【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は鉄骨構造物の通し柱を溶接によって組み立てる際の治具に関するもので、通し柱を構成するコラムと仕口ブロックとを位置決めするための治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨構造物の通し柱１は、図７に示すようにコラム２と仕口ブロック３とを交互に溶接することによって組み立てられる。 図示の仕口ブロック３は、コア４に２ないし４本の羽根５を溶接したもので、各羽根５の先端に梁が接続されてラーメン構造の鉄骨構造物の骨組みが構築される。 最近の仕口ブロックでは、羽根５
を設ける代わりに、コア４を梁の接続方向にわずかに突出させた形状にしたものも用いられている。

【０００３】通し柱１を組み立てる際には、仕口ブロック３とコラム２との軸心を正確に一致させて仮溶接する必要があり、そのための位置決め治具が必要になる。

【０００４】図８はこの目的のために使用される治具の一例を示した部分斜視図で、この発明の出願人の出願になる実開平４−１０８９８５号（考案の名称「鉄骨構造物の通し柱の溶接用治具」）に開示されているものである。 この治具は、平行に配置された２本のビーム６とその間に掛け渡される複数対のコラム受け７、８とを備えており、コラム受け７、８の受け面９、１０とビーム６
の上面１１とを同一平面とし、受け面９、１０でコラム２の両端を支え、ビームの上面１１で仕口ブロック３の羽根５を支持して、両者２、３の位置決めを行うようになっている。

【０００５】羽根５を有しない仕口ブロックや、羽根５
が両側に延びていないためにビーム６上に載置することができない仕口ブロックは、図１０に示すような構造の仕口受け１２をビーム６に掛け渡し、当該仕口受け１２
に設けた縦方向ストッパ１５によって仕口ブロックのビーム６に沿う方向の位置を位置決めして支持するようにしている。 コラム２や仕口ブロック３のビーム６と直交する横方向の位置は、コラム受け７、８や仕口受け１２
に設けた横方向ストッパ１３、１４によって規制している。

【０００６】図８に示した一対のコラム受け７、８は、
仕口ブロック３を挟んで配置され、その一方７に羽根５
と当接して仕口ブロック３のビーム６に沿う方向の位置を規制する縦方向ストッパ１８を設けるとともに、対向する他方のコラム受け８にこのストッパ１８に向けて羽根５を押接する押接具１９を設けている。 上記一方のコラム受け７は、縦方向ストッパ１８の受け面２０が組み立てようとする通し柱１の仕口ブロック３相互の間隔Ｈ
に等しい間隔となるようにビーム６上に載置され、コラム受け７、８側の係合孔２１、２２とビーム６側の係合孔２３とをピン２４、２５等を用いて係合させることにより、位置決めされた状態でビーム６上にセットされる。

【０００７】図９に示した構造では、コラム受け７側の係合孔２１は、コラム受け本体とは別体となった係合部２６に設けられ、コラム受け７本体からビーム６の延在方向に延びる案内杆２７が係合部２６に形成した下方が開放されたガイド溝２８に挿通され、かつ案内杆２７の先端に固定したブラケット２９と係合部２６に固定したブラケット３０との間に矯正摘み３１を設けたネジ杆３
２が螺合されて、コラム受け７本体と係合部２６とを連結している。 コラム受け７本体と係合部２６のネジ杆３
２による矯正量は、両者７、２６に設けた指針３３と目盛３４とによって読み取られるようになっており、本溶接後の縮み量に合わせて縦方向ストッパ１８の位置を微細に調整できる構造となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】縦方向ストッパ１８を設けたコラム受け７は、通し柱の仕口ブロックの間隔（階高寸法）Ｈに合わせてビーム６上で位置決めされ、
その後コラム２や仕口ブロック３を治具上に載置して仮溶接が行われるのであるが、図１１に示す仕口ブロック３やコラム２の縦方向寸法Ｌ ₁ 、Ｌ ₂の加工ばらつきのために、仕口ブロック３とコラム２との接続部に隙間が開いて溶接欠陥の原因となる場合や、Ｌ ₁とＬ ₂の寸法が大きくて位置決めした仕口ブロック３の間にコラム２
が入らない場合などが生じる。 このような場合には、通し柱の階高寸法Ｈには若干の寸法差が許容されるので、
本溶接時における縮み代も考慮して、仕上がり寸法がその許容誤差内に入るように治具上で仕口ブロック３やコラム２を若干移動して仮溶接を行う。 この場合従来の装置では、治具上に降ろしたコラム２を再度吊り上げ、縦方向ストッパ１８を設けたコラム受け７の位置を調整した後、コラム２を再度治具上に降ろすという作業が必要で、作業に時間がかかり、また仕口ブロック３とコラム２との間の溶接隙間を微細に調整することも困難であった。

