JPH09280519A - 加熱トーチおよびガス圧接装置の加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆火が生じ難い加熱トーチおよびガス圧接装
置の加熱装置を提供する。 【解決手段】 自動ガス圧接装置１０の加熱トーチ４６
は、燃料供給管の分岐管部６４の外周面に冷却気体を供
給するための冷却気体流通路１４０を含んで構成され
る。そのため、前述のように、分岐管部６４がその冷却
気体によって積極的に冷却されてその温度上昇が抑制さ
れると共に、火口６８，７２もその分岐管部６４を介し
て冷却されることから、燃料ガスの流速が比較的低い燃
料供給路８０内や高温に曝される火口６８，７２での逆
火の発生が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス圧接により一
対の金属製棒材を軸心方向に接合するためのガス圧接装
置等に用いられる加熱トーチに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鉄筋コンクリートを施工するに
際して所定の形状に配設される鉄筋は、製造上或いは運
搬上の取扱が容易な一定の長さとされている。そのた
め、施工される鉄筋コンクリートの長さが鉄筋の全長以
上となる場合には、鉄筋が軸心方向に接続されて必要な
長さに延長されて用いられる。この鉄筋等の金属製棒材
の接続方法には様々なものがあり、２本の鉄筋の一部を
重ねて固定する重ね継手、鉄筋の突き合わせ部に鋼製の
スリーブを被せて接続するスリーブ継手、鉄筋の端面を
軸心方向に互いに所定の力で押圧しつつガス等によって
加熱するガス圧接、或いは鉄筋の端面を互いに所定距離
離隔して保持し、加熱すると共にその端面間に溶接材料
を流し込むＣＢ溶接等が用いられているが、強度や信頼
性の面からガス圧接或いはＣＢ溶接等が好ましく、更
に、作業の容易性の面からガス圧接が多く用いられてい
る。

【０００３】上記の金属製棒材のガス圧接は、例えば、
加圧装置や加熱トーチ等を備えたガス圧接装置を用いて
以下のように行われる。すなわち、先ず、棒材保持装
置によって、一対の鉄筋等の金属製棒材をそれらの軸心
方向が一致し且つそれらの端面が互いに突き合わされた
状態で保持する。次いで、加圧装置によって、その棒
材保持装置により保持された一対の金属製棒材を互いに
押圧する方向に加圧すると共に、加熱トーチによって、
それら一対の金属製棒材の前記端面近傍をその外周側か
ら加熱する。この加熱によって端面近傍が軟化させら
れることにより、その端面近傍が径方向に膨らむと同時
に軸心方向の加圧力が予め定められた所定圧力まで低下
した後、加圧装置によって再度加圧すると共に更に加熱
する。そして、端面近傍の膨らみ部が所定の大きさと
なった後加熱を停止することにより、一対の金属製棒材
が接合される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なガス圧接装置に用いられる加熱トーチは、例えば、燃
料ガスボンベに接続される共通管部およびその共通管部
から分岐する一対の分岐管部を有する燃料供給管と、そ
れら一対の分岐管部の先端部側にその長手方向に沿って
所定間隔を隔てて設けられ、一対の金属製棒材の端面近
傍の外周面に向かうフレームをそれぞれ形成する複数の
火口とを備えている。これら複数の火口から形成される
フレームは、一対の金属製棒材に当たると専ら分岐管部
の側方に向かって反射され、その反射方向に熱の流れが
形成される。そのため、火口がその熱の流れに曝されて
高温に加熱され、燃料ガスの発火点以上の温度にもなり
得ることから、逆火（backfire）が生じ易いという問題
があった。

【０００５】しかも、上記熱の流れ等によって分岐管部
も高温に加熱されるが、このとき、分岐管部は通常先端
部が封止されていることから、燃料供給管内を通過した
燃料ガスは、火口に設けられた例えば直径 1(mm)程度の
極めて小さい燃料噴射孔を介してのみ外部に放出され
る。そのため、その燃料噴射孔が設けられた火口内より
も燃料供給路内を通過する燃料ガスの流速は極めて低く
なることから、その内部での燃料ガスの温度が発火点ま
で上昇させられて、逆火が生じ易いという問題もある。
なお、本願において『逆火』とは、このように燃料供給
路内での発火をも含むものである。

【０００６】上記のような逆火を防止するために、一般
に、加熱トーチの分岐管部や火口の外周面には、例えば
断熱材から成る糸や布等が巻き付けられると共にその外
周面が水溶性の耐熱セメント等で固められて断熱層が設
けられることにより、その断熱性が高められている。し
かしながら、このような断熱層による断熱効果を逆火が
生じない程度に十分高めることは困難であり、しかも、
露出させられた火口先端からの伝導熱によっても火口全
体および分岐管部が加熱されることから、従来の加熱ト
ーチでは、例え断熱層を設けても設けられていない場合
と同様に逆火が生じ易いという問題があったのである。

【０００７】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的とするところは、逆火が生じ
難い加熱トーチおよびガス圧接装置の加熱装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための第１の手段】斯かる目的を達成
するため、第１発明の加熱トーチの要旨とするところ
は、金属製棒材の周囲からその金属製棒材の外周面に向
かうフレームを形成するための燃料噴射孔をそれぞれ有
する複数の火口と、それら複数の火口が所定間隔を隔て
て設けられ、内部に形成された燃料供給路に接続された
それら燃料噴射孔に燃料を供給するための先端が封止さ
れた燃料供給管とを備えた加熱トーチであって、(a) 前
記燃料供給管の外周面に冷却気体を供給するための冷却
気体流通路を含むことにある。

【０００９】

【第１発明の効果】このようにすれば、加熱トーチは、
燃料供給管の外周面に冷却気体を供給するための冷却気
体流通路を含んで構成される。そのため、燃料供給管が
その冷却気体によって積極的に冷却されてその温度上昇
が抑制されると共に、火口もその燃料供給管を介して冷
却されることから、燃料ガスの流速が比較的低い燃料供
給路内や高温に曝される火口での逆火の発生が抑制され
る。なお、本願において『冷却気体』とは、燃料供給管
の温度を燃料ガスの発火点よりも十分に低くできる程度
に、その燃料供給管を冷却し得る程度の温度の気体であ
れば比較的高温の気体をも含むものである。

【００１０】

【第１発明の他の態様】ここで、好適には、前記冷却気
体流通路は、前記燃料供給管と所定の間隔を隔てた状態
でその燃料供給管に沿って配設されると共にその燃料供
給管に向かってそれぞれ冷却気体を噴射するための複数
の冷却気体噴射孔が設けられた管状部材によって構成さ
れるものである。このようにすれば、冷却気体噴射孔が
設けられた部分が特に冷却されることから、その冷却気
体噴射孔が設けられた所望の位置において一層冷却効率
が高まって、その位置での逆火の発生が一層抑制され
る。なお、加熱トーチ全体での逆火の発生を抑制するた
めに、例えば高温となる火口近傍に冷却気体噴射孔を設
けることが好ましい。

【００１１】また、好適には、前記冷却気体噴射孔は、
前記燃料供給管の先端部において他の部分よりも開口面
積が大きくされているものである。このようにすれば、
燃料ガスの流速が最も低くなることから最も温度が上昇
し易い燃料供給管の先端部において、供給される冷却気
体の量が多くされるため、その先端部近傍における逆火
の発生が一層確実に抑制される。

【００１２】また、好適には、前記冷却気体流通路を構
成する前記管状部材および前記燃料供給管は、それらの
外周側に筒状に設けられた断熱材によって構成される閉
空間内に設けられ、その筒状の断熱材は、前記燃料供給
管の先端部およびその先端部とは反対側の所定位置の少
なくとも一方においてその閉空間を外部空間に接続する
接続穴を有するものである。このようにすれば、冷却気
体噴射孔から噴射された冷却気体は、燃料供給管に沿っ
て設けられた閉空間内を通って、その燃料供給管の外周
面を冷却しながら接続穴から外部空間へ排出される。そ
のため、冷却気体が速やかに入れ替わることとなって、
一層高い冷却効率が得られる。

