JP2018075603A - 冶具、及び、その冶具を用いた鉄筋かごの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋かごの製造時の作業効率を向上できる冶具を提供すること。【解決手段】一対のサイドフレーム３０，４０で剪断補強筋２を挟み、横部材３１，４１の凹部３４，４４に剪断補強筋２を嵌めることで、剪断補強筋２が前後に並べて保持される。剪断補強筋２の内側に挿入した主筋３を張出部６４に載せることで、主筋３を上下方向に位置決めできる。その結果、冶具１００により剪断補強筋２と主筋３とが位置決めされた状態で、それらが交差した部分を結合して鉄筋かご１を製造できるので、鉄筋かご１の製造時の作業効率を向上できる効果がある。【選択図】図６

Description

本発明は、鉄筋かごの製造時に剪断補強筋と主筋とを保持する冶具、及び、その冶具を用いた鉄筋かごの製造方法に関するものである。

従来、例えば、図１に示す、トンネル５等の壁面に用いられる鉄筋コンクリート６の芯材として鉄筋かご１が用いられている。鉄筋コンクリート６を二点鎖線で区画した１ブロック毎に１つの鉄筋かご１が内蔵される。鉄筋かご１は、環状に形成された複数の剪断補強筋２の内周に、複数の主筋３をそれぞれ溶接や結束線により互いに結合して製造されるものである。

その鉄筋かご１の製造方法として、特許文献１には、直線状の剪断補強筋に主筋を結合した後、剪断補強筋を曲げ加工して環状に形成し、剪断補強筋の端部同士を結合することが記載されている。しかし、特許文献１の製造方法では、複数の主筋と複数の剪断補強筋とを結合した後に、複数の剪断補強筋を一度に曲げ加工するため、大型の曲げ加工をする機械が必要となり、好ましくない。そこで、大型の曲げ加工をする機械を必要としない鉄筋かご１の製造方法が望まれている。

大型の曲げ加工をする機械を必要としない鉄筋かご１の製造方法としては、予め環状に形成した剪断補強筋２の内側に主筋３を挿入した後、主筋３を複数人の作業者が持ち上げた状態で、剪断補強筋２と主筋３とを溶接や結束線により結合するものが知られている。

特開平７−１６６８３号公報

しかしながら、作業者が主筋３を持ち上げた状態で剪断補強筋２と主筋３とを結合する製造方法では、作業効率が低下するという問題点がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、鉄筋かごの製造時の作業効率を向上できる冶具、及び、その冶具を用いた鉄筋かごの製造方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の冶具は、環状に形成された複数の剪断補強筋の内周に複数の主筋がそれぞれ結合される鉄筋かごの製造時に前記剪断補強筋および前記主筋を保持するものであって、左右両側に立設されて前後に延設され、前記剪断補強筋を挟む一対のサイドフレームを備え、前記サイドフレームは、対向する前記サイドフレーム側を上下方向に切り欠いた凹部が前後に所定の間隔をあけて複数設けられると共に、前後方向に延設される横部材と、前記横部材に連結されて上下方向に延設され、前後に並べて複数配置される縦部材と、前記横部材に接触した状態の前記剪断補強筋の内側へ前記縦部材から張り出すと共に、上下方向に複数配置される張出部とを備える。

請求項１記載の冶具によれば、一対のサイドフレームで剪断補強筋を挟み、横部材の凹部に剪断補強筋を嵌めることで、剪断補強筋が前後方向に並べられる。横部材に接触した状態の剪断補強筋の内側へ縦部材から張り出す複数の張出部に、剪断補強筋の内側に挿入した主筋を載せることで、主筋を上下方向に位置決めできる。その結果、冶具により剪断補強筋と主筋とが位置決めされた状態で、それらが交差した部分を結合して鉄筋かごを製造できるので、鉄筋かごの製造時の作業効率を向上できる効果がある。

請求項２記載の冶具によれば、一対のサイドフレームの間に配置されて上下に延設される押付部を駆動部により縦部材へ向かって移動させると、張出部に載せた主筋が押付部により押され、主筋が剪断補強筋に押し付けられる。そのため、主筋と剪断補強筋との接触を押付部により維持できるので、主筋と剪断補強筋との結合を容易にできると共に、主筋の左右位置を特定できる。その結果、請求項１の効果に加え、鉄筋かごの製造時の作業効率をより向上できると共に、冶具を用いて製造された鉄筋かごの品質のバラつきを抑制できる効果がある。

請求項３記載の冶具によれば、張出部は、縦部材側に設けられる基部と、基部よりも縦部材から離れた側に設けられる先端部とを備える。先端部の上端が基部の上端よりも高い位置に設定されるので、張出部に載せた主筋を基部側へ導くことができると共に、その主筋の移動を先端部で規制できる。これにより、主筋の左右位置を特定できるので、請求項１又は２の効果に加え、冶具を用いて製造された鉄筋かごの品質のバラつきを抑制できる効果がある。

請求項４記載の冶具によれば、一対の横部材の間に立設される立設部の横部材側にそれぞれガイドローラが取り付けられる。これにより、左右に回転軸を向けたガイドローラで主筋を滑らせながら剪断補強筋の内側に挿入できるので、剪断補強筋の内側に主筋を挿入し易くしつつ、挿入時に主筋が剪断補強筋と干渉することを抑制できる。その結果、請求項１から３のいずれかの効果に加え、鉄筋かごの製造時の作業効率を向上できる効果がある。

請求項５記載の鉄筋かごの製造方法は、請求項１から４のいずれかの冶具を用いたものである。保持工程では、複数の剪断補強筋を一対のサイドフレームで挟んで、横部材の凹部により剪断補強筋を前後に位置決めする。挿入工程では、保持工程により位置決めされた剪断補強筋の内側に複数の主筋を挿入し、主筋を張出部に載せる。結合工程では、挿入工程により張出部に載せた主筋と剪断補強筋とが交差した部分を結合する。このように、冶具により剪断補強筋と主筋とが位置決めされた状態で、それらが交差した部分を結合して鉄筋かごを製造できるので、請求項１から４のいずれかの効果に加え、鉄筋かごの製造時の作業効率をより向上できる効果がある。

