JP3756692B2 - 棒材端部の熱間据込み加工機及び加工装置 - Google Patents
棒材端部の熱間据込み加工機及び加工装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋等の金属製の棒材の端部に熱間据込み加工を施すための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄筋コンクリート構造に用いる鉄筋は、その端部をＵ字状或いはＬ字状等に曲げて定着部としており、この定着部によって他の鉄筋やコンクリートに対して定着していた。また、この代わりに、鉄筋としてねじ鉄筋を用い、それにねじ付定着板をねじ込んでおき、ねじ鉄筋に対してねじ付定着板を所望位置に位置決めした後、そのねじ鉄筋とねじ付定着板の間にモルタル等の充填材を注入して固定する構成のものも知られていた（例えば、特許第２６６２１５０号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、これらの従来の構造にはいずれにも問題があった。すなわち、端部をＵ字状或いはＬ字状等に曲げた構造の鉄筋は、コンクリートに対する定着強度を大きくするためにＵ字状或いはＬ字状等の部分を大きくせざるを得ず、このためかさばって、狭い場所での施工が困難であり、また、鉄筋端部の曲げ加工が困難でコスト高となるという問題があった。一方、ねじ付定着板を用いたものでは、ねじ付定着板をねじ付鉄筋に固定する際、両者の間に確実にモルタル等の充填材を注入する作業にコストがかかるとか、ねじ鉄筋にしか適用できないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者等はこれらの問題点を解決すべく検討の結果、鉄筋の端部に熱間据込み加工を施して拡径させ、円板状の部分を形成すると、この部分が鉄筋をコンクリートや他の鉄筋に対して定着させるための定着部としてきわめて有効であることを見出した。また、定着板を用いる場合において、その定着板に鉄筋端部を挿入し、その挿入部分に熱間据込み加工を施して拡径させることにより、定着板を強固に固定しうることも見出した。従って、このように鉄筋端部に熱間据込み加工で形成した定着部を備えた鉄筋、或いは定着板を熱間据込み加工で固定した鉄筋を大量生産することが望まれるが、従来は鉄筋端部に熱間据込み加工を施すための適当な装置が開発されていなかった。
【０００５】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたもので、鉄筋のような棒材に対して、その端部を拡径させるような熱間据込み加工を施すことの可能な熱間据込み加工機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱間据込み加工機は、鉄筋等の棒材に対する熱間据込み時に棒材の端面を押圧して拡径させるよう成形するための端面用成形面であって、棒材端面の押圧成形時に材料の拡径方向への流れを助長する隆起部を有する端面用成形面を備えた型を、型支持ブロックに支持させると共に、その型支持ブロックを、複数の互いに平行なガイドロッドに移動可能に保持させておき、その端面用成形面の前方には、熱間据込み加工すべき棒材を、その端面が前記端面用成形面に対向するように保持するクランプ装置と、その棒材の端部を加熱する加熱手段であって、棒材を加熱する加熱ヘッドと、該加熱ヘッドを、棒材端部を加熱する加熱位置から棒材から離れた退避位置に移動させる加熱ヘッド移動手段を備えた加熱手段とを設け、更に、前記クランプ装置に保持された棒材が前記型で押圧されて成形されるよう、前記型支持ブロックをクランプ装置に向かって移動させる押圧手段を設けるという構成としたものである。この構成により、棒材を、その端面が前記型の端面用成形面に対向するようにクランプ装置に保持させると、加熱手段がその棒材の端部を熱間据込み加工に好適な温度に加熱し、次いで、押圧手段が型支持ブロックをクランプ装置に向かって押し込んでゆき、これによって型の端面用成形面で棒材端部を強く押圧して軸線方向に圧縮し、拡径させることができる。ここで、端面用成形面に、棒材端面の押圧成形時に材料の拡径方向への流れを助長する隆起部を設けたことで、安定した拡径加工を行うこと ができ、また、加熱ヘッドを退避させることができる構成としたことで、クランプ装置で棒材の熱間据込み加工を施す端部の近傍を把持することができ、細長い棒材を軸線方向に圧縮した際においても座屈等の不整変形を防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の熱間据込み加工機で加工の対象とする棒材は、代表的には各種の鉄筋であるが、その他にも、熱間据込みが可能で且つ熱間据込みが必要な金属材であれば任意である。熱間据込みによって棒材端部に形成する形状は、通常は、棒材端面のみを型の端面用成形面で規制することで、棒材径よりも拡径させて形成する円板状であるが、必要に応じ、拡径する部分の外周を型規制することで長円形、楕円形、長円形、矩形等としてもよい。熱間据込み加工によって形成したこれらの形状の拡径部は、鉄筋の定着部として好適に使用できる。また、熱間据込みを行う前に、棒材を貫通させる穴を備えた定着板の前記穴内に棒材端部を挿入させておき、その状態で熱間据込みを行うことで定着板内に挿入されている部分及びその前後を拡径させ、棒材を前記定着板に強固に固定することも可能である。
【０００８】
本発明の熱間据込み加工機の具体的な構成としては、第一及び第二フレームを間隔をあけて配置し、これらの二つのフレームに、複数のガイドロッドを互いに平行に保持させ、そのガイドロッドに型支持ブロックを移動可能に保持させると共に、その型支持ブロックに、前記第一フレームに面するように端面用成形面を備えた型を取り付け、また、前記第一フレームには棒材を保持するためのクランプ装置を取り付け、更に、前記型支持ブロックに押圧手段を連結し、その押圧手段によって前記型支持ブロック及びそれに保持された型を前記クランプ装置に向かって移動させる構成とする。この構成とすると、棒材の熱間据込みのための可動部分が型及びそれを保持した型支持ブロックとなり、長い棒材やそれを保持した重いクランプ装置を移動させる必要がなくなるので、構造を小型化し、簡略にできるという利点が得られる。
【０００９】
上記した構成を採用する場合において、熱間据込み加工中の棒材の中心軸線が位置する軸線（加工軸線という）の方向は水平、垂直、斜めのいずれでもよいが、水平とすることが好ましい。すなわち、第一及び第二フレームを水平方向に離して配置し、両者間に取り付けるガイドロッドを水平に配置することで、加工軸線を水平とすることができ、この構成とすると、長い棒材を水平に保持した状態で熱間据込み加工機に対する着脱を行うことができ、ハンドリングの操作が容易となる。また、棒材は常に水平状態で取り扱われるため、高さ方向に大きい空間を必要とせず、この熱間据込み加工機を設置した場所の天井の高さを高くする必要がなくなる。更に、棒材を水平に保管した場所の両側に熱間据込み加工機を設置することで、棒材の両端に熱間据込み加工を容易に施すことが可能となる。
【００１０】
本発明の熱間据込み加工機に用いる加熱手段は、棒材を加熱する加熱ヘッドと、該加熱ヘッドを、棒材端部を加熱する加熱位置から棒材から離れた退避位置に移動させる加熱ヘッド移動手段を備えた構成とする。この構成とすると、加熱ヘッドで棒材端部を加熱した後、その加熱ヘッドを鉄筋から離れた位置に退避させることができるので、クランプ装置で棒材の熱間据込み加工を施す端部の近傍を把持することが可能となり、細長い棒材を軸線方向に圧縮した際に座屈等の不整変形を防止できる。ここで、前記加熱ヘッドを、棒材に対して直角方向に移動することで該加熱ヘッド内に棒材を出し入れすることができるよう、周の一部を開放した構造、例えば略Ｕ字状構造、あるいは、リング状の円周の一部を切り欠いたような構造とし、前記加熱ヘッド移動手段が前記加熱ヘッドを、前記棒材に対して直角方向に移動させる構成とすることが好ましく、この構成とすることで、簡単な機構で、加熱ヘッドを棒材端部を加熱する加熱位置から棒材から離れた退避位置に移動させることが可能となる。
【００１１】
本発明の熱間据込み加工機に用いる型は、熱間据込み加工すべき棒材端部の端面を押圧 して拡径させるよう成形する端面用成形面を備えたものであり、その端面用成形面には、棒材端面の押圧成形時に材料の拡径方向への流れを助長する隆起部を設けておく。これにより、安定した拡径加工を行うことができる。この型には、前記端面用成形面の前方に位置するよう補助型を設けても良い。この補助型には、棒材を挿入させる穴を形成しておくと共に、成形後の棒材の取り出しを可能とするよう、前記穴の中心を通る位置で二つ割構造としておく。また、補助型を用いる場合、前記型に、前記補助型を端面用成形面に平行方向に出し入れ可能に保持する溝を有する取付部を設けておくことが好ましく、この構造を採用することで簡単な構造で補助型を着脱できる。
【００１２】
本発明の熱間据込み加工機に用いる型は、少なくとも棒材端面を成形する端面用成形面を備えたものであれば任意であるが、その型に、棒材を挿入させる貫通穴を備えた定着板を前記端面用成形面の前方に保持する定着板支持部を備えた構成とすることが好ましい。この構成とすると、その定着板支持部に定着板を保持させた状態で棒材端部の熱間据込み加工を施すことで、定着板に挿入した棒材端部を拡径させて定着板に確実に固定させることができ、定着板付の棒材を製造できる。
【００１３】
上記した熱間据込み加工機を構成する第一フレーム、クランプ装置、加熱手段、型等は、熱間据込み加工すべき棒材を、前記第一フレームの第二フレームとは反対側から前記クランプ装置を通して棒材軸線方向に送り込むことで熱間据込み加工を行う位置に装着でき、加工後には、その棒材を加工時の軸線位置から退避させ、次いで棒材軸線方向に引き戻すなどして機外に排出することができる構成とすることが好ましい。この構成とすると、熱間据込み加工機に対する棒材の着脱のための動きが簡単となり、自動化が容易となる。
【００１４】
