JP4839317B2 - 液体圧装置 - Google Patents

Description

本発明は、被締結部材の挿通孔に挿通されたボルトを予め引っ張り力を加えた状態でねじ結合させる液体圧装置に関する。

従来から、発電所等の動力プラントで使用される蒸気タービンやガスタービンのタービンケースを組み立てる場合にはボルトとナットによる締結方法が多く用いられている。しかしながら、このような締結方法ではナットに加える締め付けトルクの殆どがその座面における回転摩擦に対抗するものとなるため、ボルトの軸力を高めて高い締結力を得るのは困難である。そのため、このように高い締結力が必要とされる場合には、油圧によりボルトに予め引っ張り力を加えた状態でねじ結合する油圧ナットが用いられる。

油圧ナットは、タービンケース上に配置される環状のシリンダとシリンダに対して軸方向に移動自在に装着されるピストンとを備えており、シリンダとピストンとの間には圧力室が区画形成され、圧力室に油圧を供給するための給油口がシリンダまたはピストンに形成されている。また、ピストンの軸心にはねじ孔が形成され、このねじ孔にはタービンケースの挿通孔に挿通されたボルトがねじ結合されるようになっており、ピストンをボルトにねじ結合した状態で圧力室に油圧を供給すると、ボルトに引っ張り力が加えられるようになっている。また、ピストンの外周部にはロックリングがねじ結合により装着されており、ボルトに引っ張り力を加えた状態でロックリングをシリンダの軸方向端面に接する位置まで回転させ、圧力室内の油圧を抜くと、ボルトの軸力がロックリングを介してシリンダにより支持されるようになっている。これにより、油圧ナットはボルトに引っ張り力を加えた状態でねじ結合されることになり、ボルトの軸力を高めて高い締結力を得ることができる。締結された油圧ナットをボルトから取り外すときには、圧力室に再度規定の油圧を供給してロックリングがシリンダの軸方向端面から離れるまでピストンを作動させ、次いでロックリングをシリンダの軸方向端部から十分に離れるまで回転させる。そして、ロックリングが十分に緩められた状態で油圧を抜くことにより、ボルトの軸力が開放され、油圧ナットをボルトから取り外すことができる。

一方、ボルトに予め引っ張り力を加えた状態でナットをねじ結合させるために、ボルトテンショナーを用いる締結方向が知られている。ボルトテンショナーはシリンダを有しており、このシリンダの下方側にはナット収容室が設けられ、シリンダは予めナットが緩く締結されたボルトの先端部をナット収容室で覆うようにタービンケース上に配置される。シリンダ内には軸方向に移動自在にピストンが組み付けられており、このピストンとシリンダとにより圧力室が区画形成されている。ピストンの軸心にはねじ孔が形成されており、このねじ孔はナット収容室に収容されたボルトの先端部に着脱自在にねじ結合されるようになっている。そして、ピストンをボルトにねじ結合させた状態で圧力室に油圧を供給し、ボルトに引っ張り力を加えた状態でナットを締め込み、圧力室内の油圧を抜くことで、ボルトに軸力が生じた状態でナットをボルトに締結することができるようになっている。締結作業の完了後にはピストンとボルトとのねじ結合が解除され、ボルトテンショナーはタービンケース上から取り除かれる。締結されたナットをボルトから取り外すときには、再度ボルトテンショナーをタービンケース上に配置し、ピストンをボルトにねじ結合して、圧力室に油圧を供給する。そして、ナットがタービンケースから離れるまでピストンを作動させた状態でナットを十分に緩めて油圧を抜くことにより、ボルトの軸力を開放して、ナットをボルトから取り外すことができる。

