(57)【要約】【課題】工具の振動を抑えて加工対象面の高精度な加工を実現する加工機を提供する。【解決手段】ドリル刃１０２は、その先端を加工対象面２０１ａに向けて配置され、エアドリル本体１０３の駆動によってその軸線ＡＹの軸回り方向に回転駆動する。ジャッキ１０４は、継手部１２８から入力された操作に応じて、ドリル刃１０２をその軸線ＡＹに沿ってスライド移動させ、ドリル刃１０２の先端を加工対象面２０１ａに対して近接離反させる。ジャッキ１０４は、保持部１０５によって、ドリル刃１０２の軸線ＡＹ上にある固定点１１４で保持される。【選択図】図１
2011189475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を加工対象面に向けて配置される軸状工具と、
前記軸状工具をその軸回り方向に回転駆動させる駆動部と、
操作部と、
前記操作部からの外力に応じて前記軸状工具をその軸線に沿ってスライド移動させるスライド移動部と、
前記軸状工具の軸線上の固定点で前記スライド移動部を保持する保持部と、
を備える加工機。
【請求項２】
前記スライド移動部は、二つの屈曲アームと、二つの前記屈曲アームの各端部同士を連結する二つの連結部と、二つの前記屈曲アームを連結するネジロッドと、を備えるパンタグラフ式のジャッキを含み、
一方の前記連結部は、前記保持部によって前記固定点で保持され、
前記軸状工具は、他方の前記連結部から延出し、
前記操作部は、前記ネジロッドの端部に設けられる、
請求項１記載の加工機。
【請求項３】
前記加工対象面は、水平に向けられ、
前記保持部は、前記加工対象面の上に載置される基部と、前記加工対象面に対して離反する方向に前記基部から延び前記固定点を形成する延出部と、を含み、
前記基部には、通気孔が形成されている、
請求項１又は２記載の加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電所や化学プラントに導入されているタービン、ボイラー、反応器等の配管の端部に設けられたフランジ部の加工に用いられる加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所や化学プラントに導入されているタービン、ボイラー、反応器等の配管では、その端部にフランジ部が設けられる。フランジ部には、ボルト孔が形成されることがある。このボルト孔は、フランジ部のシート面からその反対面まで貫通形成されたり、シート面もしくはその反対面に貫通しないように形成されたりする。そして、一方のフランジ部のシート面と他方のフランジ部のシート面とを当接し、フランジ部のシート面からその反対面まで貫通形成されたボルト孔にボルトを挿通して二つのフランジ部をボルトナット締結することで、配管同士の連結がなされる。また、貫通しないように形成されたボルト孔に対してボルト等の各種部品を取り付けたりすることも行われている。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載のケーシングボルトの削り取り・加工専用機の全体構造及びケーシング本体への取付状態を示す構成図であって、特許文献１の第１図に符号を加筆したものである。フランジ部のシート面にボルト孔を設ける場合、一例として、特許文献１に開示される削り取り・加工専用機を用いることが考えられる。この削り取り・加工専用機は、ケーシング本体からボルトを容易に、かつ確実に取除くと共に、取付穴を加工し、ボルト交換作業効率を向上せしめて、保守点検を容易にし、信頼性を向上させるものである。このケーシングボルトの削り取り・加工専用機Ｍに備わる平板状の取付台１は、ケーシング本体２の取付座面２ａ上に固定され、フランジ付の回転カラー７を回転可能に支持する。回転カラー７から上方には、コラム９が立設している。また、削り取り・加工専用機Ｍは、モジュールシステムボール盤１８を備える。モジュールシステムボール盤１８は、工具１９（ドリル、タップ等）を保持する主軸２０、これに動力を伝えるモータ２１、図に示していない回転、送り機構、これ等を操作するハンドル類２２、２３等から形成される。