鉄筋端部の加工方法及び装置
【課題】 鉄筋の端部に目的とする拡径部及びネック部を成形することができる鉄筋端部の加工方法を提供することにある。
【解決手段】 型鍛造可能な温度より常に低い温度の箇所を取り外し可能にクランプ５で保持した鉄筋１０の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を、開閉可能に複数に分割される金型６のキャビティ６０の鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部６１から鉄筋１０の被加工部分を拡径する大径部６２に挿入した状態で鉄筋１０に対して金型６を位置決めした後に、ダイス７で大径部６２内の鉄筋１０の端面を押圧してこの鉄筋１０の被加工部分をキャビティ６０の大径部６２、小径部６１と大径部６２の間の段部と小径部６１の間の境がＲ状に形成されたＲ部６３及び小径部６１の内壁に押し付けて鉄筋１０の端部に拡径部を成形するとともにこの拡径部を形成する段部であるネック部と鉄筋１０の境をＲ状に成形する。
【解決手段】 型鍛造可能な温度より常に低い温度の箇所を取り外し可能にクランプ５で保持した鉄筋１０の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を、開閉可能に複数に分割される金型６のキャビティ６０の鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部６１から鉄筋１０の被加工部分を拡径する大径部６２に挿入した状態で鉄筋１０に対して金型６を位置決めした後に、ダイス７で大径部６２内の鉄筋１０の端面を押圧してこの鉄筋１０の被加工部分をキャビティ６０の大径部６２、小径部６１と大径部６２の間の段部と小径部６１の間の境がＲ状に形成されたＲ部６３及び小径部６１の内壁に押し付けて鉄筋１０の端部に拡径部を成形するとともにこの拡径部を形成する段部であるネック部と鉄筋１０の境をＲ状に成形する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリートの主筋として用いられる鉄筋の端部を拡径して拡径部を成形するとともに拡径部のネック部をＲ状に成形する鉄筋端部の加工方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートにおいて、限られた標準長さの主筋となる鉄筋を現場において連続な鉄筋とするために、鉄筋継手が用いられている。鉄筋継手としては、本出願人は先に、図８に示すように、２本の鉄筋１０を互いに端面を突き合わせた状態で内周面にネジ溝が螺刻された円筒状のカプラ１５を用いて連結する鉄筋継手を提案した（特許文献１参照。）。この鉄筋継手を用いて連結する鉄筋１０は、鉄筋１０の端部の被加工部分を拡径して拡径部を成形しこの拡径部の外周にネジ溝を螺刻してネジ部１４を形成してなる。また、ネジ部１４を形成する段部であるネック部と鉄筋の間の境をＲ状に形成して、すなわちネック部１２をＲ状に形成してネック部１２に応力が集中することを防止している。
【０００３】
ところで、この鉄筋の被加工部分を効率的に拡径する方法およびそのための装置は知られていなかった。棒状部材の端部を拡径する加工装置として例えば特許文献２に記載された２つの加工装置が知られている。第１の加工装置は、棒状部材を挟んで固定して棒状部材の被加工部分を拡径する２つに分割される金型と、金型内に挿入されて棒状部材の端面を押圧するダイスとを備えている。金型は、棒状部材を固定するとともに拡径部を成形するための穴が形成されている。この穴は、棒状部材を固定する箇所の径が棒状部材の外径と略同じ寸法で小径部として形成され、かつ、棒状部材の被加工部分の外周の径が拡径部を形成するための寸法で大径部として形成されている。小径部と大径部との間の段部は、逆円錐台形状に形成されている。この段部と大径部でキャビティが形成されている。棒状部材を金型で挟んでダイスを大径部内に挿入することで、ダイスによって棒状部材の被加工部分が大径部の内壁に押し付けられて拡径部が押し込み成形される。また、逆円錐台形状の段部によって拡径部との間の段部であるネック部が円錐台状に成形されようにしている。
【０００４】
第２の加工装置は、拡径部を成形する被加工部分を当接面から突出させた状態で棒状部材を挟持して保持する２つに分割されるクランプと、棒状部材の被加工部分を拡径する内径の円筒状の金型と、金型が当該金型の軸方向に移動可能に設けられ、この金型を先端から突出するように付勢するスプリングを有する移動部材と、移動部材に設けられ、棒状部材の端面を押圧する先端が金型内に配置されたダイスとを備えている。クランプは、棒状部材を固定する穴を有し、この穴が当接面に開口されている。この穴は、棒状部材の外径と略同じ寸法の径で形成され、かつ、当接面側の端部が漸次拡径されるとともに拡径された開口が金型の内径と同じ寸法の径で形成されてなる。すなわち、この穴の当接面側の漸次拡径する箇所が逆円錐台部として形成されている。これにより、棒状部材をクランプに保持させた後に移動部材をクランプ側に移動させると、まず、金型内に棒状部材の被加工部分が挿入されて金型の先端面がクランプの当接面に当接して金型内と逆円錐台部とでキャビティが形成され。金型の当接後、スプリングの弾性力に抗して移動部材がクランプ側に移動しつつ、その当接の直後にダイスが棒状部材の端面を押圧して棒状部材の被加工部分が金型の内壁に押し付けられて拡径部が押し込み成形される。また、逆円錐台部によって拡径部との間の段部であるネック部が円錐台状に成形されようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１６０１２１号公報
【特許文献２】実開昭６３−３４５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の加工装置は、いずれも冷間用で本出願人が先に提案した鉄筋継手により連結される鉄筋の端部を加工する場合には適さない。すなわち、鉄筋の端部を加工する場合、冷間であると、ダイスの推進力を４倍以上にしなければならず装置が大型化し、拡径部を形成し難く、精密な加工ができず、かつ、残留応力が残り、強度が低くなる等のことから、冷間で鉄筋の端部を拡径することは実際には実施不可能で、鉄筋の拡径部を形成する被加工部分を鍛造可能な温度に加熱して型鍛造により加工を行う加工装置が検討されている。
【０００７】
このため、前述の第１の加工装置を用いて熱間で鉄筋の被加工部分を拡径することが考えられるが、例えば、金型で挟んだ鉄筋の端部が金型内に位置されるので、鉄筋を金型で挟んだ後に鉄筋の被加工部分を鍛造可能な温度に加熱することは現実的には実施不可能である。また、鉄筋の被加工部分を鍛造可能な温度に加熱してから金型で挟む場合、被加工部分を鍛造可能な温度に加熱するには、被加工部分の近傍の鉄筋も鍛造可能な温度に加熱するために、鉄筋の被加工部分の近傍すなわちネック部を成形する箇所の近傍を金型で挟むと、被加工部分近傍の鉄筋の熱が金型に奪われてネック部を形成する箇所及びその近傍も鍛造可能な温度より低い温度になる。このため、鉄筋の被加工部分を金型の大径部及び段部の内壁に十分に押し込むことができず、しかも段部は先細りに形成されているので、一層段部に押し込むことができないので、目的とする拡径部及びネック部を成形することができない。なお、鉄筋の被加工部分が冷却されないように金型を加熱することも考えられるが、金型を耐熱材料に形成したり金型を十分に加熱する加熱装置が必要になったりして高価で非常に大型で複雑な装置となり現実的には実施不可能である。
【０００８】
また、前述の第２の加工装置に関して、クランプにより鉄筋を保持させてから鉄筋の被加工部分を鍛造可能な温度に加熱する場合、鉄筋が冷たく熱伝導率が大きいから被加工部分だけではなく被加工部分よりも軸方向に長い範囲で鉄筋を加熱するために、ネック部を成形する箇所の鉄筋がクランプの逆円錐台部内で、そのネック部を成形する箇所の近傍からクランプによって挟持して保持させるので、鉄筋をクランプで保持させた後に鉄筋の被加工部分を鍛造可能な温度に加熱することは現実的には実施不可能である。
また、被加工部分を鍛造可能な温度に加熱してから鉄筋をクランプに保持させる場合、第１の加工装置と同様に被加工部分近傍の鉄筋の熱がクランプに奪われてネック部を形成する箇所及びその近傍も鍛造可能な温度より低い温度になる。このため、鉄筋の被加工部分を金型の大径部及びクランプの逆円錐台部の内壁に十分に押し込むことができず、しかも逆円錐台部は先細りに形成されているので、一層段部に押し込むことができないので、目的とする拡径部及びネック部を成形することができない。なお、鉄筋の被加工部分が冷却されないようにクランプを加熱することも考えられるが、クランプを耐熱材料に形成したりクランプを十分に加熱する加熱装置が必要になったりして高価で非常に大型で複雑な装置となり現実的には実施不可能である。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、鉄筋の端部に目的とする拡径部及びネック部を成形することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明に係る鉄筋端部の加工方法は、型鍛造可能な温度にならない箇所を取り外し可能にクランプで保持した鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を、開閉可能に複数に分割される金型のキャビティの鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部から前記鉄筋の被加工部分を拡径する大径部に挿入した状態で、前記鉄筋に対して前記金型を位置決めした後に、ダイスで前記鉄筋の端面を押圧してこの鉄筋の被加工部分を前記キャビティの大径部、この大径部と前記小径部との間の境の前記小径部側の立ち上がりに形成した断面湾曲状のＲ部及び小径部の内壁にそれぞれ押し付けて前記鉄筋の端部に拡径部を成形しかつこの拡径部の前記鉄筋の外表面から立ち上がるネック部をＲ状に成形することを特徴とする。
【００１１】
これにより、鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を金型のキャビティに挿入したときに、クランプで保持する鉄筋の箇所が型鍛造可能な温度にならない箇所であるから、クランプの保持により被加工部分が冷却されて型鍛造可能な温度より低くなることが防止される。このため、被加工部分をダイスによりキャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に十分に押し付けることができるので、鉄筋の端部に目的とする拡径部を成形性よく成形することができる。また、キャビティのＲ部が鉄筋の拡径部のネック部に確実に転写されてネック部をＲ状に成形性よく成形することができる。
【００１２】
この場合において、ネック部が成形される箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなる型鍛造可能な温度で加熱された被加工部分を含む鉄筋の端部をキャビティに挿入して、キャビティのＲ部の内壁に最初に被加工部分を押し付けることができる。
【００１３】
また、前記課題を解決するため、本発明に係る鉄筋端部の加工装置は、床面に設置される機体と、前記機体に接触可能に移動する移動体と、前記機体に設けられ、前記機体の前記移動体が接触する接触箇所から型鍛造を行う被加工部分を含む端部が突出した状態で鉄筋を型鍛造可能な温度にならない箇所で取り外し可能に保持するクランプと、前記移動体を前記クランプで保持された前記鉄筋の軸方向に移動可能に支持するガイド手段と、前記クランプで保持された前記鉄筋と同軸上に設けられ前記クランプ側から前記鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部と前記鉄筋の被加工部分を拡径する大径部とこれら小径部と大径部の間の境の前記小径部側の立ち上がりに形成した断面湾曲状のＲ部とで形成されかつ前記移動体が前記機体に接触したとき前記鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分が前記小径部から前記大径部に挿入される穴状のキャビティを有し、開閉可能に複数に分割された金型と、前記移動体に設けられ、前記複数に分割された金型を開閉可能に移動させる移動装置と、前記移動体の前記クランプと反対側に互いに接触した状態から前記軸方向に互いに離れた状態までの間で移動可能に前記移動体に連結される移動部材と、前記移動体と前記移動部材とを互いに離れる方向に付勢する付勢手段と、前記移動体が前記接触箇所から離れかつ前記キャビティ内に前記鉄筋の端部が未挿入な非加工状態から前記移動部材が前記クランプ側に移動して前記移動体が前記接触箇所に接触し前記鉄筋に対して前記金型が位置決めされた後に前記付勢手段の付勢力に抗して前記移動部材のみが移動してから前記移動体に当接して停止する加工状態までの間で前記移動部材を移動させる駆動装置と、前記移動部材に前記軸方向に延びて取り付けられ、前記キャビティの大径部に軸方向に摺動可能に挿入されて前記鉄筋の端面をその軸方向に押圧し前記鉄筋に対して前記金型が位置決めされた後に前記鉄筋の被加工部分を前記キャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に押し付けて前記鉄筋の被加工部分が拡径されて拡径部が成形されかつこの拡径部の前記鉄筋の外表面から立ち上がるネック部がＲ状に成形されるダイスとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、移動部材をクランプ側に移動させると、移動部材とともに移動体がガイド手段によって案内されながら鉄筋側に移動して移動体に取り付けられている金型のキャビティ内にクランプで保持されている鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部を含む端部が挿入される。そして、ダイスによって鉄筋の端部がキャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に押し付けられて、鉄筋の端部に拡径部が成形され、かつ、この拡径部の鉄筋の外表面から立ち上がるネック部がＲ状に成形される。このように、鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を金型のキャビティに挿入したときに、クランプで保持する鉄筋の箇所が型鍛造可能な温度にならない箇所であるから、クランプの保持により被加工部分が冷却されて型鍛造可能な温度より低くなることがない。このため、被加工部分をダイスによりキャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に十分に押し付けることができるので、目的とする拡径部を成形性よく成形することができる。また、キャビティのＲ部が鉄筋の拡径部のネック部に確実に転写されてネック部をＲ状に成形性よく成形することができる。
