JP2008511452A - 油圧式ねじ締付け装置 - Google Patents

Abstract

本発明は高ストレスねじを締め付けまた緩めるための使用される油圧式ねじ締付け装置に関し、機械部分（１）に支持され、ねじ山付きボルト（２）とナット（３）により締め付けられるシリンダ（５，６，７，８）と、封止的に導入されたねじ山付きボルトのねじ山の付いた方の端（４）にねじで締められた交換ブッシングに支持される少なくとも１個の定期的に加圧されるピストンと、ねじ締付け装置に配置される圧力媒体連結（４５）と、前記シリンダに配置されナットへの確実な連結のための嵌合回転ブッシング（１５）と、回転ブッシングへ駆動的に連結される（１６）ギア（４７）と、交換ブッシングへ駆動的に連結されるギア（９）と、ギアのための駆動モータ（２４）と、前記交換ブッシング用のギアと前記回転ブッシング用のギアとの間に配置される駆動装置と、駆動モータを交換ブッシング又は回転ブッシングへ交互に連結するために使用される装置（２５）とを含む。
【選択図】
【図１】

Description

本発明は高ストレスねじを締め付けたり緩めるための油圧式ねじ締付け装置に関連し、ねじ山付きボルト及びナットによって締め付けられる機械部分に支持されたシリンダと、当該シリンダに封止的に導入され周期的に圧力が供給されねじ山付きボルトのねじ山の付いた方の端にねじ込まれる交換ブッシングに支持される少なくとも１個のピストンと、当該ねじ締付け装置に取り付けられた圧力媒体接続と、当該シリンダに配置されナットに確実に連結される回転ブッシングとを含む。

この種のねじ締付け装置は特許出願第ＣＨ５５２４４８Ａ号に記載されている。

このようなねじ締付け装置の目的は、ねじに正確に規定された締め付け力をかけてねじにねじ込まれているナットを締め付ける又は緩めることができるようにすることである。この目的において、ねじ締付け装置の交換ブッシングはナットより上に突出しているねじ山の付いた方の端にねじ込まれ、その後ねじ締付け装置を油圧下におく。規定のねじ突出量に達したら、機械部分に支持されるまでねじボルトのねじ山の付いた方の端にねじ込まれているナットを回転させる。

静止しているねじクランプシリンダによりねじボルトのねじ山の付いた方の端に交換ブッシングをねじ込むことを容易にするため、第ＣＨ５５２４４８Ａ号の装置では四角形又は六角形の突出を有する頂部にピストンを設ける。たとえば手動操作「ラチェット」（Krarre）の形をなす回転工具を四角形又は六角形突出部に載せ、筐体を固定したまま回転させるとねじ端にねじ込まれたりはずれたりする。ねじボルトを所望の力で締め付けたした後、シリンダの開口部を通して工具を使い、もう一度完全に機械部分に支えられるようになるまでナットを調節する。

このような高ストレスねじを締め付ける時間はその大半が副次的時間に左右される、即ちねじボルトのねじ山の付いた方の端に交換ブッシングをねじ込みまたナットを調節することである。

本発明の目的は油圧式ねじ締付け装置の使用中に可能な限り副次的時間を短縮することであるが、これは、可能な限り簡単な構造を有する装置を用いることで実現されるものである。

この目的から進めて、高ストレスねじを締め付けたり緩めるための油圧式ねじ締付け装置による、またねじ山付きボルト及びナットによって締め付けられた機械部分に支持されるシリンダと、当該シリンダに封止的に導入され定期的に圧力が供給され当該ねじボルトのねじ山の付いた方の端にねじ込まれる交換ブッシングに支えられる少なくとも１個のピストンと、ねじ締付け装置に取り付けられた圧力媒体接続と、シリンダ内に配置されナットにより確実に連結される回転ブッシングとを含む本発明は、回転ブッシングと駆動的連結されるギア機構と交換ブッシングと駆動的連結される更なるギア機構と、ギア機構のための駆動モータと、交換ブッシング用ギア機構と回転ブッシング用ギア機構の間の駆動連結と、交換ブッシング又は回転ブッシングと駆動モータの交互連結のための装置とを含む。

ギア機構は数個のギアで非常に簡単に構成することができ、交換ブッシングと回転ブッシングを駆動するために１つだけしかモータを必要とせず、交換ブッシングと回転ブッシングが同時に回転することは無いため交換ブッシング又は回転ブッシングと交互に連結することができる。

