JP2007289995A - 溶接装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋等の棒鋼の寸法にばらつきがあっても係止部材と棒鋼を精度良く位置合わせしてフラッシュ溶接する。
【解決手段】プレート部４と円柱状のボス５を有する係止部材２のボス５と棒鋼３をフラッシュ溶接により接合するとき、位置調整機構部９のＺ方向調整ネジ２５とＸ方向調整ネジ３２を操作してＺ方向可動ブロック２４を固定ブロック２３に沿って垂直方向に移動し、Ｘ方向可動ブロック３１をＺ方向可動ブロック２４に沿って水平方向に移動させて係止部材２を保持した固定クランプ手段１０を移動して係止部材２のボス５の中心を棒鋼３の中心と一致させて簡単な操作でボス５と棒鋼３を位置合わせし、ボス５と棒鋼５の位置合わせ時間を大幅に短縮して操作効率を向上させる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、例えば構造物の耐震性能を高めるために主筋又は配力筋間を連結するせん断補強筋の作製に使用する溶接装置に関するものである。

鉄筋コンクリート構造の構造物などの内部に配置される鉄筋は、軸方向力又は曲げモーメントを負担する主筋と、主筋と直角方向に配置し、主筋の位置を確保し、直角方向へも応力を伝える配力筋と、主筋間や配力筋間を連結するせん断補強筋などから構成している。例えば特許文献１には楕円形又は半楕円形の平鋼からなる係止板に鉄筋等の棒鋼を接合したせん断補強筋の溶接装置が開示されている。このせん断補強筋の溶接装置は、図５に示すように、ベース７の上面に絶縁材を介して固定された固定ブロック４０に固定され係止板４１を位置決めして保持する位置決めブロック１３と、位置決めブロック１３に対向して設けられ、クランプシリンダ１４に連結されたクランプジョー１５とで係止板４１を固定し、すえ込みシリンダ２０により前後退する可動ブロック１６に絶縁材を介して固定された保持ブロック１７とクランプシリンダ１８に連結されたクランプジョー１９とで棒鋼３を挟み込んで固定し、固定ブロック４０と可動ブロック１６との間に溶接電源を接続して係止板４１と棒鋼３をフラッシュ溶接により接合している。
特開２００５−９５９３８号公報

この平鋼から係止板４１に棒鋼３を直接接合すると、係止板４１と棒鋼３の接合部にバリが生じ、このバリを除去することは容易でなく、バリの除去作業に多くの時間を要するとともに作製したたせん断補強筋で主筋間や配力筋間を連結したとき、係止板４１の棒鋼３と接合した部分に応力が集中し、係止板４１が破損する可能性がある。これを防止するため、図１に示すように、プレート部４に円柱状のボス５を有する係止部材２を使用し、この係止部材２のボス５に棒鋼３を接合したせん断補強筋が提案されている。このボス５に接合する鉄筋等の棒鋼３は外径寸法にばらつきがあるとともに多少の曲がりがある。このため係止部材２のボス５に対して棒鋼３を位置合わせしたとき、図６（ａ）に示すように、ボス５と棒鋼３の間に芯ずれが生じる場合が多い。この芯ずれを防止するため、図６（ｂ）に示すように、係止部材２を位置決めする位置決めブロック１３と係止部材２の間やクランプジョー１９と係止部材２の間にスペーサー４２を挿入してボス５と棒鋼３の芯出しをしている。

このようにスペーサー４２を使用して係止部材２のボス５と棒鋼３の芯出しをしていると、ボス５と棒鋼３の間に生じる芯ずれ量はその都度異なり、多数の異なる厚さのスペーサー４２を準備する必要があるとともにボス５と棒鋼３の芯出しに多くの時間を要し、せん断補強筋の製造能率が低下してしまうという短所がある。

この発明は、このような短所を改善し、鉄筋等の棒鋼の寸法にばらつきがあっても係止部材と棒鋼を精度良く位置合わせすることができる溶接装置を提供することを目的とするものである。

