溶接用裏当金のスペーサー及び溶接方法
【課題】 溶接時に、２つの被溶接部材の向き合わせ部にガスによる空洞が発生し難いし、溶接肉盛りが反対側まで溶け込み易く、しかも、この溶接肉盛りが反対側まで溶け込んだかどうかを確認することのできる溶接用裏当金のスペーサーと、この溶接用裏当金のスペーサーを使用して２つの被溶接部材を溶接する溶接方法を提供する。
【解決手段】 第１の被溶接部材４を第２の被溶接部材２に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金５のスペーサー６であって、第１の被溶接部材４の端部と第２の被溶接部材２の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金５が配設され、第１の被溶接部材４と溶接用裏当金５の間に差込み両者の間隙を規定する。
【解決手段】 第１の被溶接部材４を第２の被溶接部材２に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金５のスペーサー６であって、第１の被溶接部材４の端部と第２の被溶接部材２の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金５が配設され、第１の被溶接部材４と溶接用裏当金５の間に差込み両者の間隙を規定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接用裏当金のスペーサー及びこの溶接用裏当金のスペーサーを使用して溶接する溶接方法に関する。
特に、鉄骨系のユニット建物を構成する建物ユニットを工場で製造するときに好適な溶接用裏当金のスペーサー及び溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの被溶接部材を略直角に交わるように溶接する場合には、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接している。
このような溶接方法は多くの分野で行われているが、建築業界でも行われている。
更に、鉄骨系のユニット建物を構成する建物ユニットを工場で製造する際には、第１の鉄材の端面を第２の鉄材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部分を溶接する場合が多い。従って、この建築業界でも、ユニット建物にこの溶接方法を採用する場合が多い。
【０００３】
即ち、ユニット建物は、運搬可能な一定の大きさの箱形の、且つ、内部外部の仕上げられた建物ユニットと屋根ユニット・屋根パネルとを、予め、工場で製造し、この建物ユニットや屋根ユニット・屋根パネルの複数個を施工現場に運搬し、施工現場で組み立てて建物となるものであって、現場施工期間が短く、且つ、寸法精度のよい標準化された建物となる特徴があることから、近年、多く建てられている。
【０００４】
このユニット建物を構成する建物ユニットとしては、種々な構造のものが知られているが、特許文献１に記載されている鉄骨系の建物ユニットが多く採用されている。
この特許文献１に記載されている建物ユニットは、四隅に立設した鋼製の四角筒状体の４本の柱と、この４本の柱の上端部を矩形状の辺に沿って連結した鋼製の断面コ字形長尺体の４本の天井梁と、この４本の柱の下端部を矩形状の辺に沿って連結した鋼製の断面コ字形長尺体の４本の床梁とからなる骨格を有している。
【０００５】
そして、建物ユニットは、この骨格の相対する床梁に鋼製の四角筒状体の床小梁を差し渡して取り付け、この床小梁の上に木製の床根太を取り付け、この床根太の上にパーチクルボードの床面材を取り付けて床を形成し、相対する天井梁に木製の天井野縁を差し渡して取り付け、この天井野縁の下面に石膏ボードの天井面材を取り付けて天井を形成するものである。
【０００６】
なお、外壁を設ける場所には、天井梁と床梁とに間柱を差し渡して取り付け、この間柱の屋外側に外壁パネルを取り付け、屋内側に内壁パネルを取り付け、この外壁パネルと内壁パネルとの間にガラスウールからなる断熱材を取り付けた外壁が形成されている。
更に必要があれば、間仕切り壁等を取り付ける。
かかる鉄骨系の建物ユニットでは、鋼製の柱に鋼製の天井梁や床梁等の梁を取り付ける場合や、鋼製の床梁に鋼製の床小梁を取り付ける場合に、上記溶接方法が採用されている。
【０００７】
特に、骨格を構成する柱と天井梁や床梁等の梁を取り付ける際には、この柱と梁との接合場所には大きな力がかかるので、この大きな力がかかってもよいように、強固に溶接する必要がある。
従って、この柱と梁とを連結するときには、直接、溶接してもよいが、この方法では、溶接部分を強固に溶接することが困難であるので、通常、コ字形のジョイントピースを柱に溶接し、このジョイントピースのコ字形に、断面コ字形の天井梁や床梁を沿わして溶接
している。
【０００８】
そして、この鉄骨系のユニット建物では、この建物ユニットを大量生産する必要があるので、通常、溶接部分をロボットで溶接しているが、柱とジョイントピースの相対的位置がずれたとき等では、溶接狙い位置がずれ、溶接できずに、この部分に穴が発生し易い。そして、この穴が発生すると機械的強度が低下するという問題がある。
かかる問題を解決する溶接方法や溶接構造として、特許文献２〜４に記載されている方法や構造が知られている。
【０００９】
即ち、この特許文献２に記載されている溶接方法は、２つの被溶接部材を突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に裏当金を当接して隙間を塞ぎ、この裏当金と共に２つの被溶接部材を仮付けした後に、他方からこの突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをするものであり、実施例には、柱にジョイントピースを溶接する方法が記載されている。
この溶接方法によれば、溶接肉盛りする前に、裏当金と２つの被溶接部材を仮付けするので、仮付け作業が一度で済み、手間がかからないし、予め、仮付けしているので２つの被溶接部材の位置ずれを防止することができるし、突き合わせ部の隙間を裏当金で塞いでいるので、溶接時の穴空きを防止することができるという特徴がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載されている溶接部の構造は、四角筒の長尺金属体とコ型に折り曲げられた金属板を突き合わせ溶接する溶接部の構造の構造において、該長尺金属体の突き合わせ部の形状と該金属板の突き合わせ部の形状とが略合同である溶接部の構造が記載されている。
この溶接部の構造によれば、溶接する２つの金属の突き合わせ部間の間隙を一定に保持することができ良好な溶接構造が得られるという特徴がある。
【００１１】
更に、特許文献４に記載されている溶接構造は、溶接用裏当金が被溶接部材から外れないように被溶接部材に設けられた突起により押さえつけられた溶接構造が記載されている。
この溶接構造によれば、被溶接部材に設けられた突起により裏当金が外れないように拘束されているので、２つの被溶接部材を仮付けする際、裏当金の溶接熱変形を防止することができる。
勿論、この溶接方法や溶接構造は柱とジョイントピース以外の建築部材や建築部材以外の材料の溶接にも適用できる。
【特許文献１】特公昭６１−４２０６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２３７８６７号公報
【特許文献３】特開平５−１５４６８４号公報
【特許文献４】特開平１１−１８０１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献２に記載されている溶接方法では、２つの被溶接部材の突き合わせ部の溶接肉盛りと反対側には、溶接用裏当金があって塞がれているので、溶接時に発生するガスが逃げ難く、このガスが溶接肉盛りの中や溶接肉盛りと柱やジョイントピースとの間に残ったままになりこの溶接部分にガスによる空洞が発生したり、このガスの邪魔やその他の理由で溶接肉盛りが反対側まで十分に溶け込み難く、溶接不良になり易い。
【００１３】
また、一方の側に設けられている溶接用裏当金が邪魔して、溶接肉盛りが反対側まで溶け込んだかどうかが確認できないので、確認のためには、溶接用裏当金を剥がして確認する必要があり、極めて困難である。
【００１４】
また、上記特許文献３に記載されている溶接部の構造では、溶接する２つの金属の突き合わせ部間の間隙を一定に保持することができ良好な溶接構造が得られるが、長尺金属体の口径や厚みの変更に合わせて金属板の突き合わせ部の形状変更が必要となり費用がかかるという問題がある。
【００１５】
また、上記特許文献４に記載されている溶接構造では、溶接用裏当金が被溶接部材から外れないように被溶接部材に設けられた突起により押さえつけられて拘束されているので、２つの被溶接部材を仮付けする際、裏当金の溶接熱変形を防止することができるが、２つの被溶接部材の隙間の大きさや、裏当金の位置を変更するには、被溶接部材のプレス金型を変更する費用がかかっていた。また突起の大きさはプレス金型で小さくできる限界が決まっており、設計の自由度が小さいという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、溶接時に、２つの被溶接部材の突き合わせ部にガスによる空洞が発生し難いし、溶接肉盛りが反対側まで溶け込み易く、しかも、この溶接肉盛りが反対側まで溶け込んだかどうかを確認することができ、２つの被溶接部材の間の隙間を形成することができる溶接用裏当金のスペーサーと、この溶接用裏当金のスペーサーを使用して２つの被溶接部材を溶接する溶接方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであって、請求項１記載の発明は、第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金のスペーサーであって、第１の被溶接部材の端部を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合せ部の一方の側に溶接用裏当金が配設され、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間に差込み両者の間隙を規定することを特徴とするものである。
