JP6359748B1 - 異形棒鋼接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】メーカーや製品ごとに寸法にばらつきのある異形棒鋼の接続が、異形棒鋼の長手方向でずれを生じない強固な状態に行えるようにする。【解決手段】異形棒鋼１２の先端部１３を接続するための異形棒鋼接続具１１において、異形棒鋼１２の外周面に配置される係止部材３１と、異形棒鋼１２に挿嵌されて係止部材３１を取り囲む筒状のカプラ５１を備える。係止部材３１は、内周面に形成されて異形棒鋼１２の節１６間に節１６との間に隙間３２をあけて入り込む山部３３と、外周面に形成されてカプラ５１に押さえられる先端側ほど大径の傾斜面３４を有する。カプラ５１は、異形棒鋼１２の先端側に向けての相対移動で係止部材３１の傾斜面３４を先端方向と異形棒鋼１２側に押圧する先端側ほど大径の円錐状面５３と、接続相手に対する結合用のねじ部５４を、軸方向の後端側から先端側に順に有する。【選択図】図１

Description

この発明は、異形棒鋼同士を接続したり異形棒鋼と他の部材を接続したりする場合に使用される異形棒鋼接続構造に関する。

異形棒鋼同士を接続する接続具としては、例えば下記特許文献１に開示されているものがある。

この異形棒鋼接続具は、一端側の内周面にテーパ孔を有し他端側の内周面にねじ孔を有した円筒状の接続具本体と、接続具本体のねじ孔に螺合する円筒状の締め付けボトルと、接続具本体のテーパ孔と異形棒鋼との間、及び締め付けボルトの内周面に形成されたテーパ孔と異形棒鋼との間に挿着されるそれぞれ一対の楔片で構成されている。異形棒鋼の端部の外周面に一対の楔片を配置するとともにその外周側に接続具本体を嵌める。一方、接続する別の異形棒鋼の端部の外周面に対して一対の楔片と締め付けボルトを取り付けて、締め付けボルトを接続具本体の他端側の内周面に螺合する。すると、異形棒鋼の先端面同士が当接し、さらに締め付けることによって、楔片が異形棒鋼を押圧して接続が完了する。

しかし、半円筒形に形成された楔片は、異形棒鋼に当たる内周面に、異形棒鋼の表面の凹所と嵌合する半リング状の凸条が形成されたものである。このため、楔片をテーパ孔で締め付けても、凸条が凹所に対して全体として強く当たるだけである。

しかも、異形棒鋼の表面の節の大きさや高さ、間隔など、節の態様にはメーカーや製品ごとに大きなばらつきがある。

このため、特許文献１の棒鋼接続具で接続を行うためには、メーカーや太さなどに応じて楔片を多種類用意する必要があるのはもちろんのこと、次のような難点がある。

つまり、前述のように異形棒鋼の節の態様にはばらつきがあるので、凸条と凹所が単独ではぴたりと嵌まり合う部分があったと仮定しても、楔片が当たる部分全体でみるとすべての凸条と凹所がぴたりと嵌まり合うことは稀有であり、どこにどの程度の隙間ができるかわからない不安定な嵌合となる。このような不安定な嵌合状態は、複数の凸条と凹所が嵌合し合うように構成されたものであるので、テーパ孔できつく締め付けたとしても同じである。埋めやすい隙間を埋める方向に変位することになる。

このため、異形棒鋼の圧縮方向や伸長方向に荷重がかかると隙間の存在と嵌合の不安定さから、ずれが生じる。つまり、接続方向でのすべり(伸縮方向のがたつきや伸び縮み)のない接続は実現できなかった。

実開昭５２-９９６１５号公報

この発明は、異形棒鋼の接続がすべりなく強固に行えるようにすることを主な目的とする。

そのための手段は、異形棒鋼の先端部を接続するための異形棒鋼接続構造であって、前記異形棒鋼の外周面における先端より後端側の部位に配置される複数で一組の係止部材と、前記異形棒鋼に挿嵌されて前記係止部材を取り囲む筒状のカプラを備え、前記係止部材が、内周面に形成されて前記異形棒鋼の節間に前記節との間に隙間をあけて入り込む前記節の高さよりも高い山部と、外周面に形成されて前記カプラに押さえられる先端側ほど大径の傾斜面を有し、前記山部の頂面が、前記異形棒鋼の長手方向に対応する軸方向に平らであるとともに、前記頂面の前記軸方向の両側に角部を有し、前記カプラが、前記異形棒鋼の先端側に向けての相対移動で前記係止部材の前記傾斜面を前記異形棒鋼側に押圧する先端側ほど大径の円錐状面と、接続相手に対する結合用のねじ部を、軸方向の後端側から先端側に順に有し、前記異形棒鋼の先端を前記係止部材よりも突出させた状態で前記カプラが結合する被結合部材の内周側の対向部に対して直接又は間接に前記異形棒鋼の先端面を突き当てる異形棒鋼接続構造である。

この構成では、カプラのねじ部を接続相手に螺合することによって、異形棒鋼の外周面に配置された係止部材の傾斜面がカプラの円錐状面で押圧される。これによって係止部材が異形棒鋼の先端側へ節間に設けた隙間を利用して相対移動するとともに、異形棒鋼に対して押しつけられる。相対移動した係止部材は、山部を節に係止するとともに、山部を含めた内周面を局所的に押しつける。

以上のようにこの発明によれば、係止部材は異形棒鋼の先端側へ移動しつつ異形棒鋼側に押し付けられて内周面を局所的に強く当てるので、がたつきのない固定が可能であり、異形棒鋼の接続をすべりなく強固に行うことができる。

