(57)【要約】【課題】複数の大型の構造材同士を接合する際の位置合わせに必要な工数を削減する。【解決手段】複数の構造材（１２、２２）同士を接合する際に、前記構造材（１２、２２）に取り付けて前記構造材（１２、２２）同士の位置決めを行う位置決め治具であり、第１の構造材１２に取り付けられる挿入部材１８と、第１の構造材１２との間で接合を行う第２の構造材２２に取り付けられる受部材２６とを備える。挿入部材１８は、外周の一部に位置決め用当接部１９を有する。受部材２６は、第１の構造材１２を吊り下げて下降させた際に挿入部材１８と接触して、前記下降させた方向とは異なる方向に挿入部材１８を案内すると共に、位置決め用当接部１９と接触して前記下降させた方向とは異なる方向に対する位置決めを行う受け部２８を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の構造材に取り付けられる挿入部材と、
前記第１の構造材との間で接合を行う第２の構造材に取り付けられる受部材と、
を備え、
前記挿入部材は、外周の一部に位置決め用当接部を有し、
前記受部材は、前記第１の構造材を吊り下げて下降させた際に前記挿入部材と接触して、前記下降させた方向とは異なる方向に前記挿入部材を案内すると共に、前記位置決め用当接部と接触して前記下降させた方向とは異なる方向に対する位置決めを行う受け部を有する位置決め治具。
【請求項２】
前記受け部は、Ｖ字溝、凹溝、又は円弧溝の一部を用いて構成される請求項１に記載の位置決め治具。
【請求項３】
前記受け部に至る両脇に、前記位置決め用当接部を前記受け部に向けて案内する傾斜部を備える請求項１又は２に記載の位置決め治具。
【請求項４】
前記位置決め用当接部に、円柱、球、又は角柱の一部を用いる請求項１乃至３のいずれかに記載の位置決め治具。
【請求項５】
前記位置決め用当接部と前記受け部とが接触する２箇所の接触部における２つの法線は、１８０°未満の角度を有し、前記下降させた方向を含む直交二軸方向に対する位置決めを行う請求項１乃至４のいずれかに記載の位置決め治具。
【請求項６】
前記位置決めの方向は、前記構造材同士の接合面と平行な方向である請求項１乃至５に記載の位置決め治具。
【請求項７】
前記挿入部材は、取付座を介して前記第１の構造材に取り付けられる請求項１乃至６のいずれかに記載の位置決め治具。
【請求項８】
前記取付座又は前記受部材に、前記構造材との取付位置を定める合わせマークを有する請求項７に記載の位置決め治具。
【請求項９】
前記挿入部材は、前記構造材同士の仮接合又は接合後に、前記第１の構造材から取り外すものであり、
前記受部材は、前記構造材同士の仮接合又は接合後に、前記第２の構造材から取り外すものである請求項１乃至８のいずれかに記載の位置決め治具。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の挿入部材を前記第１の構造材に対して取り付ける工程と、
請求項１乃至９のいずれかに記載の受部材を前記第２の構造材に対して取り付ける工程と、
前記第１の構造材を吊り下げて下降させ、前記挿入部材を前記受部材に接触させながら、前記下降させた方向とは異なる方向に前記挿入部材を案内すると共に、前記位置決め用当接部と前記受け部とが接触して前記下降させた方向とは異なる方向に対する位置決めを行う工程と、
前記位置決め後に、前記第１の構造材と前記第２の構造材とを接合する工程と
を有する構造材の接合方法。
【請求項１１】
前記位置決め後に、前記第１の構造材と第２の構造材とを仮接合する工程と、
前記仮接合後に、前記挿入部材及び前記受部材を、前記構造材から取り外す工程とを含み、
前記挿入部材及び前記受部材を取り外した後に、前記第１の構造材と前記第２の構造材とを接合する工程を実行する請求項１０に記載の構造材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の大型の構造材同士を接合するに際し、素材同士の位置合わせを行う位置決め治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶等の大型の構造物を製作してゆく過程では、外板と肋板、桁板、又は各種フレームとの溶接や、外板同士の溶接等、複数の構造材同士を接合する工程が多く含まれる。
【０００３】
特許文献１は、電車の車体を構成するパネルの溶接方法を開示している。特許文献１に記載されている車両構体の製作方法は、先ず二次曲面をなす複数のハニカムパネル同志の曲面方向を溶接により接合して、長尺ブロックを構成する。次に、該長尺ブロックを複数その幅方向に並べて長手方向を溶接により接合して、構体ブロックを構成する。その後、複数の前記構体ブロックを溶接によって接合して、車体を製作している。特許文献１では、長尺ブロックのトリミングや溶接を行う際の素材同士の位置合わせに、車体の長さに匹敵する治具やベースを用いている。
【０００４】
特許文献２には、ワークとツールヘッドとの間で位置決めを行うことが可能な治具台装置が開示されている。特許文献２に記載されている治具台装置は、ターンテーブル上に載置されており、ターンテーブルを回動させて治具台に固定したワークの加工方向を変更した際において、ワークとツールヘッドとの位置決めを行うことが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０５８０６号公報
【特許文献２】実開昭５７−１７３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、複数の大型の構造材同士を接合する際において、位置合わせに要する工数を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００８】
