JP3305289B2 - 車室水平面加工機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子力や火力発電の
タービンの車室水平面加工機に関し、主に車室下半フラ
ンジの水平面を現地で加工することのできる加工機で、
加工工数が大幅に短縮できるものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力や火力発電タービンの車室水平面
を現地で補修したり、据付時の調整、等の加工を行う場
合には車室上、下半をフランジ面で分離し、車室上半は
工場へ持ち帰り、工場設備で機械加工し、再び現地へ搬
送し、車室下半は現地にて作業員が手作業で水平面を摺
合わせ加工を行っていた。図９は高圧蒸気タービンの車
室下半の上面図である。図において、８０は高圧蒸気タ
ービン下車室であり、軸方向にロータが挿通される穴８
２が設けられている。８１はフランジ面であり、上車室
のフランジ面と接合され、ボルトで結合される。従っ
て、フランジ面８１は上車室共、水平面の加工精度が要
求され、据付時にも補修加工を要する。

【０００３】従来は、上車室は、前述のように工場へ持
ち帰り、工場設備での機械加工、下車室はこのフランジ
面８１を手作業による加工を行っていた。従って、定め
られた品質基準を確保するのに困難をきわめ、又、水平
面の摺合わせには熟練作業者が必要であり、工期的にも
現地手作業のため長期間を必要としていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のようにタービン
の下車室の水平面加工は、現地での手作業で行われてお
り、要求される加工、組立精度を満たすように水平面を
加工するには困難をきわめ、又、水平面の摺合わせ加工
には熟練した作業員を必要とし、工期も長期間を要し、
定期点検、補修時間を短縮するための対策が望まれてい
た。

【０００５】そこで本発明は、車室下半の水平面に切削
工具を自由に移動でき、不定形のフランジ水平面に沿っ
て切削工具を移動させ、フランジ面を高精度に、しかも
高速度で切削加工ができる車室水平面加工機を提供する
ことを課題としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）〜（４）の手段を提供する。

【０００７】（１）タービン車室下半のほぼ水平フラン
ジ面の高さで軸方向に配設され車室下半両側翼環嵌合部
に嵌まり込む半月板と、同嵌合部と半月板を固定するク
ランプ装置上に取付けられる架台と、同架台に搭載され
同架台と垂直な回転軸を有し同回転軸を中心に回転し、
かつ同架台の長手方向へ移動可能な回転台と、同回転台
に取付けられて同回転台を回転させる回転駆動装置及び
同回転台を同架台上で移動させる移動装置と、前記回転
台上に一定間隔を保って平行に固定された２本のアーム
と、同２本のアーム間でスライド可能な駆動装置を有す
るスライド用台と、同スライド用台の先端に直交して取
付けられ下部先端に回転可能な切削工具を取付けたカッ
タ本体と、前記スライド用台に取付けられ同カッタ本体
を上下動する上下動駆動装置及び前記切削工具を回転す
る工具回転装置と、制御装置とを備え、同制御装置は、
前記水平フランジ面の形状データに基づいて、前記回転
駆動装置、移動装置、スライド用台駆動装置、カッタ本
体上下動駆動装置及び工具回転装置の駆動を制御するこ
とを特徴とする車室水平面加工機。

【０００８】（２）前記架台は車室下半内に軸方向に直
交して配列する複数の補強材の水平面に支持板を介して
着脱可能に取付けられることを特徴とする（１）記載の
車室水平面加工機。

【０００９】（３）前記支持板と下車室補強材との間に
は上下動調整手段を介在させ前記架台の上下位置を調整
可能としたことを特徴とする（２）記載の車室水平面加
工機。

【００１０】（４）前記回転台駆動装置、回転台移動装
置及びスライド用台駆動装置はモータ、ラック及びピニ
オンで構成され、前記切削工具回転装置はモータとプー
リで構成され、かつカッタ本体上下動駆動装置はシリン
ダで構成されたことを特徴とする（１）記載の車室水平
面加工機。

