(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クレーンフックに取り付けられるシャックルと、該シャックルの下部に設けられた固定ブロックと、該固定ブロックに回転自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸を回転させる回転機構部であって、ねじ込み時の回転速度を調整できる機構を備えた回転機構部と、前記回転軸に取り付けられて昇降可能な昇降部と、該昇降部の下降速度を所定の下降速度に制御する油圧機構と、前記昇降部の先端に設けられてねじ込み対象との連結を行う連結治具とを備えたことをと特徴とするねじ込み装置。
【請求項２】
クレーンフックに取り付けられるシャックルと、該シャックルの下部に設けられた固定ブロックと、該固定ブロックに回転自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸を回転させる回転機構部と、前記回転軸に取り付けられて昇降可能な昇降部と、該昇降部の下降速度をねじのねじピッチとねじ込み時の回転速度に基づいて制御する油圧機構と、前記昇降部の先端に設けられてねじ込み対象との連結を行う連結治具とを備えたことをと特徴とするねじ込み装置。
【請求項３】
前記回転機構部は、前記回転軸に直接的又は間接的に固定された回転用ギアドモータと、該回転用ギアドモータの回転力を前記固定ブロックに伝達する伝達機構とを有し、前記回転用ギアドモータを駆動することで、駆動力が前記伝達機構を介して前記固定ブロックに伝達されて前記回転軸と共に前記昇降部及び回転用ギアドモータが回転することを特徴とする請求項１又は２記載のねじ込み装置。
【請求項４】
前記伝達機構は、前記固定ブロックに設けられた大スプロケットと、前記回転用ギアドモータの回転軸に設けられ、前記スプロケットよりも歯数の少ない小スプロケットと、該小スプロケットと前記大スプロケットに巻き回されたチェーンによって構成されていることを特徴とする請求項３記載のねじ込み装置。
【請求項５】
前記昇降部を、下降状態から上昇させてリセットするリセット装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のねじ込み装置。
【請求項６】
前記リセット装置は、油圧ポンプ又はバネによって構成されていることを特徴とする請求項５記載のねじ込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ込み対象となる部材をクレーンで吊り下げた状態で他の部材にねじ込むねじ込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ込み装置の例として、例えば電気炉に用いられる電極を継ぎ足す際に、前記下方に配置された電極の上端ネジ部に新たな電極の下端部をねじ込むのに用いられる電極のねじ込み装置がある。このような電極ねじ込み装置の例として、特許文献１に開示された「上部電極接続装置」が挙げられる。
【０００３】
特許文献１に開示された「上部電極接続装置」は、「電気炉の電極ホルダーに保持された使用中の上部電極の上端部に新しい上部電極の下端部をねじ込んで接続する如くなした上部電極接続装置において、クレーンに吊り下げられる該装置本体に、新しい上部電極を脱着可能なニップル部を回転駆動手段を介して回転自在に設け、さらに新しい上部電極ねじ込み時の締め付けトルクと装置本体離脱時のニップル部緩めトルクを別々に設定可能とするために、回転駆動手段の供給電圧を切り替える機器を有したことを特徴とする」（特許文献１の請求項１参照）ものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２９６９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上部電極を下部電極にねじ込む際には、上部電極をねじ込みと同時に下降させる必要がある。
この点、特許文献１では、回転駆動手段の詳細が開示されていないが、上部電極は約５００kgの重量物であるため、ねじ込み時に上部電極の下降速度を適切に調整しないと、ねじ部の摩擦が大きくなり、装置本体を吊っているクレーンのワイヤに反力が作用し、ワイヤが捩れるという問題がある。
また、ねじ込み時において、摩擦抵抗を少なくするには、下降速度とねじ込み速度を一致させる必要があり、そのためにはねじ込み時の回転速度を適切に設定する必要があるが、特許文献１ではこの点の考慮もされていない。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、ねじ込み時において適切な下降速度に制御が可能で、かつ適切な回転速度に設定できる機構を備えたねじ込み装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係るねじ込み装置は、クレーンフックに取り付けられるシャックルと、該シャックルの下部に設けられた固定ブロックと、該固定ブロックに回転自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸を回転させる回転機構部と、前記回転軸に直接的又は間接的に取り付けられて昇降可能な昇降部と、該昇降部の下降速度を所定の下降速度に制御する油圧機構と、前記昇降部の先端に設けられてねじ込み対象との連結を行う連結治具とを備えたことをと特徴とするものである。
