(57)【要約】【課題】「せん断変形」によって変位を吸収させる構成の継手を提供せんとするものである。【解決手段】剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置する剛質材製の芯材２と、外筒１と芯材２の間に位置する弾性体３によって構成する。この弾性体３は、特に剛質材より弾性係数の小さい弾性材料によって構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛質材製の外筒と、
外筒の内部に位置する剛質材製の芯材と、
外筒と芯材の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とによって構成した、
変位吸収機能を備えた継手。
【請求項２】
外筒の外周にはネジを刻設し、
芯材の一端には角柱状の芯材頭部を形成した、
請求項１記載の、変位吸収機能を備えた継手。
【請求項３】
芯材を２本の芯材で構成し、
各芯材の端部を外筒よりも外部に露出させ、
各芯材の露出部分の外周にはネジを刻設した、
請求項１記載の、変位吸収機能を備えた継手。
【請求項４】
外筒を２本の外筒で構成し、
両外筒の内部に位置する芯材は１本の芯材で構成し、
外筒と芯材の間には弾性体を位置させ、
外筒の外周の少なくとも両端にはネジを刻設した、
請求項１記載の、変位吸収機能を備えた継手。
【請求項５】
剛質材製の外筒と、
外筒の内部に位置する剛質材製の芯材と、
外筒と芯材の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とよりなり、
この外筒をセグメントなどの被締結部材に取付けて継手の一方を構成し、
芯材を挿入する予定の受け入れ筒を、他の被締結部材に取付けて継手の他方を構成してなる、
変位吸収機能を備えた継手。
【請求項６】
剛質材製の外筒と、
外筒の内部に位置し、芯材を挿入する予定の受け入れ筒と、
外筒と受け入れ筒の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とよりなり、
この外筒をセグメントなどの被締結部材に取付けて継手の一方を構成し、
受け入れ筒の内部に挿入する芯材を、他方の被締結部材に取付けて継手の他方を構成してなる、
変位吸収機能を備えた継手
【請求項７】
剛質材製の外筒と、
外筒の内部に位置する内筒と、
内筒の内部に位置する剛質材製の芯材と、
内筒と芯材の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とによりなり、
この外筒と内筒と芯材とその外側の弾性体を一方の被締結部材に取り付けて継手の一方を構成し、
内筒を受け入れる予定の受け入れ筒を他の被締結部材に取り付けて継手の他方を構成してなる、
変位吸収機能を備えた継手。
【請求項８】
剛質材製の芯材と、
芯材の外周に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とよりなり、
この芯材とその外側の弾性体を一方の被締結部材に取り付けて継手の一方を構成し、
芯材を受け入れる予定の受け入れ筒を他の被締結部材に取り付けて継手の他方を構成してなる、
変位吸収機能を備えた継手。
【請求項９】
剛質材製の外筒と、
外筒の内部に位置し、内面にネジを刻設した剛質材製の内筒と、
外筒と内筒の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とによりなり、
この外筒を一方の被締結部材に取り付けて継手の一方を構成し、
内筒のネジに合致したネジを刻設した芯材と、
その芯材の端に取付けた芯材頭部によって継手の他方を構成してなる、
変位吸収機能を備えた継手。
【請求項１０】
剛質材製の外筒と、
外筒の内部に位置し、内面にネジを刻設した剛質材製の内筒と、
外筒と内筒の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とにより継手の一方を構成し、
内筒のネジに合致したネジを刻設した芯材と、
その芯材の端に取付けた芯材頭部によって継手の他方を構成してなる、
変位吸収機能を備えた継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つの被締結部材と他の被締結部材を締結するための継手に関するものであり、特に変位吸収機能を備えた継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この明細書でいう「変位吸収」の機能を、例えばシールドトンネルのセグメント組み立てに用いる継手について説明する。
ひとつの被締結部材であるセグメントと、他の被締結部材であるセグメントはボルトで締結するのが一般的である。
ところが締結後に地震や地盤のひずみの外力によって継手面が強制的に目開きが生じる場合がある。
その際に、通常のボルトであると引っ張り破断したり、あるいは継手金具が破損する可能性がある。
