JPH1076457A - リング材の自動切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リング材を簡単に等分割して自動的に切断す
ることができるリング材の自動切断装置を提供するこ
と。 【解決手段】 被切断リング材Ｓが取付けられる回転テ
ーブル１２の外周部に切断個数に応じた切断溝２５，２
６を形成して切断位置に割り出し回転できるようにし、
切断位置で回転テーブル１２の同一円周状に切断個数に
応じて形成した位置決め穴２７，２８の１つに位置決め
ピン２９，３０を入れて固定するようにし、切断溝２
５，２６に切断砥石４０を切り込んで切断する。そし
て、制御機構５０で回転テーブル１２の割り出し回転と
位置決めピン２９，３０による固定を行って切断砥石４
１で切断することを繰り返すようにして簡単に自動切断
ができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リング材の自動
切断装置に関し、ガスタービンの薄肉ハニカム構造のシ
ュラウド等のリング材の自動切断に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】薄肉のリング材を切断しなければならな
い場合の１つにガスタービンのシュラウドがあり、リン
グ状に加工した後、所定個数に等分して切断することが
行われている。

【０００３】このようなシュラウドが取付けられている
ステータアセンブリは、その一例を図７に示すように、
第１段のタービンシュラウド１、ステータケーシング
２、第２段アウターサポートリング３、第２段シュラウ
ド４で構成されており、ステータケーシング２の前方に
第１段のタービンシュラウド１が配置されるとともに、
ステータケーシング２の後方に第２段シュラウド４が配
置されてシュラウドサポートリング３で保持されてい
る。

【０００４】このような第１段および第２段のシュラウ
ド１，４は共に複数に等分されたセグメント１ａ，４ａ
で構成され、例えば８個のセグメント１ａ，４ａで構成
されたり、１０個のセグメント１ｂで構成され、ガスタ
ービンの運転に伴って高温になっても熱膨張などの影響
が生じないようにしている。

【０００５】このようなシュラウド１，４の内面は、例
えばステンレス製ハニカム構造とされ、ハニカム部には
ブレイダロイ等が詰められている。

【０００６】そして、シュラウド１，４の製造に当たっ
ては、リング状として一体に作った後、所定個数に切断
されて等分割されるが、ハニカム部が存在することなど
から、切断には、汎用の回転台と専用の固定治具を用い
て手動の切断砥石で切断するようにしている。

【０００７】すなわち、リング状のシュラウド１，４に
切断位置をけがき、専用治具を汎用の回転台にセットし
たのち、専用治具にリング状のシュラウド１，４を固定
し、けがき線を見ながら回転駆動された切断砥石で切断
している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来は切断
の際に汎用の回転台に専用治具をセットしなければなら
ず、専用治具のセットに時間と手間がかかるという問題
がある。

【０００９】また、手動でけがき線を見ながら切断する
ことから、作業者による寸法精度のバラツキなどの問題
が生じ易いという問題がある。

【００１０】さらに、径の異なるリング状のシュラウド
を切断する場合には、汎用の回転台に別の専用治具をセ
ットしなければならず、段取り替えに時間と手間がかか
るという問題もある。

【００１１】この発明は、かかる従来技術の課題に鑑み
てなされたもので、リング材を簡単に等分割して自動的
に切断することができるリング材の自動切断装置を提供
しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明の請求項１記載のリング材の切断装置は、被切
断リング材が同心状に取付けられ切断個数に応じた切断
溝が外周部に形成されるとともに、切断個数に応じて割
り出し回転駆動される回転テーブルと、この回転テーブ
ルの回転軸と同心状に配置され切断個数に応じて等間隔
に形成される位置決め穴と、これら位置決め穴の１つと
対向して設置され切断位置に割り出し回転された前記回
転テーブルの当該位置決め穴に挿脱される位置決めピン
と、前記回転テーブルの切断溝の１つに対応して設けら
れ被切断リング材の切込方向に往復駆動可能に設けられ
る切断機構と、前記回転テーブルの割り出し回転および
割り出された切断位置で位置決め穴に位置決めピンを挿
脱するとともに、切断機構の切込駆動と退避駆動とを繰
り返して自動切断する制御機構とでなることを特徴とす
るものである。

