JP3197038U - フランジ接合補助具 - Google Patents

Abstract

【課題】各フランジの接合面の位置ずれや各ボルト孔のフランジ軸線回りの位置ずれを簡単に補正でき、各フランジの位置合わせが一人でも可能で、かつ作業時間も短縮可能なフランジ接合補助具を提供する。【解決手段】ねじ軸１６の回転に伴い、少なくとも一方のクランプ部材１９，２１が移動することにより、一対のクランプ部材１９，２１同士が接近または離隔するようにねじ軸１６にクランプ部材１９，２１を設ける。ねじ軸１６の回転によるクランプ部材１９，２１の回動を規制するガイド部材２３を備える。一対のクランプ部材１９，２１によってフランジを接合した際に、ボルト孔を掛止する掛止部材１８を一対のクランプ部材１９，２１に設ける。【選択図】図１

Description

この考案は、フランジ接合補助具、詳しくは連通される管体同士のフランジ接合を補助するフランジ接合補助具に関する。

セメント製造設備により製造されたセメントは、セメント工場からサービスステーションと呼ばれる流通基地まで、セメントタンカーにより内航輸送される場合がある。サービスステーションでは、セメントタンカーの着岸後、船倉内のセメントが揚げ荷役される。具体的には、セメントタンカーの甲板に立設されたデッキクレーンによって、管径（内径）４０ｃｍ程度の圧送ホースを吊り上げ、その後、この圧送ホースの先端部を、岸壁に突設された陸上圧送管の基端部に、フランジ同士を重ね合わせてボルト締結するフランジ接合を行う。次に、船体に配備されたエアスライダおよび圧送ポンプを作動することにより、セメントタンカーの船倉に貯蔵されたセメントを、圧送ホース、陸上圧送管を順次経て、陸上のセメントサイロまで圧送する（例えば特許文献１）。

ところで、圧送ホースと陸上圧送管とをフランジ接合する際には、各フランジの接合面（シール面）の位置ずれや、各フランジに周方向へ均等な間隔で形成された多数のボルト孔のフランジ軸線回りの位置ずれ（フランジの周方向の位置ずれ）を補正した後でなければ、ボルト締結を行うことができない。そこで、従来は圧送ホースにチェーンブロックを取り付けるとともに、このチェーンブロックにチェーンを引っ掛け、これをチェーンを所定方向に引っ張ることによってこれらの位置ずれを補正し、その後、各ボルト孔に複数本のボルトを挿入し、ラチェットレンチによりこれらに各ナットを螺合し、各フランジをボルト締結していた。

特開２００９−０６７２７８号公報

しかしながら、従来の圧送ホースと陸上圧送管とのフランジ接合方法では、各フランジの接合面（シール面）の位置ずれや、各フランジに周方向へ均等な間隔で形成された多数のボルト孔のフランジ軸線回りの位置ずれこれらの位置合わせに複数人の作業員が必要であるとともに、作業が面倒で長時間かかっていた。

考案者は鋭意研究の結果、各フランジに形成されたボルト孔に掛止される掛止ピンを有する一対のクランプ部材により各フランジの接合面の位置ずれや、各フランジの周方向の位置ずれを防ぐことができれば、各フランジに配設されたボルト孔に、複数のボルトを簡単に挿通してナット締めできることを知見し、この考案を完成させた。

この考案は、各フランジの接合面の位置ずれや各ボルト孔のフランジ軸線回りの位置ずれを防止することができ、これにより各フランジの位置合わせが一人でも可能で、かつ作業時間も短縮することができるフランジ接合補助具を提供することを目的としている。

