JP4891165B2 - 仕口組立台 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨構造物の柱と梁との接合部に用いられる仕口を溶接によって組み立てるための仕口組立台に関するものである。

鉄骨構造物を構成する鉄骨柱５０には、パイプやＨ形鋼が用いられるが、図９に示すように、途中に各階のフロアを形成するための仕口５１が取り付けられる。この仕口５１は、胴部５２の側面に複数の腕部５３が放射状に延設されたものであり、胴部５２の上側又は／及び下側には支柱５４が接続され、腕部５３には梁が接続される。このため、鉄骨構造物を正確に建てるには、仕口５１を設計図通り正確に組み立てなければならない。

従来の仕口組立台としては、特許文献１〜３に記載された仕口ブロックの仮組み溶接用治具を例示する。この治具は、多数の平板を溶接によって組み立てた構造の仕口用のものであり、中心から９０°間隔で４方向へ放射状に延設された放射部を有する十字型の架台を備えている。そして、架台の中心部に仕口の胴部を組み立てるためのストッパユニットを備えるとともに、各放射部の先端部に仕口の腕部を組み立てるためのクランプ手段を備えている。ストッパユニット及びクランプ手段は、架台に設けられた溝等のスライドガイド手段に沿って広範囲に進退可能に設けられている。ストッパユニット及びクランプ手段の位置は、手動のネジ送り機構により高精度に調節可能になっている。

実開平５−３９７８６号公報 実開平６−４８９８４号公報 実開平６−６１３８６号公報

ところで、実際の鉄骨構造物としては、その構造や、それが建設される土地の形状等の各種条件に応じて種々のものが存在しているので、各鉄骨構造物における柱と梁の相対位置関係も一律ではなく、柱に対して三次元的な所要の方向へ梁を延設する必要がある。このため、仕口５１の腕部５３については、鉄骨構造物の構造に応じ、胴部５２に対して３次元的に所要の方向に延設する必要がある。しかし、従来の治具では、中心から所定の４方向へ延びる腕部を備えた典型的な構造の仕口しか組み立てることができない。このため、非典型的な構造の仕口を組み立てる場合は、各部材をかまし部材や直角及び平行定規等を当てて位置取りをした後、溶接で仮止めする等の組立作業を行う必要があり、十分な精度に組み立てることができない上に、能率も悪く、人数も多くを要するという課題がある。

また、従来の治具は、ストッパユニットやクランプ手段の進退方向における広範囲な位置の調節にネジ送り機構を採用しているので、広範囲に渡って正確にストッパユニットやクランプ手段を位置決め可能となっている。しかし、その反面、治具が高価になってしまうという課題がある。また、このように広範囲な位置の調節にネジ送り機構を採用することにより、治具の構成が複雑になり、重量物である仕口やその構成部品の治具への着脱中に、これらを誤って治具に衝突させてしまうと、比較的簡単に壊れてしまうという課題がある。

上記課題を解決するために、本発明の仕口組立台は、
胴部の側面に複数の腕部が放射状に溶接固定された構造の仕口を組み立てるための仕口組立台であって、
前記仕口を組み立てるベースとしての定盤と、
該定盤上に前記胴部を支持するように、該定盤の上面に取り付けられる胴部支持体と、
該定盤上に支持された前記胴部に対する溶接固定位置に前記腕部を支持するように、該定盤の上面に取り付けられる腕部支持体とを備え、
前記定盤には、上面の略全体に多数の位置決め孔が規則的に列設され、
前記胴部支持体及び前記腕部支持体は、それぞれの基部を一対の前記位置決め孔にそれぞれ固定ボルトを介して固定する一対の固定手段をそれぞれが備えることにより、該位置決め孔を介して、該胴部支持体及び該腕部支持体のそれぞれが所要の位置及び方向となるよう互いに独立に前記定盤に取り付けられるように構成されており、
前記基部は、矩形枠状に形成されるとともに、前記定盤の上面に載置されるように構成されており、
前記固定手段は、前記基部の枠内においてＸ方向にスライド自在に支持されたＸ方向可動枠と、該Ｘ方向可動枠に対してＹ方向（前記Ｘ方向の直交方向）にスライド自在に支持され、前記固定ボルトの軸部を挿入するための貫通孔を有するＹ方向可動部材と、前記固定ボルトの頭部に被せられるキャップ部材と、該キャップ部材を介し、前記基部に対して該固定ボルトの位置をＸ方向又はＹ方向に調節するための位置調節部とを備えており、固定しようとする前記位置決め孔に対しての前記基部における固定位置を、該基部における前記定盤の上面と平行な面内において互いに直交する前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向へ調節可能に構成されている。

