JP2001330216A - 鉄筋ガス圧接用のリングバーナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バーナー管にその径方向両脇へ腕のように突出
する補助火口を取付けた従来のリングバーナーは、吹管
全体の重量が重くなり、製作も難しくなってコスト高に
なる等の問題があった。 【解決手段】円弧形に延びる一対の火口取付管部３１の
それぞれに、火口取付管部３１の円弧中心ｏ又はその近
くを指向するノズル孔２５ｃが形成された単方火口２５
と、上記円弧中心ｏのほぼ両脇の位置を各別に指向する
２つのノズル孔２７ｅ、２７ｅ´が形成された双方火口
２７を、これらが交互に位置する状態で一列に並べて取
り付け、双方火口２７の２つのノズル孔の開き角αを６
５゜以上８５゜以下にした。従って、補助火口を設けな
くても、鉄筋どうしの突き合わせ部からその両脇に至る
一定の幅の範囲をほぼ均等に同時に加熱できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄筋ガス圧接用の
リングバーナーに係る。詳しくは、２本の鉄筋（棒鋼）
を軸方向から互いに突き合わせて加熱溶融することで１
本につなぐ「鉄筋のガス圧接」を行う際に、鉄筋を加熱
溶融させるためのリング形をしたバーナーに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】所謂クローズ・バット法による鉄筋のガ
ス圧接は、図５に示すように、２本の鉄筋１と１´の各
端面３、３´どうしを突き合わせて軸方向から加圧しな
がら、その突き合わせ部を全周（軸回り方向の全体）に
わたって加熱することで、当該鉄筋どうしを軸方向にお
いて接合する技術であり、その接合部は、鉄筋１、１´
の溶融した部分が一部外側へはみ出すことでコブのよう
な膨らみ（以下、「圧接コブ」と言う）５を持つ。

【０００３】この圧接を行うための加熱は、鉄筋１、１
´の全周にわたって均等に行う必要があることから、こ
の加熱を行うための加熱器としては、従来から、図６に
示すリングバーナー１１が用いられている。このリング
バーナー１１は、１つの円周上で互いに対称の円弧形を
為すように延びる一対のバーナー管１３に多数の火口１
５を一列に並べて取り付けた構造になっており、火口１
５はバーナー管１３の円弧中心ｏ又はその近くを指向す
る向きで設けられている。

【０００４】加熱を行うときは、火口１５が鉄筋１、１
´どうしの突き合わせ部を囲うようにバーナー１１を置
いて（鉄筋１、１´の軸心が上記円弧中心ｏを通り且つ
端面３、３´上又はその付近に円弧中心ｏが位置するよ
うに置いて）、火口１５から噴射する可燃ガスに着火す
る。このガス炎によって、鉄筋１、１´どうしの突き合
わせ部が加熱される。

【０００５】このようにして行われる鉄筋１、１´どう
しの溶融接合が高い強度を持つためには、バーナー１１
による加熱が鉄筋１、１´の全周にわたり且つ軸方向で
の所要の長さにわたって均等に為されることが最も重要
であり、ガス圧接検査基準では、鉄筋１、１´の軸方向
における圧接コブ５の寸法が、当該鉄筋の直径Ｄの１．
１倍以上であることが要求される。従って、圧接される
鉄筋は溶融した部分が一部外側へはみ出す分短縮（アッ
プセット）するので、この短縮を見込んで、鉄筋１、１
´を加熱すべき範囲は、端面３と３´の突き合わせ位置
から両側へそれぞれ０．５５Ｄよりある程度長い距離離
れた位置までの範囲にしなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、鉄筋１、１´
を加熱するときは、リングバーナー１１を鉄筋１、１´
の軸方向へ繰り返し往復移動させることで、必要な距離
分（１．１Ｄよりある程度長い距離）を加熱するように
していた。しかしながら、この方法は手間と時間がかか
る上に、作業も楽で無く、また、手作業によるためにど
うしても温度ムラが生じてしまう等、様々な問題を抱え
ていた。

【０００７】この問題の対策として、バーナー管１３に
その径方向両脇へ腕のように突出する補助バーナー管を
設けてその両端に２つの補助火口を各別に取付け、この
補助火口からのガス炎によって、鉄筋どうしの突き合わ
せ部から離れた部位を同時に加熱するようにしたリング
バーナーが提案されている（特許第２５４７７０５号公
報）。このようなリングバーナーによれば、これを鉄筋
の軸方向へあまり動かさないで済む。ところが、リング
バーナーをこのような構造にすると、このバーナーを取
り付けた吹管全体の重量が増えてしまうために、作業性
はあまり良くならないし、バーナーの製作も難しくなっ
てコスト高になり、また、補助バーナー管を何かにぶつ
けて補助火口の指向方向を狂わせてしまう虞もある等、
実用上無視できない様々な問題が生じて来る。

