特許 6573952 ラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置

(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】6573952

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】ラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 49/03 20060101AFI20190902BHJP

   B24B 19/26 20060101ALI20190902BHJP

【ＦＩ】

   B24B49/03 Z

   B24B19/26 Z

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-230479(P2017-230479)

(22)【出願日】2017年11月30日

(62)【分割の表示】特願2017-107983(P2017-107983)の分割

【原出願日】2017年5月31日

(65)【公開番号】特開2018-202601(P2018-202601A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2018年12月17日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】509328928

【氏名又は名称】株式会社日立プラントコンストラクション

(74)【代理人】

【識別番号】100091306

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 友一

(74)【代理人】

【識別番号】100174609

【弁理士】

【氏名又は名称】関 博

(72)【発明者】

【氏名】小松 啓樹

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 浄治

(72)【発明者】

【氏名】塩谷 憲弘

(72)【発明者】

【氏名】山田 学

(72)【発明者】

【氏名】久保田 益生

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−１３４１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７５４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０３５２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４５７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９７９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０３４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０６０６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７３６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２９３３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０２４８５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−０００６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−０７１０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４７２８２３３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０２５５４３５５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ１／００−１／０４

Ｂ２４Ｂ９／００−１９／２８

Ｂ２４Ｂ４１／００−５１／００

Ｂ２３Ｑ３／０６

Ｂ２５Ｂ５／１４

Ｂ２３Ｄ５／００−５／０４

Ｂ２３Ｃ３／００−３／３４

Ｆ１６Ｊ１５／１６−１５／３２

Ｆ１６Ｊ１５／３２４−１５／３２９６

Ｆ１６Ｊ１５／４０−１５／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削装置に係り、特にラビリンスパッキンにおける櫛歯の高さを研削するのに好適な装置に関する。

【背景技術】

【0002】

火力発電所のタービンは、一定の周期で定期点検工事を行う事が電気事業法により定められている。ラビリンスパッキンは、タービンの軸周りに設置されている非接触のシールであり、タービンに流れる気体の漏れ量を低減させる役割を担う。ラビリンスパッキンは、シール面に櫛歯状のフィンを有する。そして、ラビリンスパッキンには、定期点検工事毎に、この櫛歯状のフィンの修正加工が施される。

【0003】

従来、この櫛歯状のフィンの修正加工作業は、その形態の特殊性から、作業者による手作業で行われていた。しかし、修正加工の仕上がりや、加工に要する時間は、作業者の熟練度により大きく変わってきてしまう。

【0004】

このような実状を鑑み、ラビリンスパッキンを修正加工する際の自動化を検討すると、被加工物を切削、あるいは研削する装置としては種々の提案が存在している事がわかった。その殆どの装置は、特許文献１に開示されているように、被加工物を保持して水平移動するステージと、回転工具を垂直方向に移動させる機構を備えたものである。また、特許文献２に開示されているように、被加工物の長手方向にステージを移動させ、回転工具を被加工物の幅方向に移動させるといった装置も提案されている。特許文献２に開示されている装置では、被加工物の研削部に対して、回転工具を斜めに接触させる構成としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−６０６３０号公報

【特許文献2】特開２００２−２７３６４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

長尺物の自動加工を実施する場合には、上記のような移動軸を備えた装置を用いる事が前提となると考えられる。しかし、提案されている装置の殆どは、加工面が平坦（直線状）であったり、新規の被加工物を加工対象としている。

【0007】

このため、ラビリンスパッキンのように、タービンの固体によって、曲率や大きさが異なり、使用年数や使用環境により、状態が異なる被加工物の修正加工に対応できる装置は存在しない。

【0008】

そこで本発明では、上記問題を解決し、曲率や大きさ、状態の如何によらずに修正加工を実施することのできるラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置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】

【0009】

上記目的を達成するための本発明に係るラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置は、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、前記櫛歯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、を備えることを特徴とする。

