JP6594078B2 - 鉄筋端部の加工方法及び加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋の端部を熱間据込み加工してこの端部に鉄筋の定着部を設けるための鉄筋端部の加工方法及び加工装置に関するものである。

鉄筋、例えば、異形鉄筋は、鉄筋コンクリート構造物やプレキャストコンクリート等に用いられている。異形鉄筋は、例えば、鉄筋コンクリート構造物に用いられる場合、端部に鉄筋やコンクリートへの定着のための定着部を設けている。定着部は、鉄筋の端部をＵ字状やＬ字状等に折り曲げて形成していたが、定着機能の高度化、定着部形成コストの削減を図るため、熱間据込み加工によって鉄筋の端部を拡径した定着部とすることが行われるようになった。

鉄筋の端部を拡径した定着部とする装置としては、鉄筋が順次搬入される鉄筋搬入位置と、鉄筋の端部が加熱によって塑性変形が容易の温度に本加熱される鉄筋端部加熱位置と、本加熱された鉄筋の端部を熱間据込み加工で拡径した定着部とするための加工位置と、定着部が成形された鉄筋を外部へ搬出するための鉄筋搬出位置とに鉄筋を同時に順次送って、端部に定着部を設けた鉄筋を生産する鉄筋端部の加工装置が知られている（特許文献１参照。）。

特開２００５−２８８４６０号公報

ところで、上述の鉄筋端部の加工装置では、鉄筋を順次鉄筋搬入位置、鉄筋端部加熱位置、加工位置及び鉄筋搬出位置に移送するとともに、これら各位置でそれぞれ鉄筋の処理が行われるように各位置全てで鉄筋の処理が終わったら次の位置へ鉄筋を同時に移送して、定着部付鉄筋の生産効率の向上を図ろうとしている。すなわち、１本の鉄筋を同じ位置で加熱及び加工を行う場合、全ての鉄筋の処理が行われないと、１本の定着部付鉄筋を生産することができない。このため、鉄筋の加熱と加工を別の位置で行うことで、１本の定着部付鉄筋を生産する時間が短くなる。しかし、鉄筋搬入位置、鉄筋端部加熱位置、加工位置及び鉄筋搬出位置の中で、鉄筋の処理に一番時間が掛かるのは、鉄筋端部加熱位置であり、この鉄筋端部加熱位置での鉄筋の処理時間すなわち加熱時間は、他の位置での鉄筋の処理時間に比べて特に長い。その結果、鉄筋の径が大きくなればなるほど、鉄筋の加熱時間が長くなるので、１本の定着部付鉄筋を生産する時間が長く、生産効率がそれほど向上しないことがある。

本発明が解決しようとする課題は、１本の定着部付鉄筋を生産する時間をさらに短くして生産効率をより向上させることができる鉄筋端部の加工方法及び加工装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明に係る鉄筋端部の加工方法は、鉄筋の端部を加熱工程で塑性変形可能な温度に加熱し、この塑性変形可能温度に加熱された端部に加圧工程で熱間据込み加工により拡径して定着部を設ける鉄筋端部の加工方法であって、
前記加熱工程を、鉄筋の端部を単独駆動される一次加熱手段で一次加熱する一次加熱工程と、一次加熱された端部を単独駆動される二次加熱手段で塑性変形可能な温度に本加熱する二次加熱工程とで形成し、前記一次加熱工程、二次加熱工程、及び加圧工程を前記鉄筋の移送方向に沿って配置し、前記一次加熱を、前記本加熱より温度勾配が急峻な加熱条件と前記本加熱に要する時間より短かい加熱時間で行い、前記二次加熱工程で本加熱の待機時間を生じることなく鉄筋の端部を塑性加工温度に本加熱し、前記一次加熱が終わったら直ちに行う二次加熱工程への鉄筋の移送と、前記本加熱が終わったら直ちに行う二次加熱工程から加圧工程への鉄筋の移送とを、同期させて行うことを特徴とする。

