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発明の名称 溶接裏当て金および溶接方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−34386
公開日 平成10年(1998)2月10日
出願番号 特願平8−194587
出願日 平成8年(1996)7月24日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】木下 實三 (外1名)
発明者 千原 勝幸
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】金属部材同士を突き合わせ溶接する際に、当該金属部材の溶接部の裏側に当てられて溶融金属が抜け落ちるのを防ぐ溶接裏当て金であって、前記金属部材の仮溶接される仮溶接箇所に応じて凹部が設けられていることを特徴とする溶接裏当て金。
【請求項2】請求項1に記載の溶接裏当て金において、前記金属部材は、建物の骨組みを構成する構造材を含んでいることを特徴とする溶接裏当て金。
【請求項3】請求項1または請求項2に記載の溶接裏当て金において、前記溶接される金属部材は、ユニット式建物の骨組みを構成するとともに、コ字形状の開断面および筒状の閉鎖断面のいずれか一方を有する長尺構造材を含んでいることを特徴とする溶接裏当て金。
【請求項4】請求項1〜請求項3のいずれかに記載の溶接裏当て金において、前記溶接される金属部材は、ユニット式建物の骨組みを構成するとともに、筒状の閉鎖断面を有する柱であり、前記裏当て金には、前記筒状の柱の内側に嵌合する嵌合部が設けられていることを特徴とする溶接裏当て金。
【請求項5】請求項1〜請求項4のいずれかに記載の溶接裏当て金において、前記溶接される金属部材は、ユニット式建物の骨組みを構成するとともに、筒状の閉鎖断面を有する柱と、この柱の端部に設けられて梁が接合される接合金具であり、前記裏当て金は、前記筒状の柱の内周縁に沿うリング状とされることを特徴とする溶接裏当て金。
【請求項6】溶接部の裏側に当てられて溶融金属が抜け落ちるのを防ぐ溶接裏当て金を用いて、金属部材同士を突き合わせ溶接する溶接方法であって、予め前記溶接裏当て金の所定位置に凹部を設けておき、前記金属部材同士を突き合わせるとともに前記金属部材の溶接部の裏側に前記溶接裏当て金を当て、この状態で仮溶接の溶け込み部分が前記裏当て金の凹部に収納されるように前記金属部材同士を仮溶接した後、前記金属部材同士の本溶接を行うことを特徴とする溶接方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属部材同士を突き合わせ溶接する際に、当該金属部材の溶接部の裏側に当てられて溶融金属が抜け落ちるのを防ぐ溶接裏当て金、および、この裏当て金を用いた溶接方法に関する。
【0002】
【背景技術】従来より、金属部材同士を突き合わせ溶接する際には、突き合わされた金属部材の裏側から溶融金属が抜け落ちるのを防ぐために、当該金属部材の溶接部の裏側に当てられる溶接裏当て金が利用されている。例えば、図6(A)に示されるように、二枚の金属板61, 62の端面同士を突き合わせて溶接する場合、金属板61, 62の溶接部分の裏側に溶接裏当て金63を当てて、この状態で仮溶接を行う。この仮溶接により、金属板61, 62の両方にまたがる仮溶接部分64が部分的に形成され、この仮溶接部分64により金属板61, 62が相互に仮接合され、次に行う本溶接の高熱で金属板61, 62の接合部分が熱変形しないようなる。この後に、本溶接を行い、図6(B)に示されるように、金属板61, 62の境界に沿って延びる溶接継手65を形成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような裏当て金を利用して溶接を行うと、形成される溶接継手65は、仮溶接部64が形成されていない箇所では、図7(α)に示されるように、溶け込み部の厚さが金属板61, 62とほぼ同一となり、充分な厚さが確保できる。しかしながら、仮溶接部64が形成される箇所では、図7(β)に示されるように、仮溶接部64が本溶接を行っても溶解せずに残っている場合があり、この場合には、溶け込み部の厚さが金属板61, 62よりも部分的に薄くなり、充分な厚さが確保できず、これにより、部分的に強度が低くなるおそれがあるという問題がある。
