JPH1077792A - ２方向コッター式継手金具の自動はずれ止め方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 はずれ止めの機能を持つと同時に、コッター
本来の楔効果を発揮できる２方向コッター式継手金具の
はずれ止め装置を提供する。 【解決手段】 隣接するシールドセグメントを締結する
ための締結用テーパー１８ａ，２４ａと芯合せをするた
めの芯合せ用テーパー１９ａ，２３ａとを有する２方向
コッター式連結金具２２と、これを嵌合する埋め込み金
具１２と、丸棒状のインサート２７とを備え、２方向コ
ッター式連結金具２２と埋め込み金具１２の芯合せ用テ
ーパー１９ａ，２３ａのテーパー面には、金具１２，２
２の挿入方向と垂直な方向にインサート用溝２５，２６
が設けられ、一対のインサート用溝が上下逆さまに合わ
されて、丸棒状のインサート２７の回転嵌合用溝が構成
されていることを特徴とする２方向コッター式継手金具
の自動はずれ止め装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド工法に用
いられるシールドセグメントの芯合わせをし、シールド
セグメントを連結するための２方向コッター式継手に関
する。

【０００２】

【従来の技術】シールド・セグメントの２方向コッター
式継手金具は、２方向コッターを圧入するだけで所定の
締結力が得られ、ボルト継手の点結合に対し線結合であ
るため、強度的に優れているだけでなく、継手部材が小
さくセグメントの断面欠損が少ない理想的な継手であ
る。

【０００３】しかし、連結金具の抜け落ちはどうしても
避けられず、そのために継手部の強度低下、止水性の低
下及びセグメントの組み立て不良等を生じる。その結
果、シールド工事の進捗を大幅に遅らせることがあっ
た。そのため、２方向コッター式継手金具に於いては、
抜け落ち防止用のはずれ止め装置の開発は必須とされ、
これまで種々の開発が行われてきた。

【０００４】図７と図８は、特開昭６３−１４９９６号
公報に開示された従来のシールド・セグメントの２方向
コッター式継手金具一例を示すものであり、図７はセグ
メントの埋設金物のねじ孔の斜視図である。

【０００５】図７に示すように、継手金物３ａ，３ｂ
は、鋳鉄などにより断面がＣ字状に形成され、シールド
・トンネルの半径方向に楔孔４ａが形成されている。継
手金物３ａの楔孔４ａに接する部分は、開口しており、
楔孔４ａの壁面に勾配を備えた勾配面５ａとなってい
る。また継手金物４ａの側面には複数個のアンカ鉄筋６
が螺着されており、楔孔４ａの入口にはねじ孔７が形成
されている。

【０００６】図８は連結金物のはずれ止めボルトと通し
孔の斜視図である。連結金物８は、図８に見るように、
継手金物３ａ、３ｂが接触したときに形成される楔孔４
ａ、４ｂの断面形状と同じ断面形状を備え、楔孔４ａの
勾配面５ａに当接する面９ａは勾配面５ａと同じ勾配を
有している。なお１０は継手金具３のねじ孔７に螺着す
るボルトである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来の抜
け落ち防止用のはずれ止め装置において、次に述べるよ
うな欠点がある。この技術では、２方向コッター式継手
金具の２方向コッターを、楔孔に挿入してボルトでネジ
止めするだけのものである。一般に、ネジ止め程度の力
では２方向コッターの緩みは矯正されない。そのためこ
の技術では、２方向コッター本来の２方向コッターのテ
ーパー面によりすき間を矯正する効果、即ち楔効果が発
揮されないまま、２方向コッターを落下しないように止
めているだけである。

【０００８】従って、従来のはずれ止め装置は、２方向
コッター式継手金具の強い締結力を働かせるものではな
く、はずれ止め装置に頼る所ではセグメント間の連結強
度が十分に発揮されず、シールドの壁面強度を局所的に
弱いものにしている。

【０００９】さらに、シールド工事の進捗に伴い、後続
のセグメント組み立て工程において、セグメント間にズ
レが発生する。この不具合を軽減するため、セグメント
同志を高精度に芯合せするとか、あるいは、ズレを矯正
するとかの多大な労力と時間を要し、シールド工事の進
捗を複雑かつ困難なものにし、工程を遅らせる要因とな
っている。

【００１０】このような隣接するセグメント間及びセグ
メントリング間のすき間は、円環方向については施工性
・真円度・変形能力に低下をもたらし、シールド軸方向
には不連続性を増長させている。その結果、後続のみな
らず全体のセグメント組み立て工程において、品質保証
を目的にした不具合のチェック量を膨大なものとし、チ
ェックのための余分な労力と時間を発生させている。最
終的に、シールド工事自体の進捗を遅らせる原因にもな
っている。

【００１１】また、従来技術では２方向コッター式継手
本来の高い止水効果が全く発揮されず、セグメント間及
びセグメントリング間の緩んだ継手部からの漏水を許す
原因になっている。

【００１２】本発明は、はずれ止めの機能を持つと同時
に、コッター本来の楔効果を再発揮でき、高い止水機能
を持つシールドセグメント用２方向コッター式継手金具
の自動はずれ止め方法とその装置を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、シー
ルドセグメントの芯合せをし、シールドセグメントを連
結する２方向コッター式継手において、隣接するシール
ドセグメントを締結するための締結用テーパーと隣接す
るシールドセグメントの芯合せをするための芯合せ用テ
ーパーとを有する２方向コッター式継手金具、この２方
向コッター式連結金具を嵌合する埋め込み金具、及び丸
棒状のインサートを備え、この２方向コッター式連結金
具と埋め込み金具の芯合せ用テーパーのテーパー面に
は、この金具の挿入方向と垂直な方向にインサート用溝
が設けられ、一対のインサート用溝が互いにすき間の距
離だけ離れ、上下逆さまに合わされて、当該丸棒状のイ
ンサートの回転嵌合用溝が構成されていることを特徴と
する２方向コッター式継手金具の自動はずれ止め装置で
ある。

