JP6028194B2 - 鉄筋と圧着金具の圧着方法、及び圧着構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋と圧着金具とを圧着させる方法、及びその圧着構造に関し、特に、一度全体を圧着させた後に、部分的に再圧着させる技術に関する。

従来、一対の鉄筋の一部同士をスリーブに挿入させて鉄筋を連結する機械式継手が提供されている。
例えば、特許文献１では、一対の鉄筋の一端部同士を、互いに付き合わせてスリーブ内に挿入した上、当該スリーブを外周面上から押圧して鉄筋にスリーブを圧着せしめる機械式継手が提供されている。

このような機械式継手においては、鉄筋にかかる引張力に対し、所定の引張り強度を確保する必要があり、これまでは、鉄筋の外周面上に設けられた節や、当該節のスリーブの内周面への食い込みといった構造によって、そのような引張り強度が確保されていた。

特開平１０−１３１３０３号公報

このような背景のもと、本願発明者らは、スリーブを鉄筋に圧着させる機械式継手において、引張り強度を向上させるのに効果的な圧着方法、及び圧着構造を発明した。
即ち、スリーブを鉄筋に圧着させる際、全体が一様な押圧力で圧着されていた場合に比して、圧着強度に変化をつけた方が、圧着強度を高められることが分かった。

そこで本発明は、鉄筋に圧着金具を圧着させる際、圧着金具を鉄筋に対して全体的に圧着した上で、圧着強度が相対的に高い部分と、相対的に低い部分を形成し、圧着強度が一様に形成された場合よりも、高い引張り強度をもたせることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法は、鉄筋に、当該鉄筋を挿入するための貫挿孔が形成された略筒状の圧着金具を、圧着させる方法であって、上記貫挿孔内に鉄筋が挿入された圧着金具の外周面全体を径方向内側に押圧して、上記鉄筋に上記圧着金具の貫挿孔の内周面全体を圧着させる第一の圧着工程と、上記内周面全体が鉄筋に圧着された圧着金具の外周面を、部分的に再度、径方向内側に押圧して、上記鉄筋に上記圧着金具の貫挿孔の内周面を、部分的により強固に圧着させる第二の圧着工程と、を有することを特徴とする。

また、上記第二の圧着工程は、上記内周面全体が鉄筋に圧着された圧着金具の外周面を、軸心方向に一定の間隔ごとに径方向内側に押圧して、上記鉄筋に上記圧着金具の貫挿孔の内周面を、軸心方向に一定の間隔ごとにより強固に再圧着させるものとしてもよい。

また、本発明の別の観点に係る鉄筋と圧着金具の圧着構造は、鉄筋と、圧着金具の圧着構造であって、鉄筋と、当該鉄筋を挿入するための貫挿孔が形成された略筒状の圧着金具とを、有し、上記貫挿孔内に挿入された鉄筋に対して、上記圧着金具は、交互に形成された、上記鉄筋に相対的に弱く圧着された第一圧着部と、相対的に強く圧着された第二圧着部とによって圧着されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、圧着金具が鉄筋に対して全体的に圧着された上で、圧着強度が相対的に高い部分と、相対的に低い部分が形成されており、圧着強度が一様に形成された場合よりも、高い引張り強度をもたせることができる。

本発明の実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法により、鉄筋にスリーブを圧着させた状態を示す外観斜視図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法において、スリーブに鉄筋を挿入させた状態を示す一部断面図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法において、鉄筋にスリーブを圧着させる工程を示す外観斜視図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法において、第一圧着工程により、鉄筋にスリーブを圧着させた状態を示す一部断面図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法において、第二圧着工程により、鉄筋にスリーブを圧着させた状態を示す一部断面図である。 本発明の別の実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法において、第二圧着工程により、鉄筋にスリーブを圧着させる工程を示す外観斜視図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法により、鉄筋にスリーブを圧着させた状態を示す外観斜視図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法が適用される、鉄筋と他の例に係るスリーブを示す一部断面図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法によって、鉄筋に、他の例に係るスリーブを圧着させる場合において、第一圧着工程により、鉄筋にスリーブを圧着させた状態を示す一部断面図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法によって、鉄筋に、他の例に係るスリーブを圧着させる場合において、第二圧着工程により、鉄筋にスリーブを圧着させた状態を示す一部断面図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法が適用される、鉄筋とさらに他の例に係る圧着金具を示す一部断面図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法によって、鉄筋に、さらに他の例に係る圧着金具を圧着させる場合において、第一圧着工程により、鉄筋に圧着金具を圧着させた状態を示す一部断面図である。 本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法によって、鉄筋に、さらに他の例に係る圧着金具を圧着させる場合において、第二圧着工程により、鉄筋に圧着金具を圧着させた状態を示す一部断面図である。 本発明の別の実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法によって、鉄筋にスリーブを圧着させた状態を示す一部断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法について、図を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法により、鉄筋を圧着金具とを圧着させた圧着構造を示している。
一対の鉄筋１、２は、端部を互いに対して向かい合わせした状態で、略円筒状のスリーブ３の貫挿孔３ａ内に挿入されている。さらに、貫挿孔３ａ内の鉄筋１、２の外周面には、スリーブ３の貫挿孔３ａの内周面が圧着され、これによって一対の鉄筋１、２が連結されている。

