WO2016121742A1

WO2016121742A1 - ボルト抜け止め構造

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Publication number: WO2016121742A1
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Inventors: 武城中山
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Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2016-08-04
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Abstract

ボルト抜け止め構造（１００）は、第１部分（１４）及び第２部分（１５）を有し、第１部分（１４）及び第２部分（１５）に第１孔（１３）が形成された第１部材（１０）と、第１部材（１０）の第１孔（１３）に挿入され第２部分（１５）に配置される第１頭部（３２）を有し、支持部材（４）に第１部材（１０）を固定する第１ボルト部材（３０）と、第３部分（５４）及び第４部分（５５）を有し、第３部分（５４）及び第４部分（５５）に第２孔（５３）が形成され第１部材（１０）と嵌合する第２部材（５０）と、第２部材（５０）の第２孔（５３）に挿入され第１部材（１０）と第２部材（５０）が嵌合したときに第１頭部（３２）と対向する第２頭部（７２）を有する第２ボルト部材（７０）と、第２ボルト部材（７０）の第２頭部（７２）に第１頭部（３２）の側面と第２部分（１５）の内面との間に配置される壁部（９０）を備える。

Description

ボルト抜け止め構造

　本発明は、ボルト抜け止め構造に関する。

　ボルトの抜け止め処置としては、例えば、ボルト頭部の溶接やピン等を用いてボルト頭部を係止する方法がある。特許文献１に開示されているフローガイドは、タービンを収容する車室の内側に配置され、車室内を流れる作動流体（蒸気）をガイドする。このフローガイドは、ボルト部材によって車室に固定されている。

実開昭５９－０７１９０２号公報

　フローガイドを車室に固定するボルト部材は、ボルト頭部の溶接や係止ピン等を用いて抜け止め防止のための処置がなされている。しなしながら、フローガイドの固定位置やボルト部材の締め付け方向によっては、このような処置を行うための作業スペースが狭くなる場合があり、ボルト部材の抜け止め処置を十分に施すことができない。また、ボルト頭部の溶接や係止ピン等の抜け止め処置が施されても、この処置の箇所が車室内を流れる作動流体により減肉する。このため、従来のボルト部材の抜け止め処置では、タービンの長期間の運転により、ボルト部材が抜け落ちて車室内に飛散するおそれがある。車室に収納されたタービンは、高速で回転しているため、飛散したボルト部材によってタービン翼が損傷してしまう。

　本発明の態様は、ボルト部材の脱落を抑制できるボルト抜け止め構造を提供することを目的とする。

　本発明の態様に従えば、第１部分及び第２部分を有し、前記第１部分及び前記第２部分に第１孔が形成された第１部材と、前記第１部材の前記第１孔に挿入され前記第２部分に配置される第１頭部を有し、支持部材に前記第１部材を固定する第１ボルト部材と、第３部分及び第４部分を有し、前記第３部分及び前記第４部分に第２孔が形成され前記第１部材と嵌合する第２部材と、前記第２部材の前記第２孔に挿入され前記第１部材と前記第２部材が嵌合したときに前記第１頭部と対向する第２頭部を有する第２ボルト部材と、前記第２ボルト部材の前記第２頭部に前記第１頭部の側面と前記第２部分の内面との間に配置される壁部を備える、ボルト抜け止め構造が提供される。

　本発明の態様によれば、第１部材の第１孔に挿入される第１ボルト部材によって、第１部材が支持部材に固定される。第２ボルト部材は、第２部材の第２孔に挿入されることによって、第２部材と結合される。第２部材は、第１部材と嵌合する。そのため、第１部材と第２部材との相対位置の変化が抑制される。第２ボルト部材は、第２部材と結合されている。第１部材と第２部材が嵌合したときに、第２ボルト部材の第２頭部は、第１ボルト部材の第１頭部と対向する。そのため、第１部材と、第１ボルト部材と、第２部材と、第２ボルト部材との相対位置の変化が抑制される。また、第１ボルト部材の位置の変化が抑制される。第２頭部は、第１頭部の側面と第１孔の第２部分の内面との間に配置される壁部を有する。壁部により、第１部材の位置の変化が抑制される。このように、第１ボルト部材の移動が抑制されるので、第１ボルト部材の脱落が抑制される。

　本発明の態様において、前記第１部材は、前記第１部分の端部開口部の周囲に形成され前記支持部材と対向する外面と、前記第２部分の端部開口部と連通する凹部と、前記凹部の内面に前記第２部材を支持する支持面と、を備えてもよい。

