JP2016089566A - チャッキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被把持部材の外周面に傷が付くのを抑制すると共に高い把持力が得られるチャッキング装置を提供する。
【解決手段】管継手１２を把持する把持部材２１は、径方向内側に位置する当接用把持体３０と、当接用把持体３０の径方向外側に位置する支持用把持体３１とを備える。当接用把持体３０の内端部に、弧状のチャック面３２が形成される。チャック面３２の曲率半径は、管継手１２の外周面の曲率半径より小さく設定される。支持用把持体３１に対して当接用把持体３０は、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うような変形が許容される状態で支持される。すなわち、チャック面３２の曲率半径が大きくなる方向に当接用把持体３０が変形することで、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣って、チャック面３２と管継手１２との接触面積が拡大する。
【選択図】図３

Description

本発明は、円柱または円筒状の被把持部材を把持するチャッキング装置に関するものである。

石油、天然ガス等の試掘、生産用の井戸に用いられる油井管は、現場における接続を容易とするため、工場において各油井管の一方の端部に管継手がねじ込み装着されている。管継手のねじ込み装着に用いられる管継手締付機は、特許文献１に記載されているように、外リングに対して内リングが回転自在に支持されると共に、内リングの内周側に臨む先端部にチャッキング爪を装着した複数本のドッグが、該内リングに対して周方向に等間隔で支点ピンを介して夫々回転自在に配設されたチャッキング装置を備えている。また各ドッグは、外リングの外周側に臨む後端部に設けた長孔に、外リングに配設した連結ピンが摺動自在に挿通されて、外リングと内リングとの相対的な回転に伴うドッグの支点ピンを中心とした傾動を許容するよう構成されている。

前記チャッキング装置では、内リングへの管継手の挿通を許容する待機位置に各ドッグを保持したもとで、回転が規制された状態で保持された管体の端部に仮装着した管継手を内リングに挿通する。この状態で、外リングを回転駆動すると同時に内リングに対してブレーキにより抵抗を与えて外リングと内リングとを相対的に回転することによって、各ドッグが支点ピンを中心として傾動してチャッキング爪が管継手の外周面に圧接して、該管継手が複数のドッグにより把持される。そして、ドッグにより管継手が把持された状態で外リングと内リングとが一体的に回転することで、回転が規制されている管体に対して管継手が回転してねじ込まれるようになっている。

特開昭６０−２６７９６号公報

近年、より高深度で、かつ高温高圧高腐食の高負荷環境の油井が増加していることから、管体と管継手との接続部でのシール性を高めるために、管体に対する管継手の高い締め付けトルクが求められている。管体に対する管継手の高い締め付けトルクを得るためには、管体に対して管継手を締め付ける際のチャッキング装置による管体および管継手の把持力を高める必要がある。特許文献１に開示のチャッキング装置で管体や管継手等の被把持部材を把持する構成では、該チャッキング装置での把持力を高めるために被把持部材の外周面に対するチャッキング爪の当接圧を増大させると、該爪の当接部分に力が集中することで爪跡等の表面傷が付き易くなる問題を招く。高負荷環境で用いられる油井管では、表面傷からクラックが発生し易くなることから、管体や管継手等の被把持部材に表面傷を付けることなく管継手の締め付けトルクを高めることが求められているが、従来のチャッキング装置では対応し得ないのが実情である。

ここで、前記管体や管継手等の被把持部材には、公差内ではあっても外径寸法にバラツキがあるため、被把持部材の設計寸法に合わせてチャッキング爪の把持面を弧状に形成したとしても、該把持面の全体を被把持部材の外周面に当接させることは難しかった。すなわち、被把持部材の外周面に対して把持面が部分的に当接する状況では、チャッキング爪による高い把持力が得られないことから、チャッキング爪の当接圧を増大させて把持力を高めた場合は、前述したように被把持部材に表面傷が付き易くなる問題を招くこととなっていた。

すなわち本発明は、前記従来の技術に内在する前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、被把持部材の外周面に傷が付くのを抑制すると共に高い把持力が得られるチャッキング装置を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項１の発明に係るチャッキング装置は、
円柱または円筒状の被把持部材(11,12)を把持するチャッキング装置であって、
前記被把持部材(11,12)が挿通される支持ユニット(22)と、
前記支持ユニット(22)に挿通された被把持部材(11,12)の周囲に位置するように該支持ユニット(22)に周方向に一定間隔で配置されると共に径方向に移動自在に支持され、前記被把持部材(11,12)の外周面を向く径方向の内側に、該被把持部材(11,12)の外周面の曲率半径と異なる曲率半径に設定された弧状のチャック面(32)が形成された複数の把持部材(21,35,37,39,40,42,43,45,46,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58)と、
前記把持部材(21,35,37,39,40,42,43,45,46,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58)を径方向に移動させる移動手段(23)とを備え、
前記把持部材(21,35,37,39,40,42,43,45,46,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58)は、
前記チャック面(32)が形成された当接用把持体(30)と、
前記当接用把持体(30)の径方向外側に位置して前記移動手段(23)に連繋され、該移動手段(23)の駆動によって当接用把持体(30)を前記支持ユニット(22)に挿通された被把持部材(11,12)に対して近接・離間移動させる支持用把持体(31)とを備え、
前記支持用把持体(31)に対して前記当接用把持体(30)は、前記チャック面(32)が被把持部材(11,12)の外周面に倣うような変化が許容された状態で支持され、
前記移動手段(23)の駆動により前記支持用把持体(31)を介して当接用把持体(30)が被把持部材(11,12)に押し付けられた際に、前記チャック面(32)が被把持部材(11,12)の外周面に倣うように該当接用把持体(30)が支持用把持体(31)に対して変化することで、該チャック面(32)と被把持部材(11,12)との接触面積が拡大されるよう構成されたことを要旨とする。

請求項１に係る発明によれば、被把持部材を把持する当接用把持体に設けたチャック面が被把持部材の外周面に倣うような該当接用把持体の変化を許容し得るよう構成したので、被把持部材を把持部材によって把持する際に該被把持部材とチャック面との接触面積を拡大することができる。すなわち、被把持部材の外周面に傷が付くのを抑制しつつ複数の把持部材による被把持部材の把持力を向上し得る。

請求項２に係る発明では、
前記当接用把持体(30)と支持用把持体(31)との径方向に対向する対向面間に設けられ、該支持用把持体(31)に加えられる前記移動手段(23)の駆動力を当接用把持体(30)に伝達する伝達部(33,48,62)と、
前記当接用把持体(30)と支持用把持体(31)との径方向に対向する対向面間に画成され、前記チャック面(32)が被把持部材(11,12)の外周面に倣うような当接用把持体(30)の変形を許容する空間(34)とを備えることを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、支持用把持体と当接用把持体との間に空間を画成したので、当接用把持体を被把持部材に押し付けた際には、チャック面が被把持部材の外周面に倣うような当接用把持体の変形が空間によって許容されるので、該チャック面と被把持部材との接触面積が拡大して把持力を向上し得る。

請求項３に係る発明では、
前記空間(34)に充填され、前記当接用把持体(30)の変形に伴って弾性変形可能な弾性部材(36)を備えることを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、当接用把持体の変形に伴って弾性部材が弾性変形するので、該当接用把持体に作用する力を弾性部材を介して支持用把持体で受けることができ、当接用把持体を被把持部材に安定して当接させ得る。

請求項４に係る発明では、
前記当接用把持体(30)と支持用把持体(31)との径方向に対向する対向面間に弾性変形可能な弾性部材(36)が配設され、前記チャック面(32)が被把持部材(11,12)の外周面に倣うような当接用把持体(30)の支持用把持体(31)に対する変化が、前記弾性部材(36)の弾性変形によって許容されるよう構成されたことを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、支持用把持体と当接用把持体との間に弾性部材を配設したので、当接用把持体を被把持部材に押し付けた際には、チャック面が被把持部材の外周面に倣うような当接用把持体の変化が弾性部材の弾性変形によって許容されるので、該チャック面と被把持部材との接触面積が拡大して把持力を向上し得ると共に、弾性部材のバックアップによって当接用把持体を被把持部材に適切な力で当接させ得る。

