JP5512242B2

JP5512242B2 - 棒鋼接合装置

Info

Publication number: JP5512242B2
Application number: JP2009265709A
Authority: JP
Inventors: 治克角屋; 聡村山; 光博吉田; 裕哉諏訪
Original assignee: 岡部株式会社
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: JP2011106238A

Description

本発明は、外径の異なる棒鋼であっても、適切に接合することが可能な棒鋼接合装置に関する。

この種の棒鋼接合装置としては、特許文献１が知られている。特許文献１の「鉄筋継手部材」は、断面が長円形をなすスリーブと、該スリーブの短径部のほぼ中央部分を横方向から貫通するように設けた円孔に嵌挿される楔片とからなり、該スリーブは、接続する鉄筋２本が横並びに挿入できるような長径部と、該鉄筋に応じた短径部よりなる偏平な円筒状の管体で構成され、さらに、スリーブに挿入された２本の鉄筋の間にスリーブのほぼ中央部を貫通する円孔から挿入される楔片は、頭部の径と先端の巾の寸法が等しく、かつ、先端に向って漸次先細りとなるような勾配面を形成してなるものである。

実公昭５８−５３８８０号公報

特許文献１にあっては、スリーブの円孔から２本の鉄筋の間に楔片を挿入し、この楔片で各鉄筋をスリーブに押圧するようにしている。これら鉄筋には、引張力などの軸力が作用する。この軸力に対し、スリーブ及び楔片によって２本の鉄筋の接合状態を保持するには、各鉄筋を均等にスリーブに押圧しなければならない。

図６に示すように、例えば２本の鉄筋ａ，ｂの外径寸法が異なる場合、楔片ｃは、鉄筋ａ，ｂ間の隙間の様子に応じて斜めに挿入されることとなり、これにより各鉄筋ａ，ｂのスリーブ内面ｄに対する押圧状態は異なることとなって、得られる応力の状態は均等にはならない。

このように均等に押圧できない場合、いずれかの鉄筋がスリーブから抜脱されてしまうなど、接合状態を健全に維持することはできない。従来のこの種の棒鋼接合装置は、各鉄筋をスリーブに均等に押圧するためには、２本の鉄筋の外径は同一である必要があり、従って、同一外径の鉄筋同士しか接合することができなかった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、外径の異なる棒鋼であっても、適切に接合することが可能な棒鋼接合装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる棒鋼接合装置は、内周面が断面長円状の筒面で形成され、反対方向から挿入される一対の棒鋼がその内部で重ねて配置されるスリーブと、該スリーブに形成した挿通孔を介してこれら棒鋼間へ圧入される楔とを有し、該楔でこれら各棒鋼を該スリーブ内周面に押し付けることにより、これら棒鋼同士を接合する棒鋼接合装置において、いずれか一方の上記棒鋼の外側に、他方の上記棒鋼の外径寸法に合致する外径寸法を有して、上記スリーブ内周面に当接される応力伝達部材を設け、前記応力伝達部材は、前記一方の棒鋼の外周面に沿う半円形の弧状部と、該弧状部の各先端から接線方向へ延びる延長部とからなる断面Ｕ字状に形成されることを特徴とする。

前記応力伝達部材の硬さは、前記棒鋼の硬さよりも軟らかく、かつ前記スリーブの硬さ以下の軟らかさであることを特徴とする。

本発明にかかる棒鋼接合装置にあっては、外径の異なる棒鋼であっても、適切に接合することができる。具体的には、応力伝達部材を、一方の棒鋼の外周面に沿う半円形の弧状部と、この弧状部の各先端から接線方向に延びる延長部とからなる断面Ｕ字状に形成したので、一方の棒鋼を円滑に応力伝達部材内に納めることができるとともに、延長部により応力伝達部材を安定的にスリーブ内周面に装着でき、作業性や当該一方の棒鋼の位置決め性を向上することができる。

本発明に係る棒鋼接合装置の第１実施形態であって、棒鋼を接合した状態を示す平面図である。図１中のＡ−Ａ線矢視から見た、棒鋼の接合状況の説明図である。図１の棒鋼接合装置に用いられる応力伝達部材の斜視図である。本発明に係る棒鋼接合装置の第２実施形態であって、棒鋼を接合した状態を示す平面図である。図４中のＢ−Ｂ線矢視から見た、棒鋼の接合状況の説明図である。背景技術における課題を説明する説明図である。

