セグメント継手
【課題】抜ける方向への移動を規制することで、雄型継手が雌型継手より容易に抜けないようにした。
【解決手段】雄型継手１０は、先端側に中空孔１１ｃを有する嵌合ロッド１１と、中空孔１１ｃにピン基端部１２ａを収容保持させるとともに先端側に膨出部１２ｃを有するピン１２とを備えている。雌型継手２０は、雄型継手１０を挿通させるとともに、胴部２１ａより奥側に位置して胴部２１ａの内径より大径の中ぐり部２１ｂを有する嵌合筒体２１と、嵌合筒体２１の嵌合穴の奥部に位置してなる底部２２とを備えている。嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａには雄側段差部１３ａが形成され、嵌合筒体２１の胴部２１ａと中ぐり部２１ｂとの境界には雌側段差部２３が形成されてなり、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入したときに、雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とが互いに引っ掛かり合って係合可能な状態になっている。
【解決手段】雄型継手１０は、先端側に中空孔１１ｃを有する嵌合ロッド１１と、中空孔１１ｃにピン基端部１２ａを収容保持させるとともに先端側に膨出部１２ｃを有するピン１２とを備えている。雌型継手２０は、雄型継手１０を挿通させるとともに、胴部２１ａより奥側に位置して胴部２１ａの内径より大径の中ぐり部２１ｂを有する嵌合筒体２１と、嵌合筒体２１の嵌合穴の奥部に位置してなる底部２２とを備えている。嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａには雄側段差部１３ａが形成され、嵌合筒体２１の胴部２１ａと中ぐり部２１ｂとの境界には雌側段差部２３が形成されてなり、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入したときに、雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とが互いに引っ掛かり合って係合可能な状態になっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雄型継手と雌型継手によって接合してなるピン構造のセグメント継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドトンネルでは、トンネル断面形状及びトンネル軸方向に沿って分割形成されたセグメントを、トンネルの掘削推進とともに逐次組み立てつつ、隣り合うセグメント同士を一体に接合してトンネル内壁を形成している。一般的に用いられるセグメント継手は、セグメント同士の接合面に予め連通孔を設けておき、セグメント同士を当接させて連通孔にボルトを挿通してナットにより締め付ける構造が多かった。しかし、このようなボルト、ナットによる継手構造は、連通孔の位置決めやボルトの締め付け作業等に手間がかかることから、トンネルの掘進効率が低下する要因となっていた。そこで、シールド掘削機に備えられているシールドジャッキの押圧力を利用して継手を接合させるようにした圧入式のピン構造の継手が、例えば特許文献１乃至３に提案されている。
【０００３】
特許文献１乃至３に記載されるセグメント継手は、嵌合穴を形成させてその奥側に中ぐり部を有する有底の雌型継手と、先端に紡錘状に膨らんだピンを軸方向に移動可能に収容保持させたロッドを接合面に突設させた雄型継手とからなり、雌型継手の嵌合穴に雄型継手を挿入させ、ピンの先端が雌型継手の底部に当接した後にさらに圧入させることで、雄型継手のロッド先端部をピンの膨出部に沿って外径寸法が大きくなるように変形させ、ロッド先端部が雌型継手の中ぐり部に密接した状態とすることで、変形したロッド先端部と雌型継手の中ぐり部との間に摩擦を発生させ、その接触抵抗により雄型継手が抜けないようにした継手構造である。
【特許文献１】特開２００４−１９３７８号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３７９号公報
【特許文献３】特開２０００−２０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１乃至３に記載のセグメントの継手は、雄型継手と雌型継手とを接触による摩擦抵抗によって固定させる接合構造であることから、その接触抵抗よりも大きな力（引抜き力）が雄型継手が抜ける方向（挿入方向の反対方向）に作用したときに、雄型継手が雌型継手から抜けてしまうというおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、抜ける方向への移動を規制することで、雄型継手が雌型継手より容易に抜けないようにしたセグメント継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るセグメント継手では、第１セグメントの接合面に突設した雄型継手を、第２セグメントの接合面に設けた雌型継手に挿入させてセグメント同士を接合させるセグメント継手であって、雄型継手は、先端側に軸方向に沿う中空孔を有する嵌合ロッドと、中空孔に基端側を進退可能に収容保持させるとともに先端側に略紡錘状に膨らんだ膨出部を有するピンとを備え、雌型継手は、雄型継手を挿通させるとともに軸方向中間部に位置する胴部の奥側に位置して胴部の内径より大径の中ぐり部を有する嵌合筒体と、嵌合筒体の嵌合穴の奥部に位置してなる底部とを備え、嵌合ロッド及び嵌合筒体の少なくとも一方に段差部が形成され、雄型継手を雌型継手に挿入したときに、嵌合ロッドが膨出部に沿って拡径するように変形し、段差部によって雄型継手と雌型継手とが互いに引っ掛かり合って係合するように構成されていることを特徴としている。
本発明では、雄型継手の嵌合ロッドを雌型継手の嵌合筒体に挿入させることで、ピンの先端部が底部に当接し、さらに嵌合ロッドを押し込んで圧入させると、ピンが既に底部に当接して移動が規制された状態であることから、嵌合ロッドの先端部は、中空孔の内面側においてピンの膨出部に沿って径方向外側に拡径変形するとともに嵌合筒体の奥に挿入され、底部に接触しつつその周面に沿って径方向内側に湾曲し、嵌合穴の奥部とピンとの両側から押圧された状態で中ぐり部に嵌合される。つまり、雄型継手と雌型継手が接合されると、中空孔の中にピンがほぼ完全に圧入されることになる。そして、変形した嵌合ロッドの先端部は、嵌合筒部の中ぐり部が胴部より奥に位置するとともに胴部の内径よりも大径であるから、その中ぐり部に嵌合されることになり、嵌合ロッドの先端部と嵌合筒体とが密接した状態となって両者間に摩擦力が発生し、雄型継手は抜け出る方向へ移動しにくくなる。また、雄型継手の嵌合ロッド及び嵌合筒体の少なくとも一方には段差部が形成されていることから、その段差部によって雄型継手と雌型継手とが互いに引っ掛かり合って係合可能な状態となって、雄型継手における雌型継手から抜け出る方向への移動を規制することができる。
【０００７】
また、本発明に係るセグメント継手では、雄型継手及び雌型継手の両方に段差部が形成され、両方の段差部同士が係合することが好ましい。
本発明では、雄型継手が雌型継手に挿入された状態で、雄型継手と雌型継手との両方に形成された段差部同士が互いに引っ掛かり合って係合されることから、雄型継手における雌型継手から抜け出る方向への移動を一層確実に規制することができる。
【０００８】
また、本発明に係るセグメント継手では、雄型継手及び雌型継手のいずれか一方に段差部が形成されるとともに、他方に凸曲部が形成され、他方の凸曲部が一方の段差部の角部に係合することが好ましい。
