JP2024067789A - 自動レベル調整装置および自動レベル調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物のベースプレートを下支えして自動的にレベル調整するよう昇降する自動レベル調整装置であって、ベースプレートを広面積受承状態で受承でき地震が発生し大きな横揺れが生じても構造物の落下を未然に防げること。【解決手段】傾斜面同士で面接触する下側の原動ブロック１１と上側の従動ブロック１２とを含み、原動ブロック１１が水平方向に移動すると従動ブロック１２がベースプレートＢの下面を下支えして鉛直方向に従動する昇降機構部１０と、不能かつ回転可能に設けられネジ軸２１が原動ブロック１１に設けられたネジ孔２２に螺合された運動変換伝達機構部２０と、ネジ軸２１を回転させる制御用モータ３１とを備え、制御用モータは、ベースプレートＢの上面の水平度を検出するよう設置されるデジタル水平器４０の出力パルスに基づいてベースプレートＢの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行うように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば工作機械等のベースプレートのレベル調整（水平出し）が必要な構造物をレベル調整して設置する際に用いられる自動レベル調整装置および自動レベル調整方法に関する。

従来、例えば工作機械の製造過程では、加工・組付け・検査等の各工程毎に構造物のレベル調整が必要であった。具体的には、例えば工作機械が各工程毎に定盤等に載置されると共に、その基準面となるテーブル等に水平器（水準器ともいう）を置き、作業者がこれを見ながら経験と勘に依って工作機械が水平となる様にその脚部に設けられたアジャスタをレンチで回していた。構造物の鉛直出しも定盤等に載置されるワークのレベル調整の後に行っている。

加工・組付け・検査等を行う機械加工機等はレベル（水平）に設置することでその性能を発揮できる設計になっている。レベルとは水平の度合いのことで、産業機械にとって、加工・組付け・検査等の各工程毎に水平を高精密に出すことは基本であり、動作精度の維持には欠かせない。

各種の加工機や製造装置、組立装置等（以下、構造物という。）において、ワークを固定し当該ワークに高精密な水平度を有する平面加工や孔加工、鉛直な平面加工や孔加工を実施するには、そもそも機械加工機のベースプレートやワークを固定する定盤などが高精密にレベル調整されて設置されていなければならない。レベル調整は、装置架台やベースフレームの設置では欠かせない作業であり、特に、装置間のやり取りを行う搬送設備ではフロアレベルの測定とパスラインの調整が重要である。

ワークを固定する定盤が高精密にレベル調整されていない場合、例えば、高精密に竪孔加工するワイヤカット放電加工機のワイヤカットを高精密にレベル調整できないことに加え、高精密な鉛直にセットすることができないから高精密に鉛直な竪孔加工が実現できない。

レベル調整が高精密に行われていない機械加工機ではベースプレートやワークを設置するための架台上面の水平度にわずかな誤差があると、それに起因してワークに水平面を出す平面加工や鉛直な孔加工を高精度に行うことはできず不良品の発生や、機械・工具の寿命を縮める原因になる。なお、水平は産業機械を使用しているうちに自重や振動・熱などにより変化するため、設置後も定期的にレベル調整を行う必要がある。

同様に、その他、食品加工機や半導体製造装置、その他の産業機械においてもレベル調整が高精密に行われている必要がある。

多くの産業機械では、基本的に、工場などの床にアンカーボルトが埋設され当該アンカーボルトのボルト頭部を産業機械のベースプレートの周縁部に設けるボルト通し孔に挿通するよう産業機械を吊り下ろし、ボルトに螺合するアジャスタとしてのダブルナットでベースプレートを受け止め、ベースプレートに載置した水平器・ダイヤルゲージ・レーザー墨出し器・コンベックスなどを見ながらナットを締めたり緩めたりして高さや角度を確認しながらレベル調整を人手により行っていた。

人手によるレベル調整は多くの場合は長い作業時間を要する。構造物の重量が大きい時には、レンチを回す力も大きくなって微妙な調整が難しく、Ｘ軸・Ｙ軸共に水平にするには、熟練作業者でも数十分の時間が掛かっていた。

水平器としては、気泡管に加えて測定した値をデジタルで表示するモニタを備え水平・垂直だけでなく、さまざまな角度の微妙な値を読み取ることができ、さらにパルムを出力できるデジタル水平器（デジタル精密水準器）が利用されている。また、最新式の三次元測定機が活用されている。

そこで、作業者の熟練度に関係なく、自動的に短時間で高精度な水平出しが行なえる自動水平出し装置が提案されている（特許文献１）。

この自動水平出し装置は、構造物の下面の平面三角形状の３頂点のうちの一側中程の１点を支持脚を有する固定サポートで支承し他側両角の２点をそれぞれジャッキで支承し、構造物の基準面に水平器を置いてＸ軸とＹ軸の傾斜角度を計測しそのセンサ信号に基づいて２つのジャッキを昇降制御し構造物の水平出しを行うよう構成されている。ジャッキは、扛重部（持ち上げ昇降機構）とこれを駆動する駆動部（減速機付きサーボモータ）とを着脱可能に連結した構造である。水平出し完了後は、２つのジャッキの各扛重部を支持脚として残し駆動部を取り外し、取り外した駆動部を他のジャッキと組み合わせ別の構造物の水平出しに使用する。