以下に、本発明に係る棒鋼接合装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図３には、本発明に係る棒鋼接合装置の第１実施形態が示されている。第１実施形態に係る棒鋼接合装置１は、一対２本の棒鋼２，３を接続して長さを延長するものであって、主として、スリーブ４と、楔５と、応力伝達部材６とから構成される。

スリーブ４は金属製で、例えば、熱処理により硬度（強度）を変化させた鋼材や、鋳鉄などで形成される。スリーブ４は、その軸方向に一致する長さ方向両端４ａが開口された中空筒体状であって、その内周面４ｂは断面長円状の筒面で形成される。具体的には、スリーブ４の当該内周面４ｂの輪郭は、短径Ｘが棒鋼２，３を納め得る寸法であって、長径Ｙが、２本の棒鋼２，３を横並びで、隙間Ｃを空けた並列状態で配置し得る寸法の長円状に形成される。

スリーブ４には、互いに反対方向から、一対の棒鋼２，３が挿入される。これら棒鋼２，３は、スリーブ４をその両端開口４ａの一方から他方へ突出するように貫通し、これにより、スリーブ４内部で当該スリーブ４の全長に亘り、重ねて配置される。

棒鋼２，３としては、異形鉄筋の他、全ネジボルトや丸鋼など、その種類は問わない。スリーブ４に挿入する一対の棒鋼２，３は、接合性能の安定性を考慮して、種類が同一であることが望ましい。

スリーブ４には、棒鋼２，３間の隙間Ｃへ向かって、棒鋼２，３の貫通方向、すなわちスリーブ４の長さ方向と直交する方向（スリーブ内周面４ｂの短径Ｘ方向）に、楔５を圧入するための挿通孔７が貫通形成される。

図示するように、スリーブ４は、そのスリーブ内周面４ｂの短径Ｘ方向に互いに向かい合う一対の壁部４ｃ，４ｄを有していて、挿通孔７は、一方の壁部４ｃを貫通する第１挿通孔７ａと、他方の壁部４ｄを貫通する第２挿通孔７ｂとから構成される。これら第１及び第２挿通孔７ａ，７ｂは、スリーブ４に挿入される棒鋼２，３間の隙間Ｃを介して、互いに一連に連通される。

一対の棒鋼２，３のうち、外径寸法が大きい第１の棒鋼２ではなく、当該第１の棒鋼２よりも外径寸法が小さい第２の棒鋼３の外側には、金属製の応力伝達部材６が設けられる。本実施形態にあっては、応力伝達部材６は、板材を曲げ加工するなどして、断面Ｕ字状に形成される。詳細には、応力伝達部材６は、外径寸法が小さい第２の棒鋼３の外周面に沿う半円状の弧状部６ａと、この弧状部６ａの各先端から接線方向へ延びる延長部６ｂとから構成される。

応力伝達部材６のＵ字状の内面を規定する弧状部６ａの内径寸法（＝延長部間の内面間寸法）Ｒは、その内方へ第２の棒鋼３を納めることができるように、当該第２の棒鋼３の外径寸法φ２よりも僅かに大きく設定される。他方、応力伝達部材６のＵ字状の外面を規定する弧状部６ａの外径寸法（＝延長部間の外面間寸法）Ｅは、外径寸法が大きい第１の棒鋼２の外径寸法φ１に合致するように設定される。

また、応力伝達部材６の長さ寸法は、棒鋼２，３の長さ方向に沿って、スリーブ４の長さ寸法以上に設定される。応力伝達部材６の幅寸法（スリーブ内周面４ｂの長径Ｙ方向に沿う寸法）は、挿通孔７に挿入される楔５と干渉することなく、そしてまた、スリーブ４に一対の棒鋼２，３を挿入したときに、延長部６ｂが第１の棒鋼２と干渉することのない寸法に設定される。

スリーブ内周面４ｂの短径Ｘは、応力伝達部材６及び第１の棒鋼２を配置し得るように、これら応力伝達部材６の弧状部６ａの外径寸法Ｅ及び第１の棒鋼２の外径寸法φ１（＝Ｅ）よりも、僅かに大きく設定される。

第２の棒鋼３の外側に設けた応力伝達部材６及び第１の棒鋼２は、スリーブ４内に挿入してスリーブ内周面４ｂの長径Ｙ方向左右両端に寄せて配置することにより、スリーブ４の全長に亘り、スリーブ内周面４ｂに当接される。すなわち、応力伝達部材６は、第２の棒鋼３の外周面とスリーブ内周面４ｂとの間に挟み込んで配置される。