タービンケースを組み立てるためには高い締結力が必要であるため、タービンケースには多数のボルトが小さなピッチで並んで配置されることになる。そのため、油圧ナットやボルトテンショナーの外径寸法は制限されることになり、これらのピストンの受圧面積を十分に大きく設定することができない場合がある。したがって、ボルトに所定の引っ張り力を加えるためには、圧力室内に供給する油圧を高くする必要があり、場合によっては２５０Ｍｐａ以上の超高圧とされる場合がある。このような超高圧ではシリンダとピストンとの摺動部に装着されるシール部材が油圧に耐えることができず、圧力室から油圧の漏れを生じるおそれがある。

油圧ナットをボルトに締結する際に圧力室のシール不全が生じた場合には、ボルトに軸力が発生していないので、この油圧ナットをボルトから取り外してシール部材を交換後に再使用することが可能である。しかしながら、ボルトに軸力を発生させた状態で締結された油圧ナットを取り外すために圧力室に油圧を供給したときにシール不全が生じた場合には、本来の加圧によりピストンを作動させることができず、ロックリングを緩めて油圧ナットを取り外すことができなくなる。この場合、油圧ナットをボルトから取り外すためには、ロックナットをカッター等を用いて切断する必要があり、油圧ナットの取り外し作業が困難となる。

また、ボルトテンショナーにおいても、ナットの締結作業時に圧力室の油圧漏れが生じると、作業途中にボルトテンショナー自体を交換する必要があり、その作業性が低下することになる。

本発明の目的は、圧力室のシール不全が生じても容易に作業を継続し得る液体圧装置を提供することにある。

本発明の液体圧装置は、被締結部材の挿通孔に挿通されたボルトに引っ張り力を加えた状態でねじ結合する液体圧装置であって、前記被締結部材に配置される第１の荷重受け部材と、前記ボルトにねじ結合するねじ孔を備え、前記第１の荷重受け部材に軸方向に移動自在に組み付けられて前記第１の荷重受け部材とにより圧力室を区画形成する第２の荷重受け部材と、前記圧力室内に軸方向に移動自在に組み付けられ、前記圧力室を第１の圧力室と第２の圧力室に分割する中間ピストンと、前記第１の荷重受け部材に形成され、前記第１の圧力室に液体圧を供給する第１の液体圧供給口と、前記第２の荷重受け部材に形成され、前記第２の圧力室に液体圧を供給する第２の液体圧供給口と、前記第１と第２の荷重受け部材のいずれか一方の外周部にねじ結合し、前記第１と第２の荷重受け部材のいずれか他方の軸方向端面に接して前記ボルトの軸力を支持するロックリングとを有し、前記第１と第２の液体圧供給口のいずれから液体圧を供給しても前記第２の荷重受け部材を作動し得ることを特徴とする。

本発明の液体圧装置は、被締結部材の挿通孔に挿通されたボルトに予め引っ張り力を加えた状態でナットをねじ結合させる液体圧装置であって、前記被締結部材に着脱自在に配置される第１の荷重受け部材と、前記ボルトに着脱自在にねじ結合するねじ孔を備え、前記第１の荷重受け部材に軸方向に移動自在に組み付けられて前記第１の荷重受け部材とにより圧力室を区画形成する第２の荷重受け部材と、前記圧力室内に軸方向に移動自在に組み付けられ、前記圧力室を第１の圧力室と第２の圧力室に分割する中間ピストンと、前記第１の荷重受け部材に形成され、前記第１の圧力室に液体圧を案内する第１の液体圧供給口と、前記第２の荷重受け部材に形成され、前記第２の圧力室に液体圧を案内する第２の液体圧供給口とを有し、前記第１と第２の液体圧供給口のいずれから液体圧を供給しても前記第２の荷重受け部材を作動し得ることを特徴とする。

本発明の液体圧装置は、前記第１の圧力室からの液体圧の漏れを防止する第１のシール部材と前記第２の圧力室からの液体圧の漏れを防止する第２のシール部材とを前記中間ピストンに装着したことを特徴とする。