【０００９】また本溶接された後の通し柱の階高寸法Ｈ
が許容誤差内に納まっているかどうかを検査することも必要になるが、従来の治具ではそのような検査を行うことができず、別の計測手段が必要であるという問題があった。

【００１０】この発明は、以上の問題を解決するためになされたもので、治具上での仕口ブロックやコラムの位置を微細に調整することが可能で、さらに本溶接後の通し柱の階高寸法を計測する計測装置としても用いることが可能な、通し柱の仮組溶接用治具を得ることを課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、長手方向に配置した２本のビーム６の間に掛け渡される複数のコラム受け７、８を、ビーム６と平行に設けたレール３７、
３８上を転動する車輪３９、４０を介してビーム６に支持すること、及び／又は、コラム受け７、８の上面にビーム６と直交する水平軸まわりに回転可能に軸支されたローラ４７を設けて当該ローラ４７でコラム２を支持することによって上記課題を解決している。 車輪３９、４
０またはローラ４７には、これらを積極的に回転駆動する手動または自動の回転駆動手段４４、５０を設けることができる。

【００１２】仕口ブロック３のビーム６に沿う方向の位置を規制する縦方向ストッパ１８や１５をコラム受け７
や仕口受け１２に設けたときは、その縦方向ストッパ１
８、１５をコラム受け７や仕口受け１２にビーム６と平行な方向に移動自在に設け、かつその設定位置からの移動量を計測する計測手段６８、７１を設けることにより、治具上で溶接後の通し柱の階高寸法Ｈを計測することが可能になる。

【００１３】この発明の最も好ましい実施態様の一つは、コラム受け７、８の上面にビーム６と直交する水平軸まわりに自由回転可能なローラ４７を設け、縦方向ストッパ１８を備えたコラム受け７をビーム６と平行に設けたレール３７、３８上を転動する車輪３９、４０を介してビーム６に支持し、かつこの縦方向ストッパを備えたコラム受け７の設定位置からの移動量を計測する計測手段５５、５６、５７を設けた構造である。 なおこの場合、縦方向ストッパを設けたコラム受け７の内の一つは、車輪３９、４０を介さずにビーム６に支持することができる。

【００１４】

【作用】この発明の治具では、治具上のコラム２がローラ４７および車輪３９、４０を介して支持されるから、
治具上におけるコラム２の柱軸方向の位置をコラム２を吊り上げることなく微細にかつ正確に調整することができる。

【００１５】なお仕口受け１２を設けたものにおいて、
当該仕口受けをコラム受け７、８と同様にビーム６の長手方向のレール３７、３８に沿って転動する車輪を介して支持する構造を採用することにより、治具上での仕口ブロックの位置調整も容易に可能となる。 このようなレールと車輪を備えた仕口受けの構造の一例は、この発明の出願人の出願になる実願昭４−１０８９８５号で提唱されている。

【００１６】ローラ４７や車輪３９、４０を設けたコラム受け７、８は、そのうちのいくつかまたは全部にこれらのローラ４７または車輪３９、４０を回転駆動するためのハンドル４４やモータなどの回転駆動手段を設けることにより、治具上でのコラム２や本溶接後の通し柱１
の軸方向移動をより容易かつ正確に行うことができるようになる。

【００１７】この発明の治具上で本溶接後の通し柱の階高寸法Ｈの計測を行うときは、縦方向ストッパ１８を設けたコラム受け７の基準となる１個をビーム６上にピン２４（図３参照）などで固定して、その縦方向ストッパ１８の位置を位置決めし、これを基準として他の縦方向ストッパ１８を設けたコラム受け７または仕口受け１２
を、計測しようとする階高寸法Ｈの寸法より若干広い間隔で配置し、その後本溶接した通し柱１を治具上に載置し、基準となる仕口ブロックを上記位置決めした縦方向ストッパ１８に当接するまで治具上で移動して位置決めし、その後その他の仕口ブロック３に対応する縦方向ストッパ１８を設けたコラム受け７をビーム６に沿って移動させてその縦方向ストッパ１８をそれぞれの仕口ブロック３に当接させ、そのときの各コラム受け７の移動量ないし移動後の位置を計測手段５５、５６、５７で計測することにより、階高寸法Ｈを計測する。

