JP7440037B2 - 取付治具 - Google Patents

Description

本発明は、鋼柱からなる柱同士の突合せ部分の溶接に用いられる２つのロボットアームを柱に取り付けるための取付治具に関する。

従来、建設現場などにおいて、上下に配置された鋼柱からなる柱同士の突合せ部分は、溶接により固定されている。このような溶接方法として、ロボットアームを用いた溶接方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１には、鋼管の周りを１周するガイドレールを鋼管に固定し、ガイドレールに沿って溶接ロボットを移動させて鋼管同士の突合せ部分を溶接する溶接システムが記載されている。

特開２０１８－５８０７８号公報

しかしながら、上記特許文献１では、鋼管のサイズ（径）に応じてガイドレールを準備しておく必要がある。通常、建設現場には、複数のサイズの鋼柱があるため、上記特許文献１の溶接システムでは、１つの溶接ロボットに対して複数のサイズのガイドレールを準備する必要があるという問題点がある。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、異なるサイズの柱に対してロボットアームを取り付けることが可能な取付治具を提供することを課題とする。

本発明に係る取付治具は、上下に配置された鋼柱からなる柱同士の突合せ部分の溶接に用いられるロボットアームを前記柱に取り付けるための取付治具であって、前記ロボットアームを支持する一対の第１支持部材と、前記一対の第１支持部材に支持され、前記ロボットアームが載置される台車の走行を案内するレール部材と、を備え、前記一対の第１支持部材は、水平な第１方向に延びるとともに前記柱を挟むように、前記柱の外面に着脱可能に固定され、前記レール部材は、前記第１方向と交差する水平な第２方向に延びるように、前記一対の第１支持部材に跨って固定される。

本発明の取付治具によれば、一対の第１支持部材は、第１方向に延びるとともに柱を挟むように柱に固定され、前記レール部材は、第２方向に延びるように一対の第１支持部材に固定される。これにより、柱のサイズ（径）にかかわらず取付治具を柱に固定することができるので、上記特許文献１のように柱のサイズ（径）毎に取付治具を用意しておく必要がない。

上記取付治具において、好ましくは、前記第２方向に延びるように前記一対の第１支持部材に跨って固定される第２支持部材をさらに備え、前記第２支持部材は、前記レール部材を支持する。このように構成すれば、ロボットアームを支持するための強度を第２支持部材によって確保すればよいので、レール部材に必要な強度を抑えることができる。これにより、レール部材が大型化・重量化するのを抑制することができる。

上記取付治具において、好ましくは、前記第２支持部材は、前記第２方向に延びる複数の弦材と、前記第２方向において同じ位置で前記複数の弦材の周りを１周するように、前記弦材に対して垂直に配置されるとともに、隣接する前記弦材同士を接続する複数の補強材と、を有するトラス構造に形成されている。このように、複数の弦材の周りを１周するように、弦材に対して垂直な補強材を設けることによって、第２支持部材のねじり強度を向上させることができる。このため、ロボットアームのアーム部の伸縮等によりロボットアームの重心位置が変化して第２支持部材にねじり荷重がかかった場合であっても、第２支持部材がねじれるのを抑制することができる。これにより、重力や振動の影響によりロボットアームの溶接トーチの先端位置が所望の位置からずれるのを抑制することができる。

上記第２支持部材を備える取付治具において、好ましくは、前記第２支持部材を前記第１支持部材に固定するための固定部材をさらに備え、前記固定部材は、前記第１支持部材に取り付けられる板状の第１取付具と、前記第２支持部材を前記第１取付具に固定する第２取付具と、を含み、前記第１取付具は、前記第１支持部材の幅方向の両側に突出する突出部を有し、前記第１取付具の前記突出部には、前記第２取付具の取付位置を前記第１支持部材の幅方向に沿って調整する取付位置調整部が設けられている。このように構成すれば、第１取付具には、第２取付具を様々な位置に取り付けることができるので、斜材や補強材などが第１取付具に対してどのような位置に配置されたとしても、第２取付具を第１取付具に取り付けられなくなるのを抑制することができる。

上記第２支持部材を備える取付治具において、好ましくは、前記第２支持部材には、前記第２方向に沿って延びるとともに前記第１支持部材に取り付けられる取付片が一体で設けられており、前記取付片には、前記第１支持部材に対する取付位置を前記第２方向に沿って調整する取付位置調整部が設けられている。このように構成すれば、第１支持部材に対する取付片の取付位置を調整することができる。すなわち、一対の第１支持部材同士の間隔が異なる場合（柱のサイズが異なる場合）であっても、第２支持部材を第１支持部材に容易に取り付けることができる。

