JP2021058914A

JP2021058914A - コラム組立装置

Info

Publication number: JP2021058914A
Application number: JP2019184857A
Authority: JP
Inventors: 巌 ▲濱▼▲崎▼; Iwao Hamasaki
Original assignee: Hamasaki Steel Co Ltd
Current assignee: Hamasaki Steel Co Ltd
Priority date: 2019-10-07
Filing date: 2019-10-07
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2039-10-07
Also published as: JP6694179B1

Abstract

【課題】コラムを組み立てる際、各構成部材を精度よく容易に位置決めすることができ汎用性にも富んだコラム組立装置を提供する。【解決手段】本発明に係るコラム組立装置１は、台座２と、略水平で同方向に軸線方向をなす４本のシャフト軸６とシャフト軸６に沿って移動自在としたコア当接部１５を有する複数の当接ガイド１４とからなるガイド部５と、シャフト軸６の両端部を支持して台座２上に対向配置した前固定基準部２１と後固定基準部２９と、前固定基準部２１と後固定基準部２９との間で進退自在に形成した可動基準部３４と、可動基準部３４の進退を操作自在とした操作部４０と、で構成し、シャフト軸６は、側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるよう配設し、前固定基準部２１と可動基準部３４との間でコアＢをダイアフラムＤで挟持することで水平方向の位置決めがなされるよう構成したことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、建物等の建造物の柱や桁等を連結する際に使用されるコラムを精度よく容易に組み立てることができるコラム組立装置に関する。

従来、特に高層で大型の建物等の建造物はＨ型鋼や角型鋼等からなる鉄骨の柱や桁等を縦横様々な方向に組み合わせて骨格を形成するために、各々の鉄骨間にコラムと呼ばれる金属製の連結部材を介在させコラムと鉄骨とを溶接やボルト締結により接続することで連結させている。

また、コラムは、主に角柱状で管状のコアと、コアの両端開口部を被覆する該開口部より若干大きい矩形板状のダイアフラムとを用いてコアとダイアフラムとの当接箇所の外周面近傍を溶接することで略矩形ブロック状に形成され、ダイアフラムの表面やコアの周側面に鉄骨を接続して使用される。

このように、コラムは建造物の骨格の一部をなすため寸法や、重心に起因したバランス等を厳しく管理して製造されるが、骨格の一部をなす程度に大型で金属製のコラムを製造するには構成部材を人手で移動することや位置決め等することは不可能なためホイスト等を用いて製造される。

そのため、コアやダイアフラムをホイスト等で吊り下げ、所定箇所に下降させて位置決めした後、これらを溶接してコラムを仮組みする鉄骨コラムの仮付治具に係る技術が、例えば、特許文献１に開示されている。

本技術によれば、板形状の第１のベース２１と、該第１のベース２１の上面側方に固定され、一対のダイアフラムのうちその一方のダイアフラム３を位置決め固定する第１のダイアフラム押え板２２と、第１のベース２１上面の長手方向に沿ってスライド自在に配置された第２のベース２７と、該第２のベース２７上に軸３０を中心として回動自在に配置され、一対のダイアフラムのうち他方のダイアフラム４を位置決め固定する第２のダイアフラム押え板２６と、該第２のダイアフラム押え板２６と第１のダイアフラム押え板２２との間に第１のベース２１の長手方向に沿ってスライド自在に配置され、コラム本体２をその下面から支持する少なくとも一つの支持部材２８，２９とを備えているものである。

すなわち、コラム本体２をホイスト等で該治具の所定箇所の上方に吊り下げ、所定箇所近傍まで下降させつつ人手で誘導しながら配置し、その後、一方のダイアフラム３と他方のダイアフラム４を同様に所定箇所近傍まで下降させて位置決めした後、一方のダイアフラム３にコラム本体２をスライドさせて当接させ所定箇所を仮溶接し、そして、他方のダイアフラム４をコラム本体２にスライドさせて当接させ所定箇所を仮溶接することでコラムを仮組みすることができるものとなっている。

実開昭６３−１９６３９０号公報

確かに特許文献１に記載の技術によれば、鉄骨コラムの仮付治具の所定箇所に構成部材を位置決めして配置しスライド移動等して仮溶接すれば必要な寸法と外形をなすコラムを仮組みできる点で優れている。

しかしながら、コラムの構成部材を該治具に正確に位置決めするには、ホイスト等で所定箇所近傍まで下降させつつ人手で誘導して配置しただけでは位置精度が悪いため、配置した構成部材を人手や木槌等を用いて正確な位置に移動させる必要があり結局は位置決め作業が煩雑となってしまう。

また、コア本体やダイアフラムの大きさが異なる種類のコラムを仮組みする場合、これらを位置決めするための第１のダイアフラム押え板や第２のダイアフラム押え板や支持部材を構成部材の種類に応じて適宜交換しなければならないため位置決め部材を多数準備しておく必要があり汎用性に問題を有している。

更に、該治具の構造上、ダイアフラムを介してコア本体を２以上連設した多段コラムを製造することはできない。

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、建物等の建造物の柱や桁等を連結する際に使用されるコラムを組み立てる際、各構成部材を精度よく容易に位置決めすることができ汎用性にも富んだコラム組立装置を提供することにある。