【0010】

また、上記のような特徴を有するラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置において前記Ｚ軸座標の計測は、Ｘ軸に沿った点を隣接させて行い、前記制御手段は、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構成とすることもできる。

【0011】

また、上記のような特徴を有するラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置において前記把持機構は、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すると良い。このような特徴を有する事により、ラビリンスパッキンの位置決めが容易となる。よって、ラビリンスパッキンの配置固定に要する労力を軽減し、時間を短縮する事ができる。

【0012】

また、上記のような特徴を有するラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置における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を備えるようにすると良い。このような特徴を有する事により、ラビリンスパッキンを把持した際、固定当板と可動当板に把持されるラビリンスパッキンの面積を十分確保できる。よって、ラビリンスパッキンの固定状態を安定させる事ができる。

【0013】

また、上記のような特徴を有するラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置において、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と良い。このような特徴を有する事により、計測手段は、スライダを介してその配置位置を変更する事が可能となる。

【0014】

さらに、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とすると良い。このような特徴を有する事により、計測手段の計測ピンと櫛歯との位置がＹ軸方向にズレることによる計測ミスを防ぐことができる。

【発明の効果】

【0015】

上記のような特徴を有するラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置によれば、ラビリンスパッキンの曲率や大きさ、状態の如何によらずに櫛歯高さの研削を行うことができる。このため、作業者の熟練度に依存する事なく、短時間で高精度にラビリンスパッキンの修正加工を行う事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】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の外観構成を示す正面図である。

【図2】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の外観構成を示す左側面図である。

【図3】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の外観構成を示す平面図である。

【図4】把持機構の構成を示す拡大側面図である。

【図5】把持機構の構成を示す拡大正面図である。

【図6】ラビリンスパッキンの櫛歯と計測手段における計測ピンの関係を示す部分拡大図である。

【図7】制御手段を含むラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置のシステム全体のイメージを示すブロック図である。

【図8】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によりラビリンスパッキンの櫛歯研削を行う際の工程を示すフロー図である。

【図9】計測点を複数とし、計測点に基づいて近似する円弧形状を求め、加工データを作成する場合の例を説明するために示したラビリンスパッキンの部分拡大正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明のラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、図１から図３は、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の外観構成を示す正面図、左側面図、および平面図である。また、図４は、把持機構の構成を示す拡大側面図であり、図５は、同正面図である。また、図６は、ラビリンスパッキンの櫛歯と計測手段における計測ピンの関係を示す部分拡大図である。また、図７は、制御手段を含むラビリンスパッキンの櫛歯高さ研削装置のシステム全体のイメージを示すブロック図である。さらに、図８は、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によりラビリンスパッキンの櫛歯研削を行う際の工程を示すフロー図である。

【0018】

［研削装置の構成］
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。

【0019】

［ステージについて］
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。

【0020】

実施形態に係るステージ１４は、Ｘ軸機構１６とＸ軸ステージ１８、Ｙ軸機構２０、およびＹ軸ステージ２２とを備える構成としている。Ｘ軸機構１６は、ベース１２上に、Ｘ軸に沿って配されたガイドレール１６ａとボールネジ１６ｂ、およびボールネジ１６ｂを回転させるＸ軸モータ１６ｃとを備えて構成される。Ｘ軸ステージ１８は、ボールネジ１６ｂの回転に伴って移動するスライダであり、ガイドレール１６ａに沿う摺動部１８ａを有する。

【0021】

Ｙ軸機構２０は、Ｘ軸ステージ１８上に、Ｙ軸に沿って配されたガイドレール２０ａと、ボールネジ２０ｂ、およびボールネジ２０ｂを回転させるＹ軸モータ２０ｃとを備えて構成される。Ｙ軸ステージ２２は、ボールネジ２０ｂの回転に伴って移動するスライダであり、ガイドレール２０ａに沿う摺動部２２ａを有する。また、Ｙ軸ステージ２２上には、把持機構２４が備えられる。

