JPH05318182A - 仮溶接位置決め治具装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 住宅の屋根トラス等の組立に使用される。多
数の種類のトラスの仮溶接位置決めに使用でき、かつト
ラスの品種変更に際する段取り替えが短時間で行えるよ
うにする。 【構成】 架台１上に、２等辺三角形の底辺をなす下弦
材用治具フレーム２と、残り２辺をなす山形の上弦材用
治具フレーム３とを設置する。各治具フレーム２，３
に、接続トラス位置決め具４および端部トラス位置決め
具５を設ける。上弦材用治具フレーム３は、その頂角の
２等分線方向にトラス高さ移動モータ７と送りねじ１２
とで移動可能とする。各トラス位置決め具４，５は、ト
ラス構成材７１の接続部のクランプ装置を備えたもので
ある。これらトラス位置決め具４，５は、２本の送りね
じ３１，３２を貫通させ、モータ３３，３４による駆動
で移動可能とする。また、その移動方向をトラス位置決
め具４，５に内蔵の正逆クラッチで選択可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、住宅等の建物におけ
る屋根トラスの組立時に仮溶接のために各トラス構成材
を位置決めする仮溶接位置決め治具装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨造住宅における屋根トラスは、図１
１に一例を示すように、各々軽量形鋼からなる下弦材，
上弦材，斜材，束材等のトラス構成材７１を、接合板７
２と共に各接合部で溶接してトラス７０に組立てられ
る。組立に際して、各トラス構成材７１は、相互に位置
決めして仮溶接し、その後に本溶接を行う。

【０００３】従来、このような仮溶接時の位置決めに図
１０に示す位置決め治具７３を用いている。位置決め治
具７３は、トラス７０と同様な大きさの治具フレーム７
４に、トラス７０の各接合部でトラス構成材７１を接合
板７２（図１１）と共に位置決め状態にクランプするハ
ンドクランプ装置７５を設けたものである。トラス７０
は、１棟の建物における各部や、別の建物に使用するた
めに、各種の大きさ，形状のものが必要になるが、図１
０の位置決め治具７３は、クランプ装置７５の位置が固
定されたものであるため、１または２種類程度のトラス
７０にしか使用できない。そのため、位置決め治具７３
は、トラス７０の形状や大きさに応じた各種のものが準
備される。

【０００４】図９は、図１０の位置決め治具７３を使用
したトラス組立ラインを示す。この例ではＡラインとＢ
ラインの２列に配置している。位置決め治具７３は、仮
溶接位置Ｑにおいて、架台（図示せず）上に着脱可能に
設置され、仮溶接位置Ｑに続いて、本溶接作業台７６お
よび完成品ストック台７７が設置されている。この組立
ラインは、例えば２０種類程度のトラス７０の組立に使
用するものであり、不使用の位置決め治具７３は、仮溶
接位置Ｑの近傍の保管場所Ｓに立ち姿勢で並べて保管さ
れる。

【０００５】図９の生産ラインでは、まず仮溶接位置Ｑ
の位置決め治具７３上で、図１０のように各トラス構成
材７１を位置決めおよびクランプして各接合部を仮溶接
し、トラス形状に組み立てる。この仮溶接されたトラス
７０を、本溶接作業台７６上に運び、その上で作業者に
より本溶接を行う。本溶接は、トラス７０の裏面側の溶
接については、トラス７０を反転させて行う。このよう
に完成したトラス７０を完成品ストック台７７上にスト
ックする。

【０００６】生産するトラス７０の種類を変更する場合
は、仮溶接位置Ｑの位置決め治具７３をストック場所Ｓ
に保管されたものと交換する。位置決め治具７３は、ト
ラス７０の全体を堅固に支持できる大形状の重量物であ
るため、その交換は工場内の天井クレーン等を用いて行
う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の位
置決め治具７３は、１〜２種類のトラス７０にしか使用
できず、トラス７０の品種を変えるときには、位置決め
治具７３の全体の交換が必要になる。しかも、位置決め
治具７３は作業者では運搬できない重量物であり、天井
クレーンによる取扱が必要になる。これらのため、トラ
ス７０の品種変更に際する段取り替えに、例えば１時間
以上の長時間を必要としていた。そのため、生産性が悪
く、また出荷作業や在庫管理に有利な邸棟別生産等を行
うことができなかった。また、このように段取り替えに
長時間を要するため、生産ラインを増やす必要があって
ライン面積が広くなり、しかも多数の位置決め治具７３
を保管しておく場所Ｓが必要で、これによっても占有床
面積が広くなるという問題点があった。

