JP4345929B2

JP4345929B2 - ロックボルト用スペーサ

Info

Publication number: JP4345929B2
Application number: JP2004324446A
Authority: JP
Inventors: 和夫木内; 和徳前田
Original assignee: 岡部株式会社
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2023-09-05
Also published as: JP2005120824A

Description

本発明は、ロックボルトを地盤に設置する場合、掘削孔の孔心位置にロックボルトを保持するためのロックボルト用スペーサに関する。

従来、一般の鉄筋コンクリート構造物に使われている竹節棒鋼やネジ節棒鋼などの異形棒鋼からなるロックボルトが、経済性や入手の容易さ等の理由により、地盤安定化の手段として多用されている。これらのロックボルトは、掘削孔に挿入した状態でその周囲に適宜のグラウト材を充填することにより地盤に定着される。この定着作業においては、それらグラウト材の被り厚を適正に確保することが重要であり、このためロックボルトを掘削孔の中心すなわち孔心に位置させる各種のスペーサ（センタライザとも称される。）が一般的に使用されている。この種のスペーサは、ロックボルトの長手方向に所定の間隔で複数個を装着することにより、軸心から放射状に膨出した複数の支持片がそれぞれ掘削孔の内面に当接することにより、ロックボルトを掘削孔の中心位置に保持する構成のものである。

斯かるスペーサの従来例としては、帯状金属板を欠円筒状に屈曲形成して両側に挿通口を形成するとともに、それら両側の挿通口の間に複数の支持片を筒体の径方向外方に屈曲膨出したものが知られている（特許文献１）。しかしながら、このスペーサをロックボルト等のアンカーに装着する場合には、両側の挿通口を介してアンカー端部から長手方向に向けて挿通するという構造であるため、長尺のロックボルトではその作業性に大きな問題があった。また、ロックボルトに対して側面から装着可能な開口を有する円筒状本体と、その円筒状本体の片側に一体的に形成された複数の掛止片から構成されるバネ鋼板からなる掛止具も知られている（特許文献２）。この掛止具の場合には、ロックボルトに対する装着は簡便であるものの、円筒状本体の片側にしか掛止片が存在しないため、装着された状態で掘削孔に挿入する際には、掛止片と掘削孔内面との偏った部分的な接触による摩擦力に基づき、円筒状本体の部分に大きな回転モーメントが作用し、掛止具全体がロックボルトの軸心に対して傾斜したり、脱落しやすいという問題点があった。さらに、各掛止片自体も円筒状本体に対して片側で連設されるという片持ちの形態であることから、ロックボルトに対する位置保持力が弱く、特に、近年多用されつつあるネジ節棒鋼の一種であって、長手方向に連続する２個所の平坦部によりネジ節列が分断された形状のロックボルトに適用した場合には、非円形断面に起因してそれらの問題点が顕著に現れる。そこで、円筒状本体や掛止片の板厚を増やすなどしてバネ力を強化することも考えられるが、単にバネ力を強化するだけでは装着性の低下が避けられず、本質的な解決にはならなかった。このようなことから、非円形断面のネジ節棒鋼からなる上記ロックボルトを掘削孔内で的確に保持することができ、しかも良好な装着性を維持しながら安定した強固な装着状態が得られるような使い勝手のよい実用的なスペーサはないのが実情である。
特公昭６４−５３７号公報実公平６−７１２０号公報

本発明は、これら従来技術の問題点に鑑みなされたもので、非円形断面のネジ節棒鋼からなるロックボルトを対象とし、側面からの簡便な装着が可能であるとともに、安定した強固な装着状態が得られ、延いてはバネ力を縮小してもロックボルトに対する的確な位置保持力を確保することができ、より小さな操作力によって装着が可能な、使い勝手のよいロックボルト用スペーサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るロックボルト用スペーサは、軸心を挟む外周面の対向位置で長手方向に連続する２個所の平坦部によりネジ節列が分断された形状の異形棒鋼からなるロックボルトに側面から装着可能なスペーサであって、周壁の一部が前記ロックボルトの平坦部間の間隔よりも狭い幅で軸心方向に沿ってほぼ同じ周方向位置で開口し、ロックボルトの断面形状に合わせた略楕円形状断面からなる両側の筒状部と、これらの筒状部に両端部分が連設されるとともにそれぞれ中間部分が径方向外側へ膨出した少なくとも３個の間隔保持片とがバネ鋼板などの金属弾性材で一体的に形成され、前記平坦部間の幅以上に弾性拡幅変形が可能な前記開口部のそれぞれの両側縁部には、それら両側縁部の近傍に配設された２個の間隔保持片の対向する内側辺部により形成される略Ｖ字状の斜面にほぼ沿う角度で一対の折返し部が設けられ、前記ネジ節列に押し当てたときの該折返し部の案内機能で開口部を拡開するという技術手段を採用した。