【００１３】また、好適には、前記加熱トーチは、前記
燃料供給管を挟む一対の管状部材と、中間部がその燃料
供給管と所定の間隔を隔て且つその燃料供給管の先端部
においてそれら一対の管状部材に両端部が接触させられ
た断熱板とを備え、それら管状部材にはその断熱板の内
側に向かって冷却気体を噴射する冷却気体噴射孔が設け
られているものである。このようにすれば、上記のよう
に最も高温に成り得る先端部付近において、燃料供給管
および管状部材が断熱板に覆われ、且つその断熱板の内
側に向かって冷却気体が噴射させられることから、その
先端部が一層効率よく冷却されて、燃料供給管内での逆
火の発生が一層抑制される。

【００１４】また、好適には、前記加熱トーチには、前
記燃料供給管によって塞がれた長手状凹溝を有する冷却
気体案内部材が備えられ、前記冷却気体流通路は、前記
燃料供給管の外周面の周方向の一部とその冷却気体案内
部材との間においてその長手方向に沿い且つその燃料供
給管の先端部付近で開放させられたものである。このよ
うにすれば、冷却気体案内部材と燃料供給管の外周面と
の間に長手状の冷却気体流通路が形成されると共に、そ
の冷却気体流通路は燃料供給管の先端部付近で開放させ
られる。そのため、その冷却気体流通路に供給された冷
却気体は、燃料供給管の外周面の周方向の一部を直接冷
却しながらその冷却気体流通路内を通過させられ、燃料
供給管の先端部付近から排出される。そのため、冷却気
体がその冷却気体流通路内を速やかに通過させられる間
に燃料供給管が外周面から効率よく冷却されると共に、
火口もその燃料供給管を介して冷却される。したがっ
て、燃料供給管内や火口の燃料ガスが発火点まで加熱さ
れることが抑制されて、逆火の発生が抑制される。

【００１５】また、好適には、前記加熱トーチは、一対
の金属製棒材をそれらの軸心方向が一致し且つそれらの
端面が互いに突き合わされた状態で保持し、それら一対
の金属製棒材を互いに押圧する方向に加圧すると共に前
記端面近傍をその外周側から加熱することにより互いに
接合するガス圧接装置において、その加熱のために用い
られるガス圧接装置用加熱トーチであり、前記複数の火
口は、(b) 前記端面に向かう燃料噴射孔をそれぞれ備え
て、その端面をその外周側から加熱するためにその燃料
噴射孔の開口部からその端面に向かうフレームを形成す
る複数の圧接面用火口と、(c) 前記端面から前記軸心方
向の両側のうちの少なくとも一方に所定距離離隔した位
置に向かう独立した燃料噴射孔をそれぞれ備えて、その
位置をその外周側から加熱するためにその燃料噴射孔の
開口部からその位置に向かうフレームを形成する複数の
幅焼き用火口とを、含むものである。

【００１６】このようにすれば、通常備えられている圧
接面用火口に加えて、ガス圧接作業の効率を高めるため
の幅焼き用火口が備えられている場合にも、逆火の発生
を好適に抑制することができる。

【００１７】因みに、ガス圧接においては、加熱をする
と共に加圧をすることにより、一対の金属製棒材の端面
間で原子の拡散が生じて両者が原子レベルで一体化させ
られるため、高い接合強度が得られるのであるが、この
拡散を十分に進めて十分な接合強度を得るためには、接
合面だけでなく、その近傍も同時に加熱することが必要
である。そのため、幅焼き用火口が備えられていない従
来の加熱トーチでは、端面が軟化して径方向に膨らみ始
めた後にその加熱トーチを軸心方向の二位置間で往復移
動させることで幅焼きが行われていた。したがって、こ
のような加熱方法では接合条件がばらつき易く、また、
端面を還元雰囲気に保つことが困難であることから、高
い接合強度を確実に得ることができなかった。これに対
して、圧接面用火口に加えて幅焼き用火口が備えられて
いる場合には、端面の加熱と同時に幅焼きが行われる。
これにより、接合時間が短時間となると共に、加熱トー
チを軸心方向に沿って往復移動させることに起因する接
合条件のばらつきが抑制されて、高い接合強度が容易に
得られるのである。

【００１８】

【課題を解決するための第２の手段】また、前記目的を
達成するための加熱装置の要旨とするところは、一対の
金属製棒材をそれらの軸心方向が一致し且つそれらの端
面が互いに突き合わされた状態で保持し、それら一対の
金属製棒材を互いに押圧する方向に加圧すると共に前記
端面近傍をその外周側から加熱することにより互いに接
合するガス圧接装置において、その加熱のために用いら
れる加熱装置であって、(d) 前記加熱装置に備えられた
前記第１発明のいずれかの加熱トーチと、(e) 前記冷却
気体流通路に前記冷却気体を供給するために接続された
冷却気体供給装置と、(f) その冷却気体供給装置に備え
られ、その冷却気体に冷却液を混合するための冷却液混
合器とを、含むことにある。

【００１９】このようにすれば、加熱装置は、前記第１
発明の加熱トーチと、その加熱トーチに備えられた冷却
気体流通路に冷却気体を供給するために接続された冷却
気体供給装置と、冷却気体に冷却液を混合するためにそ
の冷却気体供給装置に備えられた冷却液混合器とを含ん
で構成される。そのため、冷却気体流通路から燃料供給
管の外周面に供給される冷却気体は、冷却液を含むこと
となって、その外周面の冷却効率が一層高められる。し
たがって、単に冷却気体のみで冷却する場合に比較し
て、一層確実に逆火の発生を抑制できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。なお、以下の説明において各図の寸
法比は必ずしも正確に描かれていない。

【００２１】図１は、本発明の一実施例のガス圧接装置
用加熱トーチが適用された自動ガス圧接装置１０を用い
て鉛直に立設された鉄筋１２ａに他の鉄筋１２ｂ（以
下、特に区別しないときには単に鉄筋１２という）を接
続する使用状態を模式的に示す図である。自動ガス圧接
装置１０は、鉄筋１２ａ，１２ｂをそれらの軸心方向が
一致し且つ端面が互いに突き合わされた状態で保持する
棒材保持装置１４と、鉄筋１２ａ，ｂに互いに押圧する
方向の加圧力を油圧により与える押圧シリンダ１６と、
鉄筋１２を加熱する加熱装置１８と、これらの作動を制
御する制御装置２０とを備えている。本実施例において
は、上記鉄筋１２が金属製棒材に、押圧シリンダ１６が
加圧装置にそれぞれ相当する。

【００２２】上記棒材保持装置１４は、軸心方向の相対
移動可能且つ軸心回りの相対回転可能に嵌合された大径
スリーブ２２および小径スリーブ２４と、大径スリーブ
２２に一体的に固設された鉄筋受け部材２６と、小径ス
リーブ２４に一体的に固設された鉄筋受け部材２８とを
備えており、締付ボルト３０，３２により鉄筋受け部材
２６，２８をそれぞれ鉄筋１２ｂ，１２ａに固定するよ
うになっている。

【００２３】大径スリーブ２２には、図１のII−II視断
面を示す図２から明らかなように、切り欠き３４が形成
されており、小径スリーブ２４に固設された鉄筋受け部
材２８はその切り欠き３４から外部に突き出していると
共に、所定の角度範囲で回動可能とされている。この鉄
筋受け部材２８の角度位置は、切り欠きを有するリング
部材３６を介して大径スリーブ２２に取り付けられたナ
ット３８に螺合されている一対の位置調節用ボルト４０
により鉄筋１２ａ，１２ｂを略同心に位置決めするよう
に調整される。また、小径スリーブ２４は圧縮コイルス
プリング４２により図１の下方向へ付勢され、常には大
径スリーブ２２に螺合されたソケット４４に鉄筋受け部
材２８が当接する下端位置に保持されており、そのソケ
ット４４に係止された前記押圧シリンダ１６によって上
方向へ押圧されることにより鉄筋１２ｂを鉄筋１２ａに
当接させるようになっている。