【０００８】本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為
されたものであり、バーナー管に脇へ向かって腕のよう
に突出する補助バーナー管を設けなくても、鉄筋の必要
な加熱範囲全体を同時に加熱することができる新規な鉄
筋ガス圧接用のリングバーナーを提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載した鉄筋ガス圧接用のリングバーナ
ーは、１つの円周上で互いに対称の円弧形を為すように
延び使用時は２本の鉄筋どうしの突き合わせ部を囲むよ
うに置かれる２つの火口取付管部と、この２つの火口取
付管部の各外周面のうち互いに対向して延びる稜線上に
一列に並んで取り付けられた多数の火口とを備えた鉄筋
ガス圧接用のリングバーナーであって、火口は、火口取
付管部の円弧中心又はその近くを指向するノズル孔が形
成された単方火口と、前記稜線と直交する方向において
上記円弧中心のほぼ両脇の位置を各別に指向するノズル
孔が形成された双方火口の２種類を備えたことを特徴と
するものである。

【００１０】このリングバーナーの単方火口によるガス
炎は、鉄筋どうしの突き合わせ部をある程度の面的広が
りを持ちながらそのほぼ全周にわたって加熱し、双方火
口によるガス炎は、鉄筋どうしの突き合わせ部から両脇
へある程度離れた部位をある程度の面的広がりを持ちな
がらそのほぼ全周にわたって加熱する。

【００１１】従って、このリングバーナーによれば、当
該鉄筋どうしの突き合わせ部からその両脇に至る一定の
幅の範囲をほぼ均等に同時に加熱するので、バーナーを
鉄筋の軸方向へ往復移動させる操作は基本的に必要無く
なる。そして、このバーナーでは、従来のもののように
火口取付管部から両脇へ向かって腕のように突出する補
助バーナー管を設けてその両端に２体の補助火口を各別
に設けるといった複雑な構造を採る必要も無い。即ち、
従来の２体の補助火口と同じ機能を、本発明では１体の
双方火口が果たすので、火口が大型化することも無く、
製作が難しくなったり重量が増したりすることは殆ど無
い。

【００１２】請求項２に記載した鉄筋ガス圧接用のリン
グバーナーは、請求項１に記載した鉄筋ガス圧接用のリ
ングバーナーにおいて、単方火口と双方火口を交互に配
置したことを特徴とするものである。このようにすれ
ば、単方火口による鉄筋の突き合わせ部に対する加熱
と、双方火口による突き合わせ部両脇の部位に対する加
熱を、いずれもバランス良く行うことができる。

【００１３】請求項３に記載した鉄筋ガス圧接用のリン
グバーナーは、請求項１又は２に記載した鉄筋ガス圧接
用のリングバーナーにおいて、双方火口の双方２つのノ
ズル孔の開き角αを６５゜以上８５゜以下にしたことを
特徴とするものである。双方火口の２つのノズル孔の開
き角αをこのような角度に設定すると、鉄筋の溶融に伴
う寸法の短縮を見込んで、圧接コブに要求される長さ
（鉄筋径の１．１倍以上の寸法）を確実に満たす必要最
小限の幅を効率良く加熱することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態に係
る鉄筋ガス圧接用のリングバーナー２１を図面に従って
説明する。 〔Ａ．構造〕（図１〜図４） リングバーナー２１は、その基部を為すバーナー管２３
と、これに取り付けられた多数の単方火口２５及び双方
火口２７とで構成されている。

【００１５】バーナー管２３は、Ｕ字形に屈曲した分岐
管部２９と、この分岐管部２９の両端から各別に延びた
２つの火口取付管部３１とから成り、分岐管部２９の頂
部には火口取付管部３１と反対側へ突出した姿勢で取付
ナット３３が固定されている。この取付ナット３３が図
示しない吹管本体の先端に螺合される。２つの火口取付
管部３１は、１つの円周上で円弧形に延び且つその円弧
中心ｏ（図２、図３参照）を対称点として互いに点対称
を為すように位置し、全長は中心角でほぼ１１０゜程度
になっている。

