JP4629924B2 - ピンラックの連結・取付用の治具及び連結工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ボイラ用ユングストローム式空気予熱器のローターの外周面に、ラック歯の役割を果たす所定長さのピンラックの複数個を、縦列連結状態で溶接する際の、熱歪による取付精度の低下を防ぐ為の、ピンラックの連結・取付用の治具及び連結工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１及び図２は、上記の空気予熱器のローターの外周面（取付ベース）Ｂに、ピンラックＡ群を、縦列連結状に溶接した有様を示す部分側面図、及び図１のＸ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
そして、図３及び図４は、このピンラックＡに、ロータの回転駆動用のピニオンギヤＣを噛合させた有様の模式的説明図、及び噛合個所の縦断面図である。
ローターの外周面Ｂの全周を取り巻くピンラックは、所定長さのピンラックＡの複数個の連なりから成るので、説明の混乱を招かない様に、以後は、１個のピンラックＡを、ピンラックセグメントＡと呼ぶことにする。
【０００３】
ピンラックセグメントＡは、図１，図２に示した様に、対置した所定長さの１組のピンラックバー２１，２１間に、ラック歯の役割を果たすコッグピン２２を所定のピッチで架設した構成を備えている。
【０００４】
外周壁Ｂの全周を取り巻く様にして、縦列連結状態で取付けられる複数個のピンラックセグメントＡは、図１，図２に示した様に、夫々の両端部を、予め、外周面Ｂの各連結個所に溶接して置いた、１組の矩形板片状のホールディングブロック３１の間に挟み付けられた状態で、このブロックに溶接により固定される（図８参照）。ａは溶接個所である。
【０００５】
この様にして、ピンラックセグメントＡ群を、外周面Ｂに取付ける際には、それ等の各連結個所に於いて、隣り合う１組のコッグピン２２，２２の対向間隔は、所定の正確なピッチを保つ様に気を配らなければならない。ところが、この対向間隔は、溶接時の熱歪み現象によって狂わされ勝ちである。
【０００６】
そこで、従来は、この熱歪対策として、図１１，図１２に示した、ピンラック組立用の治具２００を使って来た。
この治具２００は、図１２示の様に、上半側の挟持ブロック５１Ａと、その前後方向に更に２分割された２つの下半側の挟持ブロック５１Ｂ，５１Ｃとの夫々の当接面に、コッグピン２２を共同して上下から挟み込む為の、半円筒形をした挟持溝ｂを、コッグピン２２の所定のピッチに対応する間隔を距てて凹設している。
５２は、３分割された挟持ブロック５１Ａ〜５１Ｃを係脱自在に合体させる為の締結ボルト、５３はその螺孔である。
【０００７】
治具２００の使い方は、上下に分割された挟持ブロック５１Ａ〜５１Ｃを、図１１に示した様に重ね合わせる際に、ピンラックセグメントＡ同士の連結個所で隣り合う１組のコッグピン２２の夫々を、上下１組の挟持溝ｂ，ｂ間に挟み込ませる。そして、この状態で締結ボルト５２を螺じ込めば、１組のコッグピン２２，２２の間隔を、所定のピッチに固定させることが出来る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の治具２００は、以下に列挙した如き、改善すべき幾つかの難点を抱えている。
（イ）その全周を１組の挟持溝間で挟み付けられるコッグピンは、その製作コストとの兼ね合いからして、外径寸法に幾分かのバラツキがある。
（ハ）その為、太過ぎるコッグピンも嵌め込る様に挟持溝のサイズを設定すると、細すぎるコッグピンは、嵌込状態でガタが生じてしまう。
（ニ）挟持ブロックは３分割構造であり、然も、使用の都度、分解・組立する面倒な手間が掛かる。
（ホ）分解時に、部品を見失しなわない様に気を配るのも煩わしい。
（ヘ）形状が比較的複雑なうえに、高い寸法精度を要する挟持溝を６個所も設けるので製作費が著しく嵩む。
（ト）挟持溝が経時摩滅しても、簡単には補修出来ない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ピンラック同士の連結精度の確保、構造の単純化による製作コストの大幅低減、及び連結作業能率の向上等を達成し得る、ピンラックの連結・取付用の治具及び連結工法を提供するにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する為の、本発明によるピンラックの連結・取付用の治具は、
