JP3798262B2 - セグメント等の継手具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメントどうし或いはこれに類する構造体どうしを互い一体に接合するセグメント等の継手具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、シールド工法でトンネルを構築する場合のセグメントどうしの接合は、従来、セグメントの接合端面に予めボルト挿通孔を形成しておき、互いに当接された接合端面どうしのボルト挿通孔にボルトを挿通させてこれにナットを螺着することにより行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ボルト及びナットによる上記従来の接合方式では、セグメントどうしを何等かの手段で位置決めしてボルト挿通孔どうしを正確に連通させた上で、その挿通孔にボルトを挿通させ、ナットを螺着して締め付けなければならならず、接合に手間がかかるという問題点がある。
【０００４】
本発明は、セグメント等をワンタッチ式に接合することができるセグメント等の継手具を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、確実かつ円滑に結合されるセグメント等の継手具を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の少なくとも１つの目的を達成するために、請求項１記載の発明は、調芯筒の周囲に、内面に係合爪を形成した固定部が上記調芯筒を囲んで設けられためす部材と、該めす部材の調芯筒に嵌入される調芯ピンの周囲に、外面に上記固定部の係合爪に係着する係着爪を形成した挿入部が上記調芯ピンを囲んで設けられたおす部材とを備え、上記固定部と挿入部の少なくとも一方が上記調芯筒又は調芯ピンの径方向に弾性変形可能とされた構成とした。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、調芯ピンの周囲に、内面に係合爪を形成した固定部が上記調芯ピンを囲んで設けられためす部材と、該めす部材の調芯ピンを嵌入する調芯筒の周囲に、外面に上記固定部の係合爪に係着する係着爪を形成した挿入部が上記調芯筒を囲んで設けられたおす部材とを備え、上記固定部と挿入部の少なくとも一方が上記調芯ピン又は調芯筒の径方向に弾性変形可能とされた構成とした。
【０００７】
上記した両手段では、めす部材の固定部におす部材の挿入部を強く押し付けると、弾性変形ができるようにされた、固定部と挿入部の少なくとも一方の径方向の弾性変形によって挿入部が固定部に嵌まり込み、係合爪と係着爪が係着してめす部材とおす部材を一体に結合する。
めす部材が取り付けられたセグメント等と、おす部材が取り付けられたセグメント等は、めす部材とおす部材の上記結合によって相互に接合される。
【０００８】
上記の結合（接合）作動において、調芯ピンが調芯筒に嵌め入れられて調芯筒に案内される。このため、めす部材とおす部材が自動的に芯合わせされることとなり、めす部材とおす部材が確実かつ円滑に結合されるようになる。
【０００９】
固定部の内面形状を外広りのテーパ状とし、挿入部の外面形状を外窄りのテーパ状とすると、固定部に対する挿入部の嵌付けが容易になる。また、調芯ピンの先端を球状や錐台状にしたり、調芯筒開口端の内面形状を外広りのテーパ状にしておくと、調芯筒と調芯ピンの調芯機能が向上する。
コンクリートセグメント用の継手具の場合、一般には、めす部材の基端部に固定フランジを設け、またおす部材の基端部に、埋込みナットに螺着されるねじ軸を設ける。
【００１０】
請求項１又は２記載のセグメント等の継手具において、固定部及び／又は挿入部が周方向に複数に分割された構成とすることができる（請求項３）。
この構成では、固定部又は挿入部は、周方向の分割によって径方向に良好かつ適度に弾性変形するようになり、結合機能と操作性が向上する。
【００１１】
固定部と挿入部とを周方向に分割する場合、一般には、固定部と挿入部の分割数を同数とするが、固定部と挿入部を互いに異なる数に分割してもよい。固定部と挿入部の分割数は、通常、４〜８個程度であるが、場合によっては、上記よりも少ないことも、また多いこともある。分割された固定部と挿入部の横断面形状は、直線の他、円弧状等にすることができる。
【００１２】
請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメント等の継手具において、前記固定部の端部における外周部に、弾性変形可能な材料からなる弾性材を周方向へわたって設けた構成とすることができる（請求項４）。
