(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する二つの部材を一体に接合する継手であって、
前記一方の部材に設けられる雄型継手と、前記他方の部材に設けられていて前記雄型継手と相互に嵌合する雌型継手とを備え、
前記雌型継手は対向する二つの面がテーパ面で形成される開口部を有する被嵌合部材を有し、前記二つのテーパ面は接合方向に直交する方向である開口部の連続する方向に向かうに従って相対的に順次近づくと共に、接合方向の前面から後面に向かうに従って相対的に順次離れるように傾斜して形成され、
前記雄型継手は前記一方の部材の外側に突出する板が上方と下方に湾曲して略管状に膨出する膨出部が形成された嵌合部材を有し、
前記雄型継手と雌型継手の嵌合の際に、前記開口部内に膨出部が挿入されて前記接合方向に直交する方向に押し込むことで前記膨出部が開口部のテーパ面で絞られて前記雄型部材が雌型継手の方向に引き寄せられて接合することを特徴とする継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継手に関し、詳しくは、隣接する二つの部材同士、例えば地下鉄のトンネル等の掘削した部分の内面に設けられる複数のセグメントの隣接するもの同士を一体に接合するのに有効な継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シールド工法等により地下鉄のトンネル等を構築する場合には、掘削した部分の内面にスチール型セグメント、中詰コンクリート型セグメント、コンクリート型セグメント等のセグメントを設け、掘削した部分を被覆し、支持している。
【０００３】
この種のセグメントの一例が図１０に示されている。このセグメント４１は、中詰コンクリート型セグメントであって、円弧板状のコンクリート製のセグメント本体４２と、セグメント本体４２の長手方向の両端面に一体に設けられる長方形板状の金属製の長手方向接合板４３、４３と、セグメント本体４２の幅方向の両端面に一体に設けられる円弧板状の金属製の幅方向接合板４４、４４とからなるものであって、各長手向接合板４３及び各幅方向接合板４４にはそれぞれネジ挿通用の孔４３ａ、４４ａが貫通した状態で設けられ、各ネジ挿通用の孔４３ａ、４４ａに対応するセグメント本体４３の部分にはそれぞれ所定の大きさ、深さのネジ締付け用の穴４５が設けられている。
【０００４】
そして、上記のような構成のセグメント４１を、トンネル等の掘削した部分の内面に周方向に連続して設け、周方向に隣接するセグメント４１の各ネジ締付け用の穴４５を利用し、長手方向接合板４３のネジ挿通用の孔４３ａ、４３ａ間に継手のボルト（図示せず）を挿通させ、ボルトのネジ部に継手のナット（図示せず）を螺合させて締め付け、周方向に隣接するセグメント４１、４１同士を一体に接合し、同一周上にリング状のセグメントリング体を構成する。
【０００５】
そして、このようなセグメントリング体を掘削方向に連続して設け、掘削方向に隣接するセグメントリング体のセグメント４１、４１同士を同様の方法によって一体に接合し、掘削した部分の内面の全体を複数のセグメント４１、４１……で被覆する。このようにして、掘削した部分の内面を複数のセグメント４１、４１……で支持することができるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成のセグメント４１にあっては、コンクリート製のセグメント本体４２の複数箇所にネジ締付け用の穴４５が設けられているので、セグメント本体４２の強度が低下してしまう。このため、掘削した部分の内面に複数のセグメント４１、４１……を設けた後に、各セグメント４１のネジ締付け用の穴４５を充填材によって閉塞し、各セグメント本体４２の強度を確保しなければならず、その作業に手間がかかり、工期の長期化の原因となる。
【０００７】
また、周方向に隣接するセグメント４１、４１の長手方向接合板４３、４３のネジ挿通用の孔４３ａ、４３ａを相互に一致させる場合のセグメント４１、４１の位置決めに非常に手間がかかる。
【０００８】
さらに、ネジ挿通用の孔４３ａ、４３間に挿通させたボルトにナットを締め付ける場合に、その作業を狭い空間であるネジ締付け用の孔４５を利用して行わなければならないため、作業効率が悪く、工期の長期化の原因となる。
【０００９】
本発明は、上記のような問題に鑑みなされたものであって、隣接する二つの部材、例えばトンネル等の掘削した部分の内面に設けられる複数のセグメントの隣接するもの同士の接合に用いた場合に、隣接するセグメント同士を一体に接合した後の強度確保のための作業が一切不要であり、また、隣接するセグメントの位置決めが容易であり、さらに、隣接するセグメント同士の接合が容易であって、作業効率が良く、工期を大幅に短縮することができる継手を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、隣接する二つの部材を一体に接合する継手であって、前記一方の部材に設けられる雄型継手と、前記他方の部材に設けられていて前記雄型継手と相互に嵌合する雌型継手とを備え、前記雌型継手は対向する二つの面がテーパ面で形成される開口部を有する被嵌合部材を有し、前記二つのテーパ面は接合方向に直交する方向である開口部の連続する方向に向かうに従って相対的に順次近づくと共に、接合方向の前面から後面に向かうに従って相対的に順次離れるように傾斜して形成され、前記雄型継手は前記一方の部材の外側に突出する板が上方と下方に湾曲して略管状に膨出する膨出部が形成された嵌合部材を有し、前記雄型継手と雌型継手の嵌合の際に、前記開口部内に膨出部が挿入されて接合方向に直交する方向に押し込むことで前記膨出部が開口部のテーパ面で絞られて前記雄型部材が雌型継手の方向に引き寄せられて接合することを特徴とする。
