(57)【要約】【課題】吸着の対象となる面が傾斜して配置される形鋼を好適に吸着することができる形鋼吸着装置を提供する。【解決手段】溶接形鋼を製造する際に、材料としての形鋼２００を材料置き場８００から溶接装置へ搬送する過程で、材料置き場で材料としての形鋼２００を吸着するための形鋼吸着装置であって、形鋼を吸着可能な吸着部３０１と、吸着部を形鋼の一の面２０１に向けて進出させることが可能な進出部と、一の面２０１への吸着部３０１の進出方向が一の面２０１に対して傾斜していたとしても、吸着部３０１が一の面２０１に対して正面を向く姿勢をとり得るように吸着部３０１の姿勢を変更する姿勢変更手段とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接形鋼を製造する際に、材料としての形鋼を材料置き場から溶接装置へ搬送する過程で、前記材料置き場で前記材料としての形鋼を吸着するための形鋼吸着装置であって、
形鋼を吸着可能な吸着部と、
前記吸着部を前記形鋼の一の面に向けて進出させることが可能な進出部と、
前記一の面への前記吸着部の進出方向が当該一の面に対して傾斜していたとしても、前記吸着部が前記一の面に対して正面を向く姿勢をとり得るように前記吸着部の姿勢を変更する姿勢変更手段とを備える
ことを特徴とする形鋼吸着装置。
【請求項２】
前記吸着部を、前記一の面に対して正面を向く方向に付勢する付勢手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の形鋼吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＪ形鋼等の形鋼を溶接によって製造する際に、材料としての山形鋼等の形鋼を材料置き場から吊り上げて溶接装置へ搬送する過程で、材料置き場で材料としての形鋼を吸着するための形鋼吸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、形鋼を溶接によって製造する際に、材料である複数の平板材（フランジ材およびウェブ材）を吸着して溶接装置へ搬送する装置が提案されており、特許文献１にはその一例が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の装置（溶接形鋼の仮組装置）は、Ｈ形鋼の材料である３つの平板材（２つのフランジ材および１つのウェブ材）を板材置き台からバキューム式パットにより水平状態で吸着して吊り上げ、吊り上げた３つの平板材のうちの２つの平板材（２つのフランジ材）を９０°回転させ、３つの平板材を組み合わせて溶接装置へ搬送するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１２６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複数の材料によって形鋼を製造する場合、材料として山形鋼（Ｌ形鋼、アングル鋼）等の形鋼を用いることもあり得る。しかしながら、特許文献１に記載の仮組装置は、山形鋼等の形鋼を吸着して吊り上げることに適さない。その理由を、山形鋼を例に挙げて説明する。
【０００６】
山形鋼は、材料置き台に配置される場合、頂部が上向きとなるように（頂部を形成する２つの面が水平面に対して傾斜するように）配置される。複数の山形鋼を積み重ねて配置する場合、頂部が上向きとなるように積み重ねる方が各山形鋼の姿勢が安定するからである。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の仮組装置では、エアー吸引によるバキューム式パットを降下させるとバキューム式パットが真下を向くので（特許文献１の図２および図３参照）、山形鋼の面とバキューム式パットの向きとが合わない（向きがずれる）。このため、山形鋼の面とバキューム式パットとの間に大きな隙間が生じて、バキューム式パットが山形鋼を吸着することができない虞がある。
【０００８】
そこで、本願発明では、吸着対象となる面が傾斜して配置される形鋼を好適に吸着することができる形鋼吸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る形鋼吸着装置は、溶接形鋼を製造する際に、材料としての形鋼を材料置き場から溶接装置へ搬送する過程で、前記材料置き場で前記材料としての形鋼を吸着するための形鋼吸着装置であって、形鋼を吸着可能な吸着部と、前記吸着部を前記形鋼の一の面に向けて進出させることが可能な進出部と、前記一の面への前記吸着部の進出方向が当該一の面に対して傾斜していたとしても、前記吸着部が前記一の面に対して正面を向く姿勢をとり得るように前記吸着部の姿勢を変更する姿勢変更手段とを備えることを特徴とする。本発明における「吸着」には、例えば、バキューム装置の吸引力を用いて吸着することや、磁石の磁力を用いて吸着することが含まれる。
【００１０】
上記（１）の形鋼吸着装置によれば、形鋼の一の面への吸着部の進出方向がこの一の面に対して傾斜していたとしても（形鋼の一の面と吸着部の進出方向とが直角をなさない場合であったとしても）、吸着部が上記一の面に対して正面を向く姿勢をとり得るように吸着部の姿勢を変更することができる。したがって、形鋼の上記一の面が水平面に対して傾斜していても、吸着部は、上記一の面に対して正面を向く姿勢をとることができる。さらに、形鋼の形状毎に上記一の面の傾きが異なる場合であっても、吸着部は、形鋼の形状毎に上記一の面に対して正面を向く姿勢をとることができる。このため、上記（１）の形鋼吸着装置では、形鋼の一の面（吸着対象となる面）が水平面に対して傾斜するように配置される形鋼（例えば山形鋼）を好適に吸着することができる。
