JP5429443B2 - Balance correction device - Google Patents
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Description
本発明は、過給機やターボ圧縮機やガスタービンなどの回転機械の回転軸と一体的に回転する部分である除去対象部を少なくとも部分的に除去加工して回転機械の回転バランスを修正するバランス修正装置に関する。 The present invention corrects the rotational balance of a rotating machine by at least partially removing a removal target portion that is a portion that rotates integrally with a rotating shaft of a rotating machine such as a turbocharger, a turbo compressor, or a gas turbine. The present invention relates to a balance correction device.
過給機やターボ圧縮機やガスタービンなどの回転機械においては、回転バランスを修正することが行われている。 In rotating machines such as a supercharger, a turbo compressor, and a gas turbine, the rotational balance is corrected.
過給機を例として、従来における回転バランス修正について説明する。 The conventional rotation balance correction will be described using a turbocharger as an example.
過給機は、車両や船舶などに搭載されるエンジンの排ガスエネルギーを利用して、エンジンに圧縮空気を供給する装置である。過給機は、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼と、タービン翼と一体的に回転するコンプレッサ翼と、一端部にタービン翼が結合され他端部にコンプレッサ翼が結合される回転軸とを有する。コンプレッサ翼の回転により圧縮空気がエンジンに供給される。 A supercharger is a device that supplies compressed air to an engine by using exhaust gas energy of an engine mounted on a vehicle or a ship. The turbocharger includes a turbine blade that is rotationally driven by engine exhaust gas, a compressor blade that rotates integrally with the turbine blade, a rotating shaft that is coupled to the turbine blade at one end and the compressor blade to the other end. Have Compressed air is supplied to the engine by the rotation of the compressor blades.
過給機を製品として出荷する前に、その回転バランスを修正することが行われている。回転バランスの修正は、タービン翼側またはコンプレッサ側において回転軸と一体的に回転する部分である除去対象部(例えば、回転軸に固定されたナットなどの固定物)を少なくとも部分的に除去加工することで行う。除去対象部における除去加工する位置および除去加工量は、過給機を高速で回転させた状態で、その回転アンバランス量などを測定して得たデータに基づいて定められる。このような過給機の回転バランス修正は、例えば下記の特許文献1、2に記載されている。 Before the turbocharger is shipped as a product, the rotational balance is corrected. The rotation balance is corrected by at least partially removing a removal target portion (for example, a fixed object such as a nut fixed to the rotation shaft) that is a portion that rotates integrally with the rotation shaft on the turbine blade side or the compressor side. To do. The removal processing position and the removal processing amount in the removal target portion are determined based on data obtained by measuring the rotational unbalance amount and the like while the supercharger is rotated at a high speed. Such a rotation balance correction of the supercharger is described in Patent Documents 1 and 2 below, for example.
また、除去加工は、タービン翼側またはコンプレッサ翼側において前記回転軸のボス(軸方向に突出した部分)を支持して、支持した側と反対側(コンプレッサ翼側またはタービン翼側)において、除去対象部を除去加工していた。従って、除去加工中において、回転軸は、除去加工を行わないタービン翼側またはコンプレッサ翼側で支持されるという具合に片持ち支持されている。
従来の除去加工では、上述のように回転軸を片持ち支持していることから、除去加工を精度よく行えない問題があった。即ち、過給機の回転軸は、過給機に組み込まれた軸受けにより支持されているが、軸受けと回転軸との間には、ある程度の遊び(ガタ)があるため、除去加工中にこの遊びの分だけ回転軸がずれてしまう。また、前記遊びは、過給機毎に個体差がある。そのため、除去加工量を厳密にコントロールできず、高精度な除去加工ができなかった。なお、その結果、除去加工を行う回数が増え、過給機の生産タクトを著しく悪化させる可能性もある。 In the conventional removal processing, since the rotating shaft is cantilevered as described above, there is a problem that the removal processing cannot be performed with high accuracy. That is, the rotating shaft of the supercharger is supported by a bearing incorporated in the supercharger, but there is a certain amount of play (backlash) between the bearing and the rotating shaft. The axis of rotation will be shifted by the amount of play. Moreover, the said play has an individual difference for every supercharger. Therefore, the amount of removal processing cannot be strictly controlled, and high-precision removal processing cannot be performed. As a result, the number of times of removal processing is increased, and there is a possibility that the production tact of the supercharger will be significantly deteriorated.
そこで、本発明の目的は、過給機やターボ圧縮機やガスタービンなどの回転機械に対し高精度なバランス修正加工を行えるバランス修正装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a balance correction device that can perform high-accuracy balance correction processing on rotating machines such as a turbocharger, a turbo compressor, and a gas turbine.
