JP5650171B2 - ボルトテンショナ - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器等の圧力容器の上蓋を締め付けているボルト・ナットを締め付け、あるいは弛めるボルトテンショナに関するものであり、限定するものではないが、特に原子炉の圧力容器の上蓋の締め付けや弛緩に適用されると好適なボルトテンショナに関するものである。

原子力発電所は国内において１９６０年代半ばから建設が開始され、我が国初の原子炉である敦賀１号炉は１９７０年に営業運転が開始された。国内には原子炉が５０基以上建設されており、それぞれの発電所には大きさの異なる原子炉が複数基稼動している。例えば、関西電力株式会社の美浜原子力発電所においては、年々増加する電力消費量に対応して、より発電能力の高い原子炉を建設する必要があったことから、１９７０年に定格出力が３４万ｋＷの１号炉が、１９７２年には同５０万ｋＷの２号炉が、１９７６年には同８２．６万ｋＷの３号炉が建設された。このように、一般的な原子力発電所においては、定格出力が異なる複数基の原子炉が設けられており、それぞれの圧力容器の大きさも異なっている。原子炉は、安全運転の確保のために年に一度、圧力容器の上蓋を開いて内部を点検することが義務づけられている。ところで、圧力容器は上部が開口していると共に開口部の周囲にフランジ部が形成されている圧力容器本体と、この開口部を閉鎖する上蓋とから構成されている。圧力容器本体のフランジ部には、複数本のスタッドボルトが円周上に等間隔で埋め込まれており、上蓋にはスタッドボルトに対応する位置にボルト孔が複数個明けられている。そして、上蓋を圧力容器本体の上に載せ、ボルト孔のそれぞれにスタッドボルトを貫通させ、スタッドボルトのそれぞれにナットを螺合させ、締め付けて、上蓋が圧力容器本体に取り付けられている。

このようなナットの締め付けには、ボルトテンショナが使用されている。ボルトテンショナには、スタッドボルトの頭部と一体的に固定されるプラーバが設けられており、プラーバは油圧等によって所定の力で上方に押し上げる、あるいは引っ張り上げることができるようになっている。従って、スタッドボルトの頭部にプラーバを固定し、プラーバを上方に引き上げると、スタッドボルトは弾性変形して伸びる。浮いたナットを回転すると、所望の締め付け力でナットを締め付けることができる。これによって圧力容器の上蓋を均一に締め付けることができる。ナットを弛めるときには、同様にプラーバによってスタッドボルトを上方に引っ張って弾性変形させ、ナットを逆方向に回転する。そうするとナットを取り外すことができ、上蓋を開くことができる。

特開平１１−２２３６９３号公報 特開２０１２−０５７６９０号公報

例えば特許文献１や特許文献２において提案されているように、色々な文献によって色々なボルトテンショナが提案されている。これらのボルトテンショナは、いずれも圧力容器本体と上蓋とを締め付けているスタッドボルトとナットとを締め付けたり弛めたりできるようになっているが、ボルトテンショナの移動手段は電動ホイストクレーンからなる。つまり、従来のボルトテンショナは、電動ホイストクレーンによって吊り下げられるようになっていて、電動ホイストクレーンによって引き上げられ、横行して任意のスタッドボルトに移動し、そしてそのスタッドボルトに降ろされるようになっている。従って、圧力容器の上方には、スタッドボルトに沿って電動ホイストクレーンを走行させる円状のレールが必要になる。このレールは圧力容器に埋め込まれているスタッドボルトのＰＣＤ、つまりナット座ピッチ直径に合わせて設計されており、圧力容器毎に設ける必要がある。

従来のボルトテンショナによっても、電動ホイストクレーンによって引き上げられ、所望のスタッドボルトに移動して、そのスタッドボルトに降ろすことができるので、任意のスタッドボルトのナットを締め付けたり弛めたりすることができる。従ってナットを締め付けたり弛める点については格別に問題はない。しかしながら、従来のボルトテンショナは、このように移動手段として電動ホイストクレーンを必要とするので、圧力容器毎に円状のレールと電動ホイストクレーンを必要とする。つまりレールと電動ホイストクレーンを設ける必要があり費用が嵩む。また、前記したように円状のレールはスタッドボルトのＰＣＤに合わせて設計されているので、サイズの異なる圧力容器毎に製造する必要がある。円状のレールに合わせて電動ホイストクレームも圧力容器毎に製造する必要がある。そうすると、製造コストも嵩む。さらには円状のレールは圧力容器の上方の高所に設ける必要があるし、同様に電動ホイストクレームも高所に設けられているので、保守費用も嵩む。

