JPH05220602A

JPH05220602A - 輪郭を付ける装置

Info

Publication number: JPH05220602A
Application number: JP4269020A
Authority: JP
Inventors: Charles W Carrier; チャールズ・ウイリアム・キャリア; Frank W Gorsler; フランク・ウェイン・ゴースラー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1993-08-31
Also published as: EP0536977A1; US5197361A

Abstract

(57)【要約】【目的】ガスタービン機関の直径の大きいロータの内
面のような普通では接近し難い加工面に届くようにする
のに役立つ輪郭を付ける装置を提供する。【構成】装置１０は加工面６６に対する非加工位置１
２から加工位置１６へ伸延し得る加工ヘッド手段６２を
含んでおり、加工ヘッド手段がＥＤＭ（放電加工）又は
ＥＣＭ（電解加工）に使われるとき、加工面に加工流体
を供給する流体流路と、加工ヘッド手段を回転させる手
段とを更に含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全般的に製品に所望の
面の輪郭を付ける加工工具、特にガスタービン機関のロ
ータの内面のような、普通は公知の加工工具が接近でき
ないような面に所望の面の輪郭を付けるのに役立つ加工
工具に関する。

【０００２】

【発明の背景】軸流ガスタービン機関の基本的な構造の
特徴は周知である。簡単に言うと、機関は圧縮機部、燃
焼器部及びタービン部が、機関の中心線の周りに縦方向
に配置されており、環状ガス流路を作っている。圧縮機
部は入って来る大気ガスを圧縮し、このガスを燃焼器部
で可燃性燃料生成物と混合して燃焼させて、高エネルギ
の排ガス流を発生する。タービン部は排ガス流から動力
を抽出して、圧縮機部を駆動する。排ガス流がタービン
部から後向きに出て行くとき、前向きの推力を発生す
る。ある機関はファン部を有することがあり、これもタ
ービン部によって駆動されて、側路推力を発生する。

【０００３】圧縮機部及びタービン部の両方が内側ロー
タを有しており、このロータから略半径方向外向きに複
数個の羽根が伸延しており、それらの羽根は円周方向の
列の群に分けて配置されている。ロータの羽根の列は、
機関の外側ケーシングに取り付けられた半径方向内向き
に伸びる羽根の列と互い違いになっている。用いられる
特定のガスタービン機関に応じて、内向きに伸びる羽根
も回転することがある。

【０００４】一般的に、圧縮機又はタービンのロータ
は、全体的に円筒形のスプールから構成されており、ス
プールはスプールの内面から半径方向内向きに伸びてい
る複数個のウェブを有している。ウェブの各々はディス
クと呼ばれる厚手にした環状部分に終端しており、その
中心に円周方向の開口を残している。こういう開口が実
効的にはロータの中孔を形成しており、その中を機関の
駆動軸が通っている。

【０００５】ロータは回転速度が高いため、機関の振動
を最小限に抑えるために、ロータのバランスをとること
は重要である。この目的のため、機関の製造業者は、ロ
ータのバランスを乱す惧れのある過剰の材料を、ことご
とく取り除くことに努めている。更に、機関の重量が増
加すると、機関の効率が低下するため、機関の製造業者
にとっては、機関の部品から不要な材料をできるだけ取
り除くことが重要である。特に、慣性（イナーシャ）溶
接、電子ビーム溶接、レーザ溶接、又はその他の形の材
料結合過程によって結合されるロータの部分のように、
機関の部分が互いに溶接される場合には、スプールの内
面及び外面の両方から、材料結合作業の間にできた溶接
フラッシュを除去することが製造業者の責務である。

【０００６】通常、溶接フラッシュは、普通の加工技術
によってスプールの内面から除去する。このとき、加工
手段を回転加工面と加工関係を有するように移動させ
る。即ち、その柱の先に工具ホルダを取り付けた細長い
取り付け柱を有する加工又は面輪郭作成工具を回転する
ロータの中孔の中に挿入する。工具ホルダの端には加工
挿着体が設けられており、加工柱と工具ホルダ／挿着体
とを合せたものが全体的にＬ字形になるように構成され
ている。この後、挿着体がロータの加工内面に対する加
工位置に来るように工具を移動する。

【０００７】機関は、中孔の直径をｂに対して、ロータ
の内径又はスプールの直径ｄが大きいことが機械的に有
利である。この比は部分的には、利用し得る加工工具が
面を所望の輪郭に加工する能力によって左右される。現
在利用し得る加工工具では、これらの２つの量の間の関
係は、次の式によって表されることを示すことができ
る。

【０００８】ｄ_max＝３ｂ−２ｔここでｄ_maxは、現在利用し得る加工工具又は輪郭形成
工具によって加工することのできるロータの内面の最大
直径、ｂは中孔の直径、及びｔは工具取り付け柱の太さ
である。スプール直径と中孔の直径との比が大きいこと
が機械的に有利であるため、比ｄ_max／ｂを、現在利用
し得る加工工具で今日達成し得る値よりも増大させるこ
とができるような加工工具が望ましい。このような改良
された面の輪郭を付ける工具があれば、ロータの寸法
が、製造上の制約によってではなく、機関の運転上の条
件によって定められるように、機関の製造業者はガスタ
ービン機関を作ることができよう。

