JP6573952B2 - ラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置 - Google Patents
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Description
実施形態に係るラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置(以下、単に研削装置10と称す)は、ベース12と、ステージ14、研削手段34、Z軸アクチュエータ26、計測手段38、および制御手段42を有する。ベース12は、実施形態10に係る研削装置の土台である。
ステージ14は、X軸方向、およびY軸方向への移動を行うテーブルである。また、ステージ14上には、被加工物であるラビリンスパッキン60を固定するための把持機構24が備えられている。本実施形態においてX軸とは、図1、図3において矢印Aで示す方向であり、ラビリンスパッキン60を把持機構24により固定した際、その長手方向に沿う方向となる。また、Y軸とは、図2、図3において矢印Bで示す方向であり、ラビリンスパッキン60を把持機構24により固定した際、その幅方向に沿う方向となる。
把持機構24は、ラビリンスパッキン60を固定するための手段であり、実施形態に係る研削装置10では、固定当板24aと可動当板24b、支柱24c、およびクランプ24dを有する。固定当板24aは、ステージ14を構成するY軸ステージ22に固定される位置決め用の部材である。可動当板24bは、固定当板24aに対向配置され、固定当板24aと可動当板24bとの間にラビリンスパッキン60を挟み込む役割を担う部材である。支柱24cは、固定当板24aを基点としてY軸方向に沿って延設され、可動当板24bを貫通して配置される、可動当板24bのスライドガイドである。本実施形態の場合、X軸に沿って2本一対の支柱24cを設ける構成としている。
研削手段34は、ラビリンスパッキン60における櫛歯62の上面を研削するための要素である。本実施形態では、研削手段34としてルータを選択し、このルータを後述するZ軸アクチュエータ26のスライダ30に取り付けることで、X軸、Y軸、Z軸といった3軸に対する相対的な動作を可能な構成としている。
Z軸アクチュエータ26は、X軸とY軸の双方に直交する方向(垂直方向)への移動軸(Z軸)に対する動作を担う要素である。Z軸アクチュエータ26の構成は、基本的にはX軸機構16やY軸機構20と同様とすることができる。すなわち、ベース12を基点としてZ軸方向に沿って立設された垂直ベース28に沿って配置されるガイドレール26aと、ボールネジ26b、Z軸モータ26cを備える動力部と、ボールネジ26bの回転に伴って移動するスライダ30を備え、スライダ30に対してブラケット32が付帯されている。このような構成とすることで、Z軸モータ26cへの制御信号により、スライダ30をZ軸に沿って移動させる事が可能となる。
計測手段38は、ラビリンスパッキン60における櫛歯62上面のZ軸座標を計測するための要素であり、本実施形態では、Z軸アクチュエータ26のスライダ30に備えられたブラケット32に取り付けられている。計測手段38によりラビリンスパッキン60における櫛歯62上面のZ軸座標を計測する事で、研削を行う際のゼロ点を導き出す事ができる。また、X軸方向に沿って少なくとも3点のZ軸座標を計測する事で、研削対象とするラビリンスパッキン60における櫛歯62上面の曲率半径を算出する事ができる。これにより、Z軸アクチュエータ26とX軸機構16との関係において、研削手段34の相対的な移動経路を求める事が可能となる。
制御手段42(図7参照)は、ステージ14とZ軸アクチュエータ26、研削手段34、計測手段38およびスライド機構40等の動作制御を行い、研削手段34によりラビリンスパッキン60における櫛歯62の上面を研削させる役割を担う。実施形態に係る研削装置10に適用される制御手段42の構成の一例を図7に示す。制御手段42には、予め定められた要素データの入力が成される。なお、要素データの入力は、制御手段42に付帯された制御用PC等の入力端末44を介して行う。また、入力端末44には、研削装置10を制御するためのプログラム(例えば研削アプリ44a)が記憶されていれば良い。
以下、上述した要素データの説明と共に、図8を参照して、研削装置によるラビリンスパッキン60における櫛歯62の研削について説明する。
上記のような研削装置10によれば、ラビリンスパッキン60の曲率や大きさ、状態の如何によらず研削加工を行う事ができる。このため、作業者の熟練度に依存する事なく、短時間で高精度に修正加工を行う事が可能となる。
また、上記実施形態に係る研削装置10には、次のような機能、および機構を備えるようにしても良い。
Claims (5)
- 研削対象とするラビリンスパッキンの長手方向に沿うX軸方向と、前記ラビリンスパッキンの幅方向に沿うY軸方向への移動を可能とするステージと、
前記ステージ上に配置され、前記ラビリンスパッキンを固定する把持機構と、
前記ラビリンスパッキンの櫛歯上面を研削する研削手段と、
前記研削手段を前記ラビリンスパッキンの高さ方向に沿うZ軸方向へ移動させるZ軸アクチュエータと、
前記ラビリンスパッキンに形成された複数の櫛歯に対し、各櫛歯毎に前記櫛歯上面のX軸方向に沿った少なくとも3点のZ軸座標を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測されたZ軸座標と、各計測点におけるX軸座標に基づいて加工データを作成し、前記ステージと前記Z軸アクチュエータとに対して、前記加工データに基づく制御信号を出力する制御手段と、
を備え、
前記Z軸座標の計測は、X軸に沿った点を隣接させて行い、
前記加工データの作成は、計測点の座標に基づく前記櫛歯上面の形状から、近似する円弧形状を算出し、前記円弧形状に基づき、前記研削手段により前記櫛歯の上面を予め定められた研削量で研削するための加工データを作成することを特徴とするラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置。 - 前記把持機構は、前記ステージ上に固定された固定当板と、前記固定当板に対向して配置される可動当板、および前記可動当板の動作をガイドする支柱とを有し、
前記ラビリンスパッキンは、前記支柱を基点として配置高さが定められ、前記固定当板と前記可動当板により把持される構成としたことを特徴とする請求項1に記載のラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置。 - 前記固定当板と前記可動当板には、前記ラビリンスパッキンの円弧に倣った円弧状の切欠きが備えられている事を特徴とする請求項2に記載のラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置。
- 前記計測手段は、前記Z軸アクチュエータに付帯されたスライダに備えられ、計測位置と退避位置との移動が可能な構成とされていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置。
- 前記計測手段は、前記櫛歯上面の幅より大きく、並列配置される複数の櫛歯間のピッチより小さい線状の接触部を持つ計測ピンを備えた接触型計測手段であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置。
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