請求項１に記載の考案は、複数のボルト孔が形成されたフランジを管端に有する管体同士を、ボルトおよびナットを用いてフランジ接合する際に使用されるフランジ接合補助具において、ねじ軸と、前記ねじ軸にそれぞれ支持されるとともに、該ねじ軸の回転に伴って少なくとも一方が前記ねじ軸の軸線方向に移動可能な一対のクランプ部材と、前記一対のクランプ部材にそれぞれ設けられ、前記ボルト孔に掛止される掛止ピンと、前記クランプ部材が移動する際、前記ねじ軸を中心とする前記クランプ部材の回動を規制するガイド部材とを有し、前記ねじ軸の回転によって、前記一対のクランプ部材同士が接近または離隔するフランジ接合補助具である。

請求項１に記載の考案によれば、一対の管体のフランジ同士を近づけ、対峙する一対のボルト孔のみに１本のボルトを挿通し、これにナットを緩く螺合する。このとき、各フランジは、ボルト連結された一端部同士が近接し、その反対側の他端部に向かって徐々に離反した状態となっている。
次に、一対のフランジのボルト孔に、一対のクランプ部材の掛止ピンをそれぞれ掛止する。この状態で、ねじ軸をクランプ接近方向に回転させることにより、一対のクランプ部材が互いに近づいていき、最終的に各フランジの接合面同士が当接する。

このとき、接合された一対のフランジは、あらかじめ各フランジの一端部が緩くボルト連結され、かつこのフランジ接合補助具によって、各フランジの他端部が一対のクランプ部材の掛止ピンによりピン連結されている。そのため、各フランジに形成された全てのボルト孔は、対応するもの同士が連通状態となっている。そこで、各対応するボルト孔に複数のボルトを挿通し、これらにナットを螺合することで、各フランジをボルト連結する。
これにより、各フランジの接合面の位置ずれや、各フランジに周方向へ均等な間隔で形成された各ボルト孔の位置ずれを簡単に補正することができ、その結果、各フランジの位置合わせが一人でも可能となり、また一対の管体のフランジ接合作業の時間短縮も図ることができる。
ここでいう「各フランジの接合面の位置ずれ」とは、フランジ接合時に発生する一方のフランジの外周縁と、他方のフランジの外周縁との位置ずれ（各フランジの芯合わせ時の面的な位置ずれ）である。
ここでいう「各フランジに周方向へ均等な間隔で形成された各ボルト孔のフランジ軸線回りの位置ずれ」とは、フランジ接合時に発生する一方のフランジの各ボルト孔と、他方のフランジの各ボルト孔とのフランジ軸線を中心とした角度ずれである。

フランジ接合補助具とは、一対の管体をフランジ接合するにあたって、各フランジの接合面同士の位置ずれと、各フランジに形成された各ボルト孔同士のフランジ軸線回りの位置ずれとを防止するための治具である。
管体としては、例えば、剛体の金属パイプのほか、ゴムや軟質合成樹脂といった柔軟素材からなるホースを採用することができる。
管体の管径（内径）は任意であるが、管径が２０ｃｍ以上の大型のものの方が、この考案の効果が顕著となる。
管体を流れる流体としては、例えば、セメント、フライアッシュ、小麦粉などの粉体が挙げられる。その他、水、オイル、石油などの液体や、米、麦といった穀物などの粒体でもよい。

ねじ軸の直径は任意である。例えば１０〜５０ｍｍである。
ねじ軸の長さは任意であるものの、取り扱いの容易さを考慮すれば、３０〜１００ｃｍが好ましい。
ねじ軸に形成されるねじ山は、ねじ軸の表面全域に渡って形成されていてもよく、表面の一部にねじ山が形成されていてもよい。ただし、ねじ山が形成されていない領域の長さが、一対のフランジの厚さの合計および一対のクランプ部材のうちの一方の厚さを足し合わせた長さより短い必要がある。このようにしなければ、ねじ軸の回転のみでは一対のフランジを挟持することができないからである。

