JP5691742B2 - ピストン抜出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、往復移動されるピストンをシリンダ内に有するレシプロコンプレッサに対してピストンをシリンダ内から抜き出す補修作業に用いられるピストン抜出し装置に関する。

レシプロタイプのコンプレッサ（例えば特許文献１参照）の点検、補修作業では、ピストンの取り出しおよび装入を実施する必要がある。しかし、この種のレシプロタイプのコンプレッサのうち、大型のコンプレッサにおいては、そのピストンの質量が約１３０〜１７０ｋｇのものもあり、人が持ち上げることができない重量物である。そのため、従来、このような大型のコンプレッサのピストンの取り出しおよび装入作業は、クレーンを用いた玉掛け作業によってピストンを吊上げることによって行なっていた。さらに、取り出したピストンは、円形状のピストン外周全周に亘って摺動面の浸透探傷検査や、ピストンリングの点検および交換、摩耗測定等を行なうため、横向きに抜き出した姿勢のピストンを縦向きの姿勢に置き換える必要があった。

特開２０１０−７７８４１号公報（図５）

しかしながら、従来のピストンの取り出しおよび装入作業では、重量物かつ不安定な形状であるピストンを、クレーンを用いた玉掛け作業によって吊上げることで取り出すため、不安定で危険を伴う作業であり、また、複数の作業者によって作業を行なう必要があった。さらに、このような作業は、時間の掛かる作業であった。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、クレーンを用いた玉掛け作業によりピストンを吊上げることなく、少ない作業者であっても安全かつ手際よくピストンの取り出しおよび装入作業を行なうことのできるピストン抜出し装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、水平方向に往復移動されるピストンをシリンダ内に有するレシプロコンプレッサに対して前記ピストンを前記シリンダ内から抜き出す作業に用いられるピストン抜出し装置であって、高さを調整可能な複数のキャスタを有するとともにテーブル面を昇降可能なリフタ部と、該リフタ部のテーブル面上に設けられたピストン載置台とを備え、前記ピストン載置台は、並設された複数のガイドローラを有するガイド部と、該ガイド部に対して立設された当接面と、前記ガイド部および当接面を一体として回動させることで水平姿勢および垂直姿勢にそれぞれ位置させる回動機構とを有して構成されており、前記水平姿勢にあっては、前記ガイド部が前記ガイドローラに沿って前記ピストンを水平方向前方に案内しつつ当該案内されたピストンを前記ガイドローラ上に載置させるとともに、前記当接面が前記ピストンの前端面に対向方向で当接して前方への移動を規制するようになっており、前記垂直姿勢にあっては、前記当接面が前記ピストンの前端面を支持しつつ当該ピストンを当接面上に載置するように形成されていることを特徴とする。

本発明に係るピストン抜出し装置によれば、高さを調整可能な複数のキャスタを有するので、ピストン抜出し装置自体を簡単に移動可能であり、また、テーブル面を昇降可能なリフタ部を有するので、対象となるピストンの軸芯に合わせて、容易に高さを調節することができる。そのため、種々のレシプロタイプの大型のコンプレッサの点検、補修作業に容易に対応することができる。

また、水平方向に往復移動されるピストンをシリンダ内に有するレシプロタイプの大型のコンプレッサの点検、補修作業では、ピストンを水平方向に抜き出す作業となるが、この点に対し、本発明に係るピストン抜出し装置によれば、ガイド部が並設された複数のガイドローラを有するので、この並設された複数のガイドローラ上を滑らせてピストンを受けることができる。そのため、クレーンによる玉掛け作業を無くすことができる。

さらに、本発明に係るピストン抜出し装置によれば、ピストン載置台は、ガイド部に対して立設された当接面と、ガイド部および当接面を一体として回動させることで水平姿勢および垂直姿勢にそれぞれ位置させる回動機構とを有して構成され、水平姿勢にあっては、前記ガイド部がガイドローラに沿ってピストンを水平方向前方に案内しつつ当該案内されたピストンをガイドローラ上に載置させるとともに、前記当接面がピストンの前端面に対向方向で当接して前方への移動を規制するようになっており、垂直姿勢にあっては、前記当接面がピストンの前端面を支持しつつ当該ピストンを当接面上に載置するように形成されているので、水平方向に抜出したピストンを、容易に縦置き姿勢に置き換えることができる。そのため、取り出したピストンに対し、摺動面の浸透探傷検査や、ピストンリングの点検および交換、摩耗測定等を行なう上で好適である。

