(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本のねじ鉄筋の端部がスリーブ継手に挿入され、少なくとも一方のねじ鉄筋とスリーブ継手が、両者の間に充填された充填材を介して連結される鉄筋連結装置において、
上記一方のねじ鉄筋の端部には、上記スリーブ継手の内周面から離れてコイルスプリングが巻かれており、
このコイルスプリングは、その線径がねじ鉄筋のねじ山の高さより大きく、その自然状態でのピッチがねじ鉄筋のねじ山のピッチより大きく、その自然状態での内接円径がねじ鉄筋のねじ山の外接円径より小さく、
上記コイルスプリングにおいて自然状態で螺旋を描く巻き部分が、上記ねじ鉄筋を抱くようにしてねじ鉄筋の外周に沿って巻かれ、
上記コイルスプリングの線材は、その断面の一部が上記ねじ山間に入り込んだ状態で、ねじ山より径方向，外方向に突出していることを特徴とする鉄筋連結装置。
【請求項２】
上記ねじ山が、ねじ鉄筋を軸方向から見た時、径方向に対峙する２箇所に形成され、これらねじ山の形成箇所間はねじ山非形成部となっており、上記コイルスプリングの自然状態でのピッチがねじ鉄筋のねじ山のピッチの約２倍であり、上記コイルスプリングの線材においてねじ山に外接する仮想円筒面を横切る部分の幅が、ねじ山の間隔に比べて小さく、上記コイルスプリングの巻き部分が、軸方向に並んだねじ山間の間隙に１つおきに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋連結装置。
【請求項３】
上記スリーブ継手の内周には、上記コイルスプリングの両端を拡径状態で係止するための一対の係止部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋連結装置。
【請求項４】
２本のねじ鉄筋の端部をスリーブ継手に挿入し、少なくとも一方のねじ鉄筋とスリーブ継手を、両者の間に充填された充填材を介して連結する鉄筋連結方法において、
自然状態でのピッチが上記一方のねじ鉄筋のねじ山より大きく、自然状態での内接円径がこのねじ山の外接円径より小さいコイルスプリングを、強制的に拡径させた状態で上記スリーブ継手に収容するとともに、その両端をスリーブ継手の内周に形成された一対の係止部に係止させ、
上記一方のねじ鉄筋の端部を上記拡径状態のコイルスプリングおよびスリーブ継手に挿入し、
次に、上記コイルスプリングの少なくとも一端の係止状態を解除して、コイルスプリングをその弾性復元力で鉄筋の外周に巻きつけさせ、
次に、上記充填材をスリーブ継手に充填することを特徴とする鉄筋連結方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレキャスト鉄筋コンクリート構造体等の異形鉄筋同士を連結する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プレキャスト鉄筋コンクリート構造体を連結する際、その主筋となる異形鉄筋同士を連結する必要がある。この異形鉄筋の連結は、スリーブ継手を介して行うのが一般的である。詳述すると、一直線上に配置された異形鉄筋の端部をスリーブ継手に挿入し、このスリーブ継手にモルタルを充填する。このモルタルの硬化によって、異形鉄筋同士が連結される。
【０００３】
上記鉄筋連結装置では、上記異形鉄筋が大きな引っ張り荷重を受けた時、上記モルタルが、異形鉄筋の環状の節に外接する仮想円筒面に沿って剪断破壊することがあった。これは、節のピッチが短いため節間に介在されるモルタルの量が十分でなく、上記仮想円筒面に沿う剪断応力に対抗できないためである。
【０００４】
そこで、特開平６−３０７０２３号公報では、異形鉄筋の外周に補強筋を固定し、モルタルの剪断破壊を防止している。本発明に近い実施形態では、同公報の図３に示すように、複数の補強筋を螺旋状に所定間隔をおいて巻いている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記補強筋は、上記異形鉄筋に沿わせながらその外周に溶接等で固定する必要があり、作業が煩雑であった。
【０００６】
本発明に係わる鉄筋連結装置および方法は、異形鉄筋としてねじ鉄筋を用い、少なくとも一方のねじ鉄筋とスリーブ継手とを充填材を介して連結するために、このねじ鉄筋のねじ山を利用したものである。
