(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記案内部材は、前記案内面として、前記支持部材を挟んで対向する一対の傾斜面を有し、前記一対の傾斜面の間隔が、下方に行くにしたがい前記スカート部の外径に漸次近づくよう形成されていることを特徴とする請求項1に記載の支持治具。
前記支持部材の上面に、支持対象物に設けられた脚部を挿入するため、下方に行くにしたがい内径が窄まるすり鉢状の支持凹部が形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の支持治具。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、クレーン等で吊り上げた支持対象物を治具上に降ろす時に、支持対象物と治具との間で衝撃が生じ、支持対象物や治具が損傷してしまうこともある。
また、組立作業を行うスペースにおいて、支持対象物を定められた位置に正確に位置決めする必要がある場合には、予め定められた位置に固定された治具上に、支持対象物を載せることになる。このような場合、クレーン等の操作者には、支持対象物を治具上の正しい位置に載せるため、高い運転技術が求められ、作業の難易度が高くなるという問題もある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、支持対象物に損傷等が生じるのを防ぎつつ、作業を容易かつ確実に行うことのできる支持治具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】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の支持治具は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の支持治具は、支持対象物を支持する
プレート部と該プレート部の外周部から下方に延びる円筒状のスカート部とを有する支持部材と、前記
プレート部の下方に配置され
前記プレート部よりも外径が小さく形成された受け部材と、前記受け部材を上下方向に昇降させる昇降機構と、前記支持部材と前記受け部材との間に設けられ、
前記昇降機構により上昇させた前記受け部材上で前記支持部材を水平面内で移動自在とするスライド部材と、前記昇降機構により前記支持部材が下降
するときに前記スカート部の下端部と干渉することによって、前記支持部材を、前記水平面内の少なくとも一方向における規定位置に案内する案内面を有した案内部材と、を備えることを特徴とする。
支持部材が、スライド部材によって受け部材上において水平面内で移動自在であるので、昇降機構により支持部材を上昇させた状態では、支持部材を水平面内で移動させることによって、支持部材を支持対象物に容易に位置合わせすることができる。
そして、昇降機構により支持部材を下降させていくと、案内部材との干渉によって、支持部材は、水平面内の少なくとも一方向における規定位置に案内される。これによって、支持部材上の支持対象物を、水平面内の少なくとも一方向において、規定の位置に容易に位置合わせできる。
【0007】
ここで
、前記案内部材は、前記案内面として、下方に行くにしたがい径寸法が前記スカート部の内径または外径に近づく平断面視円形のテーパ面を有するものとすることができる。
このような構成において、昇降機構により支持部材を下降させていくと、円筒状のスカート部の内周部または外周部が、平面視円形のテーパ面との干渉によって案内される。これによって、支持部材をテーパ面の中心に位置合わせすることができる。この場合、支持部材は、水平面内で互いに直交する二方向において移動が規制され、規定位置に案内され、位置決めされる。
【0008】
また、前記案内部材は、前記案内面として、前記支持部材を挟んで対向する一対の傾斜面を有し、前記一対の傾斜面の間隔が、下方に行くにしたがい前記スカート部の外径に漸次近づくよう形成されているものとしても良い。
このような構成において、昇降機構により支持部材を下降させていくと、支持部材が一対の傾斜面に案内されることによって、支持部材が、一対の傾斜面同士を結ぶ方向の中心に位置合わせすることができる。この場合、支持部材は、水平面内の一方向(一対の傾斜面同士を結ぶ方向)において、規定の位置に位置合わせされる。すなわち、支持部材は、水平面内の前記一方向に直交する方向においては、位置合わせされない。
