JP2012024890A

JP2012024890A - 外筒への内筒挿入装置

Info

Publication number: JP2012024890A
Application number: JP2010166910A
Authority: JP
Inventors: Wataru Ueda; 渉上田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2030-07-26
Also published as: JP5577911B2

Abstract

【課題】外筒と内筒との接触を防止し且つ外筒の内周面と内筒の外周面との間隔を適切に管理できる外筒への内筒挿入装置を提供する。
【解決手段】外筒１をその軸線Ｚ１が横向きとなるように支持する架台３と、外筒１と同方向に延びる内筒２が載置され且つ架台３に対して近接離反する方向及び内筒２の軸線Ｚ２に対して交差する方向へ移動可能な補助挿入台車４と、内筒２の架台３とは反対側の端部を保持し且つ架台３に対して近接離反する方向に移動可能な挿入台車５とを備え、内筒２の端部を挿入台車５により保持し、補助挿入台車４を挿入台車５の移動経路から退避させた後、挿入台車５を架台３側に移動させて外筒１に内筒２を挿入する。
【選択図】図１

Description

本発明は外筒への内筒挿入装置に関するものである。

プラントなどに組み込まれる構造物の製作時に、両端が開口した外筒の内方へ両端が開口した内筒を配置する際には、外筒をその軸線が垂直になるように立てた状態とし、内筒を揚重手段によって吊り上げ、外筒の軸線に内筒の軸線に一致させ、該内筒を下降させて外筒に挿入している。この後、内筒と外筒とをスペーサを介して相互に溶接し、あるいはボルトを始めとする機械要素により締結して、二重構造筒を形成させている。

また、横向きに延びる円筒ワーク（上述の内筒に相当）を、フォークリフトトラックによって横向きに配置したタンク（上述の外筒に相当）に挿入するワークの筒内挿入方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１−２８１２９８号公報

しかしながら、背景技術の前段に記載した二重構造筒の形成手法では、揚重手段によって吊り上げられた内筒は、外筒の真上へ移動させる際に揺動するため、この揺動が治まらない状態で内筒を下降させると、外筒と内筒とが相互に接触してしまう。更に、揚重手段によって吊り上げられた内筒の位置を、作業者の運転操作で微調整することは困難である。

しかも、内筒を外筒に挿入するのに際し、外筒の内周面と内筒の外周面の間隔を設計値に合うように管理する必要があるが、内筒を下降させて外筒に挿入する手法では、外筒と内筒との位置関係を上方からしか確認できないため、前記間隔を管理することは容易ではない。

背景技術の後段に記載した特許文献１のものでは、フォークリフトトラックの運転操作を慎重に行わないと、円筒ワークが振れ、タンク内周面に円筒ワークの先端外周面が接触してしまう。また、作業者が出入りできるほど大きな内筒を、フォークリフトトラックで移動させることは困難である。

本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、外筒と内筒との接触を防止し且つ外筒の内周面と内筒の外周面との間隔を適切に管理できる外筒への内筒挿入装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の外筒への内筒挿入装置は、
外筒をその軸線が横向きとなるように支持する架台と、
前記外筒と同方向に延びる内筒が載置され且つ架台に対して近接離反する方向及び内筒の軸線に対して交差する方向へ移動可能な補助挿入台車と、
前記内筒の架台とは反対側の端部を保持し且つ架台に対して近接離反する方向に移動可能な挿入台車と、
前記内筒の架台側の端部に着脱可能で且つ外筒内周面を転動可能な案内ローラとを備えている。

請求項２に記載の外筒への内筒挿入装置は、請求項１に記載の外筒への内筒挿入装置において、
架台は、外筒の軸線方向に並べて配置した二つの外筒用基盤を有し、
各外筒用基盤のそれぞれに、外筒外周面に当接し得る二つの外筒用ターニングローラを設けたもので、
外筒用ターニングローラを回転させると、外筒の周方向位置を調整することができる。

請求項３に記載の外筒への内筒挿入装置は、請求項１、２のいずれかに記載の外筒への内筒挿入装置において、
補助挿入台車は、架台に対して近接離反する方向へ移動可能な第一の台車本体を有し、
該第一の台車本体に、補助挿入台車を内筒の軸線に対して交差する方向へ移動させるための退避用車輪を、該退避用車輪の踏面が走行用車輪の踏面よりも下側に位置する横行位置と走行用車輪の踏面よりも上側に位置する格納位置との間を昇降可能に設けたもので、
退避用車輪を横行位置に下降させると、該退避用車輪の踏面が路面に接するとともに、走行用車輪が路面から離隔し、補助挿入台車を構成する第一の台車本体を側方へ退避させることができる。

