JP2006255754A - 多節長尺材製造装置及び多節長尺材製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非常に長い素材（長尺材）であっても容易に複数の節を形成できる多節長尺材製造装置を提供する。
【解決手段】多節長尺材製造装置１０は、節１３が形成される部分（節形成部分）１２ａが仮想円錐の頂点又はその近傍部分に位置するように、鉄筋１２の長手方向の一部分１２ｂ（長手方向一端部）を把持して自転させずに円運動させる円運動機構２０（本発明にいう円運動手段の一例である）と、節形成部分１２ａを挟んで一部分１２ｂとは反対側の長手方向の他部分１２ｃを把持して自転させずに節形成部分１２ａに向けて押し付ける押付機構９０（本発明にいう押付手段の一例である）とを備えている。多節長尺材製造装置１０を用いて鉄筋１２に節１３を形成するときは、上記のように鉄筋１２の長手方向の一部分１２ｂと他部分１２ｃが自転しないので、鉄筋１２自体も自転しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、節が形成された（一部が拡径された）多節長尺材を製造する多節長尺材製造装置及び多節長尺材製造方法に関する。

例えば鉄筋の一部に節（肥大部）を形成することによりコンクリートとの定着性能（接着力）を高めることができる。鉄筋のような棒状の素材に節を形成する技術として、素材を自転させながら（外周方向に回転させながら）素材の長手方向（軸方向）一端面を他端面に向けて押し付ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３４６６８４号公報

上記した技術では、素材の長手方向一端面を他端面に向けて押し付けるので、素材が座屈し易い。このため、比較的短い素材にしか節を形成できない。また、既に節が形成されている素材は節の近傍で座屈し易いので、一本の素材には１つの節しか形成できない。さらに、素材を自転させるので、チャックユニットなどで素材を把持してこのチャックユニットと共に素材を回転させることとなる。このため、設備が高価なものとなる。

本発明は、上記事情に鑑み、非常に長い素材（長尺材）であっても容易に複数の節を形成できる多節長尺材製造装置及び多節長尺材製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の多節長尺材製造装置は、節が形成された多節長尺材を製造する多節長尺材製造装置において、
（１）前記節が形成される節形成部分が仮想の円錐の頂点又はその近傍に位置するように、長尺材の長手方向の一部分を把持して自転させずに前記仮想の円錐の底面の円周上を円運動させる円運動手段と、
（２）前記節形成部分を挟んで前記一部分とは反対側の長手方向他部分を把持して自転させずに前記節形成部分に向けて押し付ける押付手段とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、前記円運動手段は、
（３）前記一部分を把持する一部分用把持部材と、
（４）該一部分用把持部材に固定された、該一部分用把持部材を自転させずに前記円運動させるための軸受と、
（５）該軸受を介して前記一部分用把持部材にその一端部が連結されたアームと、
（６）該アームのうち前記一端部とは反対側の他端部が連結された、該他端部を円運動させるモータとを備えたものであってもよい。

また、
（７）前記モータが前記アームの前記他端部を円運動させる際に、前記アームの動きに追従して前記一部分用把持部材が自在に動くように一部分用把持部材を支持する支持部材を備えてもよい。

さらに、
（８）前記支持部材は、前記仮想の円錐の頂点で互いに直交する２本の回動中心軸を中心にして所定角度だけ回動するものであってもよい。

さらにまた、前記押付手段は、
（９）前記他部分を把持する他部分用把持部材と、
（１０）該他部分用把持部材を前記節形成部分に向けて押し付けるシリンダとを備えたものであってもよい。

さらにまた、
（１１）前記一部分用把持部材及び前記他部分用把持部材はいずれも、長尺材を着脱自在に挟み込むために分割されたチャックを有するものであってもよい。

さらにまた、
（１２）前記他部分用把持部材のチャックは、形成された節が収容される収容部が形成されたものであってもよい。

さらにまた、
（１３）前記一部分用把持部材のチャックは、形成された節が収容される収容部が形成されたものであってもよい。

さらにまた、
（１４）前記２つのチャックは、偏心カムによって互いに接離するものであってもよい。

また、上記目的を達成するための本発明の多節長尺材製造方法は、節が形成された多節長尺材を製造する多節長尺材製造方法において、
（１５）前記節が形成される節形成部分が仮想の円錐の頂点又はその近傍に位置するように、長尺材の長手方向の一部分を把持して自転させずに、前記仮想の円錐の底面の円周上を円運動させると共に、前記節形成部分を挟んで前記一部分とは反対側の長手方向他部分を把持して自転させずに前記節形成部分に向けて押し付けることにより節を形成することを特徴とするものである。

