(57)【特許請求の範囲】
【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複数組の切断個数に応じた切断溝が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、
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。
【請求項２】
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記載のリング材の自動切断装置。
【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複数組の切断個数に応じた切断溝が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、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。また、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１１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２３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４０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２８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１２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２９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３５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１２に取付けられるシュラウドＳと対向するよう移動台１１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ＯＦＦ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２７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６３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。また、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。
【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。
【００６８】
さらに、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、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
【図１】
0003767707.tif 000002
【図２】
0003767707.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003767707.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003767707.tif 000008