(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接するセグメントの相対する接合面にそれぞれ雄・雌継手を設けて互いに接合するセグメントの継手装置において、前記雌継手は接合面側に開口を有する雌継手ケースと、そのケース内に回り止めされて接合方向に移動自在なナットとを備え、そのナットは弾性手段により開口方向に付勢されており、そして前記雄継手は接合面側に開口を有する雄継手ケースと、そのケース内に接合方向に移動自在な接合ボルトと、その接合ボルトに螺合しウオームギヤで回転されるウオームホイールと、雄継手ケースの反開口側端部に摺動可能に係合して接合ボルトの回り止めを行う回り止め手段とを備え、前記接合ボルトは前記ウオームホイールの螺合する前進用ねじ部とその開口側に前記雌継手のナットと係合する接合用ねじ部とを有し、前進用ねじ部は接合用ねじ部とは逆ねじとして前記ウオームホイールの回転によって雌継手方向に移動し、所定距離の移動後にウオームホイールと接合ボルトとが互いに固着し前記回り止め手段が解放される固着手段を有していることを特徴とするセグメントの継手装置。
【請求項２】
前記固着手段は前記接合ボルトの前進用ねじ部に隣接したねじの切ってない部分であり、ウオームホイールがその部分までねじ込まれることでウオームホイールと接合ボルトとが固着し、接合ボルトに所定トルクが加わると回り止め手段が解放されるように構成されている請求項１記載のセグメントの継手装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣接するセグメントの相対する接合面にそれぞれ雄・雌継手を設けて互いに接合するセグメントの継手装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１には、トンネルＴにおけるセグメント１の継手装置による接合状況が示されている。図において、符号２はピース同士を接続する継手装置を示しており、また、符号３はリング同士を接続する継手装置を示している。これらの継手２，３によりセグメント１を順次接合して、トンネルＴの内壁が構築されている。
なお、図示の例では、セグメント１のピース接合面１ａには継手装置２の雄継手４が２個、対向する接合面１ｂには雌継手５が２個、またリング接合面１ｄには継手装置３の雄継手６が２個、対向する接合面１ｃには雌継手７が２個それぞれ設けられている、
【０００３】
このようなセグメントの接合においては、セグメント内面が平滑であること、セグメントがシールド機の内部から地山に掘削されたトンネル内部に出された後においても継手部の増し締めができること、締結力の管理が容易であること、といったことが要求されている。
【０００４】
しかしながら、従来の継手装置においては、ボルト継手は、セグメントの内面にボルトボックスを開口してボルトの締結作業を行うため、セグメント内面が平滑ではなく、後からボルトボックスの充填作業が必要である。
そして、ピン継手は、推力ジャッキでセグメントを既設のセグメントに押し付けることで締結するが，セグメントがトンネル内に出た後、継手面が閉じた後に増し締めすることができない。  さらに、くさび式継手は、くさびの効果により継手面にプレストレスを導入することが可能であるが、プレストレスの管理が難しい。
この様に、従来の技術では、セグメントの接合において要求される上述した条件を充足することが困難である、という問題点を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑みて提案されたものであり、セグメント内面が平滑であって、増し締めが可能であり、且つ、締結作業が容易なセグメントの継手装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のセグメントの継手装置は、隣接するセグメントの相対する接合面にそれぞれ雄・雌継手を設けて互いに接合するセグメントの継手装置において、前記雌継手は接合面側に開口を有する雌継手ケースと、そのケース内に回り止めされて接合方向に移動自在なナットとを備え、そのナットは弾性手段により開口方向に付勢されており、そして前記雄継手は接合面側に開口を有する雄継手ケースと、そのケース内に接合方向に移動自在な接合ボルトと、その接合ボルトに螺合しウオームギヤで回転されるウオームホイールと、雄継手ケースの反開口側端部に摺動可能に係合して接合ボルトの回り止めを行う回り止め手段とを備え、前記接合ボルトは前記ウオームホイールの螺合する前進用ねじ部とその開口側に前記雌継手のナットと係合する接合用ねじ部とを有し、前進用ねじ部は接合用ねじ部とは逆ねじとして前記ウオームホイールの回転によって雌継手方向に移動し、所定距離の移動後にウオームホイールと接合ボルトとが互いに固着し前記回り止め手段が解放される固着手段を有している（請求項１）。
