JP3958614B2 - 構造体用鋼管の継手部裏当リング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管杭などの構造体用鋼管の中継溶接時に用いられる継手部裏当リングであって、特に簡易な構造でかつ溶接間隔の正確な確保を可能とした継手部裏当リングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管杭などの構造体用鋼管を中継溶接する場合、溶接端部の端面間に開先を形成する必要から鋼管の継手部に裏当リングが一般的に用いられている。そして、従来では、裏当リングを挿入した鋼管の溶接端部に溶接間隔保持用のスペーサーを挟入して、裏当リングと構造体用鋼管とをスポット溶接することで溶接端部溶接端部における溶接間隔が確保される。しかし、この場合には構造体用鋼管の溶接に加えて、溶接間隔確保のためにも溶接が必要となるため、現場での作業が非常に煩雑であった。またスペーサーが裏当リングに固定されていないことから、溶接間隔を確保するのに手間がかかる点で改善の余地があった。
【０００３】
前記した従来の作業の煩雑さを解消するため、図４（ａ）に示すような継手部裏当リング１０が提案されている。継手部裏当リング１０は、リング本体１１と、リング本体１１に取付けられた複数本の細棒１２とからなり、この細棒１２はリング本体１１の軸方向中央部の円周方向の６箇所から外側へ放射状に突出するように形成されている。そして、図４の継手部裏当リング１０を構造体用鋼管の溶接端面の間に挿入することで、溶接間隔が容易に保持できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、継手部裏当リング１０では、図４（ｂ）に示すように、均一断面の細棒１２をスタッド溶接でリング本体１１に取付けているので、細棒１２の基端部では溶接金属部が細棒１２の外径より広がってしまう。したがって、継手部裏当リング１０を構造体用鋼管にセットする際に、細棒１２の基端部の溶接金属部１２ａが干渉して正確な溶接間隔が保持できない場合がある。一方、図４（ｃ）に示すように、基端側に雄ネジ１２ｂをきった細棒をリング本体１１の雌ネジ孔１１ａに螺合し、その後リング本体１１の内側から溶接１３した場合には前記問題は解消するが、継手部裏当リング１０の加工工数が増加してコスト高となってしまう。
【０００５】
また図４の継手部裏当リング１０では細棒１２に切り込みが設けられており、仮付溶接後にハンマーで打撃して細棒１２を除去するようになっている。したがって、現場において構造体用鋼管に挟まれた状態の細棒１２を折って除去しなければならず煩雑である。
【０００６】
本発明は前記従来技術の課題を解消するためにされたものであり、その目的は構造体用鋼管の継手部裏当リングにおいて、簡易な構造でかつ溶接間隔の正確な確保を可能とすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１） 第１の発明は、構造体用鋼管１の中継溶接時に用いられる継手部裏当リング２であって、前記継手部裏当リング２は構造体用鋼管１内径より外径が若干小径であるリング本体３の外周面に、溶接間隔を規定する外径を有しかつ基端部に切り欠き段差部４ａが形成された突起体４を直立状態で複数個取付けて構成されており、前記突起体４の基端部における切り欠き段差部を前記リング本体３に抵抗溶接してなることで、前記突起体４の基端部における切り欠き段差部に形成される溶接金属部が溶接間隔を規定する突起体４の外径と同じになるようにし、さらに前記切り欠き段差部は、前記形成すべき溶接金属部の量に応じて幅及び深さが予め設定されていることを特徴とする構造体用鋼管の継手部裏当リング２である。
（２）第２の発明は、第１の発明において、リング本体３に台形に切り欠かれたテーパー状スリット３ａが設けられており、前記テーパー状スリット３ａに楔５を打ち込んでリング本体３の径調整を可能としたことを特徴とする。
（３）第３の発明は、第１または第２の発明において、突起体４の突起部長さＬ（突起体４の基端部から終端までの長さ）が構造体用鋼管１の厚さ以下であることを特徴とする。
（４）第４の発明は、第１から第３の発明において、突起体４が円周方向に１２０度の間隔をおいて３箇所に設けられたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の継手部裏当リングを示した図、図２は本発明の継手部裏当リングを構造体用鋼管に挿入した状態を示した図、図３はリング本体に溶接される突起体を示した図である。
【０００９】
本発明の継手部裏当リング２は、リング本体３に３つの突起体４を溶接固定して形成されている。リング本体３の外径は構造体用鋼管１の内径より若干小径に設定されており、構造体用鋼管１の内側に継手部裏当リング２を挿入できるようになっている。
