JP2006181634A - 仮付け溶接用固定治具 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２つの鋼管の現場溶接作業を容易なものとすることができる仮付け溶接用固定治具を提供する。
【解決手段】 本仮付け溶接用固定治具１は、鋼管を内接する内径の略半円筒形状に形成され、２つの鋼管の相向い合う端縁を仮付け溶接するための開口部７を有するとともに、内側における開口部７の側方において２つの鋼管の溶接すべき所定のルート間隔を保持する突起９を有する固定部２と、固定部２と略同一の内径の略半円筒形状に形成され、一側において固定部２の一側縁と開閉自在に連結されるとともに、他側において固定部２の他側縁と係着する上方固定部３と、固定部２と略同一の内径の略半円筒形状に形成され、上方固定部３に対して開口部７の高さ寸法と略同間隔をあけて一側において固定部２の一側縁と開閉自在に連結されるとともに、他側において固定部２の他側縁と係着する下方固定部４と、を備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２つの鋼管の端縁同士を仮付け溶接する際に、２つの鋼管の端縁を溶接すべき所定のルート間隔をあけて相向い合わせて固定する仮付け溶接用固定治具に関する。

軟弱な地盤上に建築物を建設する際の代表的な沈下防止対策の１つとして回転圧入杭工法が挙げられる。この回転圧入杭工法は、鋼管杭の頭部を重機等で支えながら回転を加え、地中に埋設する工法であり、鋼管の先端部側面には、先端支持力の向上、貫入推進力の確保を目的として螺旋羽根が設置されている。また、鋼管杭の先端には、地中に多少のレキ、ガラが存在してもスムーズに回転し圧入できるように掘削ビットや掘削板が設けられている。

上記した鋼管先端部の螺旋羽根や掘削ビット等の加工は、工場にて行われており、製品として加工された鋼管杭は、工場から建築現場へ運搬される。加工された鋼管杭をトラック荷台等に積載する際には螺旋羽根が邪魔になり、現場への運搬が不便であるとともに、運搬効率が悪いという問題点がある。

この問題を解決するため、短い鋼管に螺旋羽根や掘削ビット等の加工を施したものを杭先端部材として鋼管本体と別個に構成し、別々に現場に運搬するものがある（例えば、特許文献１参照）。鋼管本体と分納された杭先端部材は、一般に現場溶接にて鋼管本体と接続している。この現場溶接作業において、鋼管本体と杭先端部材の軸心を合わせ、一直線に取り付けることが鋼管杭の品質管理を行う上で最も重要である。

一方、２つのステンレス鋼鋼管の端縁を仮付け溶接する場合に用いる仮付け溶接用固定治具がある（例えば、特許文献２参照）。この仮付け溶接用固定治具は、両側に締結部を有し、且つ仮付け溶接孔を形成した半円帯状の２つの緊締部材を一組として構成されるものである。この仮付け溶接用固定治具を用いて２つのステンレス鋼鋼管の端縁を仮付け溶接するには、仮付け溶接用固定治具によりステンレス鋼鋼管の仮付け溶接個所が前記仮付け溶接孔に露出するように仮固定し、該仮付け溶接孔を介して仮付け溶接個所を仮付けトーチにより仮付け溶接する。
特開２００４−１６９５０２号公報 特開平７−２４５９５号公報

ところで、鋼管本体と杭先端部材の現場溶接作業を行う場合、一人の溶接作業者が片手で杭先端部材の重さを支えながら、もう片方の手で溶接棒を操作する状態となり、鋼管本体と杭先端部材の軸心を合わせて接続することが難しいという問題点があった。また、現場溶接作業は、一人での作業が困難な場合、一人が杭先端部材を支え、一人が溶接するという二人作業で行うこととなり、非効率な状況となるという問題点があった。

