(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ部を介したボルト締めでパイプの接続を行なうために、ボルトに予め仮締め状態で取り付けられたナットを所定トルクで本締めするのに用いられ、パイプに沿った公転動を行ないつつフランジ部に並んでいる各ボルトのナットを、供回り防止手段にてボルトの供回りを防止した状態のもとで締付け手段により順次所定トルクまで本締めする自動締付け機であって、線状体を繰り出す繰出し手段と、この繰出し手段から繰り出される線状体を巻き取る巻取り手段とを対にして備えると共に、径方向摺接体を備え、繰出し手段を一端とし巻取り手段を他端としてパイプの周囲に押接状態で沿う抱持環を線状体に形成させ、この線状体の抱持環と上記径方向摺接体とでパイプの抱持をなしつつ、線状体の繰出し手段からの繰り出しとこれに対応した巻取り手段による巻き取りに応じて上記パイプに沿った公転動を行なうようになっていることを特徴とする自動締付け機。
【請求項２】
供回り防止手段はくさび状の嵌入体を備えており、この嵌入体を締付け手段による本締めの際に本締め対象のボルトの頭とこれに隣接するボルトの頭の間に嵌入させてボルトの供回りを防止するようになっている請求項１に記載の自動締付け機。
【請求項３】
軸方向摺接体をさらに備え、この軸方向摺接体をパイプに沿った公転動の際にフランジ部にパイプの軸方向で摺接させるようにした請求項１又は請求項２に記載の自動締付け機。
【請求項４】
締付け手段はソケットを有し、このソケットをナットに嵌合させてナットの本締めを行なうようになっており、且つソケットを空回りさせる空転手段が回転力伝達について遊びを持った状態でソケットに接続されており、ソケットをナットに嵌合させる際に空転手段によりソケットに遊びを持った回転を行なわせることでナットに対するソケットの嵌合合わせがなされるようになっている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動締付け機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フランジ部を介してボルト締めでパイプを接続する場合のフランジボルトの本締めを自動的に行なう自動締付け機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パイプ同士をフランジ部を介したボルト締めで接続することは広く行なわれている。例えば送電線用の鉄塔を鋼管で建造する場合にもボルト締めによりパイプ同士の接続を行なっている。そのボルトの締付け作業、特に本締め作業には、一つの接続箇所について、トルクレンチで本締め作業を行なう作業員と、その間ボルトの供回りの防止を受け持つ作業員の都合二人の作業員を要するのが一般で、必要な作業員数が多くなり、しかも作業効率も悪いものであった。また鉄塔の建造は、現場で基礎側から順に鋼管をボルト締めにより組み立てることで進められるのでそのボルト締め作業の作業場は次第に高所となって行く。したがって作業条件の悪い高所作業の占める割合が多くなり、この結果作業者に強いる負担が多くなるという問題もあった。このような事情からフランジボルトの締付け作業、特にその本締め作業の自動化を図ることが緊急の課題として求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、フランジボルトの本締め作業を自動的に行なうための自動締付け機の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による自動締付け機は、フランジ部を介したボルト締めでパイプの接続を行なうために、ボルトに予め仮締め状態で取り付けられたナットを所定トルクで本締めするのに用いられ、パイプに沿った公転動を行ないつつフランジ部に並んでいる各ボルトのナットを、供回り防止手段にてボルトの供回りを防止した状態のもとに締付け手段により順次所定トルクまで本締めする構造を基本とし、そのために線状体を繰り出す繰出し手段と、この繰出し手段から繰り出される線状体を巻き取る巻取り手段とを対にして備えると共に、径方向摺接体を備え、繰出し手段を一端とし巻取り手段を他端としてパイプの周囲に押接状態で沿う抱持環を線状体に形成させ、この線状体の抱持環と上記径方向摺接体とでパイプの抱持をなしつつ、線状体の繰出し手段からの繰り出しとこれに対応した巻取り手段による巻き取りに応じて上記パイプに沿った公転動を行なうようになっている。
【０００５】
