JP5420712B2 - 異形鉄筋のねじ式鉄筋継手およびそのねじ付き異形鉄筋 - Google Patents
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Description
そのため、特殊継手として、スリーブ内に鉄筋と共にグラウトを注入する継手が開発されている。このグラウトを注入する特殊継手は、配筋構造の簡略化の面で好ましく、実用化されているが、グラウトの硬化に、例えば1日程度の養生期間が必要になり、工期が長びくという欠点がある。
この発明の他の目的は、異形鉄筋のねじ式鉄筋継手に用いられるねじ付き異形鉄筋の製造の簡易化、生産性の向上を図ることである。
異形鉄筋である少なくとも一方の鉄筋は、素材となる鉄製の線材のロール成形により前記外周面の突条を成形すると共に長さ方向の一部に他の部分よりも拡径した拡径化部を成形し、この拡径化部の外径を前記鉄筋の前記突条を含む鉄筋最外径以下とし、この拡径化部に転造により前記雄ねじ部を形成した。
また、前記鉄筋の雄ねじ部は、転造ねじであるため、ねじ溝を切削する場合と異なり、材料の除去がなくて、ねじ溝とねじ山とで断面積が相殺され、拡径化部が鉄筋最外径以下という限られた範囲で、拡径による補強の効果をできるだけ高めることができる。
前記異形鉄筋の前記逃がし用ねじ部とした部分は、異形鉄筋における一般部分よりも鉄筋本体の外径を大きくすることが好ましい。
すなわち、異形鉄筋の突条を含む径である鉄筋最外径以下の拡径化部に雄ねじ部を形成した場合、これに螺合するねじ筒を雄ねじ部よりも奥く側までねじ込もうとしても、ねじ筒の雌ねじ部内径が鉄筋最外径以下となるため、ねじ筒のねじ山が異形鉄筋の突条に干渉し、雄ねじ部よりも奥側にねじ込むことができない。この干渉を、前記逃がし用ねじ部で回避することができる。
ただし、この部分で終局時に破断することは好ましくなく、異形鉄筋の前記逃がし用ねじ部とした部分は、異形鉄筋における一般部分よりも鉄筋本体の外径を大きくするのが良い。例えば、リブ断面積に相当する断面積を、谷部を浅くしてカバーするのが良い。
なお、雄ねじ部の長さを長くすることによっても、ねじ筒を鉄筋端面から突出しない位置までねじ込んでおくことが可能であるが、その場合、雄ねじ部の長さを長くした鉄筋部分は異形鉄筋の断面形状に比べてコンクリートの付着性能が低下する。鉄筋の継手として使用しない箇所は、異形鉄筋の最も大きな機能であるコンクリートの付着性能を確保することが必要である。
これにつき、鉄筋外周面の突条に螺旋状逃がし溝を転造した構成であると、継手の接続作業の容易性と、コンクリート付着機能との二つの機能を共に得ることができる。
この構成によると、この発明の上記異形鉄筋のねじ式鉄筋継手に用いることができ、また拡径化部が突条を含む鉄筋最外径以下であるため、異形鉄筋の製造時に拡径化部付きの鉄筋として製造することができる。そのため、鉄筋製造設備とは別に、拡径処理設備を設けることが不要で、設備の簡素化が図れ、また生産性に優れる。しかも、転造ねじであるため、ねじ溝を切削する場合と異なり、材料の除去がなくて、ねじ溝とねじ山とで断面積が相殺され、拡径化部が鉄筋最外径以下という限られた範囲で、拡径による補強の効果をできるだけ高めることができる。
