JP6190602B2 - 鉄筋連結用シール部材 - Google Patents

Description

本発明は、建築、土木の分野において、２本の鉄筋を筒状の継手にて連結する際に、継手の端部の内周と鉄筋の外周との間をシールするシール部材に関する。

筒状の継手を用いて２本の鉄筋を一直線状に連結した鉄筋連結構造は公知である（特許文献１、２等参照）。該鉄筋連結構造において、上記継手は、上記２本の鉄筋の互いに対峙する端部どうし間に跨るように配置されている。継手の軸方向の一側の内部には上記２本の鉄筋のうち一方の鉄筋の端部が挿入されている。継手の軸方向の他側の内部には他方の鉄筋の端部が挿入されている。継手の内面と各鉄筋の外面との間の継手内空間には、モルタルが液状流動体の状態で注入され、充填、硬化されている。これによって、軸方向の力が継手を介して鉄筋から鉄筋へ伝達されるようになっている。

上記モルタルの充填時における漏出防止のために、予め、継手の両端部にはそれぞれシール部材が装着される。シール部材は、無端環状のシール用ゴムにて構成されている。継手の各端部の内面には無端環状の装着溝が形成されている。この装着溝にシール部材の外周部が嵌め込まれる。そのうえで、継手の内部に鉄筋を挿入すると、シール部材の内周部が鉄筋の外周部に密着する。その後、モルタルを上記継手内空間に充填することで、継手の端部からモルタルが漏れるのを防止できる。

ここで、シール部材と鉄筋との密着性を高めるために、シール部材の内径を鉄筋の外径に対して十分に小さくすると、鉄筋を継手に挿入する際の摩擦が大きくなり、シール部材が上記装着溝から外れるおそれがある。そこで、特許文献１のシール部材においては、その外周部に芯部材が収容されている。芯部材は、シール部材の周方向に沿うＣ字形状（部分環状）の金属ワイヤにて構成されている。このシール部材によれば、鉄筋挿入時に大きな摩擦力を受けても、芯部材によって外周部の変形が抑制されることで、装着溝から抜けるのを防止することができる。

特開２０１２−１４４８７７号公報 特開２００９−１５００４９号公報

上記のシール部材を継手に装着する際は、シール部材を径方向に圧縮変形させながら継手の外端面から装着溝まで差し入れる。この時、上掲特許文献１のシール部材においては、圧縮力の方向等によって、Ｃ字形状の芯部材の両端部が、外側（シール部材の中心とは反対側）に向けて、曲率が小さくなるように変形したり、上記両端部の先端面どうしが突き当たったりすることがある。芯部材の端部が外側に変形すると、該芯部材の端部がシール部材を構成するゴム材（シール本体）を突き破るおそれがある。そうすると、シール機能が損なわれてしまう。また、芯部材の両端部の先端面どうしが突き当たると、シール部材を思うように変形できなくなり、シール部材の装着作業に支障を来してしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、シール部材を継手への装着等のために圧縮変形させる際に、芯部材の端部がゴム材を突き破るのを防止することを第一の課題とする。また、芯部材の両端部の先端面どうしが突き当たるのを防止することを第二の課題とする。

本発明は、鉄筋連結用の筒状の継手の端部と前記継手の内部に配置された鉄筋との間をシールする鉄筋連結用シール部材であって、液状流動体に対するシール性を有する無端環状のシール本体と、前記シール本体の内部に設けられ、かつ前記シール本体より剛性が高い芯部材とを備え、前記芯部材が前記シール本体の周方向に延びる有端環状であり、かつ前記芯部材の端部が前記シール本体の内側（中心側）へ折り曲げられていることを第一の特徴とする。これによって、第一の課題を解決できる。すなわち、シール部材を継手への装着等のために圧縮変形させた際に、芯部材の端部が外側（シール部材の中心とは反対側）に向けて変形したとしても、該芯部材の先端面がシール本体に突き刺さるのを防止でき、ひいてはシール本体を突き破るのを防止できる。これによって、シール部材のシール機能を確実に維持することができる。
前記芯部材の両端部が、前記シール本体の内側へ折り曲げられていることが好ましい。これによって、芯部材の両端部の先端面がそれぞれシール本体を突き破るのを防止でき、シール部材のシール機能を一層確実に維持することができる。