【００１３】このリング材の自動切断装置によれば、被
切断リング材が取付けられる回転テーブルの外周部に切
断個数に応じた切断溝を形成して切断位置に割り出し回
転できるようにし、切断位置で回転テーブルの同一円周
状に切断個数に応じて形成した位置決め穴の１つに位置
決めピンを入れて固定するようにし、切断溝に切断機構
を切り込んで切断するようにしており、制御機構で回転
テーブルの割り出し回転と位置決めピンによる固定を行
って切断機構で切断することを繰り返して簡単に自動切
断ができるようになる。

【００１４】また、この発明の請求項２記載のリング材
の自動切断装置は、前記請求項１記載の構成に加え、前
記回転テーブルに複数組の切断個数に応じた切断溝およ
び位置決め穴を形成し、いずれの切断個数の組かを設定
するとともに検出する切断個数設定検出手段を設けたこ
とを特徴とするものである。

【００１５】このリング材の自動切断装置によれば、８
等分や１０等分などの複数組の切断個数に対しても、回
転テーブルにこれらに応じた切断溝と位置決め穴を形成
し、切断個数を設定検出できるようにしてあり、段取り
替えなしに切断個数の異なる切断が簡単にできるように
なる。

【００１６】さらに、この発明の請求項３記載のリング
材の自動切断装置は、前記請求項１または２記載の構成
に加え、前記切断機構の切込方向の往復駆動方向を被切
断リングの放射方向または軸平行方向のいずれかとした
ことを特徴とするものである。

【００１７】このリング材の自動切断装置によれば、切
断機構の切り込み方向を水平の回転テーブルに対して横
方向（放射方向）や上下方向（軸方向）のいずれかとす
るようにしており、被切断リング材の厚さや軸方向高さ
などの異なる場合にも切断可能な切断負荷状態で切断で
きるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき詳細に説明する。図１〜図４はこの発明のリ
ング材の自動切断装置の一実施の形態にかかり、図１は
全体の概略構成を示す斜視外観図、図２は正面図、図３
は平面図、図４は回転テーブルの位置決め穴などの説明
図である。

【００１９】このリング材の自動切断装置１０は被切断
リング材であるシュラウドを８等分または１０等分に自
動切断するものである。

【００２０】このリング材の自動切断装置１０は、キャ
スタ付きの移動台１１に搭載されて移動できるようにな
っており、移動台１１の上面に回転テーブル１２が設置
される。

【００２１】この回転テーブル１２は、被切断リング材
であるシュラウドＳの外径より大きな外径に形成され、
中心に取付けた支持軸１３が軸受１４を介して移動台１
１に回転可能に支持されるとともに、回転テーブル１２
の下面の円周方向３か所に球状の支持軸受１５を備えた
支柱１６が当接して回転テーブル１２を支持軸１３とと
もに回転可能に支持するようになっている。そして、こ
の回転テーブル１２を中心軸回りに回転駆動して分割切
断個数の８箇所または１０箇所に割り出し回転するた
め、支持軸１３の中間部に歯付きプリー１７が取付けら
れ、移動台１１の側面に取付けたモータ１８の歯付きプ
リー１９との間に掛けられた歯付きベルト２０を介して
回転駆動されるようになっている。

【００２２】この回転テーブル１２の上面には、回転中
心である支持軸１３と同心状に被切断リング材であるシ
ュラウドＳの外径に対応した２つの取付溝２１，２２が
形成され、これら取付溝２１，２２にそれぞれシュラウ
ドＳが嵌まり込むようになっており、取付溝２１，２２
に嵌まり込んだシュラウドＳを上方から押えるため、下
面に押え溝が形成された合成樹脂製などの押えリング２
３が載せられ、回転テーブル１２に蝶ボルト２４をねじ
込んで固定できるようにしてある。