ここで、
（１６）長尺材に節を形成した後、この節が形成された位置とは異なる位置に節を形成してもよい。

ここでいう長尺材とは、鉄筋などの円柱状のもの、内部に筒状空間が形成された円筒状のものを含む概念である。また、節とは、円柱状や円筒状の長尺材の場合はその外径よりも太い肥大部をいう。

本発明の多節長尺材製造装置によれば、長尺材の長手方向の一部分及び他部分双方を自転させずに（即ち、長尺材を自転させずに）、この一部分を把持して円運動させると共に他部分を把持して節形成部分に向けて押し付けることにより、長尺材に節を形成する。従って、長尺材の長手方向一端面に力を作用させてこの長手方向一端面を長手方向他端面に向けて押し付ける必要はない。この結果、非常に長い長尺材であってもこの長尺材を座屈させないで節を形成できる。また、長尺材を座屈させないで節を形成できるので、非常に長い長尺材であってもこの長尺材に複数の節を容易に形成できる。

本発明は、鉄筋に複数の節（肥大部）を形成する技術に実現された。

図１から図３までを参照して、本発明の多節長尺材製造装置の一例を説明する。

図１は、本発明の多節長尺材製造装置の一例を示す正面図である。図２（ａ）は、一部分用把持部材の動きを模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、アームの一端部と鉄筋の一部分の軌跡を示す側面図であり、（ｃ）は鉄筋に形成された節の一例を示す斜視図である。図３は、アームの連結部分の構造とアームの傾きが変更される状態を示す模式図である。

多節長尺材製造装置１０は、長尺（例えば５ｍ程度）の鉄筋１２（長尺材の一例である）に、図２（ｃ）に示すような節（肥大部）１３を複数形成するものである。多節長尺材製造装置１０は、ベース台１１に固定されている。多節長尺材製造装置１０は、大別して、図２（ｃ）に示すような節１３が形成される部分（節形成部分）１２ａが仮想の円錐の頂点又はその近傍部分に位置するように、鉄筋１２の長手方向の一部分１２ｂ（長手方向一端部）を把持して自転させずに、この仮想円錐の底面の円周上を円運動させる円運動機構２０（本発明にいう円運動手段の一例である）と、節形成部分１２ａを挟んで一部分１２ｂとは反対側の長手方向の他部分１２ｃを把持して自転させずに節形成部分１２ａに向けて押し付ける押付機構９０（本発明にいう押付手段の一例である）とを備えている。多節長尺材製造装置１０を用いて鉄筋１２に節１３を形成するときは、上記のように鉄筋１２の長手方向の一部分１２ｂと他部分１２ｃが自転しないので、鉄筋１２自体も自転しない。ここでいう自転とは、鉄筋１２がその外周方向に回転することをいう。また、仮想円錐の頂点とは、正確には円錐の点ではなく頂点を含む近傍部分（頂部）をいう。

円運動機構２０は、上記の一部分１２ｂを把持する一部分用把持部材２２と、この一部分用把持部材２２の後端部（鉄筋１２のうち節が形成される部分１２ａから離れた部分）に固定された軸受２４を有する。軸受２４は、一部分用把持部材２２と鉄筋１２を自転させないためのものである。軸受２４には、板状の連結部材２５が回転自在に保持されている。また、一部分用把持部材２２は、後述する支持部材５０に支持されて固定されており、この支持部材５０と共に動く。連結部材２５には、図３に示すように、アーム２６の一端部２６ａがピン２７ａによって回転自在に固定されている。即ち、一部分用把持部材２２には、軸受２４を介してアーム２６の一端部２６ａが連結されている。

アーム２６の一端部２６ａとは反対側の他端部２６ｂは、ベルト２８や回転機構３０を介して円運動用モータ３２に接続されている。この円運動用モータ３２はアーム２６の他端部２６ｂを円運動させるためのものである。円運動用モータ３２は固定台３３に固定されており、この固定台３３には軸受４０が組み込まれている。軸受４０は周知のものであり、この軸受４０には、図３に示すように、板状の連結部材４２が回転自在に保持されている。この連結部材４２は軸受４０の内輪に固定されており、内輪と共に回転する。なお、軸受４０の外輪は固定台３３に固定されている。

円運動用モータ３２が駆動することにより、この駆動力はベルト２８を回転させて連結部材４２を回転させる。連結部材４２は回転中心軸４２ａを中心にして回転する（自転する）。アーム２６の他端部２６ｂは、連結部材４２のうち回転中心軸４２ａから外れた部分に連結されている。従って、連結部材４２の回転に伴ってアーム２６の他端部２６ｂは回転中心軸４２ａを中心にして回転する。また、アーム２６の一端部２６ａは、回転中心軸４２ａを挟んで他端部２６ｂとは反対側に常に位置しており、連結部材４２の回転に伴って回転中心軸４２ａを中心にして回転する。