スリーブ３は、後述する第一及び第二圧着工程における加工が施される前は、軸心方向に同一の径で構成されているが、第一及び第二圧着工程によって縮径されて、相対的に強く鉄筋１、２に圧着された小径部３１と、相対的に弱く鉄筋１、２に圧着された大径部３２とが構成されている。
このような圧着構造によれば、スリーブ３が鉄筋１、２に対して全体的に圧着された上で、圧着強度が相対的に高い部分と、相対的に低い部分が形成されており、圧着強度が一様に形成されている場合よりも、高い引張り強度をもたせることができる。

続いて、図１に示される圧着構造を形成すべく、本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法によって鉄筋１、２にスリーブ３を圧着させると共に、鉄筋１、２を連結する工程を説明する。

ここで、図２に示されるように、スリーブ３は一定の径からなる円筒状の鋼管であり、両端が開口した貫挿孔３ａを備えている。貫挿孔３ａの径は、鉄筋１、２の径よりも僅かに大きく、両端開口部から鉄筋１、２を挿入することができる。
また、鉄筋１、２は、外周面上に、一定のピッチで互いに平行な凸状の節が形成された異形鉄筋である。

まず、スリーブ３の貫挿孔３ａの一端側開口部から鉄筋１の端部を挿入すると共に、他端側開口部から鉄筋２の端部を挿入し、貫挿孔３ａ内で向かい合わせにする。

＜第一圧着工程＞
次に、図３に示される圧着工具４を用いて、スリーブ３の貫挿孔３ａの内周面を、鉄筋１、２の外周面に圧着させる。
ここで、圧着工具４は、鉄筋１、２が挿入されたスリーブ３を上下から挟み込む略コの字形状の圧着部４１を備え、内部には、圧着部４１により挟み込んだスリーブ３に押圧力を加えるための油圧式圧着機構を備えている。

また、圧着部４１には、鉄筋１、２が挿入されたスリーブ３を上方から押圧する固定ダイス４１ａと、下方から押圧する可動ダイス４１ｂが設けられている。
固定ダイス４１ａには、下面側に開口した断面半円形状の凹部４１１が形成され、この凹部４１１がスリーブ４の押圧面を構成する。
また、可動ダイス４１ｂには、上面側に開口した断面半円形状の凹部４１２が形成され、この凹部４１２がスリーブ４の押圧面を構成する。この可動ダイス４は、油圧式圧着機構を構成するピストンの先端に嵌着されており、ピストンの動きにしたがって上下する。これにより、固定ダイス４１ａと可動ダイス４１ｂの間隔を広げたり狭めたりすることができる。

この圧着工具４を用いて、鉄筋１、２とスリーブ３とを圧着させる場合には、スリーブ１、２を圧着工具４の固定ダイス４１ａと可動ダイス４２ｂで上下から挟み込み、油圧式圧着機構を動作させて、スリーブ３を縮径させる。外周面全体にわたってスリーブ３を押圧することで、スリーブ３全体が一様に縮径され、これにより、鉄筋１、２の外周面上に、スリーブ３の貫挿孔３ａの内周面が圧着される。

圧着工具４により、スリーブ３の外周面全体を径方向内側に向かって押圧し、スリーブ３全体を一様に縮径させると、図４に示されるように、スリーブ３の貫挿孔３ａの内周面が鉄筋１、２の外周面に圧着した状態となる。
この状態においてスリーブ３は、全体が同一の径に縮径されており、全体において同一の圧着強度で鉄筋１、２に圧着されている。

