JPH10202434A - ロングシャフト内面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硫黄滑り止めペンキを用いることなく硫黄の
スリップによる空回りを防止することができるロングシ
ャフト内面加工装置を提供する。 【解決手段】 ロングシャフト１を軸心Ｚ−Ｚを中心に
回転駆動するシャフト回転装置１２と、加工工具１４を
ロングシャフト内の軸心に沿って移動させる工具移動装
置１６とを備える。加工工具は、ロングシャフトの軸心
に沿って延びる中空管２９と、その内部を貫通する拡縮
用ロッド２２と、ローレット２３を有するローレット支
持部２４と、ローレット支持部と中空管の先端部とを連
結する平行リンク２５と、ローレット支持部とロッドの
先端部とを連結する拡縮リンク２６とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硫黄滑り止めペン
キの代わりにロングシャフトの内面にローレット加工を
行うロングシャフト内面加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジェットエンジンのタービンとファン
（又はコンプレッサ）を連結するために、ロングシャフ
トと呼ばれる図５に例示するような細長い中空軸（例え
ば全長約３ｍ、主要部の外径１０〜２０ｃｍ）が用いら
れる。かかるロングシャフトは、軽量化のため薄肉であ
り、かつタービンと共に高速回転するため高い回転バラ
ンス精度が要求される。そのため、通常の内面加工装置
（例えば中ぐり盤）の適用は困難であり、図６に例示す
るような加工工程が適用される。

【０００３】すなわち、（Ａ）ロングシャフト１の外面
を粗加工後、（Ｂ）コアバー２とロングシャフト１との
隙間へ硫黄３を鋳込み、（Ｃ）硫黄の凝固後、コアバー
とほぼ同径のボーリングバー４を挿入し、（Ｄ）ボーリ
ングバーを引き抜きながら、先端部５の工具６で内面を
加工する手段が用いられる。かかる手段により、ボーリ
ングバーの先端部５を凝固した硫黄３で支持することが
でき、先端工具６の芯振れを防ぎ、硫黄と共に内面を加
工することにより、内径振れの少ないロングシャフトを
加工することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のロング
シャフトの内面加工では、（Ｄ）の内面加工時に凝固し
た硫黄３がロングシャフト１の内面でスリップして空回
りすることがある。この空回りが発生すると、硫黄によ
り芯振れ防止機能が損なわれ、内径振れが大きくなる問
題がある。そのため、従来は、ロングシャフトの内面に
硫黄を鋳込む前に、特殊な硫黄滑り止めペンキを塗布
し、このペンキにより硫黄と内面とのスリップを防止し
ていた。しかし、かかるペンキを用いると、その塗布に
時間がかかるばかりでなく、塗布後の完全乾燥にも長時
間を要する問題点があった。また、内面加工後に非加工
部分には硫黄と共にこのペンキが残り、硫黄自体は溶解
炉内で容易に溶解除去することができるが、このペンキ
は溶解除去できないため、回転ブラシ等を用いて機械的
に除去する必要があり、このペンキ除去にも長時間がか
かり、かつこの除去工程で加工面を傷付けるおそれがあ
る、等の問題点があった。

【０００５】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、硫黄
滑り止めペンキを用いることなく硫黄のスリップによる
空回りを防止することができるロングシャフト内面加工
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ロング
シャフトを軸心を中心に回転駆動するシャフト回転装置
と、加工工具をロングシャフト内の軸心に沿って移動さ
せる工具移動装置とを備え、前記加工工具は、ロングシ
ャフトの軸心に沿って延びる中空管と、その内部を貫通
する拡縮用ロッドと、ローレットを有するローレット支
持部と、該ローレット支持部と中空管の先端部とを連結
する平行リンクと、ローレット支持部とロッドの先端部
とを連結する拡縮リンクとからなる、ことを特徴とする
ロングシャフト内面加工装置が提供される。

【０００７】上記本発明の構成によれば、ローレット支
持部と中空管の先端部とが平行リンクで連結されている
ので、拡縮用ロッドを中空管に対して末端側に引き付け
ることによりローレット支持部に取付られたローレット
をその軸心を平行に保持しながら拡径し、逆に拡縮用ロ
ッドを先端側に押し付けることによりローレットをその
軸心を平行に保持したまま縮径することができる。

【０００８】従って、ローレットを縮径した状態で加工
工具をロングシャフト内に挿入し、シャフト回転装置に
よりロングシャフトを回転させ、ローレットを拡径して
ロングシャフトの内面に押付け、その状態で工具移動装
置で加工工具をロングシャフト内の軸心に沿って移動さ
せることにより、ローレットによりロングシャフトの内
面にローレット加工を行うことができる。このローレッ
ト加工により、互いに交差する溝がロングシャフト内面
に形成されるので、この溝により硫黄との摩擦力が増大
するので、硫黄滑り止めペンキを用いることなく硫黄の
スリップによる空回りを防止することができる。

