JPH09234568A - 構造体の溶接組み立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 建材，土木，車両，船舶，その他の構造物
に使用される，強固な剛性と高い精度を実現する軽構造
体を，技術的に実現性をもち且つ経済的な組み立て方法
を提供することを目的とする。 【構 成】 二段重ねに交差整列させた複数のデッキプ
レートまたは山形鋼とその上下に鋼板が配されてなる構
造体の溶接組み立てにおいて，先ず整列させた山形鋼
の山頂部と鋼板とを抵抗溶接してサブアッセンブリーを
構成する工程と，当該サブアッセンブリー２組を，山
形鋼の端部が交差するように組み合わせた後，上下の鋼
板を介して，山形鋼の端部の交差する点を抵抗溶接する
工程とを含む構造体の溶接組み立て方法である。この方
法により，少なくとも二段重ねに交差整列させた複数の
山形鋼と，その上下に鋼板が配置されてなる強固な剛性
と高い精度を有する軽構造体を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，段積みに交差整列
させた複数のデッキプレートまたは山形鋼と，その上下
に鋼板が配置されてなる強固な剛性と高い精度を実現す
る軽構造体の溶接組み立て方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＣ加工機に使用される加工テーブル，
パレットの定盤などは加工精度の維持のために，極めて
強固な剛性を備え常に高い精度を保つことが要求され
る。そのための従来の基本技術は例えば，素材の如何を
問わずテーブルの厚みを大にすることにより対処してき
た。言い換えればテーブル寸法の制限内で，質量を極力
大きくすることにより剛性と精度を求めてきた。しかし
この結果は必然的に重量が大となる欠点を伴う。

【０００３】構造体に要求される基本的な特性を確保し
ながら軽量化することによる多面的な効果は一般に認め
られていることである。加工テーブルの場合でも，重量
が大きければ，その駆動に余計なエネルギを消費するな
どのため改善が望まれていた。

【０００４】また，最近のコンピュータ室やＯＡ機器を
使用するオフィスではコンピュータ等に繋ぐワイヤケー
ブルの配線を外から見えなくするための配慮から床下ま
たは天井の厚みを大きくしてその厚みの中に配管を通し
ケーブル配線を施している。

【０００５】しかし，床下構造物や天井構造物を厚くす
ることは，建築構造に使用する床材や天井部材の軽量化
に制約があること，強固な剛性を得るための構造設計と
ケーブル配線可能な構造とを一致させるのが現実的には
困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は，建築，土木，車両，船舶，その他の構造物
に使用される強固な剛性と高い精度を有する構造体の軽
量化に資することを目的とし，二段重ねに交差整列させ
た複数のデッキプレートまたは山形鋼と，その上下に鋼
板が配置されてなる軽構造体を，技術的に実現性をもち
且つ経済的な組み立て方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は，少なく
とも二段重ねに交差整列させた複数のデッキプレートま
たは山形鋼と，その上下に鋼板が配置されてなる強固な
剛性と高い精度を実現する軽構造体の組み立て方法とし
て比較的薄板部材の安価な接合手段として知られる抵抗
溶接方法を，溶接信頼性を損なうことなく組み立て順序
に応じて適用することにより実現した。

【０００８】即ち，本発明の講じた主要な技術的手段
は，二段重ねに交差整列させた複数のデッキプレートま
たは山形鋼とその上下に鋼板が配置されてなる構造体の
溶接組み立てにおいて， 先ず整列させたデッキプレートまたは山形鋼の山頂部
と鋼板とを抵抗溶接してサブアッセンブリーを構成する
工程と， 当該サブアッセンブリー２組を，デッキプレートまた
は山形鋼の端部が交差するように組み合わせた後，上下
の鋼板を介して，デッキプレートまたは山形鋼の端部の
交差する点を抵抗溶接する工程とを含む構造体の溶接組
み立て方法である。

【０００９】

【実施例】以下，本発明の方法の実施例を図面に基づい
て説明する。図１は，本発明を適用せんとする軽構造体
の部材配置の実施例Ａである。本実施例では山形鋼１及
び山形鋼２として等辺山形鋼を例に使用したが，他の素
材として，たとえば容易に入手できるＪＩＳ Ｇ ３３
５２「デッキプレート」のような波状に連続した鋼帯を
使用してもよい。

【００１０】デッキプレートなどのような波形素材を使
用する際は，プレートのクロスした面が平坦な場合にお
いてはプロジェクション溶接に必要な突起を設けるだけ
で本発明を適用することができる。

【００１１】図１では，これら複数の山形鋼が整列され
て互いに端部Ｅに交差して配置されている。また，山形
鋼の山頂部Ｔは，上下に配置された鋼板３，鋼板４と接
触している。

【００１２】図２は実施例Ａにおいて，山形鋼の端部Ｅ
の交点の抵抗溶接部５及び上下に配置された鋼板３，鋼
板４と山形鋼の山頂部Ｔとの抵抗溶接部６を示す。

【００１３】図３は，実施例Ａにおいて，鋼板３の表面
に山形鋼１の山頂部Ｔを接触させ，その接触部を一対の
電極７と電極８の間で挟持し溶接に必要な加圧力と溶接
電流を与えて局部的に溶融して溶接部６を得る方法を示
したものである。この方法によれば，鋼板３に複数の山
形鋼１を予め治具にセットし整列させて取りつけること
ができるので，工業的連続生産が可能である。

