(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレメント本体の長さ方向に沿って設けられた継手に、互いに離間しない状態に咬合する断面形状にそれぞれ形成された係合凸部と被係合凹部の一方を他方に対して前記長さ方向にスライドして係入可能とした、エレメントの連結構造であって、
前記係合凸部と被係合凹部との少なくとも一方に、これら係合凸部と被係合凹部とが接触するポリアセタールからなるバックアップ材が設けられていること
を特徴とするエレメントの連結構造。
【請求項２】
請求項１に記載のエレメントの連結構造において、
前記係合凸部と被係合凹部との双方に、前記バックアップ材が設けられていること
を特徴とするエレメントの連結構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエレメントの連結構造において、
前記係合凸部と被係合凹部との相対する面がほぼ同一の断面形状に形成されていること
を特徴とするエレメントの連結構造。
【請求項４】
エレメント本体の長さ方向に沿って設けられ、互いに離間しない状態に咬合する断面形状にそれぞれ形成された係合凸部と被係合凹部とを有する継手を備え、
前記係合凸部と被係合凹部とは、その一方を他方に対して前記長さ方向にスライドして係入可能に形成され、
前記係合凸部と被係合凹部との少なくとも一方に、これら係合凸部と被係合凹部とが接触するポリアセタールからなるバックアップ材が設けられていること
を特徴とする連結用エレメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼製エレメントを並設連結して鉄道道路や道路の下方に地下構造物を構築する、エレメントの連結構造、および連結用エレメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地中などにエレメントを並べて挿入し、これらのエレメントを互いに連結することで、地下構造物を構築することが行われている。
このエレメントを互いに連結する方法の一つとして、例えば図６に示すように、エレメント１１１の長さ方向に沿って設けられた継手に、互いに離間しない状態に咬合する断面形状の係合部１０４と被係合部１０４とを設け、係合部１０４と被係合部１０４の一方を他方に対してスライドして係入する方法がある。
【０００３】
ここで、係合部１０４と被係合部１０４とを、それらの間に若干の隙間が生じるように形成することで、係合部１０４と被係合部１０４の一方を他方に対して係入しやすくしている。
完成した構造物では、エレメント１１１相互間の応力伝達を確保する必要があるため、係合部１０４と被係合部１０４との周りを鋼板１２、コーキング１１３、防錆シート１１５などで塞いだ状態で、これら係合部１０４と被係合部１０４との間の隙間にグラウト１１４を充填するなどの作業を行う必要があり、この充填作業に手間と費用とを要していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、エレメント本体の長さ方向に沿って設けられた継手に、互いに離間しない状態に咬合する断面形状にそれぞれ形成された係合凸部と被係合凹部の一方を他方に対して前記長さ方向にスライドして係入して、エレメントを連結する際、特に別途作業を行わなくとも、係合凸部と被係合凹部との間で応力を確実に伝達することのできる、エレメントの連結構造、および連結用エレメントを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図３（図４、図５）に示すように、エレメント本体１２の長さ方向Ｘに沿って設けられた継手に、互いに離間しない状態に咬合する断面形状にそれぞれ形成された係合凸部４ａと被係合凹部４の一方を他方に対して前記長さ方向Ｘにスライドして係入可能とした、エレメント（連結用エレメント１１，１１，…）の連結構造であって、
前記係合凸部４ａと被係合凹部４との少なくとも一方に、これら係合凸部４ａと被係合凹部４とが接触するポリアセタールからなるバックアップ材５（６〜８）が設けられていること
を特徴とする。
ここで、ポリアセタールとしては、例えばＰＯＭ（ポリオキシメチレン）のみからなる均質重合体や、これに［−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−］nなどの結合を含む共重合体などを使用することができる。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、継手に設けられた係合凸部と被係合凹部との少なくとも一方に、これら係合凸部と被係合凹部とが接触するバックアップ材が設けられているので、この係合凸部と被係合凹部との接触部を通じて、互いに連結されたエレメントの間で、応力の伝達を確実に行わせることができる。
また、バックアップ材の素材が、硬質プラスチックであり表面に潤滑性があるポリアセタールであるので、係合凸部と被係合凹部とがバックアップ材に接触する状態を確実に保つことができるとともに、係合凸部と被係合凹部の一方を他方に対してエレメント本体の長さ方向Ｘにスライドして係入しやすくすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、例えば図１〜図３（図４、図５）に示すように、請求項１に記載のエレメントの連結構造において、
