(57)【要約】【課題】溶接時に発生する火花の飛散を抑制すること。【解決手段】被覆材で覆われた母材に溶接するピン部材を保持する保持部を有し、前記保持部を介して前記ピン部材に溶接電流を供給する溶接装置による溶接方法であって、前記保持部と前記被覆材との間を密閉する耐火性の弾性部材を前記溶接装置に設けた状態で、前記保持部に保持された前記ピン部材を前記被覆材内に通して当該ピン部材を前記母材に溶接することを特徴とする溶接方法である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆材で覆われた母材に溶接するピン部材を保持する保持部を有し、前記保持部を介して前記ピン部材に溶接電流を供給する溶接装置による溶接方法であって、
前記保持部と前記被覆材との間を密閉する耐火性の弾性部材を前記溶接装置に設けた状態で、前記保持部に保持された前記ピン部材を前記被覆材内に通して当該ピン部材を前記母材に溶接することを特徴とする溶接方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶接方法であって、
シート状の前記弾性部材を前記保持部の側面に巻き付けるとともに、前記ピン部材の端部が前記母材に当接可能であり、且つ、前記弾性部材の端部が前記被覆材に密着可能なように、前記弾性部材の端部を前記保持部の端部よりも前記被覆材の側に突出させ、前記弾性部材の端部を前記被覆材に密着させた状態で溶接することを特徴とする溶接方法。
【請求項３】
被覆材で覆われた母材に溶接するピン部材を保持する保持部を有し、前記保持部を介して前記ピン部材に溶接電流を供給する溶接装置であって、
前記保持部に保持された前記ピン部材を前記被覆材内に通して当該ピン部材を前記母材に溶接する際に前記保持部と前記被覆材との間を密閉する耐火性の弾性部材を有することを特徴とする溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接方法、及び、溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設現場において、鉄筋や鉄骨等の接合にアーク溶接が採用されている。アーク溶接では、溶接対象である鉄筋や鉄骨等の母材側にアースケーブルを接続し、溶接棒側に電圧供給ケーブルを接続し、母材と溶接棒との間に溶接電流（大電流）を流してアークを発生させることにより、母材の溶接部と溶接棒とを溶融して溶接が行われる（例えば、特許文献１参照）。また、ピン部材やボルト等のスタッド材を鉄筋や鉄骨等の母材に立設する場合、例えば、スタッドガンのプラグにスタッド材を装着し、アースケーブルに接続された母材にスタッド材の先端を圧接した状態で、プラグの給電面を介してスタッド材と母材との間に溶接電流を流してアークを発生させることにより溶接する方法、所謂スタッド溶接方法が採用されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２００２６７号公報
【特許文献２】特開２００８−６４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようにアークを発生させて溶接する場合、火花の発生は避けられない。また、スタッドガンのプラグによるピン部材の保持力の低下やプラグの汚れ等により、プラグの給電面とピン部材との接触が悪いと、より火花が発生し易くなる。この溶接時に発生する火花が周囲に飛散すると、作業者の火傷や作業現場の火災に繋がり危険である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、溶接時に発生する火花の飛散を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するための本発明の溶接方法は、被覆材で覆われた母材に溶接するピン部材を保持する保持部を有し、前記保持部を介して前記ピン部材に溶接電流を供給する溶接装置による溶接方法であって、前記保持部と前記被覆材との間を密閉する耐火性の弾性部材を前記溶接装置に設けた状態で、前記保持部に保持された前記ピン部材を前記被覆材内に通して当該ピン部材を前記母材に溶接することを特徴とする溶接方法である。  
このような溶接方法によれば、保持部とピン部材との接触箇所にて発生する火花が、耐火性の弾性部材と保持部と被覆材とで形成される密閉空間内に閉じ込められ、保持部と被覆材との間から火花が飛散してしまうことを抑制できる。
【０００７】