【００２４】また、前記加熱装置１８は、加熱トーチ４
６と、その加熱トーチ４６を鉄筋１２に接近或いは離隔
する方向に移動させる移動装置４８と、加熱トーチ４６
に点火するためのパイロットバーナ５０とを備えたもの
であり、先端部に上記棒材保持装置１４の鉄筋受け部材
２６と同様な構造の鉄筋受け部材５２を有するＬ字状の
固定部５４を鉄筋１２の軸心方向上側に備えると共に、
先端部に鉄筋１２ａに当接させられる当接部材５６を有
するＬ字状の支持部５８を軸心方向の下側に備えてお
り、締付ボルト６０によって鉄筋受け部材５２を鉄筋１
２ｂの鉄筋受け部材２６の直上に固定する一方、当接部
材５６を鉄筋１２ａに当接させることで、加熱トーチ４
６が鉄筋１２ａ，１２ｂの端面と同様な高さ方向位置に
位置する状態で鉄筋１２に固定される。

【００２５】上記加熱トーチ４６は、図３(a) に示すよ
うに、鉄筋１２の軸心方向に垂直な方向に延びる共通管
部６２と、基端部においてその共通管部６２に接続され
ると共に先端部に設けられた後述の圧接面用火口６８の
最小間隔が鉄筋１２に形成される膨らみ部１２６の最大
径よりも僅かに大きくされている分岐管部６４ａ，６４
ｂ（以下、特に区別しないときは単に分岐管部６４とい
う）とから構成された燃料供給管、および、その燃料供
給管を挟むようにその分岐管部６４に沿って固着された
一対の管状部材１２８を備えており、それら分岐管部６
４および管状部材１２８は、断熱材１３０によって覆わ
れている。

【００２６】上記の燃料供給管の分岐管部６４は、一対
の分岐管６４ａ，６４ｂを備えており、その先端部側に
は鉄筋１２の外周面に倣った円弧状の一対の円弧状部６
６，６６がそれぞれ形成されている。これら円弧状部６
６，６６には、内周側に向かって突設されたそれぞれ３
つの圧接面用火口６８と、その３つの圧接面用火口６８
の間の２箇所の位置に設けられた全体で８つの幅焼き用
火口７２とが備えられている。

【００２７】上記の圧接面用火口６８は、その軸心方向
が鉄筋１２ａ，１２ｂの互いに突き合わされた端面であ
る圧接面７８を含む平面内に含まれるように設けられて
いる。一方、上記幅焼き用火口７２は、図３(b) に示さ
れるように、円弧状部６６の内周側に向かうに従って、
その圧接面用火口６８が設けられた平面から鉄筋１２の
軸心方向の両側に向かって離隔するように、その軸心方
向がその平面に対して例えば10〜25°程度の所定角度θ
（図においては17.5°程度）を成した状態で、その平面
から分岐管６４ａ，６４ｂの周方向の両側に僅かに離隔
した位置に設けられている。すなわち、幅焼き用火口７
２は、その軸心方向が内周側に向かうに従って上記平面
から鉄筋１２の軸心方向の一方（図においては鉄筋１２
ａ側）に離隔する複数（本実施例においては４つ）の幅
焼き用火口７２ａと、他方（図においては鉄筋１２ｂ
側）に離隔する複数（本実施例においては４つ）の幅焼
き用火口７２ｂとから構成されている。

【００２８】なお、両火口６８，７２の内部には、その
軸心方向に貫通した燃料噴射孔７０（圧接面用火口６８
についてのみ図示）がそれぞれ形成されているが、両火
口６８，７２は何れも分岐管６４ａ，６４ｂに直接的に
設けられていることから、それらの燃料噴射孔７０は、
何れも分岐管６４ａ，６４ｂの内部（すなわち燃料供給
管の内部）に形成されている燃料供給路８０に直接的に
接続されている。すなわち、複数の幅焼き用火口７２
は、圧接面７８から鉄筋１２の軸心方向の両側にそれぞ
れ所定距離ｄだけ離隔した位置のうち、一方に向かう燃
料噴射孔７０ａをそれぞれ備えた複数の幅焼き用火口７
２ａと、他方に向かう燃料噴射孔７０ｂをそれぞれ備え
た複数の幅焼き用火口７２ｂとから構成されている。

【００２９】このため、圧接面用火口６８からは圧接面
７８と平行な方向すなわち鉄筋１２の軸心方向と垂直な
方向に、幅焼き用火口７２からは内周側に向かうに従っ
てその圧接面７８から軸心方向の両側に離隔するように
その圧接面７８に対してそれぞれ例えば17.5°程度の所
定角度θを成す方向に、それぞれフレーム（火炎）が生
じ、圧接面用火口６８は圧接面７８を中心に加熱し、幅
焼き用火口７２はその圧接面７８から軸心方向の上下に
例えば十数〜数十(mm)程度の所定距離ｄだけ離隔した位
置を中心に加熱する。すなわち、圧接面用火口６８は圧
接面７８すなわち端面に向かうフレームを形成し、幅焼
き用火口７２はその圧接面７８から軸心方向の両側に所
定距離離隔した位置に向かうフレームを形成する。

【００３０】したがって、幅焼き用火口７２から形成さ
れたフレームは、鉄筋１２に当たると図３(b) に示され
るように圧接面７８から離隔する方向、すなわち加熱ト
ーチ４６の分岐管部６４から離隔する方向に向かわされ
ることとなり、そのフレームによって分岐管部６４や火
口６８，７２が加熱されることが抑制される。なお、図
３は例えば呼び径D-32の鉄筋の接続に用いられる加熱ト
ーチ４６を示すものであり、火口６８，７２の個数や幅
焼き用火口７２の傾き角度θ等は、鉄筋径に応じて適宜
変更される。

【００３１】また、前記の管状部材１２８は、図３(b)
の上側に先端部側から見た状態を示すように、その先端
部が封止されたものであり、分岐管部６４側に面する数
箇所（本実施例においては分岐管部６４ａ側，６４ｂ側
でそれぞれ６箇所）に例えば直径 2〜 3(mm)程度の貫通
孔１３２ａが設けられている。なお、図３(a) において
上側に位置する分岐管部６４ａの先端部には、その分岐
管部６４ａおよび一対の管状部材１２８，１２８の外周
面のうち、圧接面用火口６８が設けられている側の一部
を覆うようにその分岐管部６４ａから例えば1 〜2 (mm)
程度の所定距離離隔して断熱板１３４が備えられている
が、その先端部においては、図３(b) に示されるよう
に、その断熱板１３４に向かう貫通孔１３２ｂが一対の
管状部材１２８，１２８にそれぞれ設けられている。ま
た、図から明らかなように、分岐管部６４の先端部にお
いては、貫通孔１３２ａが２つ設けられていることか
ら、貫通孔１３２すなわち冷却気体噴射孔は、分岐管部
６４の先端部において他の部分よりも開口面積が大きく
されている。

【００３２】また、上記の管状部材１２８は、長手方向
の数箇所において分岐管部６４の外周面にロウ付け等に
よって固着されることにより一体化させられており、そ
れら管状部材１２８および燃料供給管部の分岐管部６４
の間には、その図示しないロウ材の厚さに対応する隙間
が形成されている。そして、それら分岐管部６４および
管状部材１２８の外周面に、例えば断熱性材料から成る
糸等が巻き付けられると共に更にその外周面が水溶性の
耐熱セメント等で固められることにより、高い耐熱性を
有する前記の断熱材１３０が設けられているのである。
そのため、その断熱材１３０と分岐管部６４および管状
部材１２８との間には、その分岐管部６４の長手方向に
沿って閉空間１４２が形成されている。

