JP2009233719A - 変形コイル矯正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コイルの内周面からの押圧力を均等に負担しながらコイル内径を拡大し、かつコイルの内周面を円筒状にすることのできる変形コイル矯正装置を提供することである。
【解決手段】 基台と、基台の上部に設けられる支柱と、支柱に基端部が連結されるアーム部と、アーム部の先端部に設けられるジャッキ部であって、基準軸線を有し、直円筒の一部を成す一対の当接面が前記基準軸線を挟む対として形成される当接部を含み、基準軸線を挟んで対となる前記複数の当接面間の距離は、変更可能に形成されるジャッキ部と、前記ジャッキ部を駆動し、前記基準軸線を挟む当接面間の距離を変更する駆動部とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可塑変形したコイルのコイル内径を拡大する装置に関する。本発明において、コイルの中央孔に貫通して内接する仮想的な円柱のうち、最大の外径を有する円柱の外径を、「コイル内径」と称する。

円筒状のコイルの、軸線に垂直な断面形状は、自重または積載された他のコイルの重量に基づく圧縮力によって変形する。変形したコイルは、コイルと嵌合するためのリールに対して装着することができないので、コイルの内径を拡大する必要がある。

図９は、従来技術に係る内径矯正機構の構成説明図である。従来技術における変形コイル矯正装置として、保持部材１の中心位置に設けられるマンドレル２と、マンドレル２の外周の放射線状位置に設けられる複数のリンク３と、これらリンク３の先端に連結され、リンク３を介して放射線方向に拡縮する内側拡縮部材４とからなる内径矯正機構が知られている。

特開平８−２０７９０６号公報

コイルが、自重または載置された他のコイルの重量に基づく圧縮力によって変形するとき、コイルの、軸線に垂直な断面形状は、１つの方向または複数の方向に圧縮されて変形する場合が多く、コイルの内径が等方的に収縮することはほとんどない。これに対し、従来技術に係る内径矯正機構において内径拡縮部材は、マンドレルの軸線まわりの５箇所に設置され、マンドレルが保持部材に対して変位すると、５つの内径拡縮部材は、マンドレルの軸線から外方に５つ均等に変位する。

従来技術における内径矯正機構を、圧縮力によって変形したコイルに適用すれば、複数の内径拡縮部材のうちの一部には大きな荷重が付与され、一部には荷重が付与されない。したがって、内径修正機構にかかる負荷は、内径修正機構の一部分に偏り、内径修正機構の強度を高く設定すれば、内径修正機構が重くなるという問題点がある。また５つの内径拡縮部材はコイルの内周面に対して線状に接触し、コイルを押圧する。したがって、変形したコイルを、内径修正機構によって矯正しても、コイルの内周面を円筒状にすることは困難である。

本発明の目的は、コイルの内周面からの押圧力を均等に負担しながらコイル内径を拡大し、かつコイルの内周面を円筒状にすることのできる変形コイル矯正装置を提供することである。

本発明は、基台と、
基台の上部に設けられる支柱と、
支柱に基端部が連結されるアーム部と、
アーム部の先端部に設けられるジャッキ部であって、
基準軸線を有し、直円筒の一部を成す一対の当接面が前記基準軸線を挟む対として形成される当接部を含み、
基準軸線を挟んで対となる前記複数の当接面間の距離は、変更可能に形成されるジャッキ部と、
前記ジャッキ部を駆動し、前記基準軸線を挟む当接面間の距離を変更する駆動部とを含むことを特徴とする変形コイル矯正装置である。

また本発明は、前記ジャッキ部は、前記基台に対して前記基準軸線まわりに角変位可能であることを特徴とする。

また本発明は、前記ジャッキ部は、基準軸線方向に複数設けられることを特徴とする。
また本発明は、アーム部の基端部は、基台に対して基準軸線まわりに角変位可能であり、
アーム部の、前記基端部を除く残余の部分は、基端部に対して屈曲可能であり、
前記基端部の角変位と、基端部を除く残余の部分の屈曲とを行う油圧機構をさらに有することを特徴とする。

また本発明は、前記基準軸線を挟んで対となる当接面を成す複数の当接部のうち、一方の当接部は他方の当接部に対して、予め定める範囲内において、基準軸線まわり、基準軸線に垂直な予め定める垂直直線まわりおよび基準軸線と垂直直線とに直交する予め定める直交直線まわりに角変位自在であることを特徴とする。

また本発明は、基台の下方には、３つ以上の車輪がさらに設けられ、
前記３つ以上の車輪は、車軸を水平な１方向に向けることが可能であり、水平な平面に接し、
重心から前記水平な平面に降ろした垂線の足は、前記水平な平面と前記３つ以上の車輪との接点が形成する多角形に内包されることを特徴とする。

本発明によれば、支柱は基台の上部に設けられ、アーム部の基端部は支柱に設けられる。ジャッキはアーム部に取付けられるので、ジャッキをコイルの中央孔の高さで支持することが可能になる。したがって、ジャッキをコイルの中央孔の高さに支持した状態で、ジャッキ部をコイルの中央孔に挿入することが可能になる。またジャッキ部には、複数の当接面が、基準軸線を挟んで対として形成される。変形コイル矯正装置は、駆動部を含んで構成され、駆動部は、基準軸線を挟む当接面間の距離を変更する。これによって、ジャッキ部を可塑変形したコイルの中央孔に挿入した状態で、駆動部を稼動して当接面間の距離を拡大すると、変形したコイルの内径を大きくすることが可能になる。

またジャッキは、当接面によってコイルの内周面を押圧するので、点または線によって、コイルの内周面を押圧する場合に比べて、コイルの内周面を円筒形に近づけることが容易になる。また当接面は、基準軸線方向に延びる基準軸線を有する仮想的な円筒の内周面に沿う形状に形成される。仮想的な円筒の内径を、変形前のコイルの内径に等しく設定し、変形前のコイルの内径にまで当接面間の距離を拡大すれば、コイルの内周面の形状を円筒形にすることが可能になる。

また本発明によれば、ジャッキ部は、基台に対して基準軸線まわりに角変位可能である。コイルが積み重ねられることによって変形する場合、コイルは、高さ方向Ｚ以外の方向の圧縮力によって変形する可能性がある。この場合に、コイルが圧縮された方向に、複数の当接面が互いに離れる方向を一致させて、コイルの中央孔にジャッキ部を挿入することが可能になる。これによって、コイルの変形の原因となった圧縮力の方向が複数であっても、コイルの内径を拡大し、コイルの内周面を円筒形にすることができる。したがって、汎用性の高い変形コイル矯正装置を実現することができる。

また本発明によれば、ジャッキ部は、基準軸線方向に複数設けられる。コイルの中央孔の軸線方向一方の端部と、中央孔の軸線方向他方の端部とでは、コイルの変形量が異なる場合がある。この場合、コイルの内径を拡大するときに必要となる力の大きさも、中央孔の軸線方向一方と中央孔の軸線方向他方とでは異なる。コイルの中央孔の軸線方向一方の端部の内周面と中央孔の軸線方向他方の端部の内周面とを、基準軸線方向に複数設けられるジャッキ部によってそれぞれ押圧すれば、コイルの中央孔の軸線方向一方の端部および中央光の軸線方向他方の端部の内径を、等しい大きさにまで拡大することができる。また、基準軸線方向にジャッキ部を１つ設けた場合に比べて、ジャッキ部にかかる負荷が、１つのジャッキ部内で偏ることがない。したがって、ジャッキ部の耐久時間を長くすることができる。

また本発明によれば、アーム部の基端部は、基台に対して基準軸線まわりに角変位可能である。これによって、ジャッキ部は、基台に対して基準軸線まわりに角変位可能となる。コイルが積み重ねられることによって変形し、高さ方向Ｚ以外の方向の圧縮力によって変形した場合に、コイルが圧縮された方向に、複数の当接面が互いに離れる方向を一致させて、コイルの中央孔にジャッキ部を挿入することが可能になる。

またアーム部の、前記基端部を除く残余の部分は、基端部に対して屈曲可能である。これによって、ジャッキ部は、高さ方向Ｚに変位可能となる。したがって、載置されたコイルの中心孔の高さに合わせてジャッキの高さを変更することができ、載置された状態のコイルの中心孔の内部に、ジャッキ部を挿入することができる。また変形コイル矯正装置は、油圧機構を含んで構成される。油圧機構は、アーム部の基端部を角変位可能であり、かつアーム部の基端部を除く残余の部分を、基端部に対して屈曲可能である。これによって、油圧の原動力を利用してジャッキ部を変位および角変位させることができる。

また本発明によれば、基準軸線を挟んで対となる当接面を成す複数の当接部のうち、一方の当接部は他方の当接部に対して、予め定める範囲内において角変位自在である。変形したコイルの中心孔の、中心孔の軸線に垂直な断面の形状は、点対称な形状とは限らない。一方の当接部が他方の当接部に対して角変位することによって、両方の当接部がコイルの内周面に対向して接することが可能になる。したがって、コイル内径を拡大したときに、当接部のうちの一方が角変位できない場合に比べて、コイルの内周面を円筒状にすることが容易になる。また複数の当接部がコイルの内周面に対向して接することによって、ジャッキ部にかかる負荷がジャッキ部内の一部に偏ることを防止することができる。

