(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合端面同士を互いに接合することによりトンネルの覆工体を構成するセグメントの接合箇所の位置決めを行う位置決め構造であって、
互いに接合される前記接合端面のうちの一方の接合端面には、位置決め部材が設けられ、他方の接合端面には、嵌合凹部が形成され、
前記位置決め部材は、前記嵌合凹部に嵌合可能な嵌合部を有し、該嵌合部は、その外周に、前記嵌合凹部の内面に当接して変形可能な複数の突出部を有していることを特徴とするセグメントの位置決め構造。
【請求項２】
前記嵌合部は、先端へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成され、前記嵌合凹部は、前記嵌合部の外形と同一もしくは前記嵌合部の外形よりも僅かに小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載のセグメントの位置決め構造。
【請求項３】
少なくとも前記突出部は合成樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のセグメントの位置決め構造。
【請求項４】
前記嵌合部の突出部は、前記嵌合部の軸方向に沿ってかつ周方向へ間隔をあけて形成された突条であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメントの位置決め構造。
【請求項５】
前記嵌合部の突出部は、外周面から突出する突起であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメントの位置決め構造。
【請求項６】
前記嵌合部には、おねじが形成されたボルト部が設けられ、該ボルト部を前記接合端面に設けられためねじへねじ込むことにより前記接合端面から前記嵌合部が突出した状態に装着されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のセグメントの位置決め構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに接合することにより掘削穴の軸方向にトンネルの覆工体を構築するセグメント同士を位置決めさせるセグメントの位置決め構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トンネルを構築する場合、シールドマシンの掘削機によって掘削した掘削穴の内面側にセグメントを互いに接合することにより筒状の覆工体を構成するいわゆるシールド工法が一般的である。
このシールド工法にて用いられるセグメントとしては、コンクリートから形成された平面視が長方形のものや六角形、台形などの異形のものが用いられ、これらセグメントの接合端面同士を各種の接合手段によって接合していた。
また、これらセグメントとしては、その接合端面に、互いに嵌合する凹部及び凸部を形成しておき、これら凹部及び凸部同士を嵌合させて位置決めするものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、互いのセグメントの接合端面に形成された凹部及び凸部を嵌合させながら接合端面同士を突き合わせる際に、互いのセグメントの接合端面同士に多少なりとも位置がずれていると、凹部の内面と凸部の外面とがぶつかって破損・損傷を引き起こしたり接合不良を生じさせてしまうという問題があった。
この場合、凸部の外形に対して凹部を大きく形成して余裕を持たせれば良いが、このようにすると、シールドマシンからの回転力などにより、セグメントの接合部分におけるガタが累積して次第に回転方向へずれが生じ、覆工体がローリングしてしまうローリングが発生してしまうという問題があった。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、破損・損傷を引き起こすことなく、極めて容易にセグメント同士を位置決めして、覆工体のローリング等のずれを防止することが可能なセグメントの位置決め構造を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のセグメントの位置決め構造は、接合端面同士を互いに接合することによりトンネルの覆工体を構成するセグメントの接合箇所の位置決めを行う位置決め構造であって、互いに接合される前記接合端面のうちの一方の接合端面には、位置決め部材が設けられ、他方の接合端面には、嵌合凹部が形成され、前記位置決め部材は、前記嵌合凹部に嵌合可能な嵌合部を有し、該嵌合部は、その外周に、前記嵌合凹部の内面に当接して変形可能な複数の突出部を有していることを特徴としている。
【０００６】
このように、セグメントの接合端面同士を接合させるべく突き合わせる際に、セグメント同士に多少の位置ずれがあったとしても、一方の接合端面の位置決め部材の嵌合部が他方の接合端面の嵌合凹部に入り込み、さらに、嵌合部の外周に形成された複数の突出部が嵌合凹部の内面に当接して変形しながら互いのセグメントを所定の位置に合わせるものであるので、セグメント同士の位置ずれを、当接時の衝撃を吸収しつつ確実にかつ極めて精度良く互いのセグメント同士を位置決めさせることができ、これにより、覆工体のローリング等のずれを防止することができる。