【００３３】また、断熱材１３０は、分岐管部６４の先
端部が開放されると共に、その先端部よりも分岐管部６
４と共通管部６２との境界部側の一部において切り欠か
れており、これにより、断熱材１３０には上記閉空間１
４２を外部空間に接続する接続穴１４４，１４６が形成
されている。すなわち、管状部材１２８および燃料供給
管の分岐管部６４は、それらの外周側に筒状に設けられ
た断熱材１３０によって構成される閉空間１４２内に設
けられており、筒状の断熱材１３０は、分岐管部６４の
先端部およびその先端部とは反対側の所定位置において
その閉空間１４２を外部空間に接続する接続穴１４４，
１４６を有している。なお、図３(a) において、１４８
は、円弧状部６６の共通管部６２側の端部の断熱性を高
めるために設けられた断熱材である。

【００３４】なお、加熱トーチ４６は、図１に示される
ように、前記の共通管部６２においてスリーブ７４内に
軸心方向の移動不能に嵌合されており、そのスリーブ７
４が加熱装置本体７６内に収納されることで保持されて
いる。そして、その共通管部６２は、分岐管部６４とは
反対側の端部においても分岐させられており、例えば電
磁弁等を備えた流量調節装置８２，８３を介して、分岐
させられたそれぞれが酸素ボンベ８４およびアセチレン
ボンベ８６に接続されている。このため、加熱トーチ４
６の燃料供給管には、上記流量調節装置８２，８３によ
り定められた混合比の混合ガスが供給される。

【００３５】一方、前記の管状部材１２８は、冷却気体
供給配管１３６によって制御装置２０内に備えられた冷
却気体用ポンプ１３８に接続されている。そのため、加
熱トーチ４６の管状部材１２８内には、その冷却気体用
ポンプ１３８によって発生させられた例えば 3〜 7(kg/
cm²)程度の圧力の空気が供給され、前記貫通孔１３２か
ら噴出させられる。したがって、本実施例においては、
前記の貫通孔１３２ａ，１３２ｂが冷却気体噴出孔に相
当し、管状部材１２８内に冷却気体流通路１４０が形成
されている。すなわち、冷却気体流通路１４０は、燃料
供給管の分岐管部６４と所定の間隔を隔てた状態でその
分岐管部６４に沿って配設されると共に、その分岐管部
６４に向かって冷却気体を噴射するための複数の冷却気
体噴射孔として機能する貫通孔１３２が設けられた管状
部材１２８によって構成されている。このため、加熱ト
ーチ４６には、燃料供給管の分岐管部６４の外周面に冷
却気体を供給するための冷却気体流通路１４０が設けら
れている。

【００３６】なお、図１においては、便宜上加熱トーチ
４６が、細部を省略され且つ断熱材１３０で覆われた分
岐管部６４が傾斜した状態で描かれているが、実際の使
用状態においては、分岐管部６４が圧接面７８を含む同
一の平面上に位置させられる。また、冷却気体供給配管
１３６は分岐管部６４の近傍で二股に分岐させられ、そ
の分岐管部６４を両側から挟むように設けられた一対の
管状部材１２８，１２８にそれぞれ接続されているが、
同様に図１においては細部が省略されている。

【００３７】また、前記移動装置４８は、例えば駆動用
モータ８８と、その駆動用モータ８８の回転軸に取り付
けられたピニオンギア８９と、そのピニオンギア８９と
噛み合わされるラックギアを備えたロッド９０と、その
ロッド９０と前記スリーブ７４とを軸心方向と平行な方
向の相対移動不能に接続する接続部材９２と、加熱装置
本体７６内においてそのスリーブ７４が軸心方向の相対
移動可能且つ軸心方向と垂直な方向の相対移動不能に貫
通させられた貫通穴９４とから構成されている。

【００３８】上記駆動用モータ８８は、制御装置２０内
に備えられた後述の制御リレーＣＲ１，ＣＲ２によって
その回転方向を制御されており、上記の移動装置４８に
おいては、駆動用モータ８８が所定の回転方向に回転さ
せられてロッド９０が加熱装置本体７６から突き出させ
られることにより、加熱トーチ４６が鉄筋１２に接近す
るようにその軸心方向と垂直な方向に移動させられる一
方、駆動用モータ８８の反対方向に回転させられてロッ
ド９０が加熱装置本体７６に引き込まれることにより、
加熱トーチ４６が鉄筋１２から離隔するようにその軸心
方向と垂直な方向に移動させられる。これにより、加熱
トーチ４６（燃料供給管）は、分岐管部６４により鉄筋
１２が囲まれた突き出し位置と、その分岐管部６４の先
端から鉄筋１２が抜け出させられる引き込み位置とへ移
動させられる。

【００３９】また、制御装置２０には、前記棒材保持装
置１４に接続された押圧シリンダ１６に与えられる油圧
を発生させるポンプ９６が備えられており、図示しない
電磁弁等の開閉弁の作動に従ってその油圧が押圧シリン
ダ１６に供給される。また、制御装置２０には、そのポ
ンプ９６を起動可能とするための予圧起動スイッチ９
８、自動ガス圧接装置１０を起動するための圧接起動ス
イッチ１００、および後述するように鉄筋１２の外径に
応じた適正な圧力をシリンダ１６に与えるための径設定
スイッチ１０２等が備えられている。

【００４０】図４(a) および(b) は、それぞれ自動ガス
圧接装置１０の電気制御回路および油圧制御回路を示す
図である。図４(a) において、制御装置２０には、圧力
センサ１０４により検出された押圧シリンダ１６の加圧
力信号、上記予圧起動スイッチ９８の起動信号、および
圧接起動スイッチ１００の起動信号がそれぞれ入力され
る一方、それらの入力信号に基づいて、ポンプ９６のモ
ータ１０６を起動する起動信号ＳＭ、押圧シリンダ１６
の電磁弁を駆動する駆動信号ＳＳＶ１、流量調節装置８
２，８３の電磁弁をそれぞれ駆動する駆動信号ＳＳＶ
２，ＳＳＶ２、駆動用モータ８８を駆動する駆動リレー
ＣＲ１，ＣＲ２の駆動信号ＳＲ１，ＳＲ２、および冷却
気体用ポンプ１３８を起動するための起動信号ＳＰ等の
信号を発生させる。

【００４１】また、図４(b) において、ポンプ９６が作
動させられると、オイルタンク１０８内のオイルは、逆
止弁１１０、１１２を介して押圧シリンダ１６の電磁弁
１１４に送られる。電磁弁１１４は、制御装置２０から
駆動信号ＳＳＶ１が送られていないときには、図の位置
にあって入力ポートと出力ポートとが接続されて押圧シ
リンダ１６に圧力が与えられるが、電磁弁１１４に駆動
信号ＳＳＶ１が入力されるている状態においては、ソレ
ノイドの作動によって入力ポートと排出ポートとが接続
され、押圧シリンダ１６の油圧が低下させられる。な
お、図において、１２０は油圧回路の圧力を表示する圧
力計であり、１２２、１２４はそれぞれ油圧回路の圧力
が過大になることを防止するリリーフ弁である。

【００４２】以上のように構成された自動ガス圧接装置
１０により鉄筋１２ａ，１２ｂを接続するに際しては、
先ず、鉄筋１２ａ，１２ｂの圧接面７８をそれぞれ軸心
方向に垂直で平坦且つ酸化物が存在しないように加工す
る。この加工には、例えば、外周面に超硬合金等から成
る加工刃を有する円板状回転切断工具を備えた切断機等
が好適に用いられる。なお、アセチレンンバーナ等によ
って溶断した後、サンダー等でその端面（すなわち圧接
面７８）を平坦に加工した鉄筋１２も同様にガス圧接可
能であるが、接合強度を高くするためには圧接面７８が
可及的に平坦であることが望まれるため、上記のような
切断機を用いることが好ましい。

