JP3641755B2 - 立体的補強鋼線材の製造方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はコンクリート構造物デッキ板用の如き立体的補強線材の製造方法およびその装置に係り、コンクリート構造物のデッキ板などに配設される鉄筋などによる立体的補強線材を特別な別個の加工設備を必要としないで溶接設備に若干の機構を配設し、比較的軽度の操作力で簡易且つ的確に屈曲成形することのできる方法および装置を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物を得るに当っては鉄筋を用いることは周知の如くであり、特に建築物を得るような場合においては金属板と屈曲鉄筋とを複合させたデッキ板が用いられている。
【０００３】
然して前記のようなデッキ板を得るための屈曲鉄筋は従来において一般的に金型間における冷間の押圧屈曲成形法が採用されており、この押圧屈曲成形で得られる屈曲鉄筋を金属板に対し交叉状に配設し、溶接することによってコンクリート構造物を得るためのデッキ板を得るものである。
【０００４】
なお本発明者等は上記のようなデッキ板を得るために近時特開平６−３１５７２１号として、適宜に矯正処理された鉄筋を固定チャック台と該固定チャック台に対しスライド可能に設けられた可動チャック台により所定間隔を採って把持張設し、該把持張設条件下で前記鉄筋の軸線方向に交叉した方向に作動する押圧屈曲手段を張設鉄筋の中間部に作用せしめ、上記可動チャック台のスライド条件下で前記鉄筋の各チャック台による把持部間を屈曲加工するコンクリート構造物デッキ板用鉄筋屈曲成形法および機台に定置された固定チャック台と該固定チャック台方向に設けられたガイド手段にそって移動操作される可動チャック台を有し、これらのチャック台間に上記ガイド手段の配設方向に対し交叉した方向を採って設けられた案内機構により案内される屈曲手段を設け、該屈曲手段に対して曲げ操作シリンダーを設けると共に前記可動チャック台に対しても押し引き操作シリンダーを設け、しかも上記固定チャック台と共に可動チャック台を送り台に取付け、該送り台と機台との間に送りシリンダーを設けると共に前記可動チャック台と機台との間に間隔調整手段を設けたコンクリート構造物デッキ板用鉄筋屈曲成形装置を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような一般的従来技術によるものにおいても目的の屈曲鉄筋を得しめることは当然であるが、金型間における屈曲加工は相当の加工力を必要とすることは明らかで、また屈曲加工時において金型などの損耗も大きい不利があり、しかも鉄筋の常温下におけるスプリングバックなどが不可避であることから加工工数も大きい。
【０００６】
即ち、常温下の鉄筋を特に立体的に折曲加工するようなことは金型を用いるとしてもその構成が複雑で、大型となり、また鋼材におけるスプリングバックを抑制して成形することが必要であると共に、そのスプリングバック量を見越した成形加工を必要とし、複雑で高度の技術考慮による加工が要請される。また、立体的に折曲加工したラチス筋を鋼棒に接合させて溶接する場合においては多方向に屈曲したラチス筋を鋼棒に対し正確に規制保持することが設備的に困難であって、何れにしてもそれによって得られる製品はスプリングバックの如何や屈曲加工条件の誤差変動などによる影響を微妙に受け、成形結果に相当の変化を生じ、製品精度が劣ることとなり、鉄筋材を長さ方向において連続的に屈曲加工したものにおいては一般的に２〜１０％の精度誤差、長さ方向における捩れが発生することは実地的に常に確認されるところであり、従ってその修正などが要求され、しかも容易でない。
【０００７】
本発明者等の提案した特開平６−３１５７２１号によるものは上記のような従来一般法によるものの不利をそれなりに解消し、また多数の金型などを必要としないで鉄筋を屈曲成形し得るメリットを有するが、鋼棒（鉄筋）を冷間で屈曲加工するための操作力がなお相当に大であり、また特別な加工設備を必要とすると共に立体的補強線材を構成するために特別な吊部材や保持部材などを必要とし、溶接工数も大とならざるを得ないなどの不利がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記したような従来技術における課題を解決することについて検討を重ね、金型を使用することのない溶接または溶接直後の熱間を利用した屈曲加工手段を採用して軽微な操作力で平易且つ的確に屈曲加工せしめ、また溶接設備に若干の機構を附加する程度で僅少な部材により立体構造の補強鋼線材を適切に得しめることに成功したものであって、以下の如くである。
【０００９】
（１） 連続山形状に屈曲成形されたラチス筋を鋼棒上にセットして溶接するに当って、前記ラチス筋における山形状屈曲頂点の多数個を鋼棒に接合せしめ、その連続した２つ以上の接合部を同時に溶接し、該溶接中および溶接直後の溶接余熱条件下において、前記のように連続した２つの接合溶接部間の屈曲山形部分を側方に折曲することを特徴とした立体的補強線材の製造方法。
【００１０】
（２） 鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋の側面を一側に傾斜させた状態に規制して溶接し、該溶接後の余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分を前記ラチス筋の他側に折曲することを特徴とした前記（１）項に記載の立体的補強線材の製造方法。