ガイド部材は、クランプ部材の移動を案内するとともに、クランプ部材の移動の際に、クランプ部材がねじ軸を中心とする回動を規制する部材である。
ガイド部材（ガイド方法）の種類は任意であり、ガイドロッド（クランプ部材にガイド孔を形成し、ガイドロッドを挿入するし、一対のクランプ部材がガイドロッドの軸線方向に移動する形式）、ガイドレール（クランプ部材にランナー部を形成し、ランナー部がガイドレールに沿って移動する形式）などがある。
ガイド部材の長さは、ねじ部材の長さと略同じである。
ガイド部材には、一対のクランプ部材のうちの一方が固定されてもよい。

各クランプ部材、各掛止ピンおよびガイド部材の素材としては、例えば鉄、鋼、アルミニウム合金などの各種金属を採用することができる。
各クランプ部材の形状は任意である。例えば、矩形状、楕円状、舌片状などを採用することができる。
各クランプ部材における掛止ピンの本数は特に問わず、１本であってもよく複数本であってもよい。掛止ピンが複数本の場合、各掛止ピンの離間距離は、適用される管体のフランジに形成されたボルト孔の離間距離（ピッチ）に応じて適宜変更される。

請求項１に記載の考案によれば、一対の管体のフランジ同士を近づけ、対峙する一対のボルト孔のみに１本のボルトを挿通し、これにナットを緩く螺合する。このとき、各フランジは、ボルト連結された一端部同士が近接し、その反対側の他端部に向かって徐々に離反した状態となっている。
次に、一対のフランジのボルト孔に、一対のクランプ部材の掛止ピンをそれぞれ掛止する。この状態で、ねじ軸をクランプ接近方向に回転させることにより、一対のクランプ部材が互いに近づいていき、最終的に各フランジの接合面同士が当接する。

このとき、一対のフランジは、各フランジの一端部が緩くボルト連結され、かつ各フランジの他端部が一対のクランプ部材の掛止ピンによりピン連結されている。すなわち、多数の対配置されたボルト孔のうち、ボルトが挿通されたボルト孔と掛止ピンが掛止されたボルト孔の少なくとも２箇所のボルト孔が一致しているため、必然的に対応する全てのボルト孔は連通状態となる。そこで、重なり合うボルト孔に複数のボルトを挿通し、これらをナット締めすることで、一対の管体がフランジ接合される。
これにより、各フランジの接合面同士の位置ずれや、各フランジに形成された各ボルト孔のフランジ軸線回りの位置ずれを簡単に防止することができる。その結果、各フランジの位置合わせが一人でも可能となり、また各管体のフランジ接合作業の時間も短縮することができる。

この考案の実施例１に係るフランジ接合補助具の斜視図である。 この考案の実施例１に係るフランジ接合補助具の使用状態の全体斜視図である。 この考案の実施例１に係るフランジ接合補助具の側面図である。 この考案の実施例１に係るフランジ接合補助具の平面図である。

以下、この考案の実施例を具体的に説明する。ここでは、セメントタンカーの揚げ荷役作業で使用されるフランジ接合補助具を例とする。

図１および図２において、１０はこの考案の実施例１に係るフランジ接合補助具（以下、補助具）で、この補助具１０は、セメントタンカーＴの船倉に貯蔵されたセメントを船外に排出する圧送ホース（管体）１１と、サービスステーションのセメントサイロから延びた陸上圧送管（管体）１２とを、複数対のボルトＢおよびナットＮによりフランジ接合する際に使用され、かつ各フランジ１１Ａ，１２Ａの接合面の位置ずれと、各フランジ１１Ａ，１２Ａに周方向へ均等な間隔で形成された各ボルト孔１３のフランジ軸線回りの位置ずれとを補正して各フランジ１１Ａ，１２Ａを突き合わせるための治具である。圧送ホース１１と陸上圧送管１２との管径は３５ｃｍで、各フランジ１１Ａ，１２Ａは外径が４０ｃｍ、厚さが２４ｍｍである。各ボルト孔１３の直径は２５ｍｍ、各ボルト孔１３の形成数は１２個である。

