JP3379778B2 - 鉄骨構造物の通し柱の仮組溶接用治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は鉄骨構造物の通し柱を
溶接によって組み立てる際の治具に関するもので、通し
柱を構成するコラムと仕口ブロックとを位置決めするた
めの治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨構造物の通し柱１は、図７に示すよ
うにコラム２と仕口ブロック３とを交互に溶接すること
によって組み立てられる。図示の仕口ブロック３は、コ
ア４に２ないし４本の羽根５を溶接したもので、各羽根
５の先端に梁が接続されてラーメン構造の鉄骨構造物の
骨組みが構築される。最近の仕口ブロックでは、羽根５
を設ける代わりに、コア４を梁の接続方向にわずかに突
出させた形状にしたものも用いられている。

【０００３】通し柱１を組み立てる際には、仕口ブロッ
ク３とコラム２との軸心を正確に一致させて仮溶接する
必要があり、そのための位置決め治具が必要になる。

【０００４】図８はこの目的のために使用される治具の
一例を示した部分斜視図で、この発明の出願人の出願に
なる実開平４−１０８９８５号（考案の名称「鉄骨構造
物の通し柱の溶接用治具」）に開示されているものであ
る。この治具は、平行に配置された２本のビーム６とそ
の間に掛け渡される複数対のコラム受け７、８とを備え
ており、コラム受け７、８の受け面９、１０とビーム６
の上面１１とを同一平面とし、受け面９、１０でコラム
２の両端を支え、ビームの上面１１で仕口ブロック３の
羽根５を支持して、両者２、３の位置決めを行うように
なっている。

【０００５】羽根５を有しない仕口ブロックや、羽根５
が両側に延びていないためにビーム６上に載置すること
ができない仕口ブロックは、図１０に示すような構造の
仕口受け１２をビーム６に掛け渡し、当該仕口受け１２
に設けた縦方向ストッパ１５によって仕口ブロックのビ
ーム６に沿う方向の位置を位置決めして支持するように
している。コラム２や仕口ブロック３のビーム６と直交
する横方向の位置は、コラム受け７、８や仕口受け１２
に設けた横方向ストッパ１３、１４によって規制してい
る。

【０００６】図８に示した一対のコラム受け７、８は、
仕口ブロック３を挟んで配置され、その一方７に羽根５
と当接して仕口ブロック３のビーム６に沿う方向の位置
を規制する縦方向ストッパ１８を設けるとともに、対向
する他方のコラム受け８にこのストッパ１８に向けて羽
根５を押接する押接具１９を設けている。上記一方のコ
ラム受け７は、縦方向ストッパ１８の受け面２０が組み
立てようとする通し柱１の仕口ブロック３相互の間隔Ｈ
に等しい間隔となるようにビーム６上に載置され、コラ
ム受け７、８側の係合孔２１、２２とビーム６側の係合
孔２３とをピン２４、２５等を用いて係合させることに
より、位置決めされた状態でビーム６上にセットされ
る。

【０００７】図９に示した構造では、コラム受け７側の
係合孔２１は、コラム受け本体とは別体となった係合部
２６に設けられ、コラム受け７本体からビーム６の延在
方向に延びる案内杆２７が係合部２６に形成した下方が
開放されたガイド溝２８に挿通され、かつ案内杆２７の
先端に固定したブラケット２９と係合部２６に固定した
ブラケット３０との間に矯正摘み３１を設けたネジ杆３
２が螺合されて、コラム受け７本体と係合部２６とを連
結している。コラム受け７本体と係合部２６のネジ杆３
２による矯正量は、両者７、２６に設けた指針３３と目
盛３４とによって読み取られるようになっており、本溶
接後の縮み量に合わせて縦方向ストッパ１８の位置を微
細に調整できる構造となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】縦方向ストッパ１８を
設けたコラム受け７は、通し柱の仕口ブロックの間隔
（階高寸法）Ｈに合わせてビーム６上で位置決めされ、
その後コラム２や仕口ブロック３を治具上に載置して仮
溶接が行われるのであるが、図１１に示す仕口ブロック
３やコラム２の縦方向寸法Ｌ₁ 、Ｌ₂ の加工ばらつきの
ために、仕口ブロック３とコラム２との接続部に隙間が
開いて溶接欠陥の原因となる場合や、Ｌ₁ とＬ₂ の寸法
が大きくて位置決めした仕口ブロック３の間にコラム２
が入らない場合などが生じる。このような場合には、通
し柱の階高寸法Ｈには若干の寸法差が許容されるので、
本溶接時における縮み代も考慮して、仕上がり寸法がそ
の許容誤差内に入るように治具上で仕口ブロック３やコ
ラム２を若干移動して仮溶接を行う。この場合従来の装
置では、治具上に降ろしたコラム２を再度吊り上げ、縦
方向ストッパ１８を設けたコラム受け７の位置を調整し
た後、コラム２を再度治具上に降ろすという作業が必要
で、作業に時間がかかり、また仕口ブロック３とコラム
２との間の溶接隙間を微細に調整することも困難であっ
た。

