(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に二分割した半リング形状の各タイヤ分割片を解体可能にリング形状に仮止め接合したリング形状のロータリーキルン用支持タイヤであって、各分割片の接合部に沿って、タイヤの内径側に溶接接合用のＶ型の裏開先が形成され、且つ、このＶ型の裏開先の断面が閉鎖した窓穴状形態を成してタイヤの内面に対してＶ型の裏開先の尖端を有するように形成され、このＶ型の裏開先の尖端に所要の高さの開先ルート面が形成されていることを特徴とするロータリーキルン用支持タイヤ。
【請求項２】
各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接用の表開先として断面形状が略Ｈ型状であって、その外径側の溝がタイヤ表面に開口するように形成されている請求項１に記載のロータリーキルン用支持タイヤ。
【請求項３】
各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に設けた溶接用表開先の開口した溝の中に、タイヤの仮組み時の表面合せ用の肌合せダミーを取外し可能に装入し、仮止め接合して形成されている請求項１に記載のロータリーキルン用支持タイヤ。
【請求項４】
開先ルート面の高さが０．５〜４．５ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１、２、３のいづれか一に記載のロータリーキルン用支持タイヤ。
【請求項５】
径方向に二分割した半リング形状の各タイヤ分割片の接合部に沿って、タイヤの内径側に溶接接合用のＶ型の裏開先を形成する工程と、この半リング形状の各タイヤの分割片を、適宜の仮止め手段により解体可能に仮止め接合して、リング形状のロータリーキルン用支持タイヤを形成する工程と、このタイヤを一旦分割解体したのち、ロータリーキルンのセルの所要個所の外周に沿って、各分割片をリング形状に再度仮止め接合してロータリーキルンにタイヤを嵌込む工程と、このタイヤを回動して、各分割片の接合部の開先をセルの上部に位置させた状態において、そのタイヤの内径側に形成されている閉鎖した窓穴状のＶ型の裏開先を順次に溶接する工程と、このタイヤの各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接用の表開先を削稜整形したのち、各表開先を溶接する工程とから成ることを特徴とするロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法。
【請求項６】
径方向に二分割した半リング形状の各タイヤ分割片を解体可能にリング形状に仮止め接合したリング形状のロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法であって、各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に断面形状が略Ｈ型状の表開先を形成する工程と、この略Ｈ型状の表開先を備えたタイヤの分割片を、適宜の仮止め手段により解体可能に仮止め接合して、リング形状のロータリーキルン用支持タイヤを形成する工程と、このタイヤを、一旦分割解体したのちロータリーキルンのセルの所要個所の外周に沿って、各分割片をリング形状に再度仮止め接合してロータリーキルンにタイヤを嵌込む工程と、このタイヤを回動して、各分割片の接合部の開先をセルの上部に位置させた状態において、そのタイヤの内径側に形成されている閉鎖した窓穴状のＶ型の裏開先を順次に溶接する工程と、このタイヤの各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接用の表開先を削稜整形したのち、各表開先を溶接する工程とから成ることを特徴とするロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法。
【請求項７】
径方向に二分割した半リング形状の各タイヤ分割片を解体可能にリング形状に仮止め接合したリング形状のロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法であって、各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接接合用の開口した溝状の表開先を形成する工程と、このタイヤ分割片を、適宜の仮止め手段により解体可能に仮止め接合して、リング形状のロータリーキルン用支持タイヤの表開先の開口した溝に表面合わせ用の肌合わせダミーを取外し可能に装入し、仮止め接合して、リング形状のロータリーキルン用支持タイヤを形成する工程と、このタイヤを、一旦分割解体したのちロータリーキルンのセルの所要個所の外周に沿って、各分割片をリング形状に再度仮止め接合してロータリーキルンにタイヤを嵌込む工程と、このタイヤを回動して、各分割片の接合部の開先をセルの上部に位置させた状態において、そのタイヤ厚の内径側に形成されている閉