(57)【要約】【課題】液体の漏れが発生した状態でも、容易に取り外しできる液圧ナットの提供。【解決手段】本発明に油圧ナット２は、シリンダー４と、このシリンダー４に摺動するピストン６と、ロックナット８と、シリンダー４とピストン６との間に形成された圧力室１０と、この圧力室１０に通じる流路１６とを備えている。このピストン６は、ねじ孔３４及び頭部を４２備えている。このねじ孔３４は、ピストン６の軸方向にピストン６及びシリンダー４を貫通している。この頭部４２は、ピストン６をその軸線回りに回転させるための掴み部を備えている。このロックナット８は、ピストン６に螺合されている。このロックナット８は、ピストン６にねじ締めされることにより、シリンダー４に当接可能にされている。【選択図】図２
2010065720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーと、このシリンダーに摺動するピストンと、ロックナットと、シリンダーとピストンとの間に形成された圧力室と、この圧力室に通じる流路とを備えており、
このピストンがねじ孔及び頭部を備えており、
このねじ孔がピストンの軸方向にピストン及びシリンダーを貫通しており、
この頭部がピストンをその軸線回りに回転させるための掴み部を備えており、
このロックナットがピストンに螺合されており、
このロックナットがピストンにねじ締めされることによりシリンダーに当接可能にされている流体圧ナット。
【請求項２】
上記掴み部がピストンの軸方向に平行な一対の平面を有する請求項１に記載のナット。
【請求項３】
上記掴み部が複数対の平面であり、
一対の平面に垂直な方向がそれぞれ互いに異なっている請求項２に記載のナット。
【請求項４】
上記掴み部が三対の平面であり、
このピストンの頭部が六角ボルトの頭部の形状に形成されている請求項３に記載のナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧ナットに関する。詳細には、本発明は、流体の圧力を利用した弛み止め機能を備えた流体圧ナットに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所等のプラントでは、高圧や高温の流体が配管内を流れている。この配管のフランジの接続には、高い締結力が必要である。この接続では、高い締結力を維持する弛み止めが必要である。この締結手段として、油圧ナットが用いられている。
【０００３】
この油圧ナットは、ボルトにねじ締めされる。この油圧ナットに油圧が加えられる。この油圧により、油圧ナットのピストンがボルトに引張力を与える。ピストンには、ロックナットが螺合されている。この引張力が加えられた状態で、シリンダーに向けてロックナットがねじ締めされる。ロックナットがシリンダーに当接させられる。その後に液圧が取り除かれる。このロックナットにより、ボルトは引張力が加えられた状態で固定されている。これにより、高い締結力が得られている。ボルトの引張力の反力により、ロックナットとシリンダーとの間に大きな面圧が作用する。この大きな面圧により、油圧ナットが弛み止めされる。
【０００４】
この配管の接続が外される時には、再び油圧ナットに油圧が加えられる。この油圧により、ピストンにシリンダーから離れる向きの力が働く。この力が加えられることにより、ロックナットとシリンダーとの間の面圧が小さくなる。この状態で、ロックナットが弛められる。油圧ナットを使用することにより、配管の接続が強固にできる。油圧ナットを使用することにより、配管の接続及び取り外し作業は容易である。
【０００５】
この油圧ナットは、油漏れを発生する恐れがある。特に、高圧流体や高温流体に使用される配管は、一般の使用環境に比べて油漏れの発生する可能性が高い状態で使用される。油漏れが発生した油圧ナットでは、油圧がかけられない。ロックナットとシリンダーとの間の面圧が小さくならない。この油圧ナットを外すことは、非常に困難である。このロックナットを外すことは、非常に時間がかかる。
【０００６】