【００２３】また、この回転テーブル１２の外周部に
は、切断個数に応じた２組の切断溝２５，２６が外周側
が開口し上下に貫通して形成され、その幅が切断砥石４
０の厚さに対して余裕をもって形成してあり、円周上の
基準点から８等分の切断溝２５の場合には４５度の間隔
で、１０等分の切断溝２６の場合には３６度の間隔で合
計１６箇所（基準点と１８０度の点は共通）に形成して
ある。そして、８等分または１０等分の各切断溝２５，
２６毎に割り出し回転して停止固定するため、回転テー
ブル１２の外周側部には、図４（ａ）に示すように、下
側に８等分に対応した４５度間隔の位置決め穴２７が形
成され、図４（ｂ）に示すように、上側に１０等分に対
応した３６度間隔の位置決め穴２８が形成してあり、外
側がそれぞれテーパ状に面取り加工してある。

【００２４】さらに、下側の位置決め穴２７の１つと、
上側の位置決め穴２８の１つと対向して位置決めピンを
構成する位置決めシリンダ２９，３０が移動台１１上に
固定され、ロッドを位置決め穴２７または位置決め穴２
８に挿入して回転テーブル１２を固定する一方、退避さ
せて回転テーブル１２を割り出し回転可能にする。

【００２５】このような回転テーブル１２の位置決め穴
２７，２８に位置決めピンを構成する位置決めシリンダ
２９，３０のロッドを挿脱するためには、回転テーブル
１２を所定位置（所定角度）毎に停止する必要があり、
位置決め穴２７または位置決め穴２８の回転テーブル１
２の回転方向手前４．５度のところにそれぞれボルト穴
３１，３２が形成され、停止位置検出用のボルト３３，
３４が取付けてある。そして、これらボルト３３，３４
と対向して８等分用と１０等分用の近接スイッチ３５，
３６が移動台１１上に設置してある。

【００２６】また、回転テーブル１２が一周して全て切
断溝２５，２６が切断位置に割り出されたことを検出す
るため、回転テーブル１２の下面に戻り検出ボルト３７
が取付けられ、基準点の切断溝が切断位置にあるときに
この戻り検出ボルト３７が移動台１１に取付けた戻り検
出用の近接スイッチ３８と対向するようにしてある。

【００２７】したがって、例えば８等分する場合には、
停止位置検出用のボルト３３が近接スイッチ３５で検出
されると、回転テーブル１２を駆動するモータ１８が停
止され、位置決めシリンダ２９のロッドが伸長されて位
置決め穴２７に挿入されて回転テーブル１２が固定され
ると同時に、戻り検出ボルト３７が近接スイッチ３８で
検出される基準位置となるようにする。

【００２８】次いで、基準位置の切断溝２５での切断が
行われたのち、位置決め穴２７から位置決めシリンダ２
９のロッドが退避され、再び回転テーブル１２が回転さ
れ、次の停止位置検出用のボルト３３が近接スイッチ３
５で検出されるまで回転されたのち、回転テーブル１２
を駆動するモータ１８が停止され、位置決めシリンダ２
９のロッドが伸長されて位置決め穴２７に挿入されて回
転テーブル１２が固定されることを繰り返して残り７箇
所の切断溝２５での切断が行われる。

【００２９】なお、１０等分する場合にも、同様にして
停止位置検出用ボルト３４を近接スイッチ３６で検出す
るとともに、位置決めシリンダ３０と位置決め穴２８で
の固定が繰り返されて１０箇所の切断溝２６での切断が
行われる。

【００３０】また、８等分の場合と１０等分の場合を検
出するため、被切断リング材であるシュラウドＳを検出
する切断個数検出用近接スイッチ３９が回転テーブル１
２に取付けられるシュラウドＳと対向するよう移動台１
１上に取付けてあり、大径のシュラウドでＯＮとなり、
小径のシュラウドでＯＦＦとなるように設置して検出す
る。

【００３１】このような切断位置に割り出された切断溝
２５，２６でのシュラウドＳの切断は、切断砥石４０を
備えた切断機構４１で行われる。

【００３２】この切断機構４１は、移動台１１上に取付
けた４本の伸縮支柱４２に支持される昇降台４３を備
え、２つのエアシリンダ４４のロッドの伸長で上昇駆動
されるとともに、１つの油圧ブレーキ４５が連結されて
下降速度を調整できるようになっている。そして、この
昇降台４３上にモータ４６が取付けられ、切断砥石４０
が回転駆動されるようになっており、切断砥石４０の周
囲がアクリル製などのカバー４７で覆われるとともに、
カバー４７の底部に切断切粉吸引用の吸引ホース４８が
取付けられ、移動台１１の下方に取付けた吸引装置４９
に接続され、切断切粉を吸引するようになっている。

