(57)【要約】【課題】被加工金属板の固定を容易にした、被加工金属板の固定装置及び被加工金属板の固定方法を提供する。【解決手段】被加工金属板７に多数の貫通孔を形成する際に用いられる、被加工金属板７の固定装置１である。被加工金属板７を載置する基台８と、基台８と被加工金属板７との間に配置されるスペーサ９とを備える。基台８には、電磁石１０によってスペーサ９を介して被加工金属板７を基台８に固定する固定手段１１が設けられている。電磁石１０は、被加工金属板７の中心部に対応して基台８に配置された中心側磁石と、中心側磁石より外側に配置された外側磁石とを有する。電磁石１０には、中心側磁石と外側磁石のそれぞれに通電するとともに、被加工金属板７を基台８に固定する際、中心側磁石に通電して磁力を発生させた後、外側磁石に通電して磁力を発生させる制御部１３が接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工金属板に多数の貫通孔を形成する際に用いられる、被加工金属板の固定装置であって、
前記被加工金属板を載置する基台と、該基台と前記被加工金属板との間に配置される磁性体からなるスペーサと、を備え、
前記基台には、電磁石による磁力によって前記スペーサを介して前記被加工金属板を該基台に固定する固定手段が設けられ、
前記電磁石は、少なくとも前記被加工金属板の中心部に対応して前記基台に配置された中心側磁石と、該中心側磁石より外側に配置された外側磁石と、を有し、
前記電磁石には、前記中心側磁石と前記外側磁石のそれぞれに通電するとともに、前記被加工金属板を前記基台に固定する際、前記中心側磁石に通電して磁力を発生させた後、前記外側磁石に通電して磁力を発生させる制御部が接続されていることを特徴とする被加工金属板の固定装置。
【請求項２】
前記被加工金属板を前記固定手段により前記スペーサを介して前記基台に固定した際に、前記被加工金属板の外周部を位置決め固定するガイド部材を有していることを特徴とする請求項１記載の被加工金属板の固定装置。
【請求項３】
前記被加工金属板が、蒸気発生器の内部に配置されて多数の伝熱管を挿通させるための、多数の貫通孔を有する管支持板となるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の被加工金属板の固定装置。
【請求項４】
被加工金属板に多数の貫通孔を形成する際の、被加工金属板の固定方法であって、
前記被加工金属板を載置する基台と、該基台と前記被加工金属板との間に配置される磁性体からなるスペーサと、を備え、前記基台に、電磁石による磁力によって前記スペーサを介して前記被加工金属板を該基台に固定する固定手段を有し、前記電磁石が、少なくとも前記被加工金属板の中心部に対応して前記基台に配置された中心側磁石と、該中心側磁石より外側に配置された外側磁石と、を有する固定装置を用い、
前記基台上に、前記スペーサを介して前記被加工金属板を載置する工程と、
前記電磁石の、前記中心側磁石に通電して磁力を発生させ、前記被加工金属板の中心部を固定する工程と、
前記被加工金属板の中心部の固定を維持しつつ、前記外側磁石に通電して磁力を発生させ、前記被加工金属板の中心部より外側を固定する工程と、を有することを特徴とする被加工金属板の固定方法。
【請求項５】
前記被加工金属板の中心部より外側を固定する工程の後、
前記被加工金属板の外周部を、ガイド部材によって前記スペーサ上に位置決め固定する工程を有していることを特徴とする請求項４記載の被加工金属板の固定方法。
【請求項６】
前記被加工金属板が、蒸気発生器の内部に配置されて多数の伝熱管を挿通させるための、多数の貫通孔を有する管支持板となるものであることを特徴とする請求項４又は５に記載の被加工金属板の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工金属板の固定装置及び被加工金属板の固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子力発電プラントでは、原子炉において加熱された一次冷却水を蒸気発生器へ供給する。蒸気発生器においては、一次冷却水の熱により二次冷却水を加熱して二次蒸気を生成する。そして、この二次蒸気を蒸気タービンに供給して蒸気タービンを回転させ、発電機を駆動するようにしている。このような蒸気発生器は、円筒状の外筒内に同じく円筒状の内筒が収容されて構成されており、この内筒には、多数の逆Ｕ字型の伝熱管を挿通させてこれを支持する、円盤状の管支持板が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような管支持板の製造工程においては、伝熱管を挿通させるための多数の貫通孔を形成するべく、その孔開け加工では、直径が数ｍで厚さが数十ｍｍの金属板に対して多数の貫通孔を形成している。その際、孔位置についての要求精度は０．１ｍｍオーダーであり、非常にきびしいものとなっている。すなわち、孔開け加工前の金属板には、前記したような直径、厚さの板形状に加工した際のゆがみが充分に取り除かれておらず、例えば十数ｍｍ程度の変形（ゆがみ）が残っており、また、金属板が剛体とはみなせずバネのように撓み、しなるようになるため、これらが金属板（管支持板）に対する精密加工の妨げとなっている。