【０００８】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記回転機構部は、前記回転軸に直接的又は間接的に固定された回転用ギアドモータと、該回転用ギアドモータの回転力を前記固定ブロックに伝達する伝達機構とを有し、前記回転用ギアドモータを駆動することで、駆動力が前記伝達機構を介して前記固定ブロックに伝達されて前記回転軸と共に前記昇降部及び回転用ギアドモータが回転することを特徴とするものである。
【０００９】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、前記伝達機構は、前記固定ブロックに設けられた大スプロケットと、前記回転用ギアドモータの回転軸に設けられ、前記スプロケットよりも歯数の少ない小スプロケットと、該小スプロケットと前記大スプロケットに巻き回されたチェーンによって構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
（４）また、上記（１）乃至（３）の何れか一項に記載のものにおいて、前記昇降部を、下降状態から上昇させてリセットするリセット装置を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、前記リセット装置は、油圧ポンプ又はバネによって構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るねじ込み装置は、クレーンフックに取り付けられるシャックルと、該シャックルの下部に設けられた固定ブロックと、該固定ブロックに回転自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸を回転させる回転機構部と、前記回転軸に直接的又は間接的に取り付けられて昇降可能な昇降部と、該昇降部の下降速度を所定の下降速度に制御する油圧機構と、前記昇降部の先端に設けられてねじ込み対象との連結を行う連結治具とを備えたことにより、ねじ込み時において適切な回転速度に設定できる機構で、かつ回転と共に下降速度の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るねじ込み装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示した自動玉外し装置のケーシング等を取り外した状態の斜視図である。
【図３】図２に示した状態からさらに部品の一部を取り除いた状態を示した斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るねじ込み装置の油圧機構の説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るねじ込み装置を用いた電極ねじ込み動作の説明図である（その１）。
【図６】本発明の一実施の形態に係るねじ込み装置を用いた電極ねじ込み動作の説明図である（その２）。
【図７】本発明の一実施の形態に係るねじ込み装置を用いた電極ねじ込み動作の説明図である（その３）。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施の形態に係るねじ込み装置１の構造を図１〜図４に基づいて説明する。なお、図１は全体構成を示しており、図２は、図１からカバー体２を外した状態を示し、図３は内部構造の説明の都合上、図２から発明の説明に不要な部分を除外した状態を示している。
本実施の形態に係るねじ込み装置１は、図１〜図３に示すように、クレーンフック４９（図５参照）に引掛けられるシャックル３と、シャックル３の下部に設けられた固定ブロック５と、固定ブロック５に回転自在に取り付けられた回転軸７と、回転軸７を回転させる回転機構部９と、回転軸７に取り付けられて昇降可能な昇降部１１と、昇降部１１の下降速度を所定の下降速度に制御する油圧機構１３と、昇降部１１の先端に設けられてねじ込み対象との連結を行う連結治具１５とを備えている。
以下、各構成を詳細に説明する。
【００１５】
＜シャックル＞
シャックル３は、クレーンフック４９に引掛けられるものであり、逆Ｕ字形をしており、下部が固定ブロック５と一体になっている。シャックル３の逆Ｕ字の部位にクレーンフック４９が挿入されてクレーンフック４９に吊下げられる。
【００１６】
＜固定ブロック＞