【０００９】

【発明の要約】本発明では、伸延することのできる面の
輪郭を付けるヘッド又は加工ヘッドを有する面輪郭形成
工具を提供する。この輪郭形成工具は、工具の基部にし
っかりと取り付けられた主工具本体を有している。主工
具本体は細長い取り付け柱を含んでおり、その一端が工
具の基部に取り付けられており、主工具本体は更に、取
り付け柱の他端に取り付けられた工具ホルダを含んでい
る。工具ホルダには、輪郭形成ヘッド手段が伸延可能に
取り付けられている。輪郭形成ヘッド伸延駆動手段が工
具の中を通って延在しており、この駆動手段は、工具が
ロータの中孔に挿入された後、ヘッド手段をスプールの
内面に対する加工位置へ伸延させる。

【００１０】代表的な実施例では、輪郭形成ヘッド又は
加工ヘッドが工具のスライドに取り付けられており、こ
のスライドは、工具ホルダ内に形成された溝路の中に往
復動及び摺動自在にはまっており、こうして希望に応じ
て輪郭形成ヘッドが伸延し且つ後退することができるよ
うにしている。輪郭形成ヘッド伸延手段は機械的に又は
流体圧で駆動することができる。代表的な実施例の機械
的なヘッド伸延手段では、本発明の輪郭形成工具が短軸
クランク軸を含んでおり、短軸クランク軸は工具の基部
の側面を通って延在しており、短軸クランク軸の軸線に
対して略横方向に取り付け柱を通り抜けて延在している
歯車集成体と回転によって駆動係合している。スライド
駆動手段は他の歯車集成体を介して、工具ホルダを通り
抜けて延在しているねじ棒と回転によって駆動係合して
いる。ねじ棒は工具スライドに堅固に設けられたねじ受
けにはまっており、ねじ棒を一方の向きに回転すると、
棒がねじ受け及び工具スライドの中に回転して入り込
み、そのためヘッド手段が伸延するようになっている。
ねじ棒を反対方向に回転すると、工具スライドが後退す
る。このため、ヘッド手段を加工面に対する第１の非加
工位置から加工面に対する第２の加工位置へ移動させる
ことができる。

【００１１】本発明の一実施例では、工具スライドが普
通の加工挿着体を有する輪郭形成ヘッドを含んでいる。
本発明の他の実施例では、工具スライドが電気化学又は
放電型の加工に使う輪郭形成ヘッドを含んでいる。後者
の実施例の場合、輪郭形成ヘッドはヘッド回転手段によ
って回転自在にすることができる。本発明の上に述べた
特徴並びに利点は、当業者には、以下図面について本発
明を詳しく説明する所から明らかになろう。図面全体に
わたり、同様な又は一致する部分には同じ参照数字を用
いている。

【００１２】

【発明の詳しい説明】図１は本発明の輪郭形成工具１０
が、ガスタービン機関のロータ１４に対する非加工位置
１２にある場合を示しており、加工位置１６にある場合
を部分的な破線で示している。ロータ１４は、実際の形
状は機関の間で変わるが、本発明はあらゆる機関のロー
タに全般的に用いることができるのであるから、著しく
理想化して示してある。ロータ１４はスプール１８を含
んでおり、スプール１８は半径方向内向きに伸びる複数
個のウェブ２０を有している。ウェブ２０は厚くしたデ
ィスク部分２２で終端している。隣合ったウェブ２０は
ウェブ間すき間２４によって隔てられており、隣合った
ディスク部分２２はディスク間すき間２６によって隔て
られている。ディスク部分２２の内面３０によって中孔
２８が構成されており、ロータの内径３２はスプール１
８の内面３４によって限定されている。

【００１３】ロータ１４はイナーシャ溶接という周知の
技術、又は部分３６、３８、４０及び４１のようなロー
タの円周方向の個々の部分の材料を結合するこの他の手
段によって製造することができる。ロータの各部分３
６、３８、４０及び４１はスペーサ・アーム部分４２を
含んでいる。スペーサ・アーム部分４２は、隣りのスペ
ーサ・アーム部分に溶接されたとき、スプール１８のス
ペーサ４４を形成する。スペーサ・アーム部分４２を結
合してスペーサ４４を形成する際、スプール１８の内面
及び外面の両方に溶接フラッシュ４６ができることがあ
る。ロータ１４の外面から溶接フラッシュ４６を除去す
るのは、内面から除去するのに比べて、比較的容易であ
る。溶接フラッシュ４６を除去することは、機関のバラ
ンスを正しくするため、及び機関の重量をできる限り小
さくするために必要である。しかしながら、除去に使わ
れる工具の輪郭形成ヘッドの到達範囲により、溶接フラ
ッシュ４６を除去する能力が制限される。

【００１４】溶接形成工具１０は伸延可能な輪郭形成ヘ
ッドを備えており、こうして到達範囲を一層大きくし
て、中孔の直径２８に対するロータの直径３２の比を最
大にすることができるようにする。図１に示すように、
工具１０は工具の基部５０と主工具本体５２とを含んで
いる。主工具本体５２は第１及び第２の工具本体部分５
４及び５６、即ち、取り付け柱５４と工具ホルダ５６と
を含んでおり、両者は互いにある角度に配置されてい
る。工具基部５０は、ねじボルト６０のような結合手段
によって、工具取り付け部５８に取り付けられている。
非加工位置１２にあるときの工具ホルダ５６の最大の長
さｘは中孔の直径２８より小さい。このことは、輪郭形
成工具１０を中孔２８の中に挿入することができるよう
にするために必要である。普通の輪郭形成工具を使う
と、工具が到達し得る加工面は、ｔを取り付け柱５４の
太さに等しいとすると、ディスクの内面から、ｘ−ｔに
等しい距離以上の遠くに置くことはできない。前に述べ
たように、この場合、普通の加工工具では、加工面が大
きな直径の所にあるとき、中孔の直径が大きいことを必
要とするが、これは前に述べたように機械的に不利であ
る。

