(57)【要約】  電気防食された強化ダウエルピンとその製造方法についてである。１つの実施形態においては、強化ダウエルピンはその長手方向の露出面を、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウムないしアルミニウム合金などの犠牲金属の厚みで保護された棒とチューブを具備している。前記棒及びチューブは、鋼鉄、炭素鋼もしくは他の鉄類を含んでいる。犠牲金属の厚みは、ロール結合、シーム継ぎ、溶接、ダイカスト、フレーム溶射、プラズマ溶射、浸漬、空引き、引抜きなどの様々な工程によって前記鉄類に適用される。これにより得られる強化ダウエルピンは、構造的な一体性を犠牲にすることなく腐食耐性を保ち、材料費や製造費が手ごろである。これらのダウエルピンは、従来の方法を利用しながら隣接したコンクリートパネルに設置されるので、設置に関して追加費用を必要としない。
2008506076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成りかつ前記棒の前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つを保護する金属とを備える強化ダウエルピンであって、
前記金属が、ロール成形、シーム継ぎ、溶接、ダイカスト、浸漬、空引き、引抜き、フレーム溶射ないしプラズマ溶射のグループから成る方法を利用して前記棒の前記少なくとも１つの露出面の前記少なくとも１つと密接する強化ダウエルピン。
【請求項２】
前記棒が中実の棒である請求項１に記載の強化ダウエルピン。
【請求項３】
前記棒が、縦軸を有しかつ内径及び外径を有する中空チューブと、前記チューブの前記縦軸に沿った前記外径により画定された外面と、前記チューブの前記縦軸に沿った前記内径により画定された内面とを備え、前記棒の前記少なくとも１つの露出面が前記チューブの前記外面を備える請求項１に記載の強化ダウエルピン。
【請求項４】
前記棒の前記少なくとも１つの露出面が、前記チューブの前記内面をさらに備える請求項３に記載の強化ダウエルピン。
【請求項５】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
前記棒の前記露出面の前記少なくとも１つを保護する金属層と
を備え、前記金属層が前記棒の前記少なくとも１つの露出面と密接し、前記金属が亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る強化ダウエルピン。
【請求項６】
前記棒が鉄類を含む請求項５に記載の強化ダウエルピン。
【請求項７】
前記棒が、鋼鉄ないし炭素鋼のグループの１つから成る請求項５に記載の強化ダウエルピン。
【請求項８】
前記棒が第１、第２端をさらに備え、前記強化ダウエルピンが前記棒の前記第１ないし第２端の１つに設置されるエンドキャップをさらに具備する請求項５に記載の強化ダウエルピン。
【請求項９】
前記エンドキャップが前記金属層に利用される種類の金属を備える請求項８に記載の強化ダウエルピン。
【請求項１０】
前記エンドキャップがフォームを備える請求項８に記載の強化ダウエルピン。
【請求項１１】
前記エンドキャップがセメントを備える請求項８に記載の強化ダウエルピン。
【請求項１２】
縦軸と断面を有し、その縦軸に沿って露出面を有する棒と、
前記棒の前記露出面と密接している金属層とを具備する強化ダウエルピンであって、
前記棒を供給する工程と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成りかつ似た形状の断面で前記棒の断面より寸法が大きい金属チューブを供給する工程と、
前記金属チューブの内側に前記棒を取付ける工程と、
前記金属チューブが前記棒の前記露出面と接触するように、前記露出面の上に前記金属チューブを下向きに引抜く工程とによって形成される強化ダウエルピン。
【請求項１３】
その外部にある外側露出面とその内部にある内側露出面と、外側断面及び内側断面を有する中空ベースチューブと、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接する金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
中空ベースチューブを供給し、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成りかつ似た形状の断面及び前記ベースチューブの外側断面よりも寸法が大きい断面の第１金属チューブを供給する工程と、
前記第１金属チューブの内側に前記ベースチューブを取り付ける工程と、
前記第１金属チューブが前記ベースチューブの外側露出面と密接するように、前記金属チューブを前記ベースチューブの外側露出面上に下向きに引抜く工程とによって形成される強化ダウエルピン。
【請求項１４】
前記ダウエルピンを形成する工程が、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成り、かつ似た形状の断面及び前記ベースチューブの内側の断面より寸法が小さい断面の第２金属チューブを供給する段階と、
前記ベースチューブの内側に第２金属チューブを取付ける段階と、
前記第２金属チューブが前記ベースチューブの内側露出面と密接するように、前記第２金属チューブを前記ベースチューブの内側露出面上に外向きに引抜く段階をさらに含む請求項１３に記載の強化ダウエルピン。
【請求項１５】
外面を有するベースチューブと、
前記外面と密接する第１金属層とを備える縦軸のある強化ダウエルピンであって、
第１及び第２平面を有するストリップ基材を供給する工程と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属の第１ストリップを供給する工程と、
前記金属の第１ストリップを前記ベースストリップの前記第１平面にクラッディングする工程と、
前記ダウエルピンの前記縦軸に沿って、クラッドベースストリップを好ましい形状に形成する工程とによって形成される強化ダウエルピン。
【請求項１６】
前記ベースチューブがさらに内面を含み、前記ダウエルピンが前記内面と密接する第２金属層をさらに備え、前記工程が前記形成段階に先立って、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属の第２ストリップを供給する工程と、
