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