請求項６記載の鉄筋かごの製造方法によれば、結合工程では、剪断補強筋と主筋とを剪断補強筋の内側、且つ、主筋の上側から溶接する。これにより、剪断補強筋の内周に主筋を溶接するとき、剪断補強筋や主筋が溶融した溶融金属を主筋で下方から受けることができる。その結果、請求項５の効果に加え、主筋と剪断補強筋との溶接強度を確保できる効果がある。

（ａ）は鉄筋かごが内蔵される鉄筋コンクリートを壁面とするトンネルの斜視図であり、（ｂ）は鉄筋コンクリートの１ブロックの拡大図である。 本発明の第１実施形態における冶具の側面図である。 図２の矢印ＩＩＩ方向から見た冶具の上面図である。 （ａ）は図２のＩＶａ−ＩＶａ線における冶具の断面図であり、（ｂ）はサイドフレームを左右方向外側へスライドさせた冶具の断面図である。 鉄筋かごの製造工程を示す冶具の上面図である。 （ａ）及び（ｂ）は鉄筋かごの製造工程を示す冶具の断面図である。 （ａ）は第２実施形態における冶具の断面図であり、（ｂ）は押付部で主筋を剪断補強筋に押し付けた冶具の断面図である。 （ａ）は第３実施形態における冶具の断面図であり、（ｂ）は第４実施形態における冶具の張出部の部分拡大図である。 （ａ）及び（ｂ）は第５実施形態における冶具および溶接ロボットを用いた溶接システムの上面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して一実施形態における冶具１００を用いて製造される鉄筋かご１について説明する。図１（ａ）は鉄筋かご１が内蔵される鉄筋コンクリート６を壁面とするトンネル５の斜視図であり、図１（ｂ）は鉄筋コンクリート６の１ブロックの拡大図である。図１（ｂ）は、コンクリート７の一部を取り除いて鉄筋コンクリート６の芯材である鉄筋かご１が図示される。

図１に示す通り、トンネル５は、その壁面が鉄筋コンクリート６で構成される。その鉄筋コンクリート６を二点鎖線で区画した１ブロック毎に１つの鉄筋かご１が内蔵される。鉄筋かご１は、鉄筋コンクリート６の芯材として用いられるものであり、コンクリート７により覆われる。鉄筋かご１は、環状に形成された複数の剪断補強筋２と、複数の主筋３とを互いに結合したものである。剪断補強筋２の内周に主筋３が接触し、剪断補強筋２と主筋３とが交差した部分が溶接や結束線により結合される。

剪断補強筋２は、曲げ加工が施された複数の鉄筋を互いに結合して環状に形成される。本実施形態では、剪断補強筋２が短辺と長辺とを有する四角環状に形成される。なお、剪断補強筋２を四角環状以外の多角環状や円環状に形成しても良い。また、本明細書の図面では、剪断補強筋２を構成する各鉄筋の形状は省略し、剪断補強筋２を環状の一体の部材として図示している。

主筋３は、全長に亘って円弧形状に曲げ加工された鉄筋である。これにより、鉄筋かご１も、主筋３の軸方向に沿って主筋３と同一の円弧形状に曲げられる。なお、主筋３を直線状に形成しても良い。この場合には、鉄筋かご１が直方体状に形成される。

次に図２から図４を参照して冶具１００について説明する。図２は冶具１００の側面図である。図３は図２の矢印ＩＩＩ方向から見た冶具１００の上面図である。図４（ａ）は図２のＩＶａ−ＩＶａ線における冶具１００の断面図であり、図４（ｂ）はサイドフレーム３０，４０を左右方向外側へスライドさせた冶具１００の断面図である。第１実施形態ではそれぞれ、図２の紙面上下方向を冶具１００の上下方向、紙面左右方向を冶具１００の前後方向、紙面垂直方向を冶具１００の左右方向として説明する。なお、図３では溶接ロボット１５を模式的に図示している。

図２及び図３に示す通り、冶具１００は、鉄筋かご１の製造時に剪断補強筋２及び主筋３をそれぞれ保持するための装置であり、主に金属製の部材から構成される。冶具１００は、剪断補強筋２の長辺を上下方向に向けた状態で剪断補強筋２を保持する。冶具１００は、前後左右に広がって形成されたベース１０と、ベース１０の左右方向中央に立設される複数の立設部２０と、ベース１０に立設される左右一対のサイドフレーム３０，４０とを備える。

ベース１０は、冶具１００の土台となる部材である。ベース１０は、上面視において四角形状に構成される。ベース１０の上面の左右方向中央には、複数の保持部１１が上方へ突出して設けられる。保持部１１は、剪断補強筋２を保持するための部位であり、前後方向に等間隔に円弧形状に並んで設けられる。第１実施形態では、冶具１００に保持される２２個の剪断補強筋２に対応して、保持部１１が２２個設けられる。

保持部１１には、上端から下方へ向かって凹む凹部１２が形成される。凹部１２は、剪断補強筋２が嵌まる部位であって、保持部１１を左右方向に切り欠いたＵ字状の溝である。この溝は、複数の保持部１１が並んだ円弧形状の接線に対して垂直に設けられる。

ベース１０の上面の左右両側には、前後方向に延設されたレール１３がそれぞれ左右方向に２本並んで配置される。また、レール１３よりも左右方向中央であってベース１０の上面の左右両側には、左右方向に延設されたレール１４がそれぞれ前後方向に３本並んで配置される。

ベース１０上には、レール１３上を移動する溶接ロボット１５が配置される。溶接ロボット１５は、冶具１００に保持された剪断補強筋２と主筋３とを溶接するための装置である。溶接ロボット１５は、レール１３上を自在に移動する台車１６と、台車１６上に設けられるアーム１７と、アーム１７の先端に設けられる溶接トーチ１８とを備える。