【０００９】また本溶接された後の通し柱の階高寸法Ｈ
が許容誤差内に納まっているかどうかを検査することも
必要になるが、従来の治具ではそのような検査を行うこ
とができず、別の計測手段が必要であるという問題があ
った。

【００１０】この発明は、以上の問題を解決するために
なされたもので、治具上での仕口ブロックやコラムの位
置を微細に調整することが可能で、さらに本溶接後の通
し柱の階高寸法を計測する計測装置としても用いること
が可能な、通し柱の仮組溶接用治具を得ることを課題と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では、長手方向に
配置した２本のビーム６の間に掛け渡される複数のコラ
ム受け７、８を、ビーム６と平行に設けたレール３７、
３８上を転動する車輪３９、４０を介してビーム６に支
持すると共に、コラム受け７、８の上面にビーム６と直
交する水平軸まわりに回転可能に軸支されたローラ４７
を設けて当該ローラ４７でコラム２を支持することによ
って上記課題を解決している。車輪３９、４０またはロ
ーラ４７には、これらを積極的に回転駆動する手動また
は自動の回転駆動手段４４、５０を設けることができ
る。

【００１２】仕口ブロック３のビーム６に沿う方向の位
置を規制する縦方向ストッパ１８や１５をコラム受け７
や仕口受け１２に設けたときは、その縦方向ストッパ１
８、１５をコラム受け７や仕口受け１２にビーム６と平
行な方向に移動自在に設け、かつその設定位置からの移
動量を計測する計測手段６８、７１を設けることによ
り、治具上で溶接後の通し柱の階高寸法Ｈを計測するこ
とが可能になる。

【００１３】この発明の最も好ましい実施態様の一つ
は、コラム受け７、８の上面にビーム６と直交する水平
軸まわりに自由回転可能なローラ４７を設け、縦方向ス
トッパ１８を備えたコラム受け７をビーム６と平行に設
けたレール３７、３８上を転動する車輪３９、４０を介
してビーム６に支持し、かつこの縦方向ストッパを備え
たコラム受け７の設定位置からの移動量を計測する計測
手段５５、５６、５７を設けた構造である。なおこの場
合、縦方向ストッパを設けたコラム受け７の内の一つ
は、車輪３９、４０を介さずにビーム６に支持すること
ができる。

【００１４】

【作用】この発明の治具では、治具上のコラム２がロー
ラ４７および車輪３９、４０を介して支持されるから、
治具上におけるコラム２の柱軸方向の位置をコラム２を
吊り上げることなく微細にかつ正確に調整することがで
きる。

【００１５】なお仕口受け１２を設けたものにおいて、
当該仕口受けをコラム受け７、８と同様にビーム６の長
手方向のレール３７、３８に沿って転動する車輪を介し
て支持する構造を採用することにより、治具上での仕口
ブロックの位置調整も容易に可能となる。このようなレ
ールと車輪を備えた仕口受けの構造の一例は、この発明
の出願人の出願になる実開平４−１０８９８５号で提唱
されている。

【００１６】ローラ４７や車輪３９、４０を設けたコラ
ム受け７、８は、そのうちのいくつかまたは全部にこれ
らのローラ４７または車輪３９、４０を回転駆動するた
めのハンドル４４やモータなどの回転駆動手段を設ける
ことにより、治具上でのコラム２や本溶接後の通し柱１
の軸方向移動をより容易かつ正確に行うことができるよ
うになる。

