(57)【要約】      （修正有）【課題】圧延機と電動機のような巨大軸をフランジによって軸継手するリーマ通しを行う場合の、狭い作業空間に搬入し、取り付けることができる高精度のカップリングリーマ加工装置及び加工方法を提案する。さらに、被加工物の平板部に穿ったベース穴のより大きい穴への再加工やネジ穴への変更を容易かつ高精度で行うことができる穴加工装置を提案する。【解決手段】互いに対向し離隔して設けられたテンプレート２と補助プレート４及びこれらを結合するガイド３から構成され、互いに軸継手される２つの主軸５０のカップリングフランジ５１，５６の一方の主軸及びフランジに固定される取付枠Ａと、該取付枠Ａに組み込まれ前記ガイド３に沿ってスライドしリーマの回転と送りによりリーマ通しを行うリーマ穴加工手段とからなり、その装置を、リーマの軸線及び送り方向がフランジに穿設されたベース穴の軸線と一致するように組み上げる。【選択図】          図１
2004298998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の平板部に穿ったベース穴の穴加工装置において、
互いに対向し離隔して設けられたテンプレートと補助プレート及びこれらを結合するガイドから構成され前記平板部に固定される取付枠と、
該取付枠に組み込まれ前記ガイドに沿ってスライドし穴加工具の回転と送りを司る加工手段とからなる穴加工装置。
【請求項２】
互いに対向し離隔して設けられたテンプレートと補助プレート及びこれらを結合するガイドから構成され、互いに軸継手される２つの主軸のカップリングフランジの一方の主軸及びフランジに固定される取付枠と、
該取付枠に組み込まれ前記ガイドに沿ってスライドしリーマの回転と送りによりリーマ通しを司るリーマ穴加工手段とからなるカップリングリーマ加工装置。
【請求項３】
取付枠のテンプレートはフランジとの合わせ面に垂直に明けられた中心穴を有し、
取付枠のガイドは前記テンプレートのフランジとの合わせ面に垂直に、かつ、前記中心穴の軸線に平行に取り付けられるものであることを特徴とする請求項２記載のカップリングリーマ加工装置。
【請求項４】
リーマ穴加工手段は、取付枠のガイドに沿ってスライドする移動枠と、該移動枠をスライドさせる送り機構と、前記移動枠に取り付けられリーマを回転駆動するモータとからなり、
前記移動枠は、テンプレートの中心穴の軸線上にリーマを回転自在に保持固定するチャックを設けたリーマホルダを有することを特徴とする請求項２又は３に記載のカップリングリーマ加工装置。
【請求項５】
取付枠はテンプレートを介してフランジに固定され、かつ、補助プレートを介して主軸に固定されるものであることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のカップリングリーマ加工装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれかに記載のカップリングリーマ加工装置を互いに軸継手される２つの主軸のカップリングフランジの一方の主軸及びフランジに取り付けるに当たり、互いに軸継手される２つの主軸のカップリングフランジの一方の主軸のフランジに穿設されたベース穴に位置決めピンを嵌合させる段階と、
該位置決めピンとテンプレートの中心穴を合わせて位置決めピンにテンプレートをはめ込んでテンプレートをフランジに固定する段階と、
該フランジに固定されたテンプレートを基準としてカップリングリーマ装置の残部を組み上げる段階とからなるカップリングリーマ加工装置の取付方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフランジの穴加工装置及びその取付方法に係り、特に圧延機の主軸と電動機等の大型軸をフランジ形固定軸継手するに当たり、カップリングフランジに設けたベース穴にリーマ通しを行うカップリングリーマ加工装置及びその取付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力伝達用継手として軸継手が広く利用されており、例えば、圧延機と電動機の主軸のカップリングにフランジ形固定軸継手が利用されている。このカップリングには厳しい継手公差及び強度が要求されるため、電動機の主軸端部に設けたフランジと、圧延機の主軸端部に設けたフランジとを突き合わせてリーマボルトで締結するフランジ形固定軸継手が利用されている。