請求項４に記載の外筒への内筒挿入装置は、請求項３に記載の外筒への内筒挿入装置において、
補助挿入台車は、
第一の台車本体に、二つのガイド部材を内筒の軸線方向に並べて且つ昇降可能に設け、各ガイド部材のそれぞれに、内筒外周面に当接し得る二つの内筒用ターニングローラを、内筒の軸線に対して交差する方向へ水平移動可能に設けたもので、
内筒用ターニングローラを回転させると、内筒の周方向位置を調整することができ、
内筒用ターニングローラを内筒の軸線に対して交差する方向へ水平移動させるとともに、ガイド部材の上下位置を調整すると、内筒の軸線を外筒の軸線に合わせることができる。

請求項５に記載の外筒への内筒挿入装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の外筒への内筒挿入装置においては、
挿入台車は、架台に対して近接離反する方向へ移動可能な第二の台車本体と、内筒の架台とは反対側の端部に同軸に装着可能な位置調整用治具を有し、
内筒の軸線方向に延び且つ前記位置調整用治具と連結可能な回転軸を装備したターンテーブルを第二の台車本体に、昇降可能に且つ内筒の軸線に対して交差する方向へ移動可能に設けたもので、
内筒に装着した位置調整用治具に回転軸を連結してターンテーブルを回転させると、内筒の周方向位置を調整することができる。

本発明の外筒への内筒挿入装置によれば、下記のような優れた作用効果を奏し得る。

（１）補助挿入台車に載置した内筒の端部を挿入台車により保持し、前記補助挿入台車を内筒の軸線に対して交差する方向へ移動させた後、前記挿入台車を架台側に移動させて該架台に支持されている外筒に内筒を挿入する際に、内筒に装着した案内ローラが外筒内周面を転動するので、外筒と内筒との接触を防止できる。

（２）外筒、内筒を横向きに支持しているので、外筒の内周面と内筒の外周面との間隔を、外筒、内筒の両端部から確認できる。

（Ａ）は本発明の外筒への内筒挿入装置の一例において外筒に内筒を挿入し始める状態を示す側面図、（Ｂ）は本発明の外筒への内筒挿入装置の一例を示す平面図である。（Ａ）は本発明の外筒への内筒挿入装置の一例における位置調整用治具の正面図、（Ｂ）は補助挿入台車を移動させて外筒に内筒の一部を挿入した状態を示す側面図である。（Ａ）は位置調整用治具を内筒に装着して挿入台車を位置調整用治具に連結した状態を示す側面図、（Ｂ）は内筒に外筒の軸線延長方向への移動用の案内ローラを装着した状態を示す正面図である。（Ａ）は挿入台車を移動させて外筒に内筒の全部を挿入した状態を示す側面図、（Ｂ）は内筒に外筒の周方向への移動用の案内ローラを装着した状態を示す正面図である。補助挿入台車の側面図である。位置調整用治具と挿入台車に属するターンテーブルとの連結構造を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１〜図６は本発明の外筒への内筒挿入装置の一例であり、両端が開口した外筒１をその軸線Ｚ１が横向きとなるように支持する架台３と、前記外筒１と同方向に延び且つ両端が開口した内筒２がその軸線Ｚ２が横向きとなるように載置される補助挿入台車４と、外筒１に内筒２を挿入する前において架台３とは反対側に位置する内筒２の端部を保持し且つ架台３に対して近接離反する方向に移動可能な挿入台車５と、前記内筒２の架台３側の端部下縁に着脱可能で且つ外筒１の内底部を転動可能な案内ローラ６,７とを備えている。

架台３は、外筒１の軸線Ｚ１方向に並べて配置した二つの外筒用基盤８を有し、各外筒用基盤８の上部に、平面視で外筒１の軸線Ｚ１に直交する方向に延びるガイド部材９を水平に設けている。ガイド部材９のそれぞれには、ブラケット１０に枢支され且つ外筒１外周面に当接し得る外筒用ターニングローラ１１が二つずつ、ガイド部材９に沿って移動可能に取り付けられており、前記外筒用ターニングローラ１１が外筒１を支持する。

各ガイド部材９に取り付けられている二つのブラケット１０は、ボールねじ、減速機、及び電動機からなる周知の移動機構により互いに近接離反可能に構成され、前記ブラケット１０に枢支されている外筒用ターニングローラ１１の軸心間隔を調整することができる。一方のガイド部材９に属する外筒用ターニングローラ１１は、減速機、及び電動機からなる周知の駆動機構により回転可能に構成され、外筒用ターニングローラ１１に支持された外筒１の周方向位置（周方向位相）を調整することができる。