この構成によれば、前記胴部支持体及び前記腕部支持体は、該位置決め孔を介して、それぞれが所要の位置及び方向となるよう互いに独立に前記定盤に取り付けられるように構成されているので、胴部に対して三次元的に所要の方向に延びる腕部を備えた仕口に柔軟に対応することができる。また、前記位置決め孔は、前記定盤の上面の略全体に規則的に多数が列設されているので、前記胴部支持体又は前記腕部支持体を前記所要の位置及び方向に取り付ける際に、その取付位置の近傍にある前記位置決め孔を利用することができる。このため、該位置決め孔に対して狭い範囲で前記胴部支持体又は前記腕部支持体の位置及び向きを調節できるようにすればよいので、前記位置及び方向を調節するための構造を小型かつ頑丈に構成することができる。さらに、前記固定手段により、前記胴部支持体及び前記胴部支持体を前記一対の位置決め孔に対して所要の位置及び向きに調節することができる。

また、前記仕口組立台において、
前記位置調節部は、前記キャップ部材に対して一端側が軸周りに回転可能かつ軸長方向（位置調節方向）に相対移動不可能に結合された位置調節ネジと、平面視で位置調節方向の直交方向へ往復動可動に前記基部に支持されるとともに、前記位置調節ネジを回転自在かつ位置調節方向へスライド自在にガイドするガイド部材と、該ガイド部材を挟持するように前記位置調節ネジに螺合され、該位置調節ネジを該ガイド部材に固定するための一対の固定ナットとを備えた態様を例示する。

また、前記仕口組立台において、
前記定盤に対して互いに独立に取り付けられる複数の前記胴部支持体により前記胴部を支持するように構成された態様を例示する。

この構成によれば、それぞれの前記胴部支持体をコンパクトに構成することができ、前記定盤上における占有スペースを小さくすることができる。このため、前記胴部支持体を前記定盤上に取り付ける際の自由度を向上させることができる。

本発明に係る仕口組立台によれば、胴部に対して三次元的に所要の方向に延びる腕部を備えた仕口に柔軟に対応することができ、該仕口を精度良く効率的に組み立てることができるという優れた効果を奏する。

図１〜図８は本発明を具体化した一実施形態の仕口組立台１を示している。この仕口組立台１は、胴部５２の側面に複数の腕部５３が放射状に溶接固定された構造の仕口５１を組み立てるためのものであり、仕口５１を組み立てるベースとしての定盤２と、該定盤上に胴部５２を支持するように、該定盤２の上面に取り付けられる胴部支持体３と、該定盤上に支持された胴部５２に対する溶接固定位置に腕部５３を支持するように、該定盤２の上面に取り付けられる腕部支持体４とを備えている。

定盤２は、基台（図示略）に対して略水平に支持されており、図１及び図２に示すように上面の略全体に多数の位置決め孔５が規則的（本例では網目状）に列設されており、各位置決め孔５には、後述する固定ボルト６の軸部に螺合する雌ネジが刻設されている。ここで、図１及び図２では、各図における定盤２の右下側の部位にのみ位置決め孔５を図示し、その他の部位については図示を省略している。定盤２の四隅及び中央の孔７には、それぞれ高さ調節ネジ（図示略）が螺入され、前記基台に対する定盤２の高さを調節することが可能になっている。また、定盤２の上面には、その一対の対角線上に、それぞれガイド溝８が凹設されており、該ガイド溝８内にも位置決め孔５が設けられている。

