リンク機構、及びこれを備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置
【課題】リンク機構の組立及び分解作業の容易化を図る。
【解決手段】一端部が可変静翼に固定され、翼軸線Ａｗと平行な方向に凹んだピン押込みネジ穴４４が他端部４３に形成されている翼回転軸４１と、翼軸線と平行な方向に貫通し翼回転軸が挿通可能な軸挿通孔４６が形成されている第一リンク片４５と、翼回転軸に対して翼軸線回りに相対回転不能に第一リンク片を拘束する回り止めピン６１と、回り止めピンが固定されているピン支持部材５５と、ピン押込みネジ穴に螺合可能なピン押込みボルト６６と、を備える。翼回転軸の他端部と第一リンク片とに跨って、翼軸線と平行な方向に凹み、回り止めピン６１が嵌挿可能なピン穴４７が形成され、ピン支持部材５５には、回り止めピン６１の延びている方向に貫通したピン引抜ネジ孔５６が形成され、ピン引抜ネジ孔５６のネジ山径は、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部のネジ山径よりも大きい。
【解決手段】一端部が可変静翼に固定され、翼軸線Ａｗと平行な方向に凹んだピン押込みネジ穴４４が他端部４３に形成されている翼回転軸４１と、翼軸線と平行な方向に貫通し翼回転軸が挿通可能な軸挿通孔４６が形成されている第一リンク片４５と、翼回転軸に対して翼軸線回りに相対回転不能に第一リンク片を拘束する回り止めピン６１と、回り止めピンが固定されているピン支持部材５５と、ピン押込みネジ穴に螺合可能なピン押込みボルト６６と、を備える。翼回転軸の他端部と第一リンク片とに跨って、翼軸線と平行な方向に凹み、回り止めピン６１が嵌挿可能なピン穴４７が形成され、ピン支持部材５５には、回り止めピン６１の延びている方向に貫通したピン引抜ネジ孔５６が形成され、ピン引抜ネジ孔５６のネジ山径は、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部のネジ山径よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一部材の動きに連動して、第二部材を軸線回りに回転させるリンク機構、及びこれを備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンやターボ冷凍機では、気体を圧縮するために軸流流体機械の一種である軸流圧縮機が用いられている。この種の軸流流体機械では、ロータの周りに環状に複数配置された可変静翼と、この可変静翼の向きを変える可変静翼駆動装置と、を備えているものがある。
【０００３】
可変静翼駆動装置は、例えば、以下の特許文献１に記載されているように、ケーシングの外周側に配置された環状の可動環と、可動環を回転可能に支持する環支持機構と、可動環を回転させるアクチュエータと、可動環の回転で可変静翼の向きが変わるよう可動環と可変静翼とを連結するリンク機構と、を備えている。
【０００４】
リンク機構は、可変静翼に固定され可変静翼の軸線を中心として円筒状を成す回転軸と、回転軸の端部が挿通される軸挿通孔が形成されているリンク部材と、回転軸に対してリンク部材を相対回転不能に拘束する回り止めピンと、を備えている。回り止めピンが嵌挿可能なピン穴は、回転軸の端部とこの端部が挿通されたリンク部材に跨って、回転軸の軸線と垂直な方向に凹んでいる。回り止めピンとピン穴とは、締まりばめの関係になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９６５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、回り止めピンの挿抜方向が回転軸の軸線に対して垂直な方向であるため、この方向に比較的大きな作業スペースが必要であるにも関わらず、この方向には他の可変静翼のリンク機構が隣接しているため、十分な作業スペースを確保できない。
【０００７】
さらに、上記特許文献１に記載の技術では、回り止めピンとピン穴とが締まりばめの関係になっているため、回り止めピンをピン穴に嵌挿して、回転軸に対してリンク部材を相対回転不能にする際には、回り止めピンをピン穴に大きな力で圧入する必要があり、また、修理や点検等で、回転軸からリンク部材を外す際には、大きな力で回り止めピンをピン穴から引抜く必要がる。このため、前述の作業スペースに関係なく、回り止めピンのピン穴に対する挿抜作業が困難である。
【０００８】
すなわち、上記特許文献１に記載の技術では、リンク機構の組立及び分解のための作業が困難であるという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記特許文献１に記載の技術の問題点に着目し、組立及び分解のための作業が容易になり、これらの作業時間の短縮化を図ることができるリンク機構、及びこれを備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するための発明に係るリンク機構は、
第一部材の動きに連動して、第二部材を該第二部材の軸線回りに回転させるリンク機構において、前記軸線を中心として円柱状を成し、一端部が前記第二部材に固定され、該軸線と平行な方向に他端部から該一端部に向って凹んだピン押込みネジ穴が形成されている回転軸と、前記軸線と平行な方向に貫通し、前記回転軸の前記他端部が挿通可能な軸挿通孔が形成されているリンク部材と、前記回転軸の前記他端部に対して、前記軸線回りに相対回転不能に前記リンク部材を拘束する回り止めピンと、前記回り止めピンが固定されているピン支持部材と、前記回転軸の前記ピン押込みネジ穴に螺合可能な雄ネジ部を有するピン押込みボルトと、を備え、
前記回転軸の前記他端部と該他端部が挿通された前記リンク部材とには、該他端部と該リンク部材とに跨って、前記軸線と平行な方向に前記一端部に向かって凹み、前記回り止めピンが嵌挿可能なピン穴が形成され、前記ピン支持部材には、該ピン支持部材に固定されている前記回り止めピンの延びている方向に貫通し、該回り止めピンが前記ピン穴に嵌挿されているときに前記回転軸の前記ピン押込みネジ穴と同軸となるピン引抜ネジ孔が形成され、前記ピン引抜ネジ孔のネジ山径は、前記ピン押込みボルトの雄ネジ部のネジ山径よりも大きく且つ該ピン押込みボルトのボルト頭部の外径よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
当該リンク機構では、回転軸にリンク部材を取り付ける際には、まず、回転軸の他端部にリンク部材を装着する。具体的には、リンク部材の軸挿通孔に回転軸の他端部を挿通させる。次に、回り止めピンが固定されているピン支持部材のピン引抜ネジ孔に、ピン押込みボルトの雄ネジ部を挿通させた後、このピン押込みボルトの雄ネジ部を回転軸のピン押込みネジ穴に捩じ込んでゆく。この結果、ピン支持部材は、軸線方向において、ピン押込みボルトのボルト頭部に押されて、回転軸及びリンク部材に次第に近づくと共に、このピン支持部に固定されている回り止めピンが次第にピン穴に嵌挿されていく。
【００１２】
一方、当該リンク機構では、回転軸からリンク部材を取り外す際には、ピン引抜ボルトの雄ネジ部をピン支持部材のピン引抜ネジ孔に捻じ込む。ピン引抜ネジ孔のネジ山径は、ピン押込みボルトの雄ネジ部のネジ山径よりも大きい関係上、このピン引抜ボルトのネジ谷径は、第一リンク片のピン押込みネジ穴の谷径よりも大きくなるため、ピン引抜ボルトは、第一リンク片のピン押込みネジ穴に入り込めない。
【００１３】
このピン引抜ボルトをピン支持部材のピン引抜ネジ孔に捻じ込んでゆくと、このピン引抜ボルトの先端が第一リンク片の表面に接触する。その後、さらに、ピン引抜ボルトをピン支持部材のピン引抜ネジ孔に捻じ込む。前述したように、ピン引抜ボルトは、第一リンク片のピン押込みネジ穴に入り込めない。このため、ピン引抜ボルトは、その先端が第一リンク片の表面に接触した状態を維持しつつ、ピン支持部材からの突出量が増加する。この結果、このピン引抜ボルトに螺合しているピン支持部材、さらに、このピン支持部材に固定されている回り止めピンは、軸線方向で第二部材から遠ざかる側に移動し、回り止めピンがピン穴から引抜かれる。そして、回転軸からリンク部材を外す。
【００１４】
以上のように、当該リンク機構では、回り止めピンの挿抜方向が軸線方向、つまり回転軸が延びている方向であり、回転軸に対するリンク部材の取付及び取外し方向であるため、このリンク部材の取付及び取外しのために作業スペースが確保されているスペースで、回り止めピンの挿抜作業を行うことができる。このため、当該リンク機構では、リンク機構中の回り止めピンの挿抜作業の際、隣接している他のリンク機構がじゃまにならない。よって、当該リンク機構によれば、回り止めピンの挿抜作業に十分な作業スペースを確保することができる。
【００１５】
また、当該リンク機構では、ピン押込みボルトの捻じ込みにより、回り止めピンをピン穴に嵌挿させることができる。さらに、当該リンク機構では、ピン引抜ボルトをピン支持部材に捻じ込むことで、ジャッキ等を用いずに、回り止めピンをピン穴から引き抜くことができる。このため、当該リンク機構では、回り止めピンのピン穴に対する挿抜作業を容易に行うことができる。
