JP2014214855A

JP2014214855A - Flange coupling structure and flange coupling method

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Publication number: JP2014214855A
Application number: JP2013095079A
Authority: JP
Inventors: 明徳最上; Akinori Mogami; 富永　純一; Junichi Tominaga; 純一富永; 章浩高桑; Akihiro Takakuwa; 夏樹石橋; Natsuki Ishibashi; 和也白土; Kazuya Shirato; 賢治熊谷; Kenji Kumagai
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-17
Anticipated expiration: 2033-04-30
Also published as: JP6162471B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flange coupling structure and a flange coupling method enabling flanges themselves to be connected without expanding an inner diameter of a bolt passing hole every time a rotor is changed.SOLUTION: A flange coupling structure 8 is constituted to comprise the first outer sleeve 31 of which outer diameter becomes not smaller than an inner diameter of the first bolt passing hole 5 of the first flange 3 and fitted to the first bolt passing hole 5 through interference fit and the second outer sleeve 32 of which outer diameter becomes not smaller than the inner diameter of the second bolt passing hole 6 of the second flange 4 and fitted the second bolt passing hole 6 through interference fit. Further, it has an inner sleeve 20 having a tapered inner wall 22 and fitted to insides in radial directions of the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 through transition fit, and a passing bolt 10 having a tapered outer wall 15 and the tapered outer wall 15 is fitted to the tapered inner wall 22.

Description

本発明の実施形態は、フランジ同士を結合するための構造および結合方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a structure for joining flanges and a joining method.

タービンや発電機等の回転機械は、通常、ロータ（回転体）を有している。このような回転機械のロータは、他の回転機械のロータと結合されることが多い。例えば、発電設備において、蒸気タービンのロータは、一般的に、当該ロータからの機械的動力を電力に変換する発電機のロータに結合される。 A rotating machine such as a turbine or a generator usually has a rotor (rotating body). Such a rotor of a rotating machine is often coupled with a rotor of another rotating machine. For example, in a power generation facility, a steam turbine rotor is typically coupled to a generator rotor that converts mechanical power from the rotor into electrical power.

このようなロータ同士を結合する手法には、それぞれのロータの軸方向の端において径方向外側に突出する部分、いわゆるフランジを形成しておき、これらフランジ同士をボルト等により結合する、いわゆるフランジ継手により結合する手法、いわゆる「フランジ結合」がある。フランジ同士をボルトにより結合する場合、それぞれのフランジには、ボルトを通すための貫通穴（以下、ボルト通し穴と記す）が形成される。一方のロータのフランジに形成されたボルト通し穴と他方のロータのフランジに形成されたボルト通し穴とを合わせて、これらボルト通し穴にボルトを通して、ナット等を締結することにより、フランジ同士は結合される。 In such a method of connecting the rotors, a so-called flange is formed by forming a portion protruding radially outward at the axial end of each rotor, so-called flanges, and connecting these flanges with bolts or the like. There is a so-called “flange connection” method. When the flanges are connected to each other with bolts, through holes (hereinafter referred to as bolt through holes) for passing the bolts are formed in the respective flanges. Align the bolt through holes formed in the flange of one rotor with the bolt through holes formed in the flange of the other rotor, and pass the bolts through these bolt through holes and fasten the nuts etc. to join the flanges together Is done.

高速で回転するロータ同士をフランジ継手により結合する場合、振動等のトラブルを防止するため、フランジに形成されるボルト通し穴には、内径、回転中心軸に対する径方向及び周方向の位置、円筒度等について高い精度で管理されていることが求められる。一方のロータの回転中心軸と他方のロータの回転中心軸に合わせたときに、一方のフランジに形成されたボルト通し穴が、他方のフランジに形成されたボルト通し穴と、内径、位置、円筒度等が高い精度で一致することが求められる。 When connecting rotors that rotate at high speed with flange joints, the bolt through-holes formed on the flange have an inner diameter, radial and circumferential positions relative to the rotation center axis, and cylindricity to prevent troubles such as vibration. Etc. are required to be managed with high accuracy. When aligned with the rotation center axis of one rotor and the rotation center axis of the other rotor, the bolt through hole formed in one flange is the same as the bolt through hole formed in the other flange and the inner diameter, position, cylinder It is required that the degree and the like match with high accuracy.

また、ロータ同士をフランジ継手により結合する場合に、フランジに形成されたボルト通し穴とボルトとの間に、略円筒状の部材であるスリーブ（sleeve）を配設する技術が知られている。ボルト通し穴の内径と略同一の外径を有し、且つボルトの外径と略同一の内径を有するスリーブを、ボルト通し穴とボルトとの間に配設する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。加えて、特許文献１には、一方のフランジから他方のフランジに向かうに従って内径が小さくなるよう構成されたスリーブ、すなわち先細（テーパ）形状の内壁が形成されたスリーブ（いわゆるテーパ・スリーブ）が開示されている。 Also, a technique is known in which a sleeve, which is a substantially cylindrical member, is disposed between a bolt through hole formed in a flange and a bolt when the rotors are coupled together by a flange joint. A technique is known in which a sleeve having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of a bolt through hole and having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the bolt is disposed between the bolt through hole and the bolt (for example, , See Patent Document 1). In addition, Patent Document 1 discloses a sleeve configured to have an inner diameter that decreases from one flange toward the other flange, that is, a sleeve having a tapered (tapered) inner wall (so-called tapered sleeve). Has been.

特開平１１−２４７８７３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-247873

ところで、一方のフランジと、他方のフランジで、それぞれ別個にボルト通し穴を加工する場合、フランジ同士を合わせたときに、一方のフランジのボルト通し穴と他方のフランジのボルト通し穴で、位置や内径等が合わない場合がある。例えば、一方のフランジのボルト通し穴と他方のフランジのボルト通し穴との間に段差（図６に示す寸法Ｓを参照）が生じることがある。 By the way, when the bolt through holes are separately machined in one flange and the other flange, when the flanges are combined, the position and position of the bolt through hole in one flange and the bolt through hole in the other flange are The inner diameter may not match. For example, a step (see dimension S shown in FIG. 6) may occur between the bolt through hole of one flange and the bolt through hole of the other flange.

このような段差を所定の許容値以下とするため、回転機械を構成するロータ同士をフランジ継手により結合する際には、例えば、図７に示すような工作機械１００を用いて、フランジ同士を突き合わせた状態で、一方のボルト通し穴と他方のボルト通し穴にリーマ１０１を通し、一方のボルト通し穴の内壁と他方のボルト通し穴の内壁とを一度に切削加工することがある。フランジ同士を実際に突き合わせた状態でのリーマ加工（以下、結合リーマ加工と記す）を行うことにより、同一寸法の内径を有し、穴の中心軸が一致したボルト通し穴を双方のフランジに加工することができる。 In order to make such a level difference equal to or less than a predetermined allowable value, when the rotors constituting the rotary machine are coupled by a flange joint, for example, the machine tools 100 as shown in FIG. In this state, the reamer 101 may be passed through one bolt through hole and the other bolt through hole, and the inner wall of one bolt through hole and the inner wall of the other bolt through hole may be cut at a time. Reaming with the flanges actually butted together (hereinafter referred to as combined reamer processing) allows bolt holes with the same inner diameter and the center axis of the holes to be processed into both flanges. can do.

ところで、このような結合リーマ加工は、フランジ継手により結合される２つのロータの組み合わせが、新たなものとなる度に必要となる。このため、例えば、タービンにおいてロータの入れ替えが生じた場合等においては、タービンの運転を停止した状態で、当該タービンが据え付けられている現場で上述した結合リーマ加工を行う必要が生じる。 By the way, such a coupled reamer process is required every time a new combination of two rotors coupled by a flange joint is used. For this reason, for example, when the rotor is replaced in the turbine, it is necessary to perform the above-described combined reamer processing at the site where the turbine is installed in a state where the operation of the turbine is stopped.

また、フランジ継手に用いられるボルトは、回転機械の種類によっては、数十本に及ぶこともあり、このような多数のボルト通し穴を回転機械が据え付けられた現場において、一様に高い精度で加工することは、困難な作業であり、ロータを交換する際に結合リーマ加工を行うために、回転機械の運転を停止する時間が長くなってしまうという問題がある。 The number of bolts used in flange joints may reach several tens depending on the type of rotating machine. Many bolt through holes are installed on the site where the rotating machine is installed with high accuracy. Machining is a difficult task, and there is a problem in that it takes a long time to stop the operation of the rotating machine in order to perform coupled reamer machining when replacing the rotor.

また、上述した結合リーマ加工を行う度に、フランジに形成されるボルト通し穴の内壁面が切削されるため、上述したロータの交換を行う度に、フランジのボルト通し穴の内径が拡大してしまうという問題がある。ロータの交換を行う度にボルト通し穴径が拡大すると、当該ボルト通し穴の内径の拡大それ自体が、ロータの寿命の一因となるという問題があった。 Moreover, since the inner wall surface of the bolt through hole formed in the flange is cut each time the above-described combined reamer processing is performed, the inner diameter of the bolt through hole of the flange is increased each time the rotor is replaced. There is a problem of end. When the diameter of the bolt through hole is increased every time the rotor is replaced, there is a problem that the increase in the inner diameter of the bolt through hole itself contributes to the life of the rotor.

