(57)【要約】【課題】  ボルトとの締結時に溶接等の手段を用いずに回り止めできるようにしたナットホルダーとこのナットホルダーを備えたコンクリート構造物を提供する。【解決手段】  合成セグメントに備えたナットホルダー５において、ナット側の接合継手の本体５ａ内部には、ナット２を非回転に収容する第一収容領域８と、第一収容領域８に隣接し、ナットと締結した本締めボルト１の先端部１ａを収容する第二収容領域９とが設けられ、本体５ａの外側に本締めボルト１の締付け時にナット２と共に本体５ａを回転させないため補強リブ７が突出して設けられている。さらに、第二収容領域９に隣接し、合成セグメントの製造時にナット２を貫通した仮締結ボルトの先端部と螺合する第三収容領域１１が形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体の内部に、
ナットを非回転に収容する第一収容領域と、前記第一収容領域に隣接し前記ナットと締結した締結ボルトの先端部を収容する第二収容領域とが設けられ、
前記本体の外側に前記締結ボルト締付け時に前記ナットと共に前記本体を回転させないため突出部が突出して設けられていることを特徴とするナットホルダー。
【請求項２】
樹脂製の材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のナットホルダー。
【請求項３】
前記本体の内部には、前記第二収容領域に隣接して、前記ナットを貫通した仮締結ボルトの先端部と螺合する第三収容領域が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のナットホルダー。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたナットホルダーの本体にナットを収容した第一収容領域を塞ぐプレートが設けられ、該プレートには前記本体の前記第一収容領域と同軸にボルト挿通孔が設けられ、前記プレートと前記本体との接合面にシール部材が設けられ、前記ナットホルダーと前記プレートとの周囲にコンクリートが充填されていることを特徴とするコンクリート構造物。
【請求項５】
請求項３に記載のナットホルダーに、ナットを収容した第一収容領域を塞ぐと共にボルト挿通孔を形成したプレートが設けられ、該プレートの前記ボルト挿通孔と前記ナットを通して仮締結ボルトを前記ナットホルダー内に挿入して前記第三収容領域に螺合させると共に前記締結ボルトに設けられた拡径筒を前記ボルト挿通孔に嵌合させ、この状態で前記ナットホルダーと前記プレートの周囲にコンクリートを充填し、その後前記仮締結ボルトが除かれるようにしたことを特徴とするコンクリート構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトを締結するナットを備えたナットホルダーとこのナットホルダーを備えたコンクリート構造物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルに使用される合成セグメントは、例えば円弧状の鋼板をなすスキンプレートと、スキンプレートの外周部を囲うように鋼板で枠組みされたプレート状の継手板とから合成セグメントの外枠（鋼殻）が構成され、この鋼殻の内部にコンクリートが充填されている。
そして、合成セグメント同士を連結するボルトとナットによる接合継手には、予めナットが合成セグメントに収容されているものがある。この接合継手によると、ナットが固定されているため、他方の合成セグメントのボルトもナットに合わせて締結する位置や角度が固定されている。したがって、合成セグメント同士の接合部に組立誤差や製作誤差が生じた場合、ボルトとナットの締結が困難になるおそれがある。このような問題に対応するため、ナット側の継手板にナットを固着せずに収容する鋼製のナットホルダーがある（例えば、特許文献１参照）。また、ナットホルダーには、ナットホルダー内面とナットとの間に隙間を有しているものもある。このナットホルダーでは、ボルトの締め込みと一緒にナットが回らない程度のガタを有しており、合成セグメントの連結時にボルトの位置がナットと多少ずれていても継手板のボルト挿通孔に挿入してナットと締結することができる。
そして、ナットホルダーと継手板との固定方法の一例としては、ナットホルダーと別に準備される位置出し部材がボルト締結の中心軸に仮固定され、これと同軸となるようにナットホルダーの中心に設けられているダボが合わせられる。そして、ナットホルダーは、仮固定された状態で、継手板とを止水溶接で固着される。