【００１５】
この場合において、キャビティに挿入された鉄筋の被加工部分を、ネック部が成形される箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなる型鍛造可能な温度で加熱し、キャビティのＲ部の内壁に被加工部分が最初に押し付けられるようにすることができる。また、この場合において、機体の接触箇所から突出した鉄筋の被加工部分を型鍛造可能に加熱する加熱位置と鉄筋のクランプへの保持及びクランプからの取り出しを行える退避位置に移動可能に設けられている加熱部を有する加熱装置を備えることができる。
【００１６】
また、この場合において、ダイスの先端面の中央部を、そのダイスの軸方向に突出して形成することができる。また、この場合において、ダイスの先端面の中央部に、そのダイスと同軸上で円錐台状の凸部を設け、成形される鉄筋の拡径部の端面の中央部に、拡径部の端面を旋盤により切削加工したとき切削加工が行えない箇所が内部空間に位置される凹部が形成されるようにすることができる。
【００１７】
また、この場合において、移動部材の前記移動体と接触する箇所に、厚さの異なる複数のスペーサが着脱可能に取り付けることができる。また、この場合において、ダイスが、移動部材に嵌合されて金型のキャビティと同軸に位置決めする凸部を有し、かつ、軸方向の長さが異なる複数の種類を着脱可能に取り付けるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、鉄筋の端部に目的とする拡径部及びネック部を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る一例の実施形態の鉄筋端部の加工装置を示す正面断面図である。
【図２】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置を示す右側面図である。
【図３】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置を示す平面図である。
【図４】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置を用いて鉄筋の端部に拡径部を成形する工程を示す概略正面断面図で、（ａ）は第１クランプ部上に鉄筋を載置した状態を示す図、（ｂ）はクランプで保持した鉄筋の端部を加熱する状態を示す図、（ｃ）はダイスが鉄筋の端面を押圧する初期の状態を示す図、（ｄ）は鉄筋の端部に拡径部を成形した状態を示す図、（ｅ）は拡径部を成形後に金型を開いた状態を示す図、（ｆ）は拡径部を成形した鉄筋を取り出せる状態を示す図である。
【図５】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置に用いられるダイスの先端の形状を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置で加工する鉄筋の端部を高周波誘導加熱コイルを用いて加熱する際の高周波誘導加熱コイルの配置状態と鉄筋の端部の温度分布を示す図である。
【図７】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置で拡径部を成形した鉄筋の一例を示す側面図である。
【図８】本出願人が先に提案した鉄筋継手により２本の鉄筋を連結するための説明図で、（ａ）は一方の鉄筋のネジ部にカプラを螺合した状態を示す一部側断面図、（ｂ）は（ａ）に示す鉄筋のネジ部の端面に他方の鉄筋のネジ部の端面を当接させた状態を示す一部側断面図、（ｃ）は２本の鉄筋をカプラによって連結した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る鉄筋端部の加工装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置（以下、単に「加工装置１」という。）は、本出願人が先に提案した鉄筋継手によって連結される鉄筋の端部に拡径部を成形するものである。その鉄筋継手は、図８に示すように、２本の鉄筋１０をカプラ１５で連結するものである。２本の鉄筋１０の端部には、拡径されて外周にネジ溝が螺刻されたネジ部１４がそれぞれ設けられている。ネジ部１４のネジ谷径は、鉄筋１０の外形の最大径より大きな寸法で形成されている。２本の鉄筋１０を連結するには、内周面にネジ溝が螺刻された円筒状のカプラ１５を一方の鉄筋１０のネジ部１４に螺合させて、カプラ１５が鉄筋１０の端面から突出しないように位置決めしておく（図８（ａ）参照。）。例えば、カプラ１５の一方の端面（鉄筋１０のネジ部１４に螺合させる際に鉄筋１０の端面と反対側の端面）を鉄筋１０の端面に面一にする。このとき、カプラ１５の他方の端面側を鉄筋１０の外周面の外側に位置させる。この鉄筋１０の端面に他方の鉄筋１０の端面を突き合わせかつ軸合わせした後（図８（ｂ）参照。）、この状態のままカプラ１５を一方の鉄筋１０に対して回転させて一方の鉄筋１０の端面から突出させつつ他方の鉄筋１０のネジ部１４に螺合させることで、２本の鉄筋１０がカプラ１５で連結される（図８（ｃ）参照。）。
【００２１】
このように連結する鉄筋１０の端部にネジ部１４を形成するには、まず、鉄筋１０の端部を拡径して拡径部１１（図４及び図７参照。）を形成し、次にこの拡径部１１の端面等を切削加工し、かつ、拡径部１１の外周にネジ溝を切削加工することで、ネジ部１４が形成される。本実施形態の加工装置１は、ネジ部１４のネジ谷径が鉄筋１０の径より大きくできる径で、かつ、カプラ１５との接触面積が鉄筋１０の断面積より大きくなるようなネジ溝を形成し得る長手方向の長さを有する拡径部１１を鉄筋１０の端部に成形するためのものである。また、本実施形態の加工装置１は、ネジ部１４の鉄筋１０の外表面（ネジ部１４が成形されていない鉄筋１０のネジ部１４近傍の外表面）から立ち上がるネック部１２をＲ状に形成するもので、これによりネック部１２に応力が集中することを防止している。なお、加工装置１により拡径部１１を成形する鉄筋１０としては、鉄筋コンクリートに用いられるものであれば特に限定されず、例えば、図１及び図７に示すように、半円状突条及び軸方向突条等の突出部分を有する異形鉄筋等が用いられる。
【００２２】
加工装置１は、図１〜図３に示すように、床面に設置される機体２と、機体２に接触可能に移動する移動体３と、鉄筋１０を取り外し可能に保持するクランプ５と、移動体３をクランプ５で保持された鉄筋１０の軸方向に移動可能に支持するガイド手段８と、鉄筋１０の端部を拡径する金型６と、移動体３に連結され、鉄筋１０の軸方向に移動する移動部材４と、移動部材４に取り付けられ、金型６のキャビティに軸方向に摺動可能に挿入されて鉄筋１０の端面をその軸方向に押圧するダイス７とを備えてなる。
【００２３】
機体２は、床面に固定して設置される。機体２は、平面視、略コ字状に形成され、両側部２１ｂの先端部の高さ方向の略中央部に水平方向に延びるＵ字状に切り欠いて形成された通し部２２を有する機枠２１と、機枠２１の両側部２１ｂの先端の通し部２２より下方を覆うように機枠２１に取り付けられたクランプ台２３と、機枠２１の両側部２１ｂの先端の通し部２２の上縁に掛け渡されたように取り付けられている第２のクランプ台でもある支持体２４とを備えている。クランプ台２３の上方の機枠基部２１ａと対向する面と支持体２４の機枠基部２１ａと対向する面とが、機枠基部２１ａと平行で垂直方向に延びて形成されるとともに、移動体３が接触する接触箇所である接触面２５として形成されている。また、機枠基部２１ａと対向するクランプ台２３の下方の機枠２１の両側部寄りの２箇所とこの２箇所と対向する機枠基部２１ａの下方とには、機枠基部２１ａに対して直交する方向に延びるガイドレール８１がそれぞれ掛け渡された状態で取り付けられている。
【００２４】
クランプ５は、接触面２５から型鍛造を行う被加工部分を含む端部が突出した状態で鉄筋１０を型鍛造可能な温度にならない箇所で取り外し可能に保持するものである。クランプ５としては、鉄筋１０を取り外し可能に保持することができれば特に限定されず、例えば、クランプ台２３上に取り付けられる第１クランプ部５１ａと、支持体２４に移動可能に取り付けられる第２クランプ部５１ｂとで形成するようにしてもよい。第１クランプ部５１ａは、上方が開口された断面略凹状の細長に形成されている。第１クランプ部５１ａの両側部の先端面は、鉄筋１０を同じ同軸上に位置決めした状態で保持するように内側にそれぞれ傾斜されている。第１クランプ部５１ａは、機枠基部２１ａに対して直交する方向に延びた状態でネジ部材等によりクランプ台２３上に着脱可能に取り付けられている。
【００２５】
第２クランプ部５１ｂは、第１クランプ部５１ａと同じ形状に形成されているが、開口が下方に向いた状態で第１クランプ部５１ａと対向するようにネジ部材等により昇降体５７の下面に着札可能に取り付けられている。昇降体５７は、支持体２４に固定されている昇降装置であるクランプ昇降シリンダ５５のロッド５６に取り付けられており、クランプ昇降シリンダ５５の駆動によりロッド５６を介して上下方向に移動するようになっている。これにより、第１クランプ部５１ａ上に鉄筋１０を載置してから、第１クランプ部５１ａの近傍から上方に離れた位置に位置させておいた第２クランプ部５１をクランプ昇降シリンダ５５により昇降体５７とともに下方に移動させて第２クランプ部５１ｂと第１クランプ部５１ａで鉄筋１０を把持することで、鉄筋１０が機枠基部２１ａに対して直交する方向に延びた状態で保持されるようになっている。このとき、鉄筋１０は、被加工部分を含む端部が接触面２５から突出し、かつ、側面から見たとき、端面が機体２の通し部２２内に相当する位置に位置されるようにクランプ５つまり第１クランプ部５１ａと第２クランプ部５１ｂとで保持されるようになっている。この第１クランプ部５１ａと第２クランプ部５１ｂとで保持する鉄筋１０の箇所は、型鍛造可能な温度にならない箇所つまり型鍛造可能な温度より常に低い温度の箇所であり、本実施形態の場合、接触面２５から鉄筋１０の軸方向の先端とは反対側に離れた内側である。
【００２６】
機枠基部２１ａとクランプ台２３との間でかつ２つのガイドレール８１の間には、移動体３が設けられている。機枠２１の両側部２１ｂと対向する移動体３の両側には、ガイドレール８１上を走行する車輪８２がガイドレール８１の長手方向に間隔をあけて２つ設けられた走行部８３がそれぞれ設けられている。このように、２つのガイドレール８１と２つの車輪８２をそれぞれ有する２つの走行部８３とでガイド手段８が構成されている。これにより、車輪８２がガイドレール８１上を走行することで、移動体３がクランプ５で保持された鉄筋１０の軸方向に案内されて移動するようになっている。なお、ガイド手段８を、２つのガイドレール８１と４つの車輪８２を有する走行部８３とで構成したが、移動体３をクランプ５で保持された鉄筋１０の軸方向に移動可能に支持できれば、他の手段で構成するようにしてもよい。また、ガイド手段８を１つのガイドレール８１と２つの車輪８２を有する１つの走行部８３とで構成するようにしてもよい。
【００２７】
移動体３のクランプ５側には、クランプ台２３及び支持体２４の接触面２５に接触する当接面３ａが形成されている。また、移動体３には、金型６が設けられている。金型６は、鉄筋１０の端部を拡径するための穴状のキャビティ６０がクランプ５で保持された鉄筋１０と同軸上に設けられている。キャビティ６０は、クランプ５側に位置される鉄筋１０の外径より若干大きな径の小径部６１と、機枠基部２１ａ側に位置される鉄筋１０の端部を拡径する大径部６２とで形成されている。小径部６１の径は、鉄筋１０の端部を挿入し得る寸法で鉄筋１０の外径より若干大きな径であれば特に限定されず、できるだけ鉄筋１０の径に近い寸法が好ましく、例えば、鉄筋１０の径より１ｍｍ程度大きな寸法で形成されていることが好ましい。大径部６２の径は、鉄筋１０の端部に成形する目的の拡径部１１に応じて任意に設定される。また、小径部６１と大径部６２との間の境の小径部６１側の立ち上がりが断面湾曲状のＲ部として形成されている。すなわち、小径部６１と大径部６２との間がその軸方向に対して直交する方向に延びる段部に形成され、この段部の小径部６１側の立ち上がりが断面湾曲状のＲ部として形成されている。キャビティ６０の小径部６１及び大径部６２の軸方向の長さは、鉄筋１０の端部に所望の長さ（軸方向の長さ）の拡径部１１及びネック部１２が形成し得る範囲から任意にそれぞれ設定される。
【００２８】
金型６は、開閉可能にキャビティ６０を上半分と下半分に分割するように上金型６ａと下金型６ｂの２つの部材からなる。上金型６ａと下金型６ｂは、移動装置である金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂのロッド６６ａ、６６ｂにそれぞれ取り付けられている。金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂは、移動体３の上方と下方にそれぞれ取り付けられている。各金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂのロッド６６ａ、６６ｂの先端には、取付部材６７ａ、６７ｂがそれぞれ取り付けられ、これら取付部材６７ａ、６７ｂにネジ部材等により上金型６ａ及び下金型６ｂがそれぞれ着脱可能に取り付けられている。これにより、上金型６ａ及び下金型６ｂは、互いに接触して金型６のキャビティ６０を形成する閉じられた状態である閉位置すなわちプレス位置とプレス位置から上下方向に互いに離れて鉄筋１０の端部に成形した拡径部１１を含む鉄筋１０を加工装置１から取り出し可能な開位置とに移動できるようになっている。なお、金型６を移動させる移動装置として金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂを用いたがこれに限定されず、他の移動装置によって上金型６ａ及び下金型６ｂを個別に移動するようにしてもよい。また、金型６すなわち上金型６ａ及び下金型６ｂは、キャビティ６０の径が異なる複数の種類のものを形成しておき、直径の異なる鉄筋１０に応じて上金型６ａ及び下金型６ｂを使い分けるようにすることが好ましい。
【００２９】
移動部材４は、機枠基部２１ａと移動体３との間に配置されている。移動部材４は、機枠基部２１ａに設けられた駆動装置によってクランプ５に保持された鉄筋１０の軸方向に移動されるようになっている。駆動装置は、特に限定されず、例えば、駆動シリンダ４５が用いられ、機枠基部２１ａのクランプ台２３と反対側に突出した状態で取り付けられている。駆動シリンダ４５のロッド４６は、クランプ５で保持された鉄筋１０と同軸上で機枠基部２１ａの略中央部を貫通して機枠基部２１ａのクランプ台２３側から突出した状態で設けられている。このロッド４６の先端部の外周には、円筒状の取付部材４７がロッド４６の先端から突出するように取り付けられている。取付部材４７の先端側の外周には、移動部材４を取り付けるためのフランジ４８が設けられている。