更に、前記型の端面用成形面の前方に、前記クランプ装置を通して棒材軸線方向に送り込まれてくる棒材の先端を位置決めする位置決めストッパを設けると共に、その位置決めストッパを、棒材の前進を阻止する作動位置と、前記型及びクランプ装置による据込み動作に干渉しない退避位置に移動させるストッパ移動手段を設けることが好ましい。この位置決めストッパを設けると、熱間据込み加工すべき棒材を所定位置に位置決めでき、据込み加工量を一定にできる。
【００１５】
本発明の熱間据込み加工機は、通常は工場等に据え付けた形態で使用されるが、必要に応じ、各部品の軽量化を図り、可搬式として使用してもよい。可搬式とした場合、その熱間据込み加工機を建築現場等に持ち込み、適当な場所に置くとか、クレーン等で吊り下げた状態で使用することができる。また、建築現場において、構造物を形成するために適当に組んだ鉄筋の端部のところに、熱間据込み加工機をクレーン等で運び、その位置で鉄筋端部に熱間据込み加工を施すように使用することもできる。
【００１６】
本発明の熱間据込み加工機を工場等に据え付けて使用する場合、熱間据込み加工機を単独で使用してもよいが、棒材の両端をそれぞれ熱間据込み加工するように２台を組み合わせて使用することが好ましい。すなわち、熱間据込み加工を施すべき複数の棒材を水平に且つ互いに平行に保持する棒材保持手段を設け、その両側にそれぞれ熱間据込み加工機を、その加工軸線が、前記棒材保持手段に保持した棒材と平行になるように、且つクランプ装置を保持した第一フレーム側が前記棒材保持手段に隣接した位置となるように配置して熱間据込み加工装置を構成することが好ましい。この構成とすると、棒材保持手段に保持した棒材の一つを、片側の熱間据込み加工機の加工軸線に合わせて軸線方向に送り込むことで、所定位置にセットし、棒材の一端に熱間据込み加工を施すことができ、加工後それを元の棒材保持手段上に戻し、その後、今度は反対側に位置する熱間据込み加工機に送り込んで、反対側の端部に熱間据込み加工を施すことができ、結局、棒材の両端に熱間据込み加工を容易に施すことができる。また、この構成の熱間据込み加工装置において、前記棒材保持手段の両側に配置された熱間据込み加工機は、それぞれの加工軸線が、直角方向に離れた位置となるように配置することが好ましい。この構成とすると、棒材保持手段の両側の熱間据込み加工機に対する棒材の着脱操作が互いに干渉することがなく、このため、棒材の着脱操作を同時に実施でき、生産性が向上する。
【００１７】
前記棒材保持手段の両側に設けられた熱間据込み加工機のそれぞれに対して、棒材保持手段に保持した棒材を、熱間据込み加工機の加工軸線に一致する位置に持ち上げ、前記クランプ装置を通して棒材軸線方向に送り込んで熱間据込み加工を行う位置に装着し、加工後には、その棒材を加工軸線から持ち上げて退避させてから移動させて、前記棒材保持手段上又は別設の棒材保持手段上に下降させる棒材移載手段を設けておくことが好ましい。この棒材移載手段を設けることで、各熱間据込み加工機に対する棒材の着脱の自動化が可能となる。
【００１８】
更に、前記棒材保持手段に、保持している棒材を、水平面において前記両側の熱間据込み加工機の加工軸線に一致する位置に順次搬送する搬送手段を備えておくことが好ましい。この構成とすると、熱間据込み加工を施すべき棒材を棒材保持手段の適当な位置に供給しておけば、その棒材の搬送、各熱間据込み加工機への着脱を自動化できる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の１実施例による棒材端部の熱間据込み加工機及びそれを用いた熱間据込み加工装置を示す概略平面図、図２はその要部を拡大して示す概略平面図、図３は図２に示す部分の概略側面図である。図１〜図３に示す実施例は、鉄筋の両端に熱間据込み加工を施して円板状の定着部を形成するものであり、１は熱間据込み加工を施すべき棒材である鉄筋、１Ａは一端に定着部として使用する拡径部１ａを形成した鉄筋、１Ｂは両端に拡径部１ａ、１ｂを形成した鉄筋である。２は、多数の鉄筋１、１Ａ、１Ｂ等を互いに平行に且つ水平に保持する棒材保持手段である。この実施例の棒材保持手段２は、鉄筋１、１Ａ、１Ｂ等を単に保持するのみならず、その鉄筋を鉄筋軸線に直角方向（矢印Ａで示す方向）に間欠的に搬送する搬送手段を備えている。すなわち、棒材保持手段２は鉄筋１、１Ａ、１Ｂ等を乗せて搬送するチェーン等の保持部材３を備えている。この保持部材３は、保持している鉄筋を、水平面において後述する熱間据込み加工機５、５の加工軸線（熱間据込み加工を施されている鉄筋１の中心軸線が位置する軸線）Ｐ−Ｐ、Ｑ−Ｑに一致する位置に順次搬送する構成となっている。また、保持部材３は鉄筋１、１Ａ、１Ｂ等を上から乗せたり、上に取り出したりすることが可能な形態で保持する構成である。
【００２０】
この棒材保持手段２の両側には、それぞれ熱間据込み加工機５、５が設けられている。これらの熱間据込み加工機５、５はそれぞれ、鉄筋１の近接した側の端部を熱間据込み加工するためのもので、それぞれの加工軸線Ｐ−Ｐ、Ｑ−Ｑが直角方向に離れた位置となるように配置されている。２台の熱間据込み加工機５、５は対称に配置されている以外は実質的に同一構成であるので、以下、図１で棒材保持手段２の右側に配置されている熱間据込み加工機５についてその構成を説明する。
【００２１】
熱間据込み加工機５は、図２、図３に拡大して示すように、両側に垂直に且つ互いに平行に設けられた第一フレーム６Ａ、第二フレーム６Ｂと、これらのフレーム６Ａ、６Ｂの間に水平に取り付けられた複数のガイドロッド７と、そのガイドロッド７に水平に移動可能に保持された型支持ブロック８等を備えている。この型支持ブロック８の棒材保持手段２側の面には、図８にも拡大して示すように、板状の型１０を上方から挿入可能な溝を備えた型取付部材９が固定されており、型１０を容易に交換可能な形態で保持可能となっている。型１０は、鉄筋１の熱間据込み加工時に鉄筋１の端面を押圧して成形するための端面用成形面１０ａを備えたものであり、その成形面１０ａの中央（加工軸線Ｐ−Ｐを中心とする位置）に小さい隆起部１０ｂを備えている。この隆起部１０ｂは鉄筋端部を据込み加工する際に材料の拡径方向への流れを助長するために設けたものである。隆起部１０ｂの形状としては、円錐状、球面状等の、材料を拡径方向に流れやすくするものであれば任意であるが、その先端には鉄筋軸線に直角な平面を形成ておくことが好ましい。このような平面を形成しておくと、その鉄筋端面に隆起部１０ｂを押し当てた際に、鉄筋の中心軸線と隆起部１０ｂとの中心軸線とがずれていても、鉄筋が不安定に変形することがなく、良好な熱間据込みが可能となる。
【００２２】
図１〜図３において、棒材保持手段２側に位置する第一フレーム６Ａの、型１０に面する側には、熱間据込み加工すべき鉄筋１を、その端面が型１０の成形面１０ａに対向するように保持するクランプ装置１２が設けられている。このクランプ装置１２は、図４〜図６に示すように、第一フレーム６Ａに固定された下部フレーム１３と、その下部フレーム１３に軸１４を介して旋回可能に保持された３個の上部フレーム１５を備えており、その下部フレーム１３と上部フレーム１５の対向する面にそれぞれ、鉄筋をクランプするための半割りスリーブ１６Ａ、１６Ｂが取り付けられている。かくして、この半割りスリーブ１６Ａ、１６Ｂで鉄筋１をはさみ付けることにより鉄筋１を固定することができる。なお、各半割りスリーブ１６Ａ、１６Ｂの内面（鉄筋に接触する面）は平滑としてもよいが、円周方向の溝或いはらせん状の溝を形成しておくと、鉄筋が滑りにくくなり、鉄筋の把持力が大きくなるので好ましい。また、上部フレーム１５を３個設けたのは、鉄筋が軸線方向に滑らないように確実に把持するためであり、この個数は適宜増減可能である。
【００２３】
上部フレーム１５を旋回可能に保持する軸１４は、下部フレーム１３に取り付けられている半割りスリーブ１６Ａの横に設けられており、上部フレーム１５を上方に、図４に二点鎖線１５ａで示す位置に開くことにより、半割りスリーブ１６Ａの上方を開放できる。かくして、この状態で、鉄筋１を上方に、すなわち鉄筋の軸線に交叉する方向に取り出すことが可能となる。なお、第一フレーム６Ａには、鉄筋１を上方に取り出すことを可能とするため、上端を開口した溝６ａが形成されている。３個の上部フレーム１５には、その開閉のための共通のエアシリンダ等の開閉用シリンダ装置１８が連結されている。
【００２４】
図４〜図６において、下部フレーム１３には軸１４を配置した側とは反対側に軸２０が取り付けられており、この軸２０には、３個の上部フレーム１５にそれぞれ対向して締付用レバー２１が旋回可能に取り付けられている。この締付用レバー２１は、上端近傍に上部フレーム１５の上面を押圧するための押圧部２１ａを備えており、下端近傍に受けボルト２１ｂを備えている。そして、この受けボルト２１ｂに対向する位置に油圧シリンダ等の締付用のシリンダ機構２３が設けられており、そのシリンダ機構２３で受けボルト２１ｂを押すことで、締付用レバー２１を図４で時計方向に旋回させ、押圧部２１ａで上部フレーム１５を下部フレーム１３に強く押し付けて鉄筋をクランプするようになっている。ここで、軸２０から押圧部２１ａまでの距離を、受けボルト２１ｂまでの距離よりもかなり小さくしており、これによってシリンダ機構２３の力を拡大して上部フレーム１５を押圧でき、鉄筋を確実に把持することができる。なお、締付用レバー２１の下端にはコイルばね（図示せず）が連結され、シリンダ機構２３が作動していない時には、締付用レバー２１を図４で反時計方向に旋回させ、上部フレーム１５の開閉に干渉しない位置に保持するようになっている。
【００２５】
図２、図３において、型１０の成形面１０ａの前方には、後述する棒材移載手段４０で加工軸線Ｐ−Ｐ上を鉄筋軸線方向に送り込まれてきた鉄筋１の先端が突き当たることでその鉄筋の端面位置を位置決めする位置決めストッパ２６と、その位置決めストッパ２６を、鉄筋の前進を阻止する作動位置（図３に示す位置）と、その下方の退避位置に移動させるエアシリンダ等のストッパ移動手段２７が設けられている。
【００２６】
