JP6923976B2

JP6923976B2 - 大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置

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Publication number: JP6923976B2
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Authority: JP
Inventors: 剣鋒宋; 有年宋; 文武王; 軒何; 棟王; 迎港時
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Description

本発明は、原子力発電に用いられる大型の接続管材類の異型鋼管のニアネットシェイプ（ＮｅａｒＮｅｔＳｈａｐｅＦｏｒｍｉｎｇ）と付加製造の分野に関し、特に、大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置に関する。

原子力発電に用いられる大型の異型接管は、主に原子力発電の設備に用いられることから、その材料が特殊であり、内部穴と外部形状が規則でなく、しかも、形状も複雑であり、稼働の状態において、高温や高圧の蒸気に耐える必要がある。従って、それは、ミクロの仕組みと内部欠陥に対する要求がかなり厳しいので、現在、鍛造の技術により製造されている。しかし、鍛造のプロセスは長く、工程が複雑であり、また、併せて大型の鍛造設備及び探傷装置が必要となる。また、大型の接続管材の製造コストは高い。

工業生産では、不規則な形状とされる大型の鋼管が良く用いられており、よく見られる規則の形状である鋼管に比べると、その形状の特殊性及び大きな体積を有している鋼管を製造する場合、鋳造や圧延などの長いプロセスを用いて製造することが可能である一方、形状が規則的で肉厚が小さい鋼管を製造する場合に、溶接の方法もよく使われる。科学技術の発展に伴い、付加製造という比較的に先進的なニアネットシェイプ製造方法が現われ、製造プロセスを大幅に短縮することができ、中間段階を減らすことができ、同時に、内部の仕組みへの制御と欠陥への抑制を効果良く行うことができ、製品の生産コストを著しく下げることができるものの、このような大型の不??な鋼管を製造するためには、対応する製造設備も必要となっている。

原子力発電に用いられる異型接管の内側キャビティは、その形状が規則的でなく、加工の際に加工対象物の位置により固定されることをどのようにして保持できるかということについて、通常通りの方法が技術に制限されていることから、内側キャビティ形成装置を設計することが必要となっている。

本発明は、従来技術に存在している問題に対して、大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置を提供しており、加工の際に、加工対象物の位置により固定されることを保持し、より多くの不規則な鋼管を製造でき、汎用性が向上し、生産の時間が短縮化し、効率が高くなるようにすることを主な目的とする。

本発明は、メイン転動モジュール、内側キャビティのニアネットシェイプモジュール、及び、メイン送りモジュールを含む、大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置であって、前記メイン転動モジュールは、サーボモータ、サーボモータ基台、メイン転動継手、第一主軸ベアリングハウジング、第二主軸ベアリングハウジング、第一主軸下部スライダー、第二主軸下部スライダー、第一ベアリング端蓋、第二ベアリング端蓋、第三ベアリング端蓋、第四ベアリング端蓋、第一主軸ベアリング、第二主軸ベアリング、及び、六角ボルトを含み、前記メイン送りモジュールは、メインガイドレール、ボールねじ、ステッピングモータ、ステッピングモータハウジング、継手、メイン送りボールねじナット、第一ボールねじナット、第二ボールねじナット、ボールねじベアリングハウジング、ボールねじベアリング、第一ボールねじベアリング端蓋、及び、第二ボールねじベアリング端蓋を含み、前記内側キャビティのニアネットシェイプモジュールは、内側キャビティ金型、膨張筒、及び、膨張押し棒を含み、前記膨張筒は、薄肉厚方向に隙間が設けられ、内側キャビティ面に、円周方向に内部楔形状スライダーが均一に設置され、前記膨張押し棒は、第一軸体、第二軸体、外側楔形状スライダー、及び、第三軸体を含み、第二軸体の外面に円周方向に外側楔形状スライダーが均一に設置され、前記内部楔形状スライダーの傾斜面が前記外側楔形状スライダーの傾斜面に接続され、前記膨張押し棒の第一軸体が、それぞれ、前記第二ベアリング端蓋の内径を貫通し、前記第一主軸ベアリングの内径と前記第一ベアリング端蓋の内径とが前記メイン転動継手の第二端に接続され、前記膨張押し棒の第三軸体が、それぞれ、前記第三ベアリング端蓋の内径を貫通し前記第四ベアリング端蓋の内径と前記第二主軸ベアリングの内径とに接続される、大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置を提供する

