(57)【要約】【課題】経、緯ストランドからなる格子状構造の補強材同士の連結に際し、それら格子状構造物の経ストランド破断強力値に匹敵するまでの強固な連結強力を得るための捻り法連結を簡便に行うことができる工具を提供すること。【解決手段】回転用支持軸受を持つ３点のギアＢ、Ｃ、Ｄと該３点のギアに支えられた（３点支持構造）ギアＡを有し、２本のストランドがギアＡによって把持され、ギアＡの回転によって２本のストランド同士が捻られるようになした構造を有する２軸ストランド連結用工具である。ギアＡを３角形の頂点位置に配置した３つのギアで支えることによって、軸受のない状態でのギアＡの回転を可能にし、同一ディメンジョン問題を解決しつつ、効率的に、低コストで正確な２軸ストランドの捻りを可能にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転用支持軸受を持つ３点のギアＢ、Ｃ、Ｄと該３点のギアに支えられた（３点支持構造）ギアＡを有し、２本のストランドがギアＡによって把持され、ギアＡの回転によって２本のストランド同士が捻られるようになした構造を有する２軸ストランド連結用工具であり、前記３点のギアのうちの少なくとも１点のギアが駆動装置から伝達される回転能で直接または間接的に接する他のギアを回す構造をなし、前記ギアＡが、前記３点のギアＢ、Ｃ、Ｄに支えられて回転することが可能で、支持軸受を持たず脱着可能であり、かつギアＡの外周部分にストランド挟持用の２若しくは４ヶ所の溝が設けられ、かつ該溝の位置がギアＡの回転軸の中心を通る直線とギアＡの外周部とが交差する位置であることを特徴とする２軸ストランド連結用工具。
【請求項２】
ギアＡの回転回数を自由に設定できるようになしたことを特徴とする請求項１記載の２軸ストランド連結用工具。
【請求項３】
請求項１のギア構造を複数組有することを特徴とする請求項１または２記載の２軸ストランド連結用工具。
【請求項４】
ギアＡに設けられた２若しくは４ヶ所のストランド挟持用溝の構造は、挟持するストランドがギアＡの回転時に外れないような構造であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の２軸ストランド連結用工具。
【請求項５】
駆動装置が交流、直流電源とするモーターやガソリン等を動力源とした発動機によるもの、若しくはバネ（ゼンマイ）や人力等の非電気動力を使用してなるもののいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の２軸ストランド連結用工具。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のいずれかの２軸ストランド連結用工具を用いて、連結材及び被連結材のストランド同士を前記ギアＡの作用で捻って後、ギアＡを脱着した２軸ストランドの間隙に連結棒を介在させることを特徴とする２軸ストランド連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成形グリッドなどの格子状目あい（メッシュ）構造を有する繊維構造物同士若しくは該繊維構造物と他の構造物との連結に好適な連結用工具及びそれを用いた連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、メッシュグリッド構造の高盛土補強材の連結方法はその補強材の形状を生かした連結法が採用されている。即ち、プラスチック成形グリッド品（通称樹脂ネット）は、一体成形の特徴を生かして連結部を重ね合わせて合った目に、目のピッチと同ピッチの金属コイルを捻じりながら目に通して連結する方法がある。これは、経ストランドと緯ストランドの交点が一体成形なるが故に２枚を重ね合わせても目サイズがキッチリと合うので同じピッチのコイルを廻し挿入することが可能となり、強固な交点強力を保有しているために成せる方法である。
【０００３】
