JPH076240Y2 - 変位吸収装置およびこれの取付構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、部材を変位可能に連結するために被連結部材
とボルトの頭部またはナットとの間に配置される変位吸
収装置およびこれの取付構造に関し、特に、トンネル覆
工用セグメントのうちの隣り合うセグメントを相互に連
結する手段の一部材として好適な変位吸収装置およびこ
れの取付構造に関する。

（従来の技術） シールド型トンネル掘削機により掘削されたトンネルの
一次覆工法としては、一般に、複数のセグメントをボル
トおよびナットによりセグメントリング状に組み立てる
工法が採用されている。この工法において、トンネルの
軸線方向に隣り合うセグメントは、所定値以上の荷重が
トンネルに作用したとき、隣り合うセグメントが相対的
に変位できるように、セグメントの複数箇所においてボ
ルトおよびナットにより連結される。

隣り合うセグメントを変位可能に連結する方法の一つと
して、連結用ボルトの頭部と被連結部材との間または連
結用ナットと被連結部材との間に、ゴムのような弾性体
とワッシャとを配置する方法がある。

（考案が解決しようとする課題） この方法では、連結用ボルトをワッシャと弾性体とに別
々に通さなければならないから、連結作業が面倒であ
る。また、ワッシャと弾性体とが分離されているから、
締付け時に弾性体が不均一に圧縮される。

前記の方法では、また、ボルトおよびナットによる締付
け時に、ボルトまたはナットの回転にともなって、弾性
体のうち、ボルトの頭部側の部位またはナット側の部位
が他の側の部位に対して回転されるから、大きなねじり
力が弾性体に作用し、その結果大きなねじれに起因する
変形すなわち大きなねじれ変形が弾性体に生じ、弾性体
を破損することがある。さらに、締付け後に弾性体が大
きなねじれ変形をしていると、スパナのような締付け工
具をボルトまたはナットから外したとき、大きなねじれ
変形に起因する弾性体の復元力によりボルトおよびナッ
トの螺合が緩み、締付け力の不足を招くことがある。

本考案は、被連結部材を容易に連結することができ、ボ
ルトおよびナットによる締付け時に弾性体に大きなねじ
れ変形を生じさせることなく所定の状態に締め付けるこ
とができる、変位吸収装置およびこれの取付構造を提供
することを目的とする。

（課題を解決する手段ならびに作用および効果） 本考案の変位吸収装置は、板状の第１および第２の部材
であってそれぞれが厚さ方向に貫通する穴を有し、前記
穴の軸線が一致するように対向された第１および第２の
部材と、弾性材料製の第３の部材であって該第３の部材
を貫通する穴を有し、該穴の軸線が前記第１および第２
の部材の穴の軸線と一致するように、前記第１の部材お
よび第２の部材の間に該第１および第２の部材と一体的
に配置された第３の部材とを含み、少なくとも前記第１
の部材の外縁は、該第１の部材の穴の軸線から最も遠い
第１の部位と、最も近い第２の部位とを有することを特
徴とする。

本考案の変位吸収装置の取付構造は、それぞれが板状の
取付部を有する一対の被連結部材であってそれぞれが前
記取付部にこれの厚さ方向へ貫通する穴を有し、該穴の
軸線が一致するように互いに対向された一対の被連結部
材と、上記の変位吸収装置であって前記第1,第２および
第３の部材の各穴の軸線が前記取付部の各穴の軸線と一
致するように一方の取付部に対向して配置された変位吸
収装置と、前記第1,第２および第３の部材の各穴ならび
に前記取付部の各穴を貫通するボルトと、該ボルトと螺
合するナットとを含み、前記変位吸収装置は、前記第１
の部材が前記ボルトの頭部の側または前記ナットの側と
なるように配置され、前記第１の部材は前記第２の部位
を除く該第１の部材の外縁の少なくとも一部が前記被連
結部材に当接されて前記穴の軸線の回りの回転を阻止さ
れていることを特徴とする。

一対の被連結部材を相対的に変位可能に連結するとき、
変位吸収装置の第１の部材が連結用ボルトの頭部の側ま
たはナットの側となり、また変位吸収装置が連結用ボル
トの頭部と一方の被連結部材との間またはナットと他方
の被連結部材との間に配置されるように、ボルトが第1,
第２および第３の部材の穴ならびに被連結部材の穴に通
される。

変位吸収装置および被連結部材へのボルトの挿通時、変
位吸収装置の第1,第２および第３の部材が一体的である
から、被連結部材に対する前記第1,第２および第３の部
材の相対的な位置調整を個別にする必要がなく、変位吸
収装置および被連結部材へのボルトの挿通作業ひいては
連結作業が容易になる。