本発明では、雄型継手及び雌型継手のいずれか一方に形成された段差部の角部に、他方に形成された凸曲部が引っ掛かるようにして係合されることから、雄型継手における雌型継手から抜け出る方向への移動を規制することができる。
【０００９】
また、本発明に係るセグメント継手では、膨出部には、その先端側で径方向外側に凹部が形成されていることが好ましい。
本発明では、ピンの膨出部に凹部を形成させているので、雄型継手が雌型継手内に挿入された状態で、膨出部と底部との間に空間が形成されることになり、圧入によって底部に沿って変形する嵌合ロッドの先端部を空間側に向けて導くように湾曲させることができることから、嵌合ロッドの先端部を雌型継手の嵌合穴の奥部まで確実に押し込むことができる。また、ピンに対する嵌合ロッドの先端部の接触が少なくなるため、圧入にかかる押し込み力を低減させることができる。
【００１０】
また、本発明に係るセグメント継手では、膨出部と底部とは曲面形状をなし、膨出部が底部より小さな半径の円弧面を有していることが好ましい。
本発明では、ピンの膨出部の円弧形状が底部の円弧形状より小さくなっているので、雄型継手が雌型継手に対して同軸に挿入されずに傾いた状態で挿入された場合であっても、底部に対して膨出部を任意の角度で当接させることができ、嵌合筒体の中ぐり部に対して嵌合ロッドの先端部を拡径変形させて嵌合させることができる。
【００１１】
また、本発明に係るセグメント継手では、嵌合ロッドの先端には、凹部と底部との間に進出して弾性変形する係止部が形成されていることが好ましい。
本発明では、雄型継手が雌型継手に挿入されて、嵌合ロッドがピンの膨出部に沿って径方向外側に拡径変形しながらさらに嵌合筒体の奥に圧入されると、嵌合ロッドの係止部が底部とピンの凹部との間の空間に進入して弾性変形してピンの膨出部に係止するため、ピンと嵌合ロッドとが固定され、ピンに対して嵌合ロッドの進退移動が抑制された状態となり、嵌合ロッドの先端部における拡径変形した状態を維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のセグメント継手によれば、嵌合ロッドの先端部が径方向外方に拡がって嵌合筒体の中ぐり部に嵌合されて密接することで、雄型継手と雌型継手との間に生じる摩擦によって固定されるとともに、雄型継手及び雌型継手の少なくとも一方に設けた段差部によって互いに引っ掛かり合って係合可能な状態となることから、雄型継手における雌型継手から抜け出る方向への移動を規制することができる。したがって、雄型継手が雌型継手から容易に抜けることを防ぐことができ、セグメント同士を強固に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るセグメント継手の第一の実施の形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態によるセグメント継手の構造を説明する水平断面図、図２は雌型継手に雄型継手を挿入させる状態を示す断面図、図３は雌型継手に雄型継手が圧入された接合状態を示す断面図、図４（ａ）、（ｂ）は図３に示す雄側段差部と雌側段差部との係合状態の要部断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本第一の実施の形態によるセグメント継手１は、例えばシールドトンネルにおいて隣接配置されるコンクリート製などのセグメント同士を接合するためのものであり、互いの接合面に設けられている。
図１における符号１０は雄型継手であり、符号２０は雌型継手であり、先行して配置されているセグメント（第１セグメント）の雌型継手２０に対して、後続するセグメント（第２セグメント）の雄型継手１０を接合させることにより、シールドトンネルを構成する筒状壁体が構築されることになる。
ここで、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入する方向を挿入方向Ｅとし、挿入方向Ｅの反対方向を符号Ｆとして以下説明する。
【００１５】
雄型継手１０は、図示しないセグメントの接合面に突設された断面視円形の嵌合ロッド１１と、嵌合ロッド１１の先端側に取り付けられたピン１２とからなる。
嵌合ロッド１１は、ロッド基端部１１ｂ側が図示しないセグメントの接合面に固定され、ピン１２のピン基端部１２ａを収容保持させるとともに嵌合ロッド１１の先端からロッド基端部１１ｂへ向けて軸方向に沿う断面円形の中空孔１１ｃが形成されている。
【００１６】
中空孔１１ｃは、ピン１２のピン基端部１２ａを緩めに装着させるような内径寸法、つまり中空孔１１ｃに対してピン１２が進退可能で且つピン１２が抜け落ちない内径寸法をなし、ピン１２の軸方向の長さより長い寸法をもって形成されている。嵌合ロッド１１の外径寸法は、後述する雌型継手２０の胴部２１ａの内径寸法よりわずかに小さい寸法であって、雌型継手２０に対して嵌合ロッド１１が偏芯により所定の傾斜角度の範囲内で挿入される場合において、ほとんど抵抗なく挿入できる寸法とされる。例えば、嵌合筒体２１ａの内径寸法３０．５ｍｍに対して、ロッド先端部１１ａの外径寸法を２９ｍｍとすることができる。
そして、ロッド先端部１１ａの周面先端側には、その外径寸法がロッド基端部１１ｂからロッド先端部１１ａに向かうにしたがって漸次外径が小さくなるテーパ面１１ｄが形成されている。ここで、ロッド先端部１１ａのうち、とくにテーパ面１１ｄの先端付近を係止部１１ｆとする。この係止部１１ｆは、詳しくは後述するが雌型継手２０の底部２２とピン１２の膨出部１２ｃとの間の空間に進出して弾性変形するようになっている。
【００１７】
嵌合ロッド１１のロッド胴部１１ｅには、全周にわたって係止溝１３が形成されている。係止溝１３における嵌合ロッド１１の先端側には、後述する雌型継手２０の雌側段差部２３に引っ掛かり合うようにして係合される雄側段差部１３ａが形成されている。
【００１８】
また、ピン１２は、嵌合ロッド１１と同軸に設けられ、ピン基端部１２ａが嵌合ロッド１１の中空孔１１ｃに進退可能に挿入されて収容されてなり、ピン基端部１２ａから先端に向かってその外径寸法が滑らかに大きくなるテーパ面１２ｂが形成され、このテーパ面１２ｂから前記中空孔１１ｃの内径より大きい直径をなす膨出部１２ｃへ延ばされている。そして、その膨出部１２ｃの先端には、膨出部１２ｃより小さな外径寸法で曲面形状をなす球状先端部１２ｄが形成されている。すなわち、球状先端部１２ｄの基端側（すなわち、膨出部１２ｃの先端側で径方向外側）には、段差状の凹部１２ｅが形成されている。膨出部１２ｃの外径寸法は、ロッド胴部１１ｅの外径寸法より小さくなるように形成されている。このような形状のピン１２は、ピン基端部１２ａのみが嵌合ロッド１１の中空孔１１ｃに収容された状態で取り付けられており、この状態でピン１２のピン基端部１２ａと中空孔１１ｃの内面との間には空間が設けられた状態となっている。
【００１９】
つまり、このように構成される雄型継手１０は、嵌合ロッド１１とピン１２とが軸方向に相対移動可能とされ、具体的にはピン１２が固定位置あるとき嵌合ロッド１１を挿入方向（矢印Ｅ方向）に押圧させることで、嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａがピン１２のテーパ面１２ｂと膨出部１２ｃとに沿って変形しつつ挿入方向Ｅに圧入され、ピン１２が中空孔１１ｃ内に挿入される構成となっている。
【００２０】
雌型継手２０は、雄型継手１０の嵌合ロッド１１を挿入させる略円筒形状の嵌合筒体２１と、嵌合筒体２１の嵌合穴の奥部に位置してなる底部２２とからなる。