補助挿入台車４は、架台３に対して近接離反する方向へ移動するための走行用車輪１２を、一端部左右、及び後端部左右の合計四カ所に装備した第一の台車本体１３を有しており、この第一の台車本体１３の一端部の走行用車輪１２は、減速機、及び電動機からなる周知の駆動機構により回転可能に構成されている。建屋の床には、内筒２の軸線Ｚ２に沿うように作業用レール１４が敷設してあり、第一の台車本体１３の走行用車輪１２は、作業用レール１４上を転動するようになっている。

第一の台車本体１３の内部の中間部左右には、シリンダ１５により上下方向へ移動可能なブラケット１６が二つずつ設けられており、該ブラケット１６には、補助挿入台車４を平面視で内筒２の軸線Ｚ２に対して直交する方向へ移動させるための退避用車輪１７が枢支されている。退避用車輪１７は、減速機、及び電動機からなる周知の駆動機構により回転可能に構成されている。

シリンダ１５によりブラケット１６を押し下げると退避用車輪１７は、その踏面が前記走行用車輪１２の踏面よりも下側に位置する横行状態となり、シリンダ１５によりブラケット１６を引き上げると退避用車輪１７は、その踏面が前記走行用車輪１２の踏面よりも上側に位置する格納状態となる。建屋の床には、作業用レール１４に対して直交する方向へ延びる退避用レール１８が敷設してあり、横行状態とした退避用車輪１７は、退避用レール１８上を転動するようになっている。

第一の台車本体１３の上部には、二つの内筒用基盤１９が内筒２の軸線Ｚ２方向に並ぶように設置されており、各内筒用基盤１９の上部に、シリンダ２０とテレスコピック状の垂直ガイド部材２１とからなる昇降機構２２を介して、平面視で内筒２の軸線Ｚ２に直交する方向に延びるガイド部材２３を水平に且つ上下へ移動可能に搭載している。ガイド部材２３のそれぞれには、ブラケット２４に枢支され且つ内筒２外周面に当接し得る内筒用ターニングローラ２５が二つずつ、ガイド部材２３に沿って移動可能に取り付けられており、前記内筒用ターニングローラ２５が内筒２を支持する。

各ガイド部材２３に取り付けられている二つのブラケット２４は、ボールねじ、減速機、及び電動機からなる周知の移動機構により内筒２の軸線Ｚ２に対して水平に直交する方向へ移動可能に構成され、前記ブラケット２４に枢支されている内筒用ターニングローラ２５の前記軸線Ｚ２に直交する水平方向への位置を調整することができる。一方のガイド部材２３に属する内筒用ターニングローラ２５は、減速機、及び電動機からなる周知の駆動機構により回転可能に構成され、内筒用ターニングローラ２５に支持された内筒２の周方向位置（周方向位相）を調整することができる。

すなわち、ガイド部材２３を内筒用基盤１９ごとに上下に変位させ、内筒用ターニングローラ２５を枢支しているブラケット２４をガイド部材２３ごとに内筒２の軸線Ｚ２に対して直交する方向に変位させれば、内筒２の軸線Ｚ２を架台３に支持されている外筒１の軸線Ｚ１に同軸に位置させることができる。

挿入台車５は、架台３に対して近接離反する方向へ移動するための走行用車輪２６を、一端部左右、及び後端部左右の合計四カ所に装備した第二の台車本体２７を有しており、第二の台車本体２７の一端部の走行用車輪２６は、減速機、及び電動機からなる周知の駆動機構により回転可能に構成され、前記作業用レール１４上を転動するようになっている。

第二の台車本体２７の上部には支持塔２８が立設されており、該支持塔２８の架台３側の面に、支持塔２８に対して上下に移動可能に取り付けた昇降部材２９、及び該昇降部材２９に対して左右に移動可能に取り付けた横行部材３０を介して、ターンテーブル３１を取り付けている。

ターンテーブル３１は、減速機、及び電動機からなる周知の駆動機構により回転可能に構成され、架台３側へ向けて水平に突出する回転軸３２を有している。この回転軸の軸線Ｚ３は、ターンテーブル３１の回転中心と一致している。

支持塔２８に対して昇降部材２９を上下に移動させる手段、並びに昇降部材２９に対して横行部材３０を左右に移動させる手段には、シリンダを用いており、該シリンダを作動させれば、ターンテーブル３１の回転軸３２が上下左右に変位し、回転軸３２の軸線Ｚ３を補助挿入台車４に載置されている内筒２の軸線Ｚ２と同軸に位置させることができる。

