(57)【要約】【課題】  高精度な構成を必要とせずに接合作業ができ、強固な接合を行えるようにした。【解決手段】  雄継手１は、円周面３ａを有する回動部材３と、回動部材３の径方向に突出し、先端が回動部材３の回動方向に屈折して形成された第１係合部５と、接合面１０ａに開口し、回動部材３の円周面３ａを挿入する第１内周面４ｂと、回動部材３を係止する第２内周面４ｃとを有して、第１内周面４ｂから第２内周面４ｃまで回動部材３を摺動可能な凹溝４ａとを備えている。雌継手２は、接合面２０ａ側に開口し、第１接合部５を進入させる凹部６ａと、凹部６ａ内で第１係合部５に係合する第２係合部７とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄継手を接合面に有する一方のセグメントと、雌継手を接合面に有する他方のセグメントの互いの接合面同士を当接させた後スライドさせることにより、セグメント同士を接合させるセグメントの継手構造であって、
前記雄継手は、
円周面を有する回動部材と、
前記回動部材の径方向に突出し、先端が前記回動部材の回動方向に屈折して形成された第１係合部と、
前記接合面側に開口し、前記回動部材の前記円周面を挿入する第１内周面と、前記回動部材を係止する第２内周面とを有して、前記第１内周面から前記第２内周面まで前記回動部材を摺動可能な凹溝とを備え、
前記雌継手は、
前記接合面側に開口し、前記第１係合部を進入させる凹部と、
前記凹部内で前記第１係合部に係合する第２係合部とを備え、
前記凹溝の前記第１内周面で前記回動部材を挿入させ、前記第２内周面で前記第１係合部を前記第２係合部と係止させるようにしたことを特徴とするセグメントの継手構造。
【請求項２】
前記回動部材は、前記凹溝の第１内周面で前記雌継手側の接合面に押圧されて回動して前記第１係合部を前記凹部に進入させる当接部を有することを特徴とする請求項１に記載のセグメントの継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雄継手と雌継手によって接合するセグメントの継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドトンネル工事などにおけるセグメントの組立では、セグメントに予め連通孔を設けておき、セグメント同士を当接させた際、当該連通孔にボルトを挿通してナットにより締め付けることが行われている。しかし、このような継手構造は、連通孔の位置決めやボルトとナットの締め付け作業等に手間がかかるため、作業効率が悪いという欠点がある。とくに、近年増加している大径のシールドトンネルでは、セグメントの組立てに時間がかかり工期が長期化するという問題がある。
そこで、効率的に組み立て可能なセグメントの継手構造が、例えば特許文献１に開示されている。
特許文献１は、ボルト頭部からなる雄継手を接合面に有するセグメントと、切欠部を有する係止板からなる雌継手を接合面に有するセグメントを使用し、セグメントの接合面同士をスライドさせてボルト頭部を切欠部に嵌合させることにより、セグメント同士を接合させるセグメントの継手構造である。
【特許文献１】特開平１０−４６９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のセグメントの継手構造では、係止板の厚みの設定が難しく、係止板が薄すぎると接合部に緩みが生じ、係止板が厚すぎるとボルトが破断するおそれがある。また、ボルトと係止板との間にあそびがないため、切欠部にボルト頭部を嵌合させてセグメント同士を接合するには高い精度が要求されるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、高精度な構成を必要とせずに接合作業ができ、強固な接合を行えるようにしたセグメントの継手構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係るセグメントの継手構造では、雄継手を接合面に有する一方のセグメントと、雌継手を接合面に有する他方のセグメントの互いの接合面同士を当接させた後スライドさせることにより、セグメント同士を接合させるセグメントの継手構造であって、雄継手は、円周面を有する回動部材と、回動部材の径方向に突出し、先端が回動部材の回動方向に屈折して形成された第１係合部と、接合面側に開口し、回動部材の円周面を挿入する第１内周面と、回動部材を係止する第２内周面とを有して、第１内周面から第２内周面まで回動部材を摺動可能な凹溝とを備え、雌継手は、接合面側に開口し、第１係合部を進入させる凹部と、凹部内で第１係合部に係合する第２係合部とを備え、凹溝の第１内周面で回動部材を挿入させ、第２内周面で第１係合部を第２係合部と係止させるようにしたことを特徴としている。
本発明では、セグメントの接合面同士を当接させることにより、雄継手の回動部材に備えられた第１係合部が雌継手の凹部内に進入し、この状態でセグメント同士をスライドさせることにより、回動部材が凹溝の第１内周面から第２内周面へ摺動させられて、第１係合部と第２係合部とが密着して係合される。