【００１１】本発明の水平面加工機は（１）の発明を基
本としており、下車室にまず架台をほぼ水平面の位置で
軸方向に配置し、車室の両側において固定する。制御装
置には、予め車室水平面の形状データが入力され、制御
装置は、まず、回転台移動装置と回転駆動装置を駆動
し、加工スタート位置へ回転台を直線移動及び回転さ
せ、２本のアーム先端部を加工スタート位置へ接近させ
る。次にスライド用台駆動装置を駆動し、スライド用台
を前後に微調整して移動させ、加工スタート位置にカッ
タ本体をセットする。その後上下動駆動装置を駆動して
カッタ本体の切削工具をフランジ水平面の加工位置に下
し、工具回転装置を駆動し、切削工具を回転させ、予め
入力された水平面の形状データを参照し、この形状に沿
って上記各駆動装置を制御し、水平フランジ面の摺合わ
せ加工の制御を行う。水平フランジ面の形状に沿って加
工し、一周移動すると加工が完了する。従って、従来の
手作業に比べ、精度良く、かつ、高速で加工ができるの
で、工数が著しく低減される。

【００１２】本発明の（２）では、架台の取付け、取外
しは支持板を用いて下車室内の補強材の水平面にボルト
等により容易に実施ができ、本発明の（３）では、上下
動調整手段により水平面に合わせて架台取付の水平度が
得られるので高精度な水平面の摺合わせ加工ができる。
又、本発明の（４）では、各駆動装置はラック、ピニオ
ンをモータと組合せ、又、プーリやシリンダを用いて構
成できるので装置の駆動機構が簡単な機構で構成でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の一形態に係る車室水平面加工機の全体を示す平面図
である。図において、高圧蒸気タービン８０、水平フラ
ンジ面８１には、後述するように架台ビーム３０ａ，３
０ｂ，３０ｃが固定され、架台ビーム上には回転台
（上）１０ａ，回転台（下）１０ｂが同軸に回転可能に
取付けられている。回転台（上）１０ａには２本のアー
ム１１ａ，１１ｂが平行に取付けられ、アーム１１ａ，
１１ｂの内側にはガイドレール１２が設けられ、ガイド
レール１２とスライド用台１４のガイド１３とが係合
し、スライド用台１４はアーム１１ａ，１１ｂに沿って
前後にスライド可能となっている。

【００１４】又、回転台（上）１０ａの底面には円形状
に４ヶ所のガイド１５が設けられ、回転台（下）１０ｂ
の上面にはガイド１５が係合する円形状のガイドレール
１６が設けられている。従って、回転台（上）１０ａ及
びこれに取付けられているアーム１１ａ，１１ｂは回転
台（下）に対して回転可能としている。

【００１５】回転台（上），（下）１０ａ，１０ｂの中
心には台移動モータ２５が取付けられており、モータ２
５は回転台（上），（下）１０ａ，１０ｂを架台ビーム
３０ａ，３０ｂに沿って前後（Ｘ方向）に移動させるこ
とができる。又、回転台（上）１０ｂには回転モータ２
０が取付けられており、回転台（上）を１０ａ回転台
（下）１０ｂに対してθ方向に回転させることができ
る。

【００１６】又、スライド用台１４にはスライド台モー
タ２１が取付けられており、スライド用台１４をアーム
１０ａ，１０ｂ間で前後（Ｙ方向）に移動させることが
できる。又、スライド用台１４にはカッタ回転用モータ
２２が取付けられ、カッタ本体２３にプーリで連結され
てカッタ本体２３先端の切削工具を回転することができ
る。更に、図示してないが、カッタ本体２３を上下移動
させるシリンダも取付けられている。

