JP3082361U - 羽子板ブレース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価に設備可能な溶接装置を採用しつつ、溶
接時間を短縮して生産効率を向上でき、しかも羽子板と
ネジ棒との接合強度を十分に確保するとともに、接合部
における錆の発生を効果的に防止可能な羽子板ブレース
を提供する。 【解決手段】 炭素鋼からなるネジ棒と、表面側に、直
径がネジ棒の直径の０．５〜１．０倍の複数の溶接導入
突部をこの溶接導入突部の直径の１〜３倍の間隔をあけ
て直列状にプレス成形し、裏面側に溶接導入突部に対応
させて凹部を形成した炭素鋼からなる羽子板とを用い、
ネジ棒の周面をこれら複数の溶接導入突部の表面に圧接
させながら通電して、羽子板とネジ棒とを抵抗溶接して
なり、羽子板４の裏面側に凹部１１が残った状態とな
り、羽子板４とネジ棒５との接合部８を両者の重ね合わ
せ部分の全長にわたって連続的に形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、羽子板とネジ棒とを抵抗溶接にて接合してなる羽子板ブレースに関 する。

【０００２】

【従来の技術】

建築物等を補強するための筋交いとして、建築物等に固定される平板状の羽子 板とそれに固着したネジ棒とを有する１組の羽子板ブレースと、両羽子板ブレー スを直列状に連結するターンバックルとを備え、建築物の壁面の４つの隅部に羽 子板をそれぞれ固定して、４つの羽子板ブレースを建築物に取付け、対角線上に 配置される１対の羽子板ブレースのネジ棒をターンバックルにそれぞれ螺合させ て、両羽子板ブレースをターンバックルで連結することで、横方向への荷重に対 する建築物の強度剛性を高めるように構成したものが広く採用されている。

【０００３】 前記羽子板ブレースの羽子板に対するネジ棒の固着は、通常、炭酸ガスアーク 溶接によりなされているが、この場合には溶接ワイヤや炭酸ガスなどが消耗品と して必要となることからランニングコストが高くなること、スパッタの除去作業 が煩雑になること、などの問題があった。また、比較的小型な羽子板においては 、スポット溶接により羽子板とネジ棒とを溶接する方法も実施されているが、ス ポット箇所が２〜３カ所で、しかも電極に対応する部分だけが接合されることか ら、十分な接合強度を確保し難いこと、スポット箇所以外において羽子板とネジ 棒間に隙間が形成されて、メッキやスケール除去のための薬剤が該隙間に残留し 、錆が発生し易くなること、などの問題があった。

【０００４】 このような問題を解決するため、本出願人は、特開平１０−２８０５６０号公 報において、羽子板とネジ棒とをプロジェクション溶接にて溶接する方法を提案 した。この溶接方法では、羽子板とネジ棒とを例えば４ｋＮの加圧力で圧接させ ながら、両者間に例えば２０ｋＡの電流を流すことで、ネジ棒を羽子板に沿って 扁平させながら両者を隙間無く圧着溶接し、ネジ棒と羽子板との接合面積を十分 に確保して、接合強度を向上するとともに、ネジ棒と羽子板間に隙間が形成され ることを防止して、メッキやスケール除去のための薬剤が隙間に残留することに よる錆の発生を未然に防止できるように構成されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記公報に記載の溶接方法では、溶接に約３秒もの時間を要し、羽 子板ブレースの生産効率を低下させる原因の１つになっていた。一方、溶接時に おける加圧力及び電流値を高めて、生産効率を向上することも可能であるが、溶 接装置としてスポット溶接の約３倍もの高価な溶接設備を採用する必要があり、 設備経済的な負担が大きくなるという問題がある。

【０００６】 本考案の目的は、安価に設備可能な溶接装置を採用しつつ、溶接時間を短縮し て生産効率を向上でき、しかも羽子板とネジ棒との接合強度を十分に確保すると ともに、接合部における錆の発生を効果的に防止可能な羽子板ブレースを提供す ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及びその作用】

