JPH07110434B2 - 溶接用の裏当金 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一端部又は両端部にフ
ランジ継手部を備えたコラム（柱材）を製作するような
場合に、その溶接の過程で用いる裏当金に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】フランジ継手部付きコラムは、例えば角
パイプ状等に形成された条材の両端部に、その端部輪郭
よりも一回り大きな平板材を溶接して製作する。この場
合の溶接は、条材の枠状端面と平板材の一平面との間
（母材相互間）に一定幅の隙間を形成させて、この隙間
内を肉盛溶接するものであるが、溶接金属が隙間を通じ
て条材内部へ流れ込むのを防止するため、条材の端部
に、予め、その開口内に嵌まる枠状をした裏当金を嵌め
込み、この裏当金の一部が条材の端部から突出する状態
に調節したうえで溶接により両者の仮付けを行い、その
後、裏当金の突出側の枠状端面を平板材に当接させてか
ら、本溶接を行うようにしていた。

【０００３】条材の端部へ裏当金を仮付けする場合、従
来最も一般的な位置決め法としては、予め、裏当金の表
面に嵌め込み量の目安とするケガキを行い、このケガキ
線を基準として条材の端部に対する裏当金の位置合わせ
をするようにしていた。しかし、ケガキ作業や位置合わ
せ作業は面倒であると共に、仮付けのための溶接時等に
裏当金が位置ズレを起こすおそれがあった。裏当金が位
置ズレを起こした場合には、条材の長手方向に対して平
板材の平面方向が直角を成さないようになるから、言う
までもなくコラムとしては不適なものとなる。

【０００４】そこで、例えば実開平１−１７２４９３号
公報に示すように、当該裏当金の表面に工具を押し当て
て楔状の凹部を形成するとともに、この凹部の体積分だ
けが盛り上がった部分としての突起を形成し、この突起
によって当該裏当金を一方の母材に対して位置決めする
ことがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、このような裏
当金の表面を工具て削って突起を展延加工する手段で
は、裏当金の表面に工具を斜めから押し当てねばならな
いので、当該突起を人力で手加工する場合は別として、
当該突起をプレス装置を用いて自動加工するのは困難で
ある。

【０００６】すなわち、図５は、従来の突起の展延加工
法をプレス装置で行う場合の一例を示したものであり、
この場合、基台３０上にセットした裏当金３１の裏面は
固定ブロック３２にバックアップされ、裏当金３１の表
面下部には突起の型となる成形凹部３３を有する成形型
３４が添設されている。 そして、この場合、裏当金３１
の表面に対してポンチ３５を矢印で示す斜め方向から押
し付けることにより、当該ポンチ３５で圧壊される金属
分を前記成形凹部３３へ流動させて突起を形成すること
になるが、かかる斜め方向にポンチ３５を移動させるに
はプレス装置に複雑な連動機構を設ける必要が生じて専
ら装置が高価なものになるので、裏当金３１の表面を削
って突起を展延加工する従来の方 法ではプレス装置を用
いた突起の自動加工には適さない。

【０００７】一方、裏当金３１に位置決め用の突起を設
けると、その突起は母材間の間隙内に収まることになる
ので、当該突起のある部分での溶接肉が減少して固定強
度を低下させるおそれがある。本発明は、上記事情に鑑
みてなされたものであって、位置決め用の突起を形成し
た裏当金をプレス装置を用いた自動加工に適するものと
して低コストで製作でき、しかも、突起を形成したこと
による母材相互間の固定強度の低下を防止することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明は、母材相互間に設けた隙間を母材裏面側から閉塞し
て溶接に供する裏当金であって、前記母材の裏面に当接
される当該裏当金の表面に、一方の母材を他方の母材に
対して位置決めするための突起がその一方の母材の表面
側へ突設された溶接用の裏当金において、 前記突起は、
当該裏当金の幅方向一側縁面の表面側コーナー部を幅方
向他側へ向かって進行するポンチでプレスして同コーナ
ー部を展延することにより、前記母材相互間の隙間より
も薄い舌片状に形成されており、 この突起の展延加工と
同時に当該裏当金の前記コーナー部にできる凹部が当該
裏当金の幅方向一側縁面から前記突起の根元まで延びて
形成されていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明によれば、一方の母材（例えば条材）の
裏面へ裏当金を当接させたときに、その母材の端面に突
起を当接させるようにすることで、母材に対する裏当金
の位置付けを確定させることができる。従って、この母
材と他方の母材（例えば平板材）との位置付けも確定さ
せることができる。

【００１０】かかる突起は裏当金の幅方向一側縁面の表
面側コーナー部を幅方向他側へ向かって進行するポンチ
でプレスして同コーナー部を展延することにより形成す
るようにしているので、例えば、図４に示すように、裏
当金の幅方向と平行にポンチを作動させることによって
突起を形成でき、従来のようにポンチを裏当金に対して
斜めに動かす必要がないのでプレス装置の構造が複雑化
しない。

