JP3765894B2 - 接合具等の楔体の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル覆工用のセグメントを接合する接合具（ピン継手）に用いられている楔体、或いはこれに類する楔体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、多数のセグメントでトンネル壁体を構築する場合、従来においては、セグメントの接合面に孔部を有する継手を埋め込んでおき、セグメントの接合面どうしを互いに当接させてそれらの孔部にボルトを挿通させ、このボルトにナットを螺着することにより多数のセグメントどうしを順次接合して構築している。
【０００３】
しかしながら、上記の接合方式では、セグメント接合面の継手に形成された孔部にボルトを挿通させ、そのボルトにナットを螺着して締め付ければならず、操作がきわめて煩雑で手間がかかる。
【０００４】
そこで、図５に示す接合具が提案された。この新しい接合具２１は、先細り状のスリーブ２２と、互いの中心部に接合棒３０の挿入孔Ｈを形成して環状に配置されるとともに外周面をスリーブ２２の内周面に触れさせてスリーブ２２の長手方向に移動自在にスリーブ２２内に装入された複数の楔体２３と、挿入孔Ｈが縮径するように楔体２３をスリーブ２２の小径の先端側に付勢してスリーブ２２の大径の根端部に設けられた板ばねよりなる付勢ばね２４とを備える。符号２５はスリーブ２２の根端部に設けられた底板である。
【０００５】
この接合具２１はセグメントＳの接合面に埋め込まれて用いられ、また接合棒３０は他のセグメントＳに埋設されたインサートナット３１に螺着して用いられる。
【０００６】
接合具２１の作用を説明すると、セグメントＳ，Ｓどうしの接合に際して、接合棒３０をスリーブ２２に押し込むと、楔体２３が付勢ばね２４を圧縮して後退し、挿入孔Ｈを拡径させて挿入孔Ｈへの接合棒３０の挿入を自由にする。そして、挿入孔Ｈに接合棒３０が挿入され終ると、楔体２３が付勢ばね２４の作用によりスリーブ２２の先端側に押し動かされて縮径し、接合棒３０をくわえて締結する。
【０００７】
楔体２３は、接合棒３０の引抜き移動に対して縮径し、その締結力を増すので、接合棒３０を楔体２３から引き抜くことができず、したがってセグメントＳ，Ｓどうしが一体に接合されることとなる。なお、楔体３の内周面と接合棒３０の外周面には、相互に噛合して挿入孔Ｈからの接合棒３０の引抜きを困難なものとする、例えば、鋸歯状等の歯が必要に応じて形成される。
【０００８】
これまで、上記楔体２３は、鋼等の丸棒から円板を図６（ａ）と（ｂ）のように切断する工程と、その円板をボンデライト処理して表面に鍛造用潤滑被膜を形成する工程と、円板を冷間鍛造によって（ｃ）のように有底円筒に成形する工程と、その有底円筒の底を打ち抜いて（ｄ）のように円筒にする工程と、その円筒を冷間鍛造によって（ｅ）のように楔状円筒に成形する工程と、その楔状円筒をフライス盤や鋸盤等による機械加工で（ｆ）、（ｇ）のように楔体２３に切断する工程を経て製造している。なお、図６の（ｇ）は（ｆ）の底面図である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
楔状円筒の機械加工による切断は、加工コストが高くつくとともに、複数の楔体２３の組付精度を損ないやすい上、楔状円筒の鍛造成形時に生じた繊維の流れ（Ｆｉｂｅｒ ｆｌｏｗ）を切断してしまうため、楔体２３の強度が低下する問題点がある。また、切削工具による取り代分楔体２３の幅が小さくなり、したがってスリーブ２２の内周面に対する楔体２３の接触面積が狭くなるため、締結力が低下する問題点もある。
【００１０】
本発明の一つの目的は、組付精度が良好でコスト安につく接合具等の楔体の製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る接合具等の楔体の製造方法は、横断面が扇状の一次工作品を複数個作製し、それらの一次工作品を互いの側面を向き合わせ環状に配列して鍛造機に装填し、それら複数の一次工作品を鍛造機の作動で同時に楔状に鍛造成形する構成とした。
