JPH1052794A - 桁材の組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】橋梁や建物の桁材として用いるＩ形鋼或いはＨ
形鋼を製造する際に、ウエブ材の両端に２枚のフランジ
材を一工程で溶接することで、工期の短縮をはかる。 【解決手段】ウエブ材１を搬送するウエブ搬送装置３を
中心に配置すると共に、該搬送装置３の両側にフランジ
材２を水平状態及び傾斜部材４ｃを駆動して90度傾斜さ
せた垂直状態で搬送するフランジ搬送装置４を配置して
前面搬送部Ｂを構成する。溶接部Ａは前面搬送部Ｂから
搬送された水平なウエブ材１及び該ウエブ材１の両端に
垂直に配置されたフランジ材２を圧接させる押圧部材６
を有し、且つウエブ材１とフランジ材２の交差部に臨ま
せて配置された４台の溶接トーチ７を有する。後面搬送
部Ｃは、前面搬送部Ｂのウエブ搬送装置３と同様に構成
されたローラーコンベア11を有し、該コンベア11のロー
ラー11ａによって組み立てられた桁材Ｄを搬送して排出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、橋梁に於けるプレート
ガーターや建築物の鉄骨に於ける梁或いはクレーンガー
ター等に使用される溶接構造のＩ形鋼やＨ形鋼からなる
桁材の組立装置に関し、特に、ウエブ材の両端に一度に
夫々フランジ材を溶接することで生産の合理化をはかる
ことが出来る桁材の組立装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】橋梁や高層建築物等では桁材として、高
さが1500mm以上で且つフランジの幅が250 mm以上になる
大型のＩ形鋼やＨ形鋼を用いることがある。このような
形鋼は予め設定された寸法を持って切断されたウエブ材
とフランジ材を溶接して生産される。大型のＩ形鋼やＨ
形鋼を溶接して生産する場合、予めウエブ材とフランジ
材の交差部に千鳥状に仮溶接して仮組立を行った後、本
溶接を行うのが一般的である。

【０００３】ウエブ材とフランジ材を溶接する技術とし
て、例えば特公平7-41415 号公報に開示された「変断面
溶接Ｈ型鋼の組立溶接装置」がある。この技術は、水平
に保持したウエブ部材の幅寸法に対応して水平方向に位
置調整可能な複数の駆動ローラ装置を設けると共に、立
ち上げ装置によって垂直に立ち上げられたフランジ部材
の下縁部を保持する上下方向に移動可能な駆動ガイドロ
ーラ装置とからなる搬送部と、ウエブ部材とフランジ部
材とを組立溶接する溶接トーチを有する組立部と、フラ
ンジ部材を組立溶接したウエブ部材を反転する反転機構
とを備えて構成されており、前記搬送部には水平方向に
移動可能に構成されフランジ部材をウエブ部材の側縁部
に押圧保持するウエブガイドローラ装置が配設され、組
立部には水平方向に移動可能に構成されフランジ部材の
上下両側縁に当接すると共に該フランジ部材をウエブ部
材の側縁部に対して芯合わせするフランジガイドローラ
装置を設け、更に、水平方向に移動可能に構成され搬送
部のウエブガイドローラ装置と共働してウエブ部材の一
側縁を保持するウエブガイドローラ装置を設け、前記駆
動ガイドローラ装置，フランジガイドローラ装置，ウエ
ブガイドローラ装置をウエブ部材及びフランジ部材の側
縁形状に沿って操作するものである。

【０００４】上記組立溶接装置では、ウエブ部材及びフ
ランジ部材の側縁形状が複数の直線或いは曲線によって
構成されるようなＨ型鋼を製造する場合、ウエブ部材の
一方の側縁にフランジ部材を溶接してＴ字状の中間製品
を構成し、その後、前記中間製品を反転させて他方の側
縁にフランジ部材を溶接してＨ型鋼を製造することが出
来る。そして溶接の進行に伴って各ガイドローラを予め
設定されたウエブ部材及びフランジ部材の側縁形状に沿
って操作することで、ウエブ部材に対するフランジ部材
の押圧を保持することが出来る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記技術で
は、ウエブ部材に対するフランジ部材の溶接を片側ずつ
行うため、溶接時間や搬送時間及び中間製品を反転させ
る時間等の段取り時間が掛かるという問題がある。特
に、中間製品を反転させる場合、反転機構が必須であ
り、反転に要する作業や反転後の中間製品の芯出し作業
等に要する時間が大きくなる虞がある。