この構成の場合、ねじ式鉄筋継手につき上述したと同様に、ねじ筒を雄ねじ部よりも奥側にねじ込んでおいてねじ戻す接続作業が行えて、接続作業性が向上し、かつ異形鉄筋のコンクリート付着機能も確保できるという利点が得られる。
前記拡径化部を有し前記雄ねじ部が未加工の状態の鉄筋をロール成形する場合、ロールの外周長さ毎に前記拡径化部が形成されることになる。そのため、ロールの外周長さよりも長い異形鉄筋では、鉄筋の長さ方向の中間に拡径化部が存在することになるが、この鉄筋中間の拡径化部は、雄ねじ部を未加工として残し、鉄筋使用時にはコンクリート内に埋め込むようにしても良い。
長さ方向の中間の拡径化部の長さは、雄ねじ部の長さの略2倍の長さ、具体的には雄ねじ部の長さの2倍に切断代を加えた長さとすることで、拡径化部で2分割し、雄ねじ部を転造すれば、鉄筋端部の雄ねじ部とできる。このため、ロール成形時には、製品となる鉄筋長さに係わらずにロール成形を行い、その後に製品となる鉄筋長さ毎に切断して複数本の鉄筋を得るにつき、拡径化部の中央で切断し、この中央で切断された拡径化部に雄ねじ部を転造することで、効率良く希望の長さの鉄筋を生産することができる。
鉄筋の長さ方向の中間に残った拡径化部は、前記のようにコンクリート内に埋め込めば良いが、単なる丸棒状であるため、異形部分に比べてコンクリートに対する付着力が低い。しかし、上記のように拡径化部の中央に円周溝を設けると、節部が1箇所設けられたと同様になり、付着力が増す。また、この拡径化部の中央の円周溝は、切断して雄ねじ部を形成する場合には、切断の目印として機能し、切断作業性の向上に繋がる。
一般に、鉄筋コンクリート造梁や布基礎の主筋の端部は、コンクリートへの定着の確実のために、上下方向に折り曲げられた折り曲げ部分とされる。しかし、折り曲げ部分は使用する鉄筋量の増加や、配筋の複雑化をともなう。このような課題に解決するものとして、端部に拡径した頭部を有する鉄筋を用い、折り曲げ部に代わる定着強度を持たせる工法がある。この工法はTヘッド鉄筋工法あるいは機械式鉄筋定着方向等と呼ばれている。しかし、上記の拡径頭部の加工は、鉄筋を高周波誘導加熱で加熱し、加圧成形することで行われており、生産に手間がかかり、また大掛かりな生産設備を必要とする。これに対し、上記のように鉄筋の一端に設けた雄ねじ部に定着板を螺合させることで、ねじ筒による接続用の雄ねじ部を利用し、簡単にコンクリートへの定着用き拡径頭部を形成することができる。
この方法の場合、異形鉄筋の製造時に拡径化部付きの鉄筋として製造する。そのため、鉄筋製造設備とは別に拡径処理設備を設けることが不要で、設備の簡素化が図れ、また生産性に優れる。拡径化部が突条を含む鉄筋最外径以下であるため、異形鉄筋の製造時に拡径化部付きの鉄筋として製造することが可能である。また、雄ねじは転造するため、ねじ溝を切削する場合と異なり、材料の除去がなくて、ねじ溝とねじ山とで断面積が相殺され、拡径化部が鉄筋最外径以下という限られた範囲で、拡径による補強の効果をできるだけ高めることができる。この方法の場合は、次のようにロール成形された素材鉄筋から、両端に前記雄ねじ部が形成された複数本のねじ付き異形鉄筋を得るにつき、端材となる鉄筋が生じる不利はあるが、製造されたねじ付き異形鉄筋は、中間の雄ねじ部を形成しない拡径化部の長さが短いため、拡径化部における定着性低下が少なく、コンクリートに対する定着性が優れたものとなる。