異形棒鋼同士を接続する接続前の状態を側面側から見た断面図。 異形棒鋼同士を接続する接続前の状態の斜視図。 異形棒鋼と係止部材の関係を示す断面図。 異形棒鋼と係止部材の関係を示す断面図。 要部と作用を示す断面図。 異形棒鋼同士の接続状態を示す断面図。 異形棒鋼接続構造の他の例を示す断面図。 異形棒鋼接続構造の他の例を示す断面図。 異形棒鋼接続構造の他の例を示す断面図。 異形棒鋼接続構造の他の例を示す断面図。 ロック部材の斜視図。 異形棒鋼接続構造の他の例を示す断面図。 異形棒鋼接続具の他の例を示す断面図。 異形棒鋼接続具の他の例を示す断面図。 異形棒鋼接続具の他の例を示す断面図。 異形棒鋼と他の部材とを接続する異形棒鋼接続具の断面図。 異形棒鋼と他の部材とを接続する他の例に係る異形棒鋼接続具の断面図。 異形棒鋼と他の部材とを接続する他の例に係る異形棒鋼接続具の断面図。 異形棒鋼と他の部材とを接続する他の例に係る異形棒鋼接続具の断面図。 異形棒鋼と他の部材とを接続する他の例に係る異形棒鋼接続具の断面図。 異形棒鋼同士を接続する他の例に係る異形棒鋼接続具の断面図。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。

異形棒鋼接続具１１は、異形棒鋼１２の先端部１３を接続するためものであり、図１等に示したように異形棒鋼１２同士を接続したり、図１６等に示したように異形棒鋼１２と他の部材を接続したりする。

まず、異形棒鋼１２同士を軸方向に接続する例を説明する。

図１に異形棒鋼１２同士を接続する接続前の状態を側面側から見た断面図を示す。異形棒鋼１２は、接続前の状態を示す斜視図である図２に示したように、断面円形の異形棒鋼本体部１４の表面に、縦リブ１５と、縦リブ１５に節１６を備えた形状である。縦リブ１５は、長手方向全体にわたって、断面形状の中心を挟んで相反する２箇所に所定の大きさで形成されている。節１６は、周方向に沿って半円弧状に所定の大きさで形成され、異形棒鋼本体部１４の長手方向に沿って所定の等間隔に配設されている。また縦リブ１５を挟んで形成される節１６は、縦リブ１５を挟む一方側と他方側とで段違いに形成されている。

異形棒鋼接続具１１は、異形棒鋼１２の外周側に配置される係止部材３１と、異形棒鋼１２に挿嵌されて係止部材３１を取り囲む筒状のカプラ５１で構成される。

係止部材３１は、異形棒鋼１２における縦リブ１５を挟む一方側と他方側をそれぞれ覆う断面半円弧状に湾曲した板状に形成されており、一対で異形棒鋼１２を直径方向に挟む。係止部材３１の内周面には、異形棒鋼１２の節１６間に節１６との間に隙間３２をあけて入り込む山部３３が形成され（図３参照）、外周面にはカプラ５１に押さえられる先端側（異形棒鋼１２の先端部１３に対応する側）ほど大径の傾斜面３４が形成されている。

山部３３は、係止部材３１における異形棒鋼１２の長手方向に対応する軸方向に等間隔で複数形成される。山部３３の個数は適宜設定されるが、図示例では３個としている。つまり、断面半円弧状をなす本体部３５の内周面の軸方向の端から端までの間に３個の山部３３が等間隔に形成されている。図示例では山部３３を軸方向の両端に形成しているので、換言すれば２個の谷部３６を有する形状であるともいえる。

山部３３の形状は、図３の（ａ）、（ｂ）に示したように、半円弧状本体部の内周側に向けて膨出させたものであり、最も内周側に位置する頂面３３ａは、軸方向に平らである。また、３個の山部３３間には２個の谷部３６が形成されることになり、谷部３６の最も外周側に位置する谷底面３６ａも軸方向に平らである。

山部３３のうち、軸方向両端に位置する２個の山部３３の軸方向両端の側面は、頂面３３ａに対して垂直の垂直面で構成されるが、谷部３６に連続する他の面は谷底面３６ａに向けて斜めの傾斜面で構成されて、軸方向中間に位置する１個の山部３３とこの山部３３を挟む２個の谷部３６の断面形状は等脚台形である。そして、山部３３の頂面３３ａの軸方向の両側に角部３３ｂが形成されている。角部３３ｂは、面と面が交差してできる部分であり、係止部材３１の軸方向両端に位置する角部３３ｂは直角であり、それ以外の角部３３ｂは鈍角である。

角部３３ｃは、図４に示したように、山部３３の周方向の両端にも形成される。なお、図４の（ａ）は、係止部材３１を径の小さい方の端面側から軸方向にみた断面図であり、（ｂ）は軸方向と直角の側面方向からみた断面図であって、いずれも一組の係止部材３１を異形棒鋼１２から離した状態を示している。

