JPH11239958A - ワイヤブラシ研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タービン翼などのワイヤブラシによる研磨作
業を機械化することで省力化などを図ることができるワ
イヤブラシ研磨装置を提供すること。 【解決手段】 研磨対象物を固定保持機構２０で保持し
て固定保持機構２０ごと往復送り機構３０で送り、送り
方向両側のホイルブラシ４１，４１で両側を研磨すると
ともに、回転ワイヤブラシ５１で上方から研磨するよう
に制御装置６０で制御しており、研磨対象物を１往復す
る間にワイヤブラシ４１，４１，５１による研磨を行う
ことができるようになる。これにより、タービンの翼の
マスキング材の除去を機械化することができ、作業時間
の短縮や省力化を図ること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、ワイヤブラシ研
磨装置に関し、ワイヤブラシによる研磨作業を自動化で
きるようにしたものであり、特に翼部材のマスキング材
の除去に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から機械部品の製造工程においてワ
イヤブラシを用いて研磨しなければならない場合も多
い。

【０００３】このようなワイヤブラシによる研磨の必要
な部品の一つに、例えば図６（ａ），（ｂ）に示すよう
なタービン翼１やコンプレッサ翼２などの翼があり、デ
ィスクなどへの取付部分１ａや可変ベーン２の回動支持
部分２ａなどの必要な部分にのみ表面処理を行うため、
表面処理の不要な部分をマスキング材で覆うようにする
が、マスキング材の塗布作業中に表面処理の必要なディ
スクなどへの取付部分１ａや可変ベーン２の回動支持部
分２ａなどにマスキング材が付着する場合も多く、余分
なマスキング材をワイヤブラシで研磨除去する必要があ
る。

【０００４】従来、翼１，２のマスキング材の除去は、
作業者が翼１，２を１個ずつ水に漬けて回転させながら
ディスクなどへの取付部分１ａや可変ベーン２の回動支
持部分２ａなどのマスキング材をワイヤブラシで落して
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、作業者によ
る手作業では、作業能率に限界があるとともに、多くの
翼のマスキング材を除去しようとすると疲労を伴い日程
確保も難しいという問題がある。

【０００６】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、翼などのワイヤブラシによる研磨作
業を機械化することで省力化などを図ることができるワ
イヤブラシ研磨装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来技術が有する課
題を解決するため、この発明の請求項１記載のワイヤブ
ラシ研磨装置は、ワイヤブラシで研磨される研磨対象物
を固定保持する固定保持機構と、この固定保持機構ごと
前記研磨対象物を送り移動する往復送り機構と、この往
復送り機構による送り方向前方にこの送り方向を挾んで
設けられる１対のホイルブラシを備えた第１研磨機構
と、前記往復送り機構による送り方向の上方に上下動可
能に設けられる回転ワイヤブラシを備えた第２研磨機構
と、前記往復送り機構による送り、前記第１研磨機構に
よる研磨、前記第２研磨機構の上下動および研磨を制御
する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】このワイヤブラシ研磨装置によれば、研磨
対象物を固定保持機構で保持して固定保持機構ごと往復
送り機構で送り、送り方向両側のホイルブラシで両側を
研磨するとともに、回転ワイヤブラシで上方から研磨す
るように制御装置で制御しており、研磨対象物を１往復
する間にワイヤブラシによる研磨を行うことができるよ
うになる。

【０００９】これにより、翼のマスキング材の除去を機
械化することができ、作業時間の短縮や省力化を図るこ
とができるようになる。

【００１０】また、この発明の請求項２記載のワイヤブ
ラシ研磨装置は、請求項１記載の構成に加え、前記固定
保持機構と前記往復送り機構との間に前記研磨対象物を
垂直軸回りに往復回動する往復回動機構を設けたことを
特徴とするものである。

【００１１】このワイヤブラシ研磨装置によれば、固定
保持機構と往復送り機構との間に往復回動機構を設ける
ようにしており、固定保持機構に保持された研磨対象物
を垂直軸回りに往復回動しながら送ることができるよう
になり、軸部分などの突出部に対するワイヤブラシによ
る研磨もできるようになる。これにより、可変ベーンの
回動支持部分の研磨も可能になる。

