JP4448222B2 - セグメント用継手およびセグメント締結方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継手部が露出しないセグメント用継手およびこれを用いたセグメント締結方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セグメント同士を締結するセグメント用継手として、例えば、セグメント側面に埋設した継手金具同士をボルト・ナットで締結するボルト式継手が知られている。しかし、ボルト式継手においては、セグメント組立時にナットを締め付けなければならず、また、ナットの増し締めという事後工程を行う必要があった。また、セグメント内径側に継手部が露出する場合があった。
【０００３】
これに対し、最近では、例えば、コーンコネクターセグメント（「トンネルと地下」第３０巻３号６２頁、１９９９年３月）等が開発されている。コーンコネクターセグメントにおいては、中空円錐台形の雌金物に、円錐台形の雄金物を嵌合させて、セグメント同士が締結される。したがって、ナットの締め付けや、増し締め等の作業が不要である。また、継手金物をセグメントの側面に収納することで、セグメント内径側に継手部が露出しない構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コーンコネクターセグメントでは、雌金物に雄金物を嵌合させ、目地を閉合することで締結力を得るため、継手の製作には高い精度が要求される。また、セグメントに対する継手の設置位置も正確に決定しなければならない。
【０００５】
また、従来、同一のセグメントリングを形成するセグメント同士を締結するセグメント間継手と、前後するセグメントリング同士を締結するリング間継手とには、異なる形状のセグメント用継手が使われていた。近年、コスト削減のため、同じ種類のセグメント用継手を、セグメント間継手とリング間継手とに併用することが望まれている。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、加工精度、セグメントへの取り付け位置に幅を持たせることができ、セグメント間継手とリング間継手とに併用できるセグメント用継手およびこれを用いたセグメント締結方法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】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のセグメント用継手１１〜１７は、地中空洞内面を覆工するセグメント１１０…同士を、一方のセグメント１１０に設けられ、断面形状が略コ字状凹部２１ｂ〜２７ｂによる雌部２１〜２７と、他方のセグメント１１０に設けられ、ほぼ平行に突出する弾性機能を有する金属板による雄部３１〜３７と、を互いに係合することにより締結するセグメント用継手１１〜１７であって、前記雌部２１〜２７内の向かい合う内壁の少なくとも一部分に、開口部２１ａ〜２７ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくなる傾斜部２１ｃ〜２７ｃを形成する一方、前記雄部３１〜３７のほぼ平行する金属板の先端部３１ａ〜３７ａに、互いに外側に突出する突出部３１ｂ〜３７ｂを形成したこと、を特徴とする。
【０００８】
請求項１記載のセグメント用継手においては、雄部の先端部に形成された突出部が、雌部内に形成された傾斜部を、弾性機能を有する金属板の反発力により押し込む。この作用により雄部と雌部が互いに係合するので、雄部と雌部とを高精度で加工しなくても、十分にセグメント同士を締結することができる。
【０００９】
また、凹部と金属板とを互いに係合するので、雌部と雄部の相対的な位置が、幅方向において多少ずれていても、雄部を雌部に填め込むことができる。したがって、雄部及び雌部のセグメントへの取り付け位置を厳密に決定しなくても、セグメント同士を締結することができる。
【００１０】
また、通常、セグメントは、組立済みのセグメントリングの前方に配置してから後方に押し込まれることにより、組立済みのセグメントリングおよび組立途中のセグメントリングに組み込まれる。この際、請求項１記載のセグメント用継手を請求項６の方法に適用すると、同一のセグメントリングを形成するセグメント同士を締結することができ、また、請求項７の方法に適用すると、前後するセグメントリング同士を締結することができる。すなわち、請求項１記載のセグメント用継手を、セグメント間継手またはリング間継手に用いることができる。
【００１１】
また、請求項１記載のセグメント用継手を、セグメント間継手とリング間継手とに併用することもできる。この場合には、セグメント用継手に用いる部材の種類を減少でき、コスト削減を図ることができる。
【００１２】
請求項２記載のセグメント用継手は、請求項１記載のセグメント用継手１１〜１７において、ほぼ平行する金属板は中間部３１ｃ〜３７ｃで折り曲げ加工した一体成形品であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載のセグメント用継手においては、金属板の中間部をセグメントに固定することで、雄部をセグメントに固定することができる。特に、セグメントに埋め込まれたアンカー筋に対して、金属板の中間部を固定することで、強固に雄部をセグメントに固定することができる。
【００１４】
請求項３記載のセグメント用継手は、請求項１記載のセグメント用継手１１〜１７において、ほぼ平行する金属板は互いに向き合わせた対称形を有する二枚の金属板であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載のセグメント用継手においては、二枚の金属板の端部を、セグメントに対して固定することで、雄部をセグメントに固定することができる。
【００１６】
請求項４記載のセグメント用継手は、請求項１〜３のいずれかに記載のセグメント用継手１１（１５、１７）において、雄部３１（３５、３７）が雌部２１（２５、２７）の開口部２１ａ（２５ａ、２７ａ）から引き抜かれないようにするストッパ手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載のセグメント用継手においては、ストッパ手段により、雄部が雌部の開口部から引き抜かれるのを確実に防止することができる。
【００１８】
なお、ストッパ手段としては、例えば、金属板の先端部を互いに近づけて少なくとも一部を接触させた場合に、雄部の先端部の位置での上下幅が、開口部の内側縁部間の距離よりも大きくなるように設定された、雄部の先端部が挙げられる。また、雌部内に形成され、雄部の突出部と係合し合う溝などでもよい。ストッパ手段は、上述の例に限ることなく、雄部が雌部の開口部から引き抜かれないようにするものであれば良い。
【００１９】
請求項５記載のセグメント用継手は、地中空洞内面を覆工するセグメント同士を、一方のセグメントに設けられ、断面形状が略コ字状凹部による雌部と、他方のセグメントに設けられ、互いに向き合う形態でほぼ平行に突出する弾性機能を有する金属板による雄部と、を互いに係合することにより締結するセグメント用継手であって、前記雌部の凹部内の向かい合う内壁の両方に、開口部に近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくなる傾斜部をそれぞれ形成し、前記傾斜部には、内壁面どうしの距離が段階的に小さくなるように、複数本の溝を設け、前記雄部の先端は、先端面が雄部の突出方向とは逆の方向に向くように互いに外側へ向かって反っていて、先端面が雌部と雄部の係合時に前記溝に係合するように設定し、雌部２７の開口部２７ａの内側縁部２７ｄに、開口部２７ａ側に向かうにつれ内壁面同士の距離が大きくなる形状の斜面を形成したことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載のセグメント用継手においては、雌部の開口部から雄部を填め込む際に、斜面が形成された内側縁部により、雄部の突出部が互いに内側に向けて徐々に押し込まれる。これにより、雄部の先端部での上下幅がより小さくなるので、雄部を開口部から填め込みやくすることができる。
【００２１】
請求項６記載のセグメント締結方法は、請求項１〜５のいずれかに記載のセグメント用継手１１〜１７を用いたセグメント締結方法であって、前記一方のセグメント１１０と前記他方のセグメント１１０とを、互いの側面において、前記雄部３１〜３７を前記雌部２１〜２７に一側方からスライドさせ弾性体の金属板を介し填め込めたことを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載のセグメント締結方法においては、同一のセグメントリングを形成するセグメント同士を締結することができる。すなわち、本発明のセグメント用継手をセグメント間継手に適用することができる。
【００２３】
請求項７記載のセグメント締結方法は、請求項５に記載のセグメント用継手１４（１７）を用いたセグメント締結方法であって、前記一方のセグメント１１０と前記他方のセグメント１１０とを、地中空洞の長さ方向において、互いに押しつけて、前記雄部３４（３７）を前記雌部２４（２７）に填め込むことを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載のセグメント締結方法においては、地中空洞の長さ方向において前後するセグメントリング同士を締結することができる。すなわち、本発明のセグメント用継手をリング間継手に適用することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
＜第一の実施例＞
本発明の第一の実施例であるセグメント用継手について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２６】
図２は、第一例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１１は、地中空洞内面を覆工するセグメント同士を締結するものであり、一方のセグメントに設けられる雌部２１と、他方のセグメントに設けられる雄部３１とを備えている。
【００２７】
図２に示されるように、雌部２１の断面形状は略コ字状である。雌部２１の開口部２１ａの両側端部は、開口されている。雌部２１の凹部２１ｂ内の向かい合う内壁には、開口部２１ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２１ｃ、２１ｃが形成されている。雌部２１は、例えば、鋳造したり、圧延加工したりすることで形成されるが、これらの加工方法に限られるものではない。
また、雌部２１は、後述する第三例と同様に、セグメントの側面に埋め込まれて固定されている。
【００２８】
図３は、雄部３１の斜視図である。雄部３１は、一枚の弾性機能を有する金属板を中間部３１ｃで折り曲げ加工した一体成形品であり、ほぼ平行に金属板が突出する形状となっている。雄部３１は、例えば、金型を用いて熱間成形することにより加工されるが、他の従来周知の方法によって製造されるものとしても良い。
【００２９】
雄部３１の金属板同士の距離は、先端側に行くに従い大きくなっている。また、金属板の先端面３１ｄ、３１ｄが互いに向き合うように、金属板の先端が、内側へ向かって折り曲げられている。このようにして、雄部３１の先端部３１ａ、３１ａに、互いに外側に突出する突出部３１ｂ、３１ｂが形成されている。
【００３０】
また、金属板の先端部３１ａ、３１ａを互いに近づけて先端面３１ｄ、３１ｄ同士を接触させた場合に、雄部３１の先端部３１ａの位置での上下幅が、開口部２１ａの内側縁部２１ｄ、２１ｄ間の距離よりも大きくなるように、先端面３１ｄ、３１ｄ間の距離が設定されている。
【００３１】
図４は、雄部３１の要部斜視図である。雄部３１の中間部３１ｃ近傍には、金属板に穴３１ｐ、３１ｐが形成されている。穴３１ｐ、３１ｐには、両端がねじ切りされた棒３１ｑが通されている。棒３１ｑは、セグメントに埋め込まれたアンカー筋に対して、ナットにより固定されている（図示せず）。このようにして、雄部３１が、後述する第三例と同様に、セグメントの側面に突出して固定されている。
【００３２】
なお、雄部３１は、他の方法でセグメントに固定されていてもよい。例えば、図５に示される例では、その断面が多角形状（図５では四角形）である棒３１ｒが、金属板の間に通されている。棒３１ｒは、アンカー筋に対してナットにより固定され（図示せず）、中間部３１ｃを支持している。この場合には、棒３１ｒの断面が多角形状であるため、雄部３１の廻り止めを防止することができる。
また、図６に示される例では、金属板の中間部３１ｃに穴３１ｓが設けられている。穴３１ｓに通されたボルト３１ｔが、アンカー筋に対してナットにより固定されている（図示せず）。この場合には、ボルト３１ｔの頭部が多角形状であるため、雄部３１の廻り止めを防止することができる。
【００３３】
第一例のセグメント用継手１１は、例えば、図１に示されるような、矩形型セグメント１１０に設けられている。なお、図１は、セグメント１１０…同士を締結する様子を説明するための展開図である。
【００３４】
図１に示されるように、セグメント１１０の短辺１１１側面の一端側には、雄部３Ａが突出して固定されている。また、セグメント１１０の短辺１１１側面の他端側には、雌部２Ａが埋め込まれて固定されている。雌部２Ａと雄部３Ａとを互いに係合することにより、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士が締結されている。すなわち、雌部２Ａと雄部３Ａはセグメント間継手１Ａである。
短辺１１１側面には、窪み４Ａが、セグメント１１０内部に形成されている。窪み４Ａの内部に、雄部３Ａ側に空間を確保して、雌部２Ａが固定されている。
【００３５】
また、セグメント１１０の一方の長辺１１３側面には、雄部３Ｂが突出して固定されている。また、セグメント１１０の他方の長辺１１４側面には、雌部２Ｂが埋め込まれて固定されている。雌部２Ｂと雄部３Ｂとを互いに係合することにより、前後するセグメントリング１００、１００同士が締結されている。すなわち、雌部２Ｂと雄部３Ｂはリング間継手１Ｂである。
【００３６】
次に、セグメント用継手１１をセグメント間継手１Ａに用いて、セグメント１１０…同士を締結する方法について説明する。
まず、隣り合うセグメント１１０、１１０同士が互いに前後にずれている状態で、短辺１１１、１１１側面同士を当接させる。この際、雄部３１（図１中では雄部３Ａ）の先端部３１ａ、３１ａは、隣り合うセグメント１１０の短辺１１１側面に設けられた窪み４Ａに入り込む。
【００３７】
その後、通常のセグメント組立工程と同様に、セグメント１１０を、一つ前のセグメントリング１００に前方から当接させる。この際、雄部３１が固定された短辺１１１側面と、雌部２１（図１中では雌部２Ａ）が固定された短辺１１１側面とにおいて、雄部３１が、雌部２１に、側方からスライドして填め込まれる。セグメント１１０が一つ前のセグメントリング１００に当接した際には、図２に示されるように、雄部３１と雌部２１とが互いに係合する。
このようにして、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を、弾性体の金属板を介して締結する。
【００３８】
以上のような第一例のセグメント用継手１１においては、雄部３１の突出部３１ｂ、３１ｂが、雌部２１の傾斜部２１ｃ、２１ｃを、弾性機能を有する金属板の反発力により押し込む作用により、雄部３１と雌部２１が互いに係合する。したがって、従来と異なり、雄部３１と雌部２１とを高精度で加工しなくても、十分にセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００３９】
また、凹部２１ｂによる雌部２１と金属板による雄部３１とを互いに係合するので、雌部２１と雄部３１の相対的な位置が、幅方向において多少ずれていても、雄部３１を雌部２１に填め込むことができる。したがって、セグメント１１０と隣り合うセグメント１１０との相対的な位置、あるいは、雌部２１及び雄部３１のセグメント１１０、１１０への取り付け位置を厳密に決定しなくても、セグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００４０】
さらに、セグメント１１０を一つ前のセグメントリング１００に前方から当接させるという通常のセグメント組立工程と同様の工程を行うのみで、短辺１１１側面の一端側に設けられた雄部３１を、短辺１１１側面の他端側に設けられた雌部２１に填め込んで、同一のセグメントリング１００を形成する隣り合うセグメント１１０、１１０同士を弾性体の金属板を介して締結できる。
【００４１】
また、セグメントに埋め込まれたアンカー筋に対して、金属板の中間部３１ｃが固定されているので、強固に雄部３１をセグメントに固定することができる。
【００４２】
また、上述のように、雄部３１の先端面３１ｄ、３１ｄ間の距離が設定されているので、雄部３１が開口部２１ａから引き抜かれるのを確実に防止することができる。すなわち、第一例においては、先端面３１ｄ、３１ｄ間の距離が設定された雄部３１の先端部３１ａ、３１ａが、ストッパ手段となっている。
【００４３】
なお、第一例のセグメント用継手１１は、矩形型セグメント１１０に設けられているものとしたが、これに限ることなく、従来の台形型セグメント（図７に図示）や、ウイング型セグメント（図８に図示）などにも対応可能である（第二例〜第七例においても同様）。
【００４４】
また、雄部３１は、一枚の金属板を中間部３１ｃで折り曲げ加工した一体成形品であるものとしたが、これに限ることなく、互いに向き合わせた二枚の金属板であるものとしても良い。この場合には、二枚の金属板の端部を、セグメント１１０に対して固定することで、雄部３１をセグメント１１０に固定することができる（第二例〜第七例においても同様）。
【００４５】
また、雌部２１の凹部２１ｂの内壁を、高周波焼入等により表面加工して硬化させても良い。この場合には、雄部３１を雌部２１へ填め込む際、雌部２１の内壁と雄部３１の外面との摩擦抵抗が小さくなるため、雄部３１を雌部２１へ填め込みやすくすることができる（第二例〜第七例においても同様）。
【００４６】
＜第二の実施例＞
本発明の第二の実施例であるセグメント用継手について、図９、図１０を参照して説明する。
なお、以下の実施例（第二例〜第七例）においては、第一例と同様の構成については、その説明を省略する。
【００４７】
図９は、第二例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１２は、雌部２２と雄部３２とを備えている。
【００４８】
