(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のコンクリートセグメントに設けられる被連結金具に対して連結可能な金具本体が、前記被連結金具に対向する対向面と、その対向面の左右横側部から前記対向面の裏側へ延びる左右一対の横側壁と、その左右一対の横側壁のほぼ中央に位置して前記対向面の裏側へ膨出するボス部とを一体的に備え、
前記対向面に開口して前記金具本体の厚み方向へ貫通するボルト挿通孔が、前記ボス部のほぼ中央に設けられ、
前記対向面の裏側から前記ボルト挿通孔に挿通するボルトにより前記被連結金具と連結することにより、前記金具本体が設けられる他方のコンクリートセグメントを前記一方のコンクリートセグメントに連結するように構成されているコンクリートセグメント用連結金具であって、
前記左右一対の横側壁間の一側に作業用開口部を有する状態で前記対向面の裏側に作業空間を形成する空間形成用部材が、前記左右一対の横側壁に連続して前記金具本体と一体的に設けられ、
前記空間形成用部材の肉厚が、前記金具本体よりも薄く構成され、
前記空間形成用部材の肉厚よりも厚い肉厚を有する鍔部が、前記作業用開口部の縁に一体的に設けられているコンクリートセグメント用連結金具。
【請求項２】
前記金具本体の横側部から前記空間形成用部材の横側部にわたって、アンカー用棒状体を螺合する雌ねじ部を備えた膨出部が、前記金具本体および空間形成用部材と一体的に設けられている請求項１に記載のコンクリートセグメント用連結金具。
【請求項３】
前記ボス部が、前記左右一対の横側壁のほぼ中央に位置して上下方向に一対設けられ、
その一対のボス部のそれぞれに前記ボルト挿通孔が設けられ、
前記一対のボス部が、前記金具本体と一体的に構成された連結用補強リブによって互いに連結され、
前記一対のボス部のそれぞれが、補強用リブによって前記金具本体と一体的に連結されている請求項１または２に記載のコンクリートセグメント用連結金具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方のコンクリートセグメントに設けられる被連結金具に対して連結可能な金具本体が、前記被連結金具に対向する対向面と、その対向面の左右横側部から前記対向面の裏側へ延びる左右一対の横側壁と、その左右一対の横側壁のほぼ中央に位置して前記対向面の裏側へ膨出するボス部とを一体的に備え、前記対向面に開口して前記金具本体の厚み方向へ貫通するボルト挿通孔が、前記ボス部のほぼ中央に設けられ、前記対向面の裏側から前記ボルト挿通孔に挿通するボルトにより前記被連結金具と連結することにより、前記金具本体が設けられる他方のコンクリートセグメントを前記一方のコンクリートセグメントに連結するように構成されているコンクリートセグメント用連結金具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のコンクリートセグメント用連結金具としては、従来、図１０に示すような構成のものが多用されている。
この公知の連結金具Ｋ１は、一方のコンクリートセグメントＳ２に埋設される被連結金具Ｋ２に対して連結可能な金具本体１Ａが、その全面にわたってほぼ同じ肉厚ＴＡを有する状態に構成されていて、その金具本体１Ａが、被連結金具Ｋ２に対向する対向面５Ａと、その対向面５Ａの左右横側部から前記対向面５Ａの裏側へ延びる左右一対の横側壁２Ａと、その左右一対の横側壁２Ａのほぼ中央に位置し、かつ、前記対向面５Ａに開口して金具本体１Ａの厚み方向へ貫通する上下一対のボルト挿通孔９Ａ，１０Ａなどを備え、前記対向面５Ａの裏側から前記ボルト挿通孔９Ａ，１０ＡにボルトＢを挿通して被連結金具Ｋ２に螺合することにより、金具本体１Ａが設けられる他方のコンクリートセグメントＳ１を前記一方のコンクリートセグメントＳ２に連結するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、金具本体１Ａのボルト挿通孔９Ａ，１０ＡにボルトＢを挿通して被連結金具Ｋ２に螺合し、両コンクリートセグメントＳ１，Ｓ２を連結して、例えば、トンネルの横穴周壁を構築した場合、図１０の（イ）に示すように、上方から土圧などの大きな圧力Ｐが掛かって、ボルトＢに対してそのボルトＢを被連結金具Ｋ２側へ引張ろうとする力が作用すると、金具本体１Ａが、被連結金具Ｋ２側に引張られることになる。
その場合、金具本体１Ａの肉厚ＴＡが薄いと、図１０の（ロ）に示すように、平面視において左右の横側壁２Ａが内方へ入り込むように変形し、かつ、金具本体１Ａが、被連結金具Ｋ２側に突出するように変形して、両コンクリートセグメントＳ１，Ｓ２間に隙間が生じる、いわゆる目開き現象が発生する。
この目開き現象を防止するには、金具本体１Ａの肉厚ＴＡを厚くすればよいが、金具本体１Ａの肉厚ＴＡを厚くすると、連結金具Ｋ１が重量化し、かつ、コストアップを招くことになる。
【０００４】
また、目開き現象を防止しながら、連結金具Ｋ１の重量化やコストアップを抑制する手段として、金具本体１Ａの肉厚ＴＡを比較的薄くし、その金具本体１Ａに対向面５Ａの裏側に膨出するボス部を一体的に設け、そのボス部にボルト挿通孔９Ａ，１０Ａを設けることが考えられる。
しかし、単に金具本体１Ａの裏側にボス部を設けて、そのボス部にボルト挿通孔９Ａ，１０Ａを設けるだけでは、所望の目的を達成することができず、例えば、ボス部の厚みが薄いと、上述した目開き現象が発生し、逆に厚過ぎると、連結金具Ｋ１の重量化やコストアップを招くことになる。
【０００５】
本発明は、金具本体の裏側にボス部を設けることを前提として、種々の実験を重ねた結果に完成したもので、その目的は、連結金具の重量化やコストアップを抑制しながら、しかも、金具本体や横側壁などの変形を効果的に阻止して、両コンクリートセグメント間における目開き現象の発生を防止することのできるコンクリートセグメント用連結金具の提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
請求項１の発明の特徴構成は、図１と、図６および図７に例示するごとく、一方のコンクリートセグメントＳ２に設けられる被連結金具Ｋ２に対して連結可能な金具本体１が、前記被連結金具Ｋ２に対向する対向面５と、その対向面５の左右横側部から前記対向面５の裏側へ延びる左右一対の横側壁２ａと、その左右一対の横側壁２ａのほぼ中央に位置して前記対向面５の裏側へ膨出するボス部７，８とを一体的に備え、前記対向面５に開口して前記金具本体１の厚み方向へ貫通するボルト挿通孔９，１０が、前記ボス部７，８のほぼ中央に設けられ、前記対向面５の裏側から前記ボルト挿通孔９，１０に挿通するボルトＢにより前記被連結金具Ｋ２と連結することにより、前記金具本体１が設けられる他方のコンクリートセグメントＳ１を前記一方のコンクリートセグメントＳ２に連結するように構成されているコンクリートセグメント用連結金具Ｋ１であって、前記左右一対の横側壁２ａ間の一側に作業用開口部４を有する状態で前記対向面５の裏側に作業空間３を形成する空間形成用部材２が、前記左右一対の横側壁２ａに連続して前記金具本体１と一体的に設けられ、前記空間形成用部材２の肉厚Ｔ２が、前記金具本体１よりも薄く構成され、前記空間形成用部材２の肉厚Ｔ２よりも厚い肉厚Ｔ３を有する鍔部１４が、前記作業用開口部４の縁に一体的に設けられているところにある。
【０００９】
請求項２の発明の特徴構成は、図４および図５に例示するごとく、前記金具本体１の横側部から前記空間形成用部材２の横側部にわたって、アンカー用棒状体１７，１８を螺合する雌ねじ部１９，２０を備えた膨出部１５，１６が、前記金具本体１および空間形成用部材２と一体的に設けられているところにある。
