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特許7395804鋼製壁の溶接方法

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】鋼製壁の溶接方法

(51)【国際特許分類】

B23K 37/047 20060101AFI20231205BHJP

B23K 9/00 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

B23K37/047 501Z

B23K9/00 501B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019096795

(22)【出願日】2019-05-23

(65)【公開番号】P2020189319

(43)【公開日】2020-11-26

【審査請求日】2022-03-24

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田浩志

(72)【発明者】

【氏名】鳥居勇一

(72)【発明者】

【氏名】古賀孝博

(72)【発明者】

【氏名】戀塚正明

【審査官】山下浩平

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６１－０８２７９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５１－０２４５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３７８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０４６０８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６３－１３７５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０３１２８６２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ３７／０４７

Ｂ２３Ｋ９／００

Ｅ０２Ｄ５／００、５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

向きが異なる複数の溶接部を有する鋼製壁の溶接方法であって、
前記鋼製壁の面内方向に延びる回転軸、及び前記回転軸を軸方向から見て該回転軸の両側に配置されたサポートによって前記鋼製壁を横に寝かした状態で支持し、該鋼製壁の上に載った作業者が前記溶接部を溶接する、
鋼製壁の溶接方法。

【請求項2】

前記回転軸を中心として前記鋼製壁を回転させ、前記溶接部を上側に向けた状態で該溶接部を溶接する、
請求項１に記載の鋼製壁の溶接方法。

【請求項3】

前記回転軸は、前記鋼製壁に着脱可能に取り付けられる、
請求項１又は請求項２に記載の鋼製壁の溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼製壁の溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

アーク溶接ロボットによって、コラム部材と仕口パネル部材との外周溶接部を溶接する際に、コラム部材及び仕口パネル部材を回転させる鉄骨柱の溶接方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－３３７８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、作業者が溶接部を溶接する際には、品質や作業性等の観点から下向き溶接が望ましい。

【0005】

しかしながら、例えば、鋼製壁において、向きが異なる複数の溶接部が存在する場合、各溶接部を下向き溶接するためには、溶接部毎に鋼製壁の向きを変える必要があるため、溶接作業に手間がかかる。

【0006】

本発明は、上記の事実を考慮し、向きが異なる複数の溶接部を容易に下向き溶接することができる鋼製壁の溶接方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１態様に係る鋼製壁の溶接方法は、向きが異なる複数の溶接部を有する鋼製壁の溶接方法であって、前記鋼製壁の面内方向に延びる回転軸によって該鋼製壁を支持した状態で、前記溶接部を溶接する。

【0008】

第１態様に係る鋼製壁の溶接方法によれば、複数の溶接部の向きに応じて、回転軸を中心として鋼製壁を回転させることにより、複数の溶接部を容易に下向き溶接することができる。

【0009】

第２態様に係る鋼製壁の溶接方法は、第１態様に係る鋼製壁の溶接方法において、前記回転軸を中心として前記鋼製壁を回転させ、前記溶接部を上側に向けた状態で該溶接部を溶接する。

【0010】

第２態様に係る鋼製壁の溶接方法によれば、回転軸を中心として鋼製壁を回転させ、溶接部を上側に向けた状態で溶接部を溶接する。これにより、上側を向いた溶接部を容易に下向き溶接することができる。

【0011】

第３態様に係る鋼製壁の溶接方法は、第１態様又は第２態様に係る鋼製壁の溶接方法において、前記回転軸は、前記鋼製壁に着脱可能に取り付けられる。

【0012】

第３態様に係る鋼製壁の溶接方法によれば、回転軸は、鋼製壁に着脱可能に取り付けられる。これにより、複数の溶接部の溶接後に、鋼製壁から回転軸を容易に取り外すことができる。

【発明の効果】

【0013】

以上説明したように、本発明に係る鋼製壁の溶接方法によれば、向きが異なる複数の溶接部を、容易に下向き溶接することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施形態に係る鋼製壁が架構の構面内に設置された状態を示す立面図（正面図）である。