【００３０】
移動部材４は、例えば、高さ方向の寸法が駆動シリンダ４５のロッド４６に取り付けられている取付部材４７のフランジ４８の径より大きい寸法の矩形平板状に形成されている。また、移動部材４の取付部材４７側の面には、その高さ方向の中央を中心にフランジ４８を含む取付部材４７が嵌合される取付凹部４１が設けられている。この取付凹部４１に取付部材４７が嵌合された状態でネジ部材等により取付部材４７に移動部材４が着脱可能に取り付けられている。また、移動部材４の移動体３側の面には、駆動シリンダ４５のロッド４６及びクランプ５で保持された鉄筋１０と同軸の円形の嵌合凹部４２が設けられている。
【００３１】
また、移動部材４の取付凹部４１より上方及び下方には、厚さ方向すなわちクランプ５で保持された鉄筋１０の軸と平行に延びる通し穴４３が設けられている。通し穴４３は、例えば、移動部材４の上方及び下方の幅方向の両側寄りと中央との３箇所にそれぞれ設けられている。これら通し穴４３の移動体３側の第１開口から反対側の第２開口の近くまでは、拡径されて受け部４４として形成されている。また、これら６つの通し穴４３と対向する移動体３の６つの箇所には、略同径の取付穴３３がそれぞれ設けられている。これら取付穴３３の移動部材４側の開口は、移動部材４の受け部４４と同じ径に拡径されて受け部３４としてそれぞれ形成されている。
【００３２】
各取付穴３３には、それぞれ支持ロッド３５の一端が受け部３４を介して挿入されて固定された状態で取り付けられている。支持ロッド３５は、クランプ５で保持された鉄筋１０の軸と平行で移動部材４側に移動部材４の通し穴４３を通って延び、他端が通し穴４３の第２開口から突出している。支持ロッド３５は、外周にネジ溝が設けられているとともに、外径が通し穴４３の径より若干小さな寸法で形成されてなる。支持ロッド３５の通し穴４３から突出する他端には、例えば、ナット３６が２つ螺合されている。これにより、移動部材４と移動体３とは、互いに支持ロッド３５を介してクランプ５で保持された鉄筋１０の軸方向に移動部材４と移動体３とが接触した状態から移動体３が移動部材４から離れて移動部材４のクランプ台２３とは反対側がナット３６に接触する状態の間で移動可能に連結されている。
【００３３】
各支持ロッド３５の外周には、付勢手段としてのスプリング３７が巻き付けられるようにそれぞれ装着されている。スプリング３７は、一端が移動部材４の通し穴４３の受け部４４を形成する段部に当接されているとともに、他端が移動体３の取付穴３３の受け部３４を形成する段部に当接されており、移動部材４と移動体３とを互いに離れる方向に付勢するものである。つまり、スプリング３７の付勢力により移動部材４がナット３６に接触して移動体３と移動部材４とが離れた状態になっている。なお、付勢手段としてスプリング３７を用いたが、これに限定されず、他の付勢手段を用いてもよい。また、支持ロッド３５及びスプリング３７を上下３つずつ合計６つ用いて移動部材４と移動体３とを互いに連結しかつ付勢したが、支持ロッド３５及びスプリング３７の個数及び連結方法はこれに限定されない。
【００３４】
また、移動部材４は、非加工状態と加工状態となるように駆動シリンダ４５によって移動されるようになっている。非加工状態は、図１及び図４（ａ）に示すように、移動体３の当接面３ａがクランプ台２３及び支持体２４の接触面２５から離れ、かつ、金型６のキャビティ６０内にクランプ５で保持された鉄筋１０の端部が未挿入な状態である。この非加工状態のときには、駆動シリンダ４５のロッド４６は縮んだ状態である。非加工状態から駆動シリンダ４５のロッド４６が伸びると、移動部材４がクランプ５側に移動して移動体３の当接面３ａが接触面２５に接触して鉄筋１０に対して金型６のキャビティ６０が位置決めされた後にスプリング３７の付勢力に抗して移動部材４のみが移動してから移動体３に当接して停止し、図４（ｄ）に示すような加工状態となる。
【００３５】
ダイス７は、金型６のキャビティ６０の大径部６２に軸方向に摺動可能に挿入されて鉄筋１０の端面をその軸方向に押圧するもので、略円柱状に形成されている。ダイス７の一端部である基部７ａの外周の近傍には、フランジ７ｂが設けられている。ダイス７の基部７ａは、移動部材４の嵌合凹部４２に嵌合される径に形成され、金型６のキャビティ６０と同軸上に位置決めされる凸部として形成されている。このダイス７の基部７ａが嵌合凹部４２に嵌合された状態でネジ部材等により着脱可能にフランジ７ｂを介して取り付けられている。すなわち、ダイス７が、クランプ５により保持された鉄筋１０と同軸上に移動部材４に着脱可能に取り付けられている。
【００３６】
ダイス７の径（フランジより他端である先端側の径）は、金型６の大径部６２の径より若干小さな寸法で形成されている。ダイス７の長さ（軸方向の長さ）は、先端部が大径部６２に挿入されて鉄筋１０の端面をその軸方向に押圧し、移動体３の当接面３ａが接触面２５に接触して鉄筋１０に対して金型６のキャビティ６０が位置決めされた後に鉄筋１０の被加工部分が大径部６２、Ｒ部６３及び小径部６１の内壁に押し付けられて鉄筋１０の端部に拡径部１１及びネック部をＲ状に成形し得る寸法から任意に設定される。
【００３７】
ダイス７の先端面は、例えば図４に示すように球面状に凹ませた曲面状、平面状等に形成してもよいが、中央部がダイス７の軸方向に突出した形状に形成されていることが好ましい。ダイス７の先端面の中央部が突出した形状としては、特に限定されず、球面状に突出させた曲面状でもよいが、中央部のみを突出させた凸部を形成することが好ましい。この凸部は、円柱状、円錐状等その形状は特に限定されないが、図５に示すように、先端の径が小さい円錐台状に形成することが好ましい。この凸部７１によって、成形される鉄筋１０の拡径部１１の端面の中央部に、図７に示すように、拡径部１１の端面を旋盤により切削加工する際に切削加工が行えない箇所が内部空間に位置される凹部１３が形成されるようになっている。また、ダイス７は、長さの異なる複数の種類のものを形成し、成形する鉄筋１０の拡径部１１の長さや鉄筋１０の材質等に応じて複数の種類のダイス７を使い分けるようにすることが好ましい。
【００３８】
ダイス７のフランジ７ｂの移動体３側の面は、スプリング３７の付勢力に抗して移動部材４が移動体３側に移動して移動体３に当接して移動部材４の移動を停止させる当接部として形成されている。ダイス７のフランジ７ｂの当接部には、厚さの異なる複数のスペーサ７５がネジ部材等により着脱可能に取り付けられるようになっている。スペーサ７５の形状は、特に限定されないが、リング状に形成されているものが好ましい。なお、図１では、ダイス７のフランジ７ｂを移動部材４に取り付けるためのネジ部材とスペーサ７５をダイス７のフランジ７ｂに取り付けるためのネジ部材の位置が図示されるように同じにしているが、実際はダイス７のフランジ７ｂを取り付けるネジ部材の位置とスペーサ７５を取り付けるネジ部材の位置とは周方向にずれている。
【００３９】
また、鉄筋１０の被加工部分を型鍛造可能な温度に加熱する加熱装置を備えてもよい。型鍛造可能な温度は、鉄筋１０により異なるが、例えば、約８００〜約１２５０℃である。加熱装置としては、鉄筋１０の端部を加熱することができれば特に限定されず、ガスを利用する加熱装置等でも良いが、高周波誘導加熱を行う高周波加熱装置であることが好ましい。高周波加熱装置は、高周波誘導加熱を行う一対の加熱部９１を高さ方向である上下方向や水平方向である左右方向に移動可能に設けて、すなわち、接触面２５から突出した鉄筋１０の被加工部分を型鍛造可能に加熱する加熱位置と鉄筋１０のクランプ５への保持及びクランプ５からの取り出しを行える退避位置に移動可能に加熱部９１を設けて、クランプ５により保持された鉄筋１０の被加工部分を含む端部を高周波誘導加熱するように構成してもよい。なお、クランプ５により保持する前に被加工部分を型鍛造可能な温度に加熱するように構成してもよい。また、高周波加熱装置として高周波誘導加熱コイル９２（図６参照）を用いて加熱を行う装置を用いてもよい。
【００４０】
被加工部分の温度は、型鍛造可能な温度であれば特に限定されず、被加工部分の軸方向の全体が略同じ温度でもよいが、ダイス７により被加工部分をキャビティ６０の大径部６２、Ｒ部６３及び小径部６１の内壁に押し付けて拡径部１１及びネック部１２を成形するときに被加工部分が最初に押し付けられるキャビティ６０の内壁がＲ部６３になるように温度を異ならせることが好ましい。例えば、ネック部１２が成形される箇所（ネック部成形箇所）の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなるように、例えば、ネック部成形箇所の温度が約１２５０℃で先端側にいくに連れて温度が低くなって先端の温度が約８００℃となるように被加工部分を加熱するようにすることが好ましい。
【００４１】
この場合、ネック部成形箇所の温度が一番高く、例えば、約１２５０℃にするには、鉄筋１０の温度が低くかつ鉄筋１０の熱伝導率が高いので、ネック部成形箇所から先端とは反対側に離れた箇所までも加熱する必要がある。このように加熱してネック部成形箇所の温度が一番高く約１２５０℃で先端の温度が約８００℃にすると、ネック部成形箇所より先端とは反対側に離れた箇所（鉄筋により異なるが例えばネック部成形箇所から先端までの長さの約１／３の長さの箇所（離間箇所））の温度が約７００℃となる。よって、例えば、クランプ５に保持させた後に鉄筋１０の加熱を行う場合には、鉄筋１０の加熱を行う箇所が接触面２５から突出するようにクランプ５で鉄筋１０を保持するようにすることが好ましい。また、クランプ５で鉄筋１０を保持する箇所は、離間箇所より先端とは反対側に離れた箇所でできるだけ温度が低い箇所例えば加熱されていない箇所であることが好ましい。具体的には例えば、ネック部成形箇所より先端とは反対側に例えばネック部成形箇所から先端までの長さの約２／３の長さ離れた箇所で約１００℃となるのでその箇所よりさらに離れた箇所であることが好ましい。
【００４２】
また、鉄筋１０の軸方向の温度が異なるように加熱するには、例えば、高周波加熱装置の一対の加熱部９１を、先端との間隔を広くするとともにネック部成形箇所側の間隔が狭くなるように鉄筋１０に対して傾斜させ、かつ、ネック部成形箇所より先端とは反対側に所定の長さ離れた箇所まで加熱する長さの加熱部を用いる。また、高周波加熱装置において、図６に示すように、高周波誘導加熱コイル９２を用いて鉄筋１０の端部を加熱する場合、高周波誘導加熱コイル９２を鉄筋１０の端部の外周にその端部表面から離れた位置で端部を巻回するように配置するが、この高周波誘導加熱コイル９２を鉄筋１０に対して傾斜させ、かつ、ネック部成形箇所より先端とは反対側に所定の長さ離した箇所まで加熱する長さの高周波誘導加熱コイル９２を用いる。尚、図６中のＡはネック部成形箇所を基準とする線を示している。これにより、ネック部成形箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなるようになり、かつ、ネック部成形箇所から離間箇所までの温度が、離間箇所にいくに連れて温度が低くなるようになる。なお、被加工部分の軸方向の温度が異なるように加熱する手段としては、加熱部や高周波誘導加熱コイルを傾斜させる以外の手段や他の加熱装置を用いるようにしても勿論よい。
【００４３】
さて、このような加工装置１を用いて本発明に係る鉄筋端部の加工方法をもとに鉄筋１０の端部を拡径して拡径部１１及びネック部１２を成形する場合について説明する。まず、第２クランプ部５１が予め第１クランプ部５１ａの近傍から上方に離れた位置に位置させておき、鉄筋１０を第１クランプ部５１ａ上に載置する（図４（ａ）参照。）。このとき、鉄筋１０の端部が、クランプ台２３及び支持体２４の接触面２５から被加工部分の長さを含む所定の長さ突出した状態となるようにする。載置後、クランプ昇降シリンダ５５を駆動させてロッド５６を介して第２クランプ部５１ｂを下降させ、第１クランプ部５１ａと第２クランプ部５１ｂとで鉄筋１０を挟持して保持させる。この第１クランプ部５１ａと第２クランプ部５１ｂとで鉄筋１０を保持する箇所は型鍛造可能な温度にならない箇所、例えば、加熱されない箇所である。
【００４４】
クランプ５で保持された鉄筋１０の端部の外側の加熱位置に高周波加熱装置の加熱部９１を移動させ、この加熱部９１により被加工部分を型鍛造可能な温度に鉄筋１０の端部を高周波誘導加熱する（図４（ｂ）参照。）。このとき、ネック部成形箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなるように、例えば、ネック部成形箇所の温度が約１２５０℃で先端側にいくに連れて温度が低くなって先端の温度が約８００℃となるように被加工部分を加熱する。
【００４５】
加熱後、加熱部９１を加熱位置から退避位置に移動させてから、鉄筋１０の被加工部分が型鍛造可能な温度状態のまま駆動シリンダ４５を駆動させてそのロッド４６を伸ばす。これにより、移動部材４がクランプ台２３側に移動して非加工状態から加工状態になる。すなわち、移動部材４の移動に伴ってスプリング３７を介して移動体３がクランプ台２３側に移動する。移動体３は、車輪８２がガイドレール８１上を走行してクランプ５に保持されている鉄筋１０の軸方向に案内されて移動する。この移動の途中で、鉄筋１０の先端が金型６のキャビティ６０の小径部６１から大径部６２に挿入される。このとき、上金型６ａ及び下金型６ｂが互いに接触して金型６のキャビティ６０が形成される閉じられた状態に予め設定しておく。
【００４６】
そして、ダイス７が鉄筋１０の端面に当接して鉄筋１０が軸方向に押圧される。この押圧の直後に、移動体３がクランプ台２３及び支持体２４の接触面２５に接触して停止する（図４（ｃ）参照。）。この移動体３の接触面２５への接触により、キャビティ６０と鉄筋１０の端部の軸とが互いに同軸上に位置決めされた状態となる。このため、移動体３のクランプ台２３及び支持体２４の接触面２５への接触は、ダイス７による鉄筋１０の被加工部分をキャビティ６０の内壁に押し付ける前であれば、特に限定されず、前述のようにダイス７で鉄筋１０を押圧する前でもよいし直後でもよい。
【００４７】
移動体３が停止して金型６のキャビティ６０と鉄筋１０の軸とが互いに同軸上に位置決めされた後に、移動部材４は、スプリング３７の弾性力に抗してスプリング３７が縮みながらクランプ台２３側に移動し続ける。この移動部材４の移動とともにダイス７も金型６の大径部６２の奥へとつまり小径部６１方向に移動し続けるので、鉄筋１０の端面がダイス７によって押圧され被加工部分が潰れて広がりキャビティ６０の内壁に押し付けられる。