鎖した窓穴状のＶ型の裏開先を順次に溶接する工程と、このタイヤの表開先溝に装入した肌合わせダミーを解体撤去して各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接用の表開先を削稜整形したのち、各表開先を溶接する工程とから成ることを特徴とするロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリーキルン用支持タイヤと、その巻替え交換における装着施工法の改良に関するもので、特にセメント焼成用本窯などの大径で極く厚肉のロータリーキルン用支持タイヤとその装着施工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セメント、鉱石原料等の焼成を行う所謂本窯であるロータリーキルンは、大径（例えばφ４０００〜６５００ｍｍ）・高荷重（例えば３０００〜６０００ｔｏｎ）の大型であるため、これに装着されるキルン支持タイヤは更に大径（例えばφ４５００〜７０００ｍｍ）、広幅（例えば ８００〜１１００ｍｍ）で極厚肉（例えば３００〜５００ｍｍ）の重量品である。
【０００３】
このタイヤの取替えが必要となった場合の問題点は、先ず第１点に輸送問題があげられ、タイヤ一体品としては船便による以外は道路搬送が不可能であり、このため原料鉱山に近接する大抵の内陸工場では、タイヤ素材を二分割して搬入したうえ、現地の工場内で接合してリング一体品とし、そこで熱処理と機械加工を施して仕上げる方法を採っている。更に第２点は、タイヤがリングと一体品であるため、取替えに際してはキルンセルと共に内装の耐火レンガ類をも切断撤去することが必須とされ、その後にタイヤを嵌め替えて再びセルと内装レンガ類等の修復が必要とされることにある。
【０００４】
また、本窯ではない一般の小型ロータリーキルンの場合には、上記と同様にリング一体品を搬入し、キルン本体を切断して取替える方法の外に、本窯ほどに高荷重極厚大径ではないことから仕上精度や性能の制限が緩められ、例えば若干の溶接歪みも許容されるので、その取替えにはタイヤを二分割して搬入し、キルン本体に直接に取付けて接合する方法も採用されている。この方法における大抵の場合は、タイヤ接合部にＶ型或いはＵ型の片側狭開先を設けた溶接接合であることが多く、この方法では溶接歪みが一方に偏りタイヤの軸心が揺動する問題が残されている。これに対し本出願人による特許第１１４５３８１号並びに登録実用新案第１４９０５４８号に開示されている如く、上記の溶接歪みを減少させる目的でタイヤ厚の内・外径側に開先を分割してＸ型またはＨ型開先としたキルンタイヤとその装着施工法もあるが、この方法にも内径側開先内に故意に未溶融域を残存させる問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
タイヤを一体品として交換する場合、ロータリーキルンの支持タイヤはエンドレス状のリング形状に形成されているので、その嵌着個所においては、摩損した旧タイヤのみならずキルンセルと共に内装の耐火レンガ類をも切断撤去した後、該切断部に新しいタイヤを嵌込んでキルンセルの切断個所を接合補修したうえ、内装レンガ張替え等の付帯工事も発生する。このため取替作業には、タイヤ１本について数ケ月に渡る工期と、多大な費用を要する重大な問題がある。
【０００６】
また、小型ロータリーキルンにおけるように、二分割タイヤを搬入し、キルン本体に直接取付けて接合する方法では、接合部の開先形状によって、例えば片側Ｖ型またはＵ型開先のみの場合には溶接歪みが一方向に偏るのでタイヤリングの真円度が狂い、キルン回転時に軸心が揺動することがある。
【０００７】
さらにまた、この真円度狂い防止のため接合部において、タイヤの内外径に開先を分割したＸまたはＨ型の両面開先を形成して装着施工する方法を先に開発した本出願人による特許第１１４５３８１号及び登録実用新案第１４９０５４８号に開示されている技術は、タイヤとキルン本体との隙間に突起物があるとキルン回転の障害となるが、セルとタイヤの狭隘な隙間での仕上加工を施し得ない理由から、溶接金属がセルとの隙間に凸出しないようにタイヤ内径側に開口したＶ型の開先内上部に未溶接空間を故意に残す技術であり、これがタイヤ内径円周上における切欠き欠陥と同様の問題点とされていた。
【０００８】
このように、小型キルンの支持タイヤ取替えには採用されたいずれの技術にも、その性能上の信頼性において解決されない課題が残されており、本窯の支持タイヤ用としては採用に至らなかったものである。
【０００９】