このようなモジュールシステムボール盤１８は、ヘッドコラムサドル２４によりコラム９に摺動可能に支持され、コラム９上の所定位置に固定支持されるべく形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６１―２０５７１０号公報（明細書第３頁第５行〜第１１行、第４頁第５行〜第７頁第５行、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発電所や化学プラントに導入されているタービン、ボイラー、反応器等の配管の端部のフランジ部では、配管同士を確実に締結し、かつ、締結された配管のガタツキを抑えるために、シート面の平滑度やボルト孔の位置に高精度が求められる。
【０００６】
ここで、特許文献１に記載の削り取り・加工専用機Ｍについて考える。特許文献１の第１図には、コラム９の側面に設けられ鉛直方向に延びヘッドコラムサドル２４と係合するレールＲＬが記載されている。このレールＲＬは、工具１９の軸線ＡＸから外れた位置で、モジュールシステムボール盤１８をコラム９に摺動可能に支持している。ここで、植込ボルト３を取り去って取付穴２５を露出させたり、新たなねじ穴を形成したりするために、モジュールシステムボール盤１８を制御してく工具１９を回転させると、工具１９は、ケーシング本体２やこれに強固に植え込まれた植込ボルト３から反力を受け、レールＲＬと軸線ＡＸとの間の偶力によって、モジュールシステムボール盤１８が回転してしまう。モジュールシステムボール盤１８が回転すると、工具１９の先端もその軸線ＡＸから動いてしまう。つまり、特許文献１に記載の削り取り・加工専用機Ｍでは、工具１９の先端がその軸線ＡＸから外れてしまうので、加工対象面の高精度な加工に向かない。
【０００７】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、工具の振動を抑えて加工対象面の高精度な加工を実現する加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の加工機は、先端を加工対象面に向けて配置される軸状工具と、前記軸状工具をその軸回り方向に回転駆動させる駆動部と、操作部と、前記操作部からの外力に応じて前記軸状工具をその軸線に沿ってスライド移動させるスライド移動部と、前記軸状工具の軸線上の固定点で前記スライド移動部を保持する保持部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回転駆動する軸状工具の振動は、この軸状工具の軸線上にある固定点で吸収され、軸状工具が加工対象面から受ける反力で加工機が振り回されることがなくなり、したがって、加工機による加工対象面の高精度な加工が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】加工機の正面図である。
【図２】加工機の平面図である。
【図３】加工機の側面図である。
【図４】加工機の下方部分の斜視図である。
【図５】特許文献１に記載のケーシングボルトの削り取り・加工専用機の全体構造及びケーシング本体への取付状態を示す構成図であって、特許文献１の第１図に符号を加筆したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の一形態を、図１ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態は、発電所や化学プラントに導入されているタービン、ボイラー、反応器等の配管の端部に設けられるフランジ部となる金属円板に対して、切削を行ってボルト孔を形成するための加工機への適用例である。
【００１２】
図１は、加工機１０１の正面図である。図２は、加工機１０１の平面図である。図３は、加工機１０１の側面図である。なお、図２では、エアドリル本体１０３、ドリル刃保持部材１３５、アーム１３６、レール１３７、サドル１３８及び連結部材１３９を省略している。加工機１０１は、水平に向けられた金属円板２０１の一方の平面（加工対象面２０１ａ）に載置され、この平面に対して切削加工を行うものである。加工対象面２０１ａには、第１仮留ボルト孔２０２及び第２仮留ボルト孔２０３が形成されている。第１仮留ボルト孔２０２及び第２仮留ボルト孔２０３は、いずれも、加工機１０１を仮留めするために設けられるもので、金属円板２０１を貫通していない。
