(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周および軸方向に相互に連結することにより、トンネル掘削面に沿って環状に組立設置される複数のセグメントピースを備え、前記セグメントピース同士の連結継手部に調芯用の凹凸嵌合部が設けられたセグメントにおいて、
前記凹凸嵌合部の対向する嵌合面のいずれか一方から他方に突出するように設置されたリング状調芯材を備え、
前記リング状調芯材は、内外周面のいずれか一方に設けられた複数の薄肉部と厚肉部とを有し、
前記薄肉部と厚肉部とを周方向に沿って交互に配置したことを特徴とするセグメント。
【請求項２】
周および軸方向に相互に連結することにより、トンネル掘削面に沿って環状に組立設置される複数のセグメントピースを備え、前記セグメントピース同士の連結継手部に調芯用の凹凸嵌合部が設けられたセグメントにおいて、
前記凹凸嵌合部の対向する嵌合面のいずれか一方から他方に突出するように設置されたリング状調芯材を備え、
前記リング状調芯材は、内外周面のいずれか一方に設けられた複数の薄肉部と厚肉部とを有し、
前記薄肉部と厚肉部とを軸方向に沿って交互に配置したことを特徴とするセグメント。
【請求項３】
前記リング状調芯材は、前記凹凸嵌合部の凸部先端に装着されることを特徴とする請求項１または２記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セグメントに関し、特に、その組立調整を容易にする技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工事に用いられるセグメントは、周および軸方向に相互に連結することにより、トンネル掘削面に沿って環状、ないしは、円筒状に組立設置される複数のセグメントピースを備えている。
【０００３】
この種のセグメントピースは、通常、鉄筋コンクリート製であって、セグメントピース同士の連結継手部には、一方にボルト挿通孔を設けた継手板が設けられ、他方に締付けボルトを螺着する雌ネジが設けられたインサートアンカーとを有している。
【０００４】
このような連結継手部には、セグメントピース同士を接合した際に、ボルト挿通孔と雌ネジ部との間の中心を相互に一致させる調芯と、ぶれを防止するために凹凸嵌合部が設けられており、調芯させた状態で締付けボルトをボルト挿通孔内に螺着して連結するようにしている。
【０００５】
このような調芯用の凹凸嵌合部は、締付けボルトの挿通を容易にするために、一般的には、５ｍｍ程度のクリアランスが設けられている。ところが、このような構造の従来のセグメントには、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、セグメントピースを周方向に連結して環状のセグメントを組立てる途中で、凹凸嵌合部に５ｍｍのクリアランスがあると、僅かなローリングが累積されて、連結可能な許容値を超えてしまい、締付けボルトの締結が困難になることがあった。
【０００７】
このような問題を防止するために、例えば、クリアランスを構造上縮小させると、発生したローリングの修正が困難になったり、あるいは、余裕代が無いため、無理に連結するとセグメントピースのクラック発生の原因となる。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、クリアランスを構造上縮小させることなく、ボルト締結を容易に行えるようにすることができるセグメントを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、周および軸方向に相互に連結することにより、トンネル掘削面に沿って環状に組立設置される複数のセグメントピースを備え、前記セグメントピース同士の連結継手部に調芯用の凹凸嵌合部が設けられたセグメントにおいて、前記凹凸嵌合部の対向する嵌合面のいずれか一方から他方に突出するように設置されたリング状調芯材を備え、前記リング状調芯材は、内外周面のいずれか一方に設けられた複数の薄肉部と厚肉部とを有し、前記薄肉部と厚肉部とを周方向に沿って交互に配置した。
また、本発明は、周および軸方向に相互に連結することにより、トンネル掘削面に沿って環状に組立設置される複数のセグメントピースを備え、前記セグメントピース同士の連結継手部に調芯用の凹凸嵌合部が設けられたセグメントにおいて、前記凹凸嵌合部の対向する嵌合面のいずれか一方から他方に突出するように設置されたリング状調芯材を備え、前記リング状調芯材は、内外周面のいずれか一方に設けられた複数の薄肉部と厚肉部とを有し、前記薄肉部と厚肉部とを軸方向に沿って交互に配置した
このように構成したセグメントによれば、調芯用の凹凸嵌合部にング状調芯材を設置しているので、リング状調芯材の突出量に応じて、クリアランスが小さくなり、組立て精度が向上し、セグメントピース間のローリングを抑えることが可能になる。
