JP4852378B2 - 鉄筋継手用ハーフスリーブ、該ハーフスリーブを使用した継手およびプレキャスト鉄筋コンクリート成形品 - Google Patents

Description

本発明は鉄筋継手用ハーフスリーブ、そのハーフスリーブを使用した継手およびプレキャスト鉄筋コンクリート成形品に係り、詳しくは、ねじ構造を備える鉄筋材が一方の端部開口から挿入して螺着されるねじ定着部と、他方の端部開口から内周突起のある空間内へ他の鉄筋が挿入できるようにしたモルタル定着部とを備え、対向する鉄筋をモルタルの固化で連結することにより、その継手部位における全強接合が達成できるようにした鉄筋継手用ハーフスリーブに関するものである。

鉄筋コンクリート製の大型構造物を構築する場合、コンクリートに埋設される鉄筋としてかなりの長尺材が必要となる。しかし、鉄筋の長さは輸送上の制約もあって、建設現場で順次接合して長大化せざるを得ない。その連結には鋳鉄製のスリーブが使用され、その両端開口から挿入された対向する鉄筋をモルタルの固化で連結するようにしていることが多い。そのモルタルは加圧された状態でスリーブの一方端の外面に設けた注入口から他方端の外面の排出口に向けて注入されるが、工事現場における作業負担は軽くない。ましてやかご形に組まれている何十本もの鉄筋を継ぎ足すことになるのが一般的で、その作業量の多少は工事の進捗を大きく左右する。

スリーブによる鉄筋の連結のためには内部全体にモルタルを注入する必要があるが、作業環境の厳しい工事現場で長時間労働が強いられたり大量のモルタルを高所へ輸送することが余儀なくされる。このような接合は、突き合わされる鉄筋とスリーブとが個別に現場に持ち込まれる場合や、プレキャスト鉄筋コンクリートの梁や柱に鉄筋を予め埋設させてはいるが、その鉄筋にスリーブが固定されていない場合に行われる。

鉄筋が単独で扱われるときであっても、プレキャスト鉄筋コンクリート成形品に埋設されているときでも、一方の鉄筋にスリーブを予め固定しておけば、現場で注入されるモルタルは他方の鉄筋をスリーブに固定するに必要な量にとどめることができる。言うまでもなく、現場における作業時間の短縮と資材の運搬エネルギの軽減が図られる。その一例を図９に示した。これには、（ａ）に示すように、二本の鉄筋３１Ａ，３１Ｂを上下に連結するために、ねじ定着部３２とモルタル定着部３３とを有したハーフスリーブ３４と、一方の鉄筋３１Ａをスリーブに固定するロックナット３５とが使用される。このような接合に供される鉄筋のうち少なくともねじ定着部３２に取りつけられる鉄筋３１Ａには、図示したようなねじふし鉄筋が採用される。

ねじふし鉄筋とされるのは、スリーブ３４のねじ定着部３２の内面に形成された鋳放しの凹凸壁３２ａやロックナット３５との螺合を図りやすくするためである。とは言ってもねじふし鉄筋のねじはふしをねじに似せた程度のもので、異形鉄筋（図１１の符号３１Ｃを参照）におけるリブ３１ｃなどよりはねじとしての形を有するものの、機械加工ねじに比べればもはやねじと言えるほどの確実な螺着性を持たない。しかし、スリーブ３４の鋳造時に凹凸壁３２ａを形成し、高性能接着作用を発揮するグラウトを用いるなどして、ねじ定着部３２として機能させることができれば、そこに固定される鉄筋３１Ａを設備の整った工場で予め一体化しておくことが可能となる。そうすれば、建設現場でのモルタル注入量は半減し、作業上も資材供給上も負担は大幅に軽減されることになる。

上記したようにねじ定着部３２における螺合は完全なねじ締結ではないから、スリーブ３４との緩みを防止するために充填材のみならず接着剤としても機能する上記したグラウトが欠かせない。これは工事現場で使用される充填用のモルタルとは異なり、セメント系高強度無収縮材や有機グラウト剤組成物とされる。モルタル定着部３３を形成する空間の奥に詰め物をするなどしてグラウトの余分な拡がりを阻止しておき、図９の（ｂ）に示すように、噛みあいの粗い歯面間に充填されるグラウト３２ｂとロックナット３５による歯面接触圧の増強により、確実な固定を得ようとする。なお、グラウトを使用しなければ、スリーブの鉄筋への固定が不十分となるだけでなく、プレキャスト鉄筋コンクリート柱などを製造する時点でコンクリートペーストの一部がねじ定着部３２を通過してモルタル定着部３３に及ぶことにもなる。それが堆積したりスリーブ内壁面に付着していると、その後に現場で行うモルタル定着部３３での鉄筋３１Ｂの連結作業に支障をきたす。