上記目的を達成するため、本発明によると、回転機械の回転軸と一体的に回転する部分である除去対象部を少なくとも部分的に除去加工して回転機械の回転バランスを修正するバランス修正装置であって、
回転機械の回転軸の一端側にて前記回転軸をその回転方向に回転しないように固定可能な固定装置と、
前記回転軸の他端部を保持して該他端部が前記回転軸の半径方向へずれることを防止するずれ防止装置と、
前記固定装置が前記回転軸の一端側にて前記回転軸をその回転方向に固定し、前記ずれ防止装置が前記回転軸の他端部を保持している状態で、前記除去対象部に対し除去加工を行う加工装置と、を備え、
前記回転機械には、前記回転軸をその半径方向に支持する軸受けが設けられており、
前記除去加工を行う時に、前記回転軸の両端部が、それぞれ前記固定装置と前記ずれ防止装置とにより支持され、これにより、前記回転軸は、前記軸受けから浮いた状態となっている、ことを特徴とするバランス修正装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a balance correction apparatus for correcting a rotational balance of a rotating machine by at least partially removing a portion to be removed that is a part that rotates integrally with a rotating shaft of the rotating machine. There,
A fixing device capable of fixing the rotating shaft so as not to rotate in the rotating direction on one end side of the rotating shaft of the rotating machine;
A slip prevention device that holds the other end of the rotating shaft and prevents the other end from shifting in the radial direction of the rotating shaft;
With the fixing device fixing the rotating shaft in the rotating direction on one end side of the rotating shaft, the displacement prevention device holds the other end of the rotating shaft and removes it from the removal target portion. A processing device for processing ,
The rotating machine is provided with a bearing that supports the rotating shaft in the radial direction,
When performing the removal processing, both end portions of the rotating shaft are supported by the fixing device and the deviation preventing device, respectively, whereby the rotating shaft is in a state of floating from the bearing. A characteristic balance correction device is provided.
上記本発明のバランス修正装置では、前記固定装置が前記回転軸の一端側にて前記回転軸をその回転方向に固定し、前記ずれ防止装置が前記回転軸の他端部を保持して該他端部が前記回転軸の半径方向へずれることを防止している状態で、前記加工装置が前記除去対象部に対し除去加工を行うので、除去加工中に回転軸がその半径方向および回転方向にずれることを防止できる。これにより、高精度なバランス修正加工を行える。
その結果、除去加工を行う回数を大幅に減少でき、出荷前に回転機械のバランス修正を行う場合には回転機械の生産タクトを大幅に減らすことができる。
In the balance correcting device of the present invention, the fixing device fixes the rotating shaft in the rotating direction on one end side of the rotating shaft, and the misalignment preventing device holds the other end of the rotating shaft. Since the processing device performs removal processing on the removal target portion in a state where the end portion is prevented from being displaced in the radial direction of the rotation shaft, the rotation shaft moves in the radial direction and the rotation direction during the removal processing. It can prevent shifting. Thereby, highly accurate balance correction processing can be performed.
As a result, the number of removal processes can be greatly reduced, and the production tact of the rotating machine can be greatly reduced when the balance of the rotating machine is corrected before shipment.
上記構成では、前記除去加工を行う時に、前記回転軸の両端部が、それぞれ前記固定装置と前記ずれ防止装置とにより支持され、これにより、前記回転軸は、回転機械の軸受けから浮いた状態となっているので、回転軸と軸受けとの間の遊びなどの回転機械毎の個体差に影響されることなく、高精度なバランス修正加工を行える。
その結果、除去加工を行う回数をさらに減少でき、出荷前に回転機械のバランス修正を行う場合には回転機械の生産タクトをさらに減らすことができる。
In the above configuration, when the removal process is performed, both ends of the rotating shaft are supported by the fixing device and the deviation preventing device, respectively, so that the rotating shaft is lifted from the bearing of the rotating machine. Therefore, highly accurate balance correction processing can be performed without being affected by individual differences for each rotating machine such as play between the rotating shaft and the bearing.
As a result, the number of removal processes can be further reduced, and the production tact of the rotary machine can be further reduced when the balance of the rotary machine is corrected before shipment.
また、本発明の好ましい実施形態によると、前記固定装置は、コレットチャック機構を有する。 According to a preferred embodiment of the present invention, the fixing device has a collet chuck mechanism.
上記構成では、前記回転軸をその回転方向に固定する手段としてコレットチャック機構を用いることで、回転方向に遊びがない状態で回転軸を回転方向に固定できる。これにより、除去加工中に回転軸が回転方向にずれることを確実に防止できる。 In the above configuration, by using a collet chuck mechanism as means for fixing the rotating shaft in the rotating direction, the rotating shaft can be fixed in the rotating direction without any play in the rotating direction. Thereby, it can prevent reliably that a rotating shaft slip | deviates to a rotation direction during a removal process.
本発明の好ましい実施形態によると、前記回転軸の前記他端部には、前記回転軸の軸方向に開口した保持用孔が形成されており、
前記ずれ防止装置は、前記保持用孔に軸方向に挿入される挿入部を有する。
According to a preferred embodiment of the present invention, the other end portion of the rotating shaft is formed with a holding hole opened in the axial direction of the rotating shaft,
The slip prevention device has an insertion portion that is inserted into the holding hole in the axial direction.