本発明は、 大径高荷重の本窯用極厚のロータリーキルン用支持タイヤの取替えに際して、タイヤを二分割して搬入し、その嵌着個所においてキルン本体はもとより、内装の耐火レンガ類等をも切断することなく、タイヤを本体に直接に取付けて接合するもので、溶接歪みや変形の対策に基本的に必要とされる母材の表裏両面の開先としたＸ型またはＨ型を保持して、キルン回動の障害となるタイヤ内面に溶接裏波の凸出が生ずることなく、またタイヤ厚における開先内の未溶融切欠きや間隙を残さない完全溶込み溶接が可能なロータリーキルン用支持タイヤを提供し、且つその取替えにおける工期と経費においても効率的で、これまで適用されることのなかった本窯用支持タイヤの簡易な装着施工法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し、その目的を達成する手段として、本発明は、径方向に二分割した半リング形状の各タイヤ分割片を解体可能にリング形状に仮止め接合したリング形状のロータリーキルン用支持タイヤであって、各分割片の接合部に沿って、タイヤの内径側に溶接接合用のＶ型の裏開先が形成され、且つ、このＶ型の裏開先の断面が閉鎖した窓穴状形態を成してタイヤの内面に対してＶ型の裏開先の尖端を有するように形成され、このＶ型の裏開先の尖端に所要の高さの開先ルート面が形成されていることを特徴とするロータリーキルン用支持タイヤ（請求項１）を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、上記のように構成したロータリーキルン用支持タイヤ（請求項１）において、各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接用の表開先として断面形状が略々Ｈ型状であって、その外径側の溝がタイヤ表面に開口するように形成されているロータリーキルン用支持タイヤを提供するものである。
【００１２】
さらに、本発明は、上記のように構成したロータリーキルン用支持タイヤ（請求項１）において、各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に設けた溶接用表開先の開口した溝の中に、タイヤの仮組み時の表面合せ用の肌合せダミーを取外し可能に装入し、仮止め接合して形成されているロータリーキルン用支持タイヤを提供するものである。
【００１３】
また、本発明は、上記のように構成した各ロータリーキルン用支持タイヤにおいて、開先ルート面の高さが０．５〜４．５ｍｍの範囲内にあるロータリーキルン用支持タイヤを提供するものである。
【００１４】
さらにまた、上記の課題を解決し、その目的を達成する手段として、本発明は、径方向に二分割した半リング形状の各タイヤ分割片の接合部に沿って、タイヤの内径側に溶接接合用のＶ型の裏開先を形成する工程と、この半リング形状の各タイヤの分割片を、適宜の仮止め手段により解体可能に仮止め接合して、リング形状のロータリーキルン用支持タイヤを形成する工程と、このタイヤを一旦分割解体したのち、ロータリーキルンのセルの所要個所の外周に沿って、各分割片をリング形状に再度仮止め接合してロータリーキルンにタイヤを嵌込む工程と、このタイヤを回動して、各分割片の接合部の開先をセルの上部に位置させた状態において、そのタイヤの内径側に形成されている閉鎖した窓穴状のＶ型の裏開先を順次に溶接する工程と、このタイヤの各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接用の表開先を削稜整形したのち、各表開先を溶接する工程とから成ることを特徴とするロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法を提供するものである。
【００１５】
また、上記の課題を解決し、その目的を達成する手段として、本発明は、径方向に二分割した半リング形状の各タイヤ分割片を解体可能にリング形状に仮止め接合したリング形状のロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法であって、各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に断面形状が略Ｈ型状の表開先を形成する工程と、この略Ｈ型状の表開先を備えたタイヤの分割片を、適宜の仮止め手段により解体可能に仮止め接合して、リング形状のロータリーキルン用支持タイヤを形成する工程と、このタイヤを、一旦分割解体したのちロータリーキルンのセルの所要個所の外周に沿って、各分割片をリング形状に再度仮止め接合してロータリーキルンにタイヤを嵌込む工程と、このタイヤを回動して、各分割片の接合部の開先をセルの上部に位置させた状態において、そのタイヤの内径側に形成されている閉鎖した窓穴状のＶ型の裏開先を順次に溶接する工程と、このタイヤの各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接用の表開先を削稜整形したのち、各表開先を溶接する工程とから成ることを特徴とするロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法を提供するものである。
【００１６】
