(57)【要約】【課題】  重量物を安定した状態で浮上させて所定の位置に高精度に位置決めし配置するための位置決め方法及び該方法に用いるエアーパッドを提供すること。【解決手段】  重量物の設置面の所定範囲を所定の平坦度に研削し、圧縮空気により重量物を浮上させて水平方向及び高さ方向に位置決めして設置するようにした。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量物の設置面の所定範囲を所定の平坦度に研削し、圧縮空気により重量物を浮上させて水平方向及び高さ方向に位置決めして設置するようにしたことを特徴とする重量物の位置決め方法。
【請求項２】
重量物の設置脚として空気浮上式位置決め装置を取り付け、該空気浮上式位置決め装置により重量物を浮上させて水平方向及び高さ方向の位置決めを行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の重量物の位置決め方法。
【請求項３】
研削する重量物の設置面の平坦度を約０．１ｍｍ／１ｍ以下に設定したことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の重量物の位置決め方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の重量物の位置決め方法に使用される空気浮上式位置決め装置であって、
圧縮空気供給路と複数の空気吹出口が形成されたエアーパッドと、該エアーパッドに取り付けられた高さ調節手段とを備え、前記エアーパッドが平坦な底面を有し、該平坦な底面に前記複数の空気吹出口が所定の間隔で形成されていることを特徴とする空気浮上式位置決め装置。
【請求項５】
前記高さ調節手段の上部に凹部を形成し、重量物を取り付けるための取付ボルトの頭部を前記凹部に収容し、前記取付ボルトの頭部の前記凹部との当接部を球面状に形成したことを特徴とする請求項４に記載の空気浮上式位置決め装置。
【請求項６】
前記取付ボルトを保持する保持部材を前記エアーパッドに取り付けたことを特徴とする請求項５に記載の空気浮上式位置決め装置。
【請求項７】
前記高さ調節手段が互いに螺合するボルトとナットを有し、該ナットと重量物の取付部との間に球面受けを設けたことを特徴とする請求項４に記載の空気浮上式位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エネルギー加速器等において、その構成機器である重量物を所定の位置に高精度に位置決めして配置するための位置決め方法及び該方法において重量物の位置を微調節するために使用されるエアーパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、重量物を所定の位置に配置する場合、各機器を所定の場所まで搬送し、クレーン等により機器を吊り上げた後、徐々に降下させて所定の位置に配置していた。
【０００３】
また、重量物の搬送を容易に行うためのエアパレットも提案されており、空気吹き出し穴を有するダイアフラム内に加圧された空気を供給して、空気吹き出し穴から吹き出された空気により床面との間に空気膜を形成することにより重量物を浮上させて所定の場所まで搬送するようにしている（例えば、特許文献１あるいは２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１６４７０８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００３−２１２３２０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前者の方法では、重量物を所定の位置に高精度に配置することが難しいという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１あるいは２に記載のエアパレットを使用しても、重量物の浮上量は僅かで、床面に凹凸があると所定の位置に配置できない場合もあり、高精度の位置決めも難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、重量物を安定した状態で浮上させて所定の位置に高精度に位置決めし配置するための位置決め方法及び該方法に用いるエアーパッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、重量物の設置面の所定範囲を所定の平坦度に研削し、圧縮空気により重量物を浮上させて水平方向及び高さ方向に位置決めして設置するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、重量物の設置脚として空気浮上式位置決め装置を取り付け、該空気浮上式位置決め装置により重量物を浮上させて水平方向及び高さ方向の位置決めを行うようにしたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、研削する重量物の設置面の平坦度を約０．