このように、前記回転軸の前記他端部には、前記回転軸の軸方向に開口した保持用孔が形成されており、前記ずれ防止装置は、前記保持用孔に軸方向に挿入される挿入部を有するので、挿入部を保持用孔に挿入して嵌合させることで、除去加工中に、回転軸がその半径方向にずれることを防止できる。 Thus, the other end portion of the rotating shaft is formed with a holding hole that opens in the axial direction of the rotating shaft, and the slip prevention device is inserted into the holding hole in the axial direction. Since it has an insertion part, it can prevent that a rotating shaft shifts | deviates to the radial direction during removal processing by inserting and inserting an insertion part in a holding hole.
本発明の好ましい実施形態によると、前記加工装置は、前記除去対象部を除去加工する加工具と、該加工具が取り付けられる可動部と、該可動部を移動させる駆動装置と、を有し、
前記挿入部は前記可動部に取り付けられており、
前記加工具が前記除去対象部を除去加工する所定の加工位置に前記可動部が移動した時に、前記挿入部が前記保持用孔に挿入された位置に前記挿入部が位置しているように、前記可動部における前記加工具と前記挿入部との相対位置が設定されている。
According to a preferred embodiment of the present invention, the processing apparatus includes a processing tool that removes the removal target part, a movable part to which the processing tool is attached, and a drive device that moves the movable part,
The insertion part is attached to the movable part;
When the movable part moves to a predetermined processing position where the processing tool removes the removal target part, the insertion part is positioned at a position where the insertion part is inserted into the holding hole. A relative position between the processing tool and the insertion portion in the movable portion is set.
上記構成では、加工具が取り付けられる可動部に、前記挿入部が取り付けられ、前記加工具が前記除去対象部を除去加工する所定の加工位置に前記可動部が移動した時に、前記挿入部が前記保持用孔に挿入された位置に前記挿入部が位置しているように、前記可動部における前記加工具と前記挿入部との相対位置が設定されている。従って、前記可動部を前記加工位置に移動させるだけで、前記除去対象部を除去加工できるように加工具を配置でき、かつ挿入部を保持用孔に挿入させることができる。また、挿入部を移動させるための駆動装置を別個に設ける必要が無いことから、バランス修正装置の小型化が図れる。 In the above configuration, when the insertion unit is attached to the movable part to which the processing tool is attached, and the movable part moves to a predetermined processing position where the processing tool removes the removal target part, the insertion part is The relative position between the processing tool and the insertion part in the movable part is set so that the insertion part is located at the position inserted into the holding hole. Therefore, the processing tool can be arranged so that the removal target portion can be removed by moving the movable portion to the processing position, and the insertion portion can be inserted into the holding hole. In addition, since it is not necessary to provide a separate drive device for moving the insertion portion, the balance correction device can be reduced in size.
本発明の好ましい実施形態によると、前記ずれ防止装置は、前記可動部に設けられ前記挿入部を前記回転軸に向けて押圧する押圧装置を有し、
前記可動部が前記回転軸の軸方向に移動して前記挿入部を前記保持用孔に挿入させた状態において、前記押圧装置は、前記挿入部を前記回転軸に向けて押圧している。
According to a preferred embodiment of the present invention, the slip prevention device has a pressing device that is provided in the movable portion and presses the insertion portion toward the rotating shaft,
In a state where the movable portion moves in the axial direction of the rotation shaft and the insertion portion is inserted into the holding hole, the pressing device presses the insertion portion toward the rotation shaft.
上記構成では、前記可動部が前記回転軸の軸方向に移動して前記挿入部を前記保持用孔に挿入させた状態において、前記押圧装置は、前記挿入部を前記回転軸に向けて押圧している。これにより、除去加工中に挿入部の保持用孔から外れることを防止できる。 In the above configuration, in a state where the movable portion moves in the axial direction of the rotation shaft and the insertion portion is inserted into the holding hole, the pressing device presses the insertion portion toward the rotation shaft. ing. Thereby, it can prevent that it remove | deviates from the hole for holding | maintenance of an insertion part during a removal process.
上述した本発明のバランス修正装置によると、高精度なバランス修正加工を行える。 According to the balance correction apparatus of the present invention described above, highly accurate balance correction processing can be performed.