また本発明によれば、基台の下方には３つ以上の車輪が設けられる。これによって、変形コイル矯正装置は、前記３つ以上の車輪を介して水平な面上に載置することが可能になる。３つ以上の車輪は、水平な平面に接し、変形コイル矯正装置の重心から前記水平な平面に降ろした垂線の足は、水平な平面と３つ以上の車輪との接点が形成する多角形に内包される。これによって、３つ以上の車輪を介して水平な平面状に載置されたときに、変形コイル矯正装置は安定して姿勢を保つことができる。

３つ以上の車輪のうち１つ以上の車輪は、方向を自在に向けることが可能であるので、車輪を設けない場合および車軸を一方向に向けることができない場合に比べて、変形コイル矯正装置の移動に伴う抵抗を小さくすることができる。したがって、変形コイル矯正装置の移動を容易にすることができる。これによって、変形コイル矯正装置を、コイルが載置される場所まで移動させることができる。またコイルをコイルが載置される場所から移動させることなく、ジャッキ部をコイルの中央孔に挿入することができる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の本実施形態に係る変形コイル矯正装置１０の側面図である。本発明の本実施形態に係る変形コイル矯正装置１０は、可塑変形したコイル１１のコイル１１内径を拡大する装置である。コイル１１は、線材または鋼板を巻き取ったコイルであるものとする。本実施形態に係る変形コイル矯正装置１０は、基台１２と、支柱１３と、アーム部１４と、ジャッキ部１６と、駆動部１７とを含んで構成される。基台１２は、支柱１３と、アーム部１４と、ジャッキ部１６とを支持する。支柱１３は、基台１２の上部に設けられ、アーム部１４の基端部１８を支持する。アーム部１４は、支柱１３によって基端部１８が水平に支持され、ジャッキ部１６はアーム部１４の先端部に取付けられる。

ジャッキ部１６には、複数の当接面１９が形成される。複数の当接面１９は、仮想的な円筒の内周面に沿う形状に形成される。本発明において、前記仮想的な円筒の軸線を「基準軸線」と称し、基準軸線の方向を「基準軸線方向」と称する。本実施形態において、基準軸線は水平に延びる軸線であり、基準軸線方向は水平な１方向である。基準軸線に垂直な予め定める直線を「垂直直線」と称し、基準軸線と垂直直線とに直交する鉛直な予め定める直線を「直交直線」と称する。前記仮想的な円筒は、予め定める内径を有する。複数の当接面１９は、基準軸線を挟む対として形成される。基準軸線を挟んで対となる前記複数の当接面１９間の距離は、変更可能に形成される。駆動部１７は、ジャッキ部１６を駆動し、基準軸線を挟む当接面１９間の距離を変更する。

ジャッキ部１６は、基台１２に対して基準軸線まわりに角変位可能であり、基準軸線方向に複数設けられる。アーム部１４の基端部１８は基台１２に対して基準軸線まわりに角変位可能であり、アーム部１４の基端部１８を除く残余の部分は、基端部１８に対して屈曲可能である。変形コイル矯正装置１０は、油圧機構２１をさらに含んで構成される。油圧機構２１は、アーム５１の基端部１８を基準軸線まわりに角変位させ、基端部１８を除く残余の部分を、基端部１８に対して屈曲させる。

基準軸線を挟んで対となる当接面１９は、当接部２２に形成され、ジャッキ部１６は、複数の当接部２２を含んで構成される。基準軸線を挟んで対となる当接面１９が形成される複数の当接部２２のうち、一方の当接部２２は他方の当接部２２に対して角変位自在である。この角変位は、予め定める範囲内において、基準軸線まわり、垂直直線まわりおよび直交直線まわりに角変位自在である。基台１２の下方には、３つ以上の車輪２４，２５が設けられる。３つ以上の車輪２４，２５は、車軸を水平な一方向に向けることが可能であり、水平な平面に接する。変形コイル矯正装置１０の重心から、前記水平な平面に降ろした垂線の足２６は、前記水平な平面と３つ以上の車輪２４，２５との接点が形成する多角形に内包される。

本実施形態において垂直直線は、前記一方の当接部２２と他方の当接部２２との間に設置される部材を通過し、基準軸線と交わる直線であるものとする。また直交直線は、前記一方の当接部２２と他方の当接部２２との間に設置される部材を通過し、基準軸線と交わる直線であるものとする。

支柱１３は基台１２の上部に設けられ、アーム部１４の基端部１８は支柱１３に設けられる。ジャッキ１３１はアーム部１４に取付けられる。ジャッキ１３１はコイル１１の中央孔２７の高さで支持され、ジャッキ部１６は、コイル１１の中央孔２７に挿入される。ジャッキ部１６には、複数の当接面１９が、基準軸線を挟んで対として形成される。変形コイル矯正装置１０は、駆動部１７を含んで構成され、駆動部１７は、基準軸線を挟む当接面１９間の距離を変更する。ジャッキ部１６を可塑変形したコイル１１の中央孔２７に挿入した状態で、駆動部１７を稼動して当接面１９間の距離を拡大し、変形したコイル１１の内径を大きくする。

ジャッキ１３１は、当接面１９によってコイル１１の内周面を押圧する。したがって、点または線によって、コイル１１の内周面を押圧する場合に比べて、コイル１１の内周面を円筒形に近づけることが容易である。当接面１９は、基準軸線方向に延びる基準軸線を有する仮想的な円筒の内周面に沿う形状に形成される。仮想的な円筒の内径は、変形前のコイル１１の内径に等しく設定する。ジャッキ部１６を可塑変形したコイル１１の中央孔２７に挿入した状態で、当接面１９間の距離を変形前のコイル１１の内径にまで拡大する。これによって、コイル１１の内周面の形状を円筒形にする。

ジャッキ部１６は、基台１２に対して基準軸線まわりに角変位可能である。コイル１１が積み重ねられることによって変形する場合、コイル１１は、高さ方向Ｚ以外の方向の圧縮力によって変形する可能性がある。この場合に、コイル１１が圧縮された方向に、複数の当接面１９が互いに離れる方向を一致させて、コイル１１の中央孔２７にジャッキ部１６を挿入する。これによって、コイル１１の変形の原因となった圧縮力の方向が複数であっても、コイル１１の内径を拡大し、コイル１１の内周面を円筒形にすることができる。

ジャッキ部１６は、基準軸線方向に複数設けられる。コイル１１の中央孔２７の軸線方向一方の端部と、中央孔２７の軸線方向他方の端部とでは、コイル１１の変形量が異なる場合がある。この場合、コイル１１の内径を拡大するときに必要となる力の大きさも、中央孔２７の軸線方向一方と中央孔２７の軸線方向他方とでは異なる。この場合には、コイル１１の中央孔２７の軸線方向一方の端部の内周面と中央孔２７の軸線方向他方の端部の内周面とを、基準軸線方向に複数設けられるジャッキ部１６によってそれぞれ押圧し、コイル１１の中央孔２７の軸線方向一方の端部および中央光の軸線方向他方の端部の内径を、等しい大きさにまで拡大する。ジャッキ部１６にかかる負荷は、基準軸線方向にジャッキ部１６を１つ設けた場合に比べて、１つのジャッキ部１６内で偏ることがない。したがって、ジャッキ部１６の耐久時間は長くなる。

アーム部１４の基端部１８は、基台１２に対して基準軸線まわりに角変位可能である。したがって、ジャッキ部１６は、基台１２に対して基準軸線まわりに角変位可能である。コイル１１が積み重ねられることによって変形し、高さ方向Ｚ以外の方向の圧縮力によって変形した場合には、コイル１１が圧縮された方向に、複数の当接面１９が互いに離れる方向を一致させて、コイル１１の中央孔２７にジャッキ部１６を挿入する。

またアーム部１４の、前記基端部１８を除く残余の部分は、基端部１８に対して屈曲可能である。したがって、ジャッキ部１６は、高さ方向Ｚに変位可能である。載置されたコイル１１の中心孔の高さに合わせてジャッキ１３１の高さを変更し、載置された状態のコイル１１の中心孔の内部に、ジャッキ部１６を挿入する。また変形コイル矯正装置１０は、油圧機構２１を含んで構成される。油圧機構２１は、アーム部１４の基端部１８を角変位可能であり、かつアーム部１４の基端部１８を除く残余の部分を、基端部１８に対して屈曲可能である。ジャッキ部１６の変位および角変位は、油圧の原動力を利用して行う。

基準軸線を挟んで対となる当接面１９を成す複数の当接部２２のうち、一方の当接部２２は他方の当接部２２に対して、予め定める範囲内において角変位自在である。変形したコイル１１の中心孔の、中心孔の軸線に垂直な断面の形状は、点対称な形状とは限らない。一方の当接部２２が他方の当接部２２に対して角変位することによって、両方の当接部２２をコイル１１の内周面に対向して接する。これによって、コイル１１内径を拡大したときに、コイル１１の内周面を円筒状にする。また複数の当接部２２がコイル１１の内周面に対向して接触させることによって、ジャッキ部１６にかかる負荷がジャッキ部１６内の一部に偏ることを防止する。