【００１８】
この請求項１記載の発明の溶接用裏当金のスペーサーは、溶接用裏当金を第１の被溶接部材と第２の被溶接部材の突き合わせ部一方の側に配置するときに、この第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間に差し込み両者の間に規定の隙間が生ずるようにするものである。
従って、溶接用裏当金のスペーサーは厚さ１〜４ｍｍ程度の板状のものが好ましく、２〜３ｍｍがより好ましい。スペーサーの厚さが１ｍｍ未満では第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間が狭すぎて溶接金属を直接観察することが困難であり、スペーサーの厚さが４ｍｍ以上では第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間が広すぎて溶接用裏当金の機能を十分発揮することができない。
【００１９】
また、スペーサーの形状は第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の形状に沿う形状であればいかなる断面形状でもよい。例えば、コ字形のジョイントピースの端面を柱の表面に向き合わせ溶接する場合には、溶接用裏当金は、この向き合わせ部に沿うようにコ字形に折曲した形状になされている場合、溶接用裏当金と同様なコの字状の断面形状でもよく、溶接用裏当金の半分のＬ字状の断面形状でもよく、或いは板状で、数個をＬ字状やコの字状に並べてもよい。また、スペーサーは第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間の全てに配置されていなくともよい。例えば、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間のコの字状の形状を半分にした片側のＬ字状部分にのみ配置されてもよく、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間の適宜の位置に１個〜数個配置されてもよい。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサーは丸棒又は丸筒の溶接用裏当金に適用されることを特徴とするものである。
【００２１】
特に、この丸棒または丸筒の断面が円弧状になっているので、溶接部材との接触面積を小さくし、溶接時に発生するガスが逃げやすいので好ましい。
また、この溶接用裏当金の全体の形状は被溶接部材の向き合わせ部に沿う形状であれば適宜でよい。例えば、コ字形のジョイントピースの端面を柱の表面に向き合わせ溶接する場合には、溶接用裏当金は、この向き合わせ部に沿うようにコ字形に折曲した形状でもよい、直線状の形状であって、この直線状の溶接用裏当金の３個を辺に沿ってコ字形に配置するようにしてもよい。
【００２２】
請求項３記載の発明は、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けし、その後スペーサーを除去した後に、他方の側からこの突き合せ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接することを特徴とするものである。
【００２３】
この請求項３記載の発明のスペーサーは第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けした後、除去するので、スペーサーの厚さに相当する隙間が生じる。このため、この溶接用裏当金の側からこの隙間を通して他方の側を見ることができ、他方側から溶接金属による溶接時に発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、溶融した溶融金属がこのガスに邪魔されることなく隙間の中に進入し溶け込みが十分に行われて、溶接が良好に行われるし、溶接用裏当金側からは溶接用金属のはみ出し状況等の溶接裏面部の溶け込みを溶接用裏当金を外さずに確認できる。
【００２４】
この請求項３記載の発明では、仮付けしているが、この仮付けとは、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金の相互の位置を固定することであり、固定具で固定してもよいし、１ヵ所または数カ所というように少ない場所を溶接して移動しないように固定してもよい。後者が、簡単であるので好ましい。
【００２５】
更に、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金がそれぞれ相互に仮付けされてもよいし、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とが仮付けされ、この第１の被溶接部材または第２の被溶接部材に溶接用裏当部材が仮付けされていてもよいし、第２の被溶接部材に溶接用裏当金が仮付けされ、この第２の被溶接部材または溶接用裏当金に第２
の被溶接部材が仮付けされてもよいし、第１の被溶接部材に溶接用裏当金が仮付けされ、この第１の被溶接部材または溶接用裏当金に第２の被溶接部材が仮付けされてもよい。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の溶接方法に係り、前記第２の被溶接部材が建物ユニットの四角筒状の柱であり、前記第１の被溶接部材が、この柱に建物ユニットの断面コ字形長尺体の梁を連結するために設けるジョイントピースであり、このジョイントピースは、梁のコ字形に沿う２つのフランジとウエブとからなるコ字形短尺体である。
【００２７】
この請求項４記載のジョイントピースは、２つのフランジと、この２つのフランジを繋ぐウエブとからなるコ字形短尺体であり、この短尺体の端面を、柱の面に突き合わせるのであるが、通常、ジョイントピースを取り付ける柱の側面の幅は、梁のフランジ面の幅より大きいので、ジョイントピースの２個のフランジの柱に当接する端面を梁に当接する端面より広くすると、ジョイントピースと柱との接触面積が大きくなり、溶接時に、この部分の機械的強度を大きくすることができる。従って、この２個のジョイントピースとしては、フランジを柱の方向に次第に広くした形状が好ましい。
（作用）
【００２８】
請求項１記載の発明では、第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金のスペーサーであって、第１の被溶接部材の端部を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金が配設され、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間にスペーサーを差込むので、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間にスペーサーの厚みに相当する隙間が生じる。従って、溶接時に発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、溶融した溶接用金属がこのガスに邪魔されることなく隙間の中に浸入して溶け込みが十分に行われて、溶接が良好に行われるし、溶接用裏当金のスペーサーの厚みに相当する隙間からはみ出た溶接用金属を見たり、棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
【００２９】
この溶接用裏当金のスペーサーの一使用方法を説明しながら、更に詳細に説明する。
即ち、この溶接用裏当金のスペーサーを使用して溶接する一方法は、まず、第２の被溶接部材の表面に第１の被溶接部材の端面と溶接用裏当金を配置し、第１の被溶接部材の端面と溶接用裏当金との間に規定の隙間を設けるため、スペーサーを差し込む。
すると、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間に規定の隙間が生じ、スペーサーを取れば、溶接用裏当金を取り除くことなく、溶接裏面部への溶接の溶け込み（裏波）が観察できる。
【００３０】
次に、この突き合わせ部の他方の側から突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをするが、このときに発生するガスはこの隙間を通って逃げ、溶接部分のガスの発生による空洞が少なくなるし、この溶接棒の溶融した金属が突き合わせ部の隙間の中に浸入し、溶け込みが十分に行われ、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材との溶接強度が大きくなる。
【００３１】
また、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間から出た溶接用金属を見たり、隙間の中に浸入した溶接用金属を覗いて見たり、隙間の中に棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
