以下図面を参照して、本発明の実施形態� ��説明する。

(第1の実施形態)
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る倣い� �置10の構成を示す正面図である。図2は、本� �施形態に係る倣い装置10の構成を示す側面図 である。図中に示されているX軸、Y軸及びZ軸 は、それぞれ直交する軸である。なお、以降 において、同一部分には同一符号を付してそ の詳しい説明を省略し、異なる部分について 主に述べる。以降の実施形態も同様にして重 複した説明を省略する。

 倣い装置10は、シュー1、フレーム2A,2B,2C,2 D、円弧スライドガイド5A,5B、スライド部6、� �動ガイド7、弾性体8、及び固定部9を備えて� �る。倣い装置10は、送り装置15により制御さ� ��ることにより、ワーク100の表面を倣う。

 シュー1は、倣おうとするワーク100に接触 させる部分である。シュー1は、フレーム2Aに 取り付けられている。

 円弧スライドガイド5Aは、フレーム2Aの両 側を挟むように、各1つずつ取り付けられて� �る。円弧スライドガイド5Aは、ブロック51A、 レール52Aを備えている。レール52Aは、円弧状 になっている。ブロック51Aは、フレーム2Aに� ��り付けられている。レール52Aは、フレーム2 Bに取り付けられている。

 フレーム2Aは、円弧スライドガイド5Aによ り、フレーム2Bに対して相対的に旋回運動す� ��ように可動する。円弧スライドガイド5Aに� �るフレーム2Aの旋回中心軸は、シュー1がワ� �ク100に接触する面にある。

 円弧スライドガイド5Bは、円弧スライド� �イド5Aに対して、直交するように設けられて いる。即ち、円弧スライドガイド5Aによりス� ��イドする円弧が含まれる平面と、円弧スラ� ��ドガイド5Bによりスライドする円弧が含ま� �る平面とが直交する。

 円弧スライドガイド5Bは、フレーム2Bの両 側を挟むように、各1つずつ取り付けられて� �る。円弧スライドガイド5Bは、ブロック51B、 レール52Bを備えている。レール52Bは、円弧状 になっている。ブロック51Bは、フレーム2Bに� ��り付けられている。レール52Bは、フレーム2 Cに取り付けられている。

 フレーム2Bは、円弧スライドガイド5Bによ り、フレーム2Cに対して相対的に旋回運動す� ��ように可動する。円弧スライドガイド5Bに� �るフレーム2Bの旋回中心軸は、シュー1がワ� �ク100に接触する面にある。

 フレーム2Dは、フレーム2Cの上部に設けら れている。フレーム2Dは、スライド部6の上下 方向(Z軸方向)の動きを支持する。フレーム2D� ��上部には、固定部9が設けられている。固定 部9は、送り装置15により保持され、倣い装置 10を各方向へ動かす。

 4つの直動ガイド7は、スライド部6の四隅� ��指示するように設けられている。具体的に� ��、直動ガイド7は、スライド部6の両側に各2� ��ずつ取り付けられている。スライド部6の各 片側に取り付けられた2つの直動ガイド7は、� ��端に位置するように取り付けられている。1 つの直動ガイド7は、レール71及び2つのブロ� �ク72を備えている。レール71は、スライド部6 に固定されている。ブロック72は、フレーム2 Dに固定されている。2つのブロック72は、垂� �方向に可動する可動スライド部6を支持する� ��うに、上下に分けて設けられている。この� ��成により、スライド部6は、レール71に沿う� ��うに、上下に可動する。

 弾性体8は、スライド部6の下側に設けら� �ている。弾性体8は、例えばバネである。弾� ��体8は、直動ガイド7により、スライド部6が� ��ライドできる方向(即ち、上下方向)に伸縮� �る。弾性体8は、送り装置15によるワーク100� �の押付け力を緩衝する。これにより、倣い� �置10は、ワーク100に過大な押付け力を掛けな い。弾性体8は、ワーク100を倣う際の上下方� �のズレを許容する。

 ここで、中心O点について説明する。

 図3は、本実施形態に係る倣い装置10のシ� ��ー1の動きを示す構成図である。図3に示す� �い装置10は、フレーム2Bが図を見る方向(Y軸� �向)の手前側に傾き、フレーム2AがX軸方向の� ��を見る方向で右側に傾いた状態である。即� ��、倣い装置10は、シュー1のワーク100と接触� ��る面が見えている状態である。

 中心O点は、円弧スライドガイド5Aによる� ��レーム2Aの旋回中心軸上の点であり、円弧� �ライドガイド5Bによるフレーム2Bの旋回中心� ��上の点である。よって、中心O点は、2つの� �弧スライドガイド5A,5Bの中心軸の交点である 。従って、2つの円弧スライドガイドの旋回� �心は、シュー1がワーク100と接触するワーク� ��面の1点だけに存在する。これにより、中心 O点の位置は、シュー1の傾きによらず変化し� ��い。

 図4を参照して、倣い装置10の動作につい� ��説明する。

 送り装置15は、ワーク100の方向F1(下向き)� ��向けて倣い装置10を移動させる。倣い装置10 のシュー1は、ワーク100と接触する。さらに� �倣い装置10のスライド部6が下方に力が加わ� �ことにより、弾性体8が収縮する。これによ� ��、シュー1は、ワーク100に対して、押付け力 を与える。

 この押付け力は、幅を有するシュー1がワ ーク100に接することによってモーメント力と なる。このモーメント力は、ワーク100の表面 を旋回中心として、2つの円弧スライドガイ� �5Aと5Bを旋回させる。この旋回により、シュ� ��1は、ワーク100の曲面の法線方向に向きを変 える。このとき、シュー1にある中心O点は、� ��ーク100との接触面の中央に位置している。

 本実施形態によれば、円弧スライドガイ� ��5Aと5Bは直交して設けている。これらの2つ� �弧スライドガイド5A,5Bの旋回の組合せにより 、シュー1は、ワーク100の表面1点を回転中心� ��して三次元の動きをする。これにより、倣� ��装置10は、ワーク100の三次元曲面を倣うこ� �ができる。

 円弧スライドガイド5A,5Bは、ワーク100と� �ュー1との接触によりモーメント力が生じる� ��とで、旋回する。これにより、シュー1をワ ーク100の表面の法線方向に向けることできる 。

 倣い装置10は、外部からの複雑な制御や� �作を必要とせずに、ワーク100の曲面に倣わ� �ることができる。このため、送り装置15は、 倣おうとする進行方向への操作、インデック ス動作、及び押付け方向への操作で、ワーク 100の三次元曲面を倣うことができる。即ち、 送り装置15は、X軸、Y軸及びZ軸の直線3軸の動 きを、倣い装置10に与えるだけで、ワーク100� ��三次元曲面を倣うことができる。

 シュー1の旋回中心である中心O点をワー� �表面に設けているため、例えワーク表面に� �うことでシュー1が傾いても、接触している� ��はワーク表面の1点である。即ち、シュー1� �ワーク100の接触している点は、旋回中心か� �移動しない。よって、倣うポイント(接触位� ��)のX-Y平面内のズレがない。従って、送り装 置15による倣い装置10の制御は、接触点の位� �補正をする必要がないため、制御を容易に� �ることができる。

 倣い装置10は、弾性体8を設けることによ� ��、ワーク100の表面の上下方向の凹凸を許容� ��て、ワーク100を倣うことができる。これに� ��り、倣い装置10は、ワーク100の表面が複雑� �ある場合においても、ある程度の高さの凹� �であれば、送り装置15による図のZ方向の細� �い制御を必要とせずに、ワーク100を倣うこ� �ができる。

 従って、倣い装置10は、直線運動以外の� �数の制御軸を設けて、特別に複雑な制御を� �わなくとも、曲面(曲板を含む)や平板のワー クを倣うことができる。

(第2の実施形態)
 図5は、本発明の第2の実施形態に係る倣い� �置10Aの構成を示す構成図である。

 倣い装置10Aは、図1に示す第1の実施形態� �係る倣い装置10において、フレーム2C及び円� ��スライドガイド5Bを取り除き、フレーム2Bを フレーム2Dに直接取り付けている。その他の� ��は、倣い装置10と同様である。

 次に、倣い装置10Aの動作について説明す� ��。

 ワーク100Aは、平板を一方向に曲げてアー チ状をしたような曲板である。従って、シュ ー1とワーク100Aとの接点における法線の変化� ��、図中のX-Z平面だけである。

 倣い装置10Aは、このX-Z平面と円弧スライ� ��ガイド5Aによりスライドする円弧を含む平� �が平行となるように、ワーク100Aの表面に置� ��。即ち、倣い装置10Aは、円弧スライドガイ� ��5Aの旋回できる方向がX-Z平面上になるよう� �、ワーク100Aの上に設置する。

 送り装置15による倣い装置10Aの制御方法� �、倣い装置10Aを一方向に移動させる点以外� �、第1の実施形態に係る倣い装置10と同様で� �る。

 本実施形態によれば、法線の変化する方� ��が1方向のワーク10Aの場合において、簡易な 構成の倣い装置10Aで、ワーク10Aを倣うことが できる。従って、送り装置15による倣い装置1 0Aの制御方法は、X、Y、Z方向の単純な制御を� ��うことで、ワーク100Aを倣うことができる。