図１、図３および図４に示すように、補助具１０は、一端側（上端側）に右ねじ部１４が形成され、かつ他端側（下端側）に左ねじ部１５が形成された左右同軸ねじ１６と、右ねじ部１４に螺合される右ナット部１７が長さ方向の中間部に設けられ、かつ先端部に、フランジ１１Ａの隣接する２つのボルト孔１３に掛止される一対の掛止ピン１８が離間して配設された右クランプ部材１９と、左ねじ部１５に螺合される左ナット部２０が長さ方向の中間部に設けられ、かつ先端部に、フランジ１２Ａの隣接する２つのボルト孔１３に掛止される一対の別の掛止ピン１８Ａが離間して配設された左クランプ部材２１と、長さ方向の一端部が、右クランプ部材１９の基端部に固定され、かつ長さ方向の他端部が、左クランプ部材２１の基端部に形成されたガイド孔２２にスライド自在に挿通されるガイドロッド２３とを備えたものである。

左右同軸ねじ１６は、全長が約５０ｃｍ、直径が約３０ｍｍのもので、長さ方向の中央部を除き、一端側に右ねじ部１４が形成され、かつ他端側に左ねじ部１５が形成されている。左右同軸ねじ１６の長さ方向の両端部には、一対の固定ナット２４が配設されている。
右クランプ部材１９および左クランプ部材２１は、長さ方向の先端側が幅広で、かつ長さ方向の基端側が徐々に幅狭となった平面視して略舌片状の厚肉な板材である。各掛止ピン１８，１８Ａは、各クランプ部材１９，２１の先端側の各角部の内面（対峙面）に突設されている。各掛止ピン１８，１８Ａは、フランジ１１Ａ，１２Ａの厚さより長さが短い２２ｍｍ、直径がボルト孔１３の直径より短い１７ｍｍである。各掛止ピン１８，１８Ａの先端部のうち、各クランプ部材１９，２１の長さ方向の外側の部分は、各ボルト孔１３への抜き差しが容易なように傾斜カットされている。
各クランプ部材１９，２１の長さ方向の中間部には、対応するナット部１７，２０の嵌入孔１９ａ，２１ａがそれぞれ形成されている。また、右クランプ部材１９の基端部には、小径な貫通孔１９ｂが形成されている。

右ナット部１７および左ナット部２０は、対応するクランプ部材１９，２１の嵌入孔１９ａ，２１ａに、その表裏面を貫通して嵌入されている。各ナット部１７，２０は、各クランプ部材１９，２１の外面から突出した大径部２５と、各クランプ部材１９，２１の内面から突出した小径部２６とを有している。右ナット部１７の内周部には、左右同軸ねじ１６の右ねじ部１４に螺合する右回りの内ねじが形成されている。また、左ナット部２０の内周部には、左右同軸ねじ１６の左ねじ部１５に螺合する左回りの内ねじが形成されている。各大径部２５の外面には、円板状の蓋板２７がそれぞれビス止めされている。
ガイドロッド２３は、直径が１７ｍｍ、長さが４５ｃｍの棒材である。ガイドロッド２３の一端部には、前記貫通孔１９ｂに挿通され、かつ先端部が右クランプ部材１９の外面から突出する小径ねじ部２３ａが形成されている。この小径ねじ部２３ａに小径ナット２８を螺合することで、ガイドロッド２３が右クランプ部材１９の基端部に片持ち状態で固定される。

次に、図１〜図４を参照して、この考案の実施例１に係るフランジ接合補助具１０の使用方法を説明する。
図１に示すように、まず、セメントタンカーＴのサービスステーションへの着岸後、セメントタンカーＴの甲板に立設されたデッキクレーンＣによって圧送ホース１１を吊り上げ、その後、圧送ホース１１の先端部を、岸壁の路面から突設した陸上圧送管１２の基端部にフランジ接合する。

