(57)【要約】【課題】シールドセグメントを連結するのに用いられる合成樹脂製のセグメント継ぎ手において、継ぎ手が抜脱する方向の大きな外力によって係合爪部材の係合が外れるのを回避することである。【解決手段】軸端に膨大した係合頭部を設けた雄継ぎ手と、その雄継ぎ手の進入を許容する案内孔と、進入した雄継ぎ手の逆行を阻止する係合爪部材とを含む雌継ぎ手からなり、前記雌継ぎ手の案内孔の周りに雄継ぎ手の進入方向へ内側へ傾斜して伸びる係合爪部材を外方へ傾動可能に設けるとともに、前記係合爪部材の軸方向前方にその係合爪部材の外面に嵌合可能なストップリングを軸方向へ後進可能に設けたものである。【選択図】図１
2005090023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート部材から突出した係合頭部を有する雄継ぎ手と、その係合頭部の進入する案内孔を設けた環状部材と進入した雄継ぎ手の逆行を阻止する係合爪部材とを含む雌継ぎ手からなり、前記係合爪部材を環状部材からケーシングの内方へ向けて内側へ傾斜させ且つ外方へ傾動可能に設けた合成樹脂製セグメント継ぎ手において、前記係合爪部材の軸方向小径側に背面のばねに押されて係合爪部材の外面へ嵌合可能なストップリングと、そのストップリングの移動方向前方に位置してストップリングの移動を一旦阻止するストッパとを設け、そのストッパを雄継ぎ手の進入と関連させてストップリングの移動方向前方から退去可能に構成してなる係合爪部材の把持装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ストップリングは、支持板とその周縁から軸方向へ伸びる可撓性の連結腕に設けたストッパとの間にばねとともに挟持されている把持装置。
【請求項３】
請求項１において、前記ストッパは雄継ぎ手の進入に伴い係合爪部材が外方へ傾動する動作によってストップリングの前方から退去可能に構成されている係合爪部材の把持装置。
【請求項４】
請求項１において、前記ストッパは雄継ぎ手の進入によってストップリングの前方から退去可能に構成されている係合爪部材の把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネル用セグメントの結合に好適な、合成樹脂製セグメント継ぎ手に関するもので、特に、雄継ぎ手の抜脱を阻止するため用いられる係合爪部材の多数を所定の位置に把持するための把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルや下水管の建設に使用されるシールド工法では、コンクリート製のセグメントの多数を軸方向に衝合させて筒形に組み立てるが、その衝合面を連結する継ぎ手として使用される、いわゆるセグメント継ぎ手は雄継ぎ手と雌継ぎ手で構成され、結合方向への移動は許容し、抜け方向への移動を阻止する一方向継ぎ手をなしている。
【０００３】
従来、セグメント継ぎ手の材質は主として鋼鉄が用いられている。鋼鉄は機械的な性質が優れているものの構造や加工が複雑で部品点数も多い上に、使用環境によっては耐食処理を必要としたので生産コストの低減が困難であった。近年、セグメント継ぎ手の要部を合成樹脂製とすることにより、そのような短所を克服する努力がなされている（特許文献１）が、セグメント継ぎ手に作用する複雑な力に耐える構造と材質の選定が難しく、実用化が進んでいない。
【０００４】
この発明によって改良されるセグメント継ぎ手１０は外径を可及的に小型化することを目的にしたもので、その基本的な構造は、図８で示すように、互いに衝合されるコンクリート製のセグメント１２、１４の間に配された硬質のエンジニアリングプラスチックからなる雄継ぎ手２０と雌継ぎ手３０からなっている。雄継ぎ手２０は一方のセグメント１２に根部が埋め込まれ、他端に雌継ぎ手３０と係合するための係合頭部２２が設けられている。また、雌継ぎ手３０は他方のセグメント１４に埋め込まれたケーシング３２によって支持される環状部材３４と、その環状部材３４に結合進入した係合頭部２４が抜けないよう阻止する多数の係合爪部材３６、３６によって構成されている。
【０００５】