【０００９】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
中空管及び拡縮用ロッドの末端部には、拡縮用ロッドを
末端側に付勢する付勢装置（例えば圧縮バネ）が設けら
れている。この構成により、ローレットの拡縮すなわち
ローレット径を末端側（手元）で調整でき、かつテーパ
部の加工も可能である。また、付勢装置による付勢力を
ローレット加工に適した大きさに設定しておくことによ
り、加工工具の軸方向の移動中に、ローレットの拡縮を
自動的に行うことができる。

【００１０】また、前記ローレット支持部，平行リンク
及び拡縮リンクはそれぞれ１２０°づつ隔てて３組設け
られ、３つのローレットのうち少なくとも１つは、異な
る方向のローレット溝を有している。この構成により、
３つのローレットにより加工工具をロングシャフトの中
心に自動調心し、同時に互いに交差する溝を形成するこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付して重複した説明を省略す
る。図１は、本発明によるロングシャフト内面加工装置
の全体構成図である。この図において、本発明のロング
シャフト内面加工装置１０は、ロングシャフト１を軸心
Ｚ−Ｚを中心に回転駆動するシャフト回転装置１２と、
加工工具１４をロングシャフト内の軸心に沿って移動さ
せる工具移動装置１６とを備えている。

【００１２】シャフト回転装置１２は、水平架台１７、
水平支持ローラ１８、端面支持ローラ１９及び回転駆動
ユニット２０からなる。水平支持ローラ１８は間隔を隔
てた水平軸を中心に自由回転する一対のローラからな
り、ロングシャフト１を水平に支持したまま軸心Ｚ−Ｚ
を中心に自由に回転できるように支持している。端面支
持ローラ１９は、垂直な軸心を中心に自由回転するロー
タからなり、ロングシャフト１の端面に接触しながら回
転し、その端面位置を保持する。回転駆動ユニット２０
は、ロングシャフト１の外周面に接するタイミングベル
ト２０ａとこれを駆動する駆動装置２０ｂ（例えば減速
機付モータ）からなり、ロングシャフト１を軸心を中心
に加工に適した速度で回転するようになっている。

【００１３】上述した構成により、ロングシャフト１を
水平に支持したままその軸心Ｚ−Ｚを中心に回転駆動す
ることができる。なお、この例では、ロングシャフト１
の軸心は水平であるが、本発明はこれに限定せず、自由
な角度、例えば必要により垂直にしてもよい。

【００１４】工具移動装置１６は、水平架台１７の上面
に取付けられた水平ラック２１ａ、これと螺合するピニ
オン歯車２１ｂ、及び加工工具１４を水平に支持する工
具支持部１５からなる。ピニオン歯車２１ｂは工具支持
部１５に取付けられ、手動または電動で回転するように
なっている。この構成により加工工具１４を水平に支持
しながら、ロングシャフト１の軸心に沿って移動させる
ことができる。

【００１５】図２は、図１の主要部拡大図であり、図３
は、図２のＡ−Ａ線における矢視図である。図２に示す
ように、加工工具１４は、ロングシャフト１の軸心Ｚ−
Ｚに沿って延びる中空管２９と、その内部を貫通する拡
縮用ロッド２２と、ローレット２３を有するローレット
支持部２４と、ローレット支持部２４と中空管２９の先
端部２９ａ（図で右端部）とを連結する平行リンク２５
と、ローレット支持部２４とロッド２２の先端部２２ａ
とを連結する拡縮リンク２６とからなる。

【００１６】中空管２９の末端部２９ｂ（図で左端部）
は、工具支持部１５により支持されている。平行リンク
２５は、両端がピン結合された２本のリンクからなり、
ローレット２３の軸心を常に軸心Ｚ−Ｚと平行に保持す
るようになっている。拡縮リンク２６は、両端がピン結
合された１本のリンクからなり、ロッド２２の相対的に
移動によりローレット支持部２４を拡縮するようになっ
ている。

【００１７】また、図３に示すように、この実施形態で
は、ローレット支持部２４，平行リンク２５及び拡縮リ
ンク２６はそれぞれ１２０°づつ隔てて３組設けられて
いる。この構成により、３つのローレット２３により加
工工具１４をロングシャフト１の中心に自動調心するこ
とができる。また、３つのローレット２３のうち少なく
とも１つは、異なる方向のローレット溝を有している。
この構成により、同時に互いに交差する溝を形成するこ
とができる。なお各ローレット２３を互いに交差する溝
を有する２枚のローレットを重ねたものにしてもよい。