【００１７】上記のような構成により、回転台（上）１
０ａ及び回転台（下）１０ｂを、台移動モータ２５で架
台ビーム３０ａ，３０ｂに沿ってＸ方向に、回転台モー
タ２０でθ方向に回転させ、スライド台モータ２１でス
ライド用台１４をＹ方向に移動させ、上下シリンダでカ
ッタ本体２３を上下調整することにより、フランジ面８
１に沿ってカッタ本体２３を移動させると共に、カッタ
回転モータ２２でカッタ本体２３先端の切削工具を回転
させてフランジ面８１の全面を高精度、かつ高速に加工
することができる。

【００１８】図２は加工機の上部を示す平面図であり、
図１で説明した通りであるが、回転台（上）１０ａの底
面には６個のガイド１５が取付けられ、回転台（下）１
０ｂのガイドレール１６に係合し、回転台モータ２０に
より回転台（上）１０ａもθ方向に回転可能としてい
る。又、架台ビーム３０ａ，３０ｂには架台レール３１
が設けられ、一方、回転台（下）底面には回転台（下）
ガイド３２が両側にそれぞれ３個づつ取付けられ、架台
ビーム３０ａ，３０ｂの架台レール３１に係合して回転
台全体を台移動用モータ２５によりＸ方向に移動させる
ことができる。

【００１９】又、図１でも説明したように、２本のアー
ム１１ａ，１１ｂの内側にはそれぞれガイドレール１２
が設けられており、スライド用台１４両側にもガイド１
３が両側にそれぞれ２個設けられ、ガイド１３がガイド
レール１２に沿ってスライド用モータ２１を駆動するこ
とにより、スライド用台１４をＹ方向にスライドさせる
ことができる。スライド用台１４にはカッタ回転モータ
２２が取付けられ、プーリ１７でカッタ本体２３に連結
され、カッタ本体２３先端の切削工具を回転させる。
又、スライド用台１４にはカッタ上下シリンダ２６が取
付けられており、カッタ本体２３を上下動させて位置調
整を可能としている。

【００２０】図３は図２に示す加工機の側面図であり、
回転台モータ２０は回転台（上）１０ａに取付けられ、
ギヤー２０ａを介して固定ギヤー２０ｂに回転を伝え
る。固定ギヤー２０ｂは回転台（下）１０ｂ上面の周辺
全周に円形状に固定されており、従ってモータ２０が回
転すれば、回転台（上），（下）１０ａ，１０ｂは相対
的に回転するが、回転台（下）１０ｂは回転台（下）ガ
イド３２を介して架台レール３１に係合しているので回
転台（上）１０ａが回転することになる。

【００２１】又、アーム１１ａにはガイドレール１２が
取付けられ、スライド用台１４のガイド１３が係合して
いる。従って、スライド用モータ２１を回転することに
より、ガイドレール１２に沿ってスライド用台１４を前
後にスライドさせることができる。駆動の機構は、モー
タ２０や２５と同様な機構のギヤーの連結により、公知
の方法で容易に実現可能であるので詳細は省略する。

【００２２】スライド用台１４には、又、カッタ回転モ
ータ２２がプーリ１７によりカッタ本体２３に連結して
おり、カッタ本体２３下端の切削工具２３ａを回転させ
る。又、カッタ上下シリンダ２６が設けられており、シ
リンダを伸縮することによりカッタ本体２３を上下動さ
せることができる。

【００２３】図４は図２におけるＡ−Ａ断面図であり、
回転台（上）１０ａには２本のアーム１１ａ，１１ｂが
取付けられ、回転台（上）１０ａと共にガイドレール１
６、ガイド１５に沿って前述のように回転台（下）１０
ｂ上を回転し、回転台（下）１０ｂは回転台（下）ガイ
ド３２と架台レール３１が係合し、架台ビーム３０ａ，
３０ｂに沿って移動できる構成である。回転台（下）１
０ｂの移動は、台移動モータ２５にはピニオン４１が、
架台ビーム側にはラック４０がそれぞれ取付けられ、こ
れら４０，４１が互いに噛み合うことにより回転台
（上）１０ａ及び（下）１０ｂが移動することができ
る。なお架台ビーム３０ａ，３１ｂ，３１ｃ間は補強の
ためのリブ３３が取付けられている。