工事現場に運ばれた後は図９の（ｃ）のように鉄筋３１Ｂを入れ、その挿入開口を何らかのかたちで封じるなどしてから、図１０に示すプレキャスト鉄筋コンクリート柱３６での工事のように、注入口３７からモルタル３８がモルタル定着部３３に注入される。排出口３９からモルタルが覗き出るとモルタル定着部３３への充填がなされたと扱われる。ちなみに、排出口３９はモルタル定着部３３にモルタルが充填されたことを確認する孔であるから、モルタル定着部３３の終端部に設けられ（図９の（ｃ）および図１０を参照）、モルタル供給の必要のないねじ定着部３２に臨まされることはない。すなわち、ねじ定着部３２から外れた位置に設けられる。

このようなポストグラウト工法用のハーフスリーブは、例えば特開平６−３２２８２２号公報、特開平７−２９２８６２号公報や特開２００４−２３８８６９においても開示されている。ところで、図１１に示すごとく、上端部の開口４０ａを注入口としたハーフスリーブ４０を使って鉄筋３１Ａ，３１Ｃを上下に継ぎ足すといった先組みによる柱用鉄筋群等を構築することもある。また、図１２のように プレキャスト鉄筋コンクリート柱３６を継ぎ足すときに 上端部に開口４０ａを持ったハーフスリーブ４０が使用される。これらのハーフスリーブがねじ定着部とモルタル定着部からなっていることに変わりはないが、この場合にはプレグラウト工法が採用される。なお、それぞれの図示した例では、鉄筋３１Ｃとして異形鉄筋が描かれている。グラウト注入時期の違いがあるにしても、ハーフスリーブは予め一方の鉄筋に対して設備の整った工場において固定され、連結に際しては他方の鉄筋を現場でハーフスリーブに固定する作業だけとなっている。

上記したように、ねじ定着部にねじふし鉄筋を適用してスリーブに予め固定しておく場合、ねじの噛みあいが粗いために、高品質なグラウトを使用しなければならない。それは高価なものであるだけでなく形状の複雑な閉鎖空間への充填作業となって、労働負担が軽くないうえに作業要領も煩雑となる。もちろん、ロックナットといったものまで必要とされる。そのロックナットは当然のことながらねじふし鉄筋との或る程度の螺着ができなければならないから、市販の標準品を使用するというわけにもいかない。
特開平６−３２２８２２号公報 特開平７−２９２８６２号公報 特開２００４−２３８８６９

本発明は上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、ねじ定着部における鉄筋の装着と固定作業の簡素化を図り、高価なグラウトの使用を排除できるようにすること、ねじ定着部を介してスリーブが取りつけられた鉄筋を使用しプレキャスト鉄筋コンクリート柱を製造する際に、コンクリートペーストがモルタル定着部に進入するのを阻止しておくことができること、ねじ定着部におけるスリーブと鉄筋との固定が確実になされ、スリーブのねじ定着部のより一層の短小化が図られるようにした鉄筋継手用ハーフスリーブを提供することである。併せて、そのスリーブを使用した鉄筋継手やプレキャスト鉄筋コンクリート成形物も提供しようとするものである。

本発明は、ねじ構造を備えた鉄筋材の端部をスリーブの一方の端部開口から挿入して螺着させたねじ定着部と、他方の端部開口から内周突起のある空間内へ他の鉄筋材が挿入できるようにしたモルタル定着部とを有し、内周突起が形成された空間でモルタルを固化させスリーブを介して対向する鉄筋材を連結でき、その継手部位における全強接合が図られるようにした鉄筋継手用ハーフスリーブに適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、ねじ構造を備えた鉄筋材２Ａは機械加工ねじ２ａが鉄筋の先端に摩擦圧接されたものであり、スリーブ３内の充填材８の充満確認用排出口７が、機械加工ねじ２ａを螺着させる部位に臨んで設けられる。そして、少なくとも排出口７から一方の端部開口３ａに至るまでは機械加工ねじ２ａがスリーブ３の内面全周で螺合する完全螺着部１７となっている。

排出口７に向けて充填材８を移動させる通路１３がハーフスリーブ３の内面の一部に形成され、この通路部分は機械加工ねじ２ａがスリーブ３の内面全周で螺合されることのない不完全螺着部１６となっており、完全螺着部１７はその通路１３の奥端から一方の端部開口３ａまで少なくとも２ねじ山は確保されていることである。