このように、鉄筋の端部を一次加熱し、この一次加熱された鉄筋端部を塑性変形可能な温度に本加熱してから熱間据込み加工により拡径して定着部とすることで、鉄筋端部を塑性変形可能な温度に本加熱する際の時間を一次加熱なしに鉄筋端部を塑性変形可能な温度に加熱する場合に比して短くすることが可能となる。したがって、１本の定着部付鉄筋を生産する時間がさらに短くなり、生産効率をより向上させることが可能となる。

この場合において、本加熱を、鉄筋の端部から他端部に向かって徐々に低くなる温度で行うことができる。また、鉄筋が、表面に長さ方向に沿って突出したリブを有する異形鉄筋であり、一次加熱工程において、リブの位置決めを行ってから一次加熱を行い、一次加熱時の姿勢のまま前記異形鉄筋を二次加熱工程及び加圧工程へと順次移送することができる。さらに、一次加熱を、本加熱より温度勾配が急峻な加熱条件で行うことができ、一次加熱工程で、鉄筋の一次加熱が終わったら待機時間を生じさせずに直ちに鉄筋を次の二次加熱工程へ移送することができる。また、一次加熱工程及び二次加熱工程で、高周波誘導加熱により鉄筋の端部を加熱することができ、鉄筋は、直径が３０ｍｍ以上であることが好ましい。

また、前記課題を解決するため本発明に係る鉄筋端部の加工装置は、表面に長さ方向に沿って突出したリブを有する異形鉄筋の端部を熱間据込み加工してこの端部に定着部を設けるための装置であって、前記リブの位置決めを行ってから前記異形鉄筋の端部を一次加熱する単独駆動される一次加熱手段と、前記一次加熱手段で一次加熱された前記端部を塑性変形可能な温度に本加熱する単独駆動される二次加熱手段と、前記二次加熱手段で本加熱された前記端部を熱間据込み加工により拡径して定着部とする加圧手段と、前記異形鉄筋の長さ方向に関し直交する向きで平行に並設した前記の一次加熱手段、二次加熱手段及び加圧手段に前記異形鉄筋を位置決めされた姿勢のまま順次移送する移送手段とを備えており、前記一次加熱手段の一次加熱装置と、前記二次加熱手段の二次加熱装置、及び前記加圧手段は、夫々に、前記異形鉄筋の端部に対し正面から進退可能に配置され、前記移送手段は、前記一次加熱装置に異形鉄筋を挟んで対向するチャック部材と、前記二次加熱装置に異形鉄筋を挟んで対向するチャック部材と、前記加圧手段に異形鉄筋を挟んで対向するチャック部材とを、前記鉄筋の移送方向に沿って備えていることにより、一次加熱された異形鉄筋の二次加熱手段への移送と、二次加熱された異形鉄筋の加圧手段への移送とを、前記移送方向で同期させて行うことを特徴とする。

この場合において、一次加熱手段及び二次加熱手段のうち少なくとも二次加熱手段は、鉄筋の端部外周を覆うように配置されて高周波電流の給電によって当該端部に誘導電流を生じさせて加熱する誘導コイルを有し、誘導コイルを、鉄筋の端部から他端部に向かって徐々に径が大きく形成することができる。

本発明によれば、１本の定着部付鉄筋を生産する時間をさらに短くして生産効率をより向上させることができる。

本発明に係る鉄筋端部の加工装置の一例を示す概略構成図である。

以下、本発明に係る鉄筋端部の加工装置を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、本発明に係る鉄筋端部の加工装置（以下、単に「加工装置１」という。）は、鉄筋１０の端部を熱間据込み加工してこの端部に定着部１１を設けるものである。鉄筋１０としては、例えば、鉄筋コンクリートに用いられる半円状突条（節）１０ａ及び長さ方向突条（リブ）１０ｂの突出部分を有する異形鉄筋等が挙げられる。リブ１０ｂは、鉄筋１０の外表面に１８０度間隔で２つ設けられている。なお、鉄筋１０として本実施形態では異形鉄筋を用いるが、これに限定されるものではなく、異形鉄筋ではない鉄筋でもよく、また、異形鉄筋の種類も特に限定されるものではない。鉄筋１０の一方又は両方の端部には、定着部１１が形成される。定着部１１としては、鉄筋１０より拡径されていればその形状は特に限定されず、例えば、特許文献１に記載されている熱間据込加工による定着部等が挙げられる。

