JP3137261U - 溶接用セラミックタブ固定具 - Google Patents

Abstract

【課題】自動溶接を可能にするように、セラミックタブを長時間安定に固定状態に保ち得るセラミックタブ固定具の提供
【解決手段】セラミックタブ２を固定するための溶接用セラミックタブ固定具１は、セラミックタブ２の頂面の厚さ方向外側の一部を押える剛性頂壁部５３と、セラミックタブ２の外側主面に当接して該主面を支えるべく、頂壁部５３の基端から実際上直角に延びた剛性外側壁部５１と、頂壁部５３よりも長く、外側壁部５１の端部５４から頂壁部５３に対面する側に延び、セラミックタブ２の底面４２が表面３２側に載置される裏当て金３０の背面３３に対面する部位５５ｂにねじ孔５６を備えた剛性底壁部５５とを有する固定具本体部５０、並びに該固定具本体部の剛性底壁部のねじ孔に螺合され先端部が溶接部の裏当て金３０の裏面に押付けられる雄ねじ部材６０を具備する。
【選択図】図１

Description

本考案は、溶接用セラミックタブを固定するための溶接用セラミックタブ固定具に係る。

二つの部材同士を突き合わせ溶接等により接合する場合に、溶接の際に生じる溶融金属を溶接部の両端において堰き止めるタブは、知られている。また、タブとして、溶接の際に共に溶けるスチール系のタブとは異なり、溶接後に打撃等により溶接金属から分離可能なようにセラミック材料からなるタブも知られている。この種のタブを、この明細書では、「溶接用セラミックタブ」という。

溶接用セラミックタブは、溶接の際だけ溶融金属の流出を防ぐべく溶接部の両端に対応する部位に固定され、溶接後は取外されるものであることから、簡単に着脱可能であることが望まれる。

従来、典型的には、溶接される鋼材に取外し可能に磁石で固定され且つ該磁石と一体的なバネ部を介して溶接用セラミックタブを所望の部位に押付けて支えるようにした溶接用セラミックタブ固定具が、知られている（特許文献１〜３等）。

しかしながら、磁石の吸着力は余り大きくないので、磁石による固定では磁石の吸着位置が吸着面に沿う方向にずれ易かったり剥離方向の外力によって剥がされ易い等、溶接用セラミックタブの固定が不安定である。また、高温になると磁石の吸着力が低下する虞れもある。

一方、溶接部の両端に延びるＵ字状の針金を取付金具として備え、該取付金具の各先端をセラミックタブの背面に形成した凹部に嵌合させ押付けて、両端のセラミックタブを同時に支えるようにした溶接用セラミックタブ固定具もエンドタブ取付金具（クリップ）として知られている（特許文献４）。

しかしながら、このエンドタブ取付金具は、針金の曲げ弾性を利用すべく針金で形成するもので、大径であっても長くなると撓み易く、しかも点で押えるので、溶接用セラミックタブの固定が不安定である。

なお、以上のような磁石や針金による固定具では、溶接線の延在方向に沿って内向きにタブを被溶接母材の側縁に押付けるものであるのに対して、溶接線の延在方向に対して直角な向きにセラミックタブの如きタブを挟んで固定することも提案されている（特許文献５〜７）

この厚さ方向にタブを挟持するタイプの固定具では、Ｕ字状の板ばねによってタブの頂面と該タブの底面が載置されている板部（裏当て金等）の裏面とを弾性的に挟んでタブを固定している。

しかしながら、このバネにより挟持するタイプの固定具でも、Ｕの一対の先端で挟むことになるので、挟持方向に対して垂直な面に沿う方向には位置ずれし易い。

なお、以上のような従来の固定具は、いずれもバネ弾性によりタブを押えるもので、不測の振動等による位置ずれの虞れを避け易い。

以上のように、種々のタブ固定具が開発・提案されているけれども、本考案者が、ＳＲＣ（鉄骨・鉄筋コンクリート）用の大組立柱（すなわち鉄骨建築物の柱であって、建物の各階の高さを確保するために長柱材であるシャフトないし鉄骨柱（Ｈ型ないしＩ字型鋼、Ｔ字型鋼、又は十字型鋼からなる柱）と仕口（柱と梁との接合部であって、仕口コアと梁連結用ブラケットないし羽根からなるもの）の仕口コアとを交互に接続し典型的には一端にベースを接続してなるもの）を形成するためにロボットによる自動溶接を行おうとしたところ、実際上、使用に耐えるセラミックタブ固定具は、なかった。

すなわち、本考案者は、例えば、ベース、第一の階間梁（二階のフロア）接続用仕口コア及び第二の階間梁（三階のフロア）接続用仕口コアの夫々と各階の高さ確保用の鉄骨柱とを夜間の間に、アーク溶接ロボットによって自動的に溶接するために、一晩中回転され続けても、位置ずれすることなくセラミックタブを確実に固定状態に保持し得る溶接用セラミックタブ固定具を求めて、上記のような各種の溶接用セラミックタブ固定具を試用したけれども、いずれも、上述のような理由により、溶接用セラミックタブを自動溶接に用いられる程度に長時間安定に且つ確実に固定状態に保持し得るものではなかった。

なお、ＳＲＣ用の大組立柱を形成する場合、溶接用セラミックタブは、組立溶接の際に裏当て金により形成されるルート間隔をおいて、鍔状板（ベースや仕口コアのダイアフラム等）の外面に対して細長い板状部の一端を溶接する際に生じる溶融金属を該溶接部の両端において堰き止めるべく、底面で裏当て金の表面に載置され且つ溶接領域に対面する内側主面が板状部の側面に当接された状態で、固定される必要がある。ところが、裏当て金の側方への突出は、各種の理由により、溶接不良が生じ易い溶接線の溶接端を板状部の幅の範囲外に位置させ得る限り短いことが好ましく、実際には、セラミックタブを載せるに必要な最小限の長さ（例えば最大１０ｍｍ程度で、典型的には、例えば７ｍｍ程度）に抑えられており、溶接用セラミックタブの底面はその厚さ方向の一部が裏当て金の表面に載置され底面の残りの部分は支えなく側方に突出してしまう。また、溶接線の端における溶接不良の影響を受けるのを避けるべく、開先のある板状部の先端と鍔状部の対向面との間の溶接領域において板状部の側面よりも多少外側まで溶接線が延びるように、セラミックタブの内側表面のうち溶接線の端を規定する表面領域は、該セラミックタブの内側表面のうち板状部の側面に当接する表面領域よりも、多少凹んでいる。従って、溶接用セラミックタブの底面のうち裏当て金の表面に載置され得る領域は更に小さくなる。また、セラミックタブの内側表面のうち板状部の側面に当接する領域もあまり大きくない。その結果、セラミックタブが、その固定具によって、板状部の側面や裏当て金の表面に強固に固定されない限り、セラミックタブを強固に保持することは意外に難しい。

