特開 2017-223044 溶接システム、溶接装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-223044(P2017-223044A)

(43)【公開日】2017年12月21日

(54)【発明の名称】溶接システム、溶接装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/28 20060101AFI20171124BHJP

   B23K 9/00 20060101ALI20171124BHJP

   B23K 9/02 20060101ALI20171124BHJP

   B23K 9/028 20060101ALI20171124BHJP

   B23K 37/02 20060101ALI20171124BHJP

   B23K 37/06 20060101ALI20171124BHJP

   E02D 27/12 20060101ALI20171124BHJP

   B23K 35/30 20060101ALN20171124BHJP

【ＦＩ】

   E02D5/28

   B23K9/00 501B

   B23K9/02 F

   B23K9/028 N

   B23K37/02 G

   B23K37/02 C

   B23K37/06 R

   E02D27/12 Z

   B23K35/30 320A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-118958(P2016-118958)

(22)【出願日】2016年6月15日

(71)【出願人】

【識別番号】513299672

【氏名又は名称】所沢テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124811

【弁理士】

【氏名又は名称】馬場 資博

(74)【代理人】

【識別番号】100187724

【弁理士】

【氏名又は名称】唐鎌 睦

(72)【発明者】

【氏名】石川 益男

【テーマコード（参考）】

2D041

2D046

4E081

【Ｆターム（参考）】

2D041AA02

2D041BA17

2D041BA36

2D041DB02

2D046CA04

4E081BA02

4E081BB04

4E081DA20

4E081DA28

4E081EA15

4E081EA17

4E081EA43

4E081FA14

4E081YB08

4E081YX03

4E081YX15

4E081YY03

4E081YY13

(57)【要約】

【課題】杭頭補強筋を杭頭部に溶接する際に仕上がりにバラツキが出るおそれがある、という問題を解決することが出来る溶接システムを提供すること。
【解決手段】杭の外周面に杭頭補強筋を溶接する溶接システムであって、前記杭に当接した状態の前記杭頭補強筋を保持する保持部材を一方の面に有するとともに、他方の面にガイドレールを有する板状部材と、前記ガイドレールに沿って往復移動可能なよう当該ガイドレールに設置された移動部材と、前記移動部材に設置された溶接トーチと、前記板状部材に設けられ、前記保持部材とは別の位置で前記杭頭補強筋と当接して当該杭頭補強筋を支持する当接部材と、を有し、前記溶接トーチを前記ガイドレールの下方側から上方側へ向かって移動させる際に、当該溶接トーチを用いてアーク溶接を行う溶接装置を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

杭の外周面に杭頭補強筋を溶接する溶接システムであって、
前記杭に当接した状態の前記杭頭補強筋を保持する保持部材を一方の面に有するとともに、他方の面にガイドレールを有する板状部材と、
前記ガイドレールに沿って往復移動可能なよう当該ガイドレールに設置された移動部材と、
前記移動部材に設置された溶接トーチと、
前記板状部材に設けられ、前記保持部材とは別の位置で前記杭頭補強筋と当接して当該杭頭補強筋を前記杭に当接した状態で支持する当接部材と、
を有し、
前記溶接トーチを前記ガイドレールの下方側から上方側へ向かって移動させる際に、当該溶接トーチを用いてアーク溶接を行う溶接装置を有する
溶接システム。

【請求項2】

請求項１に記載の溶接システムであって、
前記保持部材は、前記杭頭補強筋からみて前記杭が位置する側とは反対側から当該杭頭補強筋を保持する、
溶接システム。

【請求項3】

請求項２に記載の溶接システムであって、
前記当接部材は、前記保持部材が前記杭頭補強筋を保持した状態で、前記杭と前記保持部材とを結ぶ線に直交する方向である前記杭頭補強筋の側面方向から当該杭頭補強筋と当接して当該杭頭補強筋を支持する
溶接システム。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかに記載の溶接システムであって、
前記溶接トーチは、当該溶接トーチに供給される溶接ワイヤに通電することでアーク溶接を行うよう構成され、
前記溶接ワイヤは、立向き用ワイヤである
溶接システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載の溶接システムであって、
前記杭頭補強筋の下方側端部が位置する位置には、当該杭頭補強筋よりも大きな径を有するエンドタブが前記杭に当接するよう配置されている
溶接システム。

【請求項6】

請求項５に記載の溶接システムであって、
前記エンドタブは略半円形の形状を有しており、前記杭に当接する側の端部に一対の凹み部を有する
溶接システム。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれかに記載の溶接システムであって、
前記杭頭補強筋と前記杭との溶接箇所のうち一方側の溶接を行うことが可能なよう前記溶接トーチの向き及び位置を調整した第１の溶接装置と、前記杭頭補強筋と前記杭との溶接箇所のうち他方側の溶接を行うことが可能なよう前記溶接トーチの向き及び位置を調整した第２の溶接装置と、の少なくとも２つの溶接装置を有する
溶接システム。

