(57)【要約】【課題】一般に、長尺の鋼矢板を製造する場合、複数の鋼矢板同士を溶接していくことで、製品としての鋼矢板の長さを長くする。このような場合に、常に下向き溶接をすることができる鋼矢板回転治具及び鋼矢板の回転方法を提供する。【解決手段】鋼矢板２の端面同士を溶接する際に、鋼矢板２を回転させるための鋼矢板回転治具１であって、溶接する鋼矢板２を固定する円管状の固定具３を設け、固定具３の内側に鋼矢板２の位置規制機構を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼矢板を回転させるための鋼矢板回転治具であって、
鋼矢板を固定する円管状の固定具を備え、
前記固定具の内側に鋼矢板の位置規制機構が設けられていることを特徴とする鋼矢板回転治具。
【請求項２】
前記固定具は、半円管状の第１の固定具と、半円管状の第２の固定具とから構成され、
前記第１の固定具と、前記第２の固定具とを固定する着脱可能な固定手段を備え、
前記第１の固定具及び前記第２の固定具は、周方向における端面同士が互いに重なり合うようにして前記固定手段により固定されることを特徴とする請求項１に記載の鋼矢板回転治具。
【請求項３】
前記位置規制機構は、鋼矢板を載置する第１の高さ規制治具と、前記第１の高さ規制治具に対向して設けられた第２の高さ規制治具とを備え、
前記第１の高さ規制治具及び前記第２の高さ規制治具が、鋼矢板の高さ方向にそれぞれ移動できるように設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋼矢板回転治具。
【請求項４】
前記位置規制機構は、幅方向において鋼矢板の外側に配置される第１の幅規制治具と、幅方向において鋼矢板の内側に配置される第２の幅規制治具とを備え、
前記第１の幅規制治具及び前記第２の幅規制治具が、鋼矢板の幅方向に沿ってそれぞれ移動できるように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼矢板回転治具。
【請求項５】
鋼矢板を回転させる鋼矢板の回転方法であって、
円管状の固定具の内側に配置された鋼矢板の位置規制機構により鋼矢板を固定し、前記固定具を回転手段により回転させることを特徴とする鋼矢板の回転方法。
【請求項６】
前記固定具が半円管状の第１の固定具と、半円管状の第２の固定具とから構成され、
前記第１の固定具の内側に鋼矢板を配置し、その後、前記第１の固定具及び前記第２の固定具の周方向における端面同士を互いに重ね合わせるようにして、着脱可能な固定手段により前記第１の固定具及び前記第２の固定具を固定することを特徴とする請求項５に記載の鋼矢板の回転方法。
【請求項７】
前記位置規制機構に設けられた、鋼矢板を載置する第１の高さ規制治具と、前記第１の高さ規制治具に対向して設けられた第２の高さ規制治具とを、鋼矢板の高さ方向にそれぞれ移動させることにより、鋼矢板の高さ方向の位置を規制することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の鋼矢板の回転方法。
【請求項８】
前記位置規制機構に設けられた、幅方向において鋼矢板の外側に配置される第１の幅規制治具と、幅方向において鋼矢板の内側に配置される第２の幅規制治具とを、鋼矢板の幅方向にそれぞれ移動させることにより、鋼矢板の幅方向の位置を規制することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の鋼矢板の回転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼矢板を回転させるための鋼矢板回転治具及び鋼矢板の回転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
長尺の鋼矢板を製造する際には、複数の鋼矢板の端面同士を溶接することにより製品としての鋼矢板の長さを長くしていく。従来、鋼矢板を溶接する場合には、溶接の品質や効率が優れている下向き溶接だけでなく、横向き溶接をせざるを得ない。この横向き溶接は、作業者の熟練度が溶接の品質に影響しやすく、溶接欠陥の発生頻度が高くなる傾向にある。
【０００３】
また、鋼矢板の端面同士を溶接する場合、鋼矢板の表側の面を溶接した後に裏側の面を溶接することが必要となる。裏側の面を溶接するためには、表側の面を溶接した後にクレーン等を用いて鋼矢板を反転させなければならず、その反転作業には相当な時間がかかることから、スループットが低下する。このような反転作業は、鋼矢板の溶接工程だけではなく、検査工程においても行われるため、より一層スループットが低下することになる。
【０００４】
