(57)【要約】【課題】接着性樹脂を使用せずに一定の引張強度を発生する機械的構造を伸縮継手補強部用分離装置に付与する。【解決手段】コネクタ(2)の裾部(6)により形成される空洞部(9)内にボルト(3)の下頭部(7)をコネクタ(2)と一体に保持し、コネクタ(2)とボルト(3)との間に所定レベルを超える軸方向引張力が加えられると、下頭部(7)によりフランジ(6b)は、変形し又は破断され、コネクタ(2)は、ボルト(3)から分離する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクタと、コネクタに取り付けられるボルトとを備え、
コネクタは、非円形断面の上頭部と、上頭部の上面から上方に延伸する上軸部と、上頭部の下面から下方に延伸する裾部とを備え、
ボルトは、上頭部の下面に接触し又は対向して配置される上面を有する下頭部と、下頭部の下面から下方に延伸する下軸部とを備え、
コネクタの裾部は、ボルトの下頭部の側面を外側から包囲するスリーブと、スリーブの下端に設けられるフランジとを備え、
ボルトの非円形断面の下頭部に強固に接触する裾部のスリーブは、コネクタの上頭部と一体にボルトを回転する形状を有し、
径方向内側に折り曲げられる裾部のフランジは、スリーブと共にボルトの下頭部を収容する空洞部を形成しかつコネクタとの分離を阻止する形状を有し、
所定レベルを超える軸方向の引張力がコネクタとボルトとの間に加えられると、コネクタのフランジは、変形し又は破断され、下頭部は、裾部の空洞部内から離脱して、コネクタは、ボルトから分離することを特徴とする伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項２】
コネクタの上頭部と裾部は、空洞部内の下頭部を包囲し、スリーブより肉薄を有するフランジは、スリーブから径方向内側に折り曲げられて下頭部の底面に接触する請求項１に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項３】
下頭部を収容する空洞部は、下頭部とスリーブとの相対的回転を阻止する非円形の内側断面を有する請求項１又は２に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項４】
裾部のスリーブの軸方向長さは、下頭部の厚さと同一である請求項１〜３の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項５】
上頭部の下面は、裾部に包囲されかつ下頭部の上面が接触する平坦部を有する請求項１〜４の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項６】
裾部のフランジを環状又は間欠的な環状に形成した請求項１〜５の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項７】
コネクタの上頭部と、上軸部と、裾部は、一体金属構造を形成する請求項１〜６の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項８】
コネクタとボルトとの間に作用する軸方向引張力が所定レベルに満たないとき、フランジは、コネクタとボルトとを一体に保持する請求項１〜７の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項９】
フランジの形状、寸法若しくは角度又はこれらの組み合わせを変更して、軸方向引張力の所定レベルを調整する請求項１〜８の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項１０】
コネクタの中心軸に対するフランジの角度θは、４５度〜１３５度の範囲にある請求項１〜９の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項１１】
コネクタの中心軸に対するフランジの角度θは、９０度である請求項１０に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項１２】
コネクタの上頭部は、六角断面を有し、ボルトの下頭部は、上頭部より小さい六角断面を有する請求項１〜１１の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【請求項１３】