かかる溶接方法であって、シート状の前記弾性部材を前記保持部の側面に巻き付けるとともに、前記ピン部材の端部が前記母材に当接可能であり、且つ、前記弾性部材の端部が前記被覆材に密着可能なように、前記弾性部材の端部を前記保持部の端部よりも前記被覆材の側に突出させ、前記弾性部材の端部を前記被覆材に密着させた状態で溶接することを特徴とする溶接方法である。  
このような溶接方法によれば、ピン部材を母材に確実に溶接しつつ、保持部と被覆材との間を耐火性の弾性部材で密閉することができ、保持部と被覆材との間から火花が飛散してしまうことを抑制できる。また、保持部の端部から突出させる弾性部材の長さや保持部の側面に巻き付ける弾性部材の周長を容易に変更できるため、ピン部材の違いに関係なく、保持部と被覆材との間を容易に密閉することができる。
【０００８】
また、被覆材で覆われた母材に溶接するピン部材を保持する保持部を有し、前記保持部を介して前記ピン部材に溶接電流を供給する溶接装置であって、前記保持部に保持された前記ピン部材を前記被覆材内に通して当該ピン部材を前記母材に溶接する際に前記保持部と前記被覆材との間を密閉する耐火性の弾性部材を有することを特徴とする溶接装置である。  
このような溶接装置によれば、保持部とピン部材との接触箇所にて発生する火花が、耐火性の弾性部材と保持部と被覆材とで形成される密閉空間内に閉じ込められ、保持部と被覆材との間から火花が飛散してしまうことを抑制できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、溶接時に発生する火花の飛散を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】被覆材で覆われた建築部材にピン部材を溶接する比較例の溶接方法を示す図である。
【図２】図２Ａはスタッドガンのプラグに耐火性シートが巻き付けられる様子を示す図であり、図２Ｂは耐火性シートが設けられたスタッドガンの端部の側面図であり、図２Ｃは耐火性シートが設けられたスタッドガンの端部の断面図である。
【図３】被覆材で覆われた建築部材にピン部材を溶接する本実施形態の溶接方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、被覆材２１で覆われた建築部材２０にピン部材２２を溶接する比較例の溶接方法を示す図である。図２Ａは、スタッドガン１０のプラグ１２に耐火性シート３１が巻き付けられる様子を示す図であり、図２Ｂは、耐火性シート３１が設けられたスタッドガン１０の端部の側面図であり、図２Ｃは、耐火性シート３１が設けられたスタッドガン１０の端部の断面図である。図３は、被覆材２１で覆われた建築部材２０にピン部材２２を溶接する本実施形態の溶接方法を示す図である。
【００１２】
例えば、建物における鉄筋や鉄骨、空調ダクト等の建築部材２０の表面を、耐火断熱材や保温材、防音材等の被覆材２１で覆うことがある。本実施形態では、建築部材２０を覆う被覆材２１にピン部材２２の脚部を差し込み、溶接装置１によりピン部材２２と建築部材２０とを溶接することにより、建築部材２０（母材に相当）に対して被覆材２１を固定する実施形態を例に挙げる。なお、ピン部材２２は、導電性の材料から構成され、例えば、円盤状の頭部に取り付けられた脚部の先端がやり状に尖鋭されたもの等が挙げられる。
【００１３】
また、本実施形態では、溶接装置１をコンデンサ放電式の溶接装置とし、溶接装置１は、スタッドガン１０と、電源装置２と、アースクランプ３と、アースケーブル４と、電圧供給ケーブル５と、を有する。アースケーブル４の一端はアースクランプ３に接続され、他端は電源装置２におけるアースに繋がる端子に接続される。電圧供給ケーブル５の一端はスタッドガン１０に接続され、他端は電源装置２における電圧供給回路（コンデンサ）に繋がる端子に接続される。
【００１４】
スタッドガン１０は、ガン形状の本体部１１と、ピン部材２２を保持するプラグ１２（保持部に相当）と、本体部１１内から突出した端部がプラグ１２に接続される保持ロッド１３と、図２に示すように、プラグ１２の側面１２ｂに巻き付けられる耐火性シート３１と、耐火性シート３１を固定する結束バンド３２と、を有する。保持ロッド１３は、軸方向に往復移動可能であり、本体部１１内にて不図示のコイルばねに挿通されており、保持ロッド１３が軸方向の後側（本体部１１側）に移動すると、コイルばねにより軸方向の前側（被覆材２１側）に向かう付勢力が保持ロッド１３に掛かる。よって、プラグ１２に保持されたピン部材２２を建築部材２０に圧接することができる。プラグ１２は円柱状の永久磁石であり、軸方向におけるプラグ１２の前側の端面にピン部材２２の頭部が着脱自在に吸着される。また、保持ロッド１３は導電性の材料から構成され、電源装置２から電圧供給ケーブル５により本体部１１内に供給された溶接電流（大電流）が、保持ロッド１３及びプラグ１２を介して、ピン部材２２に供給される。即ち、軸方向におけるプラグ１２の前側の端面１２ａ（図２Ｃ参照）が、ピン部材２２の保持面であり、ピン部材２２への給電面となる。
