JP2024067790A - Automatic level adjustment device and automatic level adjustment method - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an automatic level adjustment device and an automatic level adjustment method that are used when adjusting the level of a structure that requires level adjustment of the base plate, such as a machine tool, and installing the structure.
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。 Conventionally, for example, in the manufacturing process of machine tools, it was necessary to adjust the level of the structure at each process, such as machining, assembly, and inspection. Specifically, for example, the machine tool was placed on a surface plate or the like for each process, and a level (also called a spirit level) was placed on the table or the like that served as the reference surface. While looking at this, the worker would turn the adjuster attached to the leg of the machine tool with a wrench so that the machine tool was level, relying on experience and intuition. The vertical alignment of the structure was also performed after the level of the workpiece placed on the surface plate or the like was adjusted.
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。 Machines used for processing, assembly, inspection, etc. are designed to perform at their best when placed on a level (horizontal) surface. A level refers to the degree of horizontality, and for industrial machinery, achieving a highly precise horizontal surface for each process, such as processing, assembly, inspection, etc., is fundamental and essential for maintaining operational precision.
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、装置架台やベース装置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。 In various types of processing machines, manufacturing equipment, assembly equipment, etc. (hereafter referred to as structures), in order to fix a workpiece and perform highly accurate horizontal and vertical flat and hole machining on the workpiece, the base plate of the machining machine and the surface plate that fixes the workpiece must be installed with highly accurate level adjustment. Level adjustment is an essential task when installing equipment stands and base equipment frames, and in particular, measuring the floor level and adjusting the path line are important for transport equipment that transfers between equipment.
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。 If the workpiece fixing plate is not precisely leveled, not only will it be impossible to precisely adjust the level of the wire cut of a wire cut electric discharge machine that precisely drills vertical holes, but it will also be impossible to precisely set it vertical, meaning that highly precise vertical hole drilling will not be possible.
レベル調整が高精密に行われていない構造物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。 In structures where level adjustment has not been performed with high precision, even the slightest error in the horizontality of the base plate or the top surface of the stand on which the workpiece is to be installed will prevent high-precision machining of the workpiece to create a horizontal surface or drilling of vertical holes, resulting in defective products and shortening the lifespan of machinery and tools. Furthermore, because the horizontality of industrial machinery changes due to its own weight, vibration, heat, etc. while it is in use, it is necessary to periodically adjust the level even after installation.
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。 Similarly, highly precise level adjustments are also required in food processing machines, semiconductor manufacturing equipment, and other industrial machines.
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。 For many industrial machines, anchor bolts are buried in the floor of a factory or the like, and the industrial machine is lowered so that the heads of the anchor bolts are inserted into bolt holes on the periphery of the base plate of the industrial machine. The base plate is supported by a double nut that acts as an adjuster and screws onto the bolts. Level adjustments are then performed manually by checking the height and angle by tightening and loosening the nuts while checking a level, dial gauge, laser marker, convex, or the like placed on the base plate.
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。 Manual level adjustments often take a long time. When the weight of a structure is large, the force required to turn the wrench also increases, making fine adjustments difficult. Even an experienced worker would take several tens of minutes to level both the X and Y axes.
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。 As for the level, a digital level (digital precision level) is used, which has a bubble tube and a monitor that digitally displays the measured value, and can read not only horizontal and vertical but also subtle values at various angles, and can also output palms. In addition, the latest three-dimensional measuring machines are also used.
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(レベル調整と同義)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)。 Therefore, an automatic leveling device has been proposed that can automatically perform high-precision leveling (synonymous with level adjustment) in a short time, regardless of the skill level of the operator (Patent Document 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。 This automatic leveling device is configured so that one of the three vertices of the planar triangle on the underside of a structure is supported by a fixed support with a support leg at the center of one side, and two points at each of the other corners are supported by jacks. A level is placed on the reference surface of the structure to measure the inclination angles of the X and Y axes, and the two jacks are raised and lowered based on the sensor signals to level the structure. The jack has a structure in which a lifting unit (lifting mechanism) and a drive unit (servo motor with a reducer) that drives it are detachably connected. After leveling is complete, the drive units are removed, leaving each lifting unit of the two jacks as support legs, and the removed drive unit is combined with another jack and used to level another structure.
[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。
[Second application of automatic level adjustment device]
In a manufacturing plant for a structure, the automatic leveling device of Patent Document 1 is used to level the top surface of the base plate of the structure once, and then another level is used to adjust the level of the surface plate of the structure, the level or plumbing of the cutting tool, the plumbing of the wire cut line, etc. When the structure is transported and installed in a user company's plant and the base plate is leveled, the base plate is manually leveled using the level in a short period of time. A second leveling using the automatic level adjustment device is not performed. This is because handling the base plate leveling in this way maintains the leveling accuracy of the surface plate and other elements after the first leveling, and does not cause any problems with processing accuracy.
