JP2005111487A - ネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法及び同方法に用いるアークシールド体 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２本のネジ鉄筋を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法、及び同方法に用いるアークシールド体を提供する。
【解決手段】 アークシールド体１は貫通孔４を有する筒状体とし、両端部の内周面にネジ鉄筋２，３と略同一仕様のネジ部４ａ、４ｂを形成し、中間部には余盛形成用の溝部を形成し、溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設ける。先端にフラックス１３を取り付けたネジ鉄筋及びフラックスを取り付けないネジ鉄筋をそれぞれ、アークシールド体１の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋の端部を溝部のガス抜き孔近傍に位置させて、両端部を相対峙させる。他方のネジ鉄筋を、モータ等の駆動手段によって回転する溶接装置の電極兼チャック９で支持させ、アークシールド体１を固定した状態で他方のネジ鉄筋を回転させてねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、２本のネジ鉄筋を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法、及び同方法に用いるアークシールド体の技術分野に属する。

（１）従来、鉄筋相互をアークスタッド溶接法で接合する方法としては、棒鋼のスタッド材を板状の母材へ接合するのに適した形状とされた通例のアークシールド体を用いて接合部を囲み、少なくとも一方の鉄筋を軸心方向に移動させて当該鉄筋相互を突き合わせ、アークスタッド溶接法で接合する方法が公知である（例えば、特許文献１及び特許文献２）。

しかし、上記アークシールド体は、貫通孔へ挿入される鉄筋表面の凹凸を吸収できる構成とされていない。そのため、鉄筋が異形棒鋼から成るときは、アークシールド体の貫通孔の内周面や孔縁と、鉄筋の節やリブが引っ掛からないように、予め鉄筋表面を滑らかに切削する必要があり、そのための手間が掛かりコストが嵩む問題点があった。

そこで、本出願人は上記の問題点を解決するべく、以下に示す接合方法及びそれに用いるアークシールド体を開発し特許出願するに至った（非特許文献１）。
（ｉ）鉄筋接合用のアークシールド体は筒状体に形成し、その貫通孔には中間位置近傍に間隔を開けて、鉄筋表面の凹凸を吸収する、鉄筋の外径と略等しい内径のリング状又は円筒状の耐熱性部材を嵌め込み、前記耐熱性部材の相互間に開けた間隔部分を余盛形成用の溝部として、同溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設けた構成とする。接合する一方の鉄筋の先端にフラックスを取り付け、上記アークシールド体の貫通孔の両側から鉄筋の端部を挿入し相対峙させる。そして、前記鉄筋の軸心と平行に溶接装置の本体部を配置し、該溶接装置の電極兼チャックでアークシールド体の両側の鉄筋をそれぞれ支持させ、前記電極兼チャックを接近する方向（軸心方向）へ移動させて、双方の鉄筋の端部を突き合わせると共に通電して鉄筋相互をアークスタッド溶接法で接合する。鉄筋表面の節やリブの形状に関係なく、鉄筋表面の凹凸は耐熱性部材によって吸収されるので、鉄筋の端部表面を滑らかに切削する必要がなく、加工の手間を省略でき、コストの削減にも寄与する。

（２）突き合わせたネジ鉄筋相互を接続（圧接）する方法としては、内周にネジが切られた鋼製のカプラーの両側からネジ鉄筋の端部をネジ込んで、ネジ鉄筋相互を接続する、所謂カプラー継手の技術が公知である（例えば、特許文献３〜特許文献６）。
特開２００２−１２００６９号公報 特開平１０−１７５０７５号公報 特開昭５５−１４２８５６号公報 特開昭５６−１２２４６０号公報 特開昭６２−２５８０４１号公報 特開平８−２３９９５３号公報 特願２００３−１４０３３８号の明細書及び図面

上記（１）の（ｉ）の接合方法は、鉄筋の節やリブの形状に関係なく、鉄筋相互を接合できるが、接合する際に、鉄筋を軸心方向に移動させるために大きな駆動力を要する。そのため、油圧シリンダ等の大掛かりな駆動手段を備えた溶接装置を用意しなければならず、コストが嵩む。また、前記接合方法に用いるアークシールド体は、本体部と鉄筋表面の凹凸を吸収する耐熱性部材とが別部材とされているので、個々に製造する必要があり、やはりコストが嵩む。

これらの問題点は、鉄筋の節やリブの形状を生かした構成のアークシールド体や溶接装置を用いていないことに起源しており、鉄筋の種類をネジ鉄筋に限定した場合には、該ネジ鉄筋の特性を生かした構成のアークシールド体や溶接装置を用いることで上記問題点を解決できる余地が残されている。

上記（２）の接続技術はアークスタッド溶接法による接合方法の技術分野と異なる。すなわち、鋼製のカプラーは鉄筋相互を接続するために不可欠な部材であり、取り外せば鉄筋相互の接続が解除されるが、アークシールド体は接合した後に撤去される点で本質的に異なる。

