大口径部材の機械加工方法
【課題】大型の円形の構造物を切削する際の検査や測定を簡略化する方法を提供する。
【解決手段】原動機２で駆動される駆動軸４を介して従動装置（インペラ）６を駆動するウォータージェットＷＪにおいて、前記駆動軸４の軸芯Ｘと、従動装置６を据付けるためのフランジ９の中心点との間にレーザ光線Ｌを通過させ、前記フランジ９の表面を加工する工作機械（ボーリング掘削機）３０における加工工具を駆動するための主軸３０ｂに、前記レーザ光線Ｌが通過する空間３０ｃを形成し、レーザ光線Ｌの光路を基準として前記工作機械３０の据付姿勢を補正し、前記加工工具の作業位置を調整する大口径部材の機械加工方法。
【解決手段】原動機２で駆動される駆動軸４を介して従動装置（インペラ）６を駆動するウォータージェットＷＪにおいて、前記駆動軸４の軸芯Ｘと、従動装置６を据付けるためのフランジ９の中心点との間にレーザ光線Ｌを通過させ、前記フランジ９の表面を加工する工作機械（ボーリング掘削機）３０における加工工具を駆動するための主軸３０ｂに、前記レーザ光線Ｌが通過する空間３０ｃを形成し、レーザ光線Ｌの光路を基準として前記工作機械３０の据付姿勢を補正し、前記加工工具の作業位置を調整する大口径部材の機械加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば大型船舶用ウォータージェット推進装置の据付部などのように大口径部材の円形部分の部分の機械加工、特にボーリング加工に関し、更に詳しくはボーリング装置の軸芯を被加工面に合わせて正確に調整する方法を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型の船舶においては、船体の後方あるいは中央部にエンジンを配置し、このエンジンより船尾の推進装置までの間に長尺の駆動軸を使用して駆動する方法が採用されている。
【０００３】
例えば、船長が１４０ｍ、船幅が３０ｍ、動力として出力が２８０００ｋＷのガスタービン２基を船体の左右に配列した大型アルミ高速船の場合、直径が４４０ｍｍ、長さがそれぞれ８．５ｍ及び７．８ｍの推進軸を２本連結して減速機から大型の推進装置の間を連結して動力を伝達している。
【０００４】
図１は前記大型アルミ船の船体１の後半部の概略図、図２は図１の推進装置の部分の拡大図である。船体１の中央部にガスタービン２を配置し、この高速回転するガスタービン２の回転数を減速機３で減速させ、船尾に配置されているウォータージェット推進装置ＷＪを長尺の推進軸４で駆動するように構成されている。
【０００５】
前記ウォータージェット推進装置ＷＪとしては、例えば特許文献１などの多数の特許文献に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１４６２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１は原動機と減速機との間を細径の動力伝達軸とし、減速機とインペラとの間を太径の動力伝達軸を使用する装置が提案されているが、導水管の接合部や導水管とインペラとの間の間隙などについては何ら記載がない。更に、前記特許文献１に記載されたウォータージェット推進装置ＷＪは以下に本発明において説明するような大型（例えばポンプ入口の径が約２〜３ｍ）の装置については全く記載も示唆もされていない。
【０００７】
次に、図１を参照してウォータージェット推進装置の例を説明すると、船体１の船底の前方に向けて導水管５の吸引口を開口し、この後部に軸流ポンプ装置Ｐの主要部を構成するインペラ６を配置し、更にその後方にノズル５ａを配置し、このノズル５ａの後方に操舵装置７を配置してウォータージェット推進装置ＷＪを構成している。
【０００８】
そして前記ガスタービン２と減速機３を介してインペラ６を高速で駆動することによって前記導水管５の吸引口より海水を吸引・加圧してノズル５ａよりジエット流を噴出して大きな推進力を発生させ、更に操舵装置７で船体１の前進方向を操作している。
【０００９】
図１及び図２に示すように、軸流ポンプ装置Ｐを構成する拡大短管１０の後端部に大口径のフランジ９が付設されている。そしてこのフランジ９を基礎構造としてポンプ装置Ｐを据付けている。このホンプ装置Ｐのケーシングは、拡大短管１０と縮小短管１１で構成され、全体として中央部が膨らんだ球体であり、これらの部材は全てフランジ結合により分解可能に組立てられている。
【００１０】
前記のような大型のアルミ合金製高速船の場合、前記ポンプ装置Ｐの据付部の基礎構造であるフランジ９の内径は３．５ｍ、幅は０．３ｍのアルミ合金製の大型のリング状構造物が使用されている。また、推進軸４を軽量化及び後述するレーザ光線による軸芯の測定のために中空軸を使用し、その先端にインペラ６を固定した構造を採用している。
【００１１】
ところで、このポンプ装置Ｐの性能の良否は、前記インペラ６を構成する羽根６ａの先端と、ケーシングの一つである拡大短管１０の内壁面の傾斜面との間の間隙〔ｇ〕を正確に維持することにも関係している。つまり、拡大短管１０の傾斜内壁面１０ａと羽根６ａの先端の回転軌跡とは正確な同心円を形成するように調整する必要があり、前記間隙ｇは大型のポンプ装置Ｐとしての性能を大きく左右する重要な要素である。
【００１２】
前記ポンプ装置Ｐを構成している主要部材であるインペラ６は、中空の推進軸４の後端で軸芯に直交するように固定され、そしてこのインペラ６と拡大短管１０の傾斜内壁面１０ａとの間には正確な間隙ｇをもって位置決めされなければ、ポンプ装置Ｐとしての性能を確保できない。
【００１３】
ところで、前記インペラ６と拡大短管１０との間の間隙ｇを正確に保持するためには、前記推進軸４に対してフランジ９の接合面Ｆ、つまりリング状の座が正確に推進軸４の軸芯に直交するように形成しなけれぱならない。もし、このフランジ９の接合面Ｆが推進軸４の軸芯Ｃに対して直交していないと、インペラ６の回転によって発生する流れの状態がインペラ６の回転方向に均一にならず、偏流が発生し、その結果、ポンプ装置Ｐに振動が発生してポンプ性能が低下するなどの問題が起きる。
【００１４】
前記ポンプ装置Ｐを据付ける際の問題点は、前記フランジ９の表面が導水管５と拡大短管１０の軸芯に対して正確に形成されているか否かである。
【００１５】
図３は、導水管５の後端に固定された拡大短管１０の後部に形成されたフランジ９をイメージして描いたものであるが、もし、このフランジ９の端面、つまり縮小短管１１を固定するフランジ９の表面である支持面Ｆが、推進軸４の軸芯に対して直交して形成されでおれば、前記支持面Ｆを単に仕上げ切削するだけで良い。
【００１６】
しかし、薄いアルミ板やアルミ型材を溶接して組立られたアルミ合金製の船体１は、如何に正確に組立てたとしても全体として剛性が低く、変位が発生し、更に進水によって変位が新たに発生することになる。また、推進軸４の軸受の支持位置などの誤差により中心線に対して前記フランジ９が直交する面から狂いが生ずることもある。