【０００４】
このような背景のもとに従来では、前記した孔位置についての要求精度を満たすべく、以下のような手法によって管支持板における孔開け加工を行っている。
まず、被加工金属板を孔開け加工装置の基台上に配置し、その外周部を基台上に固定する。
次に、基台上に外周部を固定した状態で、被加工金属板に対して位置決め用の孔（位置決め孔）を形成する。その際、この位置決め孔については、本加工で形成する前記貫通孔より小径に形成する。なお、基台には、位置決め孔に対応する位置に雌ねじ穴を形成する。
【０００５】
次いで、被加工金属板の前記位置決め孔に固定用ボルトを差し込み、これを基台の雌ねじ穴に螺合させることにより、被加工金属板を基台上に再固定する。なお、この状態では、被加工金属板の外周部の固定を解除しておく。
次いで、金属板に対して前記した多数の貫通孔を形成する（孔開け加工する）。
その後、前記の位置決め孔に差し込んだ固定用ボルトを外し、これら位置決め孔に対してこれより大径の貫通孔を開ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０９０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記のような貫通孔の形成方法において、位置決め孔を形成する際にこれに先だって行う基台上への被加工金属板の外周部の固定と、貫通孔形成の際の、固定ボルトによる基台上への被加工金属板の固定とは、固定の条件が異なるため、位置決め孔に再度孔開け加工を行って形成した貫通孔と、固定ボルトで固定した状態で孔開け加工した貫通孔とは、軸ずれが生じ、孔位置についての要求精度が満たされないことがあった。
【０００８】
すなわち、位置決め孔を形成する際の固定では、被加工金属板にゆがみがそのまま残っている状態で固定がなされるのに対し、固定ボルトによる金属板の固定では、被加工金属板からゆがみがほぼ取り除かれた状態で固定がなされることにより、位置決め孔と固定ボルトによって固定した状態で孔開け加工された貫通孔とは、その孔位置の関係が設計からずれて形成されてしまい、要求精度が満たされないことがあった。
そこで、固定ボルトを差し込んだ位置決め孔については、これに再度孔開け加工する際、正規な孔位置となるように再加工するようにしている。
しかし、このような一連の処理では手間がかかるため多くの作業時間が必要となり、管支持板の生産性を著しく低下させていた。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、管支持板の孔開け加工を容易にしてその生産性を高めるべく、管支持板となる被加工金属板の固定を容易にした、被加工金属板の固定装置及び被加工金属板の固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の被加工金属板の固定装置は、被加工金属板に多数の貫通孔を形成する際に用いられる、被加工金属板の固定装置であって、
前記被加工金属板を載置する基台と、該基台と前記被加工金属板との間に配置される磁性体からなるスペーサと、を備え、
前記基台には、電磁石による磁力によって前記スペーサを介して前記被加工金属板を該基台に固定する固定手段が設けられ、
前記電磁石は、少なくとも前記被加工金属板の中心部に対応して前記基台に配置された中心側磁石と、該中心側磁石より外側に配置された外側磁石と、を有し、
前記電磁石には、前記中心側磁石と前記外側磁石のそれぞれに通電するとともに、前記被加工金属板を前記基台に固定する際、前記中心側磁石に通電して磁力を発生させた後、前記外側磁石に通電して磁力を発生させる制御部が接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記被加工金属板の固定装置においては、前記被加工金属板を前記固定手段により前記スペーサを介して前記基台に固定した際に、前記被加工金属板の外周部を位置決め固定するガイド部材を有していることが好ましい。
また、前記被加工金属板の固定装置においては、前記被加工金属板が、蒸気発生器の内部に配置されて多数の伝熱管を挿通させるための、多数の貫通孔を有する管支持板となるものであることが好ましい。
【００１２】
本発明の被加工金属板の固定方法は、被加工金属板に多数の貫通孔を形成する際の、被加工金属板の固定方法であって、
前記被加工金属板を載置する基台と、該基台と前記被加工金属板との間に配置される磁性体からなるスペーサと、を備え、前記基台に、電磁石による磁力によって前記スペーサを介して前記被加工金属板を該基台に固定する固定手段を有し、前記電磁石が、少なくとも前記被加工金属板の中心部に対応して前記基台に配置された中心側磁石と、該中心側磁石より外側に配置された外側磁石と、を有する固定装置を用い、
前記基台上に、前記スペーサを介して前記被加工金属板を載置する工程と、
前記電磁石の、前記中心側磁石に通電して磁力を発生させ、前記被加工金属板の中心部を固定する工程と、