【００１１】
（３） 鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋を溶接し、該溶接後の余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分をラチス筋の側方に設けた受治具に対し折曲することを特徴とした前記（１）項に記載の立体的補強線材の製造方法。
【００１２】
（４） 鋼棒をセットするようにした支持座の両側にラチス筋の折曲角度範囲を規定する制限部を対設し、前記支持座の上下に複数組の溶接電極を対設すると共にラチス筋の山形状屈曲部を上記制限部に向けて折曲加工する押圧手段を設けたことを特徴とした立体的補強線材の製造装置。
【００１３】
（５） 上下に対設された複数組の溶接電極間に鋼棒と該鋼棒のための支持手段を設け、上記溶接電極間における両側にラチス筋の山形状屈曲部に対する受治具と押治具とを対設したことを特徴とした立体的補強線材の製造装置。
【００１４】
【作用】
連続山形状に屈曲成形されたラチス筋を鋼棒上にセットして溶接するに当って、前記ラチス筋における山形状屈曲頂点の多数個を鋼棒に接合せしめ、その連続した２つ以上の接合部を同時に溶接し、該溶接中および溶接直後の溶接余熱条件下において、偶数接合溶接部間の屈曲山形部分を側方に折曲することによって屈曲山形部の基部が何れも軟化溶着状態であり、溶接設備を利用して容易に立体的補強線材を得しめ、また２部材のみで立体的な補強線材を簡易に得しめる。更に0.５秒以内の如きである溶接工程中またはその溶接終了直後に折曲することによって溶接工程を縮減し、何れにしても低コスト且つ的確に目的の立体的製品を得しめる。
【００１５】
折曲は溶接過程の後段ないし溶接直後の時間的には少なくとも１秒以内、好ましくは0.５秒以内であって、その好ましい折曲時の温度は溶接温度または溶接温度より４５０℃低い程度の余熱条件であり、更に好ましくは溶接温度より４２０℃以下低い余熱温度条件である。溶接時の温度または溶接温度より２５０℃未満の高い温度条件であっても溶接部が実質的に損われることなしに屈曲変形され、一方溶接時の温度より６００℃以上も冷却した条件下においては折曲加工が困難となり、また得られた折曲加工部分の組織状態などが必ずしも安定せず、更には折角の溶接部分に剥離、亀裂を発生するなどの不利が認められる。
【００１６】
鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋の側面を一側に傾斜させた状態に規制して溶接し、該溶接後の余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分を前記ラチス筋の他側に折曲することによって溶接後における単純な加工操作により目的の立体的補強線材を適切に得しめる。
【００１７】
鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋を溶接し、該溶接中または溶接直後の高い余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分をラチス筋の側方に設けた受治具に対し折曲することによっても立体的補強線材が簡易且つ低コストに得られる。
【００１８】
鋼棒をセットするようにした支持座の両側にラチス筋の折曲角度範囲を規定する制限部を対設し、前記支持座の上下に複数組の溶接電極を対設すると共にラチス筋の山形状屈曲部を上記制限部に向けて折曲加工する押圧手段を設けたことによって溶接電極を中心とした比較的簡易な設備によって目的とする立体的補強線材を簡易且つ的確に得しめる。
【００１９】
上下に対設された複数組の溶接電極間に鋼棒と該鋼棒のための支持手段を設け、上記溶接電極間における両側にラチス筋の山形状屈曲部に対する受治具と押治具とを対設したことによっても溶接電極を中心とした比較的簡易な設備構成により立体的補強線材を適切に得しめる。
【００２０】
【実施例】
上記したような本発明によるものの具体的な実施態様を適宜に添付図面に示すところを参照して説明すると、本発明は平面的に屈曲されたラチス筋を用い鋼棒に対する溶接時の軟化溶融状態ないしその直後における余熱を利用して立体的な補強線材を得ようとするものであって、このため溶接電極を中心とした製造設備が用いられる。特にラチス筋の連続した山形屈曲部に対する複数の溶接電極を用いることを必須とするものであって、その溶接工程の概要は比較的単純な構成である２極の溶接電極を用いた場合が図４などに示す如くである。
【００２１】
即ち鋼棒１に対してラチス筋２を溶接する場合において一般的に図１〜図３に示すものは鋼棒１上にラチス筋２を一側に傾斜させた状態に保持してセットし、該状態で鋼棒１とラチス筋２を溶接点Ｗ1 の１点のみで一旦溶接し、次いで一定のピッチで両部材１，２を送り、ラチス筋２を上記のように規制して、溶接点Ｗ2 ，Ｗ2 の２点で溶接する。
【００２２】
上記のようにＷ2 ，Ｗ2 の２点による溶接の後期ないし溶接終了直後の１秒以内において、即ち溶接温度ないし溶接直後の充分に高い余熱温度条件において溶接点Ｗ2 ，Ｗ2 の中間に形成されている中央の山部分２０を上記のような傾斜セット状態とは反対の他側方向に折曲するもので、それによって鋼棒１とラチス筋２とによって形成された補強線材はラチス筋２の折曲方向が異った立体構造を形成する。
【００２３】