ここで、本発明に係るピストン抜出し装置において、前記ピストンの前端側の軸端部に着脱可能に連結される連結部と、該連結部が端部に固定された支持部とを有する引き出し治具を別個に備え、前記当接面には、前記水平姿勢のときに前記ピストンの軸線の延長上に開口する開口部が形成されており、該開口部を通して水平方向前方から前記引き出し治具を前記連結部側から挿入するとともに、前記連結部を前記ピストンの前端側の軸端部に着脱可能になっていれば、ピストンを水平方向に抜き出す作業の作業性を向上させる上でより好適である。

また、本発明に係るピストン抜出し装置において、前記ピストン載置台の回動機構は、ウォーム減速機構と、ラチェット支持機構とを有して構成されており、前記ウォーム減速機構は、ウォーム側を作業者が手で操作することでウォームギヤ側に連結された前記ガイド部および当接面を一体として回動させ、ラチェット支持機構は、前記一体として回動される前記ガイド部および当接面の逆転を防止するように回動位置を規制することが好ましい。このような構成であれば、重量物であるシリンダであっても作業者が手でウォーム減速機構を操作することで容易にその姿勢を変えることが可能であり、また、ラチェット支持機構によって回動途中の姿勢を保持できるため、回動作業の安定性を向上させる上でより好適である。

また、本発明に係るピストン抜出し装置において、前記ガイドローラは、上部に向けて拡幅するＶ字状に設けられた複数対のローラから構成されていることが好ましい。このような構成であれば、ピストンを水平方向に抜き出す作業時のピストンの姿勢の安定性を向上させる上でより好適である。

上述のように、本発明によれば、クレーンを用いた玉掛け作業によりピストンを吊上げることなく、少ない作業者であっても安全かつ手際よくピストンの取り出しおよび装入作業を行なうことのできるピストン抜出し装置を提供することができる。

本発明のピストン抜出し装置の一実施形態の正面図である。 図１の左側面図である。 図１の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明のピストン抜出し装置の付帯装置である引き出し治具の一実施形態の説明図であり、同図（ａ）が正面図、（ｂ）が（ａ）の右側面図である。 本発明のピストン抜出し装置を用いてピストンをシリンダ内から抜き出す作業を説明する図である。 本発明のピストン抜出し装置を用いてピストンをシリンダ内から抜き出す作業を説明する図であり、同図（ａ）は、ピストンをピストン載置台のガイド部上に載置して拘束するイメージを示す図であり、また、（ｂ）は同図（ａ）の拘束状態（水平姿勢）から、回動機構によってピストン載置台を水平姿勢から垂直姿勢に回動させるイメージを示す図である。 回動機構によってピストン載置台を回動させるとともに（垂直姿勢）、リフタ部を操作して高さを低くしたイメージを示す図である。 垂直姿勢とされたシリンダを、ピストン抜出し装置のピストン載置台上から降ろして検査作業台上に移動させた後のイメージを示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、このピストン抜出し装置１は、下部にリフタ部１０を有し、このリフタ部１０の四隅には、高さを調整可能な複数のキャスタ１２（この例では４個）が装着されている。リフタ部１０は、テーブル面１４を昇降可能なリンク機構１０ａと、このリンク機構１０ａを伸縮させる不図示の油圧機構とを有し、油圧機構は、操作用のハンドル１０ｂ側に設けられている昇降レバー１１を足で踏み込むことでテーブル面１４を上昇させ、また、昇降弁１３を手で押すことでテーブル面１４を下降させられるようになっている。

そして、このリフタ部１０のテーブル面１４上にピストン載置台２０が設けられている。このピストン載置台２０は、ガイド部３０、当接面４０、および、これらガイド部３０と当接面４０を一体として回動させる回動機構５０を有して構成されている。
ガイド部３０は、図３に示すように、ピストン４の引き出し方向に沿って並設された複数のガイドローラ３２を有している（同図に示すように、本実施形態の例では５対のローラ３３を有する）。このガイドローラ３２は、図４に示すように、上部に向けて拡幅するＶ字状に設けられた複数対のローラ３３から構成されている。そして、図１に示すように、このガイド部３０に対してピストン４を引き出す側とは反対の側の端部に当接面４０が立設されている。