　これにより、支持部材と対向する第１部材は、第１ボルト部材により固定される。第２部材は、凹部に配置される。第２部分の端部開口部と凹部とは連通する。そのため、第２部分に配置されている第１ボルト部材の第１頭部と、第２部材と結合されている第２ボルト部材の第２頭部とは、対向可能である。

　本発明の態様において、前記第１部材は、前記支持面と平行な方向に前記第２部材を挿入する入口部と、入口部から挿入される前記第２部材の位置を定める位置決め部と、を備えてもよい。

　これにより、第２ボルト部材と結合されている第２部材は、入口部を介して、凹部に移動可能である。凹部に移動した第２部材は、位置決め部により位置決めされる。

　本発明の態様において、前記第１ボルト部材は、前記第１頭部に設けられ、工具が装着される第１溝部を有してもよい。

　これにより、第１溝部に配置された工具を操作することによって、第１ボルト部材を動かすことができる。

　本発明の態様において、前記第３部分の端部開口部を塞ぐ閉塞部を有してもよい。

　これにより、第２部材の端面を平滑にすることができる。

　本発明の態様において、前記第３部分の内面と前記第２ボルト部材とを固定する固定部材を備えてもよい。

　これにより、第２ボルト部材の回転が抑制される。

　本発明の態様において、前記第２ボルト部材は、前記第２頭部に設けられ、工具が配置される第２溝部を有してもよい。

　これにより、第４部分の端部の開口から挿入され、第２溝部に配置された工具を操作することによって、第２ボルト部材を動かすことができる。

　本発明の態様において、前記第１部材は、蒸気タービンのロータが配置される内部空間に面する蒸気のガイド面を有するフローガイドを含み、前記支持部材は、前記蒸気タービンの車室の少なくとも一部を含んでもよい。

　これにより、蒸気の通路である内部空間にボルトが脱落することが抑制されるので、蒸気タービンの性能の低下が抑制される。

　本発明の態様によれば、ボルトの脱落を抑制できるボルト抜け止め構造が提供される。

図１は、本実施形態に係る蒸気タービンの一部を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の一例を示す断面図である。図３は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の一例を示す断面図である。図４は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の一例を示す正面図である。図５は、本実施形態に係る第１ボルト部材の一例を示す図である。図６は、本実施形態に係る固定部材の一例を示す断面図である。図７は、本実施形態に係る固定部材の一例を示す断面図である。図８は、本実施形態に係る第２ボルト部材の一例を示す断面図である。図９は、本実施形態に係る第２ボルト部材の一例を示す断面図である。図１０は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の組立方法の一例を説明するための図である。図１１は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の組立方法の一例を説明するための図である。図１２は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の組立方法の一例を説明するための図である。図１３は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の組立方法の一例を説明するための図である。図１４は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の組立方法の一例を説明するための図である。図１５は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の一例を示す断面図である。図１６は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造の一例を示す断面図である。

　以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

　以下の説明においては、適宜、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。所定面内のＸ軸と平行な方向をＸ軸方向、所定面内においてＸ軸と直交するＹ軸と平行な方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれと直交するＺ軸と平行な方向をＺ軸方向とする。

　また、ロータの回転軸ＡＸと平行な方向を、軸方向と称し、ロータの回転軸ＡＸに対する放射方向を、径方向と称し、ロータの回転軸ＡＸを中心とする回転方向を、周方向と称する。本実施形態において、Ｘ軸と回転軸ＡＸとが平行である。Ｘ軸方向は、軸方向と一致する。Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、径方向と一致する。

　図１は、本実施形態に係る蒸気タービン１の一部を模式的に示す断面図である。図１に示すように、蒸気タービン１は、ロータ２と、動翼２Ｂと、静翼３と、ロータ２を収容する内車室４と、内車室４の内側に設けられ蒸気をガイドするフローガイド１０と、を備える。また、内車室４の周囲に外車室（不図示）が配置される。図１に示す蒸気タービン１は、最終段の動翼２Ｂ及び静翼３の近傍の断面図である。

　ロータ２は、軸受装置に回転可能に支持され、回転軸ＡＸを中心に回転する。動翼２Ｂは、ロータ２の外周部に固定される。静翼３は、リング状の部材である外輪３Ａと内輪３Ｂを連結するように周方向に沿って固定される。静翼３は、外輪３Ａが内車室４に固定されることで、ロータ２の周囲に配置される。静翼３は、軸方向に沿って所定の間隔で動翼２Ｂと交互に配置される。なお、静翼３の外輪３Ａには、空間５Ａが形成されている。

