(57)【要約】      （修正有）【課題】環体のセット作業が極めて簡単でより確実で且つ安全に行える圧接方法及びそれに用いる環体保持部材並びに環体を入れた環体保持部材を提供する。【解決手段】鋼材Ｗの外形及び端面１に接触して取付ける合成樹脂製の内筒４と、該内筒４を内設させると共にその内筒４の底面よりも突出する環体設置空間Ｓを有する合成樹脂製の外筒５とから構成する環体保持部材Ａを用い、２本の鋼材Ｗを対向させて接合する端面１間に、該端面１の外形と略同形状で且つ鋼材Ｗと略同材料の環体２を、合成樹脂製の環体保持部材Ａが介在されて挟み込み、端面１部の接合箇所を加熱手段３によって初期加熱と後期加熱を連続して行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の鋼材（Ｗ）を対向させて接合する端面（１）間に、該端面（１）と略同形状で且つ前記鋼材（Ｗ）と略同材料の環体（２）を、合成樹脂製の環体保持部材（Ａ）が介在されて挟み込み、前記端面（１）部の接合箇所を加熱手段（３）によって初期加熱と後期加熱が連続して行われることを特徴とする圧接方法。
【請求項２】
前記環体（２）の断面形状が、円形，四角形，菱形，三角形の内の１つである請求項１記載の圧接方法。
【請求項３】
前記加熱手段（３）として、アセチレンガス，プロパンガス，天然ガス，エチレンガス, ブタンガス，エタンガス，メタンガス，プロピレンガス，水素ガスの内の１つ、又はそれらの混合ガスが用いられた請求項１記載の圧接方法。
【請求項４】
前記加熱手段（３）が、加熱コイルを用いてうず電流が誘導され、そのジュ−ル熱で加熱する高周波誘導加熱方式である請求項１記載の圧接方法。
【請求項５】
鋼材（Ｗ）の外形及び端面（１）に接触して取付ける合成樹脂製の内筒（４）と、該内筒（４）を内設させると共にその内筒（４）の底面（41）よりも突出する環体設置空間（Ｓ）を有する合成樹脂製の外筒（５）とから構成したことを特徴とする圧接方法に用いる環体保持部材。
【請求項６】
底面（61）側に環体設置空間（Ｓ）を有する突出部（62）と、該突出部（62）に連結し且つ鋼材（Ｗ）の外形に接触して取付ける凸部（63）とが合成樹脂で一体に形成される保持体（６）と成したことを特徴とする圧接方法に用いる環体保持部材。
【請求項７】
底面（61）側に環体設置空間（Ｓ）を有する突出部（62）と、該突出部（62）に連結し且つ鋼材（Ｗ）の外形に接触して取付ける凸部（63）とを有した合成樹脂製の保持体（６）と、該保持体（６）の前記環体設置空間（Ｓ）に入れる環体（２）と、前記環体設置空間（Ｓ）に冠着する蓋体（７）とから成したことを特徴とする環体を入れた環体保持部材。
【請求項８】
前記突出部（62）に係合部（62a）を設け、該係合部（62a）に嵌入する係合凸部（71a）が蓋体（７）の外周面（71）に突設された請求項７記載の環体を入れた環体保持部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建築現場や土木現場等で利用される丸や条等の鉄筋,レ−ルなどのガス或は高周波誘導加熱による圧接方法及びそれに用いる環体保持部材並びに環体を入れた環体保持部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガス圧接方法や高周波誘導加熱方式でも現場で充分に対応出来ると共に加熱作業が簡単でより確実に接合強度が安定し、且つ端面処理が簡単に行えるものとして、本発明者が特願２００１−１９４２０４（特許第３６２９２２４号）で提案したところである。
【０００３】
しかしながら特願２００１−１９４２０４は、２本の鋼材を対向させて接合する端面間に、環体を挟み込む際に、指で環体を支持させながらセットするため、指が挟まれ易く且つ環体を落下させる恐れもあった。
