JP4909252B2 - 鉄筋連結用シール構造および鉄筋連結装置 - Google Patents

Description

本発明は、２本の異形鉄筋を一直線状に連結する装置およびこの装置に用いられるシール構造に関する。

特許文献１に示すように、梁主筋としての２本の異形鉄筋を水平に一直線上に並べ、その端部をスリーブに挿入した状態で、モルタル（充填材）をスリーブに充填することにより、２本の異形鉄筋を連結することは知られている。

詳述すると、スリーブの両端部内周には環状のシール部材が装着されており、２本の異形鉄筋をスリーブに挿入した状態では、スリーブの両端部内周と異形鉄筋の外周との間は、シール部材によりシールされるようになっている。

上記スリーブの両端部には上記シール部材に近接して一対の開口が形成されるとともに、それより長手方向中央寄りに各異形鉄筋に対応するねじ穴が形成されている。これら開口とねじ穴は、スリーブ軸芯と平行な直線上に配置されている。
また、上記スリーブの内周には、スリーブ軸芯を挟んで上記ねじ穴の反対側の領域に、周方向に延びる支持リブ（支持突起）が形成されている。

上記ねじ穴にボルトをねじ込み、スリーブに挿入されている異形鉄筋を支持リブに押し付けることにより、スリーブを異形鉄筋に仮固定する。
この仮固定状態で注入ノズルを、上記一対の開口の一方に挿してモルタルを注入する。そして他方の開口からモルタルが溢れた時に充填完了と認識してモルタル注入作業を終える。このモルタル充填の際に、シール部材のシール作用により、モルタルがスリーブと異形鉄筋との間から漏れるのを防止する。

上記スリーブおよびシール部材は鉄筋の径に応じて選択される。シール部材はほぼ全周にわたって弾性変形した状態で鉄筋の外周に接し、良好なシール性を発揮できるものを選択する。
特許３２３７０５０号公報

上述した特許文献１の鉄筋連結装置では、いくつかの課題が残されている。例えば、異なる径の鉄筋を連結する場合、上記一対の同形状のシール部材を大径の鉄筋に対応させると、一方のシール部材が大径の鉄筋に対しては良好なシールを行うことができるものの、他方のシール部材と小径の鉄筋との間で隙間が生じてしまい、良好なシールを行うことができない。上記一対のシール部材を小径の鉄筋に対応させると、一方のシール部材が小径の鉄筋に対して良好なシールを行うことができるものの、他方のシール部材に対して大径の鉄筋の挿入が困難になる。

また、連結されるべき鉄筋が同径である場合でも、スリーブやシール部材を、種々の鉄筋径に対応して多種類を用意しなければならず、部品管理が煩雑である。

上記のいずれかの課題を解決するため、本発明は、鉄筋連結用スリーブの端部内周と、このスリーブに挿入される鉄筋外周との間に装着されるシール構造において、上記スリーブの内周に装着される第１シール部材と、この第１シール部材に着脱可能に装着される第２シール部材とを備え、上記第１、第２シール部材はそれぞれ弾性変形可能な環状の鍔部を有し、第２シール部材の鍔部の内径が第１シール部材の鍔部の内径より小さいことを特徴とする。

上記構成によれば、第１シール部材と第２シール部材を組み合わせて第２シール部材に対応する小径の鉄筋のシールを良好に行うことができ、また第１シール部材単体で用いれば大形の鉄筋のシールを良好に行うことができる。

好ましくは、上記第１シール部材は、スリーブ内周に形成された環状の収容溝に嵌め込まれる環状の基部と、この基部と一体をなして基部の内周から径方向、内方向に延びるとともに互いに軸線方向に離れた一対の上記鍔部とを有し、第２シール部材は、環状の基部と、この基部と一体をなして基部の内周から径方向、内方向に延びる上記鍔部とを有し、上記第２シール部材の基部が、上記第１シール部材の基部と一対の鍔部とで形成された環状の収容凹部に収容される。
この構成によれば、第２シール部材を第１シール部材に安定して着脱可能に装着できる。しかも、第１シール部材において、第１シール部材の基部を収容する収容凹部は、スリーブへの装着のための基部と大径の鉄筋をシールするための鍔部によって形成されるので、第２シール部材を装着するための構造を簡単にすることができる。