【００１１】
（２）上記（１）の形鋼吸着装置において、前記吸着部を、前記一の面に対して正面を向く方向に付勢する付勢手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
上記（２）の構成によれば、吸着部を、一の面に対して正面を向く方向にスムーズに変えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る形鋼吸着装置よれば、吸着対象となる面が傾斜して配置される形鋼を好適に吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置の一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置の吊り部材の一例を示す斜視図であり、吊り部材のパッド部が山形鋼の一の面を吸着している状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置の吊り部材の一例を示す正面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面に接近する様子の一例を示す側面図である（揺動部の最大傾斜角度θｍａｘが形鋼の一の面の傾斜角度θ１よりも大きい値に設定されている場合）。
【図６】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面に接した状態の一例を示す側面図である（図５に示す状態の次の状態）。
【図７】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面を吸着している状態の一例を示す側面図である（図６に示す状態の次の状態）。
【図８】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼を吊り上げている状態の一例を示す側面図である（図７に示す状態の次の状態）。
【図９】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の面に接近する様子の一例を示す側面図である（揺動部の最大傾斜角度θｍａｘが形鋼の一の面の傾斜角度θ２よりも小さい値に設定されている場合）。
【図１０】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面に接した状態の一例を示す側面図である（図９に示す状態の次の状態）。
【図１１】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面を吸着する前に変形していく状態の一例を示す側面図である（図１０に示す状態の次の状態）。
【図１２】本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面を吸着している状態の一例を示す側面図である（図１１に示す状態の次の状態）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
先ず、形鋼吸着装置の全体構成について、図１および図２を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置の一例を示す正面図、図２はその側面図である。
【００１７】
図１および図２に示されるように、本実施形態に係る形鋼吸着装置１００は、例えば溶接Ｊ形鋼（溶接によって製造されるＪ形鋼）等の形鋼を製造する際に、材料としての形鋼（例えば山形鋼）を材料置き場から溶接装置（図示略）へ搬送する過程で、形鋼を材料置き場から吊り上げることが可能な装置である。形鋼吸着装置１００は、形鋼を吸着しつつ吊り上げる吊り部材３５０を備えている。なお、本実施形態に係る形鋼吸着装置１００は、形鋼を溶接装置へ搬送する以外の用途に使用することも可能である。
【００１８】
この形鋼吸着装置１００は、形鋼の一の面に吸着して当該形鋼を吊り上げることが可能な装置であり、形鋼の一の面を吸着しつつ吊り上げる複数の吊り部材３５０と、各吊り部材３５０を支持する第１フレーム材６００と、第１フレーム材６００を昇降させる複数の昇降部４００と、各昇降部４００を支持する第２フレーム材７００と、第２フレーム材７００の上部に設けられた搬送機構９００とを備えている。
【００１９】
第１フレーム材６００は、吸着対象である形鋼の長手方向に沿って延びている。第１フレーム材６００は、例えば、形鋼の長手方向に沿って延びる３つの梁部材６０１（図２参照）と、これら３つの梁部材６０１どうしを連結する連結部材６０３（図２参照）とにより構成することができる。３つの梁部材６０１には、上下方向に貫通する貫通孔（図示略）が形成されている。この貫通孔には、吊り部材３５０における後述の柱部の上部が上下動可能に挿通される。なお、柱部は梁部材６０１に直接的に固定されていてもよい。
【００２０】
昇降部４００は、例えば、空気圧シリンダ等のシリンダ装置４０１の流体圧力（例えば空気圧）を用いて第１フレーム材６００を昇降させるように構成されている。昇降部４００は、第１フレーム材６００を昇降させることで、第１フレーム材６００に支持された吊り部材３５０を昇降させる。吊り部材３５０の降下に伴い、後述の揺動部が形鋼の吸着対象である一の面に対して進出する。なお、昇降部４００はシリンダ装置によるものに限定されず、他の任意の装置を用いることが可能である。昇降部４００によって第１フレーム材６００を昇降させることで、吊り部材３５０を昇降させることができる。
