特許 7482820 セグメントの組立構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-02

(45)【発行日】2024-05-14

(54)【発明の名称】セグメントの組立構造

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/04 20060101AFI20240507BHJP

   E21D 11/08 20060101ALI20240507BHJP

【ＦＩ】

E21D11/04 A

E21D11/08

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021062166

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022157753

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2023-05-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000198307

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ建材工業

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(74)【代理人】

【識別番号】100188891

【弁理士】

【氏名又は名称】丹野 拓人

(72)【発明者】

【氏名】橋口 彰夫

(72)【発明者】

【氏名】清水 亮一

(72)【発明者】

【氏名】阿部 義

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英典

(72)【発明者】

【氏名】川内 大輔

(72)【発明者】

【氏名】杉村 晋之介

(72)【発明者】

【氏名】大川 俊紀

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－２７３３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－００２７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３３６４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１６５９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／００－１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のセグメントが組み合わされて筒状壁体を構成するセグメントの組立構造であって、
対向する一対の側端面と、前記側端面の両端に形成された一対のＶ字形状の傾斜端面対とを備えた複数の六角形状の前記セグメントと、
複数の前記セグメントどうしを連結する締結具と、
を備え、
前記傾斜端面対は、互いに傾斜する２つの傾斜端面を有し、
前記筒状壁体の周方向に隣り合う前記セグメントのうち一方の前記セグメントに、前記傾斜端面に先端開口を有する挿通孔が形成され、
前記締結具は、前記挿通孔に挿通され、基端部が前記先端開口を有しない前記傾斜端面側の前記側端面に比べて前記先端開口に近い位置にあり、前記先端開口から突出した先端部において他方の前記セグメントに固定され、
前記挿通孔の、前記先端開口とは反対の基端開口は、前記先端開口を有しない前記傾斜端面側の前記側端面に比べて前記先端開口に近い位置にある、
セグメントの組立構造。

【請求項2】

複数のセグメントが組み合わされて筒状壁体を構成するセグメントの組立構造であって、
対向する一対の側端面と、前記側端面の両端に形成された一対のＶ字形状の傾斜端面対とを備えた複数の六角形状の前記セグメントと、
複数の前記セグメントどうしを連結する締結具と、
を備え、
前記傾斜端面対は、互いに傾斜する２つの傾斜端面を有し、
前記筒状壁体の周方向に隣り合う前記セグメントのうち一方の前記セグメントに、前記傾斜端面に先端開口を有する挿通孔が形成され、
前記締結具は、前記挿通孔に挿通され、基端部が前記先端開口を有しない前記傾斜端面側の前記側端面に比べて前記先端開口に近い位置にあり、前記先端開口から突出した先端部において他方の前記セグメントに固定され、
前記挿通孔の、前記先端開口とは反対の基端開口は、前記先端開口を有しない前記傾斜端面側の前記側端面に形成されている、
セグメントの組立構造。

【請求項3】

複数のセグメントが組み合わされて筒状壁体を構成するセグメントの組立構造であって、
対向する一対の側端面と、前記側端面の両端に形成された一対のＶ字形状の傾斜端面対とを備えた複数の六角形状の前記セグメントと、
複数の前記セグメントどうしを連結する締結具と、
を備え、
前記傾斜端面対は、互いに傾斜する２つの傾斜端面を有し、
前記筒状壁体の周方向に隣り合う前記セグメントのうち一方の前記セグメントに、前記傾斜端面に先端開口を有する挿通孔が形成され、
前記締結具は、前記挿通孔に挿通され、基端部が前記先端開口を有しない前記傾斜端面側の前記側端面に比べて前記先端開口に近い位置にあり、前記先端開口から突出した先端部において他方の前記セグメントに固定され、
前記先端開口から、前記挿通孔に沿って前記先端開口を有しない前記傾斜端面側の前記側端面に達するまでの長さに対する前記挿通孔の長さの比は、１／２以上且つ３／４以下である、
セグメントの組立構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セグメントの組立構造に関する。

【背景技術】

【0002】

筒状壁体を構築するセグメントとしては、六角形状のセグメントが用いられることがある（例えば、特許文献１を参照）。セグメントは、例えば、長いボルトを用いて互いに連結される。ボルトは、例えば、斜辺に平行にセグメントを貫通する挿通孔に挿通される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－９８８９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前述のセグメントの組立構造では、ボルトの締結によりセグメントを互いに連結する作業における施工者の負担は大きかった。例えば、セグメントの強度確保のため太径のボルトを使用する場合においては、ボルトの重量が大きくなるため、作業の負担は大きかった。

