KR102471023B1 - 수정 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

가공 대상물보다 대직경인 간섭물이 존재하는 경우에도 가공 대상물의 수정 가공을 용이하게 행할 수 있는 수정 가공 장치를 제공한다.
수정 가공 장치(11)는, 바닥(10)에 적재되어 고정된 지지체(12)와, 지지체(12)로 지지된 링대(13)와, 링대(13)로 회전 가능하게 지지되어 콜렉터 링(4A)의 외주측에 배치된 회전 링(14)과, 회전 링(14)을 회전시키는 링 모터(15)와, 회전 링(14)에 설치되어 콜렉터 링(4A)을 수정 가공하는 공구(16)를 구비한다. 링대(13)는 하측의 분할대(34A)와 상측의 분할대(34B)로 분할 가능한 구조이다. 회전 링(14)은 하측의 분할 링(35A)과 상측의 분할 링(35B)으로 분할 가능한 구조이다.

Description

수정 가공 장치{MODIFICATION MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 원통형 또는 원기둥형의 가공 대상물을 수정 가공하는 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 발전기의 회전축에 설치되어 회전축의 표면(상세하게는 베어링과의 미끄럼 이동면)을 수정 가공하는 장치를 개시한다. 이 수정 가공 장치는, 회전축의 길이 방향의 일방측에 설치된 일방측의 고정부와, 회전축의 길이 방향의 타방측에 설치된 타방측의 고정부와, 일방측의 고정부와 타방측의 고정부 사이에 배치되어 회전축의 주위를 회전 가능한 회전 기구부와, 기어 기구를 통하여 회전 기구부를 회전시키는 모터를 구비한다. 회전 기구부는, 회전축의 길이 방향의 일방측에 배치된 일방측의 지지부와, 회전축의 길이 방향의 타방측에 배치된 타방측의 지지부와, 일방측의 지지부와 타방측의 지지부 사이에서 연결된 복수의 가이드와, 복수의 가이드를 따라(즉, 회전축의 길이 방향으로) 이동 가능한 횡행부와, 이송 기구를 통하여 횡행부를 회전축의 길이 방향으로 이동시키는 모터와, 횡행부에 마련되어 회전축의 표면을 수정 가공하는 절삭 공구를 구비한다.
일본 특허 공개 제2019-18273호 공보(도 1 내지 도 5 참조)
그런데 발전기의 회전축에 있어서, 예를 들어 1쌍의 콜렉터 링과, 1쌍의 콜렉터 링의 사이에 위치하고 콜렉터 링보다 대직경인 팬을 구비한 것이 있다. 콜렉터 링의 표면은 브러시가 접촉되기 때문에, 장기의 사용에 의하여 편마모가 생길 가능성이 있다. 그 때문에, 예를 들어 정기 점검 중에 콜렉터 링의 표면을 수정 가공하고자 하는 요망이 있다. 특히 발전기로부터 회전축을 빼내면 수고가 들기 때문에, 발전기의 회전축을 거치 상태인 채 그대로 콜렉터 링의 표면을 수정 가공하고자 하는 요망이 있다.
발전기의 회전축을 거치 상태인 채 그대로 콜렉터 링을 수정 가공하는 장치의 구성으로서, 발전기의 회전축을 회전시키면서 정지 상태의 공구로 콜렉터 링을 수정 가공하는 구성을 생각할 수 있다. 그러나 이 경우, 예를 들어 정기 점검의 기간 중에 발전기가 운전 가능한 상태로 되지 않으면 콜렉터 링을 수정 가공할 수 없다. 즉, 콜렉터 링의 수정 가공의 타이밍이 제한되어 있어서 그 일정(예를 들어 수일 간)을 확보하는 것이 곤란하다. 혹은 콜렉터 링의 수정 가공의 일정을 확보하기 위하여 정기 점검의 기간이 길어져 발전기의 운전 복귀가 늦어질 가능성이 있다.
그래서 발전기의 회전축을 거치 상태인 채 그대로 콜렉터 링을 수정 가공하는 장치의 구성으로서, 특허문헌 1과 같이 공구를 회전시키는 구성을 생각할 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 콜렉터 링(피가공 대상물)보다 대직경인 팬(간섭물)이 존재하면, 특허문헌 1과 같이 회전축에 장치를 설치하는 것이 곤란하다. 혹은 양쪽의 콜렉터 링을 수정 가공하는 것이 곤란하다.