非常に簡単な方法では、切り替え手段は交換ブッシングと係合しているギアとの係合から回転ブッシングのためのギア機構との駆動連結へ移動可能なギアを含むことができる。この目的で、上下のギア機構筐体部分にあるスロットにギア上のジャーナルピンを移動可能なように配置しておくのが望ましく、これで固定可能な作動レバーを用いてギアを配置することができる。

駆動モータが交換ブッシング用ギア機構と駆動連結している場合、ギア機構のギアと、回転ブッシング用ギア機構のギアとの間に連結シャフトを配置することができる。

駆動モータに駆動エネルギーが得られない場合に、又は駆動モータのトルクが充分ではない場合に、ねじボルトのねじ山の付いた方の端に交換ブッシングをねじ込むことができるようにするために、交換ブッシングに連結されたギア、及びギア機構に配置されたギアには各々連結シャフトを駆動するための回転工具との確実な係合のために四角形又は六角形の凹部を設けることができる。

手動操作油圧ポンプを用いて油圧式ねじ締付け装置を作動させることができるが駆動モータに利用可能な電気的接続が無い場合にこの可能性は注目すべきである。

駆動モータに取り付けられた回転角センサーを用いることで、係合することができるねじ長をチェックし、クランプ後のねじボルトの延出量に関する読み値は特別な測定装置を必要とせずに提供することができる。

回転角センサーは駆動モータに装着することができ、又は駆動モータが回転角センサーを同時に形成するステッピング・モータとなっている場合には駆動モータそれ自体によって構成することができる。

モータスイッチを油圧式ねじ締付け装置に設け正転から逆転への切り替えができるようにすることが望ましい。

ナットの回転のための自動操作が更に可能である。ねじ山付きボルトが所望の長さに回転されたとき遠隔制御によって駆動モータのスイッチを入れる。これは、たとえばリアクター圧力タンクのねじの全部を同時に対応する個数のねじ締付け装置を用いて締め付けようとする場合等に特に重要である。切り替え誤動作を防止するため、たとえば作動レバー又は交換可能な中間ギアに制限スイッチを配置し、これによって交換ブッシングが全体的にねじ込まれている場合にのみまた中間ギアが交換ブッシングとの駆動連結から開放されている場合にのみ自動操作が可能になるようにすることが可能である。

交換ブッシングのためのギア機構は、駆動モータと連結シャフトに沿って、既存のねじ締付け装置にも係合可能な、また六角形又は四角形の延出部を介して交換ブッシングと連結可能で、連結シャフト上の対応する六角形又は四角形の延出部を介して回転ブッシングのギア機構と連結可能な独立した構成部材として実現されるのが望ましい。

この構造部材は交換ブッシングにまた回転ブッシングのためのギア機構上に適当な六角形又は四角形の凹部を有する油圧式ねじ締付け装置に配置することができる。そのため既存のねじ締付け装置にねじを締めるための孔を設けることだけが必要となる。

また、前述の構造ユニットを最初から油圧式ねじ締付け装置に装備することも可能で、この装置は交換ブッシング及び回転ブッシングと係合するギア機構に交互に連結することができる１個の駆動モータだけを備える。この場合、ねじ締付け装置の上部を閉鎖する上部はギア機構の筐体として直接実現することができ、筐体は簡単なカバーによって単純に閉鎖される。

交換ブッシングと回転ブッシングの回転駆動を行なう本発明のねじ締付け装置は非常にコンパクトな構造を有し利用可能な空間が非常に制限されている場所へ困難無く挿入することもできる。

本発明は図面に図示された実施例を参照して詳細に説明される。図面において、

図１は交換ブッシングと回転ブッシングのための駆動ユニットを有する油圧式ねじ締付け装置の斜視図を示す。 図２は図１の油圧式ねじ締付け装置の部分断面側面図である。 図３は図１及び図２の油圧式ねじ締付け装置の上面図である。 図４は図２の線ＩＶ〜ＩＩＩに沿ってみた断面の上面図である。

図１に図示した外部斜視図からと図２とから、油圧式ねじクランプ又はテンション装置が図示してあり、これはシリンダ要素５，６，７、締め付けられた機械部分に支持される部分８、および上部１９で構成される。油圧ピストンが封止的に動くシリンダ要素５，６，７に取り付けられているのは油圧媒体分配器４４で、これには高圧ホースのための接続４５が設けてある。圧力を供給した場合交換ブッシング２１は図示していない油圧ピストンにより上向きに移動する。