【００１６】
よって、当該リンク機構によれば、組立・分解作業を容易に且つ短時間で行うことができる。
【００１７】
また、当該リンク機構では、軸線と平行な方向、つまり回転軸が延びている方向にピン穴を形成しているため、リンク部材の厚さを厚くし、ピン穴の深さを深くすれば、回り止めピンの回転軸及びリンク部材に対する接触面積を容易に広げることができる。このため、当該リンク機構では、リンク部材に大きな回転トルクがかかっても、回り止めピンの破損を防ぐことができる。
【００１８】
ここで、前記リンク機構において、複数の前記回り止めピンを備え、複数の前記回り止めピンは、前記ピン引抜ネジ孔の軸を中心とする円周上に、周方向に等間隔で前記ピン支持部材に固定されていることが好ましい。
【００１９】
当該リンク機構では、各回り止めピンを互いに均等にピン穴に嵌挿さることができる。
【００２０】
また、前記リンク機構において、前記ピン押込みネジ穴の軸は、前記回転軸の前記軸線上であることが好ましい。
【００２１】
当該リンク機構では、ピン押込みボルトにより第二部材側に押されるリンク部材を、回転軸を中心として均等に押すことができる。
【００２２】
また、前記リンク機構において、前記ピン支持部材には、前記ピン引抜ネジ孔の貫通方向に貫通したピン取付孔が形成され、前記回り止めピンは、一端部側に形成されている雄ネジ部と、他端部に形成され、前記ピン穴に嵌挿される嵌挿部と、該雄ネジ部と該嵌挿部との境目に形成され、当該回り止めピンの軸に対して垂直な方向に張出した鍔部と、を有してもよい。
【００２３】
当該、リンク機構では、ピン支持部材に対して、回り止めピンを容易に固定することができると共に、固定した回り止めピンを容易に取り外すことができる。
【００２４】
ここで、上記問題点を解決するための発明に係る軸流流体機械の可変静翼駆動装置は、
複数の動翼を有するロータと、該ロータを回転可能に覆うケーシングと、該ケーシング内に該ロータを中心として環状に複数配置された可変静翼と、を備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置において、前記ケーシングの外周側に配置された環状の可動環と、前記可動環の周方向に間隔をあけて複数配置され、該可動環を前記ロータ回りに回転可能に支持する環支持機構と、前記可動環を前記ロータ回りに回転させる回転駆動機構と、上記リンク機構と、を備え、
前記リンク機構は、前記第一部材としての前記可動環の回転で、前記第二部材としての前記可変静翼の向きが変わるよう、該可動環と該可変静翼とを連結している、ことを特徴とする。
【００２５】
当該可変静翼駆動機構も、上記リンク機構を備えているので、回り止めピンの挿抜作業に十分な作業スペースを確保することができる上に、回り止めピンのピン穴に対する挿抜作業を容易に行うことができる。よって、当該可変静翼駆動機構でも、リンク機構の組立・分解作業を容易に且つ短時間で行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、回り止めピンの挿抜作業に十分な作業スペースを確保することができる上に、回り止めピンのピン穴に対する挿抜作業を容易に行うことができる。
【００２７】
よって、本発明によれば、組立・分解作業を容易に且つ短時間で行うことができる。
【００２８】
また、本発明では、軸線と平行な方向、つまり回転軸が延びている方向にピン穴を形成しているため、リンク部材の厚さを厚くし、ピン穴の深さを深くすれば、回り止めピンの回転軸及びリンク部材に対する接触面積を容易に広げることができる。このため、本発明によれば、リンク部材に大きな回転トルクがかかっても、回り止めピンの破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る一実施形態における軸流圧縮機の要部切欠側面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における可変静翼駆動装置の要部断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における可変静翼駆動装置の斜視図である。
【図４】図２におけるＩＶ矢視図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取付作業過程での回り止めピンの嵌挿前の状態を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取付作業過程での回り止めピンの嵌挿中の状態を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取付作業完了時の状態を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図８】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取外作業過程での回り止めピンの引抜中の状態（その１）を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図９】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取外作業過程での回り止めピンの引抜中の状態（その２）を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図１０】本発明に係る一実施形態における回り止めピン及びピン固定ナットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る軸流流体機械の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
本実施形態の軸流流体機械は、図１に示すように、軸流圧縮機Ｃであり、複数の動翼１２を有しているロータ１０と、このロータ１０を回転可能に覆うケーシング２０と、ロータ１０の周りに環状に複数配置されている静翼１６，１８と、を備えている。
【００３２】
ロータ１０は、複数のロータディスクが積層されて構成されているロータ本体１１と、複数のロータディスク毎にそのロータディスクから放射方向に延びる複数の動翼１２と、を有している。すなわち、このロータ１０は、多数段動翼構成である。このロータ１０は、ロータ本体１１の軸線（以下、ロータ軸線Ａｒとする）を中心としてケーシング２０により回転可能に支持されている。
【００３３】
ケーシング２０のロータ軸線Ａｒ方向の一方の側には、外気を吸い込む吸込口２１が形成され、他方の側には圧縮気体を吐き出す吐出口（図示されていない）が形成されている。
【００３４】
複数の動翼１２のうち、最も吸込口２１側のロータディスクに固定されている複数の動翼１２が第一動翼段１２ａを成し、このロータディスクの吐出口側に隣接しているロータディスクに固定されている複数の動翼１２が第二動翼段１２ｂを成し、以下、吐出口側に設けられている各ロータディスクに固定されている複数の動翼１２が第三動翼段１２ｃ、第四動翼段１２ｄ、…を成している。
【００３５】
各動翼段１２ａ，１２ｂ，…の吸込口２１側には、それぞれ、ロータ本体１１の周りに環状に複数の静翼１６，１８が配置されている。ここで、第一動翼段１２ａの吸込口２１側に配置されている複数の静翼１６が第一静翼段１６ａを成し、第二動翼段１２ｂの吸込口２１側に配置されている複数の静翼１６が第二静翼段１６ｂを成し、以下、吐出口２２側に設けられている各動翼段１２ｃ，１２ｄ，…の吸込口２１側に配置されている複数の静翼１６が第三静翼段１６ｃ、第四静翼段１６ｄ、…を成している。
【００３６】
本実施形態では、各静翼段のうち、第一静翼段１６ａから第四静翼段１６ｄを構成する各静翼１６が可変静翼を成し、第五段目以降を構成する各静翼１８が固定静翼を成している。
【００３７】
各可変静翼１６は、ロータ本体１１を基準とした径方向に自身の翼軸線が延び、且つこの翼軸線回りに回転可能にケーシング２０に取り付けられている。
【００３８】
本実施形態の軸流圧縮機Ｃは、さらに、可変静翼段１６ａ〜１６ｄ毎の可変静翼１６の向きを変えるために、可変静翼段１６ａ〜１６ｄ毎の可変静翼駆動装置３０を備えている。
【００３９】
各可変静翼駆動装置３０は、図２及び図３に示すように、いずれも、ケーシング２０の外周側に配置された環状の可動環３１と、可動環３１の周方向に間隔をあけて複数配置され、可動環３１をロータ軸線Ａｒ（図３に示す）を中心として回転可能に支持する環支持機構３３と、可動環３１をロータ軸線Ａｒ回りに回転させる回転駆動機構３７（図３に示す）と、可動環３１の回転で可変静翼１６の向きが変わるよう、可動環３１と可変静翼１６とを連結するリンク機構４０と、を備えている。
【００４０】
環支持機構３３は、図２に示すように、可動環３１に転がり接触するローラ３４と、このローラ３４を回転可能に支持する支持台３５と、を有している。
【００４１】