(第3の実施形態)
 図6は、本発明の第3の実施形態に係る倣い� �置10Bの構成を示す構成図である。

 倣い装置10Bは、図1に示す第1の実施形態� �係る倣い装置10において、弾性体8の代わり� �、エアシリンダ20及び精密減圧弁23を設けて� ��る。その他の点は、倣い装置10と同様であ� �。

 エアシリンダ20は、スライド部6の下側に� ��けられている。エアシリンダ20は、直動ガ� �ド7により、スライド部6がスライドできる方 向(即ち、上下方向)に伸縮する。

 エアシリンダ20は、倣い装置10Bの押付け� �トロークを緩衝する弾性要素である。エア� �リンダ20の弾性要素により、倣い装置10Bは、 ワーク100を押付けたときの緩衝機能を有する 。これにより、倣い装置10Bは、ワーク100に過 大な押付け力を掛けない。エアシリンダ20は� ��ワーク100を倣う際の上下方向のズレを許容� ��る。

 エアシリンダ20は、シリンダ201及びロッ� �202を備えている。シリンダ201は、スライド� �6に固定されている。ロッド202は、フレーム2 Cに固定されている。

 精密減圧弁23は、エアシリンダ20の内部の 空気圧を制御する。精密減圧弁23は、エアシ� ��ンダ20のSA側(上方側)の空気圧を制御するよ� ��に設置されている。精密減圧弁23は、リリ� �フ機能付である。精密減圧弁23は、エアシリ ンダ20と圧縮空気の供給源(1次側)の間の空気� ��回路に配置されている。ここで、空気圧回� ��には、必要に応じて電磁弁やフィルタなど� ��機器が配置されているものとする。

 次に、倣い装置10Bの動作について説明す� ��。

 倣い装置10Bは、送り装置15により、ワー� �100に押付けられる。このとき、エアシリン� �20は、収縮する。ワーク100を押付ける力は、 エアシリンダ20の収縮による圧縮空気の圧力� ��エアシリンダ20のピストン径で決まる。

 本実施形態によれば、第1の実施形態によ る作用効果に加え、以下の作用効果を得るこ とができる。

 倣い装置10Bは、空気圧回路に示したよう� ��エアシリンダ20および精密減圧弁23を使用し ている。このため、エアシリンダ側の2次圧� �を一定に保つことができる。これにより、� �い装置10Bの押付け力(接触力)を適切な一定値 にすることもできる。倣い装置10Bは、押付け 力を一定にすることで、常時適切な接触力(� �付け力)を得ることができる。

 例えば、従来の一般的な倣い装置は、緩� ��部の弾性体としてコイルばねを用いること� ��多い。この場合、長い緩衝ストローク(倣い のストローク)が取れないことがある。なぜ� �ら、コイルばねはフックの法則で示される� �うにストロークによって押付け力に変化が� �り、また、コイルばね自身の長さによりス� �ロークの制限もあるからである。倣い装置10 Bであれば、特に長い緩衝ストローク(倣いの� ��トローク)が必要な場合には、ストロークの 長いスライド部6や直動ガイド7とエアシリン� ��20を用いればよい。また、長いストローク� �かかわらず押付け力の変化もない。

 また、精密減圧弁23を調整するだけで倣� �装置の押付け力(接触力)を調整することが容 易である。即ち、コイルばねなどを用いた緩 衝部のように、押付け力調整のたびにばね部 品を交換する必要がない。

(第4の実施形態)
 図8A、図8B及び図8Cは、本発明の第4の実施形 態に係る倣い装置10Cの構成を示す正面図であ る。図9は、本実施形態に係る倣い装置10Cの� �成を示す側面図である。

 倣い装置10Cは、図6に示す第3の実施形態� �係る倣い装置10Bにおいて、ブレーキ25A,25Bを� ��けている。その他の点は、倣い装置10Bと同� ��である。

 ブレーキ25Bは、円弧スライドガイド5Bの� �きを抑制する制動機器である。ブレーキ25B� �作動し、ブレーキパッド252Bが摩擦板253Bを押 すと、円弧スライドガイド5Bの動きがロック� ��れる。

 ブレーキ25Bは、ブレーキ本体251B、ブレー キパッド252B、及び摩擦板253Bを備えている。

 ブレーキパッド252Bは、ブレーキ本体251B� �組み込まれている。ブレーキ本体251Bは、フ� ��ーム2Bに固定されている。摩擦板253Bは、フ� ��ーム2Cに固定されている。従って、ブレー� �本体251Bと摩擦板253Bは、相対的に運動をする 。

 ブレーキ25Aは、円弧スライドガイド5Aの� �きを抑制する制動機器である。ブレーキ25A� �作動し、ブレーキパッド252Aが摩擦板253Aを押 すと、円弧スライドガイド5Aの動きがロック� ��れる。

 ブレーキ25Aは、ブレーキ本体251A、ブレー キパッド252A、及び摩擦板253Aを備えている。

 ブレーキパッド252Aは、ブレーキ本体251A� �組み込まれている。ブレーキ本体251Aは、フ� ��ーム2Aに固定されている。摩擦板253Aは、フ� ��ーム2Bに固定されている。従って、ブレー� �本体251Aと摩擦板253Aは、相対的に運動をする 。

 図8A~図8Cを参照して、ブレーキ25Bの動作� �ついて説明する。図8Bは、ブレーキ25Bの作動 する前の状態を示す拡大図である。図8Cは、� ��レーキ25Bの作動した後の状態を示す拡大図� ��ある。なお、ブレーキ25Aの動作については� ��ブレーキ25Bと同様のため省略する。

 ここで、ブレーキ25Bは、図示されていな� ��制御機器により制御される。

 制御機器は、ブレーキ25Bに作動指令を出� ��する。

 ブレーキ251B本体は、制御機器から作動指 令を受信すると、空気圧により、ブレーキパ ッド252Bを押し出す。

 押し出されたブレーキパッド252Bは、摩擦 板253Bに接触する。

 ブレーキパッド252Bが摩擦板253Bに接触す� �ことにより、摩擦板253Bとフレーム2C上で結� �した円弧スライドガイド5Bの動きが保持され る。

 これらの一連の動作により、倣い装置10C� ��自由度を制限できる。

 図10A~図10Cを参照して、倣い装置10Cによる ワーク100を倣う動作について説明する。ここ で、このワーク100は、倣い動作を行う最後の 部分が端部になっている。

 図10A、図10B及び図10Cは、本実施形態に係� ��倣い装置10Cの動作中の状態を示す状態図で� ��る。図10Aは、倣い装置10Cの通常の動作中の� ��態を示す状態図である。図10Bは、倣い装置1 0Cのワーク100の端に差し掛かかる直前の状態� ��示す状態図である。図10Cは、倣い装置10Cの� ��ーク100の端を通過中の状態を示す状態図で� ��る。倣い装置10Cによるワーク100の倣い動作� ��、図10A、図10B、図10Cの順序で行われる。

 通常の動作中(即ち、図10Aに示す状態)で� �、円弧スライドガイド5A,5Bが自由に旋回し、 シュー1がワーク100を倣う。

 図10Bに示す状態では、ブレーキ25Aは、作� ��する直前又は直後である。

 図10Cに示す状態では、ブレーキ25Aは、作� ��している。よって、円弧スライドガイド5A� �動きはロックされる。従って、ワーク100の� �切れる部分を通過中であっても、シュー1は� ��かない。これにより、倣い装置10Cは、ワー� ��100の端部まで、適切に安定した倣い動作を� ��ることができる。

 ここでは、主にブレーキ25Aの動作につい� ��説明したが、ブレーキ25Bの動作についても� ��様である。

 なお、倣い装置10Cのブレーキ25Aを作動さ� ��ない場合は、図11に示すように、シュー1が� ��きく傾くことになる。これは、倣い装置10C� ��常にワーク100に押付けており、かつ円弧ス� ��イドガイド5Aが自由に旋回するためである� �

 本実施形態によれば、第3の実施形態によ る作用効果に加え、以下の作用効果を得るこ とができる。

 倣い装置10Cは、ワーク100の途切れる(又は 端部)部分を通過する場合においても、ブレ� �キ25A,25Bにより、倣い装置10Cの姿勢が保持さ� ��る。これにより、倣い装置10Cは、姿勢を崩� ��ことなく、ワーク100の途切れる部分(又は端 部)を通過することができる。

 従って、制動機器であるブレーキ25A,25Bを 設けることにより、倣い装置10Cの自由度を制 限することができる。これにより、倣い装置 10Cは、例えばワークの端部や縁、またはワー ク表面の開口部などを、適切に走行させるこ とができる。

(第5の実施形態)
 図12A、図12B及び図12Cは、本発明の第5の実施 形態に係る倣い装置10Dの動作中の状態を示す 状態図である。図12Aは、倣い装置10Dの通常の 動作中の状態を示す状態図である。図12Bは、 倣い装置10Dのセンサ30によるワーク100が無い� ��とを検知した状態を示す状態図である。図1 2Cは、倣い装置10Dのワーク100の端を通過中の� ��態を示す状態図である。倣い装置10Dによる� ��ーク100の倣い動作は、図12A、図12B、図12Cの� ��序で行われる。