上記の問題点を解決するような装置として、例えば、特許文献１に記載された鋼矢板反転装置がある。この鋼矢板反転装置は、鋼矢板を移送しながら反転させるものであり、鋼矢板を反転させる際にクレーン等を使用する必要はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−２４４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された鋼矢板反転装置では、鋼矢板を反転させる途中で、鋼矢板を固定することができない。このため、クレーン等による鋼矢板の反転作業を省略することはできるものの、依然として横向き溶接をせざるを得ず、鋼矢板に溶接欠陥が発生するおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決するため、鋼矢板を溶接する際に常に下向き溶接をすることができる鋼矢板回転治具及び鋼矢板の回転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によれば、鋼矢板を回転させるための鋼矢板回転治具であって、鋼矢板を固定する円管状の固定具を備え、前記固定具の内側に鋼矢板の位置規制機構が設けられていることを特徴とする鋼矢板回転治具が提供される。
【０００９】
また、前記固定具は、半円管状の第１の固定具と、半円管状の第２の固定具とから構成され、前記第１の固定具と、前記第２の固定具とを固定する着脱可能な固定手段を備え、前記第１の固定具及び前記第２の固定具は、周方向における端面同士が互いに重なり合うようにして前記固定手段により固定されていても良い。
【００１０】
また、前記位置規制機構は、鋼矢板を載置する第１の高さ規制治具と、前記第１の高さ規制治具に対向して設けられた第２の高さ規制治具とを備え、前記第１の高さ規制治具及び前記第２の高さ規制治具が、鋼矢板の高さ方向にそれぞれ移動できるように設けられていても良い。また、前記位置規制機構は、幅方向において鋼矢板の外側に配置される第１の幅規制治具と、幅方向において鋼矢板の内側に配置される第２の幅規制治具とを備え、前記第１の幅規制治具及び前記第２の幅規制治具が、鋼矢板の幅方向に沿ってそれぞれ移動できるように設けられていても良い。
【００１１】
また、上記課題を解決するため、本発明によれば、鋼矢板を回転させる鋼矢板の回転方法であって、円管状の固定具の内側に配置された鋼矢板の位置規制機構により鋼矢板を固定し、前記固定具を回転手段により回転させることを特徴とする鋼矢板の回転方法も提供される。
【００１２】
また、前記固定具が半円管状の第１の固定具と、半円管状の第２の固定具とから構成され、前記第１の固定具の内側に鋼矢板を配置し、その後、前記第１の固定具及び前記第２の固定具の周方向における端面同士を互いに重ね合わせるようにして、着脱可能な固定手段により前記第１の固定具及び前記第２の固定具を固定しても良い。
【００１３】
また、前記位置規制機構に設けられた、鋼矢板を載置する第１の高さ規制治具と、前記第１の高さ規制治具に対向して設けられた第２の高さ規制治具とを、鋼矢板の高さ方向にそれぞれ移動させることにより、鋼矢板の高さ方向の位置を規制しても良い。また、前記位置規制機構に設けられた、幅方向において鋼矢板の外側に配置される第１の幅規制治具と、幅方向において鋼矢板の内側に配置される第２の幅規制治具とを、鋼矢板の幅方向にそれぞれ移動させることにより、鋼矢板の幅方向の位置を規制しても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、治具に固定された鋼矢板を自在に回転させることができるため、鋼矢板同士を溶接する際に常に下向き溶接をすることができる。これにより、製品としての鋼矢板の溶接欠陥の発生頻度を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋼矢板の溶接ラインを示す図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る第１の高さ規制治具及び第２の高さ規制治具の動作を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る第１の幅規制治具及び第２の幅規制治具の動作を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る第１の固定具及び第２の固定具の固定方法を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る固定具の回転動作を示す図である。