この発明の溶接装置は、プレート部と円柱状のボスを有する係止部材のボスと棒鋼をフラッシュ溶接により接合する溶接装置において、固定電極を有する固定クランプ手段と、可動電極を有する可動クランプ手段と、すえ込み手段及び位置調整機構部を有し、前記固定クランプ手段は、プレート部と円柱状のボスを有する係止部材を保持し、前記可動クランプ手段は、固定クランプ手段で保持した係止部材のボスに接合する棒鋼を保持し、前記すえ込み手段は、前記可動クランプ手段を固定クランプ手段側に前進させ、前記位置調整機構部は前記可動クランプ手段で保持した棒鋼の先端部に対して前記固定クランプ手段で保持している係止部材のボスを位置合わせするものであり、垂直方向位置調整部と水平方向位置調整部を有し、前記垂直方向位置調整部は、固定ブロックに垂直方向リニアガイドで連結された垂直方向方向可動ブロックと、該垂直方向可動ブロックを固定ブロックに沿って垂直方向に移動させる垂直方向調整ネジを有し、前記水平方向位置調整部は、前記垂直方向可動ブロックに水平方向リニアガイドで連結され、前記可動クランプ手段を保持する水平方向可動ブロックと、該水平方向可動ブロックを前記垂直方向可動ブロックに沿って水平方向に移動させる水平方向調整ネジを有することを特徴とする。

前記垂直方向調整ネジと水平方向調整ネジの取付部に、フラッシュ溶接時の火花を遮断する保護プレートを有する。

この発明は、プレート部と円柱状のボスを有する係止部材のボスと棒鋼をフラッシュ溶接により接合するとき、位置調整機構部の垂直方向調整ネジと水平方向調整ネジを操作して垂直方向可動ブロックを固定ブロックに沿って垂直方向に移動し、水平方向可動ブロックを垂直方向可動ブロックに沿って水平方向に移動させて係止部材を保持した固定クランプ手段を移動して係止部材のボスの中心を棒鋼の中心と一致させようにしたから、簡単な操作でボスと棒鋼を位置合わせでき、ボスと棒鋼の位置合わせ時間を大幅に短縮して操作効率を向上することができる。

また、垂直方向調整ネジと水平方向調整ネジの取付部に、フラッシュ溶接時の火花を遮断する保護プレートを有することにより、棒鋼とボスの接触部を加熱しているとき大量の火花が飛び散っても、飛散する火花が垂直方向調整ネジと水平方向調整ネジのネジ部に入り込むことを防ぐことができ、安定して固定クランプ手段を移動することができる。

図１はこの発明のせん断補強筋の構成図である。図に示すようにせん断補強筋１は、係止部材２と、係止部材２に接合された棒鋼３とを有する。係止部材２は、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、プレート部４と円柱状のボス５を有する。プレート部４は、長手方向の一方の端部が半円形で先細に形成され、長手方向の中心より他方の端部側にボス５が設けられている。ボス５は接合する棒鋼３とほぼ同じ外径を有する。棒鋼３は係止部材２のボス５の先端部にフラッシュ溶接により接合される。

このせん断補強筋１の係止部材２と棒鋼３を接合してせん断補強筋１を作製する溶接装置６は、図２の構成図に示すように、ベース７の上面に固定された保持ブロック８に絶縁材を介して取り付けられた位置調整機構部９と、固定クランプ手段１０と可動クランプ手段１１及びすえ込み手段１２とを有する。固定クランプ手段１０は、位置調整機構部９に固定され、係止部材２を位置決めして保持する位置決めブロック１３と、位置決めブロック１３に対向して設けられ、クランプシリンダ１４に連結されたクランプジョー１５とを有し、係止部材２を保持する。可動クランプ手段１１は、固定クランプ手段１０と対向してベース７の上面に移動自在に取り付けられた可動ブロック１６に絶縁材を介して固定され、棒鋼３を保持する保持ブロック１７と、保持ブロック１７に対向して設けられ、クランプシリンダ１８に連結されたクランプジョー１９とを有し、棒鋼３を保持する。すえ込み手段１２は、可動ブロック１６に連結されたすえ込みシリンダ２０を有し、可動クランプ手段８を固定クランプ手段７側に前進させる。

固定クランプ手段１０で保持する係止部材２を位置決めする位置調整機構部９は、図３（ａ）の側面図と（ｂ）の平面図に示すように、ベース７の表面に対して垂直方向であるＺ方向で固定クランプ手段１０の位置を可変するＺ方向位置調整部２１と、ベース７の長手方向であるＹ方向と直交する水平方向であるＸ方向で固定クランプ手段１０の位置を可変するＸ方向位置調整部２２を有する。

