JP2023170318A - エンドタブの固定方法とエンドタブの固定冶具 - Google Patents

Abstract

【課題】エンドタブを安定して固定するとともに、取外しの容易なエンドタブの固定方法と、エンドタブ固定冶具を提供する。【解決手段】２つの被溶接物（上柱１と下柱２）間に被溶接物が対向する方向に延長する板部材としての当接板１１を掛け渡し、エンドタブ６の溶接方向の一方の側を当接板１１の一方の面に当接させるとともに、エンドタブ６を、当接板１１の他方の面とエンドタブ６の当接板１１とは反対側の面とから把持部材（中クランプ１４）で把持するなどして、エンドタブ６が前記の被溶接物間に位置するように、エンドタブ６を当接板１１に取付けるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、溶接ロボットを用いて鉄骨柱を溶接する際に、溶接の継目部分に配置されるエンドタブを固定する方法とその固定冶具とに関する。

従来、角型鋼管などの鉄骨柱をロボット溶接する際には、溶接継手部にセラミック製の堰止め体（エンドタブ）を固定して、高熱の溶接金属が溶接継手部の外側に流れ出るのを阻止するようにしている。
エンドタブは、溶接作業中に動かないよう所定の位置に確実に固定する必要がある一方、溶接後には、容易に取外せることが要求されていることから、エンドタブの固定にはマグネットクランプが多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８－２９４７９７号公報

しかしながら、従来のマグネットクランプはバネの力が十分でないため、溶接ノズルの接触やアークの影響でエンドタブの位置がずれてしまい、溶接品質が悪くなる、といった問題点があった。

本発明は、エンドタブを安定して固定するとともに、取外しの容易なエンドタブの固定方法と、エンドタブの固定に用いられる冶具とを提供することを目的とする。

本発明は、互いに対向するように保持された２つの被溶接物間の溶接継手部にエンドタブを固定する方法であって、前記２つの被溶接物間に前記被溶接物が対向する方向に延長する板部材を掛け渡すとともに、前記エンドタブが前記２つの被溶接物間に位置するように、前記エンドタブを前記板部材に固定することを特徴とする。
これにより、溶接継手部にエンドタブを安定して固定することができる。
また、前記エンドタブの溶接方向の一方の面を前記板部材の一方の面に当接させるとともに、前記板部材の他方の面と前記エンドタブの前記板部材とは反対側の面とを把持部材で把持することで、前記エンドタブを前記２つの被溶接物間に固定するようにしたので、エンドタブを安定して固定することができるとともに、溶接後には、エンドタブを容易に取外すことができる。

また、本発明は、互いに対向するように保持された２つの被溶接物間の溶接継手部にエンドタブを固定するエンドタブの固定冶具であって、前記２つの被溶接物間に掛け渡されて前記被溶接物が対向する方向に延長し、一方の面が前記エンドタブの一方の面に当接する板部材と、前記エンドタブが前記２つの被溶接物間に位置するように、前記エンドタブを前記板部材に固定する固定手段とを備えることを特徴とする。
これにより、溶接継手部にエンドタブを安定して固定することができる。
また、前記固定手段を、一方の面が前記エンドタブの他方の面に当接し、他方の面が前記板部材の他方の面に当接して、前記エンドタブを溶接方向の両側から把持して固定する把持手段としたので、エンドタブをずれることなく、安定して固定することが可能となる。
また、エンドタブは把持部材で把持されているので、取外しも容易である。
また、前記板部材の前記エンドタブに当接する位置に、前記２つの被溶接物間に突出する突出部を設けて、板部材とエンドタブとの接触面積を増やすようにしたので、エンドタブを確実に把持することができる。
また、前記突出部の少なくとも前記被溶接物間に挿入される部分の前記板部材の厚さ方向からみた形状を、前記溶接継手部を前記板部材の厚さ方向からみた形状と相似形とすれば、溶接継手部における板部材とエンドタブとの接触面積についても増やすことができるので、エンドタブをより安定して把持することができる。