円運動用モータ３２が駆動することにより連結部材４２が回転中心軸４２ａを中心にして矢印Ａ方向（又はこの反対方向）に回転し、この回転によってアーム２６の他端部２６ｂは円運動をする。この他端部２６ｂの円運動に伴って（追従して）アーム２６の一端部２６ａは、図２（ａ），（ｂ）に示すように自転しながら円運動をする。アーム２６の一端部２６ａの自転と円運動は連結部材２５に伝達されるので、連結部材２５も円運動する。

上記した軸受２４としては、複数のころ（転動体）を介在させた内輪と外輪を有する周知の軸受が使用されている。軸受２４の内輪に連結部材２５が固定されており、軸受２４の外輪が一部分用把持部材２２の後端部に固定されている。このため、アーム２６の一端部２６ａ及び連結部材２５の自転と円運動に伴って軸受２４の内輪は自転しながら円運動するが、軸受２４の外輪は自転せずに円運動のみ行う。この外輪の円運動の軌跡は、図２（ｂ）に示す鉄筋１２の一部分１２ｂの軌跡とほぼ同程度の軌跡となる。このように軸受２４の外輪が自転せずに円運動することにより、一部分用把持部材２２の後端も自転せずに円運動する。軸受２４が無い場合は、アーム２６の一端部２６ａの自転と円運動に伴って一部分用把持部材２２の後端も自転しながら円運動する。しかし、一部分用把持部材２２には軸受２４を介してアーム２６の一端部２６ａが連結されているので、一部分用把持部材２２の後端は自転せずに円運動のみを行う。

アーム２６の一端部２６ａの自転と円運動に伴って一部分用把持部材２２は円運動を行い、この一部分用把持部材２２の後端の円運動に追従して、図２（ａ）に模式的に示すように、鉄筋１２のうち節形成部分１２ａが仮想円錐の頂点になるように鉄筋１２の一部分１２ｂは自転せずに、この仮想円錐の底面の円周上を円運動のみ行う。節形成部分１２ａは点ではないので、ここでいう仮想円錐の頂点とは、節形成部分１２ａの正確な中心点ではなく、この中心点を含む近傍部分をいう。

上記したベルト２８、回転機構３０、及び円運動用モータ３２等はユニットになっており、固定台３４に固定されている。この固定台３４の下面にはスライダ３５が固定されており、スライダ３５はレール３６上を矢印Ｂ，Ｃ方向に移動するように構成されている。固定台３４は角度変更用シリンダ３８に接続されている。この角度変更用シリンダ３８は固定台３４を矢印Ｂ，Ｃ方向に移動させて適宜の位置で停止させる。

角度変更用シリンダ３８によって固定台３４が矢印Ｂ方向に押されたときは、アーム２６の他端部２６ｂは、回転中心軸４２ａに平行に移動して押付機構９０に接近する。この場合、一部分用把持部材２２は後述する支持部材５０に支持されているので、図３の二点鎖線で示すようにアーム２６の一端部２６ａは回転中心軸４２ａから遠ざかる（離れる）。この結果、一部分用把持部材２２の傾斜角度θ（図２（ａ）に示すθ）が大きくなり、節１３が形成される際に鉄筋１２の一部分１２ｂが描く軌跡の半径は大きくなる。即ち、節１３が形成される際に鉄筋１２の他部分１２ｃと一部分１２ｂとの成す角度が大きくなる。なお、上記の傾斜角度θが大きくなるほど節形成効果は上るが、θが大きくなり過ぎた場合、鉄筋１２に無理な力が作用して鉄筋１２が破損する。

上記とは逆に、角度変更用シリンダ３８によって固定台３４が矢印Ｃ方向（矢印Ｂ方向とは反対の方向）に押されたときは、アーム２６の他端部２６ｂは、回転中心軸４２ａに平行に移動して押付機構９０から遠ざかる。この場合、一部分用把持部材２２は後述する支持部材５０に支持されているので、図３に示すように、アーム２６の一端部２６ａは回転中心軸４２ａに近づく（接近する）。この結果、一部分用把持部材２２の傾斜角度θ（図２（ａ）に示すθ）が小さくなり、節１３が形成される際に鉄筋１２の一部分１２ｂが描く軌跡の半径は小さくなる。即ち、節１３が形成される際に鉄筋１２の他部分１２ｃと一部分１２ｂとの成す角度が小さくなる。

上記のように角度変更用シリンダ３８によって固定台３４が矢印Ｂ方向又は矢印Ｃ方向に押されることにより、節１３が形成される際に鉄筋１２の他部分１２ｃと一部分１２ｂとの成す角度を変更できるので、鉄筋１２の材質、節の形状等に応じて一部分用把持部材２２の傾斜角度θを適宜に変更できる。

