特許 7606918 中子

(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】2024-12-18

(45)【発行日】2024-12-26

(54)【発明の名称】中子

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/08 20060101AFI20241219BHJP

   E21D 11/14 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

E21D11/08

E21D11/14

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021069861

(22)【出願日】2021-04-16

(65)【公開番号】P2022164397

(43)【公開日】2022-10-27

【審査請求日】2024-03-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000231110

【氏名又は名称】ＪＦＥ建材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】中村 和憲

【審査官】柿原 巧弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１６８９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１７７３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１１３２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０１７９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０８０８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３１５２１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／０８

Ｅ２１Ｄ １１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の主桁と、前記主桁の両端部間に溶接された一対の継手板と、前記主桁の外周面に溶接されたスキンプレートとを有する鋼製のセグメントへコンクリートを打設して合成セグメントを製造する際に他の合成セグメントとの連結作業用の空所を形成する中子であって、
前記主桁及び前記継手板において他の合成セグメントとの連結用の連結具が挿通される連結用孔が形成された部分に着脱自在であり、
前記主桁及び前記継手板に取り付けられた状態において前記主桁及び前記継手板に接触し、上側の上縁から下側の下縁にわたって延びる溝部が形成されている接触面部を備える
ことを特徴とする中子。

【請求項2】

前記接触面部に所定の間隔をあけて対向する対向面部を備え、該対向面部は、前記上側から前記下側に向かって前記接触面部に接近するように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の中子。

【請求項3】

前記接触面部と前記対向面部との間に補強リブが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の中子。

【請求項4】

前記継手板に取り付けられた状態において、前記一対の主桁それぞれに面する一対の側面部を備え、該一対の側面部は、前記上側から前記下側に向かって互いに接近するように傾斜していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の中子。

【請求項5】

前記継手板に取り付けられた状態において、前記接触面部の前記上縁から前記継手板に向かって延びて前記継手板に載置される鍔部を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の中子。

【請求項6】

前記溝部と整合する孔部が前記鍔部に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の中子。

【請求項7】

前記接触面部の側に前記継手板に形成された２つの前記連結用孔と整合する２つの取付孔が形成されており、該２つの取付孔は、前記溝部を挟んで形成されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の中子。

【請求項8】

前記接触面部は、前記主桁及び前記継手板に接触する面とは反対の面において前記２つの取付孔と同心的に固定されたナットを有することを特徴とする請求項７に記載の中子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中子、特に鋼製のセグメントへコンクリートを打設して合成セグメントを製造する際に他の合成セグメントとの連結作業用の空所を形成する中子に関する。

【背景技術】

【0002】

一対の主桁と、主桁の両端部間に溶接された一対の継手板と、主桁の外周面に溶接されたスキンプレートとを有する円弧状の鋼製枠であるセグメントにコンクリートを打設して形成された合成セグメントが知られている。主桁には、合成セグメントのリング体を軸方向に連結する主桁用ボルトのボルト孔が形成され、継手板には、合成セグメント同士を周方向にリング状に連結する継手板用ボルトのボルト孔が形成されている。合成セグメントにおいて固化したコンクリートの、主桁用ボルト及び継手板用ボルトのボルト孔に対応する個所にはそれぞれ、ボルトによる合成セグメント同士の連結作業用の凹に形成された空所が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

空所は、合成セグメントを製造する際にセグメントに中子を設置して形成する必要がある。コンクリートの打設後、コンクリートが完全に固化する前に中子はセグメントから取り外される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６２６７５４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図６は、従来の中子により継手板１２０に沿って形成された空所を示す図であり、（ａ）は、継手板１２０に交差した断面図であり、（ｂ）は、継手板１２０の側から見た継手板１２０が取り外された状態を示す図である。ところで、合成セグメント３００のコンクリート部３１０に形成された空所３１１における底面には、図６に示すように、コンクリートの充填不良又は未充填等による凹の気泡部３１２が生じることがある。気泡部３１２は、例えば、中子とセグメントとが接触している角隅部に生じる。気泡部３１２は、コンクリート部３１０の破損の起点になるおそれがあるため、気泡部３１２が存在する場合には別途、コンクリートを充填して気泡部３１２を埋める必要がある。気泡部３１２が生じる原因としては、コンクリート充填時に、角隅部に溜まる空気が原因として考えられる。

【0006】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、中子により形成された合成セグメントにおける空所に空気溜まりによる気泡部が発生することを抑制する技術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】