本発明によれば、第１と第２の液体圧供給口のいずれから液体圧を供給しても第２の荷重受け部材を作動させることができるので、第１と第２のいずれか一方の圧力室から液体圧の漏れが生じても、他方の圧力室に液体圧を供給して第２の荷重受け部材を作動させて、ボルトとの締結作業を継続することができ、これにより、この液体圧装置の作業性を向上させることができる。第１と第２のいずれか一方の圧力室にシール不全が生じても、その修理をすることなく、他方の圧力室に液体圧を供給して第２の荷重受け部材を作動させることができるので、緊急時に迅速に作業を行うことができる。

また、本発明によれば、中間ピストンに第１の圧力室からの液体圧の漏れを防止する第１のシール部材と第２の圧力室からの液体圧の漏れを防止する第２のシール部材を装着するようにしたので、第１と第２の一方のシール部材が破損することにより、いずれか一方の圧力室から液体圧が漏れても、他方のシール部材により他方の圧力室の気密性を確実に確保して第２の荷重受け部材を確実に作動させることができる。

本発明の一実施の形態である油圧ナットが用いられたガスタービンの一部を示す断面図である。 図１に示す油圧ナットの詳細を示す斜視図である。 図２に示す油圧ナットの使用状態（油圧供給前）を示す断面図である。 第２給油口から油圧を供給した場合の油圧ナットの使用状態を示す断面図である。 第１給油口から油圧を供給した場合の油圧ナットの使用状態を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態であるボルトテンショナーの詳細を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示すガスタービン１１は発電所等の動力プラントで用いられるものであり、そのタービンケース１２内には高温、高圧とされたガスの熱エネルギを機械的エネルギに変換する図示しないタービン軸が収容されている。

被締結部材であるタービンケース１２はアッパーケース１３とアンダーケース１４とに分割可能に形成されており、各ケース１３，１４のフランジ１３ａ，１４ａに形成された挿通孔１３ｂ，１４ｂにはボルト１５が挿通されている。このボルト１５は一方のフランジ１４ａ側から挿通され、その先端部は他方のフランジ１３ａ側から突出しており、ねじ部１５ａには液体圧装置としての油圧ナット２１がねじ結合されている。これにより、ボルト１５の頭部１５ｂと油圧ナット２１の間にフランジ１３ａ，１４ａが挟み込まれてタービンケース１２が組立てられる。その際、油圧ナット２１はボルト１５に引っ張り力を加えた状態でねじ結合して、締結後のボルト１５を軸力が生じた状態としてタービンケース１２を強固に締結するようになっている。

図２は図１に示す油圧ナットの詳細を示す斜視図であり、図３は図２に示す油圧ナットの使用状態（油圧供給前）を示す断面図であり、図４は第２給油口から油圧を供給した場合の油圧ナットの使用状態を示す断面図である。図２に示すように、この油圧ナット２１は第１の荷重受け部材としてのシリンダ２２と第２の荷重受け部材としてのピストン２３とを有しており、その外形は略円筒形状に形成されている。

図３に示すように、シリンダ２２は鋼材を切削加工することにより円盤状の底壁部２２ａと円筒状の側壁部２２ｂとが一体となった底付き円筒状に形成されており、底壁部２２ａの下面に形成された締結面２２ｃにおいてタービンケース１２のフランジ１３ａ上に配置されるようになっている。また、側壁部２２ｂの内側にはシリンダ室２４が形成されており、フランジ１３ａから突出するボルト１５のねじ部１５ａは底壁部２２ａの軸心に設けられた貫通孔２２ｄから挿通されてシリンダ室２４の内部に突出している。

一方、ピストン２３は鋼材を切削加工することにより大径円筒部２３ａと小径円筒部２３ｂとが一体となった略円環状に形成されており、大径円筒部２３ａの外周面がシリンダ室２４の内周面に摺接し、小径円筒部２３ｂの外周面が貫通孔２２ｄの内周面に摺接することにより、ピストン２３はシリンダ２２に軸方向に移動自在に組み付けられている。ピストン２３の軸心にはねじ孔２５が形成されており、ピストン２３はこのねじ孔２５においてボルト１５のねじ部１５ａにねじ結合されるようになっている。したがって、ピストン２３のねじ孔２５にボルト１５をねじ結合させた状態でピストン２３がシリンダ２２から離れる方向（図２中上方向）に移動すると、ボルト１５はピストン２３により引っ張り力を加えられることになる。

