(57)【要約】間隔を置いて軸方向に整列された１対の鋼鉄補強鋼材（つまり鉄筋３および５）を互いに確実に添継ぎするか、または、単一の補強棒材（３２）を平らな鋼板（３４）に添継ぎしてＴ型ヘッドの棒材構成を形成する、グラウトが注入された高強度のパイプ連結器（１，３０）である。補強棒材（３，５，３２）は、中空の円筒形スリーブまたはチューブ（１０，３６）内で螺旋状の補強ばね（１２，４４）によって包囲される。連結器チューブ（１０，３６）にはエポキシまたはセメントベースのグラウト（２２）が充填され、その中に補強棒材と補強ばね（１２，４４）とが埋込まれる。連結器チューブがエポキシまたはセメントで充填される前に、位置決めねじ（２０，４６）が連結器チューブ（１０，３６）を通って動かされ、補強棒材（３，５，３２）の位置を保つ。ここに開示されるパイプ連結器（１，３０）は、連続する柱、壁、梁および同様の構造を共に接続するための用途を有し、ビル、駐車場、橋、地下鉄および空港が地震事象をより良好に耐え抜くことを可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔をおき、軸方向に整列されて位置付けられている第１および第２の鋼鉄補強棒材（３，５）の対向する端同士を共に添継ぎする機械的連結器（１）であって、前記機械的連結器は、前記第１および第２の補強棒材の対向する端を中に受ける中空のチューブ体（１０）と、前記チューブ体（１０）を通り、前記第１および第２の補強棒材（３，５）の対向する端同士の間を動かされて、それらの間隔をおいた軸方向の整列を保つ、取外し可能なストッパピン（１６）と、共に添継ぎされる前記第１および第２の補強棒材の対向する端同士を包囲するコア補強手段（１２）と、前記チューブ体（１０）内に形成され、その中に前記コア補強手段（１２）と前記第１および第２の補強棒材（３，５）の対向する端同士とが埋込まれて固定されるソリッドコア（２２）とを含む、機械的連結器（１）。
【請求項２】
前記チューブ体（１０）を通って動かされ、前記第１および第２の補強棒材（３，５）のそれぞれとロック係合し、それらの間隔をおいた軸方向の整列を保つ、第１および第２の位置決めねじ（２０）も含み、前記取外し可能なストッパピンは、前記第１および第２の補強棒材（３，５）と前記第１および第２の位置決めねじ（２０）とのロック係合の後で前記チューブ体から取外される、請求項１に記載の機械的連結器（１）。
【請求項３】
前記取外し可能なストッパピン（１６）は、前記チューブ体に形成された入口開口部（１８）を経由して、前記チューブ体（１０）を通って動かされ、および前記チューブ体（１０）から取外され、前記ソリッドコア（２２）は、前記ストッパピン（１６）が前記入口開口部（１８）から取外された後で、前記入口開口部（１８）を介して前記チューブ体（１０）を充填するセメントまたはエポキシ凝固材材料のうちの１つを含む、請求項２に記載の機械的連結器（１）。
【請求項４】
前記コア補強手段は、第１および第２の補強棒材（３，５）、ならびに共に添継ぎされるその対向する端同士と同軸上に整列して、前記チューブ体（１０）を通って長手方向に延びる螺旋状のばね（１２）であり、前記螺旋状のばね（１２）は、地震事象に応答して前記ソリッドコア（２２）が前記チューブ体（１０）から外側に引っ張られることを防止する、請求項１に記載の機械的連結器（１）。
【請求項５】
前記チューブ体（１０）は、その両端の各々から半径方向に内側に延びている座部（９）を含み、前記螺旋状のコア補強ばね（１２）は、前記チューブ体の両端の座部（９）同士の間を、前記チューブ体（１０）を通って延びている、請求項４に記載の機械的連結器（１）。
【請求項６】
鋼鉄補強棒材（３２）を平らな鋼板（３４）に添継ぎする機械的連結器（３０）であって、前記機械的連結器は、前記補強棒材を中に受ける中空のチューブ体（３６）と、前記チューブ体を通って受けられ、前記補強棒材を前記平らな板と間隔をおいて整列されるように保つ位置決めねじ（４６）と、前記チューブ体内の前記補強棒材（３２）を包囲するコア補強手段（４４）と、前記チューブ体内に形成され、その中に前記コア補強手段と前記補強棒材とが埋込まれるソリッドコアとを含み、それにより、前記補強棒材（３２）と前記平らな板（３４）とがＴ字型の連結器構成で共に添継ぎされる、機械的連結器（３０）。