この自動締付け機は、パイプに沿った公転動を線状体による抱持環を主な要素として行なう点に一つの特徴を持っており、このような公転動機構としたことにより、安定的でスムーズな公転動が可能となり、しかも全体の軽量化を大幅に図ることができた。特にこの軽量化により、鉄塔建造のように高所作業を必要とする場合に適するものにできる。このような公転動機構に用いる線状体としては、ワイヤロープやベルトなどを用いることができるが、細くて嵩張らないので繰出し手段や巻取り手段をよりコンパクトにできるという点でワイヤロープが好ましい。
【０００６】
また本自動締付け機における供回り防止手段には種々の構造のものが可能であるが、その好ましい一形態としては、供回り防止手段にくさび状の嵌入体を設け、この嵌入体を締付け手段による本締めの際に本締め対象のボルトの頭とこれに隣接するボルトの頭の間に嵌入させてボルトの供回りを防止する構造が挙げられる。
【０００７】
また上記のような自動締付け機については、軸方向摺接体をさらに設け、この軸方向摺接体をパイプに沿った公転動の際にフランジ部にパイプの軸方向で摺接させるようにするのが、より安定した公転動を得られるという点で好ましい。
【０００８】
また上記のような自動締付け機については、順次本締めを施して行く各ナットに対し締付け手段をスムーズに合わせれることが求められるが、これを実現するために本発明では、ナットに嵌合してこれを回転させる締付け手段におけるソケットをナットへの嵌合に先立って“ガタツキ”を持った状態で空転させ、この“ガタツキ”空転によりナットに対するソケットの不整合状態を解消させつつ嵌合合わせを行なうようにしている。つまり締付け手段が有するソケットに空転手段をその回転力伝達に遊びを持たせた状態で接続し、ソケットをナットに嵌合させる際に空転手段によりソケットに遊びを持った回転を行なわせることで“ガタツキ”を与えつつナットに対するソケットの嵌合合わせを行なわせるようにしている。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の一実施例について説明する。図１にその全体構造を示すように、本実施例による自動締付け機１は、締付け手段ブロック２を中心にしてその左右に第１ドラムブロック３と第２ドラムブロック４を全体的に円弧配列となるように設けると共に、各ドラムブロック３、４の下側に軸方向摺接体５を設け、また上側径方向摺接体６を締付け手段ブロック２と各ドラムブロック３、４の間に対にして設けると共に、下側径方向摺接体７を締付け手段ブロック２の下方に設け、さらにこの下側径方向摺接体７の下方に供回り防止手段８を設けてなっている。
【００１０】
締付け手段ブロック２は、ソケット１０を油圧式の駆動部１１（図２及び図３）で回転駆動させるようにした油圧式トルクレンチ１２を締付け手段として備えている。また締付け手段ブロック２は、ソケット１０を締め付け対象のナットに嵌合させる際の嵌合合わせのための機構を備えている。この機構は、空転手段である空転用モータ１３の回転駆動力を図３に示すようにスプロケット１４、１５とチェーン１６でソケット１０に伝える構成となっており、スプロケット１５からソケット１０への回転力の伝達は、図２に見られるように、ソケット１０に形成してある十字溝１７に隙間Ｓの範囲で遊びを持たせて嵌合させた十字ブロック体１８でなすようにしてある。したがって空転用モータ１３でソケット１０を回転させるとソケット１０は“ガタツキ”を持って回転する。これは嵌まり難いものを嵌める場合にガタガタさせるのに相当し、この結果、もしソケット１０がナットに対し不整合の状態であっても、これを簡単に解消させることができる。
【００１１】
この締付け手段ブロック２は、本締め動作のためにソケット１０をナットに嵌合させ、また本締めが終了したら当該ナットからソケット１０を外すために、全体が図１中の矢印Ｘの如く進退動するようになっている。この進退動を行なわせるのは、進退動手段として設けた油圧シリンダ２０（図６）である。
【００１２】
第１、第２の各ドラムブロック３、４は、対称的な構造を有しており、それぞれモータ２１（図１及び図６）に接続されたワイヤドラム２２を繰出し手段又は巻取り手段として有している。各ドラムブロック３、４のワイヤドラム２２、２２にはワイヤロープ２３の各端側が図１に見られるように両ワイヤドラム２２、２２を両端とする抱持環２３ｒを形成するようにしてそれぞれ巻回させられている。また両ワイヤドラム２２、２２は、一方がワイヤロープ２３を巻き取るのに応じて他方が所定の繰り出し抵抗を持って繰り出す、同調的動作をなすようにされている。