【図2】図１の２－２線断面図である。

【図3】図１に示される鋼製壁が一対の回転架台に支持された状態を示す立面図（正面図）である。

【図4】図３に示される鋼製壁を構成する複数の分割壁体の接合部を示す斜視図である。

【図5】一実施形態に係る鋼製壁が平台車に載せられた状態を示す側面図である。

【図6】回転軸及びブラケットを示す図３の一部拡大立面図である。

【図7】回転軸及びブラケットを示す図６の平面図（上面図）である。

【図8】図５に示される鋼製壁をチェーンブロックで吊り上げた状態を示す側面図である。

【図9】図８に示される鋼製壁を回転架台の上に設置した状態を示す側面図である。

【図10】図９に示される鋼製壁を回転させ、寝かした状態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る鋼製壁の溶接方法について説明する。

【0016】

（鋼製壁）
先ず、本実施形態に係る鋼製壁２０の構成について説明する。図１及び図２には、本実施形態に係る鋼製壁２０が示されている。鋼製壁２０は、例えば、耐力壁や耐震壁とされている。この鋼製壁２０は、架構１０の構面内に配置されている。なお、架構１０は、一対の柱１２と、一対の柱１２に架設された上下の梁１４とを有している。

【0017】

鋼製壁２０は、格子状体２４と、複数の板状部材３２とを有している。格子状体２４は、複数の縦材２６及び横材２８を有している。複数の縦材２６及び横材２８は、鋼板等の金属板によって形成されている。これらの縦材２６及び横材２８は、溶接（隅肉溶接）によって格子状に接合されている。

【0018】

格子状体２４は、縦材２６及び横材２８によって囲まれた複数の開口部３０を有している。複数の開口部３０は、矩形状に形成されている。これらの開口部３０の一部には、板状部材３２が設けられている。

【0019】

複数の板状部材３２は、鋼板等の金属板によって、矩形の板状に形成されている。各板状部材３２は、開口部３０内に配置されており、その外周部が格子状体２４に溶接（隅肉溶接）によって接合されている。これらの板状部材３２によって、複数の開口部３０の一部が塞がれている。

【0020】

複数の板状部材３２は、市松模様状（千鳥状）に配列されている。つまり、格子状体２４では、板状部材３２が設けられた開口部３０と、板状部材３２が設けられていない開口部３０とが、格子状体２４の横幅方向（矢印Ｗ方向）及び高さ方向（矢印Ｈ方向）に交互に配列されている。なお、板状部材３２の数や配置は、適宜変更である。

【0021】

格子状体２４の外周面には、複数の壁側フランジ３４が設けられている。複数の壁側フランジ３４は、架構１０の内周面に設けられた複数の架構側フランジ１６に重ねられた状態で、それぞれボルト接合されている。これにより、鋼製壁２０が架構１０に接合されている。

【0022】

なお、架構１０に対する鋼製壁２０の接合構造は、ボルト接合に限らず、例えば、溶接接合でもよい。

【0023】

（鋼製壁の溶接方法）
次に、鋼製壁の溶接方法の一例について説明する。

【0024】

図３に示されるように、鋼製壁２０は、運搬性や揚重性等の観点から、横幅方向に分割された複数（本実施形態では、３つ）の分割壁体２２を有している。隣り合う分割壁体（分割ピース）２２は、例えば、現場において溶接される。これにより、鋼製壁２０が形成される。

【0025】

ここで、図４に示されるように、隣り合う分割壁体２２の接合部には、向きが異なる複数の溶接部が含まれている。具体的には、隣り合う分割壁体２２のうち、一方の分割壁体２２の端部（以下、「接合端部」という）には縦材２６が設けられ、他方の分割壁体２２の端部（以下、「接合端部」という）には、縦材が設けられていない。

【0026】

他方の分割壁体２２の接合端部を形成する横材２８の端部は、一方の分割壁体２２の縦材２６の表面２６Ｓに突き当てられた状態で、その両面（表裏面）２８Ａ，２８Ｂが鋼製壁２０の高さ方向（矢印Ｈ方向）の両側から縦材２６の表面２６Ｓに溶接（隅肉溶接）される。また、他方の分割壁体２２の接合端部を形成する板状部材３２の端部は、一方の分割壁体２２の縦材２６の表面２６Ｓに突き当てられた状態で、その両面（表裏面）３２Ａ，３２Ｂが鋼製壁２０の壁厚方向（矢印Ｔ方向）の両側から溶接（隅肉溶接）される。

【0027】

このように隣り合う分割壁体２２の接合部では、縦材２６の表面２６Ｓに対する横材２８の両面２８Ａ，２８Ｂ、及び板状部材３２の両面３２Ａ，３２Ｂの溶接方向、すなわち溶接部の向きが異なっている。そのため、以下では、隣り合う分割壁体２２の接合部の溶接方法を例に、本実施形態に係る鋼製壁の溶接方法について説明する。

