JP2003220495A - コラム溶接用裏当て金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コラムと裏当て金間における仮付け溶接の溶
接欠陥の発生を効果的に防止可能で、しかも溶接長さを
適正に設定可能なコラム溶接用裏当て金を提供する。 【解決手段】 コラム１の端部を平坦な取付面に溶接接
合するときに、コラム１の端部内面に固定されて、コラ
ム１と取付面間に形成される開先隙間をコラムの内側か
ら閉鎖する裏当て金６であって、裏当て金６にコラム１
の奧部側へ行くにしたがってコラム１の内面に接近する
傾斜面状の仮付け溶接面１２を形成し、この仮付け溶接
面１２において裏当て金６をコラム１に仮付け溶接可能
となした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コラムを平坦な取
付面に溶接接合するときに用いるコラム溶接用裏当て金
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、建築用の柱等を構成する角形コ
ラムの連結は、通称サイコロと呼ばれる連結部材を用い
て行われている。この連結部材は、コラムと略同一サイ
ズの角形の短尺な角形鋼管と、略平板状の２枚のダイヤ
フラムとを有し、角形鋼管の両端部にその開口部を閉鎖
するようにダイヤフラムを溶接固定したもので、コラム
は、この連結部材をコラム間に配置させた状態で、コラ
ムの端部をダイヤフラムにそれぞれ溶接接合することで
連結されている。

【０００３】コラムとダイヤフラムとの具体的な溶接方
法は、図１２に示すように、コラム１００の下端部内面
に下側へ突出するように裏当て金１０１を仮付け溶接し
て、仮付け溶接部１０２により裏当て金１０１をコラム
１００に固定してから、裏当て金１０１を連結部材１０
３のダイヤフラム１０４に当接させて、コラム１００を
ダイヤフラム１０４に突き合わせ、コラム１００とダイ
ヤフラム１０４との開先隙間１０５の内側を裏当て金１
０１で塞いだ状態で、開先隙間１０５に沿ってダイヤフ
ラム１０４とコラム１００とを溶接接合する方法が広く
実施されている。尚、連結部材１０３における角形鋼管
１０６は、コラム１００と同様に裏当て金１０１を用い
て、予めダイヤフラム１０４に溶接固定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コラムに対
する裏当て金の仮付け溶接は、裏当て金のコラム奧部側
の側縁とコラム内面との接触部分に対して行うことにな
るが、この接触部分はコラムの開口部側から目視できな
い。このため、溶接箇所を目視しながらの溶接ができ
ず、溶接の信頼性を十分に確保することが困難であっ
た。また、このような仮付け溶接は、設定長さにわたっ
て施すことになるが、長さの目安になるものがないの
で、長すぎたり短すぎたりして、溶接材料の無駄が多く
なったり溶接強度が低下するという問題があった。

【０００５】本発明の目的は、コラムと裏当て金間にお
ける仮付け溶接の溶接欠陥の発生を効果的に防止可能
で、しかも溶接長さを適正に設定可能なコラム溶接用裏
当て金を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段及びその作用】本出願人
は、裏当て金とコラムとの溶接部分を目視できるように
すれば、溶接欠陥の発生を防止できるとの発想に基づい
て、本発明に係るコラム溶接用裏当て金を発明するに至
った。

【０００７】本発明に係る第１のコラム溶接用裏当て金
は、コラムの端部を平坦な取付面に溶接接合するとき
に、コラムの端部内面に固定されて、コラムと取付面間
に形成される開先隙間をコラムの内側から閉鎖する裏当
て金であって、前記裏当て金にコラム奧部側へ行くにし
たがってコラム内面に接近する傾斜面状の仮付け溶接面
を形成し、この仮付け溶接面において裏当て金をコラム
に仮付け溶接可能となしたものである。

【０００８】この第１のコラム溶接用裏当て金において
は、コラム奥部側の側縁に傾斜面状の仮付け溶接面を形
成しているので、従来のように裏当て金のコラム奧部側
の内側縁が邪魔になって溶接箇所を目視できないという
不具合を防止できる。したがって、溶接箇所を目視しな
がらコラムに対して裏当て金を仮付け溶接することが可
能となり、溶接欠陥の発生を効果的に防止できる。しか
も、仮付け溶接面の長さを仮付け溶接に必要な適正長さ
に設定することで、仮付け溶接面の有無を目安にして、
適正な長さだけ仮付け溶接することが可能となり、溶接
材料の無駄を極力少なくしつつ、十分な溶接強度を得る
ことが可能となる。

