特許 5797145 研磨装置及びその方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5797145

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】研磨装置及びその方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 9/00 20060101AFI20151001BHJP

   B24B 41/04 20060101ALI20151001BHJP

【ＦＩ】

   B24B9/00 601K

   B24B41/04

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-77766(P2012-77766)

(22)【出願日】2012年3月29日

(65)【公開番号】特開2013-202777(P2013-202777A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2014年6月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】吉川 佳伸

(72)【発明者】

【氏名】石上 陽一

(72)【発明者】

【氏名】東口 嘉彦

(72)【発明者】

【氏名】霞流 祥剛

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 裕一

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５５−０７０９５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−０５８２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０５６８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０８９６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３６３８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ９／００

Ｂ２４Ｂ２９／００

Ｂ２４Ｂ４１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交差する２つの方向に移動自在に支持される加工ヘッドと、
前記加工ヘッドを移動可能とする加工ヘッド移動装置と、
前記加工ヘッドに該加工ヘッドの移動方向に交差する方向に移動自在に支持される研磨治具と、
前記研磨治具の先端部に装着される研磨部材と、
前記研磨治具を移動して前記研磨部材を被加工部材に押圧可能な研磨治具移動装置と、
前記研磨治具を該研磨治具の移動方向に沿う軸心をもって回転可能な研磨治具回転装置と、
基盤上に固定されて前記被加工部材を載置すると共に中心部にリフタが昇降自在に設けられる支持台と、
を備え、
前記研磨治具により前記被加工部材の全面を面取り加工した後、水平方向に９０度回動するように移動された前記被加工部材に対して、再度、前記研磨治具により前記被加工部材の全面を面取り加工する、
ことを特徴とする研磨装置。

【請求項2】

前記研磨治具は、少なくとも２つ設けられ、前記研磨治具回転装置により異なる方向へ回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。

【請求項3】

前記研磨治具は、先端部に前記研磨部材としてのサンドペーパーまたは研磨ブラシが装着可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨装置。

【請求項4】

被加工部材に形成された穴のエッジ部を研磨する研磨方法であって、
研磨治具の先端部にサンドペーパーを装着し、前記研磨治具を回転しながら前記サンドペーパーを前記被加工部材に押圧すると共に前記被加工部材の加工面に沿って移動する第１工程と、
前記研磨治具の先端部に研磨ブラシを装着し、前記研磨治具を回転しながら前記研磨ブラシを前記被加工部材に押圧すると共に前記被加工部材の加工面に沿って移動する第２工程と、
を有し、
前記研磨治具を前記被加工部材の加工面に沿う第１の方向に移動して前記被加工部材の研磨を行った後、前記研磨治具を前記被加工部材の加工面に沿う前記第１の方向に交差する前記研磨治具を前記被加工部材の加工面に沿う第２の方向に移動して前記被加工部材の研磨を行う、
ことを特徴とする研磨方法。

【請求項5】

少なくとも２つの前記研磨治具を異なる方向に回転しながら、前記被加工部材の研磨を行うことを特徴とする請求項４に記載の研磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、原子力プラントに熱交換器として使用される蒸気発生器にて、伝熱管を支持するために管支持板などの被加工部材に形成された穴の周辺の研磨を行う研磨装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）では、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。そして、この蒸気発生器は、内部に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管が配設され、各伝熱管の端部が管板に支持され、胴部の下端部に一次冷却水の入口側水室及び出口側水室が形成されて構成されている。また、胴部内に、管群外筒の上方に位置して二次冷却水の入口部が設けられると共に、気水分離機と湿分分離機が上下に並んで配設され、その上方に蒸気出口が設けられている。

【0003】

このような蒸気発生器にて、胴部内に設けられた多数の伝熱管は、複数の管支持板や管板により支持されている。この管支持板は、多数形成された穴に伝熱管が挿入されることで、多数の伝熱管が振動しないように支持している。この場合、管支持板の穴は、円形状ではなく、支持する伝熱管との間に蒸気流通用の隙間が形成されるような特殊な形状をなしている。この場合、管支持板は、円形の下穴が形成された後にブローチ加工が施されることで、特殊な形状の穴（ブローチ穴）が形成され、このブローチ穴の端部に対して面取り加工が施される。なお、穴に対する加工装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０８−３１８４５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に記載された研磨装置は、研磨体を往復動させながら管支持板の管穴に挿入して研磨加工を行うものである。しかし、この従来の研磨装置は、研磨体により管支持板の管穴における内周面に対する研磨加工を行うものであり、管穴の端部に対する面取り加工を適正に行うことができず、また、研磨体を往復動させる必要から、研磨体の形状及び装置の構造が複雑になってしまうという課題がある。