【００１３】
一次工作品を鍛造によって成形することができる。また、複数の楔体の同時鍛造時に、各楔体の大径側の端面にそれら複数の楔体の配列を示す記号を刻設することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図１ないし図３は本発明に係る接合具等の楔体の製造方法の一実施例を示す。これらの図において符号３は本発明の製造方法で製造された楔体である。
【００１６】
この楔体３は、鋼等の金属の丸棒から円板を図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のようにフライス盤や鋸盤等による機械加工で従来同様に切断する工程と、その円板をこれも従来同様にボンデライト処理する工程と、その円板を冷間鍛造によって横断面が扇状の図１（ｄ）、（ｅ）のような一次工作品３Ａに成形する工程と、上記で作製された複数個（図の実施例では４個）の一次工作品３Ａを互いの側面３Ａａを向き合わせ環状に配列して鍛造機１１に装填し、それら複数の一次工作品３Ａを鍛造機１１の作動で同時に楔状に鍛造成形する工程を経て製造する。なお、図１で（ｃ）は（ｂ）の、（ｅ）は（ｄ）の、（ｇ）は（ｆ）の、それぞれ底面図である。
【００１７】
鍛造機１１は、下型ダイス１２と、上型パンチ１３、及びノックアウトピン１４を備え、上型パンチ１３の軸部１３ａを環状に囲んで鍛造機１１に装填された複数個の一次工作品３Ａ（図３の左半分参照）を、下型ダイス１２に対する上型パンチ１３の下降によって同時に楔体３に冷間鍛造成形することができるようになっている。上型パンチ１３の押圧面１３ｂには、鍛造成形時に各楔体３の大径側の端面にそれら複数の楔体３の配列を示す記号や文字等（以下、記号）ｋを刻設する刻印が付されている。刻印は凸と凹のいずれでもよいが、通常は凸（記号ｋは凹）とされる。
【００１８】
なお、上記の実施例では、一次工作品３Ａを鍛造で作製したが、機械加工等の他の手段で作製することもでき、本発明において一次工作品３Ａの作製方法は任意である。一次工作品３Ａは必要に応じてボンデライト処理される。
【００１９】
また、図３の鍛造機１１は、楔体３の先端３ａを自然形状にする構造となっているが、これに限られるものではなく、その構造や種類等は任意である。
【００２０】
図２の符号３ｂは、楔体３の大径側端面の外周角部に形成された欠肉部である。
【００２１】
本発明の楔体の製造方法においては、従来のような楔状円筒の切削加工による分割作業が不要となる。したがって楔体３をコスト安に製造することができ、また、複数の楔体３の組付精度が良好になる。また、切削による取り代が生じないので、楔体３の幅が小さくなってスリーブに対する接触面積が狭くなることがなく強い締結力が得られるとともに、小径の楔体３でも製造することができる。
【００２２】
更に、鍛造成形時に生じた繊維の流れを切断しなくて済むので、強度の強い楔体３を得ることができる。しかも、加工設備の小型化をはかることができ、生産性が向上して不良品が出にくいので、楔体３を一層コスト安に製造することができる。
【００２３】
図４は上記製造方法で製造された楔体３を用いた接合具の一実施例を示す。この接合具１は、図５の接合具２１と基本的な構造及び作用が同じであり、断面円形の先細り状スリーブ２と、互いの中心部に接合棒３０（図５）の挿入孔Ｈを形成して環状に配置されるとともに外周面をスリーブ２の内周面に触れさせてスリーブ２の長手方向に移動自在にスリーブ２内に装入された複数の楔体３と、挿入孔Ｈが縮径するように楔体３をスリーブ２の小径の先端側に付勢してスリーブ２の大径の根端部に設けられた筒状の付勢ばね４とを主体とする。各楔体３は、記号ｋを活用して鍛造成形時の配列と同一の配列でスリーブ２内に装入される。
【００２４】
付勢ばね４は、弾性を有するウレタンやゴム或いはそれらと同効材料で製造されており、折曲部２ａによってスリーブ２の根端面に固定されたケース６内に収られている。ケース６の底部中央には突部６ａが形成されていてケース６の強度を強めるとともに、中心孔４ａに嵌め込まれて付勢ばね４を所定位置に固定している。
【００２５】