前記リング状調芯材は、前記凹凸嵌合部の凸部先端に装着することができる。  この構成によれば、リング状調芯材の取り付けが簡単に行える。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図６は、本発明にかかるセグメントの基本的な構造例を示している。同図に示したセグメント１０は、周および軸方向に相互に連結することにより、トンネル掘削面に沿って環状および円筒状に組立てられる複数の第１および第２セグメントピース１２,１４を備えている。
【００１１】
本構造例の場合には、トンネル軸方向に沿って設置された第１および第２セグメントピース１２,１４を相互に連結する場合を例示しており、第１および第２セグメントピース１２,１４同士の連結継手部には、第１セグメントピース１２の端部にインサートアンカー１６が設けられ、第２セグメントピース１４の端部に継手板１８が設けられている。
【００１２】
インサートアンカー１６は、概略円筒形状に形成され、第１セグメントピース１２内に埋設されていて、中心軸上に穿設された孔の内周面に雌ネジ部２０が設けられている。
【００１３】
第２セグメントピース１４に設けられた継手板１８は、締付けボルト２２を装着する際のボルトボックスを隔成するものであって、第２セグメントピース１４の連結端側に開口するボルト挿通孔２４が設けられている。
【００１４】
このような連結継手部には、セグメントピース１２,１４同士を接合した際に、ボルト挿通孔２４と雌ネジ部２０との間の中心を相互に一致させる調芯と、ぶれを防止するために凹凸嵌合部２６が設けられている。
【００１５】
本構造例の凹凸嵌合部２６は、インサートアンカー１６側に設けられた凹部２８と、継手板１８側に設けられた凸部３０とから構成されている。凹部２８は、インサートアンカー１６に設けられた雌ネジ部２０の開口端外周縁に、外側に向けて径が漸次大きくなるように形成され、かつ、この雌ネジ部２０と同心状に形成されている。
【００１６】
また、凸部３０は、継手板１８のボルト挿通孔２４の外周縁に突出するように形成され、かつ、このボルト挿通孔２４と同心状に形成されている。このように形成された凹凸嵌合部２６の凹部２８と凸部３０との間には、嵌合状態において、両者間に従来のこの種のセグメントピースと同様に、５ｍｍ程度のクリアランスδが形成されるようになっており、このようなセグメント１０の基本的な構成は、従来例と実質的に同じであるが、本構造例のセグメント１０は、以下の点に特徴がある。
【００１７】
すなわち、本構造例のセグメント１０では、凹凸嵌合部２６の凹部２８側の嵌合面に圧縮変形可能なリング状調芯材３２を設置している。このリング状調芯材３２は、例えば、硬質プラスチックやゴムなどから構成されている。
【００１８】
リング状調芯材３２の詳細を図２〜図４に示している。本構造例のリング状調芯材３２は、両端が開口した漏斗状になっていて、凹部２８の嵌合面に形成された溝部３４に外周側が嵌着固定されている。調芯材３２は、溝部３４の傾斜に沿った外周面を有し、軸方向の一端側開口に薄肉部３６が形成され、他端側開口が厚肉部３８となっている。
【００１９】
このように形成されたリング状調芯材３２は、薄肉部３６側が凸部３０の挿入方向に位置するように配置される。また、リング状調芯材３２の最小内径は、図２に示すように、凹凸嵌合部２６を嵌合させて、継手板１８がインサートアンカー１６の端面に当接した状態で、対向すると凸部３０外径との間に所定の間隔δ1が保たれる大きさになっている。
【００２０】
凹凸嵌合部２６の凹部２８にリング状調芯材３２を設けると、第１および第２セグメントピース１２,１４を連結する際には、凹部２８内に凸３０を嵌合挿入して、雌ネジ部２０とボルト挿通孔２４の軸芯を位置合わせして、締付けボルト２２を雌ネジ部２０に螺着して行うことになる。
【００２１】
この場合、芯ズレがなく第１および第２セグメントピース１２,１４が連結されると、図５に示すように、リング状調芯材３２は、外力を受けないので、変形しない。
【００２２】
ところが、芯ズレした状態で第１および第２セグメントピース１２,１４が連結されると、図６に示すように、リング状調芯材３２は、偏った外力を受けて、一方側が圧縮変形した状態になる。
【００２３】
この場合、リング状調芯材３２を設けていないと、第２セグメントピース１４は、凹凸嵌合部２６に設けられているクリアランスδだけ偏心し、その結果、ローリングが累積されて、連結可能な許容値を超えてしまい、締付けボルト２２の締結が困難になる。
【００２４】
ところが、本構造例の場合には、リング状調芯材３２を設けることにより、第２セグメントピース１４の実質的な偏心に繋がるクリアランスが小さくなっているので、組立て精度が向上し、セグメントピース１２,１４間のローリングを抑えることが可能になる。
【００２５】
また、本構造例の場合には、このクリアランスが小さくなっている部分は、リング状調芯材３２を設けた線状部部分だけなので、クリアランスを構造上縮小させた場合のように、ローリングの修正が困難になったり、あるいは、余裕代がなくなることに起因するクラック発生の原因となることもない。
【００２６】
また、リング状調芯材３２は、圧縮変形可能なので、圧縮変形させることで、クリアランスに融通性を持たせることができ、セグメント１０の組立て調整が容易になる。