加工装置１は、リブ１０ｂの位置決めを行ってから端部を一次加熱する一次加熱手段２と、一次加熱された異形鉄筋１０の端部を塑性変形可能な温度に本加熱する二次加熱手段３と、本加熱された異形鉄筋１０の端部を熱間据込み加工により拡径して定着部１１とする加圧手段４と、異形鉄筋１０を一次加熱手段２、二次加熱手段３及び加圧手段４へと順次位置決めされた姿勢のまま移送する移送手段５とを備えている。一次加熱手段２、二次加熱手段３及び加圧手段４は、異形鉄筋１０の長さ方向に関し直交する向きで平行に同一間隔で並設されており、異形鉄筋１０がその長さ方向に直交する向きで平行に順次一次加熱手段２、二次加熱手段３及び加圧手段４に移送されるようになっている。

一次加熱手段２は、搬入された異形鉄筋１０を軸周りに回転させる鉄筋回転装置２４と、異形鉄筋１０を回転させることでリブ１０ｂの向きを検出するリブ検出装置と、異形鉄筋１０を把持するクランプ装置２３と、クランプ装置２３によって把持されて固定された異形鉄筋１０の端部を一次加熱する一次加熱装置２１とを備えている。

リブ検出装置は、２つのリブ１０ｂの向きを検出するとともに、これらのリブ１０ｂの向きが、加圧手段４の鉄筋位置規制装置で鉄筋１０をガイドし得る向きになったときに本実施形態では上下の向きとなったときに、鉄筋回転装置２４の駆動を停止させるためのものである。すなわち、異形鉄筋１０は、鉄筋回転装置２４によって回転して、リブ１０ｂが検出されると、２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢で回転が停止されるようになっている。クランプ装置２３は、２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢の異形鉄筋１０の熱間据込み加工される端部を除いた部分の一部を把持するものである。

一次加熱装置２１は、クランプ装置２３によって把持されて固定された異形鉄筋１０の端部を一次加熱するものであり、例えば、誘導コイル２２に給電される高周波電流によって異形鉄筋１０の端部に誘導電流を生じさせる誘導加熱方式のものである。誘導コイル２２は、クランプ装置２３によって把持された異形鉄筋１０に対し進退自在（移動可能）に設けられており、異形鉄筋１０に向って前進したときに異形鉄筋１０の端部がコイル２２内に挿入された状態となり、この状態で誘導コイル２２による高周波誘導加熱により異形鉄筋１０の端部が一次加熱されるようになっている。誘導コイル２２の径は、特に限定されず、同じでも異なっていてもよく、例えば、鉄筋１０の端部がコイル２２内に挿入されたとき、鉄筋１０の端部から他端部に向かって徐々に径が大きく形成されている。

一次加熱は、鉄筋１０の端部を加熱することができれば特に限定されず、本加熱の加熱条件と同じ条件で行ってもよいが、本加熱より鉄筋１０の温度上昇が大きな加熱条件で行うことが好ましい。すなわち、本加熱は、定着部１１の成形性等の観点から鉄筋１０の端部から他端部に向かって徐々に低くなる温度で行うため、加熱後の鉄筋１０に温度差が生じるように行うが、一次加熱では、このような温度差が生じても生じなくてもよいので、本加熱より鉄筋１０の温度上昇が大きな加熱条件で行うことが好ましい。このように、一次加熱を本加熱より鉄筋１０の温度上昇が大きな加熱条件で行うことで、加熱時間を短くすることが可能となる。

また、一次加熱は、鉄筋１０の一次加熱が終わったら待機時間を生じさせずに直ちに鉄筋を次の二次加熱工程へ移送することが好ましい。なお、一次加熱装置２１は、高周波電流による誘導加熱方式に限定されず、誘導加熱方式以外の加熱方式例えばガス火炎による加熱方式でもよく、レーザービームによる加熱方式でもよい。異形鉄筋１０は、端部が一次加熱されたまま移送手段５のチャック部材５２で２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きの姿勢で挟持されて次の二次加熱手段３に移送される。