基台１２の下方には３つ以上の車輪２４，２５が設けられる。変形コイル矯正装置１０は、前記３つ以上の車輪２４，２５を介して水平な面上に載置することが可能である。３つ以上の車輪２４，２５は、水平な平面に接し、変形コイル矯正装置１０の重心から前記水平な平面に降ろした垂線の足２６は、水平な平面と３つ以上の車輪２４，２５との接点が形成する多角形に内包される。これによって、３つ以上の車輪２４，２５を介して水平な平面状に載置されたときに、変形コイル矯正装置１０は安定して姿勢を保つ。

３つ以上の車輪２４，２５のうち少なくとも１つの車輪は、高さ方向Ｚに延びる軸線まわりに回転自在で、方向を自在に向けることができる。３つ以上の車輪２４，２５のうち、いずれか２つを除く残余の車輪は、高さ方向Ｚに延びる軸線まわりに回転自在である。３つ以上の車輪２４，２５の車軸を一方向に向けることによって、変形コイル矯正装置１０の移動に伴う抵抗を小さくする。これによって、車輪２４，２５を設けない場合および車軸を一方向に向けることができない場合に比べて、変形コイル矯正装置１０の移動を容易にする。変形コイル矯正装置１０を、コイル１１が載置される場所まで移動させ、コイル１１をコイル１１が載置される場所から移動させることなく、ジャッキ部１６をコイル１１の中央孔２７に挿入する。

図２は、本発明の本実施形態に係る変形コイル矯正装置１０の平面図である。図３は、本発明の本実施形態におけるジャッキ部１６の正面図である。本実施形態において、変形前のコイル１１の内径は７６０ミリメートル（millimeter，略号「ｍｍ」）とする。コイル１１は線材または鋼板を巻き取ったもので、円筒形状をしている。円筒の内周面に規定される、コイル１１の内部空間を「中央孔」と称し、中央孔２７を規定する中央孔２７周囲の面を、コイル１１の「内周面」と称する。中央孔２７の形状は、円柱状である。変形前のコイル１１の形状を円筒として捉え、「外周面」、「外径」および「内径」をコイル１１に適用する。またコイル１１の中央孔２７の軸線を「コイル軸線」と称し、コイル軸線２８の方向を「コイル軸線方向」と称する。

コイル１１の内周面から外周面までの厚みは、巻き取った線材または鋼板の量に依存するけれども、コイル１１の内径は、コイル１１が変形していない場合には一定に定められる。第１実施形態では、コイル１１の中央孔２７の軸線方向の、コイル１１の長さは６００ｍｍ以上、１２４０ｍｍ以下である。コイル１１の内周面から外周面までの厚みは、４００ｍｍ以上５２５ｍｍであるけれども、前記コイル１１の長さおよび内周面から外周面までの厚みは、これらの数値範囲に限定するものではない。コイル１１の線材または鋼板は、熱間圧延または連続鋳造で作製され、コイル１１として巻き取られる。巻き取られたコイル１１は、コイル軸線２８に直交する方向からの圧縮力で変形しやすく、載置しておいても、自重または積載された他のコイル１１の重量に基づく圧縮力によって変形する。最も大きく変形したコイル１１のコイル１１内径は、６５０ｍｍとする。

本実施形態に係る変形コイル矯正装置１０は、基台１２と、支柱１３と、アーム部１４と、ジャッキ手段３２と、駆動部１７とを含んで構成される。ジャッキ手段３２は、ジャッキ部１６と、ジャッキ用油圧供給部３３とを含んで構成される。本実施形態におけるアーム部１４の基端部１８の形状は、棒状であり、支柱１３によって水平に支持される。基端部１８の長手方向は、水平に支持され、以下、基端部１８の長手方向を「第１水平方向」と称する。基端部１８の長手方向のうち、先端部に近づく向きを「第１水平方向一方」と称し、先端部から遠ざかり基端部１８に近づく向きを「第１水平方向他方」と称する。第１水平方向Ｘに垂直かつ水平な方向を「第２水平方向」と称する。本実施形態において、基準軸線方向と第１水平方向Ｘとは、一致する。

基台１２は、第１水平方向Ｘに延びる２つの棒状の丸形棒状部分３４と、２つの丸形棒状部分３４と第１水平方向他方Ｘ１において接続され、第２水平方向Ｙに棒状に延びて形成される棒状部分３６と、棒状部分３６の上端部に接続され、厚み方向を高さ方向Ｚに向けて設置される板状部材３８とを含んで構成される。丸形棒状部分３４および棒状部分３６について、それぞれの長手方向に延びる中心線を、それぞれの「軸線」と称する。２つの丸形棒状部分３４の第１水平方向一方Ｘ１には、それぞれ車輪２４が設置される。これらの車輪２４の車軸は、第２水平方向Ｙに延びて設置される。棒状部分３６の上端部には、水平な平面が形成され、この平面は、板状部材３８に接続される。棒状部分３６の第２水平方向Ｙ両端部には、車輪２５が接続される。これら２つの車輪２５は、高さ方向Ｚに延びる軸線まわりに回転可能に形成され、これら２つの車輪２５の車軸の方向は、同時に第２水平方向Ｙに一致することが可能である。本実施形態において車輪は４つである。

板状部材３８は、高さ方向Ｚを厚み方向として、棒状部分３６の上部に設置される部材で、厚み方向に見て大略的に長方形に形成される。板状部材３８の第２水平方向Ｙの長さは、第２水平方向Ｙに離れる２本の丸形棒状部分３４の軸線間の距離に等しく、厚み方向に見て板状部材３８の中心部は、２つの丸形棒状部分３４間の中央、棒状部分３６の軸線上に設置される。板状部材３８の上面には、駆動部１７に含まれる油圧装置が設置される。厚み方向に見たときの板状部材３８の中央部かつ棒状部分３６の軸線上には、支柱１３が、鉛直上方に延びて形成される。

支柱１３は、高さ方向Ｚに長手方向を有し、大略的に直方体として形成される。支柱１３の下部は、板状部材３８に接続される。支柱１３の下部は、板状部材３８を貫通して棒状部分３６に接続されてもよい。支柱１３の上部には、アーム部１４の基端部１８が接続される。アーム部１４の基端部１８は支柱１３を第１水平方向Ｘに貫通して支柱１３に支持される。基端部１８は第１水平方向Ｘ、第２水平方向Ｙおよび高さ方向Ｚには支柱１３に対して変位せず、第１水平方向Ｘに延びる基端部１８の軸線まわりに角変位可能である。基端部１８が基端部１８の軸線まわりに角変位するとき、基端部１８は支柱１３に対して摺動する。

アーム部１４のうち、基端部１８を除く部分は基端部１８に対して揺動可能に接続される。以下、アーム部１４のうち、基端部１８を除く部分を「遊端部」称する。遊端部３９は、基端部１８の第１水平方向一方Ｘ１の端部に、基端部１８に対して揺動可能に接続される。遊端部３９は、基端部１８に接続された端部を中心に揺動可能である。遊端部３９には、分岐部４２が設けられる。遊端部３９のうち分岐部４２よりも基端部１８側の部分は、１つの棒状の材料で形成され、基端部１８から分岐部４２よりも遠い部分は、２つの棒状の材料で形成される。遊端部３９のうち分岐部４２よりも基端部１８側の１つの棒状部材の長手方向に延びる軸線を、以下「アーム部軸線」と称し、アーム部軸線の方向を「アーム部軸線方向」と称する。この２つの棒状の材料は、互いに垂直直線方向に離れて形成される。遊端部３９のうち分岐部４２よりも基端部１８側の棒状の材料は、長手方向に軸線を有する円柱状に形成される。

遊端部３９は、基端部１８に対して揺動するので、アーム部軸線方向は、必ずしも第１水平方向Ｘに一致しない。遊端部３９を構成するそれぞれの棒状の材料の長手方向は、アーム部軸線方向に一致する。遊端部３９は、遊端部３９のうち基端部１８に接続される部分を中心に、垂直直線に直交する仮想平面内の方向に揺動する。換言すれば、遊端部３９は、基準軸線と直交直線とを含む仮想平面内の方向に揺動する。以下、垂直直線に直交する仮想平面を「直交平面」と称する。

また基端部１８は、支柱１３に対して摺動して第１水平方向Ｘの軸線まわりに角変位するので、基端部１８が支柱１３に対して角変位したとき、遊端部３９も傾動する。遊端部３９が支柱１３に対して傾動するとき、直交平面も支柱１３に対して傾動する。アーム部軸線方向のうち、基端部１８側から遊端部３９に向かう向きを「アーム部軸線方向一方」と称し、遊端部３９から基端部１８側に向かう向きを「アーム部軸線方向他方」と称する。

