JP2003041709A - コンクリート建築物の補強部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 定着金物と鉄筋との接合が容易かつ確実で、
また、コンクリート建築物に配設する前にその信頼性が
確認できるコンクリート建築物の補強部材を得る。 【解決手段】 補強部材１０は、鉄筋１２と定着金物１
１とが摩擦圧接され、定着金物に摩擦圧接部位までの連
通孔１１Ｃが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート建築
物の補強部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９（ａ）（ｂ）は、コンクリート構造
物の補強部材（以下、「コンクリート構造物の補強部
材」を略して「補強部材」という）を配設した模式断面
図である。従来から、図９に示すように（ａ）柱９３に
は柱主筋９２ａ、（ｂ）梁９４には梁主筋９２ｂが配設
されている。そして、柱主筋９２ａと梁主筋９２ｂには
ネジ節鉄筋や異形鉄筋が用いられ、その端部には、コン
クリートへの定着性と、圧縮強さ及び引張り強さを高め
るために定着金物９１ａ、９１ｂがそれぞれ取り付けら
れている。

【０００３】図７は、特開平１０−１５９２５７号公報
に開示される定着金物とネジ節鉄筋の螺合部の横断面図
である。図７で、定着金物７１は、内部に雌ネジ７１ｄ
を有する筒部７１ａと、筒部７１ａの一端に設けた円板
形状のベース７１ｂとを備えている。また、定着金物７
１の雌ネジ７１ｄとネジ節鉄筋７２の雄ネジ７２ａを螺
合させた際に螺合クリアランス７３が形成するようにし
ている。そして、グラウトを注入口７１ｃから注入して
螺合クリアランス７３に充填することで、定着金物７１
とネジ節鉄筋７２との螺合強度を高め、ひいてはコンク
リート内でのネジ節鉄筋７２の定着強度を高めようとし
ている。

【０００４】一方、摩擦圧接を利用して、定着プレート
に異形鉄筋を取り付ける補強部材の開示もある。図８
は、特開２００１−１２０１２号公報に開示される定着
プレートへの異形鉄筋の取り付け構造の側面図である。
図８で、異形鉄筋８２の先端には、異形鉄筋８２と同軸
上で外周に雄ネジを形成した鋼製の雄ねじ部材８３を摩
擦圧接で接合し、雄ネジ部材８３を定着プレート８１の
孔に挿通し、雄ネジ部材８３の雄ネジに螺合したナット
８４，８４で雄ネジ部材８３上に定着プレート８１を取
り付けている。なお、８５は圧接部である。この特開２
００１−１２０１２号公報によれば、鉄筋の種類がネジ
節鉄筋に限定されず、また、雄ネジ部材に螺合するナッ
トも通常の機械構造で用いられる市販品が使用可能とな
り、外形寸法もネジ節鉄筋に螺合されるナットに比べて
小さくなるので、柱主筋や梁主筋のコストダウンが図
れ、また、配設上も有利であるとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平１０−１５９２５７号公報に開示の補強部材は、定
着金物７１に複雑な構造の雌ネジ７１ｄや、雌ネジ７１
ｄとネジ節鉄筋７２の雄ネジ７２ａ間にグラウト注入の
ための螺合クリアランス７３を形成する必要があるが、
これは容易ではない。また、グラウトとして、高強度モ
ルタルやエポキシ樹脂などを用いるが、高強度モルタル
は施工が煩雑であり、またエポキシ樹脂は価格が高い。
結果として、特開平１０−１５９２５７号公報に開示よ
うな定着金物とネジ節鉄筋を螺合させる構造のものは、
コンクリートに配設するとコストが高くなりやすい。

【０００６】一方、特開２００１−１２０１２号公報に
開示の補強部材は、異形鉄筋８２と定着プレート８１と
は別に雄ねじ部材８３、２個のナット８４，８４など、
少なくとも３部品が必要である。また、雄ネジ部材８３
の雄ネジにナット８４を螺合後、定着プレート８１を挿
入、次いでナット８４を雄ネジ部材８３の雄ネジに螺合
し、更に、ナットランナー又はスパナーなどの締付具を
用いて定着プレート８１をナット８４，８４間に締め付
ける必要がある。このように、部品数や組み立ての面で
コストが高くなりやすい。