本発明による位置決め治具は、第１の前記構造材（１２）に取り付けられる挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）と、前記第１の構造材（１２）との間で接合を行う第２の構造材（２２）に取り付けられる受部材（２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６）とを備える。前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）は、外周の一部に位置決め用当接部（１９）を有する。前記受部材（２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６）は、前記第１の構造材（１２）を吊り下げて下降させた際に、前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）と接触して、前記下降させた方向とは異なる方向に前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）を案内すると共に、前記位置決め用当接部（１９）と接触して前記下降させた方向とは異なる方向に対する位置決めを行う受け部（２８、３２８）を有する。
【０００９】
前記受け部（２８、３２８）は、Ｖ字溝、凹溝、又は円弧溝の一部を用いて構成される。
【００１０】
前記受け部（２８、３２８）に至る両脇に、前記位置決め用当接部（１９）を前記受け部（２８、３２８）に向けて案内する傾斜部（２７）を備える。
【００１１】
前記位置決め用当接部（１９）に、円柱、球、又は角柱の一部を用いる。
【００１２】
前記位置決め用当接部（１９）と前記受け部（２８）とが接触する２箇所の接触部における２つの法線（ＶＡ）は、１８０°未満の角度を有し、前記下降させた方向を含む直交二軸方向に対する位置決めを行う。
【００１３】
前記位置決めの方向は、前記構造材（１２、２２）同士の接合面（３０）と平行な方向である。
【００１４】
前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）は、取付座（１６、２１６、１４１６）を介して前記第１の構造材（１２）に取り付けられる。
【００１５】
前記取付座（１６、２１６、１４１６）又は前記受部材（２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６）に、前記構造材（１２、２２）との取付位置を定める合わせマーク（１４、２４）を有する。
【００１６】
前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）は、前記構造材（１２、２２）同士の仮接合又は接合後に、前記第１の構造材（１２）から取り外すものであり、前記受部材（２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６）は、前記構造材（１２、２２）同士の接合後に、前記第２の構造材（２２）から取り外すものである。
【００１７】
また、本発明による構造材（１２、２２）の接合方法は、前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）を第１の前記構造材（１２）に対して取り付ける工程と、前記受部材（２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６）を第２の前記構造材（２２）に対して取り付ける工程とを有する。更に、前記第１の構造材（１２）を吊り下げて下降させ、前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）を前記受部材（２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６）に接触させながら、前記下降させた方向とは異なる方向に前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）を案内すると共に、前記位置決め用当接部（１９）と前記受け部（２８、３２８）とが接触して前記下降させた方向とは異なる方向に対する位置決めを行う工程を有する。更に、前記位置決め後に、第１の前記構造材（１２）と第２の前記構造材（２２）とを接合する工程とを有する。
【００１８】
前記位置決め後に、前記第１の構造材（１２）と第２の構造材（２２）とを仮接合する工程と、前記仮接合後に、前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）及び前記受部材（２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６）を、前記構造材（１２、２２）から取り外す工程とを含む。そして、前記挿入部材（１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８）及び前記受部材（２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６）を取り外した後に、前記第１の構造材（１２）と前記第２の構造材（２２）とを接合する工程を実行する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の位置決め治具を用いることによって、複数の構造材同士を接合する際の位置合わせに必要な工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る位置決め治具の使用状態を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図３】図３は、ジャッキを用いた位置決め治具の使用状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係る位置決め治具の使用状態を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図７】図７は、本発明の第５の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図８】図８は、本発明