そこで、本発明の実施形態は、ロータの交換を行う度にボルト通し穴の内径が拡大することなく、フランジ同士を結合させることが可能なフランジ結合用構造及びフランジ結合方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a flange coupling structure and a flange coupling method capable of coupling flanges without increasing the inner diameter of the bolt through hole each time the rotor is replaced. And

上述の目的を達成するため、本発明の実施形態のフランジ結合用構造は、ボルト通し穴がそれぞれ複数配列された第１フランジと第２フランジとを結合させるフランジ結合用構造であって、略円筒状をなしており、外径が第１フランジのボルト通し穴の内径以上となるよう構成され、締りばめにより第１フランジのボルト通し穴に嵌め合わされる第１外側スリーブと、略円筒状をなしており、外径が第２フランジのボルト通し穴の内径以上となるよう構成され、締りばめにより第２フランジのボルト通し穴に嵌め合される第２外側スリーブと、円筒状をなしており、軸方向を第２フランジ側から第１フランジ側に向かうに従って内径が小さくなるよう構成されたテーパー内壁を有し、外径が第１外側スリーブ及び第２外側スリーブの内径となるよう構成され、中間ばめにより第１外側スリーブ及び第２外側スリーブの径方向内側に嵌め合される内側スリーブと、略円柱状をなしており、軸方向を第２フランジ側から第１フランジ側に向かうに従って外径が小さくなるよう構成されたテーパー外壁を有し、当該テーパー外壁が、前記内側スリーブのテーパー内壁に嵌め合される通しボルトとを有することを要旨とする。 In order to achieve the above object, a flange coupling structure according to an embodiment of the present invention is a flange coupling structure for coupling a first flange and a second flange each having a plurality of bolt through holes arranged therein, and is substantially cylindrical. A first outer sleeve configured to have an outer diameter equal to or greater than the inner diameter of the bolt through hole of the first flange and fitted into the bolt through hole of the first flange by an interference fit; A second outer sleeve configured to have an outer diameter equal to or greater than the inner diameter of the bolt through hole of the second flange and fitted into the bolt through hole of the second flange by an interference fit; And has a tapered inner wall configured such that the inner diameter decreases in the axial direction from the second flange side to the first flange side, and the outer diameter is the inner diameter of the first outer sleeve and the second outer sleeve. The inner sleeve is fitted to the inner side in the radial direction of the first outer sleeve and the second outer sleeve by an intermediate fit, and has a substantially columnar shape, and the axial direction from the second flange side to the first flange side It has a tapered outer wall configured such that the outer diameter decreases toward the center, and the tapered outer wall includes a through bolt fitted to the tapered inner wall of the inner sleeve.

また、本発明の実施形態のフランジ結合方法は、ボルト通し穴がそれぞれ複数配列された第１フランジと第２フランジとを結合させるフランジ結合方法であって、略円筒状をなしており、外径が第１フランジのボルト通し穴の内径以上となるよう構成された第１外側スリーブを、締りばめにより第１フランジのボルト通し穴に嵌め合せる工程と、略円筒状をなしており、外径が第２フランジのボルト通し穴の内径以上となるよう構成された第２外側スリーブを、締りばめにより第２フランジのボルト通し穴に嵌め合せる工程と、第１外側スリーブの内壁により画定される穴の軸心位置及び内径と、第２外側スリーブの内壁により画定される穴の軸心位置及び内径が一致するよう、第１外側スリーブの内壁及び第２外側スリーブの内壁のうち少なくとも一方について切削加工を行う切削工程と、略円筒状をなしており、軸方向を一方側から他方側に向かうに従って内径が小さくなるよう構成されたテーパー内壁を有し、外径が第１外側スリーブ及び第２外側スリーブの内径となるよう構成された内側スリーブを、中間ばめにより第１外側スリーブ内及び第２外側スリーブ内に嵌め合せる工程と、略円柱状をなしており、軸方向を一方側から他方側に向かうに従って外径が小さくなるよう構成されたテーパー外壁を有する通しボルトを、前記内側スリーブ内に圧入することにより、当該テーパー外壁を前記内側スリーブのテーパー内壁に嵌め合せる工程と、前記通しボルトの両端部に設けられている雄ねじに、それぞれナットを螺合する工程とを含むことを要旨とする。 In addition, the flange coupling method of the embodiment of the present invention is a flange coupling method for coupling a first flange and a second flange each having a plurality of bolt through holes arranged therein, and has a substantially cylindrical shape with an outer diameter. Fitting the first outer sleeve, which is configured to be equal to or larger than the inner diameter of the bolt through hole of the first flange, to the bolt through hole of the first flange by an interference fit, and having a substantially cylindrical shape, Fitting a second outer sleeve configured to be greater than the inner diameter of the bolt through hole of the second flange by an interference fit with the bolt through hole of the second flange and an inner wall of the first outer sleeve. Of the inner wall of the first outer sleeve and the inner wall of the second outer sleeve, the axial center position and inner diameter of the hole and the axial center position and inner diameter of the hole defined by the inner wall of the second outer sleeve match. A cutting process for cutting at least one of the first and second portions has a substantially cylindrical shape, and has a tapered inner wall configured such that the inner diameter becomes smaller in the axial direction from one side to the other side. A step of fitting an inner sleeve configured to have an inner diameter of the outer sleeve and the second outer sleeve into the first outer sleeve and the second outer sleeve by an intermediate fit, and a substantially columnar shape; A step of fitting a tapered outer wall into the tapered inner wall of the inner sleeve by press-fitting a through-bolt having a tapered outer wall configured so that the outer diameter decreases from one side to the other side into the inner sleeve. And a step of screwing nuts to male threads provided at both ends of the through bolt.

本発明の実施形態によれば、フランジに形成されたボルト通し穴の内壁を、軸心位置及び内径を一致させるために切削加工する必要がなくなり、フランジに配列されたボルト通し穴に代えて、外側スリーブの内壁が切削加工される。これにより、ロータを交換する度に、ボルト通し穴の内壁が切削されて、ボルト通し穴の内径が拡大することをなく、フランジ同士を結合させることができる。 According to the embodiment of the present invention, it is not necessary to cut the inner wall of the bolt through hole formed in the flange in order to match the axial center position and the inner diameter, and instead of the bolt through hole arranged in the flange, The inner wall of the outer sleeve is cut. Thereby, every time the rotor is replaced, the inner wall of the bolt through hole is cut and the inner diameter of the bolt through hole is not enlarged, so that the flanges can be coupled to each other.

第１の実施形態のフランジ結合用構造が適用されるロータのフランジ周辺の構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the flange periphery of the rotor to which the structure for flange coupling | bonding of 1st Embodiment is applied. 第１の実施形態のフランジ結合用構造の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the structure for flange connection of 1st Embodiment. ロータの第１フランジにテンプレートを合わせた態様を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the aspect which match | combined the template with the 1st flange of the rotor. 第２の実施形態のフランジ結合用構造の詳細な構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detailed structure of the structure for flange coupling | bonding of 2nd Embodiment. 第３の実施形態のフランジ結合用構造の詳細な構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detailed structure of the structure for flange coupling | bonding of 3rd Embodiment. 一方のフランジのボルト通し穴と他方のフランジのボルト通し穴との間に生じる段差を説明する図である。It is a figure explaining the level | step difference which arises between the bolt through hole of one flange, and the bolt through hole of the other flange. ボルト通し穴の切削加工（リーマ加工）の一例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an example of the cutting process (reaming process) of a bolt through-hole.

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

〔第１の実施形態〕
まず、本実施形態のフランジ結合用構造が適用されるロータの一例について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態のフランジ結合用構造が適用されるロータのフランジ周辺の構造を示す縦断面図である。 [First Embodiment]
First, an example of a rotor to which the flange coupling structure of the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure around a flange of a rotor to which the flange coupling structure of the present embodiment is applied.

本実施形態のフランジ結合用構造が適用されるロータの一例としては、例えば、図１に示すように、蒸気タービンを構成するロータ（以下、第１ロータと記す）１と、発電機を構成するロータ（以下、第２ロータと記す）２がある。第１ロータ１及び第２ロータ２は、通しボルト１０により結合されて回転中心軸（図に一点鎖線Ａで示す）を中心に一体に回転する。第１ロータ１の端部１ａには、回転中心軸の径方向外側に突出しているフランジ（以下、第１フランジと記す）３が設けられている。同様に、第２ロータ２の端部２ａには、回転中心軸の径方向外側に突出しているフランジ（以下、第２フランジと記す）４が設けられている。第１フランジ３と第２フランジ４との間には、スペーサー７が配設されている。第１フランジ３と第２フランジ４は、回転中心軸の軸方向に延びている通しボルト（through bolt）１０を介して結合される。 As an example of a rotor to which the flange coupling structure of the present embodiment is applied, for example, as shown in FIG. 1, a rotor (hereinafter referred to as a first rotor) 1 constituting a steam turbine and a generator are constituted. There is a rotor (hereinafter referred to as a second rotor) 2. The first rotor 1 and the second rotor 2 are coupled by a through bolt 10 and rotate integrally around a rotation center axis (indicated by a one-dot chain line A in the figure). The end 1a of the first rotor 1 is provided with a flange (hereinafter referred to as a first flange) 3 protruding outward in the radial direction of the rotation center axis. Similarly, a flange 4 (hereinafter referred to as a second flange) 4 is provided at the end 2a of the second rotor 2 so as to protrude radially outward of the rotation center axis. A spacer 7 is disposed between the first flange 3 and the second flange 4. The first flange 3 and the second flange 4 are coupled via a through bolt 10 extending in the axial direction of the rotation center axis.