山部３３と谷部３６の各部の大きさについて、図３を用いて説明する。

異形棒鋼１２の節１６の高さｈ１、幅ｗ１、間隔ｗ２などの値には一定の幅があり、メーカーや製品によってもばらつきがあるので、そのばらつきを考慮して大きさを設定する。

山部３３の頂面３３ａの幅ｗ３は、対応する径のどの異形棒鋼１２の節１６間にも収まるとともに、節１６の間隔ｗ２よりも小さく設定される。山部３３における外周側であって谷底面３６ａに近い基部は、対応する径のどの異形棒鋼１２の節１６同士の間に入り込んだときでも、節１６との間に隙間３２が形成される大きさである。山部３３の頂面３３ａから谷部３６の谷底面３６ａに向かう傾斜面の傾斜は、対応する径のどの異形棒鋼１２の節１６における対向する傾斜面の傾斜よりも急角度に設定されるのが好ましい。山部３３の頂面３３ａ同士の間隔ｗ４は、対応する径のどの異形棒鋼１２の節１６の幅ｗ１よりも大きく、すべての山部３３の頂面３３ａが異形棒鋼１２の節１６間に位置するのを許容する間隔に設定される。

具体的な数値をあげれば、Ｄ２５の異形棒鋼１２の場合には、山部３３の頂面３３ａの幅ｗ３を４．５ｍｍ、谷部３６の谷底面３６ａの幅ｗ５を６．５ｍｍ、山部３３と谷部３６との間の傾斜面の幅ｗ６を２．７５ｍｍとするとよい。Ｄ２５以外の他の径の異形棒鋼１２の場合には、各部の大きさは前述例の数値に準じて設定可能である。

山部３３の高さ又は谷部３６の深さについては、図３の（ａ）に示したように節１６の高さｈ１よりも高く設定する場合と、図３の（ｂ）に示したように節１６の高さｈ１よりも低く設定する場合が考えられるが、すべりのない強固な固定のためには前者（図３の（ａ））のようにするのが好ましい。角部３３ｂ，３３ｃを積極的かつ効果的に異形棒鋼１２の表面に作用させることができるからである。

このような山部３３と谷部３６を有する係止部材３１の本体部３５は、図４の（ａ）に仮想線で示したように、異形棒鋼１２の外周面に配置したときに本体部３５同士の間に隙間ができるように、正確な半円よりも若干小さく形成されている。

係止部材３１の外周面の傾斜面３４の傾斜角は、異形棒鋼１２の節１６間の間隔ｗ２や山部３３の頂面３３ａの幅ｗ３、頂面３３ａ同士の間隔ｗ４などに応じて、係止部材３１を異形棒鋼１２上における大径にされた先端側（異形棒鋼１２の先端側）への相対移動で、山部３３を節１６に係止させ得る距離を移動できるように設定される。前述のＤ２５の径に適した具体例でいえば、図３に示したように、係止部材３１の軸方向の長さＬ１は３７．５ｍｍとなり、傾斜面３４の傾斜角は、大径側の端と小径側の端での高低差ｈ２を１．５ｍｍから２．５ｍｍ程度、例えば２ｍｍにする角度とするとよい。

このような構成の係止部材３１を取り囲むカプラ５１は、図２に示したように断面六角形をなす長ナット状に形成されており、六角の外周面５２を有するカプラ５１の外径は、異形棒鋼１２の長手方向に対応する軸方向の全体にわたって同一である。

カプラ５１の内周面には、図５に示したように、異形棒鋼１２の先端側に向けての相対移動で係止部材３１の傾斜面３４を異形棒鋼１２側に押圧する先端側ほど大径の円錐状面５３と、接続相手に対する結合用のねじ部５４を、軸方向の後端側から先端側に順に有している。

円錐状面５３は、カプラ５１の後端から軸方向（長手方向）の中間位置まで形成され、前述した係止部材３１の傾斜面３４と同一角度の傾斜を有している。円錐状面５３の直径は、異形棒鋼１２の表面に一組の係止部材３１を被せて配置した状態で係止部材３１の傾斜面３４に接して傾斜面３４に押圧力を作用させられる大きさである。また円錐状面５３の軸方向における長さは、係止部材３１の長さＬ１（図３参照）よりも長い。

円錐状面５３は先端側ほど大径であるので、長くすればするほどカプラ５１の直径が大きくなる。このため、カプラ５１の大型化を避ける観点からは、円錐状面５３の軸方向における長さは係止部材３１の山部３３の数に応じて設定するとよい。前述のように係止部材３１の山部３３の数が３個である場合には、円錐状面５３の軸方向の長さは、例えば異形棒鋼１２の節１６が３個から４個ほど収まる長さに設定される。

ねじ部５４は雌ねじで構成され、カプラ５１の先端から幅方向（長手方向）の中間位置まで形成されている。ねじ部５４の内径は、接続相手に螺合できる大きさであり、円錐状面５３の大径側の端よりも大径に形成される。

ねじ部５４の長さは、カプラ５１を接続相手に螺合したときに、係止部材３１を異形棒鋼１２の表面に沿って先端方向へ移動するとともに、この係止部材３１の移動によっての異形棒鋼１２に対して先端方向へ荷重をかけられ、十分な掛かり代を得られる長さである。具体的には、係止部材３１が節１６間に入り込む山部３３を有しており、カプラ５１と接続相手は相互に螺合するので、カプラ５１のねじ部５４の長さは少なくとも節１６間の間隔ｗ２（図３参照）の２倍〜４倍程度の長さとする。

ねじ部５４を有する部分の厚さは、ねじ部５４を形成しても必要な強度が得られるように十分な厚さに設定される。

ねじ部５４と円錐状面５３との間は移行部５５であり、円錐状面５３の大径部分の端からねじ部５４の端までを連続される傾斜面で形成されている。

カプラ５１が結合する接続相手は、図１、図２に示したように、カプラ５１と同様に筒状に形成された被結合部材７１である。そして異形棒鋼接続具１１が取り付けられる異形棒鋼１２とは別の異形棒鋼１２（以下、「相手方棒鋼１２ａ」という。）を保持するため、被結合部材７１は異形棒鋼接続具１１の係止部材３１と同じ構成の係止部材３１を備える。なお、相手方棒鋼１２ａの保持に用いられる係止部材３１は、前述の異形棒鋼接続具１１の係止部材３１と構成が同一であるので、同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