この当接面４０には、同図の水平姿勢Ｈのときにピストン４の軸線の延長上に開口する開口部４２が形成されており（図２参照）、この開口部４２を通して水平方向前方から、図５に示す引き出し治具６０を、引き出し治具６０の連結部６４側から挿入するとともに、その連結部６４をピストン４の前端側の軸端部５に着脱させるようになっている（後述の作業の説明を参照）。なお、引き出し治具６０は、図５に示すように、ピストン４の前端側の軸端部５に着脱可能に連結されるコ字状の連結部６４と、この連結部６４が先端部に固定された支持部６２と、支持部６２の基端部に固定された把持部６３とを有するものである。コ字状の連結部６４には、対向する位置に一対の固定ボルト６５が設けられており、この固定ボルト６５をピストン４の前端側の軸端部５に対して締め付けることにより、相互を連結するものである。

そして、上記回動機構５０は、図２に示すように、ウォーム減速機構５２、およびラチェット支持機構５４を左右に有して構成され、ウォーム減速機構５２の操作によって、ガイド部３０および当接面４０を一体として回動させることで、図１に示す水平姿勢Ｈおよび図８に示す垂直姿勢Ｖにそれぞれ位置させるように構成されている。
詳しくは、図２に示すように、ピストン載置台２０の左右には、上部に向けて支持腕２０ａが立設されており、各支持腕２０ａの上部が、軸受５１を介してガイド部３０左右の連結腕３０ａを枢支している。そして、同図右側には、軸受５１と同軸のカップリング５２ａを介してウォーム減速機構５２のウォームギヤ側が接続され、反対側（同図左側）には、軸受５１と同軸にラチェット支持機構５４が設けられている。

ウォーム減速機構５２は、ハンドル５３が連結されたウォーム側を作業者が手で操作することで、ウォームギヤ側が連結されたガイド部３０、およびガイド部３０と一体の当接面４０を回動させる。このウォーム減速機構５２の減速比は１／６０となっており、ハンドル５３を小さい力で操作しても重量物であるピストン４を載置したままガイド部３０および当接面４０を回動可能になっている。一方、ラチェット支持機構５４は、一体として回動されるガイド部３０および当接面４０（並びに載置されたピストン４）の逆転を防止するように回動位置を内蔵するラチェット歯車とラチェット爪（不図示）相互の係脱を繰り返すことによって規制するようになっている。

これにより、上記ピストン載置台２０は、水平姿勢Ｈにあっては、ガイド部３０がガイドローラ３２に沿ってピストン４を水平方向前方に案内（図１において紙面の右側から左側）しつつ当該案内されたピストン４をガイドローラ３２上に載置させるとともに、当接面４０がピストン４の前端面（図６に示す符号４ｔ）に対向方向で当接して前方への移動を規制するようになっている。また、垂直姿勢Ｖにあっては、当接面４０がピストン４の前端面４ｔを支持しつつ当該ピストン４を当接面４０上に載置するように形成されている。

次に、このピストン抜出し装置１を用いたピストン抜出し作業およびその作用・効果について説明する。
図６に示すように、このピストン抜出し装置１は、水平方向に往復移動されるピストン４をシリンダ３内に有するレシプロコンプレッサ２に対してピストン４をシリンダ３内から抜き出す作業（および装入する作業）に用いられる。なお、点検完了後の装入作業は、抜き出し作業の逆の手順にて行なうため、以下の説明は抜出し作業について行い、装入作業の説明は省略する。

同図に示すように、まず、準備段階として、レシプロコンプレッサ２側のシリンダヘッド（不図示）を予め外しておき、レシプロコンプレッサ２側のピストン４を見える状態にする。また、ピストン４の軸７の後端側の軸端部６には雄ねじが形成されているが、この軸端部６と不図示のコネクティングロッド側との連結ナットについても、予め外しておき、抜出し作業の対象となるピストン４をシリンダ３内で自由にスライド移動可能な状態にする。

次に、上述した構成のピストン抜出し装置１を、シリンダ３のヘッド開口部の所定の位置に設置する。このとき、このピストン抜出し装置１によれば、高さを調整可能な複数のキャスタ１２を有するので、ピストン抜出し装置１自体を簡単にヘッド開口部近傍に移動可能であり、また、テーブル面１４を昇降可能なリフタ部１０を有するので、対象となるピストン４の軸芯に合わせて、容易に高さを調節することができる。そのため、種々のレシプロタイプの大型のコンプレッサの点検、補修作業時に容易に対応することができる。

シリンダ３のヘッド開口部の所定の位置に設置するに際し、この例では、ヘッド側のボルト８を用い、連結板７０をヘッド側のボルト８に装着し、この連結板７０を介してピストン載置台２０の後端面２０ｋを連結するようにしている。これにより、対象となるピストン４の軸芯に合わせた後の、シリンダ３のヘッド開口部の所定の位置を確実に固定することができるため、抜き出し作業を一層安全に行なうことができる。

