JP4972076B2 - Friction welding jig, method for manufacturing shear reinforcing bar, and shear reinforcing bar - Google Patents

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Description

本発明は、突き合わされた２つのワーク間に回転によって摩擦熱を発生させ、その摩擦熱によってワーク同士を接合する際に使用される摩擦圧接用治具、及びその摩擦圧接用治具を使ったせん断補強鉄筋の製造方法、及びその方法によって製造されるせん断補強鉄筋に関するものである。   The present invention uses a friction welding jig used for generating frictional heat by rotation between two butted workpieces and joining the workpieces by the frictional heat, and the friction welding jig. The present invention relates to a method for manufacturing a shear reinforcing bar and a shear reinforcing bar manufactured by the method.

従来、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（特許文献１乃至３など参照）。   Conventionally, a friction welding method is known as a method for joining two butted members (see Patent Documents 1 to 3, etc.).

特許文献１には、板状のワークをその外形に合わせて凹部が成形されたチャック部によって保持させ、その板状ワークに回転させた金属材料を押し付けて摩擦圧接をおこなう技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique in which a plate-shaped workpiece is held by a chuck portion in which a concave portion is formed in accordance with its outer shape, and a metal material rotated against the plate-shaped workpiece is pressed to perform friction welding. .

また、特許文献２には、回転軸に固定するチャック治具に凹部を形成し、その凹部に一方のワークを嵌め込み、チャック治具に保持されて回転するワークに他方のワークを押し付けて摩擦圧接をおこなう技術が開示されている。   Further, in Patent Document 2, a concave portion is formed in a chuck jig fixed to a rotating shaft, and one workpiece is fitted into the concave portion, and the other workpiece is pressed against the rotating workpiece held by the chuck jig to perform friction welding. Techniques for performing the above are disclosed.

さらに、特許文献３には、鉄筋の端部に摩擦圧接によってプレートを取り付ける技術が開示されている。
特開平８−２８１４５３号公報 特開２００５−９８５号公報 特許第４１５７５１０号公報 Furthermore, Patent Document 3 discloses a technique for attaching a plate to the end of a reinforcing bar by friction welding.
JP-A-8-281453 JP 2005-985 A Japanese Patent No. 4157510

しかしながら、特許文献１，２に開示されているチャック部及びチャック治具は、保持させるワークの形状毎及び接合位置毎に製作しなければならず、多種多様な形態が存在するワークの接合には適していない。   However, the chuck portions and chuck jigs disclosed in Patent Documents 1 and 2 must be manufactured for each shape and bonding position of the workpiece to be held, and for bonding workpieces that have various forms. Not suitable.

そこで、本発明は、適用範囲の広い摩擦圧接用治具、及びそれを使ったせん断補強鉄筋の製造方法、及びその方法によって製造されるせん断補強鉄筋を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a friction welding tool having a wide application range, a method for manufacturing a shear reinforcing bar using the jig, and a shear reinforcing bar manufactured by the method.

前記目的を達成するために、本発明の摩擦圧接用治具は、回転装置を使って摩擦圧接をおこなう際に使用される摩擦圧接用治具であって、前記回転装置に装着されるベース部と、摩擦圧接の一方のワークの外形に合う凹部が形成されるとともに前記ベース部に取り付けられるキャップ部とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a friction welding jig according to the present invention is a friction welding jig used when performing friction welding using a rotating device, and is a base portion mounted on the rotating device. When, wherein the recess to fit the contour of one of the work of friction welding is a the base that is attached to the cap portion while being formed.

また、前記ベース部は、前記回転装置のチャックによって把持可能な脚部を有する構成とすることができる。   The base portion may have a leg portion that can be gripped by a chuck of the rotating device.

さらに、前記キャップ部の凹部は貫通しており、前記ベース部の前記キャップ部を取り付ける側の面には磁石が埋設されている構成であってもよい。ここで、前記磁石は、前記回転装置の回転軸から外れた位置に埋設されているのが好ましい。   Furthermore, the recessed part of the said cap part may penetrate, and the structure by which the magnet is embed | buried under the surface of the side which attaches the said cap part of the said base part may be sufficient. Here, it is preferable that the magnet is embedded at a position deviated from the rotation axis of the rotating device.

また、本発明のせん断補強鉄筋の製造方法は、上記摩擦圧接用治具を前記回転装置に装着して、板状ワークと鉄筋ワークとを摩擦圧接させるせん断補強鉄筋の製造方法であって、前記板状ワークの中心と前記回転装置の回転軸とが偏心するように前記板状ワークの外形に合う凹部が形成された前記キャップ部を、前記ベース部に取り付けて、前記ベース部を前記回転装置に装着する工程と、前記回転装置を作動させて、前記鉄筋ワークを所定の推力で前記板状ワークに押し付ける工程とを備えたことを特徴とする。   Further, the method for manufacturing a shear reinforced reinforcing bar according to the present invention is a method for manufacturing a shear reinforced reinforcing bar in which the friction welding tool is attached to the rotating device and the plate workpiece and the reinforcing bar workpiece are friction welded. The cap portion formed with a recess that fits the outer shape of the plate-like workpiece so that the center of the plate-like workpiece and the rotation shaft of the rotation device are eccentric is attached to the base portion, and the base portion is attached to the rotation device. And a step of operating the rotating device to press the rebar work against the plate work with a predetermined thrust.

