JP6020802B2 - ワーク支持装置及びワーク支持方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク支持装置の位置決め技術に関する。

従来より、大型の管状構造物を製造するような場合に用いる治具として、円筒状のワークを支持可能な、ターニングロールを用いたワーク支持装置が開発されている。
ターニングロールは、例えば特許文献１に示すように、台車（架台）上に水平方向に間隔をおいて回転可能に配置した１対のローラを有しており、当該ローラ上に円筒状のワークを載置して支持することが可能となっている。

更には、特許文献１に記載のワーク支持装置では、台車に対してターニングロールを水平方向に移動可能な機構（直動案内）を備えており、ターニングロールの水平方向の位置合わせを可能としている。
また、長尺物のワークを支持する場合には、複数のワーク支持装置を用いて、例えばワークの両端を夫々ワーク支持装置で支持するようにしている。

特開平11-254343号公報

上記のように複数のワーク支持装置でワークを支持する場合、複数のワーク支持装置の相対的な位置調整が要求される。特に、近年では、精密なワークの組み立てが求められる場合、ワークの設置精度が重要な要素となるため、ワーク支持装置の位置調整について高い精度が要求されている。

しかしながら、特許文献１に記載のワーク支持装置では、台車に対して上下方向及び水平方向の一方向（左右方向）にターニングロールの移動調整が可能であるが、複数のワーク支持装置の間で一対のローラ間の中心線が水平方向にずれてしまっている場合では、位置調整することが困難である。このような場合には、台車自体を水平移動及び回転移動して調整しなければならず、高精度の位置調整が困難となっていた。

本発明は、架台に対してターニングロールを水平方向の如何なる方向にも容易に移動調整可能なワーク支持装置及びワーク支持方法を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、架台にワークを回転可能に支持するターニングロールを備えて構成されるワーク支持装置であって、前記架台は、前記ターニングロールを備え下面が平坦である上部架台と、上面が平坦であって当該上面に前記上部架台が水平方向の如何なる方向に移動可能に載置される下部架台とを有するとともに、前記上部架台と前記下部架台との間に液体を供給する液体供給手段と、前記上部架台と前記下部架台との間から液体を排出する液体排出手段と、を備えたことを特徴とする。

これにより、請求項１のワーク支持装置では、液体供給手段によって、上部架台と下部架台との間に液体を供給することで、当該液体の液圧によって上部架台に上方へ力が作用して、上部架台の重力が相殺される。したがって、このように上部架台の重力を相殺することで、下部架台上で上部架台を容易に移動可能となり、ターニングロールを所望の水平方向に容易に移動させることが可能となる。また、液体排出手段によって上部架台と下部架台との間から液体を排出することで、液体の液圧による上部架台への上方への力の作用がなくなり、上部架台がその自重によって下部架台に対して固定された状態となる。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１において、前記上部架台が載置される前記下部架台の上面に前記液体を供給する供給口を備え、前記液体供給手段は、前記供給口から前記上部架台と前記下部架台との間に液体を供給し、前記液体排出手段は、前記排出口から前記上部架台と前記下部架台との間の液体を排出することを特徴とする。
これにより、請求項２のワーク支持装置では、上部架台が載置される下部架台の上面に、液体を供給する供給口が備えられており、液体供給手段によって供給口から上部架台と下部架台との間に液体を供給することで、上部架台に対して上方へ力を作用させられる。

また、請求項３に係る発明は、前記供給口は、前記上面に複数備えられ、前記液体供給手段は、少なくとも２箇所以上の前記供給口から互いに異なる液圧で前記液体の供給が可能であることを特徴とすることを特徴とする。
これにより、請求項３のワーク支持装置では、液体供給手段によって、少なくとも２箇所以上の供給口から互いに異なる液圧で液体を供給することによって、上部架台が異なる位置で異なる圧力で上方へ押されることとなり、上部架台が高圧側の供給口の位置から低圧側の供給口の位置へ向かって移動する。