前記被加工金属板の中心部の固定を維持しつつ、前記外側磁石に通電して磁力を発生させ、前記被加工金属板の中心部より外側を固定する工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、前記被加工金属板の固定方法においては、前記被加工金属板の中心部より外側を固定する工程の後、前記被加工金属板の外周部を、ガイド部材によって前記スペーサ上に位置決め固定する工程を有していることが好ましい。
また、前記被加工金属板の固定方法においては、前記被加工金属板が、蒸気発生器の内部に配置されて多数の伝熱管を挿通させるための、多数の貫通孔を有する管支持板となるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基台に設けた固定手段によってスペーサを介して被加工金属板を該基台に固定するようにしたので、従来のように固定ボルトなどを用いることなく、電磁石の磁力によって被加工金属板を極めて容易に基台に固定することができる。また、スペーサを介して固定するようにしたので、この固定状態で孔開け加工装置により被加工金属板に貫通孔を形成するようにすれば、基台に孔を開けることなく被加工金属板に貫通孔を形成することができる。よって、被加工金属板の孔開け加工を容易にしてその生産性を高めることができる。
【００１５】
さらに、中心側磁石に通電して磁力を発生させ、被加工金属板の中心部を固定した後、この中心部の固定を維持しつつ、外側磁石に通電して磁力を発生させ、被加工金属板の中心部より外側を固定するようにするので、被加工金属板にゆがみ（変形）が残っていても、該被加工金属板の固定をその中心部から外側に拡げることにより、固定する過程でゆがみを取り除き、その状態で被加工金属板全体を固定することができる。したがって、ゆがみや被加工金属板の撓みなどに起因して形成する貫通孔の孔位置が設計からずれてしまい、要求精度が満たされなくなるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る被加工金属板の固定装置の第１実施形態の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】蒸気発生器の概略構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は電磁石の配置の一例を説明するための平面図、（ｂ）は電磁石の配置の別の例を説明するための平面図、（ｃ）は電磁石の配置のさらに別の例を説明するための平面図である。
【図４】本発明の固定装置の第２実施形態を示す図であり、（ａ）は固定した状態の被加工金属板の平面図、（ｂ）は固定途中の状態を示す固定装置の側面図、（ｃ）は固定後の状態を示す固定装置の側面図である。
【図５】保持リングを用いて被加工金属板を固定する例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の被加工金属板の固定装置及び被加工金属板の固定方法を詳しく説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に係る被加工金属板の固定装置の第１実施形態の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【００１８】
図１（ａ）、（ｂ）中符号１は被加工金属板の固定装置である。この固定装置１は、原子炉において加熱された一次冷却水の熱により、二次冷却水を加熱して二次蒸気を生成する蒸気発生器の内部に配置される、管支持板の製造に用いられるものである。
図２に示すように蒸気発生器２は、両端が開口した円筒状の胴体（内筒）３と、大きさの異なる多数の伝熱管４と、多数の貫通孔５を形成し、該貫通孔５に伝熱管４を挿通して該伝熱管４を支持する複数の管支持板６と、を備えて構成されている。
【００１９】
図１（ａ）、（ｂ）に示した固定装置１は、管支持板６（図２参照）となる被加工金属板７に、伝熱管４を挿通させるための多数の貫通孔５を形成する際に用いられるものである。管支持板６となる被加工金属板７は、磁力によって吸着される磁性材料、例えばフェライト系ステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼等によって形成される。
この固定装置１は、被加工金属板７を載置する基台８と、該基台８と前記被加工金属板７との間に配置される磁性体からなるスペーサ９と、を備えて構成されている。
【００２０】
基台８は、金属や合金等の透磁率が大きい磁性材料、例えばフェライト系ステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼、ケイ素鋼、パーマロイ等によって形成された四角柱状、すなわち載置面（上面）を矩形面とするもので、その表層部（表面側内部）に、多数の電磁石１０からなる固定手段１１を有したものである。固定手段１１を構成する電磁石１０は、本実施形態では図３（ａ）に示すように、Ｎ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとを交互に配置してなる円環状の組（磁気回路）を複数、同心円状に配置したものである。
