(57)【要約】【課題】従来のトラス鋼材用位置決めクランプ装置では、Ｌ型鋼の水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖをクランプするために２個のクランプ機構を必要とし、溶接治具に掛かる部品点数が多くなり、又部品点数の増加に伴い作業工数が増加した。【解決手段】水平床面と垂直壁面を有するＬ型溶接治具にＬ型鋼を押圧するＬ型鋼押え部、及びリンク部を介しＬ型鋼押え部を押圧操作する操作レバー部を備えたトラス鋼材用位置決めクランプ装置において、Ｌ型鋼押え部に、Ｌ型鋼を水平方向に押圧する水平押え部と垂直方向に押圧する垂直押え部を一体形成し、この両押え部による２軸方向の押圧でＬ型鋼をＬ型溶接治具の両面に当接させ、Ｌ型鋼の位置決めを行うものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平床面と垂直壁面を有する溶接治具にＬ型鋼を押圧するＬ型鋼押え部、及びリンク部を介し上記Ｌ型鋼押え部を押圧操作する操作レバー部を備えたトラス鋼材用位置決めクランプ装置において、
上記Ｌ型鋼押え部に、上記Ｌ型鋼を水平方向に押圧する水平押え部と垂直方向に押圧する垂直押え部を一体形成し、この両押え部による２軸方向の押圧で上記Ｌ型鋼を上記溶接治具の両面に当接させ、上記Ｌ型鋼の位置決めを行うことを特徴とするトラス鋼材用位置決めクランプ装置。
【請求項２】
上記Ｌ型鋼押え部は、上記Ｌ型鋼を上記溶接治具の水平床面と垂直壁面に密着させる位置ずれ修正機構を有することを特徴とする請求項１記載のトラス鋼材用位置決めクランプ装置。
【請求項３】
上記位置ずれ修正機構は、一方の端部を上記Ｌ型鋼押え部に固定し他方の端部によって上記Ｌ型鋼を弾性的に押圧する弾性部材を有することを特徴とする請求項２記載のトラス鋼材用位置決めクランプ装置。
【請求項４】
上記位置ずれ修正機構は、上記Ｌ型鋼の重心より低位置に設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のトラス鋼材用位置決めクランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばエスカレータ用のＬ型トラス鋼材を溶接組立する時に用いられる位置決めクランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエスカレータのトラス構造には、図３に示すようにＬ型断面をしたＬ型鋼が用いられ、更に複数本のＬ型鋼が組合されて溶接されている。この溶接の際、Ｌ型鋼は予め、専用の溶接治具に固定されたＬ型鋼の水平方向当て面及び垂直方向当て面上にセットされ、更に位置ずれ防止のためリンク機構を用いたクランプ機構を使用し、Ｌ型鋼の水平方向Ｈ、垂直方向Ｖをクランプしている。
このようにＬ型鋼の水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖをクランプする際は、一軸方向に対応したクランプ機構を２個用い、水平方向Ｈと垂直方向Ｖをクランプする方法が一般的である。
特許文献１に記載された従来のクランプ機構は、リンク機構を用い、ワーク寸法の変化に応じて一定のクランプ力を維持するために調整機能が設けられている。又、特許文献２に記載された従来のクランプ機構は、リンク機構を用い、ワークの押え部にばね部材が設けられており、ワークの板厚寸法変化及び板厚方向の位置ずれに対して、ばね部材の圧縮量を調整する事で一定のクランプ力を発揮する機構となっている。
何れのクランプ機構も、クランプ機構のクランプ力がワークに対して一軸方向のみに負荷される構造である。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２４９７４１号公報