好適には、前記メイン転動モジュールは、前記サーボモータ基台が地面に平置きされ、前記サーボモータのケースが前記サーボモータ基台の上面に固定して接続され、前記第一主軸ベアリングハウジングの下面と前記第二主軸ベアリングハウジングの下面とが、それぞれ、前記第一主軸下部スライダーの上面と前記第二主軸下部スライダーの上面とに接続され、前記第一主軸下部スライダーの下面と前記第二主軸下部スライダーの下面とが、それぞれ、メインガイドレールに摺動可能に接続され、前記第一主軸ベアリングの外径と前記第二主軸ベアリングの外径とが、それぞれ、前記第一主軸ベアリングハウジングの内径と前記第二主軸ベアリングハウジングの内径とに接続され、前記第一ベアリング端蓋と前記第二ベアリング端蓋とが、それぞれ、前記第一主軸ベアリングハウジングの両端面に接続され、前記第三ベアリング端蓋と前記第四ベアリング端蓋とが、それぞれ、前記第二主軸ベアリングハウジングの両端面に接続され、前記メイン転動継手の第一端が前記サーボモータの出力軸に接続される。

好適には、前記メイン送りモジュールは、前記メインガイドレールが地面に平置きされ、前記第一ボールねじナットと前記第二ボールねじナットとが、それぞれ、前記第一主軸下部スライダーの内面と前記第二主軸下部スライダーの内面とに固定して接続され、前記ボールねじベアリングハウジングの底面が前記メインガイドレールの第一端に固定して接続され、前記ボールねじベアリングの外径が前記ボールねじベアリングハウジングの内径に接続され、前記第一ボールねじベアリング端蓋と前記第二ボールねじベアリング端蓋とが、それぞれ、前記ボールねじベアリングハウジングの両端面に接続され、前記ステッピングモータハウジングの下面が前記メインガイドレールの第二端に固定して接続され、前記ステッピングモータのケースが前記ステッピングモータハウジングの第一端に固定して接続され、前記メイン送りボールねじナットが前記ステッピングモータハウジングの第二端に固定して接続され、前記ボールねじの入力端が、それぞれ、前記メイン送りボールねじナットの内径を貫通し前記継手を介して前記ステッピングモータの出力軸に接続され、前記ボールねじの自由端が、それぞれ、前記第二ボールねじナットの内径と前記第一ボールねじナットの内径とを貫通し前記ボールねじベアリングの内径に接続される。

好適には、前記内側キャビティのニアネットシェイプモジュールは、前記内部楔形状スライダーと前記外側楔形状スライダーとが常にペアとして設置され、円周方向に設置される間隔角度が９０°とされ、各楔形スライダー対における二つのスライダーが共に軸方向に設置され、前記内部楔形状スライダーと前記外側楔形状スライダーとの傾斜角度が同一であり、共に２０°とされるが傾斜方向が反対であり、前記内部楔形状スライダーの径方向の寸法が前記外側楔形状スライダーの径方向の寸法よりも小さい。

好適には、前記第一ベアリング端蓋、前記第四ベアリング端蓋、及び、前記第一ボールねじベアリング端蓋がメクラ蓋であり、前記第二ベアリング端蓋、前記第三ベアリング端蓋、及び、前記第二ボールねじベアリング端蓋が塞ぎ蓋であり、前記サーボモータの基台と前記メインガイドレールの底面とが同一の平面にある。