なお、タブ自体を直接固定するのではないけれども、タブを背面から支えることは、提案されている（特許文献８）。

但し、これは、タブ自体を固定するものではなく、また、相当のスペースを要し、この技術自体はそのまま利用され難い。
特開平８−２９４７９７号公報 特開平８−２８１４８９号公報 特開平５−２８５６９５号公報 特公平６−７９７９６号公報 特開２００５−２１１９７８号公報 登録実用新案第３０８１６６２号公報 実開平６−５４４８２号公報 特開平６−２８５６９３号公報

本考案は、前記諸点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、ロボットによる自動溶接を可能にするように、溶接用セラミックタブを、長時間、安定に固定状態に保持し得る溶接用セラミックタブ固定具を提供することにある。

本考案の溶接用セラミックタブは、前記目的を達成すべく、溶接用セラミックタブを固定するための溶接用セラミックタブ固定具であって、セラミックタブの頂面のうち厚さ方向外側の一部の領域に当接して該頂面を押える剛性頂壁部と、セラミックタブの二つの主面のうち溶接領域に面する内側主面とは反対側に位置する外側主面に当接して該外側主面を支えるべく、前記頂壁部の基端から該頂壁部に対して実際上直角に延びた剛性外側壁部と、前記頂壁部よりも長さが長く、前記外側壁部のうち前記頂壁部につながった端部とは反対側の端部から前記頂壁部に対面する側に延び、セラミックタブの底面が表面側に載置される裏当て金の背面に対面する部位にねじ孔を備えた剛性底壁部とを有する固定具本体部、及び該固定具本体部の剛性底壁部のねじ孔に螺合され先端部が溶接部の裏当て金の裏面に押付けられる雄ねじ部材を具備する。

本考案の溶接用セラミックタブ固定具では、「溶接用セラミックタブの頂面に当接する・・・剛性頂壁部と、セラミックタブの・・・外側主面に当接する・・・剛性外側壁部と、前記頂壁部よりも長さが長く・・・セラミックタブの底面が表面側に載置される裏当て金の背面に対面する部位にねじ孔を備えた剛性底壁部とを有する固定具本体部」及び「該固定具本体部の剛性底壁部のねじ孔に螺合され先端部が溶接部の裏当て金の裏面に押付けられる雄ねじ部材」を具備するので、セラミックタブの支持領域が小さくても、該セラミックタブを長時間確実に固定状態で保持し得る。すなわち、本考案の溶接用セラミックタブ固定具では、「固定具本体部の剛性頂壁部」、「固定具本体部の剛性側壁部」及び「固定具本体の剛性底壁部に螺合された雄ねじ部材の先端部」が、夫々、セラミックタブの頂面、外側面、及び底面（裏当て金を介して）を、位置決めして固定する。従って、溶接用セラミックタブは、遊びなく固定・位置決めされるから、不測の振動や不測の外力によって固定具がずれたり、固定具によって固定された溶接用セラミックタブが位置ずれしたり外れたりする虞れが少ない。なお、セラミックタブは、表面が相当程度粗面であるので、雄ねじ部の先端がセラミックタブの表面にある程度以上の力で押付けられると、当該押付け部だけでなくセラミックタブの表面が当接している他の部分でも、セラミックタブが対応する当接部に対して実際上不動の状態になる。

また、本考案の溶接用セラミックタブ固定具では、「固定具本体部の剛性底壁部が
固定具本体部の頂壁部よりも長さが長く、セラミックタブの底面が表面側に載置される裏当て金の背面に対面する部位にねじ孔を備え、雄ねじ部材が該ねじ孔に螺合され先端部で溶接部の裏当て金の裏面に押付けられる」ので、「固定具本体部の剛性頂壁部」及び「固定具本体部の剛性側壁部」を溶接用セラミックタブの対応する表面（頂面及び外側主面）におしつけた状態で該雄ねじを締め付けるだけで、セラミックタブの固定及び該固定の解除を容易に行い得る。ここで、雄ねじ部材は、締付け及びその解除が容易になるように、典型的には、蝶状のつまみ部を備える。つまみ部は、つまみやすくてねじ込み力及び同解除力を加え易い限り、例えば製造コストを最低限に抑え得るように、蝶状の代わりに他の形状でもよい。

更に、本考案の溶接用セラミックタブ固定具では、「固定具本体部の剛性頂壁部が、セラミックタブの頂面のうち厚さ方向外側の一部の領域に当接して該頂面を押える」ので、アーク溶接の際に、溶接用セラミックタブ固定具に対する放電が生じる虞れが最低限に抑えられ得る。すなわち、本考案の溶接用セラミックタブ固定具のうち溶接されるべき板状部及び鍔状部の被溶接部に最も近接して位置するのは、実際上剛性頂壁部になるけれども、典型的には鋼の如き金属からなる固定具本体部の剛性頂壁部が溶接領域から離れた外側に位置するので、アーク溶接の際に剛性頂壁部に対して放電が生じる虞れが少ない。

なお、剛性頂壁部をこのように後退させて位置させても溶接用セラミックタブを強固に固定・保持し得るのは、セラミックタブの頂面及び外側主面を溶接用セラミックタブ固定具によって位置決めしていることに加えて、底壁側において、剛性底壁部が剛性頂壁部よりも長く延在し且つ該延在部のねじ孔に雄ねじ部材が螺合されて該雄ねじ部材の先端部を裏当て金の底面に押付けることにより、セラミックタブの固定・保持を行うようにしたことによる。