支柱１３と基端部１８とは直接接続されると同時に、傾動部４４によっても接続される。支柱１３と遊端部３９とは、基端部１８を介して接続されると同時に、揺動部４６によっても接続される。支柱１３には、遊端部３９をアーム部軸線まわりに傾動するための傾動部４４と、遊端部３９を直交平面内で揺動させるための揺動部４６とが設けられる。支柱１３の第１水平方向他方Ｘ２の、基端部１８が接続される部分よりも下方には、傾動部４４の一部を支持するための傾動部支持片４８が形成される。支柱１３の第１水平方向一方Ｘ１の、基端部１８が接続される部分よりも下方には、揺動部４６の一部を支持するための揺動部支持片４９が形成される。

図４は、本発明の本実施形態における傾動部４４を、第１水平方向他方Ｘ２側から第１水平方向一方Ｘ１に見た背面図である。傾動部４４は、基端部１８に取付けられるアーム５１と、傾動用油圧シリンダ５２と、傾動用油圧供給部５４と、傾動部支持片４８とを含んで構成され、基端部１８を、第１水平方向Ｘの軸線まわりに角変位させる。基端部１８の第１水平方向他方Ｘ２の端部には、基端部１８の軸線に直行して延びるアーム５１が取付けられ、アーム５１の先端には傾動用油圧シリンダ５２の遊端側ブラケット５６が、ピン５８によって連結される。アーム５１の先端部は、アーム５１のうち、基端部１８の軸線に交わるアーム５１の一部とは異なる部分である。

傾動用油圧シリンダ５２は、複動式油圧シリンダによって実現される。傾動用油圧シリンダ５２は、７５ｍｍにわたって伸縮でき、４トン（ton, 略号「ｔ」）の力で伸縮できる。傾動用油圧シリンダ５２のうち、遊端側ブラケット５６と反対側の基端ブラケット６２は、傾動部支持片４８に接続される。傾動部支持片４８は支柱１３に固定される。傾動用油圧供給部５４は、傾動用油圧シリンダ５２に油圧を供給する部分であり、複動式油圧シリンダの伸縮は、手動によって切換えられる。傾動用油圧供給部５４は、板状部材３８の上部に取付けられる。

傾動部支持片４８は、傾動用油圧シリンダ５２の基端ブラケット６２と、ピン５８を介して連結される。傾動部支持片４８は支柱１３に固定され、傾動用油圧シリンダ５２およびアーム５１が角変位するときの固定節となる。傾動用油圧供給部５４が駆動することによって、複動式油圧シリンダのピストンがシリンダに対して変位し、傾動用油圧シリンダ５２が伸縮する。この伸縮の方向は、第１水平方向Ｘに垂直な平面内で伸縮する。これによって、遊端側ブラケット５６がアーム５１を変位させる。アーム５１は、傾動用油圧シリンダ５２の伸縮によって、第１水平方向Ｘに延びる軸線まわりに角変位する。これによって、基端部１８が第１水平方向Ｘの軸線まわりに回転する。

アーム部１４のうち、基端部１８と遊端部３９とは、ユニバーサルジョイント６３によって接続される。したがって、基端部１８が第１水平方向Ｘの軸線まわりに角変位すると、遊端部３９はアーム部軸線まわりに角変位する。

図５は、本発明の本実施形態における揺動部４６の斜視図である。揺動部４６は、アーム部１４の遊端部３９を基端部１８に対して揺動する部分である。揺動部４６は、摺動リング６４と、摺動リング取付け片６６と、揺動用油圧シリンダ６８と、揺動部支持片４９と、揺動用油圧供給部６９と、摺動リングストッパ７２とを含んで構成される。揺動用支持片は、支柱１３に取り付けられる固定節であり、揺動用油圧シリンダ６８の基端ブラケット６２とピン５８を介して連結される。摺動リング６４は、アーム部１４の遊端部３９のうち、分岐部４２よりも基端部１８側の棒状の部分に摺動可能に取り付けられる、円筒状の部材である。摺動リング６４の円筒の軸線はアーム部軸線に一致し、アーム部１４の遊端部３９がアーム部軸線まわりに角変位するとき、摺動リング６４はアーム部軸線まわりの周方向に固定され、遊端部３９と摺動する。摺動リング取付け片６６は、摺動リング６４に固定され、揺動用油圧シリンダ６８とピン５８を介して連結される。

揺動用油圧シリンダ６８は、複動式油圧シリンダによって実現される。揺動用油圧シリンダ６８は、５０ｍｍにわたって伸縮でき、４ｔの力で伸縮できる。揺動用油圧シリンダ６８のうち、ピストン側のブラケットは、摺動リング取付け片６６にピン５８と介して連結される。摺動リング取付け片６６に形成される貫通孔と、ピストン側ブラケット７４に形成される貫通孔とは第２水平方向Ｙに保たれる。したがって、摺動リング取付け片６６の貫通孔とピストン側ブラケット７４の貫通孔とに嵌合してピストンと摺動リング取付け片６６とを連結するピン５８の軸線も、第２水平方向Ｙに保たれる。

ピストン側のブラケットとは反対側の、シリンダ側ブラケット７６は、揺動用支持片にピン５８を介して取付けられる。揺動用支持片に形成される貫通孔と、シリンダ側ブラケット７６に形成される形成される貫通孔とは、第２水平方向Ｙに保たれる。揺動用支持片の貫通孔とシリンダ側ブラケット７６の貫通孔とに嵌合してシリンダ側ブラケット７６と揺動用支持片とを連結するピン５８の軸線も、第２水平方向Ｙに保たれる。

揺動用支持片は、支柱１３に固定され、揺動用油圧シリンダ６８が伸縮し、アーム部１４の遊端部３９が揺動するときの固定節となる。揺動用油圧供給部６９は、揺動用油圧シリンダ６８に油圧を供給する部分であり、複動式油圧シリンダの伸縮は、手動によって切換えられる。揺動用油圧供給部６９は、板状部材３８の上部に取り付けられる。

摺動リングストッパ７２は、アーム部１４の遊端部３９に取付けられ、摺動リング６４に対してアーム部軸線方向一方から接する。揺動用油圧シリンダ６８のピストン側ブラケット７４は、支柱１３およびアーム部１４の基端部１８よりもアーム部軸線方向一方に接続され、揺動用油圧シリンダ６８のシリンダ側のブラケットは、支柱１３に設けられる揺動用支持片に取付けられ、揺動用支持片は、基端部１８よりも下方の支柱１３に設けられるので、揺動用油圧シリンダ６８が伸びるとき、摺動リング６４は、揺動用油圧シリンダ６８によって鉛直上方かつアーム部軸線方向一方に押圧される。摺動リングストッパ７２は、摺動リング６４が遊端部３９に対してアーム部軸線方向一方に変位することを阻止する。

これによって、揺動用油圧シリンダ６８が伸びるとき、摺動リング取付け片６６は、ピストンによって鉛直上方かつアーム部軸線方向一方に押圧されて変位する。これに伴って、摺動リング６４は遊端部３９を上方に押圧して変位させる。遊端部３９は、基端部１８との接続部分であるユニバーサルジョイント６３を中心に、鉛直上方に変位する。換言すれば、揺動用油圧シリンダ６８が伸びるときには、遊端部３９のうちの摺動リング６４に接する部分が揺動用支持片から離れる向きに変位する。

揺動用油圧シリンダ６８のピストン側ブラケット７４には遊端部３９の重量がかかるので、揺動用油圧シリンダ６８が縮むときには、遊端部３９は鉛直下方に変位する。揺動用油圧シリンダ６８が伸縮するとき、摺動リング６４がアーム部軸線まわりに角変位することはない。仮に揺動用油圧シリンダ６８の伸縮によって、摺動リング６４をアーム部軸線まわりに角変位させる力が付与されても、摺動リング取付け片６６とピストン側ブラケット７４とを連結するピン５８は、第２水平方向Ｙに保たれるので、摺動リング６４がアーム部軸線まわりに角変位することはない。前述の油圧機構２１は、傾動部４４と揺動部４６とを含んで構成される。揺動用油圧シリンダ６８のピストンおよびシリンダの軸線は、直交平面内で変位する。

図６は、本発明の本実施形態における傾動用油圧供給部５４および揺動用油圧供給部６９の油圧回路図である。傾動用油圧供給部５４と揺動用油圧供給部６９とは１つの傾動揺動用油圧タンク７７を共有する。油圧ポンプとしては、高圧用油圧ポンプ７８と低圧用油圧ポンプ８１との２つのポンプを設ける。傾動用油圧供給部５４および揺動用油圧供給部６９は、傾動揺動用油圧タンク７７と、高圧用油圧ポンプ７８と、低圧用油圧ポンプ８１と、第１パイロット付き圧力制御弁８２と、第２パイロット付き圧力制御弁８３と、第１方向切換弁８４と、第２方向切換弁８５とを含んで構成される。