 倣い装置10Dは、図10A~図10Cに示す第4の実� �形態に係る倣い装置10Cに、シュー1よりも倣� ��動作を行う進行方向側にセンサ30を設けて� �る。その他の点は、倣い装置10Cと同様であ� �。

 センサ30は、ワーク100の端部又は縁を検� �する。センサ30は、ある距離の設定範囲内で 物体を検知できない場合、被測定物であるワ ーク100が存在しないという状態を検出する。 センサ30は、例えばレーザ式の非接触式のセ� ��サである。センサ30は、レーザLAを出力して 、ワーク100の端部又は縁を検知する。

 次に、倣い装置10Dの動作について説明す� ��。

 通常時は、図12Aに示すように、円弧スラ� ��ドガイド5A,5Bが自由に旋回し、シュー1がワ� ��ク100を倣う。

 まず、図示されていない制御機器により� ��センサ30の検出結果が判断される。

 この制御機器は、センサ30により、倣い� �置10Dの進行方向にワーク100が無いという信� �を受信した場合(即ち、図12Bに示す状態)、ブ レーキ25A又はブレーキ25Bを作動させる信号を 出力する。図12A~図12Cの動作中においては、� �レーキ25Aを作動させることになる。

 倣い装置10Dは、制御機器からの信号に基� ��いて、ブレーキ25A又はブレーキ25Bを作動さ� ��る。これにより、倣い装置10Dは、ワーク端� ��や縁の付近を通過する直前に、倣い装置10D� ��姿勢を保持する。ブレーキ25A又はブレーキ2 5B等の制動機器を作動させるタイミングは、� ��い装置が進行する方向の速度やセンサ30の� �付け位置に応じて対応する。

 図12Cに示すように、倣い装置10Dの姿勢は� ��持されているため、ワーク100の端部や縁を� ��過しても倣い装置の姿勢は変化しない。

 本実施形態によれば、第4の実施形態によ る作用効果に加え、倣い装置10Dは、対象とな るワーク100について制動装置の作動ポイント を事前にプログラムしなくても、倣い装置10D の姿勢を保持することができる。

(第6の実施形態)
 図13は、本発明の第6の実施形態に係る倣い� ��置10Eの構成を示す正面図である。図14は、� �実施形態に係る倣い装置10Eの構成を示す側� �図である。

 倣い装置10Eは、図6に示す第3の実施形態� �係る倣い装置10Bにおいて、カウンターウエ� �ト36、歯車37A,37B,37C,37D、及び回転軸38A,38Bを� �けている。倣い装置10Eは、横向きに用いる� �合などに好適な構成である。その他の点は� �倣い装置10Bと同様である。

 ワーク100Bは、横向きに倣う必要のあるワ ークである。

 倣い装置10Eは、横向きに設置すると、図1 3に示すように、シュー1がワーク100Bから離れ る方向にモーメント力Fmが作用する。これは� ��倣い装置10Eの可動部35の重心位置により、� �弧スライドガイド5Bが自由に動くためである 。ここで、可動部35とは、円弧スライドガイ� ��5Bのブロック51Bに固定された部分(先端のシ� ��ー1からフレーム2B)である。即ち、可動部35� ��、重力の作用で下向きに可動する部分のこ� ��を示している。

 倣い装置10Eは、モーメント力Fmによる影� �を補正するためカウンターウエイト36を設け ている。カウンターウエイト36は、シュー1が ワーク100Bから離れる方向のモーメント力Fmを 軽減する。カウンターウエイト36の重量は、� ��ュー1がワーク100Bから離れようとするモー� �ント力を必要に応じて低減できる重さであ� �ばよい。このため、この重量は、厳密に設� �しなくてもよい。

 図13を参照して、倣い装置10Eの動作及び� �成について説明する。

 倣い装置10Eは、水平方向に設置されてい� ��。倣い装置10Eは、ワーク100Bに対して横向き に倣い作業を行うものとする。ワーク100Bの� �触面は、もちろん曲面でも平板でもかまわ� �い。

 歯車37Aは、シュー1の動きとともに可動す るように、フレーム2Bに固定されている。

 歯車37B及びカウンターウエイト36は、回� �軸38Bを中心に回転をする。

 可動部35は、下方向に重力が作用する。� �様に、カウンターウエイト36も下方向に重力 が作用する。従って、可動部35及びカウンタ� ��ウエイト36は、下方向に回転しようとする� �

 ここで、歯車37Cは、歯車37Aと歯車37Bの間� ��、歯車37Bと噛み合うように設けられている� ��歯車37Dは、歯車37Aと歯車37Bの間に、歯車37A� ��噛み合うように設けられている。歯車37Cと� ��車37Dは、回転軸38Aによって結合されている� ��従って、歯車37Cと歯車37Dは、常に同じ方向� ��回転するようになっている。

 このように構成された歯車37C及び歯車37D� ��よって、可動部35及びカウンターウエイト36 の双方に作用する下方向に回転しようとする 力は、打ち消される。

 本実施形態によれば、第3の実施形態によ る作用効果に加え、倣い装置10Eを水平方向に 設置し、横向きに倣い動作を行う場合におい ても、重力の影響により、シュー1がワーク10 0Bから離れようとするモーメント力を軽減す� ��ことができる。

 なお、本実施形態に係る倣い装置10Eは、� ��ウンターウエイト36を用いて、歯車37Bを旋� �できるようにした構成である。従って、倣� �装置10Eは、カウンターウエイト36を用いて、 歯車37Bを旋回できる機構を備えている構成で あれば、種々に変形した構成とすることがで きる。

 次に、上述の旋回できる機構として、円� ��スライドガイドを用いた変形形態について� ��明する。

(本実施形態の変形形態)
 図15は、本実施形態の変形形態に係る倣い� �置10E1の構成を示す正面図である。

 倣い装置10E1は、本実施形態に係る倣い装 置10Eにおいて、ピン38Bの代わりに、円弧スラ イドガイド39を設け、歯車37Bの代わりに、歯� ��37B1を設けた構成である。その他の点は、倣 い装置10Eと同様である。

 即ち、倣い装置10Eでは、ピン38Bを旋回中� ��として、歯車37Bを旋回できるようにした構� ��である。これに対し、倣い装置10E1では、円 弧スライドガイド39を用いて、歯車37B1を旋回 できるようにした構成である。

 円弧スライドガイド39は、上述の円弧ス� �イドガイド5A,5Bと同様に、歯車37B1が円弧状� �旋回するように取り付けられている。

 歯車37B1は、カウンターウエイト36の重み� ��より、円弧スライドガイド39に沿って下方� �に可動しようとする形状及び構成になって� �る。

 このような変形形態に係る倣い装置10E1の 構成であっても、倣い装置10Eと同様の作用効 果を得ることができる。

(第7の実施形態)
 図16は、本発明の第7の実施形態に係る倣い� ��置10Fの構成を示す正面図である。

 倣い装置10Fは、図13に示す第6の実施形態� ��係る倣い装置10Eにおいて、歯車37A,37B,37C,37D, 回転軸38A,38Bの代わりに、てこ40、回転軸41、� ��びピン42を設けている。その他の点は、倣� �装置10Eと同様である。

 第6の実施形態に係る倣い装置10Eは、主に 歯車を用いて、カウンターウエイト36の重量� ��より、シュー1がワーク100Bから離れようと� �るモーメント力を低減させたが、本実施形� �に係る倣い装置10Fは、てこを利用して、同� �の作用効果を得る構成としたものである。

 図16を参照して、倣い装置10Fの動作及び� �成について説明する。

 てこ40の一方には、カウンターウエイト36 が取り付けられている(以下、「てこ40の左側 」とする)。てこ40のもう一方は、ピン42によ� ��可動部35と結合されている(以下、「てこ40� �右側」とする)。

 てこ40の左側は、てこカウンターウエイ� �36にかかる重力により、回転軸41を中心とし� ��、下方向に回転する。てこ40の右側は、反� �の上方向に動いて、倣い装置の可動部35と結 合するピン42を持ち上げようとする。

 従って、適切なカウンターウエイト36の� �量を与えれば、例えば横向きの姿勢で倣い� �作を行ってもシュー1がワーク100Bから離れよ うとするモーメント力を軽減することができ る。

 本実施形態によれば、てこの原理を利用� ��ることにより、第3の実施形態による作用効 果に加え、倣い装置10Eを水平方向に設置し、 横向きに倣い動作を行う場合においても、重 力の影響により、シュー1がワーク100Bから離� ��ようとするモーメント力を軽減することが� ��きる。

(第8の実施形態)
 図17は、本発明の第8の実施形態に係る倣い� ��置10Gの構成を示す正面図である。なお、図1 7は、倣い装置10Gの一部を切断したような透� �図で示している。

 倣い装置10Gは、図13に示す第6の実施形態� ��係る倣い装置10Eにおいて、歯車37A,37B,37C,37D, 回転軸38A,38Bの代わりに、歯車37A1、ラック45� �直動ガイド46、エアシリンダ20A、精密減圧弁 23A、及びブラケット49を設けている。その他� ��点は、倣い装置10Gと同様である。