しかも、前述のように、嵌合部の外周の複数の突出部が嵌合凹部の内面に当接して変形しながら互いのセグメント同士を位置決めさせるものであるので、単なる凸部と凹部とを互いに嵌合させて、その外周面と内周面とによって位置決めさせる構造の場合のように、凹部の内面と凸部の外面とが干渉して破損・損傷してしまうような不具合なく、セグメント同士の位置決めを行うことができる。
【０００７】
請求項２記載のセグメントの位置決め構造は、請求項１記載のセグメントの位置決め構造において、前記嵌合部が、先端へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成され、前記嵌合凹部は、前記嵌合部の外形と同一もしくは前記嵌合部の外形よりも僅かに小さく形成されていることを特徴としている。
【０００８】
つまり、嵌合部が先端へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成されているので、嵌合部を嵌合凹部に嵌合させる際に、セグメント同士を、嵌合部のテーパ形状の外周面によって案内して次第にかつ確実に位置決めを行うことができる。また、嵌合凹部が嵌合部の外形と同一もしくは嵌合部の外形よりも僅かに小さくされているので、嵌合凹部へ嵌合部を嵌合させた際に、それぞれの突出部が変形した状態にて嵌合凹部の内面に密着し、これら嵌合凹部に密着した突出部によってセグメントを高精度に位置決めすることができる。
【０００９】
請求項３記載のセグメントの位置決め構造は、請求項１または請求項２記載のセグメントの位置決め構造において、少なくとも前記突出部は合成樹脂から形成されていることを特徴としている。
【００１０】
すなわち、嵌合凹部の内面に当接することにより、合成樹脂から形成された突出部が確実に弾性変形や塑性変形するので、確実に変形するこれら突出部によってセグメント同士を確実に位置決めすることができる。
【００１１】
請求項４記載のセグメントの位置決め構造は、請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメントの位置決め構造において、前記嵌合部の突出部が、前記嵌合部の軸方向に沿ってかつ周方向へ間隔をあけて形成された突条であることを特徴としている。
【００１２】
つまり、嵌合部の軸方向に沿って周方向へ間隔をあけて形成された突条からなる突出部が嵌合凹部の内面に当接して変形することにより、互いのセグメントのずれを修正して高精度に位置決めすることができる。
【００１３】
請求項５記載のセグメントの位置決め構造は、請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメントの位置決め構造において、前記嵌合部の突出部が、外周面から突出する突起であることを特徴としている。
【００１４】
このように、嵌合部の外周に形成された複数の突起からなる突出部が嵌合凹部の内面に当接して変形することにより、互いのセグメントのずれを修正して高精度に位置決めすることができる。
【００１５】
請求項６記載のセグメントの位置決め構造は、請求項１〜５のいずれか１項記載のセグメントの位置決め構造において、前記嵌合部に、おねじが形成されたボルト部が設けられ、該ボルト部を前記接合端面に設けられためねじへねじ込むことにより前記接合端面から前記嵌合部が突出した状態に装着されることを特徴としている。
【００１６】
すなわち、ボルト部を接合端面に設けられためねじへねじ込むことにより、極めて容易に嵌合部が接合端面から突出された状態に位置決め部材を取り付けることができる。
したがって、例えば、ハンドリング用のために接合端面に設けられたインサートナットなどを利用してセグメントの設置後に、位置決め部材を取り付けることができる。つまり、ハンドリング用のインサートナットを共用して合理化を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例のセグメントの位置決め構造を図面を参照して説明する。
図１において、符号１は、セグメントであり、ここでは、セグメント１として、平面視六角形のコンクリート製の円弧版からなるものが用いられている。
このセグメント１は、その両側面からなる接合端面１ａ同士、及び両端に形成された一対の接合端面１ｂ同士を各種の接合手段によって接合することにより組み立てられて覆工体Ｔを構成するようになっている。
【００１８】
図２にも示すように、このセグメント１には、覆工体Ｔの軸方向への接合端面１ａのうちの一方の接合端面１ａに、位置決め部材１１が設けられ、他方の接合端面１ａに、嵌合凹部１２が形成されている。
図３にも示すように、位置決め部材１１は、おねじ１３が形成されたボルト部１４と、このボルト部１４の一端部に一体的に設けられた嵌合部１５とを有するもので、ボルト部１４を、接合端面１ａに設けられたインサートナット１６のめねじ１７へねじ込むことにより、この位置決め部材１１が、その嵌合部１５が接合端面１ａから突出された状態に接合端面１ａに取り付けられるようになっている。
【００１９】
位置決め部材１１を構成する嵌合部１５は、合成樹脂から形成されたもので、先端へ向かって次第に窄まるテーパ形状の外周面を有する円錐台形状に形成されている。また、この嵌合部１５は、そのテーパ形状に形成された外周面に、軸方向へ沿ってかつ周方向へ間隔をあけて形成された複数の突条（突出部）２１を有している。