図９に示されるように、雌部２２の凹部２２ｂ内の向かい合う内壁には、その開口部２２ａ側に、開口部２２ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２２ｃ、２２ｃが形成されている。また、凹部２２ｂ内の向かい合う内壁には、傾斜部２２ｃ、２２ｃよりも底面２２ｅ側に、底面２２ｅに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２２ｆ、２２ｆが形成されている。
【００４９】
図１０は、雄部３２の斜視図である。雄部３２の金属板同士の距離は、先端側に行くに従い大きくなっている。また、金属板の先端が、内側へ向かって折り曲げられている。このようにして、雄部３２の先端部３２ａ、３２ａに、互いに外側に突出する突出部３２ｂ、３２ｂが形成されている。
【００５０】
以上のような第二例のセグメント用継手１２を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００５１】
また、第二例のセグメント用継手１２においては、雄部３２の突出部３２ｂの外面が、雌部２２の傾斜部２２ｃ、２２ｆに接しているため、雄部３２と雌部２２との接触面積が大きく、雄部３２を雌部２２に対してより安定に支持して係合させることができる。
【００５２】
＜第三の実施例＞
本発明の第三の実施例であるセグメント用継手について、図１１〜図１４を参照して説明する。
図１１は、第三例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１３は、雌部２３と雄部３３とを備えている。
【００５３】
図１１に示されるように、雌部２３は、上述した第一例の雌部２１とほぼ同様の構成である。雌部２３は、開口部２３ａがセグメント１１０側面に位置するように、セグメント１１０に埋め込まれて固定されている。セグメント１１０に埋め込まれたアンカー筋２０、２０に対して、雌部２３の一端を固定することで、強固に雌部２３がセグメント１１０に対して固定されている。
【００５４】
図１２は、雄部３３の斜視図である。金属板の先端部３３ａ、３３ａは、雄部３３の先端内部に空間を確保するように、断面がほぼ半円状とされている。このようにして、金属板の先端部３３ａ、３３ａに、互いに外側に突出する突出部３３ｂ、３３ｂが形成されている。
【００５５】
図１１に示されるように、雄部３３は、先端部３３ａがセグメント１１０側面の外側を向くようにして、セグメント１１０側面に形成された窪み３０ａに、突出して固定されている。セグメント１１０に埋め込まれたアンカー筋３０に対して、金属板の中間部３３ｃを固定することで、強固に雄部３３がセグメント１１０に固定されている。
【００５６】
以上のような第三例のセグメント用継手１３を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００５７】
なお、図１３に示されるように、セグメント１１０側面の表面に雄部３３を締結する構成としても良い（第一例、第二例、第四例〜第七例においても同様）。
【００５８】
また、図１４に示されるように、突出部３３ｂを、一方の側端部３３ｅから他方の側端部３３ｆへ向かうにつれ、断面の半円状の径が徐々に小さくなるような構成としても良い。この構成とすると、雄部３３の側端部３３ｆから雌部２３に填め込むことで、雌部２３と雄部３３との位置合わせに余裕を持たせることができる。この場合、凹部２３ｂの形状を、雄部３３の先端部３３ａの形状に対応させて、適宜変更することも可能である。
【００５９】
また、第一例のセグメント用継手１３において、開口部２３ａの内側縁部２３ｄ、２３ｄを面取りすれば、雄部３３の先端部３３ａ、３３ａを、開口部２３ａから凹部２３ｂへ填め込みやすいものとすることができる。よって、後述する第七例と同様に、リング間継手１Ｂとして用いることも可能である。
【００６０】
＜第四の実施例＞
本発明の第四の実施例であるセグメント用継手について、図１５〜図１７を参照して説明する。
図１５は、第四例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１４は、雌部２４と雄部３４とを備えている。
【００６１】
図１５に示されるように、雌部２４の凹部２４ｂ内の向かい合う内壁には、凹部２４ｈ、２４ｈが設けられている。凹部２４ｈ、２４ｈ内の内壁には、その開口部２４ａ側に、開口部２４ａに近づくにつれ、一方の凹部２４ｈの内壁面と他方の凹部２４ｈの内壁面との距離が小さくされた傾斜部２４ｃ、２４ｃが形成されている。また、凹部２４ｈ内の内壁には、その底面２４ｅ側に、底面２４ｅに近づくにつれ、一方の凹部２４ｈの内壁面と他方の凹部２４ｈの内壁面との距離が小さくされた傾斜部２４ｆ、２４ｆが設けられている。
なお、上述の凹部２４ｈは、図１６の（Ａ）に示されるように、凹部２４ｈ内で向かい合う内壁が傾斜部２４ｃ、２４ｆとなっていてもよいし、図１６の（Ｂ）に示されるように、凹部２４ｈの開口部２４ｉの内側縁部が傾斜部２４ｃ、２４ｆとなっていてもよい。ここで、図１６は、雌部２４の要部断面図である。
【００６２】
図１７は、雄部３４の斜視図である。金属板の先端部３４ａ、３４ａは、雄部３４の先端内部に空間を確保するように、断面がほぼ台形状とされている。このようにして、金属板の先端部３４ａ、３４ａに、互いに突出する突出部３４ｂ、３４ｂが形成されている。
【００６３】
以上のような第四例のセグメント用継手１４を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。また、セグメント用継手１４をリング間継手１Ｂに用いて、前後するセグメントリング１００、１００同士を締結することもできる。なお、セグメント用継手１４をリング間継手１Ｂに用いて、セグメント１１０…同士を締結する方法は、後述する第七例とほぼ同様である。
【００６４】
また、第四例のセグメント用継手１４においては、従来と異なり、セグメント用継手１４を、セグメント間継手１Ａとリング間継手１Ｂとに併用することもできる。したがって、セグメント用継手に用いる部材の種類を減少でき、コスト削減を図ることができる。
【００６５】
＜第五の実施例＞
本発明の第五の実施例であるセグメント用継手について、図１８、図１９を参照して説明する。
図１８は、第五例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１５は、雌部２５と雄部３５とを備えている。
【００６６】
図１８に示されるように、雌部２５の凹部２５ｂ内の向かい合う内壁には、開口部２５ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２５ｃ、２５ｃが形成されている。
【００６７】
図１９は、雄部３５の斜視図である。金属板は外側へ向かって折り曲げられている。より先端側では、金属板の先端面３５ｄ、３５ｄが互いに向き合うように、内側へ向かって折り曲げられている。このようにして、雄部３５の先端部３５ａ、３５ａに、互いに外側に突出する突出部３５ｂ、３５ｂが形成されている。
【００６８】
また、金属板の先端部３５ａ、３５ａを互いに近づけて先端面３５ｄ、３５ｄ同士を接触させた場合に、雄部３５の先端部３５ａの位置での上下幅が、開口部２５ａの内側縁部２５ｄ、２５ｄ間の距離よりも大きくなるように、先端面３５ｄ、３５ｄ間の距離が設定されている。
【００６９】
以上のような第五例のセグメント用継手１５を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００７０】
また、第五例のセグメント用継手１５においては、上述のように、雄部３５の先端面３５ｄ、３５ｄ間の距離が設定されているので、雄部３５が開口部２５ａから引き抜かれるのを確実に防止することができる。すなわち、第五例においては、先端面３５ｄ、３５ｄ間の距離が設定された雄部３５の先端部３５ａ、３５ａが、ストッパ手段となっている。
【００７１】
＜第六の実施例＞
本発明の第六の実施例であるセグメント用継手について、図２０、図２１を参照して説明する。
図２０は、第六例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１６は、雌部２６と雄部３６とを備えている。
【００７２】
図２０に示されるように、雌部２６は、上述した第五例の雌部２５とほぼ同様の構成である。
【００７３】
図２１は、雄部３６の斜視図である。金属板が外側へ向かって折り曲げられることで、雄部３６の先端部３６ａ、３６ａに、互いに外側に突出する突出部３６ｂ、３６ｂが形成されている。雄部３６は、上述した第五例の雄部３５を、より簡略化した形状となっている。
【００７４】
以上のような第六例のセグメント用継手１６を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００７５】
＜第七の実施例＞
本発明の第七の実施例であるセグメント用継手について、図２２〜図２６を参照して説明する。
図２２は、第七例のセグメント用継手を示す斜視図である。セグメント用継手１７は、雌部２７と雄部３７とを備えている。
【００７６】
図２２に示されるように、雌部２７の凹部２７ｂ内の向かい合う内壁には、開口部２７ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２７ｃ、２７ｃが形成されている。傾斜部２７ｃには、開口部２７ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が段階的に小さくなるように、複数本の溝２７ｊ…が設けられている。また、雌部２７の開口部２７ａの内側縁部２７ｄ、２７ｄには、開口部２７ａ側に向かうにつれ内壁面同士の距離が大きくなる形状の斜面が形成されている。