【００３３】この切断砥石４０は昇降台４３が下降され
たときに切断溝２５，２６内を通過して大小径いずれの
シュラウドＳでも切断できるようにしてある。

【００３４】このような８等分および１０等分の２組の
切断位置への回転テーブル１２の割り出し、位置決め穴
２７，２８と位置決めシリンダ２９，３０とによる回転
テーブル１２の固定、切断機構４１による切断、全ての
切断箇所の切断の確認等による自動切断を行うため、制
御機構５０が移動台１１の側部に取付けてある。

【００３５】また、移動台１１上には、８等分と１０等
分の別を設定する切断個数設定器５１が取付けられて制
御機構５０に設定できるようにしてあり、切断加工前に
作業者が設定するようになっている。

【００３６】さらに、非常停止ボタン５２が移動台１１
上に設けられ、これにより制御機構５０の制御によるい
ずれの切断工程でも直ちに停止されるが、予め設定した
切断個数および現在の切断回数はそのまま制御機構５０
に記憶されるようになっている。

【００３７】次に、このリング材の自動切断装置１０の
動作および制御機構５０による制御とともに、シュラウ
ドＳの自動切断について８等分する場合で説明する。

【００３８】まず、自動切断前の準備として、被切断リ
ング材であるシュラウドＳを回転テーブル１２の取付溝
２１に嵌め込むようにのせ、押えリング２３を被せるよ
うにして蝶ボルト２４で締め付けて固定する。こうして
準備が完了した後、自動切断が開始される。

【００３９】(1) 自動切断開始の起動ボタンがＯＮに
なると、加工中を表示するランプが点灯される。

【００４０】(2) 回転テーブル１２が基準位置に停止
していることを戻り検出ボルト３７および戻り検出用近
接スイッチ３８がＯＮになっていることで確認する。

【００４１】(3) 被切断リング材Ｓの大きさが判別さ
れ、切断個数検出用近接スイッチ３９がＯＮとなって切
断個数が８等分であることが確認されるとともに、切断
個数設定器５１で８等分に設定してあることを確認す
る。

【００４２】(4) 回転テーブル１２を切断位置に固定
する位置決めシリンダ２９，３０のロッドが退避状態で
あることが確認され、回転テーブル１２を割り出し回転
できる状態であることを確認する。

【００４３】(5) 回転テーブル１２を割り出し回転す
るモータ１８が起動され、回転テーブル１２を回転す
る。このモータ１８の起動は回転駆動の指令が出力され
た後３秒後となるようにしてあり、こうすることによ
り、現在の停止位置を検出中の近接スイッチ３５がＯＦ
Ｆになるまでの時間差２秒の影響がないようにする。

【００４４】(6) こうして回転テーブル１２が回転さ
れ、次の切断位置（切断溝２５）に対応した停止位置検
出用ボルト３３が近接スイッチ３５で検出されると、回
転テーブル１２を駆動するモータ１８が停止される。

【００４５】すると、所定の切断位置に対して４．５度
手前で停止されることから位置決め穴２７と位置決めシ
リンダ２９がほぼ直線上で対向する状態に停止できる。

【００４６】(7) すると、位置決めピンを構成する位
置決めシリンダ２９のロッドが伸長されて位置決め穴２
７に挿入され、回転テーブル１２が固定される。

【００４７】この状態では、最初の切断溝２５が切断機
構４１の切断砥石４０の下方の切断位置に位置すること
になる。

【００４８】(8) この位置決めピンを構成する位置決
めシリンダ２９による回転テーブル１２の固定状態で、
戻り位置検出用の近接スイッチ３８により戻り検出ボル
ト３７を検出し、戻り位置が検出された時は、この位置
での切断を行って最後の切断とする。

【００４９】これにより、自動切断開始時に戻り位置で
あることを確認した後、最初の切断位置に割り出して切
断を行うことから、再び戻り位置が検出される状態で回
転テーブル１２が１回転した状態になる。

