JP2018017030A

JP2018017030A - カプラー構造、カプラー接続方法

Info

Publication number: JP2018017030A
Application number: JP2016148334A
Authority: JP
Inventors: 昭郎上田; Akiro Ueda; 正吾塩塚; Shogo Shiozuka
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2018-02-01

Abstract

【課題】カプラーに接続した鋼材の緩みを簡単且つ確実に防止できるカプラー構造等を提供する。【解決手段】カプラー構造１は、カプラー１０、ナット２０、リング３０等を有し、カプラー１０の両側に接続したPC鋼棒５０の緩みをナット２０とリング３０によって防止するものである。カプラー１０の両端面には凹部１３が設けられる。リング３０はPC鋼棒５０の周囲に装着され、突起３１を凹部１３に挿入してカプラー１０の端面に配置される。そして、PC鋼棒５０に装着したナット２０がカプラー１０側に締め込まれ、ナット２０によってリング３０がカプラー１０の端面に押し付けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、カプラー構造およびカプラー接続方法に関する。

構造物をゲビンデスターブ（総ネジPC鋼棒）などのPC鋼棒を用いて上方から吊って支持することがあるが、この場合、吊り長に応じてPC鋼棒をカプラーによって連結して用いる（例えば、特許文献１参照）。カプラーの内部には螺旋状の溝が設けられており、カプラーの両側からPC鋼棒をカプラー内部に挿入し、両PC鋼棒のネジ部をカプラー内部の溝に螺合させることで、これらのPC鋼棒をカプラーに接続する。

これにより２つのPC鋼棒をカプラーによって連結できるが、カプラーからPC鋼棒が外れることによる不慮の事故を防ぐためには、カプラーに接続したPC鋼棒の緩みを防止することが重要である。そのための方法としては、カプラーの両側のPC鋼棒同士を治具により直接連結してその相対回転を防止する例がある。その他、特許文献２−４には、ネジ鉄筋をカプラーに接続する際に、ネジ鉄筋に装着したナットや座金を用いて強固な接続を行う例が記載されている。

特開平10-131128号公報特開2008-75414号公報特開2013-181279号公報特開平11-13212号公報

前記のようにカプラーの両側のPC鋼棒同士を治具により直接連結する場合、治具の取付けが面倒なことが多く、PC鋼棒の緩み防止に手間がかかっていた。ナット等を用いる場合、作業は簡単になるが、より確実に緩みを防止する方法が求められていた。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、カプラーに接続した鋼材の緩みを簡単且つ確実に防止できるカプラー構造等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための第１の発明は、鋼材のネジ部と螺合する溝を内部に有する筒状のカプラーと、鋼材に装着され、前記カプラーの端面に配置されるリングと、鋼材に装着される、前記リングを前記カプラーの端面に押し付けるためのナットと、を有し、前記カプラーの端面は凹部を有し、前記リングは、前記凹部に挿入するための突起を有することを特徴とするカプラー構造である。

前記カプラーは、両側に鋼材を接続するものである。
例えば、前記カプラーは、側面に孔を有し、前記カプラー構造は、前記カプラーの内部に配置される、可動部を含むねじ込み完了確認機構を有し、前記カプラーに鋼材をねじ込んでその先端によって前記可動部を前記孔の位置まで移動させた場合に、前記可動部に設けられた突出部が前記孔に突出する。
また、前記カプラーの軸方向の中央部において、前記カプラーの内部にエンドピンが設けられ、前記ねじ込み完了確認機構は、前記エンドピンに沿って配置された底板と前記可動部を弾性部材によって接続したものであり、前記孔は、前記エンドピンの近傍で設けられる。

前記カプラーは、鋼材のねじ込み位置を確認するための孔を側面に有してもよい。
例えば、前記カプラーの軸方向の中央部において、前記カプラーの内部にエンドピンが設けられ、前記孔は、前記エンドピンの近傍で設けられる。