このように、請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサーを使用することによって、溶接が良好に行われるし、溶接が十分に行われているかどうかを確認することができる。
【００３２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサーは丸棒又は丸筒の溶接用裏当金に適用される。このため、溶接用裏当金の断面が円弧状になっているので、溶接部材との接触面積を小さくし、溶接時に発生するガスが逃げやすく、溶接が十分に行われる。
【００３３】
請求項３記載の発明では、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けし、その後スペーサーを除去した後に、他方の側からこの突き合せ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接するので、第１の被溶接部材の端面と溶接用裏当金との間にスペーサーの厚さ分の隙間が確保される。
【００３４】
従って、この突き合わせ部の他方の側から突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをするときに発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、この溶接棒の溶融した金属が突き合わせ部の隙間の中に浸入し、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材との溶接強度が大きくなる。
また、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の隙間から溶け出た溶接用金属を見たり、隙間に浸入している溶接用金属を隙間から覗いて見たり、棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
【００３５】
また、請求項３記載の発明では、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けされている。
【００３６】
従って、溶接肉盛りをするときに、この第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金等を固定する必要がなく溶接し易いし、寸法精度よく溶接することができる。
このように寸法精度よく溶接することができるので、この溶接方法を鉄骨系の建物ユニットに適用すると、寸法精度のよい建物ユニットを製造することができ、工場で大量生産する建物ユニットの生産に適しているし、ユニット建物の寸法精度のよいという特徴を発揮することができる。
【００３７】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の溶接方法に係り、前記第２の被溶接部材が建物ユニットの四角筒状の柱であり、前記第１の被溶接部材が、この柱に建物ユニットの断面コ字形長尺体の梁を連結するために設けるジョイントピースであり、このジョイントピースは、梁のコ字形に沿う２つのフランジとウエブとからなるコ字形短尺体であるので、前記請求項３記載の発明の作用の項で説明したように、建物ユニットの柱とジョイントピースとを強固に溶接することができるし、溶接が十分であるかどうかを確認できる。
従って、この溶接構造でジョイントピースを柱に溶接した建物ユニットの骨格の機械的強度が大きく、しかも、不良品も少ない。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金のスペーサーであるから、第１の被溶接部材の端部を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金が配設され、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間にスペーサーを差込むので、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間にスペーサーの厚みに相当する隙間が生じる。従って、溶接時に発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、溶融した溶接用金属がこのガスに邪魔されることなく隙間の中に浸入して溶け込みが十分に行われて、溶接が良好に行われるし、溶接用裏当金のスペーサーの厚みに相当する隙間からはみ出た溶接用金属を見たり、棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
【００３９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサーは丸棒又は丸筒の溶接用裏当金に適用される。このため、溶接用裏当金の断面が円弧状になっているので、溶接部材との接触面積を小さくし、溶接時に発生するガスが逃げやすく、溶接が十分に行われる。
【００４０】
請求項３記載の発明は、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けし、その後スペーサーを除去した後に、他方の側からこの突き合せ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接するから、第１の被溶接部材の端面と溶接用裏当金との間にスペーサーの厚さ分の隙間が確保される。
【００４１】
従って、この突き合わせ部の他方の側から突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをするときに発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、この溶接棒の溶融した金属が突き合わせ部の隙間の中に浸入し、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材との溶接強度が大きくなる。
また、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の隙間から溶け出た溶接用金属を見たり、隙間に浸入している溶接用金属を隙間から覗いて見たり、棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
【００４２】
また、請求項３記載の発明は、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けされている。
【００４３】
従って、溶接肉盛りをするときに、この第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金等を固定する必要がなく溶接し易いし、寸法精度よく溶接することができる。
このように寸法精度よく溶接することができるので、この溶接方法を鉄骨系の建物ユニットに適用すると、寸法精度のよい建物ユニットを製造することができ、工場で大量生産する建物ユニットの生産に適しているし、ユニット建物の寸法精度のよいという特徴を発揮することができる。
【００４４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の溶接方法に係り、前記第２の被溶接部材が建物ユニットの四角筒状の柱であり、前記第１の被溶接部材が、この柱に建物ユニットの断面コ字形長尺体の梁を連結するために設けるジョイントピースであり、このジョイントピースは、梁のコ字形に沿う２つのフランジとウエブとからなるコ字形短尺体であるので、前記請求項３記載の発明の作用の項で説明したように、建物ユニットの柱とジョイントピースとを強固に溶接することができるし、溶接が十分であるかどうかを確認できる。
従って、この溶接構造でジョイントピースを柱に溶接した建物ユニットの骨格の機械的強度が大きく、しかも、不良品も少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例で説明する。
図１〜図８は本発明をユニット建物に適用した一実施例であって、図１は、ユニット建物を示す斜視図、図２は、建物ユニットを示す一部切欠斜視図、図３は、ジョイントピースが取り付けられた柱に梁（天井梁）を挿入している状態を示す斜視図、図４はジョイントピースが柱に取り付けられた形状を示す斜視図、図５は、溶接用裏当金を示す正面図、図６は溶接用裏当金のスペーサーを示すものであって、（ａ）はスペーサーの正面図、（ｂ）はスペーサーの断面図、図７は、溶接工程を示すものであって、（ａ）は、柱、ジョイントピース、溶接用裏当金を仮溶接した状態を示す正面図、（ｂ）はスペーサーを取り除いてジョイントピースに溶接肉盛りをしている状態を示す斜視図、図８は、柱とジョイントピースの溶接部分の状態を示す断面図である。
【００４６】
図１〜図８において、ユニット建物Ｈは、図１に示すように、基礎９９の上に９個の建物ユニット１が据え付けられて１階が形成され、この１階の建物ユニットの上に９個の建物ユニット１が据え付けられて２階が形成され、この２階の建物ユニットの上に屋根パネル９が取り付けられたものである。
【００４７】
この建物ユニット１は、図２に示すように、矩形状の四隅に立設された４本の鋼製の四角筒状の柱２と、この４本の柱の下端部を矩形の辺に沿って連結された鋼製の断面コ字形長尺体の床梁３−１と、この４本の柱の上端部を矩形の辺に沿って連結された鋼製の断面コ字形長尺体の天井梁３−２とからなる骨格を有する。
【００４８】