係合爪部材３６はセグメント１２、１４が結合される際、雄継ぎ手２０の進入に伴ってその係合頭部２２をやり過ごす動作として、一旦、外方へ傾動して退去した後に、再び元の位置へ復帰して係合頭部の裏面に設けられた係合段部２４へ係合して雄継ぎ手２０が抜けるのを阻止する。そこで、外方へ傾動を容易にするため、図９で示すように、周方向に分割された多数で構成されるとともに、比較的軟質の合成樹脂からなる屈曲復元が可能の連結材４０によって結合してある。
【０００６】
しかしながら、この連結材４０は弾力が大き過ぎれば雄継ぎ手２０の進入時に係合爪部材３６と環状部材３４とが破損するおそれがあり、小さいと雄継ぎ手２０の大きな引抜き力が作用したとき、外方へ逃げて係合段部２４との接触が不安定になるおそれがあった。そこで、雄継ぎ手２０と係合爪部材３６とが接触する部分の摩擦を増すことも考慮されたが、摩擦を増す手段として合成樹脂に添加物を加えたり、接触部に凹凸を設けたりすると、係合爪部材３６の機械的強度を低下させるおそれがあった。また、雄継ぎ手２０と係合爪部材３６とが接する角度の設定を小さく変えることも考慮されたが、雄継ぎ手２０と雌継ぎ手３０との間に生じる軸方向の遊びＣを大きくする不具合がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−０９０１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、雄継ぎ手２０に過大な引抜き力が作用したとき、複数で構成される係合爪部材３６相互の結束が弱体化することのないよう強化することにあり、特に、その強化のための構造が簡単で廉価に製造できるものであることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は、コンクリート部材の一方から突出した軸端に係合頭部を設けた雄継ぎ手と、その係合頭部の進入を許容する案内孔と進入した雄継ぎ手の逆行を阻止する係合爪部材とを含む雌継ぎ手からなり、前記係合爪部材を環状部材からケーシングの内方へ向けて内側へ傾斜させ且つ外方へ傾動可能に設けた合成樹脂製セグメント継ぎ手において、前記係合爪部材の軸方向小径側に背面のばねに押されて係合爪部材の外面へ嵌合可能なストップリングと、そのストップリングの移動方向前方に位置してストップリングの移動を一旦阻止するストッパとを設け、そのストッパを雄継ぎ手の進入と関連させてストップリングの移動方向前方から退去可能に構成したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明に係るセグメント継ぎ手は、係合爪部材が係合頭部へ当接した状態で外面にストップリングを嵌めるので、個々の係合爪部材が結束され強い引き抜き力に耐えることができる。また、ストップリングは雌継ぎ手の比較的狭い空間に配置でき、継ぎ手の外形を大きくなる不具合を最小にする。また、係合頭部が進入する以前に予めストップリングを退去位置に保持する手段を設ければ、継ぎ手の係合以前におけるストップリングの無用の移動がなくなり、セグメント継ぎ手の連結作動が安定するなどの利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
一旦係合した合成樹脂製の雄継ぎ手と雌継ぎ手とが、雄継ぎ手の強い引抜き力に耐える構造にするという目的を、環状部材に連結された多数からなる係合爪部材の外面にばねの弾力でストップリングを嵌めるという簡単な手段によって達成するとともに、そのストップリングやばねを雌継ぎ手の狭い空間の中に収容するコンパクトな構成によって実用性を向上させた。
【実施例１】
【００１２】
本願発明は先に説明した図８、９の内容に改良を加えたものであり、その一実施例を図１〜図４で示す。図１中、セグメント継ぎ手１０の要部をなす雄継ぎ手２０の遊端には、円周溝２１の底部から膨大された係合頭部２２が形成されている。係合頭部２２の先端部には円錐状に面取りをされた案内部２３が、後述する案内孔３７への進入を円滑にするべく設けられている。２４は案内部２３の裏面に設けられた係合段部であり、前記係合爪部材２２の当接する部分であって僅かに円錐状をなしている。
【００１３】