腕部支持体４は、図１〜図５に示すように、取付部４１と、該取付部４１に立設された柱部４２と、該柱部４２に対してそれぞれ個別に上下位置調節可能に取り付けられた一対の支持アーム４３と、該柱部４２の略所要の高さに取付可能に構成されたクランプ具４４とを備えている。腕部５３は、一対の支持アーム４３の上に載置されるとともに、クランプ具４４により柱部４２及び一対の支持アーム４３に対して固定されるようになっている。

取付部４１は、図４及び図５に示すように、定盤２の上面に載置される矩形枠状の基枠部４５と、該基枠部４５を一対の位置決め孔５及び固定ボルト６を介して固定する一対の固定手段２２とを備えている。

基枠部４５は、２つの矩形枠体である第一枠部４５ａ及び第二枠部４５ｂが横並びで一体形成されてなっている。柱部４２は第一枠部４５ａの上側に立設されている。第一枠部４５ａ及び第二枠部４５ｂには、それぞれ固定手段２２が設けられている。

固定手段２２は、第一枠部４５ａ又は第二枠部４５ｂの枠内において第一方向としてのＸ方向にスライド自在に支持されたＸ方向可動枠２５と、該Ｘ方向可動枠２５に対して第二方向（第一方向の直交方向）としてのＹ方向にスライド自在に支持され、固定ボルト６の軸部を挿入するための貫通孔２６ａを有するＹ方向可動部材２６と、固定ボルト６の頭部に被せられるキャップ部材２７と、該キャップ部材２７を介し、基枠部４５に対して該固定ボルト６の位置をＸ方向又はＹ方向に調節するための位置調節部２８とを備えている。各位置調節部２８は、キャップ部材２７に対して一端側が軸周りに回転可能かつ軸長方向（位置調節方向）に相対移動不可能に結合された位置調節ネジ２９と、平面視で位置調節方向の直交方向へ往復動可動に支持されるとともに、位置調節ネジ２９を回転自在かつ位置調節方向へスライド自在にガイドするガイド部材３０と、ガイド部材３０を挟持するように位置調節ネジ２９に螺合され、位置調節ネジ２９をガイド部材３０に固定するための一対の固定ナット３１とを備えている。このように、固定手段２２は、固定しようとする位置決め孔５に対しての基部としての基枠部４５における固定位置を、該基枠部４５における定盤２の上面と平行な面内において互いに直交するＸ方向及びＹ方向へ調節可能に構成されている。

ところで、本例では、第一枠部４５ａに設けられた固定手段２２において、前記横並び方向としてのＹ方向に対する位置調節ネジ２９、ガイド部材３０及び固定ナット３１を省いている。このように構成した理由は、（１）第二枠部４５ｂに設けられた固定手段２２にＹ方向に対する位置調節ネジ２９、ガイド部材３０及び固定ナット３１を設けているので、これにより、第一枠部４５ａにおけるＹ方向の位置が一体的に調節できること、（２）第一枠部４５ａにおいてＹ方向に位置調節ネジ２９を設けようとすると、該位置調節ネジ２９をＹ方向に直交するＸ方向へ往復移動可能にするための該Ｘ方向に延びる長穴を柱部４２に貫設しなければならず、柱部４２の強度が低下してしまうこと、になるからである。

この腕部支持体４の使用方法について説明する。まず、各固定手段２２のキャップ部材２７、位置調節ネジ２９及び固定ナット３１を取り外しておくとともに、柱部４２からクランプ具４４を取り外しておく。次いで、定盤上における腕部５３の被支持部位に対応する位置に腕部支持体４を配置する。次いで、各固定手段２２のＹ方向可動部材２６の位置を、その貫通孔２６ａがいずれかの位置決め孔５に一致するように調節する。このとき、両固定手段２２は、できるだけ互いに離れた位置にある位置決め孔５を利用することが好ましい。固定ボルト６の軸部をＹ方向可動部材２６の貫通孔２６ａを介して位置決め孔５に螺入する。このとき、固定ボルト６を位置決め孔５に完全に締め込まないようにする。次いで、取り外しておいたキャップ部材２７を各固定ボルト６の頭部に装着するとともに、位置調節ネジ２９及び固定ナット３１を所定場所に配置する。次いで、各位置調節ネジ２９に対する固定ナット３１の螺合位置を調節することにより、固定しようとする位置決め孔５に対しての基枠部４５における固定位置を、該基枠部４５における定盤２の上面と平行な面内において互いに直交するＸ方向及びＹ方向へ調節する。次いで、各位置調節ネジ２９に螺合された一対の固定ナット３１をガイド部材３０に対して締め込むことにより、位置調節ネジ２９をガイド部材３０に固定する。次いで、固定ボルト６を位置決め孔５に完全に締め込む。次いで、柱部４２に対する一対の支持アーム４３の高さを調節し、該一対の支持アーム４３に腕部５３を載置するとともに、クランプ具４４により柱部４２及び支持アーム４３に対して腕部５３を固定するようになっている。