【請求項8】

杭の外周面に杭頭補強筋を溶接する溶接装置であって、
前記杭に当接した状態の前記杭頭補強筋を保持する保持部材を一方の面に有するとともに、他方の面にガイドレールを有する板状部材と、
前記ガイドレールに沿って往復移動可能なよう当該ガイドレールに設置された移動部材と、
前記移動部材に設置された溶接トーチと、
前記板状部材に設けられ、前記保持部材とは別の位置で前記杭頭補強筋と当接して当該杭頭補強筋を前記杭に当接した状態で支持する当接部材と、
を有し、
前記溶接トーチを前記ガイドレールの下方側から上方側へ向かって移動させる際に、当該溶接トーチを用いてアーク溶接を行う
溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶接システム、溶接装置に係り、特に、杭頭部の外周面に杭頭補強筋を溶接する溶接システム、溶接装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼管杭などの杭の杭頭部には、当該杭と杭上に構築される基礎との一体化の向上などを目的として、当該杭頭部より上方に突出する杭頭補強筋を設置することが知られている。

【0003】

杭頭補強筋は、例えば、特許文献１に記載されているように、杭頭部の外周面上に溶接することで、杭頭部に設置される。例えば、特許文献１には、２人１組の作業者のうち１方の作業者が鋼管外周の所定の位置に補強筋が所定の姿勢となるように支えておき、他方の作業者がこの補強筋を杭頭部の外周に仮止めする組立溶接を行い、その後、本溶接を行うという作業工程が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９―１８５５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されているように、杭頭補強筋は、現場において杭頭に溶接することで杭頭部に設置されることが一般的である。しかしながら、上記溶接は縦方向の溶接であり、非常に難しい。そのため、作業者の熟練度などに応じて、仕上がりにバラツキが出るおそれがあった。

【0006】

このように、杭頭補強筋を杭頭部に現場で溶接する場合、仕上がりにバラツキが出るおそれがある、という問題が生じていた。

【0007】

そこで、本発明の目的は、杭頭補強筋を杭頭部に溶接する際に仕上がりにバラツキが出るおそれがある、という問題を解決することが出来る溶接システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

かかる目的を達成するため本発明の一形態である溶接システムは、
杭の外周面に杭頭補強筋を溶接する溶接システムであって、
前記杭に当接した状態の前記杭頭補強筋を保持する保持部材を一方の面に有するとともに、他方の面にガイドレールを有する板状部材と、
前記ガイドレールに沿って往復移動可能なよう当該ガイドレールに設置された移動部材と、
前記移動部材に設置された溶接トーチと、
前記板状部材に設けられ、前記保持部材とは別の位置で前記杭頭補強筋と当接して当該杭頭補強筋を前記杭に当接した状態で支持する当接部材と、
を有し、
前記溶接トーチを前記ガイドレールの下方側から上方側へ向かって移動させる際に、当該溶接トーチを用いてアーク溶接を行う溶接装置を有する
という構成を採る。

【0009】

また、上記溶接システムは、
前記保持部材は、前記杭頭補強筋からみて前記杭が位置する側とは反対側から当該杭頭補強筋を保持する、
という構成を採る。

【0010】

また、上記溶接システムは、
前記当接部材は、前記保持部材が前記杭頭補強筋を保持した状態で、前記杭と前記保持部材とを結ぶ線に直交する方向である前記杭頭補強筋の側面方向から当該杭頭補強筋と当接して当該杭頭補強筋を支持する
という構成を採る。

【0011】

また、上記溶接システムは、
前記溶接トーチは、当該溶接トーチに供給される溶接ワイヤに通電することでアーク溶接を行うよう構成され、
前記溶接ワイヤは、立向き用ワイヤである
という構成を採る。

【0012】

また、上記溶接システムは、
前記杭頭補強筋の下方側端部が位置する位置には、当該杭頭補強筋よりも大きな径を有するエンドタブが前記杭に当接するよう配置されている
という構成を採る。

【0013】

また、上記溶接システムは、
前記エンドタブは略半円形の形状を有しており、前記杭に当接する側の端部に一対の凹み部を有する
という構成を採る。

【0014】

また、上記溶接システムは、
前記杭頭補強筋と前記杭との溶接箇所のうち一方側の溶接を行うことが可能なよう前記溶接トーチの向き及び位置を調整した第１の溶接装置と、前記杭頭補強筋と前記杭との溶接箇所のうち他方側の溶接を行うことが可能なよう前記溶接トーチの向き及び位置を調整した第２の溶接装置と、の少なくとも２つの溶接装置を有する
という構成を採る。

