(57)【要約】【課題】機械式定着工法に用いる定着鉄筋およびその製造方法において、汎用性に富み、施工上の自由度が高く、低コスト化が容易となるようにする。【解決手段】鉄筋本体２の端部に、円板３を摩擦圧接することにより、機械式の定着部した定着鉄筋１を形成する。そして、それを定着部主要筋に接合して配筋する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋本体の端部に機械式定着のための定着部材を設けた定着鉄筋であって、
前記定着部材が、前記鉄筋本体の軸断面積よりも大きな断面積を有し、前記鉄筋本体の端部と摩擦圧接により接合されたことを特徴とする定着鉄筋。
【請求項２】
前記定着部材が、円板であることを特徴とする請求項１に記載の定着鉄筋。
【請求項３】
前記定着部材が、前記鉄筋本体を板厚方向に挿通させる挿通孔を備えた孔付板と、前記挿通孔よりも大きい外径を有する円板とからなることを特徴とする請求項１に記載の定着鉄筋。
【請求項４】
前記定着部材が、前記鉄筋本体との摩擦圧接部を中心とする円弧と弦とからなるＤ字状外形を有するＤ型板であることを特徴とする請求項１に記載の定着鉄筋。
【請求項５】
前記鉄筋本体の前記定着部材が接合されているのと逆側の端部に、他の鉄筋が摩擦圧接されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着鉄筋。
【請求項６】
鉄筋本体の端部に機械式定着のための定着部材を設けた定着鉄筋の製造方法であって、
前記鉄筋本体の軸断面積よりも大きな断面積を有する前記定着部材を、前記鉄筋本体の端部と摩擦圧接により接合したことを特徴とする定着鉄筋の製造方法。
【請求項７】
鉄筋本体の端部に機械式定着のための定着部材を設けた定着鉄筋の製造方法であって、
前記鉄筋本体の前記定着部材が接合されているのと逆側の端部に、他の鉄筋を摩擦圧接することを特徴とする定着鉄筋の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着鉄筋およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、定着工法としては、定着鉄筋の端部を折り曲げる工法や機械式定着を行う先端に特殊なアンカー部材を結合する工法などがあった。アンカー部材を結合する方法としては、例えば鉄筋側にねじを形成してねじ込む方法があった。また、端部を熱して、つぶして増径する方法もある。
またこれらの方法では、定着スパンが短い場合、その両端部に、直に曲げ部やアンカー部材を設けた定着鉄筋を用意して配筋していた。一方、定着スパンが長い場合、一端に曲げ部やアンカー部材を有する定着鉄筋をあらかじめ用意しておき、その他端側と、構造物に配筋された定着部主要筋の端部とを適宜のジョイント部材を介して接合していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の定着鉄筋には以下の問題があった。
折り曲げによる定着鉄筋では、定着に用いられる太径で高強度の鉄筋を折り曲げるため、通常の曲げ加工と比べると加工費が高くつくという問題があった。また、曲げられた鉄筋が既設の鉄筋にひっかかりやすいため、配筋に手間がかかり、施工時間が長くなるという問題があった。
また、アンカー部材を設ける定着鉄筋では、接合に、例えばねじなどを用いるため、鉄筋もアンカー部材も高価につくという問題があった。さらに、これらは、メーカーによる既製品を用いるのが一般的だが、接合の方式は各メーカーによって異なり互換性がないため、メーカー在庫によっては、急な施工予定の変更などに対応できないといった弊害もあった。
熱してつぶす方法は、時間がかかり、鉄筋形状により、均一な増径とならない問題がある。
また、定着鉄筋を定着部主要筋に接合する場合、定着鉄筋と定着部主要筋とは、ジョイント部材に適合するタイプの鉄筋とする必要があった。一般には、同一メーカーの鉄筋に揃えなければならないことを意味し、コストの面から自由に鉄筋を選択できないという問題があった。またこの場合も、上記と同様に、急な施工予定の変更などに対応できない弊害があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、機械式定着工法に用いる定着鉄筋において、汎用性に富み、施工上の自由度が高く、低コスト化が容易となる定着鉄筋およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、鉄筋本体の端部に機械式定着のための定着部材を設けた定着鉄筋であって、前記定着部材が、前記鉄筋本体の軸断面積よりも大きな断面積を有し、前記鉄筋本体の端部と摩擦圧接により接合された構成とする。
この発明によれば、定着部材と鉄筋本体を摩擦圧接するので、定着部材や鉄筋本体の種類によらない汎用的な接合を短時間で行うことができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の定着鉄筋において、前記定着部材が、円板である構成とする。
