JP6573232B2 - ガス圧接した鉄筋用のカプラーとこれを用いた鉄筋の連結方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス圧接した鉄筋用のカプラーと、これを用いた鉄筋の連結方法とに関し、詳しくは、鉄筋についてガス圧接を行った箇所における破断、特に熱影響部（Heat Affected Zone；HAZ）における破断（いわゆる、「HAZ破断」）、を有効に抑止することのできる、ガス圧接した鉄筋用のカプラーと、これを用いた鉄筋の連結方法と、に関するものである。

ガス圧接は、鉄筋を繋ぐ（接合する）場合に広く用いられている。
そして、例えば、高層建築、橋脚などにおいて、特に高層建築などにおいては、高強度の鉄筋を採用するケースが増えている。
ところが、このような高強度の鉄筋は、成分に炭素（Ｃ）が多く含有されていることから、ガス圧接のように加熱を伴う施工方法であると、圧接部が脆化し、圧接終了後に自然放冷された鉄筋のガス圧接継手は、引張試験や曲げ試験、特に曲げ試験など、力が加わったときに、熱影響部破断（HAZ破断）する事例が多く見られる。このため、その改善が強く要望されていた。

そこで、例えば、棒鋼をガス圧接するに際して生じた圧接膨出部を調質するにあたり、変態終了温度以下になるまで冷えた圧接膨出部を、例えば７５０〜９００℃の温度まで再加熱する、ガス圧接部の調質方法が提案されている（特許文献１の請求項１、請求項３など参照）。

しかしながら、ここで「変態終了温度」とは、実際には、１００℃以下程度、例えば室温程度であることから、このような低い温度まで一旦冷えたものを再加熱しなければならない上に、再加熱して、７５０〜９００℃の温度にするには、多大なエネルギーを必要とするという問題があり、実用的なものとはいえないものであった。

このため、熱影響部における破断（HAZ破断）を有効に抑止することのできる実用可能な手段が要望されていた。

特開２００２−２９２４７６号公報

本発明は、上記従来の問題点を解消し、高強度鉄筋を用いた場合においても、鉄筋についてガス圧接を行った箇所における破断、特に熱影響部における破断（HAZ破断）、を有効に抑止することのできる、ガス圧接した鉄筋用のカプラーと、このカプラーを用いた鉄筋の連結方法と、を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記従来の問題点を解決するため鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者らは、鉄筋のガス圧接時に、ふくらみ（コブ又は膨出部ともいう。）を圧接部に形成させると共に、このふくらみを挟むようにして、内外二重管構造をなし、前記ふくらみを内包しうる構造を有するカプラーを形成・装着することにより、十分な結合強度（引張強度、曲げ強度）を有しつつ、鉄筋についてガス圧接を行った箇所における破断、特に熱影響部における破断（HAZ破断）、を実用上有効に抑止することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに到った。

本発明は、以下の（１）〜（４）に関するものである。
（１）：２本の鉄筋の端面同士を突き合わせガス圧接して、ふくらみを圧接部に形成させると共に；
内面後部に第１ストレート部を備え；前記第１ストレート部に隣接する内面中間部には外方に拡開するテーパー部を備え；前記テーパー部に隣接する内面前部には、前記第１ストレート部より内径が拡径され、かつ、雌ネジが形成されている第２ストレート部を備えた；外形が略円筒状の外側管と、
前記外側管の第２ストレート部に形成されている雌ネジに螺合する雄ネジを外面前部に備え；内面後部には、ストレート部を備え；前記ストレート部に隣接する内面前部には外方に拡開するテーパー部を備えた；外形が略円筒状の内側管と、
からなる、一部が内外二重管構造をなし、前記ふくらみを内包しうる構造を有するカプラーを用い、
前記２本の鉄筋を包囲するように、ガス圧接した後の鉄筋のふくらみを挟んで、左右のいずれかの側の位置に、前記外側管と前記内側管とをそれぞれ配置し；
前記ふくらみを跨いで前記外側管の雌ネジに前記内側管の雄ネジを螺入させ、前記外側管と前記内側管とは、前記外側管と前記内側管とにそれぞれ備えられているテーパー部の少なくとも一部分が、前記ふくらみの少なくとも一部分とそれぞれ接触するようにして結合させて一部が内外二重管構造をなすカプラーを形成・装着させる；
ことからなる、ガス圧接した鉄筋をカプラーを用いて連結する方法に関する。

