JP2009028821A - ナット着脱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ナットの取付け作業や取外し作業を行う際、作業者にかかる作業負荷を軽減することができるナット着脱装置を提供する。
【解決手段】 複数のボルト１０４およびナット１０２により締付けられる筐体１０３の外壁に沿って延びるレール部２に沿って移動可能に構成された転動部３と、ナット１０２が嵌め込まれ、ナット１０２を回転させるソケット部４と、転動部３とソケット部４との間を繋ぐとともに、４ソケット部をナット１０２に対して接近離間可能に支持するリンク部５と、が設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、大型のナット、例えば蒸気タービンなどのタービン車室の締付け用ナットの着脱に用いて好適なナット着脱装置に関する。

通常、高圧タービン車室は、高圧タービン車室上半部、および下半部とから構成され、上半部の水平フランジ部および下半部の水平フランジ部に配置された締付け用の袋ナットおよび両ナットボルトにより締付けられている。この締付け用の袋ナットおよび両ナットボルトの着脱作業は、作業者が手作業で袋ナットを回すことにより行われていた。

具体的には、袋ナットを取外す際、最初にテンショナーにより上側の袋ナットが緩められ、両ナットボルトが重力でわずかに下方に下がることを利用して、下側の袋ナットが両ナットボルトから外されている。その後、クレーンなどを用いて両ナットボルトが上方に抜かれている。
上述の下側袋ナットは、焼き付き防止剤等により高圧タービン車室下半部等と固着しているため、下側袋ナットを取り外す際には、大きなトルクが必要な必要であり、大きなスパナが用いられていた。

しかしながら、下側袋ナットの緩め、および取外し作業は、仮設足場の上で行われることが多く、さらに、下側袋ナットの周囲には多くの配管が接近して配置されているとともに、高圧タービン車室上半部の分解作業を行うための仮設足場が組まれているため、作業スペースが狭くなるとともに足場が悪いため、作業者に過度の負荷を強いることになっていた。

さらに、上述の袋ナットの重量は約１０ｋｇから数十ｋｇ程度であり、この袋ナットが一つの車室に１００個前後取り付けられているため、手作業によりこの袋ナットを緩めて取外し作業を行うことは、作業者に重い負荷となっていた。

上述のような作業者の負荷軽減を図るため、タービン車室の袋ナットの着脱を行う種々のナット着脱装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
上述のナット着脱装置においては、袋ナットを回転させるソケットを、姿勢を保ったままボルトの軸線に沿って移動させる必要がある。このようなソケットの移動を可能とする支持機構としては、平行リンク機構が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−９６４３０号公報 特開昭６２−４８２３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のナット着脱装置では、作業スペースが限られた場所での使用は難しいという問題があった。具体的には、ナット着脱装置が大きく、ナット着脱装置を作業スペースが限られた袋ナットの近傍領域に設置することが困難であることから、ナット着脱装置の使用が難しく、袋ナットの緩め作業、および取外し作業が難しいという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ナットの取付け作業や取外し作業を行う際、作業者にかかる作業負荷を軽減することができるナット着脱装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のナット着脱装置は、複数のボルトおよびナットにより締付けられる筐体の外壁に沿って延びるレール部に沿って移動可能に構成された転動部と、前記ナットが嵌め込まれ、前記ナットを回転させるソケット部と、前記転動部と前記ソケット部との間を繋ぐとともに、前記ソケット部を前記ナットに対して接近離間可能に支持するリンク部と、が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ソケット部によりナットを回転させるため、作業者自身がナットを回転させる必要がなく、ナットの取付け作業や取り外し作業の際の作業負荷を軽減することができる。特に、狭隘な場所に設置されたナットを取り付けおよび取り外しする際であっても、ソケット部によりナットを回転させることにより、作業者は無理な姿勢でナットを回転させる必要がなく、作業負荷を軽減することができる。

ナットの重量は、ソケット部からリンク部およびレール部を介して筐体により支持されるため、作業者自身が取り外されたナットの重量を支持する必要がなくなり、作業負荷を軽減することができる。特に、ナットを取り外す場合には、ナットが取り外された瞬間にナットの重量を支える必要があり、これを作業者が支えるとすると作業者にかかる負荷が過大になり、安全にナットを支持することは困難であるが、ソケット部からリンク部およびレール部を介して筐体によりこの荷重を支持することとしため、瞬間的にかかるナットの重量を安全に支持することができる。

上記発明においては、前記リンク部には、前記ソケット部を前記ボルトの軸線方向に沿う方向に平行移動させる第１平行リンク部と、前記ソケット部を前記軸線方向と交差する方向に平行移動させる第２平行リンク部と、前記第１平行リンク部および前記第２平行リンク部が取り付けられる接続部と、が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、第１平行リンク部、第２平行リンク部および接続部により、ボルトおよびナットに対するソケット部の相対的な姿勢を一定に保ちつつ、例えばソケット部の姿勢を略水平な状態に保ちつつ、ソケット部を上述の軸線方向に沿って平行移動させることができる。さらに、ソケット部にナットを載せた状態で、ソケット部を筐体に接近または離間させることができるため、ナットの取付け、および取り外し作業を容易にすることができる。

上記発明においては、前記第１平行リンク部は、前記接続部に取り付けられ、前記軸線方向に対して交差する方向に並んで延びる主リンク部と、副リンク部とを有し、前記接続部には、前記ソケット部を前記ナットに向けて付勢する付勢部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、付勢部によりソケット部がナットに向けて付勢されるため、作業者はソケット部を支持する必要がなく、付勢部がない場合と比較して、軽い力でソケット部の位置を動かすことができる。さらに、作業者が軽い力でソケット部をナットに押し付けることで、ソケット部とナットとの嵌め合い状態を維持することができる。