【図８】本発明の変形例に係る第１の幅規制治具及び第２の幅規制治具の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、鋼矢板回転治具１に基づいて説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
図１，図２に示すように、鋼矢板回転治具１は、鋼矢板２を固定する固定具３を備えている。また、本実施の形態では、固定具３を回転させる回転手段の一例であるターニングロール４が固定具３の下方に設けられ、そのターニングロール４は、鋼矢板２の長さ方向Ｌに移動可能な台車５の台上に設けられている。
【００１８】
固定具３は、半円管状の第１の固定具３ａと、半円管状の第２の固定具３ｂから構成される。第１の固定具３ａの周方向θにおける端面部分には、長さ方向Ｌに沿って突出した固定具突出部６ａが設けられている。同様に、第２の固定具３ｂにも固定具突出部６ｂが設けられている。これらの固定具突出部６ａ、６ｂには、ボルトを挿入できる穴部７ａ、７ｂが設けられており、穴部７ａは雌ねじが切られている。第１の固定具３ａ及び第２の固定具３ｂは、各固定具突出部６ａ、６ｂが固定具用ボルト８で締結されることにより、周方向θにおける端面同士が互いに重なり合うようにして固定されている。なお、第１の固定具３ａ及び第２の固定具３ｂは、後述するターニングロール４により回転できるように固定されていれば良く、固定された第１の固定具３ａの周方向θにおける端面と、第２の固定具３ｂの周方向θにおける端面との間に隙間があっても構わない。
【００１９】
また、固定具３には、鋼矢板２が載置される方形平板状の第１の高さ規制治具９ａと、第１の高さ規制治具９ａに平行な方形平板状の第２の高さ規制治具９ｂが対向して設けられている。図１，図３に示すように、第１の高さ規制治具９ａは、円管状の固定具３の内側を長さ方向Ｌに沿って通り抜けるように設けられ、第１の高さ規制治具９ａの両端は、平面視において固定具３から突出している。その突出している高さ規制治具突出部１０には、鋼矢板２の幅方向Ｗに伸びるようにスロット穴１１が形成されている。
【００２０】
図２，図３に示すように、第１の高さ規制治具９ａの底面には、固定具３の内側面に設けられた複数の油圧シリンダー１２が取り付けられている。各油圧シリンダー１２は、第１の高さ規制治具９ａに４本設けられ、第１の高さ規制治具９ａの底面に対して垂直方向に伸縮できるようになっている。図４に示すように、これらの油圧シリンダー１２が伸縮することにより、第１の高さ規制治具９ａを高さ方向Ｈに沿って移動させることができる。なお、図４において、鋼矢板２は図示していない。また、高さ方向Ｈとは、側面視（図２）において鋼矢板２の幅方向Ｗに垂直な方向である。
【００２１】
図１，図３に示すように、第１の高さ規制治具９ａ上には、等脚台形面を有する角柱状の第１の幅規制治具１３ａが、円管状の固定具３の内側を長さ方向Ｌに沿って通り抜けるように設けられている。この第１の幅規制治具１３ａの両端は、平面視において固定具３から突出する一方で、高さ規制治具突出部１０からは突出しないようになっている。また、第１の幅規制治具１３ａは、幅方向Ｗにおいて鋼矢板２の外側に２つ配置されている。第１の幅規制治具１３ａの頂面には、治具用ボルト１４を挿入できる穴部１５が設けられており、穴部１５は第１の幅規制治具１３ａの底面まで貫通している。
【００２２】
第１の幅規制治具１３ａに挿入される治具用ボルト１４の径は、第１の高さ規制治具９ａ上に設けられたスロット穴１１の短軸長さよりも小さくなっている。また、治具用ボルト１４の長さは、第１の幅規制治具１３ａの穴部１５に治具用ボルト１４を挿入したときに、治具用ボルト１４の先端が第１の高さ規制治具９ａの底面に対して下方に突出する程度に長くなっている。第１の幅規制治具１３ａは、第１の高さ規制治具９ａの底面から突出した治具用ボルト１４を治具用ナット１６で締めることにより固定されている。第１の幅規制治具１３ａが固定される位置は、スロット穴１１に沿って自由に変更できるため、図５に示すように、第１の幅規制治具１３ａは鋼矢板２の幅方向に沿って移動することができる。なお、図５において、鋼矢板２は図示していない。
【００２３】
本実施の形態においては、第２の高さ規制治具９ｂ及び第２の幅規制治具１３ｂについても、第１の高さ規制治具９ａ及び第１の幅規制治具１３ａと同様に構成されているため説明を省略する。ただし、第２の幅規制治具１３ｂは、第１の幅規制治具１３ａと異なり、幅方向Ｗにおいて鋼矢板２の内側に２つ配置されている。
【００２４】