このような本発明における屈曲成形の仔細について言うならば溶接点部分のみ充分に軟化し溶融直前の状態であるのに対し、残部は常温またはそれに近い状態にあり、屈曲成形力を加えた場合において殆んど抵抗のない状態で変形屈曲するのは溶接点部分であって、該溶接点ないしその近傍部分の変形抵抗は常温下で折曲するときの変形抵抗に対し少なくとも１０分の１以下であり、また一般的に６〜１０mm程度であるラチス筋径が大となっても変形抵抗自体は余り大きくならなくて、一般的に３０〜７０kgで充分である。従って上記のような山部分２０を反対の他側方向に折曲した場合において変形するのは専ら溶接点ないしその近傍部分であって、残部における変形は皆無状態であって溶接部を損傷することもないものである。即ち溶接点およびその近傍部分において優先的変形が得られ、しかもその変形後においてスプリングバックや残留応力も殆んど認められないことから実質的に溶接点およびその近傍部分のみが変形せしめられた状態が軽易な操作力で的確に得られ、屈曲成形角度なども適正に得られる。
【００２４】
上記のようにＷ2 ，Ｗ2 の同時溶接とその後の折曲を行った後の図４におけるＷ3 以降の溶接および折曲は、Ｗ2 について上記したところと同様な２点またはそれ以上の同時溶接と、その溶接後半過程ないし溶接終了直後における瞬間的過程における高い余熱温度条件下での折曲加工を繰返すことにより軽度の折曲作用力により的確な折曲をなし、全般において好ましい正確な立体構造を形成した補強線材を平易に得しめる。具体的な実地的実施結果においても１５〜３０の中央山形部分２０を折曲加工したものを検討した結果は折曲成形加工された各山形部分２０は整然とした一定の平面内に位置することが確認され、精度の高い立体構造材が平易に得られる。
【００２５】
上記したような溶接部およびこれに配設された折曲加工部分の構成は図１〜図３に示す如くであって、鋼棒１を支持座６，６の受溝１６，１６にセットすると共に中間に溶接用の下部電極４を設けた支持座６，６の上部における両側には制限部５，５ａが図３に示すように交互に対設され、また下部電極４に対向して昇降操作される上部電極３が設けられている。下部電極４は受入部４０において鋼棒１を受入れ、上部電極３は両側に傾斜面３６を対設し、しかもそれらの間の突部３７には係合凹部３８を形成してラチス筋２を嵌合せしめ、即ち確実にラチス筋２と係合して鋼棒１に圧接溶接するに適した構造とされている。
【００２６】
上記のような支持座６の中心位置に設けられた受入部１６には溶接すべき一方の部材である鋼棒１がセットされ、該鋼棒１に対して溶接すべき他方の部材であるラチス２が図３に示すように鋼棒１の長さ方向において交互に配設され制限部５，５ａの何れか一方（例えば５）と鋼棒１直上部分でラチス２の溶接位置を規制する規制金具７，７ａによって適正な溶接位置を採ってセットされるように成っている。また上記のようにセットされるラチス２の上部に対し上端規制金具９や溶接直後において折曲加工するための押込み手段８が設けられている。
【００２７】
即ち、上記したような構成からなる溶接部が少くともラチス筋２の連続山形状屈曲における谷部頂点に相当した位置に夫々設けられていて、本発明においては図４について上述したようにＷ2 以下の溶接を鋼棒１とラチス２の２点またはそれ以上の偶数接合部において同時溶接し、その溶接中（溶接スタート後の後期）ないし溶接直後の適当な余熱条件下で押込み手段８による押込みを溶接部間の山形屈曲部に与える。なおこの押込みに当ってはラチス筋２の折曲加工しない部分は適宜に図１に示したような保持手段１７で保持しておくことが好ましい。上記のような溶接中ないし溶接直後の余熱条件下において飴状の軟化状態である溶接部は殆んど抵抗なく容易に折曲せしめられ、即ち溶接部以外の山形屈曲部は剛直な平面状態のままで、溶接部のみの変形により簡易に図１および図３で仮想線で示すように折曲され、しかも折曲変形した溶接部にスプリングバックその他の残留応力や欠陥構造を発生することの殆んどない折曲加工がなされる。
【００２８】
即ち、このような折曲加工力としては溶融軟化状態にある溶接部における折曲変形であることから常温冷間での屈曲加工において要求される曲げ加工力の少なくとも１０分の１以下で充分であり、しかもスプリングバックが皆無状態であることから押すだけで充分で、殊更にスプリングバックを抑えるようなことは実質的に必要としないで正確な角度を採った加工がなされる。なおこのような曲げ加工力はラチス２の線径が大となっても多少変動する程度で変動幅が少ない。従って山形屈曲部が２０〜３０のように連続して立体的補強鋼線材が精度高く、また山形屈曲部間においてねじれのないストレート状のものとして的確に得られる。
【００２９】
図５と図６には本発明によるもう１つの構成が示されており、支持座６，６，６・・・上に丸鋼である鋼棒１がセットされ、これにラチス筋２を添接して上下の溶接電極３，４で溶接する関係は上記した図１〜図３に示したものと同様であり、溶接電極３，４の接合端部における構成についても図１、２に示したところと同じであって、基台１０および上部取付座１１にそれらの電極３，４が取付けられている。
【００３０】
然して上記したような両電極３，４部分には別に図６として示すように鋼棒供給手段１２が設けられていて異径棒鋼のような鋼棒１を１本宛順次に供給するように成っており、またその上部にはラチス筋２の支持と押込み操作をなすための支持押込み手段１３が設けられ、しかもこのような支持押込み手段１３に対して受け手段１４が配設されている。上下電極３，４に対しては電源部１５が連結され、所定の溶接電流が供給されるように成っている。
