(57)【要約】      （修正有）【課題】非真円状を呈する既設のリングに対する新設のリングの接続を可能にする新たなリング継手を提供する。【解決手段】リング継手は、各セグメント１０の内部に設けられ２つのリングのうちの一方のセグメントのリング継手面に開放する第１のインサート１４、他方のリングのセグメントのリング継手面に開放する嵌合穴１６及びこれに連なる第２のインサート１８を備え、さらに、嵌合穴に嵌合される、第1のピン２２及び第２のピン２４が螺合する第１のねじ穴及び第２のねじ穴を有する。第１のねじ穴及び第２のねじ穴は、コマの偏心軸線上及び軸線上を伸びている。第１のピンは第１のインサートに保持され、第２のピンは第２のインサートに螺合される。嵌合穴及びコマは同形の正多角形の横断面形状を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形に組み立てられる複数のトンネル覆工用のセグメントからなる互いに相対する２つのリングの相互接続に用いられるリング継手であって、
各セグメントの内部に設けられ前記２つのリングのうちの一方のリングを構成するセグメントのリング継手面に開放する第１のインサートと、
各セグメントに設けられ前記２つのリングのうちの他方のリングを構成するセグメントのリング継手面に開放する穴、及び、前記穴に連なるねじ穴からなる第２のインサートと、
前記穴に嵌合されるコマであって該コマの軸線と平行な偏心軸線上及び前記軸線上をそれぞれ伸びる第１のねじ穴及び第２のねじ穴と第１及び第２の両ねじ穴間にあってこれらの両ねじ穴に連なりかつ前記軸線上を伸びる連通孔とを有するコマと、
前記コマの第１及び第２の両ねじ穴にそれぞれ螺合され互いに反対方向へ伸びる第１のピン及び第２のピンであって前記第１のインサートに受け入れられ保持される第１のピン及び前記第２のインサートに螺合される第２のピンとを備え、
前記穴は正多角形の横断面形状を有し、
前記コマはその横断面形状が前記穴の横断面形状と同形の正多角形である外形を有し、
前記第２のピンは、該第２のピンに回転力を与えるために前記コマの第１のねじ穴及び前記連通孔に通される工具の先端部を受け入れる凹部を有する、リング継手。
【請求項２】
さらに、前記コマに代えて選択的に使用される他のコマを備え、
前記他のコマの第１のねじ穴及び第２のねじ穴は共に前記コマの軸線上を伸びている、請求項１に記載のリング継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形に組み立てられる複数のトンネル覆工用のセグメントからなる互いに相対する２つのリングの相互接続に用いられるリング継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
円形断面を有するトンネルの構築においては、地中でシールド掘進機を推進し、シールド掘進機の推進跡に生じた掘削壁を、複数のトンネル覆工用のセグメントを円形に組み立ててなるリングにより覆工することが行われる。シールド掘進機のテール内で組み立てられるリング（新設のリング）と、先に組み立てられたリング（既設のリング）とはリング継手を介して相互に接続される。このリング継手の一つとして、各セグメントに設けられたインサート及びピンを備え、新設及び既設の両リングの一方のセグメントのピンが他方のリングのセグメントのインサートに受け入れられこれに保持されるものが提案されている。
【０００３】
ところで、トンネルの構築においては、既設のリングがその周囲の地山から受ける土水圧の偏りのために既設のリングを構成する全部又は一部のセグメントが既設のリングの径方向へ僅かに変位し、このために既設のリングが非真円状を呈する状態となることがある。この状態の下においては、新設及び既設の両リングにおけるセグメントのインサートとピンとが非対向状態となる不整合が生じ、このためにリング継手による両リングの相互接続が困難になることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０６４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、トンネル覆工用のセグメントに設けられる新たなリング継手であって非真円状を呈する既設のリングのセグメントに対する新設のリングのセグメントの接続を可能にする新たなリング継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、円形に組み立てられる複数のトンネル覆工用のセグメントからなる互いに相対する２つのリングの相互接続、より詳細には両リングを構成する２つのセグメントの相互接続に用いられるリング継手に係る。