このように、雄継手の第１係合部および雌継手の凹部に高精度な構成が必要とされないことから、挿入が容易であると共に、接合面で第１係合部及び第２係合部が強固に接合され、継手の緩みがなく接合でき、接合部の信頼性を向上させることができる。
【０００６】
また、本発明に係るセグメントの継手構造では、回動部材は、凹溝の第１内周面で雌継手側の接合面に押圧されて回動して第１係合部を凹部に進入させる当接部を有することが好ましい。
本発明では、例えば第１内周面に挿入された回動部材の当接部を接合面より突出させておき、回動部材の第１係合部が雌継手の凹部に進入する位置で両セグメントを当接させることで、回動部材の当接部が雌継手側の接合面に押圧されて回動し、第１係合部が凹部に進入することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセグメントの継手構造によれば、第１係合部の凹部内への挿入が容易であると共に、回動部材の摺動によって第１係合部と第２係合部を強固に接合できる。そのため、雄継手および雌継手に高精度な構成が必要とされずに、挿入と接合を容易に且つ確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係るセグメントの継手構造の実施の形態について、図１乃至図５に基づいて説明する。
図１は実施の形態によるセグメントの継手構造を示す図であり、（ａ）は雄型セグメントの斜視図、（ｂ）は雌型セグメントの斜視図、図２は雄継手および雌継手の分解斜視図であり、（ａ）は雄継手を示す図、（ｂ）は雌継手を示す図、図３は接合面を示す図であり、（ａ）は雄継手を示す図、（ｂ）は雌継手を示す図、図４（ａ）〜（ｃ）は実施の形態の継手構造の接合工程を示す断面図、図５（ａ）〜（ｃ）は実施の形態の継手構造の接合工程を示す平面図である。
【０００９】
図１に示すように、セグメント１０、２０は、シールドトンネルなどにおける円弧板状をなすコンクリート製セグメントなどであり、一方の周方向端部に雄型接合面１０ａを、他方の周方向端部に雌型接合面２０ａを備える。そして、トンネルの周方向に隣接配置されたこれらセグメント１０、２０の雄型接合面１０ａと雌型接合面２０ａを接合させることにより、筒状壁体を構成するリングが構築される。
雄型接合面１０ａには、接合面の一部に箱形状の凹陥部１０ｂが形成されており、雄継手１が凹陥部１０ｂ内に埋設されている。
図２（ａ）に示すように、雄継手１は、円周面３ａを有する略半円柱形状をなし、円周面３ａが１８０°を超えた中心角を有していて、その一端に当接部３ｂを有し、円周面３ａの反対側の端面で径方向に突出したカギ型状をなす第１係合部５を形成した回動部材３を備えている。また、回動部材３の円周面３ａを回動可能に挿入させ、雄型接合面１０ａ側に開口する凹溝４ａが形成された箱形状の雄型ハウジング４が備えられている。
【００１０】
図２（ａ）に示すように、第１係合部５は、先端が回動部材３の回動方向（図に示す矢印Ｅ方向）に屈折されて形成され、回動部材３の円周面３ａ側が凹溝４ａに挿入したときに接合面１０ａより突出している（図１参照）。
【００１１】
図２（ａ）に示すように、凹溝４ａはその一端が半円断面をなす第１内周面４ｂ、他端が半円より大きい周長（１８０°を超える中心角を有する）の断面をなす第２内周面４ｃであり、第１内周面４ｂから第２内周面４ｃまでなめらかに連続して内周面が形成されている。このため、第１内周面４ｂで回動部材３を挿入可能であり、第２内周面４ｃに移動した回動部材３は凹溝４ａから抜け出ることを防止される。
そのため、図５（ａ）に示すように、凹溝４ａは、第１内周面４ｂから第２内周面４ｃに向かって雄型接合面１０ａから離れる方向に傾斜している。そして、回動部材３も凹溝４ａに沿ってＦ方向に移動すると共に、雄型接合面１０ａから離れる位置へと移動する。
ここで、図３（ａ）に示すように、この第１内周面４ｂで回動部材３の円周面３ａを挿入する位置を挿入位置Ｓとし、第２内周面４ｃで回動部材３を係合する位置を係止位置Ｔとする。
【００１２】
一方、図１（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、雌型接合面２０ａには、箱形状の凹陥部２０ｂが形成されており、雌継手２が表面を露出して凹陥部２０ｂ内に埋設されている。雌継手２は、接合面２０ａ側に開口する凹部６ａが側面に形成された箱形状の雌型ハウジング６からなる。このとき、凹部６ａの幅は、第１係合部５の幅より大きくなるように形成されている。
図２（ｂ）に示すように、雌型ハウジング６には、第１係合部５と係合するように、凹部６ａの底面開口側から上方に突出して第２係合部７が形成されている。図５（ａ）に示すように、第２係合部７は、凹部６ａの図中左端部６ｂから右端部６ｃに向かって厚みが増大している。なお、この第２係合部７の厚みは、雌型接合面２０ａに対して一定の厚さであってもよい。
また、凹部６ａの接合面２０ａには、挿入位置Ｓ（図３（ａ）参照）にある回動部材３の当接部３ｂに対向する位置に押圧部６ｄがある。
【００１３】