この発明によれば、定着部材を摩擦圧接機械にチャックしやすいので、作業効率を向上させることができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の定着鉄筋において、前記定着部材が、前記鉄筋本体を板厚方向に挿通させる挿通孔を備えた孔付板と、前記挿通孔よりも大きい外径を有する円板とからなる。
この発明によれば、孔付板の大きさおよび形を様々にできる。その結果、定着部材の大きさや形を容易に変更して製造することができる。外径が固定された円板を摩擦圧接の回転側部材とすることにより、同一の摩擦圧接機を使用しながら、種々の大きさや形の定着部材を鉄筋本体に接合することができる。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の定着鉄筋において、前記定着部材が、前記鉄筋本体との摩擦圧接部を中心とする円弧と弦とからなるＤ字状外形を有するＤ型板である。
この発明によれば、摩擦圧接を中心とする円弧外径を有するので摩擦圧接機へのチャックおよびセットが容易であり、また、Ｄ型板の直線状の欠きを備えているので、配筋時の挿入が容易となる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の定着鉄筋において、前記鉄筋本体の前記定着部材が接合されているのと逆側の端部に、他の鉄筋が摩擦圧接された構成とする。
この発明によれば、他の鉄筋の材質や形状が鉄筋本体と異なっていても、容易に接合することができ、他の鉄筋を定着部主要筋と同一鉄筋とすることにより、汎用的な定着鉄筋であっても、定着部主要筋との接続を容易にすることができる。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、鉄筋本体の端部に機械式定着のための定着部材を設けた定着鉄筋の製造方法であって、前記鉄筋本体の軸断面積よりも大きな断面積を有する前記定着部材を、前記鉄筋本体の端部と摩擦圧接により接合したことを特徴とする定着鉄筋の製造方法を用いる。
この発明によれば、請求項１に記載の定着鉄筋を製造することができる。また定着部材を製造する際、適宜の棒状部材を切断するようにすれば、簡単に製造でき、生産効率も高く、安価に製造することができる。例えば、丸棒を切断して円板の定着部材を効率よく生産することができる。また、丸棒は、径によっては鉄筋部材を用いてもよい。
【００１１】
請求項７に記載の発明では、鉄筋本体の端部に機械式定着のための定着部材を設けた定着鉄筋の製造方法であって、前記鉄筋本体の前記定着部材が接合されているのと逆側の端部に、他の鉄筋を摩擦圧接することを特徴とする定着鉄筋の製造方法を用いる。
この発明によれば、他の鉄筋の材質や形状が鉄筋本体と異なっていても、容易に接合することができ、他の鉄筋を定着部主要筋と同一鉄筋とすることにより、汎用的な定着鉄筋であっても、定着部主要筋との接続を容易となる定着鉄筋を製造することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、すべての図面を通して、異なる実施形態であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付すことにより、適宜説明を省略する。
【００１３】
本発明の第１の実施形態に係る定着鉄筋について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る定着鉄筋１を説明するための斜視説明図である。
定着鉄筋１は、鉄筋本体２の先端２ａに円板３（定着部材）が接合された構成を備える。
鉄筋本体２は、どのような種類の鉄筋でもよく、適宜の長さに切断されている。
円板３は、コンクリート打設後、その抵抗により、鉄筋本体２を定着することができ、かつ摩擦圧接機に保持できるものであれば、どのような形状でもよいが、摩擦圧接機への取付けをより容易にするために、少なくとも外周は適宜幅の厚みを備える円板部材とすることが好ましい。また、円板３は、厚さの一定した板材であれば、製作が容易となるが、それに限るものではない。例えば、鉄筋本体２との接合位置の厚みを増して台座を形成したり、鉄筋本体２を受ける凹穴を形成したりしておいてもよい。
鉄筋本体２および円板３の材質は、それぞれ金属であれば、どのような材質でもよい。
【００１４】
次に、本実施形態の定着鉄筋１の製造方法について説明する。
定着鉄筋１は、鉄筋本体２および円板３を適宜の工程により所定の形状としてから、摩擦圧接により互いに接合する。
摩擦圧接は、金属同士を摩擦することにより熱エネルギーを発生させ、同時に高圧を加えることにより、固相接合を行うものである。すなわち、それぞれの金属の界面で互いの金属原子の拡散させて接合部を形成するもので、異材料が混入する溶接などとは異なり、接合部の組織が劣化することがない。そのため、母材と同等もしくはそれ以上の引張強度が得られる。また、異材質金属同士であっても接合することができるという特徴がある。
