JP6105323B2

JP6105323B2 - 溶接用裏当て金

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Publication number: JP6105323B2
Application number: JP2013032348A
Authority: JP
Inventors: 仁志寺沢; 利晃國領
Original assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Current assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: JP2014161852A

Description

本発明は、鉄骨構造の柱の柱脚や柱同士を溶接接合する際に用いられる溶接用裏当て金に関する。

鉄骨構造の柱の柱本体として鋼管が多用されている。柱本体に鋼管を用いる場合、鋼管にダイアフラム又は柱脚等を溶接接合することで、鋼管を柱材として機能させている。この種の溶接接合では、一般に、突き合わせ溶接が用いられ、突き合わせ溶接に際して裏当て金が用いられる。例えば、柱本体として角形鋼管（角管）を採用する場合、柱本体は、内面に４つの角部を有する。このため、裏当て金として、角形鋼管の角部の曲率に沿った形状のものが用いられる。

ところで、角形鋼管の内側面と裏当て金とは良好な溶接をするためにできるだけ密着させる必要がある。これらの間の隙間が大きい場合には、この隙間から溶接材が漏れ出して溶接欠陥を生じてしまう恐れがある。また、角形鋼管は、製法によっては角部が湾曲するのみならず角部間の平板部にも凹凸や傾斜が生じていたり、内芯と外芯とにずれが生じていたりすることがある。しかも、個々の角形鋼管毎にこれらの状態は微妙に異なっている。一方、裏当て金は、プレス機等で一律に作成されるので、個々の角形鋼管の内側面形状のバラツキ等に対応させ難いという問題がある。

このような問題に対し、例えば特許文献１には、コラム部のコーナ部内周面に当接するように曲げ加工された裏当て金本体が開示されている。この裏当て金本体の曲げ加工部分の内側面には、開口部から底面までの溝幅がほぼ一定となった角溝を複数有する角溝群が形成されている。また、この角溝は、切削加工により、裏当て金本体の長手方向と直交し、且つ、角溝同士が長手方向にほぼ等間隔となるように形成されている。

実用新案登録第３１６３３３４号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成おいては、コラム部から突出してルートギャップを確保すべき突出部にも角溝が形成されているため、角溝を形成することで薄肉となる溝の底部が溶接時に溶け抜けてしまうことが考えられる。

そこで、本発明は、ワークの凹凸に追従でき、且つ、溶接による溶け抜けを確実に防止することができる溶接用裏当て金を提供することを目的とする。

本発明の溶接用裏当て金は、帯状に形成され、ワークの端部の当接面に重なる重ね部と、ワークの端部から突出してルートギャップを確保するギャップ形成部とが長手方向の一方の端部から他方の端部に亘って互いに並行して設けられており、重ね部の長手方向の長さは、重ね部が対向するワークの一辺の当接面の長さと略同じ長さであり、重ね部には、ワークの当接面の形状に沿った屈曲を可能とする屈曲誘発部が１又は複数個所に設けられ、屈曲誘発部は、一方の端部が重ね部とギャップ形成部との境界に位置し、他方の端部が重ね部の中途部に位置する孔、又は切り込み線である。
また、本発明の溶接用裏当て金は、帯状に形成され、ワークの端部の当接面に重なる重ね部と、ワークの端部から突出してルートギャップを確保するギャップ形成部とが長手方向の一方の端部から他方の端部に亘って互いに並行して設けられており、記重ね部の長手方向の長さは、重ね部が対向するワークの一辺の当接面の長さと略同じ長さであり、重ね部には、ワークの当接面の形状に沿った屈曲を可能とする屈曲誘発部が１又は複数個所に設けられ、屈曲誘発部は、一方の端部が重ね部とギャップ形成部との境界に位置し、他方の端部が重ね部の他方の端縁部まで延びる切欠きである。

この溶接用裏当て金においては、裏当て金の重ね部に屈曲誘発部が設けられていることにより、ワークの当接面の形状に合わせてギャップ形成部から重ね部に亘って裏当て金を容易に曲げることが可能となる。また、屈曲誘発部は重ね部に設けられており、ギャップ形成部には屈曲誘発部が設けられていないので、ギャップ形成部において溶接用裏当て金としての所定の厚さが維持されている。これにより、ワークの端部に溶接を施す場合でも、ギャップ形成部に溶け抜けが発生することを防止することができる。このように、本発明によれば、ワークの凹凸に追従でき、且つ、溶接による溶け抜けを確実に防止することができる。