そして、この建物ユニット１は、相対する床梁３−１に鋼製の四角筒状の床小梁１４が差し渡され、この床小梁１４の上に木製の床根太１５が取り付けられ、この床根太１５の上にパーチクルボードの床面材１６が取り付けられて床が形成され、相対する天井梁３−２に木製の天井野縁１７が取り付けられ、この天井野縁１７の下面に石膏ボードの天井面材１８が取り付けられて天井が形成されたものである。
【００４９】
外壁を設ける場所には、床梁３−１と天井梁３−２との間柱１９が差し渡されて取り付けられ、この間柱１９の屋外側に、図示しない外壁パネルが取り付けられ、屋内側に図示しない内壁パネルが取り付けられ、この外壁パネルと内壁パネルの間に図示しないガラスウールの断熱材が取り付けられている。
【００５０】
更に、必要な場所には間仕切りパネルが取り付けられて部屋が形成される。
この床梁３−１や天井梁３−２等の梁３が柱２に取り付けられた接合構造は、図３に示すように、ジョイントピース４が柱２に取り付けられ、このジョイントピース４に梁３が取り付けられている。
この際に使用するジョイントピース４は梁３の断面コ字形を形成する略平行な２個のフランジ３１の外側に沿う２個のフランジ４１と、梁のウエブ３２の外側に沿うウエブ４２とからなる。
【００５１】
そして、このジョイントピース４と柱２の接合構造は、図４に示すように、第１の被溶接部材であるジョイントピース４の端面が第２の被溶接部材である柱２の表面に向き合わされ、この向き合わせ部の一方の側であるジョイントピース４のコ字形の内側に溶接用裏当金５が配置され、他方の側であるジョイントピース４のコ字形の外側からこの向き合わせ部に沿って溶接肉盛り８された構造をしている。
【００５２】
この際に使用する溶接用裏当金５は、図５に示すように、断面円形の長尺体をコ字形に折曲した丸棒である。溶接用裏当金５とジョイントピース４の隙間を規定するスペーサー６は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、断面がＬ字状に折れ曲がった片６１，６２からなり、厚さ（ｈ１）が約２ｍｍのものである。
【００５３】
次に、このユニット建物の施工方法と、柱２にジョイントピース４を接合した接合構造の作用について説明する。
工場で、建物ユニット１、屋根パネル２等を製造する。
この際の建物ユニット１の製造方法と柱２にジョイントピース４を取り付ける方法の作用について説明する。
【００５４】
先ず、柱２を溶接面を上にして略水平に置き、図７（ａ）に示すように、溶接用裏当金５を配置し、その外側に第１の被溶接部材であるジョイントピース４の端面を第２の被溶接部材である柱２の表面に突き合わせ、この溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間を規定するためスペーサー６を差し込み、溶接用裏当金５の両端部分とコの字状の中央部とジョイントピース４のコーナー部及び中央部のＰ１を溶接して、このジョイントピース４と溶接用裏当金５とを柱２に仮付けする。
次に、図７（ｂ）に示すように，スペーサー６を取り除くと、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間ｈ１が生じる。そしてジョイントピース４の他方の側であるコ字形の外側からこの向き合わせ部に沿って溶接肉盛り８をする。
【００５５】
図８に示すように、この溶接肉盛り８をするときには、ガスが発生するが、このガスは、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間や溶接用裏当金５の下部から、矢印Ｘで示すように、外側に逃げる。この様子は、溶接用裏当金５を取り除くことなく、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間から矢印Ｙで示すように、容易に確認でき、その結果、溶接部分のガスの発生による空洞も少なくなる。
また、この溶接棒の溶融した金属は、ガス等に邪魔されることなく、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間の中に入る。そして、図８に示すように、溶接用裏当金５の下面側から外側に出ることもあるし、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間通って溶融した金属が外側に出てくる場合もあるが、いずれにしても、溶け込みが十分に行われ、ジョイントピース４と柱２の溶接強度が大きい。
【００５６】
なお、溶融した溶接用金属が溶接用裏当金５とジョイントピース４との間から出ている場合には、矢印Ｙの方向から、この溶接用金属を見たり、溶接用裏当金５とジョイントピース４間から棒を入れて溶接用金属を確認することにより、溶け込みが十分であるどうかを検査することができる。
また、溶接肉盛り８するときには、既に、柱２とジョイントピース４と溶接用裏当金５は仮止めされていて、所定位置に移動しないように固定されていて、この柱２や第ジョイントピース４溶接用裏当金５を保持する必要がなく溶接し易いし、寸法精度よく溶接することができる。
【００５７】
このようにして柱１１の上端部と下端部にジョイントピース４を取り付ける。
そして、このようにジョイントピース４が取り付けられた柱２を矩形状の四隅に立設し、図３に示すように、この４本の柱２の下端部に取り付けられているジョイントピース４のコ字形の中に鋼製の断面コ字形長尺体の梁３である床梁３−１を挿入し、このジョイントピース４と床梁３−１を溶接して床梁３−１を矩形の辺に沿って連結し、この４本の柱２の下端部に取り付けられているジョイントピース４のコ字形の中に鋼製の断面コ字形長
尺体の梁３である天井梁３−２を挿入し、このジョイントピース４と天井梁３−２を溶接して天井梁３−２を矩形の辺に沿って連結して、建物ユニット１の骨格を製造する。
【００５８】
そして、この相対する床梁３−１に鋼製の四角筒状の床小梁１４を差し渡し、この床小梁１４と床梁１２とを溶接して取り付け、この床小梁１４の上に床根太１５を取り付け、この床根太１５の上に床面材１６が取り付けて床を形成し、相対する天井梁３−２に天井野縁１７を差し渡して取り付け、この天井野縁１７の下面に石膏ボードの天井面材１８を取り付けて天井を形成する。
【００５９】
更に、必要な場所には外壁を設けたり、間仕切りパネルを取り付けたり、その他種々な仕上げを行うと建物ユニット１が完成する。
このようにして製造した建物ユニット１、屋根パネル９等を施工現場に運搬し、施工現場では、予め設けられている基礎９９の上に９個の建物ユニット１を据え付けて１階を形成し、この１階の建物ユニット１の上に９個の建物ユニット１を据え付けて２階を形成し、この２階の建物ユニット１の上に屋根パネル９を取り付け、種々な仕上げを行うとユニット建物Ｈが完成する。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
この実施例では、建物ユニットの柱とジョイントピースの溶接について説明したが、その他の部材、例えば、床梁と床小梁の溶接にも適用できる。また、建物ユニット以外の建築物にも適用できるし、建築物以外の部材の溶接にも適用できる。
また、溶接用裏当金のスペーサーに断面Ｌ字状に折り曲げた板を使用したが、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材の突合せ部に沿って配設される溶接用裏当金の形状に合わせて適宜断面形状の板体であればよい。例えば、直線状の板体を複数個使用されてもよい。
また、溶接して仮止めしたが、この仮止めは他の固定具で固定させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例であるユニット建物を示す斜視図である。
【図２】建物ユニットを示す一部切欠斜視図である。
【図３】ジョイントピースが取り付けられた柱に梁（天井梁）を挿入している状態を示す斜視図である。
【図４】ジョイントピースが柱に取り付けられた形状を示す斜視図である。
【図５】溶接用裏当金の正面図である。
【図６】溶接用裏当金のスペーサーであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図７】溶接工程を示すものであって、（ａ）は、柱、ジョイントピース、溶接用裏当金をスペーサーを差し込んで仮溶接した状態を示す正面図、（ｂ）はスペーサーを取り除いてジョイントピースに溶接肉盛りをしている状態を示す斜視図である。
【図８】柱にジョイントピースを溶接した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 建物ユニット
２ 第２の被溶接部材（柱）
３ 梁
３−１ 床梁
３−２ 天井梁
４ 第１の被溶接部材（ジョイントピース）
５ 溶接用裏当金
６ スペーサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接用裏当金のスペーサー及びこの溶接用裏当金のスペーサーを使用して溶接する溶接方法に関する。
特に、鉄骨系のユニット建物を構成する建物ユニットを工場で製造するときに好適な溶接用裏当金のスペーサー及び溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの被溶接部材を略直角に交わるように溶接する場合には、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接している。
このような溶接方法は多くの分野で行われているが、建築業界でも行われている。
