旋削工具支持装置及びタービンロータ加工用旋盤
【課題】ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制しつつ、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制する。
【解決手段】旋削工具支持装置６は、ステー２２をそのステー２２の厚み方向がロータ軸１００ａの軸方向に略平行となり、そのステー２２の先端部がタービンロータ１００の側方からロータ軸１００ａ側に突出するような姿勢で支持するとともに、ステー２２の長手方向においてロータ軸１００ａに対するステー２２の相対位置を変更することが可能なようにステー２２を支持する刃物台２６と、タービンロータ１００の加工時にステー２２の先端部に生じる厚み方向への振動を低減するステー動吸振器２４と、刃物台２６に設けられ、タービンロータ１００の加工時に刃物台２６に生じるステー２２の厚み方向への振動を低減する刃物台動吸振器２８とを備える。
【解決手段】旋削工具支持装置６は、ステー２２をそのステー２２の厚み方向がロータ軸１００ａの軸方向に略平行となり、そのステー２２の先端部がタービンロータ１００の側方からロータ軸１００ａ側に突出するような姿勢で支持するとともに、ステー２２の長手方向においてロータ軸１００ａに対するステー２２の相対位置を変更することが可能なようにステー２２を支持する刃物台２６と、タービンロータ１００の加工時にステー２２の先端部に生じる厚み方向への振動を低減するステー動吸振器２４と、刃物台２６に設けられ、タービンロータ１００の加工時に刃物台２６に生じるステー２２の厚み方向への振動を低減する刃物台動吸振器２８とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋削工具支持装置及びタービンロータ加工用旋盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タービンロータを旋削加工するためのタービンロータ加工用旋盤が知られており、下記特許文献１には、このような旋盤の一例が開示されている。
【０００３】
タービンロータは、ロータ軸及びその軸方向に間隔をおいて並ぶ複数枚のディスクを有している。特許文献１に開示されたタービンロータ加工用旋盤は、特定方向に延びる板状に形成され、その先端部に旋削工具が装着されるステーと、タービンロータの側方に配置され、ステーをタービンロータのロータ軸側に突出するとともにそのステーの厚み方向がロータ軸と略平行となるような姿勢で支持する刃物台と、タービンロータの加工時に刃物台を移送する移送装置とを備えている。タービンロータの加工時には、ステーの先端部がタービンロータの隣り合うディスク同士の間に挿入され、その先端部に装着された旋削工具によってディスク間の溝部が切削される。
【０００４】
タービンロータの隣り合うディスク間の溝部の形状としては、その深さに比較して非常に小さい幅を有する形状が要求される。このため、前記ディスク間の溝部に挿入されるステーは、長さが大きく、かつ、その長さに比較して非常に小さい厚みを有する形状に形成される。しかしながら、ステーがそのような形状に形成される結果、ステーの先端部は、タービンロータの旋削加工時に厚み方向へのびびり振動を発生しやすくなり、当該ステーの先端部の振動発生に伴ってタービンロータの加工精度の低下が問題となる。そこで、特許文献１に記載の旋盤では、このようなステーの振動を低減するためにステーの先端部に動吸振器が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８９１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された構成では、ステーと刃物台との共振もしくはステーの振動と刃物台の振動との合成振動によるタービンロータの加工精度の低下という問題を解決することが困難である。その理由は、以下の通りである。
【０００７】
上記のようにステーに設けられた動吸振器によりステーの振動が低減されたとしても、ステーには僅かに振動が残り、その振動数が刃物台からのステーの突出長さがある長さに設定された場合に刃物台の固有振動数と一致する場合がある。この場合には、ステーと刃物台が共振してステーにうねりのような振動が生じ、その影響によって旋削工具によるタービンロータの加工精度が低下する。また、ステーの振動数と刃物台の固有振動数とが完全に一致しないまでも、ステーの振動数が刃物台の固有振動数にある程度以上近づくと、ステーの振動と刃物台の振動との干渉による合成振動がうねりのような振動となって生じ、この場合も前記共振の場合と同様に旋削工具によるタービンロータの加工精度が低下する。
【０００８】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制しつつ、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明による旋削工具支持装置は、ロータ軸及びその軸方向に間隔をおいて並ぶ複数枚のディスクを有するタービンロータの当該ディスク同士の間に位置するロータ軸の外周面及び各ディスクの側面の少なくとも一方を旋削加工するための旋削工具を支持する旋削工具支持装置であって、特定方向に延びる板状をなし、その長手方向の一端部である先端部に前記旋削工具が装着されるステーと、前記ステーをそのステーの厚み方向が前記ロータ軸の軸方向に略平行となり、かつ、そのステーの前記先端部が前記タービンロータの側方から前記ロータ軸側に突出するような姿勢で支持するとともに、前記ステーの長手方向において前記ロータ軸に対する前記ステーの相対位置を変更することが可能なように前記ステーを支持し、前記タービンロータの加工時に前記ステーの前記先端部が前記ロータ軸の軸方向に隣り合う前記ディスク同士の間に挿入されるように移送装置によって移送される刃物台と、前記ステーのうち前記旋削工具が装着される部位の近傍の部位に設けられ、前記タービンロータの加工時に前記ステーの先端部に生じる厚み方向への振動を低減するためのステー動吸振器と、前記刃物台に設けられ、前記タービンロータの加工時に前記刃物台に生じる前記ステーの厚み方向への振動を低減するための刃物台動吸振器とを備えている。
【００１０】
この旋削工具支持装置では、タービンロータの加工時にステー動吸振器によってステーの先端部の厚み方向への振動の振幅が低減されるため、ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、ステー動吸振器によってステーの振動の振幅が低減されたとしてもステーには僅かに振動が残る。ステーのうち刃物台からロータ軸側へ突出する部分の長さは、タービンロータの加工形状に応じて変更されるが、その刃物台からロータ軸側へのステーの突出部分の長さによっては、前記ステーに僅かに残った振動の振動数が刃物台の固有振動数に近づいてステーと刃物台との共振又はステーの振動と刃物台の振動との干渉に起因するうねり振動が生じる虞がある。
【００１２】
これに対して、この旋削工具支持装置では、前記ステーに僅かに残った振動の振動数が前記ステーの突出部分の長さに応じて刃物台の固有振動数に近づいたとしても、刃物台動吸振器により、ステーと刃物台との共振が生じない程度又はステーに僅かに残った振動と刃物台の振動との干渉による大きなうねり振動が生じない程度まで刃物台の固有振動の振幅を小さくすることができる。その結果、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができる。
【００１３】
上記旋削工具支持装置において、前記刃物台動吸振器は、前記刃物台の重心位置よりも前記ステーの前記先端部に近い第１の位置と、前記刃物台の重心位置よりも前記ステーの前記先端部から遠い第２の位置とにそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１４】
刃物台に振動が生じる場合には、その重心位置を中心としてステーの厚み方向において当該刃物台が揺動するような振動が発生する。すなわち、この刃物台に生じる振動は、当該刃物台の重心位置に振動の節が位置し、その重心位置よりもステーの先端部に近い部位とその重心位置よりもステーの先端部から遠い部位とにそれぞれ振動の腹が位置するような振動である。これに対して、本構成によれば、前記第１の位置に設けられた刃物台動吸振器と前記第２の位置に設けられた刃物台動吸振器は、刃物台の振動の腹に近い位置にそれぞれ配置されることになるため、それらの刃物台動吸振器によって刃物台の振動を効果的に低減することができる。
【００１５】
この場合において、前記刃物台の重心位置と前記第１の位置との間の距離と、前記刃物台の重心位置と前記第２の位置との間の距離と、前記第１の位置及び前記第２の位置にそれぞれ設けられた前記刃物台動吸振器の重量とは、前記第１の位置と前記第２の位置とにおける前記刃物台の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように設定されていることが好ましい。
【００１６】
前記第１の位置と前記第２の位置とにおける刃物台の重心位置回りの慣性モーメントが異なると、刃物台の重心がずれを生じ、刃物台が移送装置によってロータ軸の軸方向（ステーの厚み方向）に移送される際に刃物台がロータ軸の軸方向に平行な面内において揺動するヨーイングと呼ばれる現象が生じやすくなる。これに対して、本構成によれば、前記第１の位置と前記第２の位置に刃物台動吸振器を設けたとしても、その第１の位置と第２の位置における刃物台の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるため、ロータ軸の軸方向への刃物台の移送時に前記ヨーイングが生じるのを防ぐことができる。その結果、タービンロータ加工時の刃物台の移動精度の低下及びそれに起因する旋削工具の移動精度の低下を抑制することができ、その旋削工具の移動精度の低下に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができる。
【００１７】
上記旋削工具支持装置において、前記刃物台動吸振器は、前記ステーの厚み方向において互いに離間するように前記刃物台に設けられた第１規制部及び第２規制部と、それら両規制部に対して前記ステーの厚み方向に相対変位することが可能となるようにそれら両規制部の間のスペースに配設され、前記刃物台が前記ステーの厚み方向において振れたときに前記両規制部間で前記刃物台に対してその振れと逆向きに相対変位することにより当該刃物台の振れを抑制する錘とを有していてもよい。
【００１８】
この構成によれば、刃物台に生じるステーの厚み方向への振動を低減することが可能な刃物台動吸振器の具体的な構造を構成することができる。
【００１９】
この場合において、前記刃物台動吸振器は、前記両規制部に固定され、それら両規制部間で前記錘を前記ステーの厚み方向に貫通するように延び、前記錘が前記ステーの厚み方向へ変位するように当該錘を案内する支持軸をさらに有することが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、錘が相対変位する方向をステーの厚み方向に限定することができる。これにより、錘が刃物台の振動を低減する際に本来相対変位すべき方向であるステーの厚み方向とは異なる方向へ相対変位することによって刃物台にその異なる方向への振動が与えられるのを防ぐことができる。
【００２１】
上記収容部内に錘が収容された構成において、前記錘は、前記第１規制部と対向する第１の端面と、前記第２規制部と対向する第２の端面とを有し、前記刃物台動吸振器は、前記第１規制部と前記錘の前記第１の端面との間に弾性変形状態で介装された第１弾性部材と、前記第２規制部と前記錘の前記第２の端面との間に弾性変形状態で介装された第２弾性部材と、前記第１の端面に対して前記第１弾性部材が付与する弾発力の大きさ及び前記第２の端面に対して前記第２弾性部材が付与する弾発力の大きさを変更するための弾発力変更部とをさらに有することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、弾発力変更部により前記両弾性部材が錘の対応する端面に付与する弾発力の大きさが変更されることによって、ステーの厚み方向への錘の相対変位に対する抵抗力の大きさが変更される。その結果、ステーの厚み方向への錘の相対変位しやすさが調節可能となり、刃物台動吸振器が抑制可能な刃物台の振動数域を任意に調節できるようになる。具体的には、ステーの厚み方向への錘の相対変位に対する抵抗力が大きくなって錘がその方向へ相対変位しにくくなる程、刃物台動吸振器はより高振動数の刃物台の振動を抑制することができ、ステーの厚み方向への錘の相対変位に対する抵抗力が小さくなって錘がその方向へ相対変位しやすくなる程、刃物台動吸振器はより低振動数の刃物台の振動を抑制することができる。
【００２３】
また、本発明によるタービンロータ加工用旋盤は、ロータ軸及びその軸方向に並ぶ複数枚のディスクを有するタービンロータを旋削加工するためのタービンロータ加工用旋盤であって、上記いずれかの旋削工具支持装置と、タービンロータをその軸回りに回転させる回転装置と、前記ステーの先端部に装着される旋削工具と、旋削加工用の制御プログラムに従って前記旋削工具が前記ロータ軸に垂直な方向においてそのロータ軸に接離するとともに当該ロータ軸に平行な方向に移動するように前記刃物台を移送する移送装置とを備えている。
【００２４】
このタービンロータ加工用旋盤では、上記旋削工具支持装置を備えているので、ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制しつつ、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができるという上記旋削工具支持装置による効果と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制しつつ、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態によるタービンロータ加工用旋盤の全体構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１に示したタービンロータ加工用旋盤の移送装置、旋削工具支持装置及び旋削工具をタービンロータの軸方向に見た概略図である。
【図３】移送装置のサドル、第２送り機構及びクロスライドと旋削工具支持装置と旋削工具の概略的な斜視図である。
【図４】タービンロータのロータ軸の外周面及びその外周面とディスクの側面との間のコーナー部を旋削する際の旋削工具及び旋削工具支持装置の移動形態を示す図である。
【図５】タービンロータのディスクの側面を旋削する際の旋削工具及び旋削工具支持装置の移動形態を示す図である。
【図６】図２中のＶＩ−ＶＩ線に沿ったステーの断面図である。
【図７】旋削工具支持装置及び旋削工具の斜視図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の一実施形態の第１変形例による刃物台の上面での刃物台動吸振器の配置を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の第２変形例による刃物台の上面での刃物台動吸振器の配置を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態の第３変形例による刃物台の上面での刃物台動吸振器の配置を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第４変形例による刃物台動吸振器の図８に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
まず、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態によるタービンロータ加工用旋盤及びその旋盤に設けられた旋削工具支持装置６の構成について説明する。
【００２９】
本実施形態によるタービンロータ加工用旋盤は、タービンロータ１００を旋削加工するためのものである。タービンロータ１００は、図１に示すように、特定方向に延びるロータ軸１００ａと、そのロータ軸１００ａの軸方向に間隔をおいて並ぶ複数枚のディスク１００ｂとを有する。本実施形態のタービンロータ加工用旋盤は、後述する旋削工具４をこのタービンロータ１００の隣り合うディスク１００ｂ同士の間に挿入してそのディスク１００ｂ同士の間に位置するロータ軸１００ａの外周面及び各ディスク１００ｂの側面を旋削工具４により旋削加工する。
【００３０】
具体的には、タービンロータ加工用旋盤は、回転装置２と、旋削工具４と、旋削工具支持装置６と、移送装置８とを備えている。
【００３１】
回転装置２は、タービンロータ１００の旋削加工用の制御プログラムに従ってタービンロータ１００をその軸回り（水平軸回り）に回転させる。この回転装置２は、ベース１２と、第１支持装置１４と、第２支持装置１６とを有する。
【００３２】
