(57)【要約】 【課題】  雌継手の嵌合孔内に嵌入される雄継手の嵌合軸の嵌入程度が相違する場合でも、締結力を一定に保つことができるセグメントの接合構造を提供することを目的とする。【解決手段】  隣接するセグメントのうち、一方のセグメントの接合面には、テーパー状の嵌合軸４を有する雄継手２が設けられ、他方のセグメントの接合面には、嵌合軸４が嵌入されるテーパー状の嵌合孔６を有する雌継手３が設けられ、嵌合軸４が嵌合孔６内に嵌入されて接合されるセグメントの接合構造において、嵌合軸４の外周面４ａと嵌合孔６の内周面６ａとの間には、嵌合軸４の嵌入方向に一定値以上の力が加わると摺動する摺動部材９が介在されている。【選択図】      図２
2005220655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接するセグメントのうち、一方のセグメントの接合面には、テーパー状の嵌合軸を有する雄継手が設けられ、他方のセグメントの接合面には、前記嵌合軸が嵌入されるテーパー状の嵌合孔を有する雌継手が設けられ、前記嵌合軸が前記嵌合孔内に嵌入されて接合されるセグメントの接合構造において、
前記嵌合軸の外周面と前記嵌合孔の内周面との間には、前記嵌合軸の嵌入方向に一定値以上の力が加わると摺動する摺動部材が介在されていることを特徴とするセグメントの接合構造。
【請求項２】
請求項１記載のセグメントの接合構造において、
前記摺動部材は、テーパー状の前記嵌合軸の外周面に接する内側面と該嵌合軸の嵌入方向に平行する外側面とをそれぞれ有する摺動雄部、及び該摺動雄部の外側面に接する内側面とテーパー状の前記嵌合孔の内周面に接する外側面とをそれぞれ有する摺動雌部から構成され、
前記摺動雄部の外側面又は前記摺動雌部の内側面の何れか一方には、前記嵌合軸の嵌入方向に一定値以上の力が加わると剪断する凸部が付設され、前記摺動雄部の外側面又は前記摺動雌部の内側面の何れか他方には、前記凸部が嵌合され該凸部を掛止する凹部が形成されていることを特徴とするセグメントの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接するセグメント同士を接合させるセグメントの接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルの工事用部材には、モジュール化された多数のセグメントが使用される。セグメントは、トンネル施工の際、坑道の周壁回りと坑道の長さ方向との両方に密につなぎ合わされて接合される。各セグメントは、周方向に沿った接合面と、長さ方向に沿った接合面とに、相互の接合面同士を当接した際に連通する孔を有し、互いに隣接する接合面同士がこの孔に挿通された結合ボルトで締着して結合される。
【０００３】
ところが、各セグメントの接合面毎に設けられた孔に、手作業によりボルトを挿通させ、このボルトにナットを螺合させる作業は、多大な労力を要する。また、ボルト・ナットの締着による接合構造は、ロボットを用いた自動組付けの障害ともなった。
【０００４】
このような不具合を解消するものに、例えば、隣接するセグメントの一方の接合面に雄継手が設けられ、他方の接合面に雌継手が設けられるセグメントの接合構造が提案されている。雄継手は先端に向かって細くなるテーパ形状の嵌合軸を有し、雌継手は挿入口から奥方へ向かって細くなるテーパ形状の嵌合孔を有している。従って、雄継手の先端が雌継手の挿入口に一致され、雄継手の設けられたセグメントが坑道の長さ方向に移動されることで、ボルト・ナットの締着によらず、隣接するセグメントの接合面同士が容易に引き寄せられて接合される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２２８００８２号公報  （第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来のセグメントの接合構造では、実際に現場でセグメントを組み立てると、セグメントの製作誤差や組立誤差が生じるため、一方の接合箇所では、雄継手の嵌合軸が雌継手の嵌合孔の内部に深く嵌入されて締結力が大きくなり、他方の接合箇所では、雄継手の嵌合軸が雌継手の嵌合孔の内部に浅く嵌入されて締結力が小さくなり、各接合箇所によって締結力が相違するという問題が存在する。