【００２１】
搬送機構９００は、複数の車輪９０１と、車輪９０１を駆動するモータ（図示略）とを備えている。車輪９０１は、第１フレーム材６００の幅方向（図２の紙面左右方向）に延びるレール（図示略）の上に載っている。
【００２２】
搬送機構９００は、モータを駆動することで車輪９０１が回転して、形鋼吸着装置１００を形鋼の溶接装置へ向けて搬送することができる。
【００２３】
吊り部材３５０は、図１および図２に示される例では、第１フレーム材６００に複数個、具体的には１８個設けられている。より具体的には、吊り部材３５０は、第１フレーム材６００の長手方向（図１の紙面左右方向）に沿って６つ、第１フレーム材６００の幅方向（図２の紙面左右方向）沿って３つ設けられている。なお、第１フレーム材６００に設けられる吊り部材３５０の数はこの例に限定されるものではなく、第１フレーム材６００の長手方向および幅方向において、それぞれ任意に変更可能である。
【００２４】
また、第１フレーム材６００の幅方向における各吊り部材３５０のうち、いずれか１つまたは２つを吊り部材３５０ａ（形鋼を吊り上げる機能を有する吊り部材）とし、それ以外の吊り部材を他の種類の吊り部材（例えば、平板状の鋼板を吊り上げる機能を有する吊り部材３５０ｂ）としてもよい。また、幅方向における全ての吊り部材を同じ種類の吊り部材（吊り部材３５０ａ）としてもよい。
【００２５】
図２に示される例では、第１フレーム材６００の幅方向中央に吊り部材３５０ａが配置され、第１フレーム材６００の幅方向両端部に吊り部材３５０ｂが配置されている。形鋼、および、平板状の鋼板は、溶接形鋼（例えば溶接Ｊ形鋼）の材料とすることができる。
【００２６】
次に、吊り部材３５０ａの構成について、図３〜図５を参照して説明する。図３は形鋼吸着装置の吊り部材の一例を示す斜視図、図４は形鋼吸着装置の吊り部材の一例を示す正面図、図５は形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面に接近する様子の一例を示す側面図である。なお、本明細書では、吊り部材３５０ａおよび吊り部材３５０ｂは構成が共通するため、吊り部材３５０ａについて具体的に説明し、吊り部材３５０ｂについては具体的な説明を省略する。
【００２７】
吊り部材３５０ａ（３５０）は、上述の第１フレーム材に形成された貫通孔に上部が挿通された柱部３５１と、柱部３５１に沿って設けられた圧縮コイルばね３５３と、柱部３５１の下端部に設けられた係止部３５５と、係止部３５５に着脱可能に係止された吸着装置３５７とを備えている。
【００２８】
柱部３５１は、上下方向に延びる柱状部材である。柱部３５１の上部は、上述の第１フレーム材に形成された貫通孔に上下方向に移動可能に挿通されている。柱部３５１は、上述の第１フレーム材に圧縮コイルばね３５３を介して取り付けられている。
【００２９】
圧縮コイルばね３５３は、係止部３５５を介して吸着装置３５７を下向きに付勢する部材である。上述の昇降部の動作により上述の第１フレーム材が降下し、その降下により吊り部材３５０ａの下端部（後述のパッド部３０１）が形鋼２００の吸着対象となる面である一の面２０１に当接し、さらに第１フレーム材が降下したときに、圧縮コイルばね３５３は吸着装置３５７を下向きに付勢する。吊り部材３５０ａの下端部（パッド部３０１）が形鋼２００の一の面２０１に当接し、さらに第１フレーム材が降下するとき、その降下に伴い、第１フレーム材の貫通孔からの柱部３５１の上端部の突出量が増加する。圧縮コイルばね３５３の弾性力により、吊り部材３５０ａの下端部（パッド部３０１）は、形鋼２００の吸着対象となる一の面２０１に密着することができる。圧縮コイルばね３５３の弾性力は、パッド部３０１を形鋼２００の一の面２０１に密着させる力を所望の値に設定するべく適宜に設定可能である。
【００３０】
係止部３５５は、吸着装置３５７の上端部を着脱可能に係止する部分である。係止部３５５の下部には、横方向に延びる溝状レール３５９が形成されている。溝状レール３５９は、吸着装置３５７の上端部（後述の被係止部３６１）がスライドして着脱され得るように構成されている。なお、係止部３５５と吸着装置３５７とを着脱可能に係止する形態はこの例に限定されず、他の形態であってもよい。
【００３１】
ここで、吸着装置３５７の吸着対象となる形鋼について図５を参照しつつ説明する。図５に示される形鋼２００は、頂部が上向きとなるように材料置き場８００に配置される。この場合、頂部を形成する２つの面が水平面に対して傾斜する。吊り部材３５０ａは、頂部を形成する２つの面のうち、吸着対象となる面である一の面２０１を吸着して形鋼２００を吊り上げ、溶接装置へ搬送する。
【００３２】
形鋼２００としては、例えば山形鋼を挙げることができるが、他の種類の形鋼であってもよい。また、形鋼２００の材質も特に限定されない。形鋼２００の材質は、磁石で吸着可能な材質であってもよいし、磁石で吸着できない材質であってもよい。
【００３３】
また、吊り部材３５０ａが吊り上げる形鋼２００を材料とする溶接形鋼の種類は、溶接Ｊ形鋼に限定されるものではなく、他の種類の形鋼であってもよい。
【００３４】
