JPH08155681A - 鉄筋溶接補助用サポート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 溶接すべき２本の鉄筋４の対向する端部の外
周にそれぞれ掛止する１対の掛止部５と、これら１対の
掛止部５間に位置し、大略断面円弧状の非金属製の裏当
て部材２を２本の鉄筋４の対向する端部の外周に跨がる
ように沿わせて支持する支持部３とを有し、上記１対の
掛止部５と支持部３とが球状黒鉛鋳鉄により一体に鋳造
された鉄筋溶接補助用サポート１。 【効果】 伸び等の変形の生じにくい球状黒鉛鋳鉄で支
持部３と掛止部５とを一体に構成したので、長期間使用
後も支持部３または掛止部５の変形または支持部３と掛
止部５間の位置ずれが生じにくく、支持部３により裏当
て部材２を鉄筋４の外周に常時緊密に沿わせて、溶接金
属の漏洩を減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック等の非金属
材料からなり、溶接時に溶接金属を受ける裏当て部材
を、溶接すべき２本の鉄筋の対向する端部の外周に跨が
るように沿わせて支持する鉄筋溶接補助用サポートに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、２本の鉄筋の溶接時には、これら
の鉄筋を、対向する端部間に所定のルート間隔を隔てて
同一軸線上に位置決めした後、大略断面円弧状の鉄製の
継手を上記２本の鉄筋の対向する端部の外周に跨がるよ
うにスポット溶接して固定し、続いて上記ルート間隔に
半自動アーク溶接法により溶接金属を充填し、上記継手
で溶接金属を受けながら凝固させるようにしている。

【０００３】また、上記鉄製の継手に代えて、大略断面
円弧状のセラミック製の裏当て部材を上記２本の鉄筋の
対向する端部の外周に沿わせた状態で、上記ルート間隔
に溶接金属を充填することも行われている。この場合、
上記裏当て部材は鋼鉄製のサポートの支持部で支持し、
該サポートの上記支持部の両側に設けた１対の掛止部を
上記２本の鉄筋の各外周に掛止することにより、裏当て
部材を鉄筋外周に沿わせるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、セラミック
製の裏当て部材を用いて溶接する場合、上記サポートを
長期間繰り返し使用する間に上記掛止部または支持部に
変形が生じ、裏当て部材を鉄筋の外周に緊密に沿わせる
ことができなくなる不具合がある。その場合、溶接時に
裏当て部材と鉄筋の外周との間にある程度以上の大きな
隙間が生じるようになると、溶接金属の漏洩を生じ、溶
接強度が低下する問題点がある。係る問題を回避するた
めには、サポートを短期間使用したのみで廃棄して、新
品と交換せねばならず、サポートの短寿命化を招く問題
点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決して、長期間反復使用しても変形の生じにくい鉄筋
溶接補助用サポートを提供することを目的とする。その
ため、請求項１に係る鉄筋溶接補助用サポートは、溶接
すべき２本の鉄筋の対向する端部の外周にそれぞれ掛止
する１対の掛止部と、これら１対の掛止部間に位置し大
略断面円弧状の非金属製の裏当て部材を上記２本の鉄筋
の対向する端部の外周に跨がるように沿わせて支持する
支持部とを有し、上記１対の掛止部と上記支持部とが球
状黒鉛鋳鉄により一体に鋳造されたことを特徴とするも
のである。また、請求項２に係る鉄筋溶接補助用サポー
トは、上記球状黒鉛鋳鉄が７００Ｎ／ｍｍ² 乃至８００
Ｎ／ｍｍ² の範囲の引張強さを有することを特徴とする
ものである。

【０００６】請求項３に係る鉄筋溶接補助用サポート
は、上記請求項１または２の構成において、上記支持部
が大略断面円弧状に形成され、この支持部の内周側表面
の曲率半径と上記大略断面円弧状の裏当て部材の外周側
表面の曲率半径とが大略同一に設定されていることを特
徴としている。

【０００７】請求項４に係る鉄筋溶接補助用サポート
は、上記請求項３の構成において、上記支持部の内周側
表面から径方向内方へ突出し、上記裏当て部材の軸方向
端部に対向して上記裏当て部材の軸方向移動を規制する
突起が上記支持部と一体に鋳造されたことを特徴として
いる。