変位吸収装置と両被連結部材とは、前記第1,第２および
第３の部材の穴ならびに両被連結部材の穴に通されたボ
ルトとこれに螺合するナットとにより締付けられる。締
付け時、第３の部材が第１および第２の部材と一体であ
るから、第３の部材が穴の軸線方向へ均一に圧縮され
る。また締付け時、第１の部材の外縁の第２の部位以外
の部位が被連結部材に当接することにより、第１の部材
の回転が阻止されるから、第３の部材が均一に圧縮され
ることとあいまって、第３の部材に大きなねじり力が生
じず、第３の部材が破損しない。

締付け後、第１の部材は、これの外縁の第２の部位以外
の部位が被連結部材に当接することにより、回転を阻止
される。このため、締付け工具をボルトおよびナットか
ら外しても、第３の部材が大きなねじれ変形をしていな
いこととあいまってボルトおよびナットの螺合が緩ま
ず、締付け力の不足を招くことがない。

上記のように、本考案によれば、第１、第２および第３
の部材が第３の部材を間にして一体的に重ねられ、少な
くとも第１の部材の外縁が、第１の部材の穴の軸線から
最も遠い第１の部位と最も近い第２の部位とを有するか
ら、ボルトの挿通時には、ボルトの挿通作業ひいては連
結作業が容易になり、また締付け時には、第３の部材が
大きなねじれ変形をしないし、破損せず、さらに締付け
後には、締付け工具をボルトおよびナットから外して
も、ボルトおよびナットの螺合が緩まず、締付け力の不
足を招くことがない、等の効果を生じる。

（実施例） 以下、図面に示す本考案の実施例について説明する。

第１図〜第３図に示す変位吸収装置10は、円板状の一対
の板部材12,14と、該板部材の間に配置された円板状の
ゴム部材16とを含む。板部材12,14は、鋼のような金属
材料で作られている。これに対し、ゴム部材16は、60度
以上の硬度を有する天然ゴムまたは合成ゴム、たとえば
クロロプレンゴムで形成されている。

板部材12,14は、所定の直径寸法Ｄを有する。これに対
し、ゴム部材16は、板部材12,14の直径寸法より小さい
直径方法および板部材12,14の厚さ寸法より大きい厚さ
寸法を有する。ゴム部材16の厚さ寸法は、たとえば、板
部材12,14の厚さ寸法の６倍程度とすることができる。

板部材12,14およびゴム部材16は、それぞれ、連結用の
ボルトを受け入れる穴18,20および22を有しており、ま
た穴18,20,22の軸線が互いに一致するように互いに一体
に成形されている。板部材12,14とゴム部材16とは、ゴ
ム部材16を加硫した後、接着剤等により接着してもよ
い。

板部材12の穴18は、円の形状を有する。板部材12の穴18
は、また、穴18の軸線と該穴の軸線から最も遠い板部材
12の外縁の部位12aとの間の寸法がL₁、穴18の軸線と該
穴18の軸線から最も近い板部材12の外縁の部位12bとの
間の寸法がR₁となるように、板部材12の中心から変位し
た部位に穿たれている。板部材14の穴20も、板部材12の
穴18と同様の部位に設けられている。

ゴム部材16の穴22は、該穴の直径寸法が該穴の軸線方向
における両端部から中央部に向けて漸次大きくなる樽の
形を有する。これに対し、ゴム部材16の外形は、これの
直径寸法が穴22の軸線方向における両端部から中央部に
向けて漸次減少する形状を有する。

第４図および第５図に示すように、一対の変位吸収装置
10を用いて連結される被連結部材24および26は、それぞ
れ、変位吸収装置10のための取付部28および30と、変位
吸収装置10の板部材12が穴18の軸線周りに回転すること
を阻止するための板状の突出部32および34とを備える。
取付部28は、連結用ボルト40を受け入れる穴36を有す
る。突出部32は、被連結部材24から垂直に突出してお
り、また穴36の軸線から間隔Ｗをおいている。取付部30
は、取付部28と同様に穴38を有しており、突出部34は突
出部32と同様に被連結部材26に設けられている。

寸法Ｗ、L₁およびR₁は、以下の関係を有するように選択
されている。Ｗは、被連結部材24の突出部32のうち、穴
18または36の軸線から穴18に最も近い部位までの距離で
ある。

R₁≦Ｗ＜L₁ 被連結部材24,26を連結するとき、ボルト40は、一つの
変位吸収装置10に通された後、両被連結部材24,26に通
され、次いで他の一つの変位吸収装置10に受け入れら
れ、その後ボルト40にナット44が螺合される。