そこでこのような変位を吸収する機能を備えた継手として、例えば図１４に示すように、弾性ワッシャーａを用いる方法がある。
これはセグメントに取付けた継手金具ｂどうしを通常のボルトｃ、ナットｄで締結する際に、弾性係数が剛質材よりも非常に小さい、すなわち圧縮変形しやすい材料によって肉厚の円筒を弾性ワッシャーａとして使用する構造である。
このような構造であると、セグメントどうしが目開きを生じる場合に、この弾性ワッシャーａが弾性変形することにより変位を吸収し、ボルトｃや継手金具ｂに過度の応力が生じないという効果がある。
【特許文献１】特開平１１−１８２１８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記したような従来の弾性ワッシャーを使用した構成は、柔らかい弾性体の「圧縮変形」によって目開きに対応する構成であるが、それに対して本件発明は「せん断変形」によって変位を吸収させる構成の継手を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような課題を解決するために、本発明の変位吸収機能を備えた継手は、  剛質材製の外筒と、外筒の内部に位置する剛質材製の芯材と、外筒と芯材の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とによって構成した、変位吸収機能を備えた継手、前記のあるいは変位吸収機能を備えた継手におて、外筒の外周にはネジを刻設し、芯材の一端には角柱状の芯材頭部を形成した、変位吸収機能を備えた継手、あるいは芯材を２本の芯材で構成し、各芯材の端部を外筒よりも外部に露出させ、各芯材の露出部分の外周にはネジを刻設した、変位吸収機能を備えた継手、あるいは外筒を２本の外筒で構成し、両外筒の内部に位置する芯材は１本の芯材で構成し、外筒と芯材の間には弾性体を位置させ、外筒の外周の少なくとも両端にはネジを刻設した、変位吸収機能を備えた継手、あるいは剛質材製の外筒と、外筒の内部に位置する剛質材製の芯材と、外筒と芯材の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とよりなり、この外筒をセグメントなどの被締結部材に取付けて継手の一方を構成し、芯材を挿入する予定の受け入れ筒を、他の被締結部材に取付けて継手の他方を構成してなる、変位吸収機能を備えた継手、あるいは剛質材製の外筒と、外筒の内部に位置し、芯材を挿入する予定の受け入れ筒と、外筒と受け入れ筒の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とよりなり、この外筒をセグメントなどの被締結部材に取付けて継手の一方を構成し、受け入れ筒の内部に挿入する芯材を、他方の被締結部材に取付けて継手の他方を構成してなる、変位吸収機能を備えた継手、あるいは剛質材製の外筒と、外筒の内部に位置する内筒と、内筒の内部に位置する剛質材製の芯材と、内筒と芯材の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とによりなり、この外筒と内筒と芯材とその外側の弾性体を一方の被締結部材に取り付けて継手の一方を構成し、内筒を受け入れる予定の受け入れ筒を他の被締結部材に取り付けて継手の他方を構成してなる、変位吸収機能を備えた継手、あるいは剛質材製の芯材と、芯材の外周に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とよりなり、この芯材とその外側の弾性体を一方の被締結部材に取り付けて継手の一方を構成し、芯材を受け入れる予定の受け入れ筒を他の被締結部材に取り付けて継手の他方を構成してなる、変位吸収機能を備えた継手、あるいは剛質材製の外筒と、外筒の内部に位置し、内面にネジを刻設した剛質材製の内筒と、外筒と内筒の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とによりなり、この外筒を一方の被締結部材に取り付けて継手の一方を構成し、内筒のネジに合致したネジを刻設した芯材と、その芯材の端に取付けた芯材頭部によって継手の他方を構成してなる、変位吸収機能を備えた継手、あるいは剛質材製の外筒と、外筒の内部に位置し、内面にネジを刻設した剛質材製の内筒と、外筒と内筒の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体とにより継手の一方を構成し、内筒のネジに合致したネジを刻設した芯材と、その芯材の端に取付けた芯材頭部によって継手の他方を構成してなる、変位吸収機能を備えた継手を特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の変位吸収機能を備えた継手は以上説明したようになるから、セグメントなどの被締結物の相互の間隔が開くような作用に対して、弾性体の「せん断変形」によって変位を吸収して継手や金具の破損を防止できるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下において、図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【０００７】