【0006】

本発明は、上述した課題を解決するものであり、構造の簡素化を可能とする研磨装置及びその方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するための本発明の研磨装置は、交差する２つの方向に移動自在に支持される加工ヘッドと、前記加工ヘッドを移動可能とする加工ヘッド移動装置と、前記加工ヘッドに該加工ヘッドの移動方向に交差する方向に移動自在に支持される研磨治具と、前記研磨治具の先端部に装着される研磨部材と、前記研磨治具を移動して前記研磨部材を被加工部材に押圧可能な研磨治具移動装置と、前記研磨治具を該研磨治具の移動方向に沿う軸心をもって回転可能な研磨治具回転装置と、を備えることを特徴とするものである。

【0008】

従って、加工ヘッドに支持される研磨治具は、研磨治具回転装置により回転し、研磨治具移動装置により被加工部材に押圧され、加工ヘッド移動装置により移動することとなり、この研磨治具に装着された研磨部材により被加工部材の加工面を適正に研磨することができ、また、簡単な構成により構造を簡素化することができる。

【0009】

本発明の研磨装置では、前記研磨治具は、少なくとも２つ設けられ、前記研磨治具回転装置により異なる方向へ回転可能であることを特徴としている。

【0010】

従って、２つの研磨治具の回転方向を異ならせたことで、被加工部材の加工面に対して異なる方向から研磨部材を接触させることとなり、安定した研磨を行うことが可能となる。

【0011】

本発明の研磨装置では、前記研磨治具は、先端部に前記研磨部材としてのサンドペーパーまたは研磨ブラシが装着可能であることを特徴としている。

【0012】

従って、研磨部材としてのサンドペーパーと研磨ブラシを適用することで、被加工部材の加工面に対して異なる硬度及び形状の部材が接触するため、この加工面を適正に研磨することができる。

【0013】

また、本発明の研磨方法は、被加工部材に形成された穴のエッジ部を研磨する研磨方法であって、研磨治具の先端部にサンドペーパーを装着し、前記研磨治具を回転しながら前記サンドペーパーを前記被加工部材に押圧すると共に前記被加工部材の加工面に沿って移動する第１工程と、前記研磨治具の先端部に研磨ブラシを装着し、前記研磨治具を回転しながら前記研磨ブラシを前記被加工部材に押圧すると共に前記被加工部材の加工面に沿って移動する第２工程と、を有することを特徴とするものである。

【0014】

従って、第１工程にて、サンドペーパーにより被加工部材の加工面を研磨することで、被加工部材の穴のエッジ部に形成されたバリを除去することができ、第２工程にて、研磨ブラシにより被加工部材の加工面を研磨することで、バリが除去された穴のエッジ部を研磨することができ、被加工部材の加工面を適正に研磨することができると共に、簡単な構成により構造を簡素化することができる。

【0015】

本発明の研磨方法では、少なくとも２つの前記研磨治具を異なる方向に回転しながら、前記被加工部材の研磨を行うことを特徴としている。

【0016】

従って、被加工部材の加工面に対して異なる方向から研磨部材を接触することとなり、安定した研磨を行うことが可能となる。

【0017】

本発明の研磨方法では、前記研磨治具を前記被加工部材の加工面に沿う第１の方向に移動して前記被加工部材の研磨を行った後、前記研磨治具を前記被加工部材の加工面に沿う前記第１の方向に交差する第２の方向に移動して前記被加工部材の研磨を行うことを特徴としている。

【0018】

従って、被加工部材の加工面に対して異なる方向から研磨部材を押圧することとなり、安定した研磨を行うことが可能となる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の研磨装置及びその方法によれば、研磨治具を回転しながら被加工部材に押圧した状態で移動して被加工部材を研磨するので、研磨部材により被加工部材の加工面を適正に研磨することができ、また、簡単な構成により構造を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係る研磨装置の概略図である。