【０００８】請求項５に係る鉄筋溶接補助用サポート
は、上記各掛止部が、相対する側からそれぞれ上記鉄筋
の端部外周を覆う１対の断面円弧状のアームを備え、こ
れら１対のアームの根元部同士が弾性的に連結されてい
ることを特徴としている。

【０００９】

【作用】上記請求項１の鉄筋溶接補助用サポートを用い
て２本の鉄筋の溶接を行う場合、セラミック等の非金属
材料からなり溶接金属からの分離性を有する裏当て部材
を、鉄筋溶接補助用サポートの上記支持部で支持する。
そして、この鉄筋溶接補助用サポートの上記１対の掛止
部を２本の鉄筋の外周に掛止し、上記裏当て部材を上記
２本の鉄筋の外周に跨がるように沿わせる。この状態
で、上記２本の鉄筋の対向する端部間に溶接金属を充填
し、上記裏当て部材で溶接金属を受けて、溶接金属の漏
洩を防止しながら凝固させる。溶接金属が凝固した後、
裏当て部材は溶接金属から分離する。

【００１０】本発明では、鉄筋溶接補助用サポートの１
対の掛止部と支持部とを、伸び等の塑性変形の生じにく
い材料である球状黒鉛鋳鉄により一体に鋳造したので、
鉄筋溶接補助用サポートを長期間繰り返し使用した後
も、上記掛止部または上記支持部の変形は極めて僅かで
あり、また、掛止部と支持部間の相対的な位置ずれも生
じにくいので、鉄筋溶接補助用サポートを長期間反復し
て使用した後も、上記裏当て部材が鉄筋の外周に常時ほ
ぼ緊密に沿うようになり、溶接金属の漏洩は生じにくく
なる。

【００１１】ＪＩＳ（日本工業規格）において、球状黒
鉛鋳鉄は、引張強さの程度により、FCD370、FCD400、FC
D450、FCD500、FCD600、FCD700及び FCD800 の７段階に
分類されているが、請求項２の鉄筋溶接補助用サポート
は、 FCD800 に相当する７００Ｎ（ニュートン）／ｍｍ
² 乃至８００Ｎ／ｍｍ² の引張強さを有する球状黒鉛鋳
鉄、つまり、最も大きな引張強さを有し、塑性変形の最
も生じにくい球状黒鉛鋳鉄により鋳造したので、長期間
反復使用した場合でも、その変形量は極めて僅かなレベ
ルに留まるようになる。

【００１２】請求項３の鉄筋溶接補助用サポートを用い
て２本の鉄筋を溶接する場合、上記支持部が大略断面円
弧状に形成され、且つ支持部の内周側表面の曲率半径と
上記大略断面円弧状の裏当て部材の外周側表面の曲率半
径とが大略等しく設定されているので、上記支持部によ
り上記裏当て部材を外周側から包み込むように支持して
上記２本の鉄筋の外周に沿わせることができる。この場
合、裏当て部材の外周側表面全域が支持部により支持さ
れて鉄筋の外周に沿わせられるので、上記支持部と裏当
て部材間のがたつき及び裏当て部材と鉄筋の外周間のが
たつきは僅かであり、これにより、裏当て部材を鉄筋の
外周に一層緊密に沿わせることができるようになるの
で、溶接金属の漏洩は一層生じにくくなる。

【００１３】請求項４の鉄筋溶接補助用サポートを用い
て２本の鉄筋を溶接する場合、上記支持部により裏当て
部材を支持し、且つ上記１対の掛止部を２本の鉄筋の外
周に掛止した際に、支持部に形成した上記突起が裏当て
部材の軸方向端部に当接して該裏当て部材の軸方向移動
を規制するので、裏当て部材に軸方向の位置ずれが生じ
て裏当て部材が１本の鉄筋の外周のみに沿わされるよう
な不具合は生じず、裏当て部材は確実に２本の鉄筋の外
周間に跨がって沿わされるようになる。更に、鉛直方向
に伸びる２本の鉄筋を溶接するに際し、裏当て部材をそ
の軸線が鉛直方向を向いた姿勢で上記２本の鉄筋の外周
に沿わせる場合でも、上記裏当て部材の下端が上記突起
により支持されるので、鉄筋溶接補助用サポートから裏
当て部材が脱落することはなく、裏当て部材は確実に２
本の鉄筋の外周に跨がって沿わされるようになる。