【０００７】
本発明に係るリング継手は、各セグメントの内部に設けられ前記２つのリングのうちの一方のリングを構成するセグメントのリング継手面に開放する第１のインサートと、各セグメントに設けられ前記２つのリングのうちの他方のリングを構成するセグメントのリング継手面に開放する穴、及び、前記穴に連なるねじ穴からなる第２のインサートとを備える。前記リング継手は、さらに、前記穴に嵌合されるコマであって該コマの軸線と平行な偏心軸線上及び前記軸線上をそれぞれ伸びる第１のねじ穴及び第２のねじ穴と第１及び第２の両ねじ穴間にあってこれらの両ねじ穴に連なりかつ前記軸線上を伸びる連通孔とを有するコマと、該コマの第１及び第２の両ねじ穴にそれぞれ螺合され互いに反対方向へ伸びる第１のピン及び第２のピンであって前記第１のインサートに受け入れられ保持される第１のピン及び前記第２のインサートに螺合される第２のピンとを備える。前記穴は正多角形の横断面形状を有する。前記コマはその横断面形状が前記穴の横断面形状と同形の正多角形である外形を有する。また、前記第２のピンは、該第２のピンに回転力を与えるために前記コマの第１のねじ穴及び前記連通孔に通される工具の先端部を受け入れる凹部を有する。
【０００８】
前記リング継手は、さらに、前記コマに代えて選択的に使用される他のコマを備えるものとすることができる。前記他のコマの第１のねじ穴及び第２のねじ穴は共に前記コマの軸線上を伸びている。
【０００９】
本発明に係るリング継手が適用された複数のトンネル覆工用のセグメントからなる既設のリング及び新設のリングの相互接続に際しては、コマの第１のねじ穴に第１のピンを螺合させた後又はこれに先立ち、前記コマの第２のねじ穴に第２のピンを螺合させる。その後、前記コマを、例えば前記既設のリングを構成するセグメントのリング継手面に開放する穴に挿入しこれを嵌合させる。次に、前記コマの第１のねじ穴及びこれに連なる連通孔にドライバのような工具を差し込み、前記工具の先端部を前記第２のピンの凹部に係合させる。次いで、前記工具により前記第２のピンをその一部が前記コマの第２のねじ穴から抜け出る方向へ回転させ、前記第２のピンの一部を第２のインサートに螺合させる。これにより、前記コマが前記既設のリングを構成するセグメントに固定される。これにより、前記コマに螺合された第１のピンは前記既設のリングを構成するセグメントのリング継手面からから突出した状態におかれる。
【００１０】
本発明にあっては、前記穴の内面の横断面形状と該穴に嵌合される前記コマの外形の横断面形状とが同じ正多角形を呈し、また、前記コマに螺合された第１のピンが前記コマの偏心軸線に沿って伸びている。このことから、前記コマを前記穴に嵌合させるとき、前記コマの第１のねじ穴に螺合された第１のピンを、前記穴の軸線の周りに等角度をおいて存する複数（前記正多角形の角の数に相当する数）の放射方向線のうち任意の一つの放射方向線上に位置させることができる。
【００１１】
これによれば、前記既設のリングが非真円状を呈する状態にあるとき、すなわち前記既設のリングを構成する全部又は一部のセグメントが前記既設のリングの径方向へ僅かに変位した状態にあるとき、変位したセグメントとこれに接続される前記新設のリングのセグメントとに関し、両セグメント間に前記新設のリングの径方向への僅かな目違い（ずれ）を残して、前記第１のピンと前記第１のインサートとを互いに整合する状態におくことができる。これにより、両セグメントの相互接続を行うことができ、また、これにより、円形のトンネル覆工における真円度の修正を図ることができる。
【００１２】