【００１４】この発明は、通常の２方向コッター式継手
金具の締結用テーパーの他に、芯合せ用テーパーを有し
ており、この芯合わせ用テーパー面にインサート用溝が
形成されている。

【００１５】隣接するシールドセグメントの締結におい
ては、２方向コッター式連結金具の先端を埋め込み金具
に挿入する。２方向コッター式埋め込み金具のインサー
ト用溝の位置まで圧入したところで、丸棒状のインサー
トがはずれ止めの機能とコッター本来の楔効果再発揮機
能を発揮し始める。２方向コッター式連結金具の抜け落
ちが問題となる箇所は、挿入方向が上向きの場合であ
り、２方向コッター式連結金具の根元側は先端側より下
方となる。従って、丸棒状のインサートはインサート用
溝の中で、埋め込み金具の先端側に位置している。

【００１６】インサート用溝の深さは、丸棒状のインサ
ートが偏角を保って接触して回転できる深さに設定され
ている。したがって、埋め込み金具の先端側のインサー
ト用溝内においては、相手側の芯合わせ用テーパー面、
即ち２方向コッター式連結金具の芯合わせ用テーパー面
と丸棒状のインサートとの間には接触に偏りがある。丸
棒状のインサートが相手側の芯合わせ用テーパー面に弾
性接触しても圧壊しないように形成されている。ここで
丸棒状のインサートは相手側の芯合わせ用テーパー面に
転がり押し付け力を及ぼす。この力により、双方の金具
の締結用テーパー面の密着、即ち締結力の再発揮が達成
される。

【００１７】その後、更に挿入すると、相手側（２方向
コッター式連結金具）の芯合わせ用テーパー面にインサ
ート用溝が現れて、丸棒状のインサートは２方向コッタ
ー式連結金具のインサート用溝に嵌合されることにな
る。

【００１８】これと並行して、双方の金具はその締結用
テーパー面で互いに力を及ぼし合い、楔効果により互い
に再締結される。その後は、丸棒状のインサートは締結
力の再発揮の役割を終えているので、双方の金具のイン
サート用溝の底部に弾性接触して力を及ぼす必要はな
く、軽く偏角を保って接触する程度であればよい。

【００１９】次に、何らかの原因で双方の金具の締結が
緩んだ場合について説明する。この場合、２方向コッタ
ー式連結金具が抜け落ちようとすると、丸棒状のインサ
ートは、埋め込み金具のインサート用溝の底部と２方向
コッター式連結金具の芯合わせ用テーパー面との間を弾
性接触して転がり接触しながら、インサート用溝内で回
転する。この丸棒状のインサートが転がり移動する方向
は、２方向コッター式連結金具が抜け落ちようとする方
向と同じ方向である。これは、２方向コッター式連結金
具ではその先端側から根元側に向かう方向であり、埋め
込み金具ではその根元側から先端側に向かう方向であ
る。

【００２０】この発明のインサート用溝は、溝の断面が
金具の先端側から金具の根元側にかけて偏っている十日
月形断面であることが特徴である。２方向コッター式連
結金具のインサート用溝の底部の深さは丸棒状のインサ
ートの直径より浅い。そのため、２方向コッター式連結
金具が抜け落ちようとするに伴い、丸棒状のインサート
により２方向コッターは無理やり背側から締結用テーパ
ー面方向に強く押し付けられて、ますます大きな締結力
が働く。さらに、それ以上抜け落ちしようとすると、激
しく弾性接触して丸棒状のインサートにものすごく大き
な抵抗力が作用する。この抵抗力以上の大きな外力が２
方向コッター式連結金具に働かない限り、２方向コッタ
ー式連結金具は抜け落ちない。

【００２１】また、丸棒状のインサートは、双方の金具
のインサート用溝の引っかかり突起部でもって噛み合わ
されてそれ以上転がり移動できなくなる。このようにし
て、２方向コッター式連結金具の抜け落ちが防止され
る。

【００２２】請求項２の発明は、２方向コッター式継手
金具のインサート用溝は、一対のインサート用溝の断面
が金具の先端側から根元側にかけて各々偏っている十日
月形の断面に形成されており、その深さは、丸棒状のイ
ンサートが２方向コッター式連結金具のインサート用溝
に入る前の所定時間、丸棒状のインサートが２方向コッ
ター式連結金具の芯合せ用テーパー面に接触して回転
し、その直径の半分以上を嵌合する深さに設定され、か
つ、その幅は、双方の金具の締結用テーパー面が密着す
る直前に、丸棒状のインサートが埋め込み金具のインサ
ート用溝から２方向コッター式連結金具のインサート用
溝に回転してその直径の半分以上が入る幅に設定されて
いることを特徴とする請求項１記載の２方向コッター式
継手金具の自動はずれ止め装置である。

【００２３】この発明では、丸棒状のインサートが所定
時間、２方向コッター式連結金具の芯合わせ用テーパー
面に弾性接触する。２方向コッター式連結金具の挿入に
伴い、丸棒状のインサートは２方向コッター式連結金具
の芯合わせ用テーパー面に転がり押し付け力を及ぼす。
また、双方の金具の締結用テーパー面を密着させる楔効
果による締結力再発揮機能が達成される。

【００２４】ここで、所定時間とは、隣接するシールド
セグメント間の締結力の再発揮の達成に必要な時間とい
うことである。これは、締結力の再発揮に必要な力及び
変位を、埋め込み金具の芯合わせ用テーパー面で達成す
るのに必要な期間ということであり、施工の精度に依存
する。