【００１５】次に図１から図５を参照して、輪郭形成工
具１０を更に詳しく説明する。工具１０は、普通の加工
挿着体６２のような加工又は輪郭形成ヘッド手段と、加
工挿着体６２を所定位置に保持する挿着体ホルダ６４と
を含んでいる。複数個のボルト６５を用いて挿着体ホル
ダ６４、従って、加工挿着体６２を使うための正しい位
置決めを行う。後で図面を参照して説明するが、加工挿
着体６２は非加工位置と加工位置との間で伸延すること
が可能であり、こうして中孔の直径に対するロータの内
径の比を一層大きくして、ロータ１４のようなガスター
ビン機関のロータを製造することができるようにする。

【００１６】即ち工具１０は、図１に部分３６及び３８
の間にあるものとして示すような加工面６６に対して加
工関係を有するように挿着体６２を伸延させる手段を含
んでいる。図２から図４を参照して具体的に説明する
と、工具ホルダ５６は相隔たる覆い板及び底板６８及び
７０を有している。底板７０は相隔たって上向きに伸び
る一対の側壁７２を含んでいる。板６８及び７０と側壁
７２とを合わせたものが、略長方形の溝路７４を構成し
ており、工具スライド７６が溝路７４の中で往復動す
る。挿着体ホルダ６４は工具スライド７６の自由端に取
り付けられている。更に工具スライド７６は中心に配置
された摺動孔７８を含んでおり、摺動孔７８は受け入れ
手段８０を有している。受け入れ手段８０はねじ棒８２
を受け入れるねじ孔８１を有している。受け入れ手段８
０は図面に示すように、堅固に保持されたねじ付きの栓
であってもよいし、或いはスライド７６に形成されたね
じ孔であってもよい。ねじ棒８２を回すと、ねじ棒８２
は受け入れ手段８０とねじ係合し、工具スライド７６を
溝路７４内で往復動自在にする。従って、ねじ棒８２の
回転により、工具スライド７６は図１に示す位置１２の
ような非加工位置から、やはり図１に示す位置１６のよ
うな加工位置へ伸延する。ねじ棒８２の回転を逆転する
と、工具スライド７６は加工位置１６から非加工位置１
２へ後退する。即ち、図２は工具スライド７６が非加工
位置へ後退した場合を示し、図３は工具スライド７６が
加工位置へ伸延した状態を示す。工具スライド７６が後
退したときに、摺動孔７８は、ねじ棒８２の端が回転し
てねじを設けた受け入れ手段８０の中に入ったとき、ね
じ棒８２を受け入れる。工具スライド７６の最大の伸延
は、スライドの肩８６と溝路の肩８８とがぶつかり合う
というようなストッパ手段８４によって定められる。

【００１７】次に主に図４及び図５を参照して説明する
と、ねじ棒８２の回転は歯車集成体９０によって行われ
る。歯車集成体９０はねじ棒８２に取り付けられた第１
の歯車手段９２を含んでいる。歯車手段９２は硬化され
たマイタ傘歯車型であってもよい。更に歯車集成体９０
は歯車手段９２と駆動接触している第２の歯車手段９４
を含んでいる。歯車手段９４はスラスト傘歯車型であっ
てもよい。歯車手段９４は接続棒９６のような工具スラ
イド駆動手段の一端に取り付けられている。手段９６
は、取り付け柱５４の中を縦方向に伸びる中孔９８の中
に配置されている。工具スライド駆動手段９６は歯車集
成体１００によって作動される。歯車集成体１００は、
スライド駆動手段９６の他端に取り付けられた歯車手段
１０２を含んでいる。歯車手段１０２は傘歯車であって
もよい。歯車集成体１００は更に歯車手段１０４をも含
んでおり、歯車手段１０４は硬化されたマイタ傘歯車で
あってもよい。歯車手段１０４は、工具の基部５０の側
壁を通り抜けて延在しているクランク端部１０８を有す
る短軸クランク軸１０６の端に取り付けられている。ウ
ォーム／ウォーム歯車のような歯車集成体も本発明の範
囲内で考えられる。

【００１８】ねじ棒８２、スライド駆動手段９６及びク
ランク軸１０６は、何れも、軸受手段１１０のような回
転を容易にする適当な手段によって支持され得る。即
ち、スライド駆動手段９６及び短軸クランク軸１０６
は、両方とも夫々の端が軸受手段１１０によって支持さ
れている。軸受手段１１０はころ軸受であってもよく、
希望によっては自己調心形であってもよい。更に、ねじ
棒８２は、歯車手段９２が取り付けられているねじ棒８
２の一端で、軸受手段１１０によって支持されることが
できる。ねじ棒８２の他端は受け入れ手段８０によって
回転可能に支持されている。

【００１９】通常の加工は加工挿着体６２と加工面６６
との間の物理的な接触を伴うので、加工過程の間、相当
の熱が発生されることがある。従って、一般的には、加
工作業の間、加工面に冷却材を吹付けることが好まし
い。冷却材配管又は流路に考えられる交代的な２つの場
所が、図面に破線で示されている。第１の構成では、流
路配管は輪郭形成工具１０の全く外部にある。即ち、第
１の冷却材配管１１２は冷却材供給源（図面に示してな
い）に接続された導管１１４を含んでいる。冷却材導管
１１４は取り付け柱５４に沿って工具ホルダ５６まで伸
びており、そこで図３に示すように、工具ホルダ５６の
縁に沿って上向きに弯曲している。冷却材は冷却材供給
源から導管１１４の中を流れ、開放端１１６から出て行
き、そこから加工作業の間に加工面６６に吹付けられ
る。このため、導管１１４を流れる冷却材は加工面及び
加工挿着体６２を冷却するように作用すると共に、加工
作業の間に発生されたくず材料を運び去る。