（２）：前記鉄筋が、異形鉄筋である、前記（１）に記載の方法に関する。

（３）：前記外側管及び前記内側管が、その内面に、異形鉄筋の節と噛み合い可能な突起部をそれぞれ備えたものである、前記（２）に記載の方法に関する。

（４）：カプラーを形成・装着させた後に、前記鉄筋と前記カプラーとの空隙に、グラウト剤を充填し固化させる、前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の方法に関する。

本発明によれば、高強度鉄筋を用いた場合においても、鉄筋についてガス圧接を行った箇所における破断、特に熱影響部における破断（HAZ破断）、を有効に抑止することのできる、ガス圧接した鉄筋用のカプラーが提供される。
また、本発明によれば、このカプラーを用いて、十分な結合強度（引張強度、曲げ強度）を有しつつ、鉄筋についてガス圧接を行った箇所における破断、特に熱影響部における破断（HAZ破断）、を有効に抑止した、鉄筋の連結方法と、が提供される。
さらに、本発明によれば、このカプラーを用いて、多大なエネルギーを必要とすることなく、むしろ少ないエネルギー量にて、しかも十分な結合強度（引張強度、曲げ強度）を有しつつ、鉄筋についてガス圧接を行った箇所における破断、特に熱影響部における破断（HAZ破断）、を有効に抑止した、鉄筋の連結方法、が提供される。

即ち、本発明のガス圧接した鉄筋用のカプラー（以下、単に「本発明のカプラー」と称することがある。）と鉄筋の連結方法とによれば、鉄筋のガス圧接時の熱影響部における破断（HAZ破断）、特に高強度の鉄筋のガス圧接時の熱影響部における破断（HAZ破断）、を有効に抑止することのできる実用可能な手段が提供される。

本発明のカプラー１の一態様を示す正面図である。 図１に示す本発明のカプラー１が分離されているときの状態を示す正面図である。 図２の縦断面図であって、後記図５のＣ−Ｃ線断面図である。 図１に示す本発明のカプラー１の平面図である。 図１に示す本発明のカプラー１の左側面図である。 図１に示す本発明のカプラー１の右側面図である。 図１に示す本発明のカプラー１の斜視図である。 図１に示す本発明のカプラー１を、鉄筋２を包囲するように装着している様子を示す説明図である。 図１に示す本発明のカプラー１を、鉄筋２を包囲するように装着している様子を示す断面説明図である。

本発明は、第１に、ガス圧接した鉄筋用のカプラー、つまり接合金具；連結器；結合器；継手に関するものである。このカプラーは、鉄筋のガス圧接の際に、特に鉄筋のガス圧接直後に、ガス圧接された鉄筋を連結（結合）するために用いられるものである。
また、本発明は、第２に、前記カプラーを用いた鉄筋の連結方法に関するものである。

以下、本発明を図面により、詳細に説明する。
図１は、本発明のカプラー１の一態様を示す正面図であって、外側管１１と内側管１２とから構成されるカプラー１が、結合一体化されているときの状態を示す正面図である。
また、図２は、図１に示す本発明のカプラー１が、外側管１１と内側管１２とに分離されているときの状態を示す正面図である。
図３は、図２の縦断面図であって、後記図５のＣ−Ｃ線断面図であり、図１に示す本発明のカプラー１の内部構造が示されている。
次に、図４は、図１に示す本発明のカプラー１の平面図である。図中、符号１３は、グラウト剤を注入するための注入口１３である。
また、図５は、図１に示す本発明のカプラー１の左側面図である。図６は、図１に示す本発明のカプラー１の右側面図である。
次に、図７は、図１に示す本発明のカプラー１の斜視図である。
さらに、図８は、図１に示す本発明のカプラー１を、鉄筋２を包囲するように装着している様子を示す説明図である。
また、図９は、図１に示す本発明のカプラー１を、鉄筋２を包囲するように装着している様子を示す断面説明図である。

