JP7462421B2 - ガス圧接用バーナー - Google Patents
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Description
土木、建設分野における鉄筋コンクリート用鋼棒のガス圧接工法は、例えば、図18に示すように、圧接器PMの固定がわクランプFCと可動がわクランプMCとの間の略中央に、ガス圧接の対象となる2本の鉄筋FB,PBの互いの接合端面BSが配されるよう、該固定がわクランプFCに対し、固定がわとなる1本の鉄筋FBの中途部が緊締固定され、該可動がわクランプMCに対し、加圧がわとなる他の1本の鉄筋PBの中途部が緊締固定され、該固定がわの鉄筋FBと該加圧がわの鉄筋PBとが同一仮想軸心線BC上に直列状に配された上、該圧接器PMには加圧器RCが接続され、該加圧器RCからの圧力Pが、該可動がわクランプMCを介して、該加圧がわとなる鉄筋PBに加えられ、該固定がわの鉄筋FBおよび該加圧がわの鉄筋PBの双方の接合端面BS間に、同図18中の白抜き矢印に示す方向に充分な圧力Pが加えられるものとなっている。
こうした状況を改善すべく、本願出願人は、下記の特許文献1(1)に示すように、加熱対象空間を包囲状とする形状の一部をなす平面形であって、基端側にはガス供給管を接続可能とする接続部が設けられ、同基端側から先端側に掛けて連通状で、背面側だけを開放状とした溝部に形成してなるガス供給路本体に対し、その先端側と基端側、および中途部所定複数箇所夫々から当該加熱対象空間に向けた火口駒部を一体的に突出形成した上、それら火口駒部に対応した溝部の底面から各火口駒部肉厚方向中途までを夫々剔り取り、各火口駒部用の下穴部となし、それら各下穴部からは、火口駒部肉厚方向であって、当該加熱対象空間に応じた最適な角度方向に向けて火口用細通孔を穿設すると共に、ガス供給路本体溝部の開放状とされた背面側に隠蔽板を鑞付け、一体化されてなるものとした、ガス圧接用火口基体を使って形成してなるガス圧接用火口部品の一対を、火口取付け口に枝分かれする如く接続された左右対称形状の一対のガス供給管の先端部夫々に基端側接続部を介して接続し、互いの火口駒部同士が、加熱対象空間を挟んで対峙する配置となるよう組み合わせてなり、該ガス圧接用火口部品が、それら各火口駒部の何れか選択された適所に、夫々一個または複数個の火口用細通孔を、加熱対象空間が均質に加熱されるよう適宜選択した角度で穿設されてなるものとしたガス圧接用バーナーについては、既に開発、実用化済みとしている。
上述したとおり、従前までに提案されたガス圧接用バーナーは、ガス圧接用火口部品のガス圧接用火口基体が、冷間鍛造によって成型されたものの場合、ガス圧接の対象となる鉄筋の直径毎に個別の金型を準備しなければならず、生産コストが嵩むものになるばかりではなく、ガス圧接用火口基体に対し、複数の火口用細通孔を最適な位置および角度に穿孔するには、直径の異なる鉄筋毎に、ガス圧接用バーナーの試作と、それを使用したガス圧接実験とを繰り返し行い、最適にガス圧接できる火口用細通孔の位置および角度を決定しなければならず、商品化には多大な労力と経費とを必要とされるものであったという事情に着目し、ガス圧接の対象となる鉄筋の直径と、ガス圧接用バーナーの複数の火口の最適な姿勢とを関連付ける配置比率を見出し、どのような直径の鉄筋であっても、複数の火口の最適な姿勢を簡単に決定して設計できるものとし、ガス圧接用バーナーの試作後に必要となる試験回数を大幅に削減し、より効率的な開発、商品化を実現化できる新規なガス圧接用バーナー技術の開発、実用化の可能性を痛感するに至ったものである。