【０００９】ここで、第１のコラム溶接用裏当て金にお
いて、前記裏当て金のコラム奧部側の側縁部に切欠部を
形成し、前記仮付け溶接面を切欠部の内側縁部に形成し
てもよい。このように裏当て金に切欠部を形成すると、
切欠部の長さ方向の両側縁部もコラムの開口部側から目
視でき、溶接欠陥の発生を防止しつつ仮付け溶接できる
ので、切欠部の内側縁全長を仮付け溶接することが可能
となり、溶接面積を増やしてコラムに対する裏当て金の
溶接強度を容易に高めることが可能となる。

【００１０】また、前記裏当て金とコラムとの接触面に
対する仮付け溶接面の傾斜角度を３０°〜６０°の範囲
内に設定することが好ましい。即ち、傾斜角度が３０°
未満の場合には、裏当て金の強度が低下し、傾斜角度が
６０°を超える場合には、コラムと裏当て金との溶接部
分を目視し難くなるので、傾斜角度は３０°〜６０°の
範囲内に設定することが好ましい。

【００１１】本発明に係る第２のコラム溶接用裏当て金
は、コラムの端部を平坦な取付面に溶接接合するとき
に、コラムの端部内面に固定されて、コラムと取付面間
に形成される開先隙間をコラムの内側から閉鎖する裏当
て金であって、前記裏当て金の幅方向の途中部に貫通孔
を形成し、この貫通孔の内側縁部のうちのコラム奧部側
の側縁部において裏当て金をコラムに仮付け溶接可能と
なしたものである。

【００１２】裏当て金に貫通孔を形成すると、裏当て金
をコラムの端部内面に取り付けた状態において、貫通孔
の内側縁部のうちのコラム奧部側の側縁部をコラムの開
口から目視することが可能となる。つまり、この第２の
コラム溶接用裏当て金では、このように目視可能な貫通
孔のコラム奧部側の側縁部をコラムに仮付け溶接するの
で、溶接箇所を目視しながらコラムに対して裏当て金を
仮付け溶接することが可能となり、溶接欠陥の発生を効
果的に防止できることになる。しかも、裏当て金の長さ
方向に対する貫通孔の長さを仮付け溶接に必要な適正長
さに設定することで、適正な長さだけ仮付け溶接するこ
とが可能となり、溶接材料の無駄を極力少なくしつつ、
十分な溶接強度を得ることが可能となる。

【００１３】ここで、第２のコラム溶接用裏当て金にお
いて、前記貫通孔の内側縁部のうちのコラム開口側の側
縁部に、コラム奧部側へ行くにしたがってコラム内面に
接近する傾斜面を形成してもよい。このように構成する
と、溶接部分が目視し易くなるとともに、裏当て金の強
度低下を極力防止することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、
建築用のコラム１は、立方体状の連結部材２を介して相
互に連結されている。この連結部材２は、コラム１と略
同一サイズの角形の短尺な角形鋼管３と、略平板状の２
枚のダイヤフラム４とを有し、角形鋼管３の両端部にそ
の開口部を閉鎖するようにダイヤフラム４を溶接固定し
たもので、工場等において予め製作され、建築現場へ輸
送して、コラム１同士の溶接接合時に使用される。

【００１５】コラム１は、図１、図２に示すように、角
柱状又は円柱状の鋼管からなる周知の構成のもので、コ
ラム１の先端部の外部側にはテーパ面状の開先面５が全
周にわたって形成され、コラム１を連結部材２のダイヤ
フラム４に溶接する際には、図２に示すように、コラム
１の端部の内側に先端部がコラム１から外方（上方）へ
突出するように裏当て金６を仮付け溶接して、仮付け溶
接部７によりコラム１に裏当て金６を固定してから、コ
ラム１の開口部を閉塞するように、平板状のダイヤフラ
ム４を裏当て金６の先端部に当接させ、この状態でダイ
ヤフラム４の平坦な取付面８とコラム１とを両者間の開
先隙間９において仮付け溶接してから、仮想線で示すよ
うに開先隙間９に沿って本溶接を施して、仮想線で示す
本溶接部１０によりコラム１をダイヤフラム４に固定す
ることになる。尚、角形鋼管３とダイヤフラム４との溶
接接合は、ダイヤフラム４とコラム１との溶接接合と同
様に、裏当て金６を用いて施されている。

【００１６】裏当て金６は、ＳＳ４００やＳＭ４９０Ａ
やＳＮ４９０Ｂ等の鋼材からなる断面形状が略長方形状
の細長い帯板を略コ字状に折曲してなるもので、図１、
図３〜図５に示すように、２本の裏当て金６を枠状に組
み合わせてコラム１の端部の内側に略隙間なく組付けら
れている。

