JP4439131B2

JP4439131B2 - 締結具

Info

Publication number: JP4439131B2
Application number: JP2001094631A
Authority: JP
Inventors: 孝臣森; 勝治宮田
Original assignee: Maeda Corp; Tokyo Metro Co Ltd; Fujimi Corp
Current assignee: Maeda Corp; Tokyo Metro Co Ltd; Fujimi Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002295189A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル等の壁面を形成するセグメント、あるいは構造物の壁部材等の被締結材を互いに締結する締結具に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
近年、上記トンネル等のセグメント等の被締結材間を、締結するために、「ＣＨ継手」と呼ばれる締結具が多用されている。
この「ＣＨ継手」は、当初本出願人によって出願（特開昭６３−１１８４９７号：特許第１，７７０，３１０号参照）され、その後、関連分野の複数の企業等から、同種のものが多数出願されている。
【０００３】
この「ＣＨ継手」は、「Ｃ」字状の雌部材を締結しようとする両方のセグメントの当接面側に雄部材の収納穴が内方を向くように配置し、当接させた状態で、それら「Ｃ」字状の二つの雌部材が接触して形成される「Ｈ」字状の穴内に、内方から「Ｈ」字状の雄部材を挿入することによって二つのセグメント間を締結するよう構成されている。
そして、この「ＣＨ継手」では、上記雄部材と雌部材の接合部分がくさび形状に形成されており、雄部材の上記挿入の際に、くさび作用が作用して、締結しようとする二つのセグメントは所定状態で挟着されるよう構成されている。
【０００４】
ところで、セグメントの互いの当接面に予め締結具を配置した、上記「ＣＨ継手」を変形した形態の継手、つまり、セグメントの当接面に外観がＣの字状でＴの字状の収納穴を具備した雌部材を一方のセグメント内に埋設するとともに、締結しようとする他方のセグメントの当接面からＴの字状の雄部材を突設させて、雌部材に雄部材を挿入して、二つのセグメントを締結する締結方法が考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような締結具の場合、両方のセグメントの相対位置のみによって、雄部材と雌部材との締結状態が決定されてしまい、従って、両セグメント間の相対位置がずれている場合には、必ずしも、適正な締結状態を得ることができない。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みておこなわれたもので、両方のセグメント等の被締結材の相対位置が多少ずれた場合においても、適正な締結状態が得られるような締結具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を、以下のような構成からなる締結具によって解決することができる。即ち、
本発明にかかる締結具は、締結しようとする二つの被締結材の、互いに近接する面同士を挟着せしめて、該二つの被締結材を締結する締結具であり、
締結しようとする一方の被締結材の上記近接する面から突設される雄部材と、締結しようとする他方の被締結材の上記近接する面に設けられ上記雄部材を収容する収容穴を有する雌部材と、これら雄部材と雌部材との間に挿入される楔片とを有し、
上記雄部材の、上記他方の被締結材に近い先端部に、基端側の部位に比べて、拡幅した拡幅部位を設け、
上記雌部材の収容穴が、相手方となる上記一方の被締結材側に向けて上記近接する面に開放されており、該収容穴の、上記雄部材の拡幅部位を収容する部位が、穴幅方向において、上記雄部材の拡幅部位に対応して拡幅した、拡幅穴部を備え、
上記雌部材の拡幅穴部の穴高さ方向の寸法を、上記雄部材の拡幅部位の高さ方向の寸法よりも大きくして、収納穴内に雌部材と雄部材との間に穴長手方向に沿って徐々に大きくなるよう楔状の隙間が形成されるよう構成するとともに、
