JP7499811B2 - 連結装置、関連部品およびその使用方法 - Google Patents
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- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
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Description
本出願は、参照により本明細書に組み込まれるニュージーランド特許出願第724218号明細書から優先権を得るものである。
連結されるべき少なくとも1つの細長い要素の少なくとも一部を囲む内面を備えたスリーブと、
スリーブの内面と少なくとも1つの細長い要素の隣接する外面の少なくとも一部との間に干渉を伴って嵌入され、スリーブの内面のおよび/また少なくとも1つの細長い要素の隣接する外面の少なくとも一部の周りに局所変形を引き起こす、少なくとも1つの変形手段と
を備える、連結装置が提供される。
開口部を内部に備えた略細長い形状であって、内面を有し、内面形状は、連結されるべき少なくとも1つの細長い要素の形状に対して略相補的な、略細長い形状
を備え、
スリーブは、スリーブの外部から、スリーブ内面に凹んだ少なくとも1つの溝またはマーキングまで延びる少なくとも1つの孔を有する、
連結スリーブが提供される。
(a)互いに対向する要素よりも高い硬度を有するピンを備え、
(b)ピンは、嵌入されたときに自己付勢作用をもたらすように形成され、それによって外部荷重を受けたときに連結された互いに対向する要素への干渉、したがってこれらの要素の噛み合いを増大させるように作用する、
変形手段が提供される。
(a)少なくとも1つの細長い要素の少なくとも一部の上に少なくとも部分的にスリーブを外嵌するステップと、
(b)スリーブと細長い要素の少なくとも一部との間に少なくとも1つの変形手段を嵌入するステップと
を含み、
少なくとも1つの変形手段は、スリーブと少なくとも1つの細長い要素との間に干渉を伴って嵌入され、嵌入されると、少なくとも1つの変形手段は、スリーブの内面および少なくとも1つの細長い要素の隣接する外面の少なくとも一部に局所変形を引き起こす、
少なくとも1つの要素を連結する方法が提供される。
連結されるべき少なくとも1つの細長い要素の少なくとも一部を囲む内面を備えたスリーブと、
少なくとも1つの細長い要素であって、少なくとも1つの事前形成されたくぼみおよび/または連結中にスリーブ内の少なくとも1つの孔と一致するように方向付けられる、材料除去および材料変形の組み合わせによって形成されたくぼみを含む、少なくとも1つの細長い要素と
を備え、
連結されたとき、少なくとも1つの変形手段が、スリーブ孔を通って細長い要素のくぼみに沿って係合する、
連結装置が提供される。
連結されるべき少なくとも1つの細長い要素の少なくとも一部を囲む内面を備えたスリーブと、
スリーブの内面と少なくとも1つの細長い要素の隣接する外面の少なくとも一部との間に干渉を伴って嵌入され、スリーブの内面のおよび/また少なくとも1つの細長い要素の隣接する外面の少なくとも一部の周りに局所変形を引き起こす、少なくとも1つの変形手段と
を備える、連結装置が提供される。
スリーブ内の対応する孔内の変形手段の組付、および/または
スリーブの内側の一部またはすべてに任意選択により配置された溝の周りの変形手段の移動、および/または
細長い要素および/またはスリーブの局所的な変形のゾーンにおける材料の流れ、
例えば、連結中に細長い要素から材料を削り取ることができる、鋸歯状の縁部などの変形手段の切断細部または複数の細部。
変形手段のいくつかまたはすべてについて、スリーブと少なくとも1つの細長い部材との間の干渉のレベルを互いに対して変えること、
接線方向の嵌入から複数回のラップまで、またはその間にあるものまで、各変形手段のラップの量を変える(ラップが起きると想定する)こと、