１ｍｍ／１ｍ以下に設定したことを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の重量物の位置決め方法に使用される空気浮上式位置決め装置であって、圧縮空気供給路と複数の空気吹出口が形成されたエアーパッドと、該エアーパッドに取り付けられた高さ調節手段とを備え、前記エアーパッドが平坦な底面を有し、該平坦な底面に前記複数の空気吹出口が所定の間隔で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、前記高さ調節手段の上部に凹部を形成し、重量物を取り付けるための取付ボルトの頭部を前記凹部に収容し、前記取付ボルトの頭部の前記凹部との当接部を球面状に形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、前記取付ボルトを保持する保持部材を前記エアーパッドに取り付けたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、前記高さ調節手段が互いに螺合するボルトとナットを有し、該ナットと重量物の取付部との間に球面受けを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる重量物の位置決め方法によれば、重量物の設置面の所定範囲を所定の平坦度に研削し、圧縮空気により重量物を浮上させて水平方向及び高さ方向に位置決めして設置するようにしたので、重量物の所定の位置への位置決めを高精度に行うことができる。
【００１６】
また、本発明にかかる空気浮上式位置決め装置によれば、エアーパッドの平坦な底面に複数の空気吹出口を所定の間隔で形成したので、空気溜まりが存在せず、重量物を安定した状態で浮上させることができる。
【００１７】
さらに、エアーパッドと重量物との間に球面受けを設けたので、重量物は自重で所定の水平度を確保することができ、重量物の所定の位置への位置決めを高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１乃至図５は床面研削装置Ｍを示しており、剛性の高い略矩形の架台２と、架台２に上下、前後、左右に摺動自在に取り付けられた回転研削工具４と、回転研削工具４の上下移動、前後移動、左右移動等を制御する制御盤６を備えている。
【００１９】
架台２は、平行に延びる左右一対の枠材２ａと左右の枠材２ａの両端に接合された平行に延びる前後一対の枠材２ｂとを備えており、左右の枠材２ａの一方の上面及び前後の枠材２ｂの一方の上面には水準器８が取り付けられている。また、左右の枠材２ａと前後の枠材２ｂの接合部（架台２の角部）には、架台２の高さ調節が可能な設置脚としての真空パッド１０が取り付けられ、各真空パッド１０の近傍には、床面研削装置Ｍを移動させる際に使用されるキャスター１２が取り付けられている。さらに、左右の各枠材２ａの上面には前後に延びるレール１４が接合されるとともに、レール１４の上面にはリニアガイド１６とラック１８が取り付けられている。なお、リニアガイド１６はレール１４に沿って摺動するが、その構成は公知なので説明は省略する。
【００２０】
また、左右のリニアガイド１６の上には、前後方向に走行する走行ビーム２０の両端が取り付けられており、その一端には前後駆動用モータ２２が取り付けられている。前後駆動用モータ２２の回転軸には減速機（図示せず）を介して回転連結軸２４が連結されており、回転連結軸２４の両端には、ラック１８と噛み合うピニオン２６が取り付けられている。
【００２１】
走行ビーム２０の上面には左右に延びるレール２８が接合され、レール２８にはリニアガイド３０が取り付けられており、走行ビーム２０の前面にはラック３２が接合されている。また、上述した回転研削工具４は加工ヘッド部３４に回転自在に取り付けられており、加工ヘッド部３４はリニアガイド３０に取り付けられている。加工ヘッド部３４の前部には、左右駆動用モータ３６が保持されており、このモータ３６の回転軸に減速機（図示せず）を介して連結されたピニオン３８はラック３２と噛み合っている。
【００２２】
加工ヘッド部３４の上部にはモータ載置台４０が設けられており、このモータ載置台４０の中央に主軸駆動用モータ４２が配置され、主軸駆動用モータ４２の両側に掃除機４４と給水タンク４６とが配置されている。また、モータ載置台４０の後部には上下駆動用モータ４８が取り付けられており、上下駆動用モータ４８の回転軸は減速機（図示せず）を介してボールねじ５０に連結され、ボールねじ５０の下端部は研削工具取付台５２に連結されている。研削工具取付台５２は、複数対（例えば、三対）のリニアガイドとレール（図示せず）を介してモータ載置台４０に連結されている。
【００２３】