以下の説明では、吊り部材３５０ａによって吊り上げられる形鋼２００が山形鋼（Ｌ形鋼、アングル鋼）である場合について説明する。なお、山形鋼は等辺山形鋼であってもよいし、不等辺山形鋼であってもよい。図５に示される例では、形鋼２００は不等辺山形鋼とされている。本例では、吸着される面が広い方が好ましいことから、不等辺山形鋼の頂部を形成する２つの面のうち、幅方向に大きい面（図５の符号２０１の面）を吸着することが好ましいが、吊り部材３５０で吸着することができれば、幅方向に小さい面を吸着してもよい。
【００３５】
図５に示されるように、吸着装置３５７は、溝状レール３５９に対してスライドして着脱可能な断面Ｔ字状の被係止部３６１と、被係止部３６１から下側へ延出する下側延出部３６３と、下側延出部３６３に設けられた円柱状の連結軸３６５と、連結軸３６５を介して被係止部３６１および下側延出部３６３に対して揺動可能に設けられた揺動部３６７とを備えている。以下、この明細書において、被係止部３６１および下側延出部３６３を固定部と称することがある。
【００３６】
揺動部３６７は、形鋼２００の吸着対象となる一の面２０１を吸着してその状態を保持する弾性変形可能なパッド部３０１と、パッド部３０１を上側から支持するパッド支持部３０３と、パッド支持部３０３の上側に設けられパッド支持部３０３の上端部から上方へ延出する左右一対の上側延出部３０５と、各上側延出部３０５に設けられた第１ストッパ部３０７および第２ストッパ部３０９と、各上側延出部３０５から横方向に突出するように設けられたばね支持部３１１と、ばね支持部３１１と係止部３５５とを繋ぐように設けられた引張コイルばね３１３とを備えている。なお、図５〜図１２において、ハッチングを付した状態で第２ストッパ部３０９を示しているが、このハッチングは便宜上付しているものであり、断面を示すものではない。
【００３７】
揺動部３６７は、連結軸３６５を回動可能に支持する軸受部（図示略）を有している。連結軸３６５は、軸受部の外側に設けられた蓋部材３６８（図３参照）によってその端部がカバーされている。揺動部３６７は、図５に示されるように、連結軸３６５を介して下側延出部３６３に揺動可能に支持されている。なお、図５においては、便宜上、蓋部材３６８の図示を省略している（後述する図６〜図１２においても同様）。
【００３８】
次に、揺動部３６７について、図４〜図８を参照しつつ説明する。図６は、形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面に接した状態の一例を示す側面図である。図７は、形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面を吸着している状態の一例を示す側面図である。図８は、形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼を吊り上げている状態の一例を示す側面図である。
【００３９】
固定部に対して揺動部３６７を揺動させるための回動機構は、連結軸３６５および上記軸受部により構成される。この回動機構は、例えば、吸着対象となる一の面２０１への揺動部３６７の進出方向（例えば、図５において白抜きの矢印Ａ１で示される方向）に対して一の面２０１が傾斜していたとしても、揺動部３６７（具体的にはパッド部３０１）が一の面２０１に対して正面を向く姿勢をとり得るように揺動部３６７の姿勢を変更する機能を有する。図７に示される例では、揺動部３６７の進出方向（図５のＡ１）に対して一の面２０１が傾斜していたとしても、揺動部３６７（具体的にはパッド部３０１）が一の面２０１に対して摺動することにより、パッド部３０１の先端部３０１０と一の面２０１とが略平行となるように揺動部３６７の姿勢が変更される（上述の正面を向く姿勢）。図７に示される例ではパッド部３０１の中心線ＣＬと一の面２０１とが略直交する（略直角をなす）ように（一点鎖線で示される態様から実線で示される態様に）、揺動部３６７の姿勢が変更される（上述の正面を向く姿勢）。このような構成によれば、揺動部３６７の進出方向（図５のＡ１）に対する形鋼の吸着面の傾斜角度にかかわらず、パッド部３０１の先端部３０１０と一の面２０１とが略平行となるように揺動部３６７の姿勢が変更される。
【００４０】
このように揺動部３６７の姿勢が変更されることで、揺動部３６７の進出方向（図５のＡ１）に対する形鋼の吸着面の傾斜角度にかかわらず、パッド部３０１の先端部３０１０を一の面２０１に対して密着させることが可能となる。また、揺動部３６７の姿勢が変更されることで、形鋼２００の形状毎に一の面２０１の傾きが異なる場合であっても、パッド部３０１は、形鋼２００の形状毎に一の面２０１に対して正面を向く姿勢をとることができ、形鋼２００の形状毎にパッド部３０１の先端部３０１０の周方向全体を一の面２０１に対して密着させることが可能となる。
【００４１】
図５に示されるパッド部３０１は、先端部３０１０が環状（リップ状）に形成されている。この先端部３０１０が周方向全体に亘って形鋼２００の一の面２０１に密着し（図７参照）、図外のバキューム装置による吸引力により、先端部３０１０が一の面２０１を吸着する。バキューム装置は、例えば真空ポンプであり、可撓性を有するバキューム配管３１５（図４参照）を介してパッド支持部３０３に接続されている。パッド部３０１は可撓性（弾性）を有しており、吸盤として機能することができる。パッド部３０１は例えばゴム製である。パッド部３０１は、形鋼２００の長手方向に沿って延びている。具体的には、パッド部３０１が真下を向いた状態において、平面視で、形鋼２００の長手方向に沿って延びる互いに平行で互いに同一長さの２つの直線と、これら２つの直線の同じ側の端部どうしをつなぐ半円状の２つの曲線とから構成される輪郭を有している。また、パッド部３０１は、側面視で、例えば台形状に形成されている。台形の下底が上記先端部３０１０に相当し、先端部３０１０が形鋼２００の一の面２０１に密着する。なお、パッド部３０１の形状は上述のような形状に限定されず、例えば、平面視で円形状であってもよい。