好適には、前記第一主軸ベアリング、前記第二主軸ベアリング、前記第一ベアリング端蓋、前記第二ベアリング端蓋、前記第三ベアリング端蓋、前記第四ベアリング端蓋、前記内側キャビティ金型、前記膨張筒、及び、前記膨張押し棒が同軸であり、前記第一ボールねじナット、前記第二ボールねじナット、前記ボールねじ、前記メイン送りボールねじナット、前記ボールねじベアリング、前記第一ボールねじベアリング端蓋、及び、第二ボールねじベアリング端蓋が同軸である。

好適には、前記内側キャビティ金型の外形と前記膨張筒の外形とが同じであり、前記内側キャビティ金型の内径と前記膨張筒の外径とが等しく、前記膨張筒は、薄肉厚方向に設けられる隙間の長さと前記膨張筒の長さとが等しく、前記隙間は、前記膨張筒の軸方向に、直径が比較的小さい面から直径が比較的大きい面までに貫通され、前記外側楔形状スライダーの数と前記内部楔形状スライダーの数とが等しく、いずれも、四つの対である。

本発明は、従来技術に比べると、その利点が以下の通りである。
１．内側キャビティのニアネットシェイプモジュールの内側キャビティ金型を交換することにより、原子力発電に用いられる多くの型番の異型接管の内側キャビティニアネットシェイプを実現することができ、送り構成の運動により膨張の機能を実現することができ、この過程が比較的に簡単であり、その操作が簡便であり、それと当時に、作業の手間や労力が少なくなり、製造の中間段階を減らすことができ、設備を再度設計する時間が省かれ、作業の効率が高く、加工に必要な時間が短縮化し、内部の仕組み及び欠陥を効果的に制御し、実際の適用に価値が高い。
２．本願に係る構成が簡単であり、取り外し可能であり、繰り返して利用可能性が高く、各部品の交換性が高く、幅広い適用の見通しが存在しており、製造のコストが低くなり、性能の安定性が高く、その取り付けと実施が簡便であるという特徴を有している。

本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置全体の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置のメイン転動モジュールの第一主軸ベアリングハウジングの分解の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置のメイン転動モジュールの第二主軸ベアリングハウジングの分解の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置の内側キャビティのニアネットシェイプモジュール全体の構成の分解の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置の内側キャビティのニアネットシェイプモジュールの膨張押し棒の分解の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置の内側キャビティのニアネットシェイプモジュールの膨張押し棒の一部の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置の内側キャビティのニアネットシェイプモジュールの膨張筒の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置のメイン送りモジュールのモーター側の構成の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置のメイン送りモジュールベアリング側の構成の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置のメイン送りモジュールの第一ボールねじナットの構成の模式図である。本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置のメイン送りモジュールの第二ボールねじナットの構成の模式図である。

本発明に係る技術的内容、構成による特徴、達成しようとする目的、及び、その効果を詳しく説明するように、以下に明細書の図面に基づいて詳しく説明していく。

本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置は、図１に示されるように、メイン転動モジュール１、内側キャビティのニアネットシェイプモジュール２、及び、メイン送りモジュール３を含む。

メイン転動モジュールは、図２、図３に示されるように、サーボモータ１０１、サーボモータ基台１０２、メイン転動継手１０３、第一主軸ベアリングハウジング１０４、第二主軸ベアリングハウジング１０５、第一主軸下部スライダー１０６、第二主軸下部スライダー１０７、第一ベアリング端蓋１０８、第二ベアリング端蓋１０９、第三ベアリング端蓋１１０、第四ベアリング端蓋１１１、第一主軸ベアリング１１２、第二主軸ベアリング１１３、及び、六角ボルト１１４を含む。