汎用の摩擦圧接機は、通常、一方のワークをチャックして回転させる主軸部と、他方のワークを固定クランプして主軸上をスライド移動させる芯押えクランプ部とを備える。
【００１５】
本実施形態では、芯押えクランプ部に鉄筋本体２をクランプし、主軸部に円板３をチャックする。そして、主軸部を回転させ、芯押えクランプ部を主軸部に向かって前進させることにより、先端２ａを円板３の中心に当接させ、摩擦熱により、所定の高温層が形成されるまでの間、一定圧力を保つ（摩擦発熱工程）。そのあと、主軸部の回転を急停止するとともに、芯押えクランプ部をより強く押付け、所定時間の間、ワークの当接部をより高圧（アプセット圧）に保持する（アプセット加圧工程）。その後、主軸部のチャックを解除し、芯押えクランプ部を後退させて、クランプを解除し、定着鉄筋１を取り出す。
このようにして、定着鉄筋１が得られる。
【００１６】
定着鉄筋１の配筋は、定着スパン内にあらかじめ配筋された定着部主要筋（不図示）の端部と、後端２ｂ側を適宜の方法、例えばジョイント部材（不図示）により結合することにより行うことができる。
定着スパンが短い場合には、定着鉄筋１の後端２ｂに別の円板３を直接摩擦圧接して、両端部に定着部材を備える鉄筋としてから、それを配筋することもできる。
【００１７】
本実施形態の定着鉄筋１によれば、摩擦圧接を用いるため、鉄筋本体２、円板３の材質を選ぶことなく、信頼性の高い接合部を形成することができるから、信頼性の高い定着鉄筋を得ることができる。
また、摩擦圧接は、例えば、Ｄ３８鉄筋の場合、圧接時間は２０秒程度であり、セットから払い出しを含めても６０秒程度と、きわめて短時間に製作することができる。また、円板３を用いるので、汎用の摩擦圧接機にチャックすることが容易となり作業性を向上できる。
また、円板３は、汎用的な材質、形状で製作できるので、従来用いられていた専用のアンカー部材と異なり、きわめて安価に製造することができるという利点がある。
【００１８】
次に、定着鉄筋１の変形例について説明する。
図２は、本発明の第１実施形態の変形例に係る定着鉄筋６を説明するための斜視説明図である。図３（ａ）、（ｂ）は、同じく変形例に係る定着鉄筋６と結合部付鉄筋９とを結合した様子を示す正面視説明図である。
【００１９】
本変形例の定着鉄筋６は、定着鉄筋１の後端２ｂに、適宜長さの結合部付鉄筋７（他の鉄筋）を軸方向に摩擦圧接してなるものである。
図３（ａ）、（ｂ）に示したように、定着鉄筋６は、構造物の所定位置に定着スパンにわたって配筋された定着部主要筋である結合部付鉄筋９と、ジョイント部材８ａまたは８ｂを介して結合されている。
【００２０】
結合部付鉄筋９は、例えば、配筋時の固定が容易となるように、外周に、ねじや、凹凸などからなる結合用形状が形成された鉄筋である。
図３（ａ）に示したジョイント部材８ａは、結合部付鉄筋９を２本並列させて同時にクランプすることにより、一体化することが可能な金具である。例えば結合用形状がねじであれば、軸方向に２分割されたナット部が並列したような金具を互いに対向させて、結合部付鉄筋９を挟持し、それぞれの金具と結合部付鉄筋９をボルトなどにより共締めするといった方式のものが採用できる。
図３（ｂ）に示したジョイント部材８ｂは、結合部付鉄筋９を２本直列させてクランプすることにより、一体化することが可能な金具である。例えば、結合形状がねじであれば、ジョイント部材８ｂを結合部付鉄筋９にねじ込み、定着鉄筋６をジョイント部材８ｂにねじ込んで固定するものなどが採用できる。
結合部付鉄筋７は、結合部付鉄筋９を短く切断したものである。その長さは、ジョイント部材８ａ、８ｂとの結合に必要な長さがあればよい。
【００２１】
このような定着鉄筋６によれば、結合部付鉄筋９と同じ結合部付鉄筋７を端部に備えるため、結合部付鉄筋９と専用の結合金具であるジョイント部材８ａ、８ｂを用いて容易に結合することができる。そのため、配筋時の作業性が向上する。
また、結合部付鉄筋７は、鉄筋本体２に摩擦圧接するため、結合部付鉄筋７がどのような形状、材質であっても、容易かつ高信頼性を備えた接合を行うことができる。
したがって、実際の施工によく用いられる主だった定着部主要筋を接合用に切断して用意しておき、一方、安価な材料で定着鉄筋１を大量生産しておき、必要に応じてそれらを摩擦圧接して用いることができる。その結果、定着鉄筋１を汎用性が高い安価な定着鉄筋として用いることができるという利点がある。
【００２２】
なお、上記の第１変形例の説明において、定着鉄筋１に接合する他の鉄筋を、結合部付鉄筋７として説明したが、必要に応じて鉄筋本体２と異なるどのような鉄筋を摩擦圧接してもよいことは言うまでもない。
また、例えば、定着鉄筋１の長さを延ばすという目的のために、鉄筋本体２と同じ鉄筋を摩擦圧接してもよい。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る定着鉄筋４について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る定着鉄筋４を説明するための斜視部分断面図である。