シリンダ２２とピストン２３との間にはこれらの部材により円環状の圧力室２６が区画形成されており、ピストン２３がシリンダ２２から離れる方向つまりフランジ１３ａから離れる軸方向に移動すると圧力室２６の容積が増加するようになっている。また、この圧力室２６の内部には、シリンダ２２とピストン２３とに対して軸方向に移動自在に中間ピストン２７が組み付けられている。この中間ピストン２７は外周部においてシリンダ室２４の内周面に摺接するとともに内周部においてピストン２３の外周面に摺接する円環状に形成されており、圧力室２６を第１の圧力室２６ａと第２の圧力室２６ｂとに軸方向に２分割している。

シリンダ２２には、第１の圧力室２６ａの内部に液体圧つまり作動油を作動媒体とした油圧を供給するために、第１の液体圧供給口としての第１給油口３１が形成されている。この第１給油口３１はシリンダ２２の側面に開口する接続部３１ａと接続部３１ａから第１の圧力室２６ａにまで貫通する案内孔３１ｂとを有しており、接続部３１ａにおいて図示しない油圧ポンプに接続され、油圧ポンプから案内孔３１ｂを介して第１の圧力室２６ａの内部に油圧を供給することができるようになっている。

また、ピストン２３には、第２の圧力室２６ｂの内部に液体圧つまり油圧を供給するために、第２の液体圧供給口としての第２給油口３２が３つ形成されている。これらの第２給油口３２は、それぞれピストン２３の軸方向端面に開口する接続部３２ａと接続部３２ａから第２の圧力室２６ｂにまで貫通する案内孔３２ｂとを有しており、接続部３２ａにおいて図示しない油圧ポンプと接続され、油圧ポンプから案内孔３２ｂを介して第２の圧力室２６ｂの内部に油圧を供給することができるようになっている。このとき、油圧供給の初期段階において、いずれかの第２給油口３２を空気抜き用として開放し、第２の圧力室２６ｂの内部が作動油で満たされた後に当該接続部３２ａを図示しないプラグ等で閉塞するようにしてもよい。

なお、本実施の形態においては、第２の圧力室２６ｂに油圧を供給するための第２給油口３２をピストン２３に３つ設けるようにしているが、これに限らず、その個数は任意に設定することができる。また、空気抜き用のポートを第２給油口３２とは別に形成するようにしてもよい。

第１の圧力室２６ａに供給される油圧の漏れを防止するために、シリンダ２２の底壁部２２ａには小径円筒部２３ｂの外周面に摺接するシール部材３３ａが装着され、中間ピストン２７の外周部の第１の圧力室２６ａ側の軸方向端部にはシリンダ室２４の内周面に摺接する第１のシール部材３４が装着され、中間ピストン２７の内周部の第１の圧力室２６ａ側の軸方向端部には小径円筒部２３ｂの外周面に摺接する第１のシール部材３５が装着されている。また、第２の圧力室２６ｂに供給される油圧の漏れを防止するために、ピストンの大径円筒部２３ａの外周部にはシリンダ室２４の内周面に摺接するシール部材３３ｂが装着され、中間ピストン２７の外周部の第２の圧力室２６ｂ側の軸方向端部にはシリンダ室２４の内周面に摺接する第２のシール部材３６が装着され、中間ピストン２７の内周部の第２の圧力室２６ｂ側の軸方向端部には小径円筒部２３ｂの外周面に摺接する第２のシール部材３７が装着されている。