つまり被結合部材７１は、相手方棒鋼１２ａに挿嵌されて係止部材３１を取り囲む筒状に形成され、相手方棒鋼１２ａの先端側に向けての相対移動で係止部材３１の傾斜面３４を相手方棒鋼１２ａ側に押圧する先端側ほど大径の円錐状面７２と、カプラ５１のねじ部５４に螺合する被螺合部７３が形成されている。

係止部材３１が異形棒鋼接続具１１と同一構成であるので、被結合部材７１の円錐状面７２の態様もカプラ５１の円錐状面５３と同一である。このため、円錐状面７２の詳しい説明は省略する。

被螺合部７３は、カプラ５１のねじ部５４に螺合するものであるため、雄ねじで構成される。つまり、被結合部材７１の被螺合部７３は、外周面が断面円形の円筒状に形成されており、外周面に雄ねじが形成されている。円錐状面７２を有する後端側の外周面７４はカプラ５１の外周面５２と同様に六角のナット状である。後端側の六角の外周面７４の大きさはカプラ５１の外周面５２と同一径に形成される。

被螺合部７３の厚みに関しては、必要な剛性が得られるようにカプラ５１のねじ部５４を有する部分と同様に必要な厚さを確保する。この点、被結合部材７１は円錐状面７２と被螺合部７３を軸方向の後端側から先端側に順に形成して周方向で重ならない構成としているので、被螺合部７３の内周側は、異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａのみが入り得る空間である。このため、径を必要以上に大きくしなくとも被螺合部７３の厚みを確保しやすい。

被螺合部７３の内周側の空間は、前述のように異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａのみが入り得る空間であり、この空間に相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａを位置させれば、異形棒鋼１２の先端面１３ａを突き当てる対向部７５（相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａ）が形成されることになる。

以上のような構成の異形棒鋼接続具１１と、被結合部材７１と、被結合部材７１に取り囲まれる係止部材３１を用いて異形棒鋼１２を相手方棒鋼１２ａに接続するには、次のように行う。

はじめに、図２、図３に示したように、異形棒鋼１２の先端部１３にカプラ５１を挿嵌する。カプラ５１の向きは、ねじ部５４を異形棒鋼１２の先端部１３側に対応させる。

同様に、相手方棒鋼１２ａの先端部１３に被結合部材７１を挿嵌する。このときも、被螺合部７３を相手方棒鋼１２ａの先端部１３側に向ける。

つづいて異形棒鋼１２と相手方棒鋼１２ａの先端部１３の外周面にそれぞれ一組の係止部材３１を配置する。異形棒鋼１２の係止部材３１はカプラ５１で覆い、相手方棒鋼１２ａの係止部材３１は被結合部材７１で覆う。このとき、係止部材３１の位置は、カプラ５１及び被結合部材７１の円錐状面５３，７２の位置と、カプラ５１のねじ部５４に対する異形棒鋼１２の先端面１３ａの位置と、被結合部材７１の被螺合部７３に対する相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａの位置とを考慮して、カプラ５１のねじ部５４と被結合部材７１の被螺合部７３とが必要な掛かり代以上に螺合が進んだとき異形棒鋼１２の先端面１３ａと相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａとが互い突き合うように設定する。

この状態で、図１に仮想線で示したようにカプラ５１のねじ部５４と被結合部材７１の被螺合部７３を互いに螺合させると、カプラ５１と被結合部材７１は互いに接近し合い、円錐状面５３，７２によってそれぞれ係止部材３１を軸方向先端側に移動させると同時に異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａ側に押しつける（図５参照）。係止部材３１の山部３３の角部３３ｂ，３３ｃと異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａの節１６との係合と、山部３３の異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａに対する食い込みとで、係止部材３１が異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａ上で相対移動不可能となるまで、係止部材３１の傾斜面３４が円錐状面５３，７２によって押圧される。

これに同期して、先端側への移動によって異形棒鋼１２と相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａ同士は図６に示したように当接し合い、圧縮方向に加圧される。相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａは、予め形成されたものではないが、前述のようにして接続を行うときに、異形棒鋼１２の先端面１３ａを突き当てる対向部７５となる。

カプラ５１と被結合部材７１との螺合をしっかりと行って十分に締め込むことによって、係止部材３１は異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａの表面に食いつき、２組の係止部材３１に挟まれる異形棒鋼１２と相手方棒鋼１２ａの先端部１３同士は圧縮方向に加圧される。図６において、異形棒鋼１２と相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａの近傍に付したドットは、加圧されている状態を描いたものである。

係止部材３１の山部３３は、異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａの節１６間に節１６との間に隙間３２をあけて入り込む構造であるので、異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａのメーカー間や製品間の寸法のばらつきにもかかわりなく係止させられる。しかも、その係止は、異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａに対しては軸方向に移動したうえで、引っ掛かりが得られる位置において山部３３の角部３３ｂ，３３ｃを中心とした部分を異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａの表面に局所的に強く押し当てて行い、異形棒鋼１２と相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａ同士が突き当たる方向に加圧力を生じさせる。このため、強力な係止が可能であり、異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａにおける係止部材３１が覆う部分の全体において係止部材３１の安定した係止状態が得られる。