【0004】本発明の目的は、均一な厚さの溶接継手が確保されるようになる溶接裏当て金および溶接方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1発明は、図面をも参照して説明すると、金属部材2,3同士を突き合わせ溶接する際に、当該金属部材2,3の溶接部の裏側に当てられて溶融金属が抜け落ちるのを防ぐ溶接裏当て金20であって、前記金属部材2,3の仮溶接される仮溶接箇所に応じて凹部23が設けられていることを特徴とする。以上において、前記金属部材は、建物の骨組みを構成する構造材を含んでいることが望ましい。また、前記溶接される金属部材は、ユニット式建物の骨組みを構成するとともに、コ字形状の開断面および筒状の閉鎖断面のいずれか一方を有する長尺構造材を含んでいることが好ましい。さらに、前記溶接される金属部材は、ユニット式建物の骨組みを構成するとともに、筒状の閉鎖断面を有する柱であり、前記裏当て金には、前記筒状の柱の内側に嵌合する嵌合部が設けられていることが望ましい。また、前記溶接される金属部材は、ユニット式建物の骨組みを構成するとともに、筒状の閉鎖断面を有する柱と、この柱の端部に設けられて梁が接合される接合金具であり、前記裏当て金は、前記筒状の柱の内周縁に沿うリング状とされることが好ましい。本発明の第2発明は、前述の溶接裏当て金を用いて、金属部材同士を突き合わせ溶接する溶接方法であって、予め前記溶接裏当て金の所定位置に凹部を設けておき、前記金属部材同士を突き合わせるとともに前記金属部材の溶接部の裏側に前記溶接裏当て金を当て、この状態で仮溶接の溶け込み部分が前記裏当て金の凹部に収納されるように前記金属部材同士を仮溶接した後、前記金属部材同士の本溶接を行うことを特徴とする。このような本発明では、仮溶接される仮溶接箇所に応じて凹部が設けられているので、この凹部に仮溶接部分が収納されるようになる。このため、仮溶接により形成された仮溶接部分が、本溶接を行っても溶解せずに残っても、凹部に収納され、この凹部の外側に本溶接の溶け込み部分が形成され、当該溶け込み部分の厚さが仮溶接されない箇所と同様に確保されるので、本溶接の溶け込み部分の厚さが均一となり、部分的な強度低下のおそれがなくなり、これにより前記目的が達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。図1には、本実施形態に係る建物ユニット1の骨組み1Aが示されている。この建物ユニット1は、工場で製造され、建築現場で他の建物ユニットと複数組み合わせられて、ユニット式建物を形成するものである。建物ユニット1 の骨組み1Aは、四隅に断面四角形状の鋼管からなる柱2と、この柱2の上下端に設けられた接合金物3と、この接合金物3を介して柱2に接合される、断面コ字形状の溝形鋼からなる梁4とを含んで構成されている。
【0007】接合金物3は、図2に示されるように、隣接する二側面の各々に梁4を溶接するための仕口11が設けられた箱状のものである。ここで、仕口11は、梁4の断面形状に応じた突片とされ、梁4と嵌合するようになっている。接合金物3の上面および下面の一方(図では、下方の面)には、板厚を増すための金属板12およびスチフナ13で補強されたボルト接合部14が設けられている。このボルト接合部14には、他の建物ユニットと接合するためのボルトを挿通させるボルト挿通孔15が設けられている。接合金物3の上面および下面の他方(図では、上方の面)には、柱2が溶接されるようになっている。柱2は、本発明に基づく裏当て金20を用いて溶接されるようになっている。
【0008】裏当て金20は、突き合わされた柱2の内側、すなわち、溶接作業における裏側から溶融金属が抜け落ちるのを防ぐ本体21と、この本体21の図中上方に設けられた嵌合部22とを備えている。嵌合部22は、筒状の柱2の内部に嵌合されるようになっている。なお、本体21と嵌合部22との境界には、段付部21A が設けられている。図2では、説明のために、段付部21A の段差寸法が拡大(誇張)されて記載されているが、実際の段付部21A の寸法は、本体21までが柱2の内部に挿入されないように、僅かに設けられている程度である(図4(A)参照)。本体21は、柱2の内周縁に沿う略四角形のリング状とされている。本体21には、柱2および接合金物3とが仮溶接される仮溶接箇所に応じて凹部23が設けられている。具体的にいえば、四角形に形成された本体21の各辺の中間部分に、リング状の中心へ向かって凹んだ凹部23が設けられている。