【０００６】本発明の目的は、一工程でウエブ材の両側
にフランジ材を溶接することが出来る桁材の組立装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る桁材の組立装置は、水平に配置したウエ
ブ材の両端に垂直に配置したフランジ材を押圧して搬送
する過程で両者を溶接して桁材を組み立てるための装置
であって、ウエブ材とフランジ材を溶接する溶接部と、
前記溶接部の搬送方向上流側に設けられた前面搬送部
と、前記溶接部の搬送方向下流側に設けられた後面搬送
部とからなり、前記前面搬送部は、ウエブ材を水平に保
持して搬送するウエブ搬送ローラーと該ウエブ搬送ロー
ラーを上下方向に移動させて高さを設定するウエブ搬送
ローラー高さ設定部材とを有するウエブ搬送装置と、前
記ウエブ搬送装置の両側に配置されフランジ材を水平に
保持して搬送する水平搬送ローラーと該水平搬送ローラ
ーと直交する方向で且つウエブ搬送装置側に配置されフ
ランジ材を垂直に保持して搬送する垂直搬送ローラーと
前記水平搬送ローラー及び垂直搬送ローラーをウエブ搬
送装置側に90度傾斜させる傾斜装置とを有する一対のフ
ランジ搬送装置とによって構成され、前記溶接部は、前
面搬送部から搬送されるウエブ材の両端縁に垂直に配置
されたフランジ材を押圧して該フランジ材をウエブ材に
圧接させる押圧部材と、ウエブ材とフランジ材との交差
部に臨ませて配置された４台の溶接トーチとによって構
成され、前記後面搬送部は、組み立てられて溶接部から
排出された桁材のウエブを載置して搬送する桁材搬送ロ
ーラーと該桁材搬送ローラーを上下方向に移動させて高
さを設定する桁材搬送ローラー高さ設定部材とによって
構成されたものである。

【０００８】上記桁材の組立装置では、前面搬送部に設
けたウエブ搬送装置によって水平に保持されたウエブを
搬送すると共に上下方向の位置を設定することが出来
る。またウエブ搬送装置の両側に設けた一対のフランジ
搬送装置によって夫々フランジ材を水平に保持して搬送
し、傾斜装置を駆動して水平状に搬送されたフランジ材
を90度傾斜させてウエブ材の両端に当接させて溶接部に
搬送することが出来る。

【０００９】溶接部では、押圧部材によってウエブ材の
両端にフランジ材を圧接させ、この状態で搬送しつつ、
ウエブ材とフランジ材の交差部に臨ませた溶接トーチを
作動させることで、ウエブ材とフランジ材を溶接して組
み立てることが出来る。そして後面搬送部では、桁材搬
送ローラーに組み立てられた桁材のウエブを載置して搬
送することで排出することが出来る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、上記桁材の組立装置の好ま
しい実施形態について図を用いて説明する。図１は本組
立装置の平面図、図２は本組立装置に於ける溶接部の構
成を説明する図であり、図１のII−II断面図、図３は本
組立装置に於ける溶接部の構成を説明する図であり、図
１の III−III 断面図、図４は前面搬送部の構成を説明
する図であり、図１のIV−IV矢視図、図５は後面搬送部
の構成を説明する図であり、図１のＶ−Ｖ矢視図であ
る。

【００１１】本発明に係る桁材の組立装置は、ウエブ寸
法が1500mm〜3000mm、フランジ寸法が250 mm〜1000mmの
範囲にあるＩ形或いはＨ形の大型の桁材を製造するに際
し、ウエブ材の両端に夫々フランジ材を圧接させて搬送
しつつ、４台の溶接トーチを作動させてウエブ材とフラ
ンジ材の交差部を溶接して組み立てを行うものである。

