JP3168839U - 溶接用裏当金 - Google Patents

Abstract

【課題】コラム柱端部にダイヤフラムを斜めに突き合わせ溶接するに際して、仮止め設置作業などが極めて容易となる新規な溶接用裏当金を提供する。【解決手段】長手方向に対して斜めに加工されたコラム柱１０の端部に、これを塞ぐように平板状のダイヤフラム２０を突き合わせ溶接する際して、予め前記コラム柱１０端部の内面に沿って設置される溶接用裏当金１００であって、前記コラム柱１０端部から突き出した裏当金本体の当接面に、前記ダイヤフラム２０が密着すべくテーパー加工を施す。これによって、仮止め設置後の切削作業が不要となるため、コラム柱端部にダイヤフラムを斜めに突き合わせ溶接するに際して仮止め設置作業などが極めて容易となる。【選択図】図２

Description

本考案は、ビルや工場、倉庫などといった鉄骨構造物を構成するコラム柱とダイヤフラムを溶接する際に用いる溶接用裏当金に係り、特にコラム柱端部が斜めに切断されたケースに最適な溶接用裏当金に関するものである。

従来、ビルや工場、倉庫などといった鉄骨構造物を構成するコラム柱には、丸形鋼管や角形鋼管が使用されている。これらのコラム柱の多くは、各階毎にコラム柱と梁接合部材とに分割して、コラム柱端部にダイヤフラムを突き合わせ溶接し、そのダイヤフラムに梁接合部材を突き合わせ溶接する方法が採用されている。

このようにコラム柱端部にダイヤフラムを突き合わせ溶接するに際しては、コラム柱端部の内側に沿って帯状の溶接用裏当金を設置し、この溶接用裏当金に対してコラム柱の外側から溶接するのが一般的である。

このような用途に最適な従来の溶接用裏当金としては、例えば、以下の特許文献１や２などに開示されているものがある。すなわち、特許文献１に開示されている裏当金は、短冊状の金板本体の曲げ部に相当する内面に、長手方向と直行する方向に複数の切り欠き溝を設けたものある。そして、この複数の切り欠き溝が内側に位置するようにして金板本体をその部分で曲げることにより、角形コラム柱のコーナー部内面に沿った形状に金板本体を容易に曲げ加工できるようにしている。

一方、特許文献２に開示されている角コラム柱の溶接裏当金鋼板は、角コラム柱の各角部の内曲面部に当てるべき部分に、並列に配置された一群の溝が形成されている。そして、これら溝の形状は、その深さにおける５０％以上の部分の両側面が平行な形状で、残存厚さが１．５〜２．５ｍｍ、一群の溝の数が４以上、各溝の幅が４ｍｍ以下、かつ溝のピッチが２．７５ｍｍ以上とすることで、作業者が治具を用いずに曲げることができ、かつロボット溶接を行ったときに抜けが起こらないように構成されている。

実開昭６３−１５７４９７号公報 特開２００３−１５４４８９号公報

ところで、切妻屋根や片流れ屋根の鉄骨のように、垂直に立設されるコラム柱の端部に斜めに傾斜した梁材を組み合わせるに際しては、そのコラム柱の端部をその長手方向に対して斜めに切断してダイヤフラムを傾斜させた状態で突き合わせ溶接する必要がある。
しかしながら、このような形態での突き合わせ溶接を行うには、予めそのコラム柱の端部に合致した専用の裏当金を用意し、ダイヤフラム面に対して正確なルートギャップを確保するために、裏当金本体を仮止め設置した後にその裏当金本体の上辺側角部と下辺側角部を削る作業が必要となっており、仮止め設置作業に多大な労力と時間を要するといった不都合がある。

そこで、本考案はこれらの課題を解消すべく案出されたものであり、その目的は、コラム柱端部にダイヤフラムを斜めに突き合わせ溶接するに際して、仮止め設置作業などが極めて容易となる新規な溶接用裏当金を提供することにある。

前記課題を解決するために第１の考案は、
長手方向に対して斜めに加工されたコラム柱の端部に、これを塞ぐように平板状のダイヤフラムを突き合わせ溶接するに際して、予め前記コラム柱端部の内面に沿って連続的に設置される溶接用裏当金であって、前記コラム柱端部から突き出した裏当金本体の当接面に、前記ダイヤフラムが密着すべくテーパー加工が施してあることを特徴とする溶接用裏当金である。