【００２０】
また、この位置決め部材１１の嵌合部１５が嵌合される他方の接合端面１ａの嵌合凹部１２は、嵌合部１５の外形よりも僅かに小さく形成されている。
なお、図２中符号２２は、接合端面１ａ同士をシールする図示しないシール材が配設されるシール溝である。
【００２１】
そして、上記の位置決め部材１１と嵌合凹部１２とからなる位置決め構造を有するセグメント１を組み付ける場合、既に組み付けられたセグメント１からなる取り付け箇所へエレクタなどの把持装置によって組み付けるセグメント１を突き合わせる。
このとき、既設のセグメント１の接合端面１ａに設けられた位置決め部材１１の嵌合部１５が、組み付けるセグメント１の接合端面１ａに形成された嵌合凹部１２に嵌合するように組み付けるセグメント１を移動させる。
【００２２】
このようにすると、組み付けるセグメント１の嵌合凹部１２内に既設のセグメント１の位置決め部材１１の嵌合部１５が次第に入り込む。
ここで、この嵌合部１５の軸線と嵌合凹部１２の軸線とが一致している場合、つまり、互いのセグメント１同士に位置ずれが生じていない場合は、嵌合凹部１２の内面に、嵌合部１５のそれぞれの突条２１が当接し、その後、さらにセグメント１を突き合わせることにより、図４に示すように、嵌合部１５は、突条２１が嵌合凹部１２の内面によって弾性変形及び塑性変形されながら嵌合凹部１２内に入り込み、これにより、組み付けるセグメント１が既設のセグメント１の所定の位置に位置決めされる。
【００２３】
また、嵌合部１５の軸線と嵌合凹部１２の軸線とが一致していない場合、つまり、互いのセグメント１同士に位置ずれが生じている場合は、嵌合部１５の一部の突条２１が嵌合凹部１２の内面に当接し、これにより、この当接した突条２１は、弾性変形及び塑性変形しながら、組み付けるセグメント１を所定位置へ導く。
これにより、組み付けるセグメント１と既設のセグメント１との位置ずれが修正され、その後は、前述と同様に、図４に示すように、嵌合部１５のそれぞれの突条２１が嵌合凹部１２の内面によって弾性変形及び塑性変形されながら嵌合凹部１２内に入り込み、組み付けるセグメント１が既設のセグメント１の所定の位置に位置決めされる。
【００２４】
なお、嵌合部１５を嵌合凹部１２へ嵌合させた際に、嵌合部１５の突条２１の周囲に空間部が形成されるので、これら突条２１は、容易にかつ確実に弾性変形及び塑性変形することができる。
【００２５】
このように、上記のセグメントの位置決め構造によれば、セグメント１の接合端面１ａ同士を接合させるべく突き合わせる際に、セグメント１同士に多少の位置ずれがあったとしても、一方の接合端面１ａの位置決め部材１１の嵌合部１５が他方の接合端面１ａの嵌合凹部１２に入り込み、さらに、嵌合部１５の外周に形成された複数の突条２１からなる突出部が嵌合凹部１２の内面に当接して変形しながら互いのセグメント１を所定の位置に合わせるものであるので、セグメント１同士の位置ずれを、当接時の衝撃を吸収しつつ確実にかつ極めて精度良く互いのセグメント１同士を位置決めさせることができ、これにより、覆工体Ｔのローリング等のずれを防止することができる。
【００２６】
しかも、前述のように、嵌合部１５の外周の複数の合成樹脂製の突条２１が嵌合凹部１２の内面に当接して変形しながら互いのセグメント１同士を位置決めするものであるので、単なる凸部と凹部とを互いに嵌合させて、その外周面と内周面とによって位置決めさせる構造の場合のように、凹部の内面と凸部の外面とが干渉して破損・損傷してしまったり接合不良を生じさせてしまうような不具合なく、セグメント１同士の位置決めを行うことができる。
【００２７】
さらには、嵌合部１５が先端へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成されているので、嵌合部１５を嵌合凹部１２に嵌合させる際に、セグメント１同士を、嵌合部１５のテーパ形状の外周面によって案内して次第にかつ確実に位置決めを行うことができる。また、嵌合凹部１２が嵌合部１５の外形と同一もしくは嵌合部１５の外形よりも僅かに小さくされているので、嵌合凹部１２へ嵌合部１５を嵌合させた際に、それぞれの突条２１が変形した状態にて嵌合凹部１２の内面に密着し、これら嵌合凹部１２に密着した突条２１によってセグメント１を高精度に位置決めすることができる。
【００２８】
また、ボルト部１４を接合端面１ａに設けられたインサートナット１６のめねじ１７へねじ込むことにより、極めて容易に嵌合部１５が接合端面１ａから突出された状態に位置決め部材１１を取り付けることができる。
したがって、例えば、ハンドリング用のために接合端面１ａに設けられたインサートナット１６などを利用してセグメント１の設置後に、位置決め部材１１を取り付けることができる。つまり、ハンドリング用のインサートナット１６を共用して合理化を図ることができる。
【００２９】
また、上記の例では、軸方向へ沿ってかつ周方向へ間隔をあけて形成された複数の突条２１を有する嵌合部１５が設けられた位置決め部材１１を用いたが、図５に示すように、複数の突起（突出部）２３を有する嵌合部１５が設けられた位置決め部材１１を用いても、前述の突条２１が形成されたものと同様に、嵌合部１５の外周の複数の突起２３が嵌合凹部１２の内面に当接して変形しながら互いのセグメント１のずれを修正するので、セグメント１同士の高精度な位置決めを行うことができる。