【００４８】
このとき、被加工部分は、ネック部成形箇所の温度が約１２５０℃で先端側にいくに連れて温度が低くなって先端の温度が約８００℃の温度であると、温度が一番高いネック部成形箇所の被加工部分が最初に潰れて徐々に広がりキャビティ６０のＲ部６３の内壁に押し付けられる。さらに、ダイス７が移動し続けると、キャビティ６０の内壁に押し付けられる被加工部分は、ダイス７の移動とともにネック部成形箇所から軸方向の両方向特に先端側の方向に広がり、被加工部分が押し付けられる箇所もＲ部６３を起点とするように大径部６２及び小径部６１の内壁、特に大径部６２の内壁へと広がる。そして、移動部材４の当接部であるスペーサ７５が移動体３に接触して移動部材４が停止する（図４（ｄ）参照。）と、鉄筋１０の被加工部分が潰れて広がり金型６のキャビティ６０の大径部６２、Ｒ部６３及び小径部６１に押し付けられる。これにより、図７に示すように、鉄筋１０の端部に拡径部１１が成形され、かつ、この拡径部１１の鉄筋１０の外表面から立ち上がるネック部１２がＲ状に成形される。
【００４９】
拡径部１１の成形後、２つの金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂを駆動させてロッド６６ａ、６６ｂを介して上金型６ａ及び下金型６ｂをそれぞれ個別に鉄筋１０の端部に対して上方及び下方の開位置に移動させる（図４（ｅ）参照。）。すなわち、金型６を開く。次に、駆動シリンダ４５を駆動させてロッド４６を縮め、移動部材４をクランプ台２３側と反対方向に移動させて加工状態から非加工状態にする。これにより、始めはダイス７を含む移動部材４がクランプ台２３から離れる方向に移動し、この移動中はスプリング３７が伸びながら移動体３がスプリング３７の付勢力により接触面２５に当接された状態である。そして、移動部材４が支持ロッド３５のナット３６に当接すると、移動部材４の移動に伴って移動体３がクランプ台２３から離れるとともに離れる方向に移動する。また、クランプ昇降シリンダ５５を駆動させてロッド５６を介して第２クランプ部５１ｂを上昇させる（図４（ｆ）参照。）。これにより、拡径部１１が形成された鉄筋１０を加工装置１から取り出し、他の加工工程に搬送することができる。
【００５０】
したがって、本実施形態の加工装置１及び加工方法によれば、鉄筋１０の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を金型６のキャビティ６０に挿入したときに、クランプ５で保持する鉄筋１０の箇所が型鍛造可能な温度にならない箇所であるから、クランプ５の保持により被加工部分が冷却されて型鍛造可能な温度より低くなることがない。このため、被加工部分をダイス７によりキャビティ６０の大径部６２、Ｒ部６３及び小径部６１の内壁に十分に押し付けることができるので、鉄筋１０の端部に目的とする拡径部１１を成形性よく成形することができる。すなわち、図７に示すように、鉄筋１０のネジ部１４のネジ谷径が鉄筋１０の径より大きくできる径で、かつ、カプラ１５との接触面積が鉄筋１０の断面積より大きくなるようなネジ溝を形成し得る長手方向の長さを有する拡径部１１を鉄筋１０の端部に成形性よく成形することができる。その結果、鉄筋１０の端部にネジ部１４を精度よく形成することができ、この鉄筋１０を本出願人が先に提案した鉄筋継手で他の鉄筋と連結することができる。また、キャビティ６０のＲ部６３が鉄筋１０の拡径部１１のネック部１２に確実に転写されてネック部１２をＲ状に成形性よく成形することができる。その結果、別の工程でネック部１２をＲ状に切削加工する必要がない。
【００５１】
鉄筋１０の端面がダイス７によって押圧されて被加工部分が潰れて広がりキャビティ６０の内壁に押し付けられて拡径部１１及びネック部１２を成形するとき、被加工部分のネック部成形箇所の温度が約１２５０℃で先端側にいくに連れて温度が低くなって先端の温度が約８００℃の温度であると、温度が一番高いネック部成形箇所の被加工部分が最初に潰れて徐々に広がりキャビティ６０のＲ部６３の内壁に押し付けられる。そして、キャビティ６０の内壁に押し付けられる被加工部分は、ダイス７の移動とともにネック部成形箇所から軸方向の両方向特に先端側の方向に広がり、被加工部分が押し付けられる箇所もＲ部６３を起点とするように大径部６２及び小径部６１の内壁へと広がる。このように、被加工部分は、Ｒ部６３が起点となるようにキャビティ６０の内壁に押し付けられるので、キャビティ６０のＲ部６３が鉄筋１０の拡径部１１のネック部１２に一層確実に転写されて、ネック部１２のＲ形状を一層成形性よく成形することができる。
【００５２】
このように被加工部分の温度を異ならせることにより、拡径部１１も一層成形性よく成形することができる。すなわち、鉄筋１０の端面をダイス７によって軸方向に押圧して被加工部分をキャビティ６０の内壁に押し付けるとき、被加工部分の長手方向の温度が略同じ温度であると、まず、先端及び先端近傍が最初に潰れて広がりキャビティ６０の内壁つまり大径部６２の内壁に押し付けられる。この広がって大径部６２の内壁に押し付けられた部分は、ダイス７の移動により大径部６２内を小径部６１側へ押し込まれるために、大径部６２の内壁との間に摩擦が生じ、この摩擦力はダイス７の移動とともに大きくなるので、小径部６１側へ押し込み難い。これに対して、被加工部分の温度を異ならせた場合、被加工部分はＲ部６３を起点とするようにＲ部６３から大径部６２の内壁へと広がるために、ダイス７の移動により被加工部分が接触する大径部６２の内壁箇所が少なくなるので、被加工部分を大径部６２の内壁に十分に押し付けることができ、拡径部１１を一層成形性よく成形することができる。
【００５３】
また、ダイス７の先端面を中央部がダイス７の軸方向に突出した形状、特にダイス７の先端面に図５に示すように円錐台状の凸部７１を形成することで、ダイス７の先端面で鉄筋１０の端面を押圧するときに凸部７１が鉄筋１０の端面の中心に食い込むために、鉄筋１０の被加工部分が径方向にずれることなくすなわちブレルことなくキャビティ６０内に押し込まれるので、略均等に被加工部分をキャビティ６０の周方向に押し込むことができ、拡径部１１及びネック部１２を一層成形性よく成形することができる。
【００５４】
また、ダイス７の先端面に凸部７１を形成することで、図７に示すように、成形される鉄筋１０の拡径部１１の端面の中央部に、拡径部１１の端面を旋盤により切削加工する際に切削加工が行えない箇所が内部空間に位置される凹部１３が形成される。その結果、拡径部１１の端面を旋盤により切削加工する際に切削加工が行えずに拡径部１１の端面から突出する削り残りが出ることもなくなり、拡径部１１の端面を平坦な加工面に仕上げることができる。
【００５５】
また、ダイス７のフランジ７ｂの当接部に厚さの異なる複数のスペーサ７５がネジ部材等により着脱可能に取り付けられることで、ダイス７による鉄筋１０の端部を押圧する範囲を調節することができ、所望の拡径部１１を確実に成形することができる。
また、支持ロッド３５に対するナット３６の位置を変えることでも、移動部材４に対する移動体３の移動範囲を調節することができ、すなわち、ダイス７による鉄筋１０の端部を押圧する範囲を調節することができ、所望の拡径部１１を確実に成形することができる。
【００５６】
また、ダイス７は、基部７ａが移動部材４の嵌合凹部４２に嵌合された状態で移動部材４に取り付けられて金型６のキャビティ６０と同軸上に位置決めされていることで、ダイス７が金型６のキャビティ６０の大径部６２にずれることなく同軸上に挿入されるので、鉄筋１０の端部に拡径部１１を確実に成形することができる。
また、ダイス７は、長さの異なる複数の種類のものを形成しておくことで、成形する鉄筋１０の拡径部１１の長さや鉄筋１０の材質等に応じて複数の種類のダイス７を使い分けられるので、ダイス７による鉄筋１０の端部を押圧する範囲を調節することができ、所望の拡径部１１を確実に成形することができる。
【００５７】
また、金型６は、２つに分割された上金型６ａと下金型６ｂからなり、それぞれ金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂのロッド６６ａ、６６ｂに取付部材６７ａ、６７ｂを介して着脱可能に取り付けられ、かつ、キャビティ６０の径が異なる複数の種類のものを形成しておくことで、直径の異なる鉄筋１０に応じて上金型６ａ及び下金型６ｂを使い分けられるので、直径が異なっても鉄筋１０の端部に拡径部１１を成形することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、鉄筋１０をクランプ５で保持した後に高周波加熱装置を用いて鉄筋１０の端部を加熱する場合について説明したが、クランプ５により保持する前に鉄筋１０を加熱してもよい。この場合、例えば、機体２の機枠２１の一方の側部２１ｂの近傍に高周波加熱装置を配置してこの高周波加熱装置で加熱した鉄筋１０を鉄筋１０の軸と直交する水平方向に移動して側部２１ｂの通し部２２を鉄筋１０の端部を通過させて鉄筋１０をクランプ５により保持するように鉄筋１０の搬送装置を設けるようにすることが好ましい。これにより、鉄筋１０の端部の加熱と押圧による拡径部１１の成形を別の位置で行うことができ、生産効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 加工装置
２ 機体
３ 移動体
４ 移動部材
５ クランプ
６ 金型
７ ダイス
８ ガイド手段
１０ 鉄筋
１１ 拡径部
１２ ネック部
１３ 凹部
２５ 当接面
３７ スプリング
４５ 駆動シリンダ
６０ キャビティ
６１ 小径部
６２ 大径部
６３ Ｒ部
６５ａ、６５ｂ 金型昇降シリンダ
７１ 凸部
７５ スペーサ
９１ 加熱部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリートの主筋として用いられる鉄筋の端部を拡径して拡径部を成形するとともに拡径部のネック部をＲ状に成形する鉄筋端部の加工方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートにおいて、限られた標準長さの主筋となる鉄筋を現場において連続な鉄筋とするために、鉄筋継手が用いられている。鉄筋継手としては、本出願人は先に、図８に示すように、２本の鉄筋１０を互いに端面を突き合わせた状態で内周面にネジ溝が螺刻された円筒状のカプラ１５を用いて連結する鉄筋継手を提案した（特許文献１参照。）。この鉄筋継手を用いて連結する鉄筋１０は、鉄筋１０の端部の被加工部分を拡径して拡径部を成形しこの拡径部の外周にネジ溝を螺刻してネジ部１４を形成してなる。また、ネジ部１４を形成する段部であるネック部と鉄筋の間の境をＲ状に形成して、すなわちネック部１２をＲ状に形成してネック部１２に応力が集中することを防止している。
【０００３】
ところで、この鉄筋の被加工部分を効率的に拡径する方法およびそのための装置は知られていなかった。棒状部材の端部を拡径する加工装置として例えば特許文献２に記載された２つの加工装置が知られている。第１の加工装置は、棒状部材を挟んで固定して棒状部材の被加工部分を拡径する２つに分割される金型と、金型内に挿入されて棒状部材の端面を押圧するダイスとを備えている。金型は、棒状部材を固定するとともに拡径部を成形するための穴が形成されている。この穴は、棒状部材を固定する箇所の径が棒状部材の外径と略同じ寸法で小径部として形成され、かつ、棒状部材の被加工部分の外周の径が拡径部を形成するための寸法で大径部として形成されている。小径部と大径部との間の段部は、逆円錐台形状に形成されている。この段部と大径部でキャビティが形成されている。棒状部材を金型で挟んでダイスを大径部内に挿入することで、ダイスによって棒状部材の被加工部分が大径部の内壁に押し付けられて拡径部が押し込み成形される。また、逆円錐台形状の段部によって拡径部との間の段部であるネック部が円錐台状に成形されようにしている。
【０００４】
第２の加工装置は、拡径部を成形する被加工部分を当接面から突出させた状態で棒状部材を挟持して保持する２つに分割されるクランプと、棒状部材の被加工部分を拡径する内径の円筒状の金型と、金型が当該金型の軸方向に移動可能に設けられ、この金型を先端から突出するように付勢するスプリングを有する移動部材と、移動部材に設けられ、棒状部材の端面を押圧する先端が金型内に配置されたダイスとを備えている。クランプは、棒状部材を固定する穴を有し、この穴が当接面に開口されている。この穴は、棒状部材の外径と略同じ寸法の径で形成され、かつ、当接面側の端部が漸次拡径されるとともに拡径された開口が金型の内径と同じ寸法の径で形成されてなる。すなわち、この穴の当接面側の漸次拡径する箇所が逆円錐台部として形成されている。これにより、棒状部材をクランプに保持させた後に移動部材をクランプ側に移動させると、まず、金型内に棒状部材の被加工部分が挿入されて金型の先端面がクランプの当接面に当接して金型内と逆円錐台部とでキャビティが形成され。金型の当接後、スプリングの弾性力に抗して移動部材がクランプ側に移動しつつ、その当接の直後にダイスが棒状部材の端面を押圧して棒状部材の被加工部分が金型の内壁に押し付けられて拡径部が押し込み成形される。また、逆円錐台部によって拡径部との間の段部であるネック部が円錐台状に成形されようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１６０１２１号公報
【特許文献２】実開昭６３−３４５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の加工装置は、いずれも冷間用で本出願人が先に提案した鉄筋継手により連結される鉄筋の端部を加工する場合には適さない。すなわち、鉄筋の端部を加工する場合、冷間であると、ダイスの推進力を４倍以上にしなければならず装置が大型化し、拡径部を形成し難く、精密な加工ができず、かつ、残留応力が残り、強度が低くなる等のことから、冷間で鉄筋の端部を拡径することは実際には実施不可能で、鉄筋の拡径部を形成する被加工部分を鍛造可能な温度に加熱して型鍛造により加工を行う加工装置が検討されている。
【０００７】
このため、前述の第１の加工装置を用いて熱間で鉄筋の被加工部分を拡径することが考えられるが、例えば、金型で挟んだ鉄筋の端部が金型内に位置されるので、鉄筋を金型で挟んだ後に鉄筋の被加工部分を鍛造可能な温度に加熱することは現実的には実施不可能である。また、鉄筋の被加工部分を鍛造可能な温度に加熱してから金型で挟む場合、被加工部分を鍛造可能な温度に加熱するには、被加工部分の近傍の鉄筋も鍛造可能な温度に加熱するために、鉄筋の被加工部分の近傍すなわちネック部を成形する箇所の近傍を金型で挟むと、被加工部分近傍の鉄筋の熱が金型に奪われてネック部を形成する箇所及びその近傍も鍛造可能な温度より低い温度になる。このため、鉄筋の被加工部分を金型の大径部及び段部の内壁に十分に押し込むことができず、しかも段部は先細りに形成されているので、一層段部に押し込むことができないので、目的とする拡径部及びネック部を成形することができない。なお、鉄筋の被加工部分が冷却されないように金型を加熱することも考えられるが、金型を耐熱材料に形成したり金型を十分に加熱する加熱装置が必要になったりして高価で非常に大型で複雑な装置となり現実的には実施不可能である。