上記取付治具において、好ましくは、前記第２支持部材は、前記一対の第１支持部材同士の間において分割可能に形成されている。このように構成すれば、第２支持部材を分割することができるので、第２支持部材の持ち運びが容易になる。また、ロボットアームを搭載した台車が第２支持部材の端部に移動した際に第２支持部材にかかる力が大きくなるが、この場合であっても、ロボットアームと第２支持部材の連結部（分割位置）との間で第２支持部材が第１支持部材に固定されているため、連結部（分割位置）に作用する応力を比較的小さくすることができる。このため、第２支持部材が連結部（分割位置）で破損するのを抑制することができる。

上記取付治具において、好ましくは、前記第１支持部材の両端部には、前記第１支持部材の幅方向の外側に突出し、前記ロボットアームに接続されたケーブルが前記第１支持部材に接触するのを回避するケーブル避け部材が設けられている。このように構成すれば、ロボットアームを搭載した台車がレールに沿って移動する際に、ロボットアームから溶接機等に延びるケーブルが第１支持部材に引っ掛かるのをケーブル避け部材によって防止することができる。

上記取付治具において、好ましくは、前記レール部材は、一対設けられており、前記一対のレール部材は、前記第２方向に延びるとともに前記柱を挟むように、前記一対の第１支持部材に跨って固定される。このように、柱を挟むように一対のレール部材を設けることによって、柱の両側にロボットアームを配置することができる。これにより、柱の両側から溶接を行うことができるので、溶接時間を短くすることができる。

本発明によれば、異なるサイズの柱に対してロボットアームを取り付けることが可能な取付治具を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る取付治具を用いてロボットアームを柱に取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る取付治具の第１支持部材の構造を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る取付治具の第１支持部材の柱に対する取付構造を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る取付治具の第１支持部材に取り付けられる第１取付具およびケーブル避け部材の構造を説明するための斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る取付治具の第２支持部材を構成する支持部材構造体の構造を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る取付治具の第２取付具およびレール固定部材の構造を説明するための斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る取付治具のレール部材がレール固定部材に固定されている状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る取付治具のケーブル避け部材周辺の構造を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る取付治具を図１に示した柱よりも大きなサイズの柱に取り付けた状態を示す斜視図である。 図９の第１取付具周辺の構造を説明するための斜視図である。 図９の第２取付具およびレール固定部材周辺の構造を説明するための斜視図である。 本発明の第２実施形態の取付治具の構造を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態の変形例の取付治具の構造を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態の取付治具の構造を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る取付治具について、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る取付治具１０を用いてロボットアーム８０を柱１に取り付けた状態を示す斜視図である。

図１に示すように、建設現場等においては、上下に配置された多角形鋼管からなる柱１同士の突合せ部分１ａを溶接するために、ロボットアーム８０が用いられる。ロボットアーム８０は、取付治具１０を用いて柱１に着脱可能に取り付けられる。

柱１の外面１ｂは、４つの平面部と４つの湾曲部によって形成されている。各柱１の外面１ｂの平面部の所定位置には、複数（ここでは４つ）の突片（エレクションピースともいう）２が溶接されている。この突片２は、上下に隣接する柱１同士を仮固定するために設けられている。上下に配置された２つの突片２には、仮固定治具３が取り付けられている。

仮固定治具３は、上下方向に延設されており、上側の端部はボルト４等を用いて突片２に締結されており、下側の端部はボルト４等を用いて突片２に締結されている。仮固定治具３は、ここでは詳細な説明を省略するが、上下に配置された２つの突片２同士の間の距離を調節可能に構成されていてもよい。これにより、上下に配置された柱１同士の隙間を調節することが可能であるとともに、上側に配置された柱１の傾きを調節することが可能である。なお、仮固定治具３は、柱１同士の突合せ部分１ａの溶接が完了した際、又は突合せ部分１ａの溶接途中であっても柱１同士の間の接合強度が建設中の建物を支持するのに十分な大きさになった際に、突片２から取り外される。

また、下側に配置された柱１の所定の位置には、取付治具１０を支持する支持片１ｃが溶接されている。支持片１ｃは、柱１の外面１ｂのうち対向する平面部に２つずつ設けられており、取付治具１０の後述する第１支持部材２０が固定される。

取付治具１０は、２つのロボットアーム８０を支持する一対の第１支持部材２０および一対の第２支持部材３０と、一対のレール部材４０と、を含んでいる。一対の第１支持部材２０は、水平な第１方向（矢印Ａ方向）に延びるとともに柱１を挟むように、柱１の外面１ｂに固定されている。一対の第２支持部材３０は、第１方向と交差（直交）する第２方向（矢印Ｂ方向）に延びるとともに柱１を挟むように、一対の第１支持部材２０に跨って固定されている。各レール部材４０は、第２支持部材３０上に固定されているとともに、ロボットアーム８０を第２方向（矢印Ｂ方向）に案内する。なお、第１方向（矢印Ａ方向）および第２方向（矢印Ｂ方向）は、柱１の外面１ｂの平面部に平行又は垂直な方向である。