【００４２】
図５〜図７に示されるパッド支持部３０３は、パッド部３０１の輪郭を相似的に縮小したような輪郭を有している。パッド支持部３０３は、バキューム配管３１５と連通するバキューム通路（図示略）を有している。このバキューム通路は、パッド部３０１の内側空間と連通している。バキューム装置を作動させると、バキューム装置による吸引力は、バキューム配管およびバキューム通路を介してパッド部３０１の内側空間に伝達される。これにより、バキューム通路内のエア（空気）およびパッド部３０１の内側空間内のエアが排気される（バキューム装置に吸引される）。
【００４３】
図５〜図７に示される第１ストッパ部３０７は、揺動部３６７の傾斜角度の最大値（図５に示される最大傾斜角度θｍａｘ）を規定する部材である。「揺動部３６７の傾斜角度」は、パッド部３０１の先端部３０１０と水平面とがなす角度である。第１ストッパ部３０７は、図５に示される例では、すりわり付き止めねじ（いわゆる芋ネジ）とされている。図５に示される例では、すりわり付き止めねじの外側先端部が係止部３５５に当接することにより、揺動部３６７の傾斜角度がそれ以上増加しないようになっている。「最大傾斜角度θｍａｘ」は、例えば、図５に示される例では、第１ストッパ部３０７の外側先端部が係止部３５５に当接している状態で、パッド部３０１の先端部３０１０と水平面とがなす角度である。
【００４４】
なお、揺動部３６７の最大傾斜角度θｍａｘは、ねじ穴からのすりわり付き止めねじの突出量を調節することにより調節できるようになっている。つまり、すりわり付き止めねじの突出量が増加する程、揺動部３６７の最大傾斜角度θｍａｘが小さくなるようになっている。なお、第１ストッパ部３０７は、すりわり付き止めねじに限定されるものではなく、他の形態に変更することも可能である。揺動部３６７の最大傾斜角度θｍａｘは、形鋼２００の一の面２０１の傾斜角度θ１と同じ傾斜角度に設定されていてもよいし、形鋼２００の一の面２０１の傾斜角度より大きな値または小さい値に設定されていてもよい。一の面２０１の傾斜角度は、例えば、一の面２０１と水平面とがなす角度θ１（例えば、図５参照）とされる。
【００４５】
図５〜図７に示される第２ストッパ部３０９は、揺動部３６７が下側に揺動した（傾斜角度が小さくなる方向に揺動した）際に、傾斜角度が略ゼロとなる位置（パッド部３０１の先端部３０１０が真下を向く位置）で揺動部３６７の揺動を停止させる部材である。第２ストッパ部３０９は、揺動部３６７の傾斜角度が略ゼロになったときに係止部３５５と当接する当接面を有する部材（ハッチングで示す部材）である。揺動部３６７の傾斜角度が略ゼロとなる位置で揺動部３６７の揺動を停止させることで、形鋼２００の一の面２０１が水平な状態となるように形鋼２００を吸着することができる。これにより、形鋼２００を溶接に適した姿勢とし、その姿勢を維持した状態で形鋼２００を溶接装置へ搬送することが可能となる。
【００４６】
図５〜図７に示される引張コイルばね３１３は、揺動部３６７の傾斜角度が大きくなる方向に揺動部３６７を付勢する部材である。引張コイルばね３１３は、一方の端部（図５に示される例では下端部）がばね支持部３１１の先端部付近に固定され、他方の端部（図５に示される例では上端部）が係止部３５５に固定されている。引張コイルばね３１３は、連結軸３６５から離れた位置に設けられている。また、引張コイルばね３１３の力の作用線（引張コイルばね３１３の両端部を通る直線）は、連結軸３６５を通らない位置にある。したがって、引張コイルばね３１３の弾性力（引張力）により、連結軸３６５を中心とする力のモーメントがばね支持部３１１に作用する。この力のモーメントにより、揺動部３６７は傾斜角度ゼロの状態から最大傾斜状態（図５参照）となるように自動的に回動することが可能となっている。パッド部３０１が形鋼２００を持ち上げていない状態では、引張コイルばね３１３の弾性力により、揺動部３６７は最大傾斜角度θｍａｘで傾斜した状態にある。引張コイルばね３１３は、揺動部３６７（具体的にはパッド部３０１）が形鋼２００の一の面２０１に対して正面を向く姿勢をとり得るように伸縮することができる。このように、引張コイルばね３１３の付勢力によって揺動部３６７を傾斜させておくことで、パッド部３０１の先端部３０１０と一の面２０１とが略平行となるように揺動部３６７の姿勢を変えることがスムーズに行われる。
【００４７】
パッド部３０１に形鋼２００が吸着されていない状態では、引張コイルばね３１３の弾性力により、揺動部３６７は最大傾斜角度θｍａｘとなる位置にある（図５および図６参照）。一方、パッド部３０１に形鋼２００が吸着され、形鋼２００が吊り上げられた状態では、形鋼２００の重量により引張コイルばね３１３が伸びて、揺動部３６７は下方を向いた状態（揺動部３６７の傾斜角度が略ゼロの状態）となる（図８参照）。なお、引張コイルばね３１３に代えて、空気圧シリンダ等の他の伸縮手段を設けてもよい。
【００４８】