ベース１２は、回転装置２の基礎となる部分であり、特定方向へ延びるように設置場所に設置されている。
【００３３】
第１支持装置１４と第２支持装置１６は、ベース１２の長手方向の両端部に分かれて配設されている。第１支持装置１４は、ベース１２の長手方向の一端部上に設置された第１支持装置本体部１４ａと、その第１支持装置本体部１４ａにベース１２の長手方向に延びる水平軸回りに回転可能に設けられた第１保持部１４ｂと、その第１保持部１４ｂを回転させる図略のモータとを有する。第２支持装置１６は、ベース１２の長手方向の他端部上に設置された第２支持装置本体部１６ａと、その第２支持装置本体部１６ａに前記第１保持部１４ｂと同じ水平軸回りに回転可能に設けられた第２保持部１６ｂとを有する。第１支持装置１４と第２支持装置１６は、第１保持部１４ｂと第２保持部１６ｂとの間でタービンロータ１００を軸方向の両側から挟み込むようにして支持し、その状態で前記図略のモータの駆動により両保持部１４ｂ，１６ｂとともにタービンロータ１００を軸回りに回転させる。
【００３４】
旋削工具４は、旋削用のバイトであり、タービンロータ１００の隣り合うディスク１００ｂ同士の間に位置するロータ軸１００ａの外周面、各ディスク１００ｂの側面及びそれらロータ軸１００ａの外周面とディスク１００ｂの側面との間のコーナー部を旋削加工するためのものである。
【００３５】
旋削工具支持装置６は、旋削工具４を支持するものである。この旋削工具支持装置６は、ステー２２と、ステー動吸振器２４と、刃物台２６と、刃物台動吸振器２８とを有する。
【００３６】
ステー２２は、特定方向に延びる略矩形状の平板に形成されており、その長手方向の一端部である先端部に旋削工具４が装着される。このステー２２は、その厚み方向がロータ軸１００ａと略平行となる姿勢で配置される。このステー２２の旋削工具４が装着された先端部は、タービンロータ１００の加工時に軸回りに回転するタービンロータ１００の隣り合うディスク１００ｂ同士の間に挿入される。ステー２２は、ステー本体３２と、ホルダ３４とを有する。
【００３７】
ステー本体３２は、ステー２２の基部であり、図５及び図６に示すように、特定方向に延びる略長方形の平板状をなしている。ステー本体３２の先端部の上端部には、ホルダ３４が装着される受部３２ａが形成されている。この受部３２ａは、ステー本体３２の先端部の上端の角部が矩形状に切り欠かれることによって形成されている。
【００３８】
ホルダ３４は、旋削工具４を保持するものであり、ステー本体３２の受部３２ａに嵌め込まれて固定される。すなわち、旋削工具４は、ホルダ３４を介してステー本体３２の先端部の上端部に装着される。
【００３９】
ステー動吸振器２４は、タービンロータ１００の旋削加工時にステー２２の先端部に生じる厚み方向への振動を低減するためのものである。タービンロータ１００の加工時には、回転装置２がタービンロータ１００を回転させる一方、このタービンロータ１００において互いに隣り合うディスク１００ｂ同士の間のスペースに旋削工具４とともにステー２２の先端部が挿入される。そして、図４に示すように、旋削工具４の先端が、隣り合うディスク１００ｂ同士の間の軸方向の中心位置においてロータ軸１００ａの外周面に当てられ、ロータ軸１００ａに平行な方向において一方のディスク１００ｂ側に移送されながらロータ軸１００ａの外周面を旋削する。その後、旋削工具４は、連続して前記一方のディスク１００ｂ側に送られながら、わずかにロータ軸１００ａから離れる方向に送られることにより、ロータ軸１００ａの外周面と前記一方のディスク１００ｂの側面との間にＲを持ったコーナー部を旋削加工する。さらに、図５に示すように、旋削工具４の先端部の一方の側部が前記一方のディスク１００ｂの側面に当てられながら当該旋削工具４がロータ軸１００ａに接近する方向に送られることにより、当該旋削工具４は前記一方のディスク１００ｂの側面を旋削する。このような旋削工具４による前記コーナー部の旋削及びディスク１００ｂの側面の旋削に伴って、ステー２２（ステー本体３２）の先端部には厚み方向への振動が生じやすい。
【００４０】
このステー動吸振器２４は、ステー２２に生じる前記振動の振幅を低減すべく、ステー２２のうち旋削工具４が装着される部位の近傍の部位に設けられている。具体的には、ステー動吸振器２４は、ステー本体３２の先端部のうち受部３２ａの下側近傍で上下に離間する２つの位置にそれぞれ設けられている。２つのステー動吸振器２４のうち一方は、ステー本体３２の先端部の上下方向についての中心位置に配設され、他方は、前記中心部位から下側に離間した位置（ステー本体３２の先端部の下端部近傍の位置）に配設されている。
【００４１】
各ステー動吸振器２４は、図６に示すように、収容部４２と、ステー用錘４４と、ステー用抵抗力付与部４６と、ステー用抵抗力変更部４８とをそれぞれ有する。
【００４２】
収容部４２は、その内部にステー用錘４４等を収容するものであり、ステー本体３２の先端部と蓋部４２ｂとによって形成されている。詳しくは、収容部４２は、ステー本体３２の先端部の厚み方向における一方の面に開口した円形の凹部４２ａと、その凹部４２ａの開口部を塞ぐ円形の蓋部４２ｂとによって形成されている。この収容部４２は、ステー本体３２の先端部のうち受部３２ａの下側の部位に配設されている。
【００４３】
凹部４２ａは、当該凹部４２ａの奥側に位置する第１部分４２ｃと、その第１部分４２ｃの手前側に位置して当該凹部４２ａの開口部を形成し、第１部分４２ｃよりも拡径された第２部分４２ｄとを有する。
【００４４】
第１部分４２ｃの底面（ステー本体３２の厚み方向における前記一方の面に平行な面）からステー本体３２の厚み方向における他方の面側へ貫通するように固定穴４２ｅが形成されている。この固定穴４２ｅは、凹部４２ａの軸心と同軸となるように配設されている。また、第１部分４２ｃの底面のうち固定穴４２ｅの周りには、複数の第１取付溝４２ｆが形成されている。各第１取付溝４２ｆは、第１部分４２ｃの底面に凹部４２ａの軸心（収容部４２の軸心）を中心とする同心円状に形成されており、それぞれ異なった直径及び周長を有する。また、第２部分４２ｄの底面（ステー本体３２の厚み方向における前記一方の面に平行な面）には、その周方向に間隔をおいて複数の固定用螺子穴４２ｇが設けられている。
【００４５】
蓋部４２ｂは、凹部４２ａの第２部分４２ｄに嵌め込まれている。蓋部４２ｂのうちその周縁近傍の部分には、複数の挿通穴４２ｈが形成されている。各挿通穴４２ｈは、前記各螺子穴４２ｇに対応する位置に形成されている。各挿通穴４２ｈには、固定螺子４２ｉがそれぞれ挿通され、その固定螺子４２ｉが前記各固定用螺子穴４２ｇに螺合して締め込まれることによって、蓋部４２ｂが凹部４２ａの第２部分４２ｄに嵌め込まれた状態で固定される。また、蓋部４２ｂのうちその周縁近傍の部分には、当該蓋部４２ｂの周方向における各挿通穴４２ｈの両側に当該蓋部４２ｂを厚み方向に貫通する螺子穴４２ｊがそれぞれ形成されている。
【００４６】
また、蓋部４２ｂの裏面（収容部４２内に臨む面）には、複数の第２取付溝４２ｋが形成されている。各第２取付溝４２ｋは、蓋部４２ｂの軸心（収容部４２の軸心）を中心とした同心円状に形成されており、それぞれ異なった直径及び周長を有している。なお、第２取付溝４２ｋは、第１取付溝４２ｆと同じ数だけ設けられており、各第２取付溝４２ｋは各第１取付溝４２ｆと対応する位置及び形状に形成されている。
【００４７】
また、蓋部４２ｂの裏面には、ステー本体３２の厚み方向に延びるステー用錘支持軸４２ｎが収容部４２と同軸となるように設けられている。このステー用錘支持軸４２ｎは、後述するように円環状であるステー用錘４４をステー２２の厚み方向に貫通して、当該ステー用錘４４をステー２２の厚み方向に相対変位することが可能な状態で支持する。
【００４８】
ステー用錘４４は、収容部４２内にこの収容部４２に対してステー本体３２の厚み方向に相対変位することが可能となるように収容されている。このステー用錘４４は、ステー本体３２の先端部がその厚み方向に振れたときに収容部４２内でステー本体３２の先端部に対してその振れと逆向きに相対変位することにより当該ステー本体３２の先端部の振れを抑制する。
【００４９】
具体的には、ステー用錘４４は、全体として円環状に形成されており、ステー用錘本体４４ａと、ステー用リニアブッシュ４４ｂとを有する。
【００５０】
ステー用錘本体４４ａは、ステー用錘４４の大部分を占めており、例えば鉛等の材料によって形成されている。このステー用錘本体４４ａは、円環状に形成されており、当該ステー用錘本体４４ａの軸心と同軸に当該ステー用錘本体４４ａを貫通する貫通穴４４ｃを有する。ステー用錘本体４４ａは、その軸方向がステー本体３２の厚み方向に一致するように収容部４２内に収容されている。
【００５１】
ステー用リニアブッシュ４４ｂは、ステー用錘本体４４ａの貫通穴４４ｃに嵌め込まれるとともに前記ステー用錘支持軸４２ｎに外挿された円筒状の本体部４４ｄと、その本体部４４ｄの内周面とステー用錘支持軸４２ｎの外周面との間に配設された複数のボール４４ｅとによって構成されている。このステー用リニアブッシュ４４ｂでは、ステー用錘４４がステー本体３２の厚み方向にステー本体３２の先端部に対して相対変位する際、ボール４４ｅが本体部４４ｄの内周面とステー用錘支持軸４２ｎの外周面との間で転がる。これにより、ステー用錘４４が、非常に小さい摩擦抵抗でステー用錘支持軸４２ｎに沿って相対変位可能となる。
【００５２】
ステー用抵抗力付与部４６は、ステー本体３２の厚み方向へのステー用錘４４の相対変位に対する抵抗力をステー用錘４４に付与する。このステー用抵抗力付与部４６は、ステー用第１弾性部材４６ａとステー用第２弾性部材４６ｂとを有する。
【００５３】
ステー用第１弾性部材４６ａは、ステー２２の厚み方向におけるステー用錘本体４４ａの一端面と対向する凹部４２ａの第１部分４２ｃの底面との間に配設されている。具体的には、このステー用第１弾性部材４６ａは、Ｏリングからなり、前記第１取付溝４２ｆに嵌め込まれている。ステー用第１弾性部材４６ａの一部分は、第１取付溝４２ｆからステー用錘４４側に突出しており、ステー用錘本体４４ａの前記一端面に当接する。そして、ステー用錘４４が第１部分４２ｃの底面に接近するように相対変位する際には、当該ステー用第１弾性部材４６ａは、ステー用錘４４によって押し潰されて弾性変形し、その反作用としてステー用錘４４に弾発力を抵抗力として付与する。
【００５４】
ステー用第２弾性部材４６ｂは、ステー２２の厚み方向におけるステー用錘本体４４ａの他端面と対向する蓋部４２ｂの裏面との間に配設されている。具体的には、ステー用第２弾性部材４６ｂは、ステー用第１弾性部材４６ａと同様のＯリングからなり、前記第２取付溝４２ｋに嵌め込まれている。ステー用第２弾性部材４６ｂの一部分は、第２取付溝４２ｋからステー用錘４４側に突出しており、ステー用錘本体４４ａの前記他端面に当接する。このステー用第２弾性部材４６ｂがステー用錘４４に抵抗力を付与する際の作用は、前記ステー用第１弾性部材４６ａの場合と同様である。
【００５５】
ステー用抵抗力変更部４８は、ステー用抵抗力付与部４６がステー用錘４４に付与する前記抵抗力の大きさを変更するためのものである。このステー用抵抗力変更部４８は、ステー用第１弾性部材４６ａからステー用錘４４の前記一端面に付与される弾発力の大きさ及びステー用第２弾性部材４６ｂからステー用錘４４の前記他端面に付与される弾発力の大きさを変更するためのステー用弾発力変更部５２を有する。
【００５６】
ステー用弾発力変更部５２は、前記蓋部４２ｂと、前記固定螺子４２ｉと、調整螺子５２ａとによって構成されている。
【００５７】
調整螺子５２ａは、蓋部４２ｂの各螺子穴４２ｊにそれぞれ螺合されている。この調整螺子５２ａは、その先端部が蓋部４２ｂの裏面から突出して凹部４２ａの第２部分４２ｄの底面に当接する位置まで螺子穴４２ｊにねじ込まれる。すなわち、調整螺子５２ａの先端部が蓋部４２ｂの裏面から突出する分だけ、蓋部４２ｂと凹部４２ａの第２部分４２ｄの底面との間に隙間が形成される。そして、各固定螺子４２ｉを緩めた状態で螺子穴４２ｊに対する調整螺子５２ａのねじ込み量が変更されて蓋部４２ｂの裏面から突出する調整螺子５２ａの突出量が変更されることにより、蓋部４２ｂと凹部４２ａの第２部分４２ｄの底面との間の隙間の大きさが変更される。そして、この隙間の大きさが変更されることによって、ステー２２の厚み方向における収容部４２の対向する内面間の間隔（凹部４２ａの第１部分４２ｃの底面と蓋部４２ｂの裏面との間の間隔）の大きさが変更され、それによって両弾性部材４６ａ，４６ｂからステー用錘４４に付与される弾発力が変更される。
【００５８】
ステー用錘４４に付与される両弾性部材４６ａ，４６ｂの弾発力が変更されることによって、ステー動吸振器２４により減衰可能なステー２２の先端部の厚み方向への振動の振動数が変化する。すなわち、ステー用錘４４に付与される両弾性部材４６ａ，４６ｂの弾発力が大きくなると、ステー２２の厚み方向へのステー用錘４４の相対変位に対する抵抗力が大きくなり、それに伴って、より高い振動数のステー２２の振動がステー動吸振器２４によって減衰される。一方、ステー用錘４４に付与される両弾性部材４６ａ，４６ｂの弾発力が小さくなると、ステー２２の厚み方向へのステー用錘４４の相対変位に対する抵抗力が小さくなり、それに伴って、より低い振動数のステー２２の振動がステー動吸振器２４によって減衰される。従って、本実施形態では、作業者が、ステー２２の固有振動数に応じて調整螺子５２ａのねじ込み量を調整し、その後、固定螺子４２ｉを締め込んで蓋部４２ｂの裏面と凹部４２ａの第１部分４２ｃの底面との間の間隔を固定することにより、両弾性部材４６ａ，４６ｂがステー用錘４４に付与する弾発力をステー２２の厚み方向への振動を減衰させるのに適切な値に調整できる。
【００５９】
刃物台２６は、図１に示すように、タービンロータ１００の側方に配置され、ステー２２をそのステー２２の厚み方向がロータ軸１００ａの軸方向に平行となり、かつ、そのステー２２の先端部が当該刃物台２６からロータ軸１００ａ側に突出するような姿勢で支持する。また、刃物台２６は、ステー２２の長手方向においてロータ軸１００ａに対するステー２２の相対位置を変更することが可能なようにステー２２を支持する。換言すれば、刃物台２６は、ステー２２のうち当該刃物台２６からロータ軸１００ａ側に突出する部分の長さを変更することが可能なようにステー２２を支持する。また、刃物台２６は、タービンロータ１００の加工時にステー２２の先端部がロータ軸１００ａの軸方向に隣り合うディスク１００ｂ同士の間に挿入されるように移送装置８によって移送される。この刃物台２６は、刃物台本体２６ａと、押え板２６ｂと、押圧機構２６ｃとを有する。
【００６０】
刃物台本体２６ａは、移送装置８の後述するクロススライド９２上に設けられている。この刃物台本体２６ａは、略直方体状に形成されており、その長手方向がロータ軸１００ａに垂直となるとともに短手方向がロータ軸１００ａに平行となるように配置されている。この刃物台本体２６ａの短手方向の一方の側面には、溝部２６ｄが形成されている。この溝部２６ｄは、刃物台本体２６ａの長手方向の一端面から他端面へその刃物台本体２６ａの長手方向に沿って延びている。ステー２２は、この溝部２６ｄ内に当該ステー２２の長手方向（ロータ軸１００ａに垂直な方向）へ移動することが可能な状態で嵌め込まれる。
【００６１】
押え板２６ｂは、溝部２６ｄ内のうちステー２２に対して溝部２６ｄの底面（ロータ軸１００ａに対して垂直な面）と反対側に配置されている。この押え板２６ｂは、溝部２６ｄ内に嵌め込まれたステー２２を溝部２６ｄ内の底面に対して押さえつけて刃物台２６に対するステー２２の相対位置を固定するためのものである。
【００６２】
押圧機構２６ｃは、溝部２６ｄ内のうち第１押え板２６ｂに対してステー２２と反対側に配置されている。この押圧機構２６ｃは、油圧によって駆動される図略の駆動部と、その駆動部によって駆動されて押え板２６ｂをステー２２側へ押圧する図略の押圧部とを有する。この押圧機構２６ｃの押圧部が押さ板２６ｂをステー２２側へ押圧することによって、ステー２２が溝部２６ｄ内の底面に押さえ付けられる。その結果、刃物台２６に対するステー２２の相対位置が固定される。なお、押圧機構２６ｃは、ステー２２側への押え板２６ｂの押圧を緩めることが可能に構成されている。これにより、作業者は、押圧機構２６ｃによる押え板２６ｂの押圧が緩められた状態で、刃物台２６に対するステー２２の長手方向における相対位置を変更してステー２２のうち刃物台２６からロータ軸１００ａ側へ突出する部分の長さを変更することが可能である。
【００６３】