本発明の実施形態を示す正面図と平面図である。 本発明の実施形態を示す斜視図である。 本実施の形態に係るエンドタブの固定方法を示す図である。

図１（ａ），（ｂ）及び図２は本実施の形態を示す図で、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）図は平面図、図２は要部斜視図である。各図において、１は上柱、２は下柱、３は裏当金、４はエレクションピース、５は建方調整冶具、６はエンドタブ、１０は本発明によるエンドタブ固定冶具である。
エンドタブ固定冶具１０は、当接板１１と、上クランプ１２と、下クランプ１３と、中クランプ１４とを備える。なお、図１（ｂ）では、エンドタブ６の把持状態を分かり易くするため、上クランプ１２及び下クランプ１３を省略した。
本例では、エンドタブ固定冶具１０を用いてエンドタブ６を溶接継手部に固定するとともに、図１（ａ）の上下方向である上下方向に互いに対向するように保持された２つの被溶接物である上柱１と下柱２とを溶接ロボットにより溶接する。

上柱１は横断面が正方形の角型鋼管で、下端部には、下方に行くにしたがって板厚が薄くなる斜面部１ｎが形成されている。一方、下柱２は、横断面が上柱１と同形の角型鋼管で、板厚は上下方向に一定である。上柱１と下柱２とは、後述するように、所定の間隔を置いて互いに対向するように仮固定される。なお、本例では、下柱２は図示しない基礎、または、基礎の上に配置された鉄骨上に固定されており、仮固定前の上柱１はロープ等で下柱２の上方に吊るされているものとする。
裏当金３は、上柱１の内側に、外周部が上柱１に当接するように設けられて、上柱１の斜面部１ｎの上側から下柱２の内部まで延長する横断面が正方形の角型鋼管で、上端部が上柱１に溶接にて取付けられている。裏当金３は下柱２の内側に取付けてもよい。
エレクションピース４は、上柱１と下柱２の各外周面の中央部から外周面に垂直な方向に突出して上下方向に延長する板部材で、上柱１に設けられたエレクションピース（以下、上側エレクションピース４Ａという）は下端部が斜面部１ｎよりも上側に位置するように上柱１に溶接されており、下柱２に設けられたエレクションピース（以下、下側エレクションピース４Ｂという）は上端部が下柱２の上面２ｎよりも下側に位置するように下柱２に溶接されている。
上側エレクションピース４Ａの上柱１側とは反対側の上端部には、上端部よりも上側に突出する棒状部材である落下防止用バー４ｎが設けられている。なお、落下防止用バー４ｎは必須要素ではないので、設けなくてもよい。

建方調整冶具５は、フレーム５１と、倒れ調整手段５２と、目違い調整用ボルト５３，５４と、転倒防止ボルト５５と、固定ボルト５６，５７とを備え、上側エレクションピース４Ａと下側エレクションピース４Ｂとを連結することで、上柱１と下柱２とを仮固定する。
フレーム５１は、上側及び下側エレクションピース４Ａ，４Ｂの板面に平行な板面を有する、互いに所定の距離離れて配置された２枚の垂直板５１ａ，５１ｂと、２枚の垂直板５１ａ，５１ｂを上端部と下端部とでそれぞれ連結する上側及び下側水平板５１ｃ，５１ｄとを備えた、上下方向に細長い環状の部材で、上側エレクションピース４Ａを受け入れる上方部分と、下側エレクションピース４Ｂを受け入れる下方部分とを有する。
上方部分では、２枚の垂直板５１ａ，５１ｂの間隔は上側エレクションピース４Ａの厚さ寸法とほぼ等しい。一方、下方部分では、後述する上柱１と下柱２との位置ずれ調整(目違い調整）を行うため、２枚の垂直板５１ａ，５１ｂの間隔を上側エレクションピース４Ａの厚さ寸法よりも大きくしている。
建方調整冶具５は、フレーム５１の上側水平板５１ｃの内側を上側エレクションピース４Ａの上端部に載せるとともに、上側水平板５１ｃの上柱１とは反対側の面を落下防止用バー４ｎに当接させた状態で各ボルト５３～５７により上側及び下側エレクションピース４Ａ，４Ｂに取付けることで、上柱１と下柱２とを仮固定する。なお、図１（ａ）では、ボルト５３～５７をそれぞれ螺入するためのネジ穴については省略している。

