(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）炉本体と、
（ｂ）一対の支持軸を有する、該炉本体の外周面に固着されたトラニオンリングと、
（ｃ）該トラニオンリングの支持軸を回転自在に支持するためのベアリングと、
（ｄ）前記支持軸の一端に固着されたブルギアと、
（ｅ）該ブルギアを駆動する駆動ギアと、
（ｆ）該駆動ギアを回転駆動するための駆動機構とからなり、
前記駆動ギアが転位ギアからなり、
前記トラニオンリングが塑性変形され、かつ前記一対の支持軸が互いに傾き、
前記駆動ギアとブルギアとのあいだに中間ギアが配置され、
前記中間ギアがマイナス転位ギアからなり、前記駆動ギアがプラス転位ギアからなる
炉傾動装置。 
【請求項２】
前記ブルギアの歯の表面のうち、前記駆動ギアまたは中間ギアに当たる歯当たり面において、クラウニング加工が施されてなる請求項１記載の炉傾動装置。
【請求項３】
前記駆動ギアまたは中間ギアの歯の表面のうち、前記ブルギアに当たる歯当たり面において、クラウニング加工が施されてなる請求項１または２記載の炉傾動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は炉傾動装置に関する。さらに詳しくは、炉本体を支持するためのトラニオンリングが塑性変形したばあいでも、ブルギアと駆動ギアなどとのあいだで干渉が生じることなく、円滑な噛合が行なわれ、しかも製造コストが低い炉傾動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、転炉用の傾動装置として、図７（ａ）、（ｂ）に示されるような炉傾動装置がある。図７（ａ）に示される炉傾動装置は、炉本体２１と、一対の支持軸２２ａ、２２ｂを有する、該炉本体２１の外周面に固着されたトラニオンリング２２と、該トラニオンリング２２の支持軸２２ａ、２２ｂを回転自在に支持するためのベアリング２３と、前記支持軸２２ａ、２２ｂの一端に固着されたブルギア２４と、該ブルギア２４に噛み合う駆動ギア２５と、該駆動ギアを回転駆動するための駆動機構（図示せず）とから構成されている。また、図７に示される炉傾動装置は、前記駆動ギア２５とブルギア２４とのあいだに中間ギア２６が配置されている。前記駆動ギア２４および中間ギア２６は、通常の（転位されていない）歯車が採用されている。また、前記ベアリング２３は、地面などに固定されている。
【０００３】
また、図７に示される一対の支持軸２２ａ、２２ｂは、同軸線上に配置されている。
【０００４】
図７（ａ）に示される炉傾動装置では、炉本体２１内部への溶銑（またはスクラップ）挿入、溶鋼の出鋼、または排滓するばあい、駆動機構（図示せず）によって駆動ギア２５を回転駆動することにより、中間ギア２６およびブルギア２４を回転させる。それにより、トラニオンリング２２に支持された炉本体２１は、所定の角度だけ傾動して溶銑（またはスクラップ）挿入、出鋼または排滓を行なうことができる。
【０００５】
図７（ｂ）に示されるように、炉傾動装置の設置直後からある程度の時間使用するあいだは、前記ブルギア２４および中間ギア２６が正常に噛み合っている。すなわち、ブルギア２４の基準ピッチ円ＰＤB1と中間ギア２６の基準ピッチ円ＰＤM1とは、互いに接している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、炉傾動装置をある程度の時間を超えて使用すれば、図８（ａ）に示されるように、前記トラニオンリング２２が、炉本体２１およびその内部の溶銑または溶鋼などからの加重によって塑性変形することにより、当該支持軸２２ａ、２２ｂは互いに傾いた位置になる。とくに、通常操業中においては、トラニオンリング２２は、高温（４００℃程度）の環境下にあるため、塑性変形することがある。
【０００７】
支持軸２２ａ、２２ｂが傾いたばあい、支持軸２２ａに固着されたブルギア２４と中間ギア２６とのあいだの噛合状態が異常になる。
【０００８】
すなわち、図８（ａ）のように、炉本体２１の開口２１ａが図中上向きのときには、ブルギア２４が中間ギア２６の上方へずれる。このとき、図８（ｂ）に示されるように、ブルギア２４の基準ピッチ円ＰＤB1と中間ギア２６の基準ピッチ円ＰＤM1とは、接しなくなるため、２つのギアのあいだでガタが生じやすくなる。
【０００９】
一方、図９（ａ）に示されるように、炉本体２１の開口２１ａが図中下向きになるように、炉本体２１およびブルギア２４を９０度以上回転させたときには、ブルギア２４が中間ギア２６に対して下方へずれ、ブルギア２４が中間ギア２６にくさび状（図９（ａ）の部分Ｔ参照）に入り込む（以下、この現象をくさび現象と呼ぶ）。このとき、図９（ｂ）に示されるように、ブルギア２４の基準ピッチ円ＰＤB1と中間ギア２６の基準ピッチ円ＰＤM1とは交わる。したがって、ブルギア２４の歯２４ａが中間ギア２６の歯底２６ｂおよび歯元２６ｃと干渉するため、このまま使用すると中間ギア２６が損傷（欠損、表面はくりなど）するばあいがある。