次に、同図の水平姿勢Ｈのときに、ピストン４の軸線の延長上に開口する開口部４２を通して水平方向前方から、引き出し治具６０をその連結部６４側から挿入し、この連結部６４をピストン４の前端側の軸端部５に固定する。このピストン抜出し装置１によれば、上記構成の引き出し治具６０を用いてピストン４の抜出しを行えるようにしたので、ピストン４を水平方向に抜き出す作業の作業性を向上させる上でより好適である。

次に、ガイド部３０を水平姿勢Ｈとした状態で、作業者が引き出し治具６０を前方に引き出して、これに伴いピストン４を水平方向前方にスライド移動させる。このとき、ガイド部３０は、ピストン４の抜出し方向に沿って並設された複数のガイドローラ３２を有するので、この並設された複数のガイドローラ３２上を滑らせてピストン４を受けることができる。
そのため、クレーンによる玉掛け作業を無くすことができる。また、この抜き出し作業は、一人の作業者によって容易に行なうことができる。

次に、図７（ａ）に示すように、水平姿勢Ｈのガイド部３０上に載置されたピストン４を、ベルト７２を用いて固定する。安全のためである。なお、ガイド部３０左右の連結腕３０ａの内側面には、ベルト７２のフックを固定するためのアイボルト３０ｔが付設されており、容易にベルト７２によってピストン４を締め付けられるようになっている。

次に、図７（ｂ）に示すように、水平姿勢Ｈのガイド部３０を、回動機構５０を操作してピストン４を垂直姿勢Ｖに位置させる。このとき、このピストン抜出し装置１によれば、回動機構５０は、ウォーム減速機構５２およびラチェット支持機構５４を有して構成され、ウォーム減速機権５２は、ハンドル５３が連結されたウォーム側を作業者が手で操作することで、ウォームギヤ側が連結されたガイド部３０、およびガイド部３０と一体の当接面４０（並びに載置されたピストン４）を回動させるので、回動作業を一人の作業者によって容易に行なうことができる。また、ラチェット支持機構５４は、一体として回動されるガイド部３０および当接面４０（並びに載置されたピストン４）の逆転を防止するように回動位置を内蔵するラチェット歯車とラチェット爪（不図示）相互の係脱を繰り返すことによって規制するようになっているので、回動作業を一層安全に行なうことができる。

次いで、上述のヘッド側のボルト８に装着した連結板からピストン載置台２０の後端面２０ｋを取り外し、リフタ部１０の昇降弁１３を手で押すことでテーブル面１４を下降させ、これにより、図８に示すように、垂直姿勢Ｖに位置しているピストン４を低い位置まで下げる。このピストン抜出し装置１によれば、このように操作することで、載置台２０のピストン４の重心を低くすることができるので、搬送作業を一層安全に行なうことができる。

次いで、図９に示すように、ピストン４の後端側の軸端部６に吊下用連結ナット７４を締結し、この吊下用連結ナット７４を介して吊下用チェン７６でピストン４を吊下して検査作業台７８上に移動させる。この作業は、図８に示した低い位置の載置台２０の高さの近傍の高さで行なうことができるので、従来のクレーンによる玉掛け作業に比べて、安全に行なうことができる。そして、この作業台上に取り出したピストン４に対し、摺動面の浸透探傷検査や、ピストンリングの点検および交換、摩耗測定等を行なう。

以上説明したように、このピストン抜出し装置１によれば、クレーンを用いた玉掛け作業によりピストンを吊上げることなく、少ない作業者であっても安全かつ手際よくピストンの取り出しおよび装入作業を行なうことができる。
なお、本発明に係るピストン抜出し装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、ガイドローラ３２は、上部に向けて拡幅するＶ字状に設けられた複数対のローラ３３から構成されている例で説明したが、これに限定されず、ガイドローラに沿ってピストン４を水平方向前方に案内可能であれば、種々の形態のローラを採用することができる。しかし、種々異なる径のピストンに対応可能としつつ、載置したピストンの姿勢を一層安定させる上では、ガイドローラ３２を、上部に向けて拡幅するＶ字状に設けられた複数対のローラ３３から構成することが好ましい。

また、例えば上記実施形態では、ピストン載置台２０の回動機構５０は、ウォーム減速機構５２と、ラチェット支持機構５４とを有して構成されている例で説明したが、これに限定されず、減速機構として種々の減速機構を採用可能なことは当然であり、また、ラチェット支持機構を有しない構成としてもよい。しかし、簡単に大きな減速比を得る構成として、ウォーム減速機構を採用することは好ましい。また、ピストン載置台２０側からのモーメントによって逆転動作を抑制して安全性を向上させる上でもウォーム減速機構を採用することは好ましい。さらに、回動動作中の姿勢を一層安定させる上では、ラチェット支持機構を有する構成とすることが望ましい。