「固定された」変形手段および自己付勢変形手段の組み合わせを変えること。
開口部を内部に備えた略細長い形状であって、内面を有し、内面形状は、連結されるべき少なくとも1つの細長い要素の形状に対して略相補的な、略細長い形状
を備え、
スリーブは、スリーブの外部から、スリーブ内面に凹んだ少なくとも1つの溝またはマーキングまで延びる少なくとも1つの孔を有する、
連結スリーブが提供される。
(a)互いに対向する要素よりも高い硬度を有するピンを備え、
(b)ピンは、嵌入されたときに自己付勢作用をもたらすように形成され、それによって外部荷重を受けたときに連結された互いに対向する要素への干渉、したがってこれらの要素の噛み合いを増大させるように作用する、
変形手段が提供される。
対応する孔内に変形手段を組み付ける。
そして、連結スリーブの内側に配置された溝の周りの変形手段の移動を促進する。
細長い要素および/または連結スリーブの局所変形のゾーン内の材料の流れを容易にする。これは、組付に必要なエネルギーを低減する利点を有することができる。
変形手段および/または局所的な変形ゾーンにおいて応力集中を低減し、および/または連結器スリーブ、変形手段、および細長い要素の間の干渉圧力を高める。
スリーブ内の対応する孔内の変形手段の組付、および/または
スリーブの内側の一部またはすべてに任意選択によって配置された溝周りの変形手段の移動、および/または
細長い要素および/またはスリーブの局所的な変形のゾーンにおける材料の流れ、
例えば連結中に細長い要素から材料を削り取ることができる、鋸歯状の縁などの変形手段に関する切断細部または複数の切断細部。
(a)少なくとも1つの細長い要素の少なくとも一部の上に少なくとも部分的にスリーブを外嵌するステップと、
(b)スリーブと細長い要素の少なくとも一部との間に少なくとも1つの変形手段を嵌入するステップと
を含み、
少なくとも1つの変形手段は、スリーブと少なくとも1つの細長い要素との間に干渉を伴って嵌入され、嵌入されると、少なくとも1つの変形手段は、スリーブの内面および少なくとも1つの細長い要素の隣接する外面の少なくとも一部に局所変形を引き起こす、
少なくとも1つの要素を連結する方法が提供される。
連結されるべき少なくとも1つの細長い要素の少なくとも一部を囲む内面を備えたスリーブと、
少なくとも1つの細長い要素であって、少なくとも1つの事前形成されたくぼみおよび/または連結中にスリーブ内の少なくとも1つの孔と一致するように方向付けられる、材料除去および材料変形の組み合わせによって形成されたくぼみを含む、少なくとも1つの細長い要素と
を備え、
連結されたとき、少なくとも1つの変形手段が、スリーブ孔を通って細長い要素のくぼみに沿って係合する、
連結装置が提供される。
異形断面の有無にかかわらず、細長い要素の連結。
異形断面の有無にかかわらず、細長い要素への外嵌。
細長い要素の周りで潜在的に少なくとも部分的に接線方向または半径方向に第3の要素(または要素-変形手段)を変形させて、スリーブとの締まりばめを形成する。
あるいは、第3の要素または変形手段を要素に沿って少なくとも部分的に長手方向に駆動して、スリーブとの締まりばめを形成する。
締まりばめの結果、変形手段からの干渉領域とは反対側の領域において、細長い要素とスリーブとの間の境界面の領域に圧力が生じる。境界面領域へのこの圧力は、連結されたシステムの軸荷重強度を高める引張摩擦力を発生させる。
摩擦引張力を高めるために圧力ゾーン周りで摩擦変更技術を使用することができる。
細長い要素内の引張による埋め込みを提供するために圧力ゾーン内に機械的変形特徴を適用することで、軸荷重強度が増大し得る。
硬い変形手段を使用して局所変形を引き起こす。
嵌入は、細長い要素の断面積および降伏応力によって決定される細長い要素の降伏荷重を下回ってかけられた荷重に対して、スリーブに対する細長い要素の相対的な軸方向の移動を防止する。
嵌入は、スリーブに対する細長い要素の回転運動を制限する(必ずしも防止する必要はない)。