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の実施形態による回転機械のバランス修正装置10の概略構成図である。図1の例では、回転機械は過給機である。なお、図1において、符号3は、エンジンの排ガスにより回転駆動される過給機のタービン翼を示し、符号5は、タービン翼3と一体的に回転するコンプレッサ翼を示し、符号7は、一端部にタービン翼3が結合され他端部にコンプレッサ翼5が結合される回転軸を示し、符号8はタービンハウジングを示し、符号17は軸受ハウジングを示す。図1において、過給機はベース27に設置されている。
図1に示すように、バランス修正装置10は、回転軸7、タービン翼3、コンプレッサ翼5を一体的に回転可能な状態に組み立てた回転体部分の回転バランスを修正する装置である。この回転バランス修正のために、バランス修正装置10は、過給機の回転軸7と一体的に回転する部分である除去対象部1を少なくとも部分的に除去加工する。バランス修正装置10は、固定装置9、ずれ防止装置11および加工装置13を備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a balance correction apparatus 10 for a rotary machine according to an embodiment of the present invention. In the example of FIG. 1, the rotating machine is a supercharger. 1,
As shown in FIG. 1, the balance correction device 10 is a device that corrects the rotation balance of a rotating body part that is assembled in a state in which the rotating shaft 7, the
固定装置9は、過給機の回転軸7の一端側にて、回転軸7を支持するとともに回転軸7をその回転方向に回転しないように固定できる。ずれ防止装置11は、回転軸7の他端部7aを保持して回転軸7を支持するとともに該他端部7aが回転軸7の半径方向へずれることを防止する。加工装置13は、固定装置9が回転軸7の一端側にて回転軸7をその回転方向に固定し、ずれ防止装置11が回転軸7の他端部7aを保持している状態で、回転軸7の他端部7aに対し除去加工を行う。
The fixing
また、過給機には、回転軸7を半径方向に支持する軸受け15が設けられている。軸受け15は過給機の軸受ハウジング17に固定されている。前記除去加工を行う時に、回転軸7の両端部が、それぞれ固定装置9とずれ防止装置11とにより支持され、これにより、回転軸7は、軸受け15から浮いた状態となっている。
The supercharger is provided with a
バランス修正装置10の構成を詳細に説明する。 The configuration of the balance correction device 10 will be described in detail.
固定装置9は、回転軸7をその回転方向に固定するコレットチャック機構19を有する。図2に、コレットチャック機構19を示している。図2は図1の破線で囲まれた部分の拡大図である。コレットチャック機構19は、図2に示すように、コレットチャック19a、固定軸19bおよびクランプ部材19cを有する。コレットチャック19aは、その周方向に隙間をおいて配置された複数のコレット爪21を有する。各コレット爪21は、コレットチャック19aまたは回転軸7の軸方向(図1、図2の左右方向)から傾いて配置されて、各コレット爪21は、先端部(図2の右端部)のほうが後端部(図2の左端部)よりもコレットチャック19aの中心軸Aに近接している。また、複数のコレット爪21は、後端部において一体的に結合されている。コレットチャック19aの後端部は固定軸19bの先端部(図2の右端部)に固定され、これによりコレットチャック19aが固定軸19bに支持される。クランプ部材19cは、円筒形の部材であり、コレットチャック19aおよび固定軸19bに嵌合している。また、クランプ部材19cは、固定軸19bおよびコレットチャック19aの軸方向に移動可能となっている。クランプ部材19cを、軸方向後方側(図1、図2の左方向)に移動させることで、クランプ部材19cの内面が各コレット爪21をクランプ部材19cの半径方向内側に押圧する。これにより、回転軸7がその回転方向に固定される。即ち、各コレット爪21が前記半径方向内側に撓み、コレットチャック19aの内部空間に挿入されている回転軸7の被把持部7b(この例では、回転軸7の一端部)を強固に把持する。
回転軸7の被把持部7bは図1と図3に示される。図3は図1のIII−III線矢視図である。好ましくは、図3に示すように、回転軸7の被把持部7bには、複数のコレット爪21間の前記各隙間にそれぞれ挿入される突起部23が、周方向に複数形成されている。これにより、回転軸7をその回転方向に一層強固に固定できる。
このようなコレットチャック機構19による回転軸7の固定では、回転軸7とコレットチャック機構19との間に回転軸7の回転方向(周方向)に遊びを生じさせることがないので、後述の除去加工中に回転軸7が回転方向にずれることを確実に防止できる。
The fixing
The gripped
The fixing of the rotary shaft 7 by the