【００２５】また、双方の金具のインサート用溝の幅
は、丸棒状のインサートが回転して嵌合されるように、
丸棒状のインサートの外径より大きくする。具体的に
は、双方の金具の締結用テーパー面が密着する直前に、
丸棒状のインサートが埋め込み金具のインサート用溝か
ら２方向コッター式連結金具のインサート用溝に、その
転がり受け端部を中心にして方向転換されて回転し嵌合
される程度にとればよい。このようにして、丸棒状のイ
ンサートが２方向コッター式連結金具のインサート用溝
に確実に入るようにする。

【００２６】請求項３の発明は、２方向コッター式継手
金具のインサート用溝は、一対のインサート用溝の縁端
部に引っかかり突起部及び転がり受け端部を有し、丸棒
状のインサートが埋め込み金具から２方向コッター式連
結金具のインサート用溝に入る前の所定時間、２方向コ
ッター式連結金具の芯合わせ用テーパー面上において、
その引っかかり突起部が丸棒状のインサートを埋め込み
金具のインサート用溝内に係止し、かつ、双方の金具の
締結用テーパー面が密着する直前に、その転がり受け端
部が丸棒状のインサートの回転移動方向を方向転換し、
さらに、双方の金具の締結用テーパー面が密着する時
に、その引っかかり突起部が双方で丸棒状のインサート
を噛み合わせ、双方の金具のインサート用溝内で動かな
くし、丸棒状のインサートを埋め込み金具のインサート
用溝から２方向コッター式連結金具のインサート用溝に
回転嵌合して、強固に固定することを特徴とする請求項
１ないし請求項２記載の２方向コッター式継手金具の自
動はずれ止め装置である。

【００２７】請求項４の発明は、２方向コッター式連結
金具の埋め込み金具のインサート用溝は、丸棒状のイン
サートの接触面に芯合わせ用テーパー面に関する偏角及
び転がり受け端面法線方向に関する接触角を有し、その
偏角を有する接触面が丸棒状のインサートを２方向コッ
ター式連結金具の挿入方向に対してこの偏角を保って回
転させ、その強度をすき間誤差から生じる高圧縮力に対
して耐える強度とし、かつ、その転がり受け端部におい
て、その接触角を有する転がり受け端面が丸棒状のイン
サートの回転移動方向を、この接触角度分、方向転換し
て双方の金具のインサート用溝に回転嵌合する形状に設
定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３
記載の２方向コッター式継手金具の自動はずれ止め装置
である。

【００２８】これらの発明では、インサート用溝が、溝
の縁端部の金具の先端側に引っかかり形状に成形された
引っかかり突起部を有している。その引っかかり突起部
は双方の金具のすき間の間で丸棒状のインサートを噛み
合わせ、双方の金具のインサート用溝内で動かなくな
る。また、溝の縁端部の金具の先端側に皿上がり形状に
形成された転がり受け端部を有しており、その転がり受
け端部を中心にして方向転換させて回転嵌合し、２方向
コッター式連結金具の圧入を円滑にし、丸棒状のインサ
ートの回転嵌合を円滑にする。

【００２９】また、これらの発明のインサート用溝は、
溝の接触面に芯合わせ用テーパー面に関する偏角を有し
ている。これは、丸棒状のインサートが埋め込み金具の
インサート用溝内で弾性接触して大きな転がり押し付け
力を２方向コッター式連結金具に作用させても、当該イ
ンサート用溝及び丸棒状のインサートの製作誤差による
高圧縮力がこの丸棒状のインサートを圧壊しないように
するためである。この偏角が、丸棒状のインサートとの
弾性接触に偏りを持たせて圧縮力を小さくしている。

【００３０】さらに、溝の接触面の広がり角度は転がり
受け端面の法線方向に関する接触角度であり、丸棒状の
インサートが双方の金具のインサート用溝に回転嵌合さ
れる直前に、この接触角度分、前記転がり受け端部を中
心として方向転換される。その結果、２方向コッターの
挿入方向から逸れた方向にある２方向コッター式連結金
具のインサート用溝に、丸棒状のインサートが回転嵌合
できるものとなっている。このようにして、２方向コッ
ター式継手金具の抜け落ちが防止される仕組みは、既述
のとおりである。

【００３１】請求項５の発明は、２方向コッター式継手
金具の圧入装置により請求項１ないし請求項４記載の２
方向コッター式継手金具の自動はずれ止め装置を用い、
隣接するシールドセグメントの間の２方向コッター式継
手金具が抜け落ちる危険性がある場所において、圧入直
前に丸棒状のインサートを埋め込み金具のインサート用
溝内の引っかかり突起部の上側に自動装着し、２方向コ
ッター式連結金具のインサート用溝を埋め込み金具のイ
ンサート用溝の位置まで埋め込み金具に圧入したところ
で、丸棒状のインサートを２方向コッター式連結金具の
インサート用溝に回転嵌合し、強固に固定させて、２方
向コッター式連結金具が埋め込み金具から抜け落ちない
ように防止することを特徴とする２方向コッター式継手
金具の自動はずれ止め方法である。

【００３２】請求項６の発明は、２方向コッター式継手
金具の圧入装置により請求項１ないし請求項４記載の２
方向コッター式継手金具の自動はずれ止め装置を用い、
丸棒状のインサートが埋め込み金具から２方向コッター
式連結金具のインサート用溝に入る前の所定時間、丸棒
状のインサートにより２方向コッター式連結金具の芯合
せ用テーパー面に転がり押し付け力を作用させ、双方の
金具の締結用テーパー面を密着させ、楔効果により締結
力を再発揮させて、隣接するシールドセグメントの間を
互いに締結させることを特徴とする２方向コッター式継
手金具の自動はずれ止め方法である。