図１に示されるように、サーボモータ基台１０２は、地面に平置きされ、サーボモータ１０１のケースがサーボモータ基台１０２の上面に固定して接続され、第一主軸ベアリングハウジング１０４の下面と第二主軸ベアリングハウジング１０５の下面とが、それぞれ、第一主軸下部スライダー１０６の上面と第二主軸下部スライダー１０７の上面とに接続され、第一主軸下部スライダー１０６の下面と第二主軸下部スライダー１０７の下面とが、それぞれ、メインガイドレール３０１に摺動可能に接続され、第一主軸ベアリング１１２の外径と第二主軸ベアリング１１３の外径とが、それぞれ、第一主軸ベアリングハウジング１０４の内径と第二主軸ベアリングハウジング１０５の内径とに接続され、第一ベアリング端蓋１０８と第二ベアリング端蓋１０９とが、それぞれ、第一主軸ベアリングハウジング１０４の両端面に接続され、第三ベアリング端蓋１１０と第四ベアリング端蓋１１１とが、それぞれ、第二主軸ベアリングハウジング１０５の両端面に接続され、メイン転動継手１０３の第一端がサーボモータ１０１の出力軸に接続される。

メイン送りモジュール３は、図８、図９に示されるように、メインガイドレール３０１、ボールねじ３０２、ステッピングモータ３０３、ステッピングモータハウジング３０４、継手３０５、メイン送りボールねじナット３０６、第一ボールねじナット３０７、第二ボールねじナット３０８、ボールねじベアリングハウジング３０９、ボールねじベアリング３１０、第一ボールねじベアリング端蓋３１１、及び、第二ボールねじベアリング端蓋３１２を含む。

メインガイドレール３０１は、地面に平置きされ、図１０、図１１に示されるように、第一ボールねじナット３０７と第二ボールねじナット３０８とが、それぞれ、第一主軸下部スライダー１０６の内面と第二主軸下部スライダー１０７の内面とに固定して接続され、図９に示されるように、ボールねじベアリングハウジング３０９の底面がメインガイドレール３０１の第一端に固定して接続され、ボールねじベアリング３１０の外径がボールねじベアリングハウジング３０９の内径に接続され、第一ボールねじベアリング端蓋３１１と第二ボールねじベアリング端蓋３１２とが、それぞれ、ボールねじベアリングハウジング３０９の両端面に接続され、ステッピングモータハウジング３０４の下面がメインガイドレール３０１の第二端に固定して接続され、図８に示されるように、ステッピングモータ３０３のケースがステッピングモータハウジング３０４の第一端に固定して接続され、メイン送りボールねじナット３０６がステッピングモータハウジング３０４の第二端に固定して接続され、ボールねじ３０２の入力端が、それぞれ、メイン送りボールねじナット３０６の内径を貫通し継手３０５を介してステッピングモータ３０３の出力軸に接続され、ボールねじ３０２の自由端が、それぞれ、第二ボールねじナット３０８の内径と第一ボールねじナット３０７の内径とを貫通しボールねじベアリング３１０の内径に接続される。

内側キャビティのニアネットシェイプモジュールは、図４に示されるように、内側キャビティ金型２０１、膨張筒２０２、及び、膨張押し棒２０３を含む。内側キャビティ金型２０１は、その材料が加工対象物の材料と同じであり、加工が完了したと、取り外し可能であり、繰り返して利用することができる。図７に示されるように、膨張筒２０２は、薄肉厚方向に隙間が設けられ、膨張の際に、膨張筒２０２の外径が一定の範囲に増えることが可能であり、膨張筒２０２の内側キャビティ面において、円周方向に内部楔形状スライダー２０２０１が均一に設置され、膨張筒２０２が完全に密閉されておらず、一定の寸法の範囲に所属されている加工対象物について、膨張の状態が常に保持されることから、加工対象物の多彩化が確保され得る。