【特許文献１】特開２０００−６５０２８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、鋼製のナットホルダーは、材料コストが高くなるという問題がある。また、合成セグメントの製造時、ナットホルダーと継手板との接合には、高度な止水溶接が必要となり、溶接作業に時間がかかるうえ、溶接のコストが大きくなる。
そのため、従来の継手板とナットホルダーとの固定方法によると、１箇所の位置決め作業にかかる手間が大きく、作業時間がかかるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ボルトとの締結時に溶接等の手段を用いずに回り止めできるようにしたナットホルダーとこのナットホルダーを備えたコンクリート構造物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、本発明に係るナットホルダーは、本体の内部に、ナットを非回転に収容する第一収容領域と、第一収容領域に隣接しナットと締結した締結ボルトの先端部を収容する第二収容領域とが設けられ、本体の外側に締結ボルト締付け時にナットと共に本体を回転させないため突出部が突出して設けられていることを特徴としている。
本発明では、ナットホルダーの本体に突出部を設けることによりコンクリート等で周囲を固めた際に周囲のコンクリートとの付着力を向上でき、ナットホルダーの本体が締結ボルトの締め付け時に一緒に回転することを防止できる。また、本体に突出部を設けることによって、ボルト締め付けによるナットホルダー自体の変形を抑制することができる。
【０００６】
また、本発明に係るナットホルダーは、樹脂製の材料により形成されていることが好ましい。
本発明では、鋼製のナットホルダーと比較して材料コストを低減することができる。
【０００７】
また、本発明に係るナットホルダーの本体の内部には、第二収容領域に隣接して、ナットを貫通した仮締結ボルトの先端部と螺合する第三収容領域が設けられていることが好ましい。
本発明では、コンクリート構造物の製造時において、仮締結ボルトをナットホルダーの第一収容領域に設けたナットを通して第三収容領域に螺合させることで、ナットホルダーを所定の固定位置に容易に取付けることができる。このため、取付け作業時間を短縮することができる。
【０００８】
本発明に係るコンクリート構造物は、請求項１乃至３のいずれかに記載されたナットホルダーの本体にナットを収容した第一収容領域を塞ぐプレートが設けられ、プレートには本体の第一収容領域と同軸にボルト挿通孔が設けられ、プレートと本体との接合面にシール部材が設けられ、ナットホルダーとプレートとの周囲にコンクリートが充填されていることを特徴としている。
本発明では、ナットホルダーの本体は溶接等による接着を必要とせずにプレートと接合することができるため、省力化を図ることができるうえコストを低減できる。また、ナットホルダーの本体とプレートとの接合面を液密に封止でき、コンクリート構造物の継手箇所の漏水を防止できる。そして、ナットホルダーを樹脂製とすれば更にコストを低減できる。
【０００９】
また、本発明に係るコンクリート構造物の製造方法は、請求項３に記載のナットホルダーに、ナットを収容した第一収容領域を塞ぐと共にボルト挿通孔を形成したプレートが設けられ、プレートのボルト挿通孔とナットを通して仮締結ボルトをナットホルダー内に挿入して第三収容領域に螺合させると共に締結ボルトに設けられた拡径筒をボルト挿通孔に嵌合させ、この状態でナットホルダーとプレートの周囲にコンクリートを充填し、その後仮締結ボルトが除かれるようにしたことを特徴としている。
本発明では、コンクリート構造物の製造時において、第三収容領域に螺合され仮締結ボルトがボルト挿通孔の中心位置に設けられることで、プレートのボルト挿通孔とナットホルダーとが同軸に配設されるため、ナットホルダーを所定の取付け位置に固定することができる。コンクリート充填後は、ナットホルダーとプレートとが、周囲の固化したコンクリートによって液密に封止されて固定される。これにより、溶接作業などを省略し簡略化でき、取付け作業時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるナットホルダーによれば、ナットホルダーに突出部が設けられることで、締結ボルトを締め付ける際にナットと共にナットホルダーが回転するのを防止でき、さらにナットホルダー自体の補強となるため、ボルト締結時にナットホルダーが変形することを抑制できる。
また、コンクリート構造物によれば、ナットホルダーは、溶接などの接着を必要とせずに液密に封止した状態でプレートに固定することができるため、ナットホルダーの固定作業を簡略化できるうえコストを低減できる。