この結果、前述のような異形棒鋼接続具１１を用いた異形棒鋼接続構造では、接続された異形棒鋼１２の軸方向に圧縮の荷重が作用しても縮むことなく、伸長方向に引張の荷重が作用しても伸びることのない堅固な接続状態、換言すればすべりのない良好な接続状態が得られる。

また、接続状態においてカプラ５１のねじ部５４と被結合部材７１の被螺合部７３を有する部分が荷重を支えることになるが、前述のようにねじ部５４と被螺合部７３を有する部分の厚みを確保できる構造であるので、所望の強度を得られる。

しかも、カプラ５１の外周面５２と表に現れる被結合部材７１の外周面７４は同一の六角形状で径の大きさも同じであるので、外観が美麗である。また被結合部材７１の被螺合部７３の内周側は、異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａのみが存在する構造であるので、接続構造の大径化を回避できる。

以上に説明した異形棒鋼接続具１１は、一部に変更を加えたり、別の部材を付加したりして、図７から図１２に示したような異形棒鋼接続構造を構成することができる。この説明において前述と同一の構成については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図７はカプラ５１の軸方向の中間部、具体的には移行部５５に対応する部位に貫通穴５６を形成した例を示している。このようなカプラ５１を備えた異形棒鋼接続具１１を用いた異形棒鋼接続構造では、カプラ５１の締め込みのあとに、貫通穴５６からグラウト材７６を注入して、カプラ５１の内部空間における係止部材３１で挟まれる部分にグラウト材７６を充填する。

グラウト材７６を充填して係止部材３１とカプラ５１と異形棒鋼１２（相手方棒鋼１２ａ）との間に介在させることで、三者の位置関係が一層強力に定まるので、異形棒鋼接続具１１との協働ですべりの発生を確実に抑制できる。

図７に示したようにカプラ５１に貫通穴５６を有した構成であると、図８に示したように異形棒鋼１２と相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａ同士の間に隙間ができた場合でも、グラウト材７６が係止部材３１とカプラ５１と異形棒鋼１２と相手方棒鋼１２ａとの間に介在して、すべりのない接続状態を確実に得られる。

図９は、グラウトパイプ７７を付加した異形棒鋼接続構造である。

この異形棒鋼接続構造は、カプラ５１の軸方向の外側部にグラウト材７６を備えるものであって、異形棒鋼１２と相手方棒鋼１２ａの直径よりも大きくカプラ５１の端面に当接する大きさの円筒形のグラウトパイプ７７を用いる。

つまり、カプラ５１や被結合部材７１を異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａに挿嵌するのに先立って、グラウトパイプ７７を異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａに挿嵌しておき、係止部材３１とカプラ５１と被結合部材７１による接続を行う。このあと、グラウトパイプ７７の一端をカプラ５１や被結合部材７１の端面に押し当てて、グラウトパイプ７７の他端を異形棒鋼１２または相手方棒鋼１２ａに対してビニルテープ７８等で固定したのち、グラウトパイプ７７に形成された貫通穴７７ａからグラウト材７６を注入して、グラウトパイプ７７と異形棒鋼１２または相手方棒鋼１２ａとの間にグラウト材７６を介在させる。ビニルテープ７８はグラウト材７６の硬化後に除去する。

グラウトパイプ７７内のグラウト材７６は、カプラ５１や被結合部材７１の異形棒鋼１２または相手方棒鋼１２ａ上での位置決めを行い、異形棒鋼接続具１１との協働ですべりの発生を確実に防止する。

図９では、カプラ５１の内部空間にも図７、図８と同様にグラウト材７６を充填した例を示したが、カプラ５１の内部空間のグラウト材７６は省略することもできる。

図１０は、ロック部材８１を付加した異形棒鋼接続構造である。

この異形棒鋼接続構造は、図９のグラウトパイプ７７に代えて、ロック部材８１を利用するものである。ロック部材８１は、図１１に示したように、係止ねじ部材８２とナット８３で構成される。

係止ねじ部材８２は、前述の係止部材３１と同様に半円弧状をなす本体部８４を有し、本体部８４の内周面に前述の係止部材３１と同一構造の山部８５と谷部８６を備える。本体部８４の外周面には雄ねじ８７が形成されている。

ナット８３は、カプラ５１や被結合部材７１の六角の外周面５２，７４と同じ大きさの六角の外周面８３ａを有し、内周面には係止ねじ部材８２の雄ねじ８７が螺合する雌ねじ８３ｂを有している。

この異形棒鋼接続構造は、カプラ５１や被結合部材７１を異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａに挿嵌するのに先立って、ナット８３を異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａに挿嵌しておき、係止部材３１とカプラ５１、被結合部材７１による接続を行う。このあと、係止ねじ部材８２を異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａの周面におけるカプラ５１や被結合部材７１の近傍に組みあわて、その上にナット８３を螺合して、ナット８３の端面をカプラ５１や被結合部材７１に押し当てる。

ナット８３の螺合によって、係止ねじ部材８２は、ナット８３の螺進方向とは反対側の方向に引っ張られ、係止ねじ部材８２とカプラ５１や被結合部材７１の内周の係止部材３１との間には引っ張り力が作用する。この結果、強固な固定状態が得られる。そのうえ、異形棒鋼１２や相手方棒鋼１２ａにおける係止部材３１の山部３３が係止している部分に伸びが発生するとがたつきが生じるおそれがあるが、そのがたつきの発生を阻止して、すべりを確実に防止する。