【図2】図２は、本実施例の研磨装置における加工ヘッドの正面図である。

【図3】図３は、本実施例の研磨装置における加工ヘッドの平面図である。

【図4】図４は、本実施例の研磨装置における支持台を表す正面図である。

【図5】図５は、本実施例の研磨装置における支持台を表す正面図である。

【図6】図６は、本実施例の研磨装置における支持台を表す平面図である。

【図7】図７は、本実施例の研磨装置による研磨方法を表す概略図である。

【図8】図８は、本実施例の研磨装置による研磨方法を表す概略図である。

【図9】図９は、Ｒ面取り加工装置を表す概略図である。

【図10】図１０は、Ｒ面取り加工装置におけるスピンドルを表す正面図である。

【図11】図１１は、フローティングホルダの断面図である。

【図12】図１２は、マイクロデプスホルダの断面図である。

【図13-1】図１３−１は、管支持板の下穴を表す平面図である。

【図13-2】図１３−２は、管支持板の下穴とＲ面取り部を表す平面図である。

【図13-3】図１３−３は、管支持板のブローチ穴を表す平面図である。

【図14】図１４は、管支持板の穴加工方法を表すフローチャートである。

【図15】図１５は、本実施例の蒸気発生器を表す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に添付図面を参照して、本発明の研磨装置及びその方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

【実施例】

【0022】

図１は、本発明の一実施例に係る研磨装置の概略図、図２は、本実施例の研磨装置における加工ヘッドの正面図、図３は、本実施例の研磨装置における加工ヘッドの平面図、図４は、本実施例の研磨装置における支持台を表す正面図、図５は、本実施例の研磨装置における支持台を表す正面図、図６は、本実施例の研磨装置における支持台を表す平面図、図７は、本実施例の研磨装置による研磨方法を表す概略図、図８は、本実施例の研磨装置による研磨方法を表す概略図、図９は、Ｒ面取り加工装置を表す概略図、図１０は、Ｒ面取り加工装置におけるスピンドルを表す正面図、図１１は、フローティングホルダの断面図、図１２は、マイクロデプスホルダの断面図、図１３−１は、管支持板の下穴を表す平面図、図１３−２は、管支持板の下穴とＲ面取り部を表す平面図、図１３−３は、管支持板のブローチ穴を表す平面図、図１４は、管支持板の穴加工方法を表すフローチャート、図１５は、本実施例の蒸気発生器を表す概略構成図である。

【0023】

本実施例の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

【0024】

本実施例の加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、原子炉格納容器内には、加圧水型原子炉及び蒸気発生器が格納されており、この加圧水型原子炉と蒸気発生器とは冷却水配管を介して連結されている。従って、燃料（原子燃料）により一次冷却水が加熱され、高温の一次冷却水が冷却水配管を通して蒸気発生器に送られる。この蒸気発生器にて、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は冷却水配管を通して加圧水型原子炉に戻される。

【0025】

このように構成された原子力発電プラントに適用される蒸気発生器１３において、図１５に示すように、胴部４１は、密閉された中空円筒形状をなし、上部に対して下部が若干小径となっている。この胴部４１は、その下部に内壁面と所定間隔をもって円筒形状をなす管群外筒４２が配設されている。この管群外筒４２は、内部に所定の高さ位置に対応して複数の管支持板４３が配設されると共に、この管支持板４３の下方に管板４４が固定されており、各管支持板４３は、管板４４から上方に延設された複数のステーロッド４５により支持されている。そして、この管群外筒４２は、内部に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管４６からなる伝熱管群４７が配設されており、各伝熱管４６は、端部が管板４４に拡管して支持されると共に、中間部が複数の管支持板４３により支持されている。

【0026】

また、胴部４１は、管板４４の下方に隔壁４８により入室４９及び出室５０により区画されると共に、入口ノズル５１及び出口ノズル５２が形成され、各伝熱管４６の一端部が入室４９に連通し、他端部が出室５０に連通している。

【0027】

また、胴部４１は、伝熱管群４７の上方に給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器５３と、この分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器５４が設けられている。また、胴部４１は、伝熱管群４７と気水分離器５３との間に、内部に二次冷却水の給水を行う給水管５５が挿入される一方、天井部には蒸気出口５６が形成されている。そして、胴部４１は、給水管５５から内部に給水された二次冷却水を管群外筒４２との間を流下して管板４４にて上方に循環し、伝熱管群４７内を上昇するときに各伝熱管４６内を流れる熱水（一次冷却水）との間で熱交換を行う給水路が設けられている。

【0028】

従って、加圧水型原子炉で加熱された一次冷却水が冷却水配管を通して蒸気発生器１３の入室４９に送られ、多数の伝熱管４６内を通って循環して出室５０に至る。一方、復水器で冷却された二次冷却水が冷却水配管を通して蒸気発生器１３の給水管５５に送られ、胴部４１内を通って伝熱管４６内を流れる熱水（一次冷却水）と熱交換を行う。即ち、胴部４１は、内部で高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は出室５０から冷却水配管を通して加圧水型原子炉に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部４１内を上昇し、気水分離器５３で蒸気と熱水とに分離され、湿分分離器５４でこの蒸気の湿分を除去してから、冷却水配管を通して蒸気タービンに送られる。