　内車室４は、内部空間４Ｈにロータ２を収容する。内車室４の内部空間４Ｈには蒸気が供給され、供給された蒸気が軸方向に流れる。内車室４内を軸方向に流れる蒸気は、動翼２Ｂ及び静翼３を通過することで、ロータ２が回転駆動する。このロータ２は、発電機が連結されており、この発電機を駆動させることで発電をすることができる。内車室４内を流れる蒸気は、最終段の静翼３及び最終段の動翼２Ｂを通過した後、内車室４から排出される。

　フローガイド１０は回転軸ＡＸの径方向にリング形状をなし、内車室４の内部空間４Ｈにおいて、内車室４内を流れる蒸気をガイドする。フローガイド１０は、軸方向に沿って最終段の静翼３と動翼２Ｂの間に設置され、内部空間４Ｈに面するガイド面１１を有する。フローガイド１０は、最終段の静翼３からの蒸気が最終段の動翼２Ｂに供給されるように、蒸気をガイドする。

　図１に示すように、フローガイド１０は、最終段の静翼３の軸方向下流側（－Ｘ側）に設置され、軸方向上流側（＋Ｘ側）の端面１２と外輪３Ａの端面６が接触するように内車室４に固定される。本実施形態において、フローガイド１０は、ボルト抜け止め構造１００により内車室４に固定される。なお、フローガイド１０の少なくとも一部には、内車室４との間に空間５Ｂが形成されている。

　最終段の静翼３の表面にはスリット（不図示）が形成され、このスリットから蒸気に含まれるドレンが回収される。回収されたドレンは、外輪３Ａに設けられた流路３Ｆａを介して、外輪３Ａと内車室４の間の空間５Ａに送られる。空間５Ａに送られたドレンは、外輪３Ａに設けられた流路３Ｆｂを介して、フローガイド１０と内車室４の間の空間５Ｂに送られる。空間５Ｂに送られたドレンは、内車室４に設けられた流路４Ｆを介して排出される。

　図２は、本実施形態に係るボルト抜け止め構造１００の一例を模式的に示す断面図である。図２は、図１の一部を拡大した図に相当する。本実施形態において、フローガイド１０は、第１ボルト部材３０を有するボルト抜け止め構造１００により、内車室４（支持部材）に固定される。本実施形態のボルト抜け止め構造１００は、内車室４から第１ボルト部材３０が抜け落ちることを抑制すると共に、第１ボルト部材３０が破損することを抑制する。このため、フローガイド１０は、ボルト抜け止め構造１００により内車室４に安定して固定することができる。

　図１及び図２に示すように、蒸気タービン１のフローガイド１０に適用したボルト抜け止め構造１００は、フローガイド１０（第１部材）と、フローガイド１０を内車室４（支持部材）に固定する第１ボルト部材３０と、フローガイド１０と嵌合する固定部材５０（第２部材）と、固定部材５０に結合される第２ボルト部材７０と、を備える。

　図３は、本実施形態に係るフローガイド１０の一部を示すＸＺ平面と平行な断面図である。図４は、本実施形態に係るフローガイド１０の一部を－Ｘ側から見た正面図である。

　図２、図３及び図４に示すように、フローガイド１０は、第１ボルト部材３０が挿入される第１孔１３を有する。第１孔１３は、回転軸ＡＸの径方向に形成され、第１部分１４と第２部分１５を有する。第１部分１４は、第２部分１５の径方向外側に設けられる。第１部分１４と第２部分１５の境界には境界面２４が形成される。

　第１孔１３の中心軸１３Ｘと直交する面内において、第１部分１４は円形の形状であり、第２部分１５も円形の形状である。この第２部分１５の円形の内径は、第１部分１４の円形の内径よりも大きい。第１孔１３の中心軸１３Ｘと直交する面内において、第１部分１４の中心と第２部分１５の中心は一致する。

　フローガイド１０は、内車室４と対向する外面１６を有し、この外面１６と対向する内面１７を有する。第１孔１３は、互いに対向する外面１６と内面１７の間に形成される。外面１６は第１孔１３の端部の開口部１８の周囲に形成され、内面１７は第１孔１３の端部の開口部１９の周囲に形成される。開口部１８は、開口部１９よりも回転軸ＡＸの径方向外側にある。なお、開口部１８は第１孔１３の第１部分１４の端部の開口部でもあり、開口部１９は第１孔１３の第２部分１５の端部の開口部でもある。

