JP2000263293A - 溶接裏当て金の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄骨建築物の柱材や接合ブロックの裏当て金
やフランジ材を位置決めする装置に関し、自動センタリ
ング機能を備え、両端の裏当て金の突出寸法を等しくす
ることも異ならせることも可能な上記装置を得る。 【解決手段】 基台５上に互いに近接離隔する方向に直
線移動可能に設けられた２個（左右）のストッパ２６、
２６と、ストッパ２６、２６の移動方向と平行に配置さ
れた一方が右ねじで他方が左ねじの同一リードの２本の
ねじ杆１１、１２と、この２本のねじ杆１１、１２を連
結する差動装置１４と、その差動ロック装置１５とを備
えている。溶接部材が偏った位置に置かれていても、ス
トッパの一方が当接したとき、その側のねじ杆の回転が
停止し他の側のねじ杆の回転が継続されて、測定基準位
置が設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、溶接しようとす
る部材の溶接辺に沿って取り付けられる裏当て金の位置
決め装置に関するもので、鉄骨建築物の柱材やそれを連
結する接合ブロックなどの部材に取り付ける裏当て金や
フランジ材などの位置決めに特に好適な位置決め装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】隅肉溶接や突合せ溶接などにより、２個
の部材を溶接して一体化するときには、溶接しようとす
る辺（溶接辺）に開先を設け、かつその裏側に溶融金属
の流下やアークの吹抜けを防ぐための裏当て金を取り付
けるのが普通である。裏当て金は、細い帯状の板材で、
溶接しようとする辺から所定寸法だけ突出させた状態で
取り付ける。

【０００３】鉄骨建築物の柱も溶接によって一体化され
ており、その溶接部分には裏当て金が設けられている。
鉄骨建築物の柱はコラムと接合ブロックとを順次溶接す
ることによって形成される。コラムは板金で製作した単
純な角筒状の柱材であり、接合ブロックは短い角筒材の
両端に盲フランジを溶接し、側面に梁を接続するための
羽根と呼ばれる部材を溶接したものである。コラムの角
筒材に盲フランジを溶接するときは、角筒材の両端に開
先を取り裏当て金を取り付けておく。またコラムと接合
ブロックを溶接するときには、コラムの小口端に開先を
取り裏当て金を取り付けておく。

【０００４】品質の良い溶接を行うためには、開先形
状、溶接する部材相互の隙間等の管理を正しく行うこと
が必要であり、溶接辺からの裏当て金の突出寸法も正確
な寸法にすることが要求される。また正確な長さの接合
ブロックや柱を得るためには、裏当て金の突出寸法を含
む角筒材やコラムの長さを正確な寸法に設定することも
重要である。そこでこのようなコラムの両端に取り付け
られる裏当て金の位置を規定する装置が、特公昭６３―
６５４３８号公報によって提唱されている。

【０００５】この従来装置は、基台の中心から等距離の
位置に互いに対向させて近接離隔自在に設けた２個のス
トッパと、この２個のストッパを互いに接近または離隔
する方向に等しい移動量で移動させる開閉駆動装置とを
備えている。この開閉駆動装置は、等しいリードの右ね
じと左ねじを切ったねじ杆や、１個のピニオンの上下に
噛合するラックで構成され、上記ねじ杆の右ねじと左ね
じとを左右のストッパに螺合させることにより、また２
個のラックをそれぞれ左右のストッパに連結することに
より、同一移動量で左右のストッパを近接離隔するとい
うものである。