このような構成をした本考案の溶接用裏当金によれば、コラム柱端部にダイヤフラムを斜めに突き合わせ溶接するに際して、その裏当金本体の上辺側角部と下辺側角部を削る作業が不要となるため、仮止め設置作業などが極めて容易となる。

第２の考案は、第１の考案において、前記裏当金本体が矩形状であることを特徴とする溶接用裏当金である。このような構成によれば、現在最も多く用いられている断面矩形のコラム柱端部の内周面に沿って裏当金本体を隙間無く設置することができる。

第３の考案は、第２の考案において、前記裏当金本体が、４つの角部用裏当金部材からなることを特徴とする溶接用裏当金である。このような構成によれば、４つの角部用裏当金部材を組み合わせることによって環状の溶接用裏当金を容易に形成することができる。

第４の考案は、第２の考案において、前記裏当金本体が、４つの角部用裏当金部材と、当該各角部用裏当金部材間を連結する連結用裏当金部材とからなることを特徴とする溶接用裏当金である。このような構成によれば、連結用裏当金部材の長さや数を調整するだけで様々な大きさのコラム柱に対して簡単に対応することができる。

第５の考案は、第２の考案において、前記裏当金本体が、各辺を構成する４つの裏当金部材からなることを特徴とする溶接用裏当金である。このような構成によれば、コラム柱の角部での曲げ加工などが不要となるため、より簡単かつ低コストで作成することができる。

第６の考案は第１乃至第５のいずれかの考案において、前記裏当金本体の当接面の傾斜角度は、前記コラム柱端部の傾斜角度と同一であることを特徴とする溶接用裏当金である。このような構成によれば、コラム柱端部とダイヤフラムとの間に均一なルートギャップ（ルート間隔）を形成することができる。

本考案によれば、コラム柱端部にダイヤフラムを斜めに突き合わせ溶接するに際して、その裏当金本体の上辺側角部と下辺側角部を削る作業が不要となるため、仮止め設置作業などが極めて容易となる。

鉄骨構造物を構成するコラム柱の梁接合部分を示す側面図である。 図１中Ａ部を示す部分拡大縦断面図である。 本考案に係る溶接用裏当金１００とコラム柱１０と第１のダイヤフラム２０との位置関係例を示す縦断面図である。 本考案に係る溶接用裏当金１００の実施の一形態を示す斜視図である。 本考案に係る溶接用裏当金１００を構成する角部用裏当金部材１１０の実施の一形態を示す斜視図である。 本考案に係る溶接用裏当金１００の他の実施の形態を示す斜視図である。 本考案に係る溶接用裏当金１００の他の実施の形態を示す斜視図である。

次に、本考案の実施の一形態を添付図面を参照しながら説明する。
図１は、鉄骨構造物を構成するコラム柱の梁接合部分を示したものである。図において、符号１０は、断面矩形状の鋼管（角形鋼管）からなるコラム柱であり、その上端部（頂部）には、これを塞ぐように平板状をした第１のダイヤフラム２０と、梁接合部材３０と、第２のダイヤフラム４０とが順次突き合わせ溶接されている。この梁接合部材３０は、コラム柱１０とほぼ同じ大きさの断面矩形状に形成されており、各側面にはＨ鋼などからなる梁材５０，５０が、垂直に立設するコラム柱１０に対して斜めに連結（溶接）されている（図の例では対向面にそれぞれ１つずつ、計２つ）。

図２は、図１中Ａ部を示す部分拡大断面図である。図示するように、コラム柱１０の上端部（頂部）は、その長手方向に対してその開口部を図中左右斜め方向に切断するように傾斜しており、この傾斜したコラム柱１０端部に、本考案に係る溶接用裏当金１００を介して第１のダイヤフラム２０が突き合わせ溶接されるようになっている。なお、この第１のダイヤフラム２０と梁接合部材３０、および図２では図示しないがこの梁接合部材３０と第２のダイヤフラム４０も同じく本考案に係る溶接用裏当金１００を介して相互に突き合わせ溶接されている。