前記金属の第２ストリップを前記ベースストリップの前記第２平面にクラッディングする工程と
をさらに含む請求項１５に記載の強化ダウエルピン。
【請求項１７】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接する金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
前記棒を供給する工程と、
前記棒の前記少なくとも１つの露出面の寸法より大きい内寸を有する型穴を供給する工程と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る溶融金属を供給する工程と、
前記棒を前記型穴に設置する工程と、
前記溶融金属を型穴に入れる工程と、
前記金属層を形成するために前記溶融金属を固化させる工程と
によって形成される強化ダウエルピン。
【請求項１８】
前記溶融金属を前記型穴へ入れる工程が、前記溶融金属の注入を含む請求項１７に記載の強化ダウエルピン。
【請求項１９】
前記溶融金属を前記型穴へ入れる工程が、前記溶融金属を重力で供給する工程を含む請求項１７に記載の強化ダウエルピン。
【請求項２０】
縦軸及び前記縦軸に沿った外側露出面と内側露出面を有する中空チューブと、
前記内側及び外側露出面と密接している金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
前記中空チューブを供給する工程と、
前記中空チューブの前記外面の寸法より大きい内寸を有する型穴を供給する工程と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る溶融金属を供給する工程と、
前記中空チューブを前記型穴に設置する工程と、
前記溶融金属を型穴に入れる工程と、
前記金属層を形成するために前記溶融金属を固化させる工程と
によって形成される強化ダウエルピン。
【請求項２１】
前記中空チューブが第１及び第２端をさらに備え、また前記工程が、
第１及び第２着脱可能インサートを前記中空チューブの前記第１及び第２端に挿入できるように前記中空チューブの内側露出面の寸法より小さい大きさに作られている第１及び第２着脱可能インサートであり、また、前記中空チューブの中心から外側に向かって引き下ろすことができるように抜き勾配を有する前記第１及び第２着脱可能インサートを供給する段階と、
前記型穴を溶融犠牲金属と共に設置する前に、前記第１及び第２着脱可能インサートを中空チューブの第１及び第２端に挿し込む段階とをさらに含む請求項２０に記載の強化ダウエルピン。
【請求項２２】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接に接触する金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
前記棒を供給する工程と
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属を供給する工程と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つの上に前記金属をフレーム溶射する工程と
によって形成される強化ダウエルピン。
【請求項２３】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接に接触する金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
前記棒を供給する工程と
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属を供給する工程と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つの上に前記金属をプラズマ溶射する工程と
によって形成される強化ダウエルピン。
【請求項２４】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接に接触する金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
前記棒を供給する工程と
前記金属を含むガルバニック金属を供給する工程と、
前記棒の前記少なくとも１つの露出面の前記少なくとも１つを前記塗装で浸漬する工程と
によって形成される強化ダウエルピン。
【請求項２５】
前記ガルバニック金属が、結合剤及び亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属を備える請求項２３に記載の強化ダウエルピン。
【請求項２６】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接する金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
前記棒を供給する工程と
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る少なくとも１つの金属ストリップを供給する工程と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと接触している前記少なくとも１つのストリップを設置する工程と、
前記少なくとも１つのストリップが、前記少なくとも１つの露出面の前記少なくとも１つと密接するように、一連のローラーを通じて前記棒及び前記少なくとも１つのストリップをもたらす工程と
によって形成される強化ダウエルピン。
【請求項２７】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接する金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
前記棒及び亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属のチューブを供給する工程と、
前記棒の周りに前記チューブを巻き付ける及びシーム継ぎする工程と
によって形成される強化ダウエルピン。
【請求項２８】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒と、
前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接に接触する金属層とを備える強化ダウエルピンであって、