押付機構９０は、鉄筋１２の他部分１２ｃを把持する他部分用把持部材１００と、この他部分用把持部材１００を鉄筋１２の節形成部分１２ａに向けて押し付ける（押し込む）押付シリンダ９８とを備えている。他部分用把持部材１００は固定台９２に載置されて固定されている。固定台９２の下部にはスライダ９４が固定されており、スライダ９４はレール９６上を矢印Ｂ，Ｃ方向に移動するように構成されている。固定台９２は押付シリンダ９８に接続されており、押付シリンダ９８は固定台９２と共にスライダ９４を矢印Ｂ，Ｃ方向に移動させる。節１３を形成するときは、押付シリンダ９８が所定の押圧力で固定台９２を矢印Ｃ方向に押付け（押し込み）、これにより、他部分用把持部材１００が（即ち、鉄筋１２の他部分１２ｃが）鉄筋１２の節形成部分１２ａに向けて押し付けられる。

図４と図５を参照して、一部分用把持部材２２を支持する支持部材５０を説明する。

図４は、支持部材を示す斜視図である。図５は、図４の支持部材を示す部分断面図である。これらの図では、図１から図３までに示される構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

上述したように一部分用把持部材２２は支持部材５０に支持されて固定されている。支持部材５０は、円運動用モータ３２（図１参照）がアーム２６の他端部２６ｂを円運動させる際に、アーム２６の動きに追従して一部分用把持部材２２が自在に動くように一部分用把持部材２２を支持している。

支持部材５０は、一部分用把持部材２２が載置されて固定された第１支持部材６０と、この第１支持部材６０に追従して動くが一部分用把持部材２２には直接に接続されていない第２支持部材８０とを備えている。

第１支持部材６０は板状のものであり、その上面には一部分用把持部材２２の底面が直接に接触して両者はボルト等で固定されている。第１支持部材６０には、一部分用把持部材２２よりも矢印Ｂ方向に（他部分用把持部材１００に向けて）突出した板状の突出部分６２が形成されている。この突出部分６２の下面の中央部には、下方に延びる（突出した）軸６４が固定されている。軸６４を上方に延長したと仮定した場合、この延長軸（本発明にいう回動中心軸の一例である）は節形成部分１２ａの中心点（仮想円錐の頂点）に交わる。また、軸６４は、第２支持部材８０の底壁８２の中央部に固定された軸受６６を介して第２支持部材８０に連結されている。この軸受６６によって軸６４は矢印Ｄ方向に回動できる。この矢印Ｄ方向は、第２支持部材８０の底壁８２に平行な方向である。従って、第１支持部材６０と一部分用把持部材２２は、第２支持部材８０の底壁８２に平行に（より正確には、軸６４の軸線に直交する方向に）回動できるように構成されている。

第２支持部材８０は、図５に示すように断面がＵ字状のものであり、第１支持部材６０の突出部分６２の真下に配置された板状の底壁８２と、この底壁８２の幅方向（矢印Ｂ方向に直交する方向）の両端部から立ち上がった一対の側壁８４，８６とを有する。底壁８２は突出部分６２に平行であり、底壁８２の幅は突出部分６２の幅よりもやや広い。従って、一対の側壁８４，８６は、突出部分６２を挟む位置に配置されている。なお、上述したように底壁８２の中央部には軸受６６が固定されている。

一対の側壁８４，８６の上部の幅方向（矢印Ｂ方向）中央部には、外側（突出部分６２とは反対の側）に延びる（突出した）軸８４ａ，８６ａが固定されている。２つの軸８４ａ，８６ａを内側に延長したと仮定した場合、これら２つの軸８４ａ，８６ａは一致して一本の軸となり、この一本の軸（本発明にいう回動中心軸の一例である）は節形成部分１２ａの中心点（仮想円錐の頂点）に交わる。また、この一軸と上記した軸６４の延長軸とは節形成部分１２ａの中心点（仮想円錐の頂点）で互いに直交する。なお、直交でなくて、交差してもよい。

軸８４ａは、図５に示すように、多節長尺材製造装置１０の本体に形成された支持壁１６の上部に固定された軸受１６ａを介して支持壁１６に回動自在に固定されている。同様に、軸８６ａは、多節長尺材製造装置１０の本体に形成された支持壁１８の上部に固定された軸受１８ａを介して支持壁１８に回動自在に固定されている。支持壁１６，１８は対になっており、支持壁１６は側壁８４からやや離れた外側に位置しており、一方、支持壁１８は側壁８６からやや離れた外側に位置している。また、２本の軸８４ａ，８６ａは同一の回動中心軸を中心にして所定角度（例えば約１０°）だけ矢印Ｅ方向に回動する。この矢印Ｅ方向は、支持壁１６，１８に平行な方向である。従って、第２支持部材８０は、支持壁１６，１８に平行な方向に（より正確には、軸８４ａ，８６ａの軸心に直交する方向に）回動できるように構成されている。