【００１２】

【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はこの発明のワ
イヤブラシ研磨装置の一実施の形態にかかり、図１は概
略構成を示す斜視図、図２は一部分を破断して示す正面
図、図３は右側面図および部分平面図、図４は一部分を
省略した横断面図である。

【００１３】このワイヤブラシ研磨装置１０は、タービ
ン翼およびコンプレッサ翼のディスクへの取付部分など
のマスキング材の除去を行うものである。

【００１４】このワイヤブラシ研磨装置１０は、研磨対
象物であるタービン翼を固定保持する固定保持機構２０
を備えている。

【００１５】この固定保持機構２０は、平断面形状が略
Ｕ字状の支持枠２１を備え、この支持枠２１内に送り方
向前後に２分割されたゴムなどの弾性支持部材２２が装
着され、これら弾性支持部材２２の間に形成した凹部２
３にタービン翼が研磨対象部を上にして装着されるよう
になっている。

【００１６】そして、この支持枠２１の送り方向基端側
の開放部分に押さえ板２４が配置され、この押さえ板２
４をトグル機構で構成された固定機構２５で送り方向前
方に押し付けて弾性支持部材２２を介して固定保持する
ようになっている。

【００１７】この固定機構２５は、支持枠２１の両側に
支持アーム２６が取付けられ、この支持アーム２６に操
作アーム２７が回動可能に支持されて水平位置と垂直位
置との間を回動するようにおり、操作アーム２７の先端
（下端）に回動可能にロッド２８が連結され、ロッド２
８の先端に押さえ板２４が連結してある。

【００１８】したがって、操作アーム２７を垂直状態か
ら水平状態にすると、ロッド２８が前方に突き出され、
押さえ板２４が前方に押出され、これによってタービン
翼が固定保持される。

【００１９】また、この固定保持機構２０には、固定保
持状態の自動開放のため、図１及び図４に示すように、
送り方向基端部の装置フレーム１１に上向きにエアシリ
ンダで構成した解除シリンダ２９が設けられ、ロッドを
伸長することで操作アーム２７を水平状態から垂直状態
に戻すことができるようにしてある。

【００２０】次に、このワイヤブラシ研磨装置１０に
は、固定保持機構２０ごと研磨対象物であるタービン翼
を送り移動する往復送り機構３０が設けてある。

【００２１】この往復送り機構３０は、送りねじ機構で
構成され、送りねじ３１が装置フレーム１１に軸受３２
を介して回転可能に支持され、速度調整可能な送り駆動
用モータ３３で回転駆動されるようになっている。この
送りねじ３１の上下にガイドロッド３４が配置され、こ
の送りねじ３１とねじ結合されるナットを備えた略Ｕ字
状の送り台３５の一端部が２本のガイドロッド３４にガ
イドされて往復駆動されるようになっている。

【００２２】そして、送り台３５の他端部上に固定保持
機構２０が取付けられ、送り台３５を往復送り機構３０
で往復駆動することで固定保持機構２０ごと研磨対象物
であるガスタービン翼を送り速度を調整しながら送り移
動することができる。

【００２３】このような往復送り機構３０で固定保持機
構２０ごと往復移動される研磨対象物であるタービン翼
をワイヤブラシで研磨するため、まず第１研磨機構４０
として送り方向を挾んで垂直軸回りに回転駆動される１
対のホイルブラシ４１，４１が設けられる。

【００２４】この第１研磨機構４０のホイルブラシ４
１，４１は、円盤状のホイルの周囲に放射状にワイヤが
植設されて構成されたワイヤブラシであり、それぞれが
モータ取付板４２，４２に取付けられたモータ４３，４
３で回転駆動され、往復送り機構３０の送り方向に応じ
て回転方向を変えて駆動できるようにしてある。

【００２５】また、装置フレーム１１に４本の高さ調整
ねじ１２を介して水平に支持板１３が取付けてあり、こ
の支持板１３に取付けた２つのブラケット１４，１４に
送り方向を挾んで対向する２つの押付シリンダ４４，４
４が取付けてある。そして、それぞれの押付シリンダ４
４，４４のロッドが第１研磨機構４０のそれぞれのモー
タ取付板４２，４２に連結されるとともに、各ブラケッ
ト１４にモータ取付板４２に取付けられた２本のガイド
シリンダ４５のロッドが連結され、モータ取付板４２ご
と１対のホイルブラシ４１，４１を送り方向を挾んで互
いを接近させるように押付力を与えて２つのホイルブラ
シ４１，４１の間で研磨対象物の両側の研磨ができるよ
うにしてある。

