(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水力発電設備に用いられるワークに対して処置あるいは観察を行う機器を、前記ワークの目標部位に対向するように位置決めして保持する機器保持装置であって、
前記ワークに対して固定される固定支持部と、
基端部が前記固定支持部に連結されると共に先端部が前記機器に連結されることで前記固定支持部と前記機器との間に介在され、前記基端部と先端部との間に設けられた多数の関節を動かすことで、空間内の任意の位置に前記機器を位置決めし且つ該機器の姿勢を前記ワークの前記目標部位に対して処置あるいは観察を行う姿勢に調整する可動式の多関節型の支持フレームと、
を有し、
前記支持フレームの各関節に、該各関節を任意の角度位置に固定し得るロック機構が設けられていることを特徴とする機器保持装置。
【請求項２】
前記支持フレームが、自身の基端部に対して自身の先端部を水平方向に移動する水平方向可動フレームと、自身の基端部に対して自身の先端部を鉛直方向に移動する鉛直方向可動フレームと、少なくとも直交２軸の旋回軸を有する旋回機構と、からなり、
前記水平方向可動フレーム、前記鉛直方向可動フレーム、及び前記旋回機構の各可動部は、それぞれ前記ロック機構を備えた関節として構成され、
前記水平方向可動フレームの基端部が前記固定支持部に連結され、前記水平方向可動フレームの先端部に前記鉛直方向可動フレームの基端部が連結され、前記鉛直方向可動フレームの先端部に前記旋回機構のベースが連結され、前記旋回機構の旋回部に前記機器が取り付けられ、
しかも、前記鉛直方向可動フレームが平行リンク機構によって構成されると共に、前記鉛直方向可動フレームに、該鉛直方向可動フレームの先端部に作用する荷重をダンパ効果をもって基端部で支持するガススプリングが介装されていることを特徴とする請求項１に記載の機器保持装置。
【請求項３】
前記固定支持部が、それぞれに長さ調節が可能で、互いに間隔をおいて平行に配置され、且つ互いに連結された３本の支柱で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の機器保持装置。
【請求項４】
前記多数の関節のうち少なくとも固定支持部と水平方向可動フレームの連結部の関節、水平方向可動フレームの各関節、および水平方向可動フレームと鉛直方向可動フレームの連結部の関節のロック機構が、遠隔操作によりロック可能とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機器保持装置。
【請求項５】
前記機器を制御する機器制御部と、前記支持フレームの各関節のロック機構を制御するロック制御部とを備え、これら機器制御部及びロック制御部を操作するスイッチが、前記機器制御部及びロック制御部とは別個に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項1〜４のいずれか１項に記載の機器保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電設備に用いられる例えば水車ランナのベーンなどのワークに対して処理あるいは観察を行う機器を、ワークの目標部位に対向するように位置決めして保持する機器保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、ショットピーニング処理をするための先端工具（機器）を、ショットピーニング処理をする作業対象箇所に案内する先端工具案内装置（機器保持装置）が開示されている。