二次加熱手段３は、異形鉄筋１０を把持するクランプ装置３３と、クランプ装置３３によって把持されて固定された異形鉄筋１０の端部を塑性変形可能温度に本加熱（二次加熱）する二次加熱装置３１とを備えている。クランプ装置３３は、一次加熱手段２から移送された２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢のまま異形鉄筋１０の熱間据込み加工される端部を除いた部分の一部を把持するものである。

二次加熱装置３１は、クランプ装置３３によって把持されて固定された異形鉄筋１０の端部を塑性変形可能温度に加熱するものであり、例えば、誘導コイル３２に給電される高周波電流によって異形鉄筋１０の端部に誘導電流を生じさせる誘導加熱方式のものである。誘導コイル３２は、クランプ装置３３によって把持された異形鉄筋１０に対し進退自在（移動可能）に設けられており、異形鉄筋１０に向って前進したときに異形鉄筋１０の端部がコイル３２内に挿入された状態となり、この状態で誘導コイル３２による高周波誘導加熱により異形鉄筋１０の端部が塑性変形可能温度、例えば、１２５０℃に加熱されるようになっている。

本加熱は、鉄筋１０の端部を塑性変形可能温度であって端部から他端部に向かって徐々に低くなる温度で行うことが好ましい。二次加熱装置３１は、鉄筋１０の端部を塑性変形可能温度であって端部から他端部に向かって徐々に低くなる温度で行えれば特に限定されず、例えば、鉄筋１０の端部がコイル３２内に挿入されたとき、誘導コイル３２の径を鉄筋１０の端部から他端部に向かって徐々に径が大きく形成してもよい。なお、二次加熱装置は、高周波電流による誘導加熱方式に限定されず、誘導加熱方式以外の加熱方式例えばガス火炎による加熱方式でもよく、レーザービームによる加熱方式でもよい。異形鉄筋１０は、端部が塑性変形可能温度に加熱されたまま移送手段５のチャック部材５２で２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢で挟持されて次の加圧手段４に移送される。

加圧手段４は、異形鉄筋１０を把持するクランプ装置４３と、本加熱（塑性変形可能温度に加熱）されている異形鉄筋１０の端部を熱間据込み加工により拡径して定着部１１として形成する加圧装置４１と、加圧装置４１で異形鉄筋１０を熱間据込み加工するときに、異形鉄筋１０がゆがんだり曲がったりすることを防止する鉄筋位置規制装置とを備えている。クランプ装置４３は、二次加熱手段３から移送された２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢のまま異形鉄筋１０の熱間据込み加工される端部を除いた部分の一部を把持するものである。クランプ装置４３は、加圧装置４１に配設されている。

加圧装置４１は、異形鉄筋１０の端部を所定形状の定着部１１に成形する型体と、型体を異形鉄筋１０の端部（端面）に押し付けてこの端部を長さ方向に加圧するためのアップセットシリンダ等を有する加圧部材４２とを備えている。加圧装置４１は、二次加熱手段３から移送された異形鉄筋１０に対し進退自在（移動可能）に設けられており、異形鉄筋１０に向って前進したときに異形鉄筋１０の端部及びその近傍が加圧装置４１内に挿入されてクランプ装置４３によって異形鉄筋１０が把持されて固定され、この固定された状態で加圧部材４２によって型体が塑性変形可能温度に加熱されている異形鉄筋１０の端部（端面）に押し付けられて、この端部が熱間据込み加工によって塑性変形して定着部１１として形成されるようになっている。すなわち、塑性変形可能温度に加熱されている異形鉄筋１０の端部が熱間据込み加工によって拡径されて定着部１１として形成されるようになっている。また、異形鉄筋１０の端部の熱間据込み加工が終了すると、型体が異形鉄筋１０の端部から離れてから加圧装置４１が異形鉄筋１０から離れるようになっている。

鉄筋位置規制装置は、加圧装置４１で異形鉄筋１０を熱間据込み加工するときに、異形鉄筋１０がゆがんだり曲がったりすることを防止するものであり、加圧装置４１に配設されている。すなわち、鉄筋位置規制装置は、熱間据込み加工時において、異形鉄筋１０における型体とクランプ装置４３との間には、型体からの加圧力による圧縮力が生じ、この部分で鉄筋１０がゆがんだり曲がったりするので、この部分の外面をガイドしてすなわち鉄筋１０の外面を拘束してゆがんだり曲がったりすることを防止するものであり、例えば、リブ１０ｂが上下に位置された鉄筋１０をガイドするように構成されている。端部に定着部１１が形成された異形鉄筋１０は、搬出装置によって加工装置１の外部に搬出されるようになっている。