溶接トーチ１８は、剪断補強筋２や主筋３を溶かして溶融金属とし、それらを溶接する部位である。台車１６及びアーム１７を適切に動かすことによって溶接トーチ１８が、剪断補強筋２と主筋３との溶接位置に移動される。

立設部２０は、上下方向に延設される柱状の部材であり、前後方向に複数（第１実施形態では５つ）配置される。立設部２０の左右両側の側面には、それぞれガイドローラ２２が設けられる。ガイドローラ２２は、剪断補強筋２の内側へ挿入する主筋３を滑らせるための部材である。ガイドローラ２２は、左右に回転軸２３を向けて立設部２０に回転可能に支持される。ガイドローラ２２は、立設部２０の側面に上下方向に５つ並んで配置される。

ガイドローラ２２の回転軸２３は、保持部１１が並んだ円弧形状の接線に対して垂直に設けられる。ガイドローラ２２の外周面２４は、軸方向両端に対して軸方向中央が凹んで形成される。これにより、ガイドローラ２２上を滑らせる主筋３の左右位置を特定できるので、主筋３を立設部２０や剪断補強筋２に接触し難くできる。

サイドフレーム３０，４０は、剪断補強筋２の長辺を左右両側から挟む左右一対の部材である。サイドフレーム３０は、レール１４上を移動するフレーム本体５０と、フレーム本体５０に連結されて前後方向に延設される横部材３１と、横部材３１に連結されて上下方向に延設される縦部材６０とを備える。サイドフレーム４０は、レール１４上を移動するフレーム本体５０と、フレーム本体５０に連結されて前後方向に延設される横部材４１と、横部材４１に連結されて上下方向に延設される縦部材６０とを備える。

フレーム本体５０は、横部材３１，４１及び縦部材６０を支持する部材である。フレーム本体５０は、レール１４上を移動する移動部５１と、移動部５１から上方へ延設される第１フレーム５２と、第１フレーム５２同士を前後に連結する第２フレーム５３とを備える。

フレーム本体５０は、３つの移動部５１と、３本の角棒状の第１フレーム５２と、２本の角棒状の第２フレーム５３とが互いに一体化されて構成される。このフレーム本体５０に横部材３１，４１及び縦部材６０が一体化されてサイドフレーム３０，４０がそれぞれ構成される。よって、フレーム本体５０によってサイドフレーム３０，４０の強度および剛性を確保できる。

移動部５１は、サイドフレーム３０，４０を左右方向に移動させるための部位である。作業者がリモコン等の操作子（図示せず）を操作することで、駆動部（図示せず）によってレール１４上を移動部５１が移動する。サイドフレーム３０，４０の各部は一体化されているので、移動部５１を移動させようとすると、レール１４上をサイドフレーム３０，４０全体が移動する。

図４（ａ）に示す通り、レール１４の左右方向内側にサイドフレーム３０，４０が位置する状態をそれぞれサイドフレーム３０，４０の内側状態とし、図４（ｂ）に示す通り、レール１４の左右方向外側にサイドフレーム３０，４０が位置する状態をそれぞれサイドフレーム３０，４０の外側状態とする。

図２及び図３に示す通り、横部材３１，４１は、剪断補強筋２を左右両側から挟む部位である。横部材３１，４１は、前後方向に延設される板材である。横部材３１，４１は、それぞれ左右一対のフレーム本体５０，５０の左右方向内側に縦部材６０を介して連結される。横部材３１，４１は、板厚方向を上下方向に向けてフレーム本体５０，５０の上下端側にそれぞれ配置される。

横部材３１は、サイドフレーム４０側の側縁が内側縁３２であり、内側縁３２とは反対側の側縁が外側縁３３である。横部材４１は、サイドフレーム３０側の側縁が内側縁４２であり、内側縁４２とは反対側の側縁が外側縁４３である。

横部材３１は、左右方向であって横部材４１側へ凸の円弧形状に形成される。横部材４１は、左右方向であって横部材３１とは反対側へ凸の円弧形状に形成される。即ち、横部材３１，４１は、同じ方向へ凸の円弧形状に形成される。

横部材３１の内側縁３２の曲率と横部材４１の内側縁４２の曲率とは同一に設定される。更に、内側縁３２，４２の曲率は、複数の保持部１１が並んだ円弧形状の曲率とも一致する。これにより、保持部１１に保持された複数の剪断補強筋２を横部材３１，４１とで左右両側から挟むことができる。

横部材３１，４１には、内側縁３２，４２から外側縁３３，４３へ向かって凹む複数の凹部３４，４４が前後方向に等間隔にそれぞれ形成される。凹部３４，４４は、剪断補強筋２の左右両側にそれぞれ嵌まる部位である。凹部３４，４４は、横部材３１，４１の内側縁３２，４２側を上下方向にそれぞれ切り欠いて円弧形状に形成される。第１実施形態では、冶具１００に保持される２２個の剪断補強筋２に対応して、横部材３１，４１の前後方向にそれぞれ凹部３４，４４が２２個設けられる。

凹部３４，４４は、保持部１１に対して保持部１１の凹部１２を切り欠いた方向に配置される。即ち、内側縁３２，４２の接線（複数の保持部１１が並んだ円弧形状の接線）に対して垂直な線上に凹部１２と凹部３４と凹部４４とが並んで配置される。これにより、凹部１２，３４，４４には同一の剪断補強筋２が嵌まる。

図３及び図４（ａ）に示す通り、縦部材６０は、主筋３を載せるための張出部６４が設けられる部位である。縦部材６０は、上下方向に延設される板材であり、板厚方向を前後方向に向けて前後方向に等間隔に４つ配置される。縦部材６０は、対向するサイドフレーム３０，４０側の側縁が内側縁６１であり、内側縁６１とは反対側の側縁が外側縁６２である。縦部材６０は、上下の横部材３１，４１にそれぞれ架け渡され、外側縁６２がフレーム本体５０に固定される。