【００２６】この第１研磨機構４０の前方には、第２研
磨機構５０が設けられ、カップ状の回転ワイヤブラシ５
１を備え、研磨対象物であるタービン翼の上面を研磨で
きるようにしてある。

【００２７】この第２研磨機構５０の回転ワイヤブラシ
５１はカップ状の本体に略下向きのワイヤが植設されて
構成されており、モータ取付板５２に取付けられた回転
ワイヤブラシ駆動モータ５３で回転駆動され、往復送り
機構３０の送り方向に応じて回転方向を変えて駆動でき
るようにしてある。

【００２８】また、装置フレーム１１の天井部分に昇降
用シリンダ５４が設けられてモータ取付板５２にロッド
が連結されるとともに、２本のガイドシリンダ５５が装
置フレーム１１の天井部分に取付けられてそれぞれのロ
ッドがモータ取付板５２に連結され、モータ取付板５２
ごと回転ワイヤブラシ５１を昇降できるようにしてあ
り、下降させてカップ状の回転ワイヤブラシ５１内を通
過させて研磨対象物の上表面を研磨し、上昇させて研磨
しない退避状態にできるようにしてある。

【００２９】このようなワイヤブラシ研磨装置１０の固
定保持機構２０の開放、往復送り機構３０による送り、
第１研磨機構４０による両側面を主とする研磨、第２研
磨機構５０の回転ワイヤブラシ５１の昇降および上表面
を主とする研磨をそれぞれ運転制御するため運転制御装
置６０が装置フレーム１１の前面に設けれるとともに、
自動運転による研磨を可能とするため送り位置検出セン
サなどのセンサや各機構の運転状態を表示するランプが
設けてある。

【００３０】この運転制御装置６０には、手動運転と自
動運転の切替スイッチが設けられ、その切り替え状態を
ランプで表示するようにしてある。

【００３１】そして、自動運転で研磨する場合には、運
転制御装置６０の切替スイッチを自動運転に切り替えて
次のようにして自動研磨が行われる。

【００３２】まず、固定保持装置２０の操作アーム２７
を垂直にした状態で２つの弾性支持部材２２の凹部２３
の間に研磨対象物であるタービン翼の研磨部分を上にし
て差し込み、支持枠２１に装着した後、操作アーム２７
を水平に倒して押さえ板２４で固定保持する。

【００３３】この後、スタートスイッチを入れ（Ｏ
Ｎ）、自動研磨を開始する。すると、往復送り機構３０
の送り方向基端部に位置した送り台３５が送り駆動用モ
ータ３３の高速回転により高速で前進され、固定保持機
構２０ごと研磨対象物が高速で前方に送られる。

【００３４】そして、第１研磨機構４０の手前に達する
と、その位置が位置検出センサで検出され、送り速度が
低速とされる一方、第１研磨機構４０の１対のホイルブ
ラシ４１，４１がモータ４３，４３で前進方向に回転駆
動されるとともに、第２研磨機構５０の回転ワイヤブラ
シ５１が回転ワイヤブラシ駆動モータ５３で前進方向に
回転駆動され、研磨対象物が低速で送られながらホイル
ブラシ４１，４１の間で両側面を主とする研磨が行われ
たのち、さらに前方に送られて回転ワイヤブラシ５１で
上表面を主とする研磨が行われる。

【００３５】こうして第２研磨機構５０を通過したこと
が位置検出センサで検出されると、往復送り機構３０の
送り駆動用モータ３３が停止された後、後退方向に低速
で送られる。

【００３６】この往復送り機構３０の送り方向の反転と
ともに、第１研磨機構４０の１対のホイルブラシ４１，
４１および第２研磨機構５０の回転ワイヤブラシ５１が
それぞれ後退方向に回転駆動される。

【００３７】そして、後退方向でも研磨対象物が第２研
磨機構５０の回転ワイヤブラシ５１で主として上表面が
研磨されたのち、第１研磨機構４０のホイルブラシ４
１，４１の間で両側面が主として研磨される。

【００３８】こうして後退方向での第１研磨機構４０に
よる研磨が終了したことが、位置検出センサで検出され
ると、往復送り機構３０の送り駆動用モータ３３が高速
回転され、高速で研磨開始位置に送り台３５を戻す。

