(57)【要約】【課題】ＣＤ溶接によって充分な溶接強度が得られ、溶接部の剥離を効果的に防止できる断熱材固定用ピンを提供すること。【解決手段】ＣＤ溶接（コンデンサ方式のスタッド溶接）によって断熱材２０を支持鋼材２１に固定するためのピンであって、鋼線材からなる細長いピン本体１１の先端部１２に先尖り部１２を有し、後端部に薄い鋼板からなる大径の円盤状座金１３が固着されている断熱材固定用ピン１０において、先尖り部１２が、支持鋼材２１に溶接される先すぼまりの溶着部分１４と、該溶着部分１４に連続し支持鋼材２１の黒皮酸化膜及び防錆塗料膜を突き破ってスパークを発生させる鋭角で、かつ短い通電誘発部分１５とで構成されていて、溶着部分１４は、頂角が約９０度の角錐状又は円錐状に形成され、通電誘発部分１５は、頂角が約４５度の鋭角で、かつ高さが約１ミリの短い角錐状又は円錐状に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤ溶接（コンデンサ方式のスタッド溶接）によって断熱材を支持鋼材に固定するためのピンであって、鋼線材からなる細長いピン本体の先端部に先尖り部を有し、後端部に薄い鋼板からなる大径の円盤状座金が固着されている断熱材固定用ピンにおいて、
前記先尖り部が、前記支持鋼材に溶接される先すぼまりの溶着部分と、該溶着部分に連続し前記支持鋼材の黒皮酸化膜及び防錆塗料膜を突き破ってスパークを発生させる鋭角で、かつ短い通電誘発部分とで構成されていることを特徴とする断熱材固定用ピン。
【請求項２】
前記溶着部分は、頂角が約９０度の角錐状又は円錐状に形成され、
前記通電誘発部分は、頂角が約４５度の鋭角で、かつ高さが約１ミリの短い角錐状又は円錐状に形成されていることを特徴とする断熱材固定用ピン。
【請求項３】
前記先尖り部近傍の前記ピン本体に細軸部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の断熱材固定用ピン。
【請求項４】
前記細軸部の直径（ｄ）が、前記ピン本体の直径（Ｄ）の１／２〜２／３であることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載の断熱材固定用ピン。
【請求項５】
前記細軸部の長さ（Ｌ）が、該細軸部の直径（ｄ）の１．５倍〜３．０倍であることを特徴とする請求項１、２、３又は４のいずれかに記載の断熱材固定用ピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨構造物や機械設備の外面を断熱材で被覆するために使用される断熱材固定用ピンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、アスベスト問題から、在来工法で鉄骨構造物の天井やそれを支えるＨ型鋼の梁材及び柱材に断熱材として吹き付けていたアスベストに替わり、グラスウールなどの断熱材で被覆する断熱工法が普及しつつある。
【０００３】
この場合、図８に示すように、従来よりダクト４の断熱（保温）に用いられていたグラスウール等の断熱材５に、後端部に薄い鋼板からなる大径の円盤状座金２が固着された細長い固定用ピン１を貫通させ、該固定用ピン１先端をダクト（支持鋼材）４表面にＣＤ溶接（コンデンサ方式のスタッド溶接）により固着して前記断熱材５を固定する工法が、そのまま使用されている。この工法に使用される固定用ピン１の先端には、ＣＤ溶接のスパークを誘発させるために突起３が設けられているが、尖ってはいない（図１０（ａ）及び（ｂ）参照）。そのためダクト４表面のゴミや断熱材５そのものが固定用ピン１先端に付着して通電障害を及ぼすことがある。また、グラスウールの断熱材５には、グラスウールの保護及び補強のため薄い布を表面に重ねたものがあり、この場合、上記従来の固定ピン１の先端形状ではこのような保護シートを突き破れず、押し下げるだけで通電の障害となる。
【０００４】
さらに、上記従来の固定用ピン１の先端形状では、黒皮又はその上に防錆塗装を施した支持鋼材に対して、黒皮酸化膜や防錆塗装膜を突き破って通電によるスパークを発生させることができず、ＣＤ溶接によって溶着することが極めて困難である。なお、固定用ピン１を強く押しつけることで通電を確保するため、固定用ピン１には曲げ強度の高い金属線材が用いられているが、このような固定用ピン１に断熱材５の引っ張りによる曲げ応力が作用すると、図９に示すように、その応力は溶接部６に集中して該溶接部６を剥離させ、安定した固着が困難である。
【０００５】