この装置は、マニピュレータ固定部とマニピュレータとから構成され、マニピュレータ固定部を作業対象箇所付近の適切な場所に固定し、マニピュレータを作動させることで、先端工具を作業対象箇所に案内するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８１９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の先端工具案内装置は、マニピュレータによって先端工具（機器）をワークの目標部位に案内するものであるので、ほとんど人力によらずに先端工具を必要箇所に導くことができるものの、マニピュレータを使用している関係から、機構が複雑化し操作が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡素な構成で、人手により容易に機器をワークの目標部位に対向するように位置決めすることができ、かつ、その状態でロックすることにより、人手で支えることなく、ワークの目標部位に対し機器を位置決めして保持できる機器保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
すなわち、請求項１の発明に係る機器保持装置は、水力発電設備に用いられるワークに対して処置あるいは観察を行う機器を、前記ワークの目標部位に対向するように位置決めして保持する機器保持装置であって、前記ワークに対して固定される固定支持部と、基端部が前記固定支持部に連結されると共に先端部が前記機器に連結されることで前記固定支持部と前記機器との間に介在され、前記基端部と先端部との間に設けられた多数の関節を動かすことで、空間内の任意の位置に前記機器を位置決めし且つ該機器の姿勢を前記ワークの前記目標部位に対して処置あるいは観察を行う姿勢に調整する可動式の多関節型の支持フレームと、を有し、前記支持フレームの各関節に、該各関節を任意の角度位置に固定し得るロック機構が設けられていることを特徴とする。
これにより、固定支持部で機器保持装置をワークに固定した後、人手によって機器の位置を定め、その後、ロック機構により各関節をロックすることで、人手によって機器を保持しなくても、任意の位置及び姿勢に支持固定することができる。
【０００７】
また、請求項２の発明に係る機器保持装置は、前記支持フレームが、自身の基端部に対して自身の先端部を水平方向に移動する水平方向可動フレームと、自身の基端部に対して自身の先端部を鉛直方向に移動する鉛直方向可動フレームと、少なくとも直交２軸の旋回軸を有する旋回機構と、からなり、前記水平方向可動フレーム、前記鉛直方向可動フレーム、及び前記旋回機構の各可動部は、それぞれ前記ロック機構を備えた関節として構成され、前記水平方向可動フレームの基端部が前記固定支持部に連結され、前記水平方向可動フレームの先端部に前記鉛直方向可動フレームの基端部が連結され、前記鉛直方向可動フレームの先端部に前記旋回機構のベースが連結され、前記旋回機構の旋回部に前記機器が取り付けられており、しかも、前記鉛直方向可動フレームが平行リンク機構によって構成されると共に、前記鉛直方向可動フレームに、該鉛直方向可動フレームの先端部に作用する荷重をダンパ効果をもって基端部で支持するガススプリングが介装されていることを特徴とする。
これにより、鉛直方向可動フレームの先端部を基端部に対して平行移動することができ、鉛直方向可動フレームの先端部に連結された旋回機構のベースを一定の姿勢に支持することができる。また、鉛直方向可動フレームの先端側に取り付けられる機器を人手によって位置決めする際に、機器が自重により下方へ垂れ下がるのをガススプリングの支持力によって防止することができる。
【０００８】
また、請求項３の発明に係る機器保持装置は、前記固定支持部が、それぞれに長さ調節が可能で、互いに間隔をおいて平行に配置され、且つ互いに連結された３本の支柱で構成されていることを特徴とする。
これにより、当該装置を固定する箇所が、例えば水車ランナのように上下に支持板がある場合に、それら支持板を利用して当該装置の固定支持部を３点支持で容易に安定的に固定することができる。
【０００９】
また、請求項４の発明に係る機器保持装置は、前記多数の関節のうち少なくとも固定支持部と水平方向可動フレームの連結部の関節、水平方向可動フレームの各関節、および水平方向可動フレームと鉛直方向可動フレームの連結部の関節のロック機構が、遠隔操作によりロック可能とされていることを特徴とする。