刃物台動吸振器２８は、タービンロータ１００の加工時に刃物台２６に生じるステー２２の厚み方向への振動を低減するためのものである。具体的には、刃物台動吸振器２８は、ステー２２の厚み方向への刃物台２６の振動の振幅を低減する。この刃物台動吸振器２８は、図７に示すように、刃物台２６の上面に３つ設けられている。この３つの刃物台動吸振器２８は、ステー２２の長手方向に並ぶように配置されている。３つの刃物台動吸振器２８のうち真中の刃物台動吸振器２８は、刃物台２６の重心位置を通りながらステー２２の厚み方向（刃物台２６の短手方向）に延びる直線上に位置し、残りの２つの刃物台動吸振器２８は、ステー２２の長手方向（刃物台２６の長手方向）において前記真中の刃物台動吸振器２８の両側に分かれて配置されている。具体的には、前記残りの２つの刃物台動吸振器２８は、刃物台２６の重心位置よりもステー２２の先端部に近い第１の位置Ｐ１と、刃物台２６の重心位置よりもステー２２の先端部から遠い第２の位置Ｐ２とに配設されている。
【００６４】
そして、前記第１の位置Ｐ１と刃物台２６の重心位置との間の距離と、前記第２の位置Ｐ２と刃物台２６の重心位置との間の距離と、前記第１の位置Ｐ１及び前記第２の位置Ｐ２にそれぞれ設けられた刃物台動吸振器２８の重量とは、前記第１の位置Ｐ１と前記第２の位置Ｐ２とにおける刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように設定されている。なお、本実施形態では、前記第１の位置Ｐ１と刃物台２６の重心位置との間の距離と前記第２の位置Ｐ２と刃物台２６の重心位置との間の距離とが互いに等しい距離に設定されているとともに、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２にそれぞれ設けられた刃物台動吸振器２８の重量が互いに等しい重量に設定されている。
【００６５】
次に、刃物台動吸振器２８の詳細な構造について説明する。
【００６６】
前記３つの刃物台動吸振器２８は、互いに同じ構造を有し、各刃物台動吸振器２８は、図８に示すように、刃物台用錘支持部６２と、刃物台用錘６４と、刃物台用抵抗力付与部６６と、刃物台用抵抗力変更部６８とをそれぞれ備えている。
【００６７】
刃物台用錘支持部６２は、刃物台用錘６４が当該刃物台用錘支持部６２に対してステー２２の厚み方向に相対変位することが可能な状態でその刃物台用錘６４を支持する。この刃物台用錘支持部６２は、支持部本体部６２ａと、２本の刃物台用錘支持軸６２ｂとを有する。
【００６８】
支持部本体部６２ａは、刃物台本体２６ａの上面に取り付けられている。この支持部本体部６２ａは、底板部７２と、第１規制部７４と、第２規制部７６と、複数のボルト８０，８１と、固定ナット８４とを有する。
【００６９】
底板部７２は、刃物台本体２６ａ上に平置きされてその刃物台本体２６ａに固定される平板状の部材である。この底板部７２のうちステー２２の厚み方向における両端部には、それぞれ、当該底板部７２を厚み方向に貫通する挿通穴７２ａ及びボルト穴７２ｂが形成されている。挿通穴７２ａにボルト８０が挿通されるとともに、そのボルト８０が刃物台２６の上面に形成された螺子穴２６ｆに螺合されて締め込まれることによって、底板部７２が刃物台本体２６ａに締結されている。
【００７０】
第１規制部７４と第２規制部７６は、底板部７２上にステー２２の厚み方向に互いに離間して設置されるとともに、互いに向き合うように配置されている。これら両規制部７４，７６は、それらの間で刃物台用錘支持部６２に対する刃物台用錘６４のステー２２の厚み方向への相対変位を規制する。
【００７１】
第１規制部７４は、固定部７４ａと、縦板部７４ｂと、一対の側板部７４ｃとを有する。
【００７２】
固定部７４ａは、平板状に形成されており、底板部７２に沿って底板部７２上に設置される。この固定部７４ａには、当該固定部７４ａをその厚み方向に貫通するボルト穴７４ｆが形成されている。当該固定部７４ａのボルト穴７４ｆは、前記底板部７２のボルト穴７２ｂに対応する位置に設けられている。このボルト穴７４ｆ及び前記底板部７２の対応するボルト穴７２ｂにボルト８１が螺合されて締め込まれることによって、固定部７４ａが底板部７２に対して締結されている。
【００７３】
縦板部７４ｂは、固定部７４ａから垂直に立ち上げられた平板状の部分であり、その厚み方向がステー２２の厚み方向に一致するように配置されている。縦板部７４ｂには、その厚み方向に貫通する２つの軸挿通穴７４ｈが設けられている。この２つの軸挿通穴７４ｈは、ステー２２の長手方向に互いに離間して配置されている。また、縦板部７４ｂのうち第２規制部７６に対向する面には、各軸挿通穴７４ｈの周りに複数の第１装着溝７４ｉが形成されている。各第１装着溝７４ｉは、軸挿通穴７４ｈの中心に対して同心円状に形成されており、それぞれ異なった直径及び周長を有する。
【００７４】
一対の側板部７４ｃは、固定部７４ａ及び縦板部７４ｂに対して垂直に配置された平板状にそれぞれ形成されており、固定部７４ａの上面と縦板部７４ｂのうち第２規制部７６に対向する面の裏側の面とにそれぞれ接合されている。この一対の側板部７４ｃは、固定部７４ａ及び縦板部７４ｂのうちステー２２の先端部に近い側の端部近傍とステー２２の先端部から遠い側の端部近傍とに分かれて配置されている。
【００７５】
第２規制部７６は、固定部７６ａ、縦板部７６ｂ及び一対の側板部７６ｃを有する第２規制部本体７６ｄと、２つの押さえ部材７６ｅとを有する。
【００７６】
第２規制部本体７６ｄの固定部７６ａ及び一対の側板部７６ｃは、第１規制部７４の固定部７４ａ及び一対の側板部７４ｃと同様に構成されている。すなわち、この固定部７６ａには、前記第１規制部７４の固定部７４ａに形成されたボルト穴７４ｆと同様のボルト穴７６ｇが形成されている。そして、そのボルト穴７６ｇ及び前記底板部７２の対応するボルト穴７２ｂに螺合されたボルト８１によって固定部７６ａが底板部７２に締結されている。
【００７７】
また、第２規制部本体７６ｄの縦板部７６ｂは、固定部７６ａから垂直に立ち上げられた板状の部分であり、その厚み方向がステー２２の厚み方向に一致するように配置されている。この縦板部７６ｂには、その厚み方向に貫通する２つの貫通穴７６ｈが設けられている。この２つの貫通穴７６ｈは、前記第１規制部７４の２つの軸挿通穴７４ｈに対応する位置に設けられている。
【００７８】
２つの押さえ部材７６ｅは、２つの貫通穴７６ｈにそれぞれステー２２の厚み方向へ変位可能に嵌め込まれている。各押さえ部材７６ｅには、ステー２２の厚み方向に貫通する軸挿通穴７６ｋがそれぞれ設けられている。この各押さえ部材７６ｅに設けられた軸挿通穴７６ｋは、前記第１規制部７４の２つの軸挿通穴７４ｈに対応する位置に配置されている。また、各押さえ部材７６ｅのうち第１規制部７４に対向する面には、軸挿通穴７６ｋの周りに複数の第２装着溝７６ｎが形成されている。各第２装着溝７６ｎは、軸挿通穴７６ｋの中心に対して同心円状に形成されており、それぞれ異なった直径及び周長を有する。
【００７９】
２本の刃物台用錘支持軸６２ｂは、前記両規制部７４，７６に取り付けられており、それら両規制部７４，７６間で刃物台用錘６４をステー２２の厚み方向に貫通するようにそれぞれ延びている。この刃物台用錘支持軸６２ｂは、本発明の支持軸の概念に含まれるものである。刃物台用錘支持軸６２ｂは、刃物台用錘６４を当該刃物台用錘支持軸６２ｂに対してステー２２の厚み方向に相対変位可能に支持する。換言すれば、この刃物台用錘支持軸６２ｂは、刃物台用錘６４がステー２２の厚み方向において当該刃物台用錘支持軸６２ｂに対して相対変位するようにその刃物台用錘６４を案内する。
【００８０】
具体的には、２本の刃物台用錘支持軸６２ｂは、ステー２２の長手方向に互いに離間して配置されている。各刃物台用錘支持軸６２ｂは、軸本体６２ｄと、第１螺子部６２ｅと、第２螺子部６２ｆとを有する。
【００８１】
軸本体６２ｄは、ステー２２の厚み方向に延びる円柱状に形成されている。第１螺子部６２ｅは、軸本体６２ｄの軸方向の一端部に繋がっており、軸本体６２ｄと同軸に配置されている。この第１螺子部６２ｅは、軸本体６２ｄよりも小径であり、その周面に形成された螺子溝を有する。第２螺子部６２ｆは、軸本体６２ｄの軸方向の他端部に繋がっており、軸本体６２ｄと同軸に配置されている。この第２螺子部６２ｆは、軸本体６２ｄとほぼ同径であり、その周面に形成された螺子溝を有する。
【００８２】
各刃物台用錘支持軸６２ｂの第１螺子部６２ｅは、第１規制部７４の縦板部７４ｂに設けられた２つの軸挿通穴７４ｈのうち対応するものに挿通されて縦板部７４ｂの外側に突出している。各第１螺子部６２ｅには、固定ナット８４が螺合している。この固定ナット８４が軸本体６２ｄの前記一端部との間で縦板部７４ｂを挟み込むことにより、第１螺子部６２ｅが縦板部７４ｂに固定されている。
【００８３】
また、各刃物台用錘支持軸６２ｂの第２螺子部６２ｆは、２つの押さえ部材７６ｅのうち対応するものに形成された軸挿通穴７６ｋに挿通されてその押さえ部材７６ｅの外側に突出している。各第２螺子部６２ｆには、調整ナット８６が螺合している。この調整ナット８６は、押さえ部材７６ｅの外側面に当接している。
【００８４】
刃物台用錘６４は、第１規制部７４と第２規制部７６に対してステー２２の厚み方向に相対変位することが可能となるようにそれら両規制部７４，７６間のスペースに配設されている。この刃物台用錘６４は、本発明の錘の概念に含まれるものである。この刃物台用錘６４は、その大きな慣性により、刃物台２６がステー２２の厚み方向において振れたときに前記両規制部７４，７６間で刃物台２６に対してその振れと逆向きに相対変位することにより当該刃物台２６の振れを低減する。
【００８５】
具体的には、刃物台用錘６４は、刃物台用錘本体６４ａと、２つの刃物台用リニアブッシュ６４ｂと、２つのカラー６４ｃと、２つの固定部材６４ｄとを有する。
【００８６】
刃物台用錘本体６４ａは、刃物台用錘６４の大部分を占めており、例えば鉄等の材料によって略直方体状に形成されている。この刃物台用錘本体６４ａは、当該刃物台用錘本体６４ａをステー２２の厚み方向に貫通する２つの貫通穴６４ｇを有する。この２つの貫通穴６４ｇは、ステー２２の長手方向に互いに離間して配置されている。各貫通穴６４ｇは、その貫通穴６４ｇのうち第１規制部７４側に位置する比較的大径の部分と、その大径の部分に対して第２規制部７６側に位置し、その大径の部分に比べて小径の部分とからなる。貫通穴６４ｇ内には、前記大径の部分と前記小径の部分との間に段差部６４ｈが形成されている。
【００８７】
２つの刃物台用リニアブッシュ６４ｂは、刃物台用錘本体６４ａの２つの貫通穴６４ｇにそれぞれ嵌め込まれている。この刃物台用リニアブッシュ６４ｂは、刃物台用錘６４が刃物台用錘支持軸６２ｂに沿ってステー２２の厚み方向に相対変位する際に非常に小さい摩擦抵抗で相対変位できるようにするためのものである。
【００８８】
具体的には、各刃物台用リニアブッシュ６４ｂは、対応する貫通穴６４ｇに嵌め込まれるとともに刃物台用錘支持軸６２ｂの軸本体６２ｄに外挿された略円筒状のブッシュ本体６４ｊと、そのブッシュ本体６４ｊの内周面と軸本体６２ｄの外周面との間に配設された複数のボール６４ｋとによって構成されている。この刃物台用リニアブッシュ６４ｂでは、刃物台用錘６４がステー２２の厚み方向に相対変位する際、ボール６４ｋがブッシュ本体６４ｊの内周面と軸本体６２ｄの外周面との間で転がる。これにより、刃物台用錘６４が、非常に小さい摩擦抵抗で軸本体６２ｄに沿って相対変位可能となる。
【００８９】
２つのカラー６４ｃは、刃物台用錘本体６４ａの２つの貫通穴６４ｇにそれぞれ嵌め込まれているとともに、刃物台用リニアブッシュ６４ｂに対して第１規制部７４側に配設されている。このカラー６４ｃは、軸本体６２ｄの外径よりも大きい内径を有する円筒状に形成されており、軸本体６２ｄの外面に接触することなくその軸本体６２ｄに外挿されている。
【００９０】
２つの固定部材６４ｄは、刃物台用錘本体６４ａの２つの貫通穴６４ｇ内にそれぞれ設けられており、各貫通穴６４ｇ内でカラー６４ｃを介して刃物台用リニアブッシュ６４ｂを位置固定する。具体的には、この固定部材６４ｄは、スナップリングからなり、カラー６４ｃのうち第１規制部７４側の端面に当接する位置において貫通穴６４ｇの内面に周方向に延びるように形成された溝部にその外縁部が嵌め込まれることによって貫通穴６４ｇ内で固定されている。この固定部材６４ｄと貫通穴６４ｇ内の前記段差部６４ｈとの間で刃物台用リニアブッシュ６４ｂ及びカラー６４ｃが挟み込まれることによって、刃物台用リニアブッシュ６４ｂが位置固定されている。
【００９１】
刃物台用抵抗力付与部６６は、ステー２２の厚み方向における刃物台用錘６４の相対変位に対する抵抗力を刃物台用錘６４に付与する。この刃物台用抵抗力付与部６６は、刃物台用第１弾性部材６６ａと刃物台用第２弾性部材６６ｂとを有する。なお、刃物台用第１弾性部材６６ａは、本発明の第１弾性部材の概念に含まれるものであり、刃物台用第２弾性部材６６ｂは、本発明の第２弾性部材の概念に含まれるものである。
【００９２】
刃物台用第１弾性部材６６ａは、第１規制部７４の縦板部７４ｂと刃物台用錘本体６４ａのうち第１規制部７４の縦板部７４ｂと対向する端面との間に弾性変形状態で介装される。なお、刃物台用錘本体６４ａのうち第１規制部７４の縦板部７４ｂと対向する端面は、本発明の第１の端面の概念に含まれるものである。この刃物台用第１弾性部材６６ａは、Ｏリングからなり、前記各第１装着溝７４ｉにそれぞれ嵌め込まれている。刃物台用第１弾性部材６６ａの一部分は、第１装着溝７４ｉから刃物台用錘６４側に突出しており、刃物台用錘本体６４ａの前記端面に当接する。そして、刃物台用錘６４が縦板部７４ｂに接近するように相対変位する際には、当該刃物台用第１弾性部材６６ａは、刃物台用錘６４によって押し潰されて弾性変形し、その反作用として刃物台用錘６４に弾発力を抵抗力として付与する。
【００９３】
刃物台用第２弾性部材６６ｂは、第２規制部７６の押さえ部材７６ｅと刃物台用錘本体６４ａのうち押さえ部材７６ｅと対向する端面との間に弾性変形状態で介装される。なお、刃物台用錘本体６４ａのうち押さえ部材７６ｅと対向する端面は、本発明の第２の端面の概念に含まれるものである。この刃物台用第２弾性部材６６ｂは、Ｏリングからなり、前記各第２装着溝７６ｎにそれぞれ嵌め込まれている。刃物台用第２弾性部材６６ｂの一部分は、第２装着溝７６ｎから刃物台用錘６４側に突出しており、刃物台用錘本体６４ａのうち前記第２規制部７６側に向かう端面に当接する。この刃物台用第２弾性部材６６ｂが刃物台用錘６４に抵抗力を付与する際の作用は、前記刃物台用第１弾性部材６６ａの場合と同様である。
【００９４】
刃物台用抵抗力変更部６８は、刃物台用抵抗力付与部６６が刃物台用錘６４に付与する前記抵抗力の大きさを変更するためのものである。この刃物台用抵抗力変更部６８は、刃物台用第１弾性部材６６ａが刃物台用錘６４の対応する端面に対して付与する弾発力の大きさ及び刃物台用第２弾性部材６６ｂが刃物台用錘６４の対応する端面に対して付与する弾発力の大きさを変更するための刃物台用弾発力変更部８８を有する。この刃物台用弾発力変更部８８は、本発明の弾発力変更部の概念に含まれるものである。
【００９５】
刃物台用弾発力変更部８８は、２つの前記押さえ部材７６ｅと、２つの調整ナット８６とを有する。
【００９６】
各調整ナット８６は、押さえ部材７６ｅから刃物台動吸振器２８の外側へ向かって突出する２つの前記刃物台用錘支持軸６２ｂの対応する第２螺子部６２ｆにそれぞれ螺合している。第２螺子部６２ｆに対する調整ナット８６の締め込み量に応じて、第１規制部７４の縦板部７４ｂと押さえ部材７６ｅとの間の間隔が変更される。この間隔が変更されることによって、両弾性部材６６ａ，６６ｂから刃物台用錘６４に付与される弾発力が変更され、刃物台動吸振器２８により減衰可能な刃物台２６の振動の振動数が変化する。
【００９７】
具体的には、調整ナット８６の締め込み量が増加すると、その調整ナット８６によって押さえ部材７６ｅが第１規制部７４側に押し込まれて第１規制部７４の縦板部７４ｂと押さえ部材７６ｅとの間の間隔が小さくなる。この間隔が小さくなることに伴って、刃物台用錘６４に付与される前記両弾性部材６６ａ，６６ｂの弾発力が大きくなるとともに、ステー２２の厚み方向における刃物台用錘６４の相対変位に対する抵抗力が大きくなり、その結果、より高い振動数の刃物台２６の振動が刃物台動吸振器２８によって減衰可能となる。一方、調整ナット８６の締め込み量が減少すると、第１規制部７４の縦板部７４ｂと押さえ部材７６ｅとの間の間隔が大きくなり、それに伴って、刃物台用錘６４に付与される前記両弾性部材６６ａ，６６ｂの弾発力が小さくなるとともに、ステー２２の厚み方向における刃物台用錘６４の相対変位に対する抵抗力が小さくなる。その結果、より低い振動数の刃物台２６の振動が刃物台動吸振器２８によって減衰可能となる。従って、本実施形態では、刃物台２６の固有振動数に応じて調整ナット８６のねじ込み量を調整することにより、前記両弾性部材６６ａ，６６ｂが刃物台用錘６４に付与する弾発力をステー２２の厚み方向への刃物台２６の振動を減衰させるのに適切な値に調整できる。
【００９８】
移送装置８は、旋削加工用の制御プログラムに従って旋削工具４がロータ軸１００ａに垂直な方向においてそのロータ軸１００ａに接離するとともにロータ軸１００ａに平行な方向に移動するように刃物台２６を移送するものである。
【００９９】
具体的には、この移送装置８は、基部８９（図１参照）と、サドル９０と、図略の第１送り機構と、クロススライド９２と、第２送り機構９４（図３参照）とを有する。
