JP4512144B2 - 溶接用ジョイント部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶接用ジョイント部材の製造方法に関するものである。

上下方向に突き合わされた鋼管杭を溶接する際に用いられる溶接用ジョイント部材としては、例えば特許文献１の裏当て金が知られている。この裏当て金は、上下方向に突き合わせた鋼管杭に嵌入される円筒体を備え、円筒体の外周面には突起が周方向に適当な間隔をおいて複数設けられている。
特開平１１−１５８８６６号公報

特許文献１の裏当て金の円筒体は、帯板に所定間隔をあけて突起を形成し、次に突起が外周側にくるように帯板を筒状に曲げ、最後に帯板を溶接して形成されている。
しかし、円筒体の形成に溶接を用いると、熱歪みによって円筒体を綺麗な円筒状に形成することが困難となる。それゆえ、特許文献１の裏当て金は、溶接後に円筒体を矯正する工程が不可欠とされ、製造工程が複雑であると共に製造コストも高くなるという問題を有していた。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、帯板の曲げや溶接が不要となり、矯正工程を省略して製造コストを低減することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明の溶接用ジョイント部材の製造方法は、下鋼管杭の内部に上方から挿入した円筒体に対して上鋼管杭を上方から嵌合し、該円筒体の外周面から径外側に向かって突出した突起部により前記上下鋼管杭の間に開先を形成する溶接用ジョイント部材の製造方法であって、
前記上下鋼管杭の内径より外径が小さい鋼筒を輪切りにして素管を形成し、この輪切りにされた鋼筒から成る素管に対して、当該素管の外径が前記上下鋼管杭の内径と等しくなるまでリロール成形により拡管を行って円筒体を形成し、
前記円筒体の形成後に、当該円筒体の外周面側から前記突起部に対応して凹状に形成された雌型を当てながら内周面側から突起が形成された雄型を押しつけるプレス加工を、前記円筒体の外周面に軸心回りに等しい距離をあけて加工位置をずらしながら３回繰り返し行って前記突起部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、帯板の曲げや溶接が不要となり、矯正工程を省略して製造コストを低減することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の溶接用ジョイント部材１の第１実施形態を図面に基づき説明する。
図１に示すように、溶接用ジョイント部材１は、下鋼管杭３に対して上鋼管杭２の突き合わせて両者を溶接する際の裏当てに用いられる。溶接用ジョイント部材１は、鋼管杭２、３の内面に外周面６ａが外接される円筒体６を備え、円筒体６はその外周面６ａから径外側に向かって突出して上下鋼管杭２、３の突き合わせ部４、５間に開先１１を形成する突起部７を備えている。

上下鋼管杭２、３は、建材の用途に用いられ、鋼材で円管状に形成された管材である。上鋼管杭２と下鋼管杭３とは内外径が互いに等しく形成されており、上鋼管杭２の下側には突き合わせ部４が、また下鋼管杭３の上側には突き合わせ部５がそれぞれ形成されている。上鋼管杭２は、その突き合わせ部４を下鋼管杭３の突き合わせ部５に突き合わせるようにして、下鋼管杭３の上方に配置されている。
図２に示すように、円筒体６は、上下鋼管杭２、３の内径と等しい外径を備えた円筒状に形成されており、外周面６ａで上鋼管杭２の内周面８及び下鋼管杭３の内周面９に外接可能となっている。円筒体６の外周面６ａには上下方向の中途側に突起部７が形成されており、突起部７より上方の円筒体６は上鋼管杭２に、また突起部７より下方の円筒体６は下鋼管杭３に内挿可能となっている。

円筒体６の厚さは、突起部７を形成しやすいように上鋼管杭２の厚さと同一か薄く形成されている。
突起部７は、側方視が水平方向に長い楕円状になるように円筒体６の外周面６ａに径外側に向かって半球状（馬背状）に突出形成されている。突起部７は、上端で上側の突き合わせ部４に接すると共に下端で下側の突き合わせ部５に接触可能となっており、上側の突き合わせ部４と下側の突き合わせ部５との間に円筒体６の軸心Ｏ回りに環状の開先１１を形成している。

突起部７は、円筒体６の軸心Ｏ回りに互いに等しい距離をあけて３箇所設けられており、下鋼管杭３の突き合わせ部５上に載置した後で上鋼管杭２の突き合わせ部４を載置すると、下鋼管杭３に対して上鋼管杭２の芯出しができ、下鋼管杭３に対して上鋼管杭２が可及的に同芯に配置されるようになっている。
突起部７は、円筒体６の外周面６ａからの突出高さが上鋼管杭２の厚み（肉厚）の半分程度である。それゆえ、上鋼管杭２と下鋼管杭３との間には円筒体６の軸心Ｏ回りに環状に連続した開先１１が形成されることになり、この開先１１に溶接により溶融した金属が溜められて上鋼管杭２と下鋼管杭３とを強固に溶接することが可能となる。