ねじ定着部４がモルタル定着部５の上方に配置され、モルタル定着部５に充填材８を供給する注入口６は、他方の端部開口３ｂの近傍の外面に設けられる。

図５に示したように、モルタル定着部５Ａがねじ定着部４Ａの上方に配置され、モルタル定着部５Ａに充填材８を供給する注入口は、他方の端部開口３ｂとされている。

モルタル定着部５Ａがねじ定着部４Ａの上方に配置されるスリーブ３Ａの排出口７には充填材下の溜まり空気を抜く弁体２１（図８の（ａ）を参照）が設けられ、その弁体２１にはその動きの程度を知らせる指標ロッド２１ａが取りつけられる。

上記したいずれかのハーフスリーブを使用して鉄筋継手１（図１を参照）が構成され、プレキャスト鉄筋コンクリート成形品１０（図７を参照）が製造される。

ねじ定着部に螺着されるねじ構造を備えた鉄筋材として機械加工ねじが摩擦圧接された鉄筋を用い、スリーブ内充填材の充満確認用排出口を機械加工ねじが螺着される部位に臨ませるようにしているので、注入されたモルタルがモルタル定着部を通過して排出口から押し出されようとするとき機械加工ねじとスリーブのねじ面との間にモルタルシルトが進入する。これが固化すると、ねじ定着部における機械加工ねじはスリーブに対して緊密に固定された状態となり、鉄筋材とスリーブとの一体性が高まって所定の剛性が発揮されるようになる。

ねじ定着部における機械加工ねじのガタのない固定が、モルタル定着部での鉄筋を固定する操作に付随してなされるゆえに、すなわちプレキャストコンクリート柱等の接合作業中に達成されるために、プレキャストコンクリート成形物を製造するに先がけ、スリーブに鉄筋を緊密にロックしておく作業を要しなくなる。

ねじ定着部に適用されるのは鉄筋に摩擦圧接された機械加工ねじであり、排出口から一方の開口部に至るまでは機械加工ねじがスリーブの内面全周で螺合する完全螺着部となっているので、プレキャストコンクリート成形品を製造するときのコンクリートペーストがねじ定着部に進入することはなく、従って、ゴムパッキンやナット等のシール材もしくはプラグといった部品も不要となる。その機械加工ねじによるスリーブへの締結はねじふし鉄筋を使用した場合に比べてスリーブを格段に短くするが、ねじ面へのシルトの進入とその固化による緊締化の増強はねじ定着部のさらなる短小化を促し、スリーブ自体の小型化や低廉化が促進される。

排出口に向けて充填材を移動させる通路がねじ定着部のスリーブ内面の一部に形成されるので、モルタルシルトが機械加工ねじの歯面に回りやすくなり、ねじ定着部での固定度が上がる。その通路の奥端から一方の端部開口までは、機械加工ねじをスリーブの内面全周で螺合させる少なくとも２ねじ山を確保させた完全螺着部であるから、スリーブに機械加工ねじ付き鉄筋を予め取りつけ、プレキャストコンクリート成形物を製造するため鉄筋周囲にコンクリートが打設されても、そのコンクリートペーストが通路にまで届くことはなく、通路を閉塞させてモルタル定着部から排出口に向かうモルタルの動きを阻害する要因を排除しておくことができる。

ねじ定着部がモルタル定着部の上方に配置されるスリーブのモルタル定着部に充填材を供給する注入口を、他方の端部開口近傍の外面に設けるようにしておけば、ポストグラウト工法による鉄筋連結が可能となる。

モルタル定着部がねじ定着部の上方に配置されるスリーブのモルタル定着部に充填材を供給する注入口を他方の端部開口としておくなら、プレグラウト工法用の注入口をスリーブの外面に形成しておく必要がなくなり、スリーブの成形が容易となる。

モルタル定着部がねじ定着部の上方に配置されるスリーブの排出口に弁体を設けておけば、プレグラウト工法採用時にスリーブ内に溜まる空気を追い出すことが容易となるとともに充填材の漏出を阻止しておくことが可能となる。弁体にその動きの程度を知らせる指標ロッドが取りつけられていれば、充填材の充満程度が一目で把握でき、充填材の緻密性を確保し、スリーブの信頼性を高めることができる。

以上述べたいずれのスリーブによるも、これを使用すれば、機械加工ねじとしたねじ定着部の固定度の増強により、剛性が高くその所望耐力を備えた鉄筋継手を実現しやすくなる。