【０１００】
基部８９は、回転装置２のベース１２の側方でそのベース１２に隣接した位置に設置されている。この基部８９の上面には、ステー２２の厚み方向（ロータ軸１００ａに平行な方向）に延びる第１ガイドレール８９ａが設けられている。
【０１０１】
サドル９０は、第１ガイドレール８９ａ上に搭載されており、図略の第１送り機構により第１ガイドレール８９ａに沿ってロータ軸１００ａに平行な方向（ステー２２の厚み方向）に移送される。サドル９０の上面には、ステー２２の長手方向（水平方向でかつロータ軸１００ａに垂直な方向）に延びる第２ガイドレール９０ａ（図３参照）が設けられている。また、サドル９０上には、第２送り機構９４が設置されている。
【０１０２】
クロススライド９２は、第２ガイドレール９０ａ上に搭載されており、第２送り機構９４により第２ガイドレール９０ａに沿って水平方向でかつロータ軸１００ａに垂直な方向に移送される。このクロススライド９２は、刃物台２６を下から支持している。すなわち、このクロススライド９２上に刃物台２６が設置されている。
【０１０３】
そして、タービンロータ１００の旋削加工用の制御プログラムに従って前記第１送り機構がサドル９０をロータ軸１００ａに平行な方向に移送するとともに前記第２送り機構９４がクロススライド９２を水平方向でかつロータ軸１００ａに垂直な方向に移送することにより、刃物台２６及びステー２２とともに旋削工具４が制御プログラムで規定された加工パスに従って移送され、タービンロータ１００の旋削加工が行われる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態では、タービンロータ１００の加工時にステー動吸振器２４によってステー２２の先端部の厚み方向への振動の振幅が低減されるため、ステー２２自身のびびり振動に起因するタービンロータ１００の加工精度の低下を抑制することができる。
【０１０５】
なお、ステー動吸振器２４によってステー２２の振動の振幅が低減されたとしてもステー２２には僅かに振動が残る。そして、ステー２２のうち刃物台２６からロータ軸１００ａ側へ突出する部分の長さは、タービンロータ１００の加工形状、具体的には、隣り合うディスク１００ｂ間の溝の深さに応じて変更されるが、その刃物台２６からロータ軸１００ａ側へのステー２２の突出部分の長さによっては、前記ステー２２に僅かに残った振動の振動数が刃物台２６の固有振動数に近づいてステー２２と刃物台２６との共振又はステー２２の振動と刃物台２６の振動との干渉に起因するうねり振動が生じる虞がある。
【０１０６】
これに対して、本実施形態では、前記ステー２２に僅かに残った振動の振動数が刃物台２６からのステー２２の突出部分の長さに応じて刃物台２６の固有振動数に近づいたとしても、刃物台動吸振器２８により、ステー２２と刃物台２６との共振が生じない程度又はステー２２に僅かに残った振動と刃物台２６の振動との干渉による大きなうねり振動が生じない程度まで刃物台２６の固有振動の振幅を小さくすることができる。
【０１０７】
具体的には、刃物台２６の重量は大きいため、刃物台２６の固有振動数は元々低い値である。一方、ステー２２は、刃物台２６からの当該ステー２２の突出部分の長さが小さい状態では、刃物台２６の固有振動数に比べてかなり高い固有振動数を有するが、隣り合うディスク１００ｂ間の溝の幅が小さく、かつ、その溝の幅に対して当該溝の深さが非常に大きいというタービンロータ１００の加工形状に起因して、旋削工具４の装着されたステー２２の先端部を前記溝内に挿入してタービンロータ１００の加工を行えるようにするためにステー２２の厚みを小さくし、かつ、刃物台２６からロータ軸１００ａ側へのステー２２の突出長さを大きくする必要があり、その場合には、ステー２２の固有振動数が著しく低下して刃物台２６の固有振動数に非常に近づき、ステー２２と刃物台２６との前記共振又はステー２２と刃物台２６との合成振動による前記うねり振動が生じる虞がある。これに対して、本実施形態では、ステー２２に僅かに残った振動の振動数が上記のように低下して刃物台２６の固有振動数に近づいたとしても、刃物台動吸振器２８により、ステー２２と刃物台２６の共振が生じない程度又はステー２２の振動と刃物台２６の振動との干渉による大きなうねり振動が生じない程度まで刃物台２６の固有振動の振幅が低減されるため、その結果、ステー２２と刃物台２６との共振又はステー２２と刃物台２６との合成振動に起因するタービンロータ１００の加工精度の低下を抑制することができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、刃物台動吸振器２８が、刃物台２６の重心位置よりもステー２２の先端部に近い第１の位置Ｐ１と、刃物台２６の重心位置よりもステー２２の先端部から遠い第２の位置Ｐ２とにそれぞれ設けられているため、それらの刃物台動吸振器２８は、刃物台２６の振動の腹に近い位置に位置する。その結果、それらの刃物台動吸振器２８によって刃物台２６の振動を効果的に低減することができる。
【０１０９】
また、本実施形態では、刃物台２６の重心位置と前記第１の位置Ｐ１との間の距離と、刃物台２６の重心位置と前記第２の位置Ｐ２との間の距離と、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２にそれぞれ設けられた刃物台動吸振器２８の重量とは、前記第１の位置Ｐ１と前記第２の位置Ｐ２とにおける刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように設定されているため、ロータ軸１００ａの軸方向への刃物台２６の移送時に刃物台２６がロータ軸１００ａの軸方向に平行な面内（水平面内）において揺動するヨーイングが生じるのを防ぐことができる。その結果、タービンロータ１００の加工時における刃物台２６の移動精度の低下及びそれに起因する旋削工具４の移動精度の低下を抑制することができ、その旋削工具４の移動精度の低下に起因するタービンロータ１００の加工精度の低下を抑制することができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、刃物台動吸振器２８が、前記両規制部７４，７６に固定され、それら両規制部７４，７６間で刃物台用錘６４をステー２２の厚み方向に貫通するように延び、刃物台用錘６４がステー２２の厚み方向へ相対変位するように当該刃物台用錘６４を案内する刃物台用錘支持軸６２ｂを有するため、刃物台用錘６４が相対変位する方向をステー２２の厚み方向に限定することができる。これにより、刃物台用錘６４が刃物台２６の振動を低減する際に本来相対変位すべき方向であるステー２２の厚み方向とは異なる方向へ相対変位することによって刃物台２６にその異なる方向への振動が与えられるのを防ぐことができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、刃物台動吸振器２８において、前記両弾性部材６６ａ，６６ｂが刃物台用錘６４の対応する端面に付与する弾発力の大きさを刃物台用弾発力変更部８８により変更することができるため、ステー２２の厚み方向への刃物台用錘６４の相対変位に対する抵抗力の大きさを変更することができる。その結果、ステー２２の厚み方向への刃物台用錘６４の相対変位しやすさを調節することができ、刃物台動吸振器２８が抑制可能な刃物台２６の振動数を任意に調節することができる。
【０１１２】
また、本実施形態では、旋削工具がステー２２の先端部の上部に設けられていてこの旋削工具４がタービンロータ１００を切削する際に振動の発生点（加振点）となるため、刃物台２６のうち旋削工具４に近い部分である上部がそれよりも下側の部分に比べてステー２２の厚み方向に大きく振動する。これに対して、本実施形態では、刃物台動吸振器２８が刃物台２６（刃物台本体２６ａ）の上面に設置されているため、その振動が大きくなる刃物台２６の上部の振動を効果的に減衰することができる。
【０１１３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１１４】
例えば、上記実施形態では、刃物台上に設けられる刃物台用動吸振器の数が３つ以外であってもよい。
【０１１５】
また、刃物台上の刃物台用動吸振器が設けられる第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２は、上記実施形態で示したような位置に限定されない。
【０１１６】
例えば、図９に示す第１変形例のように、刃物台２６の重心位置を通ってステー２２の長手方向に延びる直線上において刃物台２６の重心位置からの距離が互いに等しくなる位置に第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２が設定されてもよい。この場合には、刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２で等しくなるようにそれら両位置Ｐ１，Ｐ２に設けられた刃物台動吸振器２８の重量が等しい重量に設定されることが好ましい。
【０１１７】
また、図１０に示す第２変形例のように、刃物台２６の重心位置を通ってステー２２の長手方向に対して斜めに延びる直線上において刃物台２６の重心位置からの距離が互いに等しくなる位置に第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２が設定されていてもよい。この場合も、前記第１変形例の場合と同様、刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２で等しくなるようにそれら両位置Ｐ１，Ｐ２に設けられた刃物台動吸振器２８の重量が等しい重量に設定されることが好ましい。
【０１１８】
また、図１１に示す第３変形例のように、刃物台２６の重心位置を通ってステー２２の長手方向に延びる直線上において例えば刃物台２６の重心位置から第１の位置Ｐ１までの距離に対して刃物台２６の重心位置から第２の位置Ｐ２までの距離が１／２となるような位置に第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２が設定されていてもよい。この場合には、刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２で等しくなるように、第１の位置Ｐ１に設けられた刃物台動吸振器２８と同じ重量の刃物台動吸振器２８が第２の位置Ｐ２に２つ設けられていてもよい。なお、この場合において、第２の位置Ｐ２に２つの刃物台動吸振器２８を設ける代わりに、第１の位置Ｐ１に設けられた刃物台動吸振器２８の２倍の重量を有する１つの刃物台動吸振器２８を第２の位置Ｐ２に設置してもよい。
【０１１９】
また、これらの各変形例の構成に限らず、刃物台２６上の第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とにおける刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように、刃物台２６の重心位置から第１の位置Ｐ１までの距離と、刃物台２６の重心位置から第２の位置Ｐ２までの距離と、それら両位置Ｐ１，Ｐ２に設けられる刃物台動吸振器２８の重量とが適宜設定されていてもよい。
【０１２０】
また、刃物台動吸振器２８は、刃物台２６（刃物台本体２６ａ）の上面以外の箇所に設けられていてもよい。
【０１２１】
また、図１２に示す第４変形例のように、刃物台用錘支持部６２が前記刃物台用錘支持軸６２ｂを備えていないとともに、刃物台用錘６４が前記刃物台用リニアブッシュ６４ｂ、前記カラー６４ｃ及び前記固定部材６４ｄを備えておらず、刃物台用錘本体６４ａに前記貫通穴６４ｇが形成されていなくてもよい。そして、この変形例では、第２規制部７６の貫通穴７６ｈには、上記第１実施形態の押さえ部材７６ｅよりも薄い押さえ部材７６ｐが嵌め込まれている。この押さえ部材７６ｐには、前記軸挿通穴７６ｋが設けられていない。そして、貫通穴７６ｈのうち押さえ部材７６ｐが配設された部位よりも刃物台動吸振器２８の外側寄りに位置する部位の内周面には、螺子溝が形成されている。また、この変形例では、刃物台用弾発力変更部８８が、前記調整ナット８６の代わりに、外周面に螺子山が設けられた調整部材９６を備えている。この調整部材９６は、前記貫通穴７６ｈの螺子溝が形成された部位に螺入されている。そして、この変形例では、貫通穴７６ｈに対するこの調整部材９６のねじ込み量に応じて、押さえ部材７６ｐと第１規制部７４の縦板部７４ｂとの間の間隔が変化し、刃物台用錘６４に付与される刃物台用第１弾性部材６６ａ及び刃物台用第２弾性部材６６ｂの弾発力の大きさが変化する。
【符号の説明】
【０１２２】
２ 回転装置
４ 旋削工具
６ 旋削工具支持装置
８ 移送装置
２２ ステー
２４ ステー動吸振器
２６ 刃物台
２８ 刃物台動吸振器
６２ｂ 刃物台用錘支持軸（支持軸）
６４ 刃物台用錘（錘）
６６ａ 刃物台用第１弾性部材（第１弾性部材）
６６ｂ 刃物台用第２弾性部材（第２弾性部材）
７４ 第１規制部
７６ 第２規制部
８８ 刃物台用弾発力変更部（弾発力変更部）
１００ タービンロータ
１００ａ ロータ軸
１００ｂ ディスク
Ｐ１ 第１の位置
Ｐ２ 第２の位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋削工具支持装置及びタービンロータ加工用旋盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タービンロータを旋削加工するためのタービンロータ加工用旋盤が知られており、下記特許文献１には、このような旋盤の一例が開示されている。
【０００３】
タービンロータは、ロータ軸及びその軸方向に間隔をおいて並ぶ複数枚のディスクを有している。特許文献１に開示されたタービンロータ加工用旋盤は、特定方向に延びる板状に形成され、その先端部に旋削工具が装着されるステーと、タービンロータの側方に配置され、ステーをタービンロータのロータ軸側に突出するとともにそのステーの厚み方向がロータ軸と略平行となるような姿勢で支持する刃物台と、タービンロータの加工時に刃物台を移送する移送装置とを備えている。タービンロータの加工時には、ステーの先端部がタービンロータの隣り合うディスク同士の間に挿入され、その先端部に装着された旋削工具によってディスク間の溝部が切削される。
【０００４】
タービンロータの隣り合うディスク間の溝部の形状としては、その深さに比較して非常に小さい幅を有する形状が要求される。このため、前記ディスク間の溝部に挿入されるステーは、長さが大きく、かつ、その長さに比較して非常に小さい厚みを有する形状に形成される。しかしながら、ステーがそのような形状に形成される結果、ステーの先端部は、タービンロータの旋削加工時に厚み方向へのびびり振動を発生しやすくなり、当該ステーの先端部の振動発生に伴ってタービンロータの加工精度の低下が問題となる。そこで、特許文献１に記載の旋盤では、このようなステーの振動を低減するためにステーの先端部に動吸振器が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８９１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された構成では、ステーと刃物台との共振もしくはステーの振動と刃物台の振動との合成振動によるタービンロータの加工精度の低下という問題を解決することが困難である。その理由は、以下の通りである。
【０００７】
上記のようにステーに設けられた動吸振器によりステーの振動が低減されたとしても、ステーには僅かに振動が残り、その振動数が刃物台からのステーの突出長さがある長さに設定された場合に刃物台の固有振動数と一致する場合がある。この場合には、ステーと刃物台が共振してステーにうねりのような振動が生じ、その影響によって旋削工具によるタービンロータの加工精度が低下する。また、ステーの振動数と刃物台の固有振動数とが完全に一致しないまでも、ステーの振動数が刃物台の固有振動数にある程度以上近づくと、ステーの振動と刃物台の振動との干渉による合成振動がうねりのような振動となって生じ、この場合も前記共振の場合と同様に旋削工具によるタービンロータの加工精度が低下する。
【０００８】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制しつつ、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明による旋削工具支持装置は、ロータ軸及びその軸方向に間隔をおいて並ぶ複数枚のディスクを有するタービンロータの当該ディスク同士の間に位置するロータ軸の外周面及び各ディスクの側面の少なくとも一方を旋削加工するための旋削工具を支持する旋削工具支持装置であって、特定方向に延びる板状をなし、その長手方向の一端部である先端部に前記旋削工具が装着されるステーと、前記ステーをそのステーの厚み方向が前記ロータ軸の軸方向に略平行となり、かつ、そのステーの前記先端部が前記タービンロータの側方から前記ロータ軸側に突出するような姿勢で支持するとともに、前記ステーの長手方向において前記ロータ軸に対する前記ステーの相対位置を変更することが可能なように前記ステーを支持し、前記タービンロータの加工時に前記ステーの前記先端部が前記ロータ軸の軸方向に隣り合う前記ディスク同士の間に挿入されるように移送装置によって移送される刃物台と、前記ステーのうち前記旋削工具が装着される部位の近傍の部位に設けられ、前記タービンロータの加工時に前記ステーの先端部に生じる厚み方向への振動を低減するためのステー動吸振器と、前記刃物台に設けられ、前記タービンロータの加工時に前記刃物台に生じる前記ステーの厚み方向への振動を低減するための刃物台動吸振器とを備えている。