【０００８】
また、前述の第２の加工装置に関して、クランプにより鉄筋を保持させてから鉄筋の被加工部分を鍛造可能な温度に加熱する場合、鉄筋が冷たく熱伝導率が大きいから被加工部分だけではなく被加工部分よりも軸方向に長い範囲で鉄筋を加熱するために、ネック部を成形する箇所の鉄筋がクランプの逆円錐台部内で、そのネック部を成形する箇所の近傍からクランプによって挟持して保持させるので、鉄筋をクランプで保持させた後に鉄筋の被加工部分を鍛造可能な温度に加熱することは現実的には実施不可能である。
また、被加工部分を鍛造可能な温度に加熱してから鉄筋をクランプに保持させる場合、第１の加工装置と同様に被加工部分近傍の鉄筋の熱がクランプに奪われてネック部を形成する箇所及びその近傍も鍛造可能な温度より低い温度になる。このため、鉄筋の被加工部分を金型の大径部及びクランプの逆円錐台部の内壁に十分に押し込むことができず、しかも逆円錐台部は先細りに形成されているので、一層段部に押し込むことができないので、目的とする拡径部及びネック部を成形することができない。なお、鉄筋の被加工部分が冷却されないようにクランプを加熱することも考えられるが、クランプを耐熱材料に形成したりクランプを十分に加熱する加熱装置が必要になったりして高価で非常に大型で複雑な装置となり現実的には実施不可能である。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、鉄筋の端部に目的とする拡径部及びネック部を成形することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明に係る鉄筋端部の加工方法は、型鍛造可能な温度にならない箇所を取り外し可能にクランプで保持した鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を、開閉可能に複数に分割される金型のキャビティの鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部から前記鉄筋の被加工部分を拡径する大径部に挿入した状態で、前記鉄筋に対して前記金型を位置決めした後に、ダイスで前記鉄筋の端面を押圧してこの鉄筋の被加工部分を前記キャビティの大径部、この大径部と前記小径部との間の境の前記小径部側の立ち上がりに形成した断面湾曲状のＲ部及び小径部の内壁にそれぞれ押し付けて前記鉄筋の端部に拡径部を成形しかつこの拡径部の前記鉄筋の外表面から立ち上がるネック部をＲ状に成形することを特徴とする。
【００１１】
これにより、鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を金型のキャビティに挿入したときに、クランプで保持する鉄筋の箇所が型鍛造可能な温度にならない箇所であるから、クランプの保持により被加工部分が冷却されて型鍛造可能な温度より低くなることが防止される。このため、被加工部分をダイスによりキャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に十分に押し付けることができるので、鉄筋の端部に目的とする拡径部を成形性よく成形することができる。また、キャビティのＲ部が鉄筋の拡径部のネック部に確実に転写されてネック部をＲ状に成形性よく成形することができる。
【００１２】
この場合において、ネック部が成形される箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなる型鍛造可能な温度で加熱された被加工部分を含む鉄筋の端部をキャビティに挿入して、キャビティのＲ部の内壁に最初に被加工部分を押し付けることができる。
【００１３】
また、前記課題を解決するため、本発明に係る鉄筋端部の加工装置は、床面に設置される機体と、前記機体に接触可能に移動する移動体と、前記機体に設けられ、前記機体の前記移動体が接触する接触箇所から型鍛造を行う被加工部分を含む端部が突出した状態で鉄筋を型鍛造可能な温度にならない箇所で取り外し可能に保持するクランプと、前記移動体を前記クランプで保持された前記鉄筋の軸方向に移動可能に支持するガイド手段と、前記クランプで保持された前記鉄筋と同軸上に設けられ前記クランプ側から前記鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部と前記鉄筋の被加工部分を拡径する大径部とこれら小径部と大径部の間の境の前記小径部側の立ち上がりに形成した断面湾曲状のＲ部とで形成されかつ前記移動体が前記機体に接触したとき前記鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分が前記小径部から前記大径部に挿入される穴状のキャビティを有し、開閉可能に複数に分割された金型と、前記移動体に設けられ、前記複数に分割された金型を開閉可能に移動させる移動装置と、前記移動体の前記クランプと反対側に互いに接触した状態から前記軸方向に互いに離れた状態までの間で移動可能に前記移動体に連結される移動部材と、前記移動体と前記移動部材とを互いに離れる方向に付勢する付勢手段と、前記移動体が前記接触箇所から離れかつ前記キャビティ内に前記鉄筋の端部が未挿入な非加工状態から前記移動部材が前記クランプ側に移動して前記移動体が前記接触箇所に接触し前記鉄筋に対して前記金型が位置決めされた後に前記付勢手段の付勢力に抗して前記移動部材のみが移動してから前記移動体に当接して停止する加工状態までの間で前記移動部材を移動させる駆動装置と、前記移動部材に前記軸方向に延びて取り付けられ、前記キャビティの大径部に軸方向に摺動可能に挿入されて前記鉄筋の端面をその軸方向に押圧し前記鉄筋に対して前記金型が位置決めされた後に前記鉄筋の被加工部分を前記キャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に押し付けて前記鉄筋の被加工部分が拡径されて拡径部が成形されかつこの拡径部の前記鉄筋の外表面から立ち上がるネック部がＲ状に成形されるダイスとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、移動部材をクランプ側に移動させると、移動部材とともに移動体がガイド手段によって案内されながら鉄筋側に移動して移動体に取り付けられている金型のキャビティ内にクランプで保持されている鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部を含む端部が挿入される。そして、ダイスによって鉄筋の端部がキャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に押し付けられて、鉄筋の端部に拡径部が成形され、かつ、この拡径部の鉄筋の外表面から立ち上がるネック部がＲ状に成形される。このように、鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を金型のキャビティに挿入したときに、クランプで保持する鉄筋の箇所が型鍛造可能な温度にならない箇所であるから、クランプの保持により被加工部分が冷却されて型鍛造可能な温度より低くなることがない。このため、被加工部分をダイスによりキャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に十分に押し付けることができるので、目的とする拡径部を成形性よく成形することができる。また、キャビティのＲ部が鉄筋の拡径部のネック部に確実に転写されてネック部をＲ状に成形性よく成形することができる。
【００１５】
この場合において、キャビティに挿入された鉄筋の被加工部分を、ネック部が成形される箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなる型鍛造可能な温度で加熱し、キャビティのＲ部の内壁に被加工部分が最初に押し付けられるようにすることができる。また、この場合において、機体の接触箇所から突出した鉄筋の被加工部分を型鍛造可能に加熱する加熱位置と鉄筋のクランプへの保持及びクランプからの取り出しを行える退避位置に移動可能に設けられている加熱部を有する加熱装置を備えることができる。
【００１６】
また、この場合において、ダイスの先端面の中央部を、そのダイスの軸方向に突出して形成することができる。また、この場合において、ダイスの先端面の中央部に、そのダイスと同軸上で円錐台状の凸部を設け、成形される鉄筋の拡径部の端面の中央部に、拡径部の端面を旋盤により切削加工したとき切削加工が行えない箇所が内部空間に位置される凹部が形成されるようにすることができる。
【００１７】
また、この場合において、移動部材の前記移動体と接触する箇所に、厚さの異なる複数のスペーサが着脱可能に取り付けることができる。また、この場合において、ダイスが、移動部材に嵌合されて金型のキャビティと同軸に位置決めする凸部を有し、かつ、軸方向の長さが異なる複数の種類を着脱可能に取り付けるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、鉄筋の端部に目的とする拡径部及びネック部を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る一例の実施形態の鉄筋端部の加工装置を示す正面断面図である。
【図２】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置を示す右側面図である。
【図３】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置を示す平面図である。
【図４】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置を用いて鉄筋の端部に拡径部を成形する工程を示す概略正面断面図で、（ａ）は第１クランプ部上に鉄筋を載置した状態を示す図、（ｂ）はクランプで保持した鉄筋の端部を加熱する状態を示す図、（ｃ）はダイスが鉄筋の端面を押圧する初期の状態を示す図、（ｄ）は鉄筋の端部に拡径部を成形した状態を示す図、（ｅ）は拡径部を成形後に金型を開いた状態を示す図、（ｆ）は拡径部を成形した鉄筋を取り出せる状態を示す図である。
【図５】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置に用いられるダイスの先端の形状を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図６】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置で加工する鉄筋の端部を高周波誘導加熱コイルを用いて加熱する際の高周波誘導加熱コイルの配置状態と鉄筋の端部の温度分布を示す図である。
【図７】本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置で拡径部を成形した鉄筋の一例を示す側面図である。
【図８】本出願人が先に提案した鉄筋継手により２本の鉄筋を連結するための説明図で、（ａ）は一方の鉄筋のネジ部にカプラを螺合した状態を示す一部側断面図、（ｂ）は（ａ）に示す鉄筋のネジ部の端面に他方の鉄筋のネジ部の端面を当接させた状態を示す一部側断面図、（ｃ）は２本の鉄筋をカプラによって連結した状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る鉄筋端部の加工装置の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の一例の鉄筋端部の加工装置（以下、単に「加工装置１」という。）は、本出願人が先に提案した鉄筋継手によって連結される鉄筋の端部に拡径部を成形するものである。その鉄筋継手は、図８に示すように、２本の鉄筋１０をカプラ１５で連結するものである。２本の鉄筋１０の端部には、拡径されて外周にネジ溝が螺刻されたネジ部１４がそれぞれ設けられている。ネジ部１４のネジ谷径は、鉄筋１０の外形の最大径より大きな寸法で形成されている。２本の鉄筋１０を連結するには、内周面にネジ溝が螺刻された円筒状のカプラ１５を一方の鉄筋１０のネジ部１４に螺合させて、カプラ１５が鉄筋１０の端面から突出しないように位置決めしておく（図８（ａ）参照。）。例えば、カプラ１５の一方の端面（鉄筋１０のネジ部１４に螺合させる際に鉄筋１０の端面と反対側の端面）を鉄筋１０の端面に面一にする。このとき、カプラ１５の他方の端面側を鉄筋１０の外周面の外側に位置させる。この鉄筋１０の端面に他方の鉄筋１０の端面を突き合わせかつ軸合わせした後（図８（ｂ）参照。）、この状態のままカプラ１５を一方の鉄筋１０に対して回転させて一方の鉄筋１０の端面から突出させつつ他方の鉄筋１０のネジ部１４に螺合させることで、２本の鉄筋１０がカプラ１５で連結される（図８（ｃ）参照。）。
【００２１】
このように連結する鉄筋１０の端部にネジ部１４を形成するには、まず、鉄筋１０の端部を拡径して拡径部１１（図４及び図７参照。）を形成し、次にこの拡径部１１の端面等を切削加工し、かつ、拡径部１１の外周にネジ溝を切削加工することで、ネジ部１４が形成される。本実施形態の加工装置１は、ネジ部１４のネジ谷径が鉄筋１０の径より大きくできる径で、かつ、カプラ１５との接触面積が鉄筋１０の断面積より大きくなるようなネジ溝を形成し得る長手方向の長さを有する拡径部１１を鉄筋１０の端部に成形するためのものである。また、本実施形態の加工装置１は、ネジ部１４の鉄筋１０の外表面（ネジ部１４が成形されていない鉄筋１０のネジ部１４近傍の外表面）から立ち上がるネック部１２をＲ状に形成するもので、これによりネック部１２に応力が集中することを防止している。なお、加工装置１により拡径部１１を成形する鉄筋１０としては、鉄筋コンクリートに用いられるものであれば特に限定されず、例えば、図１及び図７に示すように、半円状突条及び軸方向突条等の突出部分を有する異形鉄筋等が用いられる。
【００２２】
加工装置１は、図１〜図３に示すように、床面に設置される機体２と、機体２に接触可能に移動する移動体３と、鉄筋１０を取り外し可能に保持するクランプ５と、移動体３をクランプ５で保持された鉄筋１０の軸方向に移動可能に支持するガイド手段８と、鉄筋１０の端部を拡径する金型６と、移動体３に連結され、鉄筋１０の軸方向に移動する移動部材４と、移動部材４に取り付けられ、金型６のキャビティに軸方向に摺動可能に挿入されて鉄筋１０の端面をその軸方向に押圧するダイス７とを備えてなる。