上記発明においては、前記接続部には、前記ナットが載せられたことにより、下方に移動した前記ソケット部を支持する弾性支持部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、ナットの重量によりソケット部が下方に移動して場合に、弾性支持部によりナットの重量を支持することができる。
例えば、ナットがボルトから外れた途端に、ナットの重量がソケット部に負荷され、ソケット部が下方に移動しても弾性支持部に支持される。さらに、弾性支持部は弾性を有するため、ソケット部が勢いをつけて下方に移動しても、弾性支持部に勢いが吸収される。

上記発明においては、前記副リンク部には、前記副リンク部の長さを調節する調節部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、調節部により副リンク部の長さを調節することにより、ソケット部の姿勢を調節することができ、ナットが安定してソケット部に載せられた状態に保つことができる。

上記発明においては、前記ソケット部には、前記ソケット部と嵌めあわされた一のナットと別の他のナットと接触し、前記一のナットを回転させた際に、前記ソケット部に働く反力を受ける反力受け部が設けられていることが望ましい。

本発明によれば、一のナットを回転させた際にソケット部が受ける反力を、他のナットに接触する反力受け部により受けることができる。そのため、上述の反力によるソケット部の回転が防止でき、作業者の身体の一部がナット装着装置とナット等との間に挟み込まれることがない。

上記発明においては、前記ソケット部は、嵌め合わされた前記ナットを取り外し回転方向および取り付け回転方向に回転可能に構成され、前記ソケット部における前記ナットの取り外し回転方向の回転速度が、取り付け回転方向の回転速度より速いことが望ましい。

本発明によれば、嵌め合わされたナットを取り外し回転方向および取り付け回転方向の両方向に回転可能とすることで、ナットを取り外す場合、または、取り付ける場合に発生するナットとボルトの噛みこみ、または、かじりを防止することができる。

ナットの取り外し回転方向の回転速度を、取り付け回転方向の回転速度より速くすることにより、ナットの取り外しに要する時間を短縮することができる。また、取付け回転方向の回転速度が、取り外し回転方向の回転速度より遅くすることにより、ソケット部にナットを嵌め合わせる際に、ソケット部を取り外し回転方向に回転させることにより嵌め合わせが容易となる。

本発明のナット着脱装置によれば、ソケット部によりナットを回転させるとともに、ナットの重量はソケット部からリンク部およびレール部を介して筐体により支持されるため、ナットの取付け作業や、取外し作業を行う際の作業者にかかる作業負荷を軽減することができるという効果を奏する。

この発明の一実施形態に係るナット着脱装置について、図１から図８を参照して説明する。
図１および図２は、本実施形態に係るナット着脱装置が用いられる車室の構成を説明する概略図である。
本実施形態のナット着脱装置１は、図１および図２に示す蒸気タービンにおける高中車室１０１の上半部１０１Ｕおよび下半部（筐体）１０１Ｌを締付けに用いられる袋ナット（ナット）１０２の取付けおよび取り外しに用いられる装置である。

上半部１０１Ｕおよび下半部１０１Ｌは高中車室１０１を構成する筐体であって、それぞれ高中車室１０１の上側を構成する筐体、および下側を構成する筐体であって、略水平方向に延びる割り面によって分割されているものである。
上半部１０１Ｕおよび下半部１０１Ｌには上述の割り面に沿って外側に延び、上半部１０１Ｕおよび下半部１０１Ｌの締め付けに用いられるフランジ部１０３が形成されている。フランジ部１０３には、締付けに用いられる両ナットボルト（ボルト）１０４が挿通される貫通孔１０５が略垂直方向に延びるように形成されている。さらに、フランジ部１０３の端部には、上半部１０１Ｕまたは下半部１０１Ｌを吊り上げる際に用いられる吊り上げ用ボス１０６が設けられている。

図３は、本実施形態に係るナット着脱装置の概略を説明する正面視図である。図４は、図３のナット着脱装置の概略を説明する側面視図である。
ナット着脱装置１は、高中車室１０１における下半部１０１Ｌのフランジ部１０３に配置された袋ナット１０２の取り外し、および取り付けを行うものである。
ナット着脱装置１には、図３および図４に示すように、レール部２と、転動部３と、ソケット部４と、リンク部５とが設けられている。

図５は、図３のレール部と下半部１０１Ｌとの位置関係を示す概略図である。
レール部２は、転動部３とともにソケット部４を袋ナット１０２まで移動させるものである。レール部２には、図３および図４に示すように、レール本体１１と、レール取り付け部１２とが設けられている。

レール本体１１は、転動部３と組み合わされる部材であって。図５に示すように、下半部１０１Ｌのフランジ部１０３における外周面に沿って延びる部材である。言い換えると、フランジ部１０３に配置された袋ナット１０２、またはフランジ部１０３に形成された貫通孔１０５の列に沿って延びる部材である。レール本体１１としては、転動部３やソケット部４等、および、袋ナット１０２を支持できる剛性を有するものであって、レール部２の設置時における持ち運びやハンドリングを容易にするため、軽量であるものが好ましい。例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）の規格品である溝形鋼などを例示することができる。