ボルト40とナット44とにより両変位吸収装置10を締め付
けると、ゴム部材16が圧縮変形し、被連結部材24,26が
締結される。この際、変位吸収装置10は、板部材12,14
とゴム部材16とが一体であるから、穴22の軸線方向へ均
一に圧縮される。

ボルト40の頭部42またはナット44に接触する板部材12
は、ボルト40またはナット44の回転にともなって、ボル
ト40またはナット44の回転方向に回転しようとするが、
板部材12の外縁の部位12cが突出部32に当接することに
より、穴18の軸線の周りに回転することを阻止される。
その結果、大きなねじれ変形がゴム部材16に生じない。
また、ゴム部材16はこれが圧縮されることより穴22の軸
線と直角の方向へ膨出するが、穴22が樽の形状を有する
ため、ゴム部材16の前記膨出がボルト40により妨げられ
ない。

被連結部材24,26が連結された後、ボルト40とナット44
との螺合が緩むような力が板部材12に作用しても、板部
材12の部位12cが突出部32に当接し、板部材12の穴18の
軸線の周りの回転が阻止されるから、ボルト40とナット
44とが緩まず、締付け力の不足を招くことがない。

両変位吸収装置10は、被連結部材24にボルト40の軸線方
向の引張力が作用して被連結部材24,26が前記軸線方向
へ相互に隔離するとき、ゴム部材16が通常の圧縮状態か
らさらに圧縮されることにより、被連結部材24,26の相
対変位を吸収する。

また、ボルト40に沿う曲げ力が被連結部材24,26のいず
れかに作用して、被連結部材24,26がボルト40の軸線方
向へ相対変位するとき、両変位吸収装置10は、ゴム部材
16の一部が圧縮され、ゴム部材16の他の一部が伸長され
て被連結部材24,26の相対変位を吸収する。また、被連
結部材24,26の穴36,38の直径寸法がボルト40の直径寸法
より大きいから、前記した相対変位の所定の範囲におい
てボルト40は被連結部材24,26に接触しない。その結
果、ボルト40に前記曲げ力による剪断力は作用しない。

さらに、ボルト40の軸線と直交する剪断力が被連結部材
24に作用して、被連結部材24が被連結部材26に対してボ
ルト40の軸線と直角方向へ移動するとき、被連結部材24
側の変位吸収装置10のゴム部材16の一部は圧縮され、他
の一部は伸長される。これに対し、被連結部材26側の変
位吸収装置10のゴム部材16の一部は伸長され、他の一部
は圧縮される。これにより、両変位吸収装置10はボルト
40の軸線と直角方向の変位を吸収する。このため、ボル
ト40が被連結部材24,26と接触しない変位の範囲におい
て、剪断力はボルト40に作用しない。

第６図および第７図に示す変位吸収装置46にあっては、
一対の板部材48,50は正方形の形状を有しており、また
板部材48および50の中心にはそれぞれ穴18および20が設
けられている。穴18の軸線と該穴の軸線から最も遠い板
部材48の外縁の部位48aとの間の寸法はL₂であり、また
穴18の軸線から最も近い板部材の外縁の部位48bとの間
の寸法はR₂である。

第８図および第９図に示す変位吸収装置52にあっては、
板部材54は円板状の部分54aと、該円板上の部分の周縁
から外方へ突出した凸部分54bとを含み、板部材56は円
板状の部分54aの直径寸法と同じ直径寸法を有する。穴1
8は、板部材54の円板状の部分54aの中心に設けられてい
る。これに対し、穴20は板部材56の中心に設けられてい
る。

穴18の軸線と該穴の軸線から最も遠い板部材54の外縁の
部位54cとの間の寸法はL₃であり、また穴18の軸線から
最も近い板部材54dの外縁の部位との間の寸法はR₃であ
る。

変位吸収装置52を使用して取付部を有する一対の被連結
部材を連結するとき、変位吸収装置52は、板部材54がボ
ルトの頭部の側またはナットの側になるように配置され
る。ボルトおよびナットによる締付け時、板部材54の凸
部分54bが前記被連結部に当接することにより、板部材5
4は該板部材の穴18の軸線周りの回転を阻止され、変位
吸収装置52のゴム部材16はねじり変形をしない。

次に、第６図および第７図に示す一対の変位吸収装置46
を、トンネル覆工用セグメントのうち隣り合うセグメン
トを相互に連結する手段の一部材として用いる例を第10
図および第11図に示す。