【００２０】代わりの２番目の構成では、冷却材配管１
２０が輪郭形成工具１０の内部に配置される。図面に示
すように、冷却材配管１２０は取り付け柱５４の内部
を、スライド駆動手段９６と略平行に伸びる流体供給孔
１２２を含んでいる。工具の基部５０の近くにある流体
供給孔１２２の一端は、冷却材供給源に接続されてい
る。流体供給孔１２２の他端は、ねじ棒８２と略平行に
底板７０の内部を伸びる工具ホルダ流体孔１２４に接続
されている。工具ホルダ流体孔１２４は直角の短い孔部
１２６を含んでいる。孔部１２６は流体孔１２４の他端
からそれに対して略直角に伸びており、Ｌ字形の工具ス
ライド流体孔１２８の一端と整合している。これら全て
が図３に示されている。工具スライド流体孔１２８の他
端１３０は開放しており、冷却材配管１２０を流れた冷
却材がそこから出て行くことができるようにすると共
に、加工面６６に吹付けられるようにし、こうして冷却
材配管１１２の場合と同じように、加工面を冷却し、く
ず材料を運び去る。

【００２１】加工挿着体６２が加工面６６の輪郭を形成
するために正しく位置決めされるように、工具スライド
７６を伸延させるため、電気モータのような作動手段が
クランクの端１０８に取り付けられており、短いクラン
ク軸１０６を回転させる。歯車集成体１００は動力伝達
方向を９０°変え、工具スライド駆動手段９６を回転さ
せる。工具ホルダ５６内に配置された歯車集成体９０に
よって、動力の伝達がもう一度９０°向きを変えられ、
こうしてねじ棒８２を回転させる。ねじ棒８２が回転す
ると、スライド７６が溝路７４の中で外向きに駆動さ
れ、こうして加工挿着体６２を主工具本体５２から外向
きに伸延させる。工具スライド７６は、ストッパ手段８
８がそれ以上伸延するのを妨げるまで、伸延することが
できる。正しく伸延したとき、加工挿着体６２は加工面
６６の輪郭形成を開始すべき位置にある。加工作業の
間、ロータ１４は工作物固定治具１４０によって保持さ
れる。

【００２２】そこで、本発明の工具１０は、加工面６６
に対する非加工位置及び加工位置の間で往復動させるこ
とのできる伸延可能な加工ヘッド手段を有している。工
具の到達範囲、即ち、この工具１０によって加工され得
るロータの最大の内面は、次のようになることを示すこ
とができる。ｄ_max＝３ｂ−２ｔ＋２Ｌここで、Ｌは工具１０の伸延可能な入れ子の部分によっ
て得られる到達範囲の増加分に等しい。Ｌが中孔の直径
ｂの半分に等しければ、上の式は次のようになる。

【００２３】ｄ_max＝４ｂ−２ｔこれは、公知の加工装置によって現在得られる値よりか
なりの増加である。工具スライド７６を伸延させた状態
で、工具１０を中孔２８から引込めようとすることによ
り、ロータに思いがけない損傷ができるのを避けるた
め、工具１０は図１及び図４に最もはっきりと示される
近接センサ１３２を含んでいてもよい。センサ１３２
は、警告装置、及び／又はスライド７６が伸延した位置
にある状態で、工具１０を中孔２８から引出すことを防
止するように動作するデッドマン型のスイッチに適当に
電気接続することができる。

【００２４】通常の輪郭形成は接触作業であるので、即
ち、加工挿着体が加工面と物理的に接触しているので、
加工挿着体６２が伸延し得るかどうかは、幾つかの因子
によって制約される。その因子の中には、加工される材
料の硬さと、輪郭形成工具１０の種々の部分の剛性とが
ある。更に、加工面の内、実際に加工される区域が、加
工挿着体６２の伸延する能力に影響を与える。即ち、加
工される区域が増加するにつれて、輪郭形成工具１０の
到達範囲が減少する。幾分かのチャタリングが、伸延し
た長さがどんな時にも経験され、ある距離を越えたと
き、並びに加工される表面の区域がある寸法限界に達し
たとき、重大な問題になることがある。

【００２５】１つにはこのチャタリングに関する問題が
あるため、非接触型の加工が望ましい。非接触型の加工
には、工具の到達範囲及び加工される区域の両方による
制約が一層少ない。このような非接触型の面輪郭形成に
は、電気化学加工及び放電加工がある。電気化学及び放
電加工の分野で周知のように、面の輪郭形成は、加工流
体と、輪郭形成工具及び加工面の間に流される電流との
組合せによって実質的に行われる。即ち、工具が一方の
電極として作用し、加工面が他方の電極として作用す
る。電気化学加工では、電解加工流体を使って、望まし
くない面材料をエッチングにより除去し、電流が電解流
体のエッチング能力を高める。放電加工では、電流が誘
電体加工流体を通り、この流体が電流によって加工面か
ら除去された材料を洗い流す。このため、前者の加工は
加工面を溶解して、電解流体によって溶液に溶解した材
料を運び去るものであるが、後者は電流によって除去さ
れた加工面の粒子を洗い流すものである。