次に、第１支持部材２０および第２支持部材３０の詳細構造について説明する。

第１支持部材２０の材質および断面形状は特に限定されるものではないが、軽量化の観点からここではアルミニウム合金が用いられる。第１支持部材２０は、図２に示すように、一対のフランジ２１および２２と、一対のフランジ２１および２２を接続するウェブ２３と、を有する断面Ｈ形状に形成されているとともに、所定方向(柱１に取り付けられた状態では矢印Ａ方向)に延びるように形成されている。フランジ２１の長手方向（矢印Ａ方向）両側には、後述する第１取付具５１を締結するための複数の貫通穴(通し穴ともいう)２１ａが設けられている。複数の貫通穴２１ａがフランジ２１の長手方向に沿って設けられているため、フランジ２１に対する第１取付具５１の締結位置をフランジ２１の長手方向（矢印Ａ方向）に調整することが可能である。

フランジ２２の長手方向中央寄りの位置には、フランジ２２の長手方向に所定の間隔をおいて、後述するＬ字プレート２６を締結するための複数の貫通穴２１ｂが設けられている。貫通穴２１ｂは、フランジ２２の長手方向に長く形成されているためＬ字プレート２６の締結位置をフランジ２２の長手方向（矢印Ａ方向）に微調整することが可能である。

この第１支持部材２０は、図３に示すように、柱１に設けられた一対の支持片１ｃに着脱可能に固定されている。具体的には、各支持片１ｃには、ボルト２５ａおよびナット２５ｂを用いてＬ字プレート（アングルともいう）２６が締結されている。また、Ｌ字プレート２６は、第１支持部材２０を支持する支持面が水平になるように配置されている。第１支持部材２０の貫通穴２１ｂとＬ字プレート２６の貫通穴（図示せず）にボルト２７ａが挿入され、第１支持部材２０は、ボルト２７ａおよびナット２７ｂを用いて支持片１ｃに固定されている。

図４に示すように、第１支持部材２０の両端部には、第１支持部材２０の幅方向（矢印Ｂ方向）の外側に突出し、ロボットアーム８０に接続された後述するケーブル８９が第１支持部材２０に接触するのを回避するケーブル避け部材２８が固定されている。ケーブル避け部材２８は、第１支持部材２０の両端に向かって第１支持部材２０に対する幅方向の突出量が少なくなるように形成されている。具体的には、ケーブル避け部材２８は、第１支持部材２０の両端部にボルト２９ａおよびナット２９ｂを用いて固定される固定面部２８ａと、固定面部２８ａから第１支持部材２０の幅方向（矢印Ｂ方向）に突出するとともに、第１支持部材２０の長手方向の内側に向かって延びる延在部２８ｂとを含んでいる。延在部２８ｂは、管材または棒材などを折り曲げることによって形成されている。また、延在部２８ｂは、ケーブル８９の接続位置（ここでは、ロボットアーム８０の後述する旋回台８２の後端８２ａ。図８の破線Ｌ参照）よりも第２支持部材３０側の位置まで延びるように形成されている。

第２支持部材３０の材質は特に限定されるものではないが、軽量化の観点からここではアルミニウム合金が用いられる。第２支持部材３０は、所定方向(第１支持部材２０に取り付けられた状態では矢印Ｂ方向)に延びるように形成されている。また、第２支持部材３０は、所定の位置（ここでは、長手方向（矢印Ｂ方向）の中心位置）で分割可能に構成されている。以下、第２支持部材３０を分割した状態のものを支持部材構造体３０ａという。

支持部材構造体３０ａは、図５に示すように、第２方向（矢印Ｂ方向）に延びる管材または棒材などからなる複数（ここでは４本）の弦材３１と、弦材３１の両端に溶接される端部プレート３２と、を有する細長の枠状に形成されている。端部プレート３２は、弦材３１同士の間隔を一定に保持する。また、端部プレート３２には、支持部材構造体３０ａ同士を連結して第２支持部材３０とする際にボルト３０ｂ（図６参照）が挿入される複数の貫通穴３２ａが設けられている。

また、支持部材構造体３０ａは、弦材３１に対して傾斜して配置される管材または棒材などからなる複数の斜材３３と、弦材３１に対して垂直に配置される管材または棒材などからなる複数の補強材３４と、を含むトラス構造に形成されている。