研削工具取付台５２には、その後部に回転研削工具４が回転自在に取り付けられており、回転研削工具４は前後方向に水平に延びる主軸５４を介してプーリ５６に連結され、このプーリ５６と主軸駆動用モータ４２の回転軸に取り付けられたプーリ５８との間には伝動ベルト６０が張架されている。
【００２４】
また、制御盤６の近傍の枠材２ｂには真空発生器６２が取り付けられており、真空発生器６２はホース（図示せず）を介して真空パッド１０と連通している。
【００２５】
なお、前後駆動用モータ２２、左右駆動用モータ３６、上下駆動用モータ４８、主軸駆動用モータ４２、掃除機４４、真空発生器６２等は制御盤６に電気的に接続されており、制御盤６を介して制御される。
【００２６】
また、レール１４、リニアガイド１６、ラック１８、前後駆動用モータ２２、ピニオン２６等により前後移動機構が構成され、レール２８、リニアガイド３０、ラック３２、左右駆動用モータ３６、ピニオン３８等により左右駆動機構が構成されるとともに、上下駆動用モータ４８、ボールねじ５０等により上下駆動機構が構成されている。
【００２７】
上記構成の床面研削装置Ｍの作用を以下説明する。
床面研削装置Ｍを移動させる場合、キャスター１２の下端部より真空パッド１０の下端面を上昇させてキャスター１２を接地させることにより床面研削装置Ｍを任意の場所に移動することができる。この時、回転研削工具４は上昇した状態にあり、床面と接触することはない。
【００２８】
床面研削装置Ｍによりコンクリート、モルタル等の床面を研削する場合、まず床面研削装置Ｍを所定の場所に配置し、真空パッド１０を下降させて接地させるとともに前後方向及び左右方向の水平度を二つの水準器８で確認する。その後、制御盤６を操作して真空発生器６２を作動させることにより真空パッド１０に真空を発生させ、床面研削装置Ｍをその場所に保持する。
【００２９】
次に、制御盤６を操作して上下駆動用モータ４８を作動させ、ボールねじ５０を介して研削工具取付台５２を下降させると、回転研削工具４も一体的に下降し、回転研削工具４の下端部が床面と当接する。この状態で、制御盤６を操作して主軸駆動用モータ４２を作動させると、伝動ベルト６０を介して主軸５４が所定の速度で回転し、主軸５４とともに回転研削工具４が回転することで床面が研削される。
【００３０】
この状態を維持しながら、左右駆動用モータ３６を作動させると、減速機を介して左右駆動用モータ３６に連結されたピニオン３８が回転する。ピニオン３８は走行ビーム２０に接合されたラック３２と噛み合っているので、研削工具取付台５２が走行ビーム２０に沿って左右のいずれか一方に摺動し、床面が１方向に徐々に研削される。
【００３１】
回転研削工具４が研削範囲の幅方向の端部に到達すると、制御盤６を操作して左右駆動用モータ３６を停止させた後、前後駆動用モータ２２を所定の時間駆動すると、前後駆動用モータ２２に減速機を介して連結されたピニオン２６が回転する。ピニオン２６は左右の枠材２ａに接合されたラック１８と噛み合っているので、走行ビーム２０が左右の枠材２ａに沿って前後方向のいずれか一方に所定の距離だけ摺動するので、制御盤６を操作して左右駆動用モータ３６を前回の左右方向の研削時とは逆方向に回転させると、床面が前回の研削方向とは逆方向に徐々に研削される。
【００３２】
このような操作を繰り返すことにより所定の範囲の床面が所定の量（深さ）だけ研削されるので、所定の範囲の床面研削が完了した後、上下駆動用モータ４８を再び作動させて回転研削工具４をさらに下降させ、上述した操作を繰り返すことにより所定の範囲の床面を所望の深さまで研削することができる。
【００３３】
なお、床面研削時、給水タンク４６に貯留された水が、例えば回転研削工具４の近傍に配置された給水ノズルにより床面に供給され、研削屑は必要に応じ掃除機４４により吸引される。
【００３４】
また、上述した所定の研削範囲は、床面研削装置Ｍのサイズに依存し、図２に示されるＷと図５に示されるＬで決定され、Ｗ及びＬはそれぞれ、例えば１０００ｍｍに設定される。また、回転研削工具４の上下方向のストロークは、例えば５０ｍｍに設定される。
【００３５】
また、上記説明は回転研削工具４の上下、左右、前後の移動を手動で行う場合を説明したが、所定数のスイッチ（リミットスイッチ等）を付加することにより、回転研削工具４の動作を自動的に制御することも勿論可能である。
【００３６】
この床面研削装置Ｍにおいては、架台２に取り付けられるレールやリニアガイドを高精度に設定することにより研削する床面の平坦度に約０．１ｍｍ／１ｍ以下の誤差範囲の精度が得られることを確認できた。
【００３７】
なお、図１乃至図５に示される床面研削装置Ｍにおいては、回転研削工具４をホイール状に形成し、その外周面にダイヤモンド砥石等の砥石を取り付けるとともに、その回転軸を水平に配置して回転研削工具４を回転させるようにしたが、図６（ａ）に示されるように、回転軸を傾斜させた状態で、回転研削工具４を回転して床面を研削するようにしてもよい。