また、前記異形鉄筋である少なくとも一方の鉄筋は、前記雄ねじ部の基端に続く部分を、前記外周面の突条に、前記ねじ筒の雌ねじ部におけるねじ山と嵌まり合う螺旋状逃がし溝が転造により形成された逃がし用ねじ部とするため、ねじ筒を雄ねじ部よりも奥側にねじ込んでおいてねじ戻す接続作業が行えて、接続作業性が向上し、かつ異形鉄筋のコンクリート付着機能も確保できるという利点が得られる。
また、前記ねじ付き異形鉄筋は、前記雄ねじ部の基端に続く部分を、前記外周面の突条に、前記雄ねじ部に螺合するねじ筒の雌ねじ部におけるねじ山と嵌まり合う螺旋状逃がし溝が転造により形成された逃がし用ねじ部としたため、ねじ筒を雄ねじ部よりも奥側にねじ込んでおいてねじ戻す接続作業が行えて、接続作業性が向上し、かつ異形鉄筋のコンクリート付着機能も確保できるという利点が得られる。
鉄筋1の突条1b、および雄ねじ部1cを成形する前記拡径化部W1dは、後述のように、鉄筋1の製造時にロール成形により製造される。
寸法例を説明すると、鉄筋1の鉄筋本体の外径D2が15.2mm、鉄筋最外径D1が17.6mm(リブ1ba、節1bbの高さが1.2mm)の場合、雄ねじ部1cを形成する拡径化部W1dの外径は、16.3mmとされる。
螺旋状逃がし溝1eaの断面形状は、この例では雄ねじ部1cのねじ溝と同じ形状としているが、ねじ結合に寄与する形状である必要はない。ねじ筒2のねじ山を逃がすことができる断面形状であれば良く、ねじ山間の噛み合い部分に隙間が大きく生じる断面形状であっても良い。
なお、逃がし用ねじ部1eの螺旋状逃がし溝1eaの溝底径は、鉄筋本体1aの外径D2以上とするが、加工の誤差等により、鉄筋本体1aの外径D2未満となっても良い。螺旋状逃がし溝1eaは転造で加工するため、溝底径にかかわらず、鉄筋1の断面寸法に変化が生じないためである。
鉄筋1の他端の雄ねじ部1cには、鉄筋継手の前記ねじ筒2を螺合させる。なお、鉄筋1の両端の雄ねじ部1cを、定着板3や固定板4による拡径頭部1Tとしても良い。
しかし、この実施形態では、鉄筋1の雄ねじ部1cに続く部分は、続く逃がし用ねじ部1eとされているので、リブ1baや節1bbにねじ筒2の雌ねじ部2aのねじ山が干渉することなく、ねじ筒2を深くねじ込むことができる。
例えば、図10に示すように、異なる径の鉄筋1,1A間の接続の場合、その大径側の鉄筋1Aは、端部を真円加工し、その真円加工部に雄ねじ部を形成した鉄筋であっても良い。
この実施形態におけるその他の構成、および以下に特に説明した構成の他は、図1と共に前述した実施形態と同様である。
すなわち、拡径化部W1dを有する素材異形鉄筋W1を図8と共に前述したようにロール成形する場合、成形用ロール11の外周長さ毎に拡径化部W1dが形成されることになる。そのため、形成用ロール11の外周長さよりも長い素材異形鉄筋W1では、鉄筋長さ方向の中間に拡径化部W1dが存在することになる。したがって、中間に拡径化部W1dを有しない素材異形鉄筋を成形することは困難であるが、中間に拡径化部W1dを有する素材異形鉄筋W1dであれば、ロール形成で容易に得ることができる。中間に拡径化部W1dがあっても、鉄筋使用時にはコンクリート内に埋め込めば良い。このとき、拡径化部Wは、単なる丸棒状であるため、異形部分に比べてコンクリートに対する付着力が低い。しかし、上記のように拡径化部の中央に円周溝6を設けると、節部が1箇所設けられたと同様になり、付着力が増す。また、この拡径化部W1dの中央の円周溝6は、切断して雄ねじ部1cを形成する場合には、切断の目印として機能し、切断作業性の向上に繋がる。
