JP4151897B2

JP4151897B2 - ロックボルト用スペーサ

Info

Publication number: JP4151897B2
Application number: JP2003126263A
Authority: JP
Inventors: 和徳前田
Original assignee: 岡部株式会社
Priority date: 2003-05-01
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2023-05-01
Also published as: JP2004332261A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの内面や法面等の地盤にロックボルトを設置する場合、地盤に穿たれた削孔に対して、その孔心位置に保持するためのロックボルト用スペーサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、土木分野では各種のロックボルトが地盤安定化の手段として多用されている。これらのロックボルトは、削孔に挿入した状態でその周囲に適宜のグラウト材を充填することにより地盤に定着される。この定着作業においては、それらグラウト材の被り厚を適正に確保することが重要である。このため、ロックボルトを削孔の中心すなわち孔心に位置させるスペーサ（センタライザとも称される。）が一般的に使用され、ロックボルトの挿入部分において所定の間隔毎に複数個が装着される。
【０００３】
斯かるロックボルト用スペーサの従来例としては、下記の特許文献１ないし３に記載のものが知られている。その基本構成は、周壁の一部が開放した径方向に拡縮変形可能な略円筒状の把持部と、この把持部と一体でその円周方向に互いにほぼ等間隔で設けられ、径方向外方に突出する複数の間隔保持片からなる。これらスペーサは、ロックボルトの長手方向において、適宜の複数個所にその円筒状部分を嵌合させると、ロックボルト外周面から放射状に飛び出しているスペーサの各間隔保持片がそれぞれ削孔の内面に当接することにより、ロックボルトを削孔の中心位置に保持するものである。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６４−５３７号公報（第１頁第２欄第１５行−第２頁第４欄第１２行、第１図および第２図）
【特許文献２】
実公平６−７１２０号公報（第２頁第４欄第３０行−第３頁第５欄第６行、第１図および第２図）
【特許文献３】
特開平４−１８９９１７号公報（第２頁右上欄第２行−同左下欄第１４行、第１図および第３図）
【０００５】
上記スペーサの取付対象であるロックボルトには、経済性や入手の容易さ等の理由により、竹節棒鋼やネジ節棒鋼などの鉄筋コンクリート用の各種異形棒鋼が多用されている。これら異形棒鋼における節（突条）は、軸心に対して直角または斜め方向すなわち外周面の周方向に沿って設けられている。ロックボルトへの適用に際して、竹節棒鋼の場合では端部のネジ切りなどの加工が必要となるが、ネジ節棒鋼の場合には加工が不要であるという利点がある。これらは、ロックボルトに求められる使用条件等に応じ、各種の節形状・仕様の異形棒鋼の中から適当なものが選定される。
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載のスペーサは、把持部が開放した構成を採用しているが、端部からの挿入を前提とするものである。すなわち、図面から明らかなように、開放部の両側端部分が打抜き状態のままであり、特にロックボルト外径に対する開放部の幅もかなり狭いので、ロックボルト側面からの装着は困難である。さらに、ロックボルト端部からの挿入となるから、把持部の内径は適用するロックボルトの外径よりも幾分大きく設定され、所定位置まで無理なく移動できるようになっている。このため、ロックボルトへの固定は、スペーサを端部から所定位置までずらした後、各間隔保持片の膨出部分を握り込むなどして把持部の径を縮め、この状態にて把持部を適宜の結束線で緊結する必要がある。したがって、作業性がきわめて悪いばかりか、結束がきちんとなされていない場合には、ロックボルトを削孔に挿入する際にスペーサが長手方向に移動しやすいという問題もあった。
【０００７】