傾動揺動用油圧タンク７７は、傾動用油圧供給部５４と揺動用油圧供給部６９とに供給する作動油を貯蔵する容器である。傾動用油圧供給部５４と揺動用油圧供給部６９とは１つの傾動揺動用油圧タンク７７を共有する。高圧用油圧ポンプ７８は、低圧用油圧ポンプ８１に比べて高い油圧を供給するポンプであり、たとえば１０Ｍパスカル（Pascal, 略号「Ｐａ」）の圧力を供給する。低圧用油圧ポンプ８１は、高圧用油圧ポンプ７８に比べて低い油圧を供給するポンプであり、たとえば７ＭＰａの圧力を供給する。

高圧用油圧ポンプ７８と低圧用油圧ポンプ８１とを設け、比較的重量の重いコイル１１を傾動および揺動させる場合に高圧用油圧ポンプ７８を用い、比較的重量の軽いコイル１１を傾動および揺動させる場合に低圧用油圧ポンプ８１を用いることによって、傾動および揺動にエネルギを過剰に用いることを抑制することができる。

高圧用油圧ポンプ７８は、第１管路８６を介して傾動揺動用油圧タンク７７に接続され、低圧用油圧ポンプ８１は、第２管路８７を介して傾動揺動用油圧タンク７７に接続される。高圧用油圧ポンプ７８は、第３管路８８を介して第１分岐部９２に接続され、低圧用油圧ポンプ８１は、第４管路９３を介して第１分岐部９２に接続される。高圧用油圧ポンプ７８よりも傾動用油圧シリンダ５２および揺動用油圧シリンダ６８側の第３管路８８と、低圧用油圧ポンプ８１よりも傾動用油圧シリンダ５２および揺動用油圧シリンダ６８側の第４管路９３とは、第１分岐部９２において合流する。第１分岐部９２は、第５管路９４を介して傾動揺動用油圧タンク７７に接続され、第５管路９４の途中位置には、傾動揺動用コック９６が設けられる。

第１分岐部９２は、第６管路９８を介して第２分岐部９９に接続され、第６管路９８の途中位置には、第１逆止弁１０１が設けられる。第１逆止弁１０１は、第１分岐部９２から第２分岐部９９に向かう作動油の流れを許容し、第２分岐部９９から第１分岐部９２に向かう作動油の流れを阻止する。第２分岐部９９は、傾動用供給管路１０３を介して第１方向切換弁８４に接続され、揺動用供給管路１１４を介して第２方向切換弁８５に接続される。第２分岐部９９には、第２分岐部９９内の作動油の圧力を検出する圧力計１０２が接続される。

第２分岐部９９から傾動用油圧シリンダ５２を制御する第１方向切換弁８４につながる油圧管路を「傾動用供給管路」と称し、第１方向切換弁８４から傾動揺動用油圧タンク７７に戻る油圧管路を「傾動用戻り管路」と称する。第１方向切換弁８４から傾動用油圧シリンダ５２につながる油圧管路のうち、管路の油圧が高くなることによって傾動用油圧シリンダ５２を伸長させる向きに力を付与することになる油圧管路を「傾動伸長用管路」と称し、管路の油圧が高くなることによって傾動用油圧シリンダ５２を短縮させる向きに力を付与することになる油圧管路を「傾動短縮用管路」と称する。

第１方向切換弁８４のプランジャは、手動によって、第１位置と中立位置と第２位置との３つの位置に切換え可能に形成される。それぞれの位置において傾動用供給管路１０３に接続されるポートを「第１ポート」と称し、傾動用戻り管路１０４に接続されるポートを「第２ポート」と称し、傾動短縮用管路１０６に接続されるポートを「第３ポート」と称し、傾動伸長用管路１０５に接続されるポートを「第４ポート」と称する。プランジャが第１位置にあるとき、第１ポート１０８は第４ポート１１１に接続され、第２ポート１０９は第３ポート１１０に接続される。これによって傾動用供給管路１０３は、傾動短縮用管路１０６に接続され、傾動用戻り管路１０４は傾動伸長用管路１０５に接続される。このとき、傾動用油圧シリンダ５２は短縮する。

プランジャが中立位置にあるとき、第１ポート１０８は第２ポート１０９に接続され、第３ポート１１０および第４ポート１１１は閉鎖される。これによって、傾動用供給管路１０３は傾動用戻り管路１０４に接続され、傾動短縮用管路１０６および傾動伸長用管路１０５は閉鎖される。このとき、傾動用油圧シリンダ５２を伸長するまたは短縮する外力が付与されても、傾動用油圧シリンダ５２のピストンはシリンダに対して変位しない。プランジャが第２位置にあるとき、第１ポート１０８は第３ポート１１０に接続され、第２ポート１０９は第４ポート１１１に接続される。これによって、傾動用供給管路１０３は、傾動伸長用管路１０５に接続され、傾動用戻り管路１０４は、傾動短縮用管路１０６に接続される。このとき、傾動用油圧シリンダ５２は伸長する。

傾動用油圧シリンダ５２が伸長するとき、第１水平方向他方Ｘ２側から第１水平方向一方Ｘ１を見て、基端部１８は時計回りに角変位する。傾動用油圧シリンダ５２が短縮されるとき、第１水平方向他方Ｘ２側から第１水平方向一方Ｘ１を見て、基端部１８は反時計回りに角変位する。

第２分岐部９９から揺動用油圧シリンダ６８を制御する第２方向切換弁８５につながる油圧管路を「揺動用供給管路」と称し、第２方向切換弁８５から傾動揺動用油圧タンク７７に戻る油圧管路を「揺動用戻り管路」と称する。第２方向切換弁８５から揺動用油圧シリンダ６８につながる油圧管路のうち、管路の油圧が高くなることによって揺動用油圧シリンダ６８を伸長させる向きに力を付与することになる油圧管路を「揺動伸長用管路」と称し、管路の油圧が高くなることによって揺動用油圧シリンダ６８を短縮させる向きに力を付与することになる油圧管路を「揺動短縮用管路」と称する。

第２方向切換弁８５のプランジャは、手動によって、第１位置と中立位置と第２位置との３つの位置に切換え可能に形成される。それぞれの位置において揺動用供給管路１１４に接続されるポートを「第１ポート」と称し、揺動用戻り管路１１６に接続されるポートを「第２ポート」と称し、揺動短縮用管路１１８に接続されるポートを「第３ポート」と称し、揺動伸長用管路１１７に接続されるポートを「第４ポート」と称する。プランジャが第１位置にあるとき、第１ポートは第４ポートに接続され、第２ポートは第３ポートに接続される。これによって揺動用供給管路１１４は、揺動短縮用管路１１８に接続され、揺動用戻り管路１１６は揺動伸長用管路１１７に接続される。このとき、揺動用油圧シリンダ６８は短縮する。

プランジャが中立位置にあるとき、第１ポートは第２ポートに接続され、第３ポートおよび第４ポートは閉鎖される。これによって、揺動用供給管路１１４は揺動用戻り管路１１６に接続され、揺動短縮用管路１１８および揺動伸長用管路１１７は閉鎖される。このとき、揺動用油圧シリンダ６８を伸長するまたは短縮する外力が付与されても、揺動用油圧シリンダ６８のピストンはシリンダに対して変位しない。プランジャが第２位置にあるとき、第１ポートは第３ポートに接続され、第２ポートは第４ポートに接続される。これによって、揺動用供給管路１１４は、揺動伸長用管路１１７に接続され、揺動用戻り管路１１６は、揺動短縮用管路１１８に接続される。このとき、揺動用油圧シリンダ６８は伸長する。

第１方向切換弁８４は、傾動用戻り管路１０４を介して第３分岐部１１９に接続される。第２方向切換弁８５は、揺動用戻り管路１１６を介して第３分岐部１１９に接続される。第３分岐部１１９は、第７管路１２１を介して傾動揺動用油圧タンク７７に接続される。第７管路１２１の途中位置には、第２逆止弁１２２が設けられる。第２逆止弁１２２は、第３分岐部１１９から傾動揺動用油圧タンク７７に向かう作動油の流れを許容し、傾動揺動用油圧タンク７７から第３分岐部１１９に向かう作動油の流れを阻止する。

第３管路８８と傾動揺動用油圧タンク７７とを接続する第８管路１２４の途中位置には、第１パイロット付き圧力制御弁８２が設けられる。第１パイロット付き圧力制御弁８２は、第３管路８８内の作動油の圧力が、予め定める圧力よりも大きくなることを防止する。第４管路９３と傾動揺動用油圧タンク７７とを接続する第９管路１２６の途中位置には、第２パイロット付き圧力制御弁８３が設けられる。第２パイロット付き圧力制御弁８３は、第４管路９３内の作動油の圧力が、予め定める圧力よりも大きくなることを防止する。第１パイロット付き圧力制御弁８２によって定められる第３管路８８内の作動油の最大圧力は、第２パイロット付き圧力制御弁８３によって定められる第４管路９３内の作動油の最大圧力よりも大きく設定される。