この実施形態におけるその他の構成、図11〜図14等と共に前述した実施形態と同様である。
この実施形態のように、ねじ筒2で接続される一対の鉄筋1,1の雄ねじ部1c,1cを逆ねじとした場合は、ねじ筒2の回転によって両側の鉄筋1,1が引き寄せられることになり、ねじ筒2は両側に鉄筋1,1の雄ねじ部1c,1cに同時に先端からねじ込まれることになるため、逃がし用ねじ部1eを設なくても接続が簡単に行える。この実施形態におけるその他の構成,効果は、図1等に示した第1の実施形態と同等である。
図21の例では、ねじ筒2は、小径側の鉄筋1Sを接続するねじ式鉄筋継手と同じものを用いている。このねじ筒2に螺合する小径側の鉄筋1Sは、図11〜図14の同径の鉄筋1,1同士を接続する雄ねじ部1cおよび逃がし用ねじ部1eを有する構成とされている。前記ねじ筒2に螺合する大径側の鉄筋1Lの雄ねじ部1c′は、この鉄筋1Lの端部に、小径側の鉄筋1Sの拡径化部W1d(図7)と同じ外径の真円部を形成し、その真円部の外周に転造により形成している。大径側の鉄筋1L同士を接続するねじ式鉄筋継手Aは、図1の例と同じである。また、小径側の鉄筋1S同士を接続するねじ式鉄筋継手(図21には図示せず)についても、図1の例と同じである。なお、鉄筋径の例を挙げると、小径側の鉄筋1SはD16、大径側の鉄筋1LはD19の鉄筋である。この構成の場合、ねじ筒2に、異なる径の鉄筋接続に専用の物を準備する必要がなく、部品種類数の増加が回避できる。
1a…鉄筋本体
1b…突条
1ba…リブ
1bb…節
1c…雄ねじ部
1e…逃がし用ねじ部
1ea…螺旋状逃がし溝
1f…一般部分
1g…逃がし用ねじ未形成部
1s…端材鉄筋
2…ねじ筒
3…定着板
6…円周溝
11…成形用のロール
12…ガイド
13…転造用ロール
A,B,C…ねじ式鉄筋継手
D1…鉄筋最外径
D2…鉄筋本体の外径
L1…雄ねじ部の長さ
L2…ねじ筒全長
W0…線材
W1…素材となる長尺の異形鉄筋
W1d,W1d′…拡径化部
Claims (10)
- 一対の鉄筋を接続する鉄筋継手であって、互いに接続される一対の鉄筋の対向する端部に雄ねじ部を有し、両鉄筋の雄ねじ部に渡って螺合するねじ筒を設けてなり、
前記一対の鉄筋のうち、少なくとも一方の鉄筋は、鉄筋本体の外周面に突条を有する異形鉄筋であり、
異形鉄筋である少なくとも一方の鉄筋は、素材となる鉄製の線材のロール成形により前記外周面の突条を成形すると共に長さ方向の一部に他の部分よりも拡径した拡径化部を成形し、この拡径化部の外径を前記鉄筋の前記突条を含む鉄筋最外径以下とし、この拡径化部に転造により前記雄ねじ部を形成し、
前記異形鉄筋である少なくとも一方の鉄筋は、前記雄ねじ部の基端に続く部分を、前記外周面の突条に、前記ねじ筒の雌ねじ部におけるねじ山と嵌まり合う螺旋状逃がし溝が転造により形成された逃がし用ねじ部とした異形鉄筋のねじ式鉄筋継手。 - 請求項1において、前記異形鉄筋の前記逃がし用ねじ部とした部分は、異形鉄筋における一般部分よりも鉄筋本体の外径を大きくした異形鉄筋のねじ式鉄筋継手。
- 鉄筋本体の外周面に突条が形成された異形鉄筋であって、端部に雄ねじ部を有し、