【０００７】また、特開２００１−１２０１２号公報に
開示の補強部材は、異形鉄筋８２と雄ネジ部材８３を同
軸上で摩擦圧接しているが、中実材同士の軸中心付近は
摩擦速度が小さいため摩擦発熱が不足し、接合が完全で
ないおそれがある。このため、コンクリート建築物に配
設する前に、異形鉄筋８２に引張り力などが加わった場
合の信頼性を確認する必要がある。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であって、定着金物と鉄筋との接合が容易かつ確実で、
また、コンクリート建築物に配設する前にその信頼性が
確認できる補強部材を得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の補強部材は、鉄筋と、定着金物が摩擦圧接
されていることを特徴とする。鉄筋と、一体形状の定着
金物のみを摩擦圧接で接合することで、部品数や組立て
工数を抑えて、補強部材を低コストに製造できる。

【００１０】また、本発明の補強部材は、鉄筋と、定着
金物が摩擦圧接され、前記鉄筋と定着金物の摩擦圧接す
る面の軸中心部に非接触部が形成されていることを特徴
とする。鉄筋と、一体形状の定着金物のみを摩擦圧接で
接合することで、部品数や組立て工数を抑えて、補強部
材を低コストに製造できる。また、摩擦圧接における軸
中心部は摩擦速度が小さいので接合不完全となりやす
い。鉄筋又は定着金物の少なくとも何れか一方の摩擦圧
接する面の軸中心部に非接触部が形成されていることで
接合不完全が少なくなる。なお、非接触部とは、摩擦圧
接前に非接触であれば良く、摩擦圧接によってバリが発
生し、このバリが溢出して接触するものを含むものとす
る。

【００１１】また、本発明の補強部材は、鉄筋と、定着
金物が摩擦圧接され、前記定着金物に摩擦圧接部位まで
の連通孔が少なくとも１つ形成されていることを特徴と
する。鉄筋と、一体形状の定着金物のみを摩擦圧接で接
合することで、部品数や組立て工数を抑えて、補強部材
を低コストに製造できる。また、鉄筋と定着金物とを摩
擦圧接により接合するとバリが発生する。連通孔から、
発生したバリを目視することで、コンクリート建築物に
用いる前にその信頼性を容易に確認できる。なお、定着
金物に形成する連通孔は、摩擦圧接した際に発生するバ
リが目視できればよいのであって、その開孔の方向は、
軸方向、斜め方向、又は軸直角方向の何れの方向でも良
い。

【００１２】本発明の補強部材においては、定着金物が
板状であることが好ましい。板状の定着金物は単純構造
であり、この板状の定着金物に鉄筋の端部を摩擦圧接し
て得られる補強部材は更に低コストとなる。

【００１３】本発明の補強部材においては、前記定着金
物に筒部を設け、前記筒部内で前記鉄筋と摩擦圧接され
ていることが好ましい。これにより、筒部で鉄筋をガイ
ドしつつ摩擦圧接することができる。

【００１４】本発明の補強部材においては、前記定着金
物の筒部内面の径方向に、摩擦圧接によるバリ収容部が
形成されていることが好ましい。定着金物の筒部内面の
径方向に、摩擦圧接によるバリ収容部が形成されている
ことで、摩擦圧接で生じるバリがバリ収容部を埋めてフ
ランジとなる。このフランジで、定着金物と鉄筋との軸
方向の発生した圧縮力や引張り力に抗し、コンクリート
への定着性を更に高めることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を詳細に
説明する。 （実施の形態１）実施の形態１を、図１及び図６に基づ
き説明する。