レール取り付け部１２はレール本体１１を下半部１０１Ｌ、具体的には、下半部１０１Ｌの吊り上げ用ボス１０６に取り付ける部材である。レール取り付け部１２には、図３に示すように、吊り上げ用ボス１０６を上下から挟み込む第１取り付け部１３および第２取り付け部１４が設けられている。
第１取り付け部１３は、吊り上げ用ボス１０６の上側に配置される棒状の部材であって、両端部が下に向かって延びる略Ｕ字状に形成された部材である。第１取り付け部１３は、その両端部において第２取り付け部１４に係合されている。
第２取り付け部１４は、吊り上げ用ボス１０６の下側に配置され、レール本体１１に固定される部材である。第２取り付け部１４には、左右方向（図３の左右方向）に延びて、第１取り付け部１３と係合される鍔部１５と、図４に示すように、レール本体１１に固定される固定部１６とが設けられている。

レール部２は、例えば、高中車室１０１の上半部１０１Ｕに関する作業を行うためのグレーチング足場を取り付ける前に、クレーンなどの搬送機器により下半部１０１Ｌの吊り上げ用ボス１０６に取り付けられる。

転動部３は、図３に示すように、レール部２上を移動して、ソケット部４を袋ナット１０２の位置に移動させるものである。
転動部３には、転動部本体２１と、走行用ローラ２２とが設けられている。転動部本体２１は、走行用ローラ２２を支持するとともに、リンク部５が取り付けられるものである。走行用ローラ２２は、レール本体１１の上端面を走行するローラであって、転動部本体２１の上部に回転可能に支持されたものである。

リンク部５は、袋ナット１０２に対する姿勢を一定に保ちつつソケット部４を袋ナット１０２に接近又は離間させるものである。リンク部５には、図３に示すように、ソケット部４を鉛直軸線方向（図３の上下方向）に交差する水平面上を平行移動させる上部平行リンク部（第２平行リンク部）３１と、ソケット部４を両ナットボルト１０４の軸線方向に沿う方向に平行移動させる下部平行リンク部（第１平行リンク部）４１と、上部平行リンク部３１および下部平行リンク部４１が取り付けられる一対の接続部３４と、が設けられている。

上部平行リンク部３１には、図３および図４に示すように、回転部３２と、４本の上部リンクアーム３３と、が設けられている。
回転部３２は、上端が転動部３の転動部本体２１に取り付けられるとともに、下部側面に上部リンクアーム３３が取り付けられる部材である。回転部３２には、転動部本体２１に対して鉛直軸線（図３の上下方向に延びる軸線）回りに回転可能に支持するベアリング（図示せず）が設けられている。そのため、回転部３２より下側の構成要素は、レール部２および転動部３に対して、鉛直軸線回りに回転可能に構成されている。

上部リンクアーム３３は、図３および図４に示すように、回転部３２から下方に延びる板状の部材である。
上部リンクアーム３３の上端には、回転部３２と上部リンクアーム３３との間に接続軸３２ａ，３２ｂが設けられ、回転部３２と上部リンクアーム３３とは接続軸３２ａ，３２ｂを介して、接続軸３２ａ，３２ｂを中心として回動可能に接続されている。
上部リンクアーム３３の下端には、接続部３４と上部リンクアーム３３との間に接続軸３４ａ，３４ｂが、接続軸３２ａ，３２ｂに対して略平行に延びて設けられ、接続部３４と上部リンクアーム３３とは接続軸３４ａ，３４ｂを介して、接続軸３４ａ，３４ｂを中心として回動可能に接続されている。

上部リンクアーム３３は２本の上部リンクアーム３３ａ，３３ｂの組が同一の回動面内に配置され、この２本の上部リンクアーム３３ａ，３３ｂの組が、回転部３２を挟むように配置されている。言い換えると、回転部３２を挟んで配置された一対の上部リンクアーム３３ａ，３３ｂに加えて、他の一対の上部平行リンク３３ｃ，３３ｄが並んで配置されている。

このような構成とすることで、上部リンクアーム３３の下端は、接続軸３２ａ，３２ｂを中心として、２本の上部リンクアーム３３ａ，３３ｂを含む垂直面（図４における紙面）内で、袋ナット１０２や両ナットボルト１０４に対して接近又は離間する方向（図４における左右方向）に回動可能とされる。接続部３４は、上部リンクアーム３３の下端の回動とともに移動し、袋ナット１０２や両ナットボルト１０４に対して略一定の姿勢を保つことができる。

下部平行リンク部４１には、主リンクアーム４２と、副リンクアーム４３と、が設けられている。
主リンクアーム４２および副リンクアーム４３は、接続部３４から下半部１０１Ｌに向かって延びる略中央で折れ曲がった一対の板状の部材であり、主リンクアーム４２が上方に配置され、副リンクアーム４３が主リンクアーム４２に対して略平行に、かつ、その下方に配置されている。
主リンクアーム４２および副リンクアーム４３は、一方の端部が、接続部３４の長辺部３４Ｌにおける略中央に回動可能に取り付けられている。他方の端部は、ソケット部４に回動可能に取り付けられている。
主リンクアーム４２には、後述するガススプリング４４の他方の端部が回動可能に取り付けられている。

このような構成とすることで、主リンクアーム４２および副リンクアーム４３におけるソケット部４が取り付けられる他方の端部は、袋ナット１０２や両ナットボルト１０４に対して接近又は離間する方向（図４における上下方向）に回動可能とされる。ソケット部４は、主リンクアーム４２および副リンクアーム４３の回動とともに移動し、袋ナット１０２や両ナットボルト１０４に対して略一定の姿勢を保つことができる。