【００１７】
そこで、このフランジ９の支持面Ｆを縮小短管１１のフランジの表面に合わせて正確に切削、つまり「ボーリング加工」する必要がある。このボーリング加工するフランジ９の支持面Ｆの狂いは、推進軸４の軸芯Ｃに対して正確に直交する平面を形成できず、その結果、ウォータージェット推進装置ＷＪの推進性能に大きな影響を与えることになるのである。
【００１８】
図３の実線の部分はフランジ９のボーリング加工前の原型を示しているが、船体１の製作上の誤差などによってフランジ９の接合面Ｆの精度に大きく変化を与えることになる。そこで、このフランジ９の表面の傾斜状態及びその内径の大きさ、内径とフランジ９の中心との間の誤差（偏芯状態）を正確に測定し、この誤差寸法をフランジ９の面に正確に罫書いておき、その罫書線に沿ってボーリング装置を操作して切削する必要がある。
【００１９】
図３の「線Ｍ」は、切削後の正確な支持面Ｆとなるべき面を罫書いた線を示し、また、「線Ｎ」は、内径寸法を拡大短管１０の外面に合致させるための切削すべき肉の線を意味している。従って、船体の内部に機関などの機器の搭載前に、前記線Ｍ、Ｎをフランジ素材上に正確に罫書いておき、その罫書線にしたがって正確に切削あるい研削することが必要である。
【００２０】
（従来工法による大口径を持つ部材の切削準備工程）
図４は、船体１の船底部に取付けた導水管５の後端部に固定された拡大短管１０の後縁部のフランジ９（大口径部材ないしフランジ素材を意味する）の支持面Ｆの傾斜や偏芯状態を測定する方法を示しており、また、図５は同側面図を示している。
【００２１】
このフランジ９の切削前の支持面（被切削面）の状態の傾斜角度や内径の偏芯状態を測定し、本来の正確な支持面Ｆとの誤差を全円周方向に測定し、記録する必要があるが、この測定及び罫書き作業は次のようにして行っている。
【００２２】
（測定準備と切削部分の罫書き）
イ）レーザ発光源２０（レーザトランジット）よりレーザ光線Ｌを、中空の推進軸４の中心線Ｘとフランジ９の中心（軸芯Ｃ）とを結んだ線に通過させて測定準備する。
【００２３】
ロ）フランジ９の外径より大型の直角定規２１（例えば、長辺が４ｍ、高さが３ｍ）を使用し、その長辺２１ａの中心点Ｄを、前記レーザ光線Ｌの経路に合致させて配置する。
【００２４】
次に、この定規２１の頂点Ｅの位置とレーザ光線Ｌ’の「誤差分Ｇあるいは誤差角度」を確認する。
【００２５】
ハ）前記定規２１の頂点Ｅと誤差分Ｇを、測定ないし監視しながらフランジ９の素材の切削すべき面と前記定規２１の下面との間のＨあるいはＪの部分に、図示しないライナを挿入する。そしてこのライナの厚さを変えながら定規２１の頂点Ｅの位置を徐々に、伸長に移動させてこの頂点Ｅを前記レーザ光線Ｌ’と合致させる。その時の「ライナの厚み」が、定規２１を配置したフランジ９の円周方向の、その位置における、正確な支持面Ｆとの間の誤差分に相当する。
【００２６】
ニ）次に、前記ライナの厚み（ＨあるいはＪの部分に挿入したライナの厚みないし隙間）に相当する距離に基づいてフランジ９の側面に正確に罫書いておく。この罫書線は、フランジ９の全周面において、定規２１を所定の角度（例えば３０度）だけ、移動させながら次々と、慎重に行う。
【００２７】
なお、フランジ９の表面である接合面Ｆだけではなく、このフランジ９の内径の切削も必要であるが、このフランジ９の内径の測定には、従来のように巻尺と直線定規を使用して行う。
【００２８】
前記のような作業によってフランジ９に罫書かれた図３及び図５に示した円周方向の線Ｍがレーザ光線Ｌに対して狂っている切削すべき面を、また、線Ｎがフランジ９の中心がレーザ光線Ｌが通過する中心点Ｃとは異なっている円周方向の切削すべき線をそれぞれ示している。
【００２９】
（従来工法による罫書き作業に必要とする人員）
前記罫書作業は、長辺が４ｍ、高さが３ｍもの大型の定規２１を使用しているので、この定規が傾斜しないように支える人、レーザ光線Ｌの位置と定規２１と中心点Ｄを合致させる人、前記定規２１の長辺２１ａの中心点Ｄを中心として円周方向に所定の角度移動させる人、そして全体の作業を監視しながら各部の測定値を記録する人などの作業員の数は５人あるいはそれ以上の人数が必要である。
【００３０】
また、前記例示した実際の船体の建造を行う際のフランジ９の支持面Ｆの測定と切削に要した時間は６日あるいはそれ以上の日数を必要とした。
【００３１】
次に、図７、８、９を参照して従来工法によるフランジ９の測定方法を説明する。
図７は、船体１の端部にフランジ９の切削前の素材が固定された状態を示している。また、前記図４及び図５は、前記イ）〜ニ）の一連の罫書作業の概念図を示しており、この状態でフランジ９の据付穴中心を計測し、図３〜５に示す線Ｍ、線Ｎ、つまり支持面Ｆと内径の“誤差の量”あるいは“削り代”を罫書いておく。
【００３２】
（ボーリング掘削機の据付）
前記の作業工程によって図４及び図５に示した罫書線Ｍ、Ｎがフランジ９の素材の後部の面と内周面など、ボーリング掘削機によって切削作業に必要な罫線が描かれ、必要に応じて各測定位置、及びその位置における測定量などが記入され、このフランジ９の素材の切削位置と切削量が決定されることになる。また、この罫書線によって切削の状態を確認できるようになる。
【００３３】
次に、図８に示すようにボーリング掘削機２２を船尾端の適当な場所にセットする。また、場合によっては大型のクレーンなどの装置でそのボーリング掘削機２２自体を支持することもできる。
【００３４】
このボーリング掘削機２２は、固定台２２ａと回転軸２２ｂと工具支持腕２２ｃとバイト２２ｄで構成され、切削面９ｓをこのバイト２２ｄを切削面（支持面Ｆと内径部分）に沿って旋回させながら切削するように構成されている。
【００３５】
（ボーリング掘削機のセット位置の確認）
前記のようにボーリング掘削機２２を所定の切削作業を行う位置にセットしたならば、前記バイト２２ｄの代わりに「トレース針」を取付け、このトレース針が所定の罫書線の上を移動するかどうかも確認する。このような一連の作業によりボーリングマシン２２をセットした位置が正確かどうかを確認されたならば、前記トレース針とバイト２２ｄを交換し、図３に描いた罫書線Ｍ、Ｎに沿って正確に切削していく。
【００３６】
（ボーリング後の計測）
前記工程によってフランジ９に罫書いた線Ｍ、Ｎに沿って確実に切削されているかどうかを、図９に示すように、定規２１を切削面９ｓ上の所定の位置に配置し、この定規２１と中心Ｄと先端部Ｅが、レーザ光線Ｘの光路と合致するかどうかを確認する。
【００３７】
もし、前記定規２１の底辺の中央の点Ｄと定規２１の頂点Ｅの２点がレーザ光線Ｘと一致しない場合は、再度ボーリングマシン２２で修正ボーリングをしたり、場合によっては手作業で切削面の修正を行う。
【００３８】
（機関などの搭載）