【００２６】図６〜図１３は、伸延可能な回転自在の輪
郭形成ヘッドを取り付けた非接触型輪郭形成工具２１０
を示す。図６はロータ１４のような工作物に対する加工
位置２１２にある輪郭形成工具２１０を示す。輪郭形成
工具１０と同じく、非接触型輪郭形成工具２１０は伸延
可能なヘッドを有しているが、工具１０とは異なり、工
具２１０のヘッドは回転自在でもあって、輪郭形成工具
１０よりも一層大きな加工面を加工することができる。
図６に見られるように、加工面６６はウェブ２０の間の
区域を略覆っている。しかしながら、ディスク間すき間
２６はウェブ間すき間２４より小さいので、図１〜図５
に示すような又は市場で入手し得るような輪郭形成工具
がアクセスし得る加工面の区域の幅は、ウェブ間すき間
２６の一層小さい寸法の中で工具を動かすことが必要で
あるため、ウェブ間すき間２６に等しいに過ぎない。従
って、工具の加工ヘッドが回転することができない限
り、工具が加工面の輪郭を形成し得る幅は、隣合ったデ
ィスクの間の距離未満に制限される。

【００２７】再び図面を参照して説明すると、非接触型
輪郭形成工具２１０は、工具の基部２１４と、一端で工
具の基部２１４に取り付けられていると共に他端で工具
ホルダ２２０に取り付けられている細長い取り付け柱２
１８を備えた主工具本体２１６とを含んでいる。非接触
型輪郭形成工具２１０は、接触型輪郭形成工具１０を例
示した図１〜図５について説明したのと同じような加工
ヘッド伸延機構を含んでいる。このため、こういう機構
の違いだけを説明する。その点について、図１〜図５に
示す工具スライドとは異なり、工具スライド伸延機構は
図１０に最もよく示されるように、工具スライド７６に
対して中心外れに位置決めされていることに注意された
い。このことは、ＥＣＭ（電解加工）又はＥＤＭ（放電
加工）流体に対する内部の流体流路と、ヘッドを加工位
置へ回転させる駆動機構との両方のための場所が得られ
るようにするのに必要であるが、これについては後で更
に説明する。工具２１０及び工具１０の工具スライド伸
延機構の間の他の相違は、歯車集成体９０が、図１〜図
５に示した傘歯車集成体ではなく、ウォーム／ウォーム
歯車集成体（図７、図８及び図１０に最もよく示されて
いる）を備えていることである。即ち、工具スライド駆
動手段９６はウォーム２２２を含んでおり、ねじ棒８２
の端には、ウォーム２２２と作用し合うウォーム歯車２
２４が設けられている。図１〜図５について説明した傘
歯車装置も、非接触型輪郭形成工具２１０に対する工具
伸延機構に使うこと、又は逆の選び方もできるが、ウォ
ーム歯車／ウォーム装置は、前に説明した傘歯車装置よ
り、必要とする場所が一層小さく、従って、場所が制限
されている場合は好ましいという利点があることに注意
されたい。

【００２８】次に、主に図７及び図８を参照して説明す
ると、非接触型輪郭形成工具２１０の工具スライド７６
は工具スライド基部２２６を含んでおり、工具スライド
基部２２６に加工ヘッド集成体２２８が着脱自在に取り
付けられている。集成体２２８及びその着脱自在の取り
付け機構は後で更に説明する。工具１０の工具伸延機構
が前に利用していた、工具スライド７６の中心位置を占
めているのが、加工ヘッド回転機構２３０である。機構
２３０は加工ヘッド集成体２２８の一部分を形成する非
接触型加工ヘッド２３２を、工具スライド７６が伸延し
且つ後退する方向と略平行な軸線の周りに回転させる。
図８には加工ヘッド２３２が後退した非加工位置にある
場合が示されており、図７には伸延して回転した加工位
置にある状態が示されている。

【００２９】図１０を参照して説明すると、回転機構２
３０は、加工ヘッド２３２を略９０°回転させるように
作用すると共に、軸受手段１１０によって両端が支持さ
れた回転クランク軸２３４を含んでいる。適当な作動手
段（図に示してない）を使って軸２３４を回転させるこ
とができる。回転クランク軸２３４は歯車集成体２３８
によって、接続棒２３６のような加工ヘッド回転手段に
駆動接続されている。歯車集成体２３８は、回転クラン
ク軸２３４の端に取り付けられた傘歯車２４０と、その
歯が傘歯車２４０の歯と駆動関係をもって噛合っている
傘歯車２４２とを含んでいる。歯車集成体２３８は、非
接触型輪郭形成工具２１０の中での動力の伝達方向を約
９０°変える。加工ヘッド回転手段２３６の一端に傘歯
車２４２が取り付けられており、その他端にウォーム２
４４が取り付けられている。棒２３６は取り付け柱２１
８を通って中孔２４６の中を伸びている。ウォーム２４
４は、四角の回転棒２４８の端に取り付けられたウォー
ム歯車２５０を介して、棒２３６を回転棒２４８と駆動
接続している。ウォーム２４４及びウォーム歯車２５０
を合せたものが歯車集成体２５２を形成している。歯車
集成体２５２は、輪郭形成工具２１０の中での動力の伝
達方向を約９０°変える。

