JPH11500963A - 建築用コンポーネントの製造方法および装置 - Google Patents

建築用コンポーネントの製造方法および装置

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JPH11500963A
JPH11500963A JP8521339A JP52133996A JPH11500963A JP H11500963 A JPH11500963 A JP H11500963A JP 8521339 A JP8521339 A JP 8521339A JP 52133996 A JP52133996 A JP 52133996A JP H11500963 A JPH11500963 A JP H11500963A
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グレイナー,ウォリー,エイチ.
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Abstract

(57)【要約】 頭部部材と底部部材(14,16)との間に延びる複数のスタッド(60)を含む壁のような建築構造物の製造を容易にするテーブル(10)。このテーブル(10)は壁の頭部部材と底部部材(14,16)を支持する支持表面(12)を有し、鋼スタッドを用いた壁の製造に最も有用。このテーブルは建築構造物を把持してテーブル(10)の支持表面(12)上を移動させる把持手段を含む。コンピュータ制御のコントローラがモーターを制御して、頭部部材と底部部材を組立ステーション(50,52)に隣接したテーブル上の所望位置に位置決めする。組立ステーション(50,52)は頭部部材と底部部材(14,16)のそれぞれにスタッド(60)を取付けるのに使用される。組立ステーションはトラック上に設置され、トラック上での組立ステーションの位置はコントローラで制御されたサーボモータによって制御される。組立ステーションは頭部と底部の枠組み部材に対して直角に移動でき、さらに垂直面上でも移動でき、テーブルの支持平面よりも低い位置および連結平面位置まで移動できる。組立ステーションは垂直軸の周りを回動可能である。頭部部材および底部部材のX方向への移動、組立ステーションのY方向への移動、組立ステーションの高さ調節運動および組立ステーションの垂直軸を中心とした回動運動によって組立ステーションはいずれかの方向を向いたスタッドまたはクリップルスタッドを頭部部材および底部部材に、ヘッダをスタッドに、クリップルスタッドをヘッダに等の任意の組み合わせで取付けるように移動できる。組立ステーションは頭部部材または底部部材の金属とスタッドの金属とにボタンを形成してボタン型継手を作るのが好ましい。組立ステーションはパンチとアンビルとを有し、2つのアンビル用内部サポートと一緒にスタッド内部で移動して、スタッドの各フランジに複数のボタンを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 建築用コンポーネントの製造方法および装置発明の分野 本発明は建築用コンポーネント(建設要素)、特に壁、その他の製造を容易に する(アシストする)装置に関するものである。この装置は一般住宅、商業建設 物および工業建築物に用いられるコンポーネントの製造に適用できる。 壁は一般にいわゆるスティックフレーミング(stick framing)法を用いて組立 られている。このスティックフレーミング法では壁は、プレートとよばれる底部 フレーミング部材および頭部フレーミング部材とスタッドとから作られる。スタ ッドは一般に用材で作られ、通常は公称厚さが2インチの用材から作られる。一 般には、スタッドおよびプレートは2×4(ツーバイフォー)とよばれる用材で 作ることができる。ツーバイフォー用材は公称寸法が厚さ2インチ×幅4インチ の所望の長さの用材片である。一般に、スティックフレーミング法ではスタッド を頭部プレートおよび底部プレートに釘付けする工程を含み、通常はスタッドを 中央間隔16”でプレートに沿って配置する。 ツーバイフォー建築材で製造された壁は比較的堅固である。この壁は通常住宅 建設に加わるであろう構造荷重のほとんどに耐え、大抵の工業建築物および商業 建築物で要求される荷重にも十分耐えうる強度を有している。しかし、スタッド を外壁に用い、しかも断熱を行う必要が生じた場合には、スタッドの幅を公称6 ”のボード、極端な場合には公称8”ボードまで拡げる必要、すなわち、スタッ ド間の壁に埋め込む断熱材の量を増 加させるのに必要なスペースを確保するために幅を拡げる必要がでてくる。 建物内部の壁で、断熱の必要がない場合には、構造壁すなわち荷重を支持する 壁か、内部空間を分けるための単なる隔壁かで材料の幅が変わることになるが、 一般には建設を容易にするために内側の壁もツーバイフォーの公称寸法を有する 用材を用いて作られている。 建設用材は次第に不足してきており、次第に高価になっている。しかも、用材 を用いた作業にはある種の困難がある。用材が適当に乾燥していないと、時間の 経過と供にツーバイフォーのスタッドが建物内で乾燥して反りや捩じれが生じ、 それによって壁が変形し、壁面被覆材料(一般にはウォールボード等)がヒビ割 れを起こす。 建設用材が次第に高価になるため、木の建設部材に代わるものが開発されたい る。これまでに開発された代替法の1つは鋼のスタッドを使用するものである。 鋼スタッドは適当な厚さの鋼ストリップから圧延機を用いて製造できる。圧延機 は鋼ストリップを任意形状のスタッドに圧延成形できる。鋼スタッドを使用した 場合には、スタッドを取り付けるための上側トラックと下側トラックを一緒に用 いるのが普通である。鋼スタッドは木のスタッドに比べていくつかの利点を有し 、同じ強度であれは鋼スタッドは木のスタッドよりも軽い。鋼スタッドには当然 反りの心配がない。鋼スタッドを用いて壁を作った場合、壁が材料の乾燥によっ て反り返ることはなく、従って、壁表面材の取付け表面がより確かなものになる 。鋼スタッドは現在広く用いられているが、鋼スタッドを用いた作業にはいくつ かの問題点がある。 1つの問題点は、上側トラックおよび下側トラックへスタッドをいかに位置決 めするかであり、もう1つの問題点はスタッドを上側トラックおよび下側トラッ クにいかに正しく固定するかである。鋼スタッドの場合にも、木のスタッドで受 入れられてきた従来の間隔に従って、同じ中心間間隔16”で配置されている。こ れは強度上の必要性よりはむしろ、通常幅4フットのシートへ形状で提供される ウォールボード等の一般的な建築材料と一緒に問題なく鋼スタッドが使用できる ようにするための慣習上の必要性である。幅が4フットであるので、シートをス タッドのどちらの縁部に、2枚のストリップを縁部から等間隔の所に固定するこ とができる。しかし、表面材が十分に強固な場合には、スタッドをさらに広い間 隔、例えば24”間隔で配置することができ、正しい強度が確保され、しかも、幅 4フットのシート状表面材を容易に用いることができる。一般に、16”間隔、24 ”間隔といったスタッド間隔は適用される建築法によって決まる。 鋼スタッドは圧延機で製造されるので、鋼スタッドは建築デザイナーが所望の 任意の構成または任意の寸法に製造することができる。従って、十分なレベルの 断熱性が要求される外壁に用いるスタッドの場合には、極めて高い断熱性が要求 されるスタッドに用いられるツーバイシックスの木のスタッド、さらにはツーバ イエイトの木のスタッドと同じ寸法に近い十分な幅のスタッドにすることができ る。 ツーバイフォースタッドを用いた公知の建設法では、上記のような建築材を用 いて壁を製造するには熟練した組立大工が必要である。組立て大工の仕事はスタ ッドを切断して正しい長さにすることである。この正しい長さは壁の高さで決定 まる。壁 の高さは通常は8フィート程度であるが、商業用建設物および工業用建築物では それより高くなることもある。 組立て大工は複数のスタッドを所定長さに切断した後に、各スタッドを上側プ レートと下側プレートとに取付けるために位置をレイアウトしなければならない 。このスタッドのレイアウトでは壁の強度や壁のその他の特徴が考慮される。壁 にそれ以外の特徴がない場合、スタッドは従来通り16”間隔で配置される。壁に 扉、窓、その他の開口がある場合や、壁と壁が交わる交差箇所の接合構造が必要 になる場合には、スタッドを必要な場所に配置しなければなない。一般に、窓を 組み立てる場合には基本の16”間隔を維持するが、クリップルスタッドとよばれ る各種の短いスタッドやジャッキスタッドとよばれるその他のスタッドを用いて 、窓またはドアの位置が壁全体の強度に悪影響を及ぼさないようにしなければな らないこともある。また、壁が荷重を支える必要のない内部隔壁の場合でも、室 内の扉、交差壁等を有する壁の一体性を確保するために、スタッドを配置しなけ ればならないこともある。これら全てのことから、組立て大工は、壁に関する建 築プランまたは構造プランを読み取って頭部プレートおよび底部プレート上のス タッド間隔をレイアウトできなければならない。その後、組立大工はスタッドを プレートに釘付けする。製造された壁が直角で、正しい高さおよび長さを有する ことを確認しなければならない。 一般住宅、商業建築物、工業建築物のいずれにせよ、建物の構造枠組み(フレ ーミング)の準備と取付けに要する時間が建築時間のかなりの割合を占めており 、時間および材料の両方から見て大きなコスト要因である。 鋼スタッドを用いた場合でも同様な基本条件が満たされなけ ればならない。すなわち、組立て大工は上側トラック(チャネルともいう)と下 側トラックを配置し、次いで、設計図を参照して頭部チャネルと底部チャネル上 でスタッドの位置をレイアウトしなければならない。鋼スタッドのチャネルの定 位置への固定はネジを用いて行うのが最も一般的である。ネジはスタッドのフラ ンジとトラックのフランジとを貫通する。