【0029】

このように構成された蒸気発生器１３にて、胴部４１は、下部に複数の管支持板４３が所定間隔で設けられると共に、その下端部に管板４４が設けられている。そして、伝熱管群４７を構成する複数の伝熱管４６は、端部が管板４４に形成された多数の取付穴に固定されると共に、中間部が各管支持板４３に形成された多数の取付穴６１に支持されている。この各管支持板４３の各取付穴６１は、一次冷却水により加熱された二次冷却水（蒸気）を上方に移送する必要があることから、伝熱管４６の断面形状となる円形の外周側に複数の切欠部を有する異形となっている。

【0030】

この管支持板（被加工部材）４３に形成された複数の取付穴６１は、まず、図１３−１に示すように、下穴加工装置により管支持板４３に下穴６２を形成する。次に、図１３−２に示すように、Ｒ面取り加工装置により下穴６２の軸方向における端部にＲ面取り加工を行うことで、Ｒ面取り部６３を形成する。続いて、図１３−３に示すように、ブローチ加工装置により下穴６２に対してブローチ加工を行うことで、異形状をなすブローチ穴６４を形成する。そして、本実施例の研磨装置によりこのブローチ穴６４の軸方向における端部に面取り加工を行うことで、取付穴６１を形成する。

【0031】

この場合、管支持板４３に下穴６２を形成する下穴加工装置は、例えば、本出願人が既に出願している多軸加工装置（特許第４８３１８２５号公報に記載）を用いて行う。

【0032】

また、管支持板４３にＲ面取り部６３を形成するＲ面取り加工装置は、以下の装置を用いて行う。図９に示すように、Ｒ面取り加工装置７１において、ベッド７２は、上面部にコラム７３が固定されており、このコラム７３は、側部にサドル７４が上下方向に沿って移動自在に支持されている。また、コラム７３は、駆動モータ７５により上下方向に沿ったねじ軸７６が配置されており、このねじ軸７６がサドル７４に螺合している。従って、駆動モータ７５によりサドル７４を上下に移動することができる。また、サドル７４は、側部に加工ヘッド７７が水平方向に沿って移動自在に支持されており、図示しない駆動モータにより移動可能となっている。そして、加工ヘッド７７は、複数（本実施例では、１２個であるが、この個数に限定されるものではない。）のスピンドル７８が設けられ、駆動モータ７９により同期して回転可能となっている。

【0033】

スピンドル７８は、図１０に示すように、基端側に設けられた軸部８１が、加工ヘッド７７に軸受８２，８３により回転自在に支持されると共に、駆動歯車８４が固定されている。この場合、１２個のスピンドル７８は、この駆動歯車８４同士が噛み合うことで、同期して回転自在となっている。また、スピンドル７８は、先端側にフローティングホルダ８５を介して位置ずれ補正装置としてのマイクロデプスホルダ（商品名）８６が装着され、マイクロデプスホルダ８６を介して加工治具８７が装着されている。

【0034】

フローティングホルダ８５において、図１１に示すように、シェル９１は、円筒形状をなし、内部に軸部８１と一体に形成された円筒部９２が嵌合している。コレット９３は、先端部側にマイクロデプスホルダ８６の基端部が連結される連結孔９４が形成され、長手方向の中間部にリンク形状をなす外側フランジ９５が形成されている。そして、コレット９３は、基端部がカップリング９６を介して円筒部９２に支持され、先端部がシール部材９７によりシェル９１に支持されている。また、コレット９３は、外側フランジ９５が前後一対のスラストベアリング９８により支持されている。そのため、コレット９３は、シェル９１及び円筒部９２に対して、径方向に所定量だけ移動可能に支持されると共に、同心位置に弾性支持されることなる。

【0035】

マイクロデプスホルダ８６において、図１２に示すように、カラー１０１は、基端部にフローティングホルダ８５に連結されるシャンク１０２が一体に形成され、先端部に取付孔１０３が形成されると共に、連結フランジ１０４が形成されている。スリーブ１０５は、基端部がカラー１０１の取付孔１０３に嵌合し、先端部に加工治具８７が連結される連結孔１０６が形成されると共に、連結フランジ１０７が形成されている。シンブル１０８は、円筒形状をなし、カラー１０１及びスリーブ１０５の外側に配置されており、後部フランジ１０９がカラー１０１の連結フランジ１０４に係止する一方、中間フランジ１１０がスリーブ１０５の連結フランジ１０７に係止している。この場合、カラー１０１の連結フランジ１０４とスリーブ１０５の連結フランジ１０７がシンブル１０８内で軸方向に対向しており、その間にばね部材１１１が配置されている。