加工装置13は、図4により詳しく示される。図4(A)は、図1のA−A線矢視図であり、図4(B)は図4(A)のB−B線矢視図である。図4(A)に示すように、加工装置13は、他端部7aの除去対象部1を除去加工する加工具(図4(A)の例では、エンドミル)13aと、該加工具13aが取り付けられる可動部13bと、該可動部13bを移動させる駆動装置13cと、を有する。可動部13bには、加工具13a以外にずれ防止装置11の挿入部11a(後で詳しく説明する)が取り付けられる。加工具13aが除去対象部1を除去加工する所定の加工位置に可動部13bが移動した時に、挿入部11aが保持用孔7c(後で詳しく説明する)に挿入されるように、可動部13bにおける加工具13aと挿入部11aとの相対位置が設定される。なお、図4(A)では、保持用孔7cを透視した状態で示している。図4(C)は、図4(A)の状態から加工装置13の可動部13bを移動させてずれ防止装置11の挿入部11aを回転軸7の保持用孔7cに挿入させた状態を示している。従って、図4(C)のように、駆動装置13cが可動部13bを移動させて加工具13aの位置が除去対象部1を除去加工する位置となった状態では、挿入部11aの位置が、保持用孔7cと中心が一致するように保持用孔7cに挿入された位置となっている。逆に言うと、挿入部11aの中心軸C1が、保持用孔7cの中心軸C2と一致するように保持用孔7cに挿入された状態では、加工具13aの位置が除去対象部1を除去加工する位置となっている。
なお、図5は、図1のV−V線矢視図であり、除去対象部1を示している。図1、図5の例では、除去対象部1は、回転軸7の他端部7aに固定されたナットである。
駆動装置13cは、サーボモータを用いて、例えば可動部13bを1軸方向(回転軸7の軸方向)、2軸方向(回転軸7の軸方向を含む互いに直交する水平2方向)または3軸方向(互いに直交する水平2方向と鉛直方向)に移動させる装置である。図1は、3軸方向の場合を示す。図1、図4において、駆動装置13cは、可動部13bを第1水平方向(図4の左右方向、即ち、回転軸7の軸方向)に移動させる第1の駆動部24と、可動部13bを第1水平方向と直交する第2水平方向(図1の紙面と直交する方向)に移送させる第2の駆動部25(図1を参照)と、可動部13bを鉛直方向(図1の上下方向)に移動させる第3の駆動部26(図1を参照)とを有する。各駆動部24、25,26は、サーボモータを用いて可動部13bを移動させるものである。なお、例えば、可動部13bは第1の駆動部24に設置されてよく、第1の駆動部24は第2の駆動部25に設置されてよく、第2の駆動部25は第3の駆動部26に設置されてよく、第3の駆動部26はベース27に設置されてよい。
The
FIG. 5 is a view taken along the line VV in FIG. 1 and shows the removal target portion 1. In the example of FIGS. 1 and 5, the removal target portion 1 is a nut fixed to the
The
ずれ防止装置11は、図4に示すように、回転軸7の保持用孔7cに軸方向に挿入される挿入部11aを有する。即ち、挿入部11aは、保持用孔7cの内面と回転軸7の半径方向に隙間(遊び)無く保持用孔7cに嵌合させられる。保持用孔7cは回転軸7の先端にて回転軸7の軸方向に開口し、その断面形状がテーパ状となっている。また、挿入部11aの先端部(図4の左端部)は、保持用孔7cの形状と同じ形状を有する。即ち、挿入部11aの先端部は、保持用孔7cの形状と整合するように、その断面形状がテーパ状となっている。これにより、可動部13bを回転軸7の軸方向(図4の右から左の方向)に移動させて挿入部11aを保持用孔7cに挿入させる時に、保持用孔7cの中心軸C2と挿入部11aの中心軸C1とが多少ずれていても、挿入部11aの保持用孔7cへの挿入後は、保持用孔7cの中心軸C2と挿入部11aの中心軸C1とが一致するようにすることができる。なお、この時、可動部13bは、回転軸7の軸方向と垂直な方向には移動自在としておく。
ずれ防止装置11は、可動部13bに設けられ挿入部11aを回転軸7に向けて押圧する押圧装置11bを有する。この例では、可動部13bが回転軸7の軸方向に移動して挿入部11aを保持用孔7cに挿入させた状態において、押圧装置11bは、挿入部11aを回転軸7に向けて押圧している。従って、この時、挿入部11aは、保持用孔7cの内面と回転軸7の半径方向に隙間無く保持用孔7cに嵌合しており、これにより、挿入部11aが、回転軸7の他端部7aが回転軸7の半径方向にずれることを防止する。
図1、図4の例では、押圧装置11bは、空圧シリンダ装置である。この場合に、挿入部11aは空圧シリンダ装置11bのピストンとして機能する。空圧シリンダ装置11bの動作を説明すると、駆動装置13cにより可動部13bを前記加工位置へ向けて回転軸7の軸方向に移動させるときに、可動部13bが前記加工位置に到達するより先に、挿入部11aが保持用孔7c内に挿入されて回転軸7に当たり、さらに可動部13bが前記軸方向に前進(図4の左側から右側への移動)することで空圧シリンダ装置11bが圧縮され、当該圧縮により。空圧シリンダ装置11bは挿入部11aを保持用孔7cに向けて押圧し、この状態で可動部13bが前記加工位置に到達する。従って、挿入部11aが保持用孔7cに挿入されている状態において、空圧シリンダ装置11bは挿入部11aを回転軸7に押圧している。なお、図1の符号29は、空圧シリンダ装置11bのシリンダ室31に空圧を供給する空圧源を示す。
As shown in FIG. 4, the deviation preventing device 11 has an
The slip prevention device 11 includes a
In the example of FIGS. 1 and 4, the