また、前記仮付け溶接用固定治具を用いて２つのステンレス鋼鋼管の端縁を仮付け溶接する場合、２つのステンレス鋼鋼管同士の直線性を保持しておく必要があり、そのステンレス鋼鋼管同士の直線性を保持しながら仮付け溶接用固定治具の２つの緊締部材により固定することが難しいという問題点があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、２つの鋼管の現場溶接作業を容易なものとすることができる仮付け溶接用固定治具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の仮付け溶接用固定治具は、２つの鋼管の端縁同士を仮付け溶接する際に、前記２つの鋼管の端縁を溶接すべき所定のルート間隔をあけて相向い合わせて固定する仮付け溶接用固定治具であって、前記鋼管を内接する内径の略半円筒形状に形成され、前記２つの鋼管の相向い合う端縁を仮付け溶接するための開口部を有するとともに、内側における前記開口部の側方において前記２つの鋼管の溶接すべき所定のルート間隔を保持する突起を有する固定部と、該固定部と略同一の内径の略半円筒形状に形成され、一側において前記固定部の一側縁と開閉自在に連結されるとともに、他側において前記固定部の他側縁と係着する上方固定部と、前記固定部と略同一の内径の略半円筒形状に形成され、前記上方固定部に対して前記開口部の高さ寸法と略同間隔をあけて一側において前記固定部の一側縁と開閉自在に連結されるとともに、他側において前記固定部の他側縁と係着する下方固定部と、を備えたことを特徴としている。

本発明の請求項１の仮付け溶接用固定治具によれば、固定部と対になって鋼管を固定する部分が上方固定部と下方固定部の２つの部分からなるため、仮付け溶接用固定治具を一方の鋼管に固定する作業と他方の鋼管を仮付け溶接用固定治具により固定する作業とを、それぞれ容易に行うことができ、鋼管同士の直線性を保ちながら、２つの鋼管の端縁を開口部において一人で容易に現場溶接にて接続できる。また、ルート間隔を保持する突起を備えているため、接続する２つの鋼管の相向い合う端縁間に所定のルート間隔を確実に確保することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る仮付け溶接用固定治具について図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態に係る仮付け溶接用固定治具１の概略構成を示す斜視図であるが、仮付け溶接用固定治具１は、図示するように、固定部２、上方固定部３、及び下方固定部４を主体に構成される。なお、本実施の形態においては、図２に示すように、仮付け溶接用固定治具１を用いて鋼管本体５と杭先端部材６を固定する場合について説明するが、本発明は、鋼管同士の一般継手部分において２つの鋼管の端縁同士を仮付け溶接する場合においても有効に活用することができる。

固定部２は、鋼管本体５及び杭先端部材６を内接する内径を有する円筒状の鋼管を略半分に割った略半円筒形状の鋼製部材であり、鋼管本体５及び杭先端部材６の片側に当接するものである。この固定部２の上下方向の長さは、特に限定されるものではないが、鋼管本体５と杭先端部材６とを固定するのに十分な長さであり、且つ、固定作業を容易なものとするには、軽量且つ取扱い容易となるようにできるだけ短いことが好ましい。この固定部２は、仮付け溶接用固定治具１により固定した鋼管本体５と杭先端部材６とを仮付け溶接するための開口部７を有している。

この開口部７は、固定部２の開口部７より上方の部分において鋼管本体５の下端部を固定でき、開口部７より下方の部分において杭先端部材６の螺旋羽根８よりも上方を固定できる位置に形成される。この開口部７の高さ寸法は、開口部７を介して鋼管本体５と杭先端部材６の溶接作業を行うのに十分な高さを有するものとし、周方向に延びる長さ寸法は、溶接作業を行うのに十分な長さで、且つ、固定部２の強度が損なわれない程度に十分な余地を残す長さが好ましい。

また、固定部２は、溶接部分における溶け込み不良を防止するための所定のルート間隔を確保するための突起９を有している。この突起９は、固定部２の内側で、かつ開口部７の周方向の側方に設けられており、両側方に設けられていてもよいし、片側方のみに設けられていてもよい。突起９の幅は、鋼管本体５と杭先端部材６との所定のルート間隔を確保するのに適した幅とし、その高さは、鋼管本体５の厚さより若干小さい程度が好ましい。周方向に延びる長さは、特に限定されるものではない。また、突起９の上下方向の位置は、開口部７の上下方向の中心と同じ位置であると、溶接作業を行いやすく、好ましい。固定部２は、一側に丁番１０ａ、１０ｂを有しており、丁番１０ａを介して上方固定部３と開閉自在に連結されており、丁番１０ｂを介して下方固定部４と開閉自在に連結されている。また、固定部２は、丁番１０ａ、１０ｂとは他側に係止爪１１ａ、１１ｂを有しており、係止爪１１ａ、１１ｂは、上方固定部３と下方固定部４に対応して１個所ずつ設けられている。