屈曲誘発部の一方の端部は、重ね部とギャップ形成部との境界に位置している。この場合には、屈曲誘発部の一方の端部を、溶接用裏当て金をワークに設置する際の位置決めの目印として使用することができる。具体的には、屈曲誘発部の一方の端部がワークの端部に丁度隠れるように溶接用裏当て金を設置する。これにより、ワークの端部からのギャップ形成部の突出長さが常に一定に維持され、ギャップ形成部のみをワークの端部から突出させることができる。また、別途定規等を用いることなく溶接用裏当て金をワークに設置することができ施工性の向上を図ることができる。

屈曲誘発部は、一方の端部が重ね部とギャップ形成部との境界に位置し、他方の端部が重ね部の中途部に位置する孔、又は切り込み線、或は、他方の端部が重ね部の他方の端縁部まで延びる切欠きである。このように、孔又は切込み線、或は、切欠きを設けることで、孔又は切込み線、或は、切欠きを設けた部分及びその周囲は孔又は切込み線、或は、切欠きが存在しない部位よりも強度が低下する。これによって、孔又は切込み線、或は、切欠きを起点として溶接用裏当て金を容易に屈曲させることができる。また、孔又は切込み線、或は、切欠きは溶接用裏当て金を貫通するように形成されるので、これらを容易に形成することができる。

ギャップ形成部は、重ね部からの突出長さがルートギャップに等しいことが好ましい。この場合には、ギャップ形成部が突出するように溶接用裏当て金をワークの端部に取り付けた状態で他のワークをギャップ形成部の先端部に当接させることにより、これらのワーク間に正確な長さのルートギャップを設けることができ、施工性の向上を図ることができる。

ギャップ形成部の厚さは、ルートギャップの間隔よりも大きいことが好ましい。この場合には、ギャップ形成部の厚さを十分に確保することができ、溶接時のギャップ形成部の溶け抜けを確実に防止することができる。
屈曲誘発部は、重ね部の長手方向の中央部からずれた位置に設けられていてもよい。
ワークの当接面は谷状に屈曲し、重ね部及びギャップ形成部は当接面の形状に沿って屈曲させられてもよい。

本発明によれば、ワークの凹凸に追従でき、且つ、溶接による溶け抜けを確実に防止することができる。

実施形態に係る柱の側面図である。図１の角形鋼管と柱脚との接合部分を示す側面図である。図２の角形鋼管を裏当て金が取り付けられた側の端部から見た図である。図３の裏当て金を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。図２に示す角形鋼管を裏当て金が取り付けられた側の端部から見た斜視図である。変形例に係る裏当て金の正面図である。変形例に係る裏当て金を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＶＩＩ（ｂ）−ＶＩＩ（ｂ）線に沿った断面図である。変形例に係る裏当て金の正面図である。他の変形例に係る裏当て金を角形鋼管に取り付けた状態を示す図である。更に他の変形例に係る裏当て金を角形鋼管に取り付けた状態を示す図である。

以下、本発明に係る溶接用裏当て金を適用した柱の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示すように、柱１は、角形鋼管（ワーク）１０及び柱脚２０を含んで構成される。柱１は、鉄骨構造の建物の柱として利用される。角形鋼管１０は、四角管状に形成されており、柱脚２０は、平板状に形成された金属製の板材である。角形鋼管１０と柱脚２０とは、突合せ溶接により接合される。角形鋼管１０は、柱脚２０が基礎部２に当接するように基礎部２上に立設される。柱脚２０を基礎部２の上面に当接させる際に、基礎部２の上面から突出するボルト３が、柱脚２０に設けられたボルト孔に通される。このボルト３にナット４を取り付けて柱脚２０と基礎部２とを連結することで、柱１の立設状態が維持される。

ここで、角形鋼管１０の詳細について、図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３に示すように、角形鋼管１０は、厚さが極めて厚い（例えば、厚さが２０ｍｍ〜２５ｍｍ程度）、いわゆる極厚鋼管を用いる。また、当該角形鋼管１０は、角部の曲率半径Ｒが小さく（例えば、Ｒ＝０ｍｍ〜３ｍｍ程度）、シームレスな角形の鋼管である。角形鋼管１０は、特に図３に示すように、４つの角部１１と、隣り合う角部１１間を連結する４つの平板部１２とを有している。