一方、経ストランドと緯ストランドが交差している製編織の繊維樹脂加工品においては、この交差点は、製編品では鎖糸により経軸と緯軸の交点を固定している方法であるし、製織品ではカラミ織組織のカラミ糸間に緯ストランドが挿入されている方法である構造のため、上記の整形品と同様のコイルを廻しながら挿入したとしても、張力が加わり始めると製編品の鎖糸繊度はストランド構成繊度より圧倒的に細いために低張力下で切断してしまう。また製織品のカラミ組織では、１経ストランドは２〜３本からなるカラミ組織の１／２回転捻りの隙間に緯ストランドが挟まれているだけであってその固定力は小さくてルーズであるために張力が加わり始めるとズルズルとスリップし始めて止まり難く、その結果として高い連結強力が得られないし、その分だけ伸びが大きくなるために好ましい連結強力が得られない。また成形品と異なり製編織品の緯ストランドピッチは微妙に異なってしまうために、２〜３ｍの補強材幅に上述の成形品連結に使用するコイルを廻し挿入していっても途中で微妙にピッチが異なり、最後まで挿入出来ない。唯一、製編織の樹脂加工品グリッドで好ましい連結強力を出した事例として特許文献１がある。しかしこの方法では、経ストランド２本をどちらかへ指で１〜数回捻じった後に鉄棒を通すという方法であるため、２〜３ｍ幅を有する補強材同士を繋ぎ合わせるためには、順次約１００組分を捻じらねばならず、施工現場全てを捻じるとなれば少なくても数十万回から大きな現場なら数千万回の数を連結することになり、施工現場では、余りにも非能率すぎて受け入れられない状況であった。
また、公知の工具で２軸を捻ろうとすると、捻られる２軸と捻るための回転体とが同一軸上で捻り及び捻られる関係から、捻る側の回転体の軸受支持体が捻られるストランド２軸と接触して２軸を１回転さえも出来ず邪魔になってしまう問題があった。
【特許文献１】特開平９−２２８３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、製編織〜樹脂加工工程によって得られる経、緯ストランドからなる格子状構造の補強材同士を連結するに際し、それら格子状構造物の経ストランド破断強力値に匹敵するまでの強固な連結とするための捻り法連結を簡便に行うための工具を提供しようとするものであり、現場作業員の捻り回数ミス、限られたスペース範囲内での連結作業を問題無く短時間に行う方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、本発明を完成するに到った。即ち、本発明は以下の構成を採用するものである。
１．回転用支持軸受を持つ３点のギアＢ、Ｃ、Ｄと該３点のギアに支えられた（３点支持構造）ギアＡを有し、２本のストランドがギアＡによって把持され、ギアＡの回転によって２本のストランド同士が捻られるようになした構造を有する２軸ストランド連結用工具であり、前記３点のギアのうちの少なくとも１点のギアが駆動装置から伝達される回転能で直接または間接的に接する他のギアを回す構造をなし、前記ギアＡが、前記３点のギアＢ、Ｃ、Ｄに支えられて回転することが可能で、支持軸受を持たず脱着可能であり、かつギアＡの外周部分にストランド挟持用の２若しくは４ヶ所の溝が設けられ、かつ該溝の位置がギアＡの回転軸の中心を通る直線とギアＡの外周部とが交差する位置であることを特徴とする２軸ストランド連結用工具。
３．前記１のギア構造を複数組有することを特徴とする前記１または２記載の２軸ストランド連結用工具。
４．ギアＡに設けられた２若しくは４ヶ所のストランド挟持用溝の構造は、挟持するストランドがギアＡの回転時に外れないような構造であることを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の２軸ストランド連結用工具。
５．駆動装置が交流、直流電源とするモーターやガソリン等を動力源とした発動機によるもの、若しくはバネ（ゼンマイ）や人力等の非電気動力を使用してなるもののいずれかであることを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載の２軸ストランド連結用工具。
６．前記１〜５に記載のいずれかの２軸ストランド連結用工具を用いて、連結材及び被連結材のストランド同士を前記ギアＡの作用で捻って後、ギアＡを脱着した２軸ストランドの間隙に連結棒を介在させることを特徴とする２軸ストランド連結方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、経、緯ストランドによる格子状構造の補強材同士を、それら格子状構造物の経ストランド破断強力値に匹敵するまでの強固な連結強力を得るための捻り法連結を簡便に行うことができる。つまり捻られる２本のストランドが捻る側の回転体と同一方向軸上で接触せずに回転出来て所定の回数分捻ることが可能となる。