請求項５に係る発明では、
前記当接用把持体(30)における径方向の外側または内側に開口する溝部(38,41)が、前記被把持部材(11,12)の軸方向に沿って延在するように該当接用把持体(30)に形成されていることを要旨とする。
請求項５に係る発明によれば、当接用把持体による被把持部材の把持力を確保し得る剛性を維持しつつ、溝部によって当接用把持体の変形の容易化を図ることができ、被把持部材に過大な負荷が加わって表面傷が発生するのを抑制し得る。また、当接用把持体と支持用把持体との間に弾性部材を配設する構成と組み合わせることで、当接用把持体の変形を当該当接用把持体の弾性域内に抑えることができ、当接用把持体を被把持部材に適切な力で当接させ得る。

請求項６に係る発明では、
前記当接用把持体(30)と支持用把持体(31)との径方向に対向する対向面間に変形許容部材(44)が設けられ、前記チャック面(32)が被把持部材(11,12)の外周面に倣うような当接用把持体(30)の支持用把持体(31)に対する姿勢変化が、前記変形許容部材(44)の変形によって許容されるよう構成されたことを要旨とする。
請求項６に係る発明によれば、当接用把持体の姿勢変化を変形許容部材の変形によって許容するよう構成したので、当接用把持体として剛性が高く摩耗の少ない材料を用いても被把持部材に対するチャック面の接触面積を拡大することができ、当接用把持体の耐久性を向上し得る。また、当接用把持体の姿勢変化を変形許容部材の変形によって許容する構成により、該当接用把持体として硬く摩耗の少ない耐久性の高い材料を採用した場合に、該当接用把持体の厚みを薄くして変形能を向上した構成を採用することができ、装置の小型化を図り得る。

請求項７に係る発明では、
前記変形許容部材(44)と支持用把持体(31)との径方向に対向する対向面間に画成された空間(34)に、前記変形許容部材(44)の変形に伴って弾性変形可能な弾性部材(36)が充填されていることを要旨とする。
請求項７に係る発明によれば、変形許容部材の変形に伴って弾性部材が弾性変形するので、当接用把持体に作用する力を変形許容部材および弾性部材を介して支持用把持体で受けることができ、当接用把持体を被把持部材に適切な力で当接させ得る。

本発明に係るチャッキング装置によれば、被把持部材の外周面に対する傷付きを抑制しつつ把持力を向上することができる。

実施例１に係るチャッキング装置を備える管継手締付機の概略構成図である。 実施例１に係る管継手用のチャッキング装置の概略正面図であって、前円盤を取り外した状態で示している。 実施例１に係る管継手用のチャッキング装置の把持部材と管継手との関係を示す概略縦断正面図である。 実施例１に係る管継手用のチャッキング装置の概略縦断側面図である。 実施例１に係る管継手締付機の制御ブロック図である。 実施例１に係る把持部材を示す説明図であって、(ａ)は当接用把持体のチャッキング面の一部が管継手の外周面に当接した状態を示し、(ｂ)は当接用把持体が変形してチャッキング面が管継手の外周面に倣って全体が当接した状態を示している。 実施例２に係る把持部材を示す概略図である。 実施例３に係る把持部材を示す概略図である。 実施例４に係る把持部材を示す概略図である。 実施例５に係る把持部材を示す概略図である。 実施例６に係る把持部材を示す概略図である。 実施例７に係る把持部材を示す概略図である。 実施例８に係る把持部材を示す概略図である。 実施例９に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１０に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１１に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１２に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１３に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１４に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１５に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１６に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１７に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１８に係る把持部材を示す概略図である。 実施例１９に係る把持部材を示す概略図である。 変更例に係る把持部材を示す概略図である。 実施例３の変更例に係る把持部材を示す概略図である。

次に、本発明に係るチャッキング装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。実施例では、チャッキング装置を、油井管等の管体の端部に管継手をねじ込み装置する管継手締付機における管体や管継手等の円筒状の被把持部材を把持するための装置として用いた場合で説明する。なお、実施例の説明において「軸方向」および「径方向」とは、特に断りのない限り、チャッキング装置により管継手(管体)を把持する状態での管継手(管体)との関係で指称する。

実施例１に係る管継手締付機１０は、端部外周に雄ねじが螺刻された油井管等の管体１１の端部に、内周に雌ねじが螺刻された管継手１２をねじ込み装着するものであって、図１に示す如く、管継手１２を把持する管継手用のチャッキング装置１３を備えたねじ込み装置１４が、ベッド１５の上面に配設されている。また、ベッド１５の上面には、ねじ込み装置１４における管継手用のチャッキング装置１３の配設端部(前端部)に対向して支持装置１６が配設されている。この支持装置１６は、前記管体１１を把持する管体用のチャッキング装置１７を備え、該管体用のチャッキング装置１７で把持した管体１１を回転が規制された状態で保持し得るよう構成される。また、支持装置１６は、ねじ込み装置１４に対して後述する主軸１９の軸方向に沿って近接・離間移動自在にベッド１５の上面に配設されており、後述するように管継手用のチャッキング装置１３で把持した管継手１２を回転した際に、雄ねじと雌ねじとの螺合作用により軸方向(長手方向)に移動する管体１１と共に支持装置１６が移動し得るようになっている。

前記ねじ込み装置１４には、駆動モータ１８により回転駆動される主軸１９が回転自在に支持されている。この主軸１９に、該主軸１９と一体的に回転するように前記管継手用のチャッキング装置１３が連結されている。駆動モータ１８は、制御装置２０に電気的に接続されており(図５参照)、該制御装置２０により駆動モータ１８が駆動制御されるよう構成される。

(チャッキング装置１３,１７について)
前記ねじ込み装置１４に配設される管継手用のチャッキング装置１３と、前記支持装置１６に配設される管体用のチャッキング装置１７の構成は同じであるので、管継手用のチャッキング装置１３の構成を説明し、管体用のチャッキング装置１７については、管継手用のチャッキング装置１３と同一部材に同じ符号を付して詳細説明は省略する。また、以後、管継手用のチャッキング装置１３について、単にチャッキング装置１３という場合もある。

前記チャッキング装置１３は、図２に示す如く、前記管継手１２を把持する複数(実施例１では６つ)の把持部材２１が配設された支持ユニット２２と、各把持部材２１を支持ユニット２２の径方向に移動して管継手１２を把持させる移動手段２３とを備える。前記支持ユニット２２は、図４に示す如く、円筒状のスペーサ２４と、該スペーサ２４を挟んで配設されて支持ユニット２２の軸方向(主軸１９の軸方向と平行な方向)に離間する一対の円盤２５,２６とを備え、一方の円盤２５が前記主軸１９に連結されている。なお、円盤２５,２６に関して、主軸１９に連結された円盤２５を後円盤２５と指称すると共に、他方の円盤２６を前円盤２６と指称する場合もある。スペーサ２４は、両円盤２５,２６の外周端側に位置して、両円盤２５,２６およびスペーサ２４により把持部材２１の収容空間が画成される。また、前円盤２６には、管継手１２を軸方向に挿脱自在な通孔２６ａが軸中心に形成されており、該通孔２６ａを介して管体１１の端部に仮装着された管継手１２が収容空間内に挿通されるようになっている。

前記両円盤２５,２６の間に、図２に示す如く、複数(実施例１では、６個)のガイド部材２７が、周方向に沿って一定間隔をおいて配置されている。各ガイド部材２７は、支持ユニット２２の軸心(機械軸心ともいう)から放射状に配置されると共に、周方向に隣り合う一対のガイド部材２７,２７の周方向に対向する辺は平行になっている。そして、周方向に隣り合う一対のガイド部材２７,２７の間に、前記把持部材２１が夫々支持ユニット２２の軸方向への移動が規制された状態で径方向に移動自在に支持されている。すなわち、実施例１では、両円盤２５,２６の間に、６個の把持部材２１が支持ユニット２２の軸心から放射状に配設されて、これら６個の把持部材２１が、前記通孔２６ａを介して収容空間に挿通された管継手１２の周囲に位置するよう構成される。なお、把持部材２１に関して、支持ユニット２２の軸心側を向く端部を内端部と指称すると共に、支持ユニット２２の軸心側とは反対側を向く端部を外端部と指称する場合もある。