【００１０】
この旋削工具支持装置では、タービンロータの加工時にステー動吸振器によってステーの先端部の厚み方向への振動の振幅が低減されるため、ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、ステー動吸振器によってステーの振動の振幅が低減されたとしてもステーには僅かに振動が残る。ステーのうち刃物台からロータ軸側へ突出する部分の長さは、タービンロータの加工形状に応じて変更されるが、その刃物台からロータ軸側へのステーの突出部分の長さによっては、前記ステーに僅かに残った振動の振動数が刃物台の固有振動数に近づいてステーと刃物台との共振又はステーの振動と刃物台の振動との干渉に起因するうねり振動が生じる虞がある。
【００１２】
これに対して、この旋削工具支持装置では、前記ステーに僅かに残った振動の振動数が前記ステーの突出部分の長さに応じて刃物台の固有振動数に近づいたとしても、刃物台動吸振器により、ステーと刃物台との共振が生じない程度又はステーに僅かに残った振動と刃物台の振動との干渉による大きなうねり振動が生じない程度まで刃物台の固有振動の振幅を小さくすることができる。その結果、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができる。
【００１３】
上記旋削工具支持装置において、前記刃物台動吸振器は、前記刃物台の重心位置よりも前記ステーの前記先端部に近い第１の位置と、前記刃物台の重心位置よりも前記ステーの前記先端部から遠い第２の位置とにそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１４】
刃物台に振動が生じる場合には、その重心位置を中心としてステーの厚み方向において当該刃物台が揺動するような振動が発生する。すなわち、この刃物台に生じる振動は、当該刃物台の重心位置に振動の節が位置し、その重心位置よりもステーの先端部に近い部位とその重心位置よりもステーの先端部から遠い部位とにそれぞれ振動の腹が位置するような振動である。これに対して、本構成によれば、前記第１の位置に設けられた刃物台動吸振器と前記第２の位置に設けられた刃物台動吸振器は、刃物台の振動の腹に近い位置にそれぞれ配置されることになるため、それらの刃物台動吸振器によって刃物台の振動を効果的に低減することができる。
【００１５】
この場合において、前記刃物台の重心位置と前記第１の位置との間の距離と、前記刃物台の重心位置と前記第２の位置との間の距離と、前記第１の位置及び前記第２の位置にそれぞれ設けられた前記刃物台動吸振器の重量とは、前記第１の位置と前記第２の位置とにおける前記刃物台の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように設定されていることが好ましい。
【００１６】
前記第１の位置と前記第２の位置とにおける刃物台の重心位置回りの慣性モーメントが異なると、刃物台の重心がずれを生じ、刃物台が移送装置によってロータ軸の軸方向（ステーの厚み方向）に移送される際に刃物台がロータ軸の軸方向に平行な面内において揺動するヨーイングと呼ばれる現象が生じやすくなる。これに対して、本構成によれば、前記第１の位置と前記第２の位置に刃物台動吸振器を設けたとしても、その第１の位置と第２の位置における刃物台の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるため、ロータ軸の軸方向への刃物台の移送時に前記ヨーイングが生じるのを防ぐことができる。その結果、タービンロータ加工時の刃物台の移動精度の低下及びそれに起因する旋削工具の移動精度の低下を抑制することができ、その旋削工具の移動精度の低下に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができる。
【００１７】
上記旋削工具支持装置において、前記刃物台動吸振器は、前記ステーの厚み方向において互いに離間するように前記刃物台に設けられた第１規制部及び第２規制部と、それら両規制部に対して前記ステーの厚み方向に相対変位することが可能となるようにそれら両規制部の間のスペースに配設され、前記刃物台が前記ステーの厚み方向において振れたときに前記両規制部間で前記刃物台に対してその振れと逆向きに相対変位することにより当該刃物台の振れを抑制する錘とを有していてもよい。
【００１８】
この構成によれば、刃物台に生じるステーの厚み方向への振動を低減することが可能な刃物台動吸振器の具体的な構造を構成することができる。
【００１９】
この場合において、前記刃物台動吸振器は、前記両規制部に固定され、それら両規制部間で前記錘を前記ステーの厚み方向に貫通するように延び、前記錘が前記ステーの厚み方向へ変位するように当該錘を案内する支持軸をさらに有することが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、錘が相対変位する方向をステーの厚み方向に限定することができる。これにより、錘が刃物台の振動を低減する際に本来相対変位すべき方向であるステーの厚み方向とは異なる方向へ相対変位することによって刃物台にその異なる方向への振動が与えられるのを防ぐことができる。
【００２１】
上記収容部内に錘が収容された構成において、前記錘は、前記第１規制部と対向する第１の端面と、前記第２規制部と対向する第２の端面とを有し、前記刃物台動吸振器は、前記第１規制部と前記錘の前記第１の端面との間に弾性変形状態で介装された第１弾性部材と、前記第２規制部と前記錘の前記第２の端面との間に弾性変形状態で介装された第２弾性部材と、前記第１の端面に対して前記第１弾性部材が付与する弾発力の大きさ及び前記第２の端面に対して前記第２弾性部材が付与する弾発力の大きさを変更するための弾発力変更部とをさらに有することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、弾発力変更部により前記両弾性部材が錘の対応する端面に付与する弾発力の大きさが変更されることによって、ステーの厚み方向への錘の相対変位に対する抵抗力の大きさが変更される。その結果、ステーの厚み方向への錘の相対変位しやすさが調節可能となり、刃物台動吸振器が抑制可能な刃物台の振動数域を任意に調節できるようになる。具体的には、ステーの厚み方向への錘の相対変位に対する抵抗力が大きくなって錘がその方向へ相対変位しにくくなる程、刃物台動吸振器はより高振動数の刃物台の振動を抑制することができ、ステーの厚み方向への錘の相対変位に対する抵抗力が小さくなって錘がその方向へ相対変位しやすくなる程、刃物台動吸振器はより低振動数の刃物台の振動を抑制することができる。
【００２３】
また、本発明によるタービンロータ加工用旋盤は、ロータ軸及びその軸方向に並ぶ複数枚のディスクを有するタービンロータを旋削加工するためのタービンロータ加工用旋盤であって、上記いずれかの旋削工具支持装置と、タービンロータをその軸回りに回転させる回転装置と、前記ステーの先端部に装着される旋削工具と、旋削加工用の制御プログラムに従って前記旋削工具が前記ロータ軸に垂直な方向においてそのロータ軸に接離するとともに当該ロータ軸に平行な方向に移動するように前記刃物台を移送する移送装置とを備えている。
【００２４】
このタービンロータ加工用旋盤では、上記旋削工具支持装置を備えているので、ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制しつつ、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができるという上記旋削工具支持装置による効果と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、ステー自身のびびり振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制しつつ、ステーと刃物台との共振又はステーと刃物台との合成振動に起因するタービンロータの加工精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態によるタービンロータ加工用旋盤の全体構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１に示したタービンロータ加工用旋盤の移送装置、旋削工具支持装置及び旋削工具をタービンロータの軸方向に見た概略図である。
【図３】移送装置のサドル、第２送り機構及びクロスライドと旋削工具支持装置と旋削工具の概略的な斜視図である。
【図４】タービンロータのロータ軸の外周面及びその外周面とディスクの側面との間のコーナー部を旋削する際の旋削工具及び旋削工具支持装置の移動形態を示す図である。
【図５】タービンロータのディスクの側面を旋削する際の旋削工具及び旋削工具支持装置の移動形態を示す図である。
【図６】図２中のＶＩ−ＶＩ線に沿ったステーの断面図である。
【図７】旋削工具支持装置及び旋削工具の斜視図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の一実施形態の第１変形例による刃物台の上面での刃物台動吸振器の配置を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の第２変形例による刃物台の上面での刃物台動吸振器の配置を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態の第３変形例による刃物台の上面での刃物台動吸振器の配置を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態の第４変形例による刃物台動吸振器の図８に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
まず、図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態によるタービンロータ加工用旋盤及びその旋盤に設けられた旋削工具支持装置６の構成について説明する。
【００２９】
本実施形態によるタービンロータ加工用旋盤は、タービンロータ１００を旋削加工するためのものである。タービンロータ１００は、図１に示すように、特定方向に延びるロータ軸１００ａと、そのロータ軸１００ａの軸方向に間隔をおいて並ぶ複数枚のディスク１００ｂとを有する。本実施形態のタービンロータ加工用旋盤は、後述する旋削工具４をこのタービンロータ１００の隣り合うディスク１００ｂ同士の間に挿入してそのディスク１００ｂ同士の間に位置するロータ軸１００ａの外周面及び各ディスク１００ｂの側面を旋削工具４により旋削加工する。
【００３０】
具体的には、タービンロータ加工用旋盤は、回転装置２と、旋削工具４と、旋削工具支持装置６と、移送装置８とを備えている。
【００３１】
回転装置２は、タービンロータ１００の旋削加工用の制御プログラムに従ってタービンロータ１００をその軸回り（水平軸回り）に回転させる。この回転装置２は、ベース１２と、第１支持装置１４と、第２支持装置１６とを有する。
【００３２】
ベース１２は、回転装置２の基礎となる部分であり、特定方向へ延びるように設置場所に設置されている。
【００３３】
第１支持装置１４と第２支持装置１６は、ベース１２の長手方向の両端部に分かれて配設されている。第１支持装置１４は、ベース１２の長手方向の一端部上に設置された第１支持装置本体部１４ａと、その第１支持装置本体部１４ａにベース１２の長手方向に延びる水平軸回りに回転可能に設けられた第１保持部１４ｂと、その第１保持部１４ｂを回転させる図略のモータとを有する。第２支持装置１６は、ベース１２の長手方向の他端部上に設置された第２支持装置本体部１６ａと、その第２支持装置本体部１６ａに前記第１保持部１４ｂと同じ水平軸回りに回転可能に設けられた第２保持部１６ｂとを有する。第１支持装置１４と第２支持装置１６は、第１保持部１４ｂと第２保持部１６ｂとの間でタービンロータ１００を軸方向の両側から挟み込むようにして支持し、その状態で前記図略のモータの駆動により両保持部１４ｂ，１６ｂとともにタービンロータ１００を軸回りに回転させる。
【００３４】
旋削工具４は、旋削用のバイトであり、タービンロータ１００の隣り合うディスク１００ｂ同士の間に位置するロータ軸１００ａの外周面、各ディスク１００ｂの側面及びそれらロータ軸１００ａの外周面とディスク１００ｂの側面との間のコーナー部を旋削加工するためのものである。
【００３５】
旋削工具支持装置６は、旋削工具４を支持するものである。この旋削工具支持装置６は、ステー２２と、ステー動吸振器２４と、刃物台２６と、刃物台動吸振器２８とを有する。
【００３６】
ステー２２は、特定方向に延びる略矩形状の平板に形成されており、その長手方向の一端部である先端部に旋削工具４が装着される。このステー２２は、その厚み方向がロータ軸１００ａと略平行となる姿勢で配置される。このステー２２の旋削工具４が装着された先端部は、タービンロータ１００の加工時に軸回りに回転するタービンロータ１００の隣り合うディスク１００ｂ同士の間に挿入される。ステー２２は、ステー本体３２と、ホルダ３４とを有する。
【００３７】
ステー本体３２は、ステー２２の基部であり、図５及び図６に示すように、特定方向に延びる略長方形の平板状をなしている。ステー本体３２の先端部の上端部には、ホルダ３４が装着される受部３２ａが形成されている。この受部３２ａは、ステー本体３２の先端部の上端の角部が矩形状に切り欠かれることによって形成されている。
【００３８】
ホルダ３４は、旋削工具４を保持するものであり、ステー本体３２の受部３２ａに嵌め込まれて固定される。すなわち、旋削工具４は、ホルダ３４を介してステー本体３２の先端部の上端部に装着される。
【００３９】
ステー動吸振器２４は、タービンロータ１００の旋削加工時にステー２２の先端部に生じる厚み方向への振動を低減するためのものである。タービンロータ１００の加工時には、回転装置２がタービンロータ１００を回転させる一方、このタービンロータ１００において互いに隣り合うディスク１００ｂ同士の間のスペースに旋削工具４とともにステー２２の先端部が挿入される。そして、図４に示すように、旋削工具４の先端が、隣り合うディスク１００ｂ同士の間の軸方向の中心位置においてロータ軸１００ａの外周面に当てられ、ロータ軸１００ａに平行な方向において一方のディスク１００ｂ側に移送されながらロータ軸１００ａの外周面を旋削する。その後、旋削工具４は、連続して前記一方のディスク１００ｂ側に送られながら、わずかにロータ軸１００ａから離れる方向に送られることにより、ロータ軸１００ａの外周面と前記一方のディスク１００ｂの側面との間にＲを持ったコーナー部を旋削加工する。さらに、図５に示すように、旋削工具４の先端部の一方の側部が前記一方のディスク１００ｂの側面に当てられながら当該旋削工具４がロータ軸１００ａに接近する方向に送られることにより、当該旋削工具４は前記一方のディスク１００ｂの側面を旋削する。このような旋削工具４による前記コーナー部の旋削及びディスク１００ｂの側面の旋削に伴って、ステー２２（ステー本体３２）の先端部には厚み方向への振動が生じやすい。
【００４０】
このステー動吸振器２４は、ステー２２に生じる前記振動の振幅を低減すべく、ステー２２のうち旋削工具４が装着される部位の近傍の部位に設けられている。具体的には、ステー動吸振器２４は、ステー本体３２の先端部のうち受部３２ａの下側近傍で上下に離間する２つの位置にそれぞれ設けられている。２つのステー動吸振器２４のうち一方は、ステー本体３２の先端部の上下方向についての中心位置に配設され、他方は、前記中心部位から下側に離間した位置（ステー本体３２の先端部の下端部近傍の位置）に配設されている。
【００４１】
各ステー動吸振器２４は、図６に示すように、収容部４２と、ステー用錘４４と、ステー用抵抗力付与部４６と、ステー用抵抗力変更部４８とをそれぞれ有する。
【００４２】
収容部４２は、その内部にステー用錘４４等を収容するものであり、ステー本体３２の先端部と蓋部４２ｂとによって形成されている。詳しくは、収容部４２は、ステー本体３２の先端部の厚み方向における一方の面に開口した円形の凹部４２ａと、その凹部４２ａの開口部を塞ぐ円形の蓋部４２ｂとによって形成されている。この収容部４２は、ステー本体３２の先端部のうち受部３２ａの下側の部位に配設されている。
【００４３】