以上のような目的を達成するために、本発明は以下の技術を提供する。

請求項１に係る発明では、管状のコアと前記コアの両端開口部を被覆する板状のダイアフラムとからなるコラムの前記部材を上方から下降させて位置決めし前記コラムを組み立てる装置であって、平板からなる台座と、略水平で同方向に軸線方向をなし前記ダイアフラムの平坦面が略垂直方向となるように当接して位置決めする４本のシャフト軸と、前記コアの開口部が略水平方向となるように当接して位置決めする前記シャフト軸に沿って移動自在としたコア当接部を有する複数の当接ガイドと、からなるガイド部と、前記シャフト軸の両端部を支持して前記台座上に対向配置した前固定基準部と後固定基準部と、前記前固定基準部と前記後固定基準部との間で進退自在に形成すると共に、前記シャフト軸との干渉を回避するシャフト貫通孔を穿設した可動基準部と、前記可動基準部の進退を操作自在とした操作部と、で構成し、前記シャフト軸は、２本の第一シャフト郡と２本の第二シャフト郡とで構成し、前記第一シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第一仮想直線と、前記第二シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第二仮想直線とが側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるよう前記シャフト軸を配設し、前記前固定基準部と前記可動基準部との間で前記コアを前記ダイアフラムで挟持することで水平方向の位置決めがなされるよう構成したことを特徴とするコラム組立装置を提供せんとする。

請求項２に係る発明では、前記前固定基準部と前記後固定基準部には、前記シャフト軸の位置を変更自在に軸止するシャフト軸孔を複数形成したことを特徴とする請求項１に記載のコラム組立装置を提供せんとする。

請求項３に係る発明では、前記当接ガイドは、前記シャフト軸を挿通し前記当接ガイドを回動自在とする挿通孔を形成すると共に、溶接時に前記シャフト軸に飛散するスパッタの付着を防止する付着防止部を前記コア当接部に隣接して形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のコラム組立装置を提供せんとする。

請求項４に係る発明では、前記当接ガイドは、非金属材料で形成すると共に、前記コア当接部と前記付着防止部は、前記挿通孔を同心とする円環状に形成し、前記コア当接部の直径を前記付着防止部の直径よりも大径に形成したことを特徴とする請求項３に記載のコラム組立装置を提供せんとする。

請求項５に係る発明では、前記操作部は、前記可動基準部を進退自在に構成した送り機構と、前記可動基準部を進退自在に駆動させる駆動部と、からなり、前記送り機構は、前記可動基準部の進退方向に配設すると共に前記駆動部と連動した前後移動部と、前記前後移動部に移動自在に係合し進退方向の左右側方で前記可動基準部と連接した移動基部と、進退方向の左右側方で前記可動基準部に連接すると共に前記可動基準部を進退方向の左右側方から摺動自在に支持する摺動部とからなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のコラム組立装置を提供せんとする。

請求項１記載の発明によれば、管状のコアとコアの両端開口部を被覆する板状のダイアフラムとからなるコラムの部材を上方から下降させて位置決めしコラムを組み立てる装置であって、平板からなる台座と、略水平で同方向に軸線方向をなしダイアフラムの平坦面が略垂直方向となるように当接して位置決めする４本のシャフト軸と、コアの開口部が略水平方向となるように当接して位置決めするシャフト軸に沿って移動自在としたコア当接部を有する複数の当接ガイドと、からなるガイド部と、シャフト軸の両端部を支持して台座上に対向配置した前固定基準部と後固定基準部と、前固定基準部と後固定基準部との間で進退自在に形成すると共に、シャフト軸との干渉を回避するシャフト貫通孔を穿設した可動基準部と、可動基準部の進退を操作自在とした操作部と、で構成し、シャフト軸は、２本の第一シャフト郡と２本の第二シャフト郡とで構成し、第一シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第一仮想直線と、第二シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第二仮想直線とが側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるようシャフト軸を配設し、前固定基準部と可動基準部との間でコアをダイアフラムで挟持することで水平方向の位置決めがなされるよう構成したことより、コアやダイアフラムをガイド部に当接載置するだけで各構成部材の自重により予定された重心位置に可及的自然に極めて正確に位置決めされるため、微調整することなく前固定基準部と可動基準部とで挟持すればダイアフラムをコアに対して精度よく組み付けることができる。

また、当接ガイドをシャフト軸に沿って移動させるだけで長さの異なるコアにも対応できるため汎用性に優れている。

また、コアやダイアフラムの大きさが異なる種類のコラムを組み立てる場合でも、当接ガイドを変更するだけで対応することができるため汎用性に優れている。

更に、コラムの部材は溶接個所が被覆されることなくシャフト軸と当接ガイドに点接触により当接載置されるため、コラム組立装置から移動させることなくそのまま溶接を行うことができる。

しかも、組み立てたコラムを前固定基準部側に残しつつ別途のコアとダイアフラムを容易に位置決めして多段コラムを製造することができる。

請求項２記載の発明によれば、前固定基準部と後固定基準部には、シャフト軸の位置を変更自在に軸止するシャフト軸孔を複数形成したことより、ガイド部に不安定に当接載置されるような大きさのコアやダイアフラムであっても、別途の部品を準備することなくシャフト軸の位置を変更するだけで対応することができるため汎用性に優れている。

