JP2015030348A

JP2015030348A - 支持治具およびそれを用いた航空機の組立方法

Info

Publication number: JP2015030348A
Application number: JP2013160442A
Authority: JP
Inventors: 英康柳原; Hideyasu Yanagihara
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-02-16
Anticipated expiration: 2033-08-01
Also published as: JP6271902B2

Abstract

【課題】クレーンを用いずに航空機の組立を可能とした支持治具およびそれを用いた航空機の組立方法を提供することを目的とする。
【解決手段】支持対象物１を下方から傾斜可能に一つの支持点で支持する支持部材２と、支持点と支持対象物１との水平方向における相対位置が調整可能とされたスライド部材４と、支持対象物１を上下方向に昇降させる昇降機構６と、を備えることを特徴とする。上記支持点は、支持対象物１の重心を通る鉛直線上に配置されてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機の機体等、大型で重量も大きな構造物を組み立てる際に用いる支持治具およびそれを用いた航空機の組立方法に関するものである。

例えば航空機の機体等、大型で重量も大きな構造物を組み立てる際には、床面上に設置した治具の上に構造物を載せて作業を行う。このような場合において、例えば、機体のテールコーン等を別の場所で組み立てておき、これを治具上に載せて、各種部品等の取付を行うことがある。ここで、本明細書において、別の場所で組み立てて治具上に載せるテールコーン等を支持対象物と称する。別の場所で組み立てた支持対象物は、クレーン等で吊り上げ、予め床面上に設置した治具上に載置する。

特許文献１には、整備作業を施そうとする航空機のガスタービンを、洗浄作業のための第１設備へ搬入し、そして、洗浄作業の完了後に、そのガスタービンを、搬送機構の間の受渡しによって、第１設備からガスタービンの分解作業のための第２設備へ搬送するようにしている。これによって、ガスタービンの洗浄作業の際に除去された塵埃や潤滑液が、ガスタービンの分解作業のための第２設備の領域に入るのを防止することができることが示されている。

特表２００６−５２４７６９号公報

しかし、特許文献１に開示されたガスタービンの整備作業では、航空機の機体内に設置した吊り金具または昇降装置を用いてガスタービンの取付を行っている。しかし、ガスタービン取付時の微調整が困難であることから、時間のロスが生じ、他の機体が整備待ちとなるという問題がある。

さらに、図８に示されているように、テールコーン１０２に取り付けられた吊り金具１０３を図示しないクレーン１００のフックに掛けてテールコーン１０２を吊った状態で航空機の胴部１０１に組み付けを行っている。この時、テールコーン１０２の重心（ＣＯＧ：ｃｅｎｔｅｒｏｆｇｒａｖｉｔｙ）を調整することが難しい。また、組立時の接続面１０４の微調整が難しく、航空機の材質（例えば、炭素繊維強化プラスチック）の性質上、接続面がズレた状態で接続されると航空機の接続部に割れが生じてしまうという問題があった。

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、クレーンを用いずに航空機の組立を可能とした支持治具およびそれを用いた航空機の組立方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の支持治具およびそれを用いた航空機の組立方法は以下の手段を採用する。
本発明の支持治具は、支持対象物を下方から傾斜可能に一つの支持点で支持する支持部材と、前記支持点と前記支持対象物との水平方向における相対位置が調整可能とされたスライド部材と、前記支持対象物を上下方向に昇降させる昇降機構と、を備えることを特徴とする。

支持対象物（例えば、航空機のテールコーン等）は、支持部材により傾斜可能に一つの支持点で支持されている。また、支持対象物と支持部材との接触する箇所には、支持部材の位置に対して支持対象物を水平方向に調整可能とするスライド部材が設けられている。傾斜可能に一つの支持点で支持する支持部材と、スライド部材により、支持対象物の設計時の段階で算出された重心からズレて配置された支持部材の位置が、支持対象物の重心へと合わせることができる。言い換えると支持点と支持対象物との水平方向における相対位置が重心で吊り合うように調整することができる。また、支持対象物の位置調整を行う場合は、支持対象物が一つの支持点で支持され、かつ、スライド部材が設けられているため容易に支持対象物を動かすことができる。したがって、支持部材が支持対象物の重心からズレた場合であっても、支持対象物を重心へと少ない力により容易に調整することができる。