【０００８】この発明の目的は、多品種のトラスの仮溶
接位置決めに使用でき、かつトラスの品種変更に際する
段取り替えが短時間で行える仮溶接位置決め治具装置を
提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の仮溶接位置決
め治具装置は、２等辺三角形の底辺をなす下弦材用治具
フレーム（２）と、残り２辺をなす山形の上弦材用治具
フレーム（３）とを、互いに上弦材用治具フレーム
（３）の頂角の２等分線方向に移動可能に架台（１）に
設置して構成される。前記各治具フレーム（２），
（３）には、トラス構成材（７１）相互の各接合部を各
々位置決めおよびクランプする複数のトラス位置決め具
（４），（５）を設ける。これら各トラス位置決め具
（４），（５）は、治具フレーム（２），（３）の長手
方向に沿って移動自在とし、これを進退移動させる位置
決め具進退駆動装置（３０）を設ける。

【００１０】

【作用】各トラス構成材（７１）は、相互間の接合部を
各治具フレーム（２），（３）のトラス位置決め具
（４），（５）に位置決め状態に配置し、クランプさせ
る。この状態で、トラス構成材（７１）の接合部を仮溶
接する。トラス（７０）の品種を変えるときは、下弦材
用治具フレーム（２）に対して上弦材用治具フレーム
（３）をその頂角の２等分線方向（ａ）に移動させ、こ
れら治具フレーム（２），（３）間に形成される三角形
状部分を縮小または拡大する。これと共に、各トラス位
置決め具（４），（５）を位置決め具進退駆動装置（３
０）により治具フレーム（２），（３）の希望箇所に移
動させる。このようにして、１台の仮溶接位置決め治具
装置で多品種のトラス（７０）に使用でき、しかも治具
フレーム（３）およびトラス位置決め具（４），（５）
を移動させるだけで段取り替えが行え、迅速に段取り替
えが行える。

【００１１】

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図８に基づ
いて説明する。この仮溶接位置決め治具装置は、架台１
上に下弦材用治具フレーム２および上弦材用治具フレー
ム３を設置すると共に、これら各治具フレーム２，３
に、多数の接続トラス位置決め具４および２個の端部ト
ラス位置決め具５を、位置決め具進退駆動装置３０で各
々位置変更可能に設けて構成される。

【００１２】下弦材用治具フレーム２と上弦材用治具フ
レーム３とは相互に２等辺三角形を成し、下弦材用治具
フレーム２はその底辺となる直線状に、上弦材用治具フ
レーム３は残りの２辺となる山形に各々形成されてい
る。上弦材用治具フレーム３は、２本の直線状フレーム
材３ａ，３ｂを頂部接合材６で接合して形成される。

【００１３】下弦材用治具フレーム２は両端が架台１に
固定され、中間の２箇所に完成トラス押し上げシリンダ
８が設置されている。山形の上弦材用治具フレーム３
は、両端が下弦材用治具フレーム２の下側で交差するよ
うに架台１上に配置され、両側２本の送りねじ１２と中
央のトラス高さ調整モータ７とで図２に実線で示す最高
位置から鎖線で示す最低位置まで頂角の２等分線方向ａ
に進退移動可能である。モータ７から両側の送りねじ１
２には、ベベルギヤと回転伝達軸（図示せず）とを介し
て回転伝達され、各送りねじ１２は上弦材用治具フレー
ム３の下面に設けられたナット部材（図示せず）に螺合
する。なお、架台１には上弦材用治具フレーム３の移動
方向を前記ａ方向に案内するガイド部材（図示せず）が
設けてある。また、上弦材用治具フレーム３の両フレー
ム材３ａ，３ｂの中間部間にわたって富士形トラス用治
具９が着脱可能であり、図８（Ｃ）の富士形トラス７０
の場合に取付けられる。