さらに、上記の課題を解決し、その目的を達成する手段として、本発明は、径方向に二分割した半リング形状の各タイヤ分割片を解体可能にリング形状に仮止め接合したリング形状のロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法であって、各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接接合用の開口した溝状の表開先を形成する工程と、このタイヤ分割片を、適宜の仮止め手段により解体可能に仮止め接合して、リング形状のロータリーキルン用支持タイヤの表開先の開口した溝に表面合わせ用の肌合わせダミーを取外し可能に装入し、仮止め接合して、リング形状のロータリーキルン用支持タイヤを形成する工程と、このタイヤを、一旦分割解体したのちロータリーキルンのセルの所要個所の外周に沿って、各分割片をリング形状に再度仮止め接合してロータリーキルンにタイヤを嵌込む工程と、このタイヤを回動して、各分割片の接合部の開先をセルの上部に位置させた状態において、そのタイヤ厚の内径側に形成されている閉鎖した窓穴状のＶ型の裏開先を順次に溶接する工程と、このタイヤの表開先溝に装入した肌合わせダミーを解体撤去して各分割片の接合部に沿って、タイヤの外径側に溶接用の表開先を削稜整形したのち、各表開先を溶接する工程とから成ることを特徴とするロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法を提供するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
ロータリーキルンは、本体と支持タイヤとの間に僅かな隙間を設けて、稼動中は本体とタイヤが若干のズレを持って回動する構造となっている。このため支持タイヤには、内径面に回転の障害となる突起物や切欠きなどのない円滑な表面が形成されることと共に、真円が要求されるのである。
また、キルン本体と支持タイヤとの隙間は狭隘であるために、支持タイヤを所要個所に嵌込んだのち内径表面を仕上げるなどの加工作業は一切不可能な状態にあるものである。従って、本窯などに対しセルや内装品を切断撤去することなく支持タイヤを分割して装着する施工法を採る場合に、そのタイヤの各分割片に必要とされる条件は、第１に、接合後の仕上加工を要しないようにタイヤ接合部の内径面に突起や未溶融域を作らないこと、第２は、溶接の歪み変形を軽減または防止するためタイヤ内外径の両面に開先を分割して真円度を保持することである。二分割した支持タイヤを本体に仮組みする際に、円の精度を保って表面合わせを行うためには接合面に各分割片が密着する接触面が必要であり、この接触面はＸやＨ型の両面開先にあっては溶接の収縮応力に対する拘束と、板厚表裏の中ほどに有って支点の役割を有し角変形を減ずる作用がある。これに対してＶ型やＵ型の片開先にはこの接触面がないため変形を抑制しにくいのである。
【００１８】
本発明者等は、上記の２条件に着目して、これを満足する二分割タイヤの接合技術を開発したもので、その要旨を以下に記述する。
即ち、本発明のロータリーキルン用支持タイヤは、径方向に二分割した半リング形状のタイヤ分割片を解体可能にリング形状に仮止め接合したリング形状のロータリーキルン用支持タイヤであって、各分割片の接合部に沿って、タイヤの内径側に溶接接合用のＶ型の裏開先が形成され、且つ、このＶ型の裏開先の断面が閉鎖した逆三角形または逆五角形状の窓穴状形態を成してタイヤの裏面に対してＶ型の裏開先の尖端を有するように形成され、このＶ型の裏開先の尖端における開先ルート面の高さが０．５〜４．５ｍｍの範囲にあることを特徴とするものである。
【００１９】
タイヤ接合部の開先を上記の形状に限定した理由を以下に説明する。
先ず、タイヤの内径側に閉鎖したＶ型の裏開先を形成すると限定した理由は基本的に両面開先を保持することにあり、タイヤの厚さ方向において溶接開先を表裏に分割して、最終的に両面からの溶接施工とし、実施例４に記載する通り、内外径の各溶接による収縮応力を拮抗させることにより、角変形を防止し真円度を保持することができる理由に基づくものである。
【００２０】
また、このＶ型の裏開先の断面が閉鎖した逆三角形または逆五角形様の窓穴状形態を成してタイヤ裏面に対してＶ型の裏開先の尖端を有するようにした理由は、タイヤ内径面の円滑性と健全性を確保するためであり、通常の開先形状では母材表面に開口してその溶接金属は開先終端より突出した余肉を形成するものであるのに対し、タイヤ回動の障害となる余肉の突出や開先内の未溶接空間を形成させないために、Ｖ型の裏開先の尖端をタイヤ裏面側に向けたうえ、溶接溶込みを調節することによってタイヤ内径面の健全性を保持することが可能になるからである。
【００２１】
さらに、このＶ型の裏開先の尖端における開先ルート面の高さを０．５〜４．５ｍｍの範囲に限定した理由は、タイヤ内径面の溶接末溶融切欠きと裏波ビードの突出を防止して完全溶込みを形成することにあり、実施例１に記載する通り、Ｖ型の裏開先の尖端のルート高さが０．５ｍｍ未満では、ルート間隔の如何及び裏当て金の有無にかかわりなく、開先裏面に裏波即ち余肉の突出が生ずるため不適当であるからである。また、ルート高さが４．５ｍｍを超えると、開先ルート面に融合不良である未溶融域の残存が確認され、これがタイヤ裏面に切欠きを形成することとなり、亀裂に伸長する懸念が持たれるので適用し得ないと判断されるからである。
