(57)【要約】【課題】長尺重量物の位置合わせを容易に行うための長尺重量物の位置調整支援装置、位置調整装置および位置調整方法を提供する。【解決手段】位置調整支援装置４０は、長尺重量物の位置調整時に用いられるものであり、長尺重量物の下方に配設されている。そして位置調整支援装置４０は、鉛直方向に伸縮して、長尺重量物を持ち上げるアクチュエータ本体５４と、持ち上げられている長尺重量物を水平方向に移動可能にするための、アクチュエータ本体５４の下面に設けられた球体接触ベアリング６２とを備えた構成である。【選択図】図１
2007261739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺重量物の位置調整に用いられる位置調整支援装置であって、
鉛直方向に伸縮するアクチュエータ本体と、
前記アクチュエータ本体の下面に設けられ、水平面内自在移動可能な球体接触ベアリングと、
を備えたことを特徴とする長尺重量物の位置調整支援装置。
【請求項２】
長尺重量物を移動させる水平方向調整ボルトおよび鉛直方向調整ボルトと、
鉛直方向に伸縮可能にして前記長尺重量物の下方に設けられ、前記長尺重量物を持ち上げるアクチュエータ本体と、
前記アクチュエータ本体の下面に設けられ、前記アクチュエータ本体を水平方向に移動可能にする球体接触ベアリングと、
を備えた長尺重量物の位置調整装置。
【請求項３】
下面に球体接触ベアリングが配置されたアクチュエータ部を長尺重量物の下方に配置し、
前記アクチュエータ部で長尺重量物を持ち上げ、前記長尺重量物を水平方向に動かす水平方向調整ボルトを調整して前記長尺重量物および前記アクチュエータ部を水平方向に移動させて、前記長尺重量物の水平方向の位置を調整するとともに、
前記アクチュエータ部で前記長尺重量物を持ち上げて、前記長尺重量物を鉛直方向に動かす鉛直方向調整ボルトを調整して前記長尺重量物の鉛直方向の位置を調整する、
ことを特徴とする長尺重量物の位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺重量物の位置合わせに用いられる位置調整支援装置、位置調整装置および位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺重量物には、高い精度で据え付けられなければならないものがある。このような長尺重量物の一例としては、高エネルギ粒子を得るための加速器に用いられる電磁石がある。この電磁石は、高エネルギ粒子の周回軌道に対して正確に設置される必要がある。このため電磁石が建屋に据え付けられるときは、高エネルギ粒子の周回軌道に合致するように電磁石が位置調整されなければならない。なお加速器には、偏向用電磁石や四極電磁石等の様々な電磁石が用いられるが、電磁石の具体的な一例としては、長さが約６ｍ、重さが約３０トンのものがあり、据え付け精度として±０．２ｍｍが要求されている。
【０００３】
このような電磁石は、次のような状態で建屋内に配設されている。すなわち建屋には、電磁石を載せる複数の架台が設けられている。この架台の上面に穴部が設けられている。この穴部を形成する側壁に水平方向調整ボルトおよび鉛直方向調整ボルトが設けられている。より具体的には、水平方向調整ボルトは、水平方向に移動可能にして、側壁を貫通して設けられている。なお水平方向調整ボルトは、穴部の４方向（Ｘ方向に２つとＹ方向に２つ）に設けられている。また鉛直方向調整ボルトは、鉛直方向に移動可能にして側壁の上面に設けられている。また電磁石は、複数の脚部を下面に備えている。そして電磁石は、架台に設けられた穴部に脚部を入れて、架台（鉛直方向調整ボルト）上に載せられている。
【０００４】
なお加速器に用いられる電磁石をアライメントする方法について開示したものとしては特許文献１があげられる。この特許文献１に開示された電磁石には、そのコアに水平方向の貫通孔が形成されており、この貫通孔の両端部出口にアライメントターゲットが配されている。そして１台のオートレベラーで貫通孔の一方側からこの貫通孔内を覗き込んで、貫通孔の両端部に配されたアライメントターゲットの高さが一致するように電磁石の高さを調整することにより、電磁石の高さ方向のアライメントが行われている。