の第６の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図９】図９は、本発明の第７の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第８の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第９の実施形態に係る位置決め治具の使用状態を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第９の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１０の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第１１の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第１２の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第１３の実施形態に係る位置決め治具の正面断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第１４の実施形態に係る位置決め治具の使用状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照して、複数の構造材同士を接合する際に用いる位置決め治具の実施形態を、以下に説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る位置決め治具は、第１の構造材１２に対して仮設溶接１５により取り付けられている取付座１６と、取付座１６から図１に示すＺ軸方向に延出する挿入部材１８とを有している。挿入部材１８は、取付座１６を介して第１の構造材１２に取り付けられている。
【００２３】
また、本発明の位置決め治具は、第２の構造材２２に対して仮設溶接２５により取り付けられている受部材２６と、受部材２６の上部において図１に示すＺ軸方向に延伸するＶ字形の２面で形成される受け部２８とを有している。
【００２４】
挿入部材１８は、取付座１６に対して、溶接、ロウ付け、接着、圧入、又は焼きばめにより、取り付けられている。挿入部材１８と取付座１６とは、一体構造とすることもできる。挿入部材１８と取付座１６とを別部材で構成し、組み立てることによって、挿入部材１８の製作を容易にすることができる。仮設溶接１５及び仮設溶接２５は、複数箇所の点による溶接を用いることもできるし、線状に溶接をすることもできる。
【００２５】
図１に示す実施形態では、挿入部材１８の形状は、Ｘ−Ｙ平面における断面が円形で、この円形の断面形状がＺ軸方向に延びる円柱である。また、受部材２６は、Ｘ−Ｙ平面における断面が約９０°に開くＶ字形断面を有しており、このＶ字形断面をＺ軸方向に延ばしてＶ字溝形状を形成したＶ台である。受部材２６においてＶ字溝を成形する２面は、第１の構造材１２を吊り下げて−Ｙ方向に下降させた際に、挿入部材１８の外周と接触して、下降させた方向とは異なるＸ軸方向と、Ｙ軸方向とに対する位置決めを行うための受け部２８として機能する。
【００２６】
挿入部材１８を保持している取付座１６の正面下部には、第１の構造材１２の上面に書かれた中心線等の罫書線１３に対して位置合わせを行う合わせマーク１４が刻印されている。同様に、受部材２６の正面下部にも、第２の構造材２２の上面に書かれた中心線等の罫書線２３に対して位置合わせを行う合わせマーク２４が刻印されている。合わせマーク１４、２４は、取付座１６及び受部材２６の背面に刻印することもできる。
【００２７】
図１に示す第２の構造材２２は、例えば大型船を構成するブロック構造の一部である。第１の構造材１２は、これから第２の構造材２２の接合面３０に対して位置決めした後に、溶接により接合する部材である。図１に示す座標系では、接合面３０をＸ−Ｙ平面と定義し、このうち鉛直方向をＹ軸方向と定義している。
【００２８】
図１に示す状態は、４本のワイヤーロープ１１により第１の構造材１２を吊り下げている状態である。この後に、第１の構造材１２と第２の構造材２２の罫書線１３、２３同士を一直線上に一致させる作業を行うと同時に、第１の構造材１２の端面を、第２の構造材２２の接合面３０に向けて移動させて位置決め作業を行う。なお、例えば第１の構造材１２は、板厚１０ｍｍ以上であって、Ｘ−Ｙ平面視の一辺が１ｍ乃至４ｍ以上の構造材である。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施形態に係る正面図であり、図１に示すＸ−Ｙ平面で切断した断面図である。なお、図１に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。図２を参照して、挿入部材１８を、受部材２６に形成されている受け部２８と接触させた後に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対する位置決めを行う過程について説明する。
【００３０】
先ず、作業者がクレーンを操作して、挿入部材１８の中心を、図２に示す初期位置Ｐ１の位置まで移動させる。なお、この後、挿入部材１８の中心を、初期位置Ｐ１から位置決完了点ＰＳまで移動させることができれば、その時点で、第１の構造材１２と第２の構造材２２との、Ｘ−Ｙ平面内での位置決め作業が完了することになる。
【００３１】
挿入部材１８の中心は、予め第１の構造材１２の罫書線１３と一致させてある。また、第２の構造材２２るおける２面の受け部２８の中心と、罫書線２３とは、予め一致させてある。従って、第１の構造材１２及び第２の構造材２２の罫書線１３、２３同士を一直線上に一致させるためには、挿入部材１８を初期位置Ｐ１から位置決完了点ＰＳまで移動させればよいことになる。
【００３２】