【００１６】単方火口２５は（図４（Ａ）参照）、鉄筋
どうしの突き合わせ部を加熱するための火口であって、
細身の円錐台形をした主部２５ａと、この主部２５ａの
円錐底面から突出した取付部２５ｂとが一体に形成され
ると共に、その軸心部を貫通したノズル孔２５ｃが形成
され、取付部２５ｂが火口取付管部３１の火口取付孔３
１ａ（図３参照）に嵌合した状態でこの火口取付管部３
１に溶接される。

【００１７】双方火口２７（図４（Ｂ）参照）は、鉄筋
どうしの突き合わせ部の両脇の部位を加熱するための火
口であって、縦長のブロック形をした主部２７ａと、こ
の主部２７ａの底面から突出した取付部２７ｂとが一体
に形成されると共に、主部２７ａの先端面は、その中間
位置に稜線がある左右２つの斜面２７ｃを持つ山形に加
工されている。そして、この双方火口２７には、その下
端面の中央部に開口して丈方向へ真っ直ぐ延びるガス流
路２７ｄ（図３参照）と、このガス流路２７ｄの奥端か
ら２つに分岐して上記斜面２７ｃに各別に開口したノズ
ル孔２７ｅ、２７ｅ´が形成されている。従って、この
２つのノズル孔２７ｅ、２７ｅ´の指向方向は一定の開
き角α（図３参照）を持つ。この双方火口２７も、その
取付部２７ｂが火口取付管部３１の火口取付孔３１ａに
嵌合した状態でこの火口取付管部３１に溶接される。

【００１８】このような構造の単方火口２５と双方火口
２７は、２つの火口取付管部３１に、それぞれ同じ数、
同じ配列位相でもって、互いにほぼ向き合う姿勢で取り
付けられている。即ち、単方火口２５と双方火口２７
は、火口取付管部３１の各外周面のうち互いに対向して
延びる内向き稜線Ｌ（図１、図２参照）からほぼ垂直に
突出した姿勢で、この稜線Ｌに沿ってほぼ一定のピッチ
で一列に並び、且つ、４つの単方火口２５と３つの双方
火口２７が交互に位置する状態で取り付けられている。
そして、双方火口２７は、これを円弧中心ｏから見て、
２つの斜面２７ｃが前記稜線Ｌの両側に各別に位置する
向きで設けられる（図３参照）。

【００１９】従って、単方火口２５のノズル孔２５ｃ
は、火口取付管部３１の円弧中心ｏ又はその近くを指向
し、双方火口２７の２つのノズル孔２７ｅ、２７ｅ´
は、前記稜線Ｌと直交する方向において円弧中心ｏから
互いに反対側へ等距離離れた２つの部位を各別に指向す
る。この２つの部位の間の距離は、ノズル孔２７ｅ、２
７ｅ´の開き角αが大きいほど長くなる。

【００２０】しかして、図示しない吹管からリングバー
ナー２１に供給されて来る混合ガス（アセチレンと酸素
の混合ガス）は、バーナー管２３を経て、ノズル孔２５
ｃ及び２７ｅ、２７ｅ´から噴射する。リングバーナー
２１は以上のように構成されている。

【００２１】〔Ｂ．鉄筋に対する加熱作用〕（図２、図
３） 次に、リングバーナー２１による鉄筋に対する加熱作用
を説明する。図１から図３に示すように、リングバーナ
ー２１を、目的の２本の鉄筋１と１´との突き合わせ部
を囲うように置いて、ガス燃焼を行うと、そのガス炎Ｆ
は、当該鉄筋１、１´どうしの突き合わせ部からその両
脇に至る一定の幅Ｗ（図３参照）の範囲をほぼ均等に加
熱する（図１では、加熱される範囲を梨地模様で示して
いる）。即ち、単方火２５によるガス炎Ｆ１は、鉄筋
１、１´どうしの突き合わせ部をある程度の面的広がり
を持ちながらそのほぼ全周にわたって加熱し、双方火口
２７によるガス炎Ｆ２、Ｆ２´は、鉄筋１、１´どうし
の突き合わせ部から両脇へある程度離れた２つの部位を
ある程度の面的広がりを持ちながらそのほぼ全周にわた
って各別に加熱するからである。

【００２２】従って、このリングバーナー２１にあって
は、鉄筋１、１´どうしの突き合わせ部だけで無く、そ
の両脇の部位も同時に加熱できるので、バーナー２１を
鉄筋１、１´の軸方向へ往復移動させる操作は基本的に
必要無くなる。