また、昇降機構を設けることで、支持対象物を安定して上下方向に昇降させることができる。支持対象物の重心を安定させて上下方向に昇降することができるので、安定して支持対象物を所定の位置まで移動させることができる。これにより、クレーン等が設置されていない施設においても重量物である支持対象物を所定の位置まで移動させることができる。

さらに、本発明にかかる支持治具は、前記支持点は、前記支持対象物の重心を通る鉛直線上に配置されていることを特徴とする。

支持対象物の重心を通る鉛直線上に支持点が設けられている。これにより、支持対象物をバランスさせて安定して支持することができる。支持対象物の重心位置は、例えば、設計時の段階で算出される。

さらに、本発明にかかる支持治具は、前記支持部材と結合される前記スライド部材の結合部は、スヘリカル構造とされることを特徴とする。

支持部材と結合するスライド部材の結合部がスヘリカル構造（例えば、球体形状）とされている。これにより、支持対象物全体の重心を支点よりも下にすることで、例えば、ヤジロベエのような状態にして重心を調整することができる。

本発明の航空機の組立方法は、支持部材により支持対象物を下方から傾斜可能に一つの支持点で支持する工程と、前記支持点と前記支持対象物との水平方向における相対位置が調整可能とされたスライド部材をスライドさせる工程と、昇降機構により前記支持対象物を上下方向に昇降させる工程と、前記支持対象物を機体へと組み込む工程と、を備えることを特徴とする。

支持対象物が支持部材によって支持され、昇降機構により昇降可能とされていることから、クレーンを用いなくても機体へと支持対象物を組み込むことができる。また、支持対象物と機体とが組み合わされる位置を容易に位置決めすることができる。

本発明によれば、支持対象物（例えば、航空機のテールコーン等）は、支持部材により傾斜可能に一つの支持点で支持されている。また、支持対象物と支持部材との接触する箇所には、支持部材の位置に対して支持対象物を水平方向に調整可能とするスライド部材が設けられている。傾斜可能に一つの支持点で支持する支持部材と、スライド部材により、支持対象物の設計時の段階で算出された重心からズレて配置された支持部材の位置が、支持対象物の重心へと合わせることができる。言い換えると支持点と支持対象物との水平方向における相対位置が重心で吊り合うように調整することができる。また、支持対象物の位置調整を行う場合は、支持対象物が一つの支持点で支持され、かつ、スライド部材が設けられているため容易に支持対象物を動かすことができる。したがって、支持部材が支持対象物の重心からズレた場合であっても、支持対象物を重心へと少ない力により容易に調整することができる。

本発明に係る支持治具の設置例を示した側面図である。本発明に係るスライド部材と支持部材の結合部を示した側断面図である。（ａ）は、本発明に係るスライド部材と支持部材の結合部を固定する固定具を示した斜視図である。（ｂ）は、本発明に係るスライド部材と支持部材の結合部の詳細を示した断面図である。本発明に係る支持対象物とスライド部材の接続部を示した側断面図である。本発明に係るスライド部材を示した上面図である。本発明に係る支持治具の実施例を示した側面図である。本発明に係る支持対象物と機体の結合部を示した側断面図である。航空機の組立作業の参考例を示した側面図である。

以下に、本発明に係る支持治具およびそれを用いた航空機の組立方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る支持治具５を用いて、航空機の機体１０１（図６参照）へと支持対象物１を組み込むときの構成を示すものである。支持治具５には、下方から支持対象物１を傾斜可能に一つの支持点（結合部８）で支持する支持部材２と、支持部材２を昇降させる昇降機構６と、図示を省略しているが支持対象物１の形状に合わせて湾曲した面を有し、受け部３として支持対象物１を昇降可能に支持する受け部３が設けられている。また、受け部３は、所定の位置まで支持対象物１を上昇させた後に、さらに昇降機構６が上昇することで受け部３が位置する所定の位置から支持対象物１が離される。一方、支持対象物１の内面には支持点と支持対象物１との水平方向における相対位置が調整可能とされたスライド部材４が設けられている。支持治具５は、航空機の機体１０１（図６参照）へと支持対象物１を組み込む所定の位置に支持するものである。