このように、この油圧ナット２１では、中間ピストン２７には第１の圧力室２６ａ側と第２の圧力室２６ｂ側とで別々のシール部材が装着されている。つまり、第１の圧力室２６ａと第２の圧力室２６ｂはそれぞれ別々のシール部材により気密性が保たれるようになっており、一方の圧力室が油圧の漏れを生じても、他方の圧力室には油圧の漏れを生じさせないようになっている。

図２に示すように、ピストン２３の外周部には、ピストン２３に加えられるボルト１５の軸力を支持するために、ロックリング４１が装着されている。このロックリング４１はは鋼材により円環状に形成されており、図３に示すように、その内周面には雌ねじ部４１ａが形成され、ロックリング４１はこの雌ねじ部４１ａにおいてピストン２３の大径円筒部２３ａの外周部に形成された雄ねじ部２３ｃにねじ結合されている。したがって、ロックリング４１を回転させることにより、ロックリング４１をピストン２３に対して軸方向に移動させることができる。また、このロックリング４１の軸方向に垂直な軸方向端面（図３中下側の端面）は荷重支持面４１ｂとなっており、この荷重支持面４１ｂはシリンダ２２の側壁部２２ｂの開口側の軸方向端面２２ｅに対向するようになっている。そして、ロックリング４１を周方向に回すことにより、ロックリング４１の荷重支持面４１ｂとシリンダ２２の軸方向端面２２ｅとを接触させることができるようになっている。

次に、このような油圧ナットの作動について説明する。

まず、図３に示すように、シリンダ２２がアッパーケース１３に配置されるように油圧ナット２１を配置し、貫通孔２２ｄから挿通されたボルト１５のねじ部１５ａをピストン２３のねじ孔２５にねじ結合させる。このとき、第１の圧力室２６ａと第２の圧力室２６ｂには油圧は供給されておらず、ピストン２３はシリンダ２２に近接している。

次に、第２給油口３２に図示しない油圧ポンプを接続し、油圧ポンプにより第２給油口３２から第２の圧力室２６ｂの内部に所定の圧力で作動油を供給する。この場合、第２の圧力室２６ｂに供給される油圧は、例えば約２５０Ｍｐａの超高圧とされている。油圧が供給されると第２の圧力室２６ｂの容積を増加させる方向つまりシリンダ２２から離れる方向にピストン２３が移動し、図４に示すように、ピストン２３にねじ結合しているボルト１５はねじ部１５ａがピストン２３とともに軸方向に移動して引っ張り力が加えられた状態となり、この引っ張り力によりボルト１５は軸方向に伸びることになる。このとき、ロックリング４１はピストン２３とともに移動して、図４中に一点鎖線で示すように、その荷重支持面４１ｂとシリンダ２２の軸方向端面２２ｅとの間に隙間Ｌを生じる位置まで移動する。

次に、ロックリング４１を回転させて、その荷重支持面２１ｂがシリンダ２２の軸方向端面２２ｅに当接する位置（図４中に実線で示す位置）まで移動させ、油圧ポンプによる第２の圧力室２６ｂへの油圧の供給を停止する。油圧の供給が停止されると、第２の圧力室２６ｂ内の油圧が低下し、ピストン２３にはボルト１５の弾性力による軸力つまりシリンダ２２に近づく方向の荷重が加えられるが、このとき、ロックリング４１の荷重支持面４１ｂがシリンダの軸方向端面２２ｅに接触しているので、ボルト１５の軸力はピストン２３を介してロックリング４１つまりシリンダ２２に支持され、ピストン２３のシリンダ２２側への移動が制限される。これにより、油圧を抜いた後でも、ボルト１５は軸力を生じた状態に維持され、このボルト１５の軸力により油圧ナット２１の締結面２２ｃは強くフランジ１３ａに接触し、タービンケース１２は強固に締結される。