前記係合凸部４ａと被係合凹部４との双方に、前記バックアップ材５（６〜８）が設けられていること
を特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、係合凸部と被係合凹部との双方にバックアップ材が設けられているので、係合凸部と被係合凹部との接触部であるバックアップ材を通じて、互いに連結されたエレメントの間で、応力の伝達をいっそう確実に行わせることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、例えば図１〜図３（図４、図５）に示すように、請求項１または２に記載のエレメントの連結構造において、
前記係合凸部４ａと被係合凹部４との相対する面がほぼ同一の断面形状に形成されていること
を特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、係合凸部と被係合凹部との相対する面がほぼ同一の断面形状に形成されているので、係合凸部と被係合凹部がオス、メスの二種類からなる場合に比して、エレメントの連結構造をより汎用的なものとすることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明であるエレメント（連結用エレメント１１）は、例えば図１〜図３（図４、図５）に示すように、エレメント本体１２の長さ方向Ｘに沿って設けられ、互いに離間しない状態に咬合する断面形状にそれぞれ形成された係合凸部４ａと被係合凹部４とを有する継手を備え、
前記係合凸部４ａと被係合凹部４とは、その一方を他方に対して前記長さ方向Ｘにスライドして係入可能に形成され、
前記係合凸部４ａと被係合凹部４との少なくとも一方に、これら係合凸部４ａと被係合凹部４とが接触するポリアセタールからなるバックアップ材５（６〜８）が設けられていること
を特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のエレメントの連結構造、および連結用エレメントの実施の形態を、図面を参照して説明する。
以下の各実施の形態は、図３に示すように、角形断面あるいはコの字形断面に形成された鋼材からなる連結用エレメント１１，１１，…を、既設の鉄道の軌道の下方の地山（図示省略）中に水平に並べて挿入して矩形断面の構造物１０を形成し、これら連結用エレメント１１の内部の空洞にコンクリートを充填してトンネルを構築するために、本発明を適用したものである。
【００１４】
各連結用エレメント１１には、エレメント本体１２の長さ方向Ｘに沿って、図２に示す断面形状の継手１が設けられている。この継手１は、図２に示すように、他の連結用エレメント１１の継手１と互いに離間しない状態に咬合する断面形状に形成されている。
そして、先に地山に挿入した連結用エレメント１１の継手１に、これに隣接する連結用エレメント１１の継手１を係入させながら、この連結用エレメント１１を地山に挿入することで、図１に示すように、互いに隣り合う連結用エレメント１１，１１が連結されるようになっている。
【００１５】
継手１は、それぞれ図２、図４、図５に示すように、連結用エレメント１１のエレメント本体１２を構成する鋼材と一体に形成された被係合凹部４の一部に、ポリアセタール（例えば、ポリプラスチックス株式会社製「ジュラコン」（登録商標））からなるバックアップ材５〜８を、高温状態で圧着して取り付けたものである。バックアップ材５〜８の表面は平滑に仕上げられている。
被係合凹部４は、係合凸部４ａと副爪４ｂとから構成されている。
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
本実施の形態では、図２に示すように、係合凸部４ａの先端面に、バックアップ材５が取り付けられている。
そして、図１に示すように、先に地山に挿入した連結用エレメント１１の継手１に、これに隣接する連結用エレメント１１の継手１を係入させる際に、一方の連結用エレメント１１の継手１の係合凸部４ａの先端面に取り付けられたバックアップ材５が、他方の連結用エレメント１１の継手１の係合凸部４ａと副爪４ｂとの間に形成された凹部の底面に接する状態を保ちつつ摺動する。この際、二つの連結用エレメント１１，１１の係合凸部４ａ，４ａも、互いに接する状態に保たれる。
【００１７】
〔第２の実施の形態〕
本実施の形態では、図４に示すように、係合凸部４ａと副爪４ｂとの間に形成されている凹部の底面に、バックアップ材６が取り付けられている。
そして、図１に示すように、先に地山に挿入された連結用エレメント１１の継手１に、これに隣接する連結用エレメント１１の継手１を係入させる際に、一方の連結用エレメント１１の継手１の係合凸部４ａの先端面が、他方の連結用エレメント１１の継手１の係合凸部４ａと副爪４ｂとの間に形成されている凹部の底面に取り付けられたバックアップ材６の表面に接する状態を保ちつつ摺動する。この際、二つの連結用エレメント１１，１１の係合凸部４ａ，４ａも、互いに接する状態に保たれる。
【００１８】
〔第３の実施の形態〕
本実施の形態では、図５に示すように、係合凸部４ａの先端面と、係合凸部４ａと副爪４ｂとの間に形成されている凹部の底面との二箇所に、それぞれバックアップ材７，８が取り付けられている。