【0015】

また、本発明の他の形態である溶接装置は、
杭の外周面に杭頭補強筋を溶接する溶接装置であって、
前記杭に当接した状態の前記杭頭補強筋を保持する保持部材を一方の面に有するとともに、他方の面にガイドレールを有する板状部材と、
前記ガイドレールに沿って往復移動可能なよう当該ガイドレールに設置された移動部材と、
前記移動部材に設置された溶接トーチと、
前記板状部材に設けられ、前記保持部材とは別の位置で前記杭頭補強筋と当接して当該杭頭補強筋を前記杭に当接した状態で支持する当接部材と、
を有し、
前記溶接トーチを前記ガイドレールの下方側から上方側へ向かって移動させる際に、当該溶接トーチを用いてアーク溶接を行う
という構成を採る。

【発明の効果】

【0016】

本発明は、以上のように構成されることにより、杭頭補強筋を杭頭部に溶接する際に仕上がりにバラツキが出るおそれがある、という問題を解決することが出来る溶接システム、溶接装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施形態における溶接装置の構成の一例を示す図である。

【図2】杭の杭頭部に杭頭補強筋を当接した状態で、図１で示す溶接装置が杭頭補強筋を保持した際の一例を示す図である。

【図3】杭頭補強筋の下端部に配置されるエンドタブの配置例を示す図である。

【図4】図３で示すエンドタブの形状の一例を示す図である。

【図5】図３で示すエンドタブの形状の一例を示す図である。

【図6】エンドタブの上に杭頭補強筋を配置した際の様子の一例を示す図である。

【図7】エンドタブの有無による溶接長の差について説明するための図である。

【図8】エンドタブの他の形状の一例を示す図である。

【図9】エンドタブの他の形状の一例を示す図である。

【図10】エンドタブの他の形状の一例を示す図である。

【図11】エンドタブの他の形状の一例を示す図である。

【図12】溶接システムが複数の溶接装置を用いる際の構成の一例を示す図である。

【図13】杭と杭頭補強筋とを溶接した際の溶接個所の一例を示す図である。

【図14】杭頭部の外周面に杭頭補強筋を溶接した際の状態の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図１４を用いて説明する。図１は、溶接装置１の構成の一例を示す図である。図２は、杭６の杭頭部に杭頭補強筋７を当接した状態で、溶接装置１が杭頭補強筋７を保持した際の一例を示す図である。図３は、杭頭補強筋７の下端部に配置されるエンドタブ８の配置例を示す図である。図４、図５は、エンドタブ８の形状の一例を示す図である。図６は、エンドタブ８の上に杭頭補強筋７を配置した際の様子の一例を示す図である。図７は、エンドタブの有無による溶接長の差について説明するための図である。図８乃至図１１は、エンドタブの他の形状の一例を示す図である。図１２は、溶接システムが複数の溶接装置１を用いる際の構成の一例を示す図である。図１３は、杭６と杭頭補強筋７とを溶接した際の溶接個所９ａ、９ｂの一例を示す図である。図１４は、杭６の杭頭部の外周面に杭頭補強筋７を溶接した際の状態の一例を示す図である。

【0019】

本発明の第１の実施形態では、鋼管杭などの杭６の外周面に杭頭補強筋７を溶接する溶接装置１を有する溶接システムについて説明する（図１４参照）。本実施形態における溶接装置１は、後述するように、杭６の杭頭部の外周面に杭頭補強筋７を当接させた状態で、磁石２により杭頭補強筋７を保持する。また、溶接装置１は、磁石２により杭頭補強筋７を保持するとともに、ゲージ５により磁石２とは別の位置で杭頭補強筋７を支持する。そして、溶接装置１は、磁石２及びゲージ５により杭頭補強筋７を保持、支持した状態で、杭６の杭頭部と杭頭補強筋７との当接箇所を溶接する。このような構成により、溶接装置１は、杭頭補強筋７が杭６と当接した状態を維持しつつ機械の制御により自動的に溶接を行うことが出来る。その結果、バラツキなく杭頭補強筋７を杭６の杭頭部に溶接することが可能となる。

【0020】

なお、本実施形態においては、杭頭補強筋７の一例として、開先付きの異形棒鋼（例えば、Ｊ−ＢＡＲ）を用いる場合について説明する。Ｊ−ＢＡＲは図２で示すように、開先が設けられた異形棒鋼であり、杭頭補強筋の一種である。なお、本実施形態における溶接システムが溶接可能な杭頭補強筋７は、開先が設けられた杭頭補強筋７に限定されない。本発明は、杭頭補強筋７として開先を有しない異形棒鋼などを用いる場合にも適用可能である。