【0009】このような本実施形態では、まず、柱2の端部の開口に裏当て金20の嵌合部22を嵌合した後、柱2を接合金物3の所定面に突き当あわせ、この状態で、柱2と接合金物3とを仮溶接する。ここで、仮溶接は、その溶け込み部分が裏当て金20の凹部23に収納されるように行う。仮溶接が完了した後、本溶接を行い、図3に示されるように、柱2の端部の全周に渡って溶接継手30を形成し、柱2および接合金物3との溶接を完了する。ここで、仮溶接されていない箇所における溶接継手30は、図4(A)に示されるように、柱2の側壁2Aとほぼ同一の厚さ寸法を有している。一方、仮溶接された箇所における溶接継手30は、図4(B)に示されるように、仮溶接部分31が凹部23に収納されていることから、仮溶接されていない箇所と同様に、柱2の側壁2Aとほぼ同一の厚さ寸法を有している。
【0010】前述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、本溶接を行っても仮溶接部分31が溶解せずに残っても、裏当て金20に凹部23を設け、仮溶接部分31を凹部23に収納するようにしたので、仮溶接された箇所および仮溶接されない箇所の両方において、溶接継手30(本溶接による溶け込み部分)の厚さが均一となり、溶接継手30は、部分的に強度が低下することがなく、強度が均一な溶接継手30を確保することができる。
【0011】また、裏当て金20の本体21を、柱2の内周縁に沿う四角形のリング状としたので、当該裏当て金20を一個設けるだけで、柱2および接合金物3の溶接部分の裏側全体が塞がれるようになり、工場等の溶接現場における作業の便宜を図ることができる。
【0012】さらに、裏当て金20に柱2端部と嵌合する嵌合部22を設けたので、別途クランプ等の治具がなくとも、裏当て金20を柱2の端部に設置することが容易に行え、この点からも、工場等の溶接現場における作業の便宜を図ることができる。
【0013】さらに、工場で製造される建物ユニット1の柱2および接合金物3の溶接に裏当て金20を用いるようにしたので、建物ユニット1の製造効率が良好なものとなり、工業化住宅の生産性を向上できる。
【0014】以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。例えば、裏当て金としては、平面略四角形のリング状に一体形成されたものに限らず、図5(A)に示されるように、複数に分割された平面コ字形状の裏当て金20A, 20Bを平面略四角形に組み合わせるようにしてもよい。また、凹部としては、裏当て金の本体となる部材を陥没させて一体的に形成したものに限らず、図5(B)に示されるように、複数に分割された平面略L角形の本体21B を、隙間を設けて配置し、こられの隙間の裏側を塞ぐ裏板24を設けることにより形成された凹部23B でもよい。
【0015】さらに、凹部としては、平面略四角形に形成された本体の各辺の中央部分に設けられるものに限らず、図5(C)に示されるように、平面一文字形に形成された本体21C を四角形の各辺となるように配置するとともに、当該四角形の角部に隙間を設け、こられの隙間の裏側を塞ぐL字板25を設けることにより形成された凹部23C でもよい。また、平面略四角形に形成された裏当て金の各辺に、凹部を設ける必要はなく、図5(D)に示されるように、一対の平面コ字形の本体21D を対向させて設け、これらの本体21D の間に、凹部23D を二箇所のみ設けてもよく、凹部の数は実施にあたり適宜設定できる。なお、本発明は、柱および接合金物の溶接にのみ適用されるものではなく、梁および接合金物等他の金属製建築資材同士の溶接に広く適用できる。
【0016】
【発明の効果】前述のように本発明によれば、充分で均一な厚さを有する溶接継手を形成することができる。




 

 


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