本発明の目的は、ネジ鉄筋の特性を生かした構成のアークシールド体と溶接装置を用いることで、小さな駆動力でネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法で接合することができ、溶接装置の小型化とコストの削減に寄与する、ネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法、及び同方法に用いるアークシールド体を提供することである。

本発明の次の目的は、単一部材でネジ鉄筋表面の凹凸を吸収することができる構成とし、製造が簡単でコストの削減に寄与するアークシールド体を提供することである。

上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法は、
２本のネジ鉄筋を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法において、
アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に前記ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成し、且つ中間部には余盛形成用の溝部を形成し、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設けること、
先端にフラックスを取り付けたネジ鉄筋及びフラックスを取り付けないネジ鉄筋をそれぞれ、アークシールド体の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋の端部を溝部のガス抜き孔近傍に位置させて、両端部を相対峙させること、
他方のネジ鉄筋を、モータ等の駆動手段によって回転する溶接装置の電極兼チャックで支持させ、アークシールド体を固定した状態で前記他方のネジ鉄筋を回転させてねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合することを特徴とする。

請求項２に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法は、
２本のネジ鉄筋を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法において、
アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に前記ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成し、且つ中間部には余盛形成用の溝部を形成し、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設け、前記溝部にフラックスを設置すること、
接合するネジ鉄筋をそれぞれ、アークシールド体の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋の端部をフラックスと当接させて、両端部を相対峙させること、
他方のネジ鉄筋を、モータ等の駆動手段によって回転する溶接装置の電極兼チャックで支持させ、アークシールド体を固定した状態で前記他方のネジ鉄筋を回転させてねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合することを特徴とする。

請求項３に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法は、
２本のネジ鉄筋（１７、１８）を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法において、
アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に前記ネジ鉄筋（１７、１８）と略同一仕様のネジ部を形成し、且つ中間部には余盛形成用の溝部を形成し、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設けること、
先端にフラックスを取り付けたネジ鉄筋（１７）及びフラックスを取り付けないネジ鉄筋（１８）をそれぞれ、アークシールド体の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋（１８）の端部を溝部のガス抜き孔近傍に位置させて、両端部を相対峙させること、
前記ネジ鉄筋（１７、１８）の軸心と平行に溶接装置のシャフト部を配置し、アークシールド体の両側のネジ鉄筋を溶接装置の電極兼チャックでそれぞれ支持させること、
他方のネジ鉄筋（１７）を支持する電極兼チャックは、軸心方向に移動可能な外筒と、ネジ鉄筋（１７）へ横方向から嵌め入れて支持し、回転させることが可能に前記外筒に嵌め込まれた内筒とを有し、アークシールド体を固定した状態で、前記電極兼チャックの内筒を回転させシャフト部に沿ってネジ鉄筋（１７）をねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合することを特徴とする。

請求項４に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法は、
２本のネジ鉄筋（１７、１８）を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法において、
アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に前記ネジ鉄筋（１７、１８）と略同一仕様のネジ部を形成し、且つ中間部には余盛形成用の溝部を形成し、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設け、前記溝部にフラックスを設置すること、
接合するネジ鉄筋（１７、１８）をそれぞれ、アークシールド体の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋（１８）の端部をフラックスと当接させて、両端部を相対峙させること、
前記ネジ鉄筋（１７、１８）の軸心と平行に溶接装置のシャフト部を配置し、アークシールド体の両側のネジ鉄筋を溶接装置の電極兼チャックでそれぞれ支持させること、
他方のネジ鉄筋（１７）を支持する電極兼チャックは、軸心方向に移動可能な外筒と、ネジ鉄筋（１７）へ横方向から嵌め入れて支持し、回転させることが可能に前記外筒に嵌め込まれた内筒とを有し、アークシールド体を固定した状態で、前記電極兼チャックの内筒を回転させシャフト部に沿ってネジ鉄筋（１７）をねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合することを特徴とする。

請求項５に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法に用いるアークシールド体は、
２本のネジ鉄筋を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法に用いるアークシールド体において、
アークシールド体は、接合するネジ鉄筋の端部を両側からネジ込んで突き合わせ可能に、貫通孔の両端部の内周面に前記ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部が形成された筒状体とされていること、
前記ネジ部の相互間に余盛形成用の溝部が形成され、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔が設けられていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５に記載したネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法に用いるアークシールド体において、
溝部の外周壁には、ネジ部のネジ山より若干内方へ突き出したフラックス用の係止部が形成されており、貫通孔から挿入されたアルミニウムを主成分とするフラックスが前記係止部に引っ掛けられ設置されていることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５に記載したネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法に用いるアークシールド体において、
ガス抜き孔は、溝部の半周より狭い範囲に設けられていることを特徴とする。