【特許文献１】特開平６−１６３１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように建屋内に配設されている電磁石を所定位置に設置する場合において、水平方向への電磁石の移動は、電磁石を移動させる方向に向かって水平方向調整ボルトを送り込んで電磁石に設けられた脚部を押すことにより行われている。また鉛直方向への電磁石の移動は、電磁石を移動させる方向に向かって鉛直方向調整ボルトを送り込みまたは送り出して行われている。この水平方向調整ボルトや鉛直方向調整ボルトの送り込み等の操作は、作業員の手作業によって行われている。すなわち作業員がスパナを用いて水平方向調整ボルトや鉛直方向調整ボルトを回すことによって、電磁石を所定位置に設置している。ところが電磁石は、前述した具体的一例のようにとても重く、各架台に十数トンの重さが掛かっているので、水平方向調整ボルトや鉛直方向調整ボルトを人力で動かそうとしても、なかなか動かなかった。このため、前述した具体的一例のように電磁石を高精度に設置する作業はとても困難なものとなっていた。
【０００６】
本発明は、長尺重量物の位置合わせを容易に行うために、これを支援する長尺重量物の位置調整支援装置を提供することを目的とする。また本発明は、長尺重量物の位置合わせを容易に行える位置調整装置および位置調整方法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】
【０００７】
本発明に係る位置調整支援装置は、長尺重量物の位置調整に用いられるものである。そして位置調整支援装置は、長尺重量物の下側に配設され、且つ、鉛直方向に伸縮して、長尺重量物を鉛直方向に移動させるアクチュエータ本体と、アクチュエータ本体の下面に設けられ、水平面内自在移動可能な球体接触ベアリングと、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
また本発明に係る長尺重量物の位置調整装置は、長尺重量物を移動させる水平方向調整ボルトおよび鉛直方向調整ボルトと、鉛直方向に伸縮可能にして長尺重量物の下方に設けられ、長尺重量物を鉛直方向に持ち上げるアクチュエータ本体と、アクチュエータ本体の下面に設けられ、アクチュエータ本体を水平方向に移動可能にする球体接触ベアリングと、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この位置調整装置は、長尺重量物に複数設けられた計測ターゲットと、長尺重量物の設置場所に配設され、計測ターゲットの位置を計測する３次元計測器と、３次元計測器で計測された計測ターゲットの位置から長尺重量物が設置される正規位置まで長尺重量物を移動させる水平方向調整ボルトおよび鉛直方向調整ボルトの調整量を求める演算手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明に係る長尺重量物の位置調整方法は、下面に球体接触ベアリングが配置されたアクチュエータ部を長尺重量物の下方に配置し、アクチュエータ部で長尺重量物を持ち上げ、長尺重量物を水平方向に動かす水平方向調整ボルトを調整して長尺重量物およびアクチュエータ部を水平方向に移動させて、長尺重量物の水平方向の位置を調整するとともに、アクチュエータ部で長尺重量物を持ち上げて、長尺重量物を鉛直方向に動かす鉛直方向調整ボルトを調整して長尺重量物の鉛直方向の位置を調整する、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る位置調整支援装置は、アクチュエータ本体が伸縮することにより長尺重量物を持ち上げることができる。そしてこのアクチュエータ本体は、長尺重量物を持ち上げた状態で水平方向に容易に移動することができる。
【００１２】
また本発明に係る長尺重量物の位置調整装置および位置調整方法によれば、アクチュエータ本体（アクチュエータ部）で長尺重量物を持ち上げることで、長尺重量物の全ての荷重をアクチュエータ本体（アクチュエータ部）で受けることができる。そしてアクチュエータ本体（アクチュエータ部）に設けられた球体接触ベアリングによって電磁石を水平方向に移動することができるので、水平方向調整ボルトを容易に回すことができる。また長尺重量物をアクチュエータ本体（アクチュエータ部）で持ち上げれば鉛直方向調整ボルトに長尺重量物の荷重が加わらないので、鉛直方向調整ボルトを容易に回すことができる。よって長尺重量物の位置調整を容易に行うことができ、長尺重量物の据え付け精度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る長尺重量物の位置調整支援装置、位置調整装置および位置調整方法の最良の実施形態について説明する。なお本実施形態では、長尺重量物として加速器に用いられる電磁石を例にして説明する。