【００１０】
またリング本体３には、リング本体３の軸方向へハ字状に拡開した台形に切り欠かれたテーパー状スリット３ａが設けられている。テーパー状スリット３ａの対向する切断部はスリットの中心から線対称となるように傾斜している。
【００１１】
このテーパー状スリット３ａは継手部裏当リング２の径の調整を容易にするために設けられるものである。すなわち、構造体用鋼管１への継手部裏当リング２の挿入時には、リング本体３を縮径させてより容易に継手部裏当リング２を構造体用鋼管１に挿入することができる。また構造体用鋼管１へ継手部裏当リング２を挿入した後には、テーパー状スリット３ａへ楔５を打ち込んでリング本体３を拡径させ、構造体用鋼管１と継手部裏当リング２とを密着させてガタツキを解消することができる。
【００１２】
リング本体３の外周面には突起体４が３箇所に取付けられている。本発明において突起体４は、本溶接時の溶接間隔を確保するとともに、リング本体３が構造体用鋼管１の中に沈みこむのを防止する係止部として機能する。したがって、突起体４の外径は、構造体用鋼管１の溶接端部間に確保する溶接間隔と等しくなるように設定され、溶接間隔を規定するものである。
【００１３】
３つの突起体４は、リング本体３の外周面においてリング中心軸と直交する円上に位置するように、かつリング本体３に対して直立状態で取付けられている。また図１（ｂ）に示すように突起体４は円周方向に１２０度の間隔をおいてそれぞれ設けられている。すなわち、３つの突起体４の基端部を結んだ面がリング本体３と内接する正三角形を形成し、この正三角形がリング中心軸と直交するように、突起体４はリング本体３に取付けられている。
【００１４】
なお、本実施形態でリング本体３に突起体４を３箇所に設けたのは、構造体用鋼管１を安定支持するためには少なくとも支持部が３点必要だからであり、突起体４を３箇所よりも多くすると施工工数が増加する上に、支持部の増加によりガタツキが生じやすくなるためである。
【００１５】
また、突起体４は構造体用鋼管の本溶接の際に溶材とともに溶解させるため、突起体４の突起部長さＬ（突起体４の基端部から終端までの長さ）は構造体用鋼管１の厚さ以下に設定される。例えば、鋼管径が１００ｍｍ〜２００ｍｍ、鋼管板厚４ｍｍ〜７ｍｍの場合には、突起部長さＬは３ｍｍ〜４ｍｍ程度にするとよい。これにより本溶接時に突起体４が溶けやすくなるので溶接欠陥が生じにくくなる。
【００１６】
図３（ａ），（ｂ）はリング本体３に溶接される突起体４を示した図である。突起体４は、周方向断面が均一である突起本体４ｂの一端を環状に切り欠いたものであり、周方向断面が突起本体と相似形となる切り欠き段差部４ａが溶接側の端部に形成されている。突起体４の周方向断面形状は、構造物用鋼管１の溶接端部に溶接間隔を保持できるものであれば、図３（ａ），（ｂ）に示すような円や正方形の他、長方形などであってもよい。なお、突起体４の製造では、突起本体４ｂの切断後に切り欠き段差部４ａの加工が連続的に行なえるため、加工手間はほとんど増加しない。
【００１７】
突起体４は、切り欠き段差部４ａが形成された端部をリング本体３と接触させた状態で抵抗溶接によってリング本体３と溶接される。本発明では突起体４に環状の切り欠き段差部４ａを設けたことにより、突起体４の基端部の溶接金属部が溶接間隔を規定する突起体４の外径と同じになるようになっている。本発明の切り欠き段差部４ａにおける切り欠きの幅および深さは、溶接金属部の量に応じて突起体４のサイズ毎に設定される。
【００１８】
以下、本発明の継手部裏当リング２を用いた構造体用鋼管１の接合手順を説明する。
【００１９】
まず、継手部裏当リング２の突起体４が構造体用鋼管１の溶接端部に接触するまで、一方の構造体用鋼管内１に継手部裏当リング２を挿入する。
【００２０】
次に、継手部裏当リング２の挿入後に継手部裏当リング２のテーパー状スリット３ａへ楔５を打ち込んで、構造体用鋼管１と継手部裏当リング２とを密着させる。さらに、継手部裏当リングと楔５とをスポット溶接５ａして、継手部裏当リング２を構造体用鋼管１に固定する。
【００２１】
そして、継手部裏当リング２が挿入された一方の構造体用鋼管１と、他方の構造体用鋼管１とを突き合わせる。突起体４のリング軸方向長さは溶接間隔と等しいため、構造体用鋼管１の溶接端部間に挟まれた突起体４によって所望の溶接間隔の開先が確保される。また本発明では、突起体４とリング本体３との溶接後において、突起体４の基端部の溶接金属部が溶接間隔を規定する突起体４の外径と同じになるため、突起体４の基端部の溶接金属部が構造体用鋼管１と干渉することもない。なお、開先の底はリング本体３により閉塞されている。
【００２２】