【0007】

上記課題を解決するための本発明は、一対の主桁と、前記主桁の両端部間に溶接された一対の継手板と、前記主桁の外周面に溶接されたスキンプレートとを有する鋼製のセグメントへコンクリートを打設して合成セグメントを製造する際に他の合成セグメントとの連結作業用の空所を形成する中子であって、前記主桁及び前記継手板において他の合成セグメントとの連結用の連結具が挿通される連結用孔が形成された部分に着脱自在であり、前記主桁及び前記継手板に取り付けられた状態において前記主桁及び前記継手板に接触し、上側の上縁から下側の下縁にわたって延びる溝部が形成されている接触面部を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様に係る中子は、前記接触面部に所定の間隔をあけて対向する対向面部を備え、該対向面部は、前記上側から前記下側に向かって前記接触面部に接近するように傾斜している。

【0009】

本発明の一態様に係る中子は、前記接触面部と前記対向面部との間に補強リブが設けられている。

【0010】

本発明の一態様に係る中子は、前記継手板に取り付けられた状態において、前記一対の主桁それぞれに面する一対の側面部を備え、該一対の側面部は、前記上側から前記下側に向かって互いに接近するように傾斜している。

【0011】

本発明の一態様に係る中子は、前記継手板に取り付けられた状態において、前記接触面部の前記上縁から前記継手板に向かって延びて前記継手板に載置される鍔部を備える。

【0012】

本発明の一態様に係る中子は、前記溝部と整合する孔部が前記鍔部に形成されている。

【0013】

本発明の一態様に係る中子は、前記接触面部の側に前記継手板に形成された２つの前記連結用孔と整合する２つの取付孔が形成されており、該２つの取付孔は、前記溝部を挟んで形成されている。

【0014】

本発明の一態様に係る中子は、前記接触面部は、前記主桁及び前記継手板に接触する面とは反対の面において前記２つの取付孔と同心的に固定されたナットを有する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、コンクリートの打設時に空気溜まりにより空所のコンクリート部に凹部が発生することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1A】合成セグメントの鋼製枠であるセグメントの構成を説明するための斜視図である。

【図1B】合成セグメントを示す斜視図である。

【図2A】本実施の形態に係る中子の斜視図である。

【図2B】本実施の形態に係る中子の正面図である。

【図2C】本実施の形態に係る中子の側面図である。

【図2D】図１におけるＸ－Ｘ線に沿った本実施の形態に係る中子の断面図である。

【図2E】本実施の形態に係る中子の平面図である。

【図3】コンクリートを打設する際のセグメントの状態を示す概略図である。

【図4】本実施の形態に係る中子を継手板に取り付ける方法を説明する概略図である。

【図5】コンクリート打設時における空気の流れを概念的に示す図である。

【図6】従来の中子により継手板に沿って形成された空所を示す図であり、（ａ）は、継手板に交差した断面図であり、（ｂ）は、継手板の側から見た継手板が取り外された状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0018】

本発明に係る中子１が取り付けられる鋼製の円弧状のセグメント（鋼製枠）１００は、公知のセグメント１００であり、特定のセグメント１００に限定されない。例えば、以下に記載する実施の形態に係る中子１は、図１Ａに示すセグメント１００に適用される。図１Ａは、合成セグメント２００の鋼製枠であるセグメント１００の構成を説明するための斜視図である。図１Ｂは、合成セグメント２００を示す斜視図である。

【0019】

合成セグメント２００は、一対の円弧状に延びる主桁１１０、主桁１１０の両端部間に溶接された一対の継手板１２０及び主桁１１０の外周面に溶接されたスキンプレート１３０と、からなるセグメント１００と、このセグメント１００にコンクリートを打設して形成されたコンクリート部２１０と、を備える。

【0020】

本発明に係る中子１は、合成セグメント２００を製造する際にセグメント１００に取り付けられるものであり、例えば、継手板１２０に取り付けられて、周方向Ｃに連結される他の合成セグメント２００との連結作業を行うための空所２１１を形成するためのものである。

【0021】

継手板１２０に沿って形成された空所２１１は、継手板１２０において周方向Ｃに２つの合成セグメント２００を連結するための連結作業を行うための空間である。空所２１１は、継手板１２０に形成された連結用孔１２１の位置に形成されていて、例えば、２つの連結用孔１２１に対して１つ形成されている。