【０００７】
そして、前記セグメントの継手装置は、前記固着手段は前記接合ボルトの前進用ねじ部に隣接したねじの切ってない部分であり、ウオームホイールがその部分までねじ込まれることでウオームホイールと接合ボルトとが固着し、接合ボルトに所定トルクが加わると回り止め手段が解放されるように構成されている（請求項２）。
【０００８】
なお、前記雌継手のケース内に回り止めされてナットは接合方向に移動自在とされるが、そのための機構としては、雌継手ケースの孔断面を６角形状とし、前記ナットをその孔に軸方向移動自在に嵌挿される６角ナットとするのが好ましい。
【０００９】
また、前記雄継手の回り止め手段は、雄継手ケースの孔断面を６角形状とし、その孔に軸方向移動自在に嵌挿された６角ナットを接合ボルトに螺着するのが好ましい。
【００１０】
このような構成を具備する本発明によれば、雄・雌継手の接合においては、まず両継手ケースの開口部を互いに当接し、雄継手側のウオームギヤによってウオームホイールを回転する。ウオームホイールに螺合された接合ボルトは回り止め手段によって回り止めされているので、雌継手方向に進み、接合用ねじ部先端が雌継手のナットに当接し、さらに弾性手段に抗して進む。
所定距離移動すると、固着手段によりウオームホイールと接合ボルトとは互いに固着され回り止め手段が解放されるので、接合ボルトが回転する。そして、接合用ねじ部が雌継手のナットと螺合し、さらに締め付けることで、雌継手ナット、接合ボルト、ウオームホイールを介して両継手ケースが接合され、セグメントを接合することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図２および図３には、本発明によるセグメントの継手装置２の一実施形態の構成が示されており、図の左が雌継手５、右が雄継手４である。
図２は、雄・雌継手４、５の接合前の互いに対向した状態が示されており、雌継手５は、既設セグメント１Ｂに設けられた雌継手ケース２１と、そのケース２１内に挿入された６角ナット２２と、弾性手段であるバネ２３とで構成されている。
雌継手ケース２１は、セグメントの接合面１ｂに開口２１ａし、その内方には断面６角形状の孔２１ｂが形成されており、その６角孔２１ｂに６角ナット２２が軸方向Ｘに移動自在に嵌挿されて回り止め機構が構成されていて、ナット２２は雌継手内に回り止めされて接合方向に移動自在とされる。そして、ナット２２の内方にはバネ２３が挿入され、ナット２２は開口方向に付勢されている。
【００１４】
また、雄継手４は、接続するセグメント１Ａに設けられた雄継手ケース１１と、そのケース１１内に挿入された接合ボルト１２と、その接合ボルト１２と螺合するウオームホイール１３と、回り止め手段であるナット１４とで構成されている。
そして、雄継手ケース１１は、接合面１ａに開口しており、その孔部には軸方向Ｘに移動自在に接合ボルト１２が挿入されている。
なお、符号Ｂは、継手ケース１１、２１をセグメント１に取り付けるためのボルト部材を示している。
【００１５】
その接合ボルト１２は、中間部にウオームホイール１３と螺合する左ねじの前進用ねじ部１２ａが形成され、その開口側には前進用ねじ部１２ａより小径の右ねじで接合用ねじ部１２ｂが形成されている。この接合用ねじ部１２ｂは、両継手４、５の接合時に前記雌継手のナット２２に螺合するねじである。
そして、前進用ねじ部１２ａは反開口側に向かい所定長さがあって、この前進用ねじ部１２ａに隣接してねじの切ってない部分１２ｃが設けられ、さらに、回り止め用ねじ部（右ねじ）１２ｄが設けられている。
【００１６】
その回り止め用ねじ部１２ｄには、回り止め手段である６角ナット１４が、後記するように所定の緩めトルクが加わると緩むように規定の締め付けトルクで螺着されている。そして、ナット１４は、雄継手ケース１１の断面６角形状の孔１１ｂに軸方向Ｘに移動自在に嵌挿されている（図４参照）。
【００１７】