更に、型１０の成形面１０ａの前方には、その位置決めストッパ２６で所定位置に位置決めされた鉄筋１の端部の熱間据込みを施すべき領域を、熱間据込みに適した温度（例えば、８００〜１３００°Ｃ）に加熱する加熱手段３０も設けられている。この加熱手段３０は、誘導加熱方式のもの、ガスバーナ方式のもの等任意であるが、この実施例では鉄筋端部を加熱する誘導コイルからなる加熱ヘッド３１と、その加熱ヘッド３１を保持すると共にそれに高周波電流を供給するトランス３２と、そのトランス３２を保持した昇降台３３と、昇降台３３を昇降させる油圧シリンダ等のシリンダ装置３４等を備えている。鉄筋の加熱に誘導加熱を利用すると、敏速な加熱が可能であり且つ温度制御が容易である等の利点が得られる。ここで使用する加熱ヘッド３１は、図７に示すように、上端が開放した略Ｕ字状をなしており、図３に示す作動位置（鉄筋１を加熱する位置）から鉄筋１に干渉することなく、鉄筋１の下方に移動可能である。かくして、シリンダ装置３４が昇降台３３を押し上げることで、加熱ヘッド３１を図３に示す作動位置に移動させ、また、昇降台３３を下降させることで、その加熱ヘッド３１を、鉄筋１から下方に離れた退避位置に移動させることができる。なお、位置決めストッパ２６及び加熱ヘッド３１の退避位置は、後述するように型支持ブロック８がクランプ装置１２に向かって前進し、鉄筋１の先端を据込み加工する際に、その動作に干渉しない位置としている。
【００２７】
第二フレーム６Ｂには油圧シリンダ等のプレス用のシリンダ装置３８が設けられ、そのピストンロッド３８ａの先端は型支持ブロック８に連結され、その型支持ブロック８をクランプ装置１２に向かって押し出すことが可能な構成となっている。また、ガイドロッド７には型支持ブロック８の前進位置を規制するためのストッパ３９が取り付けられ、鉄筋先端に加える圧下量を調整するようになっている。なお、型支持ブロック８の前進位置を規制する手段としては、ストッパ３９を用いる構成に限らず、シリンダ装置３８としてサーボシリンダを用い、シリンダ装置３８自体の伸び出し量を規制する構成としてもよい。
【００２８】
クランプ装置１２の背後の、棒材保持手段２内には、棒材保持手段２に保持した棒材を、熱間据込み加工機５の加工軸線Ｐ−Ｐに一致する位置に持ち上げ、クランプ装置１２を通して棒材軸線方向に送り込んで熱間据込み加工を行う位置に装着し、加工後には、その棒材を加工軸線Ｐ−Ｐから持ち上げ次いで棒材軸線方向に引き戻し、その後、棒材保持手段２上に下降させる棒材移載手段４０が設けられている。この棒材移載手段４０は、鉄筋１を保持し且つ水平に送るための複数のＶ形ローラ４１と、各Ｖ形ローラ４１を保持しかつ昇降可能なローラ保持台４２と、そのローラ保持台４２を昇降させる昇降機構４３と、複数のローラ保持台４２が同期して昇降するように複数の昇降機構４３を駆動する昇降用モータ４４と、各Ｖ形ローラ４１を正逆両方向に回転駆動する送り用モータ４５等を備えている。
【００２９】
以上のように構成された熱間据込み加工装置について、以下その動作を説明する。図１において、棒材保持手段２が鉄筋１を矢印Ａ方向に間欠的に搬送している。そして、一つの鉄筋１が第一の熱間据込み加工機５の加工軸線Ｐ−Ｐの下方に送り込まれると、その下方に待機していたＶ形ローラ４１が上昇し、図３に示すように、鉄筋１を熱間据込み加工機５の加工軸線Ｐ−Ｐに一致する高さに持ち上げ、次いで、Ｖ形ローラ４１が回転して鉄筋１を矢印Ｂで示すように、型１０に向かって軸線方向に送る。この時、クランプ装置１２は開放された状態にあり、且つ位置決めストッパ２６及び加熱ヘッド３１は共に図３に示す作動位置に上昇して待機している。また、型支持ブロック８も図示した後退位置に待機している。Ｖ形ローラ４１で矢印Ｂ方向に送られた鉄筋１は、その先端が位置決めストッパ２６に突き当たって所定位置に位置決めされた後、クランプ装置１２の開閉用シリンダ装置１８が上部フレーム１５を図４に示すように下部フレーム１３の上に閉じ、締付用シリンダ機構２３が締付用レバー２１を旋回させて上部フレーム１５を下部フレーム１３にしっかりと押し付ける。これにより、鉄筋１はクランプ装置１２で固定される。
【００３０】
次に、図２、図３において、位置決めストッパ２６がストッパ移動手段２７によって、加熱ヘッド３１による加熱の邪魔にならない位置に下降し、次いで加熱ヘッド３１が鉄筋１の先端を熱間据込みを行うのに適した温度（例えば、８００〜１３００°Ｃ）に加熱する。なお、位置決めストッパ２６を誘導加熱されない材料で形成するなどして、その位置決めストッパ２６が加熱ヘッド３１による鉄筋先端の加熱にあまり邪魔にならない場合には、加熱に先立って位置決めストッパ２６を下降させなくてもよい。加熱ヘッド３１によって鉄筋先端を所定温度に昇温させた後、加熱ヘッド３１も、下方の待機位置に下降する。次いで、押圧用のシリンダ機構３８が作動して型支持ブロック８をクランプ装置１２に向かって前進させる。これにより、その型支持ブロック８に保持されている型１０が、図８（ａ）に示すように、鉄筋１の端面に向かって前進し、その端面を鉄筋軸線方向に押し込んで行くことにより、図８（ｂ）に示すように、鉄筋１の加熱領域が圧縮され、拡径してゆく。以上の操作により、図８（ｃ）に示すように、鉄筋１の先端に円板状の拡径部１ａが形成される。この時、型支持ブロック８の前進位置がストッパ３９（図１、図２参照）で規制されることにより、型１０が鉄筋１の先端に加える圧下量を一定に保つことができ、所望外径の拡径部１ａを形成できる。
【００３１】
図１〜図３において、拡径動作が終了した後は、シリンダ装置３８が型支持ブロック８を後退させ、且つクランプ装置１２が開く。これにより、一端に拡径部１ａを形成した鉄筋１を上方に取り出すことが可能となる。次に、図３において、Ｖ型ローラ４１が更に上昇して鉄筋１を上方に持ち上げ、次いで、前回とは反対方向に回転して鉄筋１を矢印Ｂとは反対方向に運び出し、鉄筋１の全体を第一フレーム６Ａの外側（図面では左側）に運び出した後、回転を停止し、次いで下降して、その鉄筋１を棒材保持手段２の保持部材３上に降ろす。その後、図１において、保持部材３がその鉄筋を下流に送り出す。図１における鉄筋１Ａは以上の動作によって、第一の熱間据込み加工機５によって一端に拡径部１ａを形成された後の鉄筋を示している。
【００３２】
その後、鉄筋１Ａは更に下流に送られて第二の熱間据込み加工機５の加工軸線Ｑ−Ｑの下方に送り込まれ、前記したのと同様な手順で、その熱間据込み加工機５に送り込まれ、他端側に熱間据込み加工によって拡径部１ｂを形成された後、元の棒材保持手段２に戻され、下流に搬送される。このようにして、未加工の鉄筋１に対して、その両端に熱間据込み加工による拡径部１ａ、１ｂが次々と形成され、両端に拡径部１ａ、１ｂを持った鉄筋１Ｂが製造され、棒材保持手段２の保持部材３によって下流に送り出される。
【００３３】
なお、以上の実施例では、棒材保持手段２における鉄筋１の搬送、各熱間据込み加工機５に対する出し入れ、熱間据込み加工等の各動作を自動的に行う場合を示したが、必要に応じ、これらの動作の一部を手動操作で行うようにしてもよい。例えば、棒材保持手段２として、単に鉄筋１を図１に示すような形態で水平に保持する保持テーブルを用い、その保持テーブル上での鉄筋の移動を人手で行う構成としてもよいし、更には、各熱間据込み加工機５に対する鉄筋の出し入れも人手で行う構成としてもよい。
【００３４】
また、上記実施例では、鉄筋１の端面を単に型１０の成形面に押し付けることで拡径させ、円板状の拡径部１ａを形成するという熱間据込みを行う場合を示しているが、この際に拡径部の形状を規制するための補助型を用いることも可能である。図９、図１０はその場合の実施例を示すものであり、ここで使用している型１０Ａは、鉄筋端面を押し付けるための成形面１０ａを備えると共に、補助型５０を取り付けるための取付部１０ｃを備えている。この取付部１０ｃは、補助型５０を上から出し入れすることが可能な溝を備えた構成のものであり、その溝に補助型５０を装着している。補助型５０は上下に二つ割り構造のものであって、中央に鉄筋１を挿入させる穴５０ａを有すると共に裏面に、円弧状の成形面５０ｂを備えている。この型１０Ａを用いて熱間据込み加工を行うと、図１０に示すように、鉄筋１の加熱した端部を型１０Ａの成形面で軸線方向に圧縮して拡径させた時、形成される拡径部１ａの背面（鉄筋本体側の面）の根元を補助型５０の成形面５０ｂが規制しており、これにより、拡径部１ａの背面の根元を円弧状にきれいに湾曲させた拡径部１ａを得ることができる。なお、熱間据込みを行った後、その鉄筋１を取り外すには、鉄筋１を上方に押し上げ、二つ割り構造の補助型５０の上半分を一緒に持ち上げることで、拡径部１ａを補助型５０の上半分と一緒に取付部１０ｃから上方に抜き出すことができ、その後、補助型５０の上半分を手で外して元の位置（取付部１０ｃ内）にセットし、鉄筋１は軸線方向に引き出せばよい。ここで使用する補助型５０は図示のものに限らず、適宜変更可能であり、例えば、形成する拡径部１ａの外周面を規制する構成のものとしてもよい。
【００３５】
更に、上記実施例の熱間据込み加工装置は、鉄筋端部に定着板を熱間据込み加工によって固定する場合にも使用可能である。以下、その場合を説明する。定着板を鉄筋に固定する場合には、型支持ブロック８に取り付ける型として、図１１に示すように、鉄筋端面を押し付けるための成形面１０ａを備えると共に、定着板５２及びスペーサ５３を支持するための定着板支持部１０ｄを備えた型１０Ｂを用いる。この定着板支持部１０ｄも、定着板５２及びスペーサ５３を上から出し入れすることが可能な溝を備えた構成のものである。スペーサ５３は定着板５２の異なる厚みに対応させるために設けたものであり、定着板支持部１０ｄにボルト等（図示せず）で固定されている。定着板５２は、鉄筋１を挿入させる穴５２ａを備えたものであれば任意であるが、この実施例では、穴５２ａに、鉄筋１を挿入した時に鉄筋端部側が大径となるテーパーを付けている。
【００３６】