上記楔片を、上記楔状の隙間に対応した楔形状に構成したことを特徴とする。
【０００８】
しかして、このように構成された締結具によると、締結しようとする被締結材間の相対的な位置が多少ずれていても、上記楔片を雌部材の収納穴と雄部材との間に挿入することによって、そのずれによる該雌部材の収納穴と雄部材との間の隙間をなくすことができ、その結果、相対的位置のずれにかかわらず、締結しようとする被締結材間を強固に締結することが可能になる。
【０００９】
また、上記締結具において、雌部材の収容穴の穴断面形状が略逆Ｔの字状であり、上記雄部材の収容穴に収容される部位の断面形状が略Ｔの字状であってもよい。
【００１０】
さらに、上記締結具において、雌部材の拡幅穴部の、前記近接する面側の面が、該近接する面に対して、穴長手方向に沿って傾斜することによって、前記拡幅穴部の穴高さ方向の大きさが穴長手方向に沿って徐々に大きくなる傾斜面で、構成されていると、好ましい実施形態となる。
【００１１】
また、上記締結具において、楔片の、前記拡幅穴部の前記近接する面側の面と接触する面が、前記拡幅穴部の前記傾斜面に対応した傾斜面で形成されていると、好ましい実施形態となる。
【００１２】
また、上記締結具において、前記雄部材の前記楔片と接触する面が、穴長手方向に沿って基端部に対して徐々に離間するような傾斜面で構成されるとともに、前記楔片の、前記雄部材側と接触する側の面が、前記雄部材の傾斜面に対応した傾斜面で形成されていると、楔片による楔作用によって、雄部材と雌部材がより強固に所望の状態に近接せしめることが可能となる。
【００１３】
さらに、上記締結具において、楔片が、前記雌部材の拡幅穴部内に、前記収納穴の長手方向に、弾性部材で、後退するに従ってばね力が強くなるように、変移可能に、配設されていると、締結後において、被締結材間の相対位置に多少の変動が生じた場合にも、上記弾性部材のばね力によって、上記変動によって発生した締結部の隙間を自動的に無くすような締結具となる。また、この締結具の場合、被締結材間を締結する工程において、雄部材が雌部材に挿入されるときにも、上記弾性部材の作用によって、当初楔片が雄部材と接触すると後退し、所定の相対的状態になったときに、楔片が、雄部材と雌部材との間に形成される隙間を無くすよう機能する点で優れた実施形態の締結具を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１の実施形態にかかる結束装置について、図面を参照しながら、具体的に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態にかかる締結具の雌部材と雄部材の全体の外観構成を示す、楔片を雌部材から分解した状態での斜視図、図２は図１に示す雌部材の構成を示す図で（ａ）は中央側断面図, （ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ矢視側面図、図３は図１に示す雄部材の構成を示す図で（ａ）は側面図, （ｂ）は（ａ）の IIIｂ− IIIｂ矢視側面図である。
【００１６】
図１において、１は雌部材、２は雄部材、３は後方からコイルスプリング５で前方に向けて付勢された状態で雌部材１内に配置される楔片である。
【００１７】
上記雌部材１は、図４に図示ように、締結しようとするセグメント（他方の被締結材）Ｓ1 の相手方のセグメント（一方の被締結材）Ｓ2 に近接する側の面Ｆ1 内に埋設 (配設) され、この雌部材１は、図２に図示するように、雄部材２を収容する収容穴１Ａを有する。この収容穴１Ａは、図２（ｂ）に図示するように、略Ｔの字状の穴断面形状を有し、また、該収容穴１Ａは、上記近接する面Ｆ1に向けて、つまり、図４に図示するように、雄部材２が配設されているセグメントＳ2 側に向けて開放 (開口) されている。