本発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法は、ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成したアークシールド体と、ネジ鉄筋を回転させながら軸心方向へ移動させることが可能な構成の溶接装置を用いているので、駆動手段（モータ）を駆動させるだけで容易に一方のネジ鉄筋の端部を他方のネジ鉄筋の端部にねじ込むことができる。すなわち、従来のように油圧シリンダ等の大掛かりな駆動手段がなくても、モータの小さな駆動力でネジ鉄筋の端部相互を接合することができ、溶接装置の小型化とコストの削減に寄与する。

また、アークシールド体は、貫通孔の両側からねじ込まれるネジ鉄筋の端部表面の凹凸（ネジ山）を、好適にネジ部が吸収する構成であるので、従来に用いていた耐熱性部材のような鉄筋表面の凹凸を吸収する部材を別途、用意する必要がない。そのため、アークシールド体は、耐熱性磁器などの単一部材で製造することができ、製造が容易で、製造コストを安価にできる。

アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に当該ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成しており、そのアークシールド体の両側からネジ鉄筋の端部をねじ込み相対峙させる。一方のネジ鉄筋を、モータ等の駆動手段によって回転する溶接装置の電極兼チャックで支持させ、同ネジ鉄筋を回転させてねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合する。

図１は、請求項１に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法の実施例を概念的に示している。この接合方法は、専ら請求項５に記載した発明に係るアークシールド体を用いる。

アークシールド体１は、図１に示すように、接合するネジ鉄筋２と３の端部２ａと３ａを両側からねじ込んで突き合わせ可能に、貫通孔４の両端部の内周面に前記ネジ鉄筋２（３）の凹凸（ネジ山）と略同一仕様（略同一のピッチ、リード角等）のネジ部４ａ、４ｂが形成された筒状体とされている。前記ネジ部４ａと４ｂの相互間には、接合部の余盛形成用の溝部５が形成され、該溝部５の外周壁の全域に複数のガス抜き孔６…が設けられている（図２〜図４を参照、請求項５記載の発明）。前記アークシールド体１の貫通孔４の両側からねじ込まれるネジ鉄筋２（３）の端部表面のネジ山は、好適にネジ部４ａ（４ｂ）に吸収されるので、従来に用いていた耐熱性部材のような鉄筋表面の凹凸を吸収する部材を別途、用意する必要がない。そのため、アークシールド体１は通例のアークシールド体と同様に、耐熱性磁器などの単一部材で製造することができ、製造が容易で、製造コストを安価にできる。

本実施例で用いる溶接装置７は、上記アークシールド体１の固定手段であるクリップ８が設けられている。そして、電極兼チャック９は駆動手段であるモータ１０と回転軸１１を介して連結されており、前記モータ１０は直動ベアリング１２によって上下方向（軸心方向）に移動可能に支持された構成とされている。

上記構成のアークシールド体１と溶接装置７を用いてネジ鉄筋２と３の相互は、以下の手順で接合する。
接合する一方のネジ鉄筋２の端部２ａにフラックス１３を取り付ける。フラックス１３を取り付けない他方のネジ鉄筋３の端部３ａを、上記アークシールド体１の貫通孔４の一側から溝部５のガス抜き孔６近傍の位置までねじ込む。上記フラックス１３を取り付けたネジ鉄筋２の端部２ａは貫通孔４の他側からねじ込み、ネジ鉄筋３の端部３ａと間隔を開けて相対峙させる。

アークシールド体１が軸心方向に移動しないように、同アークシールド体１を溶接装置７のクリップ８で固定し、ネジ鉄筋２の他端部２ｂに電極兼チャック９を取り付け同ネジ鉄筋２を支持させる。その電極兼チャック９をモータ１０で正転させネジ鉄筋２をねじ込む（前進する）方向に回転させる。ネジ鉄筋２へ電極兼チャック９等を介して駆動力を供給するモータ１０は、同ネジ鉄筋２の端部２ａがアークシールド体１のネジ部４ａと噛み合って、前進しようとするネジ鉄筋２に引っ張られて軸心方向に移動するので、ネジ鉄筋２は何ら障害なくアークシールド体１へねじ込まれる。

ネジ鉄筋２の端部２ａをねじ込み、相対峙させたネジ鉄筋３の端部３ａと突き合わせて通電すると同時に、モータ１０を反転させてネジ鉄筋２の端部２ａを鉄筋３の端部３ａから離し、アークを発生させる。このとき、ネジ鉄筋のネジ山とアークシールド体１のネジ部との噛み合いによって、相互に大きな隙間が生じることがなく、溶融金属が垂れ落ちることがない。ちなみに、モータ１０を反転させた際は、同モータ１０は後退しようとするネジ鉄筋２に押し戻されて軸心方向に移動するので、やはりネジ鉄筋２は何ら障害なくねじ戻される。