好ましくは、上記第２シール部材の基部の外径が上記第１シール部材の基部の内径より小さく、これにより、第２シール部材が第１シール部材に対して径方向に変位可能である。
この構成によれば、鉄筋がスリーブの軸芯に対して径方向に変位してセットされる場合でも、第２シール部材はこの鉄筋に追随して径方向に変位でき、良好なシールを行うことができる。

好ましくは、上記第２シール部材の基部の軸方向寸法は、上記第２シール部材の収容凹部の軸方向寸法より小さく、これにより、第２シール部材の基部が第１シール部材の収容凹部に軸方向の遊びをもって収容される。
この構成によれば、第２シール部材が第１シール部材の鍔部の摩擦抵抗を受けずに、確実に径方向に変位可能である。

さらに、本発明は、スリーブと、このスリーブの両端部内周に配置される一対の環状のシール構造とを備え、上記スリーブに一直線上に配置された２本の異形鉄筋の端部が挿入されるとともに、上記シール構造によりスリーブの両端内周と異形鉄筋の外周との間がシールされた状態で、スリーブ内に充填材を充填し、この充填材により上記２本の異形鉄筋を連結するようにした装置において、上記一対のシール構造のうち少なくとも一方のシール構造が、上述した特徴を有するシール構造である。
これにより、小径の鉄筋を連結する場合でも良好なシールを行うことができ、充填材が当該鉄筋とスリーブの間を漏れるのを防止できる。

径の異なる２本の鉄筋を連結する場合には、スリーブの一方の端部において一方の小径の鉄筋をシールするシール構造が、上述した第１、第２のシール部材を備えたシール構造であり、スリーブの他方の端部において他方の大径の鉄筋をシールするシール構造が、上述のシール構造の第１シール部材と同形状をなすシール部材単体により構成されている。
これにより、径の異なる鉄筋を連結する場合でも、両方の鉄筋とスリーブとの間のシールを良好に行うことができる。

本発明によれば、鉄筋の径に応じてスリーブと鉄筋との間のシールを良好に行うことができる。

以下、本発明の第１実施形態をなす鉄筋連結装置１について図面を参照しながら説明する。図４に示すように、本実施形態の連結装置１は、一直線上に配置された径の異なる２本の異形鉄筋５、６を、建築現場において連結するためのものである。これら異形鉄筋５、６は、外周に軸方向に延びる縦リブを有するとともに所定ピッチで横リブを有する通常の異形鉄筋でも良いし、ねじ節を有するねじ鉄筋でもよい。
なお、図４において、鉄筋５、６の径をそれぞれ符号Ｄａ，Ｄｂで示す。

最初に図１〜図３を参照しながら、連結装置１の構造について説明する。この連結装置１は、１本の金属鋳物からなるスリーブ１０を備えている。このスリーブ１０の両端部内周にはそれぞれ環状の収容溝１１が形成されている。
上記スリーブ１０の両端部近傍の周壁には、上記収容溝１１に隣接して一対の開口１２が形成されている。後述するように、いずれか一方の開口１２が注入口として用いられ、他方の開口１２が排出確認口として用いられる。

上記スリーブ１０の軸方向長さの中央と上記一対の開口１２との間の領域には、スリーブ１０の周壁を貫通するねじ穴１４がそれぞれ形成されている。
上記一対の開口１２および一対のねじ穴１４は、スリーブ１０の軸芯Ｌと平行をなす１本の直線上に配置されている。

上記スリーブ１０の内周において、ねじ穴１４の形成位置と対峙する領域（軸芯Ｌを挟んで反対側の領域）には、ほぼ１８０°の角度範囲にわたって周方向に延びる複数の支持リブ１５（支持突起）が、軸芯方向に間隔をおいて形成されている。また、ねじ穴１４の形成位置を含む領域には、ほぼ１８０°の角度範囲にわたって周方向に延びる複数の補助リブ１６が、軸芯方向に間隔をおいて形成されている。これら補助リブ１６の突出高さは支持リブ１５より小さい。