【００５０】(9) こうして最初の切断位置での切断準
備が完了すると、切断機構４１のモータ４６が起動さ
れ、上昇位置の昇降台４３がエアシリンダ４４によって
下降されるとともに、下降速度が油圧ブレーキ４５で調
整されて切断が開始される。

【００５１】これにより、切断砥石４０が上方から下方
に被切断リング材Ｓの軸平行方向が切込方向とされて切
断が行われる。

【００５２】そして、切断中は吸引装置４９により吸引
ホース４８を介してカバー４７内が吸引され、切粉が吸
引装置４９に集められる。なお、この最初の切断から切
断回数がカウンタで記憶される。

【００５３】(10) 昇降台４３が下降端まで下降されて
切断が終了すると、昇降台４３がエアシリンダ４４で上
昇された後、位置決めシリンダ２９が後退されて位置決
め穴２７から抜かれ、回転テーブル１２の固定状態が解
放される。

【００５４】(11) この後、(8) の戻り位置の検出が戻
り検出用の近接スイッチ３８でなされるまでは、(4) の
位置決めシリンダ２９の後退の確認から切断回数である
残り７回の自動切断工程が繰り返される。

【００５５】(12) そして、８回目の切断位置に回転テ
ーブル１２が割り出し回転されると、これが戻り検出用
近接スイッチ３８で検出され、切断が行われて切断が完
了し、加工中を表示していたランプが消灯される。

【００５６】(13) こうして被切断リング材であるシュ
ラウドＳの８等分の自動切断が終了する。

【００５７】以上のようにしてシュラウドＳの自動切断
を行うことで、回転テーブル１２にシュラウドＳを取付
けて固定した後、起動ボタンをＯＮにするだけで簡単に
８等分に切断することができる。

【００５８】また、小径のシュラウドを１０等分する場
合には、回転テーブル１２の小径の取付溝２２にシュラ
ウドを取付けた後、切断個数設定器５１に１０等分にす
ることを設定するだけで自動的に切断することができ
る。

【００５９】そして、８等分であるか、１０等分である
かは切断個数設定器５１で設定するだけでなく、被切断
リング材の大きさを切断個数検出用近接スイッチ３９で
検出するようにしてあるので、作業者が設定を誤っても
実際の切断では切断個数を誤ること無く、所定の切断個
数に自動切断することができる。

【００６０】このような自動切断により、従来の汎用の
回転台に専用治具を取付けて手作業で切断する場合に比
べ、時間や手間を省くことができるとともに、作業者に
よるバラツキも無く切断精度を向上することができる。

【００６１】次に、この発明のリング材の自動切断装置
の他の一実施の形態について図６に示す概略斜視図によ
り説明するが、既に説明した上記実施の形態と同一部分
には同一番号を記し説明は省略する。

【００６２】このリング材の自動切断装置６０では、切
断砥石６１の切込方向が被切断リング材の放射方向とさ
れ、回転テーブル１２の側方から水平方向に移動して切
り込むようになっているとともに、切断個数が８等分の
１組としてある。

【００６３】このため切断機構６２として移動台１１上
面には、回転テーブル１２の放射方向にリニアガイド６
３が取付けられ、水平移動台６４が往復移動可能に設け
られており、エアシリンダ６５と油圧ブレーキ６６によ
って水平移動台６４を切込移動とその速度が調整できる
ようになっている。そして、この水平移動台６４上に切
断機構６２の切断砥石６１を駆動するモータ６７が取付
けられている。その他の構成は既に説明した装置と同一
である。

【００６４】このようなリング材の自動切断装置６０で
も、回転テーブル１２上にシュラウドＳを取付けて起動
ボタンを押すことで、切断位置への割り出し、回転テー
ブル１２の固定、切断砥石６１による切断などが自動制
御されてシュラウドＳを８等分することができ、上記装
置による８等分の場合と同一の効果を奏する。