 歯車37A1は、第6の実施形態に係る倣い装� �10Eの歯車37Aと同様の部品である。歯車37A1は� ��可動部35の一部であるフレーム2Bに取り付け られている。歯車37A1は、円弧スライドガイ� �5Bの形状に沿うような円弧形状となっている 。歯車37A1は、円弧スライドガイド5Bによる可 動部35の動きとともに、円弧を描くように可� ��する。

 ラック45は、歯車37A1の歯と噛み合わさり� ��歯車37A1の可動に伴って、可動するように取 り付けられている。

 直線ガイド46は、ラック45に、歯車37A1と� �み合うように取り付けられている。直動ガ� �ド46は、歯車37A1の円弧を描くような軌道で� �動することにより、ラック45が上下方向に直 線的に動くようにするためのものである。歯 車37A1が下方向に可動するときは、ラック45も 下方向に可動する。歯車37A1が上方向に可動� �るときは、ラック45も上方向に可動する。

 エアシリンダ20Aは、シリンダ201A及びロッ ド202Aを備えている。ロッド202Aは、シリンダ2 01Aとラック45とを接続している。エアシリン� ��20Aは、フレーム2Cに固定されたブラケット49 に保持されている。エアシリンダ20Aは、第3� �実施形態に係るエアシリンダ20と同等の部品 である。

 精密減圧弁23Aは、エアシリンダ20Aの内部� ��空気圧を制御する。精密減圧弁23Aは、エア� ��リンダ20AのSB側(下方側)の空気圧を制御する ように設置されている精密減圧弁23Aは、第3� �実施形態に係る精密減圧弁23と同等の部品で ある。

 次に、倣い装置10Gの動作について説明す� ��。

 倣い装置10Gは、横向きにすると、可動部3 5に重力による下方向のモーメント力Fmが働く 。そこで、精密減圧弁23Aは、エアシリンダ20A のSB側に圧縮空気を与える。これにより、エ� ��シリンダ20Aは、ラック45を上方向に移動さ� �る力Faを発生することができる。

 ここで、精密減圧弁23Aは、可動部35の重� �とほぼ同等の力をエアシリンダ20Aで発生さ� �れば、ラック45が上に移動しようとする力Fa� ��、可動部35が下に落ちようとする力Fmをバラ ンスさせることができる。即ち、倣い装置10G は、倣い動作を行っても、シュー1がワーク12 から離れようとするモーメント力Fmを軽減す� ��ことができる。

 また、空気圧回路に、精密減圧弁23Aを使� ��することで、例えばラック45を上向きに動� �す力を一定にすることもできる。また、そ� �力を調整することも容易である。

 倣い装置10Gを縦方向に使う場合には、重� ��の影響をほとんど考慮する必要がない。従� ��て、その場合には、例えば図示されていな� ��電磁弁を用いるなどして、エアシリンダ20A� ��つながる空気圧回路を開放する。これによ� ��、倣い装置10Gは、上述した重力に関する機� ��をキャンセルした倣い装置(例えば、第3の� �施形態に係る倣い装置10Bに相当する倣い装� �)として使用することも可能である。

 本実施形態によれば、エアシリンダ20Aを� ��いることにより、第3の実施形態による作用 効果に加え、倣い装置10Eを水平方向に設置し 、横向きに倣い動作を行う場合においても、 重力の影響により、シュー1がワーク100Bから� ��れようとするモーメント力を軽減すること� ��できる。

(第9の実施形態)
 図18A及び図18Bは、本発明の第9の実施形態に 係る倣い装置10Hの構成を示す正面図である。

 倣い装置10Hは、図6に示す第3の実施形態� �係る倣い装置10Bにおいて、変位センサ31を備 えている。その他の点は、倣い装置10Bと同様 である。

 変位センサ31は、倣い装置10Hを押付ける� �向の距離を測定する。変位センサ31は、例え ば差動トランス式の変位センサである。なお 、変位センサ31は、直動距離を測れるもので� ��れば、センサの形式は他でもよい。

 変位センサ31は、差動トランス部311及び� �動鉄心312を備えている。差動トランス部311� �、スライド部6に固定されている。可動鉄心3 3は、フレーム2Dに固定されている。このよう な構成により、可動鉄心33は、倣い装置10Hの� ��付け方向変位を捉えることができる。

 曲面のワーク100を倣う場合、倣い装置10H� ��より倣った長さを測定するには以下のよう� ��行う。

 図18Aは、倣い装置10Hによりワーク100を倣� ��前の状態を示す状態図である。図18Bは、倣� ��装置10Hによりワーク100を倣った後の状態を� ��す状態図である。

 ここで、送り装置15の送り方向(倣う方向) をX軸、押付け方向をZ軸とする。倣う前の状� ��(測定する前)の倣い装置10Hにおいて、変位� �ンサ31の示す押付け方向変位をZaとする。倣� ��た後の状態(測定する直前)の倣い装置10Hに� �いて、変位センサ31の示す押付け方向変位は 、Zbとする。ここで、倣い装置10Hの送り方向( 倣う方向)の距離(X方向変位)は、Xとする。こ� ��とき、曲面を倣った長さLは、次のように計 算できる。

 Z方向変位=Za-Zb (上方向をプラス、下方向を マイナスとする。)
 ここで、Z方向変位<0の場合、送り装置15� �ワーク100に近づく方向の変位となる。Z方向� ��位>0の場合、送り装置15はワーク100から離 れる方向の変位となる。

 L=√(X方向変位^2+Z方向変位^2)
 ここで、「^」は、2乗を表す演算子である� �

 本実施形態によれば、第3の実施形態によ る作用効果に加え、以下の作用効果を得るこ とができる。

 倣い装置10Hは、第1の実施形態で述べたよ うに、円弧スライドガイドの1点(中心O点)が� �いの旋回中心である。このため、ワーク100� �曲面上で倣ったポイントは、X-Y平面内では� �動しない。

 そこで、進行方向であるX方向変位とワー ク100を倣う前後での押付け方向変位であるZa, Zbを測定することで、上記の計算式により、� ��い装置10Hの倣った距離Lを測定できる。この 測定した距離Lに基づいて、位置座標を3次元� ��に捉えることができる。例えば、測定点を3 次元的にプロットし、倣ったワーク100の曲面 を描くこともできる。

 従って、装置10Hは、押付け方向の変位を� ��定し、その結果を計算することにより、倣� ��た位置座標を三次元的に捕らえることがで� ��る。

 また、送り装置15で倣い装置10Hを押付け� �ストロークの変化量が0に近くなるように、� ��り装置15を動かす制御をすることもできる� �

(第10の実施形態)
 図19は、本発明の第10の実施形態に係る倣い 装置10Iの構成を示す正面図である。

 倣い装置10Iは、図6に示す第3の実施形態� �係る倣い装置10Bにおいて、シュー1に超音波� ��傷子90が取り付けてある。従って、倣い装� �10Iは、倣い装置10Bを倣い装置として用いた� �音波探傷装置である。その他の点は、倣い� �置10Bと同様である。

 超音波探傷子90は、シュー1に接触するワ� ��ク100の超音波探傷をすることができる素子� ��ある。なお、超音波探傷のための水などの� ��達媒質は、別途ホースなどで供給されるも� ��とする。

 送り装置15は、倣い装置10Iを、ワーク100� �対して押付けることにより、ワーク100の曲� �の法線方向に、シュー1を向かせることでき� ��。

 そこで、倣い装置10Iをワーク100に接触さ� ��、送り装置15を移動させる。これにより、� �音波探傷子90は、シュー1とともに、ワーク10 0の曲面を倣う。このとき、シュー1は、ワー� ��100の曲面に対して法線方向を向いている。� ��って、超音波探傷子90は、常に、曲面に対� �て垂直に超音波を当てて、探傷測定するこ� �ができる。ワーク100の曲面を倣ったこの超� �波探傷子90による測定結果に基づいて、探傷 画像を得る。

 次に、倣い装置10Iによるワーク100Cの超音 波探傷方法について説明する。

 図20は、本実施形態に係る倣い装置10Iに� �る探傷方法をX-Z平面上に示した模式図であ� �。図21は、本実施形態に係る倣い装置10Iによ るワーク100Cの探傷方法を示した模式図であ� �。但し、探傷方法は、図21に示す方向に限ら ず、インデックス方向やワーク100Cの回転方� �を任意に設定してよい。

 ワーク100Cは、円筒あるいはテーパ形状を 有している。但し、ワーク100Cの断面形状は� �真円でなくともよい。例えば、楕円形状や� �ーク回転中心が円の中心からずれて偏芯し� �ものでもよい。

 ワーク100Cの回転軸は、円筒またはテーパ 形状の長手方向に設けられ、図示されていな い回転装置でワークを回転できるものとする 。

 ここで、説明のため、ワーク100Cは、図21� ��示すようなX軸、Y軸及びZ軸の座標系上にあ� ��ものとする。

 次に、ワーク100Cを回転させて、ワーク100 Cの外側の面を探傷する方法について説明す� �。なお、ここでは、ワーク100Cの回転させる� ��度を、代表して360度の場合について説明す� ��が、例えば、180度や20度の回転であっても� �同様にワーク100Cを倣うことができるため、� ��明を割愛する。