【００１０】
中間ギア２６が損傷（欠損、表面はくりなど）したばあい、再び、円滑にブルギア２４を回転させるためには、中間ギア２６およびトラニオンリング２２の両方の交換が必要である。
【００１１】
しかし、炉傾動装置に用いられるトラニオンリングは巨大かつ大重量であるため、トラニオンリングの交換作業には非常に手間と時間がかかる。たとえば、トラニオンリングの交換作業を行なうばあい、炉本体のジャッキアップ・ダウンおよびブルギアの取付け・取外しなどの工程が必要であるため、炉本体およびブルギアが巨大かつ大重量であることを考慮すれば、長期間（１５〜３０日程度）かかる。なお、従来のブルギアは、直径が４ｍ程度のギアが用いられている。また炉本体の重量は、４５０トンを超える。
【００１２】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、トラニオンリングが塑性変形したばあいでも、ブルギアと駆動ギアなどとのあいだで干渉が生じることなく、円滑な噛合が行なわれ、しかも製造コストが低い炉傾動装置を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明の炉傾動装置は、（ａ）炉本体と、
（ｂ）一対の支持軸を有する、該炉本体の外周面に固着されたトラニオンリングと、
（ｃ）該トラニオンリングの支持軸を回転自在に支持するためのベアリングと、
（ｄ）前記支持軸の一端に固着されたブルギアと、
（ｅ）該ブルギアを駆動する駆動ギアと、
（ｆ）該駆動ギアを回転駆動するための駆動機構とからなり、
前記駆動ギアが転位ギアからなり、
前記トラニオンリングが塑性変形され、かつ前記一対の支持軸が互いに傾き、
前記駆動ギアとブルギアとのあいだに中間ギアが配置され、
前記中間ギアがマイナス転位ギアからなり、前記駆動ギアがプラス転位ギアからなることを特徴としている。
【００１６】
前記ブルギアの歯の表面のうち、前記駆動ギアまたは中間ギアに当たる歯当たり面において、クラウニング加工が施されてなるのが好ましい。
【００１７】
前記駆動ギアまたは中間ギアの歯の表面のうち、前記ブルギアに当たる歯当たり面において、クラウニング加工が施されてなるのが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、トラニオンリングが塑性変形して一対の支持軸が互いに傾いたばあいでも、トラニオンリングに固着されたブルギアに噛み合うギア（駆動ギア、または中間ギアがあるばあいには中間ギア）にマイナス転位ギアを用いることにより、ブルギアと相手側のギア（駆動ギアまたは中間ギア）とのあいだの干渉を少なくすることができる。
【００１９】
なお、中間ギアを用いるばあいには、駆動ギアとのあいだのバックラッシュを少なくするために、中間ギアをマイナス転位ギアにするとともに駆動ギアをプラス転位ギアにするのが好ましい。
【００２０】
したがって、駆動ギアのみ、または駆動ギアおよび中間ギアの両方を転位ギアにすることにより、塑性変形したトラニオンリングを引き続き使用することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら、本発明の炉傾動装置を詳細に説明する。図１は本発明の炉傾動装置の一実施例を示す斜視説明図、図２は図１のブルギアと中間ギアとのあいだの噛合状態を示す部分拡大図、図３は図１のブルギアが９０〜１８０度のあいだに回転した状態における図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図１のブルギアが１８０度近辺（１８０〜−１８０度程度）のあいだに回転した状態における図１のＡ−Ａ線断面図、図５は図１のブルギアが−９０〜−１８０度のあいだに回転した状態における図１のＡ−Ａ線断面図および図６は本発明の他の実施例を示す中間ギアのクラウニング加工が施された歯を上から見た図である。
【００２２】
図１に示される本実施例の炉傾動装置は、従来と同様に、炉本体１と、一対の支持軸２ａ、２ｂを有する、該炉本体１の外周面に固着されたトラニオンリング２と、該トラニオンリング２の支持軸２ａ、２ｂを回転自在に支持するためのベアリング３と、前記支持軸２ａ、２ｂの一端に固着されたブルギア４と、該ブルギア４を駆動する駆動ギア５と、該駆動ギア５を回転駆動するための駆動機構７とから構成され、さらに駆動ギア５とブルギア４とのあいだに中間ギア６が配置されている。前記ベアリング３は、下端が地面に固着された軸受（ベアリング）架台８の上端に固着されている。なお、７ａはカップリングである。