本考案に係る第１の羽子板ブレースは、炭素鋼からなるネジ棒と、表面側に、 直径がネジ棒の直径の０．５〜１．０倍の複数の溶接導入突部をこの溶接導入突 部の直径の１〜３倍の間隔をあけて直列状にプレス成形し、裏面側に溶接導入突 部に対応させて凹部を形成した炭素鋼からなる羽子板とを用い、ネジ棒の周面を これら複数の溶接導入突部の表面に圧接させながら通電して、羽子板とネジ棒と を抵抗溶接してなり、羽子板の裏面側に凹部が残った状態となり、羽子板とネジ 棒との接合部を両者の重ね合わせ部分の全長にわたって連続的に形成したもので ある。

【０００８】 この第１の羽子板ブレースにおいては、羽子板の表面側に設けた溶接導入突部 の表面にネジ棒の周面を圧接させながら通電して、羽子板とネジ棒とを抵抗溶接 （プロジェクション溶接）する関係上、溶接時における羽子板とネジ棒との接触 面積が小さくなって、その分小さい溶接電流及び加圧力で両者を溶接できるので 、溶接装置としてスポット溶接で使用するような小型且つ安価なものを採用しつ つ溶接時間を短縮することが可能となる。

【０００９】 しかも、溶接導入突部の直径及び隣接する溶接導入突部の間隔をそれぞれ適正 に設定しているので、羽子板とネジ棒とを抵抗溶接するときに、先ず溶接導入突 部及びそれに接触するネジ棒の部分が溶融して両者が融着するとともに、加圧に より溶接導入突部が潰れて、隣接する溶接導入突部間においても羽子板とネジ棒 とが接触し、この接触部分も加熱溶融して、羽子板とネジ棒とが両者の重ね合わ せ部分の全長にわたって連続的に接合される。こうして、羽子板とネジ棒との接 合部が連続的に隙間なく形成されるので、メッキやスケール除去のための薬剤が 、羽子板とネジ棒間の隙間に残留することによる錆の発生が確実に防止される。 また、羽子板及びネジ棒を炭素鋼で構成しているので、ステンレス鋼などで構 成する場合と比較し羽子板ブレースの製作コストを格段に低減できる。

【００１０】 本考案に係る第２の羽子板ブレースは、炭素鋼からなるネジ棒と、表面側に複 数の溶接導入突部を直列状にプレス成形した炭素鋼からなる羽子板とを用い、ネ ジ棒の周面をこれら複数の溶接導入突部の表面に圧接させながら通電して、羽子 板とネジ棒とを抵抗溶接してなり、溶接導入突部をプレス成形するときに羽子板 の裏面側に溶接導入突部に対応させて形成される凹部であって、直径がネジ棒の 直径の０．５〜１．０倍で且つ直径の１〜３倍の間隔をあけて凹部を設け、羽子 板とネジ棒との接合部を両者の重ね合わせ部分の全長にわたって連続的に形成し たものである。

【００１１】 この第２の羽子板ブレースにおいては、羽子板の裏面側に直径がネジ棒の直径 の０．５〜１．０倍の凹部が、凹部の直径の１〜３倍の間隔をあけて配置されて おり、溶接前において羽子板の表面側には、前記第１の羽子板ブレースの羽子板 と同様に、直径がネジ棒の直径の０．５〜１．０倍の溶接導入突部が、この溶接 導入突部の直径の１〜３倍の間隔をあけて直列状に形成されることになる。この ため、第１の構成の羽子板ブレースと同様に、溶接装置としてスポット溶接で使 用するような小型且つ安価なものを採用しつつ溶接時間を短縮できるとともに、 メッキやスケール除去のための薬剤が、羽子板とネジ棒間の隙間に残留すること による錆の発生を確実に防止できる。