【００１７】この発明の治具上で本溶接後の通し柱の階
高寸法Ｈの計測を行うときは、縦方向ストッパ１８を設
けたコラム受け７の基準となる１個をビーム６上にピン
２４（図３参照）などで固定して、その縦方向ストッパ
１８の位置を位置決めし、これを基準として他の縦方向
ストッパ１８を設けたコラム受け７または仕口受け１２
を、計測しようとする階高寸法Ｈの寸法より若干広い間
隔で配置し、その後本溶接した通し柱１を治具上に載置
し、基準となる仕口ブロックを上記位置決めした縦方向
ストッパ１８に当接するまで治具上で移動して位置決め
し、その後その他の仕口ブロック３に対応する縦方向ス
トッパ１８を設けたコラム受け７をビーム６に沿って移
動させてその縦方向ストッパ１８をそれぞれの仕口ブロ
ック３に当接させ、そのときの各コラム受け７の移動量
ないし移動後の位置を計測手段５５、５６、５７で計測
することにより、階高寸法Ｈを計測する。

【００１８】このような方法による計測を可能にするた
めには、基準となるコラム受け以外の縦方向ストッパ１
８を設けたコラム受け７が、ビーム６とコラム２との両
者に対して相対的に容易に移動可能であり、また縦方向
ストッパを有しないコラム受け８がビーム６に対して容
易に移動できるか或いはコラム受け８上でコラム２が容
易に移動できるのが望ましく、従って縦方向ストッパを
有するコラム受け７には車輪３９、４０及びローラ４７
を設け、縦方向ストッパを有しないコラム受け８にはロ
ーラ４７または車輪３９、４０を設ける構造が好ましい
構造として提唱できる。

【００１９】また上記の計測方法において、コラム受け
７自体を移動させる代わりに、コラム受け７にビーム６
の長手方向に沿って移動可能に縦方向ストッパ１８を設
け、その移動量を計測することによって階高寸法Ｈの計
測を行うことも可能である。この場合は通し柱１を載置
した状態でコラム受け７をビーム６上で移動させる必要
はないが、治具上に搭載した通し柱１を基準となる縦方
向ストッパに当接させるために移動させる必要があるか
ら、各コラム受け７にはコラム２を移動自在に支持する
ローラ４７を設ける。なおこの後者の構造の場合、縦方
向ストッパ１８をコラム受け７に設ける代わりに縦方向
ストッパ１５を仕口受け１２に設けて上記の計測を行う
ようにすることもでき、そのようにした場合でも各コラ
ム受け７、８のローラ４７は有効である。

【００２０】

【実施例】図１ないし図４はこの発明の第１実施例を示
したものである。この第１実施例のものにおいては、コ
ラム受け７、８や仕口受け１２上におけるコラム２や仕
口ブロック３の位置決め部材は、図８や図１０に示す従
来構造のものと同一のものを用いることができる。図８
や図１０に示された構造自体は公知のものであり、また
これらの構造の概略については前述したのでここでは説
明を省略する。

【００２１】縦方向ストッパを設けたコラム受け７、８
は、図１および２に示すようにＨ形鋼で製作されたビー
ム６の内側にビーム６と平行に設けたレール３７、３８
の上を転動する車輪３９、４０によって支持されてい
る。レールの一方３７はそのレール面を山形としてお
り、またこのレール３７上を転動する車輪３９は、Ｖ溝
車輪としてコラム受け７、８のビーム幅方向の位置が規
制されている。レール３７、３８の内側にはビーム６と
平行な方向のラック４１が固定されており、コラム受け
７、８の下面に軸着されたピニオン軸４２の両端に固定
したピニオン４３がこれらのラック４１に噛合してい
る。コラム受け７、８の上面にはハンドル４４を設けた
操作軸４５が軸着されており、この操作軸４５とピニオ
ン軸４２とがチェーン伝動装置４６によって連結され、
ハンドル４４を回動させることによってピニオン４３が
回転し、コラム受け７をレール３７、３８に沿ってすな
わちビーム６に沿って移動させることができるようにな
っている。

【００２２】コラム受け７、８の上面中央のコラム２を
載置する部分には、ビーム６と直交する方向のローラ４
７が軸受４８、４８で軸支されており、そのローラ軸４
９と第２ハンドル５０を設けた第２操作軸５１とがチェ
ン伝動装置５２で連結されている。すなわち第２ハンド
ル５０を回動することによりローラ４７が回転し、この
ローラ４７の上に搭載されたコラム２を軸方向に移動さ
せる。