なお、図４（ｂ）に示すように、第１係合部５が凹部６ａ内で回動したときに、第２係合部７と当接する位置を当接部５ａとし、一方の第２係合部７側を当接部７ａとする。また、図４（ｃ）に示すように、回動部材３が挿入位置Ｓから係止位置Ｔに移動したときに、第１係合部５が第２係合部７に係止する夫々の位置を係止部５ｂ、係止部７ｂとする。
【００１４】
次に、このような構成によるセグメントの継手構造の作用およびセグメントの接合方法について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、セグメント接合前に、凹溝４ａ内の第１内周面４ｂに収容した回動部材３の当接部３ｂを雄型接合面１０ａより突出させておく。そして、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、第１係合部５が雌型ハウジング６の凹部６ａ内に入るように、当接部３ｂと押圧部６ｄとを対向させて、両接合面１０ａ、２０ａの位置を合わせる。
さらに、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、雄型接合面１０ａに雌型接合面２０ａを近付けると、回動部材３の当接部３ｂが雌型ハウジング６の押圧部６ｄに押圧され、凹溝４ａ内で回動部材３は凹溝４ａに沿って矢印Ｅ方向に回動し、第１係合部５が凹部６ａに進入する。そして、雄型接合面１０ａと雌型接合面２０ａとを密着させることにより、第１係合部５の当接部５ａが当接部７ａに当接して、回動部材３の回動が停止する。
【００１５】
次に、図５（ｃ）に示すように、雌型セグメント２０を雄型セグメント１０との接合面に沿ってトンネル進行方向の矢印Ｇ方向にスライドさせると、同時に凹部６ａ内にある第１係合部５が凹部６ａの右端部６ｃに押圧されて、凹溝４ａに沿って移動し、雄型ハウジング４の第２内周面４ｃで当接する。
図４（ｃ）に示すように、スライドによって、回動部材３が凹溝４ａに案内されて第１係合部５を引き込むことになる。これにより、第１係合部５の係止部５ｂがＨ方向に力が作用するため、第１係合部５と第２係合部７とが密接して係合し、両接合面１０ａ、２０ａ同士が接合される。
【００１６】
本実施形態によるセグメントの継手構造では、セグメントの接合面１０ａ、２０ａ同士を当接させることにより、雄継手１の回動部材３に備えられた第１係合部５が雌継手２の凹部６ａ内に進入し、この状態でセグメント同士をスライドさせることにより、回動部材３が凹溝４ａの第１内周面４ｂから第２内周面４ｃへ摺動させられて、第１係合部５と第２係合部７とが密着して係合される。このとき、第１係合部５の幅に対して雌継手２の凹部６ａの幅が大きいため、第１係合部５の凹部６ａ内への挿入が容易である。そして、回動部材３の摺動によって接合面で第１係合部５及び第２係合部７が強固に接合できる。そのため、雄継手１および雌継手２に高精度な構成が必要とされずに、挿入と接合を容易に且つ確実に行うことができる。
【００１７】
以上、本発明によるセグメントの継手構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では雄継手１と雌継手２の接合位置が図５（ｃ）に示す位置で停止しているが、この位置に限定されることはない。要は、第１係合部５と第２係合部７とが隙間なく係合できるように雄継手１および雌継手２が接合面に配置されていればよいのである。
また、本実施の形態では１箇所の接合面に２つの継手を設けているが、必ずしもこの継手数に限定されることはない。そして、本継手構造は周方向のセグメント接合面１０ａ、２０ａに設けているが、例えばリング方向の接合面であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態によるセグメントの継手構造を示す図であり、（ａ）は雄型セグメントの斜視図、（ｂ）は雌型セグメントの斜視図である。
【図２】雄継手および雌継手の分解斜視図であり、（ａ）は雄継手を示す図、（ｂ）は雌継手を示す図である。
【図３】接合面を示す図であり、（ａ）は雄継手を示す図、（ｂ）は雌継手を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は実施の形態の継手構造の接合工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は実施の形態の継手構造の接合工程を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  雄継手
２  雌継手
３  回動部材
３ａ  円周面
３ｂ  当接部
４  雄型ハウジング
４ａ  凹溝
４ｂ  第１内周面
４ｃ  第２内周面
５  第１係合部
６  雌型ハウジング
６ａ  凹部
７  第２係合部
１０  雄型セグメント
１０ａ  雄型接合面
２０  雌型セグメント
２０ａ  雌型接合面
【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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