JP7195741B2

JP7195741B2 - 自立装置

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Publication number: JP7195741B2
Application number: JP2018018987A
Authority: JP
Inventors: 周一平田; 良彦澤端; 大祐福岡; 創小寺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2022-12-26
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: JP2019136777A

Description

本発明は、自らの姿勢を調整する脚部を有する自立装置の内部に設けられた水平出し機構に関する。

加工装置や収納装置などには、工場などに設置する際に、その姿勢を調整するためアジャスタ機構を備えた脚部によって自立するものがある。本明細書では、そうしたアジャスタ機能付きの装置を自立装置として説明する。自立装置は、工場の床面に傾きや段差があるような場合に、アジャスタ機構によって各々の脚部について高さ調整が行われ、自立装置本体の姿勢が整えられる。そして、装置本体内部にワークテーブルが設けられているような自立装置では、脚部による姿勢調整は、その水平出しのために行われたりする。

また、下記特許文献１には、ナットを使用した水平出し機構が開示されている。この水平出し機構は、基台に対して複数のスタッドボルトが垂直に固定され、それぞれのスタッドボルトに対し上下の位置を調整するためのナットが螺合されている。一方、板状の支持台は、スタッドボルトが貫通する通し孔が形成され、複数のナットに支えられるようにして所定の高さで位置決めされる。支持台の水平出しは、スタッドボルト毎にナットの位置を調整することによって行われる。

実開昭５６－０４８４９０号公報

しかし、前記特許文献１のように、複数個所のナットで支えるだけでは板状の支持台は安定しない。そのため、支持台を水平出しして且つ安定させるためには、更にスタッドボルトにナットを螺合し、上下一対のナットを締め付けて支持台を挟み込むようにすることが好ましい。ところが、支持台の水平出しを直接行う水平出し機構は、スタッドボルトの姿勢が鉛直でない場合に精度の高い水平出しが困難となる。つまり、支持台を位置決めする上下のナットで締め付けると、スタッドボルトに従ってナットも傾いているため、剛性が低い板状の支持台などの場合には撓みが生じてしまうからである。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、精度良く水平出しを行う自立装置の水平出し機構を提供することを目的とする。

本発明に係る自立装置は、床面に対する装置本体の姿勢調整を行う高さ調整機構を備えた脚部と、前記装置本体内部に設けられた基台と、前記基台に立設された複数本のネジ軸部材と、前記ネジ軸部材が貫通する通し孔が複数形成された板状の支持台と、各々の前記ネジ軸部材に螺合する一対の固定用ナット部材によって前記支持台を上下から挟み込んで支え、前記一対の固定用ナット部材の少なくとも一方が、雌ねじを備えた横孔が形成され、その横孔に挿入された止めネジにより前記ネジ軸部材に固定され、上方の前記固定用ナット部材は前記支持台との間に弾性部材で形成されたワッシャが取り付けられている水平出し機構と、を有する。

前記構成によれば、基台に立設された複数本のネジ軸部材に螺合した一対の固定用ナットの位置を調整し、その固定用ナットを横孔に挿入した止めネジによって固定することにより、一対の固定用ナット部材を強く締め付ける必要がなくなり、ネジ軸部材が傾いていたとしても支持台を撓ませることなく精度良く水平出しを行うことができる。

加工機械ラインの一部分を示した正面図である。自立装置の一実施形態の内部構造を側面側から示した図である。水平出し機構の一部を示した拡大図である。水平出し機構によって支持された支持台の平面図である。スタットボルトが傾いた状態の水平出し機構の一部を示した図である。スタットボルトが傾いた状態の水平出し機構の第２実施形態を示した図である。スタットボルトが傾いた状態の一般的な水平出し機構を示した図である。

次に、本発明に係る自立装置の水平出し機構の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。複数の加工工程を経て１つのワークに所定の加工が行われる場合、複数の加工機械などが並べられた加工機械ラインが使用される。その加工機械ラインは、旋盤等の工作機械がワークを順番に加工するように１つの加工ラインが構成される。図１は、そうした加工機械ラインの一部分を示した正面図である。