【００２２】
二分割タイヤの接合において、上記のタイヤの内径側のＶ型の裏開先のみで外径側に開先を設けていない場合は、内径側の接合が終ったのち、タイヤの外径側に表開先をガウジングなどを用いて 形成することになる。
然し、上記の ガウジングは熱を伴うので、タイヤの変形予防のためにはこの作業を避けることが望ましく、前記の内径側に形成したＶ型の裏開先に加えて、予めタイヤの外径側に表開先として断面形状がＨ型状であって、その外径側の溝がタイヤの表面に開口するように形成することにより、実施例２に記載の如く、開先取りの手間を大巾に短縮できると共に、タイヤ素材への入熱を抑制し歪み変形を軽減することが出来るのである。
【００２３】
【実施例】
以下に、本発明に係るロータリーキルン用支持タイヤ及びその装着施工法のいくつか実施例について説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１は、ロータリーキルン用支持タイヤの第１の実施例を示すもので、リング形状の支持タイヤ１を径方向に二分割して、各半リング形状の分割片２，２の両端部側面に突設した適宜の仮止め用締め金具３を用いて、解体可能に仮止め接合したリング形状の支持タイヤを示しており、ロータリーキルンの外径よりも若干大径の内径を備えた所要厚・所要巾の鋼製の支持タイヤ１を形成すると共に、この支持タイヤ１を径方向に二分割して割形と成したタイヤ分割片２，２を形成し、該タイヤ分割片２，２の両接合部に沿って、タイヤの内径側に、図３及び図４に示す、断面形状がＶ型の溶接用裏開先４を備えたロータリーキルン用支持タイヤを構成するものである。
【００２５】
図３は、タイヤの内径側に設けた裏開先の断面形状を示すもので、タイヤの各分割片２，２の接合部に沿って、タイヤの内径側に溶接接合用のＶ型の裏開先４が形成され、且つ、このＶ型の裏開先４の断面が閉鎖した逆三角形または逆五角形様の窓穴状形態を成して、タイヤ裏面に対してＶ型の裏開先４の尖端を有するように形成され、この尖端における開先ルート面を拡大図４に示すルート高さ５が０．５〜４．５ｍｍの範囲にあるように形成して、ロータリーキルン用支持タイヤを構成するものである。
【００２６】
上記Ｖ型の裏開先４の尖端の開先ルート高さ５には、ルート面に溶接の未溶融域を残さず開先内完全溶込みを保持し、且つ、タイヤ裏面に対して裏波ビードの余肉突出が生じない適切なルート高さが必要であり、そのルート高さ５の適正範囲は、開先尖端部の溶接溶込み状態により決定したもので、ルート間隔６が表１に示す１．５ｍｍ未満である場合、及び１．５〜３ｍｍとした場合において、ルート高さ５を変えることによって、それぞれの場合に適正な溶込みを示す範囲をもって決定したものである。
【００２７】
これにより、Ｖ型の裏開先４の尖端のルート高さ５が０．５ｍｍ未満の場合は、ルート間隔の如何及び裏当て金の有無にかかわりなく、開先裏面に裏波即ち余肉の突出が生ずるため不適当であることが分かる。また、同様にルート高さ５が４．５ｍｍを超える場合には、開先ルート面に未溶融域の残存が確認され、これがタイヤ裏面に切欠きを形成するため、適用し得ないことが明らかとなったものである。
【００２８】
この実施例によるタイヤの内径側のＶ型の裏開先４は、閉鎖された窓穴状で奥行きが深いため通常形態の溶接方法は適用できない。従って、このタイヤ内径側の裏開先４の溶接には溶接棒を横方向に寝かせた状態でその溶接作業が可能な横置き溶接棒７を用いる。この溶接棒７は被覆に特殊な形状の加工を施し、横置き状態で溶接アークが正しく下向きに指向し保持されるのでその下部の溶着が正常に行われるものである。
【００２９】
本実施例により決定された開先ルート高さ５の範囲で施工することにより、二分割したロータリーキルン用支持タイヤの接合部において溶接開先内に切欠き様の欠陥と見做される溶接未溶融域を残さず、もともと狭隘な故に仕上加工が出来ないタイヤ内径面とセルとの間隙に、溶接ビードの余肉突出を生じることもなく、平滑な内径面を形成することが可能となるものである。
【００３０】
【表１】
0003581107.tif 000002
【００３１】
（実施例２）
図５は、本発明に係るロータリーキルン用支持タイヤの第２の実施例を示すもので、タイヤの外径側の表開先の形状を示しており、タイヤの各分割片２，２の両接合部に沿ってタイヤの内径側に設けたＶ型の裏開先４に加えて、タイヤ厚の外径側に溶接用表開先として、断面形状がＨ型状であって、その外径側の開先溝８がタイヤ表面に開口するように形成して、ロータリーキルン用支持タイヤを構成したものである。
一般に、突合せ溶接における角変形を軽減する方法として、片開先（例えばＵ型またはＶ型）の場合より、開先を表裏に分割した両開先（例えばＸ型またはＨ型）の方が有効であることは周知である。
【００３２】