特許文献１には、二つ割のロックナットを備えた油圧ナットが開示されている。この油圧ナットでは、ロックナットが二つに割れている。油圧ナットが油漏れすると、ロックナットが、二つ割にされる。これにより、油圧ナットがボルトから外される。これにより、油圧ナットが取り外される。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／０７０２１６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ロックナットとシリンダーとの間の面圧が働いた状態でロックナットを二つに割る作業は、容易ではない。専用工具により、二つ割のロックナットの間の隙間を広げる必要がある。この油圧ナットにおいても、油漏れが発生した際には、取り外すために手間と労力とがかかる。更に、専用工具が必要である。
【０００８】
本発明の目的は、流体の漏れが発生した状態でも、容易に取り外しできる流体圧ナットの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る流体圧ナットは、シリンダーと、このシリンダーに摺動するピストンと、ロックナットと、シリンダーとピストンとの間に形成された圧力室と、この圧力室に通じる流路とを備えている。このピストンは、ねじ孔及び頭部を備えている。このねじ孔は、ピストンの軸方向にピストン及びシリンダーを貫通している。この頭部は、ピストンをその軸線回りに回転させるための掴み部を備えている。このロックナットは、ピストンに螺合されている。このロックナットは、ピストンにねじ締めされることにより、シリンダーに当接可能にされている。
【００１０】
好ましくは、このナットの上記掴み部は、ピストンの軸方向に平行な一対の平面を有している。
【００１１】
好ましくは、このナットの上記掴み部は、複数対の平面である。一対の平面に垂直な方向は、それぞれ互いに異なっている。
【００１２】
好ましくは、このピストンの掴み部が三対の平面である。このピストンの頭部は、六角ボルトの頭部の形状に形成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る流体圧ナットは、流体の漏れにより流体圧がかけられない状態でも、容易にピストンを弛めることができる。掴み部の一対の平面を利用することで、このピストンはスパナなど汎用工具で弛めることができる。この流体圧ナットは、流体の漏れを発生しても容易に取り外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る流体圧ナットとしての油圧ナット２が示された斜視図である。図２は、図１の油圧ナット２の断面図である。この油圧ナット２は、シリンダー４、ピストン６、ロックナット８、圧力室としての油圧室１０、メタルシール１２、メタルシール１４及び流路としての油路１６を備えている。
【００１６】
シリンダー４は、シリンダー室１８、貫通孔２０、シール溝２２を備えている。このシリンダー４の外形は、上面２４、外周面２６及び底面２８からなる円柱状である。シリンダー室１８は、内周面３０及び底面３２からなる穴である。シリンダー室１８は、その軸線に垂直な断面が円形の穴である。このシリンダー室１８の軸線は、シリンダーの軸線と一致している。貫通孔２０は、底面３２を貫通している。貫通孔２０は、その軸線に垂直な断面が円形の孔である。貫通孔２０の軸線は、シリンダー室１８の軸線と一致している。シール溝２２は、貫通孔２０の内周壁に形成されている。シール溝２２は、貫通孔２０の内周壁を円周方向に一周する溝である。このシリンダー４は、鋼材からなる。
【００１７】
ピストン６は、略円筒形状である。ピストン６は、ねじ孔３４を備えている。このねじ孔３４は、ピストン６を貫通している。このねじ孔３４には、雌ねじが形成されている。このねじ孔３４の軸線は、ピストン６の軸線に一致している。このピストン６の軸方向に平行な外周面３６には、摺動面３８及び雄ねじ４０が形成されている。摺動面３８は、軸線方向に垂直な断面が円形である。摺動面３８は、シリンダー４の内周面３０に摺動可能に形成されている。摺動面３８には、シール溝４９が形成されている。シール溝４９は、摺動面３８を円周方向に一周する溝である。摺動面３８の上方には、雄ねじ４０が形成されている。雄ねじ４０の軸線は、ピストン６の軸線に一致している。
【００１８】