第２の発明は、筒状のカプラーの内部の溝に鋼材のネジ部を螺合させて前記鋼材を前記カプラーの内部の目標位置までねじ込む工程（ａ）と、前記鋼材に装着されたリングを前記カプラーの端面に配置するとともに、前記鋼材に装着されたナットをカプラー側に締め込んで前記リングを前記カプラーの端面に押し付ける工程（ｂ）と、を有し、前記カプラーの端面は凹部を有し、前記リングは突起を有し、前記突起を前記凹部に挿入して配置されることを特徴とするカプラー接続方法である。

前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）により、前記カプラーの両側に前記鋼材が接続される。
前記鋼材を前記カプラーにねじ込む際、前記カプラーの内部にゲージを予め挿入しておき、前記鋼材をねじ込んでその先端によって前記ゲージを移動させ、前記ゲージが前記カプラーから突出する突出部分の形状あるいは当該突出部分に設けられたマークから、前記鋼材のねじ込み位置を確認することが望ましい。

あるいは、前記カプラーは、側面に孔を有し、前記鋼材を前記カプラーにねじ込む際、前記カプラーの内部に可動部を含むねじ込み完了確認機構を予め配置しておき、前記鋼材をねじ込んでその先端によって前記可動部を前記孔の位置まで移動させ、前記可動部に設けた突出部を前記孔から突出させてもよい。
例えば、前記カプラーの軸方向の中央部において、前記カプラーの内部にエンドピンが設けられ、前記ねじ込み完了確認機構は、前記エンドピンに沿って配置された底板と前記可動部を弾性部材によって接続したものであり、前記孔は、前記エンドピンの近傍で設けられる。

また、前記カプラーは、側面に孔を有し、前記鋼材を前記カプラーにねじ込む際、前記鋼材のねじ込み位置を前記孔から確認してもよい。
例えば、前記カプラーの軸方向の中央部において、前記カプラーの内部にエンドピンが設けられ、前記孔は、前記エンドピンの近傍で設けられる。
また、前記孔に内視鏡を挿入して前記鋼材のねじ込み位置を確認することも可能である。

本発明では、鋼材とカプラーを螺合させ、鋼材に装着したリングを、その突起をカプラーの凹部に挿入してカプラーの端面に配置し、鋼材に装着したナットをカプラー側へと締め込んでリングをカプラーの端面に押し付けることで、ナットとリングの摩擦およびリングとカプラーの固定により、カプラーに接続した鋼材の緩みを確実に防止できる。こうしてカプラーの両側に鋼材を接続することで、カプラーによって連結した鋼材がカプラーから外れるのを好適に防止できる。また本発明では、鋼材に装着したリングとナットを用いる方法により、鋼材の緩みを簡単に防止することができる。

また、カプラーに前記のゲージを予め挿入してから鋼材をねじ込むことで、鋼材のねじ込み位置に応じて外部から見えるゲージの形状や目盛などのマークが変わるので、これにより鋼材のねじ込み位置を確認できるようになる。そのため、例えば鋼材によって構造体を吊り支持しているようなケースにおいて、ねじ込みの不足によって鋼材がカプラーから外れて構造体が落下するような不慮の事故を防ぐことができる。

同様に、前記のねじ込み完了確認機構をカプラー内部に予め配置して鋼材をねじ込むことで、目標位置まで鋼材をねじ込むと突出部がカプラーの孔に突出し、これによりねじ込みの完了確認ができる。あるいは、カプラーの孔からねじ込み位置の確認を行うこともでき、孔に内視鏡を挿入してねじ込み位置の詳細な確認を行うこともできる。本発明において用いるカプラーは、例えば、両側からエンドピンの近傍の目標位置まで鋼材をねじ込むタイプのものであり、カプラーの孔は当該目標位置に合わせてエンドピンの近傍に設けられる。