上部１９に配置されているのはギア機構９で、これは下側の筐体部分１０と上側の筐体部分１１とを有し、ねじ２０によって上部１９に固定される。

油圧式ねじ締付け装置の目的はねじボルト２及びナット３を用いて機械部分１を締め込む又は締め付けることである。この目的のために、ナットは最初にねじボルト２のねじ端４に緩くねじ込んでおき、ここで交換ブッシング２１のねじ部分２２をナット３からまだ突出しているねじ山の付いた方の端４へねじ込む。機械部分１に支持される部分８には確実な方法でナット３と係合する回転ブッシング１５が配置される。回転ブッシング１５はスナップリング５４を用いて機械部分１に支持されている部分８から脱落しないように保護されている。圧縮スプリング１７はスナップリング５４に対して回転ブッシング１５上に僅かな圧力をかけるので、その結果、油圧式クランプ装置が配置されたとき、回転ブッシング１５の六角形の凹部がナット３の外部六角形と整列していなければ回転ブッシング１５が軸方向に撓むことができる。回転ブッシング１５にはギア機構４７のギア歯と協動する外歯１６が設けてある。

交換ブッシング２１の上端には六角形又は四角形の凹部２８が設けてありここにギア機構９のギア１２の六角形又は四角形の突出部１４が係合する。このギア１２は固定ねじ１３により交換ブッシング２１とねじ接続される。

一方ギア１２は交換ブッシング２１にある軸方向の孔２１と組み合わされる六角形又は四角形の凹部１８を有する。

ギア機構９の縁についているのは電気駆動モータ２４で、これはギア２３と結合している。ギア２３は移動可能な中間ギア２５と定常的係合状態にあり、これのシャフトスタブ３４，３５はギア機構筐体の下側の筐体部分１０とギア機構筐体の上側の筐体部分１１にある湾曲したスロット３１に導入される。この移動可能な中間ギア２５は作動レバー２６を用いてシフトすることができ、図４に図示してあるようにギア機構９のギア３２と駆動連結するか、又は交換ブッシング２１と連結されたギア１２と駆動連結するようになっている。連結シャフト３３はギア機構９のギア３２と詳細には図示されないギア機構４７のギアとの間に配置され、電気駆動モータ２４の回転をギア３２、移動可能な中間ギア２５、連結シャフト３３ならびにギア機構４７のギア経由で回転ブッシング１５へ伝達し、ここでナット３をこの方法で回転させることができる。

移動可能な中間ギア２５がギア１２との係合位置に来ると、交換ブッシング２１は、シリンダ５，６，７を静止させたままで、電気駆動モータ２４によりねじボルト２のねじ山の付いた方の端４へ、大きな力をかけなくともねじ込むことができる。

ギア１２と同様に、ギア機構９のギア３２にも六角形又は四角形の凹部４９を設けておき、電気駆動エネルギーが利用できない場合に交換ブッシング２１以外に回転ブッシング１５も手動操作回転工具を使って回転できるようにする。手動操作回転工具は電気駆動モータ２４が故障した場合や、又はナット３又は交換ブッシング２１とねじボルト２の間で動かすことが困難で、電気駆動モータ２４によって克服できず駆動モータを用いてねじ込み・ねじ抜けを防止する場合に使用することができる。

モータスイッチ２７は電気駆動モータ２４をオン／オフするのに用い、また時計方向と反時計方向のあいだの切り替えを行なうために用いる。このようにすると、ねじを締め込むだけでなく緩めることもかなりの速度でまた大した力をかけることなく実現することができる。

モータスイッチ２７はリモコン４１によって制御することができ、リモコンはねじボルト２が延出している場合これに沿ってナット３を回転させるために電気駆動モータ２４をオンにするために用いる。電気駆動モータ２４が交換ブッシング２１と駆動連結している間にオンにならないようにするため、制限スイッチ３９を作動レバー２６の領域に配置し、交換ブッシング２１との駆動連結が遮断されている場合にだけリモコンの接続を許可するようにする。

スリップ又はリリースクラッチ３６を電気駆動モータ２４とギア２３の間に配置して過負荷中のギア機構部材への損傷を防止することができる。このリリースクラッチ３６は規定の低トルクでナット３を締めるためと、ねじボルト２の延出中にこの低トルクで回転させ、これによりねじの延出に影響を与えないように用いることもできる。

回転角センサー３７は電気駆動モータ２４に配置することができる。回転角センサー３７を用いることで係合しているねじ長を調べ、またねじボルト２の延出に関する読み値を提供することが可能である。