【００１１】また、かかる展延により、突起は母材相互
間の隙間よりも薄い舌片状に形成されるので、母材相互
間の隙間が突起で断絶されることがなく、隙間内の突起
を設けた位置にも溶接肉が回ることになる。しかも、か
かる展延により、当該突起に対応してその突起の根元か
ら裏当金の幅方向一側縁まで延びる凹部が形成されるた
め、この凹部にも溶接肉が入り込むことになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明に係る裏当金１を用いて角パイプ状条
材１０と平板材１１とを溶接し、コラム（柱材）を製作
しようとする状況を示した分解斜視図である。この実施
例の裏当金１は、細い帯鋼を折曲して条材１０の端部開
口内に嵌まる枠状に形成したものであって、その四周の
側面２には、それぞれ外方へ向く突起３が突設されてい
る。

【００１３】これらの突起３は、例えば後述するプレス
装置２０により、当該裏当金１の幅方向一側縁面１Ａの
表面側（図２及び図４の左側）に位置するコーナー部
を、当該裏当金１の幅方向他側に向かって進行するポン
チ２２でプレス加工して展延することによって形成され
ている。かかる展延により、各突起３は、条材１０と平
板材１１との間（母材相互間）の隙間よりも薄くなるよ
うに薄い舌片状に形成されるとともに、各突起３の形成
位置である前記コーナー部に、裏当金の幅方向一側縁面
１Ａから当該突起３の根元まで延びる凹部３Ａが形成さ
れることとなる（図１及び図２参照）。

【００１４】図２に示すようにこれらの突起３は、裏当
金１の一方の枠状端面（平板材１１へ当接される側の
面）からの位置寸法ｈが例えば４〜６ｍｍとなるように
位置付けられており、また側面２からの突出寸法ｔが、
条材１０の肉厚寸法を越えることのないように形成され
ている。上記位置寸法ｈや突出寸法ｔは、使用する条材
１０や平板材１１の肉厚寸法に応じて種々、異ならせる
ようにすればよいが、１個の裏当金１の中において、特
に位置寸法ｈについては全ての突起３で統一させる必要
がある。

【００１５】このような裏当金１を条材１０の端部開口
内へ嵌め込むと、全部の突起３が条材１０の枠状端面に
当接してそれ以上の嵌め入れが不能な状態になり、この
状態では、条材１０の端面から突出する裏当金１の突出
量がその全周において一定となる。そのため、この裏当
金１の突出側の枠状端面に平板材１１を当接させること
によって、条材１０の長手方向と平板材１１の平面方向
とを直交関係に保持できるものとなる。なお、上記した
ように条材１０内に裏当金１が嵌まり込み過ぎることは
決してないので、これら両者を仮付けのため溶接するこ
となく、はじめから本溶接を行うようにすることも可能
である。

【００１６】一方、各突起３は条材１０と平板材１１間
の隙間よりも薄い舌片状に形成されているので、同隙間
が当該突起３で完全に遮断されることはなく、このため
隙間内の突起３を設けた位置にも溶接肉が回り、両部材
１０，１１間の固定強度の低下が防止される。さらに、
各突起３は後述のようなプレス装置による展延によって
形成され、このさい各突起３と同時に形成される凹部３
Ａは裏当金１の幅方向一側縁面１Ａから当該突起３の根
元まで延びているので、図２に示すように、各突起３の
形成位置において溶接肉が凹部３Ａにも入り込み、隙間
内の突起３を設けた位置の固定強度が向上される。

【００１７】ここで、図６は、裏当金１の表面を削って
突起３を展延加工する従来の展延加工法（図５）によっ
て製作された裏当金１の使用状態を示し、条材１０や平
板材１１等の図２と同様の部材には同一符号を付してあ
る。 そして、従来のように、裏当金１の表面を削って突
起３を展延加工する場合には、裏当金１の表面を削った
ときにできる楔状の凹部３Ｂが裏当金１の表面中央側
（図６の突起３よりも下方）に位置して条材１０と平板
材１１間の間隙には位置しないので、その楔状の凹部３
Ｂに溶接肉が入り込むことがない。このため、従来で
は、突起３を形成した位置においてその分だけ溶接肉が
減少することになるので、条材１０と平板材１１間の固
定強度が低下するおそれがある。

