JP2700432B2 - 鉄骨組立用回転装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】開示技術は、ビル等の中高層建築
物の骨材の中心を占める方形の閉じ断面等の鉄骨柱の工
場に於ける組立て装置の構造の技術の分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、市民生活が豊かになると、
衣，食生活も拡充され、住についても良好な環境のもと
でバランスの採れた職務や生活が追及されるようになっ
てきている。

【０００３】一方、豊かな市民生活をバックアップして
いる産業もまた、著しい発展を遂げ、したがって、市民
社会，産業社会にあってはもとより良い施設が必要とさ
れてくるのは当然のことである。

【０００４】しかしながら、山岳森林地帯が多く、海岸
線の入りくんだ地勢条件の我が国にあっては平野部は著
しく狭隘であり、都市部，地方部を問わず、住宅や企業
施設に土地の有効利用は著しく制限されており、したが
って、当然のことながら、住居にあっては団地やマンシ
ョン等の中高層ビルに対する需要と供給が盛んになり、
又、企業施設にとっても高層ビル，地下施設等地上，地
下の空間を可及的に最大限に使用するシステムがフルに
利用されるようになってきている。

【０００５】ところで、地震多発地帯に位置する我が国
にあっては地盤の剛性等の点でも耐震性が不可欠であ
り、低層の木造建築物に代って空間を利用するビル等の
建築物にあっては鉄骨や配筋を介してのコンクリート構
造が従来より基本的設計となっており、したがって、そ
の中心を成す鉄骨柱は梁等を接合，連結するうえからも
極めて重要であり、充分な耐震性，強度，剛性、更には
近時のインテリジェントビル等の情報システムを準備す
る構造のうえからも、精密機械装置の類い等と同様に高
精度を採る必要があるようになってきている。

【０００６】そのため、中高層ビル等の大サイズの鉄骨
柱を工場等で組立し、建築現場まで輸送して据付けする
条件として現場までの輸送等の制約から可及的に大サイ
ズの鉄骨を高精度でボルト締め，溶接等を介して接合，
連結する作業は著しく重要である。

【０００７】そして、特に、構造の中心を成す閉じ断面
の鉄骨柱等がその幹材と仕口の接合体の大組立を充分な
強度，高精度で行う必要があるが、所定サイズの鋼板を
成形して幹材，仕口を形成させ所定ユニット形成し、こ
れらを、例えば、１２メートル等の長さに溶接，ボルト
締め等を介して接合連結することは一種の長大構造物で
あることから、組立て工場内のスペース，作業空間等か
ら、又、コスト面から大型機械設備を設けて稼動させる
ことは種々の制約があり、旧くから各種の治具，補助器
具を介し人手作業により接合等の当該作業が行われるの
が一般的であるが、当然のことながら、作業性が悪く、
低能率で、しかも、危険性が常につきまとうという不具
合があった。

【０００８】而して、作業環境の悪条件，高賃金等から
労働力不足、所謂人手不足を招来し、又、法的な厳しい
労働条件の規制等から現今では人手作業が充分には期待
出来ないような事情にあり、建設産業のネックともなっ
てきている。

【０００９】 而して、図４に示す様に、基本的な鉄骨
柱１としてストレート状の方形閉じ断面の幹材２，２…
の所定数と梁接合用のブラケット３，３，３を放射方向
に有する仕口４，４…のユニットが側方に対向してベー
スフレーム上にセットされ、上述の如く、手作業等によ
り溶接，ボルト締め等で接合，連結されるが、当然のこ
とながら、各ユニットが相当重量物であることからクレ
ーン等により一旦該ベースフレームの所定部位にセット
された後に、前述した如く、設計通りの高精度の接合が
なされなければ建築物にとって極めて重大な結果を招く
ことになるため、該幹材２と仕口４とのセット姿勢状態
での芯出しや位置合せは極めて厳しい精度が要求され、
溶接，ボルト締めの作業は勿論、これらの芯出し，位置
合せ作業がし易いように一般には、工場の床にベースフ
レームを鉄骨柱１の長さにほぼ近似する長さ、例えば、
１２メートル等の長尺にしてセットし、その上部に設け
たガイドレールに沿って移動可能な幹材受台、仕口受台
を幹材２、仕口４の数だけ架設し、これらに幹材２と仕
口４を長手方向に同軸状に水平姿勢に配列セットし、所
定の作業を行うようにしていた。

