JP4675823B2 - 端部拡径鉄筋の製作方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋の先端を拡大させてコンクリートへの定着強度を高めた端部拡径鉄筋の製作方法に関するものである。

従来、特許文献１乃至３に示されているように、鉄筋の端部を熱間据込加工して拡大させたり、鉄筋の端部に板を固定したりして端部を拡大させてコンクリートへの定着強度を高めた鉄筋が知られている。

すなわち、特許文献１では、鉄筋の先端に誘導コイルからなる加熱装置を近づけて加熱し、鉄筋の塑性変形抵抗が極めて小さくなった状態で成形面に先端を押し付けて拡大させている。

また、特許文献２，３に開示されているように突き合わせた２部材を接合する方法として摩擦圧接という方法が知られている。
特開２０００−２５７２０９号公報 特開平１０−１９６１２０号公報 特開２００６−５７２９０号公報

しかしながら、前記した特許文献１の方法では、鉄筋を加熱するための加熱装置と端部を成形するための成形面を備えた型との両方が必要になる。

そこで、本発明は、鉄筋の加熱と成形の両方をおこなうことができる型部を使用した端部拡径鉄筋の製作方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の端部拡径鉄筋の製作方法は、鉄筋より硬度及び融点が高い材料によって成形された型部と鉄筋の先端を当接させ、前記型部又は前記鉄筋の少なくとも一方を回転させることにより前記鉄筋を加熱し、加熱された鉄筋の先端に型部を押し付けることによって前記鉄筋の先端部を拡大させることを特徴とする。

ここで、前記型部には、前記鉄筋を当接させる面に粗面加工が施されているものを使用することができる。また、前記型部の前記鉄筋を当接させる部分には凹部が形成されているものが好ましい。

また、前記型部を挟んで両側から鉄筋をそれぞれ当接させ、前記型部を回転させることにより２本の鉄筋の先端を同時に加熱することができる。

このように構成された本発明は、互いに当接させた型部又は鉄筋の少なくとも一方を回転させるだけで鉄筋の先端を加熱することができ、その加熱に使用した型部に鉄筋を押し付けることでその先端を拡大させることができる。

また、このように単一材料である鉄筋の先端を簡単な方法で加工するのであれば、安価に端部拡径鉄筋を製作することができる。

また、型部の鉄筋を当接させる面に粗面加工を施すことによって摩擦抵抗が増加するので、短時間で容易に鉄筋の先端を加熱することができる。

さらに、型部に凹部を形成することで、拡大させる鉄筋の端部の形状を所望する厚みを有する形状に容易に成形することができる。

また、型部を挟んで両側から鉄筋を当接させて型部を回転させることで、加熱手段を増設することなく２本の鉄筋の先端を同時に加熱することができるので効率的である。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態の端部拡径鉄筋の製作方法に使用される高速回転装置３の概略構成を示した図である。

また、この高速回転装置３によって端部が加工される鉄筋１は、異形鉄筋、鋼棒、ねじ鉄筋などの回転摩擦時に作用する力によって大幅に撓むことのない程度以上の剛性を備え、後述する型部２よりも摩擦熱によって塑性変形し易い温度に早く到達する材料であればよい。

この高速回転装置３は、型部２を回転自在に把持する主軸チャック部３１と、その主軸チャック部３１を回転させる主軸３２と、その主軸３２を高速回転させるモータなどを備えた駆動部３３とを台座部３７上に備えている。

また、この台座部３７上には、把持させた鉄筋１を主軸チェック部３１方向に押し出すための伸縮自在の油圧シリンダ３６と、その油圧シリンダ３６から突出した鉄筋１を支持させる心押しクランプ部３４と、その心押しクランプ部３４をスライド移動させるためのレール部３５とが配設されている。

この油圧シリンダ３６は、鉄筋１をこの油圧シリンダ３６の伸縮方向に挿通させる内空を備えるセンターホール型であるとともに、その先端に鉄筋１を把持させるチャック部３６ａを備えている。

また、心押しクランプ部３４は、上片３４ａと下片３４ｂが上下方向に移動することで鉄筋１の把持又は解除が自在となるように構成されるとともに、上片３４ａ及び下片３４ｂを支持するスライダ部３４ｃがレール部３５に係合されてレール部３５に沿って移動可能に構成されている。

一方、型部２は、図２に示すように凹部としての半球部２ａと、その半球部２ａと外部とを連通させる柱状の連通部２ｂとが空洞として内部に形成された型で、２つの平面視矩形状の半割部２１，２２を蝶番部２３で連結することで開閉自在に構成されている。