【００２４】図５は加工機全体の上面図であり、基本的
には図２と同じであるので、同一部分の説明は省略し、
特徴部分についてのみ説明する。図において、２本のア
ーム１１ａ，１１ｂが回転台（上）１０ａに取付けられ
ているが、両者の間には補強材３４が取付けられ、補強
している。又、回転台（下）１０ｂの回転台（下）ガイ
ド３２が係合する架台レール３１が設けられる架台ビー
ム３０ａ，３０ｂ，３０ｃが下面に配置されており、図
では、回転台（上）１０ａ、回転台（下）１０ｂがほぼ
軸方向の架台レールの中央に位置しており、図２では右
端部に移動している。又、架台の固定側にはラック４０
が取付けられており、図４で説明したように、台移動モ
ータ２５のピニオンと噛合し、回転台（上），（下）１
０ａ，１０ｂを架台ビーム１０ａ，１０ｂに対して移動
可能としている。その他の構成は図２と同じである。

【００２５】図６は図５における側面図であり、加工機
を車室下半に固定した状態を示している。図において、
加工機の構造は図１〜図５で既に説明したので詳細は省
略し、その車室への取付部について説明する。架台ビー
ム３０ａには車室下半の半月板５０，５１，５２，５３
の位置にそれぞれ対応して支持板３５、取付材３６を取
付ける。支持板３５、取付材３６は説明の都合上同一の
符号を用いているが、それぞれ車室下半半月板５０，５
１，５２，５３の形状に合わせた寸法とする。

【００２６】支持板３５は架台ビーム３０ａの側面から
半月板５０〜５３のそれぞれの上面まで水平方向に伸び
ており、その先端にはＬ字状の取付材３６がボルト結合
され、車室下半半月板５０〜５３に係合され、ボルト等
で固定される。なお、図では架台ビーム３０ａ側の例で
説明したが、反対側の架台ビーム３０ｂも同じ構造であ
る。このように架台ビーム３０ａ，３０ｂを車室下半半
月板５０〜５３に支持板３５、取付材３６で固定するこ
とにより、加工機全体が下車室８０に固定される。

【００２７】図７は図６におけるＢ−Ｂ矢視図であり、
車室下半半月板５２の支持板３５を代表して示してい
る。図において、架台ビーム３０ａ，３０ｂの側面に
は、それぞれ支持板３５が水平方向に伸びて一端が取付
けられ、他端には取付材３６がボルト結合されている。
取付材３７は車室下半半月板５２の上面に当接し、その
Ｌ字状のフランジ部が車室下半半月板５２の側面にボル
ト３７で結合されている。このようにして架台ビーム３
０ａ，３０ｂの両側において支持板３５、取付材３６に
より架台部が車室下半半月板５２の両側に固定される。
同様に車室下半半月板５０〜５３にも支持板３５、取付
材３６により両側に固定される。

【００２８】又、上下調整用ボルト３８が、それぞれ左
右に取付けられており、ボルト３８を回転させることに
より、左右の支持板３５の上下位置を調整し、架台ビー
ム３０ａ，３０ｂ，３０ｃの水平度を調整することがで
きる。このボルト３８は車室下半半月板５０〜５１のす
べてに設けられており、これらを調整して水平面が得ら
れるように微調整を行うことができる。

【００２９】図８は本発明の実施の一形態に係る車室水
平面加工機の制御のブロック図である。図において、回
転台を回転させる回転台モータ２０、回転台（上），
（下）１０ａ，１０ｂを架台ビーム３０ａ，３０ｂに沿
って移動させる台移動モータ２５、スライド用台１４を
スライドさせるスライド用モータ２１、カッタ本体２３
先端の切削工具２３ａを回転させるカッタ回転用モータ
２２及びカッタ本体２３を上下動させるカッタ上下シリ
ンダ２６は、それぞれ制御装置６０に接続され、制御装
置６０の指令により駆動する。