所定の時間経過後に、再び、モータ１０を正転させてネジ鉄筋２の端部２ａをネジ鉄筋３の端部３ａにねじ込む。最後にアークシールド体１と溶接装置７を撤去すると、接合作業は完了する。

上記の接合方法は、ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成したアークシールド体１と、ネジ鉄筋を回転させながら軸心方向へ移動させることが可能な構成の溶接装置７を用いているので、モータを回転させるだけで容易に一方のネジ鉄筋の端部を他方のネジ鉄筋の端部にねじ込むことができる。すなわち、従来のように油圧シリンダ等の大掛かりな駆動手段がなくても、モータの小さな駆動力でネジ鉄筋の端部相互を接合することができ、溶接装置の小型化とコストの削減に寄与する。

なお、本実施例では、フラックス１３を接合する一方のネジ鉄筋２の端部２ａに取り付けたが、他方のネジ鉄筋３の端部３ａに取り付けても同様に実施できる。

また、本実施例では、フラックス１３を取り付けたネジ鉄筋２を回転させてねじ込んだが、フラックス１３を取り付けないネジ鉄筋３を回転させてねじ込んでも良い。

更に、本実施例では、フラックス１３を取り付けないネジ鉄筋３の端部３ａを、先にアークシールド体１の貫通孔４にねじ込んだが、フラックス１３を取り付けたネジ鉄筋２の端部２ａを、先にアークシールド体１の貫通孔４にねじ込んでも良い。

図５は、請求項２に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法の実施例を概念的に示している。この接合方法は、専ら請求項５、６に記載した発明に係るアークシールド体を用いる。

アークシールド体１４は、上記アークシールド体１と略同一の構成とされている。すなわち、接合するネジ鉄筋２と３の端部２ａと３ａを両側からねじ込んで突き合わせ可能に、貫通孔４の両端部の内周面に前記ネジ鉄筋２（３）の凹凸（ネジ山）と略同一仕様（略同一のピッチ、リード角等）のネジ部４ａ、４ｂが形成された筒状体とされている（図５及び図６を参照）。前記ネジ部４ａと４ｂの相互間には、接合部の余盛形成用の溝部５が形成され、該溝部５の外周壁の全域に複数のガス抜き孔６…が設けられている（図７を参照）。そして、前記外周壁の対向する部位には、ネジ部４ａ（４ｂ）のネジ山より若干内方へ突き出した、フラックス１５を引っ掛ける係止部１６、１６が形成されている。フラックス１５はネジ部４ａ、４ｂの山側内径Ｒよりも若干小さい外径ｒの板状体に形成されており、貫通孔４から挿入された前記フラックス１５は係止部１６、１６に引っ掛けられ設置されている（図５〜図７を参照、以上、請求項５、６記載の発明）。つまり、アークシールド体１４の貫通孔４へネジ鉄筋の端部をねじ込みフラックス１５に当接させるだけで、簡単にフラックス１５の設置（取付）作業は完了する。そのため、予めネジ鉄筋端部にフラックスを取り付ける必要がなく、取り付け作業の手間を省略できる。もちろん、図１等に示したアークシールド体１と同様に、貫通孔４の両側からねじ込まれるネジ鉄筋２（３）の端部表面のネジ山が、好適にネジ部４ａ（４ｂ）に吸収されるので、従来に用いていた耐熱性部材のような鉄筋表面の凹凸を吸収する部材を別途、用意する必要がなく、アークシールド体１４は通例のアークシールド体と同様に、耐熱性磁器などの単一部材で製造することができ、製造が容易で、製造コストを安価にできる。

本実施例で用いる溶接装置は、図１に示した溶接装置７を用いるが、構成は既に説明したので省略する。

上記構成のアークシールド体１４と溶接装置７を用いて鉄筋２と３の相互は、以下の手順で接合する。
接合する一方のネジ鉄筋３の端部３ａを、上記アークシールド体１４の貫通孔４の一側からフラックス１５に当接するまでねじ込む。他方のネジ鉄筋２の端部２ａは貫通孔４の他側からねじ込み、ネジ鉄筋３の端部３ａと間隔を開けて相対峙させる。その後は、図１に示した接合方法と同様に、アークシールド体１４が軸心方向に移動しないように、同アークシールド体１４を溶接装置７のクリップ８で固定し、ネジ鉄筋２の他端部２ｂに電極兼チャック９を取り付け同ネジ鉄筋２を支持させる。その電極兼チャック９をモータ１０で正転させてネジ鉄筋２をねじ込み、端部２ａをネジ鉄筋３の端部３ａと突き合わせて通電すると同時に、モータ１０を反転させてネジ鉄筋２の端部２ａを鉄筋３の端部３ａから離し、アークを発生させる。所定の時間経過後に、再び、モータ１０を正転させてネジ鉄筋２の端部２ａをネジ鉄筋３の端部３ａにねじ込む。最後にアークシールド体１４と溶接装置７を撤去すると、接合作業は完了する。

