JP6373691B2 - 鉄筋接合用工具 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋接合用工具に関し、さらに詳しくは、溶接等を行うために圧接される鉄筋の端面同士の中心位置を一致させるための芯合わせ機構に関する。

周知のように、ＲＣ積層構造などにより鉄筋コンクリート構造物を構築する際には、コンクリート内に埋設される骨材としての鉄筋が用いられる。
鉄筋には、主筋として用いられる柱筋や、柱筋同士を囲むように接合される帯筋がある。

柱筋は所定長さの鉄筋を縦方向に継ぎ足して設計通りの長さとされる。
継ぎ足しの際には、クランプ部材により挟持されている２本の鉄筋の端面同士を突き当てた状態で加熱および加圧して端面同士が互いに接合される。
端面同士を接合する場合には、端面同士の中心位置を一致させることが必要となる。これは、端面同士の接触面積が最大となるように位置決めして接合後の引張り強度を確保するためである。
従来、端面同士の中心位置を一致させる方法として、鉄筋同士の芯合わせ作業を行うことが知られている。

鉄筋同士の芯合わせ作業は、接合される鉄筋の一方をクランプするクランプ部を固定側とし、鉄筋の他方をクランプするクランプ部を固定側のクランプ部に対して接離できるように摺動可能に設けた構成を対象とすることがある（例えば、特許文献１）。
この構成は、支持体に対して摺動可能な摺動部とクランプ部を一体化する連結部を備えるとともに、摺動部を基端側として連結部を水平面内で摺動方向と直角な方向に押し動かす量を調整可能なネジを備えた構成である。
この構成では、ネジの進退量に応じて連結部に一体のクランプ部を鉄筋の端面と平行する方向に移動させて鉄筋同士の芯合わせができるようになっている。
端面と平行する方向で鉄筋同士の芯合わせが行われると、クランプされる鉄筋の種類が変わるまでの間、芯合わせされたクランプ部同士の対向関係が維持されるため、鉄筋を交換することによって次々に鉄筋の接合作業を行うことができる。

特開２００４−３５１４７４号公報

しかし、端面と平行する方向での芯合わせ作業が行われた後、経時的に芯合わせの精度が悪化することがある。つまり、鉄筋を押さえつけて挟持するクランプ部は、接合時に生じる圧力を繰り返し受けることで変形などにより表面状態が変化することがある。また、ネジの螺旋面に作用する反力の影響や螺旋面の摩耗によっても経時的に芯合わせ位置が変化することがある。このような理由により芯合わせ精度が当初の接合作業開始時から作業回数が増加するに従って変化していくと、図６に示す状態が発生する可能性がある。
図６（Ａ）には、鉄筋ａ，ｂ同士の端面をバーナーにより加熱しながら加圧力を作用させて突き当て接合を行う状態が示されている。
経時的な変化として、鉄筋同士の軸線が図６（Ｂ）に示す作業開始時に対して、図６（Ｃ）に示すように横方向でずれてしまう横ずれ状態や、図６（Ｄ）に示すように傾きが生じる折れ曲がり状態が発生する。

鉄筋の一方を固定し、鉄筋の他方を鉄筋の一方に向けて摺動させる場合には、摺動部とこれが支持される支持体との間に摺動部の摺動を許容するための隙間が設けられているため、この隙間が上述した横ずれや折れ曲がりに大きな影響を及ぼすことがある。
つまり、ネジの進退量に応じてクランプ部を移動させる場合には、ネジを用いたピボット支承構造と同じ構造となり、上記隙間内で摺動部もクランプ部も共にネジの位置を支点として相反する方向に揺動し、シーソー運動する。このため、クランプ部の揺動による傾きは、ネジが位置する支点から隙間が存在する位置までの距離に依存することとなり、距離が大きければ、クランプ部側での傾きも大きくなってしまう。よって、経時的な変化で現れる傾きの変化が大きくなると横ずれや折れ曲がりが顕著となり、芯合わせの精度が崩れて悪化する。

本発明は、以上のような問題に鑑み、鉄筋の端面同士の芯合わせ精度を向上すると共にこの精度が経時的に悪化するのを防止あるいは抑制する鉄筋接合用工具の提供を目的としている。