請求項３記載の発明によれば、当接ガイドは、シャフト軸を挿通し当接ガイドを回動自在とする挿通孔を形成すると共に、溶接時にシャフト軸に飛散するスパッタの付着を防止する付着防止部をコア当接部に隣接して形成したことより、コアをコア当接部に当接載置することで当接ガイドが受ける負荷を当接ガイドの回動により軽減でき、更に、コアの自重による位置決めをスムーズなものとすることができる。

また、付着防止部をダイアフラム側に近接するよう当接ガイドを配置しておくだけで可及的にシャフト軸へのスパッタの付着を防止することができる。

請求項４記載の発明によれば、当接ガイドは、非金属材料で形成すると共に、コア当接部と付着防止部は、挿通孔を同心とする円環状に形成し、コア当接部の直径を付着防止部の直径よりも大径に形成したことより、溶接時に当接ガイドに向かって不要なスパークが生じることを防止でき、更に、付着防止部がシャフト軸を被覆するためシャフト軸への不用なスパークも防止することができる。

また、付着防止部に溶接時のスパッタが付着してもコア当接部の表面には付着し難くなるため当接ガイドのメンテナンスが容易となり、コアとコア当接部との位置決め精度を保つことができる。

更に、当接ガイドがシャフト軸周りに回動しても外観視は変化しないため当接ガイドの扱いが容易となり、また、コアの自重による位置決めをよりスムーズなものとすることができる。

請求項５記載の発明によれば、操作部は、可動基準部を進退自在に構成した送り機構と、可動基準部を進退自在に駆動させる駆動部と、からなり、送り機構は、可動基準部の進退方向に配設すると共に駆動部と連動した前後移動部と、前後移動部に移動自在に係合し進退方向の左右側方で可動基準部と連接した移動基部と、進退方向の左右側方で可動基準部に連接すると共に可動基準部を進退方向の左右側方から摺動自在に支持する摺動部とからなることより、進退方向の左右前後に生じる可動基準部のモーメントを大幅に軽減することができるため可動基準部の位置決め精度の向上が図れ、更に、駆動部を操作するだけで可動基準部を負荷なくスムーズに進退操作することができる。

本実施形態に係るコラム組立装置の上方斜視図である。本実施形態に係るコラム組立装置に全ての部材を位置決めした様子を示す上方斜視図である。コラムの分解斜視図である。本実施形態に係るコラム組立装置の平面図である。本実施形態に係るコラム組立装置の部分透視正面図である。本実施形態に係るコラム組立装置の部分左側面説明図である。図４のＥ−Ｅ線断面図である。（ａ）はダイアフラムを当接載置した図５のＦ−Ｆ線部分断面図で、（ｂ）は全ての部材を位置決めした図５のＦ−Ｆ線部分断面図である。図８（ｂ）のＫの位置から見た部分斜視透視図である。（ａ）は図９の囲み部分の拡大図で、（ｂ）は溶接した状態の拡大図である。図５に全ての部材を位置決めした部分透視正面図である。図１１の部材に溶接を行った部分透視正面図である。図１２の後に可動基準部と当接ガイドを移動させた状態を示す部分透視正面図である。図１３の後にコアとダイアフラムを連続して位置決めした部分透視正面図である。図１４の部材に溶接を行った部分透視正面図である。他の当接ガイドを用いて全ての部材を位置決めした図５のＦ−Ｆ線部分断面図である。円管状のコアのために他の当接ガイドを用いて全ての部材を位置決めした図５のＦ−Ｆ線部分断面図である。

本発明の実施形態に係るコラム組立装置の要旨は、管状のコアとコアの両端開口部を被覆する板状のダイアフラムとからなるコラムの部材を上方から下降させて位置決めしコラムを組み立てる装置であって、平板からなる台座と、略水平で同方向に軸線方向をなしダイアフラムの平坦面が略垂直方向となるように当接して位置決めする４本のシャフト軸と、コアの開口部が略水平方向となるように当接して位置決めするシャフト軸に沿って移動自在としたコア当接部を有する複数の当接ガイドと、からなるガイド部と、シャフト軸の両端部を支持して台座上に対向配置した前固定基準部と後固定基準部と、前固定基準部と後固定基準部との間で進退自在に形成すると共に、シャフト軸との干渉を回避するシャフト貫通孔を穿設した可動基準部と、可動基準部の進退を操作自在とした操作部と、で構成し、シャフト軸は、２本の第一シャフト郡と２本の第二シャフト郡とで構成し、第一シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第一仮想直線と、第二シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第二仮想直線とが側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるようシャフト軸を配設し、前固定基準部と可動基準部との間でコアをダイアフラムで挟持することで水平方向の位置決めがなされるよう構成したことを特徴とする。すなわち、コラムを組み立てる際、各構成部材を精度よく容易に位置決めすることができ汎用性にも富んだコラム組立装置の提供を図ろうとするものである。

以下、本発明に係るコラム組立装置１の実施形態について図面を参照しながら説明する。また、本説明中において左右同一又は左右対称の構造や部品については、原則として同一の符号を付し、左右何れか一方のみを説明して、他方については説明を適宜省略する。

なお、本説明中におけるコラムＡを構成するコアＢは、両開口部の内周壁に両開口部から突出する裏当金Ｒが既に全周に渡り溶接されたものとして説明する。

また、本発明に係るコラム組立装置１は、コラムＡを組み立てる際にコアＢとダイアフラムＤとの接合を仮溶接まで行うのか、本溶接まで行うのかは任意に選択できるものであるため、本説明中では特記しない限り同義として説明している。