移送手段５は、異形鉄筋１０をその長さに直交する向きで平行に順次一次加熱手段２、二次加熱手段３及び加圧手段４にリブ１０ｂが位置決めされた姿勢のまま移送するものである。移送手段５は、異形鉄筋１０を一次加熱手段２に搬送する搬入装置５１と、異形鉄筋１０を一次加熱手段２から二次加熱手段３へと移送及び二次加熱手段３から加圧手段４へと移送するチャック部材５２と、加圧手段４から異形鉄筋１０を外部に搬出する搬出装置とを有している。移送手段５は、例えば、搬入装置５１とチャック部材５２と搬出装置とを同期させて鉄筋１０の移送を行うように構成されている。すなわち、移送手段５は、一次加熱手段２への異形鉄筋１０の搬入と一次加熱手段２から二次加熱手段３への異形鉄筋１０の移送と二次加熱手段３から加圧手段４への異形鉄筋１０の移送と加圧手段４から異形鉄筋１０の搬出とを同期させて行うように構成されている。なお、搬入装置５１及び搬出装置は、チャック部材５２と同期させずに鉄筋１０の移送を行うようにしてもよい。

具体的には、移送手段５は、異形鉄筋１０を順次一次加熱手段２、二次加熱手段３及び加圧手段４へと移送する際に、各手段でそれぞれに異形鉄筋１０の処理が終わったら次の手段へ各異形鉄筋１０が移送されるように搬入装置５１、チャック部材５２及び搬出装置を制御するように構成されている。すなわち、１つの異形鉄筋（第１の鉄筋）１０が一次加熱手段２で一次加熱されて次の二次加熱手段３に移送されると、次の異形鉄筋（第２の鉄筋）１０が一次加熱手段２に移送（搬送）されるように制御され、第１の鉄筋１０が二次加熱手段３で加熱されて次の加圧手段４に移送されると、一次加熱されている第２の鉄筋１０が一次加熱手段２から二次加熱手段３に移送されるとともに、次の異形鉄筋（第３の鉄筋）１０が一次加熱手段２に移送（搬送）されるように制御され、第１の鉄筋１０が加圧手段４で加工されて搬出装置により搬出されると、第２の鉄筋１０が二次加熱手段３から加圧手段４に移送されるとともに、第３の鉄筋１０が一次加熱手段２から二次加熱手段３に移送され、かつ、その次の異形鉄筋（第４の鉄筋）１０が一次加熱手段２に移送（搬送）されるように制御されるようになっている。このように、３つの手段全てでそれぞれの異形鉄筋１０の処理が終わったら次の手段へ異形鉄筋１０が同期して移送され、３つの手段でそれぞれに異形鉄筋１０の処理が行われるようになっている。なお、移送手段５による異形鉄筋１０の次の手段への移送時間は、構造や装置、条件等によって異なるが、例えば、約５秒である。