＜第二圧着工程＞
この状態からさらに、スリーブ３の外周面を、軸心方向に沿って一定の間隔ごとに、圧着工具４を用いて押圧し、鉄筋１、２に再圧着させる。
図５に示されるように、スリーブ３の再圧着された部分はさらに縮径され、再圧着されなかった部分に比して小径となり、小径部３１を構成する。一方、再圧着されなかった部分は、再圧着された部分に比して大径となり、大径部３２を構成する。

小径部３１は、第一圧着工程と第二圧着工程の二回の圧着により、大径部３２よりも強固に鉄筋１、２に圧着されている。その結果、小径部３１と大径部３２が交互に形成されたスリーブ３は、圧着強度が相対的に高い部分と、相対的に低い部分が交互に形成された状態になっている。
このように圧着強度が相対的に高い部分と、相対的に低い部分が交互に形成されることで、圧着強度が一様に形成された場合よりも、高い引張り強度をもたせることができる。

続いて、本発明の第二の実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法について説明する。
第一の実施形態では、第一圧着工程を経たスリーブ３を、一定間隔ごとにさらに縮径させて小径部３１を形成したが、本実施形態では第二圧着工程において、第一圧着工程を経たスリーブ３を、鉄筋１、２に局所的に再圧着させる。

まず、第一の実施形態と同様に、スリーブ３の貫挿孔３ａに鉄筋１、２を挿入した上、第一圧着工程によってスリーブ３全体を鉄筋１、２に圧着させる。

＜第二圧着工程＞
それから、図６に示されるように、固定ダイス５１ａと可動ダイス５１ｂを備えた圧着工具を用い、局所的にスリーブ３を鉄筋１、２に再圧着させる。
ここで、固定ダイス５１ａと可動ダイス５１ｂは、本実施形態で用いられる圧着工具のダイスの形状を模式的に示しており、固定ダイス５１ａと可動ダイス５１ｂ以外の圧着工具の構造は、圧着工具４と同様である。

固定ダイス５１ａには、下面側に開口した断面半円形状の凹部５１１が形成され、この凹部５１１がスリーブ４の押圧面を構成する。また、凹部５１１の中央には、下方に突出した突起部５１１ａが設けられている。
可動ダイス５１ｂには、上面側に開口した断面半円形状の凹部５１２が形成され、この凹部５１２がスリーブ４の押圧面を構成する。また、凹部５１２の中央には、上方に突出した突起部５１２ａが設けられている。この可動ダイス５１ｂは、油圧式圧着機構を構成するピストンの先端に嵌着されており、ピストンの動きにしたがって上下する。これにより、圧着工具４と同様、固定ダイス５１ａと可動ダイス５１ｂの間隔を広げたり狭めたりすることができる。

ダイス５１ａ、５１ｂによって、鉄筋１、２が挿入されたスリーブ３を挟み込み、径方向内側に押圧すると、突起部５１１ａ、５１２ａがスリーブ３に食い込み、当該部分において、スリーブ３が鉄筋１、２に再圧着される。再圧着された部分は、図７に示されるように、凹部３３を形成する。
凹部３３は、第一圧着工程と第二圧着工程の二回の圧着工程により、他の部分よりも強固に鉄筋１、２に圧着されている。その結果、圧着強度が相対的に高い部分が局所的に形成された状態となる。
このように圧着強度が相対的に高い部分が局所的に形成されることで、圧着強度が一様に形成された場合よりも、高い引張り強度をもたせることができる。

続いて、本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法の他の適用例について説明する。
本例は、図８に示される、鉄筋１、２、スリーブ６、７、及びスリーブ６、７を連結する連結ボルト８によって形成される圧着構造に対して、本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法を適用したものである。

スリーブ６、７は円筒形状からなり、夫々、両端が開口した貫挿孔６ａ、７ａを有している。
また、このスリーブ６、７は夫々、一端側が鉄筋１、２を挿入するための貫挿部６１、７１を構成し、他端側が連結ボルト８を取り付けるための螺合部６２、７２を構成している。

貫挿部６１、７１における貫挿孔６ａ、７ａの径は、鉄筋１、２の径よりも僅かに大きく、鉄筋１、２を挿入することができる。

螺合部６２、７２は予め、貫挿部６１と同じ径から塑性加工によって縮径されており、貫挿部６１、７１よりも僅かに径が小さい。
この螺合部６２、７２の貫挿孔６ａ、７ａの内周面には、連結ボルト８の外周面上に形成されている雄ネジに螺合する雌ネジが螺刻されている。

