JP2021121456A - 修正加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工対象物より大径である干渉物が存在する場合でも、加工対象物の修正加工を容易に行うことができる修正加工装置を提供する。【解決手段】修正加工装置１１は、床１０に設置されて固定された支持体１２と、支持体１２で支持されたリング台１３と、リング台１３で回転可能に支持され、コレクタリング４Ａの外周側に配置された回転リング１４と、回転リング１４を回転させるリングモータ１５と、回転リング１４に取り付けられ、コレクタリング４Ａを修正加工する工具１６とを備える。リング台１３は、下側の分割台３４Ａと上側の分割台３４Ｂに分割可能な構造である。回転リング１４は、下側の分割リング３５Ａと上側の分割リング３５Ｂに分割可能な構造である。【選択図】図４

Description

本発明は、円筒状又は円柱状の加工対象物を修正加工する装置に関する。

特許文献１は、発電機の回転軸に取り付けられ、回転軸の表面（詳細には、軸受との摺動面）を修正加工する装置を開示する。この修正加工装置は、回転軸の長さ方向の一方側に取り付けられた一方側の固定部と、回転軸の長さ方向の他方側に取り付けられた他方側の固定部と、一方側の固定部と他方側の固定部の間に配置され、回転軸の周囲を回転可能な回転機構部と、歯車機構を介し回転機構部を回転させるモータとを備える。回転機構部は、回転軸の長さ方向の一方側に配置された一方側の支持部と、回転軸の長さ方向の他方側に配置された他方側の支持部と、一方側の支持部と他方側の支持部の間で連結された複数のガイドと、複数のガイドに沿って（すなわち、回転軸の長さ方向に）移動可能な横行部と、送り機構を介し横行部を回転軸の長さ方向に移動させるモータと、横行部に設けられ、回転軸の表面を修正加工する切削工具とを備える。

特開２０１９−１８２７３号公報（図１−図５参照）

ところで、発電機の回転軸において、例えば、一対のコレクタリングと、一対のコレクタリングの間に位置し、コレクタリングより大径であるファンとを備えたものがある。コレクタリングの表面は、ブラシが当てられるため、長期の使用によって偏摩耗が生じる可能性がある。そのため、例えば定期点検中に、コレクタリングの表面を修正加工したいという要望がある。特に、発電機から回転軸を取り出せば手間がかかるから、発電機の回転軸を据え付け状態のまま、コレクタリングの表面を修正加工したいという要望がある。

発電機の回転軸を据え付け状態のまま、コレクタリングを修正加工する装置の構成として、発電機の回転軸を回転させつつ、静止状態の工具でコレクタリングを修正加工するような構成が考えられる。しかしながら、この場合、例えば定期点検の期間中で、発電機が運転可能な状態とならなければ、コレクタリングを修正加工することができない。すなわち、コレクタリングの修正加工のタイミングが限られており、その日程（例えば数日間）を確保することが困難である。あるいは、コレクタリングの修正加工の日程を確保するために、定期点検の期間が長くなり、発電機の運転復帰が遅れる可能性がある。

そこで、発電機の回転軸を据え付け状態のまま、コレクタリングを修正加工する装置の構成として、特許文献１のように工具を回転させるような構成が考えられる。しかし、上述したようにコレクタリング（被加工対象物）より大径であるファン（干渉物）が存在すれば、特許文献１のように回転軸に装置を取り付けることが困難である。あるいは、両方のコレクタリングを修正加工することが困難である。

本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、加工対象物より大径である干渉物が存在する場合でも、加工対象物の修正加工を容易に行うことを課題の一つとする。

上記課題を解決するために、本発明の修正加工装置は、床に設置されて固定された支持体と、前記支持体で支持されたリング台と、前記リング台で回転可能に支持され、円筒状又は円柱状の加工対象物の外周側に配置された回転リングと、前記回転リングを回転させるリングモータと、前記回転リングに取り付けられ、前記加工対象物を修正加工する工具とを備え、前記リング台及び前記回転リングの各々は、下側部分と上側部分に分割可能な構造である。