【００４３】接続する一対の鉄筋１２ａ，１２ｂを上述
のように切断加工した後、図１に示されるように、その
軸心が略一致した状態でその端面が突き合わされるよう
に棒材保持装置１４で保持し、ソケット４４に押圧シリ
ンダ１６を装着する。次いで、加熱装置１８を鉄筋１２
ｂに固定し、その後、図示しない起動スイッチを操作し
て制御装置２０を起動すると、その作動に従って鉄筋１
２ａ，１２ｂのガス圧接が行われる。以下、制御装置２
０の作動を表す図４に示すフローチャートおよび図５に
示す圧力変化図に従って説明する。

【００４４】ステップＳ１においては、予圧起動操作が
為されているか否か、すなわち予圧起動スイッチ９８が
オンとなっているか否かが判断される。この判断が否定
されている間は、ステップＳ１７に進んで駆動信号ＳＳ
Ｖ１が電磁弁１１４に送られ、押圧シリンダ１６が後退
させられた状態で待機させられる。時刻ｔ₁ において、
上記判断が肯定されるとステップＳ２に進んでモータ１
０６に駆動信号ＳＭが送られてポンプ９６が起動させら
れ、ステップＳ３において押圧シリンダ１６が前進させ
られる。これにより、鉄筋１２ａが鉄筋１２ｂに向かっ
て押圧される。続くステップＳ４においては、径設定ス
イッチ１０２に設定されている鉄筋径Ｄが読み込まれ
る。このとき、電磁弁１１４には何ら駆動信号が送られ
ず、図４(b) に示される切り換え位置に位置させられて
いる。

【００４５】そして、ステップＳ５において油圧回路の
高圧ライン圧Ｐ_L2（圧力センサ１０４により検出された
値）が読み込まれ、ステップＳ６においてその値が予め
設定された第１圧力Ｐ₁ よりも大きくなったか否かが判
断される。この第１圧力Ｐ₁は、後述の二次設定圧であ
る第３圧力Ｐ₃ よりも小さい例えば 200〜400(kgf/cm ²)
（但し、鉄筋１２の断面積1[cm²]当たりの加圧力。以下
の圧力も全て同じ）程度の値であって、鉄筋径、鉄筋断
面積1(cm²)当たりの加圧力、および押圧シリンダ１６の
受圧面積により決定されるものであり、前記ステップＳ
４において読み込まれた径設定スイッチ１０２により設
定された鉄筋径Ｄに対応した値が、例えば制御装置２０
内の図示しないＲＡＭに予め記憶された下記表１に例示
される対応関係から選択されて用いられる。なお、上記
第３圧力Ｐ₃ は、十分高い接合強度が得られるように鉄
筋１２の加圧力が例えば350(kgf/cm²)以上となるように
定められたものである。

【００４６】

【表１】鉄筋径（呼び径） D-25 D-29 D-32 D-41 D-51 押圧シリンダ径(mm) 36 36 36 40 50.5 第１圧力Ｐ₁(kgf/cm²) 220 280 350 430 400

【００４７】上記のステップＳ６における判断が肯定さ
れた場合にはステップＳ７に進むが、否定された場合に
はステップＳ２に戻ってステップＳ６までの各ステップ
が繰り返される。そして、時刻ｔ₂ において高圧ライン
圧Ｐ_L2が第１圧力Ｐ₁ よりも大きくなると、ステップＳ
６の判断が肯定され、ステップＳ７においてモータ１０
６に駆動信号ＳＭが送られなくなってポンプ９６が停止
させられる。なお、ポンプ９６の停止後も逆止弁１１
０，１１２によりオイルの逆流が防止されているため、
押圧シリンダ１６の油圧は低下させられない。

【００４８】ポンプ９６が停止させられて所定時間（例
えば 3秒程度）経過して、時刻ｔ₃になると、ステップ
Ｓ８においては、制御装置２０の圧接起動スイッチ１０
０がオンされているか否かが判断され、この判断が否定
された場合にはステップＳ７に戻り待機させられる。圧
接起動スイッチ１００オンされると、この判断が肯定さ
れて、ステップＳ９に進んでパイロットバーナ５０によ
り加熱トーチ４６が点火され、続くステップＳ１０にお
いて冷却気体用ポンプ１３８に駆動信号ＳＰが送られ
て、冷却気体供給配管１３６を経由して加熱トーチ４６
の管状部材１２８内に冷却気体として常温の空気などが
送られる。このため、以下のステップＳ１４までの加熱
過程において、加熱トーチ４６によって鉄筋１２が連続
的に加熱されている間にも、火口６８，７２や分岐管部
６４が過熱（アセチレンガスの発火点まで温度上昇）さ
せられず、逆火が生じ難い。

【００４９】そして、ステップＳ１１において駆動用モ
ータ８８の駆動リレーＣＲ１に駆動信号ＳＲ１（前進）
が送られることにより、加熱装置本体７６からロッド９
０が突き出させられて、加熱トーチ４６が鉄筋１２に向
かって前進させられて図１に示す位置（すなわち、分岐
管部６４によって鉄筋１２が囲まれる突き出し位置）に
位置させられ、鉄筋１２の加熱が開始される。このと
き、鉄筋１２の圧接面７８の酸化を防止するため、流量
調節装置８２，８３の図示しない電磁弁に駆動信号ＳＳ
Ｖ２，ＳＳＶ３が送られることにより、加熱トーチ４６
に供給される混合ガスの混合比がアセチレン過剰とされ
ており、鉄筋１２は還元炎により加熱される。

【００５０】鉄筋１２の加熱が開始されてから、鉄筋径
Ｄにより定められる所定時間（例えば鉄筋径Ｄが呼び径
D-25のときには40秒程度）が経過すると、加熱されてい
る圧接面７８近傍が次第に軟化するため、鉄筋１２は押
圧シリンダ１６の加圧力により変形させられることとな
る。このため、押圧シリンダ１６の加圧力すなわち圧力
センサ１０４により検出される高圧ライン圧Ｐ_L2は、図
６に示されるようにｔ ₃ から所定時間経過の後からｔ₄
までの間、Ｐ₁ からＰ₂ に向かって次第に低下させられ
る。すなわち、鉄筋１２は、加熱が開始された直後まで
は、図７(a) に示されるように当初の形状を維持してい
るが、加熱開始から所定時間経過して圧接面７８近傍が
軟化させられると、図７(b) に示されるように、その近
傍が軸心方向の押圧力により径方向に次第に膨らまされ
て膨らみ部１２６が形成される。このため高圧ライン圧
Ｐ_L2が低下させられるのである。

【００５１】ステップＳ１１に続くステップＳ１２にお
いては、上記のように低下させられた高圧ライン圧Ｐ_L2
が予め設定された第２圧力Ｐ₂ よりも小さくなったか否
かが判断される。この判断が否定された場合にはステッ
プＳ１１に戻るが、肯定された場合にはステップＳ１３
以下が実行される。上記第２圧力Ｐ₂ は、第１圧力Ｐ ₁
よりも例えば20〜40(kgf/cm²) 程度低くなるように定め
られている値である。