縦部材６０には、内側縁６１から外側縁６２へ向かって凹む複数の凹部６３が上下方向に等間隔に形成される。凹部６３は、剪断補強筋２の内側に挿入した主筋３が嵌まる部位である。凹部６３は、縦部材６０の内側縁６１側を前後方向に切り欠いて形成される。第１実施形態では、剪断補強筋２の内周の左右それぞれに溶接される１２本の主筋３に対応して、１つの縦部材６０に凹部６３が１２個設けられる。

複数の縦部材６０にそれぞれ設けられる凹部６３は、いずれも上下方向の位置が一致する。そのため、前後方向に複数設けられる縦部材６０において、同一の高さの各凹部６３に同一の主筋３が嵌まる。

縦部材６０には、内側縁６１から左右方向へ複数の張出部６４が張り出す。張出部６４は、剪断補強筋２の内側へ挿入した主筋３を載せるための部位である。剪断補強筋２は、縦部材６０と一体成形され、縦部材６０の上下方向に等間隔に配置される。縦部材６０は、複数の凹部６３の下部にそれぞれ設けられる。縦部材６０の上端６５と凹部６３の内周とが滑らかに連続する。張出部６４の上端６５は、ベース１０の上面や床面に対して平行に形成される。

次に図５及び図６を参照して冶具１００を用いた鉄筋かご１の製造方法について説明する。図５は鉄筋かご１の製造工程を示す冶具１００の上面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は鉄筋かご１の製造工程を示す冶具１００の断面図である。

冶具１００を用いた鉄筋かご１の製造工程は、保持工程と、挿入工程と、結合工程とを主に備える。各工程がこの順番で行われる。以下、各工程を詳しく説明する。なお、これら各工程の間に別の工程を入れても良い。

まず、図５に示す通り、剪断補強筋２を冶具１００に保持する保持工程を行う。保持工程では、予め環状に形成された複数（本実施形態では２２個）の剪断補強筋２を、ベース１０の凹部１２とサイドフレーム３０，４０の凹部３４，４４とに作業者が嵌める。サイドフレーム３０，４０の凹部３４，４４に剪断補強筋２を嵌めるには、例えば、サイドフレーム３０，４０の両方を内側状態（図４（ａ）参照）にし、剪断補強筋２を冶具１００の上方から凹部１２，３４，４４に挿入するようにして嵌めることが考えられる。この場合、冶具１００の上端は、比較的高い位置にあるので、足場やクレーン（図示せず）を用いて剪断補強筋２を凹部１２，３４，４４に嵌める必要がある。

これに対し、サイドフレーム３０，４０は、移動部５１によりレール１４に沿って移動可能なので、サイドフレーム３０を外側状態（図４（ｂ）参照）とし、サイドフレーム４０を内側状態（図４（ａ）参照）として、複数の剪断補強筋２を凹部１２と凹部４４とに嵌めた後、サイドフレーム３０を内側状態に切り替えて、剪断補強筋２を凹部３４に嵌めることができる。

なお、サイドフレーム３０を内側状態とし、サイドフレーム４０を外側状態として、剪断補強筋２に凹部１２，４４を嵌めた後に、サイドフレーム４０を内側状態に切り替えても良い。これらの結果、足場やクレーンを用いずに、剪断補強筋２を冶具１００に保持させることができるので、鉄筋かご１の製造時の作業効率を向上できる。

保持工程では、剪断補強筋２が凹部１２，３４，４４に嵌められることで、剪断補強筋２が前後方向に位置決めされると共に、剪断補強筋２がサイドフレーム３０，４０の凹部３４，４４で挟まれて保持される。凹部１２，３４，４４が前後方向に等間隔に配置されるので、凹部１２，３４，４４に嵌まった剪断補強筋２も前後方向に等間隔に配置される。また、内側縁３２，４２の接線に対して垂直な線上に凹部１２と凹部３４と凹部４４とが並んで配置されるので、複数の凹部１２，３４，４４に嵌められた各剪断補強筋２は、前後方向に内側縁３２，４２の円弧形状に沿って並べられる。

保持工程の後、剪断補強筋２の内側へ主筋３を挿入して張出部６４に載せる挿入工程を行う。挿入工程では、横部材３１，４１の内側縁３２，４２の曲率と同一の曲率を有する複数の主筋３を剪断補強筋２の内側へ作業者が挿入していく。主筋３の数は、立設部２０の左右両側で１２本ずつの計２４本である。

剪断補強筋２の内側へ主筋３を挿入するときは、主筋３をサイドフレーム４０側に凸の状態で作業者が持ちながら、ガイドローラ２２上を滑らせて主筋３を剪断補強筋２の内側へ挿入していく。これにより、剪断補強筋２の内側へ主筋３を挿入し易くしつつ、挿入時に主筋３が剪断補強筋２と干渉することを抑制できる。その結果、鉄筋かご１の製造時の作業効率を向上できる。

更に、ガイドローラ２２の外周面２４は軸方向両端に対して軸方向中央が凹んで形成されるので、ガイドローラ２２の外周面２４に主筋３が嵌まり、主筋３の向きが特定される。特に、サイドフレーム４０側に凸の状態の主筋３が隙間なく嵌まるように、外周面２４の凹みの軸方向寸法を主筋３の直径よりも僅かに大きく設定することで、ガイドローラ２２の外周面２４に嵌まった主筋３をサイドフレーム４０側に凸の状態で維持できる。これらの結果、ガイドローラ２２上を滑らせている主筋３が立設部２０や剪断補強筋２に干渉することをより抑制できる。

更に、ガイドローラ２２が前後方向に複数並んで配置されるので、複数のガイドローラ２２上を滑らせている主筋３の向きをより正確に特定できる。これにより、立設部２０や剪断補強筋２に主筋３を一層干渉し難くできる。

ガイドローラ２２の回転軸２３は、保持部１１が並んだ円弧形状の接線に対して垂直に設けられる。その円弧形状の曲率と同一の曲率を主筋３が有するので、円弧形状の主筋３に沿ってガイドローラ２２が配置される。そのため、複数のガイドローラ２２に主筋３を載せ易くできるので、鉄筋かご１の製造時の作業効率を向上できる。