さらに、本発明のせん断補強鉄筋は、上記せん断補強鉄筋の製造方法によって製造される前記板状ワークの中心から偏心した位置に前記鉄筋ワークが接合されたことを特徴とする。   Furthermore, the shear reinforcing bar of the present invention is characterized in that the reinforcing bar work is joined at a position eccentric from the center of the plate-like work manufactured by the method of manufacturing a shear reinforcing bar.

このように構成された本発明の摩擦圧接用治具は、回転装置に装着されるベース部と、ベース部に取り付けられるキャップ部とを備えている。そして、キャップ部には、ワークの外形に合う凹部が形成される。   The jig for friction welding of the present invention configured as described above includes a base portion attached to the rotating device and a cap portion attached to the base portion. And the recessed part which fits the external shape of a workpiece | work is formed in a cap part.

このため、摩擦圧接させるワークの形状や取り付け位置が変化しても、キャップ部のみを製作すれば対応できるので、適用範囲を広くすることができる。   For this reason, even if the shape and attachment position of the workpiece to be friction-welded change, it can be handled by manufacturing only the cap portion, so that the application range can be widened.

また、ベース部に回転装置のチャックによって把持可能な脚部を設けることで、コレットチャックなどの汎用的なチャックを備えた回転装置を使用することができる。   Further, by providing a leg portion that can be gripped by the chuck of the rotating device on the base portion, a rotating device equipped with a general-purpose chuck such as a collet chuck can be used.

さらに、キャップ部の凹部を貫通させ、ベース部に磁石を埋設することで、凹部に嵌め込まれたワークが磁性材料であれば、確実にベース部に固定することができる。   Furthermore, if the work fitted in the concave portion is a magnetic material by penetrating the concave portion of the cap portion and embedding a magnet in the base portion, it can be reliably fixed to the base portion.

また、磁石を回転軸から外れた位置に埋設しておくことで、回転軸付近に発生する高熱によって磁石が劣化したり、窪みが発生したりするのを防ぐことができる。   In addition, by embedding the magnet at a position off the rotating shaft, it is possible to prevent the magnet from deteriorating due to the high heat generated in the vicinity of the rotating shaft or the formation of a dent.

また、ワークの中心と回転軸とが偏心した位置に凹部を形成することによって、非対称なせん断補強鉄筋を容易に製作することができる。   In addition, by forming the recess at a position where the center of the workpiece and the rotation axis are eccentric, an asymmetric shear reinforcing bar can be easily manufactured.

さらに、板状ワークの偏心した位置に鉄筋ワークが接合されたせん断補強鉄筋であれば、板状ワークの面積を削減しても、鉄筋に掛けるのに充分な面積を確保することができるため経済的である。   Furthermore, if the reinforcing bar work is a shear-reinforced steel bar that is joined to the eccentric position of the plate-like workpiece, it is possible to secure a sufficient area to hang the reinforcing bar even if the area of the plate-like workpiece is reduced. Is.

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。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図２は、本実施の形態のせん断補強鉄筋２の製造方法に使用される回転装置３の概略構成を示した図であり、図１は、この回転装置３に装着される摩擦圧接用治具１の分解斜視図である。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the rotating device 3 used in the method for manufacturing the shear reinforcing bar 2 of the present embodiment. FIG. 1 shows a friction welding jig mounted on the rotating device 3. 1 is an exploded perspective view of FIG.

本実施の形態で説明する摩擦圧接させるワークは、一方のワークが板状ワークとしてのプレート２１で、他方のワークが鉄筋ワークとしての鉄筋２２である。   In the work to be friction-welded described in the present embodiment, one work is a plate 21 as a plate-like work, and the other work is a rebar 22 as a rebar work.

このプレート２１は、鋼板などの材料を所望する形状に切断加工することによって形成する。また、鉄筋２２には、異形鉄筋、鋼棒、ネジ鉄筋などが使用できる。   The plate 21 is formed by cutting a material such as a steel plate into a desired shape. The reinforcing bar 22 may be a deformed reinforcing bar, a steel bar, a screw reinforcing bar, or the like.

まず、図２を参照しながら回転装置３の構成について説明する。この回転装置３は、摩擦圧接用治具１を回転自在に把持するチャックとしての主軸チャック部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。   First, the configuration of the rotating device 3 will be described with reference to FIG. The rotating device 3 includes a main shaft chuck portion 31 as a chuck that rotatably holds the friction welding jig 1, a main shaft 32 that rotates the main shaft chuck portion 31, a motor that rotates the main shaft 32 at high speed, and the like. The drive unit 33 is provided on the pedestal unit 37.

また、この台座部３７上には、把持させた鉄筋２２を主軸チャック部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２２を支持させる芯押しクランプ部３４と、その芯押しクランプ部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。   Further, on this pedestal portion 37, a telescopic hydraulic cylinder 36 for pushing the gripped rebar 22 in the direction of the spindle chuck portion 31, and a core pushing clamp portion 34 for supporting the rebar 22 protruding from the hydraulic cylinder 36. And a rail portion 35 for sliding the core pushing clamp portion 34 is disposed.