斜材３３は、隣接する弦材３１同士を接続するように溶接されている。また、隣接する２本の弦材３１同士を接続する複数の斜材３３は、弦材３１に対する傾斜方向が、弦材３１の長手方向（矢印Ｂ方向）において、交互に逆向きになるように配置されている。また、複数の斜材３３は、弦材３１の長手方向（矢印Ｂ方向）に互いに所定の間隔をおいて配置されている。

補強材３４は、隣接する弦材３１同士を接続するように溶接されている。具体的には、補強材３４は、第２方向（矢印Ｂ方向）に隣接する斜材３３同士の間、及び斜材３３と端部プレート３２との間に配置されている。言い換えると、補強材３４は、斜材３３を第２方向（矢印Ｂ方向）に挟むように配置されている。また、複数（ここでは４本）の補強材３４は、第２方向（矢印Ｂ方向）において同じ位置に配置されているとともに、複数（ここでは４本）の弦材３１の周り（支持部材構造体３０ａの周り）を１周するように配置されている。

この支持部材構造体３０ａは、図１および図６に示すように、固定部材５０を用いて第１支持部材２０に固定されている。固定部材５０は、図４および図６に示すように、第１支持部材２０に取り付けられる板状の第１取付具５１と、弦材３１を第１取付具５１に固定する第２取付具５２とを含んでいる。各支持部材構造体３０ａは、２つの第１取付具５１と、４つの第２取付具５２と、後述するボルト５５ａ、５６およびナット５５ｂを用いて第１支持部材２０に固定されている。

第１取付具５１は、第１支持部材２０上に配置される中央部５１ａと、中央部５１ａを第２方向（矢印Ｂ方向）に挟むように配置され、第１支持部材２０の幅方向（矢印Ｂ方向）の両側に突出する一対の突出部５１ｂと、を有する。中央部５１ａには、ボルト５５ａおよびナット５５ｂを用いて第１取付具５１を第１支持部材２０に締結するための複数（ここでは４つ）の貫通穴５１ｃ（図４参照）と、第２取付具５２を第１取付具５１に締結するための一対のネジ穴５１ｄと、が形成されている。貫通穴５１ｃは、第１方向（矢印Ａ方向）に長く形成されているため、第１支持部材２０に対する第１取付具５１の締結位置を第１方向（矢印Ａ方向）に微調整することが可能である。

各突出部５１ｂには、第２取付具５２を締結するための一対のネジ穴（取付位置調整部）５１ｅが第２方向（矢印Ｂ方向）に沿って複数対（ここでは４対）形成されている。これにより、第１取付具５１に対する第２取付具５２の締結位置を第２方向（矢印Ｂ方向）に調整することが可能である。すなわち、第１取付具５１には、第２取付具５２を様々な位置に取り付けることができるので、斜材３３や補強材３４などが第１取付具５１に対してどのような位置に配置されたとしても、第２取付具５２を第１取付具５１に取り付けられなくなるのを抑制することができる。

第２取付具５２は、支持部材構造体３０ａの弦材３１を上下から挟み込む一対のブラケット５２ａを有する。ブラケット５２ａは、弦材３１を保持する凹面を有する断面コの字状に形成されている。ブラケット５２ａの凹面は、弦材３１の外周面と略同じ曲率を有するように形成されている。また、各ブラケット５２ａは、弦材３１を保持した状態で第１方向（矢印Ａ方向）に延びるように形成されており、ブラケット５２ａの長手方向（矢印Ａ方向）の両端部には、貫通穴５２ｂが形成されている。一対のブラケット５２ａは、支持部材構造体３０ａの弦材３１を挟み込んだ状態で、ボルト５６を用いて第１取付具５１の所定の位置に締結されている。このようにして、各支持部材構造体３０ａは、１つの第１支持部材２０に固定されている。そして、第２方向（矢印Ｂ方向）に隣接する支持部材構造体３０ａの端部プレート３２同士は、複数（ここでは１２本）のボルト３０ｂを用いて締結されている。これにより、第２支持部材３０が構成されている。隣接する支持部材構造体３０ａ同士の締結位置（すなわち、第２支持部材３０の分割位置）は、図１に示すように、一対の第１支持部材２０同士の間に配置されている。

レール部材４０の材質は特に限定されるものではないが、例えば鋼材を用いることができる。レール部材４０は、図６および図７に示すように、本体部４１と、本体部４１の上部にボルト等を用いて固定された一対のレール（リニアガイドレールともいう）４２と、を含むとともに、第２方向（矢印Ｂ方向）に延びる細長形状に形成されている。なお、図７は、後述するレール固定部材６０の支持プレート６２の貫通穴６２ｄを通過する第１方向（矢印Ａ方向）に沿った断面図である。