【００１０】
請求項３の発明の特徴構成は、図６に例示するごとく、前記ボス部７，８が、前記左右一対の横側壁２ａのほぼ中央に位置して上下方向に一対設けられ、その一対のボス部７，８のそれぞれに前記ボルト挿通孔９，１０が設けられ、前記一対のボス部７，８が、前記金具本体１と一体的に構成された連結用補強リブ１３によって互いに連結され、前記一対のボス部７，８のそれぞれが、補強用リブ１１，１２によって前記金具本体１と一体的に連結されているところにある。
【００１１】
なお、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【００１６】
〔作用及び効果〕
請求項１の発明の特徴構成によれば、左右一対の横側壁間の一側に作業用開口部を有する状態で対向面の裏側に作業空間を形成する空間形成用部材が、左右一対の横側壁に連続して金具本体と一体的に設けられているので、例えば、その連結金具をコンクリートセグメントに埋設する際、中子などを用いて連結金具の裏側に作業用の空間を形成する必要がなく、コンクリートセグメントへの取付作業を簡略化することができる。
そして、その作業空間を形成するための空間形成用部材の肉厚が、金具本体よりも薄く構成され、空間形成用部材の肉厚よりも厚い肉厚を有する鍔部が、作業用開口部の縁に一体的に設けられているので、空間形成用部材の肉厚を全体にわたって厚くするのに比較して、連結金具を軽量化し、かつ、コストダウンを図ることができ、しかも、作業用開口部の開口縁に一体的に設けられた鍔部により空間形成用部材の変形を効果的に阻止して、金具本体の剛性向上にも寄与することになる。
【００１７】
請求項２の発明の特徴構成によれば、金具本体の横側部から空間形成用部材の横側部にわたって、アンカー用棒状体を螺合する雌ねじ部を備えた膨出部が、前記金具本体および空間形成用部材と一体的に設けられているので、その膨出部に設けられた雌ねじ部にアンカー用棒状体を螺合して、そのアンカー用棒状体と一緒に金具本体をコンクリートセグメントに埋設することにより、コンクリートセグメントに対する金具本体の取付けが強固となり、かつ、そのための膨出部を利用して、金具本体と空間形成用部材との連結強度の向上を図ることができる。
【００１８】
請求項３の発明の特徴構成によれば、前記ボス部が、左右一対の横側壁のほぼ中央に位置して上下方向に一対設けられ、その一対のボス部のそれぞれにボルト挿通孔が設けられているので、合計２本のボルトによって連結金具と被連結金具とを強固に連結することができ、しかも、その一対のボス部が、金具本体と一体的に構成された連結用補強リブによって互いに連結され、かつ、その一対のボス部のそれぞれが、補強用リブによって前記金具本体と一体的に連結されているので、ボルトが挿通される上下一対のボス部と金具本体との連結も強固で、最終的に、両コンクリートセグメントを確実、強固に連結することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明によるコンクリートセグメント用連結金具の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の連結金具は、例えば、複数のトンネル用のコンクリートセグメントを順次連結して、トンネルの横穴周壁を構築する際に使用されるもので、図１および図２に示すように、その連結金具Ｋ１は、一方のコンクリートセグメントＳ２の連結端面側に埋設される被連結金具Ｋ２と対をなすように構成されて、他方のコンクリートセグメントＳ１の連結端面側に埋設され、両連結金具Ｋ１，Ｋ２を介して、両コンクリートセグメントＳ１，Ｓ２を互いに連結するように構成されている。
【００２０】