連結ボルト８は、外周面に雄ネジが形成された円柱状の部材である。
この連結ボルト８の径は、スリーブ６、７の螺合部６２、７２の貫挿孔６ａ、７ａの径に対応しており、連結ボルト８は、スリーブ６、７の螺合部６２、７２の貫挿孔６ａ、７ａに螺入させることができる。
さらに、連結ボルト８の軸心方向の長さは、螺合部６２、７２の長さの約２倍であり、一端側をスリーブ６の螺合部６２に螺入させると共に、他端側をスリーブ７の螺合部７２に螺入させることでき、これにより、鉄筋１、２が挿入されたスリーブ６、７同士を連結することができる。

以上の部材による鉄筋の連結において、本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法を適用した場合の工程について説明する。
まず、スリーブ６の貫挿部６１の貫挿孔６ａに、開口部から鉄筋１の端部を挿入すると共に、スリーブ７の貫挿部７１の貫挿孔７ａに、開口部から鉄筋２の端部を挿入する。

＜第一圧着工程＞
次に、既述した圧着工具４を用いて、スリーブ６、７の貫挿部６１、７１を押圧し、貫挿部６１、７１における貫挿孔６ａ、７ａの内周面を夫々、鉄筋１、２の外周面に圧着させる。
さらに、スリーブ６の螺合部６２の貫挿孔６ａに連結ボルト８の一端を螺入させると共に、スリーブ７の螺合部７２の貫挿孔７ａに連結ボルト８の他端を螺入させる。

圧着工具４による押圧よって、スリーブ６、７の貫挿部６１、７１が縮径されると、図９に示されるように、スリーブ６、７の貫挿孔６ａ、７ａの内周面が夫々、鉄筋１、２の外周面に圧着した状態となる。また、連結ボルト８によってスリーブ６、７が連結されることで、鉄筋１、２が連結された状態となる。

＜第二圧着工程＞
この状態からさらに、スリーブ６、７の貫挿部６１、７１の外周面を、軸心方向に沿って一定の間隔ごとに、圧着工具４を用いて押圧し、鉄筋１、２に再圧着させる。
図１０に示されるように、再圧着された部分はさらに縮径され、再圧着されなかった部分に比して小径となり、小径部６１１、７１１を構成する。一方、再圧着されなかった部分は、再圧着された部分に比して大径となり、大径部６１２、７１２を構成する。

以上のとおり、スリーブ６、７と連結ボルト８を用いた連結構造においても、圧着強度が相対的に高い部分と、相対的に低い部分を交互に形成して、圧着強度が一様に形成された場合よりも、高い引張り強度をもたせることができる。

続いて、本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法のさらに他の適用例について説明する。
本例は、図１１に示される、鉄筋１、及び鉄筋１に圧着される圧着金具９によって形成される圧着構造に対して、本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法を適用したものである。
なお、圧着金具９は、圧着下鉄筋１ごとコンクリート内に埋設されて、鉄筋１をコンクリート内に定着させる金具である。

略円筒状の圧着金具９は、両端が開口した貫挿孔９ａを有し、鉄筋１が挿入される筒状の本体部９１と、一端部に設けられた円盤状の定着部９２とから構成される。
貫挿孔９ａの径は、鉄筋１の径よりも僅かに大きく、鉄筋１を挿入することができる。

この圧着金具９と鉄筋１の圧着において、本実施形態に係る鉄筋と圧着金具の圧着方法を適用した場合の工程について説明する。
まず、圧着金具９の貫挿孔９ａに、開口部から鉄筋１の端部を挿入する。

＜第一圧着工程＞
次に、既述した圧着工具４を用いて、圧着金具９の本体部９１の外周面を径方向内側に押圧する。
圧着工具４による押圧よって、圧着金具９の本体部９１が縮径されると、図１１に示されるように、圧着金具９の貫挿孔９ａの内周面が鉄筋１の外周面に圧着した状態となる。

＜第二圧着工程＞
この状態からさらに、圧着金具９の本体部９１の外周面を、軸心方向に沿って一定の間隔ごとに、圧着工具４を用いて押圧し、鉄筋１に再圧着させる。
図１２に示されるように、再圧着された部分はさらに縮径され、再圧着されなかった部分に比して小径となり、小径部９１１を構成する。一方、再圧着されなかった部分は、再圧着された部分に比して大径となり、大径部９１２を構成する。