【００１８】この点、本発明の裏当金１では、上記のよ
うに凹部３Ａが条材１０と平板材１１間の間隙内に位置
するので、各突起３の形成位置において当該凹部３Ａに
も溶接肉が入り込み、突起３を設けたことによる固定強
度の低下が防止される。裏当金１は、全体が一体として
枠状に形成されたものに限らず、図３（ａ）〜（ｄ）に
示すように種々の形状をしたものを複数組み合わせるこ
とによって、枠状を形成させるものとしてもよい。

【００１９】この場合、それぞれの裏当金１は、枠形状
のコーナー部を含む形状をしたものとし、且つ、そのコ
ーナー部を挟むそれぞれの片部に少なくとも１個の突起
３を配するようにすることが好ましい。このような裏当
金１において、突起３を形成させるには図４に示すよう
なプレス装置２０を用いて行うことができる。このプレ
ス装置２０は、固定された下型２３上で上型２１が上下
動するものであって、上型２１にはポンチ２２が取り付
けられ、下型２３には裏当金１の形成素材たる帯鋼５を
不動に保持するチャッキング機構２４が設けられてい
る。

【００２０】このチャッキング機構２４は、帯鋼５の背
当てとされる固定ブロック２５と、この固定ブロック２
５に所定間隔をおいて対向設置された支持ブロック２７
と、この支持ブロック２７から固定ブロック２５へ向け
て自動又は手動により進退摺動自在に保持されたスライ
ドブロック２６とを有している。スライドブロック２６
は、チャッキング状態にある帯鋼５よりも低く形成され
ており、上型２１が最も下降したときには、ポンチ２２
の下端とスライドブロック２６の上面との間に隙間が形
成されるように調節されている。また、このときポンチ
２２は、帯鋼５のスライドブロック２６寄りの稜部に僅
かに食い込むように位置付けられている。

【００２１】スライドブロック２６の上面のうち、ポン
チ２２の下面と対向する部分は、ポンチ２２に対するダ
イを兼ねるようになっている。従って、上型２１を下降
させた場合には、ポンチ２２が帯鋼５における稜部の対
応部分を圧壊しつつ、この圧壊部分をスライドブロック
２６の上面に沿って水平に展延させるようになり、最終
的に、ポンチ２２の下端とスライドブロック２６の上面
との隙間内で突起３を形成させるようになる。

【００２２】この発明において、突起３は、裏当金１に
おける側面２の長手方向に沿って長く形成されたもの
（図１のように裏当金１が枠状であるときはその周方向
に張り出すフランジ状のもの）としてもよい。条材１０
を丸パイプ状のものとしたり、平板材１１を円板状のも
のとしたりすることは任意である。また、条材１０とし
て各種の形鋼（Ｈ形鋼、Ｃ形鋼等）を用いることも可能
である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、母材の位置決めのため
の突起を裏当金の幅方向一側縁面の表面側コーナー部を
幅方向他側へ向かって進行するポンチでプレスして同コ
ーナー部を展延することにより形成するようにしたの
で、裏当金の幅方向と平行にポンチを作動させることに
よって突起を形成でき、ポンチを裏当金に対して斜めに
動かす必要がなく、このため、プレス装置を用いた突起
の自動加工に適していて当該突起付きの裏当金を低コス
トで製作できる。

【００２４】更に、かかる展延により、裏当金の幅方向
一側縁面から突起の根元まで延びる 凹部が形成され、か
かる凹部にも溶接肉が入り込むことになるので、当該突
起を設けたことに伴う母材相互間の固定強度の低下を有
効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る裏当金を用いてフランジ継手部付
きコラムを製作する状況の分解斜視図である。

【図２】裏当金を使用した溶接状況を示すコラムの要部
拡大断面図である。

【図３】種々の形状をした裏当金により枠状を形成させ
る例を示した配置図である。

【図４】突起の形成方法を示す説明図である。

【図５】従来の突起の形成方法を示す説明図である。

【図６】 従来の裏当金の使用状態を示す要部拡大断面図
である。

【符号の説明】

１ 裏当金１Ａ 縁面 ３ 突起 ３Ａ 凹部 １０ 条材（母材） １１ 平板材（母材）２２ ポンチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 母材相互間に設けた隙間を母材裏面側か
   ら閉塞して溶接に供する裏当金であって、前記母材の裏
   面に当接される当該裏当金の表面に、一方の母材を他方
   の母材に対して位置決めするための突起がその一方の母
   材の表面側へ突設された溶接用の裏当金において、 前記 突起は、当該裏当金の幅方向一側縁面の表面側コー
   ナー部を幅方向他側へ向かって進行するポンチでプレス
   して同コーナー部を展延することにより、前記母材相互
   間の隙間よりも薄い舌片状に形成されており、 この突起の展延加工と同時に当該裏当金の前記コーナー
   部にできる凹部が当該裏当金の幅方向一側縁面から前記
   突起の根元まで延びて形成されて いることを特徴とする
   溶接用の裏当金。