次に、この型１０Ｂを用いた熱間据込み加工動作を説明する。定着板支持部１０ｄに予め定着板５２を手で装着しておく。この状態で、鉄筋１を熱間据込み加工機５（図１〜３参照）に送り込み、先端を加熱した後、図１１（ａ）において、型支持ブロック８を鉄筋１に向かって押し付けてゆく。これにより、鉄筋１の加熱された先端が定着板５２の穴５２ａに挿入され、型１０Ｂの成形面１０ａで軸線方向に圧縮され、加熱された領域が拡径してゆく。これにより、図１２に示すように、定着板５２内及びその両側の鉄筋部分が拡径して定着板５２にしっかりと固定される。その後、鉄筋１を上方に持ち上げることで、定着部５２を定着板支持部１０ｄから上方に抜き出し、次いで、鉄筋１を軸線方向に引き戻す。以上のようにして、鉄筋１の端部に定着板５２を取り付けることができる。かくして得られた定着板付鉄筋１は、図１３に示すように、定着板５２の両側に鉄筋の拡径した部分１ｄ、１ｅが存在するので、定着板５２が鉄筋の軸線方向にずれるということがほとんどなく、定着部５２の固定強度が極めて大きいという利点が得られる。
【００３７】
以上の実施例では、鉄筋端部を加熱するための加熱ヘッドとして、鉄筋を誘導加熱する誘導子を用いているが、加熱ヘッド３１は誘導加熱を利用するものに限らず、他のもの、例えば、ガスバーナを用いても良い。図１４はガスバーナ方式の加熱ヘッド３１Ａを示すものであり、この加熱ヘッド３１Ａは、一対の半割りリングバーナ５５、５５を軸線方向に多段に配置した構成であり、各半割りリングバーナ５５の外側には冷却用のコイル５６を取り付けている。また、一対の半割りリングバーナ５５、５５の上端は、鉄筋１を上方に出し入れ可能なように間隔を開けている。この構成の加熱ヘッド３１Ａも、図１〜図３に示す熱間据込み加工機５における加熱ヘッド３１に代えて使用可能である。すなわち、ガスバーナ式の加熱ヘッド３１Ａを用いても、鉄筋端部を熱間据込みに必要とされる温度（例えば８００〜１３００°Ｃ）に加熱することが可能であり、且つ鉄筋１の据込み加工時には下方に退避させることができる。ガスバーナ式の加熱ヘッド３１Ａは、誘導加熱方式の加熱ヘッド３１に比べて、装置が軽量、大電気容量が不要等の利点を有している。また、多段配置した半割りリングバーナ５５、５５の炎の強さを部分的に調整することで鉄筋１に所望の温度分布を設けることも可能となる。この加熱ヘッド３１Ａに使用するガスとしては、アセチレン＋酸素、ＬＰＧ＋酸素等の公知のものを適宜使用可能であるが、アセチレン＋酸素の弱還元炎を用いると、加熱部に脱炭層が生じないという利点が得られるので好ましい。また、中性炎を用いることも、鉄筋を酸化させないので好ましい。
【００３８】
なお、ガスバーナ方式の加熱ヘッド３１Ａとしては、図示したような、半割りリングバーナに限らず、円周の１個所のみを鉄筋の出し入れのために切り欠いたようなリング状のものを用いても良い。また、半割りリングバーナを多段に配置する代わりに、一対の長い半割り円筒状のリングバーナを用いても良い。その場合には内部を複数に分割しておくことが、位置に応じて炎の強さを調整できるので好ましい。
【００３９】
図１に示す実施例の熱間据込み加工装置では、棒材保持手段２の両側に熱間据込み加工機５を１台ずつ設置しているが、必要に応じ、熱間据込み加工機５の設置台数を増加させ、生産能率を増大させる構成としてもよい。更に、上記実施例では各熱間据込み加工機５内において、加熱ヘッド３１で鉄筋１の先端を常温から熱間据込みに必要な温度にまで加熱しているが、熱間据込み加工機５の外側の適当な位置に（例えば、棒材保持手段２で保持されている鉄筋を加熱しうる位置に）加熱手段を配置し、鉄筋の先端を予熱するようにしてもよい。このように予熱を行う構成とすると、熱間据込み加工機５の加熱ヘッド３１による加熱に要する時間を短縮でき、生産性を向上させることができる。また、図１の実施例では、棒材保持手段２に保持した鉄筋１の端部よりも外側に熱間据込み加工機５を配置し、鉄筋１を軸線方向に移動させて熱間据込み加工機５に装着させる構成としているが、この構成に限らず、棒材保持手段２に保持される鉄筋の端部の下方に部分的に重なるように熱間据込み加工機５を配置し且つ棒材保持手段２を、保持している棒材を下方に出し入れ可能な構成としてもよい。このように構成すると、棒材保持手段２で熱間据込み加工機の上方に送られてきた鉄筋を下方に降ろして、熱間据込み加工機５のクランプ装置１２に供給し、そのままクランプして熱間据込み動作に入るか、或いは鉄筋を軸線方向に少し動かして位置決めした後クランプして熱間据込み動作に入り、加工終了後はそのまま上方に持ち上げて元の棒材保持手段２に戻すという動作を行うことができ、棒材保持手段２と熱間据込み加工機５と間の鉄筋の移載を敏速に行って生産性を挙げることができる。
【００４０】
更に、上記実施例の熱間据込み加工機５では、鉄筋１を１本ずつ取り込み、熱間据込み加工する構成としているが、この代わりに、複数本の鉄筋に対して同時に熱間据込み加工を施す構成としてもよい。すなわち、クランプ装置１２を、複数本の鉄筋を適当な間隔をあけて平行にクランプ可能な構成とし、加熱ヘッド３１をその複数の鉄筋の先端を同時に加熱可能な構成とし、型支持ブロック８には、その複数の鉄筋の先端に対向した位置に端面用成形面を備えた型を保持させる構成とし、型支持ブロック８の１回の押圧ストロークで同時に複数の鉄筋先端に熱間据込みを行っても良い。この構成とすると、生産能率を大幅に向上させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の棒材端部に対する熱間据込み加工機によれば、鉄筋等の棒材端部を加熱し、型の端面用成形面で押圧することにより、棒材端部に対する熱間据込み加工を施すことができ、棒材端部を拡径させて一体構造の拡径部を形成することができる。従って、本発明の熱間据込み加工機は、端部に定着部として使用される拡径部を一体構造として備えた鉄筋を製造することができるという効果を有している。また、この熱間据込み加工機の型の端面用成形面の前に、鉄筋端部に固定する定着板を支持する手段を設けておくと、鉄筋端部をその定着板に形成している穴に貫通させた状態で熱間据込み加工を施すことができ、鉄筋端部を拡径させて定着板に強固に固定することができ、定着板を強固に固定した鉄筋を製造できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施例による棒材端部の熱間据込み加工機及びそれを用いた熱間据込み加工装置を示す概略平面図
【図２】 図１に示す装置の要部を拡大して示す概略平面図
【図３】 図２に示す部分の概略側面図
【図４】 図２、図３に示す装置に使用しているクランプ装置及び第一フレームを鉄筋軸線方向に見た概略側面図
【図５】 図４に示す部分の概略平面図
【図６】 図４に示す部分を、鉄筋１の軸線を含む水平面で切断して示す概略断面図
【図７】 図１〜図３に示す装置に使用している加熱ヘッドを鉄筋の軸線方向に見た概略側面図
【図８】 （ａ）は図１〜図３に示す装置における鉄筋１及び型１０等を示す概略水平断面図
（ｂ）は熱間据込みを行った状態を示す鉄筋１及び型１０を示す概略水平断面図
（ｃ）は熱間据込み加工を施した後の鉄筋端部を示す概略断面図
【図９】 熱間据込み加工時に補助型を用いた実施例を示すもので、（ａ）は鉄筋１、補助型５０及び型１０Ａ等を示す概略水平断面図、（ｂ）はその概略垂直断面図、（ｃ）は型１０Ａ、補助型５０等の概略前面図
【図１０】 図９（ａ）に示す装置を用いて熱間据込み加工を施した状態を示す概略水平断面図
【図１１】 鉄筋端部に定着板を熱間据込みによって取り付ける実施例を示すもので、（ａ）は鉄筋１、定着板５２及び型１０Ｂ等を示す概略水平断面図、（ｂ）はその概略垂直断面図、（ｃ）は型１０Ａ、定着板５２等の概略前面図
【図１２】 図１１（ａ）に示す装置を用いて熱間据込み加工を施し定着板に固定する状態を示す概略水平断面図
【図１３】 図１２に示す操作によって得られた定着板付鉄筋の端部を示す概略断面図
【図１４】 （ａ）は加熱ヘッドの変形例を示す概略正面図
（ｂ）はその概略水平断面図
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ 鉄筋（棒材）
１ａ、１ｂ 拡径部
２ 棒材保持手段
３ 保持部材
５ 熱間据込み加工機
６Ａ 第一フレーム
６Ｂ 第二フレーム
７ ガイドロッド
８ 型支持ブロック
１０、１０Ａ、１０Ｂ 型
１０ａ 端部用成形面
１２ クランプ装置
２６ 位置決めストッパ
３０ 加熱手段
３１ 加熱ヘッド
３２ トランス
３３ 昇降台
３４ シリンダ装置
３８ シリンダ装置
３９ ストッパ
４０ 棒材移載手段
４１ Ｖ形ローラ
４２ ローラ保持台
４３ 昇降機構
４４ 昇降用モータ
４５ 送り用モータ
５０ 補助型
５２ 定着板
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋等の金属製の棒材の端部に熱間据込み加工を施すための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄筋コンクリート構造に用いる鉄筋は、その端部をＵ字状或いはＬ字状等に曲げて定着部としており、この定着部によって他の鉄筋やコンクリートに対して定着していた。また、この代わりに、鉄筋としてねじ鉄筋を用い、それにねじ付定着板をねじ込んでおき、ねじ鉄筋に対してねじ付定着板を所望位置に位置決めした後、そのねじ鉄筋とねじ付定着板の間にモルタル等の充填材を注入して固定する構成のものも知られていた（例えば、特許第２６６２１５０号公報参照）。
【０００３】
しかしながら、これらの従来の構造にはいずれにも問題があった。すなわち、端部をＵ字状或いはＬ字状等に曲げた構造の鉄筋は、コンクリートに対する定着強度を大きくするためにＵ字状或いはＬ字状等の部分を大きくせざるを得ず、このためかさばって、狭い場所での施工が困難であり、また、鉄筋端部の曲げ加工が困難でコスト高となるという問題があった。一方、ねじ付定着板を用いたものでは、ねじ付定着板をねじ付鉄筋に固定する際、両者の間に確実にモルタル等の充填材を注入する作業にコストがかかるとか、ねじ鉄筋にしか適用できないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者等はこれらの問題点を解決すべく検討の結果、鉄筋の端部に熱間据込み加工を施して拡径させ、円板状の部分を形成すると、この部分が鉄筋をコンクリートや他の鉄筋に対して定着させるための定着部としてきわめて有効であることを見出した。また、定着板を用いる場合において、その定着板に鉄筋端部を挿入し、その挿入部分に熱間据込み加工を施して拡径させることにより、定着板を強固に固定しうることも見出した。従って、このように鉄筋端部に熱間据込み加工で形成した定着部を備えた鉄筋、或いは定着板を熱間据込み加工で固定した鉄筋を大量生産することが望まれるが、従来は鉄筋端部に熱間据込み加工を施すための適当な装置が開発されていなかった。