【００１３】
加工機１０１は、軸状工具としてのドリル刃１０２と、駆動部としてのエアドリル本体１０３と、スライド移動部としてのジャッキ１０４と、保持部１０５とを備える。
【００１４】
まず、保持部１０５について述べる。保持部１０５は、第１基礎プレート１０６と、基礎長尺部材１０７と、ローラ１０８と、第２基礎プレート１０９と、柱体１１０と、天板体１１１とを備える。第１基礎プレート１０６と第２基礎プレート１０９とは、基部１１５を構成している。柱体１１０と天板体１１１とは、延出部１１６を構成している。
【００１５】
第１基礎プレート１０６は、金属円板２０１の円形周縁に寄せて加工対象面２０１ａに載置される平板部材で、平面視において概ね正方形形状をなしている。第１基礎プレート１０６と金属円板２０１とは、ボルト１０６ａによって固定される。より詳細には、ボルト１１３は、第１基礎プレート１０６に形成されたボルト孔（図示せず）と、金属円板２０１に形成された第２仮留ボルト孔２０３とを貫通し、ボルト１０６ａの先端部が第２仮留ボルト孔２０３に螺合して、第１基礎プレート１０６と金属円板２０１との仮留めがなされる。
【００１６】
基礎長尺部材１０７は、第１基礎プレート１０６における相対する側面のそれぞれに取り付けられている。各基礎長尺部材１０７は、いずれも、加工対象面２０１ａに沿って延び、この加工対象面２０１ａを横切っている。そして、いずれの基礎長尺部材１０７も、その両方の端部は、加工対象面２０１ａから外側に突出している。
【００１７】
ローラ１０８は、二本の基礎長尺部材１０７のそれぞれの両端部の下面に取り付けられている。各ローラ１０８の周面は、金属円板２０１の側面に接触している。このようにして設けられた四個のローラ１０８は、金属円板２０１の側面を挟み込んでいる。なお、各基礎長尺部材１０７において、第１基礎プレート１０６から離れた側に位置するローラ１０８の近傍箇所は、シャフト１１２によって連結されており、基礎長尺部材１０７の剛性が高められている。
【００１８】
第２基礎プレート１０９は、第１基礎プレート１０６の上面に配置されている。そして、第２基礎プレート１０９と第１基礎プレート１０６と金属円板２０１とは、ボルト１１３によって固定される。より詳細には、ボルト１１３は、第２基礎プレート１０９に形成された長孔１１３ａと、第１基礎プレート１０６に形成されたボルト孔（図示せず）と、金属円板２０１に形成された第１仮留ボルト孔２０２とを貫通し、ボルト１１３の先端部が第１仮留ボルト孔２０２に螺合して、第２基礎プレート１０９と第１基礎プレート１０６と金属円板２０１との仮留めがなされる。
【００１９】
柱体１１０は、板状の長尺部材であり、その短手方向が基礎長尺部材１０７と平行に向き、その長手方向が加工対象面２０１ａに直交する方向に向いている。柱体１１０は、加工対象面２０１ａに対して離反する方向に第２基礎プレート１０９から二本延出しており、基礎長尺部材１０７の並ぶ方向に離間している。
【００２０】
天板体１１１は、各柱体１１０の上端に取り付けられる板状部材であり、金属円板２０１の中心点Ｃに向かって柱体１１０から水平方向に迫り出している。この天板体１１１における迫り出した部分の下面には、ジャッキ１０４が取り付けられている。すなわち、天板体１１１は、ジャッキ１０４を取り付けるための固定点１１４を形成している。また、天板体１１１の上面からは、フック１１７が上方に二つ突出している。
【００２１】
このように構成される保持部１０５は、剛性の高い金属素材によって形成される。一例として、第１基礎プレート１０６と基礎長尺部材１０７と第２基礎プレート１０９と柱体１１０と天板体１１１とは、ジュラルミンによって形成される。
【００２２】