また、図１１（ａ）に示すように、固定用ピン１の先端部分に釘先のように鋭角の先尖り部７を設けたものは知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。しかし、ＣＤ溶接は、そのコンデンサの蓄電量によって、相当な断面積の溶解や溶接は可能であるが、アーク溶接や抵抗溶接のように通電時間の調整は不可であり、その放電時間が１／１０００秒程度と極端に短いため、軸方向の溶解量は得られにくい。そのため、釘先のような先尖り部７では、図１１（ｂ）に示すように途中までしか溶けず、充分な溶接面積の溶接部６が得られない。したがって、曲げ応力によって容易に剥離するという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−８２１２７号公報
【特許文献２】特開平１０−２４５９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、ＣＤ溶接によって充分な溶接強度が得られ、溶接部の剥離を効果的に防止できる断熱材固定用ピンを提供することを目的とする。また、溶接後に断熱材の引っ張りによりピン本体の溶接部に作用する曲げ応力を軽減させて、該溶接部の剥離防止の効果を一層高めることができる断熱材固定用ピン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】
上記目的を達成するために、本発明は、ＣＤ溶接（コンデンサ方式のスタッド溶接）によって断熱材を支持鋼材に固定するためのピンであって、鋼線材からなる細長いピン本体の先端部に先尖り部を有し、後端部に薄い鋼板からなる大径の円盤状座金が固着されている断熱材固定用ピンにおいて、前記先尖り部が、前記支持鋼材に溶接される先すぼまりの溶着部分と、該溶着部分に連続し前記支持鋼材の黒皮酸化膜及び防錆塗料膜を突き破ってスパークを発生させる鋭角で、かつ短い通電誘発部分とで構成されていることを特徴とする。
【０００８】
前記溶着部分は、頂角が約９０度の角錐状又は円錐状に形成され、前記通電誘発部分は、頂角が約４５度の鋭角で、かつ高さが約１ミリの短い角錐状又は円錐状に形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、請求項３〜５に係る発明は、前記先尖り部近傍の前記ピン本体に細軸部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による断熱材固定用ピンは、ピン本体の先端部に設ける前記先尖り部が、前記支持鋼材に溶接される先すぼまりの溶着部分と、該溶着部分に連続し前記支持鋼材の黒皮酸化膜及び防錆塗料膜を突き破ってスパークを発生させる鋭角で、かつ短い通電誘発部分とで構成されていて、特に、前記溶着部分は、頂角が約９０度の角錐状又は円錐状に形成され、前記通電誘発部分は、頂角が約４５度の鋭角で、かつ高さが約１ミリの短い角錐状又は円錐状に形成されているので、前記断熱材表面の保護シートを切断して、前記断熱材を容易に貫通すると共に、鋭角で短い先尖りの前記通電誘発部分で前記支持鋼材表面の防錆塗料膜や黒皮酸化膜を突き破って、安定したＣＤ溶接が可能となり、しかも、前記先尖り部全体の軸方向の長さが短く、該先尖り部全体が溶解され、充分な溶接強度が得られるから、溶接部の剥離を効果的に防止することができる。また、前記先尖り部近傍の前記ピン本体に細軸部を設けることで、前記支持鋼材に溶接した後、前記断熱材に引っ張り力が発生して、前記ピン本体に曲げ応力が作用すると、前記細軸部が弾性変形して湾曲し、溶接部にかかる応力を軽減して、該溶接部の剥離防止の効果を高めることができる。
【００１１】
前記ピン本体に作用する曲げ応力によって前記細軸部が弾性変形して容易に湾曲するためには、前記細軸部の直径（ｄ）が、前記ピン本体の直径（Ｄ）の１／２〜２／３で、かつ、前記細軸部の長さ（Ｌ）が前記細軸部の直径（ｄ）の１．５倍〜３．０倍であることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る断熱材固定用ピン１０を示しており、鋼線材からなる細長いピン本体１１の先端部に先尖り部１２を有し、後端部に薄い鋼板からなる大径の円盤状座金１３がかしめ結合により固着されている。
【００１４】
先尖り部１２は、後述する断熱材２０を容易に貫通し、支持鋼材２１にＣＤ溶接（コンデンサ方式のスタッド溶接）により安定した溶接を可能とするため、支持鋼材２１に溶接される先すぼまりの溶着部分１４と、該溶着部分１４に連続し支持部材２１の黒皮酸化膜及びその上に塗装された防錆塗料膜を突き破ってＣＤ溶接のスパークを発生させる鋭角で、かつ短い通電誘発部分１５とで構成されている。
【００１５】
溶着部分１４は、図２に良く示しているされているように、頂角Ａが約９０度の角錐状又は円錐状に形成され、図示の実施形態では、四角錐状に形成されている。
【００１６】