【請求項７】
前記チューブ体（３６）に形成された入口開口部（４８）も含み、前記ソリッドコアは、前記入口開口部（４８）を経由して前記チューブ体（３６）を充填するセメントまたはエポキシ凝固材材料のうちの１つを含む、請求項６に記載の機械的連結器（３０）。
【請求項８】
前記チューブ体（３６）は、摩擦溶接（４２）によって前記平らな板（３４）に取付けられる、請求項６に記載の機械的連結器（３０）。
【請求項９】
前記コア補強手段は、中に受けられる補強棒材（３２）と同軸上に整列して、前記チューブ体（３６）を通って長手方向に延びる螺旋状のばね（４４）であり、前記螺旋状のばね（４４）は、地震事象に応答して前記ソリッドコアが前記チューブ体（３６）から外側に引っ張られることを防止する、請求項６に記載の機械的連結器（３０）。
【請求項１０】
前記チューブ体（３６）は、その上端から半径方向に内側に延びている座部（４０）を含み、前記螺旋状のコア補強ばね（４４）は、前記チューブ体の上端の座部（４０）と前記平らな板（３４）との間を、前記チューブ体（３６）を通って延びている、請求項９に記載の機械的連結器（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．技術分野
この発明は、プレキャストまたは現場打ちのコンクリート構造同士を共に接続して連続的な支持を提供し、より良好に地震事象に耐え得るようにするために、間隔を置いて軸方向に整列された１対の鋼鉄補強鋼材（つまり鉄筋）を互いに確実に添継ぎするか、または、単一の補強棒材を平らな鋼板に確実に固定してＴ型ヘッドの棒材構成を形成する、グラウトが注入された高強度のパイプ連結器に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．背景技術
建築業界では、ビル、駐車場構造、橋、地下鉄、空港などの建設および改装中に、既存のコンクリート構造に新規の連続するコンクリート構造を加えることは、一般的である。連続する構造同士が、特に地震事象の結果、互いに対してずれないよう相互接続されることを確実にするために、建築中に注意が払われなければならない。上述の事項は、２００１年２月２７日に発行された本出願人の以前の特許第６，１９２，６４７号に記載された、グラウトが注入された高強度のパイプ連結器によって確実に達成された。そこに開示されたパイプ連結器は、円筒形のパイプまたはチューブ内で、軸方向に上下に整列された１対の補強棒材を共に添継ぎする。連結器チューブによって包囲された、軸方向に整列された１対の補強棒材の対向する端同士は、ヘッドを有する。つまり、各補強棒材は、その一端に形成された比較的幅広いアプセットヘッドを有する。アプセットヘッドのうちの１つは、ねじ山の付いたカラーに結合される。ねじ山の付いたカラーは次に、連結器チューブに、そのねじ山付き内部で結合される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
共に添継ぎされる１対の補強棒材の比較的幅広いアプセットヘッドは、連結器チューブが比較的大きな直径を有することを必要とする。したがって、比較的大量のセメントグラウトが、連結器チューブを充填して補強棒材が中に埋込まれるソリッドコアを形成するために必要とされる。加えて、アプセットヘッド、ねじ山の付いたカラー、およびカラーが結合される連結器チューブのねじ山付き部分の形成は、特に多数の補強棒材連結器が現場で必要とされる場合に、製造コストおよび時間を増加させる。したがって、本出願人の特許第６，１９２，６４７号に記載されたものと同様であるが、それよりも小型の構造で、製造にそれほど費用がかからず、必要なグラウト充填量が少ない、確実な高強度のパイプ連結器を製造できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