前記棒を供給する工程と
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る前記金属の棒を供給する工程と、
前記棒の周りに前記チューブを巻き付ける工程と、
前記棒の周りに前記チューブを溶接する工程と
によって形成される強化ダウエルピン。
【請求項２９】
縦軸と外側断面及び前記縦軸に沿った外面を有するベース棒を供給する段階と、
縦軸を有し、形状が似ている断面と前記ベース棒の外側断面よりも大きい寸法の断面を有し、かつ亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属の第１チューブを供給する段階と、
前記第１チューブの内側に前記ベース棒を設置する段階と、
前記第１チューブが前記ベース棒の外面と密接な接触になるように、前記ベース棒の外面上に前記第１チューブを下向きに引抜く段階と
を含む強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項３０】
前記ベース棒が中実である請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記ベース棒が鋼鉄を含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記ベース棒が鉄類を含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記ベース棒が中空でありかつ内側断面をさらに備え、
縦軸を有し、似た形状の断面かつ前記ベース棒の内側断面よりも小さい寸法の断面を有し、また亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属の第２チューブを供給する段階と、
前記ベース棒の内側に前記第２チューブを設置する段階と、
前記第２チューブが前記ベース棒の内面と密接するように、前記ベース棒の内面上に前記第２チューブを外向きに引抜く段階とをさらに含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
第１及び第２平面を有するストリップ基材を供給する段階と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属の第１ストリップを供給する段階と、
前記第１ストリップをストリップ基材の前記第１平面にクラッディングする段階と、
前記クラッドストリップ基材を好ましい形状に形成する段階と
を含む強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項３５】
前記基材が鋼鉄を含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記基材が鉄類を含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記形成段階に先立って、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属の第２ストリップを供給する段階と、
前記金属の第２ストリップを前記ストリップ基材の前記第２平面にクラッディングする段階と
をさらに含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒を供給する段階と、
前記棒の前記少なくとも１つの露出面の外寸よりも大きい内寸を有する型穴を供給する段階と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る溶融金属を供給する段階と、
前記ベース棒を前記型穴に設置する段階と、
前記溶融金属を前記型穴に入れる段階と、
前記金属層を形成するために前記溶融金属を固化させる段階と
を備える強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項３９】
前記溶融金属を入れる段階が、前記溶融金属の注入段階を含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記溶融金属を入れる段階が、前記溶融金属を重力により供給する段階を含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記棒が中実である請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
前記棒が鋼鉄を含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】
前記棒が鉄類を含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】
前記棒が中空である請求項３８に記載の方法。
【請求項４５】
縦軸と前記縦軸に沿った外側及び内側露出面を有する中空チューブを供給する段階と、
前記中空チューブの前記露出面の前記外寸よりも大きい内寸を有する型穴を供給する段階と、
第１及び第２着脱可能インサートを前記中空チューブの前記第１及び第２端に挿入できるように前記中空チューブの内側露出面の寸法より小さい大きさに作られている第１及び第２着脱可能インサートであり、また、前記中空チューブの中心から外側に向かって引き下ろすことができるように抜き勾配を有する前記第１及び第２着脱可能インサートを供給する段階と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る溶融金属を供給する段階と、
前記第１及び第２着脱可能インサートを前記中空チューブの前記第１及び第２端の中に設置する段階と、
前記中空チューブを前記型穴の中に設置する段階と、
前記溶融犠牲金属を前記型穴の中に入れる段階と、
前記金属層を形成するために前記溶融金属を固化させる段階と
を備える強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項４６】
前記チューブが鋼鉄からなる請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記チューブが鉄類を含む請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒を供給する段階と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属を供給する段階と、