支持部材５０の動きを説明する。

鉄筋１２に節１３が形成される際には、上述したように、鉄筋１２の一部分１２ｂは円運動する。この場合、鉄筋１２のうち節形成部分１２ａから一部分１２ｂまでの部分は、図４に示すように、仮想円錐の外周面を形成するような軌跡を描きながら動く。この動きと同様に一部分用把持部材２２も傾斜しながら動く。図２（ａ）に示すように一部分用把持部材２２の後端が最も高い位置にあるとき（即ち、鉄筋１２のうち節形成部分１２ａから一部分１２ｂまでの部分が最も高い位置にあるときであり、図２（ａ）と図４の仮想線Ｈで示される）は、一部分用把持部材２２の動きに追従して（伴って）第１支持部材６０はその後端部（矢印Ｂ方向の上流側部分）が持ち上げられるように動き、第２支持部材８０の全体が傾斜してその前端部（矢印Ｂ方向の下流側部分）よりも後端部（矢印Ｂ方向の上流側部分）が高い位置に位置する。

一方、図２（ａ）に示すように一部分用把持部材２２の後端が最も低い位置にあるとき（即ち、鉄筋１２のうち節形成部分１２ａから一部分１２ｂまでの部分が最も低い位置にあるときであり、図２（ａ）と図４の仮想線Ｌで示される）は、一部分用把持部材２２の動きに追従して（伴って）第１支持部材６０はその後端部（矢印Ｂ方向の上流側部分）が下がるように動き、第２支持部材８０の全体が傾斜してその前端部（矢印Ｂ方向の下流側部分）よりも後端部（矢印Ｂ方向の上流側部分）が低い位置に位置する。また、一部分用把持部材２２の後端が最も右側（ここで、側壁８６の側）に位置するとき（即ち、鉄筋１２のうち節形成部分１２ａから一部分１２ｂまでの部分が最も右側に位置するときであり、図４の仮想線Ｒで示される）は、一部分用把持部材２２の動きに追従して（伴って）第１支持部材６０はその後端部（矢印Ｂ方向の上流側部分）が右側に位置するように動くが、第２支持部材８０の傾きはゼロである。

上記のように鉄筋１２の節形成部分１２ａから一部分１２ｂまでの部分が、図４に示すように、仮想円錐の外周面を形成するような軌跡を描きながら動けるように、一部分用把持部材２２は支持部材５０に支持されており、第１支持部材６０が軸受け６６を介して第２支持部材８０に回動自在に固定されていると共に、第２支持部材８０は軸受１６ａ，１８ａを介して支持壁１６，１８に回動自在に固定されている。

図６から図８までを参照して一部分用把持部材２２と他部分用把持部材１００について説明する。これら２つの把持部材は同じ構造であるので、ここでは、他部分用把持部材１００を説明する。

図６（ａ）は、鉄筋を把持している状態の他部分用把持部材１００を示す平面図であり、（ｂ）は、鉄筋を取り外せる（又は、取り付けられる）状態の他部分用把持部材１００を示す平面図である。図７（ａ）は、鉄筋を把持している状態の他部分用把持部材１００を示す正面図であり、（ｂ）は、鉄筋を取り外せる（又は、取り付けられる）状態の他部分用把持部材１００を示す正面図である。図８（ａ）は、鉄筋を把持している状態の他部分用把持部材１００を示す側面図であり、（ｂ）は、鉄筋を取り外せる（又は、取り付けられる）状態の他部分用把持部材１００を示す側面図である。これらの図では、図１から図５までに示される構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

他部分用把持部材１００は、鉄筋１２を挟み込むように把持して固定するものであり、直方体状のフレーム（枠体）１０２を備えている。このフレーム１０２の内部や外部に各種の部品等が取り付けられている。フレーム１０２の上壁１０２ａには、後述する２組の一対のチャック１０４を移動させるための油圧シリンダ１０６が固定されている。この油圧シリンダ１０６のシリンダ軸には長方形状の移動板１０８が固定されており、シリンダ軸が矢印Ｂ，Ｃ方向に移動するに伴って移動板１０８も矢印Ｂ，Ｃ方向に移動する。図６（ａ）や図７（ａ）に示すように移動板１０８が矢印Ｂ方向に移動し切ったとき（矢印Ｂ方向に最大限に移動したとき）は、一対のチャック１０４が鉄筋１２を把持して固定する。一方、図６（ｂ）や図７（ｂ）に示すように移動板１０８が矢印Ｃ方向に移動し切ったとき（矢印Ｃ方向に最大限に移動したとき）は、一対のチャック１０４が互いに離れて鉄筋１２を取り出せる、又は装着できる状態となる。なお、移動板１０８は、上壁１０２ａの上方に配置されている。