第１フランジ３には、通しボルト１０が挿通される貫通穴であるボルト通し穴（以下、第１ボルト通し穴と記す）５が複数形成されている。第１ボルト通し穴５は、回転中心軸と並行な軸心（図に一点鎖線Ｃで示す）を有する略円柱状の貫通穴である。第１ボルト通し穴５は、回転中心軸の軸方向と平行に延びており、回転中心軸の周方向に複数配列されている。なお、スペーサー７にも、ボルト通し穴７ａが形成されている。 A plurality of bolt through holes (hereinafter referred to as first bolt through holes) 5, which are through holes through which the through bolts 10 are inserted, are formed in the first flange 3. The first bolt through hole 5 is a substantially cylindrical through hole having an axis parallel to the rotation center axis (indicated by a one-dot chain line C in the figure). The first bolt through holes 5 extend in parallel with the axial direction of the rotation center axis, and a plurality of first bolt passage holes 5 are arranged in the circumferential direction of the rotation center axis. The spacer 7 is also formed with a bolt through hole 7a.

同様に、第２フランジ４には、通しボルト１０が挿通される貫通穴であるボルト通し穴（以下、第２ボルト通し穴と記す）６が複数形成されている。第２ボルト通し穴６は、回転中心軸と並行な軸心を有する略円柱状の貫通穴である。第２ボルト通し穴６は、回転中心軸の軸方向に延びており、回転中心軸の周方向に複数配列されている。 Similarly, a plurality of bolt through holes (hereinafter referred to as second bolt through holes) 6 that are through holes through which the through bolts 10 are inserted are formed in the second flange 4. The second bolt through hole 6 is a substantially cylindrical through hole having an axis parallel to the rotation center axis. The second bolt through holes 6 extend in the axial direction of the rotation center axis, and a plurality of second bolt passage holes 6 are arranged in the circumferential direction of the rotation center axis.

第１フランジ３の第１ボルト通し穴５と、第２フランジ４の第２ボルト通し穴６は、第１フランジ３と第２フランジ４を回転中心軸が一致するように合わせると、回転中心軸の軸方向においてスペーサー７のボルト通し穴７ａを挟んで互いに対向するように配置されている。 The first bolt through hole 5 of the first flange 3 and the second bolt through hole 6 of the second flange 4 are arranged such that when the first flange 3 and the second flange 4 are aligned with each other so that the rotation center axes coincide with each other, the rotation center axis Are arranged so as to face each other across the bolt through hole 7a of the spacer 7.

次に、本実施形態のフランジ結合用構造について図２を用いて説明する。図２は、本実施形態のフランジ結合用構造の構成を示す縦断面図である。なお、図２においては、通しボルト１０の周辺の構造についてのみ示している。 Next, the flange coupling structure of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the flange coupling structure of the present embodiment. In FIG. 2, only the structure around the through bolt 10 is shown.

図２に示すように、本実施形態のフランジ結合用構造８は、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６に挿通される通しボルト１０と、略円筒状をなして通しボルト１０を囲う部材（以下、内側スリーブと記す）２０と、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６にそれぞれ対応して設けられ、略円筒状をなして内側スリーブ２０を囲う部材（以下、外側スリーブと記す）３１，３２とを有している。 As shown in FIG. 2, the flange coupling structure 8 of the present embodiment includes a through bolt 10 inserted through the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6, and a substantially cylindrical through bolt 10. A surrounding member (hereinafter referred to as an inner sleeve) 20 and a member (hereinafter referred to as an outer side) that are provided corresponding to the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6 and that form a substantially cylindrical shape and surround the inner sleeve 20. 31 and 32).

通しボルト１０は、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６の軸方向に軸心を有する略円柱状をなしており、その両端部には、それぞれ第１ナット５１及び第２ナット５２が螺合される第１雄ねじ１１及び第２雄ねじ１２が形成されている。通しボルト１０は、軸方向を第２フランジ４から第１フランジ３に向かうに従って外径が小さくなるよう構成された外壁面（以下、テーパー外壁と記す）１５を有する。テーパー外壁１５は、通しボルト１０のうち軸方向において略中央に設けられており、且つ第１雄ねじ１１及び第２雄ねじ１２から所定の距離をあけて設けられている。 The through bolt 10 has a substantially cylindrical shape having an axial center in the axial direction of the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6, and a first nut 51 and a second nut 52 are provided at both ends thereof. A first male screw 11 and a second male screw 12 are formed. The through-bolt 10 has an outer wall surface (hereinafter referred to as a tapered outer wall) 15 configured such that the outer diameter decreases in the axial direction from the second flange 4 toward the first flange 3. The tapered outer wall 15 is provided in the axial center of the through bolt 10 and is provided at a predetermined distance from the first male screw 11 and the second male screw 12.

内側スリーブ２０は、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６の軸方向に軸心を有する略円筒状をなしている。内側スリーブ２０は、通しボルト１０のテーパー外壁１５の径方向外側を囲うように設けられており、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６の軸方向に延びている。内側スリーブ２０には、軸方向を第２フランジ４から第１フランジ３に向かうに従って内径が小さくなるよう構成された内壁面（以下、テーパー内壁と記す）２２が形成されている。すなわち、内側スリーブ２０は、先細（テーパ）形状のテーパー内壁２２が形成された、いわゆるテーパ・スリーブとして構成されている。 The inner sleeve 20 has a substantially cylindrical shape having an axial center in the axial direction of the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6. The inner sleeve 20 is provided so as to surround the radially outer side of the tapered outer wall 15 of the through bolt 10, and extends in the axial direction of the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6. The inner sleeve 20 is formed with an inner wall surface 22 (hereinafter referred to as a tapered inner wall) 22 having an inner diameter that decreases in the axial direction from the second flange 4 toward the first flange 3. That is, the inner sleeve 20 is configured as a so-called tapered sleeve in which a tapered inner wall 22 having a tapered shape is formed.

テーパー内壁２２は、通しボルト１０のテーパー外壁１５に対応して設けられており、テーパー外壁１５とほぼ同じの形状をなしている。テーパー内壁２２は、内側スリーブ２０内に通しボルト１０を挿通すると、上述したテーパー外壁１５と係合して、当該テーパー外壁１５が嵌め合わされるよう構成されている。また、内側スリーブ２０は、軸方向において外径が一定の値となるよう外壁２４が構成されている。 The tapered inner wall 22 is provided corresponding to the tapered outer wall 15 of the through bolt 10 and has substantially the same shape as the tapered outer wall 15. The tapered inner wall 22 is configured such that when the through bolt 10 is inserted into the inner sleeve 20, the tapered inner wall 22 is engaged with the tapered outer wall 15 and the tapered outer wall 15 is fitted. Further, the inner sleeve 20 is configured with an outer wall 24 so that the outer diameter has a constant value in the axial direction.

テーパー内壁２２にテーパー外壁１５を嵌め合せ、通しボルト１０を第２フランジ４側から第１フランジ３側に向けて軸方向に押すと、テーパー内壁２２には、テーパー外壁１５からの力が作用する。テーパー外壁１５からテーパー内壁２２に作用する力のうち径方向外側に向かう成分は、内側スリーブ２０の外壁２４から、後述する外側スリーブ３１，３２に伝達される。 When the tapered outer wall 15 is fitted to the tapered inner wall 22 and the through bolt 10 is pushed in the axial direction from the second flange 4 side toward the first flange 3 side, the force from the tapered outer wall 15 acts on the tapered inner wall 22. . A component of the force acting on the tapered inner wall 22 from the tapered outer wall 15 toward the radially outer side is transmitted from the outer wall 24 of the inner sleeve 20 to outer sleeves 31 and 32 described later.

外側スリーブ３１は、第１フランジ３の第１ボルト通し穴５に対応して設けられており、以下の説明において「第１外側スリーブ」３１と記す。一方、外側スリーブ３２は、第２フランジ４の第２ボルト通し穴６に対応して設けられており、以下の説明において「第２外側スリーブ」３２と記す。第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２は、それぞれ第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６の軸方向に軸心を有する円筒形状をなしている。第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２は、内側スリーブ２０の外壁２４を囲うように設けられており、それぞれ第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６の軸方向に延びている。本実施形態において、第１外側スリーブ３１は、その軸方向の長さが、第１ボルト通し穴５の軸方向の長さ、すなわち第１フランジ３の厚さと同じになるよう構成されている。同様に、第２外側スリーブ３２は、その軸方向の長さが、第２ボルト通し穴６の軸方向の長さ、すなわち第２フランジ４の厚さと同じになるよう構成されている。 The outer sleeve 31 is provided corresponding to the first bolt through hole 5 of the first flange 3 and is referred to as a “first outer sleeve” 31 in the following description. On the other hand, the outer sleeve 32 is provided corresponding to the second bolt through hole 6 of the second flange 4 and is referred to as a “second outer sleeve” 32 in the following description. The first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 have a cylindrical shape having axial centers in the axial direction of the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6, respectively. The first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 are provided so as to surround the outer wall 24 of the inner sleeve 20, and extend in the axial direction of the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6, respectively. In the present embodiment, the first outer sleeve 31 is configured such that its axial length is the same as the axial length of the first bolt through hole 5, that is, the thickness of the first flange 3. Similarly, the second outer sleeve 32 is configured such that its axial length is the same as the axial length of the second bolt through hole 6, that is, the thickness of the second flange 4.

第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２は、軸方向において内径が一定の値となるよう、それぞれ内壁３３及び３４が構成されている。加えて、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２は、軸方向において外径が一定の値となるようそれぞれ外壁３５及び外壁３６が構成されている。このように、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２は、いわゆるストレート・スリーブとして構成されている。 The first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 have inner walls 33 and 34, respectively, so that the inner diameter becomes a constant value in the axial direction. In addition, the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 are configured with an outer wall 35 and an outer wall 36, respectively, such that the outer diameter has a constant value in the axial direction. Thus, the 1st outer sleeve 31 and the 2nd outer sleeve 32 are comprised as what is called a straight sleeve.

