が緊締、即ち第１の金具と第の金具との間が緊締
バネの力により緊締される。

そして、このように締結された隣合うセグメントは、
緊締バネのバネ力により締結されているため、緊締バネ
力以下の外力が作用してもその締結状態は変わらず、そ
れ以上の外力が作用するとその外力に応じて締結バネの
弾性により復元自在に締結部が可動する。従って、地震
等の場合にも、締結部がその外力に応じて自在に変化で
きるため、チューブ長手方向のセグメントの締結にこの
締結金具を使用すれば、極めて好都合な耐震構造のチュ
ーブを得ることができる。

（実施例）第１図は本実施例にかかる締結金具の締結前の状態に
おける構造を示す中央部分での縦断面図、第２図は同じ
く締結後の状態における構造を示す中央部分での縦断面
図である。

この実施例は、緊締バネに圧縮型（圧縮してバネ力を
蓄圧するものをいう）のバネを用い且つ該緊締バネを第
２の金具側に設けた場合の実施例である。

図において、Ａは第１の金具で、この第１の金具Ａ
は、本実施例の場合、基板１と棒状部材２等からなり、
この基板１は一方のセグメントＣに一体的に埋設された
状態でアンカーボルトＵにより固定されている。そし
て、上記棒状部材２はその基端部2aが螺子により基板１
側に取着されている。また、この棒状部材２の先端には
該先端側で細径になったテーパ部2bが形成され、その基
端側にリング溝状の係合部2cが形成されている。

また、図において、Ｂは第２の金具で、本実施例の場
合、この第２の金具Ｂは、基板3,緊締バネ4,規制部材5,
剪断ボルト6,係止部材7,押圧バネ８および当接ピン12等
からなる。そして、上記基板３は隣合うもう一方のセグ
メントＣ′に一体的に埋設された状態でアンカーボルト
Ｕにより固定されている。また、この基板３の中央に
は、上記棒状部材２が挿通可能な締結孔3aが形成され、
また、該締結孔3aと同芯状にその基端側に緊締バネ４を
収納するための円筒空間が形成されている。そして、上
記円筒空間に収納されている緊締バネ４は、本実施例の
場合、大きさの割りに大きなバネ力が得られる皿バネ4a
が複数交互に向きを変えて配列されることにより形成さ
れている。そして、この緊締バネ４は、所定量収縮され
た状態（蓄圧された状態）になるよう、規制部材５で基
板４側に押圧されてこれら基板３と規制部材５の間に保
持される。上記規制部材５の基板３への取着は、剪断ボ
ルト６でおこなわれる。この剪断ボルト６は、その一部
に剪断用の切欠6aが形成され、所定以上の軸力が作用す
ると軸方向に所定量（後述する当接ピンが基板３から突
出する長さ）以上伸びる前にこの部分で破断するような
設計になっている。ところで、上記規制部材５の中央に
も、上記第１の金具の棒状部材２が挿通可能な孔5aが形
成されている。そして、この挿通可能な孔5aの基端側に
は係止部材７が配設されている。この係止部材７は、本
実施例の場合、中央に孔部7aが形成された円板状のもの
を二つ割りにして形成され、それらが離間しないように
且つ拡径・縮径自在になるよう周囲からリング状のバネ
９で保持されている。そして、上記孔部7aの先端側（規
制部材側）には、先端側で拡径したテーパ部が設けられ
ている。

また、上記第２の金具Ｂの背面（基端側）には、金具
Ｂの埋設時にセメントの流入を阻止するため、背面を覆
うカバー10が設けられ、このカバー10の内面と上記係止
部材の基端側の面の間に該係止部材７を規制部材５側に
押圧する押圧バネ８が介装されている。

また、上記基板３には、その中央に設けられている締
結孔3aの周囲に貫通孔3bが設けられ、この貫通孔3bに
は、当初一端が上記規制部材５に当接し他端が基板３の
表面から突出する長さを有する当接ピン12が、軸方向に
移動可能に内装されている。