　更に、フローガイド１０は、凹部２０を有する。この凹部２０は、第２部分１５の端部の開口部１９と連通する空間２０Ｈを有する。このため、凹部２０の空間２０Ｈは、第１孔１３の内部空間と連通する。凹部２０は内面２０Ｓを有し、この内面２０Ｓはフローガイド１０の内面１７を共有する。また、凹部２０の内面２０Ｓは、固定部材５０を支持する支持面２１を有する。内面１７と支持面２１は、間隙を介して対向する。フローガイド１０は、凹部２０の一端部（－Ｘ側の端部）に設けられた開口部２２と、凹部２０の他端部（＋Ｘ側の端部）に設けられた壁面２３を有する。

　図５は、本実施形態に係る第１ボルト部材３０の一例を示す図である。図５に示すように、第１ボルト部材３０は、第１軸部３１と第１頭部３２を有する。第１軸部３１は、雄ねじが形成されたねじ部３３と円筒部３４を有する。ねじ部３３は、円筒部３４よりも、第１軸部３１の先端部側に配置される。円筒部３４は、第１頭部３２とねじ部３３との間に配置される。また、第１ボルト部材３０は、軸（中心軸）Ｊ１を有する。軸Ｊ１と直交する面内において、第１頭部３２の外形は円形である。

　本実施形態において、第１ボルト部材３０は、第１頭部３２に工具が装着される第１溝部３５を有する。軸Ｊ１と直交する面内において、第１溝部３５は六角形である。すなわち、本実施形態において、第１ボルト部材３０は六角穴付ボルトであり、六角棒スパナのような工具を第１溝部３５に装着することができる。この工具を操作して第１孔１３に挿入された第１ボルト部材３０を回転させることで、フローガイド１０は内車室４に固定することができる。

　図６は、本実施形態に係る固定部材５０の一例を示すＸＺ平面と平行な断面図である。図７は、本実施形態に係る固定部材５０の一例を示すＹＺ平面と平行な断面図である。

　図６及び図７に示すように、固定部材５０は、第２ボルト部材７０が挿入される第２孔５３を有する。第２孔５３は、回転軸ＡＸの径方向に形成され、第３部分５４と第４部分５５を有する。第４部分５５は、第３部分５４の径方向外側に設けられる。第３部分５４と第４部分５５との境界には、境界面６３が形成される。なお、図６に示すように、固定部材５０の第４部分５５の一部に切欠部が設けられる。

　本実施形態において、第２孔５３の中心軸５３Ｘと直交する面内において、第３部分５４は円形である。第３部分５４の内面には、ねじ部５６が形成される。第２孔５３の中心軸５３Ｘと直交する面内において、第４部分５５は、実質的に円形の形状である。この第４部分５５の円形の内径は、第３部分５４の円形の内径よりも大きい。また、第２孔５３の中心軸５３Ｘと直交する面内において、第３部分５４の中心と第４部分５５の中心は一致する。

　固定部材５０は、第１端面５１と第２端面５２を有する。第１端面５１は第２孔５３の端部の開口部５８の周囲に形成され、第２端面５２は第２孔５３の端部の開口部５７の周囲に形成される。開口部５７は、開口部５８よりも回転軸ＡＸの径方向外側にある。また、固定部材５０は、フローガイド１０の支持面２１と対向する対向面５９を有すると共に、第１側面６０及び第２側面６１を有する。なお、第２孔５３の開口部５８は第２孔５３の第３部分５４の端部の開口部でもあり、第２孔５３の開口部５７は第２孔５３の第４部分５５の端部の開口部でもある。

　図８及び図９は、本実施形態に係る第２ボルト部材７０の一例を示す図である。図８及び図９に示すように、第２ボルト部材７０は、第２軸部７１と第２頭部７２を有する。第２軸部７１は、雄ねじが形成されたねじ部７３と円筒部７４を有する。ねじ部７３は、円筒部７４よりも、第２軸部７１の先端部側に配置される。円筒部７４は、第２頭部７２とねじ部７３との間に配置される。また、第２ボルト部材７０は、軸（中心軸）Ｊ２を有する。軸Ｊ２と直交する面内において、第２頭部７２の外形は円形の形状である。