【００６５】

【発明の効果】以上、実施の形態とともに具体的に説明
したようにこの発明の請求項１記載のリング材の自動切
断装置によれば、被切断リング材が取付けられる回転テ
ーブルの外周部に切断個数に応じた切断溝を形成して切
断位置に割り出し回転できるようにし、切断位置で回転
テーブルの同一円周状に切断個数に応じて形成した位置
決め穴の１つに位置決めピンを入れて固定するように
し、切断溝に切断機構を切り込んで切断するようにした
ので、制御機構で回転テーブルの割り出し回転と位置決
めピンによる固定を行って切断機構で切断することを繰
り返すようにして簡単に自動切断を行うことができる。

【００６６】これにより、従来の汎用の回転台に専用治
具を取付けて手作業で切断する場合に比べ、切断やその
準備のための時間や手間を省くことができるとともに、
作業者によるバラツキも無く切断精度を向上することが
できる。

【００６７】また、この発明の請求項２記載のリング材
の自動切断装置によれば、８等分や１０等分などの複数
組の切断個数に対しても、回転テーブルにこれらに応じ
た切断溝と位置決め穴を形成し、切断個数を設定検出で
きるようにしたので、段取り替えなしに切断個数の異な
る切断を簡単に行うことができる。

【００６８】さらに、この発明の請求項３記載のリング
材の自動切断装置によれば、切断機構の切り込み方向を
水平の回転テーブルに対して横方向（放射方向）や上下
方向（軸方向）のいずれかとするようにしたので、被切
断リング材の厚さや軸方向高さなどの異なる場合にも切
断可能な切断負荷状態で切断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のリング材の自動切断装置の一実施の
形態にかかる全体の概略構成を示す斜視外観図である。

【図２】この発明のリング材の自動切断装置の一実施の
形態にかかる正面図である。

【図３】この発明のリング材の自動切断装置の一実施の
形態にかかる平面図である。

【図４】この発明のリング材の自動切断装置の一実施の
形態にかかる回転テーブルの位置決め穴などの説明図で
ある。

【図５】この発明のリング材の自動切断装置の一実施の
形態にかかる自動切断工程のフロー図である。

【図６】この発明のリング材の自動切断装置の他の一実
施の形態にかかる全体の概略構成を示す斜視外観図であ
る。

【図７】この発明のリング材の自動切断装置による切断
対象の一例であるシュラウドの概略斜視図である。

【符号の説明】

Ｓ シュラウド（被切断リング材） １０ リング材の自動切断装置 １１ 移動台 １２ 回転テーブル １３ 支持軸 １４ 軸受 １７，１９ 歯付きプリー １８ モータ ２０ 歯付きベルト ２１，２２ 取付溝 ２３ 押えリング ２４ 蝶ボルト ２５，２６ 切断溝 ２７，２８ 位置決め穴 ２９，３０ 位置決めシリンダ ３３，３４ 停止位置検出用のボルト ３５，３６ 停止位置検出用の近接スイッチ ４０ 切断砥石 ４１ 切断機構 ４３ 昇降台 ５０ 制御機構 ５１ 切断個数設定器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被切断リング材が同心状に取付けられ切
   断個数に応じた切断溝が外周部に形成されるとともに、
   切断個数に応じて割り出し回転駆動される回転テーブル
   と、 この回転テーブルの回転軸と同心状に配置され切断個数
   に応じて等間隔に形成される位置決め穴と、 これら位置決め穴の１つと対向して設置され切断位置に
   割り出し回転された前記回転テーブルの当該位置決め穴
   に挿脱される位置決めピンと、 前記回転テーブルの切断溝の１つに対応して設けられ被
   切断リング材の切込方向に往復駆動可能に設けられる切
   断機構と、 前記回転テーブルの割り出し回転および割り出された切
   断位置で位置決め穴に位置決めピンを挿脱するととも
   に、切断機構の切込駆動と退避駆動とを繰り返して自動
   切断する制御機構とでなることを特徴とするリング材の
   自動切断装置。
2. 【請求項２】 前記回転テーブルに複数組の切断個数に
   応じた切断溝および位置決め穴を形成し、いずれの切断
   個数の組かを設定するとともに検出する切断個数設定検
   出手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のリング
   材の自動切断装置。
3. 【請求項３】 前記切断機構の切り込みの往復駆動方向
   を被切断リングの放射方向または軸平行方向のいずれか
   としたことを特徴とする請求項１または２記載のリング
   材の自動切断装置。