【００３０】
図７は、本発明にかかるセグメントの第１実施例を示しており、上記構造例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００３１】
同図は、凹凸嵌合部の凹部２８に配置されるリング状調芯材３２ｂの詳細図であり、この実施例の調芯材３２ｂは、構造例と同様に、薄肉部３２０ｂと厚肉部３２１ｂとを有しているが、この実施例の場合には、内周面側において、周方向に沿って、これらが交互に形成されている。
【００３２】
このような形状のリング状調芯材３２ｂを用いると、調芯材３２ｂが圧縮変形する際に、厚肉部３２１ｂの両側に薄肉部３２０ｂが配置されているので、厚肉部３２１ｂが圧縮変形する際の隙間が、両側の薄肉部３２０ｂの部分に形成されているので、厚肉部３２１ｂの変形がより一層容易になる。
【００３３】
図８は、本発明にかかるセグメントの第２実施例を示しており、上記構造例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００３４】
同図は、凹凸嵌合部の凸部３０側にリング状調芯材３２ｃを配置する場合であって、この実施例の調芯材３２ｃは、第１実施例と同様に、薄肉部３２０ｃと厚肉部３２１ｃとを有しているが、この実施例の場合には、外周面側において、周方向に沿って、これらが交互に形成されている。このような形状のリング状調芯材３２ｃを用いても上記実施例と同等の作用効果が得られる。
【００３５】
図９は、本発明にかかるセグメントの第３実施例を示しており、上記構造例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００３６】
同図は、第２実施例と同様に、凹凸嵌合部の凸部３０側にリング状調芯材３２ｄを配置する場合であって、この実施例の調芯材３２ｄは、薄肉部３２０ｄと厚肉部３２１ｄとを有しているが、この実施例の場合には、外周面側において、軸方向に沿って、これらが交互に複数段に亘って形成されている。このような形状のリング状調芯材３２ｄを用いても上記実施例と同等の作用効果が得られる。
【００３７】
図１０は、本発明にかかるセグメントの第４実施例を示しており、上記構造例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００３８】
同図は、第２実施例と同様に、凹凸嵌合部の凸部３０側にリング状調芯材３２ｅを配置する場合であるが、本実施例の場合には、凸部３０の先端および外面と挿通孔２４の内面とを覆うように、凸部３０の先端側に装着する構造になっている。
【００３９】
すなわち、本実施例のリング状調芯材３２ｅは、断面が略コ字形になっていて、この部分を凸部３０の先端が和に被せる構造になっている。この場合、リング状調芯材３２ｅの外側の厚みは、凸部３０の内方から先端側に向けて漸次厚みが増すようにテーパ状に形成することが望ましい。
【００４０】
また、リング状調芯材３２ｅの内側の厚みは、挿通孔２４の内径寸法とボルト２２の外径との間のクリアランスを妨げない厚みとする。このような形状のリング状調芯材３２ｅを用いていると、上記実施例の作用効果に加えて、リング状調芯材３２ｅは、これを凹凸嵌合部の凸部３０の先端に被せるようにして装着することで配置されるので、凹凸嵌合部に溝加工などを施す必要がなくなり、取り付けも簡単に行えるという効果も得られる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかるセグメントによれば、クリアランスを構造上縮小させることなく、ボルト締結を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかるセグメントの基本的な構造例を示す分解断面説明図である。
【図２】  図１のセグメントの連結状態の拡大断面図である。
【図３】  図１の要部拡大図である。
【図４】  図１のセグメントで用いるリング状調芯材の断面図である。
【図５】  図１のセグメントが調芯状態で連結された際の拡大断面図である。
【図６】  図１のセグメントが芯ズレ状態で連結された際の拡大断面図である。
【図７】本発明にかかるセグメントの第１実施例で用いる調芯材の平面図と斜視図である。
【図８】本発明にかかるセグメントの第２実施例で用いる調芯材の平面図と斜視図である。
【図９】本発明にかかるセグメントの第３実施例で用いる調芯材の平面図，側面図，斜視図および側断面図である。
【図１０】本発明にかかるセグメントの第４実施例を示す要部断面説明図である。
【図１１】本発明にかかるセグメントの第５実施例で用いる調芯材の平面図，側面図，斜視図および側断面図である。
【図１２】本発明にかかるセグメントの第６実施例を示す要部断面説明図である。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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