応力伝達部材６の延長部６ｂは、スリーブ内周面４ｂに当接することで、楔５の圧入時などに応力伝達部材６がスリーブ４内で回転したり、不安定に動くことを防止する。

スリーブ４には、第１挿通孔７ａから第２挿通孔７ｂへ達するように、スリーブ４に挿入された棒鋼２，３間の隙間Ｃへ楔５が圧入される。楔５は金属製で、第１挿通孔７ａから第２挿通孔７ｂに向かって先細りとなるように、板厚方向の表裏面が同じ傾斜角度の一対の傾斜面５ａで形成される。

楔５は、棒鋼２，３間の隙間Ｃへ打ち込まれることで、その傾斜面５ａが両側の各棒鋼２，３に圧接する。この圧接に伴い、楔５は、これら棒鋼２，３をそれぞれ、スリーブ内周面４ｂの長径Ｙ方向に向かって左右に押圧する。これにより、第１の棒鋼２は、スリーブ内周面４ｂに押し付けられ、この押し付け圧力でスリーブ内周面４ｂに食い込んで係合する。他方、第２の棒鋼３は、応力伝達部材６に押し付けられ、この押し付け圧力で応力伝達部材６の内面に食い込んで係合する。

また、第２の棒鋼３が押し付けられる応力伝達部材６は、スリーブ内周面４ｂに押し付けられ、楔５によって第２の棒鋼３に発生する応力をスリーブ４へ伝達する。楔５にあっても、その傾斜面５ａに各棒鋼２，３が食い込んで係合する。これにより、一対の棒鋼２，３はともに、楔５とスリーブ４との間に拘束されて、棒鋼２，３同士が互いに接合される。

応力伝達部材６の硬さ（強度）は、棒鋼２，３の食い込みを確保するために、棒鋼２，３よりも軟らかい（小さい）ことが望ましく（棒鋼２，３＞応力伝達部材６）、さらに好ましくは、楔５によって押圧される第２の棒鋼３の押し付け圧力を受け止め、スリーブ内周面４ｂへ均等に伝達させるために、スリーブ４と同程度もしくはそれよりも軟らかく（小さく）設定される（棒鋼２，３＞スリーブ４≧応力伝達部材６）。

次に、第１実施形態に係る棒鋼接合装置１の作用について説明する。第１及び第２の棒鋼２，３を接合するに際しては、これら棒鋼２，３を、それぞれスリーブ４の両端４ａ開口から反対向きに挿入し、スリーブ４の両端４ａから突出させる。このとき、第２の棒鋼３の外側に設ける応力伝達部材６は、予めスリーブ４内に設けておいてもよいし、あるいは第２の棒鋼３に取り付けてスリーブ４内に挿入してもよい。応力伝達部材６は、スリーブ４の全長に亘って、スリーブ内周面４ｂに当接するように配置する。

次いで、スリーブ４の第１挿通孔７ａに楔５を挿入し、この楔５を、棒鋼２，３間の隙間Ｃに第２挿通孔７ｂへ向かって圧入する。楔５を圧入すると、第１の棒鋼２は、スリーブ内周面４ｂと楔５とに挟圧され、これらに食い込んでスリーブ４に固定される。

他方、第２の棒鋼３については、応力伝達部材６と楔５とに挟圧され、これらに食い込むとともに、応力伝達部材６がスリーブ内周面４ｂに圧接して第２の棒鋼３の応力がスリーブ４に伝達され、これにより第２の棒鋼３は、スリーブ４に固定される。これにより、一対の棒鋼２，３は、スリーブ４、楔５及び応力伝達部材６を介して、互いに接合される。

第１実施形態にあっては、外径寸法が異なる第１及び第２の棒鋼２，３のうち、外径寸法が小さい第２の棒鋼３の外側に、外径寸法が大きい第１の棒鋼２の外径寸法φ１に合致する外径寸法Ｅを有する応力伝達部材６を設け、この応力伝達部材６をスリーブ内周面４ｂに当接させて配置するようにしたので、外径寸法が異なる棒鋼２，３であっても、応力伝達部材６によって同一外径とすることができて、棒鋼２，３間の隙間Ｃに楔５を真っ直ぐに圧入して第１及び第２の棒鋼２，３を均等にスリーブ４の左右へ押圧することができ、そしてまた応力伝達部材６により、第２の棒鋼３に生じる応力を適切にスリーブ４へ伝達することができて、スリーブ４の第１の棒鋼２側に生じる応力とスリーブ４の第２の棒鋼３側に生じる応力とを、できる限り均等化することができる。これにより、外径寸法が異なる棒鋼２，３であっても、適切に接合することができる。