前記のようにしてウォータージェット推進装置ＷＪの据付面であるフランジ９の表面と内径の切削面が正確に切削されていることが確認されたならば、図１に示すように船体１の内部にガスタービン２や減速機３、推進軸４などの一連の装置を搭載する。
【００３９】
その後、図１に示すようにウオータージエット推進装置ＷＪを構成するポンプ装置Ｐを搭載し、これを前記工程によって加工されたフランジ９面に連結し、固定する。
【００４０】
（従来工法の問題点）
従来技術においては、前記したように推進軸４の軸芯に合わせて投光されるレーザ光線Ｌの光路と、定規２１の姿勢との対応が常時確認できないことに問題がある。
【００４１】
つまり、図３〜５及び図７〜図９を参照して説明した罫書き工程から切削工程、更に仕上げ面の検査構成と、その仕上げ面の修正工程などの一連の工程より理解できるように、レーザ光線Ｌの光路を、三角定規２１の２点で比較して誤差を測定し、その測定値によってボーリングマシン２２を据付ける段階、及びこのボーリング掘削機２２で被切削面を切削している間でも、そのボーリング掘削機２２の軸がレーザ光線Ｌの光路と狂っていないかどうかを確認することができないことに最大の問題がある。
【００４２】
更に別の問題は、船尾端に固定されたフランジ９を正確に切削加工されたことが確認された後でなければ、ポンプ装置Ｐなどのウォータージェット装置ＷＪや推進軸４や減速機３やガスタービン２等の機器を船体１内に搭載することができず（各種の作業の邪魔になるので）、これが組立工事の遅れの原因となったのである。
【００４３】
本発明は、前記従来の大型口径を持つ部材の切削方法の欠点を解消した切削方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
前記目的を達成するための本発明に係る大口径部材の機械加工方法は、次のように構成されている。
【００４５】
１）原動機で駆動される駆動軸を介して従動装置を駆動する装置において、前記駆動軸の軸芯と、前記従動装置を据付けるためのフランジの中心点との間にレーザ光線を通過させ、更に、前記フランジの表面を加工する工作機械における加工工具を駆動するための主軸に、前記レーザ光線が通過する空間として主軸の中心の穴を形成し、この穴の中をレーザ光線の光路とすることによって前記工作機械の据付姿勢を確認可能とし、この確認結果によって前記加工工具の作業位置を調整することを特徴としている。
【００４６】
２）大口径部材を加工する工作機械の加工工具を駆動する主軸を中空軸とし、原動機で駆動される中空軸に形成した駆動軸の軸心の位置と、フランジで固定される従動装置の前記フランジの中心の位置と、更に、前記工作機械の中空軸に形成した主軸の軸芯にレーザ光線を通過させ、前記駆動軸の軸芯と、フランジの中心点と、工作機械の主軸の軸芯との間の位置を前記レーザ光線を基準どして調整することを特徴としている。
【００４７】
３）前記工作記載の主軸の姿勢を、中空軸に形成した主軸の軸芯を通過するレーザ光線の経路によって確認した後に加工作業を開始し、加工工程の途中においてもレーザ光線によって主軸の状態を確認しながら作業を行うことを特徴としている。
【００４８】
４）また、前記機械加工方法を実施するための装置は次のように構成されている。即ち、原動機で駆動される減速機の出力軸と、前記出力軸に一端か連結され、他端が被駆動装置を据付けるためのフランジの中心と、更に、このフランジを加工するための加工装置の工具を駆動する主軸の軸芯との間をレーザ光線が通過できるように、前記工作機械の主軸を中空軸としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００４９】
本発明においては、フランジのような大口径の部材を切削する装置、特にボーリング掘削機の切削工具を支持する腕部材の回転の中心となる部材、つまり、主軸を中空軸とし、推進軸などの軸芯Ｘを確認するために、レーザ光線Ｌの通路を工作機械の主軸を通過できるように中空軸を採用したことに特徴がある。
【００５０】
つまり、推進軸などの軸芯Ｘをレーザ光線Ｌが前記主軸の中央部も通るように構成したので、この主軸の状態、即ち、工作機械の据付位置を確実に確認することが可能となり、フランジ９の支持面の切削前の状態、切削中の状態、更に切削後の被加工面の精度などを正確に確認することかできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明においては、少なくとも推進軸とこれで駆動されるウォータージェット装置ＷＪを構成するポンプ装置Ｐの軸を中空軸としている。
【００５２】
特に、フランジ面を加工する加工装置、即ち、ボーリング掘削機３０マシンの主軸３０ｂ、即ち、切削工具などの工具を支持する軸３０ｄを支持して駆動力を伝達する軸も中空軸に形成することによって、少なくとも推進軸から加工装置の主軸に至る一連の経路に、レーザ光線Ｌを通過できるように形成し、このレーザ光線Ｌの経路を基準線として推進軸やポンプ装置Ｐの軸、更にボーリング掘削機３０等の工作機械の主軸３０ｂに至るまでの一連の部材の軸芯Ｘを保持できるように構成する。
【００５３】
そして、このレーザ光線Ｌを基準として各部の軸系の誤差を正確に確認し、この誤差を簡単に、しかも正確に補正することによって、ウォータージェット推進装置ＷＪを構成するポンプ装置Ｐを据付けるための支持面Ｆであるフランジ９の面を正確に切削し、これらの各装置を正確に組立てるものである。
【００５４】
好ましい態様においては、全ての軸系、例えば、原動機から減速機、そして推進軸、ポンプ軸、更に加工機械の主軸に至るまでの全ての軸を中空軸に形成し、この中空軸の中を基準線であるレーザ光線Ｌを通過させ、このレーザ光線Ｌと各軸との間の誤差を確認することによって切削すべき面を正確に加工することができるのである。
【００５５】
次に、船舶の船体の建造から推進装置の据付けまでの一連の工程について、具体的に説明する。
【００５６】
（１）船体の建造
本発明においては、船体の溶接組立後に、高精度が要求されるウォータージェット推進装置ＷＪの据付部の精度確保のためにボーリング加工を行う。
【００５７】
（２）軸系の機械加工
本発明においては、ウォータージェット推進装置ＷＪを駆動する推進軸などの軸系を中空軸とする。
【００５８】
好ましい実施の形態においては、減速機３の軸からウォータージェット推進装置ＷＪの駆動軸に至るまでの各機器の軸系を全て中空軸とする。
【００５９】
各機器とは、ウォータージェット推進装置ＷＪの推進軸（図１におけるインペラ軸４）やスラスト軸、中間軸、更に減速機３の出力軸までを意味する。しかし、原動機であるガスタービンエンジンの場合は中空軸を採用できない場合があるので、前記推進軸などの延長方向に軸芯見通し用穴を加工しておくことになる。
【００６０】
このように一連の軸系を中空にすることにより、機関などを据付けた後に見通し用レーザ光線Ｌを機器内に通せるようにして回転部分がレーザ光線Ｌに合わせて容易に直線状に調整できることである。