本発明により、カプラーに接続した鋼材の緩みを簡単且つ確実に防止できるカプラー構造等を提供することができる。

カプラー構造１を示す図。カプラー構造１を示す図。 PC鋼棒５０をカプラー１０に接続するカプラー接続方法について説明する図。ゲージ６０、６０ａを示す図。カプラー構造１ａを示す図。カプラー構造１ｂを示す図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

[第１の実施形態]
（１．カプラー構造１）
図１、２は第１の実施形態のカプラー構造１を示す図である。図１はカプラー構造１の軸方向の断面を示す図であり、図２はカプラー構造１を分解して示す図である。

カプラー構造１は、カプラー１０、ナット２０、リング３０等を有し、カプラー１０の両側に接続したPC鋼棒５０の緩みをナット２０とリング３０によって防止するものである。

PC鋼棒５０は、外周部に螺旋状のネジ部５１を有する鋼材であり、例えばゲビンデスターブなどの高張力鋼棒が用いられるが、これに限ることはない。なお、図２においてPC鋼棒５０の図示は省略している。

カプラー１０は筒状の部材であり、内部に孔１１を有する。孔１１の内面には螺旋状の溝１１１が設けられる。PC鋼棒５０は、外周部のネジ部５１を溝１１１に螺合させてカプラー１０の孔１１にねじ込まれる。

カプラー１０の軸方向の中央部では、カプラー１０の内部にエンドピン１２が設けられる。PC鋼棒５０は、カプラー１０の両側からエンドピン１２の近傍の目標位置までねじ込まれ、エンドピン１２はPC鋼棒５０がそれ以上ねじ込まれないように規制する役割を有する。

カプラー１０の両端面には凹部１３が設けられる。凹部１３は、カプラー１０の端面からカプラー１０の軸方向の中央部側に窪むように設けられる。

リング３０はPC鋼棒５０の周囲に装着してカプラー１０の端面に配置される。リング３０は、カプラー１０の端面側に突起３１を有し、この突起３１を上記の凹部１３に挿入して配置される。

ナット２０はPC鋼棒５０の周囲に装着され、リング３０をカプラー１０の端面に押し付けるようにカプラー側に締め込まれる。

（２．カプラー接続方法）
次に、PC鋼棒５０をカプラー１０に接続するカプラー接続方法について説明する。

本実施形態では、図３（ａ）に示すように、カプラー１０の上側からねじ込み位置確認用のゲージ６０を孔１１に挿入しておき、この状態でカプラー１０の下側からカプラー１０の孔１１にPC鋼棒５０をねじ込む。PC鋼棒５０には前記したリング３０とナット２０を予め装着しておく。

図４（ａ）はゲージ６０を示す図である。ゲージ６０は、上部６１がフラスコ状となっており、その幅が上方へ行くにつれ拡がっている。ゲージ６０の上端の幅はカプラー１０の孔１１の幅より若干大きい。一方、ゲージ６０の下部６２は一対の棒材により構成されており、各棒材の下端に半円状の当て板６３が設けられる。なお、上部６１と下部６２の長さは同程度となっている。

ゲージ６０は、上記した一対の棒材の間にエンドピン１２を挟むようにしてカプラー１０の孔１１に挿入し、上端をカプラー１０の上端面の縁部で支持し、当て板６３をカプラー１０の下端面付近に位置させる。必要に応じて、テープ等でゲージ６０をカプラー１０に仮止めしておくことも可能である。

この状態でカプラー１０の下側からPC鋼棒５０をねじ込むと、当て板６３がPC鋼棒５０の先端に押されてゲージ６０が図３（ｂ）に示すように移動し、カプラー１０から上側に突出する。

ゲージ６０の上昇に伴って、外部から見えるゲージ６０の突出部分の形状、特にカプラー１０の上端面付近に見えるゲージ６０の最小幅Ｗが変化するようになっており、これによりPC鋼棒５０のねじ込み位置（PC鋼棒５０の先端の位置）が遠目からでも確認できる。