また、ローラ１０８は、金属円板２０１を確実に挟み込み且つ金属円板２０１の側面を接触したままで回転できるものが望ましい。一例として、ローラ１０８には、ローラベアリングが採用される。
【００２３】
次いで、ジャッキ１０４について述べる。ジャッキ１０４は、パンタグラフ式のものであって、ベース１２１と、ベース１２１から延出する二つの屈曲アーム１２２と、二つの屈曲アームの先端部分同士を連結する受部１２３と、を備える。受部１２３は、固定点１１４に連結されて延出部１１６に保持される。ベース１２１及び受部１２３は、連結部としての役割を果たしている。
【００２４】
二つの屈曲アーム１２２は、いずれも、二つのアーム１２４がピン１２５を介して回転自在に連結されて構成される。そして、二つの屈曲アーム１２２は、それぞれのピン１２５に取り付けられたネジ受け体１２６を貫通するネジロッド１２７によって連結される。ネジロッド１２７における中心点Ｃ側の端部には操作部としての継手部１２８が形成されている。継手部１２８には、クランクハンドル（図示せず）が取り付けられる。そして、操作者が継手部１２８に取り付けられたクランクハンドルを回転すると、屈曲アーム１２２は伸縮し、これにより、ベース１２１が固定点１１４に対して近接離反する。
【００２５】
次いで、ドリル刃１０２及びエアドリル本体１０３について述べる。ドリル刃１０２は、金属円板２０１を切削してこの金属円板２０１にボルト孔を形成するのに充分な強度を有する軸状の工具である。ドリル刃１０２は、エアドリル本体１０３を介してジャッキ１０４のベース１２１の下面に取り付けられ、ジャッキ１０４のベース１２１から下方に延出し、その先端が加工対象面２０１ａに向けられている。ここで重要なのは、固定点１１４はドリル刃１０２の軸線ＡＹ上に位置し、継手部１２８に対して操作者が回転操作を行うとジャッキ１０４はドリル刃１０２をこの軸線ＡＹに沿ってスライド移動させる、という点である。
【００２６】
エアドリル本体１０３は、ハウジング１３１に、ドリル刃１０２を固定取付するためのドリルチャック（図示せず）と、圧縮空気により駆動してドリル刃１０２を回転駆動させるエアモータ（図示せず）と、を収納して構成される。ハウジング１３１は、ジャッキ１０４のベース１２１の下方に配置される筒状の第１ハウジング１３２と、この第１ハウジング１３２から水平に延び二つの柱体１１０の間に入り込む第２ハウジング１３３とを有する。第２ハウジング１３３における第１ハウジング１３２とは反対側の端部は、二つの柱体１１０の間の空間から突出しており、圧縮空気を導入するための導入部１３４を形成している。また、ハウジング１３１は、その中に導入された圧縮空気を排出するための排出部（図示せず）も形成している。
【００２７】
ところで、ドリル刃１０２の中腹は、ドリル刃保持部材１３５により保持されている。ドリル刃保持部材１３５は、エアドリル本体１０３の第２ハウジング１３３と略平行をなして水平に延び二つの柱体１１０の間に入り込むアーム１３６を有する。また、一方の柱体１１０には、他方の柱体１１０に対面する側の側面に、レール１３７が設けられている。レール１３７は、第２基礎プレート１０９から天板体１１１まで鉛直に延び、中心点Ｃ側と金属円板２０１の円形周縁側とに離間して二本設けられている。各レール１３７には、サドル１３８が摺動自在に係合している。各サドル１３８には、連結部材１３９を介して、エアドリル本体１０３の第２ハウジング１３３とドリル刃保持部材１３５のアーム１３６とが取り付けられている。
【００２８】
図４は、加工機１０１の下方部分の斜視図である。基部１１５には、通気孔１４０が形成されている。この通気孔１４０は、第２基礎プレート１０９を貫通する長円形状の大径孔と、この大径孔に連通し第１基礎プレート１０６を貫通する小径孔と、により形成される。小径孔には、チューブ１４１が連結されている。チューブ１４１は、エアポンプ１４２から延出しているものであり、エアポンプ１４２の駆動によって小径孔に空気を送り込む。小径孔に送り込まれた空気は、第１基礎プレート１０６の下面と金属円板２０１の加工対象面２０１ａとの間に入り込み、第１基礎プレート１０６と金属円板２０１との間に空気層を形成する。
