JP4574331B2 - 固定装置 - Google Patents

Description

本発明は、固定装置及び固定方法に関し、特に、長尺柱状の被加工部材に穿孔を施す際に使用される固定装置及び固定方法に関する。

現在、航空機等の構造部材（外板、リブ、ストリンガ等）となる板状や長尺柱状の被加工部材に切削加工や穿孔を施すために、クランプを用いて被加工部材を所定の作業台に固定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

以下、長尺柱状の被加工部材を所定の作業台に固定して穿孔を施す際に使用されていた従来の方法について、図５〜図７を用いて具体的に説明する。まず、図５に示すように平板を直角に折曲して形成した断面Ｃ字状の長尺柱状の被加工部材１００を、図７に示した作業台２００に載置した後、図６に示したテンプレート３００を被加工部材１００の上面に載置する。次いで、作業台２００に取り付けられたクランプ４００の先端部４１０で被加工部材１００及びテンプレート３００を作業台２００に押圧して固定する。そして、テンプレート３００に設けられた孔３１０を用いて被加工体１００の面１１０に穿孔位置を描き入れ、その穿孔位置を目印として穿孔治具５００を用いて被加工部材１００に穿孔を施していた。
特開２０００−１４１１１７号公報

しかし、前記した従来の固定方法においては、木ネジ４２０やボルトを締め付けることによりクランプ４００の先端部４１０を下方に押し下げて被加工部材１００を１本ずつ固定しており、固定状態を解除する際にも木ネジ４２０やボルトを緩める必要がある。従って、固定作業や固定解除作業に時間や労力を要するという問題があった。

本発明の課題は、長尺柱状の被加工部材を固定する作業に要する時間や労力を格段に低減することができる固定装置及び固定方法を提供することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも１対の平行な辺を有する断面の長尺柱状の被加工部材を固定する固定装置であって、前記被加工部材を２本平行に所定の間隔をおいて配置可能で、配置された前記各被加工部材の一方の側面を当接させる内壁を有する凹部が少なくとも１つ設けられた型板と、前記型板の前記凹部に配置された前記被加工部材間に嵌め込まれる可撓性中空管と、前記可撓性中空管内に流体を供給する流体供給手段と、を備え、前記型板の前記凹部は、前記可撓性中空管を蛇行させて案内するための複数の案内突起を有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、型板に少なくとも１つ設けられた凹部に、少なくとも１対の平行な辺を有する断面（例えばコ字状断面）の長尺柱状の被加工部材を２本平行に所定の間隔をおいて配置し、各被加工部材の一方の側面を凹部の内壁に当接させることができる。そして、型板の凹部に配置された被加工部材間に可撓性中空管を嵌め込み、この可撓性中空管内に流体供給手段で流体を供給して可撓性中空管を膨張させ可撓性中空管内の圧力を高めることにより、可撓性中空管の側面と凹部の内壁とで被加工部材を挟んで固定することができる。

従って、各凹部に配置した複数の被加工部材を一挙にまとめて所定位置に固定することができる。また、流体を排出して可撓性中空管内の圧力を低下させ可撓性中空管を収縮させることにより、固定状態を容易に解除することができる。この結果、固定作業や固定解除作業に要する時間や労力を格段に低減することができる。

また請求項１に記載の発明によれば、型板の凹部は、被加工部材間に嵌め込まれる可撓性中空管を蛇行させて案内するための複数の案内突起を有するので、可撓性中空管を蛇行させた状態で配置することができ、可撓性中空管の側面を双方の被加工部材に部分的に当接させた状態で被加工部材を固定することができる。従って、可撓性中空管の側面全体を双方の被加工部材に当接させないので、可撓性中空管の径を小さくすることができるとともに、被加工部材間の間隙を広く設定することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の固定装置において、前記型板の前記凹部は、その内部に配置された前記被加工部材を嵌め込んで前記被加工部材の幅方向における位置決めを行う溝を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、型板の凹部に設けられた溝に被加工部材を嵌め込むことにより、凹部内に配置された被加工部材の幅方向における位置決めを行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の固定装置において、前記型板の前記凹部は、前記被加工部材を上下方向に複数重ねた高さの寸法よりも大きい寸法の深さを有することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、型板の凹部は、被加工部材を上下方向に複数重ねた高さの寸法よりも大きい寸法の深さを有するので、被加工部材を上下方向に複数重ねた状態で凹部に配置して固定することができる。従って、固定作業に要する時間や労力を一層低減することができる。また、被加工部材の穿孔面同士を重ね合わせた状態で固定した場合には、重ねた穿孔面に一挙に穿孔を施すことができるので、穿孔作業に要する時間や労力を低減することもできる。

