JP2002302374A - 部材反転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 橋梁、ゲートのような鉄構構造物のウェッブ
やフランジなどに縦リブのような長尺部材を所定位置に
位置を設定して直角に保持し得る部材反転装置を得る。 【解決手段】 部材反転装置は、昇降操作のための吊具
１を設けた水平支持フレーム１０と、縦リブのような構
造部材を吸着するための吸着面を有する４組の電磁吸着
手段２０とを備え、電磁吸着手段２０はその吸着マグネ
ット２２を水平と垂直との間に揺動自在に駆動できるよ
うに設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄構構造物に溶
接される構造部材を反転させ、所定位置に定置する部材
反転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】橋梁、ゲート、鉄骨などの大型鉄構構造
物には、その構造物のウェッブやフランジなどの基板に
幅の小さい長尺部材をその基板平面と直角に溶接して接
合する構造部分が多く含まれている。例えば橋梁のボッ
クス桁にはその補強材として縦リブが溶接される。橋梁
のボックス桁は、一般にパネル方式で製作されたもので
あり、ボックスを４枚に分割した状態で補強材を組み立
てて溶接し、歪取りしたパネルを作った後にボックス形
状に組み立てられる。

【０００３】このような組立て、溶接作業の手順は、ウ
ェッブ材を定盤上に置き、予め縦リブを所定のサイズに
切断し水平状態に積上げられたものから一枚だけ取り出
し、ウェッブ材の上へ搬送した後、縦リブを立てたまま
溶接を行う。この場合、縦リブをクレーンで吊ってウェ
ッブ材の所定位置へ搬送し、水平状態から人力で縦リブ
のボルト孔に長いバール棒を挿入してこの原理で垂直状
態に起し（水平状態から９０度反転させる）、位置を正
確に設定した後、縦リブの長手方向に沿った適宜の箇所
に段付け溶接で止め、その後全長に亘って全溶接し変成
させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボック
ス桁のウェッブ等に縦リブを溶接する作業を行う際に長
尺の縦リブを人力で垂直に起す作業は、多くの人手と労
力を要し、時間が掛るため作業効率が悪く、長尺の縦リ
ブを運び所定位置で垂直に起す作業は危険でもあり、所
定の設定位置に合せて位置設定しても正確に位置設定が
できないなど種々の不都合がある。

【０００５】この発明は、上記の問題に留意して、橋梁
のような鉄構構造物において、長尺の縦リブのような構
造部材をウェッブ材のような母材に対して所定位置に位
置設定してその位置で直角方向に保持し、溶接作業を効
率よく実施できるようにするための部材反転装置を提供
することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決する手段として、昇降操作のための吊具を有する
水平支持フレームと、この支持フレームに水平移動自在
に設けられ、対象物を吸着するための吸着面をそれぞれ
有する複数組の電磁吸着手段とを備え、電磁吸着手段は
それぞれ独立にその吸着面を水平と垂直状態に９０度揺
動自在として成る部材反転装置としたのである。

【０００７】上記の構成とした部材反転装置は、橋梁の
ような鉄構構造物に対して構造部材を位置設定して保持
するのに用いられる。例えばボックス桁のウェッブ材の
ような母材に長尺の縦リブを溶接により接合する場合で
ある。このような長尺の縦リブは、一般に組立てようと
するボックス桁とは別の位置に複数枚が水平に重ねて積
上げて置かれている。この積重ねられている縦リブを取
り出す際には部材反転装置をクレーンのような動力装置
で移動させて複数の電磁吸着手段のそれぞれに水平状の
縦リブを吸着させて取り出す。

【０００８】この場合、複数の電磁吸着手段は縦リブを
その長さに応じてバランスよく支持できるそれぞれの長
さ位置に予め移動させた状態で縦リブを吸着させると作
動効率がよい。複数の電磁吸着手段で縦リブを吸着する
と、縦リブの向きを垂直状態に回転させながら縦リブを
取付ける母材上の設置位置へ部材反転装置を動力装置で
移動させる。設置位置上に至ると、その縦リブの設定位
置に正確に合せて部材反転装置を下ろし、母材上に縦リ
ブを当接させたままその状態を所定時間保持する。