いずれのスリーブによるも、そのスリーブを使用してコンクリート成形品を製造するなら、ねじ定着部の固定工程が省かれるゆえ、製作工数を少なくできる。ねじ定着部はスリーブの短小化を促し、プレキャスト品の重量増加の抑制やコストの節減が図られる。

以下に、本発明に係る鉄筋継手用ハーフスリーブ、そのハーフスリーブを使用した継手およびプレキャスト鉄筋コンクリート成形品を、その実施の形態を表した図面を参照して詳細に説明する。図１は、ハーフスリーブのモルタル充填式鉄筋継手１を使用して、上下に対向する二つの鉄筋材２Ａ，２Ｂを連結している様子を示す縦断面図である。これは、ねじ定着部を機械加工ねじ孔として一方の鉄筋材の固定度を著しく高めることにより、その所望する耐力を備えた継手作用が発揮されるようにした鉄筋継手である。

概略を述べれば、ハーフスリーブ３はねじ定着部４とモルタル定着部５とを備え、ねじ定着部４にはねじの成形精度の高い機械加工ねじ孔が形成され、モルタル漏出防止用のシール材は必要ない構成となっている。このねじ孔は鉄筋２Ａの後で述べる機械加工ねじ２ａに螺着させるためのものである。そのスリーブ３では、一方の端部開口近傍の外面に設けられた注入口６から他の端部開口近傍の外面に設けられた排出口７に向けて充填材としてのモルタル８を圧入することができるようになっており、内周突起９が形成されたモルタル定着部５でモルタル８を固化させ、鉄筋２Ｂをスリーブ３に固定することができる。なお、モルタル定着部５にはハーフスリーブ３によって継ぎ足される鉄筋２Ｂが挿入されるが、図１は、鉄筋２Ｂを自由に動かし得る場合でも、図示のごとくプレキャスト鉄筋コンクリート柱１０Ｂに埋設されて不動状態におかれている場合でも適用することができる例である。

順を追って説明する。この鉄筋継手用ハーフスリーブ３は、ねじ構造を備えた鉄筋材２Ａの端部をスリーブ３の一方の端部開口３ａから挿入して螺着させるねじ定着部４と、他方の端部開口３ｂから内周突起９のある空間内へ他の鉄筋材２Ｂが挿入できるようにしたモルタル定着部５とを有している。それゆえ、ねじ定着部４は機械加工された雌ねじ４ａを形成したねじ孔とされ、モルタル定着部５は内周突起９が形成された空間で、鉄筋材２Ｂが余裕を持って挿入される広さが与えられ、モルタルを固化させスリーブ３を介して対向する鉄筋材２Ａ，２Ｂを連結できるようにしている。この継手部位においては引張耐力や圧縮耐力が鉄筋自体のそれを下回らない全強接合が達成されるように形状やモルタル充填量が定められる。

上記したねじ構造を備えた鉄筋材２Ａには、機械加工ねじ２ａ例えばＪＩＳ一級ねじが鉄筋の先端に摩擦圧接されており、鉄筋としてはねじふし鉄筋であってもそれより安価な図示した異形鉄筋でもあってもよい。摩擦圧接はねじ体１１と例えば異形鉄筋１２とを強く突き合わせた状態で両者もしくは一方を回転して発熱させ、これにより両者の接触部分を溶かし、双方の圧着端がきのこ状にせり出た摩擦圧接バリ１１ａ，１２ａを介して一体化するものである。なお、このバリ自体はねじ定着部４における螺合を阻害するものではない。バリ１１ａはねじ定着部４の端面に密着しているように見えるが、バリの背部がねじ孔の閉鎖に寄与しているというものでもない。従って、鉄筋材２Ａの機械加工ねじ２ａをねじ定着部４に螺合させるときバリ１１ａがスリーブ３に当たるまでねじ込まなければならないというものでもない。

上記した排出口７はスリーブ３内の余剰モルタルを導出させるなどして充満確認するためのものであるが、機械加工ねじ２ａを螺着させる部位に臨んで設けられて、モルタルから分離したシルトが機械加工ねじ２ａの螺合隙間に進入できるように配慮されている。すなわち、排出口７に向けてモルタルを移動させる通路１３がスリーブ３の内面の一部に形成される。なお、排出口７はスリーブ３の一方の端部開口３ａの近傍の外面に設けられるが、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１０などに適用する場合には、図示のごとく注入口６と同じ方向に開口させておくと、同じ長さの最短の連通管１４を使用できるなど作業性をよくしておくことができる。