(把持部材２１について)
実施例１の把持部材２１は、図３に示す如く、前記支持ユニット２２の径方向内側に位置する当接用把持体３０と、該当接用把持体３０の径方向外側に位置する支持用把持体３１とを備え、当接用把持体３０の内端部(管継手１２の外周面を向く径方向の内側)に、弧状のチャック面３２が形成されている。当接用把持体３０に負荷が加わっていない状態でのチャック面３２の曲率半径は、把持する対象となる管継手１２の外周面の曲率半径と異なる曲率半径に設定されている。具体的に、実施例１ではチャック面３２の曲率半径は、管継手１２の外周面の曲率半径より小さく設定されており(図６(ａ)参照)、後述するようにチャック面３２の曲率半径が大きくなる方向に当接用把持体３０が変形(変化)することで、該チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うよう構成される(図６(ｂ)参照)。なお、管体用のチャッキング装置１７では、当接用把持体３０におけるチャック面３２の曲率半径は、把持する対象となる管体１１の外周面の曲率半径より小さく設定される。また、前記チャック面３２には断面山形の凸部が複数形成されて、管継手１２を把持した際の滑りを抑制し得るよう構成されており、実施例１では複数の凸部の突出端を結ぶ円弧の曲率半径(チャック面３２の曲率半径)が、把持する対象となる管継手１２の外周面の曲率半径より小さく設定されている。

前記支持用把持体３１は、図３に示す如く、断面扇形の部材であって、該支持用把持体３１と前記当接用把持体３０との径方向に対向する対向面間に、軸方向に延在するキー部材(伝達部)３３が設けられ、該キー部材３３によって支持用把持体３１に対して当接用把持体３０は周方向への移動が規制された状態で支持されている。キー部材３３は、支持用把持体３１の周方向の中央部に設けられており、後述する油圧シリンダ２３によって支持用把持体３１に加えられる押圧力(駆動力)は、キー部材３３を介して当接用把持体３０の周方向の中央部に伝達されるようになっている。また、当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間には、前記キー部材３３を挟む周方向の両側に空間３４,３４が画成されている。そして、前記油圧シリンダ２３の付勢下に支持用把持体３１を介して当接用把持体３０が管継手１２に押し付けられた際に、前記チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うような当接用把持体３０の変形が空間３４,３４によって許容されるよう構成してある(図６(ｂ)参照)。すなわち、支持用把持体３１に対して当接用把持体３０は、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うような変形が許容される状態で支持されている。

ここで、前記当接用把持体３０は、例えば、炭素鋼、肌焼き鋼、マルテンサイト系のステンレス鋼、工具鋼を材質とする金属材料、あるいは鋼材表面に硬度を向上させる溶射材を溶射した金属材料であって、前記チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うように変形した状態で、支持用把持体３１で支えられていない部位においても管継手１２の外周面に対する高い当接力が得られる剛性(ヤング率が、例えば２１０ＧＰａ)を有している。

前記各把持部材２１の外端部(支持用把持体３１)に、移動手段としての油圧シリンダ２３が配設されている。この油圧シリンダ２３は、図２,図４に示す如く、把持部材２１における支持用把持体３１に配設固定されたシリンダ本体２３ａと、該シリンダ本体２３ａに移動自在に支持されて径方向外端から延出するロッド部分が支持ユニット２２の径方向に伸縮動作するピストンロッド２３ｂとを備え、該ピストンロッド２３ｂの延出端が前記スペーサ２４に連結されている。すなわち、油圧シリンダ２３のピストンロッド２３ｂを伸縮動作することにより、シリンダ本体２３ａおよび把持部材２１が支持ユニット２２に対して径方向に往復移動するよう構成される。油圧シリンダ２３は、ピストンロッド２３ｂのスペーサ２４に対する連結部およびシリンダ本体２３ａの把持部材２１(支持用把持体３１)に対する配設部において、支持ユニット２２の径方向と直交する断面積は、シリンダ本体２３ａの方がピストンロッド２３ｂの方より大きく構成されており、管継手１２を把持部材２１で把持する際に作用する当接反力を広い面積で受け得るようになっている。また、支持用把持体３１に対して油圧シリンダ２３は、前記キー部材３３の配設位置と径方向に対応する位置に配置されており、油圧シリンダ２３の付勢力(駆動力)は、支持用把持体３１およびキー部材３３を介して当接用把持体３０における周方向の中央部を支持ユニット２２の軸心(把持対象となる管継手１２の軸心)に向けて押し付けるように作用するよう構成されている。

(位置検出器について)
前記支持ユニット２２には、図２に示す如く、各把持部材２１の配設位置に対応して位置検出器(位置検出手段)２８が設けられている。この位置検出器２８は、把持部材２１に配設された前記シリンダ本体２３ａとピストンロッド２３ｂとの相対的な移動量を検出するリニアゲージであって、位置検出器２８で検出された移動量(検出信号)が前記制御装置２０に入力されるよう構成される。すなわち、制御装置２０は、各位置検出器２８で検出された移動量から、対応する各把持部材２１におけるチャック面３２の現在位置を把握し得るよう構成されている。なお、実施例１では、１つの把持部材２１に対して２つの位置検出器２８を備えるよう構成しているが、位置検出器２８は１つであってもよい。また、位置検出器２８は、シリンダ本体２３ａとピストンロッド２３ｂとの相対的な移動量を検出可能な位置であれば、その配設位置は任意に設定できる。なお、図５では、１つの位置検出器２８のみを示している。

(圧力検出器について)
前記各油圧シリンダ２３には、該油圧シリンダ２３に作動油を供給する油圧ポンプと、作動油の供給路に配設されて開閉制御される制御弁とを備える油圧回路(図示せず)が接続されており、前記制御装置２０により油圧ポンプおよび制御弁を制御することで、油圧シリンダ２３におけるピストンロッド２３ｂの伸縮動作が制御されるようになっている。油圧回路には、油圧シリンダ２３に作用する圧力、具体的には管継手１２にチャック面３２が当接した際に把持部材２１に作用する当接圧を検出する圧力検出器(圧力検出手段)２９が設けられ(図５参照)、該圧力検出器２９で検出された当接圧(検出信号)は前記制御装置２０に入力されるよう構成される。前記油圧回路は、各油圧シリンダ２３毎に独立して設けられており、各油圧シリンダ２３は夫々独立してピストンロッド２３ｂを伸縮動作することで、各把持部材２１を独立して径方向に移動し得るよう構成される。

(制御装置２０について)
前記制御装置２０は、前記管継手１２をチャッキング装置１３で把持する把持工程に際し、先ず前記位置検出器２８から入力される移動量に基づき、各油圧シリンダ２３を作動制御(具体的には油圧ポンプおよび制御弁を制御)して、支持ユニット２２の軸心に対する把持部材２１の移動量が監視され、該移動量が、予め設定された停止移動量となった場合に、各油圧シリンダ２３の作動を停止するよう制御することで、全ての把持部材２１を軸心に対して均等に幅寄せし得るよう構成される。なお、制御装置２０では、油圧シリンダ２３のピストンロッド２３ｂを最も縮めた状態(把持部材２１が支持ユニット２２の軸心から最も離間した待機位置の状態)を原点として、該原点からの移動量によって、支持ユニット２２の軸心からのチャック面３２の位置を把握し得るようになっている。また、制御装置２０は、管継手１２に対する各把持部材２１の当接圧を対応する圧力検出器２９から入力される当接圧によって監視し、該当接圧が予め設定された規定当接圧となった場合に、対応する油圧シリンダ２３を個別に停止制御するよう構成される。また、制御装置２０は、管継手１２を把持したチャッキング装置１３を駆動モータ１８の駆動によって回転して管体１１に対して管継手１２をねじ込む作業では、図示しないトルク検出器で検出される締付けトルクが、予め設定された停止締付けトルクとなった場合に駆動モータ１８を停止制御するよう構成されている。