【００１２】本実施例に係る組立装置は、図１に示すよ
うに、ウエブ材とフランジ材に対する溶接を行って桁材
の組み立てを行う溶接部Ａと、溶接部Ａよりも搬送方向
上流側に設けられウエブ材とフランジ材を搬送すると共
にフランジ材を垂直に傾斜させてウエブ材に当接させる
前面搬送部Ｂと、溶接部Ａよりも搬送方向下流側に設け
られ組み立てられた桁材を搬送する後面搬送部Ｃとを有
して構成されている。以下、材料の流れに従って組立装
置の全体構成を説明する。

【００１３】前面搬送部Ｂは、予め設定された寸法を持
った１枚のウエブ材１と２枚のフランジ材２を夫々異な
る搬送装置によって搬送すると共に、フランジ材２を90
度傾斜させてウエブ材１の端部に当接させて溶接部Ａに
供給する機能を有するものである。このため、前面搬送
部Ｂは、図１，図４に示すように、 中央に配置されウ
エブ搬送装置３と、ウエブ搬送装置３と平行に且つ該搬
送装置３の両側に配置された一対のフランジ搬送装置４
とを有して構成されている。

【００１４】ウエブ搬送装置３は、ウエブ材１を水平に
保持して搬送するものであり、ウエブ搬送ローラーとな
る多数のローラー３ａを有し、全てのローラー３ａ或い
は選択された複数のローラー３ａを図示しない駆動装置
によって駆動するローラーコンベアとして構成されてい
る。

【００１５】通常、ローラーコンベアの幅寸法は被搬送
物の寸法よりも大きい。しかし、本実施例のウエブ搬送
装置３では搬送されるウエブ材１の両端にフランジ材２
を当接させる必要があるため、ローラー３ａの長さはウ
エブ材１の寸法よりも小さく構成されている。前述した
ようにウエブ材１の寸法は1500mm〜3000mmと大きく、且
つ２倍の範囲内にある。このため、1500mmよりも短いロ
ーラーを用いて全てのウエブ材１に対応することは、搬
送中のウエブ材１の不安定化をまねき困難である。

【００１６】従って、本実施例では、ウエブ材１の最小
寸法の１／２よりも小さい２本のローラー３ａを夫々台
車３ｂに搭載すると共に、該台車３ｂを装置芯５を中心
として離隔又は接近する方向（ローラー３ａの軸方向）
に移動し得るように構成している。ローラー３ａを台車
３ｂに搭載することによって、搬送すべきウエブ材１の
寸法に応じて台車３ｂを移動させることで、常に安定し
た搬送状態を維持することが可能である。

【００１７】ウエブ搬送装置３は、ウエブ材１の厚さの
変化やフランジ材２の寸法の変化に対応させてパスライ
ンのレベルを変化させるように構成されている。このた
め、ウエブ搬送装置３を構成するローラー３ａは、ウエ
ブ搬送ローラー高さ設定部材となる高さ設定部材３ｃを
介して台車３ｂに搭載されている。

【００１８】高さ設定部材３ｃは、ローラー３ａに係る
重量を支持すると共に該ローラー３ａを昇降させてロー
ラートップ（パスライン）のレベルを所望の値に保持す
るものであり、例えばラックピニオン，油圧シリンダー
或いはパンタグラフ等の昇降装置によって構成されてい
る。

【００１９】ウエブ搬送装置３の両側には勝手違いに構
成した２台のフランジ搬送装置４が夫々配置されてい
る。このフランジ搬送装置４は、フランジ材２を水平の
状態で搬送する水平搬送ローラーとなる水平ローラー４
ａと、フランジ材２を90度に傾斜させて垂直にしたとき
該フランジ材２の端部と接触して搬送する垂直搬送ロー
ラーとなる垂直ローラー４ｂと、水平ローラー４ａ及び
垂直ローラー４ｂを90度傾斜させる傾斜部材４ｃとを有
して構成されている。また前記各ローラー４ａ，４ｂは
傾斜部材４ｃに駆動されて回動支点４ｄを中心に回動す
るフレーム４ｅに設けられており、該フレーム４ｅはウ
エブ搬送装置３の高さ設定部材３ｃと同様に構成された
高さ設定部材４ｆを介して台車４ｇに搭載されている。