【００３３】これらの発明では、丸棒状のインサートを
埋め込み金具のインサート用溝内の引っかかり突起部の
上側に圧入直前に装着することにより、自動で確実に丸
棒状のインサートを装着でき、自動に締結力を再発揮さ
せることができる。

【００３４】請求項７の発明は、隣接するシールドセグ
メントの２方向コッター式継手金具の締結に、請求項１
ないし請求項４記載の２方向コッター式継手金具の自動
はずれ止め装置を用い、隣接するシールドセグメントの
間の２方向コッター式継手金具が抜け落ちる危険性があ
る場所に於ける隣接するシールドセグメントの間のシー
ル手段に対して、前記２方向コッター式連結金具の締結
力を自動に作用させることを特徴とするシールドセグメ
ントの自動シール方法である。

【００３５】この発明では、隣接するシールドセグメン
トの締結に請求項１ないし請求項４記載の２方向コッタ
ー式継手を用いているので、２方向コッター式継手が仮
に緩んでも抜け落ちることがない。またその場合も、圧
入装置により同じ２方向コッター式連結金具を再圧入す
ることにより再度完全に締結できる。その結果、隣接す
るシールドセグメント間のシール手段に、前記２方向コ
ッター式連結金具の締結力を自動に作用させることがで
きるので、自動に漏水を防ぐことができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明に係わる２方向コッター式
継手金具の自動はずれ止め装置においては、芯合せ用の
芯合わせ用テーパー面を有する２方向コッター式連結金
具（以後２方向コッターと呼ぶ）と埋め込み金具（以後
埋め込み金具と呼ぶ）の両者の芯合せ用の芯合わせ用テ
ーパー面に一対の十日月形の溝を設ける。この溝に対し
てはめ込まれる丸棒状のインサートの直径は、この一対
の十日月形の溝がすき間を持って、上下逆さまに合わさ
って形成される溝の各々の空間に、この直径の半分以上
が入る大きさとする。

【００３７】その結果、一つの２方向コッターが圧入さ
れる過程において、この丸棒状のインサートが、２方向
コッターと埋め込み金具の芯合わせ用テーパー面の間の
一対の十日月形の溝に回転して嵌合される。この丸棒状
のインサートは、回転はめ込み式インサートとして、２
方向コッターと埋め込み金具の間の一対の十日月形のイ
ンサート用溝内において、その円柱部分でもって２方向
コッターと埋め込み金具の双方の引っかかり突起部を、
安定して互い違いに弾性接触して強く引っかけ、抜け落
ちを防ぐ。

【００３８】このようにして、仮に抜け落ちそうになっ
ても、同じ２方向コッターが、丸棒状のインサートの円
柱部分でもって、背側から埋め込み金具の締結用テーパ
ー面に強く押し付けられることによって、２方向コッタ
ーが再び締結作用を発揮するように構成された２方向コ
ッター式継手金具の自動はずれ止め装置が得られる。

【００３９】この埋め込み金具の内面側（あるいは２方
向コッターの背側部）の芯合わせ用テーパー面の一方の
十日月形の溝内の引っかかり突起部の上側に対し、この
丸棒状のインサートがはめ込まれて装着される。２方向
コッターは、自動組み立て装置であるコッター圧入装置
により、そのまま圧入される。丸棒状のインサートは、
圧入されている２方向コッターの芯合わせ用テーパー面
と埋め込み金具のインサート用溝の底部との間に挟まれ
て、落下することなく自動回転して、もう一方の十日月
形の溝に嵌合される。

【００４０】ここで、この丸棒状のインサートは、前記
偏角でもって、その強度をすき間誤差から生じる高圧縮
力に対して耐える強度とする。２方向コッターが圧入さ
れる時点においては、この丸棒状のインサートは、上記
の２方向コッター背側部の芯合せ用のテーパー面から圧
縮されて押し付けられる。同時にこの丸棒状のインサー
トは、相接する埋め込み金具の芯合せ用のテーパー面の
十日月形の溝底部の転がり受け端面に凸接触し、該溝底
部から転がり摩擦を受ける。

【００４１】更に、重力が作用する下側の２方向コッタ
ーのもう一方の十日月形の溝内に回転して円滑にはめ込
まれ、丸棒状のインサートの円柱部分は、その直径が２
方向コッターと埋め込み金具のすき間より相当程度大き
く、直径からすき間の幅を差し引いた寸法が、引っかか
り突起部の両方に引っかかることにより、２方向コッタ
ーの溝縁端部の引っかかり突起部と埋め込み金具の溝縁
端部の引っかかり突起部の両方に、互い違いに弾性接触
して強く引っかかる。

【００４２】このことによって、２方向コッターが、埋
め込み金具の楔孔内から鉛直方向及び芯合せ用のテーパ
ー面方向に、抜け落ちしないように係止される。それ以
上抜け落ちしようとすると、このインサートの円柱部分
が激しく弾性接触し、ものすごく大きな抵抗力が作用し
て、強固に固定される。

【００４３】締結については、埋め込み金具の楔孔内で
２方向コッターを背側から強く圧縮して押し付けること
によって、２方向コッターの締結用テーパーを埋め込み
金具の締結用テーパーに側面（締結直角方向）から密着
させる。従って、仮に抜け落ちそうになっても、再び該
インサートの円柱部分が２方向コッターに楔作用を働か
せることにより、２方向コッターが埋め込み金具の楔孔
内で再び締結作用を発揮するように働く。こうして、２
方向コッターが、まかり間違っても埋め込み金具から抜
け落ちないようにできる２方向コッター式継手金具の自
動はずれ止め装置が得られる。