【００３１】
即ち、少くとも２組の上下電極３，４間に前記部材１，２を挟圧し、溶接電流を供給して溶接することは上述したところと同じであって、この溶接後における前述したような溶接中または溶接直後の高い余熱温度条件下において支持押込み手段１３による押込み操作を受け手段１４に向けて行うことによりラチス筋２を前述した図１〜図３のものと同様に折曲せしめ得ることは明かであって図４に示した手法で適切な立体的補強鋼線材を得しめる。
【００３２】
また上記したところは２組の上下電極３，４で同時に溶接させる場合であるが、本発明によるものは２組の上下電極に限定されるものでなく、量産的に溶接することを必要とするような場合においては更に多数の電極を用いて実施できる。即ち前記図４に示した場合において、Ｗ2 ，Ｗ2 と共にＷ3 ，Ｗ3 あるいはＷ4 ，Ｗ4 やＷ5 ，Ｗ5 の如きをも同時に溶接し、図４に矢印で示したような側方折曲を同時に実施することにより製産速度を２極で溶接実施する場合の２〜数倍、場合によっては１０倍以上にも増加し得ることは明らかである。
【００３３】
なおこれら図１〜６のような手法で得られた立体的補強鋼線材の利用法としてコンクリート構造物用デッキ板を得る手法は別に図７〜図９に示す如くである。即ちラチス筋２の交叉状として形成された山形屈曲突部２１，２１は図７，図８に示すように折立突条３１，３１の配設されたデッキ板３０に対し、その折立突条３１，３１の内側に接合せしめて溶接することにより、頂端部に鋼棒１を取付けたラチス筋２とデッキ板３０との好ましい一体化が図られる。
【００３４】
上述したように精度高く、適切なストレート状として得られている本発明の立体補強鋼線材は、開脚状として交互に対設された山形屈曲突部２１，２１が直線状に折立てて形成されている折立突条３１，３１の対向内側面に的確にセットされて係着状態を形成し、溶接なしでも取付状態を形成することができる。山形屈曲突部２１，２１・・・・・・の頂点は折立突条３１の基部に係接してデッキ板３０の平面性、鋼棒１の直線性およびデッキ板３０面に対する平行性は適切に維持される。
【００３５】
上記したようにしてセットされた立体的鋼線材の山形屈曲突部２１，２１を折立突条３１，３１に対して溶接する操作については図９の如くであって、両電極２３，２４の間に折立突条３１と山形屈曲突部２１，２１を挟み通電することによって既に山形屈曲突部２１，２１が安定状に係着していることから容易且つ的確に溶接することができる。デッキ板３０の端部には連結部３２，３３が形成されていて相互に連結し、床部や天井部などを形成するに好ましいデッキ構造材とされることは明かである。山形屈曲突部２１，２１は鋼棒１部分を中心として適当な弾性作用を有し、即ち適当に山形屈曲突部２１，２１間の間隔を狭小せしめた状態で折立突条３１，３１間に挿入し釈放することにより図９に示すように簡易に取付けられそのままで溶接することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したような本発明によるときは溶接設備を利用した簡易な設備と平易な操作によってラチス筋と鋼棒とを溶接すると共に立体的構造とされた補強鋼線材を簡便且つ容易に製造し、しかも的確で材質的にも優れた該補強鋼線材を得しめるものであるから工業的にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って屈曲成形装置の１例を示した正面図である。
【図２】その溶接電極部分の側面図である。
【図３】その図１に示したものの平面図である。
【図４】本発明方法による溶接ないし折曲加工の要領を平面的に示した説明図である。
【図５】本発明による溶接折曲設備についてのもう１つの構成を示した側面図である。
【図６】その電極間溶接部における構成関係の説明図である。
【図７】本発明方法で得られた立体的補強鋼線材をデッキ板に取付けた状態の側面図である。
【図８】その正面図である。
【図９】図７，８に示したデッキ板と立体的補強線材の溶接操作状態についての正面図である。
【図１０】図９に示したものの正面図である。
【符号の説明】
１ 鋼棒
２ ラチス筋
３ 上部電極
４ 下部電極
５ 制限部
５ａ 制限部
６ 支持座
７ 規制金具
７ａ 規制金具
８ 押込み手段
９ 上端規制金具
１０ 基台
１１ 上部取付座
１２ 鋼棒供給手段
１３ 支持押込み手段
１４ 受け手段
１５ 電源部
１６ 受け溝
１７ 保持手段
２０ ラチス筋の中央山部分
２１ 山形屈曲突条
２３ 溶接電極
２４ 溶接電極
３０ デッキ板
３１ 折立突条
３２ 連結部
３３ 連結部
３６ 傾斜面
３７ 突部
３８ 係合凹部
４０ 下部電極の受入部
【産業上の利用分野】
本発明はコンクリート構造物デッキ板用の如き立体的補強線材の製造方法およびその装置に係り、コンクリート構造物のデッキ板などに配設される鉄筋などによる立体的補強線材を特別な別個の加工設備を必要としないで溶接設備に若干の機構を配設し、比較的軽度の操作力で簡易且つ的確に屈曲成形することのできる方法および装置を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物を得るに当っては鉄筋を用いることは周知の如くであり、特に建築物を得るような場合においては金属板と屈曲鉄筋とを複合させたデッキ板が用いられている。
【０００３】