４つの平板部１２は、角形鋼管１０の延在方向に沿って見たときに、互いに略同じ長さを有している。４つの角部１１は互いに略同じ屈曲形状を有している。

このような角形鋼管１０は、例えば、円柱状の鋼材を加熱した後、円柱状の鋼材の軸線に沿って孔を形成し、断面形状が四角枠状となるようにローラによって成形することで得ることができる。これにより、角形鋼管１０はシームレスな鋼管となる。また、かかる製造方法により角形鋼管を製造する場合、製造される角形鋼管の内側形状は個々の角形鋼管間で微妙に異なるものとなり、例えば、内面の中心（内心）と外面の中心（外心）の位置が若干異なっていたり、内面の角部の曲率が各角部で僅かに異なることがある。

また、上述のようにして角形鋼管１０を製造した場合、平板部１２の内側面（当接面）１２ａは、一の角部１１が連結される一方の端部と、他の角部１１が連結される他方の端部との間の中央部１２ｂを屈曲部として谷状に屈曲する。より詳細には、内側面１２ａは、角部１１が連結される側の端部から中央部１２ｂに行くに従って角形鋼管１０の外側に向けて傾斜する。なお、本実施形態では、平板部１２の内側面１２ａが、中央部１２ｂを屈曲部として谷状に屈曲する場合を例に説明するが、山状に屈曲する場合であっても本発明を適用することができる。

これにより、角形鋼管１０の内側に形成される４つの内側面１２ａは、４つの角部１１の位置、及び、４つの中央部１２ｂの位置を屈曲部とする八角形状となる。この内側面１２ａの八角形状の各角部の傾斜角度は、各辺及び個々の角形鋼管１０によって異なる場合がある。なお、角形鋼管１０として、例えば、ＳＳ４００又はＳＭ４９０Ａ、ＳＴＫＲ４９０等の鋼材を用いることができる。

図２に示すように、角形鋼管１０における柱脚２０に接続される側の端部（以下「当接側端部」という）１０ａには、柱脚２０と角形鋼管１０とを溶接接合するために用いる開先１０ｂが形成されている。開先１０ｂの先端部と柱脚２０とは、所定の間隔（例えば、５ｍｍ〜７ｍｍ程度の間隔）を設けて配置され、当該間隔が突合せ溶接のためのルートギャップとして設定される。なお、図２では、溶接前の状態を示している。

内側面１２ａにおける角形鋼管１０の当接側端部１０ａには、開先１０ｂの端部と柱脚２０との間のルートギャップを確保する裏当て金３０が設けられる。裏当て金３０は４つ用いられ、４つの裏当て金３０が４つの平板部１２の内側面１２ａにそれぞれ当接する。裏当て金３０として、例えば、角形鋼管１０と同様の材料であるＳＳ４００又はＳＳ４９０Ａ等の鋼材を用いることができる。角形鋼管１０と柱脚２０とを接合する際には、裏当て金３０を裏当てとして用いて、角形鋼管１０と柱脚２０とを突合せ溶接する。

次に、裏当て金３０の詳細について説明する。図４に示すように、裏当て金３０は、帯状に形成された板材である。裏当て金３０は、ギャップ形成部３０ｂ、及び、重ね部３０ｃを備える。重ね部３０ｃは、裏当て金３０を平板部１２の内側面１２ａに重ねたときに内側面１２ａに重なる。ギャップ形成部３０ｂは、内側面１２ａに重ねられたときに、角形鋼管１０の開先１０ｂの端部から突出する。ギャップ形成部３０ｂにおける角形鋼管１０の開先１０ｂからの突出長さは、突合せ溶接のためのルートギャップに等しい。ギャップ形成部３０ｂの突出により、角形鋼管１０の開先１０ｂの端部と柱脚２０との間のルートギャップを確保することができる。裏当て金３０のうち少なくともギャップ形成部３０ｂの厚さは、ルートギャップの間隔よりも大きい。例えば、ギャップ形成部３０ｂを含む裏当て金３０の厚みを、６ｍｍ〜９ｍｍとすることができる。４つの裏当て金３０は、互いに同じ形状となっている。