そこで、この発明は、ガス圧接の対象となる鉄筋の直径毎に、火口の位置および角度を簡便に決定し、開発コストを大幅に削減することができる上、ガス圧接用バーナーをガス圧接の対象となる鉄筋の接合端面の周囲から、複数の火口が夫々所定距離を隔てて包囲する姿勢に固定するよう支持するだけで、従前までは繊細且つ複雑な熟練の技術を要していたス圧接用バーナーの難しい操作を一切不要とし、高品質のガス圧接加工を確実に実現化できるものとした新たなガス圧接用バーナー技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に亘り、試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造のガス圧接用バーナーを実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明のガス圧接用バーナーは、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、仮想軸心線上に直列する固定仮想体および加圧仮想体の互いに同一の直径Dの仮想接合端面同士を接合された場合に、これら仮想接合端面から加熱炎放射距離を隔てて包囲する環の一部をなし、当該仮想軸心線と、この仮想軸心線に直交し且つ当該仮想接合端面を通る中心線とから仮想された平面を境として対峙する面対象形とされ、夫々の基端から先端に掛けてガス管路が連通された弓型ヘッドの一対が、これら一対の弓型ヘッドの夫々の先端がわと基端がわ、および中途部の中の少なくとも先端がわと基端がわに、当該仮想接合端面に向けた中央火口がガス管路に連通されて設けられ、これら一対の弓型ヘッドの仮想軸心線方向の加圧仮想体がわに面する加圧がわ側壁の当該仮想軸心線の周回り方向に等角度置きとなる複数箇所に、該加圧仮想体の周壁の、仮想接合端面から仮想軸心線方向の直径Dに等しい距離L1離れた位置に向けた加圧側サイド火口が、ガス管路に連通されて設けられ、これら一対の弓型ヘッドの仮想軸心線方向の加圧がわ側壁とは反対がわとなる固定仮想体がわに面する固定がわ側壁の仮想軸心線の周回り方向に等角度置きとなる複数箇所に、該固定仮想体の周壁の仮想接合端面からその仮想軸心線方向の直径Dの1/2に相当する距離L3離れた位置に向けた固定側近サイド火口、および、当該固定仮想体の周壁の仮想接合端面からその仮想軸心線BC方向の直径Dに等しい距離L2離れた位置に向けた固定側遠サイド火口が、夫々ガス管路に連通されて設けられた上、これら一対の弓型ヘッドの各基端がわが、吹管取付け口に左右対称形状に枝分かれされる如く接続された一対のガス供給管の先端部の夫々に接続されたものとした構成を要旨とするガス圧接用バーナーである。
固定仮想体および加圧仮想体は、ガス圧接加工の対象となる鉄筋を仮定した想像物であり、ガス圧接の工程中における、この発明のガス圧接用バーナーおよびその各部の位置関係を明確に示すための仮想物であって、この発明のガス圧接用バーナーが、実際にガス圧接加工に用いられる場合には、この固定仮想体および加圧仮想体として設定された位置に、一対の鉄筋が置き換えられた状態に配置されることとなり、より具体的には、後述する実施例にも示すように、円柱形の鋼棒、ステンレス鋼棒、アルミニウム合金棒、銅合金棒、チタン合金棒、その他の合金棒、などの何れか一が仮想されたものとすることができる外、楕円柱形または多角柱形などの金属棒などの何れか一が仮想されたものとすることが可能である。
通する如く穿設されたセンタープレートとからなり、バケットの固定がわ側壁および加圧がわ側壁の夫々チップ用切欠に対峙するチップ用嵌合溝が凹設された火口ブロックが、各チップ用嵌合溝に該角度チップが嵌合されると共に、同火口ブロックの後壁と、該バケットの背壁、先端壁、固定がわ側壁および加圧がわ側壁の内がわとの間に、ガス管路が連通する如く組み込まれてなるものであるということが可能である。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
以上のとおりの構成からなるこの発明のガス圧接用バーナー1を用いたガス圧接加工について示すと、図1および図12に示すように、固定仮想体FBに相当する固定がわ鉄筋FB、および、加圧仮想体PBに相当する加圧がわ鉄筋PBは、双方とも直径Dが51mmの鉄筋コンクリート用の異形棒鋼(FB,PB)であり、仮想接合端面BSに相当する接合端面BS,BSは、グラインダーなどを用いて酸化皮膜が全て除去され、互いの全面が出来るだけ隙間を生じずに接合するよう平滑面に仕上げられたものとした上、図12に示すように、加圧器RCが接続された圧縮器PMの固定がわクランプFCに対し、この固定がわ鉄筋FBの中途部を、また、同圧縮器PMの可動がわクランプMCには、該加圧がわ鉄筋PBの中途部を、夫々緊締ボルトTB,TBによって締め付け固定し、さらに、偏心調節ネジEBによって仮想軸心線BC上に直列状に配されるよう調節し、互いの接合端面BSが、該仮想軸心線BCに同心上に接合させたものとした上、作業者が加圧器RCを操作することによって、ガス圧接作業中に必要となる圧力Pを、図12中の白抜き実線矢印に示すように、その可動がわクランプMCを介して加圧がわ鉄筋PBに伝え、互いの接合端面BS,BS間に加えるようにする。