【００１４】図２における溶接部６の溶接点間隔は，山
形鋼の山頂部Ｔに沿う方向には，かなり自在に設定可能
である。鋼板４と山形鋼２の溶接も図３に示す方法と同
様に行えるから，図１の実施例Ａの全体図に示すように
山形鋼１と山形鋼２をサンドイッチ構造に組み立てるた
めのサブアッセンブリーができることになる。

【００１５】この溶接継手は，山形鋼の山頂部Ｔを用い
た一種のプロジェクション溶接なので，溶接条件の幅は
かなり広いから溶接品質の維持は容易であるから，溶接
部の信頼性は高い。

【００１６】本発明方法を図３の実施例に基づきサブア
ッセンブリーを製造する場合の，溶接条件の一例を示せ
ば下記の通りである。 鋼板 ： 3.2mm 山形鋼 ： 3×30× 30(mm) 溶接電流： 8000A 加圧力 ： 240kgf 通電時間： 20サイクル 強 度 ： 2,000kgf 以上／１点

【００１７】図４は，予め図３の方法により組み立てた
サブアッセンブリーを，図１の実施例Ａの如く山形鋼
１，山形鋼２の端部Ｅ同志が交差するよう配置して図２
に示す溶接部５の溶接を行う方法を示したもの。この方
法によれば鋼板３，鋼板４を介してそれらに溶接された
山形鋼同志が交差する各１本当たりの端部Ｅの接触点が
４ヵ所に形成され，その４ヵ所を対をなす電極７，電極
８とで加圧・通電して一遍に溶接することが可能で，順
次この多点溶接を行うことにより図２に示した積層構造
体の溶接組み立てができる

【００１８】この溶接継手は，山形鋼の交差する端部Ｅ
のクロスワイヤに似たプロジェクション溶接なので溶接
条件の幅は極めて広く，溶接品質の維持は容易であるか
ら溶接部の信頼性は高い。

【００１９】本発明の方法を図４の実施例に基づき溶接
構造体を製造する場合の，一点あたりの溶接条件の一例
を示せば下記の通りである。 溶接電流： 3,000A 加圧力 ： 100kgf 通電時間： 40サイクル 強度 ： 400kgf 以上／１点

【００２０】図５は山形鋼の姿勢を図１とは逆にした実
施例Ｂである。この場合の鋼板３と山形鋼１のサブアッ
センブリー組み立て溶接には，図６のごとき２ヵ所の溶
接部への加圧力をイコライズし同時にシリーズ溶接する
ための，イコライズチップをもつ上電極７と相手方の山
形鋼 を受ける下電極８を用いて能率よく溶接を行い，
図７の如く鋼板３，鋼板４を介してそれらに溶接された
山形鋼の交差する山頂部Ｔの１ヵ所の溶接が可能であ
る。順次この溶接を行うことによって図５の実施例Ｂに
示した積層構造体を組み立てることができる。

【００２１】図８は山形鋼の姿勢が図１と図５の組み合
わせになった実施例Ｃである。鋼板と山形鋼のサブアッ
センブリーの組み立て溶接には，実施例Ａ及び実施例Ｂ
と同じ方法でよい。最終組み立て溶接には図４及び図７
に示した方法がいずれでも使用することができる。

【００２２】なお，上記のいずれの実施例も整列された
山形鋼１及び山形鋼２が直角に交差して配置されている
が任意の角度で交差してもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の溶接構造体
は，その構成要素に薄板厚の部材として容易に入手でき
る安価な山形鋼またはデッキプレートなどを使用し，薄
板材の溶接に適した抵抗溶接を巧みに適用することによ
って，建築，土木，車両，船舶，その他の構造物に使用
される大きな剛性と高い精度を要求されるいわばハニカ
ム類似構造の軽構造体を可能にした。

【００２４】実施例はこの軽構造体の可能性を証明した
もので，実施例に示した部材寸法に何ら制約を受けるも
のではない。抵抗溶接は薄板材に適した方法ではあるが
実施例で説明したように，本発明の溶接組み立て方法は
プロジェクション溶接を巧みに適用しているので，溶接
機の容量さえあれば部材の板厚の制限はない考えてよ
い。

【００２５】従って，デッキプレート及び山形鋼や上下
の鋼板の板厚をアップすれば，より剛性を高めることが
可能であり，また山形鋼のクロス構造を三段以上積み重
ねて，構造体の重量増加を最小限に止めながら，厚さ寸
法を増した軽構造体を組み立てることもできる。デッキ
プレート及び山形鋼のクロス構造を三段以上積み重ねる
場合に，実施例に示した二段重ねの山形鋼の間に配置さ
れる山形鋼の姿勢はどうであっても，またクロス構造が
例え何段になっても，溶接組み立てができることは記載
された実施例から容易に判断できる。つまり，本発明の
溶接組み立て方法は使用する部材のサイズには制約を受
けない溶接組み立て方法であり，構造体の重ね段数にも
対応できる方法であるから，製作できる軽構造体の大き
さも自在である。