ギャップ形成部３０ｂと重ね部３０ｃとは、帯状の裏当て金３０の長手方向の一方の端部から他方の端部に亘って互いに並行して設けられている。具体的には、図４（ａ）において、二点鎖線より上側がギャップ形成部３０ｂとなり、二点鎖線より下側が重ね部３０ｃとなっている。重ね部３０ｃは、ギャップ形成部３０ｂよりも長手方向で見た場合の幅が大きく、例えば、ギャップ形成部３０ｂの幅の４〜８倍となっている。重ね部３０ｃには、平板部１２の内側面１２ａの形状に沿った屈曲を可能とする切り込み線（屈曲誘発部）３０ａが設けられる。図４（ａ）に示すように、本実施例では、重ね部３０ｃにおける切り込み線３０ａの下方の残余の部分は、ギャップ形成部３０ｂの高さ（ギャップ形成部３０ｂを長手方向に見た場合の幅）程度とし、切り込み線３０ａの長さは、少なくともギャップ形成部３０ｂの高さの半分以上とする。または、重ね部３０ｃにおける切り込み線３０ａの下方の残余の部分の長さとギャップ形成部３０ｂの高さとの合計の長さが、切り込み線３０ａの長さよりも短くなるように切り込み線３０ａを設けてもよい。切り込み線３０ａは、一方の端部が重ね部３０ｃとギャップ形成部３０ｂとの境界に位置し、他方の端部が重ね部３０ｃの中途部に位置する孔である。即ち、切り込み線３０ａは、裏当て金３０の長手方向に対して直交する方向に延在する。また、切り込み線３０ａは、裏当て金３０の長手方向の両端部のうち、一方の端部側にずれた位置に設けられる。切り込み線３０ａの溝幅は、例えば、０．２ｍｍとすることができる。また、裏当て金３０は、例えば、レーザ加工により形成することができる。

図３及び図５に示すように、裏当て金３０の長手方向の長さは、平板部１２の両端に連結される一方の角部１１から他方の角部１１までの長さと略同じ長さを有する。裏当て金３０は、平板部１２の内側面１２ａに重ねられた状態で、長手方向の両端部がそれぞれ一方の角部１１及び他方の角部１１に対向するように配置される。また、裏当て金３０の長手方向の両端部の間の中央部が、平板部１２の内側面１２ａに当接する。

裏当て金３０を内側面１２ａに当接させる際に、裏当て金３０に設けられた切り込み線３０ａを内側面１２ａの中央部１２ｂに対向させる。切り込み線３０ａが、裏当て金３０の長手方向の一方の端部側にずれた位置に設けられていることで、互いに隣り合う裏当て金３０同士のうち、一方の裏当て金３０の端部は、他方の裏当て金３０の端部よりも角部１１における屈曲部分のより深い位置（屈曲部分の中央位置）まで入り込み、他方の裏当て金３０の端部は、一方の裏当て金３０の端部に対して所定の間隔を空けて対向する。即ち、裏当て金３０を設ける際に、隣接する裏当て金３０同士に勝ち負けをつける。なお、他方の裏当て金３０の端部と、一方の裏当て金３０の端部とが当接していてもよい。

これにより、裏当て金３０は、当該裏当て金３０が当接する平板部１２の両端部に接続される２つの角部１１のうち、一方の角部１１が接続される端部側にずれた状態で内側面１２ａに当接される。更に、角形鋼管１０の内側面１２ａの周方向に沿って見たときに各角部１１における裏当て金３０の端部同士の対向状態がそれぞれ同じとなるように、４つの裏当て金３０を配置する。これにより、隣り合う裏当て金３０同士は、角部１１で最も近接する。

次に、角形鋼管１０と柱脚２０とを接合する手順について説明する。まず、角形鋼管１０の当接側端部１０ａ側に開先１０ｂを設ける。そして、角形鋼管１０における開先１０ｂ側の端部の４つの内側面１２ａに４つの裏当て金３０をそれぞれ設置する。このとき、裏当て金３０のギャップ形成部３０ｂのみが開先１０ｂの端部から突出するように裏当て金３０を設置する。このとき、切り込み線３０ａにおけるギャップ形成部３０ｂ側の端部が角形鋼管１０の開先１０ｂの端部に丁度隠れるように裏当て金３０を設置することで、切り込み線３０ａを裏当て金３０の設置の位置決めの目印として利用することができ、ギャップ形成部３０ｂのみを端部から突出させることができる。

また、角形鋼管１０の内側面１２ａの周方向に沿って裏当て金３０を見たときに、隣接する裏当て金３０の端部同士の対向状態（勝ち負け）がそれぞれ同じとなるように裏当て金３０を設置する。次に、中央部１２ｂを屈曲部として屈曲する内側面１２ａの形状に沿うように、切り込み線３０ａを中央部１２ｂに対向させ、切り込み線３０ａを中央部１２ｂに押し込むことで切り込み線３０ａを中心として裏当て金３０をく字状に屈曲させる。裏当て金３０を屈曲させる際には、万力、或は、ハンドバイス等を用いることができる。