この油圧シリンダ３６は、鉄筋２２を油圧シリンダ３６の伸縮方向に挿通させる内空を備えたセンターホール型であるとともに、その先端に鉄筋２２を把持させるチャック部３６ａを備えている。   The hydraulic cylinder 36 is a center hole type having an inner space through which the reinforcing bar 22 is inserted in the expansion and contraction direction of the hydraulic cylinder 36, and includes a chuck portion 36 a that holds the reinforcing bar 22 at the tip thereof.

また、芯押しクランプ部３４は、上片３４ａと下片３４ｂとが上下方向に移動することで鉄筋２２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。   Further, the core pushing clamp portion 34 is configured such that the upper piece 34a and the lower piece 34b move in the vertical direction so that the rebar 22 can be gripped or released, and the upper piece 34a and the lower piece 34b are arranged. The slider part 34c to support is engaged with the rail part 35, and it is comprised so that a movement along the rail part 35 is possible.

続いて、図１を参照しながら、本実施の形態の摩擦圧接用治具１の構成について説明する。   Next, the configuration of the friction welding jig 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

この摩擦圧接用治具１は、回転装置３の主軸チャック部３１に装着されるベース部１１と、そのベース部１１に取り付けられキャップ部１２とから主に構成される。   The friction welding jig 1 is mainly composed of a base portion 11 attached to the spindle chuck portion 31 of the rotating device 3 and a cap portion 12 attached to the base portion 11.

このベース部１１は、円板状のフランジ部１１ｂと、その中心から一方に向けて延設される円柱状の脚部１１ａとを備えている。この脚部１１ａは、主軸チャック部３１のチャック爪３１ａ，・・・によって把持可能となるような充分な長さに形成されている。   The base portion 11 includes a disk-shaped flange portion 11b and a columnar leg portion 11a extending from the center toward one side. The leg portion 11a is formed to have a sufficient length so that it can be gripped by the chuck claws 31a of the spindle chuck portion 31.

また、フランジ部１１ｂの脚部１１ａと反対側の面には、キャップ部１２の取り付けに使用するボルト孔１１ｄ，・・・が穿孔されている。このボルト孔１１ｄの内周面には、図示していないがネジ溝が刻設されている。   Further, bolt holes 11d,... Used for attaching the cap part 12 are perforated on the surface of the flange part 11b opposite to the leg part 11a. Although not shown, a thread groove is formed on the inner peripheral surface of the bolt hole 11d.

さらに、後述するキャップ部１２の凹部１２ａが投影可能な位置に磁石１１ｃが埋設されている。この磁石１１ｃの埋設位置は、回転装置３の回転軸Ｘから外れた位置（回転軸Ｘと一致しない位置）となっている。   Further, a magnet 11c is embedded at a position where a concave portion 12a of the cap portion 12 described later can be projected. The embedded position of the magnet 11c is a position deviated from the rotation axis X of the rotating device 3 (a position that does not coincide with the rotation axis X).

そして、このベース部１１に取り付けられるキャップ部１２は、フランジ部１１ｂより一回り大きな平面視円形に形成されている。ここで、図３（ａ）には、キャップ部１２の正面図を示し、図３（ｂ）には図３（ａ）のＡ−Ａ方向の断面図を示した。   The cap portion 12 attached to the base portion 11 is formed in a circular shape in plan view that is slightly larger than the flange portion 11b. Here, FIG. 3A shows a front view of the cap portion 12, and FIG. 3B shows a cross-sectional view in the AA direction of FIG. 3A.

この図３（ｂ）に示すように、キャップ部１２の裏面には、フランジ部１１ｂの平面視の外形と略同じ形状となる内形の嵌合部１２ｃが形成されている。そして、図１に示すように、ベース部１１のフランジ部１１ｂに、キャップ部１２の嵌合部１２ｃを嵌め合わせる。   As shown in FIG. 3B, an inner fitting portion 12c is formed on the back surface of the cap portion 12 so as to have substantially the same shape as that of the flange portion 11b in plan view. Then, as shown in FIG. 1, the fitting portion 12 c of the cap portion 12 is fitted to the flange portion 11 b of the base portion 11.

このキャップ部１２には、ベース部１１に取り付けた際にフランジ部１１ｂのボルト孔１１ｄ，・・・が投影される位置に、ボルト孔１２ｂ，・・・が穿孔されている。   Bolt holes 12b are formed in the cap portion 12 at positions where the bolt holes 11d of the flange portion 11b are projected when the cap portion 12 is attached to the base portion 11.

このボルト孔１２ｂに挿入されるボルト１３は、棒状の軸部１３ａと、その軸部１３ａより直径の大きな円筒状の頭部１３ｂとを備えている。そして、このボルト１３が挿入されるボルト孔１２ｂは、図３（ｂ）に示すように、ボルト１３の頭部１３ｂが係止可能な段差を備えた形状に成形されている。   The bolt 13 inserted into the bolt hole 12b includes a rod-shaped shaft portion 13a and a cylindrical head portion 13b having a diameter larger than that of the shaft portion 13a. And the bolt hole 12b in which this volt | bolt 13 is inserted is shape | molded in the shape provided with the level | step difference which the head 13b of the volt | bolt 13 can latch, as shown in FIG.3 (b).