＜１＞基本的構成。
本発明の基本的な構成を図１に示す。
すなわち本発明の継手は、剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置する剛質材製の芯材２と、外筒１と芯材２の間に位置する弾性体３によって構成する。
この弾性体３は、特に剛質材より弾性係数の小さい弾性材料によって構成する。
この芯材２、弾性体３、外筒１は相互に十分な強度を持つ接着剤によって一体化する。
なお、図１の実施例では円筒形の外筒１、芯材２を示しているが、角筒、角柱によって構成することもできる。
なお、本明細書において「剛質材」「剛質材製」とは、典型的には鋼材を意味するが、その他に鋼材と同等以上に剛性、強度の高い、公知の材料を示すものである。
【０００８】
＜２＞基本的構成の機能。
図１に示した構成の継手において、その外筒１を一方の被締結部材に、芯材２を他の被締結部材に取付ける。
そして被締結部材に反対方向の外力が作用した場合に、図２に示すように外筒１と芯材２との間に相対変位が生じる。
この相対変位は弾性体３がせん断変形することによって、その変位を吸収することができる。
この変位によって継手全体には過度な応力が作用せず、破壊から逃れることができる。
この相対変位に応じて発生する力の大きさは、弾性体３のせん断弾性係数の大きさによって正確にコントロールすることができる。
また、外力を開放すれば、弾性体３の復元力によって外筒１と芯材２とは原形に戻ることになる。
なお、被締結部材の間の目開きが生じる前に、継手を締め付ける過程ですでに外筒１と芯材２との間では変位が生じている。
したがって地震などにより生じる目開きに対しては、締結時の変位からの増分として機能することになる。
【０００９】
＜３＞実施例の１．（図３、４、５）
前記の基本の構成と同様に、継手は剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置する剛質材製の芯材２と、外筒１と芯材２の間に位置する弾性体３によって構成する。
そして外筒１の外周にはネジ山を刻設する。
一方、弾性体３を介して外筒１の内部に配置した芯材２の一端には角柱状の芯材頭部２１を形成する。
芯材頭部２１の形状は、例えば芯材２の外径や外筒１の外径よりも最小幅の大きい六角柱であり、通常のボルトのボルト頭部と同様の形状である。
そしてネジの刻設部分と、芯材頭部２１とは反対の方向に位置させる。
したがって、外観、および使用方法は通常のボルトと同じである。
締結時には、図４に示すように、２枚の被締結部材６のボルト穴６１を通して外筒１を挿入し、被締結部材６の反対側に露出した外筒１のネジに、ナット４を締め付ける。
芯材頭部２１と被締結部材６の間、ナット４と他の被締結部材６の間にはワッシャー５を介在させることも一般のボルト締結と同様の構成である。
この２枚の被締結部材６の間に反対方向の外力が作用して目開きＨが生じた場合に、図５に示すように、外筒１側はナット４とともに一方に移動し、芯材２は芯材頭部２１とともに反対方向に移動する。
その結果、外筒１と芯材２の間に介在する弾性体３がせん断変形してその変位を吸収する。
この変位によって継手には過度な応力が作用せず、継手や継手金具の破壊を避けることができる。
【００１０】
＜４＞実施例の２．（図６）
前記の基本の構成と同様に、継手は剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置する剛質材製の芯材２と、外筒１と芯材２の間に位置する弾性体３によって構成する。
この芯材２は中間で切断してあり、２本の芯材２によって構成する。
そして、各芯材２の端部を外筒１よりも外部に露出させる。
弾性体３も中間で切断してあり、二箇所に配置することによって、各芯材２と外筒１との間に充填されることになる。
さらに、各芯材２の露出部分の外周にはネジを刻設する。
この継手を、２枚の被締結部材６のボルト穴６１に貫通し、両側に露出した各芯材２のネジに、おのおのナット４を取付ける。
この２枚の被締結部材６の間に反対方向の外力が作用して目開きが生じた場合に、一方の芯材２はその露出端に取付けたナット４とともに一方に移動し、他方の芯材２はその露出端に取付けたナット４とともに反対方向に移動する。
その結果、外筒１と各芯材２の間に介在する弾性体３がせん断変形してその変位を吸収する。
この変位によって継手には過度な応力が作用せず、継手の破壊から逃れることができる。
【００１１】
＜５＞実施例の３．（図７）
前記の基本の構成と同様に、継手は剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置する剛質材製の芯材２と、外筒１と芯材２の間に位置する弾性体３によって構成する。
そしてこの実施例では外筒１は２本の外筒１で構成する。
それに対して両外筒１の内部に位置する芯材２の方は１本の芯材２で構成する。