【００２１】
すなわち、本実施形態では、基台８の矩形状の上面８ａに対して、その中心部に第１の組（磁気回路）１２ａを配置し、これの外側に第２の組（磁気回路）１２ｂを配置し、さらにその外側に第３の組（磁気回路）１２ｃを配置して構成されている。なお、図３（ａ）では第３の組１２ｃまでしか記載していないが、この第３の組１２ｃの外側に第４の組（磁気回路）を配置し、さらにその外側に第５の組（磁気回路）を配置する、といったように、円環状の組（磁気回路）をより多く形成配置してもよい。
【００２２】
ここで、基台８の中心部に配置される第１の組１２ａは、後述するように基台８上に載置される被加工金属板７の中心部に対応して配置されたもので、本発明における中心側磁石として機能するものである。すなわち、被加工金属板７は、後述するようにその中心部が基台８の中心部に位置するようにスペーサ９上に配置される。したがって、第１の組１２ａは、被加工金属板７の中心部に対向するようになり、これによって被加工金属板７の中心部を吸着固定するようになる。
【００２３】
また、第２の組１２ｂ、第３の組１２ｃ、さらにはその外側に配置される組は、本発明における外側磁石として機能するものである。すなわち、被加工金属板７が前記したようにスペーサ９を介して基台８上に配置され、第１の組１２ａが被加工金属板７の中心部に対向した際、第２の組１２ｂや第３の組１２ｃは、被加工金属板７の中心部より外側に対向するようになり、これによって被加工金属板７の中心部より外側を吸着固定するようになる。
【００２４】
これら第１の組１２ａ〜第３の組１２ｃには、これら組１２ａ〜１２ｃを構成する各電磁石１０Ｎ、１０Ｓへの通電のオンオフを制御する制御部１３が接続されている。制御部１３は、図示しない電源に接続されたもので、該電源から前記電磁石１０Ｎ、１０Ｓへの通電のオンオフ制御を行うことにより、各組毎に磁力を発生させるようになっている。本実施形態では、制御部１３は後述するようにスペーサ９を介して基台８上に被加工金属板７を載置した後、該被加工金属板７の中心部に対応する第１の組１２ａに通電して該第１の組１２ａから磁力を発生させ、続いて第２の組１２ｂに通電して該第２の組１２ｂから磁力を発生させ、その後、第３の組１２ｃに通電して該第３の組１２ｃから磁力を発生させるようになっている。
【００２５】
また、この制御部１３には、消磁回路が設けられている。この消磁回路は、後述するように第１の組１２ａ〜第３の組１２ｃに通電して各組毎に磁力を発生させることにより、貫通孔５を形成した後の被加工金属板７（管支持板６）やスペーサ９が帯磁するのを、元の帯磁していない状態に戻すべく、消磁するためのものである。具体的には、第１の組１２ａ〜第３の組１２ｃに対して、それぞれ固定の際に通電したときと極性が逆となるように通電するとともに、発生させる磁力を徐々に減衰させることにより、被加工金属板７（管支持板６）やスペーサ９を消磁するように構成されている。
【００２６】
スペーサ９は、基台８と同様に、金属や合金等の透磁率が大きい磁性材料、例えばフェライト系ステンレス鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼、ケイ素鋼、パーマロイ等によって形成された矩形板状、あるいは被加工金属板７と同等もしくはこれより一回り大きい円板状のものである。このように透磁率が大きい磁性材料によって形成されていることにより、スペーサ９は基台８の固定手段１１を構成する各電磁石の組、すなわち第１の組１２ａ〜第３の組１２ｃからの磁力を被加工金属板７に伝え、該磁力によって被加工金属板７を基台８に固定させるようになっている。
【００２７】
ここで、スペーサ９には、図１（ｂ）に示すように被加工金属板７に形成する貫通孔５に対応して、多数の孔１４が形成されていてもよい。このように孔１４を形成しておくことで、被加工金属板７に対して孔開け加工をした際、被加工金属板７を貫通したドリル１５によってスペーサ９を傷つけずに済み、スペーサ９を使い回すことが可能になる。すなわち、スペーサ９の消耗を抑えてそのコストを抑えることができる。
【００２８】
次に、本発明に係る被加工金属板の固定方法の一実施例として、図１（ａ）、（ｂ）に示した固定装置１を用いた固定方法を説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、基台８上にスペーサ９を介して被加工金属板７を載置する。その際、基台８、スペーサ９、被加工金属板７には、予めゲージ等によって例えばＸ軸とＹ軸とを記しておき、これによってその交点から中心を出しておく。そして、これらＸ軸やＹ軸を合わせて基台８上にスペーサ９を載置する。
【００２９】
その際、このスペーサ９については、必要に応じてボルト等の固定具を用い、基台８に対して固定するようにしてもよい。さらに、前記Ｘ軸やＹ軸を合わせてスペーサ９の上に被加工金属板７を載置することで、基台８の中心と被加工金属板７の中心を合わせる。これにより、基台８に設けた固定手段１１における第１の組１２ａは、被加工金属板７の中心部に対向するようになる。