接続部３４は、上部平行リンク部３１が取り付けられるとともに、下部平行リンク部４１も取り付けられる一対の板状の部材である。接続部３４は、略逆Ｌ字状に形成された板状の部材であって、上端の短辺部３４Ｓに上部リンクアーム３３が回動可能に取り付けられたものである。接続部３４の長辺部３４Ｌにおける略中央には、後述する主リンクアーム４２および副リンクアーム４３が回動可能に取り付けられている。さらに、接続部３４の長辺部３４Ｌにおける下端には、ガススプリング４４の一端が回動可能に取り付けられ、コイルバネ４６が接続部３４に挟まれて配置されている。また、一対の接続部３４の下端は、接続軸３４ｃを介して互いに回動可能に接続されている。

上述のように、上部平行リンク３１と下部平行リンク４１との２組の平行リンクを組合せることにより、ソケット部４が移動可能な任意の位置において、ソケット部の垂直軸と袋ナットの垂直軸は常に平行となり、ソケット部上端は常に水平に維持されている。従って、袋ナット１０２を着脱するために袋ナットの底部をソケット部に嵌めこむ際、芯ずれや垂直軸方向の不一致に起因するこじれ等の問題が回避でき、容易に挿入が可能である。

ガススプリング（付勢部材）４４は、ソケット部４を袋ナット１０２に向けて、つまり上方に付勢するものである。具体的には、ガススプリング４４の一方の端部は、接続部３４の下端に設けた接続軸３４ｃに回動可能に取り付けられ、他方の端部が下部平行リンク部４１の主リンクアーム４２に回動可能に取り付けられたものである。このように配置されたガススプリング４４は、主リンクアーム４２を上方に付勢することができる。
本実施形態では、ガススプリング４４を一対の接続部３４および主リンクアーム４２の組のそれぞれに配置した例に適用して説明する。

コイルバネ部（弾性支持部）４５は、袋ナット１０２が載せられたこと等により下方に移動したソケット部４を支持するものである。
コイルバネ部４５は、一対の接続部３４の下端に設けた接続軸３４ｃ上の中間に配置され、コイルバネ部４５のコイルバネ４６は、ソケット部４に向かい、斜め上方に延びている。コイルバネ４６は、袋ナット１０２の全荷重を支持できるように、バネ乗数が選定される。また、コイルバネ４６は、袋ナット１０２が両ナットボルト１０４から外れる位置で袋ナット１０２を支え始めることが出来るよう、取り付け高さを調節できる構造となっている。

上述のように、ガススプリング４４とコイルバネ部４５を組合せることにより、袋ナット１０２がソケット部４内にない状態、つまり無負荷の状態では、ガススプリング４４の伸縮により軽い力でソケット部４の移動が可能となる。また、袋ナット１０２がボルト１０４から外れ、袋ナット１０２の荷重がソケット部４に負荷された場合には、コイルバネ部４５が袋ナットの全荷重を支持できるようにコイルバネ４６が選定されているため、ガススプリング４４の伸縮により、袋ナット１０２を載せた状態でも軽い力でソケット部４の移動が可能である。

図６は、図３のソケット部の構成を説明する上面視図である。図７は、図６のソケット部の構成を説明するＡ−Ａ断面視図である。
ソケット部４は、袋ナット１０２の取り外し、および取り付けを行うものである。ソケット部４は、接続部３４から下半部１０１Ｌに向かって略水平に延び、下部平行リンク部４１により支持されている。
ソケット部４には、図４、図６および図７に示すように、エアーモータ５１と、ナットホルダ５２と、ソケット５３と、反力受け部５４と、ハンドル５５と、が設けられている。

エアーモータ５１は、別途設けられたエアー系統（図示せず）から高圧空気の供給を受けてソケット５３を回転駆動させるものである。
エアーモータ５１は、図６および図７に示すように、ナットホルダ５２のソケット５３が配置された端部５２ａと反対側の端部５２ｂに配置され、図４に示すように、ナットホルダ５２から上方に延びて配置されている。エアーモータ５１は、上端側から圧縮空気の供給を受け、回転駆動する。一方、下端のナットホルダ５２内には２段減速の駆動用ギアが内蔵され、エアーモータ５１の回転駆動力をソケット５３に伝達する。

エアーモータ５１を駆動させるエアー系統には、緩め側圧縮空気を供給する系統と、締め付け側圧縮空気を供給する系統との２系統が設けられ、緩め側圧縮空気および締め付け側圧縮空気は個別にエアーモータ５１に供給される。また、締め付け側圧縮空気の圧力は、緩め側圧縮空気の圧力より低圧に設定されているため、締め付け側圧縮空気を供給した場合、エアーモータ５１は、緩め側圧縮空気が供給された場合と比較して、低速で回転される。
このような構成としたことにより、袋ナット１０２とソケット５３の凹部とを嵌め合わせる際に、袋ナット１０２とソケット５３との間でこじれ等が生じても、低速回転で微調整を行うことで、袋ナット１０２とソケット５３の凹部とを容易に嵌め合わせることができる。

ソケット５３は、袋ナット１０２と嵌め合わされ、袋ナット１０２を回転させる略円柱状の部材であって、中心軸線回りに回転可能に支持されたものである。
ソケット５３には、図６に示すように、袋ナット１０２と嵌め合わされる内面が略六角形状に形成された凹部５８が略中央に形成され、エアーモータ５１からの回転駆動力を受けるギア部５９が外周面に形成されている。