連結されたときの変形可能な要素の特性は、2つの要素間の正の荷重伝達を提供するためにスリーブの長さに沿った歪みの拾い上げを達成することができる。すなわち、この場合、複数の変形手段が設けられている場合に複数の変形手段間の荷重伝達の比例した剪断を提供するために、スリーブ連結具の長さに沿った歪みの漸進的な増大が存在する。
内部溝が嵌入されたスリーブを使用して、変形手段を受け入れて方向付けることができる。
スリーブのより薄い領域内のより高い誘導歪みにより、スリーブを細長い要素上でより強くつかむことを可能にする、スリーブの壁厚に対する変化を含むスリーブ、
変形手段(および嵌入品)の間隔が最適化される。
従来技術の方法とは異なり、細長い要素にねじ切りなどの最終処理を必要としない。
溝のパターンは、連結を最適化するように調節することができる。
接線方向の変形、半径方向の変形、および長手方向/軸方向の変形を含む非垂直方向の変形を完了できる。これは、変形の表面積を増大(または減少)させ、それによって連結強度を調整する能力を提供する。
溝は、細長い要素とスリーブとの間に軸方向の変位が起きるときに変形手段が細長い要素に対してくさび作用を受けるような傾斜部を含むことができる。これは、ポアソン効果のもとで荷重容量を維持するのに有用になり得る。
変形手段および溝は、荷重中に細長い要素とスリーブ要素との間に軸方向変位が起きるとき、溝内で変形手段のカム作用をもたらすように構成され得る。
連結装置が小さいので、補強コンクリート製のケージ内に特別な設計をする必要がない。
以下の例の目的のために、また読みやすくするために、(細長い要素または複数の細長い要素である)補強鋼を連結することについて参照がなされ、連結スリーブは管状の鋼スリーブであり、変形手段は、鋭敏点とヘッドとを備えたくぎ形状のピンである。説明する装置、部品、工具または方法を他の用途が使用することができるため、これは限定的であると見なされるべきではない。
スリーブ2は連結器装置の機能にとって重要な構成要素を形成する。スリーブ2内のピン6用の孔4を使用しても、スリーブ2本体に大きな切欠部または応力集中が導入されることはない。これにより、必要時にスリーブ2の壁厚を最小にすることができる。
ピン6は、孔4に強制的に挿入されて、細長い要素3、ピン6、およびスリーブ2の間に干渉を引き起こす。ピン6を挿入するのに必要とされる力のレベルは、干渉の程度およびピン6のサイズの関数である。ピン6を挿入するための複数の方法が存在し、打撃、ねじ込み(ねじり)、連続圧力(プレスなど)、圧縮空気、急速燃焼または爆発的活性化、およびそれらの組み合わせを含む。
任意選択により、外側スリーブ2は、その長さに沿ったいくつかの場所に、細長い要素3が接触するまで挿入される当接部7を提供するように形成された断面を備えて形成され得る。連結装置1が単一の細長い要素3に接合するように設計されている場合、中実断面7がスリーブ2の端部の近くにあることができる(例えば、図17Aの左側参照)が、2つの細長い要素3がほぼ軸方向の向きで一緒に連結される場合、中実断面7は、スリーブ2の中央付近で起き得る(例えば図17Bの右側を参照)。スリーブ2内に中実断面7を有することができるが、これは、スリーブ2連結装置1の機能的要件ではない。
外側スリーブ2にはまた、例えば図18に示するように、1つまたは複数の二次の細長い要素8が嵌入され得る。これらの二次の細長い要素8は、大部分をスリーブ2の内側にして置かれ、細長い要素3が組み付けられるときに邪魔にならないように変形する必要がある。細長い要素3が組み付けられた後、これらは、次いで、細長い要素3の引き抜きに対するある程度の抵抗をもたらし、細長い要素3がそれらの場所を越えて組み付けられたことの視覚的インジケータを提供することができる。二次の細長い要素8の形状は、細長い要素3がこれらを横切って通過するときに、二次の細長い要素8の少なくとも1つの構成要素をスリーブ2の外面から押し出すか、またはスリーブ2の外面の内側に引き戻すように強制するようなものである。これらの二次の細長い要素8の少なくとも1つが、細長い要素3のスリーブ2への最大挿入要件部の近くに配置され、それによってこれがスリーブ2の表面から押し出された後、細長い要素3がスリーブ2内に十分な距離で組み付けられていることの視覚的インジケータを提供することが、企図される。