【０００３】
このようなカップリングにおいては、圧延機や電動機を更新する場合に、また、定期点検の際等に、改めてリーマ穴を加工するリーマ通しが必要になる。このような場合に、従来は、広い作業空間が確保できる場合は工作機械と加工用治具を現場に搬入してリーマ通しを行うこともあるが、主として主軸とともにカップリングを機械工場に搬送してリーマ通しを行っていた。
【０００４】
このように巨大軸のカップリングにおけるリーマ通しには、多大な工数を要する。特に、巨大軸を取り外し、搬送してリーマ通しを行った後、さらにその再取付を行うには、厖大な工数を要する。このため、現場で簡易に高精度のリーマ通しが可能な装置が求められている。この場合、例えば電動機を更新する場合は、作業空間が極めて狭く、加工用の工具や治具の搬入、取付、さらにはリーマ通しに困難を来す。そのため、コンパクトで簡易高精度のリーマ加工装置が強く求められている。
【０００５】
かかる要請に対し、特許文献１で提案されている水車発電機の水車軸と発電機軸とのカップリングに使用するリーマ通し用治具を利用することが考えられる。また、特許文献２あるいは３等で提案されている現場でＨ形鋼等のフランジやウェブの穴加工に使用する簡易穴加工機を利用することが考えられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−９２５０号公報
【特許文献２】
特開平９−２２５７１７号公報
【特許文献３】
特開平９−１３１６０７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案の装置を用いて、現場の狭い空間で、圧延機等で要求される主軸の直径が１０００から２０００ｍｍでリーマボルト径が５０〜６０ｍｍ以上のベース穴に、リーマ通しを行うには問題がある。すなわち、特許文献１で提案されている装置では、リーマ取付部が長穴を有し相互に取り付け位置の調整ができるリンクプレートから構成されているため、加工中にリーマの位置ずれや振動等を生じやすく、上記のような大サイズのリーマ通しは容易でないという問題がある。また、特許文献２又は３で提案されている装置では、現場の狭い空間で加工を行うには、装置自体が大きく加工精度確保も難しいため、これらの装置を利用するのは困難である。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するため、例えば圧延機と電動機のような巨大軸をフランジによって軸継手する場合に、狭い作業空間に搬入し、取り付けることができる高精度のカップリングリーマ加工装置及び加工方法を提案するものである。さらに、被加工物の平板部に穿ったベース穴のより大きい穴への再加工やネジ穴への変更を容易かつ高精度で行うことができる穴加工装置を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る穴加工装置は、被加工物の平板部に穿ったベース穴の穴加工装置において、互いに対向し離隔して設けられたテンプレートと補助プレート及びこれらを結合するガイドから構成され前記平板部に固定される取付枠と、該取付枠に組み込まれ前記ガイドに沿ってスライドし穴加工具の回転と送りを司る加工手段とからなる。
【００１０】
また、本発明に係るカップリングリーマ加工装置は、互いに対向し離隔して設けられたテンプレートと補助プレート及びこれらを結合するガイドから構成され、互いに軸継手される２つの主軸のカップリングフランジの一方の主軸及びフランジに固定される取付枠と、該取付枠に組み込まれ前記ガイドに沿ってスライドしリーマの回転と送りによりリーマ通しを行うリーマ穴加工手段とからなる。
【００１１】
本カップリングリーマ加工装置において、取付枠のテンプレートはフランジとの合わせ面に垂直に明けられた中心穴を有し、取付枠のガイドは前記テンプレートのフランジとの合わせ面に垂直に、かつ、前記中心穴の軸線に平行に取り付けられるものであるのがよい。
【００１２】
リーマ穴加工手段は、取付枠のガイドに沿ってスライドする移動枠と、該移動枠をスライドさせる送り機構と、前記移動枠に取り付けられリーマを回転駆動するモータとからなり、前記移動枠は、テンプレートの中心穴の軸線上にリーマを回転自在に保持固定するチャックを設けたリーマホルダを有するのがよい。