【0036】

そして、シンブル１０８は、先端部にストッパ１１２が形成されており、ばね部材１１１の付勢力によりストッパ１１２が前方に向けて所定の位置に弾性支持されると共に、ばね部材１１１の付勢力に抗して後方に向けて移動可能となっている。

【0037】

加工治具８７は、マイクロデプスホルダ８６の先端部に装着されるものであり、基端部に連結孔１０６に嵌合する軸部１２１が一体に形成されている。また、加工治具８７は、先端部に管支持板４３の下穴６２に嵌入するスリーブ１２２が軸受（図示略）を介して回転自在に支持されている。そして、加工治具８７は、スリーブ１２２より基端部側に位置して、切削刃１２３が固定ねじ１２４により固定治具１２５を介して固定されている。

【0038】

従って、図９から図１２に示すように、複数の下穴６２が形成された管支持板４３は、鉛直方向に起立した状態で支持されており、加工ヘッド７７を前進して管支持板４３に接近させる。このとき、事前に、スピンドル７８の上下方向及び左右方向の位置を調整しておく。そして、各スピンドル７８を回転しながら前進し、先端部を管支持板４３の下穴６２に挿入する。

【0039】

このとき、管支持板４３の変形などにより各下孔６２における径方向位置がずれていると、フローティングホルダ８５が径方向に微少移動することで、この位置ずれを吸収することができる。また、スピンドル７８が管支持板４３の下穴６２に挿入するとき、ストッパ１１２が管支持板４３の端面に当接し、加工治具８７が後退する。そのため、管支持板４３の変形などにより各下孔６２における軸方向位置がずれていても、マイクロデプスホルダ８６が軸方向に微少移動することで、この位置ずれを吸収することができる。そして、スピンドル７８が所定の位置まで前進すると、加工治具８７の切削刃１２３が下穴６２のエッジ部をＲ面取りすることで、Ｒ面取り部６３が形成される。

【0040】

なお、上述の説明では、Ｒ面取り加工装置７１により管支持板４３の一方側からＲ面取り加工を行ったが、下穴加工装置のように、多軸加工装置を適用することで、管支持板４３の両側からＲ面取り加工を行うようにしてもよい。

【0041】

また、管支持板４３にブローチ穴６４を形成するブローチ加工装置は、例えば、本出願人が既に出願しているブローチ加工装置（特願２０１０−２８６７０５号に記載）を用いて行う。

【0042】

そして、以下に、管支持板４３にブローチ穴６４の軸方向における端部に面取り加工を行う研磨装置について説明する。図１に示すように、研磨装置２０１において、基盤２０２は、上部に支持台２０３が固定され、この支持台２０３は、上部に支持テーブル２０４が設けられている。この支持テーブル２０４は、円板形状をなし、上面部に管支持板４３を支持可能な円板形状をなす凹部２０５が形成されている。また、支持台２０３は、中心部にリフタ２０６が昇降自在に設けられている。

【0043】

また、基盤２０２は、支持台２０３の両側に位置して一対のガイドレール２０７が敷設されている。移動体２０８は、支持台２０３の上方を跨ぐように配置されるレール部２０９と、このレール部２０９の両側に設けられてガイドレール２０７上移動自在な脚部２１０とから構成されている。そして、移動体２０８は、各脚部２１０にガイドローラ（図示略）を回転する第１駆動装置２１１がそれぞれ設けられており、この各第１移動装置２１１がガイドローラを回転することで、移動体２０８をガイドレール２０７に沿って移動することができる。

【0044】

また、加工ヘッド２１２は、移動体２０８のレール部２０９に沿って移動自在に支持されている。この加工ヘッド２１２は、ガイドローラ（図示略）を回転する第２駆動装置（加工ヘッド移動装置）２１３が設けられており、この第２移動装置２１３がガイドローラを回転することで、加工ヘッド２１２をレール部２０９に沿って移動することができる。

【0045】

このように加工ヘッド２１２は、各駆動装置２１１，２１３により交差（直交）する２つの水平方向（Ｘ方向とＹ方向）に移動することができる。

【0046】

加工ヘッド２１２は、下部に垂下するように２つの研磨治具２１４が設けられており、この加工ヘッド２１２の移動方向に交差（直交）する鉛直方向（Ｚ方向）に移動自在に支持されている。そして、加工ヘッド２１２は、各研磨治具２１４の下端部に装着された研磨部材２１５を管支持板４３の上面（加工面）に押圧可能となっている。