上記した通路１３の存在する部分は、図２に示すように、機械加工ねじ２ａがスリーブの内面全周で螺合されることのない不完全螺着部１６となっているが、少なくとも排出口７から一方の端部開口３ａに至るまでは機械加工ねじ２ａがスリーブ３の内面全周で螺合する完全螺着部１７とされている。この完全螺着部１７は通路１３の奥端から一方の端部開口３ａまで少なくとも２ねじ山分が確保されていれば、プレキャスト鉄筋コンクリート成形品を製造する時点でコンクリートペーストが通路１３などに進入するのを防止しておくことができる。いずれにしても、機械加工ねじ２ａによるスリーブへの締結はねじふし鉄筋を使用した場合に比べてスリーブのねじ定着部４を著しく短くする。

次に、上記したハーフスリーブ３における鉄筋２Ａ，２Ｂの連結について説明する。図１の例では鉄筋２Ａ，２Ｂがプレキャスト鉄筋コンクリート柱１０Ａ，１０Ｂそれぞれに埋設されている。従って、そのプレキャスト鉄筋コンクリート柱を上下に接合する際の鉄筋を連結する例である。まずは、プレキャスト鉄筋コンクリート成形物を製造するに先立ち、鉄筋材２Ａが準備される。加工要領は図示しないが、高度にねじ加工されたねじ体１１と異形鉄筋１２とが、摩擦圧接により接合される（図２の鉄筋２Ａを参照）。異形鉄筋に直接ＪＩＳ一級ねじもしくは二級ねじなどを形成することは容易でないため、単独製作のねじ体１１を摩擦圧接技術により鉄筋に一体化させて精密なねじを備えさせるようにしている。このようにねじ体１１を後付けするわけであるから、鉄筋は安価な異形鉄筋などとしておけばよく、大量に消費される資材の低廉化も図られる。

一方、スリーブ３は鋳造品であるが、ねじ定着部４には旋盤加工により雌ねじ４ａ（図２を参照）が予め形成される。図９（ａ）の場合の鋳放しの凹凸壁３２ａとは違って精度の高いねじ４ａが形成される。上記したねじ体１１をねじ定着部４のねじ孔に螺合させれば、高価なグラウトを必要としなくても差し当たってはその螺合のみで強固かつ高精度なねじ締結が達成される。もちろん、グラウト養生のための時間も必要でない。モルタル定着部５の開口を直接もしくは間接的に封じ、ねじ定着部４がモルタル定着部５の上方に配置されるように、すなわち異形鉄筋１２の下端にハーフスリーブ３がくるようにして必要本数を立て掛け、型枠で囲んでコンクリートを打設すれば、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１０を得ることができる（図１を参照）。

このような成形品を製造するためのコンクリート打設時に、コンクリートペーストが一方の端部開口３ａからスリーブ３に進入しようとしても、機械加工ねじ２ａが全周で噛みあう完全螺着部１７によって阻止され、ゴムパッキンやナット等のシール材もしくはプラグといった部品も必要でない。それゆえ、コンクリートペーストが通路１３にまで届いたり付着することはなく、通路を閉塞させてモルタル定着部５から排出口７に向かうモルタルの動きを阻害するトラブルが発生するといったことのないようしておくことができる。

このようにして製作されたプレキャスト鉄筋コンクリート柱１０を建設現場で接合するのは、図１０で示したのと同じ要領である。図１のごとく鉄筋２Ｂが突き出たプレキャスト鉄筋コンクリート柱１０Ｂに、スリーブ３を下端にした鉄筋２Ａが埋設されたプレキャスト鉄筋コンクリート柱１０Ａを臨ませ、敷きモルタル１８から頭を出している全ての鉄筋２Ｂを対応する位置のモルタル定着部５に嵌め、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１０Ａの位置を保つ。

プレキャスト鉄筋コンクリート柱１０Ａにはスリーブ３の注入口６と排出口７に連なる連通管１４，１４もモールドされているので、そのプレキャスト成形物の側壁開口１９からモルタル８が注入口６を経てモルタル定着部５に供給される。敷きモルタル１８の周囲は密閉処理されているので、その空間の充填を補完しつつモルタル定着部５を充満状態にする。上昇するモルタル８によって内部の空気は排出口７から大気中に追い出され、モルタル定着部５を充たしたモルタル８は通路１３を上昇する。

通路１３を通過するモルタル８は排出口７に到達する間に、機械加工ねじ２ａのねじ定着部４における噛みあい部の僅かな隙間にそのシルト８Ａ（図３の（ａ）を参照）を進入させる。シルトは微細なモルタル粒子が浮遊する液であるため、僅かとはいえ隙間の存在はシルトの進入を許容する。ねじ面に付着したシルトは乾燥すると微細粒子だけが歯面間に残り、接触面におけるフリクションを増大させ、元来緊密かつ正確である噛みあいがさらに助長される。従って、ねじ定着部４における剛性も増強される。