本体部４１の底面には、互いに所定の間隔をおいて配置され、第２方向（矢印Ｂ方向）に延びる一対の溝４１ａが形成されている。各溝４１ａの長手方向（矢印Ｂ方向）の所定位置には、ナット４１ｂが埋め込まれている。

一対のレール４２には、ロボットアーム８０の台車９０がスライド可能に係合する係合溝４２ａが第２方向（矢印Ｂ方向）に延びるように形成されている。

このレール部材４０は、レール固定部材６０を用いて第２支持部材３０に固定されている。レール固定部材６０は、第２支持部材３０の弦材３１に取り付けられる第３取付具６１と、第３取付具６１に固定される支持プレート６２とを含んでいる。

第３取付具６１は、第２取付具５２と同様に形成されている。すなわち、第３取付具６１は、支持部材構造体３０ａの弦材３１を上下から挟み込む一対のブラケット６１ａを有する。ブラケット６１ａは、弦材３１を保持する凹面を有する断面コの字状に形成されている。ブラケット６１ａの凹面は、弦材３１の外周面と略同じ曲率を有するように形成されている。また、各ブラケット６１ａは、弦材３１を保持した状態で第１方向（矢印Ａ方向）に延びるように形成されており、ブラケット６１ａの長手方向（矢印Ａ方向）の両端部には、貫通穴６１ｂが形成されている。

支持プレート６２は、厚肉部６２ａと、厚肉部６２ａの幅方向（矢印Ｂ方向）両側に配置される一対の薄肉部６２ｂと、を有する断面Ｔ形状に形成されているとともに、第１方向（矢印Ａ方向）に延びるように形成されている。各薄肉部６２ｂの所定位置には、ボルト６３ａおよびナット６３ｂを用いて支持プレート６２をブラケット６１ａに締結するための複数（ここでは２つ）の貫通穴６２ｃが形成されている。貫通穴６２ｃは、第１方向（矢印Ａ方向）に長く形成されているため、ブラケット６１ａに対する（すなわち弦材３１に対する）支持プレート６２の締結位置を第１方向（矢印Ａ方向）に微調整することが可能である。

一対のブラケット６１ａが支持部材構造体３０ａの弦材３１を上下に挟み込むとともに、上側のブラケット６１ａ上に支持プレート６２が配置された状態で、ボルト６３ａおよびナット６３ｂを用いて支持プレート６２および一対のブラケット６１ａが弦材３１の所定の位置に固定されている。

支持プレート６２の厚肉部６２ａは、薄肉部６２ｂの貫通穴６２ｃにボルト６３ａが挿入された状態において、ボルト６３ａの頭よりも上側に突出する厚みに形成されている。これにより、レール部材４０がボルト６３ａに接触するのを防止することができる。また、厚肉部６２ａの所定位置には、一対の貫通穴６２ｄが形成されている。そして、支持プレート６２上にレール部材４０が配置された状態で、ボルト６４およびナット４１ｂを用いて、レール部材４０が支持プレート６２に固定されている。

上記のように、第２支持部材３０は、一対の第１支持部材２０同士の間において分割可能に形成されている。これにより、第２支持部材３０を分割することができるので、第２支持部材３０の持ち運びが容易になる。また、ロボットアーム８０を搭載した台車９０が第２支持部材３０の端部に移動した際に第２支持部材３０にかかる力が大きくなるが、この場合であっても、ロボットアーム８０と第２支持部材３０の連結部（分割位置）との間で第２支持部材３０が第１支持部材２０に固定されているため、連結部（分割位置）に作用する応力を比較的小さくすることができる。このため、第２支持部材３０が連結部（分割位置）で破損するのを抑制することができる。

次に、ロボットアーム８０の構造について簡単に説明する。

ロボットアーム８０は、図１および図８に示すように、レール部材４０上に載置されレール部材４０に沿って走行移動する台車９０上に載置される。ロボットアーム８０は、台車９０上に配置され上下方向に延びる軸を中心として旋回可能な旋回台８２と、旋回台８２上に配置され上方向に延びる本体部８３と、本体部８３上に配置され水平方向に延びる軸を中心として回動可能な第１軸部８４と、第１軸部８４に連設され軸回りに回動可能な第２軸部８５と、第２軸部８５の先端に接続され第２軸部８５に対して直交する軸を中心として回動可能な第１アーム部８６と、第１アーム部８６の先端に接続され第１アーム部８６に対して回動可能な第２アーム部８７と、第２アーム部８７の先端に設けられた溶接トーチ８８と、旋回台８２の後端８２ａから外部に延びるケーブル８９と、を含んでいる。

