JP6340001B2 - 組合せ補強カプラおよび支柱整列装置 - Google Patents

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Description

本発明は、建設業に関し、特に、典型的には支柱、壁、および/または構造的鋼鉄部品のような鉄筋コンクリート要素を整列および接合するための器具に関するが、これに限定されるものではない。
支柱、壁、床、梁のような鉄筋コンクリート要素の接合は、建設業ではよくある作業である。この建築プロセスに関連する問題は多方面にわたり、通常は、伸張、圧縮、およびその他の連結を通じた力を伝達するために、正確に整列された、または正確には整列されていない、対向配置された補強棒を連結する工程に関連している。
従来技術における連結手法は、応用分野そのものと同じくらい多様である。補強棒を連結するための一般的な従来技術の方法は、一方の棒を他方の棒に、好ましい重なり寸法をもって重ね合わせることであり、通常、その重なり寸法は棒の直径の40倍である。この方法においては、棒は重ね合わされるので正確に整列させる必要はないが、コンクリート要素の境界の内側に過度のストレスを生じさせる。このため、典型的には支柱であるコンクリート要素の大きさを、単に追加の棒を取り込むだけのために、大きくしなければならないことがあった。このように、従来技術の方法を用いると、必然的に無駄が生じる。補強棒を接合するのに用いられる他の方法では、機械的連結器が利用される。この機械的連結器は、概してネジ切りされているか、補強棒の突出端部に接合するためのエポキシ接着剤によって取り付けられている。しかし、この方法では、棒を完璧に整列させることが必要になる。その上、この方法が申し分ない成果を上げられるのは、向かい側の棒と整列させるべき棒が1本しかない場合だけである。これらの連結方法の従来技術の中には、オーストラリア特許公報第2003210074号(Barfix Bermuda Ltd)の中に開示されているものがある。この文献で開示されている方法および装置によって連結される補強鋼鉄棒は、連結要素を有しており、そこには補強棒の1つにネジ山を刻むためのネジ切り部が設けられている。ネジ切り部は、円錐形のネジ山を刻むことで、補強棒に円錐形のネジ端部を形成する。
また、AU2001051968号が開示する構造的固定システムは、ネジ切りされた鋼鉄棒を利用するためのロック可能なナットシステムを有しており、このナットシステムは、棒と軽く係合するロック部材を有する。ロック部材は指状部を持っていてもよい。この場合、ナットが指状部の端部と係合し、指状部を作動させるタブが変形することによって、指状部の端部が変位する。
さらに、WO98/44215号(Barfix Bermuda Ltd)に記述されている、補強棒を連結するための方法および器具では、連結器が締め付けられるときに向かい側の補強棒にネジ山を刻む。
上述した先行技術文献に開示されている補強棒を接合する方法および器具では、いずれも、向かい合う離間した支柱の補強棒を正確に整列させる必要がある。しかし、たいていの場合、一括して連結する必要のある棒群のような、複数の棒が存在する。それぞれの棒の間に生じる整列のずれをわずかでも許容できるような先行技術による機械的連結システムはごく少数しか出回っていない。一方の棒群を他方の棒群と連結するためには、一方の棒群の中の個別の棒を、それぞれ、向かい側の他方の棒群の中の個別の棒のうちの対応するものと正確に整列させなければならないが、これは非常に難しい上に多くの人手を要する作業となりうる。その上、コンクリートの中の補強棒、すなわち鋼鉄要素が整列しておらず、機械的に連結することができない場合には、時間と人手の両方を莫大に要するそれぞれの補強棒の連結作業の前に、要素自身をつっかえ棒やその他の間に合わせの手段によって整列あるいは支持しなければならない。機械的棒カプラの先行技術例としては、US5305573A号(BAUMANN)、WO2011/113418A1号(BILFINGER BERGER AG)、WO1992/008019A1号(ARTEON)、WO2007/061240A1号(KIM)が挙げられる。