コネクタのフランジが変形し又は破断するボルトとコネクタとの間の軸方向引張力は、２００N乃至２０００Nの範囲に所定レベルを設定した請求項１〜１２の何れか１項に記載の伸縮継手補強部用分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川用橋梁や高架道路等の継ぎ目に設けられる伸縮継手補強部用の分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、寒暖の温度変化に伴う橋梁又は道路の伸縮を吸収する伸縮継手が河川用橋梁又は高架道路等の継ぎ目に用いられている。通常、橋梁又は道路の床版の上面を切欠いて、伸縮継手を設置した後、切欠部にコンクリート製の補強部を形成するが、一定期間使用した伸縮継手を交換する際に、古い補強部を除去する必要がある。図８及び図９に示すように、伸縮継手補強部は、床版(50)内から延びる鉄筋(55)と、床版(50)上に水平に配置されかつ鉄筋(55)に結合される支持部材(56)と、支持部材(56)に連結されかつ伸縮継手(53)を取付けるアンカーボルト(52)に直接又は間接的に接続される複数の分離装置(60)と、床版(50)上に設けられる補強部(51)と床版(50)との境界付近に埋設される扁平パイプ(54)とを備えている。複数の分離装置(60)の各々に引張力に対し脆弱部を設け、扁平パイプ(54)に加圧液体を供給して扁平パイプ(54)を膨張させ、分離装置(60)の脆弱部を破壊して、床版(50)から補強部(51)を除去することができる。
【０００３】
下記特許文献１に開示される分離装置(60)は、図７に示すように、筒状部(62)及び筒状部(62)から上方に延伸してアンカーボルト(52)に間接的又は直接的に接続される棒状部(63)を有する連結部材(61)と、連結部材(61)の筒状部(62)内に頭部(77)が挿入されるボルト(76)と、連結部材(61)の筒状部(62)内に充填されてボルト(76)の頭部(77)を筒状部(62)内に固定するエポキシ樹脂等の樹脂よりなる結合部材(85)とを備える。連結部材(61)の筒状部(62)内の上端面に形成される凹所(79)内にボルト(76)の頭部(77)を嵌合して、連結部材(61)とボルト(76)とを一体に回転できる。長さ方向に大きい引張力を分離装置(60)に加えると、結合部材(85)が破壊されて連結部材(61)の凹所(79)からボルト(76)が分離される。従って、取付時に大きい力のモーメントが作用しても、筒状部(62)が結合部材(85)から分離して回動せずかつ補強部(51)の除去時まで筒状部(62)が結合部材(85)から抜けずに十分な引張り強度を維持でき、補強部(51)の除去時にのみ結合部材(85)を破壊して補強部(51)を分離できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３,８２２,３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の分離装置(60)は、種々の欠陥がある。即ち、エポキシ樹脂等の化学的組成の結合部材(85)を筒状部(62)内に充填して、ボルト(76)の頭部(77)を筒状部(62)内に硬化して固定するため、化学的な結合部材(85)の準備、充填及び硬化に時間と煩瑣な作業を必要とした。また、筒状部(62)の内面にメネジ状螺旋溝(83)を形成して、メネジ状螺旋溝(83)に結合部材(85)を係止し固定するため、筒状部(62)にメネジ状螺旋溝(83)を形成する作業にも相当の時間と煩瑣な作業を必要とし、量産化を図ることができなかった。更に、結合部材(85)の化学的又は物理的特性変化又は経年変化により、分離装置(60)の引張強度を長期間一定に保持できなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、接着性樹脂及びメネジ状螺旋溝を使用せずに一定の引張強度を発生する機械的構造を有する伸縮継手補強部用分離装置を提供することを目的とする。また、本発明は、コネクタと、コネクタに取り付けられるボルトとを備え、機械的構造により設定される所定の軸方向引張力でボルトとコネクタとを分離できる伸縮継手補強部用分離装置を提供することを目的とする。