【００３０】
次に、制御部１３を作動させることにより、固定手段１１における第１の組１２ａに通電する。すると、第１の組１２ａでは、図１（ｂ）に示すように隣り合うＮ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとの間でスペーサ９、被加工金属板７を通る磁力線１６を生じ、磁力を発生することにより、スペーサ９を介して被加工金属板７を基台８に固定する。このようにして第１の組１２ａで被加工金属板７を吸着固定すると、被加工金属板７は第１の組１２ａによってその中心部が固定される。
【００３１】
次いで、さらに制御部１３を作動させることにより、第１の組１２ａによる被加工金属板７の中心部の固定を維持しつつ、第２の組１２ｂに通電する。すると、第２の組１２ｂでも、第１の組１２ａと同様にして隣り合うＮ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとの間でスペーサ９、被加工金属板７を通る磁力線１６を生じ、磁力を発生することにより、スペーサ９を介して被加工金属板７を基台８に固定する。このようにして第２の組１２ｂでも被加工金属板７を吸着固定すると、被加工金属板７は第１の組１２ａと第２の組１２ｂとによって中心部及びその外側が固定される。その際、被加工金属板７にその中心部から第２の組１２ｂと対向する（対応する）外側にかけてゆがみ（変形）があった（残っていた）場合、このゆがみは前記の制御部１３による固定制御によって取り除かれる。
【００３２】
すなわち、最初に中心部のみを固定することで、この固定部の外周部では被加工金属板７の自重によってある程度延ばされ、ゆがみ（変形）が矯正される。そして、その状態で第２の組１２ｂにより固定されることで、被加工金属板７はその中心部から第２の組１２ｂと対向する位置にかけてのゆがみが取り除かれる。
【００３３】
次いで、さらに制御部１３を作動させることにより、第１の組１２ａ、第２の組１２ｂによる被加工金属板７の固定を維持しつつ、第３の組１２ｃに通電する。すると、第３の組１２ｃでも、第１の組１２ａ、第２の組１２ｂと同様にして隣り合うＮ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとの間でスペーサ９、被加工金属板７を通る磁力線１６を生じ、磁力を発生することにより、スペーサ９を介して被加工金属板７を基台８に固定する。このようにして第３の組１２ｃでも被加工金属板７を吸着固定すると、被加工金属板７は第１の組１２ａ、第２の組１２ｂ、第３の組１２ｃによって中心部及びその外側が固定される。その際、第２の組１２ｂで固定したときと同様に、被加工金属板７に第２の組１２ｂと対向する（対応する）位置からその外側にかけてゆがみ（変形）があった（残っていた）場合、このゆがみは前記の制御部１３による固定制御によって取り除かれる。
【００３４】
このようにして全ての電磁石１０の組で被加工金属板７を吸着固定し、したがってそのほぼ全面を電磁石１０による固定手段１１で固定したら、図１（ｂ）に示すようにドリル１５で被加工金属板７に必要数の貫通孔５を開ける。これにより、所望数の貫通孔５を形成した被加工金属板７、すなわち管支持板６を得る。
【００３５】
その後、制御部１３による各電磁石１０の組１２ａ〜１２ｃへの通電を停止し、基台８への被加工金属板７（管支持板６）の固定を解除するが、そのままでは被加工金属板７（管支持板６）が帯磁されたままになっている可能性があるので、制御部１３の消磁回路によって被加工金属板７（管支持板６）を消磁する。すなわち、スペーサ９上に被加工金属板７（管支持板６）を載置した状態のもとで消磁回路を作動させ、第１の組１２ａ〜第３の組１２ｃに対して、それぞれ固定の際に通電したときと極性が逆となるように通電するとともに、発生させる磁力を徐々に減衰させる。
【００３６】
これにより、被加工金属板７（管支持板６）やスペーサ９を消磁することができる。したがって、磁性が除去された被加工金属板７（管支持板６）を得ることができる。なお、このようにして多数の貫通孔５が形成された管支持板６（被加工金属板７）は、貫通孔５の形成前に比べて重量が半分程度になり、これに伴ってゆがみ（変形）がほとんど取り除かれる。また、スペーサ９についても磁性を除去することができるので、このスペーサ９を次の被加工金属板７の孔開け加工にそのまま用いることができる。
【００３７】
本実施形態によれば、基台８に設けた固定手段１１によってスペーサ９を介して被加工金属板７を該基台８に固定するようにしたので、従来のように固定ボルトなどを用いることなく、電磁石１０の磁力によって被加工金属板７を極めて容易に基台８に固定することができる。また、スペーサ９を介して固定するようにしたので、この固定状態でドリル１５によって被加工金属板７に貫通孔５を形成することにより、基台８に孔を開けることなく被加工金属板７に貫通孔５を形成することができる。よって、被加工金属板７（管支持板６）の孔開け加工を容易にしてその生産性を高めることができる。