【００５２】時刻ｔ₄ において高圧ライン圧Ｐ_L2が第２
圧力Ｐ₂ よりも小さくなると、上記ステップＳ１２の判
断が肯定されてステップＳ１３に進む。ステップＳ１３
においては、モータ１０６に駆動信号ＳＭが送られるこ
とによりポンプ９６が起動されると、押圧シリンダ１６
にオイルが送られて鉄筋１２の加圧が開始される。そし
て、ポンプ９６が起動させられてから例えば 2〜3 秒経
過して時刻ｔ₅ になると、ステップＳ１４において、駆
動用モータ８８の駆動リレーＣＲ２に駆動信号ＳＲ２
（後退）が送られることにより、加熱トーチ４６が図１
の左方に向かって鉄筋１２から離隔するように後退させ
られる。これにより、加熱トーチ４６は、分岐管部６４
の先端から鉄筋１２が抜け出させられて最も引っ込んだ
引き込み位置に位置させられる。そして流量調節装置８
２，８３の電磁弁に駆動信号ＳＳＶ２，ＳＳＶ３がそれ
ぞれ送られなくなることにより、加熱トーチ４６へのガ
スの供給が停止されて消火される。そして、更に、ステ
ップＳ１５において、冷却気体用ポンプ１３８が停止さ
せられることにより、冷却気体流通路１４０内への冷却
気体の送気が終了させられる。

【００５３】ポンプ９６の起動により、図６に示すよう
に鉄筋１２の加圧力すなわち高圧ライン圧Ｐ_L2は次第に
上昇させられ、鉄筋１２は、図７(b) に示される状態よ
りも膨らみ部１２６の径および厚みが大きくなり、図７
(c) に示される状態へ向かわせられる。ポンプ９６が再
起動させられた後、ステップＳ１６においては、その高
圧ライン圧Ｐ_L2が予め設定された第３圧力Ｐ₃ よりも大
きくなったか否かが判断される。この第３圧力Ｐ₃ は、
例えば、前記第１圧力Ｐよりも 50(kgf/cm²)程度高く設
定されている。

【００５４】上記ステップＳ１６の判断が否定される間
は押圧シリンダ１６にオイルが供給されることにより、
高圧ライン圧Ｐ_L2は次第に高められるが、時刻ｔ₆ にお
いて高圧ライン圧Ｐ_L2が上記の第３圧力Ｐ₃ よりも大き
くなったと判断されると、ステップＳ１７に進んで、モ
ータ１０６に駆動信号ＳＭが送られなくなることにより
ポンプ９６が停止させられる。但し、電磁弁１１４には
駆動信号が送られておらず、図４に示される切り換え位
置に位置させられており、図６に示されるように、ポン
プ９６停止後も加圧力はＰ₃ に保たれている。そして、
ステップＳ１８において、予め定められた所定時間（例
えば、 2〜3 秒程度）上記加圧力を保持した後、時刻ｔ
₇ になると、ステップＳ１９において電磁弁１１４に駆
動信号ＳＳＶ１が送られることにより押圧シリンダ１６
が後退させられて、鉄筋１２のガス圧接作業が終了す
る。図７(c) は、ガス圧接終了後の鉄筋１２の状態を示
しており、膨らみ部１２６の直径は鉄筋径Ｄの 1.4倍程
度、厚みは鉄筋径Ｄの 1.1倍程度となっている。

【００５５】ここで、本実施例によれば、自動ガス圧接
装置１０の加熱トーチ４６は、燃料供給管の分岐管部６
４の外周面に冷却気体を供給するための冷却気体流通路
１４０を含んで構成される。そのため、前述のように、
分岐管部６４がその冷却気体によって積極的に冷却され
てその温度上昇が抑制されると共に、火口６８，７２も
その分岐管部６４を介して冷却されることから、燃料ガ
スの流速が比較的低い燃料供給路８０内や高温に曝され
る火口６８，７２での逆火の発生が抑制される。

【００５６】また、本実施例においては、前記冷却気体
流通路１４０は、前記燃料供給管の分岐管部６４と所定
の間隔（それらを互いに接合するための図示しないロウ
材の厚さに相当する間隔）を隔てた状態でその分岐管部
６４に沿って配設されると共にその分岐管部６４に向か
ってそれぞれ冷却気体を噴射するための複数の冷却気体
噴射孔として機能する貫通孔１３２が設けられた管状部
材１２８によって構成されるものである。このようにす
れば、貫通孔１３２を通して噴射された圧縮空気の膨張
による温度低下効果と共に、貫通孔１３２が設けられた
部分が特に冷却されることから、その貫通孔１３２が設
けられた所望の位置、すなわち、本実施例においては火
口６８，７２の付近において一層冷却効率が高まって、
他の部分よりも高温になり易いその位置での逆火の発生
が一層抑制される。

【００５７】また、本実施例においては、前記冷却気体
噴射孔として機能する貫通孔１３２は、前記燃料供給管
の分岐管部６４の先端部において多く設けられることに
より、他の部分よりも開口面積が大きくされているもの
である。このようにすれば、燃料ガスの流速が最も低く
なることから最も温度が上昇し易い分岐管部６４の先端
部において、供給される冷却気体の量が多くされるた
め、その先端部近傍における逆火の発生が一層確実に抑
制される。

【００５８】また、本実施例においては、前記冷却気体
流通路１４０を構成する前記管状部材１２８および前記
燃料供給管の分岐管部６４は、それらの外周側に筒状に
設けられた断熱材１３０によって構成される閉空間１４
２内に設けられ、その筒状の断熱材１３０は、前記分岐
管部６４の先端部およびその先端部とは反対側の所定位
置においてその閉空間１４２を外部空間に接続する接続
穴１４４，１４６を有するものである。このようにすれ
ば、冷却気体噴射孔として機能する貫通孔１３２から噴
射された冷却気体は、分岐管部６４に沿って設けられた
閉空間１４２内を通って、その分岐管部６４の外周面を
冷却しながら接続穴１４４，１４６から外部空間へ排出
される。そのため、冷却気体が速やかに入れ替わること
となって、一層高い冷却効率が得られる。

【００５９】また、本実施例においては、前記加熱トー
チ４６は、前記燃料供給管の分岐管部６４のうちの分岐
管部６４ａを挟む一対の管状部材１２８，１２８と、中
間部がその分岐管部６４ａと例えば1 〜2 (mm)程度の所
定の間隔を隔て且つその分岐管部６４ａの先端部におい
てそれら一対の管状部材１２８，１２８に両端部が接触
させられた断熱板１３４とを備え、それら管状部材１２
８，１２８にはその断熱板１３４の内側に向かって冷却
気体を噴射する冷却気体噴射孔として機能する貫通孔１
３２ｂが設けられているものである。このようにすれ
ば、上記のように最も高温に成り得る先端部付近におい
て、分岐管部６４ａおよび管状部材１２８が断熱板１３
４に覆われ、且つその断熱板１３４の内側に向かって冷
却気体が噴射させられることから、その先端部が一層効
率よく冷却されて、分岐管部６４ａ内での逆火の発生が
一層抑制される。

【００６０】なお、本実施例においては、図３(a) に示
されるように断熱板１３４は分岐管部６４ａのみに備え
られているが、これは、例えば、軸心方向が水平方向と
された鉄筋１２，１２を接続する場合を考慮したもので
ある。そのような場合には、図１の上下方向が左右方向
とされて分岐管部６４ａが鉛直方向上側に、分岐管部６
４ｂが鉛直方向下側に位置するように加熱トーチ４６が
配置されることから、その際、上側に位置する分岐管部
４６ａの方が加熱され易いため、その分岐管部６４ａに
断熱板１３４が設けられているのである。

【００６１】また、本実施例においては、加熱トーチ４
６は、鉄筋１２ａ，１２ｂの圧接面７８を加熱するため
の圧接面用火口６８と、その圧接面７８から鉄筋１２
ａ，１２ｂの軸心方向の両側にそれぞれ所定距離ｄ離隔
した位置を加熱するための幅焼き用火口７２とを共に備
えるものである。そのため、単に圧接面用火口６８のみ
を備えた加熱トーチに比較して、ガス圧接時に加熱トー
チを鉄筋１２の軸心方向に沿って往復移動させる幅焼き
が不要となって、作業性や信頼性が向上する。

【００６２】しかも、本実施例においては、分岐管部６
４は管状部材１２８の貫通孔１３２から噴出させられる
冷却気体によって冷却されることから、上記のように通
常備えられている圧接面用火口６８に加えて、ガス圧接
作業の効率を高めるための幅焼き用火口７２が備えられ
ている場合にも、逆火の発生を好適に抑制することがで
きる。