更に、鉄骨系のユニット建物を構成する建物ユニットを工場で製造する際には、第１の鉄材の端面を第２の鉄材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部分を溶接する場合が多い。従って、この建築業界でも、ユニット建物にこの溶接方法を採用する場合が多い。
【０００３】
即ち、ユニット建物は、運搬可能な一定の大きさの箱形の、且つ、内部外部の仕上げられた建物ユニットと屋根ユニット・屋根パネルとを、予め、工場で製造し、この建物ユニットや屋根ユニット・屋根パネルの複数個を施工現場に運搬し、施工現場で組み立てて建物となるものであって、現場施工期間が短く、且つ、寸法精度のよい標準化された建物となる特徴があることから、近年、多く建てられている。
【０００４】
このユニット建物を構成する建物ユニットとしては、種々な構造のものが知られているが、特許文献１に記載されている鉄骨系の建物ユニットが多く採用されている。
この特許文献１に記載されている建物ユニットは、四隅に立設した鋼製の四角筒状体の４本の柱と、この４本の柱の上端部を矩形状の辺に沿って連結した鋼製の断面コ字形長尺体の４本の天井梁と、この４本の柱の下端部を矩形状の辺に沿って連結した鋼製の断面コ字形長尺体の４本の床梁とからなる骨格を有している。
【０００５】
そして、建物ユニットは、この骨格の相対する床梁に鋼製の四角筒状体の床小梁を差し渡して取り付け、この床小梁の上に木製の床根太を取り付け、この床根太の上にパーチクルボードの床面材を取り付けて床を形成し、相対する天井梁に木製の天井野縁を差し渡して取り付け、この天井野縁の下面に石膏ボードの天井面材を取り付けて天井を形成するものである。
【０００６】
なお、外壁を設ける場所には、天井梁と床梁とに間柱を差し渡して取り付け、この間柱の屋外側に外壁パネルを取り付け、屋内側に内壁パネルを取り付け、この外壁パネルと内壁パネルとの間にガラスウールからなる断熱材を取り付けた外壁が形成されている。
更に必要があれば、間仕切り壁等を取り付ける。
かかる鉄骨系の建物ユニットでは、鋼製の柱に鋼製の天井梁や床梁等の梁を取り付ける場合や、鋼製の床梁に鋼製の床小梁を取り付ける場合に、上記溶接方法が採用されている。
【０００７】
特に、骨格を構成する柱と天井梁や床梁等の梁を取り付ける際には、この柱と梁との接合場所には大きな力がかかるので、この大きな力がかかってもよいように、強固に溶接する必要がある。
従って、この柱と梁とを連結するときには、直接、溶接してもよいが、この方法では、溶接部分を強固に溶接することが困難であるので、通常、コ字形のジョイントピースを柱に溶接し、このジョイントピースのコ字形に、断面コ字形の天井梁や床梁を沿わして溶接
している。
【０００８】
そして、この鉄骨系のユニット建物では、この建物ユニットを大量生産する必要があるので、通常、溶接部分をロボットで溶接しているが、柱とジョイントピースの相対的位置がずれたとき等では、溶接狙い位置がずれ、溶接できずに、この部分に穴が発生し易い。そして、この穴が発生すると機械的強度が低下するという問題がある。
かかる問題を解決する溶接方法や溶接構造として、特許文献２〜４に記載されている方法や構造が知られている。
【０００９】
即ち、この特許文献２に記載されている溶接方法は、２つの被溶接部材を突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に裏当金を当接して隙間を塞ぎ、この裏当金と共に２つの被溶接部材を仮付けした後に、他方からこの突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをするものであり、実施例には、柱にジョイントピースを溶接する方法が記載されている。
この溶接方法によれば、溶接肉盛りする前に、裏当金と２つの被溶接部材を仮付けするので、仮付け作業が一度で済み、手間がかからないし、予め、仮付けしているので２つの被溶接部材の位置ずれを防止することができるし、突き合わせ部の隙間を裏当金で塞いでいるので、溶接時の穴空きを防止することができるという特徴がある。
【００１０】
また、特許文献３に記載されている溶接部の構造は、四角筒の長尺金属体とコ型に折り曲げられた金属板を突き合わせ溶接する溶接部の構造の構造において、該長尺金属体の突き合わせ部の形状と該金属板の突き合わせ部の形状とが略合同である溶接部の構造が記載されている。
この溶接部の構造によれば、溶接する２つの金属の突き合わせ部間の間隙を一定に保持することができ良好な溶接構造が得られるという特徴がある。
【００１１】
更に、特許文献４に記載されている溶接構造は、溶接用裏当金が被溶接部材から外れないように被溶接部材に設けられた突起により押さえつけられた溶接構造が記載されている。
この溶接構造によれば、被溶接部材に設けられた突起により裏当金が外れないように拘束されているので、２つの被溶接部材を仮付けする際、裏当金の溶接熱変形を防止することができる。
勿論、この溶接方法や溶接構造は柱とジョイントピース以外の建築部材や建築部材以外の材料の溶接にも適用できる。
【特許文献１】特公昭６１−４２０６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２３７８６７号公報
【特許文献３】特開平５−１５４６８４号公報
【特許文献４】特開平１１−１８０１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献２に記載されている溶接方法では、２つの被溶接部材の突き合わせ部の溶接肉盛りと反対側には、溶接用裏当金があって塞がれているので、溶接時に発生するガスが逃げ難く、このガスが溶接肉盛りの中や溶接肉盛りと柱やジョイントピースとの間に残ったままになりこの溶接部分にガスによる空洞が発生したり、このガスの邪魔やその他の理由で溶接肉盛りが反対側まで十分に溶け込み難く、溶接不良になり易い。
【００１３】
また、一方の側に設けられている溶接用裏当金が邪魔して、溶接肉盛りが反対側まで溶け込んだかどうかが確認できないので、確認のためには、溶接用裏当金を剥がして確認する必要があり、極めて困難である。
【００１４】
また、上記特許文献３に記載されている溶接部の構造では、溶接する２つの金属の突き合わせ部間の間隙を一定に保持することができ良好な溶接構造が得られるが、長尺金属体の口径や厚みの変更に合わせて金属板の突き合わせ部の形状変更が必要となり費用がかかるという問題がある。
【００１５】
また、上記特許文献４に記載されている溶接構造では、溶接用裏当金が被溶接部材から外れないように被溶接部材に設けられた突起により押さえつけられて拘束されているので、２つの被溶接部材を仮付けする際、裏当金の溶接熱変形を防止することができるが、２つの被溶接部材の隙間の大きさや、裏当金の位置を変更するには、被溶接部材のプレス金型を変更する費用がかかっていた。また突起の大きさはプレス金型で小さくできる限界が決まっており、設計の自由度が小さいという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、溶接時に、２つの被溶接部材の突き合わせ部にガスによる空洞が発生し難いし、溶接肉盛りが反対側まで溶け込み易く、しかも、この溶接肉盛りが反対側まで溶け込んだかどうかを確認することができ、２つの被溶接部材の間の隙間を形成することができる溶接用裏当金のスペーサーと、この溶接用裏当金のスペーサーを使用して２つの被溶接部材を溶接する溶接方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであって、請求項１記載の発明は、第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金のスペーサーであって、第１の被溶接部材の端部を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合せ部の一方の側に溶接用裏当金が配設され、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間に差込み両者の間隙を規定することを特徴とするものである。
【００１８】
この請求項１記載の発明の溶接用裏当金のスペーサーは、溶接用裏当金を第１の被溶接部材と第２の被溶接部材の突き合わせ部一方の側に配置するときに、この第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間に差し込み両者の間に規定の隙間が生ずるようにするものである。
従って、溶接用裏当金のスペーサーは厚さ１〜４ｍｍ程度の板状のものが好ましく、２〜３ｍｍがより好ましい。スペーサーの厚さが１ｍｍ未満では第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間が狭すぎて溶接金属を直接観察することが困難であり、スペーサーの厚さが４ｍｍ以上では第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間が広すぎて溶接用裏当金の機能を十分発揮することができない。
【００１９】