【００３８】
さらに、中心側に位置する第１の組１２ａに通電して磁力を発生させ、被加工金属板７の中心部を固定した後、この中心部の固定を維持しつつ、第２の組１２ｂ、さらには第３の組１２ｃに通電して磁力を発生させ、被加工金属板７の中心部より外側を順次固定するようにしているので、被加工金属板７にゆがみ（変形）が残っていても、該被加工金属板７の固定をその中心部から外側に拡げることにより、固定する過程でゆがみを取り除き、その状態で被加工金属板７全体を固定することができる。したがって、ゆがみや被加工金属板７の撓みなどに起因して形成する貫通孔５の孔位置が設計からずれてしまい、要求精度が満たされなくなるのを防止することができる
【００３９】
なお、前記実施形態では、固定手段１１を構成する電磁石１０の配置を、図３（ａ）に示したように、Ｎ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとを交互に配置してなる円環状の組１２ａ〜１２ｃを複数、同心円状に配置したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば図３（ｂ）に示すように、円環状に形成配置したＮ極磁石と同じく円環状に形成配置したＳ極磁石とを、同心円状に配置してもよい。
【００４０】
すなわち、基台８の中心部に第１の円環磁石１７ａを配置し、その外側に第２の円環磁石１７ｂ、第３の円環磁石１７ｃを配置し、以下、必要に応じて第４、第５…の円環磁石を配置する。その際、これら円環磁石１７ａ〜１７ｃ等については、半径方向にて隣り合う円環磁石が、互いに異なる極性となるように形成配置する。例えば、第１の円環磁石１７ａをＮ極磁石１０Ｎで形成した場合、第２の円環磁石１７ｂをＳ極磁石１０Ｓで形成し、第３の円環磁石１７ｃをＮ極磁石１０Ｎで形成する。また、これら円環磁石１７ａ〜１７ｃは、単一の電磁石で形成してもよく、複数の電磁石で構成してもよい。
【００４１】
このような構成を採用した場合、本発明のおける中心側磁石は、第１の円環磁石１７ａと第２の円環磁石１７ｂとによって構成され、外側磁石は、第２の円環磁石１７ｂと第３の円環磁石１７ｃとによって構成される。したがって、制御部１３は、これら円環磁石からなる固定手段１１に対して通電する際、まず、第１の円環磁石１７ａと第２の円環磁石１７ｂとに通電してこれら第１の円環磁石１７ａと第２の円環磁石１７ｂとの間に磁力を発生させ、この磁力によって被加工金属板７の中心部を固定する。次いで、第１の円環磁石１７ａ、第２の円環磁石１７ｂへの通電を維持したまま、第３の円環磁石１７ｃに通電する。これにより、第２の円環磁石１７ｂと第３の円環磁石１７ｃとの間にも磁力を発生させ、この磁力によって被加工金属板７の中心部より外側を固定する。
【００４２】
したがって、図３（ｂ）に示した例にあっても、図３（ａ）に示した例と同様の効果を得ることができる。
なお、円環磁石１７ａ〜１７ｃについては、連続した円環形状となっておらず、同じ極性を有する複数の円弧状電磁石が所定間隔をおいて円環状に配置されて構成されていてもよい。さらには、同じ極性を有する複数の角形状や円形状等の電磁石が、所定間隔をおいて円環状に配置されることにより、構成されていてもよい。
【００４３】
また、図３（ａ）、や図３（ｂ）に示した電磁石の配置以外にも、例えば図３（ｃ）に示すように、Ｎ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとを縦横に配置するとともに、縦列、横列においてそれぞれＮ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとを交互に配置してもよい。なお、図３（ｃ）では図示を簡略化するため、縦横をそれぞれ５個ずつの電磁石（１０Ｎ、１０Ｓ）で構成しているが、これらの数は被加工金属板７の大きさや各電磁石（１０Ｎ、１０Ｓ）の大きさに応じて適宜変更が可能であり、例えば縦横をそれぞれ１０個以上の電磁石（１０Ｎ、１０Ｓ）で構成するようにしてもよい。
【００４４】
このような構成を採用した場合、本発明のおける中心側磁石は、例えば中心に位置するＮ極磁石１０Ｎとこれに隣り合う４個のＳ極磁石１０Ｓとからなる第１の組１８ａによって構成される。また、外側磁石は、例えば第１組１８ａを構成する４個のＳ極磁石１０Ｓをそれぞれ挟んで配置された４個のＮ極磁石１０Ｎからなる第２の組１８ｂと、最外周に位置する１６個の電磁石（８個のＮ極磁石１０Ｎと８個のＳ極磁石１０Ｓ）とからなる第３の組１８ｃとによって構成される。
【００４５】
したがって、制御部１３は、これら電磁石からなる固定手段１１に対して通電する際、まず、被加工金属板７の中心部に対応する第１の組１８ａに通電して中心に位置するＮ極磁石１０Ｎとこれに隣り合う４個のＳ極磁石１０Ｓとの間で磁力を発生させ、この磁力によって被加工金属板７の中心部を固定する。
【００４６】
次いで、第２の組１８ｂに通電し、４個のＮ極磁石１０Ｎとこれらの間に挟まれる第１の組１８ａの４個のＳ極磁石１０Ｓとの間で磁力を発生させ、この磁力によって被加工金属板７の中心部より外側を固定する。