また、本発明は、鉄筋連結用の筒状の継手の端部と前記継手の内部に配置された鉄筋との間をシールする鉄筋連結用シール部材であって、液状流動体に対するシール性を有する無端環状のシール本体と、前記シール本体の内部に設けられ、かつ前記シール本体より剛性が高い芯部材とを備え、前記芯部材が前記シール本体の周方向に延びる有端環状であり、かつ前記芯部材の両端部どうしが、前記周方向の同一位置において互いに重なっていることを第二の特徴とする。これによって、第二の課題を解決できる。すなわち、シール部材を継手への装着等のために圧縮変形させる際に、芯部材の両端部の先端面どうしが突き当たるのを防止できる。この結果、装着作業等を円滑に行うことができる。

前記芯部材の端部が、前記シール本体の内側へ折り曲げられ、かつ前記芯部材の両端部どうしが、前記周方向の同一位置において互いに重なっていることがより好ましい。これによって、第一の課題と第二の課題を共に解決することができる。

本発明によれば、シール部材を圧縮変形させた際に、芯部材の端部がシール本体を突き破る等の不具合を防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る鉄筋連結用シール部材を適用した鉄筋連結構造の側面断面図である。 図２は、上記鉄筋連結構造の連結装置を、その継手を断面にして示す分解側面図である。 図３は、上記シール部材の正面図である。 図４（ａ）は、上記シール部材の芯部材の正面図であり、シール本体を二点鎖線にて付記する。図４（ｂ）は、上記芯部材の側面図である。 図５は、上記シール部材を、継手に装着した状態で部分的に示す側面断面図である。 図６は、上記シール部材を上記装着等のために変形させた状態の一例を示す正面断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、鉄筋コンクリート構造物等における鉄筋連結構造を示したものである。２本の鉄筋１，１が、一直線状に並べられて連結装置２を介して連結されている。鉄筋１は、ネジフシ１ａを有するネジ鉄筋であるが、これに限られず、縦リブ及び横フシを有する通常の異形鉄筋であってもよい。

図２に示すように、連結装置２は、継手１０と、２つの鉄筋連結用シール部材２０，２０を備えている。継手１０は、金属鋳物にて構成され、筒状になっている。継手１０の軸方向（図２において左右）の両端部の内周には、それぞれ装着溝１１が形成されている。装着溝１１は、継手１０の周方向の全長にわたる無端環状（閉じた環状）になっている。継手１０の軸方向の一端側（図２において例えば左）の周側部には、注入口１２が形成されている。継手１０の軸方向の他端側（図２において例えば右）の周側部には、排出口１３が形成されている。また、継手１０の周側部における軸方向の中央と注入口１２との間の部分、及び上記中央と排出口１３との間の部分には、それぞれねじ穴１４が形成されている。各ねじ穴１４にはボルト４がねじ込まれている。注排口１２，１３及びねじ穴１４は、継手１０の周方向における互いに同一位置（図２において上側）に配置されている。さらに、継手１０の内周面には、複数のリブ１５，１６が軸方向に間隔を置いて設けられている。リブ１５は、継手１０の内周面における、ねじ穴１４が在る側の半周部分に形成され、継手１０の周方向に延びる半環状になっている。リブ１６は、継手１０の内周面における、リブ１５とは１８０°反対側の半周部分に形成され、鉄筋１のネジフシ１ａと同じリード角及びピッチの雌ねじ山状になっている。

図１に示すように、継手１０は、２本の鉄筋１，１の互いに対峙する端部どうし間に跨るように配置されている。継手１０の軸方向の一側の内部に、１つの鉄筋１の端部が挿入されている。継手１０の軸方向の他側の内部に、もう１つの鉄筋１の端部が挿入されている。継手１０の内面と各鉄筋１の外面との間の継手内空間１９には、モルタル５（グラウト、充填剤）が充填されて硬化されている。