電気駆動モータ２４が電気ステッピング・モータとして実現されている場合、これは直接回転角センサー又はインジケータとして用いることができる。

図示した実施例播種として更新可能なギア機構構造に関連する。当初から交換ブッシング２１と回転ブッシング１５のために本発明の駆動９，２４を構造的に装備しているねじ締付け装置では、ギア機構９を上部１９のカバー領域に配置し簡単なギア機構カバーで閉じることができ、下側部分と上側部分からなる追加の筐体を提供する必要がない。

Claims (12)

1. 高ストレスねじを締め付けまた緩めるための油圧式ねじ締付け装置であって、
   ねじ山付ボルト（２）とナット（３）によって締め付けられる機械部分（１）に支持されるシリンダ（５，６，７，８）と、
   封止的に導入され、定期的に圧力が供給され、ねじ山付ボルト（２）のねじ山の付いた方の端（４）へねじ込まれる交換ブッシング（２１）に支えられる少なくとも１個のピストンと、
   前記ねじ締付け装置上の圧力媒体接続（４５）と、
   前記シリンダ（５，６，７，８）内に配置されて前記ナット（３）と確実に連結される回転ブッシング（１５）と、
   前記回転ブッシング（１５）と駆動連結（１６）されるギア機構（４７）と、
   前記交換ブッシング（２１）と駆動連結されるギア機構（９）と、
   前記ギア機構（９）、（４７）のための駆動モータ（２４）と、
   前記交換ブッシング（２１）のための前記ギア機構（９）と、前記回転ブッシング（１５）のための前記ギア機構（４７）と、の間の駆動連結と、
   前記駆動モータを前記交換ブッシング（２１）又は前記回転ブッシング（１５）と交互に連結するための装置（２５）と、
   を備えることを特徴とする油圧式ねじ締付け装置。
2. 前記切り替え手段は、前記交換ブッシング（２１）と係合するギア（１２）との係合から、前記回転ブッシング（１５）のための前記ギア機構（４７）との駆動連結に移動可能なギア（２５）を含むことを特徴とする請求項１に記載の油圧式ねじ締付け装置。
3. 前記ギア（２５）のジャーナルピン（３４，３５）は下側と上側のギア機構筐体部分（１０，１１）にあるスロット（３１）に移動可能に配置されることを特徴とする請求項２に記載の油圧式ねじ締付け装置。
4. 固定可能な作動レバー（２６）が前記ギア（２５）の移動のために設けてあることを特徴とする請求項３に記載の油圧式ねじ締付け装置。
5. 連結シャフト（３３）が、前記交換ブッシング（２１）のための前記ギア機構（９）内のギア（３２）と前記回転ブッシング（１５）のための前記ギア機構（４７）内のギアとの間に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の油圧式ねじ締付け装置。
6. 前記交換ブッシング（２１）に連結された前記ギア（１２）と前記ギア機構（９）に配置された前記ギア（３２）には各々、前記連結シャフトを駆動するための回転工具の確実な係合のための六角形又は四角形の凹部（１８，４９）を設けてあることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の油圧式ねじ締付け装置。
7. 回転角センサー（３７）が前記駆動モータ（２４）に連結されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の油圧式ねじ締付け装置。
8. 前記駆動モータはステッピング・モータであると同時に回転角センサー（３７）を形成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の油圧式ねじ締付け装置。
9. 回転方向を逆転させるための手段を備えたモータスイッチ（２７）が前記装置に配置される請求項１から請求項８のいずれかに記載の油圧式ねじ締付け装置。
10. 前記駆動モータ（２４）と前記連結シャフト（３３）とを伴う、前記交換ブッシング（２１）のための前記ギア機構（９）は、既存のねじ締付け装置に後付可能な独立した構造ユニットであり、、六角形又は四角形の延出部（１４）を介して前記交換ブッシング（２１）と連動でき、前記連結シャフト（３３）にある対応する六角形又は四角形の延出部により前記回転ブッシング（１５）のための前記ギア機構（４７）と連動できることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の油圧式ねじ締付け装置。
11. 前記上部に向かって前記シリンダ（５，６，７，８）を閉じるカバーが前記ギア機構（９）のためのギア機構筐体である請求項１，２，４，及び９のいずれかに記載の油圧式ねじ締付け装置。
12. 制限スイッチ（３９）を設け、前記移動可能なギア（２５）の位置を検出して前記交換ブッシング（２１）への駆動連結が遮断されている場合にのみリモコン（４１）への接続を許可するようにしてあることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の油圧式ねじ締付け装置。

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