ここで、前記径方向に変位したセグメントが前記既設のリングを構成する複数のセグメントのうちの一部であるときは、前記径方向に変位することなく真円上に位置する残りのセグメントと前記新設のリングにおけるセグメントとの相互接続については、前記コマ（以下、便宜的に一のコマという。）に代えて、他のコマすなわち前記第１のピンが螺合される第１のねじ穴が軸線上を伸びる他のコマを用いて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】リング継手が設けられたトンネル覆工用のセグメントの概略的な斜視図である。
【図２】接続前における既設及び新設の両リングのセグメントの軸線に沿って得た部分断面図である。
【図３】接続後における両リングのセグメントの軸線に沿って得た部分断面図である。
【図４】第１のインサートを除くリング継手の分解図である。
【図５】コマの第１のねじ穴の側から見た側面図である。
【図６】アンカー鉄筋に設けられた穴の端面図である。
【図７】他のコマの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照すると、トンネルの覆工を行うための円形のリング（図示せず）の組み立てに用いられる、全体に円弧状に湾曲するコンクリート製のセグメント１０と、該セグ
メントに適用された本発明に係るリング継手１２の一部とが示されている。リング継手１２の適用対象は、鋼製のセグメント（図示せず）であってもよい。
【００１５】
前記トンネルの覆工のために、複数のセグメント１０が、地中を推進されるシールド掘進機のテール内（図示せず）において真円状を呈するリング（新設のリング）（図示せず）に組み立てられる。前記新設のリングは、先に組み立てられ前記新設のリングに相対するリング（既設のリング）（図示せず）に接続される。接続は、前記新設のリングの組み立てに供され、組み立て後に前記新設のリングを構成する一のセグメント１０と前記既設のリングを構成する一のセグメント１０との間において、リング継手１２を介して行われる。
【００１６】
接続に際しては、前記新設のリングの一のセグメント（図上左側のセグメント）１０が前記既設のリングの一のセグメント（同右側のセグメント）１０に向けて移動される（図２参照）。接続時、両セグメント１０は、これらの両リング継手面１０ａ、１０ｂのうちの一方のリング継手面１０ａと他方のリング継手面１０ｂとにおいて、互いに当接する（図３参照）。
【００１７】
図２及び図３を参照すると、図上、前記既設のリングの一のセグメント１０（以下、これに便宜的に符号１０Ａを付す。）が坑口側に位置し、また、前記新設のリングの一のセグメント１０（以下、これに便宜的に符号１０Ｂを付す。）が切羽側に位置する。また、セグメント１０Ａは前記既設のリングの径方向に僅かに変位した状態にあり、このために前記既設のリングは非真円状を呈する状態にある。
【００１８】
リング継手１２は、各セグメント１０の内部に設けられた（図示の例では埋設された）後に詳述する第1のインサート１４と、開放端部を有する穴（以下、嵌合穴と称する。）１６及び該嵌合穴に連なる第２のインサート１８とを備える。嵌合穴１６は軸線ｌ１（図４）を有する。また、第２のインサート１８はねじ穴からなる。リング継手１２は、各セグメント１０に複数（図１に示す例においては３つ）設けられる。
【００１９】
図示の例では、第1のインサート１４がセグメント１０Ｂの前記坑口側のリング継手面１０ａにおいてセグメント１０Ｂの軸線方向へ開放し、また、嵌合穴１６がセグメント１０Ａの前記切羽側のリング継手面１０ｂにおいてセグメント１０Ａの軸線方向へ開放している。但し、第1のインサート１４及び嵌合穴１６は、それぞれ、セグメント１０Ａのリング継手面１０ｂ及びセグメント１０Ｂのリング継手面１０ａに開放するように配置することができる。
【００２０】
リング継手１２は、さらに、セグメント１０に埋設されず、嵌合穴１６に嵌合されるコマ２０と、第１のピン２２及び第２のピン２４とを備える。コマ２０は第１のねじ穴（雌ねじ）２０ａと第２のねじ穴（雌ねじ）２０ｂとを有する。第１のねじ穴２０ａと第２のねじ穴２０ｂとは、それぞれ、コマ２０の軸線ｌ２（図４）に平行な偏心軸線ｌ３（図４）上と軸線ｌ２上とを伸びている。第１のピン２２及び第２のピン２４は、それぞれ、コマ２０の第１のねじ穴２０ａ及び第２のねじ穴２０ｂに螺合され、これによりコマ２０に支持される。コマ２０は、さらに、第１及び第２の両ねじ穴２０ａ、２０ｂ間に設けられ両ねじ穴２０ａ、２０ｂに連なる連通孔２０ｃを有する。連通孔２０ｃはコマ２０の軸線ｌ２上を伸びている。