以上のとおり、圧着金具９を鉄筋１に圧着させる場合においても、圧着強度が相対的に高い部分と、相対的に低い部分を交互に形成して、圧着強度が一様に形成された場合よりも、高い引張り強度をもたせることができる。

また、本発明の別の実施形態では、図１４に示されるように、スリーブ３の貫挿孔３ａの開口部近傍において、第二圧着工程による小径部３１を形成するものとしてもよい。
鉄筋１、２が挿入されるスリーブ３の貫挿孔３ａの開口部近傍に偏った位置に小径部３１を形成することで、貫挿孔３ａ内に挿入された鉄筋１、２の動きがより強く規制され、引張強度を高めることができる。
なお、この圧着方法又は圧着構造は、鉄筋１、２、スリーブ６、７、及び連結ボルト８による圧着構造や、鉄筋１と圧着金具９による圧着構造においても、同様に応用できる。

なお、本実施形態では、鉄筋１、２として、異形鉄筋を例示したが、これに限らず、ねじ節鉄筋などの他の鉄筋にも応用することができる。

また、鉄筋１、２、スリーブ６、７、及び連結ボルト８による圧着構造の例や、鉄筋１、及び圧着金具９による圧着構造の例においても、ダイス５１ａ、５１ｂを用いて、圧着強度が相対的に高い部分を局所的に形成することもできる。

また、第二圧着工程を施す箇所や、第二圧着工程によって、スリーブ３、６、７や圧着金具９に形成する小径部３１、４１、７１、９１１や凹部３３の形状や、形成箇所の個数などは特に限定されない。

また、本実施形態では、第二圧着工程により、一度圧着された箇所を再度圧着するものとしたが、二度圧着された箇所をさらに圧着させるなど、同一箇所に三回以上の圧着を施すこともでき、少なくとも、圧着回数の異なる箇所が、軸心方向に断続的に形成されていればよい。

また、以上の実施形態において、スリーブ３、６、７や圧着金具９の貫挿孔３ａ、６ａ、７ａ、９ａ、の内周面と鉄筋１、２の外周面が当接する当接面には、当該当接面における摩擦力を高めるための粒状微粉末を介在させるものとしてもよい。これにより、スリーブ３、６、７や圧着金具９と鉄筋１、２とをより強固に圧着することができる。

１ 鉄筋
２ 鉄筋
３ スリーブ
３ａ 貫挿孔
３１ 小径部
３２ 大径部
３３ 凹部
４ 圧着工具
４１ 圧着部
４１ａ 固定ダイス
４１１ 凹部
４１ｂ 可動ダイス
４１２ 凹部
５１ａ 固定ダイス
５１１ 凹部
５１１ａ 突起部
５１ｂ 可動ダイス
５１２ 凹部
５１２ａ 突起部
６ スリーブ
６ａ 貫挿孔
６１ 貫挿部
６１１ 小径部
６１２ 大径部
６２ 螺合部
７ スリーブ
７ａ 貫挿孔
７１ 貫挿部
７１１ 小径部
７１２ 大径部
７２ 螺合部
８ 連結ボルト
９ 圧着金具
９ａ 貫挿孔
９１ 本体部
９１１ 小径部
９１２ 大径部
９２ 定着部

Claims (2)

1. 鉄筋に、当該鉄筋を挿入するための貫挿孔が形成された略筒状の圧着金具を、圧着させる方法であって、
   上記貫挿孔内に鉄筋が挿入された圧着金具の外周面全体を径方向内側に押圧して、上記鉄筋に上記圧着金具の貫挿孔の内周面全体を圧着させる第一の圧着工程と、
   上記内周面全体が鉄筋に圧着された圧着金具の外周面を、部分的に再度、径方向内側に押圧して、上記鉄筋に上記圧着金具の貫挿孔の内周面を、部分的により強固に圧着させる第二の圧着工程と、を有する、
   ことを特徴とする鉄筋と圧着金具の圧着方法。
2. 上記第二の圧着工程は、上記内周面全体が鉄筋に圧着された圧着金具の外周面を、軸心方向に一定の間隔ごとに径方向内側に押圧して、上記鉄筋に上記圧着金具の貫挿孔の内周面を、軸心方向に一定の間隔ごとにより強固に再圧着させる、
   請求項１記載の鉄筋と圧着金具の圧着方法。

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