連結具1は、ロッド3として示す細長い要素3が、ロッド3の表面の周りに事前形成されたくぼみ50を有する、図19から図21に示すような異なる実施形態をとることができる。これらのくぼみ50は、スリーブ2の上記で留意された溝5の代わりに、またはそれと共に使用され得る。くぼみ50は、その代わりに、ロッド3内の孔(図示せず)でよく、典型的にはロッド3の外面に向かい、かつロッド3の長手方向軸線から偏心していてもよい。この連結実施形態では、(ピン6として示される)変形手段6は、溝5/くぼみ50を介して案内されてスリーブ2とロッド3との間で駆動され、それによってロッド3をスリーブ2から引き抜こうとする引抜力がロッド3にかけられたときに干渉を引き起こすことができる。少なくとも図21に示すように、変形手段またはピン6に与えられた結果として生じる開口部は、ピン6とおよそ同じ直径であり得るが、その直径は、ピンがスリーブ2と細長い要素3との間で移動するにつれてピン6の長さ(図示せず)に沿ってより大きく、より小さく、または可変であってもよい。例えば、この実施形態ではピン6の長さに沿った変形は存在しないが、ピン6を連結された配置に保持することを助けるだけであれば、これを、例えばピン6の長さに沿ったある地点である程度の変形レベルを有することによって適合させるように調整することができる。
スリーブ2および/または細長い要素3を単に使用するだけではなく、接着剤、パッキングまたは他の方法(図示せず)を使用して、保持/変形を引き起こすことができる。
上記に定義した連結器装置は、細長い要素3の材料特性もまた合致することができるような高度の力でスリーブ2を細長い要素3に連結する可能性を有する。これにより、連結された細長い要素が、細長い要素単独の性能と比較して性能上の変動を制限して、高レベルの塑性変形を受けることが可能になる。連結されるスリーブ2は、様々な形状をとり、様々な用途を有する可能性を有する。スリーブ2は、両頭式であってもよく、したがって、2つの細長い要素3を相対的に軸方向に互いに連結させるために使用されてもよい。同様に、スリーブ2は、細長い要素3が非軸方向に接合している状態で、3つ以上の接続する細長い要素3を受け入れることができる。例えば図22は、フットプレート型コネクタの実施形態の斜視図を示し、スリーブ2は細長いロッド3をフットプレート3に連結し、フットプレート3は、フットプレート3に溶接された細長いロッド(図示せず)を有する。図23は、スリーブ2を使用して複数の細長い要素3を互いに結び付けることができる様子を示す接合部の斜視図を示す。
Claims (20)
- 少なくとも1本の補強棒と連結されたときに前記少なくとも1本の補強棒の少なくとも一部を取り囲む内面を有するスリーブと、
本体および両端部を有する少なくとも1本のピンであって、前記スリーブと前記少なくとも1本の補強棒との間に干渉を伴って嵌入され、
前記スリーブの前記内面の少なくとも一部の付近における局所的な塑性変形、
前記少なくとも1本の補強棒の前記スリーブの前記内面に隣接する外面の少なくとも一部の付近における局所的な塑性変形、または
前記スリーブの前記内面および前記少なくとも1本の補強棒の前記スリーブの前記内面に隣接する外面の少なくとも一部の付近における局所的な塑性変形
を引き起こす少なくとも1本のピンと、を備える補強棒連結アセンブリであって、
前記スリーブの前記内面の形状が前記補強棒の形状に略一致し、
前記少なくとも1本の補強棒と連結されたときに、前記少なくとも1本のピンの前記本体の少なくとも一部が、前記スリーブの前記内面および前記少なくとも1本の補強棒の前記外面の少なくとも一部と接触し、前記局所的な塑性変形により、前記補強棒連結アセンブリの機械的な噛み合いが生じ、