【0022】

なお、主桁１１０に沿って形成された空所２１２は、主桁１１０において２つの合成セグメント２００を連結するための連結作業を行うための空間である。空所２１２は、主桁１１０に形成された連結用孔１１１の位置に形成されている。空所２１２は、公知の中子によって形成され、特定の中子によって形成されるものではないが、本実施の形態に係る中子１によって形成されてもよい。

【0023】

本実施の形態に係る中子１は、特に継手板１２０に取り付けられて空所２１１を形成するために使用される。図２Ａは、本実施の形態に係る中子１の斜視図である。図２Ｂは、本実施の形態に係る中子１の正面図である。図２Ｃは、本実施の形態に係る中子１の側面図である。図２Ｄは、図１におけるＸ－Ｘ線に沿った本実施の形態に係る中子１の断面図である。図２Ｅは、本実施の形態に係る中子１の平面図である。

【0024】

本実施の形態に係る中子１は、一対の主桁１１０と、主桁１１０の両端部間に溶接された一対の継手板１２０と、主桁１１０の外周面に溶接されたスキンプレート１３０とを有する鋼製のセグメント１００へコンクリートを打設して合成セグメント２００を製造する際に他の合成セグメントとの連結作業用の空所２１１を形成する中子１であって、他の合成セグメントとの連結用の連結具が挿通される連結用孔１２１が形成された部分で継手板１２０に着脱自在であり、継手板１２０に取り付けられた状態において継手板１２０に接触し、上側の上縁１２から下側の下縁１１にわたって延びる溝部１５が形成されている接触面部１０を備えることを特徴とする。以下、本実施の形態に係る中子１について具体的に説明する。

【0025】

中子１は、六面体の箱形部材である。中子１は、接触面部１０と、対向面部２０と、一対の側面部３０，４０と、底面部５０と、天井面部６０と、を備える。接触面部１０、対向面部２０、一対の側面部３０，４０及び底面部５０と、天井面部６０は、互いに溶接されている。

【0026】

なお、説明の便宜上、中子１が継手板１２０に取り付けられた状態（以下、「中子１の取付状態」ともいう）において、継手板１２０に接触する側を「正面側Ｆ」、正面側Ｆに対向する側を「背面側Ｂ」とし、主桁１１０に面する側を「側面側」として、それぞれ「左側Ｌ」、「右側Ｒ」とし、スキンプレート１３０に面する側を「下側Ｄ」とし、下側Ｄに対向する側を「上側Ｕ」とする。

【0027】

中子１の取付状態において、接触面部１０は、継手板１２０に接触する。接触面部１０は、例えば、鋼板により平面視台形又は略台形に形成されている。接触面部１０の底面側Ｄの下縁１１は、接触面部１０の天井側Ｕの上縁１２よりも短くなっており、側面側Ｌ，Ｒの側縁は、天井側Ｕから底面側Ｄに向かって互いに接近するように延在している。

【0028】

接触面部１０は、左側Ｌと右側Ｒの間の略中心に溝部１５を有する。溝部１５は、後述する対向面部２０の側、つまり背面側Ｂに向かって凹に形成されている。後述する底面部５０及び天井面部６０に平行に沿った断面において、溝部１５は、例えば、Ｕ字状に形成されている。

【0029】

溝部１５は、底面部５０の側、つまり下側Ｄの下縁１１から天井面部６０の側、つまり上縁１２にわたって延びており、天井面部６０を貫通している。溝部１５は、中子１の取付状態において、継手板１２０と相俟って、コンクリートの打設時に空気を外部に排出する排出路を形成する。本実施の形態において、溝部１５の断面形状はＵ字形状であったが、その機能を発揮できれば特に限定されない。また、溝部１５は、下縁１１と上縁１２とにわたって形成されていれば、接触面部１０の略中心に設けられていなくてもよく、正面視において斜めに延びていてもよい。

【0030】

接触面部１０には２つの取付孔１６，１７が形成されている。取付孔１６，１７は、中子１の取付状態において、例えば、ボルトＢ（図３参照）が挿通される。取付孔１６，１７は、溝部１５を挟んで線対称に設けられている。取付孔１６，１７はそれぞれ、継手板１２０の連結用孔１２１と整合するようになっている。取付孔１６，１７は、下縁１１と上縁１２との間において、中心より下縁１１の側に設けられている。

【0031】

接触面部１０は、継手板１２０に接触する面とは反対の面にナットＮを有する。ナットＮは、２つの取付孔１６，１７と同心的に接触面部１０に固定されている。継手板１２０の連結用孔１２１に挿通されたボルトＢの先端が取付孔１６，１７に挿通されナットＮと螺合する。これにより、中子１は、継手板１２０に取り付けられる。

