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公開番号2025076041
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187667
出願日2023-11-01
発明の名称セグメントのリング継手とその形成方法
出願人大成建設株式会社
代理人個人,個人
主分類E21D 11/04 20060101AFI20250508BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】ワンパス方式のセグメントのリング継手を適用するに当たり、雌継手に雄継手が誤挿入された際に、雌継手から雄継手を引き抜くことのできる、セグメントのリング継手とその形成方法を提供する。
【解決手段】セグメントのリング継手50であり、第1雄継手30は軸状の雄ピンであり、第1雌継手40は、ケース41の中空42において付勢部材45にて付勢されている複数の小ボルト48が環状に配設されて中央に嵌合溝49を備えている小ボルト群48Aを有し、雄ピン30は、平滑な外周面を備えて嵌合溝49に挿入された際に嵌合溝49と嵌合しない非嵌合部34と、外周に雄ネジを備えて嵌合溝49に挿入された際に嵌合溝49と嵌合する嵌合部33を有し、非嵌合部34の長さは、嵌合溝49と雄ピン30の軸芯が交差した状態で嵌合溝49に非嵌合部34が挿入された際に双方の一部が接触する長さに設定されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１セグメントと第２セグメントをトンネルの軸方向に接続する、セグメントのリング継手であって、
前記第１セグメントの第１リング継手面に設けられている第１雌継手と、前記第２セグメントの第２リング継手面に設けられている第１雄継手とを有し、
前記第１雄継手は、前記第２リング継手面から突設する軸状の雄ピンにより形成され、
前記第１雌継手は、
前記第１リング継手面から前記第１セグメントの内部に埋設されている、中空を備えたケースと、
前記中空の底に取り付けられている付勢部材と、
前記中空の内部において、前記付勢部材により第１雄継手側へ付勢されている複数の小ボルトが環状に配設され、中央に前記雄ピンが挿入されて嵌合する嵌合溝を備えている、小ボルト群と、
前記ケースの中空の第１リング継手面側の端部に取り付けられて、各小ボルトの先端を前記小ボルト群の中心側へ案内するテーパー内壁面を備えている、ケース蓋とを有し、
前記雄ピンは、
第１雌継手側である前方側に位置して、平滑な外周面を備え、前記嵌合溝に挿入された際に該嵌合溝と嵌合しない、非嵌合部と、
前記非嵌合部の後方側に位置して、外周に雄ネジを備え、前記嵌合溝に挿入された際に該嵌合溝と嵌合する、嵌合部とを有し、
前記非嵌合部の長さは、前記嵌合溝と前記雄ピンの軸芯が交差した状態で該嵌合溝に対して該非嵌合部が挿入された際に、該非嵌合部の一部が該嵌合溝の一部に接触する長さに設定されていることを特徴とする、セグメントのリング継手。
続きを表示（約 3,300 文字）【請求項２】
第１セグメントと第２セグメントをトンネルの軸方向に接続する、セグメントのリング継手であって、
前記第１セグメントの第１リング継手面に設けられている第１雌継手と、前記第２セグメントの第２リング継手面に設けられている第１雄継手とを有し、
前記第１雄継手は、前記第２リング継手面から突設する軸状で外周に雄ネジを備えた雄ピンにより形成され、
前記第１雌継手は、
前記第１リング継手面から前記第１セグメントの内部に埋設されている、中空を備えたケースと、
前記中空の底に取り付けられている付勢部材と、
前記中空の内部において、前記付勢部材により第１雄継手側へ付勢されている複数の小ボルトが環状に配設され、中央に前記雄ピンが挿入されて嵌合する嵌合溝を備えている、小ボルト群と、
前記ケースの中空の第１リング継手面側の端部に取り付けられて、各小ボルトの先端を前記小ボルト群の中心側へ案内するテーパー内壁面を備えている、ケース蓋とを有し、
前記小ボルトは、
第１雄継手側である前方側に位置して、平滑な外周面を備え、前記嵌合溝に挿入された前記雄ピンと嵌合しない、非嵌合部と、
前記非嵌合部の後方側に位置して、外周に雄ネジを備え、前記嵌合溝に挿入された前記雄ピンと嵌合する、嵌合部とを有し、