【特許文献１】特願２００１−１９４２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は特願２００１−１９４２０４よりも環体のセット作業が極めて簡単でより確実で且つ安全に行える圧接方法を提供することを目的とする。
【０００５】
別発明は環体のセット作業が極めて簡単で且つより安全に行えると共に環体の管理がより容易に行えるものとなる環体保持部材を提供することを目的とする。
【０００６】
他の発明は環体のセット作業が極めて簡単で且つより安全に行えると共に、環体が環体保持部材に収納された新商品として販売が可能となる環体保持部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記現状に鑑み成されたものであり、つまり、２本の鋼材を対向させて接合する端面間に、該端面と略同形状で且つ鋼材と略同材料の環体を、合成樹脂製の環体保持部材が介在されて挟み込み、端面部の接合箇所を加熱手段によって初期加熱と後期加熱が連続して行われる圧接方法と成す。また前記環体の断面形状を、円形，四角形，菱形，三角形の内の１つとすれば良く、前記加熱手段として、アセチレンガス，プロパンガス，天然ガス，エチレンガス, ブタンガス，エタンガス，メタンガス，プロピレンガス，水素ガスの内の１つ、又はそれらの混合ガスを用いるのが好ましい。更に前記加熱手段として、加熱コイルが用いられてうず電流を誘導させ、そのジュ−ル熱で加熱する高周波誘導加熱方式としても良い。尚、本発明で言う「圧接方法」とは、ガス或いは高周波誘導加熱による圧接方法を指すものとする。
【０００８】
又、鋼材の外形及び端面に接触して取付ける合成樹脂製の内筒と、該内筒を内設させると共にその内筒の底面よりも突出する環体設置空間を有する合成樹脂製の外筒とから構成する圧接方法に用いる環体保持部材と成す。更に底面側に環体設置空間を有する突出部と、該突出部と連結し且つ鋼材の外形に接触して取付ける凸部とを合成樹脂で一体に形成される保持体と成しても良い。尚、本発明で言う「内筒の底面よりも突出する環体設置空間」とは、内筒を外筒に内設させた時に、内筒の底面よりも突出する環体設置空間を指すものとする。
【０００９】
更に、底面側に環体設置空間を有する突出部と、該突出部に連結し且つ鋼材の外形に接触して取付ける凸部とを有した合成樹脂製の保持体と、該保持体の環体設置空間に入れる環体と、環体設置空間に冠着する蓋体とから成す。また突出部に係合部を設け、該係合部に嵌入する係合凸部を蓋体の外周面に突設させると良い。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１のように２本の鋼材（Ｗ）を対向させて接合する端面（１）間に、該端面（１）と略同形状で且つ鋼材（Ｗ）と略同材料の環体（２）を、合成樹脂製の環体保持部材（Ａ）が介在されて挟み込み、前記端面（１）部の接合箇所を加熱手段（３）によって初期加熱と後期加熱が連続して行われることにより、特願２００１−１９４２０４よりも環体（２）のセット作業が極めて簡単でより確実で且つ安全に行える圧接方法となる。
【００１１】
請求項２のように環体（２）の断面形状として、円形に形成させると、その両側の周縁が早く溶けて密閉した環体設置空間部（Ｓ）を確保出来るので、外周から空気が流れ込む恐れがなくなり、且つ環体保持部材（Ａ）がガス化されることにより、圧接に有利なガスを充満することができ、良好な接合面の形成が可能となると共にコイルスプリング状に巻付けた後、一輪ずつカットすることにより簡単に作ることができるため、環体（２）の製作費が安価なものとなる。また環体（２）の断面形状を四角形に形成させると、筒状の材料を鉄筋などの鋼材（Ｗ）の外形に合せたものを所定厚さに切断するだけで容易に環体（２）を得ることが可能となる。又、前記断面を菱形に形成させると、その両側の周縁が円形のものよりも早く溶けて密閉した環体設置空間部（Ｓ）を確保出来るので、外周から空気が流れ込む恐れがなくなり、且つ環体保持部材（Ａ）がガス化されることにより、圧接に有利なガスを充満することができ、良好な接合面の形成が可能となる。更に前記断面を三角形に形成すると、菱形と同様に環体設置空間部（Ｓ）の密閉がより早くなるため、外部からの酸素の侵入を最小限に押えることが可能となり、接合結果が良好なものとなる。