他方、雌継ぎ手３０はセグメント１５に埋め込まれるケーシング３２と、その内面に保持される係合爪部材３６を有する。ケーシング３２は鍔を有する底付きの筒状をなしており、図２で示すように、その開口部には環状部材３４を取り付けるための雌ねじ３３が設けられている。３４はその雌ねじ３３に螺合する環状部材であり、外周に雄ねじ３８を有するとともに、軸芯に係合頭部２２を導入するための案内孔３７を有する。環状部材３４の内側の側面には前記した比較的軟質の合成樹脂からなる連結材４０を介して係合爪部材３６の１０個が周方向に並べて設けられている。係合爪部材３６は先端へ向かって細く、かつ、軸芯方向へ傾いていて、全体として円錐形の外面が形成されている。
【００１４】
雌継ぎ手３０は以上のように構成されているので、前記案内孔３７から雄継ぎ手２０が進入し、その円錐状をした案内部２３が係合爪部材３６の内面に当接すると、雄継ぎ手２０のさらなる進入により軸線と平行になる位置まで、約１０度だけ外方へ傾動してその進入を許容する。係合頭部２２の係合段部２４がケーシング３２内を進行して、係合爪部材３６の先端を過ぎると、係合爪部材３６の先端部は係合頭部２２から係合段部２４に至る雄継ぎ手２０の外面を滑りながら当初の内方へ傾いた位置へ復帰する。よって、係合爪部材３６は雄継ぎ手２０進入が停止するまで係合段部２４と接しており、以後、雄継ぎ手２０の後退が阻止される。
【００１５】
図３は本願発明の要部であるストップリング４２を示す。ストップリング４２は係合爪部材３６の外面に嵌合し、各係合爪部材がバラバラに位置決めされないよう把持するもので、ホルダー５０に保持されて係合爪部材３６、３６の先端部近傍に配されている。ストップリング４２は硬質の合成樹脂で作られた環状の部材であって、その内面は係合爪部材３６、３６の外面と略同じ角度を持ったテーパ孔となっている。テーパ孔にすることによって係合爪部材３６とストップリング４２との同心度に多少の誤差があっても、あるいは個々のストップリング４２に前記復帰動作の不完全なものがあっても、支障なく嵌合させることができる。
【００１６】
前記ホルダー５０はケーシング３２の内径よりやや小さく作られた円板５２と、その円板５２の周縁に等配に配された３本の連結腕５３、およびその連結腕５３の先端部に設けられたストッパ５４を有する。５１は前記円板５２の中心部に設けられた透孔であり、ホルダー５０はこの透孔５１を通して、軟質の合成樹脂からなる平頭ピン５５によって、ケーシング３２へ固定されている。前記ストップリング４２は円板５２とストッパ５４との間に配置され、その背面と前記円板５２との間にコイルばね４４が縮設されている。
【００１７】
よって、ストップリング４２は背面からコイルばね４４によって押圧され、かつ、前面のストッパ５４によって支承されているから、ストッパ５４が前面から退去しない限り当初の位置に保持されて留まる。すなわち、図４（ａ）で示すように、雄継ぎ手２０の係合頭部２２が係合爪部材３６の裏面へ進出しない限り当初の位置に保持される。係合頭部２２が係合爪部材３６の裏面を押して外方へ傾動させると、同図（ｂ）で示すように、係合爪部材３６がストッパ５４を外方へ押して前記逃げ溝３５内へ逃がすから、ストップリング４２はストッパ５４を越えて係合爪部材３６の先端へ突き当たる位置まで進む。さらに係合頭部２２が進行して、係合爪部材３６が係合段部２４と接触する位置に達すると、同図（ｃ）で示すように、係合爪部材３６の先端が円周溝２１の中に没するので、ストップリング４２が進行して係合爪部材３６の外面へ嵌合する。
【００１８】
かくて、ストップリング４２は雄継ぎ手２０の係合段部２４に当接している状態を保持するため、あるいは、係合頭部２２が通過した後に復帰する力が足りなくて所定の位置まで復帰していないものがあれば内方へ押し戻し、全ての係合爪部材３６を係合段部２４と接する位置に保持するので、係合爪部材３６の強度を一層高めることができる。
【００１９】