可動部13bにおける挿入部11aと加工具13aとの相対位置を調節する位置調節機構33が設けられてよい。この相対位置の調節は、回転軸7の軸方向と直交する水平方向(この例では、図1の紙面と直交する方向)に行われる。この位置調節機構33は、図6に示すものであってよい。図6(A)は、図4(A)に対応するが位置調節機構33を設けた場合を示している。図6(B)は図6(A)のB−B線矢視図である。この位置調節機構33は、取付部材35、ボルト36,37、ボルト支持部38,39を有する。取付部材35には挿入部11aが取り付けられて固定される。また、取付部材35は可動部13bの上面に沿って摺動可能に可動部13bの上面に支持される。ボルト36はボルト支持部材38により支持される。具体的には、ボルト支持部38には貫通孔38aが設けられ、この貫通孔38aにはボルト36に形成された雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている。ボルト支持部材38は可動部13bに固定されている。ボルト37、ボルト支持部材39の構成は、ボルト36、ボルト支持部材38の構成と同じである。図6(A)に示すように、ボルト36およびボルト支持部38とボルト37およびボルト支持部39とをそれぞれ取付部材35の両側に設ける。
ボルト36を前進させる方向に回転させることで、取付部材35はボルト36に押されて図6(A)の下側に移動させられる。この際、ボルト37を回転して後退させておく。その後、ボルト37を前進させる方向に回転させて、ボルト36とボルト37とで取付部材35を挟む。これにより、回転軸7の軸方向と直交する水平方向(図6(A)の上下方向)に関する取付部材35の位置を調節して固定する。
また、図6において、挿入部11aおよび取付部材35と空圧シリンダ装置11bのピストン49とは分離しており、取付部材35はピストン49により回転軸7に向けて回転軸7の軸方向に押圧される。
A
By rotating the
In FIG. 6, the
バランス修正装置10は、図1に示すように、固定軸移動装置41、回転位置調節装置43、固定機構45および押え機構47を有する。
固定軸移動装置41は、固定軸19bを支持するステージ41aと、このステージ41aを回転軸7の軸方向に移動させる駆動部41bとを有する。ステージ41aは、ステージ41aに取り付けられた支持部材47bおよび支持部材48bにより固定軸19bを鉛直方向に支持する。駆動部41bはサーボモータを用いたものであってよい。ステージ41aが前記軸方向に移動する時に、ステージ41aに固定された支持部材47bまたは支持部材48bが固定軸19bに固定された被支持部47aまたは被支持部材48aを前記軸方向に押すことで、固定軸19bが前記軸方向に移動させられる。
回転位置調節装置43は、除去対象部1を回転軸7の中心の回りに回転させる。図1の例では、回転位置調節装置43は、サーボモータ43aと、サーボモータ43aの回転を減速してサーボモータ43aの回転駆動力を出力する減速機43bと、減速機43bの出力軸に固定されたギヤ43cと、このギヤ43cと噛み合い固定装置9の固定軸19bに固定された位置調整ギヤ43dと、を有する。回転位置調節装置43は、コレットチャック機構19が回転軸7を強固に把持している状態で、固定軸19bの回転位置を調節する。これにより、除去対象部1の回転位置が調節される。
固定機構45は、回転位置調節装置43が、除去対象部1の回転位置を調節した後、加工具13aが除去対象部1を除去加工している時に固定軸19bが回転してしまわないように、固定軸19bをその回転方向に固定する。例えば、固定機構45は、固定軸19bに固定され固定軸19bから固定軸19bの半径方向に突出したフランジ部45aと、このフランジ部45aを固定軸19bの軸方向に強固に挟み込むクランプ装置45bとを有するものであってよい。このクランプ装置45bはステージ41aに固定されるが、その固定位置が適切な手段によって調節可能になっている。
押え機構47は、加工具13aが除去対象部1を除去加工している時に固定軸19bが軸方向後方側(図1の左方向)に移動しないように固定軸19bを軸方向に支持する。即ち、押え機構47は、押圧装置11bが回転軸7を介して固定軸19bを押圧する力に抗して固定軸19bを軸方向に支持する。例えば、押え機構47は、固定軸19bに固定され固定軸19bから固定軸19bの半径方向に突出した前記被支持部47aと、この被支持部47aに軸方向後方側(図1の左側)から当接して被支持部47aが軸方向後方側に移動することを阻止する前記支持部材47bとを有するものであってよい。
As shown in FIG. 1, the balance correction device 10 includes a fixed
The fixed
The rotational
The fixing
The
上述した実施形態のバランス修正装置10によると、次の効果が得られる。
(1)固定装置9が回転軸7の一端側にて回転軸7をその回転方向に固定し、ずれ防止装置11が回転軸7の他端部7aを保持して該他端部7aが回転軸7の半径方向へずれることを防止している状態で、加工装置13が除去対象部1に対し除去加工を行うので、除去加工中に回転軸7がその半径方向および回転方向にずれることを防止できる。これにより、高精度なバランス修正加工を行える。その結果、除去加工を行う回数を大幅に減少でき、過給機の生産タクトを大幅に減らすことができる。
(2)上記構成では、前記除去加工を行う時に、回転軸7の両端部が、それぞれ固定装置9とずれ防止装置11とにより支持され、これにより、回転軸7は、過給機の軸受け15から浮いた状態となっているので、回転軸7と軸受け15との間の遊びなどの過給機毎の個体差に影響されることなく、高精度なバランス修正加工を行える。その結果、除去加工を行う回数をさらに減少でき、過給機の生産タクトをさらに減らすことができる。