【００１０】そして、例えば、ボルト締めや溶接等の作
業は通常、精度を高く出し安全性を図り、作業能率の促
進を図る等の点から一般に下向き姿勢が良く、そのた
め、水平姿勢にセットされる幹材２や仕口４を所定角度
づつ回転させる所謂反転機等の回転装置をベースフレー
ムにセットする必要があるが、その度に大型クレーン等
のセット，リセットが必要であり、この点からも作業が
著しく煩瑣になり、又、危険性を伴い作業環境を悪化す
るという不都合さがある。

【００１１】そして、これらの作業を行うに先立って、
予め作業手順等をプログラムしておくことから、作業や
人手管理が煩瑣となるマイナス点もあった。

【００１２】かかる原始的な手作業のみによる仮組作業
から低能率性を開放し、柱組立てのシステム化を図り、
作業のグレードアップを促進するべく、機械装置技術の
導入が図られるようにはなった。

【００１３】更に、鉄骨柱を組立後に格納や搬送に備え
て一時ストックする姿勢ではブラケット３，３を床にハ
の字型にセットする姿勢をとるのが一般的であり、安定
状態を現出されるが、ベースフレームでは十文字式にセ
ットすることからセットの前後で姿勢状態が変ることに
なり、各治具との取り合いに不便をきたす虞がある。

【００１４】そして、かかる長大鉄骨柱１を工場内にて
ベースフレーム上で組立する場合、溶接やボルト締めに
よる接合，連結が主とした作業となり、当然のことなが
ら、これらの作業精度を良くすることが必要なため、位
置合せや芯出しも極めて高い精度で要求されるものであ
る。

【００１５】そして、そのためには油圧シリンダ式のフ
レーム上に於けるボルト締め，位置出し等の諸作業は効
率的にも、又、精度上からも作業員の下向き姿勢が最も
好まく、最適レベルでのかかる下向き姿勢の作業を安定
して行うには作業者側の位置姿勢は可及的に不変にし、
幹材２や仕口４の方を作業手順に従って回転させ、最適
作業姿勢を採るようにすることが望まれ、又、安全上の
点からも可動効率上の点からも好ましいものとされてい
る。

【００１６】そこで、鉄骨構造物の組立においてはワー
クとしての鉄骨を回転変移，傾斜変移させる治具として
の装置の所謂反転機が開発され、実用に供されており、
例えば、図５に示す様な反転機５にあっては図示しない
駆動装置を内蔵するケーシング６、スタンド７によって
所定部位にセットされ、制御パネル８を介し前延した可
動ビーム９の先端のアーム１０がそのセット孔１１の軸
方向に回転し、又、ビーム９の軸方向に回転し、更に
は、ケーシング６に対し所定角度傾動するようにして立
体的に変移移動させることが出来るようにされ、アーム
１０のセット孔１１にクランプされた鉄骨のワークを最
適作業姿勢に相対変移させるようにされているものがあ
り、又、図６に示す様な反転機５' は方形断面の鉄骨柱
１をクランプしてその軸方向所定角度回転させるに最適
である態様とされ、ケーシング６'の下側にはギヤを有
する優弧状のフレーム１２が回転自在に設けられ、又、
該優弧状のフレーム１２の上部にはこれに水平方向で開
閉自在な劣弧状のフレーム１２' が同じくギヤを有して
セット，リセットが自在にされ、幹材２を挿入してクラ
ンプする挿入孔１４が設けられ、該挿入孔１４の両側に
固設したスクリュー１３' ，１３' にクランプブラケッ
ト１３が平行姿勢で昇降して幹材２をクランプしてモー
タ１５により優弧状のフレーム１２、及び、劣弧状のフ
レーム１２' を一体的に回転させて所望傾斜姿勢で位置
合せや溶接，ボルト締めの作業が行うようにされてはい
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す様な反転機５に於いては、例えば、１２メートル等
の長尺の方形箱型断面の鉄骨柱１のクランプがし難く、
又、回転を方向性を保ちながら行うことが出来ないとい
う欠点があり、又、図６に示す反転機５' にあっては優
弧状のフレーム１２に対する劣弧状のフレーム１２' が
水平回転式に開閉され、又、該クランプブラケット１３
も平行姿勢で昇降するようにされているため、モータ１
５による回転に際し、予め最適姿勢にリセットして劣弧
状のフレーム１２' やクランプブラケット１３を昇降さ
せる必要があり、著しく作業性が悪く、又、初期リセッ
ト時における鉄骨の挿入姿勢が水平姿勢に制限されるた
めに、クレーンを介しての搬入や搬出が著しくし難いと
いう難点があり、それだけ他の工具や治具を必要とし、
場合によっては専用の装置や治具を必要とし、それらの
保管，整備等も必要とされ、結果的には著しくコスト高
になりかねないという不具合もあった。