【００６３】また、本実施例においては、分岐管部６４
を冷却するために冷却気体が用いられていることから、
自動ガス圧接装置１０には冷却気体用ポンプ１３８を新
たに備えるだけでよい。したがって、分岐管部６４を冷
却するためにその分岐管部６４に沿い且つ共通管部６２
側において冷却液を供給および排出するための循環路を
設ける場合に比較して、必要な装置が少なくなると共
に、冷却気体は加熱トーチ４６，１５０の分岐管部６４
の先端部から外部に排出すればよいことから、冷却液を
循環させる場合よりも冷却気体流通路１４０を容易に構
成することができるという利点もある。

【００６４】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において、前述の実施例と共通する部
分は同一の符号を付して説明を省略する。

【００６５】図８(a),(b) は、他の実施例の加熱トーチ
１５０を示す図であって、図３(a),(b) に対応する図で
ある。図において、加熱トーチ１５０は、加熱トーチ４
６と略同様な構成であるが、管状部材１２８に代えて冷
却気体案内部材１５２，１５２が燃料供給管の分岐管部
６４の両側に設けられている。

【００６６】上記の冷却気体案内部材１５２は、共通管
部６２近傍から断熱材１４８の近傍までは管状を成した
管状部１５４に形成されているが、そこから分岐管部６
４の先端部まではその分岐管部６４側に長手状の凹溝１
５６が備えられた半円筒部１５８に形成されている。ま
た、その半円筒部１５８の先端部１６０は開放されてい
る。本実施例においては、燃料供給路の分岐管部６４に
上記長手状の凹溝１５６が塞がれることにより、実質的
にその凹溝１５６によって冷却気体流通路が形成されて
いる。したがって、冷却気体流通路は、分岐管部６４の
外周面の周方向の一部と冷却気体案内部材１５２との間
において、その長手方向に沿い且つ分岐管部６４の先端
部付近で開放させられるように形成されている。

【００６７】そのため、本実施例においては、冷却気体
案内部材１５２と燃料供給管の分岐管部６４の外周面と
の間に長手状の冷却気体流通路すなわち凹溝１５６（以
下、必要に応じて冷却気体流通路１５６という）が形成
されると共に、その冷却気体流通路は分岐管部６４の先
端部付近で開放させられる。そのため、冷却気体案内部
材１５２に供給された冷却気体は、分岐管部６４の外周
面の周方向の一部を直接冷却しながらその冷却気体流通
路１５６内を通過させられ、分岐管部６４の先端から排
出される。そのため、冷却気体がその冷却気体流通路１
５６内を速やかに通過させられる間に分岐管部６４が外
周面から効率よく冷却されると共に、火口６８，７２も
分岐管部６４を介して冷却される。したがって、分岐管
部６４内や火口６８，７２の燃料ガスが発火点まで加熱
されることが抑制されて、逆火の発生が抑制される。

【００６８】図９は本発明の更に他の実施例を示す図で
あって、図１の要部に相当する図である。図において、
加熱トーチ４６あるいは１５０に接続された冷却気体供
給配管１３６と制御装置２０内に備えられた冷却気体用
ポンプ１３８との間には、その冷却気体用ポンプ１３８
から送られた冷却気体中に、常温の水などの冷却液を混
合するための冷却液混合器１６２が備えられている。本
実施例においては、冷却気体用ポンプ１３８、冷却液混
合器１６２、および冷却気体供給配管１３６によって冷
却気体供給装置が構成されている。

【００６９】上記の冷却液混合器１６２は、一般にルブ
リケータ或いはオイラーと称される圧縮空気中に潤滑油
を細かい霧状にして混合するために用いられるものと同
様なものであって、図示しないタンク中に蓄えられた水
等の冷却液が冷却気体供給配管１３６内に微量づつ滴下
させられることにより、その冷却気体供給配管１３６内
を送られる冷却気体中にその冷却液が霧状にされて混合
されるのである。

【００７０】したがって、本実施例によれば、加熱装置
１８は、前記実施例の加熱トーチ４６或いは１５０と、
その加熱トーチ４６或いは１５０に備えられた冷却気体
流通路１４０或いは１５６に冷却気体を供給するために
接続された冷却気体供給装置と、冷却気体に冷却液を混
合するためにその冷却気体供給装置に備えられた冷却液
混合器１６２とを含んで構成される。そのため、冷却気
体流通路１４０，１５６から燃料供給管の分岐管部６４
の外周面に供給される冷却気体は、冷却液を含むことと
なって、その外周面の冷却効率が一層高められる。した
がって、単に冷却気体のみで冷却する場合に比較して、
一層確実に逆火の発生を抑制できる。

【００７１】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に他の態様でも実施され
る。

【００７２】例えば、前述の実施例においては、分岐管
部６４を冷却するためにそれに沿って両側に一対の冷却
気体流通路１４０，１５６が設けられていたが、分岐管
部６４の片面に備えることで十分な冷却効果を得ること
ができる場合には、片面にのみ設けても差し支えない。

【００７３】また、実施例においては、断熱材１３０に
加えて、２カ所に断熱板１３４，１４８が設けられてい
たが、これらは必ずしも設けられていなくともよく、反
対に、分岐管部６４の略全体に断熱板が設けられて一層
断熱効果が高められていてもよい。また、分岐管部６４
だけでなく、火口６８，７２にも断熱材１３０が設けら
れてもよい。

【００７４】また、図３に示される実施例において、貫
通孔１３２の位置や数量、大きさ等は適宜変更され、ま
た、個々の貫通孔１３２の大きさがそれぞれ異なるもの
とされていてもよい。

【００７５】また、図８に示される実施例においては、
冷却気体案内部材１５２は、共通管部６２側の一部は管
状部１５４とされていたが、全体が半円筒部１５８に形
成されていても差し支えない。

【００７６】また、実施例においては、加熱トーチ４
６，１５０は、分岐管６４ａ，６４ｂに圧接面用火口６
８がそれぞれ３つづつ、幅焼き用火口７２がそれぞれ４
つづつ設けられ、何れも同様な大きさに形成されていた
が、例えば、圧接面用火口６８と幅焼き用火口７２の配
置および個数をそれぞれ反対にしても良い。また、例え
ば圧接面用火口６８の大きさを幅焼き用火口７２よりも
大きくしても良い。これらの数や大きさは、鉄筋１２の
圧接面７８およびその近傍がガス圧接に好適な加熱状態
となるように、鉄筋径等に応じて適宜変更される。ま
た、幅焼き用火口７２は必ずしも設けられていなくとも
よい。

【００７７】また、幅焼き用火口７２等による鉄筋１２
の加熱位置は、圧接面７８から十数〜数十mm程度離隔し
た位置とされていたが、この距離は鉄筋径Ｄ等に応じて
適宜変更される。すなわち、ガス圧接後に形成される膨
らみ部１２６の厚み（軸心方向長さ）は、前述のように
1.1Ｄ程度が好適とされており、圧接面７８から 0.5乃
至 1.0Ｄ程度離隔した位置までがある程度軟化させられ
る必要があることから、鉄筋径Ｄが大きくなる程幅焼き
用火口７２等による加熱位置の軸心方向の間隔が大きく
されなければならないのである。なお、鉄筋径Ｄが大き
く、圧接面用火口６８から形成されるフレームにより熱
せられる部分と幅焼き用火口７２等から形成されるフレ
ームにより熱せられる部分とに隙間が生じ、低温部が形
成される場合には、例えば、何れかの火口の内径を大き
くしてフレーム径を大きくするか、或いは、フレームの
向かう方向（角度）の異なる２種以上の幅焼き用火口７
２等を設ければ良い。