【特許文献２】特開２００５−２９７３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような一般的なクランプ機構を採り入れたトラス鋼材用位置決めクランプ装置を使って、例えばエスカレータ用のＬ型トラス鋼材を溶接組立する場合には、Ｌ型鋼の水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖをクランプするために２個のクランプ機構が必要となり、溶接治具に掛かる部品点数が多くなる。又部品点数の増加に伴い作業工数が増加するなどの課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係わるトラス鋼材用位置決めクランプ装置は、水平床面と垂直壁面を有するＬ型溶接治具にＬ型鋼を押圧するＬ型鋼押え部、及びリンク部を介し上記Ｌ型鋼押え部を押圧操作する操作レバー部を備えたトラス鋼材用位置決めクランプ装置において、上記Ｌ型鋼押え部に、上記Ｌ型鋼を水平方向に押圧する水平押え部と垂直方向に押圧する垂直押え部を一体形成し、この両押え部による２軸方向の押圧で上記Ｌ型鋼を上記Ｌ型溶接治具の両面に当接させ、上記Ｌ型鋼の位置決めを行うものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明のトラス鋼材用位置決めクランプ装置によれば、Ｌ型鋼がクランプされた際、Ｌ型鋼押え部のＬ型鋼水平方向押え面とＬ型鋼垂直部が当接し、又Ｌ型鋼垂直方向押え部とＬ型鋼水平部が当接する事でＬ型鋼の水平方向Ｈ、垂直方向Ｖの両方向にクランプ力が負荷され、一つのクランプ機構で水平方向Ｈと垂直方向Ｖの２軸方向同時にクランプする事が出来且つ所定のクランプ力を発揮する事が出来る。又、溶接治具を構成する部品点数及び作業工数が軽減出来る利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
【０００８】
実施の形態１．
図１と図２は、位置決めクランプ装置によるクランプ操作が行われる前の状態と、位置決めクランプ装置によるクランプ状態を示す全体側面図である。
図３は、エスカレータのトラスを示す斜視概略図で、複数本のＬ型鋼２から構成されている。
図４と図５は、クランプ機構によるクランプ動作を説明する説明図である。
【０００９】
以下、図１〜図５に基づきこの発明の実施の形態１であるエスカレータ用トラス鋼材の位置決めクランプ装置の構成と動作を説明する。
位置決めクランプ装置は、溶接組立治具ベース面３に並設されたクランプ機構６とＬ型溶接治具４５とにより構成され、Ｌ型溶接治具４５上にＬ型鋼２を載置する。
クランプ機構６は、Ｌ型鋼２をＬ型溶接治具４５に押圧するＬ型鋼押え部６３と、リンク部６２を介しＬ型鋼押え部６３を押圧操作する操作レバー部６１により構成され、各々の回転運動を妨げないように、各軸で連結されている。
操作レバー部６１は、操作レバー部回転中心６４を中心に回転運動し、それに連動しＬ型鋼押え部６３が稼動する。
Ｌ型溶接治具４５は、水平床面（Ｌ型鋼垂直方向当て面５）と垂直壁面（Ｌ型鋼水平方向当て面４）を備えている。
Ｌ型鋼押え部６３は、リンク部６２の先端に設けられ、Ｌ型トラス鋼材２の垂直部２２を水平方向に押圧する水平方向押え面６３１と、Ｌ型トラス鋼材２の水平部２１を垂直方向に押圧する垂直方向押え押え面６３２がＬ型に一体形成されている。
この両押え面による２軸方向の同時押圧で、次に述べるようにＬ型鋼２をＬ型溶接治具の水平床面（Ｌ型鋼垂直方向当て面５）と垂直壁面（Ｌ型鋼水平方向当て面４）に当接させ、Ｌ型鋼２の位置決めを行う。
【００１０】
次にクランプ機構６によるＬ型鋼２のクランプ操作について説明する。
Ｌ型鋼２は、Ｌ型溶接治具４５の水平床面（Ｌ型鋼垂直方向当面５）上に置かれ、このＬ型鋼２の位置決めは、操作レバー部６１を、図１の状態から図２の状態まで回動操作することにより行われる。
操作レバー部６１を回動操作すると、Ｌ型鋼押え部６３が図４に示す矢印方向（Ｌ型鋼押え部の回転方向７）に回転運動を行う。
このとき、Ｌ型鋼２が、垂直壁面（Ｌ型鋼水平方向当て面４）とＬ型鋼垂直部２２との間に隙間がない正常な状態で置かれている場合には、図５に示すように、Ｌ型鋼水平方向押え面６３１とＬ型鋼垂直方向押え面６３２が、Ｌ型鋼水平部２１とＬ型鋼垂直部２２に均等に面接触し、必要クランプ力であるＦＨ、ＦＶの力が発揮される。