ソケット５３は、袋ナット１０２の種類（主にサイズ）に応じて複数の種類のものが用意されている。ソケット５３は、袋ナット１０２の種類に応じて交換可能に構成されている。

図８は、図６の反力受け部と袋ナットとの位置関係を説明する模式図である。
反力受け部５４は、図６および図８に示すように、袋ナット１０２を取り外す方向に回転させる際に、ナットホルダ５２に働く反力を受け止め、ナットホルダ５２の回転を防止するものである。
反力受け部５４は、ナットホルダ５２のソケット５３が配置された側の端部であって、ナットホルダ５２を上面視して右側の外周面５２ｃに取り付けられている。反力受け部５４は、ソケット５３と嵌め合わされた袋ナット１０２と右側に隣接する袋ナット１０２との間をエアーモータ５１側に延び、つまり、下半部１０１Ｌから離れる方向に延び、エアーモータ側から隣接する袋ナット１０２と当接されている。

ハンドル５５は、作業者がナットホルダ５２を所定の位置に誘導する際に把持するとともに、ソケット５３の回転を制御するものである。
ハンドル５５は、ナットホルダ５２から左右方向（図６の左右方向）に延びる一対の円柱状の部材である。左側のハンドル５５には、緩め側圧縮空気が供給され、左側ハンドル５５を軸線回りに回動させることにより、緩め側圧縮空気の流量を調節可能に構成され、流量調整により回転数の調節が可能な構造としている。一方、右側のハンドル５５には、締め込み側圧縮空気が供給され、右側のハンドル５５を軸線回りに回動させることにより、締め込み側圧縮空気の流量を調整可能に構成され、流量調整により回転数の調節が可能な構造としている。

次に、上記の構成からなるナット着脱装置１における袋ナット１０２の着脱方法について説明する。
まず、高中車室１０１を締付けていた袋ナット１０２の取り外しについて説明する。
図２に示すように、高中車室１０１の上半部１０１Ｕおよび下半部１０１Ｌを締付けていた袋ナット１０２を取り外す場合には、最初に、上半部１０１Ｕ側に取り付けられていた袋ナット１０２の初期緩めがテンショナー（図示せず）により行われる。

その後、図３から図５に示すように、レール部２が下半部１０１Ｌの吊り上げ用ボス１０６に取り付けられる。レール部２が取り付けられると、レール本体１１に転動部３が図３および図４に示すように取り付けられる。

作業者は、ハンドル５５を握り、ナットホルダ５２をレール本体１１に沿って移動させ、取り外しを行う袋ナット１０２の近傍まで移動させる。袋ナット１０２の近傍までナットホルダ５２を移動させると、作業者はハンドル５５を押し下げることにより、下部平行リンク部４１を回動させて、ナットホルダ５２を下方に押し下げる。それと同時に、ハンドル５５を下半部１０１Ｌに向けて押し付けることにより、上部平行リンク部３１を回動させて、ナットホルダ５２を下半部１０１Ｌに近づけ、袋ナット１０２の下方に移動させる。その後、ナットホルダ５２を上方に移動させ、ソケット５３の凹部５８と袋ナット１０２とを噛み合わせる。

この際、凹部５８と袋ナット１０２との噛み合わせがズレている場合には、右側ハンドル５５を捻り、ソケット５３を袋ナット１０２の締め込み方向に回転させることにより凹部５８と袋ナット１０２とのズレを解消し、ソケット５３の凹部５８と袋ナット１０２とを噛み合わせることができる。つまり、袋ナット１０２の緩め方向の回転と比較して、回転速度の遅い締め込み方向にソケット１０２を回転させることにより、緩め方向に回転させた場合と比較して、凹部５８と袋ナット１０２とを容易に噛み合わせることができる。

さらに、ナットホルダ５２はガススプリング４４により上方に付勢されているため、作業者がナットホルダ５２を上方に移動させるのに要する力は、ガススプリング４４がない場合と比較して小な力でナットホルダ５２を上方に移動させることができ、袋ナット１０２とソケット５３とが噛み合った状態を保持することができる。

袋ナット１０２とソケット５３とが噛み合った状態では、図６に示すように、反力受け部５４が噛み合わされた袋ナット１０２に隣接した袋ナット１０２と当接されている。

この状態で、作業者は、左側ハンドル５５を捻ることにより、緩め側圧縮空気をエアーモータ５１に供給する。圧縮空気が供給されたエアーモータ５１は、減速ギア５７を介してソケット５３をナット緩め方向に回転駆動させる。

最初に袋ナット１０２が３回転程度するまでは、下半部１０１Ｌと袋ナット１０２との間に塗布された焼き付き防止剤により、袋ナット１０２と下半部１０１Ｌとは固着しているため、袋ナット１０２の回転速度が遅い。袋ナット１０２が３回転程度すると、袋ナット１０２と下半部１０１Ｌとの距離が離れ、上述の焼き付き防止剤が剥離するため、最初に３回転する際の回転速度と比較して速い回転速度で袋ナット１０２は回転される。

袋ナット１０２が両ナットボルト１０４から外れると、袋ナット１０２の重量がナットホルダ５２にかかることにより下部平行リンク部４１が回動し、ナットホルダ５２は下方に押し下げられる。このとき、ガススプリング４４によりナットホルダ５２の下方への移動速度が緩和され、最終的には、コイルバネ部４５のコイルバネ４６により支持される。コイルバネ４６は、弾性体であるため、ナットホルダ５２とコイルバネ４６との接触時の衝撃が吸収される。