対置した所定長さの１組のピンラックバー間に、ラック歯の役割を果たすコッグピンを所定のピッチで架設した構成を備えるピンラックの複数個を、その取付ベースに縦列連結状態で溶接する際に、連結個所でのピッチを正確に保つ為に用いるものであって、
隣接するコッグピン間に跨座状に当接させ得る長さを有するブロック状の本体と、
ピンラックに所定のピッチで架設されたコッグピンの対向間隔に等しい幅寸法を有して、隣接するコッグピンの間に挿嵌させる為の、本体とは別体に、又は一体に作られた溶接歪み防止ブロックと、
前記挿嵌状態を係脱自在に固定させる為の固定手段とを備えることを特徴とする。
この固定手段は、１組のピンラックバーの間に位置された本体の、ピンラックバーとの対向面の夫々に設けた複数の螺孔と、この螺孔に螺合されてピンラックバーの側面に接離動させ得る突張用ボルトとを備える構成である。
又、本体と溶接歪み防止ブロックとは、締結ボルトを用いて着脱自在に合体させるとよい。
【００１１】
そして、本発明によるピンラックの連結工法は、
対置した所定長さの１組のピンラックバー間に、ラック歯の役割を果たすコッグピンを所定のピッチで架設した構成を備えるピンラックの複数個を、各連結個所でのピッチが正確に保たれる様にして、その取付ベースに縦列連結状態で溶接する為の工法であって、
連結個所で対向する１組のコッグピンの間に、ピンラックに所定のピッチで架設されたコッグピンの対向間隔に等しい幅寸法を有する溶接歪み防止ブロックを挟み込ませる作業工程と、
この挟込状態の溶接歪み防止ブロックを、前記ピンラックバーの側面に接離動させ得る突張用ボルトを用いる固定手段により、ピンラックバーに着脱自在に固定させる作業工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の具体的な構成及び作用に就いて、ボイラ用ユングストローム式空気予熱器のローターの外周面に、その回動用のピンラックセグメントＡ群を取付ける工事に例を採って、図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００１３】
先ず、ピンラックセグメント（ピンラック）Ａの形態とその取付情況に就いては、既に説明済みであるが、念の為、図１〜図４、及び図８を参照しながら、ここで再説明して置く。
図１は、所定長さに作られたピンラックセグメントＡの複数個を、ローターの外周壁Ｂの全周にわたって縦列連結状態で取付けた有様を示す部分側面図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大縦断面図である。
【００１４】
ピンラックセグメントＡは、図１，図２に示した様に、所定間隔を隔てて対置した、所定長さの帯板状の１組のピンラックバー２１，２１間に、ラック歯の役割を果たすコッグピン２２群を、所定のピッチを保たせて架設した構成を備えている。
【００１５】
外周壁Ｂへの、ピンラックセグメントＡ群の取付けは、図１，図２に示した様に、矩形板片状のホールディングブロック３１を介して行う。
このホールディングブロック３１は、外周壁Ｂの、ピンラックセグメントＡ群の各連結個所に於いて、その１組づつを、図１に示した様に、隣接するピンラックセグメントＡ，Ａ間に跨がり、且つ、図２に示した様に、ピンラックセグメントＡを幅方向から挟み付ける配置を以て、溶接手段により突設する。ａは溶接個所である。
【００１６】
図３，図４に示したＣはピニオンギヤで、ピンラックセグメントＡ群に噛合されて、ロータ（図示略）を回転駆動する。
【００１７】
既に説明した様に、ピンラックセグメントＡ群を、縦列状に連結させつつ外周面Ｂに取り付ける際には、各連結個所に於いて、隣り合う１組のコッグピン２２，２２の対向間隔は、所定の正確なピッチを保つ様に、作業に気を配る必要がある。ところが、この対向間隔は、溶接時の熱歪み現象によって狂わされ勝ちである。
【００１８】
そこで、この熱歪対策とし使用するのが、本発明によるピンラックの連結・取付用の治具である。
図５〜図７に、本発明の一実施例としての治具１００の形態を示し、図８に、その使用状態を示した。
図８中に符号Ｄを付したのはトルクレンチであり、その他の符号は、既述の符号と共通している。
【００１９】
治具１００は金属製で、図５に示した様に、所定の大きさと厚みを備えた矩形板を、その本体１としている、
本体１の長さは、図８に示した様に、ピンラックセグメントＡ同士の連結個所に於いて、隣接するコッグピン２２，２２間に跨座状態で当接し得る寸法に設定している。
又、本体１の横幅は、１組のピンラックバー２１，２１の対向間隔よりも所定寸法だけ狭くしている。
【００２０】
本体１の片面には、図５に示した様に、その横幅方向を貫く様にして、断面が矩形状の挿嵌溝１ａを設けている。