また、スペーサーの形状は第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の形状に沿う形状であればいかなる断面形状でもよい。例えば、コ字形のジョイントピースの端面を柱の表面に向き合わせ溶接する場合には、溶接用裏当金は、この向き合わせ部に沿うようにコ字形に折曲した形状になされている場合、溶接用裏当金と同様なコの字状の断面形状でもよく、溶接用裏当金の半分のＬ字状の断面形状でもよく、或いは板状で、数個をＬ字状やコの字状に並べてもよい。また、スペーサーは第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間の全てに配置されていなくともよい。例えば、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間のコの字状の形状を半分にした片側のＬ字状部分にのみ配置されてもよく、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間の隙間の適宜の位置に１個〜数個配置されてもよい。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサーは丸棒又は丸筒の溶接用裏当金に適用されることを特徴とするものである。
【００２１】
特に、この丸棒または丸筒の断面が円弧状になっているので、溶接部材との接触面積を小さくし、溶接時に発生するガスが逃げやすいので好ましい。
また、この溶接用裏当金の全体の形状は被溶接部材の向き合わせ部に沿う形状であれば適宜でよい。例えば、コ字形のジョイントピースの端面を柱の表面に向き合わせ溶接する場合には、溶接用裏当金は、この向き合わせ部に沿うようにコ字形に折曲した形状でもよい、直線状の形状であって、この直線状の溶接用裏当金の３個を辺に沿ってコ字形に配置するようにしてもよい。
【００２２】
請求項３記載の発明は、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けし、その後スペーサーを除去した後に、他方の側からこの突き合せ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接することを特徴とするものである。
【００２３】
この請求項３記載の発明のスペーサーは第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けした後、除去するので、スペーサーの厚さに相当する隙間が生じる。このため、この溶接用裏当金の側からこの隙間を通して他方の側を見ることができ、他方側から溶接金属による溶接時に発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、溶融した溶融金属がこのガスに邪魔されることなく隙間の中に進入し溶け込みが十分に行われて、溶接が良好に行われるし、溶接用裏当金側からは溶接用金属のはみ出し状況等の溶接裏面部の溶け込みを溶接用裏当金を外さずに確認できる。
【００２４】
この請求項３記載の発明では、仮付けしているが、この仮付けとは、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金の相互の位置を固定することであり、固定具で固定してもよいし、１ヵ所または数カ所というように少ない場所を溶接して移動しないように固定してもよい。後者が、簡単であるので好ましい。
【００２５】
更に、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金がそれぞれ相互に仮付けされてもよいし、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とが仮付けされ、この第１の被溶接部材または第２の被溶接部材に溶接用裏当部材が仮付けされていてもよいし、第２の被溶接部材に溶接用裏当金が仮付けされ、この第２の被溶接部材または溶接用裏当金に第２
の被溶接部材が仮付けされてもよいし、第１の被溶接部材に溶接用裏当金が仮付けされ、この第１の被溶接部材または溶接用裏当金に第２の被溶接部材が仮付けされてもよい。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の溶接方法に係り、前記第２の被溶接部材が建物ユニットの四角筒状の柱であり、前記第１の被溶接部材が、この柱に建物ユニットの断面コ字形長尺体の梁を連結するために設けるジョイントピースであり、このジョイントピースは、梁のコ字形に沿う２つのフランジとウエブとからなるコ字形短尺体である。
【００２７】
この請求項４記載のジョイントピースは、２つのフランジと、この２つのフランジを繋ぐウエブとからなるコ字形短尺体であり、この短尺体の端面を、柱の面に突き合わせるのであるが、通常、ジョイントピースを取り付ける柱の側面の幅は、梁のフランジ面の幅より大きいので、ジョイントピースの２個のフランジの柱に当接する端面を梁に当接する端面より広くすると、ジョイントピースと柱との接触面積が大きくなり、溶接時に、この部分の機械的強度を大きくすることができる。従って、この２個のジョイントピースとしては、フランジを柱の方向に次第に広くした形状が好ましい。
（作用）
【００２８】
請求項１記載の発明では、第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金のスペーサーであって、第１の被溶接部材の端部を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金が配設され、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間にスペーサーを差込むので、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間にスペーサーの厚みに相当する隙間が生じる。従って、溶接時に発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、溶融した溶接用金属がこのガスに邪魔されることなく隙間の中に浸入して溶け込みが十分に行われて、溶接が良好に行われるし、溶接用裏当金のスペーサーの厚みに相当する隙間からはみ出た溶接用金属を見たり、棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
【００２９】
この溶接用裏当金のスペーサーの一使用方法を説明しながら、更に詳細に説明する。
即ち、この溶接用裏当金のスペーサーを使用して溶接する一方法は、まず、第２の被溶接部材の表面に第１の被溶接部材の端面と溶接用裏当金を配置し、第１の被溶接部材の端面と溶接用裏当金との間に規定の隙間を設けるため、スペーサーを差し込む。
すると、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間に規定の隙間が生じ、スペーサーを取れば、溶接用裏当金を取り除くことなく、溶接裏面部への溶接の溶け込み（裏波）が観察できる。
【００３０】
次に、この突き合わせ部の他方の側から突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをするが、このときに発生するガスはこの隙間を通って逃げ、溶接部分のガスの発生による空洞が少なくなるし、この溶接棒の溶融した金属が突き合わせ部の隙間の中に浸入し、溶け込みが十分に行われ、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材との溶接強度が大きくなる。
【００３１】
また、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間から出た溶接用金属を見たり、隙間の中に浸入した溶接用金属を覗いて見たり、隙間の中に棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
このように、請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサーを使用することによって、溶接が良好に行われるし、溶接が十分に行われているかどうかを確認することができる。
【００３２】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサーは丸棒又は丸筒の溶接用裏当金に適用される。このため、溶接用裏当金の断面が円弧状になっているので、溶接部材との接触面積を小さくし、溶接時に発生するガスが逃げやすく、溶接が十分に行われる。
【００３３】
請求項３記載の発明では、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けし、その後スペーサーを除去した後に、他方の側からこの突き合せ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接するので、第１の被溶接部材の端面と溶接用裏当金との間にスペーサーの厚さ分の隙間が確保される。
【００３４】
従って、この突き合わせ部の他方の側から突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをするときに発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、この溶接棒の溶融した金属が突き合わせ部の隙間の中に浸入し、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材との溶接強度が大きくなる。
また、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の隙間から溶け出た溶接用金属を見たり、隙間に浸入している溶接用金属を隙間から覗いて見たり、棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
【００３５】
また、請求項３記載の発明では、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けされている。
【００３６】