【0047】

即ち、図２及び図３に示すように、ヘッド本体２２１は、移動体２０８（レール部２０９）に固定されたガイドレール２２２に沿って移動自在であり、第２移動装置２１３により移動可能となっている。ヘッド本体２２１は、縦壁部に上下方向に沿って２組のガイドレール２２３が固定されている。一方、２つの研磨治具本体２２４は、各ガイドレール２２３に係合するガイド部材２２５がそれぞれ固定されており、各研磨治具本体２２４は、ガイド部材２２５を介して各ガイドレール２２３に移動自在となっている。また、ヘッド本体２２１は、２つのエアシリンダ（研磨治具移動装置）２２６が装着されており、下方に突出する各駆動ロッド（図示略）の先端部がそれぞれ研磨治具本体２２４に連結されている。

【0048】

２つの研磨治具２１４は、それぞれ研磨治具本体２２４の支持部２２７に回転自在に支持されおり、下端部に固定された円板部２２８の下面に研磨部材２１５が着脱自在となっている。また、この研磨治具２１４と、上端部に従動スプロケット２２９が固定されている。２つの駆動モータ２３０は、それぞれ研磨治具本体２２４に固定されおり、上端部に突出した駆動軸に駆動スプロケット２３１が固定されている。そして、従動スプロケット２２９と駆動スプロケット２３１は、無端の駆動ベルト２３２が掛け回されている。

【0049】

従って、駆動モータ２３０を駆動すると、駆動スプロケット２３１が回転し、回転力が駆動ベルト２３２を介して従動スプロケット２２９に伝達され、この従動スプロケット２２９を回転することで研磨治具２１４を回転することができる。また、エアシリンダ２２６を駆動すると、研磨治具本体２２４が下降し、この研磨治具本体２２４に装着された研磨治具２１４を下降することができる。そのため、駆動モータ２３０とエアシリンダ２２６を同期して駆動すると、研磨治具本体２２４を回転させながら、下部に装着された研磨部材２１５を管支持板４３の上面に押圧することができる。

【0050】

また、このとき、２つの研磨治具２１４は、異なる方向、つまり、一方の研磨治具２１４を正回転させ、他方の研磨治具２１４を逆回転することが望ましい。

【0051】

また、研磨治具２１４の装着される研磨部材２１５として、サンドペーパーと研磨ブラシが適用される。この研磨ブラシは、砥粒を練り込んだナイロン（ポリアミド系繊維）を束ねたものである。

【0052】

ここで、研磨装置２０１による管支持板４３のブローチ穴６４に対する面取り加工について説明する。

【0053】

研磨装置２０１による研磨作業において、図４に示すように、まず、各研磨治具２１４を上昇させ、移動体２０８と加工ヘッド２１２を支持テーブル２０４の上方から外方に移動させておく。次に、クレーン（図示略）により管支持板４３を吊り上げて移動し、支持テーブル２０４上に載置する。このとき、リフタ２０６を上昇位置に待機させておき、管支持板４３をこのリフタ２０６上に載置する。また、図６に示すように、事前に、支持テーブル２０４の凹部２０５に複数のステンレス鋼板２１６を載置しておき、支持テーブル２０４と管支持板４３が直接接触しないようにする。そして、リフタ２０６上における管支持板４３の水平位置を調整した後、リフタ２０６を下降して管支持板４３を支持テーブル２０４の凹部２０５内に位置決めする。なお、支持テーブル２０４が耐腐食性を有する部材、例えば、ステンレス製であれば、管支持板４３を支持テーブル２０４上に直接載置してもよい。

【0054】

そして、管支持板４３が支持テーブル２０４に位置決めされたら、移動体２０８と加工ヘッド２１２を移動し、２つの研磨治具２１４を管支持板４３の中心まで移動し、２つの研磨治具２１４の中心と管支持板４３の中心とを一致させ、原点調整を行う。この場合、２つの研磨治具２１４の中心とは、各研磨治具２１４の中心の間の点である。

【0055】

２つの研磨治具２１４の原点調整が完了すると、各研磨治具２１４を初期位置に移動し、ここで、回転させると共に、管支持板４３の上面に所定の圧力で押圧する。そして、所定の速度で水平方向に移動し、管支持板４３の全面にわたって面取り加工を行う。この場合、２つの研磨治具２１４の回転方向を逆とする。

