JPH0938794A

JPH0938794A - 栓溶接裏当材および裏当材の保持具

Info

Publication number: JPH0938794A
Application number: JP21245595A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Tawara; 建洋田原; Yoshinori Okayasu; 義規岡安; Kunio Nihira; 邦男二平; Tsutomu Ishibashi; 力石橋; Mikio Akai; 幹夫赤井
Original assignee: MARUFUJI SHIITOPAIRU KK; SUNOUCHI KK; Takigen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: MARUFUJI SHIITOPAIRU KK; SUNOUCHI KK; Takigen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】母材に穿孔されたガス孔などの透孔を補修す
る際に、当該母材に除去しにくい付着物が残留していて
も、栓溶接が容易に施工できるようにするための裏当材
ならびに該裏当材の保持具の開発。【解決手段】セラミック製裏当材の表面を凸球面にし
て、孔のルートに接しやすくすると共に、裏当材表面が
アーク熱で少量溶融するような組成にして溶接金属の裏
面は平らになるようにした。また、裏当材を板バネやコ
イルバネの弾力で母材を保持し易く、かつ安定した姿勢
で透孔の底面に圧接しえるようにした構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、主として土留壁の
補強工事等で多用するＨ型鋼またはＩ型鋼等の型鋼を組
み付けために穿孔したボルト孔を補修し、若しくは再使
用の目的で前記ボルト孔を埋める際に使用する栓溶接用
の裏当材ならびにその保持具に関する。

【０００２】

【従来の技術】土留壁の設置工事もしくは補強工事にお
いては、腹起や切梁、火打梁等にＨ型鋼が多用され、そ
れらを現場で組み付ける際には多数のボルト取付孔が必
要となる。これらの孔は設計時の図面指示に従って予め
工場で加工されるのが一般であるが、現場での施工に際
しては接合すべき両部材の取付孔が種々の事情でズレて
しまうことがある。たとえ孔ズレの生ずる比率が小さく
ても孔の数が多いために孔ズレ発生の絶対数は決して少
なくないのが実情である。しかもズレた孔に取付ボルト
を挿入するためには、一方の孔をガス切断等で拡大する
処置を施こすので、山留め架構の解体後は、前記各鋼材
を補修しないと再使用することができない。

【０００３】補修方法としては拡大した孔を栓溶接で埋
めるのが最も一般的である。すなわち栓溶接では溶融し
た溶接金属が流出しないように裏当材を透孔の底に当て
て施工するのが通常の手順である。図１１（Ａ）〜
（Ｂ）は、鋼板を裏当てとして用いた場合であって、母
材７０における透孔７１の裏側に鋼板６１または６２を
仮止め溶接６３で保持した上で、孔７１を溶接金属で埋
めるという手法であった。この場合、斜線で示したよう
に母材７０と同時に鋼裏当て６１も溶着して一体とな
る。これが邪魔になるときはガス切断等の手段で鋼裏当
て６１を除去しなければならないが、除去作業は決して
容易でなく、さらにグラインダ等による仕上げ作業も必
要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって従来は前記
透孔部分に、通常は溶接に際して溶着することのないセ
ラミック製の非溶着性裏当材６２を用いて孔を塞ぐよう
にしているが、一方、この裏当材６２は仮止め溶接で保
持することができないから、何らかの機械的手段で位置
と姿勢を保持しなければならなかった。また栓溶接しよ
うとする母材７０の裏面には工事中に種々の除去しにく
い異物７２が付着しているので裏当材６２が母材裏面に
密着せず、孔７１のルートとの隙間から溶接金属が流出
して溶接不能になるという不具合が生ずることも稀では
ない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ここにおいて、本発明は
母材面に異物が付着していても透孔のルートと裏当材と
の間に隙間を生じないようにするため、裏当材として
は、その組成をＳｉＯ₂３５〜４５％、Ａｌ₂Ｏ₃４５〜
５５％、ＭｇＯ２〜７％の範囲に保ち、しかも溶接金属
に接する表面を凸球面とした裏当材を用いることを特徴
とした発明を開発したものである。また、前記裏当材を
透孔の裏面にあてがうに際しては、バネ効果のあるコ字
形状の保持具を用意するとか、或いは前記裏当材の表裏
両面を凸球面に形成して、前記裏当材を単に裏返せば、
新たな凸球面が得られるようにすることもできる。

【０００６】また、前記したような裏当材を透孔の底面
にあてがう際の治具としては、コの字形をした板バネの
一方の腕の内面を母材表面に当接し、他方の腕の先端で
前記バネ弾力で栓溶接裏当材を透孔の底面に圧接させる
ようにした裏当材保持具を開発したものである。