【００１３】
取付枠はテンプレートを介してフランジに固定され、かつ、補助プレートを介して主軸に固定されるものであるのがよい。
【００１４】
本発明のカップリングリーマ加工装置の取付方法は、前記いずれかの発明に記載したカップリングリーマ加工装置を互いに軸継手される２つの主軸のカップリングフランジの一方の主軸及びフランジに取り付けるに当たり、互いに軸継手される２つの主軸のカップリングフランジの一方の主軸のフランジに穿設されたベース穴に位置決めピンを嵌合させる段階と、該位置決めピンとテンプレートの中心穴を合わせて位置決めピンにテンプレートをはめ込んでテンプレートをフランジに固定する段階と、該フランジに固定されたテンプレートを基準としてカップリングリーマ装置の残部を組み上げる段階とを順次行うものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明を具体的に説明する。まず、狭い空間であっても高い精度で加工できるカップリングリーマ加工装置について説明する。図１は本発明の一実施例に係るカップリングリーマ加工装置の使用状態を示す斜視図である。本カップリングリーマ加工装置１（以下本装置という）は、例えば圧延機の主軸５０及びフランジ５１に取り付けられるものであり、本装置により該フランジ５１とカップリングされる電動機等の主軸のフランジ５６にほぼ重なって開けられたベース穴５２及び５７のリ−マ通しが行われる（図３参照）。本装置は、取付枠Ａとリーマ穴加工手段Ｂとから構成される。なお主軸とは、上記のようにフランジ形固定軸継手される軸をいい、中間軸と呼ばれるものであってもよい。
【００１６】
取付枠Ａは、互いに対向し離隔して設けられたテンプレート２と補助プレート４及びそれらを結合するガイド３から構成される。図２に示すように、テンプレート２はフランジとの合わせ面２ａに対して垂直に明けられた中心穴８を有する。ガイド３Ａ、３Ｂは、フランジとの合わせ面２ａに垂直で互いに離隔し２本設けられている。これにより、ガイド３Ａ、３Ｂは中心穴８の軸線Ｐｔに平行になる。補助プレート４は、その両端部に調整ボルト４１を有し、さらにチェーン４２の係止部４３を有する。調整ボルト４１はねじ込み深さを調整して、その先端部を主軸５０に当接させることができる。
【００１７】
リーマ穴加工手段Ｂは、取付枠Ａのガイド３上を前後にスライドする移動枠２０と、該移動枠２０を前後にスライドさせる送り機構３０と、移動枠２０に取り付けられリーマ３６を回転駆動するモータ３５とからなる。
【００１８】
移動枠２０は、リーマ３６を回転自在に保持固定するリーマホルダ２１と、リーマホルダ２１と離隔して対向するバックプレート２２及びこれらを一体に結合するシャフト２３から構成される。リーマホルダ２１には、モータ３５を取り付けるブラケット２４が設けられている。リーマホルダ２１は、図２に示すように、ガイド３Ａ、３Ｂが嵌通する部分にベアリング２５（２５Ａ、２５Ｂ）を有し、それによって移動枠２０をレール３に沿ってがたつきなく円滑にスライドさせることができる。なお、バックプレート２２にもベアリング２５を設け、ガイドを嵌通させれば移動枠２０をレール３に沿ってよりがたつきなくスライドさせることができる。
【００１９】
図２に示すように、リーマホルダ２１には、リーマ固定用のチャック２６が回転自在に装着され、チャック２６の軸線は、テンプレートの中心穴８の軸線Ｐｔと一致するように構成されている。チャック２６にはリーマ３６に嵌合しそれを固定するテーパー状の固定部を設けており、リーマ３６の軸線は中心穴の軸線Ｐｔと一致するようになっている。これにより軸線Ｐｔ方向にリーマ通しを行うことができる。モータ３５は、その回転軸の軸線がブラケット２４を介してリーマ３６の回転軸の軸線と一致するように取り付ければよい。
【００２０】
送り機構３０は、バックプレート２２に固定された軸受３３と、補助プレート４に固定されたナット３２と、ナット３２に螺合し軸受３３に軸支された送りネジ３１とからなり、送りネジ３１、ナット３２、軸受３３の中心は軸線Ｐｔ上にあるように構成されている。これにより、送りネジ３１を回転させ移動枠２０を前後にレール３に沿ってスライドさせるリーマ送りの際に、リーマ送りを円滑に行うことができる。なお、送りネジを回転させるためハンドル３４を設けている。
【００２１】