これにより、例えば、旋回機構の各回動軸および鉛直可動フレームのロック機構を手動でロックすることにより機器のおおよその位置決めを行った後、水平方向可動フレームの各関節および水平方向可動フレームの連結部の各関節のロック機構を手元に用意した遠隔操作用の操作スイッチによりロック操作することで、機器を簡単・容易に位置決めすることができる。
【００１０】
また、請求項５の発明に係る機器保持装置は、前記機器を制御する機器制御部と、前記支持フレームの各関節のロック機構を制御するロック制御部とを備え、これら機器制御部及びロック制御部を操作するスイッチが、前記機器制御部及びロック制御部とは別個に移動可能に設けられていることを特徴とする。
これにより、操作スイッチのみを機器の近くに持ち運ぶことで、機器の人手による位置決めを行った後、機器をその位置で固定し且つこの固定した機器を用いて所定の処置あるいは観察を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明の機器保持装置によれば、支持フレームの多数の関節を手動で動かすことにより、機器を空間内の任意の位置に位置決めすることができ、且つ、機器の姿勢を作業対象箇所に対して作業し得る姿勢に調整することができる。しかもその状態で関節のロック機構を作動させることで、機器を位置決めした位置に調整した姿勢で安定して保持固定することができ、人手による支えを必要としない。このように、マニピュレータのようにアクチュエータを使用することなく、人手により機器を作業対象箇所に案内して位置決め固定することができるので、機構を簡素なものにすることができると共に、案内・位置決め操作がやりやすくなる。
【００１２】
請求項２に係る発明の機器保持装置によれば、鉛直方向可動フレームに平行リンク機構を採用しているので、鉛直方向可動フレームの先端部を基端部に対して平行移動することができ、鉛直方向可動フレームの先端部に連結された旋回機構のベースを一定の姿勢で支持することができる。従って、鉛直方向可動フレームを動かした後は、旋回機構を動かすだけで容易に作業対象箇所に対して機器の姿勢を定めることができる。また、鉛直方向可動フレームの先端側に取り付けられる機器を人手によって位置決めする際に、機器が自重により下方へ垂れ下がるのを、ガススプリングの支持力によって防止することができるので、操作しやすくなる。また、支持フレームの基端側に鉛直方向可動フレームを配置し、支持フレームの先端側に水平方向可動フレームを配置することでも、旋回機構のベースの位置決めを同じように行うことができるが、そのように配置した場合に比べて、上記のように配置した場合は、鉛直方向可動フレームに介装するガススプリングに加わる荷重を低減することができるので、ガススプリングを小型化することができる。
【００１３】
請求項３の発明に係る機器保持装置によれば、固定支持部が長さ調節可能な３本の支柱で構成されているので、例えば水車ランナのように上下に支持板がある場合に、それら支持板を利用して当該装置の固定支持部を３点支持で容易に安定的に固定することができる。
【００１４】
請求項４の発明に係る機器保持装置によれば、固定支持部側の関節のロック機構が遠隔操作式になっているので、機器側の関節のロック機構を手動でロックすることにより機器のおおよその位置決めを行った後、固定支持部側に位置する関節のロック機構を手元に用意した遠隔操作用の操作スイッチによりロック操作することで、機器を簡単・容易に位置決めすることができる。
【００１５】
請求項５の発明に係る機器保持装置によれば、機器制御部及びロック制御部を操作するスイッチが、それらの制御部とは別個に移動可能に設けられているので、操作スイッチのみを機器の近くに持ち運ぶことで、機器の人手による位置決めを行った後、機器をその位置で固定し且つこの固定した機器を用いて所定の処置あるいは観察を行うことができる。従って、例えば水車ランナのベーンに対して所定の処置あるいは観察を行う場合のように、所定の処置あるいは観察を行うときの作業スペースが非常に狭い場合であっても、所定の処置あるいは観察の良好な作業性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の機器保持装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】同装置の平面図である。