【００２３】
ただし、図１の炉傾動装置においては、▲１▼前記トラニオンリング２が塑性変形されることにより、前記一対の支持軸２ａ、２ｂが互いに傾いたもの（従来の炉傾動装置における図８の状態参照）をそのまま用いている点、および▲２▼前記中間ギア６がマイナス転位ギアからなり、前記駆動ギア５がプラス転位ギアからなる点が、従来の炉傾動装置（たとえば、図７の装置）と構成上大きく異なっている。
【００２４】
中間ギア６は、マイナス転位ギア（すなわち、図２の中間ギア６の基準ピッチ円ＰＤM2よりも歯６ａの歯元側でブルギア４の歯４ａと噛み合うギア）であるため、図２に示されるように、軸心を変更することなく、中間ギア６の基準ピッチ円ＰＤM2の直径と比較して歯６ａの全歯たけ（丈）ｈが相対的に大きくされ、かつ歯厚ｗが狭くされている。それにより、ブルギアの歯４ａと中間ギアの歯６ａとのあいだの干渉を少なくすることができる。
【００２５】
さらに詳細にいえば、中間ギア６がＰＤM2よりも歯元側で、ブルギア４とかみ合うようにマイナス転位させると、中間ギア６ａの歯厚ｗが薄くなる。そのため、ブルギア４の歯４ａの入るスペースが大きくなることで炉本体１（転炉）が９０度以上傾いたときにブルギア４が中間ギア６の歯元側に入って来ても、干渉を回避できる。
【００２６】
したがって、ブルギア４の歯４ａが中間ギア６の歯底６ｂおよび歯元６ｃと干渉することがない。また、中間ギア６が破損することもない。
【００２７】
しかも、駆動ギア５がプラス転位ギア（基準ピッチ円よりも外側で相手側の歯車と噛み合うギア）であるため、前記マイナス転位ギアからなる中間ギア６とのあいだのバックラッシュを少なくすることができる。
【００２８】
本実施例のばあい、ブルギア４のピッチ円直径が４３２０ｍｍ程度、中間ギア６のピッチ円直径が８１６ｍｍ程度、および駆動ギア５のピッチ円直径が８３２ｍｍ程度のばあい、中間ギア６の転位量を−１３〜−３ｍｍ程度（とくに好ましくは−８ｍｍ±２ｍｍ程度）、駆動ギア５の転位量を３〜１３ｍｍ程度（とくに好ましくは＋８ｍｍ±２ｍｍ程度）に設定すれば、ブルギア４と中間ギア６とのあいだの干渉をより小さくすることができるとともにバックラッシュを最小限に抑えることができる。
【００２９】
また、前記ブルギア４は、前記中間ギア６に対して軸心が傾いている（従来の炉傾動装置における図８の状態参照）ため、前記炉本体１が回転したとき（従来の炉傾動装置における図９の状態参照）に３次元の取合いが生じる。３次元の取合いの例として、たとえば、くさび現象（ブルギア４の歯が中間ギア６にくさび状（従来の炉傾動装置における図９（ａ）の部分Ｔ参照）に入り込む現象）が生じる。それによって、ブルギア４の歯４ａが中間ギア６の歯６ａに対して局所的に接触するため、中間ギア６が磨耗または破損しやすくなる。
【００３０】
そこで、ブルギア４と中間ギア６とのあいだの局所的な接触を防止するために、図３〜５に示されるように、前記ブルギア４の歯４ａの表面のうち、前記中間ギア６の歯６ａに当たる歯当たり面４ｂにおいて、クラウニング加工が施されるのが好ましい。
【００３１】
図１のブルギア４の歯４ａのうち、９０〜１８０度のあいだの範囲に配置された歯４ａは、図３に示されるように、図中右上および左下の箇所にクラウニング加工により傾斜した歯当たり面４ｂが形成されている。それにより、前記ブルギア４が９０〜１８０度程度回転したとき（すなわち、ブルギア４の軸心が中間ギア６の軸心に対して水平面内で左に回転した位置関係になる）に歯当たり面４ｂが前記中間ギア６の歯６ａに面接触するため、局部応力を小さくすることができる。
【００３２】
また、図１のブルギア４の歯４ａのうち、１８０度近辺、すなわち１８０〜−１８０度程度のあいだの範囲に配置された歯４ａは、図４に示されるように、図中左上および左下の箇所に傾斜した歯当たり面４ｂが形成されている。それにより、前記ブルギア４が１８０度程度回転（すなわち、前記炉本体１が倒立した状態であり、従来の炉傾動装置における図９の状態が対応する）したときに歯当たり面４ｂが、前記中間ギア６の歯６ａのあいだに深く潜り込むことにより当該歯６ａに面接触するため、局部応力を小さくすることができる。
【００３３】
さらに、図１のブルギア４の歯４ａのうち、−９０〜−１８０度のあいだの範囲に配置された歯４ａは、図５に示されるように、図中左上および右下の箇所に傾斜した歯当たり面４ｂが形成されている。それにより、前記ブルギア４が−９０〜−１８０度程度回転したとき（すなわち、ブルギア４の軸心が中間ギア６の軸心に対して水平面内で右に回転した位置関係になる）に歯当たり面４ｂが前記中間ギア６の歯６ａに面接触するため、局部応力を小さくすることができる。