前記金属が前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接するように、前記棒の前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つの上に前記金属をフレーム溶射する段階と
を備える強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項４９】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒を供給する段階と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属を供給する段階と、
前記金属が前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接するように、前記棒の前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つの上に前記金属をプラズマ溶射する段階と
を備える強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項５０】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒を供給する段階と、
金属を含むガルバニック物質を供給する段階と、
前記金属が前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと密接するように、前記棒の前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つをガルバニック物質の中に浸漬させる段階と
を備える強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項５１】
前記金属が亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒を供給する段階と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属のチューブを供給する段階と、
前記棒の周りを前記チューブで覆う段階と、
前記チューブが前記棒の前記少なくとも１つの露出面と密接するように、前記棒の周りに前記チューブを溶接する段階と
を備える強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項５３】
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る金属のチューブを供給する段階と、
前記チューブが前記棒の前記少なくとも１つの露出面と密接するように前記棒の周りを前記チューブで覆う段階とを備える強化ダウエルピンの製造方法。
【請求項５４】
縦軸及び前記縦軸に沿って少なくとも１つの露出面を有する棒を供給する段階と、
亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、もしくはアルミニウム合金のグループの１つから成る少なくとも１つの金属のストリップを供給する段階と、
前記棒の前記少なくとも１つの露出面の少なくとも１つと接触する前記少なくとも１つのストリップを設置する段階と、
前記少なくとも１つのストリップが、前記少なくとも１つの露出面の前記少なくとも１つと密接するよう、一連のローラーを通じて前記棒及び少なくとも１つのストリップをもたらす段階とを備える強化ダウエルピンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化ダウエルピン、特にコンクリート面の工事に使用される強化ダウエルピンとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート道路及び他のコンクリート面は多くの場合セグメントで構築されている。そのようなセグメントは、コンクリート表面の熱膨張を制御し及びこれに対処し、熱膨張が制御されない時に起こるひび割れなどの問題の回避に役立っている。熱膨張に対応するために、路面を平坦にかつ定位置にあるように各パネルを幅方向及び鉛直の位置に適正に保ちつつ、パネル同士の間で長手方向の挙動を許容すべく、隣接したパネルの間に通常継ぎ目が設けられる。様々な種類の工事が、これらの隣接したパネルを「結合する」のに利用されてきた。これらの方法は、
１．中実もしくはチューブ状のスチールダウエルピン
２．エポキシ樹脂コーティングの中実もしくはチューブ状のスチールダウエルピン
３．ガラス繊維強化型複合ダウエルピン、もしくは
４．ステンレス鋼中実もしくはチューブ状スチールダウエルピン
の使用を含んでいる。
【０００３】
ダウエルピンの種類で最も一般的に使用されている中実スチールないしチューブ状スチールダウエルピンは、特に道路の管理上除氷塩が使用されている環境において急速に腐食する。エポキシ樹脂コーティングしたダウエルピンは、腐食防止においてコーティングを施していないダウエルピンより最初のうちは優れているが、しかしながら、道路建設中における支持構造物に対するこれらのダウエルピンの溶接や、建設後のスラブ（隣接パネル）の動きから生じる磨耗は、最終的にエポキシ樹脂コーティングをすり減らし、スチール面を露出させることになる。一度ダウエルピンのスチール面が露出されると、腐食はコーティングを施していないダウエルピン同様問題となる。ガラス繊維強化型複合材ピンは、スチールダウエルピンより弱く、より高価であり、ステンレス鋼ダウエルピンは効果的であるが、とても高価である。
【０００４】
いくつかの先行技術のシステムは、スチールダウエルピンの腐食の減少に向けて開発されている。これらのシステムは、特許文献１の技術を含む。特許文献１の発明は、スラブ間の配置用継ぎ目形態を提供している。その継ぎ目形態は、封止材を支持するための溝状のくぼみを形成する。特許文献１のシステムは、隣接したセグメント間に設置しなければならないダウエルピン以外の追加資材を必要とし、それゆえ実施と設置に費用がかかる。特許文献２は、強化ロッドと電子的に接続された電極を使用するシステムを開示している。この場合もやはり追加資材を調達し、設置場所へ移動させ、そして設置しなければならず、そしてさらなる措置がこのシステムの設置のために必要とされる。従って、特許文献１のシステムと同様、特許文献２のシステムは実施と設置に費用がかかる。