この加工機械ライン１は、搭載型モジュール３が複数台並べられたものである。図１には、そのうちの２台の搭載型モジュール３と、その間に挟まれた自立型モジュール５が示されている。搭載型モジュール３は、車輪を備えた台車上に旋盤やマシニングセンタ或いは検測装置などが搭載されたものであり、ベース２上のレールを機体前後方向（図面を貫く方向）に移動可能な構造となっている。従って、加工機械ライン１は、搭載型モジュール３が機体幅方向に近接して配置されたとしても、前後方向に移動することにより、搭載型モジュール３の交換やメンテナンスなどが可能となっている。

加工機械ライン１は、ベース２の上に機能の異なる搭載型モジュール３を任意に搭載することが可能であるため、ワークＷの加工内容に応じた加工機械ライン１を構築することができる。そうした加工機械ライン１では、ワーク搬入モジュールから送り込まれたワークが、旋盤などの搭載型モジュール３を順番に移動し、切削など所定の各加工工程を経てワーク搬出モジュールへと送られる。ワークＷの搬送にはワーク自動搬送機が使用されるが、搭載型モジュール３の台数が多い加工機械ライン１の場合には、複数台の搬送ロボット６を使用したワーク自動搬送機が構成される。

複数の搬送ロボット６が使用される加工機械ライン１では、各々の搬送エリアを跨いでワークＷが移動する場合に、その箇所に自立型モジュール５などが配置され、ワークの仮置きや品質チェックのためのワークの取り出しが行われるようになっている。本実施形態でも、搬送エリアを跨ぐことになる搭載型モジュール３の間に、ワークＷを仮置きするための自立型モジュール５が設けられている。

ところで、加工機械ライン１は、使用される搭載型モジュール３が標準化されたものであるため、その外装カバーの形状やデザインあるいは寸法などが一致している。従って、使用される搭載型モジュール３の種類や配置の順番が異なる場合であっても、加工機械ライン１は常に全体のデザインに統一感がある。搭載型モジュール３の間つまりベース２の間に挟まれる自立型モジュール５に関しても、加工機械ライン１の一部として統一感が失われないように、その形状やデザインあるいは寸法が設計されている。

自立型モジュール５は、加工機械ライン１を構成する搭載型モジュール３の台数や配置によって位置が異なるため、ベース２の上に搭載されるものではなく、それ自体が脚部を持った自立装置（以下、自立装置５とする）である。この自立装置５は、前後左右の４箇所に配置されたキャスタ１１により移動自在であり、且つ所定の位置に設置できるようにアジャスタ機能付きの脚部１２が取り付けられている。そのため、加工機械ライン１上の自立装置５は、４箇所ある脚部１２について各々のアジャスタボルトの長さを調整することにより、キャスタ１１を床から浮かせた状態で設置され、装置自体の姿勢が整えられる。

本実施形態の自立装置５は、前述したようにワークＷの受渡しに使用されるものであるため、ワークＷを仮置きするための支持台１５が設けられている。図１に示す左右両側の搭載型モジュール３に対して、図面左から右へとワークＷが搬送される。具体的には、左側の搬送ロボット６から支持台１５へとワークＷが仮置きされ、次にワークＷが右側の搬送ロボット６によって支持台１５から取り出される。図１の搬送ロボット６には先端にあるチャック機構６０１（図２参照）は省略されているが、仮置きされたワークＷの姿勢が常に一定でなければ受取り側の搬送ロボット６が正確にワークＷを把持することができない。そのため、支持台１５に対して水平出しが必要になる。

これまでの自立装置は、例えば脚部のアジャスタ機能を利用して装置本体内部の支持台に対して水平出しが行われていた。しかしながら、加工機械ライン１のように全体に統一感を与えるように設計されたものは、自立装置５だけ水平出しのために異なる姿勢調整を行うことが好ましくない場合がある。例えば、床面の傾きがあるために水平出しを行った場合、他の搭載型モジュール３と前面が揃わずにズレが生じるなどして統一感が損なわれることがある。その一方で、加工機械ライン１全体の統一感を優先させたのでは支持台１５の水平出しができなくなってしまう。