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。 However, the automatic leveling device of Patent Document 1 has the following problems. The automatic leveling work is performed at the installation site of the user company, and the automatic leveling device of Patent Document 1 removes the drive unit (servo motor with reducer) that constitutes part of the jack after completing leveling, and continues to use the lifting unit as a support leg for two of the three vertices of the planar triangle on the underside of the base plate of the structure. This lifting unit includes a device frame, and a worm that can rotate around a horizontal axis is meshed with a worm wheel that can rotate around a vertical axis, so that the power rotation of the drive unit is input to the rotation axis of the worm, and a lifting body that cannot rotate around the vertical axis is screwed into the female screw at the center of the worm wheel and can be raised and lowered, and a saddle is provided at the upper end of the lifting body. Therefore, when using the automatic leveling device of Patent Document 1, the lifting body alone cannot be separated from the worm or worm wheel, etc., and used as a support leg, and there is a problem that the structure in which only the servo motor with reducer can be separated is expensive and uneconomical. Additionally, the saddle only supports the base plate over a small area and is not connected to it.
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、単なる点としての受承状態でなくベースプレートの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔を掛止手段として利用して構造物が落下する事故を防げるようにしたい。 In addition, in the pinpoint support state of the two automatic leveling devices of Patent Document 1 and one support leg, in which the three vertices of a planar triangle near the edge of the underside of the base plate of the structure are selected, if there is a large lateral movement due to a major earthquake, for example, if a large lateral shift occurs in the pinpoint support, there is a risk of an accident in which the structure falls. Therefore, it would be desirable to prevent accidents in which the structure falls by using the foundation bolt through holes provided on the periphery of the base plate as a fastening means, rather than simply supporting the structure at a point.
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。 When the inventor invented the new automatic level adjustment device, he targeted structures handled in manufacturing plants as the target of application. In other words, the target of application is structures handled in manufacturing plants where the first automatic level adjustment of the base plate of the structure is performed using an automatic level adjustment device, and the level adjustment and plumbing adjustment of the surface plate, cutting tools, wire cut lines, etc., provided in the structure are performed using a level separate from the automatic level adjustment device. Furthermore, when the structure is moved to the user company's installation site and the second level adjustment is performed, the target of application is structures where the use of a normal level and spacers as support legs for the underside of the structure is not necessary, and where it is acceptable to perform level adjustment using a normal level and spacers instead of the automatic level adjustment device.
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周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔を掛止手段として利用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。 The inventors therefore invented a new automatic level adjustment device, which allows the foundation bolt holes on the periphery of the base plate of the structure to be used as fastening means when the automatic level adjustment device is used in the manufacturing plant, preventing accidents such as the structure falling off the automatic level adjustment device even if a large earthquake occurs during automatic level adjustment.
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ベースプレートの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔を受承箇所および係止部として受承できるようにして自動レベル調整を行うことができ、大きな地震が発生しても構造物が落下する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傘歯車機構と鉛直なネジ軸とナットランナの組み合わせにより直線微動・高トルクに変換し、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。 The present invention has been devised in consideration of the above points, and aims to provide an automatic level adjustment device and method for automatic level adjustment in a manufacturing factory for structures that require level adjustment, by allowing the foundation bolt holes on the periphery of the base plate to be received as receiving points and locking parts, preventing accidents in which the structure falls even in the event of a major earthquake, and converting the power rotation of a motor rotating around a horizontal axis into linear fine movement and high torque by combining a bevel gear mechanism, a vertical screw shaft, and a nut runner, thereby increasing the lifting force and providing sufficient lifting function even for large and heavy structures.
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、昇降機構部と回転方向変換機構部と回転駆動手段とを備えている。 To achieve the above objective, the automatic level adjustment device of the present invention supports the base plate of a structure that requires level adjustment, raises and lowers it in small increments, measures the horizontality of the top surface of the base plate with a digital level, and automatically adjusts the level based on the output pulses. The device is equipped with a lifting mechanism, a rotation direction changing mechanism, and a rotation drive means.