移動板１０８の幅方向（矢印Ｆ方向であり、矢印Ｂ方向に直交する方向）両端部にはそれぞれ、外側に歯が形成されたラック１１０が取り付けられている。このラック１１０の外側には、ラック１１０に噛み合ったピニオン１１２が取り付けられている。移動板１０８が移動するに伴って、移動板１０８と同方向にラック１１０も移動してピニオン１１２を回転させる。このピニオン１１２はカム軸１１４の上端部に固定されている。図６や図７に示すように他部分用把持部材１００には、一対のラック１１０が２組、一対のピニオン１１２が２組、及び一対のカム軸１１４が２組備えられており、それぞれが対応するように構成されている。

カム軸１１４の上端部は、フレーム１０２の上壁１０２ａに軸受（図示せず）を介して回転自在に固定されており、下端部は、フレーム１０２の底壁１０２ｂに軸受（図示せず）を介して回転自在に固定されている。一方、カム軸１１４の上端部と下端部の間には偏心カム１１６が形成されており、カム軸１１４の回転に伴って偏心カム１１６も回転する。偏心カム１１６はフレーム１０２の内部に配置されている。一対の偏心カム１１６はそれぞれカム軸１１４に対して偏心しており、この偏心カム１１６には、カム軸１１４から離れた（遠い）面１１６ａとカム軸１１４に近い面１１６ｂが形成されている。

一対の偏心カム１１６の間には、分割された一対のチャックホルダ１１８が配置されている。一対のチャックホルダ１１８は、移動板１０８の移動に伴って矢印Ｆ方向に移動して互いに接離するように構成されている。一対のチャックホルダ１１８のうち互いに向き合った部分にはそれぞれ、鉄筋１２を挟み込むための一対のチャック１０４が固定されている。一対のチャック１０４はそれぞれ半月状のものであり、その中央部に鉄筋１２が入り込む半円状の凹部１０４ａが形成されている。また、２組のチャック１０４には、鉄筋１２に形成された節１３を収容する収容部１０４ａが複数形成されている（図７には、２つの収容部を示し、２組のチャック１０４の間は収容部として機能するので収容部とした。）。この収容部１０４ａの形状や数は、鉄筋１２に形成する節１３の数に応じて適宜に形成しておく。なお、一部分用把持部材２２にも収容部１０４ａを形成してもよい。

一対の偏心カム１１６の面１１６ａは、チャック１０４が鉄筋１２を挟み込んで把持するときは、図８（ａ）に示すように、チャックホルダ１１８に接触すると共にチャックホルダ１１８を挟んで向き合い、一方、一対の偏心カム１１６の面１１６ｂは、チャック１０４から鉄筋１２を取り出すとき（又は、鉄筋１２を装着するとき）は、図８（ｂ）に示すように、チャックホルダ１１８に接触すると共にチャックホルダ１１８を挟んで向き合う。即ち、一対のチャック１０４は、一対の偏心カム１１６によって互いに接離するものであり、偏心カム１１６の回転に伴って、鉄筋１２を把持する状態から取り外す状態（又は、この逆の状態）に移行する。

なお、一部分用把持部材２２のフレーム（フレーム１０２に相当する）の底壁（１０２ｂに相当する）は、第１支持部材６０に固定されており、他部分用把持部材１００のフレーム１０２の底壁１０２ｂは固定台９２に固定されている。また、上記の例では、一対のチャック１０４を２組用いたが、３組以上用いてもよいし、１組にしてもよい。

図９から図１１までを参照して、多節長尺材製造装置１０を用いて鉄筋１２に節１３を形成する工程を説明する。

図９は鉄筋に節が形成される順序を模式的に示し、（ａ）は、節が形成される前の鉄筋を示す正面図、（ｂ）は、一つ目の節が形成された鉄筋を示す正面図、（ｃ）は、二つ目の節が形成された鉄筋を示す正面図、（ｄ）は、三つ目の節が形成された鉄筋を示す正面図、（ｅ）は、端部が切断された鉄筋を示す正面図である。図１０は、多節長尺材製造装置１０を使用する動作の手順を示すグラフである。図１１は、節が形成される様子を模式的に示す正面図である。これらの図では、図６から図８までに示される構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

鉄筋１２に節１３を形成するためには、図１１に模式的に示すように、鉄筋１２の長手方向の一部分１２ｂを一部分用把持部材２２で把持して自転させずに、図１１に示す軌跡Ｇを描くように回転機構３０などで円運動させると共に、節１３が形成される部分を挟んで一部分１２ｂとは反対側の長手方向他部分１２ｃを他部分用把持部材１００で把持して自転させずに、押付シリンダ９８で節形成部分１２ａに向けて押し付ける。このようにして、図９に示すように鉄筋１２に一つ目の節１３（１）を形成した後は、鉄筋１２を所定距離だけ移動させて、一つ目の節１３（１）が形成された位置とは異なる位置に同様の手順で二つ目の節１３（２）を形成する。この二つ目の節１３（２）を形成した後は、鉄筋１２を所定距離だけさらに移動させて、二つ目の節１３（２）が形成された位置とは異なる位置に同様の手順で三つ目の節１３（３）を形成する。この手順を繰り返すことにより鉄筋１２に複数の節１３を形成できる。