【００３８】
また、図６（ｂ）に示されるように、回転研削工具４Ａをディスク状に形成して、その端面に砥石を取り付けるとともに、その回転軸を垂直に配置して回転研削工具４Ａを回転させることもできる。さらに図６（ｃ）に示されるように、図６（ｂ）に示される回転研削工具４Ａを傾斜させた状態で回転して研削するようにしてもよい。
【００３９】
図７乃至図１１は本発明にかかる空気浮上式位置決め装置Ｐを示しており、エアーパッド７０と、エアーパッド７０の上面に螺着された高さ調節手段としてのレベリングブロック７２とを備えている。
【００４０】
エアーパッド７０はディスク状に形成されるとともに平坦な底面を有しており、直交して水平方向に延びる２本の圧縮空気供給路７４と、圧縮空気供給路７４から下方に向かって形成され圧縮空気供給路７４より小径（例えば、約１ｍｍφ）の複数の空気吹出口７６とが形成されている。
【００４１】
図７乃至図１１に示されるエアーパッド７０の場合、中央に一つ、その周囲に等間隔（９０度間隔）に四つ、合計五つの空気吹出口７６が形成されており、空気吹出口７６が形成されたエアーパッド７０の底面は平坦に形成され、空気溜まりが存在しない。これは空気溜まりがあると、エアーパッドに圧縮空気を供給したときに、エアーパッドが振動する場合があるからである。
【００４２】
なお、２本の圧縮空気供給路７４の各々は閉止端と開口端を有しているが、２本の圧縮空気供給路７４の一方の開口端は圧縮空気入口端として使用され、他方の開口端にはプラグが取り付けられる。
【００４３】
一方、レベリングブロック７２としては、その高さが調節可能な公知のもの（例えば、株式会社ナベヤ製Ａ型）が使用される。このレベリングブロック７２は、傾斜した上面を有する下部可動部材７８と、下部可動部材７８の上面と当接する傾斜した下面を有する上部可動部材８０とを備えており、下部可動部材７８に取り付けられた調節部材（ボルト）８２を回転させて下部可動部材７８を水平方向に摺動させ、上部可動部材８０を昇降させることにより高さを調節するようにしている。
【００４４】
上部可動部材８０の中央上部には凹部８０ａが形成されており、この凹部８０ａには取付ボルト８４の頭部８４ａが収容され、凹部８０ａとの頭部８４ａの当接面は球面状に形成されている。また、頭部８４ａに隣接する首部８４ｂは矩形に形成されており、この首部８４ｂに隣接してねじ部８４ｃが形成されている。
【００４５】
取付ボルト８４は、略Ｕ字状に折曲された保持部材８６により保持されており、保持部材８６はその両端部がエアーパッド７０に螺着され、上部中央には取付ボルト８４の首部８４ｂが遊挿される矩形の開口部８６ａが形成されている。
【００４６】
以上説明した床面研削装置Ｍ及び空気浮上式位置決め装置Ｐを使用して、重量物を所定の位置に配置する場合について以下説明する。
【００４７】
まず、重量物を配置する所定の範囲を床面研削装置Ｍを使用して研削し、所定の水平度及び平坦度を確保する。次に、重量物の底部複数箇所（例えば、４箇所）に空気浮上式位置決め装置Ｐの取付ボルト８４を螺着することにより空気浮上式位置決め装置Ｐを設置脚として取り付け、各空気浮上式位置決め装置Ｐの圧縮空気入口端に、例えば約７ｋｇ／ｃｍ２の圧縮空気源に連通するホースを接続すると、２本の圧縮空気供給路７４を介して空気吹出口７６より圧縮空気が吹き出し、重量物が浮上する。
【００４８】
重量物が浮上すると、その前後及び左右の移動や水平回転を自在に行うことが可能となり、基準位置に対し押しねじ等の所定の手段により水平方向に位置調節と行うとともに、レベリングブロック７２の調節部材８２を操作して高さ方向の位置調節を行うことができる。
【００４９】
なお、重量物にはレベリングブロック７２の取付ボルト８４が螺着され、取付ボルト８４の球面状の頭部８４ａに重量物の自重が加わることから、取付ボルト８４の頭部８４ａが球面受けとして作用し、重量物は自重で所定の水平度を確保することができる。
【００５０】
上述した空気浮上式位置決め装置Ｐは、例えば加速器をビームラインに沿って１００μｍ程度の精度で設置するために使用され、数トンの重量に対し約７ｋｇ／ｃｍ２の圧縮空気を供給することにより床面から２０μｍ程度浮上することが確認できた。
【００５１】
図１２は加速器に導波管を介して接続されるクライストロン（マイクロ波を発生させる真空管の一種）に取り付けられるタンク９０を示している。クライストロンタンク９０は略直方体状の形状を有し、その底部に形成されたフランジ９２の角部４箇所に別の空気浮上式位置決め装置Ｐ１が設置脚として取り付けられている。
【００５２】
図１３はこの空気浮上式位置決め装置Ｐ１を示しており、エアーパッド７０と高さ調節手段９４とにより構成されている。
【００５３】