支持対象物１が一つの支持点で支持部材２に支持されている為、支持点を中心に傾斜あるいは回転可能な状態とされる。言い換えると支持対象物１が一つの支持点とされていることから、ヤジロベエのような状態となる。

支持治具５は、荷台１０と複数のキャスター１１とを備えている。その荷台１０には、支持対象物１が支持部材２および受け部３を介して乗せられる。その複数のキャスター１１は、それぞれ、その荷台１０に対して回転可能に支持される車輪から形成され、車輪が工場の床を転がることにより、荷台１０が工場の床を移動することを容易にする。

図２に示すように、スライド部材４には、支持部材２へと結合される凸部４ａが配置されている。また、支持部材２には、凸部４ａと結合する凹部２ｂが形成されている。昇降機構６（図１参照）により支持部材２が上昇することで支持部材２ａの位置となったときに、凸部４ａと凹部２ｂが結合されて結合部８が形成される。この結合部８は、支持対象物１の重心を通る鉛直線上に配置される。また、凸部４ａの形状を球体形状とすることで、結合部８がスヘリカル構造とされる。図３（ａ）に示すように、結合部８（図２参照）が外れないように、固定ピン７を挟み込むことで、結合部８が外れないように固定される。固定ピン７は、例えば、鋼材を用いてコの字形状に形成される。固定ピン７を結合部８に差し込んで機体１０１側を除く結合部８の側面を囲うように固定している。

図３（ｂ）に示されているように、固定ピン７と結合部８との間には隙間ａ〜ｃが形成されている。この隙間ａ〜ｃを形成することで、固定ピン７を結合部８に差し込んだままでも支持対象物１の位置を微調整できる。また、固定ピン７は、支持対象物１の浮き上がりを防止する。

図４に示されているように、支持対象物１の内側にスライド部材４が配置されている。支持対象物１には、例えば、機体１０１（図６参照）へと組み込まれた後に内面にホイストが設置される。支持対象物１の内面には、支持対象物１の形状に沿って図示しないホイストが走行するレール９が設けられている。なお、ホイストが走行するレール９は、支持対象物１が機体１０１へと組み込まれる前に形成される。このレール９の下フランジ９ａに、スライド部材４が接続部４ｂにより水平方向に移動可能に取り付けられている。レール９は、例えば、Ｉ形ビームとされる。

図５は、スライド部材４を示した上面図である。図５に示されているように、例えば、支持対象物１の面が湾曲した形状とされ、湾曲した支持対象物１の面にレール９が設けられている場合、スライド部材４も支持対象物１に設けられたレール９の下フランジ９ａの形状に沿って水平方向に移動可能となるように傾斜して設けられる。例えば、下フランジ９ａと接続される接続部４ｂが、角度ａ（例えば、２°）および角度ｂ（６．２°）のようにスライド部材４の接続部４ｂが走行するレール９の下フランジ９ａに合った所定の角度に傾斜して設けられる。また、支持対象物１の面が湾曲して傾いていることから、スライド部材４も支持対象物１の構造及び形状に合わせて所定の角度を有している。

次に上記構成の支持治具の動作について説明する。
図示しないドーリーにより支持対象物１を所定の高さで固定した後に支持対象物１の下部カバー（図示せず）が取り外される。下部カバー（図示せず）が取り外された後に、支持対象物１の下方に支持治具５を配置する。

支持対象物１が、支持治具５に支持されると、図示しないドーリーから支持対象物１を取り外し、支持治具５の受け部３により支持対象物１が支持される。その後に、支持対象物１の内面に配置されたスライド部材４の凸部４ａと、支持部材２の凹部２ｂを結合する。この時、結合部８は、支持対象物１の重心の鉛直方向に平行な同一軸線に重なるように結合される。