図１及び図２に示すように、継手１０の両端部には、それぞれ環状のシール部材２０が設けられている。図１に示すように、これらシール部材２０，２０によって、継手内空間１９の軸方向の両端部がそれぞれシールされている。

継手１０を用いて２本の鉄筋１，１を連結する手順を概説する。
予め、継手１０の装着溝１１にシール部材２０を装着しておく。この継手１０を１つの鉄筋１の端部に嵌める。この段階では、上記１つの鉄筋１の端部が継手１０の全長を貫く状態にしておく。そして、この鉄筋１と、もう１つの鉄筋１とを互いに近接させて一直線に配置した後、継手１０を上記もう１つの鉄筋１に向けてずらすことで、２本の鉄筋１，１の端部どうし間に継手１０を跨らせる。次に、ボルト４，４を継手１０の内部に向けてねじ込んで鉄筋１，１に突き当てる。このボルト４によって、各鉄筋１をリブ１６に押し当てることで、継手１０を鉄筋１，１に仮止めする。次に、モルタル５を液状流動体の状態で注入口１２から継手内空間１９に注入する。このとき、シール部材２０によって、モルタル５が継手内空間１９の軸方向の端部から漏れ出るのを防止できる。なお、注入口１２には逆止弁（図示省略）を設けておく。排出口１３からモルタル５が排出されるのを確認したら、モルタル５の注入作業を終了する。継手内空間１９内のモルタル５が硬化することによって、軸方向の力を、継手１０を介して鉄筋１から鉄筋１へ伝達することができる。

シール部材２０の構造を詳述する。
図３〜図５に示すように、シール部材２０は、シール本体２１と、芯部材３０を備えている。シール本体２１は、ゴム（弾性材料）にて構成されており、モルタル５すなわち液状流動体に対するシール性を有している。図３に示すように、シール本体２１の正面視形状は、無端環状（閉じた環状）になっている。また、図５に示すように、シール本体２１の周方向と直交する断面形状は概略Ｕ字状になっている。詳しくは、シール本体２１は、外周部２２と、一対（２つ）のシール膜２３，２３とを一体に有している。外周部２２は、外周リング部２４と外周テーパ部２５とを含み、無端環状になっている。外周リング部２４は、装着溝１１に嵌め込まれて該装着溝１１の内面と接する断面コ字状の部分である。外周リング部２４の内部に収容室２４ｓが形成されている。収容室２４ｓは、外周リング部２４の全周にわたる無端環状であり、かつ全周にわたって径方向内側に開口している。外周テーパ部２５は、外周リング部２４の軸方向の外側の壁部分２４ａの内周部から軸方向の外方へ突出している。外周テーパ部２５は、外方へ向かって縮径するテーパ状になっている。この外周テーパ部２５が、継手１０における軸方向の外端面と装着溝１１との間のテーパ状の開口内面１７に接している。

図３に示すように、シール膜２３は、中央に穴部２３ａを有する円盤形状になっている。図５に示すように、一対のシール膜２３，２３は、軸方向に互いに離れており、自然状態では互いにほぼ平行になっている。１つ（軸方向の内側）のシール膜２３の外周が、外周リング部２４の軸方向の内側の壁部分２４ｂの内周に一体に連続している。言い換えると、壁部分２４ｂが、全周にわたって装着溝１１よりも径方向内側へ大きく延び出ており、この延び出た部分が１つのシール膜２３を構成している。もう１つ（軸方向の外側）のシール膜２３の外周は、外周テーパ部２５の軸方向の外端に一体に連なっている。

図５に示すように、外周リング部２４が装着溝１１に嵌め込まれることで、シール部材２０が継手１０に定着されている。さらに、図１に示すように、穴部２３ａに鉄筋１が通され、シール膜２３の内周部が鉄筋１に密着することで、継手１０の内面と鉄筋１の外面との間がシールされている。