【0056】

即ち、図７に示すように、まず、研磨治具２１４の下端部にサンドペーパー（研磨部材）２１５を装着し、この研磨治具２１４を回転しながら、サンドペーパー２１５を管支持板４３に押圧すると共に、管支持板４３の水面に沿って水平移動させる。すると、研磨治具２１４は、サンドペーパー２１５により管支持板４３の全面を面取り加工することができる。この場合、例えば、研磨治具２１４をＸ方向に移動した後、Ｙ方向に所定距離（サンドペーパーの直径以下）だけ移動し、再び、Ｘ方向に移動することを繰り返す。

【0057】

そして、研磨治具２１４のサンドペーパー２１５により管支持板４３の全面を面取り加工したら、図８に示すように、管支持板４３を水平方向に９０度回動するように移動する。そして、同様に、研磨治具２１４を回転しながら、サンドペーパー２１５を管支持板４３に押圧すると共に、管支持板４３の水面に沿って水平移動させることで、サンドペーパー２１５により管支持板４３の全面を面取り加工する。そして、研磨治具２１４のサンドペーパー２１５により管支持板４３の全面を２回面取り加工したら、管支持板４３の表面と裏面とを逆にする。そして、同様に、研磨治具２１４を回転しながら、サンドペーパー２１５を管支持板４３に押圧すると共に、管支持板４３の水面に沿って水平移動させることで、サンドペーパー２１５により管支持板４３の全面を２回面取り加工する。ここで、第１工程が完了する。

【0058】

続いて、研磨治具２１４の下端部に研磨ブラシ（研磨部材）２１５を装着し、図７に示すように、この研磨治具２１４を回転しながら、研磨ブラシ２１５を管支持板４３に押圧すると共に、管支持板４３の水面に沿って水平移動させる。すると、研磨治具２１４は、研磨ブラシ２１５により管支持板４３の全面を面取り加工することができる。この場合、例えば、研磨治具２１４をＸ方向に移動した後、Ｙ方向に所定距離（研磨ブラシの直径以下）だけ移動し、再び、Ｘ方向に移動することを繰り返す。

【0059】

そして、研磨治具２１４の研磨ブラシ２１５により管支持板４３の全面を面取り加工したら、図８に示すように、管支持板４３を水平方向に９０度回動するように移動する。そして、同様に、研磨治具２１４を回転しながら、研磨ブラシ２１５を管支持板４３に押圧すると共に、管支持板４３の水面に沿って水平移動させることで、研磨ブラシ２１５により管支持板４３の全面を面取り加工する。そして、研磨治具２１４の研磨ブラシ２１５により管支持板４３の全面を２回面取り加工したら、管支持板４３の表面と裏面とを逆にする。そして、同様に、研磨治具２１４を回転しながら、研磨ブラシ２１５を管支持板４３に押圧すると共に、管支持板４３の水面に沿って水平移動させることで、研磨ブラシ２１５により管支持板４３の全面を２回面取り加工する。ここで、第２工程が完了する。

【0060】

管支持板４３の下穴６２に対してブローチ加工を行ってブローチ穴６４を形成すると、ブローチ穴６４における軸方向の端部、つまり、ブローチ穴６４のエッジ部にバリが発生しやすい。研磨装置２０１は、ブローチ穴６４からバリを除去すると共に、エッジ部を滑らかにするものである。即ち、まず、研磨治具２１４に研磨部材２１５としてサンドペーパーを装着して作業を行うと、ブローチ穴６４のエッジ部に発生したバリを根元から削除することができる。次に、研磨治具２１４に研磨部材２１５として研磨ブラシを装着して作業を行うと、バリが除去されたブローチ穴６４のエッジ部を研磨することで、エッジ部を滑らかな面にすることができる。

【0061】

以上のように、管支持板４３は、図１４に示すように、ステップＳ１１にて、下穴加工装置により管支持板４３に下穴加工を行って下穴６２を形成する。ステップＳ１２にて、Ｒ面取り加工装置により下穴６２の軸方向における端部にＲ面取り加工を行うことで、Ｒ面取り部６３を形成する。ステップＳ１３にて、ブローチ加工装置により下穴６２に対してブローチ加工を行うことで、異形状をなすブローチ穴６４を形成する。ステップＳ１４にて、研磨装置２０１によりブローチ穴６４の軸方向における端部に面取り加工を行うことで、取付穴６１を形成する。ステップＳ１５にて、仕上げ処理として各種の検査などを行ってから、ステップＳ１６にて、管支持板４３を保管する。そして、所定の時期に、ステップＳ１７にて、胴部（下部胴）４１に対して管支持板４３の挿入作業を行う。