この発明の第１の実施例によれば、ビル、駐車場、橋、地下鉄、空港などの建築または改装中に、プレキャストおよび現場打ちの連続する柱、壁、梁などを共に接続するために、間隔を置いて軸方向に整列された鋼鉄補強棒材（つまり鉄筋）の対を互いに添継ぎする、グラウトが注入された高強度のパイプ連結器が開示されている。コンクリート構造は、その内部に埋込まれてそこから外側に突出する第１の補強棒材を有する。円筒形の鋼鉄スリーブまたはチューブが、第１の補強棒材の自由端の周りに位置付けられる。第２の補強棒材が、第１の棒材と垂直に軸方向に整列されて位置付けられるように、連結器チューブの上部を通って挿入される。第１および第２の軸方向に整列された補強棒材と、共に添継ぎされる補強棒材同士の対向する端を包囲するための連結器チューブとの間の内腔に、螺
旋状にねじれた補強ばねが配置される。次に、取外し可能なストッパピンが、軸方向に整列された第１および第２の補強棒材の対向する端同士の間に延びてその間に隙間を確立するように、連結器チューブの入口開口部を通って挿入される。次に、１対の補強棒材の位置を維持するために、１対の位置決めねじが、連結器チューブの上端および下端に形成されたねじ孔を通って挿入される。位置決めねじが動かされてそれぞれの補強棒材とロック係合すると、ストッパピンは取外され、ストッパピンが取外された入口開口部を介して、エポキシまたはセメントベースのグラウトの供給が連結器の内腔を充填する。エポキシまたはグラウトが硬くなると、連結器チューブの内部にソリッドコアが形成され、それにより１対の補強棒材を、間隔をおき、端同士を突合せて垂直に整列された状態で確実に連結する。
【０００５】
この発明の第２の実施例によれば、円筒形のスリーブまたはチューブが平らな鋼板に取付けられる（たとえば摩擦溶接される）。単一の補強棒材が、その平らな板に載置するように、連結器チューブを通って挿入される。螺旋状にねじれた補強ばねが、板に連結される棒材を包囲するように、補強棒材と連結器チューブとの間の内腔に配置される。補強棒材は次に、板から少し離れるよう持ち上げられ、下にある板に対する補強棒材の位置を維持するために、位置決めねじが、連結器チューブの上端に形成されたねじ孔を通って挿入される。位置決めねじが動かされて補強棒材とロック係合すると、連結器チューブ下端の入口開口部を介して、エポキシまたはセメントベースのグラウトが連結器の内腔を充填する。エポキシまたはグラウトが硬くなると、連結器チューブの内部にソリッドコアが形成され、単一の補強棒材と平らな板とを、間隔をおいて整列された状態で確実に連結し、高性能のＴ型ヘッドの棒材を作り出す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
詳細な説明
まず、図面の図１を参照すると、互いに端同士を突合せて整列され、最終的にはコンクリート内に埋込まれる１対の標準的な鋼鉄補強棒材（つまり鉄筋）３および５を、機械的に添継ぎして連続的な支持を提供するための、この発明の第１の実施例に従ったパイプ連結器１が示されている。パイプ連結器１は、共に連結される補強棒材３および５の対向する端を包囲するための円筒形の鋼鉄スリーブまたはチューブ１０を含む。連結器チューブ１０は、棒材３および５の直径の約２０倍に等しい長さを有する。連結器チューブ１０の直径は、補強棒材３および５と連結器チューブ１０の内壁との間に小さな内腔７を確立するのに十分大きくなければならない。連結器チューブ１０は、その上端および下端の各々に位置する、内腔７の半径方向に内側に延びる座部９を含む。
【０００７】
連結器チューブ１０の内腔７内に配置され、１対の補強棒材３および５の対向する端を包囲しているのは、螺旋状にねじれた補強ばね１２である。補強ばね１２の両端は、連結器チューブ１０の両端でそれぞれの内側に突出している座部９に対して支持される。補強ばね１２は、好ましくは、硬い鋼線から製造される。図１のパイプ連結器１の製造中、螺旋状にねじれた補強ばね１２が、棒材３および５と連結器チューブ１０との間の内腔７内で自由な状態にあることが重要である。つまり、補強ばね１２は、補強棒材３および５のいずれにも、または連結器チューブ１０にも取付けられておらず、それにより、ばね１２は内腔７内を自由に動く。螺旋状にねじれた補強ばね１２は、間もなく説明されるソリッドコア（図１ａに２２で示す）に補強を提供するよう作用する。