ねじ定着部４における機械加工ねじ２ａの固定操作が、上記のようにモルタル定着部５へのモルタル充填操作、すなわちポストグラウト処理の際に自ずとなされることになる。従って、機械加工ねじ２ａの螺着性を増強するための操作を、鉄筋材の製作時点で割愛できることになる。機械加工ねじによるスリーブ３と鉄筋材２Ａとの締結はねじふし鉄筋を使用した場合に比べてねじ定着部４を格段に短くするが、ねじ面へのシルト進入とその固化による緊締化の増長はねじ定着部のさらなる短小化を促し、スリーブ自体の小型化や低廉化が進められる。なお、モルタル定着部５には内周突起９が形成されているが、その径を大きくしておけば、鉄筋材２Ｂが少々芯ずれしていても入ることができるのは言うまでもない。

ちなみに、充填モルタルからのシルトをねじ定着部４の噛みあい歯面に進出させる通路１３の幅ｗは、図３の（ａ）のように排出口７のそれと同じとしてもよいが、（ｂ）のように幅広溝１３Ａとしてもよい。シルト８Ａの歯面間進出頻度が上がることは言うまでもない。なお、（ｃ）のように通路１３を機械加工ねじ２ａの周囲に二か所設けることもできる。この場合もシルト８Ａの拡散は図りやすく、偏りのない緊締と大きい剛性が期待される。なお、その数や幅の広狭は機械加工ねじ２ａと雌ねじ４ａとの螺着性能を勘案して決めればよい。

ところで、図１では排出口７が一方の端部開口３ａの極めて近い箇所に設けられているが、図４に示すように、極端に言ってねじ定着部４に少しひっ掛かる程度の位置とすることもできる。機械加工ねじ２ａとはいえ先端縁部は面とりされるなどして雄ねじの周縁と雌ねじ部４ａとの間に隙間を残すから、この箇所からのシルト進入であっても、歯面間に異物を挟み込ませることになる。これによっても、コンクリートに有害なひび割れを発生させるような緩みを阻止しておくことができる。この例においては完全螺着部のねじ山は２を越えるものであり、完全螺着部としての機能は十分すぎるほどのものとなっている。ちなみに、挿入される鉄筋２Ｂとしてねじふし鉄筋を採用した例となっている。

図５は、他方の端部開口３ｂから内周突起９のあるモルタル定着部５Ａの空間内へモルタル８を予め注入しておき、他の鉄筋材２Ｂを上から挿入してスリーブとの間でモルタルを固化させるプレグラウト工法において使用されるハーフスリーブ３Ａの例を示す。この場合、モルタル定着部５Ａがねじ定着部４Ａの上方に配置され、他方の端部開口３ｂそれ自体がモルタル定着部にモルタル８を供給する注入口となる。これは、図６のように、鉄筋コンクリート柱などに埋設される先組み用の鉄筋２Ａ，２Ｂを上下に連結する場合に使用されたり、図７に示すように、プレキャスト鉄筋コンクリート柱１０などのコンクリート成形物に埋設される鉄筋２Ａ，２Ｂを上下に連結する場合に使用される。いずれのスリーブにも、その外面に注入口を形成する必要がないから、図５の（ｂ）に示したように、スリーブの鋳造成形が容易な形状となり、製造の簡素化も図られる。

ところで、モルタル定着部５Ａがねじ定着部４Ａの上方に配置される場合、モルタル８をスリーブ３Ａに流し込むとき、モルタル定着部５Ａのいずれかの部位に空気層を残すことがある。これでは緻密なモルタルの連続した固化層が生成されず、鉄筋の強固な固定は果たされなくなるから、脱気操作が重要となる。図８には、極めて簡単な構造でありながら効果的な排気作用する一方、充填されたモルタルのショートパス的流出を防止できるようにした装置を備えるハーフスリーブ３Ｂの例が示される。

その装置はモルタルの充満確認用の排出口７に装備されるもので、モルタル定着部５Ａがねじ定着部４Ａの上方に配置されるスリーブにおいては、その下部位に設けられる。従って、モルタル８はその上部空間に流し込まれ（図５を参照）、自重で排出口７に迫るという挙動になる。その装置はモルタル層で押し込まれる空気を抜く逆止弁機構となっており、その弁体２１（図８の（ａ）を参照）には座面２２から離れた程度をその動きで知らせる指標ロッド２１ａが取りつけられている。すなわち、排出口７は弁動作し、モルタルの沈み込みで圧力を受ける空気２４は座面から離れている弁体２１の周囲の隙間から漏れ出るようになっている。