然して前記のようなデッキ板を得るための屈曲鉄筋は従来において一般的に金型間における冷間の押圧屈曲成形法が採用されており、この押圧屈曲成形で得られる屈曲鉄筋を金属板に対し交叉状に配設し、溶接することによってコンクリート構造物を得るためのデッキ板を得るものである。
【０００４】
なお本発明者等は上記のようなデッキ板を得るために近時特開平６−３１５７２１号として、適宜に矯正処理された鉄筋を固定チャック台と該固定チャック台に対しスライド可能に設けられた可動チャック台により所定間隔を採って把持張設し、該把持張設条件下で前記鉄筋の軸線方向に交叉した方向に作動する押圧屈曲手段を張設鉄筋の中間部に作用せしめ、上記可動チャック台のスライド条件下で前記鉄筋の各チャック台による把持部間を屈曲加工するコンクリート構造物デッキ板用鉄筋屈曲成形法および機台に定置された固定チャック台と該固定チャック台方向に設けられたガイド手段にそって移動操作される可動チャック台を有し、これらのチャック台間に上記ガイド手段の配設方向に対し交叉した方向を採って設けられた案内機構により案内される屈曲手段を設け、該屈曲手段に対して曲げ操作シリンダーを設けると共に前記可動チャック台に対しても押し引き操作シリンダーを設け、しかも上記固定チャック台と共に可動チャック台を送り台に取付け、該送り台と機台との間に送りシリンダーを設けると共に前記可動チャック台と機台との間に間隔調整手段を設けたコンクリート構造物デッキ板用鉄筋屈曲成形装置を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような一般的従来技術によるものにおいても目的の屈曲鉄筋を得しめることは当然であるが、金型間における屈曲加工は相当の加工力を必要とすることは明らかで、また屈曲加工時において金型などの損耗も大きい不利があり、しかも鉄筋の常温下におけるスプリングバックなどが不可避であることから加工工数も大きい。
【０００６】
即ち、常温下の鉄筋を特に立体的に折曲加工するようなことは金型を用いるとしてもその構成が複雑で、大型となり、また鋼材におけるスプリングバックを抑制して成形することが必要であると共に、そのスプリングバック量を見越した成形加工を必要とし、複雑で高度の技術考慮による加工が要請される。また、立体的に折曲加工したラチス筋を鋼棒に接合させて溶接する場合においては多方向に屈曲したラチス筋を鋼棒に対し正確に規制保持することが設備的に困難であって、何れにしてもそれによって得られる製品はスプリングバックの如何や屈曲加工条件の誤差変動などによる影響を微妙に受け、成形結果に相当の変化を生じ、製品精度が劣ることとなり、鉄筋材を長さ方向において連続的に屈曲加工したものにおいては一般的に２〜１０％の精度誤差、長さ方向における捩れが発生することは実地的に常に確認されるところであり、従ってその修正などが要求され、しかも容易でない。
【０００７】
本発明者等の提案した特開平６−３１５７２１号によるものは上記のような従来一般法によるものの不利をそれなりに解消し、また多数の金型などを必要としないで鉄筋を屈曲成形し得るメリットを有するが、鋼棒（鉄筋）を冷間で屈曲加工するための操作力がなお相当に大であり、また特別な加工設備を必要とすると共に立体的補強線材を構成するために特別な吊部材や保持部材などを必要とし、溶接工数も大とならざるを得ないなどの不利がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記したような従来技術における課題を解決することについて検討を重ね、金型を使用することのない溶接または溶接直後の熱間を利用した屈曲加工手段を採用して軽微な操作力で平易且つ的確に屈曲加工せしめ、また溶接設備に若干の機構を附加する程度で僅少な部材により立体構造の補強鋼線材を適切に得しめることに成功したものであって、以下の如くである。
【０００９】
（１） 連続山形状に屈曲成形されたラチス筋を鋼棒上にセットして溶接するに当って、前記ラチス筋における山形状屈曲頂点の多数個を鋼棒に接合せしめ、その連続した２つ以上の接合部を同時に溶接し、該溶接中および溶接直後の溶接余熱条件下において、前記のように連続した２つの接合溶接部間の屈曲山形部分を側方に折曲することを特徴とした立体的補強線材の製造方法。
【００１０】
（２） 鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋の側面を一側に傾斜させた状態に規制して溶接し、該溶接後の余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分を前記ラチス筋の他側に折曲することを特徴とした前記（１）項に記載の立体的補強線材の製造方法。
【００１１】
（３） 鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋を溶接し、該溶接後の余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分をラチス筋の側方に設けた受治具に対し折曲することを特徴とした前記（１）項に記載の立体的補強線材の製造方法。
【００１２】
（４） 鋼棒をセットするようにした支持座の両側にラチス筋の折曲角度範囲を規定する制限部を対設し、前記支持座の上下に複数組の溶接電極を対設すると共にラチス筋の山形状屈曲部を上記制限部に向けて折曲加工する押圧手段を設けたことを特徴とした立体的補強線材の製造装置。
【００１３】
（５） 上下に対設された複数組の溶接電極間に鋼棒と該鋼棒のための支持手段を設け、上記溶接電極間における両側にラチス筋の山形状屈曲部に対する受治具と押治具とを対設したことを特徴とした立体的補強線材の製造装置。