【0032】

中子１の取付状態において、対向面部２０は、接触面部１０とは反対の側に位置し、継手板１２０には接触しない。対向面部２０は、例えば、鋼板により平面視台形又は略台形に形成されている。対向面部２０は、天井面部６０の側から底面部５０の側に向かって接触面部１０に接近するように傾斜している。

【0033】

中子１の取付状態において、側面部３０，４０はそれぞれ、一対の主桁１１０に面する。側面部３０，４０は、接触面部１０と溶接される側面部３０，４０の縁部において、接触面部１０と面一になっている。側面部３０，４０は、対向面部２０と溶接される側面部３０，４０の縁部において、天井面部６０の側から底面部５０の側に接触面部１０に向かって斜めに延びている。

【0034】

底面部５０及び天井面部６０は、鋼板により平面視矩形又は略矩形に形成されている。中子１の取付状態において、底面部５０は、スキンプレート１３０に面し、天井面部６０は、底面部５０とは反対の側に位置する。つまり、底面部５０は、接触面部１０の下縁１１の側に位置し、天井面部６０は、接触面部１０の上縁１２の側に位置する。コンクリートの打設時に、天井面部６０は外部に露出するようになっていることが好ましい。

【0035】

天井面部６０は、接触面部１０から対向面部２０とは反対の側に突出している部分である鍔部６１を有する。鍔部６１は、中子１の取付状態において、継手板１２０に載置される部分である。

【0036】

天井面部６０は、板厚方向に貫通する孔部６２と、摘まみ部６３と、を有する。孔部６２は、全ての面部１０，２０，３０，４０，５０，６０が溶接された状態において、接触面部１０の溝部１５と整合する位置に形成されている。接触面部１０の溝部１５と天井面部６０の孔部６２とが整合した状態において、中子１に連続した空気の排出路が形成されている。

【0037】

摘まみ部６３は、鋼板により形成された部材であり、底面部５０とは反対側に面する面に取り付けられている。摘まみ部６３は、コンクリートの打設後、コンクリートが完全に固化する前に中子１をコンクリートから引き抜く際に把持される部分である。

【0038】

中子１は、全ての面部１０，２０，３０，４０，５０，６０によって画定された内部空間ＩＳに補強リブ７０を有する。補強リブ７０は、平面視矩形の鋼材により形成されており、接触面部１０と対向面部２０と間で、互いに面する面同士を繋ぐように設けられている。補強リブ７０は、取付孔１６，１７に対して天井面部６０の側に設けられている。

【0039】

次に、中子１が取り付けられたセグメント１００へコンクリートを打設する過程について説明する。図３は、コンクリートを打設する際のセグメント１００の状態を示す図である。セグメント１００へコンクリートを打設する際、スキンプレート１３０の側を下にしてセグメント１００は、所定の支持部材１５０に支持される。セグメント１００は円弧状に形成されているので、支持部材１５０に支持された状態において継手板１２０がスキンプレート１３０に対して上側に位置する。継手板１２０は、鉛直方向に対して傾斜した状態にある。

【0040】

図４は、中子１を継手板１２０に取り付ける方法を説明する概略図である。セグメント１００にコンクリートを打設する前に、継手板１２０に中子１を取り付ける。中子１の接触面部１０に形成された取付孔１６，１７と、継手板１２０の連結用孔１２１とを整合させて、連結用孔１２１の側からボルトＢを挿通して、取付孔１６，１７それぞれのナットＮと螺合させる。鍔部６１は、継手板１２０に載置された状態にある。中子１の接触面部１０は、溝部１５を除いて全面的に継手板１２０と面接触した状態において、中子１の溝部１５と継手板１２０との間で空気の排出路が形成される。

【0041】

打設されたコンクリートは、スキンプレート１３０の中央部分から次第に溜まっていく。中子の底面部５０は、水平方向に対して傾斜した状態になっている（図３参照）ので、継手板１２０と中子の底面部との間に形成された角隅部には空気が溜まり、コンクリートが角隅部に十分に充填されないことがある。例えば、本実施の形態とは異なる従来の中子を継手板１２０に取り付けた場合、空気溜まりが形成された状態のままコンクリートが固化することになり、中子を引き抜いた後、連結具締結用の作業空間の底部には空気溜まりの跡の気泡部が残る（図６における気泡部３１２参照）。この気泡部は、コンクリートにより別途埋める必要があり、余計な作業負担となることがある。