本発明によれば、型板の凹部に被加工部材を２本平行に所定の間隔をおいて配置し、被加工部材間に可撓性中空管を嵌め込み、可撓性中空管内に流体を供給して可撓性中空管の側面と凹部の内壁とで各被加工部材を挟むことにより、複数の被加工部材を一挙にまとめて所定位置に固定することができる。この結果、固定作業に要する時間や労力を格段に低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。

まず、図１〜図４を用いて、本発明実施の形態に係る固定装置について説明する。本実施の形態に係る固定装置は、少なくとも１対の平行な辺を有する断面の長尺柱状の部材、例えば平板を直角に折曲して形成した断面Ｃ字状の長尺柱状の被加工部材１００（図３及び図４参照）を所定位置に固定し、平行な辺の間の部位に穿孔を施す際に使用するものである。

本実施の形態に係る固定装置は、図１〜図３に示すように、所定の作業位置に配置される型板１０と、型板１０の表面に形成される蛇行溝に嵌め込まれるエアホース２０と、エアホース２０にソレノイドバルブ３０を介して接続されエアホース２０の内部に空気を供給する図示されていないエア供給部と、を備えて構成されている。

型板１０は、図１及び図２に示すように、所定間隔をおいて平行に複数設けられた長尺溝１１、長尺溝１１の間に設けられたエアホース配置部１２、長尺溝１１に嵌め込まれる被加工部材１００の長さ方向における位置決めを行う位置決め部１３、エアホース２０を外部からエアホース配置部１２に導くためのエアホース導通溝１４、所定の作業位置に型板１０を固定するためのセットホール１５等を有している。

長尺溝１１は、図１及び図２に示すように、型板１０の表面に２本１組にされて計４本設けられている。各長尺溝１１は、一端が型板１０の端に達しており、他端が各長尺溝１１に対して直角に設けられた連通溝１６を介して連通されている。各長尺溝１１は、図４に示すように、被加工部材１００を上下方向に２本重ねた高さの寸法よりも若干大きい寸法の深さを有しており、各長尺溝１１には被加工部材１００を上下方向に２本重ねた状態で嵌め込むことができる。また、各長尺溝１１は、被加工部材１００の穿孔面１１０の幅と同一寸法の幅を有し、各長尺溝１１に被加工部材１００を嵌め込んだ場合に、長尺溝１１の内壁１１ａに被加工部材１００の一方の側面１２０を当接させて、被加工部材１００の幅方向における位置決めを行うことができる。

エアホース配置部１２は、１組の長尺溝１１に被加工部材１００が嵌め込まれた場合に、被加工部材１００間に間隙を形成する部分である。エアホース配置部１２は、図１及び図２に示すように、エアホース２０の下面に当接する当接面１２ａと、エアホース２０を蛇行させて案内する案内突起１２ｂと、から構成されている。当接面１２ａは、長尺溝１１の底面より若干高い位置に設けられている。また、案内突起１２ｂは、当接面１２ａの長さ方向に沿って、隣接する一方の長尺溝１１側の位置と、隣接する他方の長尺溝１１側の位置と、に交互に複数配置されている。長尺溝１１及びエアホース配置部１２により、本発明における凹部が構成される。

位置決め部１３は、図１及び図３に示すように、型板１０の長さ方向の一端に設けられており、各長尺溝１１に嵌め込まれた被加工部材１００の長さ方向の一端を当接させることにより、被加工部材１００の長さ方向における位置決めを行う壁部である。位置決め部１３は、連通溝１６の一部を構成している。エアホース導通溝１４は、図１及び図３に示すように、位置決め部１３に隣接する壁部を貫通させてエアホース配置部１２の延長上に設けられており、外部に配置されたエアホース２０を壁体１０のエアホース配置部１２に導くとともに、エアホース配置部１２に配置されたエアホース２０を外部に導くものである。

セットホール１５は、図１及び図３に示すように、型板１０の両端近傍に厚さ方向に貫通させて設けられている。所定の作業台に型板１０を配置して、作業台に設けられたセットホールと型板１０に設けられたセットホール１５とを重ね合わせ、これらセットホールにピン等を挿入することにより、所定の作業位置に型板１０を固定することができる。