【００２１】
第１のピン２２は、円錐状の先端部２２ａと、先端部２２ａにこれと段をなして連なる円柱状のくびれ部２２ｂと、コマ２０の第１のねじ穴２０ａに螺合される雄ねじが設けられた基部２２ｃとを有する。また、第２のピン２４は、コマ２０の第２のねじ穴２０ｂに螺合される雄ねじを有する全ねじからなる。
【００２２】
図示のリング継手１２は、セグメント１０に埋設されセグメント１０の軸線方向へ伸びる２つのアンカー鉄筋１３、１５に設けられている。より詳細には、リング継手１２の第１のインサート１４が一方のアンカー鉄筋１３に設けられ、アンカー鉄筋１３の端面に開放している。また、リング継手１２の嵌合穴１６及び第２のインサート１８が他方のアンカー鉄筋１５に設けられ、嵌合穴１６がアンカー鉄筋１５の端面に開放している。但し、リング継手１２は、アンカー鉄筋１３、１５を介することなく、セグメント１０自体に設けることができる。
【００２３】
第１のインサート１４は、従来公知の一例に係るインサートと同様のものからなる。第１のインサート１４は、アンカー鉄筋１３に形成され該アンカー鉄筋の軸線方向へ伸びる、開放端部を有する穴（以下、受け入れ穴と称する。）２６と、受け入れ穴２６の周囲にあって受け入れ穴２６に連なる周溝２８と、周溝２８内にこれと同軸に配置された二つ割りの円筒体３０及び円筒体３０の周囲を取り囲みかつ円筒体３０の周面に接する正三角形状の板ばね３２とからなる。第１のインサート１４の受け入れ穴２６は、その開放端部において、セグメント１０Ｂのリング継手面１０ａに開放している。
【００２４】
また、嵌合穴１６及び第２のインサート１８は、嵌合穴１６の軸線ｌ１上に直列に配置されている（図４参照）。第２のインサート１８は、嵌合穴１６の開放端部に相対する他方の端部において、嵌合穴１６に連なり、連通している。
【００２５】
セグメント１０Ｂの第1のインサート１４の受け入れ穴２６は、セグメント１０Ａの第１のピン２２の先端部２２ａの挿入を許す内径を有する。前記既設のリングに対する前記新設のリングの接続のために、第１のピン２２が、第１のインサート１４に対して相対的に、第1のインサート１４の受け入れ穴２６にその先端部２２ａから挿入され二つ割の円筒体３０に押し付けられる。このとき、二つ割の円筒体３０が板ばね３２のばね力に抗してその径方向に押し広げられ、第１のピン２２の先端部２２ａの通過を許す。通過後、板ばね３２の弾性復帰力を受けて元の状態に戻る円筒体３０が第１のピン２２のくびれ部２２ｂの周囲を取り囲みこれに接する。これにより、第１のピン２２が第１のインサート１４の受け入れ穴２６に受け入れられ、受け入れ穴２６から抜け出ないように受け入れ穴２６に保持される。
【００２６】
図４〜図６に示すように、嵌合穴１６は正多角形（図示の例では正八角形）の横断面形状を有する。前記正多角形は、図示の正八角形に代えて、任意の数の角を有する他の正多角形、例えば正六角形とすることができる。
【００２７】
嵌合穴１６に嵌合されるコマ２０は、その横断面形状が嵌合穴１６の横断面形状と同形の正多角形である外形を有する。図示の例にあっては、コマ２０は正多角柱体からなる。
【００２８】
第１のピン２２はその基部２２ｃにおいてコマ２０の第１のねじ穴２０ａに螺合され、その基部２２ｃを除く残りの部分（先端部２２ａ及びくびれ部２２ｂを含む残りの部分）においてコマ２０から突出した状態におかれる。他方、第２のピン２４は、嵌合穴１６へのコマ２０の嵌合前において、その長さ方向における全部において第２のねじ穴２０ｂに螺合された状態におかれる。これにより、第１及び第２の両ピン２２、２４はコマ２０に支持され、コマ２０の偏心軸線ｌ３上及び軸線ｌ２上を互いに反対方向へ伸びる。嵌合穴１６へのコマ２０の嵌合後、第２のピン２４は、その半部において第２のねじ穴２０ｂに螺合されかつ残りの半部において第２のインサート１８に螺合された状態におかれる。これにより、第２のピン２４が第２のインサート１８に該第２のインサートから抜け出ないようにこれに保持される。
【００２９】