次に、裏当て金３０と角形鋼管１０の開先１０ｂとを組立て溶接（仮溶接）する。特に、裏当て金３０における切り込み線３０ａが形成された近傍部分と開先１０ｂとを組立て溶接することで、裏当て金３０の曲げ戻りが防止される。次に、裏当て金３０のギャップ形成部３０ｂの先端に柱脚２０を当接させ、裏当て金３０を裏当てとして用いて角形鋼管１０と柱脚２０とを溶接接合する。角形鋼管１０と柱脚２０とを溶接接合する際に、複数層の溶接を行うことで、角形鋼管１０と柱脚２０との間のルートギャップを溶接材によって埋める。

本実施形態は以上のように構成され、裏当て金３０の重ね部３０ｃに切り込み線３０ａが設けられていることにより、角形鋼管１０の内側面１２ａの形状に合わせてギャップ形成部３０ｂから重ね部３０ｃに亘って裏当て金３０を容易に曲げることが可能となる。また、切り込み線３０ａは重ね部３０ｃに設けられており、ギャップ形成部３０ｂには切り込み線３０ａが設けられていないので、ギャップ形成部３０ｂにおいて裏当て金３０としての所定の厚さが維持される。これにより、角形鋼管１０の開先１０ｂに溶接を施す場合でも、ギャップ形成部３０ｂに溶け抜けが発生することを防止することができる。このように、本実施形態に係る裏当て金３０によれば、角形鋼管１０の内側面１２ａの凹凸に追従でき、且つ、溶接による溶け抜けを確実に防止することができる。

切り込み線３０ａの一方の端部を、ギャップ形成部３０ｂと重ね部３０ｃとの境界に位置させることで、切り込み線３０ａの一方の端部を、裏当て金３０を角形鋼管１０の内側面１２ａに設置する際の位置決めの目印として使用することができる。これにより、角形鋼管１０の開先１０ｂからのギャップ形成部３０ｂの突出長さが常に一定に維持され、ギャップ形成部３０ｂのみを角形鋼管１０の開先１０ｂ先端部から突出させることができる。また、別途定規等を用いることなく裏当て金３０を角形鋼管１０に設置することができ施工性の向上を図ることができる。

重ね部３０ｃに形成する切り込み線３０ａを、一方の端部が重ね部３０ｃとギャップ形成部３０ｂとの境界に位置し、他方の端部が重ね部３０ｃの中途部に位置する孔とする。このように、重ね部３０ｃに切り込み線３０ａを設けることで、切り込み線３０ａを設けた部分及びその周囲は切り込み線３０ａが存在しない部位よりも強度が低下する。これによって、切り込み線３０ａを起点として裏当て金３０を容易に屈曲させることができる。また、切り込み線３０ａは裏当て金３０を貫通するように形成されるので、切り込み線３０ａを容易に形成することができる。

ギャップ形成部３０ｂにおける重ね部３０ｃからの突出長さを、角形鋼管１０と柱脚２０とを突合せ溶接する際のルートギャップと同じとする。この場合には、ギャップ形成部３０ｂが角形鋼管１０の開先１０ｂの先端から突出するように裏当て金３０を角形鋼管１０の開先１０ｂ先端部に取り付けた状態で柱脚２０をギャップ形成部３０ｂの先端部に当接させることにより、角形鋼管１０と柱脚２０との間に正確な長さのルートギャップを設けることができ、施工性の向上を図ることができる。

裏当て金３０において少なくともギャップ形成部３０ｂの厚さは、ルートギャップの間隔よりも厚くする。この場合には、ギャップ形成部３０ｂの厚さを十分に確保することができ、角形鋼管１０と柱脚２０とを溶接接合する際にギャップ形成部３０ｂの溶け抜けを確実に防止することができる。