【００２９】
このように構成される加工機１０１を用いて金属円板２０１にボルト孔を形成する場合、操作者は、四個のローラ１０８で金属円板２０１の側面を挟み込むように第１基礎プレート１０６及び基礎長尺部材１０７を金属円板２０１の加工対象面２０１ａに載置する。続いて、操作者は、エアポンプ１４２を駆動させながら、フック１１７を持って第１基礎プレート１０６及び基礎長尺部材１０７を金属円板２０１の円周方向に動かし、長孔１１３ａと第１仮留ボルト孔２０２との位置合わせ、及び、ボルト１０６ａを挿通するためのボルト孔（図示せず）と第２仮留ボルト孔２０３との位置合わせを行う。このとき、エアポンプ１４２の駆動によって第１基礎プレート１０６の下面と金属円板２０１の加工対象面２０１ａとの間に入り込んだ空気は、これらの間に空気層を形成し、加工機１０１の全体を僅かに上方に持ち上げる。このため、操作者が加工機１０１を動かしても第１基礎プレート１０６と金属円板２０１とが擦れて加工対象面２０１ａが傷つかない。操作者は、位置合わせを行った後に、ボルト１０６ａ及びボルト１１３を用いて、第１基礎プレート１０６と第２基礎プレート１０９と金属円板２０１とを仮留めする。
【００３０】
続いて、操作者は、継手部１２８にクランクハンドル（図示せず）を取り付け、クランクハンドルを回転してジャッキ１０４を動かす。これにより、ドリル刃１０２はその軸線ＡＹに沿ってスライド移動し、ドリル刃１０２の先端が加工対象面２０１ａに対して近接離反する。このとき、レール１３７は、ドリル刃１０２がその軸線ＡＹに沿って確実にスライド移動するよう、ドリル刃１０２の動きを補助する。
【００３１】
エアドリル本体１０３の導入部１３４から圧縮空気を導入すると、エアドリル本体１０３が駆動して、ドリル刃１０２が回転駆動する。この状態でジャッキ１０４の動きによってドリル刃１０２の先端が加工対象面２０１ａに接触すると、ドリル刃１０２は切削を開始する。操作者は、金属円板２０１に形成しようとするボルト孔の深さに応じた距離だけジャッキ１０４を動かし、金属円板２０１にボルト孔を貫通形成したり、この金属円板２０１を貫通しない程度の深さのボルト孔を形成したりする。このとき、ドリル刃１０２は、加工対象面２０１ａから反力を受ける。しかしながら、本実施の形態では、ジャッキ１０４は、ドリル刃１０２の軸線ＡＹ上に位置する固定点１１４で固定されている。これにより、回転駆動するドリル刃１０２の振動は、この軸線ＡＹ上にある固定点１１４で吸収され、ドリル刃１０２が加工対象面２０１ａから受ける反力で加工機１０１が振り回されることがなくなる。したがって、加工対象面２０１ａの高精度な加工が実現される。
【００３２】
なお、上記の説明では、金属円板に対して切削を行ってボルト孔を形成するための加工機への適用例を示したが、本発明は、ドリル刃を用いた加工機のみならず、様々な加工機に適用できる。例えば、ドリル刃１０２に代えて、エンドミル、リーマ、タップ等の切削工具を用いても良い。また、ボルト孔のみならず他の用途に用いられる孔部を金属円板に形成する加工機に本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００３３】
１０１      加工機
１０２      ドリル刃（軸状工具）
１０３      エアドリル本体（駆動部）
１０４      ジャッキ（スライド移動部）
１０５      保持部
１１５      基部
１１６      延出部
１２１      ベース（連結部）
１２２      屈曲アーム
１２３      受部（連結部）
１２７      ネジロッド
１２８      継手部（操作部）
１４０      通気孔
２０１ａ    加工対象面
ＡＹ        軸線
【図１】
2011189475.tif 000003
【図２】
2011189475.tif 000004
【図３】
2011189475.tif 000005
【図４】
2011189475.tif 000006
【図５】
2011189475.tif 000007