【００１４】
【作用】
連続山形状に屈曲成形されたラチス筋を鋼棒上にセットして溶接するに当って、前記ラチス筋における山形状屈曲頂点の多数個を鋼棒に接合せしめ、その連続した２つ以上の接合部を同時に溶接し、該溶接中および溶接直後の溶接余熱条件下において、偶数接合溶接部間の屈曲山形部分を側方に折曲することによって屈曲山形部の基部が何れも軟化溶着状態であり、溶接設備を利用して容易に立体的補強線材を得しめ、また２部材のみで立体的な補強線材を簡易に得しめる。更に0.５秒以内の如きである溶接工程中またはその溶接終了直後に折曲することによって溶接工程を縮減し、何れにしても低コスト且つ的確に目的の立体的製品を得しめる。
【００１５】
折曲は溶接過程の後段ないし溶接直後の時間的には少なくとも１秒以内、好ましくは0.５秒以内であって、その好ましい折曲時の温度は溶接温度または溶接温度より４５０℃低い程度の余熱条件であり、更に好ましくは溶接温度より４２０℃以下低い余熱温度条件である。溶接時の温度または溶接温度より２５０℃未満の高い温度条件であっても溶接部が実質的に損われることなしに屈曲変形され、一方溶接時の温度より６００℃以上も冷却した条件下においては折曲加工が困難となり、また得られた折曲加工部分の組織状態などが必ずしも安定せず、更には折角の溶接部分に剥離、亀裂を発生するなどの不利が認められる。
【００１６】
鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋の側面を一側に傾斜させた状態に規制して溶接し、該溶接後の余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分を前記ラチス筋の他側に折曲することによって溶接後における単純な加工操作により目的の立体的補強線材を適切に得しめる。
【００１７】
鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋を溶接し、該溶接中または溶接直後の高い余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分をラチス筋の側方に設けた受治具に対し折曲することによっても立体的補強線材が簡易且つ低コストに得られる。
【００１８】
鋼棒をセットするようにした支持座の両側にラチス筋の折曲角度範囲を規定する制限部を対設し、前記支持座の上下に複数組の溶接電極を対設すると共にラチス筋の山形状屈曲部を上記制限部に向けて折曲加工する押圧手段を設けたことによって溶接電極を中心とした比較的簡易な設備によって目的とする立体的補強線材を簡易且つ的確に得しめる。
【００１９】
上下に対設された複数組の溶接電極間に鋼棒と該鋼棒のための支持手段を設け、上記溶接電極間における両側にラチス筋の山形状屈曲部に対する受治具と押治具とを対設したことによっても溶接電極を中心とした比較的簡易な設備構成により立体的補強線材を適切に得しめる。
【００２０】
【実施例】
上記したような本発明によるものの具体的な実施態様を適宜に添付図面に示すところを参照して説明すると、本発明は平面的に屈曲されたラチス筋を用い鋼棒に対する溶接時の軟化溶融状態ないしその直後における余熱を利用して立体的な補強線材を得ようとするものであって、このため溶接電極を中心とした製造設備が用いられる。特にラチス筋の連続した山形屈曲部に対する複数の溶接電極を用いることを必須とするものであって、その溶接工程の概要は比較的単純な構成である２極の溶接電極を用いた場合が図４などに示す如くである。
【００２１】
即ち鋼棒１に対してラチス筋２を溶接する場合において一般的に図１〜図３に示すものは鋼棒１上にラチス筋２を一側に傾斜させた状態に保持してセットし、該状態で鋼棒１とラチス筋２を溶接点Ｗ1 の１点のみで一旦溶接し、次いで一定のピッチで両部材１，２を送り、ラチス筋２を上記のように規制して、溶接点Ｗ2 ，Ｗ2 の２点で溶接する。
【００２２】
上記のようにＷ2 ，Ｗ2 の２点による溶接の後期ないし溶接終了直後の１秒以内において、即ち溶接温度ないし溶接直後の充分に高い余熱温度条件において溶接点Ｗ2 ，Ｗ2 の中間に形成されている中央の山部分２０を上記のような傾斜セット状態とは反対の他側方向に折曲するもので、それによって鋼棒１とラチス筋２とによって形成された補強線材はラチス筋２の折曲方向が異った立体構造を形成する。
【００２３】
このような本発明における屈曲成形の仔細について言うならば溶接点部分のみ充分に軟化し溶融直前の状態であるのに対し、残部は常温またはそれに近い状態にあり、屈曲成形力を加えた場合において殆んど抵抗のない状態で変形屈曲するのは溶接点部分であって、該溶接点ないしその近傍部分の変形抵抗は常温下で折曲するときの変形抵抗に対し少なくとも１０分の１以下であり、また一般的に６〜１０mm程度であるラチス筋径が大となっても変形抵抗自体は余り大きくならなくて、一般的に３０〜７０kgで充分である。従って上記のような山部分２０を反対の他側方向に折曲した場合において変形するのは専ら溶接点ないしその近傍部分であって、残部における変形は皆無状態であって溶接部を損傷することもないものである。即ち溶接点およびその近傍部分において優先的変形が得られ、しかもその変形後においてスプリングバックや残留応力も殆んど認められないことから実質的に溶接点およびその近傍部分のみが変形せしめられた状態が軽易な操作力で的確に得られ、屈曲成形角度なども適正に得られる。