【００４４】更に詳細には、次のようにしてもよい。前
記の２方向コッターと埋め込み金具の両者の芯合せ用の
テーパー面に一対の十日月形の溝を設ける。この溝に対
してはめ込まれる丸棒状のインサートの直径を、この十
日月形の溝がすき間を持って上下逆さまに合わさって形
成される溝の各々の空間に、その直径の半分以上が入る
大きさの直径とする。こうすることにより、一つの２方
向コッターが圧入される過程において、この丸棒状のイ
ンサートは自動回転し、２方向コッターと埋め込み金具
の芯合せ用のテーパー面の間にある２方向コッターの挿
入方向から逸れた、重力が作用する下側方向にある一対
の十日月形の溝の底部分に、円滑に回転してはめ込ま
れ、インサート継手金具として作用する。

【００４５】このように、前記丸棒状のインサートは、
２方向コッターと埋め込み金具の間の隙間に比較すると
相当程度大きい直径をもっている。２方向コッターと埋
め込み金具の間の一対の十日月形の溝内において、この
インサートの円柱部分が２方向コッターと埋め込み金具
の双方の引っかかり突起部に引っかかる。そのことによ
って、前記丸棒状のインサートが引っかかり突起部の間
で互い違いに噛み合わされ、２方向コッターおよび埋め
込み金具の双方を弾性接触させて安定して強く引っか
け、２方向コッターを埋め込み金具から抜け落ちないよ
うに係止する。

【００４６】仮に抜け落ちそうになっても、インサート
の円柱部分が、再び２方向コッターの十日月形の溝内で
激しく弾性接触し、その反作用として溝内からものすご
く大きな押し付け力が働き、同じ２方向コッターの締結
用テーパー面を埋め込み金具の締結用テーパー面に強く
密着させる。こうして、緩んで楔作用が効かなくなった
２方向コッターに楔作用を働かせ、２方向コッターに再
び締結作用を発揮させる。

【００４７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である回転はめ込
み式はずれ止めインサートの溝を一体刻設した、２方向
コッター式継手金具の埋め込み金具を用いた合成コンク
リートセグメントの斜視図である。

【００４８】この実施例では、符号１１のセグメント
は、多数連結されている円筒状のトンネル壁体を構成す
る円弧版状のもので、主桁プレート１３、エンドプレー
ト１４、ストラット１５、表面プレート１６及びコンク
リート１７から構成された合成セグメントである。主桁
プレート１３には、２方向コッター式継手金具の埋め込
み金具１２が合成セグメント１１に埋設された状態で設
けられており、この埋め込み金具１２の内面には溝２６
が設けられている。

【００４９】この溝２６には、回転はめ込み式インサー
トの丸棒状体がはめ込まれ、その断面は、引っ掛かり、
はずれ止め金具として機能するように、十日月形状に一
体刻設されている。溝２６の開口は、２方向コッター式
継手金具の連結金具のもう一つの溝に当接され、上記丸
棒状のインサートを、一組の溝でもって、噛み合わせて
係止するように形成されている。

【００５０】図２は、本発明の２方向コッター式継手金
具の回転はめ込み式はずれ止めインサートを示す斜視図
である。埋め込み金具１２は長手裏面にテーパー面１８
ａを有する締結部１８と、短手裏面にテーパー面１９ａ
を有する芯合せ部１９と定着部２０とにより数字３状に
形成されている。また、そのアンカー鉄筋２１は、コン
クリート内に埋設し定着されている。

【００５１】連結部２３のテーパー面２３ａと芯合わせ
部１９のテーパー面１９ａは同じテーパーを有し、ま
た、係合部２４のテーパー面２４ａと締結部１８のテー
パー面１８ａは同じテーパーを有している。まず、連結
金具２２のテーパー面２４ａを埋め込み金具１２のテー
パー面１８ａに合わせる。これと同時に、連結金具２２
のテーパー面２３ａを埋め込み金具１２のテーパー面１
９ａに合わせる。こうして、連結金具２２を埋め込み金
具１２の楔孔に押し込み、隣接する埋め込み金具１２を
締結すると同時に高精度に芯合せする。

【００５２】埋め込み金具１２の芯合せ部１９のテーパ
ー面１９ａには溝２６が設けられ、その断面は十日月形
状に一体刻設されている。連結金具２２の連結部２３の
テーパー面２３ａには溝２５が設けられ、その断面も十
日月形状に一体刻設されている。この溝２５及び溝２６
に対して、はめ込まれる回転はめ込み式インサートの丸
棒状のインサート２７の直径は、一対の十日月形状の溝
２５と溝２６が合わさって形成される溝の各々の空間
に、その直径の半分以上が入る大きさの直径に形成され
ている。

【００５３】図３は、本発明の２方向コッター式継手金
具の回転はめ込み式インサートの丸棒状体及び非対称の
十日月形状のインサート用溝の詳細を示す断面図であ
る。特に、丸棒状のインサートが、埋め込み金具のイン
サート用溝内において、埋め込み金具のインサート用溝
から２方向コッターのインサート用溝へと向かう回転運
動を始めようとしている状態を説明する断面図である。

【００５４】丸棒状のインサート２７の状態は、２方向
コッター２２のインサート用溝２５の引っかかり突起部
３２が埋め込み金具１２のインサート用溝２６の転がり
受け端部３１に合致されるまでの間、次のようになる。
まず、２方向コッター２２の芯合せ用テーパー面２３ａ
及びそれに対して偏角３０を有する埋め込み金具１２の
インサート用溝２６の底面で挟まれる。言い換えると、
丸棒状のインサート２７が埋め込み金具１２のインサー
ト用溝２６の底面に１点接触させられ、かつ、２方向コ
ッター２２の芯合せ用テーパー面２３ａ上に垂直に１点
接触させられている。