以上の態様によれば、係合爪部材３６が係合段部２４と当接した後は、係合爪部材３６の外周面がストップリング４２によって把持され、個々の係合爪部材３６が外方へ逃げることがないので、雄継ぎ手２０へ引抜き方向に大きな力が作用しても、係合爪部材３６が外方へ拡開して連結が外れる不具合が回避できる。また、ストップリング４２は前記ホルダー５０によってケーシング３２の内側に保持され、セグメント継ぎ手１０の姿勢が変化してもその位置が変わらない。よって、ストップリング４２の動作が安定し確実に行われる効果がある。
【実施例２】
【００２０】
図５は本願発明の他の実施態様を示す。この態様は雄継ぎ手２０がケーシング３２の内部を進行する動作によって、ストップリング４２を係合爪部材３６の外方へ進出させる点に特徴がある。図中、ストップリング４２はケーシング３２の底面から伸びる円筒状の支持壁３１と係合爪部材３６との間に配置されており、背面のコイルばね４４によって開口方向へ押圧されて、先端部がストップ板５８を介して係合爪部材３６の先端に当たった状態で組み付けられている。ストップ板５８は、図６で示すように、合成樹脂の薄板、あるいはステンレス材の薄板によって、雄継ぎ手２０によって押圧される中央部５８ａと、その両端から軸方向へ折り曲げられ係合爪部材３６の方向へ伸びる軸部５８ｂ、および、軸部５８ｂから外方へ屈曲されてストップリング４２を支承する外端部５８ｃなどからなっている。
【００２１】
よって、この実施例では、図７（ａ）で示すように、雄継ぎ手２０がケーシング３２の内部を進行し、係合爪部材３６を外方へ押し拡げる位置を越え、同図（ｂ）で示す位置まで進行すると、雄継ぎ手２０の先端がストップ板５８の中央部５８ａを押し、軸部５５ｂを介して外端部５５ｃをストップリング４２の前面から内側へ引き込む。その結果、同図（ｃ）で示すように、ストップ板５８がストップリング４２の前面から外れると、ストップリング４２が背面をコイルばね４４によって押圧され、係合爪部材３６の外面へ進行し嵌合する。以後、係合爪部材３６の結束が強化され、係合爪部材３６が単独で係合段部２４から離れて外方へ傾動することがなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
外形が小さく、かつ防錆性がいいので、シールドトンネルのセグメントを連結するための、セグメント継ぎ手として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を利用するセグメント継ぎ手を示す断面図である。（実施例１）
【図２】要部であるケーシングの外観図である。
【図３】要部であるホルダーの外観図である。
【図４】結合過程を示す図１相当の断面図である。
【図５】本発明を利用する他のセグメント継ぎ手の断面図である。（実施例２）
【図６】ストップ板５８の外観図である。
【図７】結合過程を示す図４相当の断面図である。
【図８】従来のセグメント継ぎ手の結合状態を示す断面図である。
【図９】従来のセグメント継ぎ手の係合前の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０    セグメント継ぎ手
１２    一方のセグメント
１４    他方のセグメント
２０    雄継ぎ手
２１    円周溝
２２    係合頭部
２３    案内部
２４    係合段部
３０    雌継ぎ手
３２    ケーシング
３３    雌ねじ
３４    環状部材
３５    逃げ溝
３６    係合爪部材
３７    案内孔
３８    雄ねじ
４０    連結材
４２    ストップリング
４４    コイルばね
５０    ホルダー
５１    透孔
５２    円板
５３    連結腕
５４    ストッパ
５５    平頭ピン
５６    
５８    ストップ板
Ｃ      遊び
【図１】
2005090023.tif 000003
【図２】
2005090023.tif 000004
【図３】
2005090023.tif 000005
【図４】
2005090023.tif 000006
【図５】
2005090023.tif 000007
【図６】
2005090023.tif 000008
【図７】
2005090023.tif 000009
【図８】
2005090023.tif 000010
【図９】
2005090023.tif 000011