以上のような溶接用セラミックタブ固定具の構造は、比較的簡単であるけれども、従来のタブ固定具と同程度又はそれ以下のコストで、従来のタブ固定具よりも狭い占有スペースでしかも従来のタブ固定具よりも長時間安定に溶接用セラミックタブを固定・保持し得る。すなわち、本考案のタブ固定具は、一見ありふれた構造・形状に見えるかもしれないけれども、昭和５０年代頃から２５年以上にわたってなされてきたタブ固定具に関する種々の提案・改良にもかかわらず、本考案の溶接用セラミックタブ固定具のように、姿勢にかかわらず長時間安定に溶接用セラミックタブを固定・保持し得るものはなかった。即ち、昭和５０年代頃から２５年以上にわたってなされてきたタブ固定具に関する種々の提案・改良にもかかわらず、ＳＲＣ用コラム等を製造するための溶接用ロボットによる自動溶接を可能にするものが未だなく、溶接用ロボットの適用可能範囲が限られていたのが実情であったところ、本考案の溶接用セラミックタブ固定具によって、溶接用ロボットの適用可能範囲が拡がり、溶接作業の効率が大幅に高められ得るようになったものである。

本考案の溶接用セラミックタブ固定具では、典型的には、溶接用セラミックタブが、裏当て金付きの突き合わせ継手のところにおいて、細長い板状部の一端を該板状部よりも幅の広い表面を備えた別の部材に対して溶接する際に生じる溶融金属を該溶接部の両端において堰き止めるためのものであって、前記二つの主面、該主面に対して直角な頂面及び底面、並びにこれら四つの面に対して直角な一対の側面を備えたものであり、前記固定具本体部の剛性底壁部が、溶接の際に溶融金属を底面側で支える裏当て金の背面側に対面するように前記頂壁部と実質的に平行に延びており、溶接用セラミックタブの一対の側面のうちの一方の側面が前記別の部材の前記表面に当接した状態で、前記雄ねじ部材が、前記固定具本体部の剛性底壁部のねじ孔に螺合されて裏当て金に対して先端で締め付けられるように構成される。

この場合、特に、「溶接用セラミックタブの一対の側面のうちの一方の側面が（板状部よりも幅の広い表面を備えた）前記別の部材の前記表面に当接した状態で、前記雄ねじ部材が、前記固定具本体部の剛性底壁部のねじ孔に螺合されて裏当て金に対して先端で締め付けられる」ので、セラミックタブが、更に、側面で前記別の部材の表面によって支持されることになるから、セラミックタブの固定・保持が一層確実に行われ得る。

以上において、本考案の本考案の溶接用セラミックタブ固定具では、典型的には、前記別の部材の表面が鍔状板の表面である。

また、以上において、本考案の本考案の溶接用セラミックタブ固定具では、典型的には、前記鍔状板が柱と梁との仕口を構成する仕口コアのダイアフラム部又はベースであり、前記板状部がＨ型、Ｔ字型若しくは十字型鋼の形態の鉄骨柱のフランジ部である。

この場合、ＳＲＣ用の大組立柱を形成するように、Ｈ型（即ちＩ字型）、Ｔ字型若しくは十字型鋼の形態の鉄骨柱ないしシャフトが、ロボットを用いた自動溶接により、仕口のうち梁連結用ブラケットないし羽根の取付けられた仕口コアと接続され得るので、溶接ロボットによる自動溶接により、夜の間に大組立柱を形成することが可能になる。

なお、本考案の溶接用セラミックタブは、上述のような構造や形状の部位であれば、鉄骨柱ないしシャフトと仕口の仕口コアとの自動溶接だけでなく、他のところでも同様に効果的に利用され得る。

本考案の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい実施例に基づいて説明する。

図１には、本考案の好ましい一実施例の溶接用セラミックタブ固定具１によりセラミックタブ２を固定して鍔状板部１０と板状部２０の先端部２１とを溶接する例が示されている。

図１において、鍔状板部１０は、例えば、仕口コアＦ（図４の（ａ）で示した要素Ｆ２又はＦ３）のダイアフラム又はベースＢであり、板状部２０は、鉄骨柱ないしシャフトＰを構成するＩ字型鋼すなわちＨ型鋼Ｐ１の一対のフランジすなわち側板Ｐ１１，Ｐ１１（図４の（ｂ）も参照）である。

より詳しくは、例えば、図４の（ａ）に示したように、一端でベースＢに接続された鉄骨柱ないしシャフトＰは、仕口Ｓと交互に接続されて、柱すなわち大組立柱Ｃが形成される。鉄骨柱ないしシャフトＰは、各階の高さを確保するものである。仕口Ｓは、鉄骨柱Ｐと梁（図示せず；各階の床とその下の階の天井と規定する）との接合部を形成するものであって、仕口コアＦと梁連結用ブラケットないし羽根Ｊとを有する。図４の（ａ）に示した例では、柱Ｃは、仕口コアＦとして、１階と２階との階間形成用仕口コアＦ２及び２階と３階との階間形成用仕口コアＦ３を有する。以下の説明の簡明化のために、大組立柱Ｃ及び鉄骨柱Ｐの延在方向をＺとし、鉄骨柱ＰがＨ型鋼Ｐ１の場合には該Ｈ型鋼Ｐ１のフランジＰ１１に相当する板状部２０の幅方向又は水平方向をＸとするＸ，Ｙ，Ｚ直交座標系を採る（なお、後述のように大組立柱Ｃの形成のために水平に載置された柱Ｐ等が軸線Ａのまわりで回転されるような場合には、説明の便宜上、フランジＰ１１等の主面が水平に延びた状態について、Ｘ，Ｙ，Ｚ直交座標系を採って説明することもある）。

鉄骨柱ないしシャフトＰは、図１や図４の（ｂ）に示したように断面が「Ｈ」状（または「Ｉ」字状）のＨ型鋼（Ｉ字型鋼）Ｐ１、図４の（ｃ）に示したように断面が「Ｔ」状のＴ型鋼Ｐ２、又は図４の（ｄ）に示したように断面が「+」状の十字型鋼Ｐ３であり得る。板状部２０は、Ｔ型鋼Ｐ２の場合には三つのフランジないし側板Ｐ２１，Ｐ２１，Ｐ２１を指し、十字型鋼の場合には四つのフランジないし側板Ｐ３１、Ｐ３１，Ｐ３１，Ｐ３１を指す。