膨張押し棒２０３は、図５に示されるように、第一軸体２０３０１、第二軸体２０３０２、外側楔形状スライダー２０３０３、及び、第三軸体２０３０４を含む。図６に示されるように、膨張押し棒２０３の第二軸体２０３０２の外面において、円周方向に外側楔形状スライダー２０３０３が均一に設置され、内部楔形状スライダー２０２０１の傾斜面が外側楔形状スライダー２０３０３の傾斜面に接続され、膨張筒楔形スライダー２０２０１の傾斜面と膨張押し棒楔形スライダー２０３０３の傾斜面との間に、相対的に、ずれが生じ、膨張筒２０２は、合わせて突き上げられ、径方向に変位が生じ、膨張筒２０２全体の内壁が外径の拡大する方向に移動し、膨張筒２０２の外周面が内側キャビティ金型２０１の内側キャビティ表面にしっかりと密着し、最終に、内側キャビティ金型２０１が膨張されるようにする。

膨張押し棒２０３の第一軸体２０３０１は、それぞれ、第二ベアリング端蓋１０９の内径を貫通し、第一主軸ベアリング１１２の内径と第一ベアリング端蓋１０８の内径とがメイン転動継手１０３の第二端に接続され、膨張押し棒２０３の第三軸体が、それぞれ、第三ベアリング端蓋１１０の内径と第四ベアリング端蓋１１１の内径とを貫通し第二主軸ベアリング１１３の内径に接続される。

図６、図７に示されるように、内部楔形状スライダー２０２０１と外側楔形状スライダー２０３０３とが、ペアとして設置され、円周方向に設置される間隔角度が９０°であり、各楔形スライダー対における二つのスライダーが共に、軸方向に設置され、内部楔形状スライダー２０２０１と外側楔形状スライダー２０３０３との傾斜角度が同じであり、共に２０°とされるが傾斜方向が反対であり、内部楔形状スライダー２０２０１の径方向の寸法が外側楔形状スライダー２０３０３の径方向の寸法よりも小さい。

図２、図３に示されるように第一ベアリング端蓋１０８、第四ベアリング端蓋１１１、及び、第一ボールねじベアリング端蓋３１１がメクラ蓋であり、第二ベアリング端蓋１０９、第三ベアリング端蓋１１０、及び、第二ボールねじベアリング端蓋３１２が塞ぎ蓋であり、サーボモータ１０１の基台とメインガイドレール３０１の底面とが同一の平面にある。

図１に示されるように、第一主軸ベアリング１１２、第二主軸ベアリング１１３、第一ベアリング端蓋１０８、第二ベアリング端蓋１０９、第三ベアリング端蓋１１０、第四ベアリング端蓋１１１、内側キャビティ金型２０１、膨張筒２０２、及び、膨張押し棒２０３が同軸であり、第一ボールねじナット３０７、第二ボールねじナット３０８、ボールねじ３０２、メイン送りボールねじナット３０６、ボールねじベアリング３１０、第一ボールねじベアリング端蓋３１１、及び、第二ボールねじベアリング端蓋３１２が同軸である。

図４に示されるように、内側キャビティ金型２０１の外形と膨張筒２０２の外形とが同じであり、内側キャビティ金型２０１の内径と膨張筒２０２の外径とが等しく、膨張筒２０２の側面の隙間の長さと膨張筒２０２の長さとが等しく、膨張筒２０２を完全に密閉させないように、隙間は、膨張筒の軸方向に、直径が比較的小さい面から直径が比較的大きい面までに貫通される。外側楔形状スライダー２０３０３の数と内部楔形状スライダー２０２０１の数が等しく、共に四つの対である。膨張筒２０２の内面の四つの楔形スライダー対と膨張押し棒２０３の外面の四つの楔形スライダー対により組み合わせられた移動対偶を用いると、内側キャビティ金型２０１を膨張することができる。

以下には、実施例を参照しながら、本発明に係る大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置を詳しく説明する。