【特許文献１】米国特許第２０９３６９７号明細書
【特許文献２】米国特許第５１８３６９４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、スチールダウエルピンの強度と比較してそのダウエルピンの強度に悪影響を及ぼさず、ダウエルピンの費用を著しく増加させることもなく、腐食に耐え、道路建設ないし少なくとも２つのセグメントを構成する他のコンクリート面に利用されるような強化型ダウエルピンを提供することが求められる。また、そのようなシステムの費用を最小限に抑えるために、ダウエルピン以外の資材を入手する必要がなく、追加の取付け措置も必要としないコンクリートの隣接部分を結合するためのシステムを供給することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、環境面で保護された強化ダウエルピン及びその製造方法を含んでいる。１つの実施形態において、ダウエルピンは鋼鉄ないし炭素鋼や他の鉄類から成り、道路建設や隣接したコンクリートパネルの間などの他のコンクリート面の工事の強化に使用される。一般的に、本発明の強化ダウエルピンは、鉄類に対して犠牲陽極として役立つ金属と共に、鋼鉄、炭素鋼もしくは他の鉄類の棒ないしチューブを含んでいる。亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウムないしアルミニウム合金のような実際適用された金属は、棒やチューブの外面全体を覆う厚さで使用されている。その金属は、棒ないしチューブの長手方向の露出面と密接する方法で使用される。チューブの場合では、金属はチューブの内側及び外側露出面のうちの１つ、もしくは両方に使用することができる。一度使用されると、この実施形態に使用された金属は犠牲陽極として機能し、そして棒ないしチューブに対して電気防食を与える。
【０００７】
ダウエルピンの棒もしくはチューブに犠牲陽極金属を適用するための方法は、ロール成形、ダイカスト、コーティング、空引き、引抜き、溶接及びシーム継ぎを含んでいる。本発明の１つの方法によると、厚みのある亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウムないしアルミニウム合金チューブは、棒もしくはチューブの外面上に置かれる。そのうえ、厚みのあるチューブは、重厚な犠牲陽極金属製チューブが棒ないしチューブの露出した外側の長手方向の表面と密接するように、空引き−引抜き工程によって棒もしくはチューブの外面上に引き下げられる。
【０００８】
チューブ状ダウエルピンの場合には、任意で小口径金属チューブがダウエルピンのチューブの中に設置され、内側の金属チューブをチューブ状ピンの内面と密接させるように空引き−引抜き工程を利用しながら外側に拡張される。あるいは、チューブ状ダウエルピン用のもう１つの方法は、ダウエルチューブに形成され、溶接もしくは必要に応じてチューブ型にシーム継ぎされるガルバニック金属（亜鉛、マグネシウム、アルミニウムもしくは上記それぞれの合金）によって片側もしくは両側がクラッド（巻き接着）される鋼鉄、炭素鋼、もしくは他の鉄類片を含んでいる。これは本発明のロール成形法の１つを構成している。
【０００９】
本発明のもう１つのロール成形方法によると、犠牲金属の１つ以上のストリップが、鉄類の棒もしくはチューブの露出面の周囲に巻き付けられており、一連のローラーによって棒やチューブの周りに巻かれて（形付けられて）いる。
【００１０】
本発明に記載の電気防食された棒ダウエルピンを製造する１つのダイカスト法は、型穴の内側に棒ないしチューブを設置することから始まる。型穴は棒ないしチューブの外寸より大きい内寸を持っている。溶融亜鉛、マグネシウムやアルミニウムもしくはそれぞれの合金の１つは加圧下で穴に注入され、型と棒ないしチューブの外面の間に定められた空洞は、溶融金属で満たされる。金属でダウエル棒もしくはチューブの外面を完全に包むように、溶融金属は金属を凝固するために冷却される。
【００１１】
チューブ状鋼鉄ダウエルピンの場合、チューブの外面は、棒用に使用した上記ダイカスト法によってまず覆われ、それから内側が金属被覆製品の外寸にぴったり合うよう設計されている異なる型穴へ移される。第２の型の内寸は、インサートとチューブ状ダウエルピンの内面の間のすき間を残すような大きさに作られた二つの着脱可能インサートによって定められる。二つの着脱可能インサートは、金属被覆製品の中心から外側に向かって引抜かれるのに十分な「抜き勾配」に合わせた大きさにも作られている。前述のように、溶融金属はすき間に注入され、その金属はチューブ状ダウエルピンの内面を完全に固めることができる。それから、インサートはインサートを外側に引抜くことによってダウエルピンの中から取り除かれる。当然のことながらチューブ状ダウエルピンの内側と外側両方の露出面をコーティングするために利用される双方の成形工程は、同じ型穴に同時に実行可能である。また、棒ないしチューブ用の代わりのダイカスト法は、注入送りの型よりもむしろ重力供給の型を必要とする。
【００１２】
本発明のコーティング法によると、鋼鉄、炭素鋼や他の鉄類のダウエルピンは、犠牲金属の粘着層をフレーム溶射もしくはプラズマ溶射される。溶射された犠牲金属は外側の保護シールドを形成する。このシールドは流電過程で陽極として役立ち、それによってダウエルピンを保護する。
【００１３】
本出願の別のコーティング法においては、鋼鉄、炭素鋼ないし他の鉄の棒やチューブは、ガルバニック物質の中に浸される。双方のコーティング法のガルバニック物質は、溶体か懸濁液状の低い割合の有機結合剤と共に、粒状で高水準のガルバニック金属を含むよう調製されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の強化ダウエルピンは、ダウエルピンの完全性や強度を維持したまま耐食性を供給する。ダウエルピンの製造方法は分かりやすい。また、本発明のダウエルピンは、従来の方法を利用してコンクリートで設置されている。さらに、本発明のダウエルピンは、その中心に充てん材（フォームもしくはセメントなど）を有する穴を作られ、それによってコンクリートやセメントを利用する場合に必要とされる構造的一体性を維持しながら、固形ダウエルピンと比較して費用を減らすことができる。さらに、本発明のダウエルピンは、−ダウエルピンの強度に好ましい形である−楕円形の断面を持つ形状に容易に形成される。それゆえ、本発明に記載の強化ダウエルピンは、非腐食性の電気防食もしくは他の環境保護を提供し、かつ材料費、製造費及び設置費用が手ごろである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照すると、本発明に記載の強化ダウエルの１つの実施形態の斜視図が示されている。この実施形態では、図２に関連して更に詳細に記載されているように、ダウエルピン１０は犠牲金属によって覆われた円筒形棒を具備している。ダウエルピン１０は縦軸１２を有する。