また現場作業員による捻り回数ミスも解消し、手で行わないので指も疲れずに安定的に短時間内に正確な作業ができる。また、２軸が捻られることで形成される２軸の間隙部に金属棒などを挿入することで補強材同士の強固な連結が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における４点のギアの材質は、４つのギアが同一素材である必要はない。例えば歯部分は別素材であっても良いし、脱着時の落下防止や紛失防止も兼ねてギアＡが磁性を帯びていても良い。またギア直径は、４つのギアが同一でなくても良い。４つのギアの厚みについても制限しない。ギアの歯枚数も制限しない。ギアＢ、Ｃ、Ｄ及びＡの配置については特に限定しないが、正３角形の各頂点にギアＢ、Ｃ、Ｄの回転軸があり、ギアAは正３角形の中心部に回転芯が位置し、その歯が各頂点に配置のギアＢ、Ｃ、Ｄの歯とスムーズ回転で噛み合う形が好ましい。これは、ギアＡには１８０度対称位置に１つずつの合計２ヶ所、若しくは９０度毎に位置に１つずつの合計４ヶ所のストランド軸を挟む溝が作ってある。この２若しくは４個の溝とギアＢ、Ｃ、Ｄの歯の関係で、同時にギアＡの２つの溝が他の３ギアの歯に入ることのない様にし、回転がスムーズになるようにするためである。なお、ギアＡは、その回転数を記録したり、設定できる手段に連動させることがことが好ましい。
【０００８】
強固な連結強力を得るためには２軸（本）の捻り回数が最低３回必要である。上述の正３角形位置の３ギアとギアＡの溝位置では３ギアの歯が常に１つの溝にしか入らないために回転はスムーズになる。また３つのギアで挟持されるギアＡは、必要以上の力で挟持されると回転がスムーズにならない。そこでいつも一定の力となるように、ギアＢの取付けフレームの先端部と、ギアＣ、Ｄの取付けフレーム先端部の内側（内側とはギアＡ側の方向）に向いて突起状接点（図１のK）を予め造っておき、この部分が接する時が適正支持圧とすることでスムーズな回転を図ることができる。また作業性を向上させる目的で、これらギアに磁性を持たせて落下を防ぐ等の特徴を持たせても良い。
【０００９】
本発明において２本のストランドを捻じる役目のギアＡを回すための駆動ギアはＢ、Ｃ、Ｄギアの少なくとも１つであればよく、何れのギアであっても構わない。この回転能を出す駆動方法は、交流若しくは直流電源若しくは石油系燃料使用の小型モーターによるものでも良いし、電動や石油を使用せずにバネやロープなどの力を借りる等の手動式の簡易なものであっても良く、何ら制限するものでない。また、この４ギアのみで２軸ストランド連結機能を持つ工具の他に、これらのギアを数組〜数十組分を1工具内に備えたものであっても良い。また、２軸ストランドの捻り回数は３回で十分であるが、任意の捻り回数で回転中止になる装置がつけられていても良い。
【００１０】
本発明の工具による２軸のストランドの捻られ方は、この工具のギアＡを境にして、Z撚りとS撚りになる。左側がS撚りなら右側はZ撚りになる。しかしポイントは、規定回数に捻られた後、ギアＡからストランドを外す前に、ギアＡの２つの溝に挟まれた２本のストランドの間（ギアＡが挟まっている場所）に金属棒かロープ等を挿入して捻りが戻らぬようにしてからギアＡを外すことである。このように全部捻ったストランドの間に金属棒を通したら、これら連結部に張力が加わると金属棒を境にして加わる張力で捻り部分距離が短くなりはじめ、捻られている２軸間の摩擦剪断抵抗値が大きくなって来て、自らを締め上げる構造状態になり、金属棒を境にして両側で２軸が締め上げられる結果となり、その結果、１軸の破断強力にほぼ匹敵する強固な連結強力が簡単に間違いない方法で安価に得られる訳である。
【実施例】
【００１１】
次に本発明である２軸ストランド連結用工具を説明すると、図１のような概念図になる。ギアＡは２本のストランドを捻る目的であり、回転での軸受が無いのが特徴で、取り外しができる（この脱着に関して磁力を利用しても構わない）。設けられた溝Ｅ、Ｆはストランドを挟持する役目であり、回転時にストランドが外れ難い様に工夫されていて良い。ギアＢは軸受を持ち、駆動体より伝導される動力で回転して他のギアＡ、Ｃ、Ｄを回転させる。ギアＣ、Ｄは回転するための軸受を持ち、ギアＡを通して送られてくるギアＢの回転を受けて連れまわる構造である。ギアＢ、Ｃ、Ｄ、駆動体G、駆動伝達部H、駆動動力源Iは本発明の工具J内に設置されており、本発明自身は片手で扱える挟み用工具の形状をしている。