全ての従来例において、主要な機能は、補強棒の整列がわずかにずれた場合でもそれらを連結することである(例えば、WO1992/008019A1号(ARTEON))が、その一方で、棒が埋設されたコンクリート要素または鉄鋼部品自身を整列させる機能はない。したがって、離間して対向する支柱の補強棒を接合するだけでなく、つっかえ棒やその他の間に合わせの手段を用いることなく互いの支柱を整列させもする器具および方法が必要であり、その場合に器具は向かい合う補強棒の整列がずれているときにも機能できなければならない。
本発明の課題は、建築要素の補強棒を整列および接合するための、新規かつ創意に富んだシステムを提供することによって、従来技術の問題および不便さの一部または全部を改善あるいは払拭することである。
本発明の1つの様相によれば、配列および接合されるべき向かい合った要素から突出した、1つまたはそれ以上のネジ切りされたスタッドまたはネジ切りされた補強棒と;一緒にネジ締めされるように、かつ、向かい合ったスタッドのそれぞれと結合するように構成された、第1および第2のネジ切りされた係合部材と;スタッドまたは棒の1つにネジ係合することができ、第1および第2の係合部材によって包み込まれるか取り囲まれるように構成された調整ナットと;を共に備える、典型的には鉄筋コンクリートの支柱、壁、床、梁、または、構造的鋼鉄部品のような建築要素を整列および接合するための器具であって;使用の際に、調整ナットは、ネジとして係合部材の1つを持ち上げ、それによって要素を整列させ、その後、係合部材を一緒にネジ締めすることによってロックされて包み込まれる、器具が提供される。
本発明のさらに詳細な例では、第1の要素に埋め込まれるとともに第1の要素の端部から突出する、第1のネジ切りされたスタッドまたはネジ切りされた補強棒と;第1の要素と整列および接合させられるように、第2の要素に埋め込まれるとともに第2の要素から突出する、第2のネジ切りされたスタッドまたはネジ切りされた補強棒と;第1のスタッドに固定的に取り付けられるとともに、ネジ切りされた外壁を有する第1の筒状部材と;第1の筒状部材にネジ締めされるように構成された内面ネジ山を有する第2の筒状部材であって、第2の筒状部材が第2のスタッドまたは棒の上を自由に滑走できるようにするための穴がある終端壁を有し、穴の寸法はスタッドの整列のずれ分を収容するのに必要となる許容範囲を決定する、第2の筒状部材と;第2のスタッドにネジ係合することができ、第1の筒状部材の自由端と接触する調整ナットであって、調整ナットがネジとして第1の筒状部材の自由端を持ち上げることによって第1および第2の要素が整列し、第2の筒状部材は第1の筒状部材にネジ締めされるときに調整ナットを定位置に包み込んでロックする、調整ナットと;を共に備える、建築要素を整列および接合するための器具が提供される。好ましくは、要素は、鉛直に整列させられるべきコンクリートの支柱または壁である。
好ましくは、第2の筒状部材の終端壁の穴の直径は、第1の筒状部材の自由端の内径と等しいかそれより大きい。
好ましくは、調整ナットの回転を容易にするために、調整ナットの上下に1つまたはそれ以上のワッシャを有する。ワッシャは、調整ナットと筒状部材との間の支圧強度を強化するように構成されていてもよい。ワッシャはまた、整列が最も極度にずれた場合に備えて余裕を持つように、さらに大きな支圧強度(表面積)をもたらす通過穴を有していてもよい。
他の例では、ワッシャが設けられず、調整ナットは、例えば上側および下側フランジを有することによって、ワッシャを不要にするように構成されていてもよい。
好ましくは、第1および第2の筒状部材は、スパナで回転させることを容易にするための六角形部分または平面部分を有する。
選択的に、第1および第2筒状部材に対して締め付けられることができ、それによって第1および第2筒状部材をそれぞれネジ山が切られたスタッドに固定する、1つまたはそれ以上のロックナットを有してもよい。
好ましくは、向かい合うスタッドまたは棒の配列手段をも有し、配列手段は中央突起があるキャップ部材を備え、キャップは1つのスタッドまたは棒の終端に固定され;突起は反対側のスタッドまたは棒の係合筒状部材の中央凹部に挿入されるように構成されており、それによって、スタッドまたは棒の第1および第2係合筒状部材を一緒にネジ締めする前に、向かい合うスタッドまたは棒が実質的に整列してもよい。
好ましくは、キャップは、1つのスタッドまたは棒の終端に摩擦溶接されるか、1つのスタッドまたは棒の終端のネジに嵌められる。