本実施形態では、PC鋼棒５０を前記した目標位置までねじ込んだときに図３（ｃ）に示すようにフラスコ状の上部６１のほぼ全てがカプラー１０から突出するようになっており、PC鋼棒５０が目標位置までねじ込まれたことが外見からすぐに把握できる。

こうしてPC鋼棒５０を目標位置までねじ込んだ後、ゲージ６０を取り外すとともに、図３（ｄ）に示すようにリング３０をカプラー１０の端面まで移動させてその突起３１を凹部１３に挿入する。そして、ナット２０をカプラー１０側へと締め込んで、リング３０をカプラー１０の下端面に押し付ける。

その後、図３（ｅ）に示すようにPC鋼棒５０をカプラー１０の上側からカプラー内部の目標位置までねじ込んだ後、上記と同様、突起３１を凹部１３に挿入してリング３０をカプラー１０の上端面に配置し、ナット２０を締め込む。こうして上下のPC鋼棒５０がカプラー１０に接続され、両PC鋼棒５０がカプラー１０により連結される。

本実施形態によれば、PC鋼棒５０とカプラー１０を螺合させ、PC鋼棒５０に装着したリング３０を、その突起３１をカプラー１０の凹部１３に挿入してカプラー１０の端面に配置し、PC鋼棒５０に装着したナット２０をカプラー１０側へと締め込んでリング３０をカプラー１０の端面に押し付けることで、ナット２０とリング３０の摩擦およびリング３０とカプラー１０の固定により、カプラー１０に接続したPC鋼棒５０の緩みを確実に防止できる。こうしてカプラー１０の両側にPC鋼棒５０を接続することで、カプラー１０によって連結したPC鋼棒５０がカプラー１０から外れるのを好適に防止できる。また本実施形態では、PC鋼棒５０に装着したリング３０とナット２０を用いる方法により、PC鋼棒５０の緩みを簡単に防止することができる。

また、本実施形態では、カプラー１０に前記のゲージ６０を予め挿入してからPC鋼棒５０をねじ込むことで、PC鋼棒５０のねじ込み位置に応じて外部から見えるゲージ６０の形状が変わるので、これによりPC鋼棒５０のねじ込み位置を確認できるようになる。そのため、例えばPC鋼棒５０によって構造体を吊り支持しているようなケースにおいて、ねじ込みの不足によってPC鋼棒５０がカプラー１０から外れて構造体が落下するような不慮の事故を防ぐことができる。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態のゲージ６０において、棒状の下部６２をフラスコ状の上部６１内に挿入して位置調整し固定できるような構成としてもよく、この場合はカプラー１０の長さに応じて下部６２の長さを変えて適用することができる。

また、本実施形態ではゲージ６０をフラスコ状の上部６１と棒状の下部６２により構成しているが、図４（ｂ）のゲージ６０ａに示すように上部６１ａを棒状のものとし、目盛などのマーク６１１を付してもよい。この場合は、PC鋼棒５０のねじ込み位置に応じてゲージ６０の突出部分に見えるマーク６１１が変わるので、これによってもPC鋼棒５０のねじ込み位置が外部から確認できる。ただし、前記のようにゲージ６０の突出部分の形状がPC鋼棒５０のねじ込み位置に応じて変化するほうが、遠目からでも確認しやすいという利点がある。

またリング３０の形状も特に限定されず、突起３１の数や配置、およびこれに対応するカプラー１０の凹部１３の数や配置も特に限定されない。さらに、PC鋼棒５０に代えてネジ鉄筋などの鋼材を用いる場合でも、本実施形態のカプラー構造１は適用可能である。

次に、本発明の別の例について、第２、第３の実施形態として説明する。第２、第３の実施形態は第１の実施形態と異なる点について主に説明し、同様の点については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。