【００６１】
特に本発明においては、図６に示すようにウォータージェット推進装置ＷＪの据付部である図２に示すフランジ９を加工するためのボーリング掘削機３０の主軸３０ｂも中空軸としておくことによってレーザ光線Ｌをこの主軸３０ｂの軸芯Ｘを通過できるようにしておく。
【００６２】
（軸系の寸法などの注意事項）
高い据付精度が要求されるウォータージェット推進装置ＷＪの据付部であるフランジ９（拡大短管１０の後縁部）には、軸芯Ｘに対する芯振れの加工代として図面寸法より約５％小さめの内径を採用する。また、面振れに対する加工代として取付部であるフランジ９の板厚を、図面寸法より約１０％厚めにしておく。
【００６３】
前記のように船舶に搭載する機器（タービンエンジンなどの機関や減速機を含む機器まで、あるいは減速機よりウォータージェット推進装置までの一連のの軸系の全部、あるいは推進装置に関係する軸の最小限のもの、及び特にウォータージェット推進装置の据付部を加工するボーリング掘削機３０の主軸３０ｂを中空軸としておく。
【００６４】
（３）船体１の組立てが完了したら、軸芯の「仮見通作業」を行なって、船体中心線を義準として軸芯を決定する。そしてウォータージェット推進装置ＷＪを除いて、各機器の据付位置を決定する。
【００６５】
後部基準点と前部基準点の位置決めを行ない、レーザートランジット２０を据付け、拡大管短１０（インペラチャンバ）の据付部傾斜度及び中心位置罫書など一連の装置の軸芯Ｘの位置をレーザ光線Ｌによって確認する。
【００６６】
軸芯仮見通しの目的は、ガスタービンエンクロージャの前後、左右据付位置の決定、減速機の据付位置の決定、スラスト軸受及び中間軸の据付位置決定、ウォータージェット推進装置ＷＪのボーシリング中心位置の確認である。
【００６７】
（４）ガスタービンエンジン２や減速機３や軸系装置４などの各機器を船体内へ搭載し、所定の位置へ据付ける。
【００６８】
この重量物を船体１の内部に搭載し、そして各機器を所定の位置に固定することによって船体１に当然発生する変位を発生させることで、後の工程における変位の発生を防止する。
【００６９】
（５）機関室上部の船体構造の組立を行う。
（６）前記（４），（５）の各工程中にはレーザ光源２０よりレーザ光線Ｌを投射して船体の変位量を計測する。
【００７０】
（７）ボーリング掘削機の据付け
前記のようにして軸芯本見通しを行い、レーザ光線Ｌ（軸芯）を基準としてボーリング掘削機３０（図６）の据付けを行う。
【００７１】
（８）ボーリング作業開始前の準備
ボーリング作業開の始前には、レーザ光源２０より投射されるレーザ光線Ｌを基準にして据付けたボーリング掘削機３０の姿勢の検査と調整する。また、バイト取付面にダイヤルゲージを取り付け、このダイヤルゲージを被加工面の上を移動させて被加工面の面振れや芯振れを計測し、この誤差が加工代の範囲内であることを確認する。
【００７２】
（９）ボーリング作業
前記のようにボーリング掘削機３０が所定の作業位置に正確に据付けられたことを確認したならば、ボーリング作業を開始する。
【００７３】
そして掘削作業中にも常にレーザ光線Ｌがボーリング掘削機３０の主軸３０ｂの中空穴３０ｃの中心を通過しているか否か、また、ボーリング掘削機３０が所定の位置、所定の姿勢を保持しているかどうかを監視する。
【００７４】
（１０）ボーリング掘削作業後の検査
ボーリング掘削作業後、再びボーリング掘削機３０のバイト取付面にダイヤルゲージを取付け、加工面に沿ってこのダイヤルゲージを移動させて芯振れを計測する。この計測によりレーザ光線Ｌが通過している軸芯Ｘとの関係、特に誤差の量を検査し、切削面が軸芯Ｘに対して回転面内で直交していることを確認する。
【００７５】
前記のように、ボーリング掘削機３０などの工作機械の主軸を中空軸とすることによって、中空軸内をレーザ光線Ｌを通過させ、主軸３０ｂに支持される部材（工作腕）に固定された加工工具（バイト）の運動面、即ち切削面を確認することができ、軸芯Ｘに対して直交する加工面（フランジ９の固定面）を正確に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施例に係るアルミ合金製船体内の駆動装置を示す図である。
【図２】ウォータージェット推進装置を持つ船体の要部を示す断面図である。
【図３】被加工面の切削量の計測方法を示す説明図である。
【図４】被加工面の切削量の計測方法を示す説明図である。
【図５】被加工面の切削量の計測方法を示す説明図である。
【図６】ウォータージェット推進装置をボーリング加工する説明図である。
【図７】従来の被加工面の計測方法の説明図である。
【図８】従来の被加工面の切削方法の説明図である。
【図９】従来の被加工面の計測方法の説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
ＷＪ ウォータージェット推進装置 Ｐ ポンプ装置 ｇ 間隙
Ｃ フランジの軸芯 Ｆ フランジの接合面 Ｍ、Ｎ 罫書線
Ｌ レーザ光線
Ｘ 中心線
１ 船体 ２ ガスタービンエンジン ３ 減速機 ４ 推進軸
５ 導水管 ５ａ ノズル ６ インペラ ６ａ 羽根
９ フランジ
１０ 拡大短管 １０ａ 傾斜壁面 １１ 縮小短管 ２０ レーザ光源 ２１ 直角定規 ２２ ボーリング掘削機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば大型船舶用ウォータージェット推進装置の据付部などのように大口径部材の円形部分の部分の機械加工、特にボーリング加工に関し、更に詳しくはボーリング装置の軸芯を被加工面に合わせて正確に調整する方法を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型の船舶においては、船体の後方あるいは中央部にエンジンを配置し、このエンジンより船尾の推進装置までの間に長尺の駆動軸を使用して駆動する方法が採用されている。
【０００３】
例えば、船長が１４０ｍ、船幅が３０ｍ、動力として出力が２８０００ｋＷのガスタービン２基を船体の左右に配列した大型アルミ高速船の場合、直径が４４０ｍｍ、長さがそれぞれ８．５ｍ及び７．８ｍの推進軸を２本連結して減速機から大型の推進装置の間を連結して動力を伝達している。
【０００４】
図１は前記大型アルミ船の船体１の後半部の概略図、図２は図１の推進装置の部分の拡大図である。船体１の中央部にガスタービン２を配置し、この高速回転するガスタービン２の回転数を減速機３で減速させ、船尾に配置されているウォータージェット推進装置ＷＪを長尺の推進軸４で駆動するように構成されている。
【０００５】