【図３】同装置の側面図である。
【図４】ショットピーニング装置のピーニングヘッドの分解斜視図である。
【図５】ショットピーニング装置によりショットピーニング処理する対象の水車ランナの一部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態の図面を参照して説明する。
図１は実施形態の機器保持装置の一例である、ピーニングヘッドを位置決めして保持するピーニングヘッド保持装置、並びに該保持装置によって保持されるピーニングヘッドが組みつけられたショットピーニング装置の全体構成を示す斜視図、図２は平面図、図３は側面図、図４はショットピーニング装置のピーニングヘッドの分解斜視図、図５はショットピーニング装置によりショットピーニング処理する対象の水車ランナの一部の構成を示す図である。
【００１８】
図１〜図３に示すように、このショットピーニング装置Ｍは、ワークに対して固定される固定支持部１と、ワークの作業対象箇所に対してショットピーニング処理を行うピーニングヘッド５０と、可動式の多関節型の支持フレーム２と、から成る。
なお、ピーニングヘッド保持装置（機器保持装置）は、固定支持部１と、可動式の多関節型の支持フレーム２とから成る。
【００１９】
支持フレーム２は、基端部が固定支持部１に連結されると共に先端部がピーニングヘッド５０に連結されることで、固定支持部１とピーニングヘッド５０との間に介在されており、基端部と先端部との間に設けられた多数の関節Ｋ１〜Ｋ７を動かすことで、空間内の任意の位置にピーニングヘッド５０を位置決めし、且つ、ピーニングヘッド５０の姿勢を作業対象箇所に対して作業し得る最適な姿勢に調整するものである。
【００２０】
支持フレーム２の各関節Ｋ１〜Ｋ７には、必要に応じて該各関節Ｋ１〜Ｋ７を任意の角度位置に固定し得るロック機構９１〜９７が設けられる。ロック機構は全部の関節Ｋ１〜Ｋ７に設けてもよいが、互いに関連する関節があれば、それら関節のうち少なくとも１つ設ければ足りる。
【００２１】
固定支持部１は、それぞれにアジャスタ１３によって長さ（高さ）調節が可能で、互いに間隔をおいて平行に配置され、且つ、互いに連結バー１２によって連結された３本の支柱１１によって構成されている。連結バー１２は、上部と下部で支柱１１間を繋いでおり、２本の支柱１１を繋ぐ上下の連結バー１２の長さ方向の中間部に、もう１本の支柱１１に連結された連結バー１２の一端が連結されている。
【００２２】
３本の各支柱１１の延在方向に垂直な互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とし、３本の各支柱１１の延在方向をＺ方向とするとき、Ｘ・Ｙ方向は水平方向に設定されている。またＺ方向は鉛直方向に設定されている。
【００２３】
支持フレーム２は、自身の基端部に対して自身の先端部を水平方向に移動する水平方向可動フレーム２０と、自身の基端部に対して自身の先端部を鉛直方向に移動する鉛直方向可動フレーム３０と、少なくとも直交２軸の旋回軸４３、４４を有する旋回機構４０と、から成る。水平方向可動フレーム２０、鉛直方向可動フレーム３０、旋回機構４０の各可動部は、それぞれロック機構を備えた関節Ｋ１〜Ｋ７として構成されている。
【００２４】
この支持フレーム２では、水平方向可動フレーム２０の基端部が固定支持部１の１本の支柱１１に連結され、水平方向可動フレーム２０の先端部に鉛直方向可動フレーム３０の基端部が連結され、鉛直方向可動フレーム３０の先端部に旋回機構４０のベースブロック（ベース）４１が連結されている。そして、旋回機構４０の最終段の旋回部４５にピーニングヘッド５０が取り付けられている。
【００２５】
支持フレーム２の構成をより詳細に説明する。
