(57)【要約】【課題】  セグメントの孔塞ぎプラグにおいて、セグメントの内周面に設けられたねじ穴を容易に塞ぐことができ、しかも経時劣化を少なくすることができる。【解決手段】  ねじ込みプラグ６は、モルタル製のねじ本体６ｄおよびねじ頭部６ｅと、金属製の板ばね６ｃからなり、板ばね６ｃがねじ本体６ｄに形成された雄ねじの谷部において、一端がねじ本体６ｄに埋設され、他端が径方向外側に離れる方向に延ばされ、雌ねじに螺合される際、雌ねじの頂部に押圧されるようにする。そして逆転防止を図る。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントの内周面側に開口し、その内部に雌ねじが形成されたねじ穴を、セグメント内周面側から塞ぐためのセグメントの孔塞ぎプラグであって、
前記ねじ穴に螺合する雄ねじが形成されたモルタル製のねじ本体と、
該ねじ本体の前記雄ねじの谷部に、前記ねじ穴に螺合されたとき、前記雌ねじの頂部に径方向に弾性力を付勢する付勢手段が設けられたことを特徴とするセグメントの孔塞ぎプラグ。
【請求項２】
前記付勢手段が、一端側を前記ねじ本体に埋設され、前記雄ねじの螺旋軌道に沿ってねじ込み方向と反対側に延ばされるとともに、他端側に向かうにつれて前記雄ねじの谷部から径方向外側に離隔するよう配置された金属製の板ばねからなることを特徴とする請求項１に記載のセグメントの孔塞ぎプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメントの孔塞ぎプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシールドトンネルなどの筒状地下構造物の構築に用いられるコンクリートセグメント、合成セグメントなどのセグメントは、掘進穴またはシールド掘削機の内側から、エレクタにより周方向に配置される。そのため、セグメントの内周面には、エレクタで把持するためのねじ穴などが設けられていた。そして、セグメントの接合後、内周面の覆工を行う際に、ねじ込みプラグなどで塞がれていた。
また、グラウト注入を行うためのグラウト孔がセグメント内周面に設けられ、グラウト終了後、同様にねじ込みプラグにより塞がれる場合もある。
例えば、特許文献１には、セグメントに埋設された雌ねじ筒が、セグメント内周面に開口するねじ穴を形成し、この雌ねじ筒にガイド軸または吊り金具を螺設して、セグメント把持装置によりそれらを把持する構成が記載されている。
また、特許文献２には、内周面に複数のリング状の凹凸が形成されたグラウト孔に押し込んで開口を塞ぐようにした、円筒の外周面に複数のリング状の凹凸を有する合成樹脂製の孔塞ぎ具が記載されている。また、開口を塞ぐ板状の孔塞ぎ具をセグメント側に設けられたインサートねじに螺合する取付ボルトで固定する構成が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２２３０９８号公報（図１、７、１０）
【特許文献２】特開平１１−３０３５９１号公報（第２−３頁、図５、７）
【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、上記のような従来のセグメントの孔塞ぎプラグには、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、孔塞ぎの手段については記載されていないものの、雌ねじ筒に螺合するねじ込みプラグを装着して孔を塞ぐことが考えられる。その際、金属ねじを用いることが考えられるが、セグメントの設置環境では水分、塩分などにより腐食が進行しやすいという問題がある。
特許文献２に記載の技術では、合成樹脂を用いた孔塞ぎ具の場合、応力がかかった状態とされるので経時劣化しやすく、ゆるみが生じたり、落下したりする恐れがあるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、セグメントの内周面に設けられたねじ穴を容易に塞ぐことができ、しかも経時劣化を少なくすることができるセグメントの孔塞ぎプラグ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】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、セグメントの内周面側に開口し、その内部に雌ねじが形成されたねじ穴を、セグメント内周面側から塞ぐためのセグメントの孔塞ぎプラグであって、前記ねじ穴に螺合する雄ねじが形成されたモルタル製のねじ本体と、該ねじ本体の前記雄ねじの谷部に、前記ねじ穴に螺合されたとき、前記雌ねじの頂部に径方向に弾性力を付勢する付勢手段が設けられた構成とする。
この発明によれば、ねじ本体が、コンクリート製のセグメントと略同材質のモルタル製とされるので、セグメントと同等の寿命が得られる上に、外観上もきれいに孔を塞ぐことができる。また、付勢手段により、螺合ともに雌ねじの頂部に弾性力が付勢されるので、雌ねじ頂部の周方向に作用する摩擦力により逆転を防止することができるから、ねじ本体の軸力を増大させることなく経時のねじ緩みを防止することができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のセグメントの孔塞ぎプラグにおいて、前記付勢手段が、一端側を前記ねじ本体に埋設され、前記雄ねじの螺旋軌道に沿ってねじ込み方向と反対側に延ばされるとともに、他端側に向かうにつれて前記雄ねじの谷部から径方向外側に離隔するよう配置された金属製の板ばねからなる。