再度、図１において、Ｈ型鋼Ｐ１の側板Ｐ１１からなる板状部２０の先端２１の開先部２２が、ベースＢ（又は仕口Ｓの仕口コアＦのダイアフラム）をなす鍔状板部１０の表面１１に対して間隙Ｇを介して対向配置されている。側板Ｐ１１からなる板状部２０の背面２３側で且つ鍔状板部１０の表面１１には、ルート間隙をなす間隙Ｇの底を規定する裏当て金３０が背面側で組立溶接ないし仮溶接されている。

裏当て金３０は、図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線断面を示す図２の（ａ）からわかるように、板状部２０の側縁２４よりもＸ方向に長さΔだけ突出している。

裏当て金３０は、溶接の際に間隙Ｇにできる溶融金属の漏洩を背面側で防ぐ。裏当て金３０は、板状部２０の側縁２４よりもある程度以上Ｘ方向に突出することにより、溶接端を板状部２０の側縁２４よりも外に形成することを可能にし、板状部２０の幅の範囲内に溶接不良が生じるのを避けることを可能にする。従って、裏当て金３０が板状部２０の側縁２４よりもある程度以上の長さ突出することは、不可欠である。

一方、この突出長Δは、他の観点ではできるだけ短いことが好ましく、ＳＲＣ用の柱Ｃの場合、最大でも例えば１０ｍｍ程度で、典型的には７ｍｍ程度と短い。

従って、セラミックタブ２は、一方では、板状部２０の幅方向側縁２４よりもＸ方向外側の位置で溶接端を規定すべく板状部２０の幅方向側縁２４よりもＸ方向外側の位置において裏当て金３０の表面３１上に載置される必要があり、他方では、裏当て金３０の突出長Δが小さいことから、適切に固定されない限り、安定に支持され難いことになる。

セラミックタブ２は、例えば、図１並びに図２の（ａ）及び（ｂ）に示したように、ほぼ矩形厚板４０状で、頂面４１，底面４２及び両側面４３ａ，４３ｂに加えて、一対の厚板主面４５ａ，４５ｂと、該厚板主面４５ａ，４５ｂに対して凹んだ凹部表面４６ａ，４６ｂを有する。主面４５ａ，４５ｂと表面４６ａ，４６ｂとの境界は、開先と同様な傾斜面４７ａ，４７ｂになっている。セラミックタブ２の厚板主面４５ａ，４５ｂ間の厚さＴ１は、例えば２ｃｍ程度で、凹部表面４６ａ，４６ｂ間の厚さＴ２は厚さＴ１よりも１ｃｍ程度小さい。当然ながら、これらの長さは、異なっていてもよい。

従って、セラミックタブ２は、例えば、図１並びに図２の（ａ）及び（ｂ）からわかるように、底面４２の一部４２ａが裏当て金３０の表面３１のうち板状部２０の幅方向側縁２４よりもＸ方向外側に位置する表面部分３２上に載置され、厚板主面４５ａ，４５ｂのうちの内側に向いた一方の厚板主面４５ａの一部４５ａ１において板状部２０の側縁２４の先端部近傍部分２４ａに当接し、且つ側面４３ａにおいて鍔状板部１０の表面１１に当接した状態で、固定・保持されるべきものである。即ち、ほぼ矩形板状のセラミックタブ２は、三つの相互に直交する面４２，４３ａ，４５ａのうち面４３ａについてはその全体であるけれども、他の二つの面４２，４５ａについてはそのごく一部の領域４２ａ，４５ａ１において対向面部分に当接・支持されて固定されるべきことになる。

セラミックタブ固定具１は、図１並びに図２の（ａ）及び（ｂ）に加えて、特に、図３に示したように、断面が「コ」の字状の折曲鋼板からなる固定具本体部５０と、雄ねじ部材６０とを有する。

固定具本体部５０は、剛性側壁部５１と、該剛性側壁部５１の一端５２側において該側壁部５１に対して直角に長さＬ１だけ延びた剛性頂壁部５３と、側壁部５１の他端５４側において該側壁部５１に対して直角に長さＬ２だけ延びた剛性底壁部５５とを備える。固定具本体部５０の頂壁部５３の長さＬ１は、セラミックタブ２の厚板主面間の厚さＴ１の半分程度又はそれ以下である。また、固定具本体部５０の底壁部５５の長さＬ２は、典型的には、セラミックタブ２の厚板主面間の厚さＴ１と同程度又は該厚さＴ１よりも大きい。雄ねじ部材６０のねじ込み深さに過度に依存しない限り、剛性側壁部５１の高さ（長さ）は、図３の（ａ）及び（ｂ）において想像線で示したように、より長くてもより短くてもよい。

セラミックタブ固定具１の剛性側壁部５１、頂壁部５３及び底壁部５５の幅Ｗは、典型的には、同一であり、セラミックタブ２の側面４３ａ，４３ｂ間の幅と同程度である。但し、セラミックタブ固定具１の剛性側壁部５１、頂壁部５３及び底壁部５５は、その少なくとも一部又は夫々が相互に異なる幅を有していてもよい。

セラミックタブ固定具１の底壁部５５のうち延在端５５ａ側に偏った部位５５ｂには、雄ねじ部材６０の雄ねじ部６１が螺合されるねじ孔５６が形成されている。従って、図３の（ａ）や（ｄ）からわかるように、雄ねじ部材６０の雄ねじ部６１の中心軸線が頂壁部５３と交わらないだけでなく、典型的には、同図からわかるように、頂壁部５３は、雄ねじ部６１の延長線上にはない。

また、図２の（ａ）からわかるように、セラミックタブ固定具１の頂壁部５３は、裏当て金３０の突出端部３５の表面３２に対して、Ｙ方向には、実際上対面しない。すなわち、頂壁部５３の先端部５３ａは表面３２に対してＹ方向に対面しないか、対面するとしても、その領域は、裏当て金３０の端部３５の先端３５ａの近傍に限られる。頂壁部５３と裏当て金３０とのこの相対配置も、セラミックタブ２の保持・固定に限っていえば、効果的ではなく、むしろ好ましくない。しかしながら、頂壁部５３の先端部５３ａは、アークの放電を避けるべく、溶接領域から極力離れるように幅方向外側に後退して位置すべきことがセラミックタブ２の保持よりも優先され、そのために短くなっているものである。