前記非嵌合部の長さは、前記嵌合溝と前記雄ピンの軸芯が交差した状態で該嵌合溝に対して該雄ピンが挿入された際に、該雄ピンの一部が該非嵌合部の一部に接触する長さに設定されていることを特徴とする、セグメントのリング継手。
【請求項３】
前記非嵌合部は、先端に向かってテーパー状に縮径する縮径体であることを特徴とする、請求項１に記載のセグメントのリング継手。
【請求項４】
前記縮径体が、側面視のテーパー角度が相対的に大きな先端側の第１縮径体と、該第１縮径体の後方側の第２縮径体の連続体であることを特徴とする、請求項３に記載のセグメントのリング継手。
【請求項５】
前記雄ピンの径をＤとした際に、前記非嵌合部の長さが１Ｄ以上に設定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のセグメントのリング継手。
【請求項６】
複数の第１セグメントがセグメント継手を介してトンネルの周方向に接続されることにより、第１セグメントリングが形成され、
複数の第２セグメントがセグメント継手を介してトンネルの周方向に接続されることにより、第２セグメントリングが形成され、
前記セグメント継手は、隣接する一方のセグメントのセグメント継手面もしくはリング継手面における隅角部に設けられている第２雄継手と、他方のセグメントのセグメント継手面もしくはリング継手面における隅角部に設けられている第２雌継手とを備え、隣接するセグメントを相対的にスライドさせた際に、該第２雌継手に対して該第２雄継手が嵌合することにより形成され、
前記第１セグメントリングの任意の前記第１セグメントに対して先行して接続されている、前記第２セグメントの前記第２雌継手に対して、後行の前記第２セグメントの前記第２雄継手の少なくとも一部を挿入させて該第２雄継手の挿入方向が規制された際に、前記非嵌合部の一部が前記嵌合溝の一部に接触し、さらに該第２雄継手が挿入されてセグメント継手が形成されると同時もしくは略同時に、対応する前記第１セグメントの前記嵌合溝に前記嵌合部が有効長さ嵌合されて、前記リング継手が形成されるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のセグメントのリング継手。
【請求項７】
設置済みの第１セグメントに対して、第２セグメントをトンネルの軸方向に接続してセグメントのリング継手を形成する、セグメントのリング継手の形成方法であって、
前記第１セグメントの第１リング継手面には第１雌継手が設けられ、前記第２セグメントの第２リング継手面には第１雄継手が設けられており、
前記第１雄継手は、前記第２リング継手面から突設する軸状の雄ピンにより形成され、
前記第１雌継手は、
前記第１リング継手面から前記第１セグメントの内部に埋設されている、中空を備えたケースと、
前記中空の底に取り付けられている付勢部材と、
前記中空の内部において、前記付勢部材により第１雄継手側へ付勢されている複数の小ボルトが環状に配設され、中央に前記雄ピンが挿入されて嵌合する嵌合溝を備えている、小ボルト群と、
前記ケースの中空の第１リング継手面側の端部に取り付けられて、各小ボルトの先端を前記小ボルト群の中心側へ案内するテーパー内壁面を備えている、ケース蓋とを有し、
前記雄ピンは、
第１雌継手側である前方側に位置して、平滑な外周面を備え、前記嵌合溝に挿入された際に該嵌合溝と嵌合しない、非嵌合部と、
前記非嵌合部の後方側に位置して、外周に雄ネジを備え、前記嵌合溝に挿入された際に該嵌合溝と嵌合する、嵌合部とを有し、
前記非嵌合部の長さは、前記嵌合溝と前記雄ピンの軸芯が交差した状態で該嵌合溝に対して該非嵌合部が挿入された際に、該非嵌合部の一部が該嵌合溝の一部に接触する長さに設定されており、
前記第１セグメントの前記第１リング継手面に対して、前記第２セグメントの前記第２リング継手面を近接させ、前記嵌合溝に対して前記雄ピンを挿入した際に、双方の軸芯が交差している場合は、該嵌合溝から該雄ピンを引き抜き、該嵌合溝と該雄ピンの双方の軸芯を一致させながら該嵌合溝に対して該雄ピンを挿入して、該嵌合溝と該雄ピンの前記嵌合部を嵌合させてリング継手を形成することを特徴とする、セグメントのリング継手の形成方法。
【請求項８】