また、通電誘発部分１５は、頂角Ｂが約４５度の鋭角で、かつ、高さが約１ミリの短い角錐状又は円錐状に形成されている。図示の実施形態では、溶着部分１４と同様に通電誘発部分１５は四角錐状に形成されている。
【００１７】
先尖り部１２をこのような溶着部分１４と通電誘発部分１５とで構成することにより、先尖り部１２全体の軸方向長さを短くして、断熱材２０を容易に貫通することができると共に、通電誘発部分１５で支持鋼材２１の黒皮酸化膜及び防錆塗料膜を突き破って安定したＣＤ溶接が可能となり、放電時間が約１／１０００秒の短時間であるＣＤ溶接により先尖り部１２全体を溶解させて、大きな溶接面積の溶接部１６（後述する）が得られる。
【００１８】
図３は、上記のように構成した本発明に係る断熱材固定用ピン１０の使用状態を示している。ピン本体１１の先尖り部１２をグラスウール等の断熱材２０に挿通して貫通させ、該先尖り部１２の通電誘発部分１５を鉄骨構造物のＨ形鋼などの支持鋼材２１の表面に押しつけて、該表面の防錆塗料膜や黒皮酸化膜を突き破り通電可能とした状態で、ＣＤ溶接により通電誘発部分１５にスパークを発生させ、溶着部分１４を含む先尖り部１２全体を溶解させて支持鋼材２１に溶接することで、大きな溶接面積の溶接部１６が形成され、充分な溶接強度が得られる。
【００１９】
このように支持鋼材２１に溶接した断熱材固定用ピン１０により断熱材２０を固定保持するのであるが、施工作業中、あるいは施工後に、断熱材２０に横方向の引っ張り力が発生してピン本体１１に曲げ応力が作用すると、その応力が溶接部１６に集中して該溶接部１６を剥離しようとする。このようなピン本体１１に作用する曲げ応力が溶接部１６に集中するのを軽減して、該溶接部１６の剥離を防止するために、図４に示すように、先尖り部１２近傍のピン本体１１に細軸部１７を設けることが効果的である。
【００２０】
該細軸部１７は、図５及び図６に示す使用状態において、断熱材２０に図の矢印で示す横方向の引っ張り力が発生してピン本体１１に曲げ応力が作用すると、ピン本体１１の先細部１７が曲がり変形して、溶接部１７に集中する曲げ応力を軽減し、溶接部１６の剥離防止効果を高めるものである。このとき、細軸部１７の曲がり変形を容易にすることと、該細軸部１７の引っ張り強度を考慮して、細軸部１７の直径（ｄ）は、ピン本体１１の直径（Ｄ）の１／２〜２／３で、かつ、細軸部１７の長さ（Ｌ）は、直径（ｄ）の１．５倍ないし３．０倍程度が望ましい。また、細軸部１７にかかる曲げ応力が溶接部１６に及ぼす影響をできる限り小さくするため、先尖り部１２上端から細軸部１４下端までのピン本体１１の長さ（Ｈ）は、直径（ｄ）の１．５倍以下とすることが望ましい。
【００２１】
なお、図７に示すように、細軸部１７の上下両端とピン本体１１との境界部位にテーパ部１８，１８を設けると、ピン本体１１に作用する曲げ応力による細軸部１７の曲がり変形がより容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る断熱材固定用ピンの正面図である。
【図２】同上ピン本体の先尖り部の形状を示しており、（ａ）は先尖り部の正面図、（ｂ）は同斜視図である。
【図３】同上断熱材固定用ピンの使用状態を示す縦断正面図である。
【図４】本発明に係る断熱材固定用ピンの別の実施形態を示す正面図である。
【図５】同上断熱材固定用ピンの使用状態を示す縦断正面図である。
【図６】同上使用状態において、断熱材に引っ張り力が発生したときのピン本体の曲がり変形を説明する縦断正面図である。
【図７】本発明に係る断熱材固定用ピンのさらに別の実施形態を示す正面図である。
【図８】従来の断熱材固定用ピンの使用状態を示す縦断正面図である。
【図９】同上使用状態において、断熱材に引っ張り力が発生したときのピン本体の状態を説明する縦断正面図である。
【図１０】同上従来の断熱材固定用ピンのピン本体の先尖り部を示しており、（ａ）は先端部の正面図、（ｂ）は同底面図である。
【図１１】従来の断熱材固定用ピンの別タイプのピン本体を示しており、（ａ）はピン本体先端部の正面図、（ｂ）は同ピン本体をＣＤ溶接して支持鋼材に溶接した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  断熱材固定用ピン
１１  ピン本体
１２  先尖り部
１３  円盤状座金
１４  先すぼまりの溶着部分
１５  鋭角で、かつ短い通電誘発部分
１６  溶接部
１７  細軸部
１８  テーパ部
２０  断熱材
２１  支持鋼材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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