嵌合筒体２１は、嵌合穴の深さ方向のほぼ中間部に位置するとともに前記嵌合ロッド１１のロッド胴部１１ｅより大きな内径寸法をなす胴部２１ａと、胴部２１ａより奥側に位置するとともに胴部２１ａの内径より大径をなす中ぐり部２１ｂとが形成されている。つまり、胴部２１ａと中ぐり部２１ｂとの境界には、嵌合筒体２１の軸方向に略直交する方向に段差面を有する雌側段差部２３が形成されている（図４（ａ）参照）。そして、胴部２１ａより手前側（開口側）には、その胴部２１ａより大きな内径寸法の開口端部２１ｃが胴部２１ａから連続している。雌側段差部２３は、嵌合ロッド１１が嵌合筒体２１内に挿入されたときに、嵌合ロッド１１の雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とが係合するように構成されている。
【００２１】
そして、底部２２は、嵌合筒体２１の中心軸上で深さ寸法が最大となるような椀状をなし、上述したピン１２の球状先端部１２ｄ（膨出部１２ｃ）より大きな半径の円弧面をなす曲面形状となっている。
【００２２】
次に、上述このように構成された第一の実施の形態によるセグメント継手１の作用について図面に基づいて説明する。
図２に示すように、ピン１２を装着した状態の雄型継手１０の嵌合ロッド１１を、雌型継手２０の嵌合筒体２１に挿入させることで、ピン１２の球状先端部１２ｄが底部２２に当接する。この当接状態において、ピン１２の凹部１２ｅの周囲には、凹部１２ｅと底部２２との間に空間Ｒが設けられた状態となっている。さらに、図３に示すように、嵌合ロッド１１を底部２２側（挿入方向Ｅ）に向かって押し込んで圧入させると、ピン１２が既に底部２２に当接して移動が規制された状態であることから、嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａは、中空孔１１ｃの内面側においてテーパ面１２ｂさらには膨出部１２ｃに沿って径方向外側に拡径変形する。そして、嵌合ロッド１１が径方向外側に拡径変形しながらさらに嵌合筒体２１の奥に圧入されると、嵌合ロッド１１の係止部１１ｆが底部２２とピン１２の凹部１２ｅとの間の空間に進入して，底部２２に接触しつつその円弧形状に沿って弾性変形してピン１２の膨出部１２ｃに係止するため、ピン１２と嵌合ロッド１１とが固定され、ピン１２に対して嵌合ロッド１１の進退移動が抑制された状態となり、ロッド先端部１１ａにおける拡径変形した状態を維持することができる。
【００２３】
このように嵌合ロッド１１を押圧させて嵌合筒体２１の奥部に挿入させると、嵌合ロッド１１の中空孔１１ｃの中にピン１２がほぼ完全に圧入されることになる。そして、変形したロッド先端部１１ａが嵌合筒部２１の中ぐり部２１ｂが胴部２１ａより奥に位置するとともに胴部２１ａの内径よりも大径であるから、その中ぐり部２１ｂに嵌合され、ロッド先端部１１ａと嵌合筒体２１とが密接した状態となって両者間に摩擦力が発生し、雄型継手１０は雌型継手２０から抜け出る方向（矢印Ｆ方向）へ移動しにくくなる。
【００２４】
また、上述したようにピン１２に凹部１２ｅを形成させているので、雄型継手１０が雌型継手２０内に挿入された状態で、ピン１２の凹部１２ｅと底部２２との間に空間Ｒが形成されることになり、圧入によって底部２２に沿って変形するロッド先端部１１ａを前記空間Ｒ側に向けて導くように湾曲させることができることからロッド先端部１１ａを雌型継手２０の嵌合穴の奥部まで確実に押し込むことができる。また、ピン１２に対するロッド先端部１１ａの接触が少なくなるため、圧入にかかる押し込み力を低減させることができる。
【００２５】
そして、図４（ａ）に示すように、雄型継手１０が雌型継手２０に挿入された状態で、雄型継手１０と雌型継手２０との両方に形成された雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とが互いに引っ掛かり合って係合されることから、雄型継手１０の雌型継手２０に対して抜け出る方向への移動を規制することができ、雄型継手１０と雌型継手２０との接合が完了することになる。
【００２６】
また、図３に示すように、本セグメント継手１では、ピン１２の膨出部１２ｃの円弧形状が底部２２の円弧形状より小さくなっているので、雄型継手１０が雌型継手２０に対して同軸に挿入されずに傾いた状態で挿入された場合であっても、底部２２に対して膨出部１２ｃを任意の角度で当接させることができ、嵌合筒体２１の中ぐり部２１ｂに対して嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａを拡径変形させて嵌合させることができる。つまり雄型継手１０と雌型継手２０とは、調芯機能を有して上述したような作用をもって接合することができる。
【００２７】
また、本雄型継手１０では、図１に示すようにロッド先端部１１ａに係止溝１３が形成されているため、ロッド先端部１１ａが係止溝１３を支点にして湾曲して拡径変形しやすい状態となり、拡径変形時の外径をより一層拡大させることができる。例えば、拡径変形した状態におけるロッド先端部１１ａの外径寸法は、係止溝１３が形成されていない場合で３０．５ｍｍであるのに対して、係止溝１３が形成されている場合には３１．５ｍｍとなる。
【００２８】
なお、図４（ｂ）に示すように、例えば嵌合ロッド１１が十分に圧入されず、雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とが係合されない場合には、中ぐり部２１ｂの内側で拡径変形しているロッド胴部１１ｅの外周面が雌側段差部２３の角部２３ａに引っ掛かるようにして係合されることから、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出す方向への移動が規制されることになる。
【００２９】
本第一の実施の形態によるセグメント継手では、嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａが径方向外方に拡がって嵌合筒体２１の中ぐり部２１ｂに嵌合されて密接することで、雄型継手１０と雌型継手２０との間に生じる摩擦によって固定されるとともに、雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とによって互いに引っ掛かり合って係合可能な状態となることから、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出る方向への移動を規制することができる。したがって、雄型継手１０が雌型継手２０から容易に抜けることを防ぐことができ、セグメント同士を強固に接合することができる。
【００３０】
次に、本発明の第一の実施の形態の第一及び第二変形例と第二の実施の形態について、図５乃至図８などに基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図５は本第一の実施の形態の第一変形例による雄型継手と雌側段差部との係合状態の要部断面図であって、図４に対応する図、図６は本第一の実施の形態の第二変形例による雄側段差部と雌型継手との係合状態の要部断面図であって、図４に対応する図である。
図５に示すように、第一変形例による雄型継手１０の嵌合ロッド１１は、第一の実施の形態における図１に示す係止溝１３（雄側段差部１３ａ）が形成されていない構成、すなわち、ロッド先端部１１ａは基端から先端に向かうにしたがって外径寸法が緩やかに大きくなる凸曲部１４が形成された構成となっている。本第一変形例では、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入させた状態で、ロッド先端部１１ａが径方向外方に拡がって、その拡径変形したロッド先端部１１ａが中ぐり部２１ｂに嵌合されたときに、ロッド先端部１１ａの凸曲部１４が雌側段差部２３の角部２３ａに引っ掛かるようにして係合されることから、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出す方向（矢印Ｆ方向）への移動が規制されることになる。
