(57)【要約】【課題】端部間に位置する隙間内への溶接用線材の充填を確実にかつ簡単に行えるようにして作業性の向上およびコスト上昇を抑えることが可能な棒鋼の接合工法を提供する。【解決手段】棒鋼１，２同士の端部を対向させ、その端部間に設けられた隙間Ｗで構成される開先部に溶接用線材６を位置させて該溶接用線材６を溶融させることにより上記端部同士を接合する棒鋼の接合工法において、上記開先部内に対して上記隙間Ｗを形成するに足る寸法を有した仲介部材４を配置した状態で上記端部同士を該仲介部材４に押し当て、該仲介部材４に向けてアークを照射することにより上記溶接用線材６を溶融させて上記端部同士を接合することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒鋼同士の端部を対向させ、その端部間に設けられた隙間で構成される開先部に溶接用線材を位置させて該溶接用線材を溶融させることにより上記端部同士を接合する棒鋼の接合工法において、
上記開先部内に対して上記隙間を形成するに足る寸法を有した仲介部材を配置した状態で上記端部同士を該仲介部材に押し当て、該仲介部材に向けてアークを照射することにより上記溶接用線材を溶融させて上記端部同士を接合することを特徴とする棒鋼の接合工法。
【請求項２】
上記仲介部材は、上記棒鋼のほぼ直径中心部を横断する状態で位置決めされることを特徴とする請求項１記載の棒鋼の接合工法。
【請求項３】
上記仲介部材は、上記棒鋼の直径に相当する長さを有していることを特徴とする請求項１または２記載の棒鋼の接合工法。
【請求項４】
上記仲介部材は、上記隙間内で転動不能な構成とされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の棒鋼の接合工法。
【請求項５】
上記仲介部材は、角形状部材あるいは楕円形部材が用いられることを特徴とする請求項４記載の棒鋼の接合工法。
【請求項６】
上記仲介部材は、溶融した溶接用線材内に埋設可能な材質が用いられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の棒鋼の接合工法。
【請求項７】
上記棒鋼同士は、その端部上記隙間を形成した状態で対向配置可能なクランプ部材によって対向位置を規定されて上記溶接用線材が上記隙間内に挿入されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の棒鋼の接合工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋などに用いられる棒綱の接合工法に関し、さらに詳しくは、棒鋼の端部同士を突き合わせ溶接する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ＲＣ積層構造などにより鉄筋コンクリート構造物を構築する際には、コンクリート内に埋設される骨材として棒鋼等による鉄筋が用いられ、鉄筋は、単位長さのもの同士をその端部間で突き合わせ工法により継ぎ足すことがコンクリート打設前に行われる。
【０００３】
鉄筋の端部同士を接合する工法にはアップセット法などの電気圧接法や電極からアークを発生させて溶接金属を溶融させるアーク溶接が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
上記工法のうちでアーク溶接は、例えば、炭酸ガス半自動溶接機を用いたアーク溶接等のように、鉄筋の相対する端部間に形成された開先部に向けアークを発生させて溶接用線材を溶融させることにより端部間に溶融した溶接用線材を充満させて端部同士を接合させる方法である（例えば、特許文献１）。
【０００５】