【００３４】
なお、本発明は、以上の図３〜５に示されるようなクラウニング加工が施されたブルギア４の歯４ａが、それぞれの角度範囲（９０〜１８０度、１８０度近辺（１８０〜−１８０度程度）、−９０〜−１８０度）で同一の歯当たり面４ｂを有することに限定されるものではない。たとえば、他の例として、ブルギア４における９０〜−９０度のあいだの範囲で、図３〜５に示される歯当たり面４ａの形状が、連続的に移行するように歯当たり面４ｂの大きさを変えれば、前記ブルギア４が９０〜−９０度の範囲で回転するあいだ、歯当たり面４ｂが前記中間ギア６の歯６ａに円滑に面接触することができるため、とくに好ましい。
【００３５】
一方、中間ギア６は、従動側のブルギア４よりも小さいため、ブルギア４よりも多く回転する。したがって、以上の図３〜５に示されるような各々の歯ごとに異なるパターンのクラウニング加工が施されたブルギア４に対して常に中間ギア６の歯６ａが面接触できるように、図６に示されるように、四隅すべてに歯当たり面６ｂができるように、クラウニング加工が施されるのが好ましい。
【００３６】
なお、本実施例では、中間ギアを有する炉傾動装置を例にあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、中間ギア６を省略して駆動ギア５を直接、前記ブルギア４に噛合させてもよい。このばあい、駆動ギア５をマイナス転位ギアにすることにより、前述のようにブルギア４とのあいだの干渉を少なくすることができる。また、このばあいも、駆動ギア５に、図６に示されるようなクラウニング加工を施すことにより、ブルギア４に対して常に駆動ギア５の歯が面接触できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、炉本体を支持するためのトラニオンリングが塑性変形したばあいでも、ブルギアと駆動ギア（中間ギアがあるばあいには中間ギア）とのあいだで干渉が生じることなく、円滑な噛合が行なわれる。
【００３８】
したがって、従来のように、トラニオンリングを交換する必要がないため、製造コストが低くすむ。
【００３９】
また、トラニオンリングが塑性変形した状態でも変形前と同様に炉本体の傾動動作が可能になるため、変形前の炉傾動装置の設置直後から見た炉傾動装置の実質的な寿命を飛躍的に伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炉傾動装置の一実施例を示す斜視説明図である。
【図２】図１のブルギアと中間ギアとのあいだの噛合状態を示す部分拡大図である。
【図３】図１のブルギアが９０〜１８０度のあいだに回転した状態における図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のブルギアが１８０度近辺（１８０〜−１８０度程度）のあいだに回転した状態における図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図１のブルギアが−９０〜−１８０度のあいだに回転した状態における図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す中間ギアのクラウニング加工が施された歯を上から見た図である。
【図７】従来の炉傾動装置の（ａ）正面図および（ｂ）ブルギアと中間ギアとのあいだの噛合状態を示す部分拡大図である。
【図８】従来のトラニオンリングが塑性変形した炉傾動装置の炉本体が正立状態のときの（ａ）正面図および（ｂ）ブルギアと中間ギアとのあいだの噛合状態を示す部分拡大図である。
【図９】従来のトラニオンリングが塑性変形した炉傾動装置の炉本体が倒立状態のときの（ａ）正面図および（ｂ）ブルギアと中間ギアとのあいだの噛合状態を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１  炉本体
２  トラニオンリング
２ａ、２ｂ  支持軸
３  ベアリング
４  ブルギア
５  駆動ギア
６  中間ギア
７  駆動機構
【図１】
0003718324.tif 000002
【図２】
0003718324.tif 000003
【図３】
0003718324.tif 000004
【図４】
0003718324.tif 000005
【図５】
0003718324.tif 000006
【図６】
0003718324.tif 000007
【図７】
0003718324.tif 000008
【図８】
0003718324.tif 000009
【図９】
0003718324.tif 000010