ロボットアーム８０は、台車９０によって所定位置に移動され、旋回台８２、第１軸部８４、第２軸部８５、第１アーム部８６および第２アーム部８７を駆動することによって、溶接トーチ８８の先端を柱１同士の突合せ部分１ａの所望の位置に配置して溶接を行う。なお、ロボットアーム８０および台車９０は、手動で駆動させるものであってもよいし、自動で駆動するものであってもよい。

ケーブル８９としては、特に限定されるものではないが、例えば電源ケーブル、ロボットアーム８０を手動で制御するための制御ケーブルなどが挙げられる。

ここで、第１支持部材２０の両端は、第２支持部材３０よりも第１方向（矢印Ａ方向）の外側に突出するように形成されているため、ロボットアーム８０を搭載した台車９０がレール部材４０に沿って移動する際に、ケーブル８９が第１支持部材２０に引っ掛かることが考えられる。そこで、本実施形態では、上述したように、第１支持部材２０の両端部には、ケーブル避け部材２８が設けられている。これにより、ロボットアーム８０を搭載した台車９０がレール部材４０に沿って移動したとしても、ケーブル８９はケーブル避け部材２８の延在部２８ｂに当接するとともに延在部２８ｂに沿って移動する。このため、ケーブル８９が第１支持部材２０に引っ掛かるのを防止することができる。

ロボットアーム８０が第２支持部材３０から遠い位置（例えば一対の第２支持部材３０同士の中心位置）を溶接する場合、第１アーム部８６等は第１方向（矢印Ａ方向）に延びるように配置される。このとき、ロボットアーム８０の重心位置は、第２支持部材３０から第１方向（矢印Ａ方向）に離れた位置に移動する。このため、第２支持部材３０には、ねじり荷重が作用する。この場合、第２支持部材３０がねじれて、溶接トーチ８８の先端位置が所望の位置からずれてしまうことが考えられる。そこで、本実施形態では、第２支持部材３０に、弦材３１に対して傾斜する斜材３３に加えて、第２方向（矢印Ｂ方向）において同じ位置で複数の弦材３１の周りを１周するように、弦材３１に対して垂直に配置され、隣接する弦材３１同士を接続する複数の補強材３４を設けている。これにより、第２支持部材３０を曲げ強度に加えてねじり強度も向上させることができるので、ロボットアーム８０の重心位置が変化して第２支持部材３０にねじり荷重がかかった場合であっても、第２支持部材３０がねじれるのを抑制することができる。このため、重力や振動の影響によりロボットアーム８０の溶接トーチ８８の先端位置が所望の位置からずれるのを抑制することができる。

次に、図９に示すように、図１に示した柱１よりも大きなサイズ（径）の柱１に取付治具１０を取り付ける場合について説明する。

図９および図１０に示すように、柱１のサイズ（径）が大きい場合、第２支持部材３０同士の間の距離が大きくなるので、第２支持部材３０を第１支持部材２０に取り付けるための第１取付具５１は、第１支持部材２０の両端に近い位置に取り付けられる。本実施形態では、第１支持部材２０の長手方向の両側には、貫通穴２１ａが長手方向に沿って複数設けられているため、柱１のサイズ（径）が大きい場合であっても、柱１と第２支持部材３０との間の距離を確保しながら、第２支持部材３０を第１支持部材２０に固定することが可能である。

また、図９および図１１に示すように、柱１のサイズ（径）が大きい場合、第１支持部材２０同士の間の距離が大きくなるので、第２支持部材３０に対する第２取付具５２の取付位置が第２方向（矢印Ｂ方向）に移動する。このとき、第２支持部材３０には、斜材３３および補強材３４が複数設けられているため、第２支持部材３０に対する第２取付具５２の取付位置が制限され、第２取付具５２を第１取付具５１に取り付けられなくなることが考えられる。本実施形態では、上述したように、第１取付具５１には、ネジ穴５１ｄおよび５１ｅが第２方向（矢印Ｂ方向）に沿って複数設けられているため、第２支持部材３０に対する第２取付具５２の取付位置が制限された場合であっても、第２取付具５２を第１取付具５１に取り付けられなくなるのを抑制することができる。

本実施形態では、上記のように、一対の第１支持部材２０は、第１方向（矢印Ａ方向）に延びるとともに柱１を挟むように柱１に固定され、一対のレール部材４０は、第２方向（矢印Ｂ方向）に延びるとともに柱１を挟むように一対の第１支持部材２０に固定される。これにより、柱１のサイズ（径）にかかわらず取付治具１０を柱１に固定することができるので、上記特許文献１のように柱１のサイズ（径）毎に取付治具を用意しておく必要がない。