高さ調節手段９４は、フランジ９２を貫通する一本のボルト９６と、フランジ９２の両側に取り付けられる二つのナット９８と、フランジ９２の上部に取り付けられる球面座金１００とを備えている。また、ボルト９６の下端部は球面状を呈し、エアーパッド７０の中央上部に形成された凹部７０ａに収容されており、凹部７０ａの底面も同様に球面状を呈している。
【００５４】
この空気浮上式位置決め装置Ｐ１は、上述した空気浮上式位置決め装置Ｐと同様、エアーパッド７０に圧縮空気を供給することで重量物を浮上させて水平方向の位置調節を行い、高さ方向の位置調節はボルト９６に対するナット９８の螺合位置を変えることにより行うことができる。
【００５５】
なお、フランジ９２と上部ナット９８との間には球面受け（球面座金１００）が設けられ、ボルト９６の下端部とエアーパッド７０とは球面受けを介して当接しているので、重量物は自重で所定の水平度を確保することができる。
【００５６】
この空気浮上式位置決め装置Ｐ１は、例えばクライストロンタンク９０を最終的に１ｍｍ以下の精度で位置調節して接続するために使用される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明にかかる重量物の位置決め方法によれば、重量物を安定した状態で浮上させて所定の位置に高精度に位置決めすることができるので、複数の重量物により構成され各重量物を所定の位置に配置してアライメントする必要がある高エネルギー加速器等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明にかかる重量物の位置決め方法に使用される床面研削装置の斜視図である。
【図２】図１の床面研削装置の正面図である。
【図３】図１の床面研削装置の背面図である。
【図４】図１の床面研削装置の平面図である。
【図５】図１の床面研削装置の部分断面側面図である。
【図６】（ａ）は図１の床面研削装置に設けられたホイール状の回転研削工具を傾斜させて研削する場合の斜視図であり、（ｂ）は回転研削工具をディスク状に形成して、その端面で研削する場合の斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）の回転研削工具を傾斜させて研削する場合の側面図である。
【図７】本発明にかかる空気浮上式位置決め装置の分解斜視図である。
【図８】図７の空気浮上式位置決め装置の部分断面正面図である。
【図９】図７の空気浮上式位置決め装置の平面図である。
【図１０】図７の空気浮上式位置決め装置の側面図である。
【図１１】図７の空気浮上式位置決め装置の底面図である。
【図１２】加速器に導波管を介して接続されるクライストロンに取り付けられるタンクの斜視図である。
【図１３】図１２のクライストロンタンクに取り付けられた本発明にかかる別の空気浮上式位置決め装置の正面図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  架台、  ２ａ  左右の枠材、  ２ｂ  前後の枠材、  ４  回転研削工具、
６  制御盤、  ８  水準器、  １０  真空パッド、  １２  キャスター、
１４  レール、  １６  リニアガイド、  １８  ラック、  ２０  走行ビーム、
２２  前後駆動用モータ、  ２４  回転連結軸、  ２６  ピニオン、  ２８  レール、
３０  リニアガイド、  ３２  ラック、  ３４  加工ヘッド部、
３６  左右駆動用モータ、  ３８  ピニオン、  ４０  モータ載置台、
４２  主軸駆動用モータ、  ４４  掃除機、  ４６  給水タンク、
４８  上下駆動用モータ、  ５０  ボールねじ、  ５２  研削工具取付台、
５４  主軸、  ５６，５８  プーリ、  ６０  伝動ベルト、  ６２  真空発生器、
７０  エアーパッド、  ７２  レベリングブロック、  ７４  圧縮空気供給路、
７６  空気吹出口、  ７８  下部可動部材、  ８０  上部可動部材、  ８０ａ  凹部、
８２  調節部材、  ８４  取付ボルト、  ８４ａ  頭部、  ８４ｂ  首部、
８４ｃ  ねじ部、  ８６  保持部材、  ９０  クライストロンタンク、
９２  フランジ、  ９４  高さ調節手段、  ９６  ボルト、  ９８  ナット、
１００  球面座金、  Ｍ  床面研削装置、  Ｐ，Ｐ１  空気浮上式位置決め装置。
【図１】
2007045586.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007045586.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007045586.tif 000011
【図１０】
2007045586.tif 000012
【図１１】
2007045586.tif 000013
【図１２】
2007045586.tif 000014
【図１３】
2007045586.tif 000015