ボルトとコネクタとを分離する引張強度を機械的に調整できる伸縮継手補強部用分離装置を提供することを目的とする。本発明は、量産に適しかつ安価に製造できかつ経年変化及び劣化を発生しない伸縮継手補強部用分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による伸縮継手補強部用分離装置(1)は、コネクタ(2)と、コネクタ(2)に取り付けられるボルト(3)とを備える。コネクタ(2)は、非円形断面の上頭部(4)と、上頭部(4)の上面(4a)から上方に延伸する上軸部(5)と、上頭部(4)の下面(4b)から下方に延伸する裾部(6)とを備える。ボルト(3)は、上頭部(4)の下面(4b)に接触し又は対向して配置される上面(7a)を有する下頭部(7)と、下頭部(7)の下面(7b)から下方に延伸する下軸部(8)とを備える。コネクタ(2)の裾部(6)は、ボルト(3)の下頭部(7)の側面(7c)を外側から包囲するスリーブ(6a)と、スリーブ(6a)の下端に設けられるフランジ(6b)とを備える。ボルト(3)の非円形断面の下頭部(7)に強固に接触する裾部(6)のスリーブ(6a)は、コネクタ(2)の上頭部(4)と一体にボルト(3)を回転する形状を有する。径方向内側に折り曲げられる裾部(6)のフランジ(6b)は、スリーブ(6a)と共にボルト(3)の下頭部(7)を収容する空洞部(9)を形成しかつコネクタ(2)との分離を阻止する形状を有する。
【発明の効果】
【０００８】
接着剤及びメネジ状螺旋溝を使用せず、機械的な加締め工程によりコネクタ(2)とボルト(3)とを機械的に結合して、コネクタ(2)の裾部(6)に形成されるフランジ(6b)によりコネクタ(2)に対しボルト(3)を一体に保持する構造により、本発明の伸縮継手補強部用分離装置(1)を製造することができる。この場合に、フランジ(6b)の肉厚、長さ、切欠(6c)等の形状、寸法若しくは角度又はこれらの組み合わせを変更して、コネクタ(2)とボルト(3)とを分離する軸方向引張力の切断レベルを調整できる利点がある。
【０００９】
本発明の伸縮継手補強部用分離装置(1)では、所定レベルを超える軸方向の引張力がコネクタ(2)とボルト(3)との間に加えられると、コネクタ(2)のフランジ(6b)は、変形し又は破断され、下頭部(7)は、裾部(6)の空洞部(9)内から離脱して、コネクタ(2)がボルト(3)から分離するので、従来の分離装置(60)に代えて、接着剤を使用せずに、鉄筋(55)に結合される支持部材(56)に本発明の分離装置(1)を固定して、扁平パイプ(54)と共に補強部に埋設することができる。従って、接着剤の充填及び硬化を要せずかつ経年変化又は劣化を発生しない分離装置(1)をプレス成型により短時間で製造できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の伸縮継手補強部用分離装置の実施の形態を示す断面図
【図２】図１の底面図
【図３】ボルトをコネクタに固定する加締め工程を示す断面図
【図４】裾部の他の形状例を示す断面図
【図５】本発明の分離装置を伸縮継手補強部に埋設した状態を示す断面図
【図６】図５に示す分離装置のコネクタとボルトとを分離した状態を示す断面図
【図７】従来の分離装置の断面図
【図８】従来の分離装置の使用状態を示す断面図
【図９】図８の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明による伸縮継手補強部用分離装置の実施の形態を図１〜図６について以下説明する。
【００１２】
図１に示すように、本発明の分離装置(1)は、軟鉄、軟鋼、ステンレス鋼等の鉄材若しくは他の金属又は合金により何れも形成されるコネクタ(2)と、コネクタ(2)に取り付けられるボルト(3)とを備える。コネクタ(2)は、上頭部(4)と、上頭部(4)の上面(4a)から上方に延伸する上軸部(5)と、上頭部(4)の下面(4b)から下方に延伸して空洞部(9)を形成する裾部(6)とを備える。鍛造、プレス成形等の塑性加工により金属製の棒材から、コネクタ(2)の上頭部(4)と、上軸部(5)と、フランジ(6b)を有する裾部(6)とを一体に形成できる。
【００１３】