この目的を達成するため、本発明は、接合対象である一対の鉄筋の一方を挟持するために支持体に固定されている固定クランプ部と、前記支持体に対して摺動する摺動体と一体で前記支持体に対して移動する、前記鉄筋の他方を挟持する摺動クランプ部と、前記摺動体と前記摺動クランプ部とを連結した延長部と、前記延長部と挟んで設けられ、該延長部を該延長部の厚さ方向に押し動かすことで前記摺動クランプ部に挟持されている前記鉄筋の断面中心位相をずらす調整部材と、を備え、前記調整部材は、前記厚さ方向両面に対向する片部と、該片部において前記摺動体の摺動方向と前記延長部の延長方向とのうちの少なくとも前記延長方向を含む方向に沿って複数箇所に形成され、ネジの先端が前記延長部に向けて挿通される締結部とを有する鉄筋接合用工具にある。

本発明によれば、調整部材に用いられるネジが、少なくとも延長部の延長方向で複数箇所に挿通されることにより鉄筋の横ずれおよび折れ曲がりの発生を経時的に防止又は抑制して芯合わせ精度の悪化を抑制できる。

本発明に係る実施の形態の一例である鉄筋接合用工具の構成を説明するための図であり、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は（Ａ）中、符号（Ｂ）で示す方向の矢視断面図である。 図１に示した構成と従来構成との作用の対比を説明するための図である。 外径の違う鉄筋での現象の現れ方の違いを説明する図である。 図１に示した鉄筋接合用工具に用いられる調整部材の配置位置に関する構成の変形例を説明するための図である。 図１に示した調整部材に用いられる調整ネジの取り付け構造に関する変形例を示す図である。 鉄筋の芯合わせができていない場合の現象を説明するための図である。

以下、図面に基づき本発明を実施するための形態について説明する。
図１において鉄筋接合用工具１０は、中空状の支持体１（以下、便宜上、中空状支持体１ともいう）に固定されている固定クランプ部２と、中空状支持体１の長手方向に沿って摺動可能な摺動クランプ部３とを備えている。
固定クランプ部２は、中空状支持体１の長手方向一方側の端部の外周面に固定されて接合対象である鉄筋の一方を挟持するために用いられる。
摺動クランプ部３は、中空状支持体１内で摺動自在の円柱状の摺動体３Ａの外周面に一体でその外周面から外側に向け延長された延長部３Ａ１の先端に位置して接合対象である鉄筋の他方（便宜上、（図１（Ｂ）において符号Ａで示す）を挟持するために用いられる。
摺動体３Ａは、中空状支持体１の周面の一部に形成された長穴（便宜上、図１（Ｂ）において符号１Ａで示す）から外側に向けて延長部３Ａ１を突出させている。延長部３Ａ１は、摺動体３Ａと摺動クランプ部３とを連結した部分であり、その先端には、上述した摺動クランプ部３が備えられている。
摺動体３Ａは、図示しない油圧シリンダのプランジャによって中空状支持体１の長手方向と平行になるように摺動体３にクランプされる鉄筋の他方Ａの長手方向に中空支持体１内を摺動できる部材である。摺動クランプ部３と異なり固定クランプ部２は、中空状支持体１の内部からではなく、中空状支持体１の外周面に一体化された延長部の先端に設けられている。

接合対象である一対の鉄筋は、挟持部である固定クランプ部２および摺動クランプ部３にそれぞれ挟持されるようになっているが、それぞれの構成は、摺動クランプ部３を対象として図１（Ｂ）を用いて説明すると次のとおりである。
摺動クランプ部３は、鉄筋Ａの外周面を保持するための凹状曲面３Ｂ１と、この凹状曲面３Ｂ１に対向して図１（Ｂ）において垂直方向の内壁面を有する縦壁面３Ｂ２とを備えている。縦壁面３Ｂ２には、固定用ネジ４が挿通されている。固定用ネジ４を凹状曲面３Ｂ１側に向け進出させると、固定用ネジ４の先端が鉄筋Ａに突き当たり、凹状曲面３Ｂ１に鉄筋Ａを押しつけることができるので、鉄筋Ａが挟持状態に維持される。なお、図１（Ａ）に示すように、固定クランプ部２における凹状曲面および縦壁面は、符号２Ｂ１，２Ｂ２で示してある。

