JP3204107U - ボックス桁の溶接治具 - Google Patents

Abstract

【課題】橋桁やクレーンの中空矩形断面のボックス桁を製作する際にその板材相互の位置を規制するのに用いる溶接治具に関し、ボックス桁の仮溶接と本溶接とを同一場所で行うことが可能で、ボックス桁が大型になっても治具を大型にする必要のない、簡便で作業性の良い溶接治具を提供する。【解決手段】横材１１とその両端から下方に伸びる縦材１２、１３とを備えた下向きコ字形の枠体１と、枠体１の上部の横材１１より下方の位置に横材１１と平行に軸支されたローラ２と、縦材の一方１２に設けた複数の受材３ａ、３ｂと、縦材の他方１３に受材３に向けて進退する複数のプッシャ５とを備える。【選択図】図１

Description

この考案は、板材を溶接して橋桁やクレーンの中空矩形断面のボックス桁を製作する際にその板材相互の位置を規制するのに用いる溶接治具に関するものである。

ボックス桁は、図５に示すように上下のフランジ板３１、３４と左右のウェブ板３３、３２とを断面矩形に溶接して構成されており、その内部には断面形状を整えるためのダイヤフラム板３５が一定の間隔で配置されている。

大型の溶接構造物は、仮溶接で構成部材相互の位置を固定（仮組み）した後、本溶接を行う。従来、ボックス桁を構成する板材相互を仮溶接する際には、定盤上に置いた上フランジ板上に左右のウェブ板及びダイヤフラム板をクレーンで吊った状態で立設状態を保持し、左右のウェブ板を両側からダイヤフラム板に押し付けた状態でこれらの板相互を仮溶接していた。

上述の従来方法でボックス桁の仮溶接を行うときには、ウェブ板及びダイヤフラム板の立設状態を保持するのに複数台のクレーンを必要とし、クレーンのオペレータ、溶接作業者及び板材を押さえる補助作業者など複数人の作業者を必要とし、クレーンのオペレータに熟練した技能が要求されていた。

上記問題を解決するため、この考案の出願人は、特許文献１において、上フランジ板を置く基台の長手方向に沿って間隔を開けて複数個のＬ形枠を設け、このＬ形枠の垂直部に基台の長手方向に細長い垂直定盤を各Ｌ形枠を繋ぐように固定し、基台の長手方向と平行に設けたレール上を走行する搬送台にＬ形枠の垂直部に向けて進出する水平プッシャを設けたボックス桁の組み立て用治具を提案した。

特許文献１で提案した治具を用いてボックス桁を仮溶接するときは、基台上に置いた上フランジ板上にウェブ板の一方を垂直定盤に沿わせた状態で固定する。この状態でダイヤフラム板を順次搬入して上フランジ板と一方のウェブ板とに仮溶接して取り付ける。全てのダイヤフラム板を取り付けた後、他方のウェブ板をクレーンで吊り上げて上フランジ板上に降ろす。そして搬送台に設けた水平プッシャがダイヤフラム板の位置にくるように搬送台を順次移動し、水平プッシャを伸長して他方のウェブ板をダイヤフラム板に押し付けた状態で他方のウェブ板と上フランジ板及びダイヤフラム板との仮溶接を行う。そして全てのダイヤフラム板の仮溶接が終わった後、下フランジ板を吊り降ろして仮溶接する。このようにして仮溶接されたボックス桁は、他の場所に搬送したあと本溶接を行って完成する。

実用新案登録第２５４７６１８号公報

特許文献１で提案した治具を用いることにより、ボックス桁の仮組みに必要な作業者やオペレータの数を少なくすることができ、正確な形状のボックス桁をより少ない作業負担で仮組みすることができる。

しかし、ボックス桁の長さが長くなると治具も長大になり、複数本のボックス桁を同時に仮組みしようとすると、複数個の治具が必要になるから、設備費用が増大する。また、治具を効率良く運用するためには、本溶接を治具上ではない別の場所で行わねばならず、仮組みされた長大なボックス桁の工場内での搬送が必要である。

この考案は、大型のボックス桁を仮組みする際の上記のような問題を解決するためになされたもので、クレーンでボックス桁の組み立て場所に搬送することが可能な、従って、ボックス桁の仮溶接と本溶接とを同一場所で行うことが可能で、ボックス桁が大型になっても治具を大型にする必要のない、簡便で作業性の良い治具を提供することを課題としている。

この考案のボックス桁の溶接治具は、横材１１とその両端から下方に伸びる縦材１２、１３とを備えた下向きコ字形の枠体１と、枠体１の上部の横材１１より下方の位置に横材１１と平行に軸支されたローラ２と、縦材の一方１２に設けた複数の受材３（３ａ、３ｂ）と、縦材の他方１３に受材３に向けて進退する複数のプッシャ５とを備えている。