また、リンク機構４０は、図２及び図４に示すように、可変静翼１６の翼軸線Ａｗを中心として円柱状を成し、一端部４２が可変静翼１６の外側端に固定されている翼回転軸４１と、この翼回転軸４１の他端部４３に相対回転不能に取り付けられている第一リンク片（リンク部材）４５と、一方の端部がピンで第一リンク片４５に連結され、他方の端部がピンで可動環３１に連結されている第二リンク片４８と、を有している。
【００４２】
翼回転軸４１は、ケーシング２０を貫通しており、一端部４２がケーシング２０の内周側に位置して、前述したように、可変静翼１６の外側端に固定されている。また、翼回転軸４１の他端部４３は、ケーシング２０の外周側に位置して、前述したように、第一リンク片４５が取り付けられている。この翼回転軸４１は、ケーシング２０に設けられたケーシング側ブッシュ５１により、ケーシング２０に対して、翼軸線Ａｗ回りに回転可能に支持されている。
【００４３】
リンク機構４０は、さらに、図６に示すように、翼回転軸４１に対して翼軸線Ａｗ回りに相対回転不能に第一リンク片４５を拘束する２本の回り止めピン６１と、２本の回り止めピン６１が固定されているピン支持部材５５と、２本の回り止めピン６１を後述のピン穴４７に押し込むためのピン押込みボルト６６と、を有している。
【００４４】
第一リンク片４５には、翼回転軸４１の他端部４３が挿通可能な軸挿通孔４６が形成されている。この軸挿通孔４６は、軸挿通孔４６に翼回転軸４１が挿通された際、この軸挿通孔４６の軸が翼軸線Ａｗ上に位置する。第一リンク片４５において、軸挿通孔４６の軸方向で互いに対向している外面面のうち、一方の外面には、環状を成し、軸挿通孔４６の内径より大きな内径のバネ受け５４が、軸挿通孔４６の軸の位置が中心になるよう固定されている。
【００４５】
第一リンク片４５及び翼回転軸４１の他端部４３には、第一リンク片４５と、この第一リンク片４５の軸挿通孔４６に挿通されている翼回転軸４１とに跨って、翼軸線Ａｗと平行に、翼回転軸４１の一端部４２に向って凹み、回り止めピン６１が嵌挿可能な前述のピン穴４７が形成されている。この２本の回り止めピン６１に対する各ピン穴４７は、翼軸線Ａｗを中心とする円周上に、周方向に等間隔で形成されている。なお、ピン穴４７は、第一リンク片４５の軸挿通孔４６に翼回転軸４１の他端部４３を挿通させ、翼回転軸４１に対して相対回転不能に第一リンク片４５を治具で固定している状態で、第一リンク片４５と翼回転軸４１とを共加工することで形成される。
【００４６】
翼回転軸４１には、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａが螺合可能なピン押込みネジ穴４４が形成されている。このピン押込みネジ穴４４は、翼回転軸４１の他端側から一端側に凹み、その軸が翼軸線Ａｗ上に位置している。この翼回転軸４１の外周には、この翼回転軸４１に対して相対回転不能に回転軸側ブッシュ５２が設けられている。この回転軸側ブッシュ５２には、翼回転軸４１を基準にして外周側に突出したフランジ部５２ｆが形成されている。このフランジ部５２ｆの端面は、ケーシング側ブッシュ５１のフランジ部の端面と摺接する摺接面を成している。また、第一リンク片４５に固定されているバネ受け５４と回転軸側ブッシュ５２のフランジ部５２ｆとの間には、両者を離す方向に付勢するバネ５３が設けられている。
【００４７】
ピン支持部材５５には、ピン引抜ボルト６８（図８に示す）が螺合可能なピン引抜ネジ孔５６と、回り止めピン６１が挿通される２個のピン取付孔５７とが形成されている。ピン引抜ネジ孔５６及び２個のピン取付孔５７は、互いに平行にピン支持部材５５を貫通している。２個のピン取付孔５７は、ピン引抜ネジ孔５６の軸を中心とする円周上に、周方向に等間隔で形成されている。この円周の径は、翼軸線Ａｗを中心とする円周であって、この円周上に２個のピン穴４７が形成されている円周の径と同じである。従って、ピン引抜ネジ孔５６の軸が翼軸線Ａｗ上に位置するようにピン支持部材５５を配置すると、各ピン穴４７の軸上に各ピン取付孔５７の軸が位置することになる。
【００４８】
ピン引抜ネジ孔５６のネジ山径は、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａのネジ山径よりも大きく且つピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂの外径よりも小さい。従って、ピン引抜ネジ孔５６には、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを接触させずに、これを挿通させることができる一方で、ピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂを挿通させることができない。
【００４９】
回り止めピン６１は、図７及び図１０に示すように、一端部に形成されている雄ネジ部６２と、他端部に形成され、ピン穴４７に嵌挿される嵌挿部６３と、雄ネジ部６２と嵌挿部６３との境目に形成され、回り止めピン６１の軸に対して垂直な方向に張出した鍔部６４と、を有している。回り止めピン６１の嵌挿部６３とピン穴４７とは締まりばめの関係である。すなわち、回り止めピン６１の嵌挿部６３は、その外径がピン穴４７の内径よりも僅かに大きくなるよう形成されている。
【００５０】
この回り止めピン６１は、図７に示すように、その雄ネジ部６２の一部がピン支持部材５５のピン取付孔５７に挿通される。そして、この回り止めピン６１の雄ネジ部６２にピン固定ナット６５が捩じ込まれる。この結果、ピン支持部材５５は、この回り止めピン６１の雄ネジ部６２に捩じ込まれたピン固定ナット６５と回り止めピン６１の鍔部６４との間に挟持され、回り止めピン６１に対して相対移動できなくなる、言い換えると、回り止めピン６１はピン支持部材５５に固定される。
【００５１】
次に、リンク機構４０の組立て手順について説明する。
【００５２】
まず、図５に示すように、翼回転軸４１の他端部４３側に回転軸側ブッシュ５２を取り付ける。そして、この回転軸側ブッシュ５２の外周側から内周側へ向って回り止めネジ５９を捻じ込み、翼回転軸４１に対して回転軸側ブッシュ５２を相対回転不能に拘束する。なお、この際、翼軸（Ａｗ）方向で回転軸側ブッシュ５２を基準として可変静翼１６と反対側には、第一リンク片４５を装着する部分が残っている。続いて、回転軸側ブッシュ５２の外周側にバネ５３を配置する。
【００５３】
次に、翼回転軸４１の他端部４３に第一リンク片４５を装着する。具体的には、第一リンク片４５の軸挿通孔４６に翼回転軸４１の他端部４３を挿通させる。この結果、前述のバネ５３は、回転軸側ブッシュ５２のフランジ部５２ｆと、第一リンク片４５に固定されているバネ受け５４との間に挟持される。
【００５４】
次に、図６に示すように、回り止めピン６１が固定されているピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを挿通させる。この際、ピン支持部材５５を基準にして、回り止めピン６１をピン支持部材５５に固定するためのピン固定ナット６５と同じ側に、ピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂが位置するよう、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを挿通させる。また、前述したように、ピン引抜ネジ孔５６のネジ山径は、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａのネジ山径よりも大きいため、このピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａは、ピン引抜ネジ孔５６に螺合しない。
【００５５】
続いて、ピン支持部材５５から突出しているピン押込みボルト６６の先端を翼回転軸４１のピン押込みネジ穴４４の位置に一致させると共に、このピン押込みボルト６６を中心としてピン支持部材５５を回転させて、このピン支持部材５５に固定されている回り止めピン６１の先端をピン穴４７の位置に一致させる。そして、このピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを翼回転軸４１のピン押込みネジ穴４４に捩じ込んでゆく。この結果、ピン支持部材５５は、ピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂに押されて、翼回転軸４１及び第一リンク片４５に次第に近づくと共に、このピン支持部材５５に固定されている回り止めピン６１の嵌挿部６３が次第にピン穴４７に嵌挿されていく。
【００５６】
この際、ピン押込みネジ穴４４が翼回転軸４１上に位置しているため、ピン押込みボルト６６により翼回転軸４１側に押される第一リンク片４５は、翼回転軸４１を中心として均等に押されることになる。また、回り止めピン６１は、翼回転軸４１を中心とする円周上に、その周方向に等間隔でピン支持部材５５に固定されているため、各回り止めピン６１は、互いに均等にピン穴４７に嵌挿されることになる。このため、本実施形態では、周り止めピン６１をスムーズにピン穴４７に嵌挿させることができる。
【００５７】
ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを翼回転軸４１のピン押込みネジ穴４４に捻じ込み、図７に示すように、ピン支持部材５５がピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂに押されて第一リンク片４５に接触し、ピン支持部材５５及びこれに固定されている回り止めピン６１が翼回転軸４１及び第一リンク片４５に対して、翼軸（Ａｗ）方向において、翼回転軸４１の一端側へ移動できなくなると、ピン押込みボルト６６の捻じ込みを終了する。
【００５８】
以上で、翼回転軸４１に対する第一リンク片４５の取付作業が完了する。
【００５９】
第一リンク片４５の取付作業が終了すると、第二リンク片４８の一方の端部をピンで第一リンク片４５に連結し、その他方の端部をピンで可動環３１に連結する。以上で、リンク機構４０の組立作業が終了する。
【００６０】
次に、リンク機構４０の分解作業について説明する。
【００６１】
まず、可動環３１から第二リンク片４８を取り外す。
【００６２】
次に、図８に示すように、ピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に螺合可能な雄ネジ部６８ａが形成されているピン引抜ボルト６８を準備し、このピン引抜ボルト６８の雄ネジ部６８ａをピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に捻じ込む。なお、前述したように、ピン引抜ネジ孔５６のネジ山径は、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａのネジ山径よりも大きい関係上、このピン引抜ボルト６８のネジ谷径は、第一リンク片４５のピン押込みネジ穴４４の谷径よりも大きくなるため、ピン引抜ボルト６８は、第一リンク片４５のピン押込みネジ穴４４に入り込めない。
【００６３】
ピン引抜ボルト６８をピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に捻じ込んでゆくと、このピン引抜ボルト６８の先端が第一リンク片４５の表面に接触する。
【００６４】
その後、さらに、図９に示すように、ピン引抜ボルト６８をピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に捻じ込む。前述したように、ピン引抜ボルト６８は、第一リンク片４５のピン押込みネジ穴４４に入り込めない。このため、ピン引抜ボルト６８は、その先端が第一リンク片４５の表面に接触した状態を維持しつつ、ピン支持部材５５からの突出量が増加する、言い換えると、ピン引抜ボルト６８の先端はピン支持部材５５の下面（第一リンク片４５側の面）から遠ざかる。この結果、このピン引抜ボルト６８に螺合しているピン支持部材５５、さらに、このピン支持部材５５に固定されている回り止めピン６１は、翼軸（Ａｗ）方向で可変静翼１６から遠ざかる側に移動し、最終的に、回り止めピン６１がピン穴４７から引抜かれる。そして、翼回転軸４１から第一リンク片４５を外す。
【００６５】
以上で、第一リンク片４５の取外作業が完了する。
【００６６】
次に、回転軸側ブッシュ５２からバネ５３を外し、翼回転軸４１から回転軸側ブッシュ５２を外す。以上でリンク機構４０の分解作業が終了する。
【００６７】
以上のように、本実施形態では、回り止めピン６１の挿抜方向が翼軸（Ａｗ）方向、つまり翼回転軸４１が延びている方向であり、翼回転軸４１に対する第一リンク片４５の取付及び取外し方向であるため、この第一リンク片４５の取付及び取外しのために作業スペースが確保されているスペースで、回り止めピン６１の挿抜作業を行うことができる。このため、本実施形態では、リンク機構４０中の回り止めピン６１の挿抜作業の際、ロータ本体１１を基準にして周方向で隣接している他のリンク機構４０がじゃまにならない。よって、本実施形態によれば、回り止めピン６１の挿抜作業に十分な作業スペースを確保することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、ピン押込みボルト６６の捻じ込みにより、回り止めピン６１をピン穴４７に嵌挿させることができる。さらに、本実施形態では、ピン引抜ボルト６８をピン支持部材５５に捻じ込むことで、ジャッキ等を用いずに、回り止めピン６１をピン穴４７から引き抜くことができる。よって、本実施形態によれば、回り止めピン６１のピン穴４７に対する挿抜作業を容易に行うことができる。
【００６９】
よって、本実施形態では、リンク機構４０の組立・分解作業を容易に且つ短時間で行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態では、翼回転軸４１と平行な方向にピン穴４７を形成しているため、第一リンク片４５の厚さを厚くし、ピン穴４７の深さを深くすれば、回り止めピン６１の翼回転軸４１及び第一リンク片４５に対する接触面積を容易に広げることができる。このため、本実施形態では、第一リンク片４５に大きな回転トルクがかかっても、回り止めピン６１の破損を防ぐことができる。
【００７１】
なお、以上の実施形態のリンク機構４０は、２本の回り止めピン６１を有しているが、３本以上の回り止めピン６１を有していてもよい。この場合も、以上の実施形態と同様、各回り止めピン６１は、翼回転軸４１を中心とする円周上に、その周方向に等間隔でピン支持部材５５に固定されていることが好ましい。
【００７２】
また、以上の実施形態のリンク機構４０は、軸流流体機械の可変静翼駆動装置の一部を構成するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の装置の一部を構成するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０：ロータ、１１：ロータ本体、１２：動翼、１６：可変静翼、２０：ケーシング、３０：可変静翼駆動装置、３１：可動環、３３：環支持機構、４０：リンク機構、４１：翼回転軸、４２：（翼回転軸の）一端部、４３：（翼回転軸の）他端部、４４：ピン押込みネジ穴、４５：第一リンク片（リンク部材）、４６：軸挿通孔、４７：ピン穴、５５：ピン支持部材、５６：ピン引抜ネジ孔、５７：ピン取付孔、６１：回り止めピン、６２：雄ネジ部、６３：嵌挿部、６４：鍔部、６５：ピン固定ナット、６６：ピン押込みボルト、６６ａ：（ピン押込みボルトの）雄ネジ部、６６ｂ：（ピン押込みボルトの）ボルト頭部、６８：ピン引抜ボルト、６８ａ：（ピン引抜ボルトの）雄ネジ部、６８ｂ：（ピン引抜ボルトの）ボルト頭部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一部材の動きに連動して、第二部材を軸線回りに回転させるリンク機構、及びこれを備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンやターボ冷凍機では、気体を圧縮するために軸流流体機械の一種である軸流圧縮機が用いられている。この種の軸流流体機械では、ロータの周りに環状に複数配置された可変静翼と、この可変静翼の向きを変える可変静翼駆動装置と、を備えているものがある。
【０００３】
可変静翼駆動装置は、例えば、以下の特許文献１に記載されているように、ケーシングの外周側に配置された環状の可動環と、可動環を回転可能に支持する環支持機構と、可動環を回転させるアクチュエータと、可動環の回転で可変静翼の向きが変わるよう可動環と可変静翼とを連結するリンク機構と、を備えている。
【０００４】
リンク機構は、可変静翼に固定され可変静翼の軸線を中心として円筒状を成す回転軸と、回転軸の端部が挿通される軸挿通孔が形成されているリンク部材と、回転軸に対してリンク部材を相対回転不能に拘束する回り止めピンと、を備えている。回り止めピンが嵌挿可能なピン穴は、回転軸の端部とこの端部が挿通されたリンク部材に跨って、回転軸の軸線と垂直な方向に凹んでいる。回り止めピンとピン穴とは、締まりばめの関係になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９６５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、回り止めピンの挿抜方向が回転軸の軸線に対して垂直な方向であるため、この方向に比較的大きな作業スペースが必要であるにも関わらず、この方向には他の可変静翼のリンク機構が隣接しているため、十分な作業スペースを確保できない。
【０００７】
さらに、上記特許文献１に記載の技術では、回り止めピンとピン穴とが締まりばめの関係になっているため、回り止めピンをピン穴に嵌挿して、回転軸に対してリンク部材を相対回転不能にする際には、回り止めピンをピン穴に大きな力で圧入する必要があり、また、修理や点検等で、回転軸からリンク部材を外す際には、大きな力で回り止めピンをピン穴から引抜く必要がる。このため、前述の作業スペースに関係なく、回り止めピンのピン穴に対する挿抜作業が困難である。
【０００８】