固定ブロック５は、シャックル３を有すると共に回転軸７を回転自在に支持する回転軸支持部１７と、回転軸支持部１７の下方に設けられて外周部にチェーン２７が巻き回される大スプロケット２３とを有し、これら回転軸支持部１７と大スプロケット２３が一体になっている。
回転軸支持部１７の内部には、図示しないベアリングが設けられており、回転軸７はこのベアリングを介して回転自在に回転軸支持部１７に取り付けられている。
【００１７】
＜回転軸＞
回転軸７は、回転軸支持部１７に回転自在に取り付けられ、その下端部が固定ブロック５の下方に延出している。下方に延出した部位には、支持板１９が取り付けられ、また支持板１９には昇降部１１が取り付けられ、さらに昇降部１１に油圧機構１３が取り付けられている。
なお、本例では、昇降部１１や後述の回転用ギアドモータ２１を支持板１９を介して回転軸７に間接的に取り付けているが、昇降部１１や回転用ギアドモータ２１を回転軸７に直接取り付けるようにしてもよい。
【００１８】
＜回転機構部＞
回転機構部９は、支持板１９に固定された回転用ギアドモータ２１と、回転用ギアドモータ２１の回転力を固定ブロック５に伝達する伝達機構２０とを有している。
伝達機構２０は、固定ブロック５に設けられた大スプロケット２３と、回転用ギアドモータ２１の回転軸に設けられ、大スプロケット２３よりも歯数の少ない小スプロケット２５と、小スプロケット２５と大スプロケット２３に巻き回されたチェーン２７によって構成されている。
【００１９】
回転用ギアドモータ２１は、支持板１９に回転軸を上方に向けて固定されている。回転用ギアドモータ２１の回転軸にはチェーン２７が巻き回される小スプロケット２５が設けられている。また、回転用ギアドモータ２１は、無線遠隔制御装置２９により、遠隔操作が可能になっている。
【００２０】
回転用ギアドモータ２１を駆動することで、駆動力が小スプロケット２５、チェーン２７及び大スプロケット２３を介して固定ブロック５に伝達される。駆動力が固定ブロック５に伝達されると、固定ブロック５は回転しないので、その反力が回転用ギアドモータ２１及び支持板１９を介して回転軸７に伝達され回転軸７が回転する。回転軸７が回転することで、回転軸７に固定された支持板１９が回転し、支持板１９に固定された昇降部１１及び回転用ギアドモータ２１が回転する。
なお、回転用ギアドモータ２１の回転数、大スプロケット２３及び小スプロケット２５の歯数を調整することで、回転速度を適宜調整すればよい。
【００２１】
回転用ギアドモータ２１には、バッテリ３１から図示しない給電ケーブルによって給電されるが、バッテリ３１が回転用ギアドモータ２１と同様に支持板１９に固定されているので、回転の際に回転による応力が給電ケーブルに作用することがなく、給電ケーブルの故障を防止できる。
【００２２】
＜昇降部＞
昇降部１１は、図４に示すように、油圧シリンダ３３によって構成されており、回転軸７に取り付けられた油圧シリンダ３３のシリンダロッド３５が昇降可能になっている。
【００２３】
＜油圧機構＞
油圧機構１３は、昇降部１１の下降速度を所定の下降速度に制御するものであり、図４に示す油圧回路を有している。
油圧機構１３は、図４に示すように、油が貯留される油タンク３７と、モータ３９で駆動する油圧ポンプ４１と、リリーフ弁４３と、速度制御をするための流量調整弁４５と、油の経路を切り換える油圧電磁弁４７とを有している。油圧電磁弁４７は、シリンダロッド３５を上昇させる時（リセット時）には図４に示す状態となり、シリンダロッド３５を下降させる時には切り換えられる。
【００２４】
油圧電磁弁４７が図４に示す状態で油圧ポンプ４１を駆動すると、油が油圧シリンダ３３に送られてピストンが上動して、シリンダロッド３５が上昇する。このシリンダロッド３５を上昇させる動作が後述のリセット時の動作となる。そして、シリンダロッド３５が上昇した状態が、ねじ込みを開始する開始時の状態となる。
なお、シリンダロッド３５が上昇しているかどうかは、上昇検知センサ４８によって検知される。
【００２５】
ねじ込みを行う際には、油圧電磁弁４７を切り換える。この状態で連結治具１５に連結された連結対象物の自重がシリンダロッド３５に作用すると、油圧シリンダ３３内の油が油タンク３７側に戻され、シリンダロッド３５が下降する。このとき、シリンダロッド３５の下降速度は、流量調整弁４５の調整によって制御される。
油圧電磁弁４７の切換や、流量調整弁４５の調整は、回転用ギアドモータ２１と同様に、無線遠隔制御装置２９により、遠隔操作が可能になっている。
【００２６】
なお、下降速度はねじ込み時のねじの進む速度と同じにするのが好ましく、ねじ込み時のねじの進む速度はねじのねじピッチと回転速度によって決定されるので、下降速度をこれらに基づいて決定すればよい。
【００２７】
上記の例では、昇降部１１を、下降状態から上昇させてリセットするリセット装置の例として、油圧ポンプ４１を示したが、油圧ポンプ４１に代えてバネ等の弾性手段によってピストンを強制的に上昇させるようにしてもよい。