胴部支持体３は、胴部５２の形状が平面視で正方形以外のときに用いる第一態様（図１、図６及び図７参照）と、正方形のときに用いる第二態様（図２及び図８参照）との２態様に形態変更可能に構成されている。なお、本例では、定盤２に対して互いに独立に取り付けられる複数の胴部支持体３により胴部５２を支持するように構成されている。

第一態様の胴部支持体３は、側面視矩形枠状に形成された支持体本体１１と、該支持体本体１１の上面に載置される胴部５２を位置決めするための胴部位置決め部１２と、支持体本体１１に着脱可能に装着される取付具１３とを備えている。

支持体本体１１は、平面視で先端側がＶ字状に突出した形状に形成されており、該先端側上面で胴部５２を支持するようになっている。

胴部位置決め部１２は、支持体本体１１の上側において、該支持体本体１１の前後方向に進退自在に支持された位置決め板１５と、該位置決め板１５の前後方向への位置を調節するための送りネジ１６とを備えている。位置決め板１５は、最も前進した位置及び最も後退した位置において、それぞれ平面視で支持体本体１１からはみ出さない形状に形成されるとともに、平面視で先端側にＶ字状の凹部１５ａが設けられている。この位置決め板１５は、それが最も前進した位置において、該凹部１５ａや該凹部の両側に形成された凸部により、胴部５２の水平方向への移動を規制し位置決めするようになっている。

取付具１３は、定盤２の上面に載置される矩形枠状の基枠部２１と、該基枠部２１を一対の位置決め孔５及び固定ボルト６を介して固定する一対の固定手段２２と、該基枠部２１に対して相対移動しないように支持体本体１１を係止する係止部２３とを備えている。固定手段２２については、腕部支持体２と同様に構成されている。

この第一態様の胴部支持体３の使用方法を説明する。まず、位置決め板１５を所定の位置決め位置よりも後方に移動させておく。そして、腕部支持体４の取付部４１と同様に、取付具１３を定盤２に取り付ける。次いで、各胴部支持体３における支持体本体１１の先端側上面に胴部５２の各被支持部位を載置し、位置決め板１５を所定の位置決め位置まで前進移動させ、胴部５２を所定位置に位置決めする。

第二態様の胴部支持体３は、支持体本体１１及び胴部位置決め部１２を備えている点で第一態様と共通しているが、取付具１３が取り外され、一つの位置決め孔５及び固定ボルト６を介して支持体本体１１が定盤２の上面に固定される点が第一態様と相違している。

本例の支持体本体１１は、前記第一態様の説明では言及していないが、その下枠を上下に貫通するとともに前後方向であるＸ方向に延びる第一の長孔３３と、後枠を前後に貫通するとともに上下方向に延びる第二の長孔３４と、該下枠の底面に、Ｘ方向に間隔をおいて設けられた一対の雌ネジ孔３５とを備えている。第一の長孔３３には、Ｘ方向にスライド自在に可動部材３６が装着される。可動部材３６には、該可動部材３６を上下に貫通する貫通孔３６ａが設けられており、該貫通孔３６ａには固定ボルト６の軸部が挿入されるようになっている。固定ボルト６の頭部にはキャップ部材２７が被せられる。このキャップ部材２７を介し、下枠に対して該固定ボルト６の位置をＸ方向に調節するための位置調節部２８が設けられている。位置調節部２８は、キャップ部材２７に対して一端側が軸周りに回転可能かつ軸長方向（Ｘ方向）に相対移動不可能に結合された位置調節ネジ２９を備えている。また、第二の長孔３４には、該位置調節ネジ２９の他端側が挿入される。そして、該位置調節ネジ２９に螺合された一対の固定ナット３１により、該他端側が後枠に固定される。また、各雌ネジ孔３５には、定盤２のガイド溝８に嵌合する頭部を有するガイドボルト３７がそれぞれ取り付けられるようになっている。