このように、搬入装置５１とチャック部材５２と搬出装置とを同期させて鉄筋１０を移送することで、一次加熱手段２、二次加熱手段３及び加圧手段４での鉄筋１０の滞留時間は同じになる。
異形鉄筋１０は、加工装置１に搬入されてから位置決めされて塑性変形可能温度に本加熱された後に据込み加工されて定着部付異形鉄筋となって加工装置１から搬出されるので、この位置決め及び加熱を一次加熱手段２と二次加熱手段３の２つの手段で振り分けて行い、据込み加工を加圧手段４で行うようにした。位置決め及び加熱の一次加熱手段２と二次加熱手段３の２つの手段への振り分けは、位置決めより加熱の時間の方が長いので、実質加熱を一次加熱手段２と二次加熱手段３に振り分けることになる。
この鉄筋１０の加熱の振り分けは、二次加熱手段３では、待機時間なく鉄筋１０の本加熱が行われるようにする。すなわち、二次加熱手段３に移送された鉄筋１０はクランプ装置３３による把持と誘導コイル３２の鉄筋加熱位置への移動が行われてから直ちに本加熱され、本加熱が終了すると、待機時間を生じさせることなくコイル３２の移動とクランプ装置３３の解除が行われて次の加圧手段４に移送されるように加熱時間を調節する。一次加熱手段２では、位置決め（リブ検出）、クランプ装置２３による把持、誘導コイル２２の鉄筋加熱位置への移動、一次加熱、コイル２２の移動、クランプ装置２３の解除以外の時間である待機時間を無くすか（０秒にするか）できるだけ少なくなるように行うことが好ましい。なお、一次加熱手段２で、位置決めが行われないときは、クランプ装置による把持、誘導コイルの鉄筋加熱位置への移動、一次加熱以外の時間が待機時間となる。

次に、このように構成した加工装置１の作用及び本発明に係る加工方法を説明する。異形鉄筋１０を、搬入装置５１により一次加熱手段２に搬送し、そこで、鉄筋回転装置２４によって軸周りに回転させてリブ１０ｂの向きが上下の向きとなったときに、回転を停止させてクランプ装置２３により把持する。すなわち、リブ１０ｂが位置決めされた異形鉄筋１０がクランプ装置２３により把持される。

クランプ装置２３により把持された異形鉄筋（リブ１０ｂが位置決めされた異形鉄筋）１０の端部の外周を覆うように誘導コイル２２を移動（前進）させ、この誘導コイル２２による高周波誘導加熱により異形鉄筋１０の端部を一次加熱する（一次加熱工程）。一次加熱は、異形鉄筋１０が一次加熱手段２から二次加熱手段３に移送される際に冷えるので、二次加熱手段３で加熱される直前の異形鉄筋１０が完全に冷えた状態ではなく加熱されている温度で行われるようにする。一次加熱後、誘導コイル２２を移動（後退）させるとともにクランプ装置２３による把持を解除してから移送手段５のチャック部材５２で２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢のまま挟持して次の二次加熱手段３に鉄筋１０の軸に直交する向きに平行に移送する。

二次加熱手段３に移送した異形鉄筋１０を、２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢のままクランプ装置３３により把持し、端部の外周を覆うように誘導コイル３２を移動（前進）させ、この誘導コイル３２による高周波誘導加熱により異形鉄筋１０の端部を塑性変形可能温度、例えば、１２５０℃に本加熱する（二次加熱工程）。本加熱された異形鉄筋１０は、一次加熱手段２で加熱されている鉄筋であるので、加熱されていない鉄筋に比べて本加熱する時間が短くなる。本加熱後、誘導コイル３２を移動（後退）させるとともにクランプ装置３３による把持を解除してから直ちに移送手段５のチャック部材５２で２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢のまま挟持して次の加圧手段４に鉄筋１０の軸に直交する向きに平行に移送する。

加圧手段４に移送した異形鉄筋１０を、２つのリブ１０ｂの向きが上下方向の向きになった姿勢のまま端部及びその近傍の外周に加圧装置４１が端部等を覆うように移動（前進）させ、クランプ装置４３により異形鉄筋１０を把持して固定してから、塑性変形可能温度に加熱されている端部を加圧装置４１による熱間据込み加工によって塑性変形して定着部１１として形成する（加圧工程）。端部に定着部１１を形成して異形鉄筋１０は、搬出装置によって加工装置１の外部に搬出する。

異形鉄筋１０を、移送手段５によって順次一次加熱手段２、二次加熱手段３及び加圧手段４に移送する際に、３つの手段全てでそれぞれの異形鉄筋１０の処理が終わったら次の手段へ異形鉄筋１０を同期させて移送する。

以上のように、本発明に係る加工装置１及び加工方法では、異形鉄筋１０の端部を一次加熱手段２で一次加熱してから、二次加熱手段３で塑性変形可能温度に本加熱するために、鉄筋端部を塑性変形可能な温度に本加熱する際の時間、すなわち、二次加熱手段３での時間を一次加熱なしに鉄筋端部を塑性変形可能な温度に加熱する場合に比して短くすることが可能となる。したがって、１本の定着部付鉄筋を生産する時間がさらに短くなり、生産効率をより向上させることが可能となる。