また、二分割タイヤをキルン本体に仮組みする際に、各分割片２，２が接合面に沿って密着する接触面を有することが、リング形状のタイヤの真円度を保って表面合わせを行い易くするのであり、Ｘ型やＨ型の両面開先にあってはその中央部に位置するこの接触面９が溶接の収縮応力に対して拘束部となり、板厚の表裏間における支点の役割をもなして、実施例４で後述する如く発生した収縮力を拮抗させる結果、角変形を減ずる効果をもたらすのである。
【００３３】
このような溶接における基本的な両開先を保持するように、この実施例では、実施例１の開先形状に加えて、更にタイヤの外径側に開先部の断面形状がＨ型状をなしてタイヤ外径の表面に開口するように開先溝８を形成したものである。この実施例に示すＨ型状開先は、実施例１の内径側のＶ型の開先内を溶接した後工程でのタイヤ外径側をガウジングなどで開先取りする手間を大巾に短縮できると共に、更に、タイヤ接合部において高熱を伴う溶断の作業量を減じ、タイヤ素材への入熱量とその影響による歪み変形を軽減する目的を持って予めＨ型状に開先を形成したものである。
【００３４】
（実施例３）
図６は、本発明に係るロータリーキルン用支持タイヤの第３の実施例を略示したもので、上記実施例２記載のタイヤ接合部に設けたＨ型状の開先に、更にタイヤ外径側に開口した開先溝８内に、二分割したタイヤの表面肌合わせ用として別途製作した肌合わせダミー１０を挿入し、しかも取外し可能なように仮止めして形成したものである。
【００３５】
キルン本体の所要個所において二分割したタイヤ各分割片２，２を仮組みする際に、外径側に開先溝８が開口した図５の状態のままでは、リング状タイヤの表面肌合わせがむずかしく寸法精度を出しにくい等の不便性があり、これを解決するため予め両接合部の表開先のタイヤ外径側の開先溝８内に肌合わせダミー１０を挿入し、取外し可能なように仮止めしたものである。これにより二分割タイヤのキルン本体装着に際して仮組み肌合わせが行いやすくなって、作業時間や工期の短縮が出来ると共に、分割タイヤの接合部溶接における拘束の役割をも果たす効果があり、歪み変形の防止にも有効に作用するのである。
【００３６】
（実施例４）
一般にロータリーキルンには、本体であるセルにタイヤを固定することなく、隙間即ちクリアランスが設けて有る。通常は、タイヤ嵌着個所となるセルの外周上に鋼製の敷板を適宜の間隔をもって固定し、この敷板とタイヤとの間にクリアランスを設けて、両者間に若干の回転ズレを有しながら、円滑なキルン回転が保持される構造となっている。クリアランスはキルン加熱時におけるセルの膨張拡径を吸収し、セルやタイヤが損傷することなくスムーズなキルン回転が保持されるように、例えば２〜８ｍｍの範囲で適正な間隙に設定してある。このため、タイヤリングには真円であることが必要条件とされているが、使用経過年数の長いロータリーキルン用支持タイヤの中には、繰返し補修や老朽によって楕円状に変形したものも見受けられる。
【００３７】
実際に、タイヤが変形した例として、老朽・損耗により交換のため取外したロータリーキルン用支持タイヤでその直径を実測したところ、タイヤの２方向直径（Ｘ・Ｙ）において２５ｍｍの差が確認されたものがある。このタイヤは直前までの稼働において、回転に特に重大な支障もなかった様子から、タイヤ真円度として２５ミリ差の場合も許容される範囲と見做し得るが、通常は、タイヤ真円度の許容範囲として実用上支障のない適用範囲は５ｍｍ以下と見做すべきである。
【００３８】
二分割片２，２で接合したタイヤの真円度について実施例から説明する。
図１１及び図１２は、タイヤ分割片２，２の開先形状による接合後の真円度を比較するために使用した支持タイヤをそれぞれ示すもので、図１１は各分割片２，２の接合部開先を本発明によるＨ型状両面開先としたもの、また図１２は各分割片２，２を一般の片側開先である狭開先Ｕ型としたものである。これらの支持タイヤを用いてそれぞれの溶接前及び溶接後におけるタイヤ外径の横軸径（Ｘ）と縦軸径（Ｙ）とを計測したもので、溶接前後の双方向寸法差を表２に示す。
【００３９】
この結果、図１２による片側Ｕ開先としたタイヤでは、開先溶接の収縮応力により開先断面巾が収縮して、その影響でタイヤリングの縦軸径（Ｙ）はマイナス方向に縮径すると共に、反作用により横軸（Ｘ）に直径の膨らみが認められる。この理由は、接合部が片開先であるために収縮力は一方向のみに作用してリング外径を変形させ直径差が７．６ｍｍとなったものであり、前記の真円度の実用許容範囲５ｍｍ以下を超える結果を示したのである。
【００４０】
これに対して、図１１の本発明によるＨ型様の両開先としたタイヤでは、接合溶接においては、内径側のＶ型の開先を溶接することによりタイヤ厚の内径側に発生した収縮力が上記同様に作用する。然しながら、このとき実施例２に記述したタイヤの接触面である開先断面Ｈ字形の横棒部（図５の接触面９）が支点の作用をなして、応力による変形がリング直径の縦軸方向に発生し一旦拡径する現象が起りその直径差は３．０ｍｍを示すものの、この後工程で外径側Ｈ開先を削稜整形して再び溶接するため、このときは内径溶接時の歪み量を吸収する方向に再び収縮力が作用することとなり、内外開先それぞれの収縮量が拮抗して、タイヤリングを原形の真円形状に戻す効果が認められた。