本発明は、上記したような問題点を解決したボルトテンショナを提供することを目的としており、具体的には、製造コストや保守コストを要する電動ホイストクレーンを必要としないボルトテンショナを提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、ボルトテンショナを、自走式ボルトテンショナとして構成する。つまり開口部に円周方向に沿って複数本のスタッドボルトが等間隔で植え込まれている圧力容器本体と、該圧力容器本体の開口部に、スタッドボルトに螺合しているナットによって締め付けられるようになっている上蓋とからなる圧力容器において、ボルトテンショナが自走して任意のスタッドボルトに移動できるようにする。具体的には、ボルトテンショナは、ナット締付装置と、該ナット締付装置の左右に配置するように所定の固定具によって互いに連結されている第１、２のガイド装置と、ナット締付装置を第１、２のガイド装置に対して垂直方向に昇降させる昇降手段と、第１、２のガイド装置の下部に設けられている走行手段とから構成する。そして昇降手段の駆動機構および走行手段の駆動機構はガイド装置に設ける。これによって昇降手段によってナット締付装置を上昇させた状態で、走行手段を駆動すると、ボルトテンショナが上蓋上を複数本のスタッドボルトに沿って円周方向に走行することができる。このような走行のとき、第１、２のガイド装置は、その内部に形成されているガイド部を複数本のスタッドボルトが通過することになる。

かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、開口部に円周方向に沿って複数本のスタッドボルトが等間隔で植え込まれている圧力容器本体と、該圧力容器本体の開口部に、前記スタッドボルトに螺合しているナットによって締め付けられるようになっている上蓋とからなる圧力容器における、前記ナットを締め付けあるいは弛めるためのボルトテンショナであって、前記ボルトテンショナは、ナット締付装置と、該ナット締付装置の左右に配置するように所定の固定具によって互いに連結されている第１、２のガイド装置と、前記ナット締付装置を前記第１、２のガイド装置に対して垂直方向に昇降させる昇降手段と、前記第１、２のガイド装置の下部に設けられている走行手段とからなり、前記昇降手段の駆動機構および前記走行手段の駆動機構は前記ガイド装置に設けられ、前記昇降手段によって前記ナット締付装置を上昇させた状態で、前記走行手段を駆動すると、前記ボルトテンショナが前記上蓋上を前記複数本のスタッドボルトに沿って円周方向に自走し、このとき前記第１、２のガイド装置は、その内部に形成されているガイド部に前記複数本のスタッドボルトを通過させるようになっていることを特徴とするボルトテンショナとして構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のボルトテンショナにおいて、前記圧力容器には、あるいは前記圧力容器近傍の所定の構造物には、前記複数本のスタッドボルトからなる円と同心円になるように所定のレールが設けられ、前記ボルトテンショナには係合部が設けられ、前記係合部が前記レールにスライド自在に係合していることを特徴とするボルトテンショナとして構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のボルトテンショナにおいて、前記第１、２のガイド装置の上面にはそれぞれ第１、２のガイドロッドが垂直に固定され、前記ナット締付装置は前記第１、２のガイドロッドに沿って滑らかに昇降されるようになっており、前記係合部は、前記第１、２のガイドロッドの先端にそれぞれ設けられていることを特徴とするボルトテンショナとして構成される。

以上のように、本発明によると、ボルトテンショナは、圧力容器本体と上蓋とが複数本のスタッドボルトで締結されている圧力容器のボルトテンショナとして構成されている。本発明のボルトテンショナは、ナット締付装置と、該ナット締付装置の左右に配置するように所定の固定具によって互いに連結されている第１、２のガイド装置と、ナット締付装置を第１、２のガイド装置に対して垂直方向に昇降させる昇降手段と、第１、２のガイド装置の下部に設けられている走行手段とからなり、昇降手段の駆動機構および走行手段の駆動機構はガイド装置に設けられている。そして昇降手段によってナット締付装置を上昇させた状態で、走行手段を駆動すると、ボルトテンショナが上蓋上を複数本のスタッドボルトに沿って円周方向に自走するようになっている。つまりボルトテンショナは、自走するようになっている。従って格別に電動ホイストクレーンも必要ないし、電動ホイストクレーンを走行させるレールも設置する必要がない。つまりこれらに要する製造コストや保守コストが不要になる。そして本発明によると、ボルトテンショナが自走するとき、第１、２のガイド装置は、その内部に形成されているガイド部に複数本のスタッドボルトを通過させるようになっている。このようにスタッドボルトがガイド部を通過することによってボルトテンショナがガイドされる効果が得られる。つまりボルトテンショナは、自走するときに滑らかにスタッドボルトに沿って走行できることになる。また他の発明によると、圧力容器には、あるいは圧力容器近傍の所定の構造物には、複数本のスタッドボルトからなる円と同心円になるように所定のレールが設けられ、ボルトテンショナには係合部が設けられ、係合部がレールにスライド自在に係合している。このようにレールに係合部がスライド自在に係合しているので、ボルトテンショナはレールに沿って走行して転倒を防止することができる。また他の発明によると、第１、２のガイド装置の上面にはそれぞれ第１、２のガイドロッドが垂直に固定され、ナット締付装置は第１、２のガイドロッドに沿って滑らかに昇降されるようになっているので、ナット締付装置は精度良く垂直方向に昇降されることになる。そしてこの発明によると係合部は、第１、２のガイドロッドの先端にそれぞれ設けられているので、ボルトテンショナの上部に係合部が設けられていることになる。そうすると高い位置でレールに係合部が係合することになり、ボルトテンショナの転倒を確実に防止することができる。