一般にはチャネルを床に並べ、必要に 応じてスタッドを配置する。各スタッドが正しく配置されたら、一方のチャネル とスタッドのフランジにネジを通す。壁は床の上にあるので、第2のネジを取り 付けることはできないので、ネジを用いて片側の全てのスタッドを固定し終わっ たら、壁をひっくり返して第2のネジを取付け、それによって各スタッド−チャ ネルの連結を完了する。実際には、壁を立てるまで第2のネジを取付けないこと が多い。この場合、壁を立てた後に、組立て大工がはしごを登り下りして頭部と 底部の両方を連結しなければならないことが多い。 金属スタッドを用いた場合の他の問題点は、トラック内にスタッドをいかに完 全に設置するかにある。トラックの形状が正しくないと、スタッドがトラックに 完全に設置できないが。このことを組立て大工がその場で気付かないこともある 。事実、組立て大工がスタッドを定位置に取り付けた時にスダッドがトラックに 完全に収まっていない場合、組立て大工がその取付けミスに気付かない可能性が ある。この場合は、壁に荷重が加わった時にスタッドの位置を固定しているネジ が構造部材となって、実際にスタッドに加わる荷重を支持することを意味する。 金属枠の壁が荷重を支える場合、荷重は上部トラックから直接スタッドへ伝わり 、さらに下側トラックへ伝わらなければならないが、例えば上側トラックでスタ ッドが正しく設置されてい ないと、荷重は上側トラックからネジに伝わり、ネジからスタッドへ伝わってネ ジが破断点になる危険性がある。この問題のために、鋼スタッドは木のスタッド よりも堅固であるにも係わらず、大抵の場合、荷重のかからない壁で使用されて いる。 木のスタッドやヘッダの組立は空気駆動式ネイルガンで行うことができ、それ によって釘付けにかかる時間がスピードアップされる。鋼スタッドへのネジの取 付けも、ほとんどの場合、同様に空気または電気駆動式のスクリューガンを用い て行われている。しかし、レイアウトとスタッドをトラック内に配置するための 留め具の取付けにかなりの時間がかかる。 本発明は第1と第2の枠組み部材すなわち異形断面材(チャネル材)と、これ らチャネルの間に延びたスタッドとで構成される壁のような建築構造物の製造を 容易にするテーブルを提供する。 本発明のテーブルは、第1と第2の枠組み部材を可動に支持し、往復運動させ る支持表面を有し、テーブル上で開始位置を規定する上側と下側の枠組み部材の 位置決め手段を備えている。このテーブルはさらに、建築構造物を把持し、必要 に応じてテーブル上を往復運動させる把持手段と、建築構造物を移動させるモー ター手段とを有し、さらに、建築構造物を支持構造部材上で所定距離だけ並進移 動させるモーター手段をコントロールする制御手段を有ししている。本発明テー ブルはさらに、枠組み部材間にスタッドを配置する配置手段と、スタッドを第1 および第2の枠組み部材に固定するための少なくとも第1と第2の組立ステーシ ョンを有している。制御手段は、建築構造物内部での第1と第2の枠組み部材に 対するスタッドの位置に関する情報を受ける。 本発明は第1と第2の枠組み部材と、この枠組み部材の間に配置される複数の スタッドとで構成される建築用構造物の製造方法を提供する。この方法は第1枠 組部材を支持表面上に配置し、この第1枠組み部材から一定の間隔をおいて第2 枠組み部材を支持表面上に配置し、建築構造物を把持して第1の位置に位置決め し、第1枠組み部材と第2枠組み部材との間にスタッドを取付け、スタッドを第 1および第2組立手段に当接させ、第1および第2枠組み部材を所望位置へ移動 させ、枠組み部材にスタッドを連結し、支持表面に沿って建築構造物を前進させ 、第1と第2の枠組み部材の間に第2のスタッドを取付け、第2のスタッドを第 1および第2組立手段に当接させて建築構造物の位置を調節し、建築構造物を第 2のスタッドに対して所定位置に配置し、さらに第2のスタッドを建築構造物に 連結する段階を含んでいる。 以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。この実施例に よって本発明はより明確に理解できよう。 図1は本発明のテーブルの平面図。 図2は図1に示した装置の部分側面図で、支持表面上に支持されたフレーム部 材を示す。 図3は図2の構造の平面図で、フレーム部材とフレーム部材を把持する機構の みを示している。 図4は図2の構造の詳細断面図で、図2に示したフレーム部材の把持機構を示 している。 図5は図1の装置のコンピュータ制御ブロック図。 図6はプロセスの初期開始位置での図1の支持表面上の2つのフレーム部材の 位置を示す平面図。 図7はプロセスの別の段階での図6に類似の図。 図8はプロセスのさらに別の段階での図7に類似の図。 図9はプロセスのさらに別の段階での図8に類似の図。 図10はプロセスのさらに別の段階での図9に類似の図。 図11はプロセスのさらに別の段階での図10に類似の図。 図12はプロセスのさらに別の段階での図11に類似の図。 図13はプロセスのさらに別の段階での図12に類似の図。 図14は2枚の鋼シート材料を接合するための好ましい方法を示す断面図。 図15はビルディングの建設で使用可能なスタッドの改良前の等尺図。 図16は図15のスタッドを改良した図。 図17は本発明装置の変形例の図で、図18の線17−17に沿った材料の流れの下流 方向を見た図。 図18は図17に示した変形実施例の平面図。 図19は図18に示した実施例の右側側面図。 図20は図18の実施例で用いられている有利な組立体装置の別の位置を示す平面 図。 図21は図20の組立体装置の垂直断面図。 図22は図21の装置で用いられるスペーサーおよびホルダー機構の詳細図。 図1は本発明の好ましい実施例のテーブル10を示す。全体を10で示したテーブ ルは支持表面12を含み、この支持表面12は上側トラック14と下側トラック16とを 支持するように構成されている。上側トラック14および下側トラック16は完成後 には壁の水平部品になる。上側トラックおよび下側トラックはそれぞれ 適当なゲージを有する鋼シートから作られ、角が直角のほぼU字型構造をしてい る。トラックは所望構造のスタッドがぴったりとはまるような寸法を有している 。 好ましい具体例ではテーブル10の表面12は一連のローラー18によって規定され る。各ローラー18は軸受で支持され、上側トラック14および下側トラック16がテ ーブル10上を自由に前後運動できるよにうしている。 テーブル10は所望の高さの壁を製造するのに必要な十分な幅を有している。公 称高さ8フットの壁を製造するためだけのテーブルの場合には、支持表面を8フ ィートよりもわずかに長くするのが好ましい。工業的な壁および商業的な壁によ く見られるさらに高い天井壁が必要な場合には、より幅の広いテーブルにする必 要がある。 図1に示したテーブルは本発明の特に有利な具体例で、分解して建設現場へ運 び、現場で組み立てるのが容易なノックダウンテーブルである。当然ながら、こ の建設テーブルを製造プラントで使用し、完成した壁を建築現場へ運ぶこともで きる。 図1を参照すると、テーブル10は4つのサブコンポーネントで構成される。各 コンポーネントはそれぞれローラーコンベヤーセクションである。アレイ(列) 23を形成するセクション20、22は製造する壁の上部チャネル14を支持し、アレイ 25を形成するセクション24、26は下部チャネル16を支持する。こうして形成され る2つのローラーアレイ23と25との間に構造ビーム30が延びている。各ローラー セクションは保持脚部40、42、44、46で支持することができる。4つのセクショ ンの他方の端部は中央ビーム部材30で支持されている。高さの異なる壁を容易に 製造できるようにするために、コンベヤーアレイ25はビーム部材 30上を水平に摺動可能にすることができる。すなわち、高さが公称8フィートの 壁が必要な場合には、アレイ23と25との間隔が8フィートになるようにセクショ ン24、26をビーム30上に設置する。天井までの高さがそれより高い壁が必要な場 合には、ビーム30上でセクション24、26を外側(矢印48参照)に摺動させて高さ 9.5 フィート、10フィート、12フィート等の所望の高さの壁を製造することがで きる。製造の自由度を最大限に生かすためには、ビーム30をテーブル上で製造す る壁の高さの最大値よりも長くしなければならない。 図1に示した構造ではビーム30がテーブルの他の主要部品を配置するための中 心点になる。 組立ステーション50、52はビーム30と支持セクション23、25とが交差するビー ム30上の位置に適当に位置させることができる。組立ステーション50はスタッド を上側トラックに固定するために使用され、もう一方の組立ステーション50はス タッド60を下側トラック16に固定するために使用される。 本発明のテーブルはさらに、ローラー支持表面に沿って上側トラックと下側ト ラックを前後に動かす手段を有している。各トラックを前後に駆動する手段は図 2〜図4に示す装置にするのが好ましい。図2、図4に示すように、この駆動手 段は垂直に延びたサーボモーター70で構成される。この駆動モータ70の駆動シャ フト72は上向きに支持表面の上まで延び、ローラー74は駆動シャフトにキー止め されてモーター70の力で駆動シャフトと一緒に回転する。第2のローラー76は第 1の駆動ローラー74に対して水平方向反対側のシャフト78上にあり、シャフト78 はブラケット80内にあり、このブラケット80は空気シリンダ82に支持されている 。 図4から明から分かるように、2本のローラー74、76は協働表面を有し、これ らの表面が互いに協働してトラックすなわち異形断面材(以下、チャネルという )14の輪郭部を把持する。チャネル14が定位置におかれると、シリンダ82が駆動 されてローラ76をチャネル14の片面に接触させ、チャネルは駆動ローラ74に押圧 される。ローラー76はアイドルローラーで、シャフト78上を自由回転できる。