【００１４】架台１は、図３に示すように固定台１ａに
傾斜台１ｂを支軸１０回りで傾動可能に設置したもので
あり、傾斜上側の端部に連結したリンク機構１１を傾斜
角度調整ハンドル１３で屈曲操作することにより、傾斜
台１ｂの傾斜角度が調整可能である。前記調整ハンドル
１３は、リンク機構１１のリンク連結部のナットに螺合
する送りねじ（図示せず）を回転させるものである。前
記の下弦材用治具フレーム２および上弦材用治具フレー
ム３は傾斜台１ｂ上に設置してあり、したがってこれら
治具フレーム２，３の傾斜角度をハンドル１３で調整す
ることができる。

【００１５】図４は、図１の上弦材用治具フレーム３に
おける頂部接合材６上に設置された棟部位置決め具１４
を示す。棟部位置決め具１４は、２枚の決め板１５，１
６を有し、図の上側の位置決め板１５にトラス上弦材と
なる２本のトラス構成材７１と、斜材および束材となる
３本のトラス構成材７１とが位置決めされる。この場合
に、上弦材となるトラス構成材７１に設けられた接合ア
ングル片７８は、位置決めアングル１７のマグネット１
７ａで吸着され、長手方向に位置決めされる。トラス棟
部の接合板７２ａは、位置決めブロック１８で位置決め
される。図の下側の位置決め板１６には、斜材および束
材となるトラス構成材７１を各々嵌め込む位置決めブロ
ック１９，２０が設けてある。

【００１６】図１の下弦材用治具フレーム２における中
央部２個の接続トラス位置決め具４は、図５に示す位置
決め手段を有している。すなわち、進退台２０に設けた
位置決め板２１上に、斜材および束材となるトラス構成
材７１を各々嵌め込む位置決めブロック２２，２３を設
けると共に、これらトラス構成材７１を下弦材となるト
ラス構成材７１および両面の接合板７２と共にクランプ
するクランプ装置２４を設けて構成される。クランプ装
置２４は、クランプアーム２５をロータリアクチュエー
タ２６で開閉回動させるものであり、クランプアーム２
５には接合板７２を吸着する磁石２６が設けてある。ま
た、位置決め板２１上にも、下側の接合板７２を吸着し
て位置決めする磁石２７が設けてある。

【００１７】図１の他の各位置の接続トラス位置決め具
４および端部トラス位置決め具５については、その詳細
な図示を省略するが、図５の例と同様に各種の位置決め
ブロックやクランプ装置が設けられている。

【００１８】位置決め具進退駆動装置３０につき説明す
る。位置決め具進退駆動装置３０は、下弦材用治具フレ
ーム２および上弦材用治具フレーム３の２辺に各々設け
てあり、各辺に沿って各々２本ずつ平行に設けた送りね
じ３１，３２と、その駆動用のトラス幅移動モータ３３
または斜辺移動モータ３４と、各位置決め具４，５に２
個ずつ内蔵した後述の正逆クラッチ５１，５２（図５〜
図７）とで各々構成される。各辺の２本の送りねじ３
１，３２は、各々１個のモータ３３（または３４）によ
り、互いに逆方向に回転させられる。

【００１９】図６および図７は、接続トラス位置決め具
４の断面図である。端部トラス位置決め具５の内部構造
も、図６および図７と同様な構造になっている。接続ト
ラス位置決め具４における進退台２０は、治具フレーム
２の直進ガイド３５にリニアベアリング３６を介して進
退自在に設置され、前記２本の送りねじ３１，３２が貫
通している。進退台２０には、２個のリング状のクラッ
チ部材３７，３８を各々回転自在に設け、その内径面に
設けたナット３９，４０を各送りねじ３１，３２に螺合
させてある。各クラッチ部材３７，３８の回転自在な支
持は、両面でスラスト玉軸受４７（図７）により行って
いる。

【００２０】各クラッチ部材３７，３８は、外径面に複
数個（例えば８個）の係合凹部４１を設けたものであ
り、この係合凹部４１に係合ピン４２がクラッチ作動シ
リンダ４４の伸縮によって係脱される。各係合ピン４２
は、ピン案内部材４５のガイド孔４６に進退自在に嵌合
している。クラッチ作動シリンダ４４の作動流体供給路
は、電磁弁（図示せず）で開閉される。