上記構成のロックボルト用スペーサは、間隔保持片に作用する掘削孔内面からの外力が両側の筒状部に分散されることから、それぞれの筒状部に作用する回転モーメントを大幅に縮小することができる。しかも、両側の筒状部における開口部の幅がロックボルトの平坦部間の間隔よりも狭く、また筒状部の開口部の縁部に沿って形成された一対の折返し部により開口縁部周辺が補強されるので、ロックボルトから脱落しにくく装着力の強いきわめて実用的なスペーサを実現することができる。さらに、ロックボルトへ装着する際には、筒状部の一対の折返し部を一方のネジ節列に宛がい、その折返し部に続く開口部を拡開しながら他方のネジ節列に向けて両側の平坦部に沿って挿入されるため、円形断面のロックボルトを対象とする場合に比べて開口部の拡幅変形量が少なくて済むことから、小さな操作力によって装着が可能になり、また各筒状部に設けられた一対の折返し部の案内機能により装着性が大きく向上する。なお、筒状部の反開口部側の内面に、ロックボルト表面のネジ節に掛合可能な突起を設けた場合には、掘削孔への挿入時において、スペーサが長手方向に変位するのを効果的に防ぐことができる。

本発明のロックボルト用スペーサによれば、次のような効果を得ることができる。
（１）ロックボルト表面の一方のネジ節列に対して、各筒状部に設けられた一対の折返し部を押し当て、その案内機能で開口部を拡開することにより、側面からきわめて簡便に装着することができる。
（２）間隔保持片を挟んで両側に連設した筒状部を介してロックボルトに装着するように構成したので、間隔保持片に作用する掘削孔内面からの外力が両側の筒状部に分散され、それぞれの筒状部に作用する回転モーメントが大幅に縮小されることから、ロックボルトに対するより安定した強固な装着状態が得られる。
（３）両側の筒状部によりロックボルトに対する安定した強固な装着状態が上記のように得られることから、それら各々の筒状部のバネ力を抑えることが可能になり、しかも装着の際には間隔の狭いロックボルトの平坦部に沿って挿入するため、各筒状部における開口部の拡開変形量が少ないので、より小さな操作力で装着し得る使い勝手のよいきわめて実用的なスペーサとなる。
（４）筒状部の反開口部側の内面に、ロックボルト表面のネジ節に掛合可能な突起を設けた場合には、掘削孔へ挿入する際にスペーサが長手方向に変位するのを防止する上できわめて有効である。

本発明に係るロックボルト用スペーサは、軸心を挟む外周面の対向位置で長手方向に連続する２個所の平坦部によりネジ節列が分断された形状の異形棒鋼からなるロックボルトを対象とし、側面から簡便に装着し得るように構成されている。このスペーサは、バネ鋼板などの弾性変形に富む素材から形成され、前述のように両側の筒状部に設けられた一対の折返し部をロックボルト側面のネジ節列に押し当て、その折返し部に続く開口部を拡開する。そして、２個所の平坦部を乗り越えた筒状部の開口部は、その弾性復元力により元の開口幅に復元し、スペーサの両端部においてロックボルトに強固に装着されることになる。したがって、それぞれの筒状部に作用する回転モーメントは大幅に縮小され、ロックボルトから脱落しにくいより安定した装着状態が得られる。また、開口部を介して径方向の弾性変形が可能であることから、外径が多少異なるロックボルトにも簡便に適用することができる。斯かる筒状部の形状に関しては、開口部で周壁の一部が開放した略楕円形状断面からなる短筒状のものが使用される。両側の筒状部の間に形成される間隔保持片の数は、３個以上あれば格段の限定はないが、好ましくは４個である。因みに、間隔保持片を３個とする場合には、筒状部の開口側端部の近くに１個ずつと、当該開口部に対して軸心を挟む対向位置に残りの１個を配置すればよく、各間隔保持片間はほぼ１２０度になる。なお、筒状部における開口部の幅は、ロックボルト外径よりも小さい平坦部間の間隔よりもさらに小さく形成されることから、特に間隔保持片の数が多い場合において、開口部の存在による制約が少なくなり、各間隔保持片を筒状部の周方向に等間隔配置するのに好都合である。以下、本発明の実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１ないし図４は、本発明に係るロックボルト用スペーサの実施例を示し、それぞれ正面図、左側面図、底面図および右側面図である。図示のロックボルト用スペーサ１は、バネ鋼板などの適度な弾性を有する素材を一体成形したものであり、両側に配置された略楕円形状断面の筒状部２，３と、それら筒状部２，３間に一体的に連設された４個の間隔保持片４ａ〜４ｄで構成されている。

