JPH11280391A - トンネル用セグメントの連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 オス部材の挿入部分を拡径変形し易くしなが
ら、オス部材とメス部材との抜け出し方向での係合代を
大きく確保できるようにする。 【解決手段】 第１セグメント本体にオス部材３を設
け、第２セグメント本体に前記オス部材を挿入可能なメ
ス部材４を設けて、前記オス部材を前記メス部材に挿入
することにより、前記第１セグメント本体と前記第２セ
グメント本体とが互いに連結自在に構成され、前記オス
部材３のメス部材４への挿入に伴ってそのオス部材とメ
ス部材とで圧縮されて、オス部材の内側で座屈変形する
変形用部材１６を設けて、その変形用部材の座屈変形で
挿入部分を拡径させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１セグメント本
体にオス部材を設け、第２セグメント本体に前記オス部
材を挿入可能なメス部材を設けて、前記オス部材を前記
メス部材に挿入することにより、前記第１セグメント本
体と前記第２セグメント本体とが互いに連結自在に構成
され、前記オス部材をその挿入方向先端部に開口する開
口部を備えた略筒状に形成して、前記メス部材に挿入す
るに伴って、そのオス部材の挿入部分を拡径させる拡径
機構が設けられ、前記メス部材に、前記オス部材の拡径
部位に接当してその抜け出しを阻止する抜止面が設けら
れているトンネル用セグメントの連結装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記トンネル用セグメントの連結装置
（以下、単に連結装置という）は、トンネル内面に設置
済みのセグメント本体に対して、別のセグメント本体を
新たに連結していく場合に、隣合うセグメント本体どう
しを連結する際に用いられる。従来の連結装置では、図
１４，図１５に示すように、オス部材０１のメス部材０
２への挿入部分０３を拡径させる拡径機構Ａが、オス部
材０１の内径よりも大径の拡張子０４をメス部材０２の
内側に設けて、オス部材０１をメス部材０２に挿入する
に伴って、オス部材０１の内側に拡張子０４を楔状に押
し込んで、その挿入部分０３を拡径させるように構成さ
れ、その拡径部位０５をメス部材０２の抜止面０６と拡
張子０４との間に嵌まり込ませて、オス部材０１のメス
部材０２からの抜け出しを阻止している（例えば、特開
平７−２４７７９６号公報参照）。尚、０７は第１セグ
メント本体、０８は第２セグメント本体である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この為、オス部材０１
の外径ｄが一定で、かつ、拡張子０４の最大径ｅ及びオ
ス部材０１への押し込み量ｆが一定の条件で、図１４に
示すように、オス部材０１とメス部材０２との抜け出し
方向での係合代ｇを大きくして、オス部材０１のメス部
材０２からの抜け出しを確実に阻止できるように、オス
部材０１の厚みｔを厚くすると、そのメス部材０２への
挿入部分０３を拡径変形させにくくなり、図１５に示す
ように、オス部材０１のメス部材０２への挿入部分０３
が拡径変形し易くなるように、オス部材０１の厚みｔを
薄くすると、その係合代ｇが小さくなるので、オス部材
０１の挿入部分０３を拡径変形し易くしながら、オス部
材０１とメス部材０２との抜け出し方向での係合代ｇを
大きく確保できるようにしにくい欠点がある。本発明は
上記実情に鑑みてなされたものであって、オス部材の挿
入部分を拡径する拡径機構を工夫することにより、オス
部材の挿入部分を拡径変形し易くしながら、オス部材と
メス部材との抜け出し方向での係合代を大きく確保でき
るようにすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の連結装置
の特徴構成は、前記拡径機構が、前記オス部材の前記メ
ス部材への挿入に伴ってそのオス部材とメス部材とで圧
縮されて、前記オス部材の内側で座屈変形する変形用部
材を設けて、前記変形用部材の座屈変形で前記挿入部分
を拡径させるように構成されている点にある。つまり、
オス部材をメス部材に挿入するに伴って、変形用部材が
そのオス部材とメス部材とで圧縮されてオス部材の内側
で座屈変形し、その変形用部材の座屈変形に伴って、オ
ス部材のメス部材への挿入部分が径方向外方に押し出さ
れてメス部材の内面に略沿う形状に拡径され、その拡径
部位が座屈変形後の変形用部材とメス部材の内面との間
に挟まれて、オス部材のメス部材からの抜け出しが阻止
される。従って、変形用部材の座屈変形に伴って、オス
部材の挿入部分をメス部材の内面に略沿う形状に拡径す
るので、前述の従来技術に比して、オス部材の厚みを拡
径変形し易い厚みにしながら、座屈変形後の変形用部材
の形状とメス部材の内面形状とを適切に設定しておくこ
とにより、オス部材とメス部材との抜け出し方向での係
合代を大きく確保することができる。請求項２記載の連
結装置の特徴構成は、前記オス部材が、その全長に亘っ
て略筒状に形成されて、そのオス部材の中空部が前記第
１セグメント本体の外方に臨む状態で設けられている点
にある。従って、モルタル等の硬化性の材料を第１セグ
メント本体の外方からオス部材の中空部を通してその拡
径部位に充填し、その材料の硬化によって拡径部位の抜
け出し方向への復帰変形が阻止されるので、第１セグメ
ント本体と第２セグメント本体とを長期に亘って適切に
連結できる。請求項３記載の連結装置の特徴構成は、前
記オス部材の拡径部位の外周面、又は、前記メス部材の
前記拡径部位に対向する内周面が凹凸面に形成されてい
る点にある。従って、オス部材が拡径変形するに伴っ
て、その拡径部位の外周面とメス部材の内周面とを互い
に係合させることができ、拡径部位のメス部材からの抜
け出しを効果的に阻止できる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 〔第１実施形態〕本発明の連結装置は、例えば図１に示
すように、トンネルを構築する際に用いられるダクタイ
ルセグメントやスチールセグメント、あるいは、コンク
リートセグメント（これらを総称して「セグメント本
体」という）１，２を互いに連結するもので、トンネル
内に設置済みで、トンネル周方向に互いに連結されてい
る二基の第１セグメント本体１に跨がって、それら第１
セグメント本体１のトンネル軸芯方向端部に第２セグメ
ント本体２を新たに連結するようにしてある。