具体的には、図１、図３および図４に示すように、圧送ホース１１と陸上圧送管１２とのフランジ１１Ａ，１２Ａ同士を近づけ、フランジ１１Ａ，１２Ａの一端部において、対峙する一対のボルト孔１３のみに１本のボルトＢを挿通し、これにナットＮを緩く螺合する（図３）。このとき、各フランジ１１Ａ，１２Ａは、この緩解状態でボルト連結された一端部同士が近接し、その反対側の他端部に向かって徐々に離反した状態となっている。
次に、フランジ１１Ａの他端部において、隣接した２つのボルト孔１３に、右クランプ部材１９の２つの掛止ピン１８を掛止し、かつフランジ１２Ａの他端部において、隣接した２つのボルト孔１３に、左クランプ部材２１の２つの別の掛止ピン１８Ａを掛止する。この状態で、一方の固定ナット２４を介して、ラチェットレンチにより左右同軸ねじ１６をクランプ接近方向に回転させる。これにより、右クランプ部材１９と左クランプ部材２１とが徐々に近づいて行き、最終的に各フランジ１１Ａ，１２Ａの接合面同士が当接する（図３の二点鎖線）。

このとき、突き合わされた一対のフランジ１１Ａ，１２Ａは、あらかじめ各フランジ１１Ａ，１２Ａの一端部が緩くボルト連結され、かつ各フランジ１１Ａ，１２Ａの他端部が左右一対のクランプ部材１９，２１の二対の掛止ピン１８，１８Ａによりピン連結されている。すなわち、多数の対配置されたボルト孔１３のうち、２組以上のボルト孔１３が一致しているため、必然的に対応する全てのボルト孔１３は連通状態となる。次に、重なり合うボルト孔１３に複数のボルトＢを挿通し、これらにラチェットレンチによりナットＮを螺合することで、圧送ホース１１と陸上圧送管１２とがフランジ接合される。
これにより、各フランジ１１Ａ，１２Ａの接合面同士の位置ずれや、各フランジ１１Ａ，１２Ａに形成された各ボルト孔１３のフランジ軸線回りの位置ずれを簡単に補正することができる。その結果、各フランジ１１Ａ，１２Ａの位置合わせが一人でも可能となり、また圧送ホース１１と陸上圧送管１２とのフランジ接合作業の時間短縮を図ることができる。

この考案のフランジ接合補助具は、連通される管体同士のフランジ接合を補助する技術として有用である。

１０ フランジ接合補助具、
１１ 圧送ホース（管体）、
１１Ａ フランジ、
１２ 陸上圧送管（管体）、
１２Ａ フランジ、
１３ ボルト孔、
１４ 右ねじ部、
１５ 左ねじ部、
１６ 左右同軸ねじ、
１７ 右ナット部、
１８ 掛止ピン、
１８Ａ 別の掛止ピン、
１９ 右クランプ部材、
２０ 左ナット部、
２１ 左クランプ部材、
２２ ガイド孔、
２３ ガイドロッド、
Ｂ ボルト、
Ｎ ナット。

Claims (1)

1. 複数のボルト孔が形成されたフランジを管端に有する管体同士を、ボルトおよびナットを用いてフランジ接合する際に使用されるフランジ接合補助具において、
   ねじ軸と、
   前記ねじ軸にそれぞれ支持されるとともに、該ねじ軸の回転に伴って少なくとも一方が前記ねじ軸の軸線方向に移動可能な一対のクランプ部材と、
   前記一対のクランプ部材にそれぞれ設けられ、前記ボルト孔に掛止される掛止ピンと、
   前記クランプ部材が移動する際、前記ねじ軸を中心とする前記クランプ部材の回動を規制するガイド部材とを有し、
   前記ねじ軸の回転によって、前記一対のクランプ部材同士が接近または離隔するフランジ接合補助具。

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