【０００６】上記構造の装置では、まずコラムをその長
手中心が基台の中心にくるように基台上に載せ、両側の
ストッパを接近方向に移動させてコラムの両端を挟持す
ることにより、コラムの中心を基台の中心に一致させ
る。次に両側のストッパを離隔方向に所定距離（この距
離が裏当て金の突出量となる）移動し、そのストッパの
面によって位置決めした状態でコラムの両端に裏当て金
を取り付ける。このようにすれば、コラムの両端に取り
付けられる裏当て金の溶接辺からの突出寸法が等しくな
り、かつ裏当て金を位置決めをするときのストッパの間
隔によって裏当て金の突出量を含めたコラムの長さを管
理できる。コラムの角筒材に盲フランジを取り付けると
きも、上記と同様にして裏当て金の位置決めを行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記装置では、
基台上に置かれたコラムの長手中心と基台の中心とがず
れていたとき、最初にコラムを挟んだときにコラムが強
制的に移動させられて基台中心に合わせられることとな
る。従って重いコラムを基台上で移動させるのに必要な
抵抗がストッパの開閉装置に作用し、その駆動に大きな
力を必要とする。また両端に取り付ける裏当て金の一方
の突出寸法を他方の裏当て金の突出寸法とは無関係に規
定したい場合などには、上記従来装置では裏当て金の位
置決めを行うことができない。

【０００８】そこでこの発明は、コラム等の溶接部材が
基台の中心から外れた位置に置かれた場合でも、その外
れた位置に置かれた溶接部材の溶接辺を原点として裏当
て金の位置を規定することが可能で、かつ両端の裏当て
金の突出寸法を等しい寸法に設定することもまた一方を
他方とは独立に所望寸法に設定することも可能で、更に
溶接部材の両端に溶接されるフランジ材などの位置決め
も可能な、溶接裏当て金の位置決め装置を得ることを課
題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、基台５上に
互いに近接離隔する方向に直線移動可能に設けられた２
個（左右）のストッパ２６、２６と、ストッパ２６、２
６の移動方向と平行に配置された一方が右ねじで他方が
左ねじの同一リードの２本のねじ杆１１、１２と、この
２本のねじ杆１１、１２を連結する差動装置１４と、そ
の差動ロック装置１５とを備えていることを特徴とす
る、溶接裏当て金の位置決め装置を提供することによ
り、上記課題を解決したものである。

【００１０】

【作用】操作軸１６を回転させると、その回転は差動装
置１４を介してねじ杆に伝達される。２個（左右）のス
トッパ２６、２６を互いに近接する方向に移動させたと
き、溶接部材が基台上に偏った位置で置かれていても、
ストッパの一方が溶接部材に当接したとき、その側のね
じ杆の回転が停止し他の側のねじ杆の回転が継続され
て、当接していない側のストッパのみが移動して溶接部
材を挟持する。従って溶接部材が基台上の偏った位置に
置かれていても、２個（左右）のストッパ２６、２６は
溶接部材を基台上で移動させることなく、その両端を挟
持する。

【００１１】両端の裏当て金の突出寸法を同一にしたい
ときは、二つのストッパが溶接部材を挟持した段階で、
差動装置をロックし、操作軸１６を逆方向に回転させ
る。差動装置をロックすると、２本のねじ杆は同一速度
で回転し、２個のストッパを等距離だけ後退させる。従
って所望距離まで後退させた両ストッパで位置決めして
裏当て金を取り付ければ、取り付けた裏当て金の溶接部
材からの突出寸法は同一になる。

【００１２】また片方の裏当て金の突出寸法を他方の側
と無関係に規定したいときは、溶接部材の両端を挟持し
た後、前記他方の側のストッパの移動に抵抗を与えてか
つ差動装置をロックしないでストッパ２６、２６が離隔
する方向に操作軸１６を回動する。そして前記一方のス
トッパが所望量後退したら、当該ストッパの移動を固定
し、他方のストッパの抵抗を解除して、ストッパが離隔
する方向に操作軸１６をさらに回動して他方のストッパ
を移動し、両ストッパの間隔を所望の寸法にする。この
状態で各ストッパで裏当て金の位置を規定して裏当て金
を取り付けてやれば、一方の裏当て金の突出量を所望寸
法に規定し、かつ裏当て金の突出寸法を含む溶接部材の
長さを所望の寸法にした状態で裏当て金を取り付けるこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面に示す実施例を参照し
て、この発明の実施の形態を説明する。図示実施例の裏
当て金の位置決め治具は、図５に示すような鉄骨建築物
の接合ブロック１を製造するためのもので、角筒材２の
両端への裏当て金３の溶接と盲フランジ４の仮溶接とを
行うものである。図１はこの発明の平面図、図２はその
正面図、図３はその側面図、図４は差動装置の断面平面
図である。