【００５５】このようして、丸棒状のインサート２７
は、埋め込み金具１２のインサート用溝２６の深さと幅
にすっぽりと入ったまま、２方向コッター２２の芯合せ
用テーパー面２３ａの背側から押し付け反力が与えら
れ、２方向コッター２２が埋め込み金具１２の根元側の
挿入方向へ圧入される。この図は特に、丸棒状のインサ
ート２７が、自動圧入装置の高圧入力により反時計回り
に高速回転させられながら、２方向コッター２２のイン
サート用溝２５の引っかかり突起部３２から離れる瞬間
の状態を示している。

【００５６】図４は、本発明の２方向コッター式継手金
具の回転はめ込み式インサートの丸棒状体及び非対称の
十日月形状のインサート用溝の詳細を示す断面図であ
る。特に、丸棒状のインサートが、埋め込み金具のイン
サート用溝内において、埋め込み金具のインサート用溝
から２方向コッターのインサート用溝へと回転嵌合しよ
うとしている状態を説明する断面図である。

【００５７】丸棒状のインサート２７の状態は、２方向
コッター２２のインサート用溝２５の引っかかり突起部
３２が埋め込み金具１２のインサート用溝２６の転がり
受け端部３１まで圧入される長さが、埋め込み金具１２
のインサート用溝２６の底面の円弧長さ、即ち、丸棒状
のインサート２７が回転移動する長さより短い。そのた
め、丸棒状のインサート２７が埋め込み金具１２のイン
サート用溝２６内にて回転移動して転がり受け端部３１
に到達するよりも、２方向コッター２２のインサート用
溝２５の引っかかり突起部３２が埋め込み金具１２のイ
ンサート用溝２６の転がり受け端部３１に合致する方が
早い。

【００５８】その後、丸棒状のインサート２７は、２方
向コッター２２の芯合せ用テーパー面２３ａから離れた
時点から、２方向コッター２２の芯合せ用テーパー面２
３ａから転がり摩擦力を受けていたものが、埋め込み金
具１２のインサート用溝２６の底面から転がり摩擦力を
受けるようになる。そのため、丸棒状のインサート２７
は、埋め込み金具１２のインサート用溝２６の底面に沿
って時計回りに移動し始める。

【００５９】このようして、丸棒状のインサート２７
は、埋め込み金具１２のインサート用溝２６の底面から
底面法線方向に転がり反力を受けることにより、埋め込
み金具１２のインサート用溝２６の転がり受け端部３１
を回転中心として、２方向コッター２２のインサート用
溝２５の中に向かって回転嵌合する。この図は特に、丸
棒状のインサート２７が、転がり受け端部３１を回転中
心として、反時計回りに回転し、２方向コッター２２の
先端側へ接触角３３の角度分傾いて、その深さと幅が丸
棒状のインサート２７の直径の半分以上である２方向コ
ッター２２の非対称の十日月形状のインサート用溝２５
に回転嵌合し始める時点の状態を示している。

【００６０】図５は、本発明の２方向コッター式継手金
具の回転はめ込み式インサートの丸棒状体及び非対称の
十日月形状のインサート用溝の詳細を示す断面図であ
る。特に、丸棒状のインサートが、埋め込み金具のイン
サート用溝と２方向コッターのインサート用溝との間
で、その回転移動方向を方向転換され、２方向コッター
のインサート用溝内へ回転嵌合されて、２方向コッター
のインサート用溝の底面下側に１点で弾性接触している
状態を説明する断面図である。

【００６１】丸棒状のインサート２７の状態は、反時計
回りに回転移動する際、埋め込み金具１２のインサート
用溝２６の底面から底面法線方向に転がり反力を受ける
ことにより、埋め込み金具１２のインサート用溝２６の
転がり受け端部３１を回転中心として、反時計回りに回
転し、２方向コッター２２の先端側へ接触角３３の角度
分傾いて、２方向コッター２２の非対称の十日月形状の
インサート用溝２５へ方向転換して回転嵌合されてい
る。

【００６２】自動圧入操作が止められた直後にも、その
高圧入力により、２方向コッター２２はわずかではある
が弾性圧縮されている。この図は特に、弾性圧縮された
部分を残している２方向コッター２２のインサート用溝
２５内において、丸棒状のインサート２７が、その転が
り反力と自重が釣り合うことにより、２方向コッター２
２のインサート用溝２５の底面下側に１点で弾性接触し
ている状態を示している。

【００６３】図６は、本発明の２方向コッター式継手金
具の回転はめ込み式インサートの丸棒状体及び非対称の
十日月形状のインサート用溝の詳細を示す断面図であ
る。特に、丸棒状のインサートが、２方向コッターのイ
ンサート用溝内へ回転嵌合された直後、２方向コッター
が弾性圧縮状態から戻ることにより、２方向コッターと
埋め込み金具の双方の引っかかり突起部でもって、２方
向コッターのインサート用溝内で互い違いに噛み合わさ
れて、双方の金具に強固に固定されている状態を説明す
る断面図である。