さらに、例えば上記実施形態では、ピストン４の前端側の軸端部６に着脱可能に連結される連結部６４と、この連結部６４が端部に固定された支持部６２とを有する引き出し治具６０を別個に備え、当接面４０には、水平姿勢Ｈのときにピストン４の軸線の延長上に開口する開口部４２が形成されており、引き出し治具６０が、開口部４２を通して水平方向前方から引き出し治具６０の連結部６４側から挿入するとともに、連結部６４をピストン４の前端側の軸端部６に着脱可能になっている例を説明したが、これに限らず、引き出し治具６０を設けない構成としてもよい。しかし、ピストン４の抜き出し作業を、一人の作業者によって一層容易に行なう上では、このような引き出し治具６０を別個に設け、当接面４０に開口部４２を形成して、この開口部４２を通して、水平方向前方から引き出す構成とすることは好ましい。

１ ピストン抜出し装置
２ レシプロコンプレッサ
３ （レシプロコンプレッサの）シリンダ
４ （レシプロコンプレッサの）ピストン
５ （ピストンの前端側の）軸端部
６ （ピストンの後端側の）軸端部
７ （ピストンの）軸
８ ヘッド側のボルト
１０ リフタ部
１１ 昇降レバー
１２ キヤスタ
１３ 昇降弁
１４ テーブル面
２０ ピストン載置台
３０ ガイド部
３２ ガイドローラ
３３ ローラ
４０ 当接面
４２ （当接面の）開口部
５０ 回動機構
５１ 軸受
５２ ウォーム減速機構
５３ ハンドル
５４ ラチェット支持機構
６０ 引き出し治具
６２ 支持部
６３ 把持部
６４ 連結部
６５ 固定ボルト
７０ 連結板
７２ 拘束ベルト
７４ 吊下用連結ナット
７６ 吊下用チェン
７８ 検査作業台
Ｈ 水平姿勢
Ｖ 垂直姿勢

Claims (4)

1. 水平方向に往復移動されるピストンをシリンダ内に有するレシプロコンプレッサに対して前記ピストンを前記シリンダ内から抜き出す作業に用いられるピストン抜出し装置であって、
   高さを調整可能な複数のキャスタを有するとともにテーブル面を昇降可能なリフタ部と、該リフタ部のテーブル面上に設けられたピストン載置台とを備え、
   前記ピストン載置台は、並設された複数のガイドローラを有するガイド部と、該ガイド部に対して立設された当接面と、前記ガイド部および当接面を一体として回動させることで水平姿勢および垂直姿勢にそれぞれ位置させる回動機構とを有して構成されており、
   前記水平姿勢にあっては、前記ガイド部が前記ガイドローラに沿って前記ピストンを水平方向前方に案内しつつ当該案内されたピストンを前記ガイドローラ上に載置させるとともに、前記当接面が前記ピストンの前端面に対向方向で当接して前方への移動を規制するようになっており、前記垂直姿勢にあっては、前記当接面が前記ピストンの前端面を支持しつつ当該ピストンを当接面上に載置するように形成されていることを特徴とするピストン抜出し装置。
2. 前記ピストンの前端側の軸端部に着脱可能に連結される連結部と、該連結部が端部に固定された支持部とを有する引き出し治具を別個に備え、
   前記当接面には、前記水平姿勢のときに前記ピストンの軸線の延長上に開口する開口部が形成されており、該開口部を通して水平方向前方から前記引き出し治具を前記連結部側から挿入するとともに、前記連結部を前記ピストンの前端側の軸端部に着脱可能になっていることを特徴とする請求項１に記載のピストン抜出し装置。
3. 前記ピストン載置台の回動機構は、ウォーム減速機構と、ラチェット支持機構とを有して構成されており、前記ウォーム減速機構は、ウォーム側を作業者が手で操作することでウォームギヤ側に連結された前記ガイド部および当接面を一体として回動させ、ラチェット支持機構は、前記一体として回動される前記ガイド部および当接面の逆転を防止するように回動位置を規制することを特徴とする請求項１または２に記載のピストン抜出し装置。
4. 前記ガイドローラは、上部に向けて拡幅するＶ字状に設けられた複数対のローラから構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のピストン抜出し装置。

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