【００３１】
また、図６に示すように、第二変形例による雌型継手２０の嵌合筒体２１は、第一の実施の形態における雌側段差部２３が形成されず、胴部２１ａから中ぐり部２１ｂにかけて内径寸法が漸次大きくなるように滑らかに連続する凸曲部２４が形成された構成となっている。本第二変形例では、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入させてロッド先端部１１ａが径方向外方に拡がるとともに、ロッド先端部１１ａの雄側段差部１３ａの角部１３ｂが凸曲部２４に引っ掛かるようにして係合されることから、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出す方向（矢印Ｆ方向）への移動が規制されることになる。
上述した第一及び第二変形例では、第一の実施の形態と同様に、雄型継手１０が雌型継手２０より容易に抜けることを防げるという効果を奏する。
【００３２】
図７は本発明の第二の実施の形態によるセグメント継手の構造を示す断面図、図８（ａ）、（ｂ）は雄型継手と雌型継手との接合状態を説明する要部断面図である。
図７及び図８（ａ）に示すように、第二の実施の形態では、雄型継手１０及び雌型継手２０のそれぞれに２箇所ずつ段差部を設けた構成となっている。すなわち、嵌合ロッド１１には、所定位置に係止溝１５が形成されるとともに、この係止溝１５より先端側にロッド胴部１１ｅの外径寸法より大きいロッド膨出部１６が形成されている。係止溝１５の先端側には、第１雄側段差部１５ａが形成されている。そして、ロッド膨出部１６の後端側には、第２雄側段差部１６ａが形成されている。また、雌型継手２０の嵌合筒体２１には、胴部２１ａと中ぐり部２１ｂとの間に二段の段差部（第１雌側段差部２５、第２雌側段差部２６）が形成されている。ここで、図８（ａ）に示すように、雄型継手１０の第１雄側段差部１５ａと第２雄側段差部１６ａとの間の長さ寸法Ｄ１は、雌型継手２０の第１雌側段差部２５と第２雌側段差部２６との間の長さ寸法Ｄ２より小さい寸法となっている。つまり、第２雌側段差部２６と第２雄側段差部１６ａとが互いに当接して係合可能な状態であるとき、第１雌側段差部２５と第１雄側段差部１５ａとは互いに当接しない状態となる構成になっている。
【００３３】
図８（ａ）に示すように、本第二の実施の形態では、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入させてロッド先端部１１ａが径方向外方に拡がるとともに、拡径して中ぐり部２１ｂに圧入されたロッド先端部１１ａの第２雄側段差部１６ａと第２雌側段差部２６とが互いに引っ掛かり合って係合可能な状態となり、雄型継手１０が雌型継手２０から抜け出す方向（矢印Ｆ方向）への移動が規制されることになる。なお、このとき、第１雌側段差部２５と第１雄側段差部１５ａとは互いに当接しない状態となっている。
【００３４】
また、図８（ｂ）に示すように、例えば嵌合ロッド１１が十分に圧入されず、図８（ａ）のようにロッド膨出部１６が中ぐり部２１ｂに嵌合されない場合には、第１雄側段差部１５ａと第１雌側段差部２５とが当接して係合可能な状態となり、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出る方向（矢印Ｆ方向）への移動が規制されることになる。
このように本第二の実施の形態では、セグメント継手１の軸方向に二段の段差部を設けた構成とすることで、雄型継手１０が雌型継手２０より容易に抜けることを防ぐことをより一層確実に行うことができる。
【００３５】
以上、本発明によるセグメント継手の第一及び第二の実施の形態、第一及び第二変形例について説明したが、本発明は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第一の実施の形態では雄型継手１０、雌型継手２０のそれぞれに１箇所ずつ段差部１３ａ、２３が設けられ、第一及び第二変形例では雄型継手１０、雌型継手２０のいずれか一方に段差部が設けられ、第二の実施の形態では雄型継手１０、雌型継手２０のそれぞれに２箇所ずつの段差部が設けられているが、これら段差部における配置、形状、箇所数に限定されることはない。
そして、嵌合ロッド１１、ピン１２、嵌合筒体２１などの形状、挿入方向の長さ寸法その他の構成は、本実施の形態及び変形例に限定されることはなく、任意に設定することができる。また、本実施の形態ではピン１２に凹部１２ｅを形成させているが、凹部を設けることに限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第一の実施の形態によるセグメント継手の構造を説明する水平断面図である。
【図２】雌型継手に雄型継手を挿入させる状態を示す断面図である。
【図３】雌型継手に雄型継手が圧入された接合状態を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は図３に示す雄側段差部と雌側段差部との係合状態の要部断面図である。
【図５】本第一の実施の形態の第一変形例による雄型継手と雌側段差部との係合状態の要部断面図であって、図４に対応する図である。
【図６】本第一の実施の形態の第二変形例による雄側段差部と雌型継手との係合状態の要部断面図であって、図４に対応する図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態によるセグメント継手の構造を示す断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は雄型継手と雌型継手との接合状態を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ セグメント継手
１０ 雄型継手
１１ 嵌合ロッド
１１ａ ロッド先端部
１１ｃ 中空孔
１２ ピン
１２ｃ 膨出部
１２ｅ 凹部
１３ａ 雄側段差部（段差部）
１３ｂ 角部
１４ 凸曲部
１５ａ 第１雄側段差部（段差部）
１６ａ 第２雄側段差部（段差部）
２０ 雌型継手
２１ 嵌合筒体
２１ａ 胴部
２１ｂ 中ぐり部
２２ 底部
２３ 雌側段差部（段差部）
２３ａ 角部
２４ 凸曲部
２５ 第１雌側段差部（段差部）
２６ 第２雌側段差部（段差部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雄型継手と雌型継手によって接合してなるピン構造のセグメント継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドトンネルでは、トンネル断面形状及びトンネル軸方向に沿って分割形成されたセグメントを、トンネルの掘削推進とともに逐次組み立てつつ、隣り合うセグメント同士を一体に接合してトンネル内壁を形成している。一般的に用いられるセグメント継手は、セグメント同士の接合面に予め連通孔を設けておき、セグメント同士を当接させて連通孔にボルトを挿通してナットにより締め付ける構造が多かった。しかし、このようなボルト、ナットによる継手構造は、連通孔の位置決めやボルトの締め付け作業等に手間がかかることから、トンネルの掘進効率が低下する要因となっていた。そこで、シールド掘削機に備えられているシールドジャッキの押圧力を利用して継手を接合させるようにした圧入式のピン構造の継手が、例えば特許文献１乃至３に提案されている。
【０００３】