【００１２】
請求項３に示すように加熱手段（３）として、アセチレンガスが用いられてガス圧接を行うと、中性炎で加熱開始が可能となるため、圧接時間が短くなり、加熱燃料コストが安くなる。またアセチレンガス以外の非還元性ガスに於いても連続して行えるため、加熱作業が簡単でより確実に接合強度が安定するものとなる。更に逆火が起きにくい安全な作業が行えるものとなり、且つガス燃料費としては、アセチレンガスと比べると、燃料代が経済的なものとなる。特に天然ガスを用いると二酸化炭素ガスの発生が少なくクリ−ンエネルギ−として近い将来の注目燃料ガスと期待されるものとなり、且つ水素ガスを用いれば、燃焼時に二酸化炭素や一酸化炭素などの環境に悪影響を及ぼすガスが全く発生しないものとなる。
【００１３】
請求項４に示すように加熱手段（３）が、加熱コイルを用いてうず電流が誘導され、そのジュ−ル熱で加熱する高周波誘導加熱方式を用いることにより、従来の還元性アセチレンガスで起き易かった逆火は殆どなくなると共に火炎が不要となり、安全な作業が行え、且つ火災の心配が殆どないものとなる。またガスシ−ルド装置が不要となるため、その装置関連の数が減り、そのセットや重いシ−ルド用のガスボンベの持ち込みが不要となり、準備や設置が簡単になると共に完全なシ−ルドが不要となるため、現場で充分に対応可能なものとなった。しかも二酸化炭素の吹き出しがなくなるので、環境に悪影響を及ぼす心配が解消出来るものとなる。
【００１４】
請求項５のように鋼材（Ｗ）の外形及び端面（１）に接触して取付ける合成樹脂製の内筒（４）と、該内筒（４）を内設させると共にその内筒（４）の底面（41）よりも突出する環体設置空間（Ｓ）を有する合成樹脂製の外筒（５）とから構成することにより、環体保持部材（Ａ）によって、環体（２）を所定位置に固定できるため、環体（２）のセット作業が極めて簡単で且つより安全に行えると共に環体（２）の管理がより容易に行えるものとなる。また環体（２）を外筒（５）と内筒（４）に内設させて保管しておくことも可能となるため、部品管理が容易なものとなる。更に特願２００１−１９４２０４に於いては、環体（２）の中に合成樹脂製シートを収納させることが難しかったが、本発明に於いては合成樹脂製シートを収納することが不要となり、手間の掛からないものとなる。
【００１５】
請求項６のように底面（61）側に環体設置空間（Ｓ）を有する突出部（62）と、該突出部（62）に連結し且つ鋼材（Ｗ）の外形に接触して取付ける凸部（63）とを合成樹脂で一体に形成させる保持体（６）とすることにより、請求項５と同様な効果が得られると共に、環体保持部材（Ａ）の構造が簡単になり、安価に製造することが出来るものとなる。
【００１６】
請求項７に示すように底面（61）側に環体設置空間（Ｓ）を有する突出部（62）と、該突出部（62）に連結し且つ鋼材（Ｗ）の外形に接触して取付ける凸部（63）とを有した合成樹脂製の保持体（６）と、該保持体（６）の前記環体設置空間（Ｓ）に入れる環体（２）と、前記環体設置空間（Ｓ）に冠着する蓋体（７）とから成すことにより、環体（２）を収納した状態の保持体（６）として提供することが可能となるため、単独で生産・販売が可能になると共に接合時の環体（２）のセットが確実で且つ安全に行えるものとなる。特に垂直方向の鋼材（Ｗ）の圧接作業に於いて、環体（２）が蓋体（７）によって冠着されるため、環体（２）が外れる恐れのないものとなり、圧接作業が容易なものとなる。更に環体保持部材（Ａ）の合成樹脂材料が少なくて済むものとなる。