まず、大型の原子力発電に用いられる異型接管の内径寸法に従って、外径寸法とテーパ率が接続管のほうと全く同じである内側キャビティ金型２０１を選択する上で、外径の寸法とテーパ率が内側キャビティ金型２０１の内径寸法とテーパ率と全く同じである膨張筒２０２を選択し、ただし、膨張筒２０２は、その壁厚方向に隙間が設けられ、完全に密閉されないものとされる。膨張筒２０２の内壁には、円周方向に、四つのグループの内部楔形状スライダー２０２０１がペアとして均一に設置され、スライダーの傾斜面の傾斜角度が２０°である。膨張押し棒２０３の四つの側面に、膨張筒２０２の寸法、形状、数及び設置形態と全く同じである外側楔形状スライダー２０３０３が存在しており、その傾斜方向が膨張筒２０２の内部楔形状スライダー２０２０１の傾斜方向と反対である。

次に、膨張押し棒２０３を膨張筒２０２の内側キャビティに押し込み、膨張筒２０２の内部楔形状スライダーの傾斜面と膨張押し棒２０３の外側楔形状スライダーの傾斜面をある傾斜角度で対向させ、膨張筒２０２を固定し、メイン送り機構の補助作用により、膨張押し棒２０３を膨張筒２０２の内側キャビティに嵌入する。そして、膨張筒２０２を固定し、内側キャビティ金型２０１を膨張筒２０２に設置する。メイン送り装置が作業しつつあることにより、膨張筒２０２の内部楔形状スライダーと膨張押し棒２０３の外側楔形状スライダーとが互いにずれて、径方向に変位する。膨張筒２０２が完全に密閉されていないものであるため、その肉厚方向に隙間が存在し、膨張力による作用で、割れ目が徐々に拡大し、膨張筒２０２の外径も徐々に拡大し、そして、内側キャビティ金型２０１が膨張されていく。内側キャビティのニアネットシェイプモジュール２を組み立てた後、それをメイン転動モジュール１とメイン送りモジュール３に接続すると、装置全体の組立てが完了する。

そして、メイン転動モジュール１におけるサーボモータ１０１を起動し、メイン転動継手１０２により、トルクを膨張押し棒２０３に伝達することにより、内側キャビティのニアネットシェイプモジュール全体が回転運動するように連動する。

次に、メイン送りモジュール３におけるステッピングモータ３０３を起動し、継手３０５により、トルクをボールねじ３０２に伝達し、ボールねじ３０２が回転運動するようにする。第一主軸ベアリングハウジングの下部スライダー１０６と第一主軸ベアリングハウジングの下部スライダーボールねじナット３０７を固定して接続する。第二主軸ベアリングハウジングの下部スライダー１０７と第二主軸ベアリングハウジングの下部スライダーボールねじナット３０８を固定して接続し、第一主軸ベアリングハウジングの下部スライダーボールねじナット３０７の雌ねじとボールねじ３０２の雄ねじを螺合し、第二主軸ベアリングハウジングの下部スライダーボールねじナット３０８の雌ねじとボールねじ３０２の雄ねじとを螺合することにより、第一主軸ベアリングハウジングの下部スライダー１０６、第二主軸ベアリングハウジングの下部スライダー１０７がメインガイドレール３０１に摺動することができる。第一主軸ベアリングハウジング１０４、第二主軸ベアリングハウジング１０５、及び、それらに固定して接続される部品、並びに、内側キャビティのニアネットシェイプモジュールも併せて移動することになる。調整ステッピングモータが正方向・逆方向に回転することを調整することにより、送り・戻りの機能を実現することができる。

以上に説明した実施例は、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨を逸脱しない前提で、当業者が本発明の技術的手段に対して各種の変形や改善を行ってなされたものは、いずれも、本発明の請求の範囲に含まれている。