 まず、図20に示すように、送り装置15で、 倣い装置10Iをワーク100Cに押付ける。

 次に、回転装置によって、ワーク100Cを回 転させる。ここで、倣い装置10Iが1回転で探� �できる範囲の領域Stは定まっている。そこで 、この領域Stを基準として、X方向にインデッ クスを繰り返すことにより、必要な範囲の探 傷を行う。

 ワーク100Cは、表面のZ方向である高さに� �化することもある。

 次に、ワーク100Cの表面のZ方向である高� �が変化する場合に、倣い装置10Iによる探傷� �法について説明する。

 図22A、図22B、図22C及び図22Dは、倣い装置1 0Iによるワーク100Cを倣う状態を示す状態図で ある。図22A~図22Dは、それぞれワーク100Cを順� ��に回転させた状態を示している。

 基本的には、送り装置15のZ方向を、倣い装� ��10Iが倣いのストロークの範囲でワーク100Cに 接触するように押付け量をコントロールすれ ばよい。このとき、送り装置15の押付け量Zは 、ワーク100Cの回転角度θとその表面から回転 中心の距離によって表され、
 Z=R(θ)
となる。

 つまり、ワーク100Cの回転動作に対して、 倣い装置10Iを保持する送り装置15は、Z方向に カムのように動かせばよい。ここで、倣い装 置10Iは、Z方向に倣いのストロークを吸収で� �る。このため、多少の制御の誤差などがあ� �ても、この誤差を吸収して倣うことができ� �。

 また、ワーク表面とワーク回転中心の距� ��が一定していない場合には、ワーク表面の� ��線方向に変化が生じる。この法線方向の変� ��については、倣い装置10Iによって吸収され� ��。

 必要な回転角度分について、ワーク100Cの 探傷が終了したら(ここでは360度分)、倣い装� ��15をX方向に次の探傷範囲までインデックス� ��せて、同様の動作を繰り返す。

 ここでは、ワーク100Cの外表面を探傷する 方法について説明したが、内表面を探傷する 場合も同様である。即ち、倣い装置10Iをワー ク100Cの内側に接触させて行えばよい。

 本実施形態によれば、第3の実施形態によ る作用効果に加え、以下の作用効果を得るこ とができる。

 倣い装置10Iを用いた超音波探傷方法によ� ��ば、例えば楕円形状や回転中心が円の中心� ��らずれて偏芯したようなワークでも、倣い� ��置の法線方向を変えるために特別に複雑な� ��御を行うことなく、そのワークの表面を超� ��波探傷することができる。従って、倣い装� ��10Iは、曲板や平板はもちろんのこと、3次元 曲面を有するワークに対して複雑な制御を用 いることなく超音波探傷を行うことができる 。

 また、倣い装置10Iは、常にワーク100Cの表 面の法線方向に向いた状態で超音波探傷をす ることができる。

 さらに、送り装置15は、超音波探傷画像� �得るために曲面の傾きに沿って倣い装置の� �勢をコントロールするような複雑な制御を� �要としない。このため、例えば航空機の機� �表面などの3次元曲面を有するワークの超音� ��探傷に好適である。

 例えば、航空機胴体に倣い装置を接触さ� ��ながら、胴体を回転し、Z方向とX方向の送� �、および航空機胴体の回転を行うことで、� �要の範囲の超音波探傷を行うことができる� �また、胴体断面は単純な円筒断面に限るこ� �はない。例えば、航空機機体の前方や後方� �ように流線形状をした部分であっても特に� �雑な制御を行うことなく倣い装置によって� �面を倣うことができるため、極めて好適で� �る。

(第11の実施形態)
 図23A、図23B及び図23Cは、第11の実施形態に� �る倣い装置10Jによる探傷中の状態を示す状� �図である。

 倣い装置10Jは、図8A~図9に示す第4の実施� �態に係る倣い装置10Cにおいて、シュー1に超� ��波探傷子90が取り付けてある。従って、倣� �装置10Jは、倣い装置10Cを倣い機構として用� �た超音波探傷装置である。その他の点は、� �い装置10Cと同様である。

 超音波探傷子90は、シュー1に接触するワ� ��ク100の超音波探傷をすることができる素子� ��ある。なお、超音波探傷のための水などの� ��達媒質は、別途ホースなどで供給されるも� ��とする。

 次に、倣い装置10Jを用いて、ワーク100の� ��部まで超音波探傷する動作について説明す� ��。

 ここで、このワーク100は、倣い動作を行� ��最後の部分が端部になっている。

 図23Aは、倣い装置10Jの通常の探傷中の状� ��を示す状態図である。図23Bは、倣い装置10J� ��ワーク100の端部に差し掛かかる直前の状態� ��示す状態図である。図23Cは、倣い装置10Jの� ��ーク100の端部を通過中の状態を示す状態図� ��ある。倣い装置10Jによるワーク100の倣い動� ��は、図23A~図23Cの順序で行われる。

 図23Aにおける倣い装置10Jは、通常にワー� ��100の探傷を行う。

 倣い装置10Jは、図23Bの状態から図23Cの状� ��まで移動する間に、ブレーキ25Aを作動させ� ��。これにより、倣い装置10Jは、ワーク100の� ��部を通過する前に、ブレーキ25Aを作動させ� ��ことで、ワーク100の端部を通過しても、姿� ��を崩さない。よって、倣い装置10Jは、ワー� ��100の端部を適切に安定した超音波探傷する� ��とができる。

 同様に、ワーク100に穴などの開口部があ� ��場合でも、倣い装置10Jは、開口部を通過す� ��前にブレーキ25Aを作動させることで、倣い� ��自由度を制限した状態で超音波探傷を行う� ��とができる。

 ここでは、ブレーキ25Aを作動させること� ��ついて説明したが、ブレーキ25Bを作動させ� ��場合も同様である。

 本実施形態によれば、ブレーキ25A,25Bを作 動させることにより、ワーク端部や開口部で 倣い装置10Jの姿勢が崩れることがないため、 常に良好な超音波探傷画像を得ることができ る超音波探傷をすることができる。

 なお、各実施形態において、以下のよう� ��変形して実施することもできる。

 円弧スライドガイド5Aの取り付けについ� �は、レール52Aとブロック51Aを、フレーム2A,2B のどちらに取付けも構わない。同様に、円弧 スライドガイド5Bについても、レール52Bとブ� ��ック51Bを、フレーム2B,2Cのどちらに取付け� �構わない。直動ガイド7の取り付けにおいて� ��同様である。

 また、円弧スライドガイド5A、5Bは、2個� �つにしたが、個数はいくつであってもよい� �同様に、直動ガイド7の個数もいくつであっ� ��もよい。また、円弧スライドガイド5A、5Bの レール半径は、旋回中心が一致していれば、 同じでも異なる半径でもどちらでもよい。

 さらに、シュー1の接触面の形状は、平板 のように面積を有するものとして説明したが 、倣おうとする方向に対してワークとの複数 の接触点(例えば4個の突起やローラなど)を持 つ形状であってもよい。

 また、スライド部6を倣い装置10に設けた� ��成としたが、送り装置15の側に設けても良� �。スライド部6は、ワーク100に過大な押付け� ��が掛からないようにするための構成であれ� ��、取り付ける場所は何処であってもよい。

 さらに、エアシリンダ20の取付け向きは� �対でもよい。即ち、シリンダ201がフレーム2C に、ロッド202がスライド部6にそれぞれ固定� �れていてもよい。

 また、精密減圧弁23は、エアシリンダ20の SA側(上方側)の空気圧を制御するように配置� �た構成としたがこれに限らない。例えば、� �3の実施形態の変形例に係る倣い装置10B1とし て、図7に示すように、精密減圧弁23は、エア シリンダ20のSB側(下方側)の空気圧を制御する ように配置した構成としてもよい。これによ り、倣い装置10B1は、ワーク100に対して弱い� �付け力を適用することもできる。つまり、� �い装置10B1は、エアシリンダ20のSB側に精密減 圧弁23を配置し、圧力を調整した圧縮空気を� ��る。これにより、エアシリンダ20は、倣い� �置10B1を押付けるのではなく、シュー1を持ち 上げる方向に力を発生させることができる。 即ち、精密減圧弁23は、倣い装置10B1の自重を 軽減する方向に空気圧を調整する。従って、 この圧縮空気の圧力を適切に調整すれば、倣 い装置10B1がワーク100を押付ける力を弱める� �とができ、かつその調整も容易にすること� �できる。よって、ワーク100に対して弱い押� �け力で倣いを行うことができる。従って、� �い装置10B1は、特に外力により変形しやすい� ��例えば薄い板厚のワークを倣う場合に好適� ��ある。

 さらに、ブレーキ等制動装置を設ける自� ��度および個数は必要に応じて設けてもよい� ��例えば、倣い装置10Cの場合は、2つの円弧ス ライドガイドの自由度それぞれに制動装置(� �レーキ25A,25B)を設けている。