본 발명은 상기 사항을 감안하여 이루어진 것이며, 가공 대상물보다 대직경인 간섭물이 존재하는 경우에도 가공 대상물의 수정 가공을 용이하게 행하는 것을 과제의 하나로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 수정 가공 장치는, 바닥에 설치되어 고정된 지지체와, 상기 지지체로 지지된 링대와, 상기 링대로 회전 가능하게 지지되어 원통형 또는 원기둥형의 가공 대상물의 외주측에 배치된 회전 링과, 상기 회전 링을 회전시키는 링 모터와, 상기 회전 링에 설치되어 상기 가공 대상물을 수정 가공하는 공구를 구비하고, 상기 링대 및 상기 회전 링의 각각은 하측 부분과 상측 부분으로 분할 가능한 구조이다.
본 발명에 따르면, 가공 대상물보다 대직경인 간섭물이 존재하는 경우에도 가공 대상물의 수정 가공을 용이하게 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 가공 대상물을 구비한 기기인 발전기의 구조를 도시하는 전면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 전면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 측면도이며, 링대 및 회전 링을 분할한 상태를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 변형예의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 전면도이다.
본 발명의 일 실시 형태를, 도 1 내지 도 5를 사용하여 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태의 가공 대상물을 구비한 기기인 발전기의 구조를 도시하는 전면도이다. 도 2는, 본 실시 형태의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 전면도(도 3의 화살표 Ⅱ의 방향에서 본 도면)이다. 도 3은, 본 실시 형태의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 상면도(도 2의 화살표 Ⅲ의 방향에서 본 도면)이다. 도 4는, 본 실시 형태의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 측면도(도 3의 화살표 Ⅳ의 방향에서 본 도면)이다. 도 5는, 본 실시 형태의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 측면도이며, 링대 및 회전 링을 분할한 상태를 도시한다.
본 실시 형태의 기기는, 바닥(10)에 설치된 발전기(1)이다. 발전기(1)는, 수평 방향으로 연장되는 회전축(2)과, 회전축(2)에 마련된 회전자 코일 등(도시하지 않음)과, 고정자 프레임(3)과, 고정자 프레임(3)에 마련되어 회전자의 외주측에 배치된 고정자 코일 등(도시하지 않음)을 구비한다. 발전기(1)의 회전축(2)은, 1쌍의 콜렉터 링(4A, 4B)과, 콜렉터 링(4A, 4B) 사이에 위치하고 콜렉터 링(4A, 4B)보다 대직경인 팬(5)을 구비한다.
본 실시 형태의 수정 가공 장치(11)는, 발전기(1)의 회전축(2)을 거치 상태인 채 그대로 콜렉터 링(4A, 4B)(원통형의 가공 대상물)을 수정 가공하는 것이다. 수정 가공 장치(11)는, 바닥(10)에 설치되어 고정된 지지체(12)와, 지지체(12)로 지지된 링대(13)와, 링대(13)로 회전 가능하게 지지되어 콜렉터 링(4A 또는 4B)의 외주측에 배치된 회전 링(14)과, 회전 링(14)을 회전시키는 링 모터(15)와, 회전 링(14)에 설치되어 콜렉터 링(4A 또는 4B)을 수정 가공하는 공구(16)를 구비한다.
지지체(12)는, 바닥(10)에 설치되어, 복수의 고정구(도시하지 않음)를 사용하여 고정된 베이스 플레이트(17)와, 베이스 플레이트(17)의 상측에 설치된 베드(18)와, 베드(18)의 레벨을 조정하는 레벨 조정 기구(상세는 후술)와, 베드(18)의 위치를 조정하는 위치 조정 기구(상세는 후술)와, 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)에 대하여 베드(18)를 고정하는 복수(본 실시 형태에서는 4개)의 클램프(20)를 구비한다.
레벨 조정 기구는, 베드(18)에 형성되어 상하 방향으로 관통하는 복수(본 실시 형태에서는 9개)의 나사 구멍과, 복수의 나사 구멍에 각각 나사 결합하는 복수(본 실시 형태에서는 9개)의 레벨 조정 나사(21)를 갖는다. 그리고 베드(18)의 하면으로부터 돌출하여 베이스 플레이트(17)의 상면에 맞닿는 레벨 조정 나사(21)의 돌출부의 길이를 조정 가능하게 하고 있다. 이것에 의하여, 발전기(1)의 회전축(2)의 회전 중심선 L1에 대하여 회전 링(14)의 회전 중심선 L2가 동일한 레벨로 되도록 베드(18)의 레벨을 조정 가능하게 하고 있다.