各接合箇所によって締結力が相違する場合、締結力が大きい接合箇所に合わせてセグメントを接合すると、締結力が小さい接合箇所は接合が不十分となり、反対に、締結力が小さい接合箇所に合わせてセグメントを接合すると、締結力が大きい接合箇所の雄継手や雌継手が破損する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、セグメントの製作誤差や組立誤差が生じて、雌継手の嵌合孔の内部に嵌入される雄継手の嵌合軸の嵌入程度が相違する場合でも、締結力を一定に保つことができるセグメントの接合構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、隣接するセグメントのうち、一方のセグメントの接合面には、テーパー状の嵌合軸を有する雄継手が設けられ、他方のセグメントの接合面には、前記嵌合軸が嵌入されるテーパー状の嵌合孔を有する雌継手が設けられ、前記嵌合軸が前記嵌合孔内に嵌入されて接合されるセグメントの接合構造において、前記嵌合軸の外周面と前記嵌合孔の内周面との間には、前記嵌合軸の嵌入方向に一定値以上の力が加わると摺動する摺動部材が介在されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のセグメントの接合構造において、前記摺動部材は、テーパー状の前記嵌合軸の外周面に接する内側面と該嵌合軸の嵌入方向に平行する外側面とをそれぞれ有する摺動雄部、及び該摺動雄部の外側面に接する内側面とテーパー状の前記嵌合孔の内周面に接する外側面とをそれぞれ有する摺動雌部から構成され、前記摺動雄部の外側面又は前記摺動雌部の内側面の何れか一方には、前記嵌合軸の嵌入方向に一定値以上の力が加わると剪断する凸部が付設され、前記摺動雄部の外側面又は前記摺動雌部の内側面の何れか他方には、前記凸部が嵌合され該凸部を掛止する凹部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るセグメントの接合構造によれば、一方のセグメントの接合面には、テーパー状の嵌合軸を有する雄継手が設けられ、他方のセグメントの接合面には、嵌合軸が嵌入されるテーパー状の嵌合孔を有する雌継手が設けられ、嵌合軸が嵌合孔内に嵌入されて接合されるセグメントの接合構造において、嵌合軸の外周面と嵌合孔の内周面との間には、嵌合軸の嵌入方向に一定値以上の力が加わると摺動する摺動部材が介在されているため、嵌合軸が嵌合孔内に嵌入される過程において、先ず、締結力が生じる位置まで嵌合軸が嵌合孔内に入り込み、さらに嵌合軸が押し込まれて一定の圧力が加わると摺動部材が摺動して嵌合軸は嵌入方向に移動する。これによって、複数の接合箇所で雌継手の嵌合孔の内部に嵌入される雄継手の嵌合軸の嵌入程度が相違する場合であっても、雄継手と雌継手との締結力を一定に保つことができ、セグメント同士の接合を十分に行うことができるとともに雄継手や雌継手の破損を防止することができる。
【００１０】
また、摺動部材は、テーパー状の嵌合軸の外周面に接する内側面と嵌合軸の嵌入方向に平行する外側面とをそれぞれ有する摺動雄部、及び摺動雄部の外側面に接する内側面とテーパー状の嵌合孔の内周面に接する外側面とをそれぞれ有する摺動雌部から構成され、摺動雄部の外側面又は前摺動雌部の内側面の何れか一方には、嵌合軸の嵌入方向に一定値以上の力が加わると剪断する凸部が付設され、摺動雄部の外側面又は摺動雌部の内側面の何れか他方には、凸部が嵌合され凸部を掛止する凹部が形成されているため、嵌合軸が嵌合孔内に嵌入される過程において、先ず、嵌合軸の外周面と摺動雄部の内側面、摺動雄部の外側面と摺動雌部の内側面、及び摺動雌部の外側面と嵌合孔の内周面とがそれぞれ接する位置まで嵌合軸が嵌合孔内に入り込み、さらに嵌合軸が押し込まれて一定の圧力が加わると凸部が剪断し、嵌合軸は摺動雄部が摺動雌部の内側面上を摺動している状態で摺動雄部とともに嵌入方向に移動する。これによって、凸部が剪断した後は、雄継手と雌継手との締結力を一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るセグメントの接合構造の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００１２】
図１に示すように、隣接するセグメント１同士は、セグメント１の側端面に形成された接合面１ａ同士が擦り合わされて接合される。セグメント１の接合面１ａには、雄継手２が突設されているとともに、セグメント１を接合する際のセグメント１の移動方向に延在する窪み部１ｂが形成されており、窪み部１ｂ内に雌継手３が設けられている。一方のセグメント１に設けられた雄継手２は、他方のセグメント１に設けられた雌継手３に結合され、一方のセグメント１に設けられた雌継手３は、他方のセグメント１に設けられた雄継手２に結合される。また、セグメント１の１つの接合面１ａには、少なくとも二つ以上の雄継手２又は雌継手３が設けられている。
【００１３】