【０００５】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたもので、鉄筋のような棒材に対して、その端部を拡径させるような熱間据込み加工を施すことの可能な熱間据込み加工機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱間据込み加工機は、鉄筋等の棒材に対する熱間据込み時に棒材の端面を押圧して拡径させるよう成形するための端面用成形面であって、棒材端面の押圧成形時に材料の拡径方向への流れを助長する隆起部を有する端面用成形面を備えた型を、型支持ブロックに支持させると共に、その型支持ブロックを、複数の互いに平行なガイドロッドに移動可能に保持させておき、その端面用成形面の前方には、熱間据込み加工すべき棒材を、その端面が前記端面用成形面に対向するように保持するクランプ装置と、その棒材の端部を加熱する加熱手段であって、棒材を加熱する加熱ヘッドと、該加熱ヘッドを、棒材端部を加熱する加熱位置から棒材から離れた退避位置に移動させる加熱ヘッド移動手段を備えた加熱手段とを設け、更に、前記クランプ装置に保持された棒材が前記型で押圧されて成形されるよう、前記型支持ブロックをクランプ装置に向かって移動させる押圧手段を設けるという構成としたものである。この構成により、棒材を、その端面が前記型の端面用成形面に対向するようにクランプ装置に保持させると、加熱手段がその棒材の端部を熱間据込み加工に好適な温度に加熱し、次いで、押圧手段が型支持ブロックをクランプ装置に向かって押し込んでゆき、これによって型の端面用成形面で棒材端部を強く押圧して軸線方向に圧縮し、拡径させることができる。ここで、端面用成形面に、棒材端面の押圧成形時に材料の拡径方向への流れを助長する隆起部を設けたことで、安定した拡径加工を行うこと ができ、また、加熱ヘッドを退避させることができる構成としたことで、クランプ装置で棒材の熱間据込み加工を施す端部の近傍を把持することができ、細長い棒材を軸線方向に圧縮した際においても座屈等の不整変形を防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の熱間据込み加工機で加工の対象とする棒材は、代表的には各種の鉄筋であるが、その他にも、熱間据込みが可能で且つ熱間据込みが必要な金属材であれば任意である。熱間据込みによって棒材端部に形成する形状は、通常は、棒材端面のみを型の端面用成形面で規制することで、棒材径よりも拡径させて形成する円板状であるが、必要に応じ、拡径する部分の外周を型規制することで長円形、楕円形、長円形、矩形等としてもよい。熱間据込み加工によって形成したこれらの形状の拡径部は、鉄筋の定着部として好適に使用できる。また、熱間据込みを行う前に、棒材を貫通させる穴を備えた定着板の前記穴内に棒材端部を挿入させておき、その状態で熱間据込みを行うことで定着板内に挿入されている部分及びその前後を拡径させ、棒材を前記定着板に強固に固定することも可能である。
【０００８】
本発明の熱間据込み加工機の具体的な構成としては、第一及び第二フレームを間隔をあけて配置し、これらの二つのフレームに、複数のガイドロッドを互いに平行に保持させ、そのガイドロッドに型支持ブロックを移動可能に保持させると共に、その型支持ブロックに、前記第一フレームに面するように端面用成形面を備えた型を取り付け、また、前記第一フレームには棒材を保持するためのクランプ装置を取り付け、更に、前記型支持ブロックに押圧手段を連結し、その押圧手段によって前記型支持ブロック及びそれに保持された型を前記クランプ装置に向かって移動させる構成とする。この構成とすると、棒材の熱間据込みのための可動部分が型及びそれを保持した型支持ブロックとなり、長い棒材やそれを保持した重いクランプ装置を移動させる必要がなくなるので、構造を小型化し、簡略にできるという利点が得られる。
【０００９】
上記した構成を採用する場合において、熱間据込み加工中の棒材の中心軸線が位置する軸線（加工軸線という）の方向は水平、垂直、斜めのいずれでもよいが、水平とすることが好ましい。すなわち、第一及び第二フレームを水平方向に離して配置し、両者間に取り付けるガイドロッドを水平に配置することで、加工軸線を水平とすることができ、この構成とすると、長い棒材を水平に保持した状態で熱間据込み加工機に対する着脱を行うことができ、ハンドリングの操作が容易となる。また、棒材は常に水平状態で取り扱われるため、高さ方向に大きい空間を必要とせず、この熱間据込み加工機を設置した場所の天井の高さを高くする必要がなくなる。更に、棒材を水平に保管した場所の両側に熱間据込み加工機を設置することで、棒材の両端に熱間据込み加工を容易に施すことが可能となる。
【００１０】
本発明の熱間据込み加工機に用いる加熱手段は、棒材を加熱する加熱ヘッドと、該加熱ヘッドを、棒材端部を加熱する加熱位置から棒材から離れた退避位置に移動させる加熱ヘッド移動手段を備えた構成とする。この構成とすると、加熱ヘッドで棒材端部を加熱した後、その加熱ヘッドを鉄筋から離れた位置に退避させることができるので、クランプ装置で棒材の熱間据込み加工を施す端部の近傍を把持することが可能となり、細長い棒材を軸線方向に圧縮した際に座屈等の不整変形を防止できる。ここで、前記加熱ヘッドを、棒材に対して直角方向に移動することで該加熱ヘッド内に棒材を出し入れすることができるよう、周の一部を開放した構造、例えば略Ｕ字状構造、あるいは、リング状の円周の一部を切り欠いたような構造とし、前記加熱ヘッド移動手段が前記加熱ヘッドを、前記棒材に対して直角方向に移動させる構成とすることが好ましく、この構成とすることで、簡単な機構で、加熱ヘッドを棒材端部を加熱する加熱位置から棒材から離れた退避位置に移動させることが可能となる。
【００１１】
本発明の熱間据込み加工機に用いる型は、熱間据込み加工すべき棒材端部の端面を押圧 して拡径させるよう成形する端面用成形面を備えたものであり、その端面用成形面には、棒材端面の押圧成形時に材料の拡径方向への流れを助長する隆起部を設けておく。これにより、安定した拡径加工を行うことができる。この型には、前記端面用成形面の前方に位置するよう補助型を設けても良い。この補助型には、棒材を挿入させる穴を形成しておくと共に、成形後の棒材の取り出しを可能とするよう、前記穴の中心を通る位置で二つ割構造としておく。また、補助型を用いる場合、前記型に、前記補助型を端面用成形面に平行方向に出し入れ可能に保持する溝を有する取付部を設けておくことが好ましく、この構造を採用することで簡単な構造で補助型を着脱できる。
【００１２】
本発明の熱間据込み加工機に用いる型は、少なくとも棒材端面を成形する端面用成形面を備えたものであれば任意であるが、その型に、棒材を挿入させる貫通穴を備えた定着板を前記端面用成形面の前方に保持する定着板支持部を備えた構成とすることが好ましい。この構成とすると、その定着板支持部に定着板を保持させた状態で棒材端部の熱間据込み加工を施すことで、定着板に挿入した棒材端部を拡径させて定着板に確実に固定させることができ、定着板付の棒材を製造できる。
【００１３】
上記した熱間据込み加工機を構成する第一フレーム、クランプ装置、加熱手段、型等は、熱間据込み加工すべき棒材を、前記第一フレームの第二フレームとは反対側から前記クランプ装置を通して棒材軸線方向に送り込むことで熱間据込み加工を行う位置に装着でき、加工後には、その棒材を加工時の軸線位置から退避させ、次いで棒材軸線方向に引き戻すなどして機外に排出することができる構成とすることが好ましい。この構成とすると、熱間据込み加工機に対する棒材の着脱のための動きが簡単となり、自動化が容易となる。
【００１４】
更に、前記型の端面用成形面の前方に、前記クランプ装置を通して棒材軸線方向に送り込まれてくる棒材の先端を位置決めする位置決めストッパを設けると共に、その位置決めストッパを、棒材の前進を阻止する作動位置と、前記型及びクランプ装置による据込み動作に干渉しない退避位置に移動させるストッパ移動手段を設けることが好ましい。この位置決めストッパを設けると、熱間据込み加工すべき棒材を所定位置に位置決めでき、据込み加工量を一定にできる。
【００１５】
本発明の熱間据込み加工機は、通常は工場等に据え付けた形態で使用されるが、必要に応じ、各部品の軽量化を図り、可搬式として使用してもよい。可搬式とした場合、その熱間据込み加工機を建築現場等に持ち込み、適当な場所に置くとか、クレーン等で吊り下げた状態で使用することができる。また、建築現場において、構造物を形成するために適当に組んだ鉄筋の端部のところに、熱間据込み加工機をクレーン等で運び、その位置で鉄筋端部に熱間据込み加工を施すように使用することもできる。
【００１６】
本発明の熱間据込み加工機を工場等に据え付けて使用する場合、熱間据込み加工機を単独で使用してもよいが、棒材の両端をそれぞれ熱間据込み加工するように２台を組み合わせて使用することが好ましい。すなわち、熱間据込み加工を施すべき複数の棒材を水平に且つ互いに平行に保持する棒材保持手段を設け、その両側にそれぞれ熱間据込み加工機を、その加工軸線が、前記棒材保持手段に保持した棒材と平行になるように、且つクランプ装置を保持した第一フレーム側が前記棒材保持手段に隣接した位置となるように配置して熱間据込み加工装置を構成することが好ましい。この構成とすると、棒材保持手段に保持した棒材の一つを、片側の熱間据込み加工機の加工軸線に合わせて軸線方向に送り込むことで、所定位置にセットし、棒材の一端に熱間据込み加工を施すことができ、加工後それを元の棒材保持手段上に戻し、その後、今度は反対側に位置する熱間据込み加工機に送り込んで、反対側の端部に熱間据込み加工を施すことができ、結局、棒材の両端に熱間据込み加工を容易に施すことができる。また、この構成の熱間据込み加工装置において、前記棒材保持手段の両側に配置された熱間据込み加工機は、それぞれの加工軸線が、直角方向に離れた位置となるように配置することが好ましい。この構成とすると、棒材保持手段の両側の熱間据込み加工機に対する棒材の着脱操作が互いに干渉することがなく、このため、棒材の着脱操作を同時に実施でき、生産性が向上する。