袋ナット１０２が両ナットボルト１０４から取り外されると、回転部３２を回転させることにより、ナットホルダ５２、下部平行リンク部４１、および上部平行リンク部３１を作業者側、つまり、下半部１０１Ｌと反対側に回転させる。
作業者は、ナットホルダ５２から袋ナット１０２を取り除き、次ぎの袋ナット１０２の取り外し作業に移る。

次に、袋ナット１０２の取り付けについて説明する。
基本的に袋ナット１０２の高中車室１０１への取り付けは、取り外し作業の逆の手順により行われる。
具体的には、作業者は、袋ナット１０２をソケット５３の凹部５８に嵌め合わせ、両ナットボルト１０４の下方に袋ナット１０２をナットホルダ５２ごと移動させる。その後、作業者は、袋ナット１０２を両ナットボルト１０４の下端に接触させ、右側ハンドル５５を捻る。右側ハンドル５５が捻られることにより、締め込み側圧縮空気はエアーモータ５１に供給される。

エアーモータ５１は、減速ギアを介してソケット５３を締め付け方向に回転させる。袋ナット１０２が両ナットボルト１０４の下端に接触するまでの間、袋ナット１０２の重量はガススプリング４４とコイルバネ４６とにより支持されている。従って、コイルバネ４６及びガススプリング４４が設けられていない場合と比較して、少ない力で袋ナット１０２およびナットホルダ５２を支えることができる。

上記の構成によれば、ソケット部４のエアーモータ５１により袋ナット１０２を回転させるため、作業者自身が袋ナット１０２を回転させる必要がなく、袋ナット１０２の取付け作業や取り外し作業の際の作業負荷を軽減することができる。特に、高中車室１０１の下半部１０１Ｌ近傍のように狭隘な場所に設置された袋ナット１０２を取り付けおよび取り外しする際であっても、ソケット部４により袋ナット１０２を回転させることにより、作業者は無理な姿勢で袋ナット１０２を回転させる必要がなく、作業者にかかる負荷を軽減することができる。

また、袋ナット１０２の取り外し、または取り付けに要する時間を短縮することができる。
例えば、高中車室１０１の下半部１０１Ｌに取り付けられていた６６個の袋ナット１０２を取り外す場合、本実施形態のナット着脱装置１を用いず作業者のみで取り外しを行うと、全ての袋ナット１０２を取り外すのに約１日が必要になるところ、本実施形態のナット着脱装置１を用いると約半日で全ての袋ナット１０２を取り外すことができる。

さらに、外部から圧縮空気の供給を受けて回転駆動するエアーモータ５１を用いることにより、電動モータなどを用いた場合と比較して、袋ナット１０２を回転駆動させるトルクを低下させることなく、ナット着脱装置１のサイズを小さくすることができる。そのため、ナット着脱装置１を高中車室１０１の下半部１０１Ｌ近傍のように狭隘な場所にも容易に用いることができる。

袋ナット１０２の重量は、ソケット部４から、下部平行リンク部４１、接続部３４、上部平行リンク部３１およびレール部２を介して吊り上げ用ボス１０６により支持されるため、作業者自身が取り外された袋ナット１０２の重量を支持する必要がなくなり、作業負荷を軽減することができる。特に、袋ナット１０２を取り外す場合には、袋ナット１０２が取り外された瞬間に袋ナット１０２の重量を支える必要があり、これを作業者が支えるとすると作業者にかかる負荷が過大になり、安全に袋ナット１０２を支持することは困難であるが、下部平行リンク部４１、接続部３４、上部平行リンク部３１およびレール部２を介して吊り上げ用ボス１０６によりこの荷重を支持することとしため、瞬間的にかかる袋ナット１０２の重量を安全に支持することができる。

上部平行リンク部３１、下部平行リンク部４１および接続部３４の組合せにより、両ナットボルト１０４および袋ナット１０２に対するソケット部４の相対的な姿勢を一定に保ちつつ、例えばソケット部４の姿勢を略水平な状態に保ちつつ、ソケット部４を上述の軸線方向に沿って平行移動させることができる。さらに、ソケット部４に袋ナット１０２を載せた状態で、ソケット部４を高中車室１０１の下半部１０１Ｌに接近または離間させることができるため、袋ナット１０２の取付け、および取り外し作業を容易にすることができる。

ガススプリング４４によりソケット部４が袋ナット１０２に向けて付勢されるため、作業者はソケット部４を支持する必要がなく、ガススプリング４４及びコイルバネ４６がない場合と比較して、軽い力でソケット部４の位置を動かすことができる。さらに、作業者が軽い力でソケット部４を袋ナット１０２に押し付けることで、ソケット部４と袋ナット１０２との嵌め合い状態を維持することができる。

袋ナット１０２の重量によりソケット部４が下方に移動した場合に、コイルバネ部４５により袋ナット１０２の重量を支持することができる。
具体的には、袋ナット１０２が両ナットボルト１０４から外れた途端に、袋ナット１０２の重量がソケット部４に負荷され、ソケット部４が下方に移動してもコイルバネ部４５に支持される。さらに、コイルバネ部４５のコイルバネ４６は弾性を有するため、ソケット部４が勢いをつけて下方に移動しても、コイルバネ部４５に勢いが吸収されるため、袋ナット１０２がソケット部４から落下しにくい。

袋ナット１０２をソケット部４により回転させた際にソケット部４が受ける反力を、他の袋ナット１０２に接触する反力受け部５４により受けることができる。そのため、上述の反力によるソケット部４の回転が防止でき、手や腕など、作業者の身体の一部がナット着脱装置１と袋ナット１０２等との間に挟み込まれることがない。