　本実施形態において、第２ボルト部材７０は、第２頭部７２に工具が装着される第２溝部７９を有する。軸Ｊ２と直交する面内において、第２溝部７９は六角形である。すなわち、本実施形態において、第２ボルト部材７０は、六角穴付ボルトであり、六角棒スパナのような工具を第２溝部７９に装着することができる。この工具を操作することにより、第２ボルト部材７０は第２孔５３にねじ込むことができる。

　第２ボルト部材７０は、第２軸部７１の先端面８０に工具が装着される第３溝部８１を有する。軸Ｊ２と直交する面内において、第３溝部８１はスリット状の形状であり、スクリュードライバのような工具を第３溝部８１に装着することができる。この工具を操作することにより、第２ボルト部材７０を回転させることができる。なお、第３溝部８１は、例えば六角形の形状でもよい。

　本実施形態において、第２ボルト部材７０の第２頭部７２は、第２頭部７２から突出する壁部９０を有する。この壁部９０は、軸Ｊ２に面する内面９１と内面９１に対向する外面９２を有する。軸Ｊ２と直交する面内において、壁部９０の内面９１は円形の形状であり、壁部９０の外面９２も円形の形状である。

　次に、本実施形態に係るボルト抜け止め構造１００の組立方法の一例について説明する。図１０は、本実施形態に係る内車室４及びフローガイド１０を－Ｘ側から見た模式図である。図１０では、第１ボルト部材３０を使って、フローガイド１０と内車室４とが固定された状態を示す。また、図１０では、内車室４の半部（上半部又は下半部）と、フローガイド１０の半部（上半部又は下半部）とが固定された状態を示す。

　本実施形態において、第１ボルト部材３０を使ってフローガイド１０と内車室４とを固定するとき、フローガイド１０の形状を矯正するための処理が適宜実施される。フローガイド１０は、内車室４に比べて変形しやすいため、フローガイド１０が変形している場合に、フローガイド１０の形状を矯正する処理が必要になる。

　フローガイド１０の形状を矯正する処理は、フローガイド１０の一方の端部１０Ａ及び他方の端部１０Ｂのそれぞれに突起部材１５０を固定する工程、突起部材１５０に力を加えてフローガイド１０の形状を矯正する工程及び、形状が矯正されたフローガイド１０を支持部材１６０で支持する工程がある。本実施形態において、突起部材１５０は例えばアイボルトであり、頭部にリング部を有する。このアイボルトは、フローガイド１０の端部１０Ａ及び１０Ｂのそれぞれに固定される。

　例えば、端部１０Ａと端部１０Ｂが径方向に近付くように、フローガイド１０の形状を矯正する場合、図１０に示すように、端部１０Ａに固定された突起部材１５０（アイボルトのリング部）と、端部１０Ｂに固定された突起部材１５０（アイボルトのリング部）を、ワイヤ部材１５１で接続する。このワイヤ部材１５１には、ターンバックルのような張力調整装置１５２が設けられ、ワイヤ部材１５１の張力は、張力調整装置１５２によって調整される。張力調整装置１５２によりワイヤ部材１５１が張られることによって、端部１０Ａと端部１０Ｂが近付くように、フローガイド１０の形状が矯正される。

　端部１０Ａと端部１０Ｂが径方向に離れるように、フローガイド１０の形状を矯正する場合、端部１０Ａに固定された突起部材１５０（アイボルトのリング部）と、フローガイド１０及び内車室４の外側に配置された部材に固定されたアイボルトのリング部（不図示）を、ワイヤ部材で接続する。また、端部１０Ｂに固定された突起部材１５０（アイボルトのリング部）と、フローガイド１０及び内車室４の外側に配置された部材に固定されたアイボルトのリング部（不図示）を、ワイヤ部材で接続する。それらのワイヤ部材には、ターンバックルのような張力調整装置が設けられ、ワイヤ部材の張力は、張力調整装置によって調整される。張力調整装置によりワイヤ部材が張られることによって、端部１０Ａと端部１０Ｂが離れるように、フローガイド１０の形状が矯正される。

　フローガイド１０の形状が矯正された後、フローガイド１０は、内車室４の所定位置に置かれ、端部１０Ａ及び端部１０Ｂが支持部材１６０で支持される。支持部材１６０は、ボルト部材などにより、内車室４の一方の端部４Ａ及び他方の端部４Ｂのそれぞれに固定される。端部４Ａに固定される支持部材１６０は、フローガイド１０の端部１０Ａを支持する。端部４Ｂに固定される支持部材１６０は、フローガイド１０の端部１０Ｂを支持する。これにより、形状が矯正された後のフローガイド１０が再び変形してしまうことが抑制される。