本願の第1の発明態様に係る自動レベル調整装置は、軸方向が鉛直方向であり回転可能・上下方向移動不能に設けられレベル調整作業時に軸上端部が前記ベースプレートに設けられた中心孔に挿通されるネジ軸と、前記ネジ軸に螺合され前記ベースプレートを受承するナットとを含み、前記ネジ軸が回転すると前記ナットが前記構造物との摩擦により回転不能で上下方向に従動する昇降機構部と、傘歯車伝達機構を介して水平軸線の周りの回転を鉛直軸線の周りの回転に変換して前記ネジ軸に回転伝達する回転方向変換機構部と、前記傘歯車伝達機構に駆動回転を与え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。 The automatic level adjustment device according to the first aspect of the present invention includes a screw shaft whose axial direction is vertical and which is rotatable but immovable in the vertical direction, and whose upper end is inserted into a central hole in the base plate during level adjustment work, and a nut that is screwed onto the screw shaft and receives the base plate. When the screw shaft rotates, the nut is imrotatable due to friction with the structure and moves vertically. The automatic level adjustment device is equipped with an elevation mechanism that converts rotation around the horizontal axis into rotation around the vertical axis via a bevel gear transmission mechanism and transmits the rotation to the screw shaft. The control motor is configured to rotate based on the output pulse of a digital level that is installed to detect the horizontality of the top surface of the base plate until the level adjustment of the top surface of the base plate is completed.
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、中心孔を有し前記中心孔に前記ネジ軸が挿通され前記ナットの上面に密着し前記ベースプレートの下面を受承し前記構造物の負荷による摩擦で前記ナットとともに回転不能である平座金様の形態の目付きプレートを備えた構成である。 The automatic level adjustment device according to the second aspect of the present invention has the same configuration as the first aspect of the invention, but also includes a flat washer-like eye plate that has a central hole through which the screw shaft is inserted, is in close contact with the upper surface of the nut, receives the lower surface of the base plate, and is unable to rotate together with the nut due to friction caused by the load of the structure.
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、前記制御用モータがサーボモータまたはパルスモータである構成である。 The automatic level adjustment device according to the third aspect of the present invention has the same configuration as the first aspect of the invention, but the control motor is a servo motor or a pulse motor.
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た構成である。 The automatic level adjustment device according to the fourth aspect of the present invention has the same configuration as the first aspect of the invention, but is also provided with a brake device that disables the screw shaft or the rotating shaft of the control motor from rotating when the control motor stops driving rotation after completing the level adjustment of the top surface of the base plate, so that the screw shaft does not rotate in the reverse direction due to the load on the base plate of the structure.
本願の第5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、前記ナットの側面より突出するブラケットに保持され、または前記従動傘歯車の下側に備えられ前記構造物の負荷を前記ナットで受承したことを検知する感圧センサを備えた構成である。 The automatic level adjustment device according to the fifth aspect of the present invention has the same configuration as the first aspect of the invention, but also includes a pressure sensor that is held by a bracket protruding from the side of the nut or is provided on the underside of the driven bevel gear and detects when the nut bears the load of the structure.
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、前記構造物の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1-5のいずれか1つの発明態様に係る前記自動レベル調整用昇降装置を複数の所定位置にそれぞれ配置し、この際、前記自動レベル調整用昇降装置のねじ軸11の上端部をベースプレートの周縁部に設けられたボルト通し孔に通し、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用昇降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用昇降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。
The automatic level adjustment method according to the sixth aspect of the present invention includes, in addition to the configuration of the fifth aspect of the invention, suspending the structure in the level adjustment work space of the structure and arranging the automatic level adjustment lifting device according to any one of the first to fifth aspects of the invention at a plurality of predetermined positions under the base plate of the structure, passing the upper end of the
本願の第7の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第6の発明態様の構成に加え、請求項1-5のいずれか1つに記載の前記自動レベル調整用昇降装置を、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。 The automatic level adjustment method according to the seventh aspect of the present invention has the same configuration as the sixth aspect of the invention, and further comprises installing the automatic level adjustment lifting device described in any one of claims 1 to 5 on the floor of the level adjustment work space of the base plate of the structure at multiple positions where the base plate can be stably supported, and placing the base plate on the lifting device.
本願の第8の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第6の発明態様の構成に加え、請求項1-5のいずれか1つに記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置と、1つまたは複数のアジャスター機能を有する支持脚とを、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。 The automatic level adjustment method according to the eighth aspect of the present invention has the same configuration as the sixth aspect of the invention, and further comprises: installing a plurality of the automatic level adjustment lifting devices described in any one of claims 1 to 5 and one or more support legs having an adjuster function on the floor of the level adjustment work space of the base plate of the structure at a plurality of positions that can stably support the base plate; and placing the base plate on them.