【0022】

［把持機構について］
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。

【0023】

また、本実施形態では、固定当板２４ａと可動当板２４ｂの上端に、円弧状の切欠き２４ａ１，２４ｂ１（図５参照）を設けている。切欠き２４ａ１，２４ｂ１の円弧形状は、研削対象とするラビリンスパッキン６０の円弧形状に倣うものとすれば良い。把持機構２４を構成する固定当板２４ａと可動当板２４ｂに円弧状の切欠き２４ａ１，２４ｂ１を設ける事により、円弧状の形態を有するラビリンスパッキン６０の把持面積を十分確保でき、把持状態の安定化を図る事ができる。また、切欠き２４ａ１，２４ｂ１を成す円弧は、全体の直径が大きなラビリンスパッキン６０の円弧に合わせて形成すると良い。大きな円弧に合わせて切欠き２４ａ１，２４ｂ１を形成する事で、小さな直径のラビリンスパッキン６０にも対応可能となるからである。

【0024】

また、対を成して配置される支柱２４ｃは、その配置高さをラビリンスパッキン６０の把持高さに合わせる事で、ラビリンスパッキン６０の配置高さを支柱２４ｃを基点として定める事ができる。よって、ラビリンスパッキン６０の配置（位置決め）を容易に行う事ができる。

【0025】

クランプ２４ｄは、ラビリンスパッキン６０を把持した可動当板２４ｂを固定当板２４ａへ押し付け、ラビリンスパッキン６０の固定状態を維持するという役割を担う。クランプ２４ｄは、その役割を担うものであれば、具体的な構成を問うものではなく、例えばシャコマンのようなものであっても良い。本実施形態では、ラビリンスパッキン６０を把持する工程の容易さを考慮して、横方向押し付け型のトグル式クランプを採用している。クランプ２４ｄの本体をＹ軸ステージ２２に固定し、押し付け部を可動当板２４ｂに当接させることで、レバーの揺動に従った押し付けと開放を行う事が可能となる。本実施形態では、クランプ２４ｄをＸ軸に沿った２点に配置し、把持状態の安定化を図るようにしている。

【0026】

［研削手段について］
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。

【0027】

研削手段３４は、回転砥石３６を備えている。また、研削手段３４は、Ｚ軸アクチュエータ２６のスライダ３０に対して、回転砥石３６の回転軸がＹ軸に沿うこととなるように配置されている。

【0028】

［Ｚ軸アクチュエータ］
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。

【0029】

［計測手段について］
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。

【0030】

また、本実施形態では、計測手段３８と研削手段３４の回転砥石３６との配置位置が近い事より、計測手段３８とブラケット３２との間にスライド機構４０を備える構成としている。スライド機構４０を備える事により、計測手段３８の配置位置は、計測位置と退避位置とに切り替える事が可能となる。

【0031】

スライド機構４０の具体的な構成としては、ブラケット３２に対してＺ軸方向に沿ったレールと、このレール上を移動可能なスライダを備えるものであれば良く、計測手段３８を、このスライダに固定すれば良い。スライダの駆動形式は、限定するものでは無いが、段階的な移動制御を必要とせず、配置位置の切り替え時間を短くし、かつ構成を簡易なものとするという観点から、本実施形態においては、エアシリンダ型のものを採用している。

【0032】

また、本実施形態では、計測点が平面では無く、ラビリンスパッキン６０における櫛歯６２の上面という幅の狭い凸部としていることより、接触型の計測手段３８を採用している。また、計測手段３８の計測ピン３８ａは図６に示すように、櫛歯６２上面の幅より大きく、隣接配置されている櫛歯６２と櫛歯６２のピッチよりも小さい線状の接触部３８ａ１を持つものを採用し、櫛歯６２の延設方向と交差する方向に線状部が配置される構成としている。このような構成とする事で、Ｙ軸方向（図６中矢印Ｂで示す方向）に対する位置がズレることによる計測ミスを防ぐ事ができる。