【００１２】 ここで、前記羽子板側のネジ棒の端部とそれに隣接する凹部の外周部間の距離 と、前記ネジ棒の導出側の羽子板の縁部とそれに隣接する凹部の外周部間の距離 とを、隣接する凹部の外周部間の距離の１／２倍以下にそれぞれ設定することが 好ましい。即ち、羽子板は凹部を中心として加熱されるので、羽子板のうちの隣 接する凹部間の溶接部分の温度は比較的高くなりやすいが、ネジ棒の端部に対応 する溶接部分や、ネジ棒の導出側の羽子板の縁部に対応する溶接部分は温度が高 くなりにくい。そこで本考案のように構成すると、ネジ棒の端部や羽子板の縁部 に対応する溶接部分の温度上昇を促進して、該部分の温度低下による溶接不良を 防止できる。また、羽子板及びネジ棒を炭素鋼で構成しているので、ステンレス 鋼などで構成する場合と比較し羽子板ブレースの製作コストを格段に低減できる 。

【００１３】 前記ネジ棒の直径を８〜１６ｍｍに設定してもよい。この場合には、この羽子 板ブレースを仮設住宅や農業ハウス等の建築物に広く利用できるので好ましい。

【００１４】

【考案の実施の形態】

以下、本考案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、筋交い１は、１組の羽子板ブレース２と、両羽子板ブレー ス２を連結するターンバックル３とを備え、両羽子板ブレース２は、略平板な短 冊状の羽子板４の表面側にネジ棒５の基端部を重ね合わせて溶接固定してなるも ので、両羽子板ブレース２のネジ棒５の先端部には相互に逆方向のネジ部６が形 成され、羽子板４には建築物へのボルト止めのための１対のボルト挿通孔７が形 成されている。

【００１５】 この筋交い１を建築物に組み付ける際には、羽子板４のボルト挿通孔７にボル トを挿通させて建築物の壁部の対角状に配置される１対のコーナ部に両羽子板ブ レース２をそれぞれボルトで固定するとともに、両羽子板ブレース２のネジ部６ をターンバックル３の端部に螺合させて、両羽子板ブレース２をターンバックル ３で連結することで、両コーナー部間に所望の引っ張り力を作用させた状態に組 み付けることになる。但し、筋交い１以外の金具に対してこの羽子板ブレース２ を適用することも可能である。

【００１６】 図２〜図４に示すように、羽子板４の厚さＴ及びネジ棒５の直径Ｄ１は、要求 される引張強度などに応じて任意に設定可能である。例えば、仮設住宅や農業ハ ウス等で使用する場合には、羽子板４の厚さＴを２．０〜６．０ｍｍに設定する とともに、ネジ棒５の直径Ｄ１を８〜１６ｍｍに設定することになる。

【００１７】 羽子板４及びネジ棒５は炭素鋼で構成され、羽子板４とネジ棒５との接合部８ は、両者の重ね合わせ部分の全長にわたって連続的に隙間なく形成されており、 メッキやスケール除去のための薬剤が隙間に残留することによる錆の発生が確実 に防止されている。接合部８の長さＬ１は、要求される引張強度に応じて適宜に 設定できる。

【００１８】 接合部８の両側部には羽子板４とネジ棒５とのクビレ部分を埋めるように隆起 部９が形成され、この隆起部９により羽子板４とネジ棒５との接合面積が十分に 確保されて、両者の接合強度が高められている。この隆起部９は、溶接時に後述 する溶接導入突部１０Ａがネジ棒５により潰されて両側へ移動するとともに、ネ ジ棒５が羽子板４にめり込んで、余剰の溶融金属が両側へ移動することにより形 成される。このため、溶接導入突部１０Ａが形成されていた付近の隆起部９は他 の部分よりも大きくなる。

【００１９】 ここで、溶接前の羽子板４Ａの構成について簡単に説明すると、図５、図６に 示すように、羽子板４Ａの表面側には、ネジ棒５Ａの取付位置に対応させて羽子 板４Ａの長さ方向に間隔をあけて２つの溶接導入突部１０Ａが直列状にプレス成 形により形成され、羽子板４の裏面には２つの凹部１１Ａが溶接導入突部１０Ａ とともにプレス成形により形成されている。