凹部４２ａは、当該凹部４２ａの奥側に位置する第１部分４２ｃと、その第１部分４２ｃの手前側に位置して当該凹部４２ａの開口部を形成し、第１部分４２ｃよりも拡径された第２部分４２ｄとを有する。
【００４４】
第１部分４２ｃの底面（ステー本体３２の厚み方向における前記一方の面に平行な面）からステー本体３２の厚み方向における他方の面側へ貫通するように固定穴４２ｅが形成されている。この固定穴４２ｅは、凹部４２ａの軸心と同軸となるように配設されている。また、第１部分４２ｃの底面のうち固定穴４２ｅの周りには、複数の第１取付溝４２ｆが形成されている。各第１取付溝４２ｆは、第１部分４２ｃの底面に凹部４２ａの軸心（収容部４２の軸心）を中心とする同心円状に形成されており、それぞれ異なった直径及び周長を有する。また、第２部分４２ｄの底面（ステー本体３２の厚み方向における前記一方の面に平行な面）には、その周方向に間隔をおいて複数の固定用螺子穴４２ｇが設けられている。
【００４５】
蓋部４２ｂは、凹部４２ａの第２部分４２ｄに嵌め込まれている。蓋部４２ｂのうちその周縁近傍の部分には、複数の挿通穴４２ｈが形成されている。各挿通穴４２ｈは、前記各螺子穴４２ｇに対応する位置に形成されている。各挿通穴４２ｈには、固定螺子４２ｉがそれぞれ挿通され、その固定螺子４２ｉが前記各固定用螺子穴４２ｇに螺合して締め込まれることによって、蓋部４２ｂが凹部４２ａの第２部分４２ｄに嵌め込まれた状態で固定される。また、蓋部４２ｂのうちその周縁近傍の部分には、当該蓋部４２ｂの周方向における各挿通穴４２ｈの両側に当該蓋部４２ｂを厚み方向に貫通する螺子穴４２ｊがそれぞれ形成されている。
【００４６】
また、蓋部４２ｂの裏面（収容部４２内に臨む面）には、複数の第２取付溝４２ｋが形成されている。各第２取付溝４２ｋは、蓋部４２ｂの軸心（収容部４２の軸心）を中心とした同心円状に形成されており、それぞれ異なった直径及び周長を有している。なお、第２取付溝４２ｋは、第１取付溝４２ｆと同じ数だけ設けられており、各第２取付溝４２ｋは各第１取付溝４２ｆと対応する位置及び形状に形成されている。
【００４７】
また、蓋部４２ｂの裏面には、ステー本体３２の厚み方向に延びるステー用錘支持軸４２ｎが収容部４２と同軸となるように設けられている。このステー用錘支持軸４２ｎは、後述するように円環状であるステー用錘４４をステー２２の厚み方向に貫通して、当該ステー用錘４４をステー２２の厚み方向に相対変位することが可能な状態で支持する。
【００４８】
ステー用錘４４は、収容部４２内にこの収容部４２に対してステー本体３２の厚み方向に相対変位することが可能となるように収容されている。このステー用錘４４は、ステー本体３２の先端部がその厚み方向に振れたときに収容部４２内でステー本体３２の先端部に対してその振れと逆向きに相対変位することにより当該ステー本体３２の先端部の振れを抑制する。
【００４９】
具体的には、ステー用錘４４は、全体として円環状に形成されており、ステー用錘本体４４ａと、ステー用リニアブッシュ４４ｂとを有する。
【００５０】
ステー用錘本体４４ａは、ステー用錘４４の大部分を占めており、例えば鉛等の材料によって形成されている。このステー用錘本体４４ａは、円環状に形成されており、当該ステー用錘本体４４ａの軸心と同軸に当該ステー用錘本体４４ａを貫通する貫通穴４４ｃを有する。ステー用錘本体４４ａは、その軸方向がステー本体３２の厚み方向に一致するように収容部４２内に収容されている。
【００５１】
ステー用リニアブッシュ４４ｂは、ステー用錘本体４４ａの貫通穴４４ｃに嵌め込まれるとともに前記ステー用錘支持軸４２ｎに外挿された円筒状の本体部４４ｄと、その本体部４４ｄの内周面とステー用錘支持軸４２ｎの外周面との間に配設された複数のボール４４ｅとによって構成されている。このステー用リニアブッシュ４４ｂでは、ステー用錘４４がステー本体３２の厚み方向にステー本体３２の先端部に対して相対変位する際、ボール４４ｅが本体部４４ｄの内周面とステー用錘支持軸４２ｎの外周面との間で転がる。これにより、ステー用錘４４が、非常に小さい摩擦抵抗でステー用錘支持軸４２ｎに沿って相対変位可能となる。
【００５２】
ステー用抵抗力付与部４６は、ステー本体３２の厚み方向へのステー用錘４４の相対変位に対する抵抗力をステー用錘４４に付与する。このステー用抵抗力付与部４６は、ステー用第１弾性部材４６ａとステー用第２弾性部材４６ｂとを有する。
【００５３】
ステー用第１弾性部材４６ａは、ステー２２の厚み方向におけるステー用錘本体４４ａの一端面と対向する凹部４２ａの第１部分４２ｃの底面との間に配設されている。具体的には、このステー用第１弾性部材４６ａは、Ｏリングからなり、前記第１取付溝４２ｆに嵌め込まれている。ステー用第１弾性部材４６ａの一部分は、第１取付溝４２ｆからステー用錘４４側に突出しており、ステー用錘本体４４ａの前記一端面に当接する。そして、ステー用錘４４が第１部分４２ｃの底面に接近するように相対変位する際には、当該ステー用第１弾性部材４６ａは、ステー用錘４４によって押し潰されて弾性変形し、その反作用としてステー用錘４４に弾発力を抵抗力として付与する。
【００５４】
ステー用第２弾性部材４６ｂは、ステー２２の厚み方向におけるステー用錘本体４４ａの他端面と対向する蓋部４２ｂの裏面との間に配設されている。具体的には、ステー用第２弾性部材４６ｂは、ステー用第１弾性部材４６ａと同様のＯリングからなり、前記第２取付溝４２ｋに嵌め込まれている。ステー用第２弾性部材４６ｂの一部分は、第２取付溝４２ｋからステー用錘４４側に突出しており、ステー用錘本体４４ａの前記他端面に当接する。このステー用第２弾性部材４６ｂがステー用錘４４に抵抗力を付与する際の作用は、前記ステー用第１弾性部材４６ａの場合と同様である。
【００５５】
ステー用抵抗力変更部４８は、ステー用抵抗力付与部４６がステー用錘４４に付与する前記抵抗力の大きさを変更するためのものである。このステー用抵抗力変更部４８は、ステー用第１弾性部材４６ａからステー用錘４４の前記一端面に付与される弾発力の大きさ及びステー用第２弾性部材４６ｂからステー用錘４４の前記他端面に付与される弾発力の大きさを変更するためのステー用弾発力変更部５２を有する。
【００５６】
ステー用弾発力変更部５２は、前記蓋部４２ｂと、前記固定螺子４２ｉと、調整螺子５２ａとによって構成されている。
【００５７】
調整螺子５２ａは、蓋部４２ｂの各螺子穴４２ｊにそれぞれ螺合されている。この調整螺子５２ａは、その先端部が蓋部４２ｂの裏面から突出して凹部４２ａの第２部分４２ｄの底面に当接する位置まで螺子穴４２ｊにねじ込まれる。すなわち、調整螺子５２ａの先端部が蓋部４２ｂの裏面から突出する分だけ、蓋部４２ｂと凹部４２ａの第２部分４２ｄの底面との間に隙間が形成される。そして、各固定螺子４２ｉを緩めた状態で螺子穴４２ｊに対する調整螺子５２ａのねじ込み量が変更されて蓋部４２ｂの裏面から突出する調整螺子５２ａの突出量が変更されることにより、蓋部４２ｂと凹部４２ａの第２部分４２ｄの底面との間の隙間の大きさが変更される。そして、この隙間の大きさが変更されることによって、ステー２２の厚み方向における収容部４２の対向する内面間の間隔（凹部４２ａの第１部分４２ｃの底面と蓋部４２ｂの裏面との間の間隔）の大きさが変更され、それによって両弾性部材４６ａ，４６ｂからステー用錘４４に付与される弾発力が変更される。
【００５８】
ステー用錘４４に付与される両弾性部材４６ａ，４６ｂの弾発力が変更されることによって、ステー動吸振器２４により減衰可能なステー２２の先端部の厚み方向への振動の振動数が変化する。すなわち、ステー用錘４４に付与される両弾性部材４６ａ，４６ｂの弾発力が大きくなると、ステー２２の厚み方向へのステー用錘４４の相対変位に対する抵抗力が大きくなり、それに伴って、より高い振動数のステー２２の振動がステー動吸振器２４によって減衰される。一方、ステー用錘４４に付与される両弾性部材４６ａ，４６ｂの弾発力が小さくなると、ステー２２の厚み方向へのステー用錘４４の相対変位に対する抵抗力が小さくなり、それに伴って、より低い振動数のステー２２の振動がステー動吸振器２４によって減衰される。従って、本実施形態では、作業者が、ステー２２の固有振動数に応じて調整螺子５２ａのねじ込み量を調整し、その後、固定螺子４２ｉを締め込んで蓋部４２ｂの裏面と凹部４２ａの第１部分４２ｃの底面との間の間隔を固定することにより、両弾性部材４６ａ，４６ｂがステー用錘４４に付与する弾発力をステー２２の厚み方向への振動を減衰させるのに適切な値に調整できる。
【００５９】
刃物台２６は、図１に示すように、タービンロータ１００の側方に配置され、ステー２２をそのステー２２の厚み方向がロータ軸１００ａの軸方向に平行となり、かつ、そのステー２２の先端部が当該刃物台２６からロータ軸１００ａ側に突出するような姿勢で支持する。また、刃物台２６は、ステー２２の長手方向においてロータ軸１００ａに対するステー２２の相対位置を変更することが可能なようにステー２２を支持する。換言すれば、刃物台２６は、ステー２２のうち当該刃物台２６からロータ軸１００ａ側に突出する部分の長さを変更することが可能なようにステー２２を支持する。また、刃物台２６は、タービンロータ１００の加工時にステー２２の先端部がロータ軸１００ａの軸方向に隣り合うディスク１００ｂ同士の間に挿入されるように移送装置８によって移送される。この刃物台２６は、刃物台本体２６ａと、押え板２６ｂと、押圧機構２６ｃとを有する。
【００６０】
刃物台本体２６ａは、移送装置８の後述するクロススライド９２上に設けられている。この刃物台本体２６ａは、略直方体状に形成されており、その長手方向がロータ軸１００ａに垂直となるとともに短手方向がロータ軸１００ａに平行となるように配置されている。この刃物台本体２６ａの短手方向の一方の側面には、溝部２６ｄが形成されている。この溝部２６ｄは、刃物台本体２６ａの長手方向の一端面から他端面へその刃物台本体２６ａの長手方向に沿って延びている。ステー２２は、この溝部２６ｄ内に当該ステー２２の長手方向（ロータ軸１００ａに垂直な方向）へ移動することが可能な状態で嵌め込まれる。
【００６１】
押え板２６ｂは、溝部２６ｄ内のうちステー２２に対して溝部２６ｄの底面（ロータ軸１００ａに対して垂直な面）と反対側に配置されている。この押え板２６ｂは、溝部２６ｄ内に嵌め込まれたステー２２を溝部２６ｄ内の底面に対して押さえつけて刃物台２６に対するステー２２の相対位置を固定するためのものである。
【００６２】
押圧機構２６ｃは、溝部２６ｄ内のうち第１押え板２６ｂに対してステー２２と反対側に配置されている。この押圧機構２６ｃは、油圧によって駆動される図略の駆動部と、その駆動部によって駆動されて押え板２６ｂをステー２２側へ押圧する図略の押圧部とを有する。この押圧機構２６ｃの押圧部が押さ板２６ｂをステー２２側へ押圧することによって、ステー２２が溝部２６ｄ内の底面に押さえ付けられる。その結果、刃物台２６に対するステー２２の相対位置が固定される。なお、押圧機構２６ｃは、ステー２２側への押え板２６ｂの押圧を緩めることが可能に構成されている。これにより、作業者は、押圧機構２６ｃによる押え板２６ｂの押圧が緩められた状態で、刃物台２６に対するステー２２の長手方向における相対位置を変更してステー２２のうち刃物台２６からロータ軸１００ａ側へ突出する部分の長さを変更することが可能である。
【００６３】
刃物台動吸振器２８は、タービンロータ１００の加工時に刃物台２６に生じるステー２２の厚み方向への振動を低減するためのものである。具体的には、刃物台動吸振器２８は、ステー２２の厚み方向への刃物台２６の振動の振幅を低減する。この刃物台動吸振器２８は、図７に示すように、刃物台２６の上面に３つ設けられている。この３つの刃物台動吸振器２８は、ステー２２の長手方向に並ぶように配置されている。３つの刃物台動吸振器２８のうち真中の刃物台動吸振器２８は、刃物台２６の重心位置を通りながらステー２２の厚み方向（刃物台２６の短手方向）に延びる直線上に位置し、残りの２つの刃物台動吸振器２８は、ステー２２の長手方向（刃物台２６の長手方向）において前記真中の刃物台動吸振器２８の両側に分かれて配置されている。具体的には、前記残りの２つの刃物台動吸振器２８は、刃物台２６の重心位置よりもステー２２の先端部に近い第１の位置Ｐ１と、刃物台２６の重心位置よりもステー２２の先端部から遠い第２の位置Ｐ２とに配設されている。
【００６４】
そして、前記第１の位置Ｐ１と刃物台２６の重心位置との間の距離と、前記第２の位置Ｐ２と刃物台２６の重心位置との間の距離と、前記第１の位置Ｐ１及び前記第２の位置Ｐ２にそれぞれ設けられた刃物台動吸振器２８の重量とは、前記第１の位置Ｐ１と前記第２の位置Ｐ２とにおける刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように設定されている。なお、本実施形態では、前記第１の位置Ｐ１と刃物台２６の重心位置との間の距離と前記第２の位置Ｐ２と刃物台２６の重心位置との間の距離とが互いに等しい距離に設定されているとともに、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２にそれぞれ設けられた刃物台動吸振器２８の重量が互いに等しい重量に設定されている。
【００６５】
次に、刃物台動吸振器２８の詳細な構造について説明する。
【００６６】
前記３つの刃物台動吸振器２８は、互いに同じ構造を有し、各刃物台動吸振器２８は、図８に示すように、刃物台用錘支持部６２と、刃物台用錘６４と、刃物台用抵抗力付与部６６と、刃物台用抵抗力変更部６８とをそれぞれ備えている。
【００６７】
刃物台用錘支持部６２は、刃物台用錘６４が当該刃物台用錘支持部６２に対してステー２２の厚み方向に相対変位することが可能な状態でその刃物台用錘６４を支持する。この刃物台用錘支持部６２は、支持部本体部６２ａと、２本の刃物台用錘支持軸６２ｂとを有する。
【００６８】
支持部本体部６２ａは、刃物台本体２６ａの上面に取り付けられている。この支持部本体部６２ａは、底板部７２と、第１規制部７４と、第２規制部７６と、複数のボルト８０，８１と、固定ナット８４とを有する。
【００６９】
底板部７２は、刃物台本体２６ａ上に平置きされてその刃物台本体２６ａに固定される平板状の部材である。この底板部７２のうちステー２２の厚み方向における両端部には、それぞれ、当該底板部７２を厚み方向に貫通する挿通穴７２ａ及びボルト穴７２ｂが形成されている。挿通穴７２ａにボルト８０が挿通されるとともに、そのボルト８０が刃物台２６の上面に形成された螺子穴２６ｆに螺合されて締め込まれることによって、底板部７２が刃物台本体２６ａに締結されている。
【００７０】
第１規制部７４と第２規制部７６は、底板部７２上にステー２２の厚み方向に互いに離間して設置されるとともに、互いに向き合うように配置されている。これら両規制部７４，７６は、それらの間で刃物台用錘支持部６２に対する刃物台用錘６４のステー２２の厚み方向への相対変位を規制する。
【００７１】
第１規制部７４は、固定部７４ａと、縦板部７４ｂと、一対の側板部７４ｃとを有する。
【００７２】
固定部７４ａは、平板状に形成されており、底板部７２に沿って底板部７２上に設置される。この固定部７４ａには、当該固定部７４ａをその厚み方向に貫通するボルト穴７４ｆが形成されている。当該固定部７４ａのボルト穴７４ｆは、前記底板部７２のボルト穴７２ｂに対応する位置に設けられている。このボルト穴７４ｆ及び前記底板部７２の対応するボルト穴７２ｂにボルト８１が螺合されて締め込まれることによって、固定部７４ａが底板部７２に対して締結されている。
【００７３】
縦板部７４ｂは、固定部７４ａから垂直に立ち上げられた平板状の部分であり、その厚み方向がステー２２の厚み方向に一致するように配置されている。縦板部７４ｂには、その厚み方向に貫通する２つの軸挿通穴７４ｈが設けられている。この２つの軸挿通穴７４ｈは、ステー２２の長手方向に互いに離間して配置されている。また、縦板部７４ｂのうち第２規制部７６に対向する面には、各軸挿通穴７４ｈの周りに複数の第１装着溝７４ｉが形成されている。各第１装着溝７４ｉは、軸挿通穴７４ｈの中心に対して同心円状に形成されており、それぞれ異なった直径及び周長を有する。
【００７４】
一対の側板部７４ｃは、固定部７４ａ及び縦板部７４ｂに対して垂直に配置された平板状にそれぞれ形成されており、固定部７４ａの上面と縦板部７４ｂのうち第２規制部７６に対向する面の裏側の面とにそれぞれ接合されている。この一対の側板部７４ｃは、固定部７４ａ及び縦板部７４ｂのうちステー２２の先端部に近い側の端部近傍とステー２２の先端部から遠い側の端部近傍とに分かれて配置されている。
【００７５】
第２規制部７６は、固定部７６ａ、縦板部７６ｂ及び一対の側板部７６ｃを有する第２規制部本体７６ｄと、２つの押さえ部材７６ｅとを有する。
【００７６】
第２規制部本体７６ｄの固定部７６ａ及び一対の側板部７６ｃは、第１規制部７４の固定部７４ａ及び一対の側板部７４ｃと同様に構成されている。すなわち、この固定部７６ａには、前記第１規制部７４の固定部７４ａに形成されたボルト穴７４ｆと同様のボルト穴７６ｇが形成されている。そして、そのボルト穴７６ｇ及び前記底板部７２の対応するボルト穴７２ｂに螺合されたボルト８１によって固定部７６ａが底板部７２に締結されている。