すなわち、このセラミックタブ固定具１は、通常、対象物を固定する場合とは異なり、効率的な固定方法にはなっていない。従って、一見、通常の固定方法の延長上にあるように見えながら、一種の盲点になっていたものと考えられる。

雄ねじ部材６０は、手指で螺着及び同解除が可能なように蝶羽根状つまみ部６２を有する。つまみ部６２は、手指による螺着及び同解除が可能である限り、蝶羽根状である代わりにローレット加工等によりスベリ止めされた大径部や多角柱状部からなっていてもよい。雄ねじ部材６２の先端部６３の直径は、この例では、６〜８ｍｍ程度である。但し、より大きくてもより小さくてもよい。

この溶接用セラミックタブ固定具１では、溶接用セラミックタブ２の頂面４１に当接する剛性頂壁部５３と、セラミックタブ２の外側主面４５ｂに当接する剛性外側壁部５１と、頂壁部５３よりも長さが長く、セラミックタブ２の底面４２が表面３２側に載置される裏当て金３０の背面３３に対面する部位５５ｂにねじ孔５６を備えた剛性底壁部５５とを有する固定具本体部５０、並びに該固定具本体部５０の剛性底壁部５５のねじ孔５６に螺合され先端部６３が溶接部の裏当て金３０の裏面３３に押付けられる雄ねじ部材６０を具備するので、セラミックタブ２の支持領域が小さくても、該セラミックタブ２を長時間確実に固定状態で保持し得る。すなわち、この溶接用セラミックタブ固定具１では、固定具本体部５０の剛性頂壁部５３、固定具本体部５０の剛性側壁部５１及び固定具本体部５０の剛性底壁部５５に螺合された雄ねじ部材６０の先端部６３が、夫々、セラミックタブ２の頂面４１、外側面４５ｂ、及び底面４２（裏当て金３０を介して）を、位置決めして固定する。従って、溶接用セラミックタブ２は、遊びなく固定・位置決めされるから、不測の振動や不測の外力によって固定具１がずれたり外れたり、該固定具１によって固定された溶接用セラミックタブ２が位置ずれしたりする虞れが少ない。

また、この溶接用セラミックタブ固定具１では、固定具本体部５０の剛性底壁部５５が固定具本体部５０の頂壁部５３よりも長さが長く（Ｌ２＞Ｌ１）、セラミックタブ２の底面４２が表面３２側に載置される裏当て金３０の背面３３に対面する部位５５ｂにねじ孔５６を備え、雄ねじ部材６０が該ねじ孔５６に螺合され先端部６３で溶接部の裏当て金３０の裏面３３に押付けられるので、固定具本体部５０の剛性頂壁部５３及び固定具本体部５０の剛性側壁部５１を溶接用セラミックタブ２の対応する表面（頂面４１及び外側主面４５ｂにおしつけた状態で該雄ねじ部材６０を締め付けるだけで、セラミックタブ２の固定及び該固定の解除を容易に行い得る。ここで、雄ねじ部材６０は、典型的には、締付け及びその解除が容易になるように、蝶状のつまみ部６２を備える。

更に、この溶接用セラミックタブ固定具１では、固定具本体部５０の剛性頂壁部５３が、セラミックタブ２の頂面４１のうち厚さ方向外側の一部の領域４１ａに当接して該頂面４１を押えるので、アーク溶接の際に、溶接用セラミックタブ固定具１に対する放電が生じる虞れが最低限に抑えられ得る。すなわち、この溶接用セラミックタブ固定具１のうち溶接されるべき板状部２０及び鍔状部１０の（被）溶接領域に最も近接して位置するのは、頂壁部５３になる虞れが高いけれども、該頂壁部５３が溶接領域から極力離れるように外側に位置するので、アーク溶接の際に頂壁部５３に対して放電が生じる虞れが少ない。

なお、この溶接用セラミックタブ固定具１では、底壁側において剛性底壁部５５が剛性頂壁部５３よりも長く延在し且つ該延在部のねじ孔５６に雄ねじ部材６０が螺合されて該雄ねじ部材６０の先端部６３が裏当て金３０の底面３３に押付けられることによりセラミックタブ２の固定・保持が行われるから、剛性頂壁部５３をこのように後退させて位置させても、溶接用セラミックタブ２を強固に固定・保持し得る。

なお、以上のような溶接用セラミックタブ固定具１の構造は、比較的簡単で、従来のタブ固定具と同程度又はそれ以下のコストで、従来のタブ固定具よりも狭い占有スペースでしかも従来のタブ固定具よりも長時間安定に溶接用セラミックタブを固定・保持し得る。すなわち、このタブ固定具１は、一見ありふれた構造・形状に見えるかもしれないけれども、昭和５０年代頃から２５年以上にわたってなされてきた種々の提案にもかかわらず、この溶接用セラミックタブ固定具１のように、姿勢にかかわらず長時間安定に溶接用セラミックタブ２を固定・保持し得、ＳＲＣ用コラム等を製造するための溶接用ロボットによる自動溶接を可能にするものが未だなく、溶接用ロボットの適用可能範囲が限られていたのを、この溶接用セラミックタブ固定具１によって、溶接用ロボットの適用可能範囲が拡がったものである。