【００１８】更に、図２に示すように、中空管２９及び
拡縮用ロッド２２の末端部（図で左端部）には、拡縮用
ロッド２２を末端側に付勢する付勢装置２７（この図で
は圧縮バネ）が設けられている。この付勢装置２７は、
例えば空圧シリンダ等であってもよい。この構成によ
り、ローレット２３の拡縮すなわちローレット径を末端
側（手元）で調整でき、かつテーパ部の加工も可能であ
る。また、付勢装置２７による付勢力をローレット加工
に適した大きさに設定しておくことにより、加工工具１
４の軸方向の移動中に、ローレット２３の拡縮を自動的
に行うことができる。

【００１９】図４は、加工工具１４の作動説明図であ
る。上述した構成によれば、ローレット支持部２４と中
空管２９の先端部２９ａとが平行リンク２５で連結され
ているので、図４（Ａ）に示すように、拡縮用ロッド２
２を中空管２９に対して末端側に引く付けることにより
ローレット支持部２４に取付られたローレット２３をそ
の軸心を平行に保持しながら拡径することができる。ま
た、図４（Ｂ）に示すように、逆に拡縮用ロッド２２を
先端側に押し付けることによりローレット２３をその軸
心を平行に保持したまま縮径することができる。

【００２０】従って、図１において、ローレット２３を
縮径した状態で加工工具１４をロングシャフト１内に挿
入し、シャフト回転装置１２によりロングシャフト１を
回転させ、ローレット２３を拡径してロングシャフト１
の内面に押付け、その状態で工具移動装置１６で加工工
具１４をロングシャフト１内の軸心Ｚ−Ｚに沿って移動
させることにより、ローレット２３によりロングシャフ
ト１の内面にローレット加工を行うことができる。この
ローレット加工により、互いに交差する溝がロングシャ
フト内面に形成されるので、この溝により硫黄との摩擦
力が増大するので、硫黄滑り止めペンキを用いることな
く硫黄のスリップによる空回りを防止することができ
る。

【００２１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】上述したロングシャフト内面加工装置に
よれば、現在行われているペンキの乾燥時間をゼロにす
ることができ、大幅なコストダウンと山積の消化に有効
であり、かつペンキが不要となるため、ペンキ代がゼロ
となる。すなわち、本発明のロングシャフト内面加工装
置は、硫黄滑り止めペンキを用いることなく硫黄のスリ
ップによる空回りを防止することができる等の優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロングシャフト内面加工装置の全
体構成図である。

【図２】図１における主要部の拡大図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線における矢視図である。

【図４】加工工具の作動説明図である。

【図５】ロングシャフトの部分断面図である。

【図６】従来の加工手段の工程説明図である。

【符号の説明】

１ ロングシャフト ２ コアバー ３ 硫黄 ４ ボーリングバー ５ 先端部 ６ 工具 １０ ロングシャフト内面加工装置 １２ シャフト回転装置 １４ 加工工具 １５ 工具支持部 １６ 工具移動装置 １７ 水平架台 １８ 水平支持ローラ １９ 端面支持ローラ ２０ 回転駆動ユニット ２１ａ 水平ラック ２１ｂ ピニオン歯車 ２２ 拡縮用ロッド ２３ ローレット ２４ ローレット支持部 ２５ 平行リンク ２６ 拡縮リンク ２７ 付勢装置（圧縮バネ） ２９ 中空管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロングシャフトを軸心を中心に回転駆動
   するシャフト回転装置と、加工工具をロングシャフト内
   の軸心に沿って移動させる工具移動装置とを備え、 前記加工工具は、ロングシャフトの軸心に沿って延びる
   中空管と、その内部を貫通する拡縮用ロッドと、ローレ
   ットを有するローレット支持部と、該ローレット支持部
   と中空管の先端部とを連結する平行リンクと、ローレッ
   ト支持部とロッドの先端部とを連結する拡縮リンクとか
   らなる、ことを特徴とするロングシャフト内面加工装
   置。
2. 【請求項２】 前記中空管及び拡縮用ロッドの末端部に
   は、拡縮用ロッドを末端側に付勢する付勢装置が設けら
   れている、ことを特徴とする請求項１に記載のロングシ
   ャフト内面加工装置。
3. 【請求項３】 前記ローレット支持部，平行リンク及び
   拡縮リンクはそれぞれ１２０°づつ隔てて３組設けら
   れ、３つのローレットのうち少なくとも１つは、異なる
   方向のローレット溝を有している、ことを特徴とする請
   求項１又は２に記載のロングシャフト内面加工装置。