【００１５】
そして、溶接時には、図１に示すように、アースクランプ３が建築部材２０に接続され、スタッドガン１０のプラグ１２に吸着されたピン部材２２の先端がコイルばねの付勢力により建築部材２０に圧接された状態で、スタッドガン１０のスイッチ（不図示）がオンされる。そうすると、電源装置２からの溶接電流がピン部材２２の先端と建築部材２０との間に流れてアークが発生し、ピン部材２２と建築部材２０との接触箇所が溶融し、ピン部材２２が建築部材２０に対して立設した状態で溶接される。よって、ピン部材２２により被覆材２１が建築部材２０に固定される。
【００１６】
このように、溶接箇所に溶接電流を流してアークを発生させて溶接を行う場合、火花の発生は避けられない。特に、スタッドガン１０のプラグ１２の給電面１２ａが埃や錆等で汚れていたり、プラグ１２の吸着力が低下していたりすると、プラグ１２とピン部材２２とが接触不良となり、プラグ１２とピン部材２２との接触箇所（給電面）において、激しく火花が発生してしまう。そのため、図１に示す比較例の溶接方法のように、プラグ１２とピン部材２２との接触箇所が剥き出しの状態であり、プラグ１２の給電面１２ａと被覆材２１との間に隙間が生じていると、その隙間から溶接時に発生する火花が飛散し、作業者の火傷や作業現場の火災に繋がり危険である。
【００１７】
そこで、本実施形態の溶接方法では、図２に示すように、ピン部材２２を保持するスタッドガン１０のプラグ１２（給電面１２ａ）と被覆材２１との間を密閉する耐火性シート３１（難燃性又は不燃性のシート）をスタッドガン１０に設けた状態で、プラグ１２に保持されたピン部材２２を被覆材２１内に通し、当該ピン部材２２を建築部材２０に溶接する。なお、耐火性シート３１は、耐火性の弾性部材であり、例えば、スター電器製造株式会社のスパシャッタ（スパッタシート）等を挙げることができる。
【００１８】
本実施形態の溶接方法を具体的に説明すると、まず、図２Ａに示すように、長方形状である耐火性シート３１をプラグ１２の側面１２ｂ（給電面１２ａに交差する面）に一周に亘って巻き付け、結束バンド３２で固定する。その際、図２Ｃに示すように、耐火性シート３１の端部３１ａをプラグ１２の端部（給電面１２ａ）よりも軸方向（給電面１２ａに直交する方向）における被覆材２１の側に突出させる。なお、結束バンド３２で耐火性シート３１を固定するに限らず、例えば、接着剤で固定してもよい。また、プラグ１２と被覆材２１との間を耐火性シート３１で密閉できればよいため、例えば、スタッドガン１０の本体部１１に耐火性シート３１を巻き付けたり、プラグ１２の給電面１２ａ（底面）に耐火性シート３１を設けたりしてもよい。
【００１９】
次に、電圧供給ケーブル５によりスタッドガン１０を電源装置２（電圧供給回路）に繋ぎ、アースケーブル４により電源装置２（アース）に繋がれたアースクランプ３を建築部材２０に取り付ける。その後、スタッドガン１０のプラグ１２の側面１２ｂに巻き付けられて中空円筒形状となった耐火性シート３１の中にピン部材２２の頭部を入れて、プラグ１２の給電面１２ａにピン部材２２の頭部を吸着させる。そして、ピン部材２２の脚部を被覆材２１に差し込み、ピン部材２２の先端を被覆材２１の下の建築部材２０に圧接させる。そうすると、耐火性シート３１の端部３１ａはプラグ１２の給電面１２ａよりも被覆材側に突出しており、耐火性シート３１は弾性部材であるため、図３に示すように、耐火性シート３１の端部３１ａが被覆材２１の表面に密着し、プラグ１２と被覆材２１との間を密閉することができる。即ち、耐火性シート３１とプラグ１２の給電面１２ａと被覆材２１とで密閉空間Ａを形成することができる。
【００２０】