すなわち、Ｌ型鋼２がクランプされた際は、図２、図５に示すように、Ｌ型鋼押え部６３のＬ型鋼水平方向押え面６３１とＬ型鋼垂直部２２が接触（当接）し、又Ｌ型鋼垂直方向押え部６３２とＬ型鋼水平部２１が接触（当接）する事でＬ型鋼２の水平方向Ｈ、垂直方向Ｖにクランプ力が負荷され、一つのクランプ機構で水平方向Ｈと垂直方向Ｖの２軸方向を同時にクランプする事が出来且つ所定のクランプ力を発揮する事が出来る。
【００１１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２であるエスカレータ用トラス鋼材の位置決めクランプ装置は、
実施の形態１のクランプ装置に、Ｌ型鋼２の位置ずれ修正機構を付加したものである。
まず、Ｌ型鋼２の位置ずれによる現象について、実施の形態１と同一形状のＬ型鋼押え部６３が図示された図１２〜図１５に基づき説明する。
図１２〜図１５において、Ｌ型鋼２が、Ｌ型鋼垂直部２２とＬ型鋼水平方向当て面４間に隙間８がある状態でセットされた場合、すなわちＬ型鋼２が位置ずれして置かれた場合、操作レバー部６１を回動操作すると、Ｌ型鋼押え部６３とＬ型鋼２とが、図１２に示すように、まず点Ａから接触する。
その後、図１３に示すように、Ｌ型鋼２はＬ型鋼押え部６３から点Ａに受ける力によって点Ｂを中心に回転し、その際、Ｌ型鋼垂直部２２はＬ型鋼水平方向当て面４と点Ｃで接触する。
更に、Ｌ型鋼押え部６３が回転した場合、Ｌ型鋼２は、点Ｄを中心にＬ型鋼水平方向当て面４及びＬ型鋼垂直方向当て面５上を反時計方向に滑り、図１４に示すようにＬ型鋼水平方向押え面６３１とＬ型鋼垂直方向押え面６３２に倣う状態となる。
更に、Ｌ型鋼押え部６３を回転させようとした場合は、点ＢにはＬ型鋼水平部２１に対して直角方向に作用する力ＦＢが増加し、又点ＣにはＬ型鋼垂直部２２に対して直角方向に作用する力ＦＣが増加する。よってクランプ力の増加に伴い点Ｂ、点Ｃにおける摩擦力も増大する。これらの摩擦力はＬ型鋼２がＬ型鋼水平面当て面部４及びＬ型鋼垂直方向当て面部５に面接触しようとする運動の抵抗となるため、Ｌ型鋼押え部６３を稼動することが出来なくなり、最終的には図１５に示す状態でクランプされてしまう。
この場合の水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖのクランプ力は、図１５に示すＦＨ１、ＦＶ１となり、所定のクランプ力ＦＨ、ＦＶよりも弱い力となる。この状態で溶接された場合はＬ型鋼２の位置ずれによりトラスが変形する。又溶接の熱歪みによる力にＬ型鋼２のクランプ力が打ち負けてトラスが変形する。
このように位置ずれした状態でＬ型鋼２がセットされた場合、すなわちＬ型鋼２の置き方によって、水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖのクランプ力が変化する、もしくはＬ型鋼２が位置ずれした状態でクランプされるため、溶接後にクランプ力を開放した際、溶接後のトラスが変形する問題が生じ、溶接後の工程で変形の修正を行う作業が発生する恐れがある。
【００１２】
次に、図６〜図１１に基づき、Ｌ型鋼２が位置ずれした状態で溶接治具上にセットされた場合でも、その位置ずれを修正し且つ所定のクランプ力を発揮する実施の形態２の位置決めクランプ装置を説明する。
図６と図７は、位置決めクランプ装置によるクランプ操作が行われる前の状態と、位置決めクランプ装置によるクランプ状態を示す全体側面図、図８〜図１０は、クランプ機構によるクランプ動作を説明する説明図である。
【００１３】
図６〜図１１において、この実施の形態２である位置決めクランプ装置は、実施の形態１と同様にクランプ機構６とＬ型溶接治具４５とにより構成される。なお、実施の形態１のクランプ装置と同一又は相当部分については説明を省略する。
クランプ機構６は、Ｌ型鋼押え部６３、リンク部６２、及び操作レバー部６１で構成されており、各々の回転運動を妨げないように、各軸で連結されている。