ボルト(3)は、コネクタ(2)と一体に回転可能に裾部(6)の空洞部(9)内に嵌合される下頭部(7)と、下頭部(7)に固着されて下方に延伸する下軸部(8)とを備える。市販の鉄製ボルトをボルト(3)として使用できる。コネクタ(2)の裾部(6)は、ボルト(3)の下頭部(7)の側面(7a)に接触する円筒状のスリーブ(6a)と、スリーブ(6a)の下端に接続されかつ径方向内側に折り曲げられて下頭部(7)の底面(7b)に接触するフランジ(6b)とを有する。例えば、図３に示すように、円形断面の空洞部(9)内にボルト(3)の下頭部(7)を配置した後に、上型(25)の成形空洞(26)を使用するプレス成型により、裾部(6)を内側に縮径して、円形断面の空洞部(9)の内面を下頭部(7)の非円形断面の外面に密着させ、ボルト(3)をコネクタ(2)に相対回転不能に取り付ける空洞部(9)として裾部(6)に形成することができる。他面、非円形断面、例えば六角断面に空洞部(9)を形成して、六角断面の下頭部(7)を空洞部(9)内に配置して、相対回転不能に裾部(6)を下頭部(7)に加締めてもよい。
【００１４】
本発明の実施の形態では、コネクタ(2)の中心軸(C)に対して角度θ＝９０度でフランジ(6b)を形成する例を図示の実施の形態で示すが、下頭部(7)の底面(7b)を傾斜させて、コネクタ(2)の中心軸(C)に対して角度θを４５度〜１３５度の範囲内にフランジ(6b)を形成することができる。
【００１５】
コネクタ(2)の上頭部(4)の上面(4a)と、スリーブ(6a)と、フランジ(6b)とにより形成される空洞部(9)内にボルト(3)の下頭部(7)を配置し、プレス成型を行うと、スリーブ(6a)は、上頭部(4)から下方に延伸して空洞部(9)内の下頭部(7)を包囲し、スリーブ(6a)より肉薄に形成されるフランジ(6b)は、スリーブ(6a)から径方向内側に折り曲げられて、下頭部(7)の底面(7b)に接触する。上型(25)の成形空洞(26)により裾部(6)のプレス成型を行って、下頭部(7)の外面に対し裾部(6)を加締め加工すると、下頭部(7)を収容するスリーブ(6a)の空洞部(9)の内面は、下頭部(7)の断面に相補的な非円形断面となり、スリーブ(6a)の軸方向長さは、下頭部(7)の厚さと同一となる。裾部(6)のフランジ(6b)は、内側に折り曲げられて下頭部(7)の下面(7b)に密着する。
【００１６】
図示の例では、下頭部(7)の六角断面に相補的に空洞部(9)を六角断面に形成するが、円形断面、楕円断面、三角断面、四角断面等の多角形断面に空洞部(9)を形成して、下頭部(7)の外面に対し加締めることができる。上頭部(4)の下面(4b)は、裾部(6)に包囲される平坦部を有し、下頭部(7)の上面(7a)は、上頭部(4)の下面(4b)に接触する。プレス成型によりボルト(3)をコネクタ(2)に固定すると、所定レベルに満たない軸方向引張力が加えられても、フランジ(6b)は、コネクタ(2)と一体にボルト(3)を保持するので、分離装置(1)を自由に取り扱うことができる。即ち、コネクタ(2)の裾部(6)に形成されるフランジ(6b)によりコネクタ(2)に対しボルト(3)を一体に保持して、分離装置(1)を一体に取り扱うことができる。図１及び図２に示す実施の形態では、裾部(6)のフランジ(6b)は、環状に形成されるが、図４に示すように、複数の切欠(6c)を有する間欠的な環状に裾部(6)のフランジ(6b)を形成してもよい。
【００１７】
図３は、コネクタ(2)のフランジ(6b)を径方向内側に加締めて、ボルト(3)をコネクタ(2)に固定する加締め工程を示す。即ち、コネクタ(2)の上軸部(5)を下型(24)の開口部(24a)内に装入し、成形空洞(26)を有するポンチを構成する上型(25)を下降させ、成形空洞(26)をフランジ(6b)に押圧して、フランジ(6b)を図１及び図２に示す形状に変形させる。
【００１８】