図２は隣接するセグメント１同士を接合する接合構造の分解斜視図であり、図３はセグメント１の接合構造の断面図である。図１，図２，図３に示すように、雄継手２は先端に向かって細くなるテーパー形状の嵌合軸４を有している。嵌合軸４は、セグメント１の移動方向に延在されており、セグメント１の接合面１ａに固定された支持部５の先端部分５ａに形成されている。支持部５の先端部分５ａは、嵌合軸４の軸方向に延在する板状に形成されている。
【００１４】
雌継手３は、挿入口１８から奥方へ向かって細くなるテーパー状の嵌合孔６を有している。嵌合孔６は、セグメント１の窪み部１ｂ内に固定された支持部７の円柱形の先端部７ａに形成されている。この先端部７ａには嵌合孔６の軸方向に延在するスリット８が形成されており、嵌合孔６の一方の内周面はスリット８によって開放されている。このスリット８には、嵌合孔６内に挿入される嵌合軸４の支持部５の先端部分５ａが進入される。
【００１５】
嵌合軸４の外周面４ａと嵌合孔６の内周面６ａとの間には、嵌合軸４の嵌入方向に一定値以上の力が加わると摺動する摺動部材９が介在されている。摺動部材９は、嵌合軸４が挿装される筒状の摺動雄部１０と、摺動雄部１０が挿装されるとともに嵌合孔６内に挿装される筒状の摺動雌部１１とから構成されている。
【００１６】
摺動雄部１０は、円柱形の部材の中心軸部に嵌合軸４が嵌入されるテーパー状の孔１６が形成されたものであり、テーパー状の嵌合軸４の外周面４ａに接する内側面１０ａと、嵌合軸４の嵌入方向に平行する外側面１０ｂとをそれぞれ有している。孔１６は、嵌合軸４が嵌入する際の挿入口側の径が先端側の径よりも大きく形成されており、挿入口側の摺動雄部１０端部の外側面１０ｂには放射状に突出する複数の凸部１２が付設されている。凸部１２は、例えば根元部分に目地が切られており、嵌合軸４の嵌入方向に一定値以上の力が加わると嵌合軸４の嵌入方向に剪断する構成からなっている。また、摺動雄部１０には、嵌合孔６の軸方向に延在して雌継手３のスリット８に対向するスリット１３が形成されており、スリット１３には支持部５の先端部分５ａが進入される。
【００１７】
摺動雌部１１は、テーパー状の部材の中心軸部に摺動雄部１０が嵌入される円柱状の孔１７が形成されたものであり、摺動雄部１０の外側面１０ｂに接する内側面１１ａと、テーパー状の嵌合孔６の内周面６ａに接する外側面１１ｂとそれぞれ有している。摺動雄部１０は、嵌合軸４が嵌入する際の挿入口側から先端に向かって窄まっており、挿入口側の摺動雌部１１端部の内側面１１ａには、凸部１２が嵌合され凸部１２を掛止する複数の凹部１４が形成されている。また、摺動雌部１１には、嵌合孔６の軸方向に延在して摺動雄部１０のスリット１３に対向するスリット１５が形成されている。
【００１８】
次に、上記した構成からなるセグメントの接合構造によるセグメント１の接合方法について説明する。
【００１９】
まず、図２，図３に示すように、予め嵌合軸４に摺動部材９を装着させる。具体的には、摺動雄部１０を嵌合軸４に外れない程度深く押し込んで挿装させるとともに、摺動雌部１１を摺動雄部１０に凸部１２が凹部１４内に完全に嵌合される位置まで押し込んで挿装させる。
【００２０】
次に、図１に示すように、セグメント１を隣接するセグメント１の側方に移動させ、対向する雄継手２と雌継手３とを連結させることで隣接するセグメント１同士を接合する。具体的には、図２，図３に示すように、一方のセグメント１に設けられた雄継手２が他方のセグメント１に設けられた雌継手３に対向するとともに一方のセグメント１に設けられた雌継手３が他方のセグメント１に設けられた雄継手２に対向するように、セグメント１を位置合わせする。そして、セグメント１を図１に示す矢印方向に移動させて、摺動部材９が装着された嵌合軸４を嵌合孔６内に嵌入させて雄継手２と雌継手３とを連結する。
【００２１】
上記した構成からなるセグメントの接合構造によれば、一方のセグメント１の接合面１ａには、テーパー状の嵌合軸４を有する雄継手２が設けられ、他方のセグメント１の接合面ａには、嵌合軸４が嵌入されるテーパー状の嵌合孔６を有する雌継手３が設けられ、嵌合軸４が嵌合孔６内に嵌入されて接合されるセグメントの接合構造において、嵌合軸４の外周面４ａと嵌合孔６の内周面６ａとの間には、嵌合軸４の嵌入方向に一定値以上の力が加わると摺動する摺動部材９が介在されているため、嵌合軸４が嵌合孔６内に嵌入される過程において、先ず、締結力が生じる位置まで嵌合軸４が嵌合孔６内に入り込み、さらに嵌合軸４が押し込まれて一定の圧力が加わると摺動部材９が摺動して嵌合軸４は嵌入方向に移動する。これによって、複数の接合箇所で雌継手３の嵌合孔６の内部に嵌入される雄継手２の嵌合軸４の嵌入程度が相違する場合であっても、雄継手２と雌継手３との締結力を一定に保つことができ、セグメント１同士の接合を十分に行うことができるとともに雄継手２や雌継手３の破損を防止することができる。