【0028】

先ず、図５に示されるように、平台車９０の上に、複数の分割壁体２２を寝かした状態で位置決めし、隣り合う分割壁体２２の外周部の横材２８同士を仮溶接（仮組溶接）する。これにより、仮組み状態の鋼製壁２０を形成する。

【0029】

次に、仮組み状態の鋼製壁２０の横幅方向の両端部に、回転軸４０をそれぞれ着脱可能に取り付ける。具体的には、図６及び図７に示されるように、回転軸４０は、軸部４２と、一対のフランジ部４４，４６とを有している。軸部４２は、円筒状に形成されている。この軸部４２の軸方向の両端部には、一対のフランジ部４４，４６が設けられている。

【0030】

一対のフランジ部４４，４６は、円盤状に形成されている。この一対のフランジ部４４，４６は、軸部４２の軸方向の両端部から鍔状に張り出している。また、一対のフランジ部４４，４６のうち、一方のフランジ部４６には、ブラケット５０が設けられている。

【0031】

図７に示されるように、ブラケット５０は、互いに対向する一対の取付プレート５２と、一対の取付プレート５２を補強する複数の補強リブ５４とを有している。この一対の取付プレート５２の間には、鋼製壁２０の外周面に設けられた壁側フランジ３４が挿入される。この状態で、一対の取付プレート５２及び壁側フランジ３４を、ボルト５６及びナット５８によって接合する。これにより、鋼製壁２０の横幅方向の端部に、鋼製壁２０の面内方向に延びる回転軸４０が着脱可能に取り付けられる。

【0032】

次に、図５及び図８に示されるように、梁等の躯体１８に取り付けられたチェーンブロック９２によって仮組み状態の鋼製壁２０を吊り上げ、図９に示されるように、鋼製壁２０に取り付けられた一対の回転軸４０を一対の回転架台６０にそれぞれ支持させる。

【0033】

一対の回転架台６０は、仮組み状態の鋼製壁２０の横幅方向の両側に配置される。各回転架台６０は、架台本体部６２と、軸支持部８０とを有している。架台本体部６２は、一対の支柱６４と、一対の支柱６４を連結する上側連結材６６及び下側連結材６８と、一対の支柱６４の転倒を防止する複数の転倒防止材７０とを有している。

【0034】

図６及び図７に示されるように、架台本体部６２の上側連結材６６には、回転軸４０の軸部４２を回転可能に支持する軸支持部８０が設けられている。軸支持部８０は、軸受けベース８２と、一対のストッパ８４とを有している。

【0035】

軸受けベース８２は、板状に形成されている。また、軸受けベース８２は、上側連結材６６の長手方向の中央部の上面６６Ｕに重ねられた状態で溶接等によって固定されている。この軸受けベース８２によって、上側連結材６６の長手方向の中央部が補強されている。

【0036】

軸受けベース８２の上には、回転軸４０の軸部４２が載置される。この際、図６に示されるように、回転軸４０の一対のフランジ部４４，４６の間に、軸受けベース８２及び上側連結材６６が配置される。これにより、一対のフランジ部４４，４６によって、軸受けベース８２から軸部４２の脱落が抑制される。

【0037】

図７及び図９に示されるように、軸受けベース８２に対する上側連結材６６の長手方向の両側には、一対のストッパ８４が配置されている。一対のストッパ８４は、略三角形の板状に形成されている。また、一対のストッパ８４は、上側連結材６６の上面６６Ｕに立てられた状態で溶接等によって固定されている。さらに、一対のストッパ８４の間に、回転軸４０の軸部４２が配置される。この一対のストッパ８４によって、軸受けベース８２から軸部４２の脱落が抑制される。

【0038】

このように一対の回転架台６０によって支持された仮組み状態の鋼製壁２０を、一対の回転軸４０を中心として回転させ、隣り合う分割壁体２２の接合端部を溶接（本溶接）する。

【0039】

具体的には、例えば、図３に示されるように、仮組み状態の鋼製壁２０を立てた状態で図示しないチェーンブロック等によって固定する。これにより作業者は、一方の分割壁体２２の縦材２６の表面２６Ｓに対し、他方の分割壁体２２の横材２８の両面２８Ａ，２８Ｂ（図４参照）の一方を下向き溶接することができる。