具体的には、例えば、異形鉄筋１０の材質や種類、一次加熱手段２の加熱条件等によって一概に決められないが、Ｄ３５の異形鉄筋の場合、周波数５．５ｋＨｚ、ボリューム：７０％での加熱条件で高周波誘導加熱による一次加熱を約５秒行うと、一次加熱手段２での全体の時間は約１８．３秒であった。この一次加熱手段２での全体の時間は、位置決め（リブ検出）時間：約３秒、クランプ装置把持時間：約１．５秒、誘導コイル移動時間：約２秒、一次加熱時間：約５秒、コイル移動及びクランプ装置解除時間：約２秒である。一次加熱した異形鉄筋を二次加熱手段３で塑性変形可能温度に本加熱するのに、約１９．６秒で、二次加熱手段３での全体の時間は２５．１秒であった。この二次加熱手段３での全体の時間は、クランプ装置把持時間：約１．５秒、誘導コイル移動時間：約２秒、本加熱時間：約１９．６秒、コイル移動及びクランプ装置解除時間：約２秒である。これに対して、異形鉄筋の端部を一次加熱なしに塑性変形可能温度に本加熱するのに約３３秒で全体の時間は４１．５秒であった。この全体の時間は、位置決め（リブ検出）時間：約３秒、クランプ装置把持時間：約１．５秒、誘導コイル移動時間：約２秒、本加熱時間：約３３秒、コイル移動及びクランプ装置解除時間：約２秒である。なお、加熱条件は、上述の二次加熱手段３と同じ条件で行った。

Ｄ５１の異形鉄筋の場合、一次加熱を３５秒行うと、一次加熱手段２での全体の時間は５１．８秒であり、この一次加熱した異形鉄筋を二次加熱手段３で塑性変形可能温度に本加熱するのに、４９．７秒で、二次加熱手段３での全体の時間は５７．６秒であった。これに対して、一次加熱を行わない本加熱のみの場合には、異形鉄筋の端部を塑性変形可能温度に本加熱するのに約１１０秒で全体の時間は１２２．５秒であった。一次加熱及び本加熱の加熱条件は、上述と同じ条件で行った。

このように、異形鉄筋１０の直径が大きくなればなるほど本加熱の時間が長くなるが、一次加熱することで本加熱の加熱時間の短縮化を効果的に図れるので、本発明に係る加工装置１及び加工方法は、直径が３０ｍｍ以上の鉄筋１０に特に有用である。

本加熱が、鉄筋１０の端部から他端部に向かって徐々に低くなる温度で行われることで、定着部１１を成形性よく形成することが可能となる。また、一次加熱を本加熱より温度勾配が急峻な加熱条件で行うことで、一次加熱時間を短くすることができる。
一次加熱工程で、鉄筋の一次加熱が終わったら直ちに二次加熱手段３への移送を行うことで、一次加熱を行った鉄筋を最小限のロスで本加熱を行うことができる。すなわち、鉄筋は加熱されると温度が上がり加熱直後から温度が下がるので、一次加熱された鉄筋を直ちに二次加熱手段に移送することで一次加熱された鉄筋の温度降下を最小限に抑えることができる。その結果、二次加熱手段３での本加熱時間を短くすることが可能となる。

異形鉄筋１０の端部を加圧装置４１による熱間据込み加工によって塑性変形して定着部１１として形成する際に、一次加熱してから塑性変形可能な温度で本加熱することで、一次加熱することなく塑性変形可能な温度で加熱する場合に比して、加圧装置４１における型体を異形鉄筋１０の端部（端面）に押し付ける押し付け力（推進力）を小さくすることができる。例えば、Ｄ３５の異形鉄筋の場合、一次加熱有りであると、型体を異形鉄筋１０の端部（端面）に押し付ける例えばアップセットシリンダに負荷がかかっている時間（負荷時間）は５．８秒（推測値）であり、一次加熱無しであると、負荷時間は７．８秒である。Ｄ５１の異形鉄筋の場合、一次加熱有りであると、負荷時間は８．９秒であり、一次加熱無しであると、負荷時間は１２．０秒である。その結果、加圧装置４１の負荷を軽減でき、コストを低減することができる。

