JP4832267B2 - チェーンクランプ装置 - Google Patents

Description

この発明はチェーンクランプ装置に関し、特に、人が近づき難い環境において使用するのに好適なチェーンクランプ装置に関する。

シンクロトロンなどの素粒子の加速装置においては、内部を真空にして実験を行う管の周囲に電磁石を設置した実験装置ユニットを多数連結して加速装置が構成されている。シンクロトロンなどの実験装置においては、実験装置の稼働に伴って実験装置が放射能を帯び、実験装置に長時間近づいて作業することが困難な状況となる。

一方、従来一般的な管連結方法として、管の端部にフランジという縁を設け、フランジ同士をボルトとナットで締結する方法が採用されていた。ところが、実験装置ユニットを交換する場合などにおいて、上記したような従来のフランジを用いた一般的な管連結構造では、管を分離あるいは連結するために作業員が長時間管の連結部分に接近して作業を行う必要があるという問題点があった。

そこで、例えば下記特許文献１に示すようなチェーンクランプ装置が採用されていた。このクランプチェーン式配管継手は放射線性領域における作業における遠隔操作性を向上させるために着脱操作を簡便にしたものである。ガイドフランジ５と板バネ１２を追設したことによって、開放状態でクランプチェーンを保持可能とし、着脱操作のために管軸方向へ移動可能としたものである。
特開平７−１９０２６４号公報 また、本発明者は例えば下記特許文献２に示すようなチェーンクランプ装置を発明した。このチェーンクランプ装置は、管のフランジと係合する溝を備えた複数個のクランプユニット１１が連結板１２によって１列に連結され、クランプユニット同士の連結手段１４を備え、更に、各クランプユニット１１とピン２１により摺動可能に係合し、弾性変形する棒状バネ部材１５を備えている。

そして、棒状バネ部材１５は、全体形状がＣ字状あるいはＵ字状であり、チェーンクランプ装置１０もほぼその形状を維持する。チェーンクランプ装置１０が管のフランジに装着し易い形状を維持しているので、フランジへの装着や取り外しが容易となり、短時間で作業ができるものである。
特開２００６−０５７６９８号公報

例えば特許文献１に記載されているような従来のチェーンクランプ装置においては、締め付けボルト１本では均等に締まらない、全てのクランプを解放位置まで待避させるためには締め付けボルトを多く回転させる必要があり、作業時間がかかる等の問題点があった。また、特許文献２に記載されているような従来のチェーンクランプ装置においては、作業時間は短縮されるものの、管に接近して作業する必要があるという問題点があった。

この発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解決し、離れた場所から連結／分離作業を行うことができる新規な構造のチェーンクランプ装置を提供することにある。

本発明のチェーンクランプ装置は、管のフランジと係合する溝を備えた複数個のブロックを回動可能な軸と連結板を用いて１列に連結したチェーンと、前記チェーンの端部を伸縮自在に連結する連結手段と、前記チェーンの端部ブロックを移動可能に支持するブロック支持手段を備え、中央に開口部を備えた支持板とを備えたことを主要な特徴とする。

また、前記したチェーンクランプ装置において、前記チェーンは２つに分割されており、一方のチェーンの端部は他方のチェーンの端部と前記連結手段である回動ピンおよび連結ボルトで連結されている点にも特徴がある。また、前記したチェーンクランプ装置において、前記ブロック支持手段は、レール上を摺動可能なリニアガイドおよび前記リニアガイドと前記端部ブロックとを連結するＶ字状の板バネからなる点にも特徴がある。

また、前記したチェーンクランプ装置において、前記リニアガイド、前記板バネ、前記端部ブロックのいずれかがバネによって前記チェーンクランプ装置の解放方向に付勢されている点にも特徴がある。また、前記したチェーンクランプ装置において、前記端部ブロック以外の中間ブロックがバネによって前記チェーンクランプ装置の解放方向に付勢されている点にも特徴がある。

また、前記したチェーンクランプ装置において、前記支持板は略長方形であり、周囲に前記リニアガイド用のレールが固着され、また前記バネの一端が係止されるリブを備えており、更に、前記支持板に回動可能に支持され、前記連結ボルトの頭部と嵌合した回動シャフトを備えている点にも特徴がある。

本発明のチェーンクランプ装置によれば、以下のような効果がある。
（１）本発明のチェーンクランプ装置は長いシャフトの付いたボックスレンチ等を使用することによって遠方から操作可能であるので、実験装置が放射能を帯びていても作業者が大量に被爆すること無く装置の連結、取り外し作業を行うことができる。