【００１７】
請求項８に示すように突出部（62）に係合部（62a）を設け、該係合部（62a）に嵌入する係合凸部（71a）を蓋体（７）の外周面（71）に突設させることにより、環体（２）の収納が確実に行え、運搬時や使用時に環体（２）がずれにくくなり、且つ蓋体（７）が外れて環体（２）が落下する恐れもないものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の圧接方法の実施形態を示す図であり、この図の番号について先ず説明する。（１）は２本の丸や条などの鋼材（Ｗ）を対向させて接合する端面であり、該端面（１）は略直角に切断されている。（２）は対向する端面（１）の間に挟み込まれる円形断面の環体であり、該環体（２）は端面（１）の外形と略同形状で且つ鋼材（Ｗ）と略同材料のものが用いられ、その太さは鋼材（Ｗ）の大きさに合せて２mm〜５mmを用いると良いが、これに限定されるものではない。また前記環体（２）の断面形状としては円形以外に、図２に示す（ａ）の四角形，（ｂ）の菱形，（ｃ）に示す三角形等を用いると良い。（３）は接合箇所が初期加熱と後期加熱を連続して行う加熱手段であり、該加熱手段（３）としては、ガス炎方式と、加熱コイルが用いられてうず電流を誘導すると共にそのジュ−ル熱で加熱する高周波誘導加熱方式とがある。また加熱手段（３）のガス炎方式としては、アセチレンガス，プロパンガス，天然ガス，エチレンガス，ブタンガス，エタンガス，メタンガス，プロピレンガス，水素ガスの内の１つ、又はそれらの混合ガスを用いると良い。（４）は鋼材（Ｗ）の外形及び端面（１）に接触して取付ける合成樹脂製の内筒であり、（５）は内筒（４）を内設させると共にその内筒（４）の底面（41）よりも突出する環体設置空間（Ｓ）を有する合成樹脂製の外筒である。（Ａ）は内筒（４）と外筒（５）とから成る環体保持部材であり、該環体保持部材（Ａ）の材料としては、ポリスチレン，ポリエチレン，ポリプロピレンなどの合成樹脂を用いると良い。また環体保持部材（Ａ）の厚さとしては、0.1mm〜1.0mmとするのが良い。この時、1.0mm以上になるとガスが多くなり過ぎて、そのガスが残る恐れが生じると共に炭素濃度が高くなって浸炭が進み、硬くなる恐れが生じる。
【００１９】
図３は別発明の環体保持部材の実施形態を示す図であり、この図に基づいて詳細に説明する。内筒（４）には、鋼材（Ｗ）の端面（１）全体に当接させる底面（41）と、一方の鋼材（Ｗ）の外形に接して取付ける複数の凸部（42）とがある。また外筒（５）には、他方の鋼材（Ｗ）の端面（１）全体に当接させる底面（51）と、該底面（51）の内側に環体（２）が内設されるための環体設置空間（Ｓ）を有する突出部（52）とがあり、前記環体設置空間（Ｓ）は外筒（５）に内筒（４）を入れることにより、図６（ａ）に示すような密閉空間となる。又、前記凸部（42）は鋼材（Ｗ）の外形より若干小さめで外側へ行くに従って徐々に広がるようにテーパーを設けておくと良い。この時、鋼材（Ｗ）を挿入すると、凸部（42）が潰れて挿入されることにより、環体（２）の位置決めが確実なものとなる。尚、前記外筒（５）に内筒（４）を入れてセットした時、それらの開口側の端面は必ずしも面一にする必要はない。
【００２０】
図４は別発明の環体保持部材の他の実施形態を示す図であり、これは上記のものと比べ、内筒（４）と外筒（５）が一体化されたものである。つまり、他方の鋼材（Ｗ）の端面（１）全体に当接する底面（61）と、該底面（61）の内側に環体（２）が内設されるための環体設置空間（Ｓ）を有する突出部（62）と、該突出部（62）に連結し且つ鋼材（Ｗ）の外形に接触して取付ける複数の凸部（63）とが合成樹脂で一体に形成される保持体（６）と成している。尚、前記保持体（６）の凸部（63）の上方の段部は、図５に示す保持体（６）のようにないものとしても良い。