このような構成の支持治具(ここで、区別のため、これを一方向規制支持治具と称する。)は、上記したような円筒状のスカート部を有した支持部材と平面視円形のテーパ面を有して水平面内二方向の移動を規制する支持治具(これを二方向規制支持治具と称する。)と組み合わせて用いるのが好ましい。すなわち、支持対象物を二方向規制支持治具と一方向規制支持治具とによって支持するようにし、二方向規制支持治具により、支持対象物の水平面内における基準位置を位置決めし、一方向規制支持治具により、支持対象物の支持方向を位置決めする。これにより、支持対象物を安定的、かつその位置および方向を正確に支持できる。
【0009】
さらに、前記支持部材の上面に、支持対象物に設けられた脚部を挿入するため、下方に行くにしたがい内径が窄まるすり鉢状の支持凹部が形成されているのが好ましい。
支持凹部に支持対象物の脚部を挿入することによって、支持部材に対して支持対象物を、正確に位置決めできる。
このとき、脚部の先端は、テーパ状や半球状等として、支持凹部に対する位置決めが正確にできる形状とするのが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、支持対象物に損傷等が生じるのを防ぎつつ、作業を容易かつ確実に行うことが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明に係る支持治具の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る第一治具(支持治具)10,第二治具(支持治具)20を用いて、航空機の機体100を組み立てるときの構成を示すものである。
この
図1に示すように、航空機の機体100は、機体100を前後方向に分割してなる胴体部のうち、主翼の取付部111を有した中間胴部(支持対象物)110を基準とし、図示しない主翼や前方胴部、後方胴部等を順次組み立てていく。
第一治具10,第二治具20は、このような中間胴部110を規定の位置に支持するものである。
【0013】
図2、
図3に示すように、第一治具10は、ベース11と、ケーシング12と、油圧シリンダ(昇降機構)13と、テーパガイド(案内部材)14と、受け部15と、転動体(スライド部材)16と、支持部材17と、を備えている。
ベース11は、板状で、床面上に固定されている。
ケーシング12は、上下方向に軸線を有した例えば角筒状で、ベース11の上面に下端部を固定されて設けられている。
【0014】
油圧シリンダ13は、ケーシング12内でベース11に固定されたシリンダ本体13aに対し、ロッド13bが上下方向に出没自在で、外部に設けられた油圧ポンプ18によってシリンダ本体13aに作動油を供給・排出することによって、その全長が調整可能となっている。また、シリンダ本体13aと油圧ポンプ18との間には、作動油の流量を調整する流量調整弁18vが設けられ、これにより油圧ポンプ18を操作したときの油圧シリンダ13の伸縮速度が調整できるようになっている。
【0015】
テーパガイド14は、ケーシング12上に一体に設けられており、その外周面が、下方から上方に行くにしたがい漸次縮径するテーパ面(案内面)14aとされている。このテーパ面14aは、後に詳述するように、油圧シリンダ13により支持部材17が下降するときに支持部材17と干渉することによって、支持部材17を、水平面内の少なくとも一方向における規定位置に案内する。また、テーパガイド14の頂部は平坦面14bとされている。
テーパ面14aの下端には、テーパ面14aの最下部と同一径を有した円筒状のストレート面14dが連続して形成されている。
ストレート面14dの下方には、ストレート面14dよりも小さな外径を有して鉛直下方に向けて延びる円筒状部14eが形成されている。この円筒状部14eとストレート面14dとの間の段差面14fが、ケーシング12の上面12aに載置され、さらに、円筒状部14eは、上面12aに形成された貫通孔12bを通してケーシング12内に挿入されている。
このようなテーパガイド14は、この平坦面14bの中央部に、テーパガイド14を上下に貫通する貫通孔14cが形成されており、この貫通孔14cを通して、油圧シリンダ13のロッド13bが上方に突出可能となっている。
【0016】
受け部15は、円板状のプレート部15aと、プレート部15aの外周部に周方向に連続して形成され、上方に立ち上がる周壁部15bと、プレート部15aの表面に直交して下方に延び、テーパガイド14の貫通孔14c内に挿入された円柱状部15cと、から形成されている。この受け部15は、円柱状部15cの下端が油圧シリンダ13のロッド13bの先端に一体に取り付けられ、プレート部15aが水平面内に位置している。
