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技術 セグメントの継手構造

出願人 鹿島建設株式会社ジャパンライフ株式会社
発明者 山本正嗣金氏眞上田昭郎古澤修
出願日 1999年5月19日 (20年11ヶ月経過) 出願番号 1999-138449
公開日 2000年11月28日 (19年5ヶ月経過) 公開番号 2000-328892
状態 特許登録済
技術分野 トンネルの覆工・支保
主要キーワード 回転締結 凸ネジ 締付治具 油圧レンチ ダクロタイズド処理 回転力付与 六角棒 ボルト締付力
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年11月28日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (11)

課題

締結作業の簡略化、耐久性付与の簡略化が達成でき、しかも増し締め等の能力及び長所を維持することのできるセグメント継手を提供する。

解決手段

雄ネジを備えた雄側セグメント1と、雌ネジを備えた雌側セグメント2との継手面同士を合わせ、雄ネジ5と雌ネジ13との螺合により両セグメントを接続するセグメントの継手構造であって、雄側セグメントに雄ネジを回転させるウオームウオームホイール機構8、9を設け、ウオームホイール9に雄ネジ5を回転一体で摺動可能に挿通すると共に、その雄ネジ5に押出機構6、7を設け、ウオーム・ウオームホイール機構のウオーム8を雄側セグメントに形成した孔10から挿入される締付治具によって回転させることにより雄側セグメントの雄ネジを回転し、その雄ネジを雌側セグメント2の雌ネジに螺合することにより両セグメントを接続するセグメントの継手構造。

概要

背景

従来のセグメント継手には、鋼板ボルト方式が多く採用されているが、この鋼板短ボルト方式によるセグメント継手には、次の問題点がある。

その一つは、高所・狭い場所での作業に関わる労力の問題であり、締結部品(ボルト・ナットワッシャ)の持ち込み手間、締結治具手動レンチ或いは電動レンチ或いは油圧レンチ)の持ち込み手間(通常、押さえ回転締結の2台の締結治具が必要)、締結作業(手締め→締結治具によるトルク締め)の手間の問題である。

他の一つは、耐久性付与に関する問題であり、締結部品の防食処理(ボルト等の事前被膜処理ボルトボックス充填)が必要である。

上記の問題に伴い、安全性の低下、セグメント高速組立による工期短縮・工費低減の追求困難、大がかりな耐久性付与工事の必要性による工期短縮・工費低減の追求困難、同必要性による二次覆工省略の適用困難と、それによる工期短縮・工費低減の追求困難の問題点が生ずる。

また、セグメント同士継手面を押し当てるだけで締結が可能なワンタッチ式のセグメント継手も知られている。

通常、なじみ等でボルトが緩むため、セグメント後方にて1〜2度の増し締めが必要であるが、ワンタッチ継手では、その多くが増し締めが不可能である。

また、一般的にワンタッチ継手では、リング継手の場合、ジャッキ推力により止水シールの潰しが可能であるが、リングを形成するセグメントのピース継手では、締付け方向が止水シールと直交し止水シールの潰しは困難である。

概要

締結作業の簡略化、耐久性付与の簡略化が達成でき、しかも増し締め等の能力及び長所を維持することのできるセグメント継手を提供する。

雄ネジを備えた雄側セグメント1と、雌ネジを備えた雌側セグメント2との継手面同士を合わせ、雄ネジ5と雌ネジ13との螺合により両セグメントを接続するセグメントの継手構造であって、雄側セグメントに雄ネジを回転させるウオームウオームホイール機構8、9を設け、ウオームホイール9に雄ネジ5を回転一体で摺動可能に挿通すると共に、その雄ネジ5に押出機構6、7を設け、ウオーム・ウオームホイール機構のウオーム8を雄側セグメントに形成した孔10から挿入される締付治具によって回転させることにより雄側セグメントの雄ネジを回転し、その雄ネジを雌側セグメント2の雌ネジに螺合することにより両セグメントを接続するセグメントの継手構造。

目的

本発明は、従来のセグメント継手の前記問題点を解決するためになされたもので、締結作業の簡略化、耐久性付与の不要化または簡略化が達成でき、しかも増し締め等の従来継手の有する能力及び長所を維持することのできるセグメント継手を提供することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