【００７７】
雄部３７の先端は、先端面３７ｄ、３７ｄが雄部３７の突出方向とは逆の方向に向くように、互いに外側へ向かって反っている。このようにして、雄部３７の先端部３７ａ、３７ａに、互いに外側に突出する突出部３７ｂ、３７ｂが形成されている。
【００７８】
次に、セグメント用継手１７をリング間継手１Ｂに用いて、セグメント１１０…同士を締結する方法について説明する。
まず、隣り合うセグメント１１０、１１０同士が互いに前後にずれている状態で、短辺１１１、１１１側面同士を当接させる。その後、雄部３７（図１中では雄部３Ｂ）が設けられたセグメント１１０を、雌部２７（図１中では雌部２Ｂ）が設けられた一つ前のセグメントリング１００に前方から当接させる。
【００７９】
この際、図２３に示されるように、雄部３７の先端部３７ａ、３７ａは、矢印Ｚの方向に沿って、一つ前のセグメントリング１００に設けられた雌部２７の開口部２７ａから入り込む。そして、セグメント１１０とセグメント１１０を、地中空洞の長さ方向において互いに押しつけ（図２３、図２４）、雄部３７を雌部２７に填め込む。セグメント１１０が一つ前のセグメントリング１００に当接した際には、図２５に示されるように、雄部３７と雌部２７とが互いに係合する。
このようにして、前後するセグメントリング１００、１００同士を締結する。
【００８０】
以上のように、第七例のセグメント用継手１７においては、セグメント１１０を一つ前のセグメントリング１００に前方から当接させるという通常のセグメント組立工程と同様の工程を行うのみで、一方の長辺１１３側面に設けられた雄部３７を、他方の長辺１１４側面に設けられた雌部２７に填め込んで、前後するセグメントリング１００、１００同士を締結できる。
【００８１】
また、図２５に示されるように、雄部３７の突出方向とは逆の方向に向いた先端面３７ｄ、３７ｄが、雌部２７の溝２７ｊ、２７ｊに係り合うので、雄部３７が開口部２７ａから引き抜かれるのを確実に防止することができる。すなわち、第七例においては、溝２７ｊと、雄部３７の先端部３７ａ、３７ａとが、ストッパ手段となっている。
【００８２】
また、セグメント１１０、１１０同士を互いに押しつけて、雄部３７を雌部２７に填め込む際には、内側縁部２７ｄ、２７ｄの斜面により、雄部３７の先端部３７ａ、３７ａが徐々に内側へ押し込まれることになるので、雄部３７を雌部２７に挿入しやすいものとすることができる。
【００８３】
なお、内側縁部２７ｄに、予めグリースなどを塗布しておけば、雄部３７がより挿入しやすくなる。また、セグメント１１０側面にホゾを設けて、せん断に対応する構成としても良い。また、第七例のセグメント用継手１７を、第一例のセグメント用継手１１と同様に、セグメント間継手１Ａとして用いることも可能である。
【００８４】
また、図２６に示されるように、雄部３７は、互いに向き合わせた対称形を有する二枚の金属板であるものとしても良い。この場合には、二枚の金属板の端部３７ｇ、３７ｇを、セグメントに埋め込まれたアンカー筋３０に対して固定することで、雄部３７をセグメントに固定することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るセグメント用継手では、雌部と雄部とを高精度で加工しなくても、雌部と雄部によりセグメント同士を締結することができる。
【００８６】
また、本発明に係るセグメント用継手では、雌部と雄部の相対的な位置が、幅方向において多少ずれていても、雄部を雌部に填め込むことができる。
【００８７】
さらに、本発明に係るセグメント用継手を、セグメント間継手とリング間継手とに併用することもできるので、セグメント用継手に用いる部材の種類を減少でき、コスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセグメント用継手を用いてセグメント同士を締結する方法を説明するための展開図である。
【図２】本発明に係るセグメント用継手の第一例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図３】同、雄部の斜視図である。
【図４】同、雄部をセグメントに取り付ける方法の例を説明する要部斜視図である。
【図５】同、雄部をセグメントに取り付ける方法の他の例を説明する要部斜視図である。
【図６】同、雄部をセグメントに取り付ける方法の他の例を説明する要部斜視図である。
【図７】同、セグメント用継手を用いて台形型セグメント同士を締結する方法を説明するための展開図である。
【図８】同、セグメント用継手を用いてウイング型セグメント同士を締結する方法を説明するための展開図である。
【図９】本発明に係るセグメント用継手の第二例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１０】同、雄部の斜視図である。
【図１１】本発明に係るセグメント用継手の第三例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１２】同、雄部の斜視図である。
【図１３】本発明に係るセグメント用継手の第三例の変形例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１４】本発明に係るセグメント用継手の第三例の他の変形例を示すもので、雄部を示す斜視図である。
【図１５】本発明に係るセグメント用継手の第四例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１６】同、（Ａ）は雌部の要部断面図、（Ｂ）は雌部の他の例を示す要部断面図である。
【図１７】同、雄部の斜視図である。
【図１８】本発明に係るセグメント用継手の第五例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１９】同、雄部の斜視図である。
【図２０】本発明に係るセグメント用継手の第六例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図２１】同、雄部の斜視図である。
【図２２】本発明に係るセグメント用継手の第七例を示すもので、その斜視図である。
【図２３】同、雄部を雌部に填め込む様子を説明するための概略断面図である。
【図２４】同、雄部を雌部に填め込む様子を説明するための概略断面図である。
【図２５】同、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図２６】本発明に係るセグメント用継手の第七例の変形例を示すもので、雄部を示す側面図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７ セグメント用継手
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７ 雌部
２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ 開口部
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ 凹部
２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ、２５ｃ、２６ｃ、２７ｃ 傾斜部
２７ｄ 内側縁部
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７ 雄部
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａ、３７ａ 先端部
３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂ、３７ｂ 突出部
３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃ、３５ｃ、３６ｃ、３７ｃ 中間部
１１０ セグメント
【発明の属する技術分野】
本発明は、継手部が露出しないセグメント用継手およびこれを用いたセグメント締結方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セグメント同士を締結するセグメント用継手として、例えば、セグメント側面に埋設した継手金具同士をボルト・ナットで締結するボルト式継手が知られている。しかし、ボルト式継手においては、セグメント組立時にナットを締め付けなければならず、また、ナットの増し締めという事後工程を行う必要があった。また、セグメント内径側に継手部が露出する場合があった。
【０００３】
これに対し、最近では、例えば、コーンコネクターセグメント（「トンネルと地下」第３０巻３号６２頁、１９９９年３月）等が開発されている。コーンコネクターセグメントにおいては、中空円錐台形の雌金物に、円錐台形の雄金物を嵌合させて、セグメント同士が締結される。したがって、ナットの締め付けや、増し締め等の作業が不要である。また、継手金物をセグメントの側面に収納することで、セグメント内径側に継手部が露出しない構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コーンコネクターセグメントでは、雌金物に雄金物を嵌合させ、目地を閉合することで締結力を得るため、継手の製作には高い精度が要求される。また、セグメントに対する継手の設置位置も正確に決定しなければならない。