【0017】
転動体16は、直径がプレート部15aからの周壁部15bの立ち上がり高さよりも大きい金属製の球状体である。この転動体16は、例えば,高炭素クロム軸受鋼鋼材,ステンレス鋼等から形成されている。転動体16は、受け部15の周壁部15bの内側に多数が配置されている。転動体16の数が大きすぎると、受け部15上で転動体16どうしが当たってしまい、後述する支持部材17のスライド動作の抵抗が大きくなる。また、転動体16の数が小さすぎると、転動体16一個あたりに作用する荷重が大きくなり、プレート部15a等に傷がつく可能性がある。そこで、転動体16の数を決定するには、これらの点に考慮するのが好ましい。例えばプレート部15a上に転動体16を置き、さらにその上に支持部材17を置いた状態で、支持部材17をプレート部15aの表面に沿った方向に引いたときの荷重を測定するとともに、プレート部15aへの傷つきを評価して、プレート部15aに傷がつかず、しかも荷重がなるべく小さくなるように決定するのが好ましい。
また、転動体16の材質は、なるべく硬度の高いものとするのが好ましく、上記に例示した材料の中では、SK5材を用いるのが好ましい。
【0018】
支持部材17は、板状のプレート部17aと、プレート部17aの外周部から下方に延びる円筒状のスカート部17bと、を有する。プレート部17aは、受け部15よりも外径が大きく形成されている。スカート部17bは、その内径がテーパ面14aの下方のストレート面14dの外径よりも大きく、外径がケーシング12の上面12aよりも小さく形成されている。これにより、上記のテーパガイド14は、テーパ面14aが、下方に行くにしたがい、スカート部17bの内径に近づくよう形成されている。
また、スカート部17bの下端部の内周縁部は、R加工、またはテーパ面14aのテーパ角度に対応した角度の面取り加工がなされているのが好ましい。
プレート部17aの上面には、上方に突出する凸部17cが形成され、凸部17cの中央部には、下方に行くにしたがいその径が漸次小さく窄まるすり鉢状の支持凹部19が形成されている。
この支持部材17は、受け部15上の転動体16の上に載置されている。
【0019】
支持部材17の凸部17cには、支持凹部19を挟んだその両側に脱落防止ブロック28が装着可能とされている。脱落防止ブロック28は、支持部材17の凸部17cの上面に沿う上面プレート部28aと、上面プレート部28aに直交して凸部17cの側面に固定された側面プレート部28bとからなる、断面L字状とされている。この脱落防止ブロック28により、支持凹部19に挿入される支持対象物の支持脚等が支持凹部19から抜け出てしまうのを防ぐ。
【0020】
図4に示すように、このような第一治具10は、油圧シリンダ13を油圧ポンプ18により伸縮させることにより、支持部材17が昇降するようになっている。油圧シリンダ13が伸びて支持部材17のスカート部17bがテーパガイド14の上方に間隔を隔てて上昇している状態では、受け部15上で転動体16が転動することによって、支持部材17が受け部15のプレート部15a、つまり水平面内で移動自在となっている。支持部材17の水平面内の移動量は、支持部材17のスカート部17bと受け部15の周壁部15bとの干渉により規制される。
また、支持部材17を上昇させた状態から、油圧シリンダ13を油圧ポンプ18により短縮させると、支持部材17のスカート部17bの下端部が、テーパガイド14のテーパ面14aに干渉することによって、支持部材17のスカート部17bの中心がテーパ面14aの中心に案内され、最終的にケーシング12の上面12a上に載置されるようになっている。
そして、支持部材17の昇降速度は、流量調整弁18vの開度を調整することで、調整可能となっている。
【0021】
一方、第二治具20は、基本的な構成は上記第一治具10と同様であり、第一治具10と共通する構成には同符号を付す。
図5、
図6に示すように、第二治具20は、ベース11と、ケーシング12と、油圧シリンダ13と、テーパブロック24と、受け部15と、ガイド部材22と、転動体16と、支持部材17と、を備えている。
【0022】
ガイド部材22は、ケーシング12の上面12aに形成された貫通孔12bに挿入される円筒状部22aと、円筒状部22aよりも大きな外径を有してケーシング12の上面12a上に支持される大径部22bと、上下方向に貫通して、受け部15の円柱状部15cが挿入される貫通孔22cと、を有している。