【００２３】図３に示すように、レール面が山形となっ
たレール３７に設けたラック４１の前記ピニオン４３が
噛合する位置と異なる位置には、コラム受け７の底部に
自由回転状態で軸支した検出ピニオン５３が噛合してお
り、この検出ピニオンの軸５４にロータリエンコーダ５
５が連結されている。このロータリエンコーダはインク
リメンタル型のものが用いられ、出力のＡ相とＢ相の位
相差によりアップ／ダウンをカウントし、７セグメント
５桁の表示器５６にコラム受け７、８の位置をデジタル
量で表示させるようになっている。

【００２４】図４はロータリエンコーダ５５を含む計測
装置のブロック図を示したもので、アップ／ダウンカウ
ンタ５７にロータリエンコーダ５５のＡ相とＢ相の出力
が波形整形器５９を介して入力され、デジタルスイッチ
５８による初期値が入力されるようになっており、アッ
プ／ダウンカウンタの出力が７セグメント５桁の表示器
５６に与えられる。６１はドライバ、６２はＡＶＲであ
る。このようなコラム受け７、８の位置の計測装置は、
図７に示すような３個の仕口ブロックを有する通し柱の
場合、中央基準で階高寸法Ｈを計測する場合には両側の
仕口ブロックに対応する縦方向ストッパを設けたコラム
受け７に設け、また通し柱の下端基準で階高寸法Ｈを測
定するときには、３個の仕口ブロックのすべてに対応す
る縦方向ストッパを設けたコラム受け７に設ける必要が
ある。

【００２５】計測装置を設けたコラム受け７の位置設定
ないし計測は、次のような手順で行われる。まずコラム
受け７をピン２４（図３参照）などにより、ビーム６の
所望の係合孔２３に位置決めした状態で、そのときのコ
ラム受けの縦方向ストッパ１８の位置をデジタルスイッ
チ５８に入力して、プリセットスイッチ６０でカウンタ
を初期設定し、次いでハンドル４４でコラム受け７を移
動させて、表示器５６の表示値が所望の寸法になるまで
コラム受け７を移動して設定する。また計測をする場合
には治具上の通し柱の対応する仕口ブロックに縦方向ス
トッパ１８が当接するまでコラム受け７を移動させ、そ
のときの表示器５６の表示を読むことにより、実際の仕
口ブロックの位置を計測する。

【００２６】なお溶接済みの通し柱を計測するときの基
準となる仕口ブロックに対応する縦方向ストッパ１８に
近接センサを設け、そのオンオフをＬＥＤの点滅等によ
って表示することにより、治具上の通し柱が基準となる
縦方向ストッパで位置決めされたかどうかを容易に判別
することができるようになる。このように縦方向ストッ
パを設けたコラム受け７をビーム６に沿って移動可能に
設け、かつその位置をデジタル表示させることにより、
通し柱の組み立て時における階高寸法の容易化を図り、
また設定ミスをなくすことができ、また治具上にセット
した仕口ブロックやコラムの寸法誤差を補正するため
に、コラムや仕口ブロックを微少移動させるときの移動
量の読み取りを正確にかつ容易に行うことができ、また
本溶接した後の階高寸法を正確に計測することが可能に
なる。

【００２７】車輪３９、４０によってコラム受け７の移
動を容易にしたものやローラ４７によってコラム受け８
上での通し柱の移動を容易にしたものでは、図５および
６に示すような構造で本溶接後の階高寸法の計測を行う
ことも可能である。図５に示したものは、コラム受け７
上に設けたレール６５に沿って縦方向ストッパ１８を移
動自在に設け、かつコラム受け７と一体のブラケット６
６に螺合した摘み付ネジ６７により、縦方向ストッパ１
８を進退できるようにするとともに、縦方向ストッパ１
８の移動位置をリニアスケール６８とセンサ６９とで電
気的に読み取ることができるようにしたものである。ま
た図６に示す構造は仕口受け１２に設けた縦方向ストッ
パ１５を図５と同様な構造でビーム６に沿って進退可能
にかつその移動位置をリニアスケール７１とセンサ７２
とによって電気的に読み取ることができるようにしたも
のであり、いずれの場合にも図４に示したような電気回
路を用いて縦方向ストッパ１５の移動量を表示器５６に
デジタル表示することが可能で、基準位置からのずれを
縦方向ストッパ１８、１５の移動量で読み取ることによ
り、仕口ブロックの実際の位置を計測することが可能で
ある。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、治具上
での仕口ブロックおよびコラムの位置を微細にかつ正確
に設定することができる治具を得ることができ、材料の
加工誤差に応じて最適な溶接間隔を設定することも容易
に可能になる。また仮組時における材料相互の位置関係
をより正確に設定することが可能になるとともに、本溶
接後の通し柱の階高寸法を計測する機能を備えた治具を
提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のコラム受けの平面図