(3)回転軸7をその回転方向に固定する手段としてコレットチャック機構19を用いることで、回転方向に遊びがない状態で回転軸7を回転方向に固定できる。これにより、除去加工中に回転軸7が回転方向にずれることを確実に防止できる。
(4)加工具13aが取り付けられる可動部13bに、挿入部11aが取り付けられ、加工具13aが除去対象部1を除去加工する所定の加工位置に可動部13bが移動した時に、挿入部11aの位置が保持用孔7cに挿入された位置となっているように、可動部13bにおける加工具13aと挿入部11aとの相対位置が設定されている。従って、可動部13bを前記加工位置に移動させるだけで、回転軸7の他端部7aを除去加工できるように加工具13aを配置でき、かつ挿入部11aを保持用孔7cに挿入させることができる。また、挿入部11aを移動させるための駆動装置13cを別個に設ける必要が無いことから、バランス修正装置10の小型化が図れる。
(5)可動部13bが回転軸7の軸方向に移動して挿入部11aを保持用孔7cに挿入させた状態において、押圧装置11bは、挿入部11aを回転軸7に向けて押圧している。これにより、除去加工中に挿入部11aの保持用孔7cから外れることを防止できる。
According to the balance correction apparatus 10 of the above-described embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
(2) In the above configuration, when the removal process is performed, both end portions of the rotating shaft 7 are supported by the fixing
(3) By using the
(4) When the
(5) In a state where the
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、押圧装置11bは、図1では空圧シリンダであったが、押圧装置として、挿入部11aを回転軸7に向けて押圧する他の適切なものを用いてもよい。
For example, although the
また、ずれ防止装置11、挿入部11aおよび押圧装置11bは可動部13bではなくベース27に設置されてもよい。
また、上述の実施形態では、ずれ防止装置11は、可動部13bの移動により加工具13aと一体的にベース27に対して軸方向に沿って移動する構成としたが、ずれ防止装置11を加工具13aとは独立してベース27に対して移動させるずれ防止装置用駆動機構等を設けてもよい。
Further, the deviation prevention device 11, the
In the above-described embodiment, the deviation prevention device 11 is configured to move along the axial direction with respect to the base 27 integrally with the
回転位置調節装置43の代わりの例として、次の装置を用いることができる。この装置は、保持用孔7cに挿入されて嵌合した挿入部11aを回転駆動させることで、回転軸7を回転させるものである。そのために、保持用孔7cと挿入部11aとは、回転軸7の半径方向だけでなく回転軸7の回転方向にも係合する。例えば、挿入部11aは六角レンチと同様の形状を有し、保持用孔7cはこの六角レンチと同じ断面六角形の形状を有する。このように保持用孔7cに、回転軸7の回転方向に係合した挿入部11aを回転駆動させる駆動機構を上述の可動部13bに設ける。この駆動機構は、サーボモータと、サーボモータの回転を減速する減速機と、減速機の出力軸に固定されたギヤと、このギヤと噛み合い挿入部11aに固定された位置調整ギヤと、を有する。この場合、挿入部11aは挿入部11aの回転方向に回転可能になっている。例えば、挿入部11aは、空圧シリンダ装置11bのピストンと一体的に回転可能になっている。
As an example of the rotation
上述の実施形態では、除去対象部1は、回転軸7の他端部7aに固定されたナットであったが、本発明はこれに限定されない。即ち、除去対象部1は、回転機械の回転軸と一体的に回転する部分であればよく、回転機械の回転軸に固定された固定物(例えば、過給機の回転軸7の他端部7aに固定された円筒形の部材)であってもよいし、回転機械の回転軸の一部であってもよい。
In the above-described embodiment, the removal target portion 1 is a nut fixed to the
また、本発明のバランス修正装置は、過給機以外にターボ圧縮機やガスタービンなどの他の回転機械にも適用可能である。即ち、回転バランスの修正が行われる回転機械であれば、本発明のバランス修正装置を適用することができる。 Moreover, the balance correction apparatus of this invention is applicable also to other rotating machines, such as a turbo compressor and a gas turbine, besides a supercharger. That is, the balance correcting device of the present invention can be applied to any rotating machine that corrects the rotational balance.