Ｚ方向位置調整部２１は、固定ブロック２３とＺ方向可動ブロック２４とＺ方向調整ネジ２５を有する。固定ブロック２３は、ベース７に絶縁材を介して固定された支持ブロック２６に固定され、固定クランプ手段１０側にはＺ方向可動ブロック２４がＺ方向リニアガイド２７で連結されている。Ｚ方向可動ブロック２４はＺ方向が固定ブロック２３より小さく形成され、リニアガイド２７により固定ブロック２３に沿ってＺ方向に摺動自在になっており、上面にＺ方向調整ネジ２５と係合する台形の送りネジを有する。Ｚ方向調整ネジ２５は中間部に上ブロック２８の厚さに対応した間隔をおいて係止溝を有し、軸部と嵌合する貫通孔を有する保護プレート２９を取り付けた状態で上ブロック２８の取付孔に挿入し、上下の係止溝に止め輪３０を取り付けて上ブロック２８に回転自在に取り付けられ、Ｚ方向可動ブロック２４の送りネジと係合してＺ方向可動ブロック２４を固定ブロック２３に沿って垂直方向に移動させる。保護プレート２９は上ブロック２８に固定され、Ｚ方向調整ネジ２５のネジ部を保護する。

Ｘ方向位置調整部２２は、Ｘ方向可動ブロック３１とＸ方向調整ネジ３２を有する。Ｘ方向可動ブロック３１は、Ｘ方向がＺ方向可動ブロック２４より小さく形成され、Ｚ方向可動ブロック２４とＸ方向リニアガイド３３でＸ方向に摺動自在に連結され、他方の面には固定クランプ手段１０が固定されている。このＸ方向可動ブロック３１の側面にＸ方向調整ネジ３２と係合する台形の送りネジを有する。Ｘ方向調整ネジ３２は中間部に横ブロック３４の厚さに対応した間隔をおいて係止溝を有し、軸部と嵌合する貫通孔を有する保護プレート３５を取り付けた状態で横ブロック３４の取付孔に挿入し、各係止溝に止め輪３６を取り付けて横ブロック３４に回転自在に取り付けられ、Ｘ方向可動ブロック３１の送りネジと係合してＸ方向可動ブロック３１をＺ方向可動ブロック２４に沿って水平方向に移動させる。保護プレート３５は横ブロック３４に固定され、Ｘ方向調整ネジ３２のネジ部を保護する。

この溶接装置６で係止部材２に棒鋼３を接合するときは、係止部材２を固定クランプ手段１０で保持し、棒鋼３を可動クランプ手段１１で保持し、棒鋼３の先端部を係止部材２のボス５と対向させて配置して、図４（ａ）に示すように、すえ込み手段１２で可動クランプ手段１１を固定クランプ手段１０側に前進させ、可動クランプ手段１１で保持した棒鋼３の先端部を固定クランプ手段１０で保持している係止部材２のボス５に軽く接触させる。この状態で操作者がボス５と棒鋼３の接触状態を確認し、図４（ａ）に示すように、ボス５と棒鋼３に芯ずれが生じている場合は、位置調整機構部９のＺ方向調整ネジ２５とＸ方向調整ネジ３２を操作してＺ方向可動ブロック２４を固定ブロック２３に沿って垂直方向に移動し、Ｘ方向可動ブロック３１をＺ方向可動ブロック２４に沿って水平方向に移動させて固定クランプ手段１０を移動し、図４（ｂ）に示すように、固定クランプ手段１０で保持している係止部材２のボス５の中心を棒鋼３の中心と一致させる。

このようにＺ方向調整ネジ２５とＸ方向調整ネジ３２を操作して固定クランプ手段１０を垂直方向と水平方向に移動して係止部材２のボス５を棒鋼３に位置合わせするから、簡単な操作でボス５と棒鋼５を位置合わせでき、ボス５と棒鋼３の位置合わせ時間を大幅に短縮して操作効率を向上することができる。

棒鋼３に対してボス５を位置合わせした後、溶接電源から固定クランプ手段１０に設けた固定電極と可動クランプ手段１１に設けた可動電極に電圧を印加して棒鋼３の先端部と係止部材２のボス５の接続部に大電流を流して集中的に加熱する。この加熱により接触部が溶融して火花となって飛び散り、その接触が断たれると、さらに可動クランプ手段１１を前進させ、棒鋼３の先端部と係止部材２のボス５の間で接触と火花飛散を繰り返して接触部を加熱する。この棒鋼３とボス５の接触部を加熱しているとき大量の火花が飛び散るが、飛散する火花がＺ方向調整ネジ２５とＸ方向調整ネジ３２のネジ部に入り込むことを保護プレート２９，３５で防ぐ。