このため、ボルト１３がボルト孔１２ｂに挿入されると、頭部１３ｂがキャップ部１２に係止され、軸部１３ａがベース部１１のボルト孔１１ｄにねじ込まれる。   For this reason, when the bolt 13 is inserted into the bolt hole 12 b, the head portion 13 b is locked to the cap portion 12, and the shaft portion 13 a is screwed into the bolt hole 11 d of the base portion 11.

また、このキャップ部１２には、平面視長方形の凹部１２ａが形成されている。この凹部１２ａは、プレート２１の平面視の外形と略同じ形状に成形されている。   The cap portion 12 is formed with a concave portion 12a having a rectangular shape in plan view. The concave portion 12 a is formed in substantially the same shape as the planar view of the plate 21.

さらに、凹部１２ａは、キャップ部１２の厚さ方向に貫通しており、プレート２１を凹部１２ａに嵌め込むと、プレート２１の裏面がベース部１１のフランジ部１１ｂに当接することになる。   Further, the concave portion 12a penetrates in the thickness direction of the cap portion 12. When the plate 21 is fitted into the concave portion 12a, the back surface of the plate 21 comes into contact with the flange portion 11b of the base portion 11.

ここで、フランジ部１１ｂには磁石１１ｃが埋め込まれているため、その磁石１１ｃに鋼製のプレート２１が吸着されて、フランジ部１１ｂにプレート２１が固定される。   Here, since the magnet 11c is embedded in the flange portion 11b, the steel plate 21 is attracted to the magnet 11c, and the plate 21 is fixed to the flange portion 11b.

次に、本実施の形態のせん断補強鉄筋２の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the shear reinforcement bar 2 of this Embodiment is demonstrated.

まず、図１に示すように、プレート２１の形状と鉄筋２２の取り付け位置とに合わせた凹部１２ａが形成されたキャップ部１２を製作し、その嵌合部１２ｃをベース部１１のフランジ部１１ｂに嵌め合わせる。   First, as shown in FIG. 1, a cap portion 12 having a concave portion 12 a formed in accordance with the shape of the plate 21 and the attachment position of the reinforcing bar 22 is manufactured, and the fitting portion 12 c is formed on the flange portion 11 b of the base portion 11. Fit together.

そして、キャップ部１２のボルト孔１２ｂ，・・・にボルト１３，・・・をそれぞれ挿入し、軸部１３ａ，・・・をベース部１１のボルト孔１１ｄ，・・・にそれぞれ螺入して定着させる。   Then, bolts 13 are inserted into the bolt holes 12b of the cap part 12, and the shaft parts 13a are screwed into the bolt holes 11d of the base part 11, respectively. Let it settle.

続いて、ベース部１１の脚部１１ａを、主軸チャック部３１の中央孔に挿入し、チャック爪３１ａ，・・・を作動させて把持させる。   Subsequently, the leg portion 11a of the base portion 11 is inserted into the central hole of the spindle chuck portion 31, and the chuck claws 31a,.

一方、図２に示すように、主軸チャック部３１に把持させた摩擦圧接用治具１の凹部１２ａには、プレート２１を嵌め込む。プレート２１は、凹部１２ａに押し込まれると、ベース部１１のフランジ部１１ｂに当接するまで移動し、磁石１１ｃに吸着されて固定される。このように磁石１１ｃで吸着させておけば、主軸チャック部３１を回転させた際にプレート２１が飛び出すことがない。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the plate 21 is fitted into the recess 12 a of the friction welding jig 1 held by the spindle chuck 31. When the plate 21 is pushed into the recess 12a, the plate 21 moves until it comes into contact with the flange portion 11b of the base portion 11, and is attracted and fixed to the magnet 11c. Thus, if it attracts | sucks with the magnet 11c, when the spindle chuck | zipper part 31 is rotated, the plate 21 will not jump out.

また、油圧シリンダ３６には、後方から鉄筋２２を挿入し、主軸チャック部３１側に突出させた鉄筋２２の周面を芯押しクランプ部３４の上片３４ａと下片３４ｂとで挟んで把持させる。   Further, the rebar 22 is inserted into the hydraulic cylinder 36 from the rear, and the peripheral surface of the rebar 22 protruded toward the spindle chuck portion 31 is sandwiched between the upper piece 34a and the lower piece 34b of the core pushing clamp portion 34 and held. .

そして、油圧シリンダ３６を伸長させることで芯押しクランプ部３４を主軸チャック部３１側に押し出して、鉄筋２２の先端をプレート２１の表面近くまで移動させる。ここで、図３（ａ）に示すように、鉄筋２２の軸と回転軸Ｘとは一致しており、プレート２１に対しては偏心した位置に鉄筋２２が接合されることになる。   Then, by extending the hydraulic cylinder 36, the core pushing clamp part 34 is pushed out to the spindle chuck part 31 side, and the tip of the reinforcing bar 22 is moved close to the surface of the plate 21. Here, as shown in FIG. 3A, the axis of the reinforcing bar 22 and the rotation axis X coincide with each other, and the reinforcing bar 22 is joined to the plate 21 at an eccentric position.