そして、図２に図示するように、この収容穴１Ａは、上記近接する面Ｆ1 から離間した部位が、該面Ｆ1 に近い部位に比べて穴幅方向（図２の矢印Ｘ方向参照）において拡幅した、拡幅穴部１ａを有する。また、上記拡幅穴部１ａの上記面Ｆ1 に近い側の面１aiが穴長手方向に沿って傾斜している。具体的には、図２（ａ）に図示するように、雄部材２の挿入方向（図２（ａ）の矢印Ｙ方向参照）手前側から奥方（図２（ａ）において右方）に行くにしたがって、下がるように傾斜している。また、この雌部材１の背面側（図２において上部）には、セグメントＳ１へ固着するべく雌ねじが螺設された背筋Ｋ取着用の取着穴１Ｃが設けられている。
【００１８】
一方、上記雄部材２は、図４に図示ように、締結しようとするセグメント（一方の被締結材）Ｓ２の相手方のセグメント（他方の被締結材）Ｓ１に近接する側の面Ｆ２に突設されており、この実施例では雄部材２の基端部に埋設部２Ｂが付設（連設）され、該埋設部２Ｂは該面Ｆ２内（セグメントＳ２内）に埋設されている。そして、この雄部材２の突設されている先端（他方のセグメントＳ１側）に、基端側に比べて、拡幅した拡幅部位２ａが、形成されている。この拡幅部位２ａは、上記雌部材１の拡幅穴部１ａに挿入されるべく対応した形状に形成されている（図２、図３を参照）。
【００１９】
図２に示す上記雌部材１の拡幅穴部１ａの穴高さ方向の寸法（この実施例の場合には穴入口端の最小寸法）ｈ１を、図３に示す上記雄部材２の拡幅部位２ａの高さ方向の寸法ｈ２よりも大きくして、適正に二つのセグメントＳ１，Ｓ２が締結した状態（図６参照）において、収納穴１Ａ内の雄部材２の下方部位に雌部材１と雄部材２との間に穴長手方向に沿って徐々に大きくなるよう楔状の隙間Ｍが形成されるような寸法に構成されている。また、この実施例の場合には、図６に図示するように、上記雄部材２の拡幅部位２ａの上方にも、雌部材１の拡幅穴部１ａの内周壁との間に隙間Ｎが形成されるような寸法に構成されている。また、図３に図示するように、この雄部材２の埋設部２Ｂの背面（図３の下部）には、セグメントＳ２へ固着するべく雌ねじが螺設された背筋Ｋ取着用の取着穴２Ｃが設けられている。
【００２０】
ところで、上記楔片３は、図２に図示するように、側面視において、先端側（雄部材２挿入側：図２において左側）の部位が肉薄に基端側（図２において右側）に行くに従って徐々に肉厚になるように、上記雌部材１の面１aiに接触する面（図２において下面）３aiが傾斜面になって、全体として楔形に形成されている。また、この楔形は、上記雌部材１の収容穴１Ａ内で、雄部材２と雌部材１との間に形成される上述した楔状の隙間Ｍに対応した、楔形に構成されている。
さらに、図１に図示するように、この楔片３の先端から後端部にかけて、幅方向の中央に、上記雄部材２を通過させるための切欠き部３Ｄが、形成されている。また、この楔片３は、図２に拡大して図示されるように、この実施例では、雌部材１の拡幅穴部１ａ内に配設されており、該楔片３の基端３Ｂは、基端５Ｂが雌部材１側に固定されているコイルスプリング５によって、該楔片３の先端方に付勢されている。上記コイルスプリング５の雌部材１側への固定は、図１，図２に拡大して図示するように、外形がハット形状の取着部材５Ｄによって、おこなわれ、この取着部材５Ｄは、また雌部材１の拡幅穴部１ａの一端（雄部材の反挿入側の端）を閉塞している。
上記コイルスプリング５に代えて、種々の形態のスプリングが使用可能で、例えば、皿バネ、板バネ等種々の形態のものを用いることができる。
また、この実施例では、図２に図示するように、楔片３の先端は、上記雄部材２の挿入を容易にするために、雄部材２と挿入当初当接する側に面取り部３ｅが形成されている。
【００２１】
一方、この実施例では、図３に図示するように、上記雄部材２側にも、上記楔片３の面取り部３ｅに対応して、挿入を円滑にするための面取り部２ｅが、上記拡幅部位２ａの下端面２aiの挿入端側に形成されている。
【００２２】
また、図５（ａ）に図示するように、上記雄部材２の拡幅部位２ａの下端面２aiの、埋設部２Ｂ上端からの高さｈ2bは、雌部材１の、セグメントＳ２側に位置する面１ｆから、雌部材１の拡幅穴部２ａ内に配設されている楔片３の雄部材２と接触する面３ajまでの高さｈ1bと略等しく、正確にはややｈ2bがｈ1bよりやや小さくなるよう構成されている。
【００２３】