前記ウオームホイール１３は、その内径（左ねじ）部に接合ボルト１２の前進用ねじ部１２ａが螺合されて雄継手ケース１１内に回転自在に支持されており、接合ボルト１２の前進時および雌継手接合時の反力をケース１１に伝える。そして、セグメント１Ａの内面側からケース１１に穿設された仮設孔Ｈ（図２参照）に挿入されたウオームギヤ１５と噛み合って回転するように構成されている。
なお、仮設孔Ｈの穿設位置が、図２（ウオームホイールの紙面向こう側）と図３以降（ウオームホイールの紙面手前側）とは相違して示されているが、いずれであってもよく、構成上選択すればよい。
【００１８】
ウオームホイール１３がウオームギヤ１５によって矢視Ｙ方向に回転されると、接合ボルト１２は、ナット１４によってケースの孔１１ｂに回転が係止されているので軸方向Ｘに移動する。
接合ボルト１２が所定距離Ｌ前進すると、ウオームホイール１３がねじの切ってない部分１２ｃに到達し、ウオームホイール１３と接合ボルト１２（のねじの切ってない部分１２ｃ）とが互いに固着して供回りするようになる（固着手段）。ウオームホイール１３と接合ボルト１２とが供回りする状態で所定値以上のトルクを加えると、ナット１４は緩み回り止め手段は解放されて、接合ボルト１２を回転させることができる。
【００１９】
次に、雄・雌両継手４、５の接合の態様を説明する。
セグメント１の組み立てにおいて、図３に示す雄・雌両継手４、５が対峙した状態から接続側セグメント１Ａを前進させて図５に示すように継手４、５を突き合わせる。そして、セグメント内面からウオームギヤ１５を仮設孔Ｈに差し込んでラチェット等の工具を使ってウオームホイール１３を回転Ｍさせる。
前記のように、この状態では接合ボルト１２は、ナット１４を介してケース１１と回り止めされているので前進し、その先端は、雌継手の孔２１ａに進入する。
【００２０】
そして、図６に示すように雌継手のナット２２を押し、バネ２３が圧縮されてナット２２は後退し、接合ボルト１２はねじの切ってない部分１２ｃがウオームホイール１３に当たるまで前進する。
そこでさらにトルクを加えると図７に示すように、前記固着手段の作用でナット１４は解放され、接合ボルト１２が矢視Ｒ方向に回転して先端の接合用ねじ部１２ｂがナット２２にねじ込まれ、雌・雄両継手４、５は締め付けられて接合される。
【００２１】
継手４、５の接合が終わった後、ウオームギヤ１５を緩めて抜き取り、仮設孔Ｈにモルタル等を充填して内面を仕上げる。
なお、仮設孔Ｈは、施工時の枕木、照明、シールド設備固定用や完成後の内部設備固定用のアンカーとして利用することもできる。
【００２２】
また、上記実施形態では、接合ボルト１２の前進用ねじ部１２ａを左ねじとしたが、ナット２２、１４と逆ねじとすることが必要で、左ねじに限定するものではない。
【００２７】
なお、以上の説明において、既設セグメント１Ｂ側を雌継手５、接合するセグメント１Ａ側を雄継手４としたが、このように限定するものではない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成され以下に示す効果を奏する。
（１）  セグメントの内面が平滑で二次覆工が省略できる。
（２）  施工後に継手部の増し締めが可能である。
（３）  施工が容易でコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】セグメントの継手装置による接合を説明する斜視図。
【図２】本発明による継手装置の一実施形態の構成を示す斜視図。
【図３】図２の継手装置を接合前に雄・雌両継手を対向させた状態にて示す断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面。
【図５】雄・雌両継手を互いに突き合わせた状態を示す断面図。
【図６】接合ボルトを前進させている状態を示す断面図。
【図７】雄・雌両継手を締め付けている状態を示す断面図。
【符号の説明】
１・・・セグメント
２・・・継手装置
４・・・雄継手
５・・・雌継手
１１・・・雄継手ケース
１２・・・接合ボルト
１３・・・ウオームホイール
１４・・・ナット（回り止め手段）
１５・・・ウオームギヤ
２１・・・雌継手ケース
２２・・・ナット
２３・・・バネ
【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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【図７】
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