このピストン６は、雄ねじ４０の上方に頭部４２を備えている。この頭部４２には、掴み部４３が形成されている。この掴み部４３は、ピストン６をその軸回りに回転させることができる形状に形成されている。図１に示すように、このピストン６の頭部４２には、掴み部４３としての一対の平面４４、４５及び４６が形成されている。言い換えると、この掴み部４３には、三対の平面が形成されている。一対の平面４４は、互いに平行である。一対の平面４４は、ピストンの軸線に平行な平面である。一対の平面４４は、ピストンの軸線に対して線対称に形成されている。一対の平面４５及び一対の平面４６は、それぞれ一対の平面４４と同様に形成されている。この一対の平面４４に垂直な方向は、一対の平面４５及び４６に垂直な方向と６０°異なっている。一対の平面４５に垂直な方向は、一対の平面４６に垂直な方向と６０°異なっている。この一対の平面４４、４５及び４６に垂直な方向は、それぞれ互いに異なっている。このピストン６の頭部は、六角ボルトの頭部の形状に形成されている。
【００１９】
このピストン６の摺動面３８の下方には、先端部４８が形成されている。先端部４８は、軸線方向に垂直な断面が円形である。この先端部４８は、貫通孔２０に摺動するように形成されている。このピストン６は、鋼材からなる。
【００２０】
ロックナット８は、円筒形状である。内周面には、雌ねじ５０が形成されている。この雌ねじ５０は、ピストン６の雄ねじ４０に螺合するように形成されている。ロックナット８の外周には、６個の穴５２が形成されている。この穴５２は、有底である。この穴５２は、円周方向に等間隔で形成されている。このロックナット８は、鋼材からなる。
【００２１】
図２に示すように、シリンダー４にピストン６が組み付けられている。ピストン６の摺動面３８は、シリンダー４の内周面３０に摺動する。ピストン６の先端部４８の外周面は、シリンダー４の貫通孔２０の内周壁に摺動する。ピストン６のねじ孔３４は、ピストン６の軸方向にピストン６及びシリンダー４を貫通している。ピストン６に螺合されたロックナット８は、シリンダー４の上面２４に対向している。ロックナット８がピストン６にねじ締めされることにより、ロックナット８はピストン６の上面２４に当接するように構成されている。高温流体が流される配管に使用される油圧ナット２では、シリンダー４に耐熱鋼材が用いられる。例えば、高温用合金鋼ボルト材が用いられる。高温流体に使用される配管では、ピストン６及びロックナット８に、シリンダー４と同じ耐熱性の鋼材が用いられる。同じ材料を使用することにより、熱により歪みの影響が抑制される。
【００２２】
油圧室１０は、シリンダー４とピストン６との間に形成されている。この油圧室１０の上方は、シリンダー４の内周面３０とピストン６の外周面とに仕切られている。この油圧室１０の下方は、貫通孔２０の内周壁と先端部４８の外周面とに仕切られている。
【００２３】
この油圧ナット２では、シールとしてメタルシール１２及び１４が使用されている。メタルシール１２は、ピストン６のシール溝４９に挿入されている。メタルシール１４は、シリンダー４のシール溝２２に挿入されている。このメタルシール１２及び１４は、金属製のリングである。このメタルシール１２及び１４により、油圧室１０は液密に保持されている。メタルシール１２及び１４は、圧力室の流体が圧力室から漏れないように保持する機能を有すればよい。この観点から、このメタルシール１２及び１４と異なるシールリング又はＯリングが使用されてもよい。
【００２４】
油路１６は、頭部４２の上面と油圧室１０との間でピストン６を貫通している。この油圧ナット２では、２つの油路１６がピストンに形成されている。一方の油路１６には、流体としての油を給油するために、図示しない給油プラグが装着される。他方の油路１６には、図示しない栓が装着される。この油路１６により、流体としての油が油圧室１０に供給される。この観点から、油路１６は、シリンダー４に形成されてもよい。
【００２５】
図３は、図１の油圧ナット２で接続された配管５３の一部と配管５４の一部とが示された正面図である。配管５３は、その下端にフランジ５５を備えている。配管５４は、その上端にフランジ５６を備えている。このフランジ５５とフランジ５６とは、円周方向に６箇所のボルト孔を備えている。図示されないが、ボルト孔は、円周方向に等間隔で配置されている。シリンダー４の底面２８がフランジ５５に当接している。
