JP4820227B2 - 連結部材及び継手 - Google Patents
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また、軸部材に作用した目開きに伴う引張力を確実に弾性部材に伝えるためには、軸部材と弾性部材の芯合わせを高精度に行う必要があるが、軸部材が長い場合には、軸部材と弾性部材の芯合わせが困難になってしまう。
これにより、軸部材の剛性が高くなるため、二体の部材を離間させる方向に目開きが生じたときに、軸部材の伸び量よりも弾性部材の圧縮量を大きくすることができ、弾性部材を十分に変形させることができる。
また、軸部材を短くすることにより、軸部材と弾性部材の芯合わせを高精度に行うことができるため、軸部材に作用した目開きに伴う引張力を確実に弾性部材に伝えることができる。
また、プラグ部と接続部は、別々の部材によって構成したり、一体の部材の所定部位にそれぞれ設定したりすることができる。さらに、プラグ部は、各種公知の継手構造の雄部材と同様の形状を用いることができ、その構成は限定されるものではない。
また、充填材が軸部材に付着することを防ぐために、軸部材を被膜する必要がなくなるとともに、筒状部材の内部に軸部材が配設されないため、筒状部材に充填材をスムースに充填することができ、継手を容易に製作することができる。
また、軸部材の先端部に取り付けられた接続部を、他方の部材に定着されるプラグ部の基部に結合させることにより、軸部材を短くすることができ、軸部材の剛性が高くなるため、軸部材に目開きに伴う引張力が作用したときに、弾性部材を十分に変形させることができる。
また、軸部材を短くすることにより、軸部材と弾性部材の芯合わせを高精度に行うことができるため、軸部材に作用した目開きに伴う引張力を確実に弾性部材に伝えることができる。
なお、各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
この実施形態では、二体のセグメントの接合部に設けられる継手を例として説明する。
まず、本発明の第一実施形態について説明する。最初に、継手の全体構成について説明した後に、その継手に用いられている連結部材について説明する。
図1は、第一実施形態の連結部材を示した図で、(a)は側断面図、(b)は目開きに伴う引張力が作用した状態の側断面図である。図2は、第一実施形態の継手を示した側断面図である。図3は、第一実施形態の継手を示した図で、二体のセグメントが結合していない状態を示した側断面図である。
継手1は、図2及び図3に示すように、トンネルの延長方向に連続して設けられている舟形形状等の既存形状である二体のセグメント2,3の接合部(リング間)に設けられたリング継手である。この継手1は、一方のセグメント2(特許請求の範囲における「一方の部材」)に設けられた連結部材10と、他方のセグメント3(特許請求の範囲における「他方の部材」)に設けられた雌部材20とから構成されている。
連結部材10は、図1(a)及び図3に示すように、一方のセグメント2に定着される定着部材12と、定着部材12に挿通されている軸部材11と、軸部材11の基部11bに取り付けられている支圧部材13と、定着部材12と支圧部材13の間に介設されている弾性部材14と、定着部材12と縁切りされた状態で、軸部材11の先端部11aに取り付けられた接続部材33(特許請求の範囲における「接続部」)と、を備えている。また、接続部材33は、他方のセグメント3に定着されるプラグ部材30(特許請求の範囲における「プラグ部」)に結合されている。
定着部材12は、一方のセグメント2に埋設された板材であり、両平面が軸部材11に対して垂直に配置されている。この定着部材12の中央部には貫通穴が形成されている。
また、定着部材12には、箱状のカバー部材12aが取り付けられており、定着部材12に挿通された軸部材11の基部11bが、カバー部材12aの内部に突出している。なお、カバー部材12aは、後記する支圧部材13や弾性部材14を収容可能な大きさに形成されている。
軸部材11は、一方のセグメント2内に埋設された棒状のボルトであり、その先端部11aには、接続部材33が取り付けられている。また、軸部材11の基部11bは、定着部材12に形成された貫通穴に挿通されており、軸部材11は定着部材12に対して軸方向に移動可能となっている。
支圧部材13は、軸部材11の基部11bに環装されたワッシャ13aと、このワッシャ13aよりも軸部材11の基端部側(図1(a)の右側)で、軸部材11の基部11bに螺着されたナット13bとから構成されている。
弾性部材14は、軸部材11の基部11bに環装された二枚の皿バネ14a,14aであり、二枚の皿バネ14a,14aの各凹部端面が接するように、互いに逆方向に向けて配置されている。
また、弾性部材14の弾性変形性能は、軸部材11の引張剛性よりも小さくなっており、軸部材11に目開きに伴う引張力が作用した場合には、軸部材11の伸び量よりも弾性部材14の圧縮量が大きくなるように構成されている。
接続部材33は、円柱状の部材であり、基端面33bに形成されたネジ穴33cには、軸部材11の先端部11aが螺着されており、この基端面33bは、定着部材12に縁切りされた状態で当接している。なお、本実施形態では、接続部材33は、キャップ部材31の外径と同径であるが、キャップ部材31の外径よりも小さくてもよく、その構成は限定されるものではない。
プラグ部材30は、円筒状の鋼管であるキャップ部材31(特許請求の範囲における「筒状部材」)と、キャップ部材31の内部に充填されている無収縮性のモルタル32(特許請求の範囲における「充填材」)と、から構成されている。
キャップ部材31の先端部31aの外径は、他のセグメント3に設けられた雌部材20の内径よりも僅かに大きく形成されている(例えば1mm程度)。これにより、キャップ部材31の先端部31aを、他方のセグメント3に設けられた雌部材20の内部に嵌入したときには、先端部31aの外周面が、雌部材20の内周面に圧着される(図2参照)。