【００３０】
なお、上記の例では、平面視六角形状の円弧版からなるセグメント１に位置決め構造を適応した例を示したが、この位置決め構造は、平面視長方形や台形など各種のセグメントの接合部分に適応させることができるのは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のセグメントの位置決め構造によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載のセグメントの位置決め構造によれば、セグメントの接合端面同士を接合させるべく突き合わせる際に、セグメント同士に多少の位置ずれがあったとしても、一方の接合端面の位置決め部材の嵌合部が他方の接合端面の嵌合凹部に入り込み、さらに、嵌合部の外周に形成された複数の突出部が嵌合凹部の内面に当接して変形しながら互いのセグメントを所定の位置に合わせるものであるので、セグメント同士の位置ずれを、当接時の衝撃を吸収しつつ確実にかつ極めて精度良く互いのセグメント同士を位置決めさせることができ、これにより、覆工体のローリング等のずれを防止することができる。
しかも、前述のように、嵌合部の外周の複数の突出部が嵌合凹部の内面に当接して変形しながら互いのセグメント同士を位置決めさせるものであるので、単なる凸部と凹部とを互いに嵌合させて、その外周面と内周面とによって位置決めさせる構造の場合のように、凹部の内面と凸部の外面とが干渉して破損・損傷してしまうような不具合なく、セグメント同士の位置決めを行うことができる。
【００３２】
請求項２記載のセグメントの位置決め構造によれば、嵌合部が先端へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成されているので、嵌合部を嵌合凹部に嵌合させる際に、セグメント同士を、嵌合部のテーパ形状の外周面によって案内して次第にかつ確実に位置決めを行うことができる。また、嵌合凹部が嵌合部の外形と同一もしくは嵌合部の外形よりも僅かに小さくされているので、嵌合凹部へ嵌合部を嵌合させた際に、それぞれの突出部が変形した状態にて嵌合凹部の内面に密着し、これら嵌合凹部に密着した突出部によってセグメントを高精度に位置決めすることができる。
【００３３】
請求項３記載のセグメントの位置決め構造によれば、嵌合凹部の内面に当接することにより、合成樹脂から形成された突出部が確実に弾性変形や塑性変形するので、確実に変形するこれら突出部によってセグメント同士を確実に位置決めすることができる。
【００３４】
請求項４記載のセグメントの位置決め構造によれば、嵌合部の軸方向に沿って周方向へ間隔をあけて形成された突条からなる突出部が嵌合凹部の内面に当接して変形することにより、互いのセグメントのずれを修正して高精度に位置決めすることができる。
【００３５】
請求項５記載のセグメントの位置決め構造によれば、嵌合部の外周に形成された複数の突起からなる突出部が嵌合凹部の内面に当接して変形することにより、互いのセグメントのずれを修正して高精度に位置決めすることができる。
【００３６】
請求項６記載のセグメントの位置決め構造によれば、ボルト部を接合端面に設けられためねじへねじ込むことにより、極めて容易に嵌合部が接合端面から突出された状態に位置決め部材を取り付けることができる。
したがって、例えば、ハンドリング用のために接合端面に設けられたインサートナットなどを利用してセグメントの設置後に、位置決め部材を取り付けることができる。つまり、ハンドリング用のインサートナットを共用して合理化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態のセグメントの位置決め構造を説明するセグメントから構成された筒状壁体の一部の斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態のセグメントの位置決め構造を説明する互いに接合されるセグメントの接合部分の断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態のセグメントの位置決め構造を構成する位置決め部材の形状及び構造を説明する位置決め部材の正面図及び側面図である。
【図４】  本発明の実施の形態のセグメントの位置決め構造が適応されたセグメント同士の接合状態を説明するセグメントの接合部分の断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態のセグメントの位置決め構造を構成する他の位置決め部材の形状及び構造を説明する位置決め部材の正面図及び側面図である。
【符号の説明】
１  セグメント
１ａ  接合端面
１１  位置決め部材
１２  嵌合凹部
１３  おねじ
１４  ボルト部
１５  嵌合部
１７  めねじ
２１  突条（突出部）
２３  突起（突出部）
Ｔ  覆工体
【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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