特許文献１乃至３に記載されるセグメント継手は、嵌合穴を形成させてその奥側に中ぐり部を有する有底の雌型継手と、先端に紡錘状に膨らんだピンを軸方向に移動可能に収容保持させたロッドを接合面に突設させた雄型継手とからなり、雌型継手の嵌合穴に雄型継手を挿入させ、ピンの先端が雌型継手の底部に当接した後にさらに圧入させることで、雄型継手のロッド先端部をピンの膨出部に沿って外径寸法が大きくなるように変形させ、ロッド先端部が雌型継手の中ぐり部に密接した状態とすることで、変形したロッド先端部と雌型継手の中ぐり部との間に摩擦を発生させ、その接触抵抗により雄型継手が抜けないようにした継手構造である。
【特許文献１】特開２００４−１９３７８号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３７９号公報
【特許文献３】特開２０００−２０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１乃至３に記載のセグメントの継手は、雄型継手と雌型継手とを接触による摩擦抵抗によって固定させる接合構造であることから、その接触抵抗よりも大きな力（引抜き力）が雄型継手が抜ける方向（挿入方向の反対方向）に作用したときに、雄型継手が雌型継手から抜けてしまうというおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、抜ける方向への移動を規制することで、雄型継手が雌型継手より容易に抜けないようにしたセグメント継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るセグメント継手では、第１セグメントの接合面に突設した雄型継手を、第２セグメントの接合面に設けた雌型継手に挿入させてセグメント同士を接合させるセグメント継手であって、雄型継手は、先端側に軸方向に沿う中空孔を有する嵌合ロッドと、中空孔に基端側を進退可能に収容保持させるとともに先端側に略紡錘状に膨らんだ膨出部を有するピンとを備え、雌型継手は、雄型継手を挿通させるとともに軸方向中間部に位置する胴部の奥側に位置して胴部の内径より大径の中ぐり部を有する嵌合筒体と、嵌合筒体の嵌合穴の奥部に位置してなる底部とを備え、嵌合ロッド及び嵌合筒体の少なくとも一方に段差部が形成され、雄型継手を雌型継手に挿入したときに、嵌合ロッドが膨出部に沿って拡径するように変形し、段差部によって雄型継手と雌型継手とが互いに引っ掛かり合って係合するように構成されていることを特徴としている。
本発明では、雄型継手の嵌合ロッドを雌型継手の嵌合筒体に挿入させることで、ピンの先端部が底部に当接し、さらに嵌合ロッドを押し込んで圧入させると、ピンが既に底部に当接して移動が規制された状態であることから、嵌合ロッドの先端部は、中空孔の内面側においてピンの膨出部に沿って径方向外側に拡径変形するとともに嵌合筒体の奥に挿入され、底部に接触しつつその周面に沿って径方向内側に湾曲し、嵌合穴の奥部とピンとの両側から押圧された状態で中ぐり部に嵌合される。つまり、雄型継手と雌型継手が接合されると、中空孔の中にピンがほぼ完全に圧入されることになる。そして、変形した嵌合ロッドの先端部は、嵌合筒部の中ぐり部が胴部より奥に位置するとともに胴部の内径よりも大径であるから、その中ぐり部に嵌合されることになり、嵌合ロッドの先端部と嵌合筒体とが密接した状態となって両者間に摩擦力が発生し、雄型継手は抜け出る方向へ移動しにくくなる。また、雄型継手の嵌合ロッド及び嵌合筒体の少なくとも一方には段差部が形成されていることから、その段差部によって雄型継手と雌型継手とが互いに引っ掛かり合って係合可能な状態となって、雄型継手における雌型継手から抜け出る方向への移動を規制することができる。
【０００７】
また、本発明に係るセグメント継手では、雄型継手及び雌型継手の両方に段差部が形成され、両方の段差部同士が係合することが好ましい。
本発明では、雄型継手が雌型継手に挿入された状態で、雄型継手と雌型継手との両方に形成された段差部同士が互いに引っ掛かり合って係合されることから、雄型継手における雌型継手から抜け出る方向への移動を一層確実に規制することができる。
【０００８】
また、本発明に係るセグメント継手では、雄型継手及び雌型継手のいずれか一方に段差部が形成されるとともに、他方に凸曲部が形成され、他方の凸曲部が一方の段差部の角部に係合することが好ましい。
本発明では、雄型継手及び雌型継手のいずれか一方に形成された段差部の角部に、他方に形成された凸曲部が引っ掛かるようにして係合されることから、雄型継手における雌型継手から抜け出る方向への移動を規制することができる。
【０００９】
また、本発明に係るセグメント継手では、膨出部には、その先端側で径方向外側に凹部が形成されていることが好ましい。
本発明では、ピンの膨出部に凹部を形成させているので、雄型継手が雌型継手内に挿入された状態で、膨出部と底部との間に空間が形成されることになり、圧入によって底部に沿って変形する嵌合ロッドの先端部を空間側に向けて導くように湾曲させることができることから、嵌合ロッドの先端部を雌型継手の嵌合穴の奥部まで確実に押し込むことができる。また、ピンに対する嵌合ロッドの先端部の接触が少なくなるため、圧入にかかる押し込み力を低減させることができる。
【００１０】
また、本発明に係るセグメント継手では、膨出部と底部とは曲面形状をなし、膨出部が底部より小さな半径の円弧面を有していることが好ましい。
本発明では、ピンの膨出部の円弧形状が底部の円弧形状より小さくなっているので、雄型継手が雌型継手に対して同軸に挿入されずに傾いた状態で挿入された場合であっても、底部に対して膨出部を任意の角度で当接させることができ、嵌合筒体の中ぐり部に対して嵌合ロッドの先端部を拡径変形させて嵌合させることができる。
【００１１】
また、本発明に係るセグメント継手では、嵌合ロッドの先端には、凹部と底部との間に進出して弾性変形する係止部が形成されていることが好ましい。
本発明では、雄型継手が雌型継手に挿入されて、嵌合ロッドがピンの膨出部に沿って径方向外側に拡径変形しながらさらに嵌合筒体の奥に圧入されると、嵌合ロッドの係止部が底部とピンの凹部との間の空間に進入して弾性変形してピンの膨出部に係止するため、ピンと嵌合ロッドとが固定され、ピンに対して嵌合ロッドの進退移動が抑制された状態となり、嵌合ロッドの先端部における拡径変形した状態を維持することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のセグメント継手によれば、嵌合ロッドの先端部が径方向外方に拡がって嵌合筒体の中ぐり部に嵌合されて密接することで、雄型継手と雌型継手との間に生じる摩擦によって固定されるとともに、雄型継手及び雌型継手の少なくとも一方に設けた段差部によって互いに引っ掛かり合って係合可能な状態となることから、雄型継手における雌型継手から抜け出る方向への移動を規制することができる。したがって、雄型継手が雌型継手から容易に抜けることを防ぐことができ、セグメント同士を強固に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るセグメント継手の第一の実施の形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態によるセグメント継手の構造を説明する水平断面図、図２は雌型継手に雄型継手を挿入させる状態を示す断面図、図３は雌型継手に雄型継手が圧入された接合状態を示す断面図、図４（ａ）、（ｂ）は図３に示す雄側段差部と雌側段差部との係合状態の要部断面図である。
【００１４】
図１に示すように、本第一の実施の形態によるセグメント継手１は、例えばシールドトンネルにおいて隣接配置されるコンクリート製などのセグメント同士を接合するためのものであり、互いの接合面に設けられている。
図１における符号１０は雄型継手であり、符号２０は雌型継手であり、先行して配置されているセグメント（第１セグメント）の雌型継手２０に対して、後続するセグメント（第２セグメント）の雄型継手１０を接合させることにより、シールドトンネルを構成する筒状壁体が構築されることになる。