Ｌ型鋼押え部６３は、リンク部６２の先端に設けられ、水平方向押え面６３１と、垂直方向押え押え面６３２がＬ型に一体形成されている。
Ｌ型鋼押え部６３のコーナー部には、位置ずれ修正機構が設けられる。この位置ずれ修正機構は、弾性部材（コイル状のばね部材６３３）で構成され、Ｌ型鋼押え部６３のコーナー部のＬ型鋼垂直部に対向する側に切削加工で開けた有底穴に挿入されている。
更に、弾性部材６３３の一方の端部は、Ｌ型鋼押え部６３に固定され、自由端部を形成する他方端部にはＬ型鋼２を弾性的に押圧する押圧部材（金属球体を半分割した形状の押付け部材６３４）が設けられている。更に又ばね部材６３３の伸縮又は撓み方向は、図７、図１０に示すようにＬ型鋼垂直方向当て面５に平行で且つＬ型鋼水平方向当て面４に直角方向である。
又、位置ずれ修正機構（６３３、６３４）の取付け位置（Ｌ型鋼押え部６３の垂直方向に対する取付け位置）は、Ｌ型鋼２の重心位置よりも低い位置に設定される。
【００１４】
次にクランプ機構６によるＬ型鋼２のクランプ操作について説明する。
図６、図８に示すように、Ｌ型鋼２がＬ型鋼水平方向当て面４に対して隙間がある状態でセットされた場合、つまりＬ型鋼２の位置ずれ状態で、クランプ機構６の操作レバー６１を回動操作すると、図９に示すように押付け部材６３４とＬ型鋼垂直部２２が最初に接触する。このとき、弾性部材（６３３、６３４）の取付け位置が、Ｌ型鋼２の重心位置よりも低いため、弾性部材（６３３、６３４）は、Ｌ型鋼２の重心位置よりも低い位置でＬ型鋼２と接触する。この結果、Ｌ型鋼２は、回転したり傾いたりする事なく、Ｌ型鋼垂直方向当て面５上を水平移動し、隙間８なくＬ型鋼垂直部２２とＬ型鋼水平方向当て面４を面接触させる事が出来る。
【００１５】
上記のごとく、押付け部材６３４がＬ型鋼垂直部２２に対して最初に接触しＬ型鋼２の位置ずれを修正するので、Ｌ型鋼２が溶接治具上に位置ずれした状態でセットされた場合でも、弾性部材（６３３、６３４）によって、クランプ前に予め隙間８を詰め、所定の位置に所定のクランプ力を発揮する事が可能であり、溶接後に発生する変形を低減する事が出来る。
又、Ｌ型鋼垂直部２２とＬ型鋼水平方向当て面４が面接触した際、弾性部材（６３３）の圧縮量又は撓み量も大きくなるので、それに伴い弾性部材先端の押付け部材６３４は、Ｌ型鋼水平方向押え面よりも突出する事がなくクランプに支障をきたす事はない。
更に、ばね部材６３３と押付け部材６３４の取付け位置はＬ型鋼２の重心位置よりも低く設定されているため、Ｌ型鋼２は回転したり傾いたりする事なく、Ｌ型鋼垂直方向当て面５上を水平移動させ、Ｌ型鋼垂直部２２とＬ型鋼水平方向当て面４を面接触させる事が出来るので、Ｌ型鋼２をＬ型溶接治具の水平床面と垂直壁面に確実に密着させる事が出来る。
更に又、溶接前におけるＬ型鋼２の位置ずれ及び溶接後の変形を軽減する事が期待出来るので、溶接後に変形の修正作業を軽減する事が出来、生産性が向上する。
更に又、Ｌ型鋼２の水平方向Ｈにおけるクランプ力ＦＨ２は、従来の必要クランプ力とばね部材の反力の和となるため、従来よりもクランプ力が低下する事もない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１であるエスカレータのトラス溶接組立過程で用いられ、位置決めクランプ装置によるクランプ操作が行われる前の状態を示す全体側面図である。
【図２】同じく、位置決めクランプ装置によるクランプ操作が完了しクランプした状態を示す全体側面図である。
【図３】エスカレータのトラスを示す斜視概略図である。
【図４】クランプ機構によるクランプ動作を説明する説明図で、位置決めクランプ装置によるクランプ操作が行われている過程を示す側面図である。
【図５】クランプ機構によるクランプ動作を説明する説明図で、位置決めクランプ装置でクランプした状態を示す側面図である。
【図６】この発明の実施の形態２であるエスカレータのトラス溶接組立過程で用いられ、位置決めクランプ装置によるクランプ操作が行われる前の状態を示す全体側面図である。