本発明によれば、加工対象物より大径である干渉物が存在する場合でも、加工対象物の修正加工を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態の加工対象物を備えた機器である発電機の構造を表す前面図である。 本発明の一実施形態の修正加工装置の構造を表す前面図である。 本発明の一実施形態の修正加工装置の構造を表す上面図である。 本発明の一実施形態の修正加工装置の構造を表す側面図である。 本発明の一実施形態の修正加工装置の構造を表す側面図であって、リング台及び回転リングを分割した状態を示す。 本発明の一変形例の修正加工装置の構造を表す前面図である。

本発明の一実施形態を、図１〜図５を用いて説明する。

図１は、本実施形態の加工対象物を備えた機器である発電機の構造を表す前面図である。図２は、本実施形態の修正加工装置の構造を表す前面図（図３の矢印IIの方向から見た図）である。図３は、本実施形態の修正加工装置の構造を表す上面図（図２の矢印IIIの方向から見た図）である。図４は、本実施形態の修正加工装置の構造を表す側面図（図２の矢印IVの方向から見た図）である。図５は、本実施形態の修正加工装置の構造を表す側面図であって、リング台及び回転リングを分割した状態を示す。

本実施形態の機器は、床１０に設置された発電機１である。発電機１は、水平方向に延在する回転軸２と、回転軸２に設けられた回転子コイル等（図示せず）と、固定子枠３と、固定子枠３に設けられ、回転子の外周側に配置された固定子コイル等（図示せず）とを備える。発電機１の回転軸２は、一対のコレクタリング４Ａ，４Ｂと、コレクタリング４Ａ，４Ｂの間に位置し、コレクタリング４Ａ，４Ｂより大径であるファン５とを備える。

本実施形態の修正加工装置１１は、発電機１の回転軸２を据え付け状態のまま、コレクタリング４Ａ，４Ｂ（円筒状の加工対象物）を修正加工するものである。修正加工装置１１は、床１０に設置されて固定された支持体１２と、支持体１２で支持されたリング台１３と、リング台１３で回転可能に支持され、コレクタリング４Ａ又は４Ｂの外周側に配置された回転リング１４と、回転リング１４を回転させるリングモータ１５と、回転リング１４に取り付けられ、コレクタリング４Ａ又は４Ｂを修正加工する工具１６とを備える。

支持体１２は、床１０に設置され、複数の固定具（図示せず）を用いて固定されたベースプレート１７と、ベースプレート１７の上側に設置されたベッド１８と、ベッド１８のレベルを調整するレベル調整機構（詳細は後述）と、ベッド１８の位置を調整する位置調整機構（詳細は後述）と、ベースプレート１７の枠部１９に対してベッド１８を固定する複数（本実施形態では４つ）のクランプ２０とを備える。

レベル調整機構は、ベッド１８に形成されて上下方向に貫通する複数（本実施形態では９つ）のネジ穴と、複数のネジ穴にそれぞれ螺合する複数（本実施形態では９つ）のレベル調整ネジ２１とを有する。そして、ベッド１８の下面から突出してベースプレート１７の上面に当接するレベル調整ネジ２１の突出部の長さを調整可能としている。これにより、発電機１の回転軸２の回転中心線Ｌ１に対し回転リング１４の回転中心線Ｌ２が同じレベルとなるように、ベッド１８のレベルを調整可能としている。

位置調整機構は、ベースプレート１７の枠部１９の前側（図３の下側）に形成されて前後方向（図３の上下方向）に貫通する複数（本実施形態では２つ）の第１ネジ穴と、複数の第１ネジ穴にそれぞれ螺合する複数（本実施形態では２つ）の前側押しネジ２２Ａと、ベースプレート１７の枠部１９の後側（図３の上側）に形成されて前後方向に貫通する複数（本実施形態では２つ）の第２ネジ穴と、複数の第２ネジ穴にそれぞれ螺合する複数（本実施形態では２つ）の後側押しネジ２２Ｂとを有する。