【００１６】
図２は図１のＡ−Ａ線に沿った強化ダウエルの断面図を示している。ダウエルピン１０は、棒１４と犠牲金属被膜１６を具備する。この実施形態では、金属被膜１６は棒１４の全ての露出面を覆っている。図１を参照すると、金属被膜１６は第１端１８と第２端２０をそれぞれ覆っており、縦軸１２のまわりの縦軸表面２２も覆っている。棒１４は鋼鉄、炭素鋼、他の鉄類もしくは他の腐食性構造材料から成っている。金属被膜１６は、亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウムもしくはアルミニウム合金を含んでいる。亜鉛合金の一例として、亜鉛８５％及び他金属１５％を含むものがある。マグネシウム合金の例としては、ＡＺ−３１ＢもしくはＨＫ−３１Ａが含まれる。アルミニウム合金の一例としては1145 pr 3003がある。
【００１７】
次に図３及び図４を参照すると、本発明による強化ダウエルピンの別の実施形態の斜視図及び断面図がそれぞれ示されている。この実施形態においては、ダウエルピン３０は第１端４０及び第２端４２をそれぞれ備え、それらの間に延びる縦軸３２を有する。チューブ３４はこの実施形態において円筒形であり、縦軸３２の周囲に外径４４及び内径４６を備える。第１金属被膜３６は、チューブ３４の全長に渡って縦軸３２の周囲にある外径４４によって画定される露出面を覆っている。第２金属被膜３８は、チューブ３４の全長に渡って縦軸３２の周囲にある内径４６によって画定される露出面を覆っている。
【００１８】
強化ダウエルピン１０及び３０は、ここに示す１つ以上の工程から製造される。それらの工程は一般的に、ロール成形、ダイカスト、フレーム溶射、プラズマ溶射、浸漬法、コーティング、空引き、引抜き、溶接もしくはシーム継ぎとしてここに参照されている。各方法は、図１及び図２のダウエルピン１０に関連して、また、図３及び図４のダウエルピン３０に関連してここに議論されている。
【００１９】
ダウエルピン１０は、空引きもしくは引抜き工程を利用して製造することができる。空引き工程によれば、金属被膜１６は、棒１４の直径よりも大きい直径を有するチューブ形状で供給される。金属被膜１６のチューブは、棒１４がその内側に設置できるような大きさで作られており、そのように設置したときに金属被膜１６が棒１４と接触もしくはほとんど接触するように作られている。棒１４が金属被膜１６のチューブの内側に設置された後で、そのチューブ、故に金属被膜１６が棒１４の外側露出面と密接に接触するように、金属被膜１６のチューブは、縦軸１２に沿って棒１４の外側露出面の上に引き下ろされる。金属被膜１６のチューブのこの引き下ろしは、金属被膜１６のチューブの直径を小さくするために、チューブが金属被膜１６のチューブの直径よりも小さい直径を有する金型を通って引出される空引き−引抜き工程によって達成される。
【００２０】
この空引き工程によると、縦軸１２に沿った棒１４の外面は、金属被膜１６に覆われており、しかし端１８と２０は露出したままである。ダウエルピン１０の端１８と２０は、本明細書の更なる詳細で説明されるように、ダイカスト、浸漬法もしくはフレーム溶射などの方法を利用しながら犠牲金属コーティングで覆われる。
【００２１】
上記記載の引抜き法は、さらに図３及び図４に示されたダウエルピン３０の第１金属被膜３６の形成にも利用することができる。ダウエルピン３０の第２金属被膜３８は、本発明の引抜き工程によって形成することができる。引抜き法によれば、第２金属被膜３８は、チューブ３４の内径よりも小さい直径を有するチューブ状で供給される。第２金属被膜３８のこのチューブは、チューブ３４の内側に設置され、チューブ３４と密接に接触するよう縦軸３２に沿ったチューブ３４の内面上に外側に向かって拡張される。第２金属被膜３８のチューブのこの拡張は、金属被膜３８のチューブの直径を広げるために、チューブが第２金属被膜３８のチューブの直径よりも大きい直径を有する金型を通って引抜かれるという空引き−引抜き工程によって達成される。
【００２２】
当業者には当然のことながら、本発明によるダウエルピンのいかなる製造方法に供給される亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウムもしくはアルミニウム合金のいかなるチューブも、当業者にはよく知られている方法によって製造することができる。これらの方法には、継目を溶接する方法もしくはシーム継ぎ法と共に、押し出し成形やロール成形があるが、それらに限定されるわけではない。
【００２３】
本発明の他の方法によると、犠牲金属は、鋼鉄、炭素鋼、または他の鉄類の棒ないしチューブと密接に接触するようにシーム継ぎもしくは溶接される。図１及び図２を参照すると、金属被膜１６は１つ以上のストリップの形で供給され、その１つ以上のストリップのそれぞれは、棒１４の直径とほぼ等しい長さである。各ストリップはそれから棒１４の長手方向の露出面の上に溶接もしくはシーム継ぎされる。これらの同じ工程は、図３及び図４のダウエルピン３０を形成するために、第２金属被膜３８及び／もしくは第１金属被膜３６をチューブ３４と密接に接触させるよう利用することができる。
【００２４】
ダウエルピン１０を作る１つのダイカスト法によれば、ダウエルピン１０は型穴に設置される。そのような型穴は、棒１４の直径（寸法）よりも大きい内寸を有する。金属被膜１６の形成に用いられるタイプの溶融犠牲金属は、型穴と棒１４の間に定められた空間を満たすよう加圧下で型穴に注入される。次いで溶融犠牲金属は、棒１４を犠牲被膜１６で完全に覆うために凝固される。図１で示されるように、第１端１８と第２端２０及び外面２２も犠牲金属で覆われる。
【００２５】