そして、この挿嵌溝１ａには、図６に示した様に、直方体状の溶接歪み防止ブロック２を、挿嵌溝１ａの深さ分だけ緊密に嵌め込ませている。
溶接歪み防止ブロック２には、高周波焼入処理を施して、耐摩耗性を向上させている。
【００２１】
上記の嵌込状態を係脱自在に固定させる為に、本体１及び溶接歪み防止ブロック２には、この両者を貫通するボルト孔及び螺孔３を、複数個所、例えば３個所に設けている。
図７に示した４は、本体１と溶接歪み防止ブロック２との合体用の、締結ボルトで、螺孔３に螺じ込まれる。
【００２２】
更に、本体１の長手方向の両側端面（図５，図７では上下面）には、夫々の両端近くの計４個所に螺孔５を設けている。
各螺孔５には、丸頭の突張用ボルト６が螺じ込まれる。
【００２３】
次に、治具１００を使って、ロータの外周面Ｂの全周にわたって、複数個のピンラックセグメントＡを、縦列連結状態で正確に取付ける作業の手順に就いて、その一例を、図８〜図１０も参照しながら説明する。
【００２４】
先ず、外周面Ｂには、ピンラックセグメントＡ群を取付けるべき、サークル状の取付ラインに沿って点在する、ピンラックセグメントＡ同士の連結個所の夫々に、１組のホールディングブロック３１，３１の取付位置を示す為の目印マークを、ケガキ等によって印す。
【００２５】
然る後、１個目と２個目のピンラックセグメントＡを外周面Ｂに取付ける為の、取付用脚部材となる計３組のホールディングブロック３１を、外周面Ｂに夫々仮溶接する。
その際には、図９に示した様に、本溶接時の熱歪を防ぐ為のサポートバー３２を、溶接してホールディングブロック３１に沿わせる。
この対策を講じた後、各ホールディングブロック３１の本溶接を終えたら、図１０に示した様に、サポートバー３２は取り外す。
【００２６】
次に、１個目のピンラックセグメントＡを、ゲーシを使って所定の高さ位置を保たせながら、そのピンラックバー２１の両端部の夫々を、ホールディングブロック３１に仮溶接する。
【００２７】
次いで、１個目のピンラックセグメントＡの隣に、２個目のピンラックセグメントＡを、上記と同様にして、ホールディングブロック３１に仮溶接する。
その際には、ゲージとノギスを使って、ピンラックセグメントＡ同士の連結個所で隣り合う２本のコッグピン２２，２２の対向間隔、つまり、ピンラックのピッチを正確に調整する。
【００２８】
然る後、連結個所に治具１００を取付ける。
その際に、治具１００の４本の突張用ボルト６は、予め、各螺孔５の中に引っ込めて置く。
そして、図８に示した様に、この治具１００を、溶接歪み防止ブロック２の側を下向きにした状態で、その本体１を、連結個所で対向する１組のコッグピン２２，２２間に跨座状に当接させる。
【００２９】
この時、溶接歪み防止ブロック２を、１組のコッグピン２２，２２の間に緊密に嵌め込ませる。
然る後、引っ込めてあった４本の突張用ボルト６を、トルクレンチＤを使ってほぼ均等に螺孔５から螺脱させて行き、夫々のボルト頭を、ピンラックバー２１の対向する側面に圧接させる。
これによって、治具１００は、上記の状態を保ったまま、ピンラックセグメントＡ同士の連結個所にしっかり固定される。
【００３０】
以後は、残りの総てのピンラックセグメントＡを、各連結個所に治具１００を挟み込みながら、上記と同様にして順次、本溶接済みのホールディングブロック３１に仮溶接して行く。
【００３１】
ピンラックセグメントＡ群の、この仮溶接取付を終えたら、次に、夫々のピンラック２１バーを、対応したホールディングブロック３１に本溶接する。
その際に、溶接熱による歪み応力（収縮力）が発生しても、治具１００の溶接歪み防止ブロック２がこの力を受け止めてくれる。
そして、これによって、連結個所で対向する１組のコッグピン２２，２２間のピッチに狂いが生ずる恐れが無くなる。
【００３２】
上記の本溶接を完了したら、各治具１００の突張ボルト６を、トルクレンチＤを使って螺孔５内に引っ込ませたうえ、１組のコッグピン２２，２２間 に挟み付けられている溶接歪み防止ブロック２を引き抜く。
それには、本体１の背面側の螺孔３を利用して、治具１００の抜取用のジャッキ（図示略）を連結させる等すればよい。
【００３３】
尚、治具１００を使い続けて、溶接歪み防止ブロック２の両側面のコッグピン２２と接触する部分が摩滅して来たら、溶接歪み防止ブロック２を表裏反転させたうえ、本体１に取付ければ、摩滅していない部分をコッグピン２２に接触させることが出来て、治具１００の耐用期間が倍増する。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかな様に、本発明によるピンラックの連結・取付用の治具を用いれば、図１１，図１２に示した如き従来の治具を使うのと比べて、以下に列挙した如き多くの優れた効果が得られる。