また、位置調整機構は、ベースプレート１７の枠部１９の右側（図３の右側）に形成されて左右方向（図３の左右方向）に貫通する複数（本実施形態では２つ）の第３ネジ穴と、複数の第３ネジ穴にそれぞれ螺合する複数（本実施形態では２つ）の右側押しネジ２２Ｃと、ベースプレート１７の枠部１９の右側に形成されて左右方向に貫通する複数（本実施形態では２つ）の第４ネジ穴と、複数の第４ネジ穴にそれぞれ対応し、ベッド１８の右側部分に形成された複数（本実施形態では２つ）の第５ネジ穴と、第４ネジ穴と第５ネジ穴の両方に螺合する複数（本実施形態では２つ）の右側引きネジ２３とを有する。なお、左側押しネジでなく、右側引きネジ２３を設けた理由は、発電機１の固定子枠３との干渉を避けるためである（図２参照）。

そして、押しネジ２２Ａがベースプレート１７の枠部１９から突出してベッド１８の前面を押し込むか、押しネジ２２Ｂがベースプレート１７の枠部１９から突出してベッド１８の後面を押し込むか、押しネジ２２Ｃがベースプレート１７の枠部１９から突出してベッド１８の右面を押し込むか、若しくは引きネジ２３がベッド１８の右側部分を引き込む。これにより、発電機１の回転軸２の回転中心線Ｌ１に対し回転リング１４の回転中心線Ｌ２が平行となるように、ベッド１８の位置を調整可能としている。

支持体１２は、ベッド１８の上側に設けられ、リング台１３を支持するサドル２４と、ベッド１８に対してサドル２４を前後方向に移動させる移動機構２５Ａと、サドル２４に対してリング台１３を左右方向に移動させる移動機構２５Ｂとを更に備える。

ベッド１８の上側には、前後方向に延在する複数列（本実施形態では３列）の突出部２６が形成され、サドル２４の下側には、複数列の突出部２６にそれぞれ対応する複数列（本実施形態では３列）の溝部２７が形成されている。これにより、サドル２４は、ベッド１８に対して前後方向に移動可能としている。移動機構２５Ａは、前後方向に延在するボールねじ２８Ａと、ボールねじ２８Ａを回転する移動モータ２９Ａと有する。ボールねじ２８Ａは、ねじ軸と、複数のボールを介しねじ軸に螺合するナットとで構成されており、このナットとサドル２４が連結されている。そして、ボールねじ２８Ａの回転に伴い、サドル２４が前後方向に移動する。その結果、リング台１３が前後方向（言い換えれば、回転リング１４の回転中心線Ｌ２に対し直交する水平方向）に移動する。

サドル２４には、左右方向に延在する複数（本実施形態では３つ）のレール３０と、複数のレール３０に沿ってそれぞれ移動可能な複数（本実施形態では３つ）のスライダ３１が設けられており、複数のスライダ３１とリング台１３が連結されている。これにより、リング台１３は、サドル２４に対して左右方向に移動可能としている。移動機構２５Ｂは、左右方向に延在するボールねじ２８Ｂと、ボールねじ２８Ｂを回転するモータ２９Ｂと有する。ボールねじ２８Ｂは、ねじ軸と、複数のボールを介してねじ軸に螺合するナットとで構成されており、このナットとリング台１３が連結されている。そして、ボールねじ２８Ｂの回転に伴い、リング台１３が左右方向（言い換えれば、回転リング１４の回転中心線Ｌ２に対し平行な水平方向）に移動する。