【００２４】
上記のようにＷ2 ，Ｗ2 の同時溶接とその後の折曲を行った後の図４におけるＷ3 以降の溶接および折曲は、Ｗ2 について上記したところと同様な２点またはそれ以上の同時溶接と、その溶接後半過程ないし溶接終了直後における瞬間的過程における高い余熱温度条件下での折曲加工を繰返すことにより軽度の折曲作用力により的確な折曲をなし、全般において好ましい正確な立体構造を形成した補強線材を平易に得しめる。具体的な実地的実施結果においても１５〜３０の中央山形部分２０を折曲加工したものを検討した結果は折曲成形加工された各山形部分２０は整然とした一定の平面内に位置することが確認され、精度の高い立体構造材が平易に得られる。
【００２５】
上記したような溶接部およびこれに配設された折曲加工部分の構成は図１〜図３に示す如くであって、鋼棒１を支持座６，６の受溝１６，１６にセットすると共に中間に溶接用の下部電極４を設けた支持座６，６の上部における両側には制限部５，５ａが図３に示すように交互に対設され、また下部電極４に対向して昇降操作される上部電極３が設けられている。下部電極４は受入部４０において鋼棒１を受入れ、上部電極３は両側に傾斜面３６を対設し、しかもそれらの間の突部３７には係合凹部３８を形成してラチス筋２を嵌合せしめ、即ち確実にラチス筋２と係合して鋼棒１に圧接溶接するに適した構造とされている。
【００２６】
上記のような支持座６の中心位置に設けられた受入部１６には溶接すべき一方の部材である鋼棒１がセットされ、該鋼棒１に対して溶接すべき他方の部材であるラチス２が図３に示すように鋼棒１の長さ方向において交互に配設され制限部５，５ａの何れか一方（例えば５）と鋼棒１直上部分でラチス２の溶接位置を規制する規制金具７，７ａによって適正な溶接位置を採ってセットされるように成っている。また上記のようにセットされるラチス２の上部に対し上端規制金具９や溶接直後において折曲加工するための押込み手段８が設けられている。
【００２７】
即ち、上記したような構成からなる溶接部が少くともラチス筋２の連続山形状屈曲における谷部頂点に相当した位置に夫々設けられていて、本発明においては図４について上述したようにＷ2 以下の溶接を鋼棒１とラチス２の２点またはそれ以上の偶数接合部において同時溶接し、その溶接中（溶接スタート後の後期）ないし溶接直後の適当な余熱条件下で押込み手段８による押込みを溶接部間の山形屈曲部に与える。なおこの押込みに当ってはラチス筋２の折曲加工しない部分は適宜に図１に示したような保持手段１７で保持しておくことが好ましい。上記のような溶接中ないし溶接直後の余熱条件下において飴状の軟化状態である溶接部は殆んど抵抗なく容易に折曲せしめられ、即ち溶接部以外の山形屈曲部は剛直な平面状態のままで、溶接部のみの変形により簡易に図１および図３で仮想線で示すように折曲され、しかも折曲変形した溶接部にスプリングバックその他の残留応力や欠陥構造を発生することの殆んどない折曲加工がなされる。
【００２８】
即ち、このような折曲加工力としては溶融軟化状態にある溶接部における折曲変形であることから常温冷間での屈曲加工において要求される曲げ加工力の少なくとも１０分の１以下で充分であり、しかもスプリングバックが皆無状態であることから押すだけで充分で、殊更にスプリングバックを抑えるようなことは実質的に必要としないで正確な角度を採った加工がなされる。なおこのような曲げ加工力はラチス２の線径が大となっても多少変動する程度で変動幅が少ない。従って山形屈曲部が２０〜３０のように連続して立体的補強鋼線材が精度高く、また山形屈曲部間においてねじれのないストレート状のものとして的確に得られる。
【００２９】
図５と図６には本発明によるもう１つの構成が示されており、支持座６，６，６・・・上に丸鋼である鋼棒１がセットされ、これにラチス筋２を添接して上下の溶接電極３，４で溶接する関係は上記した図１〜図３に示したものと同様であり、溶接電極３，４の接合端部における構成についても図１、２に示したところと同じであって、基台１０および上部取付座１１にそれらの電極３，４が取付けられている。
【００３０】
然して上記したような両電極３，４部分には別に図６として示すように鋼棒供給手段１２が設けられていて異径棒鋼のような鋼棒１を１本宛順次に供給するように成っており、またその上部にはラチス筋２の支持と押込み操作をなすための支持押込み手段１３が設けられ、しかもこのような支持押込み手段１３に対して受け手段１４が配設されている。上下電極３，４に対しては電源部１５が連結され、所定の溶接電流が供給されるように成っている。
【００３１】
即ち、少くとも２組の上下電極３，４間に前記部材１，２を挟圧し、溶接電流を供給して溶接することは上述したところと同じであって、この溶接後における前述したような溶接中または溶接直後の高い余熱温度条件下において支持押込み手段１３による押込み操作を受け手段１４に向けて行うことによりラチス筋２を前述した図１〜図３のものと同様に折曲せしめ得ることは明かであって図４に示した手法で適切な立体的補強鋼線材を得しめる。
【００３２】
また上記したところは２組の上下電極３，４で同時に溶接させる場合であるが、本発明によるものは２組の上下電極に限定されるものでなく、量産的に溶接することを必要とするような場合においては更に多数の電極を用いて実施できる。即ち前記図４に示した場合において、Ｗ2 ，Ｗ2 と共にＷ3 ，Ｗ3 あるいはＷ4 ，Ｗ4 やＷ5 ，Ｗ5 の如きをも同時に溶接し、図４に矢印で示したような側方折曲を同時に実施することにより製産速度を２極で溶接実施する場合の２〜数倍、場合によっては１０倍以上にも増加し得ることは明らかである。