スリーブ４において、スリーブ内周面４ｂを各棒鋼２，３の外径寸法に合わせて加工成形することも考えられるが、楔５を圧入する隙間Ｃに面する棒鋼表面形態が左右で異なることとなって、楔５の圧入が難しくなるとともに、当該成形には手間がかかり、また、棒鋼２，３の外径寸法毎に複数種類のスリーブ４を作成し準備する必要があることから、コストアップとなってしまうが、上記第１実施形態にあっては、第１の棒鋼２に適合するスリーブ４で供用することができる。

応力伝達部材６を、第２の棒鋼３の外周面に沿う弧状部６ａと、この弧状部６ａの各先端から接線方向に延びる延長部６ｂとからなる断面Ｕ字状に形成したので、第２の棒鋼３を円滑に応力伝達部材６内に納めることができるとともに、延長部６ｂにより応力伝達部材６を安定的にスリーブ内周面４ｂに装着でき、作業性や第２の棒鋼３の位置決め性を向上することができる。

応力伝達部材６をスリーブ４の長さよりも長く形成すれば、応力伝達部材６がスリーブ４から突出する状態から、応力伝達部材６を装着したか否かを確認することができる。

図４および図５には、本発明に係る棒鋼接合装置１の第２実施形態が示されている。上記第１実施形態と同一の構成については、その説明を省略する。第２実施形態にあっては、応力伝達部材６が、断面Ｕ字状のものに代えて、第２の棒鋼３に被さるパイプ状に形成される。

パイプ状の応力伝達部材６は、鋼管または金属製板材を加工するなどして形成され、その内径寸法Ｑ１は、外径寸法が小さい第２の棒鋼３をその内方へ納めることができるように、当該第２の棒鋼の外径寸法φ２よりも僅かに大きく設定される。

他方、応力伝達部材６の外径寸法Ｑ２は、外径寸法が大きい第１の棒鋼３の外径寸法φ１に合致するように設定される。また、応力伝達部材６の長さ寸法は、棒鋼２，３の長さ方向に沿って、スリーブ４の長さ寸法以上に設定される。第２の棒鋼３に被せた応力伝達部材６と第１の棒鋼２との間には、楔５を圧入する隙間Ｃが形成される。

スリーブ内周面４ｂの短径Ｘは、応力伝達部材６及び第１の棒鋼２を配置し得るように、これら応力伝達部材６の外径寸法Ｑ２及び第１の棒鋼２の外径寸法φ１（＝Ｑ２）よりも、僅かに大きく設定される。

第２の棒鋼３の外側に設けた応力伝達部材６及び第１の棒鋼２は、ともに断面円形であり、スリーブ４内に挿入してスリーブ内周面４ｂの長径Ｙ方向左右両端に寄せて配置することにより、スリーブ４の全長に亘り、スリーブ内周面４ｂに当接される。すなわち、応力伝達部材６は、第２の棒鋼３の外周面とスリーブ内周面４ｂとの間に挟み込んで配置される。

楔５は、棒鋼２，３間の隙間Ｃへ打ち込まれることで、その傾斜面５ａが両側の第１の棒鋼２及び応力伝達部材６に圧接する。この圧接に伴い、楔５は、第１の棒鋼２、第２の棒鋼３に設けた応力伝達部材６及び当該第２の棒鋼３をそれぞれ、スリーブ内周面４ｂの長径Ｙ方向に向かって左右に押圧する。これにより、第１の棒鋼２は、スリーブ内周面４ｂに押し付けられ、この押し付け圧力でスリーブ内周面４ｂに食い込んで係合する。

他方、第２の棒鋼３については、スリーブ内周面４ｂ側において応力伝達部材６に押し付けられ、この押し付け圧力で応力伝達部材６の内周面に食い込んで係合する。また、第２の棒鋼３が押し付けられる応力伝達部材６はさらに、スリーブ内周面４ｂに押し付けられ、楔５によって第２の棒鋼３に発生する応力をスリーブ４へ伝達する。楔５は、その傾斜面５ａに第１の棒鋼２と応力伝達部材６を介して第２の棒鋼３とが食い込んで、これらと係合する。これにより、一対の棒鋼２，３はともに、楔５とスリーブ４との間に拘束されて、棒鋼２，３同士が互いに接合される。