また、この溶接用セラミックタブ固定具１では、溶接用セラミックタブ２が、二つの主面４５ａ，４５ｂ、該主面４５ａ，４５ｂに対して直角な頂面４１及び底面４２、並びにこれら四つの面に対して直角な一対の側面４３ａ，４３ｂを備えたものであり、固定具本体部５０の剛性底壁部５５が、溶接の際に溶融金属を底面側で支える裏当て金３０の背面側３３に対面するように前記頂壁部５３と実質的に平行に延びており、溶接用セラミックタブ２の一対の側面４３ａ，４３ｂのうちの一方の側面４３ａが鍔状板部１０の表面１１に当接した状態で、雄ねじ部材６０が、固定具本体部５０の剛性底壁部５５のねじ孔５６に螺合されて裏当て金３０に対して先端で締め付けられるように構成される。この場合、特に、「溶接用セラミックタブ２の一対の側面４３ａ，４３ｂのうちの一方の側面４３ａが（板状部２０よりも幅の広い表面１１を備えた）鍔状板部１０の該表面１１に当接した状態で、雄ねじ部材６０が、固定具本体部５０の剛性底壁部５５のねじ孔５６に螺合されて裏当て金３０に対して先端で締め付けられる」ので、セラミックタブ２が、更に、側面４３ａで鍔状板部１０の表面１１によって支持されることになるから、セラミックタブ２の固定・保持が一層確実に行われ得る。

次に、このセラミックタブ固定具１を用いてＳＲＣ用の（大組立）柱を形成する場合を例にとって、溶接ロボットによる自動溶接の概略を図１〜図３及び図４に加えて、図５に基づいて、説明する。

ロボット溶接設備８０は、図４の（ａ）において想像線で示し図５において実線で示したように、柱Ｃの鉄骨柱ないし柱シャフトＰ，Ｐを保持する一対の回転ポジショナー８１ａ，８１ｂと、溶接用ロボット本体８２とを備える。

ポジショナー８１ａ，８１ｂ（両者を区別しないとき又は総称するときは符号８１で表す）は、夫々、レール８３ａ，８３ｂ（両者を区別しないとき又は総称するときは符号８３で表す）上を長手方向Ｚに移動可能な台車８４ａ，８４ｂ（両者を区別しないとき又は総称するときは符号８４で表す）に支持され、開閉可能な把持部８５ａ，８５ｂ（両者を区別しないとき又は総称するときは符号８５で表す）において、鉄骨柱Ｃのコラム本体Ｐ，Ｐを保持する。ポジショナー８１ａ，８１ｂの把持部８５ａ，８５ｂは、夫々回転中心軸線Ａの周りで回転可能であり、該把持部８５ａ，８５ｂによって把持された柱Ｃを、中心軸線Ａの周りで回転させ得る。

図５において実線で示したように柱Ｃの鉄骨柱（柱シャフト）ＰがＨ型鋼Ｐ１である場合、把持部８５は、Ｈ型鋼Ｐ１のフランジないし板状部Ｐ１１，Ｐ１１が鉛直方向上向きになる位置を採るように、図５において示した位置、及び当該位置に対して中心軸線Ａの周りで１８０度だけ回転したもう一つの回転位置を溶接位置として採る。

一方、柱Ｃの鉄骨柱（柱シャフト）Ｐが図５において想像線で示したようにＴ字型鋼Ｐ２である場合、把持部８５は、Ｔ字型鋼Ｐ１のフランジないし板状部Ｐ２１，Ｐ２１，Ｐ２１が鉛直方向上向きになる位置を採るように、図５において示した位置、並びに当該位置に対して中心軸線Ａの周りで例えば９０度及び１８０度だけ回転した位置を採る。更に、柱Ｃの鉄骨柱（柱シャフト）Ｐが図５において想像線で示したように十字型鋼Ｐ３である場合、把持部８５は、十字型鋼Ｐ３の板状部Ｐ３１，Ｐ３１，Ｐ３１，Ｐ３１が鉛直方向上向きになる位置を採るように、図５において示した位置、並びに当該位置に対して中心軸線Ａの周りで９０、１８０度及び２７０度だけ回転した位置を採る。

溶接用ロボット本体８２は、先端に溶接トーチ８８を備えた多間接型ロボットからなり、レール８３ａ，８３ｂと平行なレール８６上を長手方向Ｚに沿って移動可能な台車８７に支持されている。

なお、図４の（ａ）及び図５に示した例では、ロボット用レール８６，８６の一方の側（図４の（ａ）では下側で図５では左側）のみに、溶接対象となる柱Ｃを支持するポジショナー８１ａ，８１ｂが設けられているけれども、典型的には、ロボット用レール８６，８６の他方の側（図４の（ａ）ではレール８６，８６の上側で図５では右側）にもポジショナー８１ａ，８１ｂと同様なポジショナー（図示せず）が設けられ、図示しない該ポジショナーによって溶接対象となるもう一つの柱Ｃが回転可能に支持され、一つのロボット（本体）８２によって、同様に溶接作業が行われ得る。

なお、裏当て金３０によって背後から支えられた、柱Ｃを構成する鉄骨柱Ｐの板状部としての側板ないしフランジ２０の端部２１と鍔状板部１０（すなわち、ベースＢ又は各仕口コアＦ２，Ｆ３のダイアフラム）との突き合わせ溶接部Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４の近傍で板状部２０の幅方向両端側には、セラミックタブ固定具１，１によって支持されたセラミックタブ２，２が、図１並びに図２の（ａ）及び（ｂ）に示し、既に詳述したように固定される。

溶接は、例えば、次のような手順で行われる。なお、以下の手順は、溶接設備のコントローラ（図示せず）に溶接制御データを予め与えておくことにより、無人状態で、夜の間に溶接作業が行われ得る。勿論、操作者がリモートコントローラ等（図示せず）を介して、ロボット本体８２及びポジショナー８１ａ，８１ｂを制御することにより溶接を自動的に又は半自動的に行うようにしてもよい。その場合でも、セラミックタブ固定具１，１がセラミックタブ２，２を被溶接部Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４に対して固定状態に保持することが、溶接作業を効率的に行わせるために有効である。

まず、ポジショナー８１ａ，８１ｂによって図示のように所定の位置で保持された柱Ｃが、中心軸線Ａの周りで回転されて、鉄骨柱Ｐの側板部２０をなす板状部（Ｈ型鋼Ｐ１のフランジ）Ｐ１１，Ｐ１１が鉛直方向上向きになる図５の回転位置に設定される。一方、ロボット本体８２が、レール８６に沿ってＺ方向に移動されて、柱Ｃの一端において、例えば、鍔状板部１０をなすベースＢと鉄骨柱Ｐの板状部２０との被溶接部Ｑ１のうち鉛直方向上向きに向いた部分Ｑ１１に溶接トーチ８８が対向するように、ほぼ図４の（ａ）に示した位置を採る。