このような状態で主軸チャック部３１を高速回転（1500rpm〜3000rpm）させ、回転するプレート２１に鉄筋２２の先端を接触させると、プレート２１と鉄筋２２との摩擦によって摩擦熱が発生し、鉄筋２２の先端は塑性変形抵抗が極めて小さくなる温度（約1200℃以上）まで加熱される。   In this state, when the spindle chuck 31 is rotated at a high speed (1500 rpm to 3000 rpm) and the tip of the reinforcing bar 22 is brought into contact with the rotating plate 21, frictional heat is generated by the friction between the plate 21 and the reinforcing bar 22, and the reinforcing bar 22. The tip of is heated to a temperature (about 1200 ° C. or higher) at which the plastic deformation resistance becomes extremely small.

このように摩擦熱によって加熱された鉄筋２２の先端を、油圧シリンダ３６を伸長して芯押しクランプ部３４を移動させることによってプレート２１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２２の先端は固相接合し、図４に示すように鉄筋２２とプレート２１との間に接合部２３が形成される。この接合部２３が、例えば鉄筋２２の周囲に５〜１０ｍｍの幅で形成されるまで、鉄筋２２をプレート２１に押し付ける。   When the tip of the rebar 22 heated by the frictional heat is pressed against the plate 21 by extending the hydraulic cylinder 36 and moving the core pressing clamp portion 34, the tip of the rebar 22 in a state where the plastic deformation resistance is extremely small. Are solid-phase bonded, and a joint 23 is formed between the reinforcing bar 22 and the plate 21 as shown in FIG. The reinforcing bar 22 is pressed against the plate 21 until the joint 23 is formed with a width of 5 to 10 mm around the reinforcing bar 22, for example.

このようにして摩擦圧接による接合部２３を形成した後に油圧シリンダ３６を縮めると、鉄筋２２に連動して芯押しクランプ部３４が後退し、鉄筋２２の先端に接合されたプレート２１が摩擦圧接用治具１の凹部１２ａから外れる。   When the hydraulic cylinder 36 is contracted after the joint 23 is formed by friction welding in this way, the core pushing clamp portion 34 is retracted in conjunction with the reinforcing bar 22, and the plate 21 joined to the tip of the reinforcing bar 22 is used for friction welding. The jig 1 is removed from the recess 12a.

そして、回転装置３から取り外された鉄筋２２は、図４に示すようにプレート２１を接合した端部と反対側の端部をＵ字状に折り曲げてフック部２２ａとし、せん断補強鉄筋２を完成させる。   Then, as shown in FIG. 4, the reinforcing bar 22 removed from the rotating device 3 is bent into a U-shape at the end opposite to the end where the plate 21 is joined to form a hook part 22a, thereby completing the shear reinforcing bar 2. Let

また、このようにして製造されたせん断補強鉄筋２は、主鉄筋２４，２４間に架け渡して鉄筋コンクリート構造物のせん断耐力を増加させるためなどに使用される。   In addition, the shear reinforcing bar 2 manufactured as described above is used to increase the shear strength of the reinforced concrete structure by spanning between the main bars 24 and 24.

一方、図５は、プレート２１に対する鉄筋２２の取り付け位置が、上述した図３とは異なる場合のキャップ部１２１の正面図である。すなわち、図３（ａ）で説明したキャップ部１２は、左右は対称で、上下のみが非対称になるように凹部１２ａが形成されている。   On the other hand, FIG. 5 is a front view of the cap portion 121 in a case where the attachment position of the reinforcing bar 22 to the plate 21 is different from that in FIG. 3 described above. That is, the cap portion 12 described with reference to FIG. 3A is formed with the concave portion 12a so that the left and right sides are symmetrical and only the upper and lower sides are asymmetric.

これに対して図５に示したキャップ部１２１は、鉄筋２２の取り付け位置（回転軸Ｘ）に対して、凹部１２１ａの形成される位置が、図５で見て上下だけでなく左右にも偏心している。   On the other hand, in the cap part 121 shown in FIG. 5, the position where the recess 121 a is formed is not only vertically but also horizontally as viewed in FIG. 5 with respect to the attachment position (rotation axis X) of the reinforcing bar 22. I have a heart.

なお、このキャップ部１２１は、ボルト孔１２１ｂ，・・・の大きさ及び位置が、上述したキャップ部１２のボルト孔１２ｂ，・・・と同じであるため、ベース部１１にキャップ部１２１を付け替えることで、鉄筋２２の取り付け位置が異なる摩擦圧接をおこなうことができる。   In addition, since this cap part 121 is the same as the bolt hole 12b of the cap part 12 mentioned above in size and position of the bolt holes 121b, ..., the cap part 121 is replaced with the base part 11. Thereby, the friction welding which the attachment position of the reinforcing bar 22 differs can be performed.

また、図６は、板状ワークの形状がプレート２１とは異なる場合に使用するキャップ部１２２の正面図である。   FIG. 6 is a front view of the cap portion 122 used when the shape of the plate-like workpiece is different from that of the plate 21.

すなわち、このキャップ部１２２によって摩擦圧接させる板状ワークは、円板形状をしており、上述した長方形板状のプレート２１とは形状が異なる。そこで、キャップ部１２２には、平面視円形の凹部１２２ａを平面視円形の板状ワークの外形に合わせて形成する。   That is, the plate-like workpiece that is friction-welded by the cap portion 122 has a disc shape, and is different in shape from the rectangular plate-like plate 21 described above. Therefore, a concave portion 122a having a circular shape in plan view is formed in the cap portion 122 according to the outer shape of the plate-shaped workpiece having a circular shape in plan view.