そこで、本実施形態の自立装置５は、支持台１５を独立して水平出しできるように水平出し機構２０が設けられている。ここで、図２は、自立装置５の内部構造を側面側から示した図である。自立装置５は、Ｃ型チャネルなどにより全体の骨格部１３が構成され、そこに支持台１５などが組み込まれ、全体が外装カバー１６によって覆われている。支持台１５は、スライドレールを使用したスライド機構１７によって装置前面に引き出し可能な構造となっている。スライド機構１７には板状の基台１８が固定され、その基台１８の上に水平出し機構２０を介して板状の支持台１５が組み付けられている。

次に、図３は、水平出し機構２０の一部であって、図２において丸で囲まれたＰ部の拡大図である。基台１８の上面には、スタットボルト２１が立設した固定板２２が重ねられ、締結ボルト２３によって固定されている。固定板２２には雌ねじを切ったねじ孔が形成され、そこにスタッドボルト２１の一端部がねじ込まれ、更にナット２４が締め付けられている。スタットボルト２１には上下に２つの固定用ナット２５，２６が螺合している。支持台１５にはスタットボルト２１が貫通する通し孔１５１が形成され、その通し孔１５１をスタットボルト２１が通った状態で、支持台１５が上下の固定用ナット２５，２６に挟み込まれる。

水平出し機構２０では、挟み込まれた支持台１５が下方の固定用ナット２６に支えられ、上方の固定用ナット２５によって浮き上がりが抑えられるようになっている。上方の固定用ナット２５は、支持台１５と直接当たらないように、弾性部材であるウレタンゴムで形成されたワッシャ２７が取り付けられている。そのため、固定用ナット２５は、水平出しの際にはワッシャ２７が支持台１５に密着するように締め付けられる。また、上下の固定用ナット２５，２６は、ともに雌ねじを切った横孔が形成され、そこに止めネジ２８がねじ込まれるよう構成されている。従って、固定用ナット２５，２６は、スタットボルト２１との螺合によって所定の高さに合わせられ、その後に止めネジ２８が締め付けられることとなる。

ところで、水平出し機構２０は、図４に示す支持台１５の３個所にスタッドボルト２１が設けられ、それぞれの個所において図３に示す構造が同じように構成されている。３個所の位置は、装置前方側に位置する１箇所と装置後方側に位置する２箇所である。これは、自立装置５の構造上、単に作業者が水平出しの作業を行うことができる位置に設けられたのであって、矩形形状の支持台１５に対して四隅に設けるようにしてもよい。その一方で、支持台１５は、水平出し機構２０を構成する３本のスタッドボルト２１の位置に形状を対応させるようにしてもよい。例えば、図４に一点鎖線や二点鎖線で示すようにカットして、支持台１５を三角形や野球のホームベース形状にしたものであってもよい。

支持台１５の上面にはワーク台３１が固定され、そのワーク台３１の凸部に嵌め込むようにしてワークＷが定位置に配置される。そのワーク台３１は、ワークＷの形状によって異なるものが使用されるため、支持台１５には長手方向（自立装置５の前後方向）に雌ねじが切られた複数の取付孔１５３が形成され、ボルト３２を使用して任意の個所で固定できるようになっている。

水平出し機構２０は、自立装置５が脚部１２で姿勢調整が行われた後、支持台１５の上に水準器を載せた水平出し作業が行われる。その水平出し方法は、先ず上側の固定用ナット２５が支持台１５から離された状態で下側の固定用ナット２６に対して行われる。３本あるスタットボルト２１において、それぞれ固定用ナット２６を回転させて高さ調整が行われ、３個所の固定用ナット２６に載せられた支持台１５の水平状態が求められる。そして、支持台１５の水平状態が整ったところで、３つの固定用ナット２６に対して止めネジ２８が締め付けられる。これにより、支持台１５を支える固定用ナット２６がスタットボルト２１に対して固定される。