従って、溶接肉盛りをするときに、この第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金等を固定する必要がなく溶接し易いし、寸法精度よく溶接することができる。
このように寸法精度よく溶接することができるので、この溶接方法を鉄骨系の建物ユニットに適用すると、寸法精度のよい建物ユニットを製造することができ、工場で大量生産する建物ユニットの生産に適しているし、ユニット建物の寸法精度のよいという特徴を発揮することができる。
【００３７】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の溶接方法に係り、前記第２の被溶接部材が建物ユニットの四角筒状の柱であり、前記第１の被溶接部材が、この柱に建物ユニットの断面コ字形長尺体の梁を連結するために設けるジョイントピースであり、このジョイントピースは、梁のコ字形に沿う２つのフランジとウエブとからなるコ字形短尺体であるので、前記請求項３記載の発明の作用の項で説明したように、建物ユニットの柱とジョイントピースとを強固に溶接することができるし、溶接が十分であるかどうかを確認できる。
従って、この溶接構造でジョイントピースを柱に溶接した建物ユニットの骨格の機械的強度が大きく、しかも、不良品も少ない。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金のスペーサーであるから、第１の被溶接部材の端部を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金が配設され、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間にスペーサーを差込むので、第１の被溶接部材と溶接用裏当金との間にスペーサーの厚みに相当する隙間が生じる。従って、溶接時に発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、溶融した溶接用金属がこのガスに邪魔されることなく隙間の中に浸入して溶け込みが十分に行われて、溶接が良好に行われるし、溶接用裏当金のスペーサーの厚みに相当する隙間からはみ出た溶接用金属を見たり、棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
【００３９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサーは丸棒又は丸筒の溶接用裏当金に適用される。このため、溶接用裏当金の断面が円弧状になっているので、溶接部材との接触面積を小さくし、溶接時に発生するガスが逃げやすく、溶接が十分に行われる。
【００４０】
請求項３記載の発明は、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けし、その後スペーサーを除去した後に、他方の側からこの突き合せ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接するから、第１の被溶接部材の端面と溶接用裏当金との間にスペーサーの厚さ分の隙間が確保される。
【００４１】
従って、この突き合わせ部の他方の側から突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをするときに発生するガスがこの隙間を通って逃げるし、この溶接棒の溶融した金属が突き合わせ部の隙間の中に浸入し、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材との溶接強度が大きくなる。
また、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の隙間から溶け出た溶接用金属を見たり、隙間に浸入している溶接用金属を隙間から覗いて見たり、棒を突っ込んで溶け込みが十分であるかどうかを確認することができる。
【００４２】
また、請求項３記載の発明は、第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けされている。
【００４３】
従って、溶接肉盛りをするときに、この第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金等を固定する必要がなく溶接し易いし、寸法精度よく溶接することができる。
このように寸法精度よく溶接することができるので、この溶接方法を鉄骨系の建物ユニットに適用すると、寸法精度のよい建物ユニットを製造することができ、工場で大量生産する建物ユニットの生産に適しているし、ユニット建物の寸法精度のよいという特徴を発揮することができる。
【００４４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の溶接方法に係り、前記第２の被溶接部材が建物ユニットの四角筒状の柱であり、前記第１の被溶接部材が、この柱に建物ユニットの断面コ字形長尺体の梁を連結するために設けるジョイントピースであり、このジョイントピースは、梁のコ字形に沿う２つのフランジとウエブとからなるコ字形短尺体であるので、前記請求項３記載の発明の作用の項で説明したように、建物ユニットの柱とジョイントピースとを強固に溶接することができるし、溶接が十分であるかどうかを確認できる。
従って、この溶接構造でジョイントピースを柱に溶接した建物ユニットの骨格の機械的強度が大きく、しかも、不良品も少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例で説明する。
図１〜図８は本発明をユニット建物に適用した一実施例であって、図１は、ユニット建物を示す斜視図、図２は、建物ユニットを示す一部切欠斜視図、図３は、ジョイントピースが取り付けられた柱に梁（天井梁）を挿入している状態を示す斜視図、図４はジョイントピースが柱に取り付けられた形状を示す斜視図、図５は、溶接用裏当金を示す正面図、図６は溶接用裏当金のスペーサーを示すものであって、（ａ）はスペーサーの正面図、（ｂ）はスペーサーの断面図、図７は、溶接工程を示すものであって、（ａ）は、柱、ジョイントピース、溶接用裏当金を仮溶接した状態を示す正面図、（ｂ）はスペーサーを取り除いてジョイントピースに溶接肉盛りをしている状態を示す斜視図、図８は、柱とジョイントピースの溶接部分の状態を示す断面図である。
【００４６】
図１〜図８において、ユニット建物Ｈは、図１に示すように、基礎９９の上に９個の建物ユニット１が据え付けられて１階が形成され、この１階の建物ユニットの上に９個の建物ユニット１が据え付けられて２階が形成され、この２階の建物ユニットの上に屋根パネル９が取り付けられたものである。
【００４７】
この建物ユニット１は、図２に示すように、矩形状の四隅に立設された４本の鋼製の四角筒状の柱２と、この４本の柱の下端部を矩形の辺に沿って連結された鋼製の断面コ字形長尺体の床梁３−１と、この４本の柱の上端部を矩形の辺に沿って連結された鋼製の断面コ字形長尺体の天井梁３−２とからなる骨格を有する。
【００４８】
そして、この建物ユニット１は、相対する床梁３−１に鋼製の四角筒状の床小梁１４が差し渡され、この床小梁１４の上に木製の床根太１５が取り付けられ、この床根太１５の上にパーチクルボードの床面材１６が取り付けられて床が形成され、相対する天井梁３−２に木製の天井野縁１７が取り付けられ、この天井野縁１７の下面に石膏ボードの天井面材１８が取り付けられて天井が形成されたものである。
【００４９】
外壁を設ける場所には、床梁３−１と天井梁３−２との間柱１９が差し渡されて取り付けられ、この間柱１９の屋外側に、図示しない外壁パネルが取り付けられ、屋内側に図示しない内壁パネルが取り付けられ、この外壁パネルと内壁パネルの間に図示しないガラスウールの断熱材が取り付けられている。
【００５０】
更に、必要な場所には間仕切りパネルが取り付けられて部屋が形成される。
この床梁３−１や天井梁３−２等の梁３が柱２に取り付けられた接合構造は、図３に示すように、ジョイントピース４が柱２に取り付けられ、このジョイントピース４に梁３が取り付けられている。
この際に使用するジョイントピース４は梁３の断面コ字形を形成する略平行な２個のフランジ３１の外側に沿う２個のフランジ４１と、梁のウエブ３２の外側に沿うウエブ４２とからなる。
【００５１】
そして、このジョイントピース４と柱２の接合構造は、図４に示すように、第１の被溶接部材であるジョイントピース４の端面が第２の被溶接部材である柱２の表面に向き合わされ、この向き合わせ部の一方の側であるジョイントピース４のコ字形の内側に溶接用裏当金５が配置され、他方の側であるジョイントピース４のコ字形の外側からこの向き合わせ部に沿って溶接肉盛り８された構造をしている。
【００５２】
この際に使用する溶接用裏当金５は、図５に示すように、断面円形の長尺体をコ字形に折曲した丸棒である。溶接用裏当金５とジョイントピース４の隙間を規定するスペーサー６は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、断面がＬ字状に折れ曲がった片６１，６２からなり、厚さ（ｈ１）が約２ｍｍのものである。
【００５３】
次に、このユニット建物の施工方法と、柱２にジョイントピース４を接合した接合構造の作用について説明する。
工場で、建物ユニット１、屋根パネル２等を製造する。
この際の建物ユニット１の製造方法と柱２にジョイントピース４を取り付ける方法の作用について説明する。
【００５４】