この溶接用裏当金１００は、図３に示すように矩形状に形成されており、図４に示すように、斜めに開口したコラム柱１０端部から所定量突き出すようにそのコラム柱１０端部の内周面に沿って設置（溶接）されるようになっている。この溶接用裏当金１００は、コラム柱１０端部から突き出した裏当金本体１０１の少なくともダイヤフラム２０側当接面１０２に、ダイヤフラム２０が密着すべくテーパー加工が施してある。そして、この裏当金本体１０１の当接面１０２の傾斜角度は、コラム柱１０端部の傾斜角度と同一となっており、ダイヤフラム２０を載せたときにコラム柱１０端部とダイヤフラム２０とは互いに平行、すなわちコラム柱１０端部とダイヤフラム２０とのルートギャップ（ルート間隔）が全周に亘って均一（例えば約６乃至７ｍｍ程度）になるようになっている。

この溶接用裏当金１００を構成する裏当金本体１０１は、図４に示すように４つの角部用裏当金部材１１０，１１０，１１０，１１０から構成されている。この角部用裏当金部材１１０は、図５（Ａ）に示すようにくの字形状に形成された板材（鋼材）１１１から構成されている。なお、この板材１１１の左部分１１１ａの幅ｔ１は、その右部分１１１ｂの幅ｔ２より幅広に形成されている。また、この板材１１１は、通常の裏当金用鋼板を用い、レーザー溶断やプレス打ち抜きなどの公知の方法によって容易に作成することができる。

また、この板材１１１の屈曲部には、これを横断するようにスリット１１２が複数平行に形成されている。そして、図５（Ｂ）に示すようにこれらスリット１１２，１１２，…を内側にしてその屈曲部分を９０°の角度に折り曲げた後、図５（Ｃ）に示すように板材１１１の幅広の左部分１１１ａの上面１ａが、幅狭の右部分１１１ｂの上面１ｂと面一となるようにテーパー状に切削加工（切削面）されて当接面１０２が形成されている。

このようにして形成された各角部用裏当金部材１１０，１１０，１１０，１１０を、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように矩形状に組み立て（溶接）ることで本考案に係る矩形状の溶接用裏当金１００を容易に作成することができる。

そして、このような構成をした溶接用裏当金１００を図４に示すようにコラム柱１０端部に設置し、コラム柱１０端部とダイヤフラム２０間に形成されるルートギャップを溶接することでコラム柱１０端部にダイヤフラム２０を確実に突き合わせ溶接することができる。なお、このコラム柱１０端部に対する溶接用裏当金１００の設置方法としては特に限定するものではないが、図示するように溶接したり、あるいはその周面に突起を設けてコラム柱１０端部の開口部に引っ掛けるようにして設置しても良い。また、前記のようにこのコラム柱１０端部にはダイヤフラム２０との溶接を確実にするために予め所定の開先を形成しておくことが望ましい。

このような構成をした本考案の溶接用裏当金１００によれば、コラム柱１０端部にダイヤフラム２０を斜めに突き合わせ溶接するに際して、その裏当金本体１０１の上辺側角部と下辺側角部を削る作業が不要となるため、仮止め設置作業などが極めて容易となる。また、裏当金本体１０１を矩形状とすることにより、現在最も多く用いられている断面矩形のコラム端部の内周面に沿って裏当金本体１０１を隙間無く設置することができる。

また、この裏当金本体１０１を、４つの角部用裏当金部材１１０，１１０，１１０，１１０を組み合わせて構成することによって矩形状の溶接用裏当金１００を精度良く、かつ容易に形成することができる。

ここで、本考案に係る溶接用裏当金１００は、前記実施の形態で示した構成に限定されるものでなく、例えば、図６や図７に示すような構成としても良い。すなわち、先ず図６に示す溶接用裏当金１００は、前述したような４つの角部用裏当金部材１１０，１１０，１１０，１１０と、これら各角部用裏当金部材１１０，１１０，１１０，１１０間を連結する４つの連結用裏当金部材１２０ａ，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｂとから構成したものである。