上方固定部３は、固定部２と同様に、鋼管本体５を内接する内径を有し、円筒の鋼管を略半分に割った略半円筒形状の鋼製部材であり、固定部２が鋼管本体５に当接した側とは他側に当接するものである。この上方固定部３の上下方向の長さは、固定部２の開口部７よりも上方の部分と略同じ長さである。この上方固定部３は、一側において丁番１０ａを介して固定部２の一側縁と開閉自在に連結されている。また、その丁番１０ａが設けられた側の他側にバックル１２ａを有しており、仮付け溶接用固定治具１は、このバックル１２ａと固定部２の係止爪１１ａにより固定部２の他側縁と上方固定部３を係着することにより鋼管本体５に固定される。

下方固定部４は、鋼管本体５と同一の径を有する杭先端部材６を内接する内径を有し、円筒の鋼管を略半分に割った略半円筒形状の鋼製部材であり、固定部２が杭先端部材６に当接した側とは他側に当接するものである。この下方固定部４の上下方向の長さは、固定部２の開口部７よりも下方の部分と略同じ長さである。この下方固定部４は、一側において丁番１０ｂを介して固定部２の一側縁と開閉自在に連結されている。また、その丁番１０ｂとは他側にバックル１２ｂを有しており、仮付け溶接用固定治具１は、このバックル１２ｂと固定部２の係止爪１１ｂにより固定部２の他側縁と下方固定部４を係着することにより杭先端部材６を固定する。上方固定部３と下方固定部４とは、開口部７の高さ寸法と略同間隔を開けて固定部２と連結されており、また、上方固定部３と下方固定部４との間の中心を通る中間線と、開口部７の周方向の中心線とが同一面内にあるため、上方固定部３と下方固定部４との間の部分においても鋼管本体５と杭先端部材６とを仮付け溶接することができる。

次に、図２に示すように、鋼管本体５と杭先端部材６が水平に載置してあり、上記のように構成された仮付け溶接用固定治具１を用いて、鋼管本体５と杭先端部材６とを仮付け溶接する場合について説明する。
仮付け溶接用固定治具１を用いて鋼管本体５と杭先端部材６とを仮付け溶接するには、まず、図３に示すように、鋼管本体５の下部に仮付け溶接用固定治具１の固定部２をあてがう。このとき、所定のルート間隔を確実に確保することができるように鋼管本体５の下端に突起９を当接させる。そして、図４に示すように、上方固定部３を閉じ、係止部１１ａとバックル１２ａにより固定部２と上方固定部３を係着して仮付け溶接用固定治具１を鋼管本体５に固定する。

次いで、図４に示すように、鋼管本体５の内側に溶接用の裏当てリング１３を挿入するが、突起９の高さが、鋼管本体５の厚さより若干小さい程度であるため、容易に裏当てリング１３を挿入することができる。そして、図５に示すように、挿入した裏当てリング１３に合わせて、杭先端部材６を挿入する。杭先端部材６の挿入後においては、固定部２の内側に杭先端部材６の片側が当接した状態となっている。また、杭先端部材６の上端を突起９に当接させることにより、溶接時に必要な鋼管本体５と杭先端部材６の相向い合う端縁同士のルート間隔が突起９により確保される。