ここで、初期位置Ｐ１から位置決完了点ＰＳまでのＸ軸方向の距離はΔＸであり、Ｙ軸方向の距離はΔＹである。なお、挿入部材１８の直径として、１０〜１００ｍｍの値を用いることができ、受部材２６のＸ軸方向の幅として、４０〜３００ｍｍの寸法を採用することができる。
【００３３】
次に作業者は、クレーンを操作して、ワイヤーロープ１１を下降させる作業を行う。すると、挿入部材１８の中心は初期位置Ｐ１から接触位置Ｐ２まで、ベクトルａ方向に移動した時点で、挿入部材１８が受部材２６の受け部２８と接触する。
【００３４】
作業者が、引き続きワイヤーロープ１１を下降させる操作を行うと、挿入部材１８は、接触位置Ｐ２から位置決完了点ＰＳまで、受け部２８の斜面に沿って、下降させた方向とは異なる方向のベクトルｂ方向に案内された後に停止する。位置決完了点ＰＳにおいては、位置決め用当接部１９と受け部２８とが接触している。
【００３５】
このように、作業者がワイヤーロープ１１を下降させる操作を継続して行うのみで、第１の構造材１２を下降させた方向とは異なるＸ軸方向に対して位置決めすることができる。また、同時にＹ軸方向に対する位置決めも行い、第１の構造材１２の罫書線１３と、第２の構造材２２の罫書線２３とを一直線上に一致させることができる。
【００３６】
図１及び図２に示す実施形態では、Ｘ軸回り及びＺ軸回りの位置決めに関しては、従来通り目視により位置決めを行うことができる。また、必要に応じて、図１に示すスペーサ４２を、第１の構造材１２と第２の構造材２２との間であって、接合面３０及び受け部２８から離れた位置に配置して、Ｘ軸回り及びＺ軸回りの位置決めを行うこともできる。スペーサ４２に代えて、ジャッキを用いることもできる。また、スペーサ４２は、複数配置することができる。
【００３７】
なお、位置決完了点ＰＳにおいては、第１の構造材１２の罫書線１３及び合わせマーク１４と、第２の構造材２２の罫書線２３及び合わせマーク２４とが、それぞれ図２に示す直線ＸＳ上で一致している。また、Ｙ軸方向に関しては、挿入部材１８の中心（位置決完了点ＰＳ）が直線ＹＳ上で一致している。これにより、第１の構造材１２と第２の構造材２２とについて、直交二軸方向（接合面３０と平行なＸ−Ｙ軸方向）の位置決めを行うことができる。
【００３８】
挿入部材１８と受部材２６とをそれぞれ鋼材で構成する場合には、挿入部材１８と受け部２８との間の接触部における静止摩擦係数は０．５乃至０．６程度となるので、受け部２８の開き角度は、１２０°〜６０°の開き角度を採用することができる。これにより、挿入部材１８と受部材２６とが接触した状態で、ワイヤーロープ１１の下降を一端停止させた場合であっても、再びワイヤーロープ１１を下降させると、挿入部材１８は受部材２６の斜面を再び滑り落ち始める。
【００３９】
なお、受け部２８の傾斜角度が、静止摩擦係数以下の角度では、再びワイヤーロープ１１を下降させても、挿入部材１８は受部材２６の斜面に停まったままとなり、ワイヤーロープ１１の下降操作だけでは、挿入部材１８を位置決完了点ＰＳまで移動させることができず、Ｘ軸方向に衝撃を加える等、別途何らかの作業が必要となる。
【００４０】
図２に示す実施形態では、挿入部材１８の外周の一部における２箇所の位置決め用当接部１９が、受け部２８の２箇所と接触しており、その２箇所の接触部における法線ＶＡ同士のなす角度は、約９０°である。２つの法線ＶＡ同士のなす角度が１８０°未満であれば、Ｘ−Ｙ平面内の直交二軸方向に対する位置決めを行うことができる。これに対し、２つの法線ＶＡ同士のなす角度が１８０°を超えると、Ｘ−Ｙ平面内の直交二軸方向に対する位置決めを行うことはできなくなる。
【００４１】
なお、挿入部材１８の形状としてＺ軸方向（図２の紙面の表裏方向を示す。以下同様。）延びる円柱を用い、受部材２６の形状としてＺ方向に延びるＶ字溝形状のＶ台を用いることによって、図１に示すＸ軸回り、及びＹ軸回りの位置決めも併せて行うことができる。
【００４２】
挿入部材１８を、位置決完了点ＰＳまで移動し終えたら、次に作業者は、第１の構造材１２と第２の構造材２２とを、接合面３０付近にて仮溶接（仮接合）する。その後、仮設溶接１５を切除して第１の構造材１２から取付座１６及び挿入部材１８を取り外す。同様に、仮設溶接２５を切除して、第２の構造材２２から受部材２６を取り外す作業を行う。その後、接合面３０にて本溶接を行って、第１の構造材１２と第２の構造材２２との接合作業を終了する。ここで、各構造材（１２、２２）から取付座１６及び受部材２６を取り外す作業は、本溶接を行った後に行うこともできる。
【００４３】
なお、取付座１６と第１の構造材１２との取り付け、及び受部材２６と第２の構造材２２との取り付けは、仮設溶接１５、２５の他に、螺子を用いた締結や、接着、磁石を用いた取り付け、その他の取付方法を採用することができる。また、第１の構造材１２と第２の構造材２２との接合も、溶接の他にロウ付けや接着等の接合方法を用いることができる。
【００４４】
次に、本発明の第１の実施形態と比較するために、ジャッキを用いた位置決め治具の使用状態について、図３を用いて説明する。なお、図１に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
図３を参照して、第１の構造材１２には、仮設溶接１５によりアンビル９９４が取り付けられている。また、第２の構造材２２には、仮設溶接２５によりジャッキベース９９６が取り付けられている。
【００４６】
図３に示す状態は、ワイヤーロープ１１により第１の構造材１２を吊り下げて、第１の構造材１２の上面と、第２の構造材２２の上面とを一致させた直後の状態を示している。この状態では、第１の構造材１２の罫書線１３と、第２の構造材２２の罫書線２３とは、未だΔＸの隔たりが残っている。従って、この後に、第１の構造材１２及び第２の構造材２２の上面に書かれている罫書線１３、２３同士を一直線上に一致させる作業を行う必要がある。その作業を行うために、図３に示す状態では、ジャッキベース９９６とアンビル９９４との間に、ジャッキ９９０を挿入してある。なお、Ｘ軸回り及びＺ軸回りの位置決めに関しては、目視により位置決めを行う。