そして、図１に示すように、先に地山に挿入された連結用エレメント１１の継手１に、これに隣接する連結用エレメント１１の継手１を係入させる際に、一方の連結用エレメント１１の継手１の係合凸部４ａの先端面に取り付けられたバックアップ材７が、他方の連結用エレメント１１の継手１の係合凸部４ａと副爪４ｂとの間に形成されている凹部の底面に取り付けられたバックアップ材８の表面に接する状態を保ちつつ摺動する。この際、二つの連結用エレメント１１，１１の係合凸部４ａ，４ａも、互いに接する状態に保たれる。
【００１９】
このように構成された連結用エレメント１１を、先に地山に挿入された連結用エレメント１１の継手１に、これに隣接する連結用エレメント１１の継手１を係入させるようにして、鉄道の軌道の下方の地山中に順次挿入して、矩形断面の構造物１０を形成する。そして、各連結用エレメント１１内部の土砂を除去したのち、これらの連結用エレメント１１の内部の空洞にコンクリートを充填して、トンネルを完成させる。
【００２０】
以上、第１〜第３の実施の形態に記載のエレメントの連結構造、および連結用エレメント１１によれば、互いに連結される２つの連結用エレメント１１，１１の継手１のそれぞれに、これら継手１の係合凸部４ａ，４ａどうしが接触する状態を保つバックアップ材５〜８が設けられているので、この継手１の係合凸部４ａを通じて、互いに連結された連結用エレメント１１の間で、応力の伝達を確実に行わせることができる。
【００２１】
また、バックアップ材５〜８が、硬質プラスチックであり表面に潤滑性があるポリアセタールからなるので、係合凸部と被係合凹部とがバックアップ材に接触する状態を確実に保つことができるとともに、継手１の摺動面の滑り抵抗を小さくして、互いに連結される二つの連結用エレメント１１，１１の継手１の一方を他方に対してエレメント本体１２の長さ方向Ｘにスライドして係入しやすくすることができる。
【００２２】
また、連結用エレメント１１を連結するための係合凸部と被係合凹部との相対する面がが、同一の断面形状に形成された継手１であるので、係合凸部と被係合凹部がオス、メスの二種類からなる場合に比して、連結用エレメントの連結構造をより汎用的なものとすることができる。
【００２３】
なお、本発明のエレメントの連結構造、および連結用エレメントは、上記の各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記の実施の形態では、硬質プラスチックであり表面に潤滑性があるポリアセタールからなるバックアップ材５〜８を、連結用エレメント１１の被係合凹部４に高温状態で圧着する場合を例示したが、エレメントやバックアップ材を構成する素材に応じて、接着など他の方法でバックアップ材を係合凸部や被係合凹部に取り付けるようにしても良い。
また、バックアップ材として、係合凸部や被係合凹部にその長さ方向に所定間隔で断続的に溶接して取り付けた金属などを適用しても良い。
また、上記の実施の形態では、角形断面あるいはコの字形断面に形成された鋼材からなる連結用エレメント１１，１１，…を地中に挿入して、これらを互いに連結する場合について例示したが、平面状や円弧状の鋼板を互いに連結して管状の構造物を構築する場合などにも、本発明を適用することが可能である。
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、継手に設けられた係合凸部と被係合凹部との少なくとも一方に、これら係合凸部と被係合凹部とが接触するバックアップ材が設けられているので、この係合凸部と被係合凹部との接触部を通じて、互いに連結されたエレメントの間で、応力の伝達を確実に行わせることができる。
また、バックアップ材の素材が、硬質プラスチックであり、表面に潤滑性があるポリアセタールであるので、係合凸部と被係合凹部とが接触する状態を確実に保つことができるとともに、係合凸部と被係合凹部の一方を他方に対してエレメント本体の長さ方向にスライドして係入しやすくすることができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、係合凸部と被係合凹部との双方にバックアップ材が設けられているので、係合凸部と被係合凹部との接触部であるバックアップ材を通じて、互いに連結されたエレメントの間で、応力の伝達をいっそう確実に行わせることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るエレメントの連結構造の一例を示す断面図である。
【図２】  本発明に係るエレメントの連結構造を構成する継手の一例を示す断面図である。
【図３】  本発明に係るエレメントの連結構造、および連結用エレメントによって構築された構造物の一例を示す斜視図である。
【図４】  本発明に係るエレメントの連結構造を構成する継手の他の一例を示す断面図である。
【図５】  本発明に係るエレメントの連結構造を構成する継手のさらに他の一例を示す断面図である。
【図６】  従来のエレメントの連結構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１          継手
４ 被係合凹部
４ａ 係合凸部
５〜８      バックアップ材
１１        連結用エレメント
１２        エレメント本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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