図７は、本発明の本実施形態における第１当接部１２８と拡径用シリンダ１２９のピストンとの接続部の断面図である。ジャッキ部１６は、アーム部１４の遊端部３９の、アーム部軸線方向一方の端部に取付けられる。ジャッキ部１６は、変形したコイル１１の中央孔２７に挿入され、コイル１１の内周面をコイル１１の半径方向外方に向けて押圧し、コイル１１内径を拡大する。ジャッキ部１６がコイル１１の中央孔２７に挿入されるとき、ジャッキ部１６は、基準軸線方向をコイル軸線２８に一致させて挿入される。ジャッキ部１６は、２つのジャッキ１３１と、ジャッキ連結部１３２とを含んで構成され、ジャッキ手段３２は、ジャッキ部１６と、ジャッキ用油圧供給部３３とを含んで構成される。ジャッキ連結部１３２は、２つのジャッキ１３１を互いに接続し、かつ２つのジャッキ１３１をアーム部１４の遊端部３９に接続する部材である。２つのジャッキ１３１は、基準方向に並べて設置される。

各ジャッキ１３１は、２つの当接部２２と拡径用シリンダ１２９とを含んで構成される。拡径用シリンダ１２９は、単動式油圧シリンダによって実現される。拡径用シリンダ１２９は１５０ｍｍにわたって伸縮でき、１００ｔの力で伸長できる。拡径用シリンダ１２９は、ジャッキ復帰ばね１３４を含む。ジャッキ復帰ばね１３４は、伸長した拡径用シリンダ１２９を短縮する圧縮コイル１１ばねであり、ジャッキ復帰ばね１３４が伸長することによって、拡径用シリンダ１２９は短縮される。

以下、各ジャッキ１３１の拡径用シリンダ１２９のピストンおよびシリンダの中心線を「シリンダ軸線」と称し、各ジャッキ１３１の拡径用シリンダ１２９が伸縮する方向を「シリンダ軸線方向」と称する。シリンダ軸線方向のうち、シリンダ側からピストン側に向かう向きを「シリンダ軸線方向一方」と称し、ピストン側からシリンダ側に向かう向きを「シリンダ軸線方向他方」と称する。シリンダ軸線と基準軸線とは、互いに直交する。

各ジャッキ１３１において、シリンダ軸線を直交直線と定める。シリンダ軸線は基準軸線と直交し、シリンダ軸線と基準軸線との交点を通過し、シリンダ軸線と基準軸線とに垂直な直線を垂直直線と定める。

ピストンのシリンダ軸線方向一方の端部と、シリンダのシリンダ軸線方向他方の端部には、当接部２２が接続される。各ジャッキ１３１に設けられる２つの当接部２２のうち、ピストンに接続される当接部２２を「第１当接部」と称し、シリンダに接続される当接部２２を「第２当接部」と称する。第１当接部１２８と第２当接部１３６とは直交直線方向に離れて形成される。アーム部軸線方向と基準方向とが第１水平方向Ｘに一致し、かつ垂直方向が第２水平方向Ｙに一致する状態を、以下「自然状態」と称する。自然状態において、第１当接部１２８は第２当接部１３６に対して鉛直上方に位置する。第１当接部１２８は、前記一方の当接部２２であり、第２当接部１３６は、前記他方の当接部２２である。

第１当接部１２８の、基準軸線から遠ざかった外方に臨む面と、第２当接部１３６の、基準軸線から遠ざかった外方に臨む面とには、それぞれ当接面１９が形成される。第１当接部１２８に形成される当接面１９を「第１当接面」と称し、第２当接部１３６に形成される当接面１９を「第２当接面」と称する。

第１当接面１３７と第２当接面１３８とに交わり、基準軸線に直交する条件を満たす任意の仮想的な直線を「仮想直線」と称する。仮想直線と第１当接面１３７との交点を「第１交点」と称し、仮想直線と第２当接面１３８との交点を「第２交点」と称する。第１交点１４１と第２交点１４２との距離が変形前のコイル１１内径に等しいとき、すなわち７６０ｍｍであるとき、前記の条件を満たすいずれの直線を仮想直線として定めても、第１交点１４１と第２交点１４２との距離は７６０ｍｍとなる。このとき、第１および第２当接面１１８，１１９は、基準軸線を中心とする仮想的な円筒の内周面に沿う形状に形成される。この仮想的な円筒の内径は、変形前のコイル１１内径と同一に設定される。本実施形態において仮想的な円筒の内径は７６０ｍｍである。

ジャッキ用油圧供給部３３は、拡径用シリンダ１２９に油圧を供給する部分である。ジャッキ用油圧供給部３３は、拡径用シリンダ１２９を含んで構成され、拡径用シリンダ１２９の伸長と短縮とは、手動によって切換えられる。ジャッキ用油圧供給部３３は板状部材３８の上部に取付けられる。ジャッキ用油圧供給部３３が駆動することによって、単動式油圧シリンダのピストンがシリンダに対して変位し、拡径用シリンダ１２９が伸長する。これによって、基準軸線を挟んで反対側に位置し、基準方向に同じ位置に設けられる第１当接部１２８と第２当接部１３６との距離が、拡大される。ジャッキ用油圧供給部３３は、前述の、基準軸線を挟む当接面１９間の距離を変更する駆動部１７である。ジャッキ用油圧供給部３３は、板状部材３８の上部に取付けられる。

拡径用シリンダ１２９のシリンダのシリンダ軸線他方の端部は第２当接部１３６に固定される。拡径用シリンダ１２９のピストンのシリンダ軸線一方の端部は、球面軸受１４４を介して、第１当接部１２８に角変位自在に接続される。球面軸受１４４は、軸受ボール１４６と軸受ハウジング１４７とを含んで構成される。軸受ボール１４６の外形は球面状に形成され、軸受ハウジング１４７は、軸受ボール１４６と第１当接部１２８との間、および軸受ボール１４６とピストンの端部との間に設けられる。これら軸受ハウジング１４７のうち、軸受ボール１４６に接触する部分は、銅から形成される。軸受ボール１４６と第１当接部１２８との間、および軸受ボール１４６とピストンの端部との間の接触面は、球面状の接触面である。軸受ボール１４６には、基準軸線方向に延びる軸受貫通孔１４８が形成され、基準軸線方向に延びる回動軸が、軸受ボール１４６の軸受貫通孔１４８に嵌合する。この回動軸を、以下「基準方向回動軸」と称する。基準方向回動軸１５１は、基準軸線方向に並ぶ両方のジャッキ１３１に共通に設けられ、基準方向回動軸１５１の基準軸線方向中央部は、ジャッキ連結部１３２に固定される。

２つのジャッキ１３１は基準軸線方向に並んで設置され、それぞれの第２当接部１３６は、ジャッキ連結部１３２によって互いに連結される。ジャッキ連結部１３２は、２つのジャッキ１３１を互いに連結すると同時に、２つのジャッキ１３１をアーム部１４の遊端部３９に連結する。また基準軸線方向に並ぶ２つの軸受ボール１４６を貫通する回動軸にも連結される。アーム部１４の遊端部３９のうち、基端部１８から分岐部４２よりも遠い部分は、２つの棒状の材料によって形成される。遊端部３９の基準方向一方の２つの端部を「先端部」と称する。２つの先端部は、垂直方向に延びる回動軸を介して互いに接続される。垂直方向に延びるこの回動軸を、以下「垂直回動軸」と称する。垂直回動軸１５２は、２つの先端部と、ジャッキ連結部１３２とに連結される。垂直回動軸１５２は、２つの先端部に固定される。ジャッキ連結部１３２は、垂直直線方向に延びる垂直回動軸１５２の軸線まわりに摺動可能に垂直回動軸１５２に連結される。基準方向回動軸１５１は、ジャッキ連結部１３２に固定され、垂直回動軸１５２には摺動可能に連結される。

図８は、本発明の本実施形態におけるジャッキ用油圧供給部３３の油圧回路図である。ジャッキ用油圧供給部３３は、２つのジャッキ１３１に対応して２つ設けられる。各ジャッキ用油圧供給部３３は、ジャッキ用油圧タンク１５３と、異種流体圧力変換器１５４と、空気ポンプ１５６と、開閉切換弁１５７と、空気用パイロット付きリリーフ弁１６０を含んで構成される。

ジャッキ用油圧タンク１５３は、第１０管路１５８を介して異種流体圧力変換器１５４に接続され、第１０管路１５８の途中位置には、第３逆止弁１５９が設けられる。空気ポンプ１５６は、第１１管路１６１を介して開閉切換弁１５７に接続され、開閉切換弁１５７は、第１２管路１６２を介して異種流体圧力変換器１５４に接続される。異種流体圧力変換器１５４は、油圧用シリンダ１６４と、空気用シリンダ１６６と、油圧用ピストン１６８と、空気用ピストン１７１と、ピストン間プランジャ１７２と、復帰ばね１７３とを含んで構成される。異種流体圧力変換器１５４には、第１１管路１６１から供給された作動油が通過する油圧用空間１７４と第１２管路１６２から供給された空気が通過する空気用空間１７６とが形成される。