従 って、モーター70が回転すると駆動シャフト72が回転し、それにキー止めされた 駆動ローラー74が回転する。アイドルローラー76がチャネル14に押圧されている ので、ローラーとチャネル14との間にはかなりの摩擦が生じ、それによって、駆 動ローラーが支持表面12上でチャネルを前後に正確に移動させる。 ローラ74、76はスプリットローラーであって、駆動シャフト72およびアイドル シャフト78それぞれから容易に取り外すことができる。チャンネル14が公称4イ ンチ幅で公称4”幅のスタッドを受けるためのものである場合には、そのような 寸法および構造のチャネルに合ったローラーを使用することができる。別の理由 で幅広のスタッド、例えば6または8インチのスタッドを使用するのが望ましい 場合には、適当な寸法のチャネルに合ったプロフィールを有するローラーをシャ フトに取り付けることができる。いずれの場合もシャフトはネジ山付の端部とロ ックナットへ74とを備え、異なる寸法のチャンネルを扱う必要が生じた場合にロ ーラーを容易に取り外して交換できるようになっている。 テーブルの両側では類似の駆動機構が使用され、上側チャネル14と下側チャネ ル16とが両方駆動されて上側チャネル14と下側チャネル16とがコンベヤーアレイ 23、25に沿って前後に移動 するようになっている。2つのモーターは互いに隷属関係に接続され、上側チャ ネル14と下側チャネル16とが正確に同時に同じ距離を移動するようになっている のが理想である。 図5はモーター70の制御回路の概念図である。この制御システムはエンコーダ 90がモーター70の後に置かれている開ループである。エンコーダ90はコントロー ラ92に信号を送ってモーターの位置情報を与える。正確なチャネル位置が得られ たことを保証する情報をフィードバックするために、上側チャネル14と下側チャ ネル16とに別々のエンコーダー(図示せず)を使用することができる。しかし、 図2、図3、図4に示した構造ではローラーとチャネルとの間にはほとんど滑り が生じないので、実際には別々のエンコーダーは必要ないことは理解できよう。 本発明の主たる特徴はコントローラ92にある。コントローラ92は増幅器94へ送 られる信号を出す。増幅器94の出力を用いてサーボモーター70を駆動する。 モーター70に取付けられたタコメータ96は増幅器94に速度信号を送る。タコメ ータの後ろにあるエンコーダ90は速度と位置の情報をコントローラ92へ送る。コ ントローラ92はコンピュータおよびインターフェース100 からの入力を受ける。 本発明の主たる特徴の1つはコントローラ92に指示を送るコンピュータに、製造 すべき壁に関する情報がロードされる点にある。すなわち、コンピュータ100 は 、製造すべき壁に必要な全てのスタッド60の位置に関する情報を、コンピュータ で読み取り可能なフォーマットの状態で有している。この情報はディスクまたは コンピュータで容易に読取り可能な他の媒体に入れるのが有利である。最も好ま しい方法はCAD装置から情報をコンピュータに直接ダウンロードするためのポ ートを備える方法である。 そうすることによって壁の製造で図面を使用することが不要になる。 上記システムを用いて壁を製造するには、製造プロセスの開始時に、上側チャ ネル14と下側チャネル16とを正確に配置することが重要である。製造開始時のア シストとして、テーブル10には図3、図6に示す一対の格納式ドック(disappear ing dogs)110、112 が設けられている。実際には、製造操作の開始時にオペレー タが適当な上側チャネル14と下側チャネル16とを選択し、支持表面部位20、24に ほぼ平行に並べて配置し、組立ステーション50、52へ向かってローラーで移送す る。組立ステーション50、52の反対側には格納式ドックがあって、上側および下 側チャネル14、16がそれぞれ組立ステーション50、52を通過して格納式ドック 1 10、112 と当接するようになっている。上側チャネル14および下側チャネル16が 各格納式ドック110 および112 と当接した時点で、オペレータはコントロールパ ネル92の第1ボタンを選択して上側および下側チャネル14、16がドック110 およ び112 に当接した位置にあることを知らせる。コントローラ92はオペレータから の信号を受けて、シリンダ82を作動させてアイドルローラー76をチャネルに向か って内側へ移動させ、上側および下側チャネルが駆動ローラー74にしっかりと押 圧把持されるようにする。必要な場合には、駆動ローラー74を1回転させてチャ ネル14および16がそれぞれのドック110 および112 にしっかりと当接配置されて いることを確認することができる。これによって『ホーム』ポジションとなり、 その後はこの位置からコントローラ92がチャネル14、16の位置を制御する。チャ ネル14および16が駆動ローラー74とアイドルローラー76との間にしっかりと把持 され、ドック110、112 はテーブル の表面12の下側に格納され、チャネル14、16はコントローラ92の要求に応じてテ ーブル上を移動できるようになる。 スタッド60を受けるインスタレーションジグ(installation jigs)は組立ステ ーション50、52に隣接して配置されている。製造開始時の初期構成を図6に示す 。壁を製造するオペレータは図6〜図13に示すほぼ120 の位置に立つ。図6は上 側チャネル14および下側チャネル16が格納式ドック110、112 によって規定され る『ホーム』ポジションにある状態を示している。オペレータがコントロールパ ネル92の第1のボタンを押すと、上側および下側トラックが図7に示すように右 へ移動する。チャネル14、16はコンベヤーアレイ23、25に沿って自由に転がる。 次に、オペレータはスタッド60aを選択し、上側チャネル14と下側チャネル16と の間にこのスタッドを手で配置する。上側および下側チャネル14、16はU字型で あるので、オペレータはトラック14、16の間にスタッド60を斜めに配置し、その 後にスタッド60を定位置まで引張らなければならない。上側および下側チャネル 14、16の間にスタッド60が配置された時点で、オペレータはスタッド60を自分の 方に引き、スタッドをリセプターブロック(receptor block)130、131 に当接さ せる。スタッド60の開いた方の縁部がオペレータ120 の方を向いている。 リセプターブロック130、132 はスタッドを定位置に保持するための磁石を含 んでいてもよい。スタッド60がリセプターブロック 130、132 に当接した時にオ ペレータは第2スイッチを駆動する。このスイッチはスタッドが組立ステーショ ン50、52で定位置にあることを示す信号をコントローラに送る。第2スイッチが 駆動されると、上側および下側チャネル14、16を適切に配置するよう命令がコン ロトーラ92からサーボモータ70へ送 られる。図9に示すように、コントローラ92は図9の左側へ向かって上側および 下側チャネル14、16を移動させ、各チャネル14、16の末端がスタッド60aの両側 に正確に配置されるようにする。この時、各チャネル14、16の末端とスタッド60 aは組立ステーション50、52にぴったり当接する。組立ステーション50、52は組 立操作を自動的に行ってスタッド60aを上側および下側チャネル14、16に固定す る。組立操作終了後、コントローラ92が上側および下側チャネル14、16を支持テ ーブル上で前方(右に向かって)へ図10に示した位置まで移動させる。図10を参 照すると、上側および下側チャネル14、16に取付けられた第1のスタッド60aは 移動し、壁面上でのスタッドの通常の間隔以上に組立ステーション50、52から離 れていることが理解できよう。この時点で、オペレータは2つ目のスタッド60b を取付ける準備が整ったことになる。 オペレータ120 は第2のスタッド60bを選択し、再びスタッド60を上側および 下側チャネル14、16の間に配置し、リセプターブロック130、132 に当接させる 。オペレータは、第2のスタッド60bをリセプターブロック130、132 にしっか りと当接させてから、第2のボタンを駆動する。それによって、コンピュータ10 0 がプログラムを読み取って、上側および下側チャネル14、16上のどの位置に第 2のスタッド60bを配置すればよいかを決定する。コントローラ92はこの情報を 受けてサーボモーター70を制御し、チャネル14、16を図11の左側へ向かって移動 させる。チャネル14、16が正しい位置にきた時点で、組立装置50、52が自動的に サイクルを実行して、第2のスタッド60bが定位置に固定される。図11、図12に 示すように、大抵の場合、初めの2本のスタッド60aおよび60bは、コーナーの 形成を助 けるために比較的狭い間隔で配置される。 この時点で、オペレータは第3のスタッド60cを選択し、上記のプロセスを繰 り返す。オペレータが各スタッドを取付けるのに十分な空間を確保するために、 最後に取り付けたスタッドと次に取付けようとするスタッドとの間に必要とされ る間隔以上に壁を前進させるのが好ましい。そうすることによってオペレータに より広い空間が与えられて、上側および下側チャネル14、16間に素早くスタッド 60を取付ける自由度が大きくなる。オペレータが再び第2ボタンを駆動すると、 チャネル14、16は適当な位置まで引き戻され、組立ステーション50、52が再びサ イクルを開始して、次のスタッドを取付けるために、チャネル14、16が前進する 。 クリップルスタッド等を取り付ける必要がある場合もこのテーブル10上で取付 けができる。この場合、2本の短いクリップルスタッド60dをそれぞれのクリッ プルスタッド60dが正しくレセプターブロック130、132 に当接した状態で、上 側および下側チャネル14、16内に配置する。