本発明の実施の形態に係るボルトテンショナを模式的に示す図で、その（ア）（イ）はそれぞれボルトテンショナの斜視図と上面図である。 本発明の実施の形態に係るボルトテンショナを模式的に示す図で、その（ア）、（イ）はボルトテンショナの背面図である 本発明の実施の形態に係るボルトテンショナの一部である係合部と、この係合部が係合しているレールとを模式的に示す側面断面図である。 本発明の実施の形態に係るボルトテンショナの、ケーブル送り出し量を検出するセンサを模式的に示す正面図である。 本発明の実施の形態に係るボルトテンショナのナット締付装置を示す側面断面図である。

原子炉等の圧力容器は、圧力容器本体と、この圧力容器本体の開口部を封鎖するドーム状の上蓋Ｃとから構成されている。圧力容器本体の開口部にはフランジ部が形成されており、フランジ部には、等間隔に複数本のスタッドボルトＢ、Ｂ、…が植え込まれている。一方、上蓋Ｃのフランジ部ＦにはスタッドボルトＢ、Ｂ、…と整合して同数のボルト孔が明けられている。圧力容器本体に上蓋Ｃが被せられ締めつけられるが、このとき圧力本体のスタッドボルトＢ、Ｂ、…は上蓋Ｃのボルト孔を貫通し、貫通した部分に螺合しているナットＮ、Ｎ、…を所定の締付け力で締め付けることにより、上蓋Ｃは圧力容器本体に固着されている。図１の（ア）には、上蓋Ｃの一部と、スタッドボルトＢ、Ｂ、…と、ナットＮ、Ｎ、…と、上蓋Ｃのフランジ部Ｆに載せられている本実施の形態に係るボルトテンショナ１が示されている。本実施の形態に係るボルトテンショナ１は、スタッドボルトＢ、Ｂ、…に沿って上蓋Ｃ上を自走し、任意のスタットボルトＢ、Ｂ、…に位置合わせしてナットＮ、Ｎ、…を締め付け、あるいは弛めるようになっている。なお図においては、スタッドボルトＢ、Ｂ、…とナットＮ、Ｎ、…は点線で示されている。

本発明の実施の形態に係るボルトテンショナ１は、本体であるナット締付装置２と、このナット締付装置２の左右に配置されている第１、２のガイド装置４ａ、４ｂとから構成されている。ナット締付装置２は、後で構造を詳しく説明するように、内部に設けられているプラーバによって１本のスタッドボルトＢを上方に引っ張って弾性的に伸ばし、ナット回転機構によってこのスタッドボルトＢに螺合しているナットＮを締付けたり弛めたりするようになっている。

第１、２のガイド装置４ａ、４ｂは、略中空の箱状を呈しており、底面と両側面は開口している。そして、第１、２のガイド装置４ａ、４ｂの内部には、それぞれ略２本のスタッドボルトＢ、ＢとナットＮ、Ｎが入るようになっている。このように第１、２のガイド装置４ａ、４ｂのそれぞれは両側面が開口しているので、ボルトテンショナ１が円周方向に走行するとき、スタッドボルトＢ、Ｂ、…とナットＮ、Ｎは、一方の側面の開口部から装置内に入り、他方の側面の開口部から出ることになる。つまり、これらの装置４ａ、４ｂの内部は、スタッドボルトＢ、Ｂ、…とナットＮ、Ｎ、…が通る通路つまりガイド部になっている。これらの第１、２のガイド装置４ａ、４ｂは、上下の２本のガイド装置固定バー９、９によって互いに連結されている。この連結によって第１、２のガイド装置４ａ、４ｂは所定の角度が維持されることになる。ナット締付装置２と、第１、２のガイド装置４ａ、４ｂを上から見ると、図１の（イ）に示されているように、扁平な二等辺三角形を呈するように配置されている。このような配置を円弧と見なすと、その直径は、圧力容器における、スタッドボルトＢ、Ｂ、…の中心を結んだ円の直径、すなわちナット座ピッチ直径もしくはＰＣＤに適合する。従って、ボルトテンショナ１が、後で説明する走行手段によって上蓋Ｃ上を円周方向に走行するとき、第１、２のガイド装置４ａ、４ｂによって滑らかにガイドされることになる。