　また、本実施形態においては、フローガイド１０の形状が矯正されることにより、内車室４の孔７とフローガイド１０の第１孔１３の位置合わせが実施される。内車室４の孔７とフローガイド１０の第１孔１３の位置合わせが実施された後、支持部材１６０でフローガイド１０が支持されることにより、内車室４の孔４とフローガイド１０の第１孔１３の相対位置が維持される。

　内車室４の孔７とフローガイド１０の第１孔１３の位置合わせが実施された後、第１ボルト部材３０が、開口部１９から第１孔１３に挿入される。フローガイド１０には、複数の第１孔１３が設けられている。

　第１ボルト部材３０が第１孔１３に挿入され、第１軸部３１のねじ部３３が内車室４の孔７に配置された状態で、工具を使って第１ボルト部材３０を回転させる。本実施形態において、第１ボルト部材３０の第１頭部３２に設けられた第１溝部３５に工具を装着し第１ボルト部材３０を回転させて、フローガイド１０と内車室４を第１ボルト部材３０で固定する。このようにして、図１０に示すようにフローガイド１０は、複数の第一ボルト部材３０により内車室４に固定される。

　図１１は、固定部材５０と第２ボルト部材７０が結合されている状態を示す図である。固定部材５０がフローガイド１０の凹部２０に嵌合される前に、固定部材５０に第２ボルト部材７０を結合する。固定部材５０に第２ボルト部材７０を結合するとき、第２ボルト部材７０は、第２軸部７１の先端部を第２孔５３の開口部５７から第２孔５３の内部空間に挿入される。

　第２ボルト部材７０が第２孔５３に挿入された後、第２ボルト部材７０の第２頭部７２に設けられた第２溝部７９に工具を装着して第２ボルト部材７０を回転させる。第２ボルト部材７０は、ねじ部７３と固定部材５０のねじ部５６が螺合し、第２頭部７２と固定部材５０の境界面６３が接触するまで、第２孔５３にねじ込まれる。これにより、図１１に示すように、第２ボルト部材７０と固定部材５０が結合する。

　第１ボルト部材３０によってフローガイド１０が内車室４に固定され、第２ボルト部材７０と固定部材５０が結合した後、図１２に示すように、第２ボルト部材７０が結合された固定部材５０をフローガイド１０の凹部２０に嵌合させる。フローガイド１０の凹部２０の内面２０Ｓには、固定部材５０の対向面５９を支持する支持面２１を有する。

　図１２に示すように、支持面２１がＸＹ平面と平行である場合、凹部２０の一端部（－Ｘ側の端部）には、開口部２２が設けられている。固定部材５０は、開口部２２を介して、凹部２０の内側の空間２０Ｈに支持面２１と平行な方向に挿入可能である。本実施形態において、開口部２２は、固定部材５０を空間２０Ｈに挿入するための入口部として機能する。

　開口部２２から凹部２０の空間２０Ｈに挿入された固定部材５０は、支持面２１に対して対向面５９を＋Ｘ方向にスライドさせることができる。固定部材５０を壁面２３に当接するまで移動させることで、固定部材５０はフローガイド１０の凹部２０に嵌合する。これにより、固定部材５０は、Ｘ軸方向の移動が規制され、位置が決定する。また、固定部材５０の第１側面６０及び第２側面６１は、凹部２０の内面２０Ｓと当たる。これにより、固定部材５０は、Ｙ軸方向の移動が規制され、位置が決定する。さらに、固定部材５０の対向面５９は、凹部２０の内面２０Ｓの支持面２１に支持される。これにより、固定部材５０は、Ｚ軸方向の移動が規制され、位置が決定する。

　固定部材５０が嵌合された後、図１３に示すように、開口部５８から挿入された工具を第２ボルト部材７０の先端面８０に設けられた第３溝部８１に装着する。第２頭部７２が境界面６３から離れ、壁部９０が第１端面５１から突出するように、工具を操作して第２ボルト部材７０を回転させる。

　これにより、図１３に示すように、第２ボルト部材７０の第２頭部７２が第１ボルト部材３０の第１頭部３２に当接すると共に、第２頭部７２の壁部９０が第１頭部３２の側面とフローガイド１０の第２部分１５の内面との間にはまり込む。このため、第１ボルト部材３０は、第１頭部３２の側面と第２部分１５の内面との間に配置された壁部９０によって拘束される。