【００３０】次に、主に図７及び図８を参照して説明す
ると、四角の回転棒２４８は、略四角の形状の中孔２５
６を有しているスリーブ２５４内に摺動自在に入ってい
る。スリーブ２５４は着脱自在のヘッド集成体２２８の
一部分を形成している。このため、回転クランク軸２３
４が回転すると、棒２３６は歯車集成体２３８の相互作
用により回転する。四角の棒２４８は、歯車集成体２５
０の相互作用により回転させられ、こうしてスリーブ２
５４はヘッド２３２をスリーブ２５４と一緒に回転させ
る。回転棒２４８及び中孔２５６は四角の形状を有する
と説明したが、棒２４８及びスリーブ２５４の相対的な
回転を防止し、そのために、棒２４８及びスリーブ２５
４の同期回転を促進するような任意の形を用いること
も、本発明の範囲内である。

【００３１】前に述べたように、ＥＣＭ及びＥＤＭ加工
には、作業中に、流体を使う必要がある。このため、非
接触型輪郭形成工具２１０は、流体供給源（図に示して
ない）からの流体を加工面６６に運ぶための、内部に配
置された加工流体流路２６６を含んでいる。図６に示す
ように、流体供給配管２６８は流体供給源から工具の基
部２１４の所で、工具２１０に流体を供給する。流体流
路２６６は、流体供給配管２６８と流体が連通する第１
の導管２７０を含んでいる。第１の導管２７０は、図９
に最もよく示されているが、工具取り付け柱２１８の中
を縦方向に伸びている第２の導管２７２と連通してい
る。この第２の導管２７２は、ねじ棒８２及びスリーブ
２５４と略平行に伸びている第３の導管２７４と流体が
連通している。導管２７４は入れ子の管２７６を摺動自
在に受け入れる。この管は着脱自在の加工ヘッド集成体
２２８に取り付けられていると共に、加工ヘッド集成体
２２８の一部を形成しており、導管２７４と連通する内
部流体通路２７８を有している。入れ子の管の流体通路
２７８は、それに対して横方向に伸びている導管２８０
と連通している。この導管２８０は、スリーブ２５４の
端でスリーブ２５４の内部に配置された流体通路２８２
と連通している。従って、図７及び図１０に示すよう
に、流体は流体供給配管２６８から流体流路２６６に入
り、第１の導管２７０、第２の導管２７２、第３の導管
２７４、入れ子の管の流体通路２７８、導管２８０及び
流体通路２８２を介して、加工ヘッド２３２に流れる。
流体は、図面を見易くするために示してないが、適当な
形状の開口を介して、加工ヘッド２３２から出て行く。
図７及び図８に見られるように、スリーブ２５４の端に
設けられた通路２８２は、工具スライド７６が非加工位
置にあり、且つ回転自在の加工ヘッド２３２が非加工位
置にあるとき、導管２８０と連通しない位置にある。工
具スライド７６が図７に示すように伸延した後、加工ヘ
ッド２３２は、棒２４８とスリーブの孔２５６との間の
協働する相互作用により、図７に示すように加工位置へ
回転し、こうして流体通路２８２を導管２８０と連通さ
せる。流体の漏れを防止するため、第３の導管２７４は
Ｏ（オー）リング２８４のような密封手段を含んでいて
もよく、同じくスリーブ２５４もＯリング２８６のよう
な密封手段を含んでいてもよい。

【００３２】図１１〜図１３は前に説明した着脱自在の
加工ヘッド集成体２２８の他の細部を示す。加工ヘッド
集成体２２８が着脱自在であることにより、ロータ１４
の異なる部分に対して、異なる表面の輪郭を希望すると
き、速やかな切換えができる。更に、加工ヘッド２３２
に設けられる流体分与開口の具体的な形状及び場所は、
輪郭を形成する面の材料、所望の面の輪郭、流体の流
れ、並びに電気化学及び放電加工の分野で周知のその他
の因子によって変化する。

【００３３】着脱自在の加工ヘッド集成体２２８は、図
１３に最もよく示すように、工具スライドの基部２２６
及び集成体２２８の間に舌片と溝とからなる位置決め装
置３０３を含んでいてもよい。図面に示すように、基部
２２６は舌片３０４を含んでおり、集成体２２８はそれ
と合わさる溝３０５を含んでいるが、その逆にしても本
発明の範囲内である。集成体２２８は、ねじ、ボルト等
であってよい結合部材３０６を含む公知の手段によっ
て、工具スライド基部２２６に着脱自在に取り付けるこ
とができる。

【００３４】図１１及び図１２は、最初は非加工位置３
００にある加工ヘッド２３２を破線で示し、それと共に
加工位置３０２をも示している。集成体２２８は加工ヘ
ッド２３２の他に、調節自在のストッパ手段３１０を含
んでおり、ストッパ手段３１０はヘッド２３２の回転を
所定の位置に制限している。図１３の断面図に見られる
ように、ストッパ手段３１０は取り付け部分３１２と、
ストッパ部分３１４とを含んでおり、取り付け部分３１
２によって手段３１０は集成体２２８に取り付けられて
おり、更にストッパ部分３１４は加工ヘッド２３２に接
触して、ヘッド２３２の回転を所望の位置に制限してい
る。

【００３５】ストッパ手段３１０は調節自在であって、
休止位置３００から加工位置３０２へ回転したときに、
加工ヘッド２３２が加工面６６に対して正しく位置決め
されるように保証することが好ましい。このため、スト
ッパ手段３１０は、図１２に最もよく示された取り付け
部分３１２に設けられた調節手段３１６を含んでおり、
調節自在のストッパ手段３１０を正しく位置決めし、加
工ヘッド２３２が正しい位置まで回転するようにする。
調節手段３１６は、調節自在のストッパ手段３１０を完
全に通り抜けて延在している卵形の開口３２０を有する
皿形卵形凹部３１８を含んでいる。ねじボルト又はねじ
であってもよい一対の結合部材３２２を開口３２０か
ら、集成体２２８にある適当な形状の受け入れ孔に挿入
し、その後、結合部材の頭が凹部３１８に接触するまで
締め付け、こうしてストッパ手段３１０を所望の位置に
保持することができる。結合部材３２２を緩めれば、図
１２に示すように、ストッパ手段３１０を右左に動かす
ことができ、このため加工ヘッド２３２は正しい加工の
向きに保持されるようになる。