【０００９】こうして、縦リブを垂直状に保持しなが
ら、溶接により縦リブを母材に仮溶接すると電磁吸着手
段は吸着状態を解除して縦リブから離れ、部材反転装置
を全体として吊り上げて次の縦リブを取りに移動する。
これにより、縦リブは次々と母材に自動的に効率よく安
全に溶接される。

【００１０】

【実施の形態】以下、この発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。図１は部材反転装置の概略構成
図である。図示のように、部材反転装置は、吊上げ昇降
のための吊具１を有する水平支持フレーム１０と、この
支持フレームに水平移動自在に設けられ、対象物を吸着
するための吸着面を有する複数組（図示の例では４組）
の電磁吸着装置２０とを備えている。吊具１は、図示の
例では、水平支持フレーム１０の基本フレーム１１の両
端寄りに一端を係止し、他端をフレーム長さ中央上方の
リング３に係止して正面視三角状をなす４本のワイヤロ
ープ２が用いられている。

【００１１】ワイヤロープ２の端末は、両端を端末加工
し、これにシャックルを係合させて一方は中央のリング
３に、他方は基本フレーム１１に固定した金具４に接続
し、リング３を図示しないクレーンのフック４で吊るこ
とにより水平支持フレーム１０が昇降される。吊具１は
ワイヤロープではなくチェーンを用いてもよい。又、水
平支持フレーム１０に吊フレームを別途設け、この吊フ
レームをクレーンのフックで直接吊上げて昇降させるよ
うにしてもよい。

【００１２】水平支持フレーム１０は、基本フレーム１
１と、この基本フレーム１１に対しその両端から伸縮自
在に出没する１対の伸縮フレーム１２とから成る。図示
の例では、基本フレーム１１に２組の電磁吸着手段２
０、１対の伸縮フレーム１２には懸垂アーム２１を介し
てそれぞれ１組、合計２組の電磁吸着手段２０がそれぞ
れ取付けられている。電磁吸着手段２０については後で
説明する。伸縮フレーム１２は、中空矩形断面の基本フ
レーム１１内にスライド進入する側の端にはローラガイ
ド手段１３が取付けられて水平方向に左右独立に移動案
内され、基本フレーム１１の出口端位置には駆動部のモ
ータ１４が設けられている。

【００１３】従って、この伸縮フレーム１２に取付けら
れた電磁吸着手段２０もそれぞれ独立に水平移動され
る。なお、ローラガイド手段１３は、図３に示すよう
に、上端に大径のローラ１３ａ、下端に水平方向及び垂
直方向を案内する小径ローラ１３ｂをそれぞれ一対ずつ
設けている。駆動部のモータ１４の回転駆動力は、図４
に示すように、この位置に設けられた水平案内駆動手段
１６の回転軸１６ｘの端に取付けた一対のスプロケット
ホイールに巻回された無端チェーンから成る回転伝達手
段１５を介して伝達される。１６Ｙはナットであり、回
転軸１６ｘにねじ係合して軸受を固定している。

【００１４】回転軸１６ｘは基本フレーム１１に回転自
在に軸支され、その軸上に取付けた一対の案内ローラ１
６ａ、１６ａがその間に伸縮フレーム１２の下部の突条
部１６ｅを挟んで長手方向に案内する。又、回転軸１６
ｘに取付けたピニオン１６ｂは伸縮フレーム１２の長手
方向に取付けたラック１６ｃの歯１６ｄに係合してお
り、ピニオン１６ｂをモータ１４で回転させることによ
り伸縮フレーム１２が伸縮駆動される。

【００１５】図５に示すように、基本フレーム１１の幅
方向の両側にはこの基本フレーム１１に移動自在に支持
されている１対の電磁吸着手段２０をそれぞれ独立に水
平方向に移動、案内する駆動部を含む案内手段１９が設
けられている。この案内手段１９は、基本フレーム１１
の中央に置かれた駆動部のモータ１７と、その回転駆動
力を一対のスプロケットホイールに巻回された無端チェ
ーンから成る回転伝達手段１８とにより形成され、回転
伝達手段１８の回転は回転軸１９ｘに伝達される。そし
て、この回転軸１９ｘに取付けたもう１つのスプロケッ
トホイール１９ａに係合する無端ベルト１９ｂを介して
電磁吸着手段２０をそれぞれ独立に移動案内する。