固定支持部１の１本の支柱１１に連結ブロック２２が固定され、この連結ブロック２２に鉛直方向に軸線を配した回動軸２３を介して、第１のアーム２１の基端部（水平方向可動フレーム２０の基端部に相当）が水平方向に図２中矢印Ｘ１で示すよう回動自在に連結されている。第１のアーム２１は、上下一対の水平バー８０と、上下一対の水平バー８０の両端を繋ぐ左右一対の垂直バー８１とで矩形枠状に変形しないように形成されている。回動軸２３は、第１のアームを水平方向に回動させる第１の関節Ｋ１を構成しており、任意の角度位置で回動をロックするロック機構９１を備えている。
【００２６】
第１のアーム２１の先端には鉛直方向に軸線を配した回動軸２５を介して連結ブロック２４が水平方向回動自在に連結されている。連結ブロック２４には鉛直方向に軸線を配した回動軸２７を介して、第２のアーム２６の基端部が水平方向回動自在に連結されている。
この場合、連結ブロック２４は、第１のアーム２１に対して回動軸２５を介して水平方向に図２中矢印Ｘ２で示すよう回動自在に連結され、第２のアーム２６は、連結ブロック２４に対して別の回動軸２７を介して水平方向に図２中矢印Ｘ３で示すよう回動自在に連結されている。
【００２７】
各回動軸２５、２７にはロック機構９２、９３が備わっており、両回動軸２５、２７によって、第１のアーム２１に対して第２のアーム２６を水平方向に回動させる第２の関節Ｋ２が構成されている。この第２のアーム２６も、上下一対の水平バー８０と、上下一対の水平バー８０の両端を繋ぐ左右一対の垂直バー８１とで矩形枠状に変形しないように形成されている。
ここでロック機構９１，９２，９３としては、例えばエアを利用して遠隔操作により回動軸を回転しないよう所定角度で把持固定するものが考えられる。なお、エアの他に電磁力を利用して遠隔操作により固定するものであってもよい。
【００２８】
第２のアーム２６の先端には連結ブロック２８（水平方向可動フレーム２０の先端部に相当）が連結され、この連結ブロック２８に鉛直方向に軸線を配した回動軸２９を介して、鉛直方向可動フレーム３０の基端部が、水平方向に図２中矢印Ｘ４で示すよう回動自在に連結されている。回動軸２９にはロック機構９４が備わっており、この回動軸２９によって、鉛直方向可動フレーム３０を水平方向可動フレーム２０の第２のアーム２６に対して水平方向に回動させる第３の関節Ｋ３が構成されている。
【００２９】
以上のように、水平方向可動フレーム２０は、回動軸２３によって連結ブロック２２に連結された第１のアーム２１の基端部から、回動軸２９を介して鉛直方向可動フレーム３０の基端部に連結された第２のアーム２６の先端部の連結ブロック２８までの要素によって構成されている。
【００３０】
一方、鉛直方向可動フレーム３０は、図２に示すように、平行リンク機構として構成された第３のアーム３２を備えている。第３のアーム３２は、上下一対の横バー８３と、上下一対の横バー８３の端部間を繋ぐ一対の縦バー８２とから平行四辺形に構成されており、上下の横バー８３の両端が、縦バー８２の上下端に設けた連結ブロック３１、３４に、水平方向に軸線を配した回動軸３３、３５を介して鉛直方向回動自在に連結されている。これにより、基端部の縦バー８２に対して先端部の縦バー８２が鉛直方向に平行移動できるようになっている。
【００３１】
ここで、第３のアーム３２の基端部は、連結ブロック３１により、第２のアーム２６の先端の連結ブロック２８に回動軸２９を介して水平方向回動自在に連結されている。また、鉛直方向可動フレーム３０の先端部に設けられた縦バー８２またはその上下端の連結ブロック３４には、旋回機構４０のベースブロック（ベース）４１が固定されている。旋回機構４０のベースブロック４１は、平行リンク機構で構成された鉛直方向可動フレーム３０の先端部に取り付けられているので、一定の姿勢を保ちながら鉛直方向に平行移動できるようになっている。
【００３２】