本発明のカプラー１は、外側管１１と内側管１２とから構成されている。
外側管１１と内側管１２とから構成されるカプラー１としては、強度等の面から、通常、鋼材製の鋼管が用いられるが、鋼材製の鋼管に限定されるものではなく、必要に応じて、各種金属製の管を用いることができる。

外側管１１は、図１〜９（特に図３や図７や図９）に示したように、外形が略円筒状をなしており、特に断面（図３や図９参照）でみたとき明らかなように、その内面後部（図３では外側管１１の右側の部分）に第１ストレート部１１１を備え；この第１ストレート部１１１に隣接する内面中間部には外方に拡開するテーパー部１１２を備え；このテーパー部１１２に隣接する内面前部には、第１ストレート部１１１より内径が拡径され、かつ、雌ネジＡが形成されている第２ストレート部１１３を備えた；ものである。
ここで第２ストレート部１１３について「内径が拡径され」とは、例えば、第１ストレート部１１１の内径が１５０ｍｍであったとすると、第２ストレート部１１３の内径が１９０ｍｍであるというように、第１ストレート部１１１の内径よりも内径が拡がっていることを指している。
第１ストレート部１１１と第２ストレート部１１３とは、テーパー部１１２で結ばれている。

後述するように、このテーパー部１１２の少なくとも一部分が、鉄筋２のふくらみＣの左右の少なくとも一部分と接触することになる。従って、このテーパー部１１２のテーパーの傾斜角度や長さは、鉄筋２のふくらみＣの大きさを考慮して決定される。
ここで雌ネジＡは、第２ストレート部１１３の全面にわたって形成してもよいが、少なくともこの雌ネジＡに螺入される内側管１２の雄ネジＢと重なる面に形成しておけば十分である。

なお、雌ネジＡと雄ネジＢのネジの有効長さは、テーパー部（それぞれテーパー部１１２とテーパー部１１３）の長さよりも長いことが必要である。
ここで雌ネジＡと雄ネジＢのネジの有効長さが、テーパー部（それぞれテーパー部１１２とテーパー部１２２）の長さよりも短い場合には、テーパー部（それぞれテーパー部１１２とテーパー部１２２）がふくらみＣに接触するより前に、ネジが効いてしまうようになるため、テーパー部（それぞれテーパー部１１２とテーパー部１２２）をふくらみＣと十分に接触させることができず、ある意味で、ふくらみＣに突っ支い棒的な働きをさせることができず、外側管１１と内側管１２と（さらに鉄筋２と）を強固に結合することができないからである。

一方、内側管１２も、図に示したように、外形が略円筒状をなしており、特に断面（図３や図９参照）でみたとき明らかなように、その外面前部（図３では内側管１２の右側の部分）に、外側管１１の第２ストレート部１１３に形成されている雌ネジＡに螺合する、雄ネジＢを備え；内面後部（図３では内側管１２の最も左側）には、ストレート部１２１を備え；このストレート部１２１に隣接する内面前部には外方に拡開するテーパー部１２２を備えた；ものである。
内側管１２の第２ストレート部１２１の内径と比べて、テーパー部１２２の前部（図３では内側管１２の最も右）側の内径は、拡大（拡径）されていることになる。
前述したように、このテーパー部１２２の少なくとも一部分が、鉄筋２のふくらみＣの左右の少なくとも一部分と接触することになる。従って、このテーパー部１２２のテーパーの傾斜角度や長さは、鉄筋２のふくらみＣの大きさを考慮して決定される。

このような外側管１１と内側管１２とは、外側管１１のテーパー部１１２と、内側管１２のテーパー部１２２とが、断面でみたときに、図９で示すように、互いに略「ハの字」となるような位置にて結合一体化される。