その後、第３の組１８ｃに通電し、該第３の組１８ｃを構成するＮ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとの間で磁力を発生させるとともに、該第３の組１８ｃを構成する各電磁石と第１の組１８ａ、第２の組１８ｂを構成する電磁石との間で磁力を発生させ、被加工金属板７のさらに外側を固定する。
【００４７】
したがって、図３（ｃ）に示した例にあっても、図３（ａ）、（ｂ）に示した例と同様の効果を得ることができる。
なお、図３（ｃ）では各電磁石１０Ｎ、１０Ｓを平面視正方形に記載しているが、各電磁石１０Ｎ、１０Ｓの形状はこれに限定されることなく、他の角形状や円形状等であってもよい。また、これら電磁石１０Ｎ、１０Ｓは、隣り合うものどうしが適宜間隔をおいて配置されていてもよい。
さらに、本実施形態における固定手段１１は、図３（ａ）〜（ｃ）に示した電磁石の配置に限定されることなく、種々の配置が採用可能である。例えば、中心から放射状に電磁石の列を複数（例えば８列）形成し、これら各列を構成する電磁石を、Ｎ極磁石１０ＮとＳ極磁石１０Ｓとが交互に隣り合うように配置してもよい。
【００４８】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の固定装置の第２実施形態を示す図であり、（ａ）は固定した状態の被加工金属板の平面図、（ｂ）は固定途中の状態を示す固定装置の側面図、（ｃ）は固定後の状態を示す固定装置の側面図である。
本実施形態の固定装置２０が第１実施形態の固定装置１と異なるところは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、被加工金属板７を前記固定手段１１とともに固定する、ガイド部材２１を有している点である。
【００４９】
すなわち、本実施形態の固定装置２０は、第１実施形態の固定装置１に加えて、ガイド部材２１を有している。このガイド部材２１は、本実施形態では図４（ａ）に示すように４本のガイド棒２１ａによって構成されている。これら４本のガイド棒２１ａは、本実施形態ではスペーサ９に着脱可能に固定されている。例えば、これら４本のガイド棒２１ａにはその下端部に雄ネジが形成されており、これら雄ねじが予めスペーサ９に形成された雌ねじに螺合することで、スペーサ９に固定されている。
【００５０】
また、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、被加工金属板７の外周部に、複数（本実施形態では４つ）の切欠７ａが形成されている。これら切欠７ａは、円盤状の被加工金属板７の外周において等間隔でＶ字状に形成されている。すなわち、被加工金属板７の中心を通るＸ軸、Ｙ軸と、外周とが交わる四箇所（四方）にそれぞれ形成配置されている。ここで、被加工金属板７には、前述したようにゆがみ（変形）が取り除かれることなく残っている。しかし、切欠７ａについては、このようなゆがみ（変形）が無い状態、すなわち設計上の真円であるものとして、該真円の四方に前記切欠７ａを形成する。
【００５１】
一方、ガイド部材２１を構成する前記４本のガイド棒２１ａは、被加工金属板７を真円と見なしたときの、前記四方の切欠７ａに対応する位置に配置されている。すなわち、予めスペーサ９に形成される雌ねじの位置が、前記真円の四方に対応する位置となるように形成され、したがってこれに螺合することにより、各ガイド棒２１ａは前記真円の四方に対応する位置に配置されている。
【００５２】
このようなガイド部材２１を有してなる固定装置２０によって被加工金属板７を固定するには、まず、図４（ｂ）に示すように第１実施形態と同様にして基台８上にスペーサ９を介して被加工金属板７を載置する。その際、被加工金属板７の切欠７ａを、それぞれガイド棒２１ａに係合させておく。ただし、この状態では、被加工金属板７はゆがみを有していることで真円にはなっておらず、したがって各切欠７ａはガイド棒２１ａに対して僅かながらずれて係合する。
【００５３】
次いで、制御部１３を作動させ、第１実施形態と同様にして固定手段１１により、被加工金属板７をその中心側から外側に向けて固定を拡げていく。このようにして被加工金属板７を基台８側に固定すると、被加工金属板７は前述したようにそのゆがみ（変形）が取り除かれる。したがって、被加工金属板７は図４（ｃ）に示すように設計通りの真円となり、その四方の切欠７ａはそれぞれガイド棒２１ａに対してずれることなく係合する。これにより、被加工金属板７はその外周部が、ガイド部材２１によってより確実にスペーサ９上に位置決め固定される。
【００５４】
その後、第１実施形態と同様にして、図１（ｂ）に示したようにドリル１５で被加工金属板７に必要数の貫通孔５を開け、所望数の貫通孔５を形成した被加工金属板７、すなわち管支持板６を得る。
【００５５】