【０００５】
また、従来、同一のセグメントリングを形成するセグメント同士を締結するセグメント間継手と、前後するセグメントリング同士を締結するリング間継手とには、異なる形状のセグメント用継手が使われていた。近年、コスト削減のため、同じ種類のセグメント用継手を、セグメント間継手とリング間継手とに併用することが望まれている。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、加工精度、セグメントへの取り付け位置に幅を持たせることができ、セグメント間継手とリング間継手とに併用できるセグメント用継手およびこれを用いたセグメント締結方法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】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のセグメント用継手１１〜１７は、地中空洞内面を覆工するセグメント１１０…同士を、一方のセグメント１１０に設けられ、断面形状が略コ字状凹部２１ｂ〜２７ｂによる雌部２１〜２７と、他方のセグメント１１０に設けられ、ほぼ平行に突出する弾性機能を有する金属板による雄部３１〜３７と、を互いに係合することにより締結するセグメント用継手１１〜１７であって、前記雌部２１〜２７内の向かい合う内壁の少なくとも一部分に、開口部２１ａ〜２７ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくなる傾斜部２１ｃ〜２７ｃを形成する一方、前記雄部３１〜３７のほぼ平行する金属板の先端部３１ａ〜３７ａに、互いに外側に突出する突出部３１ｂ〜３７ｂを形成したこと、を特徴とする。
【０００８】
請求項１記載のセグメント用継手においては、雄部の先端部に形成された突出部が、雌部内に形成された傾斜部を、弾性機能を有する金属板の反発力により押し込む。この作用により雄部と雌部が互いに係合するので、雄部と雌部とを高精度で加工しなくても、十分にセグメント同士を締結することができる。
【０００９】
また、凹部と金属板とを互いに係合するので、雌部と雄部の相対的な位置が、幅方向において多少ずれていても、雄部を雌部に填め込むことができる。したがって、雄部及び雌部のセグメントへの取り付け位置を厳密に決定しなくても、セグメント同士を締結することができる。
【００１０】
また、通常、セグメントは、組立済みのセグメントリングの前方に配置してから後方に押し込まれることにより、組立済みのセグメントリングおよび組立途中のセグメントリングに組み込まれる。この際、請求項１記載のセグメント用継手を請求項６の方法に適用すると、同一のセグメントリングを形成するセグメント同士を締結することができ、また、請求項７の方法に適用すると、前後するセグメントリング同士を締結することができる。すなわち、請求項１記載のセグメント用継手を、セグメント間継手またはリング間継手に用いることができる。
【００１１】
また、請求項１記載のセグメント用継手を、セグメント間継手とリング間継手とに併用することもできる。この場合には、セグメント用継手に用いる部材の種類を減少でき、コスト削減を図ることができる。
【００１２】
請求項２記載のセグメント用継手は、請求項１記載のセグメント用継手１１〜１７において、ほぼ平行する金属板は中間部３１ｃ〜３７ｃで折り曲げ加工した一体成形品であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載のセグメント用継手においては、金属板の中間部をセグメントに固定することで、雄部をセグメントに固定することができる。特に、セグメントに埋め込まれたアンカー筋に対して、金属板の中間部を固定することで、強固に雄部をセグメントに固定することができる。
【００１４】
請求項３記載のセグメント用継手は、請求項１記載のセグメント用継手１１〜１７において、ほぼ平行する金属板は互いに向き合わせた対称形を有する二枚の金属板であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載のセグメント用継手においては、二枚の金属板の端部を、セグメントに対して固定することで、雄部をセグメントに固定することができる。
【００１６】
請求項４記載のセグメント用継手は、請求項１〜３のいずれかに記載のセグメント用継手１１（１５、１７）において、雄部３１（３５、３７）が雌部２１（２５、２７）の開口部２１ａ（２５ａ、２７ａ）から引き抜かれないようにするストッパ手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載のセグメント用継手においては、ストッパ手段により、雄部が雌部の開口部から引き抜かれるのを確実に防止することができる。
【００１８】
なお、ストッパ手段としては、例えば、金属板の先端部を互いに近づけて少なくとも一部を接触させた場合に、雄部の先端部の位置での上下幅が、開口部の内側縁部間の距離よりも大きくなるように設定された、雄部の先端部が挙げられる。また、雌部内に形成され、雄部の突出部と係合し合う溝などでもよい。ストッパ手段は、上述の例に限ることなく、雄部が雌部の開口部から引き抜かれないようにするものであれば良い。
【００１９】
請求項５記載のセグメント用継手は、地中空洞内面を覆工するセグメント同士を、一方のセグメントに設けられ、断面形状が略コ字状凹部による雌部と、他方のセグメントに設けられ、互いに向き合う形態でほぼ平行に突出する弾性機能を有する金属板による雄部と、を互いに係合することにより締結するセグメント用継手であって、前記雌部の凹部内の向かい合う内壁の両方に、開口部に近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくなる傾斜部をそれぞれ形成し、前記傾斜部には、内壁面どうしの距離が段階的に小さくなるように、複数本の溝を設け、前記雄部の先端は、先端面が雄部の突出方向とは逆の方向に向くように互いに外側へ向かって反っていて、先端面が雌部と雄部の係合時に前記溝に係合するように設定し、雌部２７の開口部２７ａの内側縁部２７ｄに、開口部２７ａ側に向かうにつれ内壁面同士の距離が大きくなる形状の斜面を形成したことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載のセグメント用継手においては、雌部の開口部から雄部を填め込む際に、斜面が形成された内側縁部により、雄部の突出部が互いに内側に向けて徐々に押し込まれる。これにより、雄部の先端部での上下幅がより小さくなるので、雄部を開口部から填め込みやくすることができる。
【００２１】
請求項６記載のセグメント締結方法は、請求項１〜５のいずれかに記載のセグメント用継手１１〜１７を用いたセグメント締結方法であって、前記一方のセグメント１１０と前記他方のセグメント１１０とを、互いの側面において、前記雄部３１〜３７を前記雌部２１〜２７に一側方からスライドさせ弾性体の金属板を介し填め込めたことを特徴とする。
【００２２】
請求項６記載のセグメント締結方法においては、同一のセグメントリングを形成するセグメント同士を締結することができる。すなわち、本発明のセグメント用継手をセグメント間継手に適用することができる。
【００２３】
請求項７記載のセグメント締結方法は、請求項５に記載のセグメント用継手１４（１７）を用いたセグメント締結方法であって、前記一方のセグメント１１０と前記他方のセグメント１１０とを、地中空洞の長さ方向において、互いに押しつけて、前記雄部３４（３７）を前記雌部２４（２７）に填め込むことを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載のセグメント締結方法においては、地中空洞の長さ方向において前後するセグメントリング同士を締結することができる。すなわち、本発明のセグメント用継手をリング間継手に適用することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
＜第一の実施例＞
本発明の第一の実施例であるセグメント用継手について、図１〜図８を参照して説明する。
【００２６】
図２は、第一例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１１は、地中空洞内面を覆工するセグメント同士を締結するものであり、一方のセグメントに設けられる雌部２１と、他方のセグメントに設けられる雄部３１とを備えている。
【００２７】
図２に示されるように、雌部２１の断面形状は略コ字状である。雌部２１の開口部２１ａの両側端部は、開口されている。雌部２１の凹部２１ｂ内の向かい合う内壁には、開口部２１ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２１ｃ、２１ｃが形成されている。雌部２１は、例えば、鋳造したり、圧延加工したりすることで形成されるが、これらの加工方法に限られるものではない。
また、雌部２１は、後述する第三例と同様に、セグメントの側面に埋め込まれて固定されている。
【００２８】
図３は、雄部３１の斜視図である。雄部３１は、一枚の弾性機能を有する金属板を中間部３１ｃで折り曲げ加工した一体成形品であり、ほぼ平行に金属板が突出する形状となっている。雄部３１は、例えば、金型を用いて熱間成形することにより加工されるが、他の従来周知の方法によって製造されるものとしても良い。