ここで、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入する方向を挿入方向Ｅとし、挿入方向Ｅの反対方向を符号Ｆとして以下説明する。
【００１５】
雄型継手１０は、図示しないセグメントの接合面に突設された断面視円形の嵌合ロッド１１と、嵌合ロッド１１の先端側に取り付けられたピン１２とからなる。
嵌合ロッド１１は、ロッド基端部１１ｂ側が図示しないセグメントの接合面に固定され、ピン１２のピン基端部１２ａを収容保持させるとともに嵌合ロッド１１の先端からロッド基端部１１ｂへ向けて軸方向に沿う断面円形の中空孔１１ｃが形成されている。
【００１６】
中空孔１１ｃは、ピン１２のピン基端部１２ａを緩めに装着させるような内径寸法、つまり中空孔１１ｃに対してピン１２が進退可能で且つピン１２が抜け落ちない内径寸法をなし、ピン１２の軸方向の長さより長い寸法をもって形成されている。嵌合ロッド１１の外径寸法は、後述する雌型継手２０の胴部２１ａの内径寸法よりわずかに小さい寸法であって、雌型継手２０に対して嵌合ロッド１１が偏芯により所定の傾斜角度の範囲内で挿入される場合において、ほとんど抵抗なく挿入できる寸法とされる。例えば、嵌合筒体２１ａの内径寸法３０．５ｍｍに対して、ロッド先端部１１ａの外径寸法を２９ｍｍとすることができる。
そして、ロッド先端部１１ａの周面先端側には、その外径寸法がロッド基端部１１ｂからロッド先端部１１ａに向かうにしたがって漸次外径が小さくなるテーパ面１１ｄが形成されている。ここで、ロッド先端部１１ａのうち、とくにテーパ面１１ｄの先端付近を係止部１１ｆとする。この係止部１１ｆは、詳しくは後述するが雌型継手２０の底部２２とピン１２の膨出部１２ｃとの間の空間に進出して弾性変形するようになっている。
【００１７】
嵌合ロッド１１のロッド胴部１１ｅには、全周にわたって係止溝１３が形成されている。係止溝１３における嵌合ロッド１１の先端側には、後述する雌型継手２０の雌側段差部２３に引っ掛かり合うようにして係合される雄側段差部１３ａが形成されている。
【００１８】
また、ピン１２は、嵌合ロッド１１と同軸に設けられ、ピン基端部１２ａが嵌合ロッド１１の中空孔１１ｃに進退可能に挿入されて収容されてなり、ピン基端部１２ａから先端に向かってその外径寸法が滑らかに大きくなるテーパ面１２ｂが形成され、このテーパ面１２ｂから前記中空孔１１ｃの内径より大きい直径をなす膨出部１２ｃへ延ばされている。そして、その膨出部１２ｃの先端には、膨出部１２ｃより小さな外径寸法で曲面形状をなす球状先端部１２ｄが形成されている。すなわち、球状先端部１２ｄの基端側（すなわち、膨出部１２ｃの先端側で径方向外側）には、段差状の凹部１２ｅが形成されている。膨出部１２ｃの外径寸法は、ロッド胴部１１ｅの外径寸法より小さくなるように形成されている。このような形状のピン１２は、ピン基端部１２ａのみが嵌合ロッド１１の中空孔１１ｃに収容された状態で取り付けられており、この状態でピン１２のピン基端部１２ａと中空孔１１ｃの内面との間には空間が設けられた状態となっている。
【００１９】
つまり、このように構成される雄型継手１０は、嵌合ロッド１１とピン１２とが軸方向に相対移動可能とされ、具体的にはピン１２が固定位置あるとき嵌合ロッド１１を挿入方向（矢印Ｅ方向）に押圧させることで、嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａがピン１２のテーパ面１２ｂと膨出部１２ｃとに沿って変形しつつ挿入方向Ｅに圧入され、ピン１２が中空孔１１ｃ内に挿入される構成となっている。
【００２０】
雌型継手２０は、雄型継手１０の嵌合ロッド１１を挿入させる略円筒形状の嵌合筒体２１と、嵌合筒体２１の嵌合穴の奥部に位置してなる底部２２とからなる。
嵌合筒体２１は、嵌合穴の深さ方向のほぼ中間部に位置するとともに前記嵌合ロッド１１のロッド胴部１１ｅより大きな内径寸法をなす胴部２１ａと、胴部２１ａより奥側に位置するとともに胴部２１ａの内径より大径をなす中ぐり部２１ｂとが形成されている。つまり、胴部２１ａと中ぐり部２１ｂとの境界には、嵌合筒体２１の軸方向に略直交する方向に段差面を有する雌側段差部２３が形成されている（図４（ａ）参照）。そして、胴部２１ａより手前側（開口側）には、その胴部２１ａより大きな内径寸法の開口端部２１ｃが胴部２１ａから連続している。雌側段差部２３は、嵌合ロッド１１が嵌合筒体２１内に挿入されたときに、嵌合ロッド１１の雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とが係合するように構成されている。
【００２１】
そして、底部２２は、嵌合筒体２１の中心軸上で深さ寸法が最大となるような椀状をなし、上述したピン１２の球状先端部１２ｄ（膨出部１２ｃ）より大きな半径の円弧面をなす曲面形状となっている。
【００２２】
次に、上述このように構成された第一の実施の形態によるセグメント継手１の作用について図面に基づいて説明する。
図２に示すように、ピン１２を装着した状態の雄型継手１０の嵌合ロッド１１を、雌型継手２０の嵌合筒体２１に挿入させることで、ピン１２の球状先端部１２ｄが底部２２に当接する。この当接状態において、ピン１２の凹部１２ｅの周囲には、凹部１２ｅと底部２２との間に空間Ｒが設けられた状態となっている。さらに、図３に示すように、嵌合ロッド１１を底部２２側（挿入方向Ｅ）に向かって押し込んで圧入させると、ピン１２が既に底部２２に当接して移動が規制された状態であることから、嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａは、中空孔１１ｃの内面側においてテーパ面１２ｂさらには膨出部１２ｃに沿って径方向外側に拡径変形する。そして、嵌合ロッド１１が径方向外側に拡径変形しながらさらに嵌合筒体２１の奥に圧入されると、嵌合ロッド１１の係止部１１ｆが底部２２とピン１２の凹部１２ｅとの間の空間に進入して，底部２２に接触しつつその円弧形状に沿って弾性変形してピン１２の膨出部１２ｃに係止するため、ピン１２と嵌合ロッド１１とが固定され、ピン１２に対して嵌合ロッド１１の進退移動が抑制された状態となり、ロッド先端部１１ａにおける拡径変形した状態を維持することができる。
【００２３】
このように嵌合ロッド１１を押圧させて嵌合筒体２１の奥部に挿入させると、嵌合ロッド１１の中空孔１１ｃの中にピン１２がほぼ完全に圧入されることになる。そして、変形したロッド先端部１１ａが嵌合筒部２１の中ぐり部２１ｂが胴部２１ａより奥に位置するとともに胴部２１ａの内径よりも大径であるから、その中ぐり部２１ｂに嵌合され、ロッド先端部１１ａと嵌合筒体２１とが密接した状態となって両者間に摩擦力が発生し、雄型継手１０は雌型継手２０から抜け出る方向（矢印Ｆ方向）へ移動しにくくなる。
【００２４】
また、上述したようにピン１２に凹部１２ｅを形成させているので、雄型継手１０が雌型継手２０内に挿入された状態で、ピン１２の凹部１２ｅと底部２２との間に空間Ｒが形成されることになり、圧入によって底部２２に沿って変形するロッド先端部１１ａを前記空間Ｒ側に向けて導くように湾曲させることができることからロッド先端部１１ａを雌型継手２０の嵌合穴の奥部まで確実に押し込むことができる。また、ピン１２に対するロッド先端部１１ａの接触が少なくなるため、圧入にかかる押し込み力を低減させることができる。
【００２５】
そして、図４（ａ）に示すように、雄型継手１０が雌型継手２０に挿入された状態で、雄型継手１０と雌型継手２０との両方に形成された雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とが互いに引っ掛かり合って係合されることから、雄型継手１０の雌型継手２０に対して抜け出る方向への移動を規制することができ、雄型継手１０と雌型継手２０との接合が完了することになる。