【0021】

図１を参照すると、本実施形態における溶接装置１は、板状部材１１と、制御部１２と、を有している。溶接装置１の板状部材１１は、一方の端部で地面と接しており、他方の端部に制御部１２を有している。換言すると、板状部材１１の上端部には制御部１２が設けられている。また、板状部材１１は、一方の面に磁石２ａ、２ｂ（以下、特に区別しない場合は磁石２と表記する）を有するとともに、他方の面にガイドレール１１１を有している。また、板状部材１１には、板状部材１１のうち磁石２を有する面側に位置するよう、少なくとも１つのゲージ５が設けられている。

【0022】

板状部材１１は、正面視で溶接装置１を地面に設置した際に上下方向となる方向に長辺を有する略長方形の形状を有しており、上記のように、一方の面に磁石２を有するとともに、他方の面にガイドレール１１１を有している。板状部材１１は、例えば、長手方向の長さが約２００ｍｍであり、保持する対象となる杭頭補強筋７に応じた長さ（又は、溶接する長さに応じた長さ）を有している。

【0023】

ガイドレール１１１は、上記のように板状部材１１の一方の面（磁石２が設けられている面とは反対側の面）に設けられており、板状部材１１の長手方向に設けられている。ガイドレール１１１の長さは、板状部材１１の長さに応じた長さであり、例えば、１５０〜２００ｍｍ（例えば、１６０ｍｍ）である。

【0024】

ガイドレール１１１は、当該ガイドレール１１１に設置された移動部材３が当該ガイドレール１１１に沿って板状部材１１の長手方向に移動可能なよう、形成されている。具体的には、例えば、ガイドレール１１１は、平板状の棒に等間隔に歯を設けたラックである。後述するように、移動部材３が有する歯車をガイドレール１１１と噛み合わせ、当該歯車を回転させることで、移動部材３が上下移動することが出来ることになる。なお、ガイドレール１１１及び移動部材３の構成は、移動部材３が上下移動可能であれば上記場合に限定されない。ガイドレール１１１は、その他既知の構成を採用することが出来る。

【0025】

磁石２（保持部材）は、板状部材１１のうちのガイドレール１１１が設けられている面とは反対側の面に設けられている。磁石２は、磁力により杭頭補強筋７を保持する。磁石２は例えば電磁石（永久磁石でも構わない）であり、磁石２に設けられたスイッチの制御（又は、制御部１２からの制御）により磁力のＯＮ／ＯＦＦを制御可能なよう構成されている。図１で示すように、磁石２は、例えば、板状部材１１のうちの上方部分と下方部分の所定位置（例えば、ガイドレール１１１の上端部及び下端部に対応する位置）の２箇所に設けられている。なお、板状部材１１が有する磁石２の数は２つに限定されない。例えば、板状部材１１は、１つの磁石２を有していても構わないし、３つ以上の複数の磁石２を有していても構わない。

【0026】

図２で示すように、本実施形態における磁石２は、杭頭補強筋７からみて杭６が位置する側とは反対側から当該杭頭補強筋７を保持する。つまり、杭頭補強筋７は、磁石２（即ち、溶接装置１）と杭６とに挟み込まれる形で、杭６と当接した状態で溶接装置１に保持されることになる。

【0027】

なお、磁石２のうち杭頭補強筋７と当接する面には、杭頭補強筋７の形状に応じた凹部を設けることが出来る（図２参照）。ただし、磁石２は上記凹部を有していなくても構わない。

【0028】

制御部１２は、溶接装置１全体の制御を行なう。制御部１２は図示しない電源ケーブルを介して外部電源と接続されており、外部電源から電源の供給を受けることで稼働する。

【0029】

図１で示すように、制御部１２は、接続ケーブル１２２を介して移動部材３と接続されている。制御部１２が接続ケーブル１２２を介して移動部材３に対して指示することで、移動部材３はガイドレール１１１に沿って上下動することになる。また、制御部１２は、接続ケーブル１２３を介して溶接トーチ４と接続されている。制御部１２が接続ケーブルを介して溶接トーチ４に対して指示することで、溶接トーチ４はアーク放電による溶接を行うことになる。

【0030】

制御部１２による移動部材３及び溶接トーチ４に対する指示は、例えば、制御部１２が有するスイッチ１２１に対する操作が行われることにより行われる。制御部１２は、対応するスイッチ１２１を操作されることで、例えば、移動部材３に対する上下動の指示や移動部材３の移動速度を制御する指示、溶接トーチ４に対する溶接の実行の指示、などを行うことになる。また、制御部１２は、磁石２に対する磁力のＯＮ／ＯＦＦの指示などを行うよう構成することが出来る。