本発明のカプラー１は、このような外側管１１と内側管１２とからなるものであるが、全部が内外二重管構造をなしているものではなく、その一部、つまりそれぞれの前部付近同士が重なり合い、この部分だけが内外二重管構造をなしているものである。
即ち、外側管１１の内面前部の第２ストレート部１１３に形成されている雌ネジＡと、この雌ネジに螺入される内側管１２の外面前部に備えられている雄ネジＢと、の重なりにより、この部分付近に内外二重管構造が形成されるものであって、この部分付近以外は、テーパー部１１２やテーパー部１２２などの存在もあって、内外二重管構造は形成されない。

なお、外側管１１と内側管１２のそれぞれ外面は、いずれも基本的にはストレートに、つまり直線状に、形成されている。

次に、外側管１１の内面と内側管１２の内面に、それぞれテーパー部（テーパー部１１２とテーパー部１１３）を備えさせているのは、本発明のカプラー１を、２本の鉄筋の端面同士を突き合わせガス圧接される鉄筋２に装着したときに、このテーパー部（テーパー部１１２とテーパー部１１３）により、鉄筋のふくらみ（コブ；膨出部）Ｃを内包させると共に、圧接後の圧接部付近において、外側管１１と内側管１２とにそれぞれ備えられているテーパー部（テーパー部１１２とテーパー部１１３）の少なくとも一部分が、このふくらみＣの左右の少なくとも一部分とそれぞれ接触するようにして、両者を強く結合させるためである。即ち、このような形状は、ある意味、鉄筋接合部の補強と、ふくらみＣとカプラー１の位置決めのための形状である。
このテーパー部１１２とテーパー部１２２のテーパーの傾斜角度や長さは、両者同じであって、これらが左右対称形に配置された形で、前述したように、断面でみたときに、図９で示すように、互いに略「ハの字」の形となるように配置され、この配置にて外側管１１と内側管１２とが結合一体化され、左右の振り分けが決まるのである。この結果、曲げ試験などで力が加わったときに、カプラーの縁に鉄筋が当たることにより、HAZ破断を防止する効果がある。ここで、接合中心からカプラー端面までの距離が左右で違うと、曲げ試験などに悪影響を及ぼすおそれがあるため、好ましくない。

例えば、図９に示すように、外側管１１が鉄筋のふくらみＣの右側に配置され、内側管１２が鉄筋のふくらみＣの左側に配置されている場合には、外側管１１の内面中間部に備えられている、外方に拡開するテーパー部１１２の少なくとも一部分が、このふくらみＣの右側の少なくとも一部分と接触し、また、内側管１２の内面前部に備えられている、外方に拡開するテーパー部１２２の少なくとも一部分が、このふくらみＣの左側の少なくとも一部分と接触するようにして、結合される。
また、外側管１１が鉄筋のふくらみの左側に配置され、内側管１２が鉄筋のふくらみＣの右側に配置されている場合には、この逆となる。

なお、前述したように、外側管１１の内面と内側管１２の内面に、それぞれ備えさせているテーパー部の傾斜角度は、ガス圧接により鉄筋の圧接部に形成させるふくらみＣの大きさを考慮して決定すればよい。
また、外側管１１の内面後部に備えさせている第１ストレート部１１１の長さや、内側管１２の内面後部に備えさせているストレート部１２１の長さなども、ガス圧接により、鉄筋の圧接部に形成させるふくらみＣの大きさや鉄筋の直径、長さ等を考慮して決定すればよい。

また、外側管１１と内側管１２としては、外側管１１の内面と内側管１２の内面に、それぞれ異形鉄筋（ねじ節鉄筋）の節と噛み合い可能な突起部（図示していない）をそれぞれ備えたものが好ましい。
これにより、外側管１１と鉄筋２；内側管１２と鉄筋２と；が、それぞれ緩やかながらも、噛み合うことになる。この噛み合いにより、鉄筋２をより強固に連結することができる。

本発明のカプラー１は、このように、その全部ではなく、その一部が、内外二重管構造をなし、２本の鉄筋の端面同士を突き合わせガス圧接した後の鉄筋のふくらみＣを内包しうる構造を有するカプラーである。