〔実施例１の作用〕
次に、前述のように構成された実施例１のチャッキング装置１３,１７を備える管継手締付機１０の作用について説明する。なお、前記複数の把持部材２１は、図２に示す如く、前記前円盤２６の通孔２６ａに対する管継手１２の挿通を許容する待機位置に位置している。

端部に管継手１２を仮装着した管体１１を、該管継手１２がねじ込み装置１４側に突出する状態で前記支持装置１６の管体用のチャッキング装置１７で把持する。なお、管体用のチャッキング装置１７による管体１１の把持工程は、後述する管継手用のチャッキング装置１３による管継手１２の把持工程と同じであるので、説明は省略する。そして、前記支持装置１６をねじ込み装置１４に対して近接移動して、管継手１２を前記管継手用のチャッキング装置１３の支持ユニット２２における前円盤２６の通孔２６ａに挿通し、該管継手１２が把持部材群の内側に位置するように位置決めする。

前述したように把持部材群の内側に管継手１２を位置決めした状態で、把持部材２１による把持工程が開始される。この把持工程では、前記制御装置２０によって各油圧シリンダ２３が、ピストンロッド２３ｂの伸長方向に作動される。各油圧シリンダ２３のピストンロッド２３ｂが伸長することで、シリンダ本体２３ａおよび把持部材２１が支持ユニット２２の軸心に向けて移動する。このとき、各油圧シリンダ２３に対応して配設されている位置検出器２８で検出された移動量が制御装置２０に入力され、該制御装置２０は各位置検出器２８で検出される移動量に基づいて各油圧シリンダ２３を作動制御することで、全ての把持部材２１のチャック面３２を軸心に対して同じ距離だけ離間した位置に幅寄せする。すなわち、各位置検出器２８で検出される移動量が予め設定された停止移動量になった場合に、対応する油圧シリンダ２３を停止することで、全ての把持部材２１のチャック面３２が軸心に対して同じ距離だけ離間した位置に位置決めされる。従って、把持部材群の内側に位置する管継手１２の軸心が、前記支持ユニット２２の軸心(機械軸心)とずれていた場合は、同じ移動量だけ移動する把持部材２１によって管継手１２の軸心を機械軸心に一致させるように該管継手１２をセンタリングし得る。

次に、前記制御装置２０は、各油圧シリンダ２３を、ピストンロッド２３ｂの伸長方向に作動し、各把持部材２１を更に支持ユニット２２の軸心に向けて移動する。具体的には、油圧シリンダ２３の付勢力によって前記支持用把持体３１および当接用把持体３０が一体で管継手１２に近接移動し、該当接用把持体３０のチャック面３２が管継手１２の外周面に当接する。ここで、当接用把持体３０に負荷が加わっていない状態でのチャック面３２の曲率半径は、管継手１２の外周面の曲率半径より小さく設定されているので、油圧シリンダ２３の付勢下に管継手１２に近接する当接用把持体３０は、図６(ａ)に示す如く、前記チャック面３２における周方向の両端部が管継手１２の外周面に当接する。そして、更に油圧シリンダ２３の付勢下に当接用把持体３０を管継手１２に押し付けると、前記キー部材３３を介して当接用把持体３０の周方向の中央部に油圧シリンダ２３の付勢力が作用して、該当接用把持体３０のチャック面３２の曲率半径が大きくなる方向に変形する。すなわち、図６(ｂ)に示す如く、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うように当接用把持体３０が変形し、該チャック面３２と管継手１２との接触面積が拡大する。なお、当接用把持体３０の変形は、前記空間３４,３４によって許容される。

前記各把持部材２１のチャック面３２が管継手１２の外周面に倣って全面が当接し、前記圧力検出器２９で検出される当接圧が予め設定された規定当接圧となった場合に、前記制御装置２０は、対応する油圧シリンダ２３の作動を停止する。全ての圧力検出器２９で検出される当接圧が規定当接圧となり、制御装置２０が全ての油圧シリンダ２３の作動を停止することで、把持部材２１による管継手１２の把持工程が完了する。

前記管継手用のチャッキング装置１３で管継手１２が把持された状態で、前記駆動モータ１８の駆動を開始すると、前記主軸１９が回転することで把持部材群で把持されている管継手１２も一体的に回転し、これにより雄ねじと雌ねじとの螺合作用下に管継手１２が管体１１にねじ込まれていく。この場合に、前記支持装置１６に対して管体１１は回転が規制された状態で保持されているので、管継手１２の回転に伴って管体１１と共に支持装置１６がねじ込み装置１４に対して近接移動する。そして、前記トルク検出器で検出される締付けトルクが、予め設定された停止締付けトルクとなった場合に、前記制御装置２０は駆動モータ１８を停止制御する。これにより、管体１１に対して適正な締付けトルクで管継手１２がねじ込み装着される。

前記管体１１に対する管継手１２のねじ込み装着が終了すると、前記全ての油圧シリンダ２３がピストンロッド２３ｂの収縮方向に作動され、全ての把持部材２１のチャック面３２が管継手１２の外周面から離間することで、管継手１２が端部に装着された管体１１を管継手用のチャッキング装置１３から抜き外すことができる。

実施例１のチャッキング装置１３では、複数の把持部材２１の夫々を位置検出器２８で検出される移動量に基づいて支持ユニット２２の軸心に対する同一離間位置に移動させ得るので、管継手１２の軸心を機械軸心に揃えることができる。また、各把持部材２１を、対応する圧力検出器２９で検出される当接圧に基づいて夫々独立して移動して、各把持部材２１による管継手１２の当接圧が均一(規定当接圧)となる位置で各把持部材２１を停止するよう構成したので、該管継手１２を複数の把持部材２１によって均一な当接圧で把持することができる。すなわち、管継手１２と把持部材２１との当接圧が部分的に大きくなったり小さくなるのを防止することができ、チャッキング装置１３による管継手１２の把持力を高めることができる。従って、管継手１２の外周面に爪痕等の表面傷を付けることなく高い当接圧で管継手１２を把持することができ、管継手１２を管体１１に高い締付けトルクでねじ込み装着できる。

前記チャッキング装置１３では、各把持部材２１において、前記油圧シリンダ２３が連繋される支持用把持体３１に対して当接用把持体３０を、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うような変形が可能な状態で支持するよう構成したので、管継手１２の寸法にバラツキがあったとしても、当接用把持体３０が変形することでチャック面３２が管継手１２の外周面に倣うように当接させて接触面積を拡大することができる(図６(ｂ)参照)。すなわち、各把持部材２１におけるチャック面３２の全体を管継手１２の外周面に当接させることで、複数の把持部材２１による管継手１２の把持力を高めることができ、該管継手１２を安定して把持して高い締付けトルクでのねじ込み装着が可能となる。また、チャック面３２が管継手１２の外周面に部分的に当接した状態となるのは抑制されるので、把持部材２１の当接圧を増大させて把持力を高めても、管継手１２に表面傷が付くのを抑制し得る。

また、前記油圧シリンダ２３は、径方向に移動する把持部材２１にシリンダ本体２３ａを配設すると共に、支持ユニット２２のスペーサ２４にピストンロッド２３ｂを連結するよう構成しているので、把持部材２１を管継手１２に当接した際に該把持部材２１が受ける当接反力をシリンダ本体２３ａの広い面積で受けることができる。すなわち、把持部材２１の管継手１２に対する当接圧を高く設定しても把持部材２１を定位置に安定して保持することができ、当接圧の変動を防止し得る。