摺動クランプ部３により挟持されている鉄筋Ａの断面中心の位相をずらすために、摺動体３Ａと摺動クランプ部３との間の延長部３Ａ１を挟むように調整部材５が設けられている。
この場合にいう、断面中心の位相をずらすとは、図１（Ｂ）において摺動体３Ａの真円状の断面の中心を通り紙面に垂直な軸を揺動中心として摺動クランプ部３が紙面の左右方向に揺動する動作に相当している。この動作により、固定クランプ部２側での鉄筋の中心位置に対して摺動クランプ部３での鉄筋Ａの中心位置を整合させることができる。鉄筋同士の中心位置合わせ、いわゆる芯合わせが行われた固定クランプ部２と摺動クランプ部３との対向関係は、クランプされる鉄筋のサイズが変更されるまでの間又は経時的変化による横ずれや折れ曲がりが顕著となるまでの間、維持されることになる。

図１において調整部材５は、基端が中空状支持体１の長穴１Ａの両サイドにおいて長穴１Ａの外周面に固定され、先端側が延長部３Ａ１の厚さ方向両面に対向、すなわち、図１（Ｂ）の紙面左右方向の両面に対向するように中空状支持体１の外周面から張り出した支持片部５Ａと、支持片部５Ａの複数箇所に形成された締結部５Ｂ（図１（Ｂ）参照）とを備えている。各支持片部５Ａの締結部５Ｂは、摺動体３Ａの摺動方向および延長部３Ａ１の延長方向の両方において複数設けられている。

締結部５Ｂには、上述した各方向のうちで、少なくとも延長部３Ａ１の延長方向における複数の締結部５Ｂを対象として延長部３Ａ１に向けて調整ネジ６が挿通されている。図１（Ａ）には、延長部３Ａ１の延長方向に加えて摺動体３の摺動方向においても複数の締結部に調整ネジ６が取り付けられている状態が示されている。

調整ネジ６を調整部材５に対して回し、延長部３Ａ１の厚さ方向に移動させると、この厚さ方向において対向している一対の調整ネジ６の先端の間の隙間の位置がこの厚さ方向において移動する。これにより、調整部材５は、延長部３Ａ１の厚さ方向一方側から延長部３Ａ１を押し動かすことで摺動クランプ部３側を揺動させることができる。摺動クランプ部３が揺動することで、凹状曲面３Ｂ１および固定用ネジ４により挟持されている鉄筋Ａの断面中心の位相をずらすことができる。

図１に示した構成では、摺動クランプ部３側を揺動させる際の支点、すなわち、調整ネジ６の先端が延長部３Ａ１に当接する位置が複数箇所に設けられている。これにより、ピボット支承構造と違って、後述するように、摺動クランプ部３側での揺動量が大きくなるのを抑えることができる。よって、摺動クランプ部３に挟持された鉄筋Ａの横ずれあるいは傾きが抑えられる。この結果、経時的にも摺動クランプ３の揺動量が大きくなるのを抑えることができるので、経時的な芯合わせ精度の低下が防止あるいは抑制される。

ここで、上述した摺動クランプ３側での揺動量が大きくなるのを抑える作用について、図２により従来のピボット支承構造と対比して説明すると次の通りである。
中空状支持体１の内面と摺動体３Ａの外周面との間には、摺動体３Ａの摺動を許容するためにわずかな隙間δ１が設けられている。この隙間δ１の存在により、図２（Ｂ）に示す従来構造では、ピボット支承構造であるために、調節ネジ６０が当接する延長部３Ａ１の位置Ｐ１を支点として隙間δ１がなくなるまでの揺動量θ２が発生する。この揺動量θ２は、符号Ｐ１で示す支点からの半径に影響される。このため、摺動クランプ部３側での揺動量も上述した半径に比例して大きくなり、鉄筋同士のずれも大きくなる。

一方、図２（Ａ）に示す構成では、延長部３Ａ１に当接する調整ネジ６が延長部３Ａ１の延長方向で複数箇所にあるため、ピボット支承構造にはならない。
これにより、隙間δ１がなくなるまで延長部３Ａ１を揺動したとしても、図２（Ａ）中、符号Ｐ０で示す揺動支点を基準とする揺動量θ１が得られる半径が、図２（Ｂ）中、符号Ｐ１で示す従来の場合の揺動支点を基準とする揺動量θ２が得られる半径よりも短いことが理由となって、符号θ１で示す揺動量が、符号θ２で示す揺動量に比較して少なくなる。
しかも、調整ネジ６の当接位置が延長部３Ａ１の延長方向に複数あることにより、仮に符号Ｐ０で示す調整ネジ６の当接位置を支点として揺動が生じる場合でも、支点Ｐ０の下方に位置する調整ネジ６の当接により摺動クランプ３側での揺動を抑えることができる。換言すれば、支点Ｐ０を基準とした延長部３Ａ１のシーソー運動が阻止されることになる。よって、摺動クランプ部３側での揺動量が小さく抑えられることになる。摺動クランプ３側での揺動量が抑えられると、固定クランプ部２側の鉄筋との芯合わせに要する調整ネジ６の調整量も少なくてすむことになり、作業性を向上させることができる。
調整ネジ６の挿通位置に関しては、図２に示した延長部３Ａ１の延長方向に複数設けることに限らず、摺動体３Ａの摺動方向に複数設けることも対象となる。このため、図１において中空状支持体１の長手方向と平行する摺動体３Ａの摺動方向を対象とする傾きに関し、調整ネジ６を１カ所設けたピボット支承構造と調整ネジ６を複数箇所に設けた支承構造との違いも、図２に示した場合と同様な結果が得られる。