上記スリーブ１０の両端部内周には、環状のシール構造２０Ａ，２０Ｂが装着されている。図１において右端部のシール構造２０Ａは、径の大きな鉄筋５（図４参照）のシールに好適なものであり、左端部のシール構造２０Ｂは径の小さな鉄筋６（図４参照）のシールに好適なものである。

上記シール構造２０Ａは第１シール部材２１のみによって構成されており、シール構造２０Ｂは第１、第２のシール部材２１，２２により構成されている。両シール構造２０Ａ，２０Ｂの第１シール部材２１は同形状をなしている。

図７に最も良く示すように、上記第１シール部材２１はゴム製で環状をなし、環状の基部２１ａと、この基部２１ａと一体をなし、その内周から径方向、内方向に突出する一対の環状の鍔部２１ｂとを有している。この鍔部２１ｂは薄肉をなし、後述するように容易に弾性変形される。

図１に示すように、上記基部２１ａをスリーブ１０の収容溝１１にはめ込むことにより、第１シール部材２１はスリーブ１０に着脱可能に装着されている。
第１シール部材２１には、基部２１ａと一対の鍔部２１ｂにより、環状の収容凹部２１ｃが形成されている。

図７において、上記第１シール部材２１の基部２１ａの内径を符号Φｘで示す。一対の鍔部２１ｂの内径（鍔部２１ｂの内周縁２１ｇの径）は互いに等しく，これを符号Φｙで示す。また、一対の鍔部２１ｂの間隔、すなわち上記収容凹部２１ｃの幅（軸方向寸法）を符号Ｗで示す。

左側のシール構造Ｂに用いられる第２シール部材２２もゴム製で環状をなし、図７に最も良く示されているように、環状の基部２２ａと、この基部２２ａと一体をなし、その内周から径方向、内方向に突出する環状の鍔部２２ｂとを有している。この鍔部２２ｂは薄肉をなし、後述するように容易に弾性変形される。
本実施形態では第２シール部材２２の鍔部２２ｂは１つであり、基部２２ａの一方の軸方向端面と面一をなしている。

図７において、第２シール部材２２の基部２２ａの外径を符号Φｘ’で示し、基部２２ａの厚み（軸方向寸法）を符号Ｔで示し、鍔部２２ｂの内径（鍔部２２ｂの内周縁２２ｇの径）を符号Φｙ’で示す。
第２シール部材２２の鍔部２２ｂの内径Φｙ’は、第１シール部材２１の鍔部２１ｂの内径Φｙより小さい。

図１に示すように、シール構造Ｂの第１シール部材２１は、シール構造Ａと同様にしてスリーブ１０に装着されている。
上記第２シール部材２２は、その基部２２ａを第１シール部材２１の収容凹部２１ｃに収容することにより、第１シール部材２１に着脱可能に装着されている。

上記第２シール部材２２の基部２２ａの外径Φｘ’が第１シール部材２１の基部２１ａの内径Φｘより所定量小さいので、第２シール部材２２は、第１シール部材２１に対して径方向に変位が可能であり、後述するように鉄筋６の径方向変位に良好に追随することができる。

しかも、基部２２ａの軸方向厚みＴが第１シール部材２１の収容凹部２１ｃの軸方向幅Ｗより若干小さいので、基部２２ａは収容凹部２１ｃに軸方向の遊びを有して収容されている。そのため、第２シール部材２２は第１シール部材２１に対して摩擦抵抗を受けずに径方向変位が可能である。

上記構成をなす鉄筋連結装置１の作用について図４〜図６を参照しながら説明する。両端部にシール構造２０Ａ、２０Ｂを装着したスリーブ１０を、例えば一方の異形鉄筋５の端部に全長にわたって挿入しておき、２本の異形鉄筋５、６を互いに近接させて一直線上に配置した状態で、スリーブ１０を他方の異形鉄筋６に沿ってずらし、スリーブ１０の全長の半分ずつを２本の異形鉄筋５、６の端部に被せるようにする。

次に、スリーブ１０の２つのねじ穴１４に２本のボルト３０をねじ込み、その先端で異形鉄筋５、６を支持リブ１５に押し付ける。このようにして２本の異形鉄筋５、６にスリーブ１０を仮固定する。