受け部15は、このガイド部材22に円柱状部15cが挿入されることにより、上下方向に昇降可能に支持されている。
【0023】
テーパブロック24は、水平面内に位置し、ケーシング12の上面12aに貫通孔12bを挟んでその両側に平行に配置されたブロック部材(案内部材)24b,24bから構成されている。各ブロック部材24bは、他方のブロック部材24bに対向する側に、下方から上方に向けて他方のブロック部材24bとの間隔が漸次拡大する傾斜面(案内面)25が形成されている。言い換えると、テーパブロック24は、平面視した状態で支持部材17を挟んで対向する一対の傾斜面25を有し、一対の傾斜面25の間隔が、下方に行くにしたがい前記スカート部17bの外径に漸次近づくよう形成されている。
【0024】
油圧シリンダ13のシリンダ本体13aの先端に設けられた受け部15のプレート部15a上には、多数の転動体16が設けられ、これら転動体16上に支持部材17が載置されている。
【0025】
図7に示すように、このような第二治具20は、油圧シリンダ13を油圧ポンプ18により伸縮させることにより、支持部材17が昇降する。油圧シリンダ13が伸びて支持部材17のスカート部17bがテーパブロック24の上方に間隔を隔てて上昇している状態では、受け部15上で転動体16が転動することによって、支持部材17が受け部15のプレート部15a上、つまり水平面内で移動自在となっている。支持部材17の水平面内の移動量は、支持部材17のスカート部17bと受け部15の周壁部15bとの干渉により規制される。
また、支持部材17を上昇させた状態から、油圧シリンダ13を油圧ポンプ18により収縮させると、支持部材17のスカート部17bの下端部が、テーパブロック24の傾斜面25,25に干渉することによって、支持部材17のスカート部17bの中心が、互いに対向するブロック部材24b,24bの中心に案内され、最終的にケーシング12の上面12a上に載置されるようになっている。
そして、支持部材17の昇降速度は、流量調整弁18vの開度を調整することで、調整可能となっている。
【0026】
上記したような第一治具10、第二治具20を用いて中間胴部110を支持するには、
図1、
図4、
図7に示すように、中間胴部110の下面の予め定められた位置に、下方に向けて突出する複数の支持脚(脚部)112を設けておく。
図4、
図7に示すように、各支持脚112は、下端部に下面が半球状をなした球状部112aを有している。
【0027】
図1、
図8に示すように、一方、航空機の機体100の組立を行う組み立てスペースにおいては、予め定めた位置に、二個一対の第一治具10,10と、二個一対の第二治具20,20とを固定しておく。これら第一治具10,10、第二治具20,20の設置間隔・位置関係は、中間胴部110側に設けた支持脚112の設置間隔・位置関係と一致している。
なお、第一治具10,10と、第二治具20,20とは、機体100の前後方向Sに沿って間隔を隔てるように配置する。そして、二個一対の第一治具10,10、二個一対の第二治具20,20は、機体100の幅方向Wに沿って、機体100の中心を挟んで対向するよう配列させる。さらに、各第二治具20は、ブロック部材24b,24bのそれぞれが機体100の幅方向Wに延在して、機体100の前後方向Sで互いに対向するよう設ける。
【0028】
中間胴部110は、別の場所であらかじめ組み込まれたものが、移動台車上に搭載されたり、クレーンによって吊下されて組み立てスペースに搬入される。
移動台車等を用いた場合においては、移動台車上に支持した中間胴部110を第一治具10,10、第二治具20,20の間に挿入する。このとき、移動台車においては、中間胴部110を、これら第一治具10,10、第二治具20,20よりも高い位置に支持している。
クレーンを用いた場合には、中間胴部110を吊り上げ、第一治具10,10、第二治具20,20の鉛直上方に位置させる。
【0029】
図4(a)および
図7(a)に示すように、中間胴部110の支持脚112が第一治具10,10、第二治具20,20の鉛直上方に位置した状態で、各第一治具10、第二治具20においては、油圧シリンダ13を油圧ポンプ18で伸長させることによって、支持部材17を上昇させる。
そして、
図4(b)および