この考案のボックス桁の溶接治具は、ローラ２により、製造しようとするボックス桁３０のフランジ板３１上にダイヤフラム板３５を挟んで立設された２枚のウェブ板３２、３３の上縁で移動自在に支持され、プッシャ５の進出により、２枚のウェブ板３２、３３をダイヤフラム板３５に押し付けて、仮溶接前の板材３２、３３、３５の位置を固定するものである。

ローラ２として互いに平行な２本のローラ２、２を設ければ、治具の移動時に治具が揺動するのを防止できる。また、受材３を縦材１２、１３と平行な軸回りに自由回転可能に軸支された受車輪とすれば、治具の移動がより容易になり、プッシャ５で押したときにローラ２の方向をボックス桁の長手直角方向に円滑に向けることができる。

また、プッシャ５を進退させるシリンダ４（４ａ、４ｂ）とこれを駆動する電動ポンプ７（７ａ、７ｂ）ないしコンプレッサを枠体１に搭載しておくことにより、溶接場所に搬送した治具への駆動力の供給が容易になり、複数の溶接場所での治具の使用が可能になる。

この考案の治具を用いたボックス桁の仮溶接作業は、例えば次のようにして行われる。まずボックス桁の仮溶接及び本溶接を行う定盤４０上に上フランジ板３１を載置する。ウェブ板の一方（例えば３１）に所定間隔でダイヤフラム板３５を仮溶接し、上フランジ板３１上に搬送して適宜仮止めをする。次に他方のウェブ板３３を搬入して、上フランジ板３１上に仮止めされているダイヤフラム板３５の当該他方のウェブ板側に添設した状態で仮止めする。

この状態でこの考案の治具をクレーンで懸吊して下向きコの字形の枠体の内側に両ウェブ板３２、３３が挿入されるように吊り降ろす。降ろされた治具は、両ウェブ板３２、３３の上縁（ボックス桁の設置状態で下方となる縁）にローラ２が載った状態で支持される。治具はローラ２で支持されているので、ボックス桁の長手方向に移動自在である。

吊り降ろされた治具は、ダイヤフラム板３５を取り付けた位置に順次移動し、当該位置でプッシャ５を進出させることにより、両ウェブ板３２、３３をダイヤフラム板３５に押し付けた状態でウェブ板３２、３３、ダイヤフラム板３５及び上フランジ板３１の仮溶接を行う。

ダイヤフラム板３５を取り付けた箇所での仮溶接がすべて終わった後、クレーンで治具を搬出し、仮溶接した両ウェブ板３２、３３及びダイヤフラム板３５の上に下フランジ板３４を載せて仮溶接及び本溶接を同一箇所で行って、ボックス桁の組み立てを完了する。

この考案の治具は、橋桁のような大型のボックス桁に用いる場合でもクレーンで搬送できる程度の大きさ及び重量のものとすることができるから、治具自体が安価であり、複数個を準備しても経済的な負担が少ない。また、工場内の同一場所でボックス桁の仮溶接と本溶接とを行うことができるので、仮組みされた重く長大なボックス桁を搬送する手間が省け、工場内に本溶接を行うための余分な敷地を設ける必要もない。

ボックス枠の板材と共に示した実施例治具の正面図 図１の治具の上面図 図１の治具の側面図 受材を示す上面図 ボックス枠の模式的な破壊斜視図

以下、図面を参照してこの考案の実施形態を説明する。実施例の溶接治具の枠体１は、それぞれがＨ形鋼からなる１本の横材１１と、その両端に溶接された下方に伸びる２本の縦材１２、１３を備えた下向きコの字形の枠体である。横材１１と縦材１２、１３の連接部には、治具を吊り上げるためのフック１４が溶接されている。横材１１の中央には、ポンプマウント１５が設けられ、２台の電動ポンプ７ａ、７ｂが装着されている。

横材１１と一方の縦材１２の連接部及び他方の縦材１３の側の横材１１の下面に、横材の幅方向両側に伸びるブラケット２２、２３が設けられている。それぞれのブラケット２２、２３の両端下面には、ピローブロック２４、２４及び２５、２５が取り付けられ、横材１１と平行な細長いローラ２、２の両端がそれぞれピローブロック２４、２５によって自由回転可能に軸支されている。

横材１１との連接部にブラケット２２を設けた縦材１２の内側、すなわち他方の縦材１３に対向する側には、上方と下方とに受車輪３ａ、３ｂが取り付けられている。そして、反対側の縦材１３の内側、すなわち縦材１２に対向する側には、受車輪３ａ、３ｂと対向するように上下のシリンダ４ａ、４ｂがプッシャとなるロッド端５を内側に向けて装着されている。２本のシリンダ４ａ、４ｂは、それぞれ油圧パイプ６ａ、６ｂで電動ポンプ７ａ、７ｂに連結されている。電動ポンプ７ａ、７ｂは、それぞれを運転する操作ボックス８（８ａと８ｂ。図には８ｂは表れていない。）を備えている。シリンダ４（４ａ、４ｂ）は、内蔵したばねでロッド９が縮退方向に付勢されている単動シリンダである。それぞれのシリンダのロッドの先端には、プッシュ板５が取り付けられている。