[第２の実施形態]
図５（ａ）は第２の実施形態のカプラー構造１ａを示す図である。また図５（ｂ）は図５（ａ）の線ａ−ａによる断面を示す図である。

図に示すように、本実施形態のカプラー構造１ａは、前記した目標位置に合わせ、エンドピン１２の近傍でカプラー１０ａの側面に孔１４を設けるとともに、カプラー１０ａの内部のエンドピン１２の近傍にねじ込み完了確認機構４０を予め配置する点で第１の実施形態と異なる。

孔１４はエンドピン１２の両側に配置され、カプラー１０ａの側面をカプラー１０ａの径方向に貫通するように設けられる。

ねじ込み完了確認機構４０も同じくエンドピン１２の両側に配置され、可動部４１、底板４２、およびばね（弾性部材）４３を有する。可動部４１と底板４２は略円板状であり、その径はカプラー１０の孔１１の径と同程度である。

可動部４１には、外周面から内側に窪んだ凹部４１１が設けられており、凹部４１１にはボールベアリング４１３（突出部）が収納されている。ボールベアリング４１３は凹部４１１の底面に設けたばね４１２の先端に接続されている。

この可動部４１は、エンドピン１２に沿って設けた底板４２とばね４３によって接続される。

図５（ａ）の右側のねじ込み完了確認機構４０に示すように、PC鋼棒５０をねじ込む前は可動部４１が孔１４よりも外側（カプラー１０の端面側）にあり、ボールベアリング４１３がばね４１２によって付勢されて孔１１の内面に当接している。

一方、図５の左側のねじ込み完了確認機構４０に示すように、PC鋼棒５０が目標位置までねじ込まれると、PC鋼棒５０の先端によって押された可動部４１が孔１４の位置まで移動し、ボールベアリング４１３が孔１４内に突出してカプラー１０の側面に飛び出した状態となる。これにより、PC鋼棒５０が目標位置までねじ込まれたことが外部から確認できる。

本実施形態では図５（ｂ）に示すようにボールベアリング４１３が可動部４１の周方向に９０°間隔で４つ設けられており、孔１４はカプラー１０ａの周方向に９０°以上の幅で設けられている。このように孔１４の幅をボールベアリング４１３の配置間隔以上とすることで、ねじ込み完了確認機構４０がどの向きに配置されていても、PC鋼棒５０によって可動部４１を押して孔１４の位置まで移動させた際に少なくともいずれかのボールベアリング４１３が孔１４内に突出するようになっている。

[第３の実施形態]
図６は第３の実施形態のカプラー構造１ｂを示す図である。図に示すように、本実施形態のカプラー構造１ｂは、前記した目標位置に合わせ、エンドピン１２の近傍でカプラー１０ｂの側面に孔１５を設け、これによりPC鋼棒５０のねじ込み位置を確認できるようにした点で第１の実施形態と異なる。

孔１５はエンドピン１２の両側に設けられており、カプラー１０ｂの側面をカプラー１０ｂの径方向に貫通するように設けられる。

本実施形態では、PC鋼棒５０のねじ込み位置が、孔１５を通して確認可能となる。PC鋼棒５０のねじ込み位置は、図６に示すように孔１５に内視鏡７０を挿入して確認することも可能であり、これによりねじ込み位置の詳細な確認ができるようになる。

なお、第２、第３の実施形態および第１の実施形態のゲージ６０は、前記したリング３０やナット２０を省略した場合にも適用可能である。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、１ａ、１ｂ；カプラー構造
１０、１０ａ、１０ｂ；カプラー
１１、１４、１５；孔
１２；エンドピン
１３、４１１；凹部
２０；ナット
３０；リング
３１；突起
４０；ねじ込み完了確認機構
４１；可動部
４２；底板
４３、４１２；ばね
５０；PC鋼棒
５１；ネジ部
６０、６０ａ；ゲージ
６１、６１ａ；上部
６２；下部
６３；当て板
７０；内視鏡
１１１；溝
４１３；ボールベアリング
６１１；マーク