【００２１】各正逆クラッチ５１，５２は、係合ピン４
２の非係合状態では、各クラッチ部材３７，３８が回転
自在であり、そのため各送りねじ３１，３２が回転して
も、クラッチ部材３７，３８が空回りを行い、トラス位
置決め具４の進退は行われない。図６に示すように、一
方の正逆クラッチ５２の係合ピン４２をクラッチ部材３
８の係合凹部４１に係合させると、クラッチ部材３８が
回転止め状態となるため、そのナット４０に螺合した送
りねじ３２の回転によりトラス位置決め具４が移動させ
られる。

【００２２】２本の送りねじ３１，３２は互いに逆方向
に回転するため、上側のクラッチ部材３７を係合させる
とトラス位置決め具４の移動方向が前記と逆方向とな
る。そのため、これら２本の送りねじ３２，３２によ
り、下弦材用治具フレーム２および上弦材用治具フレー
ム３の各辺に複数個設けられた任意の接続トラス位置決
め具４および端部トラス位置決め具５を各々独立して任
意位置に移動させることができる。

【００２３】なお、この仮溶接位置決め治具装置の制御
装置は、例えば操作パネル（図示せず）にトラス高さ移
動モータ７による上弦材用治具フレーム３の進退位置
と、各接続トラス位置決め具４の位置とをディジタル表
示し、かつこれら上弦材用治具フレーム３の位置と接続
トラス位置決め具４の位置とを寸法データの入力により
制御可能なものとする。この場合に、各モータ７，３
３，３４には、停止位置の制御および現在位置の表示の
ために、エンコーダ等の位置検出器を設けておく。端部
トラス位置決め具５の位置は、上弦材用治具フレーム３
の進退位置に従い、常に上弦材用治具フレーム３と下弦
材用治具フレーム２との交差位置に来るように設定して
おく。

【００２４】次に、上記構成の仮溶接位置決め治具装置
の使用方法および動作を説明する。図１は、この仮溶接
位置決め治具装置を使用できる最大のトラス７０、すな
わち図８（Ａ）に示す構成のトラス７０を組み立てると
きの状態を示す。各トラス構成材７１は、下弦材用治具
フレーム２および上弦材用治具フレーム３における各接
続トラス位置決め具４および端部トラス位置決め具５に
より、部材相互の接続部をクランプする。このとき、各
トラス構成材７１および接続板７２は、各位置決め具
４，５に設けられた位置決めブロック等で位置決めさ
れ、かつクランプアーム２５等でクランプされる。クラ
ンプ動作は、例えば全トラス構成材７１の配置完了後に
スイッチ操作で同時に自動的に行わせる。

【００２５】このクランプ状態で、トラス構成材７１の
各接続部を点付け溶接等で仮溶接し、トラス７０の形状
に組み立てる。仮溶接の終了したトラス７０は、各トラ
ス位置決め具４，５によるクランプの解除の後、完成ト
ラス押し上げシリンダ８で押し上げ、作業者により取り
出す。取り出したトラス７０は、別の場所に運んで本溶
接を行う。

【００２６】トラス７０の品種を切り換えるときは、新
たなトラス７０の大きさに応じた位置に上弦材用治具フ
レーム３をトラス高さ移動モータ７で移動させ、かつ各
接続トラス位置決め具４および端部トラス位置決め具５
の位置を、そのトラス構成材７１の接続部の位置へトラ
ス位置決め具進退駆動装置３０で移動させる。例えば、
図８（Ｂ）に示す最小のトラス７０の場合は、上弦材用
治具フレーム３を図２に鎖線で示す位置へ移動させる。
図８（Ｂ）のトラス７０の場合、部材接続箇所が少ない
ために、接続トラス位置決め具４が余ることになるが、
余った接続トラス位置決め具４は邪魔にならない任意の
箇所に退避させておく。移動順序は、小さなトラスに変
更する場合は、上弦材用治具フレーム３の移動よりも先
に接続トラス位置決め具４の移動を行う。