この発明による継手によれば、一方の部材の雄型継手と他方の部材の雌型継手との嵌合の際、雌型継手の被嵌合部材の開口部の対向する二つのテーパ面間で雄型継手の嵌合部材の膨出部が絞られて反発し、これにより雄型継手の嵌合部材が雌型継手の方向に引き寄せられ、隣接する二つの部材が一体に接合されることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図８には、本発明による継手の一実施の形態が示されていて、この継手１は、隣接する二つの部材を一体に接合するものであって、雄型継手２と、この雄型継手２と嵌合可能な雌型継手１０とを備えている。
【００１３】
雄型継手２は、図２、図６、図７及び図８に示すように、上板４と下板６とを一体に接合して形成した長方形板状をなす嵌合部材３を有し、この嵌合部材３の長手方向の中央部には全幅に渡って膨出部８が一体に設けられるようになっている。
【００１４】
膨出部８は、上板４の長手方向の中央部を湾曲させてその部分に上方に膨出する膨出面５を形成し、下板６の長手方向の中央部を湾曲させてその部分に下方に膨出する膨出面７を形成し、これらの膨出面５、７により略管状に形成したものである。
【００１５】
嵌合部材３の素材としては、金属、各種の合成樹脂等を挙げることができる。ただし、これに限定することなく、他の素材を使用しても良い。この実施の形態においては、嵌合部材３を上板４と下板６の２枚の板を一体に接合して構成しているが、一枚の板を用いて機械加工等により上記のような形状に形成しても良い。
【００１６】
雌型継手１０は、図３、図４及び図５に示すように、上板１２と下板１３と前板１４と後板１８と側板１９とを組み合わせて、一側面が開口する箱型状に形成した被嵌合部材１１を有し、この被嵌合部材１１の前板１４の中央部には前板１４の全長に渡って開口部１５が設けられるようになっている。
【００１７】
前板１４の開口部１５の上下方向に対向する二つの面１６、１７は、被嵌合部材１１の一側から他側に行くに従って相対的に順次近づき、前板１４の前面から後面に行くに従って相対的に順次離れるテーパ面１６、１７に形成されている。
【００１８】
この場合、開口部１５のテーパ面１６、１７間の間隔は、図２に示すように、最大部である被嵌合部材１１の一側面側が雄型継手２の嵌合部材３の膨出部８の根元部の寸法よりも大きく形成され、その部分から他側面に行くに従って順次小さくなるように形成されている。また、被嵌合部材１１の前板１４と後板１８との間の寸法は、嵌合部材３のほぼ全体を挿入し得る寸法に形成されている。
【００１９】
被嵌合部材１１の素材としては、金属、各種の合成樹脂等を挙げることができる。ただし、これに限定することなく、他の素材を使用しても良い。この実施の形態においては、被嵌合部材１１を上板１２、下板１３、前板１４、後板１８、及び側板１９を組み合わせて構成しているが、一枚の板を用いて機械加工等により上記のような形状に形成しても良い。
【００２０】
そして、上記のような構成の雄型継手２と雌型継手１０とからなる継手１は、トンネル等の掘削した部分の内面に設けられる複数のセグメントの隣接するもの同士を一体に接合するのに適用することができ、特に、周方向に隣接するセグメント２０、２０同士の接合に有効に適用することができる。
【００２１】
すなわち、図１に示すように、セグメント２０の長手方向の一方の接合部２１に雄型継手２を設け、他方の接合部２２に雌型継手１０を設ける。具体的には、セグメント２０の長手方向の一方の端面に設けられている接合板２３に溶接等により嵌合部材３を一体に接合し、その部分に雄型継手２を構成する。さらに、セグメント２９の長手方向の他方の端面に設けられている接合板２３の裏面側に雌型継手１０の被嵌合部材１１を溶接等により一体に連結する。この場合、被嵌合部材１１の前板１４の開口部１５を接合板３２の面上に開口させ、被嵌合部材１１の一側面側をセグメント２０の軸方向の一方の端面（手前側の端面）に開口させる。そして、コンクリートを打設して長手方向の一方の接合部２１に雄型継手２を固着し、他方の接合部２２に雌型継手１０を固着する。
【００２２】
そして、上記のように構成したセグメント２０をトンネル等の掘削した部分の内面に位置させ、周方向に隣接する二つのセグメント２０、２０の長手方向の端面同士を相対的に接近させる。
【００２３】
そして、一方のセグメント２０の雄型継手２の嵌合部材３を、他方のセグメント２０の接合部２２の軸方向の一方の端面側から挿入し、嵌合部材３の膨出部８の根元部を、図２に示すように雌型継手１０の被嵌合部材１２の開口部１５の対向するテーパ面１６、１７間に挿入すると、膨出部８の膨出面５、７が開口部１５のテーパ面１６、１７間で押圧され、膨出部８に押し潰す方向への力が加わるとともに、その力に対する反発力が膨出部８に生じ、この反発力により膨出部８が被嵌合部材１１の内部空間内に引き寄せられる。そして、嵌合部材１１が被嵌合部材１１の開口部１５の奥側の端面に接触するまで押し込むことにより、膨出部８が被嵌合部材１１の内部空間内に強く引き寄せられ、一方のセグメント２０の接合面と他方のセグメント２０の接合面とが互いに強く接合されることになる。