上記の仮固定状態において、シール構造２０Ａの第１シール部材２１の鍔部２１ａは、その全周にわたって異形鉄筋５の外周に弾性変形した状態で接する。なお、鉄筋５が支持リブ１５側に変位しているので、鍔部２１ｂにおいて、支持リブ１５側の部位が最も大きく変形し、ボルト３０側が最も小さく変形する。

上記第１シール部材２１の基部２１ａの内径Φｘは異形鉄筋５の径Ｄａより大きく、鍔部２１ｂの内径Φｙは異形鉄筋５の径Ｄａより小さい。
上記鍔部２１ｂの内径Φｙは、異形鉄筋５の径Ｄａと、異形鉄筋５の軸芯Ｌに対する径方向変位量を考慮して決定され、上記のように異形鉄筋５の全周にわたって鍔部２１ｂが弾性変形した状態で接するようにする。

上記の仮固定状態において、小径の異形鉄筋６はスリーブ１０の軸芯Ｌに対する径方向変位量が大きいので、シール構造２０Ｂの第１シール部材２１の鍔部２１ｂは、その全周にわたって鉄筋６の外周に接することができず、この鍔部２１ａの内周縁２１ｇと鉄筋６の外周との間には図５に斜線で示すように隙間Ｓが生じてしまう。

しかし、上記シール構造２０Ｂは第１シール部材２１に加えて第２シール部材２２を有している。この第２シール部材２２ｂの鍔部２２ｂが異形鉄筋６の外周に全周にわたって弾性変形した状態で接し、これにより、上記隙間Ｓを塞ぐことができる。

上記第２シール部材２２の鍔部１１ａの内径Φｙ’は異形鉄筋６のＤｂより小さく、しかも、鉄筋６のスリーブ軸芯Ｌに対する径方向変位に追随して径方向に変位するので、上述のように、全周にわたって弾性変形した状態で鉄筋６の外周に接することができる。

本実施形態では、第２シール部材２２の基部２２ａが第１シール部材２１の基部２１ｂに当たることにより、径方向変位は所定量に制限されるため、第２シール部材２２は異形鉄筋６の軸芯Ｌに対する変位に完全には追随しない。そのため、この第２シール部材２２の鍔部２２ｂでも、支持リブ１５側の部位が最も大きく変形し、ボルト３０側が最も小さく変形する。

上記鍔部２２ｂの内径Φｙ’は、異形鉄筋６の径Ｄｂと、異形鉄筋６の軸芯Ｌに対する径方向変位量と、第２シール部材２２の軸芯Ｌに対する径方向変位量を考慮して決定され、上記のように異形鉄筋６の全周にわたって鍔部２２ｂが弾性変形した状態で接するようにする。

次に、スリーブ１０内にモルタル４０（充填材）を充填する。異形鉄筋５、６が水平をなしている場合には、一対の開口１２、ボルト３０をスリーブ１０の軸芯Ｌの上方に位置させ、注入ノズル（図示しない）を一方の開口１２に差し込む。この状態で、モルタル４０の注入を開始する。

上記モルタル４０の注入作業は、他方の開口１２からモルタル４０が漏出するのを確認することにより終了する。このモルタル４０の硬化により異形鉄筋５，６はモルタル４０およびスリーブ１０を介して連結される。

上記モルタル４０の充填の際に、スリーブ１０と鉄筋５との間は、第１シール部材２１からなるシール構造２０Ａによりシールされており、両者の間からモルタル４０が漏れるのを防止できる。
また、スリーブ１０と鉄筋６との間は、鉄筋６が小径であるため第１シール部材２１と鉄筋６との間に隙間Ｓができても、第２シール部材２２でこの隙間Ｓを塞ぐことができるので、このスリーブ１０と鉄筋６との間からのモルタル４０の漏れも防止することができる。

本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用可能である。例えば、第２シール部材の基部を第１シール部材の基部の内周に径方向の遊び無く着脱可能に装着してもよい。

上記実施形態では、スリーブの一方の端部のシール構造だけを第１、第２シール部材のアッセンブリにより構成したが、両方の端部のシール構造とも第１、第２シール部材のアッセンブリにより構成してもよい。この場合、大径の鉄筋連結用のスリーブを用いても小径の２本の鉄筋の連結を行うことができる。大径の鉄筋の連結を行う場合には、第２シール部材を省き、両方のシール構造を第１シール部材のみで構成すればよい。そのため、現場で用意するスリーブの種類を削減でき、部品管理がしやすくなる。