油圧用空間１７４は、油圧用シリンダ１６４内に形成され、油圧用ピストン１６８が油圧用シリンダ１６４内で変位することによって、油圧用空間１７４の容積が変化する。空気用空間１７６は、空気用シリンダ１６６内に形成され、空気用ピストン１７１が空気用シリンダ１６６内で変位することによって空気用空間１７６の容積が変化する。油圧用ピストン１６８と空気用ピストン１７１とは、ピストン間プランジャ１７２によって接続される。ピストン間プランジャ１７２は、油圧用ピストン１６８と空気用ピストン１７１との相対的な位置を固定し、空気用空間１７６の容積が増加すれば油圧用空間１７４の容積が減少し、油圧用空間１７４の容積が増加すれば空気用空間１７６の容積が減少する。復帰ばね１７３は、空気用空間１７６内の空気の圧力が大気圧に等しいとき、空気用空間１７６の容積を減少させる向きに、空気用ピストン１７１に力を付与する。

第１０管路１５８は異種流体圧力変換器１５４の油圧用シリンダ１６４に接続され、第１２管路１６２は、異種流体圧力変換器１５４の空気用シリンダ１６６に接続される。空気用ピストン１７１が空気用空間１７６内の空気に接触する面積は、油圧用ピストン１６８が油圧用空間１７４内の作動油に接触する面積よりも大きく設定される。空気用空間１７６の容積が増加する向きに、空気用空間１７６内の空気が空気用ピストン１７１を押す力は、油圧用空間１７４の容積を減少させる向きに、油圧用ピストン１６８に作用する。空気用空間１７６内の空気が空気用ピストン１７１を押す力は、倍加して油圧用空間１７４内の作動油に付与される。

異種流体圧力変換器１５４の油圧用シリンダ１６４は、第１３管路１７７を介して第４逆止弁１７８に接続される。第４逆止弁１７８は、第１４管路１８１を介して、拡径用シリンダに接続される。第１３管路１７７とジャッキ用油圧タンク１５３とを接続する第１５管路１８３の途中位置には、油圧用パイロット付き圧力制御弁１８４が設けられる。第１４管路１８１とジャッキ用油圧タンク１５３とを接続する第１６管路１８６の途中位置には、ジャッキ用コックが設けられる。第１５管路１８３と第１６管路１８６とは、個別にジャッキ用油圧タンク１５３に連結していてもよいけれども、本実施形態において第１５管路１８３と第１６管路１８６とは、途中で合流して１つの管路となりジャッキ用油圧タンク１５３に連結する。油圧用パイロット付き圧力制御弁１８４は、第１３管路１７７内の油圧が予め定める圧力よりも高くなった場合に、第１３管路１７７内の作動油をジャッキ用油圧タンク１５３に戻す。

異種流体圧力変換器１５４の空気用シリンダ１６６は、空気用パイロット付きリリーフ弁１６０に接続される。空気用パイロット付きリリーフ弁１６０には、空気用空間１７６内の空気の圧力が信号圧力として伝達される。また空気用シリンダ１６６は、第１７管路１８７を介して大気圧に開放されており、空気用空間１７６の容積が最も大きくなった場合には、第１７管路１８７は空気用空間１７６と外気とを連通する。

空気ポンプ１５６は、第１２管路１６２を介して開閉切換弁１５７側に圧縮空気を送り込む。空気ポンプ１５６は、２つのジャッキ用油圧供給部３３の一方と他方とで、別個の空気ポンプ１５６を用いることも可能であるけれども、本実施形態では、１つの空気ポンプ１５６を共用する。開閉切換弁１５７は、開通状態と閉塞状態とを取り得る。開閉切換弁１５７の開通状態と閉塞状態とは、手動によって切換えられる。開通状態において開閉切換弁１５７は、第１１管路１６１と第１２管路１６２とを連通する。開通状態において、第１１管路１６１内の空気および第１２管路１６２内の空気は、第１１管路１６１内の空間および第１２管路１６２内の空間を、移動可能である。閉塞状態において開閉切換弁１５７は、第１１管路１６１と第１２管路１６２との間を遮蔽し、第１１管路１６１内の空間と第１２管路１６２内の空間との間の気体の流通を阻止する。

開閉切換弁１５７が開通状態をとり、空気ポンプ１５６から送られる圧縮空気の圧力が第１２管路１６２を介して異種流体圧力変換器１５４の空気用空間１７６に伝達されると、空気用空間１７６内の空気の圧力は、予め定める第１空気圧以上となる。空気用シリンダ１６６には、空気用空間１７６内の空気圧を検出する圧力計１０２が接続される。

空気用空間１７６内の空気の圧力が第１空気圧以上となったとき、空気用空間１７６内の空気の圧力は、空気用ピストン１７１に作用し、空気用ピストン１７１は復帰ばね１７３の復元力に抗して空気用空間１７６の容積を増加させる。これによってピストン間プランジャ１７２は空気用ピストン１７１によって押されて変位し、油圧用ピストン１６８を押す。これによって油圧用ピストン１６８は変位し、油圧用空間１７４の容積は減少する。油圧用空間１７４の容積が減少すると、油圧用空間１７４内の作動油は油圧用空間１７４の外方に押出される。油圧用ピストン１６８よりもジャッキ用油圧タンク１５３側には、第３逆止弁１５９が設けられるので、油圧用空間１７４内の作動油が第１０管路１５８を介してジャッキ用油圧タンク１５３に戻ることはない。したがって第１３管路１７７を介して拡径用シリンダに供給され、ジャッキ１３１を伸長させる。

拡径用シリンダよりもジャッキ用油圧タンク１５３側には、第４逆止弁１７８が設けられるので、油圧用空間１７４内の作動油の圧力に関わりなく、拡径用シリンダ内の作動油が第１３管路１７７を介して油圧用空間１７４に戻ることはない。第１６管路１８６の途中位置に設けられるジャッキ用コックが開かれたときには、拡径用シリンダ内の作動油は、第１６管路１８６を介してジャッキ用油圧タンク１５３に戻される。これによって、ジャッキ１３１は縮小する。

開閉切換弁１５７が開かれた状態、または開かれた後に閉じられた状態において、空気用空間１７６内の空気圧が第１空気圧以上で、かつ第２空気圧未満であるときには、油圧用空間１７４内の作動油を拡径用シリンダ内に送り込むことによって、ジャッキ１３１を伸長させることができる。開閉切換弁１５７を開いた状態を保つことによって、空気用空間１７６内の空気圧をさらに大きくし、第２空気圧以上とすると、空気用ピストン１７１はさらに変位し、空気用空間１７６の容積はさらに増加する。これによって、第１７管路１８７は空気用空間１７６と外気とを連通し、空気用空間１７６内の空気の圧力は大気圧に等しくなる。空気用空間１７６内の空気の圧力が大気圧に等しくなると、異種流体圧力変換器１５４の復帰ばね１７３が弾性復帰し、油圧用空間１７４の容積が大きくなる。これによって、ジャッキ用油圧タンク１５３から第１１管路１６１を介して、作動油が油圧用空間１７４に供給される。

基準方向を挟んで対を成す当接面間の距離が７６０ｍｍに達すると、それを超えて大きくなることがないように、拡径用シリンダの伸長する範囲は、予め定められる。

本実施形態に従えば、支柱１３は基台１２の上部に設けられ、アーム部１４の基端部１８は支柱１３に設けられる。ジャッキ１３１はアーム部１４に取付けられるので、ジャッキ１３１をコイル１１の中央孔２７の高さで支持することが可能になる。したがって、ジャッキ１３１をコイル１１の中央孔２７の高さに支持した状態で、ジャッキ部１６をコイル１１の中央孔２７に挿入することが可能になる。またジャッキ部１６には、複数の当接面１９が、基準軸線を挟んで対として形成される。変形コイル矯正装置１０は、駆動部１７を含んで構成され、駆動部１７は、基準軸線を挟む当接面１９間の距離を変更する。これによって、ジャッキ部１６を可塑変形したコイル１１の中央孔２７に挿入した状態で、駆動部１７を稼動して当接面１９間の距離を拡大すると、変形したコイル１１の内径を大きくすることが可能になる。

またジャッキ１３１は、当接面１９によってコイル１１の内周面を押圧するので、点または線によって、コイル１１の内周面を押圧する場合に比べて、コイル１１の内周面を円筒形に近づけることが容易になる。また当接面１９は、基準軸線方向に延びる基準軸線を有する仮想的な円筒の内周面に沿う形状に形成される。仮想的な円筒の内径を、変形前のコイル１１の内径に等しく設定し、変形前のコイル１１の内径にまで当接面１９間の距離を拡大すれば、コイル１１の内周面の形状を円筒形にすることが可能になる。

また本実施形態によれば、ジャッキ部１６は、基台１２に対して基準軸線まわりに角変位可能である。コイル１１が積み重ねられることによって変形する場合、コイル１１は、高さ方向Ｚ以外の方向の圧縮力によって変形する可能性がある。この場合に、コイル１１が圧縮された方向に、複数の当接面１９が互いに離れる方向を一致させて、コイル１１の中央孔２７にジャッキ部１６を挿入することが可能になる。これによって、コイル１１の変形の原因となった圧縮力の方向が複数であっても、コイル１１の内径を拡大し、コイル１１の内周面を円筒形にすることができる。したがって、汎用性の高い変形コイル矯正装置１０を実現することができる。