第１外側スリーブ３１は、その内径が、内側スリーブ２０の外径と同じ値となるよう構成されている。第１外側スリーブ３１は、その内壁３３内に内側スリーブ２０を挿入すると、当該内壁３３が、内側スリーブ２０の外壁２４と接するように構成されている。同様に、第２外側スリーブ３２は、その内径が、内側スリーブ２０の外径と同じ値となるよう構成されており、その内壁３４内に内側スリーブ２０を挿入すると、当該内壁３４が、内側スリーブ２０の外壁２４と接するように構成されている。つまり、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２と、内側スリーブ２０は、いわゆる中間ばめにより嵌め合されるように構成されている。 The first outer sleeve 31 is configured such that its inner diameter is the same value as the outer diameter of the inner sleeve 20. The first outer sleeve 31 is configured such that when the inner sleeve 20 is inserted into the inner wall 33, the inner wall 33 contacts the outer wall 24 of the inner sleeve 20. Similarly, the second outer sleeve 32 is configured such that the inner diameter thereof is the same value as the outer diameter of the inner sleeve 20, and when the inner sleeve 20 is inserted into the inner wall 34, the inner wall 34 becomes the inner sleeve. It is comprised so that the 20 outer walls 24 may be contact | connected. That is, the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 and the inner sleeve 20 are configured to be fitted by a so-called intermediate fit.

第１外側スリーブ３１は、第１ボルト通し穴５から取り外された状態において、その外径が、第１ボルト通し穴５の内径以上となるように構成されている。第１外側スリーブ３１は、第１ボルト通し穴５内に挿入されると、外壁３５が、いわゆる「締りばめ」により当該第１ボルト通し穴５に嵌め合されるよう構成されている。同様に、第２外側スリーブ３２は、第２ボルト通し穴６から取り外された状態において、その外径が、第２ボルト通し穴６の径以上となるよう構成されている。第２外側スリーブ３２は、第２ボルト通し穴６内に挿入されると、外壁３６が、締りばめにより当該第２ボルト通し穴６に嵌め合されるよう構成されている。 The first outer sleeve 31 is configured such that the outer diameter of the first outer sleeve 31 is equal to or larger than the inner diameter of the first bolt through hole 5 in a state where it is removed from the first bolt through hole 5. When the first outer sleeve 31 is inserted into the first bolt through hole 5, the outer wall 35 is configured to be fitted into the first bolt through hole 5 by a so-called “tight fit”. Similarly, the second outer sleeve 32 is configured such that the outer diameter of the second outer sleeve 32 is equal to or larger than the diameter of the second bolt through hole 6 when it is removed from the second bolt through hole 6. When the second outer sleeve 32 is inserted into the second bolt through hole 6, the outer wall 36 is configured to be fitted into the second bolt through hole 6 by an interference fit.

なお、本明細書において、締りばめ（interference fit）とは、穴（例えば、ボルト通し穴５，６）に、軸（例えば、外側スリーブ３１，３２）を嵌め合せたときに、締め代（しめしろ）ができる嵌め合いである。すなわち、締りばめにより嵌め合わされる場合、穴の最大寸法（内径）は、軸の最小寸法（外径）に比べて小さいか、場合によっては、同一である。これに対して、中間ばめ（transition fit）とは、穴に軸を嵌め合せたときに、締め代又は隙間のいずれかができる嵌め合いである。すなわち、中間ばめにより嵌め合される場合、穴の内径は、軸の外径と同一であることが好ましい。 In this specification, the interference fit is an interference fit when a shaft (for example, the outer sleeves 31 and 32) is fitted into a hole (for example, the bolt through holes 5 and 6). It is a fit that can be made. That is, when fitted by interference fit, the maximum dimension (inner diameter) of the hole is smaller than the minimum dimension (outer diameter) of the shaft or, in some cases, the same. On the other hand, a transition fit is a fit in which either a fastening allowance or a gap is formed when a shaft is fitted into a hole. That is, when fitted by an intermediate fit, the inner diameter of the hole is preferably the same as the outer diameter of the shaft.

以上のように構成された第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２、内側スリーブ２０、及び通しボルト１０を用いて、第１フランジ３と第２フランジ４は結合される。以下に、本実施形態のフランジ結合方法について、以下に、図２及び図３を用いて説明する。図３は、ロータの第１フランジにテンプレートを合わせた態様を示す縦断面図である。 The first flange 3 and the second flange 4 are coupled using the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32, the inner sleeve 20, and the through bolt 10 configured as described above. Below, the flange coupling | bonding method of this embodiment is demonstrated using FIG.2 and FIG.3 below. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a mode in which a template is aligned with the first flange of the rotor.

まず、図２に示すように、第１フランジ３の第１ボルト通し穴５に、第１外側スリーブ３１を挿入し、締りばめにより第２外側スリーブ３１を第１ボルト通し穴５に嵌め合せる。同様に、第２フランジ４の第２ボルト通し穴６には、第２外側スリーブ３２を挿入し、締りばめにより第２外側スリーブ３２を第２ボルト通し穴６に嵌め合せる。これにより、第１フランジ３には、対応する第１外側スリーブ３１が結合され、第２フランジ４には、第２外側スリーブ３２が結合される。 First, as shown in FIG. 2, the first outer sleeve 31 is inserted into the first bolt through hole 5 of the first flange 3, and the second outer sleeve 31 is fitted into the first bolt through hole 5 by interference fit. . Similarly, the second outer sleeve 32 is inserted into the second bolt through hole 6 of the second flange 4, and the second outer sleeve 32 is fitted into the second bolt through hole 6 by interference fit. Accordingly, the corresponding first outer sleeve 31 is coupled to the first flange 3, and the second outer sleeve 32 is coupled to the second flange 4.

その後、図３に示すように、第１外側スリーブ３１が第１ボルト通し穴５に嵌め合された第１フランジ３に、予め用意されたテンプレート７０を装着する。テンプレート７０は、第１フランジ３及び第２フランジ４と略同一の径を有する板状の部材であり、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６の軸心の位置（以下、軸心位置と記す）及び内径について、切削加工の基準となるボルト穴（以下、基準ボルト穴）７２が予め複数形成されている。このテンプレート７０に形成された基準ボルト穴７２を基準として、第１外側スリーブ３１の内壁３３について切削加工を行う。内壁３３の切削加工には、例えば、リーマ加工がある。当該リーマ加工は、例えば、図７に示す工作機械（ＮＣ横中ぐり盤）１００により実現することが可能である。 Thereafter, as shown in FIG. 3, a template 70 prepared in advance is attached to the first flange 3 in which the first outer sleeve 31 is fitted in the first bolt through hole 5. The template 70 is a plate-like member having substantially the same diameter as the first flange 3 and the second flange 4, and the positions of the axial centers of the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6 (hereinafter referred to as the axial center). A plurality of bolt holes (hereinafter referred to as reference bolt holes) 72 serving as a reference for cutting are formed in advance for the inner diameter and the inner diameter. Using the reference bolt hole 72 formed in the template 70 as a reference, the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 is cut. An example of the cutting process of the inner wall 33 is a reamer process. The reamer machining can be realized by, for example, a machine tool (NC horizontal boring machine) 100 shown in FIG.

これと同じテンプレート７０を、第１外側スリーブ３２が第２ボルト通し穴６に嵌め合された第２フランジ４（図２参照）に装着する。第２外側スリーブ３２の内壁３４についても、テンプレート７０の基準ボルト穴７２を基準として切削加工（リーマ加工）を行う。 The same template 70 is attached to the second flange 4 (see FIG. 2) in which the first outer sleeve 32 is fitted into the second bolt through hole 6. The inner wall 34 of the second outer sleeve 32 is also cut (reamed) using the reference bolt hole 72 of the template 70 as a reference.

このように同一の基準ボルト穴７２を基準として、第１外側スリーブ３１の内壁３３、及び第２外側スリーブ３２の内壁３４の双方について切削加工を行う。これにより、切削加工された内壁３３により画定される第１外側スリーブ３１の穴の軸心位置及び内径と、切削加工された内壁３４により画定される第２外側スリーブ３２の穴の軸心位置及び内径を一致させる。 In this way, cutting is performed on both the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 and the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 using the same reference bolt hole 72 as a reference. Thereby, the axial position and the inner diameter of the hole of the first outer sleeve 31 defined by the cut inner wall 33, and the axial position and the inner diameter of the hole of the second outer sleeve 32 defined by the cut inner wall 34 are defined. Match the inner diameter.

なお、上述した切削工程において、テンプレート７０を、第１フランジ３又は第２フランジ４に装着した状態で切削加工を行っても良いし、テンプレート７０を取り外した状態で切削加工を行うものとしても良い。 In the above-described cutting process, the cutting process may be performed with the template 70 mounted on the first flange 3 or the second flange 4, or the cutting process may be performed with the template 70 removed. .

その後、内壁３３及び内壁３４がそれぞれ切削加工された第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２内に、外径が第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２の内径となるよう構成された内側スリーブ２０を挿入する。すなわち当該内側スリーブ２０を、中間ばめにより第１外側スリーブ３１の内壁３３及び第２外側スリーブ３２の内壁３４に嵌め合わす。 Thereafter, the inner wall 33 and the inner wall 34 are cut into the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32, respectively, and the inner diameter is configured so that the outer diameter becomes the inner diameter of the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32. Insert the sleeve 20. That is, the inner sleeve 20 is fitted to the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 and the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 by an intermediate fit.

その後、内側スリーブ２０内に、テーパー内壁２２の径の大きい側、すなわち第２フランジ４側から通しボルト１０を圧入して、通しボルト１０のテーパー外壁１５を内側スリーブ２０のテーパー内壁２２に嵌め合せる。 Thereafter, the through bolt 10 is press-fitted into the inner sleeve 20 from the side having the larger diameter of the tapered inner wall 22, that is, the second flange 4 side, and the tapered outer wall 15 of the through bolt 10 is fitted to the tapered inner wall 22 of the inner sleeve 20. .