設置済みの第１セグメントに対して、第２セグメントをトンネルの軸方向に接続してセグメントのリング継手を形成する、セグメントのリング継手の形成方法であって、
前記第１セグメントの第１リング継手面には第１雌継手が設けられ、前記第２セグメントの第２リング継手面には第１雄継手が設けられており、
前記第１雄継手は、前記第２リング継手面から突設する軸状で外周に雄ネジを備えた雄ピンにより形成され、
前記第１雌継手は、
前記第１リング継手面から前記第１セグメントの内部に埋設されている、中空を備えたケースと、
前記中空の底に取り付けられている付勢部材と、
前記中空の内部において、前記付勢部材により第１雄継手側へ付勢されている複数の小ボルトが環状に配設され、中央に前記雄ピンが挿入されて嵌合する嵌合溝を備えている、小ボルト群と、
前記ケースの中空の第１リング継手面側の端部に取り付けられて、各小ボルトの先端を前記小ボルト群の中心側へ案内するテーパー内壁面を備えている、ケース蓋とを有し、
前記小ボルトは、
第１雄継手側である前方側に位置して、平滑な外周面を備え、前記嵌合溝に挿入された前記雄ピンと嵌合しない、非嵌合部と、
前記非嵌合部の後方側に位置して、外周に雄ネジを備え、前記嵌合溝に挿入された前記雄ピンと嵌合する、嵌合部とを有し、
前記非嵌合部の長さは、前記嵌合溝と前記雄ピンの軸芯が交差した状態で該嵌合溝に対して該雄ピンが挿入された際に、該雄ピンの一部が該非嵌合部の一部に接触する長さに設定されており、
前記第１セグメントの前記第１リング継手面に対して、前記第２セグメントの前記第２リング継手面を近接させ、前記嵌合溝に対して前記雄ピンを挿入した際に、双方の軸芯が交差している場合は、該嵌合溝から該雄ピンを引き抜き、該嵌合溝と該雄ピンの双方の軸芯を一致させながら該嵌合溝に対して該雄ピンを挿入して、該嵌合溝に臨む各小ボルトの前記嵌合部と該雄ピンを嵌合させてリング継手を形成することを特徴とする、セグメントのリング継手の形成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメントのリング継手とその形成方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
昨今の鋼製セグメントやコンクリート系セグメント（ＲＣ（Reinforced Concrete）セグメントや、鋼殻とコンクリートが合成された合成セグメント）のセグメント継手やリング継手には、所謂ワンパス方式のセグメント継手が適用される場合がある。
ワンパス方式のセグメント継手の一例としては、一方のセグメントのセグメント継手面に雌継手であるＣ型金物を埋込んで案内溝に連通させておき、他方のセグメントのセグメント継手面に雄継手であるＴ型金物を突設させておき、Ｔ型金物を案内溝を介してＣ型金物に嵌合する形態（所謂、ＣＴ継手）がある。
また、他の形態として、特許文献１に記載されるように、一方のセグメントのリング継手面を形成する主桁に挿入部材（金物）を固定（溶接）してセグメント継手面側へ突設させ、他方のセグメントのリング継手面とセグメント継手面の隅角部に箱型の受け部材を固定し、受け部材の受け係止部に対して挿入部材の挿入係止部を係止させる形態がある。
【０００３】
一方、ワンパス方式のリング継手の一例としては、一方のセグメントのリング継手面にパイプ材の開口を臨ませた姿勢で当該パイプ材が埋設され、他方のセグメントのリング継手面からピンボルトを突設させ、パイプ材にピンボルトが嵌合する形態がある。
また、他の形態として、特許文献２に記載されるように、一方のセグメントのリング継手面から雄ネジを備えた雄継手を突設させ、他方のセグメントのリング継手面には雌継手が設置され、雌継手は、雄部材が挿通可能に開口部を有するケースと、ケースの開口部に沿ってリング状に束ねられた複数の雌部材と、複数の雌部材の端部が支持されるプレートと、プレートが受けた押圧力をケースに伝達する弾性体を有する形態（所謂、ＳＢ継手（Screw Bolt Joint））がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－２１６８９２号公報