図６（ａ）に示す通り、横部材３１，４１に接触させた状態の剪断補強筋２の内側へ縦部材６０から張出部６４が張り出す。この張出部６４上へガイドローラ２２上に載せられた主筋３を移動させ、張出部６４に載せた主筋３を凹部６３に嵌める。凹部６３の底が、横部材３１，４１の凹部３４，４４（図５参照）に嵌まった剪断補強筋２の内周と略同じ位置にあるので、凹部６３に嵌めた主筋３と剪断補強筋２とが接触する。

次いで、主筋３と剪断補強筋２とを溶接により結合する結合工程を行う。ここで、張出部６４の上端６５は、ベース１０の上面や床面に対して平行に形成されるので、張出部６４に主筋３を載せただけでは、剪断補強筋２と主筋３との接触を維持できないことがある。そこで、結合工程では、まず、主筋３を張出部６４に載せて凹部６３に嵌めた状態で、一部の剪断補強筋２と主筋３とを作業者が仮溶接する。

なお、主筋３が載せられる張出部６４はサイドフレーム３０，４０の縦部材６０にそれぞれ１２個ずつ設けられるのに対し、ガイドローラ２２は立設部２０の左右両側にそれぞれ５個ずつしかない。そのため、５つのガイドローラ２２に主筋３を１本ずつ載せた後、その主筋３を張出部６４に移動させて剪断補強筋２と仮溶接する。この作業を繰り返し行うことが好ましい。これにより、全ての主筋３を張出部６４に載せ終わる前に、一部の主筋３が張出部６４から落下することを防止できる。

最後に、図６（ｂ）に示す通り、仮溶接により剪断補強筋２と主筋３との接触が維持された状態で、それらが接触する部分、即ち、剪断補強筋２と主筋３とが交差する部分を溶接ロボット１５で溶接する。これにより、剪断補強筋２と主筋３とが互いに溶接された鉄筋かご１が製造される。

なお、剪断補強筋２の内周に主筋３を溶接する場合には、剪断補強筋２の内側、且つ、主筋３の上側から溶接することが好ましい。剪断補強筋２の外側から剪断補強筋２と主筋３とを溶接する場合、上下方向に軸を向けた剪断補強筋２の内周に、前後方向に軸を向けた主筋３が接触しているので、剪断補強筋２と主筋３との接触部分のうち、剪断補強筋２の前後を隅肉溶接することになる。その隅肉溶接する部分の下部には、剪断補強筋２や主筋３が溶解した溶融金属を受ける箇所がないので、溶融金属が落ちて剪断補強筋２と主筋３との溶接強度が低下するおそれがある。

これに対し、剪断補強筋２の内側、且つ、主筋３の上側から両者を溶接することで、剪断補強筋２や主筋３が溶解した溶融金属を主筋３で下方から受けることができる。その結果、溶融金属が落ちることを抑制できるので、剪断補強筋２と主筋３との溶接強度を確保できる。

また、鉄筋かご１を冶具１００から取り外すには、まず、図６（ａ）に示す内側状態のサイドフレーム３０，４０を左右外側へ移動させて外側状態（図４（ｂ）参照）へ切り替えることで、剪断補強筋２を横部材３１，４１の凹部３４，４４（図５参照）から外し、主筋３を縦部材６０の凹部６３から外すと共に主筋３の上下に張出部６４が位置しないようにする。これにより、冶具１００から鉄筋かご１を上方へ取り外し可能となったので、クレーン（図示せず）等で鉄筋かご１を持ち上げて冶具１００から鉄筋かご１を取り外す。

冶具１００を用いて製造された鉄筋かご１は、サイドフレーム３０，４０の内側縁３２，４２の円弧形状に沿って剪断補強筋２が前後方向に円弧形状に並べられ（図５参照）、その剪断補強筋２を円弧形状の主筋３で溶接して製造されたので、鉄筋かご１が上面視において円弧形状に形成される。なお、内側縁３２，４２の形状や主筋３の形状を適宜変更することで、鉄筋かご１の形状を適宜変更できる。

例えば、内側縁３２，４２を上面視において直線状に形成して、複数の剪断補強筋２同士を平行に前後方向に並べ、その剪断補強筋２を直線状の主筋３で溶接することで、直方体状（上面視において直線状）の鉄筋かご１を製造できる。直方体状の鉄筋かご１は、住宅や店舗、トンネル等の建築物の外壁を構成する鉄筋コンクリートの芯材として使用される。

以上、第１実施形態における冶具１００によれば、横部材３１，４１の凹部３４，４４及びベース１０の凹部１２に剪断補強筋２を嵌めることで、剪断補強筋２を前後方向に位置決めできる。更に、剪断補強筋２の内側へ張り出す張出部６４に、剪断補強筋２の内側に挿入した主筋３を載せることで、主筋３を上下方向に位置決めできる。

従来、複数人の作業者が主筋３を持ち上げた状態で、剪断補強筋２の内周と主筋３とを接触させて溶接していた。これに対し、第１実施形態では、冶具１００により剪断補強筋２と主筋３とが位置決めされた状態で、それらが交差した部分を溶接して鉄筋かご１を製造できるので、鉄筋かご１の製造時の作業効率を向上できると共に、冶具１００を用いて製造された鉄筋かご１の品質のバラつきを抑制できる。

更に、剪断補強筋２の前後位置および左右位置と、主筋３の上下位置とが特定された状態で、一部の剪断補強筋２と主筋３とを仮溶接することで、主筋３の左右位置も特定されて剪断補強筋２と主筋３との接触を維持できる。これにより、冶具１００を用いた毎回の鉄筋かご１の製造において、剪断補強筋２と主筋３との接触位置が略同一となるので、溶接ロボット１５による剪断補強筋２と主筋３との溶接が可能となる。その結果、鉄筋かご１の製造時の作業効率をより向上できる。