【０００６】本発明の連結装置は、図２〜図５に示すよ
うに、第１セグメント本体１の一側部に設けたオス部材
３と、第２セグメント本体２の他側部に設けられてい
て、オス部材３を挿入可能なメス部材４とで構成され、
オス部材３とメス部材４とに亘って、オス部材３をメス
部材４に挿入するに伴って、そのオス部材３のメス部材
４への挿入部分５を拡径させる拡径機構Ａが設けられて
いる。

【０００７】そして、第１セグメント本体１の一側部に
第２セグメント本体２の他側部を押し付けるようにして
オス部材３をメス部材４の内部に挿入することにより、
オス部材３のメス部材４への挿入部分５をメス部材４に
係合するよう拡径変形させて、第１セグメント本体１と
第２セグメント本体２とを互いに連結するように構成さ
れている。

【０００８】前記オス部材３は、固定用ボルト６を備え
た円柱状の基部７に、メス部材４への挿入部分５として
の外径が基部７と同径の略円筒形の被拡径部材５を同芯
状に一体形成して、挿入方向先端部に開口する開口部８
を備えた筒状に形成され、被拡径部材５は、図３に示す
ように、その長手方向に沿って形成したスリット９に
て、周方向で複数に分割されている。そして、第１セグ
メント本体１側の連結用フレーム１ａに形成した大径の
貫通孔１０に固定用ボルト６を径方向に移動可能に挿通
して、その連結用フレーム１ａの連結面１ｂから外側に
突出させる状態で、固定用ボルト６に螺着したダブルナ
ット１１と円柱状の基部７とで連結用フレーム１ａを挟
み込むように固定してある。従って、第１セグメント本
体１と第２セグメント本体２とを連結するにあたって、
オス部材３の位置とそのオス部材３が挿入されるメス部
材４の位置とがそれらの径方向に互いにずれていて、オ
ス部材３をメス部材４に挿入しにくい場合でも、貫通孔
１０に挿通した固定用ボルト６が適正な位置になるよう
に径方向にずれ動くので、確実に連結することができ
る。前記被拡径部材５は、アルミニュウム，銅，鉛，薄
肉の鋼材等の比較的変形し易い材料で形成され、この被
拡径部材５の先端外周部には、メス部材４へ容易に挿入
できるように、先窄まり状の傾斜面１２が環状に形成さ
れている。

【０００９】前記メス部材４は、オス部材３の基部７が
嵌入する嵌入孔１２を第２セグメント本体２側の連結用
フレーム２ａに貫通形成するとともに、その嵌入孔１２
の奥側に同芯状に連通し、かつ、奥拡がりの円錐状の内
周面１３を備えた有底円筒状の筒部材１４を連結用フレ
ーム２ａの内側に設けて構成され、オス部材３の拡径部
位１５に接当してその抜け出しを阻止する環状の抜止面
がその内周面１３にて構成されている。

【００１０】前記拡径機構Ａは、オス部材３の内側で座
屈変形する有底円筒状の変形用部材１６を、挿入方向先
端が被拡径部材５から突出する状態でその被拡径部材５
の中空部に嵌入するとともに、第２セグメント本体２側
の連結用フレーム２ａの連結面２ｂから筒部材１４の底
板内面１７までの深さＤを、オス部材３に嵌入した変形
用部材１６の連結用フレーム１ａからの突出長さＨより
も短い深さになるように形成して構成されている。