エアホース２０は、本発明における可撓性中空管であり、図３及び図４に示すように型板１０の長尺溝１１に嵌め込まれた被加工部材１００間に形成された間隙に嵌め込まれる。エアホース２０の太さは、被加工部材１００間に嵌め込まれた状態で加圧されて膨張したときに型板１０の上方に突出しない程度の寸法に設定される。エアホース２０の一端はソレノイドバルブ３０を介してエア供給部に接続され、他端は空気が漏れないように閉鎖されている。エア供給部は、本発明における流体供給手段であり、空気の供給量や供給時期はソレノイドバルブ３０によって制御されるようになっている。

次に、図３及び図４を用いて、本実施の形態に係る固定装置を用いて被加工部材１００を所定位置に固定して穿孔を施す方法について説明することとする。

まず、所定の作業台に型板１０を配置し、作業台に設けられたセットホールと型板１０に設けられたセットホール１５を重ね合わせてピン等を挿入することにより、所定の作業位置に型板１０を固定する（型板固定工程）。次いで、図３及び図４に示すように、穿孔面１１０同士を重ね合わせた２本の被加工部材１００を型板１０の各長尺溝１１に嵌め込み、被加工部材１００の一方の側面１２０を長尺溝１１の内壁１１ａに当接させる。また、被加工部材１００の長さ方向の一端を型板１０の位置決め部１３にも当接させて、被加工部材１００の長さ方向及び幅方向における位置決めを行う（部材配置工程）。

次いで、図３に示すように、外部のエアホース２０を型板１０のエアホース連通溝１４を介して型板１０のエアホース配置部１２に導き、被加工部材１００間（案内突起１２ｂと被加工部材１００との間）にエアホース２０を蛇行させた状態で嵌め込む（中空管嵌込工程）。

中空管嵌込工程においては、一のエアホース連通溝１４を介して外部から導いたエアホース２０を一の間隙に導いて嵌め込む。そして、エアホース２０を型板１０の他端側から外に出し、Ｕターンさせて他の間隙に嵌め込んだ上で他のエアホース連通溝１４から外部へと導くようにする。なお、エアホース２０が間隙に嵌め込まれた状態においては、図４に示すように、上下に重ねた被加工部材１００の重ね目の位置にエアホース２０の中心位置がほぼ一致しており、エアホース２０に充分な柔軟性をもたせて上下の被加工部材１００を均一に押圧することができるようになっている。

次いで、ソレノイドバルブ３０を開き、エア供給部からエアホース２０の内部に空気を供給してエアホース２０の膨張させ、その内部圧力を高めることにより、エアホース２０の側面と長尺溝１１の内壁１１ａとで被加工部材１００を挟んで固定する（部材固定工程）。続いて、穿孔治具４０を用いて、被加工部材１００の穿孔面１１０に穿孔を施す（穿孔工程）。穿孔工程においては、上下に重ね合わせた２つの被加工部材１００の穿孔面１１０に同時に穿孔を施すことができる。

以上説明した実施の形態に係る固定装置においては、長尺溝１１及びエアホース配置部１２からなる各凹部に、長尺柱状の被加工部材１００を２本平行に所定の間隔をおいて配置し、各被加工部材１００の一方の側面１２０を長尺溝１１の内壁１１ａに当接させることができる。そして、長尺溝１１に嵌め込まれた被加工部材１００間にエアホース２０を嵌め込み、このエアホース２０内にエア供給部から流体を供給してエアホース２０を膨張させその内部圧力を高めることにより、エアホース２０の側面と長尺溝１１の内壁１１ａとで被加工部材１００を挟んで固定することができる。

従って、各凹部に配置した複数の被加工部材１００を一挙にまとめて所定位置に固定することができる。また、エアホース２０から空気を排出してエアホース２０を収縮させその内部圧力を低下させることにより、固定状態を容易に解除することができる。この結果、固定作業や固定解除作業に要する時間や労力を格段に低減することができる。

また、以上説明した実施の形態に係る固定装置においては、被加工部材１００間に嵌め込まれるエアホース２０を蛇行させて案内するための複数の案内突起１２ｂを有するので、エアホース２０を蛇行させた状態で配置することができ、エアホース２０の側面を双方の被加工部材１００に部分的に当接させた状態で被加工部材１００を固定することができる。従って、エアホース２０の側面全体を双方の被加工部材１００に当接させないので、エアホース２０の径を小さくすることができるとともに、被加工部材１００間の間隙を広く設定することができる。また、固定された案内突起１２ｂにエアホース２０を当接させることにより、エアホース２０をより安定させることができる。