【００１７】図２〜図５に示すように、裏当て金６をコ
ラム１に組付けた状態でコラム１の奧部側に配置される
裏当て金６の側縁部のうちの、裏当て金６の２つの短辺
と１つの長辺のそれぞれの長さ方向の略中央部には裏当
て金６の長さ方向に細長い長方形状の切欠部１１が形成
されている。切欠部１１の長辺側の内縁部にはコラム１
の奧部側へ行くにしたがってコラム１の内面に接近する
傾斜面状の仮付け溶接面１２が形成され、裏当て金６は
この仮付け溶接面１２及び切欠部１１の短辺側の内縁部
をコラム１に仮付け溶接して、コラム１に固定されてい
る。但し、裏当て金６に形成する切欠部１１の個数や配
置は、任意に設定することが可能である。また、切欠部
１１及び仮付け溶接面１２は機械加工により形成するこ
とも可能であるが、生産性や製作コストを考慮すると、
プレス成形により形成することが好ましい。

【００１８】切欠部１１の長さは、コラム１と裏当て金
６との溶接強度が十分に得られる長さであれば任意の長
さに設定することが可能であるが、溶接材料の使用量を
極力少なくするとともに、溶接作業を極力軽減するた
め、十分な溶接強度が確保できる範囲内で極力短尺に設
定することが好ましい。

【００１９】仮付け溶接面１２の傾斜角度θは３０°〜
６０°、好ましくは４０°〜５０°に設定することにな
る。つまり、この仮付け溶接面１２は、図６に示すよう
に、コラム１の端部内面に対して裏当て金６を仮付け溶
接する際に、仮付け溶接箇所１３を目視しながら溶接用
トーチ１４で溶接できるように形成したものであるが、
傾斜角度θが６０°を超えると仮付け溶接面１２のうち
のコラム１の開口部側の端部が邪魔になって仮付け溶接
箇所１３が目視し難くなり、また傾斜角度θが３０°未
満の場合には裏当て金６の強度が低下するので、傾斜角
度θは３０°〜６０°、好ましくは４０°〜５０°に設
定することになる。

【００２０】裏当て金６の各部の具体的なサイズは、コ
ラム１やダイヤフラム４のサイズ等に応じて適宜に設定
することになるが、例えば厚さを９ｍｍ、幅を２５ｍ
ｍ、切欠部１１の長さを２５ｍｍ、切欠部１１の幅を１
０ｍｍ、仮付け溶接面１２の傾斜角度を４５°に設定し
たものを好適に採用できる。

【００２１】この裏当て金６では、コラム１に対して裏
当て金６を仮付け溶接するときに、図６に示すように、
仮付け溶接面１２を経て仮付け溶接箇所１３を目視しな
がら仮付け溶接できるので、仮付け溶接部７における溶
接欠陥を効果的に防止できる。しかも、仮付け溶接長さ
が切欠部１１の長さに設定されるので、切欠部１１の長
さを適正に設定することで、十分な溶接強度を確保しつ
つ、溶接作業を極力軽減し且つ溶接材料の使用量を極力
少なくできることになる。

【００２２】次に、前記裏当て金６の構成を部分的に変
更した他の実施例について説明する。尚、前記実施例と
同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略す
る。 （１） 図７に示す裏当て金６Ａのように、切欠部１１
を省略して、仮付け溶接面１２をコラム１の奧部側の側
縁に直接的に形成してもよい。この場合には、裏当て金
６と同様の効果が得られるとともに、裏当て金６Ａの強
度を向上できるので好ましい。

【００２３】（２） 図８に示す裏当て金６Ｂのよう
に、切欠部１１に代えて幅方向の途中部に長方形状の貫
通孔２０を形成し、この貫通孔２０の長辺のコラム１奧
部側の内縁部及び短辺側の内縁部をコラム１内面に溶接
してもよい。貫通孔２０の幅は、狭すぎると仮付け溶接
箇所を目視できなくなり、広すぎると裏当て金６Ｂの強
度が低下するので、裏当て金６Ｂの幅の３０〜５０％に
設定することが好ましい。

【００２４】この裏当て金６Ｂでは、前記実施例の裏当
て金６と同様に、仮付け溶接箇所を目視しながら溶接す
ることが可能なので、コラム１に対する裏当て金６Ｂの
仮付け溶接部における溶接欠陥の発生を効果的に防止で
きるとともに、溶接長さが貫通孔２０の長さに設定され
るので、十分な溶接強度を確保しつつ、溶接作業を極力
軽減できるとともに溶接材料の使用量を極力少なくでき
る。