第10図に示すセグメント58は、トンネル覆工用セグメン
トの一つである平板形コンクリートセグメントである。
このセグメント58は、これをトンネルの軸線方向に隣り
合う他のセグメントと連結するためのボルトまたはナッ
トを受け入れる穴64を有するリング間継手金物60と、ト
ンネルの周方向に隣合う他のセグメントと連結するため
のボルトまたはナットを受け入れる穴66を有するセグメ
ント間継手金物62とを有する。各リング間継手金物60お
よび各セグメント間継手金物62の内面形状は、変位吸収
装置46の板部材48,50の形状にほぼ一致するように形成
されている。

トンネルの軸線方向に隣り合うセグメント58,58を相互
に連結するとき、第11図に示すように、一方の変位吸収
装置46が一方のセグメント58のリング間継手金物60の取
付面60aとボルト40の頭部42との間に配置され、他方の
変位吸収装置46（図示せず）が他方のセグメント58のリ
ング間継手金物60の取付面（図示せず）とナット（図示
せず）の間に配置されるように、ボルト40が変位吸収装
置46および継手金物60に挿通された後、ボルト40にナッ
ト（図示せず）が螺合される。

連結時、変位吸収装置46の板部材48,50の形状がリング
間継手金物60の内面形状にほぼ一致することから、リン
グ間継手金物60の穴64と板部材48,50およびゴム部材16
の各穴との相互の調整をする必要がなく、連結作業が容
易になる。また、ボルトの締付け時に、板部材48はこれ
の隅角部すなわち部位48aが継手金物60に当接すること
により回転を阻止されるため、ゴム部材16がねじり変形
をせず、両変位吸収装置46は所定のトルク値で締め付け
られる。さらに、地震、地盤沈下等により、トンネル軸
方向に変位が発生したとき、変位吸収装置46は前記変位
を確実に吸収する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の変位吸収装置の一実施例を示す斜視
図、第２図は第１図の変位吸収装置の正面図、第３図は
第１図の変位吸収装置の縦断面図、第４図は第１図の変
位吸収装置の使用状態を示す正面図、第５図は第４図の
５−５線に沿って得た断面図、第６図は本考案の変位吸
収装置の他の実施例を示す正面図、第７図は第６図に示
す変位吸収装置の縦断面図、第８図は本考案の変位吸収
装置のさらに他の実施例を示す正面図、第９図は第８図
に示す変位吸収装置の縦断面図、第10図はセグメントの
斜視図、第11図は第10図に示す変位吸収装置をセグメン
トに取り付けた状態を示す斜視図である。 10,46,52:変位吸収装置、12,14,48,50,54,56:板部材、1
6:ゴム部材、18,20,22,36,38,64,66:穴、12a,12b,12c,4
8a,48b,54c,54d:板部材の外縁の部位、24,26:被連結部
材、28,30:取付部、32,34:突出部、40:ボルト、42:ボル
トの頭部、44:ナット、58:セグメント、60,62:リング間
継手金物。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被連結部材とボルトの頭部またはナットと
   の間に配置される変位吸収装置において、板状の第１お
   よび第２の部材であってそれぞれが厚さ方向に貫通する
   穴を有し、前記穴の軸線が一致するように対向された第
   １および第２の部材と、弾性材料製の第３の部材であっ
   て該第３の部材を貫通する穴を有し、該穴の軸線が前記
   第１および第２の部材の穴の軸線と一致するように、前
   記第１の部材および第２の部材の間に該第１および第２
   の部材と一体的に配置された第３の部材とを含み、少な
   くとも前記第１の部材の外縁は、該第１の部材の穴の軸
   線から最も遠い第１の部位と、最も近い第２の部位とを
   有する、変位吸収装置。
2. 【請求項２】それぞれが板状の取付部を有する一対の被
   連結部材であってそれぞれが前記取付部にこれの厚さ方
   向へ貫通する穴を有し、該穴の軸線が一致するように互
   いに対向された一対の被連結部材と、請求項（１）に記
   載の変位吸収装置であって前記第1,第２および第３の部
   材の各穴の軸線が前記取付部の各穴の軸線と一致するよ
   うに一方の取付部に対向して配置された変位吸収装置
   と、前記第1,第２および第３の部材の各穴ならびに前記
   取付部の各穴を貫通するボルトと、該ボルトと螺合する
   ナットとを含み、前記変位吸収装置は、前記第１の部材
   が前記ボルトの頭部の側または前記ナットの側となるよ
   うに配置され、前記第１の部材は前記第２の部位を除く
   該第１の部材の外縁の少なくとも一部が前記被連結部材
   に当接されて前記穴の軸線の周りの回転を阻止されてい
   る、変位吸収装置の取付構造。