図６に示すように、支持対象物１が支持治具５に支持された後、機体１０１に図示しないガイドレールが取り付けられる。このガイドレールに沿って支持対象物１が機体１０１へと案内される。ガイドレールが取り付けられた後に、ガイドレールに沿って支持対象物１が昇降機構６により上昇する。また、支持対象物１を昇降機構６により上昇させることで、支持対象物１が受け部３から離れて支持部材２の一点支持となる。また、一点支持となった状態で支持対象物１の位置決めの微調整を行い、位置決め後に図示しない穴ずれ防止用の治具（ピン）を挿入し、支持対象物１を機体１０１への取付箇所１ａの位置まで上昇させて支持対象物１と機体１０１の取付を行う。また、取付箇所１ａの位置まで上昇させ、所定の位置に定まった後にガイドレールが取り外される。この時、例えば、前方に１２０ｍｍ、上下に３０ｍｍ程度の支持対象物１の位置を調整する図示しない微調整シロがある。この微調整シロを狭めることで、支持対象物１を徐々に機体１０１へとなじませる。また、図７に示されるように、支持対象物１と機体１０１の結合孔が合致した状態で結合孔のズレを防止する結合ピン２０を挿入する。結合ピン２０の挿入後に、支持対象物１と機体１０１を結合させる留め金具２１が支持対象物１と機体１０１の結合孔に挿入され、支持対象物１と機体１０１が結合される。

機体１０１と支持対象物１との取付時には、接続部を合わせる為に微調整が行われる。取付後には、支持対象物１を支持する支持部２を昇降機構６により下降させて支持対象物１と切り離しを行う。切り離し後には、例えば、ホイストや発電機等が取り付けられる艤装工事が行われ、支持対象物１に図示しない下部カバーが取り付けられる。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
スライド部材４により、支持対象物１の設計時の段階で算出された重心からズレて配置された支持部材２の位置が、支持対象物１の重心へと戻るように修正することができる。言い換えると支持点と支持対象物１との水平方向における相対位置が重心で吊り合うように調整することができる。

支持対象物１が一つの支持点で支持され、かつ、スライド部材４が設けられているため容易に支持対象物１の重心まで動かすことができる。したがって、支持部材２が支持対象物１の重心からズレた場合であっても、支持対象物１を小さな力で重心へと戻すように調整することができる。また、スライド部材４で支持対象物１の重心を容易に探ることができる。

昇降機構６を設けることで、支持対象物１を安定して上下方向に昇降させることができる。支持対象物１の重心を安定させて上下方向に昇降することができるので、安定して支持対象物１を所定の位置まで移動させることができる。これにより、クレーン等が設置されていない施設においても重量物である支持対象物１を所定の位置まで移動させることができる。

支持対象物１の重心を通る鉛直線上に結合部８が設けられている。これにより、支持対象物１をバランスさせて安定して支持することができる。支持対象物１の重心位置は、例えば、設計時の段階で算出される。

支持部材２と結合するスライド部材４の結合部８がスヘリカル構造（例えば、球体形状）とされている。これにより、支持対象物１の重心を支点よりも下にすることで、例えば、ヤジロベエのような状態にして重心を調整することができる。

１支持対象物
２支持部材
２ｂ凹部
３受け部
４スライド部材
４ａ凸部
５支持治具
６昇降機構
７固定ピン
８結合部
９レール
９ａ下フランジ

Claims

支持対象物を下方から傾斜可能に一つの支持点で支持する支持部材と、
前記支持点と前記支持対象物との水平方向における相対位置が調整可能とされたスライド部材と、
前記支持対象物を上下方向に昇降させる昇降機構と、
を備えることを特徴とする支持治具。
前記支持点は、前記支持対象物の重心を通る鉛直線上に配置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。
前記支持部材と結合される前記スライド部材の結合部は、スヘリカル構造とされることを特徴とする請求項１または２に記載の支持治具。
支持部材により支持対象物を下方から傾斜可能に一つの支持点で支持する工程と、
前記支持点と前記支持対象物との水平方向における相対位置が調整可能とされたスライド部材をスライドさせる工程と、
昇降機構により前記支持対象物を上下方向に昇降させる工程と、
前記支持対象物を機体へと組み込む工程と、を備えることを特徴とする航空機の組立方法。