次に図７を参照して第２実施形態における冶具１１０について説明する。第１実施形態では、剪断補強筋２と主筋３とを仮溶接してそれらの接触を維持させる場合について説明した。これに対し第２実施形態では、主筋３を剪断補強筋２に押し付ける押付部１１２を有する冶具１１０について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図７（ａ）は第２実施形態における冶具１１０の断面図であり、図７（ｂ）は押付部１１２で主筋３を剪断補強筋２に押し付けた冶具１１０の断面図である。

図７（ａ）に示す通り、冶具１１０は、鉄筋かご１の製造時に剪断補強筋２及び主筋３をそれぞれ保持するための装置であり、主に金属製の部材から構成される。冶具１１０は、前後左右に広がって形成されたベース１０と、ベース１０の左右方向中央に立設される立設部１１１と、ベース１０に立設される左右一対のサイドフレーム３０，４０と、立設部１１１のサイドフレーム３０，４０側に設けられる押付部１１２とを備える。

立設部１１１は、上下方向に延設される柱状の部材であり、前後方向に複数配置される。押付部１１２は、主筋３を剪断補強筋２へ押し付ける板状の部材であり、上下方向に延設される。押付部１１２は、ロッド１１３を介して立設部１１１に固定される。

ロッド１１３は、立設部１１１から左右方向に出没可能に設けられる。立設部１１１に内蔵される駆動部１１４によって、立設部１１１からのロッド１１３の突出量が調整される。なお、図７（ａ）ではロッド１１３の突出量が最小となるロッド１１３の短縮状態が図示されている。

図７（ｂ）に示す通り、駆動部１１４によって立設部１１１からロッド１１３を突出させ、押付部１１２を縦部材６０へ向かって移動させると、張出部６４に載せた主筋３が押付部１１２によって押され、主筋３が剪断補強筋２に押し付けられる。この状態がロッド１１３の伸長状態である。

ロッド１１３を伸長状態とすることによって、剪断補強筋２と主筋３との接触を押付部１１２により維持できるので、主筋３の左右位置を特定できる。これにより、冶具１１０を用いて製造された鉄筋かご１の品質のバラつきを抑制できる。

更に、剪断補強筋２と主筋３との接触を押付部１１２によって維持できるので、溶接ロボット１５で剪断補強筋２と主筋３とを溶接する前に、剪断補強筋２の一部と主筋３とを仮溶接する作業を不要にできる。その結果、鉄筋かご１の製造時の作業効率をより向上できる。

次に図８を参照して第３，４実施形態における冶具１２０，１３０について説明する。第２実施形態では、押付部１１２によって剪断補強筋２と主筋３との接触を維持させる場合について説明した。これに対し第３，４実施形態では、張出部１２１，１３１の形状によって剪断補強筋２と主筋３との接触を維持させる場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図８（ａ）は第３実施形態における冶具１２０の断面図であり、図８（ｂ）は第４実施形態における冶具１３０の張出部１３１の部分拡大図である。

図８（ａ）に示す通り、冶具１２０の張出部１２１は、剪断補強筋２の内側に挿入された主筋３が載せられる部位である。張出部１２１は、縦部材６０の内側縁６１から左右方向へ張り出し、縦部材６０の上下方向に等間隔に配置される。張出部１２１は、縦部材６０側に設けられる基部１２２と、基部１２２よりも縦部材６０から離れた側に設けられる先端部１２４とを備える。

基部１２２は、張出部１２１に載せられた主筋３を縦部材６０（凹部６３）側へ導くための部位であり、縦部材６０に連なる。基部１２２の上端１２３と縦部材６０の凹部６３の内周とが円弧形状に滑らかに連続する。基部１２２の上端１２３は、先端部１２４へ向かうにつれて徐々に高くなる。この基部１２２の上端１２３の傾斜によって、張出部１２１に載せられた主筋３が縦部材６０（凹部６３）側へ導かれる。

先端部１２４は、張出部１２１に載せられた主筋３が張出部１２１から脱落することを防止する部位である。先端部１２４は、基部１２２の縦部材６０から離れた側に連なる。先端部１２４の上端１２５は、基部１２２の上端１２３よりも高く設定される。これにより、基部１２２の上端１２３によって凹部６３へ導かれた主筋３の移動を張出部１２１によって規制できる。これにより、主筋３の左右位置を特定できるので、冶具１２０を用いて製造された鉄筋かご１の品質のバラつきを抑制できる。

また、基部１２２の上端１２３の一部と凹部６３とが、主筋３が嵌まる円弧形状に形成されるので、主筋３を凹部６３に嵌めたとき、主筋３の左右位置をより正確に特定できるので、冶具１２０を用いて製造された鉄筋かご１の品質のバラつきをより抑制できる。

更に、張出部１２１により主筋３が凹部６３に嵌まった状態が維持されるので、剪断補強筋２と主筋３との接触を基部１２２の形状によって維持できる。そのため、溶接ロボット１５で剪断補強筋２と主筋３とを溶接する前に、剪断補強筋２の一部と主筋３とを仮溶接する作業を不要にできる。その結果、鉄筋かご１の製造時の作業効率をより一層向上できる。

なお、凹部６３に主筋３を嵌めるとき、先端部１２４と主筋３とを干渉し難くするため、主筋３に対して凹部６３の上側を大きく切り欠くことが好ましい。これにより、無理なくスムーズに主筋３を凹部６３に嵌めることができるので、鉄筋かご１の製造時の作業効率をより向上できる。

冶具１２０を用いて製造された鉄筋かご１を取り外すには、クレーン等（図示せず）で鉄筋かご１を吊り上げながら、サイドフレーム３０，４０を内側状態から外側状態（図４（ｂ）参照）へ切り替えることが好ましい。これにより、凹部６３に嵌まっていた主筋３が先端部１２４を乗り越えることができ、鉄筋かご１を上方へ取り外し可能となる。