突起部７は、上下方向の幅が上鋼管杭２の厚みに対して６０〜１５０％、好ましくは８０〜１２０％となるように形成されている。突起部７の上下方向の幅を上鋼管杭２の厚みに対して６０〜１５０％好ましくは８０〜１２０％とすることで、上鋼管杭２と下鋼管杭２とを強固に接続することが可能となる。
本発明の溶接用ジョイント部材１を用いて上鋼管杭２を下鋼管杭３の上に溶接する場合には、円筒体６の突起部７より下方の部分を下鋼管杭３の内部に上方から挿入し、次に円筒体６の突起部７より上方の部分に上鋼管杭２を上方から嵌合（外嵌）する。このとき、円筒体６は上下鋼管杭２、３の内径と等しい外径に形成されているため、上下鋼管杭２、３同士を円筒体６によってぐらつかないようにしっかりと連結することができる。

円筒体６の突起部７が上鋼管杭２の突き合わせ部４と下鋼管杭３の突き合わせ部５との双方に接触すると、上下鋼管杭２、３が突起部７を挟んで仮止状態となり、上鋼管杭２と下鋼管杭３との間には環状の開先１１が形成される。
そして、上下の突き合わせ部４、５に対して溶接を行うと、上下の突き合わせ部４、５を溶接しながら開先１１が充填され、上鋼管杭２と下鋼管杭３との間に肉盛部１４が形成される。そして、この肉盛部１４により上鋼管杭２と下鋼管杭３とが強固に連結される。
次に、本発明の溶接用ジョイント部材１の製造方法について説明する。溶接用ジョイント部材１の製造方法は、以下のように行われる。

まず、上下鋼管杭２、３の内径より外径が小さい市販の鋼筒を輪切りにして素管を用意し、素管に対してこの素管の外径が鋼管杭２の内径と等しくなるまでリロール成形により拡管を行って、上鋼管杭２の内周面８及び下鋼管杭３の内周面９に密接する外周面６ａを備えた円筒体６を形成する。
円筒体６を形成した後は、円筒体６の内周面側から外周面６ａ側に向かって雌型を当てながら雄型を押しつける。雄型には突起部７に対応した突起が形成されており、また雌型は突起部７に対応して凹状に形成されている。円筒体６の周壁を雄型と雌型とで挟み込むようにプレス加工することで、円筒体６の外周面６ａに突起部７が形成される。

この突起部７の形成は、円筒体６の軸心Ｏ回りに加工位置をずらしながら３回繰り返し行われる。その結果、突起部７が円筒体６の軸心Ｏ回りに等しい距離をあけて３箇所形成される。
［第２実施形態］
図５に示すように、第２実施形態の突起部７は、円筒体６の外周面６ａに水平方向に沿って切り込みを平行に１組形成し、これらの切り込みの間を径外側に向かって湾曲（突出）させて切り起こし突起が円筒体６の軸心Ｏ回りに等しい距離をあけて３箇所形成されている。

上述の突起部７は、外方に突出した切り起こし突起に形成された上側の端面１２と下側の端面１３とを有している。このような端面１２、１３は、互いに平行に形成されており、上側の鋼管杭２の突き合わせ部４及び下側の鋼管杭３の突き合わせ部５と面状態で接することになる。その結果、下鋼管杭３に対する上鋼管杭２の芯出しをより確実にすることができる。
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。

第１実施形態における上下鋼管杭の溶接部分の斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 第１実施形態の溶接用ジョイント部材の要部断面図である。 第２実施形態の溶接用ジョイント部材の要部断面図である。

符号の説明

１ 溶接用ジョイント部材
２ 上鋼管杭
３ 下鋼管杭
４ 上側の突き合わせ部
５ 下側の突き合わせ部
６ 円筒体
６ａ円筒体の外周面
７ 突起部
８ 上鋼管杭の内周面
９ 下鋼管杭の内周面
１１ 開先
１２ 上側の端面
１３ 下側の端面
１４ 肉盛部
Ｏ 軸心

Claims (1)

1. 下鋼管杭の内部に上方から挿入した円筒体に対して上鋼管杭を上方から嵌合し、該円筒体の外周面から径外側に向かって突出した突起部により前記上下鋼管杭の間に開先を形成する溶接用ジョイント部材の製造方法であって、
   前記上下鋼管杭の内径より外径が小さい鋼筒を輪切りにして素管を形成し、この輪切りにされた鋼筒から成る素管に対して、当該素管の外径が前記上下鋼管杭の内径と等しくなるまでリロール成形により拡管を行って円筒体を形成し、
   前記円筒体の形成後に、当該円筒体の外周面側から前記突起部に対応して凹状に形成された雌型を当てながら内周面側から突起が形成された雄型を押しつけるプレス加工を、前記円筒体の外周面に軸心回りに等しい距離をあけて加工位置をずらしながら３回繰り返し行って前記突起部を形成することを特徴とする溶接用ジョイント部材の製造方法。

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