具体的には、排出口７をツーステップ構造の孔とし、深い位置のステップを座面としてそれに弁体２１を当接させておく。浅い位置すなわち外表面に近いステップにはゴム製などのブロック２３が嵌着され、ブロックの中心部に孔２３ａが設けられて弁体２１の背面から延びるロッド２１ａが通される。このようにしておけば、プレグラウト工法採用時にスリーブ内に溜まる空気を追い出すことが容易となるだけでなく、モルタルの漏出とりわけショートパス的な流出を阻止しておくことが可能となる。ロッド２１ａは弁体の動きの指標として機能し、内部の様子を指標ロッドの動きを通して観察することになる。すなわち、モルタルの充満度が一目で把握され、その緻密さを確保してスリーブの信頼性を高める。

もう少し詳しく述べると、図６のようにモルタル定着部５Ａにモルタル８がプレグラウトされると、内部に取り残された空気は圧縮されながら排出口７に向けて押し込まれる。弁体はその空気圧を腹面に受けると僅かに離座する（図８の（ａ）を参照）。空気２４は弁体の周囲を通って弁体の背後に周り、指標ロッド２１ａの周囲の隙間から外部に押し出される。空気が抜け出ると弁体を動かす力は作用しないから、弁体がそれ以上に動くことはない。従って、指標ロッド２１ａの動きも僅かとなる。この場合、モルタルがモルタル定着部５Ａからねじ定着部４Ａを素通りし、排出口７から抜け出ることもない。

図５の（ａ）に戻って、流し込まれたモルタル８が充満するモルタル定着部５Ａに鉄筋２Ｂが差し込まれると、モルタルは加圧されまた流動する。このモルタル８の動きが弁体２１（図８を参照）に及ぶと座面２２から離反するが、モルタルは空気と異なり直ちに狭い隙間から漏れ出るということがないから、弁体２１はブロック２３に当接するまで押し出される。弁体の背面がブロックに密着すると抜け道が閉ざされるからモルタルは堰き止められる。指標ロッド２１ａが最大にストロークすれば、排出口７はモルタル８で充たされたことを意味する。同図の（ｂ）はブロック２３を長くしたもので、指標ロッド２１ａの動きを制御しやすくしている。一般的にはゴム孔２３ａにおけるフリクションを上げることが容易で、弁体２１の動きを抑えやすくする。これによって、モルタルの滞留性が上がり、ねじ定着部４Ａにおけるモルタルシルトの回りも向上する。

いずれのスリーブ３Ａ，３Ｂにもモルタルが充たされると、図７のようにプレキャスト鉄筋コンクリート柱１０Ｃを降ろして鉄筋２Ｂをさし込み、排出口７での指標ロッド（図示せず）の動きを観察する。どのスリーブにおいても最大のストロークを呈していることを確認できれば、上下のコンクリート柱成形品間を型枠で囲み、コンクリートを打設して上下一体となった柱が構築される。なお、排出口７に取りつけた弁機構はスリーブとともにコンクリートに埋め殺しとなるが、その構造や製作コストに多くを費やすものでない。使い捨てとなるとはいえスリーブの周囲にコンクリートが打設されたときのペーストの一部がスリーブに進入するのを阻止しておくようにも機能して都合がよい。上記したいずれもの挙動は背景技術の項で説明した図１２の例においては不可能であるから、図８のスリーブ３Ｂは構築物の信頼性を上げるのにおおいに寄与するものであることが分かる。

以上いろいろ実施例に則して詳しく述べてきたが、本発明に係るハーフスリーブによって鉄筋相互を一体化すれば、硬化したモルタルを介して力を伝達することができる。引張力にも圧縮力にも耐える継手となることは言うに及ばず、ねじ定着部における鉄筋の装着と固定作業の簡素化も図られる。なお、プレキャスト鉄筋コンクリート柱のような固定された鉄筋や先組み鉄筋などの継手では施工誤差も吸収し、芯合わせが不要なスリーブとすることもできる。

ねじ定着部を持つスリーブが取りつけられた鉄筋を使用してプレキャスト鉄筋コンクリート成形物を製造するとき、別部品や高価なグラウトを使用することなくモルタル定着部にコンクリートペーストが進入するのを阻止しておくことができる。一方で、モルタル定着部にモルタルを充填する操作をする間に、自ずとねじ定着部におけるスリーブと鉄筋との固定が確実になされ、ねじ定着部のより一層の短小化が図られ、これでもって鉄筋継手を構成すれば、コンパクトでありながら従前品と同等もしくはそれ以上の耐力性能を備えさせることができる。そのハーフスリーブを使用したプレキャスト鉄筋コンクリート成形物の製造もそれを用いて建てる構築物も、強度を高く保ちつつ工事の簡便化・迅速化が促される。