ロック部材８１は複数つなげて備えてもよい。

図１２は、図１０に示した異形棒鋼接続構造の変形例である。

この異形棒鋼接続構造では、ロック部材８１のナット８３とカプラ５１及び被結合部材７１との間に、螺合構造が形成されている。具体的には、ナット８３の一端部に、係止ねじ部材８２を保持する雌ねじ８３ｂよりも大径の結合用雌ねじ８３ｃが形成され、この結合用雌ねじ８３ｃに対応するカプラ５１と被結合部材７１の端部には、結合用雌ねじ８３ｃに螺合する結合用雄ねじ５１ａ，７１ａがそれぞれ形成されている。

このような構成の異形棒鋼接続構造でも、図１０に示した異形棒鋼接続構造と同様の作用と効果を有する。

図１３に示した異形棒鋼接続具１１は、部品点数を低減した例である。

この異形棒鋼接続具１１は、カプラ５１のねじ部５４を前述と同様に雌ねじとするとともに、ねじ部５４に螺合する被結合部材９１を備えている。被結合部材９１は、異形棒鋼１２（相手方棒鋼１２ａ）の節１６間に節１６との間に隙間をあけて入り込む山部９２を内周面に有するとともに、ねじ部５４に螺合する雄ねじ部９３を外周面に有するものである。

具体的には、被結合部材９１は、前述の係止ねじ部材８２と同様に、半円弧状をなす本体部９４を有し、本体部９４の内周面に前述の係止部材３１と同一構造の山部９２と谷部９５をそれらとは若干異なった態様で備えている。つまり、被結合部材９１の山部９２と谷部９５は前述の係止部材３１の山部３３と谷部３６と形状は同一であるが、被結合部材９１においては、谷部９５を３個備えている。このため、一端に位置する山部９２の端に、本体部９４の端から延長した延出部９６を有する。相手方棒鋼１２ａの節１６が縦リブ１５間の一方と他方で段違いであるので、一対の被結合部材９１における延出部９６の方向を違えることで、一対の被結合部材９１の配設位置が軸方向で揃うことになる。

このような異形棒鋼接続具１１を備えた異形棒鋼接続構造では、異形棒鋼１２にカプラ５１を挿嵌したのち、一対の係止部材３１を異形棒鋼１２の先端部１３に組み合わせてからカプラ５１を移動させて係止部材３１を覆う。つづいて、相手方棒鋼１２ａの先端部１３に一対の被結合部材９１を組み合わせてから、これらの被結合部材９１を相手方棒鋼１２ａとカプラ５１との間で相対回転して、カプラ５１のねじ部５４に螺合する。

すると、カプラ５１の円錐状面５３が係止部材３１を押圧して異形棒鋼１２を締め付けて位置決めを行うとともに、被結合部材９１の回転によって相手方棒鋼１２ａが異形棒鋼１２側に移動して、相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａを異形棒鋼１２の先端面１３ａに突き当てて、締め込むことによって加圧状態にする。

このため、前述と同様の作用と効果を有するほか、特に、相手方棒鋼１２ａを保持する被結合部材９１に直接カプラ５１が結合するので、部品点数低減と、小型化および軽量化をはかることができる。

図１４は、図１３に示した異形棒鋼接続具１１の変形例である。

この例では、被結合部材９１の山部９２の数を１個にして、さらなる小型化、軽量化をはかっている。

図１５は、図１４に示した異形棒鋼接続具１１の変形例である。

この例では、カプラ５１に形成されるねじ部５４がテーパねじで形成されている。これに伴って被結合部材９１の雄ねじ部９３も先端側ほど小径となる傾斜を有している。

この異形棒鋼接続具１１を用いると、前述と同様の作用と効果を有するほか、ねじ部５４がテーパねじであるので、特に被結合部材９１には、相手方棒鋼１２ａを強力に締め付ける作用が生じる。

つぎに、異形棒鋼１２に他の部材を接続する例を説明する。

図１６〜図２０に示した異形棒鋼接続具１１は、カプラ５１が結合する被結合部材７１を備え、被結合部材７１に、カプラ５１のねじ部５４が螺合する被螺合部７３が形成されるとともに、被螺合部７３の内周側に、異形棒鋼１２の先端面１３ａを突き当てる対向部７５が形成される構成である。

図１６の異形棒鋼接続具１１は、異形棒鋼１２の先端部１３に定着板を接続する例を示している。

この例の被結合部材７１は、定着板として機能する円板状の本体部７１ｂと、本体部７１ｂの一面に形成され円筒状をなす円筒部７１ｃを有している。本体部７１ｂの円筒部７１ｃを形成する面における円筒部７１ｃの内周側部分が前述の対向部７５である。

円筒部７１ｃは異形棒鋼１２よりも大径で必要な強度を有する肉厚に形成され、外周面に前述の被螺合部７３としての雄ねじが形成されている。被螺合部７３はカプラ５１の雌ねじからなるねじ部５４に螺合する。

円筒部７１ｃの長さは、カプラ５１を螺合したときに、係止部材３１を異形棒鋼１２の表面に沿って先端方向へ移動して対向部７５に突き当てるとともに、この係止部材３１の移動によっての異形棒鋼１２に対して先端方向へ荷重をかけられ、十分な掛かり代を得られる長さである。具体的には、係止部材３１が節１６間に入り込む山部３３を有しており、カプラ５１と円筒部７１ｃは相互に螺合するので、カプラ５１のねじ部５４の長さは少なくとも節１６間の間隔ｗ２（図３参照）の２倍〜４倍程度の長さとする。