通しボルト１０を第２フランジ４側から第１フランジ３側に向けて軸方向に押すことにより、テーパー内壁２２には、テーパー外壁１５からの力が作用する。テーパー外壁１５からテーパー内壁２２が受けた力のうち径方向外側に向かう成分は、内側スリーブ２０の外壁２４から、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２に伝達される。これにより、内側スリーブ２０は、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２に対して軸方向に移動することがなくなる。 By pushing the through bolt 10 in the axial direction from the second flange 4 side toward the first flange 3 side, a force from the tapered outer wall 15 acts on the tapered inner wall 22. A component of the force received by the tapered inner wall 22 from the tapered outer wall 15 toward the radially outer side is transmitted from the outer wall 24 of the inner sleeve 20 to the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32. As a result, the inner sleeve 20 does not move in the axial direction with respect to the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32.

その後、通しボルト１０の第１雄ねじ１１にナット（以下、第１ナットと記す）５１を螺合する。一方、通しボルト１０の第２雄ねじ１２にもナット（以下、第２ナットと記す）５２を螺合する。これにより、第１フランジ３と第２フランジ４が通しボルト１０により結合される。すなわち第１ロータ１と第２ロータ２（図１参照）がフランジ結合される。第１ナット５１及び第２ナット５２には、それぞれエンドプレート５５及びエンドプレート５６が取り付けられる。 Thereafter, a nut (hereinafter referred to as a first nut) 51 is screwed onto the first male screw 11 of the through bolt 10. On the other hand, a nut (hereinafter referred to as a second nut) 52 is also screwed onto the second male screw 12 of the through bolt 10. Thereby, the first flange 3 and the second flange 4 are coupled by the through bolt 10. That is, the first rotor 1 and the second rotor 2 (see FIG. 1) are flange-coupled. An end plate 55 and an end plate 56 are attached to the first nut 51 and the second nut 52, respectively.

第１フランジ３と第２フランジ４とを結合させるために、上述したフランジ結合用構造８及びフランジ結合方法を採用することにより、ロータの交換を行う際、第１フランジ３側の穴の軸心位置及び内径と、第２フランジ４側の穴の軸心位置及び内径が一致するよう切削加工する対象が、外側スリーブ３１，３２であるため、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６を切削加工することがなくなる。これら第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６に代えて、第１外側スリーブ３１の内壁３３及び第２外側スリーブ３２の内壁３４が切削される。これら第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２は、締りばめにより、それぞれ第１フランジ３及び第２フランジ４に嵌め合されている。このため、再びロータの交換を行う際には、これら内壁が既に切削加工された外側スリーブ３１，３２を、それぞれフランジ３，４から取り外して、新たな外側スリーブをボルト通し穴５，６に嵌め合せることができる。このようにして、ロータの交換を行う度に、ボルト通し穴の内径が拡大することがなくなる。 In order to connect the first flange 3 and the second flange 4, the shaft center of the hole on the first flange 3 side when the rotor is replaced by adopting the flange coupling structure 8 and the flange coupling method described above. Since the outer sleeves 31 and 32 are the objects to be machined so that the position and the inner diameter match the axial center position and the inner diameter of the hole on the second flange 4 side, the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6 No longer cuts. Instead of the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6, the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 and the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 are cut. The first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 are fitted into the first flange 3 and the second flange 4 respectively by interference fit. Therefore, when the rotor is replaced again, the outer sleeves 31 and 32 whose inner walls have already been cut are removed from the flanges 3 and 4 respectively, and new outer sleeves are fitted into the bolt through holes 5 and 6. Can be combined. In this way, each time the rotor is replaced, the inner diameter of the bolt through hole does not increase.

以上に説明したように本実施形態のフランジ結合用構造８は、フランジ結合用構造８は、略円筒状をなしており、外径が第１フランジ３の第１ボルト通し穴５の内径以上となるよう構成され、締りばめにより第１フランジ３の第１ボルト通し穴５に嵌め合わされた第１外側スリーブ３１と、略円筒状をなしており、外径が第２フランジ４の第２ボルト通し穴６の内径以上となるよう構成され、締りばめにより第２フランジ４の第２ボルト通し穴６に嵌め合された第２外側スリーブ３２とを有している。 As described above, the flange coupling structure 8 of the present embodiment has a substantially cylindrical shape, and the outer diameter is equal to or larger than the inner diameter of the first bolt through hole 5 of the first flange 3. And a first outer sleeve 31 fitted into the first bolt through-hole 5 of the first flange 3 by an interference fit, and has a substantially cylindrical shape and an outer diameter of the second bolt of the second flange 4. The second outer sleeve 32 is configured to be equal to or larger than the inner diameter of the through-hole 6 and fitted into the second bolt through-hole 6 of the second flange 4 by an interference fit.

加えて、フランジ結合用構造８は、円筒状をなしており、軸方向を第２フランジ側４から第１フランジ側３に向かうに従って内径が小さくなるよう構成されたテーパー内壁２２を有し、中間ばめにより第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２の径方向内側に嵌め合される内側スリーブ２０と、略円柱状をなしており、軸方向を第２フランジ４側から第１フランジ３側に向かうに従って外径が小さくなるよう構成されたテーパー外壁１５を有し、内側スリーブ２０内に圧入することにより、当該テーパー外壁１５が、前記テーパー内壁２２に嵌め合される通しボルト１０を有するものとした。 In addition, the flange coupling structure 8 has a cylindrical shape, and has a tapered inner wall 22 configured such that the inner diameter decreases in the axial direction from the second flange side 4 toward the first flange side 3. The inner sleeve 20 is fitted in the radially inner side of the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 by fitting, and has a substantially cylindrical shape, and the axial direction is from the second flange 4 side to the first flange 3 side. Having a tapered outer wall 15 configured so that the outer diameter becomes smaller toward the inner surface, and having the through bolt 10 fitted into the tapered inner wall 22 by being press-fitted into the inner sleeve 20. It was.

このように構成されたフランジ結合用構造８を用いて、本実施形態のフランジ結合方法は、ボルト通し穴５，６がそれぞれ複数配列された第１フランジ３と第２フランジ４とを結合させるものであって、略円筒状をなしており、外径が第１フランジ３の第１ボルト通し穴５の内径以上となるよう構成された第１外側スリーブ３１を、締りばめにより第１フランジ３の第１ボルト通し穴５に嵌め合せる工程と、略円筒状をなしており、外径が第２フランジ４の第２ボルト通し穴６の内径以上となるよう構成された第２外側スリーブ３２を、締りばめにより第２フランジ４の第２ボルト通し穴６に嵌め合せる工程（外側スリーブ嵌合工程）を有している。 Using the flange coupling structure 8 configured as described above, the flange coupling method of the present embodiment is to couple the first flange 3 and the second flange 4 in which a plurality of bolt through holes 5 and 6 are respectively arranged. The first outer sleeve 31 having a substantially cylindrical shape and having an outer diameter equal to or larger than the inner diameter of the first bolt through-hole 5 of the first flange 3 is fitted to the first flange 3 by an interference fit. The second outer sleeve 32 having a substantially cylindrical shape and having an outer diameter equal to or larger than the inner diameter of the second bolt through-hole 6 of the second flange 4. , And a step of fitting into the second bolt through-hole 6 of the second flange 4 by an interference fit (outer sleeve fitting step).

加えて、第１外側スリーブ３１の内壁３３により画定される穴の軸心位置及び内径と、第２外側スリーブ３２の内壁３４により画定される穴の軸心位置及び内径が一致するよう、第１外側スリーブ３１の内壁３３及び第２外側スリーブ３２の内壁３４のうち少なくとも一方について「切削工程」を有する。 In addition, the axial position and the inner diameter of the hole defined by the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 and the axial position and the inner diameter of the hole defined by the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 coincide with each other. At least one of the inner wall 33 of the outer sleeve 31 and the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 has a “cutting process”.

そして、略円筒状をなしており、軸方向を一方側から他方側に向かうに従って内径が小さくなるよう構成されたテーパー内壁２２を有し、外径が第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２の内径となるよう構成された内側スリーブ２０を、中間ばめにより第１外側スリーブ３１内及び第２外側スリーブ３２内に嵌め合せる工程（内側スリーブ嵌合工程）を有している。 The first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 have a tapered inner wall 22 that has a substantially cylindrical shape and is configured such that the inner diameter becomes smaller in the axial direction from one side to the other side. A step of fitting the inner sleeve 20 configured to have an inner diameter of the inner sleeve 20 into the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 by an intermediate fit (inner sleeve fitting step).

さらに、略円柱状をなしており、軸方向を一方側から他方側に向かうに従って外径が小さくなるよう構成されたテーパー外壁１５を有する通しボルト１０を、内側スリーブ２０内に圧入することにより、当該テーパー外壁１５を内側スリーブ２０のテーパー内壁２２に嵌め合せる工程（ボルト嵌合工程）を有している。 Further, by pressing the through bolt 10 having a tapered outer wall 15 that has a substantially cylindrical shape and has an outer diameter that is configured so that the outer diameter decreases from the one side to the other side, the inner sleeve 20 is pressed. The taper outer wall 15 has a step (bolt fitting step) for fitting the taper outer wall 15 to the taper inner wall 22 of the inner sleeve 20.

さらに、前記テーパー外壁が前記テーパー内壁に嵌め合わされた通しボルト１０の両端部にある第１雄ねじ１１，１２に、それぞれ第１ナット５１，５２を螺合する工程（ナット螺合工程）を有している。 Furthermore, the taper outer wall includes a step (nut screwing step) of screwing the first nuts 51 and 52 respectively to the first male screws 11 and 12 at both ends of the through bolt 10 fitted to the taper inner wall. ing.