【００２３】
機体２は、床面に固定して設置される。機体２は、平面視、略コ字状に形成され、両側部２１ｂの先端部の高さ方向の略中央部に水平方向に延びるＵ字状に切り欠いて形成された通し部２２を有する機枠２１と、機枠２１の両側部２１ｂの先端の通し部２２より下方を覆うように機枠２１に取り付けられたクランプ台２３と、機枠２１の両側部２１ｂの先端の通し部２２の上縁に掛け渡されたように取り付けられている第２のクランプ台でもある支持体２４とを備えている。クランプ台２３の上方の機枠基部２１ａと対向する面と支持体２４の機枠基部２１ａと対向する面とが、機枠基部２１ａと平行で垂直方向に延びて形成されるとともに、移動体３が接触する接触箇所である接触面２５として形成されている。また、機枠基部２１ａと対向するクランプ台２３の下方の機枠２１の両側部寄りの２箇所とこの２箇所と対向する機枠基部２１ａの下方とには、機枠基部２１ａに対して直交する方向に延びるガイドレール８１がそれぞれ掛け渡された状態で取り付けられている。
【００２４】
クランプ５は、接触面２５から型鍛造を行う被加工部分を含む端部が突出した状態で鉄筋１０を型鍛造可能な温度にならない箇所で取り外し可能に保持するものである。クランプ５としては、鉄筋１０を取り外し可能に保持することができれば特に限定されず、例えば、クランプ台２３上に取り付けられる第１クランプ部５１ａと、支持体２４に移動可能に取り付けられる第２クランプ部５１ｂとで形成するようにしてもよい。第１クランプ部５１ａは、上方が開口された断面略凹状の細長に形成されている。第１クランプ部５１ａの両側部の先端面は、鉄筋１０を同じ同軸上に位置決めした状態で保持するように内側にそれぞれ傾斜されている。第１クランプ部５１ａは、機枠基部２１ａに対して直交する方向に延びた状態でネジ部材等によりクランプ台２３上に着脱可能に取り付けられている。
【００２５】
第２クランプ部５１ｂは、第１クランプ部５１ａと同じ形状に形成されているが、開口が下方に向いた状態で第１クランプ部５１ａと対向するようにネジ部材等により昇降体５７の下面に着札可能に取り付けられている。昇降体５７は、支持体２４に固定されている昇降装置であるクランプ昇降シリンダ５５のロッド５６に取り付けられており、クランプ昇降シリンダ５５の駆動によりロッド５６を介して上下方向に移動するようになっている。これにより、第１クランプ部５１ａ上に鉄筋１０を載置してから、第１クランプ部５１ａの近傍から上方に離れた位置に位置させておいた第２クランプ部５１をクランプ昇降シリンダ５５により昇降体５７とともに下方に移動させて第２クランプ部５１ｂと第１クランプ部５１ａで鉄筋１０を把持することで、鉄筋１０が機枠基部２１ａに対して直交する方向に延びた状態で保持されるようになっている。このとき、鉄筋１０は、被加工部分を含む端部が接触面２５から突出し、かつ、側面から見たとき、端面が機体２の通し部２２内に相当する位置に位置されるようにクランプ５つまり第１クランプ部５１ａと第２クランプ部５１ｂとで保持されるようになっている。この第１クランプ部５１ａと第２クランプ部５１ｂとで保持する鉄筋１０の箇所は、型鍛造可能な温度にならない箇所つまり型鍛造可能な温度より常に低い温度の箇所であり、本実施形態の場合、接触面２５から鉄筋１０の軸方向の先端とは反対側に離れた内側である。
【００２６】
機枠基部２１ａとクランプ台２３との間でかつ２つのガイドレール８１の間には、移動体３が設けられている。機枠２１の両側部２１ｂと対向する移動体３の両側には、ガイドレール８１上を走行する車輪８２がガイドレール８１の長手方向に間隔をあけて２つ設けられた走行部８３がそれぞれ設けられている。このように、２つのガイドレール８１と２つの車輪８２をそれぞれ有する２つの走行部８３とでガイド手段８が構成されている。これにより、車輪８２がガイドレール８１上を走行することで、移動体３がクランプ５で保持された鉄筋１０の軸方向に案内されて移動するようになっている。なお、ガイド手段８を、２つのガイドレール８１と４つの車輪８２を有する走行部８３とで構成したが、移動体３をクランプ５で保持された鉄筋１０の軸方向に移動可能に支持できれば、他の手段で構成するようにしてもよい。また、ガイド手段８を１つのガイドレール８１と２つの車輪８２を有する１つの走行部８３とで構成するようにしてもよい。
【００２７】
移動体３のクランプ５側には、クランプ台２３及び支持体２４の接触面２５に接触する当接面３ａが形成されている。また、移動体３には、金型６が設けられている。金型６は、鉄筋１０の端部を拡径するための穴状のキャビティ６０がクランプ５で保持された鉄筋１０と同軸上に設けられている。キャビティ６０は、クランプ５側に位置される鉄筋１０の外径より若干大きな径の小径部６１と、機枠基部２１ａ側に位置される鉄筋１０の端部を拡径する大径部６２とで形成されている。小径部６１の径は、鉄筋１０の端部を挿入し得る寸法で鉄筋１０の外径より若干大きな径であれば特に限定されず、できるだけ鉄筋１０の径に近い寸法が好ましく、例えば、鉄筋１０の径より１ｍｍ程度大きな寸法で形成されていることが好ましい。大径部６２の径は、鉄筋１０の端部に成形する目的の拡径部１１に応じて任意に設定される。また、小径部６１と大径部６２との間の境の小径部６１側の立ち上がりが断面湾曲状のＲ部として形成されている。すなわち、小径部６１と大径部６２との間がその軸方向に対して直交する方向に延びる段部に形成され、この段部の小径部６１側の立ち上がりが断面湾曲状のＲ部として形成されている。キャビティ６０の小径部６１及び大径部６２の軸方向の長さは、鉄筋１０の端部に所望の長さ（軸方向の長さ）の拡径部１１及びネック部１２が形成し得る範囲から任意にそれぞれ設定される。
【００２８】
金型６は、開閉可能にキャビティ６０を上半分と下半分に分割するように上金型６ａと下金型６ｂの２つの部材からなる。上金型６ａと下金型６ｂは、移動装置である金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂのロッド６６ａ、６６ｂにそれぞれ取り付けられている。金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂは、移動体３の上方と下方にそれぞれ取り付けられている。各金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂのロッド６６ａ、６６ｂの先端には、取付部材６７ａ、６７ｂがそれぞれ取り付けられ、これら取付部材６７ａ、６７ｂにネジ部材等により上金型６ａ及び下金型６ｂがそれぞれ着脱可能に取り付けられている。これにより、上金型６ａ及び下金型６ｂは、互いに接触して金型６のキャビティ６０を形成する閉じられた状態である閉位置すなわちプレス位置とプレス位置から上下方向に互いに離れて鉄筋１０の端部に成形した拡径部１１を含む鉄筋１０を加工装置１から取り出し可能な開位置とに移動できるようになっている。なお、金型６を移動させる移動装置として金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂを用いたがこれに限定されず、他の移動装置によって上金型６ａ及び下金型６ｂを個別に移動するようにしてもよい。また、金型６すなわち上金型６ａ及び下金型６ｂは、キャビティ６０の径が異なる複数の種類のものを形成しておき、直径の異なる鉄筋１０に応じて上金型６ａ及び下金型６ｂを使い分けるようにすることが好ましい。
【００２９】
移動部材４は、機枠基部２１ａと移動体３との間に配置されている。移動部材４は、機枠基部２１ａに設けられた駆動装置によってクランプ５に保持された鉄筋１０の軸方向に移動されるようになっている。駆動装置は、特に限定されず、例えば、駆動シリンダ４５が用いられ、機枠基部２１ａのクランプ台２３と反対側に突出した状態で取り付けられている。駆動シリンダ４５のロッド４６は、クランプ５で保持された鉄筋１０と同軸上で機枠基部２１ａの略中央部を貫通して機枠基部２１ａのクランプ台２３側から突出した状態で設けられている。このロッド４６の先端部の外周には、円筒状の取付部材４７がロッド４６の先端から突出するように取り付けられている。取付部材４７の先端側の外周には、移動部材４を取り付けるためのフランジ４８が設けられている。
【００３０】
移動部材４は、例えば、高さ方向の寸法が駆動シリンダ４５のロッド４６に取り付けられている取付部材４７のフランジ４８の径より大きい寸法の矩形平板状に形成されている。また、移動部材４の取付部材４７側の面には、その高さ方向の中央を中心にフランジ４８を含む取付部材４７が嵌合される取付凹部４１が設けられている。この取付凹部４１に取付部材４７が嵌合された状態でネジ部材等により取付部材４７に移動部材４が着脱可能に取り付けられている。また、移動部材４の移動体３側の面には、駆動シリンダ４５のロッド４６及びクランプ５で保持された鉄筋１０と同軸の円形の嵌合凹部４２が設けられている。
【００３１】
また、移動部材４の取付凹部４１より上方及び下方には、厚さ方向すなわちクランプ５で保持された鉄筋１０の軸と平行に延びる通し穴４３が設けられている。通し穴４３は、例えば、移動部材４の上方及び下方の幅方向の両側寄りと中央との３箇所にそれぞれ設けられている。これら通し穴４３の移動体３側の第１開口から反対側の第２開口の近くまでは、拡径されて受け部４４として形成されている。また、これら６つの通し穴４３と対向する移動体３の６つの箇所には、略同径の取付穴３３がそれぞれ設けられている。これら取付穴３３の移動部材４側の開口は、移動部材４の受け部４４と同じ径に拡径されて受け部３４としてそれぞれ形成されている。
【００３２】
各取付穴３３には、それぞれ支持ロッド３５の一端が受け部３４を介して挿入されて固定された状態で取り付けられている。支持ロッド３５は、クランプ５で保持された鉄筋１０の軸と平行で移動部材４側に移動部材４の通し穴４３を通って延び、他端が通し穴４３の第２開口から突出している。支持ロッド３５は、外周にネジ溝が設けられているとともに、外径が通し穴４３の径より若干小さな寸法で形成されてなる。支持ロッド３５の通し穴４３から突出する他端には、例えば、ナット３６が２つ螺合されている。これにより、移動部材４と移動体３とは、互いに支持ロッド３５を介してクランプ５で保持された鉄筋１０の軸方向に移動部材４と移動体３とが接触した状態から移動体３が移動部材４から離れて移動部材４のクランプ台２３とは反対側がナット３６に接触する状態の間で移動可能に連結されている。
【００３３】
各支持ロッド３５の外周には、付勢手段としてのスプリング３７が巻き付けられるようにそれぞれ装着されている。スプリング３７は、一端が移動部材４の通し穴４３の受け部４４を形成する段部に当接されているとともに、他端が移動体３の取付穴３３の受け部３４を形成する段部に当接されており、移動部材４と移動体３とを互いに離れる方向に付勢するものである。つまり、スプリング３７の付勢力により移動部材４がナット３６に接触して移動体３と移動部材４とが離れた状態になっている。なお、付勢手段としてスプリング３７を用いたが、これに限定されず、他の付勢手段を用いてもよい。また、支持ロッド３５及びスプリング３７を上下３つずつ合計６つ用いて移動部材４と移動体３とを互いに連結しかつ付勢したが、支持ロッド３５及びスプリング３７の個数及び連結方法はこれに限定されない。
【００３４】
また、移動部材４は、非加工状態と加工状態となるように駆動シリンダ４５によって移動されるようになっている。非加工状態は、図１及び図４（ａ）に示すように、移動体３の当接面３ａがクランプ台２３及び支持体２４の接触面２５から離れ、かつ、金型６のキャビティ６０内にクランプ５で保持された鉄筋１０の端部が未挿入な状態である。この非加工状態のときには、駆動シリンダ４５のロッド４６は縮んだ状態である。非加工状態から駆動シリンダ４５のロッド４６が伸びると、移動部材４がクランプ５側に移動して移動体３の当接面３ａが接触面２５に接触して鉄筋１０に対して金型６のキャビティ６０が位置決めされた後にスプリング３７の付勢力に抗して移動部材４のみが移動してから移動体３に当接して停止し、図４（ｄ）に示すような加工状態となる。
【００３５】
ダイス７は、金型６のキャビティ６０の大径部６２に軸方向に摺動可能に挿入されて鉄筋１０の端面をその軸方向に押圧するもので、略円柱状に形成されている。ダイス７の一端部である基部７ａの外周の近傍には、フランジ７ｂが設けられている。ダイス７の基部７ａは、移動部材４の嵌合凹部４２に嵌合される径に形成され、金型６のキャビティ６０と同軸上に位置決めされる凸部として形成されている。このダイス７の基部７ａが嵌合凹部４２に嵌合された状態でネジ部材等により着脱可能にフランジ７ｂを介して取り付けられている。すなわち、ダイス７が、クランプ５により保持された鉄筋１０と同軸上に移動部材４に着脱可能に取り付けられている。
【００３６】
ダイス７の径（フランジより他端である先端側の径）は、金型６の大径部６２の径より若干小さな寸法で形成されている。ダイス７の長さ（軸方向の長さ）は、先端部が大径部６２に挿入されて鉄筋１０の端面をその軸方向に押圧し、移動体３の当接面３ａが接触面２５に接触して鉄筋１０に対して金型６のキャビティ６０が位置決めされた後に鉄筋１０の被加工部分が大径部６２、Ｒ部６３及び小径部６１の内壁に押し付けられて鉄筋１０の端部に拡径部１１及びネック部をＲ状に成形し得る寸法から任意に設定される。
【００３７】
ダイス７の先端面は、例えば図４に示すように球面状に凹ませた曲面状、平面状等に形成してもよいが、中央部がダイス７の軸方向に突出した形状に形成されていることが好ましい。ダイス７の先端面の中央部が突出した形状としては、特に限定されず、球面状に突出させた曲面状でもよいが、中央部のみを突出させた凸部を形成することが好ましい。この凸部は、円柱状、円錐状等その形状は特に限定されないが、図５に示すように、先端の径が小さい円錐台状に形成することが好ましい。この凸部７１によって、成形される鉄筋１０の拡径部１１の端面の中央部に、図７に示すように、拡径部１１の端面を旋盤により切削加工する際に切削加工が行えない箇所が内部空間に位置される凹部１３が形成されるようになっている。また、ダイス７は、長さの異なる複数の種類のものを形成し、成形する鉄筋１０の拡径部１１の長さや鉄筋１０の材質等に応じて複数の種類のダイス７を使い分けるようにすることが好ましい。
【００３８】
ダイス７のフランジ７ｂの移動体３側の面は、スプリング３７の付勢力に抗して移動部材４が移動体３側に移動して移動体３に当接して移動部材４の移動を停止させる当接部として形成されている。ダイス７のフランジ７ｂの当接部には、厚さの異なる複数のスペーサ７５がネジ部材等により着脱可能に取り付けられるようになっている。スペーサ７５の形状は、特に限定されないが、リング状に形成されているものが好ましい。なお、図１では、ダイス７のフランジ７ｂを移動部材４に取り付けるためのネジ部材とスペーサ７５をダイス７のフランジ７ｂに取り付けるためのネジ部材の位置が図示されるように同じにしているが、実際はダイス７のフランジ７ｂを取り付けるネジ部材の位置とスペーサ７５を取り付けるネジ部材の位置とは周方向にずれている。