本発明のカプラー１は、２本の鉄筋２の端面同士を突き合わせガス圧接した後の鉄筋２を包囲するように、ガス圧接した後の鉄筋２のふくらみＣを挟んで、左右のいずれかの側の位置に、外側管１１と内側管１２とがそれぞれ配置された状態で；ふくらみＣを跨いで外側管１１の雌ネジＡに内側管１２の雄ネジＢを螺入させ、外側管１１と内側管１２とは、圧接部付近において、外側管１１と内側管１２とにそれぞれ備えられているテーパー部（テーパー部１１２とテーパー部１２２）の少なくとも一部分が、ふくらみＣの少なくとも一部分とそれぞれ接触するようにして結合されるものである。
なお、図に示すように、特に図７などから明らかなように、外側管１１と内側管１２のそれぞれ外面の端部には（互いに結合する部分とは反対側の端部）、ねじ回し用取っ手部部を設けておくことが好ましい。符号１１４は、外側管１１のねじ回し用取っ手部であり、符号１２４は、内側管１２のねじ回し用取っ手部を示している。
図では、このようなねじ回し用取っ手部は、六角のものとしているが、これに限定されるものではなく、三角、五画、八角など、他の多角型のものでもあってよいし、さらには滑りにくく、ねじ回しが容易となる形状のものであればよい。
このようなねじ回し用取っ手部を用いることにより、外側管１１の雌ネジＡに内側管１２の雄ネジＢを螺入させて締付けることが容易となり、外側管１１と内側管１２とを容易に結合一体化させることができる。
なお、このようなねじ回し用取っ手部を設ける代わりに、ベルトレンチなどを用いて、外側管１１の雌ネジＡに内側管１２の雄ネジＢを螺入させて締付けるようにしてもよい。

このような本発明の第１に示すカプラー１を用いて、ガス圧接した鉄筋を連結する方法を提供するのが、本発明の第２に示す鉄筋の連結方法であるので、以下、本発明の第２に示す鉄筋の連結方法を参照しつつ、本発明の第１に示すカプラー１の結合方法・使用方法について説明する。

即ち、本発明の第２に示す鉄筋の連結方法では、まず、２本の鉄筋２の端面同士を突き合わせガス圧接する。

ガス圧接について説明すると、鉄筋に関しては、ガス圧接継手と呼ばれる。
ガス圧接継手は、所定の長さに切断した状態で現場に搬入された鉄筋を繋ぎ合わせるために用いられる鉄筋継手方法の一つであって、鉄筋の端面同士を突き合わせ、突き合わせられた周辺を、酸素・燃焼ガス炎を用いて加熱すると共に鉄筋の軸方向に圧縮力を加えて加圧することで得られ、接合面を跨いで両端面の原子が移動拡散し、金属結合して一体となる継手である。
このような鉄筋のガス圧接継手には、横節鉄筋のガス圧接継手と、ねじ節鉄筋のガス圧接継手と、がある。
ここで横節（竹節）鉄筋とは、ねじを切ってない節状の鉄筋を指し、ねじ節鉄筋とは、ねじを切ってある節状の鉄筋を指す。
前述したように、このようなねじ節鉄筋を用いると、外側管１１と内側管１２として、外側管１１の内面と内側管１２の内面に、それぞれ異形鉄筋（特にねじ節鉄筋）の節と噛み合い可能な突起部をそれぞれ備えたものを用いることにより、鉄筋２をより強固に連結することができる。

鉄筋としては、通常の丸鋼を用いた鉄筋の他、高層建築、橋脚などにおいては、横節又はねじ節鉄筋が用いられており、本発明においては、これらのいずれをも用いることができるが、特に成分に炭素（Ｃ）を多く含む、高強度の横節又はねじ節鉄筋が好ましく用いられる。
ここで、成分に炭素（Ｃ）が多く含有されている、高強度の鉄筋としては、例えば降伏強度が４９０ＭＰａ程度のＳＤ４９０が挙げられる。