鉛直方向可動フレーム３０の第３のアーム３２の基端部を鉛直方向回動自在に支持する回動軸３３があり、この回動軸３３によって、第３のアーム３２を鉛直方向に回動させる第４の関節Ｋ４が構成されている。また、第３のアーム３２の先端部の回動軸３５にロック機構９５が備わっており、この回動軸３５によって、旋回機構４０のベースブロック４１を、第３のアーム３２の先端部の変位に拘わらず一定の姿勢に保つように、第３のアーム３２に対して鉛直方向に相対回動させる第５の関節Ｋ５が構成されている。平行リンク機構として構成された第３のアーム３２は、上下の横バー８３の基端部が上下の回動軸３３で鉛直方向に回動自在に支持されているので、図３の矢印Ｚ１で示すように、全体として上下方向に揺動することができるようになっている。
平行リンク機構の関節Ｋ４、Ｋ５は、同じ動きをすることから、関節Ｋ４、Ｋ５のロック機構はそれら個々に設ける必要はなく、ただひとつあれば足りる。この実施形態では、関節Ｋ５に、カムやトグル機構等手動により操作される摩擦力を利用したロック機構９５が設けられている。
【００３３】
また、このように構成された鉛直方向可動フレーム３０には、該鉛直方向可動フレーム３０の先端部に作用する荷重をダンパ効果をもって基端部で支持するガススプリング３８が介装されている。すなわち、ガススプリング３８の一端が、平行リンク機構として構成された第３のアーム３２の上側の横バー８３の先端部に近い位置に回動可能に連結され、ガススプリング３８の他端が、平行リンク機構として構成された第３のアーム３２の下側の横バー８３の基端部に近い位置に回動可能に連結されている。
【００３４】
鉛直方向可動フレーム３０の先端部に取り付けられた旋回機構４０には、ベースブロック４１に対して第１の旋回軸４３の周りに旋回する第１旋回部４２と、第１旋回部４２に対して第２の旋回軸４４の周りに旋回する第２旋回部４５が設けられている。第１の旋回軸４３は、図１及び２に示すように、第３のアーム３２の移動する鉛直面に対して平行な水平方向に延びる軸として設定されており、第１の旋回部４２は、その水平な第１の旋回軸４３を中心にして、図１及び図３中矢印αで示すように鉛直面に沿って回転することができるようになっている。
【００３５】
また、第２の旋回軸４４は、図１及び図２に示すように第１の旋回部４２上に第１の旋回軸４３と直交する軸として設定されており、第２の旋回部４５は、その第２の旋回軸４４を中心にして、図１及び図２中矢印βで示すように回転することができるようになっている。
【００３６】
第１の旋回軸４３及び第２の旋回軸４４にも、ロック機構９６、９７がそれぞれに備わっている。そして、これらの旋回軸４３、４４によって、それぞれ第６の関節Ｋ６と第７の関節Ｋ７とが構成されている。なお、ロック機構９６，９７も、前記ロック機構９５と同様、手動により操作される摩擦力を利用した形式のロック機構とされている。
【００３７】
第２の旋回部４５は、ピーニングヘッド５０を取り付けるブラケットとしての部材であり、この第２の旋回部４５にピーニングヘッド５０のヘッド本体５１が取り付けられている。
【００３８】
ショットピーニング処理を行う場合は、図４に示すように、ピーニングヘッド５０のヘッド本体５１にチャンバ６０を装着し、ショットピーニング処理の作業対象箇所を囲むようにチャンバ６０をセットする。そして、チャンバ６０の内部に収容したショット材（鋼球など）を、ヘッド本体５１に設けられた振動体５３の振動面５５の振動により作業対象箇所に向けて射出し、射出されたショット材により作業対象箇所をショットピーニング処理する。
【００３９】
ヘッド本体５１には、ケース５２に保持された振動体５３に超音波振動を付与する振動発生器（図示略）が内蔵されている。一方のチャンバ６０には、ショット材の収容空間６２を囲むチャンバ壁６１が設けられると共に、ショット材を作業対象箇所に射出するためにショット材の収容空間６２の前面を開放する前面開口部６４と、ヘッド本体５１の振動体５３の振動面５５を収容空間６２に臨ませる後面開口部６３と、チャンバ６０をヘッド本体５１のケース５２側の装着具５８に着脱自在に装着する装着具６８と、が設けられている。
【００４０】
ところで、図１〜図４に示すショットピーニング装置Ｍは、ワークとして例えば、図５に示すような水車ランナ８００の所定箇所をショットピーニング処理するためのものである。水車ランナ８００上のショットピーニング処理が必要な作業箇所は、キャビテーションによる損耗の認められる箇所であり、ベーン８０３の先端及び先端付近の領域である。ベーン８０３は、上下の支持板８０１、８０２の間に接合されており、その接合箇所などがショットピーニング処理の作業対象箇所とされている。