このような構成の異形棒鋼接続具１１では、異形棒鋼１２にカプラ５１を挿嵌したのち、異形棒鋼１２の先端部１３における適宜位置に一対の係止部材３１を組み合わせてからこれらの係止部材３１をカプラ５１で覆い、カプラ５１のねじ部５４を被結合部材７１の円筒部７１ｃの被螺合部７３に螺合する。そして異形棒鋼１２の先端面１３ａを本体部７１ｂの対向部７５に突き当てる。

カプラ５１と被結合部材７１との螺合をしっかりと行って十分に締め込むことによって、係止部材３１は異形棒鋼１２又は相手方棒鋼１２ａの表面に食いつき、２組の係止部材３１に挟まれる異形棒鋼１２の先端部１３は対向部７５に向けて圧縮される。

係止部材３１の山部３３は、異形棒鋼１２の節１６間に節１６との間に隙間３２をあけて入り込む構造であるので、異形棒鋼１２のメーカー間や製品間の寸法のばらつきにもかかわりなく係止させられる。しかも、その係止は、異形棒鋼１２に対しては軸方向に移動したうえで、引っ掛かりが得られる位置において山部３３の角部３３ｂ，３３ｃを中心とした部分を異形棒鋼１２の表面に局所的に強く押し当てて行い、異形棒鋼１２の先端面１３ａを対向部７５に当てて加圧力を生じさせる。このため、強力な係止が可能であり、異形棒鋼１２における係止部材３１が覆う部分の全体において係止部材３１の安定した係止状態が得られる。

この結果、図１６に示したような異形棒鋼接続具１１を用いた異形棒鋼接続構造では、接続された異形棒鋼１２の軸方向に圧縮の荷重が作用しても縮むことなく、伸長方向に引張の荷重が作用しても伸びることのない堅固な接続状態、換言すればすべりのない良好な接続状態が得られる。

また、接続状態においてカプラ５１のねじ部５４と被結合部材７１の被螺合部７３を有する部分が荷重を支えることになるが、前述のようにねじ部５４と被螺合部７３を有する部分の厚みを確保できる構造であるので、所望の強度を得られるとともに、接続構造の大径化を回避できる。

図１７の異形棒鋼接続具１１は、異形棒鋼１２の先端部１３に丸鋼などの異形棒鋼１２以外の棒状部材１７を接続した例を示している。

この例の被結合部材７１は、短円柱状の本体部７１ｂと、本体部７１ｂの一面に形成され円筒状をなす円筒部７１ｃと、本体部７１ｂの他面に形成され棒状部材１７を接続するねじ穴７１ｄを有している。円筒部７１ｃと対向部７５については、図１６に示した異形棒鋼接続具１１と同様であるので詳しい説明を省略する。

ねじ穴７１ｄは、接続する棒状部材１７の太さに合わせて形成されている。棒状部材１７は先端部に、ねじ穴７１ｄに螺合する雌ねじ１７ａを有している。

このような構成の異形棒鋼接続具１１では、まず、前述と同様に係止部材３１とカプラ５１を用いて異形棒鋼１２の先端面１３ａを対向部７５に突き当てた状態で被結合部材７１との結合を行い、この後に、被結合部材７１の本体部７１ｂのねじ穴７１ｄに対して棒状部材１７の先端部を螺合する。被結合部材７１に対する異形棒鋼１２の接続と棒状部材１７の接続は、前述とは逆に、棒状部材１７の接続を先に行うこともできる。以下、同様である。

図１８の異形棒鋼接続具１１は、図１７の異形棒鋼接続具１１の変形例である。

この例の被結合部材７１は、本体部７１ｂの外周面に、円筒部７１ｃの外周面の被螺合部７３と同じ雄ねじが一連に形成されている。

このような構成においては、本体部７１ｂの外周面に、棒状部材１７としてパイプ材（図示せず）を接続することも、ロックナット（図示せず）を螺合することもできる。

図１９の異形棒鋼接続具１１は、図１７、図１８の変形例である。

この例の被結合部材７１は、接続する棒状部材１７をねじで直接螺合固定する構造ではなく、ボルト１８とナット１９を用いて固定する構造である。つまり、被結合部材７１は、本体部７１ｂに棒状部材１７を挿入可能な接続穴７１ｅを有し、接続穴７１ｅには接続穴７１ｅと直交する方向に貫通する貫通穴７１ｆが形成されている。貫通穴７１ｆにボルト１８が挿入されて、棒状部材１７を串刺しにしてこの状態をボルト１８に螺合するナット１９で保持する。ボルト１８とナット１９に代えて、例えばリベットなどの他の部材を用いることもできる。

図２０の異形棒鋼接続具１１は、図１９の変形例である。

この例の被結合部材７１は、異形棒鋼１２に対して棒状部材１７をＬ字形やＴ字形に接続するものである。つまり、被結合部材７１の本体部７１ｂは、異形棒鋼１２の接続方向に延びるボルト穴７１ｇを、円筒部７１ｃを有する面とは反対側の端から有するとともに、このボルト穴７１ｇに直交する接続穴７１ｅが形成されている。接続穴７１ｅは、接続する棒状部材１７を挿入する部分であり、挿入する棒状部材１７に合わせて大きさや断面形状が設定されている。図示例では、Ｔ字形に接続する例を示したため、接続穴７１ｅは貫通させたが、貫通させなければＬ字形に接続するものとなる。

図２１の異形棒鋼接続具１１は、異形棒鋼１２の先端部１３に相手方棒鋼１２ａを接続して三方継ぎや四方継ぎなどとする例である。

この異形棒鋼接続具１１は、カプラ５１及び係止部材３１と、カプラ５１が結合する被結合部材７１を備えている。カプラ５１と係止部材３１は前述と同じ構成であるが、接続する異形棒鋼１２及び相手方棒鋼１２ａの本数と同数組みのカプラ５１と係止部材３１を備える。