この第二態様の胴部支持体３の使用方法を説明する。まず、キャップ部材２７、位置調節ネジ２９及び固定ナット３１を取り外しておくとともに、位置決め板１５を後方に移動させておく。また、ガイドボルト３７の頭部をガイド溝８に嵌合させておく。次いで、ガイド溝８に沿って胴部支持体３をスライド移動させ、定盤上における胴部５２の被支持部位に対応する位置に、それぞれ胴部支持体３を配置する。次いで、可動部材３６の位置を、その貫通孔３６ａがいずれかの位置決め孔５に一致するように調節する。固定ボルト６の軸部を可動部材３６の貫通孔３６ａを介して位置決め孔５に螺入する。このとき、支持体本体１１に対して可動部材３６が相対移動可能となるように、固定ボルト６を位置決め孔５に完全に締め込まないようにする。次いで、取り外しておいたキャップ部材２７を固定ボルト６の頭部に装着するとともに、位置調節ネジ２９及び固定ナット３１を所定場所に配置する。次いで、位置調節ネジ２９に対する固定ナット３１の螺合位置を調節することにより、固定しようとする位置決め孔５に対しての支持体本体１１における固定位置を調節する。次いで、位置調節ネジ２９に螺合された一対の固定ナット３１を後枠に対して締め込むことにより、位置調節ネジ２９を後枠に固定する。次いで、固定ボルト６を位置決め孔５に完全に締め込む。次いで、各胴部支持体３における支持体本体１１の先端側上面に胴部５２の各被支持部位を載置し、位置決め板１５を所定の位置決め位置まで前進移動させ、胴部５２を所定位置に位置決めする。

本例の仕口組立台１を使用するには、まず、定盤２の上に所要数の胴部支持体３を固定するとともに、胴部支持体３上に胴部５２を載置し、胴部支持体３により胴部５２を位置決めする。次いで、定盤２の上に腕部支持体４を固定するとともに、腕部支持体４に腕部５３を固定する（これを所要数の腕部５３について繰り返す。）。次いで、胴部５２に対して腕部５３を溶接固定する。

以上のように構成された本例の仕口組立台１によれば、胴部支持体３及び腕部支持体４は、該位置決め孔５を介して、それぞれが所要の位置及び方向となるよう互いに独立に定盤２に取り付けられるように構成されているので、胴部５２に対して三次元的に所要の方向に延びる腕部５３を備えた仕口５１に柔軟に対応することができる。また、位置決め孔５は、定盤２の上面の略全体に規則的に多数が列設されているので、胴部支持体３又は腕部支持体４を前記所要の位置及び方向に取り付ける際に、その取付位置の近傍にある位置決め孔５を利用することができる。このため、該位置決め孔５に対して狭い範囲で胴部支持体３又は腕部支持体４の位置及び向きを調節できるようにすればよいので、前記位置及び方向を調節するための構造を小型かつ頑丈に構成することができる。

また、胴部支持体３及び腕部支持体４は、それぞれの基部を一対の位置決め孔５にそれぞれ固定する一対の固定手段２２をそれぞれが備えており、該各固定手段２２は、固定しようとする位置決め孔５に対しての前記基部における固定位置を、該基部における定盤２の上面と平行な面内において互いに直交するＸ方向及びＹ方向へ調節可能に構成されているので、胴部支持体３及び胴部支持体３を所要の位置及び向きに調節することができる。

また、定盤２に対して互いに独立に取り付けられる複数の胴部支持体３により胴部５２を支持するように構成されているので、それぞれの胴部支持体３をコンパクトに構成することができ、前記定盤上における占有スペースを小さくすることができる。このため、胴部支持体３を前記定盤上に取り付ける際の自由度を向上させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）各腕部５３を、２台以上の腕部支持体４により支持するように構成すること。
（２）胴部支持体３は、定盤２の上面に対する胴部５２の支持高さが調節可能に構成された態様とすること。