この構成では、この継手具をコンクリートから成形されたセグメント等に埋め込んで用いる際に、めす部材の固定部の端部における外周部に周方向へわたって設けた弾性材によって、接合時に固定部の端部の外周側への変形が吸収され、これにより、固定部の端部外周側におけるコンクリートの剥離、破損等が確実に防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１と図２は本発明に係るセグメント等の継手具の実施の形態を示す。このセグメント等の継手具Ａは、めす部材１とおす部材３とによって構成されている。
【００１４】
めす部材１は、調芯筒１ａの周囲に、先端内面に係合爪１ｂを形成した４個の固定部１ｃを、調芯筒１ａを囲んで等間隔に環状に設け、その基端部に固定フランジ１ｄを設けて成る。
【００１５】
調芯筒１ａは、断面円形で円形の中心孔１ｅを有し、４個の固定部１ｃの中心に存在する。固定部１ｃの内面形状は外広りのテーパ状とされている。固定フランジ１ｄは、セグメントＳａのコンクリート中に埋め込まれてめす部材１をセグメントＳａに固定にするものである。
【００１６】
おす部材３は、調芯ピン３ａの周囲に、根端外面に係着爪３ｂを形成した４個の挿入部３ｃを、調芯ピン３ａを囲んで等間隔に環状に設け、その基端部にねじ軸３ｄを設けて成る。
【００１７】
調芯ピン３ａは、その先端を半球状にされるとともに、外径を調芯筒１ａの中心孔１ｅの内径よりも僅かに小さくした断面円形とされて４個の挿入部３ｃの中心位置に突設されている。調芯ピン３ａは調芯筒１ａの中心孔１ｅに嵌め入れることができる。
【００１８】
また、挿入部３ｃは、その外面形状を外窄りのテーパ状とされ、めす部材１の４個の固定部１ｃの内部に装入して係着爪３ｂを固定部１ｃの係合爪１ｂに係着することができるようになっている。なお、係着爪３ｂは、調芯ピン３ａの径方向の挿入部３ｃの弾性変形によってめす部材１の係合爪１ｂに係着する。
ねじ軸３ｄは、セグメントＳｂのコンクリート中に埋め込まれたナット５に螺着しておす部材３をセグメントＳｂに固定するものである。
【００１９】
めす部材１とおす部材３は、一般には合成樹脂製とされるが、鋼等の金属材料で製造することもできる。
【００２０】
めす部材１は、固定部１ｃの先端をセグメントＳａの接合面Ｓａｔに一致させてセグメントＳａに埋設される。一方、おす部材３は、挿入部３ｃをセグメントＳｂの接合端面Ｓｂｔに突出させた状態でねじ軸３ｄをナット５に螺着してセグメントＳｂに取り付けられる。
【００２１】
上記のようにしてめす部材１とおす部材３を取り付けたセグメントＳａ，Ｓｂどうしを接合するには、図１に示すように、めす部材１とおす部材３とを互いに向き合わせて、一方のセグメント、例えばセグメントＳｂを図１で右に移動させる。
【００２２】
上記の操作で、まずおす部材３の調芯ピン３ａの先端がめす部材１の中心孔１ｅに嵌め入られ、次いで、各挿入部３ｃの先端がめす部材１の固定部１ｃと調芯筒１ａの間にそれぞれ挿入される。
【００２３】
セグメントＳｂの右移動に連れて、調芯ピン３ａは調芯筒１ａに案内されて徐々に嵌入深さを大きくし、また挿入部３ｃは固定部１ｃの内側に深く挿入される。
挿入部３ｃの固定部１ｃ内への挿入は、調芯ピン３ａと調芯筒１ａが調芯に機能してめす部材１に対するおす部材３の芯ずれを防ぐ上、固定部１ｃの内面形状が外広りのテーパ状とされるとともに、挿入部３ｃの外面形状が外窄りのテーパ状とされているため、無理なく円滑に行われる。
【００２４】
セグメントＳｂの右移動が終りに近づくと、挿入部３ｃがその外面を固定部１ｃの内面に接触させてセグメントＳｂの移動で内側（調芯ピン３ａ側）に徐々に弾性変形し、セグメントＳａ，Ｓｂの接合端面Ｓａｔ，Ｓｂｔどうしが当接する直前に係着爪３ｂをめす部材１の係合爪１ｂに所定の力で強固に係着させる（図２）。係合爪１ｂに対する係着爪３ｂの係着は、挿入部３ｃの弾性復元力に基づく係着爪３ｂの外側への拡径変形による。
【００２５】
めす部材１の係合爪１ｂに対するおす部材３の係着爪３ｂの係着によってセグメントＳａ，Ｓｂどうしの接合が完了し、以後、セグメントＳａ，Ｓｂを分離することができない。
【００２６】
本発明のセグメント等の継手具を、固定部１ｃの中心位置に、図１及び図２の調芯ピン３ａに相当する調芯ピンを突設しためす部材１と、挿入部３ｃの中心位置に、図１及び図２の調芯筒１ａに相当する調芯筒を突設したおす部材３とによって構成することができる。これは本発明の第２の実施の形態となる。
なお、第２の実施の形態での調芯ピンと、係合爪、固定部、調芯筒、係着爪、挿入部等の機能は、図１及び図２のものと全く同じであり、同一の作用効果が得られる。