【００３３】
なおこれら図１〜６のような手法で得られた立体的補強鋼線材の利用法としてコンクリート構造物用デッキ板を得る手法は別に図７〜図９に示す如くである。即ちラチス筋２の交叉状として形成された山形屈曲突部２１，２１は図７，図８に示すように折立突条３１，３１の配設されたデッキ板３０に対し、その折立突条３１，３１の内側に接合せしめて溶接することにより、頂端部に鋼棒１を取付けたラチス筋２とデッキ板３０との好ましい一体化が図られる。
【００３４】
上述したように精度高く、適切なストレート状として得られている本発明の立体補強鋼線材は、開脚状として交互に対設された山形屈曲突部２１，２１が直線状に折立てて形成されている折立突条３１，３１の対向内側面に的確にセットされて係着状態を形成し、溶接なしでも取付状態を形成することができる。山形屈曲突部２１，２１・・・・・・の頂点は折立突条３１の基部に係接してデッキ板３０の平面性、鋼棒１の直線性およびデッキ板３０面に対する平行性は適切に維持される。
【００３５】
上記したようにしてセットされた立体的鋼線材の山形屈曲突部２１，２１を折立突条３１，３１に対して溶接する操作については図９の如くであって、両電極２３，２４の間に折立突条３１と山形屈曲突部２１，２１を挟み通電することによって既に山形屈曲突部２１，２１が安定状に係着していることから容易且つ的確に溶接することができる。デッキ板３０の端部には連結部３２，３３が形成されていて相互に連結し、床部や天井部などを形成するに好ましいデッキ構造材とされることは明かである。山形屈曲突部２１，２１は鋼棒１部分を中心として適当な弾性作用を有し、即ち適当に山形屈曲突部２１，２１間の間隔を狭小せしめた状態で折立突条３１，３１間に挿入し釈放することにより図９に示すように簡易に取付けられそのままで溶接することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したような本発明によるときは溶接設備を利用した簡易な設備と平易な操作によってラチス筋と鋼棒とを溶接すると共に立体的構造とされた補強鋼線材を簡便且つ容易に製造し、しかも的確で材質的にも優れた該補強鋼線材を得しめるものであるから工業的にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って屈曲成形装置の１例を示した正面図である。
【図２】その溶接電極部分の側面図である。
【図３】その図１に示したものの平面図である。
【図４】本発明方法による溶接ないし折曲加工の要領を平面的に示した説明図である。
【図５】本発明による溶接折曲設備についてのもう１つの構成を示した側面図である。
【図６】その電極間溶接部における構成関係の説明図である。
【図７】本発明方法で得られた立体的補強鋼線材をデッキ板に取付けた状態の側面図である。
【図８】その正面図である。
【図９】図７，８に示したデッキ板と立体的補強線材の溶接操作状態についての正面図である。
【図１０】図９に示したものの正面図である。
【符号の説明】
１ 鋼棒
２ ラチス筋
３ 上部電極
４ 下部電極
５ 制限部
５ａ 制限部
６ 支持座
７ 規制金具
７ａ 規制金具
８ 押込み手段
９ 上端規制金具
１０ 基台
１１ 上部取付座
１２ 鋼棒供給手段
１３ 支持押込み手段
１４ 受け手段
１５ 電源部
１６ 受け溝
１７ 保持手段
２０ ラチス筋の中央山部分
２１ 山形屈曲突条
２３ 溶接電極
２４ 溶接電極
３０ デッキ板
３１ 折立突条
３２ 連結部
３３ 連結部
３６ 傾斜面
３７ 突部
３８ 係合凹部
４０ 下部電極の受入部
Claims (5)
- 連続山形状に屈曲成形されたラチス筋を鋼棒上にセットして溶接するに当って、前記ラチス筋における山形状屈曲頂点の多数個を鋼棒に接合せしめ、その連続した２つ以上の接合部を同時に溶接し、該溶接中および溶接直後の溶接余熱条件下において、前記のように連続した２つの接合溶接部間の屈曲山形部分を側方に折曲することを特徴とした立体的補強線材の製造方法。
- 鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋の側面を一側に傾斜させた状態に規制して溶接し、該溶接後の余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分を前記ラチス筋の他側に折曲することを特徴とした請求項１に記載の立体的補強線材の製造方法。
- 鋼棒に山形状屈曲頂点の連続した２点以上を接合させたラチス筋を溶接し、該溶接後の余熱条件下において前記溶接部間の屈曲山形部分をラチス筋の側方に設けた受治具に対し折曲することを特徴とした請求項１に記載の立体的補強線材の製造方法。
- 鋼棒をセットするようにした支持座の両側にラチス筋の折曲角度範囲を規定する制限部を対設し、前記支持座の上下に複数組の溶接電極を対設すると共にラチス筋の山形状屈曲部を上記制限部に向けて折曲加工する押圧手段を設けたことを特徴とした立体的補強線材の製造装置。
- 上下に対設された複数組の溶接電極間に鋼棒と該鋼棒のための支持手段を設け、上記溶接電極間における両側にラチス筋の山形状屈曲部に対する受治具と押治具とを対設したことを特徴とした立体的補強線材の製造装置。
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