また、上記のように、第２方向（矢印Ｂ方向）に延びるとともに柱１を挟むように一対の第１支持部材２０に跨って固定される一対の第２支持部材３０をさらに備える。これにより、ロボットアーム８０を支持するための強度を第２支持部材３０によって確保すればよいので、レール部材４０に必要な強度を抑えることができる。これにより、レール部材４０が大型化・重量化するのを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による取付治具１０の構造について説明する。

本実施形態では、図１２に示すように、支持部材構造体３０ａ（第２支持部材３０）の弦材３１には、第２支持部材３０の長手方向（矢印Ｂ方向）に沿って延びる取付片３５が溶接により一体で設けられている。取付片３５には、第２支持部材３０の幅方向（矢印Ａ方向）に開口する貫通穴（取付位置調整部）３５ａが第２方向（矢印Ｂ方向）に沿って複数設けられている。取付片３５は、Ｌ字プレート（アングルともいう）３６を用いて第１支持部材２０の所定位置に固定されている。

本実施形態では、取付片３５には貫通穴３５ａが第２方向（矢印Ｂ方向）に沿って複数設けられているので、取付片３５のＬ字プレート３６に対する取付位置（すなわち、第１支持部材２０に対する取付位置）を第２方向（矢印Ｂ方向）に調整することができる。すなわち、一対の第１支持部材２０同士の間隔が異なる場合（柱１のサイズが異なる場合）であっても、第２支持部材３０を第１支持部材２０に容易に取り付けることができる。

また、取付片３５を支持部材構造体３０ａ（第２支持部材３０）に一体で設けることによって、取付治具１０の部品点数を削減することができ、取付作業性を向上させることができる。

ここでは、Ｌ字プレート３６を用いて取付片３５を第１支持部材２０に取り付ける例について示したが、例えば図１３に示した第２実施形態の変形例による取付治具１０のように構成してもよい。具体的には、取付片３７は、複数の貫通穴（取付位置調整部）３７ａが上下方向に開口した状態で、支持部材構造体３０ａ（第２支持部材３０）の弦材３１に溶接により一体で設けられている。これにより、取付治具１０の部品点数をより削減することができるとともに、取付作業性をより向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による取付治具１０の構造について説明する。

本実施形態では、図１４に示すように、ケーブル避け部材１２８は、第２支持部材３０から所定の距離を隔てて平行に延びるように配置されている。具体的には、ケーブル避け部材１２８は、第１支持部材２０の幅方向の外側に突出するように形成されているとともに、レール部材４０と略同じ長さを有するように形成されている。また、ケーブル避け部材１２８は、一対の第１支持部材２０の端部に跨るようにボルト２９ａおよびナット２９ｂ（図４参照）を用いて固定されている。

ケーブル避け部材１２８は、ここでは、断面Ｌ字状に形成された長尺の部材（アングルともいう）によって形成されている。なお、ケーブル避け部材１２８は、断面Ｌ字状に形成された部材ではなく、例えば管材または棒材などによって形成されていてもよい。

また、ケーブル避け部材１２８には、上下方向に開口する貫通穴１２８ａが第２方向（矢印Ｂ方向）に沿って複数設けられている。貫通穴１２８ａは、第２方向（矢印Ｂ方向）に長く形成されているため、第１支持部材２０に対するケーブル避け部材１２８の取付位置を第２方向（矢印Ｂ方向）に調整することが可能である。

本実施形態では、ケーブル避け部材１２８を設けることによって、ロボットアーム８０を搭載した台車９０がレール部材４０に沿って移動したとしても、ケーブル８９はケーブル避け部材１２８に沿って移動するので、上記第１実施形態と同様、ケーブル８９が第１支持部材２０に引っ掛かるのを防止することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、鋼柱として多角形鋼管を用いる例について示したが、本発明はこれに限らず、円形鋼管を用いてもよいし、Ｈ形鋼柱等の他の鋼柱を用いてもよい。

また、上記実施形態では、第１支持部材上に第２支持部材を配置し、第２支持部材上にレール部材を配置する例について示したが、本発明はこれに限らない。第２支持部材を設けず、第１支持部材上にレール部材を配置してもよい。

また、上記実施形態では、柱を挟むように一対のレール部材を設けるとともに、一対のレール部材のそれぞれにロボットアームを載置する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、１つのロボットアームを用いて溶接を行う場合、図１に示した一対のレール部材のうちの１つだけを設けてもよい。この場合、突合せ部分の半周を溶接した後、レール部材を柱の反対側に付け直し、突合せ部分の残り半周を同じロボットアームによって溶接してもよい。このとき、上記実施形態のように、第１支持部材の長手方向の両側にレール部材（または第２支持部材を介してレール部材）を固定できるように構成してもよい。また、例えば、２つの対向するフランジとフランジ同士を連結するウェブとを有するＨ形鋼柱を溶接する場合、一方のフランジに沿ってレール部材を配置すれば、レール部材を柱の反対側に付け直さなくても、１つのロボットアームによって突合せ部分１ａの全域を溶接することができる。