倒れ調整手段５２は、シム板５２ａと、シム板５２ａ上に配置されるカムアーム５２ｂと、カムアーム５２ｂ上に配置される座板５２ｃと、倒れ調整用ボルト５８とを備える。
シム板５２ａは、下側エレクションピース４Ｂの上側に配置された、下側エレクションピース４Ｂ側に、下側エレクションピース４Ｂに近いほど厚さが薄くなる斜面部を有する板状の部材である。シム板５２ａは、カムアーム５２ｂと座板５２ｃとを上側エレクションピース４Ａと下側エレクションピース４Ｂとの間に配置した後、カムアーム５２ｂと下側エレクションピース４Ｂとの間に挿入される。
カムアーム５２ｂは、上側及び下側エレクションピース４Ａ，４Ｂの厚さ方向から見たときの形状が逆への字形の部材で、柱側（ここでは、上柱１側）にて座板５２ｃに接する一端部５２ｂ１と、柱側とは反対側の端部である他端部５２ｂ２と、一端部５２ｂ１と他端部５２ｂ２との間にあって下方に凸状な始点部５２ｂ３とを有する。始点部５２ｂ３はシム板５２ａに接している。
座板５２ｃには倒れ調整用ボルト５８を螺入するためのネジ穴５９が形成されている。ネジ穴５９は座板５２ｃを上下方向に貫通している。したがって、倒れ調整用ボルト５８を回転させて下方に移動させれば、カムアーム５２ｂの他端部５２ｂ２に下向きの力が作用するのでカムアーム５２ｂの一端部５２ｂ１は上方へ移動し、その結果、上側エレクションピース４Ａには、座板５２ｃを介して、斜め上方に力が作用するので、下柱２の軸線に対する上柱１の軸線の角度（倒れの大きさ）を変更させることができる。
すなわち、倒れ調整手段５２は、倒れ調整用ボルト５８の螺入深さを調整することで倒れの大きさの調整（倒れ調整）を行う。

目違い調整用ボルト５３，５４は、フレーム５１の２枚の垂直板５１ａ，５１ｂの下側エレクションピース４Ｂ側に、厚さ方向に互いに対向するように取付けられて、上柱１の下柱２に対する幅方向の位置ずれ（図１（ａ）の中央のフレーム５１では、同図の左右方向の位置ずれ）を調整する。
上記の中央のフレーム５１を例にとると、上柱１が下柱２に対して右側にずれている場合には、右側の垂直板５１ａに取付けられた目違い調整用ボルト５３を下側エレクションピース４Ｂに押付けることで、上柱１を左側に移動させて、上柱１と下柱２との目違いを修正する。逆に、上柱１が左側にずれている場合には、左側の垂直板５１ｂに取付けられた目違い調整用ボルト５４を下側エレクションピース４Ｂに押付けることで、上柱１を右側に移動させることで目違いを修正する。
転倒防止ボルト５５は、フレーム５１の下側水平板５１ｄに設けられて上下方向に延長する図示しないネジ穴に螺入され、下側から下側エレクションピース４Ｂに押付けられる。すなわち、転倒防止ボルト５５は、当該建方調整冶具５を、下側から下側エレクションピース４Ｂに固定することで、上柱１の転倒を防止するとともに、下柱２に対する上柱１の上下方向の高さを調整する。
固定ボルト５６と固定ボルト５７とは、フレーム５１の一方の垂直板（ここでは、垂直板５１ａ）の上側エレクションピース４Ａ側とは反対側の側面にそれぞれ設けられて、垂直板５１ａ厚さ方向に延長する図示しないネジ穴にそれぞれ螺入され、上側エレクションピース４Ａの厚さ方向から上側エレクションピース４Ａに押付けられる。すなわち、固定ボルト５６，５７は、当該建方調整冶具５を、下側エレクションピース４Ｂにその厚さ方向から固定する機能を有する。

建方調整冶具５を用いて上側エレクションピース４Ａと下側エレクションピース４Ｂとを仮固定する際には、まず、目違い調整用ボルト５３，５４による目違い調整と、転倒防止ボルト５５によるレベル調整と、倒れ調整用ボルト５８による倒れ調整を行なった後、固定ボルト５６と固定ボルト５７とにより、上柱１と下柱２とを仮固定する。
この仮固定により、図２に示すように、上柱１と下柱２との間には、上柱１の斜面部１ｎと下柱２の上面２ｎと裏当金３で囲まれた、上柱１または下柱２の周方向（以下、柱周方向という）からみた断面形状が直角台形の開先７が一周に亘って形成される。
以下、上側エレクションピース４Ａと下側エレクションピース４Ｂとを区別しない場合には、上側エレクションピース４Ａと下側エレクションピース４Ｂとをエレクションピース４という。