図7(b)に示すように、支持部材17の支持凹部19内に、中間胴部110の支持脚112の球状部112aを挿入させる。支持部材17は、受け部15上における転動体16の転動によって、支持部材17が水平面内で移動自在であるため、支持部材17を上昇させながら、支持凹部19内に球状部112aを入れると、球状部112aの球面と支持凹部19とが倣うことによって、球状部112aの中心と支持凹部19の中心とが自動的に芯合わせされる。このとき、球状部112aを支持凹部19内に入れる直前の状態において、球状部112aと支持凹部19とが水平方向にずれている場合、作業者が支持部材17を手で押して水平方向にスライドさせ、球状部112aと支持凹部19とを位置合わせすることもできる。
【0030】
第一治具10,10、第二治具20,20のすべてにおいて、球状部112aが支持凹部19内に挿入されたら、移動台車やクレーンを退避させる。
【0031】
次に、油圧ポンプ18を操作して、第一治具10,10、第二治具20,20の油圧シリンダ13を短縮させる。すると、第一治具10,10、第二治具20,20の支持部材17が下降する。このとき、支持部材17の下降速度は、中間胴部110に衝撃が加わらないよう、流量調整弁18vの開度を調整しておくのが好ましい。さらに、支持部材17の下降速度は、第一治具10,10、第二治具20,20の支持部材17が同期して下降するよう、各流量調整弁18vの開度を調整しておこうのが好ましい。
第一治具10においては、支持部材17が下降すると、
図4(c)、(d)に示すように、スカート部17bの下端部が、テーパガイド14のテーパ面14aに干渉することによって、支持部材17のスカート部17bの中心がテーパ面14aの中心に案内される。そして、最終的に、支持部材17は、スカート部17bがケーシング12の上面12a上に載置され、この状態で、支持部材17の中心がテーパガイド14の中心に位置合わせされた状態となる。
また、第二治具20においては、支持部材17が下降すると、
図7(c)、(d)に示すように、スカート部17bの下端部が、テーパブロック24の傾斜面25,25に干渉することによって、支持部材17のスカート部17bの中心が、互いに対向するブロック部材24b,24bの中心に案内される。最終的に、支持部材17は、スカート部17bがケーシング12の上面12a上に載置され、この状態で、支持部材17の中心が互いに対向するブロック部材24b,24bの中心に位置合わせされた状態となる。
【0032】
このようにして、中間胴部110は、二個一対の第一治具10,10のそれぞれにおいて、機体100の前後方向Sおよび左右方向Wに位置決めされるとともに、二個一対の第二治具20,20のそれぞれにより、機体100の前後方向Sに位置決めされる。
なお、中間胴部110は、上記の第一治具10,10、第二治具20,20以外の箇所で支持することも可能であり、その場合、第一治具10,10、第二治具20,20以外の箇所においては、高さのみを中間胴部110に合わせればよい。
【0033】
しかる後、位置決めされた中間胴部110に対して、所定の部品の取付、例えば主翼の取付、機体100を構成する前方胴部、後方胴部の中間胴部110の前後への取付等を行っていくことによって、機体100の組立作業を行う。
【0034】
上述したように、第一治具10においては、中間胴部110を載せた後、支持部材17を下降させるのみで、中間胴部110を、機体100の前後方向Sおよび左右方向Wに位置決めすることができ、第二治具20においては、機体100の前後方向Sに位置決めすることができる。したがって、中間胴部110を容易かつ確実に位置決めして、作業を効率良く行うことができる。
しかも、第一治具10、第二治具20においては、流量調整弁18vの開度を調整しておくことによって、油圧シリンダ13から押し出される作動油の流量が制御されるので、中間胴部110を載せた後、支持部材17が下降していくときに、中間胴部110に衝撃が加わるのを防ぐことができる。
【0035】
なお、上記実施形態において、テーパガイド14を、下方から上方に行くにしたがい漸次縮径するテーパ面14aを有するものとしたが、下方から上方に行くにしたがい漸次拡径するすり鉢状の凹部を備えるものとしても、同様の機能を果たすことができる。
【0036】
さらに、上記第一治具10、第二治具20の用途は、機体100を構成する中間胴部110の位置決め支持に限らず、各種装置、機械、構造物等、いかなるものに用いても良い。さらに、第一治具10、第二治具20は、組み合わせて使用することが必須ではなく、その用途に応じて、単体で用いることももちろん可能である。