特許公開２０００－１０７９６２号公報

［自動レベル調整装置の二度目の適用について］
構造物の製造工場内で特許文献１の自動水平出し装置を用いて構造物のベースプレートの上面の水平出しを一度行い、さらに別の水平器を用いて構造物が備えている定盤の水平出し、切削工具の水平出しまたは鉛直出し、ワイヤカット線の鉛直出し等の調整を行った構造物について、ユーザー企業の工場に搬送・設置しベースプレートの水平出しを行う際は、人手により水平器を用いてベースプレートの水平出しを短時間作業で終わらせている。自動レベル調整装置を用いる二度目の水平出しを行っていない。これは、ベースプレートの水平出しをそのように取り扱っても一度目の水平出し後に行った定盤などの水平出し精度が維持され加工精度に問題が生じないからである。

しかしながら、特許文献１の自動水平出し装置には以下の問題がある。自動水平出し作業をユーザー企業の最終設置場所で行うものであり、特許文献１の自動水平出し装置は、水平出し完了後は、ジャッキの一部を構成している駆動部（減速機付きサーボモータ）を取り外し、扛重部を引き続き構造物のベースプレートの下面の平面三角形状の３頂点のうちの２点の支持脚として利用するとしている。この扛重部は、装置フレームを含み、縦軸廻りに回転可能なウォームホイールに、水平軸廻りに回転可能なウォームが噛合され、駆動部の動力回転がウォームの回転軸に入力するようになっており、縦軸廻りの回転不能な昇降体がウォームホイールの中心の雌ネジに螺合され昇降可能であり、昇降体の上端にサドルを備えている。したがって、特許文献１の自動水平出し装置を用いる場合、昇降体のみをウォームやウォームホイールなどから分離して支持脚として利用することはできず、減速機付きサーボモータだけ分離できる構造であるのでコストが高く付き不経済であるという問題点がある。またサドルは小さい面積でベースプレートを受承しているだけで連結関係にはない。

また、２つの特許文献１の自動水平出し装置と１つの支持脚とで構造物のベースプレートの下面の端縁近くが選ばれる平面三角形状の３頂点を受承部とするピンポイント受承状態で例えば大地震による大きな横揺れがあると、ピンポイント受承部に横ずれが大きく生ずることがあると、構造物が落下する事故が起こる恐れがある。そこで、点としての受承状態でなく十分に広面積受承状態に変更して構造物が落下する事故を未然に防げるようにしたい。

本発明者は、新規な自動レベル調整装置を発明するに際し製造工場内で取り扱う構造物を適用対象とした。すなわち、製造工場内で取り扱う構造物は、自動レベル調整装置を用いて構造物のベースプレートの一度目の自動レベル調整を行い、構造物に備える定盤、切削工具、ワイヤカット線などのレベル調整、鉛直出し等の調整は自動レベル調整装置とは別の水平器を用いて行う当該構造物を適用対象とした。さらに、当該構造物をユーザー企業の設置場所に移して二度目のレベル調整を行う場合には、構造物の下面の支持脚としての利用が不要であって、自動レベル調整装置ではなく通常の水平器とスペーサーを用いてレベル調整を行っても差支えが無い構造物を適用対象とした。

そうして、本発明者は、新規な自動レベル調整装置を発明するに際し、当該構造物について製造工場内で自動レベル調整装置を用いてベースプレートの下面を広面積受承状態で受承できるようにして自動レベル調整を行っている最中に大きな地震がもし発生したとしても構造物が自動レベル調整装置から外れて落下するという事故を未然に防げる工夫をして本願発明を完成させた。

本発明は、上述した点に鑑み案出されたもので、レベル調整を必要とする構造物について製造工場内で自動レベル調整装置を用いて広い受承面積を有して構造物のベースプレートを受承することができて大きな地震が発生し大きな横揺れが生じても外れて落下するという事故を未然に防ぐことができ、水平軸線の周りに回転するモータの動力回転をネジ機構により微動・直動・高トルクに変換し、さらに楔機構を利用して鉛直方向上方に微動・直動するよう運動変換しかつ押上げ力を増大して構造物が大型かつ大重量であっても十分な持ち上げ機能を発揮することができる自動レベル調整装置および自動レベル調整方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願発明に係る自動レベル調整装置は、レベル調整が必要な構造物のベースプレートを下支えし微小変化量で昇降しつつベースプレートの上面の水平度をデジタル水平器を計測し出力パルスに基づいて自動レベル調整する装置であり、昇降機構部と運動変換伝達機構部と回転動力部とを備えている。