この４つの連結用裏当金部材１２０ａ，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｂのうち、角部用裏当金部材１１０のテーパー面間を連結する一対の連結用裏当金部材１２０ａ，１２０ａは、角部用裏当金部材１１０の左部分（テーパー面側）１１１ａの断面と相似形をしており、隣接する角部用裏当金部材１１０のテーパー面間を面一に連結するようになっている。一方、連結用裏当金部材１２０ｂ，１２０ｂも角部用裏当金部材１１０の右部分１１１ｂの断面と相似形をしており、隣接する角部用裏当金部材１１０の上面１ｂ間を面一に連結するようになっている。

したがって、図６に示すような構成によれば、連結用裏当金部材１２０ａ，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｂの長さや数を調整するだけで様々な大きさのコラム柱１０に対して簡単に対応することができる。

次に、図７に示す溶接用裏当金１００は、矩形状の裏当金本体１０１を、各辺を構成する４つの裏当金部材１３０，１３０，１４０，１４０から構成したものである。これら４つの裏当金部材１３０，１３０，１４０，１４０のうち、裏当金部材１３０，１３０は、斜めに開口したコラム柱１０端部の上辺と下辺に対応し、裏当金部材１４０，１４０は、上辺と下辺間の傾斜辺に対応するものである。そして、コラム柱１０端部の上辺と下辺に対応する裏当金部材１３０，１３０の上面に裏当金部材１４０，１４０の上面と連続、かつ面一となるようにテーパー加工を施したものである。

このような構成によれば、コラム柱１０の角部での曲げ加工が不要となるため、より簡単かつ低コストで溶接用裏当金１００を作成することができる。なお、この溶接用裏当金１００の角部にＲ加工を施す場合には、裏当金部材１３０，１３０の両端を曲面状に切削加工することになるが、このＲ加工は裏当金部材１３０，１３０の板厚による限界があるため、角部内側の曲率半径が比較的小さい（例えば、１０ｍｍ以下）コラム柱１０に適している。一方、前記実施の形態に示したように板材１１１を折り曲げて作成した角部用裏当金部材１１０を用いる場合には、その曲率半径を自由に調整できるため、角部内側の曲率半径が比較的大きい（例えば、１０ｍｍ以上）コラム柱１０に適している。

なお、前記各実施の形態では、一般にコラム柱１０は断面形状のものが多いことから、本考案に係る溶接用裏当金１００も矩形状の例で示したが、この形状は矩形状に限定されるものでなく、適用するコラム柱１０の断面形状に合わせて様々に変化させることは勿論である。すなわち、例えば、コラム柱１０が断面真円形（丸形鋼管）であれば、適用する溶接用裏当金１００は楕円形となり、断面多角形であれば、適用する溶接用裏当金１００はこれに合わせた多角形状になる。

１００ 溶接用裏当金
１０１ 裏当金本体
１０２ 当接面
１１０ 角部用裏当金部材
１１１ 板材
１２０ａ、１２０ｂ 連結用裏当金部材
１３０、１４０ 裏当金部材
１０ コラム柱
２０、４０ ダイヤフラム
３０ 梁接合部材
５０ 梁材

Claims (6)

1. 長手方向に対して斜めに加工されたコラム柱の端部に、これを塞ぐように平板状のダイヤフラムを突き合わせ溶接するに際して、予め前記コラム柱端部の内面に沿って連続的に設置される溶接用裏当金であって、
   前記コラム端部から突き出した裏当金本体の当接面に、前記ダイヤフラムが密着すべくテーパー加工が施してあることを特徴とする溶接用裏当金。
2. 請求項１に記載の溶接用裏当金において、
   前記裏当金本体が矩形状であることを特徴とする溶接用裏当金。
3. 請求項２に記載の溶接用裏当金において、
   前記裏当金本体が、４つの角部用裏当金部材からなることを特徴とする溶接用裏当金。
4. 請求項２に記載の溶接用裏当金において、
   前記裏当金本体が、４つの角部用裏当金部材と、当該各角部用裏当金部材間を連結する連結用裏当金部材とからなることを特徴とする溶接用裏当金。
5. 請求項２に記載の溶接用裏当金において、
   前記裏当金本体が、各辺を構成する４つの裏当金部材からなることを特徴とする溶接用裏当金。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の溶接用裏当金において、
   前記裏当金本体の当接面の傾斜角度は、前記コラム端部の傾斜角度と同一であることを特徴とする溶接用裏当金。

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