定着鉄筋４は、上記に説明した定着鉄筋１に、さらに孔付円板５（孔付板）を加えて構成される。
孔付円板５は、円板３の外径よりも大きい金属製の円板状部材であり、その中心に挿通孔５ａを設けたものである。挿通孔５ａは、鉄筋本体２を挿通可能な大きさで設けられる。そして、孔付円板５は、鉄筋本体２を挿通孔５ａに挿通させて、円板３と摩擦圧接して固定されている。
【００２４】
定着鉄筋４は、孔付円板５の接合面側が鉄筋本体２の先端２ａと整列するようにともに芯押えクランプ部にクランプしておくことにより、鉄筋本体２と同時に摩擦圧接することで製造することができる。
その際、挿通孔５ａと鉄筋本体２との適宜の隙間を設けることにより、摩擦圧接で生じるバリの逃げとすることができる。そのため、バリがその隙間に隠れるから、取り扱い上もより安全であり、見栄えも向上する。
【００２５】
このような定着鉄筋４によれば、定着部材が円板３と孔付円板５との２重構造からなっているが、円板３は、主として孔付円板５と鉄筋本体２とを一体化する機能を有するものである。実質的な定着の抵抗は、孔付円板５の強度や大きさや形により決まる。そのため、あらかじめ孔付円板５の厚さや外径や形状を変えたものを種々用意しておき、製造時に適宜選択して必要な大きさの定着部材とすることができる。
【００２６】
そして、摩擦圧接機の主軸部にチャックするのは常に円板３だから、チャック径の変更などの段取り替えに時間を取られることなく円滑に作業を進めることができる。また、円板３は、挿通孔５ａよりわずかに大きい外径を有していれば足りるから、回転慣性を小さくすることができ、摩擦圧接機の負荷を小さくすることができる。
一方、孔付円板５は、回転しない芯押えクランプ部側にクランプするので、外径が変わってもクランプは容易である。さらに、孔付板としては、適宜クランプできれば、円板状に限らず、例えば矩形や三角形など、他のどんな形状でもよい。
【００２７】
なお、上記の説明において、摩擦圧接機の主軸部にチャックされる定着部材は、円板３の例で説明したが、摩擦圧接機にチャックすることができる形状ならば、円板状に限るものではなく、例えば矩形や三角形など、他のどんな形状でもよい。
特に、チャック箇所に当たる位置に円筒面を残す形状であれば、汎用的な摩擦圧接機でも問題なくチャックできて好都合である。
【００２８】
そのような形状の一例として、定着鉄筋１０の例を図５に示した。
定着鉄筋１０は、Ｄ型板１１を鉄筋本体２に摩擦圧接して構成される。
Ｄ型板１１は、先端２ａとの摩擦圧接部を中心とする円筒部１１ａと平板部１１ｂを備え、鉄筋本体２方向から見たとき、円弧と弦とからなるＤ字状の外形を備える。したがって、円筒部１１ａにより摩擦圧接機の主軸部にチャックできるので、円板３の場合と同じ作用効果を有する。
【００２９】
さらに、この場合、図６（ａ）に示したように、鉄筋１２により、細かいピッチで配筋された場合、効率的な配筋が可能である。すなわち、Ｄ型板１１の最小幅を、鉄筋１２の最小間隔を通過する寸法としておき、定着鉄筋１０を、その最小間隔を通過させて外部から挿入する。挿入後、定着鉄筋１０が未固定の状態で、鉄筋本体２の周りに回転させる。そして、鉄筋１２とＤ型板１１とを鉄筋本体２の軸方向に係止させてから位置を固定する（図６（ｂ）参照）。このようにすれば、効率よい作業により、定着強度の向上を図ることができるという利点がある。
【００３０】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の定着鉄筋およびその製造方法によれば、機械式定着工法において、汎用性に富み、施工上の自由度が高く、低コスト化が容易となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る定着鉄筋を説明するための斜視説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態の変形例に係る定着鉄筋を説明するための斜視説明図である。
【図３】同じく変形例に係る定着鉄筋と他の鉄筋との結合の様子を示す正面視説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る定着鉄筋を説明するための斜視部分断面図である。
【図５】本発明に用いる定着部材の一例を説明するための斜視説明図である。
【図６】同じくその配筋方法を説明するための側面視説明図である。
【符号の説明】
１、４、６、１０　定着鉄筋
２　鉄筋本体
３　円板（定着部材）
５　孔付円板（孔付板）
５ａ　挿通孔
７　結合部付鉄筋（他の鉄筋）
【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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