その後、オペレータは装置にサイク ルを実行させてチャネル14、16をクリップルスタッド60dに対して正しく配置し 、クリップルスタッド60dをチャネル14、16に固定する。 その後、必要な壁の長さが達成されるまで壁の組立て作業を継続する。最終ま たは最後のスタッドはチャネル14、16の末端に手で取付けることができる。この 操作は支持表面上で行っても、後から行ってもよい。 2つの組立ステーン50、52はほぼ類似である。チャネル14、16とスタッド60と の間を固定する装置はデザイナーが選択する事項である。スタッドとチャネルを ネジで固定する場合には、 組立ステーションの上側および下側にスクリューガンを設けることになろう。通 常の自動ネジ供給装置を用いてネジを供給することもできる。ネジを上側および 下側で駆動してスタッド60のフランジを貫通して各チャネル14、16のフランジに 挿入することができる。 別の方法としてボタン式にすることもできる。ボタン継手は自動車産業でスポ ット溶接の代わりに用いられている。ボタン継手(図14参照)では、接合すべき 材料14、60の片方の表面に押し込まれる液圧ラム140 が必要である。接合すべき 材料14、60の他方の表面をアンビル142 内に支持し、ラム140 をアンビル142 に 向かって挿入すると、2つの材料が変形して非常に強固なボタン継手が形成され る。この方法は1984年発行の米国特許第4,459,735 号、1988年発行の第4,757,60 9 号に詳細に記載されており、これら特許の開示内容は本明細書の一部を成す。 別の方法としてスポット溶接を用いることもできる。 ネジ、ボタン継手、スポット溶接、その他の各接合に必要な正確な接合数は各 壁に応じて設計者が選択することができる。 レセプターブロック130、132 とローラー74、76とを組み合せることによって 、従来法のもう1つの欠点を克服することができる。すなわち、アイドルローラ ー76を液圧シリンダ82によって移動することによって、ローラー76はトラック14 および駆動ローラー74にかなりの力で押圧される。従って、ロール間の圧力を利 用して、チャネル14を最終的にリサイジングと再成形とをを行うことができる。 建築現場から離れた所で圧延成形でチャネルを製造した場合には、チャネルのフ ランジが輸送、積込/積下ろし作業中に変形する危険性がある。アイドルロール 76および駆動ロール74はチャネルの最終サイジング段階の機能 をする。レセプターブロック130、132 は連結中スタッド60を正確に配置・保持 する。駆動ロール74間の距離は壁の高さを保持するために正確に設定することが でき、スタッド60はそれぞれ上部および底部チャネル14、16に完全な状態で確実 に嵌め込まれる。 スタッド60がチャネルに正しく嵌め込まれていないと、オペレータはリセプタ ーブロック130、132 にスタッド60を当接させることができない。すなわち、チ ャネルは駆動ローラー74に正確に保持されているので、スタッド60は各チャネル 14、16に対して直角からわずかにずれた状態になると、リセプターブロック130 、132 においてズレが検出される。従って、リセプターブロック130、132 によ って、組立操作に先立ってスタッド60が正しい位置にあることが確認される。 上側および下側チャネルは一般にU字型構造をしているが、スタッドは目的に 応じて種々の形状にすることができる。構造荷重を受けない隔壁として鋼スタッ ドを使用する場合には、スタッドもU字型にすることができる。垂直方向の荷重 を支持する構造壁として鋼スタッドを使用する場合、スタッドは一般にいわゆる C字型の断面を有する。これらのスタッドは基本的にU字型スタッドであり、そ の両フランジ部分に短い折り返しをつけて強度を増したものである。スタッドは 適当な長さに切断され、フランジ部分が留め具で連結される。しかし、本発明の テーブルおよびその使用方法はフランジ部分でスタッドを固定する方法に限定さ れるものではない。図15、図16は独特なスタッドを示している。 図15、図16に示したスタッド160 は、典型的なC字型形状を有しているが、末 端は変形されている。ウェブ162 aは90°の 角度に折り曲げられ、ウェブ162 bおよびフランジ164 の両方に対して90°の角 度を成している。図16のスタッド164 を製造するには、図15の点線に沿ってスタ ッドを切断し、ウェブ上に舌部162 aを残して各フランジ部分を除去する。舌部 分162 aを90°に折り曲げ、こうして形成される表面162 aを必要に応じて上側 チャネル14または下側チャネル16のウェブに平行に接する。この構造のスタッド を用いた場合には、組立ステーション50、52を90°傾けることができる。組立ス テーションでは図1のテーブルを用いてチャネルのフランジとスタッド160 の折 曲げられたフランジ162a とに留め具を通す。スタッド160 のフランジ162 aは 曲げることができる。この場合も固定方法は上記のようにネジ、スポット溶接ま たはボタン継手にするか、2つの金属シートを接合するのに用いられる他の任意 の固定方法を採用することができる。 チャネルまたはスタッドに使用可能な材料も設計者の選択事項である。通常、 スタッドの寸法はスタッドに加わる荷重によって決定される。本明細書に記載の 装置および方法では、任意のスタッドが使用できる。リセプターブロック130、1 32 は使用するスタッドを受けるのに適した寸法と形状でなければならない。既 に述べたように、駆動ローラー74とアイドルローラー76もチャネル14、16の形状 とゲージに見合った寸法でなければならない。さらに、組立ステーション50、52 も接合する材料のゲージに合った適切な装置を備える必要がある。好ましいボタ ン連結系を使用する場合には、接合する材料のゲージに合わせてアンビルとパン チとを適当に選択すればよい。 図17〜図22に示した実施例は、図1〜図16に示した簡単な装置以上の柔軟性を 有している。図1〜図16の装置は、上側およ び下側チャネルとスタッドが相対的にゲージの小さい建築構造物の製造に適して いる。それより大きな荷重を支持するための建築構造物の場合には、スタッドと 上側および下側チャネルのゲージを大きくする。材料の厚みが増せば、上側およ び下側チャネル間にスタッドを配置するのが困難になり、厚いゲージの金属を使 用した場合に上側および下側チャネルにスタッドを正しく配置するために追加の 手段が必要になる。 さらに必要な柔軟性はスタッドの方向である。図1〜図16の装置を使用し、さ らにレセプターブロック130、132 と合わせて固定された組立ステーション50、5 2を使用する場合、スタッド60は全て同じ方向を向いた状態で上側および下側チ ャネルの間に配置される。特に、扉や窓あるいは建築構造物の初めと終りに必要 な開口を組み立てる場合、スタッドの開口側を反対の方向に向けるのが望ましい 。すなわち、扉を組み立てる場合、スタッドのウェブが互いに向き合うようにス タッドを配置し、開口の両側にヒンジを取り付けるための表面を配置する必要が ある。この場合のスタッドの方向転換は組立ステーション50、52が単純なスクリ ューガンまたはスポット溶接装置でなくボタン継手構造の場合、組立ステーショ ンの方向を変える必要がある。 図1〜図16の単純な装置は壁等の建築構造物に適しているが、組立ステーショ ン50、52でカバーできない建築構造物もある。この装置は上側および下側組立部 材の接合部分にクリップルスタッド等を配置するのに適しているが、組立ステー ション50、52が水平方向に移動できないので、この組立ステーションを用いてク リップルスタッドのもう一方の端部を、扉や窓の開口等の組立に有利なヘッダに 固定することはできない。すなわち、 上側および下側チャネル14、16の中間の連結に使用可能な移動式組立ステーショ ンを有する必要がある。 図17〜図21の装置はコンピュータ100 によって上記装置と類似の方法で制御で きるが、それよりさらに柔軟性を有している。 図17を参照する。装置210 は多数の基本部品部位で構成される。支持表面212 は上側チャネル14および下側チャネル16を支持するために使用される。支持表面 212 は第1支持部位214 および第2支持部位216 に支持される。第1支持部位21 4 は支持脚部222 とキャリッジ224 とキャリッジ226 とを有する。 装置210 は第1および第2組立ステーション250、252 を含み、これら組立ス テーションはほぼ上記装置の組立ステーション50、52に相当する。 装置210 はさらに、中間支持脚部232 に支持された水平支持構造230 を有する 。組立ステーション250、252 は支持構造部材230 上に支持され、支持構造部材2 30 に沿って水平に移動できる。 組立ステーション250、252 は『ボタン』作製ヘッドの垂直移動と、この垂直 運動の軸線を中心とした回転運動を可能にする構造物上に取付けられている。こ の構造物については以下で詳細に説明する。 水平支持構造部材230 は内側部材と外側部材とを有する入れ子式ビームを含む 。外側部材234 は支持部位214 に固定され、内側部位236 は第2の支持部位216 に固定されている。第2支持部位216 は床、その他の作業面と接触したローラー 238 上に取付けられている。 支持部位214 は、電気または液圧式のモーター240 を含む。モーター240 はス クリュー244 に連結されたチェーン242 を駆 動する。スクリュー244 は、これに連動して支持構造部材230 の外側部位234 と 内側部位236 との間で作動し、外側部位234 と内側部位236 との間に相対的な運 動を引き起こす。つまり、モーター240 の操作によって、支持部位214 と216 と の間の間隔が変化し、高さの異なる壁に対応できるようになる。中間支持脚部23 2 の位置は、この装置上で製造可能な壁の高さの最小値を規定する。