ターンテーブル３１の回転軸３２には、内筒２の架台３とは反対側の端部（基端部）に同軸に装着可能な位置調整用治具３３の中心部分が連結される。この位置調整用治具３３は、回転軸３２の軸線Ｚ３方向に見ると、先端が内筒２の内周面に当接する四本のアーム３４からなる十字状に形成され、各アーム３４の先端は、内筒２に対してボルト締結されるようになっている。

位置調整用治具３３の中心部分には、回転軸３２の軸線Ｚ３方向に貫通する孔３５が穿設されており、この孔３５に、球面滑り軸受３６のアウタレース３７を嵌着している。球面滑り軸受３６のインナレース３８には、架台３側の端部が閉塞し且つ架台３とは反対側の端部が開口した円筒状のブラケット３９が取り付けられている。

回転軸３２は、架台３側とは反対側の部分の外径がブラケット３９の内径よりも大きく、それに連なって架台３側へ延びる部分がブラケット３９に挿入可能な外径に設定され、その先端部が架台３側へ向かって外径が漸次縮小する先細り形状となっている。

従って、ブラケット３９の中心線が回転軸３２の軸線Ｚ３に対して斜めにずれていたとしても、第二の台車本体２７の移動により回転軸３２がブラケット３９に近接する際には、回転軸３２の先細り部分がブラケット３９内へ回転軸３２全体を導くとともに、球面滑り軸受３６のインナレース３８がアウタレース３７に対して動き、ブラケット３９の中心線が回転軸３２の軸線Ｚ３と同軸になる。

ブラケット３９の架台３側の端面はボルト４０が貫通可能に構成されており、この端面に貫通させたボルトを回転軸３２の先端部に螺合することにより、位置調整用治具３３に属するブラケット３９と挿入台車５のターンテーブル３１に属する回転軸３２とが互いに締結される。

案内ローラ６は、クランプなど周知の固定具により内筒２の架台３側の端部（先端部）下縁に装着可能なブラケットに枢支され、内筒２の接線方向に延びる軸を中心として回転し且つ外筒１の内底部に沿って外筒１の軸線Ｚ１延長方向へ転動し得るように構成されている。

案内ローラ７は、クランプなど周知の固定具により内筒２の架台３側の端部（先端部）下縁に装着可能なブラケットに枢支され、内筒２の軸線Ｚ２に平行な軸を中心として回転し且つ外筒１の内底部に沿って外筒１の周方向へ転動し得るように構成されている。

次に、図１〜図６に示す外筒への内筒挿入装置の作動を説明する。

両端が開口した外筒１に両端が開口した内筒２を挿入するのに際しては、外筒１をその軸線Ｚ１が横向きとなるように、架台３の外筒用ターニングローラ１１に支持させ、外筒用ターニングローラ１１を回転させて外筒１の周方向位置（周方向位相）を調整し、必要に応じて外筒用ターニングローラ１１の軸心間隔を調整し、外筒１をその軸線Ｚ１が水平になるように保持する。

また、内筒２をその軸線Ｚ２が横向きとなるように、補助挿入台車４の内筒用ターニングローラ２５に支持させ、内筒用ターニングローラ２５を回転させて内筒２の周方向位置（周方向位相）を調整し、内筒用ターニングローラ２５を内筒２の軸線Ｚ２に対して水平に直交する方向へ移動させるとともに、ガイド部材２３の上下位置を調整して内筒２の軸線Ｚ２を外筒１の軸線Ｚ１に合わせる。

外筒１を架台３に搭載する作業、並びに内筒２を補助挿入台車４に搭載する作業が完了したならば、内筒用ターニングローラ２５が外筒１に干渉しない位置まで、補助挿入台車４を架台３側へ向けて移動させ、内筒２の架台３側の端部を外筒１に挿入する。

内筒２の基端部に位置調整用治具３３を装着し、支持塔２８に対する昇降部材２９の上下位置、及び該昇降部材２９に対する横行部材３０の左右位置を調整して、ターンテーブル３１の回転軸３２の軸線Ｚ３を位置調整用治具３３のブラケット３９の中心線に合わせる。

挿入台車５を補助挿入台車４に向けて移動させ、ターンテーブル３１の回転軸３２を位置調整用治具３３のブラケット３９に嵌め合わせた後、ボルト４０によりブラケット３９を回転軸３２に締結し、挿入台車５のターンテーブル３１を内筒２に装着した位置調整用治具３３に連結し、内筒２の先端部下縁に案内ローラ６を装着する。

補助挿入台車４のガイド部材２３を下降させると、内筒用ターニングローラ２５を内筒２の外周面から離隔し、内筒２の架台３側の端部下縁に装着した案内ローラ６が、外筒１の内底面に接する。