そして外筒１と芯材２の間には弾性体３を位置させる。
さらに外筒１の外周の少なくとも両端にはネジを刻設する。
この継手を、２枚の被締結部材６のボルト穴６１に貫通し、両側に露出した外筒１のネジに、おのおのナット４を取付ける。
この２枚の被締結部材６の間に反対方向の外力が作用して目開きが生じた場合に、一方の外筒１はネジを介して取付けたナット４とともに一方に移動し、他方の外筒１はネジを介して取付けたナット４とともに反対方向に移動する。
その結果、各外筒１と、共通する芯材２の間に介在する弾性体３がせん断変形してその変位を吸収する。
この変位によって継手には過度な応力が作用せず、継手の破壊から逃れることができる。
【００１２】
＜６＞実施例の４。（図８）
前記の基本の構成と同様に、締結後の継手は剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置する剛質材製の芯材２と、外筒１と芯材２の間に位置する弾性体３によって構成する。
そしてこの実施例ではこの外筒１をセグメントなどの被締結部材６の一方に直接取付けて継手の一方を構成する。
それに対して、芯材２を挿入する予定の受け入れ筒７を、他の被締結部材６に取付けて継手の他方を構成する。
締結時には、一方の被締結部材６を他方の被締結部材６に押し付けることによって、芯材２は受け入れ筒７の内部に挿入する。
芯材２の周囲に接着剤を塗布しておけば、芯材２と受け入れ筒７との接着を介して両側の被締結部材６は一体となる。
または受け入れ筒７の内径を、芯材２の外径よりもやや小さくしておけば、両者を押し付けることによって両側の被締結部材６は一体となる。
この２個の被締結部材６の間に反対方向の外力が作用して目開きが生じた場合に、一方の被締結部材６の受け入れ筒７と芯材２は一方に移動し、外筒１は他方の被締結部材６とともに反対方向に移動する。
その結果、外筒１と芯材２の間に介在する弾性体３がせん断変形してその変位を吸収する。
この変位によって継手には過度な応力が作用せず、継手の破壊から逃れることができる。
【００１３】
＜７＞実施例の５。（図９）
前記の基本の構成と同様に、締結後の継手は剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置する剛質材製の芯材２と、外筒１と芯材２の間に位置する弾性体３によって構成する。
そしてこの実施例では剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置し、芯材２を挿入する予定の受け入れ筒７と、外筒１と受け入れ筒７の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体３とより構成し、この外筒１をセグメントなどの被締結部材６に直接取付けて継手の一方を構成する。
一方、他の被締結部材６には、受け入れ筒７の内部に挿入する芯材２を突設して取り付け継手の他方を構成する。
締結時には、一方の被締結部材６を他方の被締結部材６に押し付けることによって、芯材２は受け入れ筒７の内部に挿入する。
芯材２の周囲に接着剤を塗布しておけば、芯材２と受け入れ筒７との接着を介して両側の被締結部材６は一体となる。
または受け入れ筒７の内径を、芯材２の外径よりもやや小さくしておけば、両者を押し付けることによって両側の被締結部材６は一体となる。
この２個の被締結部材６の間に反対方向の外力が作用して目開きが生じた場合に、一方の被締結部材６の外筒１は一方に移動し、芯材２と受け入れ筒７とは他方の被締結部材６とともに反対方向に移動する。
その結果、外筒１と芯材２の間に介在する弾性体３がせん断変形してその変位を吸収する。
この変位によって継手には過度な応力が作用せず、継手の破壊から逃れることができる
なお、この実施例では受け入れ筒７を使用せず、芯材２を直接、弾性体３の筒体の内面に接着する構成を採用することもできる。
【００１４】
＜８＞実施例の６。（図１０）
前記の基本の構成と同様に、締結後の継手は剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置する剛質材製の芯材２と、外筒１と芯材２の間に位置する弾性体３によって構成する。
そしてこの実施例では、内筒８と芯材２とその中間に位置する弾性体３、および内筒８を内部に納めた外筒１を一方の被締結部材６に取り付けて継手の一方を構成する。
その場合に、芯材２の定着側の端部は直径を拡大して被締結部材６に埋め込むなどによって、芯材２を被締結部材６に固定しておく。
他方、内筒８を受け入れる予定の受け入れ筒７を他の被締結部材６に取り付けて継手の他方を構成する。
締結時には、一方の被締結部材６を他方の被締結部材６に押し付けることによって、内筒８を受け入れ筒７の内部に挿入する。
弾性体３の周囲に接着剤を塗布しておけば、内筒８と受け入れ筒７との接着を介して両側の被締結部材６は一体となる。
または受け入れ筒７の内径を内筒８の外径よりもやや小さくしておけば、両者を押し付けることにより両側の被締結部材６は一体となる。