【００２７】この仮溶接位置決め治具装置によると、こ
のようにトラス７０の形状，大きさに応じて、モータ駆
動で上弦材用治具フレーム３の位置および各トラス位置
決め具４，５の位置を自由に移動させることができる。
そのため、１台で多数の品種のトラス７０に使用でき、
しかもトラス７０の品種変更に際しての段取り替えが迅
速に行える。例えば、前記のように操作パネルで寸法入
力を行うことによりトラス位置決め具４，５等の位置変
更を自動的に行わせるようにしてあると、数十秒程度で
段取り替えが完了する。このように段取り替えが非常に
簡単で、かつ迅速に行えるため、連続して多品種のトラ
ス７０の生産を行うことも可能になり、多品種の屋根ト
ラス７０を使用する建物につき、邸別生産も実現でき
る。さらに、このように段取り替えが迅速に行えて生産
性が向上するため、生産ラインを減らしてライン面積を
節減でき、また従来の不使用治具の保管場所等も不要と
なる。

【００２８】さらに、この仮溶接位置決め治具装置は、
各トラス位置決め具４，５におけるクランプをスイッチ
入力だけで自動的に行えるようにしたため、同一種類の
トラス７０を生産する場合の仮溶接位置決め時間が短縮
できる。

【００２９】なお、前記実施例では上弦材用治具フレー
ム３を移動させるようにしたが、上弦材用治具フレーム
３を固定として下弦材用治具フレーム２を移動させるよ
うにしても良い。また、前記実施例では各トラス位置決
め具４，５等の位置データをオペレータが入力操作する
ようにしたが、トラス種類の入力を行うだけで、上弦材
用治具フレーム３や各トラス位置決め具４，５の位置等
が全て定まるように、位置データの登録手段を制御装置
に設けても良い。さらに、各トラス毎に準備されるカー
ド型の記録媒体等に必要な位置データを記憶させ、これ
を読み取らせて制御するものとしても良い。これらによ
って、より一層段取り替えが容易となり、生産能率が向
上する。

【００３０】

【発明の効果】この仮溶接位置決め治具装置は、下弦材
用治具フレームに対して上弦材用治具フレームをその頂
角の２等分線方向に移動可能に設けると共に、各治具フ
レームにトラス位置決め具をトラス位置決め具進退駆動
装置によって移動自在に設置したため、１台で多品種の
トラスに使用でき、しかも段取り替えが迅速に行えると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる仮溶接位置決め治
具装置のトラス配置状態を示す平面図である。

【図２】そのトラス非配置状態の平面図である。

【図３】同仮溶接位置決め治具装置の側面図である。

【図４】同仮溶接位置決め治具装置における上弦材用治
具フレームの頂部を拡大して示す平面図および側面図で
ある。

【図５】その接続トラス位置決め具の平面図および側面
図である。

【図６】同接続トラス位置決め具の拡大破断側面図であ
る。

【図７】同接続トラス位置決め具の拡大破断平面図であ
る。

【図８】同仮溶接位置決め治具装置を使用して組立てる
トラスの各例の正面図である。

【図９】従来のトラス生産ラインのレイアウト図であ
る。

【図１０】従来の仮溶接位置決め治具装置の平面図であ
る。

【図１１】同治具を用いて組み立てるトラスの正面図で
ある。

【符号の説明】

１…架台、２…下弦材用治具フレーム、３…上弦材用治
具フレーム、４…接続トラス位置決め具、５…端部トラ
ス位置決め具、７…トラス高さ移動モータ、１２…送り
ねじ、２５…クランプアーム、３０…トラス位置決め具
進退駆動装置、３１，３２…送りねじ、３３…トラス幅
移動モータ、３４…斜辺移動モータ、５１，５２…正逆
クラッチ、７０…トラス、７１…トラス構成材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｇ 21/18 Ｃ 7228−2Ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２等辺三角形の底辺をなす下弦材用治具
   フレームと、残り２辺をなす山形の上弦材用治具フレー
   ムとを、互いに上弦材用治具フレームの頂角の２等分線
   方向に移動可能に架台に設置し、前記各治具フレーム
   に、トラス構成材相互の各接合部を各々クランプする複
   数のトラス位置決め具を設け、これら各トラス位置決め
   具を前記治具フレームの長手方向に沿って移動させる位
   置決め具進退駆動装置を設けた仮溶接位置決め治具装
   置。