図１には、作業台となる定盤４０並びに仮溶接されるボックス桁のダイヤフラム板３５、両側のウェブ板３２、３３及び上フランジ板３１が想像線で示されている。これらの板材３１、３２、３３、３５は、適宜な箇所の仮溶接及びＣクランプやターンバックルなどの留め具を用いて仮止めされた状態で定盤４０上に置かれている。治具は、クレーンで吊り上げて仮止めされた構造物をまたぐように吊り降ろされる。吊り降ろされた治具は、２本のローラ２、２が両側のウェブ板３２、３３の上縁に当接することによって支持される。従って治具は、クレーンで吊り続ける必要はない。

治具は、ローラ２で支持されているので、ボックス桁３０の長手方向に移動させることができる。そこで治具をダイヤフラム板３５が配置された位置に移動し、電動ポンプ７ａ、７ｂを作動させてシリンダ４ａ、４ｂを伸長させる。シリンダ４ａ、４ｂの伸長により、左右のウェブ板３２、３３は、ダイヤフラム板３５に押し付けられ、自重によってこれらの板材は上フランジ板３１上に載っているので、当該ダイヤフラム板３５が配置された部分の板材相互の仮溶接を行う。

仮溶接時におけるウェブ板３２、３３及びダイヤフラム板３５と上フランジ板３１との当接は、定盤４０と上フランジ板３１との間の適宜な箇所に楔材を打ち込むことにより、又は特許文献１で提案されているようなばねで上フランジ板３１を上方に付勢する手段によって実現することができる。

治具をダイヤフラム板３５の配置位置に順次移動して上記の仮溶接を行う。この仮溶接が終了したら、クレーンで治具を搬出し、仮組みされた構造物の上に下フランジ板３４を吊り降ろして、下フランジ板の仮溶接を行う。その後、すべての部材の本溶接を同一の定盤上で行って、ボックス桁の溶接を完了する。

製造するボックス桁の断面積には大小がある。ローラ２の長さ及びシリンダ４ａ、４ｂのストロークは、製造されるボックス桁の寸法差を考慮して決定される。ローラ２が治具の中心から受車輪３を設けた縦材１２の側に偏倚して設けられているのは、仮溶接されるボックス桁がシリンダ４によって受車輪３側に押し付けられるからである。また、上下のシリンダ４ａ、４ｂにそれぞれの電動ポンプ７ａ、７ｂを設けているのは、上下のシリンダの押し付け力を個別に調整したい場合があるからである。

この考案の治具は、構造が簡単なので安価に製造することができ、同一の治具で断面寸法の異なるボックス桁を製造することができる。寸法が大きく異なるボックス桁を製造するときは、枠体の大きさやシリンダのストロークが異なる複数の治具を用意してやればよいが、受車輪３やシリンダ４は、ボルトナットによって縦材１２、１３に装着されているので、複数箇所に取付孔を設けることにより、製造するボックス桁の寸法に応じて受車輪３やシリンダ４の位置を変更することも容易である。また、大型のボックス桁を製造する場合などには、必要に応じて受車輪３とシリンダ４の組を３個以上設けることもできる。

１ 枠体
２ ローラ
３（３ａ、３ｂ） 受材
４（４ａ、４ｂ） シリンダ
５ プッシャ
７（７ａ、７ｂ） 電動ポンプ
１１ 横材
１２、１３ 縦材
３０ ボックス桁
３１ フランジ板
３２、３３ ウェブ板
３４ 下フランジ板
３５ ダイヤフラム板
４０ 定盤

Claims (4)

1. 横材とその両端から下方に伸びる縦材とを備えた下向きコ字形の枠体と、当該枠体の上部の前記横材より下方に前記横材と平行に軸支されたローラと、前記縦材の一方に設けた複数の受材と、前記縦材の他方に前記一方に向けて進退する複数のプッシャとを備え、
   前記ローラにより、フランジ板上にダイヤフラム板を挟んで立設された２枚のウェブ板の上縁で移動自在に支持され、前記プッシャの進出により、前記２枚のウェブ板をダイヤフラム板に押し付ける、ボックス桁の溶接治具。
2. 前記受材が、前記縦材と平行な軸回りに自由回転可能に軸支された受車輪である、請求項１記載のボックス桁の溶接治具。
3. 互いに平行な２本の前記ローラを備えている、請求項１記載のボックス桁の溶接治具。
4. 前記枠体に搭載されて前記プッシャを進退させる油圧又は空圧装置を備えている、請求項１記載のボックス桁の溶接治具。

Images