角形鋼管１０の角部１１においては、角部１１にて突き合わされる一対の裏当て金３０のうちの一方の裏当て金３０の一方の端部が角部１１の屈曲部分のより深い位置まで入り込み、他方の裏当て金３０の他方の端部が一方の裏当て金３０の一方の端部と所定の間隔を空けて対向する。このように、裏当て金３０を角形鋼管１０の角部１１の湾曲状態に合わせて曲げることはせず、角形鋼管１０の角部１１を境として裏当て金３０を２部材準備し、互いの端部に勝ち負けをつけた状態で突き合わせる。これにより、角部１１において裏当て金３０と角形鋼管１０との隙間を著しく小さくすることができる。さらに、角形鋼管１０の角部１１の曲げ状態に合わせた裏当て金３０を準備する必要がなく、施工性の向上を図ることができ、且つ、隙間も小さくすることができる。このように、本発明によれば、裏当て金の形状を単純化させつつ、角形鋼管１０の角部と裏当て金３０との間隔を小さくすることができる。以上のように本実施形態によれば、裏当て金３０の形状を単純化させつつ、角形鋼管１０の角部と裏当て金３０との間隔を小さくすることができる。また、本実施形態で用いた角形鋼管１０のように、角部１１の曲率半径Ｒが小さい場合には、平板部１２が長くなる。このため、本実施形態のように平板部１２に沿って裏当て金３０を適切に隙間なく配置することで、平板部１２おいて溶接長さを十分に確保することができ、角部において過度に溶接精度を要することを抑えることができ、施工性を高めることができる。

４つの裏当て金３０は互いに同じ長さを有し、各角部１１における裏当て金３０の端部同士の対向状態は、角形鋼管１０の内側面１２ａを周方向に沿って見たときにそれぞれ同じとする。この場合には、いずれの角部１１においても裏当て金３０の納まりが同じとなるので、裏当て金３０を共通化でき、部材種類の削減が図られる。

裏当て金３０が当接する平板部１２の内側面１２ａが屈曲していても、裏当て金３０に切り込み線３０ａを設けることで裏当て金３０を平板部の内側面１２ａの屈曲に応じて屈曲させることができ、内側面１２ａと裏当て金３０との当接度合いを高めることができる。また、切り込み線３０ａが裏当て金３０の長手方向の中央部からずれた位置に設けられるので、裏当て金３０を平板部１２に設置する場合に、向きの取り間違いを抑制することができる。

また、角形鋼管１０の角部１１周りにおける角形鋼管１０と裏当て金３０の隙間よりも、角形鋼管１０の平板部１２における角形鋼管１０と裏当て金３０との隙間を小さくすることで、裏当て金３０における裏当てとしての機能が向上し、角形鋼管１０と柱脚２０との溶接接合の信頼性を向上させることができる。但し、角形鋼管１０の角部１１における隙間は、角形鋼管１０と柱脚２０とを溶接接合する際の第１層目の溶接において埋められる。

角形鋼管１０の角部１１において、隣接する裏当て金３０同士を勝ち負けを付けて対向させることで、角部１１おいて生じる隙間をできる限り小さくすることができ、溶接の信頼性が向上する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、裏当て金３０に切り込み線３０ａを設けるものとしたが、切り込み線３０ａを重ね部３０ｃの端部まで延長させてもよい。具体的には、図６に示すように、裏当て金３０Ａの重ね部３０ｃに、一方の端部がギャップ形成部３０ｂと重ね部３０ｃとの境界に位置し、他方の端部が重ね部３０ｃの他方の端縁部まで延びる切欠き（屈曲誘発部）３１を設けてもよい。この場合には、裏当て金３０Ａを、角部１１の内側面１２ａの形状に沿ってより容易に曲げることができる。

更に、切り込み線３０ａに代えて、溝を設ける構成であってもよい。具体的には、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、裏当て金３０Ｂの重ね部３０ｃにおいて、内側面１２ａに当接する表面に対して反対側となる裏面から表面に向けて溝（屈曲誘発部）３２を凹設してもよい。この場合、凹設される溝３２によって、溝３２を設けた部分及びその周囲は溝３２が存在しない部位よりも強度が低下する。これによって、切り込み線３０ａを設けた場合と同様に、凹設された溝３２を屈曲部として裏当て金３０Ｂを容易に屈曲させることができる。また、この溝３２は切り込み線３０ａのように裏当て金３０Ｂを貫通していないので、角形鋼管１０と柱脚２０との溶接接合の際に裏当て金３０よりも内側に溶接材が漏れ出してしまうことを確実に防止することができる。

また、切り込み線３０ａに代えて、図８に示す裏当て金３０Ｃのように、重ね部３０ｃに複数の小径孔（屈曲誘発部）３３を設けてもよい。この場合であっても、切り込み線３０ａを設ける場合と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態及び変形例では、裏当て金３０，３０Ａ，３０Ｂ及び３０Ｃに一つの切り込み線３０ａ、切欠き３１、溝３２及び小径孔３３をそれぞれ設けるものとしたが、切り込み線３０ａ、切欠き３１、溝３２及び小径孔３３を重ね部３０ｃの複数個所に設けてもよい。この場合には、例えば、角形鋼管１０における平板部１２の内側面１２ａが複数個所において屈曲していても、内側面１２ａの形状に合わせて裏当て金３０等を容易に屈曲させることができる。