【0031】

なお、制御部１２は、移動部材３に対する指示と溶接トーチ４に対する指示とを、例えば連動して行うことが出来る。具体的には、例えば、制御部１２は、移動部材３に対して上方に移動するよう指示するとともに、溶接トーチ４に対して溶接を行うよう指示することが出来る。このような指示により、本実施形態における溶接装置１は、移動部材３が上方へ移動する際に溶接トーチ４により溶接を行うことが出来る。つまり、立向きで上方へ進む溶接を行うことが出来る。その後、所定の長さ分移動部材３が上方へ移動した後、制御部１２は、移動部材３に対して移動を止めるよう指示するとともに、溶接トーチ４に対して溶接を止めるよう指示する。これにより、移動部材３は上方への移動を止めることになり、溶接トーチ４は溶接を止めることになる。

【0032】

また、上記のように、制御部１２は、移動部材３の上方への移動速度を調整することが出来る。移動速度の調整は、例えば、杭頭補強筋７の径などに応じて調整される溶接部分の肉厚の調整などを目的として行われる。具体的には、上方への移動速度を遅くすることで、溶接部分をより厚くすることが出来る。例えば、制御部１２は、１分程度かけて移動部材３が１６０ｍｍ上方へ移動するよう、移動速度を調整する。

【0033】

移動部材３は、上述したように、ガイドレール１１１に沿って上下方向に往復移動可能なよう当該移動部材３に設置されている。例えば、移動部材３は、ガイドレール１１１に設けられた歯と嵌合する歯車を有しており、制御部１２からの制御により歯車を回転させることで、ガイドレール１１１に沿って当該ガイドレール１１１の上方向に移動する。また、移動部材３は、上方への移動を停止した状態になると、自身の重みにより歯車を逆方向に回転させつつ自動で下降する。

【0034】

また、本実施形態における移動部材３は、向き調整部３１を介して溶接トーチ４を装備している（図１参照）。さらに、移動部材３のうち溶接トーチ４側には、カバー３２が設けられている。このような構成のため、移動部材３が上下方向に移動すると、当該移動部材３の移動に応じて、向き調整部３１及びカバー３２、溶接トーチ４も上下方向に移動することになる。

【0035】

本実施形態における移動部材３は、例えば、磁石２により杭頭補強筋７を保持した際に、当該杭頭補強筋７の下端部（杭頭補強筋７と杭６とが当接している位置付近）に位置するよう調整されている。そして、移動部材３は、当該位置から制御部１２の制御により上方へ移動する。上述したように、移動部材３が上方へ移動している際に、溶接トーチ４により溶接が行われることになる。その後、所定長さ分（例えば、１６０ｍｍ）上方へ移動した（つまり、所定長さ分溶接を行った）後、移動部材３は、制御部１２からの制御により、上方への移動を停止する（溶接トーチ４による溶接も停止する）。そして、移動部材３は、上方向への移動を停止した後、自動で下端部まで下降する。下端部までの移動部材３の下降は、例えば、１０〜１５秒程度かけて行われる。

【0036】

向き調整部３１は、溶接トーチ４の向きを調整する際に用いられる。向き調整部３１は、向き調整用ハンドルを有しており、当該向き調整用ハンドルを操作することで、溶接装置１に設置されている溶接トーチ４の向きを調整可能なよう構成されている。向き調整部３１による溶接トーチ４の向きの調整は、例えば、溶接を実行する前に溶接トーチ４を杭６と杭頭補強筋７との当接箇所に向ける際の微調整などを行う際に行われる。なお、向き調整部３１の構成は既知の技術の採用可能であるため、詳細な説明は省略する。

【0037】

カバー３２は、耐熱性の素材により構成されており、溶接トーチ４が溶接を行う際に生じる熱が移動部材３などに直接伝わることを防ぐ役割を有している。図１で示すように、カバー３２は、溶接トーチ４が設けられている側に設けられている。従って、例えば装置の右側に溶接トーチ４を設けた場合には、カバー３２は装置の右側に設けられることになる。一方で、例えば装置の左側に溶接トーチ４を設けた場合には、カバー３２は装置の左側に設けられることになる。

【0038】

溶接トーチ４は、制御部１２からの指示に応じて、アーク溶接により溶接を行う。図２で示すように、溶接トーチ４には溶接ワイヤ４１が供給されており、当該溶接ワイヤ４１に通電することでアーク溶接を実施することになる。