【００１１】前記変形用部材１６は、オス部材３の基部
７にて押圧される円板状の被押圧部１８に、その被押圧
部１８の外径と同じ外径の円筒形の被変形部１９を同芯
状に一体形成して構成され、この変形用部材１６は、被
拡径部材５と同様に、アルミニュウム，銅，鉛，薄肉の
鋼材等の比較的変形し易い材料で形成されている。

【００１２】そして、オス部材３のメス部材４への挿入
途中で被変形部１９の先端部を底板内面１７に接当させ
て（図４参照）、その先端部が底板内面１７に接当して
いる状態でオス部材３を更に挿入するに伴って、被変形
部１９がそのオス部材３とメス部材４とで圧縮されてオ
ス部材３の内側で座屈変形し、その被変形部１９の座屈
変形に伴って、オス部材３の被拡径部材５が径方向外方
に押し出されてメス部材４の内面に略沿う形状に拡径さ
れ（図５参照）、その拡径部位１５が座屈変形後の被変
形部１９とメス部材４の内周面１３との間に挟まれて、
オス部材３のメス部材４からの抜け出しが阻止される。

【００１３】〔第２実施形態〕図６は、オス部材３が、
その全長に亘って略筒状に形成されて、そのオス部材３
の中空部２０が第１セグメント本体１の外方に臨む状態
で設けられている実施形態を示し、変形用部材１６はそ
の被押圧部１８に貫通孔２１を形成してその全長に亘っ
て略筒状に形成されている。

【００１４】そして、図７に示すように、第１実施形態
で示したと同様に、オス部材３の被拡径部材５をメス部
材４に係合するよう拡径変形させて、第１セグメント本
体１と第２セグメント本体２とを互いに連結した後、モ
ルタル等の硬化性の材料２２をそのオス部材３の中空部
２０と被押圧部１８の貫通孔２１とを通して座屈変形後
の変形用部材１６の内側に充填し、その材料２２の硬化
によって拡径部位１５の抜け出し方向への復帰変形を阻
止できるように構成されている。その他の実施形態は第
１実施形態と同様である。

【００１５】〔第３実施形態〕図８は、拡径部位１５に
対向するメス部材４の内周面１３が凹凸面に形成されて
いる実施形態を示し、筒部材１４の内周面１３に、凸曲
部２３がその周方向に沿って環状に形成されている。そ
して、図９に示すように、第１実施形態で示したと同様
に、オス部材３の被拡径部材５をメス部材４に係合する
よう拡径させるに伴って、その拡径部位１５の外周面２
４が凸曲部２３に係合するように変形して、第１セグメ
ント本体１と第２セグメント本体２とを互いに連結する
ように構成してある。その他の実施形態は第１実施形態
と同様である。

【００１６】〔第４実施形態〕図１０は、拡径部位１４
に対向するメス部材４の内周面１３とオス部材３の拡径
部位１５の外周面２４とが互いに係合する凹凸面に形成
されている実施形態を示し、筒部材１４の内周面１３
に、凸曲部２３がその周方向に沿って環状に形成され、
オス部材３の拡径部位１５の外周面２４に凹溝２５が形
成されている。そして、図１１に示すように、第１実施
形態で示したと同様に、オス部材３の被拡径部材５をメ
ス部材４に係合するよう拡径させるに伴って、その拡径
部位１５の凹溝２５とメス部材４の凸曲部２３とが互い
に係合して、第１セグメント本体１と第２セグメント本
体２とを互いに連結するように構成してある。その他の
実施形態は第１実施形態と同様である。

【００１７】〔第５実施形態〕図１２は、変形用部材１
６が、メス部材４の底板内面１７にて押圧される厚肉筒
状の被押圧部１８に、その被押圧部１８の外径と同じ外
径の円筒形の被変形部１９を同芯状に一体形成して構成
され、その被変形部１９側を被拡径部材５の中空部に嵌
入して、被押圧部１８を被拡径部材５の外方に突出させ
てある実施形態を示し、被変形部１９の被拡径部材５へ
の嵌入方向端部は、オス部材３の基部７に溶接固定され
ている。そして、オス部材３のメス部材４への挿入途中
で被押圧部１８の先端を底板内面１７に接当させて、そ
の先端が底板内面１７に接当している状態でオス部材３
を更に挿入するに伴って、被変形部１９がそのオス部材
３とメス部材４とで圧縮されてオス部材３の内側で座屈
変形し、その被変形部１９の座屈変形に伴って、図１３
に示すように、オス部材３の被拡径部材５が径方向外方
に押し出されてメス部材４の内面に略沿う形状に拡径さ
れるように構成してある。その他の実施形態は第１実施
形態と同様である。