その後、構造体用鋼管１の溶接端部間の開先に本溶接を行って、一方の構造体用鋼管１と、他方の構造体用鋼管１とを連結する。本発明では、突起体４は構造体用鋼管１の本溶接の際に溶材とともに溶解し、かつ突起体４の突起部長さＬ（突起体４の基端部から終端までの長さ）は構造体用鋼管１の厚さ以下に設定されている。したがって、本発明では、図４の従来例のように細棒１２の余長部の除去作業を行なう必要はない。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の継手部裏当リングは、切り欠き段差部が設けられた突起体をリング本体に抵抗溶接してなることで、突起体の基端部の溶接金属部が溶接間隔を規定する突起体の外径と同じになるように構成されている。したがって本発明では、継手部裏当リングを構造体用鋼管にセットする際に突起体の基端部の溶接金属部が干渉することなく、簡易な構成で正確な溶接間隔が保持できる。
【００２４】
本発明の継手部裏当リングでは、テーパー状スリットにより径の調整を容易に行なうことができる。すなわち、構造体用鋼管への継手部裏当リングの挿入時には、リング本体を縮径させてより容易に継手部裏当リングを構造体用鋼管に挿入することができる。また構造体用鋼管へ継手部裏当リングを挿入した後には、テーパー状スリットへ楔を打ち込んでリング本体を拡径させ、構造体用鋼管と継手部裏当リングとを密着させてガタツキを解消することができる。
【００２５】
本発明の継手部裏当リングでは、突起体の突起部長さが構造体用鋼管の厚さ以下に設定されている。したがって、溶接後に細棒（突起体）の余長部の除去作業を行なう必要もないため、作業効率が向上する。
【００２６】
また本発明の継手部裏当リングでは、リング本体の外周面において、リング軸方向と直交する円上に位置するように、円周方向に１２０度の間隔をおいて３箇所に突起体が直立状態で取付けられている。したがって、簡易な構成で構造体用鋼管を安定支持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の継手部裏当リングの斜視図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図２】（ａ）は構造体用鋼管相互間に継手部裏当リングを挿入した状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）はリング本体に溶接される突起片の斜視図である。（ｃ）は溶接前の突起片とリング本体とを示した図であり、（ｄ）はリング本体に溶接後の突起体の状態を示した図である。
【図４】（ａ）は従来例の継手部裏当リングの斜視図である。（ｂ）は細棒をスタッド溶接でリング本体に取付けた状態を示す平面図であり、（ｃ）は細棒をリング本体に螺合した後にリング本体の内側から溶接固定した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ 構造体用鋼管
２ 継手部裏当リング
３ リング本体
３ａ テーパー状スリット
４ 突起体
４ａ 切り欠き段差部
４ｂ 突起本体
５ 楔
５ａ スポット溶接
１０ 継手部裏当リング
１１ リング本体
１１ａ 雌ネジ孔
１２ 細棒
１２ａ 溶接金属部
１２ｂ 雄ネジ
１３ 溶接部

Claims (4)

1. 構造体用鋼管の中継溶接時に用いられる継手部裏当リングであって、前記継手部裏当リングは構造体用鋼管内径より外径が若干小径であるリング本体の外周面に、溶接間隔を規定する外径を有しかつ基端部に切り欠き段差部が形成された突起体を直立状態で複数個取付けて構成されており、前記突起体の基端部における切り欠き段差部を前記リング本体に抵抗溶接してなることで、前記突起体の基端部における切り欠き段差部に形成される溶接金属部が溶接間隔を規定する突起体の外径と同じになるようにし、さらに前記切り欠き段差部は、前記形成すべき溶接金属部の量に応じて幅及び深さが予め設定されていること
   を特徴とする構造体用鋼管の継手部裏当リング。
2. リング本体に台形に切り欠かれたテーパー状スリットが設けられており、前記テーパー状スリットに楔を打ち込んでリング本体の径調整を可能としたことを特徴とする請求項１に記載の構造体用鋼管の継手部裏当リング。
3. 突起体の突起部長さが構造体用鋼管の厚さ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の構造体用鋼管の継手部裏当リング。
4. 突起体が円周方向に１２０度の間隔をおいて３箇所に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の構造体用鋼管の継手部裏当リング。

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