【００１６】図１は、（ａ）異形鉄筋と定着金物との摩
擦圧接前、（ｂ）摩擦圧接中、（ｃ）摩擦圧接後の補強
部材の各断面図であり、また図６は、異形鉄筋と定着金
物とを摩擦圧接している摩擦圧接装置の模式図である。
図１（ａ）で、定着金物１１には、円板状のベース１１
ｂの軸中心部に、正面１１ｇから端部１１ｅまで貫通す
る連通孔１１ｃを形成している。異形鉄筋１２は、山形
１２ａが形成されており、端面１２ｂで所定長さに切断
している。

【００１７】一方、図６に示す摩擦圧接装置は、機台６
１と、この機台６１上で油圧シリンダ６３により往復移
動すると共に電動機６４で回転駆動される主軸６５と、
この主軸６５の端部で定着金物１１を把持するチャック
６６と、異形鉄筋１２を把持固定する取付具６７などか
らなる。

【００１８】異形鉄筋１２と定着金物１１との摩擦圧接
は次のとおり行う。先ず、定着金物１１をチャック６６
で把持し、また取付具６７に異形鉄筋１２の端面１２ｂ
を突出して固定する。次に、電動機６４を回転して回転
力を主軸６５に伝達し、油圧シリンダ６３により定着金
物１１を異形鉄筋１２側（図では右側）に移動する。そ
して、図１（ｂ）に示すように、異形鉄筋１２の端面１
２ｂに定着金物１１を回転しつつ端部１１ｅを接触させ
て摩擦発熱させる。この摩擦発熱工程では、定着金物１
１及び異形鉄筋１２の材質に応じた摩擦速度、摩擦圧
力、摩擦時間を選定する。次に、電動機６４を停止しか
つブレーキ（図示せず）により主軸６５を急停止させ、
アプセット圧力を付与する。このアプセット工程では、
定着金物１１及び異形鉄筋１２の材質に応じたアプセッ
ト圧力、アプセット時間を選定する。これにより、図１
（ｃ）に示すように、定着金物１１と異形鉄筋１２とが
圧接部１３で一体となった補強部材１０となる。

【００１９】実施の形態１の補強部材１０は、定着金物
１１と異形鉄筋１２のみを摩擦圧接で接合しているの
で、低コストに製造できる。また、摩擦圧接する面のう
ち、軸中心付近の摩擦速度が小さい部分を非接触として
接合不完全部を少なくすることができる。更に、定着金
物１１に形成した摩擦圧接部位までの連通孔１１ｃに摩
擦圧接時のバリ１４が出てくるので、このバリ１４を正
面１１ｇ方向から目視することによって、摩擦圧接が確
実に行われていることが分かり、コンクリート建築物に
用いる前にその信頼性が容易に確認できる。

【００２０】図５は、実施例の形態１の補強部材１０を
配設した模式断面図であり、（ａ）は柱５３、（ｂ）は
梁５４でのものを示す。図５の補強部材１０は、コンク
リートへの定着性と、圧縮強さ及び引張り強さを高める
ことができる。

【００２１】（実施の形態２）図２は、実施の形態２で
の、（ａ）異形鉄筋と、定着金物との摩擦圧接前、
（ｂ）摩擦圧接後の補強部材の各断面図である。図２
（ａ）で、定着金物２１には、内径２１ｄと端部２１ｅ
を有する筒部２１ａと、筒部２１ａの一端から径方向に
延出するベース２１ｂと、正面２１ｇから端部２１ｅを
貫通する連通孔２１ｃを形成し、更に、筒部２１ａ内面
の径方向に、バリ収容部２１ｆを形成している。異形鉄
筋２２は、端面２２ｂで所定長さに切断し、山形２２ａ
が定着金物２１の内径２１ｄに入るようにしている。