また、この凹部１２２ａは、鉄筋２２の取り付け位置（回転軸Ｘ）に対して、図６で見て上下に偏心した位置に形成されている。このため、円板状の板状ワークの偏心した位置に鉄筋２２を摩擦圧接することができる。   Further, the concave portion 122a is formed at a position that is decentered up and down as viewed in FIG. 6 with respect to the attachment position (rotation axis X) of the reinforcing bar 22. For this reason, the reinforcing bar 22 can be friction-welded to the eccentric position of the disk-shaped plate-shaped workpiece.

なお、このキャップ部１２２は、ボルト孔１２２ｂ，・・・の大きさ及び位置が、上述したキャップ部１２のボルト孔１２ｂ，・・・と同じであるため、ベース部１１にキャップ部１２２を付け替えることで、円板状の板状ワークの摩擦圧接に使用することができる。   In addition, since this cap part 122 has the same size and position of the bolt holes 122b,... As described above, the cap part 122 is replaced with the base part 11. Thus, it can be used for friction welding of a disk-shaped plate-like workpiece.

次に、本実施の形態の摩擦圧接用治具１、及びその摩擦圧接用治具１を使ったせん断補強鉄筋２の製造方法、及び製造されたせん断補強鉄筋２の作用について説明する。   Next, the friction welding jig 1 of the present embodiment, the method of manufacturing the shear reinforcing rebar 2 using the friction welding jig 1, and the operation of the manufactured shear reinforcing bar 2 will be described.

このように構成された本実施の形態の摩擦圧接用治具１は、回転装置３に装着されるベース部１１と、ベース部１１に取り付けられるキャップ部１２，１２１，１２２とを備えている。そして、キャップ部１２，１２１，１２２に板状ワークの外形に合う凹部１２ａ，１２１ａ，１２２ａが形成されている。   The friction welding tool 1 of the present embodiment configured as described above includes a base portion 11 attached to the rotating device 3 and cap portions 12, 121, 122 attached to the base portion 11. And the recessed parts 12a, 121a, 122a which match the external shape of a plate-shaped workpiece are formed in the cap parts 12, 121, 122.

このため、摩擦圧接させる板状ワークの形状や取り付け位置が変化しても、キャップ部１２，１２１，１２２のみ付け替えれば対応できるので、適用範囲を広くすることができる。   For this reason, even if the shape and the mounting position of the plate-like work to be friction-welded are changed, only the cap portions 12, 121, 122 can be replaced, so the applicable range can be widened.

また、ベース部１１に回転装置３の主軸チャック部３１によって把持可能な脚部１１ａを設けることで、コレットチャックなどの汎用的なチャックを備えた回転装置３を使用して、様々な形態のせん断補強鉄筋２を製作することができる。   Further, by providing the base portion 11 with the leg portion 11a that can be gripped by the spindle chuck portion 31 of the rotating device 3, the rotating device 3 equipped with a general-purpose chuck such as a collet chuck can be used to perform various forms of shear. Reinforcing bar 2 can be manufactured.

さらに、キャップ部１２，１２１，１２２の凹部１２ａ，１２１ａ，１２２ａを貫通させ、ベース部１１に磁石１１ｃを埋設することで、凹部１２ａ，１２１ａ，１２２ａに嵌め込まれた板状ワークが磁性材料であれば、確実にベース部１１に固定することができる。ここで、この磁石１１ｃは、いずれのキャップ部１２，１２１，１２２を取付けた際にも、凹部１２ａ，１２１ａ，１２２ａに露出する位置に設けておく。   Further, the plate-like workpiece fitted in the recesses 12a, 121a, 122a can be made of a magnetic material by penetrating the recesses 12a, 121a, 122a of the cap parts 12, 121, 122 and embedding the magnet 11c in the base part 11. Thus, it can be securely fixed to the base portion 11. Here, the magnet 11c is provided at a position exposed to the recesses 12a, 121a, 122a when any of the cap parts 12, 121, 122 is attached.

また、主軸チャック部３１を高速回転させると、鉄筋２２の先端は約1200℃以上の高温になるため、プレート２１及びフランジ部１１ｂにもその熱が伝達されて、回転軸Ｘ付近は高温になる。そして、このような高熱に磁石１１ｃが接すると、劣化したり、窪みが発生したりするおそれがあるため、磁石１１ｃを回転軸Ｘから外れた位置に埋設しておくことで劣化や窪みの発生を防止することができる。   Further, when the spindle chuck portion 31 is rotated at a high speed, the tip of the reinforcing bar 22 becomes a high temperature of about 1200 ° C. or higher, so that heat is also transmitted to the plate 21 and the flange portion 11b, and the vicinity of the rotary shaft X becomes high temperature. . If the magnet 11c is in contact with such high heat, the magnet 11c may be deteriorated or a dent may be generated. Therefore, if the magnet 11c is embedded at a position away from the rotation axis X, the deterioration or the dent is generated. Can be prevented.

また、板状ワークの中心と回転軸Ｘとが偏心するような位置に凹部１２ａ，１２１ａ，１２２ａを形成することによって、板状ワークの中心からはずれた位置に鉄筋２２が取り付けられた非対称なせん断補強鉄筋２を、回転摩擦圧接によって容易に製作することができる。   Further, by forming the recesses 12a, 121a and 122a at positions where the center of the plate-shaped workpiece and the rotation axis X are eccentric, the asymmetrical shear in which the reinforcing bar 22 is attached at a position off the center of the plate-shaped workpiece. The reinforcing steel bars 2 can be easily manufactured by rotational friction welding.