【００１６】電磁吸着手段２０は、その上部に設けた懸
垂アーム２１により基本フレーム１１の下端フランジ１
１ａにローラ２１ｄを介して吊り下げられて水平移動自
在とされている。懸垂アーム２１はその垂直案内板２１
ｂに取付けたブラケット２１ｃを介して案内手段１９の
無端ベルト１９ｂに係止して無端ベルト１９ｂの移動に
より電磁吸着手段２０を水平方向に移動案内する。な
お、上記基本フレーム１１の場合と異なり、伸縮フレー
ム１２の端に取付けられる電磁吸着手段２０は懸垂アー
ム２１を伸縮フレーム１２に直接固定して取付けられて
いる。

【００１７】図６、図７に基本フレーム１１に取付けら
れる電磁吸着手段２０の構成を示している。電磁吸着手
段２０は、前述した懸垂アーム２１ａに対してその内側
に昇降自在に設けた懸垂アーム２１ｄに取付けられてい
る。懸垂アーム２１ｄは、中空断面の懸垂アーム２１ａ
内で上下、左右４組のローラ２１ｅにより昇降案内さ
れ、その上端に衝撃吸収のためのゴムストッパ２１ｆが
取付けられている。電磁吸着手段２０が上昇した時に上
昇端までスライド昇降自在とされ、懸垂アーム２１の長
さを調整できるようにしている。

【００１８】電磁吸着手段２０は、懸垂アーム２１の下
端に設けた吸着マグネット２２をその下端面を水平状態
と垂直状態の間で９０度揺動自在に取付けている。懸垂
アーム２１ｄの側部に駆動部のモータ２３が取付けら
れ、その出力軸の回転を、２対のスプロケットホイール
とこれに巻回された無端チェーンから成る回転伝達手段
２６により、懸垂アーム２１ｄの下端のフォーク状の支
持部２４に回転自在に支持された回転軸２４ｘに伝達
し、この回転軸２４ｘに取付けた連結部材２５を介して
吸着マグネット２２を揺動させるようにしている。

【００１９】モータ２３の回転は、正逆両方向の回転が
出力され、その回転を２対のスプロケットで回転軸２４
ｘに伝達して吸着マグネット２２を水平状態と垂直状態
に揺動することができる。垂直状態から水平状態まで吸
着マグネット２２を下降させるように回転させるとき
は、リミットスイッチＳ₁ が作動するまで回転させ、水
平状態から垂直状態に回転させるときはリミットスイッ
チＳ₂ が作動するまで回転させる。

【００２０】以上の動作は、図１に示すマグネット制御
盤３１と電機制御盤３２からの制御により操作される。
図示省略しているが、吸着マグネット２２は、制御回路
によりその電磁石の吸着力を４段階に可変に制御され、
対象物の大きさや板厚に応じて対応できるようにしてい
る。吸着後は、最大吸着力に高めることにより落下に対
する安全性を高めるよう配慮されている。

【００２１】図示の例の対象物のサイズは次の通りであ
る。

【００２２】 板 厚：９〜３６ｍｍ 板 幅：１２０〜３６０ｍｍ 板長さ：３０００〜１５０００ｍｍ なお、図示の例の電磁吸着手段２０は、４組のものが所
定の間隔で配置される縦リブＲの長さに応じて適合する
ようそれぞれ水平移動して所定の長さ位置に設定され
る。

【００２３】上記の構成とした実施形態の部材反転装置
により縦リブを橋梁のボックス桁などのウェッブに対し
位置を自動設定して垂直に保持することができる。図８
に示すように、縦リブＲを別途所定場所に水平に積上げ
ておき、（ａ）その縦リブＲを吸着マグネット２２で吸
着して１枚ずつ持上げる。この場合、複数組の電磁吸着
手段２０は、縦リブＲの長さに応じてバランスよく支持
できるようそれぞれの長さ位置に予め移動させた状態で
縦リブＲに吸着させるようにすると作業効率がよい。な
お、図示の例では４つの電磁吸着手段２０が同時に吸着
して縦リブＲを持上げるとしているが、縦リブＲの長さ
が短い場合は間の２組の電磁吸着手段２０のみが吸着動
作し、外側の２組の電磁吸着手段２０は休止させる場合
もある。（ｂ）吸着した縦リブＲをボックス桁の取付位
置へ運搬する途中で中吊の状態でモータ２３を駆動して
吸着マグネット２２を水平状態から回転させる。