【００１４】
図１は位置調整装置の説明図である。図２は架台の平面図である。図３は電磁石に設けられた脚部の位置および電磁石と位置調整支援装置との接触箇所を説明する斜視図である。位置調整装置１０は、高エネルギ粒子の周回軌道に合致させて電磁石３４を設置するために、３次元計測器１２、演算手段１４、水平方向調整ボルト２８、鉛直方向調整ボルト３０および位置調整支援装置４０を備えている。
【００１５】
そして電磁石３４が設置される建屋の床２０には、この電磁石３４の位置調整を行うために複数の架台２２が設けられている。この架台２２は、電磁石３４が載せられるものであり、電磁石３４の角部付近を支えるようになっている。なお架台２２は、電磁石３４の角部付近および長手方向の中央部を支えるように設けられてもよい。このような架台２２の上部は、平面方向の大きさが下方に比べて大きく形成されており、その平面方向の中央部分に上方に向けて開口した穴部２４が設けられている（図２参照）。この穴部２４を形成する側壁２６には、水平方向調整ボルト２８および鉛直方向調整ボルト３０が設けられている。
【００１６】
具体的には、側壁２６の各側面（穴部２４に対して＋Ｘ方向の面、−Ｘ方向の面、＋Ｙ方向の面および−Ｙ方向の面）に水平方向へ貫通した孔が設けられている。この水平方向の孔にはネジ山が形成されたおり、水平方向調整ボルト２８がこの孔に配設されている。そして前述した＋Ｘ方向の面および−Ｘ方向の面に設けられた水平方向調整ボルト２８はそれぞれＸ方向に移動可能になっており、前述した＋Ｙ方向の面および−Ｙ方向の面に設けられた水平方向調整ボルト２８はそれぞれＹ方向に移動可能になっている。また側壁の上面にも鉛直方向（Ｚ方向）に貫通した孔が設けられている。この鉛直方向の孔にはネジ山が形成されており、鉛直方向調整ボルト３０が鉛直方向に移動可能にしてこの孔に配設されている。なお鉛直方向調整ボルト３０は、側壁２６の上面における各角部に設けられているので、平面視して水平方向調整ボルト２８と重なっていない。また架台２２の上部、すなわち水平方向調整ボルト２８や鉛直方向調整ボルト３０が設けられた部分は下方に比べて幅広に形成されているので、鉛直方向調整３０ボルトの下部が架台２２から突き出ている（図１参照）。この架台２２から突き出た鉛直方向調整ボルト３０の部分にナット３２が設けられている。
【００１７】
また電磁石３４は、図３に示されるように、その下面に脚部３６を備えている。この脚部３６は、電磁石３４の各角部付近に設けられており、架台２２に設けられた穴部２４に入れられるようになっている。そして電磁石３４は、架台２２（鉛直方向調整ボルト３０）の上に載せられている。このとき脚部３６の側面には、水平方向調整ボルト２８の先端が接触するようになっている（図２参照）。
【００１８】
また電磁石３４には、図１に示されるように、その上面に複数の計測用ターゲット３８が設けられている。この計測用ターゲット３８は、電磁石３４の位置や姿勢を計測するために用いられるので、少なくとも３つ設けられ、且つ、これらが一直線上に配設されないようにするのがよい。
【００１９】
また電磁石３４の下方に位置調整支援装置４０が設けられている。図４は位置調整支援装置の側面図である。図５は位置調整支援装置の上部を示す斜視図である。位置調整支援装置４０は支持台４２を備えている。この支持台４２は、図４に示されるように下面に移動用ベアリング４４および固定ボルト４６が設けられている。この移動用ベアリング４４は、支持台４２を移動等させる時に用いられ、自在移動可能な球体である。また固定ボルト４６は、鉛直方向に移動可能に設けられている。そして支持台４２を移動させる場合は固定ボルト４６が上昇させられて、位置調整支援装置４０の荷重を移動用ベアリング４４で受けるようになっている。また支持台４２を設置する場合は、固定ボルト４６が下降させられて、位置調整支援装置４０の荷重を固定ボルト４６で受けるようになっている。