【００７８】また、加圧装置としては、実施例で示した
油圧シリンダ（押圧シリンダ１６）の他に、単に機械的
に小径スリーブ２４を駆動するモータ等が用いられても
良い。但し、接合強度の信頼性を高めるためには、鉄筋
１２の加圧力が鉄筋径Ｄにより定められる適切な値に保
たれる必要があることから、鉄筋１２の変形にも拘らず
一定の加圧力を与えることが可能な油圧シリンダを用い
ることが好ましい。なお、実施例においては押圧シリン
ダ１６が棒材保持装置１４から取り外し可能に構成され
ていたが、取り外し不能に一体に構成されていても良
い。

【００７９】また、加熱トーチ４６を鉄筋１２から離隔
させる移動装置４８には、駆動用モータ８８、ピニオン
ギア８９、およびラックギアから成る歯車装置が用いら
れていたが、移動装置４８は、例えば、ボールネジ機構
や油圧シリンダ等により構成されていても良い。

【００８０】また、実施例においては、棒材保持装置１
４と加熱装置１８とが別体とされてそれぞれ鉄筋１２に
取り付けられていたが、これらは一体的に構成されてい
ても差し支えない。

【００８１】また、実施例においては、ガス圧接中の加
圧力が、図６に示されるようにＰ₁，Ｐ₂ ，Ｐ₃ におい
てそれぞれ所定時間保持されるように押圧シリンダ１６
が駆動されていたが、この加圧力は比較的小さな幅で変
動させられるように駆動されても支えない。

【００８２】また、実施例においては、鉛直に立設され
た鉄筋１２ａに鉄筋１２ｂを接続する作業に本発明のガ
ス圧接装置が適用された場合について説明したが、本発
明のガス圧接装置は、水平方向に配設された鉄筋１２の
接続作業や、未だ施工されていない鉄筋１２の接続作業
等にも同様に適用することも勿論可能である。

【００８３】また、実施例においては、金属製棒材とし
て鉄筋１２のガス圧接を行う場合について説明したが、
本発明は、他の種々の金属製棒材のガス圧接に同様に適
用され得る。

【００８４】また、図３に示される実施例においては、
２つの接続穴１４４，１４６が設けられていたが何れか
一方のみであっても差し支えない。

【００８５】また、図９に示される実施例においては、
冷却気体に冷却液が霧状で混合されるように説明されて
いたが、混合される冷却液の濃度は必要な熱容量に応じ
て適宜変更されるものであり、その混合形態は霧状に限
定されない。

【００８６】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のガス圧接装置の使用状態を
模式的に示す図である。

【図２】図１のガス圧接装置の棒材保持装置の軸心方向
に垂直な断面構造を示す図である。

【図３】(a) は図１のガス圧接装置に用いられる加熱ト
ーチを詳細に示す平面図であり、(b) は(a) におけるｂ
−ｂ視断面図である。

【図４】(a) は、図１のガス圧接装置の電気回路構成を
示す図であり、(b) は油圧回路構成を示す図である。

【図５】図１のガス圧接装置の制御装置の作動の一例を
示すフローチャートである。

【図６】図５のフローチャートに従ってガス圧接を行う
場合の鉄筋の加圧力の変化を示す図である。

【図７】ガス圧接中の鉄筋の圧接面近傍の変化を示す図
であり、(a) は加熱前の状態を、(b) は加熱および加圧
が為されている状態を、(c) はガス圧接終了後の状態を
それぞれ示す。

【図８】図１のガス圧接装置に用いられる他の加熱トー
チの要部断面を示す図である。

【図９】ガス圧接装置に備えられる他の加熱装置の要部
構成を示す図である。

【符号の説明】

１２：鉄筋（金属製棒材） ４６：加熱トーチ ６４：分岐管部 ｛６８：圧接面用火口，７２：幅焼き用火口｝（火口） ８０：燃料供給路 １４０：冷却気体流通路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製棒材の周囲から該金属製棒材の外
   周面に向かうフレームを形成するための燃料噴射孔をそ
   れぞれ有する複数の火口と、該複数の火口が所定間隔を
   隔てて設けられ、内部に形成された燃料供給路に接続さ
   れた該燃料噴射孔に燃料を供給するための先端が封止さ
   れた燃料供給管とを備えた加熱トーチであって、 前記燃料供給管の外周面に冷却気体を供給するための冷
   却気体流通路を含むことを特徴とする加熱トーチ。
2. 【請求項２】 前記冷却気体流通路は、前記燃料供給管
   と所定の間隔を隔てた状態で該燃料供給管に沿って配設
   されると共に該燃料供給管に向かってそれぞれ冷却気体
   を噴射するための複数の冷却気体噴射孔が設けられた管
   状部材によって構成されるものである請求項１の加熱ト
   ーチ。
3. 【請求項３】 前記冷却気体噴射孔は、前記燃料供給管
   の先端部付近において他の部分よりも開口面積が大きく
   されているものである請求項２の加熱トーチ。
4. 【請求項４】 前記冷却気体流通路を構成する前記管状
   部材および前記燃料供給管は、それらの外周側に筒状に
   設けられた断熱材によって構成される閉空間内に設けら
   れ、該筒状の断熱材は、前記燃料供給管の先端部および
   該先端部とは反対側の所定位置の少なくとも一方におい
   て該閉空間を外部空間に接続する接続穴を有するもので
   ある請求項２または３の加熱トーチ。
5. 【請求項５】 前記燃料供給管を挟む一対の管状部材
   と、中間部が該燃料供給管と所定の間隔を隔て且つ該燃
   料供給管の先端部において該一対の管状部材に両端部が
   接触させられた断熱板とを備え、該管状部材には該断熱
   板の内側に向かって冷却気体を噴射する冷却気体噴射孔
   が設けられているものである請求項１乃至４のいずれか
   の加熱トーチ。
6. 【請求項６】 前記燃料供給管によって塞がれた長手状
   凹溝を有する冷却気体案内部材が備えられ、前記冷却気
   体流通路は、前記燃料供給管の外周面の周方向の一部と
   該冷却気体案内部材との間においてその長手方向に沿い
   且つ該燃料供給管の先端部付近で開放させられたもので
   ある請求項１の加熱トーチ。
7. 【請求項７】 前記加熱トーチは、一対の金属製棒材を
   それらの軸心方向が一致し且つそれらの端面が互いに突
   き合わされた状態で保持し、該一対の金属製棒材を互い
   に押圧する方向に加圧すると共に前記端面近傍をその外
   周側から加熱することにより互いに接合するガス圧接装
   置において、該加熱のために用いられるガス圧接装置用
   加熱トーチであり、 前記複数の火口は、 前記端面に向かう燃料噴射孔をそれぞれ備えて、該端面
   をその外周側から加熱するために該燃料噴射孔の開口部
   から該端面に向かうフレームを形成する複数の圧接面用
   火口と、 前記端面から前記軸心方向の両側のうちの少なくとも一
   方に所定距離離隔した位置に向かう独立した燃料噴射孔
   をそれぞれ備えて、該位置をその外周側から加熱するた
   めに該燃料噴射孔の開口部から該位置に向かうフレーム
   を形成する複数の幅焼き用火口とを、含むものである請
   求項１乃至６のいずれかの加熱トーチ。
8. 【請求項８】 一対の金属製棒材をそれらの軸心方向が
   一致し且つそれらの端面が互いに突き合わされた状態で
   保持し、該一対の金属製棒材を互いに押圧する方向に加
   圧すると共に前記端面近傍をその外周側から加熱するこ
   とにより互いに接合するガス圧接装置において、該加熱
   のために用いられる加熱装置であって、 前記加熱装置に備えられた前記請求項１乃至７のいずれ
   かの加熱トーチと、 前記冷却気体流通路に前記冷却気体を供給するために接
   続された冷却気体供給装置と、 該冷却気体供給装置に備えられ、該冷却気体に冷却液を
   混合するための冷却液混合器とを、含むことを特徴とす
   る加熱装置。