本発明の第１の態様は、鉄筋連結装置において、  上記一方のねじ鉄筋の端部には、上記スリーブ継手の内周面から離れてコイルスプリングが巻かれており、このコイルスプリングは、その線径がねじ鉄筋のねじ山の高さより大きく、その自然状態でのピッチがねじ鉄筋のねじ山のピッチより大きく、その自然状態での内接円径がねじ鉄筋のねじ山の外接円径より小さく、上記コイルスプリングにおいて自然状態で螺旋を描く巻き部分が、上記ねじ鉄筋を抱くようにしてねじ鉄筋の外周に沿って巻かれ、上記コイルスプリングの線材は、その断面の一部が上記ねじ山間に入り込んだ状態で、ねじ山より径方向，外方向に突出していることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１態様の鉄筋連結装置において、上記ねじ山が、ねじ鉄筋を軸方向から見た時、径方向に対峙する２箇所に形成され、これらねじ山の形成箇所間はねじ山非形成部となっており、上記コイルスプリングの自然状態でのピッチがねじ鉄筋のねじ山のピッチの約２倍であり、上記コイルスプリングの線材においてねじ山に外接する仮想円筒面を横切る部分の幅が、ねじ山の間隔に比べて小さく、上記コイルスプリングの巻き部分が、軸方向に並んだねじ山間の間隙に１つおきに配置されていることを特徴とする。
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様の鉄筋連結装置において、上記スリーブ継手の内周には、上記コイルスプリングの両端を拡径状態で係止するための一対の係止部が形成されていることを特徴とする、
【０００８】
本発明の第４の態様は、鉄筋連結方法において、
自然状態でのピッチが上記一方のねじ鉄筋のねじ山より大きく、自然状態での内接円径がこのねじ山の外接円径より小さいコイルスプリングを、強制的に拡径させた状態で上記スリーブ継手に収容するとともに、その両端をスリーブ継手の内周に形成された一対の係止部に係止させ、
上記一方のねじ鉄筋の端部を上記拡径状態のコイルスプリングおよびスリーブ継手に挿入し、
次に、上記コイルスプリングの少なくとも一端の係止状態を解除して、コイルスプリングをその弾性復元力で鉄筋の外周に巻きつけさせ、
次に、上記充填材をスリーブ継手に充填することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態をなす鉄筋連結のための装置と方法について、図面を参照して説明する。本実施形態は、プレキャスト鉄筋コンクリート構造体からなる柱１０，２０の連結に関するものである。すなわち、図２，図３に示すように、下側の柱１０は、コンクリート１１と、このコンクリート１１に埋め込まれた鉄筋籠とを備えている。この鉄筋籠は、垂直に延びる主筋としてのねじ鉄筋１２（一方のねじ鉄筋）を有している。このねじ鉄筋１２の上端部は、コンクリート１１の上面から突出している。
【００１０】
上側の柱２０は、コンクリート２１と、このコンクリート２１に埋め込まれた鉄筋籠とを備えている。この鉄筋籠は、垂直に延びる主筋としてのねじ鉄筋２２を有している。このねじ鉄筋２２の下端部は、コンクリート２１の下端面より後退した位置にある。
【００１１】
上記ねじ鉄筋１２，２２は、通常の異形鉄筋の節に相当するねじ山１２ａ，２２ａを、所定ピッチで形成してなる。ねじ山１２ａ，２２ａはねじ鉄筋１２，２２の全周に形成されておらず、図４に示すように軸方向から見た時、径方向に対峙する２箇所に形成され、これらねじ山１２ａ，２２ａの形成箇所間は、ほぼ平坦となっている。以下、この平坦な部位をねじ山非形成部１２ｂ，２２ｂと称す。
【００１２】
上記柱２０におけるねじ鉄筋２２の下端部には、スリーブ継手３０が連結されている。このスリーブ継手３０は、上側の筒部３１と、これより大径をなす下側の筒部３２（一方の端部）とを有している。筒部３１の内周は雌ねじ３１ａをなしており、上記ねじ鉄筋２２の下端部に螺合されている。なお、このねじ鉄筋２２にはロックナット２３も螺合されており、このロックナット２３をスリーブ継手３０に向かって締め付けることにより、ねじ鉄筋２２とスリーブ継手３０が強固に連結されている。
【００１３】
上記スリーブ継手３０をねじ鉄筋２２に連結した状態で、コンクリート２１を打設することにより、スリーブ継手３０はコンクリート２１に埋め込まれている。スリーブ継手３０の筒部３２の下端はコンクリート２１の下面と面一をなして、開口している。
【００１４】
スリーブ継手３０の筒部３２の下端には、径方向、内方向と突出する環状のフランジ３３が形成されている。また、この筒部３２の下端近傍の周壁には注入口３４が形成され、上端近傍の周壁には空気抜き口３５が形成されている。これら注入口３４とエア抜き口３５には、それぞれ水平に延びるパイプ２４，２５の一端が接続されており、これらパイプ２４，２５の他端は、コンクリート２１の側面に開口している。
上記スリーブ継手３０において、筒部３２の注入口３４の内周には、後述の作用をなす係止凹部３６（係止部）が形成され、筒部３２の奥部内周にも係止凹部３７（係止部）が形成されている。