【０００８】
パイプ連結器１の組立中、補強棒材３および５は、それらの対向する端同士の間に隙間１４（図１ａに最良に示される）が形成されるように、互いに間隔をおき、軸方向に整列されて配置され、連結器チューブ１０によって包囲されている。前述の隙間１４を維持するために、取外し可能なストッパピン１６が、棒材３および５の対向する端同士の間に、連結器チューブ１０を通る入口開口部１８（同様に図１ａに最良に示される）を経由して
挿入される。ストッパピン１６はまた、一番上の補強棒材３が最初に連結器チューブ１０内に十分に挿入されて一番下の補強棒材５に対して位置することを確実にする基準としても機能する。ストッパピン１６の挿入後、軸方向に整列された補強棒材３および５の間隔をおいた整列を保つために、上部および下部位置決めねじ２０が、連結器チューブ１０の上端および下端に形成されたそれぞれのねじ孔を通り、座部９を通って延びるように動かされ、上部棒材３および下部棒材５とロック係合する。位置決めねじ２０によって補強棒材３および５が互いに間隔をおき、垂直に整列された状態で一旦固定されると、ストッパピン１６は入口開口部１８から引抜かれ、パイプ連結器１から取外される。
【０００９】
ここで図面の図１ａを参照すると、パイプ連結器１の内腔７には、エポキシ、セメントベースのグラウトなどの凝固材２２が装填される。パイプ連結器１には、図１に示す取外し可能なストッパピン１６が以前に場所を占めていた、連結器チューブ１０を通る入口開口部１８を介して、凝固材２２が装填される。ほんの一例として、パイプ連結器１に装填される凝固材２２は、シンプソン・ストロング・タイ（Simpson Strong Tie）社製造のセット２２（Set 22）エポキシである。凝固材が硬化すると、位置決めねじ２０は連結器チューブ１０から取外せる。
【００１０】
凝固材２２が十分に硬くなってソリッドコアを形成すると、軸方向に整列された補強棒材３および５は上下に連結され、それによりパイプ連結器１は、確実な高性能の機械的添継ぎを作り出す。連結器チューブ１０内の凝固材コア２２に埋込まれた螺旋状の補強ばね１２によって、地震事象の際に補強棒材３および５にかかる応力は、棒材の長さに沿ってより均一に広がる。さらに、補強ばね１２は、補強棒材３および５にかかる張力ならびに圧縮力に応答して、連結器チューブ１０の範囲内に凝固材コア２２を固定させるのに役立つ。したがって、図１ａのパイプ連結器１は、補強棒材３および５の荷重容量と実質的に等しい荷重容量を作り出す。にもかかわらず、パイプ連結器１は、統一された建築基準の要件を満たすために、予め定められた地震荷重の下で壊れるように設計されてもよい。
【００１１】
図１ａの高強度の鉄筋連結器１は、現場打ちおよびプレキャストのコンクリート用途双方に使用可能である。特に、この実施例の機械的連結器（つまり鉄筋添継ぎ）は、既存の補強棒材の修復および／または改装が必要とされる（たとえば、以前に使用された補強棒材が露出しているコンクリートビルまたは構造の修復中など）特定の用途を有する。加えて、パイプ連結器１は、連続する柱、壁、梁などを共に接続して連続的な支持を提供するためにも使用可能であり、ビル、駐車場、橋、地下鉄および空港が地震事象をより良好に耐えぬくことを可能にする。
【００１２】
図面の図２および図３は、この発明の高強度のパイプ連結器３０についての第２の実施例を示す。図１および図１ａのパイプ連結器１は、間隔をおいて軸方向に整列された１対の補強棒材３および５を上下に添継ぎするために使用されているが、図２および図３は、鋼板３４の形をした平らな固定具に機械的に連結される単一の補強棒材３２の一端を包囲するための連結器３０を示している。この実施例のパイプ連結器３０は、円筒形の鋼鉄スリーブまたはチューブ３６を含む。連結器チューブ３６は、単一の補強棒材３２の直径の約５倍、および板３４の厚さの約６〜７倍に等しい長さを有する。連結器チューブ３６の直径は、補強棒材３２と連結器チューブ３６の内壁との間に小さな内腔３８を確立するのに十分大きくなければならない。連結器チューブ３６は、その上端から内腔３８の半径方向に内側に延びる座部４０を含む。