次に、特許文献２に記載のスペーサは、ロックボルト側面からの装着が可能なものである。この場合、長手方向への移動防止手段として、把持部の内周面に円錐状の内方向突出部が設けられている。しかるに、上記異形棒鋼において、周方向に延在する突条は、一般に断面が略台形状に形成されていることが多い。すなわち、装着状態で前記内方向突出部に当接する突条の側面は、前記内方向突出部と同様に基部側よりも先端側が狭い傾斜面として形成されることになる。したがって、当該内方向突出部をロックボルトの隣り合う突条間に入り込ませたとしても、同じ傾斜面同士の掛合であるから、互いに引っ掛かり難い関係になっている。このため、削孔への挿入時に内方向突出部が比較的小さな力で突条を乗り越えやすく、位置ずれを完全に阻止できない欠点があった。なお、この種ロックボルトを設置する地盤は、礫、土砂、岩盤等が入り交じって形成されていることが多く、掘削した孔が歪になることや孔曲りが避けられない。このような状況では、ロックボルトを捻じりながら挿入することが多い。すなわち、挿入時に回転力が付加された場合には、特にネジ節棒鋼からなるロックボルトでは、前記内方向突出部がネジ形状の突条間の溝に沿ってスペーサが回転し、結果的には位置ずれが生じてしまう。
【０００８】
さらに、特許文献３に記載のスペーサは、端部から挿入して定着筒部でリング状の緊結具により締め付けるか、あるいは定着筒部を外側から圧縮して固定するものであり、前記特許文献１と同様に作業性に問題が残されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来例のスペーサは、ロックボルトに対する装着性に難があったり、削孔への挿入時に位置ずれが生じやすいなど、いずれも問題点を抱えていた。本発明者は、これら従来技術の問題点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、本発明に想到したのである。すなわち、本発明では、ロックボルト側面から簡単かつ確実に装着することができ、さらに削孔への挿入時に位置ずれが生じることのないロックボルト用スペーサの提供をその目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１では、周壁の一部が軸心方向に沿って開放した略円筒状に形成され、外周面に周方向の突条が設けられたロックボルトをその開放部側から内部に受け入れて弾発的に把持する把持部と、この把持部の一端側において少なくとも中間部分が互いに周方向にほぼ等間隔でロックボルトの長手方向に沿って延在するとともに径方向外方に膨出し、当該膨出部分を削孔の壁面に弾発的に当接せしめてロックボルトと壁面の間を所定の間隔で保持する３個以上の間隔保持片を一体に備えた弾性材料からなるロックボルト用スペーサにおいて、前記把持部の周壁にロックボルトの突条と掛合する開口部を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成によれば、ロックボルト用スペーサの把持部周壁に設けられた開放部をロックボルトの所定位置においてその側面に宛がい、反開放部側からその弾発力に抗しながら押圧すると、開放部が広がり把持部内部にロックボルトが嵌入する。ここで、スペーサが弾性材料で形成され、ロックボルトに対して把持部が弾発的に把持するので、簡単かつ確実にロックボルトに装着することができる。そして、装着状態においては、スペーサの把持部の周壁に設けられた開口部がロックボルトの突条と掛合する。この掛合関係によりスペーサの取付位置が確実に固定され、削孔への挿入時に孔壁から大きな抵抗を受けても位置ずれが生じることがなくなる。
【００１２】
また、請求項２に記載のロックボルト用スペーサは、上記構成における開口部を複数にするとともに、各々がロックボルトの隣り合う突条に対して個別に掛合することを特徴としている。この場合には、ロックボルトとスペーサとは、複数個所での掛合関係となるので、位置ずれに対する抵抗力は一段と高まる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載のロックボルト用スペーサは、上記各構成において、間隔保持片の反把持部側に、ロックボルトよりも大径で各間隔保持片を周方向に繋ぐ周壁の一部が把持部の開放部とほぼ同じ周方向位置で開放した筒状部を一体に設けたことを特徴としている。この構成によれば、各間隔保持片の両端側に筒状部が存在することにより、スペーサの形状安定性が高まるばかりか、間隔保持片の反把持部側においても、ロックボルトのほぼ全周を囲むことになるため、反把持部側が自由端であるものに比べ、ロックボルトから脱落し難くなるという効果がある。また、挿入時において、各間隔保持片は孔壁に当接することに伴い縮径変形しようするが、反把持部側の筒状部は、ロックボルトに案内されながらその長手方向に沿って自在に移動するので、挿入抵抗が緩和され円滑に挿入することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係るロックボルト用スペーサは、把持部に設けられた開放部分を押し広げてロックボルトの側面から装着するものであって、装着状態においてロックボルト外周面の突条に掛合する開口部を把持部の周壁に設けることにより、削孔へ挿入する際の孔壁との間の接触抵抗に起因する位置ずれを防止した点に技術的な特徴がある。この開口部は、基本的には適用対象であるロックボルト外周面の突条の形態、すなわち利用する異形棒鋼の節形状やピッチ等に合わせて形成することになる。