위치 조정 기구는, 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)의 전측(도 3의 하측)에 형성되어 전후 방향(도 3의 상하 방향)으로 관통하는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 제1 나사 구멍과, 복수의 제1 나사 구멍에 각각 나사 결합하는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 전측 누름나사(22A)와, 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)의 후측(도 3의 상측)에 형성되어 전후 방향으로 관통하는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 제2 나사 구멍과, 복수의 제2 나사 구멍에 각각 나사 결합하는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 후측 누름나사(22B)를 갖는다.
또한 위치 조정 기구는, 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)의 우측(도 3의 우측)에 형성되어 좌우 방향(도 3의 좌우 방향)으로 관통하는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 제3 나사 구멍과, 복수의 제3 나사 구멍에 각각 나사 결합하는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 우측 누름나사(22C)와, 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)의 우측에 형성되어 좌우 방향으로 관통하는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 제4 나사 구멍과, 복수의 제4 나사 구멍에 각각 대응하여 베드(18)의 우측 부분에 형성된 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 제5 나사 구멍과, 제4 나사 구멍과 제5 나사 구멍의 양쪽에 나사 결합하는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 우측 당김나사(23)를 갖는다. 또한 좌측 누름나사가 아니라 우측 당김나사(23)를 마련한 이유는, 발전기(1)의 고정자 프레임(3)과의 간섭을 피하기 위함이다(도 2 참조).
그리고 누름나사(22A)가 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)로부터 돌출하여 베드(18)의 전방면을 압입하거나, 누름나사(22B)가 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)로부터 돌출하여 베드(18)의 후방면을 압입하거나, 누름나사(22C)가 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)로부터 돌출하여 베드(18)의 우측면을 압입하거나, 혹은 당김나사(23)가 베드(18)의 우측 부분을 인입한다. 이것에 의하여, 발전기(1)의 회전축(2)의 회전 중심선 L1에 대하여 회전 링(14)의 회전 중심선 L2가 평행으로 되도록 베드(18)의 위치를 조정 가능하게 하고 있다.
지지체(12)는, 베드(18)의 상측에 마련되어 링대(13)를 지지하는 새들(24)과, 베드(18)에 대하여 새들(24)을 전후 방향으로 이동시키는 이동 기구(25A)와, 새들(24)에 대하여 링대(13)를 좌우 방향으로 이동시키는 이동 기구(25B)를 더 구비한다.
베드(18)의 상측에는, 전후 방향으로 연장되는 복수 열(본 실시 형태에서는 3열)의 돌출부(26)가 형성되고, 새들(24)의 하측에는, 복수 열의 돌출부(26)에 각각 대응하는 복수 열(본 실시 형태에서는 3열)의 홈부(27)가 형성되어 있다. 이것에 의하여, 새들(24)은 베드(18)에 대하여 전후 방향으로 이동 가능하게 하고 있다. 이동 기구(25A)는, 전후 방향으로 연장되는 볼 나사(28A)와, 볼 나사(28A)를 회전시키는 이동 모터(29A)를 갖는다. 볼 나사(28A)는, 나사축과, 복수의 볼을 개재하여 나사축에 나사 결합하는 너트로 구성되어 있으며, 이 너트와 새들(24)이 연결되어 있다. 그리고 볼 나사(28A)의 회전에 수반하여 새들(24)이 전후 방향으로 이동한다. 그 결과, 링대(13)가 전후 방향(달리 말하면 회전 링(14)의 회전 중심선 L2에 대하여 직교하는 수평 방향)으로 이동한다.
새들(24)에는, 좌우 방향으로 연장되는 복수(본 실시 형태에서는 3개)의 레일(30)과, 복수의 레일(30)을 따라 각각 이동 가능한 복수(본 실시 형태에서는 3개)의 슬라이더(31)가 마련되어 있으며, 복수의 슬라이더(31)와 링대(13)가 연결되어 있다. 이것에 의하여, 링대(13)는 새들(24)에 대하여 좌우 방향으로 이동 가능하게 하고 있다. 이동 기구(25B)는, 좌우 방향으로 연장되는 볼 나사(28B)와, 볼 나사(28B)를 회전시키는 모터(29B)를 갖는다. 볼 나사(28B)는, 나사축과, 복수의 볼을 개재하여 나사축에 나사 결합하는 너트로 구성되어 있으며, 이 너트와 링대(13)가 연결되어 있다. 그리고 볼 나사(28B)의 회전에 수반하여 링대(13)가 좌우 방향(달리 말하면 회전 링(14)의 회전 중심선 L2에 대하여 평행인 수평 방향)으로 이동한다.