　第１ボルト部材３０が第２ボルト部材７０に拘束された後、図１４に示すように、固定部材９によって、開口部５８が塞がれる。本実施形態において、第２孔５３の内面と第２ボルト部材７０の第２軸部７１が溶接処理により固定される。なお、開口部５８にプレート部材のような蓋部材を配置し、その蓋部材と、周囲の固定部材５０とを溶接することによって、開口部５８を塞いでもよい。本実施形態において、固定部材９の表面と、固定部材５０の第１端面５１の間に段差が形成されないように、固定部材９が設けられる。固定部材９の表面及び第１端面５１は、蒸気をガイドするガイド面１１として機能する。

　このようにして組み立てられたボルト抜け止め構造１００について、図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、ボルト抜け止め構造１００の一部を示すＸＺ平面と平行な断面図である。図１６は、ボルト抜け止め構造１００の一部を示すＹＺ平面と平行な断面図である。

　固定部材５０がフローガイド１０の凹部２０に嵌合された状態では、第１ボルト部材３０の第１頭部３２と第２ボルト部材７０の第２頭部７２が対向する。このとき、第１ボルト部材３０の軸Ｊ１と第２ボルト部材７０の軸Ｊ２は軸線が一致する。第１ボルト部材３０は、第１頭部３２が第１孔１３の第２部分１５の内面との間に隙間Ｈが設けられた状態で固定されている。第１ボルト部材３０の第１軸部３１の少なくとも一部は第１孔１３の第１部分１４に配置され、第１ボルト部材３０の第１頭部３２は第１孔１３の第２部分１５に配置される。第２ボルト部材７０の第２軸部７１の少なくとも一部は第２孔５３の第３部分５４に配置され、第２ボルト部材７０の第２頭部７２は第２孔５３の第４部分５５に配置される。

　この状態において、第２ボルト部材７０は、第２頭部７２の壁部９０が隙間Ｈに合うように位置決めされている。また、第１孔１３の第２部分１５の内面と第２孔５３の第４部分５５の内面により、同一面が形成されている。このため、第３溝部８１に装着した工具により、第２頭部７２が境界面６３から離れるように、第２ボルト部材７０が回転されると、第２頭部７２の壁部９０は、隙間Ｈにはまり込む。このとき、壁部９０の内面９１は第１頭部３２の側面と接触し、壁部９０の外面９２は第２部分１５の内面及び第２孔５３の第４部分５５の内面と接触している。

　このように、第２ボルト部材７０の第２頭部７２の壁部９０が隙間Ｈにはまり込むことにより、軸Ｊ１と直交する方向に関する第１ボルト部材３０の移動が抑制される。また、第１ボルト部材３０の回転が抑制される。このため、第１ボルト部材３０が第１孔１３から抜け落ちることを防ぐことができる。

　さらに、第２ボルト部材７０と第２孔５３の内面を固定するために、溶接処理された固定部材９を有する。この固定部材９により、第２ボルト部材７０が固定されると共に、第２孔５３の第３部分５４の開口部５８が塞がれる。これにより、第２ボルト部材７０の回転が抑制されるため、第１ボルト部材３０の回転も抑制される。

　なお、本実施形態において、第１孔１３の第１部分１４の内径は、第１軸部３１の外形よりも大きく、第１軸部３１のねじ部３３が、内車室４に設けられた孔７の雌ねじ８と結合されてもよい。すなわち、第１部分１４に雌ねじが設けられず、第１軸部３１は、第１部分１４とは結合されなくてもよい。第１部材であるフローガイド１０は、支持部材である内車室４に比べて、変形しやすい。そのため、フローガイド１０の第１部分１４に雌ねじが設けられ、第１軸部３１と第１部分１４の雌ねじとを結合するとき、フローガイド１０が変形していると、その結合が円滑に実施されず、フローガイド１０が内車室４に十分に固定されない可能性がある。第１軸部３１のねじ部３３が第１孔１３の第１部分１４とは結合されず、内車室４に設けられた孔７の雌ねじ８と結合されることによって、フローガイド１０は内車室４に十分に固定される。