【００１７】
前記棒材保持手段の両側に設けられた熱間据込み加工機のそれぞれに対して、棒材保持手段に保持した棒材を、熱間据込み加工機の加工軸線に一致する位置に持ち上げ、前記クランプ装置を通して棒材軸線方向に送り込んで熱間据込み加工を行う位置に装着し、加工後には、その棒材を加工軸線から持ち上げて退避させてから移動させて、前記棒材保持手段上又は別設の棒材保持手段上に下降させる棒材移載手段を設けておくことが好ましい。この棒材移載手段を設けることで、各熱間据込み加工機に対する棒材の着脱の自動化が可能となる。
【００１８】
更に、前記棒材保持手段に、保持している棒材を、水平面において前記両側の熱間据込み加工機の加工軸線に一致する位置に順次搬送する搬送手段を備えておくことが好ましい。この構成とすると、熱間据込み加工を施すべき棒材を棒材保持手段の適当な位置に供給しておけば、その棒材の搬送、各熱間据込み加工機への着脱を自動化できる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の１実施例による棒材端部の熱間据込み加工機及びそれを用いた熱間据込み加工装置を示す概略平面図、図２はその要部を拡大して示す概略平面図、図３は図２に示す部分の概略側面図である。図１〜図３に示す実施例は、鉄筋の両端に熱間据込み加工を施して円板状の定着部を形成するものであり、１は熱間据込み加工を施すべき棒材である鉄筋、１Ａは一端に定着部として使用する拡径部１ａを形成した鉄筋、１Ｂは両端に拡径部１ａ、１ｂを形成した鉄筋である。２は、多数の鉄筋１、１Ａ、１Ｂ等を互いに平行に且つ水平に保持する棒材保持手段である。この実施例の棒材保持手段２は、鉄筋１、１Ａ、１Ｂ等を単に保持するのみならず、その鉄筋を鉄筋軸線に直角方向（矢印Ａで示す方向）に間欠的に搬送する搬送手段を備えている。すなわち、棒材保持手段２は鉄筋１、１Ａ、１Ｂ等を乗せて搬送するチェーン等の保持部材３を備えている。この保持部材３は、保持している鉄筋を、水平面において後述する熱間据込み加工機５、５の加工軸線（熱間据込み加工を施されている鉄筋１の中心軸線が位置する軸線）Ｐ−Ｐ、Ｑ−Ｑに一致する位置に順次搬送する構成となっている。また、保持部材３は鉄筋１、１Ａ、１Ｂ等を上から乗せたり、上に取り出したりすることが可能な形態で保持する構成である。
【００２０】
この棒材保持手段２の両側には、それぞれ熱間据込み加工機５、５が設けられている。これらの熱間据込み加工機５、５はそれぞれ、鉄筋１の近接した側の端部を熱間据込み加工するためのもので、それぞれの加工軸線Ｐ−Ｐ、Ｑ−Ｑが直角方向に離れた位置となるように配置されている。２台の熱間据込み加工機５、５は対称に配置されている以外は実質的に同一構成であるので、以下、図１で棒材保持手段２の右側に配置されている熱間据込み加工機５についてその構成を説明する。
【００２１】
熱間据込み加工機５は、図２、図３に拡大して示すように、両側に垂直に且つ互いに平行に設けられた第一フレーム６Ａ、第二フレーム６Ｂと、これらのフレーム６Ａ、６Ｂの間に水平に取り付けられた複数のガイドロッド７と、そのガイドロッド７に水平に移動可能に保持された型支持ブロック８等を備えている。この型支持ブロック８の棒材保持手段２側の面には、図８にも拡大して示すように、板状の型１０を上方から挿入可能な溝を備えた型取付部材９が固定されており、型１０を容易に交換可能な形態で保持可能となっている。型１０は、鉄筋１の熱間据込み加工時に鉄筋１の端面を押圧して成形するための端面用成形面１０ａを備えたものであり、その成形面１０ａの中央（加工軸線Ｐ−Ｐを中心とする位置）に小さい隆起部１０ｂを備えている。この隆起部１０ｂは鉄筋端部を据込み加工する際に材料の拡径方向への流れを助長するために設けたものである。隆起部１０ｂの形状としては、円錐状、球面状等の、材料を拡径方向に流れやすくするものであれば任意であるが、その先端には鉄筋軸線に直角な平面を形成ておくことが好ましい。このような平面を形成しておくと、その鉄筋端面に隆起部１０ｂを押し当てた際に、鉄筋の中心軸線と隆起部１０ｂとの中心軸線とがずれていても、鉄筋が不安定に変形することがなく、良好な熱間据込みが可能となる。
【００２２】
図１〜図３において、棒材保持手段２側に位置する第一フレーム６Ａの、型１０に面する側には、熱間据込み加工すべき鉄筋１を、その端面が型１０の成形面１０ａに対向するように保持するクランプ装置１２が設けられている。このクランプ装置１２は、図４〜図６に示すように、第一フレーム６Ａに固定された下部フレーム１３と、その下部フレーム１３に軸１４を介して旋回可能に保持された３個の上部フレーム１５を備えており、その下部フレーム１３と上部フレーム１５の対向する面にそれぞれ、鉄筋をクランプするための半割りスリーブ１６Ａ、１６Ｂが取り付けられている。かくして、この半割りスリーブ１６Ａ、１６Ｂで鉄筋１をはさみ付けることにより鉄筋１を固定することができる。なお、各半割りスリーブ１６Ａ、１６Ｂの内面（鉄筋に接触する面）は平滑としてもよいが、円周方向の溝或いはらせん状の溝を形成しておくと、鉄筋が滑りにくくなり、鉄筋の把持力が大きくなるので好ましい。また、上部フレーム１５を３個設けたのは、鉄筋が軸線方向に滑らないように確実に把持するためであり、この個数は適宜増減可能である。
【００２３】
上部フレーム１５を旋回可能に保持する軸１４は、下部フレーム１３に取り付けられている半割りスリーブ１６Ａの横に設けられており、上部フレーム１５を上方に、図４に二点鎖線１５ａで示す位置に開くことにより、半割りスリーブ１６Ａの上方を開放できる。かくして、この状態で、鉄筋１を上方に、すなわち鉄筋の軸線に交叉する方向に取り出すことが可能となる。なお、第一フレーム６Ａには、鉄筋１を上方に取り出すことを可能とするため、上端を開口した溝６ａが形成されている。３個の上部フレーム１５には、その開閉のための共通のエアシリンダ等の開閉用シリンダ装置１８が連結されている。
【００２４】
図４〜図６において、下部フレーム１３には軸１４を配置した側とは反対側に軸２０が取り付けられており、この軸２０には、３個の上部フレーム１５にそれぞれ対向して締付用レバー２１が旋回可能に取り付けられている。この締付用レバー２１は、上端近傍に上部フレーム１５の上面を押圧するための押圧部２１ａを備えており、下端近傍に受けボルト２１ｂを備えている。そして、この受けボルト２１ｂに対向する位置に油圧シリンダ等の締付用のシリンダ機構２３が設けられており、そのシリンダ機構２３で受けボルト２１ｂを押すことで、締付用レバー２１を図４で時計方向に旋回させ、押圧部２１ａで上部フレーム１５を下部フレーム１３に強く押し付けて鉄筋をクランプするようになっている。ここで、軸２０から押圧部２１ａまでの距離を、受けボルト２１ｂまでの距離よりもかなり小さくしており、これによってシリンダ機構２３の力を拡大して上部フレーム１５を押圧でき、鉄筋を確実に把持することができる。なお、締付用レバー２１の下端にはコイルばね（図示せず）が連結され、シリンダ機構２３が作動していない時には、締付用レバー２１を図４で反時計方向に旋回させ、上部フレーム１５の開閉に干渉しない位置に保持するようになっている。
【００２５】
図２、図３において、型１０の成形面１０ａの前方には、後述する棒材移載手段４０で加工軸線Ｐ−Ｐ上を鉄筋軸線方向に送り込まれてきた鉄筋１の先端が突き当たることでその鉄筋の端面位置を位置決めする位置決めストッパ２６と、その位置決めストッパ２６を、鉄筋の前進を阻止する作動位置（図３に示す位置）と、その下方の退避位置に移動させるエアシリンダ等のストッパ移動手段２７が設けられている。
【００２６】
更に、型１０の成形面１０ａの前方には、その位置決めストッパ２６で所定位置に位置決めされた鉄筋１の端部の熱間据込みを施すべき領域を、熱間据込みに適した温度（例えば、８００〜１３００°Ｃ）に加熱する加熱手段３０も設けられている。この加熱手段３０は、誘導加熱方式のもの、ガスバーナ方式のもの等任意であるが、この実施例では鉄筋端部を加熱する誘導コイルからなる加熱ヘッド３１と、その加熱ヘッド３１を保持すると共にそれに高周波電流を供給するトランス３２と、そのトランス３２を保持した昇降台３３と、昇降台３３を昇降させる油圧シリンダ等のシリンダ装置３４等を備えている。鉄筋の加熱に誘導加熱を利用すると、敏速な加熱が可能であり且つ温度制御が容易である等の利点が得られる。ここで使用する加熱ヘッド３１は、図７に示すように、上端が開放した略Ｕ字状をなしており、図３に示す作動位置（鉄筋１を加熱する位置）から鉄筋１に干渉することなく、鉄筋１の下方に移動可能である。かくして、シリンダ装置３４が昇降台３３を押し上げることで、加熱ヘッド３１を図３に示す作動位置に移動させ、また、昇降台３３を下降させることで、その加熱ヘッド３１を、鉄筋１から下方に離れた退避位置に移動させることができる。なお、位置決めストッパ２６及び加熱ヘッド３１の退避位置は、後述するように型支持ブロック８がクランプ装置１２に向かって前進し、鉄筋１の先端を据込み加工する際に、その動作に干渉しない位置としている。
【００２７】
第二フレーム６Ｂには油圧シリンダ等のプレス用のシリンダ装置３８が設けられ、そのピストンロッド３８ａの先端は型支持ブロック８に連結され、その型支持ブロック８をクランプ装置１２に向かって押し出すことが可能な構成となっている。また、ガイドロッド７には型支持ブロック８の前進位置を規制するためのストッパ３９が取り付けられ、鉄筋先端に加える圧下量を調整するようになっている。なお、型支持ブロック８の前進位置を規制する手段としては、ストッパ３９を用いる構成に限らず、シリンダ装置３８としてサーボシリンダを用い、シリンダ装置３８自体の伸び出し量を規制する構成としてもよい。
【００２８】