また、図２に図示する如く、上記雌部材１は、セグメントＳ１の面Ｆ１と該雌部材１の上記面１ｆとが略一致するように、セグメントＳ１の面Ｆ１内に埋設される。一方、図３に図示する如く、雄部材２は、上記埋設部２ＢがセグメントＳ２内に埋設されて、該埋設部２Ｂ以外の部分がセグメントＳ２の面Ｆ２からセグメントＳ１（図５参照）側へ突設される。
【００２４】
しかして、上述のように構成された本締結具は、セグメント間の締結に際し、以下のように作用する。即ち、
締結しようとするセグメントＳ１，Ｓ２を、図４に図示するように、該セグメントＳ１の面Ｆ１とセグメントＳ２の面Ｆ２とを対面（対峙）させる。
【００２５】
次に、セグメントＳ２側の雄部材２を、図４の矢印Ｙ１で示す方向に移動させ、続いて矢印Ｚ１に示す方向に移動させて、セグメントＳ１側の雌部材１に隣接して形成されている凹部１０に挿入する（図５（ａ）の状態参照）。
【００２６】
次に、図４の矢印Ｚ２に示す方向に移動させて、雄部材２を雌部材１の収容穴１Ａ内に挿入する（図５（ｂ）の状態参照）。この状態では、雄部材２の拡幅部位２ａの挿入端の面取り部２ｅと楔片３の先端の面取り部３ｅが当接して、該楔片３側が上記コイルスプリング５のバネ力に抗して後退させられている。
【００２７】
さらに、上記雄部材２が雌部材１にさらに挿入されると、上記雄部材２の面取り部２ｅが楔片３の面取り部３ｅを乗り越えることによって、両方のセグメントＳ１，Ｓ２が近接する（図５（ｃ）の状態参照）。
【００２８】
つぎに、さらに上記雄部材２が雌部材１に深く挿入され（図６（ａ）の状態参照）、そして、図６（ｂ）に図示するように、上記雄部材２の雌部材１内への挿入が完了する。つまり、両方のセグメントＳ１，Ｓ２の挿入方向の位置が所定状態になる。
【００２９】
この状態において、仮に、両方のセグメントＳ１，Ｓ２が所定位置になったにもかかわず、該両方のセグメントＳ１，Ｓ２が近接・離間する方向にガタがある場合には、上記楔片３がコイルスプリング５のバネ力によって、先端側に移動し（図６（ｃ）の状態参照）、くさび作用によって、上記「ガタ」を吸収する。
【００３０】
この結果、この締結具によれば、二つのセグメントの相対的位置がズレている場合、あるいは各セグメントあるいは一方のセグメントに対して雄部材２あるいは雌部材１の配置位置に多少の誤差があって、両方のセグメントが所定状態になったにもかかわらず、雄部材２と雌部材１間にガタがある場合にも、これらのガタを吸収して、強固に所定状態に締結することができることになる。
さらには、該セグメントで構築された構造物に地震等に起因して何らか外力（振動や衝撃力）が作用したときにも、これらの外力を上記楔片の動きによって吸収することができる。また、時間の経過等によって締結部分が変動しても、上記楔片が移動することによって、緩みを防止することが可能となる。
【００３１】
上記実施例では、締結具の材質については、特段言及していないが、鋳鋼、一般の鋼、ステンレス等の種々の金属、セラミック、あるいはプラスチック等適宜用途に応じて使用できることは言うまでもない。
【００３２】
また、本発明にかかる締結具は、上記実施例の形態の締結具に限定されるものでなく、他の形態の締結具にも適用でき、例えば、図７に図示するように、従来のＣＨ継手についても、雌部材１の収容穴１Ａに楔片を配置することによって、上記実施例と同様に本発明を適用できることは言うまでもない。
【００３３】
さらに、図１〜図６に図示する実施例に代えて、図８に図示するように、上記楔片３の雄部材２と接触する側の面３Ｕも穴長手方向に沿って徐々に肉厚を増す傾斜面（図８において右側に行くに従って上方に傾斜した傾斜面）に形成するとともに、図９に図示する雄部材２の楔片３と接触する対応する面２Ｄも、該傾斜面に実質的に等しい傾斜角からなる傾斜面を形成してもよく、かかる構成の場合には、上述した本発明にかかる基本的な作用効果を奏することは勿論のこと、さらに、図９（ａ）〜（ｃ）に図示する、雄部材２と雌部材との接合に際して、楔片３の両面での楔作用によって、雄部材２と雌部材１とを所望の位置に近接させる作用を強化できる点で好ましい実施形態となる。なお、図８、図９において、図１〜図６と対応する部分のうち主要な部位について、同じ参照番号を付す。
【００３４】
【発明の効果】