【００２０】 溶接導入突部１０Ａとしては任意の形状のものを採用可能であり、円形や多角 形に突出形成したものや、部分球状に突出形成したものなどを採用できる。但し 、羽子板４Ａとネジ棒５Ａとの溶接は、後述するように、羽子板４Ａの溶接導入 突部１０Ａの表面にネジ棒５Ａの周面を圧接させた状態で通電して行うので、溶 接導入突部１０Ａに対するネジ棒５Ａの位置決めが容易に行えるように、溶接導 入突部１０Ａの表面（上面）を平坦に形成したり、溶接導入突部１０Ａの表面に ネジ棒５Ａと係合する部分円筒面状の位置決め凹部を形成することが好ましい。 尚、溶接後における凹部１１の底面は凸球面状に形成されているが、これは溶接 時の加圧力で形成されたもので、図６に示すように、溶接前の凹部１１Ａの底面 は平坦に形成されている。

【００２１】 溶接導入突部１０Ａの個数は任意に設定可能であるが、１個だけの場合には、 接合部８の長さＬ１を十分に確保できず溶接強度が低下し、多すぎると溶接時に おける羽子板４Ａとネジ棒５Ａとの接触面積が大きくなって、溶接電流を大きく 設定したり溶接時間を長く設定する必要があるので、２〜４個に設定することが 好ましい。

【００２２】 溶接導入突部１０Ａの直径Ｄ２は、ネジ棒５の直径Ｄ１の０．５倍未満の場合 には、溶接時に溶接導入突部１０Ａの周辺部分を十分に加熱できず、隣接する溶 接導入突部１０Ａ間において羽子板４Ａとネジ棒５Ａとに溶接接合されていない 箇所が発生し易くなり、ネジ棒５の直径Ｄ１の１．０倍を超えると、羽子板４Ａ とネジ棒５Ａとの接触面積が大きくなって、溶接電流を大きく設定したり溶接時 間を長く設定する必要があるので、ネジ棒５の直径Ｄ１の０．５〜１．０倍に設 定されている。但し、溶接導入突部１０Ａの直径Ｄ２は、溶接導入突部１０Ａの 上面の直径で求めている。

【００２３】 また、隣接する溶接導入突部１０Ａ間の距離Ｌ２は、溶接導入突部１０Ａの直 径Ｄ２の１倍未満の場合には、接合部８の長さＬ１が短くなって、十分な強度を 得るためには溶接導入突部１０Ａの個数を増やす必要があり、溶接装置の大型化 や溶接効率の低下を招来し、溶接導入突部１０Ａの直径Ｄ２の３倍を超えると、 隣接する溶接導入突部１０Ａ間において羽子板４とネジ棒５とに接合されていな い箇所が発生し易くなるので、溶接導入突部１０Ａの直径Ｄ２の１〜３倍に設定 されている。

【００２４】 尚、溶接導入突部１０Ａの直径Ｄ２は凹部１１Ａの直径Ｄ３と略同じなので、 溶接導入突部１０Ａの直径Ｄ２に代えて、凹部１１Ａの直径Ｄ３をネジ棒５の直 径Ｄ１の０．５〜１．０倍に設定してもよい。また、凹部１１Ａは溶接導入突部 １０Ａと同心状に配置されるので、隣接する溶接導入突部１０Ａ間の距離Ｌ２に 代えて、隣接する凹部１１Ａ間の距離Ｌ３をネジ棒５の直径Ｄ１の１〜３倍に設 定してもよい。但し、溶接前における凹部１１Ａの直径Ｄ３は、溶接後における 凹部１１の直径Ｄ４と略同じであり、また溶接前における隣接する凹部１１Ａ間 の距離Ｌ３も、溶接後における隣接する凹部１１間の距離Ｌ４と略同じなので、 凹部１１Ａを凹部１１と読み替えて、凹部１１の直径Ｄ４をネジ棒５の直径Ｄ１ の０．５〜１．０倍に設定してもよいし、隣接する凹部１１間の距離Ｌ４をネジ 棒５の直径Ｄ１の１〜３倍に設定してもよい。