図１，２に示すように、固定具３を回転させるターニングロール４は、固定具３の下方に２つ設けられている。各ターニングロール４は、円管状の固定具３を効率良く回転させることができ、かつ、固定具３がターニングロール４を乗り越えて脱落しないような間隔で配置されている。また、ターニングロール４は、台車５に設けられており、この台車５は鋼矢板２の長さ方向Ｌに移動することができる。また、台車５には、２つのストッパー１７が固定具３の最下部近傍を把持するように設けられている。これにより、台車５の移動中に固定具３が台車５から脱落することを防いでいる。なお、ターニングロール４は、図示しない駆動装置により駆動する。
【００２５】
以上のように構成された鋼矢板回転治具１を用いた鋼矢板２の回転方法を鋼矢板２の溶接方法に基づいて説明する。
【００２６】
まず、図６（ａ）に示すように、台車５に設けられたターニングロール４の上に、半円管状の第１の固定具３ａを載置する。その後、図６（ｂ）に示すように、溶接する鋼矢板２をクレーン等を用いて第１の高さ規制治具９ａに載置する。そして、第２の固定具３ｂを、クレーン等により第１の固定具３ａの上方に移動させ、図６（ｃ）に示すように、周方向θにおける端面同士を互いに重ね合わせるようにして第１の固定具３ａに載置する。その後、各固定具３ａ、３ｂにそれぞれ設けられた固定具突出部６ａ、６ｂを固定具用ボルト８により締結して固定する。
【００２７】
なお、第１の幅規制治具１３ａの幅方向Ｗの位置は、第１の高さ規制治具９ａに鋼矢板２を載置する前に、鋼矢板２のサイズに応じて調整されている。その際には、鋼矢板２の外側において鋼矢板２の幅方向Ｗの位置を規制できるように調整される。同様にして、第２の幅規制治具１３ｂも、鋼矢板２の内側において鋼矢板２の幅方向Ｗの位置を規制できるように調整される。
【００２８】
そして、第１の高さ規制治具９ａ及び第２の高さ規制治具９ｂに取り付けられた油圧シリンダー１２を伸縮させることにより、各高さ規制治具９ａ、９ｂを鋼矢板２の高さ方向Ｈに移動させる。各高さ規制治具９ａ、９ｂを鋼矢板２に当接するまで移動させることにより、鋼矢板２は各高さ規制治具９ａ、９ｂに挟み込まれるようにして固定される。これにより、鋼矢板２の高さ方向Ｈの位置を規制する。その後、必要に応じて、第１の幅規制治具１３ａ及び第２の幅規制治具１３ｂの幅方向Ｗにおける位置を微調整し、鋼矢板２に当接させる。これにより、鋼矢板２の幅方向Ｗの位置を規制する。
【００２９】
このようにして、鋼矢板２は固定具３に固定される。図１に示すように、鋼矢板回転治具１は溶接する鋼矢板毎に設けられており、鋼矢板２が固定具３に固定された各鋼矢板回転治具１は、ターニングロール４と共に、台車５により移動して互いに接近する。そして、各鋼矢板２の長さ方向Ｌにおける端面同士を当接させ、溶接部ＷＰにおいて溶接を行う。
【００３０】
このとき、各鋼矢板２は、図６（ａ）に示すように固定されているため、各鋼矢板２の表側底面部Ｐ１を下向き溶接することができる。そして、各鋼矢板２の表側底面部Ｐ１の溶接完了後、図６（ｂ）に示すように、各鋼矢板２の表側側面部Ｐ２が水平となるようにターニングロール４を回転させて固定具３を回転させる。これにより、各鋼矢板２の表側側面部Ｐ２を下向き溶接することができる。その後、図６（ｃ）に示すように、各鋼矢板２の裏側底面部Ｐ３が水平となるように更にターニングロール４を回転させて固定具３を回転させる。これにより、各鋼矢板２の裏側底面部Ｐ３も下向き溶接することができる。このような回転動作を繰り返すことにより、各鋼矢板２のその他の面についても常に下向き溶接をすることができる。
【００３１】
以上のように、本発明によれば、円管状の固定具に鋼矢板を固定した状態で固定具を自在に回転させることができる。これにより、鋼矢板の端面同士を溶接する際に、作業者は常に下向き溶接することができる。その結果、鋼矢板の溶接欠陥の発生頻度を抑えることができる。
【００３２】
また、本発明によれば、従来行われていたクレーン等を用いた鋼矢板の反転作業を省くことができる。これにより、溶接工程や検査工程における反転時間を省くことができ、スループットを大幅に向上させることができる。
【００３３】
また、本発明に係る固定具は、半円管状の第１の固定具と、半円管状の第２の固定具から構成されている。このため、第１の固定具に鋼矢板を載置した後に、第２の固定具を被せるようにして第１の固定具及び第２の固定具を固定することができる。これにより、鋼矢板の固定及び取り外しを容易に行うことができる。
【００３４】
また、本発明に係る第１の高さ規制治具及び第２の高さ規制治具は、鋼矢板の高さ方向Ｈにそれぞれ独立して移動することができる。このため、高さが異なる様々な鋼矢板を固定具に固定することができる。
【００３５】