（２）２本の連結ボルトを使用することにより、均等な締め付けが可能である。
（３）回動シャフトを管の軸と垂直な面内で任意の方向に向けて取り付け可能である。
（４）構造が簡単であり、安価に製造可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明のチェーンクランプ装置の構成を示す正面図である。本発明のチェーンクランプ装置は、支持板１０および複数のブロック１１、１２、１５、１６を連結板２０および軸２１によって１列に連結したチェーンを備えている。支持板１０は例えばステンレス鋼板製で中央には連結するフランジより僅かに大きな円形の開口部を備え、周囲にはバネやレールを固定するリブが設けられている。

チェーンは上部チェーン（ブロック１１、１２）と下部チェーン（ブロック１５、１６）とに分かれており、それぞれのチェーンは４個のブロックが連結板２０および回動可能な軸２１によって１列に連結されている。各ブロックの内側にはフランジをクランプするための傾斜溝（６０）が形成されている。

上部チェーンの端部ブロック１１と下部チェーンの端部ブロック１５は連結手段である回動ピン２２、２３と連結ボルト４０によって連結されており、連結ボルト４０を回すことによって２つのブロック１１、１５の間隔が変化するようになっている。

また、上部チェーンの端部ブロック１１と下部チェーンの端部ブロック１５はそれぞれボルト２５によって板バネ２４に固着されており、Ｖ字状の板バネ２４はボルトでリニアガイド３１に固着されている。板バネ２４およびリニアガイド３１がブロック支持手段に相当する。

リニアガイド３１はレール３０上を摺動可能であり、かつ支持板１０のリブに一端が固着されたコイルバネ３３、３４によってそれぞれクランプ装置の開放方向に付勢（牽引）されてる。なお、コイルバネ３３、３４の他端はリニアガイド３１、板バネ２４、端部ブロック１１、１５のいずれかに係合していればよい。

板バネ２４のＶ字の角度は、クランプ装置を締めた時に端部ブロック１１、１５と支持板１０のなす角度と等しくなるようにする。板バネ２４はクランプ装置を締めた時には弾性変形によってブロックの管軸方向の位置や支持板１０との角度の僅かなずれを吸収する。また、クランプ装置を緩めた時にはフランジ５１と干渉しないように端部ブロック１１、１５を支持する。

中間ブロック１２、１６の両端部はそれぞれ支持板１０のリブに一端が固着されたコイルバネ２７によってクランプ装置の開放方向に付勢（牽引）されている。このコイルバネ２７によってクランプ装置を緩めた時に中間ブロック１２、１６が後退し、フランジ５１と干渉しないようになっている。

連結ボルト４０の頭部には例えば６角孔が設けられ、回動シャフト４１の端部がこの６角孔に嵌合している。また、連結ボルト４０の端部にはボルト４０が回動ピン２３から抜けないようにストッパー４４が装着されている。ストッパー４４は例えばボルト４０に設けた貫通孔に通した割ピンによって固定されたナットであってもよい。回動シャフト４１は支持板１０に固着された軸受け４３を貫通して上部に延びており、その端部は例えば６角ボルトの端部形状に形成されている。また、回動シャフト４１はコイルバネ４２によって連結ボルト４０方向に押圧されている。

図２は、本発明のチェーンクランプ装置の端部ブロックの構成を示す正面図、側面図および断面図である。なお図２においては、板バネ２４の一部を削除して描いてある。また、図２の中段および下段はそれぞれ上部チェーンの端部ブロック１１および下部チェーンの端部ブロック１５のＢ−Ｂ断面である。

側面がＶ字状の板バネ２４はブロック１１と固着される側の面の中央部に切り欠きが設けられ、二股に分かれている。ブロック１１はボルト２５によって板バネ２４に固着されている。板バネ２４は弾力性のある金属製である。

ブロック１１、１５は金属製の直方体であり、内側にはフランジ５１をクランプするための断面がほぼ台形の傾斜溝６０が形成されている。ブロックの外側にはボルト４０や回動シャフト４１を通すために、回動ピン２２、２３用の溝と連続する凹部６４が設けられ、また側面にはボルト４０を通すために凹部６４と連通する貫通孔６２が形成されている。また、軸２１を通すための孔６１も設けられている。

上部チェーンの端部ブロック１１の溝に嵌合している回動ピン２２は円筒形状で中央部にボルト４０が貫通する孔６３が設けられている。また、下部チェーンの端部ブロック１５の溝に嵌合している回動ピン２３は円筒形状で中央部にボルト４０が嵌合するネジ孔６５が設けられている。回動ピン２２、２３は溝６４の円筒側面形状の底部と回動可能に係合し、板バネ２４によって脱落しないように保持されている。