好ましくは、向かい合うスタッドまたは棒を実質的に整列させるために中央凹部の中へキャップの突起を挿入する際に、スタッドまたは棒上の一方または両方の係合筒状部材をキャップのある端部から離した状態で一時的に支持するために、スタッドまたは棒をつかむように構成されている取り外しが可能なクリップを有する。
本発明のさらなる様相によれば、ここで記述した器具を用いて、典型的には支柱や壁のような鉄筋コンクリート要素を整列させ、それらの補強棒またはスタッドを接合する方法であって、
a)第1のスタッドまたは棒に第1筒状部材を好ましくはネジ締めによって取り付けるステップと、
b)向かい側の第2のスタッドまたは棒の上で第2の筒状部材を滑走させるステップと、
c)第2のスタッドまたは棒に調整ナットをネジ係合させ、第1の筒状部材の自由端に調整ナットを接触させるステップと、
d)第1および第2の壁または支柱を実質的に整列させるために、または、スタッドまたは棒の整列手段を用いて第1および第2のスタッドまたは棒を整列させるために、調整ナットを第1の筒状部材に対して締め付けるステップと、
e)所望の整列を得た後、第2の筒状部材を第1の筒状部材とネジ締めし、第2および第1の筒状部材を一緒に締め付けることによって、調整ナットを定位置に包み込んでロックするステップと、
を有する、方法が提供される。
本発明のよりよい理解と実施に役立つように、以下の添付図面を参照する。
本発明がコンクリート支柱の整列および接合に使用されている様子を示す。 本発明に係る単一のユニットが使用されている様子を示す。 図3〜5は本発明の様々な見え方を示す。 図3〜5は本発明の様々な見え方を示す。 図3〜5は本発明の様々な見え方を示す。 向かい合うスタッドが実質的に整列している、本発明の立面断面図を示す。 スタッドの整列がずれている、本発明の立面断面図を示す。 図8〜図10は本発明の様々な分解図を示す。 図8〜図10は本発明の様々な分解図を示す。 図8〜図10は本発明の様々な分解図を示す。 本発明が向かい合う構造的鋼鉄要素の接合に使用されている様子を示す。 図12〜図15はスタッドまたは棒の整列手段の組立品を示す。 図12〜図15はスタッドまたは棒の整列手段の組立品を示す。 図12〜図15はスタッドまたは棒の整列手段の組立品を示す。 図12〜図15はスタッドまたは棒の整列手段の組立品を示す。
図1は、長方形のコンクリート支柱または向かい合う壁26、28を整列および接合するために使用されている、本発明に係る多数のユニット10、12、14、16、18、20、22、24を示す。本発明に係るユニットの必要数が、特定用途における負荷耐久仕様および安全要件によって決まることは明白である。ここでは、多数のユニットが、コンクリート支柱または壁を整列および接合させるために用いられている。
図2は、上部建築要素30および下部建築要素32を接合および整列させるために使用されている本発明を示している。ここでは、ネジ切りされた向かい合うスタッド34、36が実質的に整列されており、上側筒状部材38と下側筒状部材40が締め付けられて調整ナット(図示せず)を包み込んでいる。この例では、コンクリートがユニットの周囲に注がれてユニットを封止するときに、第1筒状部材のフランジ38aが、コンクリートの中での固定力やグリップを増強する。
別の側面では、フランジ38aはまた、建築要素から突出し、かつ外面をネジ切りされた筒状部のみを残して、筒状部材38を建築要素30の中へ埋め込むことが必要な場合に、筒状部材38を端面に対して固定する手段となる。
第1および第2の(すなわち、上側および下側の)筒状部材は、オープンエンドスパナで締め付けができるように、どちらも六角形部分38b、40aを有している。
図2と同じ参照番号を用いている図3、図4、図5は、器具の異なった角度からの様々な見え方を示す。すべての図において、第1筒状部材38と第2筒状部材40は、きつくネジ締めされており、それによって、定位置に調整ナット(図示せず)を包み込んでロックしている。これらのすべての図において、ネジ切りされた向かい合うスタッド34、36は実質的に同軸に整列されていることが明白である。
図4にも示されるように、ネジ切りされた向かい合う棒34および36に対して第1および第2の筒状部材(それぞれ38および40)をしっかり固定するために、それらの筒状部材に対して締め付けられるロックナット38cおよび40bをさらに設けてもよい。