【００１４】請求項５の鉄筋溶接補助用サポートを用い
て２本の鉄筋を溶接する場合、上記支持部で裏当て部材
を支持し、各掛止部の１対の断面円弧状のアームで鉄筋
の外周を両側から挟み付ける。上記１対のアームの根元
部同士は弾性的に連結されているので、１対のアームは
上記根元部のばね力により鉄筋の外周側に付勢されて鉄
筋の外周を強固に挟み込む。これにより、上記支持部が
裏当て部材を鉄筋の外周に緊密に沿わせた状態で、鉄筋
溶接補助用サポートが鉄筋の外周に確実に掛止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１及び図２に示すように、鉄筋溶接補助用サポー
ト１（以下、サポート１という）は、セラミック製の裏
当て部材２（図３参照）を支持する支持部３と、溶接す
べき２本の鉄筋４（図５参照）にそれぞれ掛止する１対
の掛止部５とを備えている。支持部３は、中心角が大略
１８０°の断面円弧状に形成され、支持部３の軸方向両
端部には、その内周側表面６から径方向内方へ突出する
１対の円弧状の突起７が支持部３と一体に設けられてい
る。

【００１６】支持部３の外周側表面８の円周方向中央位
置には、径方向外方へ突出する突起１０が軸方向に沿っ
て設けられている。突起１０の軸方向両端部の外側に連
続して、１対の掛止部５の各根元部１１が設けられてい
る。各掛止部５は、根元部１１と、この根元部１１から
２又状に分岐する１対の断面円弧状のアーム１２とから
なる。各掛止部５の１対のアーム１２は互いに対向配置
されると共に、全体として一部が開いた大略円形断面を
なし、鉄筋４の外周を相対する側から挟み込めるように
形成されている。各掛止部５の、上記全体として大略円
形断面をなす１対のアーム１２の中心軸と、上記断面円
弧状をなす支持部３の中心軸とは、同一直線上に設定さ
れている。各掛止部５の１対のアーム１２の先端部に
は、鉄筋４の外周への掛止部５の掛止作業を容易にする
ために外開きの屈曲部１３が設けられている。

【００１７】支持部３と、その両側の１対の掛止部５と
は、上述のように突起１０と根元部１１とで一体に連結
されており、これらの支持部３と１対の掛止部５とは、
ＪＩＳの FCD800 に相当する球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル
鋳鉄）により一体に鋳造されている。

【００１８】上記裏当て部材２は、図３に示すように、
セラミックにより、中心角が大略１８０°の断面円弧状
に形成され、その外周側表面１４（図６参照）の曲率半
径は、支持部３の内周側表面６の曲率半径と大略等しく
設定される一方、裏当て部材２の内周側表面１５の曲率
半径は、鉄筋４の鍔部１６の外周の曲率半径と大略等し
くなるように設定されている。また、裏当て部材２の軸
方向長さＬ１は、後述のルート間隔Ｌ２（図５参照）よ
り大きく設定されている。

【００１９】溶接すべき２本の鉄筋４の位置決め用に使
用される治具１７は、図４に示すように、互いに同一軸
線上に配置された１対の保持部１８を備えている。各保
持部１８は屈曲状に連続する４つの壁部１８ａ、１８
ｂ、１８ｃ及び１８ｄを有し、各保持部１８の壁部１８
ａにはそれぞれ固定ボルト２０が螺合している。各保持
部１８の壁部１８ｂ及び１８ｃの折れ目部分から、大略
垂直に横方向外向きに突出する１対の突出部２１が設け
られ、これら１対の突出部２１の先端部同士が、円柱状
の取手２２により連結されている。そして、治具１７の
上記１対の保持部１８、１対の突出部２１及び取手２２
は、上記ＪＩＳの FCD800 に相当する球状黒鉛鋳鉄によ
り一体に鋳造されている。