ソケット部４に嵌め合わされた袋ナット１０２を取り外し回転方向および取り付け回転方向の両方向に回転可能とすることで、袋ナット１０２を取り外す場合、または、取り付ける場合に発生する袋ナット１０２と両ナットボルト１０４との噛みこみ、または、かじりを防止することができる。

袋ナット１０２の取り外し回転方向の回転速度を、取り付け回転方向の回転速度より速くすることにより、袋ナット１０２の取り外しに要する時間を短縮することができる。また、取付け回転方向の回転速度が、取り外し回転方向の回転速度より遅くすることにより、ソケット部４に袋ナット１０２を嵌め合わせる際に、ソケット５３を取り外し回転方向に回転させることにより嵌め合わせが容易にすることができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図９および図１０を参照して説明する。
本実施形態のナット着脱装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、下部平行リンク部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図９および図１０を用いて下部平行リンク部の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図９は、本実施形態に係るナット着脱装置の構成を説明する側面視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付してその説明を省略する。

ナット着脱装置２０１には、図９に示すように、レール部２と、転動部３と、ソケット部４と、リンク部２０５とが設けられている。

リンク部２０５は、袋ナット１０２に対する姿勢を一定に保ちつつソケット部４を袋ナット１０２に接近離間させるものである。リンク部２０５には、図９に示すように、ソケット部４を軸線方向に交差する方向に平行移動させる上部平行リンク部３１と、ソケット部４を両ナットボルト１０４の軸線方向に沿う方向に平行移動させる下部平行リンク部（第１平行リンク部）２４１と、上部平行リンク部３１および下部平行リンク部４１が取り付けられる一対の接続部３４と、が設けられている。

下部平行リンク部２４１には、主リンクアーム（主リンク部）４２と、副リンクアーム（副リンク部）２４３と、が設けられている。
主リンクアーム４２および副リンクアーム２４３は、接続部３４から下半部１０１Ｌに向かって延びる略中央で折れ曲がった一対の板状の部材であり、主リンクアーム４２が上方に配置され、副リンクアーム２４３が主リンクアーム４２に対して略平行に、かつ、その下方に配置されている。主リンクアーム４２および副リンクアーム２４３は、一方の端部が、接続部３４の長辺部３４Ｌにおける略中央に回動可能に取り付けられている。他方の端部は、ソケット部４に回動可能に取り付けられている。
主リンクアーム４２には、後述するガススプリング４４の他方の端部が回動可能に取り付けられている。

このような構成とすることで、主リンクアーム４２および副リンクアーム２４３におけるソケット部４が取り付けられる他方の端部は、袋ナット１０２や両ナットボルト１０４に対して接近又は離間する方向（図９における上下方向）に回動可能とされる。ソケット部４は、主リンクアーム４２および副リンクアーム２４３の回動とともに移動し、袋ナット１０２や両ナットボルト１０４に対して略一定の姿勢を保つことができる。

図１０は、図９の下部平行リンク部における副リンクアームの構成を説明する斜視図である。
副リンクアーム２４３には、図１０に示すように、一対のアーム部２４５と、一対のアーム部２４５を繋ぐ連結部２４６と、副リンクアーム２４３の長さを調節する調節部２４７と、が設けられている。

ここで、副リンクアーム２４３の長さとは、副リンクアーム２４３におけるナットホルダ５２側の端部から回動軸２５１までの長さをいい、リンクとして作用する部分の長さをいうものである。

一対のアーム部２４５は、接続部３４からナットホルダ５２に向かって延びる部材である。アーム部２４５のナットホルダ５２側の端部は、ナットホルダ５２に回動可能に取り付けられ、接続部３４側の端部は、一対のアーム部２４５が連結部２４６により繋がれている。アーム部２４５の接続部３４側の端部の近傍には、回動軸２５１が挿通される長孔２４９がアーム部２４５に沿って形成されている。

連結部２４６は、一対のアーム部２４５を繋ぐと同時に、調節部２４７とともに副リンクアーム２４３の長さを調節するものである。
連結部２４６の略中央には、調節部２４７の雄ネジ部２５２と噛み合わされる雌ネジ部２５０が設けられている。

調節部２４７は、連結部２４６とともに副リンクアーム２４３の長さを調節するものである。
調節部２４７には、接続部３４に取り付けられるとともにアーム部２４５を回動可能に支持する回動軸２５１と、連結部２４６の雌ネジ部２５０と噛み合わされる雄ネジ部２５２と、雄ネジ部２５２を回転させる回転ハンドル２５３と、が設けられている。

回動軸２５１は、一対のアーム部２４５に対して略直交する方向に延びる円柱状の部材であって、アーム部２４５の長孔２４９に挿通され、その両端は、一対の接続部３４の夫々に回動可能に取付けられている。回動軸２５１の略中央には、雄ネジ部２５２が取り付けられる取り付け部２５４が設けられている。

雄ネジ部２５２は、長孔２４９の長軸方向に沿って延びる円柱状の部材であって、一方の端部は取り付け部２５４に中心軸線回りに回転可能に取り付けられ、他方の端部には、回転ハンドル２５３が取り付けられている。さらに、雄ネジ部２５２の略中央には、雌ネジ部２５０と噛み合わされる雄ネジが形成されている。