【００１２】
また、一度に多くの２軸ストランドを捻るために図２の概念図構造のようにギアＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ（ギアＤは次のセットと共用になるが）が１セットとして次々と横に配置されされても良い。また、本発明は図１、２に何等限定されるものでない。本発明の図１による２軸ストランドの３回捻りによる実験方法と実験データを以下に記載する。
【００１３】
［実験方法］
以下に、本発明工具を使用した連結方法と従来行っていた方法とを比較する。この時使用した試験材料は東洋紡績社製の盛土補強材コスモグリッド（経軸と緯軸が１インチピッチの格子状繊維樹脂加工製補強材（以下CG−＊＊と表現し、＊＊の数字は１ｍ幅の製品強力のレベルを意味する。例えばCG-40とは１ｍ幅で４ｔまでの破断強力に耐える）である。本発明の工具に取り付けるため、CGの緯軸５本取り除いたものを２組（実施例１用）と緯軸９本取り除いたものを１組（実施例２用）をそれぞれの連結法で連結するために作った。従来用（比較例用）連結強力試験には緯軸を取り除かずそのまま残した。
【００１４】
［実施例１］
CG同士の連結を試みるために緯軸５本を取り除いたCG−４０、６０、８０の幅２０ｃｍ（経軸本数７本あり）を２組作り、それぞれ２組の緯軸を連続５本取り除いた部分の経軸が対応して重なるように置き、緯軸５本を取り除いた経軸の中央部をギアＡの対応する溝に挟持させた。次にギアＡをギアＢ、Ｃ、Ｄに３点支持するようにセットし、駆動装置を動かしてギアＡを３回転させ、捻られた２軸とギアＡとの間に出来た小さな間隙に直径１０ｍｍの鉄棒を挿入した後で、ギアＡを外した。このようにして得られた７組の経軸を捻じって鉄棒を挿入し接合したものを引張り試験機で破断するまでの強力を測定し、１ｍ幅に換算した。
【００１５】
［実施例２］
本発明を使ったCGと擁壁材との連結を試みるために、金属製擁壁材との連結を想定した直径３０ｍｍの金属製丸棒の幅２５ｃｍが水平に固定されてなる引張り試験用治具を作った。そしてCG−４０、６０、８０の緯軸９本を取り除いた幅２０ｃｍ（経軸本数7本あり）のサンプルを１組作り、直径３０ｍｍで幅２５ｃｍの金属棒中央に、９本の緯軸を取り除いた部分(約２５ｃｍの間隔は緯軸が無い状態である)の中央部が位置するようにあてがって２つに折り畳んだ。この状態は経軸が上下に２本あることになり、実施例１と類似配置状態になる。そして、その上下２軸中央部に実施例１と同様にギアＡを置き、２つの溝に上下の経軸を挟み込んだ状態とし、この状態のギアＡをギアＢ、Ｃ、Ｄで３点支持して７対の上下経軸を３回転分捻った後のギアＡの挟まれた隙間に実施低と同じ１０ｍｍ径の鉄棒を挿入してギアＡを外した状態の７組を作り、その後は他端の別のチャックに固定して引張り試験機で実施例１と同様に破断強力を測定し、１ｍ幅に換算した。
【００１６】
［比較例１］
樹脂加工したCGから幅２０ｃｍで長さ３０ｃｍに切り揃えたＣＧ−４０、６０、８０の２枚を用意し、そのうちの１枚の長さ３０ｃｍの中央部付近に他の１枚の長さの端を格子目が丁度合う位置で重ね合わせる。次にその重複部分の中央部付近の幅方向格子目に、１インチピッチで直径５０ｍｍらせん状（バネ＝スプリング）に作られた直径５ｍｍの金属製コイルの長さ３０ｃｍを挿入して丁度コイル中央部に重ねたCGが位置するようにした。次にこの重ねたCGの両端部分（１重の部分）を引張試験機把持部に固定して引張り、何れかのCGの鎖糸が切断する最高強力（経ストランドと緯ストランドとの固定部が剥がれた状態）をｍ幅に換算した。
【００１７】
［比較例２］
従来法による擁壁材との連結法として、緯軸を取り除かないままの幅２０ｃｍに揃えたCG−４０、６０、８０を１組用意し、実施例２の擁壁材接合想定治具中央部にそれぞれのサンプルをあてがって２つに折り畳み、重なった上下の格子目の孔と金属板（幅５０ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚み５ｍｍで、中央に1ヶ所と、中央から１０ｃｍの距離の左右に1個所ずつの合計3ヶ所に１２ｍｍ直径の穴を持つ）２枚の３つの穴を合わせてボルトナットで締め付けた。他端は実施例２と同様に別のチャックに固定して引張試験機で実施例２と同様に強力を測定し、１ｍ幅に換算した。