本願の第9の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第6の発明態様の構成に加え、請求項1-5のいずれか1つに記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置を前記構造物の吊り下ろしの前または後に前記ナット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。 The automatic level adjustment method according to the ninth aspect of the present invention includes, in addition to the configuration of the sixth aspect of the invention, a plurality of the automatic level adjustment lifting devices described in any one of claims 1 to 5 are arranged in a state in which the upper surface of the nuts is several millimeters lower than the lower surface of the base plate before or after the structure is suspended, and the structure, on which support legs including bolts and nuts whose height can be adjusted by tightening are suspended from the four corners of the lower surface of the base plate, is suspended onto the floor of the level adjustment work space.
本願の第10の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第6の発明態様の構成に加え、請求項5に記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置の各前記制御用モータを駆動して各ナットを微小量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。 The automatic level adjustment method according to the tenth aspect of the present invention has the same configuration as the sixth aspect of the invention, and is configured to drive the control motors of the multiple automatic level adjustment lifting devices described in claim 5 to raise each nut by a small amount, and when the pressure sensor detects that the nuts are in close contact with the underside of the base plate, the drive of the control motor is terminated.
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ベースプレートの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔を受承箇所および係止部として受承できるようにして自動レベル調整を行うことができ、大きな地震が発生しても構造物が落下する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傘歯車機構と鉛直なネジ軸とナットランナの組み合わせにより直線微動・高トルクに変換し、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。 According to the present invention, an automatic level adjustment device can be used in a manufacturing factory to automatically adjust the level of a structure that requires level adjustment by allowing the foundation bolt holes on the periphery of the base plate to be received as receiving points and locking parts, preventing accidents in which the structure falls even in the event of a major earthquake, and providing an automatic level adjustment device and method that converts the power rotation of a motor that rotates around a horizontal axis into linear fine movement and high torque by combining a bevel gear mechanism, a vertical screw shaft, and a nut runner, increasing the lifting force and providing sufficient lifting function even for large and heavy structures.
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。 The following describes an automatic level adjustment device and an automatic level adjustment method according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. The first embodiment relates to an automatic level adjustment device, and the second to fourth embodiments relate to automatic level adjustment methods.
[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と回転方向変換機構部20と回転駆動手段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。
[First embodiment]
1 shows an automatic level adjustment device according to an embodiment of the present invention. The automatic level adjustment device 1 supports a base plate B of a structure A that requires level adjustment, raises and lowers it in small increments, measures the horizontality (inclination) of the upper surface of the base plate B with a
昇降機構部10は、軸方向が鉛直であり回転可能・上下方向移動不能に設けられレベル出し作業時に軸上端部が前記ベースプレートBに設けられた基礎ボルト通し孔Cに挿通されるネジ軸11と、ネジ軸11に螺合されベースプレートBの下面を受承するナット12とを含み、ネジ軸11が回転するとナット12が前記構造物Aとの摩擦により回転不能で上下方向に従動するよう構成されている。
The
ナット12の上面には目付きプレート13を備えていることが好ましい。目付きプレート13は、平座金様の形態、すなわち中心孔を有しこの中心孔にネジ軸11が挿通されナット12の上面に密着載置される。目付きプレート13は、ベースプレートBの下面を広い面積で受承し構造物Aの負荷による摩擦でナット12とともに回転不能である。なお、目付きプレート13は無くてもよい。
It is preferable that the upper surface of the
ナット12の側面より突設された弾持装置14に弾持され、目付きプレート13の上面にベースプレートBが着座したことを検出する感圧センサ15を備えているのが好ましい。なお、この感圧センサ15は、後述する従動傘歯車22の下側に備えられ、構造物Aの負荷が従動傘歯車22に伝達されることを検知するように設けられてもよい。
It is preferable that the
感圧センサ15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を差し込んでから目付きプレート13をベースプレートBに密着するまでナット12を上昇させ、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13の上昇を停止する検知手段とされる。
The
回転方向変換機構部20は、互いに噛合回転する原動傘歯車21と従動傘歯車22とを有する。原動傘歯車21は、装置フレーム60に軸受を介して軸支され水平軸線の周りに回転可能である。従動傘歯車22は、中心孔に軸線が鉛直方向であるネジ軸11が挿通状態に固定され、ネジ軸11の従動傘歯車22に対する上下位置を装置フレーム60に軸受を介して軸支されており、ネジ軸11と一体に鉛直軸線の周りに回転可能である。もって、回転方向変換機構部20は、水平軸線の周りに回転を鉛直軸線の周りに回転に変換してネジ軸11に回転を伝達する。
The rotation
回転動力部30は、モータ出力回転を減速機33を介して原動傘歯車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原動傘歯車21に伝達する。
The
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。
The
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。
The
回転動力部30にはブレーキ装置34が設けられている。ブレーキ装置34は、ネジ軸11または制御用モータ31の回転軸を回転不能とするようもうけられていればよい。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11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。
The
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。
The
特に本発明によれば、ネジ軸11の上部に螺合するナット12よりも上側部分がベースプレートBの周縁部に設けられた基礎ボルト通し孔Cに通され、ナット12がベースプレートBの下面を受承する構成であり、モータの回転を傘歯車伝達機構を介して回転方向を変換して縦軸であるネジ軸11に伝達し、ネジ軸11の回転でナット12に伝達しナット12が高持ち上げ力を有して微進上動しベースプレートBを受承する構成であるから、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1から外れて落下するという事故を防げるとともに、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る自動レベル調整装置を提供することができる。
In particular, according to the present invention, the upper part of the
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。 Next, we will explain several examples of the automatic level adjustment method according to the embodiment of the present invention.