【００１５】
図１に示すように、上記柱１０，２０の連結に先立って、スリーブ継手３０の筒部３２内には、コイルスプリング４０（コイル部材）がセットされる。このコイルスプリング４０は、線径がねじ山１２ａの高さより大となっており、自然状態でのピッチが上記ねじ鉄筋１２のねじ山１２ａより大きく（約２倍）、自然状態での内接円の径がねじ山１２ａの外接円の径より小さくなっている。なお、この自然状態でのコイルスプリング４０の内接円径は、ねじ鉄筋１２の基部（ねじ山を除く部分）の径と同程度またはこれより小さくしてもよい。
【００１６】
上記コイルスプリング４０は、一端が上記係止凹部３７に嵌め込まれた状態で、強制的に自然状態より拡径されて、筒部３２の内周面に接するか接近し、他端が係止凹部３６に嵌め込まれる。この両端係止により、コイルスプリング４０の拡径状態が維持されている。この拡径状態でのコイルスプリング４０の内接円の径は、ねじ鉄筋１２のねじ山１２ａの外接円径より大きくなっている。
【００１７】
上記コイルスプリング４０がスリーブ継手３０内にセットされた状態で、図２に示すように、上側の柱２０は、吊り下げられて下側の柱１０の上端面に載せられる。なお、下側の柱１０の上端面には予め敷きモルタル５０が敷かれており、柱１０，２０間に隙間が無い状態で柱２０が設置される。
上記柱２０の柱１０への設置に際して、柱１０のねじ鉄筋１２の上端部が柱２０のスリーブ継手３０の筒部３２に挿入される。この際、上記拡径状態のコイルスプリング４０の内接円径がねじ鉄筋１２のねじ山１２ａの外接円径より大きいので、コイルスプリング４０に邪魔されずに、ねじ鉄筋１２の挿入を容易に行うことができる。
【００１８】
次に、注入口３４に形成された係止凹部３６に嵌められたコイルスプリング４０の端を、図２において矢印で示すようにパイプ２４に挿入された棒等で突くことにより、この係止状態を解除する。これにより、図３に示すように、コイルスプリング４０はその弾性復元力によって、ねじ鉄筋１２の外周に巻きつけられる。この際、コイルスプリング４０の奥側の端も係止凹部３７から離れる。
【００１９】
上記コイルスプリング４０は、自然状態では、その内接円径がねじ鉄筋１２のねじ山１２ａの外接円径より小さいので、ねじ山１２ａに当たっても弾性復元力によりそこから滑って、図５に示すようにねじ山１２ａ間に入り込むようになる。すなわち、コイルスプリング４０は、その内周部がねじ山１２ａに外接する仮想円筒面Ｃより径方向内側に入り込み、軸方向から見たときに、図４に示すようにねじ山１２ａと重なるようになる。また、コイルスプリング４０の外周部は、上記ねじ山１２ａに外接する仮想円筒面Ｃより径方向外側に突出する。
【００２０】
自然状態でのコイルスプリング４０のピッチはねじ山１２ａの約２倍であり、弾性復元してねじ鉄筋１２に巻き付けられた状態でのピッチも同程度である。そのため、コイルスプリング４０のねじれ角はねじ山１２ａのねじれ角より大きくなっているが、それにも拘わらず、コイルスプリング４０は、ねじ山１２ａ間に入り込むことができる。これは、図５に示すように、ねじ山１２ａの間隔Ｄに比べて、コイルスプリング４０の線材の幅Ｗ（ねじ山１２ａに外接する仮想円筒面Ｃを横切る部分の幅Ｗ）が小さく、コイルスプリング４０が遊びをもってねじ山１２ａに入り込んでいるからである。また、ねじ鉄筋１２はねじ山非形成部１２ｂを有しているので、コイルスプリング４０は、ねじ山１２ａと交差して乗り越える必要がないからである。
【００２１】
本実施形態では、コイルスプリング４０の１巻き部分の少なくとも２箇所が、図５に想像線で示すようにねじ山１２ａの傾斜面に当たり、ねじ鉄筋１２の基部から浮いた状態になっている。しかし、コイルスプリング４０の自然状態での内接円径がねじ鉄筋１２の基部径以下の場合には、上記ねじ山１２ａ間の間隔やねじ山非形成部１２ｂの占有角度範囲が所定の条件を満足すれば、上記コイルスプリング４０がこの基部外周面に接することもある。
【００２２】
次に、パイプ２４の開口端に注入ノズルを差し込んで、モルタル６０（充填材）の充填を行う。注入されたモルタル６０は、スリーブ継手３０の注入口３４から筒部３２内に入り込み、その内部空間を下から満たしていく。これに伴い筒部２２内の空気が空気抜き口３５、パイプ２５を経て外部に排出される。施工者は、このパイプ２５の開口端からのモルタル６０の吐出を確認して、モルタル注入を終了する。
【００２３】
上記モルタル６０の硬化によってねじ鉄筋１２がモルタル６０に定着し、このモルタル６０を介して、ねじ鉄筋１２とスリーブ継手３０が連結され、ひいてはねじ鉄筋１２，２２同士が連結される。
【００２４】