雄ネジを備えた雄側セグメントと、雌ネジを備えた雌側セグメントとの継手面同士を合わせ、雄ネジと雌ネジとの螺合により両セグメントを接続するセグメントの継手構造であって、雄側セグメントに雄ネジを回転させるウオームウオームホイール機構を設け、そのウオーム・ウオームホイール機構のウオームホイールに前記雄ネジを回転一体で摺動可能に挿通すると共に、その雄ネジに初期押し出し力を与える押出機構を設け、ウオーム・ウオームホイール機構のウオームを雄側セグメントに形成した孔から挿入される締付治具によって回転させることにより雄側セグメントの雄ネジを回転し、その雄ネジを雌側セグメントの雌ネジに螺合することにより両セグメントを接続することを特徴とするセグメントの継手構造。

請求項2

雄側セグメントの雄ネジの初期押し出し力がネジ機構によって与えられることを特徴とする請求項1に記載のセグメントの継手構造。

請求項3

雄側セグメントの雄ネジの初期押し出し力がバネ機構によって与えられることを特徴とする請求項1に記載のセグメントの継手構造。

請求項4

セグメントのピースを接続してリングを形成するピース継手であることを特徴とする請求項1乃至3に記載のセグメントの継手構造。

請求項5

セグメントのリングを接続するリング継手であることを特徴とする請求項1乃至3に記載のセグメントの継手構造。

技術分野

0001

本発明は、セグメント継手構造に関し、基本的にはRC(鉄筋コンクリート製)セグメントの継手構造を対象とするものであるが、その機構は、鋼製セグメント等にも適用可能である。

背景技術

0002

従来のセグメント継手には、鋼板ボルト方式が多く採用されているが、この鋼板短ボルト方式によるセグメント継手には、次の問題点がある。

0003

その一つは、高所・狭い場所での作業に関わる労力の問題であり、締結部品(ボルト・ナットワッシャ)の持ち込み手間、締結治具手動レンチ或いは電動レンチ或いは油圧レンチ)の持ち込み手間(通常、押さえ回転締結の2台の締結治具が必要)、締結作業(手締め→締結治具によるトルク締め)の手間の問題である。

0004

他の一つは、耐久性付与に関する問題であり、締結部品の防食処理(ボルト等の事前被膜処理ボルトボックス充填)が必要である。

0005

上記の問題に伴い、安全性の低下、セグメントの高速組立による工期短縮・工費低減の追求困難、大がかりな耐久性付与工事の必要性による工期短縮・工費低減の追求困難、同必要性による二次覆工省略の適用困難と、それによる工期短縮・工費低減の追求困難の問題点が生ずる。

0006

また、セグメント同士継手面を押し当てるだけで締結が可能なワンタッチ式のセグメント継手も知られている。

0007

通常、なじみ等でボルトが緩むため、セグメント後方にて1〜2度の増し締めが必要であるが、ワンタッチ継手では、その多くが増し締めが不可能である。

0008

また、一般的にワンタッチ継手では、リング継手の場合、ジャッキ推力により止水シールの潰しが可能であるが、リングを形成するセグメントのピース継手では、締付け方向が止水シールと直交し止水シールの潰しは困難である。

発明が解決しようとする課題

0009

本発明は、従来のセグメント継手の前記問題点を解決するためになされたもので、締結作業の簡略化、耐久性付与の不要化または簡略化が達成でき、しかも増し締め等の従来継手の有する能力及び長所を維持することのできるセグメント継手を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0010

本発明によれば、雄ネジを備えた雄側セグメントと、雌ネジを備えた雌側セグメントとの継手面同士を合わせ、雄ネジと雌ネジとの螺合により両セグメントを接続するセグメントの継手構造であって、雄側セグメントに雄ネジを回転させるウオームウオームホイール機構を設け、そのウオーム・ウオームホイール機構のウオームホイールに前記雄ネジを回転一体で摺動可能に挿通すると共に、その雄ネジに初期押し出し力を与える押出機構を設け、ウオーム・ウオームホイール機構のウオームを雄側セグメントに形成した孔から挿入される締付治具によって回転させることにより雄側セグメントの雄ネジを回転し、その雄ネジを雌側セグメントの雌ネジに螺合することにより両セグメントを接続するセグメントの継手構造とする。