この発明によれば、付勢手段を金属製の板ばねとし、ねじ本体に埋設された一端側を支持端として他端側が雌ねじの頂部でねじ込みとともに径方向中心側に押圧されることにより弾性力を付勢するから、ねじ込み方向に滑らかに螺合できる。一方、ねじ込み方向逆側に回転させようとすると、板ばねは、他端先端に圧縮加重として作用する摩擦力に対して大きな反力を形成し回転を阻止しようとするため、ねじの緩みを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のセグメントの孔塞ぎプラグによれば、モルタル製のねじ本体をねじ込むだけの容易な作業で、経時劣化やねじの緩みがきわめて少ない孔塞ぎを施すことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るセグメントの孔塞ぎプラグを取り付けるセグメントの構成を説明するための斜視説明図である。図２は、本発明の実施形態に係るセグメントの孔塞ぎプラグをセグメントに取り付けた様子を示す図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面説明図である。図３は、本発明の実施形態に係る孔塞ぎプラグの正面説明図およびＣ−Ｃ線に沿った断面説明図である。図４は、図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面説明図である。
【０００９】
図１に示したように、セグメント１は、それらを複数接合することにより、例えばシールドトンネルなどの円筒状構造物を構築するための部材で、円筒状構造物の周方向の湾曲に沿う円弧状の湾曲を備えた側面を軸方向に延ばしてなる湾曲版状とされる。周方向接合面１ｂ、軸方向接合面１ｃには、それぞれボルト孔４、５が設けられ、それぞれの近傍に配置され、円筒状構造物の内面を形成する内周面１ａ側に開口されたボルトボックス３を通して、隣接する他のセグメント１とボルト締結することが可能とされている。
セグメント１は、例えば鉄筋コンクリート造によるコンクリートセグメントとしてもよいし、鋼枠にコンクリートを打設する合成セグメントとしてもよいが、いずれの場合でも内周面１ａはコンクリート面とされる。そして、内周面１ａは、新たに覆工を施すことなく円筒状構造物の２次覆工面を兼ねられることが望まれているものである。
【００１０】
このようなセグメント１を用いた円筒状構造物、例えばシールドトンネルの構築は、シールド掘削機で地山を掘削し、シールド内からエレクタを用いてセグメント１をシールド掘削機の後方に配置し、隣接する周方向接合面１ｂ同士を周方向に接合してリング状とし、順次シールド掘削機の掘進とともに、それらを軸方向に接合してゆく、という工程により行われる。
そのため、セグメント１の内周面１ａの中心部には、セグメント１をエレクタの可動アームに固定するためのエレクタ把持用ねじ穴２（ねじ穴）が設けられている。
【００１１】
エレクタ把持用ねじ穴２は、図２に示したように、内周面１ａの表面から所定深さ形成された座ぐり部１ｂの奥側に、インサート雌ねじ７が設けられたものである。
インサート雌ねじ７は、外周側に適宜の抜け止め形状が設けられ、内周側に雌ねじが形成された円筒状部材である。符号７ａ、７ｂは、それぞれ雌ねじ頂部（雌ねじの頂部）、雌ねじ谷底部を示す。
ねじの種類は、雌ねじ頂部７ａの幅、すなわち螺合する雄ねじの谷底部の幅を比較的広くすることができる台形ねじが好ましい。そして、セグメント１を形成するためにコンクリートを打設する際、型枠内に配置されて埋設される。
このようなエレクタ把持用ねじ穴２は、セグメント１の接合とともに不要となり、最終的には塞ぐ必要がある。
【００１２】
本発明の実施形態に係るねじ込みプラグ６（孔塞ぎプラグ）は、このようなエレクタ把持用ねじ穴２を内周面１ａ側から塞ぐための部材である。
図３（ａ）に示したように、ねじ込みプラグ６は、ねじ本体６ｄ、板ばね６ｃ（付勢手段）、ねじ頭部６ｅとからなる。そして、ねじ本体６ｄ、ねじ頭部６ｅの材質はモルタルとされ、板ばね６ｃは、例えばばね鋼などのばね性を有する金属板により製作される。
【００１３】
ねじ本体６ｄには、テーパ軸の外周部にインサート雌ねじ７と螺合可能な雄ねじが形成される。符号６ａ、６ｂは、それぞれ雄ねじ頂部６ａ、雄ねじ谷底部６ｂ（雄ねじの谷部）を示す。
そして、雄ねじ谷底部６ｂには、図３（ｂ）に示したように、周方向を略３等分する位置に３つの板ばね６ｃが、それぞれ一端がねじ本体６ｄに埋設され、他端側に向かって雄ねじ谷底部６ｂから外径方向に図った位置が漸増するように延ばされている。
板ばね６ｃが延ばされる方向は、一端側から他端側に向かう方向がねじ込みプラグ６のねじ込み時の回転方向（図示の矢印方向）と反対側とされる。そして、雄ねじ谷底部６ｂの径をφＤ１とするとき、板ばね６ｃの他端部が内接する円径が、雌ねじ頂部７ａの内径φＤ０より大きいφＤ２となる構成とされる。
【００１４】