【０００７】さらにまた、板バネの一端に取付けた磁石
の吸着面と他端に取付けた裏当材載置用受皿の座面とが
２直角よりも小なる角度で向き合うようにした裏当材保
持具でもよく、更に、バネの弾力により常時、握持する
ような傾向を保持させた上下一対の咬え込み片を用意
し、上方の咬え込み片には微調整可能な押え機構を設け
ると共に、下方の咬え込み片には裏当材載置用の受皿を
取付けるようにして裏当材保持具を構成させてもよい。

【０００８】本発明で用いる裏当材保持具は、これを次
のような構成とすることもできる。すなわち、スプリン
グの弾力により常時、拡開傾向を保って上下方向に対峙
させた上アームと下アームとを、該アームの一側部にお
いて上下に貫通するネジ杆と該ネジ杆の周辺部に設けた
スライド機構を介して両アームの間隔が調節できるよう
に結合させると共に、前記ネジ杆の一端には両アーム間
の握持力を緩め、または締め付けるように切替えるため
のハンドル部材を、他端には前記両アームの間隔を微調
整し得るようにした蝶ナットを付設させ、それによって
本発明の課題を解決し得るようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明による裏当材
の形状ならびに当該裏当材を支持する受皿の一例を示し
たもので、好ましくは円盤形をなす本体１０の表裏両面
を図示のように凸球面１１としておくのがよい。その理
由は、使用に伴って片面が摩耗したときには、当該裏当
材を裏返えすだけで他面側の凸球面を溶接すべき透孔の
底にあてがうことができるからである。図２のＡ〜Ｂ
は、前記した裏当材１０を装着する受皿１２の形態を示
したもので、皿面には前記した裏当材の凸球面の納まり
がよくなるように円環状の段部１２ａが形成されてい
る。

【００１０】図３ないし図１０は、上面のみを凸球面と
した裏当材１０を使用して透孔７１を埋めるようにした
事例を示し、併せて当該裏当材を保持するための治具に
ついての実施例も開示した。図３〜４に示すように、母
材７０の孔７１の底面に裏側から裏当材１０を当接させ
た状態で溶接すると、斜線で示すように溶接金属が形成
される。なお、裏当材１０は下記のような組成を有する
セラミックで構成されているので、溶着しないから溶接
施工後も容易に除去することができる。また、本発明に
よる裏当材１０は溶接金属に接する表面を前記のように
比較的半径の大きい凸球面にしたので母材裏面に除去し
にくい付着物７２が存在していたとしても孔７１のルー
トとの間に隙間を生じることがなく、したがって溶接金
属が流出するおそれが少ない。なお、前記凸球面の曲率
は、これを１／１００ｍｍ以下、好ましくは１／１００
〜１／２００ｍｍの範囲に保つのを可とし、それは１／
１００ｍｍ以上になると、アークによりエッジが抜け落
ちることがあるからである。

【００１１】裏当材１０の組成としては、実験の結果に
よると、ＳｉＯ₂３５〜４５％、Ａｌ₂Ｏ₃４５〜５５
％、ＭｇＯ２〜７％の範囲が実用上良好な成績を示し
た。ＳｉＯ₂が多いので表面の凸球面が溶接アーク熱で
若干溶融してスラグとなり溶接金属表面に浮上する結
果、溶接金属の裏面はほぼ平面になって好都合である。
また溶接金属裏面が多少凹面であっても表側の余盛が断
面の減少を防ぐので強度が低下する虞れもない。さら
に、裏当材表面が溶融すると、たとえ溶着しなくても裏
当材の剥離性が低下し易いが、耐火性の高いＭｇＯを２
〜７％添加したことによって溶接施工後の剥離も容易で
ある。

【００１２】なお、裏当材１０をあてがって溶接作業を
行うに際しては、何らかの保持具を必要とするが、本発
明にあっては、透孔７１のルートに当接させる保持具と
して図４ないし図１０に示すような構成の治具を開発し
た。図２に示すものが第一実施例で、このものはコ字形
の板バネ２３と一体に成形した腕２２の先端に裏当材１
０を載置する受皿２１を取付けた構成で、板バネ２３が
自由な状態では、点線のような形状であるから、母材７
０へ挿入すると裏当材１０を孔７１のルートへバネ弾力
で押し当てることになり、その姿勢を溶接作業中保持す
ることができる。バネ弾力を利用するものであるから、
母材７０の厚さや孔７１の位置の変動にも柔軟に対応す
ることができる。

【００１３】図５は、裏当材保持具の第２実施例であっ
て、板バネ２５と一体に成形した腕２４の一端に磁石２
６を、他端には裏当材１０を載置する受皿２１を取付け
る。そして、磁石２６の吸着面と受皿２１の座面とが平
行ではなく、やや向き合う方向に傾けている。したがっ
て栓溶接しようとする孔のルートに裏当材１０の表面を
当てた状態で磁石２６を母材面に吸着させると、バネ２
５の弾力作用によって裏当材１０は溶接作業中、常に孔
のルートに押し付けられ、その姿勢が保持される。