【００３９】
また、鉄筋１０の被加工部分を型鍛造可能な温度に加熱する加熱装置を備えてもよい。型鍛造可能な温度は、鉄筋１０により異なるが、例えば、約８００〜約１２５０℃である。加熱装置としては、鉄筋１０の端部を加熱することができれば特に限定されず、ガスを利用する加熱装置等でも良いが、高周波誘導加熱を行う高周波加熱装置であることが好ましい。高周波加熱装置は、高周波誘導加熱を行う一対の加熱部９１を高さ方向である上下方向や水平方向である左右方向に移動可能に設けて、すなわち、接触面２５から突出した鉄筋１０の被加工部分を型鍛造可能に加熱する加熱位置と鉄筋１０のクランプ５への保持及びクランプ５からの取り出しを行える退避位置に移動可能に加熱部９１を設けて、クランプ５により保持された鉄筋１０の被加工部分を含む端部を高周波誘導加熱するように構成してもよい。なお、クランプ５により保持する前に被加工部分を型鍛造可能な温度に加熱するように構成してもよい。また、高周波加熱装置として高周波誘導加熱コイル９２（図６参照）を用いて加熱を行う装置を用いてもよい。
【００４０】
被加工部分の温度は、型鍛造可能な温度であれば特に限定されず、被加工部分の軸方向の全体が略同じ温度でもよいが、ダイス７により被加工部分をキャビティ６０の大径部６２、Ｒ部６３及び小径部６１の内壁に押し付けて拡径部１１及びネック部１２を成形するときに被加工部分が最初に押し付けられるキャビティ６０の内壁がＲ部６３になるように温度を異ならせることが好ましい。例えば、ネック部１２が成形される箇所（ネック部成形箇所）の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなるように、例えば、ネック部成形箇所の温度が約１２５０℃で先端側にいくに連れて温度が低くなって先端の温度が約８００℃となるように被加工部分を加熱するようにすることが好ましい。
【００４１】
この場合、ネック部成形箇所の温度が一番高く、例えば、約１２５０℃にするには、鉄筋１０の温度が低くかつ鉄筋１０の熱伝導率が高いので、ネック部成形箇所から先端とは反対側に離れた箇所までも加熱する必要がある。このように加熱してネック部成形箇所の温度が一番高く約１２５０℃で先端の温度が約８００℃にすると、ネック部成形箇所より先端とは反対側に離れた箇所（鉄筋により異なるが例えばネック部成形箇所から先端までの長さの約１／３の長さの箇所（離間箇所））の温度が約７００℃となる。よって、例えば、クランプ５に保持させた後に鉄筋１０の加熱を行う場合には、鉄筋１０の加熱を行う箇所が接触面２５から突出するようにクランプ５で鉄筋１０を保持するようにすることが好ましい。また、クランプ５で鉄筋１０を保持する箇所は、離間箇所より先端とは反対側に離れた箇所でできるだけ温度が低い箇所例えば加熱されていない箇所であることが好ましい。具体的には例えば、ネック部成形箇所より先端とは反対側に例えばネック部成形箇所から先端までの長さの約２／３の長さ離れた箇所で約１００℃となるのでその箇所よりさらに離れた箇所であることが好ましい。
【００４２】
また、鉄筋１０の軸方向の温度が異なるように加熱するには、例えば、高周波加熱装置の一対の加熱部９１を、先端との間隔を広くするとともにネック部成形箇所側の間隔が狭くなるように鉄筋１０に対して傾斜させ、かつ、ネック部成形箇所より先端とは反対側に所定の長さ離れた箇所まで加熱する長さの加熱部を用いる。また、高周波加熱装置において、図６に示すように、高周波誘導加熱コイル９２を用いて鉄筋１０の端部を加熱する場合、高周波誘導加熱コイル９２を鉄筋１０の端部の外周にその端部表面から離れた位置で端部を巻回するように配置するが、この高周波誘導加熱コイル９２を鉄筋１０に対して傾斜させ、かつ、ネック部成形箇所より先端とは反対側に所定の長さ離した箇所まで加熱する長さの高周波誘導加熱コイル９２を用いる。尚、図６中のＡはネック部成形箇所を基準とする線を示している。これにより、ネック部成形箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなるようになり、かつ、ネック部成形箇所から離間箇所までの温度が、離間箇所にいくに連れて温度が低くなるようになる。なお、被加工部分の軸方向の温度が異なるように加熱する手段としては、加熱部や高周波誘導加熱コイルを傾斜させる以外の手段や他の加熱装置を用いるようにしても勿論よい。
【００４３】
さて、このような加工装置１を用いて本発明に係る鉄筋端部の加工方法をもとに鉄筋１０の端部を拡径して拡径部１１及びネック部１２を成形する場合について説明する。まず、第２クランプ部５１が予め第１クランプ部５１ａの近傍から上方に離れた位置に位置させておき、鉄筋１０を第１クランプ部５１ａ上に載置する（図４（ａ）参照。）。このとき、鉄筋１０の端部が、クランプ台２３及び支持体２４の接触面２５から被加工部分の長さを含む所定の長さ突出した状態となるようにする。載置後、クランプ昇降シリンダ５５を駆動させてロッド５６を介して第２クランプ部５１ｂを下降させ、第１クランプ部５１ａと第２クランプ部５１ｂとで鉄筋１０を挟持して保持させる。この第１クランプ部５１ａと第２クランプ部５１ｂとで鉄筋１０を保持する箇所は型鍛造可能な温度にならない箇所、例えば、加熱されない箇所である。
【００４４】
クランプ５で保持された鉄筋１０の端部の外側の加熱位置に高周波加熱装置の加熱部９１を移動させ、この加熱部９１により被加工部分を型鍛造可能な温度に鉄筋１０の端部を高周波誘導加熱する（図４（ｂ）参照。）。このとき、ネック部成形箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなるように、例えば、ネック部成形箇所の温度が約１２５０℃で先端側にいくに連れて温度が低くなって先端の温度が約８００℃となるように被加工部分を加熱する。
【００４５】
加熱後、加熱部９１を加熱位置から退避位置に移動させてから、鉄筋１０の被加工部分が型鍛造可能な温度状態のまま駆動シリンダ４５を駆動させてそのロッド４６を伸ばす。これにより、移動部材４がクランプ台２３側に移動して非加工状態から加工状態になる。すなわち、移動部材４の移動に伴ってスプリング３７を介して移動体３がクランプ台２３側に移動する。移動体３は、車輪８２がガイドレール８１上を走行してクランプ５に保持されている鉄筋１０の軸方向に案内されて移動する。この移動の途中で、鉄筋１０の先端が金型６のキャビティ６０の小径部６１から大径部６２に挿入される。このとき、上金型６ａ及び下金型６ｂが互いに接触して金型６のキャビティ６０が形成される閉じられた状態に予め設定しておく。
【００４６】
そして、ダイス７が鉄筋１０の端面に当接して鉄筋１０が軸方向に押圧される。この押圧の直後に、移動体３がクランプ台２３及び支持体２４の接触面２５に接触して停止する（図４（ｃ）参照。）。この移動体３の接触面２５への接触により、キャビティ６０と鉄筋１０の端部の軸とが互いに同軸上に位置決めされた状態となる。このため、移動体３のクランプ台２３及び支持体２４の接触面２５への接触は、ダイス７による鉄筋１０の被加工部分をキャビティ６０の内壁に押し付ける前であれば、特に限定されず、前述のようにダイス７で鉄筋１０を押圧する前でもよいし直後でもよい。
【００４７】
移動体３が停止して金型６のキャビティ６０と鉄筋１０の軸とが互いに同軸上に位置決めされた後に、移動部材４は、スプリング３７の弾性力に抗してスプリング３７が縮みながらクランプ台２３側に移動し続ける。この移動部材４の移動とともにダイス７も金型６の大径部６２の奥へとつまり小径部６１方向に移動し続けるので、鉄筋１０の端面がダイス７によって押圧され被加工部分が潰れて広がりキャビティ６０の内壁に押し付けられる。
【００４８】
このとき、被加工部分は、ネック部成形箇所の温度が約１２５０℃で先端側にいくに連れて温度が低くなって先端の温度が約８００℃の温度であると、温度が一番高いネック部成形箇所の被加工部分が最初に潰れて徐々に広がりキャビティ６０のＲ部６３の内壁に押し付けられる。さらに、ダイス７が移動し続けると、キャビティ６０の内壁に押し付けられる被加工部分は、ダイス７の移動とともにネック部成形箇所から軸方向の両方向特に先端側の方向に広がり、被加工部分が押し付けられる箇所もＲ部６３を起点とするように大径部６２及び小径部６１の内壁、特に大径部６２の内壁へと広がる。そして、移動部材４の当接部であるスペーサ７５が移動体３に接触して移動部材４が停止する（図４（ｄ）参照。）と、鉄筋１０の被加工部分が潰れて広がり金型６のキャビティ６０の大径部６２、Ｒ部６３及び小径部６１に押し付けられる。これにより、図７に示すように、鉄筋１０の端部に拡径部１１が成形され、かつ、この拡径部１１の鉄筋１０の外表面から立ち上がるネック部１２がＲ状に成形される。
【００４９】
拡径部１１の成形後、２つの金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂを駆動させてロッド６６ａ、６６ｂを介して上金型６ａ及び下金型６ｂをそれぞれ個別に鉄筋１０の端部に対して上方及び下方の開位置に移動させる（図４（ｅ）参照。）。すなわち、金型６を開く。次に、駆動シリンダ４５を駆動させてロッド４６を縮め、移動部材４をクランプ台２３側と反対方向に移動させて加工状態から非加工状態にする。これにより、始めはダイス７を含む移動部材４がクランプ台２３から離れる方向に移動し、この移動中はスプリング３７が伸びながら移動体３がスプリング３７の付勢力により接触面２５に当接された状態である。そして、移動部材４が支持ロッド３５のナット３６に当接すると、移動部材４の移動に伴って移動体３がクランプ台２３から離れるとともに離れる方向に移動する。また、クランプ昇降シリンダ５５を駆動させてロッド５６を介して第２クランプ部５１ｂを上昇させる（図４（ｆ）参照。）。これにより、拡径部１１が形成された鉄筋１０を加工装置１から取り出し、他の加工工程に搬送することができる。
【００５０】
したがって、本実施形態の加工装置１及び加工方法によれば、鉄筋１０の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を金型６のキャビティ６０に挿入したときに、クランプ５で保持する鉄筋１０の箇所が型鍛造可能な温度にならない箇所であるから、クランプ５の保持により被加工部分が冷却されて型鍛造可能な温度より低くなることがない。このため、被加工部分をダイス７によりキャビティ６０の大径部６２、Ｒ部６３及び小径部６１の内壁に十分に押し付けることができるので、鉄筋１０の端部に目的とする拡径部１１を成形性よく成形することができる。すなわち、図７に示すように、鉄筋１０のネジ部１４のネジ谷径が鉄筋１０の径より大きくできる径で、かつ、カプラ１５との接触面積が鉄筋１０の断面積より大きくなるようなネジ溝を形成し得る長手方向の長さを有する拡径部１１を鉄筋１０の端部に成形性よく成形することができる。その結果、鉄筋１０の端部にネジ部１４を精度よく形成することができ、この鉄筋１０を本出願人が先に提案した鉄筋継手で他の鉄筋と連結することができる。また、キャビティ６０のＲ部６３が鉄筋１０の拡径部１１のネック部１２に確実に転写されてネック部１２をＲ状に成形性よく成形することができる。その結果、別の工程でネック部１２をＲ状に切削加工する必要がない。
【００５１】
鉄筋１０の端面がダイス７によって押圧されて被加工部分が潰れて広がりキャビティ６０の内壁に押し付けられて拡径部１１及びネック部１２を成形するとき、被加工部分のネック部成形箇所の温度が約１２５０℃で先端側にいくに連れて温度が低くなって先端の温度が約８００℃の温度であると、温度が一番高いネック部成形箇所の被加工部分が最初に潰れて徐々に広がりキャビティ６０のＲ部６３の内壁に押し付けられる。そして、キャビティ６０の内壁に押し付けられる被加工部分は、ダイス７の移動とともにネック部成形箇所から軸方向の両方向特に先端側の方向に広がり、被加工部分が押し付けられる箇所もＲ部６３を起点とするように大径部６２及び小径部６１の内壁へと広がる。このように、被加工部分は、Ｒ部６３が起点となるようにキャビティ６０の内壁に押し付けられるので、キャビティ６０のＲ部６３が鉄筋１０の拡径部１１のネック部１２に一層確実に転写されて、ネック部１２のＲ形状を一層成形性よく成形することができる。
【００５２】
このように被加工部分の温度を異ならせることにより、拡径部１１も一層成形性よく成形することができる。すなわち、鉄筋１０の端面をダイス７によって軸方向に押圧して被加工部分をキャビティ６０の内壁に押し付けるとき、被加工部分の長手方向の温度が略同じ温度であると、まず、先端及び先端近傍が最初に潰れて広がりキャビティ６０の内壁つまり大径部６２の内壁に押し付けられる。この広がって大径部６２の内壁に押し付けられた部分は、ダイス７の移動により大径部６２内を小径部６１側へ押し込まれるために、大径部６２の内壁との間に摩擦が生じ、この摩擦力はダイス７の移動とともに大きくなるので、小径部６１側へ押し込み難い。これに対して、被加工部分の温度を異ならせた場合、被加工部分はＲ部６３を起点とするようにＲ部６３から大径部６２の内壁へと広がるために、ダイス７の移動により被加工部分が接触する大径部６２の内壁箇所が少なくなるので、被加工部分を大径部６２の内壁に十分に押し付けることができ、拡径部１１を一層成形性よく成形することができる。
【００５３】
また、ダイス７の先端面を中央部がダイス７の軸方向に突出した形状、特にダイス７の先端面に図５に示すように円錐台状の凸部７１を形成することで、ダイス７の先端面で鉄筋１０の端面を押圧するときに凸部７１が鉄筋１０の端面の中心に食い込むために、鉄筋１０の被加工部分が径方向にずれることなくすなわちブレルことなくキャビティ６０内に押し込まれるので、略均等に被加工部分をキャビティ６０の周方向に押し込むことができ、拡径部１１及びネック部１２を一層成形性よく成形することができる。
【００５４】
また、ダイス７の先端面に凸部７１を形成することで、図７に示すように、成形される鉄筋１０の拡径部１１の端面の中央部に、拡径部１１の端面を旋盤により切削加工する際に切削加工が行えない箇所が内部空間に位置される凹部１３が形成される。その結果、拡径部１１の端面を旋盤により切削加工する際に切削加工が行えずに拡径部１１の端面から突出する削り残りが出ることもなくなり、拡径部１１の端面を平坦な加工面に仕上げることができる。
【００５５】