【0033】

［制御手段について］
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。

【0034】

制御手段４２には、入力端末４４との間で制御信号の授受を行うインターフェースとして、モーションコントロールボード４６やルータコントローラ４８、および計測手段用アンプ５０などが備えられている。モーションコントロールボード４６は、研削装置１０におけるステージ１４、およびＺ軸アクチュエータ２６を制御するための要素であり、Ｘ軸ドライバ４６ａ、Ｙ軸ドライバ４６ｂ、およびＺ軸ドライバ４６ｃを介して、駆動制御のための制御信号（駆動パルス）の生成、出力を行う。Ｘ軸モータ１６ｃ、Ｙ軸モータ２０ｃ、およびＺ軸モータ２６ｃは、各ドライバ（４６ａ〜４６ｃ）から出力された制御信号に応じて回転動作が成される。

【0035】

ルータコントローラ４８は、研削手段３４や計測手段３８、およびスライド機構４０の動作制御を行うための要素である。ルータコントローラ４８は、直接的には、研削手段３４における回転砥石３６の回転数の制御のための信号を出力する。一方、間接的には、計測手段３８における計測ピン３８ａの位置制御や、スライド機構４０における計測位置と退避位置の切り替え制御などを行う。具体的には、計測手段３８とスライド機構４０には、圧縮空気を供給するためのコンプレッサ５２が接続されている。コンプレッサ５２から計測手段３８に供給される圧縮空気は、計測手段３８の計測ピン３８ａをスタンバイ状態に伸張させる役割を担う。また、コンプレッサ５２からスライド機構４０に供給される圧縮空気は、計測手段３８を退避位置から計測位置へ移動させる役割を担う。

【0036】

コンプレッサ５２と、計測手段３８、並びにスライド機構４０との間には、圧縮空気の供給圧を調整するためのレギュレータ５４と、バルブ５６ａ，５６ｂが備えられている。バルブ５６ａ，５６ｂは、電磁弁などの切り替え弁であれば良く、ルータコントローラ４８からの制御信号が入力される事により、圧縮空気の供給経路を開放する。

【0037】

計測手段用アンプ５０は、ラビリンスパッキン６０における櫛歯６２の計測に起因して計測手段３８から出力される電気信号を増幅し、検出信号として入力端末４４に出力する役割を担う。

【0038】

［研削制御について］
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。

【0039】

まず、上述した入力データである要素データとしては、割れ数や、弓寸法、櫛歯数、櫛歯ピッチ、開始計測点、および指定加工量などを挙げる事ができる。ここで、割れ数とは、ラビリンスパッキン６０の分割数である。ラビリンスパッキンは、タービン（不図示）の軸径に合わせた円形を成すものであり、加工対象となるラビリンスパッキン６０（正確にはラビリンスパッキン片）は、円形のラビリンスパッキンを複数に分割した片の１つとなる。また分割は、等分とされていることより、分割数の入力により、円の内角を求める事ができる。

【0040】

弓寸法とは、研削対象とするラビリンスパッキン６０における櫛歯６２の上面の端部間距離、すなわち、円弧の弦にあたる部分の長さである。１回の研削におけるＸ軸の移動距離を定めることができる。また、割れ数により二等辺三角形の頂点の内角が求められるため、弓寸法により底辺の長さ（弓寸法）を入力する事で、二等辺三角形を構成する二つの辺の長さ（円弧の半径Ｒ）を求めることができる。具体的には、底辺の長さをａ、底辺の両端に位置する内角をθとして、ａ／（２×ｃｏｓθ）を計算する事で求めることができる。