【００１３】
連結器チューブ３６は、好ましくは、摩擦溶接４２によって平らな鋼板３４に取付けられる。しかしながら、チューブ３６と板３４とは、単一片として共に鍛造または鋳造されてもよい。連結器チューブ３６の内腔３８内に配置され、その中に受けられる補強棒材３２の自由端を包囲しているのは、螺旋状にねじれた補強ばね４４である。補強ばね４４の
上端は、連結器チューブ３６の上端で内側に突出している座部４０に対して受けられる。図１および図１ａのパイプ連結器１と同様に、図２および図３のパイプ連結器３０の螺旋状にねじれた補強ばね４４は、補強棒材３２と連結器チューブ３６との間の内腔３８内で自由な状態にある。螺旋状にねじれた補強ばね４４の特徴および利点は、連結器１の補強ばね１２について言及した際に上述したことと同一であり、便宜上、再度説明しない。
【００１４】
パイプ連結器３０の組立中、まず補強棒材３２が、平らな板３４に載置するように、連結器チューブ３６の上部から挿入される。補強棒材３２は次に、板３４から少し離れるよう持ち上げられ、それにより棒材は板から上向きに間隔をおかれる。前述の間隔を保つために、位置決めねじ４６が、連結器チューブ３６の上端に形成されたねじ孔を通って、および座部４０を通って動かされ、補強棒材３２とロック係合する。補強棒材３２がその下にある板３４と軸方向に間隔をおいて整列するように、チューブ３６内で一旦固定されると、パイプ連結器３０の内腔３８には、図１ａの参照番号２２で示されるのと同じエポキシまたはセメントベースのグラウトといった凝固材（図示せず）が装填される。パイプ連結器３０には、連結器チューブ３６の底を通る入口開口部４８を介して、凝固材が装填される。凝固材が硬化すると、位置決めねじ４６は連結器チューブ３６から取外せる。
【００１５】
凝固材が十分に硬くなってソリッドコアを形成すると、埋込まれた補強棒材３２は平らな板３４に連結され、それによりパイプ連結器３０は、確実な高性能の機械的添継ぎを作り出し、Ｔ型ヘッドの棒材構成を形成する。さらに、平らな板３４は、コンクリート構造内に埋込まれる拡大された固定具として機能して、地震事象の影響に抵抗するのに役立つ。図２および図３のパイプ連結器３０は、現場で組立てられてもよく、または作業場で組立てられてから現場に運ばれてもよい。
【００１６】
ここに開示された高強度の補強パイプ連結器１および３０の各々は、比較的短い連結器スリーブまたはチューブ１０および３６を含み、それに応じて、凝固材コアを生成するのに必要なエポキシまたはセメントグラウトの量を低減させる。この同じ点に関し、連結器チューブによって受けられる補強棒材は延長されたヘッドを必要とせず、連結器チューブ１０および３６の直径を最小限に抑えることを可能にする。連結器チューブ１０および３６には、本出願人の米国特許第６，１９２，６４７号のようにねじ山を付ける必要がなく、補強棒材を支持するねじ山付きインサートも必要としない。前述の事項により、パイプ連結器１および３０はより効率よく製造され、それに関するコストおよび生産時間を有利に削減し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１の実施例に従った、１対の鋼鉄補強棒材を機械的に添継ぎするための高強度のパイプ連結器を示す図である。
【図１ａ】１対の補強棒材がコンクリートまたはセメントベースのグラウトのソリッドコア内に埋込まれている、図１のパイプ連結器の図である。
【図２】この発明の第２の実施例に従った、単一の鋼鉄補強棒材を平らな鋼板に添継ぎしてＴ型ヘッドの棒材構成を形成するためのパイプ連結器を示す図である。
【図３】図２の線３−３に沿った断面図である。
【図１】
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【図１ａ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2005518487.tif 000007