本装置は、このように取付枠Ａとリーマ穴加工手段Ｂとから構成され、取付枠Ａは、互いに対向し離隔して設けられたテンプレート２と補助プレート４及びこれらを結合するガイド３から構成されており、リーマ穴加工手段Ｂは、取付枠のガイド３に沿って円滑にスライドする移動枠２０と、移動枠２０をスライドさせる送り機構３０と、移動枠２０に取り付けられリーマ３６を回転駆動するモータ３５とから構成され、移動枠２０には、テンプレート２の中心穴８の軸線Ｐｔ上にリーマ３６を回転自在に保持固定するチャック２６を設けたリーマホルダ２１を有する。これによりリーマ通しを軸線Ｐｔ方向に行うことができる。
【００２２】
本装置の組付は、予めカップリングフランジ５１及び５６を適当なベース穴を利用して仮締結した上で行い、まず、取付枠Ａのテンプレート２をフランジ５１に取り付ける。その際に、テンプレートの中心穴８の軸線Ｐｔをフランジ５１に穿設されたベース穴５２の軸線Ｐｂと一致させることが重要である。このため、まず中心穴８とベース穴５２の両者に嵌合する位置決めピン５をベース穴５２に差し込む。つぎにこの位置決めピン５とテンプレートの中心穴８を合わせて位置決めピン５にテンプレート２をはめ込んでテンプレート２をボルト４０（４０Ａ及び４０Ｂ）でフランジ５１に固定する。その後テンプレート２を基準に本装置の残部の構成品を組み上げる。これにより、リーマ３６の軸及びその送り方向をベース穴の軸線Ｐｂと一致させることができ、高い精度でリーマ通しを行うことができる（図３参照）。
【００２３】
最後に、補助プレート４の両端に設けられた調整ボルト４１を主軸５０に接する程度にねじ込み長さを調整したうえで、チェーン４２を主軸５０に巻き付けてその両端を係止部４３に取り付けチェーンの張りを調整して補助プレート４を主軸５０に固定する。これにより、ガイド３に曲げやねじれを生じさせないように、本装置を主軸５０に取り付けることができる。また、本装置の両端部分はそれぞれフランジ５１と主軸５０に固定されており、装置の位置ずれや変形を防止することができる。なお、チェーンの張り調整は一般に使用される緊張具により行う。
【００２４】
本装置の組付に当たっては、テンプレートの中心穴８の軸線Ｐｔをフランジ５１に穿設されたベース穴５２の軸線Ｐｂと一致させるに際し、位置決めピン５を予めテンプレート２にはめ込んだものをフランジ５１のベース穴５２に差し込む手順でもよい。また、位置決めピン５にテンプレート２のみをはめ込み、その後構成品の残部を組み上げても良いし、あるいは位置決めピン５にある程度の構成品を組み付けたテンプレート２をはめ込んでその後残りの構成品を組み上げても良い。テンプレート２のフランジ５１への固定は、テンプレート２をフランジ５１にボルト４０で仮止めして本装置を組み付け上げた後、補助プレート４を主軸５０に固定する際にボルト４０を一旦弛めてテンプレート２の取り付け位置を微調整した上でボルト４０を本締めする方法でも良い。
【００２５】
本装置を組み付けた後、リーマ通しは以下のように行う。先ず位置決めピン５をテンプレート２から取り外す。つぎにリーマ加工用の下穴を明け、その後リーマ加工を行う。本装置ではドリルやリーマの交換が簡単にでき、また、容易に穴加工やリーマ加工を行うことができるから、上記一連の作業を迅速に行うことができる。
【００２６】
リーマ通しを行うに当たって、ベース穴５７が相当に変形している場合は、図４に示すようにガイドブッシュ６を利用するのがよい。ガイドブッシュ６は、テンプレートの中心穴８に嵌合するとともに位置決めピン５及び下穴加工用のドリル３７が貫通する穴７を有しており、下穴加工をする場合にドリル３７の振れを最小限に抑えて所定精度の下穴を明けることができる。
【００２７】
このように本装置により、リーマ通しを現場の狭い空間で、ベース穴５２の軸線Ｐｂ方向に高い精度で、かつ、簡便に行うことができる。以上本発明を一実施例に基づいて説明したが、本発明の実施形態は上記に限られるものではなく、例えば以下のように実施することができる。
【００２８】
テンプレート２はフランジ５１にボルト４０で固定されるが、さらに、補助プレート４と同様に、テンプレート２の両端部に調整ネジ４５を設けることができる。この調整ネジ４５を主軸５０に当接させたうえでチェーン４６によりテンプレート２を主軸５０に固定すると、固定ボルト４０の弛みが防止できる。