【0005】

本発明の一態様は、六角形状のセグメントを組み付ける作業における施工者の負担を軽減できるセグメントの組立構造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】

本発明の一態様は、複数のセグメントが組み合わされて筒状壁体を構成するセグメントの組立構造であって、対向する一対の側端面と、前記側端面の両端に形成された一対のＶ字形状の傾斜端面対とを備えた複数の六角形状の前記セグメントと、複数の前記セグメントどうしを連結する締結具と、を備え、前記傾斜端面対は、互いに傾斜する２つの傾斜端面を有し、前記筒状壁体の周方向に隣り合う前記セグメントのうち一方の前記セグメントに、前記傾斜端面に先端開口を有する挿通孔が形成され、前記締結具は、前記挿通孔に挿通され、基端部が前記側端面に比べて前記先端開口に近い位置にあり、前記先端開口から突出した先端部において他方の前記セグメントに固定される、セグメントの組立構造を提供する。

【0007】

前記挿通孔の、前記先端開口とは反対の基端開口は、前記側端面に比べて前記先端開口に近い位置にあってもよい。

【0008】

前記挿通孔の、前記先端開口とは反対の基端開口は、前記側端面に形成されていてもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、六角形状のセグメントを組み付ける作業における施工者の負担を軽減できるセグメントの組立構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態のセグメントの組立構造を示す平面図。

【図2】筒状壁体の斜視図。

【図3】第２実施形態のセグメントの組立構造を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［セグメントの組立構造］（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のセグメントの組立構造を示す平面図である。図２は、筒状壁体の斜視図である。

【0012】

図２に示すように、第１実施形態のセグメントの組立構造１０は、複数の六角形セグメント（セグメント）１が組み合わされてトンネル覆工部分（筒状壁体）Ｔを構成する。図２において、「Ｌ」は、トンネル覆工部分Ｔの軸線である。「Ｆ」は、トンネル覆工部分Ｔの軸線Ｌに沿う前方である。「Ｒ」は、トンネル覆工部分Ｔの軸線Ｌに沿う後方である。

【0013】

六角形セグメント１は、厚さ方向から見て六角形状とされている。六角形セグメント１は、一対の側端面１ａと、一対の傾斜端面対１ｃとを備える。２つの側端面１ａは、対向して形成されている。２つの側端面１ａは、互いに平行で同一長さとされている。傾斜端面対１ｃは、側端面１ａの両端にそれぞれ形成されている。傾斜端面対１ｃは、側端面１ａに対する傾斜角度が異なる２つの傾斜端面１ｂで構成されるため、Ｖ字形状となっている。２つの傾斜端面対１ｃは、互いに離れる方向に凸となるＶ字形状とされている。傾斜端面１ｂは、側端面１ａに対して傾斜する。

【0014】

２つの側端面１ａのうち前方の側端面１ａを「第１側端面１ａ１」という。２つの側端面１ａのうち後方の側端面１ａを「第２側端面１ａ２」という。傾斜端面対１ｃを構成する２つの傾斜端面１ｂのうち前方の傾斜端面１ｂを「第１傾斜端面１ｂ１」という。傾斜端面対１ｃを構成する２つの傾斜端面１ｂのうち後方の傾斜端面１ｂを「第２傾斜端面１ｂ２」という。第１傾斜端面１ｂ１と第２傾斜端面１ｂ２とは互いに傾斜する。六角形セグメント１は、ハニカムセグメントともいう。

【0015】

２つの傾斜端面対１ｃを結ぶ方向は、六角形セグメント１の長さ方向である。２つの側端面１ａを結ぶ方向は、六角形セグメント１の幅方向である。六角形セグメント１は、幅方向から見て円弧形状に湾曲している。六角形セグメント１は、軸線Ｌを中心軸とする円筒面に沿うように湾曲する。六角形セグメント１は、例えば、鉄筋コンクリート製であってよい。