前記管体用のチャッキング装置１７で把持される管体１１は、管継手用のチャッキング装置１３で把持される管継手１２の場合と同様に、各把持部材２１のチャック面３２を管体１１の外周面に倣うように当接させて接触面積を拡大することができるので、把持部材２１の管体１１に対する当接圧を高めた際に当接圧が部分的に過度に高くなることで管体１１の外周面に傷が付くのは抑制される。また、その他、管体用のチャッキング装置１７によって得られる作用効果は、管継手用のチャッキング装置１３で得られる前記作用効果と同様である。

図７〜図２４は、前記チャッキング装置１３,１７における把持部材２１の別の実施例を示す要部概略図であって、別の実施例における実施例１の把持部材２１と同一または同じ機能の部材については、同じ符号を付して詳細説明は省略する。また、図７〜図２４に示す別の実施例の各把持部材は、相互に同一または同じ機能の部分や部材を備えているので、後に説明する把持部材における先に説明した把持部材と同一または同じ機能の部分や部材については、同じ符号を付して詳細説明は省略するものとする。

図７に示す実施例２に係る把持部材３５は、当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間に画成された前記空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６が充填されている。この弾性部材３６としては、当接用把持体３０のヤング率より低いヤング率の材質のものが用いられ、該弾性部材３６が弾性変形することで当接用把持体３０の変形を許容するよう構成される。具体的には、弾性部材３６として硬質ゴムが用いられる。

実施例２の把持部材３５では、前記油圧シリンダ２３の付勢力によって支持用把持体３１およびキー部材３３を介して当接用把持体３０のチャック面３２が管継手１２の外周面に押し付けられると、チャック面３２の曲率半径が大きくなる方向への当接用把持体３０の変形は、前記空間３４,３４に充填されている弾性部材３６が弾性変形することで許容される。すなわち、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うことで、該チャック面３２と管継手１２との接触面積が拡大し、把持部材３５による管継手１２の把持力を向上することができる。また、実施例２の把持部材３５では、当接用把持体３０の外周面の全体は、キー部材３３および弾性部材３６を介して支持用把持体３１によって支持されるので、該当接用把持体３０に作用する力をキー部材３３および弾性部材３６を介して支持用把持体３１で受けることができ、弾性部材３６のバックアップによって当接用把持体３０を管継手１２に適切な力で当接させ得る。

図８に示す実施例３に係る把持部材３７は、前記当接用把持体３０に、径方向の外側に開口するスリット(溝部)３８が、前記管継手１２の軸方向に沿って延在するように形成されている。図示例では、当接用把持体３０における前記キー部材３３を挟む周方向の両側に、スリット３８が１本ずつ形成されている。このスリット３８は、当接用把持体３０におけるキー部材３３を挟む周方向両側の部分の変形を容易化するべく機能するものであって、該スリット３８の幅および深さ寸法は、当接用把持体３０の剛性を大きく低下することなく前記チャック面３２の曲率半径が大きくなる方向への当接用把持体３０の変形が容易となる値に設定されている。

すなわち、実施例３の把持部材３７では、前記油圧シリンダ２３の付勢力によって支持用把持体３１およびキー部材３３を介して当接用把持体３０のチャック面３２が管継手１２の外周面に押し付けられると、チャック面３２の曲率半径が大きくなる方向への当接用把持体３０の変形は、当接用把持体３０と支持用把持体３１との対向面間に画成された前記空間３４,３４によって許容される。また、当接用把持体３０には、径方の外側に開口するスリット３８が形成されているので、チャック面３２の曲率半径が大きくなる方向への当接用把持体３０の変形はスリット３８によって容易となる。従って、油圧シリンダ２３による付勢力を小さくしてもチャック面３２を管継手１２の外周面に倣わせることができる。言い替えれば、チャック面３２を管継手１２の外周面に倣わせるまで当接用把持体３０を変形させる際に必要となる付勢力を小さくすることができ、該当接用把持体３０を変形させる際に管継手１２に部分的に大きな力が加わるのを抑制し得る。

図９に示す実施例４に係る把持部材３９は、実施例２の把持部材３５と実施例３の把持部材３７とを組み合わせた構成が採用されたものであって、当接用把持体３０に、径方向の外側に開口するスリット(溝部)３８が軸方向に沿って延在するように形成されると共に、当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間に画成された前記空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６が充填されている。なお、弾性部材３６は、前記スリット３８の形成位置を外れた位置であって、該スリット３８の形成位置から周方向の端までの間の空間３４,３４に充填されている。実施例４の把持部材３９では、実施例２および３の把持部材３５,３７が奏する夫々の作用効果が得られる。また、実施例４では、当接用把持体３０の変形を当該当接用把持体３０の弾性域内に抑えるもとで、弾性部材３６のバックアップ効果によって当接用把持体３０を管継手１２に適切な力で当接させ得る。

図１０に示す実施例５に係る把持部材４０は、当接用把持体３０に、径方向の外側に開口する凹部(溝部)４１が、前記管継手１２の軸方向に沿って延在するように形成されている。図示例では、当接用把持体３０における前記キー部材３３を挟む周方向の両側に、凹部４１が１本ずつ形成されている。この凹部４１は、当接用把持体３０の重量軽減のために設けた肉盗みであって、該肉盗みのための凹部４１を利用して当接用把持体３０の変形能を向上させている。

図１１に示す実施例６に係る把持部材４２は、実施例２の把持部材３５と実施例５の把持部材４０とを組み合わせた構成が採用されたものであって、当接用把持体３０に凹部４１が形成されると共に、当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間に画成された前記空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６が充填されている。実施例６の把持部材４２では、弾性部材３６は、前記凹部４１の形成位置を外れた位置であって、該凹部４１の形成位置から周方向の端までの間の空間３４,３４に弾性部材３６が充填されている。すなわち、実施例６の把持部材４２では、実施例２および５の把持部材３５,４０が奏する夫々の作用効果が得られる。

図１２に示す実施例７に係る把持部材４３は、支持用把持体３１の径方向の内側に、キー部材３３を介して変形許容部材４４が周方向への移動が規制された状態で支持されている。この変形許容部材４４は、弧状の部材であって、周方向の中央部が前記キー部材３３を介して支持用把持体３１に支持されると共に、変形許容部材４４と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間に、該変形許容部材４４の変形を許容するための空間３４,３４が、前記キー部材３３の支持位置を挟む周方向の両側に画成されている。また、変形許容部材４４における径方向の内側に、周方向に離間して複数(実施例７では２つ)の当接用把持体３０が周方向への移動が規制された状態で配設されている。具体的には、変形許容部材４４におけるキー部材３３での支持位置を挟む周方向の両側に当接用把持体３０が１つずつ配設されている。各当接用把持体３０の内側にはチャック面３２が形成されており、実施例７では、変形許容部材４４に負荷が加わっていない状態で、２つのチャック面３２,３２で形成される円弧の曲率半径が、管継手１２における外周面の曲率半径より小さくなるよう設定されている。また、各当接用把持体３０のチャック面３２についても、該当接用把持体３０に負荷が加わっていない状態での曲率半径が、管継手１２における外周面の曲率半径より小さく設定されている。そして、実施例７に係る把持部材４３では、変形許容部材４４が変形することで、当接用把持体３０のチャック面３２が管継手１２の外周面に倣うのを許容するよう構成されている。

実施例７の把持部材４３では、前記油圧シリンダ２３の付勢力によって支持用把持体３１およびキー部材３３を介して変形許容部材４４を管継手１２に近接すると、該変形許容部材４４に配設されている各当接用把持部３０のチャック面３２が部分的に管継手１２に当接する。そして、更に油圧シリンダ２３の付勢下に当接用把持体３０,３０を管継手１２に押し付けると、前記変形許容部材４４の内面の曲率半径が大きくなる方向に変形し、これによって周方向に離間する各当接用把持体３０のチャック面３２が管継手１２の外周面に倣うように当接用把持体３０の姿勢が変化する。すなわち、変形許容部材４４が内面の曲率半径が大きくなる方向に変形することで、２つのチャック面３２,３２で形成される円弧の曲率半径も大きくなって管継手１２の外周面に倣うことで接触面積が拡大する。