 また、押付け方向に倣い装置を保持した� ��場合は、押付け軸のスライド部6(又はフレ� �ム2D)に制動装置を設けることにより、スラ� �ド部を押付けた状態(高さ)で維持することが できる。このような制動装置を取りつける構 成は、ブレーキ25A,25Bと同様でもよいし、他� �形式でもよい。

 さらに、制動装置を複数設ける場合は、� ��の作動は独立でも連動でも用途に応じて変� ��することができる。

 また、制動機構は、ブレーキ25A,25Bにおい ては、ブレーキ空気圧式のブレーキを構成例 として示したが、これに限らない。制動機構 は、倣い装置の自由度を制限して姿勢を保持 できる機能であれば、機械式や電気式など制 動方法は、適宜選択することができる。

 さらに、センサ30は、非接触式センサを� �いて説明したが、特に非接触式に限定する� �とはなく、接触式でも前述の機能を満たせ� �よい。また、センサの取付け個数や位置も� �限定することなく、ワーク端部や縁を検知� �きる位置に取付ければよい。

 また、第4の実施形態から第11の実施形態� ��でにおいて、主に、第3の実施形態に係る倣 い装置10Bを基にした構成で説明したが、これ に限らない。その他の実施形態を基にした構 成においても、同様の構成とすることで、同 様の作用効果を得ることができる。

 さらに、精密減圧弁23Aには、電気信号に� ��空気圧力を制御できる精密減圧弁を用いて� ��良い。これにより、例えば、倣い装置の任� ��の傾きに応じて空気圧力を調整し、適切な� ��ーメント力の軽減を維持することができる� ��また、精密減圧弁23も同様で、電気的に制� �できる精密減圧弁を用いれば、外部からの� �御によって押付け力(接触力)を可変すること も可能である。

 また、倣い装置を倣い機構として、超音� ��探傷装置に応用する実施例について説明し� ��が、これに限らない。倣い装置は、検査、� ��測及び加工などの様々な分野において、利� ��価値がある。本発明による倣い装置を倣い� ��構として用いれば、シューをワークに対し� ��常に法線方向に接しながら倣うことができ� ��。従って、この特性を必要とする分野であ� ��ば、適用分野は、超音波探傷の分野に限る� ��要はない。

 さらに、各実施形態において、倣い装置� ��、シューをワークに倣わせるために垂直に� ��動する機構であるフレーム2D及びスライド� �6を、円弧状に旋回する機構であるフレーム2 B及びフレーム2Cの上方に設けた構成としたが 、これに限らない。これらの機構は、倣い装 置全体の何処かに組み込まれており、かつこ れらの機構のそれぞれの機能が発揮できる構 成であれば、どのような構成でもよい。例え ば、垂直に可動する機構が、円弧状に旋回す る機構の横に結合されている構成(フレーム2D がフレーム2CにX-Y平面上で並んで結合されて� ��る構成)でもよい。

 また、各実施形態において、弾性体8及び エアシリンダ20は、スライド部6の下側に設け る構成としたが、これに限らない。押付け力 を緩衝する態様であれば、弾性体8及びエア� �リンダ20は、倣い装置の何処に設けられてい てもよい。例えば、弾性体8及びエアシリン� �20は、スライド部6とフレーム2C又は2Dとの間� ��設けられた構成でもよい。

 さらに、第8の実施形態において、例えば 、ラック45にある程度の重量があるか、また� ��ラック45にカウンターウエイトを設けるな� �すれば、上述の類似の機能は満たし、エア� �リンダ20Aの無い構成とすることができる。� �し、可動部35が大きく旋回する場合には可動 部35の傾きの成分(sin成分)により、ラック45と 可動部35の重量バランスが相違してくるため� ��本実施形態のように、エアシリンダ20Aによ� ��力を調整できることは有用である。

(第12の実施形態)
 図24は、本発明の第12の実施形態に係る倣い 装置10Kの構成を示す正面図である。

 倣い装置10Kは、シュー1、フレーム2A,2B,2C, 2K、円弧スライドガイド5A,5B、スライド部6K、 直動ガイド7、弾性体8K、及び保持機構25Kを備 えている。倣い装置10Kは、図示されていない 送り装置により制御されることにより、ワー ク100の表面を倣う。

 即ち、倣い装置10Kは、図1に示す第1の実� �形態に係る倣い装置10の構成において、ワー ク100に対して垂直方向の動作をする機構が異 なる。その他の点は、倣い装置10と同様の構� ��である。

 フレーム2Kは、スライド部6Kの上下方向(Z� ��方向)の動きを支持する。

 スライド部6Kは、フレーム2Cの上部に固定 して設けられている。

 直動ガイド7は、スライド部6Kの保持機構2 5Kが設けられている側面と反対側の側面に取� ��付けられている。

 直動ガイド7は、レール71及び2つのブロッ ク72を備えている。レール71は、スライド部6K の中央部付近に固定されている。2つのブロ� �ク72は、フレーム2Kの中央部に垂直方向に並� ��て固定されている。2つのブロック72は、垂� ��方向に可動するスライド部6Kを支持するよ� �に設けられている。この構成により、スラ� �ド部6Kは、レール71がブロック72に設けられ� �溝に沿うように可動する。

 弾性体8Kは、フレーム2Kとスライド部6Kの� ��部との間に設けられている。弾性体8Kは、� �えばバネである。弾性体8Kは、直動ガイド7� �より、スライド部6Kがスライドできる方向(� �ち、上下方向)に伸縮する。弾性体8Kは、シ� �ー1のワーク100への押付け力を緩衝する。こ� ��により、倣い装置10Kは、ワーク100への過大� ��押付け力を抑制する。弾性体8Kは、ワーク10 0を倣う際の上下方向のズレを吸収する役割� �果す。なお、倣い装置10Kは、弾性体8Kの代わ りに、図6に示す倣い装置10Bのようにエアシ� �ンダ20を用いても良い。

 保持機構25Kは、シリンダ251Kとパッド253K� �構成される。シリンダ251K内部の空気圧が上� ��ると、パッド253Kがシリンダ251Kから飛び出� �。シリンダ251K内部の空気圧が下がると、パ� ��ド253Kがシリンダ251Kに戻る。

 保持機構25Kは、図示されていない制御装� ��により制御される。この制御装置は、作動� ��不作動の信号を、図示されていない電磁弁� ��出す。この電磁弁を介して、保持機構25の� �リンダ251Kに空気圧が送られる。これにより� ��保持機構25Kのパッド253Kが飛び出したり、引 っ込んだりする。パッド253Kが飛び出すこと� �より、パッド253Kとフレーム2Kとが接触し、� �擦力が生じる。これにより、保持機構25Kは� �スライド部6Kとフレーム2Kとの相対的な動作� ��保持する。

 次に、保持機構25Kの動作について説明す� ��。

 図24を参照して、倣い装置10Kがワーク100� �開口部OPを通り過ぎる場合について説明する 。

 倣い装置10Kは、倣い動作が開口部OPに到� �する手前の位置で、保持機構25Kを作動させ� �シュー1のZ方向の高さを保持する。

 倣い装置10Kは、保持機構25Kを作動させ、� ��ュー1のZ方向の高さを保持した状態で、ワ� �ク100を倣いながら、開口部OPを通過する。

 これにより、開口部OPに到達する前のワ� �ク100を端部に達しても、シュー1は、傾かな� ��。よって、倣い装置10Kは、シュー1を傾ける ことなく、ワーク100の端部を倣うことができ る。また、シュー1は、開口部OPを倣いながら 通過しても、開口部OPに嵌ることなく、開口� ��OPから先のワーク100を継続して倣うことが� �きる。

 倣い装置10Kは、保持機構25Kを作動させず� ��、開口部OPを通過させた場合、シュー1がワ� ��ク100を押付けていたために縮んでいた弾性� ��8Kが元に戻る(弾性体8が伸びる)。このため� �開口部OPでシュー1が勢いよく飛び出すこと� �なる。

 図25は、本実施形態に係る保持機構25Kの� �持力を説明するためのグラフ図である。縦� �は、保持機構25Kの保持力を示している。横� �は、シリンダ251K内部の空気圧を示している� ��

 図25に示すように、シリンダ251K内部の空� ��圧と保持機構25Kの保持力との関係は、ほぼ� ��例している。即ち、制御装置は、シリンダ2 51Kに送り込む空気圧を高くすることで、保持 機構25Kの保持力を強くすることができる。空 気圧P1は、保持機構25Kを保持力F1とする空気� �である。空気圧P2は、保持機構25Kを保持力F2� ��する空気圧である。

 保持力F1は、シュー1の姿勢を保持できる� ��低限必要な力である。即ち、保持力F1より� �弱い保持力の場合は、保持機構25Kは、保持� �の機能を果さない。

 保持力F2は、ワーク100を損傷させずに、� �ーク100を倣うことのできる限界の力である� �即ち、保持力F2よりも強い保持力の場合、弾 性体8Kがシュー1のワーク100への押付力を抑制 する働きをしない。よって、ワーク100の表面 が平面でない場合、倣い装置10Kは、シュー1� �ワーク100が干渉すると、ワーク100を損傷さ� �る恐れがある。一方、保持力F2よりも弱い保 持力の場合、シュー1とワーク100が干渉して� �、保持力F2よりも強い外力が働くことで、保 持機構25Kの保持力が滑る。これにより、倣い 装置10Kは、ワーク100の損傷を回避できる。