ところで、鉄筋の端部間に形成されている開先部にアークを照射する場合には、開先部を構成する隙間を通過してアークの照射側と反対側に噴出するのを防止するためにアークの照射側と反対側の外周面、つまりアークが噴出する虞のある側の外周面を裏当て部材などによって覆うことが行われている。これにより、アークとともに溶融した金属が照射側と反対側で裏当て部材によって堰き止められ、溶融した金属が開先部内に溜まるようにして端部同士をアーク熱による溶解と溶融した金属の充填により接合できるようになっている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−２５３８９３号公報（段落「０００２」、「０００３」欄、）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記公報に開示された工法を説明すると、図４に示すように、接合対象となる鉄筋Ａ、Ｂの端部同士をクランプ部材Ａ１、Ｂ１を用いて近接対向させ、その端部間の隙間Ｗ内に対して、作業者が掴んで操作する溶接用線材Ｃを位置決めしてアークを照射する。これに先立ち、溶接用線材Ｃの挿入側、つまりアークの照射側と反対側の鉄筋Ａ、Ｂの外周面には端部間の隙間Ｗを覆うことができる大きさの裏当て部材Ｄが取り付けられ、アークや溶融した金属が隙間Ｗを通過して外側に噴出するのを防止されている。
【０００８】
しかし、この工法には、次の問題がある。  
裏当て部材Ｄを設けることで隙間Ｗから外に向けて溶融した金属が漏れ出すのを防止できる反面、裏当て部材Ｄがアークの照射側からすると隙間Ｗの最も深い位置、いわゆる、奥側に設けてあることになる。このため、溶接用線材を隙間Ｗの内部に挿入した場合には、その先端位置を確認することが難しく、溶接用線材の溶融状態を確認することが困難となる。  
このように溶融状態が確認できないと、溶接用線材が隙間Ｗの奥側において鉄筋の端部間に充満しているかどうか判別することができず、必要な接合強度を確保できない場合が起こりうる。
【０００９】
そこで、特許文献１に開示されているような開口を有する裏当て部材を用いて隙間奥側での溶接用線材の位置を明るくさせることも考えられるが、この場合には、開口から溶融した溶接用線材が漏れ出してしまうことになり、端部間の隙間Ｗ内に充満させるに必要な溶接用線材の消費量が多くなる虞がある。
【００１０】
裏当て部材を設けた場合には、溶接用線材の先端位置が開先部内で奥側に位置して比較的暗視状態となることから確認しにくくなることや、開口を設けた場合にはその開口からの漏洩が起こることを考慮して溶接に用いられるガスの圧力も高める必要が生じ、これにより、上述した溶接用線材の消費量だけでなく、ガスおよび電力の消費量も増加してしまい、接合作業に要するコスト上昇を招く虞がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来の棒鋼の接合工法における問題に鑑み、端部間に位置する隙間内への溶接用線材の充填を確実にかつ簡単に行えるようにして作業性の向上およびコスト上昇を抑えることが可能な棒鋼の接合工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は以下の構成よりなる。
（１）棒鋼同士の端部を対向させ、その端部間に設けられた隙間で構成される開先部に溶接用線材を位置させて該溶接用線材を溶融させることにより上記端部同士を接合する棒鋼の接合工法において、上記開先部内に対して上記隙間を形成するに足る寸法を有した仲介部材を配置した状態で上記端部同士を該仲介部材に押し当て、該仲介部材に向けてアークを照射することにより上記溶接用線材を溶融させて上記端部同士を接合することを特徴とする棒鋼の接合工法。
（２）上記仲介部材は、上記棒鋼のほぼ直径中心部を横断する状態で位置決めされることを特徴とする（１）に記載の棒鋼の接合工法。
（３）上記仲介部材が、上記棒鋼の直径に相当する長さを有していることを特徴とする（１）または（２）に記載の棒鋼の接合工法。
（４）上記仲介部材は、上記隙間内で転動不能な構成とされていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の棒鋼の接合工法。
（５）上記仲介部材が、多角形状部材あるいは円形部材が用いられることを特徴とする（４）に記載の棒鋼の接合工法。
（６）上記仲介部材が、溶融した溶接用線材内に埋設可能な材質が用いられることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の棒鋼の接合工法。