1・・・除去対象部、3・・・タービン翼、5・・・コンプレッサ翼、7・・・回転軸、7a・・・他端部、7b・・・被把持部、7c・・・保持用孔、8・・・タービンハウジング、9・・・固定装置、10・・・バランス修正装置、11・・・ずれ防止装置、11a・・・挿入部、11b・・・押圧装置(空圧シリンダ装置)、13・・・加工装置、13a・・・加工具、13b・・・可動部、13c・・・駆動装置、15・・・軸受け、17・・・軸受ハウジング、19・・・コレットチャック機構、19a・・・コレットチャック、19b・・・固定軸、19c・・・クランプ部材、21・・・コレット爪、23・・・突起部、24・・・第1の駆動部、25・・・第2の駆動部、26・・・第3の駆動部、27・・・ベース、29・・・空圧源(空気ボンベ)、31・・・シリンダ室、33・・・位置調節機構、35・・・取付部材、36,37・・・ボルト、38,39・・・ボルト支持部材、41・・・固定軸移動装置、41a・・・ステージ、41b・・・駆動部、43・・・回転位置調節装置、43a・・・サーボモータ、43b・・・減速機、43c・・・ギヤ、43d・・・位置調整ギヤ、45・・・固定機構、45a・・・フランジ部、45b・・・クランプ装置、47・・・押え機構、47a・・・被支持部、47b・・・支持部材、48a・・・被支持部、48b・・・支持部材、49・・・ピストン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Removal target part, 3 ... Turbine blade, 5 ... Compressor blade, 7 ... Rotating shaft, 7a ... Other end part, 7b ... Grasped part, 7c ... Holding 8 ... Turbine housing, 9 ... Fixing device, 10 ... Balance correction device, 11 ... Deviation prevention device, 11a ... Insertion part, 11b ... Pressing device (Pneumatic cylinder) Device), 13 ... processing device, 13a ... processing tool, 13b ... movable part, 13c ... drive device, 15 ... bearing, 17 ... bearing housing, 19 ... collet chuck Mechanism: 19a ... Collet chuck, 19b ... Fixed shaft, 19c ... Clamp member, 21 ... Collet claw, 23 ... Projection part, 24 ... First drive part, 25 ... Second drive unit, 26 ... third drive unit, 27 ... base, 29 ..Pneumatic source (air cylinder), 31 ... cylinder chamber, 33 ... position adjusting mechanism, 35 ... mounting member, 36, 37 ... bolt, 38, 39 ... bolt support member, DESCRIPTION OF
Claims (5)
回転機械の回転軸の一端側にて前記回転軸をその回転方向に回転しないように固定可能な固定装置と、
前記回転軸の他端部を保持して該他端部が前記回転軸の半径方向へずれることを防止するずれ防止装置と、
前記固定装置が前記回転軸の一端側にて前記回転軸をその回転方向に固定し、前記ずれ防止装置が前記回転軸の他端部を保持している状態で、前記除去対象部に対し除去加工を行う加工装置と、を備え、
前記回転機械には、前記回転軸をその半径方向に支持する軸受けが設けられており、
前記除去加工を行う時に、前記回転軸の両端部が、それぞれ前記固定装置と前記ずれ防止装置とにより支持され、これにより、前記回転軸は、前記軸受けから浮いた状態となっている、ことを特徴とするバランス修正装置。 A balance correcting device that corrects the rotational balance of the rotating machine by at least partially removing a removal target part that is a part that rotates integrally with the rotating shaft of the rotating machine,
A fixing device capable of fixing the rotating shaft so as not to rotate in the rotating direction on one end side of the rotating shaft of the rotating machine;
A slip prevention device that holds the other end of the rotating shaft and prevents the other end from shifting in the radial direction of the rotating shaft;
With the fixing device fixing the rotating shaft in the rotating direction on one end side of the rotating shaft, the displacement prevention device holds the other end of the rotating shaft and removes it from the removal target portion. A processing device for processing ,
The rotating machine is provided with a bearing that supports the rotating shaft in the radial direction,
When performing the removal processing, both end portions of the rotating shaft are supported by the fixing device and the deviation preventing device, respectively, whereby the rotating shaft is in a state of floating from the bearing. A characteristic balance correction device.
前記ずれ防止装置は、前記保持用孔に軸方向に挿入される挿入部を有する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のバランス修正装置。 A holding hole that opens in the axial direction of the rotating shaft is formed at the other end of the rotating shaft,
The anti-displacement device has an insertion portion to be inserted axially into the holding hole, balance corrector according to claim 1 or 2, characterized in that.
前記挿入部は前記可動部に取り付けられており、
前記加工具が前記除去対象部を除去加工する所定の加工位置に前記可動部が移動した時に、前記挿入部が前記保持用孔に挿入された位置に前記挿入部が位置しているように、前記可動部における前記加工具と前記挿入部との相対位置が設定されている、ことを特徴とする請求項3に記載のバランス修正装置。 The processing apparatus includes a processing tool for removing the removal target part, a movable part to which the processing tool is attached, and a driving device for moving the movable part,
The insertion part is attached to the movable part;
When the movable part moves to a predetermined processing position where the processing tool removes the removal target part, the insertion part is positioned at a position where the insertion part is inserted into the holding hole. The balance correction apparatus according to claim 3 , wherein a relative position between the processing tool and the insertion portion in the movable portion is set.
前記可動部が前記回転軸の軸方向に移動して前記挿入部を前記保持用孔に挿入させた状態において、前記押圧装置は、前記挿入部を前記回転軸に向けて押圧している、ことを特徴とする請求項3又は4に記載のバランス修正装置。
The slip prevention device has a pressing device that presses the insertion portion toward the rotating shaft,
In a state where the movable portion moves in the axial direction of the rotation shaft and the insertion portion is inserted into the holding hole, the pressing device presses the insertion portion toward the rotation shaft. The balance correction apparatus according to claim 3 or 4 , characterized by the above-mentioned.
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