【００２５】（３） 図９に示す裏当て金６Ｃのよう
に、前記裏当て金６Ｂの貫通孔２０に代えて、貫通孔２
０Ｃのように、内側縁部のうちのコラム１開口側の側縁
部に、コラム１奧部側へ行くにしたがってコラム１内面
に接近する傾斜面２１を形成したものを採用してもよ
い。この裏当て金６Ｃにおいては、貫通孔２０Ｃの長辺
のコラム１奧部側の内縁部及び短辺側の内縁部をコラム
１内面に溶接することになるが、傾斜面２１により裏当
て金６Ｃの強度低下を極力抑制しつつ仮付け溶接箇所が
一層見易くなるので好ましい。

【００２６】尚、コラム１に対する裏当て金の仮付け溶
接作業を改善するための仮付け溶接改善構造、即ち裏当
て金６における切欠部１１及び仮付け溶接面１２、裏当
て金６Ａにおける仮付け溶接面１２、裏当て金６Ｂにお
ける貫通孔２０、裏当て金６Ｃにおける傾斜面２１を有
する貫通孔２０Ｃは、任意の形状の裏当て金に対して、
任意の個数を任意の配列で設けることが可能である。

【００２７】具体的には、本実施例では裏当て金６、６
Ａ〜６Ｃを平面視略コ字状に形成したが、コラム１の端
部内面に略隙間なく装着可能なものであれば、図１０
（ａ）に示す裏当て金２５のように、略正方形状に折曲
したものを採用してもよいし、図１０（ｂ）に示す裏当
て金２６のように、２辺の長さを略同じに設定した略く
字状のものを採用してもよいし、図１０（ｃ）に示す裏
当て金２７のように、２辺を異なる長さに設定した略Ｌ
字状のものを採用してもよい。また、コラム１が円柱状
の場合には、半円弧状或いは途中部を切断したリング状
の裏当て金をコラム１の端部に内嵌することになる。

【００２８】また、本実施例では裏当て金６、６Ａ〜６
Ｃを断面略長方形に形成したが、図１１（ａ）に示す裏
当て金３０のように、コラム１の開口部側の先端部外面
側にコラム１の開先面５（図２参照）に連なる傾斜面３
１を全周或いは間隔をあけて形成したものを用いてもよ
いし、図１１（ｂ）に示す裏当て金３２のように、コラ
ム１の開口部側の先端部外周側に開先隙間９（図２参
照）に開口する切欠部３３を全周或いは間隔をあけて形
成したものを用いてもよい。このように構成すると、ダ
イヤフラム４に対するコラム１の仮付け溶接部が開先隙
間９内に配置されることを防止して、ダイヤフラム４に
対するコラム１の溶接強度を十分に確保できる。つま
り、ダイヤフラム４に対するコラム１の仮付け溶接部に
は溶接欠陥が発生し易いので、この仮付け溶接部が開先
隙間９内に配置されないようにして、開先隙間９全体に
溶接欠陥の発生し難い本溶接部１０を形成することで、
ダイヤフラム４に対するコラム１の溶接強度を十分に確
保できる。

【００２９】また、図１１（ｃ）に示す裏当て金３４の
ように、幅方向の途中部に外方へ突出する位置決め突部
３５を形成したものを採用してもよい。位置決め突部３
５は、裏当て金３４の全長にわたって形成してもよい
が、この位置決め突部３５は開先隙間９内に配置される
ので、本溶接部１０における溶接欠陥の発生を極力防止
するため、適当間隔おきに形成することが好ましい。こ
のような構成の裏当て金３４では、裏当て金３４をコラ
ム１に組み付けるときに、位置決め突部３５をコラム１
の端部に当接させることで、コラム１の奥行き方向に対
する裏当て金３４の挿入量が規制され、裏当て金３４を
コラム１の適正な位置に組み付けることが可能となる。
尚、この位置決め突部３５は、裏当て金２５〜２７、３
０、３２に対して形成してもよい。

【００３０】尚、本実施例では、コラム１を連結部材２
のダイヤフラム４に溶接する場合について説明したが、
コラム１をＨ型鋼のフランジの平坦面やベースプレート
の平坦面などに溶接する場合においても、本発明の裏当
て金を同様に適用できる。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係るコラム溶接用裏当て金によ
れば、傾斜面状の仮付け溶接面を形成したり、貫通孔を
形成するという簡単な構成で、溶接箇所を目視しながら
コラムに対して裏当て金を仮付け溶接できるので、溶接
欠陥の発生を効果的に防止できる。しかも、仮付け溶接
面や貫通孔の長さを適正に設定することで、適正な長さ
だけ仮付け溶接することが可能となり、溶接材料の無駄
を極力少なくしつつ、十分な溶接強度を得ることが可能
となる。