本願の第１の発明態様に係る自動レベル調整装置は、傾斜面同士で面接触する下側の原動ブロックと上側の従動ブロックとを含み、前記原動ブロックが水平方向に移動すると前記従動ブロックが鉛直方向に従動し前記従動ブロックの上面で構造物のベースプレートの下面を下支えして昇降する昇降機構部と、軸方向移動不能かつ回転可能に設けられネジ軸が前記原動ブロックに設けられたネジ孔に螺合され前記ネジ軸の回転を前記原動ブロックの水平移動に変換する運動変換伝達機構部と、前記ネジ軸を回転させる制御用モータとを備え、前記制御用モータは、前記ベースプレートの上面の水平度を検出するよう設置されるデジタル水平器の出力パルスに基づいて前記ベースプレートの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行う構成である。

本願の第２の発明態様に係る自動レベル調整装置は、第１の発明態様の構成に加え、前記制御用モータがサーボモータまたはパルスモータとされた構成である。

本願の第３の発明態様に係る自動レベル調整装置は、第１の発明態様の構成に加え、前記ベースプレートの上面のレベル調整を終えて前記制御用モータが駆動回転を停止したら、前記構造物のベースプレートの負荷により前記ネジ軸が逆回転することがないよう前記ネジ軸または前記制御用モータの回転軸を回転不能とするブレーキ装置が設けられている構成である。

本願の第４の発明態様に係る自動レベル調整装置は、第１の発明態様の構成に加え、前記構造物の前記ベースプレートが前記従動ブロックに密着して前記構造物の負荷を検知する感圧センサを前記従動ブロックの上面に備えた構成である。

本願の第５の発明態様に係る自動レベル調整方法は、前記レベル調整作業スペースに前記構造物を吊り下ろすとともに前記構造物のベースプレートの下側に第１－４の発明態様のいずれか１つの自動レベル調整装置を複数の所定位置に配置し、前記ベースプレートの上面にＸ方向の水平度を検出する第１のデジタル水平器とＹ方向の水平度を検出する第２のデジタル水平器とを配置し、第１および第２のデジタル水平器のうち、いずれか一方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該一方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整装置により自動レベル調整を行い、次いで他方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該他方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整装置により自動レベル調整を行い、もって、前記ベースプレートの上面のＸ方向およびＹ方向のレベル調整を行う構成である。

本願の第６の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第５の発明態様の構成に加え、前記自動レベル調整装置を、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する構成である。

本願の第７の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第５の発明態様の構成に加え、複数の前記自動レベル調整装置と、上面が前記自動レベル調整装置の前記従動ブロックの上面よりも数ｍｍ高い１つまたは複数の台座とを、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する構成である。

本願の第８の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第５の発明態様の構成に加え、複数の前記自動レベル調整装置を前記構造物の吊り下ろしの前または後に前記従動ブロックの上面が前記ベースプレートの下面よりも数ｍｍ低い状態に配置し、前記ベースプレートの下面四隅に締付により高さが調整可能なボルト・ナットを含む下支え脚を垂設した前記構造物をレベル調整作業スペースの床上に吊り下ろす構成である。

本願の第９の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第５の発明態様の構成に加え、吊り下ろしする前記構造物のベースプレートの予定平面内のＸ方向の２隅とＹ方向の２隅に前記ベースプレートを床から所要高さに受承し得る４つの台座を設置するとともに、Ｘ方向またはＹ方向の２隅の台座の近傍に第４の発明態様の複数の前記自動レベル調整装置を配置に各前記制御用モータを駆動して各従動ブロックを微小ずつ上昇させ前記ベースプレートの下面に密着した状態を前記感圧センサが検出したら、前記制御用モータの駆動を終了とする構成である。

本発明によれば、レベル調整を必要とする構造物について製造工場内で自動レベル調整装置を用いて広い受承面積を有して構造物のベースプレートを受承することができて大きな地震が発生し大きな横揺れが生じても外れて落下するという事故を未然に防ぐことができ、水平軸線の周りに回転するモータの動力回転をネジ機構により微動・直動・高トルクに変換し、さらに楔機構を利用して鉛直方向上方に微動・直動するよう運動変換しかつ押上げ力を増大して構造物が大型かつ大重量であっても十分な持ち上げ機能を発揮することができる自動レベル調整装置および自動レベル調整方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係り、自動レベル調整装置を示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係り、自動レベル調整方法を示す概略の平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係り、自動レベル調整方法を示す概略の平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係り、自動レベル調整方法を示す概略の平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る自動レベル調整装置および自動レベル調整方法を図面を参照して説明する。第１の実施の形態は自動レベル調整装置に関し、第２－第４の実施の形態は自動レベル調整方法に関するものである。

［第１の実施の形態］
図１は本発明の実施の形態に係る自動レベル調整装置を示す。自動レベル調整装置１は、レベル調整が必要な構造物ＡのベースプレートＢを下支えし微小変化量で昇降しつつベースプレートＢの上面の水平度（傾斜度）をデジタル水平器４０を計測し出力パルスに基づいて自動レベル調整する装置であり、昇降機構部１０と運動変換伝達機構部２０と回転動力部３０とを備え、これらが装置フレーム６０に纏めて保持されている。

昇降機構部１０は、原動ブロック１１と従動ブロック１２とを含んで構成されレベル調整作業の構造物としてセットされる構造物ＡのベースプレートＢの下面を下支えして昇降する機能を有する。