【００２１】
図５は他の発明の環体保持部材の実施形態を示す図であり、これは図４の保持体（６）と略同じであり、保持体（６）の環体設置空間（Ｓ）に環体（２）を入れると共にその上から蓋体（７）を冠着させたものである。前記保持体（６）は図４のものと同じでも良いが、図中のように凸部（63）の上端と保持体（６）の上端を面一に揃えたものとするのが好ましい。また前記保持体（６）の突出部（62）には係合部（62a）が複数設けられており、蓋体（７）の外周面（71）には前記係合部（62a）に嵌入させる係合凸部（71a）が複数突設されている。尚、前記蓋体（７）が本発明品の移動時にずれたり、環体（２）が飛び出したりしないように冠着できる場合には、係合部（62a）と係合凸部（71a）は必ずしも設けなくても良い。又、前記保持体（６），蓋体（７），環体（２）は、鋼材（Ｗ）の大きさに合せた複数組を用意しておくと良い。
【００２２】
次に前記環体保持部材（Ａ）の取扱い方について説明する。先ず始めに図３に示す環体保持部材（Ａ）を用いる場合について説明する。先ず鋼材（Ｗ）の大きさに合せた太さの環体（２）を用意すると共にその環体（２）に応じた内筒（４）と外筒（５）を用意する。そして外筒（５）の内部に環体（２）を入れると共に突出部（52）の内側にセットする。次に内筒（４）を外筒（５）の内部に入れる。すると、環体（２）は底面（51）の内面と底面（41）の外面とによって挟まれ、閉ざされた環体設置空間（Ｓ）が形成される［図６（ａ）参照］。この状態で保管し、圧接時には、その状態で一方の鋼材（Ｗ）に取付ければ良い。又、図４に示す環体保持部材（Ａ）を用いる場合について説明する。上記同様に環体（２）を突出部（62）の内側に入れる。これだけでセットが完了するのである［図６（ｂ）参照］。この状態のものを重ねて保管しておくと良いが、環体保持部材（Ａ）と環体（２）を別々に保管し、圧接時に環体（２）を環体保持部材（Ａ）に入れ、圧接作業を行っても良い。
【００２３】
また図５に示す保持体（６）と、環体（２）と、蓋体（７）とを用意する。そして保持体（６）の上方から環体（２）を入れ、突出部（62）の内側に入れる。更に保持体（６）の上方から蓋体（７）を入れて、該蓋体（７）の突出部（62）の外周面（71）を突出部（62）の内部に挿入する。この時、蓋体（７）に係合凸部（71a）がある場合は、該係合凸部（71a）が突出部（62）の係合部（62a）に合せて押圧し、係合状態が確認できれば完了である［図６（ｃ）参照］。従って、環体保持部材（Ａ）に環体（２）が入れられた状態のものを移動し、或は運搬しても環体（２）がずれず、落下等もないので、環体（２）が入れられた環体保持部材（Ａ）は圧接用の新商品となるのである。この状態のものを積重して保管し、運搬すれば良い。
【００２４】
次に本発明方法の実施形態を図１に基づいて説明する。予め前処理として、鉄筋やレ−ル等の鋼材（Ｗ）の端面（１）にサビがないように処理しておく。また環体設置空間（Ｓ）に環体（２）が入れられた状態の環体保持部材（Ａ）を用意する。先ず鋼材（Ｗ）の端面（１）に環体保持部材（Ａ）を挿入して取付ける。この時、鋼材（Ｗ）の外形は凸部（42）に接しながら挿入され、そして底面（41）の内側が当接すると、鋼材（Ｗ）の端面（１）から環体設置空間（Ｓ）が突出する。その後、鋼材（Ｗ）を対向させて端面（１）同士を突き合せて２本の鋼材（Ｗ）が圧接器にセットされる。すると、対向する鋼材（Ｗ）の端面（１）が底面（51）の外側に当接することにより、環体（２）は対向する端面（１）に挟み込まれるのである。このように環体保持部材（Ａ）を用いて対向する端面（１）間に環体（２）が環体保持部材（Ａ）を介在させて挟み込まれて取付ければ、環体（２）は自然に適宜位置にセットされるのである。従って、環体保持部材（Ａ）は環体（２）を所定位置に取付けるためのガイドの役目も果すのである。尚、この時に図４に示す環体保持部材（Ａ）を用いて、２本の鋼材（Ｗ）が圧接器にセットされると、鋼材（Ｗ）の接近に伴って環体（２）は自然に適宜位置でセットされるのである。従って、従来の如き指で環体（２）を支持する必要がなくなったので、極めて安全な作業となるのである。