（７）上記棒鋼同士が、その端部上記隙間を形成した状態で対向配置可能なクランプ部材によって対向位置を規定されて上記溶接用線材が上記隙間内に挿入されることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載の棒鋼の接合工法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来の工法と違って棒鋼の外周面に裏当て部材を設けるのではなく、隙間内にこの隙間を形成するに足る寸法を有した仲介部材が配置されている。これにより、外周面に裏当て部材を設けた場合と違って溶接用線材の先端位置がアークの照射側を基準とした場合に隙間の奥側のような暗視状態となりにくいことにより確認しやすくなる。
【００１４】
しかも、アークは仲介部材に向け照射されるので、裏当て部材を設けなくても開先部の外側に向けてアークや溶融金属が噴出しにくくされ、仲介部材の位置からアークの照射側に向けて溶融した金属が溜まることになる。これによって、アークの大きさを隙間の奥側までではなく仲介部材の位置に達する程度とすればよいので、消費電力や消費ガスの量を低減して作業コストの上昇を抑えることが可能となる。
【００１５】
特に請求項２および３記載の発明においては、仲介部材が棒鋼の直径中心部を横断し、かつその長さが直径に相当させてあるので、開先部内に照射されるアークや溶融金属のほとんどを堰き止めることが可能となる。
【００１６】
また、請求項４および５記載の発明においては、仲介部材が開先部内で転動することがない形状とされ、角形状や楕円形状が用いられることにより定置しやすくすることができ、しかも、棒鋼の端部同士が当接した際の安定性を確保してアークや溶融金属によって押し動かされるようなことをなくすことが可能となる。
【００１７】
さらに請求項６記載の発明においては、仲介部材が溶接用線材が溶融した際に埋設可能な材質であるので、選択によっては溶接用線材よりも剛性の高い骨材として用いることが可能となる。
【００１８】
請求項７記載の発明においては、開先を構成する隙間がクランプ部材による端部同士の位置決めにより規定されるので、仲介部材の脱落等を防止して仲介部材を用いた場合の作用を助長することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図示実施例により、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は、本発明実施例によるシート棒鋼の接合工法を説明するための模式図である。  
図１において、接合対象となる鉄筋用の棒鋼１，２は、これらの端部近傍を把持して位置決めするクランプ装置３に取り付けられる。
【００２１】
クランプ装置３は、ベース板３Ａの長手方向両側にそれぞれチャンネル状の把持部３Ｂを備えており、把持部３Ｂには、棒鋼１，２を挟んでベース板３Ａと対向する位置にボルト３Ｃを用いてそのボルト３Ｃの軸線方向に移動可能な駒体３Ｄが設けられている。
【００２２】
棒鋼１，２は、端部近傍の外周面をベース板３Ａおよび駒体３Ｂにより挟まれて互いの軸心を合わせた状態で固定される。
【００２３】
一方、棒鋼１，２同士は、対向する端部の間に開先を構成する隙間Ｗが設けられるようになっており、隙間Ｗには、この隙間Ｗを形成するに足る寸法を有した仲介部材４が配置されるようになっている。
【００２４】
仲介部材４は、棒鋼１，２の端部間において棒鋼１，２の直径中心部を横断する状態で配置される部材であり、棒鋼１，２の直径に相当する長さを持たせて構成されている。
【００２５】
仲介部材４の形態としては、隙間Ｗ内で転動することがない形態が選択されており、本実施例では、図２に示すように、矩形あるいは図３に示すようにネジ５等の円形部材の両端にナット５Ａ等の多角形状部材を取り付けて転動しない状態を維持できるようになっている。また、仲介部材４の別な形態としては、多角形状や楕円形状のものを選択することも可能である。  
なお、図２および図３において（Ａ）は、棒鋼の外観の一部を、そして（Ｂ）は、棒鋼の正面の一部をそれぞれ示している。
【００２６】
仲介部材４は、隙間Ｗの内部で棒鋼１，２の直径中心部を横断する状態で配置されている関係で、溶接用線材が溶融した際に生じる溶融金属内に埋設できる材質が用いられており、本実施例では、アークの熱により表層が溶解し、アーク熱により一部が溶解される棒鋼端部との親和性および溶融金属との親和性を持つ材質が選択される。これにより、溶接後には隙間Ｗ内で骨材として機能し、接合部での強度を確保できることになる。材質としては、冷却硬化後の溶融金属よりも機械的強度が高く、溶接時に溶解してしまわないものが好ましく、溶融金属よりも溶解温度が多少高く、棒鋼と同じ溶解温度を持つものが選択される。