上記連結状態で、ねじ鉄筋１２，２２に引っ張り荷重が付与された時、ねじ山１２ａ間に入り込んだコイルスプリング４０によって、ねじ山１２ａに外接する仮想円筒面Ｃに沿うモルタル６０の剪断破壊を阻止することができる。また、コイルスプリング４０のピッチが大きく、このコイルスプリング４０の線材間に介在されるモルタル６０の量が多いため、コイルスプリング４０に外接する他の仮想円筒面に沿うモルタル６０の剪断破壊も阻止することができる。
【００２５】
上記コイルスプリング４０は、スリーブ継手３０に予め工場等でセットしておくことができ、建設現場では、コイルスプリング４０の係止状態を解除するだけでコイルスプリング４０の弾性復元力を利用してねじ鉄筋１２に巻きつけることができるので、建築現場での作業性を向上させることができる。
【００２６】
本実施形態では、プレキャスト鉄筋コンクリート構造体の主筋として、ねじ鉄筋１２，２２を用いたので、その特性を最大限生かすことができる。すなわち、スリーブ継手３０とねじ鉄筋２２は螺合により強固に連結することができる。また、ねじ鉄筋１２のねじ山１２ａ間にコイルスプリング４０を入り込ませることができるので、ねじ鉄筋１２，２２に引っ張り荷重が作用した時には、コイルスプリング４０は、ねじ山１２ａとコイルスプリング４０との間に介在されたモルタル６０を介して、ねじ鉄筋１２と実質的に一体となって働く。そのため、このコイルスプリング４０をねじ鉄筋１２に溶接等で固定しなくても、固定したと同様の作用を得ることができる。
【００２７】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用可能である。例えば、上記実施形態において、コイルスプリング４０の奥側の端は係止凹部３７から外れないようにしてもよい。この場合、この奥側の端がスリーブ継手３０の内周に残されるが、他の部分は、スリーブ継手３０の内周面から離れるので、実質的にコイルスプリング４０はスリーブ継手３０の内周面から離れていることになる。また、上記実施形態において、局所的にコイルスプリング４０がねじ鉄筋１２のねじ山１２ａに乗り上げてねじ山１２ａ間に入り込まないこともあるが、この場合でも他の部分がねじ山１２ａ間に入り込んでいれば、コイルスプリング４０は実質的にねじ山１２ａ間に入り込んでいることになる。
【００２８】
上記実施形態では、コイルスプリング４０を予めスリーブ継手３０内に拡径状態でセットしたが、建築現場においてねじ鉄筋１２にコイルスプリング４０を巻きつけるようにして装着した後で、このねじ鉄筋１２をスリーブ継手３０に挿入してもよい。なお、このコイルスプリング４０の装着状態は、図３と同様である。この場合、補助的にコイルスプリング４０の一部をねじ鉄筋１２に溶接してもよい。
両方のねじ鉄筋１２，２２ともモルタルを介してスリーブ継手に連結してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の態様によれば、ねじ鉄筋のねじ山間にコイルスプリングを入り込ませることにより、ねじ山に外接する仮想円筒面に沿って充填材が剪断破壊するのを阻止することができる。しかも、コイルスプリングのピッチがねじ山よりも大きいので、コイルスプリングに外接する仮想円筒面に沿って充填材が剪断破壊するのも阻止することができる。また、このコイルスプリングのねじ鉄筋の装着は容易に行うことができる。
本発明の第３の態様によれば、コイルスプリングを予め拡径状態でスリーブ継手に装着することができ、建築現場での作業を削減することができる。
本発明の第４の態様によれば、第１，第３の態様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鉄筋連結方法の一実施形態における最初の工程であって、スリーブ継手にコイルスプリングをセットした状態を示す断面図である。
【図２】同方法の次の工程であって、スリーブ継手にねじ鉄筋を挿入した状態を示す断面図である。
【図３】同方法の最後の工程を示すとともに鉄筋連結装置の構造を示す断面図である。
【図４】上記コイルスプリングのねじ鉄筋への装着状態を軸方向から見た図である。
【図５】上記コイルスプリングとねじ鉄筋のねじ山との関係を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１２、２２  ねじ鉄筋
１２ａ  ねじ山
３０  スリーブ継手
４０  コイルスプリング（コイル部材）
６０  モルタル（充填材）
【図１】
0004105822.tif 000002
【図２】
0004105822.tif 000003
【図３】
0004105822.tif 000004
【図４】
0004105822.tif 000005
【図５】
0004105822.tif 000006