本発明にかかる締結具によれば、両方のセグメント等の被締結材の相対位置が多少ずれた場合、あるいは雌部材あるいは雄部材又は両方の部材の配置位置が多少ずれた場合においても、適正な締結状態が得られる締結具となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる締結具の雌部材と雄部材の全体の外観構成を示す、楔片を雌部材から分解した状態での斜視図である。
【図２】図１に示す雌部材の構成を示す図で（ａ）は中央側断面図, （ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ矢視側面図である。
【図３】図１に示す雄部材の構成を示す図で（ａ）は側面図, （ｂ）は（ａ）の IIIｂ− IIIｂ矢視側面図である。
【図４】図２，図３に示す雌部材と雄部材を各セグメントに配置し、締結する前の状態を示す側断面図である。
【図５】図４の状態から二つのセグメントを締結する手順の第１〜第３の段階を示す一対の雄部材と雌部材部分の状態を示す部分拡大断面図である。
【図６】図４の状態から二つのセグメントを締結する手順の第５図に示す段階からさらに進んだ第４〜第６の段階を示す一対の雄部材と雌部材部分の状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明の別の実施例を示す斜視図である。
【図８】図１〜図６に図示する実施形態とは別の実施形態にかかる雌部材の構成を示す中央側断面図である。
【図９】図８に図示する締結具について、図６に対応させて図示した第４〜第６の各段階の締結手順を示す、一対の雄部材と雌部材部分の各状態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１……雌部材
１Ａ……収容空間
１ａ……拡幅穴部
２……雄部材
２ａ……拡幅部位
３……楔片
Ｓ１……セグメント
Ｓ２……セグメント
Ｍ……楔状の隙間

Claims

締結しようとする二つの被締結材の、互いに近接する面同士を挟着せしめて、該二つの被締結材を締結する締結具であり、
締結しようとする一方の被締結材の上記近接する面から突設される雄部材と、締結しようとする他方の被締結材の上記近接する面に設けられ上記雄部材を収容する収容穴を有する雌部材と、これら雄部材と雌部材との間に挿入される楔片とを有し、
上記雄部材の、上記他方の被締結材に近い先端部に、基端側の部位に比べて、拡幅した拡幅部位を設け、
上記雌部材の収容穴が、相手方となる上記一方の被締結材側に向けて上記近接する面に開放されており、該収容穴の、上記雄部材の拡幅部位を収容する部位が、穴幅方向において、上記雄部材の拡幅部位に対応して拡幅した、拡幅穴部を備え、
上記雌部材の拡幅穴部の穴高さ方向の寸法を、上記雄部材の拡幅部位の高さ方向の寸法よりも大きくして、収納穴内に雌部材と雄部材との間に穴長手方向に沿って徐々に大きくなるよう楔状の隙間が形成されるよう構成するとともに、
上記楔片を、上記楔状の隙間に対応した楔形状に構成したことを特徴とする締結具。
前記雌部材の収容穴の穴断面形状が略逆Ｔの字状であり、上記雄部材の収容穴に収容される部位の断面形状が略Ｔの字状であることを特徴とする請求項１記載の締結具。
前記雌部材の拡幅穴部の、前記近接する面側の面が、該近接する面に対して、穴長手方向に沿って傾斜することによって、前記拡幅穴部の穴高さ方向の大きさが穴長手方向に沿って徐々に大きくなる傾斜面で、構成されていることを特徴とする請求項１記載の締結具。
前記楔片の、前記拡幅穴部の前記近接する面側の面と接触する面が、前記拡幅穴部の前記傾斜面に対応した傾斜面で形成されていることを特徴とする請求項３記載の締結具。
前記雄部材の前記楔片と接触する面が、穴長手方向に沿って基端部に対して徐々に離間するような傾斜面で構成されるとともに、前記楔片の、前記雄部材側と接触する側の面が、前記雄部材の傾斜面に対応した傾斜面で形成されていることを特徴とする請求項４記載の締結具。
前記楔片が、前記雌部材の拡幅穴部内に、前記収納穴の長手方向に、弾性部材で、後退するに従ってばね力が強くなるように、変移可能に、配設されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１の項に記載の締結具。