【００２０】
この支持台４２の上面にベース４８が設けられている。そしてベース４８の各角部およびベース４８の外形を形成する辺の中央部にストッパ５０が設けられている。なお図４に示されるようにベース固定用ボルト５１を用いてベース４８を支持台４２に固定する場合は、このベース固定用ボルト５１がストッパの役割を果すことができる。そしてベース４８の上にアクチュエータ部５２が載せられている。このアクチュエータ部５２は、アクチュエータ本体５４とアクチュエータ台座６０を備えている。このアクチュエータ本体５４は鉛直方向に伸縮するものである。より具体的には、アクチュエータ本体５４は、この上部に設けられたロッド５６を鉛直方向に動かして、このロッド５６の先端を電磁石３４の下面に接触させ、電磁石３４を持ち上げるものである。このアクチュエータ本体５４は、油圧や電動等の駆動源を用いることができる。なお図４や図５に示される場合では、アクチュエータ本体５４が油圧により駆動するようになっており、アクチュエータ本体５４にホース５８が接続されていて、このホース５８を介してアクチュエータ本体５４に油圧が供給されるようになっている。
【００２１】
またアクチュエータ本体５４の下部にアクチュエータ台座６０が設けられている。このアクチュエータ台座６０の下面に球体接触ベアリング６２が設けられている。この球体接触ベアリング６２は、アクチュエータ部５２がベース４８の上面を移動可能とするために複数設けられており、水平面内自在移動可能な低摩擦の球体であればよい。この球体接触ベアリング６２を設けることにより、アクチュエータ部５２が電磁石３４を持ち上げていても水平方向に移動可能になる。なおベース４８の周縁部にストッパ５０が設けられているので、このストッパ５０によってアクチュエータ部５２の移動が制限される。そしてストッパ５０を設ける間隔は、アクチュエータ部５２の平面方向の大きさを考慮して適宜設定されればよい。なお図４ではストッパの記載を一部省略している。また図１に示される位置調整支援装置４０ではストッパの記載を省略している。
【００２２】
また図１に示される３次元計測器１２は、計測用ターゲット３８の３次元座標を取得するために建屋内に配設されている。この３次元計測器１２に演算手段１４が接続されている。３次元計測器１２は、レーザ光の照射部と受光部を備えるとともに角度センサを備えている（図示せず）。そして３次元計測器１２は、レーザ光を計測用ターゲット３８に照射して、これから反射されてくる反射光を受光することにより、３次元計測器１２から計測用ターゲット３８までの距離を計測するとともに、レーザ光を照射している角度を前記角度センサで計測する。これによって３次元計測器１２は、測定している計測用ターゲット３８の３次元座標を求めている。
【００２３】
次に、電磁石３４の位置調整方法について説明する。まず電磁石３４は、架台２２に設けられた穴部２４に脚部３６が入れられて、鉛直方向調整ボルト３０（架台２２）の上に載せられている。そして３次元計測器１２を用いて電磁石３４の上面に設けられている各計測用ターゲット３８の初期位置（３次元座標）を計測する。この計測結果は演算手段１４に送られる。演算手段１４は、３次元計測器１２で得られた計測用ターゲット３８の初期位置と、予め設定されている電磁石３４の設置位置（計測用ターゲット３８の座標）とに基づいて、水平方向調整ボルト２８および鉛直方向調整ボルト３０の調整量を求める。
【００２４】
そして電磁石３４の位置調整は、まず各架台２２に設けられた水平方向調整ボルト２８を送り出しておき、架台２２の穴部２４に入れられた電磁石３４の脚部３６と水平方向調整ボルト２８の間に隙間を設けておく。この後、電磁石３４の下側に配置されている位置調整支援装置４０を用いて電磁石３４を持ち上げる。具体的には、アクチュエータ本体５４を駆動させてロッド５６を上方に伸ばし、このロッド５６を電磁石３４の下面に接触させてそのまま持ち上げる。なお図４および図５に示される場合には、油圧によってロッド５６が上方に伸ばされる。これにより鉛直方向調整ボルト３０と電磁石３４の間に隙間が生じるので、鉛直方向調整ボルト３０（架台２２）には電磁石３４の荷重がかからなくなる。
【００２５】