すなわち、上記特許文献１に記載の技術では、リンク機構の組立及び分解のための作業が困難であるという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記特許文献１に記載の技術の問題点に着目し、組立及び分解のための作業が容易になり、これらの作業時間の短縮化を図ることができるリンク機構、及びこれを備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するための発明に係るリンク機構は、
第一部材の動きに連動して、第二部材を該第二部材の軸線回りに回転させるリンク機構において、前記軸線を中心として円柱状を成し、一端部が前記第二部材に固定され、該軸線と平行な方向に他端部から該一端部に向って凹んだピン押込みネジ穴が形成されている回転軸と、前記軸線と平行な方向に貫通し、前記回転軸の前記他端部が挿通可能な軸挿通孔が形成されているリンク部材と、前記回転軸の前記他端部に対して、前記軸線回りに相対回転不能に前記リンク部材を拘束する回り止めピンと、前記回り止めピンが固定されているピン支持部材と、前記回転軸の前記ピン押込みネジ穴に螺合可能な雄ネジ部を有するピン押込みボルトと、を備え、
前記回転軸の前記他端部と該他端部が挿通された前記リンク部材とには、該他端部と該リンク部材とに跨って、前記軸線と平行な方向に前記一端部に向かって凹み、前記回り止めピンが嵌挿可能なピン穴が形成され、前記ピン支持部材には、該ピン支持部材に固定されている前記回り止めピンの延びている方向に貫通し、該回り止めピンが前記ピン穴に嵌挿されているときに前記回転軸の前記ピン押込みネジ穴と同軸となるピン引抜ネジ孔が形成され、前記ピン引抜ネジ孔のネジ山径は、前記ピン押込みボルトの雄ネジ部のネジ山径よりも大きく且つ該ピン押込みボルトのボルト頭部の外径よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
当該リンク機構では、回転軸にリンク部材を取り付ける際には、まず、回転軸の他端部にリンク部材を装着する。具体的には、リンク部材の軸挿通孔に回転軸の他端部を挿通させる。次に、回り止めピンが固定されているピン支持部材のピン引抜ネジ孔に、ピン押込みボルトの雄ネジ部を挿通させた後、このピン押込みボルトの雄ネジ部を回転軸のピン押込みネジ穴に捩じ込んでゆく。この結果、ピン支持部材は、軸線方向において、ピン押込みボルトのボルト頭部に押されて、回転軸及びリンク部材に次第に近づくと共に、このピン支持部に固定されている回り止めピンが次第にピン穴に嵌挿されていく。
【００１２】
一方、当該リンク機構では、回転軸からリンク部材を取り外す際には、ピン引抜ボルトの雄ネジ部をピン支持部材のピン引抜ネジ孔に捻じ込む。ピン引抜ネジ孔のネジ山径は、ピン押込みボルトの雄ネジ部のネジ山径よりも大きい関係上、このピン引抜ボルトのネジ谷径は、第一リンク片のピン押込みネジ穴の谷径よりも大きくなるため、ピン引抜ボルトは、第一リンク片のピン押込みネジ穴に入り込めない。
【００１３】
このピン引抜ボルトをピン支持部材のピン引抜ネジ孔に捻じ込んでゆくと、このピン引抜ボルトの先端が第一リンク片の表面に接触する。その後、さらに、ピン引抜ボルトをピン支持部材のピン引抜ネジ孔に捻じ込む。前述したように、ピン引抜ボルトは、第一リンク片のピン押込みネジ穴に入り込めない。このため、ピン引抜ボルトは、その先端が第一リンク片の表面に接触した状態を維持しつつ、ピン支持部材からの突出量が増加する。この結果、このピン引抜ボルトに螺合しているピン支持部材、さらに、このピン支持部材に固定されている回り止めピンは、軸線方向で第二部材から遠ざかる側に移動し、回り止めピンがピン穴から引抜かれる。そして、回転軸からリンク部材を外す。
【００１４】
以上のように、当該リンク機構では、回り止めピンの挿抜方向が軸線方向、つまり回転軸が延びている方向であり、回転軸に対するリンク部材の取付及び取外し方向であるため、このリンク部材の取付及び取外しのために作業スペースが確保されているスペースで、回り止めピンの挿抜作業を行うことができる。このため、当該リンク機構では、リンク機構中の回り止めピンの挿抜作業の際、隣接している他のリンク機構がじゃまにならない。よって、当該リンク機構によれば、回り止めピンの挿抜作業に十分な作業スペースを確保することができる。
【００１５】
また、当該リンク機構では、ピン押込みボルトの捻じ込みにより、回り止めピンをピン穴に嵌挿させることができる。さらに、当該リンク機構では、ピン引抜ボルトをピン支持部材に捻じ込むことで、ジャッキ等を用いずに、回り止めピンをピン穴から引き抜くことができる。このため、当該リンク機構では、回り止めピンのピン穴に対する挿抜作業を容易に行うことができる。
【００１６】
よって、当該リンク機構によれば、組立・分解作業を容易に且つ短時間で行うことができる。
【００１７】
また、当該リンク機構では、軸線と平行な方向、つまり回転軸が延びている方向にピン穴を形成しているため、リンク部材の厚さを厚くし、ピン穴の深さを深くすれば、回り止めピンの回転軸及びリンク部材に対する接触面積を容易に広げることができる。このため、当該リンク機構では、リンク部材に大きな回転トルクがかかっても、回り止めピンの破損を防ぐことができる。
【００１８】
ここで、前記リンク機構において、複数の前記回り止めピンを備え、複数の前記回り止めピンは、前記ピン引抜ネジ孔の軸を中心とする円周上に、周方向に等間隔で前記ピン支持部材に固定されていることが好ましい。
【００１９】
当該リンク機構では、各回り止めピンを互いに均等にピン穴に嵌挿さることができる。
【００２０】
また、前記リンク機構において、前記ピン押込みネジ穴の軸は、前記回転軸の前記軸線上であることが好ましい。
【００２１】
当該リンク機構では、ピン押込みボルトにより第二部材側に押されるリンク部材を、回転軸を中心として均等に押すことができる。
【００２２】
また、前記リンク機構において、前記ピン支持部材には、前記ピン引抜ネジ孔の貫通方向に貫通したピン取付孔が形成され、前記回り止めピンは、一端部側に形成されている雄ネジ部と、他端部に形成され、前記ピン穴に嵌挿される嵌挿部と、該雄ネジ部と該嵌挿部との境目に形成され、当該回り止めピンの軸に対して垂直な方向に張出した鍔部と、を有してもよい。
【００２３】
当該、リンク機構では、ピン支持部材に対して、回り止めピンを容易に固定することができると共に、固定した回り止めピンを容易に取り外すことができる。
【００２４】
ここで、上記問題点を解決するための発明に係る軸流流体機械の可変静翼駆動装置は、
複数の動翼を有するロータと、該ロータを回転可能に覆うケーシングと、該ケーシング内に該ロータを中心として環状に複数配置された可変静翼と、を備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置において、前記ケーシングの外周側に配置された環状の可動環と、前記可動環の周方向に間隔をあけて複数配置され、該可動環を前記ロータ回りに回転可能に支持する環支持機構と、前記可動環を前記ロータ回りに回転させる回転駆動機構と、上記リンク機構と、を備え、
前記リンク機構は、前記第一部材としての前記可動環の回転で、前記第二部材としての前記可変静翼の向きが変わるよう、該可動環と該可変静翼とを連結している、ことを特徴とする。
【００２５】
当該可変静翼駆動機構も、上記リンク機構を備えているので、回り止めピンの挿抜作業に十分な作業スペースを確保することができる上に、回り止めピンのピン穴に対する挿抜作業を容易に行うことができる。よって、当該可変静翼駆動機構でも、リンク機構の組立・分解作業を容易に且つ短時間で行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、回り止めピンの挿抜作業に十分な作業スペースを確保することができる上に、回り止めピンのピン穴に対する挿抜作業を容易に行うことができる。
【００２７】
よって、本発明によれば、組立・分解作業を容易に且つ短時間で行うことができる。
【００２８】
また、本発明では、軸線と平行な方向、つまり回転軸が延びている方向にピン穴を形成しているため、リンク部材の厚さを厚くし、ピン穴の深さを深くすれば、回り止めピンの回転軸及びリンク部材に対する接触面積を容易に広げることができる。このため、本発明によれば、リンク部材に大きな回転トルクがかかっても、回り止めピンの破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る一実施形態における軸流圧縮機の要部切欠側面図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における可変静翼駆動装置の要部断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における可変静翼駆動装置の斜視図である。