【００２５】 ネジ棒５の先端部と中央部側の凹部１１の外周部間の距離Ｃ１と、ネジ棒５の 導出側の羽子板４の縁部とこの縁部側の凹部１１の外周部間の距離Ｃ２は、隣接 する凹部１１間の距離Ｌ４の１／２倍以下に設定されている。これにより、後述 するように、羽子板４Ａとネジ棒５Ａとを溶接するときに、羽子板４Ａのうちの ネジ棒５Ａの先端部に対応する部分や、ネジ棒５Ａの導出側の縁部付近の温度上 昇を促進して、これらの部分の溶接不良を防止できる。

【００２６】 次に、羽子板ブレース２の製造方法について説明する。 先ず、鋼板をプレス加工して２つのボルト挿通孔７と、２つの溶接導入突部１ ０Ａ及び凹部１１Ａを有する羽子板４Ａを製作するとともに、棒鋼又は鋼線を設 定長さに切断し、その一端部に転造等によりネジ部６を形成したネジ棒５Ａを製 作する。

【００２７】 次に、図５、図６に示すように、接合部８が適正な長さＬになるように、ネジ 棒５Ａの周面を羽子板４Ａの溶接導入突部１０Ａの表面に当接させて、羽子板４ Ａとネジ棒５Ａと重ね合わせ、この状態で１対の電極２０，２１間に羽子板４Ａ とネジ棒５Ａとを挟持しながら通電し、羽子板４Ａとネジ棒５Ａとを抵抗溶接に て溶接する。このとき、溶接導入突部１０Ａとネジ棒５Ａとの接触部分が加熱さ れて溶融するとともに、溶接導入突部１０Ａ付近も加熱される。そして、溶接導 入突部１０Ａが溶融すると、両電極２０，２１の挟持力（加圧力）により溶接導 入突部１０Ａが潰れて、溶融金属が羽子板４Ａとネジ棒５Ａとの接触部分の両側 へ移動するとともに、隣接する溶接導入突部１０Ａ間において羽子板４Ａとネジ 棒５Ａとが接触する。また、溶接導入突部１０Ａ及びその付近は他の部分よりも 温度が高くなり抵抗値が大きくなっているので、電流は溶接導入突部１０Ａから 離間した接触部分を中心に流れることになり、接触部分全体が加熱されて溶融し 、羽子板４Ａとネジ棒５Ａとがその重ね合わせ部分の全長にわたって隙間なく接 合されるとともに、余分な溶融金属が羽子板４Ａとネジ棒５Ａとの接触部分の両 側へ移動して隆起部９を形成し、羽子板４Ａとネジ棒５Ａとが溶接接合されるこ とになる。

【００２８】 ここで、羽子板４Ａ及びネジ棒５Ａに対する両電極２０，２１の加圧力は、１ ５ｋＮを超えると溶接装置として大型なものを採用する必要があり、５ｋＮ未満 の場合には、十分な接合強度を確保するため溶接時間を長く設定する必要がある ので、５〜１５ｋＮに設定することが好ましい。溶接電流は、３０ｋＡを超える と、溶接装置として大型なものを採用する必要があり、１０ｋＡ未満の場合には 、十分な接合強度を確保するため溶接時間を長く設定する必要があるので、１０ ｋ〜３０ｋＡ、好ましく１５ｋ〜２５ｋＡに設定することになる。サイクル数は 、溶接部分を十分に溶着するため、１５〜３０サイクルに設定することになる。 尚、「サイクル数」とは、交流電流の１周期分の繰り返し回数のことであり、加 熱時間に相当する。