【００２８】
＜連結治具＞
連結治具１５は、昇降部１１の先端に設けられてねじ込み対象との連結を行うものである。連結治具１５は、昇降部１１の先端に着脱可能に取り付けられるようにするのが好ましい。
本実施の形態の連結治具１５は、新電極５１に設けられた雌ねじ部５１ａに螺合できる雄ねじ部を備えている（図５参照）。
【００２９】
上記のように構成されたねじ込み装置１におけるねじ込み時の動作を、電気炉で使用する電極のねじ込み作業を例に挙げて、図５〜図７に基づいて説明する。
準備作業として、油圧機構１３における流量調整弁の流量を調整して、昇降部１１の下降速度がねじ込み速度に一致するように設定する。
また、油圧ポンプ４１を駆動して昇降部１１を最も上昇した状態にする。さらに、連結治具１５が着脱可能な場合には、連結冶具を昇降部１１の先端に取り付ける。
【００３０】
この状態で、ねじ込み装置１のシャックル３をクレーンフック４９に引掛けて、ねじ込み装置１を吊り上げる（図５（ａ）参照）。
クレーンで吊り上げたねじ込み装置１をねじ込み対象である新電極５１の置き場に移動し、連結治具１５の軸芯と新電極５１の軸芯を合わせる（図５（ｂ）参照）。
作業者が連結治具１５を回転させて連結治具１５を新電極５１の上端の雌ねじ部５１ａにねじ込む（図５（ｃ）参照）。
クレーンによって新電極５１を吊り上げ、新電極５１が連結される既設電極５３の上方に移動し、電極中心を合わせ、さらに新電極５１の下端の雄ねじ部５１ｂを既設電極５３の雌ねじ部５３ａに挿入する（図６（ｄ）参照）。
【００３１】
次に、油圧電磁弁４７を図４の状態から切り換えると共に回転用ギアドモータ２１を駆動することで、新電極５１を既設電極５３にねじ込む（図６（ｅ）参照）。
このとき、昇降部１１の下降速度がねじ込み速度と一致するように設定されているので、新電極５１と既設電極５３のねじ部に摩擦力はほとんど作用せず、円滑なねじ込みが実現できる。
【００３２】
ねじ込み速度と昇降部１１の下降速度を一致させるには、ねじ込み速度を精度よく調整できる機構が必要となるが、本実施の形態のねじ込み装置１は、回転機構部９を回転用ギアドモータ２１のモータ軸に取り付けた小スプロケット２５が自転すると共に固定ブロック５の大スプロケット２３の周りを公転する遊星機構として構成したことで、回転速度を高精度に調整することが可能になっている。
【００３３】
ねじ込み装置１によるねじ込みが完了した時点で、作業者が新電極５１に取り付けたハンドル５４を手回しすることで増し締めを行う（図６（ｆ）参照）。
次に、ハンドル５４を取り外し、さらに連結治具１５を手回して（図７（ｇ）参照）、新電極５１から連結治具１５を切り離し（図７（ｈ）参照）、クレーンによってねじ込み装置１を格納場所に移動する（図７（ｉ）参照）。
【００３４】
以上のように、本実施の形態によれば、ねじ込み時において適切な回転速度に設定できる回転機構部９を有し、かつ回転と共に昇降部１１の下降速度の制御を行うことができるので、ねじ込み時のねじ部に摩擦力が作用しないような適切なねじ込みができる。また、昇降部１１を油圧機構１３で駆動する油圧シリンダ３３で構成しているので、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００３５】
なお、上記の例ではねじ込み対象として電気炉で使用される電極を例示したが、本発明のねじ込み装置１がねじ込みの対象とするものはこれに限られず、例えばねじ込みによって連結される鋼管杭のようにクレーンによって吊り上げた状態でねじ込みを行うものを広く含む。
【符号の説明】
【００３６】
１  ねじ込み装置
２  カバー体
３  シャックル
５  固定ブロック
７  回転軸
９  回転機構部
１１  昇降部
１３  油圧機構
１５  連結治具
１７  回転軸支持部
１９  支持板
２０  伝達機構
２１  回転用ギアドモータ
２３  大スプロケット
２５  小スプロケット
２７  チェーン
２９  無線遠隔制御装置
３１  バッテリ
３３  油圧シリンダ
３５  シリンダロッド
３７  油タンク
３９  モータ
４１  油圧ポンプ
４３  リリーフ弁
４５  流量調整弁
４７  油圧電磁弁
４８  上昇検知センサ
４９  クレーンフック
５１  新電極
５１ａ  雌ねじ部
５１ｂ  雄ねじ部
５３  既設電極
５３ａ  雌ねじ部
５４  ハンドル
【図１】
0006618855.tif 000002
【図２】
0006618855.tif 000003
【図３】
0006618855.tif 000004
【図４】
0006618855.tif 000005
【図５】
0006618855.tif 000006
【図６】
0006618855.tif 000007
【図７】
0006618855.tif 000008