さらに、キャップ部材31の基端部31b及び接続部材33は、一方のセグメント2に埋設された外筒部材40に縁切りされた状態で内嵌されており、プラグ部材30は外筒部材40に対して摺動可能となっている。
外筒部材40は、円筒状の管部材であり、先端側(図1の左側)の開口縁40aは他方のセグメント3の接合面に露出しており、基端側(図1の右側)の開口縁40bは定着部材12に当接している。
雌部材20は、図1及び図2に示すように、他方のセグメント3に埋設されている円筒状の鋼管であり、先端側(図1の右側)の開口部20aが他方のセグメント3の接合面に開口されている。
これにより、プラグ部材30を雌部材20に挿入するときに、プラグ部材30と雌部材20の軸心がずれている場合であっても、雌部材20の先端側の開口部20aの周囲に形成された傾斜面20bに、プラグ部材30のキャップ部材31の先端部31aが案内されて位置が修正される。さらに、プラグ部材30を雌部材20に挿入するときに、プラグ部材30が雌部材20の内周面に衝突した場合であっても、緩衝材20cによって衝撃が緩和されるため、プラグ部材30及び雌部材20の破損を防ぐことができる。
図2に示す二体のセグメント2,3を離間させる方向に目開きが生じたときには、雌部材20の内部に嵌入されているプラグ部材30に、目開きに伴う引張力が作用する。この引張力は、プラグ部材30に取り付けられている接続部材33を介して、軸部材11に作用し、軸部材11から弾性部材14に作用する。
また、軸部材11を短くすることにより、弾性部材14と軸部材11の芯合わせを高精度に行うことができるため、軸部材11に作用した目開きに伴う引張力を確実に弾性部材14に伝えることができる。
また、モルタル32が軸部材11に付着することを防ぐための被膜を軸部材11に施す必要がなくなるとともに、キャップ部材31の内部に軸部材11が配設されないため、キャップ部材31にモルタル32をスムースに充填することができ、連結部材10及び継手1を容易に製作することができる。
次に、第二実施形態の継手に用いられる連結部材について説明する。
図4は、第二実施形態の連結部材を示した側断面図である。
図4に示す第二実施形態の継手に用いられる連結部材10Aは、前記第一実施形態の継手1(図2参照)に用いられる連結部材10と略同様の構成であり、プラグ部材の構成が異なっている。
このプラグ部材50の先端部50aには、雌穴部の内部に形成された突起部に係合する係合溝50bが形成されており、プラグ部材50と雌穴部が係合することにより、プラグ部材50と雌穴部が結合した状態となる。
また、プラグ部材50の基部50c及び接続部材33は、一方のセグメント2に形成された穴部5に遊嵌されており、プラグ部材50は一方のセグメント2に対して軸方向に移動可能となっている。
なお、プラグ部材50の形状は限定されるものではなく、他方のセグメントに定着させることができるものであれば、各種公知の継手構造の雄部材と同様の形状を用いることができる。
次に、第三実施形態の継手に用いられる連結部材について説明する。
図5は、第三実施形態の継手を示した図で、二体のセグメントを接合した状態の側断面図である。図6は、第三実施形態の継手を示した図で、二体のセグメントを接合する前の状態を示した側断面図である。
図5に示す第三実施形態の継手に用いられる連結部材10Bは、前記第二実施形態の連結部材10A(図4参照)と略同様の構成であり、プラグ部材の構成が異なっている。
すなわち、第三実施形態では、第一実施形態及び第二実施形態の接続部材33(図2及び図4参照)に相当する構成が、プラグ部材60の基部60bに設定されており、第一実施形態及び第二実施形態におけるプラグ部材30,50と接続部材33とが一体の部材の所定部位に設定された構成となっている。
なお、プラグ部材60の先端部60aは、各種公知の方法により他方のセグメント3に定着されている。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。例えば、各実施形態では、図2、図4及び図5に示すように、弾性部材14として皿バネ14aを用いているが、目開きに伴う引張力によって弾性変形する部材であれば限定されるものではなく、各種公知のバネ部材やゴム材等を用いることができる。
2 一方のセグメント
3 他方のセグメント
10 連結部材
11 軸部材
11a 先端部
11b 基部
12 定着部材
13 支圧部材
13a ワッシャ
13b ナット
14 弾性部材
14a 皿バネ
20 雌部材
30 プラグ部材
31 キャップ部材
31b 基端部
32 モルタル
33 接合部材
40 外筒部材
Claims (3)
- 二体の部材の接合に用いられる連結部材であって、
一方の部材に定着される定着部材と、
前記定着部材に挿通されている軸部材と、
前記軸部材の基部に取り付けられている支圧部材と、
前記定着部材と前記支圧部材の間に介設されている弾性部材と、
前記定着部材に縁切りされた状態で当接し、前記軸部材の先端部に取り付けられている接続部と、を備え、
前記接続部は、他方の部材に先端部が定着されるプラグ部の基部に結合されていることを特徴とする連結部材。 - 二体の部材の接合に用いられる継手であって、
一方の部材に定着される定着部材と、
前記定着部材に挿通されている軸部材と、
前記軸部材の基部に取り付けられている支圧部材と、
前記定着部材と前記支圧部材の間に介設されている弾性部材と、
前記定着部材に縁切りされた状態で当接し、前記軸部材の先端部に取り付けられている接続部と、
先端部が他方の部材に定着されるプラグ部と、を備え、
前記接続部は、前記プラグ部の基部に結合されていることを特徴とする継手。 - 前記プラグ部は、先端部が前記他方の部材に定着される筒状部材と、前記筒状部材の内部に充填されている充填材と、から構成されていることを特徴とする請求項2に記載の継手。
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