本発明に適用可能な異形棒鋼を例示すると、ネジ節形や竹節形などであり、さらにネジ節形には、全長に渡りネジ山が連続的に形成されているもの、あるいは平坦部分が長手方向に沿って対向配置されることによりネジ山が断続的になっているものなどがある。そして、開口部とロックボルトの突条との関係では、１条の突条に対して１個を掛合させる他に、隣り合う複数の突条に１個の開口部が跨るように掛合させたり、あるいは複数の開口部を複数の突条に対して個別に掛合させるなど、その適用形態はさまざまである。例えば、ネジ節形突条のロックボルトを対象とする場合には、開口部を把持部の周方向と平行ではなく、突条の向きに合わせて斜めに設けると好都合である。なお、把持部の開放部側の両端部分が外周面側に折り返されていると、ロックボルトに押し当てたときに当該折返し部に案内され、スムーズに把持部を嵌合させることができる。
【００１５】
また、本発明において間隔保持片の数は３個以上であればよく、製造コストや操作性などの点を総合的に考慮すると、好ましくは４個であるが、格段の限定はない。例えば、間隔保持片が３個の場合には、把持部の開放部の近くに１個ずつと、当該開放部に対して軸心を挟む対向位置に残りの１個を配置すればよく、各間隔保持片間はほぼ１２０度になる。さらに、各間隔保持片の反把持部側部分は、自由端としてもよいが、ロックボルトよりも大径で周壁の一部が開放した筒状部を設けると好適である。この場合には、スペーサの形状安定性が増すと同時に、削孔への挿入時において各間隔保持片の縮径変形を円滑に行わせる効果が得られる。なお、その材質についてはバネ鋼材が特に好適であるが、合成樹脂の使用も可能である。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１ないし図５は、本発明に係るロックボルト用スペーサの一実施例を示し、それぞれ正面図、左側面図、底面図、右側面図および正面図中央縦断面図である。図１等に示すロックボルト用スペーサ１は、適度な弾性を有する鋼板の一体成形からなり、略円筒状の把持部１１と、その軸心方向の一端側に位置する外側に膨出した４個の間隔保持片１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、これら間隔保持片１２ａ〜１２ｄの他端側に配置される大径の筒状部１３で構成されている。
【００１７】
ここで、把持部１１は、図２に示されるとおり、周壁の一部が軸心方向に分断されて開放状態となり、その開放部１４を形成する周壁の両側端部１１ａ，１１ｂが外周面側に折り返されている。そして、図３等に明示されるように、開放部１４に対して軸心を挟む対向位置の周壁には、本発明の技術的特徴である２個の細長い長方形状の開口部１１ｃ，１１ｄが間隔をおいて平行に設けられている。この開口部１１ｃ，１１ｄは、把持部１１の周方向と平行ではなく、やや斜めの方向に向けて開設されている。開口部１１ｃ，１１ｄの間隔と、それに隣接する把持部１１におけるその他の部分の幅は、後述するロックボルトの突条がそれら開口部１１ｃ，１１ｄから十分に突出、すなわち開口部付近における他の部分が突条間の溝に対してできるだけ潜るようにすることが望ましい。なお、図面から明らかなように、本実施例における把持部１１は、周壁全体が同じ曲率ではなく、開口部１１ｃ，１１ｄ側の円弧部分がその両側部分の円弧よりも大きな曲率で形成され、平らに近いものとなっている。これは、適用対象となるロックボルトの断面形状に合わせたためであり、必ずしもこれに限定されない。
【００１８】
一方、筒状部１３は、図４等に示すように、把持部１１と同様に周壁の一部が軸心方向に沿って開放されるとともに、開放部１５を形成する両側端部１３ａ，１３ｂが外周面側に折り返されている。ただし、その内径が適用すべきロックボルトの外径よりも大きく設定されている点が上記把持部１１とは異なる。これは、削孔への挿入時にロックボルト上において筒状部１３が長手方向へ円滑に変位できるようにするためである。なお、開放部１５の間隔は把持部１１の開放部１４も含めてロックボルト外径よりも小さく設定され、また図３等から明らかようにそれら開放部１４，１５における周方向位置はほぼ一致している。
【００１９】
さらに、４個の間隔保持片１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、把持部１１と筒状部１３との間にあってその中央部分が最大径となるように膨出し、図５等から明らかなように、周方向においてほぼ９０度間隔で配置されている。この場合、対向位置にある間隔保持片の中央部分間の間隔は、削孔の内径よりも幾分か大きく設定されている。なお、間隔保持片の数は３個、あるいは５個以上でもよい。
【００２０】