【００３０】制御装置６０には、入力装置６１より車室
下半８０のフランジ面８１の形状データ６２及びスター
ト位置のデータ６３が予め入力される。制御装置６０で
は、まず、回転台モータ２０と台移動モータ２５とを駆
動させ、回転台（上）１０ａ及び（下）１０ｂをＸ方向
に移動してスタート位置に接近させる。次に回転台モー
タ２０をθ方向へ回転させてカッタ本体２３をスタート
位置に回動させる。次に、スライド用モータ２１を駆動
し、スライド用台１４をＹ方向へ移動して位置を前後に
微調整し、更にカッタ上下動シリンダ２６を駆動し、カ
ッタ本体２３先端の切削工具２３ａをスタート位置のフ
ランジ面８１に当接させる。

【００３１】次に、制御装置６０はカッタ回転モータ２
２を駆動し、切削工具を回転させ切削を開始し、予め演
算した所定の距離、幅だけ切削工具２３ａを一定の速度
で移動し、所定の範囲の加工が終了すると、入力された
形状データ６２から次の移動範囲を算出し再び上記の要
領で各モータを駆動し、加工を繰り返し、フランジ面を
一周し、スタート位置へ戻ると終了するように制御す
る。

【００３２】以上説明の実施の形態の車室水平面加工機
によれば、車室下半の半月板５０〜５３に架台ビーム３
０ａ，３０ｂを固定し、架台ビーム上で回転台（上），
（下）１０ａ，１０ｂがＸ方向移動、θ方向へ回転可能
とし、かつ、回転台（上）１０ａに取付けられた２本の
アーム１１ａ，１１ｂ間でスライド用台１４が前後Ｙ方
向に移動可能とすると共に、スライド用台１４先端部の
カッタ本体２３を上下動調整可能とし、カッタを回転さ
せる構成とし、カッタ本体２３先端の切削工具２３ａを
下車室フランジ面８１に沿って移動させ、切削工具２３
ａを回転させてフランジ水平面を加工するようにする。
このような加工機により、車室の水平面の加工が高精
度、かつ高速度で行うことができるので、工数が大幅に
低減され、現地での加工が容易となるものである。

【００３３】

【発明の効果】本発明の車室水平面加工機は、（１）タ
ービン車室下半のほぼ水平フランジ面の高さで軸方向に
配設され車室下半両側翼環嵌合部に嵌まり込む半月板と
同嵌合部と半月板を固定するクランプ装置上に取付けら
れる架台と、同架台に搭載され同架台と垂直な回転軸を
有し同回転軸を中心に回転し、かつ同架台の長手方向へ
移動可能な回転台と、同回転台に取付けられて同回転台
を回転させる回転駆動装置及び同回転台を同架台上で移
動させる移動装置と、前記回転台上に一定間隔を保って
平行に固定された２本のアームと、同２本のアーム間で
スライド可能な駆動装置を有するスライド用台と、同ス
ライド用台の先端に直交して取付けられ下部先端に回転
可能な切削工具を取付けたカッタ本体と、前記スライド
用台に取付けられ同カッタ本体を上下動する上下動駆動
装置及び前記切削工具を回転する工具回転装置と、制御
装置とを備え、同制御装置は、前記水平フランジ面の形
状データに基づいて、前記回転駆動装置、移動装置、ス
ライド用台駆動装置、カッタ本体上下動駆動装置及び工
具回転装置の駆動を制御することを特徴としている。こ
のような構成により、従来の手作業に比べ加工精度が向
上し、かつ高速で加工できるので、加工工数が著しく低
減する。又、機械加工であるので加工精度のばらつきが
なく、現地での水平面摺合わせ加工の品質が向上し、補
修、点検の工期も著しく短絡される。又、高強度である
翼環嵌合部を利用して加工機を設置しているので、剛性
の高い加工機を実現することができる。