회전 링(14)은, 링대(13)의 주 방향으로 이격되어 배치된 복수(본 실시 형태에서는 8개)의 베어링(32)으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 링 모터(15)는, 도시하지 않은 기어 기구를 통하여 회전 링(14)을 회전시킨다. 회전 링(14)에는, 공구(16)를 착탈 가능한 공구 홀더(33)가 마련되어 있다. 공구 홀더(33)는, 회전 링(14)의 반경 방향에 있어서의 공구(16)의 위치를 조정 가능하게 하고 있다. 공구(16)는, 예를 들어 절삭 공구, 연마 공구, 또는 바니싱 공구 등이며, 콜렉터 링(4A 또는 4B)의 표면을 수정 가공한다.
여기서, 본 실시 형태의 가장 큰 특징으로서, 링대(13) 및 회전 링(14)의 각각은 하측 부분과 상측 부분으로 분할 가능한 구조이다. 상세히 설명하면, 링대(13)는, 수평 방향에 대하여 경사진 분할 라인으로 하측의 분할대(34A)와 상측의 분할대(34B)로 분할 가능한 구조이다. 하측의 분할대(34A)는 상술한 복수의 슬라이더와 너트에 연결되어 있다. 상측의 분할대(34B)는, 도시하지 않은 제1 연결 나사를 사용하여 하측의 분할대(34A)에 연결되어 있다. 회전 링(14)은, 링대(13)와 동일한 분할 라인으로 하측의 분할 링(35A)과 상측의 분할 링(35B)으로 분할 가능한 구조이다. 상술한 공구 홀더(33)는 상측의 분할 링(35B)에 마련되어 있다. 상측의 분할 링(35B)은, 도시하지 않은 제2 연결 나사를 사용하여 하측의 분할 링(35A)에 연결되어 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 동작 및 작용 효과를 설명한다.
수정 가공 장치(11)는, 발전기(1)의 회전축(2)을 거치 상태인 채 그대로 콜렉터 링(4A, 4B)을 수정 가공하는 것이다. 준비 단계에서는 지지체(12)를 바닥(10)에 설치하여 고정한다. 그리고 링대(13) 및 회전 링(14)의 위치를 콜렉터 링(4A)의 위치에 맞추도록 링대(13) 및 회전 링(14) 등을 조립한다. 그리고 지지체(12)를 구성하는 베드(18)의 레벨이나 위치를 조정하여 회전 링(14)의 회전 중심선 L2의 레벨이나 위치를 조정한다. 그리고 회전 링(14)을 회전시켜 콜렉터 링(4A)의 수정 가공을 행한다.
콜렉터 링(4A)의 수정 가공이 종료되면, 공지된 스토퍼 기구를 사용하여, 회전 링(14)의 분할 라인과 링대(13)의 분할 라인이 일치하도록 회전 링(14)의 회전을 정지시킨다. 그리고 도시하지 않은 제1 연결 지그를 사용하여 하측의 분할대(34A)와 분할 링(35A)을 연결하고, 도시하지 않은 제2 연결 지그를 사용하여 상측의 분할대(34B)와 분할 링(35B)을 연결한다. 그리고 제1 및 제2 연결 나사를 떼내어 분할대(34A)와 분할대(34B)를 분리함과 함께, 분할 링(35A)과 분할 링(35B)을 분리한다. 그리고 상측의 분할대(34B) 및 분할 링(35B)을 끌어올리고 나서 하측의 분할대(34A) 및 분할 링(35A)을 이동시켜 콜렉터 링(4B)의 위치에 맞춘다.
이때, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이 팬(5)의 외경 치수가 하측의 분할 링(35A)의 내경 치수보다 작은 경우, 하측의 분할대(34A) 및 분할 링(35A)을 좌측으로만 이동시키면 된다. 상측의 분할대(34B) 및 분할 링(35B)이 분리되어 있기 때문에 분할 링(35B) 및 공구 홀더(33)와 팬(5)의 간섭을 회피할 수 있다. 한편, 팬(5)의 외경 치수가 하측의 분할 링(35A)의 내경 치수보다 약간 큰 경우, 하측의 분할대(34A) 및 분할 링(35A)을 전측, 좌측, 후측의 순서로 이동시키면 된다. 링대(13) 및 회전 링(14)의 분할 라인이 수평 방향에 대하여 경사져 있기 때문에, 분할대(34A) 및 분할 링(35A)과 콜렉터 링(4A)의 간섭을 용이하게 회피할 수 있다.