先ず、柱２を溶接面を上にして略水平に置き、図７（ａ）に示すように、溶接用裏当金５を配置し、その外側に第１の被溶接部材であるジョイントピース４の端面を第２の被溶接部材である柱２の表面に突き合わせ、この溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間を規定するためスペーサー６を差し込み、溶接用裏当金５の両端部分とコの字状の中央部とジョイントピース４のコーナー部及び中央部のＰ１を溶接して、このジョイントピース４と溶接用裏当金５とを柱２に仮付けする。
次に、図７（ｂ）に示すように，スペーサー６を取り除くと、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間ｈ１が生じる。そしてジョイントピース４の他方の側であるコ字形の外側からこの向き合わせ部に沿って溶接肉盛り８をする。
【００５５】
図８に示すように、この溶接肉盛り８をするときには、ガスが発生するが、このガスは、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間や溶接用裏当金５の下部から、矢印Ｘで示すように、外側に逃げる。この様子は、溶接用裏当金５を取り除くことなく、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間から矢印Ｙで示すように、容易に確認でき、その結果、溶接部分のガスの発生による空洞も少なくなる。
また、この溶接棒の溶融した金属は、ガス等に邪魔されることなく、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間の中に入る。そして、図８に示すように、溶接用裏当金５の下面側から外側に出ることもあるし、溶接用裏当金５とジョイントピース４の間の隙間通って溶融した金属が外側に出てくる場合もあるが、いずれにしても、溶け込みが十分に行われ、ジョイントピース４と柱２の溶接強度が大きい。
【００５６】
なお、溶融した溶接用金属が溶接用裏当金５とジョイントピース４との間から出ている場合には、矢印Ｙの方向から、この溶接用金属を見たり、溶接用裏当金５とジョイントピース４間から棒を入れて溶接用金属を確認することにより、溶け込みが十分であるどうかを検査することができる。
また、溶接肉盛り８するときには、既に、柱２とジョイントピース４と溶接用裏当金５は仮止めされていて、所定位置に移動しないように固定されていて、この柱２や第ジョイントピース４溶接用裏当金５を保持する必要がなく溶接し易いし、寸法精度よく溶接することができる。
【００５７】
このようにして柱１１の上端部と下端部にジョイントピース４を取り付ける。
そして、このようにジョイントピース４が取り付けられた柱２を矩形状の四隅に立設し、図３に示すように、この４本の柱２の下端部に取り付けられているジョイントピース４のコ字形の中に鋼製の断面コ字形長尺体の梁３である床梁３−１を挿入し、このジョイントピース４と床梁３−１を溶接して床梁３−１を矩形の辺に沿って連結し、この４本の柱２の下端部に取り付けられているジョイントピース４のコ字形の中に鋼製の断面コ字形長
尺体の梁３である天井梁３−２を挿入し、このジョイントピース４と天井梁３−２を溶接して天井梁３−２を矩形の辺に沿って連結して、建物ユニット１の骨格を製造する。
【００５８】
そして、この相対する床梁３−１に鋼製の四角筒状の床小梁１４を差し渡し、この床小梁１４と床梁１２とを溶接して取り付け、この床小梁１４の上に床根太１５を取り付け、この床根太１５の上に床面材１６が取り付けて床を形成し、相対する天井梁３−２に天井野縁１７を差し渡して取り付け、この天井野縁１７の下面に石膏ボードの天井面材１８を取り付けて天井を形成する。
【００５９】
更に、必要な場所には外壁を設けたり、間仕切りパネルを取り付けたり、その他種々な仕上げを行うと建物ユニット１が完成する。
このようにして製造した建物ユニット１、屋根パネル９等を施工現場に運搬し、施工現場では、予め設けられている基礎９９の上に９個の建物ユニット１を据え付けて１階を形成し、この１階の建物ユニット１の上に９個の建物ユニット１を据え付けて２階を形成し、この２階の建物ユニット１の上に屋根パネル９を取り付け、種々な仕上げを行うとユニット建物Ｈが完成する。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
この実施例では、建物ユニットの柱とジョイントピースの溶接について説明したが、その他の部材、例えば、床梁と床小梁の溶接にも適用できる。また、建物ユニット以外の建築物にも適用できるし、建築物以外の部材の溶接にも適用できる。
また、溶接用裏当金のスペーサーに断面Ｌ字状に折り曲げた板を使用したが、第１の被溶接部材と第２の被溶接部材の突合せ部に沿って配設される溶接用裏当金の形状に合わせて適宜断面形状の板体であればよい。例えば、直線状の板体を複数個使用されてもよい。
また、溶接して仮止めしたが、この仮止めは他の固定具で固定させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例であるユニット建物を示す斜視図である。
【図２】建物ユニットを示す一部切欠斜視図である。
【図３】ジョイントピースが取り付けられた柱に梁（天井梁）を挿入している状態を示す斜視図である。
【図４】ジョイントピースが柱に取り付けられた形状を示す斜視図である。
【図５】溶接用裏当金の正面図である。
【図６】溶接用裏当金のスペーサーであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図７】溶接工程を示すものであって、（ａ）は、柱、ジョイントピース、溶接用裏当金をスペーサーを差し込んで仮溶接した状態を示す正面図、（ｂ）はスペーサーを取り除いてジョイントピースに溶接肉盛りをしている状態を示す斜視図である。
【図８】柱にジョイントピースを溶接した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 建物ユニット
２ 第２の被溶接部材（柱）
３ 梁
３−１ 床梁
３−２ 天井梁
４ 第１の被溶接部材（ジョイントピース）
５ 溶接用裏当金
６ スペーサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金のスペーサーであって、第１の被溶接部材の端部を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金が配設され、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間に差込み両者の間隙を規定することを特徴とする溶接用裏当金のスペーサー。
【請求項２】
丸棒又は丸筒の溶接用裏当金に用いられることを特徴とする請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサー。
【請求項３】
第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けし、その後スペーサーを除去した後に、他方の側からこの突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接することを特徴とする溶接方法。
【請求項４】
前記第２の被溶接部材が建物ユニットの四角筒状の柱であり、前記第１の被溶接部材が、この柱に建物ユニットの断面コ字形長尺体の梁を連結するために設けるジョイントピースであり、このジョイントピースは、梁のコ字形に沿う２つのフランジとウエブとからなるコ字形短尺体であることを特徴とする請求項３記載の溶接方法。
【請求項１】
第１の被溶接部材を第２の被溶接部材に突き合わせ、この突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをする溶接方法に使用する溶接用裏当金のスペーサーであって、第１の被溶接部材の端部を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金が配設され、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間に差込み両者の間隙を規定することを特徴とする溶接用裏当金のスペーサー。
【請求項２】
丸棒又は丸筒の溶接用裏当金に用いられることを特徴とする請求項１記載の溶接用裏当金のスペーサー。
【請求項３】
第１の被溶接部材の端面を第２の被溶接部材の表面に突き合わせ、この突き合わせ部の一方の側に溶接用裏当金を配設し、第１の被溶接部材と溶接用裏当金の間にスペーサーを差込み、第１の被溶接部材、第２の被溶接部材及び溶接用裏当金を仮付けし、その後スペーサーを除去した後に、他方の側からこの突き合わせ部に沿って溶接肉盛りをして第１の被溶接部材と第２の被溶接部材とを溶接することを特徴とする溶接方法。
【請求項４】
前記第２の被溶接部材が建物ユニットの四角筒状の柱であり、前記第１の被溶接部材が、この柱に建物ユニットの断面コ字形長尺体の梁を連結するために設けるジョイントピースであり、このジョイントピースは、梁のコ字形に沿う２つのフランジとウエブとからなるコ字形短尺体であることを特徴とする請求項３記載の溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１６７７８６（Ｐ２００６−１６７７８６Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６６６１３（Ｐ２００４−３６６６１３）
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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