【００４７】
図３に示す状態の後に、作業者は、ジャッキ９９０を伸縮させて、ジャッキベース９９６とアンビル９９４との間の間隔を調節する。そして、罫書線１３と罫書線２３とを一直線上に一致させる。そして、次に作業者は、第１の構造材１２と第２の構造材２２とを、接合面３０付近にて仮溶接（仮接合）する。その後、仮設溶接１５を切除して第１の構造材１２からアンビル９９４を取り外すと共に、仮設溶接２５を切除して、第２の構造材２２からジャッキベース９９６を取り外す作業を行う。その後、接合面３０にて本溶接を行って、第１の構造材１２と第２の構造材２２との接合作業を終了する。
【００４８】
ここで、ジャッキ９９０により位置決めを行って、構造材同士を接合する方法による製造工程を、以下に示す。
（１）第１の構造材１２にアンビル９９４を取り付ける工程
（２）第２の構造材２２にジャッキベース９９６を取り付ける工程
（３）ワイヤーロープ１１を下降させて、第１の構造材１２と第２の構造材２２との高さを合わせる工程
（４）ジャッキ９９０をジャッキベース９９６とアンビル９９４との間に挿入する工程
（５）ジャッキ９９０を伸縮させて、第１の構造材１２及び第２の構造材２２の罫書線１３、２３同士を一直線上に一致させる工程
（６）第１の構造材１２と第２の構造材２２とを、接合面３０付近にて仮溶接（仮接合）する工程
（７）アンビル９９４、ジャッキベース９９６及びジャッキ９９０を、第１の構造材１２及び第２の構造材２２から取り外す工程
（８）接合面３０にて本溶接を行って、第１の構造材１２と第２の構造材２２とを接合する工程
【００４９】
これに対し、本発明の位置決め治具を用いると、下記に示すように、上記（３）の作業工程が簡略化されると共に、上記（５）の製造工程が不要となり、少ない製造工程で第１の構造材１２と第２の構造材２２との接合を完了させることができる。
（１）第１の構造材１２に取付座１６及び挿入部材１８を取り付ける工程
（２）第２の構造材２２に受部材２６を取り付ける工程
（３）ワイヤーロープ１１を移動させて、挿入部材１８を初期位置Ｐ１まで移動させる工程
（４）ワイヤーロープ１１を下降させて、挿入部材１８を初期位置Ｐ１から位置決完了点ＰＳまで移動させて位置決めを行い、第１の構造材１２及び第２の構造材２２の罫書線１３、２３同士を一直線上に一致させる工程
（５）第１の構造材１２と第２の構造材２２とを、接合面３０付近にて仮溶接（仮接合）する工程
（６）取付座１６及び挿入部材１８、並びに受部材２６を、第１の構造材１２及び第２の構造材２２から取り外す工程
（７）接合面３０にて本溶接を行って、第１の構造材１２と第２の構造材２２とを接合する工程
【００５０】
このように、本発明の位置決め治具を用いることによって、構造材同士の接合を行う際の製造工程が簡略化され、製造時間の短縮化と、コストダウンとを図ることができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る位置決め治具について、図４を用いて説明する。なお、図１に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５２】
図１に示した実施形態では、挿入部材１８の形状として、Ｘ−Ｙ平面における断面が円形で、この形状がＺ軸方向に延びる円柱を用いている。これに対し、図４に示す実施形態では、球形の挿入部材２１８を用いた実施形態を示している。なお、挿入部材２１８を保持する取付座２１６は、受け部２８の上方までＺ軸方向に延伸した形状を有している。図４に示す球形の挿入部材２１８を用いても、第１の構造材１２と第２の構造材２２とについて、Ｘ−Ｙ平面内の直交二軸方向に対する位置決めを行うことができる。これにより、構造材同士の接合を行う際の製造工程が簡略化され、製造時間の短縮化と、コストダウンとを図ることができる。
【００５３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る位置決め治具について、図５を用いて説明する。なお、図１及び図２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５４】
図１及び図２に示した実施形態では、受部材２６の形状としてＶ字溝形状を有するＶ台を用いている。これに対し、図５に示す実施形態では、Ｘ−Ｙ平面における断面がＵ字形で、この形状がＺ軸方向に延びる円弧溝の一部に受け部３２８を形成した受部材３２６を用いた実施形態を示している。図５に示す円弧溝状の受け部３２８を用いても、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
【００５５】
なお、受け部３２８の内法は、挿入部材１８、２１８の外径よりも、円筒度を含めた所定の公差寸法だけ広く開設することができる。受け部３２８の内法と挿入部材１８、２１８の外径との差は、第１の構造材１２と第２の構造材２２との接合時の寸法公差以下に抑えておくと良い。また、受け部３２８の内法と挿入部材１８、２１８の外径との寸法差は、挿入部材１８、２１８が受部材３２６の円弧溝内で摺動自在になるような隙間ばめとすると良い。
【００５６】
次に、図５を参照して、挿入部材１８、２１８が、位置決めされる過程について説明する。作業者は、クレーンを操作しながら第１の構造材１２を移動させて、挿入部材１８、２１８の中心を、図５に示す初期位置Ｐ１の位置まで移動させる。次に、作業者は、クレーンを操作してワイヤーロープ１１を下降させる作業を行う。すると、挿入部材１８、２１８の中心は初期位置Ｐ１から接触位置Ｐ２まで、ベクトルａ方向に移動した時点で、挿入部材１８
、２１８が受部材３２６の傾斜部２７と接触する。
【００５７】
作業者が、引き続きワイヤーロープ１１を下降させる操作を行うと、挿入部材１８、２１８は、接触位置Ｐ２から接触位置Ｐ３まで傾斜部２７の斜面に沿って、下降させた方向とは異なる方向のベクトルｂ方向に案内される。更に引き続きワイヤーロープ１１を下降させると、挿入部材１８、２１８は、接触位置Ｐ３から位置決完了点ＰＳまでベクトルｃ方向に下降して停止する。位置決完了点ＰＳにおいては、位置決め用当接部１９と受け部３２８とが接触している。