次に、上記ロックボルト用スペーサ１の装着方法について、図６ないし図８に基づき説明する。図６ないし図８は、それぞれ装着状態を示す正面図、平面図およびＡ−Ａ線断面図である。ここでは、ネジ節状の異形棒鋼からなるロックボルト８に適用した事例を示している。なお、ロックボルト８の外周面には長手方向に沿って２個の平坦部８ａが軸心を挟む対向位置に形成され、ネジ節状の突条８ｂはそれら平坦部８ａにおいて分断されている。
【００２１】
まず、ロックボルト用スペーサ１を装着するには、ロックボルト８の所定位置において、把持部１１の開放部１４と筒状部１３の開放部１５とを突条８ｂの列に向けて宛がい、後方から強く押し付ける。これにより、それぞれの両側端部１１ａ，１１ｂと両側端部１３ａ，１３ｂとが、素材の弾性に抗しながらロックボルト８の平坦部８ａ，８ａ間の幅以上に開き、さらに押し込むと、開放部１４，１５が平坦部８ａを乗り越え、把持部１１と筒状部１３の内部にロックボルト８が嵌入する。そして、把持部１１に開設した開口部１１ｃ，１１ｄには、それぞれロックボルト８の突条８ｂが嵌合して外周面側にその先端部分が突出し、両者は掛合状態となる。ここで、把持部１１はロックボルト８を外周面側から弾発的に把持することになるが、筒状部１３においては、その内径がロックボルト８の外径よりも大きいことから把持はせず、長手方向への変位を可能にしている。ただし、開放部１５の幅が平坦部８ａ，８ａ間の幅よりも狭いため、筒状部１３がロックボルト８から容易には外れない。このようにして、本発明によるロックボルト用スペーサ１は、ワンタッチ操作でロックボルトに装着することができる。なお、把持部１１による把持力を高めてより確実な外れ防止を図る場合には、例えば両側端部１１ａ，１１ｂと両側端部１３ａ，１３ｂの折り返し部分の裏側に跨って開き止めをするコ字状のクリップの併用など、適宜の補助部材の使用が有効である。
【００２２】
図９は、本発明によるロックボルト用スペーサ１が装着されたロックボルト８を削孔Ｈに設置した状態を示すものである。なお、スペーサ１は、その構成からして把持部１１側がロックボルト８の先端側となるように装着する必要がある。このため、図に示すように、矢印などの装着方向を簡単に確認できるマーク１１ｅを把持部１１の外周面などに付加すると好都合である。この場合、各間隔保持片１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにおける最大膨出部分の位置までの軸心からの距離は、削孔Ｈの内径よりも少し大きく設定されている。そして、ロックボルト８の削孔Ｈへの挿入に伴い、スペーサ１の各間隔保持片１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが削孔Ｈの入り口に当接し、ロックボルト８に負荷された押圧力によりその傾斜面が押されると、ロックボルト８の基部側に倒れるように変形する。すなわち、最大膨出部分が縮径する方向の力を受けるが、筒状部１３は上述したように適度な隙間を残してロックボルト８を包囲し、その長手方向に変位自在であるため、削孔への挿入時に生じる各間隔保持片１２ａ〜１２ｄの拡縮変形を妨げず、円滑に挿入することができる。これらの間隔保持片１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、周方向においてほぼ均等な位置に配置されていることから、削孔Ｈの内面に対してほぼ均等に弾発状態で当接することになる。これにより、ロックボルト８を削孔Ｈの中心に設置することができる。特に、本発明ではスペーサ１に設けた開口部１１ｃ，１１ｄに対して、ロックボルト８の突条８ｂが掛合しているので、削孔Ｈへの挿入抵抗が大きい場合でも長手方向に位置ずれは生じない。
【００２３】
図１０は、開口部１１ｃと突条８ｂとの掛合関係を詳述するため、開口部付近を拡大した断面図である。この場合、ロックボルト８を捻じりながら挿入する場合のように、上記掛合個所に回転力が負荷されたとき、薄板からなるスペーサ１の開口部１１ｃ等における内面側の角部分がエッジ的に作用し、ロックボルト８の突条８ｂに引っ掛かる。このため、本実施例のものにおいては、回転に対しても位置ずれが阻止される効果がある。
【００２４】
次に、図１１ないし図１３は、それぞれ本発明によるロックボルト用スペーサの異なる実施例の要部を示すものである。まず、図１１のロックボルト用スペーサ２は、把持部２１に設ける開口部２１ａが１個の事例である。図１２のロックボルト用スペーサ３では、図１１に示すものと同様に開口部が１個であるが、把持部３１の端部側部分３１ａと間隔保持片側部分３１ｂとの間に段差が形成され、端部側部分３１ａのみがロックボルト８の突条８ｂ間の溝に入り込むようになっている。図１３のロックボルト用スペーサ４では、把持部４１の端部側部分４１ａと間隔保持片側部分４１ｂとの間に段差が形成される点は図１２のものと同様であるが、テーパ部４１ｃが設けられている点が異なる。これらは、いずれもロックボルト８の突条８ｂに対して、１個所で掛合し、隣り合う突条との掛合関係はないので、突条の形状やピッチが異なる他のロックボルトにも適用が可能である。