本発明の実施形態に係るコラム組立装置１は、図３に示すように、両開口部の外端縁を全周に渡り面取りＭすると共に両開口部から突出する裏当金Ｒを形成した角柱状で管状のコアＢとコアＢの両端開口部を被覆する矩形板状のダイアフラムＤとからなるコラムＡの各部材を上方から下降させて位置決めしコラムＡを組み立てる図１、（図２）に示すような装置であって、平板からなる台座２と、略水平で同方向に軸線方向をなしダイアフラムＤの平坦面が略垂直方向となるように当接して位置決めする４本のシャフト軸６と、コアＢの開口部が略水平方向となるように当接して位置決めするシャフト軸６に沿って移動自在としたコア当接部１５を有する複数の当接ガイド１４と、からなるガイド部５と、シャフト軸６の両端部を支持して台座２上に対向配置した前固定基準部２１と後固定基準部２９と、前固定基準部２１と後固定基準部２９との間で進退自在に形成すると共に、シャフト軸６との干渉を回避するシャフト貫通孔３６を穿設した可動基準部３４と、可動基準部３４の進退を操作自在とした操作部４０と、で構成し、シャフト軸６は、図８（ａ）に示すように、２本の第一シャフト郡７と２本の第二シャフト郡１０とで構成し、第一シャフト郡７の全てのシャフト軸６ａ，６ｂの中心点８ａ，８ｂを通る第一仮想直線９と、第二シャフト郡１０の全てのシャフト軸６ｃ，６ｄの中心点１１ａ，１１ｂを通る第二仮想直線１２とが側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるようシャフト軸６を配設し、前固定基準部２１と可動基準部３４との間でコアＢをダイアフラムＤで挟持することで水平方向の位置決めがなされるよう構成している。

また、操作部４０は、図５〜図７に示すように、可動基準部３４を進退自在に構成した送り機構４１と、可動基準部３４を進退自在に駆動させる駆動部５２であり回動操作される操作ハンドル５３と、からなり、送り機構４１は、可動基準部３４の進退方向に配設すると共に駆動部５２である操作ハンドル５３と連動した前後移動部４４を構成するボールネジ４５と、前後移動部４４であるボールネジ４５に移動自在に係合し進退方向の左右側方で可動基準部３４と連接した移動基部４６と、進退方向の左右側方で可動基準部３４に連接すると共に可動基準部３４を進退方向の左右側方から摺動自在に支持する摺動部４７を構成するリニアガイド４８とからなる。

すなわち、図３に示すコラムＡを構成する各部材について、図１に示す本実施形態に係るコラム組立装置１を用いて、図８（ａ）、図１１に示すように前固定基準部２１と可動基準部３４との間において、ガイド部５のシャフト軸６に互いに離間して当接載置した２つのダイアフラムＤ１，Ｄ２と、図８（ｂ）に示すように、離間したダイアフラムＤ１，Ｄ２の間隙に位置するガイド部５のコア当接部１５に当接載置したコアＢを、図２に示す操作ハンドル５３を回動操作して可動基準部３４を前固定基準部２１側に前進させることで位置決めした後、図９、図１０（ａ）、（ｂ）に示すようにコアＢとダイアフラムＤとを溶接Ｙして組み立てるものである。

以下、本実施形態に係るコラム組立装置１の具体的な構成について図面を用いて詳述する。

台座２は、図１、図４に示すように、長方形状の平板からなり、中央部近傍において長手方向に帯状に伸延するよう穿設した可動基準部移動孔３を対向して２箇所形成している。なお、台座２は、詳述しない架台８０に載置固定されている。

ガイド部５は、図１に示すように、４本のシャフト軸６と複数の当接ガイド１４からなり、シャフト軸６は、後述する前固定基準部２１と後固定基準部２９との間において略水平で同方向に軸線方向となるよう両端部をシャフト軸孔２４，（２４ａ，２４ｂ）で支持している。

また、前固定基準部２１のシャフト軸孔２４ａはシャフト軸６の直径よりも小さく穿設すると共に、シャフト軸６の先端は、図４に示すようにシャフト軸６の直径よりも小さくシャフト軸孔２４ａと略同径に形成してシャフト軸孔２４ａに挿入される。

シャフト軸６の具体的な配置は、図８（ａ）に示すように、２本の第一シャフト郡７の全てのシャフト軸６ａ，６ｂの中心点８ａ，８ｂを通る第一仮想直線９と、２本の第二シャフト郡１０の全てのシャフト軸６ｃ，６ｄの中心点１１ａ，１１ｂを通る第二仮想直線１２とが側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるよう配置している。

従って、ダイアフラムＤをシャフト軸６に当接載置するだけでダイアフラムＤの自重により、予定された重心位置に可及的自然に極めて正確に位置決めされる。

また、当接ガイド１４は、シャフト軸６を挿通することで当接ガイド１４を回動自在で進退自在とする挿通孔１６を形成すると共にコアＢを当接載置するコア当接部１５を形成し、図９、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、コアＢの開口部に形成した面取りＭ箇所と裏当金Ｒ、及びダイアフラムＤとで形成される部位を溶接Ｙする際、シャフト軸６に飛散するスパッタの付着を防止する付着防止部１７をコア当接部１５に隣接して形成している。