この異形鉄筋は、素材となる鉄製の線材のロール成形により前記外周面の突条を成形すると共に長さ方向の一部に拡径化部を成形し、この拡径化部の外径を前記鉄筋の前記突条を含む鉄筋最外径以下とし、この拡径化部に転造により前記雄ねじ部を形成し、
前記雄ねじ部の基端に続く部分を、前記外周面の突条に、前記雄ねじ部に螺合するねじ筒の雌ねじ部におけるねじ山と嵌まり合う螺旋状逃がし溝が転造により形成された逃がし用ねじ部としたねじ付き異形鉄筋。 - 請求項3において、鉄筋の長さ方向の中間に、前記雄ねじ部を形成する拡径化部と同径で、かつ雄ねじ部が未形成の拡径化部を有するねじ付き異形鉄筋。
- 鉄筋本体の外周面に突条が形成された異形鉄筋であって、端部に雄ねじ部を有し、
この異形鉄筋は、素材となる鉄製の線材のロール成形により前記外周面の突条を成形すると共に長さ方向の一部に拡径化部を成形し、この拡径化部の外径を前記鉄筋の前記突条を含む鉄筋最外径以下とし、この拡径化部に転造により前記雄ねじ部を形成し、
鉄筋の長さ方向の中間に、前記雄ねじ部を形成する拡径化部と同径で、かつ雄ねじ部が未形成の拡径化部を有し、
前記鉄筋の長さ方向の中間に設けられた前記雄ねじ部が未形成の拡径化部は、前記雄ねじ部の長さと同じであるねじ付き異形鉄筋。 - 鉄筋本体の外周面に突条が形成された異形鉄筋であって、端部に雄ねじ部を有し、
この異形鉄筋は、素材となる鉄製の線材のロール成形により前記外周面の突条を成形すると共に長さ方向の一部に拡径化部を成形し、この拡径化部の外径を前記鉄筋の前記突条を含む鉄筋最外径以下とし、この拡径化部に転造により前記雄ねじ部を形成し、
前記雄ねじ部の基端に続く部分を、前記外周面の突条に、前記雄ねじ部に螺合するねじ筒の雌ねじ部におけるねじ山と嵌まり合う螺旋状逃がし溝が転造により形成された逃がし用ねじ部とし、
鉄筋の長さ方向の中間に、前記雄ねじ部を形成する拡径化部と同径で、かつ雄ねじ部が未形成の拡径化部を有し、
前記鉄筋の長さ方向の中間に設けられた前記雄ねじ部が未形成の拡径化部は、前記雄ねじ部の長さと同じであるねじ付き異形鉄筋。 - 請求項4において、前記鉄筋の長さ方向の中間に設けられた前記雄ねじ部が未形成の拡径化部は、前記雄ねじ部の長さの略2倍の長さとされたねじ付き異形鉄筋。
- 請求項3ないし請求項7のいずれか1項において、前記ねじ付き異形鉄筋は、両端に前記雄ねじ部を有し、一端の雄ねじ部に他のねじ付き異形鉄筋と接続するねじ筒が螺合し、他端の雄ねじ部に、コンクリート内に定着させる鉄筋頭部となる定着板を、内周に形成された雌ねじ部で螺合させたねじ付き異形鉄筋。
- 鉄筋本体の外周面に突条を有し、端部に雄ねじ部が形成されたねじ付き異形鉄筋を製造する方法であって、
素材となる鉄製の線材をロール成形して前記外周面の突条を成形すると共に長さ方向の一部に拡径化部を成形し、この拡径化部の外径を前記鉄筋の前記突条を含む鉄筋最外径以下とし、この拡径化部を端部で切断し、この切断された異形鉄筋の拡径化部に雄ねじ部を転造することを特徴とするねじ付き異形鉄筋の製造方法。 - 請求項9において、ロール成形用のロールの複数回転によって、長さ方向の中間の複数箇所に前記拡径化部を有する素材鉄筋をロール成形し、任意箇所の拡径化部の長さ方向の端部で素材異形鉄筋を切断し、その切断した箇所の拡径化部に前記雄ねじ部を転造するねじ付き異形鉄筋の製造方法。
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