0011

雄側セグメントの雄ネジに初期押し出し力を与える手段としては、ネジ機構或いはバネ機構を採用することができる。

0012

既設のセグメントに対し組立セグメントの継手面同士を合わせ、雄側セグメントに形成した締結孔より締結治具を挿入し、ウオーム・ウオームホイール機構を回転させると、回転力の向きが変えられ、雄ネジが回転する。

0013

初期回転による初期押し出し力によって、雄側セグメントの雄ネジが雌側セグメントの雌ネジ側に押し出されて、雄ネジが雌ネジと螺合し、そのまま回転力が維持される。

0014

所定のトルク(ボルト締付力)が確保された時点で締結が完了する。以下、同様の操作を行いセグメントを締結して行く。

発明を実施するための最良の形態

0015

RC製のセグメントピースを接続して、リングを形成する場合を例に挙げ、本発明の実施例を説明する。

0016

図5は、セグメントピースを示すが、本発明は、セグメントピースをリング状に形成したリングのリング継手にも実施されるので、以下、雄側セグメント、雌側セグメントという。

0017

図1乃至図4は、本発明の第1実施例を示し、雄ネジを備えた雄側セグメント1と、雌ネジを備えた雌側セグメント2とを接続して、リングを形成する。

0018

図では省略したが、雄側セグメント1の反対側には雌ネジが、また雌側セグメント2の反対側には雄ネジが設けられている。

0019

雄側セグメント1には、ボルトケース3が埋設されており、ボルトケース3には、異形鉄筋よりなるアンカ筋4が溶接されている。

0020

ボルトケース3内には、雄ネジとなるボルト5が設けられており、その中間に一体に設けた雄ネジ6がボルトケース3の内側中間に一体に設けた雌ネジ7に螺合して、ボルト5に初期押し出し力を与える。

0021

ボルトケース3内には、前記雌ネジ部7の後方に、ボルト5を回転させるウオーム・ウオームホイール機構8、9が設けられており、そのウオーム・ウオームホイール機構のウオームホイール9にボルト5の六角部5bが回転一体で摺動可能に挿通している。

0022

雄側セグメント1には、締結孔10が形成されており、またウオーム・ウオームホイール機構のウオーム8には、六角棒11が挿入されており、締結孔10より六角レンチ等の締結治具を挿入して、六角棒11を介してウオーム8を回転させ、次いでウオームホイール9が回転して、回転力の向きが変えられてボルト5が回転する。

0023

雌側セグメント2には、異形鉄筋よりなるインサートアンカ12が埋設されており、その先端部分に雌ネジ13が形成されており、その雌ネジ13に雄側セグメント1の前記ボルト5の雄ネジ部5aが螺合する。14は止水シールである。

0024

セグメントの組立手順につて説明すると、図1は、継手締結直前を示し、既設のセグメントに対し組立セグメントの継手面同士を合わせ、雄側セグメント1の締結孔10より締結治具を挿入し、ウオーム・ウオームホイール機構8、9を回転させる。

0025

すると、ボルト5側の雄ネジ6とボルトケース3側の雌ネジ7とによる初期押し出し力によって、ボルト5が雌側セグメント2の雌ネジ13側に押し出されて、雄ネジ部5aが雌ネジ13と螺合し、そのまま回転力が維持される。

0026

所定のトルク(ボルト締付力)が確保された時点で締結を完了する。図2は、継手締結後を示す。

0027

同様の操作を繰り返して、セグメントピースを接続し、セグメントリングを形成する。締結孔10は、モルタル充填等により塞ぐ。

0028

前記の締結操作において、セグメント同士の目違い誤差は、ボルトケース3とボルト5間のガタ、或いは、図1点線部にゴム等を巻き、そのぶれによる雌側セグメント2の首振りにより吸収する。