【００４１】
具体的には、水車ランナ８００のＲ部の付け根８１１やＲ部の付け根の先端部８１２、ベーン８０３の先端部８１３、ベーン８０３の面８１４である。これらの箇所は、作業領域の表面形状が異なるので、異なるタイプのチャンバ６０を使用して、ショットピーニング処理を行う必要があり、チャンバ６０をヘッド本体５１に対して付け替えることができるようになっている。
【００４２】
次に制御系統について説明する。
支持フレーム２の各関節Ｋ１〜Ｋ７に設けられたロック機構は、手動で操作できるように構成することもできるし、必要に応じて例えば、圧縮エアの供給により遠隔操作できるように構成することもできる。支持フレーム２の先端側（ピーニングヘッド５０が取り付けられる側）以外の関節（例えばＫ１〜Ｋ３）については、遠隔操作できるように構成しておくことが望ましく、その場合、ピーニングヘッド５０の動作を制御するピーニングヘッド制御とは別に関節のロック機構の動作を制御するロック制御部を設け、ピーニングヘッド制御部及びロック制御部を操作するスイッチを、ピーニングヘッド制御部及びロック制御部とは別個に移動可能に設けて持ち運びできるようにすることが望ましい。
【００４３】
次に、図５の水車ランナ８００をショットピーニング処理する場合を例にとって、上記ショットピーニング装置Ｍの作用を説明する。
【００４４】
このショットピーニング装置Ｍを使用する場合は、まず、固定支持部１の３本の支柱１１の上下端を、図５の水車ランナ８００の上側の支持板８０１と下側の支持板８０２に突き当てて突っ張らせることで、ショットピーニング装置Ｍを支持固定する。この場合、３本の支柱１１により３点で支持するため、固定支持部を容易に安定的に固定することができる。
【００４５】
次に、支持フレーム２の多数の関節Ｋ１〜Ｋ７を手動で動かすことにより、ピーニングヘッド５０の位置及び姿勢を作業対象箇所に対して作業し得る最適な位置及び姿勢に調整する。つまり、水平方向可動フレーム２０を動かしてピーニングヘッド５０の水平方向の位置を決め、鉛直方向可動フレーム３０を動かして鉛直方向の位置を決める。また、第１の旋回部４２や第２の旋回部４５を動かしてピーニングヘッド５０の姿勢を調整する。
【００４６】
そして、位置決めや姿勢調整が終わったら、関節Ｋ１〜Ｋ７のロック機構を作動させることで、関節Ｋ１〜Ｋ７を動かないようにロックする。位置決めや姿勢の調整とロック機構の操作は、基端側から先端側に向かって順番に行ってもよいし、任意の順番で行ってもよい。最終的に全部のロック機構をロック状態にすることで、ピーニングヘッド５０を位置決めした位置に調整した姿勢で安定して保持固定することができ、人手による支えを必要としなくなる。
【００４７】
このように、マニピュレータのようにアクチュエータを使用することなく、人手によりピーニングヘッド５０を作業対象箇所に案内して位置決め固定することができるので、機構を簡素なものにすることができると共に、案内・位置決め操作がやりやすくなる。
【００４８】
この実施形態のショットピーニング装置Ｍの場合、鉛直方向可動フレーム３０に平行リンク機構を採用しているので、鉛直方向可動フレーム３０の先端部を基端部に対して平行移動することができ、鉛直方向可動フレーム３０の先端部に連結された旋回機構４０のベースブロック４１を一定の姿勢で支持することができる。従って、鉛直方向可動フレーム３０を動かした後は、旋回機構４０を動かすだけで容易に作業対象箇所に対してピーニングヘッド５０の姿勢を定めることができる。
【００４９】
また、鉛直方向可動フレーム３０の先端側に取り付けられるピーニングヘッド５０を人手によって位置決めする際に、ピーニングヘッド５０が自重により下方へ垂れ下がるのを、ガススプリング３８の支持力によって防止することができるので、操作しやすくなる。
【００５０】