また、図11に示した、この発明のガス圧接用バーナー1のように、各弓型ヘッド2,2の外的輪郭形状などが異なるものの場合であっても、前述したような基本的な部品配置を満たすものであれば、同様の使用によって同等の高品質なガス圧接作業を実現化できるものとなる。
叙述の如く、この発明のガス圧接用バーナーは、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、研究開発および試作実験に要する多大な時間と労力および経費を大幅に削減することができる上、切削加工や金型の使用を削減し、高精度の部品をできるだけ廉価に製造し、より簡便且つ高精度に組み立て可能なものとされているから、従前からのリングバーナーに比較して遥かに経済的なものとすることができ、しかも製造工数および生産コストをより確実に削減し、品質に優れたガス圧接用バーナーの安定供給が保証されるものとなり、さらに、熟練の技術を要さずともガス圧接加工の作業性と作業効率とを大幅に改善し、ガス圧接加工に要する経費の削減と作業時間の大幅な短縮とをより確実に達成可能にするものであるから、熟練作業者の減少に伴い人材の確保が困難な状況となり、さらに種々の経費の節減が求められる建築および建設業界において高い評価がなされ、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
2 弓型ヘッド
3 バケット
30 同 先端壁
31 同 先端部
32 同 中途部
33 同 基端部
34 同 背壁
35 同 加圧がわ側壁
36 同 固定がわ側壁
37 同 装着口
38 同 チップ用切欠
39 同 接続部
C 同 中心線
W 同 内壁間寸法
4 火口ブロック
40 同 サイドプレート
41 同 センタープレート
42 同 後壁
43 同 露出壁
44 同 内角谷部
45 同 先端
46 同 基端
47 同 鑞溜
48 同 チップ用嵌合溝
5 ガス管路
6 中央火口
60 同 筒状先端部
61 同 錐状基端部
7 角度チップ
70 同 チップ前壁
71 同 嵌合溝
72 同 チップ背壁
73 同 溝路
74 同 面取り面
FD 同 加熱炎放射距離
α 同 等角度(90°)
75 同 加圧側サイド火口
L1 同 仮想接合端面から加圧仮想体の周壁の加圧側サイド火口が向けられた位置までの距離
76 同 固定側近サイド火口
L3 同 仮想接合端面から固定仮想体の周壁の固定側近サイド火口が向けられた位置までの距離
77 同 固定側遠サイド火口
L2 同 仮想接合端面から固定仮想体の周壁の固定側遠サイド火口が向けられた位置までの距離
CT 同 筒状先端部
CE 同 錐状基端部
8 柱状カバー
80 同 前側壁
81 同 凹欠溝
9 吹管取付け口
90 同 ガス供給管
91 同 円弧状先端
92 同 円柱状の火口チップ
93 同 先端部
β 仮想軸心線の周回り方向の角度(180°)
BC 仮想軸心線
FB 固定仮想体
FB0 同 外端
FB1 同 周壁
PB 加圧仮想体
PB0 同 外端
PB1 同 周壁
D 仮想接合端面(固定仮想体、加圧仮想体)の直径
BS 仮想接合端面
PE 圧接部の膨らみ部分
ED 同 外径
RF 加熱炎シールド(還元炎、中性炎)
SR 加熱炎によるシールドの範囲
PM 圧縮器
FC 同 固定がわクランプ
MC 同 可動がわクランプ
RC 同 加圧器
TB 同 緊締ボルト
EB 同 偏心調節ネジ
P 同 仮想接合端面BSに加わる圧力
RB 従来のリングバーナー
Claims (6)