【００２０】上記の構成において、図５に示すように、
外周に複数の鍔部１６と軸方向に伸びる突起２３とを有
する２本の異形の鉄筋４を溶接する場合、上記２本の鉄
筋４の対向する端部を治具１７の１対の保持部１８内に
挿入し、上記２本の鉄筋４の対向する端部間に所定のル
ート間隔Ｌ２を設定した状態で、各固定ボルト２０を締
め付けることにより、上記２本の鉄筋４を各保持部１８
の壁部１８ｃ、１８ｄに押圧して固定する。これによ
り、上記２本の鉄筋４は大略同一軸線上に位置決めされ
る。

【００２１】続いて、サポート１の支持部３により裏当
て部材２を外周側から包み込むようにして支持し、この
サポート１を図５の下方から治具１７の１対の保持部１
８間の２本の鉄筋４の外周に当てがって上方に押し込む
ことにより、図６にも示すように、１対の掛止部５を上
記２本の鉄筋４の対向する端部の外周に掛止する。この
場合、各掛止部５の１対のアーム１２の先端部に外開き
の屈曲部１３が設けられているので、上記屈曲部１３を
鉄筋４の外周に当てがって上方に押圧するのみで、１対
のアーム１２が鉄筋４の外周の相対する側に沿ってそれ
ぞれ上方へ摺動し、サポート１の上方への押込みが終了
した時点で１対のアーム１２が鉄筋４の外周に両側から
圧接することにより、簡単に掛止作業が行える。

【００２２】この掛止状態で、各掛止部５の１対のアー
ム１２は根元部１１の有するばね力により鉄筋４の外周
に緊密に押し付けられ、裏当て部材２は２本の鉄筋４の
外周に緊密に沿わせられる。また、裏当て部材２はサポ
ート１の１対の突起７により軸方向移動を規制されてい
るので、裏当て部材２は２本の鉄筋４の対向する端部間
に跨がって沿わせられる。この状態で、上記ルート間隔
Ｌ２に半自動アーク溶接法等により、図示しない溶接金
属を充填し、裏当て部材２で上記溶接金属を受けて溶接
金属の漏洩を防止しながら溶接金属を凝固させることに
より、２本の鉄筋４が溶接される。上記溶接金属が凝固
した後、サポート１を鉄筋４の外周から取り外すと、裏
当て部材２は自然に破砕して溶接金属の表面から離脱す
るが、離脱しない場合、作業者が破砕等により裏当て部
材２を溶接金属の表面から分離する。

【００２３】上記サポート１及び治具１７を形成する球
状黒鉛鋳鉄と同一組成を有する球状黒鉛鋳鉄からなる試
験片を用いて、引張試験及び成分分析試験を行った。そ
の試験結果を以下の表１に示す。表１から明らかなよう
に、本実施例のサポート１を構成する球状黒鉛鋳鉄は、
引張強さが７８８Ｎ／ｍｍ² で、ＪＩＳのFCD800に相当
する引張強さが最も大きい球状黒鉛鋳鉄である。従っ
て、本実施例のサポート１を長期間に渡って反復使用し
た場合でも、伸び等による支持部３または１対の掛止部
５の塑性変形は極めて僅かであり、支持部３と１対の掛
止部５間の位置ずれも生じにくいので、長期間使用後
も、裏当て部材２は常時鉄筋４の外周に大略緊密に沿わ
せられるようになる。これにより、溶接時の溶接金属の
漏洩を防止して確実な溶接を行い、充分な溶接強度を得
ることが可能になる。

【００２４】なお、上記試験に際して、材料試験機とし
ては、島津製作所の島津万能試験機ＵＭＨー３０型を用
い、成分試験方法としては、原子吸光分析及び定量化学
分析を用いた。表１の成分試験の欄に示すＳｉ等の各成
分以外の成分はＦｅ及びＣであり、Ｆｅ及びＣの各含有
率は本成分試験では明らかにされていないが、これらの
Ｆｅ及びＣの含有率は通常のFCD800におけるＦｅ及びＣ
の含有率の範囲に含まれるものである。