昇降機構部１０は、装置フレーム６０に一方向に水平移動可能に案内された下側の原動ブロック１１と、装置フレーム６０に鉛直方向に移動可能に案内された上側の従動ブロック１２とを含み、原動ブロック１１の上面に形成された原動側傾斜面１１ａと従動ブロック１２の下面に形成された従動側傾斜面１２ａとが面接触し相対的にスライド可能な構成である。

昇降機構部１０は、下側の原動ブロック１１と上側の従動ブロック１２とが原動側傾斜面１１ａと従動側傾斜面１２ａとで相対的にスライド可能に上下配置に設けられているから、原動ブロック１１が水平方向に移動すると、相対的にスライドする原動側傾斜面１１ａと従動側傾斜面１２ａとの間で楔作用を惹起し従動ブロック１２が鉛直方向上方の推力を倍増して従動し、従動ブロック１２の上面でベースプレートＢの下面を下支えしてベースプレートＢを昇降する機能を有する。原動ブロック１１と従動ブロック１２との楔作用による従動ブロック１２の微速移動および後述するネジ軸２１による原動ブロック１１の微速移動とが組み合わさるので、雌ネジ２２は上向きの超大な推力を生起しつつサブミクロンの単位で高さ調整するように上昇できる。

上側の従動ブロック１２の上面には、従動ブロック１２の上面に構造物ＡのベースプレートＢが着座したことを検出する感圧センサ１４を備えているのが好ましい。

感圧センサ１４は次の様に利用される。例えば、別位置の組立工場から出荷前検査を行う工場に構造物Ａを移送してきてクレーン等でレベル調整を行う位置に吊り下ろす際に、構造物ＡのベースプレートＢをプレート四隅に予め用意する台座や支持脚で受承した後に、２つまたは３つの自動レベル調整装置をベースプレートＢを差し込んでから従動ブロック１２をベースプレートＢに密着するまで上昇させ、自動レベル調整を実施する際に、当該密着を検知して従動ブロック１２の上昇を停止する検知手段とされる。

運動変換伝達機構部２０は、装置フレーム６０に回転可能かつ軸方向移動不能に支持されたネジ軸２１と、下側の原動ブロック１１に設けられネジ軸２１と螺合する雌ネジ２２とを含んで構成され、下側の原動ブロック１１が装置フレーム６０に回転不能かつ軸方向移動可能に支持されているからネジ軸２１の回転により下側の原動ブロック１１が微速水平移動しかつ上側の従動ブロック１２を押し上げるための水平移動方向の推力を増大する構成である。

運動変換伝達機構部２０は、軸方向が原動ブロック１１の水平移動方向に一致するよう基端部を装置フレーム６０に水平移動不能かつ回転可能に支持され原動ブロック１１に設けられたネジ孔２２に螺合挿通されたネジ軸２１を備えた構成である。

回転動力部３０は、モータ出力回転を減速機３３を介してネジ軸２１に伝達されるよう設けられた制御用モータ３１を備えた構成である。減速機３３はモータの出力回転を原則しトルクを増幅してネジ軸２１に伝達する。

制御用モータ３１は、ベースプレートＢの上面の水平度を検出するよう設置されたデジタル水平器（デジタル精密水準器）４０が水平度がゼロになるまで出力する出力パルス（水平ＬＥＶＥＬ信号）をモータドライバ３２に入力しモータドライバ３２内の専用アプリで出力パルス（水平ＬＥＶＥＬ信号）を受信・処理して制御用モータ３１の駆動に必要な駆動パルスを生成し、制御用モータ３１が駆動パルスを入力してベースプレートＢの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行うように構成されている。

制御用モータ３１は、サーボモータまたはパルスモータである。サーボモータは、指示を出した通りに、位置／速度／回転力（トルク）などを正確に実現するサーボ機構に使用されるモータであり、フィードバック制御する検出器付の電動機が一般的であり、ここでは、デジタル水平器４０から出力されるパルスをモータドライバ３２に入力し逓倍にしてモータ駆動パルスを出力するとともに、デジタル水平器４０が出力する傾き角の値がゼロに収束するようにフィードバック制御するよう構成される。パルスモータは電流を流す相を切り替えることで一定の角度ずつ動いて回転しセンサなしに位置決めができるモータであり、サーボモータに比べて制御が容易である。

回転動力部３０には、ネジ軸２１または制御用モータ３１の回転軸を回転不能とするブレーキ装置３４が設けられている。ブレーキ装置３４は、ベースプレートＢの上面のレベル調整を終えて制御用モータ３１が駆動回転を停止するとともにブレーキ作動するようになっており、構造物ＡのベースプレートＢの負荷によりネジ軸２１が逆回転しベースプレートＢのレベル調整が損なわれること防止する。この実施の形態ではブレーキ装置３４は、軸接手３５に設けられたディスク１０の回転を制動するように設けられているが、適宜の位置に設けられてよい。