【００２９】
雄部３１の金属板同士の距離は、先端側に行くに従い大きくなっている。また、金属板の先端面３１ｄ、３１ｄが互いに向き合うように、金属板の先端が、内側へ向かって折り曲げられている。このようにして、雄部３１の先端部３１ａ、３１ａに、互いに外側に突出する突出部３１ｂ、３１ｂが形成されている。
【００３０】
また、金属板の先端部３１ａ、３１ａを互いに近づけて先端面３１ｄ、３１ｄ同士を接触させた場合に、雄部３１の先端部３１ａの位置での上下幅が、開口部２１ａの内側縁部２１ｄ、２１ｄ間の距離よりも大きくなるように、先端面３１ｄ、３１ｄ間の距離が設定されている。
【００３１】
図４は、雄部３１の要部斜視図である。雄部３１の中間部３１ｃ近傍には、金属板に穴３１ｐ、３１ｐが形成されている。穴３１ｐ、３１ｐには、両端がねじ切りされた棒３１ｑが通されている。棒３１ｑは、セグメントに埋め込まれたアンカー筋に対して、ナットにより固定されている（図示せず）。このようにして、雄部３１が、後述する第三例と同様に、セグメントの側面に突出して固定されている。
【００３２】
なお、雄部３１は、他の方法でセグメントに固定されていてもよい。例えば、図５に示される例では、その断面が多角形状（図５では四角形）である棒３１ｒが、金属板の間に通されている。棒３１ｒは、アンカー筋に対してナットにより固定され（図示せず）、中間部３１ｃを支持している。この場合には、棒３１ｒの断面が多角形状であるため、雄部３１の廻り止めを防止することができる。
また、図６に示される例では、金属板の中間部３１ｃに穴３１ｓが設けられている。穴３１ｓに通されたボルト３１ｔが、アンカー筋に対してナットにより固定されている（図示せず）。この場合には、ボルト３１ｔの頭部が多角形状であるため、雄部３１の廻り止めを防止することができる。
【００３３】
第一例のセグメント用継手１１は、例えば、図１に示されるような、矩形型セグメント１１０に設けられている。なお、図１は、セグメント１１０…同士を締結する様子を説明するための展開図である。
【００３４】
図１に示されるように、セグメント１１０の短辺１１１側面の一端側には、雄部３Ａが突出して固定されている。また、セグメント１１０の短辺１１１側面の他端側には、雌部２Ａが埋め込まれて固定されている。雌部２Ａと雄部３Ａとを互いに係合することにより、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士が締結されている。すなわち、雌部２Ａと雄部３Ａはセグメント間継手１Ａである。
短辺１１１側面には、窪み４Ａが、セグメント１１０内部に形成されている。窪み４Ａの内部に、雄部３Ａ側に空間を確保して、雌部２Ａが固定されている。
【００３５】
また、セグメント１１０の一方の長辺１１３側面には、雄部３Ｂが突出して固定されている。また、セグメント１１０の他方の長辺１１４側面には、雌部２Ｂが埋め込まれて固定されている。雌部２Ｂと雄部３Ｂとを互いに係合することにより、前後するセグメントリング１００、１００同士が締結されている。すなわち、雌部２Ｂと雄部３Ｂはリング間継手１Ｂである。
【００３６】
次に、セグメント用継手１１をセグメント間継手１Ａに用いて、セグメント１１０…同士を締結する方法について説明する。
まず、隣り合うセグメント１１０、１１０同士が互いに前後にずれている状態で、短辺１１１、１１１側面同士を当接させる。この際、雄部３１（図１中では雄部３Ａ）の先端部３１ａ、３１ａは、隣り合うセグメント１１０の短辺１１１側面に設けられた窪み４Ａに入り込む。
【００３７】
その後、通常のセグメント組立工程と同様に、セグメント１１０を、一つ前のセグメントリング１００に前方から当接させる。この際、雄部３１が固定された短辺１１１側面と、雌部２１（図１中では雌部２Ａ）が固定された短辺１１１側面とにおいて、雄部３１が、雌部２１に、側方からスライドして填め込まれる。セグメント１１０が一つ前のセグメントリング１００に当接した際には、図２に示されるように、雄部３１と雌部２１とが互いに係合する。
このようにして、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を、弾性体の金属板を介して締結する。
【００３８】
以上のような第一例のセグメント用継手１１においては、雄部３１の突出部３１ｂ、３１ｂが、雌部２１の傾斜部２１ｃ、２１ｃを、弾性機能を有する金属板の反発力により押し込む作用により、雄部３１と雌部２１が互いに係合する。したがって、従来と異なり、雄部３１と雌部２１とを高精度で加工しなくても、十分にセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００３９】
また、凹部２１ｂによる雌部２１と金属板による雄部３１とを互いに係合するので、雌部２１と雄部３１の相対的な位置が、幅方向において多少ずれていても、雄部３１を雌部２１に填め込むことができる。したがって、セグメント１１０と隣り合うセグメント１１０との相対的な位置、あるいは、雌部２１及び雄部３１のセグメント１１０、１１０への取り付け位置を厳密に決定しなくても、セグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００４０】
さらに、セグメント１１０を一つ前のセグメントリング１００に前方から当接させるという通常のセグメント組立工程と同様の工程を行うのみで、短辺１１１側面の一端側に設けられた雄部３１を、短辺１１１側面の他端側に設けられた雌部２１に填め込んで、同一のセグメントリング１００を形成する隣り合うセグメント１１０、１１０同士を弾性体の金属板を介して締結できる。
【００４１】
また、セグメントに埋め込まれたアンカー筋に対して、金属板の中間部３１ｃが固定されているので、強固に雄部３１をセグメントに固定することができる。
【００４２】
また、上述のように、雄部３１の先端面３１ｄ、３１ｄ間の距離が設定されているので、雄部３１が開口部２１ａから引き抜かれるのを確実に防止することができる。すなわち、第一例においては、先端面３１ｄ、３１ｄ間の距離が設定された雄部３１の先端部３１ａ、３１ａが、ストッパ手段となっている。
【００４３】
なお、第一例のセグメント用継手１１は、矩形型セグメント１１０に設けられているものとしたが、これに限ることなく、従来の台形型セグメント（図７に図示）や、ウイング型セグメント（図８に図示）などにも対応可能である（第二例〜第七例においても同様）。
【００４４】
また、雄部３１は、一枚の金属板を中間部３１ｃで折り曲げ加工した一体成形品であるものとしたが、これに限ることなく、互いに向き合わせた二枚の金属板であるものとしても良い。この場合には、二枚の金属板の端部を、セグメント１１０に対して固定することで、雄部３１をセグメント１１０に固定することができる（第二例〜第七例においても同様）。
【００４５】
また、雌部２１の凹部２１ｂの内壁を、高周波焼入等により表面加工して硬化させても良い。この場合には、雄部３１を雌部２１へ填め込む際、雌部２１の内壁と雄部３１の外面との摩擦抵抗が小さくなるため、雄部３１を雌部２１へ填め込みやすくすることができる（第二例〜第七例においても同様）。
【００４６】
＜第二の実施例＞
本発明の第二の実施例であるセグメント用継手について、図９、図１０を参照して説明する。
なお、以下の実施例（第二例〜第七例）においては、第一例と同様の構成については、その説明を省略する。
【００４７】
図９は、第二例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１２は、雌部２２と雄部３２とを備えている。
【００４８】
図９に示されるように、雌部２２の凹部２２ｂ内の向かい合う内壁には、その開口部２２ａ側に、開口部２２ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２２ｃ、２２ｃが形成されている。また、凹部２２ｂ内の向かい合う内壁には、傾斜部２２ｃ、２２ｃよりも底面２２ｅ側に、底面２２ｅに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２２ｆ、２２ｆが形成されている。
【００４９】
図１０は、雄部３２の斜視図である。雄部３２の金属板同士の距離は、先端側に行くに従い大きくなっている。また、金属板の先端が、内側へ向かって折り曲げられている。このようにして、雄部３２の先端部３２ａ、３２ａに、互いに外側に突出する突出部３２ｂ、３２ｂが形成されている。
【００５０】
以上のような第二例のセグメント用継手１２を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００５１】
また、第二例のセグメント用継手１２においては、雄部３２の突出部３２ｂの外面が、雌部２２の傾斜部２２ｃ、２２ｆに接しているため、雄部３２と雌部２２との接触面積が大きく、雄部３２を雌部２２に対してより安定に支持して係合させることができる。
【００５２】
＜第三の実施例＞
本発明の第三の実施例であるセグメント用継手について、図１１〜図１４を参照して説明する。
図１１は、第三例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１３は、雌部２３と雄部３３とを備えている。
【００５３】