上記実施形態では、主に水平をなす梁用鉄筋の連結について説明したが、垂直の柱用鉄筋の連結にもそのまま適用することができる。この場合、下側の開口１２が注入口となる。

鉄筋の連結の態様によっては、スリーブ１０の一端部だけにシール構造を装着する場合があるが、このような連結装置にも本発明を適用できる。例えばプレキャストコンクリート柱を製造する際、柱の主筋（鉄筋）の一端部にスリーブの半分を被せ、スリーブの端部に装着したシール構造と鉄筋との間をシールする。この状態でコンクリートを打設するが、上記シール構造は、コンクリートのノロがスリーブ内に侵入するのを防ぐ。

本発明の一実施形態をなす鉄筋連結装置を水平姿勢で示す縦断面図であり、鉄筋挿入前の状態を示す。 図１において右方向から見た図である。 図１において左方向から見た図である。 同鉄筋連結装置を鉄筋を連結した状態で示す縦断面図である。 図４において右方向から見た図である。 図４において左方向から見た図である。 同鉄筋連結装置に用いられるシール構造を、第１、第２シール部材を組み込んだ状態で示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。

符号の説明

１ 鉄筋連結装置
５，６ 異形鉄筋
１０ スリーブ
２０Ａ、２０Ｂ シール構造
２１ 第１シール部材
２２ 第２シール部材
２１ａ，２２ａ 基部
２１ｂ，２２ｂ 鍔部
２１ｃ 収容凹部
４０ モルタル（充填材）

Claims (6)

1. 鉄筋連結用スリーブの端部内周と、このスリーブに挿入される鉄筋外周との間に装着されるシール構造において、
   上記スリーブの内周に装着される第１シール部材と、この第１シール部材に着脱可能に装着される第２シール部材とを備え、
   上記第１、第２シール部材はそれぞれ弾性変形可能な環状の鍔部を有し、第２シール部材の鍔部の内径が第１シール部材の鍔部の内径より小さいことを特徴とするシール構造。
2. 上記第１シール部材は、スリーブ内周に形成された環状の収容溝に嵌め込まれる環状の基部と、この基部と一体をなして基部の内周から径方向、内方向に延びるとともに互いに軸線方向に離れた一対の上記鍔部とを有し、第２シール部材は、環状の基部と、この基部と一体をなして基部の内周から径方向、内方向に延びる上記鍔部とを有し、
   上記第２シール部材の基部が、上記第１シール部材の基部と一対の鍔部とで形成された環状の収容凹部に収容されることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
3. 上記第２シール部材の基部の外径が上記第１シール部材の基部の内径より小さく、これにより、第２シール部材が第１シール部材に対して径方向に変位可能であることを特徴とする請求項２に記載のシール構造。
4. 上記第２シール部材の基部の軸方向寸法は、上記第２シール部材の収容凹部の軸方向寸法より小さく、これにより、第２シール部材の基部が第１シール部材の収容凹部に軸方向の遊びをもって収容されることを特徴とする請求項３に記載のシール構造。
5. スリーブと、このスリーブの両端部内周に配置される一対の環状のシール構造とを備え、上記スリーブに一直線上に配置された２本の異形鉄筋の端部が挿入されるとともに、上記シール構造によりスリーブの両端内周と異形鉄筋の外周との間がシールされた状態で、スリーブ内に充填材を充填し、この充填材により上記２本の異形鉄筋を連結するようにした装置において、
   上記一対のシール構造のうち少なくとも一方のシール構造が、請求項１〜４のいずれかに記載のシール構造であることを特徴とする鉄筋連結装置。
6. 径の異なる２本の鉄筋を連結する装置であって、スリーブの一方の端部において一方の小径の鉄筋をシールするシール構造が、請求項１〜４のいずれかに記載のシール構造であり、
   スリーブの他方の端部において他方の大径の鉄筋をシールするシール構造が、請求項１〜４のいずれかに記載のシール構造の第１シール部材と同形状をなすシール部材単体により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の鉄筋連結装置。

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