【００２５】上記実施例では、溶接すべき２本の鉄筋４
を治具１７により位置決めしたが、２本の鉄筋４の溶接
すべき端部と反対側の端部が既に固定されている場合、
治具１７を使用せず、裏当て部材２を支持したサポート
１を２本の鉄筋４の溶接すべき端部に掛止したのみの状
態で溶接金属の充填を行える。また、裏当て部材２はセ
ラミック以外にも、ガラスウォール等、溶接金属との分
離性を有する任意の非金属材料により形成することがで
きる。また、サポート１を大略水平方向に配置された鉄
筋４の溶接のみに用いる場合、必ずしも突起７を設けな
くても裏当て部材２を２本の鉄筋４の外周に跨がるよう
に沿わせることが可能である。更に、上記実施例では、
サポート１をＪＩＳの FCD800 に対応する球状黒鉛鋳鉄
により鋳造したが、サポート１はＪＩＳのFCD600または
FCD700等に対応する球状黒鉛鋳鉄により鋳造することも
できる。但し、鋳造工程において、特別の困難がない限
り、できるだけ引張強さの大きい球状黒鉛鋳鉄で鋳造す
るのが好ましい。

【００２６】

【表１】

【００２７】図７に変形例を示すように、１対の突起７
は支持部３の軸方向両端部との間に所定間隔を置いて上
記軸方向両端部より内側に設けても良く、また、掛止部
５の１対のアーム１２は大略平板状に形成することもで
きる。また、突起７は支持部３の軸方向一端部またはそ
の近傍に１個のみ設けても良く、係るサポート１を用い
て２本の鉄筋４を鉛直に立てた状態で溶接する場合、上
記突起７が鉛直方向を向けて２本の鉄筋４に掛止された
サポート１の支持部３の下端部側に位置するようにサポ
ート１を配向することにより、上記１個のみの突起７で
裏当て部材２の下方への落下を防止することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、鉄筋溶
接補助用サポートの１対の掛止部と支持部とを、伸び等
の塑性変形の生じにくい材料である球状黒鉛鋳鉄により
一体に鋳造したので、鉄筋溶接補助用サポートを長期間
繰り返し使用した後も、上記掛止部または上記支持部の
変形は極めて僅かであり、また、掛止部と支持部間の相
対的な位置ずれも生じにくくなる。これにより、鉄筋溶
接補助用サポートを長期間反復して使用した後も、上記
非金属材料製の裏当て部材が鉄筋の外周に常時ほぼ緊密
に沿うようになるので、溶接時の溶接金属の漏洩を防止
して確実な溶接が行えるようになると共に、鉄筋溶接補
助用サポートの長寿命化を図ることが可能となる。

【００２９】上記鉄筋溶接補助用サポートを鋳造する球
状黒鉛鋳鉄として、ＪＩＳの FCD800 に相当する７００
Ｎ／ｍｍ² 乃至８００Ｎ／ｍｍ² の引張強さを有する球
状黒鉛鋳鉄、つまり、最も大きな引張強さを有し、塑性
変形の最も生じにくい球状黒鉛鋳鉄を使用すれば、上記
鉄筋溶接補助用サポートを長期間反復使用した場合で
も、その変形量は極めて僅かなレベルに留まるようにな
り、溶接金属の漏洩を一層確実に防止できると共に、鉄
筋溶接補助用サポートの一層の長寿命化を実現できる。

【００３０】上記支持部を大略断面円弧状に形成すると
共にこの支持部の内周側表面の曲率半径と上記大略断面
円弧状の裏当て部材の外周側表面の曲率半径とを大略等
しく設定すれば、上記支持部により上記大略断面円弧状
の裏当て部材を外周側から包み込むように支持すること
ができるので、上記支持部と裏当て部材間のがたつき及
び裏当て部材と鉄筋の外周間のがたつきが一層少なくな
り、裏当て部材を鉄筋の外周に一層緊密に沿わせること
ができる利点がある。