実施例７の把持部材４３では、変形許容部材４４を変形させることで、該変形許容部材４４に配設されている当接用把持体３０の姿勢変化を許容して、前記チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うよう構成したので、当接用把持体３０として、剛性が高く摩耗の少ない材料を用いることができ、当接用把持体３０の耐久性を向上し得る。また、変形許容部材４４の剛性によって、各当接用把持体３０を管継手１２に適切な力で当接させることができる。

図１３に示す実施例８に係る把持部材４５は、実施例２の把持部材３５と実施例７の把持部材４３とを組み合わせた構成が採用されたものであって、変形許容部材４４と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間に画成された前記空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６が充填されている。すなわち、実施例８の把持部材４５では、前記実施例２および７の把持部材３５,４３が奏する夫々の作用効果が得られる。なお、実施例８の把持部材４５における変形許容部材４４の変形能は、当接用把持体３０の変形能と同等または高く設定されて、該当接用把持体３０より変形許容部材４４の方が変形し易く設定されると共に、該変形許容部材４４の変形に伴って弾性変形した弾性部材３６によって当接用把持体３０をバックアップして、該当接用把持体３０を管継手１２に適切な力で当接させ得るようになっている。

図１４に示す実施例９に係る把持部材５７は、前記実施例７の把持部材４３における当接用把持体３０の形状を変更したものである。実施例９では、変形許容部材４４における径方向の内側に、キー部材３３の支持位置および該支持位置の周方向の両側に臨む空間３４,３４の径方向内側に臨む長さ(周方向の長さ)に設定された弧状に形成された１つの当接用把持体３０が、周方向への移動が規制された状態で配設されている。当接用把持体３０は、変形許容部材４４より径方向の厚みを薄くした弧状に形成されたものであって、該当接用把持体３０の内側に形成されたチャック面３２の曲率半径は、当接用把持体３０に負荷が加わっていない状態で管継手１２における外周面の曲率半径より小さくなるよう設定されている。そして、実施例９に係る把持部材５７では、実施例７と同様に、変形許容部材４４を変形させることで、該変形許容部材４４に配設されている当接用把持体３０の姿勢変化を許容するよう構成して、前記チャック面３２を管継手１２の外周面に倣うように当接させ得るようにしている。

ここで、実施例９に係る把持部材５７のように変形許容部材４４に１つの当接用把持体３０を配設する構成では、該当接用把持体３０のチャック面３２を管継手１２の外周面に倣うよう当接させるために、該当接用把持体３０自体も変形させる必要がある。そこで、硬度が高い材料の変形能を向上させるために当接用把持体３０の厚みを薄くしているが、該当接用把持体３０を変形許容部材４４で保持しているので、該変形許容部材４４の剛性によって当接用把持体３０のチャック面３２を管継手１２の外周面に適切な力で当接させることができる。すなわち、管継手１２を適切な力で把持し得る当接用把持体３０を薄くし得るので、把持部材５７の薄型化を図って装置の小型化を図り得る。なお、実施例９に係る把持部材５７において、変形許容部材４４と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間に画成された空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６を充填した構成を採用し得る。ちなみに、実施例９に係る把持部材５７では、変形許容部材４４および当接用把持体３０の変形能を同等とする一方で、変形許容部材４４の剛性(断面係数)を当接用把持体３０より高く設定することで、変形許容部材４４の変形により当接用把持体３０のチャック面３２を管継手１２の外周面に倣わせると共に適切な力で把持させ得るようにしている。

図１５に示す実施例１０に係る把持部材４６は、支持用把持体３１における機械中心を向く内側に、内側に開口する規制凹部４７が、管継手１２の軸方向に延在するように形成されている。そして、支持用把持体３１に対して当接用把持体３０は、該当接用把持体３０における径方向の外部側が規制凹部４７に嵌挿されて周方向への移動が規制された状態で支持されている。また、当接用把持体３０と支持用把持体３１との対向面の周方向の中央部に、両把持体３０,３１に当接する当接部材(伝達部)４８が設けられ、前記油圧シリンダ２３の付勢力(駆動力)は、支持用把持体３１および当接部材４８を介して当接用把持体３０の周方向の中央部に伝達されるよう構成されている。

また、前記把持部材４６は、当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間に、該当接用把持体３０の変形を許容するための空間３４が、前記当接部材４８の支持位置を挟む周方向の両側に夫々画成されている。

実施例１０の把持部材４６では、前記油圧シリンダ２３の付勢力によって支持用把持体３１および当接部材４８を介して当接用把持体３０を管継手１２に押し付けると、前記実施例１の把持部材２１と同様に、当接用把持体３０におけるチャック面３２の曲率半径が大きくなる方向への当該当接用把持体３０の変形が前記空間３４,３４によって許容される。そして、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うことで、該チャック面３２と管継手１２との接触面積が拡大し、把持部材４６での把持力を向上し得る。

図１６に示す実施例１１に係る把持部材４９は、実施例２の把持部材３５と実施例１０の把持部材４６とを組み合わせた構成が採用されたものであって、支持用把持体３１に対して径方向の外部側が規制凹部４７に嵌挿されて周方向への移動が規制された状態で支持された当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向の対向面間に画成された前記空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６が充填されている。すなわち、実施例１１の把持部材４９では、前記実施例２および１０の把持部材３５,４６が奏する夫々の作用効果が得られる。

図１７に示す実施例１２に係る把持部材５０は、実施例３の把持部材３７と実施例１０の把持部材４６とを組み合わせた構成が採用されたものであって、支持用把持体３１に形成した規制凹部４７に径方向の外部側が嵌挿された当接用把持体３０に、径方向の外側に開口するスリット(溝部)３８が軸方向に沿って延在するように形成されている。すなわち、実施例１２の把持部材５０では、前記実施例３および１０の把持部材３７,４６が奏する夫々の作用効果が得られる。

図１８に示す実施例１３に係る把持部材５１は、実施例２の把持部材３５と実施例１２の把持部材５０とを組み合わせた構成が採用されたものであって、支持用把持体３１に形成した規制凹部４７に径方向の外部側が嵌挿された当接用把持体３０に、径方向の外側に開口するスリット(溝部)３８が軸方向に沿って延在するように形成されると共に、当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向の対向面間に画成された前記空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６が充填されている。すなわち、実施例１３の把持部材５１では、前記実施例２および１２の把持部材３５,５０が奏する夫々の作用効果が得られる。

図１９に示す実施例１４に係る把持部材５２は、実施例５の把持部材４０と実施例１０の把持部材４６とを組み合わせた構成が採用されたものであって、支持用把持体３１に形成した規制凹部４７に径方向の外部側が嵌挿された当接用把持体３０に、径方向の外側に開口する凹部(溝部)４１が軸方向に沿って延在するように形成されている。すなわち、実施例１４の把持部材５２では、前記実施例５および１０の把持部材４０,４６が奏する夫々の作用効果が得られる。

図２０に示す実施例１５に係る把持部材５３は、実施例２の把持部材３５と実施例１４の把持部材５２とを組み合わせた構成が採用されたものであって、支持用把持体３１に形成した規制凹部４７に径方向の外部側が嵌挿された当接用把持体３０に、径方向の外側に開口する凹部(溝部)４１が軸方向に沿って延在するように形成されると共に、当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向の対向面間に画成された前記空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６が充填されている。すなわち、実施例１５の把持部材５３では、前記実施例２および１４の把持部材３５,５２が奏する夫々の作用効果が得られる。

図２１に示す実施例１６に係る把持部材５４は、支持用把持体３１における機械中心を向く内側に、内側に開口する規制凹部４７が、管継手１２の軸方向に延在するように形成されている。そして、支持用把持体３１における規制凹部４７の内部に、変形許容部材４４が周方向への移動が規制された状態で支持されている。また、変形許容部材４４と支持用把持体３１との径方向の対向面の幅方向の中央に、変形許容部材４４と支持用把持体３１とに当接する当接部材(伝達部)４８が設けられ、前記油圧シリンダ２３の付勢力(駆動力)は、支持用把持体３１および当接部材４８を介して変形許容部材４４に伝達されるよう構成されている。規制凹部４７に収容された変形許容部材４４と支持用把持体３１との径方向の対向面間に、該変形許容部材４４の変形を許容するための空間３４,３４が、前記当接部材４８の支持位置を挟む周方向の両側に画成されている。