また、請求項４の発明は、前記排出口は、前記下部架台の上面の周端部を全周に渡って設けられていることを特徴とする。
これにより、上部架台と下部架台との間に供給された作動油は、下部架台の上面の周端部に設けられた排出口に流入して、上部架台と下部架台との間から排出される。
また、請求項５の発明は、架台にターニングロールを備えて構成されたワーク支持装置により、前記ターニングロール上にワークを支持するワーク支持方法であって、前記架台は、前記ターニングロールを備えた下面が平坦である上部架台と、上面が平坦であって当該上面に前記上部架台が水平方向の如何なる方向に移動可能に載置される下部架台とを有し、液体供給手段により前記上部架台と前記下部架台との間に液体を供給して、前記上部架台を前記下部架台から浮揚させ、前記上部架台を水平方向に移動させて位置決めをし、液体排出手段により前記上部架台と前記下部架台との間から液体を排出して、前記下部架台に対する前記上部架台の水平方向の位置を固定することを特徴とする。

これにより、請求項５のワーク支持方法では、液体供給手段によって、上部架台と下部架台との間に液体を供給して、当該液体の液圧によって上部架台を下部架台から浮揚させることで、上部架台が水平方向に容易に移動可能となる。そして、上部架台の位置決めを行なった後に液体排出手段により上部架台と下部架台との間から液体を排出することで、上部架台がその自重によって下部架台に対する水平方向の位置が容易に固定される。

本発明に係るワーク支持装置及びワーク支持方法では、液体供給手段によって上部架台と下部架台との間に液体を供給して上部架台を浮揚させることで、例えば作業者が押すことによって容易に上部架台を水平方向の如何なる方向にも容易に移動調整することでき、また、液体排出手段によって上部架台と下部架台との間から液体を排出することで下部部架台に対する上部架台の水平方向の位置が容易に固定されるので、上部架台の位置合わせを容易に行なうことが可能となり、ターニングロールによって支持するワークの位置調整を容易かつ精度よく行なうことができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係るワーク支持装置によるワークの支持状態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）に示すワーク支持装置によるワークの支持状態を示す上面図である。 （ａ）は図１に示すワーク支持装置によるワークの支持状態を示す側面図、（ｂ）は本実施形態のワーク支持装置の構造を示す側面図である。 図２（ｂ）に示すワーク支持装置の縦断面図である。 図２（ｂ）に示すワーク支持装置の下部架台の上面図である。 本発明の他の実施形態に係るワーク支持装置の下部架台の上面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係るワーク支持装置１によるワークＷの支持状態を示す正面図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すワーク支持装置１によるワークＷの支持状態を示す上面図である。
図２（ａ）は、図１に示すワーク支持装置１によるワークＷの支持状態を示す側面図である。
図２（ｂ）は、本実施形態のワーク支持装置１の構造を示す側面図である。

図１及び図２（ａ）に示すように、本発明の一実施形態であるワーク支持装置１は、円筒状のワークＷを支持可能であり、長尺のワークＷを支持する場合には複数使用される。例えばワークＷの先端部及び後端部を夫々ワーク支持装置１で支持する。

図１、２に示すように、ワーク支持装置１は、矩形状の架台１０上にターニングロール１１が設置されている。ターニングロール１１は、水平方向の一方向である前後方向に離間して回転軸を平行に並べた１対のローラ１２を有している。また、ターニングロール１１には、一対のローラ１２の前後方向の間隔を調整可能な図示しないローラ間隔調整機構を備えている。ローラ間隔調整機構は、例えば各ローラ１２を支持するローラ支持台１３を架台１０に対して前後方向に移動可能に設置し、送りねじ機構等により一対のローラ支持台１３を前後方向に相対的に移動可能にし、一対のローラ１２の前後方向の間隔を変更可能としている。ローラ間隔調整機構によって、例えば一対のローラ１２の前後方向の間隔を縮小することで一対のローラ１２上に載置された円筒上のワークＷは上方に移動し、ローラ１２の前後方向の間隔を拡大することでローラ１２上に載置されたワークＷは下方に移動することなり、ワークＷの上下方向の位置調整を可能としている。