前述したように、高強度の鉄筋は、成分に炭素（Ｃ）が多く含有されていることから、ガス圧接のように加熱を伴う施工方法であると、圧接部が脆化し、圧接終了後に自然放冷された鉄筋のガス圧接継手は、引張試験や曲げ試験、特に曲げ試験にて、HAZ破断する事例が多く見られるが、本発明によれば、このHAZ破断を有効に防止することができることから、ＳＤ４９０のような高強度の鉄筋に有効に適用することができる。
勿論、これ以下の降伏強度を有する鉄筋（ＳＤ３９０やＳＤ３４５など）について本発明の方法を適用することができるが、ＳＤ４９０に比べて、ＳＤ３９０やＳＤ３４５などは、こぶ状のふくらみ部分（圧接部）や、このこぶ状のふくらみ部分（圧接部）のすぐ外側のガス圧接継手の「熱影響部（HAZ）」において破断する現象の発生率は一般に低い。

この他、降伏強度が５９０ＭＰａ以上という、ＵＳＤ５９０や、降伏強度が６８５ＭＰａ以上という、ＵＳＤ６８５の如きや、それ以上の超高強度の鉄筋に対しても、本発明の方法を適用することが可能である。
鉄筋のサイズとしては、一般にＤ１９サイズ（直径１９ｍｍ程度）からＤ５１サイズ（直径５１ｍｍ程度）のものが用いられるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

このような鉄筋のガス圧接継手を製造するためのガス圧接技術に関しては、従来一般的に行われているガス圧接技術を採用することができる。
即ち、従来一般的に行われているガス圧接技術は、二本の鉄筋の端面をそれぞれ平坦にした後、端面同士を突き合わせ、圧接器などを用いて鉄筋の軸方向に圧縮力を加えて加圧し、圧接した端面同士が密着するまで、突き合わせられた周辺を、酸素・燃焼ガス炎を用いて、１２００〜１３００℃程度に加熱し、溶かすことなく赤熱状態で接合する技術である。

ガス圧接継手の製造に際しては、加熱・加圧によって、突き合わせられた周辺がふくらみ、圧接部にふくらみＣが形成される。

特に高強度の鉄筋の場合には、こぶ状のふくらみ始めの部分付近において破断する現象が見られ、この部分を「熱影響部（HAZ）」と呼んでおり、この「熱影響部（HAZ）」において破断する現象が多く見られることがなる。
即ち、高強度の鉄筋は、ガス圧接のように加熱を伴う施工方法であると、圧接終了後に自然放冷された横節又はねじ節鉄筋のガス圧接継手は、引張試験、特に曲げ試験にてHAZ破断（熱影響部破断）する現象が多く見られることになる。
ここで鉄筋又はレールの「熱影響部（HAZ）」とは、圧接時の熱で組織・冶金的性質・機械的性質などが変化を生じた母材部分を指している。
また、鉄筋又はレールの「圧接部」とは、圧接によって得られた熱影響部を含む接合部（継手部）全体を指している。

次に、通常、本発明のカプラー１の外側管１１と内側管１２とは、ガス圧接する前に鉄筋２それぞれに挿入しておき、ガス圧接後に、装着（結合一体化）する。
ここで、「装着」とは、本発明のカプラー１を構成する外側管１１と内側管１２とを、ガス圧接する前に鉄筋２それぞれに挿入し、配置（以下、「挿入・配置」と称することがある。）し、その後、両者を結合させて、一体化されたカプラーを形成させるまでの一連の操作を総称するものである。

本発明のカプラー１は、内面後部に第１ストレート部１１１を備え；第１ストレート部１１１に隣接する内面中間部には外方に拡開するテーパー部１１２を備え；テーパー部１１２に隣接する内面前部には、第１ストレート部１１１より内径が拡径され、かつ、雌ネジＡが形成されている第２ストレート部１１３を備えた；外形が略円筒状の外側管１１と、この外側管１１の第２ストレート部１１３に形成されている雌ネジＡに螺合する雄ネジＢを外面前部に備え；内面後部には、ストレート１２１部を備え；ストレート部１２１に隣接する内面前部には外方に拡開するテーパー部１２２を備えた；外形が略円筒状の内側管１２と、からなる、一部が内外二重管構造をなし、ふくらみＣを内包しうる構造を有するものであって、詳しくは前述したとおりである。