[第2の実施の形態] [Second embodiment]
図2は本発明の第2の実施の形態に係り、自動レベル調整方法を示す。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。
Figure 2 shows an automatic level adjustment method according to a second embodiment of the present invention. In this automatic level adjustment method, three automatic level adjustment devices 1 shown in Figure 1 are used. First, automatic
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。
At this time, in order to perform the level adjustment work efficiently, the base plate receiving heights of the three automatic
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。
Structure A is hung so that base plate B rests on the driven
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。
In this embodiment, the direction along the short side of base plate B is the X direction. A first
この実施の形態では、3つの自動レベル調整装置1A、1B、1Cの各目付きプレート13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を駆動して目付きプレート13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の目付きプレート13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の目付きプレート13の上面の方が自動レベル調整装置1Aの目付きプレート13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を駆動して目付きプレート13の上面を上昇させることになる。
In this embodiment, the height of the upper surface of each of the
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を駆動して目付きプレート13の上面を上昇させて自動レベル調整装置1A、1Bの目付きプレート13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。
After adjusting the level of base plate B in the X direction, the second
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。
After the level adjustment in the Y direction, level detection is performed again using the first
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。
Next, for structure A, for which the level adjustment of base plate B has been completed, the level and vertical adjustments of the surface plate, processing tools, etc. have been performed, so the level and vertical adjustments of the surface plate, processing tools, etc. are performed. After that, only the structure A that has been accepted by the automatic
なお、この実施の形態の変形例として、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。
As a modification of this embodiment, the automatic
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。 Four automatic level adjustment devices may also be used, but the plane is formed by three support points, and the fourth support point follows to support the plane.
[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つの支持脚(アジャスタボルト)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。4つの支持脚(アジャスタボルト)50A、50B、50C、50Dは、構造物AのベースプレートBの周縁部に設けられている4つの基礎ボルト通し孔Cに取り付けるものとする。
[Third embodiment]
3 shows an automatic level adjustment method according to a third embodiment of the present invention. In this automatic level adjustment method, four support legs (adjuster bolts) 50A, 50B, 50C, and 50D are used, as well as two automatic
この場合例えば、支持脚50C、50Dのベースプレート受承高さを一番低く、それよりも支持脚50Aのベースプレート受承高さを2mm高く設定し、さらに、支持脚50Dのベースプレート受承高さをさらに2mm高く設定する。
In this case, for example, the base plate receiving height of
上記の様に、この実施の形態では4つの基礎ボルト通し孔は、4つの支持脚(アジャスタボルト)50A、50B、50C、50Dの装着に用いられ、自動レベル調整装置1A、1Cのねじ軸11の挿通に利用できない。このため別途に、ベースプレートBの周縁部に自動レベル調整装置1A、1Cのねじ軸11の上端部を通すためのボルト通し孔C2を、支持脚50Aの内側に1つと、支持脚50C、50Dの中間に配置するように予め穿設しておく。これらのボルト通し孔C2に自動レベル調整装置1A、1Cの各ねじ軸11の上端部を通すように構造物Aを吊り下ろすものとする。
As described above, in this embodiment, the four foundation bolt holes are used to attach the four support legs (adjuster bolts) 50A, 50B, 50C, and 50D, and cannot be used to insert the
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)に、上記の様に受承高さを調整した支持脚50A、50B、50C、50DをベースプレートBの基礎ボルト通し孔Cに装着し、構造物Aを吊り下ろすものとする。そして、支持脚50Aの近傍のボルト通し孔C2に合わせて下側に自動レベル調整装置1Aを配置し制御用モータ31をチョッパ駆動してねじ軸11を上昇させねじ軸11の上端部をボルト通し孔C2に通し、同様に、自動レベル調整装置1Cをもう1つのボルト通し孔C2に合わせて下側に配置し制御用モータ31をチョッパ駆動してねじ軸11を上昇させねじ軸11の上端部をボルト通し孔C2に通すものとする。このとき、感圧センサ15の感圧信号を利用してモータの駆動を停止させると、自動レベル調整の開始前の準備完了とする。