また、当接ガイド１４は、非金属材料で形成すると共に、コア当接部１５と付着防止部１７は、挿通孔１６を同心とする円環状に形成し、コア当接部１５の直径を付着防止部１７の直径よりも大径に形成している。

なお、本実施形態に係る当接ガイド１４は、コア当接部１５の一側方にのみ付着防止部１７を形成したものとして説明しているが、コア当接部１５の両側に付着防止部１７を形成してもよい。

また、コアＢとダイアフラムＤの重心位置をずらして組み立てたい場合には、図１６に示すように、当接ガイド１４のコア当接部１５の形状を側面視正方形状とし挿通孔１６の位置をコア当接部１５の中心からずらして穿設すればよい。

また、円管状のコアＢを用いてコラムＡを組み立てたい場合には、図１７に示すように、当接ガイド１４のコア当接部１５の形状を、従来の円環状の外形の一部を接線方向に突出させて形成した当接片１８を、隣接するシャフト軸６に上方から当接する程度に伸延して形成すればよい。

なお、当接ガイド１４の形状は、本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。

前固定基準部２１と後固定基準部２９は、図１、図４、図６等に示すように、台座２上の長手方向の端部側に対向配置され、シャフト軸６の位置を変更自在に支持するシャフト軸孔２４，（２４ａ，２４ｂ）を複数穿設している。

具体的には、前固定基準部２１は、板状で長方形状のベース部２２と、ベース部２２の一方の長辺側から垂直に立設する板状で下部を矩形状とし上部を幅広の八角形状とした前固定基準片２３と、ベース部２２と前固定基準片２３に連接する板状で略台形状の２枚の固定リブ２６をベース部２２から立設するように平行に離間して配設している。

また、前固定基準片２３に穿設される複数のシャフト軸孔２４ａはシャフト軸６の直径よりも小さく、また、シャフト軸６の先端はシャフト軸孔２４ａと略同径で前固定基準片２３の厚み分だけ突出して形成すると共に先端面に雌ネジ（図示せず）を螺刻している。

従って、図４に示すように、シャフト軸６先端の雌ネジにシャフト軸孔２４ａの直径よりも大径でシャフト軸孔２４ａを被覆するドーナツ状の留め板２７を介して先端部に雄ネジ（図示せず）が螺刻された留め具２５を螺着することで前固定基準片２３にシャフト軸６が軸支される。

また、ベース部２２と前固定基準片２３と固定リブ２６は各々ボルト固定や溶接等により一体に形成しており、ベース部２２に穿設した４つのボルト孔（図示せず）と台座２に形成した４つの雌ネジ孔（図示せず）を連通させ上方からボルト７０を螺着することで前固定基準部２１を台座２上に固定している。

後固定基準部２９は、前固定基準部２１と略同様の構成だが、前固定基準片２３に相当する後固定基準片３０に穿設される複数のシャフト軸孔２４ｂはシャフト軸６が貫通するように形成している。

また、前固定基準片２３と後固定基準片３０に形成されるシャフト軸孔２４ａ，２４ｂは、図８（ａ）に示した第一仮想直線９と第二仮想直線１２が側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるよう図６に示すような位置に配置している。

このように形成した前固定基準部２１と後固定基準部２９との間にシャフト軸６を支持するには、図５に示すように、後固定基準片３０のシャフト軸孔２４ｂから先端部を挿通したシャフト軸６を前固定基準片２３のシャフト軸孔２４ａに挿入し、シャフト軸６の先端に上述の通り留め板２７を介在させて留め具２５を螺着することで前固定基準片２３にシャフト軸６が軸止され、後固定基準片３０との間にシャフト軸６が支持される。

可動基準部３４は、図５、図７等に示すように、前固定基準部２１と後固定基準部２９との間で進退自在に垂直に立設する板状で下部を幅狭の矩形状とし上部を幅広の八角形状とした可動基準片３５と、板状で正面視略Ｌ字状の２枚の可動リブ３７からなる。

可動基準片３５には、図７に示すように、シャフト軸６との干渉を回避する複数のシャフト貫通孔３６を穿設しており、シャフト貫通孔３６の配置は図６に示す上述したシャフト軸孔２４、（２４ａ，２４ｂ）と同様である。

また、後固定基準部２９側に位置する可動基準片３５の側面には、図２に示すように下方２本のシャフト軸６ａ，６ｃが貫通するシャフト貫通孔３６に対してリニアブッシュ６２を摺動自在に配設している。

リニアブッシュ６２はフランジを有し、フランジは可動基準片３５にボルト固定され、シャフト軸６に載置されるコラムＡの各部材の荷重によるシャフト軸６の撓みが可動基準片３５のスムーズな前後移動を阻害することを防止でき、しかも、後述する操作部４０への負荷を軽減させることができる。

また、可動リブ３７は下半部を台座２の下方に配設し、上半部を台座２に形成した可動基準部移動孔３を貫通して上方に突出すると共に可動基準片３５の後固定基準部２９側にボルト固定や溶接等により連接している。

また、台座２の下方に配設した可動リブ３７の下半部は、後述する操作部４０を構成する送り機構４１の移動基部４６とリニアガイド４８を構成するブロック５０と連接している。