【００７７】
また、第２規制部本体７６ｄの縦板部７６ｂは、固定部７６ａから垂直に立ち上げられた板状の部分であり、その厚み方向がステー２２の厚み方向に一致するように配置されている。この縦板部７６ｂには、その厚み方向に貫通する２つの貫通穴７６ｈが設けられている。この２つの貫通穴７６ｈは、前記第１規制部７４の２つの軸挿通穴７４ｈに対応する位置に設けられている。
【００７８】
２つの押さえ部材７６ｅは、２つの貫通穴７６ｈにそれぞれステー２２の厚み方向へ変位可能に嵌め込まれている。各押さえ部材７６ｅには、ステー２２の厚み方向に貫通する軸挿通穴７６ｋがそれぞれ設けられている。この各押さえ部材７６ｅに設けられた軸挿通穴７６ｋは、前記第１規制部７４の２つの軸挿通穴７４ｈに対応する位置に配置されている。また、各押さえ部材７６ｅのうち第１規制部７４に対向する面には、軸挿通穴７６ｋの周りに複数の第２装着溝７６ｎが形成されている。各第２装着溝７６ｎは、軸挿通穴７６ｋの中心に対して同心円状に形成されており、それぞれ異なった直径及び周長を有する。
【００７９】
２本の刃物台用錘支持軸６２ｂは、前記両規制部７４，７６に取り付けられており、それら両規制部７４，７６間で刃物台用錘６４をステー２２の厚み方向に貫通するようにそれぞれ延びている。この刃物台用錘支持軸６２ｂは、本発明の支持軸の概念に含まれるものである。刃物台用錘支持軸６２ｂは、刃物台用錘６４を当該刃物台用錘支持軸６２ｂに対してステー２２の厚み方向に相対変位可能に支持する。換言すれば、この刃物台用錘支持軸６２ｂは、刃物台用錘６４がステー２２の厚み方向において当該刃物台用錘支持軸６２ｂに対して相対変位するようにその刃物台用錘６４を案内する。
【００８０】
具体的には、２本の刃物台用錘支持軸６２ｂは、ステー２２の長手方向に互いに離間して配置されている。各刃物台用錘支持軸６２ｂは、軸本体６２ｄと、第１螺子部６２ｅと、第２螺子部６２ｆとを有する。
【００８１】
軸本体６２ｄは、ステー２２の厚み方向に延びる円柱状に形成されている。第１螺子部６２ｅは、軸本体６２ｄの軸方向の一端部に繋がっており、軸本体６２ｄと同軸に配置されている。この第１螺子部６２ｅは、軸本体６２ｄよりも小径であり、その周面に形成された螺子溝を有する。第２螺子部６２ｆは、軸本体６２ｄの軸方向の他端部に繋がっており、軸本体６２ｄと同軸に配置されている。この第２螺子部６２ｆは、軸本体６２ｄとほぼ同径であり、その周面に形成された螺子溝を有する。
【００８２】
各刃物台用錘支持軸６２ｂの第１螺子部６２ｅは、第１規制部７４の縦板部７４ｂに設けられた２つの軸挿通穴７４ｈのうち対応するものに挿通されて縦板部７４ｂの外側に突出している。各第１螺子部６２ｅには、固定ナット８４が螺合している。この固定ナット８４が軸本体６２ｄの前記一端部との間で縦板部７４ｂを挟み込むことにより、第１螺子部６２ｅが縦板部７４ｂに固定されている。
【００８３】
また、各刃物台用錘支持軸６２ｂの第２螺子部６２ｆは、２つの押さえ部材７６ｅのうち対応するものに形成された軸挿通穴７６ｋに挿通されてその押さえ部材７６ｅの外側に突出している。各第２螺子部６２ｆには、調整ナット８６が螺合している。この調整ナット８６は、押さえ部材７６ｅの外側面に当接している。
【００８４】
刃物台用錘６４は、第１規制部７４と第２規制部７６に対してステー２２の厚み方向に相対変位することが可能となるようにそれら両規制部７４，７６間のスペースに配設されている。この刃物台用錘６４は、本発明の錘の概念に含まれるものである。この刃物台用錘６４は、その大きな慣性により、刃物台２６がステー２２の厚み方向において振れたときに前記両規制部７４，７６間で刃物台２６に対してその振れと逆向きに相対変位することにより当該刃物台２６の振れを低減する。
【００８５】
具体的には、刃物台用錘６４は、刃物台用錘本体６４ａと、２つの刃物台用リニアブッシュ６４ｂと、２つのカラー６４ｃと、２つの固定部材６４ｄとを有する。
【００８６】
刃物台用錘本体６４ａは、刃物台用錘６４の大部分を占めており、例えば鉄等の材料によって略直方体状に形成されている。この刃物台用錘本体６４ａは、当該刃物台用錘本体６４ａをステー２２の厚み方向に貫通する２つの貫通穴６４ｇを有する。この２つの貫通穴６４ｇは、ステー２２の長手方向に互いに離間して配置されている。各貫通穴６４ｇは、その貫通穴６４ｇのうち第１規制部７４側に位置する比較的大径の部分と、その大径の部分に対して第２規制部７６側に位置し、その大径の部分に比べて小径の部分とからなる。貫通穴６４ｇ内には、前記大径の部分と前記小径の部分との間に段差部６４ｈが形成されている。
【００８７】
２つの刃物台用リニアブッシュ６４ｂは、刃物台用錘本体６４ａの２つの貫通穴６４ｇにそれぞれ嵌め込まれている。この刃物台用リニアブッシュ６４ｂは、刃物台用錘６４が刃物台用錘支持軸６２ｂに沿ってステー２２の厚み方向に相対変位する際に非常に小さい摩擦抵抗で相対変位できるようにするためのものである。
【００８８】
具体的には、各刃物台用リニアブッシュ６４ｂは、対応する貫通穴６４ｇに嵌め込まれるとともに刃物台用錘支持軸６２ｂの軸本体６２ｄに外挿された略円筒状のブッシュ本体６４ｊと、そのブッシュ本体６４ｊの内周面と軸本体６２ｄの外周面との間に配設された複数のボール６４ｋとによって構成されている。この刃物台用リニアブッシュ６４ｂでは、刃物台用錘６４がステー２２の厚み方向に相対変位する際、ボール６４ｋがブッシュ本体６４ｊの内周面と軸本体６２ｄの外周面との間で転がる。これにより、刃物台用錘６４が、非常に小さい摩擦抵抗で軸本体６２ｄに沿って相対変位可能となる。
【００８９】
２つのカラー６４ｃは、刃物台用錘本体６４ａの２つの貫通穴６４ｇにそれぞれ嵌め込まれているとともに、刃物台用リニアブッシュ６４ｂに対して第１規制部７４側に配設されている。このカラー６４ｃは、軸本体６２ｄの外径よりも大きい内径を有する円筒状に形成されており、軸本体６２ｄの外面に接触することなくその軸本体６２ｄに外挿されている。
【００９０】
２つの固定部材６４ｄは、刃物台用錘本体６４ａの２つの貫通穴６４ｇ内にそれぞれ設けられており、各貫通穴６４ｇ内でカラー６４ｃを介して刃物台用リニアブッシュ６４ｂを位置固定する。具体的には、この固定部材６４ｄは、スナップリングからなり、カラー６４ｃのうち第１規制部７４側の端面に当接する位置において貫通穴６４ｇの内面に周方向に延びるように形成された溝部にその外縁部が嵌め込まれることによって貫通穴６４ｇ内で固定されている。この固定部材６４ｄと貫通穴６４ｇ内の前記段差部６４ｈとの間で刃物台用リニアブッシュ６４ｂ及びカラー６４ｃが挟み込まれることによって、刃物台用リニアブッシュ６４ｂが位置固定されている。
【００９１】
刃物台用抵抗力付与部６６は、ステー２２の厚み方向における刃物台用錘６４の相対変位に対する抵抗力を刃物台用錘６４に付与する。この刃物台用抵抗力付与部６６は、刃物台用第１弾性部材６６ａと刃物台用第２弾性部材６６ｂとを有する。なお、刃物台用第１弾性部材６６ａは、本発明の第１弾性部材の概念に含まれるものであり、刃物台用第２弾性部材６６ｂは、本発明の第２弾性部材の概念に含まれるものである。
【００９２】
刃物台用第１弾性部材６６ａは、第１規制部７４の縦板部７４ｂと刃物台用錘本体６４ａのうち第１規制部７４の縦板部７４ｂと対向する端面との間に弾性変形状態で介装される。なお、刃物台用錘本体６４ａのうち第１規制部７４の縦板部７４ｂと対向する端面は、本発明の第１の端面の概念に含まれるものである。この刃物台用第１弾性部材６６ａは、Ｏリングからなり、前記各第１装着溝７４ｉにそれぞれ嵌め込まれている。刃物台用第１弾性部材６６ａの一部分は、第１装着溝７４ｉから刃物台用錘６４側に突出しており、刃物台用錘本体６４ａの前記端面に当接する。そして、刃物台用錘６４が縦板部７４ｂに接近するように相対変位する際には、当該刃物台用第１弾性部材６６ａは、刃物台用錘６４によって押し潰されて弾性変形し、その反作用として刃物台用錘６４に弾発力を抵抗力として付与する。
【００９３】
刃物台用第２弾性部材６６ｂは、第２規制部７６の押さえ部材７６ｅと刃物台用錘本体６４ａのうち押さえ部材７６ｅと対向する端面との間に弾性変形状態で介装される。なお、刃物台用錘本体６４ａのうち押さえ部材７６ｅと対向する端面は、本発明の第２の端面の概念に含まれるものである。この刃物台用第２弾性部材６６ｂは、Ｏリングからなり、前記各第２装着溝７６ｎにそれぞれ嵌め込まれている。刃物台用第２弾性部材６６ｂの一部分は、第２装着溝７６ｎから刃物台用錘６４側に突出しており、刃物台用錘本体６４ａのうち前記第２規制部７６側に向かう端面に当接する。この刃物台用第２弾性部材６６ｂが刃物台用錘６４に抵抗力を付与する際の作用は、前記刃物台用第１弾性部材６６ａの場合と同様である。
【００９４】
刃物台用抵抗力変更部６８は、刃物台用抵抗力付与部６６が刃物台用錘６４に付与する前記抵抗力の大きさを変更するためのものである。この刃物台用抵抗力変更部６８は、刃物台用第１弾性部材６６ａが刃物台用錘６４の対応する端面に対して付与する弾発力の大きさ及び刃物台用第２弾性部材６６ｂが刃物台用錘６４の対応する端面に対して付与する弾発力の大きさを変更するための刃物台用弾発力変更部８８を有する。この刃物台用弾発力変更部８８は、本発明の弾発力変更部の概念に含まれるものである。
【００９５】
刃物台用弾発力変更部８８は、２つの前記押さえ部材７６ｅと、２つの調整ナット８６とを有する。
【００９６】
各調整ナット８６は、押さえ部材７６ｅから刃物台動吸振器２８の外側へ向かって突出する２つの前記刃物台用錘支持軸６２ｂの対応する第２螺子部６２ｆにそれぞれ螺合している。第２螺子部６２ｆに対する調整ナット８６の締め込み量に応じて、第１規制部７４の縦板部７４ｂと押さえ部材７６ｅとの間の間隔が変更される。この間隔が変更されることによって、両弾性部材６６ａ，６６ｂから刃物台用錘６４に付与される弾発力が変更され、刃物台動吸振器２８により減衰可能な刃物台２６の振動の振動数が変化する。
【００９７】
具体的には、調整ナット８６の締め込み量が増加すると、その調整ナット８６によって押さえ部材７６ｅが第１規制部７４側に押し込まれて第１規制部７４の縦板部７４ｂと押さえ部材７６ｅとの間の間隔が小さくなる。この間隔が小さくなることに伴って、刃物台用錘６４に付与される前記両弾性部材６６ａ，６６ｂの弾発力が大きくなるとともに、ステー２２の厚み方向における刃物台用錘６４の相対変位に対する抵抗力が大きくなり、その結果、より高い振動数の刃物台２６の振動が刃物台動吸振器２８によって減衰可能となる。一方、調整ナット８６の締め込み量が減少すると、第１規制部７４の縦板部７４ｂと押さえ部材７６ｅとの間の間隔が大きくなり、それに伴って、刃物台用錘６４に付与される前記両弾性部材６６ａ，６６ｂの弾発力が小さくなるとともに、ステー２２の厚み方向における刃物台用錘６４の相対変位に対する抵抗力が小さくなる。その結果、より低い振動数の刃物台２６の振動が刃物台動吸振器２８によって減衰可能となる。従って、本実施形態では、刃物台２６の固有振動数に応じて調整ナット８６のねじ込み量を調整することにより、前記両弾性部材６６ａ，６６ｂが刃物台用錘６４に付与する弾発力をステー２２の厚み方向への刃物台２６の振動を減衰させるのに適切な値に調整できる。
【００９８】
移送装置８は、旋削加工用の制御プログラムに従って旋削工具４がロータ軸１００ａに垂直な方向においてそのロータ軸１００ａに接離するとともにロータ軸１００ａに平行な方向に移動するように刃物台２６を移送するものである。
【００９９】
具体的には、この移送装置８は、基部８９（図１参照）と、サドル９０と、図略の第１送り機構と、クロススライド９２と、第２送り機構９４（図３参照）とを有する。
【０１００】
基部８９は、回転装置２のベース１２の側方でそのベース１２に隣接した位置に設置されている。この基部８９の上面には、ステー２２の厚み方向（ロータ軸１００ａに平行な方向）に延びる第１ガイドレール８９ａが設けられている。
【０１０１】
サドル９０は、第１ガイドレール８９ａ上に搭載されており、図略の第１送り機構により第１ガイドレール８９ａに沿ってロータ軸１００ａに平行な方向（ステー２２の厚み方向）に移送される。サドル９０の上面には、ステー２２の長手方向（水平方向でかつロータ軸１００ａに垂直な方向）に延びる第２ガイドレール９０ａ（図３参照）が設けられている。また、サドル９０上には、第２送り機構９４が設置されている。
【０１０２】
クロススライド９２は、第２ガイドレール９０ａ上に搭載されており、第２送り機構９４により第２ガイドレール９０ａに沿って水平方向でかつロータ軸１００ａに垂直な方向に移送される。このクロススライド９２は、刃物台２６を下から支持している。すなわち、このクロススライド９２上に刃物台２６が設置されている。
【０１０３】
そして、タービンロータ１００の旋削加工用の制御プログラムに従って前記第１送り機構がサドル９０をロータ軸１００ａに平行な方向に移送するとともに前記第２送り機構９４がクロススライド９２を水平方向でかつロータ軸１００ａに垂直な方向に移送することにより、刃物台２６及びステー２２とともに旋削工具４が制御プログラムで規定された加工パスに従って移送され、タービンロータ１００の旋削加工が行われる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態では、タービンロータ１００の加工時にステー動吸振器２４によってステー２２の先端部の厚み方向への振動の振幅が低減されるため、ステー２２自身のびびり振動に起因するタービンロータ１００の加工精度の低下を抑制することができる。
【０１０５】
なお、ステー動吸振器２４によってステー２２の振動の振幅が低減されたとしてもステー２２には僅かに振動が残る。そして、ステー２２のうち刃物台２６からロータ軸１００ａ側へ突出する部分の長さは、タービンロータ１００の加工形状、具体的には、隣り合うディスク１００ｂ間の溝の深さに応じて変更されるが、その刃物台２６からロータ軸１００ａ側へのステー２２の突出部分の長さによっては、前記ステー２２に僅かに残った振動の振動数が刃物台２６の固有振動数に近づいてステー２２と刃物台２６との共振又はステー２２の振動と刃物台２６の振動との干渉に起因するうねり振動が生じる虞がある。
【０１０６】
これに対して、本実施形態では、前記ステー２２に僅かに残った振動の振動数が刃物台２６からのステー２２の突出部分の長さに応じて刃物台２６の固有振動数に近づいたとしても、刃物台動吸振器２８により、ステー２２と刃物台２６との共振が生じない程度又はステー２２に僅かに残った振動と刃物台２６の振動との干渉による大きなうねり振動が生じない程度まで刃物台２６の固有振動の振幅を小さくすることができる。
【０１０７】
具体的には、刃物台２６の重量は大きいため、刃物台２６の固有振動数は元々低い値である。一方、ステー２２は、刃物台２６からの当該ステー２２の突出部分の長さが小さい状態では、刃物台２６の固有振動数に比べてかなり高い固有振動数を有するが、隣り合うディスク１００ｂ間の溝の幅が小さく、かつ、その溝の幅に対して当該溝の深さが非常に大きいというタービンロータ１００の加工形状に起因して、旋削工具４の装着されたステー２２の先端部を前記溝内に挿入してタービンロータ１００の加工を行えるようにするためにステー２２の厚みを小さくし、かつ、刃物台２６からロータ軸１００ａ側へのステー２２の突出長さを大きくする必要があり、その場合には、ステー２２の固有振動数が著しく低下して刃物台２６の固有振動数に非常に近づき、ステー２２と刃物台２６との前記共振又はステー２２と刃物台２６との合成振動による前記うねり振動が生じる虞がある。これに対して、本実施形態では、ステー２２に僅かに残った振動の振動数が上記のように低下して刃物台２６の固有振動数に近づいたとしても、刃物台動吸振器２８により、ステー２２と刃物台２６の共振が生じない程度又はステー２２の振動と刃物台２６の振動との干渉による大きなうねり振動が生じない程度まで刃物台２６の固有振動の振幅が低減されるため、その結果、ステー２２と刃物台２６との共振又はステー２２と刃物台２６との合成振動に起因するタービンロータ１００の加工精度の低下を抑制することができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、刃物台動吸振器２８が、刃物台２６の重心位置よりもステー２２の先端部に近い第１の位置Ｐ１と、刃物台２６の重心位置よりもステー２２の先端部から遠い第２の位置Ｐ２とにそれぞれ設けられているため、それらの刃物台動吸振器２８は、刃物台２６の振動の腹に近い位置に位置する。その結果、それらの刃物台動吸振器２８によって刃物台２６の振動を効果的に低減することができる。
【０１０９】