【００２６】更に，実施例では軽構造部材として等辺山
形鋼を使用したが，本発明は不等辺の山形鋼でも同様に
実施可能である。また，山形鋼を整列させる代わりに，
鋼板を連続的に山形に成形したものでも同様に実施可能
である。更に，例えば波板状に成形した鋼板も軽構造部
材として使用可能であるが，波板の場合の抵抗溶接はス
ポット溶接継手になるケースがあるので，プロジェクシ
ョン溶接継手の山形形状の場合よりは溶接部の品質管理
により注意を払う必要がある。

【００２７】本発明の溶接組み立て方法によれば，実施
例のような構造の軽構造体の部材として，より小さなよ
り薄い部材を使用することができるので，容易に且つ経
済的に，より小さなより軽い構造体の製作が可能であ
る。

【００２８】また，部材として熱間圧延軟鋼板やステン
レス鋼板を使用した構造体のみでなく，本発明はアルミ
ニウム合金やチタニウム合金など比重の小さな素材で作
られる軽構造体の組み立てにも適用できるので，従来は
経済的な製作が困難であったこのような素材を用いた軽
構造体の製作が容易に且つ経済的に可能となる。

【００２９】本発明の溶接組み立て方法は原理的にはプ
ロジェクション溶接であり，且つ部材の形状を巧みに利
用した溶接継手であるなどの理由で，電極の寿命が比較
的長く溶接品質管理は容易である。しかも，電極は被溶
材料の表面処理の影響を受けることが比較的少ないの
で，例えば亜鉛メッキやアルミメッキされた部材の場合
でも，信頼性の高い溶接部が得られる溶接組み立て方法
である。

【００３０】とくに本発明の組み立て方法により建築材
の床構造物として使用される場合は，コンピュータ，Ｏ
Ａ機器等のワイヤケーブルを構造体の内部空間に容易に
収納配線することができ，室内外観を損なわない建築材
の床材または天井素材の軽構造物として最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した軽構造体の部材配置の実施例
Ａを示す全体図である。

【図２】本発明を適用した軽構造体の実施例Ａの抵抗溶
接箇所を示す全体図である

【図３】実施例Ａのサブアッセンブリーの溶接組み立て
方法の一例を示す側面図である。

【図４】実施例Ａの最終アッセンブリーの溶接組み立て
方法の一例を示す側面図である。

【図５】本発明を適用した軽量構造体の部材配置の実施
例Ｂを示す全体図である。

【図６】実施例Ｂのサブアッセンブリーの溶接組み立て
方法の一例を示す側面図である。

【図７】実施例Ｂの最終アッセンブリーの溶接組み立て
方法の一例を示す側面図である。

【図８】本発明を適用した軽量構造体の部材配置の実施
例Ｃ全体図である。

【符号の説明】

１・・・ 山形鋼 ２・・・ 山形鋼 ３・・・ 鋼板 ４・・・ 鋼板 ５・・・ 溶接部 ６・・・ 溶接部 ７・・・ 電極 ８・・・ 電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二段重ねに交差整列させた複数のデッキプ
   レートまたは複数の山形鋼とその上下に鋼板が配置され
   てなる構造体の溶接組み立てにおいて， 先ず整列させた山形鋼の山頂部と鋼板とを抵抗溶接し
   てサブアッセンブリーを構成する工程と， 当該サブアッセンブリー２組を，山形鋼の端部が交差
   するように組み合わせた後，上下の鋼板を介して，山形
   鋼の端部の交差する点を抵抗溶接する工程とを含む構造
   体の溶接組み立て方法。
2. 【請求項２】二段重ねに交差整列させた複数のデッキプ
   レートまたは複数の山形鋼とその上下に鋼板が配置され
   てなる構造体の溶接組み立てにおいて， 先ず整列させた山形鋼の端部と鋼板とを抵抗溶接して
   サブアッセンブリーを構成する工程と， 当該サブアッセンブリー２組を，デッキプレートまた
   は山形鋼の山頂部が交差するように組み合わせた後，上
   下の鋼板を介して，デッキプレートまたは山形鋼の山頂
   部の交差する点を抵抗溶接する工程とを含む構造体の溶
   接組み立て方法。
3. 【請求項３】二段重ねに交差整列させた複数のデッキプ
   レートまたは山形鋼とその上下に鋼板が配置されてなる
   構造体の溶接組み立てにおいて， 整列させたデッキプレートまたは山形鋼の山頂部と鋼
   板とを抵抗溶接してサブアッセンブリーを構成する工程
   と， また，整列させたデッキプレートまたは山形鋼の端部
   と鋼板とを抵抗溶接してもう一つのサブアッセンブリー
   を構成する工程と， これらサブアッセンブリーのデッキプレートまたは山
   形鋼の山頂部と端部が交差するように組み合わせた後，
   上下の鋼板を介してデッキプレートまたは山形鋼の山頂
   部と端部が交差する点を抵抗溶接する工程とを含む構造
   体の溶接組み立て方法。