次いで、図６に示すように、下方固定部４を閉じ、係止部１１ｂとバックル１２ｂにより固定部２と下方固定部４を係着して杭先端部材６を固定することにより、鋼管本体５と杭先端部材６の軸心を合わせて、杭全体の直線性を保つようにする。そして、溶接棒（不図示）を操作して上方固定部３と下方固定部４の間の部分において鋼管本体５と杭先端部材６を２箇所程度仮付け溶接する。さらに、鋼管本体５と杭先端部材６を仮付け溶接用固定治具１により固定した状態のまま回して上下を入れ替えて、固定部２に設けられた開口部７においても鋼管本体５と杭先端部材６を２箇所程度仮付け溶接する。仮付け溶接完了後、仮付け溶接用固定治具１を取り外し、鋼管本体５と杭先端部材６との本溶接を行う。

以上の説明から明らかなように、本実施の形態の仮付け溶接用固定治具１によれば、鋼管本体５及び杭先端部材６の片側を押える部分が上方固定部３と下方固定部４の２つに分かれているため、仮付け溶接用固定治具１を鋼管本体５に固定する作業と、杭先端部材６を仮付け溶接用固定治具１により固定する作業をそれぞれ容易に行うことができ、現場溶接にて鋼管本体５と杭先端部材６の軸心を合わせて直線性を保ちながら、鋼管本体５と杭先端部材６を一人で容易に仮付け溶接できる。また、突起９を有しているため、鋼管本体５と杭先端部材６の相向い合う端縁間にルート間隔を確実に確保することができる。

なお、本実施の形態においては、係止爪１１ａとバックル１２ａにより固定部２と上方固定部３を係着し、係止爪１１ｂとバックル１２ｂにより固定部２と下方固定部４を係着するものとしたが、固定部２と上方固定部３、固定部２と下方固定部４をそれぞれ係着する構成のものであれば、特にこれに限られるものではない。また、開口部７の位置が杭先端部材６側に寄っており、上方固定部３の方が下方固定部４よりも長いが、鋼管同士を仮付け溶接する場合の仮付け溶接用固定治具１においては、固定部２の中央に開口部７があり、上方固定部３と下方固定部４が同じ長さであってもよい。

本発明は、２つの鋼管の端縁同士を仮付け溶接する際に、２つの鋼管の端縁を溶接すべき所定のルート間隔をあけて相向い合わせて固定する場合において利用可能である。

本発明の実施の形態に係る仮付け溶接用固定治具の概略構成を示す斜視図である。 仮付け溶接用固定治具を用いて鋼管と杭先端部材を仮付け溶接する手順を示す平面図である。 仮付け溶接用固定治具を用いて鋼管と杭先端部材を仮付け溶接する手順を示す平面図である。 仮付け溶接用固定治具を用いて鋼管と杭先端部材を仮付け溶接する手順を示す平面図である。 仮付け溶接用固定治具を用いて鋼管と杭先端部材を仮付け溶接する手順を示す平面図である。 仮付け溶接用固定治具を用いて鋼管と杭先端部材を仮付け溶接する手順を示す平面図である。

符号の説明

１ 仮付け溶接用固定治具
２ 固定部
３ 上方固定部
４ 下方固定部
７ 開口部
９ 突起
１０ａ、１０ｂ 丁番
１１ａ、１１ｂ 係止爪
１２ａ、１２ｂ バックル

Claims (1)

1. ２つの鋼管の端縁同士を仮付け溶接する際に、前記２つの鋼管の端縁を溶接すべき所定のルート間隔をあけて相向い合わせて固定する仮付け溶接用固定治具であって、
   前記鋼管を内接する内径の略半円筒形状に形成され、前記２つの鋼管の相向い合う端縁を仮付け溶接するための開口部を有するとともに、内側における前記開口部の側方において前記２つの鋼管の溶接すべき所定のルート間隔を保持する突起を有する固定部と、
   該固定部と略同一の内径の略半円筒形状に形成され、一側において前記固定部の一側縁と開閉自在に連結されるとともに、他側において前記固定部の他側縁と係着する上方固定部と、
   前記固定部と略同一の内径の略半円筒形状に形成され、前記上方固定部に対して前記開口部の高さ寸法と略同間隔をあけて一側において前記固定部の一側縁と開閉自在に連結されるとともに、他側において前記固定部の他側縁と係着する下方固定部と、
   を備えたことを特徴とする仮付け溶接用固定治具。

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