【００３６】図６〜図１３に示す実施例は、図１〜図５
の実施例に示す冷却材配管を含んでいないことに注意さ
れたい。前者の実施例は一般的に発生する熱が少ないの
で、冷却材はそれ程必要ではなく、何れにせよ、冷却が
必要であれば、それはＥＤＭ又はＥＣＭ過程の何れかに
使われる流体から供給することができる。本発明を以上
説明したが、当業者には、本発明の範囲内で考えられる
この他の全ての変更が容易に考えられよう。従って、本
発明は特許請求の範囲のみによって限定されることを承
知されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面で示すガスタービン機関のロータに対する
非加工位置にある本発明の面輪郭形成工具を示す図であ
って、加工位置にある輪郭形成工具の輪郭をも部分的に
破線で示す図である。

【図２】図１の工具を図１の２−２平面から見た端面図
である。

【図３】図１に示す工具をその切断平面３−３に沿って
切った図であって、伸延した加工位置にある工具ホルダ
の端面断面図である。

【図４】図１に示す輪郭形成工具を図３の切断平面４−
４に沿って切った側面断面図である。

【図５】図１に示す工具を図４の切断平面５−５に沿っ
て切った部分的な平面断面図である。

【図６】ガスタービン機関のロータに対する加工位置に
ある本発明の輪郭形成工具の他の実施例の図である。

【図７】輪郭形成ヘッドが加工位置にあるときの図６に
示す工具ホルダを切断平面７−７に沿って切った平面断
面図である。

【図８】輪郭形成ヘッドが非加工位置にあるときの図６
に示す輪郭形成工具の工具ホルダの端面断面図である。

【図９】図６に示す輪郭形成工具を図７の切断平面９−
９に沿って切った側面断面図である。

【図１０】図６に示す輪郭形成工具を図８の切断平面１
０−１０に沿って切った部分的な平面断面図である。

【図１１】図６に示す輪郭形成工具の工具ホルダの平面
図であって、加工位置にある輪郭形成ヘッドを示すと共
に、非加工位置にある場合を破線で示す図である。

【図１２】図６に示す工具ホルダを図１１の１２−１２
平面から見た部分的な端面図であって、輪郭形成ヘッド
が加工位置にある場合を示すと共に、非加工位置にある
場合を破線で示す図である。