図１に示した構成による作用が得られない場合には、鉄筋の外径が小さくなるにつれて接合への悪影響が顕著となる。
図３は、外径が大きい鉄筋Ａ（外径が（Ｄ（Ａ）φ））の場合（図３（Ａ）参照）と、これよりも外径が小さい鉄筋Ａ’（外径が（Ｄ（Ａ’）φ））の場合（図３（Ｂ）参照）とをそれぞれ対象として接合後に発生した横ずれおよび折れ曲がりの状態を示している。
なお、図３には、鉄筋Ａと鉄筋Ａ’との外径の大きさの関係が、Ｄ（Ａ）φ＞Ｄ（Ａ’）φという関係式で示してある。
横ずれ量が大径、小径いずれの場合にも２ｍｍであるとすると、大径（Ｄ（Ａ）φ）に比べて小径（Ｄ（Ａ’）φ）の場合には外径に対するずれ量の占める割合が大径よりも大きくなり、ずれていることが目立ちやすい。また傾きに関しても同じ理由により小径の方が、目立ちやすい。

以上のように、図１に示した構成においては、ピボット支承構造にしないという簡単な構成、すなわち、複数支点による支承構造を用いることにより、横ずれや折れ曲がりを抑制することができるので、芯合わせ精度を維持しやすくできる。よって、後続の接合作業に際しての芯合わせ精度も維持できるので、接合後の接合部での機械的強度も確保できることになる。

ところで、調整部材５に設けられている締結部５Ｂおよび調整ネジ６の挿通位置は、図１に示したように、延長部３Ａ１の延長方向および摺動体３Ａの摺動方向の複数箇所の全てを必須として設けることに限らない。
図４は、支持片部５Ａに形成される締結部５Ｂの類別を示している。なお、以下の説明では、表裏の関係に位置する支持片部５Ａに形成される締結部を符号５Ｂと５Ｂ’とで区別して示す。
図４において、（Ａ−１）〜（Ａ−３）は、前述した摺動方向および延長方向にそれぞれ２列を対象として締結部５Ｂ，５Ｂ’を設ける場合を示し、（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）は、摺動方向に３列、延長方向に２列を対象として締結部５Ｂ，５Ｂ’を設ける場合を示している。また、図４（Ａ−１）〜（Ａ−３），（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）のいずれにおいても、２つの支持片部５Ａ，５Ａのうちの一方の側から見た状態での締結部５Ｂ，５Ｂ’の配置位置を示している。
図４の（Ａ−１）は、摺動方向および延長方向の表裏各面の支持片部５Ａにおける同じ位置に締結部５Ｂ，５Ｂ’が設けられている場合を示し、図４の（Ａ−２）は、摺動方向および延長方向で各締結部５Ｂ，５Ｂ’が設けられる４隅を結ぶ対角線の一つを対象として表裏各面の支持片部５Ａの同じ位置にそれぞれ締結部５Ｂ，５Ｂ’が設けられている場合を示している。また、図４の（Ａ−３）は、摺動方向および延長方向で締結部５Ｂ，５Ｂ’が設けられる４隅を結ぶ対角線の双方を対象として一方の対角線では表裏一方側の支持片部５Ａに締結部５Ｂが、そして他方の対角線では表裏他方側の支持片部５Ａに締結部５Ｂ’が設けられている場合を示している。
図４の（Ｂ−１）は、摺動方向および延長方向における締結部５Ｂ，５Ｂ’を設ける位置全てを対象として表裏各面の支持片部５Ａ，５Ａの同じ位置にそれぞれ締結部５Ｂ，５Ｂ’が設けられている場合を示し、図４の（Ｂ−２）は、摺動方向および延長方向で互い違いとなる関係を持たせて表裏各面の支持片部５Ａ，５Ａにおける同じ位置にそれぞれ締結部５Ｂ，５Ｂ’を設けた場合を示している。また図４（Ｂ−３）は、（Ｂ−２）に示した場合と同様に、摺動方向および延長方向で互い違いとなる関係を持たせて支持片部５Ａの表裏各面で互い違いの位置にそれぞれ締結部５Ｂ，５Ｂ’を設けた場合を示している。
従って、図４（Ａ−１），（Ｂ−１）では、各支持片部５Ａの摺動方向及び延長方向に複数の締結部５Ｂ，５Ｂ’が設けられており、図４（Ａ−２），（Ａ−３），（Ｂ−２），（Ｂ−３）では、各支持片部５Ａの摺動方向と延長方向とのいずれか一方を含む方向に沿った方向で複数の締結部５Ｂ，５Ｂ’が設けられている。
いずれの場合も、各支持片部５Ａの摺動方向と延長方向とのうちの少なくとも延長方向を含む方向に沿って締結部５Ｂ，５Ｂ’が複数箇所に形成されている。