棒鋼３とボス５の接触部の加熱により棒鋼３と係止部材２のボス５との接触部の温度が適温に達したとき、可動クランプ手段１１を急激に前進させ、棒鋼３と係止部材２のボス５の接触部に対して急激に圧力を加えてすえ込み（アプセット）により係止部材２のボス５に棒鋼４を圧接して機械的特性に優れた溶接継手を得る。

前記説明では、操作者がＺ方向調整ネジ２５とＸ方向調整ネジ３２を操作して固定クランプ手段１０を垂直方向と水平方向に移動して係止部材２のボス５を棒鋼３に位置合わせする場合について説明したが、ボス５と棒鋼３の水平方向であるＸ方向と垂直方向であるＺ方向の芯ずれ量をセンサーで検出し、検出した芯ずれ量に応じてＺ方向調整ネジ２５とＸ方向調整ネジ３２をサーボモータで回転して固定クランプ手段１０を移動するようにしても良い。

この発明のせん断補強筋の構成図である。 この発明のせん断補強筋を作製する溶接装置の構成図である。 溶接装置の位置調整機構部の構成を示す断面図である。 位置調整機構部で棒鋼に対するボスの位置合わせ動作を示す平面図である。 従来のせん断補強筋を作製する溶接装置の構成図である。 従来の溶接装置で棒鋼に対するボスの位置合わせ動作を示す平面図である。

符号の説明

１；せん断補強筋、２；係止部材、３；棒鋼、４；プレート部、５；ボス、
６；溶接装置、７；ベース、８；保持ブロック、９；位置調整機構部、
１０；固定クランプ手段、１１；可動クランプ手段、１２；すえ込み手段、
１３；位置決めブロック、１４；クランプシリンダ、１５；クランプジョー、
１６；可動ブロック、１７；保持ブロック、１８；クランプシリンダ、
１９；クランプジョー、２０；すえ込みシリンダ、２１；Ｚ方向位置調整部、
２２；Ｘ方向位置調整部、２３；固定ブロック、２４；Ｚ方向可動ブロック、
２５；Ｚ方向調整ネジ、２６；支持ブロック、２７；Ｚ方向リニアガイド、
２８；上ブロック、２９；保護プレート、３０；止め輪、
３１；Ｘ方向可動ブロック、３２；Ｘ方向調整ネジ、３３；Ｘ方向リニアガイド、
３４；横ブロック、３５；保護プレート、３６；止め輪。

Claims (2)

1. プレート部と円柱状のボスを有する係止部材のボスと棒鋼をフラッシュ溶接により接合する溶接装置において、
   固定電極を有する固定クランプ手段と、可動電極を有する可動クランプ手段と、すえ込み手段及び位置調整機構部を有し、
   前記固定クランプ手段は、プレート部と円柱状のボスを有する係止部材を保持し、
   前記可動クランプ手段は、固定クランプ手段で保持した係止部材のボスに接合する棒鋼を保持し、
   前記すえ込み手段は、前記可動クランプ手段を固定クランプ手段側に前進させ、
   前記位置調整機構部は、前記可動クランプ手段で保持した棒鋼の先端部に対して前記固定クランプ手段で保持している係止部材のボスを位置合わせするものであり、垂直方向位置調整部と水平方向位置調整部を有し、
   前記垂直方向位置調整部は、固定ブロックに垂直方向リニアガイドで連結された垂直方向方向可動ブロックと、該垂直方向可動ブロックを固定ブロックに沿って垂直方向に移動させる垂直方向調整ネジを有し、
   前記水平方向位置調整部は、前記垂直方向可動ブロックに水平方向リニアガイドで連結され、前記可動クランプ手段を保持する水平方向可動ブロックと、該水平方向可動ブロックを前記垂直方向可動ブロックに沿って水平方向に移動させる水平方向調整ネジを有することを特徴とする溶接装置。
2. 前記垂直方向調整ネジと水平方向調整ネジの取付部に、フラッシュ溶接時の火花を遮断する保護プレートを有する請求項１記載の溶接装置。

Images