また、支持フレーム２の基端側に鉛直方向可動フレーム３０を配置し、支持フレーム２の先端側に水平方向可動フレーム２０を配置することでも、旋回機構４０のベースブロック４１の位置決めを同じように行うことができるが、そのように配置した場合に比べて、本実施形態のように配置した場合は、鉛直方向可動フレーム３０に介装するガススプリング３８に加わる荷重を低減することができるので、ガススプリング３８を小型化することができる効果も得られる。
【００５１】
また、固定支持部と水平方向可動フレームの連結部の関節、水平方向可動フレームの各関節、および水平方向可動フレームと鉛直方向可動フレームの連結部の関節のロック機構が遠隔操作式にした場合は、ピーニングヘッド側の関節のロック機構を手動でロックすることによりピーニングヘッド５０のおおよその位置決めを行った後、基端側に位置する関節のロック機構を手元に用意した遠隔操作用の操作スイッチによりロック操作することで、ピーニングヘッド５０を簡単・容易に位置決めすることができる効果が得られる。
【００５２】
また、ピーニングヘッド制御部及びロック制御部を操作するスイッチを、それらの制御部とは別個に移動可能に設けた場合は、操作スイッチのみをピーニングヘッド５０の近くに持ち運ぶことで、ピーニングヘッド５０の人手による位置決めを行った後、ピーニングヘッド５０をその位置で固定し且つこの固定したピーニングヘッド５０を用いてショットピーニング処理を行うことができる。従って、例えば水車ランナ８００のベーン８０３に対してショットピーニング処理を行う場合のように、ショットピーニング処理を行うときの作業スペースが非常に狭い場合であっても、ショットピーニング処理の良好な作業性を確保できる。ところで、操作スイッチは、ピーニングヘッド制御部とロック制御部のうちの少なくとも一方を操作可能な構成とすることもできる。
【００５３】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、前記実施形態では、ピーニングヘッドを位置決めして保持するピーニングヘッド保持装置を例に挙げて本発明の機器保持装置を説明したが、これに限られることなく、本発明に係る機器保持装置は、溶接部の残留応力を測定するための測定器ヘッド、あるいは溶接部を観察するカメラ等の機器を位置決めして保持する場合でも使用可能である。
また、前記実施形態では、本発明の機器保持装置によって保持される機器を対向配置させるワークの例として水車ランナを挙げたが、これに限られることなく、ワークとしては、ガイドベーンあるいはケーシング等水力発電設備に用いられる他のワークであっても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１  固定支持部
２  支持フレーム
１１  支柱
２０  水平方向可動フレーム
３０  鉛直方向可動フレーム
３８  ガススプリング
４０  旋回機構
４１  ベースブロック（ベース）
４３，４４  旋回軸
５０  ピーニングヘッド
９１〜９７  ロック機構
８００  水車ランナ（ワーク）
Ｋ１〜Ｋ７  関節
Ｍ  ショットピーニング装置
【要約】
【課題】簡素な構成で、人手により容易に機器をワークの目標部位に対向するように位置決めして保持するようにする。
【解決手段】ワークに対して固定される固定支持部１と、ワークの作業対象箇所に対してショットピーニング処理を行うピーニングヘッド５０と、基端部が固定支持部に連結されると共に先端部がピーニングヘッドに連結され、前記基端部と先端部との間に設けられた多数の関節Ｋ１〜Ｋ７を動かすことで、空間内の任意の位置にピーニングヘッドを位置決めし且つピーニングヘッドの姿勢を作業対象箇所に対して作業し得る姿勢に調整する可動式の多関節型の支持フレーム２と、を有し、各関節に、各関節を任意の角度位置に固定し得るロック機構が設けられている。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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