また、上記実施形態では、支持部材構造体（第２支持部材）が、弦材３１と、弦材３１に対して傾斜して配置される斜材３３と、弦材３１に対して垂直に配置される補強材３４と、を含むトラス構造に形成されている例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、支持部材構造体（第２支持部材）が、斜材３３を含まず、弦材３１と、弦材３１に対して垂直に配置される補強材３４と、を含むフィーレンディールトラス構造に形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、支持部材構造体（第２支持部材）の外形が四角柱形状である例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、支持部材構造体（第２支持部材）の外形が、三角柱形状であってもよいし、円柱の一部を切り取った（例えば断面が半円）形状であってもよい。この場合、支持部材構造体（第２支持部材）の外形は、下方に向かって広がるように形成されていることが好ましい。

また、上記実施形態では、第１支持部材が断面Ｈ形状に形成されているとともに、第２支持部材がトラス構造に形成されている例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、第１支持部材がトラス構造に形成されているとともに第２支持部材が断面Ｈ形状に形成されていてもよい。また、第１支持部材および第２支持部材の両方が、断面Ｈ形状またはトラス構造に形成されていてもよい。

１：柱、１ａ：突合せ部分、１ｂ：外面、１０：取付治具、２０：第１支持部材、２８：ケーブル避け部材、３０：第２支持部材、３１：弦材、３４：補強材、３５，３７：取付片、３５ａ，３７ａ：貫通穴（取付位置調整部）、４０：レール部材、５０：固定部材、５１：第１取付具、５１ｂ：突出部、５１ｅ：ネジ穴（取付位置調整部）、５２：第２取付具、８０：ロボットアーム、８９：ケーブル、９０：台車

Claims (8)

1. 上下に配置された鋼柱からなる柱同士の突合せ部分の溶接に用いられるロボットアームを前記柱に取り付けるための取付治具であって、
   前記ロボットアームを支持する一対の第１支持部材と、前記一対の第１支持部材に支持され、前記ロボットアームが載置される台車の走行を案内するレール部材と、を備え、
   前記一対の第１支持部材は、水平な第１方向に延びるとともに前記柱を挟むように、前記柱の外面に着脱可能に固定され、
   前記レール部材は、前記第１方向と交差する水平な第２方向に延びるように、前記一対の第１支持部材に跨って固定されることを特徴とする取付治具。
2. 前記第２方向に延びるように前記一対の第１支持部材に跨って固定される第２支持部材をさらに備え、
   前記第２支持部材は、前記レール部材を支持することを特徴とする請求項１に記載の取付治具。
3. 前記第２支持部材は、前記第２方向に延びる複数の弦材と、前記第２方向において同じ位置で前記複数の弦材の周りを１周するように、前記弦材に対して垂直に配置されるとともに、隣接する前記弦材同士を接続する複数の補強材と、を有するトラス構造に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の取付治具。
4. 前記第２支持部材を前記第１支持部材に固定するための固定部材をさらに備え、
   前記固定部材は、前記第１支持部材に取り付けられる板状の第１取付具と、前記第２支持部材を前記第１取付具に固定する第２取付具と、を含み、
   前記第１取付具は、前記第１支持部材の幅方向の両側に突出する突出部を有し、
   前記第１取付具の前記突出部には、前記第２取付具の取付位置を前記第１支持部材の幅方向に沿って調整する取付位置調整部が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の取付治具。
5. 前記第２支持部材には、前記第２方向に沿って延びるとともに前記第１支持部材に取り付けられる取付片が一体で設けられており、
   前記取付片には、前記第１支持部材に対する取付位置を前記第２方向に沿って調整する取付位置調整部が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の取付治具。
6. 前記第２支持部材は、前記一対の第１支持部材同士の間において分割可能に形成されていることを特徴とする請求項２～５のいずれか１項に記載の取付治具。
7. 前記第１支持部材の両端部には、前記第１支持部材の幅方向の外側に突出し、前記ロボットアームに接続されたケーブルが前記第１支持部材に接触するのを回避するケーブル避け部材が設けられてことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の取付治具。
8. 前記レール部材は、一対設けられており、
   前記一対のレール部材は、前記第２方向に延びるとともに前記柱を挟むように、前記一対の第１支持部材に跨って固定されることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の取付治具。

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