Claims

鋼材のネジ部と螺合する溝を内部に有する筒状のカプラーと、
鋼材に装着され、前記カプラーの端面に配置されるリングと、
鋼材に装着される、前記リングを前記カプラーの端面に押し付けるためのナットと、
を有し、
前記カプラーの端面は凹部を有し、
前記リングは、前記凹部に挿入するための突起を有することを特徴とするカプラー構造。
前記カプラーは、両側に鋼材を接続するものであることを特徴とする請求項１記載のカプラー構造。
前記カプラーは、側面に孔を有し、
前記カプラー構造は、前記カプラーの内部に配置される、可動部を含むねじ込み完了確認機構を有し、
前記カプラーに鋼材をねじ込んでその先端によって前記可動部を前記孔の位置まで移動させた場合に、前記可動部に設けられた突出部が前記孔に突出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のカプラー構造。
前記カプラーの軸方向の中央部において、前記カプラーの内部にエンドピンが設けられ、
前記ねじ込み完了確認機構は、前記エンドピンに沿って配置された底板と前記可動部を弾性部材によって接続したものであり、
前記孔は、前記エンドピンの近傍で設けられることを特徴とする請求項３記載のカプラー構造。
前記カプラーは、鋼材のねじ込み位置を確認するための孔を側面に有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のカプラー構造。
前記カプラーの軸方向の中央部において、前記カプラーの内部にエンドピンが設けられ、
前記孔は、前記エンドピンの近傍で設けられることを特徴とする請求項５記載のカプラー構造。
筒状のカプラーの内部の溝に鋼材のネジ部を螺合させて前記鋼材を前記カプラーの内部の目標位置までねじ込む工程（ａ）と、
前記鋼材に装着されたリングを前記カプラーの端面に配置するとともに、前記鋼材に装着されたナットをカプラー側に締め込んで前記リングを前記カプラーの端面に押し付ける工程（ｂ）と、
を有し、
前記カプラーの端面は凹部を有し、
前記リングは突起を有し、前記突起を前記凹部に挿入して配置されることを特徴とするカプラー接続方法。
前記工程（ａ）と前記工程（ｂ）により、前記カプラーの両側に前記鋼材が接続されることを特徴とする請求項７記載のカプラー接続方法。
前記鋼材を前記カプラーにねじ込む際、前記カプラーの内部にゲージを予め挿入しておき、前記鋼材をねじ込んでその先端によって前記ゲージを移動させ、前記ゲージが前記カプラーから突出する突出部分の形状あるいは当該突出部分に設けられたマークから、前記鋼材のねじ込み位置を確認することを特徴とする請求項７または請求項８記載のカプラー接続方法。
前記カプラーは、側面に孔を有し、
前記鋼材を前記カプラーにねじ込む際、前記カプラーの内部に可動部を含むねじ込み完了確認機構を予め配置しておき、前記鋼材をねじ込んでその先端によって前記可動部を前記孔の位置まで移動させ、前記可動部に設けた突出部を前記孔から突出させることを特徴とする請求項７または請求項８記載のカプラー接続方法。
前記カプラーの軸方向の中央部において、前記カプラーの内部にエンドピンが設けられ、
前記ねじ込み完了確認機構は、前記エンドピンに沿って配置された底板と前記可動部を弾性部材によって接続したものであり、
前記孔は、前記エンドピンの近傍で設けられることを特徴とする請求項１０記載のカプラー接続方法。
前記カプラーは、側面に孔を有し、
前記鋼材を前記カプラーにねじ込む際、前記鋼材のねじ込み位置を前記孔から確認することを特徴とする請求項７または請求項８に記載のカプラー接続方法。
前記カプラーの軸方向の中央部において、前記カプラーの内部にエンドピンが設けられ、
前記孔は、前記エンドピンの近傍で設けられることを特徴とする請求項１２記載のカプラー接続方法。
前記孔に内視鏡を挿入して前記鋼材のねじ込み位置を確認することを特徴とする請求項１２または請求項１３記載のカプラー接続方法。