エンドタブ６は、エレクションピース４の厚さ方向である柱周方向に垂直な板面を有する板状の部材で、二酸化珪素を含む金属酸化物にバインダーを加えて成形（焼結）して作られる。エンドタブ６は被溶接物間の溶接継手部である上柱１と下柱２との間に形成された開先７に、板面が溶接方向に垂直になるように配置される。
図２に示すように、本例では、エンドタブ６の当接板１１側の板面の形状と当接板１１とは反対側の板面の形状を、いずれも、先端側（開先７に挿入される側）が開先７の形状と同じである四角形とした。
エンドタブ６の配置箇所は以下の通りである。
図１（ｂ）において、図面の左側を右側、右側を左側、下側を前側、上側を後側とし、前側のエレクションピースを前側ピース４１、左側のエレクションピースを左側ピース４２、後側のエレクションピースを後側ピース４３、右側のエレクションピースを右側ピース４４とする。なお、ピース４１～４４は上柱１及び下柱２のエレクションピース４を指す。
本例では、上柱１と下柱２との溶接を２回に分けて行う。１回目は同図のＲ１１で示すピース４１からピース４２との間の領域と、同図のＲ１２で示すピース４３からピース４４との間の領域を溶接する。２回目は同図のＲ２１で示すピース４２からピース４３との間の領域と、同図のＲ２２で示すピース４１からピース４４との間の領域を溶接する。
なお、２回目の溶接時には、上柱１と下柱２とは１回目の溶接で連結されているので、２回目の溶接は、エンドタブ６を回収するとともに、建方調整冶具５を取外し、エレクションピース４を溶断して除去した後に行う。
このように、エンドタブ６は１回目の溶接時のみに使用されるので、エンドタブ６は、１回目の溶接を行う領域Ｒ１１，Ｒ１２の両端部（前側ピース４１の左側と、左側ピース４２の前側と、後側ピース４３の右側と、右側ピース４４の後側）に配置され、１回目の溶接後に回収される。

エンドタブ固定冶具１０は、エンドタブ６を開先７の延長方向である溶接される上柱１及び下柱２の周方向の両側から把持して溶接継手部に固定するための冶具で、上記のように、当接板１１、上クランプ１２、下クランプ１３、及び、中クランプ１４を備える。
当接板１１は、上柱１と下柱２との間に掛け渡されて上下方向に延長する長尺状の板本体１１ａと、板本体１１ａのほぼ中央部から板本体１１ａの幅方向に突出する突出部１１ｂとを備え、一方の板面をエレクションピース４に当接させた状態で、かつ、突出部１１の先端側が開先７方向を向くようにエレクションピース４に固定される。
当接板１１は、上クランプ１２により、上端部にて上柱１側のエレクションピース４に固定され、下クランプ１３により、下端部にて下柱２側のエレクションピース４に固定されている。
本例では、上クランプ１２～中クランプ１４として周知のＣ型クランプを用いた。
Ｃ型クランプは、中クランプ１４を例にとると、図２の右上の図に示すように、コの字状のクランプ本体１４ａと、ネジ１４ｂと、取っ手１４ｃとを備えており取っ手１４ｃを回して、コの字の対向する一方の片（ネジ側片１４ｐ）に螺入されたをコの字の対向する他方の片（当接片１４ｑ）側に移動させることで、ネジ１４ｂの先端である当接片１４ｑ側の端部と当接片１４ｑとの間の空間である開口部１４ｓの間隔を縮めて、開口部１４ｓに対象物を把持する冶具で、対象物を強固に把持することができるとともに、ネジ１４ｂを逆回転させて開口部の間隔を広げることで、対象物を容易に取外すことができる。

次に、エンドタブ６の固定方法について説明する。
まず、図３（ａ）に示すような、当接板１１、上クランプ１２、下クランプ１３、及び、中クランプ１４から成るエンドタブ固定冶具１０を準備する。
次に、図３（ｂ）に示すように、当接板１１の板本体１１ａの板面を上柱１のエレクションピース４と下柱２のエレクションピース４に密着させるとともに、当接板１１の突出部１１ｂの下端が開先７の下柱２の上面に載った状態で、板本体１１ａの上端部を上クランプ１２を用いて上柱１のエレクションピース４に取付けるとともに、下端部を下クランプ１３を用いて下柱２のエレクションピース４に取付ける。
次に、図３（ｃ）に示すように、エンドタブ６の板面の一方が当接板１１に当接させた状態で、エンドタブ６を開先７に設置した後、中クランプ１４により、エンドタブ６を固定する。
具体的には、図２に示すように、エンドタブ６の当接板１１とは反対側の側面を中クランプ１４の本体１４ａの当接片１４ｑに当接させ、当接板１１のエンドタブ６とは反対側の板面をネジ１４ｂに当接させた状態でネジ１４ｂを締め、当接板１１に当接した状態でエンドタブ６を固定する。
これにより、溶接継手部にエンドタブ６を強固にかつ安定して固定することができる。
また、エンドタブ６を取外す際には中クランプ１４のネジ１４ｂを緩めて、中クランプ１４を取外せば、エンドタブ６を容易に取外すことができる。
１回目の溶接後には、エンドタブ６、及び、エンドタブ固定冶具１０を取外すとともに、建方調整冶具５を取外し、エレクションピース４を溶断した後、２回目の溶接を行う。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