前記ウォータージェット推進装置ＷＪとしては、例えば特許文献１などの多数の特許文献に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１４６２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１は原動機と減速機との間を細径の動力伝達軸とし、減速機とインペラとの間を太径の動力伝達軸を使用する装置が提案されているが、導水管の接合部や導水管とインペラとの間の間隙などについては何ら記載がない。更に、前記特許文献１に記載されたウォータージェット推進装置ＷＪは以下に本発明において説明するような大型（例えばポンプ入口の径が約２〜３ｍ）の装置については全く記載も示唆もされていない。
【０００７】
次に、図１を参照してウォータージェット推進装置の例を説明すると、船体１の船底の前方に向けて導水管５の吸引口を開口し、この後部に軸流ポンプ装置Ｐの主要部を構成するインペラ６を配置し、更にその後方にノズル５ａを配置し、このノズル５ａの後方に操舵装置７を配置してウォータージェット推進装置ＷＪを構成している。
【０００８】
そして前記ガスタービン２と減速機３を介してインペラ６を高速で駆動することによって前記導水管５の吸引口より海水を吸引・加圧してノズル５ａよりジエット流を噴出して大きな推進力を発生させ、更に操舵装置７で船体１の前進方向を操作している。
【０００９】
図１及び図２に示すように、軸流ポンプ装置Ｐを構成する拡大短管１０の後端部に大口径のフランジ９が付設されている。そしてこのフランジ９を基礎構造としてポンプ装置Ｐを据付けている。このホンプ装置Ｐのケーシングは、拡大短管１０と縮小短管１１で構成され、全体として中央部が膨らんだ球体であり、これらの部材は全てフランジ結合により分解可能に組立てられている。
【００１０】
前記のような大型のアルミ合金製高速船の場合、前記ポンプ装置Ｐの据付部の基礎構造であるフランジ９の内径は３．５ｍ、幅は０．３ｍのアルミ合金製の大型のリング状構造物が使用されている。また、推進軸４を軽量化及び後述するレーザ光線による軸芯の測定のために中空軸を使用し、その先端にインペラ６を固定した構造を採用している。
【００１１】
ところで、このポンプ装置Ｐの性能の良否は、前記インペラ６を構成する羽根６ａの先端と、ケーシングの一つである拡大短管１０の内壁面の傾斜面との間の間隙〔ｇ〕を正確に維持することにも関係している。つまり、拡大短管１０の傾斜内壁面１０ａと羽根６ａの先端の回転軌跡とは正確な同心円を形成するように調整する必要があり、前記間隙ｇは大型のポンプ装置Ｐとしての性能を大きく左右する重要な要素である。
【００１２】
前記ポンプ装置Ｐを構成している主要部材であるインペラ６は、中空の推進軸４の後端で軸芯に直交するように固定され、そしてこのインペラ６と拡大短管１０の傾斜内壁面１０ａとの間には正確な間隙ｇをもって位置決めされなければ、ポンプ装置Ｐとしての性能を確保できない。
【００１３】
ところで、前記インペラ６と拡大短管１０との間の間隙ｇを正確に保持するためには、前記推進軸４に対してフランジ９の接合面Ｆ、つまりリング状の座が正確に推進軸４の軸芯に直交するように形成しなけれぱならない。もし、このフランジ９の接合面Ｆが推進軸４の軸芯Ｃに対して直交していないと、インペラ６の回転によって発生する流れの状態がインペラ６の回転方向に均一にならず、偏流が発生し、その結果、ポンプ装置Ｐに振動が発生してポンプ性能が低下するなどの問題が起きる。
【００１４】
前記ポンプ装置Ｐを据付ける際の問題点は、前記フランジ９の表面が導水管５と拡大短管１０の軸芯に対して正確に形成されているか否かである。
【００１５】
図３は、導水管５の後端に固定された拡大短管１０の後部に形成されたフランジ９をイメージして描いたものであるが、もし、このフランジ９の端面、つまり縮小短管１１を固定するフランジ９の表面である支持面Ｆが、推進軸４の軸芯に対して直交して形成されでおれば、前記支持面Ｆを単に仕上げ切削するだけで良い。
【００１６】
しかし、薄いアルミ板やアルミ型材を溶接して組立られたアルミ合金製の船体１は、如何に正確に組立てたとしても全体として剛性が低く、変位が発生し、更に進水によって変位が新たに発生することになる。また、推進軸４の軸受の支持位置などの誤差により中心線に対して前記フランジ９が直交する面から狂いが生ずることもある。
【００１７】
そこで、このフランジ９の支持面Ｆを縮小短管１１のフランジの表面に合わせて正確に切削、つまり「ボーリング加工」する必要がある。このボーリング加工するフランジ９の支持面Ｆの狂いは、推進軸４の軸芯Ｃに対して正確に直交する平面を形成できず、その結果、ウォータージェット推進装置ＷＪの推進性能に大きな影響を与えることになるのである。
【００１８】
図３の実線の部分はフランジ９のボーリング加工前の原型を示しているが、船体１の製作上の誤差などによってフランジ９の接合面Ｆの精度に大きく変化を与えることになる。そこで、このフランジ９の表面の傾斜状態及びその内径の大きさ、内径とフランジ９の中心との間の誤差（偏芯状態）を正確に測定し、この誤差寸法をフランジ９の面に正確に罫書いておき、その罫書線に沿ってボーリング装置を操作して切削する必要がある。
【００１９】
図３の「線Ｍ」は、切削後の正確な支持面Ｆとなるべき面を罫書いた線を示し、また、「線Ｎ」は、内径寸法を拡大短管１０の外面に合致させるための切削すべき肉の線を意味している。従って、船体の内部に機関などの機器の搭載前に、前記線Ｍ、Ｎをフランジ素材上に正確に罫書いておき、その罫書線にしたがって正確に切削あるい研削することが必要である。
【００２０】
（従来工法による大口径を持つ部材の切削準備工程）
図４は、船体１の船底部に取付けた導水管５の後端部に固定された拡大短管１０の後縁部のフランジ９（大口径部材ないしフランジ素材を意味する）の支持面Ｆの傾斜や偏芯状態を測定する方法を示しており、また、図５は同側面図を示している。
【００２１】
このフランジ９の切削前の支持面（被切削面）の状態の傾斜角度や内径の偏芯状態を測定し、本来の正確な支持面Ｆとの誤差を全円周方向に測定し、記録する必要があるが、この測定及び罫書き作業は次のようにして行っている。
【００２２】
（測定準備と切削部分の罫書き）
イ）レーザ発光源２０（レーザトランジット）よりレーザ光線Ｌを、中空の推進軸４の中心線Ｘとフランジ９の中心（軸芯Ｃ）とを結んだ線に通過させて測定準備する。
【００２３】
ロ）フランジ９の外径より大型の直角定規２１（例えば、長辺が４ｍ、高さが３ｍ）を使用し、その長辺２１ａの中心点Ｄを、前記レーザ光線Ｌの経路に合致させて配置する。
【００２４】
次に、この定規２１の頂点Ｅの位置とレーザ光線Ｌ’の「誤差分Ｇあるいは誤差角度」を確認する。
【００２５】
ハ）前記定規２１の頂点Ｅと誤差分Ｇを、測定ないし監視しながらフランジ９の素材の切削すべき面と前記定規２１の下面との間のＨあるいはＪの部分に、図示しないライナを挿入する。そしてこのライナの厚さを変えながら定規２１の頂点Ｅの位置を徐々に、伸長に移動させてこの頂点Ｅを前記レーザ光線Ｌ’と合致させる。その時の「ライナの厚み」が、定規２１を配置したフランジ９の円周方向の、その位置における、正確な支持面Ｆとの間の誤差分に相当する。