図２１に示す如く、前記支持用把持体３１における規制凹部４７に、変形許容部材４４の径方向の内側に位置するように複数(図示例では２つ)の当接用把持体３０が周方向に並んだ状態で径方向の外部側が嵌挿されて、該当接用把持体３０は支持用把持体３１に対して周方向への移動が規制された状態で支持されている。実施例１６の把持部材５４では、前記実施例７の把持部材４３と同様に、変形許容部材４４に負荷が加わっていない状態で、２つの当接用把持体３０,３０のチャック面３２,３２で形成される円弧の曲率半径が、管継手１２における外周面の曲率半径より小さくなるよう設定されている。また、各当接用把持体３０のチャック面３２についても、該当接用把持体３０に負荷が加わっていない状態での曲率半径が、管継手１２における外周面の曲率半径より小さく設定されている。そして、実施例１６の把持部材５４においても、変形許容部材４４が変形することで、当接用把持体３０,３０のチャック面３２,３２が管継手１２の外周面に倣うのを許容するよう構成されている。

すなわち、実施例１６の把持部材５４では、前記油圧シリンダ２３の付勢力によって支持用把持体３１および当接部材４８を介して変形許容部材４４を管継手１２に近接すると、該変形許容部材４４に配設されている各当接用把持部３０のチャック面３２が部分的に管継手１２に当接する。そして、更に油圧シリンダ２３の付勢下に当接用把持体３０,３０を管継手１２に押し付けると、前記変形許容部材４４の内面の曲率半径が大きくなる方向に変形し、これによって周方向に離間する各当接用把持体３０のチャック面３２が管継手１２の外周面に倣うように当接用把持体３０の姿勢が変化する。すなわち、変形許容部材４４が内面の曲率半径が大きくなる方向に変形することで、２つのチャック面３２,３２で形成される円弧の曲率半径も大きくなって管継手１２の外周面に倣うことで接触面積が拡大する。なお、変形許容部材４４の変形は、該変形許容部材４４と支持用把持体３１との対向面間に画成される空間３４,３４によって許容される。

実施例１６の把持部材５４では、変形許容部材４４を変形させることで、該変形許容部材４４に配設されている当接用把持体３０の姿勢変化を許容して、前記チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うよう構成したので、当接用把持体３０として、剛性が高く摩耗の少ない材料を用いることができ、当接用把持体３０の耐久性を向上し得る。

図２２に示す実施例１７に係る把持部材５５は、実施例２の把持部材３５と実施例１６の把持部材５４とを組み合わせた構成が採用されたものであって、規制凹部４７に収容された変形許容部材４４と支持用把持体３１との径方向の対向面間に画成された前記空間３４,３４に、弾性変形可能な弾性部材３６が充填されている。すなわち、実施例１７の把持部材５５では、前記実施例２および１６の把持部材３５,５４が奏する夫々の作用効果が得られる。なお、実施例１７の把持部材５５においても、当接用把持体３０より変形許容部材４４の方が変形し易く設定されて、該変形許容部材４４の変形に伴って弾性変形した弾性部材３６によって当接用把持体３０をバックアップして、該当接用把持体３０を管継手１２に適切な力で当接させ得るようになっている。

図２３に示す実施例１８に係る把持部材５６は、支持用把持体３１における機械中心を向く内側に、内側に開口する規制凹部４７が、管継手１２の軸方向に延在するように形成されている。そして、支持用把持体３１における規制凹部４７の内部に、当接用把持体３０における径方向の外部側が嵌挿されて、支持用把持体３１に対して当接用把持体３０は周方向への移動が規制された状態で支持されている。また、規制凹部４７の内部において支持用把持体３１と当接用把持体３０との径方向に対向する対向面間の全体に弾性部材３６が介挿されており、該弾性部材３６の弾性変形によって当接用把持体３０の変形が許容されるように構成されている。

すなわち、実施例１８の把持部材５６では、前記油圧シリンダ２３の付勢力によって支持用把持体３１および弾性部材３６を介して当接用把持体３０を管継手１２に押し付けると、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うように当接用把持体３０が変形する。当接用把持体３０の変形は、該当接用把持体３０と支持用把持体３１との対向面間に充填されている弾性部材３６が弾性変形することで許容される。実施例１８の把持部材５６では、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うことで、該チャック面３２と管継手１２との接触面積が拡大し、把持部材４６での把持力を向上し得る。また、当接用把持体３０に作用する力を弾性部材３６を介して支持用把持体３１で受けることができるので、弾性部材３６のバックアップによって当接用把持体３０を管継手１２に適切な力で当接させ得る。実施例１８の把持部材５６では、弾性部材３６が、油圧シリンダ２３の付勢力(駆動力)を当接用把持体３０に伝達する伝達部としての機能、および当接用把持体３０の変形を許容する変形許容部材としての機能を有している。

図２４に示す実施例１９に係る把持部材５８は、支持用把持体３１の内側にキー材５９が配設されると共に、該支持用把持体３１の内側に位置する当接用把持体３０には前記キー材５９が嵌挿されるキー溝６０が形成されており、キー溝６０にキー材５９を嵌挿することで、支持用把持体３１に対して当接用把持体３０は周方向への移動が規制された状態で支持されている。また、キー材５９の径方向内側の面とキー溝６０の対向する底面との間には隙間６１が画成されており、支持用把持体３１に対して当接用把持体３０が隙間６１の分だけ近接し得るよう構成されている。実施例１９に係る把持部材５８では、当接用把持体３０に形成されたチャック面３２の曲率半径は、管継手(被把持部材)１２の外周面の曲率半径より大きく設定されており、チャック面３２の曲率半径が小さくなる方向に当接用把持体３０が変形(変化)することで、該チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うよう構成される。

前記支持用把持体３１の内端部には、前記キー材５９を挟む両端部に、当接用把持体３０の外端部に当接する当接部(伝達部)６２,６２が設けられており、実施例１９では、油圧シリンダ２３によって支持用把持体３１に加えられる押圧力(駆動力)は、両当接部６２,６２によって当接用把持体３０の周方向の両端部に伝達されるようになっている。また、キー材５９と各当接部６２との間における当接用把持体３０と支持用把持体３１との径方向に対向する対向面間に、空間３４,３４が画成されている。すなわち、油圧シリンダ２３の付勢下に支持用把持体３１を介して当接用把持体３０が管継手１２に押し付けられた際に、支持用把持体３１に加えられる押圧力が両当接部６２,６２によって当接用把持体３０の周方向の両端部に加えられることで、該当接用把持体３０のチャック面３２の曲率半径が小さくなる変形が前記空間３４,３４で許容されるようになっている。そして、チャック面３２の曲率半径が管継手１２の外周面に倣うように当接用把持体３０が変形することで、管継手１２に対するチャック面３２の接触面積が拡大するよう構成される。

前記実施例１９の把持部材５８では、油圧シリンダ２３の付勢力によって支持用把持体３１および当接用把持体３０を管継手１２に近接移動させると、先ず当接用把持体３０のチャック面３２における周方向の中央部が管継手１２の外周面に当接する。そして、油圧シリンダ２３の付勢下に当接用把持体３０を管継手１２に押し付けると、前記当接部６２,６２を介して当接用把持体３０の周方向の両端部に油圧シリンダ２３の付勢力が作用して、該当接用把持体３０のチャック面３２の曲率半径が小さくなる方向に変形する。すなわち、チャック面３２が管継手１２の外周面に倣うように当接用把持体３０が変形し、該チャック面３２と管継手１２との接触面積が拡大するようになっている。