なお、本実施形態では、引張コイルばね３１３の付勢力により、すりわり付き止めねじの外側先端部が係止部３５５に当接する状態（最大傾斜状態）まで揺動部３６７を回動させているが、最大傾斜角まで回動させることは必須ではない。例えば、引張コイルばね３１３の弾性力を弱めに設定する（ばね係数を小さめに設定する）ことにより、パッド部３０１が形鋼２００を吊り上げていない状態（例えば揺動部３６７が形鋼２００の一の面２０１に向かって進出するとき）において、第１ストッパ部３０７が係止部３５５に当接していない状態（揺動部３６７の傾斜角度が最大傾斜角度θｍａｘ未満の状態）としてもよい。
【００４９】
次に、本実施形態に係る形鋼吸着装置１００の使用方法の一例について説明する。
【００５０】
ここでは、Ｊ形鋼を製造するために、例えば、第１フレーム材６００の幅方向中央に設けられた吊り部材３５０ａにより、形鋼２００として山形鋼を吊り上げる場合について、図５〜図８を参照しつつ説明する。
【００５１】
形鋼（山形鋼）２００は、形鋼置き場８００の上に、吸着対象となる一の面２０１が水平面に対して傾斜するように配置される。形鋼２００は積み重ねて配置されてもよいし、積み重ねないで配置されてもよい。図５〜図８においては、簡単のため、形鋼２００を積み重ねないで配置した状態で示している。
【００５２】
上記第１フレーム材の長手方向に沿って設けられた６つの上記吊り部材のうち、いずれの吊り部材を用いるかは、吊り上げる対象となる形鋼２００の重量や長さに応じて適宜に設定することができる。
【００５３】
例えば、第１フレーム材と略同じ長さの形鋼２００であって、形鋼２００の重量が６つの吊り部材で吊り上げることができる重量であり、さらに、形鋼２００の重量が６つの吊り部材の各引張コイルばね３１３の弾性力の総和よりも大きい場合には、６つの吊り部材を全て使用することができる。
【００５４】
また、例えば、第１フレーム材と略同じ長さの形鋼２００であって、形鋼２００の重量が４つの吊り部材で吊り上げることができる重量であり、さらに、形鋼２００の重量が４つの吊り部材の各引張コイルばね３１３の弾性力の総和よりも大きい場合には、４つの吊り部材を使用することができる。
【００５５】
また、例えば、第１フレーム材の約３分の２の長さの形鋼２００であって、形鋼２００の重量が４つの吊り部材で吊り上げることができる重量であり、さらに、形鋼２００の重量が４つの吊り部材の各引張コイルばね３１３の弾性力の総和よりも大きい場合には、４つの吊り部材を使用することができる。
【００５６】
形鋼２００を吊り上げる手順は以下の通りである。ここでは、一例として、揺動部３６７の最大傾斜角度θｍａｘが形鋼２００の一の面２０１の傾斜角度θ１よりも大きい値に設定されている場合について説明する。
【００５７】
まず、上記昇降部を駆動して、上記第１フレーム材を降下させ、傾斜状態にある揺動部３６７（図５参照）を形鋼２００の一の面２０１に向かって降下させる（図５の白抜き矢印Ａ１参照）。この段階では、揺動部３６７は、引張コイルばね３１３の弾性力（上向きの力）により、例えば、最大傾斜角度θｍａｘで傾斜した状態にある。第１フレーム材６００を降下させると、パッド部３０１の先端部３０１０の周方向の一部が形鋼２００の一の面２０１に当接する（図６参照）。さらに第１フレーム材６００を降下させると、圧縮コイルばね３５３の弾性力（下向きの力）により、係止部３５５、被係止部３６１、下側延出部３６３、連結軸３６５、上側延出部３０５、およびパッド支持部３０３を介して、パッド部３０１が形鋼２００の一の面２０１に向かって押される。これにより、パッド部３０１が形鋼２００の一の面２０１に対して正面を向く（パッド部３０１の先端部３０１０が形鋼２００の一の面２０１と略平行になる）姿勢をとるように、パッド部３０１が一の面２０１上を摺動（スライド）しつつ（図６の白抜き矢印Ａ３参照）、揺動部３６７が連結軸３６５を中心として回動し（図６に示される例では、白抜き矢印Ａ２で示されるように反時計回りに回動する）、パッド部３０１の先端部３０１０の周方向全体が一の面２０１に密着する（図７参照）。次に、バキューム装置を作動させる。すると、バキューム装置による吸引力で、パッド部３０１の先端部３０１０の周方向全体に一の面２０１が吸着される。
【００５８】
次に、バキューム装置を作動させたまま上記昇降部を駆動して、上記第１フレーム材を上昇させる。すると、図８に示されるように、形鋼置き場８００から形鋼２００が吊り上げられるとともに、形鋼２００および揺動部３６７の重量により引張コイルばね３１３が伸ばされて、形鋼２００および揺動部３６７の重心が安定する方向に形鋼２００および揺動部３６７が回動する。すると、揺動部３６７の傾斜角度が略ゼロになったときに、第２ストッパ部３０９が係止部３５５と当接する。これにより、一の面２０１が水平な状態となる（図８参照）。この状態で、上記搬送機構を駆動して、形鋼２００を溶接装置（図示略）に向けて搬送する。溶接装置に搬送された形鋼２００は、一の面２０１が水平状態を維持した状態で溶接装置に配置される。その後、バキューム装置を停止させる。これにより、形鋼２００の端部と他の鋼板（平板状の鋼板）との溶接により、溶接Ｊ形鋼を製造することができる。
【００５９】
次に、揺動部３６７の最大傾斜角度θｍａｘが形鋼２００の一の面２０１の傾斜角度θ２（図９参照）よりも小さい値に設定されている場合の、形鋼２００を吊り上げる手順について、図９〜図１２を参照しつつ説明する。
【００６０】
図９は、本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の面に接近する様子の一例を示す側面図である。図１０は、本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面に接した状態の一例を示す側面図である。図１１は、本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面を吸着する前に変形していく状態の一例を示す側面図である。図１２は、本発明の実施形態に係る形鋼吸着装置のパッド部が山形鋼の一の面を吸着している状態の一例を示す側面図である。