以上のようなフランジ結合用構造８及びフランジ結合方法を用いることで、フランジに形成されたボルト通し穴の内壁を、軸心位置及び内径を一致させるために切削加工する必要がなくなり、フランジに配列されたボルト通し穴に代えて、外側スリーブの内壁が切削加工される。これにより、ロータを交換する度に、ボルト通し穴の内壁が切削されて、ボルト通し穴の内径が拡大することをなく、フランジ同士を結合させることができる。なお、外側スリーブは、締りばめによりフランジのボルト通し穴に嵌め合されるものであるため、ロータを交換する度に、併せて交換することができる。 By using the flange coupling structure 8 and the flange coupling method as described above, it is not necessary to cut the inner wall of the bolt through hole formed in the flange so that the axial center position and the inner diameter coincide with each other. The inner wall of the outer sleeve is cut in place of the bolt through holes. Thereby, every time the rotor is replaced, the inner wall of the bolt through hole is cut and the inner diameter of the bolt through hole is not enlarged, so that the flanges can be coupled to each other. Since the outer sleeve is fitted into the bolt through hole of the flange by an interference fit, the outer sleeve can be replaced together every time the rotor is replaced.

なお、上述した「切削工程」においては、第１外側スリーブ３１の内壁３３と及び第２外側スリーブ３２の内壁３４の双方について切削加工するものとしたが、切削加工の態様は、これに限定されるものではない。第１外側スリーブ３１の内壁３３により画定される穴の軸心位置及び内径と、第２外側スリーブ３２の内壁３４により画定される穴の軸心位置及び内径が一致すれば、第１外側スリーブ３１の内壁３３と第２外側スリーブ３２の内壁３４のうち一方のみを切削するものとしても良い。 In the above-described “cutting step”, both the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 and the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 are cut. However, the cutting mode is limited to this. It is not something. If the axial center position and inner diameter of the hole defined by the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 and the axial position and inner diameter of the hole defined by the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 coincide, the first outer sleeve 31 Only one of the inner wall 33 and the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 may be cut.

また、上述した「切削工程」が行われる前に、第１外側スリーブ３１の内壁３３により画定される穴の軸心位置及び内径と、第２外側スリーブ３２の内壁３４により画定される穴の軸心位置及び内径が一致していれば、当該「切削工程」を省略することが可能である。 Further, before the above-described “cutting step” is performed, the axial center position and the inner diameter of the hole defined by the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 and the axis of the hole defined by the inner wall 34 of the second outer sleeve 32. If the center position and the inner diameter coincide with each other, the “cutting step” can be omitted.

また、本実施形態の「切削工程」においては、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２を、それぞれ第１フランジ３及び第２フランジ４に嵌め合せた状態で、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２のそれぞれの内壁３３及び内壁３４を切削加工するものとしたが、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２の内壁３３及び内壁３４を切削加工する態様は、これに限定されるものではない。 In the “cutting process” of the present embodiment, the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 are fitted in the first flange 3 and the second flange 4, respectively. 2 The inner wall 33 and the inner wall 34 of each of the outer sleeves 32 are cut. However, the mode of cutting the inner wall 33 and the inner wall 34 of the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 is limited to this. It is not a thing.

例えば、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２を、それぞれ第１フランジ３及び第２フランジ４に嵌め合せた状態で、第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２の位置、形状等を３次元計測機により計測し、第１フランジ３及び第２フランジ４から第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２を取り外し、これら取り外した状態の第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２の内壁３３及び内壁３４について切削加工を行った後、切削加工が行われた第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２を、それぞれ第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６に嵌め合せるものとしても良い。 For example, in a state where the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 are fitted to the first flange 3 and the second flange 4, respectively, the positions, shapes, etc. of the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 are 3 The first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 are removed from the first flange 3 and the second flange 4 by measurement with a dimension measuring machine, and the inner walls 33 of the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 in the removed state. The first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32, which have been subjected to the cutting process, are fitted to the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6, respectively, after the inner wall 34 is cut. good.

また、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６にそれぞれ第１外側スリーブ３１及び第２外側スリーブ３２を嵌め合せる「外側スリーブ嵌合工程」の前に、第１ボルト通し穴５及び第２ボルト通し穴６の軸心位置及び形状を、３次元計測機により測定し、得られた情報に基づいて、第１外側スリーブ３１内壁３３及び第２外側スリーブ３２の内壁３４について切削する「切削工程」を行うものとしても良い。 In addition, before the “outer sleeve fitting step” in which the first outer sleeve 31 and the second outer sleeve 32 are fitted into the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 6, respectively, the first bolt through hole 5 and the second bolt through hole 5. The axial center position and shape of the 2-bolt through hole 6 are measured by a three-dimensional measuring machine, and the inner wall 33 of the first outer sleeve 31 and the inner wall 34 of the second outer sleeve 32 are cut based on the obtained information. It is good also as what performs a "process."

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態のフランジ結合用構造について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態のフランジ結合用構造の詳細な構成を示す縦断面図である。なお、本実施形態においては、外側スリーブの端部には、径方向外側に突出する突出部が形成されており、ボルト通し穴には、当該突出部が嵌め合される座ぐり部が形成されている点で、第１の実施形態と異なっており、以下に詳細を説明する。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図４においては、理解を容易にするために、外側スリーブに形成された突出部の一部を省略して、当該フランジに形成された座ぐり部を表示している。 [Second Embodiment]
The flange coupling structure of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a detailed configuration of the flange coupling structure of the present embodiment. In the present embodiment, a protruding portion that protrudes radially outward is formed at the end of the outer sleeve, and a counterbore that fits the protruding portion is formed in the bolt through hole. In this respect, it differs from the first embodiment, and will be described in detail below. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Further, in FIG. 4, for easy understanding, a part of the protruding portion formed on the outer sleeve is omitted, and the counterbore portion formed on the flange is displayed.

本実施形態のフランジ結合用構造８Ｂにおいて、第１外側スリーブ３１Ｂのうちスペーサー７側の端部には、第１外側スリーブ３１Ｂの外壁３５から径方向外側に突出する突出部３７が形成されている。突出部３７は、第１ボルト通し穴５の軸心（図に一点鎖線Ｃで示す）を中心とする円環状をなしている。すなわち、突出部３７は、第１外側スリーブ３１Ｂの外壁３５の全周に亘って突出している。 In the flange coupling structure 8B of the present embodiment, a protrusion 37 that protrudes radially outward from the outer wall 35 of the first outer sleeve 31B is formed at the end of the first outer sleeve 31B on the spacer 7 side. . The projecting portion 37 has an annular shape centered on the axis of the first bolt through hole 5 (indicated by a one-dot chain line C in the figure). That is, the protrusion 37 protrudes over the entire circumference of the outer wall 35 of the first outer sleeve 31B.

一方、第１フランジ３Ｂには、第１外側スリーブ３１Ｂの突出部３７に対応して、座ぐり部６１が設けられている。座ぐり部６１は、第１ボルト通し穴５の第２フランジ４Ｂ側の端部に設けられており、第１ボルト通し穴５に比べて内径が大きくなるよう構成された部分であり、突出部３７が嵌め合される部分である。本実施形態において、座ぐり部６１は、突出部３７の形状に対応して、第１ボルト通し穴５の軸心を中心とする円環状をなしている。第１フランジ３Ｂの第１ボルト通し穴５に、第１外側スリーブ３１Ｂを嵌め合せると、当該座ぐり部６１には、第１外側スリーブ３１Ｂの突出部３７が嵌め合される。 On the other hand, a counterbore portion 61 is provided on the first flange 3B corresponding to the protruding portion 37 of the first outer sleeve 31B. The counterbore 61 is provided at the end of the first bolt through-hole 5 on the second flange 4B side, and is a portion configured to have an inner diameter larger than that of the first bolt through-hole 5. 37 is a part to be fitted. In the present embodiment, the spot facing portion 61 has an annular shape centering on the axis of the first bolt through hole 5 in correspondence with the shape of the protruding portion 37. When the first outer sleeve 31B is fitted into the first bolt through hole 5 of the first flange 3B, the protruding portion 37 of the first outer sleeve 31B is fitted into the counterbore 61.

同様に、第２外側スリーブ３２Ｂのうちスペーサー７側の端部にも、第２外側スリーブ３２Ｂの外壁３６から径方向外側に、円環状に突出する突出部３８が形成されている。一方、第２フランジ４Ｂには、第２外側スリーブ３２Ｂの突出部３８に対応して、座ぐり部６２が設けられている。第２フランジ４Ｂの第２ボルト通し穴６に、第２外側スリーブ３２Ｂを嵌め合せると、当該座ぐり部６２には、第２外側スリーブ３２Ｂの突出部３８が嵌め合される。 Similarly, a protruding portion 38 that protrudes in an annular shape is formed on the end portion of the second outer sleeve 32B on the spacer 7 side, radially outward from the outer wall 36 of the second outer sleeve 32B. On the other hand, counterbore portions 62 are provided on the second flange 4B corresponding to the protruding portions 38 of the second outer sleeve 32B. When the second outer sleeve 32B is fitted into the second bolt through hole 6 of the second flange 4B, the protruding portion 38 of the second outer sleeve 32B is fitted into the counterbore 62.