上記の接合方法も、ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成したアークシールド体１４と、ネジ鉄筋を回転させながら軸心方向へ移動させることが可能な構成の溶接装置７を用いているので、モータを回転させるだけで容易に一方のネジ鉄筋の端部を他方のネジ鉄筋の端部にねじ込むことができる。すなわち、従来のように油圧シリンダ等の大掛かりな駆動手段がなくても、モータの小さな駆動力でネジ鉄筋の端部相互を接合することができ、溶接装置の小型化とコストの削減に寄与する。しかも、本実施例では、予めネジ鉄筋の端部にフラックスを取り付ける必要がなく、取り付け作業が省略でき、やはりコストの削減に寄与する。

なお、本実施例でも、電極兼チャック９を取り付けない側のネジ鉄筋３の端部３ａを、先にアークシールド体１４の貫通孔４にねじ込んだが、電極兼チャック９を取り付ける側のネジ鉄筋２の端部２ａを、先にアークシールド体１４の貫通孔４にねじ込んでも良い。

図８は、請求項３に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法の実施例を概念的に示している。この接合方法は、長尺のネジ鉄筋１７、１８相互を接合するために実施される。ちなみに、本発明に係る接合方法も、図１に示した接合方法と同様にアークシールド体１を専ら用いる。

即ち、アークシールド体１は、接合するネジ鉄筋１７と１８の端部１７ａと１８ａを両側からねじ込んで突き合わせ可能に、貫通孔４の両端部の内周面に前記ネジ鉄筋１７（１８）の凹凸（ネジ山）と略同一仕様（略同一のピッチ、リード角等）のネジ部４ａ、４ｂが形成された筒状体とされている。前記ネジ部４ａと４ｂの相互間には、接合部の余盛形成用の溝部５が形成され、該溝部５の外周壁の全域に複数のガス抜き孔６…が設けられている（図２等を参照、請求項５記載の発明）。

本実施例で用いる溶接装置１９は、２個の電極兼チャック２０と２１を有している。その一方の電極兼チャック２０は溶接装置１９のシャフト部２２の一端に固定されている。そして、接合するネジ鉄筋へ横方向から嵌め入れることができるように切り欠き部が形成されており（図示を省略）、該切り欠き部から嵌め入れた電極兼チャック２０をネジ鉄筋にボルト２３で固定できる構成とされている。

他方の電極兼チャック２１は、軸心方向に移動可能な外筒２４と、接合するネジ鉄筋へ横方向から嵌め入れて支持し、回転させることが可能に前記外筒２４に嵌め込まれた内筒２５とを有する。具体的には、外筒２４はシャフト部２２に嵌め込まれた摺動部材２６へ連結されている。そして、接合するネジ鉄筋へ横方向から嵌め入れることができるように開放角θの切り欠き部２４ａが形成されている（図９を参照）。外筒２４の内周部には、内筒２５の外周部に形成されたガイド片２５ａを嵌め込むための溝部２４ｂが形成されている（図８及び図１１を参照）。外筒２４の外周部には、内筒２５を回転させるためのモータ２７が約１８０°の間隔で２個設けられている（図９を参照）。

内筒２５は、外筒２４と同様に接合するネジ鉄筋へ横方向から嵌め入れることができるように開放角θの切り欠き部２５ｂが形成されている（図９を参照）。内筒２５のガイド片２５ａが外筒２４の溝部２４ｂに嵌め込まれ、円周方向への回転が可能で、軸心方向への移動が拘束される構成とされている（図８及び図１１を参照）。前記内筒２５は、外筒２４の両端部から突出しており、一方の突出部２５ｃには、嵌め入れた電極兼チャック２１をネジ鉄筋に固定できるように、ボルト２８が向かい合う配置で２個設けられている（図９を参照）。他方の突出部２５ｄには、外筒２４の外周部に設けられたモータ２７の駆動力を内筒２５に伝達するために、外周部に沿ってギア部２９が形成されている（図８及び図１０を参照）。内筒２５のギヤ部２９が形成されていない切り欠き部２５ｂの開放角θより、モータ２７、２７の配置間隔α、β（本実施例では１８０°）が広いので、少なくとも一方のモータ２７が常にギヤ部２９と噛み合うことになり、断続的に内筒２５を回転させることができる。

上記構成のアークシールド体１と溶接装置１９を用いて鉄筋１７と１８の相互は、以下の手順で接合する。
上記接合する一方のネジ鉄筋１７の端部１７ａにフラックス１３を取り付ける。フラックス１３を取り付けない他方側のネジ鉄筋１８の端部１８ａを、上記アークシールド体１の貫通孔４の一側から溝部５のガス抜き孔６近傍の位置までねじ込む。フラックス１３を取り付けたネジ鉄筋１７の端部１７ａは貫通孔４の他側からねじ込み、ネジ鉄筋１８の端部１８ａと間隔を開けて相対峙させる。