しかしなが らこの支持脚部232 は、必要に応じてどこにでも置くことができ、ほとんどの壁 は高さの全長が8フィートまたはそれ以上であることから、支持脚部232 は支持 部位214 から約6フィート程度のところに置くことができる。それによって高さ 6フィートからそれ以上、12フィートまでの壁を製造することが可能になる。12 フィート以上の壁を製造するための柔軟性が要求される場合、支持脚部232 の初 期位置を支持部位214 からさらに離すか、柔軟性を高めるために二重動作型の入 れ子式部材を使用することができる。 支持部位214 はトラック260 を含み、このトラックは一対の棒またはチューブ 262 によって構成されるのが便利である。キャリッジ220 は一対のサドル264 を 含み、このサドル264 はレール262 と適切に係合してこのレールに沿って摺動す るようになっている。従ってキャリッジ220 は第1支持部材214 に沿って長手方 向に往復運動することができる。キャリッジ220 はチャネル14を把持するための 把持手段266 を有する。 支持部位216 は、一対のレール272 より成るトラック270 を有する。キャリッ ジ224 は、レール272 を緊密に受けるための一対のサドル274 を有する。サドル 274 およびレール272 は、サドル264 およびレール262 に類似である。つまり、 キャリッジ224 は支持部位216 に沿って長手方向に摺動する。キャリッ ジ224 は第2のトラック280 を有するのが有利である。トラック280 は一対のレ ール282 で構成することができる。キャリッジ226 は、レール282 と摺動可能に 係合するための一対のサドル284 を有する。サドル284 は、サドル264 とレール 262 との間の係合と類似の方法でレール282 と係合する。このことによってキャ リッジ226 はキャリッジ224 と供にトラック280 に沿って移動することができる 。つまりキャリッジ226 は、トラック270 またはトラック280 もしくはその両方 に沿って支持部位216 に対して移動することにより、支持部位216 上を移動する ことができる。 図17は図18の線A−Aにおける断面図であるので、各種チャネル把持手段間の 接続および各種構造についてはさらに説明が必要である。把持手段は全て、上側 および下側の各チャネル部材14、16を把持する高さに配置される。しかし、把持 部材は異なる構造アイテムに対して配置される。図18を参照すると、図17に関し て説明した把持部材266 が、平面図では組立ステーション250 の付近に位置する ことが理解されよう。支持部位214 はさらにもう一つの類似の把持手段290 を有 し、この把持手段290 は支持脚部218 に構造的に連結されて、組立ステーション 250 のかなり上流且つトラック260 の上流に位置する。支持部位214 はさらに追 加の把持手段292 を有し、この把持手段292 は組立ステーション250 の下流に位 置する。同様に、支持部位216 は、キャリッジ224 上に位置する把持手段286 と 、支持脚部222 に構造的に接続された上流把持手段294 と、同様に支持脚部222 に対して構造的に接続された下流把持手段296 とを有する。 さらに図18を参照すると、上側および下側チャネル14、16へ のスタッド60の組立が、図1〜16の具体例に関して採用したプロセスと比べた場 合に組立ステーション250 および252 の反対側で行われることが理解されよう。 オペレータ120 はいずれの具体例でもほぼ同じ位置に立っている。図17〜21の装 置を用いて操作を開始するには、オペレータは最初に上側トラック14および下側 トラック16を載せる。これらのトラックは支持表面212 に沿ってスライドされ、 矢印300、302 で示した位置にある位置決めストッパに当接される。このストッ パは、第1の具体例で説明した格納式輪止めに類似である。操作開始時、キャリ ッジ220、224 はそれぞれ対応する支持脚部218、222 に対して最も上流の位置に あり、キャリッジ226 はキャリッジ224 に対して最も上流の位置にある。上側お よび下側チャネル14、16はそれぞれ把持手段290、294 によって把持されている 。その後スタッドを図8の点線の位置に配置する。図18の左手側に示したスタッ ド端部は上側チャネル14内に置かれており、スタッドは下側チャネル16のフラン ジを通過できるような角度に置かれている。図18に示すスタッドの右手側末端は キャリッジ226 の下流にある。図17および18を参照すると、キャリッジ226 がオ ペレータ120 によって把持されるハンドル304 を有することが理解されよう。ス タッド60を所望位置に移動するには、つまり上側および下側両チャネル14、16に 対して90°に配置するには、オペレータがハンドル304 を押してキャリッジ226 をトラック280 に沿って移動させる。キャリッジ226 をトラック280 に沿って移 動させることにより、オペレーターは、上側チャネル14と下側チャネル16との間 にスタッド60を適切にはめ込み、実際に上側チャネルと下側チャネルとの間にス タッドを設置または締め付け固定することができる。チャネルはそれぞれ把持 手段290、294 によって保持されているので動かない。スタッドを正しく配置す るために、キャリッジ220 および226 はスタッド60に接触するガイド306 を備え ている。ガイド306 は互いにほぼ類似であって、スタッド60と接触してこれを保 持するように構成されている。この具体例では、ガイド306 は第1の具体例で説 明したリセプターブロック130、132 と幾分類似の機能を有する。 オペレータがハンドル304 を押すと、キャリッジ226 に搭載されたフローティ ングガイド306 がトラック280 に沿って下流方向の動程の最大限度まで移動する 。その位置では、2つのガイド306 は互いに向かい合い、スタッド60は上側チャ ネル14および下側チャネル16に対して直角を成す。この時点で、キャリッジ226 はラッチによりキャリッジ224 に対して定位置に固定される。従って2つのガイ ドはキャリッジ220 および224 と供に移動することになる。 シーケンスの次の段階で、オペレータはコントローラに対してスタッドが上側 チャネル14および下側チャネル16に対して直角であることを明らかにする。これ はオペレータがコントローラまたはコンピュータのボタンを押すか、あるいはス タッド60が直角の位置にあることを感知するセンサー手段によって行うことがで きる。信号を受けた時点で、キャリッジ220、224 がそれぞれに接続されたサー ボモータによって下流方向へ駆動される一方、上側および下側チャネルは固定構 造部材218、222 上に保持される。この動作によってスタッドが押され、組立ス テーション250 および252 のちょうど反対側に達するまで、上側チャネル14と下 側チャネル16との間を移動する。ストッパー300 および302 の位置によって、ス タッドは上側および下側チ ャネルそれぞれの末端に正確に配置される。その後キャリッジ220 および224 は 上流の開始位置に戻される。上記の段階では、組立ステーション250 および252 はそれぞれの初期開始位置(支持表面212 の下側且つ上側チャネル14および下側 チャネル16の間)にある。組立ステーション250、252 の操作の第1段階はそれ らを垂直に正しい位置まで上昇させることにある。次いで組立ステーション250 、252 はスタッド60の向きに応じて垂直移動の軸を中心に回動する。スタッド60 の位置については以下詳細に説明する。こうして組立ステーションは締め付け操 作を行うための定位置に配置される。締め付け操作はネジ、ボタンジョイント等 の取付けであってもよく、これについては以下で詳細に説明する。 組立ステーション250、252 が移動および連結を行っている間、オペレータ120 は第1のスタッドを配置した時と同様に、第2のスタッドを配置することがで きる。この場合もオペレータ120 は、図8に示すようにスタッドの左側末端をキ ャリッジ220 の下流にして角度をつけて配置する。オペレータはハンドル304 を 用いてガイド300 が前方に来るようにキャリッジ226 をスライドさせ、再び次の スタッドを上側チャネルと下側チャネルとの間に該チャネルに対してほぼ直角の 状態で締め付け固定する。この段階で把持手段290、294 は上側および下側チャ ネルを解放し、同時に把持手段266 および286 が回転され、上側および下側チャ ネルがそれぞれ把持されてキャリッジ220 および224 に固定される。その後キャ リッジ220、224 は、それぞれ上側および下側チャネル14、16を把持した状態で サーボモーター221、225 によって下流へと移動され、建築構造物を下流へと移 動させる。 キャリッジ220、224 が下流に移動する時、それらはまず最初に上側および下 側チャネルを運搬し、次のスタッド60もチャネル14、16およびガイド306 によっ て下流方向へ運ばれる。次のスタッドが組立ステーション250、252 に接する位 置に達するまで上側チャネル14および下側チャネル16が移動したところで、キャ リッジ220、226 上の把持手段266、286 がチャネルを解放し、固定された支持脚 部218、222 上の把持手段がチャネルを把持する。キャリッジ220、224 がさらに 下流へと移動することにより、次のスタッドが正しい位置に達するまでスタッド 60がチャネル14、16に沿って移動する。ガイド306 は上側および下側チャネル14 、16に沿ってスタッドを押して行く。その後これら3つのキャリッジ220、226 が全て最上流の位置まで戻り、次のスタッドが挿入される。キャリッジ226 はハ ンドル304 によって上流へ、開始位置まで引き戻される。その後シーケンスを無 限に継続し、コンピュータに与えられたプログラムの要求に従ってスタッドを取 り付けることができる。