すなわち、前記実施例１〜１８では、当接用把持体３０のチャック面３２の曲率半径を管継手(被把持部材)１２の外周面の曲率半径より小さく設定して、該チャック面３２の曲率半径が大きくなる方向に当接用把持体３０を変形させることで、該チャック面３２を管継手１２の外周面に倣わせるようにしたが、実施例１９では、当接用把持体３０のチャック面３２の曲率半径を管継手(被把持部材)１２の外周面の曲率半径より大きく設定して、該チャック面３２の曲率半径が小さくなる方向に当接用把持体３０を変形させることで、該チャック面３２を管継手１２の外周面に倣わせるように構成されている。このように、チャック面３２の曲率半径が小さくなる方向に当接用把持体３０を変形させることで該チャック面３２を管継手１２の外周面に倣わせる構成は、実施例２〜１８の各実施例において、チャック面３２の曲率半径を管継手(被把持部材)１２の外周面の曲率半径より小さく設定したもとで、支持部用把持体３１から当接用把持体３０に対して油圧シリンダ２３の付勢力を伝達する位置を変更することで採用し得る。

〔変更例〕
本願は、前述した実施例１〜１９の構成に限定されるものでなく、その他の構成を適宜に採用することができる。
(1) 図２５に示す如く、実施例４の把持部材３９において、当接用把持体３０に軽量化を図るための凹部４１を設けるようにしてもよい。また、支持用把持体３１を、分割可能な複数の支持部品３１ａから構成し、各支持部品３１ａを径方向に重ねると共に、各支持部品３１ａ,３１ａ同士をキー部材３３で周方向への移動が規制された状態で連繋する。更に、各支持部品３１ａを相互にネジ止め固定するよう構成する。このように、支持用把持体３１を複数の支持部品３１ａから構成することで、支持部品３１ａ自体は軽量となり、各支持部品３１ａを組み付ける作業が容易となる。
なお、図２５では、支持用把持体３１を２つの支持部品３１ａで構成した場合で説明したが、該支持部品３１ａの数は３つ以上であってもよい。
(2) 実施例１〜１８の各把持部材に採用した構成を、相互に組み合わせることができる。例えば、実施例３の把持部材の当接用把持体に凹部を設けたり、実施例１０,１１,１８の把持部材の当接用把持体にスリットおよび凹部の一方または両方を設けたり、実施例７,８,１６,１７の把持部材の変形許容部材にスリットおよび凹部の一方または両方を設ける構成を採用し得る。また、実施例１９の各把持部材に採用した構成を基本として、実施例２〜１８の各構成を組み合わせた構成を採用し得ることは勿論である。
(3) 実施例１〜１９の各把持部材について、図２５に示すように、支持用把持体を複数の支持部品から構成する構造を採用することができる。
(4) 図８に示す実施例３の把持部材３７では、当接用把持体３０に、径方向の外側に開口するスリット(溝部)３８を形成したが、図２６に示す変更例のように、スリット３８を当接用把持体３０の径方向の内側に開口するように形成してもよい。また、当接用把持体３０に複数のスリット３８を形成する場合に、径方向の外側に開口するスリット３８と径方向の内側に開口するスリット３８とを組み合わせることができる。なお、当接用把持体３０に、径方向の外側に開口するスリット３８を形成する構成を他の実施例と組み合わせ得ることは勿論である。
(5) 当接用把持体に設けるスリットの数は、２つに限らず１つまたは３つ以上であってもよい。また、スリットを複数設ける場合に、当接用把持体の径方向の厚みに応じて各スリットの深さを変えることで、被把持部材に対する所要の把持力が得られる剛性を確保しつつ変形の容易化を図る構成を採用し得る。

(6) 当接用把持体のチャック面については、溶射、その他の表面処理によって細かな凹凸形状としてもよく、または凹凸がないものであってもよい。
(7) 支持ユニットに配設される把持部材の数は、６つに限られるものでなく、円筒状の管継手または管体を安定して把持し得る数であれば、少なくとも３つ以上であればよい。
(8) 移動手段としての油圧シリンダは、シリンダ本体を支持ユニット(スペーサ)に配設して、ピストンロッドを把持部材に連結する構成を採用し得る。
(9) 各実施例では、円筒状の管継手または管体を把持する場合で説明したが、チャッキング装置により把持する対象は、棒材や線材等の中実な円柱状の被把持部材であってもよい。
(10) 各実施例では、把持部材を油圧シリンダによって直接径方向に移動させるよう構成したが、リンク機構や楔機構を油圧シリンダで作動することで把持部材を径方向に移動させる構成や、モータとリンク機構を組み合わせた機構等、各種公知の手段を把持部材の移動手段として採用し得る。

１１ 管体(被把持部材)
１２ 管継手(被把持部材)
２１,３５,３７,３９,４０,４２,４３,４５,４６,４９,５０,５１,５２,５３,
５４,５５,５６,５７,５８ 把持部材
２２ 支持ユニット
２３ 油圧シリンダ(移動手段)
３０ 当接用把持体
３１ 支持用把持体
３２ チャック面
３３ キー部材(伝達部)
３４ 空間
３６ 弾性部材
３８ スリット(溝部)
４１ 凹部(溝部)
４４ 変形許容部材
４８ 当接部材(伝達部)
６２ 当接部(伝達部)

Claims (7)

1. 円柱または円筒状の被把持部材を把持するチャッキング装置であって、
   前記被把持部材が挿通される支持ユニットと、
   前記支持ユニットに挿通された被把持部材の周囲に位置するように該支持ユニットに周方向に一定間隔で配置されると共に径方向に移動自在に支持され、前記被把持部材の外周面を向く径方向の内側に、該被把持部材の外周面の曲率半径と異なる曲率半径に設定された弧状のチャック面が形成された複数の把持部材と、
   前記把持部材を径方向に移動させる移動手段とを備え、
   前記把持部材は、
   前記チャック面が形成された当接用把持体と、
   前記当接用把持体の径方向外側に位置して前記移動手段に連繋され、該移動手段の駆動によって当接用把持体を前記支持ユニットに挿通された被把持部材に対して近接・離間移動させる支持用把持体とを備え、
   前記支持用把持体に対して前記当接用把持体は、前記チャック面が被把持部材の外周面に倣うような変化が許容された状態で支持され、
   前記移動手段の駆動により前記支持用把持体を介して当接用把持体が被把持部材に押し付けられた際に、前記チャック面が被把持部材の外周面に倣うように該当接用把持体が支持用把持体に対して変化することで、該チャック面と被把持部材との接触面積が拡大されるよう構成された
   ことを特徴とするチャッキング装置。
2. 前記当接用把持体と支持用把持体との径方向に対向する対向面間に設けられ、該支持用把持体に加えられる前記移動手段の駆動力を当接用把持体に伝達する伝達部と、
   前記当接用把持体と支持用把持体との径方向に対向する対向面間に画成され、前記チャック面が被把持部材の外周面に倣うような当接用把持体の変形を許容する空間とを備える請求項１記載のチャッキング装置。
3. 前記空間に充填され、前記当接用把持体の変形に伴って弾性変形可能な弾性部材を備える請求項２記載のチャッキング装置。
4. 前記当接用把持体と支持用把持体との径方向に対向する対向面間に弾性変形可能な弾性部材が配設され、前記チャック面が被把持部材の外周面に倣うような当接用把持体の支持用把持体に対する姿勢変化が、前記弾性部材の弾性変形によって許容されるよう構成された請求項１記載のチャッキング装置。
5. 前記当接用把持体における径方向の外側または内側に開口する溝部が、前記被把持部材の軸方向に沿って延在するように該当接用把持体に形成されている請求項１〜４の何れか一項に記載のチャッキング装置。
6. 前記当接用把持体と支持用把持体との径方向に対向する対向面間に変形許容部材が設けられ、前記チャック面が被把持部材の外周面に倣うような当接用把持体の支持用把持体に対する姿勢変化が、前記変形許容部材の変形によって許容されるよう構成された請求項１記載のチャッキング装置。
7. 前記変形許容部材と支持用把持体との径方向に対向する対向面間に画成された空間に、前記変形許容部材の変形に伴って弾性変形可能な弾性部材が充填されている請求項６記載のチャッキング装置。

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