【００２７】
図３に示すものは、めす部材１の固定部１ｃの端部における外周部に、例えば、ゴム等の樹脂などの弾性変形可能な材料からなる弾性材４を周方向へわたって設けたものである。
そして、このような構造の継手具によれば、継手具をコンクリートから成形されたセグメントＳａ、Ｓｂに埋め込んで用いる際に、接合時に固定部１ｃの端部の外周側への変形が弾性材４によって吸収され、これにより、固定部１ｃの端部外周側におけるセグメントＳａのコンクリートの剥離、破損等を確実に防止することができる。
【００２８】
本発明に係るセグメント等の継手具は、主にコンクリート製セグメントのリング接合に用いるが、リング間接合に用いることもでき、また使用対象構造物は、コンクリート製のセグメントに限らない。したがって、めす部材１とおす部材３の取付け手段１ｄ，３ｄは、対象構造物の種類や形状等によって様々に設計変更される。
【００２９】
めす部材１を接合端面Ｓａｔに突出させ、おす部材３を接合端面Ｓｂｔに内設させてそれらをセグメント等に取り付けることができる。図のめす部材１のようにコンクリート中に埋設させるような場合は、生コンクリートの漏出を防止するために、１個の固定部１ｃを環状に形成することもあり得る。おす部材３の挿入部３ｃは、めす部材１の固定部１ｃと違って、コンクリート中に内没されることはあっても埋設されることはないが、別の事情で環状に形成することもある。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は２記載の発明によれば、セグメント等を一動作で確実かつ円滑に所定の力で強固に接合することができるセグメント等の継手具を提供することができる。
【００３１】
請求項１又は２記載のセグメント等の継手具において、固定部及び／又は挿入部が周方向に複数に分割された構成では、結合機能と操作性に優れたセグメント等の継手具が得られる。
【００３２】
請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメント等の継手具において、継手具をコンクリートから成形されたセグメント等に埋め込んで用いる際に、めす部材の固定部の端部における外周部に周方向へわたって設けた弾性材によって、接合時に固定部の端部の外周側への変形が吸収され、これにより、固定部の端部外周側におけるコンクリートの剥離、破損等が確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るセグメント等の継手具の実施の形態を示すもので、接合準備状態の断面図である。
【図２】 図１のセグメント等の継手具の接合状態の断面図である。
【図３】 本発明に係るセグメント等の継手具の他の実施の形態を示すもので、接合準備状態の断面図である。
【符号の説明】
１ めす部材
１ａ 調芯筒
１ｂ 係合爪
１ｃ 固定部
１ｄ 固定フランジ
１ｅ 中心孔
３ おす部材
３ａ 調芯ピン
３ｂ 係着爪
３ｃ 挿入部
３ｄ ねじ軸
４ 弾性材
５ ナット
Ｓａ，Ｓｂ セグメント
Ｓａｔ，Ｓｂｔ 接合端面

Claims (4)

1. 調芯筒の周囲に、内面に係合爪を形成した固定部が上記調芯筒を囲んで設けられためす部材と、
   該めす部材の調芯筒に嵌入される調芯ピンの周囲に、外面に上記固定部の係合爪に係着する係着爪を形成した挿入部が上記調芯ピンを囲んで設けられたおす部材とを備え、
   上記固定部と挿入部の少なくとも一方が上記調芯筒又は調芯ピンの径方向に弾性変形可能とされたことを特徴とするセグメント等の継手具。
2. 調芯ピンの周囲に、内面に係合爪を形成した固定部が上記調芯ピンを囲んで設けられためす部材と、
   該めす部材の調芯ピンを嵌入する調芯筒の周囲に、外面に上記固定部の係合爪に係着する係着爪を形成した挿入部が上記調芯筒を囲んで設けられたおす部材とを備え、
   上記固定部と挿入部の少なくとも一方が上記調芯ピン又は調芯筒の径方向に弾性変形可能とされたことを特徴とするセグメント等の継手具。
3. 請求項１又は２記載のセグメント等の継手具において、
   固定部及び／又は挿入部が周方向に複数に分割されたことを特徴とするセグメント等の継手具。
4. 前記固定部には、その端部における外周部に、弾性変形可能な材料からなる弾性材が周方向へわたって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項記載のセグメント等の継手具。
   弾性部材

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