また、本実施形態では、刃物台２６の重心位置と前記第１の位置Ｐ１との間の距離と、刃物台２６の重心位置と前記第２の位置Ｐ２との間の距離と、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２にそれぞれ設けられた刃物台動吸振器２８の重量とは、前記第１の位置Ｐ１と前記第２の位置Ｐ２とにおける刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように設定されているため、ロータ軸１００ａの軸方向への刃物台２６の移送時に刃物台２６がロータ軸１００ａの軸方向に平行な面内（水平面内）において揺動するヨーイングが生じるのを防ぐことができる。その結果、タービンロータ１００の加工時における刃物台２６の移動精度の低下及びそれに起因する旋削工具４の移動精度の低下を抑制することができ、その旋削工具４の移動精度の低下に起因するタービンロータ１００の加工精度の低下を抑制することができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、刃物台動吸振器２８が、前記両規制部７４，７６に固定され、それら両規制部７４，７６間で刃物台用錘６４をステー２２の厚み方向に貫通するように延び、刃物台用錘６４がステー２２の厚み方向へ相対変位するように当該刃物台用錘６４を案内する刃物台用錘支持軸６２ｂを有するため、刃物台用錘６４が相対変位する方向をステー２２の厚み方向に限定することができる。これにより、刃物台用錘６４が刃物台２６の振動を低減する際に本来相対変位すべき方向であるステー２２の厚み方向とは異なる方向へ相対変位することによって刃物台２６にその異なる方向への振動が与えられるのを防ぐことができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、刃物台動吸振器２８において、前記両弾性部材６６ａ，６６ｂが刃物台用錘６４の対応する端面に付与する弾発力の大きさを刃物台用弾発力変更部８８により変更することができるため、ステー２２の厚み方向への刃物台用錘６４の相対変位に対する抵抗力の大きさを変更することができる。その結果、ステー２２の厚み方向への刃物台用錘６４の相対変位しやすさを調節することができ、刃物台動吸振器２８が抑制可能な刃物台２６の振動数を任意に調節することができる。
【０１１２】
また、本実施形態では、旋削工具がステー２２の先端部の上部に設けられていてこの旋削工具４がタービンロータ１００を切削する際に振動の発生点（加振点）となるため、刃物台２６のうち旋削工具４に近い部分である上部がそれよりも下側の部分に比べてステー２２の厚み方向に大きく振動する。これに対して、本実施形態では、刃物台動吸振器２８が刃物台２６（刃物台本体２６ａ）の上面に設置されているため、その振動が大きくなる刃物台２６の上部の振動を効果的に減衰することができる。
【０１１３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１１４】
例えば、上記実施形態では、刃物台上に設けられる刃物台用動吸振器の数が３つ以外であってもよい。
【０１１５】
また、刃物台上の刃物台用動吸振器が設けられる第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２は、上記実施形態で示したような位置に限定されない。
【０１１６】
例えば、図９に示す第１変形例のように、刃物台２６の重心位置を通ってステー２２の長手方向に延びる直線上において刃物台２６の重心位置からの距離が互いに等しくなる位置に第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２が設定されてもよい。この場合には、刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２で等しくなるようにそれら両位置Ｐ１，Ｐ２に設けられた刃物台動吸振器２８の重量が等しい重量に設定されることが好ましい。
【０１１７】
また、図１０に示す第２変形例のように、刃物台２６の重心位置を通ってステー２２の長手方向に対して斜めに延びる直線上において刃物台２６の重心位置からの距離が互いに等しくなる位置に第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２が設定されていてもよい。この場合も、前記第１変形例の場合と同様、刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２で等しくなるようにそれら両位置Ｐ１，Ｐ２に設けられた刃物台動吸振器２８の重量が等しい重量に設定されることが好ましい。
【０１１８】
また、図１１に示す第３変形例のように、刃物台２６の重心位置を通ってステー２２の長手方向に延びる直線上において例えば刃物台２６の重心位置から第１の位置Ｐ１までの距離に対して刃物台２６の重心位置から第２の位置Ｐ２までの距離が１／２となるような位置に第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２が設定されていてもよい。この場合には、刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２で等しくなるように、第１の位置Ｐ１に設けられた刃物台動吸振器２８と同じ重量の刃物台動吸振器２８が第２の位置Ｐ２に２つ設けられていてもよい。なお、この場合において、第２の位置Ｐ２に２つの刃物台動吸振器２８を設ける代わりに、第１の位置Ｐ１に設けられた刃物台動吸振器２８の２倍の重量を有する１つの刃物台動吸振器２８を第２の位置Ｐ２に設置してもよい。
【０１１９】
また、これらの各変形例の構成に限らず、刃物台２６上の第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とにおける刃物台２６の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように、刃物台２６の重心位置から第１の位置Ｐ１までの距離と、刃物台２６の重心位置から第２の位置Ｐ２までの距離と、それら両位置Ｐ１，Ｐ２に設けられる刃物台動吸振器２８の重量とが適宜設定されていてもよい。
【０１２０】
また、刃物台動吸振器２８は、刃物台２６（刃物台本体２６ａ）の上面以外の箇所に設けられていてもよい。
【０１２１】
また、図１２に示す第４変形例のように、刃物台用錘支持部６２が前記刃物台用錘支持軸６２ｂを備えていないとともに、刃物台用錘６４が前記刃物台用リニアブッシュ６４ｂ、前記カラー６４ｃ及び前記固定部材６４ｄを備えておらず、刃物台用錘本体６４ａに前記貫通穴６４ｇが形成されていなくてもよい。そして、この変形例では、第２規制部７６の貫通穴７６ｈには、上記第１実施形態の押さえ部材７６ｅよりも薄い押さえ部材７６ｐが嵌め込まれている。この押さえ部材７６ｐには、前記軸挿通穴７６ｋが設けられていない。そして、貫通穴７６ｈのうち押さえ部材７６ｐが配設された部位よりも刃物台動吸振器２８の外側寄りに位置する部位の内周面には、螺子溝が形成されている。また、この変形例では、刃物台用弾発力変更部８８が、前記調整ナット８６の代わりに、外周面に螺子山が設けられた調整部材９６を備えている。この調整部材９６は、前記貫通穴７６ｈの螺子溝が形成された部位に螺入されている。そして、この変形例では、貫通穴７６ｈに対するこの調整部材９６のねじ込み量に応じて、押さえ部材７６ｐと第１規制部７４の縦板部７４ｂとの間の間隔が変化し、刃物台用錘６４に付与される刃物台用第１弾性部材６６ａ及び刃物台用第２弾性部材６６ｂの弾発力の大きさが変化する。
【符号の説明】
【０１２２】
２ 回転装置
４ 旋削工具
６ 旋削工具支持装置
８ 移送装置
２２ ステー
２４ ステー動吸振器
２６ 刃物台
２８ 刃物台動吸振器
６２ｂ 刃物台用錘支持軸（支持軸）
６４ 刃物台用錘（錘）
６６ａ 刃物台用第１弾性部材（第１弾性部材）
６６ｂ 刃物台用第２弾性部材（第２弾性部材）
７４ 第１規制部
７６ 第２規制部
８８ 刃物台用弾発力変更部（弾発力変更部）
１００ タービンロータ
１００ａ ロータ軸
１００ｂ ディスク
Ｐ１ 第１の位置
Ｐ２ 第２の位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ軸及びその軸方向に間隔をおいて並ぶ複数枚のディスクを有するタービンロータの当該ディスク同士の間に位置するロータ軸の外周面及び各ディスクの側面の少なくとも一方を旋削加工するための旋削工具を支持する旋削工具支持装置であって、
特定方向に延びる板状をなし、その長手方向の一端部である先端部に前記旋削工具が装着されるステーと、
前記ステーをそのステーの厚み方向が前記ロータ軸の軸方向に略平行となり、かつ、そのステーの前記先端部が前記タービンロータの側方から前記ロータ軸側に突出するような姿勢で支持するとともに、前記ステーの長手方向において前記ロータ軸に対する前記ステーの相対位置を変更することが可能なように前記ステーを支持し、前記タービンロータの加工時に前記ステーの前記先端部が前記ロータ軸の軸方向に隣り合う前記ディスク同士の間に挿入されるように移送装置によって移送される刃物台と、
前記ステーのうち前記旋削工具が装着される部位の近傍の部位に設けられ、前記タービンロータの加工時に前記ステーの先端部に生じる厚み方向への振動を低減するためのステー動吸振器と、
前記刃物台に設けられ、前記タービンロータの加工時に前記刃物台に生じる前記ステーの厚み方向への振動を低減するための刃物台動吸振器とを備えた、旋削工具支持装置。
【請求項２】
前記刃物台動吸振器は、前記刃物台の重心位置よりも前記ステーの前記先端部に近い第１の位置と、前記刃物台の重心位置よりも前記ステーの前記先端部から遠い第２の位置とにそれぞれ設けられている、請求項１に記載の旋削工具支持装置。
【請求項３】
前記刃物台の重心位置と前記第１の位置との間の距離と、前記刃物台の重心位置と前記第２の位置との間の距離と、前記第１の位置及び前記第２の位置にそれぞれ設けられた前記刃物台動吸振器の重量とは、前記第１の位置と前記第２の位置とにおける前記刃物台の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように設定されている、請求項２に記載の旋削工具支持装置。
【請求項４】
前記刃物台動吸振器は、前記ステーの厚み方向において互いに離間するように前記刃物台に設けられた第１規制部及び第２規制部と、それら両規制部に対して前記ステーの厚み方向に相対変位することが可能となるようにそれら両規制部の間のスペースに配設され、前記刃物台が前記ステーの厚み方向において振れたときに前記両規制部間で前記刃物台に対してその振れと逆向きに相対変位することにより当該刃物台の振れを抑制する錘とを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋削工具支持装置。
【請求項５】
前記刃物台動吸振器は、前記両規制部に固定され、それら両規制部間で前記錘を前記ステーの厚み方向に貫通するように延び、前記錘が前記ステーの厚み方向へ変位するように当該錘を案内する支持軸をさらに有する、請求項４に記載の旋削工具支持装置。
【請求項６】
前記錘は、前記第１規制部と対向する第１の端面と、前記第２規制部と対向する第２の端面とを有し、
前記刃物台動吸振器は、前記第１規制部と前記錘の前記第１の端面との間に弾性変形状態で介装された第１弾性部材と、前記第２規制部と前記錘の前記第２の端面との間に弾性変形状態で介装された第２弾性部材と、前記第１の端面に対して前記第１弾性部材が付与する弾発力の大きさ及び前記第２の端面に対して前記第２弾性部材が付与する弾発力の大きさを変更するための弾発力変更部とをさらに有する、請求項４又は５に記載の旋削工具支持装置。
【請求項７】
ロータ軸及びその軸方向に並ぶ複数枚のディスクを有するタービンロータを旋削加工するためのタービンロータ加工用旋盤であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の旋削工具支持装置と、
タービンロータをその軸回りに回転させる回転装置と、
前記ステーの先端部に装着される旋削工具と、
旋削加工用の制御プログラムに従って前記旋削工具が前記ロータ軸に垂直な方向においてそのロータ軸に接離するとともに当該ロータ軸に平行な方向に移動するように前記刃物台を移送する移送装置とを備えた、タービンロータ加工用旋盤。
【請求項１】
ロータ軸及びその軸方向に間隔をおいて並ぶ複数枚のディスクを有するタービンロータの当該ディスク同士の間に位置するロータ軸の外周面及び各ディスクの側面の少なくとも一方を旋削加工するための旋削工具を支持する旋削工具支持装置であって、
特定方向に延びる板状をなし、その長手方向の一端部である先端部に前記旋削工具が装着されるステーと、
前記ステーをそのステーの厚み方向が前記ロータ軸の軸方向に略平行となり、かつ、そのステーの前記先端部が前記タービンロータの側方から前記ロータ軸側に突出するような姿勢で支持するとともに、前記ステーの長手方向において前記ロータ軸に対する前記ステーの相対位置を変更することが可能なように前記ステーを支持し、前記タービンロータの加工時に前記ステーの前記先端部が前記ロータ軸の軸方向に隣り合う前記ディスク同士の間に挿入されるように移送装置によって移送される刃物台と、
前記ステーのうち前記旋削工具が装着される部位の近傍の部位に設けられ、前記タービンロータの加工時に前記ステーの先端部に生じる厚み方向への振動を低減するためのステー動吸振器と、
前記刃物台に設けられ、前記タービンロータの加工時に前記刃物台に生じる前記ステーの厚み方向への振動を低減するための刃物台動吸振器とを備えた、旋削工具支持装置。
【請求項２】
前記刃物台動吸振器は、前記刃物台の重心位置よりも前記ステーの前記先端部に近い第１の位置と、前記刃物台の重心位置よりも前記ステーの前記先端部から遠い第２の位置とにそれぞれ設けられている、請求項１に記載の旋削工具支持装置。
【請求項３】
前記刃物台の重心位置と前記第１の位置との間の距離と、前記刃物台の重心位置と前記第２の位置との間の距離と、前記第１の位置及び前記第２の位置にそれぞれ設けられた前記刃物台動吸振器の重量とは、前記第１の位置と前記第２の位置とにおける前記刃物台の重心位置回りの慣性モーメントが互いに等しくなるように設定されている、請求項２に記載の旋削工具支持装置。
【請求項４】
前記刃物台動吸振器は、前記ステーの厚み方向において互いに離間するように前記刃物台に設けられた第１規制部及び第２規制部と、それら両規制部に対して前記ステーの厚み方向に相対変位することが可能となるようにそれら両規制部の間のスペースに配設され、前記刃物台が前記ステーの厚み方向において振れたときに前記両規制部間で前記刃物台に対してその振れと逆向きに相対変位することにより当該刃物台の振れを抑制する錘とを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋削工具支持装置。
【請求項５】
前記刃物台動吸振器は、前記両規制部に固定され、それら両規制部間で前記錘を前記ステーの厚み方向に貫通するように延び、前記錘が前記ステーの厚み方向へ変位するように当該錘を案内する支持軸をさらに有する、請求項４に記載の旋削工具支持装置。
【請求項６】
前記錘は、前記第１規制部と対向する第１の端面と、前記第２規制部と対向する第２の端面とを有し、
前記刃物台動吸振器は、前記第１規制部と前記錘の前記第１の端面との間に弾性変形状態で介装された第１弾性部材と、前記第２規制部と前記錘の前記第２の端面との間に弾性変形状態で介装された第２弾性部材と、前記第１の端面に対して前記第１弾性部材が付与する弾発力の大きさ及び前記第２の端面に対して前記第２弾性部材が付与する弾発力の大きさを変更するための弾発力変更部とをさらに有する、請求項４又は５に記載の旋削工具支持装置。
【請求項７】
ロータ軸及びその軸方向に並ぶ複数枚のディスクを有するタービンロータを旋削加工するためのタービンロータ加工用旋盤であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の旋削工具支持装置と、
タービンロータをその軸回りに回転させる回転装置と、
前記ステーの先端部に装着される旋削工具と、
旋削加工用の制御プログラムに従って前記旋削工具が前記ロータ軸に垂直な方向においてそのロータ軸に接離するとともに当該ロータ軸に平行な方向に移動するように前記刃物台を移送する移送装置とを備えた、タービンロータ加工用旋盤。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−３５３２８（Ｐ２０１２−３５３２８Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４３７９（Ｐ２０１０−１７４３７９）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００１９１１８０）新日本工機株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００１９１１８０）新日本工機株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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