さらにまた、コンクリート構造物の製造方法によれば、プレートのボルト挿通孔と仮締結ボルトによってナットホルダーが同軸に配列され、ナットホルダーを所定の取付け位置に容易に位置決めした状態でコンクリートによって固めることができる。このため、コンクリート構造物を精度よく製造でき製造工程を簡略化でき、作業時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態によるナットホルダーについて、図面に基づいて説明する。
図１は実施の形態によるナットホルダーに関するものであって本締めボルトの締結構造を示す側断面図、図２は図１に示す本締めボルトの締結部の拡大図、図３は図１に示すナットホルダーのＡ−Ａ線断面図、図４は同じくＢ−Ｂ線断面図、図５は図１に示すナットホルダーの斜視図、図６は実施の形態によるナットホルダーに関するものであって仮締めボルトの締結構造を示す側断面図である。
図１に示すように、本実施の形態による合成セグメント同士の接合部は、一方がボルト側の接合継手Ｒを有し、他方がナット側の接合継手Ｓを有している。
双方の接合継手Ｒ及びＳは、合成セグメントの外枠（鋼殻）の一部を構成している継手板３、４（プレート）にそれぞれ固着されている。これらの継手板３、４には、本締めボルト１（締結ボルト）とナット２の締結位置にボルト挿通孔３ａ、４ａが設けられている。そして、両継手板３、４同士が当接し、両ボルト挿通孔３ａと４ａとが一致した穴に本締めボルト１が挿通され、ナット２と締結されている。ここで、ボルト挿通孔３ａ、４ａは、本締めボルト１の軸径より若干大きな寸法の内径を形成している。
【００１２】
ナット側の接合継手Ｓは、ボルト挿通孔３ａを備えた継手板３と、ボルト挿通孔３ａに挿入された本締めボルト１と締結するナット２と、内部にナット２が収容されて継手板３に接合するナットホルダー５とから構成されている。
このナットホルダー５は、中空をなし図１に示す下方端面が開口した形状で、樹脂製の材料から本体５ａが形成されている。この本体５ａの開口側の周縁部５ｂには、継手板３との接合面を液密に封止するため、リング状のシール部材６が備えられている。さらに、図１、図３乃至図５に示すように、ナットホルダー５の本体５ａの外周部には樹脂製の材料から形成される補強リブ７（突出部）が突出して設けられている。この補強リブ７は、ボルトの回転軸方向に直交する面をなし、ナットホルダー５の本体５ａより外方に突出して形成される。
そして、ナットホルダー５の外側にはコンクリートＴが充填され、ナットホルダー５はコンクリートＴと継手板３とで挟まれて固定されている。
【００１３】
次に、ナットホルダー５の本体５ａ内の中空部の構成について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ナットホルダー５が継手板３に取付けられた状態にあるとき、ナットホルダー５の本体５ａ内面には、漸次内径が小さくなる断面視階段状の中空部が形成されている。これらの中空部は、継手板３側より順に、ナット２を収容する第一収容領域８と、本締めボルト１の先端部１ａを収容する第二収容領域９と、ナットホルダー５の位置決めや継手板３に仮固定するための仮締めボルト１０（仮締結ボルト）の先端部１０ａと螺合する第三収容領域１１とが同軸に形成されている（図６参照）。
【００１４】
また、図１に示すように、第一乃至第三収容領域８、９、１１内の側面には、夫々第一内面部１２、第二内面部１３、第三内面部１４が形成されている。各収容領域８、９、１１の大きさは収容される部材によって異なり、各領域の境界には図１に示すような段差が形成される。この段差の水平部は、図１に示す第一収容領域８の上端面に形成される第一水平部１５と、同じく第二収容領域９の上端面に形成される第二水平部１６とから構成されている。
図１及び図６に示すように、第一収容領域８は、ナット２より若干内径寸法が大きい略六角形の水平断面を形成する。また、第二収容領域９の第二内面部１３は円筒形状であり、ネジ加工されていない。さらに、第三収容領域１１は、ナット２の穴を貫通した仮締めボルト１０の先端部１０ａと螺合できるように略円筒状の第三内面部１４にメネジが形成されている。
【００１５】
次に、本締めボルト１をナットホルダー５と同軸に締結固定した際、ナットホルダー５内に形成されている隙間について、図２（ａ）に基づいて説明する。
先ず、第一収容領域８とナット２との間に形成される隙間は、ナット２の回転軸を中心とした半径方向に形成される第一の隙間Ｄと、同じく回転軸方向に形成される第二の隙間Ｅとから構成されている。