この一方の筒状部２は、図２，３に示されるとおり、周壁の一部が軸心方向に分断されて開口状態となり、その開口部５を形成する周壁の両側縁部がそれぞれ外周面側に折り返されて一対の折返し部２ａ，２ａを形成している。さらに、開口部５に対して軸心を挟む対向位置の周壁内面には突起２ｂが設けられている。この突起２ｂは、ネジ節棒鋼のように周方向に向けて突条が形成された異形棒鋼からなるロックボルトに対して、適宜位置でその突条（ネジ節）に掛合することにより、挿入に伴う長手方向への変位を効果的に防止するものである。この突起２ｂは本発明において必須要件ではなく、設ける場合でも適宜数を筒状部２の適宜場所に設ければよい。なお、図２から明らかなように、本実施例における筒状部２は、周壁全体が同じ曲率ではなく、突起２ｂ側の円弧部分がその両側部分の円弧よりも大きな曲率で形成され、平らに近いものになっている。これは、適用対象となるロックボルトの断面形状に合わせたためであり、必ずしもこれに限定されない。

他方の筒状部３は、図４等に示すように、一方の筒状部２と同様に周壁の一部が軸心方向に沿って開口するとともに、開口部６を形成する両側縁部がそれぞれ外周面側に折り返されて一対の折返し部３ａ，３ａを形成している。ただし、その内径が適用すべきロックボルトの外径よりも大きく設定されている点が上記一方の筒状部２とは異なる。これは、掘削孔への挿入時において、後述する４個の間隔保持片４ａ〜４ｄの縮径変形に伴い、他方の筒状部３がロックボルト上を長手方向へ円滑に変位できるようにするためである。これら両側の筒状部２，３における折返し部２ａ，２ａ，３ａ，３ａは、いずれも開口部５，６の両側縁部の近傍に配設された２個の間隔保持片４ａ，４ｄの対向する内側辺部により形成される略Ｖ字状の斜面にほぼ沿う角度で折り返されている。なお、開口部６の間隔は、一方の筒状部２の開口部５も含めてロックボルトの外径及び後述する外周面の平坦部間の間隔よりも小さく設定され、簡単には抜けないようになっている。また、図３等から明らかなように、それら開口部５，６の周方向上での位置はほぼ一致している。

そして、４個の間隔保持片４ａ〜４ｄは、一方の筒状部２と他方の筒状部３との間にあってその中央部分が最大径となるように円弧状に膨出し、図２，４から明らかなように、周方向においてほぼ９０度間隔で配置されている。この場合、対向位置にある間隔保持片の最大径部（頂部）である中央部分間の間隔は、掘削孔の内径よりも幾分か大きく設定されている。なお、頂部間の間隔は、掘削孔の内径と同じか、それ以下でもよい。要は、ロックボルトを掘削孔の中心近くに保持し、必要な被り厚が確保されればよいのである。

次に、上記ロックボルト用スペーサ１の使用方法について説明する。図５は、ロックボルト用スペーサ１が装着されたロックボルト１０を掘削孔Ｈに設置した状態を示すものである。ここで使用されるロックボルト１０は、ネジ節型の異形棒鋼からなり、その外周面には長手方向に沿って２個の平坦部１１が軸心を挟む対向位置に形成され、ネジ節列１２がそれら平坦部１１により２個所に分断された形状になっている。装着にあたっては、ロックボルト１０の所定位置において、一方の筒状部２の折返し部２ａ，２ａと他方の筒状部３の折返し部３ａ，３ａとを一方のネジ節列１２に向けて宛がい、後方から強く押し付ける。これにより、それぞれの折返し部２ａ，２ａ，３ａ，３ａに続く開口部５，６とが、素材の弾性に抗しながらロックボルト１０の平坦部１１，１１間の幅以上に開き、さらに押し込むと、開口部５，６が平坦部１１，１１を乗り越え、一方の筒状部２と他方の筒状部３の内部にロックボルト１０が嵌入する。