このように第１外側スリーブ３１Ｂ及び第２外側スリーブ３２Ｂには、それぞれ突出部３７及び突出部３８を設け、第１フランジ３Ｂ及び第２フランジ４Ｂには、それぞれ突出部３７及び突出部３８が嵌め合される座ぐり部６１及び座ぐり部６２を形成している。これにより、本実施形態のフランジ結合用構造８Ｂは、上述した切削工程等において、第１外側スリーブ３１Ｂが、第１ボルト通し穴５に対して軸方向を第２フランジ４Ｂの反対側に移動することや、第２外側スリーブ３２Ｂが、第２ボルト通し穴６に対して軸方向を第１フランジ３Ｂの反対側に移動することを防止することができる。 Thus, the first outer sleeve 31B and the second outer sleeve 32B are provided with the protrusion 37 and the protrusion 38, respectively, and the protrusion 37 and the protrusion 38 are fitted to the first flange 3B and the second flange 4B, respectively. The counterbore part 61 and the counterbore part 62 to be joined are formed. Thereby, in the flange coupling structure 8B of the present embodiment, the first outer sleeve 31B moves in the axial direction to the opposite side of the second flange 4B with respect to the first bolt through hole 5 in the above-described cutting process or the like. In addition, the second outer sleeve 32B can be prevented from moving in the axial direction to the opposite side of the first flange 3B with respect to the second bolt through hole 6.

なお、本実施形態のフランジ結合用構造８Ｂにおいて、突出部３７，３８及び座ぐり部６１，６２は、それぞれボルト通し穴５，６の軸心を中心とする円環状をなしているものとしたが、本発明に係る突出部及び座ぐり部の態様は、これに限定されるものではない。例えば、外側スリーブに形成される突出部は、外側スリーブの周方向の所定の部位から径方向外側に突出する形状としても良い。また、突出部に対応してフランジに形成される座ぐり部も、上述した突出部が嵌合する形状であれば、ボルト通し穴の周方向の所定の部位から径方向外側に凹む形状としても良い。 In the flange coupling structure 8B of the present embodiment, the projecting portions 37 and 38 and the counterbore portions 61 and 62 each have an annular shape centering on the axis of the bolt through holes 5 and 6. However, the aspect of the protrusion part and counterbore part concerning this invention is not limited to this. For example, the protrusion formed on the outer sleeve may have a shape that protrudes radially outward from a predetermined portion in the circumferential direction of the outer sleeve. Also, the counterbore portion formed on the flange corresponding to the protruding portion may be shaped to be recessed radially outward from a predetermined portion in the circumferential direction of the bolt through hole as long as the protruding portion described above is fitted. good.

〔第３の実施形態〕
第３の実施形態のフランジ結合用構造について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態のフランジ結合用構造の詳細な構成を示す縦断面図である。なお、本実施形態においては、ボルト通し穴は、外側スリーブが嵌め合わされない小径部と、小径部に比べて内径が大きく構成されており、締りばめにより外側スリーブが嵌め合わされる大径部とを有する点で、第１の実施形態と異なり、以下に詳細を説明する。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図５においては、理解を容易にするために、外側スリーブの一部を省略して、ボルト通し穴を構成する大径部の一部を表示している。 [Third Embodiment]
A flange coupling structure according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a detailed configuration of the flange coupling structure of the present embodiment. In this embodiment, the bolt through hole has a small-diameter portion in which the outer sleeve is not fitted, and a large-diameter portion in which the inner diameter is larger than that of the small-diameter portion and the outer sleeve is fitted by an interference fit. Unlike the first embodiment, the details will be described below. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. Further, in FIG. 5, in order to facilitate understanding, a part of the outer sleeve is omitted, and a part of the large diameter part constituting the bolt through hole is displayed.

本実施形態のフランジ結合用構造８Ｃにおいて、第１外側スリーブ３１Ｃは、その長さが、第１フランジ３Ｃの厚さ、すなわち図に一点鎖線Ｃで示す軸方向の長さに比べて、短くなるよう構成されている。第１外側スリーブ３１Ｃの内壁を図に符号３３Ｃで示し、外壁を符号３５Ｃで示す。同様に、第２外側スリーブ３２Ｃも、その長さが、第２フランジ４Ｃの厚さに比べて短くなるよう構成されている。第２外側スリーブ３２Ｃの内壁を図に符号３４Ｃで示し、外壁を図に符号３６Ｃで示す。 In the flange coupling structure 8C of the present embodiment, the length of the first outer sleeve 31C is shorter than the thickness of the first flange 3C, that is, the length in the axial direction indicated by the alternate long and short dash line C in the drawing. It is configured as follows. The inner wall of the first outer sleeve 31C is indicated by reference numeral 33C, and the outer wall is indicated by reference numeral 35C. Similarly, the length of the second outer sleeve 32C is also shorter than the thickness of the second flange 4C. The inner wall of the second outer sleeve 32C is indicated by reference numeral 34C in the figure, and the outer wall is indicated by reference numeral 36C in the figure.

第１フランジ３Ｃの第１ボルト通し穴５は、第１外側スリーブ３１Ｃが締りばめにより嵌め合される部分（以下、大径部と記す）５ｃと、大径部５ｃに比べて内径が小さく構成された部分（以下、小径部と記す）５ｅを有している。大径部５ｃと小径部５ｅは、第１ボルト通し穴５を構成する略円柱状の空間であり、同軸（図に軸心を一点鎖線Ｃで示す）に設けられている。つまり、小径部５ｅの内径は、通しボルト１０が挿通可能であり、且つ、第１外側スリーブ３１Ｃが挿入できないように設定されている。一方、大径部５ｃは、その軸方向の長さが、第１外側スリーブ３１Ｃの長さと同一となるよう構成されている。 The first bolt through hole 5 of the first flange 3C has a smaller inner diameter than the large diameter portion 5c and a portion (hereinafter referred to as a large diameter portion) 5c where the first outer sleeve 31C is fitted by an interference fit. It has a configured portion (hereinafter referred to as a small diameter portion) 5e. The large-diameter portion 5c and the small-diameter portion 5e are substantially cylindrical spaces that constitute the first bolt through holes 5, and are provided coaxially (in the drawing, the axis is indicated by a one-dot chain line C). That is, the inner diameter of the small diameter portion 5e is set so that the through bolt 10 can be inserted and the first outer sleeve 31C cannot be inserted. On the other hand, the large-diameter portion 5c is configured such that its axial length is the same as the length of the first outer sleeve 31C.

同様に、第２フランジ４Ｃの第２ボルト通し穴６は、第２外側スリーブ３２Ｃが締りばめにより嵌め合される大径部６ｃと、大径部６ｃに比べて内径が小さく構成された小径部６ｅを有している。 Similarly, the second bolt through-hole 6 of the second flange 4C has a large-diameter portion 6c into which the second outer sleeve 32C is fitted by an interference fit, and a small-diameter having a smaller inner diameter than the large-diameter portion 6c. It has a portion 6e.

第１フランジ３Ｃにおいて、大径部５ｃと小径部５ｅは、同軸に且つ隣接して設けられている。このため、第１フランジ３Ｃにおいて、小径部５ｅと大径部５ｃとの間には、小径部５ｅのうち大径部５ｃ側の開口から径方向外側に延びている壁面（以下、拡径壁と記す）８１が形成されている。第１外側スリーブ３１Ｃを、大径部５ｃ内に挿入して嵌め合すと、第１外側スリーブ３１Ｃの端面８３が、拡径壁８１に当接する。 In the first flange 3C, the large diameter portion 5c and the small diameter portion 5e are provided coaxially and adjacent to each other. Therefore, in the first flange 3C, between the small diameter portion 5e and the large diameter portion 5c, a wall surface (hereinafter referred to as an enlarged wall) extending radially outward from the opening on the large diameter portion 5c side of the small diameter portion 5e. 81) is formed. When the first outer sleeve 31C is inserted and fitted into the large diameter portion 5c, the end face 83 of the first outer sleeve 31C comes into contact with the diameter-enlarged wall 81.

同様に、第２フランジ４Ｃにおいても、小径部６ｅと大径部６ｃとの間には、小径部６ｅのうち大径部６ｃ側の開口から径方向外側に延びている拡径壁８２が形成されている。第２外側スリーブ３２Ｃを、大径部６ｃ内に挿入して嵌め合すと、第２外側スリーブ３２Ｃの端面８４が、拡径壁８２に当接する。 Similarly, in the second flange 4C, a large-diameter wall 82 extending radially outward from the opening on the large-diameter portion 6c side of the small-diameter portion 6e is formed between the small-diameter portion 6e and the large-diameter portion 6c. Has been. When the second outer sleeve 32C is inserted into the large diameter portion 6c and fitted together, the end face 84 of the second outer sleeve 32C comes into contact with the enlarged diameter wall 82.

これにより、本実施形態のフランジ結合用構造８Ｃは、上述した切削工程等において、第１外側スリーブ３１Ｃが、第１ボルト通し穴５に対して軸方向を第２フランジ４Ｃの反対側に移動することや、第２外側スリーブ３２Ｃが、第２ボルト通し穴６に対して軸方向を第１フランジ３Ｃの反対側に移動することを防止することができる。 Accordingly, in the flange coupling structure 8C of the present embodiment, the first outer sleeve 31C moves in the axial direction to the opposite side of the second flange 4C with respect to the first bolt through hole 5 in the above-described cutting process or the like. In addition, it is possible to prevent the second outer sleeve 32C from moving in the axial direction to the opposite side of the first flange 3C with respect to the second bolt through hole 6.

〔他の実施形態〕
以上に説明した実施形態の他に、フランジ結合用構造の構成には、種々の変更が可能である。 Other Embodiment
In addition to the embodiment described above, various modifications can be made to the configuration of the flange coupling structure.