【0016】

六角形セグメント１は、幅方向が軸線Ｌに平行（または略平行）となった姿勢とされる。複数の六角形セグメント１は、ハニカム状に組み合わされる。組み立て途上のトンネル覆工部分Ｔの前端面には、六角形セグメント１の突出端面２（第１側端面１ａ１）と、等脚台形状の凹部３とがトンネル覆工部分Ｔの周方向に交互に並ぶ。凹部３は、六角形セグメント１の第１側端面１ａ１と、この六角形セグメント１に隣り合う２つの六角形セグメント１の第１傾斜端面１ｂ１とで形成される。

【0017】

六角形セグメント１は、凹部３に嵌合するようにトンネル覆工部分Ｔに組み込まれる。新たに組みこまれる六角形セグメント１の第２側端面１ａ２は、凹部３の第１側端面１ａ１と突き合わされる。側端面１ａどうしが突き合わされる六角形セグメント１は、軸線Ｌに沿って並ぶ。新たに組みこまれる六角形セグメント１の第２傾斜端面１ｂ２は、凹部３の第１傾斜端面１ｂ１と突き合わされる。そのため、トンネル覆工部分Ｔの周方向に並ぶ六角形セグメント１は、千鳥状に配列される。

【0018】

トンネル覆工部分Ｔは、例えば、地中に埋設される。トンネル覆工部分Ｔには、土砂、地下水などにより外力が加えられる。

【0019】

図１に示すように、六角形セグメント１（一方のセグメント）には、ボルト（締結具）１１が挿通する挿通孔５が形成されている。挿通孔５は、第１傾斜端面１ｂ１と平行であってよい。

【0020】

挿通孔５の基端開口を第１開口８という。挿通孔５の先端開口を第２開口５ｃという。第１開口８は、六角形セグメント１の内周面または外周面に形成された凹部である。第１開口８は、例えば、六角形セグメント１の厚さ方向から見て矩形状とされている。第１開口８は、第１側端面１ａ１に比べて第２開口５ｃに近い位置にある。ボルト１１の基端部１１ｃは第１開口８内に位置する。第１開口８の内面の一部は、ボルト１１の頭部１１ａが係止する係止段部となっている。第１開口８によってボルト１１の頭部１１ａは露出し、操作しやすくなる。

【0021】

挿通孔５の第２開口５ｃは、第２傾斜端面１ｂ２に形成されている。第２開口５ｃは、第１開口８とは反対の端にある開口である。

【0022】

挿通孔５に沿って第１側端面１ａ１に至る延長線を想定する。第２開口５ｃから、延長線が第１側端面１ａ１に達する位置までの長さを「Ｌ１」とする。長さＬ１に対する挿通孔５の長さの比は、例えば、３／４以下であってよい。これにより、短いボルト１１を使用できる。長さＬ１に対する挿通孔５の長さの比は、１／２未満であってもよい。長さＬ１に対する挿通孔５の長さの比は、１／２以上であってもよい。これにより、六角形セグメント１の強度を確保しやすくなる。長さＬ１に対する挿通孔５の長さの比は、１／４以上であってもよい。

【0023】

第１傾斜端面１ｂ１には、他の六角形セグメント１の挿通孔５に挿通したボルト１１の先端部１１ｄが装着される装着孔６が形成されている。装着孔６には、ボルト１１の先端部１１ｄがネジ止め等により締結されるインサートアンカー（締結受け具）７が設けられていてもよい。インサートアンカー７の内周面には、例えば、ボルト１１の先端部１１ｄの雄ネジに螺合する雌ネジが形成されている。

【0024】

挿通孔５に挿通したボルト１１の先端部１１ｄは第２開口５ｃから突出し、連結先の六角形セグメント１（他方のセグメント）の装着孔６に装着される。例えば、先端部１１ｄは、装着孔６に設けられたインサートアンカー７にネジ止め等により締結される。これにより、ボルト１１は、連結先の六角形セグメント１に固定される。
なお、装着孔６には、インサートアンカー７が設けられなくてもよい。その場合、ボルト１１の先端部１１ｄは、装着孔６の内周面に固定可能である。

【0025】

ボルト１１は、基端部１１ｃに設けられた頭部１１ａと、頭部１１ａから延びる軸部１１ｂとを備える。ボルト１１の頭部１１ａは、軸部１１ｂの基端部に螺着されたナットであってもよい。軸部１１ｂの外径は、頭部１１ａの外径より小さい。