【００２９】

【考案の効果】

本考案に係る第１及び第２の羽子板ブレースによれば、溶接時における羽子板 とネジ棒との接触面積を小さく設定して、溶接電流及び加圧力を低く設定しつつ 溶接部分の温度上昇を促進できるので、溶接装置としてスポット溶接で使用する ような小型且つ安価なものを採用しつつ、溶接時間を短縮して羽子板ブレースの 生産効率を向上できる。また、羽子板とネジ棒とが接合部において隙間なく連続 的に接合されるので、メッキやスケール除去のための薬剤が、羽子板とネジ棒間 の隙間に残留することによる錆の発生を確実に防止できる。更に、羽子板及びネ ジ棒を炭素鋼で構成しているので、羽子板ブレースの製作コストを格段に低減で きる。

【００３０】 ここで、羽子板側のネジ棒の端部とそれに隣接する凹部の外周部間の距離と、 前記ネジ棒の導出側の羽子板の縁部とそれに隣接する凹部の外周部間の距離とを 、隣接する凹部間の距離の１／２倍以下にそれぞれ設定すると、溶接時にこれら の部分の温度上昇を促進して、該部分における溶接品質を向上できる。 ネジ棒の直径を８〜１６ｍｍに設定すると、羽子板ブレースを仮設住宅や農業 ハウス等の建築物に広く利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 筋交いの斜視図の斜視図

【図２】 羽子板ブレースの羽子板付近の側面図

【図３】 図１のIII-III線断面図

【図４】 図２のIV-IV線断面図

【図５】 溶接前の羽子板とネジ棒の縦断面図

【図６】 溶接直前における図４相当図

【符号の説明】

１ 筋交い ２ 羽子板ブレース ３ ターンバックル ４ 羽子板 ５ ネジ棒 ６ ネジ部 ７ ボルト挿通孔 ８ 接合部 ９ 隆起部 １１ 凹部 ４Ａ 羽子板 ５Ａ ネジ棒 １０Ａ 溶接導入突部 １１Ａ 凹部 ２０ 電極 ２１ 電極

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素鋼からなるネジ棒と、表面側に、直
   径がネジ棒の直径の０．５〜１．０倍の複数の溶接導入
   突部をこの溶接導入突部の直径の１〜３倍の間隔をあけ
   て直列状にプレス成形し、裏面側に溶接導入突部に対応
   させて凹部を形成した炭素鋼からなる羽子板とを用い、
   ネジ棒の周面をこれら複数の溶接導入突部の表面に圧接
   させながら通電して、羽子板とネジ棒とを抵抗溶接して
   なり、羽子板の裏面側に凹部が残った状態となり、羽子
   板とネジ棒との接合部を両者の重ね合わせ部分の全長に
   わたって連続的に形成した羽子板ブレース。
2. 【請求項２】 炭素鋼からなるネジ棒と、表面側に複数
   の溶接導入突部を直列状にプレス成形した炭素鋼からな
   る羽子板とを用い、ネジ棒の周面をこれら複数の溶接導
   入突部の表面に圧接させながら通電して、羽子板とネジ
   棒とを抵抗溶接してなり、溶接導入突部をプレス成形す
   るときに羽子板の裏面側に溶接導入突部に対応させて形
   成される凹部であって、直径がネジ棒の直径の０．５〜
   １．０倍で且つ直径の１〜３倍の間隔をあけて凹部を設
   け、羽子板とネジ棒との接合部を両者の重ね合わせ部分
   の全長にわたって連続的に形成した羽子板ブレース。
3. 【請求項３】 前記羽子板側のネジ棒の端部とそれに隣
   接する凹部の外周部間の距離と、前記ネジ棒の導出側の
   羽子板の縁部とそれに隣接する凹部の外周部間の距離と
   を、隣接する凹部の外周部間の距離の１／２倍以下にそ
   れぞれ設定した請求項１又は２記載の羽子板ブレース。
4. 【請求項４】 前記ネジ棒の直径を８〜１６ｍｍに設定
   した請求項１〜３のいずれか１項記載の羽子板ブレー
   ス。