なお、前述したように、本発明のカプラー１は、通常、ガス圧接する前に鉄筋２それぞれに挿入されるが、場合によっては、ガス圧接した後の鉄筋２に挿入し装着（結合一体化）されるかもしれない。
そのような場合には、次のようにして行うことができる。
即ち、まず前記２本の鉄筋２を包囲するように、ガス圧接した後の鉄筋のふくらみＣを挟んで、左右のいずれかの側の位置に、外側管１１と内側管１２とをそれぞれ挿入・配置する。
図８、図９では、右側に外側管１１を、左側に内側管１２を挿入・配置した例を示しているが、この反対に、左側に外側管１１を、右側に内側管１２を挿入・配置してもよい。

次に、ふくらみＣを跨いで、つまりふくらみＣを跨ぐようにして、外側管１１の雌ネジＡに内側管１２の雄ネジＢを螺入させる。
このとき、外側管１１と内側管１２とは、圧接部付近において、外側管１１と内側管１２とにそれぞれ備えられているテーパー部（それぞれテーパー部１１２とテーパー部１２２）の少なくとも一部分が、ふくらみＣの少なくとも一部分とそれぞれ接触するようにして結合させて一部が内外二重管構造をなすカプラー１を形成させる。
これにより、カプラー１は、鉄筋２のふくらみＣを挟んで、ふくらみＣを両側から締付けるような形で固定することになり、鉄筋２への本発明のカプラー１の装着（結合一体化）が完了する。

このようにしてカプラー１を形成・装着させた後に、必要に応じて、鉄筋２とカプラー１との空隙（間隙）に、グラウト剤を注入・充填し、固化させてもよい。
グラウト剤としては、セメント（モルタル）系グラウト剤、ガラス系グラウト剤、などの無機グラウト剤と；合成樹脂系（エポキシ樹脂など）グラウト剤などの有機グラウト剤；とがあり、本発明においては、いずれも使用することができるが、このうち充填後、固化させたときに、曲げ強度や引張強度に優れた固化物となるものが特に好ましい。
グラウト剤を、鉄筋２とカプラー１との空隙（間隙）に注入・充填し、固化させることにより、より一層鉄筋２を強固に連結することができる。

なお、グラウト剤を注入・充填する場合には、グラウト剤を注入・充填するために、外側管１１と内側管１２のいずれかに、さらに必要であれば外側管１１と内側管１２との両方に、注入口１３を形成しておき、この注入口１３からグラウト剤を注入し、カプラー１と鉄筋２との間に充填する。
注入口１３は、グラウト剤の注入・充填の役割の他、注入状況を確認する役割もあることから、２ヶ所から３ヶ所に（好ましくは、上側と下側の少なくとも２ヶ所に）形成しておくとよい。通常、グラウト剤の注入に用いる上側の注入口の他に、下側にも注入口を設けておくことにより、十分にグラウト剤を注入・充填できた場合には、ここから溢れたグラウト剤が垂れ始め、グラウト剤の注入・充填が不足ないことを確認することができる。

本発明の第２に示す鉄筋の連結方法は、以上の如きものである。
このような本発明の第２に示す鉄筋の連結方法によれば、多大なエネルギーを必要とすることなく、むしろより少ないエネルギー量にて、しかも十分な結合強度（引張強度、曲げ強度）を有しつつ、鉄筋のガス圧接時の熱影響部における破断（HAZ破断）、特に高強度の鉄筋のガス圧接時の熱影響部における破断（HAZ破断）、を有効に抑止することができる。

なお、近年、機械式継手により、鉄筋を接合することも広く行われている。
ここで機械式継手とは、鉄筋を直接結合するのではなく、特殊鋼材製の鋼管（カプラー）と、異形鉄筋の節との噛み合いを利用して接合する工法であって、突き合わせた２本の異形鉄筋の節に、内部がねじ加工された筒状のカプラーを外側から被せる形でねじ込み、さらに、鉄筋とカプラーとの間にグラウト剤を注入して固定するものである。
この機械式継手は、コンクリートに埋設する鉄筋の接続によく用いられており、この機械式継手により接合された鉄筋を用いた鉄筋コンクリート構造物が生み出されている。
しかし、この場合、カプラーと、異形鉄筋の節とは、緩く噛み合っているに過ぎず、完全には噛み合っておらず、隙間があるままであるので、隙間にグラウト剤を注入して、強度を出してはいるものの、多少なりとも鉄筋が動くおそれがある。
また、鉄筋端面同士が突き合わせされないままにグラウト剤で固めてしまうと、建造物の重量に耐えられず、その部位が座屈することも考えられる。
本発明の方法では、鉄筋端面は接合されているのでその心配はない。
従って、この機械式継手により接合された鉄筋を用いた鉄筋コンクリート構造物は、大きな負荷がかかった場合、鉄筋が動き、コンクリートが割れるおそれがある。このため、この機械式継手を、高層建築、橋脚などの鉄筋コンクリート構造物に適用することは、問題なしとは言えない。