このように、コントローラがサーボモーター221、225 の動作を制御して、キャリッジ220、224 並びに全ての把持手段を必要に応じて 駆動する。 第2の具体例の重大な利点の1つは、組立ステーションが移動することにある 。この具体例に示す可動式ヘッドを用いて、スタッドの向きに関係なくボタンジ ョイントを行うことができる。ボタンジョイントを行うには、スタッドのU字型 またはC字型構造の内側に配置される支持アンビルと、スタッドのフランジの外 側に配置されるパンチとを有する必要がある。 アンビルをスタッドに近づける ため、および上記に述べたように扉枠等のためにスタッドを反転可能とするため に、アンビルは上 流および下流の両側からスタッドに近づくことが可能でなければならない。さら に、アンビルをこの方向からスタッドに近づけるために、液圧ラムは上側チャネ ルおよび下側チャネルの間からチャネル/スタッド連結ポイントに近づかなけれ ばならない。これが、建築構造物を支持表面に沿って移動させるためにヘッドが 格納されるような構成が必要であることを意味することは明らかである。 組立ステーション250、252 は、所望の移動方向全てを実現するために、好ま しくは3つの方向に移動可能なように製造されれている。組立ステーションは垂 直、つまりZ方向に移動可能であり、装置の幅方向と交差する方向、つまりYの 方向に移動可能であり、さらに垂直移動軸を中心に回動することができる。組立 手段252 の平面図である図20に示されるように、組立ヘッドはP5の位置にある 時、液圧シリンダーによって垂直に移動する。ヘッドは、スタッド面が外に向い ている時にはP1の位置に回転し、スタッド面が内向きの時にはP2の位置に回 転する。P3およびP4位置は、上側チャネル14および下側チャネル16の内部に クリップルまたはヘッダを取り付ける時に使用される。クリンチングヘッド組立 体は、約45°の角度でスタッドとチャネルとを通過するが、任意の角度が可能で ある。必要または有利な場合には、キャリッジ220 および224 のX移動並びにヘ ッドの回動運動の組み合わせを利用して、組立ヘッドをスタッドと上側および下 側チャネルとの交差の内側またはスタッドとヘッダとの間に配置することができ る。 図18〜図21を参照することによって組立ステーション250、252 のY方向移動 がいかにして達成されるかが理解されよう。支持構造部材230 は2組の水平トラ ック234、236 を有する。 組立ステーションはそれぞれキャリッジ254、256 を有し、これらキャリッジが 対応するトラックに沿って移動する。サーボモーター(そのうち1つを255 で示 す)が、キャリッジをそれぞれのトラック上で前後運動させ、組立ステーション を所望位置に配置する。2つのトラック234、236 は支持構造物214、216 にそれ ぞれ固定され、支持構造部材230 の伸張または収縮に従ってトラックとキャリッ ジが同時に移動するようになっている。キャリッジのピストンを制御するサーボ モーターもコントローラおよびコンピュータ100 によって制御される。 図21は、組立ステーション252 をかなり詳細に示したものである。液圧シリン ダ400 を用いて、全体を402 で示したクリンチングヘッドを垂直に上昇させる。 クリンチングヘッド402 は軸404 に沿って上昇する。クリンチングヘッド402 は 、液圧モーター408 によって軸406 を中心に回動することができる。ヘッド402 を支持するために、ブラケット410 がヘッド402 に必要なサポートを提供する。 ヘッド402 は、スタッド60と上下チャネル14、16との間に同時に4つのボタン 型接合を行うように構成されている。材料のフランジ同士が重なり合った部分に はそれぞれ2個のボタン部材が形成され、4箇所で強固な接合が行われる。一般 に、困難さおよび所要時間の理由から、フランジ/フランジ境界面にそれぞれ1 つずつのネジを用いて合計2つのネジを使用するのが理想的であるにもかかわら ず、以前はスタッドとチャネルをただ1つのネジによって接合していた。図21に 示した機構では、4つの連結手段を有するはるかに強固な接合、並びにネジ山部 分のみで係合するネジと比べてはるかに強固なボタンジョイントが提供される。 ヘッド402 はほぼC字型の部材である。従来使用されているC字型部材を用い て同時に4つのボタン接合を行う時の力に応えようとするならば、C字型部材に かかる応力は非常に大きいものになろう。よりゲージの大きい材料を用いた場合 に必要となる応力に耐え得る装置を作製するには、かなりの内部サポートを与え なければならない。これは、チャネル内部にかなりのサポートが必要であること を意味し、スタッドが4インチ以上の大きさでない限り、この種のジョイントを 使用するには空間的余裕が不十分であることを意味する。図21に示す特別な装置 では、スタッドおよびチャネルに重い壁材を用いても、2インチのスタッドに4 箇所のボタンジョイントを形成できる。 同時に4個のボタンを取り付けるために必要な力に見合うよう、クリンチング ヘッド402 は独特の有利な特徴を有する。液圧シリンダー420 はピストン424 と 2つの流体チャンバ426、428 とを有する。シリンダ420 はボルト432 でフレー ム430 に固定されている。クリンチング組立体は、上側および下側パンチ440、4 42 並びにダイホルダー444、446 に保持された内側ダイを有する。ダイホルダー 444 および446 は、フローティング複動ピストンである液圧ピストン448 によっ て同時に、および別々に移動される。さらに、ダイホルダー444、446 間にセパ レートピストンによって制御されるスペーサブロックを挿入することができる。 スペーサーブロック460 とそのピストンはこのシステムの重要な部分である。 スタッドが荷重を支持しない場合、スタッドはU字型にすることができる。U字 型であれば、ブロック並びに上側および下側ダイをスタッド内に挿入することが できる。しかしながら、スタッドが荷重を支持する場合にはC字型にな ろう。C字型スタッドでは、ブロック−ダイの組み合わせがスタッド内に入って から拡がる必要がある。 図22は、スペーサーブロック460 並びに上側および下側ダイホルダー444、446 をさらに詳細に示している。上側および下側ダイホルダー444、446 はそれぞれ スペーサーブロック460 を受けるための穴500 を有する。スペーサーブロック46 0 は支持構造部材510 によって支持される。スペーサーブロック460 とその支持 構造部材510 との間の連結は、フローティング連結である。これはブロック460 に設けられたT型スロット513 内で動作するT型ヘッド511 を用いて容易に行う ことができる。支持構造部材510 は、ピストン514 に取付けられたピストンロッ ド512 に設置される。ピストン514 は、シリンダ516 内部で動作する。シリンダ およびピストン516/514 を操作することによって、スペーサーブロックを水平に 移動させる。スペーサーブロックが穴500 に対して一列に並ぶと、上側および下 側ダイホルダー444、446 がシリンダ448 の操作によって同時に動くことができ る。ダイホルダー444、446 は一緒の時にC型スタッド60に出たり入ったりする ことができる。 クリンチング機能を行うために、シリンダ420 のチャンバ428 に作動油を供給する。それによってピストン424 が上昇する。ピストン424 の上 昇運動によって下側パンチ442 が移動し、パンチがチャネルとスタッドのフラン ジに接触する。ダイホルダー446 が圧力に対するアンビルとして機能し、ダイに かかる応力がスペーサーブロック460 に伝達される。スペーサーブロック460 に 加わる力はダイホルダー444 に伝達され、今度はダイホルダー444 が上側パンチ 440 に応力を伝える。上側パンチ440 は支持体410 に固定されて、構造的サポー トを提供するようになっている。 ボタン形成操作が完了して、4つのボタンが形成されたならば、チャンバ426 に作動油を供給する。これによって今度はピストン424 が下側に向かって駆動さ れ、クリンチング圧を解放して全ての部品を分離させる。上側パンチ440 の本体 にはバネ(図21には示さず)が取付けられて、パンチの本体を垂直に引上げ、ダ イから完全にパンチを引き抜くようになっている。ダイホルダー444、446 もま た、フレーム410 に対して自由に動くことができる。そのためにシリンダの上側 ダイ444 およびピストンロッドは、直線軸受445 上で動くことができる。下側ダ イホルダー446 およびシリンダーは直線軸受447 上で自由に動く。ダイホルダー 444、446 およびスペーサーブロック460 の『フローティング』アクション(自 由に動くこと)によってボタン形成操作中の曲げ力を除去することができる。 このシステムは特に柔軟性が高く用途が広い。寸法の異なるスタッドを使用す る場合、2つの変更を行うだけでよい。第1に、幅広のスタッドを収容する適切 な空間を確保するために、上側パンチ440 を支持体410 上のより高い位置に設置 する。第2の変更部品は上側ダイホルダー444 である。通常パンチはより大型の スタッド、例えば幅6インチかあるいはそれ以上のスタッドと供に使用されてい るが、比較的寸法の小さいスタッドを使用することは不可能であった。本明細書 に記載の手段によって厚さ3.5 インチのスタッドを使用することが可能になる。 上記の調節を行うことにより、機械は厚さが最大8インチのスタッドを用いて作 業を行うことができる。 以上、スタッドと上側および下側チャネルとの連結に関して本発明を詳細に説 明したが、同じクレンチング機構を用いてクリップルスタッドの内側末端でボタ ンジョイントを行う、ある いは必要に応じてクリップルにヘッダを取り付けることが可能であることは理解 されよう。