【００１３】
軸方向摺接体５は、後述のパイプに沿った公転動を行なう際にパイプの軸方向で荷重を支持するためのもので、円筒ローラ５ｒを複数個円弧状に配列して形成してある。
【００１４】
上側及び下側の各径方向摺接体６、７は、同じくパイプに沿った公転動の際にワイヤロープ２３の抱持環２３ｒと協働してパイプの抱持をなすためのもので、各上側径方向摺接体６はアームの先端に１個のローラ２４を取り付けて形成され、また下側径方向摺接体７はアームの先端にローラ２５を２個取り付けて形成されている。
【００１５】
供回り防止手段８は、くさび状に形成された嵌入体２６と進退動手段である油圧シリンダ２７（図６）とからなり、必要時に嵌入体２６を図１中の矢印Ｙの如く進退動させるようになっている。
【００１６】
以上の自動締付け機１の使用状態を鉄塔建造におけるパイプの接続に適用する場合を例にして以下に説明する。先ず自動締付け機１をパイプＰに装着する。それには、図５及び図６に示すように、ワイヤロープ２３の抱持環２３ｒと上側径方向摺接体６、６及び下側径方向摺接体７とによりパイプＰを抱持させる。この抱持についてはワイヤロープ２３に所定の張力を掛けて抱持環２３ｒが所定以上の摩擦力でパイプＰを抱持するようにする。またこの際には、図７に示すように、軸方向摺接体５をフランジ部Ｆにそこに突出しているボルトＢの端面を介して摺接させる状態とする。
【００１７】
以上により装着が完了したら、自動本締め作業を開始させる。自動本締め作業は図外の制御装置による制御のもとに進められるもので、自動締付け機１に設けてある図示せぬ一対の光電センサがナットＮの両側面を検出してソケット１０の芯とナットＮの芯が一致することを確認するまでパイプＰに沿って図５中の矢印Ｚの如き公転動を行なう。この公転動は、上記のように一方のワイヤドラム２２がワイヤロープ２３を巻き取る（矢印Ｖ）のに応じて他方のワイヤドラム２２が所定の繰り出し抵抗を持って繰り出す（矢印Ｗ）ことによりなされる。
【００１８】
ソケット１０の芯とナットＮの芯が一致したことが検出されると、次にはソケット１０をナットＮに嵌合させる動作に移り、嵌合合わせ機構が上記のような嵌合合わせ動作を行なう。この間に供回り防止手段８が作動してその嵌入体２６を本締め対象のボルトＢの頭とこれに隣接するボルトの頭の間に嵌入させてボルトＢの供回りを防止する体制に入る。このようにしてソケット１０がナットＮに嵌合すると共にボルトＢの供回りの防止がなされるとトルクレンチ１２が作動する。つまり駆動部１１がソケット１０を回転させて本締めがなされる。
【００１９】
トルクレンチ１２に所定の締付けトルクの生じたことが検出されると当該ボルトについて本締めの終了となり、隣のボルトに移る。これには先ず上記のような進退動でソケット１０をナットから外すと共に嵌入体２６をボルト頭間から外し、それから上記の公転動を行なって新たな本締め対象のボルトのナットに上記と同様にして芯合わせをし、以下同様の動作を繰り返す。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、フランジボルトの本締め作業を自動的に行なうことができ、ボルト締めによるパイプの接続作業の大幅な合理化を図れ、また特に鉄塔の建造作業などのように高所作業を伴う場合ついては作業者の負担軽減を大きく図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による自動締付け機の斜視図。
【図２】締付け手段ブロックの一部省略の平面図。
【図３】図２中のＤＡ方向から見た一部断面を含む一部省略の側面図。
【図４】図２中のＤＢ方向から見た一部断面を含む一部省略の側面図。
【図５】図１の自動締付け機をパイプに装着した状態の平面図。
【図６】図１の自動締付け機をパイプに装着した状態の一部省略の側面図。
【図７】図１の自動締付け機をパイプに装着した状態の一部省略の側面図。
【符号の説明】
１  自動締付け機
５  軸方向摺接体
６  上側径方向摺接体
７  下側径方向摺接体
８  供回り防止手段
１０  ソケット
１２  トルクレンチ（締付け手段）
１３  空転手段
２２  ワイヤドラム（繰出し手段、巻取り手段）
２３  線状体
２３ｒ  抱持環
２６  嵌入体
Ｆ  フランジ部
Ｐ  パイプ
Ｂ  ボルト
Ｎ  ナット
【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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