本発明に係るハーフスリーブ型モルタル充填式鉄筋継手の縦断面図。 鉄筋連結前の状態を表した断面図。 排出口に連なる通路の配置例とシルトの進出状態説明図。 排出口の位置を違えた継手の縦断面図。 他方の端部開口を注入口とした柱用の継手の断面図および外面図。 プレグラウト工法による先組み鉄筋の接合説明図。 プレグラウト工法によるプレキャスト鉄筋コンクリート柱の接合説明図。 排出口に弁体を設けたハーフスリーブの縦断面図および弁体の異なる例の拡大断面図。 ねじふし鉄筋を連結するハーフスリーブであり、（ａ）は連結前の断面図、（ｂ）はねじ定着部にねじふし鉄筋を固定した縦断面図、（ｃ）は連結した状態の縦断面図。 ポストグラウト工法によって柱を構築する場合の鉄筋の連結要領を説明した断面図。 プレグラウト工法法によって鉄筋を連結する要領を説明した断面図。 （ａ）鉄筋とともに埋設されたハーフスリーブにモルタルを供給している様子の断面図、（ｂ）はプレキャスト鉄筋コンクリート柱を降ろして連結する様子の断面図。

符号の説明

１…モルタル充填式鉄筋継手、２Ａ…一方の鉄筋材、２Ｂ…他方の鉄筋材、２ａ…機械加工ねじ、３，３Ａ，３Ｂ…ハーフスリーブ、３ａ…一方の端部開口、３ｂ…他方の端部開口、４，４Ａ…ねじ定着部、５，５Ａ…モルタル定着部、６…注入口、７…排出口、８…モルタル（充填材）、８Ａ…シルト、９…内周突起、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…プレキャスト鉄筋コンクリート柱（コンクリート成形物）、１１ａ…摩擦圧接バリ、１２ａ…摩擦圧接バリ、１３…通路、１３Ａ…広幅溝、１６…不完全螺着部、１７…完全螺着部、２１…弁体、２１ａ…指標ロッド。

Claims (7)

1. ねじ構造を備えた鉄筋材の端部をスリーブの一方の端部開口から挿入して螺着させるねじ定着部と、他方の端部開口から内周突起のある空間内へ他の鉄筋材が挿入できるようにしたモルタル定着部とを有し、内周突起が形成された空間でモルタルを固化させスリーブを介して対向する鉄筋材を連結でき、その継手部位における全強接合が図られるようにした鉄筋継手用ハーフスリーブにおいて、
   前記ねじ構造を備えた鉄筋材は、機械加工ねじが鉄筋の先端に摩擦圧接されたものであり、
   スリーブ内の充填材の充満確認用排出口が、上記機械加工ねじを螺着させる部位に臨んで設けられ、
   少なくとも上記排出口から前記一方の端部開口に至るまでは、機械加工ねじがスリーブの内面全周で螺合する完全螺着部となっていることを特徴とする鉄筋継手用ハーフスリーブ。
2. 前記排出口に向けて充填材を移動させる通路がスリーブの内面の一部に形成され、この通路部分は前記機械加工ねじがスリーブの内面全周で螺合されることのない不完全螺着部となっており、前記完全螺着部は該通路の奥端から前記一方の端部開口まで少なくとも２ねじ山は確保されていることを特徴とする請求項１に記載された鉄筋継手用ハーフスリーブ。
3. 前記ねじ定着部がモルタル定着部の上方に配置され、モルタル定着部に充填材を供給する注入口は、前記他方の端部開口近傍の外面に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された鉄筋継手用ハーフスリーブ。
4. 前記モルタル定着部がねじ定着部の上方に配置され、モルタル定着部に充填材を供給する注入口は、前記他方の端部開口とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された鉄筋継手用ハーフスリーブ。
5. 前記モルタル定着部がねじ定着部の上方に配置されるスリーブの排出口には充填材下の溜まり空気を抜く弁体が設けられ、該弁体にはその動きの程度を知らせる指標ロッドが取りつけられていることを特徴とする請求項４に記載された鉄筋継手用ハーフスリーブ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載されたハーフスリーブを使用したことを特徴とする鉄筋継手。
7. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載されたハーフスリーブを埋設させていることを特徴とするプレキャスト鉄筋コンクリート成形品。