【００２６】
ニ）次に、前記ライナの厚み（ＨあるいはＪの部分に挿入したライナの厚みないし隙間）に相当する距離に基づいてフランジ９の側面に正確に罫書いておく。この罫書線は、フランジ９の全周面において、定規２１を所定の角度（例えば３０度）だけ、移動させながら次々と、慎重に行う。
【００２７】
なお、フランジ９の表面である接合面Ｆだけではなく、このフランジ９の内径の切削も必要であるが、このフランジ９の内径の測定には、従来のように巻尺と直線定規を使用して行う。
【００２８】
前記のような作業によってフランジ９に罫書かれた図３及び図５に示した円周方向の線Ｍがレーザ光線Ｌに対して狂っている切削すべき面を、また、線Ｎがフランジ９の中心がレーザ光線Ｌが通過する中心点Ｃとは異なっている円周方向の切削すべき線をそれぞれ示している。
【００２９】
（従来工法による罫書き作業に必要とする人員）
前記罫書作業は、長辺が４ｍ、高さが３ｍもの大型の定規２１を使用しているので、この定規が傾斜しないように支える人、レーザ光線Ｌの位置と定規２１と中心点Ｄを合致させる人、前記定規２１の長辺２１ａの中心点Ｄを中心として円周方向に所定の角度移動させる人、そして全体の作業を監視しながら各部の測定値を記録する人などの作業員の数は５人あるいはそれ以上の人数が必要である。
【００３０】
また、前記例示した実際の船体の建造を行う際のフランジ９の支持面Ｆの測定と切削に要した時間は６日あるいはそれ以上の日数を必要とした。
【００３１】
次に、図７、８、９を参照して従来工法によるフランジ９の測定方法を説明する。
図７は、船体１の端部にフランジ９の切削前の素材が固定された状態を示している。また、前記図４及び図５は、前記イ）〜ニ）の一連の罫書作業の概念図を示しており、この状態でフランジ９の据付穴中心を計測し、図３〜５に示す線Ｍ、線Ｎ、つまり支持面Ｆと内径の“誤差の量”あるいは“削り代”を罫書いておく。
【００３２】
（ボーリング掘削機の据付）
前記の作業工程によって図４及び図５に示した罫書線Ｍ、Ｎがフランジ９の素材の後部の面と内周面など、ボーリング掘削機によって切削作業に必要な罫線が描かれ、必要に応じて各測定位置、及びその位置における測定量などが記入され、このフランジ９の素材の切削位置と切削量が決定されることになる。また、この罫書線によって切削の状態を確認できるようになる。
【００３３】
次に、図８に示すようにボーリング掘削機２２を船尾端の適当な場所にセットする。また、場合によっては大型のクレーンなどの装置でそのボーリング掘削機２２自体を支持することもできる。
【００３４】
このボーリング掘削機２２は、固定台２２ａと回転軸２２ｂと工具支持腕２２ｃとバイト２２ｄで構成され、切削面９ｓをこのバイト２２ｄを切削面（支持面Ｆと内径部分）に沿って旋回させながら切削するように構成されている。
【００３５】
（ボーリング掘削機のセット位置の確認）
前記のようにボーリング掘削機２２を所定の切削作業を行う位置にセットしたならば、前記バイト２２ｄの代わりに「トレース針」を取付け、このトレース針が所定の罫書線の上を移動するかどうかも確認する。このような一連の作業によりボーリングマシン２２をセットした位置が正確かどうかを確認されたならば、前記トレース針とバイト２２ｄを交換し、図３に描いた罫書線Ｍ、Ｎに沿って正確に切削していく。
【００３６】
（ボーリング後の計測）
前記工程によってフランジ９に罫書いた線Ｍ、Ｎに沿って確実に切削されているかどうかを、図９に示すように、定規２１を切削面９ｓ上の所定の位置に配置し、この定規２１と中心Ｄと先端部Ｅが、レーザ光線Ｘの光路と合致するかどうかを確認する。
【００３７】
もし、前記定規２１の底辺の中央の点Ｄと定規２１の頂点Ｅの２点がレーザ光線Ｘと一致しない場合は、再度ボーリングマシン２２で修正ボーリングをしたり、場合によっては手作業で切削面の修正を行う。
【００３８】
（機関などの搭載）
前記のようにしてウォータージェット推進装置ＷＪの据付面であるフランジ９の表面と内径の切削面が正確に切削されていることが確認されたならば、図１に示すように船体１の内部にガスタービン２や減速機３、推進軸４などの一連の装置を搭載する。
【００３９】
その後、図１に示すようにウオータージエット推進装置ＷＪを構成するポンプ装置Ｐを搭載し、これを前記工程によって加工されたフランジ９面に連結し、固定する。
【００４０】
（従来工法の問題点）
従来技術においては、前記したように推進軸４の軸芯に合わせて投光されるレーザ光線Ｌの光路と、定規２１の姿勢との対応が常時確認できないことに問題がある。
【００４１】
つまり、図３〜５及び図７〜図９を参照して説明した罫書き工程から切削工程、更に仕上げ面の検査構成と、その仕上げ面の修正工程などの一連の工程より理解できるように、レーザ光線Ｌの光路を、三角定規２１の２点で比較して誤差を測定し、その測定値によってボーリングマシン２２を据付ける段階、及びこのボーリング掘削機２２で被切削面を切削している間でも、そのボーリング掘削機２２の軸がレーザ光線Ｌの光路と狂っていないかどうかを確認することができないことに最大の問題がある。
【００４２】
更に別の問題は、船尾端に固定されたフランジ９を正確に切削加工されたことが確認された後でなければ、ポンプ装置Ｐなどのウォータージェット装置ＷＪや推進軸４や減速機３やガスタービン２等の機器を船体１内に搭載することができず（各種の作業の邪魔になるので）、これが組立工事の遅れの原因となったのである。
【００４３】
本発明は、前記従来の大型口径を持つ部材の切削方法の欠点を解消した切削方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
前記目的を達成するための本発明に係る大口径部材の機械加工方法は、次のように構成されている。
【００４５】
１）原動機で駆動される駆動軸を介して従動装置を駆動する装置において、前記駆動軸の軸芯と、前記従動装置を据付けるためのフランジの中心点との間にレーザ光線を通過させ、更に、前記フランジの表面を加工する工作機械における加工工具を駆動するための主軸に、前記レーザ光線が通過する空間として主軸の中心の穴を形成し、この穴の中をレーザ光線の光路とすることによって前記工作機械の据付姿勢を確認可能とし、この確認結果によって前記加工工具の作業位置を調整することを特徴としている。
【００４６】
２）大口径部材を加工する工作機械の加工工具を駆動する主軸を中空軸とし、原動機で駆動される中空軸に形成した駆動軸の軸心の位置と、フランジで固定される従動装置の前記フランジの中心の位置と、更に、前記工作機械の中空軸に形成した主軸の軸芯にレーザ光線を通過させ、前記駆動軸の軸芯と、フランジの中心点と、工作機械の主軸の軸芯との間の位置を前記レーザ光線を基準どして調整することを特徴としている。