【0041】

櫛歯数とは、研削対象とする１つのラビリンスパッキン６０に備えられている櫛歯６２の数である。研削を行う回数を定めるためである。また、櫛歯ピッチとは、Ｙ軸方向に沿った櫛歯６２の配置間隔である。各櫛歯６２を研削する際における回転砥石（研削手段）のＹ軸方向の移動距離を定めるためである。

【0042】

また、開始計測点は、最初に加工を行う櫛歯６２における３点のＸＹ座標であり、指定加工量は、櫛歯６２の上面を研削する研削量である（Ｓ１０：要素データ入力）。

【0043】

このような要素データを入力された制御手段４２では、まず、スライド機構４０と計測手段３８に対して圧縮エアの供給を行い、計測手段３８を計測位置に移動させると共に、計測ピン３８ａを伸長させてスタンバイ状態にする。その後、入力された要素データに基づいて算出したラビリンスパッキン６０における櫛歯６２上面の半径Ｒに基づいてＸ軸モータ１６ｃとＹ軸モータ２０ｃ、およびＺ軸モータ２６ｃに対して制御信号を与え、計測手段３８による櫛歯６２の上面位置における３点のＺ軸座標の計測を行う。その後、計測された３点のＺ軸座標と、当該座標を計測したＸ軸座標に基づき、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（Ｓ２０：計測）。

【0044】

櫛歯６２上面の曲率半径を求めた後、入力された要素データと算出された曲率半径に基づき、加工経路やＸ軸モータ１６ｃ、Ｙ軸モータ２０ｃ、およびＺ軸モータ２６ｃの動作量、研削手段３４の回転速度等の加工データの作成を行う（Ｓ３０：加工データ作成）。

【0045】

加工データ作成後、加工データに従って各種制御を行い、ラビリンスパッキン６０における櫛歯６２上面の研削を行う。なお、計測手段３８は、Ｚ軸座標の計測終了後、少なくとも研削工程の前までに、退避位置に移動させる制御が成される（Ｓ４０：研削）。

【0046】

研削工程が終了した後、再び計測手段３８を計測位置に移動させ、計測工程で計測した３点のＺ軸座標の計測を行う（Ｓ５０：再計測）。研削工程前の計測値と、研削工程後の計測値に基づき、加工量の計算が成される（Ｓ６０：加工量計測）。算出された加工量が、指定加工量に近似する値となっているか否かを判定する。ここで、近似の範囲は、求める加工精度に応じて予め定めた閾値の範囲とすれば良い（Ｓ７０：判定）。

【0047】

判定により、加工量が閾値の範囲内である場合には、ラビリンスパッキン６０の研削加工が終了する。一方、加工量が閾値の範囲外である場合には、再度加工量の入力を行い（Ｓ８０：加工量再入力）、Ｓ３０に戻り、加工データの作成を行い、ラビリンスパッキン６０の研削が成される。ここで、加工量が閾値の範囲外となる要因としては、回転砥石３６の摩耗や、研削手段３４における回転軸の逃げなどを挙げる事ができる。よって、必要に応じて再加工の前に回転砥石３４の寸法や、研削手段３４の取付状態のチェックを行い、要素データの再入力の必要性を判定しても良い。

【0048】

［作用効果］
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。

【0049】

［変形例］
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。

【0050】

まず、上記実施形態では、回転砥石３６の回転軸（研削手段３４の回転軸）について、Ｙ軸に沿った方向（Ｘ軸に直交する方向）に配置する旨記載した。しかしながら、回転砥石３６の回転軸は、Ｙ軸に対して斜めになるようにセットしても良い。このような配置形態とする事で、回転砥石３６は、櫛歯６２に対して斜めに接触することとなる。これにより、回転砥石３６と櫛歯６２との接触面積を増やす事ができる。このため、回転砥石３６の編摩耗を抑制する事が可能となる。

【0051】

また、回転砥石３６の編摩耗を抑制する手段として、櫛歯６２を研削する毎に移動させるＹ軸の移動量を、櫛歯６２のピッチに対してプラス・マイナス数％ずつずらすようにしても良い。回転砥石３６に対する櫛歯６２の接触箇所を分散させる事が可能となるからである。