次に、上側の固定用ナット２５を回転させた高さ調整により、ワッシャ２７が支持台１５に押し当てられるようにして、３つの固定用ナット２５について位置決めが行われる。上側の固定用ナット２５についても止めネジ２８が締め付けられ、支持台１５を上側から押え込む固定用ナット２５がスタットボルト２１に対して固定される。こうして水平出しが行われた支持台１５は、スタットボルト２１が貫通した３個所において上下の固定用ナット２５，２６によって挟み込まれる。特に、固定用ナット２５，２６は、止めネジ２８が締め付けられることでスタットボルト２１に固定されるため、緩みが抑えられて支持台１５の水平状態が維持される。

支持台１５の水平出しを行う場合、スタットボルト２１に傾きが生じていることもある。そうした場合、上下の固定用ナット２５，２６で板状の支持台１５を強い締め付け力によって挟み込んでしまうと、精度の良い水平出しができなくなってしまう。ここで、図７は、一般的な水平出し機構の一部を示した図であり、スタットボルト１０１が傾斜した状態（角度θ）が表現されている。この水平出し機構では、支持台１５が通常のナット１０２，１０３によって上下から挟み込まれる。

この水平出し機構では、上下のナット１０２，１０３を逆回転させて上下異なる方向に締め付け合うことで位置決めが行われる。その際、ナット１０２，１０３は、その後に緩みが生じないように強い力で締め付けられる。そのため、スタットボルト１０１に傾きがあると、板状の支持台１５は、ナット１０２，１０３から曲げ応力を受けて矢印で示すように撓みが生じてしまい、水平出しの精度が低下してしまう。その一方で、支持台１５を撓めないようにナット１０２，１０３の締め付け力を弱めれば、ナット１０２，１０３が緩んで支持台１５の水平状態が維持できなくなってしまう。

これに対して本実施形態では、図５に示すようにスタットボルト２１が傾いていたとしても、支持台１５を撓ませたりすることなく水平状態を維持することが可能になる。そこで、スタットボルト２１が傾いた場合の水平出し機構２０における水平出し方法を説明する。先ず、前述したように３本あるスタットボルト２１において、それぞれ下側の固定用ナット２６を回転させて高さ調整が行われ、３個所の固定用ナット２６に載せられた支持台１５の水平状態が求められる。このとき、固定用ナット２６が傾いているため、支持台１５との間には隙間３３が生じている。しかし、そのまま３つの固定用ナット２６に対して止めネジ２８が締め付けられる。

次に、ワッシャ２７が支持台１５に押し当てられるようにして、３つの固定用ナット２５について位置決めが行われる。固定用ナット２５も傾いているため、ウレタンゴムのワッシャ２７は偏った力によって変形が生じる。このとき、固定用ナット２５の締め付け力は、ワッシャ２７の変形によって吸収され、板状の支持台１５を撓ませない程度の大きさである。そして、上側の固定用ナット２５についても止めネジ２８が締め付けられ、支持台１５を上側から押え込む固定用ナット２５がスタットボルト２１に対して固定される。

よって、本実施形態の水平出し機構２０は、スタットボルト２１が傾いていたとしても、上下の固定用ナット２５，２６が支持台１５を強く締め付けることがないため、支持台１５を撓ませることなく水平出しすることが可能になる。しかも、止めネジ２８によって上下の固定用ナット２５，２６がスタットボルト２１に固定されるため、支持台１５の水平状態を維持することができる。また、ワッシャ２７が支持台１５と面接触しているため、下側の固定用ナット２６との接触が少なくても支持台１５の水平状態を安定させることができる。

続いて、水平出し機構の第２実施形態について説明する。図６は、その水平出し機構４０の一部を示した図である。この水平出し機構４０は、基台１８の上面にスタットボルト４１が立設した固定板４２が重ねられ、締結ボルト４３によって固定される。そして、スタットボルト４１を中に入れるようにしてコイルバネ４５が配置され、その上から通し孔１５１にスタットボルト４１を通して支持台１５が嵌め込まれる。更に、スタットボルト４１には、支持台１５の上から固定用ナット４６が螺合される。この固定用ナット４６も雌ねじを切った横孔が形成され、そこに止めネジ４８がねじ込まれている。