１メイン転動モジュール
１０１サーボモータ
１０２サーボモータ基台
１０３メイン転動継手
１０４第一主軸ベアリングハウジング
１０５第二主軸ベアリングハウジング
１０６第一主軸下部スライダー
１０７第二主軸下部スライダー
１０８第一ベアリング端蓋
１０９第二ベアリング端蓋
１１０第三ベアリング端蓋
１１１第四ベアリング端蓋
１１２第一主軸ベアリング
１１３第二主軸ベアリング
１１４六角ボルト
２内側キャビティのニアネットシェイプモジュール
２０１内側キャビティ金型
２０２膨張筒
２０２０１内部楔形状スライダー
２０３膨張押し棒
２０３０１第一軸体
２０３０２第二軸体
２０３０３外側楔形状スライダー
２０３０４第三軸体
３メイン送りモジュール
３０１メインガイドレール
３０２ボールねじ
３０３ステッピングモータ
３０４ステッピングモータハウジング
３０５継手
３０６メイン送りボールねじナット
３０７第一ボールねじナット
３０８第二ボールねじナット
３０９ボールねじベアリングハウジング
３１０ボールねじベアリング
３１１第一ボールねじベアリング端蓋
３１２第二ボールねじベアリング端蓋

Claims

メイン転動モジュール、内側キャビティのニアネットシェイプモジュール、及び、メイン送りモジュールを含む、大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置であって、
前記メイン転動モジュールは、サーボモータ、サーボモータ基台、メイン転動継手、第一主軸ベアリングハウジング、第二主軸ベアリングハウジング、第一主軸下部スライダー、第二主軸下部スライダー、第一ベアリング端蓋、第二ベアリング端蓋、第三ベアリング端蓋、第四ベアリング端蓋、第一主軸ベアリング、及び、第二主軸ベアリングを含み、前記サーボモータ基台が地面に平置きされ、前記サーボモータのケースが前記サーボモータ基台の上面に固定して接続され、前記第一主軸ベアリングハウジングの下面と前記第二主軸ベアリングハウジングの下面とが、それぞれ、前記第一主軸下部スライダーの上面と前記第二主軸下部スライダーの上面とに接続され、前記第一主軸下部スライダーの下面と前記第二主軸下部スライダーの下面とが、それぞれ、メインガイドレールに摺動可能に接続され、前記第一主軸ベアリングの外径と前記第二主軸ベアリングの外径とが、それぞれ、前記第一主軸ベアリングハウジングの内径と前記第二主軸ベアリングハウジングの内径とに接続され、前記第一ベアリング端蓋と前記第二ベアリング端蓋とが、それぞれ、前記第一主軸ベアリングハウジングの両端面に接続され、前記第三ベアリング端蓋と前記第四ベアリング端蓋とが、それぞれ、前記第二主軸ベアリングハウジングの両端面に接続され、前記メイン転動継手の第一端が前記サーボモータの出力軸に接続され、
前記メイン送りモジュールは、メインガイドレール、ボールねじ、ステッピングモータ、ステッピングモータハウジング、継手、メイン送りボールねじナット、第一ボールねじナット、第二ボールねじナット、ボールねじベアリングハウジング、ボールねじベアリング、第一ボールねじベアリング端蓋、及び、第二ボールねじベアリング端蓋を含み、前記メインガイドレールが地面に平置きされ、前記第一ボールねじナットと前記第二ボールねじナットとが、それぞれ、前記第一主軸下部スライダーの内面と前記第二主軸下部スライダーの内面とに固定して接続され、前記ボールねじベアリングハウジングの底面が前記メインガイドレールの第一端に固定して接続され、前記ボールねじベアリングの外径が前記ボールねじベアリングハウジングの内径に接続され、前記第一ボールねじベアリング端蓋と前記第二ボールねじベアリング端蓋とが、それぞれ、前記ボールねじベアリングハウジングの両端面に接続され、前記ステッピングモータハウジングの下面が前記メインガイドレールの第二端に固定して接続され、前記ステッピングモータのケースが前記ステッピングモータハウジングの第一端に固定して接続され、前記メイン送りボールねじナットが前記ステッピングモータハウジングの第二端に固定して接続され、前記ボールねじの入力端が、それぞれ、前記メイン送りボールねじナットの内径を貫通し前記継手を介して前記ステッピングモータの出力軸に接続され、前記ボールねじの自由端が、それぞれ、前記第二ボールねじナットの内径と前記第一ボールねじナットの内径とを貫通し前記ボールねじベアリングの内径に接続され、