【0026】

［セグメントの組立方法］
図２に示すように、組み立て途上のトンネル覆工部分Ｔの前端面には、六角形セグメント１の突出端面２（第１側端面１ａ１）と、等脚台形状の凹部３とがトンネル覆工部分Ｔの周方向に交互に並ぶ。シールドマシンを用いて、凹部３に、軸線Ｌと平行な方向に新たな六角形セグメント１を組み付ける。

【0027】

図１に示すように、挿通孔５に挿通したボルト１１を軸周りに回転させ、軸部１１ｂの先端部１１ｄをインサートアンカー７に締結させる。これにより、ボルト１１は、トンネル覆工部分Ｔの周方向に隣り合う六角形セグメント１を連結する。

【0028】

セグメントの組立構造１０は、例えば、道路用トンネル、鉄道用トンネル、共同溝、下水道、上水道、地下河川、貯留管等に適用できる。

【0029】

［実施形態のセグメントの組立構造が奏する効果］
セグメントの組立構造１０では、第１開口８は、第１側端面１ａ１に比べて第２開口５ｃに近い位置にある。ボルト１１の基端部１１ｃは第１開口８内に位置するため、基端部１１ｃは第１側端面１ａ１に比べて第２開口５ｃに近い位置にある。そのため、挿通孔が第１側端面１ａ１から第２傾斜端面１ｂ２にかけて六角形セグメント１を貫通して形成されている場合に比べ、短いボルト１１を使用できる。ボルト１１の取り扱い性が良好となるため、六角形セグメント１を組み合わせてトンネル覆工部分Ｔを構築する作業における施工者の負担を軽減できる。

【0030】

比較のため、挿通孔が第１側端面１ａ１から第２傾斜端面１ｂ２にかけて貫通して形成されているセグメントの組立構造を想定する。この場合は、挿通孔が長いため、長いボルトを使用する必要がある。そのため、トンネル覆工部分Ｔを構築する作業における施工者の負担が大きくなる可能性がある。

【0031】

セグメントの組立構造１０では、第１開口８が、第１側端面１ａ１に比べて第２開口５ｃに近い位置にあるため、挿通孔５の長さを短くできる。よって、六角形セグメント１の強度確保および製造しやすさの点で有利である。

【0032】

［セグメントの組立構造］（第２実施形態）
図３は、第２実施形態のセグメントの組立構造を示す平面図である。第１実施形態との共通構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

【0033】

図３に示すように、六角形セグメント１０１には、ボルト１１が挿通する挿通孔１０５に連なる拡張部９が形成されている。拡張部９は、挿通孔１０５の延長線に沿って形成され、第１側端面１ａ１に達している。拡張部９は、第１傾斜端面１ｂ１と平行であってよい。拡張部９の第１側端面１ａ１における開口は、第１開口５ｂである。第１開口５ｂは、挿通孔１０５の基端開口に相当する。拡張部９の内径は、挿通孔１０５の内径より大きい。

【0034】

このセグメントの組立構造では、ボルト１１の基端部１１ｃは拡張部９の最奥部に位置するため、基端部１１ｃは第１側端面１ａ１に比べて第２開口５ｃに近い位置にある。そのため、短いボルト１１を使用できる。よって、トンネル覆工部分Ｔを構築する作業における施工者の負担を軽減できる。

【0035】

このセグメントの組立構造では、拡張部９に挿入した締結用の器具によってボルト１１を操作できるため、トンネル覆工部分Ｔを構築する作業が容易となる。

【0036】

本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。
例えば、図１に示す六角形セグメント１は、２つの側端面１ａが互いに平行であるが、２つの側端面１ａは互いに平行でなくてもよい。図２に示す六角形セグメント１は、円弧形状に湾曲して形成されているが、セグメントの形状は、平板状、その他の形状であってもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ 六角形セグメント（セグメント）
１ａ 側端面
１ｂ 傾斜端面
１ｃ 傾斜端面対
５ 挿通孔
５ｂ 第１開口（基端開口）
５ｃ 第２開口（先端開口）
８ 第１開口（基端開口）
１１ ボルト（締結具）
１１ｃ 基端部
１１ｄ 先端部
Ｔ トンネル覆工部分（筒状壁体）

【図1】

【図2】

【図3】