【００１８】このような方法による計測を可能にするためには、基準となるコラム受け以外の縦方向ストッパ１
８を設けたコラム受け７が、ビーム６とコラム２との両者に対して相対的に容易に移動可能であり、また縦方向ストッパを有しないコラム受け８がビーム６に対して容易に移動できるか或いはコラム受け８上でコラム２が容易に移動できるのが望ましく、従って縦方向ストッパを有するコラム受け７には車輪３９、４０及びローラ４７
を設け、縦方向ストッパを有しないコラム受け８にはローラ４７または車輪３９、４０を設ける構造が好ましい構造として提唱できる。

【００１９】また上記の計測方法において、コラム受け７自体を移動させる代わりに、コラム受け７にビーム６
の長手方向に沿って移動可能に縦方向ストッパ１８を設け、その移動量を計測することによって階高寸法Ｈの計測を行うことも可能である。 この場合は通し柱１を載置した状態でコラム受け７をビーム６上で移動させる必要はないが、治具上に搭載した通し柱１を基準となる縦方向ストッパに当接させるために移動させる必要があるから、各コラム受け７にはコラム２を移動自在に支持するローラ４７を設ける。 なおこの後者の構造の場合、縦方向ストッパ１８をコラム受け７に設ける代わりに縦方向ストッパ１５を仕口受け１２に設けて上記の計測を行うようにすることもでき、そのようにした場合でも各コラム受け７、８のローラ４７は有効である。

【００２０】

【実施例】図１ないし図４はこの発明の第１実施例を示したものである。 この第１実施例のものにおいては、コラム受け７、８や仕口受け１２上におけるコラム２や仕口ブロック３の位置決め部材は、図８や図１０に示す従来構造のものと同一のものを用いることができる。 図８
や図１０に示された構造自体は公知のものであり、またこれらの構造の概略については前述したのでここでは説明を省略する。

【００２１】縦方向ストッパを設けたコラム受け７、８
は、図１および２に示すようにＨ形鋼で製作されたビーム６の内側にビーム６と平行に設けたレール３７、３８
の上を転動する車輪３９、４０によって支持されている。 レールの一方３７はそのレール面を山形としており、またこのレール３７上を転動する車輪３９は、Ｖ溝車輪としてコラム受け７、８のビーム幅方向の位置が規制されている。 レール３７、３８の内側にはビーム６と平行な方向のラック４１が固定されており、コラム受け７、８の下面に軸着されたピニオン軸４２の両端に固定したピニオン４３がこれらのラック４１に噛合している。 コラム受け７、８の上面にはハンドル４４を設けた操作軸４５が軸着されており、この操作軸４５とピニオン軸４２とがチェーン伝動装置４６によって連結され、
ハンドル４４を回動させることによってピニオン４３が回転し、コラム受け７をレール３７、３８に沿ってすなわちビーム６に沿って移動させることができるようになっている。

【００２２】コラム受け７、８の上面中央のコラム２を載置する部分には、ビーム６と直交する方向のローラ４
７が軸受４８、４８で軸支されており、そのローラ軸４
９と第２ハンドル５０を設けた第２操作軸５１とがチェン伝動装置５２で連結されている。 すなわち第２ハンドル５０を回動することによりローラ４７が回転し、このローラ４７の上に搭載されたコラム２を軸方向に移動させる。

【００２３】図３に示すように、レール面が山形となったレール３７に設けたラック４１の前記ピニオン４３が噛合する位置と異なる位置には、コラム受け７の底部に自由回転状態で軸支した検出ピニオン５３が噛合しており、この検出ピニオンの軸５４にロータリエンコーダ５
５が連結されている。 このロータリエンコーダはインクリメンタル型のものが用いられ、出力のＡ相とＢ相の位相差によりアップ／ダウンをカウントし、７セグメント５桁の表示器５６にコラム受け７、８の位置をデジタル量で表示させるようになっている。

【００２４】図４はロータリエンコーダ５５を含む計測装置のブロック図を示したもので、アップ／ダウンカウンタ５７にロータリエンコーダ５５のＡ相とＢ相の出力が波形整形器５９を介して入力され、デジタルスイッチ５８による初期値が入力されるようになっており、アップ／ダウンカウンタの出力が７セグメント５桁の表示器５６に与えられる。 ６１はドライバ、６２はＡＶＲである。 このようなコラム受け７、８の位置の計測装置は、
図７に示すような３個の仕口ブロックを有する通し柱の場合、中央基準で階高寸法Ｈを計測する場合には両側の仕口ブロックに対応する縦方向ストッパを設けたコラム受け７に設け、また通し柱の下端基準で階高寸法Ｈを測定するときには、３個の仕口ブロックのすべてに対応する縦方向ストッパを設けたコラム受け７に設ける必要がある。