本発明に係る製造方法で製造した楔体３を用いた接合具１においては、複数の楔体３の組付精度が良好である上、切削加工の取り代が不要でその分スリーブ２に対する接触面積が広くなっているので、接合棒３０を強く締結することができ、したがって強く安定した接合力を得ることができる。
すなわち、本発明に係る製造方法で製造した楔体を用いた接合具は、先細り状のスリーブと、互いの中心部に接合棒の挿入孔を形成して環状に配置されるとともに外周面をスリーブの内周面に触れさせてスリーブの長手方向に移動自在にスリーブ内に装入された複数の楔体と、上記挿入孔が縮径するように上記楔体をスリーブの小径の先端側に付勢してスリーブの大径の根端部に設けられた付勢ばねとを備えた接合具において、上記楔体を、上記の製造方法で製造された楔体としたので、複数の楔体の組付精度が良好であり、切削加工の取り代が不要でその分スリーブに対する接触面積が広くなっているので、接合棒の締結力が向上する。したがってセグメント等を強く安定した接合力で接合することができる。
【００２６】
一次工作品３Ａの鍛造機１１に対する装填個数（スリーブ２内への楔体３の装入個数）は４個とは限らず、２個或いは３個、場合によっては５個以上とすることができる。付勢ばね４には、図５の板ばね２４やコイルばね等を使用することができる。楔体３の使用は接合具に限られるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る接合具等の楔体の製造方法は、横断面が扇状の一次工作品を複数個作製し、それらの一次工作品を互いの側面を向き合わせ環状に配列して鍛造機に装填し、それら複数の一次工作品を鍛造機の作動で同時に楔状に鍛造成形する構成とされているので、従来のような楔状円筒の切削加工による分割作業が不要となる。このため楔体をコスト安に製造することができ、また複数の楔体の組付精度が良好になる。しかも、切削による取り代が生じないので、楔体の幅が小さくなってスリーブに対する接触面積が狭くなることがなく強い締結力が得られ、また小径の楔体も製造可能となる。
【００２８】
また、鍛造成形時に生じた繊維の流れを切断しなくて済むので、強度の強い楔体を得ることができる。その上、加工設備の小型化をはかることができ、生産性が向上して不良品が出にくいので、楔体を一層コスト安に製造することができる。
【００２９】
一次工作品を鍛造によって成形すると、一層生産性を上げてコスト安に楔体を製造することができる。
【００３０】
複数の楔体の同時鍛造時に、各楔体の大径側の端面にそれら複数の楔体の配列を示す記号を刻設する構成とすると、複数の楔体を、鍛造成形時の配列と同一の配列にすることが容易になり、組付精度を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る接合具等の楔体の製造方法の一実施例を示す工程図である。
【図２】 本発明に係る接合具等の楔体の製造方法によって製造された楔体の平面図である。
【図３】 鍛造機の断面図である。
【図４】 本発明に係る接合具等の楔体の製造方法によって製造された楔体を用いた接合具の一実施例を示す断面図である。
【図５】 従来の接合具を示す断面図である。
【図６】 従来の楔体の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１ 接合具
２ スリーブ
３ 楔体
３Ａ 一次工作品
３Ａａ 側面
４ 付勢ばね
１１ 鍛造機
Ｈ 挿入孔

Claims (3)

1. 横断面が扇状の一次工作品を複数個作製し、それらの一次工作品を互いの側面を向き合わせ環状に配列して鍛造機に装填し、それら複数の一次工作品を鍛造機の作動で同時に楔状に鍛造成形することを特徴とする接合具等の楔体の製造方法。
2. 一次工作品を鍛造によって成形することを特徴とする請求項１記載の接合具等の楔体の製造方法。
3. 複数の楔体の同時鍛造時に、各楔体の大径側の端面にそれら複数の楔体の配列を示す記号を刻設することを特徴とする請求項１又は２記載の接合具等の楔体の製造方法。

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