回転リング１４は、リング台１３の周方向に離間して配置された複数（本実施形態では８つ）の軸受３２で回転可能に支持されている。リングモータ１５は、図示しない歯車機構を介し、回転リング１４を回転させる。回転リング１４には、工具１６を着脱可能な工具ホルダ３３が設けられている。工具ホルダ３３は、回転リング１４の半径方向における工具１６の位置を調整可能としている。工具１６は、例えば切削工具、研磨工具、又はバニッシング工具などであって、コレクタリング４Ａ又は４Ｂの表面を修正加工する。

ここで本実施形態の最も大きな特徴として、リング台１３及び回転リング１４の各々は、下側部分と上側部分に分割可能な構造である。詳しく説明すると、リング台１３は、水平方向に対し傾斜した分割ラインで、下側の分割台３４Ａと上側の分割台３４Ｂに分割可能な構造である。下側の分割台３４Ａは、上述した複数のスライダとナットに連結されている。上側の分割台３４Ｂは、図示しない第１の連結ネジを用いて下側の分割台３４Ａに連結されている。回転リング１４は、リング台１３と同じ分割ラインで、下側の分割リング３５Ａと上側の分割リング３５Ｂに分割可能な構造である。上述した工具ホルダ３３は、上側の分割リング３５Ｂに設けられている。上側の分割リング３５Ｂは、図示しない第２の連結ネジを用いて下側の分割リング３５Ａに連結されている。

次に、本実施形態の動作及び作用効果を説明する。

修正加工装置１１は、発電機１の回転軸２を据え付け状態のまま、コレクタリング４Ａ，４Ｂを修正加工するものである。準備段階では、支持体１２を床１０に設置して固定する。そして、リング台１３及び回転リング１４の位置をコレクタリング４Ａの位置に合わせるように、リング台１３及び回転リング１４などを組み立てる。そして、支持体１２を構成するベッド１８のレベルや位置を調整して、回転リング１４の回転中心線Ｌ２のレベルや位置を調整する。そして、回転リング１４を回転させて、コレクタリング４Ａの修正加工を行う。

コレクタリング４Ａの修正加工が終了すれば、公知のストッパ機構を用いて、回転リング１４の分割ラインとリング台１３の分割ラインが一致するように、回転リング１４の回転を停止させる。そして、図示しない第１の連結治具を用いて下側の分割台３４Ａと分割リング３５Ａを連結し、図示しない第２の連結治具を用いて上側の分割台３４Ｂと分割リング３５Ｂを連結する。そして、第１及び第２の連結ネジを取り外し、分割台３４Ａと分割台３４Ｂを分離すると共に、分割リング３５Ａと分割リング３５Ｂを分離する。そして、上側の分割台３４Ｂ及び分割リング３５Ｂを吊り上げてから、下側の分割台３４Ａ及び分割リング３５Ａを移動させてコレクタリング４Ｂの位置に合わせる。

このとき、図４及び図５で示すようにファン５の外径寸法が下側の分割リング３５Ａの内径寸法より小さい場合、下側の分割台３４Ａ及び分割リング３５Ａを左側のみに移動させればよい。上側の分割台３４Ｂ及び分割リング３５Ｂが分離されているから、分割リング３５Ｂ及び工具ホルダ３３とファン５との干渉を回避することができる。一方、ファン５の外径寸法が下側の分割リング３５Ａの内径寸法より若干大きい場合、下側の分割台３４Ａ及び分割リング３５Ｂを前側、左側、後側の順序で移動させればよい。リング台１３及び回転リング１４の分割ラインが水平方向に対し傾斜しているから、分割台３４Ａ及び分割リング３５Ａとコレクタリング４Ａとの干渉を容易に回避することができる。

下側の分割台３４Ａ及び分割リング３５Ａの位置をコレクタリング４Ｂの位置に合わせれば、上側の分割台３４Ｂ及び分割リング３５Ｂを吊り下ろし、第１の連結ネジを用いて分割台３４Ａと分割台３４Ｂを連結し、第２の連結ネジを用いて分割リング３５Ａと分割リング３５Ｂを連結する。そして、第１及び第２の連結治具を取り外し、下側の分割台３４Ａと分割リング３５Ａを分離すると共に、下側の分割台３４Ｂと分割リング３５Ｂを分離する。そして、回転リング１４を回転させて、コレクタリング４Ｂの修正加工を行う。