前記連結金具Ｋ１は、全体が鋳鉄製で、図３〜図５にも示すように、他方のコンクリートセグメントＳ１の連結端面側に位置する金具本体１と、空間形成用部材２とを一体化して構成され、金具本体１と空間形成用部材２との間に作業空間３が形成され、空間形成用部材２の下方には、作業空間３に連通する矩形の作業用開口部４が設けられ、かつ、金具本体１の外側面が、被連結金具Ｋ２に対向して接触する対向面としての接触面５に構成されて、その接触面５が、他方のコンクリートセグメントＳ１の連結端面６とほぼ面一になる状態で、連結金具Ｋ１がコンクリートセグメントＳ１に埋設されている。
【００２１】
前記金具本体１には、図６および図７に示すように、作業空間３の内方に向けて接触面５の裏側へ膨出する上下一対のボス部、つまり、上側ボス部７と下側ボス部８とが、前記接触面５の左右横側部から接触面５の裏側へ一体的に延びる左右一対の横側壁、つまり、空間形成用部材２の両横側壁２ａのほぼ中央に位置する状態で一体的に設けられている。
これら両ボス部７，８は円柱状で、上側ボス部７のほぼ中央には上側ボルト挿通孔９が、下側ボス部８のほぼ中央には下側ボルト挿通孔１０が、それぞれ接触面５に開口し、かつ、作業空間３に連通する状態で、金具本体１の厚み方向へ貫通するように設けられ、前記作業用開口部４と作業空間３を利用して各ボルト挿通孔９，１０にボルトＢを挿通するとともに、そのボルトＢを被連結金具Ｋ２に螺合して連結できるように構成されている。
【００２２】
前記上側ボルト挿通孔９の軸心Ｌ１と下側ボルト挿通孔１０の軸心Ｌ２とは、それぞれ接触面５とほぼ直交し、かつ、互いに平行になるように構成され、上下のボス部７，８における各ボルト挿通孔９，１０の貫通方向での厚みをＴとし、各ボルト挿通孔９，１０の軸心Ｌ１，Ｌ２の方向視において、各ボルト挿通孔９，１０の中心から前記左右一対の横側壁２ａの内面までのそれぞれの長さをＬとして、その厚みＴと長さＬとの比が、１．５≧（Ｔ／Ｌ）≧１．０の範囲に設定されている。
前記上側ボス部７は、金具本体１と一体的に構成された３つの上側補強用リブ１１によって金具本体１に一体化されて連結され、同様に、下側ボス部８も、金具本体１と一体的に構成された３つの下側補強用リブ１２によって金具本体１に一体化されて連結され、更に、上側ボス部７と下側ボス部８も、金具本体１と一体的に構成された連結用補強リブ１３によって互いに連結されている。
【００２３】
このように、連結金具Ｋ１の金具本体１は、２本のボルトＢによって被連結金具Ｋ２に連結されるので、ボルトＢによる締付け力に充分に耐え得るように、金具本体１の肉厚Ｔ１が、全体にわたって比較的厚く構成され、それに対して、空間形成用部材２の方は、作業空間３を形成するのが主たる目的であるため、連結金具Ｋ１全体の軽量化を図るため、その肉厚Ｔ２が金具本体１の肉厚Ｔ１よりも薄く構成されている。
その空間形成用部材２の作業用開口部４の近傍においては、両ボルト挿通孔９，１０の軸心Ｌ１，Ｌ２の方向視において、前記作業用開口部４が、開口縁側ほど除々に幅広になるように構成され、かつ、その作業用開口部４の開口縁には、空間形成用部材の肉厚Ｔ２よりも厚い肉厚Ｔ３を有する補強用の鍔部１４が一体的に設けられている。
【００２４】
前記連結金具Ｋ１の左右横側部、具体的には、両ボルト挿通孔９，１０の軸心Ｌ１，Ｌ２の方向視において、上方に位置する上側ボルト挿通孔９の左右に横外側方に膨出する一対の上側膨出部１５が設けられ、下方に位置する下側ボルト挿通孔１０の左右にも横外側方に膨出する一対の下側膨出部１６が設けられて、この合計４つの膨出部１５，１６が、金具本体１と空間形成用部材２との並び方向に沿って、金具本体１の横側部から空間形成用部材２の横側部にまで延設され、金具本体１および空間形成用部材２と一体的に構成されている。