水平出し機構４０による水平出しは、先ず、支持台１５が各スタットボルト４１に嵌め込まれ、コイルバネ４５に支えられるようにして配置される。そのスタットボルト４１に固定用ナット４６が螺合され、支持台１５が上側から支えられる。ただし、このままの状態ではワークＷが載せられると、その度にコイルバネ４５が押し縮められて仮置きされたワークＷの高さが安定しない。そこで、ワークＷの荷重によって収縮しない程度にまで予めコイルバネ４５が押し縮められる。

支持台１５には上側から固定用ナット４６が押し当てられ、コイルバネ４５の収縮状態が維持されたまま、その固定用ナット４６の高さ調整により支持台４５に対して水準器を使用した水平出しが行われる。そして、支持台１５の水平出しが行われた後の各々の固定用ナット４６は、止めネジ４８の締め付けによりスタットボルト４１に固定される。

よって、図６にはスタットボルト４１が傾いた状態を示しているが、本実施形態ではコイルバネ４５の変形が支持台１５の傾きに対応し、且つ支持台１５には固定用ナット４６の締め付け力が作用しないため、板状の支持台１５が撓んでしまうことはない。また、コイルバネ４５が支持台１５を支えているため、搬送ロボット６によってワークＷが支持台１５に置かれる際、その衝撃はコイルバネ４５によって吸収される。

第１および第２実施形態の水平出し機構２０，４０は、自立装置５の内部において独立して水平出しが行えるため、自立装置５に対して加工機械ライン１を優先した姿勢調整を行わせることができる。また、図７に示す水平出し機構では支持台１５を挟み込んだナット１０２，１０３を上下から締め付けるため、最後の微妙な調整に狂いが生じやすく扱いが難しい。しかし、水平出し機構２０では固定用ナット２５を、水平出し機構４０では固定用ナット４６を、それぞれ上下の一方を調整することで支持台１５の水平出しが行える。そのため、調整作業が簡単であるだけでなく微調整を正確に行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では加工機械ライン１を構成する自立装置について説明したが、装置本体内部に水平出し機構の必要なものであれば特に自立型モジュールに限定されるわけではない。
また、前記実施形態ではワッシャ２７が固定用ナット２５と一体に形成された場合を示したが、固定用ナット２６にもワッシャ２７を取り付けて上下両方に設けたり、コイルバネ４５に対する固定用ナット４６に取り付けるようにしてもよい。その一方で、固定用ナット２５にワッシャ２７を取り外した、上下両方にワッシャ２７の無い水平出し機構であってもよい。

１…加工機械ライン２…ベース３…搭載型モジュール５…自立型モジュール（自立装置）６…搬送ロボット１１…キャスタ１２…脚部１５…支持台２０…水平出し機構２１…スタットボルト２５，２６…固定用ナット２７…ワッシャ２８…止めネジ

Claims

床面に対する装置本体の姿勢調整を行う高さ調整機構を備えた脚部と、
前記装置本体内部に設けられた基台と、
前記基台に立設された複数本のネジ軸部材と、
前記ネジ軸部材が貫通する通し孔が複数形成された板状の支持台と、
各々の前記ネジ軸部材に螺合する一対の固定用ナット部材によって前記支持台を上下から挟み込んで支え、前記一対の固定用ナット部材の少なくとも一方が、雌ねじを備えた横孔が形成され、その横孔に挿入された止めネジにより前記ネジ軸部材に固定され、上方の前記固定用ナット部材は前記支持台との間に弾性部材で形成されたワッシャが取り付けられている水平出し機構と、
を有する自立装置。
前記水平出し機構は、上下の両方が横孔に挿入された止めネジにより前記ネジ軸部材に固定される固定用ナット部材である請求項１に記載する自立装置。