　なお、本実施形態においては、フローガイド１０が、軸方向に関して、最終段の動翼２Ｂと最終段の静翼３との間に配置される中間フローガイドであることとした。フローガイド１０は、最終段の動翼２Ｂよりも下流に配置されるものでもよいし、最終段の静翼３の上流に配置されるものでもよい。なお、本実施形態に係るボルト抜け止め構造は、フローガイドを固定する用途に限定されない。蒸気タービンの任意の部材を固定する用途に使用されてもよい。

　なお、本実施形態においては、ボルト抜け止め構造が、回転機械の一種である蒸気タービンの部材を固定する例について説明した。例えば、ボルト抜け止め構造は、ガスタービンの部材の固定に使用されてもよいし、圧縮機の部材の固定に使用されてもよい。

１　蒸気タービン
２　ロータ
２Ｂ　動翼
３　静翼
３Ａ　外輪
３Ｂ　内輪
３Ｆａ　流路
３Ｆｂ　流路
４　内車室（支持部材）
４Ａ　端部
４Ｂ　端部
４Ｆ　流路
４Ｈ　内部空間
５Ａ　空間
５Ｂ　空間
６　端面
７　孔
９　固定部材
１０　フローガイド（第１部材）
１０Ａ　端部
１０Ｂ　端部
１１　ガイド面
１２　端面
１３　第１孔
１３Ｘ　中心軸
１４　第１部分
１５　第２部分
１６　外面
１７　内面
１８　開口部
１９　開口部
２０　凹部
２０Ｈ　空間
２０Ｓ　内面
２１　支持面
２２　開口部（入口部）
２３　壁面（位置決め部）
２４　境界面
３０　第１ボルト部材
３１　第１軸部
３２　第１頭部
３３　ねじ部
３４　円筒部
３５　第１溝部
５０　固定部材（第２部材）
５１　第１端面
５２　第２端面
５３　第２孔
５３Ｘ　中心軸
５４　第３部分
５５　第４部分
５６　ねじ部
５７　開口部
５８　開口部
５９　対向面
６０　第１側面
６１　第２側面
６３　境界面
７０　第２ボルト部材
７１　第２軸部
７２　第２頭部
７３　ねじ部
７４　円筒部
７９　第２溝部
８０　先端面
８１　第３溝部
９０　壁部
９１　内面
９２　外面
１００　ボルト抜け止め構造
１５０　突起部材
１５１　ワイヤ部材
１５２　張力調整装置
１６０　支持部材
ＡＸ　回転軸
Ｈ　隙間
Ｊ１　軸
Ｊ２　軸

Claims

　第１部分及び第２部分を有し、前記第１部分及び前記第２部分に第１孔が形成された第１部材と、
　前記第１部材の前記第１孔に挿入され前記第２部分に配置される第１頭部を有し、支持部材に前記第１部材を固定する第１ボルト部材と、
　第３部分及び第４部分を有し、前記第３部分及び前記第４部分に第２孔が形成され前記第１部材と嵌合する第２部材と、
　前記第２部材の前記第２孔に挿入され前記第１部材と前記第２部材が嵌合したときに前記第１頭部と対向する第２頭部を有する第２ボルト部材と、
　前記第２ボルト部材の前記第２頭部に前記第１頭部の側面と前記第２部分の内面との間に配置される壁部を備える、
ボルト抜け止め構造。
　前記第１部材は、前記第１部分の端部開口部の周囲に形成され前記支持部材と対向する外面と、前記第２部分の端部開口部と連通する凹部と、前記凹部の内面に前記第２部材を支持する支持面と、を備える、
請求項１に記載のボルト抜け止め構造。
　前記第１部材は、前記支持面と平行な方向に前記第２部材を挿入する入口部と、入口部から挿入される前記第２部材の位置を定める位置決め部と、を備える、
請求項２に記載のボルト抜け止め構造。
　前記第１ボルト部材は、前記第１頭部に設けられ、工具が装着される第１溝部を有する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボルト抜け止め構造。
　前記第３部分の端部開口部を塞ぐ閉塞部を有する、
請求項４に記載のボルト抜け止め構造。
　前記第３部分の内面と前記第２ボルト部材を固定する固定部材を備える、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のボルト抜け止め構造。
　前記第２ボルト部材は、前記第２頭部に設けられ、工具が装着される第２溝部を有する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のボルト抜け止め構造。
　前記第１部材は、蒸気タービンのロータが配置される内部空間に面する蒸気のガイド面を有するフローガイドを含み、
　前記支持部材は、前記蒸気タービンの車室の少なくとも一部を含む、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のボルト抜け止め構造。