各膨出部１５，１６は、空間形成用部材２の端部近傍において、その空間形成用部材２の端部から若干突出する位置で終端し、その空間形成用部材２側の終端面に開口する状態で、左右一対の上側膨出部１５には、上側アンカー用棒状体１７を螺合する上側雌ねじ部１９が、左右一対の下側膨出部１６には、下側アンカー用棒状体１８を螺合する下側雌ねじ部２０がそれぞれ設けられている。
【００２５】
このような構成の連結金具Ｋ１は、鋳造によって製造され、前記接触面５が平滑化され、かつ、各上側膨出部１５の端部に上側雌ねじ部１９が、各下側膨出部１６に下側雌ねじ部２０が形成された後、各上側雌ねじ部１９に上側アンカー用棒状体１７が、各下側雌ねじ部２０に下側アンカー用棒状体１８が螺合されて、金具本体１の接触面５を他方のコンクリートセグメントＳ１の連結端面６とほぼ面一にした状態で、コンクリートセグメントＳ１に埋設されている。
他方、前記被連結金具Ｋ２も、全体が鋳鉄製で、上側袋ナット部２１と、下側袋ナット部２２、ならびに、上側袋ナット部２１に連設の上側アンカー部２３と下側袋ナット部２２に連設の下側アンカー部２４とを備え、上側と下側の袋ナット部２１，２２の外側面をコンクリートセグメントＳ２の連結端面２５とほぼ面一にした状態でコンクリートセグメントＳ２に埋設されている。
【００２６】
以上のような構成からなる連結金具Ｋ１と被連結金具Ｋ２とを用いて両コンクリートセグメントＳ１，Ｓ２を連結するには、両連結端面６，２５を互いに対向させて、連結金具Ｋ１の下方に設けられた作業用開口部４から作業空間３内にボルトＢを挿入し、その作業空間３を利用して上側と下側のボルト挿通孔９，１０にボルトＢを挿通するとともに、被連結金具Ｋ２の上側と下側の袋ナット部２１，２２に螺合させる。
この各袋ナット部２１，２２へのボルトＢの螺合も、作業空間３と作業用開口部４を利用し、かつ、レンチなどの適当な工具を用いて行うのであり、前記作業用開口部４が、上述したように両ボルト挿通孔９，１０の軸心Ｌ１，Ｌ２の方向視において、開口縁側ほど除々に幅広になるように構成されているので、レンチによる螺合作業を容易に行うことができ、連結金具Ｋ１の接触面５が、被連結金具Ｋ２の上側と下側の袋ナット部２１，２２の外側面に接触するとともに、両連結端面６，２５どうしが互いに接触して、両コンクリートセグメントＳ１，Ｓ２が連結されるのである。
【００２７】
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、金具本体１の裏面側に空間形成用部材２を一体的に連設して連結金具Ｋ１を構成した例を示したが、空間形成用部材２については、必ずしも必要なものではなく、空間形成用部材２をなくして連結金具Ｋ１を構成することもできる。
その例を図８に基づいて説明するが、重複説明を避けるため、先の実施形態と同じ部品や同じ作用を有する部品については、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【００２８】
この図８に示す別の実施形態では、先の実施形態のような空間形成用部材２がなく、金具本体１の裏側に位置する作業空間３については、連結金具Ｋ１をコンクリートセグメントＳ１に埋設する際に中子などを用いて形成される。
したがって、この連結金具Ｋ１は、接触面５を備えた金具本体１と、その金具本体１の左右横側部から接触面５の裏側へ延びる左右一対の横側壁２ａおよび上側壁とで構成され、かつ、先の実施形態と同様に、金具本体１の裏側には、円柱状の上側ボス部７と下側ボス部８とが一体的に設けられ、各ボス部７，８には、それぞれボルト挿通孔９，１０が設けられている。
【００２９】