【0062】

このように本実施例の研磨装置にあっては、２つの水平方向に移動自在に支持される加工ヘッド２１２と、加工ヘッド２１２を移動可能とする駆動装置２１１，２１３と、加工ヘッド２１２に鉛直方向に移動自在に支持される研磨治具２１４と、研磨治具２１４の下端部に装着される研磨部材２１５と、研磨治具２１４を移動して研磨部材２１５を管支持板４３に押圧可能なエアシリンダ２２６と、研磨治具２１４を回転可能な駆動モータ２３０とを設けている。

【0063】

従って、加工ヘッド２１２に支持される研磨治具２１４は、駆動モータ２３０により回転し、エアシリンダ２２６により管支持板４３の加工面に押圧され、駆動装置２１１，２１３により移動することとなり、この研磨治具２１４に装着された研磨部材２１５により管支持板４３の加工面を適正に研磨することができ、また、簡単な構成により構造を簡素化することができる。

【0064】

また、本実施例の研磨装置では、２つの研磨治具２１４を設け、各研磨治具２１４を異なる方向へ回転可能としている。従って、各研磨治具２１４は、各研磨部材２１５が管支持板４３の加工面に対して異なる方向から接触することとなり、安定した研磨を行うことが可能となる。

【0065】

また、本実施例の研磨装置では、研磨治具２１４の先端部に研磨部材２１５としてのサンドペーパーと研磨ブラシを装着可能としている。従って、管支持板４３の加工面に対して異なる硬度及び形状の部材が接触するため、この加工面を適正に研磨することができる。

【0066】

また、本実施例の研磨方法にあっては、管支持板４３に形成されたブローチ穴６４のエッジ部を研磨するとき、研磨治具２１４の先端部にサンドペーパーを装着し、研磨治具２１４を回転しながらサンドペーパーを管支持板４３に押圧すると共に管支持板４３の加工面に沿って移動する第１工程と、研磨治具２１４の先端部に研磨ブラシを装着し、研磨治具２１４を回転しながら研磨ブラシを管支持板４３に押圧すると共に管支持板４３の加工面に沿って移動する第２工程とを設けている。

【0067】

従って、第１工程にて、サンドペーパーにより管支持板４３の加工面を研磨することで、ブローチ穴６４のエッジ部に形成されたバリを除去することができ、第２工程にて、研磨ブラシにより管支持板４３の加工面を研磨することで、バリが除去されたブローチ穴６４のエッジ部を研磨することができ、ブローチ穴６４のエッジ部を適正に研磨することができると共に、簡単な構成により構造を簡素化することができる。

【0068】

また、本実施例の研磨装置では、研磨治具２１４を回転しながら管支持板４３の加工面に押圧し、所定の方向に移動して管支持板４３の研磨を行った後、管支持板４３を水平方向に９０度回転し、再び、研磨治具２１４を回転しながら管支持板４３の加工面に押圧し、所定の方向に移動して管支持板４３の研磨をしている。従って、管支持板４３に形成されたブローチ穴６４に対して異なる方向から研磨部材２１５を押圧することとなり、ブローチ穴６４のエッジ部を安定した研磨をすることができる。

【0069】

なお、上述した実施例にて、本発明の加工ヘッド移動装置を駆動装置２１１，２１３とし、本発明の研磨治具移動装置をエアシリンダ２２６とし、本発明の研磨治具回転装置を駆動モータ２３０としたが、この構成に限定されるものではない。

【0070】

また、上述した実施例では、本発明の研磨装置により蒸気発生器の管支持板を加工するものとして説明したが、被加工部材は、管支持板に限るものではない。

【符号の説明】

【0071】

１３ 蒸気発生器
１７ 蒸気タービン
４１ 胴部
４３ 管支持板（被加工部材）
４４ 管板
６１ 取付孔
６２ 下穴
６３ Ｒ面取り部
６４ ブローチ穴
７１ Ｒ面取り装置
２０１ 研磨装置
２０３ 支持台
２０４ 支持テーブル
２０８ 移動体
２１１ 第１駆動装置（加工ヘッド移動装置）
２１２ 加工ヘッド
２１３ 第２駆動装置（加工ヘッド移動装置）
２１４ 研磨治具
２１５ 研磨部材（サンドペーパー、研磨ブラシ）
２２６ エアシリンダ（研磨治具移動装置）
２３０ 駆動モータ（研磨治具回転装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13-1】

【図13-2】

【図13-3】

【図14】

【図15】