【００２２】実施の形態２も、図６に示す摩擦圧接装置
により、定着金物２１と異形鉄筋２２を摩擦圧接してい
る。摩擦圧接後、図２（ｂ）に示すように、定着金物２
１と異形鉄筋２２が圧接部２３で一体となった補強部材
２０となる。また、摩擦圧接する面のうち、軸中心付近
の摩擦速度が小さい部分を非接触として接合不完全部を
少なくすることができる。また、定着金物２１に形成し
た摩擦圧接部位までの連通孔２１ｃに摩擦圧接時のバリ
２４が出てくるので、このバリ２４を正面２１ｇ方向か
ら目視することによって、摩擦圧接が確実に行われてい
ることが分かり、コンクリート建築物に配設する前にそ
の信頼性が確認できる。更に、摩擦圧接で生じる径方向
のバリ２５がバリ収容部２１ｆを埋めてフランジとな
り、コンクリート建築物に配設した場合に、このフラン
ジが補強部材２０の軸方向の発生した圧縮力や引張り力
に抗して、コンクリートへの定着性を更に高めることが
できる。

【００２３】（実施の形態３）図３は、実施の形態３で
の、（ａ）ネジ節鉄筋と定着金物との摩擦圧接前、
（ｂ）摩擦圧接後の補強部材の各断面図である。図３
（ａ）で、定着金物３１には、内径３１ｄと端部３１ｅ
を有する筒部３１ａと、筒部３１ａの一端から径方向に
延出するベース３１ｂと、筒部３１ａ内面の径方向にバ
リ収容部３１ｆと、このバリ収容部３１ｆから定着金物
３１と略軸直角に連通孔３１ｃを形成している。一方、
ネジ節鉄筋３２はネジ山３２ａを有し、切断した端面３
２ｂの中心部を逃がして非接触部３２ｃを形成し、また
ネジ節を除去加工して外径３２ｄを形成している。実施
の形態３も、図６に示す摩擦圧接装置により、定着金物
３１とネジ節鉄筋３２を摩擦圧接している。摩擦圧接
後、図３（ｂ）に示すように、定着金物３１とネジ節鉄
筋３２が圧接部３３で一体となった補強部材３０とな
る。また、摩擦圧接する面のうち、軸中心付近の摩擦速
度が小さい部分を無くして接合不完全部を少なくしてい
る。また、定着金物３１に形成した連通孔３１ｃに摩擦
圧接時のバリ３４が出てくるので、このバリ３４を目視
することによって、摩擦圧接が確実に行われていること
が分かり、コンクリート建築物に配設する前にその信頼
性が確認できる。更に、摩擦圧接で生じるバリ３４がバ
リ収容部３１ｆを埋めてフランジとなり、コンクリート
建築物に配設した場合に、このフランジが補強部材３０
の軸方向の発生した圧縮力や引張り力に抗して、コンク
リートへの定着性を更に高めることができる。

【００２４】（実施の形態４）図４は、実施の形態４で
の、定着金物とネジ節鉄筋を摩擦圧接後の補強部材の断
面図である。図４の補強部材４０は、円板状のベース４
１ｂに連通孔４１ｃと筒部４１ａを形成した定着金物４
１と、ネジ山４２ａを有して端面を切断したネジ節鉄筋
４２が、図６に示す摩擦圧接装置により、圧接部４３で
一体に摩擦圧接されている。また、摩擦圧接前の定着金
物４１は、摩擦圧接する面のうち、軸中心付近の摩擦速
度が小さい部分を非接触として接合不完全部を少なくし
ている。また、定着金物４１に形成した連通孔４１ｃに
摩擦圧接で生じるバリ４４ａが、また圧接部４３からも
バリ４４ｂが溢れて出てくるので、このバリ４４ａ、４
４ｂを目視することによって、摩擦圧接が確実に行われ
ていることが分かり、コンクリート建築物に用いる前に
その信頼性が確認できる。

【００２５】

【発明の効果】以上、詳細に説明のとおり、本発明の補
強部材は、定着金物と鉄筋との接合が容易かつ確実で、
また、コンクリート建築物に配設する前にその信頼性が
確認できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の補強部材を示し、（ａ）異形鉄
筋と定着金物との摩擦圧接前、（ｂ）摩擦圧接中、
（ｃ）摩擦圧接後の各断面図である。