【００２９】
ガイド３は、移動枠２０がガイド３に沿って円滑にスライドできるものであればよく、ガイド３は２本に限られるものでなく、３本配置してもよい。その場合は、ガイド３の剛性が高くなり、加工精度をより高くすることができる。さらに、ガイド３を、円筒状に構成し、その内表面を円筒状のリーマホルダ２１がスライドする構造としてガイド３、取付枠Ａの剛性を高くすることもできる。
【００３０】
移動枠２０は、リーマホルダ２１とバックプレート２２とが一体に結合され、リーマホルダ２１とバックプレート２２との間にモータ３５の収容空間が確保できる構造であればよい。図１の実施例の移動枠２０は、リーマホルダ２１とバックプレート２２とをシャフト２３で結合した構造となっているが、シャフト２３に代えて例えば板状体で結合したものであってもよい。
【００３１】
リーマ３６に回転駆動力を与えるモータ３５は、油圧モータであるのが好ましい。油圧モータはコンパクトで、強い回転力を得ることができ、狭い現場で大サイズのリーマ通しを行うカップリングリーマ加工装置に適している。なお、油圧モータ３５への油圧源は、持ち運び容易な簡易型のもので足りるが、圧延機等がある工場内に設置された油圧源や、フォークリフト等の油圧使用車両の油圧源を利用することができる。
【００３２】
なお、作業効率を向上させるため、図５に示すように、本装置を主軸５０の周囲に複数個配置して同時にリーマ通しを行うことができる。
【００３３】
上記に説明したように本発明に係るカップリングリーマ加工装置によって、フランジ形固定軸継手のリーマ通しを高い精度で行うことができるが、本装置の用途はこれに限られない。例えば、被加工物の平板部に穿ったベース穴をさらに穴径の大きい穴に再加工する場合やネジ穴に変更する場合に利用することができる。この場合には前述のリーマ通しほどの加工精度が要求されないから、本装置の固定は必要に応じて平板部に穿った穴にテンプレート２をボルト４０で固定する程度でよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係るカップリングリーマ加工装置によれば、現場で、圧延機と電動機等を軸継手で連結するカップリングにおいて、狭い作業空間で簡易高精度のリーマ通しを行うことができる。また、本発明に係るカップリングリーマ加工装置の取付方法によれば、カップリングリーマ加工装置を互いに軸継手される２つの主軸のカップリングフランジの一方の主軸及びフランジに取り付けるに当たり、リーマの軸線及び送り方向をフランジに穿設されたベース穴の軸線と一致させるように組み上げることができるので、精度の高いリーマ通しを行うことができる。さらに、本発明に係る穴加工装置によれば、被加工物の平板部に穿ったベース穴のより大きい穴への再加工やネジ穴への変更を容易かつ高精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るカップリングリーマ加工装置の使用状態を示す斜視図である。
【図２】図１の部分正面図である。
【図３】本装置をフランジに組み付ける際の組み付け説明図である。
【図４】ガイドブッシュを利用して本装置をフランジに組み付けリーマ加工用下穴を明ける場合の説明図である。
【図５】本装置を主軸の周囲に複数個設けた実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
１：カップリングリーマ加工装置
２：テンプレート
３：ガイド（３Ａ、３Ｂ）
４：補助プレート
５：位置決めピン
６：ガイドブッシュ
７：穴
８：中心穴
２０：移動枠
２１：リーマホルダ
２２：バックプレート
２３：シャフト
２４：ブラケット
２５：ベアリング（２５Ａ、２５Ｂ）
２６：チャック
３０：送り機構
３１：送りネジ
３２：ナット
３３：軸受
３４：ハンドル
３５：モータ
３６：リーマ
３７：ドリル
４０：ボルト（４０Ａ、４０Ｂ）
４１：調整ネジ
４２：チェーン
４３：係止部
４５：調整ネジ
４６：チェーン
５０：主軸
５１：フランジ
５２：ベース穴
５６：フランジ
５７：ベース穴
【図１】
2004298998.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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