これに対して、本発明では、鉄筋の節とカプラーとの螺合並びにグラウト剤の注入により強度を出すというものではなく、圧接時の鉄筋のふくらみを利用し、ふくらみＣに突っ支い棒的な働きをさせるカプラーを用い、これにより外側管１１と内側管１２と、さらに鉄筋２とが動くことを効果的に抑止し、さらに、必要に応じて、グラウト剤の使用と、を組み合わせ、強固に結合することができるのである。
従って、大きな負荷がかかった場合に、機械式継手により接合された鉄筋を用いた鉄筋コンクリート構造物のように、鉄筋が動き、コンクリートが割れるようなおそれは、本発明の場合にはない。

本発明によれば、高強度鉄筋を用いた場合においても、鉄筋についてガス圧接を行った箇所における破断、特に熱影響部における破断（HAZ破断）、を有効に抑止することができることから、ガス圧接分野において広く利用されることが期待される。

１ カプラー
２ 鉄筋
１１ （カプラーの）外側管
１２ （カプラーの）内側管
１３ 注入口
１１１ （外側管の）第１ストレート部
１１２ （外側管の）テーパー部
１１３ （外側管の）第２ストレート部
１１４ （外側管の）ねじ回し用取っ手部
１２１ （内側管の）ストレート部
１２２ （内側管の）テーパー部
１２４ （内側管の）ねじ回し用取っ手部
Ａ 雌ネジ
Ｂ 雄ネジ
Ｃ ふくらみ

Claims (4)

1. ２本の鉄筋の端面同士を突き合わせガス圧接して、ふくらみを圧接部に形成させると共に；
   内面後部に第１ストレート部を備え；前記第１ストレート部に隣接する内面中間部には外方に拡開するテーパー部を備え；前記テーパー部に隣接する内面前部には、前記第１ストレート部より内径が拡径され、かつ、雌ネジが形成されている第２ストレート部を備えた；外形が略円筒状の外側管と、
   前記外側管の第２ストレート部に形成されている雌ネジに螺合する雄ネジを外面前部に備え；内面後部には、ストレート部を備え；前記ストレート部に隣接する内面前部には外方に拡開するテーパー部を備えた；外形が略円筒状の内側管と、
   からなる、一部が内外二重管構造をなし、前記ふくらみを内包しうる構造を有するカプラーを用い、
   前記２本の鉄筋を包囲するように、ガス圧接した後の鉄筋のふくらみを挟んで、左右のいずれかの側の位置に、前記外側管と前記内側管とをそれぞれ配置し；
   前記ふくらみを跨いで前記外側管の雌ネジに前記内側管の雄ネジを螺入させ、前記外側管と前記内側管とは、前記外側管と前記内側管とにそれぞれ備えられているテーパー部の少なくとも一部分が、前記ふくらみの少なくとも一部分とそれぞれ接触するようにして結合させて一部が内外二重管構造をなすカプラーを形成・装着させる；
   ことからなる、ガス圧接した鉄筋をカプラーを用いて連結する方法。
   
2. 前記鉄筋が、異形鉄筋である、請求項１に記載の方法。
   
3. 前記外側管及び前記内側管が、その内面に、異形鉄筋の節と噛み合い可能な突起部をそれぞれ備えたものである、請求項２に記載の方法。
   
4. カプラーを形成・装着させた後に、前記鉄筋と前記カプラーとの空隙に、グラウト剤を充填し固化させる、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。