換言すると、ピン部材２２の先端（端部）が建築部材２０に当接可能であり、且つ、耐火性シート３１の端部３１ａが被覆材２１に密着可能なように、プラグ１２の端部１２ａから被覆材２１側に突出させる耐火性シート３１の端部３１ａの長さを調整する。そうすることで、密閉空間Ａを形成しつつ、ピン部材２２の先端を建築部材２０に確実に溶接することができる。また、耐火性シート３１を弾性部材にすることで、被覆材２１のような平坦でない面にも耐火性シート３１を密着させることができる。また、被覆材２１の剛性が高い場合にも、耐火性シート３１を弾性部材にすることで、耐火性シート３１を被覆材２１に密着させることができる。
【００２１】
そうして、耐火性シート３１の端部３１ａが被覆材２１に密着している状態で、スタッドガン１０のスイッチがオンされると、電源装置２からの溶接電流がピン部材２２の先端と建築部材２０との間に流れてアークが発生し、ピン部材２２が建築部材２０に溶接される。この時、プラグ１２の給電面１２ａとピン部材２２との接触箇所にて発生した火花は、耐火性シート３１とプラグ１２の給電面１２ａと被覆材２１とで形成される密閉空間Ａ内に閉じ込められるため、火花の飛散を抑制することができる。なお、耐火性シート３１に火花が付着しても燃焼の虞がなく安全である。また、密閉空間Ａにより、ピン部材２２の先端と建築部材２０との接触箇所にて発生した火花や溶融金属の飛散も抑制できる。よって、本実施形態の溶接方法によれば、作業者の火傷や作業現場の火災を防止でき、安全に溶接を行うことができ、周囲の養生も簡略化できる。また、既存のスタッドガン１０に対しても、プラグ１２の側面１２ｂに耐火性シート３１を巻き付けるだけであるため、火花の飛散を容易に抑制できる。
【００２２】
また、ピン部材２２の長さや被覆材２１の厚さに応じて、プラグ１２の端部１２ａから突出させる弾性部材（耐火性シート３１）の長さを変更する必要がある。但し、本実施形態のように耐火性シート３１をプラグ１２の側面１２ｂに巻き付ける場合には、プラグ１２の端部１２ａから突出させる弾性部材（耐火性シート３１）の長さを容易に変更できる。また、図３では、ピン部材２２の頭部がプラグ１２の給電面１２ａより小さい場合を例に挙げているが、ピン部材２２の頭部の方が大きい場合もある。その場合にも、ピン部材２２の頭部の大きさに合わせて、中空円筒形状に巻き付けられる耐火性シート３１の周長を容易に変更できる。つまり、本実施形態のように、耐火性シート３１をプラグ１２の側面１２ｂに巻き付ける方法によれば、ピン部材２２の違いに関係なく、プラグ１２と建築部材２０との間を容易に且つ経済的に密閉できる。
【００２３】
以上、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
【００２４】
例えば、上記実施形態では、スタッドガン１０のプラグ１２の側面１２ｂに耐火性シート３１を巻き付けるとしているが、これに限らず、例えば、保持部（プラグ１２）と被覆材との間を密閉する耐火性の弾性部材が保持部に一体に形成されている溶接装置でもよい。また、シート状の弾性部材を使用するに限らず、例えば、中空円筒形状の弾性部材で保持部と被覆材との間を密閉してもよい。また、ピン部材を保持する保持部を永久磁石で構成するに限らず、例えば、チャック機構にしてもよい。その場合にも、チャック機構の側面に耐火性シート３１を巻きつけて、耐火性シート３１の端部を被覆材に密着させることで、火花の飛散を抑制することができる。
【００２５】
また、上記実施形態では、ピン部材２２の先端を建築部材２０に接触させた状態で電流を流す溶接方法を例に挙げているが、これに限らず、例えば、ソレノイドコイル等により母材からピン部材を持ち上げた状態でスタッドガンのスイッチをオンしてピン部材を母材に打ち付けて、両者が接触した瞬間に溶接電流を流す溶接方法でもよいし、ピン部材を母材に接触させて通電した後にピン部材を母材から離してアークを発生させて、両者を溶融した状態でピン部材を母材に押し付ける溶接方法でもよい。つまり、ピン部材を保持する保持部を有し、溶接時にピン部材と保持部との間に火花が発生する電気溶接装置による溶接方法であれば本発明が有効となる。
【符号の説明】
【００２６】
１  溶接装置、２  電源装置、３  アースクランプ、４  アースケーブル、
５  電圧供給ケーブル、１０  スタッドガン、１１  本体部、
１２  プラグ（保持部）、１３  保持ロット、２０  建築部材（母材）、
２１  被覆材、２２  ピン部材、
３１  耐火性シート（耐火性の弾性部材）、３２  結束バンド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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