【図１３】図１２の切断平面１３−１３に沿って切った
工具ホルダの部分的な断面図である。

【符号の説明】

１０、２１０工具１２、３００非加工位置１４ロータ１６、２１２、３０２加工位置５２、２１６主工具本体５４、２１８取り付け柱５６、２２０工具ホルダ６２加工挿着体６４挿着体ホルダ６６加工面７６工具スライド８２ねじ棒８４、３１０ストッパ手段９０、１００、２５２歯車集成体１０６、２３４クランク軸１３２センサ２２２ウォーム２２４ウォーム歯車２２８加工ヘッド集成体２３０加工ヘッド回転機構２３２加工ヘッド２７０第１の導管２７２第２の導管２７４第３の導管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側の加工面を有するガスタービン機関
のロータの内面に所望の輪郭を付ける装置であって、互いにある角度に配置されている第１及び第２の工具本
体部分を有しており、前記ロータの内部に挿入可能な工
具本体と、前記第２の本体部分の自由端に配置されていると共に第
１の位置から第２の位置へ伸延可能であり、前記ロータ
の内面に輪郭を付ける加工ヘッド手段と、前記第１の位置から前記ヘッド手段が前記ロータの内面
に輪郭を付けることができる前記第２の位置へ前記加工
ヘッド手段を伸延させる手段とを備えており、前記工具本体は前記ロータの中に挿入されることが可能
であり、前記ヘッド手段は前記第１の位置から前記ロー
タの内面に輪郭を付けるための前記第２の位置へ伸延さ
れることが可能であると共に、前記ロータ内を移動して
前記第１の位置に後退されることが可能である輪郭を付
ける装置。
【請求項２】前記伸延させる手段は、互いに駆動接続されている第１及び第２の駆動手段と、前記加工ヘッド手段を前記ロータの面と加工係合するよ
うに伸延させる作動手段とを含んでおり、前記第１の駆動手段は前記第１の工具本体部分に配置さ
れており、前記第２の駆動手段は前記第２の工具本体部
分に配置されていると共に前記加工ヘッド手段に取り付
けられており、前記作動手段は前記第１の駆動手段と駆
動係合している請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記第２の部分は、その間に溝路を構成
している第１及び第２の相隔たる板を含んでおり、前記伸延させる手段は工具スライドを含んでおり、前記
加工ヘッド手段は該工具スライドに取り付けられてお
り、前記工具スライドは前記溝路の中に摺動自在に受け
入れられており、前記工具スライドが前記溝路内を摺動
するときに前記取り付けられた加工ヘッド手段が前記第
１及び第２の位置の間で可動であるようにした請求項１
記載の装置。
【請求項４】前記工具スライドはねじ受けを含んでお
り、前記伸延させる手段は、その一端が前記ねじ受けに受け入れられている細長いね
じ棒と、前記ねじ棒の他端に回転により駆動係合している第１の
歯車集成体手段と、第２の歯車集成体手段と、その一端に前記第１の歯車集成体が回転により駆動係合
していると共に、その他端に前記第２の歯車集成体が回
転により駆動係合している細長い接続棒と、前記第２の歯車集成体を介して前記接続棒に回転により
駆動係合している作動手段とを含んでおり、前記工具スライドは、前記第２の歯車集成体、前記接続
棒、前記第１の歯車集成体及び前記ねじ棒の駆動係合を
介して前記作動手段により前記第１の位置から前記第２
の位置へ伸延する請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記工具スライドの伸延及び後退の方向
と略平行な軸線の周りに前記加工ヘッド手段を回転させ
る手段を含んでいる請求項４に記載の装置。
【請求項６】前記第１及び第２の歯車集成体の各々
は、当該装置の中での動力の伝達方向を９０°変える請
求項４に記載の装置。
【請求項７】前記ロータの内面に輪郭を付ける間、前
記ロータの内面及び前記加工ヘッド手段を冷却する冷却
材手段を含んでいる請求項４に記載の装置。
【請求項８】前記工具スライドの伸延し過ぎを防止す
るストッパ手段を含んでいる請求項４に記載の装置。
【請求項９】前記ストッパ手段は前記工具スライド及
び前記溝路に設けられた干渉する肩を含んでいる請求項
８に記載の装置。
【請求項１０】前記加工ヘッド手段は放電加工又は電
解加工の面の輪郭形成に役立つ請求項１に記載の装置。
【請求項１１】前記加工ヘッド手段は前記工具スライ
ドの伸延及び後退の方向と略平行な軸線の周りに回転可
能である請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】前記工具スライドの伸延及び後退の方
向と略平行な軸線の周りに前記加工ヘッド手段を回転さ
せる手段を含んでいる請求項１に記載の装置。
【請求項１３】前記工具スライドの伸延し過ぎを防止
するストッパ手段を含んでいる請求項１２に記載の装
置。
【請求項１４】前記ストッパ手段は前記工具スライド
及び前記溝路に設けられた干渉する肩を含んでいる請求
項１３に記載の装置。
【請求項１５】回転自在の加工ヘッド集成体を含んで
おり、前記加工ヘッド手段は該加工ヘッド集成体に取り
付けられており、前記第２の工具本体部分は、その間に溝路を構成してい
る第１及び第２の相隔たる板を含んでおり、前記伸延させる手段は工具スライドを含んでおり、前記
加工ヘッド集成体は前記工具スライドに取り付けられて
おり、該工具スライドは前記溝路の中に摺動自在に受け
入れられており、前記工具スライドが前記溝路の中で摺
動するときに前記取り付けられた工具ヘッド集成体が前
記第１及び第２の位置の間で可動であり、前記工具スラ
イドは該工具スライドの伸延及び後退の方向と略平行に
向いている中孔手段を含んでおり、前記回転させる手段は、前記回転自在の加工ヘッド集成
体及び前記取り付けられた加工ヘッド手段を前記ロータ
の内面に対する前記第２の位置へ回転させると共に、前記中孔手段に摺動自在に受け入れられており、その一
端が前記加工ヘッド集成体に取り付けられている細長い
回転棒と、前記中孔手段に対する前記細長い回転棒の回転を防止す
る手段と、前記回転棒の他端に回転により駆動係合している第１の
回転歯車集成体手段と、第２の回転歯車集成体手段と、その一端に前記第１の回転歯車集成体が回転により駆動
係合していると共に、その他端に前記第２の回転歯車集
成体が回転により駆動係合している細長い回転接続棒
と、前記第２の回転歯車集成体を介して前記回転接続棒に回
転により駆動係合している回転作動手段とを含んでお
り、前記加工ヘッド集成体は、前記第２の回転歯車集成体、
前記回転接続棒、前記第１の回転歯車集成体及び前記回
転棒と駆動係合している前記回転作動手段により前記第
１の位置から前記第２の位置へ回転する請求項１２に記
載の装置。
【請求項１６】前記第１及び第２の回転歯車集成体の
各々は、当該装置の中での動力の伝達方向を９０°変え
る請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】加工流体流路を含んでおり、該流路
は、面に輪郭を付ける間、加工流体供給源から加工面に
対して加工流体を供給すると共に、前記第１の工具本体部分を通って延在している第１の工
具本体部分導管と、該第１の導管と流体の流れが連通しており、前記工具ス
ライドの伸延及び後退の方向と略平行に前記第１の板を
通って延在している第２の工具本体部分導管と、該第２の導管に摺動自在に受け入れられている共に、該
第２の導管と流体の流れが連通している入れ子の管を含
んでおり、前記加工ヘッド集成体と流体の流れが連通し
ている第３の導管とを含んでおり、面に輪郭を付ける作業の間、加工流体が前記加工流体供
給源から前記導管を介して前記加工ヘッド集成体に分配
されて流れる請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】前記第１の回転歯車集成体はウォーム
と駆動係合されているウォーム歯車を含んでおり、該ウ
ォームは前記回転棒に設けられており、前記ウォーム歯
車は前記細長い回転接続棒に取り付けられている請求項
１５に記載の装置。
【請求項１９】前記加工ヘッド集成体の回転を制限す
る手段を含んでおり、該回転を制限する手段は加工面に
対して前記加工ヘッド手段を正しく位置決めすべく調節
自在である請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】前記工具スライドが伸延したときを判
定する近接センサ手段を含んでいる請求項１に記載の装
置。