本発明を具体化した一実施形態に係る仕口組立台の使用状態を示す平面図である。 同仕口組立台の別の使用状態を示す平面図である。 同仕口組立台の腕部支持体の側面図である。 同腕部支持体の基部の平面図である。 同腕部支持体の基部の分解斜視図である。 同仕口組立台の胴部支持体の平面図である。 同胴部支持体の第一態様を示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。 同胴部支持体の第二態様を示す図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。 鉄骨柱の各要素の斜視図である。

符号の説明

１ 仕口組立台
２ 定盤
３ 胴部支持体
４ 腕部支持体
５ 位置決め孔
６ 固定ボルト
７ 孔
８ ガイド溝
１１ 支持体本体
１２ 胴部位置決め部
１３ 取付具
１５ 位置決め板
１５ａ 凹部
１６ 送りネジ
２１ 基枠部
２２ 固定手段
２３ 係止部
２５ Ｘ方向可動枠
２６ Ｙ方向可動部材
２６ａ 貫通孔
２７ キャップ部材
２８ 位置調節部
２９ 位置調節ネジ
３０ ガイド部材
３１ 固定ナット
３３ 長孔
３４ 長孔
３５ 雌ネジ孔
３６ 可動部材
３６ａ 貫通孔
３７ ガイドボルト
４１ 取付部
４２ 柱部
４３ 支持アーム
４４ クランプ具
４５ 基枠部
４５ａ 第一枠部
４５ｂ 第二枠部
５０ 鉄骨柱
５１ 仕口
５２ 胴部
５３ 腕部
５４ 支柱

Claims (3)

1. 胴部の側面に複数の腕部が放射状に溶接固定された構造の仕口を組み立てるための仕口組立台であって、
   前記仕口を組み立てるベースとしての定盤と、
   該定盤上に前記胴部を支持するように、該定盤の上面に取り付けられる胴部支持体と、
   該定盤上に支持された前記胴部に対する溶接固定位置に前記腕部を支持するように、該定盤の上面に取り付けられる腕部支持体とを備え、
   前記定盤には、上面の略全体に多数の位置決め孔が規則的に列設され、
   前記胴部支持体及び前記腕部支持体は、それぞれの基部を一対の前記位置決め孔にそれぞれ固定ボルトを介して固定する一対の固定手段をそれぞれが備えることにより、該位置決め孔を介して、該胴部支持体及び該腕部支持体のそれぞれが所要の位置及び方向となるよう互いに独立に前記定盤に取り付けられるように構成されており、
   前記基部は、矩形枠状に形成されるとともに、前記定盤の上面に載置されるように構成されており、
   前記固定手段は、前記基部の枠内においてＸ方向にスライド自在に支持されたＸ方向可動枠と、該Ｘ方向可動枠に対してＹ方向（前記Ｘ方向の直交方向）にスライド自在に支持され、前記固定ボルトの軸部を挿入するための貫通孔を有するＹ方向可動部材と、前記固定ボルトの頭部に被せられるキャップ部材と、該キャップ部材を介し、前記基部に対して該固定ボルトの位置をＸ方向又はＹ方向に調節するための位置調節部とを備えており、固定しようとする前記位置決め孔に対しての前記基部における固定位置を、該基部における前記定盤の上面と平行な面内において互いに直交する前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向へ調節可能に構成された仕口組立台。
2. 前記位置調節部は、前記キャップ部材に対して一端側が軸周りに回転可能かつ軸長方向（位置調節方向）に相対移動不可能に結合された位置調節ネジと、平面視で位置調節方向の直交方向へ往復動可動に前記基部に支持されるとともに、前記位置調節ネジを回転自在かつ位置調節方向へスライド自在にガイドするガイド部材と、該ガイド部材を挟持するように前記位置調節ネジに螺合され、該位置調節ネジを該ガイド部材に固定するための一対の固定ナットとを備えた請求項１記載の仕口組立台。
3. 前記定盤に対して互いに独立に取り付けられる複数の前記胴部支持体により前記胴部を支持するように構成された請求項１又は２記載の仕口組立台。

Images