上記の構成からなるナット着脱装置２０１における袋ナット１０２の着脱方法、特に副リンクアーム２４３の長さ調節について説明する。
なお、袋ナット１０２の着脱方法における基本的な動作は、第１の実施形態における動作と同様であるので、その説明を省略する。

副リンクアーム２４３の長さ、つまり、ナットホルダ５２との取付け部から回動軸２５１までの長さの調節は、回転ハンドル２５３を回転させることにより行われる。
例えば、副リンクアーム２４３の長さを長くする場合には、連結部２４６と回転ハンドル２５３との間隔が長くなる方向に回転ハンドル２５３を回転させる。つまり、回転ハンドル２５３を介して雄ネジ部２５２を回転させ、雌ネジ部２５０との噛み合わせにより、雄ネジ部２５２を回転ハンドル２５３側に移動させる。

このとき同時に、取り付け部２５４を介して回動軸２５１も回転ハンドル２５３側、つまり連結部２４６側に移動し、アーム部２４５におけるナットホルダ５２との取付け部から回動軸２５１までの長さが長くなる。
実際には、回動軸２５１は接続部３４に取り付けられているため、アーム部２４５がナットホルダ５２側に移動する。回動軸２５１とアーム部２４５との相対移動は、回動軸２５１と長孔２４９との間の隙間により吸収される。

逆に、副リンクアーム２４３の長さを短くする場合には、回転ハンドル２５３を逆方向、つまり連結部２４６と回転ハンドル２５３との間隔に回転させる。これにより、アーム部２４５は回転ハンドル２５３側に移動する。

上記の構成によれば、調節部２４７により副リンクアーム２４３の長さを調節することにより、ソケット部４の姿勢を調節することができ、袋ナット１０２が安定してソケット部４に載せられた状態に保つことができる。
例えば、レール部２と袋ナット１０２との位置関係により、ソケット部４をレール部２の下側から側方に離れた位置まで移動（オーバーハング）させる必要がある場合であっても、副リンクアーム２４３の長さを長くすることにより、ソケット部４を水平状態に保つことができる。

なお、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、本発明のナット着脱装置を蒸気タービンのタービン車室における締付け用の袋ナットの取り外し等に用いる例に適用して説明したが、蒸気タービンのタービン車室に適用するものに限られず、ガスタービンのタービン車室における締付け用袋ナットの取り外し等に用いることができ、特に限定するものではない。

本発明の一実施形態に係るナット着脱装置が用いられる車室の構成を説明する概略図である。 図１の車室の構成を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に係るナット着脱装置の概略を説明する正面視図である。 図３のナット着脱装置の概略を説明する側面視図である。 図３のレール部と下半部１０１Ｌとの位置関係を示す概略図である。 図３のソケット部の構成を説明する上面視図である。 図６のソケット部の構成を説明するＡ−Ａ断面視図である。 図６の反力受け部と袋ナットとの位置関係を説明する模式図である。 本発明の第２の実施形態に係るナット着脱装置の構成を説明する側面視図である。 図９の下部平行リンク部における副リンクアームの構成を説明する斜視図である。

符号の説明

１，２０１ ナット着脱装置
３ 転動部
４ ソケット部
５，２０５ リンク部
３１ 上部平行リンク部（第２平行リンク部）
３４ 接続部
４１ 下部平行リンク部（第１平行リンク部）
４４ ガススプリング（付勢部材）
４５ コイルバネ部（弾性支持部）
１０１Ｌ 下半部（筐体）
１０２ 袋ナット（ナット）
１０４ 両ナットボルト（ボルト）
４２ 主リンクアーム（主リンク部）
２４３ 副リンクアーム（副リンク部）
２４７ 調節部

Claims (7)

1. 複数のボルトおよびナットにより締付けられる筐体の外壁に沿って延びるレール部に沿って移動可能に構成された転動部と、
   前記ナットが嵌め込まれ、前記ナットを回転させるソケット部と、
   前記転動部と前記ソケット部との間を繋ぐとともに、前記ソケット部を前記ナットに対して接近離間可能に支持するリンク部と、
   が設けられていることを特徴とするナット着脱装置。
2. 前記リンク部には、
   前記ソケット部を前記ボルトの軸線方向に沿う方向に平行移動させる第１平行リンク部と、
   前記ソケット部を前記軸線方向と交差する方向に平行移動させる第２平行リンク部と、
   前記第１平行リンク部および前記第２平行リンク部が取り付けられる接続部と、
   が設けられていることを特徴とする請求項１記載のナット着脱装置。
3. 前記第１平行リンク部は、前記接続部に取り付けられ、前記軸線方向に対して交差する方向に並んで延びる主リンク部と、副リンク部とを有し、
   前記接続部には、前記ソケット部を前記ナットに向けて付勢する付勢部が設けられていることを特徴とする請求項２記載のナット着脱装置。
4. 前記接続部には、前記ナットが載せられたことにより、下方に移動した前記ソケット部を支持する弾性支持部が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のナット着脱装置。
5. 前記副リンク部には、前記副リンク部の長さを調節する調節部が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載のナット着脱装置。
6. 前記ソケット部には、前記ソケット部と嵌めあわされた一のナットと別の他のナットと接触し、前記一のナットを回転させた際に、前記ソケット部に働く反力を受ける反力受け部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のナット着脱装置。
7. 前記ソケット部は、嵌め合わされた前記ナットを取り外し回転方向および取り付け回転方向に回転可能に構成され、
   前記ソケット部における前記ナットの取り外し回転方向の回転速度が、取り付け回転方向の回転速度より速いことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のナット着脱装置。

Images