一方、例えばガスタービン１１の保守、点検等を行うために、油圧ナット２１をボルト１５から取り外してタービンケース１２の締結を解除する場合には、ロックリング４１を緩めるために、第２給油口３２から第２の圧力室２６ｂに再度規定の油圧が供給される。つまり、第２給油口３２から第２の圧力室２６ｂに再度規定の油圧を供給してロックリング４１がシリンダ２２の軸方向端面２２ｅから離れるまでピストン２３を軸方向に作動させ、その状態でロックリング４１を十分に緩め、ロックリングが４１十分に緩められた状態で油圧を抜くことにより、ボルト１５の軸力を開放して、油圧ナット２１をボルト１５から取り外すことになる。

図５は第１給油口から油圧を供給した場合の油圧ナットの使用状態を示す断面図であり、この油圧ナット２１では、第２給油口３２に代えて第１給油口３１から油圧を供給することによっても、ピストン２３を軸方向に作動させることができるようになっている。図５に示すように、第１給油口３１から第１の圧力室２６ａの内部に油圧が供給されると、その油圧により中間ピストン２７は第２の圧力室２６ｂの容積を減少させるとともに第１の圧力室２６ａの容積を増加させる方向に作動し、中間ピストン２７がピストン２３の軸方向端面に接した後は、中間ピストン２７により押されてピストン２３が軸方向に作動することになる。したがって、油圧ナット２１をボルト１５から取り外すために第２給油口３２から第２の圧力室２６ｂに油圧を供給したときに、第２の圧力室２６ｂの気密性を保持するためのシール部材３３ｂ，３６，３７が高圧に耐えきれずに破損等して第２の圧力室２６ｂを規定の油圧にまで高めることができない場合でも、第１給油口３１から第１の圧力室２６ａに油圧を供給することにより、ピストン２３を作動させてボルト１５に引っ張り力を加えることができる。つまり、この油圧ナット２１では、圧力室２６は中間ピストン２７により２分割されているので、一方の第２の圧力室２６ｂが油圧の漏れを発生したときには、第２給油口３２に代えて第１給油口３１から第１の圧力室２６ａに油圧を供給して、ピストン２３を軸方向に作動させることができる。

このように、この油圧ナット２１では、第１給油口３１と第２給油口３２のいずれから油圧を供給してもピストン２３を作動させることができるので、第２の圧力室２６ｂから油圧の漏れが生じても、第１の圧力室２６ａに油圧を供給してピストン２３を作動させることができる。したがって、万一、圧力室２６からの油圧の漏れが生じても、油圧ナット２１のボルト１５との締結作業や取り外し作業を継続することができ、これによりこの油圧ナット２１の作業効率を向上させることができる。また、メンテナンスにより各シール部材を交換できないまま油圧ナット２１を緊急で使用しなければならない場合等であっても、万一、第２の圧力室２６ｂに油圧漏れが生じた場合には、他方の圧力室２６ａに油圧を供給してピストン２３を作動させることができるので、緊急時に迅速に作業を行うことができる。さらに、圧力室２６から油圧漏れが生じても、ロックリング４１を切断等する必要がないので、トラブル回避時の作業が容易になるとともに、その作業の安全性も向上する。

また、この油圧ナット２１では、中間ピストン２７に第１の圧力室２６ａからの油圧の漏れを防止する第１のシール部材３４，３５と、第２の圧力室２６ｂからの油圧の漏れを防止する第２のシール部材３６，３７とを装着するようにしたので、第１と第２のシール部材のいずれか一方が破損していずれか一方の圧力室が油圧漏れを生じても、他方のシール部材により他方の圧力室の気密性を確実に確保することができる。したがって、給油口を代えて油圧を供給したときにピストン２３を確実に作動させることができる。

図６は本発明の他の実施の形態であるボルトテンショナーの詳細を示す断面図である。なお、図６においては前述した部材に対応する部材には同一の符号が付されている。

図６に示す液体圧装置としてのボルトテンショナー５１は、タービンケース１２を締結するためのボルト１５に予め引っ張り力を加えた状態でナット５２をねじ結合させるためのものであり、ボルト１５に軸力を加えた状態でナット５２をねじ結合させて大きな締結力を得るようにしたものである。