調整部材５に用いられる調整ネジ６の先端部は、延長部３Ａ１に直接当接する形式とすることに限らず、例えば、図５において符号５Ｃで示す案内部材を先端に取り付けて面接触させる構成とすることも可能である。この場合にも、例えば、調整ネジ６が複数箇所にて取り付けられるので、ピボット支承構造にはならない。また、案内部材５Ｃを設けた場合には、案内部材５Ｃと延長部３Ａ１との間に延長部３Ａ１の摺動を許容する隙間が設けられることになる。このため、調整ネジ６の挿通位置を支点として、その隙間がなくなるまで揺動することができるが、図２において説明した場合と同様に、調整ネジ６の挿通位置を支点とした場合の隙間が存在する位置までの半径がピボット支承構造の場合と違って小さくなる。よって、摺動クランプ部３側での揺動量も少なく抑えることができるので、芯合わせの精度が悪化することを防止あるいは抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、摺動体３Ａの摺動方向あるいは延長部３Ａ１の延長方向で調整ネジ６の挿通位置が多い程、高精度な中心位置調整が行えることになるが、作業性を考慮すれば、少ない方がよいという観点に基づき挿通位置の数を適宜設定する。また、例えば、図４（Ａ−１）または図４（Ｂ−１）に示したように、各支持片部５Ａの摺動方向及び延長方向に複数設けられた締結部５Ｂ，５Ｂ’の一部のみに調整ネジ６を選択的に螺合させるようにしてもよい。この場合、各支持片部５Ａ，５Ａの摺動方向と延長方向とのうちの少なくとも延長方向を含む方向に沿って調整ネジ６を配置することが好ましい。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ 支持体
２ 固定クランプ部
３ 摺動クランプ部
３Ａ 摺動体
３Ａ１ 延長部
５ 調整部材
５Ａ 片部
５Ｂ，５Ｂ’ 締結部
５Ｃ 案内部材
６ ネジ
Ａ 鉄筋の他方

Claims (4)

1. 接合対象である一対の鉄筋の一方を挟持するために支持体に固定されている固定クランプ部と、
   前記支持体に対して摺動する摺動体と一体で前記支持体に対して移動する、前記鉄筋の他方を挟持する摺動クランプ部と、
   前記摺動体と前記摺動クランプ部とを連結した延長部と、
   前記延長部を挟んで設けられ、該延長部を該延長部の厚さ方向に押し動かすことで前記摺動クランプ部に挟持されている前記鉄筋の断面中心の位相をずらす調整部材と、を備え、
   前記調整部材は、前記厚さ方向両面に対向する片部と、該片部において前記摺動体の摺動方向と前記延長部の延長方向とのうちの少なくとも前記延長方向を含む方向に沿って複数箇所に形成され、ネジの先端が前記延長部に向けて挿通される締結部とを有する鉄筋接合用工具。
2. 前記締結部は、前記片部の両方で同じ位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の鉄筋接合用工具。
3. 前記締結部は、前記片部の双方で互い違いとなる位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の鉄筋接合用工具。
4. 前記ネジの先端には、前記延長部に面接触させる案内部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つに記載の鉄筋接合用工具。

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