このように、本発明に係るロックボルト用スペーサ１は、両側の筒状部２，３に設けた折返し部２ａ，２ａ，３ａ，３ａをロックボルト１０に対して側面から押し当て、それらの基部側にある開口部５，６を弾性力に抗して拡開することにより、簡便に装着することができる。その装着の際には、開口部５，６の両側縁部に沿って形成した折返し部２ａ，２ａ，３ａ，３ａが案内手段として機能することから、装着がきわめて容易である。そして、ロックボルト１０に対する側面からの装着が完了すると、両側の筒状部２，３がそれ自体の弾性復元力によってロックボルト１０に装着され、スペーサ１をロックボルト１０に対して両側から確実に保持することになる。すなわち、ロックボルト用スペーサ１は、両側の筒状部２，３を介して両端部でロックボルト１０に保持されることになるから、従来の片持ちの形態とは異なり、掘削孔Ｈの内面からの外力に基づいて両側の筒状部２，３に作用する回転モーメントは大幅に縮小されることから、きわめて強固な装着状態が得られる。したがって、筒状部２，３の板厚を薄くするなどしてバネ力を小さくすることが可能になり、より小さな操作力で十分な装着力が得られる使い勝手のよいきわめて実用的なロックボルト用スペーサを提供することができる。この実施例では、一方の筒状部２はロックボルト１０を外周面側から弾発的に把持するが、他方の筒状部３においては、その内径がロックボルト１０の外径よりも大きいことから把持せず、長手方向への摺動変位を妨げないように構成されている。ただし、開口部６の幅が平坦部１１，１１間の幅よりも狭いため、他方の筒状部３がロックボルト１０から容易に外れることはない。

ここで、円弧状に外側へ湾曲した各間隔保持片４ａ〜４ｄにおいて、ロックボルト用スペーサ１の軸心からその最大径部分となる中央の頂部までの距離は、掘削孔Ｈの半径よりも少し大きく設定されている。また、スペーサ１は一方の筒状部２側がロックボルト１０の先端側となるように装着される。そして、ロックボルト１０の掘削孔Ｈへの挿入に伴い、まずスペーサ１の各間隔保持片４ａ〜４ｄが掘削孔Ｈの入り口に当接し、ロックボルト１０に負荷された押圧力によりその前方側の傾斜面が押されると、ロックボルト１０側に倒れるように変形する。すなわち、中央の頂部が縮径する方向の力を受けることになる。さらに、他方の筒状部３はロックボルト１０に対して適度な隙間を残した状態で包囲していることから、各間隔保持片４ａ〜４ｄの拡縮変形に連動して他方の筒状部３側が長手方向に進退可能になっている。したがって、このスペーサ１が装着されたロックボルト１０は、掘削孔Ｈの内面の凹凸に応じて各間隔保持片４ａ〜４ｄが適宜弾性拡縮変形をすることで、掘削孔Ｈに無理なく挿入され、その中心位置に設置することができる。

本発明によるロックボルト用スペーサの実施例を示す正面図である。上記ロックボルト用スペーサの左側面図である。上記ロックボルト用スペーサの底面図である。上記ロックボルト用スペーサの右側面図である。上記ロックボルト用スペーサの使用状態を示す断面図である。

符号の説明

１…ロックボルト用スペーサ、２，３…筒状部、２ａ，３ａ…折返し部、４ａ〜４ｄ…間隔保持片、５，６…開口部、１０…ロックボルト、１１…平坦部、１２…ネジ節列

Claims

軸心を挟む外周面の対向位置で長手方向に連続する２個所の平坦部によりネジ節列が分断された形状の異形棒鋼からなるロックボルトに側面から装着可能なスペーサであって、周壁の一部が前記ロックボルトの平坦部間の間隔よりも狭い幅で軸心方向に沿ってほぼ同じ周方向位置で開口し、ロックボルトの断面形状に合わせた略楕円形状断面からなる両側の筒状部と、これらの筒状部に両端部分が連設されるとともにそれぞれ中間部分が径方向外側へ膨出した少なくとも３個の間隔保持片とがバネ鋼板などの金属弾性材で一体的に形成され、前記平坦部間の幅以上に弾性拡幅変形が可能な前記開口部のそれぞれの両側縁部には、それら両側縁部の近傍に配設された２個の間隔保持片の対向する内側辺部により形成される略Ｖ字状の斜面にほぼ沿う角度で一対の折返し部が設けられ、前記ネジ節列に押し当てたときの該折返し部の案内機能で開口部を拡開することを特徴とするロックボルト用スペーサ。
前記筒状部の反開口部側の内面に、ロックボルト表面のネジ節に掛合可能な突起が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロックボルト用スペーサ。