【0040】

また、図３において、仮組み状態の鋼製壁２０の上下を反転させることにより、作業者は、一方の分割壁体２２の縦材２６の表面２６Ｓに対し、他方の分割壁体２２の横材２８の両面２８Ａ，２８Ｂ（図４参照）の他方を下向き溶接することができる。

【0041】

また、例えば、図１０に示されるように、仮組み状態の鋼製壁２０を横に寝かした状態で、サポート８６等によって固定する。これにより、作業者は、仮組み状態の鋼製壁２０の上から、一方の分割壁体２２の縦材２６の表面２６Ｓに対し、他方の分割壁体２２の板状部材３２の両面３２Ａ，３２Ｂ（図４参照）の一方を下向き溶接することができる。

【0042】

また、図１０において、仮組み状態の鋼製壁２０の表裏を反転させることにより、作業者は、仮組み状態の鋼製壁２０の上から、一方の分割壁体２２の縦材２６の表面２６Ｓに対し、他方の分割壁体２２の板状部材３２の両面３２Ａ，３２Ｂの他方を下向き溶接することができる。

【0043】

以上の手順を繰り返し、隣り合う分割壁体２２の接合部を溶接（本溶接）することにより、鋼製壁２０が形成される。その後、鋼製壁２０は、図１及び図２に示されるように、架構１０に構面内に設置される。

【0044】

（効果）
次に、本実施形態の効果について説明する。

【0045】

本実施形態では、仮組み状態の鋼製壁２０に取り付けられた一対の回転軸４０を、一対の回転架台６０によって回転可能に支持した状態で、隣り合う分割壁体２２の溶接部を溶接（本溶接）する。そのため、隣り合う分割壁体２２の溶接部の向きに応じて、仮組み状態の鋼製壁２０を一対の回転軸４０を中心として回転させることにより、向きが異なる複数の溶接部を下向き溶接することができる。

【0046】

より具体的には、一対の回転軸４０を中心として仮組み状態の鋼製壁２０を回転させ、他方の分割壁体２２の接合端部を形成する横材２８の両面２８Ａ，２８Ｂ、及び板状部材３２の両面３２Ａ，３２Ｂの何れかを上側に向けた状態で、一方の分割壁体２２の接合端部を形成する縦材２６の表面２６Ｓに溶接する。これにより、作業者は、横材２８の両面２８Ａ，２８Ｂ、及び板状部材３２の両面３２Ａ，３２Ｂを、縦材２６の表面２６Ｓに容易に下向き溶接することができる。したがって、隣り合う分割壁体２２の接合部の溶接品質、及び意匠性を高めることができる。

【0047】

ここで、隣り合う分割壁体２２の他の接合構造（比較例）として、隣り合う分割壁体２２の接合端部に縦材２６をそれぞれ設け、これらの縦材２６の表面２６Ｓを重ね合せた状態で溶接やボルト接合することが考えられる。しかしながら、この場合、隣り合う分割壁体２２の接合部において２枚の縦材２６が重なり、他の部位よりも縦材２６が厚くなるため、意匠性が低下する可能性がある。

【0048】

これに対して本実施形態では、隣り合う分割壁体２２の接合部において２枚の縦材２６を重ね合せない。そのため、隣り合う分割壁体２２の接合部の縦材２６の厚みが、他の部位の縦材２６よりも厚くならないため、意匠性が向上する。

【0049】

さらに、本実施形態では、一対の回転軸４０は、鋼製壁２０に着脱可能に取り付けられる。これにより、複数の溶接部の溶接後に、鋼製壁２０から一対の回転軸４０を容易に取り外すことができる。

【0050】

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0051】

上記実施形態に係る鋼製壁の溶接方法は、隣り合う分割壁体２２の接合部に適用されている。しかしながら、上記実施形態に係る鋼製壁の溶接方法は、例えば、縦材２６と横材２８との溶接部に適用してもよいし、格子状体２４に対する板状部材３２の溶接部に適用してもよい。

【0052】

また、上記実施形態では、鋼製壁２０が複数の分割壁体２２に分割されている。しかしながら、鋼製壁は、複数の分割壁体に分割されなくてもよい。

【0053】

また、上記実施形態では、鋼製壁２０に一対の回転軸４０が着脱可能に取り付けられる。しかしながら、一対の回転軸４０は、鋼製壁２０に一体（着脱不能）に設けられてもよい。