ねじ頭部６ｅは、座ぐり部１ｂ内に収まる厚さを有し、上部にねじ込みプラグ６を螺進させるための溝部６ｆが設けられる。溝部６ｆの形状は、マイナス溝、十字穴、四角穴、六角穴などのどのような形状でもよい。
また、図２では、ねじ頭部６ｅと座ぐり部１ｂとの間には隙間が形成されるように描いているが、ねじ頭部６ｅが座ぐり部１ｂに緩やかに嵌合し、それらの隙間を狭くする形状としてもよい。
また、ねじ込みプラグ６を螺合後、ねじ頭部６ｅと座ぐり部１ｂとの間の隙間に押し込んで、内周面１ａと整列する平滑面を形成できるキャップ部材などが取り付けられる形状としてもよい。
【００１５】
本実施形態のねじ込みプラグ６の動作について説明する。
ねじ込みプラグ６をインサート雌ねじ７にねじ込んでいくと、図４に示したように、それぞれの板ばね６ｃは雌ねじ頂部７ａに当接して、径方向内側にたわむ。そしてこの弾性反力により、雌ねじ頂部７ａを径方向外側に押圧する。
このため、ねじ込みプラグ６をねじ込む際の周方向摩擦力が増大するが、板ばね６ｃがねじ込み方向に向かって傾斜しているので、円滑にねじ込むことができる。さらに、この摩擦力は金属とモルタルとの間では、比較的摩擦係数が小さいので、比較的小さな摩擦力となる。また、この摩擦力は螺進の軸方向には作用しないから、ねじ込みプラグ６の軸力は増加せず、ねじ面での摩擦力もほとんど増加しない。
【００１６】
ねじ込みプラグ６を逆回転してねじを外す場合は、板ばね６ｃの他端側が雌ねじ頂部７ａに押圧され、図４に示したように、雌ねじ頂部７ａに対して鋭角をなす。したがって、摩擦力は逆回転に伴って板ばね６ｃを梁と見た場合の略軸線方向の圧縮荷重として作用するから、径方向内側にほとんど撓むことがなく、その結果、板ばね６ｃは圧縮を受ける梁として大きな反力を形成する。
したがって、ねじ込みプラグ６は逆回転されにくい状態で螺合されている。その結果、外力や振動などを受けた場合でも、ねじの逆回転による緩み、落下などを防止することができる。
また、本実施形態では板ばね６ｃをばね鋼の弾性限度内で使用するため、へたりなどの経時劣化が起こらず上記の作用は永続的である。
【００１７】
このように板ばね６ｃにより逆転が防止されているので、ねじ込みプラグ６とインサート雌ねじ７との間のねじ締結力は、小さくてもよい。このため、モルタルであっても比較的小さなねじピッチとすることができ、小型化が可能となるという利点がある。
【００１８】
また、ねじ込みプラグ６は、板ばね６ｃ以外はモルタルからなるので、セグメント１の材料であるコンクリートと略同材質となり、異材質の接触による腐食や熱ストレスなども発生しないから、信頼性の高い螺合を維持することができる。
さらに、外観上も同質なので、調和のとれた美しい外観が得られ、内周面１ａをそのまま２次覆工面として使用することが可能となるという利点がある。
【００１９】
このように本実施形態のねじ込みプラグ６によれば、エレクタ把持用ねじ穴２を、単にねじ込むだけで、経時劣化やねじの緩みがほとんどないようにして塞ぐことが可能となり、止水性、外観性のいずれにも優れた穴塞ぎを施すことができるものである。
【００２０】
なお、上記の説明では、ねじ本体６ｄをテーパ軸の例で説明したが、円柱軸状であってもよいことは言うまでもない。その際、ねじ込みプラグ６の雄ねじと、インサート雌ねじ７の雌ねじは、台形平行ねじとすればよい。
【００２１】
また、上記の説明では、付勢手段として、一端をねじ本体に埋設した板ばねを用いた例で説明したが、弾性力を雌ねじの頂部に径方向に付勢することができ、経時劣化の少ない材質で構成できるものであれば、この構成に限るものではない。
【００２２】
また、上記の説明において、ねじ込みプラグ６に、例えばＯリングなどの周知の止水構造を備えてもよい。
また、上記の説明では、セグメントのねじ穴として、エレクタ把持用ねじ穴２の例で説明したが、例えば、セグメントの厚さ方向に貫通するグラウト孔であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係るセグメントの孔塞ぎプラグを取り付けるセグメントの構成を説明するための斜視説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るセグメントの孔塞ぎプラグをセグメントに取り付けた様子を示す図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る孔塞ぎプラグの正面説明図およびＣ−Ｃ線に沿った断面説明図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線に沿った断面説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  セグメント
１ａ  内周面
２  エレクタ把持用ねじ穴（ねじ穴）
６  ねじ込みプラグ（孔塞ぎプラグ）
６ｂ  雄ねじ谷底部（雄ねじの谷部）
６ｃ  板ばね（付勢手段）
６ｄ  ねじ本体
７  インサート雌ねじ
７ａ  雌ねじ頂部（雌ねじの頂部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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