次に、ロボット本体８２の溶接トーチ８８が溶接部Ｑ１１に対面する位置まで前進せしめられて、鍔状板部１０をなすベースＢと板状部２０としての鉄骨柱（柱シャフト）Ｐの上向きに向いた側板部（フランジ）Ｐ１１の先端２１との被溶接部分Ｑ１１の溶接が行われる。

この溶接が行われる間、被溶接部Ｑ１１の両端のセラミックタブ固定具１，１は、溶接線の両端を規定するセラミックタブ２，２を強固に且つ安定に保持する。この溶接自体は、従来と同様に溶接トーチを制御することにより行われる。なお、セラミックタブ固定具１，１の頂壁部５３，５３が被溶接部Ｑ１１から離れて位置するので、溶接トーチ８８と該頂壁部５３又は５３との間で誤って放電が生じる虞れが少ない。

この被溶接部分Ｑ１１の溶接が完了すると、ロボット本体８２の溶接トーチ８８が後退せしめられた後、ポジショナー８１ａ，８１ｂが中心軸線Ａの周りで１８０度回転され、下側にあった被溶接部Ｑ１２（図１参照）が鉛直方向上向きに向く位置に位置決めされる。なお、ここでは、コラム本体ＰがＨ型鋼Ｐ１からなることを想定して１８０度回転させているけれども、例えば、コラム本体Ｐが図４の（ｂ）に示したようなＨ型鋼Ｐ１ではなくて図４の（ｄ）に示したような十字型鋼Ｐ３である場合、コラム本体Ｐを備えた鉄骨柱Ｃは、１８０度ではなくて、９０度づつ回転される。

柱Ｃの所定角度（この例では１８０度）の回転が完了すると、溶接ロボット本体８２の溶接トーチ８８が、上向きに向いた被溶接部分Ｑ１２に対面する位置まで前進せしめられて、非溶接部Ｑ１１に対する溶接と同様な溶接が行われる。

この溶接が完了すると、溶接ロボット本体８２は、図４の（ａ）から概ねわかるように、ベースＢと二階床等用仕口コアＦ２とを結ぶ鉄骨柱Ｐの側板部２０のうち二階床等用仕口コアＦ２に対面する端部２１と二階床等用仕口コアＦ２のダイアフラム１０の表面１１との間の被溶接部Ｑ２の一対の被溶接部分Ｑ２１，Ｑ２２（図示せず）の溶接を、被溶接部Ｑ１の一対の被溶接部分Ｑ１１，Ｑ１２の溶接と同様にして行う。

被溶接部Ｑ２の溶接の完了後、二階床等用仕口コアＦ２と三階床等用仕口コアＦ３とを結ぶ鉄骨柱Ｐと、二階床等用仕口コアＦ２又は三階床等用仕口コアＦ３との被溶接部Ｑ３，Ｑ４の溶接が、同様にして、行われる。

図示の例のように、最も単純なＨ型鋼Ｐ１の溶接であっても、二階分の大組立柱Ｃについて所望の溶接を行うためには、８箇所の溶接を要し、溶接の進行の間に、少なくとも４回の回転を要する。コラム本体ＰがＨ型鋼Ｐ１ではなくて十字型鋼Ｐ３である場合、二階分の大組立柱Ｃについて所望の溶接を行うためには、１６箇所の溶接を要し、溶接の進行の間に、少なくとも１２回の回転を要する。このような溶接は、完全に自動的に行われる場合であっても、相当の時間を要し、特に、ロボット本体８２の両側に二階分の大組立柱Ｃを配置して夫々を一対の回転ポジショナーで回転させて溶接を行う場合には、典型的には、一晩を要し、全ての溶接が完了すると初めてビルなどの現場に運ばれて二階分の柱として用いられるべき大組立柱Ｃの溶接が完了する。

以上のような溶接の間、柱Ｃの回転に応じて、各セラミックタブ固定具１は、通常支持状態とは異なる姿勢を採る。例えば、９０度程度回転された状態では、板状部２０の表面に沿ったズレが生じ易い（例えば、特許文献５〜７等に開示された固定具ではズレに弱く落ち易い）けれども、このセラミックタブ固定具１では、強固で安定な位置決め・固定が行われ得るので、セラミックタブ２の位置ズレの虞れが少なく、安定な自動溶接を可能にする。

特に、例えば被溶接部Ｑ１の溶接が行われている状態では、未だ溶接の行われていない被溶接部Ｑ３やＱ４等にあるセラミックタブ固定具１は、セラミックタブ２の保持状態を保つ必要がある。即ち、例えば、セラミックタブ２，２が溶接金属と付着するような場合には、被溶接部Ｑ１のうち最初に溶接が行われる被溶接部Ｑ１１を規定するセラミックタブ２，２の固定具１，１は、溶接により保持され易くなることがあっても、最後に又は後の方で溶接が行われるべき被溶接部Ｑ４やＱ３等にあるセラミックタブ固定具１のところでは、溶接が行われないまま長時間、回転や、振動や、温度変化等に曝される虞れがあるけれども、このセラミックタブ固定具１では、強固で安定な位置決め・固定が行われ得るので、セラミックタブ２の位置ズレの虞れが少なく、安定な自動溶接を可能にする。

なお、このセラミックタブ固定具１では、その取り付け・取外しが蝶ボルト６０を回すことによって行われ得るので、その着脱が容易且つ確実に行われ得る。

以上においては、柱Ｃと、ベースＢや仕口コアＦ２，Ｆ３のダイアフラムとの間の溶接について説明したけれども、このセラミックタブ固定具１は、鍔状板部１０の表面１１と、板状部２０の先端２１との間の溶接が行われるべきである限り、他の部分との溶接に適用されてもよい。また、先端２１において突き合わせ溶接されるべき板状部２０の幅よりも表面１１の幅が大きくてセラミックタブ２が板状部２０の両側から突出する裏当て金３０の突出表面に底面の一部で載置されて配設される限り、鍔状板部１０の表面１１の代わりに、厚板の表面に対して突き合わせ溶接されるようになっていてもよい。また、例えば、梁連結用ブラケット（羽根）と仕口コアとの間の溶接に用いられるセラミックタブを固定するために、本考案のセラミックタブ固定具が用いられてもよい。特に、溶接用ロボットによる自動溶接が期待されるところでは、本考案のセラミックタブ固定具が用いられると、効果的である。