- 仮想軸心線上に直列する固定仮想体および加圧仮想体の互いに同一の直径Dの仮想接合端面同士を接合された場合に、これら仮想接合端面から加熱炎放射距離を隔てて包囲する環の一部をなし、当該仮想軸心線と、この仮想軸心線に直交し且つ当該仮想接合端面を通る中心線とから仮想された平面を境として対峙する面対象形とされ、夫々の基端から先端に掛けてガス管路が連通された弓型ヘッドの一対が、これら一対の弓型ヘッドの夫々の先端がわと基端がわ、および中途部の中の少なくとも先端がわと基端がわに、当該仮想接合端面に向けた中央火口がガス管路に連通されて設けられ、これら一対の弓型ヘッドの仮想軸心線方向の加圧仮想体がわに面する加圧がわ側壁の当該仮想軸心線の周回り方向に等角度置きとなる複数箇所に、該加圧仮想体の周壁の、仮想接合端面から仮想軸心線方向の直径Dに等しい距離L1離れた位置に向けた加圧側サイド火口が、ガス管路に連通されて設けられ、これら一対の弓型ヘッドの仮想軸心線方向の加圧がわ側壁とは反対がわとなる固定仮想体がわに面する固定がわ側壁の仮想軸心線の周回り方向に等角度置きとなる複数箇所に、該固定仮想体の周壁の仮想接合端面からその仮想軸心線方向の直径Dの1/2に相当する距離L3離れた位置に向けた固定側近サイド火口、および、当該固定仮想体の周壁の仮想接合端面からその仮想軸心線BC方向の直径Dに等しい距離L2離れた位置に向けた固定側遠サイド火口が、夫々ガス管路に連通されて設けられた上、これら一対の弓型ヘッドの各基端がわが、吹管取付け口に左右対称形状に枝分かれされる如く接続された一対のガス供給管の先端部の夫々に接続されたものとしたことを特徴とするガス圧接用バーナー。
- 仮想軸心線上に直列する固定仮想体および加圧仮想体の互いに同一の直径Dの仮想接合端面同士を接合された場合に、これら仮想接合端面から遠心方向に加熱炎放射距離を隔てて該仮想接合端面を包囲する環の一部をなし、当該仮想軸心線と、この仮想軸心線に直交し且つ当該仮想接合端面を通る中心線とから仮想された平面を境として対峙する面対象形とされ、夫々の基端から先端に掛けてガス管路が連通された弓型ヘッドの一対が、これら一対の弓型ヘッドの夫々の先端がわと基端がわ、および中途部の中の少なくとも先端がわと基端がわに、当該仮想接合端面に向けた中央火口が該ガス管路に連通されて設けられ、これら一対の弓型ヘッドの仮想軸心線方向の加圧仮想体がわに面する加圧がわ側壁の仮想軸心線の周回り方向に等角度置きとなる複数箇所に、この加圧仮想体の周壁の仮想接合端面から仮想軸心線方向の直径Dに等しい距離L1離れた位置に向けた加圧側サイド火口がガス管路に連通されて設けられ、これら一対の弓型ヘッドの仮想軸心線方向の加圧がわ側壁とは反対がわとなる固定仮想体がわに面する固定がわ側壁の仮想軸心線の周回り方向に等角度置きとなる複数箇所に、当該固定仮想体の周壁の、仮想接合端面から仮想軸心線方向の直径Dの1/2に相当する距離L3離れた位置に向けた固定側近サイド火口、および、この固定仮想体の周壁の、仮想接合端面から仮想軸心線方向の直径Dに等しい距離L2離れた位置に向けた固定側遠サイド火口が、夫々ガス管路に連通されて設けられた上、これら一対の弓型ヘッドの各基端がわが、吹管取付け口に左右対称形状に枝分かれされる如く接続された一対のガス供給管の先端部の夫々に接続され、その中央火口が、仮想接合端面を遠心方向から同心上に包囲するよう、これら一対の弓型ヘッドを固定支持した場合に、ガス圧接の進行に伴い、その仮想接合端面が固定仮想体の外端がわに向けて僅かに加圧移動されると、固定側近サイド火口および固定側遠サイド火口からの加熱炎によるシールドが、該仮想接合端面を含む圧接部の膨らみ部分を外気から隔絶され続けるよう包まれてなるものとしたことを特徴とするガス圧接用バーナー。
- 仮想軸心線上に直列する固定仮想体および加圧仮想体の互いに同一の直径Dの仮想接合端面同士を接合された場合に、該仮想接合端面から遠心方向に加熱炎放射距離を隔てて包囲する環の接線上に配された八角形中の仮想軸心線に直交し、当該仮想接合端面を通る中心線に交叉する対辺である2辺を除き、この仮想軸心線の周回り方向に180°隔てて対峙する連続した3辺からなる2個であり、夫々の3辺が先端部と基端部および中途部とからなる平板状であって、夫々の基端部から先端部に掛けてガス管路が連通された弓型ヘッドの一対が、これら一対の弓型ヘッドの先端部と基端部および中途部の中、少なくとも先端部および基端部の夫々の仮想接合端