図１１に示されるように、雌部２３は、上述した第一例の雌部２１とほぼ同様の構成である。雌部２３は、開口部２３ａがセグメント１１０側面に位置するように、セグメント１１０に埋め込まれて固定されている。セグメント１１０に埋め込まれたアンカー筋２０、２０に対して、雌部２３の一端を固定することで、強固に雌部２３がセグメント１１０に対して固定されている。
【００５４】
図１２は、雄部３３の斜視図である。金属板の先端部３３ａ、３３ａは、雄部３３の先端内部に空間を確保するように、断面がほぼ半円状とされている。このようにして、金属板の先端部３３ａ、３３ａに、互いに外側に突出する突出部３３ｂ、３３ｂが形成されている。
【００５５】
図１１に示されるように、雄部３３は、先端部３３ａがセグメント１１０側面の外側を向くようにして、セグメント１１０側面に形成された窪み３０ａに、突出して固定されている。セグメント１１０に埋め込まれたアンカー筋３０に対して、金属板の中間部３３ｃを固定することで、強固に雄部３３がセグメント１１０に固定されている。
【００５６】
以上のような第三例のセグメント用継手１３を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００５７】
なお、図１３に示されるように、セグメント１１０側面の表面に雄部３３を締結する構成としても良い（第一例、第二例、第四例〜第七例においても同様）。
【００５８】
また、図１４に示されるように、突出部３３ｂを、一方の側端部３３ｅから他方の側端部３３ｆへ向かうにつれ、断面の半円状の径が徐々に小さくなるような構成としても良い。この構成とすると、雄部３３の側端部３３ｆから雌部２３に填め込むことで、雌部２３と雄部３３との位置合わせに余裕を持たせることができる。この場合、凹部２３ｂの形状を、雄部３３の先端部３３ａの形状に対応させて、適宜変更することも可能である。
【００５９】
また、第一例のセグメント用継手１３において、開口部２３ａの内側縁部２３ｄ、２３ｄを面取りすれば、雄部３３の先端部３３ａ、３３ａを、開口部２３ａから凹部２３ｂへ填め込みやすいものとすることができる。よって、後述する第七例と同様に、リング間継手１Ｂとして用いることも可能である。
【００６０】
＜第四の実施例＞
本発明の第四の実施例であるセグメント用継手について、図１５〜図１７を参照して説明する。
図１５は、第四例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１４は、雌部２４と雄部３４とを備えている。
【００６１】
図１５に示されるように、雌部２４の凹部２４ｂ内の向かい合う内壁には、凹部２４ｈ、２４ｈが設けられている。凹部２４ｈ、２４ｈ内の内壁には、その開口部２４ａ側に、開口部２４ａに近づくにつれ、一方の凹部２４ｈの内壁面と他方の凹部２４ｈの内壁面との距離が小さくされた傾斜部２４ｃ、２４ｃが形成されている。また、凹部２４ｈ内の内壁には、その底面２４ｅ側に、底面２４ｅに近づくにつれ、一方の凹部２４ｈの内壁面と他方の凹部２４ｈの内壁面との距離が小さくされた傾斜部２４ｆ、２４ｆが設けられている。
なお、上述の凹部２４ｈは、図１６の（Ａ）に示されるように、凹部２４ｈ内で向かい合う内壁が傾斜部２４ｃ、２４ｆとなっていてもよいし、図１６の（Ｂ）に示されるように、凹部２４ｈの開口部２４ｉの内側縁部が傾斜部２４ｃ、２４ｆとなっていてもよい。ここで、図１６は、雌部２４の要部断面図である。
【００６２】
図１７は、雄部３４の斜視図である。金属板の先端部３４ａ、３４ａは、雄部３４の先端内部に空間を確保するように、断面がほぼ台形状とされている。このようにして、金属板の先端部３４ａ、３４ａに、互いに突出する突出部３４ｂ、３４ｂが形成されている。
【００６３】
以上のような第四例のセグメント用継手１４を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。また、セグメント用継手１４をリング間継手１Ｂに用いて、前後するセグメントリング１００、１００同士を締結することもできる。なお、セグメント用継手１４をリング間継手１Ｂに用いて、セグメント１１０…同士を締結する方法は、後述する第七例とほぼ同様である。
【００６４】
また、第四例のセグメント用継手１４においては、従来と異なり、セグメント用継手１４を、セグメント間継手１Ａとリング間継手１Ｂとに併用することもできる。したがって、セグメント用継手に用いる部材の種類を減少でき、コスト削減を図ることができる。
【００６５】
＜第五の実施例＞
本発明の第五の実施例であるセグメント用継手について、図１８、図１９を参照して説明する。
図１８は、第五例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１５は、雌部２５と雄部３５とを備えている。
【００６６】
図１８に示されるように、雌部２５の凹部２５ｂ内の向かい合う内壁には、開口部２５ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２５ｃ、２５ｃが形成されている。
【００６７】
図１９は、雄部３５の斜視図である。金属板は外側へ向かって折り曲げられている。より先端側では、金属板の先端面３５ｄ、３５ｄが互いに向き合うように、内側へ向かって折り曲げられている。このようにして、雄部３５の先端部３５ａ、３５ａに、互いに外側に突出する突出部３５ｂ、３５ｂが形成されている。
【００６８】
また、金属板の先端部３５ａ、３５ａを互いに近づけて先端面３５ｄ、３５ｄ同士を接触させた場合に、雄部３５の先端部３５ａの位置での上下幅が、開口部２５ａの内側縁部２５ｄ、２５ｄ間の距離よりも大きくなるように、先端面３５ｄ、３５ｄ間の距離が設定されている。
【００６９】
以上のような第五例のセグメント用継手１５を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００７０】
また、第五例のセグメント用継手１５においては、上述のように、雄部３５の先端面３５ｄ、３５ｄ間の距離が設定されているので、雄部３５が開口部２５ａから引き抜かれるのを確実に防止することができる。すなわち、第五例においては、先端面３５ｄ、３５ｄ間の距離が設定された雄部３５の先端部３５ａ、３５ａが、ストッパ手段となっている。
【００７１】
＜第六の実施例＞
本発明の第六の実施例であるセグメント用継手について、図２０、図２１を参照して説明する。
図２０は、第六例のセグメント用継手を示す概略断面図である。セグメント用継手１６は、雌部２６と雄部３６とを備えている。
【００７２】
図２０に示されるように、雌部２６は、上述した第五例の雌部２５とほぼ同様の構成である。
【００７３】
図２１は、雄部３６の斜視図である。金属板が外側へ向かって折り曲げられることで、雄部３６の先端部３６ａ、３６ａに、互いに外側に突出する突出部３６ｂ、３６ｂが形成されている。雄部３６は、上述した第五例の雄部３５を、より簡略化した形状となっている。
【００７４】
以上のような第六例のセグメント用継手１６を用いて、第一例と同様に、同一のセグメントリング１００を形成するセグメント１１０、１１０同士を締結することができる。
【００７５】
＜第七の実施例＞
本発明の第七の実施例であるセグメント用継手について、図２２〜図２６を参照して説明する。
図２２は、第七例のセグメント用継手を示す斜視図である。セグメント用継手１７は、雌部２７と雄部３７とを備えている。
【００７６】
図２２に示されるように、雌部２７の凹部２７ｂ内の向かい合う内壁には、開口部２７ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくされた傾斜部２７ｃ、２７ｃが形成されている。傾斜部２７ｃには、開口部２７ａに近づくにつれ内壁面同士の距離が段階的に小さくなるように、複数本の溝２７ｊ…が設けられている。また、雌部２７の開口部２７ａの内側縁部２７ｄ、２７ｄには、開口部２７ａ側に向かうにつれ内壁面同士の距離が大きくなる形状の斜面が形成されている。
【００７７】
雄部３７の先端は、先端面３７ｄ、３７ｄが雄部３７の突出方向とは逆の方向に向くように、互いに外側へ向かって反っている。このようにして、雄部３７の先端部３７ａ、３７ａに、互いに外側に突出する突出部３７ｂ、３７ｂが形成されている。
【００７８】
次に、セグメント用継手１７をリング間継手１Ｂに用いて、セグメント１１０…同士を締結する方法について説明する。
まず、隣り合うセグメント１１０、１１０同士が互いに前後にずれている状態で、短辺１１１、１１１側面同士を当接させる。その後、雄部３７（図１中では雄部３Ｂ）が設けられたセグメント１１０を、雌部２７（図１中では雌部２Ｂ）が設けられた一つ前のセグメントリング１００に前方から当接させる。
【００７９】
この際、図２３に示されるように、雄部３７の先端部３７ａ、３７ａは、矢印Ｚの方向に沿って、一つ前のセグメントリング１００に設けられた雌部２７の開口部２７ａから入り込む。そして、セグメント１１０とセグメント１１０を、地中空洞の長さ方向において互いに押しつけ（図２３、図２４）、雄部３７を雌部２７に填め込む。セグメント１１０が一つ前のセグメントリング１００に当接した際には、図２５に示されるように、雄部３７と雌部２７とが互いに係合する。
このようにして、前後するセグメントリング１００、１００同士を締結する。
【００８０】