【００１８】又、周方向の回転角度を制御装置等により
決めることが出来ても、ベースフレームに対する長手方
向の移動が出来ないがために作業に制約があるという不
具合もあった。

【００１９】

【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく方形閉じ断面の鉄骨柱等の工場に於ける大組立等
における当該鉄骨柱の回転の作業に際しての問題点を解
決すべき技術的課題とし、鉄骨のワークの挿入セット，
クランプがし易く、しかも、幹材や仕口の組立てを行う
ベースフレーム上に於ける縦方向移動は勿論、横方向移
動も可能であり、正確に設定角度の回転が行われるよう
にして建築産業における鉄骨組立技術利用分野に益する
優れた鉄骨組立回転装置を提供せんとするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、方形閉じ断面等の鉄骨
柱の幹材と仕口のユニットを縦方向に隣位させて対向さ
せ、フレーム上に於いて溶接，ボルト締め等により組立
てを行うに際し、一つの弧状フレームに対し他の弧状フ
レームを開いて所定の幹材や仕口を反転機の回転装置の
弧状フレームにより形成させた挿入孔に挿入してクラン
プし、所定角度傾斜姿勢にするに際し、該回転装置をベ
ースフレーム上にて所定ストローク進退動させ、併せ
て、回転変移させて設計通りに正確に位置合せ，芯出し
を行い、又、最適の下向き姿勢で溶接やボルト締めが行
えて確実に、且つ、精度高く接合，連結が行われるよう
にし、この間、鉄骨は最適姿勢に同一ベースフレーム上
に於いて作業に供されることから、周辺機器との取り合
いも良く、干渉性がなく、安全性も高く保持され、効率
良く設計通りに所定の接合連結作業が行われ、コストダ
ウンにもつながるようにした技術的手段を講じたもので
ある。

【００２１】

【実施例】次に、この出願の発明の１実施例を図４を援
用し、図１、乃至、図３に基づいて説明すれば以下の通
りである。

【００２２】尚、図５，図６と同一態様部分は同一符号
を用いて説明するものとする。

【００２３】図示態様は図４に示す方形閉じ断面の鉄骨
柱１の大組立に供されるものであり、当該鉄骨柱１は所
定ユニット数（当該実施例においては一般態様同様に３
ユニット）の幹材２と仕口４との連結接合により構成さ
れるものであり、相互の溶接，ボルト締め等は筒状の床
に設けられた長さ１２メートル等に設けられた長大ベー
スフレーム１７上に於いて行われるものであり、該ベー
スフレーム１７上のガイドレール１８，１８上にセット
される図示しない台車に設けられた幹材受台，仕口受台
により、それぞれ幹材２、仕口４が断面が傾斜姿勢で最
も安定した姿勢でセットされて所定の作業をすることが
出来るようにされ、反転機としての回転装置５''にあっ
てはそのフレーム６''の下側のブラケット７' ，７' に
枢設された車輪１６，１６を介して図示しないクレーン
等によりガイドレール１８，１８に装架されるようにさ
れている。

【００２４】而して、フレーム６''の上部に凹状に設け
たノッチ６''' 内には一つの弧状フレームとしての優弧
状のフレーム１９が優弧状のリブ２１、ギヤ２１' を有
しガイドローラ２０により回転自在に支承され、フレー
ム６''の下側に延出したブラケット２２に設けられたモ
ータ２３、及び、駆動ギヤ２４を介し所定角度回転する
ことが出来るようにされている。

【００２５】又、該優弧状のフレーム１９の内側には概
略四角形状の四辺のうち三辺をなす鉄骨挿入孔３１部分
に一対のクランプを兼ねるホルダ２５，２５が各々４５
°傾斜姿勢で相互には９０°の交叉角を形成するように
ジャッキにより進退自在にされている。