上述した各実施形態において、第１フランジのボルト通し穴に嵌め合される第１外側スリーブと、第２フランジのボルト通し穴に嵌め合わされる第２外側スリーブの形状は、同様の構造であるものとしたが、本発明に係るフランジと外側スリーブの組み合わせは、これらの態様に限定されるものではない。例えば、第１の実施形態の第１フランジ３に第１外側スリーブ３１を嵌め合わせると共に、第３実施形態の第２フランジ４Ｃに第２外側スリーブ３２Ｃを嵌め合せ、これら外側スリーブ３１，３２Ｃ内に内側スリーブ２０及び通しボルト１０を挿入して、第１フランジ３と第２フランジ４Ｃとを結合するものとしても良い。 In each of the above-described embodiments, the first outer sleeve fitted into the bolt through hole of the first flange and the second outer sleeve fitted into the bolt through hole of the second flange have the same structure. However, the combination of the flange and the outer sleeve according to the present invention is not limited to these embodiments. For example, the first outer sleeve 31 is fitted to the first flange 3 of the first embodiment, and the second outer sleeve 32C is fitted to the second flange 4C of the third embodiment. The inner sleeve 20 and the through-bolt 10 may be inserted to couple the first flange 3 and the second flange 4C.

なお、上述した実施形態において、第１フランジ３と第２フランジ４との間には、スペーサー７を挟み込むものとしたが、本発明に係るフランジ結合用構造の態様は、これに限定されるものではない。スペーサー７を省略して、第１フランジ３と第２フランジ４とを直接に結合するものとしても良い。 In the above-described embodiment, the spacer 7 is sandwiched between the first flange 3 and the second flange 4, but the aspect of the flange coupling structure according to the present invention is limited to this. is not. The spacer 7 may be omitted, and the first flange 3 and the second flange 4 may be directly coupled.

また、上述した実施形態において、第１フランジ３は、蒸気タービンを構成する第１ロータ１に設けられており、第２フランジ４は、発電機を構成する第２ロータ２に設けられているものとしたが、本発明に係る第１フランジ及び第２フランジが設けられるロータの態様は、これに限定されるものではない。第１フランジ及び第２フランジは、回転機械のロータに設けられれば良く、本発明は、様々な回転機械のロータに適用することができる。 In the above-described embodiment, the first flange 3 is provided in the first rotor 1 constituting the steam turbine, and the second flange 4 is provided in the second rotor 2 constituting the generator. However, the aspect of the rotor provided with the first flange and the second flange according to the present invention is not limited to this. The first flange and the second flange may be provided on the rotor of the rotary machine, and the present invention can be applied to the rotors of various rotary machines.

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明と均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope equivalent to the invention described in the claims as well as included in the gist of the invention.

１蒸気タービンのロータ（第１ロータ）
１ａ第１ロータの端部
２発電機のロータ（第２ロータ）
２ａ第２ロータの端部
３，３Ｂ，３Ｃロータのフランジ（第１フランジ）
４，４Ｂ，４Ｃロータのフランジ（第２フランジ）
５第１フランジのボルト通し穴（第１ボルト通し穴）
６第２フランジのボルト通し穴（第２ボルト通し穴）
５ｃ，６ｃ大径部
５ｅ，６ｅ小径部
７スペーサー
８，８Ｂ，８Ｃフランジ結合用構造
１０通しボルト
１１雄ねじ（第１雄ねじ）
１２雄ねじ（第２雄ねじ）
１５通しボルトのテーパー外壁
２０内側スリーブ
２２内側スリーブのテーパー内壁
３１，３１Ｂ，３１Ｃ外側スリーブ（第１外側スリーブ）
３２，３２Ｂ，３２Ｃ外側スリーブ（第２外側スリーブ）
３３，３３Ｃ第１外側スリーブの内壁
３４，３４Ｃ第２外側スリーブの内壁
３５，３５Ｃ第１外側スリーブの外壁
３６，３６Ｃ第２外側スリーブの外壁
３７第１外側スリーブの突出部
３８第２外側スリーブの突出部
５１ナット（第１ナット）
５２ナット（第２ナット）
５５，５６エンドプレート
６１，６２座ぐり部
７０テンプレート
７２基準ボルト穴
８１，８２拡径壁
８３，８４スリーブの端面
１００工作機械
１０１リーマ 1 Steam turbine rotor (first rotor)
1a End 1 of the first rotor 2 Rotor of the generator (second rotor)
2a End of the second rotor 3, 3B, 3C Rotor flange (first flange)
4, 4B, 4C Rotor flange (second flange)
5 Bolt hole in the first flange (first bolt hole)
6 Bolt through hole of the second flange (second bolt through hole)
5c, 6c Large diameter part 5e, 6e Small diameter part 7 Spacer 8, 8B, 8C Flange coupling structure 10 Through bolt 11 Male thread (first male thread)
12 Male thread (2nd male thread)
15 Tapered outer wall of through-bolt 20 Inner sleeve 22 Tapered inner walls 31, 31B, 31C of inner sleeve Outer sleeve (first outer sleeve)
32, 32B, 32C outer sleeve (second outer sleeve)
33, 33C First outer sleeve inner wall 34, 34C Second outer sleeve inner wall 35, 35C First outer sleeve outer wall 36, 36C Second outer sleeve outer wall 37 First outer sleeve protrusion 38 Second outer sleeve protrusion Protrusion 51 Nut (first nut)
52 Nut (second nut)
55, 56 End plates 61, 62 Counterbore part 70 Template 72 Reference bolt hole 81, 82 Expanded wall 83, 84 Sleeve end face 100 Machine tool 101 Reamer

Claims

A flange coupling structure for coupling a first flange and a second flange, each having a plurality of bolt through holes,
A first outer sleeve having a substantially cylindrical shape and having an outer diameter equal to or larger than an inner diameter of the bolt through hole of the first flange, and fitted into the bolt through hole of the first flange by an interference fit;
A second outer sleeve having a substantially cylindrical shape and having an outer diameter equal to or larger than an inner diameter of the bolt through hole of the second flange, and fitted into the bolt through hole of the second flange by an interference fit;
It has a cylindrical inner shape and has a tapered inner wall configured such that the inner diameter decreases as the axial direction goes from the second flange side to the first flange side, and the outer diameter is the inner diameter of the first outer sleeve and the second outer sleeve. An inner sleeve fitted to the radially inner side of the first outer sleeve and the second outer sleeve by an intermediate fit,
It has a substantially cylindrical shape, and has a tapered outer wall configured such that the outer diameter becomes smaller in the axial direction from the second flange side to the first flange side, and the tapered outer wall is formed on the tapered inner wall of the inner sleeve. A through bolt to be fitted,
A structure for connecting flanges, characterized by comprising:

At least one end portion of the first outer sleeve and the second outer sleeve is formed with a protruding portion that protrudes radially outward,
At least one of the first flange and the second flange is provided so as to correspond to the protruding portion, and is configured to have an inner diameter larger than that of the bolt through hole, and the counterbore to which the protruding portion is fitted. The flange coupling structure according to claim 1, wherein a portion is formed.

The flange connection structure according to claim 2, wherein the counterbore portion has an annular shape centering on an axis of the bolt through hole.

In at least one of the first flange and the second flange, the bolt through hole is
A large diameter portion into which the first outer sleeve or the second outer sleeve is fitted by an interference fit;
A small-diameter portion that is provided coaxially with the large-diameter portion, and has a smaller inner diameter than the large-diameter portion;
The flange coupling structure according to claim 1, wherein:

The first flange is provided to protrude radially outward of the rotation center axis at the end of the first rotor, and a plurality of the bolt through holes are arranged in the circumferential direction of the rotation center axis.
The second flange is provided to protrude radially outward of the rotation center axis at the end of the second rotor, and a plurality of bolt through holes are arranged in the circumferential direction of the rotation center axis.
The flange coupling structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the first rotor and the second rotor constitute a rotary machine.

A flange coupling method for coupling a first flange and a second flange each having a plurality of bolt through holes,
Fitting a first outer sleeve having a substantially cylindrical shape and having an outer diameter equal to or larger than the inner diameter of the bolt through hole of the first flange to the bolt through hole of the first flange by an interference fit;
Fitting a second outer sleeve having a substantially cylindrical shape and having an outer diameter equal to or larger than the inner diameter of the bolt through hole of the second flange to the bolt through hole of the second flange by an interference fit;
The inner wall of the first outer sleeve and the second inner diameter of the hole are defined so that the axial position and inner diameter of the hole defined by the inner wall of the first outer sleeve coincide with the axial position and inner diameter of the hole defined by the inner wall of the second outer sleeve. A cutting process for cutting at least one of the inner walls of the outer sleeve;
It has a substantially cylindrical shape and has a tapered inner wall configured such that the inner diameter decreases as the axial direction goes from one side to the other side so that the outer diameter becomes the inner diameter of the first outer sleeve and the second outer sleeve. Fitting the constructed inner sleeve into the first outer sleeve and the second outer sleeve by an intermediate fit;
The tapered outer wall is formed by press-fitting a through bolt having a tapered outer wall having a substantially cylindrical shape and having an outer diameter that decreases in an axial direction from one side to the other side into the inner sleeve. Fitting the taper inner wall of the inner sleeve;
A step of screwing a nut to each of the male screws provided at both ends of the through bolt;
A flange coupling method comprising:

The cutting process includes
The inner wall of at least one of the first outer sleeve and the second outer sleeve is cut in a state where the first flange fitted with the first outer sleeve and the second flange fitted with the second outer sleeve are combined. The flange coupling method according to claim 6, wherein:

The cutting process includes
The shaft of the inner wall of at least one of the first outer sleeve and the second outer sleeve in a state in which the first flange fitted with the first outer sleeve and the second flange fitted with the second outer sleeve are combined. Measure the heart position and shape,
The inner wall of at least one of the first outer sleeve and the second outer sleeve is cut with the first outer sleeve removed from the first flange and the second outer sleeve removed from the second flange. Item 7. The flange coupling method according to Item 6.