【図４】図２におけるＩＶ矢視図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取付作業過程での回り止めピンの嵌挿前の状態を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取付作業過程での回り止めピンの嵌挿中の状態を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取付作業完了時の状態を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図８】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取外作業過程での回り止めピンの引抜中の状態（その１）を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図９】本発明に係る一実施形態における翼回転軸への第一リンク片の取外作業過程での回り止めピンの引抜中の状態（その２）を示し、同図（ａ）は同状態のリンク機構の平面図、同図（ｂ）は同状態のリンク機構の断面図である。
【図１０】本発明に係る一実施形態における回り止めピン及びピン固定ナットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る軸流流体機械の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
本実施形態の軸流流体機械は、図１に示すように、軸流圧縮機Ｃであり、複数の動翼１２を有しているロータ１０と、このロータ１０を回転可能に覆うケーシング２０と、ロータ１０の周りに環状に複数配置されている静翼１６，１８と、を備えている。
【００３２】
ロータ１０は、複数のロータディスクが積層されて構成されているロータ本体１１と、複数のロータディスク毎にそのロータディスクから放射方向に延びる複数の動翼１２と、を有している。すなわち、このロータ１０は、多数段動翼構成である。このロータ１０は、ロータ本体１１の軸線（以下、ロータ軸線Ａｒとする）を中心としてケーシング２０により回転可能に支持されている。
【００３３】
ケーシング２０のロータ軸線Ａｒ方向の一方の側には、外気を吸い込む吸込口２１が形成され、他方の側には圧縮気体を吐き出す吐出口（図示されていない）が形成されている。
【００３４】
複数の動翼１２のうち、最も吸込口２１側のロータディスクに固定されている複数の動翼１２が第一動翼段１２ａを成し、このロータディスクの吐出口側に隣接しているロータディスクに固定されている複数の動翼１２が第二動翼段１２ｂを成し、以下、吐出口側に設けられている各ロータディスクに固定されている複数の動翼１２が第三動翼段１２ｃ、第四動翼段１２ｄ、…を成している。
【００３５】
各動翼段１２ａ，１２ｂ，…の吸込口２１側には、それぞれ、ロータ本体１１の周りに環状に複数の静翼１６，１８が配置されている。ここで、第一動翼段１２ａの吸込口２１側に配置されている複数の静翼１６が第一静翼段１６ａを成し、第二動翼段１２ｂの吸込口２１側に配置されている複数の静翼１６が第二静翼段１６ｂを成し、以下、吐出口２２側に設けられている各動翼段１２ｃ，１２ｄ，…の吸込口２１側に配置されている複数の静翼１６が第三静翼段１６ｃ、第四静翼段１６ｄ、…を成している。
【００３６】
本実施形態では、各静翼段のうち、第一静翼段１６ａから第四静翼段１６ｄを構成する各静翼１６が可変静翼を成し、第五段目以降を構成する各静翼１８が固定静翼を成している。
【００３７】
各可変静翼１６は、ロータ本体１１を基準とした径方向に自身の翼軸線が延び、且つこの翼軸線回りに回転可能にケーシング２０に取り付けられている。
【００３８】
本実施形態の軸流圧縮機Ｃは、さらに、可変静翼段１６ａ〜１６ｄ毎の可変静翼１６の向きを変えるために、可変静翼段１６ａ〜１６ｄ毎の可変静翼駆動装置３０を備えている。
【００３９】
各可変静翼駆動装置３０は、図２及び図３に示すように、いずれも、ケーシング２０の外周側に配置された環状の可動環３１と、可動環３１の周方向に間隔をあけて複数配置され、可動環３１をロータ軸線Ａｒ（図３に示す）を中心として回転可能に支持する環支持機構３３と、可動環３１をロータ軸線Ａｒ回りに回転させる回転駆動機構３７（図３に示す）と、可動環３１の回転で可変静翼１６の向きが変わるよう、可動環３１と可変静翼１６とを連結するリンク機構４０と、を備えている。
【００４０】
環支持機構３３は、図２に示すように、可動環３１に転がり接触するローラ３４と、このローラ３４を回転可能に支持する支持台３５と、を有している。
【００４１】
また、リンク機構４０は、図２及び図４に示すように、可変静翼１６の翼軸線Ａｗを中心として円柱状を成し、一端部４２が可変静翼１６の外側端に固定されている翼回転軸４１と、この翼回転軸４１の他端部４３に相対回転不能に取り付けられている第一リンク片（リンク部材）４５と、一方の端部がピンで第一リンク片４５に連結され、他方の端部がピンで可動環３１に連結されている第二リンク片４８と、を有している。
【００４２】
翼回転軸４１は、ケーシング２０を貫通しており、一端部４２がケーシング２０の内周側に位置して、前述したように、可変静翼１６の外側端に固定されている。また、翼回転軸４１の他端部４３は、ケーシング２０の外周側に位置して、前述したように、第一リンク片４５が取り付けられている。この翼回転軸４１は、ケーシング２０に設けられたケーシング側ブッシュ５１により、ケーシング２０に対して、翼軸線Ａｗ回りに回転可能に支持されている。
【００４３】
リンク機構４０は、さらに、図６に示すように、翼回転軸４１に対して翼軸線Ａｗ回りに相対回転不能に第一リンク片４５を拘束する２本の回り止めピン６１と、２本の回り止めピン６１が固定されているピン支持部材５５と、２本の回り止めピン６１を後述のピン穴４７に押し込むためのピン押込みボルト６６と、を有している。
【００４４】
第一リンク片４５には、翼回転軸４１の他端部４３が挿通可能な軸挿通孔４６が形成されている。この軸挿通孔４６は、軸挿通孔４６に翼回転軸４１が挿通された際、この軸挿通孔４６の軸が翼軸線Ａｗ上に位置する。第一リンク片４５において、軸挿通孔４６の軸方向で互いに対向している外面面のうち、一方の外面には、環状を成し、軸挿通孔４６の内径より大きな内径のバネ受け５４が、軸挿通孔４６の軸の位置が中心になるよう固定されている。
【００４５】
第一リンク片４５及び翼回転軸４１の他端部４３には、第一リンク片４５と、この第一リンク片４５の軸挿通孔４６に挿通されている翼回転軸４１とに跨って、翼軸線Ａｗと平行に、翼回転軸４１の一端部４２に向って凹み、回り止めピン６１が嵌挿可能な前述のピン穴４７が形成されている。この２本の回り止めピン６１に対する各ピン穴４７は、翼軸線Ａｗを中心とする円周上に、周方向に等間隔で形成されている。なお、ピン穴４７は、第一リンク片４５の軸挿通孔４６に翼回転軸４１の他端部４３を挿通させ、翼回転軸４１に対して相対回転不能に第一リンク片４５を治具で固定している状態で、第一リンク片４５と翼回転軸４１とを共加工することで形成される。
【００４６】
翼回転軸４１には、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａが螺合可能なピン押込みネジ穴４４が形成されている。このピン押込みネジ穴４４は、翼回転軸４１の他端側から一端側に凹み、その軸が翼軸線Ａｗ上に位置している。この翼回転軸４１の外周には、この翼回転軸４１に対して相対回転不能に回転軸側ブッシュ５２が設けられている。この回転軸側ブッシュ５２には、翼回転軸４１を基準にして外周側に突出したフランジ部５２ｆが形成されている。このフランジ部５２ｆの端面は、ケーシング側ブッシュ５１のフランジ部の端面と摺接する摺接面を成している。また、第一リンク片４５に固定されているバネ受け５４と回転軸側ブッシュ５２のフランジ部５２ｆとの間には、両者を離す方向に付勢するバネ５３が設けられている。
【００４７】
ピン支持部材５５には、ピン引抜ボルト６８（図８に示す）が螺合可能なピン引抜ネジ孔５６と、回り止めピン６１が挿通される２個のピン取付孔５７とが形成されている。ピン引抜ネジ孔５６及び２個のピン取付孔５７は、互いに平行にピン支持部材５５を貫通している。２個のピン取付孔５７は、ピン引抜ネジ孔５６の軸を中心とする円周上に、周方向に等間隔で形成されている。この円周の径は、翼軸線Ａｗを中心とする円周であって、この円周上に２個のピン穴４７が形成されている円周の径と同じである。従って、ピン引抜ネジ孔５６の軸が翼軸線Ａｗ上に位置するようにピン支持部材５５を配置すると、各ピン穴４７の軸上に各ピン取付孔５７の軸が位置することになる。
【００４８】
ピン引抜ネジ孔５６のネジ山径は、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａのネジ山径よりも大きく且つピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂの外径よりも小さい。従って、ピン引抜ネジ孔５６には、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを接触させずに、これを挿通させることができる一方で、ピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂを挿通させることができない。
【００４９】