【００２０】垂直ローラー４ｂはフレーム４ｅに於ける
水平ローラー４ａのウエブ搬送装置３側に配置されてお
り、これらのローラー４ａ，４ｂは、全部又は選択的に
図示しない駆動装置に駆動されてフランジ材１を水平状
態で或いは垂直状態で溶接部Ａに向けて搬送し得るよう
に構成されている。また垂直ローラー４ｂとしてはフラ
ンジ材２を安定して搬送し得るように、先端に鍔４ｈを
設けた鍔付ローラーであることが好ましい。特に、フレ
ーム４ｅに於ける水平ローラー４ａのウエブ搬送装置３
と反対側に転倒防止装置４ｉを設けることが好ましい。

【００２１】傾斜部材４ｃは油圧シリンダーを用いて構
成されており、該シリンダー及びロッドが昇降装置４
ｆ，フレーム４ｅと接続されている。またフレーム４ｅ
のウエブ搬送装置３側に例えば軸等の回動支点４ｄが設
けられている。従って、油圧シリンダーに圧油を供給し
てロッドを突出させると、フレーム４ｅは回動支点４ｄ
を中心に回動する。そしてロッドが突出限に到達したと
き、フレーム４ｅが90度傾斜し、フランジ材２が垂直に
配置される。

【００２２】上記の如く構成された前面搬送部Ｂに於け
るウエブ材１，フランジ材２の搬送について説明する。
先ず、予め設定されたウエブ材１の寸法に応じてウエブ
搬送装置３の台車３ｂの間隔を設定すると共にローラー
３ａの高さを設定し、且つウエブ材１及びフランジ材２
の寸法に応じて一対のフランジ搬送装置４の台車４ｇを
夫々装置芯５から離隔させ、更に、フランジ材２の寸法
に応じて水平ローラー４ａの高さを設定し、その後、各
搬送装置３，４にウエブ材１とフランジ材２を供給す
る。

【００２３】次に、各搬送装置３，４のローラー３ａ及
び水平ローラー４ａを駆動してウエブ材１，フランジ材
２を水平状態で溶接部Ａに向けて搬送し、各材１，２の
長手方向を揃えて停止させる。この状態で、フランジ搬
送装置４の傾斜部材４ｃを駆動してフランジ材２を垂直
に配置し、台車４ｇを駆動して夫々ウエブ搬送装置３に
接近させる。更に、昇降装置４ｆを駆動してウエブ材１
に対するフランジ材２の上下方向の位置を調整する。

【００２４】上記操作を行うことで、ウエブ材１の両端
に夫々フランジ材２を接近或いは当接した状態に配置す
ることが可能である。

【００２５】溶接部Ａは、目的の桁材に対応する形状に
配置されたウエブ材１とフランジ材２の交差部に対し溶
接を施して組み立てする機能を有するものである。この
溶接部Ａは、ウエブ材１の端部にフランジ材２を圧接さ
せる押圧部材６と、ウエブ材１とフランジ材２の交差部
に臨む４台の溶接トーチ７とを有して構成されている。

【００２６】押圧部材６は、ウエブ材１に対向して配置
されフランジ材２を外側から押圧する加圧ローラー６ａ
と、加圧ローラー６ａを水平方向に付勢する油圧シリン
ダー（図示せず）とによって構成されている。この押圧
部材６は溶接トーチ７を中心として各材１，２の搬送方
向上流側及び下流側に合計４セットが配置されている。