前記ネジ鉄筋１７、１８の軸心Ｎと平行に溶接装置１９のシャフト部２２を配置し、アークシールド体１の両側に配置した一方のネジ鉄筋１７に、電極兼チャック２１の外筒２４と内筒２５を嵌め入れボルト２８で固定する。このとき、ネジ鉄筋１７を回転させた際に、該ネジ鉄筋１７の軸心が振れないように、ネジ鉄筋１７の軸心と内筒２４の軸心が略一致するように調整する。上記接合する他方側のネジ鉄筋１８に、電極兼チャック２０を嵌め入れボルト２３で固定する。このとき、ネジ鉄筋１７を回転させた際に、アークシールド体１が共回りしないように、詳細な図示は省略するが、予めアークシールド体１の側部に嵌合片を形成しておき、その嵌合片を電極兼チャック２０の切り欠き部に嵌め入れ固定しておく。

電極兼チャック２１の内筒２５をモータ２７、２７で正転させネジ鉄筋１７をねじ込む方向に回転させる。ネジ鉄筋１７を支持する電極兼チャック２１は、同ネジ鉄筋１７の端部１７ａがアークシールド体１のネジ部４ａと噛み合って、前進しようとするネジ鉄筋１７に引っ張られて軸心方向に移動（摺動）するので、ネジ鉄筋１７は何ら障害なくアークシールド体１へねじ込まれる。

ネジ鉄筋１７の端部１７ａをねじ込み、相対峙させたネジ鉄筋１８の端部１８ａと突き合わせて通電すると同時に、モータ２７、２７を反転させてネジ鉄筋１７の端部１７ａをネジ鉄筋１８の端部１８ａから離し、アークを発生させる。モータ２７を反転させた際は、電極兼チャック２１は後退しようとするネジ鉄筋１７に押し戻されて軸心方向に移動するので、やはりネジ鉄筋１７は何ら障害なくねじ戻される。

所定の時間経過後に、再び、モータ２７、２７を正転させネジ鉄筋１７の端部１７ａをネジ鉄筋１８の端部１８ａにねじ込む。最後にアークシールド体１と溶接装置１９を撤去すると、接合作業は完了する。

上記の接合方法も、ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成したアークシールド体１と、ネジ鉄筋を回転させながら軸心方向へ移動させることが可能な構成の溶接装置１９を用いているので、モータを回転させるだけで容易に一方のネジ鉄筋の端部を他方のネジ鉄筋の端部にねじ込むことができる。すなわち、従来のように油圧シリンダ等の大掛かりな駆動手段がなくても、モータの小さな駆動力でネジ鉄筋の端部相互を接合することができ、溶接装置の小型化とコストの削減に寄与する。

また、長尺のネジ鉄筋相互を接合するのに適した構成の溶接装置を用いるので、長尺のネジ鉄筋相互を容易に接合することができる。

なお、本実施例では、フラックス１３をネジ鉄筋１７の端部１７ａに取り付けたが、ネジ鉄筋１８の端部１８ａに取り付けても同様に実施できる。

また、本実施例では、フラックス１３を取り付けたネジ鉄筋１７を回転させてねじ込んだが、フラックス１３を取り付けないネジ鉄筋１８を回転させてねじ込んでも良い。

更に、本実施例では、フラックス１３を取り付けないネジ鉄筋１８の端部１８ａを、先にアークシールド体１の貫通孔４にねじ込んだが、フラックス１３を取り付けたネジ鉄筋１７の端部１７ａを、先にアークシールド体１の貫通孔４にねじ込んでも良い。

図１２は、請求項４に記載した発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法の実施例を概念的に示している。この接合方法も、上記実施例３と同様に、長尺のネジ鉄筋１７、１８相互を接合するために実施される。ちなみに、本発明に係る接合方法は、図５に示した接合方法と同様にアークシールド体１４を専ら用いる。

即ち、アークシールド体１４は、接合するネジ鉄筋１７と１８の端部１７ａと１８ａを両側からねじ込んで突き合わせ可能に、貫通孔４の両端部の内周面に前記ネジ鉄筋１７（１８）の凹凸（ネジ山）と略同一仕様（略同一のピッチ、リード角等）のネジ部４ａ、４ｂが形成された筒状体とされている。前記ネジ部４ａと４ｂの相互間には、接合部の余盛形成用の溝部５が形成され、該溝部５の外周壁の全域に複数のガス抜き孔６…が設けられている。そして、前記外周壁の対向する部位には、ネジ部４ａ（４ｂ）のネジ山より若干内方へ突き出したフラックス用の係止部１６、１６が形成されており、貫通孔４から挿入されたフラックス１５が前記係止部１６、１６に引っ掛けられ設置されている（図６及び図７を参照、以上、請求項５、６記載の発明）。