被結合部材７１は、カプラ５１のねじ部５４が螺合する複数の被螺合部７３を、接続方向に対応させて備えるとともに、異形棒鋼１２を保持するカプラ５１が接続される被螺合部７３の内周側に、異形棒鋼１２の先端面１３ａを突き当てる対向部７５を有している。対向部７５はが平面で構成される。

具体的には、被結合部材７１の本体部７１ｂは相手方棒鋼１２ａを挿通可能な大きさの略円筒状に形成され、長手方向の中間位置の側面に、外周面に前述の異形棒鋼１２保持するカプラ５１が接続される被螺合部７３を有した円筒部７１ｃが形成されている。

本体部７１ｂの長手方向の両端部は、相手方棒鋼１２ａを保持するカプラ５１が接続される被螺合部７３として雄ねじを有している。

図２１の実線は三方継ぎの例を示しており、仮想線で示したように本体部７１ｂの周面に円筒部７１ｃを所定の方向に向けて付加すると、四方継ぎなどとすることができる。

カプラ５１と係止部材３１の構成は前述の構成と同一であるので詳しい説明を省略する。

このような構成の異形棒鋼接続具１１では、まず、前述と同様に係止部材３１とカプラ５１を用いて異形棒鋼１２の先端面１３ａを対向部７５に突き当てた状態で被結合部材７１との結合を行い、この後に、被結合部材７１の本体部７１ｂの両端の被螺合部７３に対して係止部材３１とカプラ５１を用いて相手方棒鋼１２ａの接続を行う。このとき、相手方棒鋼１２ａの先端面１３ａ同士を突き当てて、圧縮力がかかった状態にする。

以上の構成は、この発明を実施するための一形態であり、この発明は前述の構成のみに限定されるものではなく、その他の構成を採用することができる。

たとえば、図１６〜図２０に示したような異形棒鋼１２同士の接続でない場合でもカプラ５１の内部空間にグラウト材７６を充填させることができる。

また、異形棒鋼１２の先端面１３ａと対向部７５との間に、圧縮力に耐え得る硬質の部材を介在させてもよい。

係止部材３１や、係止ねじ部材８２、係止部材３１に似た形状の被結合部材９１同様の形状をなす被結合部材９１は、前述のように２個で一組ではなく、３個や４個で一組としてもよい。

１１…異形棒鋼接続具
１２…異形棒鋼
１３…先端部
１３ａ…先端面
１６…節
３１…係止部材
３２…隙間
３３…山部
３３ａ…頂面
３３ｂ，３３ｃ…角部
３４…傾斜面
５１…カプラ
５３…円錐状面
５４…ねじ部
７１…被結合部材
７３…被螺合部
７５…対向部
７６…グラウト材
９１…被結合部材
９２…山部
９３…雄ねじ部

Claims (7)

1. 異形棒鋼の先端部を接続するための異形棒鋼接続構造であって、
   前記異形棒鋼の外周面における先端より後端側の部位に配置される複数で一組の係止部材と、
   前記異形棒鋼に挿嵌されて前記係止部材を取り囲む筒状のカプラを備え、
   前記係止部材が、内周面に形成されて前記異形棒鋼の節間に前記節との間に隙間をあけて入り込む前記節の高さよりも高い山部と、外周面に形成されて前記カプラに押さえられる先端側ほど大径の傾斜面を有し、
   前記山部の頂面が、前記異形棒鋼の長手方向に対応する軸方向に平らであるとともに、前記頂面の前記軸方向の両側に角部を有し、
   前記カプラが、前記異形棒鋼の先端側に向けての相対移動で前記係止部材の前記傾斜面を前記異形棒鋼側に押圧する先端側ほど大径の円錐状面と、接続相手に対する結合用のねじ部を、軸方向の後端側から先端側に順に有し、
   前記異形棒鋼の先端を前記係止部材よりも突出させた状態で前記カプラが結合する被結合部材の内周側の対向部に対して直接又は間接に前記異形棒鋼の先端面を突き当てる
   異形棒鋼接続構造。
2. 前記被結合部材が、接続相手としての異形棒鋼を保持するものであり、
   前記対向部が、前記被結合部材に保持された前記異形棒鋼の先端面である
   請求項１に記載の異形棒鋼接続構造。
3. 前記被結合部材には、前記カプラの前記ねじ部が螺合する被螺合部が形成されるとともに、
   前記ねじ部及び前記被螺合部の内周に、互いに接続し合う前記異形棒鋼の先端面が位置する
   請求項２に記載の異形棒鋼接続構造。
4. 前記カプラの外径が、前記異形棒鋼の長手方向に対応する軸方向の全体にわたって同一である
   請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の異形棒鋼接続構造。
5. 前記カプラの前記ねじ部が雌ねじであるとともに、
   前記被結合部材の外径が、前記カプラの外径と同一である
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の異形棒鋼接続構造。
6. 前記カプラの前記ねじ部が雌ねじであるとともに、
   前記ねじ部に螺合する複数で一組の前記被結合部材を備え、
   前記被結合部材が、前記異形棒鋼の節間に前記節との間に隙間をあけて入り込む山部を内周面に有するとともに、前記ねじ部に螺合する雄ねじ部を外周面に有するものである
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の異形棒鋼接続構造。
7. 前記カプラの内部空間又は前記カプラの軸方向の外側部にグラウト材を備えた
   請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の異形棒鋼接続構造。

Images