【００２６】
図４は、図１の油圧ナット２の使用方法が示された断面図である。図４には、油圧ナット２、ボルト５８、フランジ５５の一部、フランジ５６の一部及びナット６０が示されている。ボルト５８は、両端に雄ねじが形成されている。図４（ａ）に示されるように、フランジ５５のボルト孔とフランジ５６のボルト孔とにボルト５８が通される。ボルト５８の一端には、ナット６０がねじ締めされる。ボルト５８の他端には、油圧ナット２がねじ締めされる。ナット６０を固定した状態で、油圧ナット２が所定のトルクを発生するまでねじ締めされる。この油圧ナット２のねじ締めトルクは、正確に管理されなくてもよい。この油圧ナット２のねじ締めは、手でされてもよい。この油圧ナット２はボルト５８の下方の雄ねじにねじ締めされて、ナット６０は上方の雄ねじにねじ締めされてもよい。
【００２７】
一方の油路１６に、図示されない給油プラグが取り付けられ、給油される。他方の油路１６に、図示されない栓が取り付けられ、この栓が弛められる。これにより、他方の油路１６から空気抜きがされる。この観点から、油路１６は２箇所以上複数設けられることが好ましい。空気抜きの後、栓が閉じられる。給油プラグから供給される油により、油圧室１０の圧力が上昇する。これにより、シリンダー４に対してピストン６が上方に移動する。ロックナット８は、ピストン６と共に上方に移動する。ロックナット８とシリンダー４の上面２４との間に隙間が生じる。ボルト５８には、ピストン６により引張力が作用する。この油圧室１０の圧力が予め定められた所定の圧力まで上昇させられる。これにより、図４（ｂ）に示された状態となる。
【００２８】
ロックナット８の穴５２に、図示しないピンが差し込まれる。このピンにより、ロックナット８が回される。ロックナット８は、下方にねじ締めされる。ロックナット８は、シリンダー４の上面２４に押し付けられる。このロックナット８のねじ締めは、手でされてもよい。これにより、図４（ｃ）に示された状態となる。
【００２９】
給油プラグから油が抜かれる。油圧室１０の圧力が低下する。これにより、ピストン６を上方に押し上げる力が解除される。引張力で伸びていたボルト５８には、縮む向きの力が作用する。この力により、ロックナット８は、シリンダー４の上面２４に強い力で押し付けられる。これにより、フランジ５５と５６とは、高い締結力が得られる。油圧ナット２が弛み止めされる。この油圧ナット２によれば、容易な作業で、フランジ５５と５６とは強固に締結される。
【００３０】
この配管５３と配管５４との接続には６個の油圧ナット２が用いられている。この６箇所の油圧ナット２に、同時に同圧の油圧がかけられる。これにより、フランジ５５と５６との接合面は、偏りなく全体が均一な力で締結される。複数の油圧ナット２を用いることで、容易に均一な締結力を得ることができる。ここでは、６個の油圧ナット２を用いて説明されたが、２個以上複数個の油圧ナット２を用いる場合に、それぞれの締結力を均一にする効果が得られる。
【００３１】
次ぎに、このフランジ５５と５６との締結を解除する方法が説明される。図４（ｃ）の状態の油圧ナット２に図示されない給油プラグから油が供給される。油圧室１０の圧力が上昇する。これにより、ピストン６には上方に向かう力が作用する。これにより、ロックナット８にも上方に向かう力が作用する。この力により、ロックナット８とシリンダー４の上面２４との押し付け力が小さくなる。この状態で、ロックナット８は上方に弛められる。この押し付け力が小さくなることで、小さな力でロックナット８が弛められる。これにより、図４（ｂ）に示された状態となる。給油プラグから油が抜かれる。油圧室１０の圧力が低下する。これにより、図４（ａ）に示された状態となる。この状態から、ボルト５８から油圧ナット２が外される。ボルト５８が抜かれる。フランジ５５と５６との締結が解除される。この油圧ナット２によれば、容易な作業で、フランジ５５と５６との強固な締結が解除できる。
【００３２】