そして、上述したように、上記当接ピン12が基板３か
ら突出する長さは、上記剪断ボルト６が破断する長さ
（破断する前に伸びる長さをいう）より大きくなるよう
定められる。

また、緊締バネ４の緊締力（蓄圧されたバネ力）Ｆは
セグメントの締結に必要な力（複数の場合には、それら
の合計が全体の締結力となる）に定められるが、この緊
締力は、セグメント締結前においては、上記規制部材に
よりそれが取着されている剪断ボルト６の破断力の範囲
内で規制されているため締結しようとする棒状部材２に
は作用せず、この棒状部材２を有する第１の金具Ａが第
２の金具Ｂに当接して当接ピン12が上記剪断ボルト６を
破断したときはじめて緊締力Ｆが作用することになる。

しかして、上記構成を有する締結金具は、セグメント
の締結、例えば第７図に図示する長手方向の締結に際
し、以下のように作用する。

即ち、第１の金具Ａを埋設した一方のセグメントを、
第２の金具Ｂを埋設したもう一方のセグメントに、該第
１の金具Ａの棒状部材２と該第２の金具Ｂの締結孔3aと
が一致する状態で接近させる。そして、さらに接近させ
て、上記第１の金具Ａの棒状部材２を第２の金具Ｂの締
結孔3aに挿入する。そして、ある程度挿入すると、棒状
部材２の先端が係止部材７の中央の孔部7aを拡径させ、
さらに挿入するとこの係止部材７が上記棒状部材２の係
合部に係合して係止される。

この係止作用がおこなわれる際に、同時に、上記第１
の金具Ａの基板１の当接面1aが、上記第２の金具Ｂの基
板３の表面から一端が突出している当接ピン12を押圧す
る。そして、この押圧が上記剪断ボルト６の破断強度以
上になると、該剪断ボルト６が破断する。

上述の棒状部材２と係止部材７との係合、および、上
記剪断ボルト６の破断が生じると、緊締バネ４が解放さ
れて伸長し、係止部材７を介して第１の金具の棒状部材
２が第２の金具Ｂ側に引き込まれる。この引き込み動作
により、第２図に示すように、第１の金具Ａと第２の金
具Ｂが締結されることになる。即ち、隣合うセグメント
が締結されることになる。従って、隣合うセグメントを
締結する場合には、単に、それぞれに埋設した第１と第
２の金具が所定位置になるよう位置決めして接近・当接
させれば、締結できる。

次に、本発明の第２の実施例について、第３図を参照
しながら説明する。基本的な構成要素は同じであるが、
その配設等において異なる。即ち、第２の実施例にかか
る締結金具は、緊締バネ104,剪断ボルト106,規制部材10
5および当接ピン112が、第１の金具Ａ′側に設けられて
いる。また、係止部材107が、第２の金具Ｂ′の基板103
内に形成された空間部に拡径自在に設けられている。そ
して、この係止部材107の縮径自在な構造は、上記第１
の実施例の場合と異なり、上記棒状部材102の先端が当
接板113に当接すると係止部材107が縮径するよう構成さ
れている。

そして、隣合うセグメントを締結する際には、第１の
金具Ａの棒状部材102が、第２の金具Ｂの締結孔103に挿
入され該棒状部材102の先端が第２の金具Ｂの当接板113
に当接すると、係止部材107が縮径して上記棒状部材102
を係止する。また、この際、第１の金具Ａと第２の金具
Ｂが当接するため、第１の金具Ａの内装されている当接
ピン112が押圧されてその一端で当接している規制部材1
05を押圧する。この押圧力が所定以上になると、規制部
材105を第１の金具Ａに取着している剪断ボルト106が破
断し、緊締バネ104が解放されて伸長する。