図２に示す油圧ナット２１では、圧力室２６に供給される油圧によりピストン２３を作動させてボルト１５に引っ張り力を加え、その状態でロックリング４１をシリンダ２２に当接させることにより、ボルト１５の軸力をロックリング４１により支持させて、ボルト１５を軸力を生じた状態に維持するようにしている。これに対して、このボルトテンショナー５１では、ボルト１５に引っ張り力を加える構造に関しては油圧ナット２１と同様の構造となっているが、ロックリング４１は備えられておらず、ボルト１５の軸力をナット５２により支持させる点で油圧ナット２１と相違している。

そのため、ボルトテンショナー５１のシリンダ２２には圧力室２６よりもフランジ１３ａ側に円筒状のナット収容部５３が形成されており、このボルトテンショナー５１のシリンダ２２はボルト１５がナット収容部５３の内部に位置するように、着脱自在にアッパーケース１３上に配置されるようになっている。なお、ボルト１５には、予めナット５２が軽くねじ結合され、そのナット５２はボルト１５とともにナット収容部５３に配置される。

ナット収容部５３には窓部５４が形成されており、この窓部５４からナット５２の締め込み作業などが行われるようになっている。なお、ナット５２の締め込み作業を容易にするために、ナット５２にはナットアダプタ５５が嵌め込まれており、このナットアダプタ５５は外周面に係合孔５５ａを有し、窓部５４から挿入したハンドル５６を係合孔５５ａに係合させ、そのハンドル５６を操作することにより、ナット５２を回すことができるようになっている。

このようなボルトテンショナー５１による締結作業の手順を説明すると、まず、ナット５２が軽くねじ結合されたボルト１５上にボルトテンショナー５１を配置し、そのピストン２３のねじ孔２５にボルト１５をねじ結合させる。次いで、第２給油口３２から油圧を供給し、第２の圧力室２６ｂの油圧を高めてピストン２３をシリンダ２２から離れる方向に移動させ、ボルト１５に引っ張り力を加える。引っ張り力が加えられると、ボルト１５は軸方向に伸び、ナット５２はボルト１５とともにアッパーケース１３のフランジ１３ａから離れる方向に移動して、ナット５２とアッパーケース１３との間に隙間が生じる。この状態ではナット５２を自由に回転させることができるので、窓部５４からハンドル５６を挿入してナット５２を再度アッパーケース１３に締め付け、アッパーケース１３とナット５２とを接触させた状態とする。この状態から第２の圧力室２６ｂに供給している油圧を排出すると、ボルト１５は軸方向に収縮するので、ナット５２はボルト１５に軸力に加えた状態で締結されることになる。このボルト１５の軸力によりナット５２は強くアッパーケース１３に接触し、締結の緩みが防止される。ナット５２とボルト１５との締結作業が完了すると、このボルトテンショナー５１はアッパーケース１３上から取り外され、次のボルト１５とナット５２との締結作業のために、配置場所が移動される。