（ａ）ピンラック同士のの連結個所で対向する１組のコッグピンを固定させるのに、ピンを全周にわたって挟み付けるのに比べて、１組のピンの間に溶接歪み防止ブロックを挟み込ませる方が、治具の着脱操作を遙かに簡便に行える。
（ｂ）コッグピンの外径が、製作コストとの兼ね合いからして有る程度のバラ付いていても、治具によるピッチ設定の精度が変動することは無い。
（ｃ）高い寸法精度を必要とする部分が少ないので、構造が単純なことと併せて、治具の製作コストを顕著に下げられる。
（ｄ）治具の分解時に、部品を紛失しない様に気を配らなくても済む。
（ｅ）経時的に摩滅して来た部分だけを、表裏反転させれば、この治具を継続して使える。又は、摩滅部分を簡単に交換出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を、ボイラ用ユングストローム式空気予熱器のローターの外周面に、ピンラックを取付ける場合に適用した一実施例を示すもので、この取付状態を示した部分側面図である。
【図２】同上、図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大縦断面図である。
【図３】同上、ピンラックとその駆動用のピニオンギヤとの噛合状態を模式的に示した平面図である。
【図４】同上、ピンラックとピニオンギヤとの噛合状態を示した縦断面図である。
【図５】同上、本発明による治具の斜視図である。
【図６】同上、治具の構成部材である溶接歪み防止ブロックの斜視図である。
【図７】同上、治具の部分破断背面図である。
【図８】同上、治具の使用状態を示す部分斜視図である。
【図９】同上、ピンラックの取付用部材であるホールディングブロックを、ロータの外周面に仮溶接した状態を示す部分斜視図である。
【図１０】同上、ホールディングブロックを本溶接し終えた状態を示す部分斜視図である。
【図１１】従来例を示すもので、治具の斜視図である。
【図１２】同上、治具の構成部品を示す為の分解斜視図である。
【符号の説明】
Ａ ピンラックセグメント（ピンラック）
Ｂ ロータの外周面（取付ベース）
Ｃ ピニオンギヤ
Ｄ トルクレンチ
１００ 治具
１ 本体
１ａ 挿嵌溝
２ 溶接歪み防止ブロック
３ 螺孔
４ 締結ボルト
５ 螺孔
６ 突張用ボルト
２１ ピンラックバー
２２ コッグピン
３１ ホールディングブロック
３２ サポートバー
２００ 従来の治具
５１Ａ〜５１Ｃ 挟持ブロック
５２ 締結ボルト
５３ 螺孔
ａ 溶接個所
ｂ 挟持溝

Claims (3)

1. 対置した所定長さの１組のピンラックバー間に、ラック歯の役割を果たすコッグピンを所定のピッチで架設した構成を備えるピンラックの複数個を、その取付ベースに縦列連結状態で溶接する際に、連結個所でのピッチを正確に保つ為に用いるものであって、
   隣接するコッグピン間に跨座状に当接させ得る長さを有するブロック状の本体と、
   ピンラックに所定のピッチで架設されたコッグピンの対向間隔に等しい幅寸法を有して、隣接するコッグピンの間に挿嵌させる為の、本体とは別体に、又は一体に作られた溶接歪み防止ブロックと、
   前記挿嵌状態を係脱自在に固定させる為の固定手段とを備え、
   該固定手段は、１組のピンラックバーの間に位置された本体の、ピンラックバーとの対向面の夫々に設けた複数の螺孔と、この螺孔に螺合されてピンラックバーの側面に接離動させ得る突張用ボルトとを備えることを特徴とするピンラックの連結・取付用の治具。
2. 本体と溶接歪み防止ブロックとは、締結ボルトを用いて着脱自在に合体させたことを特徴とする請求項１記載のピンラックの連結・取付用の治具。
3. 対置した所定長さの１組のピンラックバー間に、ラック歯の役割を果たすコッグピンを所定のピッチで架設した構成を備えるピンラックの複数個を、各連結個所でのピッチが正確に保たれる様にして、その取付ベースに縦列連結状態で溶接する為の工法であって、
   連結個所で対向する１組のコッグピンの間に、前記ピンラックに所定のピッチで架設されたコッグピンの対向間隔に等しい幅寸法を有する溶接歪み防止ブロックを挟み込ませる作業工程と、
   この挟込状態の溶接歪み防止ブロックを、前記ピンラックバーの側面に接離動させ得る突張用ボルトを用いる固定手段により、ピンラックバーに着脱自在に固定させる作業工程とを含むことを特徴とするピンラックの連結工法。

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