本実施例で用いる溶接装置は、図８に示した溶接装置１９を用いるが、構成は既に説明したので省略する。

上記構成のアークシールド体１４と溶接装置１９を用いて鉄筋１７と１８の相互は、以下の手順で接合する。
接合する一方のネジ鉄筋１８の端部１８ａを、上記アークシールド体１４の貫通孔４の一側からフラックス１５に当接するまでねじ込む。他方側のネジ鉄筋１７の端部１７ａは貫通孔４の他側からねじ込み、ネジ鉄筋１８の端部１８ａと間隔を開けて相対峙させる。その後は、図８に示した接合方法と同様に、前記ネジ鉄筋１７、１８の軸心Ｎと平行に溶接装置１９のシャフト部２２を配置し、アークシールド体１４の両側に配置した上記他方側のネジ鉄筋１７に、電極兼チャック２１の外筒２４と内筒２５を嵌め入れボルト２８で固定し、上記一方側のネジ鉄筋１８に、電極兼チャック２０を嵌め入れボルト２３で固定し、ネジ鉄筋相互を支持させる。このとき、アークシールド体１４は、上記実施例３と同様の要領で固定しておく。

電極兼チャック２１の内筒２５をモータ２７、２７で正転させネジ鉄筋１７をねじ込み、端部１７ａをネジ鉄筋１８の端部１８ａと突き合わせて通電すると同時に、モータ２７、２７を反転させてネジ鉄筋１７の端部１７ａを鉄筋１８の端部１８ａから離し、アークを発生させる。所定の時間経過後に、再び、モータ２７、２７を正転させネジ鉄筋１７の端部１７ａをネジ鉄筋１８の端部１８ａにねじ込む。最後にアークシールド体１４と溶接装置１９を撤去すると、接合作業は完了する。

上記の接合方法も、ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成したアークシールド体１４と、ネジ鉄筋を回転させながら軸心方向へ移動させることが可能な構成の溶接装置１９を用いているので、モータを回転させるだけで容易に一方のネジ鉄筋の端部を他方のネジ鉄筋の端部にねじ込むことができる。すなわち、従来のように油圧シリンダ等の大掛かりな駆動手段がなくても、モータの小さな駆動力でネジ鉄筋の端部相互を接合することができ、溶接装置の小型化とコストの削減に寄与する。

また、長尺のネジ鉄筋相互を接合するのに適した構成の溶接装置を用いるので、長尺のネジ鉄筋相互を容易に接合することができる。

しかも、予めネジ鉄筋の端部にフラックスを取り付ける必要がなく、取り付け作業が省略でき、やはりコストの削減に寄与する。

なお、本実施例でも、ネジ鉄筋１８の端部１８ａを、先にアークシールド体１４の貫通孔４にねじ込んだが、ネジ鉄筋１７の端部１７ａを、先にアークシールド体１４の貫通孔４にねじ込んでも良い。

なお、上記実施例１〜４は、溝部５の外周壁の全域に複数のガス抜き孔６…が設けられたアークシールド体１、１４を用いたが、この限りでない。図１３に示すように、ガス抜き孔６が溝部５の半周（上方半分）より狭い範囲に設けられ、ネジ鉄筋相互を水平姿勢で接合する際に溶融金属が垂れ落ちない構成とされたアークシールド体３０を用いても良い（請求項７記載の発明）。

本発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法の実施例１を示した概念図である。 前記接合方法で用いるアークシールド体の正面図である。 図２の縦断面図である。 図２の水平断面図である。 本発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法の実施例２を示した概念図である。 前記接合方法で用いるアークシールド体の縦断面図である。 図６のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法の実施例３を示した概念図である。 前記接合方法で用いる溶接装置の一方の電極兼チャックの構造を示した側面図である。 前記電極兼チャックを示した概略底面図である。 前記電極兼チャックの内筒を回転させた状態を示した概念図である。 本発明に係るネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法の実施例４を示した概念図である。 ガス抜き孔が溝部の半周より狭い範囲に設けられたアークシールド体の正面図である。

符号の説明

１、１４、３０ アークシールド体
２、３ ネジ鉄筋
２ａ、３ａ ネジ鉄筋の端部
４ 貫通孔
４ａ、４ｂ ネジ部
５ 溝部
６ ガス抜き孔
７ 溶接装置
９ 電極兼チャック
１３ フラックス
１５ フラックス
１６ フラックス用の係止部
１７、１８ ネジ鉄筋
１７ａ、１８ａ ネジ鉄筋の端部
１９ 溶接装置
２０、２１ 電極兼チャック
２２ シャフト部
２４ 外筒
２５ 内筒

Claims (7)