【００６４】丸棒状のインサート２７の状態は、自動圧
入装置が止められた直後の２方向コッター２２の弾性圧
縮状態からの戻りにより、２方向コッター２２と埋め込
み金具１２の双方のインサート用溝２５、２６の各々の
引っかかり突起部３２、３２でもって互い違いに強固に
噛み合わされて、動くことはない。また、２方向コッタ
ー２２が仮に外れようとしても、丸棒状のインサート２
７が、双方の引っかかり突起部３２、３２の間に引っか
かる。また、強固に噛み合わされて丸棒状のインサート
２７は、２方向コッター２２をその先端側に押し付ける
ので、その締結用テーパー面２４ａにも背側から押し付
け力を及ぼす。このようにして、丸棒状のインサート２
７は、２方向コッター２２のインサート用溝２５及び埋
め込み金具１２のインサート用溝２６の中で動き緩むこ
とがないよう、双方の引っかかり突起部３２、３２およ
び２方向コッター２２の弾性圧縮戻り力により、互い違
いに高圧縮されて噛み合わされている。

【００６５】更に外れようとしても、２方向コッター２
２の締結用テーパー面２４ａの締結力を無理矢理に再発
揮することにより、埋め込み金具１２からまかり間違っ
ても外れることがないように強固に固定されている状態
を示している。

【００６６】このようにして、丸棒状のインサート２７
は、埋め込み金具１２の溝２６から、丸棒状のインサー
ト２７の回転移動方向から逸れた重力が作用する下側方
向の連結金具２２の溝２５の方向へ、回転嵌合できるも
のとなる。溝２６の縁端部の金具の先端側の引っかかり
突起部３２が引っかかり突起として作用することから、
丸棒状のインサート２７の円柱部分がテーパー面２３ａ
の溝２５の引っかかり突起部３２の双方に、丸棒状のイ
ンサート２７の直径の半分以上の長さから埋め込み金具
１２と２方向コッター２２との間のすき間２８の長さを
差し引いた分だけ、互い違いに弾性接触して強く引っ掛
かり、２方向コッター式継手に離脱力が働く箇所のはず
れ止め金具として機能するように形成されている。

【００６７】

【発明の効果】本発明は、シールドセグメントの２方向
コッター式継手金具の抜け落ち防止用のはずれ止め装置
を、回転はめ込み式インサートの丸棒状体と非対称の十
日月形のインサート用溝とにより構成したので、次に述
べるような優れた効果を上げることとなった。

【００６８】（１）本発明の回転はめ込み式インサート
の丸棒状体を、埋め込み金具と２方向コッター式継手金
具の両方に一体刻設された一対の十日月形溝のすき間に
回転嵌合し、その引っかかり突起部の双方で互い違いに
引っかけて噛み合わせることによって、２方向コッター
式連結金具の埋め込み金具からの抜け落ちが防止でき
る。仮に緩んだ場合でも、再度この連結金具を圧入する
ことにより、緩んだままの状態、あるいは、シールドセ
グメント間の継ぎ目が開いてねじれたままの状態を無く
すことができる。

【００６９】（２）その場合、再度この連結金具を圧入
することにより、隣り合ったセグメント間の埋め込み金
具同士の締結部の締結用テーパー面を再密着させて強固
な再締結ができる。

【００７０】（３）２方向コッター式継手本来の強い締
結力により、従来のはずれ止め装置における締結の不完
全さを無くし、局所的なシールド壁面強度の低下を無く
する。

【００７１】（４）従来のはずれ止め装置のセグメント
間の不具合箇所を確実に無くし、後続のセグメント組み
立て工程に於ける、セグメント同志の高精度な芯合わ
せ、ズレの矯正等のための労力と時間を大幅に減らし、
シールド工事の工程を遅らせる要因を減らす。

【００７２】（５）さらにまた、隣接するセグメント間
及びセグメントリング間の緩みが無くなるので、円環方
向の施工性・真円度・変形能力を向上させるとともに、
シールド軸方向の不連続性を増長させない。

【００７３】（６）セグメント組み立て工程に於いて、
不具合箇所数を確実に減らすことから、品質保証を目的
とした不具合チェック量を大幅に減らし、チェックのた
めの余分な労力と時間を削減できる。

【００７４】（７）従来のはずれ止め装置とは異なり、
セグメント間及びセグメントリング間の緩んだ継手部か
らの漏水を自動的に許さず、隣接するシールドセグメン
ト間のシール手段に対して強い締結力を自動的に作用さ
せて、止水効果が非常に高い２方向コッター式継手本来
の止水機能を発揮させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である合成コンクリートセグ
メントの斜視図である。

【図２】本発明の丸棒状のインサートと２方向コッター
式継手を示す斜視図である。

【図３】本発明の丸棒状のインサートと非対称の十日月
形のインサート用溝の詳細を示す断面図である。（イン
サートが相手方のインサート用溝へと向かう回転運動を
始めようとしている状態）

【図４】本発明の丸棒状のインサートと非対称の十日月
形のインサート用溝の詳細を示す断面図である。（イン
サートが相手方のインサート用溝へと回転嵌合しようと
している状態）

【図５】本発明の丸棒状のインサートと非対称の十日月
形のインサート用溝の詳細を示す断面図である。（イン
サートが相手方のインサート用溝の底面下側に１点で弾
性接触している状態）

【図６】本発明の丸棒状のインサートと非対称の十日月
形のインサート用溝の詳細を示す断面図である。（イン
サートが一対のインサート用溝内で双方の金具に強固に
固定されている状態）

【図７】従来技術のコッター式継手金物のはずれ止め構
造を示す斜視図である。

【図８】従来技術のコッター式継手金物のはずれ止めボ
ルトと通し孔の斜視図である。

【符号の説明】

１２ 埋め込み金具 １８ａ 締結用テーパー面 １９ａ 芯合せ用テーパー面 ２２ ２方向コッター式連結金具 ２３ａ 芯合せ用テーパー面 ２４ａ 締結用テーパー面 ２５ インサート用溝 ２６ インサート用溝 ２７ インサート ２９ 芯合わせ用テーパー面の傾き ３０ 偏角 ３１ 転がり受け端部 ３２ 引っかかり突起部 ３３ 接触角