First, the
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の制御用モータ31を駆動して目付きプレート13の上面を上昇させて目付きプレート13の上面のベースプレート受承高さと支持脚50Bのベースプレート受承高さとの間でベースプレートBのX方向のレベル調整を行う。
Next, in this embodiment, automatic level adjustment can be performed in the same manner as the automatic level adjustment method according to the second embodiment. As the first level adjustment, the level is measured using the first
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および支持脚50Bに対してY方向に並ぶ自動レベル調整装置1Cの目付きプレート13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。
Then, the second
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、1Cに受承されていて連結されていない構造物Aを支持脚50A、50B、50C、50Dとともに吊り上げ、出荷のために移送する。このようにすると、支持脚50A、50B、50C、50Dが垂下した状態の構造物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人手により水平器を用い支持脚50A、50B、50C、50Dについて必要なアジャストを行うだけで短時間に処理することができ、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。
Next, for the structure A, for which the level adjustment of the base plate B has been completed, the level adjustment and vertical adjustment of the surface plate, processing tools, etc. are performed, so the level adjustment and vertical adjustment of the surface plate, processing tools, etc. are performed. After that, the structure A, which has been received by the automatic
以上説明してきたように、本発明によれば、構造物Aの製造工場内で構造物AのベースプレートBの上面のレベル出しを一度行い、さらに別の水平器を用いて構造物Aが備えている定盤等のレベル出し、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う当該構造物Aに好適であり、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出しが行なえる自動レベル調整装置を提供することができる。 As explained above, according to the present invention, the top surface of the base plate B of structure A is leveled once in the manufacturing factory of structure A, and then another level is used to level the surface plate etc. equipped on structure A, level or plumb the cutting tools etc. used to process, assemble or measure the workpiece fixed to the surface plate etc., and plumb the wire cut line, etc., which are suitable for structure A, and can automatically perform high-precision leveling in a short time regardless of the skill level of the operator.
特に本発明によれば、ベースプレートBの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔C(または基礎ボルト通し孔Cが支持脚の装着で使われているときは別途に穿設するボルト通し孔C2に)に、ねじ軸11を通しかつベースプレートBの下面をねじ軸11に螺合したナット12またはナット12の上に設ける目付きプレート13で受承して持ち上げる構成であり、すなわち基礎ボルト通し孔Cを受承箇所および係止部として利用する構成であり、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が当初の受承面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。
In particular, according to the present invention, the
本発明によれば、特に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、さらにて再びネジ機構により微動・直動・高トルクに変換し、もってベースプレートBを受承して持ち上げる力を二乗倍に増大することができ、大型で大重量の構造物Aの自動レベル調整に適用できる自動レベル調整装置を提供することができる。 According to the present invention, the power rotation of a motor that rotates around a horizontal axis is converted by a screw mechanism into fine movement, linear movement, and high torque, and then converted again by a screw mechanism into fine movement, linear movement, and high torque, thereby increasing the force with which the base plate B is received and lifted by a factor of two, thereby providing an automatic level adjustment device that can be used for automatic level adjustment of a large, heavy structure A.
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出しが実現できる。 Furthermore, according to the present invention, similar to the automatic leveling device of Patent Document 1, high-precision leveling can be achieved automatically in a short time, regardless of the skill level of the operator.
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。 Note that the present invention is also implemented when the automatic leveling device of the present invention is used to carry out the second to fourth automatic level adjustment methods at a user company's factory, rather than at a structure manufacturing plant.