【００３９】この研磨開始位置に送り台３５が戻ったこ
とが位置検出センサで検出されると、解除シリンダ２９
のロッドが伸長され、固定保持機構２０の操作アーム２
７を垂直に押し戻して研磨対象物の固定状態を開放す
る。

【００４０】こうして研磨された研磨対象物を固定保持
機構２０から取り外し、１つの研磨対象物の研磨が終了
する。

【００４１】このようなワイヤブラシ研磨装置１０によ
れば、従来、手作業によってワイヤブラシで行っていた
タービン翼のマスキング材の除去作業を固定保持機構２
０に装着固定するだけで、一往復の間に自動的に研磨す
ることができる。

【００４２】これにより、作業者の疲労を軽減できると
ともに、研磨作業の効率を大巾に向上でき、省力化を図
ることもできる。

【００４３】なお、上記実施の形態では、第２研磨機構
５０により研磨対象物の主として上表面を研磨する場合
で説明したが、可変ベーンの回動支持部分のように突き
出した軸部分のみの研磨を行う場合には、第１研磨機構
４０のホイルブラシ４１，４１による研磨だけで研磨で
きる場合もあり、この場合には、第２研磨機構５０の昇
降用シリンダ５４でモータ取付板５２ごと回転ワイヤブ
ラシ５１を上昇させて退避させるようにすれば良い。

【００４４】次に、この発明のワイヤブラシ研磨装置の
他の一実施の形態について図５により説明するが、既に
説明したワイヤブラシ研磨装置１０と同一部分には同一
番号を記し、説明は省略する。

【００４５】このワイヤブラし研磨装置１００では、可
変ベーンのような回動支持部分が突き出した軸部分であ
る場合に、第１研磨機構４０の１対のホイルブラシ４
１，４１の間を通過させただけでは、送り方向前後の側
面の研磨が不十分となる場合もあることから、研磨対象
物を垂直軸回りに往復回動させながら研磨するようにし
ている。

【００４６】このため、固定保持機構７０と往復送り機
構３０との間にこの固定保持機構７０に取付けられた研
磨対象物を垂直軸回りに往復回動させる往復回動機構８
０が設けてある。

【００４７】この往復回動機構８０は、送り台３５の他
端部にロータリアクチュエータ８１が取付けられ、回転
台８２を垂直軸回りに２７０度ずつ往復回転できるよう
にしてあり、この回転台８２上に固定保持機構７０が取
付けられる。

【００４８】この固定保持機構７０は、既に説明した固
定保持機構２０を用いると、操作アーム２７とトグル機
構による固定機構２５では操作アーム２７が水平方向に
大きく突き出し、大きな回動スペースが必要となること
から、エアーハンド７１を用いて構成され、エアの供給
・排出により研磨対象物の固定・開放ができるようにし
てある。

【００４９】なお、この実施の形態では、第２研磨機構
５０を設置してあり、研磨対象物の突き出した軸部分の
わずかな上表面の研磨を行うようにしているが、この第
２研磨機構５０を取り除き、第１研磨機構４０のホイル
ブラシ４１，４１だけで研磨するようにしても良い。

【００５０】このようなワイヤブラシ研磨装置１００で
は、固定保持機構７０のエアーハンド７１に研磨対象物
を装着した後、エアを供給して固定保持状態にする。

【００５１】この後、自動研磨開始のスタートスイッチ
を入れる。すると、高速で第１研磨機構４０の手前まで
送られた後、低速の送りに切り替えられると同時に、第
１研磨機構４０の運転とともに、ロータリアクチュエー
タ８１の回転台８２が２７０度ずつ往復回動される。

【００５２】これにより、第１研磨機構４０の１対のホ
イルブラシ４１，４１の間で往復回動されながら低速で
送られる研磨対象物の周囲が研磨される。

【００５３】この第１研磨機構４０を通過した後、折り
返し点まで送られると、送り方向が反転されるととも
に、１対のホイルブラシ４１，４１の回転方向も反転さ
れ、再び第１研磨機構４０で往復回動されながら低速で
送られる研磨対象物の周囲が研磨される。