【００１４】装置の基台５には手前側（作業者側）と奥
側に左右に延びる平行なガイド６が設けられており、こ
のガイドに沿って２個のバイス台７と、２個（左右）の
ストッパ台８とが移動自在に設けられている。バイス台
７には、手前側に固定爪９が、奥側に移動爪１０が設け
られ、図示されていないハンドルによって移動爪１０を
前後動して角筒材２を把持する。またバイス台７には基
台側に設けた所定間隔のピン孔と係合してバイス台の移
動を固定するピンが設けられており、角筒材２の長さに
合わせて２個のバイス台７の間隔を設定して当該ピンで
バイス台７の移動を固定した状態で、２つのバイス台７
で角筒材２を固定する。

【００１５】手前側のガイド６に沿って、互いに逆方向
のネジを切ったねじ杆１１、１２が同一軸線上で左右に
配置されており、基台５の手前側中央には操作ハンドル
１３が設けられている。操作ハンドル１３と左右のねじ
杆１１、１２とは、差動装置１４を介して連結されてい
る。基台の両側に設けたストッパ台８は、それぞれねじ
杆１１、１２に螺合している。

【００１６】差動装置１４及びこれに内蔵された差動ロ
ック装置１５の構造を図４に示す。操作ハンドル１３の
操作軸１６には小径の傘歯車１７が固定され、この傘歯
車に噛合する大径の傘歯車１８に回転枠１９が固定され
ている。左右のねじ杆１１、１２の基端は、回転枠１９
の内側に対向状態で突出してしており、その端部に従動
傘歯車２０が固定されている。左右のねじ杆の基端の二
つの従動傘歯車２０は、互いに対向する位置関係となっ
ており、回転枠１９にねじ杆１１、１２と直交する軸回
りに自由回転可能に軸支された連結傘歯車２１が２つの
従動傘歯車２０に噛合している。

【００１７】操作ハンドル１３を回転すると、大径傘歯
車１８が回転し、回転枠１９が回転する。左右のねじ杆
１１、１２が同一速度で回転するときは、回転枠１９は
両方のねじ杆１１、１２と等しい速度で回転し、連結傘
歯車２１は回転しない。左右のねじ杆１１、１２に速度
差が生じたときは、回転枠１９は左右のねじ杆の中間の
速度で回転する。

【００１８】一方のねじ杆１２の基端側には、差動ロッ
ク装置となる摩擦クラッチ１５が設けられている。この
摩擦クラッチの摩擦板２３は、ねじ杆１２に相対回動不
能かつ軸方向に若干移動可能に装着されており、摩擦パ
ッド２４は、回転枠１９に固定されている。摩擦板２３
を付勢する電磁石２５は、図示しないハウジングを介し
て基台５に固定されている。

【００１９】電磁石２５が摩擦板２３を付勢して摩擦パ
ッド２４に押接させると、ねじ杆１２と回転枠１９との
相対回転が固定され、ねじ杆１２と回転枠１９とが同じ
速度で回転し、従って他側のねじ杆も同じ速度で回転す
る。摩擦板２３を摩擦パッド２４から離隔させると、ね
じ杆１２と回転枠１９とは自由な回転差で回転可能とな
り、従って左右のねじ杆１１と１２とが自由な回転差で
回転可能になる。

【００２０】ストッパ台８には、装置の側面から見たと
きの形状が２つのコ字を対向させた形状のストッパ２６
が設けられている。奥側のコ字部材全体は、ストッパ台
８上で前後方向に移動かつ固定可能である。また前後の
コ字部材の上方の横材２６ａは縦材２６ｂに沿って上下
移動かつ固定可能である。これらを移動させることによ
って対向する２つのコ字で形成された枠状のストッパ２
６を角筒材の断面形状に合わせた大きさに調整できる。