【図２】第１実施例のコラム受けの側面図

【図３】第１実施例のコラム受けの位置検出部を示す部
分側面図

【図４】計測装置の電気回路の一例を示すブロック図

【図５】第２実施例のコラム受けを示す斜視図

【図６】第３実施例の仕口受けを示す斜視図

【図７】通し柱の斜視図

【図８】コラム受けの位置決め部材を示す斜視図

【図９】従来装置の一例を示す図８と同様の図

【図１０】公知の仕口受けの一例を示す斜視図

【図１１】仮組溶接時の仕口ブロックとコラムの位置関
係を示す模式図

【符号の説明】

１ 通し柱 ２ コラム ３ 仕口ブロック ６ ビーム ７ コラム受け ８ コラム受け 12 仕口受け 15 縦方向ストッパ 18 縦方向ストッパ 37 レール 38 レール 39 車輪 40 車輪 44 ハンドル 47 ローラ 50 第２ハンドル 68 リニアスケール

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に配置した２本のビーム(6)と
   その間に掛け渡される複数のコラム受け(7),(8)とを備
   え、コラム受け(7),(8)上で位置決めされたコラム(2)と
   ビーム(6)またはこれに装着された仕口受け(12)上で位
   置決めされた仕口ブロック(3)とを仮溶接して通し柱(1)
   を組み立てる通し柱の仮組溶接用治具において、 ビーム(6)と平行に設けたレール(37),(38)上を転動する
   車輪(39),(40)を介してビーム(6)に支持され、かつ上面
   にビーム(6)と直交する水平軸まわりに回転可能に軸支
   されたコラム支持ローラ(47)を有するコラム受け(7),
   (8)を備えていることを特徴とする、鉄骨構造物の通し
   柱の仮組溶接用治具。
2. 【請求項２】 前記ローラ(47)を備えたコラム受け(7)
   に仕口ブロック(3)のビーム(6)と平行な方向の位置を位
   置決めする縦方向ストッパ(18)がビーム(6)と平行な方
   向に移動自在に設けられ、かつその設定位置からの移動
   量を計測する計測手段(68)を備えていることを特徴とす
   る、請求項１記載の仮組溶接用治具。
3. 【請求項３】 ビーム(6)と平行な方向の仕口ブロック
   の位置を位置決めする縦方向ストッパ(15)を有する仕口
   受け(12)を備え、この仕口受けの縦方向ストッパ(15)は
   ビーム(6)と平行な方向に移動自在に仕口受け(12)に装
   着されており、かつその設定位置からの移動量を計測す
   る計測手段(71)を備えていることを特徴とする、請求項
   １記載の仮組溶接用治具。
4. 【請求項４】 長手方向に配置された２本のビーム(6)
   とその間に掛け渡される複数のコラム受け(7),(8)とを
   備え、当該コラム受けのいくつか(7)は仕口ブロックを
   ビーム(6)に沿う方向に位置決めする縦方向ストッパ(1
   8)を備えており、コラム受け(7),(8)上で位置決めされ
   たコラム(2)とビーム(6)またはこれに装着された仕口受
   け(12)上で位置決めされた仕口ブロック(3)とを仮溶接
   して通し柱を組み立てる通し柱の仮組溶接用治具におい
   て、 縦方向ストッパ(18)を備えたコラム受け(7)のいくつか
   は、ビーム(6)と平行に設けたレール(37),(38)上を転動
   する車輪(39),(40)を介してビーム(6)に支持されるとと
   もに、上面にビーム(6)と直交する水平軸まわりに回転
   可能に軸支されたローラ(47)を備え、かつこのコラム受
   け(7)の設定位置からの移動量を計測する 計測手段(55,5
   6,57)が設けられていることを特徴とする、鉄骨構造物
   の通し柱 の仮組溶接用治具。