【００２６】
また、図３に示すように、本セグメント継手１では、ピン１２の膨出部１２ｃの円弧形状が底部２２の円弧形状より小さくなっているので、雄型継手１０が雌型継手２０に対して同軸に挿入されずに傾いた状態で挿入された場合であっても、底部２２に対して膨出部１２ｃを任意の角度で当接させることができ、嵌合筒体２１の中ぐり部２１ｂに対して嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａを拡径変形させて嵌合させることができる。つまり雄型継手１０と雌型継手２０とは、調芯機能を有して上述したような作用をもって接合することができる。
【００２７】
また、本雄型継手１０では、図１に示すようにロッド先端部１１ａに係止溝１３が形成されているため、ロッド先端部１１ａが係止溝１３を支点にして湾曲して拡径変形しやすい状態となり、拡径変形時の外径をより一層拡大させることができる。例えば、拡径変形した状態におけるロッド先端部１１ａの外径寸法は、係止溝１３が形成されていない場合で３０．５ｍｍであるのに対して、係止溝１３が形成されている場合には３１．５ｍｍとなる。
【００２８】
なお、図４（ｂ）に示すように、例えば嵌合ロッド１１が十分に圧入されず、雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とが係合されない場合には、中ぐり部２１ｂの内側で拡径変形しているロッド胴部１１ｅの外周面が雌側段差部２３の角部２３ａに引っ掛かるようにして係合されることから、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出す方向への移動が規制されることになる。
【００２９】
本第一の実施の形態によるセグメント継手では、嵌合ロッド１１のロッド先端部１１ａが径方向外方に拡がって嵌合筒体２１の中ぐり部２１ｂに嵌合されて密接することで、雄型継手１０と雌型継手２０との間に生じる摩擦によって固定されるとともに、雄側段差部１３ａと雌側段差部２３とによって互いに引っ掛かり合って係合可能な状態となることから、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出る方向への移動を規制することができる。したがって、雄型継手１０が雌型継手２０から容易に抜けることを防ぐことができ、セグメント同士を強固に接合することができる。
【００３０】
次に、本発明の第一の実施の形態の第一及び第二変形例と第二の実施の形態について、図５乃至図８などに基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図５は本第一の実施の形態の第一変形例による雄型継手と雌側段差部との係合状態の要部断面図であって、図４に対応する図、図６は本第一の実施の形態の第二変形例による雄側段差部と雌型継手との係合状態の要部断面図であって、図４に対応する図である。
図５に示すように、第一変形例による雄型継手１０の嵌合ロッド１１は、第一の実施の形態における図１に示す係止溝１３（雄側段差部１３ａ）が形成されていない構成、すなわち、ロッド先端部１１ａは基端から先端に向かうにしたがって外径寸法が緩やかに大きくなる凸曲部１４が形成された構成となっている。本第一変形例では、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入させた状態で、ロッド先端部１１ａが径方向外方に拡がって、その拡径変形したロッド先端部１１ａが中ぐり部２１ｂに嵌合されたときに、ロッド先端部１１ａの凸曲部１４が雌側段差部２３の角部２３ａに引っ掛かるようにして係合されることから、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出す方向（矢印Ｆ方向）への移動が規制されることになる。
【００３１】
また、図６に示すように、第二変形例による雌型継手２０の嵌合筒体２１は、第一の実施の形態における雌側段差部２３が形成されず、胴部２１ａから中ぐり部２１ｂにかけて内径寸法が漸次大きくなるように滑らかに連続する凸曲部２４が形成された構成となっている。本第二変形例では、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入させてロッド先端部１１ａが径方向外方に拡がるとともに、ロッド先端部１１ａの雄側段差部１３ａの角部１３ｂが凸曲部２４に引っ掛かるようにして係合されることから、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出す方向（矢印Ｆ方向）への移動が規制されることになる。
上述した第一及び第二変形例では、第一の実施の形態と同様に、雄型継手１０が雌型継手２０より容易に抜けることを防げるという効果を奏する。
【００３２】
図７は本発明の第二の実施の形態によるセグメント継手の構造を示す断面図、図８（ａ）、（ｂ）は雄型継手と雌型継手との接合状態を説明する要部断面図である。
図７及び図８（ａ）に示すように、第二の実施の形態では、雄型継手１０及び雌型継手２０のそれぞれに２箇所ずつ段差部を設けた構成となっている。すなわち、嵌合ロッド１１には、所定位置に係止溝１５が形成されるとともに、この係止溝１５より先端側にロッド胴部１１ｅの外径寸法より大きいロッド膨出部１６が形成されている。係止溝１５の先端側には、第１雄側段差部１５ａが形成されている。そして、ロッド膨出部１６の後端側には、第２雄側段差部１６ａが形成されている。また、雌型継手２０の嵌合筒体２１には、胴部２１ａと中ぐり部２１ｂとの間に二段の段差部（第１雌側段差部２５、第２雌側段差部２６）が形成されている。ここで、図８（ａ）に示すように、雄型継手１０の第１雄側段差部１５ａと第２雄側段差部１６ａとの間の長さ寸法Ｄ１は、雌型継手２０の第１雌側段差部２５と第２雌側段差部２６との間の長さ寸法Ｄ２より小さい寸法となっている。つまり、第２雌側段差部２６と第２雄側段差部１６ａとが互いに当接して係合可能な状態であるとき、第１雌側段差部２５と第１雄側段差部１５ａとは互いに当接しない状態となる構成になっている。
【００３３】
図８（ａ）に示すように、本第二の実施の形態では、雄型継手１０を雌型継手２０に挿入させてロッド先端部１１ａが径方向外方に拡がるとともに、拡径して中ぐり部２１ｂに圧入されたロッド先端部１１ａの第２雄側段差部１６ａと第２雌側段差部２６とが互いに引っ掛かり合って係合可能な状態となり、雄型継手１０が雌型継手２０から抜け出す方向（矢印Ｆ方向）への移動が規制されることになる。なお、このとき、第１雌側段差部２５と第１雄側段差部１５ａとは互いに当接しない状態となっている。
【００３４】
また、図８（ｂ）に示すように、例えば嵌合ロッド１１が十分に圧入されず、図８（ａ）のようにロッド膨出部１６が中ぐり部２１ｂに嵌合されない場合には、第１雄側段差部１５ａと第１雌側段差部２５とが当接して係合可能な状態となり、雄型継手１０における雌型継手２０から抜け出る方向（矢印Ｆ方向）への移動が規制されることになる。
このように本第二の実施の形態では、セグメント継手１の軸方向に二段の段差部を設けた構成とすることで、雄型継手１０が雌型継手２０より容易に抜けることを防ぐことをより一層確実に行うことができる。
【００３５】