また、図９に示すように、裏当て金３０に代えてＵ字状の裏当て金３０Ｄを、角形鋼管１０の内側に２つ配置してもよい。この裏当て金３０Ｄにも、裏当て金３０と同様に、角形鋼管１０の開先１０ｂの先端から突出するギャップ形成部と、内側面１２ａに重なる重ね部とが設けられている。裏当て金３０Ｄは、帯状の本体部３０ｄと、本体部３０ｄの両端部から折り曲げ形成されて延在する２つの小片部３０ｅとより構成される。裏当て金３０Ｄが角形鋼管１０内に配置されたときに、小片部３０ｅと本体部３０ｄとの接続部分が、角部１１に対向する。小片部３０ｅと本体部３０ｄとを形成する場合、帯状の板材に１又は複数の溝を設け、この溝を起点として板材を折り曲げることにより形成することができる。または、溝を設けずに、帯状の板材を折り曲げたり、かかるＵ字状の型材として形成することにより小片部３０ｅと本体部３０ｄとを形成することもできる。小片部３０ｅと本体部３０ｄとは、角部１１を挟んで隣接する内側面１２ａにそれぞれ当接するように形成される。

本体部３０ｄには、内側面１２ａの中央部１２ｂ（屈曲部）と対向する位置に切り込み線３０ａが設けられる。本体部３０ｄに切り込み線３０ａを設けることで、上述した実施形態における裏当て金３０と同様に、平板部１２ｄを屈曲部として屈曲する内側面１２ａに沿って裏当て金３０Ｄの本体部３０ｄを容易に曲げることが可能となる。このように、Ｕ字状のギャップ形成部３０ｂを用いる場合であっても、裏当て金３０Ｄを角形鋼管１０の内側面１２ａにより確実に当接させることができる。

また、図１０に示すように、裏当て金３０に代えて、角部を避けて八角形状に形成された略Ｃ字状の裏当て金３０Ｅを角形鋼管１０の内側に配置してもよい。この裏当て金３０Ｅにも、裏当て金３０と同様に、角形鋼管１０の開先１０ｂの先端から突出するギャップ形成部と、内側面１２ａに重なる重ね部とが設けられている。裏当て金３０Ｅは、当接部３０ｆ，３０ｇ，３０ｈ，３０ｉ及び３０ｊと、連結部３０ｋ，３０ｍ，３０ｎ及び３０ｐとを含んで構成される。

当接部３０ｆ及び３０ｇは、角形鋼管１０の内側に形成される４つの内側面１２ａのうち、第１の内側面１２ａに当接する。当接部３０ｈは、角形鋼管１０の内側に形成される４つの内側面１２ａのうち、第２の内側面１２ａに当接する。当接部３０ｉは、角形鋼管１０の内側に形成される４つの内側面１２ａのうち、第３の内側面１２ａに当接する。当接部３０ｊは、角形鋼管１０の内側に形成される４つの内側面１２ａのうち、第４の内側面１２ａに当接する。連結部３０ｋは、当接部３０ｆと当接部３０ｈとを連結する。連結部３０ｍは、当接部３０ｈと当接部３０ｉとを連結する。連結部３０ｎは、当接部３０ｉと当接部３０ｊとを連結する。連結部３０ｐは、当接部３０ｊと当接部３０ｇとを連結する。裏当て金３０Ｅを用いる場合には、連結部３０ｋ，３０ｍ，３０ｎ及び３０ｐを除く領域だけで溶接長さが十分に確保される。

裏当て金３０Ｅは、帯状の板材を折り曲げることによって形成される。なお、板材の折り曲げ部に一又は複数の溝を設け、この溝を起点として板材を折り曲げてもよい。連結部３０ｋ，３０ｍ，３０ｎ及び３０ｐは、角形鋼管１０角部１１に対して所定距離離間している。当接部３０ｆと当接部３０ｇとは、間に平板部１２の中央部１２ｂを挟んで対向している。即ち、第１の内側面１２ａの屈曲部分を、当接部３０ｆ及び３０ｇが跨いでいない。これにより、当接部３０ｆ及び３０ｇを確実に第１の内側面１２ａに当接させることができる。