上記の手順の詳細を説明する。

多節長尺材製造装置１０を使用して鉄筋１２に複数の節１３を形成するには、先ず、他部分用把持部材１００の一対のチャック１０４（押付側チャック）を開く（図８（ｂ）に示すように一対のチャックを互いに離す）と共に一部分用把持部材２２の一対のチャック（円運動側チャック）も開いて鉄筋１２をこれら分割されたチャックの間に差し込む。この差し込む作業は５秒間で終了する（手順番号１）。続いて、図８（ａ）に示すように、これらのチャックを互いに強く接触させて鉄筋１２を強く把持して、チャックから鉄筋１２が動かない（移動しない）ように固定する（手順番号２）。これらのチャックで鉄筋１２を把持した状態を保って、円運動用モータ３２を始動させる（手順番号３）。円運動用モータ３２が所定の回転数に達した時点で、角度変更用シリンダ３８を駆動させてアーム２６を所定角度に設定し、円運動の角度θ（図２（ａ）参照）を決定する（手順番号４、５）。

角度変更用シリンダ３８は５秒間掛けて所定の位置まで移動し（手順番号４，５）、この移動した位置で角度変更用シリンダ３８を１５秒間保つ（手順番号６）。また、角度変更用シリンダ３８が駆動して固定台３４が移動した後は、この状態を保ったまま押付用シリンダ９８を駆動し始める（手順番号６）。押付用シリンダ９８は２０秒間掛けてゆっくりと所定の距離だけ他部分用把持部材１００を一部分用把持部材２２に向けて押し付ける（押し込む）（手順番号６，７）。押付用シリンダ９８が移動完了前に、角度変更用シリンダ３８を後退させ鉄筋の真直化を行ない（θ＝０°）その後押付用シリンダ９８の押付けを停止する（手順番号７）。円運動用モータ３２は、手順番号４から７までの時間は一定の回転速度で回転し続けており、鉄筋真直化完了後停止させる（手順番号８）。手順番号６から７までの時間は、押付用シリンダ９８が他部分用把持部材１００を一部分用把持部材２２に向けて押し付けているので、これらの時間に節１３（１）が形成される。

続いて、一部分用把持部材２２のチャック（円運動側チャック）を僅かに（鉄筋が落下しない程度）開いて、このチャックからは鉄筋１２を移動できるようにする（手順番号９）。この状態では、２組のチャック１０４（押付側チャック）は鉄筋１２を把持したままである。この状態で、２つ目の節１３（２）が形成される距離（節間の１ピッチと押付量）だけ、押付用シリンダ９８を後退させる（手順番号１０〜１２）。手順番号１１で押付側チャック１０４を開いて、節１３（１）をこのチャック内の収容部１０４ａに収容する（手順番号１２，１３）。
その後、押付側チャック１０４を再び閉じて鉄筋１２を把持する（手順番号１４）。円運動側チャックは、手順番号１２において閉じて鉄筋１２を把持しておき、押付側チャック１０４が開いた状態で押付用シリンダ９８が移動しても鉄筋１２が落下しないようにする。

手順番号１４が終了した後は、再び、手順番号３に戻って同じ動作が繰り返されて２つ目の節１３（２）が形成される。同様にして３つ目の節１３（３）が形成された後は、手順番号９に続いて手順番号１５となり、この手順番号１５では、押付用シリンダ９８が定位置まで後退する。次に、押付側チャック１０４を開いて（手順番号１６）、３つの節１３（１）〜（３）が形成された鉄筋１２を多節長尺材製造装置１０から取り出す（手順番号１７）。

以上の作業によって１本の鉄筋１２に３つの節１３（１）〜（３）を形成できる。鉄筋１２に３つの節１３（１）〜（３）を形成した後は、図９（ｅ）に示すように、鉄筋１２の長手方向一端部を切断して所望の長さにする。以上の手順によって鉄筋１２に３つの節１３（１）〜（３）が形成されるが、さらに上記の手順を適宜に繰り返すことにより４つ以上の節を鉄筋１２に形成できる。以上説明したように、多節長尺材製造装置１０を使用することにより、非常に長い素材（長尺材）であっても容易に複数の節を形成できる。