【００２５】計測装置を設けたコラム受け７の位置設定ないし計測は、次のような手順で行われる。 まずコラム受け７をピン２４（図３参照）などにより、ビーム６の所望の係合孔２３に位置決めした状態で、そのときのコラム受けの縦方向ストッパ１８の位置をデジタルスイッチ５８に入力して、プリセットスイッチ６０でカウンタを初期設定し、次いでハンドル４４でコラム受け７を移動させて、表示器５６の表示値が所望の寸法になるまでコラム受け７を移動して設定する。 また計測をする場合には治具上の通し柱の対応する仕口ブロックに縦方向ストッパ１８が当接するまでコラム受け７を移動させ、そのときの表示器５６の表示を読むことにより、実際の仕口ブロックの位置を計測する。

【００２６】なお溶接済みの通し柱を計測するときの基準となる仕口ブロックに対応する縦方向ストッパ１８に近接センサを設け、そのオンオフをＬＥＤの点滅等によって表示することにより、治具上の通し柱が基準となる縦方向ストッパで位置決めされたかどうかを容易に判別することができるようになる。 このように縦方向ストッパを設けたコラム受け７をビーム６に沿って移動可能に設け、かつその位置をデジタル表示させることにより、
通し柱の組み立て時における階高寸法の容易化を図り、
また設定ミスをなくすことができ、また治具上にセットした仕口ブロックやコラムの寸法誤差を補正するために、コラムや仕口ブロックを微少移動させるときの移動量の読み取りを正確にかつ容易に行うことができ、また本溶接した後の階高寸法を正確に計測することが可能になる。

【００２７】車輪３９、４０によってコラム受け７の移動を容易にしたものやローラ４７によってコラム受け８
上での通し柱の移動を容易にしたものでは、図５および６に示すような構造で本溶接後の階高寸法の計測を行うことも可能である。 図５に示したものは、コラム受け７
上に設けたレール６５に沿って縦方向ストッパ１８を移動自在に設け、かつコラム受け７と一体のブラケット６
６に螺合した摘み付ネジ６７により、縦方向ストッパ１
８を進退できるようにするとともに、縦方向ストッパ１
８の移動位置をリニアスケール６８とセンサ６９とで電気的に読み取ることができるようにしたものである。 また図６に示す構造は仕口受け１２に設けた縦方向ストッパ１５を図５と同様な構造でビーム６に沿って進退可能にかつその移動位置をリニアスケール７１とセンサ７２
とによって電気的に読み取ることができるようにしたものであり、いずれの場合にも図４に示したような電気回路を用いて縦方向ストッパ１５の移動量を表示器５６にデジタル表示することが可能で、基準位置からのずれを縦方向ストッパ１８、１５の移動量で読み取ることにより、仕口ブロックの実際の位置を計測することが可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、治具上での仕口ブロックおよびコラムの位置を微細にかつ正確に設定することができる治具を得ることができ、材料の加工誤差に応じて最適な溶接間隔を設定することも容易に可能になる。 また仮組時における材料相互の位置関係をより正確に設定することが可能になるとともに、本溶接後の通し柱の階高寸法を計測する機能を備えた治具を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のコラム受けの平面図

【図２】第１実施例のコラム受けの側面図

【図３】第１実施例のコラム受けの位置検出部を示す部分側面図

【図４】計測装置の電気回路の一例を示すブロック図

【図５】第２実施例のコラム受けを示す斜視図

【図６】第３実施例の仕口受けを示す斜視図

【図７】通し柱の斜視図

【図８】コラム受けの位置決め部材を示す斜視図

【図９】従来装置の一例を示す図８と同様の図

【図１０】公知の仕口受けの一例を示す斜視図

【図１１】仮組溶接時の仕口ブロックとコラムの位置関係を示す模式図

【符号の説明】

１ 通し柱 ２ コラム ３ 仕口ブロック ６ ビーム ７ コラム受け ８ コラム受け 12 仕口受け 15 縦方向ストッパ 18 縦方向ストッパ 37 レール 38 レール 39 車輪 40 車輪 44 ハンドル 47 ローラ 50 第２ハンドル 68 リニアスケール