この結果、緊締バネ104のバネ力が、上記棒状部材10
2,係止部材107を介して、第１の金具Ａと第２の金具Ｂ
を緊締することとなる。

上記二つの実施例では、共に、緊締バネが圧縮型のも
のが使用されているが引張型のものを用いてもよい。こ
の場合には、バネを蓄圧するのに引っ張っておく必要が
あるため、バネの配設構成を上記実施例と変えておけば
よい。

また、本発明は、上述のチューブ長手方向の締結のみ
ならず、周方向の締結にも使用できることはいうまでも
ない。

さらに、本締結金具は、上記のシールド掘進工法にお
けるセグメントの締結のみならず、一般の部材間の締結
にも利用できることは言うまでもない。

（発明の効果）上述のように構成されている本締結金具は、従来の締
結金具のように、締結に位置決めと締結作業の二つの作
業をする必要がなく、単に位置決めして接近させれば
（挿入すれば）よいため、締結作業が非常に合理化でき
ることとなる。

また、締結がバネ力によりなされているので、締結後
において、締結部分が柔軟性を有し、耐震構造としても
優れている。

また、本発明にかかる締結金具は、締結完了後にセグ
メントの内壁あるいは外壁への突出が全くないので、デ
ッドスペースをつくることはないという大きな利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例にかかる締結金具の締結前の状態
の構造を示す中央部分での縦断面図、第２図は同じく締
結後の状態を示す縦断面図、第３図は第２の実施例にか
かる締結金具の締結後の状態における構造を示す中央部
分での縦断面図、第４図、第５図は従来の締結金具の構
造を示す斜視図、第６図，第７図はセグメントの締結方
向を示す斜視図である。 C,C′……セグメント、Ａ……第１の金具、Ｂ……第２
の金具、２……棒状部材、2c……係合部、3a……締結
孔、4,104……緊締バネ、5,105……規制部材、6,106…
…剪断ボルト、7,107……係止部材、12,112……当接ピ
ン。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】締結すべき一方のセグメントに取着される
ところの、一部に係合部を有する棒状部材を有する第１
の金具と、締結すべきもう一方のセグメントに取着されるところ
の、上記棒状部材が挿入可能な締結孔部を有する第２の
金具とからなり、上記第２の金具側に、上記第１の金具の棒状部材の係合
部に係合して軸直角方向に係止する係止部材を、係止可
能に設けるとともに、上記第１の金具の棒状部材が上記第２の金具の締結孔部
に挿入完了時に伸長して両者を締結する緊締バネを、上
記第２の金具に蓄圧した状態で、剪断ボルトによって上
記第２の金具に取着された規制部材を介して該第２の金
具側に保持し、且つ、上記両方の金具が接触完了する近
傍時点で上記剪断ボルトが破断されるよう、当接ピン
を、上記第２の金具側に、一端が上記規制部材に当接し
他端が上記第１の金具に当接する面から突出するよう、
且つ軸方向への移動が自在になるよう設けたことを特徴
とする締結金具。
【請求項２】締結すべき一方のセグメントに取着される
ところの、一部に係合部を有する棒状部材を有する第１
の金具と、締結すべきもう一方のセグメントに取着されるところ
の、上記棒状部材が挿入可能な締結孔部を有する第２の
金具とからなり、上記第２の金具側に、上記第１の金具の棒状部材の係合
部に係合して軸直角方向に係止する係止部材を、係止可
能に設けるとともに、上記第１の金具の棒状部材が上記第２の金具の締結孔部
に挿入完了時に伸長して両者を締結する緊締バネを、上
記第１の金具に蓄圧した状態で、剪断ボルトによって上
記第１の金具に取着された規制部材を介して該第１の金
具側に保持し、且つ、上記両方の金具が接触完了する近
傍時点で上記剪断ボルトが破断されるよう、当接ピン
を、上記第１の金具側に、一端が上記規制部材に当接し
他端が上記第２の金具に当接する面から突出するよう、
且つ軸方向への移動が自在になるよう設けたことを特徴
とする締結金具。