また本実施形態によれば、ジャッキ部１６は、基準軸線方向に複数設けられる。コイル１１の中央孔２７の軸線方向一方の端部と、中央孔２７の軸線方向他方の端部とでは、コイル１１の変形量が異なる場合がある。この場合、コイル１１の内径を拡大するときに必要となる力の大きさも、中央孔２７の軸線方向一方と中央孔２７の軸線方向他方とでは異なる。コイル１１の中央孔２７の軸線方向一方の端部の内周面と中央孔２７の軸線方向他方の端部の内周面とを、基準軸線方向に複数設けられるジャッキ部１６によってそれぞれ押圧すれば、コイル１１の中央孔２７の軸線方向一方の端部および中央光の軸線方向他方の端部の内径を、等しい大きさにまで拡大することができる。また、基準軸線方向にジャッキ部１６を１つ設けた場合に比べて、ジャッキ部１６にかかる負荷が、１つのジャッキ部１６内で偏ることがない。したがって、ジャッキ部１６の耐久時間を長くすることができる。

また本実施形態によれば、アーム部１４の基端部１８は、基台１２に対して基準軸線まわりに角変位可能である。これによって、ジャッキ部１６は、基台１２に対して基準軸線まわりに角変位可能となる。コイル１１が積み重ねられることによって変形し、高さ方向Ｚ以外の方向の圧縮力によって変形した場合に、コイル１１が圧縮された方向に、複数の当接面１９が互いに離れる方向を一致させて、コイル１１の中央孔２７にジャッキ部１６を挿入することが可能になる。

またアーム部１４の、前記基端部１８を除く残余の部分は、基端部１８に対して屈曲可能である。これによって、ジャッキ部１６は、高さ方向Ｚに変位可能となる。したがって、載置されたコイル１１の中心孔の高さに合わせてジャッキ１３１の高さを変更することができ、載置された状態のコイル１１の中心孔の内部に、ジャッキ部１６を挿入することができる。また変形コイル矯正装置１０は、油圧機構２１を含んで構成される。油圧機構２１は、アーム部１４の基端部１８を角変位可能であり、かつアーム部１４の基端部１８を除く残余の部分を、基端部１８に対して屈曲可能である。これによって、油圧の原動力を利用してジャッキ部１６を変位および角変位させることができる。

また本実施形態によれば、基準軸線を挟んで対となる当接面１９を成す複数の当接部２２のうち、一方の当接部２２は他方の当接部２２に対して、予め定める範囲内において角変位自在である。変形したコイル１１の中心孔の、中心孔の軸線に垂直な断面の形状は、点対称な形状とは限らない。一方の当接部２２が他方の当接部２２に対して角変位することによって、両方の当接部２２がコイル１１の内周面に対向して接することが可能になる。したがって、コイル１１内径を拡大したときに、当接部２２のうちの一方が角変位できない場合に比べて、コイル１１の内周面を円筒状にすることが容易になる。また複数の当接部２２がコイル１１の内周面に対向して接することによって、ジャッキ部１６にかかる負荷がジャッキ部１６内の一部に偏ることを防止することができる。

また本実施形態によれば、基台１２の下方には３つ以上の車輪２４，２５が設けられる。これによって、変形コイル矯正装置１０は、前記３つ以上の車輪２４，２５を介して水平な面上に載置することが可能になる。３つ以上の車輪２４，２５は、水平な平面に接し、変形コイル矯正装置１０の重心から前記水平な平面に降ろした垂線の足２６は、水平な平面と３つ以上の車輪２４，２５との接点が形成する多角形に内包される。これによって、３つ以上の車輪２４，２５を介して水平な平面状に載置されたときに、変形コイル矯正装置１０は安定して姿勢を保つことができる。

３つ以上の車輪２４，２５は、車軸を一方向に向けることが可能であるので、車輪２４，２５を設けない場合および車軸を一方向に向けることができない場合に比べて、変形コイル矯正装置１０の移動に伴う抵抗を小さくすることができる。したがって、変形コイル矯正装置１０の移動を容易にすることができる。これによって、変形コイル矯正装置１０を、コイル１１が載置される場所まで移動させることができる。またコイル１１をコイル１１が載置される場所から移動させることなく、ジャッキ部１６をコイル１１の中央孔２７に挿入することができる。

また本実施形態において２つの軸受ボール１４６には１つの基準方向回動軸１５１が貫通し、基準方向回動軸１５１はジャッキ連結部１３２に連結される。これによって、第１当接部１２８に自重によっておよびコイル１１の内周面との当接によって付与される力を、基準方向回動軸１５１が垂直回動軸１５２を介してアーム部１４に伝達される。したがって、第１当接部１２８に付与される力をジョイント連結部のみによって垂直回動軸１５２およびアーム部１４に伝達する場合に比べて、ジャッキ部１６とアーム部１４との接続を強固にすることができる。

本実施形態において、摺動リングストッパ７２は、摺動リング６４よりも基準方向一方に１つ設置されるけれども、他の実施形態において摺動リングストッパは、２つ設けられ、摺動リングよりも基準方向一方と基準方向他方の両方に設置されてもよい。また本実施形態では各ジャッキ１３１において、シリンダ軸線を直交直線と定め、シリンダ軸線と基準軸線との交点を通過し、シリンダ軸線と基準軸線とに垂直な直線を垂直直線と定めたけれども、他の実施形態において基準直線および直交直線は、ジャッキ部のうちの他の部分を通過する直線であってもよい。

本発明の本実施形態に係る変形コイル矯正装置１０の側面図である。 本発明の本実施形態に係る変形コイル矯正装置１０の平面図である。 本発明の本実施形態におけるジャッキ部１６の正面図である。 本発明の本実施形態における傾動部４４を、第１水平方向他方Ｘ２側から第１水平方向一方Ｘ１に見た背面図である。 本発明の本実施形態における揺動部４６の斜視図である。 本発明の本実施形態における傾動用油圧供給部５４および揺動用油圧供給部６９の油圧回路図である。 本発明の本実施形態における第１当接部１１６と拡径用シリンダ１１１のピストンとの接続部の断面図である。 本発明の本実施形態におけるジャッキ用油圧供給部３３の油圧回路図である。 従来技術に係る内径矯正機構の構成説明図である。

符号の説明

１０ コイル内径拡大装置
１１ コイル
１２ 基台
１３ 支柱
１４ アーム部
１６ ジャッキ部
１７ 駆動部
１８ 基端部
１９ 当接面
２１ 油圧機構
２２ 当接部
２４ 車輪
２６ 垂線の足
２７ 中央孔
２８ コイル軸線
３２ ジャッキ手段
３３ ジャッキ用油圧供給部
３９ 遊端部
４２ 分岐部
４４ 傾動部
４６ 揺動部
４８ 傾動部支持片
４９ 揺動部支持片
５１ アーム
５２ 傾動用油圧シリンダ
５４ 傾動用油圧供給部
５６ 遊端側ブラケット
７８ 高圧用油圧ポンプ
８１ 低圧用油圧ポンプ
８２ 第１パイロット付き圧力制御弁
８３ 第２パイロット付き圧力制御弁
８４ 第１方向切換弁
８５ 第２方向切換弁

Claims (6)

1. 基台と、
   基台の上部に設けられる支柱と、
   支柱に基端部が連結されるアーム部と、
   アーム部の先端部に設けられるジャッキ部であって、
   基準軸線を有し、直円筒の一部を成す一対の当接面が前記基準軸線を挟む対として形成される当接部を含み、
   基準軸線を挟んで対となる前記複数の当接面間の距離は、変更可能に形成されるジャッキ部と、
   前記ジャッキ部を駆動し、前記基準軸線を挟む当接面間の距離を変更する駆動部とを含むことを特徴とする変形コイル矯正装置。
2. 前記ジャッキ部は、前記基台に対して前記基準軸線まわりに角変位可能であることを特徴とする請求項１に記載の変形コイル矯正装置。
3. 前記ジャッキ部は、基準軸線方向に複数設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の変形コイル矯正装置。
4. アーム部の基端部は、基台に対して基準軸線まわりに角変位可能であり、
   アーム部の、前記基端部を除く残余の部分は、基端部に対して屈曲可能であり、
   前記基端部の角変位と、基端部を除く残余の部分の屈曲とを行う油圧機構をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の変形コイル矯正装置。
5. 前記基準軸線を挟んで対となる当接面を成す複数の当接部のうち、一方の当接部は他方の当接部に対して、予め定める範囲内において、基準軸線まわり、基準軸線に垂直な予め定める垂直直線まわりおよび基準軸線と垂直直線とに直交する予め定める直交直線まわりに角変位自在であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の変形コイル矯正装置。
6. 基台の下方には、３つ以上の車輪がさらに設けられ、
   前記３つ以上の車輪は、車軸を水平な１方向に向けることが可能であり、水平な平面に接し、
   重心から前記水平な平面に降ろした垂線の足は、前記水平な平面と前記３つ以上の車輪との接点が形成する多角形に内包されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の変形コイル矯正装置。

Images