また、本発明に係る第１の幅規制治具は、幅方向Ｗにおいて鋼矢板の外側に設けられ、第２の幅規制治具は、幅方向Ｗにおいて鋼矢板の内側に設けられている。これにより、固定具を回転させても鋼矢板の幅方向Ｗの位置規制を確実に行うことができる。また、鋼矢板が固定具に固定されている間は、溶接ひずみに起因する鋼矢板の変形を防ぐことができるため、品質の良い溶接を行うことができる。これに加えて、第１の幅規制治具及び第２の幅規制治具は、鋼矢板の幅方向Ｗにそれぞれ独立して移動することができる。このため、幅が異なる様々な鋼矢板を固定具に固定することができる。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３７】
例えば、本発明の実施の形態では、固定具は第１の固定具と第２の固定具から構成されるものとしたが、固定具を第１の固定具と第２の固定具から構成せずに、単体の円管状の固定具としても良い。この場合、鋼矢板を第１の高さ規制治具に載置するためには、クレーン等で吊られた鋼矢板を、長さ方向Ｌに沿って固定具に挿し込むように移動させて載置すれば良い。その後の鋼矢板の位置規制方法及び回転方法は、実施の形態で説明したものと同様であるため、単体の円管状の固定具を用いた場合でも、鋼矢板同士を常に下向き溶接することができる。
【００３８】
また、本発明の実施の形態では、第１の固定具と第２の固定具を固定具用ボルトで固定することとしたが、固定手段はこれに限定されるものではなく、着脱可能な固定手段であればよい。すなわち、第１の固定具と第２の固定具を互いに固定することにより固定具の外形が円管状となるものは、本発明の技術的範囲に属する。
【００３９】
また、本発明の実施の形態では、第１の高さ規制治具及び第２の高さ規制治具を方形平板としたが、これに限定されるものではない。また、第１の高さ規制治具及び第２の高さ規制治具の高さ調整に係る昇降機構として油圧シリンダーを用いることとしたが、他の昇降機構を採用しても良い。
【００４０】
また、本発明の実施の形態では、第１の幅規制治具と第２の幅規制治具を治具用ボルト及び治具用ナットで固定することとしたが、他の固定手段を採用しても良い。また、各幅規制治具の幅方向への移動は、アクチュエーター等を用いても良い。また、本発明の実施の形態では、各幅規制治具の形状を等脚台形面を有する角柱形状としたが、図８に示すように、各幅規制治具９ａ，９ｂの側面にＲをつけたような形状であっても良い。これによれば、鋼矢板２の底面と側面のなす角度が異なる鋼矢板２を固定する場合であっても、各幅規制治具９ａ，９ｂを幅方向に移動させることにより、鋼矢板２の幅方向の位置を容易に規制することができる。
【００４１】
以上説明したように、各高さ規制治具及び各幅規制治具の形状、固定手段、可動機構等は適宜変更されるものであり、各高さ規制治具が高さ方向に移動できる構成、及び、各幅規制治具が幅方向に移動できる構成を有するものは、本発明の技術的範囲に属する。
【００４２】
また、本発明の実施の形態では、溶接する鋼矢板毎に１つの鋼矢板回転治具を用いることとしたが、鋼矢板の長さ等に応じて、各鋼矢板毎に複数の鋼矢板回転治具を用いても良い。また、本発明の実施の形態では、ターニングロールを駆動装置等により駆動させることとしたが、鋼矢板回転治具が複数設けられる場合には、少なくとも１つのターニングロールを駆動させて、他のターニングロールを従動させることとしても良い。なお、ターニングロールは固定具を回転させる回転手段の一例であり、これに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、鋼矢板を回転させるための鋼矢板回転治具及び鋼矢板の回転方法に適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１      鋼矢板回転治具
２      鋼矢板
３      固定具
３ａ    第１の固定具
３ｂ    第２の固定具
４      ターニングロール
５      台車
６ａ    固定具突出部
６ｂ    固定具突出部
７ａ    穴部
７ｂ    穴部
８      固定具用ボルト
９ａ    第１の高さ規制治具
９ｂ    第２の高さ規制治具
１０    高さ規制治具突出部
１１    スロット穴
１２    油圧シリンダー
１３ａ  第１の幅規制治具
１３ｂ  第２の幅規制治具
１４    治具用ボルト
１５    穴部
１６    治具用ナット
１７    ストッパー
ＷＰ    溶接部
Ｐ１    表側底面部
Ｐ２    表側側面部
Ｐ３    裏側底面部
【図１】
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【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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