【００２３】〔Ｃ．双方火口のノズル孔の開き角〕加熱
される幅Ｗの大きさは、双方火口２７の双方２つのノズ
ル孔２７ｅ、２７ｅ´の前記開き角αによって規定され
る。即ち、この種のリングバーナーは、通常、目的の鉄
筋の直径ごとに異なるサイズのものが用いられるので、
火口２５、２７から当該鉄筋までの距離は殆ど変動する
ことが無いからである。そこで、前記した圧接コブ５に
要求される検査基準（鉄筋径の１．１倍以上）や、鉄筋
の溶融に伴う寸法短縮等を考慮して、幅Ｗが必要最小限
の長さとなるように開き角αを設定すれば良いことにな
る。

【００２４】この開き角αの最適な値を追求するために
本発明者が行った試験の結果によると、直径１９〜２５
ミリメートルの鉄筋用には、６５゜〜７５゜、望ましく
は７０゜が最適であり、直径２９ミリメートル以上の鉄
筋用には、７５゜〜８５゜、望ましくは８０゜が最適で
あった。

【００２５】〔Ｄ．火口の数〕鉄筋径が大きくなるに従
って加熱すべき面積が増えるので、火口の数は、対象と
する鉄筋径の大きさにほぼ比例して増減させれば良い。
また、鉄筋のガス圧接においては、基本的に、鉄筋どう
しの突き合わせ部を優先的に加熱すべきであることから
すれば、単方火口５の数を双方火口の数より多くするの
が望ましい。そして、鉄筋に対する加熱はその周方向に
わたって均等に行われることが重要であるから、単方火
口２５と双方火口２７は交互に配置して、総数を奇数に
するのが望ましい。

【００２６】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明の具体的構成がこの実施の形態に限定されるもの
では無く、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更
等があっても本発明に含まれる。例えば、実施の形態に
おいては、１体の双方火口における双方２つのノズル孔
をそれぞれ１つにしたが、場合によっては、この双方２
つのノズル孔をそれぞれ２乃至３程度に分けることも考
えられる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉄筋ど
うしの突き合わせ部からその両脇に至る一定の幅の範囲
をほぼ均等に同時に加熱するので、バーナーを鉄筋の軸
方向へ往復移動させる操作は基本的に必要無くなる。し
かも、このバーナーでは、バーナー管から両脇へ向かっ
て腕のように突出する補助バーナー管や２体の補助火口
を設ける必要も無く、火口が大型化することも無いの
で、製作が難しくなったり重量が増したりすることは殆
ど無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るリングバーナーを使
用状態で示す斜視図である。

【図２】図１のリングバーナーを使用状態で示す拡大側
面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って切断した拡大端面図で
ある。

【図４】図１に示すリングバーナーの火口を拡大して示
すもので、（Ａ）は単孔火口の斜視図、（Ｂ）は複孔火
口の斜視図である。

【図５】鉄筋のガス圧接を説明するための図である。

【図６】鉄筋ガス圧接用の従来のリングバーナーの一例
を示す側面図である。

【符号の説明】

１…鉄筋 １´…鉄筋 ２１…鉄筋ガス圧接用のリ
ングバーナー ２５…単孔火口 ２５ｃ…（単孔火口の）ノズル孔
２７…複孔火口 ２７ｅ、２７ｅ´…（複孔火口の）ノズル孔 ３１…
火口取付管部 Ｌ…稜線 ｏ…円弧中心 α…（複孔火口の２つの
ノズル孔の）開き角

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの円周上で互いに対称の円弧形を為す
   ように延び使用時は２本の鉄筋どうしの突き合わせ部を
   囲むように置かれる２つの火口取付管部と、この２つの
   火口取付管部の各外周面のうち互いに対向して延びる稜
   線上に一列に並んで取り付けられた多数の火口とを備え
   た鉄筋ガス圧接用のリングバーナーであって、火口は、
   火口取付管部の円弧中心又はその近くを指向するノズル
   孔が形成された単方火口と、前記稜線と直交する方向に
   おいて上記円弧中心のほぼ両脇の位置を各別に指向する
   ノズル孔が形成された双方火口の２種類を備えたことを
   特徴とする鉄筋ガス圧接用のリングバーナー。
2. 【請求項２】請求項１に記載した鉄筋ガス圧接用のリン
   グバーナーにおいて、単方火口と双方火口を交互に配置
   したことを特徴とする鉄筋ガス圧接用のリングバーナ
   ー。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載した鉄筋ガス圧接用
   のリングバーナーにおいて、双方火口の双方２つのノズ
   ル孔の開き角αを６５゜以上８５゜以下にしたことを特
   徴とする鉄筋ガス圧接用のリングバーナー。