【００４７】
３）前記工作記載の主軸の姿勢を、中空軸に形成した主軸の軸芯を通過するレーザ光線の経路によって確認した後に加工作業を開始し、加工工程の途中においてもレーザ光線によって主軸の状態を確認しながら作業を行うことを特徴としている。
【００４８】
４）また、前記機械加工方法を実施するための装置は次のように構成されている。即ち、原動機で駆動される減速機の出力軸と、前記出力軸に一端か連結され、他端が被駆動装置を据付けるためのフランジの中心と、更に、このフランジを加工するための加工装置の工具を駆動する主軸の軸芯との間をレーザ光線が通過できるように、前記工作機械の主軸を中空軸としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００４９】
本発明においては、フランジのような大口径の部材を切削する装置、特にボーリング掘削機の切削工具を支持する腕部材の回転の中心となる部材、つまり、主軸を中空軸とし、推進軸などの軸芯Ｘを確認するために、レーザ光線Ｌの通路を工作機械の主軸を通過できるように中空軸を採用したことに特徴がある。
【００５０】
つまり、推進軸などの軸芯Ｘをレーザ光線Ｌが前記主軸の中央部も通るように構成したので、この主軸の状態、即ち、工作機械の据付位置を確実に確認することが可能となり、フランジ９の支持面の切削前の状態、切削中の状態、更に切削後の被加工面の精度などを正確に確認することかできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明においては、少なくとも推進軸とこれで駆動されるウォータージェット装置ＷＪを構成するポンプ装置Ｐの軸を中空軸としている。
【００５２】
特に、フランジ面を加工する加工装置、即ち、ボーリング掘削機３０マシンの主軸３０ｂ、即ち、切削工具などの工具を支持する軸３０ｄを支持して駆動力を伝達する軸も中空軸に形成することによって、少なくとも推進軸から加工装置の主軸に至る一連の経路に、レーザ光線Ｌを通過できるように形成し、このレーザ光線Ｌの経路を基準線として推進軸やポンプ装置Ｐの軸、更にボーリング掘削機３０等の工作機械の主軸３０ｂに至るまでの一連の部材の軸芯Ｘを保持できるように構成する。
【００５３】
そして、このレーザ光線Ｌを基準として各部の軸系の誤差を正確に確認し、この誤差を簡単に、しかも正確に補正することによって、ウォータージェット推進装置ＷＪを構成するポンプ装置Ｐを据付けるための支持面Ｆであるフランジ９の面を正確に切削し、これらの各装置を正確に組立てるものである。
【００５４】
好ましい態様においては、全ての軸系、例えば、原動機から減速機、そして推進軸、ポンプ軸、更に加工機械の主軸に至るまでの全ての軸を中空軸に形成し、この中空軸の中を基準線であるレーザ光線Ｌを通過させ、このレーザ光線Ｌと各軸との間の誤差を確認することによって切削すべき面を正確に加工することができるのである。
【００５５】
次に、船舶の船体の建造から推進装置の据付けまでの一連の工程について、具体的に説明する。
【００５６】
（１）船体の建造
本発明においては、船体の溶接組立後に、高精度が要求されるウォータージェット推進装置ＷＪの据付部の精度確保のためにボーリング加工を行う。
【００５７】
（２）軸系の機械加工
本発明においては、ウォータージェット推進装置ＷＪを駆動する推進軸などの軸系を中空軸とする。
【００５８】
好ましい実施の形態においては、減速機３の軸からウォータージェット推進装置ＷＪの駆動軸に至るまでの各機器の軸系を全て中空軸とする。
【００５９】
各機器とは、ウォータージェット推進装置ＷＪの推進軸（図１におけるインペラ軸４）やスラスト軸、中間軸、更に減速機３の出力軸までを意味する。しかし、原動機であるガスタービンエンジンの場合は中空軸を採用できない場合があるので、前記推進軸などの延長方向に軸芯見通し用穴を加工しておくことになる。
【００６０】
このように一連の軸系を中空にすることにより、機関などを据付けた後に見通し用レーザ光線Ｌを機器内に通せるようにして回転部分がレーザ光線Ｌに合わせて容易に直線状に調整できることである。
【００６１】
特に本発明においては、図６に示すようにウォータージェット推進装置ＷＪの据付部である図２に示すフランジ９を加工するためのボーリング掘削機３０の主軸３０ｂも中空軸としておくことによってレーザ光線Ｌをこの主軸３０ｂの軸芯Ｘを通過できるようにしておく。
【００６２】
（軸系の寸法などの注意事項）
高い据付精度が要求されるウォータージェット推進装置ＷＪの据付部であるフランジ９（拡大短管１０の後縁部）には、軸芯Ｘに対する芯振れの加工代として図面寸法より約５％小さめの内径を採用する。また、面振れに対する加工代として取付部であるフランジ９の板厚を、図面寸法より約１０％厚めにしておく。
【００６３】
前記のように船舶に搭載する機器（タービンエンジンなどの機関や減速機を含む機器まで、あるいは減速機よりウォータージェット推進装置までの一連のの軸系の全部、あるいは推進装置に関係する軸の最小限のもの、及び特にウォータージェット推進装置の据付部を加工するボーリング掘削機３０の主軸３０ｂを中空軸としておく。
【００６４】
（３）船体１の組立てが完了したら、軸芯の「仮見通作業」を行なって、船体中心線を義準として軸芯を決定する。そしてウォータージェット推進装置ＷＪを除いて、各機器の据付位置を決定する。
【００６５】
後部基準点と前部基準点の位置決めを行ない、レーザートランジット２０を据付け、拡大管短１０（インペラチャンバ）の据付部傾斜度及び中心位置罫書など一連の装置の軸芯Ｘの位置をレーザ光線Ｌによって確認する。
【００６６】
軸芯仮見通しの目的は、ガスタービンエンクロージャの前後、左右据付位置の決定、減速機の据付位置の決定、スラスト軸受及び中間軸の据付位置決定、ウォータージェット推進装置ＷＪのボーシリング中心位置の確認である。
【００６７】
（４）ガスタービンエンジン２や減速機３や軸系装置４などの各機器を船体内へ搭載し、所定の位置へ据付ける。
【００６８】
この重量物を船体１の内部に搭載し、そして各機器を所定の位置に固定することによって船体１に当然発生する変位を発生させることで、後の工程における変位の発生を防止する。
【００６９】
（５）機関室上部の船体構造の組立を行う。
（６）前記（４），（５）の各工程中にはレーザ光源２０よりレーザ光線Ｌを投射して船体の変位量を計測する。
【００７０】
（７）ボーリング掘削機の据付け
前記のようにして軸芯本見通しを行い、レーザ光線Ｌ（軸芯）を基準としてボーリング掘削機３０（図６）の据付けを行う。
【００７１】
（８）ボーリング作業開始前の準備
ボーリング作業開の始前には、レーザ光源２０より投射されるレーザ光線Ｌを基準にして据付けたボーリング掘削機３０の姿勢の検査と調整する。また、バイト取付面にダイヤルゲージを取り付け、このダイヤルゲージを被加工面の上を移動させて被加工面の面振れや芯振れを計測し、この誤差が加工代の範囲内であることを確認する。