第１、２のガイド装置４ａ、４ｂには、それぞれの上面に垂直に延びる第１、２のガイドロッド７ａ、７ｂが固定されている。ナット締付装置２は、その左右に固着されている円筒状の第１、２のスライダー５ａ、５ｂがこれらの第１、２のガイドロッド７ａ、７ｂに挿通されている。これによってナット締付装置２は第１、２のガイドロッド７ａ、７ｂによって垂直方向にスライド自在にガイドされることになる。従って後で説明する昇降手段によってナット締付装置２は第１、２のガイド装置４ａ、４ｂに対して垂直方向に昇降されることになる。

第１、２のガイド装置４ａ、４ｂには、本発明に特有の機構である走行手段１０ａ、１０ｂが設けられている。走行手段１０ａ、１０ｂは第１、２のガイド装置４ａ、４ｂの下部に設けられている車輪１１ａ、１１ｂと、これらの車輪１１ａ、１１ｂを駆動するモータ１３ａ、１３ｂと、モータ１３ａ、１３ｂの回転力を車輪１１ａ、１１ｂに伝達するチェーンとから構成されている。モータ１３ａ、１３ｂは、図に示されていないコントローラによって所望の回転速度で正逆回転のいずれの方向にも回転できるようになっている。これによってボルトテンショナ１を左方向あるいは右方向に所望の速度で走行させることができることになる。

第１、２のガイド装置４ａ、４ｂには、ボルトテンショナ１を所望のスタッドボルトＢに位置合わせするための位置合わせ機構、すなわちナット位置検出センサ１８と、位置決め調整装置１６ａ、１６ｂとが設けられている。ナット位置検出センサ１８は、本実施の形態においては第１のガイド装置４ａにのみ設けられ、図１の（イ）に示されているように、投光器２４と受光器２５とから構成されている。投光器２４から発せられる光は、ボルトテンショナ１の位置に応じてナットＮによって遮られたり、受光器２５において受光される。ボルトテンショナ１を走行させるとき、受光器２５で検出される光が遮断された回数をカウントすれば、光を遮ったナットＮ、Ｎ、…の個数が分かり、ボルトテンショナ１の概略的な位置を得ることができる。位置決め調整装置１６ａ、ｂは、図１に示されているように、ピストンシリンダユニット１９ａ、１９ｂと、これらのピストンシリンダユニット１９ａ、１９ｂによって駆動される位置決めロッド２１ａ、２１ｂとから構成される。位置決めロッド２１ａ、２１ｂの先端には、回転自在な２個の小径のローラを備えたガイド部２２ａ、２２ｂが設けられている。従ってピストンシリンダユニット１９ａ、１９ｂによって位置決めロッド２１ａ、２１ｂを軸方向に駆動すると、小径ローラを備えたガイド部２２ａ、２２ｂが、それぞれ隣り合う２個のナットＮ、Ｎの間に滑らかに進入する。この進入によってボルトテンショナ１が左右にわずかにずれて、ボルトテンショナ１が位置合わせされることになる。つまりナット締付装置２が所定のナットＮに対してわずかにずれていても、ナット締付装置２を正確にナットＮの位置に位置合わせすることができる。ボルトテンショナ１の走行時には、ピストンシリンダユニット１９ａ、１９ｂによって位置決めロッド２１ａ、２１ｂは後方に待避させるようになっている。

本実施の形態においては、第２のガイド装置４ｂには、図１の（ア）に示されているように、デジタルリニアゲージセンサ２９が設けられている。デジタルリニアゲージセンサ２９に設けられているロッド３０を下方に駆動してスタッドボルトＢの頭部に当接させると、スタッドボルトＢの高さ、すなわち伸び量を正確に測定できることになる。これによってナットＮの締め付け力を正確に測定できる。