【0039】

本実施形態における溶接トーチ４は、溶接装置１が杭頭補強筋７を保持、支持した際に、当該杭頭補強筋７と杭６との当接部分に溶接トーチ４が位置するよう、予め位置、向きが調整された状態で溶接装置１に装備されている。つまり、溶接トーチ４は、溶接装置１が杭頭補強筋７を保持、支持した際に、溶接開始位置に位置するよう予め調整されている。なお、溶接トーチ４の位置、向きは、上述した向き調整部３１により現場で調整することも出来る。

【0040】

上述したように、溶接トーチ４は接続ケーブル１２３を介して制御部１２と接続されており、制御部１２からの制御によりアーク溶接を実施する。溶接トーチ４による溶接は、例えば、移動部材３が上方へ移動する際に行われることになる。従って、溶接トーチ４による溶接も、上方へ向かって行われる。

【0041】

溶接トーチ４に供給される溶接ワイヤ４１は、例えば、立向き用に調整されたワイヤであり、立向き溶接を行った際に溶けた鉄が下方へと垂れにくいよう調整されている。具体的には、本実施形態に溶接ワイヤ４１は、例えば、軟鋼、高張力用のフラックス入りワイヤであり、下記のような成分を有するよう調整されている。炭素０．０５％、ケイ素０．５６％、マンガン１．２３％、リン０．００９％、硫黄０．００８、銅０．０１％、ニッケル０．０１％、クロム０．０２％、モリブテン０．０２％、バナジウム０．０２％。又は、溶接ワイヤ４１は、例えば、下記のような成分を有するよう調整されている。炭素０．０５％、ケイ素０．６２％、マンガン１．３０％、リン０．０２２％、硫黄０．０１１％、銅０．３０％。このように立向き用に調整されたワイヤを用いることで、より確実に溶接を行うことが出来る。

【0042】

なお、図１では、溶接装置１に対して右側に溶接トーチ４が位置する例を示している。しかしながら、溶接トーチ４は、溶接装置１に対して左側に位置するよう調整しても構わない。この場合、上述したように、溶接トーチ４の位置に応じてカバー３２の位置なども調整されることになる。

【0043】

ゲージ５（当接部材）は、杭頭補強筋７の当接箇所に応じた形状を有しており、例えば、杭頭補強筋７の外周面と開先部分の面との接続部分に当接するよう形成されている。ゲージ５は、板状部材１１の任意の箇所に設けられており、磁石２が杭頭補強筋７を保持した際に杭頭補強筋７が杭６と当接している状態で磁石２とは別の位置で杭頭補強筋７と当接して当該杭頭補強筋７を支持する。具体的には、図２で示すように、ゲージ５は、磁石２が杭頭補強筋７を保持した状態で、杭６と磁石２とを結ぶ線に直交する方向である杭頭補強筋７の側面方向から杭頭補強筋７に当接する。これにより、溶接装置１が杭頭補強筋７を保持している状態で、杭６と杭頭補強筋７との当接状態にずれが生じるのを防ぐことが出来る。

【0044】

なお、ゲージ５の厚み（板状部材１１の長手方向の長さ）は、任意に調整可能である。また、図１では溶接装置１が１つのゲージ５を有する場合を示したが、溶接装置１が有するゲージ５の数は１つに限定されない。溶接装置１は、２つ以上の任意の数のゲージ５を有していても構わない。

【0045】

また、図２では、ゲージ５は、溶接トーチ４が位置する側と同一側から杭頭補強筋７と当接している場合について示している。しかしながら、ゲージ５が位置する位置は、図２で示す場合に限定されない。ゲージ５は、例えば、溶接トーチ４が位置する側とは反対側から杭頭補強筋７に当接するよう構成しても構わない。

【0046】

溶接装置１は、例えば上記のような構成を有している。上記のような構成により、溶接装置１は、例えば、図２で示すように杭頭補強筋７を保持、指示して杭頭補強筋７と杭６との当接箇所を下方から上方へ向かって溶接する。つまり、溶接装置１は、当該溶接装置１の磁石２と杭６とで杭頭補強筋７を挟み込むように、杭頭補強筋７が杭６と当接した状態で当該杭頭補強筋７を磁石２により保持する。また、溶接装置１は、磁石２が杭頭補強筋７を保持した状態で、杭頭補強筋７の側面方向からゲージ５を杭頭補強筋７に当接させる。溶接装置１は、例えばこのようにして杭頭補強筋７を保持、支持する。その後、溶接装置１は、杭６と杭頭補強筋７との当接箇所を、下方から上方へ向かって溶接トーチ４を用いて溶接する。

【0047】

また、本実施形態における溶接システムは、図３で示すように、杭頭補強筋７の下方側端部が位置する位置にエンドタブ８を配置する。エンドタブ８は、杭６の所定位置に予め仮止め溶接されている。杭頭補強筋７は、エンドタブ８及び杭６と当接するように配置され、当該状態で溶接装置１により保持され、溶接されることになる。