図３は、ワーク支持装置１の構造を示す縦断面図、図４は、ワーク支持装置１の下部架台１６の上面図である。なお、図３には、ポンプユニット２３の回路図を付記している。
本実施形態のワーク支持装置１は、図２（ｂ）及び図３、４に示すように、架台１０が上部架台１５と下部架台１６の２つに分割された構造となっている。下部架台１６の上面１６ａは、架台の設置面と水平に平坦な構造となっている。また、上部架台１５の下面１５ａも平坦な構造となっており、下部架台１６の上面１６ａに上部架台１５が載置されている。下部架台１６の上面１６ａに上部架台１５が載置されている状態では、上部架台１５の下面１５ａと下部架台１６の上面１６ａとの摩擦力によって、下部架台１６に対して上部架台１５が例えば人力で押しても移動不能なように、上部架台１５の重量、及び上部架台１５の下面１５ａと下部架台１６の上面１６ａとの摩擦係数が設定されている。

下部架台１６の上面１６ａには、所定間隔（例えば数ｃｍ）毎に供給口１７が全面に亘って設けられている。供給口１７は、下部架台１６の内部に設けられた供給路１８に連結し、当該供給路１８は下部架台１６の側方に設けられた流入口１９と連通している。また、下部架台１６の上面１６ａの周端部には、全周に亘って排出溝２０（排出口）が設けられている。排出溝２０は、下部架台１６の内部に設けられた排出路２１を介して、下部架台１６の側面に設けられた流出口２２に連通している。

下部架台１６の流入口１９及び流出口２２には、作動油を供給するポンプユニット２３（液体供給手段、液体排出手段）が接続されている。ポンプユニット２３は、ポンプ２４、切換弁２５、タンク２６を備えて構成されており、ポンプ２４によってタンク２６内の作動油を切換弁２５を介して流入口１９に供給する機能を有する。また、流出口２２から作動油をタンク２６内に戻すように構成されている。

ポンプ２４及び切換弁２５は、作業員によって操作スイッチ等により、作動制御が可能となっている。ポンプユニット２３を作動状態とすることで、ポンプ２４を作動させ切換弁２５を切換えて、ポンプ２４から作動油を流入口１９に供給することができる。なお、ポンプユニット２３は、下部架台１６と別体でホース等により接続した構成でもよいし、下部架台１６と一体的に構成されていてもよい。

以上のような構成により、ポンプユニット２３を作動させて流入口１９に作動油を供給することで、下部架台１６内の供給路１８を介して上面１６ａの複数の供給口１７から作動油が吐出する。これにより作動油が上部架台１５と下部架台１６との間に供給され、作動油の液圧により上部架台１５を下部架台１６に対して浮揚させることができる。このとき上部架台１５は下部架台１６に対して大きく浮揚させる必要はなく、上部架台１５が僅かな力で下部架台１６に対して移動可能となるようにポンプ２４の吐出圧が設定されればよい。

そして、上部架台１５と下部架台１６との間に供給された作動油は、下部架台１６の上面１６ａの周端部に設けられた排出溝２０に流入し、排出路２１、流出口２２を介してポンプユニット２３のタンク２６に戻される。
このようにポンプユニット２３を作動させ、上部架台１５を作動油の液圧で浮揚させることで、作業員等が上部架台１５を下部架台１６の上面１６ａ上で水平方向に押して任意に移動させることができる。したがって、下部架台１６を移動させずに、上部架台１５を水平方向に容易に移動させることができる。