【００２７】
本実施例は以上のような構成を用いることにより、次の手順が用いられる。
（１）クランプ装置３によって棒鋼１，２の端部近傍が把持され、開先部に相当する隙間Ｗを設定する。  
（２）隙間Ｗの内部において棒鋼１，２の直径中心を横断する状態で仲介部材４を配置し、棒鋼１，２の端部同士を仲介部材４に当接させてその状態を維持する。
（３）溶接電極に取り付けられた溶接用線材６を隙間Ｗの内部に挿入する。  
このときの溶接用線材６の先端は隙間Ｗ内で溶接用線材６の挿入側から視た場合の奥側まで挿入するのでなく、仲介部材４が配置されている棒鋼１，２の中心位置ですむ。このため、奥側に挿入する場合と違って溶接用線材６の先端が観察しやすい状態となる。  
特に、隙間Ｗの内部で奥側まで溶接用線材６を挿入した場合には、比較的暗視状態となる位置での溶接位置の確認が必要となることから溶接用線材６の位置が不安定となりやすいが、本実施例では、このような状態を避けることができるので、溶接位置の確認および溶接用線材６の先端の位置決めも容易に行えるようになる。  
（４）溶接を開始してアークを仲介部材４に向けて照射する。この状態は図１に示す通りである。  
このときには、アークおよび溶融金属が仲介部材４によって堰き止められることになるので、溶融金属が隙間Ｗ内の奥側、つまり、溶接用線材６が挿入される側の反対側から棒鋼１，２の外側に向けて噴出することがない。これにより、溶融金属は仲介部材４の位置から溶接用線材６の挿入側に向けて溜まることになる（図１では、溶融金属の溜まっている状態を符号Ｓで示す薄黒部分で示してある）。  
このように、溶接位置の確認がしやすい状態で作業できることにより仲介部材４を堰き止め位置としてその手前側である溶接用線材６の挿入側までの比較的小さい範囲を対象とすることにより溶融金属を充分に充填することができる。  
しかも、溶接作業範囲が仲介部材４を基準として棒鋼１，２の端部間に位置する開先部の面積のほぼ半分ですむ。この結果、充填量が不安定となるようなことがないので、アークの大きさもそれに見合う状態とすることができ、消費電力やガスの消費量を、アークが隙間Ｗ内の奥側にまで達する場合に比べて低減させることができる。
【００２８】
一方、仲介部材４を境にして隙間Ｗ内の半分の領域を対象とした溶接作業を終了すると、残りの半分の領域を対象として仲介部材４を挟んだ反対側から溶接作業を行う。
【００２９】
本実施例では、仲介部材４を境にして開先部の半分の領域を相反する方向から溶接作業することになり、一見すると手間がかかるように思えるが、暗視状態での溶接位置の確認がなくなる分、溶接位置の確認に要する手間が省けることになり、これによって、作業時間の短縮が図れる。
【００３０】
一方、溶接時には、アーク熱により棒鋼１，２の端部の一部が溶解し、また仲介部材４の外層の一部も溶解するので、溶融金属がこれら溶解部分に溶け込むことで棒鋼の端部同士を接合させることになる。
【００３１】
端部同士の接合が完了すると溶融金属よりも強度の高い仲介部材４が溶融金属内に埋設されるので、溶融金属のみを用いた場合よりも接合部での強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明実施例による棒鋼の接合工法の作業状態を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した接合工法に用いられる仲介部材の一例を示す図である。
【図３】図１に示した接合工法に用いられる仲介部材の他の例を示す図である。
【図４】棒鋼の接合工法に関する従来例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，２  棒鋼
３      クランプ装置
４      仲介部材
５      仲介部材として用いられるネジ
５Ａ    仲介部材として用いられるネジに取り付けられるナット
６      溶接用線材
Ｗ      開先部を構成する隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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