第２のピン２４には、その一端に開放する例えばマイナス（−）形やプラス（＋）形の凹部２４ａが設けられている。凹部２４ａは、第２のピン２４に回転力を与えるために、コマ２０の第１のねじ穴２０ａ及び連通孔２０ｃに通されるドライバのような工具（図示せず）の先端部を受け入れる。
【００３０】
これによれば、前記工具を介して、コマ２０の第２のねじ穴２０ｂ内の第２のピン２４に対して一方向又は他方向への回転力を付与することができ、これにより、第２のねじ穴２０ｂにおける第２のピン２４の螺合位置を変えることができる。より詳細には、コマ２０の第２のねじ穴２０ｂ内における第２のピン２４に一方向への回転力を与えることにより第２のピン２４を連通孔２０ｃに向けて一方向に進め、また、他方向への回転力を与えることにより第２のインサート１８に向けて進めることができる。
【００３１】
リング継手１２は、さらに、コマ２０に代えて選択的に使用される他のコマ２０を有するものとすることができる。以下、前記コマ及び前記他のコマに、それぞれ、便宜的に符号２０Ａ及び２０Ｂを付す。
【００３２】
他のコマ２０Ｂは、図７に示すように、第１のピン２２を、その軸線ｌ２上に支持する点において、偏心軸線ｌ３上に支持するコマ２０Ａと相違する。したがって、他のコマ２０Ｂは、第１のピン２２及び第２のピン２４がそれぞれ螺合する第１のねじ穴２０ａ及び第２のねじ穴２０ｂを有し、第１のねじ穴２０ａ及び第２のねじ穴２０ｂは共に軸線ｌ２上にある。
【００３３】
非真円状の前記既設のリングのセグメント１０Ａに対する前記新設のリングのセグメント１０Ｂの接続に際しては、これに先立ち、嵌合穴１６に対するコマ２０の嵌合位置、すなわち嵌合穴１６における複数の角１６ａ（図６）に対するコマ２０における一つの角２０ｄ（図５）の係合位置を定め、コマ２０を嵌合穴１６に挿入する。これにより、コマ２０の偏心軸ｌ３上に支持されている第１のピン２２を、嵌合穴１６の軸線ｌ１の周りに等角度をおいて存する複数（前記正多角形の角の数に相当する数）の放射方向線のうちの一つの放射方向線上に位置させる。これにより、セグメント１０Ａに接続されるセグメント１０Ｂの第１のインサート１４を、セグメント１０Ａの第１のピン２２に対してこれと整合する状態におくことができる（図２）。これにより、その後、前記リングの径方向への僅かな目違い（ずれ）ａ（図３）を残してセグメント１０Ｂをセグメント１０Ａに接続することができる（図３）。また、これにより、円形のトンネル覆工における真円度の修正を図ることができる。
【００３４】
ここで、コマ２０の軸線ｌ２と偏心軸線ｌ３との間の距離、すなわち第１のピン２２の偏心量は、セグメント１０Ａの径方向への変位量を考慮して、予め定められる。但し、実際には、前記偏心量の異なる複数のコマ２０を準備しておき、これらのコマ２０の中から前記変位量がセグメント１０Ａの径方向変位量に最も適合するコマ２０を選んで使用する。また、嵌合穴１６に対するコマ２０の嵌合位置は、セグメント１０Ａの変位の角度を考慮して定められる。しかし、通常、前記変位角度は比較的小さく、このため、実際には、前記正多角形は任意の数の角を有するもので足りる。
【００３５】
また、前記既設のリングの径方向に変位した状態にあるセグメント１０が前記既設のリングを構成する全部のセグメントではなく一部のセグメントであるときは、前記既設のリングの径方向に変位しておらずこのために真円上に位置する残りの他のセグメントと、前記新設のリングにおけるセグメント１０との相互接続においては、コマ２０Ａ（図４）に代えて、他のコマ２０Ｂ（図７）を用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  セグメント
１２  リング継手
１４  第１のインサート
１６  穴（嵌合穴）
１８  第２のインサート
２０  コマ
２２  第１のピン
２４  第２のピン
【図１】
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【図２】
2020133110.tif 000004
【図３】
2020133110.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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