【００３２】ここで、第１のコラム溶接用裏当て金にお
いて、裏当て金のコラム奧部側の側縁部に切欠部を形成
し、仮付け溶接面を切欠部の内側縁部に形成すると、目
視可能な溶接部分を増やして、コラムに対する裏当て金
の溶接強度を容易に高めることが可能となる。

【００３３】また、裏当て金とコラムとの接触面に対す
る仮付け溶接面の傾斜角度を３０°〜６０°の範囲内に
設定すると、裏当て金の強度低下を防止しつつ、コラム
と裏当て金との溶接部分を目視し易くできる。

【００３４】第２のコラム溶接用裏当て金において、貫
通孔の内側縁部のうちのコラム開口側の側縁部に、コラ
ム奧部側へ行くにしたがってコラム内面に接近する傾斜
面を形成すると、溶接部分が目視し易くなるとともに、
裏当て金の強度低下を極力防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 コラムの溶接接合部付近の分解斜視図

【図２】 コラムの溶接接合部付近の溶接前における縦
断面図

【図３】 裏当て金の平面図

【図４】 図３のIV-IV線断面図

【図５】 裏当て金の（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面
図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は底面図

【図６】 コラムに対する裏当て金の溶接方法の説明図

【図７】 他の構成の裏当て金の図４相当図

【図８】 他の構成の裏当て金の図４相当図

【図９】 他の構成の裏当て金の図４相当図

【図１０】 （ａ）（ｂ）（ｃ）は他の構成の裏当て金
の平面図

【図１１】 （ａ）（ｂ）（ｃ）は他の構成の裏当て金
の縦断面図

【図１２】 従来技術のコラムの溶接接合部付近の溶接
前における縦断面図

【符号の説明】

１ コラム ２ 連結部材 ３ 角形鋼管 ４ ダイヤフラム ５ 開先面 ６ 裏当て金 ７ 仮付け溶接部 ８ 取付面 ９ 開先隙間 １０ 本溶接部 １１ 切欠部 １２ 仮付け溶接面 １３ 仮付け溶接箇所 １４ 溶接用トーチ ６Ａ 裏当て金 ６Ｂ 裏当て金 ２０ 貫通孔 ６Ｃ 裏当て金 ２０Ｃ 貫通孔 ２１ 傾斜面 ２５ 裏当て金 ２６ 裏当て金 ２７ 裏当て金 ３０ 裏当て金 ３１ 傾斜面 ３２ 裏当て金 ３３ 切欠部 ３４ 裏当て金 ３５ 突部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コラムの端部を平坦な取付面に溶接接合
   するときに、コラムの端部内面に固定されて、コラムと
   取付面間に形成される開先隙間をコラムの内側から閉鎖
   する裏当て金であって、 前記裏当て金にコラム奧部側へ行くにしたがってコラム
   内面に接近する傾斜面状の仮付け溶接面を形成し、この
   仮付け溶接面において裏当て金をコラムに仮付け溶接可
   能となした、 ことを特徴とするコラム溶接用裏当て金。
2. 【請求項２】 前記裏当て金のコラム奧部側の側縁部に
   切欠部を形成し、前記仮付け溶接面を切欠部の内側縁部
   に形成した請求項１記載のコラム溶接用裏当て金。
3. 【請求項３】 前記裏当て金とコラムとの接触面に対す
   る仮付け溶接面の傾斜角度を３０°〜６０°の範囲内に
   設定した請求項１又は２記載のコラム溶接用裏当て金。
4. 【請求項４】 コラムの端部を平坦な取付面に溶接接合
   するときに、コラムの端部内面に固定されて、コラムと
   取付面間に形成される開先隙間をコラムの内側から閉鎖
   する裏当て金であって、 前記裏当て金の幅方向の途中部に貫通孔を形成し、この
   貫通孔の内側縁部のうちのコラム奧部側の側縁部におい
   て裏当て金をコラムに仮付け溶接可能となした、 ことを特徴とするコラム溶接用裏当て金。
5. 【請求項５】 前記貫通孔の内側縁部のうちのコラム開
   口側の側縁部に、コラム奧部側へ行くにしたがってコラ
   ム内面に接近する傾斜面を形成した請求項４記載のコラ
   ム溶接用裏当て金。