当接部３０ｈ，３０ｉ及び３０ｊには、上述した実施形態に係る裏当て金３０と同様に、切り込み線３０ａが設けられている。これにより、第２〜第４の内側面１２ａの形状に合わせて裏当て金３０Ｅの当接部３０ｈ，３０ｉ及び３０ｊを容易に屈曲させることができる。

また、上述した実施形態及び変形例では、裏当て金３０等を取り付ける角形鋼管１０として、厚さが極めて厚い、いわゆる極厚鋼管を用いるものとしたが、極厚鋼管以外にも、厚さが薄い鋼管であってもよい。また、シームレスな鋼管に限らず、平板を折り曲げて、端部同士を溶接接合することで環状に形成された冷間成形角形鋼管等を用いてもよい。冷間成形角形鋼管を用いる場合には、鋼管の平板部の内側面に凸状の溶接部が形成される。このような冷間成形角形鋼管に裏当て金３０を取り付ける場合、凸状の溶接部に裏当て金３０の切り込み線３０ａを対向させて、鋼管の内側面の形状に沿って裏当て金３０を曲げる。このように溶接部に裏当て金３０の切り込み線３０ａを対向させて裏当て金３０を曲げることで、内側面に凸状の溶接部を有する冷間成形角形鋼管等においても、鋼管の内側面の形状に沿って裏当て金３０を取り付けることができる。

また、特に、図１０を用いて説明した八角形に形成された略Ｃ字状の裏当て金３０Ｅを、内側面に凸状の溶接部を有する冷間成形角形鋼管に取り付けてもよい。

また、上述した実施形態及び変形例では、角形鋼管１０と柱脚２０とを接合する際に裏当て金３０等を用いる場合について説明したが、上述した接合方法を、柱と柱との接合、柱と梁継ぎ手（ダイアフラム）との接合等、或は、上述した２部材を接合する場合にも適用することもできる。

１…柱、１０…角形鋼管（ワーク）、１１ｂ…開先、１１…角部、１２…平板部、１２ａ…内側面、１２ｂ…中央部、２０…柱脚、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ…裏当て金（溶接用裏当て金）、３０ａ…切り込み線（屈曲誘発部）、３０ｂ…ギャップ形成部、３０ｃ…重ね部、３１…切欠き（屈曲誘発部）、３２…溝（屈曲誘発部）、３３…小径孔（屈曲誘発部）。

Claims

帯状に形成され、ワークの端部の当接面に重なる重ね部と、前記ワークの端部から突出してルートギャップを確保するギャップ形成部とが長手方向の一方の端部から他方の端部に亘って互いに並行して設けられており、
前記重ね部の長手方向の長さは、前記重ね部が対向する前記ワークの一辺の前記当接面の長さと略同じ長さであり、
前記重ね部には、前記ワークの当接面の形状に沿った屈曲を可能とする屈曲誘発部が１又は複数個所に設けられ、
前記屈曲誘発部は、一方の端部が前記重ね部と前記ギャップ形成部との境界に位置し、他方の端部が前記重ね部の中途部に位置する孔、又は切り込み線である、
溶接用裏当て金。
帯状に形成され、ワークの端部の当接面に重なる重ね部と、前記ワークの端部から突出してルートギャップを確保するギャップ形成部とが長手方向の一方の端部から他方の端部に亘って互いに並行して設けられており、
前記重ね部の長手方向の長さは、前記重ね部が対向する前記ワークの一辺の前記当接面の長さと略同じ長さであり、
前記重ね部には、前記ワークの当接面の形状に沿った屈曲を可能とする屈曲誘発部が１又は複数個所に設けられ、
前記屈曲誘発部は、一方の端部が前記重ね部と前記ギャップ形成部との境界に位置し、他方の端部が前記重ね部の他方の端縁部まで延びる切欠きである、
溶接用裏当て金。
前記ギャップ形成部は、前記重ね部からの突出長さが前記ルートギャップに等しい、請求項１又は２に記載の溶接用裏当て金。
前記ギャップ形成部の厚さは、前記ルートギャップの間隔よりも大きい、請求項３に記載の溶接用裏当て金。
前記屈曲誘発部は、前記重ね部の長手方向の中央部からずれた位置に設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の溶接用裏当て金。
前記ワークの前記当接面は谷状に屈曲し、前記重ね部及び前記ギャップ形成部は前記当接面の形状に沿って屈曲させられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の溶接用裏当て金。