補助挿入台車４が作業用レール１４に載ったままであると、挿入台車５が架台３側へ向けて移動できないので、補助挿入台車４を作業用レール１４の側方へ移動させる作業を行う。

補助挿入台車４を作業用レール１４に沿って移動させ、退避用車輪１７を退避用レール１８の敷設個所に位置させる。ブラケット１６を押し下げると、退避用車輪１７の踏面が走行用車輪１２の踏面よりも下側に位置する横行状態となり、走行用車輪１２の踏面は作業用レール１４から離隔するので、補助挿入台車４を退避用レール１８に沿って作業用レール１４の側方へと移動させる。

補助挿入台車４を作業用レール１４の側方へ移動させる作業を行ったならば、挿入台車５を架台３側へ移動させて、内筒２を外筒１に挿入する。このとき、案内ローラ６が外筒１の内底面を外筒１の軸線Ｚ１方向に転動するので、外筒１と内筒２との接触を防止できる。また、外筒１、内筒２を横向きに支持しているので、外筒１の内周面と内筒２の外周面との間隔を、外筒１、内筒２の両端部から確認できる。

外筒１と内筒２との相対的な周方向位置（周方向位相）を調整する必要がある場合には、前記案内ローラ６に替えて内筒２の先端部下縁に案内ローラ７を装着し、挿入台車５のターンテーブル３１を回転させて内筒２の周方向位置（周方向位相）を調整する。このとき、案内ローラ７が外筒１の内底面を外筒１の周方向に転動するので、外筒１と内筒２との接触を防止できる。

更に、外筒１の内周面と内筒２の外周面との間にスペーサを介在させ、外筒１及び内筒２をスペーサに溶接することにより、外筒１と内筒２との相対位置を固定する。この後、ターンテーブル３１の回転軸３２と内筒２に装着されている位置調整用治具３３との連結を解除し、挿入台車５を架台３から離反する方向へ移動させ、位置調整用治具３３を内筒２から取り外す。

１外筒
２内筒
３架台
４補助挿入台車
５挿入台車
８外筒用基盤
１１外筒用ターニングローラ
１３第一の台車本体
１７退避用車輪
２３ガイド部材
２４ブラケット
２５内筒用ターニングローラ
２７第二の台車本体
３１ターンテーブル
３２回転軸
３３位置調整用治具
Ｚ１軸線
Ｚ２軸線

Claims

外筒をその軸線が横向きとなるように支持する架台と、
前記外筒と同方向に延びる内筒が載置され且つ架台に対して近接離反する方向及び内筒の軸線に対して交差する方向へ移動可能な補助挿入台車と、
前記内筒の架台とは反対側の端部を保持し且つ架台に対して近接離反する方向に移動可能な挿入台車と、
前記内筒の架台側の端部に着脱可能で且つ外筒内周面を転動可能な案内ローラとを備えたことを特徴とする外筒への内筒挿入装置。
架台は、外筒の軸線方向に並べて配置した二つの外筒用基盤を有し、
各外筒用基盤のそれぞれに、外筒外周面に当接し得る二つの外筒用ターニングローラを、外筒の軸線に対して交差する方向へ水平移動可能に設けたものである請求項１に記載の外筒への内筒挿入装置。
補助挿入台車は、架台に対して近接離反する方向へ移動可能な第一の台車本体を有し、
該第一の台車本体に、補助挿入台車を内筒の軸線に対して交差する方向へ移動させるための退避用車輪を、該退避用車輪の踏面が走行用車輪の踏面よりも下側に位置する横行位置と走行用車輪の踏面よりも上側に位置する格納位置との間を昇降可能に設けたものである請求項１、２のいずれかに記載の外筒への内筒挿入装置。
補助挿入台車は、
第一の台車本体に、二つのガイド部材を内筒の軸線方向に並べて且つ昇降可能に設け、各ガイド部材のそれぞれに、内筒外周面に当接し得る二つの内筒用ターニングローラを、内筒の軸線に対して交差する方向へ水平移動可能に設けたものである請求項３に記載の外筒への内筒挿入装置。
挿入台車は、架台に対して近接離反する方向へ移動可能な第二の台車本体と、内筒の架台とは反対側の端部に同軸に装着可能な位置調整用治具を有し、
内筒の軸線方向に延び且つ前記位置調整用治具と連結可能な回転軸を装備したターンテーブルを第二の台車本体に、昇降可能に且つ内筒の軸線に対して交差する方向へ移動可能に設けたものである請求項１〜４に記載の外筒への内筒挿入装置。