２台のワーク支持装置１で１個のワークＷを支持する場合、２台のワーク支持装置１が水平方向に相対的にずれている場合に、いずれか一方のワーク支持装置１の上部架台１５を作動油の液圧で浮揚させることで容易にワークＷの水平方向の位置調整を行なうことができる。特に、本実施形態では、上部架台１５が下部架台１６上で水平方向の如何なる方向（回転を含む）に移動可能とすることができるので、２台のワーク支持装置１のローラ１２の中心線が水平方向にずれているような場合でも、位置調整を容易に行なうことができる。

また、所望の位置に上部架台１５が位置した時点で、ポンプユニット２３を停止状態にして供給口１７からの作動油の供給を停止させると、上部架台１５は、下部架台１６に対して浮揚せずに、その自重によって上部架台１５が下部架台１６に対して容易に移動不能となる。

以上のように、本実施形態では、ワーク支持装置１における架台１０を上部架台１５と下部架台１６の２つに上下に分割し、下部架台１６上に上部架台１５を載置した構造となっており、上部架台１５と下部架台１６との間に作動油を供給して、上部架台１５を下部架台１６に対して浮揚可能な構成となっている。上部架台１５を下部架台１６に対して浮揚させることで、例えば作業者が押すことで上部架台１５を容易に水平方向に移動可能となり、上部架台１５の水平方向の位置調整、これに伴いターニングロール１１の位置調整を容易に行なうことができる。

また、ポンプユニット２３からの油圧の供給を停止することで、上部架台１５の浮揚が中止され、その自重によって下部架台１６に対して移動不能になるので、位置調整後の上部架台１５の固定も容易に行なうことができる。なお、ワークＷの上下方向の位置は、上述したようにローラ間隔調整機構によってターニングロール１１の２つのローラ１２の間隔を調整することで可能である。よって、本実施形態のワーク支持装置１は、例えば原子力発電所のボイラ等の溶接のようにワークＷの位置を精度よく設置する必要のある作業現場において好適であり、作業工数の低減を図ることもできる。

次に、本発明の他の実施形態のワーク支持装置３０について、図５を用いて説明する。
図５は、ワーク支持装置３０の下部架台３１の上面図である。また、図５には、ポンプユニット３２（液体供給手段、液体排出手段）の回路図も合わせて記載されている。
以下、上記実施形態のワーク支持装置１と異なる部分について説明する。

本実施形態のワーク支持装置３０は、図５に示すように、下部架台３１の上面３１ａに設けられた供給口１７が、前後左右の領域で４つのグループ（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）に分けられている。供給口１７に連通する供給路１８は、各グループの供給口１７ａ〜１７ｄ毎に別々に設けられるとともに、当該供給路１８に連通する流入口１９ａ〜１９ｄも各グループ毎に設けられている。詳しくは、下部架台３１の上面３１ａの右前部に設けられた供給口１７ａは流入口１９ａに、右後部に設けられた供給口１７ｂは流入口１９ｂに、左前部に設けられた供給口１７ｃは流入口１９ｃに、左後部に設けられた供給口１７ｄは流入口１９ｄに、夫々下部架台３１内の別々の供給路１８を介して連通している。

そして、各流入口１９ａ〜１９ｄは、４つの接続路３３ａ〜３３ｄを介してポンプユニット３２の油圧制御弁３４に接続され、当該油圧制御弁３４を介してポンプ２４に接続されている。油圧制御弁３４は、４つの接続路３３ａ〜３３ｄに夫々異なる油圧でポンプ２４からの作動油の供給を行なうように制御できる。この油圧制御弁３４は、供給口１７ａ〜１７ｄから供給する油圧が、少なくとも各グループ毎に略同一の油圧で供給及び停止の切換えが可能であればよく、各グループ毎に連続的に油圧を制御可能であるとよい。