ダウエルピン３０を作るダイカスト法によれば、１つの実施形態において、型穴及び二つの着脱可能インサートが供給されている。型穴は、チューブ３４の外寸よりも大きい内寸を有する。二つの着脱可能インサートは、第１端４０と第２端４２からチューブ３４の内側に挿入され、そして縦軸３２に沿ったある地点においてチューブ３４の中心で接触し、本明細書に記載のように溶融金属が固化された後で第１端４０及び第２端４２からインサートを外に向けて引抜けるよう十分な「抜き勾配」となる大きさで作られている。その工程を継続していくと、二つの着脱可能インサートはチューブ３４の内側に設置され、チューブ３４と着脱可能インサートの組合せは型穴の内側に設置される。溶融犠牲金属が型穴に注入され、ダウエルピン３０の露出面を完全に包むように凝固される。この方法において、第１被膜３６と第２被膜３８が生じ、もし型穴がチューブ３４の長さより長い場合は、第１端４０及び第２端４２も同様に犠牲金属でコーティングされる。
【００２６】
ダウエルピン３０を製造するためのもう１つのダイカスト法では、二つの型穴を使用することができる。第１型穴はチューブ３４の外側を覆うためのものである。第２型穴はチューブ３４の内側を覆うために使用される。
【００２７】
ダウエルピン３０用のさらなる別の代替ダイカスト法においては、着脱可能インサートが必要とされない。代わりに、チューブ３４の外寸よりも大きい内寸を有する型穴が供給され、チューブ３４がそこに挿入される。溶融犠牲金属は型穴に注入され、凝固される。この固形化が、図４に示されるような第１金属被膜３６や、縦軸３２に沿ったチューブ３４の内径内の全ての空間を満たす第２金属被膜をもたらす。ダウエルピン３０に使用される第１熱接合法に関して述べたように、もし型穴がチューブ３４の長さより長い場合は、第１端４０と第２端４２もこの過程により犠牲金属によって覆われる。
【００２８】
他のダイカスト法は、図１及び図２のダウエルピン１０、そして図３及び図４のダウエルピン３０の製造に使用される。これらの方法では、型穴は、溶融金属を注入するのではなくむしろ溶融犠牲金属を重力で供給する。他の観点では、これらのダイカスト法は上記記載の注入ダイカスト法と実質的に同じである。
【００２９】
ダウエルピン３０は、ロール成形によっても作られる。特に、チューブ３４の形成に使用されるストリップ基材は、ロール結合により第１金属被膜３６のストリップで覆われる。ロール結合は、第１金属被膜３６を形成するストリップを覆うのと同じように、反対側に第２金属被膜３８でチューブ３４を形成するストリップを覆うのにも利用される。その後、クラッドストリップを形成して、ダルエルピン３０の形に溶接する。あるいは、クラッドストリップを形成して、ダウエルピン３０の形にシーム継ぎする。
【００３０】
図１及び図２のダウエルピン１０、そして図３及び図４のダウエルピン３０はもう１つのロール成形法によって作ることができる。ダウエルピン１０に関しては、金属被覆１６の形成に使用される鉄類の１つ以上のストリップが棒１４の周囲に巻きつけられ、棒１４と金属被膜１６のストリップの組合せは、一連のローラーを通してもたらされる（形成される）。この方法においては、金属被膜１６が棒１４に密接される。この第２ロール成形法は、図３と図４のダウエルピン３０を製造するために、第１金属被膜３６及び／もしくは第２金属被膜３８がチューブ３４と密接するよう使用される。
【００３１】
本発明のもう１つの方法によると、棒ないしチューブは、フレーム溶射及びプラズマ溶射として知られている工程の１つによって犠牲金属の付着層で覆われる。このフレーム溶射ないしプラズマ溶射された金属層は、土台ないしチューブを腐食から守る外側の保護シールドを形成する。ガルバニック金属が利用される場合、金属は棒ないしチューブを保護するためのガルバニック工程において陽極としての役割を果たす。
【００３２】
本発明の強化ダウエルピン製造のもう１つのコーティング法は浸漬を含む。特に、棒ないしチューブの露出面は保護金属を含むガルバニック金属に浸漬される。亜鉛、亜鉛合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウムやアルミニウム合金などのガルバニック金属が使用される場合は、ガルバニック原料は、そのような高水準のガルバニック金属を粒状で含むと共に、多くの場合において溶体か懸濁液状の低率の有機結合剤ないし他の結合剤を含むように調製される。そのように調製することにより、浸漬したときやガルバニック原料が乾燥ないし硬化したときに、確実に金属粒子が互いにそして棒ないしチューブと実質的に接触しているままとなる。そのような物質が棒ないしチューブの表面上で乾燥する場合、被膜／膜が形成される。この被膜／膜は、接着したままにするのに十分であるよう互いにそして棒ないしチューブに結合している金属の粒子を含み、さらにダウエルピンは電気化学的プロセスによって確実に保護されるのに十分な電気伝導率が存在するよう互いにそして棒ないしチューブと直接接触したままの金属の粒子を含んでいる。
【００３３】
ダウエルピン１０の第１端１８と第２端２０及びダウエルピン３０の第１端４０と第２端４２は、必ずしも上記記載の方法によって保護される必要はない。しかしながら、ダウエルピン１０の第１端１８と第２端２０及びダウエルピン３０の第１端４０と第２端４２は、当業者によく知られている方法を利用して保護することができる。特に、エンドキャップの使用や管状端をセメントやフォームなどの不活性物質で埋めるといった当業者によく知られている方法は、ダウエルピン１０の第１端１８と第２端２０及びダウエルピン３０の第１端４０と第２端４２に犠牲金属被膜ないし他の環境保護物質を設けるのに利用することができる。長手方向の露出面を覆うための本明細書に記載されたフレーム溶射、プラズマ溶射ないし浸漬（被膜）方法は、露出した長手方向の面を覆うのに利用された特定の方法とは関係なしに、チューブないし歪みの端を覆うのに使用されるとも考えられている。
【００３４】
ダウエルピン３０の第１端４０と第２端４２に適用された犠牲金属被膜は、開口５０（図４参照）を開けたままにする必要はないが、しかし、代わりに開口５０を覆ってもよい。もしダウエルピン３０の第１端４０と第２端４２が犠牲金属の被膜を含むのならば、ダウエルピン３０は本発明の腐食耐性利益を維持するために第２金属被膜３８を含む必要はないということも理解されるであろう。なぜならば、縦軸３２に沿った内径４６によって画定されたチューブ３４の内面は、第１端４０と第２端４２がコーティングされる時に、湿気等の腐食の要因となるものにさらされないからである。