【００５８】
従って、作業者がワイヤーロープ１１を下降させる操作を継続して行うのみで、第１の構造材１２を下降させた方向とは異なるＸ軸方向に対して位置決めすることができる。また、同時にＹ軸方向に対する位置決めも行い、第１の構造材１２の罫書線１３と、第２の構造材２２の罫書線２３とを一直線上に一致させることができる。
【００５９】
また、図５に示す実施形態では、受け部３２８に至る両脇に、挿入部材１８、２１８の外周の位置決め用当接部１９を、受け部３２８に向けて案内する傾斜部２７を形成してある。受け部３２８に至る両脇に傾斜部２７を形成することによって、初期位置Ｐ１と位置決完了点ＰＳとの間のＸ軸方向の距離ΔＸを、より離れた位置にすることができる。よって、位置決め作業をより容易に行うことができる。
【００６０】
なお、挿入部材１８、２１８は、受け部３２８が形成されている円弧溝に落ち込むことで位置決完了点ＰＳに達して、位置決めが完了する。従って、傾斜部２７では位置決めを行わないことから、傾斜部２７の開き角度は、挿入部材１８、２１８と傾斜部２７の間の接触部における動摩擦係数に応じて、大きな開き角度に定めることができる。
【００６１】
なお、傾斜部２７の傾斜角度が動摩擦係数以上の角度であれば、ワイヤーロープ１１を下降し続けることによって、接触位置Ｐ２から接触位置Ｐ３まで、挿入部材１８、２１８を移動させることができる。挿入部材１８、２１８及び受部材３２６として鋼材を用いる場合には、傾斜部２７の開き角度を、図２に示した受け部２８の開き角度よりも広い、１５０°〜９０°の開き角度にすることができる。
【００６２】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る位置決め治具について、図６を用いて説明する。なお、図１及び図２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６３】
図１及び図２に示した実施形態では、受部材２６の形状としてＶ字溝形状を有するＶ台を用いている。これに対し、図６に示す実施形態では、受部材４２６の形状として、Ｘ−Ｙ平面における断面が２段のＶ字溝形状を有するＶ台を用いた実施形態を示している。
【００６４】
図６を参照して、挿入部材１８、２１８が、位置決めされる過程について説明する。作業者がクレーンを操作して、第１の構造材１２を移動させながら、挿入部材１８、２１８の中心を、図６に示す初期位置Ｐ１の位置まで移動させる。次に、作業者は、クレーンを操作して、ワイヤーロープ１１を下降させると、挿入部材１８、２１８の中心は初期位置Ｐ１から接触位置Ｐ２まで、ベクトルａ方向に移動した時点で、挿入部材１８、２１８が受部材２６の傾斜部２７と接触する。
【００６５】
作業者が、引き続きワイヤーロープ１１を下降させる操作を行うと、挿入部材１８、２１８は、接触位置Ｐ２から接触位置Ｐ３まで傾斜部２７の斜面に沿って、下降させた方向とは異なる方向のベクトルｂ方向に案内される。更に引き続きワイヤーロープ１１を下降させると、挿入部材１８、２１８は、接触位置Ｐ３から位置決完了点ＰＳまで、第１の構造材１２を下降させた方向とは異なるベクトルｃ方向に下降した後に停止する。位置決完了点ＰＳにおいては、位置決め用当接部１９と受け部２８とが接触している。
【００６６】
従って、作業者は、ワイヤーロープ１１を下降させる操作を継続して行うのみで、第１の構造材１２を下降させた方向とは異なるＸ軸方向に対して位置決めすることができる。また、同時にＹ軸方向に対する位置決めも行い、第１の構造材１２の罫書線１３と、第２の構造材２２の罫書線２３とを一直線上に一致させることができる。
【００６７】
図６に示す実施形態においても、傾斜部２７を用いて位置決めを行わないことから、傾斜部２７の開き角度は、図２に示した受け部２８の開き角度よりも広い開き角度を採用することができる。
【００６８】
受け部２８に至る両脇に、挿入部材１８、２１８の外周の位置決め用当接部１９を受け部２８に向けて案内する傾斜部２７を形成することによって、初期位置Ｐ１と位置決完了点ＰＳとの間のＸ軸方向の距離ΔＸを、より離れた位置にすることができ、位置決め作業を容易に行うことができる。図６に示す２段形の受部材４２６を用いることによって、第１の実施形態及び第３の実施形態を併せた作用、効果を得ることができる。
【００６９】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る位置決め治具について、図７を用いて説明する。なお、図１及び図２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７０】
図１に示した実施形態では、挿入部材１８の形状として、Ｘ−Ｙ平面における断面が円形で、この形状がＺ軸方向に延びる円柱を用いている。これに対し、図７に示す実施形態では、Ｘ−Ｙ平面における断面が四角形で、この形状がＺ軸方向に延びる四角柱の挿入部材５１８を用いた実施形態を示している。図７に示す角柱形の挿入部材５１８や、その他の多角形の断面を有する角柱を用いても、第１の実施形態と同様に位置決めを行うことができ、同様の作用、効果を得ることができる。
【００７１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る位置決め治具について、図８を用いて説明する。なお、図１及び図２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７２】
図１に示した実施形態では、挿入部材１８の形状として、Ｘ−Ｙ平面における断面が円形で、この形状がＺ軸方向に延びる円柱を用いている。これに対し、図８に示す実施形態では、Ｘ−Ｙ平面における断面が三角形で、この形状がＺ軸方向に延びる三角柱の挿入部材６１８を用いた実施形態を示している。図８に示す三角柱形の挿入部材６１８を用いても、第１の実施形態と同様に位置決めを行うことができ、同様の作用、効果を得ることができる。