クランプ装置１２の背後の、棒材保持手段２内には、棒材保持手段２に保持した棒材を、熱間据込み加工機５の加工軸線Ｐ−Ｐに一致する位置に持ち上げ、クランプ装置１２を通して棒材軸線方向に送り込んで熱間据込み加工を行う位置に装着し、加工後には、その棒材を加工軸線Ｐ−Ｐから持ち上げ次いで棒材軸線方向に引き戻し、その後、棒材保持手段２上に下降させる棒材移載手段４０が設けられている。この棒材移載手段４０は、鉄筋１を保持し且つ水平に送るための複数のＶ形ローラ４１と、各Ｖ形ローラ４１を保持しかつ昇降可能なローラ保持台４２と、そのローラ保持台４２を昇降させる昇降機構４３と、複数のローラ保持台４２が同期して昇降するように複数の昇降機構４３を駆動する昇降用モータ４４と、各Ｖ形ローラ４１を正逆両方向に回転駆動する送り用モータ４５等を備えている。
【００２９】
以上のように構成された熱間据込み加工装置について、以下その動作を説明する。図１において、棒材保持手段２が鉄筋１を矢印Ａ方向に間欠的に搬送している。そして、一つの鉄筋１が第一の熱間据込み加工機５の加工軸線Ｐ−Ｐの下方に送り込まれると、その下方に待機していたＶ形ローラ４１が上昇し、図３に示すように、鉄筋１を熱間据込み加工機５の加工軸線Ｐ−Ｐに一致する高さに持ち上げ、次いで、Ｖ形ローラ４１が回転して鉄筋１を矢印Ｂで示すように、型１０に向かって軸線方向に送る。この時、クランプ装置１２は開放された状態にあり、且つ位置決めストッパ２６及び加熱ヘッド３１は共に図３に示す作動位置に上昇して待機している。また、型支持ブロック８も図示した後退位置に待機している。Ｖ形ローラ４１で矢印Ｂ方向に送られた鉄筋１は、その先端が位置決めストッパ２６に突き当たって所定位置に位置決めされた後、クランプ装置１２の開閉用シリンダ装置１８が上部フレーム１５を図４に示すように下部フレーム１３の上に閉じ、締付用シリンダ機構２３が締付用レバー２１を旋回させて上部フレーム１５を下部フレーム１３にしっかりと押し付ける。これにより、鉄筋１はクランプ装置１２で固定される。
【００３０】
次に、図２、図３において、位置決めストッパ２６がストッパ移動手段２７によって、加熱ヘッド３１による加熱の邪魔にならない位置に下降し、次いで加熱ヘッド３１が鉄筋１の先端を熱間据込みを行うのに適した温度（例えば、８００〜１３００°Ｃ）に加熱する。なお、位置決めストッパ２６を誘導加熱されない材料で形成するなどして、その位置決めストッパ２６が加熱ヘッド３１による鉄筋先端の加熱にあまり邪魔にならない場合には、加熱に先立って位置決めストッパ２６を下降させなくてもよい。加熱ヘッド３１によって鉄筋先端を所定温度に昇温させた後、加熱ヘッド３１も、下方の待機位置に下降する。次いで、押圧用のシリンダ機構３８が作動して型支持ブロック８をクランプ装置１２に向かって前進させる。これにより、その型支持ブロック８に保持されている型１０が、図８（ａ）に示すように、鉄筋１の端面に向かって前進し、その端面を鉄筋軸線方向に押し込んで行くことにより、図８（ｂ）に示すように、鉄筋１の加熱領域が圧縮され、拡径してゆく。以上の操作により、図８（ｃ）に示すように、鉄筋１の先端に円板状の拡径部１ａが形成される。この時、型支持ブロック８の前進位置がストッパ３９（図１、図２参照）で規制されることにより、型１０が鉄筋１の先端に加える圧下量を一定に保つことができ、所望外径の拡径部１ａを形成できる。
【００３１】
図１〜図３において、拡径動作が終了した後は、シリンダ装置３８が型支持ブロック８を後退させ、且つクランプ装置１２が開く。これにより、一端に拡径部１ａを形成した鉄筋１を上方に取り出すことが可能となる。次に、図３において、Ｖ型ローラ４１が更に上昇して鉄筋１を上方に持ち上げ、次いで、前回とは反対方向に回転して鉄筋１を矢印Ｂとは反対方向に運び出し、鉄筋１の全体を第一フレーム６Ａの外側（図面では左側）に運び出した後、回転を停止し、次いで下降して、その鉄筋１を棒材保持手段２の保持部材３上に降ろす。その後、図１において、保持部材３がその鉄筋を下流に送り出す。図１における鉄筋１Ａは以上の動作によって、第一の熱間据込み加工機５によって一端に拡径部１ａを形成された後の鉄筋を示している。
【００３２】
その後、鉄筋１Ａは更に下流に送られて第二の熱間据込み加工機５の加工軸線Ｑ−Ｑの下方に送り込まれ、前記したのと同様な手順で、その熱間据込み加工機５に送り込まれ、他端側に熱間据込み加工によって拡径部１ｂを形成された後、元の棒材保持手段２に戻され、下流に搬送される。このようにして、未加工の鉄筋１に対して、その両端に熱間据込み加工による拡径部１ａ、１ｂが次々と形成され、両端に拡径部１ａ、１ｂを持った鉄筋１Ｂが製造され、棒材保持手段２の保持部材３によって下流に送り出される。
【００３３】
なお、以上の実施例では、棒材保持手段２における鉄筋１の搬送、各熱間据込み加工機５に対する出し入れ、熱間据込み加工等の各動作を自動的に行う場合を示したが、必要に応じ、これらの動作の一部を手動操作で行うようにしてもよい。例えば、棒材保持手段２として、単に鉄筋１を図１に示すような形態で水平に保持する保持テーブルを用い、その保持テーブル上での鉄筋の移動を人手で行う構成としてもよいし、更には、各熱間据込み加工機５に対する鉄筋の出し入れも人手で行う構成としてもよい。
【００３４】
また、上記実施例では、鉄筋１の端面を単に型１０の成形面に押し付けることで拡径させ、円板状の拡径部１ａを形成するという熱間据込みを行う場合を示しているが、この際に拡径部の形状を規制するための補助型を用いることも可能である。図９、図１０はその場合の実施例を示すものであり、ここで使用している型１０Ａは、鉄筋端面を押し付けるための成形面１０ａを備えると共に、補助型５０を取り付けるための取付部１０ｃを備えている。この取付部１０ｃは、補助型５０を上から出し入れすることが可能な溝を備えた構成のものであり、その溝に補助型５０を装着している。補助型５０は上下に二つ割り構造のものであって、中央に鉄筋１を挿入させる穴５０ａを有すると共に裏面に、円弧状の成形面５０ｂを備えている。この型１０Ａを用いて熱間据込み加工を行うと、図１０に示すように、鉄筋１の加熱した端部を型１０Ａの成形面で軸線方向に圧縮して拡径させた時、形成される拡径部１ａの背面（鉄筋本体側の面）の根元を補助型５０の成形面５０ｂが規制しており、これにより、拡径部１ａの背面の根元を円弧状にきれいに湾曲させた拡径部１ａを得ることができる。なお、熱間据込みを行った後、その鉄筋１を取り外すには、鉄筋１を上方に押し上げ、二つ割り構造の補助型５０の上半分を一緒に持ち上げることで、拡径部１ａを補助型５０の上半分と一緒に取付部１０ｃから上方に抜き出すことができ、その後、補助型５０の上半分を手で外して元の位置（取付部１０ｃ内）にセットし、鉄筋１は軸線方向に引き出せばよい。ここで使用する補助型５０は図示のものに限らず、適宜変更可能であり、例えば、形成する拡径部１ａの外周面を規制する構成のものとしてもよい。
【００３５】
更に、上記実施例の熱間据込み加工装置は、鉄筋端部に定着板を熱間据込み加工によって固定する場合にも使用可能である。以下、その場合を説明する。定着板を鉄筋に固定する場合には、型支持ブロック８に取り付ける型として、図１１に示すように、鉄筋端面を押し付けるための成形面１０ａを備えると共に、定着板５２及びスペーサ５３を支持するための定着板支持部１０ｄを備えた型１０Ｂを用いる。この定着板支持部１０ｄも、定着板５２及びスペーサ５３を上から出し入れすることが可能な溝を備えた構成のものである。スペーサ５３は定着板５２の異なる厚みに対応させるために設けたものであり、定着板支持部１０ｄにボルト等（図示せず）で固定されている。定着板５２は、鉄筋１を挿入させる穴５２ａを備えたものであれば任意であるが、この実施例では、穴５２ａに、鉄筋１を挿入した時に鉄筋端部側が大径となるテーパーを付けている。
【００３６】
次に、この型１０Ｂを用いた熱間据込み加工動作を説明する。定着板支持部１０ｄに予め定着板５２を手で装着しておく。この状態で、鉄筋１を熱間据込み加工機５（図１〜３参照）に送り込み、先端を加熱した後、図１１（ａ）において、型支持ブロック８を鉄筋１に向かって押し付けてゆく。これにより、鉄筋１の加熱された先端が定着板５２の穴５２ａに挿入され、型１０Ｂの成形面１０ａで軸線方向に圧縮され、加熱された領域が拡径してゆく。これにより、図１２に示すように、定着板５２内及びその両側の鉄筋部分が拡径して定着板５２にしっかりと固定される。その後、鉄筋１を上方に持ち上げることで、定着部５２を定着板支持部１０ｄから上方に抜き出し、次いで、鉄筋１を軸線方向に引き戻す。以上のようにして、鉄筋１の端部に定着板５２を取り付けることができる。かくして得られた定着板付鉄筋１は、図１３に示すように、定着板５２の両側に鉄筋の拡径した部分１ｄ、１ｅが存在するので、定着板５２が鉄筋の軸線方向にずれるということがほとんどなく、定着部５２の固定強度が極めて大きいという利点が得られる。
【００３７】
以上の実施例では、鉄筋端部を加熱するための加熱ヘッドとして、鉄筋を誘導加熱する誘導子を用いているが、加熱ヘッド３１は誘導加熱を利用するものに限らず、他のもの、例えば、ガスバーナを用いても良い。図１４はガスバーナ方式の加熱ヘッド３１Ａを示すものであり、この加熱ヘッド３１Ａは、一対の半割りリングバーナ５５、５５を軸線方向に多段に配置した構成であり、各半割りリングバーナ５５の外側には冷却用のコイル５６を取り付けている。また、一対の半割りリングバーナ５５、５５の上端は、鉄筋１を上方に出し入れ可能なように間隔を開けている。この構成の加熱ヘッド３１Ａも、図１〜図３に示す熱間据込み加工機５における加熱ヘッド３１に代えて使用可能である。すなわち、ガスバーナ式の加熱ヘッド３１Ａを用いても、鉄筋端部を熱間据込みに必要とされる温度（例えば８００〜１３００°Ｃ）に加熱することが可能であり、且つ鉄筋１の据込み加工時には下方に退避させることができる。ガスバーナ式の加熱ヘッド３１Ａは、誘導加熱方式の加熱ヘッド３１に比べて、装置が軽量、大電気容量が不要等の利点を有している。また、多段配置した半割りリングバーナ５５、５５の炎の強さを部分的に調整することで鉄筋１に所望の温度分布を設けることも可能となる。この加熱ヘッド３１Ａに使用するガスとしては、アセチレン＋酸素、ＬＰＧ＋酸素等の公知のものを適宜使用可能であるが、アセチレン＋酸素の弱還元炎を用いると、加熱部に脱炭層が生じないという利点が得られるので好ましい。また、中性炎を用いることも、鉄筋を酸化させないので好ましい。