図８（ｂ）に示す通り、冶具１３０の張出部１３１は、剪断補強筋２の内側に挿入された主筋３が載せられる部位である。張出部１３１は、縦部材６０の内側縁６１から左右方向へ張り出し、縦部材６０の上下方向に等間隔に配置される。張出部１３１は、縦部材６０側に設けられる基部１３２と、基部１３２よりも縦部材６０から離れた側に設けられる先端部１３４とを備える。

基部１３２は、張出部１３１に載せられた主筋３を縦部材６０（凹部６３）側へ導くための部位であり、縦部材６０に連なる。基部１３２の上端１３３と縦部材６０の凹部６３の内周とが滑らかに連続する。基部１３２の上端１３３は、ベース１０の上面や床面に対して平行に形成される。

先端部１３４は、張出部１３１に載せられた主筋３が張出部１３１から脱落することを防止する部位である。先端部１３４は、基部１３２の縦部材６０から離れた側に連なる。先端部１３４の上端１３５は、基部１３２の上端１３３よりも高く設定される。

張出部１３１には、基部１３２と先端部１３４とで段差が形成されるので、その段差によって張出部１３１に載せられた主筋３が基部１３２（凹部６３）側へ導かれる。更に、基部１３２と先端部１３４との段差により、基部１３２側へ導かれた主筋３の移動を規制できるので、主筋３の左右位置を特定でき、冶具１３０を用いて製造された鉄筋かご１の品質のバラつきを抑制できる。

また、主筋３を凹部６３に嵌めたとき、主筋３が先端部１３４に接触するように先端部１３４の位置や高さが設定されるので、主筋３の左右位置をより正確に特定できる。これにより、冶具１３０を用いて製造された鉄筋かご１の品質のバラつきを抑制できる。

更に、先端部１３４により主筋３が凹部６３に嵌まった状態が維持されるので、剪断補強筋２と主筋３との接触を先端部１３４によって維持できる。そのため、溶接ロボット１５で剪断補強筋２と主筋３とを溶接する前に、剪断補強筋２の一部と主筋３とを仮溶接する作業を不要にできる。その結果、鉄筋かご１の製造時の作業効率をより向上できる。

なお、凹部６３に主筋３を嵌めるとき、先端部１３４と主筋３とを干渉し難くするため、主筋３に対して凹部６３の上側を大きく切り欠くことが好ましい。これにより、無理なくスムーズに主筋３を凹部６３に嵌めることができるので、鉄筋かご１の製造時の作業効率をより向上できる。

冶具１３０を用いて製造された鉄筋かご１を取り外すには、クレーン等（図示せず）で鉄筋かご１を吊り上げながら、サイドフレーム３０，４０を内側状態（図４（ａ）参照）から外側状態（図４（ｂ）参照）へ切り替えることが好ましい。これにより、凹部６３に嵌まっていた主筋３が先端部１３４を乗り越えることができ、鉄筋かご１を上方へ取り外し可能となる。

次に図９を参照して第５実施形態における冶具１４１ａ，１４１ｂ及び溶接ロボット１５を用いた溶接システム１４０について説明する。第１実施形態では、１つの冶具１００に対して左右にそれぞれ１台ずつ溶接ロボット１５が配置される場合について説明した。これに対し第５実施形態では、２つの冶具１４１ａ，１４１ｂに対して左右にそれぞれ１台ずつ溶接ロボット１５が配置される場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は第５実施形態における冶具１４１ａ，１４１ｂ及び溶接ロボット１５を用いた溶接システム１４０の上面図である。

図９（ａ）に示す通り、溶接システム１４０は、冶具１４１ａ，１４１ｂを用いた鉄筋かご１の製造時の作業効率を向上させるためのシステムである。溶接システム１４０は、２つの冶具１４１ａ，１４１ｂと、左右にそれぞれ１台ずつ配置される溶接ロボット１５とを備える。なお、２つの冶具１４１ａ，１４１ｂの構成は互いに同一である。

第１実施形態における冶具１００では、溶接ロボット１５が移動するレール１４がベース１０に設けられるのに対し、第５実施形態における冶具１４１ａ，１４１ｂでは、溶接ロボット１５が移動するレール１４がベース１４２には設けられない。即ち、第１実施形態における冶具１００と第５実施形態における冶具１４１ａ，１４１ｂとは、ベース１０とベース１４２とが異なるのみで、その他の構成は同一である。そのため、図９では冶具１４１ａ，１４１ｂの一部の符号を省略して図示している。

ベース１４２は、床面に設けられた一対のレール１４３上を移動可能に構成される。一対のレール１４３には、２つのベース１４２，１４２（冶具１４１ａ，１４１ｂ）が移動可能に設けられる。図９には、２つのベース１４２，１４２を互いに最も離した状態が図示されている。この状態では、２つのベース１４２，１４２間の距離が、ベース１４２の前後寸法の半分程度に設定される。

また、床面には、冶具１４１ａ，１４１ｂの左右両側に一対のレール１４４がそれぞれ設けられる。このレール１４４上を溶接ロボット１５が移動する。レール１４４の中央は、互いに最も離した状態における２つの冶具１４１ａ，１４１ｂの中央に位置する。レール１４４の前後寸法は、ベース１４２の前後寸法と略同一に設定される。

図９（ａ）に示す、２つの冶具１４１ａ，１４１ｂを最も離した状態から、図９（ｂ）に示す通り、冶具１４１ａを冶具１４１ｂ側へ移動させることで、冶具１４１ａに保持された剪断補強筋２と主筋３とを、その冶具１４１ａの全長に亘って溶接ロボット１５で溶接できる。これにより、冶具１４１ａで剪断補強筋２と主筋３とを溶接ロボット１５で溶接しているときに、冶具１４１ｂに剪断補強筋２及び主筋３を保持させたり、冶具１４１ｂに保持させた剪断補強筋２と主筋３とを仮溶接したりできる。

また、逆に冶具１４１ｂを冶具１４１ａ側へ移動させて、冶具１４１ｂに保持された剪断補強筋２と主筋３とを溶接ロボット１５で溶接しているときに、冶具１４１ａに剪断補強筋２及び主筋３を保持させたり、冶具１４１ａに保持させた剪断補強筋２と主筋３とを仮溶接したりできる。これらの結果、鉄筋かご１の製造時の作業効率をより向上できる。