スタッドとヘッダ、またはクリップルスタッドとヘッダとの間の連結 を容易にするには、組立ステーション250、252 を内側に向かって水平に、つま りY方向に所望の領域まで移動させるだけでよい。その後問題となるスタッドと ヘッダとの間の開口の向きに応じてクリンチングヘッド402 を図20に示すP3ま たはP4位置まで回転することができる。その後、上記に記載のような4ボタン クリンチを行うことができる。 連結ごとに4ボタンクリンチを用いて得られる重要な利点の1つは、得られる 建築構造物がラッキング(無理やりねじ曲げられること)に対して非常に強いこ とである。スタッドとチャネルとの間に1本のネジを用いた場合、あるいは両側 に2本ずつネジを取り付けた場合でも、特に2本のネジを同軸に並べて使用した 場合、スタッドがネジを中心として回転する可能性がある。各ジョイントに2本 のネジを用いることによってねじ曲げを避けることはできるものの、この方法は 時間、マンパワーおよび仕事の労力を増大させるだけである。本明細書に記載の クリンチング装置を用いて4ボタンジョイントを使用することにより、個々のス タッドとチャネルとの間に非常に強固な非回動性連結が形成される。このような ジョイントでは、可能性として考えられるねじれが大幅に減少し、機械から出て くる構造部材は組立時にほぼ直角である。 この具体例の装置は、大型である必要はない。装置全体で幅約8フィート×長 さ約5フィートにすることができ、便利である。長さの不確定な壁を製造するこ とから、当然、支持表面は機械から所望の長さだけ延長されていなければならな い。この 長さは不確定であってもよく、部分的に形成された建築構造物を完成までの間支 持するために、図1で説明したような自立構造型ローラーを複数具備するだけで よい。 本発明を別の特定の形態で実施しても、本発明の精神および主要な特徴の範囲 を逸脱するものではない。従ってここに記載の具体例はあらゆる面で単なる具体 例であって限定的なものではなく、本発明の範囲は上記の記載よりむしろ添付し た請求項によって限定される。従って請求項の意味およびその同等物に含まれる 変更は全て本発明に含まれるものとする。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年1月16日 【補正内容】 請求の範囲 1.第1と第2の枠組み部材(14,16)を支持する支持表面(12,212)を有する支 持テーブル(10,210)と、 第1と第2の枠組み部材(14,16)を支持表面(12,212)上で移動させる並進手 段(70,221,225)と、 並進手段(70,221,225)を制御して第1と第2の枠組み部材(14,16)を支持表 面上の所定位置に位置決めする制御手段(92,100)とを有する、金属製のチャネ ル形状の第1と第2の枠組み部材(14,16)とこの枠組み部材間を延びた複数のス タッド(60)とを有する建築構造物の製造をアシストする装置において、 金属製のチャネル形状の枠組み部材(14,16)間に、スタッド(60)を配置する配 置手段(130,132,306)と、 スタッドを第1と第2枠組み部材に永久に固定するための第1と第2の組立手 段(50,52,251,252)と、 建築構造物中の複数のスタッド(60)の位置を決定する情報を受ける制御手段(9 2,100)と を特徴とする装置。 2.第1と第2組立手段(250,252)がこの組立手段(250,252)を第1位置と第2 位置との間で移動させる上昇手段(100)を含み、組立手段は第1位置ではスタッ ドを枠組み部材に連結する留め具を取り付けることが可能な高さにあり、第2位 置では支持表面上での建築構造物の移動を妨害しないような高さにある請求項1 に記載の装置。 3.各組立手段が支持表面に対して垂直な軸線を中心に回動可 能である請求項2に記載の装置。 4.組立手段が支持表面に対して平行移動するように取付けられている請求項3 に記載の装置。 5.第1枠組み部材(14)を支持する第1支持部分(214)と、第2枠組み部材(16) を支持する第2支持部分(216)とを備え、 第1支持部分が、支持脚部(218)と、 支持脚部に取付けられたトラック(260)と、 支持脚部に取付けられてトラックに沿って移動するキャリッジ(220)とを備 え、 第2支持部分が、支持脚部(222)と、 支持脚部に取付けられたトラック(270)と、 支持脚部に取付けられたトラックに沿って移動するキャリッジ(224)とを備 える請求項2、3または4に記載の装置。 6.第1および第2支持部分のいずれか一方がキャリッジ(224)に取付けられた 第2トラック(280)と、キャリッジ(224)に取付けられてキャリッジ(224)に沿っ て移動する第2のキャリッジ(226)とを備える請求項5に記載の装置。 7.第1と第2の支持部分(214,216)の間に延びるビーム(230)を有し、このビ ームが第1と第2の支持部分の間の間隔を変化させる調節手段を有し、第1と第 2の枠組み部材間の間隔が異なる建築構造物を選択的に組み立てることができる ようになっている請求項6に記載の装置。 8.コントローラに連結されたコンピュータ(100)を含み、このコンピュータが 第1と第2枠組み部材に対する複数のスタッド位置を表す情報をコントローラ(9 2)に供給する請求項4に記載の装置。 9.コントローラ(92)とコンピュータ(100)とを含む制御回路を備え、この回路 はコントローラからの信号を受けるための増幅器(94)を含み、この増幅器(94)は 増幅された信号をモーター手段(70)へ送り、この回路は枠組み部材の位置を表す 信号をコントローラ(92)にフィードバックするエンコータ手段(90)を有する請求 項8に記載の装置。 10.第1および第2組立手段がスタッドのフランジと枠組み部材のフランジとに 留め具を取り付けることによってスタッドを枠組み部材に取り付ける段を含む請 求項8に記載の装置。 11.組立手段がスタッドの各フランジと枠組み部材の各フランジとを貫通して留 め具を取り付けることによってスタッドを枠組み部材に連結する請求項10に記載 の装置。 12.組立ステーションが枠組み部材のウェブとスタッドのウェブとを貫通して留 め具を取り付けることによってスタッドを上記枠組み部材に連結する請求項8に 記載の装置。 13.第1および第2の組立ステーションが、スタッドのフランジと枠組み部材の フランジの金属変形によってボタン継手を形成する手段を備える請求項10に記載 の装置。 14.組立ステーションがボタン継手作製中にスタッドのフランジ間に挿入されて スタッドを支持するスペーサー手段を備える請求項13に記載の装置。 15.組立ステーションが、フレーム(402,410)、上側パンチ組立体(440)、下側 パンチ組立体(442)、上側ダイ組立体(444)、下側ダイ組立体(446)を含み、スペ ーサー手段(460)が上側ダイ組立体と下側ダイ組立体との間に挿入可能である請 求項14に記載の装置。 16.組立ステーションが複動式液圧シリンダー(420)およびピストン(424)を有し 、シリンダ(420)および上側パンチ組立体(440)はフレームに固定されて、ピスト ン(424)は下側パンチ組立体(442)に固定されている請求項15に記載の装置。 17.スタッド配置手段が第1と第2のレセプターブロック(130,132)を含み、レ セプターブロックはスタッド(60)を受けてこれを位置決めする請求項1に記載の 装置。 18.並進手段が第1および第2サーボモーター(70,221,225)を含む請求項1に 記載の装置。 19.金属製のチャネル形状の第1および第2の枠組み部材と、これらの枠組み部 材間を延びた複数の金属製スタッドとで構成される建築用構造物の製造方法であ って、金属製のチャネル形状の第1枠組み部材を支持表面上に配置し、第1枠組 み部材か ら一定の間隔をあけて金属製のチャネル形状の第2枠組み部材を支持表面上に配 置し、建築構造物を把持してこの建築構造物を第1の位置に配置し、第1枠組み 部材と第2枠組み部材との間にスタッドを取付け、金属製スタッドを第1および 第2組立手段に当接させて位置決めし、第1および第2枠組み部材を所望位置に 移動させ、枠組み部材にスタッドを永久連結し、支持表面に沿って建築構造物を 前進させ、第1枠組み部材と第2枠組み部材との間に第2スタッドを取付け、さ らに第2スタッドを第1および第2組立手段に当接させて建築構造物の位置を調 節し、建築構造物を第2スタッドに対して所定位置に配置し、さらに第2スタッ ドを建築構造物に永久連結する段階を含む方法。 20.建築構造物をモーター手段によって移動させ、このモーター手段をコントロ ーラで制御する請求項19に記載の方法。 21.建築構造物中の複数のスタッドの位置に関する情報をコントローラに供給す る請求項20に記載の方法。 22.第1および第2枠組み部材が金属製チャネル部材であり、スタッドが金属部 材である請求項21に記載の方法。 23.コンピュータからコントローラに情報を送り、複数のスタッドの位置に関す る情報を上記コンピュータに入力する請求項22に記載の方法。 24.複数のスタッドの中の第1のスタッドを第1および第2の 枠組み部材に連結するに先立って、第1および第2の枠組み部材をホームポジシ ョンに配置する段階を含む請求項21に記載の方法。 25.第1および第2枠組み部材にスタッドを連結した後に、支持表面に沿って建 築構造物を第1の方向に所望距離だけ前進させる段階を含む請求項23に記載の方 法。 26.隣接するすぐ次のスタッドを第1および第2組立手段に当接させ、支持表面 上で建築構造物を第1の方向と反対の方向へ所望位置まで移動させ、隣接するす ぐ次のスタッドを所望位置で第1および第2枠組み部材に連結させる請求項25に 記載の方法。 27.複数のスタッドの位置に関する情報がCADデバイスからコンピュータにダ ウンロードされる請求項23に記載の方法。 28.