【0052】

さらに、研削装置１０には、研削工程終了時に、回転砥石３６をクリーニング（ならす）作業を行うための機能を備えるようにしても良い。このような機能を備える事によっても、回転砥石３６の編摩耗を抑制する事ができるからである。

【0053】

また、上記実施形態では、加工データを作成する際、計測手段３８により、ラビリンスパッキン６０のＸ軸方向に沿った３点で、櫛歯６２上面のＺ軸座標を計測し、各計測点におけるＸ軸座標とＺ軸座標に基づいて曲率半径を算出する旨記載した。しかしながら、本発明の研削装置１０における加工データの作成は、種々の計測値に基づくデータを利用して成されるものであって良い。

【0054】

例えば、Ｚ軸座標を計測するＸ軸に沿った点を隣接させ、その数を増やした場合には、連続して得られる計測点の座標そのものが櫛歯６２上面の形状（プロフィール）を表すデータの近似値とすることが可能となる。制御手段４２では、計測された実測座標に基づく櫛歯６２上面のプロフィールから、近似する円弧形状を算出し、この円弧形状に基づいて加工データの作成を行う。ここで、近似する円弧形状とは、図９にラビリンスパッキン６０の部分拡大図を示すように、凹部、あるいは凸部として示される複数の計測点に位置する座標（ａからｘで示す点）を直線、あるいは弧状の曲線で接続して示される形状のうち、凸となる複数の点（図９中では、例えばｂ、ｃ、ｉ、ｊ、ｍ、ｎ、ｗ、ｘ等）を通過するように定めた円弧（図９中には、二点鎖線で示す）とすれば良い。このように定める事で、研削加工は、最も凸となる点を基準として成されることとなり、研削深さが深く成る事によるラビリンスパッキン６０に対する回転砥石３６の逃げや、加負荷による損傷を防ぐ事ができるからである。なお、図９では、説明を解りやすくするために、櫛歯６２上面の凹凸を誇張して示している。

【0055】

また、その他の加工データ作成手法として、各計測座標と、予め定められた研削量とに基づいて、各計測点ごとの研削量を定め、各点が指定された研削量となるように加工を行うデータを作成するようにしても良い。

【符号の説明】

【0056】

１０………研削装置、１２………ベース、１４………ステージ、１６………Ｘ軸機構、１６ａ………ガイドレール、１６ｂ………ボールネジ、１６ｃ………Ｘ軸モータ、１８………Ｘ軸ステージ、１８ａ………摺動部、２０………Ｙ軸機構、２０ａ………ガイドレール、２０ｂ………ボールネジ、２０ｃ………Ｙ軸モータ、２２………Ｙ軸ステージ、２２ａ………摺動部、２４………把持機構、２４ａ………固定当板、２４ａ１………切欠き、２４ｂ………可動当板、２４ｂ１………切欠き、２４ｃ………支柱、２４ｄ………クランプ、２６………Ｚ軸アクチュエータ、２６ａ………ガイドレール、２６ｂ………ボールネジ、２６ｃ………Ｚ軸モータ、２８………垂直ベース、３０………スライダ、３２………ブラケット、３４………研削手段、３６………回転砥石、３８………計測手段、３８ａ………計測ピン、３８ａ１………接触部、４０………スライド機構、４２………制御手段、４４………入力端末、４４ａ………研削アプリ、４６………モーションコントロールボード、４６ａ………Ｘ軸ドライバ、４６ｂ………Ｙ軸ドライバ、４６ｃ………Ｚ軸ドライバ、４８………ルータコントローラ、５０………計測手段用アンプ、５２………コンプレッサ、５４………レギュレータ、５６ａ，５６ｂ………バルブ、６０………ラビリンスパッキン、６２………櫛歯。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】