回り止めピン６１は、図７及び図１０に示すように、一端部に形成されている雄ネジ部６２と、他端部に形成され、ピン穴４７に嵌挿される嵌挿部６３と、雄ネジ部６２と嵌挿部６３との境目に形成され、回り止めピン６１の軸に対して垂直な方向に張出した鍔部６４と、を有している。回り止めピン６１の嵌挿部６３とピン穴４７とは締まりばめの関係である。すなわち、回り止めピン６１の嵌挿部６３は、その外径がピン穴４７の内径よりも僅かに大きくなるよう形成されている。
【００５０】
この回り止めピン６１は、図７に示すように、その雄ネジ部６２の一部がピン支持部材５５のピン取付孔５７に挿通される。そして、この回り止めピン６１の雄ネジ部６２にピン固定ナット６５が捩じ込まれる。この結果、ピン支持部材５５は、この回り止めピン６１の雄ネジ部６２に捩じ込まれたピン固定ナット６５と回り止めピン６１の鍔部６４との間に挟持され、回り止めピン６１に対して相対移動できなくなる、言い換えると、回り止めピン６１はピン支持部材５５に固定される。
【００５１】
次に、リンク機構４０の組立て手順について説明する。
【００５２】
まず、図５に示すように、翼回転軸４１の他端部４３側に回転軸側ブッシュ５２を取り付ける。そして、この回転軸側ブッシュ５２の外周側から内周側へ向って回り止めネジ５９を捻じ込み、翼回転軸４１に対して回転軸側ブッシュ５２を相対回転不能に拘束する。なお、この際、翼軸（Ａｗ）方向で回転軸側ブッシュ５２を基準として可変静翼１６と反対側には、第一リンク片４５を装着する部分が残っている。続いて、回転軸側ブッシュ５２の外周側にバネ５３を配置する。
【００５３】
次に、翼回転軸４１の他端部４３に第一リンク片４５を装着する。具体的には、第一リンク片４５の軸挿通孔４６に翼回転軸４１の他端部４３を挿通させる。この結果、前述のバネ５３は、回転軸側ブッシュ５２のフランジ部５２ｆと、第一リンク片４５に固定されているバネ受け５４との間に挟持される。
【００５４】
次に、図６に示すように、回り止めピン６１が固定されているピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを挿通させる。この際、ピン支持部材５５を基準にして、回り止めピン６１をピン支持部材５５に固定するためのピン固定ナット６５と同じ側に、ピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂが位置するよう、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを挿通させる。また、前述したように、ピン引抜ネジ孔５６のネジ山径は、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａのネジ山径よりも大きいため、このピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａは、ピン引抜ネジ孔５６に螺合しない。
【００５５】
続いて、ピン支持部材５５から突出しているピン押込みボルト６６の先端を翼回転軸４１のピン押込みネジ穴４４の位置に一致させると共に、このピン押込みボルト６６を中心としてピン支持部材５５を回転させて、このピン支持部材５５に固定されている回り止めピン６１の先端をピン穴４７の位置に一致させる。そして、このピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを翼回転軸４１のピン押込みネジ穴４４に捩じ込んでゆく。この結果、ピン支持部材５５は、ピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂに押されて、翼回転軸４１及び第一リンク片４５に次第に近づくと共に、このピン支持部材５５に固定されている回り止めピン６１の嵌挿部６３が次第にピン穴４７に嵌挿されていく。
【００５６】
この際、ピン押込みネジ穴４４が翼回転軸４１上に位置しているため、ピン押込みボルト６６により翼回転軸４１側に押される第一リンク片４５は、翼回転軸４１を中心として均等に押されることになる。また、回り止めピン６１は、翼回転軸４１を中心とする円周上に、その周方向に等間隔でピン支持部材５５に固定されているため、各回り止めピン６１は、互いに均等にピン穴４７に嵌挿されることになる。このため、本実施形態では、周り止めピン６１をスムーズにピン穴４７に嵌挿させることができる。
【００５７】
ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａを翼回転軸４１のピン押込みネジ穴４４に捻じ込み、図７に示すように、ピン支持部材５５がピン押込みボルト６６のボルト頭部６６ｂに押されて第一リンク片４５に接触し、ピン支持部材５５及びこれに固定されている回り止めピン６１が翼回転軸４１及び第一リンク片４５に対して、翼軸（Ａｗ）方向において、翼回転軸４１の一端側へ移動できなくなると、ピン押込みボルト６６の捻じ込みを終了する。
【００５８】
以上で、翼回転軸４１に対する第一リンク片４５の取付作業が完了する。
【００５９】
第一リンク片４５の取付作業が終了すると、第二リンク片４８の一方の端部をピンで第一リンク片４５に連結し、その他方の端部をピンで可動環３１に連結する。以上で、リンク機構４０の組立作業が終了する。
【００６０】
次に、リンク機構４０の分解作業について説明する。
【００６１】
まず、可動環３１から第二リンク片４８を取り外す。
【００６２】
次に、図８に示すように、ピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に螺合可能な雄ネジ部６８ａが形成されているピン引抜ボルト６８を準備し、このピン引抜ボルト６８の雄ネジ部６８ａをピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に捻じ込む。なお、前述したように、ピン引抜ネジ孔５６のネジ山径は、ピン押込みボルト６６の雄ネジ部６６ａのネジ山径よりも大きい関係上、このピン引抜ボルト６８のネジ谷径は、第一リンク片４５のピン押込みネジ穴４４の谷径よりも大きくなるため、ピン引抜ボルト６８は、第一リンク片４５のピン押込みネジ穴４４に入り込めない。
【００６３】
ピン引抜ボルト６８をピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に捻じ込んでゆくと、このピン引抜ボルト６８の先端が第一リンク片４５の表面に接触する。
【００６４】
その後、さらに、図９に示すように、ピン引抜ボルト６８をピン支持部材５５のピン引抜ネジ孔５６に捻じ込む。前述したように、ピン引抜ボルト６８は、第一リンク片４５のピン押込みネジ穴４４に入り込めない。このため、ピン引抜ボルト６８は、その先端が第一リンク片４５の表面に接触した状態を維持しつつ、ピン支持部材５５からの突出量が増加する、言い換えると、ピン引抜ボルト６８の先端はピン支持部材５５の下面（第一リンク片４５側の面）から遠ざかる。この結果、このピン引抜ボルト６８に螺合しているピン支持部材５５、さらに、このピン支持部材５５に固定されている回り止めピン６１は、翼軸（Ａｗ）方向で可変静翼１６から遠ざかる側に移動し、最終的に、回り止めピン６１がピン穴４７から引抜かれる。そして、翼回転軸４１から第一リンク片４５を外す。
【００６５】
以上で、第一リンク片４５の取外作業が完了する。
【００６６】
次に、回転軸側ブッシュ５２からバネ５３を外し、翼回転軸４１から回転軸側ブッシュ５２を外す。以上でリンク機構４０の分解作業が終了する。
【００６７】
以上のように、本実施形態では、回り止めピン６１の挿抜方向が翼軸（Ａｗ）方向、つまり翼回転軸４１が延びている方向であり、翼回転軸４１に対する第一リンク片４５の取付及び取外し方向であるため、この第一リンク片４５の取付及び取外しのために作業スペースが確保されているスペースで、回り止めピン６１の挿抜作業を行うことができる。このため、本実施形態では、リンク機構４０中の回り止めピン６１の挿抜作業の際、ロータ本体１１を基準にして周方向で隣接している他のリンク機構４０がじゃまにならない。よって、本実施形態によれば、回り止めピン６１の挿抜作業に十分な作業スペースを確保することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、ピン押込みボルト６６の捻じ込みにより、回り止めピン６１をピン穴４７に嵌挿させることができる。さらに、本実施形態では、ピン引抜ボルト６８をピン支持部材５５に捻じ込むことで、ジャッキ等を用いずに、回り止めピン６１をピン穴４７から引き抜くことができる。よって、本実施形態によれば、回り止めピン６１のピン穴４７に対する挿抜作業を容易に行うことができる。
【００６９】
よって、本実施形態では、リンク機構４０の組立・分解作業を容易に且つ短時間で行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態では、翼回転軸４１と平行な方向にピン穴４７を形成しているため、第一リンク片４５の厚さを厚くし、ピン穴４７の深さを深くすれば、回り止めピン６１の翼回転軸４１及び第一リンク片４５に対する接触面積を容易に広げることができる。このため、本実施形態では、第一リンク片４５に大きな回転トルクがかかっても、回り止めピン６１の破損を防ぐことができる。