特開２０１８－１１５４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるワンパス方式のセグメント継手や特許文献２に記載されるワンパス方式のリング継手が適用されたセグメントを用いてトンネル（例えばシールドトンネル）を施工することにより、セグメント継手とリング継手の双方の接合強度が高いトンネルを、優れた施工性の下で施工することが可能になる。
【０００６】
ところで、シールド掘進機によるシールドトンネルの施工は、シールド掘進機の内部においてエレクタを用いて複数のセグメントを周方向に組み付けることによりセグメントリングを形成し、セグメントリングに反力を取って複数のシールドジャッキを伸長させることによりシールド掘進機を前進させ、シールドジャッキを前方へ伸縮させてできたスペースに、エレクタによりあらたな複数のセグメントを周方向に組み付けてあらたなセグメントリングを形成し、この一連の工程を順次繰り返す方法により行われる。
エレクタによるセグメントの組み付けは、シールド掘進機の内部もしくは既に施工済みのシールドトンネルの内部にいるオペレータの操作により実行されるが、エレクタがセグメントを施工済みのセグメントリングの所定位置に搬送して対応するセグメントにリング継手を形成しながら接続する際に、搬送されるセグメントが様々な理由で回動し、雌継手に対して雄継手が有効長さ嵌合されずに、リング継手が正しく形成されない事態が生じる場合がある。
【０００７】
ここで、エレクタにて搬送されるセグメントが回動する理由には、オペレータによる操作ミスや、施工済みのセグメントリングに先行してセグメントが接続され、この先行するセグメントに対して後行のセグメントがセグメント継手を介して接続されながらセグメントリングに対してリング継手を介して接続される際に、セグメント継手が正しく形成されないことに起因してセグメントが回動することなどを挙げることができる。
【０００８】
上記するワンパス方式のリング継手を適用する際に、リング継手が正しく形成されない場合には、リング継手を形成する一方のセグメントの雌継手に対して他方のセグメントの雄継手の一部が噛み合うこととなり、雌継手から雄継手を引き抜くことができない場合は、雄継手と雌継手を切断等する必要があって好ましくない。
【０００９】
本発明は、ワンパス方式のセグメントのリング継手を適用するに当たり、雌継手の嵌合溝と雄継手の双方の軸芯が交差した状態で嵌合溝に雄継手が誤挿入され、リング継手が正しく形成されない場合に、雌継手から雄継手を引き抜いてセグメントの回動姿勢を修正し、リング継手を正しく形成することのできる、セグメントのリング継手とその形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明によるセグメントのリング継手の一態様は、
第１セグメントと第２セグメントをトンネルの軸方向に接続する、セグメントのリング継手であって、
前記第１セグメントの第１リング継手面に設けられている第１雌継手と、前記第２セグメントの第２リング継手面に設けられている第１雄継手とを有し、
前記第１雄継手は、前記第２リング継手面から突設する軸状の雄ピンにより形成され、
前記第１雌継手は、
前記第１リング継手面から前記第１セグメントの内部に埋設されている、中空を備えたケースと、
前記中空の底に取り付けられている付勢部材と、
前記中空の内部において、前記付勢部材により第１雄継手側へ付勢されている複数の小ボルトが環状に配設され、中央に前記雄ピンが挿入されて嵌合する嵌合溝を備えている、小ボルト群と、
前記ケースの中空の第１リング継手面側の端部に取り付けられて、各小ボルトの先端を前記小ボルト群の中心側へ案内するテーパー内壁面を備えている、ケース蓋とを有し、
前記雄ピンは、
第１雌継手側である前方側に位置して、平滑な外周面を備え、前記嵌合溝に挿入された際に該嵌合溝と嵌合しない、非嵌合部と、
前記非嵌合部の後方側に位置して、外周に雄ネジを備え、前記嵌合溝に挿入された際に該嵌合溝と嵌合する、嵌合部とを有し、
前記非嵌合部の長さは、前記嵌合溝と前記雄ピンの軸芯が交差した状態で該嵌合溝に対して該非嵌合部が挿入された際に、該非嵌合部の一部が該嵌合溝の一部に接触する長さに設定されていることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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