【００２４】（ｃ）縦リブＲを垂直状態に保持し、
（ｄ）反転装置全体を下ろしてウェッブＷ上に位置を設
定して定置し、そのまま垂直状態を保持する。縦リブＲ
を垂直状態に保持した状態で縦リブＲの下端を仮溶接し
て止める。その後完全溶接で縦リブＲをウェッブＷに対
して行うと共に反転装置を上昇させて次の縦リブＲを取
りに移動させる。上記作業において、反転装置全体の昇
降はクレーンにより行い、縦リブＲを所定の位置付近の
真上まで下ろした状態で縦リブＲを所定位置となるよう
に位置調整した後クレーンで反転装置全体を下ろす。こ
れにより位置設定及び縦リブを垂直に保持した状態を正
確に、適切に得ることができる。こうして縦リブＲのそ
れぞれに対して完全溶接ができると図９に示すようなボ
ックス桁が出来る。

【００２５】なお、上記実施形態では水平支持フレーム
は、基本フレームと伸縮フレームにより形成したが、全
長を基本フレームのみで形成し、これに対し複数の電磁
吸着手段を全て独立に水平移動自在に取付けるようにし
てもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
部材反転装置は吊具を設けた水平支持フレームに複数組
の電磁吸着手段を水平移動自在に取付け、この電磁吸着
手段をその吸着面が水平と垂直の間に揺動自在に設けた
から、橋梁のボックス桁のような鉄構構造物のウェッブ
のような母材に縦リブなどの構造部材を取付ける際にそ
の構造部材を所定位置に水平から垂直状態に揺動させて
定置することができ、人力を掛けずに取付けることがで
き、従って構造部材の設定、取付作業が省力化され、効
率的な作業となり、かつ安全な作業となるなどの効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の部材反転装置の正面図

【図２】同上の主要構成部の外観斜視図

【図３】伸縮フレームの一端の断面図

【図４】基本フレームの端部位置での断面図

【図５】基本フレームの中央位置での断面図

【図６】電磁吸着手段の側面図

【図７】図６の矢視VII −VII から見た側面図

【図８】作動の説明図

【図９】縦リブを取付けられたボックス桁の部分斜視図

【符号の説明】

１ 吊具 ２ ワイヤロープ ３ リング ４ フック １０ 水平支持フレーム １１ 基本フレーム １２ 伸縮フレーム １３ ローラガイド手段 １４、１７ モータ １６ 水平案内駆動手段 １８ 回転伝達手段 １９ 案内手段 ２０ 電磁吸着手段 ２１ 懸垂アーム ２２ 吸着マグネット ２３ モータ ２４ 支持部 ２５ 連結部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F004 AB06 AG01 AG03 AH01 EA03 HA00 JA07 KA03 KA06 KA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降操作のための吊具を有する水平支持
   フレームと、この支持フレームに水平移動自在に設けら
   れ、対象物を吸着するための吸着面をそれぞれ有する複
   数組の電磁吸着手段とを備え、電磁吸着手段はそれぞれ
   独立にその吸着面を水平と垂直状態に９０度揺動自在と
   して成る部材反転装置。
2. 【請求項２】 前記水平支持フレームを基本フレーム
   と、この基本フレームに対し伸縮自在に設けられた伸縮
   フレームとから形成し、伸縮フレームは中空断面の基本
   フレーム内に出没自在に設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の部材反転装置。
3. 【請求項３】 前記伸縮フレームに電磁吸着手段を設け
   て伸縮フレームの水平移動により電磁吸着手段を移動自
   在としたことを特徴とする請求項２に記載の部材反転装
   置。
4. 【請求項４】 前記基本フレームに水平移動自在な懸垂
   アームを取付け、この懸垂アームにより電磁吸着手段を
   支持し、懸垂アームの移動により電磁吸着手段を水平移
   動自在としたことを特徴とする請求項２に記載の部材反
   転装置。
5. 【請求項５】 前記基本フレームと伸縮フレームに取付
   けられた電磁吸着手段がそれぞれ独立に水平移動自在に
   設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載
   の部材反転装置。
6. 【請求項６】 前記懸垂アームが、電磁吸着手段による
   吸着時の衝撃を吸収するようにスライド伸縮自在に構成
   され、懸垂アームの端に衝撃吸収ゴムを取付けているこ
   とを特徴とする請求項４に記載の部材反転装置。