本実施形態にあっては、被加工金属板７の外周部を、ガイド部材２１によってスペーサ９上に位置決め固定するようにしたので、貫通孔５の形成時に例えば被加工金属板７の周方向にかかる力が作用しても、ガイド部材２１によって被加工金属板７がその軸回りに回転するのが防止されているため、貫通孔５の位置ずれを確実に防止することができる。
【００５６】
なお、前記第２実施形態では、図４（ａ）に示したように被加工金属板７に直接切欠７ａを形成するようにしたが、これに代えて、図５に示すような保持リング２２を用いてもよい。
保持リング２２は、被加工金属板７の外周面を保持するもので、一対の円弧材２３、２３と、これら円弧材２３、２３間を連結する一対の連結具２４、２４とを有して構成されている。
【００５７】
円弧材２３は、両端部に前記連結具２４を取り付けるための孔（図示せず）を有する取付部２３ａを有したもので、略半円弧状に形成されたものである。これら円弧材２３、２３は、それぞれの取付部２３ａが対向させられ、それぞれの孔にボルトとナットからなる連結具２４のボルトが挿通され、ナットで固定されることにより、その内周面が真円を形成するように構成されている。
【００５８】
また、これら一対の円弧材２３には、それぞれ二つずつ、合計４つのＶ字状の切欠２５が形成されている。これら切欠２５は、図４（ａ）に示した被加工金属板７の切欠７ａに対応するように、円弧材２３、２３の内周面による真円に対してその四方に、それぞれ形成されている。
また、図４（ａ）〜（ｃ）に示したガイド部材２１は、保持リング２２を介して被加工金属板７を固定すべく、保持リング２２に形成された切欠２５に対応してガイド棒２１ａの位置が設定されている。すなわち、保持リング２２の切欠２５に対応してこれに係合するように、スペーサ９に固定されている。
【００５９】
このような保持リング２２を用いて固定装置２０により被加工金属板７を固定するには、まず、図５に示すように被加工金属板７の外周面を保持リング２２で保持する。続いて、保持リング２２で保持された被加工金属板７を、第２実施形態と同様にして基台８上にスペーサ９を介して載置する。その際、保持リング２２の切欠２５を、それぞれガイド棒２１ａに係合させておく。これにより、保持リング２２はガイド部材２１によってスペーサ９上に位置決め固定される。
【００６０】
次いで、制御部１３を作動させ、第１実施形態、第２実施形態と同様にして固定手段１１により、被加工金属板７をその中心側から外側に向けて固定を拡げていく。このようにして被加工金属板７を基台８側に固定すると、被加工金属板７は前述したようにそのゆがみ（変形）が取り除かれる。したがって、被加工金属板７は設計通りの真円となり、保持リング２２の内周面にぴったりと嵌る。これにより、被加工金属板７はその外周部が保持リング２２内にガタツクことなく固定され、したがって該保持リング２２、ガイド部材２１を介して確実にスペーサ９上に位置決め固定される。
【００６１】
その後、第１実施形態、第２実施形態と同様にして、図１（ｂ）に示したようにドリル１５で被加工金属板７に必要数の貫通孔５を開け、所望数の貫通孔５を形成した被加工金属板７、すなわち管支持板６を得る。
【００６２】
本実施形態にあっても、被加工金属板７の外周部を、保持リング２２、ガイド部材２１によってスペーサ９上に位置決め固定するようにしたので、貫通孔５の形成時に例えば被加工金属板７の周方向にかかる力が作用しても、保持リング２２、ガイド部材２１によって被加工金属板７がその軸回りに回転するのが防止されているため、貫通孔５の位置ずれを確実に防止することができる。
【００６３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、前記第２実施形態ではガイド部材２１をスペーサ９に設けるようにしたが、基台８に取り付けるようにしてもよく、あるいは、スペーサ９や基台８とは別の部材に設けるようにしてもよい。
また、ガイド部材２１を構成についても、被加工金属板７の外周部を位置決め固定できれば、前記４つのガイド棒２１ａで形成する以外にも、種々の構成を採用することができる。
【００６４】
また、前記実施形態では、被加工金属板が、蒸気発生器の内部に配置されて多数の伝熱管を挿通させるための、多数の貫通孔を有する管支持板となるものであるとしたが、本発明はこれに限定されることなく、多数の貫通孔を形成するための被加工金属板であれば、全ての被加工金属板の固定に適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１…固定装置、２…蒸気発生器、４…伝熱管、５…貫通孔、６…管支持板、７…被加工金属板、８…基台、９…スペーサ、１０…電磁石、１０Ｎ…Ｎ極磁石、１０Ｓ…Ｓ極磁石、１１…固定手段、１２ａ…第１の組、１２ｂ…第２の組、１２ｃ…第３の組、１３…制御部、１６…磁力線、１７ａ…第１の円環磁石、１７ｂ…第２の円環磁石、１７ｃ…第３の円環磁石、１８ａ…第１の組、１８ｂ…第２の組、１８ｃ…第３の組、２０…固定装置、２１…ガイド部材
【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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