【００３８】
なお、ガスバーナ方式の加熱ヘッド３１Ａとしては、図示したような、半割りリングバーナに限らず、円周の１個所のみを鉄筋の出し入れのために切り欠いたようなリング状のものを用いても良い。また、半割りリングバーナを多段に配置する代わりに、一対の長い半割り円筒状のリングバーナを用いても良い。その場合には内部を複数に分割しておくことが、位置に応じて炎の強さを調整できるので好ましい。
【００３９】
図１に示す実施例の熱間据込み加工装置では、棒材保持手段２の両側に熱間据込み加工機５を１台ずつ設置しているが、必要に応じ、熱間据込み加工機５の設置台数を増加させ、生産能率を増大させる構成としてもよい。更に、上記実施例では各熱間据込み加工機５内において、加熱ヘッド３１で鉄筋１の先端を常温から熱間据込みに必要な温度にまで加熱しているが、熱間据込み加工機５の外側の適当な位置に（例えば、棒材保持手段２で保持されている鉄筋を加熱しうる位置に）加熱手段を配置し、鉄筋の先端を予熱するようにしてもよい。このように予熱を行う構成とすると、熱間据込み加工機５の加熱ヘッド３１による加熱に要する時間を短縮でき、生産性を向上させることができる。また、図１の実施例では、棒材保持手段２に保持した鉄筋１の端部よりも外側に熱間据込み加工機５を配置し、鉄筋１を軸線方向に移動させて熱間据込み加工機５に装着させる構成としているが、この構成に限らず、棒材保持手段２に保持される鉄筋の端部の下方に部分的に重なるように熱間据込み加工機５を配置し且つ棒材保持手段２を、保持している棒材を下方に出し入れ可能な構成としてもよい。このように構成すると、棒材保持手段２で熱間据込み加工機の上方に送られてきた鉄筋を下方に降ろして、熱間据込み加工機５のクランプ装置１２に供給し、そのままクランプして熱間据込み動作に入るか、或いは鉄筋を軸線方向に少し動かして位置決めした後クランプして熱間据込み動作に入り、加工終了後はそのまま上方に持ち上げて元の棒材保持手段２に戻すという動作を行うことができ、棒材保持手段２と熱間据込み加工機５と間の鉄筋の移載を敏速に行って生産性を挙げることができる。
【００４０】
更に、上記実施例の熱間据込み加工機５では、鉄筋１を１本ずつ取り込み、熱間据込み加工する構成としているが、この代わりに、複数本の鉄筋に対して同時に熱間据込み加工を施す構成としてもよい。すなわち、クランプ装置１２を、複数本の鉄筋を適当な間隔をあけて平行にクランプ可能な構成とし、加熱ヘッド３１をその複数の鉄筋の先端を同時に加熱可能な構成とし、型支持ブロック８には、その複数の鉄筋の先端に対向した位置に端面用成形面を備えた型を保持させる構成とし、型支持ブロック８の１回の押圧ストロークで同時に複数の鉄筋先端に熱間据込みを行っても良い。この構成とすると、生産能率を大幅に向上させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の棒材端部に対する熱間据込み加工機によれば、鉄筋等の棒材端部を加熱し、型の端面用成形面で押圧することにより、棒材端部に対する熱間据込み加工を施すことができ、棒材端部を拡径させて一体構造の拡径部を形成することができる。従って、本発明の熱間据込み加工機は、端部に定着部として使用される拡径部を一体構造として備えた鉄筋を製造することができるという効果を有している。また、この熱間据込み加工機の型の端面用成形面の前に、鉄筋端部に固定する定着板を支持する手段を設けておくと、鉄筋端部をその定着板に形成している穴に貫通させた状態で熱間据込み加工を施すことができ、鉄筋端部を拡径させて定着板に強固に固定することができ、定着板を強固に固定した鉄筋を製造できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施例による棒材端部の熱間据込み加工機及びそれを用いた熱間据込み加工装置を示す概略平面図
【図２】 図１に示す装置の要部を拡大して示す概略平面図
【図３】 図２に示す部分の概略側面図
【図４】 図２、図３に示す装置に使用しているクランプ装置及び第一フレームを鉄筋軸線方向に見た概略側面図
【図５】 図４に示す部分の概略平面図
【図６】 図４に示す部分を、鉄筋１の軸線を含む水平面で切断して示す概略断面図
【図７】 図１〜図３に示す装置に使用している加熱ヘッドを鉄筋の軸線方向に見た概略側面図
【図８】 （ａ）は図１〜図３に示す装置における鉄筋１及び型１０等を示す概略水平断面図
（ｂ）は熱間据込みを行った状態を示す鉄筋１及び型１０を示す概略水平断面図
（ｃ）は熱間据込み加工を施した後の鉄筋端部を示す概略断面図
【図９】 熱間据込み加工時に補助型を用いた実施例を示すもので、（ａ）は鉄筋１、補助型５０及び型１０Ａ等を示す概略水平断面図、（ｂ）はその概略垂直断面図、（ｃ）は型１０Ａ、補助型５０等の概略前面図
【図１０】 図９（ａ）に示す装置を用いて熱間据込み加工を施した状態を示す概略水平断面図
【図１１】 鉄筋端部に定着板を熱間据込みによって取り付ける実施例を示すもので、（ａ）は鉄筋１、定着板５２及び型１０Ｂ等を示す概略水平断面図、（ｂ）はその概略垂直断面図、（ｃ）は型１０Ａ、定着板５２等の概略前面図
【図１２】 図１１（ａ）に示す装置を用いて熱間据込み加工を施し定着板に固定する状態を示す概略水平断面図
【図１３】 図１２に示す操作によって得られた定着板付鉄筋の端部を示す概略断面図
【図１４】 （ａ）は加熱ヘッドの変形例を示す概略正面図
（ｂ）はその概略水平断面図
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ 鉄筋（棒材）
１ａ、１ｂ 拡径部
２ 棒材保持手段
３ 保持部材
５ 熱間据込み加工機
６Ａ 第一フレーム
６Ｂ 第二フレーム
７ ガイドロッド
８ 型支持ブロック
１０、１０Ａ、１０Ｂ 型
１０ａ 端部用成形面
１２ クランプ装置
２６ 位置決めストッパ
３０ 加熱手段
３１ 加熱ヘッド
３２ トランス
３３ 昇降台
３４ シリンダ装置
３８ シリンダ装置
３９ ストッパ
４０ 棒材移載手段
４１ Ｖ形ローラ
４２ ローラ保持台
４３ 昇降機構
４４ 昇降用モータ
４５ 送り用モータ
５０ 補助型
５２ 定着板
Claims (8)
- 間隔をあけて設けられた第一フレーム及び第二フレームと、これらの二つのフレームに保持された複数の互いに平行なガイドロッドと、該ガイドロッドに移動可能に保持された型支持ブロックと、その型支持ブロックに、前記第一フレームに面するように保持され、熱間据込み加工すべき棒材端部の端面を押圧して拡径させるよう成形するための端面用成形面であって、棒材端面の押圧成形時に材料の拡径方向への流れを助長する隆起部を有する端面用成形面を備えた型と、前記第一フレームに保持され、熱間据込み加工すべき棒材を、その端面が前記型の端面用成形面に対向するように保持するクランプ装置と、前記型の端面用成形面に対向して位置する棒材端部を加熱する加熱手段と、前記クランプ装置に保持された棒材を前記型で押圧して据込み加工するよう、前記型支持ブロックを前記クランプ装置に向かって移動させる押圧手段とを有し、前記加熱手段が、棒材を加熱する加熱ヘッドと、該加熱ヘッドを、棒材端部を加熱する加熱位置から棒材から離れた退避位置に移動させる加熱ヘッド移動手段を備えている、棒材端部の熱間据込み加工機。
- 前記加熱ヘッドが、棒材に対して直角方向に移動することで該加熱ヘッド内に棒材を出し入れすることができるよう、周の一部を開放した構造であり、前記加熱ヘッド移動手段が前記加熱ヘッドを、前記棒材に対して直角方向に移動させる構成である、請求項１記載の棒材端部の熱間据込み加工機。
- 前記型が、前記端面用成形面の前方に配置された補助型であって、前記棒材を挿入させる穴を備えると共に該穴の中心を通る位置で二つ割構造とした補助型を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の棒材端部の熱間据込み加工機。
- 前記型が、前記補助型を前記端面用成形面に平行方向に出し入れ可能に保持する溝を有する取付部を備えていることを特徴とする請求項３記載の棒材端部の熱間据込み加工機。
- 前記型が、棒材を挿入させる貫通穴を備えた定着板を前記型の端面用成形面の前方に保持する定着板支持部を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の棒材端部の熱間据込み加工機。
- 前記第一フレーム、クランプ装置、加熱手段、型等が、熱間据込み加工すべき棒材を、前記第一フレームの第二フレームとは反対側から前記クランプ装置を通して棒材軸線方向に送り込むことで熱間据込み加工を行う位置に装着でき、加工後には、その棒材を加工時の軸線位置から退避させ次いで機外に排出することができる構成であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の棒材端部の熱間据込み加工機。
- 熱間据込み加工を施すべき複数の棒材を水平に且つ互いに平行に保持する棒材保持手段と、その両側にそれぞれ配置された請求項１から６のいずれか１項記載の熱間据込み加工機を備え、該熱間据込み加工機は、熱間据込み加工中の棒材の中心軸線が位置する加工軸線が、前記棒材保持手段に保持した棒材と平行になるように、且つクランプ装置を保持した第一フレーム側が前記棒材保持手段に隣接した位置となるように配置されていることを特徴とする棒材端部の熱間据込み加工装置。
- 前記棒材保持手段が、棒材を上方に出し入れ可能であると共にその両側に設けられた熱間据込み加工機の加工軸線よりも低い位置で棒材を保持する構成であり、各熱間据込み加工機に対して、棒材保持手段に保持した棒材を、熱間据込み加工機の加工軸線に一致する位置に持ち上げ、前記クランプ装置を通して棒材軸線方向に送り込んで熱間据込み加工を行う位置に装着し、加工後には、その棒材を加工軸線から持ち上げて退避させてから移動させて、前記棒材保持手段上又は別設の棒材保持手段上に下降させる棒材移載手段が設けられていることを特徴とする請求項７記載の棒材端部の熱間据込み加工装置。
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