【００１８】
上記の実施例１、２と比較例１、２の連結法によるCGの連結強力の結果を下記の表１にまとめた。
【表１】
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【００１９】
実施例、比較例から明らかなように、比較例が連結に多くの治具を要したり、単価の高い加工鋼材（コイル状加工鋼材のこと）を使用する割には連結強力が大きくない原因として、前者は鉄板２枚に挟持され、一定間隔配置のボルトナットで挟持された２組のグリッドは、まずボルトナット部付近は締め付け圧力が効いているので引張り張力が加わっても動きにくいが、ボルトナットの無い場所は鉄板の締め付けが弱く若干浮き気味となって張力でズレが発生し、その分だけボルトナットが効いている場所に応力集中してしまい、均一に張力が掛からないからである。また格子状であるために２組を重ねた時、目曲がりや斜行が少なからず発生するため、同じ緯軸上で２枚を重ねられないことが鉄板２枚ボルトナットで挟持した後の張力で均一とならず、片側が吊り状態で反対側は余力（余り吊らない状態）を持った状態となるため、吊り状態となった方に応力集中し、そこから破れ始めて良い結果とならないなどである。また後者は二重に重ねた格子目を貫入しているコイル状鋼材が引張試験機の張力が掛かり始めると緯軸を圧迫し始め、やがて緯軸は経軸との交点に固定用として使用している鎖ループを切断することで両者の連結強力となる。鎖糸繊度は当然であるが経や緯ストランドを構成する繊度より小さいために経や緯ストランドが切断する前に切れてしまう。ここで鎖ループ糸の繊度を大きくしたいが、ラッセル機を使っているために自ずと上限があり、大きい繊度糸を使用できない。一方、本発明においては、高連結強力（補強材の持っている強力と同等の強力が理想である。）を得るために必要な経軸同士の捻り回数を簡易で確実に効率的に実施できる。しかも上下の相対する経軸を最大摩擦力が得られる捻り回数で経軸を１本１本繋いでいるので、全ての経軸強力が有効的に寄与し、比較例よりも高い値を出すことができる。しかも使う治具は本発明の工具以外は金属棒１本で良いのでコスト面でも優れている。また、図２の如く多組（例えば全幅分の上下軸組数全部）を一度に捻るようにすれば連結時間は更に短縮できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の２軸ストランド連結用工具は、高盛土崩落防止用補強材の施工現場で、水平に敷かれる盛土補強材と土留擁壁構築ユニットとの連結をシンプルで短時間に、かつ高強力で連結が可能とするだけでなく、水平に敷かれる盛土補強材同士の連結も可能とするため、施工現場での補強材のロスを大幅に減少させることができ、施工費用の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の２軸を捻るの連結用工具の１例の概念図である。
【図２】本発明の複数組のギアを有する場合のギアの配列の１例を示す模式図である。
【図３】本発明の工具で捻られて金属棒が挿入された状態の断面方向から見た概念図である。
【図４】盛土補強材同士を連結した状態の１例を示す斜視図である。
【図５】比較例の従来法の連結方法と、引張り試験機による連結強力試験の状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ａ：ギアＡ、  Ｂ：ギアＢ、  C：ギアＣ、  D：ギアＤ、  Ｅ、Ｆ：溝、
Ｇ：駆動体、  Ｈ：駆動伝達部、  Ｉ：駆動動力源、  Ｊ：連結用工具、
Ｋ：最適支持圧を得るための先端部突起状接点
１：捻られた状態の２軸連結部
２：捻られて上部に位置する経ストランド
３：捻られて下部に位置する経ストランド
４：Z撚となる側
５：S撚となる側
６：挿入された金属棒
７：従来の連結状況の概念図
８：鉄板
９：ボルト
１０：ナット
１１：盛土補強材
１２：擁壁材の高盛土補強材と連結部
１３：連結強力測定の引張試験機のチャック部分
１４：引張る方向
【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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