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールドセグメントの芯合せをし、シー
   ルドセグメントを連結する２方向コッター式継手におい
   て、隣接するシールドセグメントを締結するための締結
   用テーパーと隣接するシールドセグメントの芯合せをす
   るための芯合せ用テーパーとを有する２方向コッター式
   連結金具、この２方向コッター式連結金具を嵌合する埋
   め込み金具、及び丸棒状のインサートを備え、この２方
   向コッター式連結金具と埋め込み金具の芯合せ用テーパ
   ーのテーパー面には、この金具の挿入方向と垂直な方向
   にインサート用溝が設けられ、一対のインサート用溝が
   互いにすき間の距離だけ離れ、上下逆さまに合わされ
   て、当該丸棒状のインサートの回転嵌合用溝が構成され
   ていることを特徴とする２方向コッター式継手金具の自
   動はずれ止め装置。
2. 【請求項２】 ２方向コッター式継手金具のインサート
   用溝は、一対のインサート用溝の断面が金具の先端側か
   ら根元側にかけて各々偏っている十日月形の断面に形成
   されており、その深さは、丸棒状のインサートが双方の
   金具の相手方の金具のインサート用溝に入る前の所定時
   間、丸棒状のインサートが双方の金具の相手方の金具の
   芯合せ用テーパー面に接触して回転し、その直径の半分
   以上を嵌合する深さに設定され、かつ、その幅は、双方
   の金具の締結用テーパー面が密着する直前に、丸棒状の
   インサートが双方の金具の一方の金具のインサート用溝
   に回転してその直径の半分以上が入る幅に設定されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の２方向コッター式継
   手金具の自動はずれ止め装置。
3. 【請求項３】 ２方向コッター式継手金具のインサート
   用溝は、一対のインサート用溝の縁端部に引っかかり突
   起部及び転がり受け端部を有し、丸棒状のインサートが
   双方の金具の相手方の金具のインサート用溝に入る前の
   所定時間、双方の金具の相手方の金具の芯合わせ用テー
   パー面上において、その引っかかり突起部が丸棒状のイ
   ンサートを双方の金具の相手方の金具のインサート用溝
   内に係止し、かつ、双方の金具の締結用テーパー面が密
   着する直前に、その転がり受け端部が丸棒状のインサー
   トの回転移動方向を方向転換し、さらに、双方の金具の
   締結用テーパー面が密着する時に、その引っかかり突起
   部が双方で丸棒状のインサートを噛み合わせ、双方の金
   具の一方の金具のインサート用溝内で動かなくし、丸棒
   状のインサートを双方の金具の一方の金具のインサート
   用溝から双方の金具の相手方の金具のインサート用溝に
   回転嵌合して、強固に固定することを特徴とする請求項
   １ないし請求項２記載の２方向コッター式継手金具の自
   動はずれ止め装置。
4. 【請求項４】 ２方向コッター式継手金具のインサート
   用溝は、丸棒状のインサートの接触面に芯合わせ用テー
   パー面に関する偏角及び転がり受け端面法線方向に関す
   る接触角を有し、その偏角を有する接触面が丸棒状のイ
   ンサートを２方向コッター式連結金具の挿入方向に対し
   てこの偏角を保って押し込み、その強度をすき間誤差か
   ら生じる高圧縮力に対して耐える強度とし、かつ、その
   転がり受け端部において、その接触角を有する転がり受
   け端面が丸棒状のインサートの回転移動方向を、この接
   触角度分、方向転換して双方の金具の相手方の金具のイ
   ンサート用溝に回転嵌合する形状に設定されていること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３記載の２方向コッ
   ター式継手金具の自動はずれ止め装置。
5. 【請求項５】 ２方向コッター式継手金具の圧入装置に
   より請求項１ないし請求項４記載の２方向コッター式継
   手金具の自動はずれ止め装置を用い、隣接するシールド
   セグメントの間の２方向コッター式継手金具が抜け落ち
   る危険性がある場所において、圧入直前に丸棒状のイン
   サートを双方の金具の上側の金具のインサート用溝の引
   っかかり突起部の上側に自動装着し、２方向コッター式
   連結金具を埋め込み金具のインサート用溝の位置まで埋
   め込み金具に圧入したところで、丸棒状のインサートを
   双方の金具の相手方の金具のインサート用溝に回転嵌合
   させて、２方向コッター式連結金具が埋め込み金具から
   抜け落ちないように防止することを特徴とする２方向コ
   ッター式継手金具の自動はずれ止め方法。
6. 【請求項６】 ２方向コッター式継手金具の圧入装置に
   より請求項１ないし請求項４記載の２方向コッター式継
   手金具の自動はずれ止め装置を用い、丸棒状のインサー
   トが双方の金具の相手方の金具のインサート用溝に入る
   前の所定時間、丸棒状のインサートにより２方向コッタ
   ー式連結金具の芯合せ用テーパー面に転がり押し付け力
   を作用させ、双方の金具の締結用テーパー面を密着さ
   せ、楔効果により締結力を再発揮させて、隣接するシー
   ルドセグメントの間を互いに締結させることを特徴とす
   る２方向コッター式継手金具の自動はずれ止め方法。
7. 【請求項７】 隣接するシールドセグメントの２方向コ
   ッター式継手金具の締結に請求項１ないし請求項４記載
   の２方向コッター式継手金具の自動はずれ止め装置を用
   い、隣接するシールドセグメントの間の２方向コッター
   式連結金具が抜け落ちる危険性がある場所のシール手段
   に対して、前記２方向コッター式継手金具の締結力を自
   動に作用させることを特徴とするシールドセグメントの
   自動シール方法。