【図２】実施の形態２の補強部材での、（ａ）異形鉄筋
と定着金物との摩擦圧接前、（ｂ）摩擦圧接後の各断面
図である。

【図３】実施の形態３の補強部材での、（ａ）ネジ節鉄
筋と定着金物との摩擦圧接前、（ｂ）摩擦圧接後の各断
面図である。

【図４】実施の形態４での、ネジ節鉄筋と定着金物と摩
擦圧接後の補強部材の断面図である。

【図５】実施例の形態１の補強部材を配設した模式断面
図であり、（ａ）は柱、（ｂ）は梁でのものを示す。

【図６】異形鉄筋と定着金物を摩擦圧接している摩擦圧
接装置の模式図である。

【図７】特開平１０−１５９２５７号公報に記載される
定着金物とネジ節鉄筋の螺合部の横断面図である。

【図８】特開２００１−１２０１２号公報に記載される
定着プレートへの異形鉄筋の取り付け構造の側面図であ
る。

【図９】従来の補強部材を配設した模式断面図であり、
（ａ）は柱、（ｂ）は梁でのものを示す。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０：補強部材 １１，２１，３１，４１，７１，９１ａ，９１ｂ：定着
金物 １１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ：ベース １１ｃ，２１ｃ，３１ｃ，４１ｃ：連通孔 １１ｅ，２１ｅ，３１ｅ：端部 １１ｇ，２１ｇ：正面 １２，２２，８２：異形鉄筋 １２ａ，２２ａ：山形 １２ｂ，２２ｂ，３２ｂ：端面 １３，２３，３３，４３，８５：圧接部 １４、２４，２５，３４，４４ａ，４４ｂ：バリ ２１ａ，３１ａ，４１ａ，７１ａ：筒部 ２１ｄ，３１ｄ：内径 ２１ｆ，３１ｆ：バリ収容部 ３２，４２，７２：ネジ節鉄筋 ３２ａ，４２ａ：ネジ山 ３２ｃ：非接触部 ３２ｄ：外径 ５３，９３：柱 ５４，９４：梁 ６１：機台 ６３：油圧シリンダ ６４：電動機 ６５：主軸 ６６：チャック ６７：取付具 ７１ｂ：ベース ７１ｃ：注入口 ７１ｄ：雌ネジ ７２ａ：雄ネジ ７３：螺合クリアランス ８１：定着プレート ８３：雄ネジ部材 ８４：ナット ９２ａ：柱主筋 ９２ｂ：梁主筋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小方 智寿 栃木県真岡市鬼怒ケ丘11番地 日立金属株 式会社素材研究所内 (72)発明者 石澤 俊崇 栃木県真岡市鬼怒ケ丘11番地 日立金属株 式会社素材研究所内 Ｆターム(参考） 2E164 AA02 BA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄筋と、定着金物が摩擦圧接されている
   ことを特徴とするコンクリート建築物の補強部材。
2. 【請求項２】 鉄筋と、定着金物が摩擦圧接され、前記
   鉄筋と定着金物の摩擦圧接する面の軸中心部に非接触部
   が形成されていることを特徴とするコンクリート建築物
   の補強部材。
3. 【請求項３】 鉄筋と、定着金物が摩擦圧接され、前記
   定着金物に摩擦圧接部位までの連通孔が少なくとも１つ
   形成されていることを特徴とするコンクリート建築物の
   補強部材。
4. 【請求項４】 前記定着金物が板状であることを特徴と
   する請求項１乃至請求項３何れかに記載のコンクリート
   建築物の補強部材。
5. 【請求項５】 前記定着金物に筒部を設け、前記筒部内
   で前記鉄筋と摩擦圧接されていることを特徴とする請求
   項１乃至請求項４何れかに記載のコンクリート建築物の
   補強部材。
6. 【請求項６】 前記定着金物の筒部内面の径方向に、摩
   擦圧接によるバリ収容部が形成されていることを特徴と
   する請求項５に記載のコンクリート建築物の補強部材。