本発明の多節長尺材製造装置の一例を示す正面図である。 （ａ）は、一部分用把持部材の動きを模式的に示す正面図であり、（ｂ）は、アームの一端部と鉄筋の一部分の軌跡を示す側面図であり、（ｃ）は鉄筋に形成された節の一例を示す斜視図である。 アームの連結部分の構造とアームの傾きが変更される状態を示す模式図である。 支持部材を示す斜視図である。 図４の支持部材を示す部分断面図である。 （ａ）は、鉄筋を把持している状態の他部分用把持部材を示す平面図であり、（ｂ）は、鉄筋を取り外せる（又は、取り付けられる）状態の他部分用把持部材を示す平面図である。 （ａ）は、鉄筋を把持している状態の他部分用把持部材を示す正面図であり、（ｂ）は、鉄筋を取り外せる（又は、取り付けられる）状態の他部分用把持部材を示す正面図である。 （ａ）は、鉄筋を把持している状態の他部分用把持部材を示す側面図であり、（ｂ）は、鉄筋を取り外せる（又は、取り付けられる）状態の他部分用把持部材を示す側面図である。 鉄筋に節が形成される順序を模式的に示し、（ａ）は、節が形成される前の鉄筋を示す正面図、（ｂ）は、一つ目の節が形成された鉄筋を示す正面図、（ｃ）は、二つ目の節が形成された鉄筋を示す正面図、（ｄ）は、三つ目の節が形成された鉄筋を示す正面図、（ｅ）は、端部が切断された鉄筋を示す正面図である。 多節長尺材製造装置を使用する動作の手順を示すグラフである。 節が形成される様子を模式的に示す正面図である。

符号の説明

１０ 多節長尺材製造装置
１２ 鉄筋
１２ａ 節形成部分
１２ｂ 鉄筋の長手方向の一部分
１２ｃ 鉄筋の長手方向の他部分
１３ 節
２０ 円運動機構
２２ 一部分用把持部材
２４ 軸受
２６ アーム
３２ 円運動用モータ
３８ 角度変更用シリンダ
５０ 支持部材
９０ 押付機構
１００ 他部分用把持部材
１０４ チャック
１１４ カム軸
１１６ 偏心カム

Claims (10)

1. 節が形成された多節長尺材を製造する多節長尺材製造装置において、
   前記節が形成される節形成部分が仮想の円錐の頂点又はその近傍に位置するように、長尺材の長手方向の一部分を把持して自転させずに前記仮想の円錐の底面の円周上を円運動させる円運動手段と、
   前記節形成部分を挟んで前記一部分とは反対側の長手方向他部分を把持して自転させずに前記節形成部分に向けて押し付ける押付手段とを備えたことを特徴とする多節長尺材製造装置。
2. 前記円運動手段は、
   前記一部分を把持する一部分用把持部材と、
   該一部分用把持部材に固定された、該一部分用把持部材を自転させずに前記円運動させるための軸受と、
   該軸受を介して前記一部分用把持部材にその一端部が連結されたアームと、
   該アームのうち前記一端部とは反対側の他端部が連結された、該他端部を円運動させるモータとを備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の多節長尺材製造装置。
3. 前記モータが前記アームの前記他端部を円運動させる際に、前記アームの動きに追従して前記一部分用把持部材が自在に動くように一部分用把持部材を支持する支持部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載の多節長尺材製造装置。
4. 前記支持部材は、前記仮想の円錐の頂点で互いに直交する２本の回動中心軸を中心にして所定角度だけ回動するものであることを特徴とする請求項３に記載の多節長尺材製造装置。
5. 前記押付手段は、
   前記他部分を把持する他部分用把持部材と、
   該他部分用把持部材を前記節形成部分に向けて押し付けるシリンダとを備えたものであることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の多節長尺材製造装置。
6. 前記一部分用把持部材及び前記他部分用把持部材はいずれも、長尺材を着脱自在に挟み込むために分割されたチャックを有するものであることを特徴とする請求項５に記載の多節長尺材製造装置。
7. 前記一部分用把持部材のチャック及び前記他部分用把持部材のチャックの少なくとも一方は、形成された節が収容される収容部が形成されたものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の多節長尺材製造装置。
8. 前記２つのチャックは、偏心カムによって互いに接離するものであることを特徴とする請求項６又は７に記載の多節長尺材製造装置。
9. 節が形成された多節長尺材を製造する多節長尺材製造方法において、
   前記節が形成される節形成部分が仮想の円錐の頂点又はその近傍に位置するように、長尺材の長手方向の一部分を把持して自転させずに、前記仮想の円錐の底面の円周上を円運動させると共に、前記節形成部分を挟んで前記一部分とは反対側の長手方向他部分を把持して自転させずに前記節形成部分に向けて押し付けることにより節を形成することを特徴とする多節長尺材製造方法。
10. 長尺材に節を形成した後、この節が形成された位置とは異なる位置に節を形成することを特徴とする請求項９に記載の多節長尺材製造方法。

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