操作部４０は、図５〜図７に示すように、可動基準部３４を進退自在に構成した送り機構４１と、可動基準部３４が進退自在となるように回動操作する操作ハンドル５３とで構成している。

また、送り機構４１は、角柱状で管状の枠体４２を長手方向が可動基準部３４の進退方向となるよう台座２の下底面に枠体４２の平坦面を接続し、枠体４２内の上方には枠体４２の長手方向の両端部にボールネジ４５を軸支し、後固定基準部２９側のボールネジ４５の端部には後固定基準部２９側から外方に突出してボールネジ４５と連動する操作ハンドル５３を連設している。

また、枠体４２の左右側部に長孔４３を穿設し、図７に示すように、ボールネジ４５に移動自在に係合した移動基部４６の左右部を長孔４３から枠体４２外に露出させ、枠体４２の外側に位置する可動リブ３７と連接している。

また、枠体４２の左右外側部には、長孔４３の下部に長孔４３と平行となる長尺なリニアガイド４８を構成するレール４９を配設すると共に、レール４９と摺動自在に係合し内部で鋼球が循環する２つのブロック５０を、移動基部４６の下方で可動リブ３７と連接している。

操作ハンドル５３は、図５に示すように、ボールネジ４５と同軸のハンドル軸５７の端部から放射状に伸延したステー５６と連結する円環状のハンドル部５４と、ハンドル部５４の一部に回動自在に軸支した把持部５５を突設している。

なお、本実施形態に係るコラム組立装置１では、操作部４０を構成する送り機構４１の前後移動部４４をボールネジ４５で構成し、摺動部４７をリニアガイド４８で構成しているが、これらは本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。

また、操作部４０を構成する駆動部５２を操作ハンドル５３により構成しているが、例えば、手動式の操作ハンドル５３の代わりに電動モーター等で自動制御可能な構成にする等、本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能であることは言うまでもない。

次に、本実施形態に係るコラム組立装置１の使用例について説明する。

まず、組立を行なうコラムＡの寸法に合わせてシャフト軸６を適切なシャフト軸孔２４，（２４ａ，２４ｂ）とシャフト貫通孔３６に配設すると共に、図１に示すように、前固定基準部２１と可動基準部３４との間に位置するシャフト軸６に各々２個の当接ガイド１４を挿通しておく。

ここで、当接ガイド１４は、コア当接部１５を内側とし付着防止部１７が外側となるようにして各シャフト軸６に挿通しておく。

なお、シャフト軸６の挿抜は、前固定基準部２１の外側面でシャフト軸６の先端と螺着する留め具２５を外すことで容易に行なうことができる。

次に、操作ハンドル５３を操作して前固定基準部２１と可動基準部３４の間隙がコラムＡの寸法よりも若干だけ広くなる程度に可動基準部３４を移動させる。

また、後述するダイアフラムＤの位置決めの邪魔にならないよう、前固定基準部２１と可動基準部３４から離れた位置に全８個の当接ガイド１４を配置しておく。

そして、ダイアフラムＤ１をホイストで吊り下げ、図１１に示すように前固定基準部２１に沿ってゆっくりと降下させシャフト軸６に当接載置し、次いで、同様にしてダイアフラムＤ２を可動基準部３４に沿ってゆっくりと降下させシャフト軸６に当接載置した後、各々のダイアフラムＤ１，Ｄ２に近い側の当接ガイド１４をダイアフラムＤ１，Ｄ２に近接するよう移動させる。

次に、コアＢをホイストで吊り下げ、２枚のダイアフラムＤ１，Ｄ２の間にゆっくりと降下させ当接ガイド１４のコア当接部１５に当接載置した後、予定されるコラムＡの長さに合致するよう操作ハンドル５３により可動基準部３４を移動させて全体長さの微調整を行なう。

このようにして位置決めされたコラムＡの各部材は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、コアＢの開口部に形成した面取りＭ箇所と裏当金Ｒ、及びダイアフラムＤとで形成される部位を溶接Ｙして組み立てられる。

なお、本説明では図１２に示すように開口部の全周に渡り溶接Ｙを行っているが、仮溶接として１辺につき２カ所程度の溶接を行い、コラムＡをホイストによりコラム組立装置１から移動した後に全周に渡る溶接Ｙを行ってもよい。

また、組み立てるコラムが多段コラムＡ１であれば、上述した組み立ての後、操作ハンドル５３により可動基準部３４を後固定基準部２９側に所定距離だけ移動させた後、溶接Ｙ後のコラムＡを若干だけホイストで吊り上げてから、全８個の当接ガイド１４をコラムＡの下から可動基準部３４側に移動させ、図１３に示すように、再びコラムＡを降下させてシャフト軸６にダイアフラムＤ１，Ｄ２を当接載置する。

次に、図１４に示すように、ダイアフラムＤ３をホイストで吊り下げ、可動基準部３４に沿ってゆっくりと降下させシャフト軸６に当接載置した後、各々のダイアフラムＤ２，Ｄ３に近い側の当接ガイド１４をダイアフラムＤ２，Ｄ３に近接するよう移動させる。

そして、コアＢ１をホイストで吊り下げ、２枚のダイアフラムＤ２，Ｄ３の間にゆっくりと降下させ当接ガイド１４のコア当接部１５に当接載置した後、予定されるコラムＡ１の長さに合致するよう操作ハンドル５３により可動基準部３４を移動させて全体長さの微調整を行なう。