【0042】

図５は、コンクリートＭの打設時における空気の流れＳを概念的に示す図である。コンクリートＭの打設時に、中子１の底面部５０の下側Ｄには空気が溜まりやすい傾向にある。本実施の形態に係る中子１によれば、継手板１２０と接触する接触面部１０に溝部１５が形成されているので、打設されて上昇してくるコンクリートＭの水平な面が中子１に達した場合、中子１の底面部５０の側に溜まった空気は、上昇してくるコンクリートＭにより溝部１５を通じて外部に押し出される。これにより、空気溜まりは解消され、コンクリートＭの固化後に空所２１１の底部に気泡部が形成されることを防ぐことができる。

【0043】

さらに、コンクリートの打設時に孔部６２の側から、例えば、棒等を挿入することで、溝部１５にコンクリートが進入してきているか否かを容易に確認することができるとともに、溝部１５が塞がれている場合には溝部１５における詰まりを解消することができる。

【0044】

また、対向面部２０は、天井面部６０の側（上側Ｕ）から底面部５０の側（下側Ｄ）へと接触面部１０に向かって傾斜し、かつ、側面部３０，４０も天井面部６０の側（上側Ｕ）から底面部５０の側（下側Ｄ）へと互いに接近するように傾斜している。つまり、対向面部２０及び側面部３０，４０は、天井面部６０の側から底面部５０に向かって傾斜しているので、コンクリートの固化前の中子１の引抜きが容易になる。

【0045】

また、接触面部１０と対向面部２０との間に補強リブ７０が設けられているので、箱形状の中子１の強度を高めることができる。

【0046】

また、鍔部６１において中子１は、継手板１２０に載置（支持）されるので、継手板１２０に対して中子１を安定的に位置固定することができる。

【0047】

また、鍔部６１に形成された孔部６２は、溝部１５と整合しているので空気を確実に外部に排出することができる。

【0048】

また、本実施の形態に係る中子１においては２つの取付孔１６，１７が溝部１５を挟んだ位置に形成されているので、接触面部１０の中央付近に形成されている溝部１５を避けた２個所で中子１を継手板１２０に安定的に取り付けることができる。

【0049】

また、継手板１２０と接触する面とは反対の接触面部１０の面において、取付孔１６，１７と同心的にナットＮが設けられているので、中子１を継手板１２０に取り付けるためのボルトＢの螺合作業を容易に実施することができる。

【0050】

＜その他＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。上記の実施の形態において中子１は、継手板１２０に取り付けられていたが、主桁１１０に取り付けられてもよい。

【0051】

また、上記実施の形態においては、天井面部６０の鍔部６１に形成された孔部６２と、接触面部１０の溝部１５とが整合して一連の空気の排出路が形成されていたが、中子１の取付状態において、コンクリートの打設時に溝部１５の天井面部６０側の端部が露出していれば鍔部６１及び孔部６２を省略することができる。

【0052】

また、上記の実施の形態において鍔部６１には孔部６２が形成されていたが、孔部６２の代わりにスリットが形成されていてもよい。この場合、スリットは、接触面部１０の側の縁部から接触面部１０の溝部１５の位置にまで延びている。

【0053】

また、上記の実施の形態において鍔部６１は、天井面部６０の一部として形成されていたが、鍔部６１を別体の部材として形成して接触面部１０又は天井面部６０に溶接等により固定してもよい。

【0054】

また、上記の実施の形態において空所２１１は、一対の継手板１２０の両方に形成されていたが、一方の継手板１２０にのみ形成されていてもよい。この場合、他方の継手板１２０には、その内面で連結用孔１２１と同心的にナットが取り付けられていればよい。

【0055】

また、上記の実施の形態において中子１は、箱形状の部材として形成されていたが、六面体状の一のブロックにより製造されていてもよい。

【符号の説明】

【0056】

１…中子
１０…接触面部、１１…下縁、１２…上縁、１５…溝部、１６，１７…取付孔
２０…対向面部
３０，４０…側面部
５０…底面部
６０…天井面部、６１…鍔部、６２…孔部、６３…摘まみ部
７０…補強リブ
１００…セグメント、１１０…主桁、１１１…連結用孔、１２０…継手板、１２１…連結用孔、１３０…スキンプレート、
２００…合成セグメント、２１０…コンクリート部、２１１，２１２…空所、
３００…合成セグメント、３１０…コンクリート部、３１１…空所、３１２…気泡部

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】