面の遠心方向に対峙する複数箇所に、これら仮想接合端面に向けた中央火口がガス管路に連通されて設けられ、これら一対の弓型ヘッドの先端部ないし基端部の該仮想軸心線方向の該加圧仮想体がわに面する加圧がわ側壁、および、加圧がわ側壁とは反対がわとなる固定仮想体がわに面する固定がわ側壁の双方の仮想軸心線の周回り方向に等角度置きとなる複数箇所から仮想軸心線方向の外端がわに向けて角度チップが突設され、これら一対の弓型ヘッドの加圧がわ側壁の各角度チップには、当該加圧仮想体の周壁の、仮想接合端面から該仮想軸心線方向の該直径Dに等しい距離L1離れた位置に向けた加圧側サイド火口が、ガス管路に連通されて設けられ、これら一対の弓型ヘッドの固定がわ側壁の各角度チップには、当該固定仮想体の周壁の、仮想接合端面から該仮想軸心線方向の該直径Dの1/2に相当する距離L3離れた位置に向けた固定側近サイド火口、および、当該固定仮想体の周壁の、仮想接合端面から仮想軸心線方向の直径Dに等しい距離L2離れた位置に向けた固定側遠サイド火口が夫々ガス管路に連通されて設けられた上、これら一対の弓型ヘッドの各基端部が、吹管取付け口に左右対称形状に枝分かれされる如く接続された一対のガス供給管の先端部の夫々に接続されてなるものとしたことを特徴とするガス圧接用バーナー。
- 弓型ヘッドが、先端部と基端部および中途部に仮想軸心線方向の厚みを有する背壁と、該背壁の仮想軸心線方向端から夫々仮想接合端面がわに向けて延伸された固定がわ側壁および加圧がわ側壁、および、該背壁の先端と該固定がわ側壁および該加圧がわ側壁の間を閉鎖する先端壁が一体化され、先端壁と固定がわ側壁および加圧がわ側壁の仮想接合端面と対峙する端で囲まれた範囲に装着口が開口されると共に、その先端部および基端部に相当する固定がわ側壁および加圧がわ側壁に夫々チップ用切欠を有し、基端部にガス供給管が接続される接続部が設けられたバケットを有し、該バケットの各チップ用切欠に対し角度チップが組み込まれ、このバケットの装着口には、装着口の仮想軸心線方向の固定がわ側壁ないし加圧がわ側壁の内壁間寸法の中、固定がわ側壁の内がわおよび加圧がわ側壁の内がわの夫々に配された一対のサイドプレートと、これら一対のサイドプレートの間に挟み込まれ積層状に一体化され、仮想接合端面の遠心方向に対峙する露出壁の、バケットの先端部と基端部および中途部に夫々配される各部分の中の少なくとも先端部および基端部の夫々に配される各部分の複数箇所に、仮想接合端面に向けた中央火口がガス管路に連通する如く穿設されたセンタープレートとからなり、当該露出壁とは反対がわとなる後壁に、このバケットの固定がわ側壁および加圧がわ側壁の夫々チップ用切欠に対峙するチップ用嵌合溝が凹設された火口ブロックが、各チップ用嵌合溝に角度チップが嵌合されると共に、当該バケットの装着口に対し、火口ブロックの後壁と、バケットの背壁、先端壁、固定がわ側壁および加圧がわ側壁の各内壁との間にガス管路が連通する如く組み込まれたものとしてなる、前記請求項3記載のガス圧接用バーナー。
- 各角度チップが、該角度チップのチップ背壁の範囲内に、加圧側サイド火口、固定側近サイド火口および固定側遠サイド火口の基端が連通された、仮想軸心線方向の直線状の溝路が刻設されると共に、該溝路にはガス管路が連通され、バケットの固定がわ側壁がわに突出された角度チップのチップ背壁がわには、この角度チップのチップ背壁がわに嵌合する凹欠溝が刳り抜き状に縦設された柱状カバーが、同角度チップのチップ背壁がわに凹欠溝が嵌合されると共に、柱状カバーの基端が固定がわ側壁に接合され、溝路が密閉状となるよう結合されてなるものとした、前記請求項4記載のガス圧接用バーナー。
- 中央火口、加圧側サイド火口、固定側近サイド火口または固定側遠サイド火口の少なくとも何れか一つが、先端がわを筒状とされた筒状先端部とされ、該筒状先端部の基部からガス管路との接続部分までが、ガス管路に向けて口径が漸次拡大された錐状基端部とされ、該錐状基端部の最大口径が、ガス管路の口径よりも小径に設定されてなるものとした、前記請求項1ないし請求項5何れか一記載のガス圧接用バーナー。
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