この２個の被締結部材６の間に反対方向の外力が作用して目開きが生じた場合に、一方の被締結部材６の外筒１と芯材２は一方に移動し、受け入れ筒７と内筒８は他方の被締結部材６とともに反対方向に移動する。
その結果、内筒８と芯材２の間に介在する弾性体３がせん断変形してその変位を吸収する。
この変位によって継手には過度な応力が作用せず、継手の破壊から逃れることができる
この実施例では受け入れ筒７は、外筒１と考えることもできる。
なお、この実施例では内筒８を使用せず、弾性体３の外面を直接、受け入れ筒７の内面に接着する構成を採用することもできる。
【００１５】
＜９＞実施例の７（図１１）
この実施例は、前記の基本の構成から外筒１を省いた構成である。
締結後の継手は芯材６と、芯材２と被締結部材６の間に位置する弾性体３によって構成する。
そして、剛質材製の芯材２と、芯材２の外周に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体３とより構成し、この弾性体３を、直接、被締結部材６に埋め込んで継手の一方を構成する。
弾性体３の外面に凹凸を形成しておくことによって、弾性体３と被締結部材６の一体化を強くすることができる。
それに対して、芯材２を挿入する予定の受け入れ筒７を、他の被締結部材６に取り付けて継手の他方を構成する。
【００１６】
＜１０＞実施例の８（図１２）
この実施例では、一方の継手を、剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置し、内面にネジを刻設した剛質材製の内筒８と、外筒１と内筒８の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体３とにより構成し、この外筒１を一方の被締結部材６に取り付ける。
他方の継手は、内筒８のネジに合致したネジを刻設した芯材２と、その芯材２の端に取付けた芯材頭部２１によって構成する。
二つの被締結部材６を締結するには芯材２のネジを内筒８のネジに螺合して行う。
この２枚の被締結部材６の間に反対方向の外力が作用して目開きが生じた場合に、一方の被締結部材６の外筒１は一方に移動し、芯材２と内筒８は他方の被締結部材６とともに反対方向に移動する。
その結果、外筒１と内筒８との間に介在する弾性体３がせん断変形してその変位を吸収する。
この変位によって継手には過度な応力が作用せず、継手の破壊から逃れることができる。
【００１７】
＜１１＞実施例の９。（図１３）
この実施例では、剛質材製の外筒１と、外筒１の内部に位置し、内面にネジを刻設した剛質材製の内筒８と、外筒と内筒の間に位置する、剛質材より弾性係数の小さい弾性体３とにより継手の一方を構成する。
それに対して、内筒８のネジに合致したネジを刻設した芯材２と、その芯材２の端に取付けた芯材頭部２１によって継手の他方を構成する。
二つの被締結部材６を締結するには、外筒１、内筒８、および弾性体３によって構成した継手の一方を、被締結部材６の一方に配置する。
それに対して、芯材２と芯材頭部２１で構成した継手の他方を、被締結部材６の他方に配置する。
そして、前者をナットのように使用し、後者をボルトのように使用すれば二つの被締結部材６を一体に締結することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の変位吸収機能を備えた継手の基本的な構成の説明図。
【図２】変位吸収機能を備えた継手の原理の説明図。
【図３】変位吸収機能を備えた継手の実施例の斜視図。
【図４】図３の実施例の継手の締結状態の断面図。
【図５】図３の実施例の継手の目開きした状態の説明図。
【図６】他の実施例の説明図。
【図７】他の実施例の説明図。
【図８】他の実施例の説明図。
【図９】他の実施例の説明図。
【図１０】他の実施例の説明図。
【図１１】他の実施例の説明図。
【図１２】他の実施例の説明図。
【図１３】他の実施例の説明図。
【図１４】従来の継手の説明図。
【符号の説明】
【００１９】
１：外筒
２：芯材
３：弾性体
４：ナット
６：被締結部材
７：受け入れ筒
８：内筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007225026.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007225026.tif 000007
【図６】
2007225026.tif 000008
【図７】
2007225026.tif 000009
【図８】
2007225026.tif 000010
【図９】
2007225026.tif 000011
【図１０】
2007225026.tif 000012
【図１１】
2007225026.tif 000013
【図１２】
2007225026.tif 000014
【図１３】
2007225026.tif 000015
【図１４】
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