デジタル水平器４０は、ＡＮＹＤＥＳＩＮ社製のデジタル水準器、あるいは新潟精機株式会社のデジタル水準器（レベルニック（登録商標））を用いることができる。デジタル水平器は、デジタル水平器のメーカーによって水平度を検出する手順が相違する。デジタル水平器は、一例では、ベースプレートＢの上面に水平度検出の方向をＸまたはＹ方向に合わせ、ゼロ設定ボタンを押して表示メモリがゼロを表示したら、１８０度向きを変えて測定ボタンを押して表示メモリがある値を表示するので、半値修正ボタンを押すと表示メモリに表示される半値が実傾斜度を示す。デジタル水平器は、パルス出力設定ボタンにより傾斜度がゼロになる（水平になる）まで一定数のパルスを出力できるのでこのパルスをモータの駆動に利用できる。

以上説明してきたように、本発明によれば、制御用モータ３１の回転をネジ軸２１に伝達し、ネジ軸２１の回転を原動ブロック１１に設けられネジ軸２１と螺合する雌ネジを介して原動ブロック１１に伝達して原動ブロック１１の微動・直動・水平方向高推進力に変換し、さらに原動ブロック１１と従動ブロック１２との傾斜面の摺動接触時に作用する楔作用を利用して原動ブロック１１の水平移動を従動ブロック１２の鉛直上方移動に変換し、もって、持ち上げる力が二乗倍に増大する従動ブロック１２の上面でベースプレートを受承できるから、大型で大重量の構造物Ａの自動レベル調整作業に適用でき、さらにベースプレートＢの下面を広面積で受承することができるから、自動レベル調整を行っている最中に大きな地震がもし発生したとしても構造物Ａが自動レベル調整装置から外れて落下するという事故を防げる自動レベル調整装置を提供することができる。

続いて、本発明の実施の形態に係る自動レベル調整方法について複数例を説明する。

［第２の実施の形態］
図２は本発明の第２の実施の形態に係る自動レベル調整方法を示す。この自動レベル調整方法では、図１に示す自動レベル調整装置１を３つ使用する。

まず、レベル調整作業スペース（構造物ＡのベースプレートＢの設置が予定される平面スペース）の四隅の中、一方の短辺側の二隅と他方の短辺側の中程位置との３点のそれぞれに、図２に示すように自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃを配置するとともに、短辺側の中程位置の自動レベル調整装置１Ｃを配置する。

このとき、レベル調整作業が効率的に行われるようにするために、３つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃのベースプレート受承高さについて、低い順に１Ｃ、１Ａ、１Ｂとなる相対的な受承高さに設定をする。例えば、自動レベル調整装置１Ｃの従動ブロック１２の上面を自動レベル調整装置１Ａの従動ブロック１２の上面よりも２ｍｍ低い状態に設定し、さらに自動レベル調整装置１Ａの従動ブロック１２の上面を自動レベル調整装置１Ｂの上面よりも２ｍｍ低い状態に設定する。このようにするときは、以下に説明するように、自動レベル調整装置１Ｂについては、自動レベル調整を行わないで済み、先に自動レベル調整装置１ＡによりＸ方向の自動レベル調整を行ない、後から自動レベル調整装置１ＡによりＹ方向の自動レベル調整を行なうと構造物ＡのベースプレートＢのレベル調整が行える。

上記の相対的な受承高さに設定した３つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの従動ブロック１２上にベースプレートＢが載るように構造物Ａを吊り下ろす。３つの自動レベル調整装置１は、配置が平面視三角形の３つの頂点の位置であって、平面視三角形の面積の中心が構造物Ａの重心に近い位置になるから、構造物Ａを安定して受承できる。なお、ベースプレートＢは図１に示す感圧センサ１４を押圧するがこの実施の形態では感圧センサ１４を利用しない。

この実施の形態では、ベースプレートＢの短辺に沿った方向をＸ方向とする。構造物ＡのベースプレートＢの上面にＸ方向の水平度を検出する第１のデジタル水平器４１とＹ方向の水平度を検出する第２のデジタル水平器４２とを配置して順次にベースプレートＢの上面のＸ方向の水平度とＹ方向の水平度を検出する。

この実施の形態では、３つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各従動ブロック１２の上面の高さを上述したように構造物Ａを吊り下ろす前の設定としているから、最初のレベル調整として、第１のデジタル水平器４１においてレベル測定をして、次いでパルスを出力させ、この出力パルスに基づいて、自動レベル調整装置１Ａの制御用モータ３１を駆動して従動ブロック１２の上面を上昇させ、自動レベル調整装置１Ａの目付きプレート１３の上面を微小量ずつ上昇させて自動レベル調整装置１Ｂの従動ブロック１２の上面とを同一高さに調整する。もって、ベースプレートＢのＸ方向のレベル調整を行うことができる。なお、自動レベル調整装置１Ｂの従動ブロック１２の上面の方が自動レベル調整装置１Ａの従動ブロック１２の上面よりも低い設定としたときは、第１のデジタル水平器４１において傾斜度が逆になるから、このときは、第１のデジタル水平器４１からの出力パルスに基づいて、自動レベル調整装置１Ｂの制御用モータ３１を駆動して従動ブロック１２の上面を上昇させることになる。