そして、上側ボス部７は、金具本体１と一体的に構成された３つの上側補強用リブ１１によって、また、下側ボス部８は、金具本体１と一体的に構成された３つの下側補強用リブ１２によって、それぞれ金具本体１に一体化されて連結され、かつ、上側ボス部７と下側ボス部８も、金具本体１と一体的に構成された連結用補強リブ１３によって互いに連結されるとともに、上下のボス部７，８における各ボルト挿通孔９，１０の貫通方向での厚みＴと、各ボルト挿通孔９，１０の軸心Ｌ１，Ｌ２の方向視において、各ボルト挿通孔９，１０の中心から左右一対の横側壁２ａの内面までの長さＬとの比が、１．５≧（Ｔ／Ｌ）≧１．０の範囲に設定されている。
【００３０】
（２）これまでの実施形態では、金具本体１の裏面に設けるボス部として、上下一対のボス部７，８を設けた例を示したが、ボス部の数については、金具本体１の大きさなどに応じて変更可能であり、３つ以上設けることもできる。また、円柱状のボス部をひとつ設けて、そのボス部にボルト挿通孔をひとつだけ設けることも、更に、上下方向に長い楕円形のボス部をひとつ設けて、そのボス部の上下にボルト挿通孔を２つ設けることも可能である。
【００３１】
（３）これまでの実施形態では、連結金具Ｋ１を鋳鉄で構成した例を示したが、例えば、金属材料を用いて機械加工により製造することもできる。
【００３２】
（４）これまでの実施形態では、被連結金具Ｋ２を上側袋ナット部２１と下側袋ナット部２２とを有する棒状体で構成した例を示したが、これに限らず、連結金具Ｋ１の接触面５と接当する面を備え、その裏面と下方とが開口する箱形の被連結金具とし、この被連結金具の前記接当する面における前記ボルト挿通孔９，１０に対向する位置に設けた貫通孔にボルトを挿通してナットにより連結するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンクリートセグメント用連結金具と被連結金具の一部切欠き側面図
【図２】コンクリートセグメント用連結金具と被連結金具の斜視図
【図３】コンクリートセグメント用連結金具の斜視図
【図４】コンクリートセグメント用連結金具の一部切欠き側面図
【図５】コンクリートセグメント用連結金具の底面図
【図６】コンクリートセグメント用連結金具の縦断背面図
【図７】図６のＡ−Ａ線におけるコンクリートセグメント用連結金具の断面図
【図８】別の実施形態によるコンクリートセグメント用連結金具の一部切欠き側面図
【図９】コンクリートセグメント用連結金具の実験結果を示す図表
【図１０】従来のコンクリートセグメント用連結金具の説明図
【符号の説明】
１            金具本体
２            空間形成用部材
２ａ          横側壁
３            作業空間
４            作業用開口部
５            対向面
７，８        ボス部
９，１０      ボルト挿通孔
１１，１２    補強用リブ
１３          連結用補強リブ
１４          鍔部
１５，１６    膨出部
１７，１８    アンカー用棒状体
１９，２０    雌ねじ部
Ｂ            ボルト
Ｋ１          連結金具
Ｋ２          被連結金具
Ｌ            ボルト挿通孔から横側壁内面までの長さ
Ｌ１，Ｌ２    ボルト挿通孔の軸心
Ｓ１          他方のコンクリートセグメント
Ｓ２          一方のコンクリートセグメント
Ｔ            ボス部の厚み
Ｔ１          金具本体の肉厚
Ｔ２          空間形成用部材の肉厚
Ｔ３          鍔部の肉厚
【図１】
0003894697.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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