【００７１】
なお、以上の実施形態のリンク機構４０は、２本の回り止めピン６１を有しているが、３本以上の回り止めピン６１を有していてもよい。この場合も、以上の実施形態と同様、各回り止めピン６１は、翼回転軸４１を中心とする円周上に、その周方向に等間隔でピン支持部材５５に固定されていることが好ましい。
【００７２】
また、以上の実施形態のリンク機構４０は、軸流流体機械の可変静翼駆動装置の一部を構成するものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の装置の一部を構成するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０：ロータ、１１：ロータ本体、１２：動翼、１６：可変静翼、２０：ケーシング、３０：可変静翼駆動装置、３１：可動環、３３：環支持機構、４０：リンク機構、４１：翼回転軸、４２：（翼回転軸の）一端部、４３：（翼回転軸の）他端部、４４：ピン押込みネジ穴、４５：第一リンク片（リンク部材）、４６：軸挿通孔、４７：ピン穴、５５：ピン支持部材、５６：ピン引抜ネジ孔、５７：ピン取付孔、６１：回り止めピン、６２：雄ネジ部、６３：嵌挿部、６４：鍔部、６５：ピン固定ナット、６６：ピン押込みボルト、６６ａ：（ピン押込みボルトの）雄ネジ部、６６ｂ：（ピン押込みボルトの）ボルト頭部、６８：ピン引抜ボルト、６８ａ：（ピン引抜ボルトの）雄ネジ部、６８ｂ：（ピン引抜ボルトの）ボルト頭部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部材の動きに連動して、第二部材を該第二部材の軸線回りに回転させるリンク機構において、
前記軸線を中心として円柱状を成し、一端部が前記第二部材に固定され、該軸線と平行な方向に他端部から該一端部に向って凹んだピン押込みネジ穴が形成されている回転軸と、
前記軸線と平行な方向に貫通し、前記回転軸の前記他端部が挿通可能な軸挿通孔が形成されているリンク部材と、
前記回転軸の前記他端部に対して、前記軸線回りに相対回転不能に前記リンク部材を拘束する回り止めピンと、
前記回り止めピンが固定されているピン支持部材と、
前記回転軸の前記ピン押込みネジ穴に螺合可能な雄ネジ部を有するピン押込みボルトと、
を備え、
前記回転軸の前記他端部と該他端部が挿通された前記リンク部材とには、該他端部と該リンク部材とに跨って、前記軸線と平行な方向に前記一端部に向かって凹み、前記回り止めピンが嵌挿可能なピン穴が形成され、
前記ピン支持部材には、該ピン支持部材に固定されている前記回り止めピンの延びている方向に貫通し、該回り止めピンが前記ピン穴に嵌挿されているときに前記回転軸の前記ピン押込みネジ穴と同軸となるピン引抜ネジ孔が形成され、
前記ピン引抜ネジ孔のネジ山径は、前記ピン押込みボルトの雄ネジ部のネジ山径よりも大きく且つ該ピン押込みボルトのボルト頭部の外径よりも小さい、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項２】
請求項１に記載のリンク機構において、
前記ピン引抜ネジ孔に螺合可能な雄ネジ部を有するピン引抜ボルトを備えている、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のリンク機構において、
複数の前記回り止めピンを備え、
複数の前記回り止めピンは、前記ピン引抜ネジ孔の軸を中心とする円周上に、周方向に等間隔で前記ピン支持部材に固定されている、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のリンク機構において、
前記ピン押込みネジ穴の軸は、前記回転軸の前記軸線上である、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のリンク機構において、
前記ピン支持部材には、前記ピン引抜ネジ孔の貫通方向に貫通したピン取付孔が形成され、
前記回り止めピンは、一端部側に形成されている雄ネジ部と、他端部に形成され、前記ピン穴に嵌挿される嵌挿部と、該雄ネジ部と該嵌挿部との境目に形成され、当該回り止めピンの軸に対して垂直な方向に張出した鍔部と、を有する、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項６】
複数の動翼を有するロータと、該ロータを回転可能に覆うケーシングと、該ケーシング内に該ロータを中心として環状に複数配置された可変静翼と、を備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置において、
前記ケーシングの外周側に配置された環状の可動環と、
前記可動環の周方向に間隔をあけて複数配置され、該可動環を前記ロータ回りに回転可能に支持する環支持機構と、
前記可動環を前記ロータ回りに回転させる回転駆動機構と、
請求項１から５のいずれか一項に記載のリンク機構と、
を備え、
前記リンク機構は、前記第一部材としての前記可動環の回転で、前記第二部材としての前記可変静翼の向きが変わるよう、該可動環と該可変静翼とを連結している、
ことを特徴とする軸流流体機械の可変静翼駆動装置。
【請求項１】
第一部材の動きに連動して、第二部材を該第二部材の軸線回りに回転させるリンク機構において、
前記軸線を中心として円柱状を成し、一端部が前記第二部材に固定され、該軸線と平行な方向に他端部から該一端部に向って凹んだピン押込みネジ穴が形成されている回転軸と、
前記軸線と平行な方向に貫通し、前記回転軸の前記他端部が挿通可能な軸挿通孔が形成されているリンク部材と、
前記回転軸の前記他端部に対して、前記軸線回りに相対回転不能に前記リンク部材を拘束する回り止めピンと、
前記回り止めピンが固定されているピン支持部材と、
前記回転軸の前記ピン押込みネジ穴に螺合可能な雄ネジ部を有するピン押込みボルトと、
を備え、
前記回転軸の前記他端部と該他端部が挿通された前記リンク部材とには、該他端部と該リンク部材とに跨って、前記軸線と平行な方向に前記一端部に向かって凹み、前記回り止めピンが嵌挿可能なピン穴が形成され、
前記ピン支持部材には、該ピン支持部材に固定されている前記回り止めピンの延びている方向に貫通し、該回り止めピンが前記ピン穴に嵌挿されているときに前記回転軸の前記ピン押込みネジ穴と同軸となるピン引抜ネジ孔が形成され、
前記ピン引抜ネジ孔のネジ山径は、前記ピン押込みボルトの雄ネジ部のネジ山径よりも大きく且つ該ピン押込みボルトのボルト頭部の外径よりも小さい、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項２】
請求項１に記載のリンク機構において、
前記ピン引抜ネジ孔に螺合可能な雄ネジ部を有するピン引抜ボルトを備えている、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のリンク機構において、
複数の前記回り止めピンを備え、
複数の前記回り止めピンは、前記ピン引抜ネジ孔の軸を中心とする円周上に、周方向に等間隔で前記ピン支持部材に固定されている、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のリンク機構において、
前記ピン押込みネジ穴の軸は、前記回転軸の前記軸線上である、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のリンク機構において、
前記ピン支持部材には、前記ピン引抜ネジ孔の貫通方向に貫通したピン取付孔が形成され、
前記回り止めピンは、一端部側に形成されている雄ネジ部と、他端部に形成され、前記ピン穴に嵌挿される嵌挿部と、該雄ネジ部と該嵌挿部との境目に形成され、当該回り止めピンの軸に対して垂直な方向に張出した鍔部と、を有する、
ことを特徴とするリンク機構。
【請求項６】
複数の動翼を有するロータと、該ロータを回転可能に覆うケーシングと、該ケーシング内に該ロータを中心として環状に複数配置された可変静翼と、を備えている軸流流体機械の可変静翼駆動装置において、
前記ケーシングの外周側に配置された環状の可動環と、
前記可動環の周方向に間隔をあけて複数配置され、該可動環を前記ロータ回りに回転可能に支持する環支持機構と、
前記可動環を前記ロータ回りに回転させる回転駆動機構と、
請求項１から５のいずれか一項に記載のリンク機構と、
を備え、
前記リンク機構は、前記第一部材としての前記可動環の回転で、前記第二部材としての前記可変静翼の向きが変わるよう、該可動環と該可変静翼とを連結している、
ことを特徴とする軸流流体機械の可変静翼駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９６３６１（Ｐ２０１３−９６３６１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２１４３（Ｐ２０１１−２４２１４３）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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