【００１４】図６は、裏当材保持具の第３実施例であっ
て、洗濯挟み方式とした例である。すなわち、上下一対
の操作ハンドル３０，３１を有する咬え込み片３０ａ，
３１ａにより保持具主体を構成させ、かつ上側の咬え込
み片３０ａの先端部には微調整用の蝶ネジ３２を取付け
ると共に該ネジの下端部に押圧板３３を固着させる。一
方、下側の咬え込み片３１ａの先端部には、板バネ３４
を介して裏当材の受皿２１を枢着する。また、上下ハン
ドル３０，３１の間に回動支点３５を設けると共に、前
記支点の外側（図６の左側）にコイルバネ３６を縮設す
ることにより、前記支点３５よりも左側に位置するハン
ドルに対して常時、拡開傾向を付与しておく。このよう
にすると、右側の蝶ネジ部分と受皿部分には常時、閉じ
る傾向が付与されるので、後記のような作用効果が得ら
れる。

【００１５】ちなみに、前記構成の保持具を使用する場
合には、ハンドル３０，３１を握持しつつ支点３５より
右側に位置するハンドルの先端部を開かせて、保持具本
体をＨ型鋼のフランジ部分に咬え込ませる。かくしてフ
ランジにあけられた透孔７１の底面部分に当該保持具の
受皿２１に装着した裏当材１０をあてがうのである。こ
のようにすると前記保持具はコイルバネ３６の弾力によ
りＨ型鋼のフランジ部分を前記弾力に応じた握持力によ
って咬え込む。なお、前記握持力を微調整するに際して
は上ハンドルの先端に設けた蝶ネジ機構３２，３３を使
用して、これを締めつけ、または緩めるように運用す
る。また、孔埋め作業が終了して前記保持具を取り外し
たい場合には、ハンドル３０，３１を握りしめ、支点よ
りも内側に位置する受皿部分を弛めて、これを母材７０
から引き抜けばよい。

【００１６】図７〜１０に示す保持具は本発明における
治具の第４実施例である。治具の主体は母材７１を上下
から咬え込む平板状の上アーム４０と同じく下アーム４
１とから成り、前記各アームの側端部にはネジ杆４２を
取付けると共に、該ネジ杆４２を廻動中心として装着し
たスライド機構によって前記各アームが母材７０に対し
一定の握持力で咬え込むように構成する。以下、主とし
て前記のスライド機構について説明すると、図７および
図９に示すように、ネジ杆４２を中心として外周にコイ
ルスプリング４３、更にその外側に案内駒４４を配設す
ると共に、上アーム４０の根元部４０ａには前記スプリ
ング４３が嵌挿する凹陥部を形成させ、さらに該アーム
４０の頂部には当該アームを前記スプリングの弾力に抗
して押し下げる作用をなすハンドル部材を組込む。

【００１７】ハンドル部材は、底面に断面山形のテーパ
部４６を形成させた廻動環４７とハンドル４８とから成
り、断面山形のテーパ部４６に対しては、上アームの根
元部４０ａの頂面に形成させた断面谷形のテーパ部４９
を係合させ、両テーパ部の噛合いが外れて廻動環４７の
最下面（最も出張った箇所）が、上アーム４０ａの最上
面（最も高い面）に乗り上げたときに上アーム４０と下
アーム４１との握持力が最も大きくなるように設定して
おく。なお、ネジ杆４２の側面には図７に示すように一
部において縦溝４２ａを削成すると共に、この溝内にネ
ジ５０の先を嵌入させて下アームが不必要に下がるのを
防ぐようにしておくのを可とする。なお符号５１は、ネ
ジ杆４２の下端部に螺入した蝶ナット、同５１は下アー
ム４１と前記した案内駒４４とを締結する止めネジを示
す。

【００１８】第４実施例として示す治具は上記のような
構成であって、下アーム４１の上面には裏当材１０を載
置するための受皿２１ａが形成されている。この受皿内
に前記した裏当材１０を装着した上で、該治具を一例と
して母材であるＨ形鋼７０のフランジ部に咬え込ませ
る。すなわち、使用に当っては蝶ナット５１を緩めて上
アーム４０と下アーム４１との間隔を広げてから治具全
体を母材７０に咬え込ませた後、ハンドル４８を把持し
た上でこれを９０度廻動させると、該ハンドルに対して
一体に取付けられた廻動環４７が同じ角度だけ廻動する
から、それに伴って図７に符号ｈで示す高さ分だけ前記
した上下アームの相対間隔が狭まり、その結果、前記母
材を本発明の治具が上下方向から強固に握持することに
なる。