また、本締めボルト１がナット２と締結された場合に、第二収容領域９とその先端部１ａとの間に形成される隙間は、本締めボルト１の回転軸を中心とした半径方向に形成される第三の隙間Ｆと、同じく回転軸方向に形成される第四の隙間Ｇとから構成されている。
【００１６】
次に、合成セグメントの製造時におけるナットホルダー５の取付け方法について図１及び図６に基づいて説明する。
先ず、ナットホルダー５の取付け位置について説明する。図１に示すように、中心線Ｐは、ナットホルダー５の中空部の中心軸である。ナットホルダー５は、継手板３のボルト挿通孔３ａ上の所定位置に取付ける。
ここで、仮締めボルト１０は、軸部の先端にネジが形成された先端部１０ａと、ボルト頭側の軸の付根部分が継手板３のボルト挿通孔３ａと嵌合するように同径に拡径された嵌合部１０ｂとを有している（図６参照）。さらに、仮締めボルト１０は、本締めボルト１より一回り小さな軸径となる。例えば、本締めボルト１が２２ｍｍ（Ｍ２２）の場合、仮締めボルト１０は１６ｍｍ（Ｍ１６）を使用する。
【００１７】
次に、図６に示すように、合成セグメントの鋼殻を形成する継手板３上にナットホルダー５を載置し、ボルト挿通孔３ａに仮締めボルト１０の嵌合部１０ｂを嵌合させる。そして、仮締めボルト１０は、ナットホルダー５内のナット２を貫通し、先端部１０ａが第三内面部１４に螺合することで、ナットホルダー５と継手板３のボルト挿通孔３ａが同軸に固定される。これにより、ナットホルダー５は、継手板３に仮固定された状態となる。そして、ナットホルダー５の周縁部５ｂに備えられているシール部材６が、ナットホルダー５と継手板３との接合面を止水する。
次に、合成セグメントの鋼殻内にコンクリートＴが充填されると、ナットホルダー５は継手板３と充填されたコンクリートＴとに密着して挟持され、一体に固定された状態となる。その後、コンクリートＴが固化した段階で、仮締めボルト１０をナットホルダー５から取り外す。
以上により、本実施の形態によるナットホルダー５を備えた継手構造は、仮締めボルト１０を第三面内部１４に螺合させる作業によって、ナットホルダー５の位置決めと継手板３に仮固定することができる継手構造である。また、本実施の形態では、ナットホルダー５と継手板３とを仮溶接するなどの接着が不要となり、高度な止水溶接の手間がなくなる。
【００１８】
次に、補強リブ７の作用について、図２及び図６に基づいて説明する。
図６に示すように、ナットホルダー５は、樹脂製であるため、仮締めボルト１０の締め込みにより回転力が作用し、第三面内部１４を基点とするねじれ変形を生じる。
このねじれは、ナットホルダー５を図６に示すＨ方向及びＩ方向に変形が発生する。そして、この変形が生じると、図２（ａ）に示す第一の隙間Ｄ及び第二の隙間Ｅが潰れて、ナット２の周囲にはガタが無くなり得るが、仮締めボルト１０の回転方向に直交した補強リブ７が設けられているために、ナットホルダー５を補強して応力を受け止めねじれ変形を小さくできる。また、補強リブ７は、ナットホルダー５とコンクリートＴとの接触面積を大きくし付着力を向上させるため、本締めボルト１の締付力による回り止めの効果を奏する。
【００１９】
続いて、本締めボルト１とナット２の締結時における隙間Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの作用について、図２に基づいて説明する。
先ず、ナット２と締結した本締めボルト１の先端部１ａは、第二内面部１３がネジ加工されていないため、ナットホルダー５には固定されない。
図２（ａ）に示すように、ナット２は、第一及び第二の隙間Ｄ、Ｅの範囲内で動くことのできるガタを有している。そして、この隙間Ｄは、ナット２が本締めボルト１の締め込みと一緒に空回りすることのない程度の隙間である。また、本締めボルト１には、第三及び第四の隙間Ｆ、Ｇの範囲内でその先端部１ａが動くことのできるガタを有している。したがって、本締めボルト１は、ナット２のガタの範囲内であれば、本締めボルト１の挿入時に図２（ｂ）に示す傾き角度θがあっても、容易にナット２と締結することができる。
例えば、２２ｍｍ（Ｍ２２）の本締めボルト１を使用するような場合の各々の隙間は、隙間Ｄが０．５ｍｍ、Ｅが２．１ｍｍ、Ｆが１．８ｍｍ、Ｇが３．２ｍｍと設計することができる。この場合、図２（ｂ）に示す本締めボルト１とナット２との許容可能な傾き角度θは、約４度以下となる。
【００２０】