1. ２本のネジ鉄筋を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法において、
   アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に前記ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成し、且つ中間部には余盛形成用の溝部を形成し、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設けること、
   先端にフラックスを取り付けたネジ鉄筋及びフラックスを取り付けないネジ鉄筋をそれぞれ、アークシールド体の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋の端部を溝部のガス抜き孔近傍に位置させて、両端部を相対峙させること、
   他方のネジ鉄筋を、モータ等の駆動手段によって回転する溶接装置の電極兼チャックで支持させ、アークシールド体を固定した状態で前記他方のネジ鉄筋を回転させてねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合することを特徴とする、ネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法。
2. ２本のネジ鉄筋を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法において、
   アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に前記ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部を形成し、且つ中間部には余盛形成用の溝部を形成し、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設け、前記溝部にフラックスを設置すること、
   接合するネジ鉄筋をそれぞれ、アークシールド体の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋の端部をフラックスと当接させて、両端部を相対峙させること、
   他方のネジ鉄筋を、モータ等の駆動手段によって回転する溶接装置の電極兼チャックで支持させ、アークシールド体を固定した状態で前記他方のネジ鉄筋を回転させてねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合することを特徴とする、ネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法。
3. ２本のネジ鉄筋（１７、１８）を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法において、
   アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に前記ネジ鉄筋（１７、１８）と略同一仕様のネジ部を形成し、且つ中間部には余盛形成用の溝部を形成し、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設けること、
   先端にフラックスを取り付けたネジ鉄筋（１７）及びフラックスを取り付けないネジ鉄筋（１８）をそれぞれ、アークシールド体の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋（１８）の端部を溝部のガス抜き孔近傍に位置させて、両端部を相対峙させること、
   前記ネジ鉄筋（１７、１８）の軸心と平行に溶接装置のシャフト部を配置し、アークシールド体の両側のネジ鉄筋を溶接装置の電極兼チャックでそれぞれ支持させること、
   他方のネジ鉄筋（１７）を支持する電極兼チャックは、軸心方向に移動可能な外筒と、ネジ鉄筋（１７）へ横方向から嵌め入れて支持し、回転させることが可能に前記外筒に嵌め込まれた内筒とを有し、アークシールド体を固定した状態で、前記電極兼チャックの内筒を回転させシャフト部に沿ってネジ鉄筋（１７）をねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合することを特徴とする、ネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法。
4. ２本のネジ鉄筋（１７、１８）を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法において、
   アークシールド体は貫通孔を有する筒状体とし、その両端部の内周面に前記ネジ鉄筋（１７、１８）と略同一仕様のネジ部を形成し、且つ中間部には余盛形成用の溝部を形成し、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔を設け、前記溝部にフラックスを設置すること、
   接合するネジ鉄筋（１７、１８）をそれぞれ、アークシールド体の貫通孔の両側からねじ込み、いずれか一方のネジ鉄筋（１８）の端部をフラックスと当接させて、両端部を相対峙させること、
   前記ネジ鉄筋（１７、１８）の軸心と平行に溶接装置のシャフト部を配置し、アークシールド体の両側のネジ鉄筋を溶接装置の電極兼チャックでそれぞれ支持させること、
   他方のネジ鉄筋（１７）を支持する電極兼チャックは、軸心方向に移動可能な外筒と、ネジ鉄筋（１７）へ横方向から嵌め入れて支持し、回転させることが可能に前記外筒に嵌め込まれた内筒とを有し、アークシールド体を固定した状態で、前記電極兼チャックの内筒を回転させシャフト部に沿ってネジ鉄筋（１７）をねじ込み、双方のネジ鉄筋の端部を突き合わせて通電し、ネジ鉄筋相互をアークスタッド溶接法にて接合することを特徴とする、ネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法。
5. ２本のネジ鉄筋を突き合わせてアークスタッド溶接法で接合する方法に用いるアークシールド体において、
   アークシールド体は、接合するネジ鉄筋の端部を両側からネジ込んで突き合わせ可能に、貫通孔の両端部の内周面に前記ネジ鉄筋と略同一仕様のネジ部が形成された筒状体とされていること、
   前記ネジ部の相互間に余盛形成用の溝部が形成され、該溝部の外周壁に複数のガス抜き孔が設けられていることを特徴とする、ネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法に用いるアークシールド体。
6. 溝部の外周壁には、ネジ部のネジ山より若干内方へ突き出したフラックス用の係止部が形成されており、貫通孔から挿入されたアルミニウムを主成分とするフラックスが前記係止部に引っ掛けられ設置されていることを特徴とする、請求項５に記載したネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法に用いるアークシールド体。
7. ガス抜き孔は、溝部の半周より狭い範囲に設けられていることを特徴とする、請求項５に記載したネジ鉄筋をアークスタッド溶接法で接合する方法に用いるアークシールド体。

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