0029

六角棒11を六角凸ネジではなく、図4に示すように、六角凹ネジにすれば締結孔10が細くなり、後で防食のためにモルタル充填する場合、充填部体積が小さく安価となる。

0030

図6及び図7は、本発明の第2実施例を示し、ボルト5に初期押し出し力を付与する雄ネジ5c及び雌ネジ7aをボルト5の後端部及びボルトケース3の後端部に設け、ボルト5の中間部にストッパ部材15を固定した例であり、作動は、先の実施例のものと特に相違するところはない。

0031

図8及び図9は、本発明の第3実施例を示し、ウオーム・ウオームホイール機構8、9のギアケース16をボルトケース3の外に設け、またボルト5に与える初期押し出し力を皿バネ17によって与えたものである。この時、皿バネは初期押し出し力を与えるものであり、反発力を付与可能なものであれば、コイルバネ、ゴム、樹脂等の形状及び材質は問わない。

0032

図10は、ギアケース16及びウオーム・ウオームホイール機構8、9の分解斜視図を示す。また、図8及び図9に示すように、雌側セグメント2に埋設されたインサートアンカ12は、先端が二股状になっている。

0033

セグメント1、2の継手面を合わせた際、皿バネ17により、一旦ボルト5の先端が押し込まれ反発力が生じる。その他の作動については、先の実施例のものと特に差異はない。

0034

先にも記載したように、本発明は、RCセグメントに限らず鋼製セグメントの継手にも実施できるものであり、またセグメントピースをリング状に組み立てたリングのリング継手にも実施できるものである。

発明の効果

0035

(1)締結作業の簡略化
ボルト・ナット・ワッシャ等の締結部品の持ち込みが不要
押さえ側の締結治具(工具)が不要で、締結治具は1台でよい。電動工具等による回転力付与のみでよく、締結作業が簡略化される。

0036

(2)耐久性付与の不要化または簡略化
セグメント内面には露出する継手金物がないため、耐久性付与として必要に応じ、向かい合う継手1セット当たり1つの小さな締結孔(締付治具を挿入する孔)をキャップ処理(ゴム製、プラスチック製等)または充填処理モルタル、樹脂等)を行えばよい。締結部品の事前被膜処理(メッキ処理ダクロタイズド処理)が不要であり、従来継手に防食加工を実施したものより低コストである。

0037

(3) 従来継手の有する能力及び長所の維持
締結作業を簡略化しても増し締めが可能であり、またワンタッチ継手では比較的困難な、ボルト締め込みによる止水シール材の潰しが可能である。継手に高い製作精度を要求しないため、ワンタッチ継手より低コストである。

0038

以上の(1)〜(3)により、安全性の向上を図ることができ、またセグメントの高速組立による工期短縮・工費低減、二次覆工省略による工期短縮・工費低減が可能になる。

図面の簡単な説明

0039

図1本発明の第1実施例に係るセグメント継手の側面図で、継手締結直前を示す。
図2本発明の第1実施例に係るセグメント継手の側面図で、継手締結後を示す。
図3雄側セグメントの雄ネジを回転させるウオーム・ウオームホイール部分の横断面図。
図4雄側セグメントの雄ネジを回転させるウオーム・ウオームホイール部分の他の例の横断面図。
図5セグメントピースの斜視図。
図6本発明の第2実施例に係るセグメント継手の側面図で、継手締結直前を示す。
図7本発明の第2実施例に係るセグメント継手の側面図で、継手締結後を示す。
図8本発明の第3実施例に係るセグメント継手の側面図で、継手締結直前を示す。
図9本発明の第3実施例に係るセグメント継手の側面図で、継手締結後を示す。
図10雄側セグメントの雄ネジを回転させるウオーム・ウオームホイール機構の分解斜視図。

--

0040

1・・・雄側セグメント
2・・・雌側セグメント
3・・・ボルトケース
4・・・アンカ筋
5・・・ボルト
6・・・雄ネジ
7・・・雌ネジ
8・・・ウオーム
9・・・ウオームホイール
10・・・締結孔
11・・・六角棒
12・・・インサートアンカ
13・・・雌ネジ
14・・・止水シール
15・・・ストッパ部材
16・・・ギアケース
17・・・皿バネ

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