図6および図7は本発明の立面断面図であり、整列して向かい合うスタッド41、43と、ずれて向かい合うスタッド51、53をそれぞれ示している。図6の断面図では、第2筒状部材42の内面ネジ山42aが、第1筒状部材44の外面ネジ山44aと係合しており、それによって両方の筒状部材が締め付けられ、重なり合って、調整ナット46を定位置にロックしている様子が示されている。調整ナットと共に図示されている上側ワッシャ48および下側ワッシャ50は、調整ナットの回転を容易にし、それぞれ、第1筒状部材の自由端44bおよび第2筒状部材42bに対する支圧強度を強化する。図7に示された器具では、向かい合うスタッド51、53の整列がわずかにずれている。ここで、第2係合部材54の終端壁の穴54aは、向かい合うスタッド部材51、53の整列のずれを収容するのに十分な直径を有していることが理解されるであろう。ワッシャ58、60とナットが、第1係合部材60の自由端60aを固定するのに十分な直径または寸法を有しているので、調整ナット56のネジとしての持ち上げ機能が失われることはない。終端壁の穴54aの寸法のおかげで、第1係合部材60および第2係合部材54はスタッド51の軸に沿って整列することが可能になり、締め付けられることで定位置に調整ナット56を包み込んでロックできる。前述したように、その後、コンクリートを注いで器具を恒久的に封止することができる。
図8、図9、図10は、本発明に係る好ましい器具の分解図である。図6および図7と同じ参照番号が用いられている。典型的にはコンクリートの支柱または杭である、整列および接合されるべき建築要素(図示せず)には、それぞれ、図示された向かい合う第1および第2のネジ切りされたスタッド41、43が設けられる。外面ネジ山44aを有する第1のネジ切りされた係合部材44は、第1スタッド41のネジに嵌められている。第2係合部材42の終端壁には、第1係合部材の自由端の直径と好ましくは同一かそれ以上の直径を有する穴42cが設けられており、第2係合部材42は第2スタッド43の上を滑走させられる。第2係合部材の内面ネジ山42aは、第1係合要素の外面ネジ山44aと係合するように構成されている。次に、調整ナット46とワッシャ48、50を備える調整手段が、第2スタッド43のネジに嵌められる。次に、ワッシャ48が第1係合部材44の自由端44bと接触させられ、建築要素間に所望の整列が達成されるまで調整ナットをさらに回すことにより、調整ナットがネジとして第1ロック部材を効果的に持ち上げる。次に、第2係合部材42が第1係合部材44と係合させられ、両係合部材が一緒にネジ締めされる。第2係合部材は、第1係合部材に対して締め付けられるときに、調整ナット46を包み込んでロックする。次に、例えば床になるコンクリートが器具の周りに注がれるなど、それぞれの建築要素の間の空間にコンクリートが注入されることによって、器具は定位置にしっかり固定される。
図11は、向かい合う構造的鋼鉄要素66、68を接合および整列させるための、本発明に係る好ましい一対の器具62、64を示す。ネジ切りされた棒70、72、74、76は桁66、68の端部フランジにボルト留めされている。要素を整列させるのに用いられるユニットの数が、建造物の要件、および、連結されるべき建築要素の大きさによって変わることは理解されるであろう。同様に、本発明に係る好ましい器具は、構造的鋼鉄要素をコンクリート要素に連結する場合にも用いることができる。例えば、ネジ切りされたスタッド(留め具ボルト)を埋設されたコンクリートの基礎に、ベースプレート付き鋼鉄支柱を連結するような場合である。
図12、図13、図14、図15は、好ましいスタッドまたは棒整列手段を示す。中央突起80aを有するキャップ部材80は、スタッド82の端部に嵌めこむことができるように構成されている。突起80aは、向かい側のスタッド86または棒の係合筒状部材84の中央凹部84aに挿入できるように構成されているので、図13および図14に示すように、向かい合うスタッド82および86は実質的に整列することができる。
キャップ80は、スタッド82の端部に摩擦溶接されるか、スタッド82のネジに嵌められる。