【００３４】本発明の（２）では、架台の取付け、取外
しは支持板を用いて車室下半内の補強材の水平面にボル
ト等により容易に実施ができ、本発明の（３）では、上
下動調整手段により水平面に合わせて架台取付の水平度
が得られるので高精度な水平面の摺合わせ加工ができ
る。又、本発明の（４）では、各駆動装置はラック、ピ
ニオンをモータと組合せ、又、プーリやシリンダを用い
て構成できるので装置の駆動機構が簡単な機構で構成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る車室水平面加工機
の全体平面図である。

【図２】本発明の実施の一形態に係る車室水平面加工機
の上部構造を示す平面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図５】本発明の実施の一形態に係る車室水平面加工機
の上面の詳細図である。

【図６】図５における側面図である。

【図７】図６におけるＢ−Ｂ矢視図である。

【図８】本発明の実施の一形態に係る車室水平面加工機
の制御のブロック図である。

【図９】高圧蒸気タービンの下車室の代表的な上面図で
ある。

【符号の説明】

１０ａ 回転台（上） １０ｂ 回転台（下） １１ａ，１１ｂ アーム １２，１６ ガイドレール １３，１５ ガイド １４ スライド用台 １７ プーリ ２０ 回転台モータ ２０ａ ギヤー ２０ｂ 固定ギヤー ２１ スライド用モータ ２２ カッタ回転モータ ２３ カッタ本体 ２３ａ 切削工具 ２５ 台移動モータ ２６ カッタ上下シリンダ ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ 架台ビーム ３１ 架台レール ３２ 回転台（下）ガイド ３５ 支持板 ３６ 取付材 ４０ ラック ４１ ピニオン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−155615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−223512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−24852（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−63315（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23C 3/00,1/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン下車室のほぼ水平フランジ面の
   高さで軸方向に配設され車室下半両側翼環嵌合部に嵌ま
   り込む半月板と、同嵌合部と半月板を固定するクランプ
   装置上に取付けられる架台と、同架台に搭載され同架台
   と垂直な回転軸を有し同回転軸を中心に回転し、かつ同
   架台の長手方向へ移動可能な回転台と、同回転台に取付
   けられて同回転台を回転させる回転駆動装置及び同回転
   台を同架台上で移動させる移動装置と、前記回転台上に
   一定間隔を保って平行に固定された２本のアームと、同
   ２本のアーム間でスライド可能な駆動装置を有するスラ
   イド用台と、同スライド用台の先端に直交して取付けら
   れ下部先端に回転可能な切削工具を取付けたカッタ本体
   と、前記スライド用台に取付けられ同カッタ本体を上下
   動する上下動駆動装置及び前記切削工具を回転する工具
   回転装置と、制御装置とを備え、同制御装置は、前記水
   平フランジ面の形状データに基づいて、前記回転駆動装
   置、移動装置、スライド用台駆動装置、カッタ本体上下
   動駆動装置及び工具回転装置の駆動を制御することを特
   徴とする車室水平面加工機。
2. 【請求項２】 前記架台は車室下半内に軸方向に直交し
   て配列する複数の補強材の水平面に支持板を介して着脱
   可能に取付けられることを特徴とする請求項１記載の車
   室水平面加工機。
3. 【請求項３】 前記支持板と下車室補強材との間には上
   下動調整手段を介在させ前記架台の上下位置を調整可能
   としたことを特徴とする請求項２記載の車室水平面加工
   機。
4. 【請求項４】 前記回転台駆動装置、回転台移動装置及
   びスライド用台駆動装置はモータ、ラック及びピニオン
   で構成され、前記切削工具回転装置はモータとプーリで
   構成され、かつカッタ本体上下動駆動装置はシリンダで
   構成されたことを特徴とする請求項１記載の車室水平面
   加工機。