このような、ボルトテンショナー５１においても、シリンダ２２とピストン２３とにより区画形成される圧力室２６は中間ピストン２７により軸方向に２分割されており、第２給油口３２から供給した油圧が第２の圧力室２６ｂから漏れたときでも、シリンダ２２に形成された第１給油口３１から油圧を供給することにより、第１の圧力室２６ａに圧力を高めてピストン２３を作動させ、ナット５２の締結あるいは取り外し作業を行うことができる。したがって、多数あるボルト１５の締結作業中に第２の圧力室２６ｂが油圧漏れを生じても、第１給油口３１から油圧を供給して作業を継続して行うことができるので、別のボルトテンショナーを用意するために作業を中断する必要がなく、その作業性が向上することになる。この場合、作業終了後にシール部材の交換等のメンテナンスを行うことになる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記本実施の形態においては、この油圧ナット２１をタービンケース１２の組立に用いているが、これに限らず、他の被締結部材を締結するために用いるようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、圧力室２６には油圧を供給するようにしているが、これに限らず、例えば水などのように非圧縮性で流動性を有する液体であれば、他の液体圧を供給するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、主として第２給油口３２から第２の圧力室２６ｂに油圧を供給してピストン２３を作動させ、第２の圧力室２６ｂが油圧漏れを生じたときに第１給油口３１から第１の圧力室２６ａに油圧を供給するようにしているが、これに限らず、第１給油口３１を主に用いて、第２給油口３２を予備として用いるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、第１の荷重受け部材としてシリンダ２２が設けられ、第２の荷重受け部材としてピストン２３が設けられているが、これに限らず、第１の荷重受け部材にピストン部を設け、第２の荷重受け部材にシリンダ部を設けるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、ロックリング４１はピストン２３の外周面に装着されているが、これに限らず、ロックリング４１をシリンダ２２の外周面に装着するようにしてもよい。この場合、ピストン２３にはロックリング４１の荷重支持面４１ｂと接触可能な軸方向端面が形成されることになる。

本発明は、発電所等の動力プラントで使用される蒸気タービンやガスタービンのタービンケースの組み立て等、強固な締結構造を必要とするときに適用することができる。

Claims (3)

1. 被締結部材の挿通孔に挿通されたボルトに引っ張り力を加えた状態でねじ結合する液体圧装置であって、
   前記被締結部材に配置される第１の荷重受け部材と、
   前記ボルトにねじ結合するねじ孔を備え、前記第１の荷重受け部材に軸方向に移動自在に組み付けられて前記第１の荷重受け部材とにより圧力室を区画形成する第２の荷重受け部材と、
   前記圧力室内に軸方向に移動自在に組み付けられ、前記圧力室を第１の圧力室と第２の圧力室に分割する中間ピストンと、
   前記第１の荷重受け部材に形成され、前記第１の圧力室に液体圧を供給する第１の液体圧供給口と、
   前記第２の荷重受け部材に形成され、前記第２の圧力室に液体圧を供給する第２の液体圧供給口と、
   前記第１と第２の荷重受け部材のいずれか一方の外周部にねじ結合し、前記第１と第２の荷重受け部材のいずれか他方の軸方向端面に接して前記ボルトの軸力を支持するロックリングとを有し、
   前記第１と第２の液体圧供給口のいずれから液体圧を供給しても前記第２の荷重受け部材を作動し得ることを特徴とする液体圧装置。
2. 被締結部材の挿通孔に挿通されたボルトに予め引っ張り力を加えた状態でナットをねじ結合させる液体圧装置であって、
   前記被締結部材に着脱自在に配置される第１の荷重受け部材と、
   前記ボルトに着脱自在にねじ結合するねじ孔を備え、前記第１の荷重受け部材に軸方向に移動自在に組み付けられて前記第１の荷重受け部材とにより圧力室を区画形成する第２の荷重受け部材と、
   前記圧力室内に軸方向に移動自在に組み付けられ、前記圧力室を第１の圧力室と第２の圧力室に分割する中間ピストンと、
   前記第１の荷重受け部材に形成され、前記第１の圧力室に液体圧を案内する第１の液体圧供給口と、
   前記第２の荷重受け部材に形成され、前記第２の圧力室に液体圧を案内する第２の液体圧供給口とを有し、
   前記第１と第２の液体圧供給口のいずれから液体圧を供給しても前記第２の荷重受け部材を作動し得ることを特徴とする液体圧装置。
3. 請求項１または２記載の液体圧装置において、前記第１の圧力室からの液体圧の漏れを防止する第１のシール部材と前記第２の圧力室からの液体圧の漏れを防止する第２のシール部材とを前記中間ピストンに装着したことを特徴とする液体圧装置。

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