【００７３】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係る位置決め治具について、図９を用いて説明する。なお、図１及び図２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７４】
図１及び図２に示した実施形態では、受部材２６の形状として、Ｖ字溝形状を有するＶ台を用いている。これに対し、図９に示す実施形態では、Ｘ−Ｙ平面における断面が凹形状で、この形状がＺ軸方向に延びる凹溝を有する受部材７２６を用いた実施形態を示している。
【００７５】
なお、挿入部材１８、２１８の外周の一部における２箇所の位置決め用当接部１９は、受部材７２６の上面と凹溝状の内側壁とが交わる交点部分（凹溝の一部）と接触する。そして、この接触部が、受部材７２６における受け部２８となる。図９に示す凹溝状の受部材７２６を用いても、第１の実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
【００７６】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態に係る位置決め治具について、図１０を用いて説明する。なお、図９に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７７】
図９に示した実施形態では、受部材７２６の形状として凹溝状の断面を有する部材を用い、挿入部材１８、２１８として円柱又は球形の部材を用いている。これに対し、図１０に示す実施形態では、円柱又は球形の挿入部材１８、２１８に代えて、Ｘ−Ｙ平面における断面が三角形の三角柱で構成した挿入部材８１８を用いた実施形態を示している。図１０に示す凹溝状の受部材７２６と、三角柱で構成した挿入部材８１８とを用いても、第１の実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
【００７８】
（第９の実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態に係る位置決め治具について、図１１及び図１２を用いて説明する。図１１に示す第１の構造材１２及び第２の構造材２２は、共に板材であり、組立治具４０の上に載置した板材同士の接合を行う際の位置決め工程を示している。なお、図１、図２及び図５に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００７９】
図１及び図２に示した実施形態では、挿入部材１８として円柱の部材を用い、受部材２６の形状としてＶ字溝形状を有する部材を用いている。これに対し、図１１及び図１２に示す実施形態では、Ｖ字溝形状の受部材２６に代えて、中央部に凹溝を有するＶ台形の受部材９２６を用いた実施形態を示している。
【００８０】
中央部に形成されている凹溝の内側面は、Ｙ−Ｚ平面に平行な受け部２８が２面形成されている。受け部２８の内法は、挿入部材１８の外径よりも、円筒度、平面度等の公差を含めた所定の公差寸法だけ広く開設されている。受け部２８の内法と挿入部材１８の外径との差は、第１の構造材１２と第２の構造材２２との接合時の寸法公差以下に抑えておくと良い。図１２に示す位置決完了点ＰＳにおいては、位置決め用当接部１９と受け部２８とが接触する。
【００８１】
また、受け部２８の内法と挿入部材１８の外径との寸法差は、挿入部材１８が受部材９２６の凹溝内で摺動自在になるような隙間ばめとする。これにより、図１１に示す挿入部材１８及び受部材９２６を用いて、Ｘ軸方向（接合面３０と平行な一軸方向）に対する位置決めを行うことができる。
【００８２】
なお、挿入部材１８の形状として円柱を用い、受部材９２６の形状として中央部に凹溝を有するＶ台を用いることによって、図１１に示すＹ軸回りの位置決めも併せて行うことができる。また、図４に示した球形の挿入部材２１８を用いると、Ｘ軸方向に対する位置決めのみを行うことができる。
【００８３】
図１２に示す実施形態では、挿入部材１８、２１８の外周の２箇所の位置決め用当接部１９における、２つの法線ＶＡ同士のなす角度は１８０°である。よって、挿入部材１８、２１８及び受け部２８を用いた場合であっても、図１２に示すＹ軸方向に対する位置決めはできない。従って、第１の構造材１２と第２の構造材２２とで、素材の厚さが異なるような場合には、挿入部材１８、２１８及び受部材９２６を用いることによって、図１１に示す組立治具４０の上面を基準とした位置決め（第１の構造材１２及び第２の構造材２２の下面を基準とした位置決め）を行うことができる。なお、Ｙ軸方向に許容される寸法は、図１２に示す許容量ＴＲである。
【００８４】
（第１０の実施形態）
次に、本発明の第１０の実施形態に係る位置決め治具について、図１３を用いて説明する。なお、図１１及び図１２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８５】
図１１に示した実施形態では、挿入部材１８の形状として円柱を用いている。これに対し、図１３に示す実施形態では、Ｘ−Ｙ平面における断面が四角形で、この形状がＺ軸方向に延びる四角柱の挿入部材５１８を用いた実施形態を示している。図１３に示す角柱形の挿入部材５１８や、その他の多角形の断面を有する角柱を用いても、図１１に示す実施形態と同様に位置決めを行うことができ、同様の作用、効果を得ることができる。
【００８６】
（第１１の実施形態）
次に、本発明の第１１の実施形態に係る位置決め治具について、図１４を用いて説明する。なお、図１１及び図１２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８７】
図１１に示した実施形態では、挿入部材１８の形状として円柱を用いている。これに対し、図１４に示す実施形態では、Ｘ−Ｙ平面における断面が三角形で、この形状がＺ軸方向に延びる三角柱の挿入部材６１８を用いた実施形態を示している。