１ 加工装置
２ 一次加熱手段
３ 二次加熱手段
４ 加圧手段
５ 移送手段
１０ 鉄筋
１１ 定着部

Claims (7)

1. 鉄筋の端部を加熱工程で塑性変形可能な温度に加熱し、この塑性変形可能温度に加熱された端部に加圧工程で熱間据込み加工により拡径して定着部を設ける鉄筋端部の加工方法であって、
   前記加熱工程を、鉄筋の端部を単独駆動される一次加熱手段で一次加熱する一次加熱工程と、一次加熱された端部を単独駆動される二次加熱手段で塑性変形可能な温度に本加熱する二次加熱工程とで形成し、
   前記一次加熱工程、二次加熱工程、及び加圧工程を、前記鉄筋の移送方向に沿って配置し、
   前記一次加熱を、前記本加熱より温度勾配が急峻な加熱条件と前記本加熱に要する時間より短かい加熱時間で行い、前記二次加熱工程で本加熱の待機時間を生じることなく鉄筋の端部を塑性加工温度に本加熱し、
   前記一次加熱が終わったら直ちに行う二次加熱工程への鉄筋の移送と、前記本加熱が終わったら直ちに行う二次加熱工程から加圧工程への鉄筋の移送とを、前記移送方向で同期させて行う
   ことを特徴とする鉄筋端部の加工方法。
2. 前記本加熱が、前記鉄筋の端部から他端部に向かって徐々に低くなる温度で行われる請求項１に記載の加工方法。
3. 前記鉄筋が、表面に長さ方向に沿って突出したリブを有する異形鉄筋であり、
   前記一次加熱工程において、前記リブの位置決めを行ってから一次加熱を行い、
   一次加熱時の姿勢のまま前記異形鉄筋を二次加熱工程及び加圧工程へと順次移送する請求項１又は２に記載の加工方法。
4. 前記一次加熱工程及び二次加熱工程は、高周波誘導加熱により前記鉄筋の端部を加熱する請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工方法。
5. 前記鉄筋は、直径が３０ｍｍ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の加工方法。
6. 表面に長さ方向に沿って突出したリブを有する異形鉄筋の端部を熱間据込み加工してこの端部に定着部を設けるための装置であって、
   前記リブの位置決めを行ってから前記異形鉄筋の端部を一次加熱する単独駆動される一次加熱手段と、
   前記一次加熱手段で一次加熱された前記端部を塑性変形可能な温度に本加熱する単独駆動される二次加熱手段と、
   前記二次加熱手段で本加熱された前記端部を熱間据込み加工により拡径して定着部とする加圧手段と、
   前記異形鉄筋の長さ方向に関し直交する向きで平行に並設した前記の一次加熱手段、二次加熱手段及び加圧手段に前記異形鉄筋を位置決めされた姿勢のまま順次移送する移送手段とを備えており、
   前記一次加熱手段の一次加熱装置と、前記二次加熱手段の二次加熱装置、及び前記加圧手段は、夫々に、前記異形鉄筋の端部に対し正面から進退可能に配置され、
   前記移送手段は、前記一次加熱装置に異形鉄筋を挟んで対向するチャック部材と、前記二次加熱装置に異形鉄筋を挟んで対向するチャック部材と、前記加圧手段に異形鉄筋を挟んで対向するチャック部材とを、前記鉄筋の移送方向に沿って備えていることにより、一次加熱された異形鉄筋の二次加熱手段への移送と、二次加熱された異形鉄筋の加圧手段への移送とを、同期させて行うことを特徴とする鉄筋端部の加工装置。
7. 前記一次加熱手段及び二次加熱手段のうち少なくとも二次加熱手段は、前記鉄筋の端部外周を覆うように配置されて高周波電流の給電によって当該端部に誘導電流を生じさせて加熱する誘導コイルを有し、
   前記誘導コイルは、前記鉄筋の端部から他端部に向かって徐々に径が大きく形成されている請求項６に記載の加工装置。

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