【００２５】
さらに、図１４に示すロックボルト用スペーサ５は、把持部５１が連続的な円弧として形成され、図１等に示すもののように開口部付近とロックボルト８の平坦部８ａ付近に位置する部分が明確に区分けされるものではない。これに対して、図１５に示すロックボルト用スペーサ６では、開口部６１ａ付近が平坦状に形成されている。この場合、ロックボルト９には竹節形のものが適用され、開口部６１ａは、円周方向に沿って所定の間隔で設けられた適宜位置の突条９ａに対して掛合している。したがって、これら把持部の断面形状は、対象となるロックボルトの断面形状や突条（節）形状等に応じて適宜選択すればよい。
【００２６】
上記各実施例では、間隔保持片の他端側にロックボルトよりも大径で長手方向への移動を妨げない筒状部を設けた事例について説明したが、特許文献２，３に記載されるような片側が自由端部となっているものでもよい。また、開口部の形状や把持部の断面形状を適宜選択することにより、竹節形などのネジ節以外の突条を有するロックボルトに適用することは可能である。さらに、間隔保持片の数や形状の変更、把持部における開放部付近の形状を変えるなど、この発明の技術思想内での種々の変更実施はもちろん可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るロックボルト用スペーサは、把持部に設けられた開放部分を押し広げることにより、ロックボルトの側面から簡単に装着することができ、しかも装着状態においてロックボルト外周面の突条に掛合する開口部を把持部の周壁に設けたことにより、削孔へ挿入する際の孔壁との間の接触抵抗に起因する位置ずれを防止できるなど、その実用上の効果はきわめて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるロックボルト用スペーサの一例を示す正面図である。
【図２】上記ロックボルト用スペーサの左側面図である。
【図３】上記ロックボルト用スペーサの底面図である。
【図４】上記ロックボルト用スペーサの右側面図である。
【図５】上記ロックボルト用スペーサの正面図中央縦断面図である。
【図６】上記ロックボルト用スペーサの装着状態を示す正面図である。
【図７】上記ロックボルト用スペーサの装着状態を示す平面図である。
【図８】図７におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図９】上記ロックボルト用スペーサが装着されたロックボルトの削孔への挿入状態を示す説明図である。
【図１０】上記ロックボルト用スペーサの装着状態における開口部付近の拡大断面図である。
【図１１】本発明によるロックボルト用スペーサの他の例の要部を示す正面図である。
【図１２】本発明によるロックボルト用スペーサの他の例の要部を示す正面図である。
【図１３】本発明によるロックボルト用スペーサの他の例の要部を示す正面図である。
【図１４】本発明によるロックボルト用スペーサの他の例の要部を示す断面図である。
【図１５】本発明によるロックボルト用スペーサの他の例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１，２，３，４，５，６…ロックボルト用スペーサ、１１，２１，３１，４１，５１，６１…把持部、１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂ…両側端部、１１ｃ，１１ｄ，２１ａ…開口部、１２ａ〜１２ｄ…間隔保持片、１３…筒状部、１４，１５…開放部、８，９…ロックボルト、８ａ…平坦部、８ｂ，９ａ…突条

Claims

周壁の一部が軸心方向に沿って開放した略円筒状に形成され、外周面に周方向の突条が設けられたロックボルトをその開放部側から内部に受け入れて弾発的に把持する把持部と、この把持部の一端側において少なくとも中間部分が互いに周方向にほぼ等間隔でロックボルトの長手方向に沿って延在するとともに径方向外方に膨出し、当該膨出部分を削孔の壁面に弾発的に当接せしめてロックボルトと壁面の間を所定の間隔で保持する３個以上の間隔保持片を一体に備えた弾性材料からなるロックボルト用スペーサにおいて、前記把持部の周壁にロックボルトの突条と掛合する開口部を設けたことを特徴とするロックボルト用スペーサ。
前記開口部が、ロックボルトの隣り合う突条に対して個別に掛合する複数からなることを特徴とする請求項１に記載のロックボルト用スペーサ。
前記間隔保持片の反把持部側に、ロックボルトよりも大径で各間隔保持片を周方向に繋ぐ周壁の一部が把持部の開放部とほぼ同じ周方向位置で開放した筒状部を一体に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のロックボルト用スペーサ。