取り外しが可能なクリップ90は、キャップの突起80aを中央凹部84aに挿入して向かい合うスタッドまたは棒82および86を実質的に整列させる際にスタッド82をつかみ、それによって、スタッド82の側の係合筒状部材88をキャップのある端部から離間するように一時的に支持することができる。クリップ90を取り外した後は、図15に示すように、筒状部材84および88が一緒にネジ締めされる。
これまで、本発明の実施例を図示してきたが、これらのすべて、および、当業者にとって明白となりうる他の改変や変形例も同様に本発明の広範な範囲および領域に含まれる、ということは当然理解されるべきである。
さらに、本明細書を通して、「備える」および「有する」の語は「含む」の語と同様に広い意味を持つものとして理解されるべきであり、ある言及された完成品、ステップ、完成品またはステップの群を包含する意図があったとしても、他のいかなる完成品、ステップ、完成品またはステップの群を排除する意図も持たないと理解されるべきである。この定義はまた、「備える」および「有する」の語の活用形である「備えて」「備えた」「有して」「有した」などにも当てはまる。
加えて、建築あるいは建造物の「要素」の語は、コンクリートの杭、支柱、壁、床、その他の鉄筋コンクリート構造体を含むとともに、鋼鉄梁、鋼鉄桁、その他の鋼鉄構造体を含むものとして理解される。スタッドという語に関しては、ここで説明した建築要素から突出する補強棒すなわち鉄筋も同様に含む。特定の実施例の説明の中で、ネジ切りされたスタッドと言ったときは、外面をネジ切りされた補強棒を意味しうるし、またその逆もありうる。
「ネジとして持ち上げる」という用語は、典型的には、下方にある他の支柱または梁の上端に配列させられている支柱または梁の重量のような、向かい合う要素の圧縮力に対抗して離間させる、または押し上げるという意味を含む。

Claims (15)

  1. 第1の要素に埋め込まれるとともに前記第1の要素の端部から突出する、第1のネジ切りされたスタッドと、
    前記第1の要素と整列および接合させられるように、第2の要素に埋め込まれるとともに前記第2の要素から突出する、第2のネジ切りされたスタッドと、
    前記第1のスタッドに固定的に取り付けられるとともに、ネジ切りされた外壁を有する第1の係合部材と、
    前記第1の係合部材にネジ締めされるように構成された内面ネジ山を有する第2の係合部材であって、前記第2の係合部材が前記第2のスタッドの上を自由に滑走できるようにするための穴がある終端壁を有し、前記穴の寸法は前記スタッドの整列のずれ分を収容するのに必要となる許容範囲を決定する、第2の係合部材と、
    前記第2のスタッドにネジ係合することができ、前記第1の係合部材の自由端と接触する調整ナットであって、前記調整ナットと前記第1の係合部材は互いに対して回転可能であり、前記第1の係合部材の前記自由端に対して前記調整ナットを回転させるか又は前記調整ナットに対して前記第1の係合部材の前記自由端を回転させることによって前記第1および第2の要素が整列し、前記第2の係合部材は前記第1の係合部材にネジ締めされるときに前記調整ナットを定位置に包み込んでロックする、調整ナットと、
    を共に備える、コンクリートの支柱、壁、梁、または、構造的鉄鋼部品を含む建築要素を整列および接合するための器具。
  2. 前記建築要素は、鉛直に整列させられるべきコンクリートの支柱または壁である、請求項1に記載の器具。
  3. 前記第2の係合部材の前記終端壁の前記穴の直径は、前記第1の係合部材の前記自由端の内径と等しいかそれより大きい、請求項1に記載の器具。
  4. 前記調整ナットの回転を容易にするために、前記調整ナットの上下に1つまたはそれ以上のワッシャを有する、請求項1に記載の器具。
  5. 前記ワッシャは、前記調整ナットと前記係合部材との間の支圧強度を強化するように構成されている、請求項に記載の器具。
  6. 前記ワッシャは、向かい合う前記スタッドの整列が極度にずれた場合に備えて余裕を持つように、大きな支圧強度表面積をもたらす通過穴を有する、請求項または請求項に記載の器具。
  7. 前記調整ナットは、上側および下側フランジを有することによって、ワッシャを不要にするように構成されている、請求項1〜6のいずれか1つに記載の器具。
  8. 前記第1および第2の係合部材は、スパナで回転させることを容易にするための六角形部分または平面部分を有する、請求項1〜7のいずれか1つに記載の器具。