図３は、本発明のチェーンクランプ装置の使用状態を示す断面図である。この断面図は図１のＡ−Ａ断面を示している。支持板１０は連結すべき管５０の一方に固着されたステー５２に図示しないボルト等によって固着する。ステー５２はチェーンクランプ装置のブロック１１の中心が管５０のフランジ５１の接合面と一致する位置にくるように、管５０の周囲に溶接等によって固着されている。

管を連結する場合には、まず、チェーンクランプ装置を解放しておき、一方のフランジ５１の内側にパッキン５３を装着してから他方のフランジ５１を押し付けてフランジ同士を当接させる。次に、回動シャフト４１の頭部に長いシャフトの付いたボックスレンチ等を接続して２つの回動シャフトをなるべく均等に回転し、チェーンクランプ装置を締める。

管を分離する場合には、回動シャフト４１の頭部に長いシャフトの付いたボックスレンチ等を接続して２つの回動シャフトをなるべく均等に回転し、チェーンクランプ装置を緩めていく。本発明のチェーンクランプ装置は緩めていくとコイルバネ２７、３３、３４による牽引力によって上部チェーンは上部へ、下部チェーンは下部に移動するので、フランジを容易に引き抜くことができる。

以上、説明したように、本発明のチェーンクランプ装置は長いシャフトの付いたボックスレンチ等を使用することによって遠方から操作可能であるので、実験装置が放射能を帯びていても作業者が大量に被爆すること無く装置の連結、取り外し作業を行うことができる。

以上、実施例の構成を説明したが、以下のような変形例も考えられる。実施例においては、下部チェーンもコイルバネ２７によって牽引する例を開示したが、本発明のチェーンクランプ装置を図１に示すような向きで取り付ける場合には、下部チェーンは自重で垂れ下がるので、下部チェーンのコイルバネ２７は無くてもよい。

上部チェーン用のコイルバネ２７は計４本を使用する例を開示したが、ブロック１２の上部の中心を牽引するようにすれば２本でも牽引可能である。またバネの種類はコイルバネの他、板バネでもよい。また、バネの強さ等を調整することによって、横方向あるいはその他の任意の方向に取り付けるようにすることも可能である。

ブロック１１とブロック１５を押圧するようにブロック間のボルト４０にコイルバネを装着してもよい。また、ボルト４０のネジ山を全長に渡って設け、回動ピン２２にも回動ピン２３とは逆向きのネジ溝を切って回動ピン２２と回動ピン２３の間隔が強制的に変化するようにしてもよい。

実施例においては手動で操作する例を開示したが、モータによって回動シャフト４１を回転させるようにしてもよい。また、連結ボルト４０と回動シャフト４１は一体に形成してもよい。

本発明の装置は粒子加速器に限らず、管を接続／分離する必要のある任意の装置に適用可能である。

本発明のチェーンクランプ装置の構成を示す正面図である。 本発明のチェーンクランプ装置の端部ブロックの構成を示す正面図、側面図および断面図である。 本発明のチェーンクランプ装置の使用状態を示す断面図である。

符号の説明

１０ 支持版
１１、１５ 端部ブロック
１２、１６ 中間ブロック
２０ 連結板
２１ 軸
２４ 板バネ
２７ コイルバネ
３１ リニアガイド
４０ 連結ボルト

Claims (6)

1. 管のフランジと係合する溝を備えた複数個のブロックを回動可能な軸と連結板を用いて１列に連結したチェーンと、
   前記チェーンの端部を伸縮自在に連結する連結手段と、
   前記チェーンの端部ブロックを移動可能に支持するブロック支持手段を備え、中央に開口部を備えた支持板と
   を備えたことを特徴とするチェーンクランプ装置。
2. 前記チェーンは２つに分割されており、一方のチェーンの端部は他方のチェーンの端部と前記連結手段である回動ピンおよび連結ボルトで連結されていることを特徴とする請求項１に記載のチェーンクランプ装置。
3. 前記ブロック支持手段は、レール上を摺動可能なリニアガイドおよび前記リニアガイドと前記端部ブロックとを連結するＶ字状の板バネからなることを特徴とする請求項１に記載のチェーンクランプ装置。
4. 前記リニアガイド、前記板バネ、前記端部ブロックのいずれかがバネによって前記チェーンクランプ装置の解放方向に付勢されていることを特徴とする請求項３に記載のチェーンクランプ装置。
5. 前記端部ブロック以外の中間ブロックがバネによって前記チェーンクランプ装置の解放方向に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載のチェーンクランプ装置。
6. 前記支持板は略長方形であり、周囲に前記リニアガイド用のレールが固着され、また前記バネの一端が係止されるリブを備えており、
   更に、前記支持板に回動可能に支持され、前記連結ボルトの頭部と嵌合した回動シャフトを備えている
   ことを特徴とする請求項２に記載のチェーンクランプ装置。

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