【００３５】
腐食は一般的にダウエルピンの縦軸に沿って生じる。それゆえ、本発明によると、縦方向の露出面だけが環境的に保護されることが可能である。端は、露出されたままになるか、腐食を防ぐ同じタイプの環境保護を生じさせない別の工程によって保護される。端は、非ガルバニック塗料で塗装されるかエンドキャップを被される。チューブ状のダウエルピンのために、端はフォームやセメントといった充填材で詰められる。実際に、本発明に記載のチューブ状ダウエルピンの内側は、その内部全体に充填材を含んでいる。さらに、内側の縦方向の表面ではなく、外側の縦方向の露出面に金属被覆を有するチューブ状ダウエルピンは、本発明の範囲内に考慮される。
【００３６】
本発明のダウエルピンの金属コーティングにとって、そのコーティングが長期間腐食に耐えるための犠牲陽極として役立つようになること、そしてダウエルピンの設置及び／もしくはダウエルピンが置かれているコンクリートの拡張や収縮から起こるコーティングの磨耗に耐えるようになるための厚さが必要である。「ヘビーゲージ」としてここで参照されているこの厚さが、一般的に単一浸漬や電気化学的過程によって適用される被膜の厚さよりも優れており、また一般に少なくとも約０．０２０インチ（０．０５ｃｍ）ある。金属被膜の好ましい厚さは、ダウエルピンが導入される環境状況に左右される。最小の厚さは、温度、水分、塩濃度などを含むそのような状況によって、また、ダウエルピンの取扱いや設置の際の配慮レベルもしくはその不足によって影響を受ける恐れがある。後者に関しては、もし金属被膜が薄すぎると、コーティングは取扱いや設置中に削られ、内在する鋼鉄や炭素鋼の部分を露出する。そのような露出は、腐食回避の意図した効果を台無しにしてしまう。
【００３７】
最大の厚みに関しては、かなり厚い金属皮膜は材料費と製造費が高くなるという以外は特に制限はない。一般的にそのような費用は抑える必要がある。厚さの幅は変化可能であるが、約０．０２０インチ（０．０５ｃｍ）から約０．０８０インチ（０．２ｃｍ）の厚さが本発明のダウエルピンの実施形態を構成している。本発明により製造された１つの原型は、約０．０５０インチ（０．１３ｃｍ）の厚さである。
【００３８】
本発明の強化ダウエルピンは、金属成形や工程の当業者に一般的に知られている方法で生産されており、それゆえ製造業者にとって追加装置は必要ないと当業者には理解されている。従って、製造業者は本発明の方法による強化ダウエルピンの生産のために、膨大な設備投資ないし人件費を負うことはない。
【００３９】
本発明のダウエルピンは、コンクリートの隣接したブロックの間に従来の方法で設置されると理解されるであろう。設置に追加装置が必要ないだけでなく、追加の取付措置も必要としない。従って、本発明の強化ダウエルピンは設置に費用がかからない。
【００４０】
犠牲陽極の存在は、犠牲陽極が付着した棒ないしチューブの腐食阻止のための構造を提供すると理解されるであろう。犠牲金属がヘビーゲージで使用されるので、電気化学的工程で利用される金属やエポキシ樹脂の薄い被膜の使用よりもはるかに長くこの防食効果としての役割を果たす。犠牲陽極の厚さは、道路工事中にダウエルピンを支持構造に溶接することによって起きる機械的ストレスや工事後のスラブの動きから生じる磨耗に対して、エポキシ樹脂コーティングのダウエルピンより耐久性があると理解されるであろう。また、ダウエルピンの構造的強度は、ガラス強化ダウエルピンの強度と比べて落ちるわけではない。さらに、本発明による強化ダウエルの費用は、ステンレススチールダウエルピンの費用よりもかなり安い。
【００４１】
従来技術のダウエルピンの通常の形は円筒形であるが、本発明に記載のダウエルピンは円筒形状である必要はないとさらに理解されるであろう。従って、本発明に関してや請求項に使用されている「棒」や「チューブ」といた用語は、円筒形の断面を有するダウエルピンに制限されないが、代わりに長方形、正方形、長円形、楕円形、多角形ないし不規則な断面を有するダウエルピンにも適用することができる。さらに、本発明のダウエルピンは、発明の範囲内になるように、長さに沿った一定の断面を持つ必要も、その長さに沿って真っ直ぐであり、あるいは一定の形を持つ必要もない。
【００４２】
本発明のダウエルピンは、断面が特に楕円形で作られていると理解されるであろう。楕円形は他の断面の形と比較したときに、コンクリートないしセメントの応用に優れた強度を提供する。また、本発明のダウエルピンは、「チューブ」としての断面の形状に関わらず、中空でつくられている。そして、その中空はフォームないしセメントといった充填材で満たされる。そのような充填チューブ状ダウエルピンは、材料や経費の面でより低廉であるが、設置時に構造的な一体性を維持する。
【００４３】
本発明は、この開示の信念や範囲内において更なる修正が可能である。本願は、それゆえあらゆる変化や使用、ないし一般原則を使用している発明の適合に及ぶことを意図している。さらに本願は、この発明が関連し、また、添付の請求項の範囲内であるといった当業者に知られているもしくは慣行である本開示からのそのような脱却にまで及ぶことを意図している
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に記載の強化ダウエルの１実施形態の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った強化ダウエルの断面図である。
【図３】本発明に記載の強化ダウエルの別の実施形態の斜視図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿った強化ダウエルの断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ダウエルピン
１２  縦軸
１４  棒
１６  犠牲金属被膜
１８  第１端
２０  第２端
２２  縦方向表面
３０  ダウエルピン
３２  縦軸
３４  チューブ
３６  第１金属被膜
３８  第２金属被膜
４０  第１端
４２  第２端
４４  外径
４６  内径
５０  開口
【図１】
2008506076.tif 000003
【図２】
2008506076.tif 000004
【図３】
2008506076.tif 000005
【図４】
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