以上のような構成により、第２の実施形態のワーク支持装置３０は、油圧制御弁３４を制御して、下部架台３１の上面３１ａに設けられた各グループの任意の供給口１７ａ〜１７ｄから異なる油圧の作動油を供給させることが可能である。したがって、例えば、上部架台３１の上面３１ａの右前部及び右後部の供給口１７ａ、１７ｂから供給される作動油の油圧が、左前部及び左後部の供給口１７ｃ、１７ｄから供給される作動油の油圧より高く設定すると、下部架台３１上に載っている上部架台１５を右から左へ移動させることができる。

このように、油圧制御弁３４を制御して、各グループの供給口１７ａ〜１７ｄから供給する作動油の油圧を他のグループの供給口１７ａ〜１７ｄから供給する作動油の油圧と異なるように設定することで、上部架台１５を自動的に移動させることができる。
これによって、上部架台１５の水平方向の移動を作業者が押すのではなく、油圧制御によって自動的に移動させることも可能となるので、ターニングロール１１の支持及び位置設定の作業を更に容易に行なうことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定するものではない。例えば供給口１７のグループの数や位置等を適宜変更してもよい。本発明は、上部架台１５と下部架台１６のとの間に液体を供給して上部架台１５を浮揚可能な構造であって、上部架台１５と下部架台１６との間から任意に作動油を供給可能な構造であればよい。
また、以上の実施形態では、２つのワーク支持装置１、３０によりワークＷを支持する場合について説明したが、１つのワークＷを３つ以上のワーク支持装置により支持する場合でも、夫々のワーク支持装置１、３０においてターニングロール１１の位置設定を容易に行なうことができ、ワークＷの支持を精度良く行なうことができる。

１ ワーク支持装置
１０ 架台
１１ ターニングロール
１５ 上部架台
１６ 下部架台
１６ａ 上面
１７、１７ａ〜１７ｄ 供給口
２０ 排出溝（排出口）
２３ ポンプユニット（液体供給手段、液体排出手段）
３０ ワーク支持装置
３１ 下部架台
３１ａ 上面
３２ ポンプユニット（液体供給手段、液体排出手段）

Claims (5)

1. 架台にワークを回転可能に支持するターニングロールを備えて構成されるワーク支持装置であって、
   前記架台は、前記ターニングロールを備え下面が平坦である上部架台と、上面が平坦であって当該上面に前記上部架台が水平方向の如何なる方向に移動可能に載置される下部架台とを有するとともに、
   前記上部架台と前記下部架台との間に液体を供給する液体供給手段と、
   前記上部架台と前記下部架台との間から液体を排出する液体排出手段と、
   を備えたことを特徴とするワーク支持装置。
2. 前記上部架台が載置される前記下部架台の上面に前記液体を供給する供給口及び前記液体を排出する排出口を備え、
   前記液体供給手段は、前記供給口から前記上部架台と前記下部架台との間に液体を供給し、
   前記液体排出手段は、前記排出口から前記上部架台と前記下部架台との間の液体を排出することを特徴とする請求項１のワーク支持装置。
3. 前記供給口は、前記上面に複数備えられ、
   前記液体供給手段は、少なくとも２箇所以上の前記供給口から互いに異なる液圧で前記液体の供給が可能であることを特徴とする請求項２に記載のワーク支持装置。
4. 前記排出口は、前記下部架台の上面の周端部を全周に渡って設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のワーク支持装置。
5. 架台にターニングロールを備えて構成されたワーク支持装置により、前記ターニングロール上にワークを回転可能に支持するワーク支持方法であって、
   前記架台は、前記ターニングロールを備え下面が平坦である上部架台と、上面が平坦であって当該上面に前記上部架台が水平方向の如何なる方向に移動可能に載置される下部架台とを有し、
   液体供給手段により前記上部架台と前記下部架台との間に液体を供給して、前記上部架台を前記下部架台から浮揚させ、前記上部架台を水平方向に移動させて位置決めをし、
   液体排出手段により前記上部架台と前記下部架台との間から液体を排出して、前記下部架台に対する前記上部架台の水平方向の位置を固定することを特徴とするワーク支持方法。

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