【００１８】〔その他の実施形態〕 １．オス部材の内側で座屈変形する変形用部材をメス部
材の内側に予め固定しておき、オス部材をメス部材に挿
入するに伴って、その挿入部分の内側に変形用部材が入
り込んでそのオス部材とメス部材とで圧縮するように構
成しても良い。 ２．オス部材の内側で座屈変形する変形用部材は、その
挿入圧力で座屈するものであれば、肉厚と外径が一定の
管状や、肉厚が一定で内外径がその長手方向中間部位に
おいて最大となる管状，中実の柱状に形成されていても
良い。 ３ 上記実施形態では、円板状の被押圧部に円筒形の被
変形部を一体形成した変形用部材を示したが、円筒形の
被変形部が圧縮方向に長いスリットにて、周方向で複数
に分割さていても良い。 ４．上記実施形態では、オス部材のメス部材への挿入部
分を、スリットにて周方向で複数に分割した筒状に形成
したが、その周方向に沿って一連の筒壁を備えた筒状に
形成されていても良い。 ５．オス部材のメス部材への挿入部分は、内面や外面が
多角形の筒状に形成されていても良い。 ６．上記実施形態では、設置済みの第１セグメント本体
に設けたオス部材を新たに連結する第２セグメント本体
に設けたメス部材に挿入するように構成したが、設置済
みの第１セグメント本体に設けたメス部材に新たに連結
する第２セグメント本体に設けたオス部材を挿入するよ
うに構成しても良い。 ７．上記実施形態では、トンネル軸芯方向で隣合うセグ
メント本体どうしを連結する連結装置を示したが、トン
ネル周方向で隣合うセグメント本体どうしを連結する連
結装置であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連結装置の使用例を示す説明図

【図２】本発明に係る連結装置の連結前の状態を示す縦
断面図

【図３】図２のIII-III 線矢視図

【図４】本発明に係る連結装置の連結過程を示す縦断面
図

【図５】本発明に係る連結装置を連結した後の状態を示
す縦断面図

【図６】第２実施形態の連結装置を示す要部縦断面図

【図７】第２実施形態の連結装置を連結した後の状態を
示す縦断面図

【図８】第３実施形態の連結装置を示す要部縦断面図

【図９】第３実施形態の連結装置を連結した後の状態を
示す縦断面図

【図１０】第４実施形態の連結装置の連結前の状態を示
す縦断面図

【図１１】第４実施形態の連結装置を連結した後の状態
を示す縦断面図

【図１２】第５実施形態の連結装置の連結前の状態を示
す縦断面図

【図１３】第５実施形態の連結装置を連結した後の状態
を示す縦断面図

【図１４】従来例の連結装置を連結した後の状態を示す
縦断面図

【図１５】従来例の連結装置を連結した後の状態を示す
縦断面図

【符号の説明】 １ 第１セグメント本体 ２ 第２セグメント本体 ３ オス部材 ４ メス部材 ５ 挿入部分 ８ 開口部 １３ 抜止面（内周面） １５ 拡径部位 １６ 変形用部材 ２０ 中空部 ２４ 外周面 Ａ 拡径機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１セグメント本体にオス部材を設け、
   第２セグメント本体に前記オス部材を挿入可能なメス部
   材を設けて、前記オス部材を前記メス部材に挿入するこ
   とにより、前記第１セグメント本体と前記第２セグメン
   ト本体とが互いに連結自在に構成され、 前記オス部材をその挿入方向先端部に開口する開口部を
   備えた略筒状に形成して、前記メス部材に挿入するに伴
   って、そのオス部材の挿入部分を拡径させる拡径機構が
   設けられ、 前記メス部材に、前記オス部材の拡径部位に接当してそ
   の抜け出しを阻止する抜止面が設けられているトンネル
   用セグメントの連結装置であって、 前記拡径機構が、前記オス部材の前記メス部材への挿入
   に伴ってそのオス部材とメス部材とで圧縮されて、前記
   オス部材の内側で座屈変形する変形用部材を設けて、前
   記変形用部材の座屈変形で前記挿入部分を拡径させるよ
   うに構成されているトンネル用セグメントの連結装置。
2. 【請求項２】 前記オス部材が、その全長に亘って略筒
   状に形成されて、そのオス部材の中空部が前記第１セグ
   メント本体の外方に臨む状態で設けられている請求項１
   記載のトンネル用セグメントの連結装置。
3. 【請求項３】 前記オス部材の拡径部位の外周面、又
   は、前記メス部材の前記拡径部位に対向する内周面が凹
   凸面に形成されている請求項１又は２記載のトンネル用
   セグメントの連結装置。