このようにして位置決めされたコラムＡ１の各部材は、図１５に示すように所定箇所を溶接Ｙして多段コラムＡ１が組み立てられる。

なお、本説明では多段コラムＡ１を二段として説明しているが、段数についてはコラム組立装置１の長さにより任意の段数のコラムを組み立てることができ、更に、例えば、図１６に示すようなコアＢとダイアフラムＤの重心位置をずらしたコラムや、図１７に示すような円管状のコアＢを用いたコラムを任意に組み合わせて多段に形成することも可能である。

以上、説明したように本実施形態に係るコラム組立装置１は、管状のコアＢとコアＢの両端開口部を被覆する板状のダイアフラムＤとからなるコラムＡの部材を上方から下降させて位置決めしコラムＡを組み立てる装置であって、平板からなる台座２と、略水平で同方向に軸線方向をなしダイアフラムＤの平坦面が略垂直方向となるように当接して位置決めする４本のシャフト軸６と、コアＢの開口部が略水平方向となるように当接して位置決めするシャフト軸６に沿って移動自在としたコア当接部１５を有する複数の当接ガイド１４と、からなるガイド部５と、シャフト軸６の両端部を支持して台座２上に対向配置した前固定基準部２１と後固定基準部２９と、前固定基準部２１と後固定基準部２９との間で進退自在に形成すると共に、シャフト軸６との干渉を回避するシャフト貫通孔３６を穿設した可動基準部３４と、可動基準部３４の進退を操作自在とした操作部４０と、で構成し、シャフト軸６は、２本の第一シャフト郡７と２本の第二シャフト郡１０とで構成し、第一シャフト郡７の全てのシャフト軸６ａ，６ｂの中心点８ａ，８ｂを通る第一仮想直線９と、第二シャフト郡１０の全てのシャフト軸６ｃ，６ｄの中心点１１ａ，１１ｂを通る第二仮想直線１２とが側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるようシャフト軸６を配設し、前固定基準部２１と可動基準部３４との間でコアＢをダイアフラムＤで挟持することで水平方向の位置決めがなされるよう構成したことより、コアＢやダイアフラムＤをガイド部５に当接載置するだけで各構成部材の自重により予定された重心位置に可及的自然に極めて正確に位置決めされるため、微調整することなく前固定基準部２１と可動基準部３４とで挟持すればダイアフラムＤをコアＢに対して精度よく組み付けることができる。

また、当接ガイド１４をシャフト軸６に沿って移動させるだけで長さの異なるコアＢにも対応できるため汎用性に優れている。

また、コアＢやダイアフラムＤの大きさが異なる種類のコラムＡを組み立てる場合でも、当接ガイド１４を変更するだけで対応することができるため汎用性に優れている。

更に、コラムＡの部材は溶接個所が被覆されることなくシャフト軸６と当接ガイド１４に点接触により当接載置されるため、コラム組立装置１から移動させることなくそのまま溶接を行うことができる。

しかも、図１５に示すように、組み立てたコラムＡを前固定基準部２１側に残しつつ別途のコアＢ１とダイアフラムＤ３を容易に位置決めして多段コラムＡ１を製造することができる。

また、前固定基準部２１と後固定基準部２９には、シャフト軸６の位置を変更自在に軸止するシャフト軸孔２４，（２４ａ，２４ｂ）を複数形成したことより、ガイド部５に不安定に当接載置されるような大きさのコアＢやダイアフラムＤであっても、別途の部品を準備することなくシャフト軸６の位置を変更するだけで対応することができるため汎用性に優れている。

また、当接ガイド１４は、シャフト軸６を挿通し当接ガイド１４を回動自在とする挿通孔１６を形成すると共に、溶接Ｙ時にシャフト軸６に飛散するスパッタの付着を防止する付着防止部１７をコア当接部１５に隣接して形成したことより、コアＢをコア当接部１５に当接載置することで当接ガイド１４が受ける負荷を当接ガイド１４の回動により軽減でき、更に、コアＢの自重による位置決めをスムーズなものとすることができる。

また、付着防止部１７をダイアフラムＤ側に近接するよう当接ガイド１４を配置しておくだけで可及的にシャフト軸６へのスパッタの付着を防止することができる。

また、当接ガイド１４は、非金属材料で形成すると共に、コア当接部１５と付着防止部１７は、挿通孔１６を同心とする円環状に形成し、コア当接部１５の直径を付着防止部の直径よりも大径に形成したことより、溶接時に当接ガイド１４に向かって不要なスパークが生じることを防止でき、更に、付着防止部１７がシャフト軸６を被覆するためシャフト軸６への不用なスパークも防止することができる。

また、付着防止部１７に溶接時のスパッタが付着してもコア当接部１５の表面には付着し難くなるため当接ガイド１４のメンテナンスが容易となり、コアＢとコア当接部１５との位置決め精度を保つことができる。

更に、当接ガイド１４がシャフト軸６周りに回動しても外観視は変化しないため当接ガイド１４の扱いが容易となり、また、コアＢの自重による位置決めをよりスムーズなものとすることができる。