次に、第２実施形態に係る棒鋼接合装置１の作用について説明する。第１及び第２の棒鋼２，３を接合するに際しては、これら棒鋼２，３を、それぞれスリーブ４の両端４ａ開口から反対向きに挿入し、スリーブ４の両端４ａから突出させる。このとき、第２の棒鋼３の外側に設ける応力伝達部材６は、予めスリーブ４内に設けておいてもよいし、あるいは第２の棒鋼３に取り付けてスリーブ４内に挿入してもよい。応力伝達部材６は、スリーブ４の全長に亘って、スリーブ内周面４ｂに当接するように配置する。

次いで、スリーブ４の第１挿通孔７ａに楔５を挿入し、この楔５を、応力伝達部材６と第１の棒鋼２間の隙間Ｃに第２挿通孔７ｂへ向かって圧入する。楔５を圧入すると、第１の棒鋼２は、スリーブ内周面４ｂと楔５とに挟圧され、これらに食い込んでスリーブ４に固定される。

他方、第２の棒鋼３については、応力伝達部材６とともに、楔５とスリーブ４との間に挟圧され、楔５が食い込むとともに、応力伝達部材６に食い込む。そして、応力伝達部材６もスリーブ内周面４ｂに圧接して第２の棒鋼３の応力がスリーブ４に伝達され、これにより第２の棒鋼３は、スリーブ４に固定される。これにより、一対の棒鋼２，３は、スリーブ４、楔５及び応力伝達部材６を介して、互いに接合される。

このような第２実施形態にあっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。すなわち、外径寸法が異なる棒鋼２，３を応力伝達部材６によって同一外径とすることができ、隙間Ｃに楔５を真っ直ぐに圧入して、第１の棒鋼２及びパイプ状の応力伝達部材６を被せた第２の棒鋼３を、均等にスリーブ４の左右へ押圧することができて、スリーブ４の第１の棒鋼２側に生じる応力とスリーブ４の第２の棒鋼３側に生じる応力とを、できる限り均等化することができる。これにより、外径寸法が異なる棒鋼２，３であっても、適切に接合することができる。

応力伝達部材６を、第２の棒鋼３に被せるパイプ状に形成したので、組み付け作業に際しスリーブ４内で回転しても何ら影響はなく、断面Ｕ字状に形成する場合と比べて、きわめて簡単にスリーブ内周面４ｂに装着でき、作業性を向上することができる。また、パイプ状とすることで、厚さを薄くできるため軽量化を図ることができる。

上記各実施形態にあっては、１つの挿通孔７に１つの楔５を圧入するようにしたが、図中、仮想線で示したように、複数の挿通孔７をスリーブ４に形成して、複数の楔５を圧入するようにしてもよいことはもちろんである。

また、本明細書中、鉄筋や応力伝達部材の外径寸法に関する記述において「同一」や「合致」という語句を用いて説明したが、これは本願発明の特徴をより明瞭にするために敢えて記したのであって、実際は、ほぼ同一（ほぼ合致）という意味合いを含むものである。つまり、本願発明において、例えば鉄筋の外径や応力伝達部材の外径は厳密に言えば、製造誤差やメーカーによってその寸法は異なるが、その場合でも本願発明の作用効果を奏することはもちろんであって、この点は、従来の棒鋼接合装置（例えば、特許文献１）でも厳密に言えば、接合する２本の鉄筋の外径寸法はそれぞれ異なるのであり、性能上、問題なく接合することができる。

１棒鋼接合装置
２，３一対の棒鋼
４スリーブ
４ｂスリーブ内周面
５楔
６応力伝達部材
６ａ弧状部
６ｂ延長部
７挿通孔

Claims

内周面が断面長円状の筒面で形成され、反対方向から挿入される一対の棒鋼がその内部で重ねて配置されるスリーブと、該スリーブに形成した挿通孔を介してこれら棒鋼間へ圧入される楔とを有し、該楔でこれら各棒鋼を該スリーブ内周面に押し付けることにより、これら棒鋼同士を接合する棒鋼接合装置において、いずれか一方の上記棒鋼の外側に、他方の上記棒鋼の外径寸法に合致する外径寸法を有して、上記スリーブ内周面に当接される応力伝達部材を設け、前記応力伝達部材は、前記一方の棒鋼の外周面に沿う半円形の弧状部と、該弧状部の各先端から接線方向へ延びる延長部とからなる断面Ｕ字状に形成されることを特徴とする棒鋼接合装置。
前記応力伝達部材の硬さは、前記棒鋼の硬さよりも軟らかく、かつ前記スリーブの硬さ以下の軟らかさであることを特徴とする請求項１に記載の棒鋼接合装置。