  9. 前記第1および第2係合部材に対して締め付けられることができ、それによって前記第1および第2係合部材をそれぞれネジ山が切られたスタッドに固定する、1つまたはそれ以上のロックナットを有する、請求項1〜8のいずれか1つに記載の器具。
  10. 前記スタッドを整列させる際に、前記第1の係合部材および前記第2の係合部材の少なくとも一方を一時的に支持するために、前記スタッドをつかむように構成されている取り外しが可能なクリップを有する、請求項1〜9のいずれか1つに記載の器具。
  11. 請求項1〜10のいずれか1つに記載の器具を用いて、鉄筋コンクリート要素を整列させ、それらのスタッドを接合する方法であって、
    a)前記第1のスタッドに前記第1の係合部材をネジ係合によって取り付けるステップと、
    b)向かい側の前記第2のスタッドの上で前記第2の係合部材を滑走させるステップと、
    c)前記第2のスタッドに前記調整ナットをネジ係合させ、前記第1の係合部材の前記自由端に前記調整ナットを接触させるステップと、
    d)前記第1および第2の要素を整列させるために、前記調整ナットを前記第1の係合部材の自由端に対して回転させるか又は前記第1の係合部材の前記自由端を前記調整ナットに対して回転させるステップと、
    e)所望の整列を得た後、前記第2の係合部材を前記第1の係合部材とネジ係合し、前記第2および第1の係合部材を一緒に締め付けることによって、前記調整ナットを定位置に包み込んでロックするステップと、
    を有する、方法。
  12. 第1の要素に埋め込まれるとともに前記第1の要素の端部から突出する、第1のネジ切りされたスタッドと、
    前記第1の要素と整列および接合させられるように、第2の要素に埋め込まれるとともに前記第2の要素から突出する、第2のネジ切りされたスタッドと、
    前記第1のスタッドに固定的に取り付けられるとともに、ネジ切りされた外壁を有する第1の係合部材と、
    前記第1の係合部材にネジ締めされるように構成された内面ネジ山を有する第2の係合部材であって、前記第2の係合部材が前記第2のスタッドの上を自由に滑走できるようにするための穴がある終端壁を有し、前記穴の寸法は前記スタッドの整列のずれ分を収容するのに必要となる許容範囲を決定する、第2の係合部材と、
    前記第2のスタッドの端部に嵌合されたキャップ部材であって、前記キャップ部材は前記第1の係合部材が前記キャップ部材に対して回転可能であり、それによって、前記第1および前記第2の係合部材を一緒にネジ締めする前に前記第1および第2のスタッドが実質的に整列するように、前記第1の係合部材の中央凹部に挿入されるように構成された中央突起を有するキャップ部材と、
    を備える、コンクリートの支柱、壁、梁、または、構造的鉄鋼部品を含む建築要素を整列および接合するための器具。
  13. 前記キャップ部材は、前記第2のネジ切りされたスタッドの前記終端に摩擦溶接されるか、又は前記第2のネジ切りされたスタッドの前記終端のネジに嵌められる、請求項12に記載の器具。
  14. 前記キャップ部材の前記突起は、少なくとも部分的に前記第1の係合部材の前記中央凹部に挿入され、それによって実質的に前記第1及び第2のネジ切りされたスタッドが整列する、請求項12に記載の器具。
  15. 請求項12〜14のいずれか1つに記載の器具を用いて、鉄筋コンクリート要素を整列させ、それらのスタッドを接合する方法であって、
    a)前記第1のスタッドに前記第1の係合部材をネジ係合によって取り付けるステップと、
    b)向かい側の前記第2のスタッドの上で前記第2の係合部材を滑走させるステップと
    )キャップ部材を前記第2のスタッドに取り付け、前記キャップ部材を前記第1の係合部材の自由端に接触させるステップと、
    )前記第1の係合部材を前記キャップ部材に対して回転させ、前記第1及び第2のスタッドを整列させるステップと、
    )所望の整列を得た後、前記第2の係合部材を前記第1の係合部材とネジ係合し、前記第2および第1の係合部材を一緒に締め付けることによって、前記キャップ部材を定位置に包み込んでロックするステップと、
    を有する、方法。
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