この型部２は、セラミック、インコネル、超合金などの鉄筋１より硬度及び融点が高い材料によって成形されており、この型部２に鉄筋１を当接させて回転させるとその際に発生する摩擦熱によって鉄筋１の方が型部２より先に塑性変形抵抗が小さい状態になる。

また、この型部２は、蝶番部２３によって開閉可能に構成されているので、鉄筋１の先端が半球部２ａの形状に合わせて拡大加工されて連通部２ｂの横断面より大きくなっても容易に取り出すことができる。

次に、本実施の形態の端部拡径鉄筋の製作方法について、図３に示した概略工程図を参照しながら説明する。

まず、図３（ａ）に示すように主軸チャック部３１に型部２を把持させるとともに、油圧シリンダ３６の後方から挿入して先端を主軸チャック部３１側に突出させた鉄筋１の周面を心押しクランプ部３４の上片３４ａと下片３４ｂで挟んで把持させる。

そして、油圧シリンダ３６を伸長させることで図３（ｂ）に示すように心押しクランプ部３４を主軸チャック部３１側に押し出して、図３（ｃ）に示すように鉄筋１の先端を半球部２ａの内面に当接させる。

この状態で主軸チャック部３１を高速回転させると、型部２と鉄筋１の摩擦によって摩擦熱が発生し、鉄筋１の先端は塑性変形抵抗が極めて小さくなる温度（約８００℃以上）まで加熱される。

このように摩擦熱によって加熱した鉄筋１の先端を、油圧シリンダ３６を伸長して心押しクランプ部３４を移動させることによって型部２の半球部２ａに押し付けると、図３（ｄ）に示すように塑性変形抵抗が極めて小さい状態の鉄筋１の先端は半球部２ａの内面形状に沿って塑性変形して拡径部１ａが成形される。この拡径部１ａは、鉄筋１の本体軸部の径の２倍以上の大きさにするのが好ましい。

このようにして拡径部１ａを成形した後に主軸チャック部３１を解除して油圧シリンダ３６を縮めると、図３（ｅ）に示すように鉄筋１の先端に型部２が付いたままの状態で心押しクランプ部３４が後退して鉄筋１が主軸チャック部３１から外れる。その後この型部２を図２に示すように開いて鉄筋１の拡径部１ａを取り出せばよい。

このように構成された本実施の形態の端部拡径鉄筋の製作方法では、鉄筋１の先端を当接させた型部２を回転させるだけで鉄筋１の先端を加熱することができ、その加熱に使用した型部２に鉄筋１を押し付けることでその先端を拡大させることができる。

また、型部２は鉄筋１よりも硬度が高い材料で成形されているので回転摩擦によって型部２が磨耗する量が非常に少ないうえに、塑性変形抵抗が極めて小さくなる温度（例えば８００度以上）に鉄筋１がなっても、型部２の融点はそれよりも高くて充分に塑性変形抵抗を備えているので、加熱された鉄筋１を押し付けても型部２の方が変形したり、型部２と鉄筋１が接合してしまったりすることがない。

さらに、このように鉄筋１という単一材料の先端を回転摩擦という簡単な方法で加工するのであれば、安価に端部拡径鉄筋を製作することができる。

また、型部２に半球部２ａを形成することで、拡径部１ａの形状を所望する厚みを有する形状に容易に成形することができる。

以下、前記した実施の形態の実施例１について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例１では、色々な形状の型部について説明する。

図４（ａ）は、板状の型部４の略中央にドーム状の凹部４ａを形成したものであって、この凹部４ａの略中央底面に鉄筋１の先端を当接させて回転摩擦させた後に、凹部４ａに鉄筋１を押し付けて拡径部１ａを成形する。

また、図４（ｂ）は、板状の型部５の表面をやすり状の粗面５ａに加工したもので、鉄筋１との摩擦抵抗が粗面５ａによって高められるため短時間で鉄筋１の先端を加熱することができる。

さらに、高速回転装置３の駆動部３３の回転速度を充分に上げられない場合でも、高められた摩擦抵抗によって所望する摩擦熱を容易に発生させることができる。

また、図４（ｃ）の型部６は、ドーム状の凹部６ａが形成されるとともにその内面に粗面６ｂが形成されているので、容易に鉄筋１の先端を高温にできるうえに凹部６ａの形状に合わせた拡径部１ａを容易に成形することができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以下、前記した実施の形態の実施例２について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例２では、型部７の両面に２本の鉄筋１Ａ，１Ｂの先端をそれぞれ当接させ、型部７を回転させることによって２本の鉄筋１Ａ，１Ｂを同時に加熱して拡径部を成形する方法について説明する。