本発明の分離装置(1)は、図５に示すように、橋梁又は道路の床版に設けられる伸縮継手補強部に取り付けられる。即ち、コネクタ(2)の上軸部(5)は、床版(50)の補強部(51)内に充填されるコンクリート内に埋設されるアンカーボルト(52)又は鉄筋に直接的又は間接的に接続され、ボルト(3)の下軸部(8)は、図５に示す床版(50)に固定される支持部材(56)にねじ連結される。床版(50)の補強部(51)と床版(50)との境界付近に埋設される扁平パイプ(54)に加圧液体を供給して扁平パイプ(54)を膨張させて、ボルト(3)とコネクタ(2)との間に以上の引張力を加えると、補強部(51)のコンクリートが上方に移動する。このとき、コネクタ(2)とボルト(3)との間に所定値又は所定範囲を超える軸方向の引張力が加えられると、フランジ(6b)は、下頭部(7)により強制的に径方向外側に拡径され、コネクタ(2)の裾部(6)は、下頭部(7)から分離するので、図６に示すように、補強部(51)のコンクリートを上方に移動し、床版(50)から補強部(51)を除去することができる。
【００１９】
例えば、図７に示す従来の分離装置(60)では、ボルト(76)と連結部材(61)との間に作用する軸方向の引張力は、ボルト(76)１本当たり平均２６００N乃至３０００Nの範囲であった。よって、扁平パイプ(54)を膨張させて、結合部材(85)を破壊する際に、比較的高い引張力により、支持部材(56)と床版(50)又はアンカーボルト(52)と補強部(51)の接続部が損傷することがあった。これに対し、本実施の形態の分離装置(1)では、引抜強度を調整できるフランジ(6b)を介してボルト(3)とコネクタ(2)とを機械的に連結するので、ボルト(3)とコネクタ(2)との間に作用する軸方向の引張力の所定範囲をボルト(3)１本当たり平均２００N乃至２０００N、好ましくは２００N乃至１０００Nの範囲とすることができる。
【００２０】
このように、従来の分離装置(60)より低い引張力により分離装置(1)のボルト(3)とコネクタ(2)とを分離できるので、床版(50)及び補強部(51)の損傷を防止することができる。引張力の所定値をボルト(3)１本当たり２００N未満にすると、連結部材(61)とボルト(76)との十分な機械的強度が得られない。図示の例では、単一の分離装置(1)を示すに過ぎないが、実際には複数の分離装置(1)を使用して伸縮継手補強部が構成される。
【００２１】
本発明の実施の形態では、下記の作用効果を得ることができる。
＜１＞  充填工程及び硬化工程を必要としかつ経年変化を生ずる接着性樹脂及びメネジ状螺旋溝を使用せず、プレス成型による分離装置の安価な量産化を達成できる。
＜２＞  ボルト(3)をコネクタ(2)に一体に連結する加締め構造により、所定レベルの引張強度でこれらを分離できる。
＜３＞  コネクタ(2)と一体にフランジ(6b)を形成して構成部品数を低減できる。
＜４＞  フランジ(6b)の形状、寸法若しくは角度θ又はこれらの組合せを変更して、ボルト(3)とコネクタ(2)との分離強度を調整することができる。
＜５＞  プレス成型により所定の結合力でボルト(3)をコネクタ(2)に連結できるので、分離装置(1)を強く締め付けて、分離装置(1)のボルト(3)を支持部材(56)に螺着しても、コネクタ(2)とボルト(3)との分離を回避できる。
＜６＞  機械的連結構造を有する分離装置(1)は、経時的な化学的物理的変化を発生せず、コネクタ(2)とボルト(3)とを分離する常時一定の引張強度が得られる。
＜７＞  路面上又は橋梁上に設置される伸縮継手は、数年〜数十年の長期間使用されるが、分離装置(1)の接続強度が低下せず、次に伸縮継手を取り換えるまで、補強部(51)が十分な強度を維持できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、河川用橋梁や高架道路等の継ぎ目に設けられる伸縮継手補強部用分離装置に良好に適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
(1)・・分離装置、  (2)・・コネクタ、  (3)・・ボルト、  (4)・・連結頭部、  (4a)・・上面、  (5)・・上軸部、  (6)・・裾部、  (6a)・・スリーブ、  (6b)・・フランジ、  (7)・・下頭部、  (7a)・・上面、  (7b)・・側面、  (7c)・・下面、  (8)・・下軸部、  (9)・・空洞部、  (50)・・床版、  (51)・・補強部、  (54)・・扁平パイプ、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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