以上のように本実施形態では、コレクタリング４Ａ，４Ｂより大径であるファン５が存在する場合でも、コレクタリング４Ａ，４Ｂの修正加工を容易に行うことができる。

なお、上記一実施形態において、支持体１２は、ベッド１８のレベルを調整するレベル調整機構を有する場合を例にとって説明したが、これに限られず、ベッド１８のレベルを上昇させる嵩上げ機構を更に取り付けてもよい。このような変形例を、図６を用いて説明する。図６は、本変形例の修正加工装置の構造を表す前面図である。なお、本変形例において、上記一実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。

本変形例の嵩上げ機構は、複数（本変形例では９つ）のベッド上げ台４１、複数（本変形例では６つ）のネジ上げ台４２、及び複数（本変形例では４つ）のクランプ上げ台４３を有する。９つのベッド上げ台４１は、ベースプレート１７の上面とベッド１８の下面の間であって、９つのレベル調整ネジ２１にそれぞれ対応する位置に取り付けられている。４つのネジ上げ台４２は、ベースプレート１７の枠部１９の上側であって、２つの前側押しネジ２２Ａ及び２つの後側押しネジ２２Ｂにそれぞれ対応する位置に取り付けられている。２つのネジ上げ台４２は、ベースプレート１７の枠部１９の上側であって、２組の右側押しネジ２２Ｃと右側引きネジ２３にそれぞれ対応する位置に取り付けられている。各ネジ上げ台４２には、前側押しネジ２２Ａ、後側押しネジ２２Ｂ、右側押しネジ２２Ｃ、又は右側引きネジ２３が螺合するネジ穴が形成されている。４つのクランプ上げ台４３は、ベースプレート１７の枠部１９の上側であって、クランプ２０に対応する位置に取り付けられている。

本変形例によれば、ベッド上げ台４１、ネジ上げ台４２、及びクランプ上げ台４３の高さを変更することにより、様々な回転軸２の高さに対応することができる。

また、上記一実施形態において、修正加工装置１１は、コレクタリング４Ａ，４Ｂ（円筒状の加工対象物）の表面を修正加工する場合を例にとって説明したが、これに限られない。例えば、回転軸２（円柱状の加工対象物）の表面を修正加工してもよい。

４Ａ，４Ｂ コレクタリング
１０ 床
１１ 修正加工装置
１２ 支持体
１３ リング台
１４ 回転リング
１５ リングモータ
１６ 工具
２５Ａ，２５Ｂ 移動機構
３４Ａ，３４Ｂ 分割台
３５Ａ，３５Ｂ 分割リング

Claims (3)

1. 床に設置されて固定された支持体と、
   前記支持体で支持されたリング台と、
   前記リング台で回転可能に支持され、円筒状又は円柱状の加工対象物の外周側に配置された回転リングと、
   前記回転リングを回転させるリングモータと、
   前記回転リングに取り付けられ、前記加工対象物を修正加工する工具とを備え、
   前記リング台及び前記回転リングの各々は、下側部分と上側部分に分割可能な構造であることを特徴とする修正加工装置。
2. 請求項１に記載の修正加工装置において、
   前記支持体は、
   前記回転リングの回転中心線に対し直交する第１の水平方向に前記リング台を移動させる第１の移動機構と、
   前記回転リングの回転中心線に対し平行な第２の水平方向に前記リング台を移動させる第２の移動機構とを有することを特徴とする修正加工装置。
3. 請求項２に記載の修正加工装置において、
   前記リング台及び前記回転リングの各々は、水平方向に対し傾斜した分割ラインで、下側部分と上側部分に分割可能な構造であることを特徴とする修正加工装置。

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