ベースプレートＢのＸ方向のレベル調整を行なったら、第２のデジタル水平器４２によりベースプレートＢのＹ方向のレベル測定（傾斜度測定）を行い、次いでパルスを出力させ、この出力パルスに基づいて、既にＸ方向のレベル調整を済ませた２つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂに対しＹ方向の他側にある自動レベル調整装置１Ｃの制御用モータ３１を駆動して従動ブロック１２の上面を上昇させて自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂの従動ブロック１２の上面とを同一高さに調整する。もって、ベースプレートＢのＹ方向のレベル調整を行うことができる。

Ｙ方向のレベル調整の後、再度、第１のデジタル水平器４１と第２のデジタル水平器４２でレベル検出を行い、レベル検出がゼロの値でなければ、Ｘ方向およびＹ方向のレベル調整を繰り返し行ってもよい。

続いて、ベースプレートＢのレベル調整を終えた構造物Ａについて、定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整が行われているから、定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行なう。その後、クレーン等により自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃに受承されていて連結されていない構造物Ａのみを吊り上げ、出荷のために移送する。このようにすると、自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃを含まない構造物Ａのみが製造工場からユーザーの工場に移されて直に床置して改めて行うベースプレートＢのレベル調整については水平器とスペーサーを用いて人手により短時間に行いことができ、再度の定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行わなくても要求される高精度のレベル調整、鉛直調整を担保することができる。

なお、この実施の形態の説明から分かるように、変形例として、自動レベル調整装置１Ｂをアジャスタ機能を有する台座（または支持脚）に替えてもよい。これにより、２つの自動レベル調整装置１Ａと１Ｃおよびアジャスタ機能を有する台座によりそれぞれ広い受承面精を有して吊り下ろされる構造物ＡのベースプレートＢを受承できる。そしてこの場合、構造物ＡのベースプレートＢを吊り下ろす前の自動レベル調整装置１Ａと１Ｃのベースプレートを受承する高さを、自動レベル調整装置１Ｃのベースプレート受承高さを一番低くし、自動レベル調整装置１Ａのベースプレート受承高さを２番目に低くし、台座や支持脚のベースプレート受承高さを一番高く設定する。次いで、最初に第１のデジタル水平器４１と自動レベル調整装置１Ａと用いてベースプレートＢのＸ方向の自動レベル調整を行い、次いで、第２のデジタル水平器４２と自動レベル調整装置１Ｃと用いてベースプレートＢのＹ方向の自動レベル調整を行う。これにより、構造物ＡのベースプレートＢのレベル調整を行うことができる。

なおまた、自動レベル調整装置を４つ用いてもよいが、３点支持で平面が構成され、４点目の支持は追随して平面を支持するものとなる。

［第３の実施の形態］
図３は本発明の第３の実施の形態に係る自動レベル調整方法を示す。この自動レベル調整方法では、４つの台座（または支持脚）５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを使用するとともに、２つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃを使用する。

まず、レベル調整作業スペース（構造物ＡのベースプレートＢの設置が予定される平面スペース）の四隅のそれぞれにアジャスタ機能を有する台座５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを設置するとともに、台座５０Ａの内側近傍に自動レベル調整装置１Ａを配置し、台座５０Ｃ、５０Ｄの中程位置に自動レベル調整装置１Ｃを配置する。この場合、台座５０Ｃ、５０Ｄのベースプレート受承高さを一番低く、台座５０Ｂのベースプレート受承高さを二番目に低く設定し、２つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃの各従動ブロック１２の上面を座５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄのベースプレート受承高さよりも低く設定する。

そして、４つの台座５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ上にベースプレートＢが載るように構造物Ａを吊り下してから、自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃの各制御用モータ３１をデジタル水平器以外のパルスを用いてチョッパ駆動して各従動ブロック１２をそれぞれ上昇させて感圧センサ１４がＯＮになることでベースプレートＢに密着したことを検知したら、自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃの各ブレーキ装置３４を作動させ自動レベル調整の開始前の準備完了とする。

なお、２つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃは、台座５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの上に構造物Ａを吊り下した後に、ベースプレートＢの下側に差し込んでもよい。

次いで、この実施の形態では第２の実施の形態に係る自動レベル調整方法と同様に自動レベル調整を行うことができる。最初のレベル調整として、第１のデジタル水平器４１においてレベル測定をして、第１のデジタル水平器４１の出力パルスに基づいて自動レベル調整装置１Ａのブレーキ装置３４の制動を解いて制御用モータ３１を駆動して従動ブロック１２の上面を上昇させ、自動レベル調整装置１Ａの従動ブロック１２の上面を台座５０Ｂのベースプレート受承高さと同一高さに調整し、もって、ベースプレートＢのＸ方向のレベル調整を行い、ブレーキ装置３４を制動させる。次いで、第２のデジタル水平器４２によりベースプレートＢのＹ方向のレベル測定を行い、パルスを出力させ、この出力パルスに基づいて、Ｘ方向のレベル調整を済ませた自動レベル調整装置１Ａおよび台座５０Ｂに対してＹ方向に並ぶ自動レベル調整装置１Ｃのブレーキ装置３４の制動を解いて従動ブロック１２の上面を上昇させ、ベースプレートＢのＹ方向のレベル調整を行い、ブレーキ装置３４を制動させる。これにより、構造物ＡのベースプレートＢのレベル調整を行うことができる。