次に、演算手段１４で求められた調整量に基づいて水平方向調整ボルト２８を動かして電磁石３４を移動させる。具体的には、電磁石３４を＋Ｘ方向に移動させる場合、各架台２２には、＋Ｘ方向に向かう水平方向調整ボルト２８と−Ｘ方向に向かう水平方向調整ボルト２８が設けられているので、＋Ｘ方向に向かう水平方向調整ボルト２８を送り込んで電磁石３４の脚部３６を押す。なお−Ｘ方向の水平方向調整ボルト２８は、前述したように送り出されているので、電磁石３４の移動を制限することはない。そして電磁石３４は、アクチュエータ部５２によって支えられているので、アクチュエータ部５２に設けられた球体接触ベアリング６２が回転することによってアクチュエータ部５２とともに＋Ｘ方向に移動する。したがって作業員が＋Ｘ方向に向かう水平方向調整ボルト２８をスパナで容易に回すことができる。そして＋Ｘ方向への電磁石３４の移動を終えると、−Ｘ方向にある水平方向調整ボルト２８を送り込んで電磁石の移動を制限する。なお電磁石３４を−Ｘ方向に移動させる場合も同様に行えばよい。また電磁石３４を＋Ｙ方向に移動させる場合や−Ｙ方向に移動させる場合も同様に行えばよい。
【００２６】
また演算手段１４で求められた調整量に基づいて鉛直方向調整ボルト３０を動かす。すなわち電磁石３４を＋Ｚ方向または−Ｚ方向に移動させる場合は、アクチュエータ部５２で電磁石３４を持ち上げている間に、まず鉛直方向調整ボルト３０の下側に設けられているナット３２を緩め、次に鉛直方向調整ボルト３０をスパナで回して高さを調整した後、ナット３２を締め込む。そして全ての水平方向調整ボルト２８および鉛直方向調整ボルト３０の調整が終わったら、電磁石３４を架台２２の上に下ろす。すなわちアクチュエータ本体５４を駆動させてロッド５６を縮め、電磁石３４を鉛直方向調整ボルト３０（架台２２）の上に下ろす。なおナット３２をダブルナットとしておけば緩みを止める効果がある。
【００２７】
この後、３次元計測器１２を用いて計測用ターゲット３８の各位置を計測する。そして計測用ターゲット３８が予め設定された位置にあれば電磁石３４の位置調整は終了し、計測用ターゲット３８が予め設定された位置に無ければ前述した位置調整を再度行う。
【００２８】
このような位置調整支援装置４０は、アクチュエータ本体５４が伸縮して電磁石３４を持ち上げることができる。またアクチュエータ部５２の下面に球体接触ベアリング６２が設けられているので、電磁石３４を持ち上げた状態で水平方向に移動することができる。そしてベース４８の周縁部にストッパ５０が設けられているので、このストッパ５０によりアクチュエータ部５２の移動を制限することができ、アクチュエータ部５２がベース４８の外側に出て支持台４２から落下するのを防止できる。
【００２９】
また位置調整装置１０および位置調整方法は、電磁石３４の位置調整時に、位置調整支援装置４０のアクチュエータ部５２で電磁石３４を持ち上げた状態で水平方向調整ボルト２８および鉛直方向調整ボルト３０を動かすことができる。そしてアクチュエータ部５２の下面に球体接触ベアリング６２が設けられており、且つ、電磁石３４の全ての荷重がアクチュエータ部５２に掛かっているので、水平方向調整ボルト２８を作業員の力で容易に回すことができる。よって電磁石３４を容易に動かすことができ、電磁石３４の据え付け精度を楽に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】位置調整装置の説明図である。
【図２】架台の平面図である。
【図３】電磁石に設けられた脚部の位置および電磁石と位置調整支援装置との接触箇所を説明する斜視図である。
【図４】位置調整支援装置の側面図である。
【図５】位置調整支援装置の上部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０………位置調整装置、２２………架台、２８………水平方向調整ボルト、３０………鉛直方向調整ボルト、３４………電磁石、４０………位置調整支援装置、４２………支持台、５２………アクチュエータ部、５４………アクチュエータ本体、５６………ロッド、６０………アクチュエータ台座、６２………球体接触ベアリング。
【図１】
2007261739.tif 000003
【図２】
2007261739.tif 000004
【図３】
2007261739.tif 000005
【図４】
2007261739.tif 000006
【図５】
2007261739.tif 000007