前記内側キャビティのニアネットシェイプモジュールは、内側キャビティ金型、膨張筒、及び、膨張押し棒を含み、前記内側キャビティ金型は、大型の異型管材の内径寸法とテーパ率に対応する外径寸法とテーパ率を有し、前記膨張筒は、前記内側キャビティ金型の内径寸法とテーパ率に対応する外径寸法とテーパ率を有し、前記膨張筒の外周面が前記内側キャビティ金型の内側面に密着するように設置され、前記膨張筒は、薄肉厚方向に隙間が設けられ、内側キャビティ面に、円周方向に内部楔形状スライダーが均一に設置され、前記膨張押し棒は、第一軸体、第二軸体、外側楔形状スライダー、及び、第三軸体を含み、第二軸体の外面に円周方向に外側楔形状スライダーが均一に設置され、前記内部楔形状スライダーの傾斜面が前記外側楔形状スライダーの傾斜面に接続され、前記膨張押し棒の第一軸体が、前記第二ベアリング端蓋の内径を貫通して前記第一主軸ベアリングの内径と接続され、さらに前記第一ベアリング端蓋の内径を貫通して前記メイン転動継手の第二端に接続され、前記膨張押し棒の第三軸体が、前記第三ベアリング端蓋の内径を貫通して前記第二主軸ベアリングの内径と接続され、
前記メイン転動モジュールにおける前記サーボモータを起動し、前記メイン転動継手により、前記内側キャビティのニアネットシェイプモジュール全体が回転運動するように連動させ、前記メイン送りモジュールにおける前記ステッピングモータを起動し、前記継手により、前記ボールねじを回転運動させて、前記第一主軸下部スライダーと前記第二主軸下部スライダーとを摺動させる、ことを特徴とする、大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置。
前記内側キャビティのニアネットシェイプモジュールは、前記内部楔形状スライダーと前記外側楔形状スライダーとが常にペアとして設置され、円周方向に設置される間隔角度が９０°とされ、各楔形スライダー対における二つのスライダーが共に軸方向に設置され、前記内部楔形状スライダーと前記外側楔形状スライダーとの傾斜角度が同一であり、共に２０°とされるが傾斜方向が反対であり、前記内部楔形状スライダーの径方向の寸法が前記外側楔形状スライダーの径方向の寸法よりも小さい、ことを特徴とする、請求項１に記載の大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置。
前記サーボモータの基台と前記メインガイドレールの底面とが同一の平面にある、ことを特徴とする、請求項１に記載の大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置。
前記第一主軸ベアリング、前記第二主軸ベアリング、前記第一ベアリング端蓋、前記第二ベアリング端蓋、前記第三ベアリング端蓋、前記第四ベアリング端蓋、前記内側キャビティ金型、前記膨張筒、及び、前記膨張押し棒が同軸であり、前記第一ボールねじナット、前記第二ボールねじナット、前記ボールねじ、前記メイン送りボールねじナット、前記ボールねじベアリング、前記第一ボールねじベアリング端蓋、及び、第二ボールねじベアリング端蓋が同軸である、ことを特徴とする、請求項１に記載の大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置。
前記内側キャビティ金型の外形と前記膨張筒の外形とが同じであり、前記内側キャビティ金型の内径と前記膨張筒の外径とが等しく、前記膨張筒は、薄肉厚方向に設けられる隙間の長さと前記膨張筒の長さとが等しく、前記隙間は、前記膨張筒の軸方向に、直径が比較的小さい面から直径が比較的大きい面までに貫通され、前記外側楔形状スライダーの数と前記内部楔形状スライダーの数とが等しく、いずれも、四つの対である、ことを特徴とする、請求項２に記載の大型の異型管材をマイクロ鋳造圧延で付加製造する内側キャビティのニアネットシェイプ装置。