【００２７】また溶接部Ａには、組み立て中のウエブ材
１を支持するために、前面搬送部Ｂに於けるウエブ搬送
装置３と同様に構成されたローラー８ａが配置されてお
り、このローラー８ａの上側に押さえローラー８ｂが配
置されている。また同様にフランジ材２を支持するため
に、前記ローラー８ａの両側に一対のフランジ搬送ロー
ラー９ａとフランジ押さえローラー９ｂが配置されてい
る。そして各ローラー８ａ，９ａに載置されたウエブ材
１，フランジ材２は、各押さえローラー８ｂ，９ｂによ
って押圧される。

【００２８】押圧部材６及び各ローラー対８ａ，８ｂ，
９ａ，９ｂを上記の如く構成することで、ローラー対８
ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂによってウエブ材１，フランジ
材２を拘束しつつ搬送すると共に、フランジ材２を押圧
部材６によってウエブ材１に圧接させて搬送することが
可能である。

【００２９】溶接トーチ７はウエブ材１とフランジ材２
の交差部を溶接して組み立てするものであり、２台の下
向き隅肉溶接用トーチと、２台の上向き隅肉溶接用トー
チを用いている。溶接トーチ７の機種は特に限定するも
のではないが、本実施例では安定して遠隔操作し得る炭
酸ガス溶接トーチを用いている。

【００３０】溶接部Ａの溶接トーチ７の配置位置よりも
下流側にストッパー10が設けられている。このストッパ
ー10は、桁材の組み立てに先立ってパスラインに突出
し、溶接部Ａに搬送されたウエブ材１及びフランジ材２
の長手方向の先端部に当接して各材１，２の位置決めを
行い、位置決めが終了した後、パスラインから離脱して
初期位置に退避するものである。このため、ストッパー
10はウエブ材１と当接するウエブストッパー10ａと、フ
ランジ材２と当接する一対のフランジストッパー10ｂと
を有して構成されている。

【００３１】上記の如く構成された溶接部Ａでは、前面
搬送部Ｂから搬送されたウエブ材１とフランジ材２の先
端位置をストッパー10によって設定し、且つ２枚のフラ
ンジ材２をウエブ材１の両端に圧接させて搬送し、この
搬送過程で上下に配置された溶接トーチ７を作動させて
ウエブ材１とフランジ材２の交差部を溶接して組み立て
を行うことが可能である。

【００３２】後面搬送部Ｃは溶接部Ａに於いて組み立て
られたＩ形，Ｈ形の桁材Ｄを搬送して排出するものであ
り、図５に示すように、前面搬送部Ｂのウエブ搬送装置
３と同様に構成されたローラーコンベア11によって構成
されている。即ち、後面搬送部Ｃを構成するローラーコ
ンベア11は、ウエブ材１の最小寸法の１／２よりも短い
ローラー11ａを高さ設定部材11ｃを介して搭載した２台
の台車11ｂを有して構成されている。そしてウエブ材１
の寸法に対応させて台車11ｂを装置芯５を中心として移
動させると共に、高さ設定部材11ｃを駆動してローラー
11ａを昇降させて溶接部Ａ及び前面搬送部Ｂのパスライ
ンと一致したレベルに設定している。後面搬送部Ｃに配
置されたローラー11ａは図示しない駆動装置によって選
択的に駆動されて桁材Ｄを搬送することが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
桁材の組立装置では、前面搬送部に於いてウエブ材とフ
ランジ材を夫々水平状態で搬送し、フランジ搬送装置の
傾斜部材を駆動してフランジ材を垂直に傾斜させてウエ
ブ材の両端に当接させることが出来る。そして溶接部で
は押圧部材によってフランジ材を押圧してウエブ材の両
端に圧接させ、この状態を維持してウエブ材及びフラン
ジ材を搬送しつつ溶接トーチを作動させることで、ウエ
ブ材とフランジ材の交差部を溶接して桁材を組み立てる
ことが出来る。

【００３４】上記の如く、ウエブ材の両端に一度に２枚
のフランジ材を溶接するため、溶接時間を削減すること
が可能となり、製造時間を短縮することが出来る。また
従来のように、ウエブ材の一方側に１枚のフランジ材を
溶接してＴ字状の中間製品を製造し、この中間製品を反
転させて再度フランジ材を溶接するような無駄を省くこ
とが出来る。このため、中間製品の反転機構が不要とな
り、コストを低減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本組立装置の平面図である。