シール本体２１の内部に芯部材３０が設けられている。図４に示すように、芯部材３０は、鋼等の金属製のワイヤにて構成されている。この芯部材３０は、弾性変形可能であり、かつゴム製のシール本体２１よりも剛性が十分に高い。つまり、シール本体２１と芯部材３０とに互いに別個に、かつ同等の大きさの外力を加えた場合、芯部材３０の変形量がシール本体２１の変形量よりも十分に小さい。
なお、 芯部材３０の材質は、金属に限られず、シール本体２１よりも剛性が高い弾性樹脂であってもよい。

芯部材３０の形状は、シール部材２０の周方向に延びる有端環状になっている。かつ芯部材３０の両端部が、それぞれシール部材２０の内側へ折り曲げられている。さらに、芯部材３０の両端部どうしが、シール部材２０の周方向の同一位置において互いに重なっている。

詳しくは、図４（ａ）に示すように、芯部材３０は、芯主部３１と、一対の芯先端部３２，３２とを一体に含む。芯主部３１は、３６０°に少し足らない環状（θ＜３６０°）になっている。自然状態における芯主部３１の曲率は全周にわたってほぼ一様になっている。芯主部３１の周方向の両側の端部分３１ｅ，３１ｅに、それぞれ折曲部３３を介して芯先端部３２が連なっている。この明細書において、芯部材３０の端部は、芯主部３１の端部分３１ｅと、折曲部３３と、芯先端部３２とを含む。折曲部３３，３３どうしは、互いに芯部材３０の周方向に少し離れている。

芯先端部３２は、折曲部３３の近傍における芯主部３１の接線方向よりも内側（芯部材３０の中心側）に向けられ、芯主部３１の周方向に沿う円よりも内側に配置されている。一対の芯先端部３２，３２どうしは、芯部材３０の軸方向にずれて、互いにクロスしている。したがって、芯部材３０全体の中心角が、自然状態において３６０°を超えている。上記接線方向と芯先端部３２とのなす角度（折曲部３３における折曲角度φ）は、芯先端部３２，３２どうしがクロスするように、各芯先端部３２の長さを考慮して設定するとよい。各芯先端部３２の長さは、図６に示すようにシール部材２０を圧縮変形させた際に、該芯先端部３２の先端面３２ｅがその延長方向の芯主部３１や外周部２２に当たらないような大きさであることが好ましい。

図５に示すように、芯部材３０は、外周リング部２４の収容室２４ａに収容されている。好ましくは、芯部材３０の外直径が、外周リング部２４の内直径及び装着溝１１の内直径よりも大きく、芯部材３０の周方向の全体が収容室２４ａに収容されている。この芯部材３０によって外周リング部２４の保形性が高められている。したがって、鉄筋１を継手１０に挿入する際、シール膜２３と鉄筋１との間に大きな摩擦が作用した場合でも、芯部材３０によって外周部２２の変形が抑制されることで、シール部材２０が装着溝１１から外れるのを防止することができる。

上記構成のシール部材２０を継手１０に装着する際は、シール部材２０を径方向に圧縮変形させながら継手１０の端面から装着溝１１まで差し入れる。このとき、図６に示すように、圧縮力（同図の矢印）の方向等によっては、芯主部３１の端部分３１ｅが、外側（シール部材の中心とは反対側）に向けて、曲率が小さくなるように変形することがある。そうすると、折曲部３３がシール本体２１の内面に強く当たる。しかし、その場合でも、芯先端部３２が内側に折り曲げられているため、その先端面３２ｅがシール本体２１に突き刺さらないようにできる。ひいては、芯先端部３２がシール本体２１を突き破らないようにすることができる。これによって、シール部材２０のシール機能を確実に維持することができる。