【００７２】
（９）ボーリング作業
前記のようにボーリング掘削機３０が所定の作業位置に正確に据付けられたことを確認したならば、ボーリング作業を開始する。
【００７３】
そして掘削作業中にも常にレーザ光線Ｌがボーリング掘削機３０の主軸３０ｂの中空穴３０ｃの中心を通過しているか否か、また、ボーリング掘削機３０が所定の位置、所定の姿勢を保持しているかどうかを監視する。
【００７４】
（１０）ボーリング掘削作業後の検査
ボーリング掘削作業後、再びボーリング掘削機３０のバイト取付面にダイヤルゲージを取付け、加工面に沿ってこのダイヤルゲージを移動させて芯振れを計測する。この計測によりレーザ光線Ｌが通過している軸芯Ｘとの関係、特に誤差の量を検査し、切削面が軸芯Ｘに対して回転面内で直交していることを確認する。
【００７５】
前記のように、ボーリング掘削機３０などの工作機械の主軸を中空軸とすることによって、中空軸内をレーザ光線Ｌを通過させ、主軸３０ｂに支持される部材（工作腕）に固定された加工工具（バイト）の運動面、即ち切削面を確認することができ、軸芯Ｘに対して直交する加工面（フランジ９の固定面）を正確に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施例に係るアルミ合金製船体内の駆動装置を示す図である。
【図２】ウォータージェット推進装置を持つ船体の要部を示す断面図である。
【図３】被加工面の切削量の計測方法を示す説明図である。
【図４】被加工面の切削量の計測方法を示す説明図である。
【図５】被加工面の切削量の計測方法を示す説明図である。
【図６】ウォータージェット推進装置をボーリング加工する説明図である。
【図７】従来の被加工面の計測方法の説明図である。
【図８】従来の被加工面の切削方法の説明図である。
【図９】従来の被加工面の計測方法の説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
ＷＪ ウォータージェット推進装置 Ｐ ポンプ装置 ｇ 間隙
Ｃ フランジの軸芯 Ｆ フランジの接合面 Ｍ、Ｎ 罫書線
Ｌ レーザ光線
Ｘ 中心線
１ 船体 ２ ガスタービンエンジン ３ 減速機 ４ 推進軸
５ 導水管 ５ａ ノズル ６ インペラ ６ａ 羽根
９ フランジ
１０ 拡大短管 １０ａ 傾斜壁面 １１ 縮小短管 ２０ レーザ光源 ２１ 直角定規 ２２ ボーリング掘削機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機で駆動される駆動軸を介して従動装置を駆動する装置において、
前記駆動軸の軸芯と、前記従動装置を据付けるためのフランジの中心点との間にレーザ光線を通過させ、前記フランジの表面を加工する工作機械における加工工具を駆動するための主軸に、前記レーザ光線が通過する空間を形成し、前記レーザ光線の光路を基準として前記工作機械の据付姿勢を補正し、前記加工工具の作業位置を調整することを特徴とする大口径部材の機械加工方法。
【請求項２】
大口径部材を加工する工作機械の加工工具を駆動する主軸を中空軸とし、
原動機で駆動される中空軸に形成した駆動軸の軸芯の位置と、フランジで固定される従動装置の前記フランジの中心の位置と、更に、前記工作機械の中空軸に形成した主軸の軸芯にレーザ光線を通過させ、前記駆動軸の軸芯と、フランジの中心点と、工作機械の主軸の軸芯との間の位置を前記レーザ光線を基準として調整することを特徴とする請求項１記載の大口径部材の機械加工方法。
【請求項３】
前記工作記載の主軸の姿勢を、中空軸に形成した主軸の軸芯を通過するレーザ光線の経路によって確認した後に加工作業を開始し、加工工程の途中においてもレーザ光線によって主軸の状態を確認しながら作業を行うことを特徴とする請求項１あるいは２記載の大口径部材の機械加工方法。
【請求項４】
原動機で駆動される減速機の出力軸と、前記出力軸に一端か連結され、他端が被駆動装置を据付けるためのフランジの中心と、更に、このフランジを加工するための加工装置の工具を駆動する主軸の軸芯との間をレーザ光線が通過できるように、前記工作機械の主軸を中空軸としたことを特徴とする大口径部材の機械加工装置。
【請求項５】
前記加工装置が大口径の部材を切削などの加工を行うボーリング装置であることを特徴とする請求項４に記載の大口径部材の機械加工装置。
【請求項１】
原動機で駆動される駆動軸を介して従動装置を駆動する装置において、
前記駆動軸の軸芯と、前記従動装置を据付けるためのフランジの中心点との間にレーザ光線を通過させ、前記フランジの表面を加工する工作機械における加工工具を駆動するための主軸に、前記レーザ光線が通過する空間を形成し、前記レーザ光線の光路を基準として前記工作機械の据付姿勢を補正し、前記加工工具の作業位置を調整することを特徴とする大口径部材の機械加工方法。
【請求項２】
大口径部材を加工する工作機械の加工工具を駆動する主軸を中空軸とし、
原動機で駆動される中空軸に形成した駆動軸の軸芯の位置と、フランジで固定される従動装置の前記フランジの中心の位置と、更に、前記工作機械の中空軸に形成した主軸の軸芯にレーザ光線を通過させ、前記駆動軸の軸芯と、フランジの中心点と、工作機械の主軸の軸芯との間の位置を前記レーザ光線を基準として調整することを特徴とする請求項１記載の大口径部材の機械加工方法。
【請求項３】
前記工作記載の主軸の姿勢を、中空軸に形成した主軸の軸芯を通過するレーザ光線の経路によって確認した後に加工作業を開始し、加工工程の途中においてもレーザ光線によって主軸の状態を確認しながら作業を行うことを特徴とする請求項１あるいは２記載の大口径部材の機械加工方法。
【請求項４】
原動機で駆動される減速機の出力軸と、前記出力軸に一端か連結され、他端が被駆動装置を据付けるためのフランジの中心と、更に、このフランジを加工するための加工装置の工具を駆動する主軸の軸芯との間をレーザ光線が通過できるように、前記工作機械の主軸を中空軸としたことを特徴とする大口径部材の機械加工装置。
【請求項５】
前記加工装置が大口径の部材を切削などの加工を行うボーリング装置であることを特徴とする請求項４に記載の大口径部材の機械加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２６８６８０（Ｐ２００７−２６８６８０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９９７９５（Ｐ２００６−９９７９５）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【Ｆターム（参考）】
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