上述のように、本実施の形態によるナットホルダー５は、鋼製より安価な樹脂製の材料とすることにより、材料コストを低減できる。また、ナットホルダー５は、樹脂製とすることにより強度が低下するが、本体５ａに補強リブ７を設けることによって、合成セグメント等のコンクリート構造物に装着した際、本締めボルト１の締め付け回転力に耐えられるコンクリート付着力を得ることができる。これにより、ナットホルダー５を回転不能に保持することができ、継手板３と固着した状態を維持できる。また、補強リブ７は、ナットホルダー５の本体５ａを補強し、仮締めボルト１０の回転によって本体５ａに生じるねじれ変形を抑制することができる。
さらに、ナットホルダー５の継手板３に対する位置決め作業は、仮締めボルト１０をナットホルダー５の第三収容領域１１に螺合させることによりできる。これにより、容易に所定の固定位置に取り付けできることから、作業が簡略化でき、作業時間を短縮できる。
さらにまた、ナットホルダー５の本体５ａにシール部材６が設けられることで、合成セグメント間の継手箇所の漏水を防止できる。
本実施の形態によるナットホルダー５を設けることによって、無溶接で継手板３に固定でき、品質の高いコンクリート構造物の継手構造を実現できる。
【００２１】
次に、ナットホルダー５の変形例について図７及び図８に基づいて説明する。
図７は実施の形態による補強リブの変形例を示すナットホルダーの斜視図、図８は図７に示すナットホルダーのＣ−Ｃ線断面図である。
図７及び図８に示す補強リブ１７が設けられる範囲は、ナットホルダー５の本体５ａのうちナット２が収容される第一収容領域８の外側である。補強リブ１７は、図１、図３乃至図６に示す補強リブ７に比べ、ボルト回転軸方向で略中間までの高さとなり、その分コンクリートＴの付着面積が小さくなるが、補強リブ７と同様に、ナットホルダー５の回り止めとねじれ変形に対する補強の効果を得ることができる。
【００２２】
以上、本発明によるナットホルダーの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の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。
本実施の形態では、ナットホルダー５は樹脂製としているが、鋼製であってもよく、上記同様、ナットホルダー５の位置出し及び仮固定できる継手構造が得られればよいのである。
また、補強リブ７、１７の形状は本実施の形態に限定されず、本体の外形を四角形筒状、三角形筒状等にして突出部を形成してもよい。要は、ナットホルダー５の本体５ａに生じるねじれ変形や、本締めボルト１の締め付けによってナットホルダー５全体が回ってしまうことなどを抑制できればよいのである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態によるナットホルダーに関するものであって、本締めボルトの締結構造を示す側断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は図１に示す本締めボルトにおける締結構造の拡大図である。
【図３】図１に示す仮締めボルトにおける締結構造のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示す仮締めボルトにおける締結構造のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１に示す仮締めボルトにおける締結構造の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態によるナットホルダーに関するものであって、仮締めボルトの締結構造を示す側断面図である。
【図７】実施の形態によるナットホルダーに関するものであって、補強リブの変形例を示すナットホルダーの斜視図である。
【図８】図７に示すナットホルダーのＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  本締めボルト（締結ボルト）
２  ナット
３  継手板（プレート）
３ａ  ボルト挿通孔
５  ナットホルダー
５ａ  本体
６  シール部材
７  補強リブ（突出部）
８  第一収容領域
９  第二収容領域
１０  仮締めボルト（仮締結ボルト）
１１  第三収容領域
Ｐ  中心線
【図１】
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【図２】
2006132257.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006132257.tif 000008
【図７】
2006132257.tif 000009
【図８】
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