【図２】本組立装置に於ける溶接部の構成を説明する図
であり、図１のII−II断面図である。

【図３】本組立装置に於ける溶接部の構成を説明する図
であり、図１の III−III 断面図である。

【図４】前面搬送部の構成を説明する図であり、図１の
IV−IV矢視図である。

【図５】後面搬送部の構成を説明する図であり、図１の
Ｖ−Ｖ矢視図である。

【符号の説明】

Ａ 溶接部 Ｂ 前面搬送部 Ｃ 後面搬送部 Ｄ 桁材 １ ウエブ材 ２ フランジ材 ３ ウエブ搬送装置 ３ａ，11ａ ローラー ３ｂ，４ｇ，11ｂ 台車 ３ｃ，４ｆ，11ｃ 高さ設定部材 ４ フランジ搬送装置 ４ａ 水平ローラー ４ｂ 垂直ローラー ４ｃ 傾斜部材 ４ｄ 回動支点 ４ｅ フレーム ５ 装置芯 ６ 押圧部材 ６ａ 加圧ローラー ７ 溶接トーチ ８ａ ローラー ８ｂ 押さえローラー ９ａ フランジ搬送ローラー ９ｂ フランジ押さえローラー 10 ストッパー 11 ローラーコンベア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０１Ｄ 21/00 Ｅ０１Ｄ 21/00 Ｅ０４Ｇ 21/16 Ｅ０４Ｇ 21/16 // Ｂ２３Ｋ 9/00 ５０１ 9348−4Ｅ Ｂ２３Ｋ 9/00 ５０１Ｒ (72)発明者 梶山 昭克 千葉県富津市新富33−10 駒井鉄工株式会 社内 (72)発明者 佐野 敏明 神奈川県横浜市金沢区福浦１−７−33 鳥 浜鋼業株式会社内 (72)発明者 岩井 清 神奈川県横浜市西区高島２−６−38 株式 会社岩井内 (72)発明者 原田 吉孝 東京都江戸川区西小岩３−35−16 小池酸 素工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に配置したウエブ材の両端に垂直に
   配置したフランジ材を押圧して搬送する過程で両者を溶
   接して桁材を組み立てるための装置であって、ウエブ材
   とフランジ材を溶接する溶接部と、前記溶接部の搬送方
   向上流側に設けられた前面搬送部と、前記溶接部の搬送
   方向下流側に設けられた後面搬送部とからなり、前記前
   面搬送部は、ウエブ材を水平に保持して搬送するウエブ
   搬送ローラーと該ウエブ搬送ローラーを上下方向に移動
   させて高さを設定するウエブ搬送ローラー高さ設定部材
   とを有するウエブ搬送装置と、前記ウエブ搬送装置の両
   側に配置されフランジ材を水平に保持して搬送する水平
   搬送ローラーと該水平搬送ローラーと直交する方向で且
   つウエブ搬送装置側に配置されフランジ材を垂直に保持
   して搬送する垂直搬送ローラーと前記水平搬送ローラー
   及び垂直搬送ローラーをウエブ搬送装置側に90度傾斜さ
   せる傾斜装置とを有する一対のフランジ搬送装置とによ
   って構成され、前記溶接部は、前面搬送部から搬送され
   るウエブ材の両端縁に垂直に配置されたフランジ材を押
   圧して該フランジ材をウエブ材に圧接させる押圧部材
   と、ウエブ材とフランジ材との交差部に臨ませて配置さ
   れた４台の溶接トーチとによって構成され、前記後面搬
   送部は、組み立てられて溶接部から排出された桁材のウ
   エブを載置して搬送する桁材搬送ローラーと該桁材搬送
   ローラーを上下方向に移動させて高さを設定する桁材搬
   送ローラー高さ設定部材とによって構成されたものであ
   ることを特徴とする桁材の組立装置。