【００４１】
なお、このような溶接の収縮歪み量は内外開先の溶接量に影響されるものである。通常の施工形態としては外径開先の方がやや多くなり、従ってその歪み変形における戻り量も若干大きくなる結果、タイヤは各分割片の接合部開先を通る縦軸方向の直径は若干マイナス気味となり、そのリング外径の双方向における直径差は１．１ｍｍを示した。また、タイヤの接合部において、本例の両面開先とすることで内外の応力による収縮作用を拮抗させる結果、その溶接変形量は矯正される利点があり、前記真円度の許容範囲である５ｍｍ以下に止めることができるのである。
【００４２】
【表２】
0003581107.tif 000003
【００４３】
（実施例５）
キルンタイヤの素材は、その機械的性質や耐用度並びに経済性などからユーザーが選別採用しており、現状は各種の鋼材質が利用されている。
本発明は、タイヤ各分割片２，２の接合部に沿って、タイヤ厚の内径側に溶接接合用のＶ型の裏開先４が形成され、且つ、このＶ型の裏開先の断面が閉鎖した逆三角形または逆五角形様の窓穴状形態を成して、タイヤ裏面に対してＶの尖端を有するように形成され、この尖端における開先ルート面の高さ５が０．５〜４．５ｍｍの範囲にあることを特徴とするものである。
【００４４】
なお、タイヤ厚の表側開先に対しては、開先溝が表面に開口しているので通常の溶接方法で行うことができ、溶接材料や材質の選定も自由である。これに対して内径側のＶ型の裏開先には、上述の通り溶接材料を自由に選定出来ず特定形態の溶接棒を使用しなければならない。本実施例は図４に示すような内径側閉鎖開先を形成して横置き溶接棒７を使用した場合に、その母材鋼種による溶接接合部の強度特性を調査したものである。
【００４５】
この内径側のＶ型の裏開先４の断面は、閉鎖した窓穴状形態で奥行きが深く、通常形態の溶接方法が適用出来ない形状をなしているため、特殊な被覆形状に加工した横置き溶接棒７を使用するものであることは実施例１に述べた。上述のユーザーが採用するタイヤの各種鋼材質に対し、本発明による内径側の窓穴状Ｖ型の裏開先４を設けて横置き溶接棒７を使用して接合した部分の機械的性質を表３に示す。
【００４６】
この結果、各種材質の母材について横置き溶接棒により突合わせ溶接された溶接部の機械的性質としては、ほぼ母材に近似した値を示しており、タイヤ材質が相違する場合であっても横置き溶接棒を適用することに問題はないことを証するものである。
【００４７】
【表３】
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【００４８】
（実施例６）
次に、本発明にかかるロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法の好適な実施例について説明する。
図２に示すように、ロータリーキルンの外径よりも若干大径の内径を備えた所要厚、所要幅の鋼製の支持タイヤ１を径方向に二分割した割形と成してタイヤ分割片２，２を形成し所定寸法に仕上加工したのち、先ず該分割片２、２の接合部に沿ってタイヤ厚の内径側に図３及び図４に示す閉鎖した窓穴状Ｖ型の裏開先４を削稜形成する。
【００４９】
このとき、タイヤの肉厚並びにタイヤ取替えの工期等を考慮して、必要により図５に示すタイヤ厚の外径側に開先の断面形状がＨ型状となるように表開先溝８を形成し、或いはまたタイヤの仮組みが行いやすいように図６に示すＨ型状表開先の溝８内に肌合わせダミー１０を挿入して取外し可能なように仮止めしてタイヤ分割片接合部の開先を形成する。
【００５０】
次に、このタイヤ各分割片を解体可能に仮止め接合できるように、両分割片の両端部側面に、突設した仮止め用の有孔突片など適宜の仮止め用締め金具３を取付け、ボルト・ナットにより両分割片２、２を仮止め接合して、例えば図１に示すリング形状の支持タイヤを形成する。
【００５１】
次にこのタイヤを一旦分割解体して、両分割片２，２を図７に示すようにロータリーキルンＫの所要の支持箇所の外周に、タイヤの各分割片の表面肌合わせを正確に行い再度リング形状に仮止め接合して、キルンに嵌め込んだ状態と成したのち、図には示していないが裏開先底の両端に溶接用タブ板を取り付ける。
【００５２】
次いで、図７の両裏開先４，４がキルンの上下に配置されるようにタイヤ１を回動して、タイヤ上側に位置した一方の裏開先４に必要に応じてタイヤ内径面の開先ルートに沿って図８に示す銅製などの裏当て金１１を取付け、横置き溶接棒によりＶ型の裏開先内を溶接したのち、タイヤを１８０゜回動して上側に位置した他方の裏開先４を再び同様の手順で溶接する。
【００５３】