前記少なくとも1本の補強棒と連結されたときに、前記少なくとも1本のピンが、前記スリーブの前記内面と前記少なくとも1本の補強棒の隣接する前記外面との間に、前記少なくとも1本の補強棒の接線方向にかつ長手方向長さに対して直交方向に挿入され、
嵌入時に、少なくとも1本のピンの一部が、前記補強棒の前記外面に適合するように曲がる、補強棒連結アセンブリ。 - 前記スリーブの前記内面と前記少なくとも1本の補強棒の前記外面との間に接着剤が配置され、前記接着剤が、前記少なくとも1本のピンと、前記スリーブの前記内面および前記少なくとも1本の補強棒の前記外面のうちの一方または両方とを融着および/または結合する、請求項1に記載の補強棒連結アセンブリ。
- 前記接着剤が、化学接着剤、フラックス、金属メッキおよび合金要素から選択される、請求項2に記載の補強棒連結アセンブリ。
- 前記補強棒連結アセンブリの軸方向荷重負荷中に前記少なくとも1本の補強棒と前記スリーブとの間で軸方向変位が起きたときに、前記少なくとも1本のピンと、前記スリーブの前記内面および/または前記少なくとも1本の補強棒の前記外面とが、前記スリーブの前記内面および/または前記少なくとも1本の補強棒の前記外面に対して前記少なくとも1本のピンのカム作用をもたらすように構成されている、請求項1に記載の補強棒連結アセンブリ。
- 前記カム作用が、前記少なくとも1本のピンと前記少なくとも1本の補強棒との間の干渉を大きくする、請求項4に記載の補強棒連結アセンブリ。
- 前記カム作用が、前記少なくとも1本のピンと前記少なくとも1本の補強棒との間の干渉を小さくする、請求項4に記載の補強棒連結アセンブリ。
- 少なくとも1本の補強棒への軸方向荷重の適用によって生じる軸力が加えられたときに、前記カム作用により、前記少なくとも1本のピンの回転が生じ、前記少なくとも1本のピンの縁が、前記少なくとも1本の補強棒にさらに埋め込まれる、請求項4に記載の補強棒連結アセンブリ。
- 補強棒連結アセンブリを組み立てる方法であって、
内面を有するスリーブを用意するステップと、
前記スリーブの前記内面が少なくとも1本の補強棒の少なくとも一部を取り囲むように、前記少なくとも1本の補強棒の少なくとも一部を前記スリーブに挿入するステップと、
本体および両端部を有する少なくとも1本のピンを前記スリーブと前記少なくとも1本の補強棒との間に干渉を伴って嵌入し、
前記スリーブの前記内面の少なくとも一部の付近における局所的な塑性変形、
前記少なくとも1本の補強棒の前記スリーブの前記内面に隣接する外面の少なくとも一部の付近における局所的な塑性変形、または
前記スリーブの前記内面および前記少なくとも1本の補強棒の前記スリーブの前記内面に隣接する外面の少なくとも一部の付近における局所的な塑性変形
を引き起こすステップと、
前記スリーブの前記内面の形状が前記補強棒の形状に略一致し、
嵌入されると、前記少なくとも1本のピンの前記本体の少なくとも一部が、前記スリーブの前記内面および前記少なくとも1本の補強棒の外面の少なくとも一部と接触し、前記局所的な塑性変形により、前記補強棒連結アセンブリの機械的な噛み合いが生じ、
前記少なくとも1本のピンが、前記スリーブの前記内面と前記少なくとも1本の補強棒の隣接する前記外面との間に、前記少なくとも1本の補強棒の接線方向にかつ長手方向長さに対して直交方向に嵌入され、
嵌入時に、少なくとも1本のピンの一部が、前記補強棒の前記外面に適合するように曲がる、方法。 - 補強棒の端部を連結するように構成された連結器であって、前記連結器が、
連結される補強棒の端部を同軸となるように取り囲む内面を有するスリーブであって、前記スリーブの前記内面の形状が前記補強棒の形状に略一致する、スリーブと、