さらに、板状ワークの偏心した位置に鉄筋２２が接合されたせん断補強鉄筋２であれば、板状ワークの中心に鉄筋ワークを接合する対称形のせん断補強鉄筋と比較して板状ワークの面積を削減することができるので経済的である。   Further, in the case of the shear reinforcing bar 2 in which the reinforcing bar 22 is joined at an eccentric position of the plate-like workpiece, the area of the plate-like workpiece is compared with a symmetrical shear reinforcing bar that joins the reinforcing bar workpiece to the center of the plate-like workpiece. It is economical because it can be reduced.

以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例について説明する。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。   Hereinafter, an example of a mode different from the above-described embodiment will be described. The description of the same or equivalent parts as those described in the above embodiment will be given the same reference numerals.

前記実施の形態では、一端にフック部２２ａが形成されたせん断補強鉄筋２について説明したが、この実施例では、図７に示すように一端に先端突起２２１が形成されたせん断補強鉄筋２Ａについて説明する。   In the above embodiment, the shear reinforcing bar 2 having the hook portion 22a formed at one end has been described. In this embodiment, the shear reinforcing bar 2A having the tip protrusion 221 formed at one end as shown in FIG. 7 is described. To do.

なお、このせん断補強鉄筋２Ａの他端にプレート２１を摩擦圧接によって接合する点は、上記した実施の形態と同じであるため説明を省略する。   In addition, since the point which joins the plate 21 to the other end of this shear reinforcement bar 2A by friction welding is the same as that of above-mentioned embodiment, description is abbreviate | omitted.

この先端突起２２１は、鉄筋２２の先端を熱した状態で軸方向にプレスする、又は打撃することによって形成される。   The tip protrusion 221 is formed by pressing or striking in the axial direction while the tip of the reinforcing bar 22 is heated.

また、この先端突起２２１に限定されるものではなく、図８に示すような別の形態の先端突起２２２−２２８を設けることができる。   Moreover, it is not limited to this front-end | tip protrusion 221, The front-end | tip protrusion 222-228 of another form as shown in FIG. 8 can be provided.

例えば図８（ａ）に示した先端突起２２２は、軟鋼やアルミニウム合金などの比較的加工しやすい金属製材料を用い、厚さが鉄筋２２の直径の１５％〜５０％、長さが鉄筋２２の直径の１００％〜２５０％の形状を有する円筒体を使用して、これを鉄筋２２の先端にかぶせ、この周りを半分の円環を２つあわせたグリッパを用いて周囲から押し潰すことにより形成することができる。   For example, the tip protrusion 222 shown in FIG. 8A uses a metal material that is relatively easy to process, such as mild steel or aluminum alloy, and has a thickness of 15% to 50% of the diameter of the reinforcing bar 22 and a length of the reinforcing bar 22. By using a cylindrical body having a shape of 100% to 250% of the diameter of the steel bar, covering this with the tip of the reinforcing bar 22, and crushing the circumference from the periphery using a gripper with two half rings. Can be formed.

また、図８（ｂ）に示す先端突起２２３は、鉄筋ワークとしてネジ鉄筋２２Ａを用い、その先端にロックナットを２つねじ込んでダブルナットの先端突起２２３とすることで形成する。   Further, the tip protrusion 223 shown in FIG. 8B is formed by using a screw rebar 22A as a reinforcing bar work, and screwing two lock nuts into the tip to form a tip protrusion 223 of a double nut.

さらに、図８（ｃ）に示す先端突起２２４は、厚さが鉄筋２２の直径の３０％〜８０％、幅が鉄筋２２の直径の１３０％〜２００％の円形鋼製プレートを、摩擦圧接によって接合部２３を形成することにより接合する。   Further, the tip protrusion 224 shown in FIG. 8 (c) is a circular steel plate having a thickness of 30% to 80% of the diameter of the reinforcing bar 22 and a width of 130% to 200% of the diameter of the reinforcing bar 22 by friction welding. Bonding is performed by forming the bonding portion 23.

また、図８（ｄ）に示すように、厚さが鉄筋２２の直径の３０％〜８０％、幅が鉄筋２２の直径の１３０％〜２００％の多角形鋼製プレートによって先端突起２２５を形成してもよい。   Further, as shown in FIG. 8D, the tip protrusion 225 is formed by a polygonal steel plate having a thickness of 30% to 80% of the diameter of the reinforcing bar 22 and a width of 130% to 200% of the diameter of the reinforcing bar 22. May be.

さらに、図８（ｅ）に示すように、厚さが鉄筋２２の直径の３０％〜８０％、長軸が鉄筋２２の直径の１３０％〜２００％の楕円形（小判型や円の側部を切り落としたような形状も含む）鋼製プレートから先端突起２２６を形成してもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 8 (e), the thickness is 30% to 80% of the diameter of the reinforcing bar 22, and the long axis is 130% to 200% of the diameter of the reinforcing bar 22. The tip protrusion 226 may be formed from a steel plate (including a shape that is cut off).