【００３１】上記支持部の内周側表面から径方向内向き
に突出し、上記裏当て部材の軸方向端部に当接して上記
裏当て部材の軸方向移動を規制する突起を上記支持部と
一体に設ければ、上記支持部により裏当て部材を支持
し、且つ上記１対の掛止部を２本の鉄筋に掛止した際に
上記突起により裏当て部材の軸方向移動が規制されるの
で、裏当て部材は確実に２本の鉄筋の外周間に跨がって
沿わされるようになる。更に、鉛直方向に伸びる２本の
鉄筋を溶接するに際し、裏当て部材をその軸線が鉛直方
向を向いた姿勢で上記２本の鉄筋の外周に沿わせる場合
でも、上記裏当て部材の下端が上記突起により支持され
るので、鉄筋溶接補助用サポートから裏当て部材が脱落
することはなく、裏当て部材は確実に２本の鉄筋の外周
に跨がって沿わされるようになる。これにより、溶接時
の溶接金属の漏洩は一層確実に防止される。

【００３２】上記各掛止部に、相対する側からそれぞれ
上記鉄筋の端部外周の大略半周程度を覆う１対の断面円
弧状のアームを設け、これら１対のアームの根元部同士
を弾性的に連結すれば、上記１対のアームで鉄筋の外周
を両側から挟み付けた際に、これら１対のアームは上記
根元部のばね力により鉄筋の外周側に付勢されて鉄筋の
外周を強固に挟み込むので、鉄筋溶接補助用サポートが
鉄筋の外周に確実に掛止されると共に、掛止作業及び取
外し作業も簡単なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る鉄筋溶接補助用サポート
を内周側から見た斜視図。

【図２】上記鉄筋溶接補助用サポートを外周側から見た
斜視図。

【図３】上記鉄筋溶接補助用サポートによ支持される裏
当て部材の斜視図。

【図４】上記鉄筋溶接補助用サポートを用いて溶接すべ
き２本の鉄筋を位置決めする治具を示す斜視図。

【図５】上記鉄筋溶接補助用サポート及び治具を用いて
２本の鉄筋を溶接する状態を示す正面図。

【図６】図５のＡーＡ線に沿う断面図。

【図７】本発明の変形実施例に係る鉄筋溶接補助用サポ
ートを示す斜視図。

【符号の説明】

１ 鉄筋溶接補助用サポート ２ 裏当て部材 ３ 支持部 ４ 鉄筋 ５ 掛止部 ７ 突起 １２ アーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接すべき２本の鉄筋の対向する端部の
   外周にそれぞれ掛止する１対の掛止部と、これら１対の
   掛止部間に位置し大略断面円弧状の非金属製の裏当て部
   材を上記２本の鉄筋の対向する端部の外周に跨がるよう
   に沿わせて支持する支持部とを有し、上記１対の掛止部
   と上記支持部とが球状黒鉛鋳鉄により一体に鋳造された
   ことを特徴とする鉄筋溶接補助用サポート。
2. 【請求項２】 上記球状黒鉛鋳鉄が７００Ｎ／ｍｍ² 乃
   至８００Ｎ／ｍｍ²の範囲の引張強さを有することを特
   徴とする請求項１記載の鉄筋溶接補助用サポート。
3. 【請求項３】 上記支持部が大略断面円弧状に形成さ
   れ、この支持部の内周側表面の曲率半径と上記大略断面
   円弧状の裏当て部材の外周側表面の曲率半径とが大略同
   一に設定されていることを特徴とする請求項１または２
   記載の鉄筋溶接補助用サポート。
4. 【請求項４】 上記支持部の内周側表面から径方向内方
   へ突出し、上記裏当て部材の軸方向端部に対向して該裏
   当て部材の軸方向移動を規制する突起が上記支持部と一
   体に鋳造されたことを特徴とする請求項３記載の鉄筋溶
   接補助用サポート。
5. 【請求項５】 上記各掛止部が、相対する側からそれぞ
   れ上記鉄筋の端部外周を覆う１対の断面円弧状のアーム
   を備え、これら１対のアームの根元部同士が弾性的に連
   結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれ
   か記載の鉄筋溶接補助用サポート。