하측의 분할대(34A) 및 분할 링(35A)의 위치를 콜렉터 링(4B)의 위치에 맞추면, 상측의 분할대(34B) 및 분할 링(35B)을 끌어내려 제1 연결 나사를 사용하여 분할대(34A)와 분할대(34B)를 연결하고, 제2 연결 나사를 사용하여 분할 링(35A)과 분할 링(35B)을 연결한다. 그리고 제1 및 제2 연결 지그를 떼내어 하측의 분할대(34A)와 분할 링(35A)을 분리함과 함께, 상측의 분할대(34B)와 분할 링(35B)을 분리한다. 그리고 회전 링(14)을 회전시켜 콜렉터 링(4B)의 수정 가공을 행한다.
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 콜렉터 링(4A, 4B)보다 대직경인 팬(5)이 존재하는 경우에도 콜렉터 링(4A, 4B)의 수정 가공을 용이하게 행할 수 있다.
또한 상기 일 실시 형태에 있어서, 지지체(12)는, 베드(18)의 레벨을 조정하는 레벨 조정 기구를 갖는 경우를 예로 들어 설명하였지만 이에 제한되지 않으며, 베드(18)의 레벨을 상승시키는 상승 기구를 더 설치해도 된다. 이와 같은 변형예를, 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6은, 본 변형예의 수정 가공 장치의 구조를 도시하는 전면도이다. 또한 본 변형예에 있어서, 상기 일 실시 형태와 동등한 부분은 동일한 부호를 붙여서 적절히 설명을 생략한다.
본 변형예의 상승 기구는, 복수(본 변형예에서는 9개)의 베드 상승대(41), 복수(본 변형예에서는 6개)의 나사 상승대(42), 및 복수(본 변형예에서는 4개)의 클램프 상승대(43)를 갖는다. 9개의 베드 상승대(41)는, 베이스 플레이트(17)의 상면과 베드(18)의 하면 사이이면서, 9개의 레벨 조정 나사(21)에 각각 대응하는 위치에 설치되어 있다. 4개의 나사 상승대(42)는, 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)의 상측이면서, 2개의 전측 누름나사(22A) 및 2개의 후측 누름나사(22B)에 각각 대응하는 위치에 설치되어 있다. 2개의 나사 상승대(42)는, 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)의 상측이면서, 2조의 우측 누름나사(22C)와 우측 당김나사(23)에 각각 대응하는 위치에 설치되어 있다. 각 나사 상승대(42)에는, 전측 누름나사(22A), 후측 누름나사(22B), 우측 누름나사(22C), 또는 우측 당김나사(23)가 나사 결합하는 나사 구멍이 형성되어 있다. 4개의 클램프 상승대(43)는, 베이스 플레이트(17)의 프레임부(19)의 상측이자, 클램프(20)에 대응하는 위치에 설치되어 있다.
본 변형예에 따르면, 베드 상승대(41), 나사 상승대(42) 및 클램프 상승대(43)의 높이를 변경함으로써 다양한 회전축(2)의 높이에 대응할 수 있다.
또한 상기 일 실시 형태에 있어서, 수정 가공 장치(11)는 콜렉터 링(4A, 4B(원통형의 가공 대상물)의 표면을 수정 가공하는 경우를 예로 들어 설명하였지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 회전축(2)(원기둥형의 가공 대상물)의 표면을 수정 가공해도 된다.
4A, 4B: 콜렉터 링
10: 바닥
11: 수정 가공 장치
12: 지지체
13: 링대
14: 회전 링
15: 링 모터
16: 공구
25A, 25B: 이동 기구
34A, 34B: 분할대
35A, 35B: 분할 링

Claims (3)

  1. 바닥에 적재되어 고정된 지지체와,
    상기 지지체로 지지된 링대와,
    상기 링대로 회전 가능하게 지지되어 원통형 또는 원기둥형의 가공 대상물의 외주측에 배치된 회전 링과,
    상기 회전 링을 회전시키는 링 모터와,
    상기 회전 링에 설치되어 상기 가공 대상물을 수정 가공하는 공구를 구비하고,
    상기 링대 및 상기 회전 링의 각각은 하측 부분과 상측 부분으로 분할 가능한 구조이고,
    상기 지지체는,
    상기 회전 링의 회전 중심선에 대하여 직교하는 제1 수평 방향으로 상기 링대를 이동시키는 제1 이동 기구와,
    상기 회전 링의 회전 중심선에 대하여 평행인 제2 수평 방향으로 상기 링대를 이동시키는 제2 이동 기구를 갖는 것을 특징으로 하는 수정 가공 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 링대 및 상기 회전 링의 각각은, 수평 방향에 대하여 경사진 분할 라인으로 하측 부분과 상측 부분으로 분할 가능한 구조인 것을 특징으로 하는 수정 가공 장치.
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