また、図８（ｆ）に示すように、円形鋼製プレート、多角形鋼製プレート、楕円形鋼製プレートに孔２２７ａ，・・・が穿孔された先端突起２２７であってもよい。   Moreover, as shown in FIG.8 (f), the front-end | tip protrusion 227 by which the hole 227a, ... was drilled in the round steel plate, the polygonal steel plate, and the elliptical steel plate may be sufficient.

さらに、図８（ｇ）に示すように、鉄筋２２と接合した面と反対側の面を凸状の球面形状にした先端突起２２８であってもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 8 (g), a tip protrusion 228 having a convex spherical surface on the surface opposite to the surface joined to the reinforcing bar 22 may be used.

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。   Other configurations and functions and effects are substantially the same as those in the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted.

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。   The best embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment and example, and the design does not depart from the gist of the present invention. Such modifications are included in the present invention.

例えば、前記実施の形態及び実施例では、板状ワークと鉄筋ワークとを摩擦圧接させたせん断補強鉄筋２，２Ａについて説明したが、これに限定されるものではなく、プレート２１や鉄筋２２以外のワークの接合にも本発明を適用することができる。   For example, in the said embodiment and Example, although the shear reinforcement rebar 2 and 2A which made the plate-shaped work and the reinforcing bar work friction-weld was demonstrated, it is not limited to this, Other than the plate 21 and the reinforcing bar 22 The present invention can also be applied to workpiece joining.

また、前記実施の形態及び実施例では、プレート２１の中心から外れた偏心した位置に鉄筋２２を摩擦圧接したが、これに限定されるものではなく、プレート２１の中心に鉄筋２２を摩擦圧接する場合であっても本発明を適用することができる。   Moreover, in the said embodiment and Example, although the reinforcing bar 22 was friction-welded in the eccentric position off the center of the plate 21, it is not limited to this, The reinforcing bar 22 is friction-welded to the center of the plate 21 Even in this case, the present invention can be applied.

さらに、前記実施の形態では、凹部１２ａ，１２１ａ，１２２ａが貫通している場合について説明したが、これに限定されるものではなく、凹部は底面を有する窪みであってもよい。   Furthermore, although the said embodiment demonstrated the case where the recessed part 12a, 121a, 122a penetrated, it is not limited to this, The recessed part which has a bottom face may be sufficient.

本発明の最良の実施の形態の摩擦圧接用治具の構成を説明する分解斜視図である。It is a disassembled perspective view explaining the structure of the jig | tool for friction welding of the best embodiment of this invention. 回転装置の概略構成を示した側面図である。It is the side view which showed schematic structure of the rotating apparatus. キャップ部の構成を説明する図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視方向で見た断面図である。It is a figure explaining the structure of a cap part, Comprising: (a) is a front view, (b) is sectional drawing seen in the AA arrow direction of (a). せん断補強鉄筋の構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of a shear reinforcement bar. 凹部の位置を変えたキャップ部の構成を説明する正面図である。It is a front view explaining the structure of the cap part which changed the position of the recessed part. 円形の凹部が形成されたキャップ部の構成を説明する正面図である。It is a front view explaining the structure of the cap part in which the circular recessed part was formed. 実施例のせん断補強鉄筋の構成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the structure of the shear reinforcement bar of an Example. 実施例のせん断補強鉄筋の先端突起の種々の形態を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the various forms of the front-end | tip protrusion of the shear reinforcement steel bar of an Example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 摩擦圧接用治具
１１ ベース部
１１ａ 脚部
１１ｃ 磁石
１２，１２１，１２２ キャップ部
１２ａ，１２１ａ，１２２ａ 凹部
２ せん断補強鉄筋
２１ プレート（板状ワーク）
２２ 鉄筋（鉄筋ワーク）
２２Ａ ネジ鉄筋（鉄筋ワーク）
３ 回転装置
３１ 主軸チャック部（チャック）
Ｘ 回転軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Friction welding jig | tool 11 Base part 11a Leg part 11c Magnet 12,121,122 Cap part 12a, 121a, 122a Recessed part 2 Shear reinforcement bar 21 Plate (plate-shaped workpiece)
22 Reinforcement (rebar work)
22A Screw rebar (rebar work)
3 Rotating device 31 Spindle chuck (chuck)
X rotation axis

Claims (1)

回転装置を使って摩擦圧接をおこなう際に使用される摩擦圧接用治具であって、
前記回転装置に装着されるベース部と、
摩擦圧接の一方のワークの外形に合う凹部が形成されるとともに前記ベース部に取り付けられるキャップ部とを備え、
前記ベース部は、前記回転装置のチャックによって把持可能な脚部を有するとともに、
前記キャップ部の凹部は貫通しており、前記ベース部の前記キャップ部を取り付ける側の面には前記回転装置の回転軸から外れた位置に磁石が埋設されていることを特徴とする摩擦圧接用治具。 A friction welding jig used when friction welding is performed using a rotating device,
A base part mounted on the rotating device;
With recesses to fit the contour of one of the work of friction welding is formed and a said that attached to the base cap portion,
The base portion has legs that can be gripped by the chuck of the rotating device, and
The concave portion of the cap portion is penetrated, and a magnet is embedded in a surface of the base portion on the side where the cap portion is attached at a position off the rotation shaft of the rotating device . jig.
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