また、芯部材３０の両端部どうしが自然状態においてクロスしているために、シール部材２０を圧縮変形させたときに上記芯部材３０の両側の先端面３２ｅ，３２ｅどうしが突き当たることはない。したがって、シール部材２０の圧縮変形に支障を来すことがない。この結果、シール部材２０の装着溝１１への嵌め込み操作を円滑に行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々の改変をなすことができる。
例えば、芯部材３０の端部がシール本体２１を突き破るのを防止するのを重視する観点からは、芯部材３０の端部が内側に折り曲げられていればよく、必ずしも芯部材３０の両端部どうしが周方向に重なり合っている必要はない。芯部材３０全体の中心角が３６０°以下又は３６０°未満であってもよい。
折曲部３３の折曲角度φは、芯先端部３２が芯主部３１の周方向に沿う円よりも内側に配置されるようになりさえすれば、０°＜φ＜１８０°の範囲で設定可能である。つまり、折曲部３３が９０°以上折り返していてもよい。
実施形態では、芯部材３０の端部が一点（折曲部３３）で折り曲げられて「く」字状になっており（図４）、折曲部３３は、芯部材３０の周方向に殆ど長さを有していないが、折曲部３３が、芯部材３０の周方向にある程度の長さを有して、例えばＣ字を描くように湾曲していてもよい。
芯部材３０の片側の端部だけが折り曲げられていてもよい。
芯部材３０の両端部どうしが突き当たるのを防止することを重視する観点からは、少なくとも、芯部材３０の両端部どうしが、互いにシール本体２１の軸方向にずれて周方向に重なり合っていればよく、芯部材３０の各端部がシール本体２１の内側へ折り曲げられている必要はない。
芯部材３０の自然状態において、芯主部３１の中心角θが、ちょうどθ＝３６０°程度であってもよく、両側の折曲部３３，３３どうしが芯部材３０の周方向の同一位置において重なっていてもよい。折曲部３３を、上述したようにある程度の長さを持たせてＣ字を描くように湾曲させる場合、両側のＣ字状の折曲部３３，３３どうしが自然状態でクロスしていてもよい。さらに、芯部材３０の自然状態において、芯主部３１の中心角θが３６０°を少し超えていてもよく（θ＞３６０°）、芯主部３１の両側の端部分３１ｅ，３１ｅどうしが芯部材３０の周方向の同一位置において重なっていてもよい。
芯部材３０が、シール本体２１の外周部２２の内部に埋まっていてもよい。
シール本体２１におけるシール膜２３の数は、２つに限られず、１つだけでもよく、３つ以上であってもよい。
継手１０の軸方向の両端部のうち一方の端部にだけ本発明のシール構造が適用されていてもよい。さらに、継手１０の反対側の端部には、鉄筋とネジ結合される雌ねじが形成されていてもよい。

本発明は、筒状の継手及びモルタル等を用いて２本の鉄筋を一直線に連結する連結構造における、モルタル漏出防止用のシール構造に適用することができる。

１ 鉄筋
１ａ ネジフシ
２ 連結装置
４ ボルト
５ モルタル
１０ 継手
１１ 装着溝
１２ 注入口
１３ 排出口
１４ ねじ穴
１５ リブ
１６ リブ
１７ 開口内面
１９ 継手内空間
２０ 鉄筋連結用シール部材
２１ シール本体
２２ 外周部
２３ シール膜
２３ａ 穴部
２４ 外周リング部
２４ａ 軸方向の外側の壁部分
２４ｂ 軸方向の内側の壁部分
２４ｓ 収容室
２５ 外周テーパ部
３０ 芯部材
３１ 芯主部
３１ｅ 芯主部の端部分
３２ 芯先端部
３２ｅ 先端面
３３ 折曲部

Claims (2)

1. 鉄筋連結用の筒状の継手の端部と前記継手の内部に配置された鉄筋との間をシールする鉄筋連結用シール部材であって、
   液状流動体に対するシール性を有する無端環状のシール本体と、前記シール本体の内部に設けられ、かつ前記シール本体より剛性が高い芯部材とを備え、前記芯部材が前記シール本体の周方向に延びる有端環状であり、かつ前記芯部材の端部が前記シール本体の内側へ折り曲げられており、前記シール本体には、前記芯部材を収容する環状の収容室が形成され、前記収容室が、全周にわたって前記シール本体の内周に開口していることを特徴とする鉄筋連結用シール部材。
2. 前記芯部材の両端部どうしが、前記周方向の同一位置において互いに重なっていることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋連結用シール部材。
   
   
   

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