【００２６】そして、該優弧状のフレーム１９の上部一
側寄りにピン２６を介し他の弧状フレームとしての劣弧
状のフレーム１９' が、同じくリブ２１を有し優弧状の
フレーム１９のギヤ２１' に連続するギヤ２１' を周設
されて該優弧状のフレーム１９に開閉自在にされ、挿入
孔３１を形成する方形の閉じ断面を形成する挿入孔３
１' が形成されるようにされている。

【００２７】又、該挿入孔３１' には上記クランプ兼用
のジャッキ式のホルダ２５に対応するねじジャッキ式の
クランプ兼ホルダ２５' が各々介設されている。

【００２８】そして、劣弧状のフレーム１９' は優弧状
のフレーム１９に対しピン２６を介して開閉自在にさ
れ、優弧状のフレーム１９の他側側に設けられたフック
２７に対しピン２７' で閉じ姿勢に固定されるようにさ
れており、又、劣弧状のフレーム１９' の外側には同心
円状に設けられ、彎曲したアーム２８がフレーム６''に
対しピン２６' で枢設されてブラケット２９を介してフ
レーム６''に設けられた開閉装置としての油圧シリンダ
３０により劣弧状のフレーム１９' を優弧状のフレーム
１９に旋回式に開閉自在にされるようにされている。

【００２９】尚、３４は周公知のソレノイド式の油圧切
換バルブ装置である。

【００３０】上述構成において、図４に示した鉄骨柱１
の幹材２、仕口４の各ユニットをクレーン等によりベー
スフレーム１７のガイドレール１８上に装架された台車
に設置された幹材受台、及び、仕口受台上に断面傾斜姿
勢でセットし、又、回転装置５''をクレーン等によりそ
の車輪１６，１６をしてガイドレール１８，１８に装架
する。

【００３１】尚、装架された姿勢で車輪１６にはブレー
キ、或いは、ガイドレール１８に対するクランプが所定
になされて不測の移動を防止するようにされる。

【００３２】而して、ガイドレール１８にセットされた
回転装置５''の開閉装置としての油圧シリンダ３０を介
し上側の劣弧状のフレーム１９' をフック２７、ピン２
７'を外して図３に示す様に、下側の優弧状のフレーム
１９に対し開放姿勢にし、下側の優弧状のフレーム１９
の挿入孔３１の各ホルダ２５上に幹材２、或いは、仕口
４のシャンク部分を傾斜姿勢で載置し、この場合、作動
プロセスにおいてホルダ２５の進退量は図１に示す様に
ゲージ３２により適宜に行われる。

【００３３】そして、幹材２、或いは、仕口４のシャン
クのホルダ２５，２５上への装架後、油圧シリンダ３０
を介し劣弧状のフレーム１９' を旋回させ、優弧状フレ
ーム１９に対し閉ざし、フック２７、ピン２７' により
下側の優弧状のフレーム１９とを一体化させ、リング状
にしギヤ２１' ，２１' の一連化形成を行う。

【００３４】次いで、該優弧状のフレーム１９に対して
劣弧状のフレーム１９' を閉じた後、該劣弧状のフレー
ム１９' のクランプ兼ホルダ２５' を作動させて下側の
クランプ兼ホルダ２５と共働して鉄骨をガタツキなく確
実にクランプする。

【００３５】そして、回転装置５''のガイドレール１８
上で所定の移動を介し幹材２と仕口４の位置合せ、及
び、芯出しを正確に行い（この間、幹材受台，仕口受台
の上下左右方向の微動調整も行え得るようにして当該位
置合せ，芯出しが設計通りに正確に行われるようにす
る）、そして、モータ２３を駆動し、ギヤ２１' ，２
１'によりミッション２４を介し優弧状のフレーム１
９、及び、劣弧状のフレーム１９' をガイドローラ２０
を介し一体的に所定角度回転させ、位置合せを行うと共
に作業員の最適作業姿勢の下向き姿勢で溶接，ボルト締
め等を行う。

【００３６】尚、この間の周方向の回転はモータ２３を
ステッピングモータ等にして調整制御を行うことが出来
る。

【００３７】そして、幹材２と仕口４との接合連結が終
了すると、ピン２７' 、フック２７を取り外して油圧シ
リンダ３０により上側の劣弧状のフレーム１９' を下側
の優弧状のフレーム１９に対し開放し鉄骨柱１を外す。