例えば、前記実施の形態では、エンドタブ６を把持部材である中クランプ１４を用いて当接板１１に固定したが、両面テープを用いて当接板１１に固定してもよい。また、接着剤を用いてエンドタブ６を当接板１１に固定するなど、他の固定手段を用いてエンドタブ６を当接板１１に固定してもよい。
あるいは、エンドタブ６に所定の深さのピン穴を設けるとともに、当接板１１に貫通孔を形成し、エンドタブ６と当接板１１とをピン接合することで、エンドタブ６を当接板１１に固定してもよい。なお、ピンは２本以上とすることが好ましい。
また、前記実施の形態では、当接板１１を上クランプ１２及び下クランプ１３を用いて上柱１のエレクションピース４と下柱２のエレクションピース４とに取付けたが、クランプに替えてボルト及びナットを用いてもよい。
また、前記実施の形態では、上柱１と下柱２とを角型鋼管としたが、丸型鋼管やボックス柱などの他の鉄骨柱であってもよい。
また、前記実施の形態では、当接板１１をエレクションピース４に取付けたが、上柱１及び下柱２にエレクションピース４がない場合には、当接板１１をマグネットもしくはマグネットクランプ等により上柱１及び下柱２に直接取付ければよい。

１ 上柱、１ｎ 斜面部、２ 下柱、２ｎ 下柱の上面、３ 裏当金、
４，４Ａ，４Ｂ エレクションピース、４ｎ 落下防止用バー、５ 建方調整冶具、
６ エンドタブ、７ 開先、１０ エンドタブ固定冶具、１１ 当接板、
１１ａ 板本体、１１ｂ 突出部、１２ 上クランプ、１３ 下クランプ、
１４ 中クランプ。

Claims (6)

1. 互いに対向するように保持された２つの被溶接物間の溶接継手部にエンドタブを固定する方法であって、
   前記２つの被溶接物間に前記被溶接物が対向する方向に延長する板部材を掛け渡すとともに、前記エンドタブが前記２つの被溶接物間に位置するように、前記エンドタブを前記板部材に固定することを特徴とするエンドタブの固定方法。
2. 前記エンドタブの溶接方向の一方の面を前記板部材の一方の面に当接させるとともに、前記板部材の他方の面と前記エンドタブの前記板部材とは反対側の面とを把持部材で把持することで、前記エンドタブを前記２つの被溶接物間に固定することを特徴とする請求項１に記載のエンドタブの固定方法。
3. 互いに対向するように保持された２つの被溶接物間の溶接継手部にエンドタブを固定するエンドタブの固定冶具であって、
   前記２つの被溶接物間に掛け渡されて前記被溶接物が対向する方向に延長し、一方の面が前記エンドタブの一方の面に当接する板部材と、
   前記エンドタブが前記２つの被溶接物間に位置するように、前記エンドタブを前記板部材に固定する固定手段とを備えることを特徴とするエンドタブの固定冶具。
4. 前記固定手段は前記エンドタブを把持する把持部材を備え、
   前記把持部材は、
   一方の面が前記エンドタブの他方の面に当接し、他方の面が前記板部材の他方の面に当接して、前記エンドタブを溶接方向の両側から把持して固定することを特徴とする請求項３に記載のエンドタブの固定冶具。
5. 前記板部材の前記エンドタブに当接する位置に、前記２つの被溶接物間に突出する突出部を設けたことを特徴とする請求項４に記載のエンドタブの固定冶具。
6. 前記突出部の少なくとも前記被溶接物間に挿入される部分の前記板部材の厚さ方向からみた形状を、前記溶接継手部を前記板部材の厚さ方向からみた形状と相似形としたことを特徴とする請求項５に記載のエンドタブの固定冶具。
   
   

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