【００２４】
そして、トンネル等の掘削した部分の内面の同一周上に複数のセグメント２０、２０…を順次に接合することで、その部分にリング状のセグメントリング体（図示せず）が構成される。そして、このようなセグメントリング体を掘削方向に連続して構成し、掘削方向に隣接するセグメントリング体同士を一体に接合することで、掘削した部分の内面の全体を複数のセグメント２０、２０…で被覆し、支持することができるものである。
【００２５】
上記のように構成したこの実施の形態による継手１にあっては、周方向に隣接する二つのセグメント２０、２０同士を一体に接合する場合に、一方のセグメント２０の雄型継手２の嵌合部材３の膨出部８を他方のセグメント２０の雌型継手１０の被嵌合部材１１の開口部１５の対向するテーパ面１６、１７間に挿入し、嵌合部材３を開口部１５の奥側の端面に当接するまで押し込むだけで、両セグメント２０、２０同士を一体に接合することができるので、セグメント２０の位置決めに手間がかかるようなことがなく、またボルトとナットとを締め付ける作業も不要であるので、セグメント２０、２０同士の接合が容易となり、作業効率を高めることができ、工期を短縮することができることになる。さらに、セグメント２０の強度を確保するために、セグメント２０、２０同士を接合した後に充填材を充填する必要がないので、これによっても工期を短縮することができることになる。
【００２６】
図９（ａ）、（ｂ）は、雄型継手２の別の例を示す図である。
同図（ａ）に示す雄型継手２は、ゴム等の弾性部材１００を中に介在させて板体１０１を折曲し、この板体１０１の両端部を重ねて一方向に突出するように形成したものである。
また、同図（ｂ）に示す雄型継手２は、上記図９（ａ）に示す構成において、弾性部材１００に代えて、中心部に孔を有するゴム等の弾性部材１００を用いたものである。
これらの雄型継手８を用いた場合には、弾性部材１００の弾性力によって雌型継手との間の係合をより強固に行うことができる。
【００２７】
なお、この発明による継手は、上述したようにトンネルの周方向に隣接するセグメント間の接合用として（セグメント間継手として）用いるだけでなく、トンネルの軸方向に隣接するセグメント間の接合用として（リング間継手として）用いてもよい。
また、この発明を適用するセグメントは、スチール型セグメント、中詰コンクリート型セグメント、コンクリート型セグメント等各種のセグメントであってよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明による継手によれば、隣接する二つの部材を一体に接合する継手であって、隣接する一方の部材の雄型継手と他方の部材の雌型継手とを相互に嵌合させたときに、雌型継手の被嵌合部材の開口部の対向する二つのテーパ面で雄型継手の嵌合部材の膨出部が絞られて雌型継手の方向に引き寄せられることにより、隣接する二つの部材同士が一体に接合されることになる。
従って、隣接する二つの部材同士の接合が容易となるので、工期を大幅に短縮させることができることになる。また、隣接する二つの部材を一体に接合した後に、部材の強度を確保するために充填材を充填するような煩雑な作業が一切不要となるので、これによっても工期を大幅に短縮させることができることになる。
さらに、雌型継手の被嵌合部材と雄型継手の嵌合部材とを嵌合させるだけで足りるので、隣接する一方の部材に設けられる雄型部材と、他方の部材に設けられる雌型継手とを嵌合させる際の両者の位置決めが容易となり、隣接する二つの部材の接合が容易となり、これによっても工期を短縮させることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による継手の一実施の形態の適用例を示した説明図であって、接合前の状態を示した説明図である。
【図２】  本発明による継手の一実施の形態の適用例を示した説明図であって、接合後の状態を示した部分拡大説明図である。
【図３】  雌型継手の正面図である。
【図４】  図３の左側面図である。
【図５】  図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】  雄型継手の平面図である。
【図７】  図６の正面図である。
【図８】  図６の右側面図である。
【図９】  （ａ）、（ｂ）ともに雄型継手の別の例を示す正面図である。
【図１０】  従来の継手の一例を示した説明図である。
【符号の説明】
１  継手
２  雄型継手
３  嵌合部材
５、７  膨出面
８  膨出部
１０  雌型継手
１１  被嵌合部材
１５  開口部
１６、１７  テーパ面
【図１】
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【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】
0003902033.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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