続いて、ベースプレートＢのレベル調整を終えた構造物Ａについて、定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整が行われているから、定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行なう。その後、自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃは、台座５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの上に受承されていて連結されていない構造物Ａのみをクレーン等により吊り上げ、出荷のために移送する。このようにすると、自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃは、台座５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを含まない構造物Ａのみが製造工場からユーザーの工場に移されて床上に改めて直置して行うベースプレートＢのレベル調整については水平器とスペーサーを用いて人手により短時間に行いことができ、再度の定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行わなくても要求される高精度のレベル調整、鉛直調整を担保することができる。

［第４の実施の形態］
図４は第４の実施の形態を示す。この実施の形態にかかる自動レベル調整方法は、第３の実施の形態と同様に自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃを設置する。構造物Ａは、ベースプレートＢの周縁部に設けられている４つの基礎ボルト通し孔にアジャスタ機能を有する４つの支持脚（アジャスタボルト）５０Ｅ－５０Ｈを取り付けおくものとする。

構造物Ａを吊り下ろすと、４つの支持脚５０Ｅ－５０ＨでベースプレートＢが受承される。したがって、２つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃは、構造物Ａを吊り下した後に、ベースプレートＢの下側に差し込んでもよい。そして、支持脚５０Ｇ、５０Ｈのベースプレート受承高さを一番低く、支持脚５０Ｆのベースプレート受承高さを支持脚５０Ｇ、５０Ｈよりも２－３ｍｍ高く、さらに、支持脚５０Ｅのベースプレート受承高さを支持脚５０Ｇ、５０Ｈよりも２－３ｍｍ高くなるように設定する。自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃは、構造物Ａを吊り下ろしたとき構造物Ａを受承しない状態にして、吊り下ろし後に、各従動ブロック１２を上昇させ感圧センサ１４を用いて各従動ブロック１２をベースプレートＢの下面に密着させ、各ブレーキ装置３４を制動させて自動レベル調整の開始前の準備完了とする。こうすることで、その後の自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃによる自動レベル調整は、第３の実施の形態の場合と同様に実施できる。

この実施の形態では、ベースプレートＢにアジャスタ機能を有する４つの支持脚５０Ｅ－５０Ｈを備えているから、自動レベル調整後は、４つの支持脚５０Ｅ－５０Ｈのアジャスタ機能部（締付ナット）をベースプレートＢに密着させて自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃが無くてもレベル調整が保持される状態としてから、構造物Ａの定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行い、その後、クレーン等により４つの支持脚５０Ｅ－５０Ｈが付いたままの構造物Ａを吊り上げ、出荷のために移送する。

移送先のユーザーの工場では支持脚５０Ｅ－５０Ｈが付いたままの構造物Ａの据付が行われ、水平器を用い人手により改めてレベル調整を行うが、この時に、支持脚５０Ｅ－５０Ｈのアジャスタ機能部（締付ナット）の調整を行う。ここでのレベル調整は、構造物Ａの製造工場での精密なレベル調整を終えかつ定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整が行われているから、再度の定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行わなくても要求される高精度のレベル調整、鉛直調整を担保することができる。

本発明によれば、構造物の製造工場内で構造物のベースプレートの上面のレベル調整を行い、さらに別の水平器を用いて構造物が備えている定盤等のレベル調整、定盤等に固定したワークを加工、組立または測定等を行う切削工具等のレベル調整または鉛直出し、ワイヤカット線の鉛直出し等の調整を行う当該構造物に好適である自動レベル調整装置を提供することができる。

また本発明によれば、特許文献１の自動水平出し装置と同様に、作業者の熟練度に関係なく、自動的に短時間で高精度なレベル調整が実現できる。

なお、本発明の自動水平出し装置を用いて、構造物の製造工場内ではなく、ユーザー企業の工場にて上記の第２－第４の自動レベル調整方法を実施した場合にも本発明の実施に相当するものである。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…自動レベル調整装置、
１０…昇降機構部、
１１…原動ブロック、
１２…従動ブロック、
１１ａ…原動側傾斜面、
１２ａ…従動側傾斜面、
１４…感圧センサ、
２０…運動変換伝達機構部、
２１…ネジ軸、
２２…ネジ孔、
３０…回転動力部、
３１…制御用モータ、
３２…モータドライバ、
３３…減速機、
３４…ブレーキ装置、
３５…軸接手、
４０…デジタル水平器、
４１…第１のデジタル水平器、
４２…第２のデジタル水平器、
Ａ…構造物、
Ｂ…ベースプレート
５０Ａ－５０Ｄ…台座、
５０Ｅ－５０Ｈ…支持脚、
６０…装置フレーム、

水平器としては、気泡管に加えて測定した値をデジタルで表示するモニタを備え水平・垂直だけでなく、さまざまな角度の微妙な値を読み取ることができ、さらにパルスを出力できるデジタル水平器（デジタル精密水準器）が利用されている。また、最新式の三次元測定機が活用されている。