【００３８】そして、ベースフレーム上からクレーン等
を介し回転装置５''をガイドレール１８から取り外し、
次の鉄骨の大組立に備えるようにする。

【００３９】尚、この出願の発明の実施態様は上述実施
例に限るものでないことは勿論であり、例えば、回転装
置には適宜の油圧シリンダ式等の昇降装置や横移動装置
を設けるようにする等種々の態様が採用可能である。

【００４０】又、適用対象の鉄骨は方形閉じ断面等の鉄
骨柱ばかりでなく、適宜の断面形状の鉄骨柱にも適用が
可能であることは勿論のことである。

【００４１】

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に方形閉じ断面の鉄骨柱等をそのユニットの幹材，仕口
の溶接やボルト締めによる接合連結を行う大組立に際
し、幹材等をクランプして周方向に所定角度回転し、設
計通りの正確な溶接やボルト締め等の作業、及び、位置
合せ，芯出し等の作業を行うに、従来態様と異なり、フ
レームに対し劣弧状のフレームを優弧状フレーム上で同
一平面に回転させて内部の挿通孔に鉄骨のシャンクを９
０°方向を交叉させたクランプ兼用ホルダで載置し断面
傾斜姿勢で依然に姿勢ブレなく正確に位置決めさせた状
態で劣弧状フレームに挿通させて閉じ、確実にクランプ
して所定角度回転させることにより、溶接，ボルト締め
等の作業姿勢が最も良い下向きにするべくワークとして
の鉄骨を相対回転することが出来、初期セット，リセッ
ト時に傾斜姿勢で挿入出来ることから、極めて作業性が
良く、しかも、水平姿勢の回転姿勢でなく上下方向の平
面に沿う開閉式にしたことにより周辺機器装置との干渉
性がなく、施工がし易く、しかも、安全であるという優
れた効果が奏され、そのうえ、幹材受台や仕口受台と共
にベースフレーム上にセット装架され、該ベースフレー
ム上に進退動されることが出来るようにされることか
ら、該ベースフレーム上の最適位置で鉄骨をクランプし
て回転させることが出来るという効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明の１実施例の閉じ姿勢の正面図
である。

【図２】同、図１の左正面図である。

【図３】初期姿勢の正面図である。

【図４】鉄骨柱の分解斜視図である。

【図５】従来技術に基づく反転機の１態様の概略斜視図
である。

【図６】同、他の態様の斜視図である。

【符号の説明】

６'' フレーム １９ 優弧状のフレーム １９' 劣弧状のフレーム ３１，３１ 鉄骨材挿入孔 ２５，２５' 鉄骨材保持用ホルダ（クランプ兼用ホル
ダ） ２３ 駆動装置 ３０ 開閉装置 ５'' 鉄骨組立用回転装置 １７ ベースフレーム ２８ サブフレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 行平 東京都台東区東上野４丁目２番３号 株 式会社鉄骨キャド・キャムセンター内 (56)参考文献 特公 昭62−26875（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭49−12455（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームに対し一つの優弧状フレームと該
   一つの優弧状フレームに基部を枢設された他の劣弧状フ
   レームとが各々被動ギヤを刻設され、該フレームの駆動
   ギヤに係合自在にされ内側に鉄骨材挿入孔を形成される
   と共に鉄骨材保持用ホルダを有しており、上記一つの優
   弧状フレームにギヤ駆動装置が設けられ、他の劣弧状フ
   レームには上記一つの優弧状フレームに対する開閉装置
   が付設されている鉄骨組立用回転装置において、上記鉄
   骨材保持用ホルダが９０°方向を変えた相隣るクランプ
   兼用ホルダが優弧状フレームに進退自在に設けられ、他
   の劣弧状フレームには該クランプ兼用のホルダに各々対
   向して他のクランプ兼用のホルダが進退自在に設けら
   れ、そして他の劣弧状フレームが一つの優弧状フレーム
   に対し同一平面に旋回動自在に枢支されていることを特
   徴とする鉄骨組立用回転装置。
2. 【請求項２】上記フレームが大組立用ベースフレームに
   移動自在に架設されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の鉄骨組立用回転装置。
3. 【請求項３】上記他の弧状フレームにサブフレームを介
   して開閉装置に連係されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の鉄骨組立用回転装置。