【0048】

図４、５は、エンドタブ８の形状の一例を示している。図４で示すように、エンドタブ８は、例えば、略半円形の形状（扇形の形状）を有している。

【0049】

エンドタブ８は、エンドタブ８の上部に杭頭補強筋７を設置した際に当該杭頭補強筋７と当接する当接部分８１と、扇型状に形成された凹部でありエンドタブ８の上部に杭頭補強筋７を設置した際に当該杭頭補強筋７と当接しないよう構成されている一対の凹部８２（８２ａ、８２ｂ）と、から構成されている（図４、図５参照）。

【0050】

また、凹部８２ａ及び凹部８２ｂは、エンドタブ８の上部に杭頭補強筋７を設置した際に、当該凹部８２ａ及び８２ｂの少なくとも一部の上部に杭頭補強筋７が位置するよう形成されている。さらに、凹部８２ａ及び凹部８２ｂは、溶接装置１が溶接する際に形成される脚長に応じた大きさを有している。つまり、凹部８２ａ及び凹部８２ｂは、溶接時に形成される部分に応じた形状に形成されており、溶接時に生じる液体を下方で受け止める（受け止めた液体の一部が杭頭補強筋７の下方へ流れ込む）ことが出来るよう形成されている。このように、凹部８２ａ及び凹部８２ｂは、杭頭補強筋７の下端部分と当接部分８１とを当接した際に、一部が杭頭補強筋７の外に位置するとともに、一部が杭頭補強筋７の下に位置するよう構成されている。なお、エンドタブ８は、弦の部分で杭６と当接するよう形成されており、また、凹部８２ａ、８２ｂは、エンドタブ８のうち杭６との当接部分側に設けられている。

【0051】

図６は、エンドタブ８の上に杭頭補強筋７を配置した際の様子の一例を示している。図６を参照すると、エンドタブ８は、杭頭補強筋７よりも大きい形状を有していることが分かる。また、エンドタブ８の上部に杭頭補強筋７を設置した際に、エンドタブ８が有する凹部８２ａ、８２ｂの一部の上部に杭頭補強筋７が位置いていることが分かる。本実施形態における溶接装置１は、このようにエンドタブ８の上に位置するよう保持された杭頭補強筋７を溶接する。その結果、溶接時に生じる液体がエンドタブ８で受け止められるとともに、エンドタブ８と杭頭補強筋７との間の隙間に流れ込んだのちに固まることになる。

【0052】

ここで、溶接を行う際には、溶接ワイヤ４１をアーク溶接により溶かして一時的に液体とすることになる。そのため、立向き溶接を行うと、重力の影響により溶けた液体が下方へと落下することになる。従って、立向き溶接により下方から上方へと溶接を行うと、溶接の下端部付近の溶接具合が不安定になりやすいという特徴がある。

【0053】

一方、本願発明の溶接システムは、上記のように、杭頭補強筋７よりも大きい形状を有するエンドタブ８を有している。このような構成により、エンドタブ８により溶けた鉄を受けとめることが出来る。そのため、本実施形態によると、立向き溶接であっても、溶接のはじめからしっかりと溶接をすることが出来る。さらに、エンドタブ８は凹部８２を有しており、当該凹部８２に溶けた液体が流れ込む。これにより、よりしっかりと溶接を行うことが可能となる。

【0054】

また、立向き溶接の際には、上記のように溶接の下端部付近の溶接具合が不安定になりやすいという特徴がある。そのため、一般的な立向き溶接の場合、溶接の下端部分１０〜２０ｍｍ程度は溶接不良の部分となり、当該溶接不良部分は有効溶接長さに含まれないことになる（図７参照）。従って、例えば、有効溶接長さ１４０〜２００ｍｍの溶接を行う場合、不良部分である１０〜２０ｍｍ分を含めた１５０〜２２０ｍｍ分の溶接を行うことが必要となる。一方、本発明の溶接システムは、上記のようにエンドタブ８を有している。そのため、本発明によると、杭頭補強筋７の下端部からしっかりと溶接を行うことが可能である。つまり、本発明の溶接システムによる溶接の場合、溶接不良の部分が存在しないことになる。その結果、例えば、有効溶接長さ１４０〜２００ｍｍの溶接を行う場合、当該有効溶接長さ分の１４０〜２００ｍｍの溶接を行なえば、必要な溶接を十分行うことが出来ることになる。