また、以上説明した実施の形態に係る固定装置においては、型板１０に設けられた長尺溝１１に被加工部材１００を嵌め込むことにより、被加工部材１００の幅方向における位置決めを行うことができる。また、型板１０に設けられた位置決め部１３により、被加工部材１００の長さ方向における位置決めを行うこともできる。

また、以上説明した実施の形態に係る固定装置においては、型板１０の長尺溝１１が、被加工部材１００を上下方向に２本重ねた高さの寸法よりも大きい寸法の深さを有するので、一つの長尺溝１１に２本の被加工部材１００を嵌め込んで固定することができる。従って、固定作業に要する時間や労力を一層低減することができる。また、被加工部材１００の穿孔面１１０同士を重ね合わせた状態で固定しているため、重ねた穿孔面１１０に一挙に穿孔を施すことができ、穿孔作業に要する時間や労力を低減することもできる。

なお、以上の実施の形態においては、本発明における可撓性中空管として、空気の供給を受けるエアホース２０を採用した例を示したが、空気以外の流体（水や油等）の供給を受けるホースを可撓性中空管として採用することもできる。かかる場合には、空気以外の流体（水や油等）をホースに供給する流体供給手段を採用することとする。

また、以上の実施の形態においては、長尺溝１１に嵌め込まれた被加工部材１００間に案内突起１２ｂを設けることにより、エアホース２０を蛇行させた状態で被加工部材１００間に嵌め込んだ例を示したが、案内突起１２ｂを設けずにエアホース２０を直線状に延在させて被加工部材１００間に嵌め込み、エアホース２０の側面全体を双方の被加工部材１００に当接させることもできる。

また、以上の実施の形態においては、被加工部材１００を上下方向に２本重ねた高さの寸法よりも大きい寸法の深さを有する長尺溝１１を採用した例を示したが、さらに深い長尺溝を採用して、１本の長尺溝に被加工部材１００を上下方向に３本以上重ねた状態で嵌め込むこともできる。一方、比較的浅い長尺溝を採用して、１本の長尺溝に１本の被加工部材１００を嵌め込むようにしてもよい。

また、以上の実施の形態においては、平板を直角に折曲して形成した断面Ｃ字状の長尺柱状の被加工部材１００を所定位置に固定する固定装置及び固定方法について説明した例を示したが、同様の固定装置及び固定方法を用いて、平板を直角に折曲して形成した断面コ字状や断面ロ字状の長尺柱状の被加工部材を固定することもできる。

本発明の実施の形態に係る固定装置を構成する型板の平面図である。 図１のII−II部分の断面図である。 本発明の実施の形態に係る固定装置を構成する型板の長尺溝に被加工部材を嵌め込むとともに、被加工部材間にエアホースを嵌め込んだ状態を示す平面図である。 図３のIV−IV部分の断面図である。 （ａ）は平板を直角に折曲して形成した断面Ｃ字状の長尺柱状の被加工部材を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した被加工部材の側面図である。 （ａ）は図５に示した被加工部材に穿孔を施す際に使用するテンプレートの平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示したテンプレートの正面図である。 （ａ）は図５に示した被加工部材を従来の固定方法を採用して所定の作業台に固定した状態を説明するための説明図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を側方から見た場合の図である。

符号の説明

１０ 型板
１１ 長尺溝（凹部を構成）
１１ａ 内壁
１２ エアホース配置部（凹部を構成）
１２ｂ 案内突起
１３ 位置決め部
２０ エアホース（可撓性中空管）
１００ 被加工部材
１２０ 側面

Claims (3)

1. 少なくとも１対の平行な辺を有する断面の長尺柱状の被加工部材を固定する固定装置であって、
   前記被加工部材を２本平行に所定の間隔をおいて配置可能で、配置された前記各被加工部材の一方の側面を当接させる内壁を有する凹部が少なくとも１つ設けられた型板と、
   前記型板の前記凹部に配置された前記被加工部材間に嵌め込まれる可撓性中空管と、
   前記可撓性中空管内に流体を供給する流体供給手段と、
   を備え、
   前記型板の前記凹部は、
   前記可撓性中空管を蛇行させて案内するための複数の案内突起を有することを特徴とする固定装置。
2. 前記型板の前記凹部は、
   その内部に配置された前記被加工部材を嵌め込んで前記被加工部材の幅方向における位置決めを行う溝を有することを特徴とする請求項１に記載の固定装置。
3. 前記型板の前記凹部は、
   前記被加工部材を上下方向に複数重ねた高さの寸法よりも大きい寸法の深さを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固定装置。

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