本考案による好ましい一実施例の溶接用セラミックタブ固定具を用いた被溶接部の一部破断斜視説明図。 図１の被溶接部の一部を拡大して示したもので、（ａ）は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線断面説明図、（ｂ）は（ａ）の矢印ＩＩＢ方向に見た平面説明図。 本考案による好ましい一実施例の溶接用セラミックタブ固定具を示したもので、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は（ａ）の右側面説明図（但し、蝶羽根状つまみ部が（ａ）の位置から９０度回転された位置にある状態）、（ｃ）は（ａ）の底面説明図、（ｄ）は（ｂ）の平面（上面）説明図。 図１の溶接が行われる（大組立）柱とその溶接の仕方を示したもので、（ａ）は該（大組立）柱の対する溶接場の平面説明図、（ｂ）は（ａ）の（大組立）柱の鉄骨柱がＨ型鋼である場合の鉄骨柱の断面説明図、（ｃ）はＨ型鋼の代わりにＴ字型鋼が用いられる場合における（ｂ）と同様な断面説明図、（ｄ）はＨ型鋼の代わりに十字型鋼が用いられる場合における（ｂ）と同様な断面説明図。 図４の（ａ）のＶ−Ｖ線断面説明図。

符号の説明

１ 溶接用セラミックタブ固定具
２ 溶接用セラミックタブ
１０ 鍔状板部（ベース，仕口コアのダイアフラム）
１１ 表面
２０ 板状部（Ｈ型鋼等の形態の鉄骨柱の側板（フランジ））
２１ 先端部
２２ 開先
２３ 背面
２４ 側縁
２４ａ 先端近傍部分
３０ 裏当て金
３１ 表面
３２ 表面部分
３３ 背面
４０ 矩形厚板
４１ 頂面
４１ａ 頂面のうち厚さ方向外側の領域
４２ 底面
４３ａ，４３ｂ 側面
４５ａ，４５ｂ 厚板主面
４６ａ，４６ｂ 凹部表面
４７ａ，４７ｂ 傾斜面
５０ 固定具本体部
５１ 剛性側壁部
５２，５４ 端
５３ 剛性頂壁部
５５ 剛性底壁部
５５ａ 延在端
５５ｂ 部位
５６ ねじ孔
６０ 雄ねじ部材（蝶ボルト）
６１ 雄ねじ部
６２ 蝶羽根状つまみ部
６３ 先端部
８０ ロボット溶接設備
８１，８１ａ，８１ｂ ポジショナー
８２ 溶接用ロボット本体
８３，８３ａ，８３ｂ レール
８４，８４ａ，８４ｂ 台車
８５，８５ａ，８５ｂ 把持部
８６ レール
８７ 台車
８８ 溶接トーチ
Ａ 回転中心軸線
Ｂ ベース
Ｃ （大組立）柱
Ｆ，Ｆ２，Ｆ３ 仕口コア
Ｇ 間隙
Ｊ 梁連結用ブラケット（羽根）
Ｌ１ 頂壁部の長さ
Ｌ２ 底壁部の長さ
Ｐ 鉄骨柱（柱シャフト）
Ｐ１ Ｈ型鋼（Ｉ字型鋼）
Ｐ１１ 側板（フランジ）
Ｐ２ Ｔ字型鋼
Ｐ２１ 側板（フランジ）
Ｐ３ 十字型鋼
Ｐ３１ 側板（フランジ）
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３ 被溶接部
Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２ 被溶接部分
Ｓ 仕口
Ｔ１，Ｔ２ 厚さ
Ｗ 幅
Δ 突出長

Claims (4)

1. 溶接用セラミックタブを固定するための溶接用セラミックタブ固定具であって、
   セラミックタブの頂面のうち厚さ方向外側の一部の領域に当接して該頂面を押える剛性頂壁部と、セラミックタブの二つの主面のうち溶接領域に面する内側主面とは反対側に位置する外側主面に当接して該外側主面を支えるべく、前記頂壁部の基端から該頂壁部に対して実際上直角に延びた剛性外側壁部と、前記頂壁部よりも長さが長く、前記外側壁部のうち前記頂壁部につながった端部とは反対側の端部から前記頂壁部に対面する側に延び、セラミックタブの底面が表面側に載置される裏当て金の背面に対面する部位にねじ孔を備えた剛性底壁部とを有する固定具本体部、及び
   該固定具本体部の剛性底壁部のねじ孔に螺合され先端部が溶接部の裏当て金の裏面に押付けられる雄ねじ部材
   を具備する溶接用セラミックタブ固定具。
2. 溶接用セラミックタブが、裏当て金付きの突き合わせ継手のところにおいて、細長い板状部の一端を該板状部よりも幅の広い表面を備えた別の部材に対して溶接する際に生じる溶融金属を該溶接部の両端において堰き止めるためのものであって、前記二つの主面、該主面に対して直角な頂面及び底面、並びにこれら四つの面に対して直角な一対の側面を備えたものであり、
   前記固定具本体部の剛性底壁部が、溶接の際に溶融金属を底面側で支える裏当て金の背面側に対面するように前記頂壁部と実質的に平行に延びており、
   溶接用セラミックタブの一対の側面のうちの一方の側面が前記別の部材の前記表面に当接した状態で、前記雄ねじ部材が、前記固定具本体部の剛性底壁部のねじ孔に螺合されて裏当て金に対して先端で締め付けられるように構成された
   請求項１に記載の溶接用セラミックタブ固定具。
3. 前記別の部材の表面が鍔状板の表面である請求項２に記載の溶接用セラミックタブ固定具。
4. 前記鍔状板が柱と梁との仕口を構成する仕口コアのダイアフラム部又はベースであり、前記板状部がＨ型、Ｔ字型若しくは十字型鋼の形態の鉄骨柱のフランジ部である請求項３に記載の溶接用セラミックタブ固定具。

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