また、ダイス７のフランジ７ｂの当接部に厚さの異なる複数のスペーサ７５がネジ部材等により着脱可能に取り付けられることで、ダイス７による鉄筋１０の端部を押圧する範囲を調節することができ、所望の拡径部１１を確実に成形することができる。
また、支持ロッド３５に対するナット３６の位置を変えることでも、移動部材４に対する移動体３の移動範囲を調節することができ、すなわち、ダイス７による鉄筋１０の端部を押圧する範囲を調節することができ、所望の拡径部１１を確実に成形することができる。
【００５６】
また、ダイス７は、基部７ａが移動部材４の嵌合凹部４２に嵌合された状態で移動部材４に取り付けられて金型６のキャビティ６０と同軸上に位置決めされていることで、ダイス７が金型６のキャビティ６０の大径部６２にずれることなく同軸上に挿入されるので、鉄筋１０の端部に拡径部１１を確実に成形することができる。
また、ダイス７は、長さの異なる複数の種類のものを形成しておくことで、成形する鉄筋１０の拡径部１１の長さや鉄筋１０の材質等に応じて複数の種類のダイス７を使い分けられるので、ダイス７による鉄筋１０の端部を押圧する範囲を調節することができ、所望の拡径部１１を確実に成形することができる。
【００５７】
また、金型６は、２つに分割された上金型６ａと下金型６ｂからなり、それぞれ金型昇降シリンダ６５ａ、６５ｂのロッド６６ａ、６６ｂに取付部材６７ａ、６７ｂを介して着脱可能に取り付けられ、かつ、キャビティ６０の径が異なる複数の種類のものを形成しておくことで、直径の異なる鉄筋１０に応じて上金型６ａ及び下金型６ｂを使い分けられるので、直径が異なっても鉄筋１０の端部に拡径部１１を成形することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、鉄筋１０をクランプ５で保持した後に高周波加熱装置を用いて鉄筋１０の端部を加熱する場合について説明したが、クランプ５により保持する前に鉄筋１０を加熱してもよい。この場合、例えば、機体２の機枠２１の一方の側部２１ｂの近傍に高周波加熱装置を配置してこの高周波加熱装置で加熱した鉄筋１０を鉄筋１０の軸と直交する水平方向に移動して側部２１ｂの通し部２２を鉄筋１０の端部を通過させて鉄筋１０をクランプ５により保持するように鉄筋１０の搬送装置を設けるようにすることが好ましい。これにより、鉄筋１０の端部の加熱と押圧による拡径部１１の成形を別の位置で行うことができ、生産効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 加工装置
２ 機体
３ 移動体
４ 移動部材
５ クランプ
６ 金型
７ ダイス
８ ガイド手段
１０ 鉄筋
１１ 拡径部
１２ ネック部
１３ 凹部
２５ 当接面
３７ スプリング
４５ 駆動シリンダ
６０ キャビティ
６１ 小径部
６２ 大径部
６３ Ｒ部
６５ａ、６５ｂ 金型昇降シリンダ
７１ 凸部
７５ スペーサ
９１ 加熱部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型鍛造可能な温度にならない箇所を取り外し可能にクランプで保持した鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を、開閉可能に複数に分割される金型のキャビティの鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部から前記鉄筋の被加工部分を拡径する大径部に挿入した状態で、前記鉄筋に対して前記金型を位置決めした後に、ダイスで前記鉄筋の端面を押圧してこの鉄筋の被加工部分を前記キャビティの大径部、この大径部と前記小径部との間の境の前記小径部側の立ち上がりに形成した断面湾曲状のＲ部及び小径部の内壁にそれぞれ押し付けて前記鉄筋の端部に拡径部を成形しかつこの拡径部の前記鉄筋の外表面から立ち上がるネック部をＲ状に成形することを特徴とする鉄筋端部の加工方法。
【請求項２】
前記ネック部が成形される箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなる型鍛造可能な温度で加熱された被加工部分を含む前記鉄筋の端部を前記キャビティに挿入して、前記キャビティのＲ部の内壁に前記被加工部分を最初に押し付けるようにした請求項１に記載の鉄筋端部の加工方法。
【請求項３】
床面に設置される機体と、
前記機体に接触可能に移動する移動体と、
前記機体に設けられ、前記機体の前記移動体が接触する接触箇所から型鍛造を行う被加工部分を含む端部が突出した状態で鉄筋を型鍛造可能な温度にならない箇所で取り外し可能に保持するクランプと、
前記移動体を前記クランプで保持された前記鉄筋の軸方向に移動可能に支持するガイド手段と、
前記クランプで保持された前記鉄筋と同軸上に設けられ前記クランプ側から前記鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部と前記鉄筋の被加工部分を拡径する大径部とこれら小径部と大径部の間の境の前記小径部側の立ち上がりに形成した断面湾曲状のＲ部とで形成されかつ前記移動体が前記機体に接触したとき前記鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分が前記小径部から前記大径部に挿入される穴状のキャビティを有し、開閉可能に複数に分割された金型と、
前記移動体に設けられ、前記複数に分割された金型を開閉可能に移動させる移動装置と、
前記移動体の前記クランプと反対側に互いに接触した状態から前記軸方向に互いに離れた状態までの間で移動可能に前記移動体に連結される移動部材と、
前記移動体と前記移動部材とを互いに離れる方向に付勢する付勢手段と、
前記移動体が前記接触箇所から離れかつ前記キャビティ内に前記鉄筋の端部が未挿入な非加工状態から前記移動部材が前記クランプ側に移動して前記移動体が前記接触箇所に接触し前記鉄筋に対して前記金型が位置決めされた後に前記付勢手段の付勢力に抗して前記移動部材のみが移動してから前記移動体に当接して停止する加工状態までの間で前記移動部材を移動させる駆動装置と、
前記移動部材に前記軸方向に延びて取り付けられ、前記キャビティの大径部に軸方向に摺動可能に挿入されて前記鉄筋の端面をその軸方向に押圧し前記鉄筋に対して前記金型が位置決めされた後に前記鉄筋の被加工部分を前記キャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に押し付けて前記鉄筋の被加工部分が拡径されて拡径部が成形されかつこの拡径部の前記鉄筋の外表面から立ち上がるネック部がＲ状に成形されるダイスとを備えたことを特徴とする鉄筋端部の加工装置。
【請求項４】
前記キャビティに挿入された前記鉄筋の被加工部分は、前記ネック部が成形される箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなる型鍛造可能な温度で加熱され、前記キャビティのＲ部の内壁に前記被加工部分が最初に押し付けられるようになっている請求項３に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項５】
前記機体の接触箇所から突出した前記鉄筋の被加工部分を型鍛造可能に加熱する加熱位置と前記鉄筋の前記クランプへの保持及び前記クランプからの取り出しを行える退避位置に移動可能に設けられている加熱部を有する加熱装置を備えた請求項３又は４に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項６】
前記ダイスの先端面の中央部は、そのダイスの軸方向に突出して形成されている請求項３〜５のいずれか１項に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項７】
前記ダイスの先端面の中央部には、そのダイスと同軸上で円錐台状の凸部が設けられ、成形される前記鉄筋の拡径部の端面の中央部に、前記拡径部の端面を旋盤により切削加工したとき切削加工が行えない箇所が内部空間に位置される凹部が形成されるようになっている請求項３〜６のいずれか１項に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項８】
前記移動部材の前記移動体と接触する箇所には、厚さの異なる複数のスペーサが着脱可能に取り付けられる請求項３〜７のいずれか１項に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項９】
前記ダイスは、前記移動部材に嵌合されて前記金型のキャビティと同軸に位置決めする凸部を有し、かつ、軸方向の長さが異なる複数の種類を着脱可能に取り付けられてなる請求項３〜８のいずれか１項に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項１】
型鍛造可能な温度にならない箇所を取り外し可能にクランプで保持した鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分を含む端部を、開閉可能に複数に分割される金型のキャビティの鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部から前記鉄筋の被加工部分を拡径する大径部に挿入した状態で、前記鉄筋に対して前記金型を位置決めした後に、ダイスで前記鉄筋の端面を押圧してこの鉄筋の被加工部分を前記キャビティの大径部、この大径部と前記小径部との間の境の前記小径部側の立ち上がりに形成した断面湾曲状のＲ部及び小径部の内壁にそれぞれ押し付けて前記鉄筋の端部に拡径部を成形しかつこの拡径部の前記鉄筋の外表面から立ち上がるネック部をＲ状に成形することを特徴とする鉄筋端部の加工方法。
【請求項２】
前記ネック部が成形される箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなる型鍛造可能な温度で加熱された被加工部分を含む前記鉄筋の端部を前記キャビティに挿入して、前記キャビティのＲ部の内壁に前記被加工部分を最初に押し付けるようにした請求項１に記載の鉄筋端部の加工方法。
【請求項３】
床面に設置される機体と、
前記機体に接触可能に移動する移動体と、
前記機体に設けられ、前記機体の前記移動体が接触する接触箇所から型鍛造を行う被加工部分を含む端部が突出した状態で鉄筋を型鍛造可能な温度にならない箇所で取り外し可能に保持するクランプと、
前記移動体を前記クランプで保持された前記鉄筋の軸方向に移動可能に支持するガイド手段と、
前記クランプで保持された前記鉄筋と同軸上に設けられ前記クランプ側から前記鉄筋の外径より若干大きな内径の小径部と前記鉄筋の被加工部分を拡径する大径部とこれら小径部と大径部の間の境の前記小径部側の立ち上がりに形成した断面湾曲状のＲ部とで形成されかつ前記移動体が前記機体に接触したとき前記鉄筋の型鍛造可能に加熱された被加工部分が前記小径部から前記大径部に挿入される穴状のキャビティを有し、開閉可能に複数に分割された金型と、
前記移動体に設けられ、前記複数に分割された金型を開閉可能に移動させる移動装置と、
前記移動体の前記クランプと反対側に互いに接触した状態から前記軸方向に互いに離れた状態までの間で移動可能に前記移動体に連結される移動部材と、
前記移動体と前記移動部材とを互いに離れる方向に付勢する付勢手段と、
前記移動体が前記接触箇所から離れかつ前記キャビティ内に前記鉄筋の端部が未挿入な非加工状態から前記移動部材が前記クランプ側に移動して前記移動体が前記接触箇所に接触し前記鉄筋に対して前記金型が位置決めされた後に前記付勢手段の付勢力に抗して前記移動部材のみが移動してから前記移動体に当接して停止する加工状態までの間で前記移動部材を移動させる駆動装置と、
前記移動部材に前記軸方向に延びて取り付けられ、前記キャビティの大径部に軸方向に摺動可能に挿入されて前記鉄筋の端面をその軸方向に押圧し前記鉄筋に対して前記金型が位置決めされた後に前記鉄筋の被加工部分を前記キャビティの大径部、Ｒ部及び小径部の内壁に押し付けて前記鉄筋の被加工部分が拡径されて拡径部が成形されかつこの拡径部の前記鉄筋の外表面から立ち上がるネック部がＲ状に成形されるダイスとを備えたことを特徴とする鉄筋端部の加工装置。
【請求項４】
前記キャビティに挿入された前記鉄筋の被加工部分は、前記ネック部が成形される箇所の温度が一番高く先端側にいくに連れて温度が低くなる型鍛造可能な温度で加熱され、前記キャビティのＲ部の内壁に前記被加工部分が最初に押し付けられるようになっている請求項３に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項５】
前記機体の接触箇所から突出した前記鉄筋の被加工部分を型鍛造可能に加熱する加熱位置と前記鉄筋の前記クランプへの保持及び前記クランプからの取り出しを行える退避位置に移動可能に設けられている加熱部を有する加熱装置を備えた請求項３又は４に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項６】
前記ダイスの先端面の中央部は、そのダイスの軸方向に突出して形成されている請求項３〜５のいずれか１項に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項７】
前記ダイスの先端面の中央部には、そのダイスと同軸上で円錐台状の凸部が設けられ、成形される前記鉄筋の拡径部の端面の中央部に、前記拡径部の端面を旋盤により切削加工したとき切削加工が行えない箇所が内部空間に位置される凹部が形成されるようになっている請求項３〜６のいずれか１項に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項８】
前記移動部材の前記移動体と接触する箇所には、厚さの異なる複数のスペーサが着脱可能に取り付けられる請求項３〜７のいずれか１項に記載の鉄筋端部の加工装置。
【請求項９】
前記ダイスは、前記移動部材に嵌合されて前記金型のキャビティと同軸に位置決めする凸部を有し、かつ、軸方向の長さが異なる複数の種類を着脱可能に取り付けられてなる請求項３〜８のいずれか１項に記載の鉄筋端部の加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−３０２６５（Ｐ２０１２−３０２６５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３４０６（Ｐ２０１０−１７３４０６）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００２０８６９５）第一高周波工業株式会社 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（０００２０８６９５）第一高周波工業株式会社 (90)
【Ｆターム（参考）】
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