スタッドを第1および第2リセプターブロックに当接することによってスタ ッドを支持表面上で第1および第2の枠組み部材に対する位置決めをする請求項 25に記載の方法。 29.スタッドのフランジを枠組み部材のフランジに連結する留め具を用いてスタ ッドを第1および第2枠組み部材に連結する請求項19に記載の方法。 30.スタッドのウェブを枠組み部材のウェブに連結する留め具を用いてスタッド の少なくとも1つを第1および第2枠組み部 材に連結する請求項19に記載の方法。 31.スタッドおよび枠組み部材の互いに隣接する表面を変形させてボタンを形成 して連結を行う請求項29に記載の方法。 32.スタッドおよび枠組み部材の互いに隣接する表面を変形させてボタンを形成 して連結を行う請求項30に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,SZ,U G),UA(AZ,BY,KZ,RU,TJ,TM),A L,AM,AT,AU,AZ,BB,BG,BR,BY ,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,EE,ES, FI,GB,GE,HU,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LK,LR,LS,LT,LU,LV ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 ユージェーシー,ハロルド カナダ国 エム5ジー 2ジー4 オンタ リオ トロント ベイ ストリート 633 スート 2514 【要約の続き】 ステーションのY方向への移動、組立ステーションの高 さ調節運動および組立ステーションの垂直軸を中心とし た回動運動によって組立ステーションはいずれかの方向 を向いたスタッドまたはクリップルスタッドを頭部部材 および底部部材に、ヘッダをスタッドに、クリップルス タッドをヘッダに等の任意の組み合わせで取付けるよう に移動できる。組立ステーションは頭部部材または底部 部材の金属とスタッドの金属とにボタンを形成してボタ ン型継手を作るのが好ましい。組立ステーションはパン チとアンビルとを有し、2つのアンビル用内部サポート と一緒にスタッド内部で移動して、スタッドの各フラン ジに複数のボタンを形成する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.下記で構成される、第1と第2の枠組み部材と、この枠組み部材間に延びる 複数のスタッドとを有する建築構造物の製造をアシストする装置: 第1と第2の枠組み部材を支持する支持表面を有する支持テーブルと、 第1と第2の枠組み部材を支持表面上で移動させる並進手段と、 並進手段を制御して第1と第2の枠組み部材を支持表面上の所定位置に位置決 めする制御手段と、 枠組み部材間にスタッドを配置する配置手段と、 スタッドを第1と第2枠組み部材に固定するための第1と第2の組立手段と、 建築構造物中の複数のスタッドの位置を決定する情報を受ける制御手段。 2.スタッドが金属製であり、第1と第2枠組み部材が金属チャネルである請求 項1に記載の装置。 3.第1と第2組立手段がこの組立手段を第1位置と第2位置との間で移動させ る上昇手段を含み、組立手段は第1位置ではスタッドを枠組み部材のいずれかに 連結する留め具を取り付けることが可能な高さにあり、第2位置では支持表面上 での建築構造物の移動を妨害しないような高さにある請求項2に記載の装置。 4.組立手段がそれぞれ支持表面に対して垂直な軸線を中心に回動可能である請 求項3に記載の装置。 5.組立手段がそれぞれ支持表面に対して平行移動するように取付けられている 請求項4に記載の装置。 6.第1枠組み部材を支持する第1支持部位と、第2枠組み部材を支持する第2 支持部位とを備え、 第1支持部位が、 支持脚部と、 支持脚部上に設置されたトラックと、 支持脚部上に設置されてトラックに沿って移動するキャリッジ とを備え、 第2支持部位が、 支持脚部と、 支持脚部上に設置されたトラックと、 支持脚部上に設置されて上記トラックに沿って移動するキャリッジ とを備える請求項3、4または5に記載の装置。 7.第1および第2支持部位のいずれか一方がキャリッジ上に設置された第2ト ラックと、キャリッジ上に設置されてキャリッジに沿って移動する第2のキャリ ッジとを備える請求項6に記載の装置。 8.第1と第2の支持部位間に延びるビームを有し、このビー ムが第1と第2の支持部位間の間隔を変化させる調節手段を有し、第1と第2の 枠組み部材間の間隔が異なる建築構造物を選択的に組み立てることができるよう になっている請求項6に記載の装置。 9.コントローラに連結されたコンピュータを含み、このコンピュータが第1と 第2枠組み部材に対する複数のスタッド位置を表す情報をコントローラに供給す る請求項5に記載の装置。 10.コントローラとコンピュータとを含む制御回路を備え、この回路はコントロ ーラからの信号を受けるための増幅器を含み、この増幅器は増幅された信号をモ ーター手段へ送り、上記回路がさらに枠組み部材の位置を表す信号をコントロー ラにフィードバックするエンコータ手段を備える請求項9に記載の装置。 11.第1および第2組立手段がスタッドのフランジと枠組み部材のフランジとに 留め具を取り付けることによってスタッドを枠組み部材に取り付ける段を含む請 求項9に記載の装置。 12.組立手段がスタッドの各フランジと枠組み部材の各フランジとを貫通して留 め具を取り付けることによってスタッドを枠組み部材に連結する請求項11に記載 の装置。 13.組立ステーションが枠組み部材のウェブとスタッドのウェブとを貫通して留 め具を取り付けることによってスタッドを上記枠組み部材に連結する請求項9に 記載の装置。 14.第1および第2の組立ステーションが、スタッドのフランジと枠組み部材の フランジの金属変形によってボタン継手を形成する手段を備える請求項11に記載 の装置。 15.組立ステーションがボタン継手作製中にスタッドのフランジ間に挿入されて スタッドを支持するスペーサー手段を備える請求項14に記載の装置。 16.組立ステーションが、フレーム、上側パンチ組立体、下側パンチ組立体、上 側ダイ組立体、下側ダイ組立体を含み、スペーサー手段が上側ダイ組立体と下側 ダイ組立体との間に挿入可能である請求項15に記載の装置。 17.組立ステーションが複動式液圧シリンダーおよびピストンを有し、シリンダ および上側パンチ組立体はフレームに固定されて、ピストンは下側パンチ組立体 に固定されている請求項16に記載の装置。 18.スタッド配置手段が第1と第2のレセプターブロックを含み、レセプターブ ロックはスタッドを受けてこれを位置決めする請求項2に記載の装置。 19.並進手段が第1および第2サーボモーターを含む請求項2に記載の装置。 20.第1および第2の枠組み部材と、これらの枠組み部材間を延びた複数のスタ ッドとで構成される建築用構造物の製造方法 であって、第1枠組み部材を支持表面上に配置し、第1枠組み部材から一定の間 隔をあけて第2枠組み部材を支持表面上に配置し、建築構造物を把持してこの建 築構造物を第1の位置に配置し、第1枠組み部材と第2枠組み部材との間にスタ ッドを取付け、スタッドを第1および第2組立手段に当接させて位置決めし、第 1および第2枠組み部材を所望位置に移動させ、枠組み部材にスタッドを連結し 、支持表面に沿って建築構造物を前進させ、第1枠組み部材と第2枠組み部材と の間に第2スタッドを取付け、さらに第2スタッドを第1および第2組立手段に 当接させて建築構造物の位置を調節し、建築構造物を第2スタッドに対して所定 位置に配置し、さらに第2スタッドを建築構造物に連結する段階を含む方法。 21.建築構造物をモーター手段によって移動させ、このモーター手段をコントロ ーラで制御する請求項20に記載の方法。 22.建築構造物中の複数のスタッドの位置に関する情報をコントローラに供給す る請求項21に記載の方法。 23.第1および第2枠組み部材が金属製チャネル部材であり、スタッドが金属部 材である請求項22に記載の方法。 24.コンピュータからコントローラに情報を送り、複数のスタッドの位置に関す る情報を上記コンピュータに入力する請求項23に記載の方法。 25.複数のスタッドの中の第1のスタッドを第1および第2の 枠組み部材に連結するに先立って、第1および第2の枠組み部材をホームポジシ ョンに配置する段階を含む請求項22に記載の方法。 26.第1および第2枠組み部材にスタッドを連結した後に、支持表面に沿って建 築構造物を第1の方向に所望距離だけ前進させる段階を含む請求項24に記載の方 法。 27.隣接するすぐ次のスタッドを第1および第2組立手段に当接させ、支持表面 上で建築構造物を第1の方向と反対の方向へ所望位置まで移動させ、隣接するす ぐ次のスタッドを所望位置で第1および第2枠組み部材に連結させる請求項26に 記載の方法。 28.複数のスタッドの位置に関する情報がCADデバイスからコンピュータにダ ウンロードされる請求項24に記載の方法。 29.スタッドを第1および第2リセプターブロックに当接することによってスタ ッドを支持表面上で第1および第2の枠組み部材に対する位置決めをする請求項 26に記載の方法。 30.スタッドのフランジを枠組み部材のフランジに連結する留め具を用いてスタ ッドを第1および第2枠組み部材に連結する請求項20に記載の方法。 31.スタッドのウェブを枠組み部材のウェブに連結する留め具を用いてスタッド の少なくとも1つを第1および第2枠組み部 材に連結する請求項20に記載の方法。 32.スタッドおよび枠組み部材の互いに隣接する表面を変形させてボタンを形成 して連結を行う請求項30に記載の方法。 33.スタッドおよび枠組み部材の互いに隣接する表面を変形させてボタンを形成 して連結を行う請求項31に記載の方法。
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