【００２１】ストッパ２６の内側（バイス台側）には、
ストッパの下辺と平行な幅狭いローラコンベア２７が昇
降かつその昇降位置を固定可能に設けられており、更に
ストッパの縦材２６ｂの前端部に前後方向に位置調整可
能な突当て部材２８が設けられている。ローラコンベア
２７の高さ及び突当て部材２８の位置は、角筒材２に溶
接される盲フランジ４の寸法に応じて設定される。また
ストッパ台８には、先端を基台５に押接することによっ
てストッパ台の左右方向の移動を固定する移動ロック装
置（図示実施例のものはロックネジ）２９が設けられて
いる。

【００２２】次に上記実施例装置を用いて図５に例示し
た接合ブロックの角筒材２に裏当て金３を溶接し、盲フ
ランジ４を仮溶接する作業手順について説明する。角筒
材２の長さに応じて２個のバイス台７の間隔を調整し、
前述したピンでバイス台７の位置を固定する。この状態
で固定爪９と移動爪１０とで角筒材２を挟持する。スト
ッパ２６を角筒材２の断面形状に合わせた大きさとし、
ストッパ２６が互いに近接する方向に操作ハンドル１３
を回転する。このとき差動ロック装置１５を解除してお
くことにより、角筒材２が中心からずれた位置で把持さ
れていても、両方のストッパ２６で角筒材２の両端を挟
持できる。このとき図示していないリニアスケールなど
の測長装置で、２個（左右）のストッパ２６、２６の間
隔が測定され、その寸法が表示される。

【００２３】次に差動ロック装置１５を作動させて回転
枠１９とねじ杆１２との相対回動を固定し、ストッパ２
６が互いに離隔する方向に操作ハンドル１３を操作し
て、左右のストッパ２６の間隔が所望の間隔となるよう
にする。この状態で左右のストッパ２６と角筒材の端部
との間に左右等しい間隔の隙間が生ずる。この状態で裏
当て金３をストッパ２で位置決めして溶接する。この場
合には角筒材２の左右の裏当て金３が等しい寸法だけ突
出した状態で角筒材２に溶接される。

【００２４】右側と左側の裏当て金３の突出量を変えた
いときは、ストッパで角筒材２の両端を挟持した状態か
ら、差動ロック装置を作動させた状態で、角筒材の端部
とストッパとの間隔が所望の間隔となるまでストッパ台
８を移動し、移動ロック装置２９で一方のストッパ台を
固定した後、差動ロック装置を解除して操作ハンドル１
３を回動して両ストッパ間の間隔が所望の間隔となるよ
うに調整する。このようにすれば、一方の裏当て金の突
出量を定められた所望の寸法とし、他方の裏当て金の突
出量で接合ブロックの全体長さを設定できる。

【００２５】以上のようにして裏当て金を溶接したら、
ストッパ台８をさらに外側に移動し、ローラコンベア２
７の高さ及び突当て部材２８の位置を盲フランジ４の大
きさに合わせて調整し、盲フランジ４をローラコンベア
２７の上に載せ、突当て部材２８に突き当てる。この状
態でストッパ台８を接近させる方向に移動し、盲フラン
ジ４を裏当て金３に当接させる。このときの両ストッパ
の間隔はリニアスケールなどで測定できるので、製作さ
れる接合ブロックの長さを確認できる。この状態で角筒
材２と盲フランジ４とを仮溶接し、仮溶接したものを装
置から取り外して、溶接ロボット等により角筒材２と盲
フランジ４とを本溶接すれば所望寸法の接合ブロックが
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の溶接裏当て金の位置決め装置の平面
図

【図２】図１のＡ−Ａ部の断面正面図

【図３】図１のＢ−Ｂ部の断面側面図

【図４】差動装置及び差動ロック装置を示す断面平面図

【図５】接合ブロックの一例を示す一部破壊平面図

【符号の説明】

５ 基台 11,12 ねじ杆 14 差動装置 15 差動ロック装置 26 ストッパ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台(5)上に互いに近接離隔する方向に
   直線移動可能に設けられたストッパ(26,26)と、ストッ
   パ(26,26)の移動方向と平行に配置された一方が右ねじ
   で他方が左ねじの同一リードの２本のねじ杆(11,12)
   と、この２本のねじ杆(11,12)を連結する差動装置(14)
   と、その差動ロック装置(15)とを備えていることを特徴
   とする、溶接裏当て金の位置決め装置。