【００２５】
その後、上限圧に達するまで加圧した後、バ−ナ−に着火させて酸素と非還元性ガス又はアセチレンガスの加熱手段（３）或いは高周波誘導加熱方式などによる加熱手段（３）によって接合箇所を加熱させる［図１（ａ）参照］。そして加熱手段（３）によって初期加熱と後期加熱が連続して行われる。この時、加熱手段（３）で接合箇所を加熱させると、先ず始めに、内筒（４）と外筒（５）の外周はバ−ナ−によって直ぐに燃えてなくなる。そして図１（ｂ）に示すように環体（２）の両側には、合成樹脂製の底面（51）と底面（41）が介在され、端面（１）間に環体（２）が挟まれた状態となる。更に加熱されると、図７に示すように加圧力が降下し再度上限圧に達する。すると、環体（２）の外周縁が溶けて端面（１）同士の外周が環体（２）を介在して密着されると共に、その前に合成樹脂製の底面（51）と底面（41）が燃焼しガス化されて、密閉された環体設置空間（Ｓ）にガスが図１（ｃ）のように充満することによって、外部からの酸素の侵入を防止すると共に内部の酸素を消費するため、端面（１）の酸化物組成を阻止する。この結果、端面（１）の表面を酸化させることが防止できるのである。また密閉した環体設置空間（Ｓ）には酸素が入らずに加熱が続行される。加熱を更に続行して行くと、図７に示すように加圧力が降下し下限圧に達する。この下限圧に達するまでに環体設置空間（Ｓ）は押圧されて内部の空気が適宜に押出されて抜け、環体設置空間（Ｓ）の密着を完了させる［図１（ｄ）参照］。その後、加圧力は再度上限圧に達して図１（ｅ）のようなコブを形成するのである。尚、前記環体設置空間（Ｓ）が押圧される際、環体（２）が合成樹脂を介して端面（１）と接合されるため、環体（２）と端面（１）の接合が特願２００１−１９４２０４よりも良好となることが確認された。
【００２６】
次に特願２００１−１９４２０４と同様に、直径が３２mmの鉄筋の鋼材（Ｗ）をガス圧接方法で５０組接合させた。この時の条件は、合成樹脂製シ−トの代りに環体保持部材（Ａ）を用いる以外は同一で行った。結果としては、鋼材（Ｗ）の各接合箇所のコブの外観検査及び接合強度検査は全て良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の圧接方法の実施形態を示す説明図である。
【図２】本実施形態の断面形状が円形以外の環体がセットされた状態を示す説明図である。
【図３】別発明の実施形態の要部を示す一部切欠いた斜視図である。
【図４】別発明の他の実施形態の要部を示す一部切欠いた斜視図である。
【図５】他の発明の実施形態の要部を示す一部切欠いた斜視図である。
【図６】本実施形態の環体が環体保持部材に入れられた状態を示す説明図である。
【図７】本実施形態の加圧力と時間の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｗ  鋼材
Ａ  環体保持部材
Ｓ  環体設置空間
１  端面
２  環体
３  加熱手段
４  内筒
41  底面
５  外筒
６  保持体
61  底面
62  突出部
62a  係合部
63  凸部
７  蓋体
71  外周面
71a  係合凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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