【0055】

また、エンドタブ８を用いない場合、下端部付近の溶接は行うことが難しいため、溶接を行う際の時間も非常にかかることになる。一方、本発明の溶接システムのようにエンドタブ８を用いることで、杭頭補強筋７の下端部から確実な溶接を行うことが可能となる。その結果、（移動部材３を上方へ移動させる速度により調整される）溶接装置１による溶接時間を節約することが可能となる。このように、エンドタブ８は、溶接時間の節約という面からも非常に大きな効果を有していることになる。

【0056】

なお、本実施形態においては、略半円形の形状（扇形の形状）を有し、当接部分８１と一対の凹部８２とからなるエンドタブ８を用いるとした。しかしながら、エンドタブ８の形状は、上記説明した場合に限定されない。

【0057】

エンドタブ８は、例えば図８で示すように、エンドタブ８のうち杭６と当接する箇所に、例えば当接することになる杭６の形状に応じて凹む凹み部を有していても構わない。また、エンドタブ８は、凹部８２の大きさが、図４、図５で示す場合と比較してより大きくなるよう形成しても構わない。つまり、凹部８２の形状は、エンドタブ８の上部に杭頭補強筋７を設置した際に、一部が杭頭補強筋７の外に位置するとともに、一部が杭頭補強筋７の下に位置するよう構成されていれば特に限定されない。また、エンドタブ８は、例えば図９で示すように、図８で示す当接部分８１のうちの一部を切除した形状であっても構わない（なお、切除する位置は、凹部８２がふくまれていなければ任意の位置で構わない）。これは、図４、５で示す形状の場合も同様である。

【0058】

また、エンドタブ８は、例えば図１０で示すように、凹部８１が形成されていない扇平型の形状であっても構わない。また、エンドタブ８は、例えば図１１で示すように、略四角形状の角平型の形状であっても構わない。このように、エンドタブ８は、必ずしも凹部８２を有していなくても構わない。なお、図１０及び図１１も、エンドタブ８の上部に杭頭補強筋７を設置した際に当該杭頭補強筋７と当接する部分の一部を削除しても構わない。

【0059】

以上が、溶接システムについての説明である。

【0060】

このように、本実施形態における溶接装置１は、磁石２とゲージ５と溶接トーチ４とを有している。このような構成により、溶接装置１は、磁石２とゲージ５とにより杭頭補強筋７を保持、支持した状態で、溶接トーチ４により溶接を行うことが出来る。その結果、バラツキなく杭頭補強筋７を杭６の杭頭部に溶接することが可能となる。

【0061】

また、本実施形態における溶接システムは、エンドタブ８を有している。このような構成により、杭頭補強筋７の下方側端部にエンドタブ８を配置した状態で溶接装置１により溶接を行うことが出来る。その結果、下方側の溶接が不安定になりやすい立向き溶接を溶接装置１により行ったとしても、当該下方側からしっかりと溶接を行うことが可能となり、よりバラツキなく杭頭補強筋７を杭６の杭頭部に溶接することが可能となる。

【0062】

なお、本実施形態における溶接システムは、図１２、図１４で示すように、杭６の外周面に複数の杭頭補強筋７を溶接することになる。また、溶接を行う際には、図１２、図１３で示すように、杭６と杭頭補強筋７との当接箇所である９ａと９ｂの２箇所を溶接することになる。このような溶接を効率的に行うため、溶接システムは、少なくとも２つの溶接装置１を用いることが望ましい。

【0063】

具体的には、例えば、図１２で示すように、杭頭補強筋７と杭６との当接箇所のうち一方側である９ａの溶接を行うことが可能なよう溶接トーチの向き及び位置を調整した溶接トーチ４ａを有する第１の溶接装置１と、他方側である９ｂの溶接を行うことが可能なよう溶接トーチの向き及び位置を調整した溶接トーチ４ｂを有する第２の溶接装置１と、の少なくとも２つの溶接装置１を用いる。このように少なくとも２つの溶接装置１を用いることで、溶接トーチ４の位置を調整することなく当接箇所９ａ及び９ｂを溶接することが出来る。その結果、効率的に杭６と杭頭補強筋７との当接箇所である９ａと９ｂの２箇所を溶接することが可能となる。なお、第１の溶接装置１と第２の溶接装置１とは、例えば、１本分ほどの間隔を空けて杭頭補強筋７を溶接することが望ましい。

【0064】

以上、上記各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることが出来る。

【符号の説明】

【0065】

１ 溶接装置
１１ 板状部材
１１１ ガイドレール
１２ 制御部
１２１ スイッチ
１２２、１２３ 接続ケーブル
２ 磁石
３ 移動部材
３１ 向き調整部
３２ カバー
４ 溶接トーチ
４１ 溶接ワイヤ
５ ゲージ
６ 杭
７ 杭頭補強筋
８ エンドタブ
８１ 凹部
９ 溶接箇所

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】