【００１９】換言すれば、前記蝶ナット５１によって母
材７０の厚さの変動に予め概略の対応をしておいた上、
ハンドル付きの廻動環４７によって母材７０を挟むよう
に締め付け固定すれば、それによって裏当材１０を孔７
１のルートに押し当ててその姿勢を保持することができ
る。

【００２０】前記のスライド機構は、図９で示すような
構成に代えて、単なるＶ形突起とそれに対応したＶ溝で
もよく、その他、断面円弧状の雌雄部材を組合わせて形
成させてもよく、各種構造のものを使用し得る。

【００２１】

【発明の効果】上記のごとく、本発明による裏当材及び
保持具を使用するならば、母材の裏面に小粒の付着物が
ある状態でも溶着金属の流出がなく、安定した溶接品質
が得られる。特に、本発明によるセラミックスは安価で
あり、その上では熱伝導率が低く、熱遮断効果も高いの
で保持具への熱影響を軽減させる効果がある。

【００２２】また、本発明の治具を使用したときには、
前記した裏当材を透孔の底面に対して、確実かつ安定し
た姿勢でセットすることができ、しかも操作が簡単であ
るから、作業効率の向上にも寄与する等、実用上の効果
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】栓溶接裏当材の一例を示す一部縦断側面図。

【図２】同図（Ａ）は前記裏当材を受皿内に収納した
状態を示す平面図。同図（Ｂ）は、同上側面図。

【図３】栓溶接裏当材の他の実施例を示す一部縦断側
面図にして、母材の透孔部分にあてがった状態を描い
た。

【図４】栓溶接裏当材の保持具である治具の第１実施
例を示す説明図。

【図５】裏当材保持具の第２実施例を示す説明図。

【図６】裏当材保持具の第３実施例を示す説明図で、
母材部分を断面で示した。

【図７】裏当材保持具の第４実施例を示す縦断側面
図。

【図８】同上平面図にして、一部を切り欠いて示し
た。

【図９】同上、スライド機構の主要部を分解して示し
た斜視図。

【図１０】同上、一部縦断正面図。

【図１１】同（Ａ）は従来の鋼裏当による栓溶接を示
す説明図、同図（Ｂ）は、従来の非溶着裏当材を用いた
ときの栓溶接を示す説明図である。

【符号の説明】

１０裏当材１２，２１，２１ａ受皿２３，２５，３４板バネ２６磁石３０，３１，４８ハンドル３０ａ，３１ａ上下の咬え込み片３２，３３蝶ネジ機構３５廻動支点４０上アーム４０ａ上アームの根元部４１下アーム４２ネジ杆４３コイルスプリング４４凹陥部４６山形のテーパ部４７廻動環４９谷形のテーパ部５０止めネジ５１蝶ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡安義規東京都中央区日本橋本町１丁目６番５号丸藤シートパイル株式会社内 (72)発明者二平邦男茨城県稲敷郡阿見町福田84−17 丸藤シートパイル株式会社茨城工場内 (72)発明者石橋力千葉県浦安市港46 株式会社スノウチ内 (72)発明者赤井幹夫東京都江戸川区小松川４−61 タキゲン製造株式会社小松川支店内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板に穿った透孔を溶接により埋めるた
めの裏当材であって組成がＳｉＯ₂３５〜４５％、Ａｌ₂
Ｏ₃４５〜５５％、ＭｇＯ２〜７％の範囲にあるセラミ
ック製の裏当材で、当該裏当材の溶接金属に接する表面
を凸球面としたことを特徴とする栓溶接裏当材。
【請求項２】円盤型裏当材の表裏両面を凸球面とした
請求項１記載の栓溶接裏当材。
【請求項３】コの字形板バネの一方の腕の内面を母材
表面に当接し、他方の腕の先端で請求項１または２記載
の栓溶接裏当材をバネ弾力で挟み込むようにした裏当材
保持具。
【請求項４】板バネの一端に取付けた磁石の吸着面と
他端に取付けた裏当材載置用受皿の座面とが２直角より
も小なる角度で向き合うようにした請求項１または２記
載の裏当材保持具。
【請求項５】バネの弾力により常時、握持するような
傾向を保持させた上下一対の咬え込み片のうち、上方の
咬え込み片には微調整可能な押え機構を設けると共に、
下方の咬え込み片には裏当材載置用の受皿を取付けた裏
当材保持具。
【請求項６】スプリングの弾力により常時、拡開傾向
を保って上下方向に対峙させた上アームと下アームと
を、該アームの一側部において上下に貫通するネジ杆と
該ネジ杆の周辺部に設けたスライド機構を介して両アー
ムの間隔が調節できるように結合させると共に、前記ネ
ジ杆の一端には両アーム間の握持力を緩め、または締め
付けるように切替えるためのハンドル部材を、他端には
前記両アームの間隔を微調整し得るようにした蝶ナット
を付設させたことを特徴とする裏当材載置用の受皿を備
えた裏当材保持具。