以上のように、第七例のセグメント用継手１７においては、セグメント１１０を一つ前のセグメントリング１００に前方から当接させるという通常のセグメント組立工程と同様の工程を行うのみで、一方の長辺１１３側面に設けられた雄部３７を、他方の長辺１１４側面に設けられた雌部２７に填め込んで、前後するセグメントリング１００、１００同士を締結できる。
【００８１】
また、図２５に示されるように、雄部３７の突出方向とは逆の方向に向いた先端面３７ｄ、３７ｄが、雌部２７の溝２７ｊ、２７ｊに係り合うので、雄部３７が開口部２７ａから引き抜かれるのを確実に防止することができる。すなわち、第七例においては、溝２７ｊと、雄部３７の先端部３７ａ、３７ａとが、ストッパ手段となっている。
【００８２】
また、セグメント１１０、１１０同士を互いに押しつけて、雄部３７を雌部２７に填め込む際には、内側縁部２７ｄ、２７ｄの斜面により、雄部３７の先端部３７ａ、３７ａが徐々に内側へ押し込まれることになるので、雄部３７を雌部２７に挿入しやすいものとすることができる。
【００８３】
なお、内側縁部２７ｄに、予めグリースなどを塗布しておけば、雄部３７がより挿入しやすくなる。また、セグメント１１０側面にホゾを設けて、せん断に対応する構成としても良い。また、第七例のセグメント用継手１７を、第一例のセグメント用継手１１と同様に、セグメント間継手１Ａとして用いることも可能である。
【００８４】
また、図２６に示されるように、雄部３７は、互いに向き合わせた対称形を有する二枚の金属板であるものとしても良い。この場合には、二枚の金属板の端部３７ｇ、３７ｇを、セグメントに埋め込まれたアンカー筋３０に対して固定することで、雄部３７をセグメントに固定することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るセグメント用継手では、雌部と雄部とを高精度で加工しなくても、雌部と雄部によりセグメント同士を締結することができる。
【００８６】
また、本発明に係るセグメント用継手では、雌部と雄部の相対的な位置が、幅方向において多少ずれていても、雄部を雌部に填め込むことができる。
【００８７】
さらに、本発明に係るセグメント用継手を、セグメント間継手とリング間継手とに併用することもできるので、セグメント用継手に用いる部材の種類を減少でき、コスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセグメント用継手を用いてセグメント同士を締結する方法を説明するための展開図である。
【図２】本発明に係るセグメント用継手の第一例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図３】同、雄部の斜視図である。
【図４】同、雄部をセグメントに取り付ける方法の例を説明する要部斜視図である。
【図５】同、雄部をセグメントに取り付ける方法の他の例を説明する要部斜視図である。
【図６】同、雄部をセグメントに取り付ける方法の他の例を説明する要部斜視図である。
【図７】同、セグメント用継手を用いて台形型セグメント同士を締結する方法を説明するための展開図である。
【図８】同、セグメント用継手を用いてウイング型セグメント同士を締結する方法を説明するための展開図である。
【図９】本発明に係るセグメント用継手の第二例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１０】同、雄部の斜視図である。
【図１１】本発明に係るセグメント用継手の第三例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１２】同、雄部の斜視図である。
【図１３】本発明に係るセグメント用継手の第三例の変形例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１４】本発明に係るセグメント用継手の第三例の他の変形例を示すもので、雄部を示す斜視図である。
【図１５】本発明に係るセグメント用継手の第四例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１６】同、（Ａ）は雌部の要部断面図、（Ｂ）は雌部の他の例を示す要部断面図である。
【図１７】同、雄部の斜視図である。
【図１８】本発明に係るセグメント用継手の第五例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図１９】同、雄部の斜視図である。
【図２０】本発明に係るセグメント用継手の第六例を示すもので、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図２１】同、雄部の斜視図である。
【図２２】本発明に係るセグメント用継手の第七例を示すもので、その斜視図である。
【図２３】同、雄部を雌部に填め込む様子を説明するための概略断面図である。
【図２４】同、雄部を雌部に填め込む様子を説明するための概略断面図である。
【図２５】同、雄部が雌部に填め込まれた状態を示す概略断面図である。
【図２６】本発明に係るセグメント用継手の第七例の変形例を示すもので、雄部を示す側面図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７ セグメント用継手
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７ 雌部
２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ 開口部
２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ 凹部
２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ、２４ｃ、２５ｃ、２６ｃ、２７ｃ 傾斜部
２７ｄ 内側縁部
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７ 雄部
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａ、３７ａ 先端部
３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂ、３７ｂ 突出部
３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃ、３５ｃ、３６ｃ、３７ｃ 中間部
１１０ セグメント
Claims (7)
- 地中空洞内面を覆工するセグメント同士を、
一方のセグメントに設けられ、断面形状が略コ字状凹部による雌部と、
他方のセグメントに設けられ、互いに向き合う形態でほぼ平行に突出する弾性機能を有する金属板による雄部と、を互いに係合することにより締結するセグメント用継手であって、
前記雌部の凹部内の向かい合う内壁の両方に、開口部に近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくなる傾斜部をそれぞれ形成し、
前記雄部のほぼ平行する金属板の先端部に、互いに外側に突出する突出部をそれぞれ形成したこと、を特徴とするセグメント用継手。 - 請求項１記載のセグメント用継手において、前記雄部のほぼ平行する金属板は中間部で折り曲げ加工した一体成形品であることを特徴とするセグメント用継手。
- 請求項１記載のセグメント用継手において、ほぼ平行する金属板の先端部には、前記凹部の傾斜部に接触させる傾斜した外面がそれぞれ形成されていることを特徴とするセグメント用継手。
- 請求項１〜３のいずれかに記載のセグメント用継手において、前記ほぼ平行する金属板の先端面が互いに向き合うように、金属板の先端が内側へ向かって折り曲げられ、前記金属板の先端部を互いに近づけて先端面どうしを接触させた場合に、雄部の先端部の突出部の位置での上下幅が開口部の内側縁部間の距離よりも大きくなるように、先端面間の距離が設定されていることを特徴とするセグメント用継手。
- 地中空洞内面を覆工するセグメント同士を、
一方のセグメントに設けられ、断面形状が略コ字状凹部による雌部と、
他方のセグメントに設けられ、互いに向き合う形態でほぼ平行に突出する弾性機能を有する金属板による雄部と、を互いに係合することにより締結するセグメント用継手であって、
前記雌部の凹部内の向かい合う内壁の両方に、開口部に近づくにつれ内壁面同士の距離が小さくなる傾斜部をそれぞれ形成し、
前記傾斜部には、内壁面どうしの距離が段階的に小さくなるように、複数本の溝を設け、
前記雄部の先端は、先端面が雄部の突出方向とは逆の方向に向くように互いに外側へ向かって反っていて、先端面が雌部と雄部の係合時に前記溝に係合するように設定し、
前記雌部の開口部の内側縁部に、開口部側に向かうにつれ内壁面同士の距離が大きくなる形状の斜面を形成したことを特徴とするセグメント用継手。 - 請求項１〜５のいずれかに記載のセグメント用継手を用いたセグメント締結方法であって、前記一方のセグメントと前記他方のセグメントとを、互いの側面において、前記雄部を前記雌部に一側方からスライドさせ弾性体の金属板を介し填め込めたことを特徴とするセグメント締結方法。
- 請求項５に記載のセグメント用継手を用いたセグメント締結方法であって、前記一方のセグメントと前記他方のセグメントとを、地中空洞の長さ方向において、互いに押しつけて、前記雄部を前記雌部に填め込むことを特徴とするセグメント締結方法。
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