この型部７は、板状の第一型部７１と第二型部７２の表面側にそれぞれ凹部７１ａ，７２ａを形成し、その第一型部７１と第二型部７２の背面同士を固着して一体化させたものである。

そして、図５に示すような高速回転装置８の略中央に回転自在に型部７を配設する。なお、この型部７を高速回転させる機構は前記実施の形態を参照することとしてここでの説明は省略する。

この高速回転装置８は、型部７を挟んで略対称となるように構成されており、台座部８４上に一対の心押しクランプ部８１Ａ，８１Ｂと、一対の油圧シリンダ８２Ａ，８２Ｂと、心押しクランプ部８１Ａ，８１Ｂを係合させてスライドさせる一対のレール部８３Ａ，８３Ｂとを備えている。

そして、左右の油圧シリンダ８２Ａ，８２Ｂにそれぞれ挿通させた鉄筋１Ａ，１Ｂを心押しクランプ部８１Ａ，８１Ｂで把持させ、油圧シリンダ８２Ａ，８２Ｂを伸長させることによって鉄筋１Ａ，１Ｂの先端を型部７の凹部７１ａ，７２ａにそれぞれ当接させる。

このように２本の鉄筋１Ａ，１Ｂを型部７に当接させた状態で型部７を高速回転させると、２本の鉄筋１Ａ，１Ｂがそれぞれ摩擦熱によって加熱され塑性変形抵抗が小さくなる。

そして、この摩擦熱によって加熱した鉄筋１Ａ，１Ｂの先端を、油圧シリンダ８２Ａ，８２Ｂを伸長して心押しクランプ部８１Ａ，８１Ｂを移動させることによって型部７の凹部７１ａ，７２ａに押し付けると、塑性変形抵抗が極めて小さい状態の鉄筋１Ａ，１Ｂの先端は凹部７１ａ，７２ａの内面形状に沿って塑性変形して拡径部１ａ，１ａが成形される。

このように型部７を挟んで両側から鉄筋１Ａ，１Ｂを当接させて型部７を回転させることで、加熱手段を増設することなく２本の鉄筋１Ａ，１Ｂの先端を同時に加熱でき、さらにこの鉄筋１Ａ，１Ｂを一つの型部７に押し付けることによって拡径部１ａ，１ａを成形することができるので、一工程で２箇所の加工ができ効率的である。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は実施例１と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では型部２を回転させる形態について説明したが、これに限定されるものではなく、鉄筋１を回転させたり、型部２と鉄筋１をそれぞれ逆方向に回転させたりしても摩擦熱を発生させることができる。

また、前記実施の形態及び実施例では鉄筋１の一端に拡径部１ａを成形する方法について説明したが、これと同じ方法によって鉄筋１の両端に拡径部１ａ，１ａを成形することもできる。

本発明の最良の実施の形態の端部拡径鉄筋の製作方法に使用される高速回転装置の概略構成を示した側面図である。 型部の概略構成を説明する斜視図である。 端部拡径鉄筋の製作方法の各作業工程を説明する説明図である。 実施例１の型部の構成を説明する図であって、（ａ）は凹部を設けた型部の斜視図、（ｂ）は粗面を設けた型部の斜視図、（ｃ）は凹部と粗面を設けた型部の斜視図である。 実施例２の端部拡径鉄筋の製作方法に使用される高速回転装置の概略構成を示した側面図である。

符号の説明

１ 鉄筋
１ａ 拡径部
２ 型部
２ａ 半球部（凹部）
４，５，６ 型部
４ａ，６ａ 凹部
５ａ，６ｂ 粗面
７ 型部
７１ａ，７２ａ 凹部

Claims (4)

1. 鉄筋より硬度及び融点が高い材料によって成形された型部と鉄筋の先端を当接させ、前記型部又は前記鉄筋の少なくとも一方を回転させることにより前記鉄筋を加熱し、加熱された鉄筋の先端に型部を押し付けることによって前記鉄筋の先端部を拡大させることを特徴とする端部拡径鉄筋の製作方法。
2. 前記型部の前記鉄筋を当接させる面には粗面加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の端部拡径鉄筋の製作方法。
3. 前記型部の前記鉄筋を当接させる部分には凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の端部拡径鉄筋の製作方法。
4. 前記型部を挟んで両側から鉄筋をそれぞれ当接させ、前記型部を回転させることにより２本の鉄筋の先端を同時に加熱することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の端部拡径鉄筋の製作方法。

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