【００２２】
また、摺動部材９は、テーパー状の嵌合軸４の外周面４ａに接する内側面１０ａと嵌合軸４の嵌入方向に平行する外側面１０ｂとをそれぞれ有する摺動雄部１０、及び摺動雄部１０の外側面１０ｂに接する内側面１１ａとテーパー状の嵌合孔６の内周面６ａに接する外側面１１ｂとをそれぞれ有する摺動雌部１１から構成され、摺動雄部１０の外側面１０ｂには、嵌合軸４の嵌入方向に一定値以上の力が加わると剪断する凸部１２が付設され、摺動雌部１１の内側面１１ａには、凸部１２が嵌合され凸部１２を掛止する凹部１４が形成されているため、嵌合軸４が嵌合孔６内に嵌入される過程において、先ず、嵌合軸４の外周面４ａと摺動雄部１０の内側面１０ａ、摺動雄部１０の外側面１０ｂと摺動雌部１１の内側面１１ａ、及び摺動雌部１１の外側面１１ｂと嵌合孔６の内周面６ａとがそれぞれ接する位置まで嵌合軸４が嵌合孔６内に入り込み、さらに嵌合軸４が押し込まれて一定の圧力が加わると凸部１２が根元から剪断する。凸部１２が剪断して摺動雌部１１の外側面１１ｂから離れ、さらに嵌合軸４が押し込まれると、摺動雄部１０は摺動雌部１１の内側面１１ａ上を摺動し、嵌合軸４は摺動する摺動雄部１０とともに嵌入方向に移動する。これによって、凸部１２が剪断した後は、雄継手２と雌継手３との締結力を一定に保つことができる。
【００２３】
以上、本発明に係るセグメントの接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記した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。例えば、上記した実施の形態では、摺動部材９はスリット１３，１５が形成された中空円柱形の摺動雄部１０及び摺動雌部１１から構成されているが、本発明は、摺動部材９を半筒状又は断面形状扇形に形成し、嵌合軸４の外周面４ａと嵌合孔６の内周面６ａとの間に複数介在させてもよい。
【００２４】
また、上記した実施の形態では、嵌合軸４の挿入口側の摺動雄部１０端部に凸部１２が付設され、嵌合軸４の挿入口側の摺動雌部１１端部に凹部１４が形成されているが、本発明は、摺動雄部に凹部を形成して摺動雌部に凸部を形成してもよく、凹部は摺動雄部の中間部や嵌合軸の挿入口の反対側の端部に形成してもよい。
【００２５】
また、上記した実施の形態では、凹部１４は、複数の凸部１２にそれぞれ対応して複数形成されているが、本発明は、図４に示すように、摺動雄部１０１に複数の凸部１０２を付設し、摺動雌部１０３に複数の凸部１０２に対向する凹部１０４を連続的に形成させてもよい。これによって、摺動雄部１０１を摺動雌部１０３内に挿装する際に、凸部１０２と凹部１０４との位置合わせを行う必要がなく、容易に摺動部材１００を組み立てることができる。
【００２６】
また、上記した実施の形態では、予め嵌合軸４に摺動雄部１０を挿装させるとともに、摺動雄部１０に摺動雌部１１を挿装させて、摺動雄部１０及び摺動雌部１１からなる摺動部材９が装着されている嵌合軸４を嵌合孔６内に嵌入しているが、本発明は、摺動雄部に摺動雌部を挿装させて摺動部材を組み立てて、この摺動部材を嵌合孔内に配置し、摺動部材が挿装された嵌合孔内に嵌合軸を嵌入させてもよい。また、本発明は、予め嵌合軸に摺動雄部を挿装させるとともに摺動雌部を嵌合孔内に配置し、摺動雄部が装着された嵌合軸を摺動雌部が挿装された嵌合孔内に嵌入させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るセグメントの接合構造の実施の形態を表す全体概略図である。
【図２】本発明に係るセグメントの接合構造の実施の形態を表す分解斜視図である。
【図３】本発明に係るセグメントの接合構造の実施の形態を表す断面図である。
【図４】本発明に係るセグメントの接合構造のその他の実施の形態を表す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  セグメント
１ａ  接合面
４  嵌合軸
２  雄継手
６  嵌合孔
３  雌継手
９，１００  摺動部材
１０，１０１  摺動雄部
１１，１０２  摺動雌部
１２，１０３  凸部
１４，１０４  凹部
【図１】
2005220655.tif 000003
【図２】
2005220655.tif 000004
【図３】
2005220655.tif 000005
【図４】
2005220655.tif 000006