更に、２つの冶具１４１ａ，１４１ｂに対して左右にそれぞれ１台ずつ溶接ロボット１５を設ければ良いので、１つの冶具１４１ａ，１４１ｂそれぞれに対して左右に１台ずつ溶接ロボット１５を設けた場合と比べ、溶接ロボット１５のコストを削減できる。

以上、各実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、鉄筋かご１やベース１０、横部材３１，４１、縦部材６０、張出部６４，１２１，１３１フレーム本体５０等の形状は一例であり、種々の形状を採用することは当然である。また、縦部材６０の凹部６３や保持部１１等を設けなくても良い。

上記各実施形態では、剪断補強筋２と主筋３とを互いに溶接する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、剪断補強筋２と主筋３とを結束線で結合しても良い。

上記各実施形態では、２２個の剪断補強筋２と左右１２本の主筋３とを溶接で結合して鉄筋かご１を製造する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、剪断補強筋２及び主筋３の数は適宜変更可能である。また、剪断補強筋２の数に凹部１２，３４，４４の数を合わせる場合に限らず、剪断補強筋２の数に対して凹部１２，３４，４４の数を多く形成しても良い。また、全ての凹部１２，３４，４４に剪断補強筋２を嵌めずに鉄筋かご１を製造しても良い。同様に、主筋３の数に凹部６３の数を合わせる場合に限らず、主筋３の数に対して凹部６３の数を多く形成しても良い。また、全ての凹部６３に剪断補強筋２を嵌めずに鉄筋かご１を製造しても良い。

上記第１実施形態では、横部材３１，４１がフレーム本体５０の上下端側に配置される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、左右のフレーム本体５０に対して１つ又は３つ以上の横部材３１，４１を設けても良い。また、縦部材６０を前後方向に４つ配置される場合、立設部２０を前後方向に５つ配置される場合、ガイドローラ２２を立設部２０の側面に５つのガイドローラ２２が上下方向に５つ配置される場合に限らず、縦部材６０、立設部２０、ガイドローラ２２の数は適宜変更可能である。

上記第１実施形態では、ベース１０の左右両側に１台ずつ溶接ロボット１５が設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ベース１０の左右両側に２台以上の溶接ロボット１５を設けても良い。また、上記第５実施形態では、２つの冶具１４１ａ，１４１ｂに対して左右にそれぞれ１台ずつ溶接ロボット１５が設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、２つの冶具１４１ａ，１４１ｂに対して左右にそれぞれ２台以上の溶接ロボット１５を設けても良い。これらの場合、１台の溶接ロボット１５が溶接する箇所を少なくできるので、鉄筋かご１の製造時の作業効率を更に向上できる。

また、各実施形態における構成を組み合わせても良い。例えば、第１実施形態の冶具１００におけるガイドローラ２２が設けられた複数の立設部２０の間に、第２実施形態の冶具１１０における押付部１１２が設けられた立設部１１１を設けても良い。また、第２実施形態における押付部１１２を有する冶具１１０に、第３，４実施形態における張出部１２１，１３１を適用しても良い。

１ 鉄筋かご
２ 剪断補強筋
３ 主筋
２０ 立設部
２２ ガイドローラ
２３ 回転軸
３０，４０ サイドフレーム
３１，４１ 横部材
３４，４４ 凹部
６０ 縦部材
６４，１２１，１３１ 張出部
１００，１１０，１２０，１３０，１４１ａ，１４１ｂ 冶具
１１２ 押付部
１１４ 駆動部
１２２，１３２ 基部
１２３，１３３ 上端
１２４，１３４ 先端部
１２５，１３５ 上端

Claims (6)

1. 環状に形成された複数の剪断補強筋の内周に複数の主筋がそれぞれ結合される鉄筋かごの製造時に前記剪断補強筋および前記主筋を保持する冶具であって、
   左右両側に立設されて前後に延設され、前記剪断補強筋を挟む一対のサイドフレームを備え、
   前記サイドフレームは、
   対向する前記サイドフレーム側を上下方向に切り欠いた凹部が前後に所定の間隔をあけて複数設けられると共に、前後方向に延設される横部材と、
   前記横部材に連結されて上下方向に延設され、前後に並べて複数配置される縦部材と、
   前記横部材に接触した状態の前記剪断補強筋の内側へ前記縦部材から張り出すと共に、上下方向に複数配置される張出部とを備えることを特徴とする冶具。
2. 一対の前記サイドフレームの間に配置されて上下に延設される押付部と、
   前記押付部を前記縦部材へ向かって移動させる駆動部とを備えることを特徴とする請求項１記載の冶具。
3. 前記張出部は、前記縦部材側に設けられる基部と、
   前記基部よりも前記縦部材から離れた側に設けられ、上端が前記基部の上端よりも高い位置に設定される先端部とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の冶具。
4. 一対の前記横部材の間に立設される立設部と、
   前記立設部の前記横部材側にそれぞれ取り付けられると共に、左右に回転軸を向けたガイドローラとを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の冶具。
5. 請求項１から４のいずれかの冶具を用いた鉄筋かごの製造方法であって、
   複数の前記剪断補強筋を一対の前記サイドフレームで挟んで、前記横部材の前記凹部により前記剪断補強筋を前後に位置決めする保持工程と、
   前記保持工程により位置決めされた前記剪断補強筋の内側に複数の前記主筋を挿入し、前記主筋を前記張出部に載せる挿入工程と、
   前記挿入工程により前記張出部に載せた前記主筋と前記剪断補強筋とが交差した部分を結合する結合工程とを備えることを特徴とする鉄筋かごの製造方法。
6. 前記結合工程では、前記剪断補強筋と前記主筋とを前記剪断補強筋の内側、且つ、前記主筋の上側から溶接することを特徴とする請求項５記載の鉄筋かごの製造方法。

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