この油圧ナット２に油漏れが生じることがある。例えば、メタルシール１４が損傷して油漏れが生じることがある。油漏れが生じると、油圧室１０の圧力を十分に上げることができない。ロックナット８とシリンダー４の上面２４との押し付け力が小さくならない。この押し付け力が大きい状態で、ロックナット８を弛めることは非常に困難である。
【００３３】
この油圧ナット２は、ピストン６に一対の平面４４を備えている。この一対の平面４４にスパナがかけられる。これにより、ピストン６が回転させられる。ピストン６は、ボルト５８に対して弛める方向に回転させられる。これにより、ロックナット８は、ピストン６と一体に上方に移動する。ピストン６とロックナット８がボルト５８から外される。シリンダー４がボルト５８から外される。フランジ５５と５６との締結が解除される。この油圧ナット２によれば、油漏れが発生しても、比較的容易な作業でフランジ５５と５６との締結が解除できる。この油圧ナット２によれば、油漏れした油圧ナット２を容易に取り外せる。
【００３４】
この掴み部４３の一対の平面４４、４５、４６は、その面に垂直な方向がそれぞれ互いに異なっている。これにより、狭いスペースで、より作業しやすい一対の平面を使って油圧ナット２を弛めることができる。この油圧ナット２は、作業効率に優れている。この油圧ナット２の頭部は、六角ボルトの頭部の形状に形成されている。これにより、例えばスパナなどの汎用工具で油圧ナット２を取り外せる。
【００３５】
油圧ナット２は、高い締結力と弛み止め効果とが得られる。油圧ナット２は、締結作業時間を短縮できる。特に複数の締結箇所からなる締結では、作業時間の短縮効果は大きい。本発明に係る油圧ナット２を用いれば、万一の油漏れの際にも短時間で比較的容易に取り外しができる。特に、作業環境により作業時間に制限がある雰囲気での使用に効果が大きい。
【００３６】
ここでは、油圧ナット２を用いて説明された。この発明の圧力流体は、油に限られない。シリンダー４に対してピストン６を押し上げる圧力を発生する流体であれば、特に限定されない。
【００３７】
ここでは、本発明は、ピストン６の頭部４２に一対の平面４４、４５及び４６を設けた油圧ナット２を用いて説明された。頭部４２に形成されるのは、一対の平面４４、４５及び４６に限られない。このピストン６をその軸線周りに回転させることができる形状であればよい。この観点から、ピストン６の頭部４２の外周に、ピストンの径方向に孔を形成してもよい。この孔にピンをさし込んで、ピストンが回されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
ここでは、配管の接続を用いて説明がされた。この発明は配管の接続に限らず、その効果を奏する。この発明は、高い締結力と弛み止めとが必要とされる締結に広く適用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る油圧ナットが示された斜視図である。
【図２】図２は、図１の油圧ナットの断面図である。
【図３】図３は、図１の油圧ナットで接続された配管の一部が示された正面図である。
【図４】図４は、図１の油圧ナットの使用方法が示された断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
２・・・油圧ナット
４・・・シリンダー
６・・・ピストン
８・・・ロックナット
１０・・・油圧室
１２・・・メタルシール
１４・・・メタルシール
１６・・・油路
１８・・・シリンダー室
２０・・・貫通孔２０
２２・・・シール溝
２４・・・上面
２６・・・外周面
２８・・・底面
３０・・・内周面
３２・・・底面
３４・・・ねじ孔３４
３６・・・外周面
３８・・・摺動面
４０・・・雄ねじ
４２・・・頭部
４３・・・掴み部
４４・・・一対の平面
４５・・・一対の平面
４６・・・一対の平面
４８・・・先端部
４９・・・シール溝
５０・・・雌ねじ
５２・・・穴
５３・・・配管
５４・・・配管
５５・・・フランジ
５６・・・フランジ
５８・・・ボルト
６０・・・ナット
【図１】
2010065720.tif 000003
【図２】
2010065720.tif 000004
【図３】
2010065720.tif 000005
【図４】
2010065720.tif 000006