【図７】同じく、位置決めクランプ装置によるクランプ操作が完了しクランプした状態を示す全体側面図である。
【図８】この発明の実施の形態２におけるクランプ機構によるクランプ動作を説明する説明図で、Ｌ型鋼の位置決めクランプ機構がＬ型鋼をクランプする過程において、当初位置ずれ状態でセットされたＬ型鋼とクランプ機構が接する直前の状態を示した側面図である。
【図９】この発明の実施の形態２におけるクランプ機構によるクランプ動作を説明する説明図で、当初位置ずれ状態でセットされたＬ型鋼をクランプ機構が修正する様子を示した側面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２におけるクランプ機構によるクランプ動作を説明する説明図で、Ｌ型鋼の位置決めクランプ機構がＬ型鋼をクランプする過程において、当初位置ずれ状態でセットされたＬ型鋼をクランプ機構がクランプした状態を示した側面図である。
【図１１】Ｌ型鋼の断面形状を示す断面図である。
【図１２】実施の形態１におけるＬ型鋼の位置決めクランプ機構が、Ｌ型鋼をクランプする過程において、当初位置ずれ状態でセットされたＬ型鋼とクランプ機構が接する直前を示した側面図である。
【図１３】同じく、Ｌ型鋼の位置決めクランプ機構が、Ｌ型鋼をクランプする過程において、当初位置ずれ状態でセットされたＬ型鋼がクランプ機構の回転運動により変位する様子を示した側面図である。
【図１４】同じく、Ｌ型鋼の位置決めクランプ機構が、Ｌ型鋼をクランプする過程において、当初位置ずれ状態でセットされたＬ型鋼がクランプ機構の回転運動により変位し、クランプ機構の押え面と接した様子を示した側面図である。
【図１５】同じく、Ｌ型鋼の位置決めクランプ機構が、Ｌ型鋼をクランプする過程において、当初位置ずれ状態でセットされたＬ型鋼がクランプされた様子を示した側面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  トラス                              ２  Ｌ型鋼
２１  Ｌ型鋼水平部                      ２２  Ｌ型鋼垂直部
３  溶接治具ベース面                  ４５  Ｌ型溶接治具
４  垂直壁面（Ｌ型鋼水平方向当て面４）
５  水平床面（Ｌ型鋼垂直方向当て面５）
６  クランプ機構                        ７  Ｌ型鋼押え部の回転運動方向
８  隙間                              ６１  操作レバー部
６２  リンク部                          ６３  Ｌ型鋼押え部
６３１  Ｌ型鋼水平方向押え面            ６３２  Ｌ型鋼垂直方向押え面
６３３  ばね部材                        ６３４  押付け部材
Ｈ  水平方向                            Ｖ  垂直方向
ＦＨ  水平方向の必要クランプ力
ＦＶ  垂直方向の必要クランプ力
ＦＢ  Ｌ型鋼が位置ずれした際、Ｌ型鋼水平部に対して直角に作用する力
ＦＣ  Ｌ型鋼が位置ずれした際、Ｌ型鋼垂直部に対して直角に作用する力
ＦＨ１  Ｌ型鋼が位置ずれ状態でクランプされた際の水平方向クランプ力
ＦＶ１  Ｌ型鋼が位置ずれ状態でクランプされた際の垂直方向クランプ力
ＦＨ２  実施の形態２のクランプ機構によって、位置ずれ状態であったＬ型鋼をクランプした際の水平方向クランプ力。
【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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【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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