【００６１】
この場合には、揺動部３６７の最大傾斜角度θｍａｘと形鋼２００の一の面２０１の傾斜角度θ２との差異を補うように（角度の差異を埋め合わせるように）、パッド部３０１が弾性変形する。
【００６２】
まず、上記昇降部を駆動して上記第１フレーム材を降下させることにより、傾斜状態にある揺動部３６７を形鋼２００の一の面２０１に向かって降下させる。揺動部３６７を降下させると、パッド部３０１の先端部３０１０の周方向の一部（図１０に示す点Ｐ）が形鋼２００の一の面２０１に接触する（図１０参照）。さらに上記第１フレーム材を降下させると、圧縮コイルばね３５３の弾性力（下向きの力）により、係止部３５５、被係止部３６１、下側延出部３６３、連結軸３６５、上側延出部３０５、およびパッド支持部３０３を介して、パッド部３０１が形鋼２００の一の面２０１に向かって押される。すると、パッド部３０１は形鋼２００の一の面２０１との接触面積が次第に増加するように弾性変形し（図１１参照）、やがて、揺動部３６７の最大傾斜角度θｍａｘと形鋼２００の一の面２０１の傾斜角度θ２との差異を補うように、パッド部３０１が弾性変形する。これにより、パッド部３０１の先端部３０１０の周方向全体が一の面２０１に密着する（図１２参照）。つまり、パッド部３０１の先端部３０１０が形鋼２００の一の面２０１と略平行になる。次に、バキューム装置を作動させる。すると、バキューム装置による吸引力で、パッド部３０１の先端部３０１０の周方向全体に一の面２０１が吸着される。
【００６３】
次に、バキューム装置を作動させたまま上記昇降部を駆動して、上記第１フレーム材を上昇させる。すると、図８に示した例と同様に、形鋼置き場８００から形鋼２００が吊り上げられるとともに、形鋼２００および揺動部３６７の重量により引張コイルばね３１３が伸ばされて、形鋼２００および揺動部３６７の重心が安定する方向に形鋼２００および揺動部３６７が回動する。すると、揺動部３６７の傾斜角度が略ゼロになったときに、第２ストッパ部３０９と当接する。これにより、一の面２０１が水平な状態となる。この状態で、上記搬送機構を駆動して、形鋼２００を溶接装置（図示略）に向けて搬送する。溶接装置に搬送された形鋼２００は、一の面２０１が水平状態を維持した状態で溶接装置に配置される。その後、バキューム装置を停止させる。これにより、形鋼２００の端部と他の鋼板（平板状の鋼板）との溶接により、溶接Ｊ形鋼を製造することができる。
【００６４】
ここでは詳しい説明を省略するが、揺動部３６７の最大傾斜角度θｍａｘが形鋼２００の一の面２０１の傾斜角度と同じ値に設定されている場合においても、もちろん、パッド部３０１で形鋼２００の一の面２０１を吸着し、一の面２０１を水平な状態にして、形鋼２００を吊り上げることができる。
【００６５】
（効果）
本実施形態の形鋼吸着装置１００によれば、溶接Ｊ形鋼等の溶接形鋼の製造現場において、材料となる形鋼２００を材料置き場８００から溶接装置へ搬送するに際し、吸着対象となる一の面２０１が水平面に対して傾斜した状態で形鋼２００が材料置き場８００に配置されていたとしても（形鋼２００の一の面２０１への揺動部３６７の進出方向が一の面２０１に対して傾斜していたとしても）、揺動部３６７（具体的にはパッド部３０１の先端部３０１０）が一の面２０１に対して正面を向く姿勢をとり得るように揺動部３６７の姿勢を変更することができる。しかも、吸着対象となる一の面２０１の傾斜角度は特定の角度である必要はなく、一の面２０１が任意の傾斜角度であったとしても、揺動部３６７を一の面２０１に対して正面を向く姿勢とすることができる。このため、本実施形態では、形鋼２００の一の面２０１（吸着対象となる面）が水平面に対して傾斜し、しかもその傾斜角度が任意の角度であっても、当該形鋼（例えば山形鋼）２００を好適に保持し、パッド部３０１の先端部３０１０に吸着（密着）された形鋼２００を、昇降部４００により吊り上げることができる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、パッド部３０１が形鋼２００を吸着していない状態において、第１ストッパ部３０７および引張コイルばね３１３により、揺動部３６７を傾斜した状態で保持することができる。また、パッド部３０１が形鋼２００を吊り上げている状態において、第２ストッパ部３０９により、揺動部３６７を傾斜角度が略ゼロの状態に維持することができる。また、昇降部４００を駆動してパッド部３０１を形鋼２００の一の面２０１に押し付けることで、揺動部３６７が回動し、パッド部３０１の先端部３０１０の周方向全体を一の面２０１に密着させることができる。これにより、パッド部３０１で形鋼２００を好適に吸着することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、引張コイルばね３１３の引張力の作用線が揺動部３６７の揺動中心（連結軸３６５）を通らない位置にあるので、引張コイルばね３１３の引張力により、揺動中心（連結軸３６５）を中心とする力のモーメントが揺動部３６７に作用する。この力のモーメントにより、揺動部３６７は自動的に回動することができる。したがって、形鋼２００を溶接装置へ搬送して形鋼２００の吸着を解除すると、引張コイルばね３１３により、揺動部３６７を最大傾斜状態に自動的に戻すことができ、揺動部３６７を次の吸着動作への準備状態とすることができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、パッド部３０１の先端部３０１０の周方向全体が形鋼２００の一の面２０１を吸着してその状態を保持した状態で、形鋼２００が用途に応じた所定の姿勢をとることができる。したがって、例えば、形鋼２００が山形鋼であって、山形鋼が溶接Ｊ形鋼（溶接によって製造されるＪ形鋼）の材料である場合に、山形鋼を溶接に適した姿勢にすることができる。