前記スリーブと前記補強棒の端部とを機械的に噛み合わせるように構成されたピンの配列であって、前記ピンが、前記スリーブの前記内面と前記補強棒の端部との間に、前記補強棒の端部の接線方向にかつ長手方向長さに対して略直交方向に干渉を伴って嵌入され、それにより、前記配列の前記ピンが、嵌入時に、前記補強棒の端部の外面の一部の付近における局所的な塑性変形を引き起こし、嵌入時に、少なくとも1本のピンの一部が、前記補強棒の前記外面に適合するように曲がる、ピンの配列と、
を備える連結器。 - 前記スリーブの前記内面と少なくとも1本の前記補強棒の前記外面との間に接着剤が配置され、前記接着剤が、前記少なくとも1本のピンと、前記スリーブの前記内面および前記少なくとも1本の補強棒の前記外面のうちの一方または両方とを融着および/または結合する、請求項9に記載の連結器。
- 前記接着剤が前記スリーブ内にある、請求項10に記載の連結器。
- 前記接着剤が、前記スリーブと前記少なくとも1本の補強棒との間に適用される、請求項10に記載の連結器。
- 補強棒連結アセンブリの軸方向荷重負荷中に少なくとも1本の前記補強棒と前記スリーブとの間で軸方向変位が起きたときに、前記少なくとも1本のピンと、前記スリーブの前記内面および/または前記少なくとも1本の補強棒の前記外面とが、前記スリーブの前記内面および/または前記少なくとも1本の補強棒の前記外面に対して前記少なくとも1本のピンのカム作用をもたらすように構成されている、請求項9に記載の連結器。
- 前記カム作用が、前記少なくとも1本のピンと前記少なくとも1本の補強棒との間の干渉を大きくする、請求項13に記載の連結器。
- 前記カム作用が、前記少なくとも1本のピンと前記少なくとも1本の補強棒との間の干渉を小さくする、請求項13に記載の連結器。
- 少なくとも1本の補強棒への軸方向荷重の適用によって生じる軸力が加えられたときに、前記カム作用により、前記少なくとも1本のピンの回転が生じ、前記少なくとも1本のピンの縁が、前記少なくとも1本の補強棒にさらに埋め込まれる、請求項13に記載の連結器。
- 前記配列の少なくとも1本のピンが、嵌入の前に、前記少なくとも1本のピンの本体および両端部に沿って略真っ直ぐな細長い形態を有し、前記配列の少なくとも1本の別のピンが、嵌入の前に、カム作用をもたらすように構成された形状を有する、請求項13に記載の連結器。
- 補強棒を連結器に連結する方法であって、
内面を有するスリーブの形態の連結器を用意するステップと、
連結される補強棒の端部を、前記補強棒の端部を前記連結器の前記スリーブの長手方向軸線と同軸に揃えて前記スリーブに挿入するステップであって、前記スリーブの前記内面の形状が前記補強棒の形状に略一致する、ステップと、
前記スリーブの前記内面と前記補強棒の端部との間に、前記補強棒の接線方向にかつ長手方向長さに対して略直交方向に干渉を伴ってピンの配列を嵌入し、それにより、前記配列の前記ピンが、前記補強棒の外面の一部の付近における局所的な塑性変形を引き起こし、前記ピンの前記配列が、前記スリーブと前記補強棒の端部とを互いに機械的に噛み合わせ、嵌入時に、少なくとも1本のピンの一部が、前記補強棒の前記外面に適合するように曲がる、ステップと
を含む方法。 - 少なくとも1本の前記補強棒を前記スリーブ内に取り付ける前に、前記スリーブの前記内面と前記少なくとも1本の補強棒の前記外面との間に接着剤が配置され、前記接着剤が、前記少なくとも1本のピンと、前記スリーブの前記内面および前記少なくとも1本の補強棒の前記外面のうちの一方または両方とを融着および/または結合するように構成されている、請求項18に記載の方法。
- 補強棒連結アセンブリの軸方向荷重負荷中に少なくとも1本の前記補強棒と前記スリーブとの間で軸方向変位が起きたときに、少なくとも1本の前記ピンと、前記スリーブの前記内面および/または前記少なくとも1本の補強棒の前記外面とが、前記スリーブの前記内面および/または前記少なくとも1本の補強棒の前記外面に対して前記少なくとも1本のピンのカム作用をもたらすように構成されている、請求項18に記載の方法。
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