このとき、窓穴状のＶ型の裏開先に対して、装入した横置き溶接棒の操作が可能な範囲で開先内の溶接を行い、開先上部に 空間１２を残した状態で終了する。この内径側の裏開先上部に残った空間１２は、図１０に示すように表開先Ｈ字形の横棒部９を削稜整形したとき表開先溝８と一体に併合形成され、次工程の表開先１３の施工時に完全な溶接が行われる。
【００５４】
しかる後、裏開先の溶接を終えたタイヤ１を回転して図９のように分割片２，２の接合部を水平に配置し、図には示していないがタイヤ寸法を正確に保つため、タイヤの仮止め接合箇所にコ字形のストロングバックを溶接して各接合部を補強すると共に溶接時の拘束とし、仮止め用に突設した締め金具３を切断除去し、タイヤ表開先８内に仮止めした表面肌合わせダミー１０を取り外して、該接合部に沿ってタイヤ厚の外径側に新しい表開先１３，１３を削稜形成する。
【００５５】
引き続いてその配置状態において両表開先１３，１３を同時に溶接した後、補強用に取付けたストロングバックを切断除去し、タイヤ表面並びに両側面の溶接余肉をハンドグラインダー等を用いて研削仕上することにより、キルンＫに対して支持タイヤ１の装着作業を完了する。
【００５６】
なお、上記の実施例において、裏開先４をそれぞれキルンの上側に配置して溶接するのは横置き溶接棒における溶接の容易性に基づくものである。更に、タイヤ分割片２は 施工技術の容易性及び寸法精度の確実性を考慮すれば、二分割タイプが最も好ましいものである。また、実施例には述べていないが、タイヤの装着終了後には溶接接合部の応力除去焼鈍を行うことが必要である。本窯タイヤは極厚肉である処から最終工程の応力除去焼鈍だけでなく、内径側裏開先Ｖの溶接終了後に中間焼鈍を実施して、蓄積した収縮応力の一次開放処理を行うことはタイヤ溶接の歪み変形防止に極めて有効で応力除去効果が倍加する。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明は、前記のように構成された特に、大径高負荷のセメント焼成用のロータリーキルン用支持タイヤとその装着方法に係るものであるから、所謂本窯の支持タイヤの取替え装着に対して、これまでまったく採用され得なかった二分割タイヤを直接に本体に取付ける本発明の工法が可能となったことによって、従来のエンドレス状タイヤのようにキルン本体を内装物と共に切断撤去するなどの煩雑にして危険な作業を要することもなく、極めて容易、確実に短期間でタイヤの装着施工を遂行できるものであり、記述した従来の施工法に比べ、施工の能率性に関しては、従来技術の場合はタイヤのみに限らず付帯工事を含めて約６０日間程の長い取替え工期を要するのに対し、これを約１／４程度に大巾に短縮でき、また、経済性に関しては現時点において、従来技術の場合にはタイヤのみでなく耐火レンガその他の内装品の張替等も付帯してくるため数億円という多額の工費を要するのに対して、これをタイヤのみの取替えに限定できるので内装の耐火レンガ等の購入・張替経費が不要となり約１／５程度にまで大巾に減額できる、しかも工期の短縮に基づく工事人件費削減と、特にタイヤ取替え工期中の生産停止による販売製品量への影響などをも総合すると、トータルコストには格段の相違が有ることは容易に理解される処であって、その経済的利益は著しく巨額であり、且つ工事の安全性においても格段に優れた特徴を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロータリーキルン用支持タイヤの実施例１を示すもので、解体可能に仮止め接合した状態における縦断正面図である。
【図２】その半分割した状態における縦断正面図である。
【図３】その各分割片の接合部を示す拡大縦断正面図である。
【図４】そのＶ型の裏開先の尖端部を示す説明図である。
【図５】本発明のロータリーキルン用支持タイヤの実施例２を示すもので、各分割片の接合部に表開先を設けた縦断正面図である。
【図６】本発明のロータリーキルン用支持タイヤの実施例３を示すもので、各分割片の接合部の表開先溝にダミーを装入した拡大縦断正面図である。
【図７】本発明のロータリーキルン用支持タイヤの装着施工法の実施例を示すもので、開先の溶接工程の説明図である。
【図８】同上の開先の溶接工程の説明図である。
【図９】同上の開先の溶接工程の説明図である。
【図１０】同上の開先の溶接工程の説明図である。
【図１１】本発明の開先を備えたロータリーキルン用支持タイヤの縦断正面図である。
【図１２】従来の開先を備えたロータリーキルン用支持タイヤの縦断正面図である。
【符号の説明】
１    支持タイヤ
２    半リング形状の分割片
３    仮止め用締め金具
４    Ｖ型の裏開先
５    ルート高さ
６    ルート間隔
７    横置き溶接棒
８    外径側の開先溝
９    接触面
１０    肌合わせダミー
１１    裏当て金
１２    空間
１３    新しい表開先
Ｋ    ロータリーキルン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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