 保持力F1,F2は、ワーク100の材質により決� �る。

 従って、保持機構25Kの保持力は、常に保� ��力F1と保持力F2の間になるように調整されて いる。換言すると、シリンダ251Kの内部の空� �圧は、常に空気圧P1と空気圧P2の間になるよ� ��に調整されている。

 保持機構25Kの空気圧回路中には、減圧弁� ��設けられている。この減圧弁により、空気� ��を調整することで、保持機構25Kの保持力を� ��意に設定することができる。この減圧弁は� ��精密減圧弁などにすることより、安全弁の� ��うな役割を持たせてもよい。これにより、� ��持過剰な保持力となった場合、保持機構25K� ��作動させるシリンダ251K内部の空気圧を一部 逃がすことができる。これにより、保持機構 25Kは、シリンダ251Kの内部の空気圧を、常に� �気圧P1と空気圧P2の間になるように調整する� ��とができる。

 本実施形態によれば、第1の実施形態によ る作用効果に加え、以下の作用効果を得るこ とができる。

 倣い装置10Kに保持機構25Kを設けることで� ��ワーク100の開口部OPにシュー1が嵌ったり、� ��口部OPでシュー1が飛び出すことにより、ワ� ��ク100を損傷させたりするなどの障害を防止� ��ることができる。これにより、倣い装置10K� ��動かす送り装置は、倣い装置10Kの倣い動作� ��停止させる位置などを、厳密に制御しなく� ��も、上述の障害を防止することができる。

 また、倣い装置10Kは、ワーク100が円筒又� ��円弧形状でも倣うことができる。この場合� ��おいて、ワーク100を倣う方法は、倣い装置1 0Kをワーク100に対して動かしてもよいし、倣� ��装置10Kを固定して、ワーク100を回転させて� ��よい。このとき、ワーク100に開口部OPなど� �渉物があっても、倣い装置10Kは、上述と同� �に保持機構25Kを作動させることにより、開� �部OPでの倣い装置10Kの脱落などを防止するこ とができる。

 さらに、保持機構25Kは、保持力が適正な� ��囲にあるように調整されている。これによ� ��、保持機構25Kは、ワーク100を押付けている� ��度の力に対しては、シュー1の高さ方向を保 持する保持力がある。また、保持機構25Kは、 シュー1への押付力が過負荷となる場合には� �保持力を緩和され、ワーク100に過大な力を� �えることを防止することができる。

 なお、本実施形態では、保持機構25Kは、� ��気圧により保持力を得る構成としたが、こ� ��に限らない。保持機構25Kは、機械的又は電� ��的な保持機構を用いてもよい。このような� ��成おいても、保持機構25Kは、保持力の調整� ��本実施形態と同様に行うことで、本実施形� ��と同様の作用効果を得ることができる。

(第13の実施形態)
 図26は、本発明の第13の実施形態に係る倣い 装置10Lの構成の一部を示す正面図である。

 倣い装置10Lは、図24に示す第12の実施形態 に係る倣い装置10Kにおいて、保持機構25Kを保 持機構26Lに代えている。スライド部6Lは、ス� ��イド部6Kと同様の役割を果す倣い装置10Lの� �成部品である。フレーム2Lは、フレーム2Kと� ��様の役割を果す倣い装置10Lの構成部品であ� ��。その他の点は、倣い装置10Kと同様の構成� ��ある。

 保持機構26Lは、ラチェット261Lと、爪形状 部262Lと、アクチュエータ263Lとを備えている� ��

 ラチェット261Lは、スライド部6Lに取り付� ��られている。

 爪形状部262Lは、フレーム2Lに取り付けら� ��ている。爪形状部262Lは、アクチュエータ263 Lにより、ラチェット261Lの方向に飛び出すよ� ��に可動する。爪形状部262Lは、飛び出すこと により、ラチェット261Lに嵌る。爪形状部262L� ��、先端部(ラチェット261L側)が上方向になる� ��うに傾くように、取り付けられている。爪� ��状部262Lは、ストッパが設けられているため 、下方向には傾かない。

 アクチュエータ263Lは、フレーム2Lに取り� ��けられている。アクチュエータ263Lは、図示 されていない制御装置により、爪形状部262L� �出し入れする動作をさせる。

 図26から図28に示している「○」又は「×� ��は、スライド部6Lが矢印の方向に可動する� �否かを示している。「○」は、矢印の方向� �可動することを示している。「×」は、矢印 の方向に可動しないことを示している。

 図26は、保持機構26Lを作動させていない� �態の倣い装置10Lである。このとき、スライ� �部6Lは、Z軸方向の上下方向に自由に可動す� �。

 図27は、本実施形態に係る倣い装置10Lの� �持機構26Lを作動させた状態を示す正面図で� �る。このとき、ラチェット261Lと爪形状部262L とは、噛み合っている状態である。これによ り、倣い装置10Lは、スライド部6LのZ軸方向の 下方向への可動を固定する。

 図28は、本実施形態に係る倣い装置10Lの� �持機構26Lを作動させた状態を示す正面図で� �る。図28に示す保持機構26Lの状態は、図27に� ��す保持機構26Lのラチェット261Lと爪形状部262 Lとが噛み合っている状態から、スライド部6L にZ軸方向の上方向に力が加わった状態であ� �。

 爪形状部262Lは、先端部が上方向に傾くよ うに取り付けられているため、スライド部6L� ��、Z軸方向の上方向には、ラチェット261Lと� �形状部262Lとが噛み合っている状態でも可動� ��る。スライド部6LにZ軸方向の上方向に力が� ��わる時とは、例えば、倣い装置10Lの倣い動� ��中に、シュー1がワーク100の形状により力を 受けた時などである。

 本実施形態によれば、保持機構25Kの代わ� ��に保持機構26Lを設けることにより、第12の� �施形態と同様の作用効果を得ることができ� �。

 なお、本実施形態では、直線のスライド� ��のラチェット261Lを用いて説明したが、他の 構成でもよい。例えば、ラチェット261Lの代� �りに、歯車形状の回転物を設けてもよい。

(第14の実施形態)
 図29は、本発明の第14の実施形態に係る倣い 装置10Mの構成を示す正面図である。図30は、� ��実施形態に係る倣い装置10Mの構成の一部を� ��す側面図である。

 倣い装置10Mは、図24に示す第12の実施形態 に係る倣い装置10Kにおいて、保持機構25Kを保 持機構27Mに代えている。スライド部6Mは、ス� ��イド部6Kと同様の役割を果す倣い装置10Mの� �成部品である。フレーム2Mは、フレーム2Kと� ��様の役割を果す倣い装置10Mの構成部品であ� ��。その他の点は、倣い装置10Kと同様の構成� ��ある。

 保持機構27Mは、ラック271Mと、歯車272Mと� �クラッチ273Mと、フリーホイール274Mとを備え ている。

 ラック271Mは、スライド部6Mの側面に、Z方 向に取り付けられている。

 歯車272Mは、ラック271Mと歯が噛み合うよ� �に取り付けられている。

 クラッチ273Mは、歯車272Mとフリーホイー� �274Mとの間に設けられている。クラッチ273Mは 、歯車272Mとフリーホイール274Mとのそれぞれ� ��回転軸の接続及び切離しをする機構である� ��

 フリーホイール274Mは、一方の回転方向に は、回転に負荷がなく自由に回転する。フリ ーホイール274Mは、その逆の回転方向には、� �転に負荷がかかる。具体的には、フリーホ� �ール274Mは、スライド部6Mを持ち上げる方向� �歯車272Mを回転させる方向には、自由に回転� ��る。フリーホイール274Mは、スライド部6Mを� ��げる方向に歯車272Mを回転させる方向には、 回転に負荷が掛かる。

 次に、保持機構27Mの動作について説明す� ��。

 クラッチ273Mが接続されていない状態の場 合、保持機構27Mは、スライド部6MのZ方向の動 きについては制限しない。よって、シュー1� �、Z方向には、ワーク100の表面に倣って、自� ��に動作する。

 クラッチ273Mが接続されている状態の場合 、保持機構27Mは、スライド部6Mの持ち上げる� ��向(Z軸の上方向)の動きについては制限しな� ��。よって、シュー1がワーク100と干渉する場 合であっても、シュー1は、上方向に干渉を� �けるように動作する。これにより、シュー1� ��、ワーク100に過大な力を加えない。スライ� ��部6Mの持ち上げる方向(Z軸の上方向)の動き� �ついては制限しない。

 クラッチ273Mが接続されている状態の場合 、保持機構27Mは、スライド部6Mの下がる方向( Z軸の下方向)の動きについては負荷が掛かる� ��よって、倣い動作中に、シュー1が、ワーク 100の開口部OPを通る前に、クラッチ273Mを接続 することで、スライド部6Mは、開口部OPを通� �ても下がらない。