しかも、操作部４０は、可動基準部３４を進退自在に構成した送り機構４１と、可動基準部３４を進退自在に駆動させる駆動部５２と、からなり、送り機構４１は、可動基準部３４の進退方向に配設すると共に駆動部５２と連動した前後移動部４４と、前後移動部４４に移動自在に係合し進退方向の左右側方で可動基準部３４と連接した移動基部４６と、進退方向の左右側方で可動基準部３４に連接すると共に可動基準部３４を進退方向の左右側方から摺動自在に支持する摺動部４７とからなることより、進退方向の左右前後に生じる可動基準部３４のモーメントを大幅に軽減することができるため可動基準部３４の位置決め精度の向上が図れ、更に、駆動部５２を操作するだけで可動基準部３４を負荷なくスムーズに進退操作することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Ａコラム
Ｂコア
Ｄダイアフラム
Ｙ溶接
１コラム組立装置
２台座
５ガイド部
６シャフト軸
７第一シャフト郡
９第一仮想直線
１０第二シャフト郡
１２第二仮想直線
１４当接ガイド
１５コア当接部
１６挿通孔
１７付着防止部
２１前固定基準部
２４シャフト軸孔
２９後固定基準部
３４可動基準部
３６シャフト貫通孔
４０操作部
４１送り機構
４４前後移動部
４６移動基部
４７摺動部
５２駆動部

請求項１に係る発明では、管状のコアと前記コアの両端開口部を被覆する板状のダイアフラムとからなるコラムの部材を上方から下降させて位置決めし前記コラムを組み立てる装置であって、平板からなる台座と、略水平で同方向に軸線方向をなし前記ダイアフラムの平坦面が略垂直方向となるように当接して位置決めする４本のシャフト軸と、前記コアの開口部が略水平方向となるように当接して位置決めする前記シャフト軸に沿って移動自在としたコア当接部を有する複数の当接ガイドと、からなるガイド部と、前記シャフト軸の両端部を支持して前記台座上に対向配置した前固定基準部と後固定基準部と、前記前固定基準部と前記後固定基準部との間で進退自在に形成すると共に、前記シャフト軸との干渉を回避するシャフト貫通孔を穿設した可動基準部と、前記可動基準部の進退を操作自在とした操作部と、で構成し、前記シャフト軸は、２本の第一シャフト郡と２本の第二シャフト郡とで構成し、前記第一シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第一仮想直線と、前記第二シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第二仮想直線とが側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるよう前記シャフト軸を配設し、前記前固定基準部と前記可動基準部との間で前記コアを前記ダイアフラムで挟持することで水平方向の位置決めがなされるよう構成したことを特徴とするコラム組立装置を提供せんとする。

Claims

管状のコアと前記コアの両端開口部を被覆する板状のダイアフラムとからなるコラムの前記部材を上方から下降させて位置決めし前記コラムを組み立てる装置であって、
平板からなる台座と、
略水平で同方向に軸線方向をなし前記ダイアフラムの平坦面が略垂直方向となるように当接して位置決めする４本のシャフト軸と、前記コアの開口部が略水平方向となるように当接して位置決めする前記シャフト軸に沿って移動自在としたコア当接部を有する複数の当接ガイドと、からなるガイド部と、
前記シャフト軸の両端部を支持して前記台座上に対向配置した前固定基準部と後固定基準部と、
前記前固定基準部と前記後固定基準部との間で進退自在に形成すると共に、前記シャフト軸との干渉を回避するシャフト貫通孔を穿設した可動基準部と、
前記可動基準部の進退を操作自在とした操作部と、で構成し、
前記シャフト軸は、２本の第一シャフト郡と２本の第二シャフト郡とで構成し、前記第一シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第一仮想直線と、前記第二シャフト郡の全てのシャフト軸の中心点を通る第二仮想直線とが側面視で下方先鋭で左右対称の略直角のＶ字状となるよう前記シャフト軸を配設し、
前記前固定基準部と前記可動基準部との間で前記コアを前記ダイアフラムで挟持することで水平方向の位置決めがなされるよう構成したことを特徴とするコラム組立装置。
前記前固定基準部と前記後固定基準部には、前記シャフト軸の位置を変更自在に軸止するシャフト軸孔を複数形成したことを特徴とする請求項１に記載のコラム組立装置。
前記当接ガイドは、前記シャフト軸を挿通し前記当接ガイドを回動自在とする挿通孔を形成すると共に、溶接時に前記シャフト軸に飛散するスパッタの付着を防止する付着防止部を前記コア当接部に隣接して形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のコラム組立装置。
前記当接ガイドは、非金属材料で形成すると共に、前記コア当接部と前記付着防止部は、前記挿通孔を同心とする円環状に形成し、前記コア当接部の直径を前記付着防止部の直径よりも大径に形成したことを特徴とする請求項３に記載のコラム組立装置。
前記操作部は、前記可動基準部を進退自在に構成した送り機構と、前記可動基準部を進退自在に駆動させる駆動部と、からなり、前記送り機構は、前記可動基準部の進退方向に配設すると共に前記駆動部と連動した前後移動部と、前記前後移動部に移動自在に係合し進退方向の左右側方で前記可動基準部と連接した移動基部と、進退方向の左右側方で前記可動基準部に連接すると共に前記可動基準部を進退方向の左右側方から摺動自在に支持する摺動部とからなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のコラム組立装置。