制御用モータ３１は、ベースプレートＢの上面の水平度を検出するよう設置されたデジタル水平器（デジタル精密水準器）４０が水平度がゼロになるまで出力する出力パルス（水平ＬＥＶＥＬ信号）をモータドライバ３２に入力しモータドライバ３２内の専用アプリで出力パルス（水平ＬＥＶＥＬ信号）を受信・処理して制御用モータ３１の駆動に必要な駆動パルスを生成し、制御用モータ３１が駆動パルスを入力されてベースプレートＢの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行うように構成されている。

このとき、レベル調整作業が効率的に行われるようにするために、３つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃのベースプレート受承高さについて、低い順に１Ｃ、１Ａ、１Ｂとなる相対的な受承高さに設定をする。例えば、自動レベル調整装置１Ｃの従動ブロック１２の上面を自動レベル調整装置１Ａの従動ブロック１２の上面よりも２ｍｍ低い状態に設定し、さらに自動レベル調整装置１Ａの従動ブロック１２の上面を自動レベル調整装置１Ｂの上面よりも２ｍｍ低い状態に設定する。このようにするときは、以下に説明するように、自動レベル調整装置１Ｂについては、自動レベル調整を行わないで済み、先に自動レベル調整装置１ＡによりＸ方向の自動レベル調整を行ない、後から自動レベル調整装置１ＣによりＹ方向の自動レベル調整を行なうと構造物ＡのベースプレートＢのレベル調整が行える。

Claims (9)

1. レベル調整が必要な構造物のベースプレートを下支えし微小変化量で昇降しつつ前記ベースプレートの上面を自動レベル調整する自動レベル調整装置であって、
   傾斜面同士で面接触する下側の原動ブロックと上側の従動ブロックとを含み、前記原動ブロックが水平方向に移動すると前記従動ブロックが鉛直方向に従動し前記従動ブロックの上面で構造物のベースプレートの下面を下支えして昇降する昇降機構部と、
   軸方向移動不能かつ回転可能に設けられネジ軸が前記原動ブロックに設けられたネジ孔に螺合され前記ネジ軸の回転を前記原動ブロックの水平移動に変換する運動変換伝達機構部と、
   前記ネジ軸を回転させる制御用モータとを備え、
   前記制御用モータは、前記ベースプレートの上面の水平度を検出するよう設置されるデジタル水平器の出力パルスに基づいて前記ベースプレートの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行うように構成されている
   ことを特徴とする自動レベル調整装置。
2. 前記制御用モータは、サーボモータまたはパルスモータである
   請求項１に記載の自動レベル調整装置。
3. 前記ベースプレートの上面のレベル調整を終えて前記制御用モータが駆動回転を停止したら、前記構造物のベースプレートの負荷により前記ネジ軸が逆回転することがないよう前記ネジ軸または前記制御用モータの回転軸を回転不能とするブレーキ装置が設けられている
   前記請求項１に記載の自動レベル調整装置。
4. 前記構造物の前記ベースプレートが前記従動ブロックに密着して前記構造物の負荷を検知する感圧センサを前記従動ブロックの上面に備えた
   前記請求項１に記載の自動レベル調整装置。
5. 前記レベル調整作業スペースに前記構造物を吊り下ろすとともに前記構造物のベースプレートの下側に請求項１－４のいずれか１つに記載の複数の所定位置前記自動レベル調整装置を配置し、前記ベースプレートの上面にＸ方向の水平度を検出する第１のデジタル水平器とＹ方向の水平度を検出する第２のデジタル水平器とを配置し、第１および第２のデジタル水平器のうち、いずれか一方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該一方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整装置により自動レベル調整を行い、次いで他方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該他方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整装置により自動レベル調整を行い、もって、前記ベースプレートの上面のＸ方向およびＹ方向のレベル調整を行う
   ことを特徴とする自動レベル調整方法。
6. 請求項１－４のいずれか１つに記載の前記自動レベル調整装置を、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する
   請求項５に記載の自動レベル調整方法。
7. 請求項１－４のいずれか１つに記載の複数の前記自動レベル調整装置と、上面が前記自動レベル調整装置の前記従動ブロックの上面よりも数ｍｍ高い１つまたは複数の台座とを、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する
   請求項５に記載の自動レベル調整方法。
8. 請求項１－４のいずれか１つに記載の複数の前記自動レベル調整装置を前記構造物の吊り下ろしの前または後に前記従動ブロックの上面が前記ベースプレートの下面よりも数ｍｍ低い状態に配置し、前記ベースプレートの下面四隅に締付により高さが調整可能なボルト・ナットを含む下支え脚を垂設した前記構造物をレベル調整作業スペースの床上に吊り下ろす
   請求項５に記載の自動レベル調整方法。
9. 請求項４に記載の複数の前記自動レベル調整装置の各前記制御用モータを駆動して各従動ブロックを微小ずつ上昇させ前記ベースプレートの下面に密着した状態を前記感圧センサが検出したら、前記制御用モータの駆動を終了とする
   請求項７または８に記載の自動レベル調整方法。

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