【００５４】こうして研磨が終わると、高速で研磨開始
位置に送り台３５が戻され、エアーハンド７１による研
磨対象物の固定が開放され、研磨が終了した研磨対象物
を取り外して１つの研磨対象物の研磨が完了する。

【００５５】このようなワイヤブラシ研磨装置１００に
よれば、回動軸などが突き出た研磨対象物であってもそ
の周囲を完全に研磨することができる。

【００５６】また、このワイヤブラシ研磨装置１００に
よっても、従来、手作業によってワイヤブラシで行って
いたタービン翼のマスキング材の除去作業を固定保持機
構７０に装着固定するだけで、一往復の間に自動的に研
磨することができる。

【００５７】これにより、作業者の疲労を軽減できると
ともに、研磨作業の効率を大巾に向上でき、省力化を図
ることもできる。

【００５８】

【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記載のワイヤブラシ研磨
装置によれば、研磨対象物を固定保持機構で保持して固
定保持機構ごと往復送り機構で送り、送り方向両側のホ
イルブラシで両側を研磨するとともに、回転ワイヤブラ
シで上方から研磨するように制御装置で制御するので、
研磨対象物を１往復する間にワイヤブラシによる研磨を
行うことができる。

【００５９】これにより、タービンの翼のマスキング材
の除去を機械化することができ、作業時間の短縮や省力
化を図ることができるようになる。

【００６０】また、この発明の請求項２記載のワイヤブ
ラシ研磨装置によれば、固定保持機構と往復送り機構と
の間に往復回動機構を設けるようにしたので、固定保持
機構に保持された研磨対象物を垂直軸回りに往復回動し
ながら送ることができ、軸部分などの突出部に対するワ
イヤブラシによる研磨もできるようになる。これによ
り、可変ベーンの回動支持部分の研磨も可能になる。

【００６１】さらに、これら発明のワイヤブラシ研磨装
置により、タービンの翼だけでなく、ワイヤブラシによ
る研磨が必要な機械部品などの研磨が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のワイヤブラシ研磨装置の一実施の形
態にかかる概略構成を示す斜視図である。

【図２】この発明のワイヤブラシ研磨装置の一実施の形
態にかかる一部分を破断して示す正面図である。

【図３】この発明のワイヤブラシ研磨装置の一実施の形
態にかかる右側面図および部分平面図である。

【図４】この発明のワイヤブラシ研磨装置の一実施の形
態にかかる一部分を省略した横断面図である。

【図５】この発明のワイヤブラシ研磨装置の他の一実施
の形態にかかる概略構成を示す斜視図である。

【図６】この発明の研磨対象物の一例にかかるタービン
翼の斜視図およびコンプレッサ翼の斜視図である。

【符号の説明】

１０，１００ ワイヤブラシ研磨装置 １１ 装置フレーム １３ 支持板 ２０，７０ 固定保持機構 ２１ 支持枠 ２２ 弾性支持部材 ２４ 押さえ板 ２７ 操作アーム ２９ 解除シリンダ ３０ 往復送り機構 ３１ 送りねじ ３３ 送り駆動用モータ ３５ 送り台 ４０ 第１研磨機構 ４１ ホイルブラシ ４３ モータ ４４ 押付シリンダ ５０ 第２研磨機構 ５１ 回転ワイヤブラシ ５３ 回転ワイヤブラシ駆動モータ ６０ 運転制御装置 ７１ エアーハンド ８０ 往復回動機構 ８１ ロータリアクチュエータ ８２ 回転台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤブラシで研磨される研磨対象物を固
   定保持する固定保持機構と、 この固定保持機構ごと前記研磨対象物を送り移動する往
   復送り機構と、 この往復送り機構による送り方向前方にこの送り方向を
   挾んで設けられる１対のホイルブラシを備えた第１研磨
   機構と、 前記往復送り機構による送り方向の上方に上下動可能に
   設けられる回転ワイヤブラシを備えた第２研磨機構と、 前記往復送り機構による送り、前記第１研磨機構による
   研磨、前記第２研磨機構の上下動および研磨を制御する
   制御装置とを備えたことを特徴とするワイヤブラシ研磨
   装置。
2. 【請求項２】前記固定保持機構と前記往復送り機構との
   間に前記研磨対象物を垂直軸回りに往復回動する往復回
   動機構を設けたことを特徴とする請求項１記載のワイヤ
   ブラシ研磨装置。