1…自動レベル調整装置、
10…昇降機構部、
11…ネジ軸、
12…ナット、
13…目付きプレート、
14…弾持装置、
15…感圧センサ、
20…回転方向変換機構部、
21…原動傘歯車、
22…従動傘歯車、
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、
60…装置フレーム、
A…構造物、
B…ベースプレート、
C…基礎ボルト通し孔、
C2…ボルト通し孔、
50A-50D…支持脚
1...Automatic level adjustment device,
10...Lifting mechanism part,
11...Screw shaft,
12...Nut,
13...Metal plate,
14...ammunition holding device,
15...pressure sensor,
20...Rotation direction changing mechanism,
21...Drive bevel gear,
22... driven bevel gear,
30...rotational power unit,
31...control motor,
32...motor driver,
33...Reduction gear,
34...Brake device,
35...shaft coupling,
40...Digital level,
41...first digital level,
42...second digital level,
60...Device frame,
A...structure,
B...base plate,
C...Foundation bolt through hole,
C2: Bolt hole,
50A-50D…Support legs
本願の第1の発明態様に係る自動レベル調整装置は、軸方向が鉛直方向であり回転可能・上下方向移動不能に設けられレベル調整作業時に軸上端部が前記ベースプレートに設けられたボルトを通す孔に挿通されるネジ軸と、前記ネジ軸に螺合され前記ベースプレートを受承するナットとを含み、前記ネジ軸が回転すると前記ナットが前記構造物との摩擦により回転不能で上下方向に従動する昇降機構部と、傘歯車伝達機構を介して水平軸線の周りの回転を鉛直軸線の周りの回転に変換して前記ネジ軸に回転伝達する回転方向変換機構部と、前記傘歯車伝達機構に駆動回転を与え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。 The automatic level adjustment device according to a first aspect of the present invention includes a screw shaft whose axial direction is vertical and which is rotatable but immovable in the vertical direction, and whose upper end is inserted into a hole in the base plate through which a bolt is provided during level adjustment work, and a nut that is screwed onto the screw shaft and receives the base plate, and when the screw shaft rotates, the nut is immovable in the vertical direction but is unable to rotate due to friction with the structure, a lifting mechanism that rotates in the vertical direction when the screw shaft rotates, a rotation direction conversion mechanism that converts rotation about the horizontal axis into rotation about the vertical axis via a bevel gear transmission mechanism and transmits the rotation to the screw shaft, and a control motor that provides driving rotation to the bevel gear transmission mechanism, and the control motor is configured to drive rotation until the level adjustment of the top surface of the base plate is completed based on the output pulses of a digital level that is installed to detect the horizontality of the top surface of the base plate.
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、中心孔に前記ネジ軸が挿通され前記ナットの上面に密着し前記ベースプレートの下面を受承し前記構造物の負荷による摩擦で前記ナットとともに回転不能である平座金様の形態の目付きプレートを備えた構成である。 The automatic level adjustment device according to the second aspect of the present invention has, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, a configuration including a flat washer-like eye plate through whose central hole the screw shaft is inserted, which is in close contact with the upper surface of the nut, receives the lower surface of the base plate, and is unable to rotate together with the nut due to friction caused by the load of the structure.
1…自動レベル調整装置、
10…昇降機構部、
11…ネジ軸、
12…ナット、
13…目付きプレート、
14…弾持装置、
15…感圧センサ、
20…回転方向変換機構部、
21…原動傘歯車、
22…従動傘歯車、
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、
60…装置フレーム、
A…構造物、
B…ベースプレート、
C…基礎ボルト通し孔(ボルトを通す孔)、
C2…ボルト通し孔(ボルトを通す孔)、
50A-50D…支持脚、
1...Automatic level adjustment device,
10...Lifting mechanism part,
11...Screw shaft,
12...Nut,
13...Metal plate,
14...ammunition holding device,
15...pressure sensor,
20...Rotation direction changing mechanism,
21...Drive bevel gear,
22... driven bevel gear,
30...rotational power unit,
31...control motor,
32...motor driver,
33...Reduction gear,
34...Brake device,
35...shaft coupling,
40...Digital level,
41...first digital level,
42...second digital level,
60...Device frame,
A...structure,
B...base plate,
C...Foundation bolt hole (hole for passing the bolt) ,
C2: Bolt hole (hole for passing a bolt) ,
50A-50D…Support legs,
[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で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と回転方向変換機構部20と回転駆動手段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。
[First embodiment]
Fig. 1 shows an automatic level adjustment device according to an embodiment of the present invention. The automatic level adjustment device 1 supports a base plate B of a structure A that requires level adjustment, raises and lowers it in small increments, measures the horizontality (inclination) of the upper surface of the base plate B with a
回転方向変換機構部20は、互いに噛合回転する原動傘歯車21と従動傘歯車22とを有する。原動傘歯車21は、装置フレーム60に軸受を介して軸支され水平軸線の周りに回転可能である。従動傘歯車22は、中心孔に軸線が鉛直方向であるネジ軸11が挿通状態に固定され、ネジ軸11の従動傘歯車22に対する上下位置を装置フレーム60に軸受を介して軸支されており、ネジ軸11と一体に鉛直軸線の周りに回転可能である。もって、回転方向変換機構部20は、水平軸線の周りの回転を鉛直軸線の周りの回転に変換してネジ軸11に回転を伝達する。
The rotation
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。
At this time, in order to perform the level adjustment work efficiently, the base plate receiving heights of the three automatic
Claims (10)
軸方向が鉛直方向であり回転可能・上下方向移動不能に設けられレベル調整作業時に軸上端部が前記ベースプレートに設けられた中心孔に挿通されるネジ軸と、前記ネジ軸に螺合され前記ベースプレートを受承するナットとを含み、前記ネジ軸が回転すると前記ナットが前記構造物との摩擦により回転不能で上下方向に従動する昇降機構部と、
傘歯車伝達機構を介して水平軸線の周りの回転を鉛直軸線の周りの回転に変換して前記ネジ軸に回転伝達する回転方向変換機構部と、
前記傘歯車伝達機構に駆動回転を与え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用昇降装置。 An automatic level adjustment device that receives a base plate of a structure that requires level adjustment, and automatically adjusts the level of an upper surface of the base plate by raising and lowering the base plate by a small amount of change,