以上、本発明によるセグメント継手の第一及び第二の実施の形態、第一及び第二変形例について説明したが、本発明は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第一の実施の形態では雄型継手１０、雌型継手２０のそれぞれに１箇所ずつ段差部１３ａ、２３が設けられ、第一及び第二変形例では雄型継手１０、雌型継手２０のいずれか一方に段差部が設けられ、第二の実施の形態では雄型継手１０、雌型継手２０のそれぞれに２箇所ずつの段差部が設けられているが、これら段差部における配置、形状、箇所数に限定されることはない。
そして、嵌合ロッド１１、ピン１２、嵌合筒体２１などの形状、挿入方向の長さ寸法その他の構成は、本実施の形態及び変形例に限定されることはなく、任意に設定することができる。また、本実施の形態ではピン１２に凹部１２ｅを形成させているが、凹部を設けることに限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第一の実施の形態によるセグメント継手の構造を説明する水平断面図である。
【図２】雌型継手に雄型継手を挿入させる状態を示す断面図である。
【図３】雌型継手に雄型継手が圧入された接合状態を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は図３に示す雄側段差部と雌側段差部との係合状態の要部断面図である。
【図５】本第一の実施の形態の第一変形例による雄型継手と雌側段差部との係合状態の要部断面図であって、図４に対応する図である。
【図６】本第一の実施の形態の第二変形例による雄側段差部と雌型継手との係合状態の要部断面図であって、図４に対応する図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態によるセグメント継手の構造を示す断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は雄型継手と雌型継手との接合状態を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ セグメント継手
１０ 雄型継手
１１ 嵌合ロッド
１１ａ ロッド先端部
１１ｃ 中空孔
１２ ピン
１２ｃ 膨出部
１２ｅ 凹部
１３ａ 雄側段差部（段差部）
１３ｂ 角部
１４ 凸曲部
１５ａ 第１雄側段差部（段差部）
１６ａ 第２雄側段差部（段差部）
２０ 雌型継手
２１ 嵌合筒体
２１ａ 胴部
２１ｂ 中ぐり部
２２ 底部
２３ 雌側段差部（段差部）
２３ａ 角部
２４ 凸曲部
２５ 第１雌側段差部（段差部）
２６ 第２雌側段差部（段差部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セグメントの接合面に突設した雄型継手を、第２セグメントの接合面に設けた雌型継手に挿入させて前記セグメント同士を接合させるセグメント継手であって、
前記雄型継手は、先端側に軸方向に沿う中空孔を有する嵌合ロッドと、前記中空孔に基端側を進退可能に収容保持させるとともに先端側に略紡錘状に膨らんだ膨出部を有するピンとを備え、
前記雌型継手は、前記雄型継手を挿通させるとともに軸方向中間部に位置する胴部の奥側に位置して前記胴部の内径より大径の中ぐり部を有する嵌合筒体と、該嵌合筒体の嵌合穴の奥部に位置してなる底部とを備え、
前記嵌合ロッド及び前記嵌合筒体の少なくとも一方に段差部が形成され、
前記雄型継手を前記雌型継手に挿入したときに、前記嵌合ロッドが前記膨出部に沿って拡径するように変形し、前記段差部によって前記雄型継手と前記雌型継手とが互いに引っ掛かり合って係合するように構成されていることを特徴とするセグメント継手。
【請求項２】
前記雄型継手及び前記雌型継手の両方に前記段差部が形成され、前記両方の段差部同士が係合することを特徴とする請求項１に記載のセグメント継手。
【請求項３】
前記雄型継手及び前記雌型継手のいずれか一方に前記段差部が形成されるとともに、他方に凸曲部が形成され、前記他方の凸曲部が前記一方の段差部の角部に係合することを特徴とする請求項１に記載のセグメント継手。
【請求項４】
前記膨出部には、その先端側で径方向外側に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセグメント継手。
【請求項５】
前記膨出部と前記底部とは曲面形状をなし、前記膨出部が前記底部より小さな半径の円弧面を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセグメント継手。
【請求項６】
前記嵌合ロッドの先端には、前記凹部と底部との間に進出して弾性変形する係止部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のセグメント継手。
【請求項１】
第１セグメントの接合面に突設した雄型継手を、第２セグメントの接合面に設けた雌型継手に挿入させて前記セグメント同士を接合させるセグメント継手であって、
前記雄型継手は、先端側に軸方向に沿う中空孔を有する嵌合ロッドと、前記中空孔に基端側を進退可能に収容保持させるとともに先端側に略紡錘状に膨らんだ膨出部を有するピンとを備え、
前記雌型継手は、前記雄型継手を挿通させるとともに軸方向中間部に位置する胴部の奥側に位置して前記胴部の内径より大径の中ぐり部を有する嵌合筒体と、該嵌合筒体の嵌合穴の奥部に位置してなる底部とを備え、
前記嵌合ロッド及び前記嵌合筒体の少なくとも一方に段差部が形成され、
前記雄型継手を前記雌型継手に挿入したときに、前記嵌合ロッドが前記膨出部に沿って拡径するように変形し、前記段差部によって前記雄型継手と前記雌型継手とが互いに引っ掛かり合って係合するように構成されていることを特徴とするセグメント継手。
【請求項２】
前記雄型継手及び前記雌型継手の両方に前記段差部が形成され、前記両方の段差部同士が係合することを特徴とする請求項１に記載のセグメント継手。
【請求項３】
前記雄型継手及び前記雌型継手のいずれか一方に前記段差部が形成されるとともに、他方に凸曲部が形成され、前記他方の凸曲部が前記一方の段差部の角部に係合することを特徴とする請求項１に記載のセグメント継手。
【請求項４】
前記膨出部には、その先端側で径方向外側に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のセグメント継手。
【請求項５】
前記膨出部と前記底部とは曲面形状をなし、前記膨出部が前記底部より小さな半径の円弧面を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセグメント継手。
【請求項６】
前記嵌合ロッドの先端には、前記凹部と底部との間に進出して弾性変形する係止部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のセグメント継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２０２２８４（Ｐ２００８−２０２２８４Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３８４０６（Ｐ２００７−３８４０６）
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（０００１９８３０７）石川島建材工業株式会社 (139)
【出願人】（５０１１２２８５０）株式会社アイ・エル・シー (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１９日（２００７．２．１９）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（０００１９８３０７）石川島建材工業株式会社 (139)
【出願人】（５０１１２２８５０）株式会社アイ・エル・シー (8)
【Ｆターム（参考）】
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