【００６９】
また、パッド部３０１を形鋼２００の一の面２０１に密着させて、吸引力（パッド部３０１内の減圧による吸着力）により形鋼２００をパッド部３０１に吸着させることにより、材料置き場８００に積み重ねて配置されている複数の形鋼２００から最上段にある１つの形鋼２００のみを吊り上げることができる。したがって、本実施形態によれば、材料置き場８００に積み重ねて配置されている複数の形鋼２００を一つずつ吸着して搬送する一連の作業を効率よく行うことができる。
【００７０】
なお、上記実施形態では、バキューム装置を用いた吸引力により形鋼２００を吸着しているが、これに限定されない。例えば、パッド部３０１に代えて電磁石などの磁石を設け、この磁石の磁力によって形鋼２００を吸着してもよい。この場合においても、磁石による吸着ができるように、磁石の傾斜角度を適切に変更することができる。
【００７１】
ところで、磁石を用いて吸着する場合には、磁力の強さによっては、一回の吸着で、積み重ねて配置されている複数の形鋼２００のうち最上段から２段または３段の形鋼をまとめて吸着してしまう可能性がある。この場合、溶接装置に複数の形鋼を同時に移動させることになり、溶接作業を行う上で不都合である。そのような問題を解消する対策としては、最上段の形鋼のみを吸着できるように磁力の大きさを予め調節しておくことが考えられる。しかし、この方法では、吸着対象である形鋼の厚みが変更される毎に、磁力の大きさを変更する必要がある。その点、バキューム装置を用いた吸引力により形鋼２００を吸着する場合には、吸着力は最上段の形鋼のみに作用するので、吸着対象である形鋼の厚みを問わず、確実に最上段の１つの形鋼のみを吸着して吊り上げることができる。また、磁石はステンレスなどの非磁性体の形鋼を吸着することができないが、バキューム装置を用いた吸引力で形鋼２００を吸着する場合には、形鋼が非磁性体であるか否かを問わず、吸着して吊り上げることができる。
【００７２】
特許請求の範囲に記載の文言と明細書に記載の文言との対応関係について説明する。特許請求の範囲に記載の「吸着部」は、形鋼を吸着可能な部材であり、これに相当するものとして、例えば、明細書に記載のパッド部３０１を挙げることができる。特許請求の範囲に記載の「進出部」は、吸着部を形鋼の一の面に向けて進出させることが可能な部材であり、これに相当するものとして、例えば、明細書に記載の係止部３５５、被係止部３６１、下側延出部３６３、連結軸３６５、柱部３５１、圧縮コイルばね３５３、第１フレーム材６００、昇降部４００を挙げることができる。特許請求の範囲に記載の「姿勢変更手段」は、吸着部１０３が形鋼２００の一の面２０１に対して正面を向く姿勢をとり得るように吸着部１０３の姿勢を変更するものであり、例えば、連結軸３６５、軸受部、パッド部３０１を挙げることができる。特許請求の範囲に記載の「姿勢保持手段」は、パッド部３０１の進出方向に対してパッド部３０１の正面方向がなす角度を所定の角度に保持するものであり、例えば、第１ストッパ部３０７、第２ストッパ部３０９、引張コイルばね３１３、ばね支持部３１１を挙げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本願発明に係る形鋼吸着装置は、吸着する対象面が水平面に対して傾斜するように配置される形鋼（例えば山形鋼）を好適に吸着することができるため、例えば溶接Ｊ形鋼などの溶接形鋼を容易に製造することができ、溶接形鋼の普及に貢献することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１００    形鋼吸着装置
２００    形鋼
２０１    形鋼の面（吸着の対象である面）
３０１    パッド部
３０７    第１ストッパ部
３０９    第２ストッパ部
３１３    引張コイルばね
３５１    柱部
３５３    圧縮コイルばね
３５５    係止部
３６１    被係止部
３６３    下側延出部
３６５    連結軸
４００    昇降部
６００    第１フレーム材
【図１】
2019147163.tif 000003
【図２】
2019147163.tif 000004
【図３】
2019147163.tif 000005
【図４】
2019147163.tif 000006
【図５】
2019147163.tif 000007
【図６】
2019147163.tif 000008
【図７】
2019147163.tif 000009
【図８】
2019147163.tif 000010
【図９】
2019147163.tif 000011
【図１０】
2019147163.tif 000012
【図１１】
2019147163.tif 000013
【図１２】
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