a lifting mechanism including a screw shaft whose axial direction is vertical and which is rotatable but immovable in the vertical direction, and whose upper end is inserted into a central hole provided in the base plate during level adjustment work, and a nut which is screwed onto the screw shaft and receives the base plate, and when the screw shaft rotates, the nut moves in the vertical direction without being able to rotate due to friction with the structure;
a rotation direction conversion mechanism that converts the rotation about the horizontal axis into a rotation about the vertical axis via a bevel gear transmission mechanism and transmits the rotation to the screw shaft;
a control motor for applying a driving rotation to the bevel gear transmission mechanism,
The automatic level adjustment lifting device is characterized in that the control motor is configured to drive and rotate until level adjustment of the upper surface of the base plate is completed based on output pulses from a digital level device installed to detect the horizontality of the upper surface of the base plate.
請求項1に記載の自動レベル調整装置。 2. The automatic level adjustment device according to claim 1, further comprising a flat washer-like eye plate having a central hole through which the screw shaft is inserted, which is in close contact with the upper surface of the nut, receives the lower surface of the base plate, and is unable to rotate together with the nut due to friction caused by the load of the structure.
請求項1に記載の自動レベル調整用昇降装置。 The lifting device for automatic level adjustment according to claim 1 , wherein the control motor is a servo motor or a pulse motor.
前記請求項1に記載の自動レベル調整装置。 The automatic level adjustment device according to claim 1, further comprising a pressure sensor that is held by a bracket protruding from a side of the nut or is provided on the underside of the driven bevel gear and detects that the nut has received the load of the structure.
ことを特徴とする自動レベル調整方法。 an automatic level adjustment method comprising: suspending the structure into a level adjustment work space for the structure, and arranging the automatic level adjustment lifting device according to any one of claims 1 to 5 at a plurality of predetermined positions under a base plate of the structure, passing an upper end of a screw shaft 11 of the automatic level adjustment lifting device through a bolt through hole provided on the periphery of the base plate, arranging a first digital level for detecting levelness in the X direction and a second digital level for detecting levelness in the Y direction on an upper surface of the base plate, outputting a pulse from one of the first and second digital level devices and performing automatic level adjustment using the automatic level adjustment lifting device corresponding to the one digital level device, and then outputting a pulse from the other digital level device and performing automatic level adjustment using the automatic level adjustment lifting device corresponding to the other digital level device, thereby performing level adjustments in the X direction and Y direction on the upper surface of the base plate.
請求項6に記載の自動レベル調整方法。 The automatic level adjustment method according to claim 6, further comprising the steps of: installing the automatic level adjustment lifting device according to any one of claims 1 to 5 on a floor of a level adjustment work space for the base plate of the structure at a plurality of positions where the base plate can be stably supported; and placing the base plate on the lifting device.
請求項6に記載の自動レベル調整方法。 The automatic level adjustment method according to claim 6, further comprising the steps of: installing a plurality of the automatic level adjustment lifting devices according to any one of claims 1 to 5 and one or more support legs having an adjuster function on a floor of a level adjustment work space for the base plate of the structure at a plurality of positions where the base plate can be stably supported; and placing the base plate on the lifting devices.
請求項6に記載の自動レベル調整方法。 The automatic level adjustment method according to claim 6, further comprising arranging a plurality of the automatic level adjustment lifting devices according to any one of claims 1 to 5 in a state in which the upper surface of the nuts is several millimeters lower than the lower surface of the base plate before or after the structure is suspended, and suspending the structure having supporting legs including bolts and nuts that can be adjusted in height by tightening them from the four corners of the lower surface of the base plate onto a floor of a level adjustment work space.
請求項8または9に記載の自動レベル調整方法。 10. The automatic level adjustment method according to claim 8 or 9, further comprising the steps of: driving each of the control motors of the plurality of automatic level adjustment lifting devices according to claim 5 to raise each nut by a minute amount, and terminating the driving of the control motor when the pressure sensor detects that the nuts are in close contact with the underside of the base plate.
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