 本実施形態によれば、保持機構25Kの代わ� ��に保持機構27Mを設けることにより、第12の� �施形態と同様の作用効果を得ることができ� �。

(第15の実施形態)
 図31は、本発明の第15の実施形態に係る倣い 装置10Nの構成を示す側面図である。

 倣い装置10Nは、図1に示す第1の実施形態� �係る倣い装置10の構成に、歯車81Nと、歯車82N と、ロータリエンコーダ83Nとを追加して設け ている。その他の点は、倣い装置10と同様の� ��成である。

 歯車81Nは、円弧スライドガイド5Bのレー� �52Bの上部に設けられている。歯車81Nは、上� �に円弧状の歯が設けられている。

 歯車82Nは、歯車81Nと噛み合うように設け� ��れている。歯車82Nは、円形状の歯車である� ��

 ロータリエンコーダ83Nは、歯車82Nに取り� ��けられている。ロータリエンコーダ83Nは、� ��ュー1がワーク100を倣った角度を測定する。

 次に、倣い装置10Nのロータリエンコーダ8 3Nによる角度を測定する動作について説明す� ��。

 シュー1をワーク100に押付けたとき、ワー ク100の表面形状に応じて、レール52Bが旋回す る。

 レール52Bが旋回すると、レール52Bに設け� ��れた歯車81Nが旋回する。

 歯車81Nが旋回すると、歯車81Nと噛み合っ� ��いる歯車82Nが回転する。

 歯車82Nが回転すると、歯車82Nに取り付け� ��れているロータリエンコーダ83Nが回転する� ��

 ロータリエンコーダ83Nは、回転した角度� ��計測する。この角度が、倣い装置10Nが現時� ��で倣っているワーク100の表面の角度θとな� �。従って、倣い装置10Nが水平面上のワーク10 0を倣っているときは、角度θは0度となる。

 図32は、本実施形態に係る倣い装置10Nの� �い動作状態を示す側面図である。

 図32を参照して、倣い装置10Nの第1の使用� ��法について説明する。本使用方法は、ロー� ��リエンコーダ83Nにより計測した角度の相対� ��な変化に基づいて、倣い装置10Nの倣い動作� ��制御する方法である。

 最初に、倣い装置10Nが倣うワーク100の開� ��時点の角度と終了時点の角度との差分の角� ��θSを決定する。

 次に、倣い装置10Nは、ワーク100を倣う。� ��い装置10Nがワーク100を倣っている間、ロー� ��リエンコーダ83Nは、角度θを測定する。倣� �装置10Nは、測定している角度θが倣い動作を 開始した時点の角度から角度θS変化した時点 で、倣い動作を終了する。

 図33は、本実施形態に係る倣い装置10Nに� �る円筒形状のワーク100の倣い動作状態を示� �概略図である。

 図33を参照して、倣い装置10Nの第2の使用� ��法について説明する。本使用方法は、ロー� ��リエンコーダ83Nにより計測した角度の絶対� ��な変化に基づいて、倣い装置10Nの倣い動作� ��制御する方法である。本使用方法は、ワー� ��100の円形状の表面を倣う動作に適している� ��

 最初に、送り装置15を制御する図示され� �いない制御機器に、角度θmaxが設定される。 角度θmaxは、倣い装置10Nがワーク100を倣う範� ��で、倣い装置10Nが最もワーク100の端に来た� ��きにシュー1が傾く角度である。即ち、倣う ワーク100が円形状の場合、角度θmaxは、倣う� ��囲において、シュー1が最も傾く角度である 。

 次に、送り装置15は、倣い装置10Nをワー� �100を倣う範囲内の任意の位置に配置する。

 送り装置15は、ロータリエンコーダ83Nに� �り計測した角度が角度θmaxに達しない限り、 ワーク100のどちらか一方の方向に、倣い装置 10Nに倣い動作をさせる。

 送り装置15は、ロータリエンコーダ83Nに� �り計測した角度が角度θmaxに達した場合、倣 い装置10Nの倣い動作を停止する。送り装置15� ��、倣い装置10Nの倣い動作の方向を反転させ� ��。送り装置15は、反転させた方向(まだワー� ��100を倣っていない方向)に、倣い装置10Nを移 動させる。

 送り装置15は、ロータリエンコーダ83Nに� �り計測した角度が角度θmaxに達した場合、倣 い装置10Nの倣い動作を停止する。

 このようにして、倣い装置10Nは、ワーク1 00の必要な範囲を倣うことができる。なお、� ��述の説明では、倣い装置10Nは、ワーク100を� ��う範囲内において、任意の位置に配置させ� ��こととして説明したが、倣う範囲の端(シュ ー1が角度θmaxに傾く位置)に位置させてもよ� �。この場合は、送り装置15は、倣い装置10Nを 一方の方向に移動させるだけで、ワーク100を 全て倣うことができる。

 図34は、本実施形態に係る倣い装置10Nの� �ンデックス量を説明するための側面図であ� �。

 図34を参照して、倣い装置10Nを移動させ� �際のインデックス量の算出方法について説� �する。

 ワーク100は、様々な形状が想定される。� ��のため、ワーク100は、平面、傾斜面、及び� ��面などが含まれることがある。従って、倣� ��装置10を移動させる距離の水平方向の成分� �あるインデックス量は、ワーク100の形状に� �って、異なることがある。

 ここで、倣い装置10Nが、ワーク100の平面� ��分を倣っている場合、インデックス量がlで あるとする。倣い装置10Nがワーク100の平面部 分を倣っている場合、ロータリエンコーダ83N により計測される角度は、0度である。

 倣い装置10Nがワーク100の傾斜面部分を倣� ��と、ロータリエンコーダ83Nにより計測され� ��角度が、この傾斜面の傾斜角度θとなる。� �のとき、次のインデックス量は、lcosθとな� �。即ち、ワーク100の平面部分のインデック� �量lに対して、ロータリエンコーダ83Nにより� ��測された角度の余弦成分が次のインデック� ��量をとなる。

 このようにして、倣い装置10Nは、ロータ� ��エンコーダ83Nにより角度θを計測しながら� �ワーク100を倣う。計測した角度θに基づいて 、次のインデックス量lcosθが算出され、倣い 装置10Nを移動させる。

 図35は、本実施形態に係る倣い装置10Nを� �行車両VHに搭載した構成を示す構成図である 。

 走行車両VHは、倣い装置10Nを搭載した車� �である。倣い装置10Nは、超音波探傷子がシ� �ー1に設けられた超音波探傷装置である。走� ��車両VHは、自ら走行する自走式の車両でも� �いし、外部からの制御により走行する車両� �もよい。

 図35を参照して、走行車両VHを使用して、 倣い装置10Nにより、航空機の胴体下部を倣う 方法(超音波探傷する方法)について説明する� ��

 走行車両VHは、航空機の胴体下部の任意� �位置に配置される。

 走行車両VHは、ロータリエンコーダ83Nに� �り角度θを計測しながら、航空機の胴体下部 を倣う。即ち、走行車両VHは、角度θ(航空機� ��胴体下部の表面形状の傾き)を計測しながら 、倣い装置10Nにより、航空機の胴体下部を超 音波探傷する。

 走行車両VHは、測定した角度θ1,θ2,θ3に基 づいて、上述の説明と同様に、次のインデッ クス量l1,l2,l3を算出する。走行車両VHは、算� �されたインデックス量に基づいて移動する� �

 本実施形態によれば、ロータリエンコー� ��83Nを設けることにより、ワーク100を倣う事� ��の準備において、各種の計算をする作業を� ��減することができる。例えば、各種の計算� ��は、倣い装置10Nを移動させるためのインデ� ��クス量、倣い動作をさせる際の倣い装置10N� ��位置(開始位置又は終了位置)決め、ワーク10 0の形状、倣い装置10Nがワーク100を倣う距離� �ワーク100と倣い装置10Nの距離などである。

 また、ワーク100が円筒形状の場合であれ� ��、予め限界の角度θmaxを設定することで、� �ータリエンコーダ83Nにより測定された角度� �基づいて動作させることで、ワーク100は、� �め想定した範囲を全て倣うことができる。� �れにより、倣い装置10Nの初期位置は、正確� �位置決めをしなくともよい。

 さらに、倣い装置10Nによる倣い動作は、� ��ーク100の傾斜角度を測定しながら、次のイ� ��デックス量を算出することで、様々な形状� ��ワーク100に対応させることができる。

 また、倣い装置10Nを超音波探傷装置とし� ��走行車両VHに搭載することで、運航してい� �航空機の超音波探傷をすることができる。� �ち、製造段階等のように、指定された位置� �航空機がない場合であっても、任意の場所� �停まっている航空機の探傷をすることがで� �る。また、走行車両VHは、地上の任意の位置 に移動できるため、倣い装置10Nは、航空機の ような広範囲なワークであっても、任意の範 囲を探傷することができる。

 なお、本発明は上記実施形態そのままに� ��定されるものではなく、実施段階ではその� ��旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して� ��体化できる。また、上記実施形態に開示さ� ��ている複数の構成要素の適宜な組み合わせ� ��より、種々の発明を形成できる。例えば、� ��施形態に示される全構成要素から幾つかの� ��成要素を削除してもよい。さらに、異なる� ��施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせ� ��もよい。