【００８８】
なお、受け部２８の内法と挿入部材６１８のＸ軸方向の外法との寸法差は、挿入部材６１８が受部材９２６の凹溝内で摺動自在になるような隙間ばめとする。図１４に示す三角柱形の挿入部材６１８を用いても、図１１に示す実施形態と同様に位置決めを行うことができ、同様の作用、効果を得ることができる。
【００８９】
（第１２の実施形態）
次に、本発明の第１２の実施形態に係る位置決め治具について、図１５を用いて説明する。図１５に示す実施形態は、図１２に示す実施形態の受部材９２６における傾斜部２７を省略した形状の受部材７２６を用いた実施形態である。なお、図１２、図９に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９０】
図１１に示した実施形態では、挿入部材１８として円柱の部材を用い、受部材９２６の形状として傾斜部２７の中央部に凹溝を有するＶ台形状の部材を用いている。これに対し、図１５に示す実施形態では、傾斜部２７を省いた凹溝の受部材７２６を用いた実施形態を示している。
【００９１】
図１５に示す挿入部材１８、２１８と受部材７２６とを用いることによっても、図１１に示す実施形態と同様に位置決めを行うことができ、同様の作用、効果を得ることができる。
【００９２】
（第１３の実施形態）
次に、本発明の第１３の実施形態に係る位置決め治具について、図１６を用いて説明する。なお、図１５に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９３】
図１５に示した実施形態では、受部材７２６の形状として凹溝状の断面を有する部材を用い、挿入部材１８、２１８として円柱又は球形の部材を用いている。これに対し、図１６に示す実施形態では、円柱の挿入部材１８に代えて、Ｘ−Ｙ平面における断面が三角形の三角柱で構成した挿入部材６１８を用いた実施形態を示している。
【００９４】
なお、受け部２８の内法と挿入部材６１８のＸ軸方向の外法との寸法差は、挿入部材６１８が受部材７２６の凹溝内で摺動自在になるような隙間ばめとする。図１６に示す凹溝状の受部材７２６と、三角柱で構成した挿入部材６１８とを用いることによっても、図１１に示す実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
【００９５】
（第１４の実施形態）
次に、本発明の第１４の実施形態に係る位置決め治具について、図１７を用いて説明する。なお、図１及び図２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９６】
図１及び図２に示した実施形態では、第２の構造材２２に取り付けた受部材２６の上方から、第１の構造材１２に取り付けられている挿入部材１８を下降させて、第２の構造材２２に対して第１の構造材１２を位置決めする実施形態を示した。
【００９７】
これに対し、図１７に示す実施形態は、第１の構造材１２に取り付けた挿入部材１４１８の上方から、第２の構造材２２に取り付けられている受部材１４２６を下降させて、第１の構造材１２に対して第２の構造材２２を位置決めする実施形態を示している。なお、図１及び図２に示した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９８】
図１７を参照して、本発明の第１４の実施形態に係る位置決め治具は、第１の構造材１２に対して仮設溶接１５により取り付けられている取付座１４１６と、取付座１４１６の上部に保持された円柱形状の挿入部材１４１８とを有している。挿入部材１４１８のＸ−Ｙ断面形状は円形であり、Ｚ軸方向に延びる円柱形状を成している。
【００９９】
また、位置決め治具は、第２の構造材２２に対して仮設溶接２５により取り付けられている受部材１４２６を有している。受部材１４２６において第１の構造材１２の上方に向けて延出する部位の下面には、下方に向けて開く形状の受け部２８が形成されている。受部材１４２６の受け部２８におけるＸ−Ｙ断面形状は、約９０°に開く形状であり、この断面形状をＺ軸方向に延ばしたＶ字溝形状を有する。この受け部２８は、挿入部材１４１８の円周上の位置決め用当接部と接触して、挿入部材１４１８と受部材１４２６とを所定の位置に位置決めする部位である。
【０１００】
図１７に示すように、挿入部材１４１８を受部材１４２６の下方に配置するという逆向きの組み合わせを用いても、第１の構造材１２と第２の構造材２２とについて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対する位置決めを行うことができる。なお、第２乃至第１３の実施形態についても、同様に逆向きの組み合わせを採用することにより、本発明の目的を達成することができる。
【０１０１】
以上、実施の形態を参照して本発明による位置決め治具を説明したが、本は発明による位置決め治具は上記実施形態に限定されない。上記実施形態に様々の変更を行うことが可能である。上記実施形態に記載された事項と上記他の実施形態に記載された事項とを組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１２...第１の構造材
１４、２４...合わせマーク
１６、２１６、１４１６...取付座
１８、２１８、５１８、６１８、８１８、１４１８...挿入部材
１９...位置決め用当接部
２２...第２の構造材
２６、３２６、４２６、７２６、９２６、１４２６...受部材
２７...傾斜部
２８、３２８...受け部
３０...接合面
Ｐ１...初期位置
Ｐ２...接触位置
Ｐ３...接触位置
ＰＳ...位置決完了点
ＶＡ...法線
【図１】
2014124686.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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