ボルトテンショナ１に設けられている、本発明に特有の機構の昇降手段について説明する。昇降手段は、ナット締付装置２を垂直方向に昇降させる機構であるが、説明においてはボルトテンショナ１を正面から見た様子が示されている図１の（ア）と、背面から見た様子が示されている図２の（ア）とを参照する。昇降手段は、１個のモータ３３と、複数個の滑車と２本のケーブルとから構成されている。昇降手段を構成している１本のケーブル３５ａは、一方の端部がナット締付装置２の第１のスライダー５ａの上端に固定され、第１のガイドロック７ａの先端に設けられている滑車３７ａ、第１のガイド装置４ａの上面に設けられている滑車３８ａ、第２のガイド装置４ｂに設けられている滑車３９ｂ、のそれぞれに順に掛け回され、他方の端部は弛み防止部材４１ｂを介して第２のスライダー５ｂの下端部に固定されている。同様に他のケーブル３５ｂは、一方の端部がナット締付装置２の第２のスライダー５ｂの上端に固定され、第２のガイドロック７ｂの先端に設けられている滑車３７ｂ、第２のガイド装置４ｂの上面に設けられている滑車３８ｂ、第１のガイド装置４ａに設けられている滑車３９ａ、のそれぞれに順に掛け回され、他方の端部は弛み防止部材４１ａを介して第１のスライダー５ａの下端部に固定されている。つまり２本のケーブル３５ａ、３５ｂとこれらを掛け回している滑車３８ａ、３８ｂ、…は、左右対称に設けられていることになる。なお弛み防止部材４１ａ、４１ｂは、バネ等の弾性体からなりケーブル３５ａ、３５ｂが弛むのを防止している。本実施の形態において、第１のガイド装置４ａに設けられている滑車３８ａと、モータ３３とに、チェーン４２が掛け回されている。第１、２のスライダー５ａ、５ｂには、ケーブル３５ａ、３５ｂの送り出し量を検出するセンサ４３ａ、４３ｂが設けられている。センサ４３ａは、例えば図４に示されているようにケーブル３５ａを両側から挟み込んでいる２個の滑車４４、４５からなり、一方の滑車の回転位置を検出することによってケーブル３５ａの送り出し量が検出されるようになっている。

ボルトテンショナ１に設けられている、本発明に特有の機構の転倒防止機構５０ａ、５０ｂについて説明する。転倒防止機構５０ａ、５０ｂは、圧力容器側の部材であるレール５１と協働してボルトテンショナ１の転倒を防止するようになっている。図１の（ア）、（イ）にその一部が示されているように、レール５１はリング状を呈し、本実施の形態においては圧力容器の上蓋Ｃに所定の支持部材を介して設けられている。あるいは圧力容器近傍の所定の構造物、例えば圧力容器が設置されている部屋の天井に所定の部材を介して設けられている。そしてレール５１は、複数のスタッドボルトＢ、Ｂ、…からなる円と同心円になるように、かつスタッドボルトＢ、Ｂ、…よりも所定の高さだけ上方に位置するように設けられている。なお、本実施の形態においてはレール５１は断面形状がＬ字型を呈している。このようなレール５１に係合するように、転倒防止機構５０ａ、５０ｂが、第１、２のガイドロッド７ａ、７ｂの先端に設けられているが、構成は同じであるので、図３によって一方についてのみ説明する。転倒防止機構５０ａは、第１のガイドロッド７ａの先端に設けられているベース５３と、このベース５３に固定されている押さえ部材５４とからなる。そしてＬ字状を呈しているレール５１のＬ字の一部を、ベース５３と押さえ部材５４とによって緩やかに挟み込んでいる。ベース５３と押さえ部材５４は、レール５１にスライド自在に係合する係合部ということができる。これによって転倒防止機構５０ａは、レール５１に沿って滑らかにスライドすることができ、ボルトテンショナ１が左右に走行するときにボルトテンショナ１の転倒を防止することができる。なお本実施の形態においてはレール５１は断面形状がＬ字型になっているが、断面形状は円形でも他の形状であっても同様に実施可能である。

ボルトテンショナ１の本体、すなわちナット締付装置２について説明する。スタッドボルトＢは、図５に示されているように、その頭部に水平方向の溝Ｍ、Ｍ、…が複数本形成されており、ナットＮにはその外周面に縦溝Ｔ、Ｔ、…が等間隔で形成されている。ナット締付装置２は、このような溝Ｍ、Ｍ、…に係合させてスタッドボルトＢを上方に引っ張り、弾性変形させて伸ばし、そしてナットＮを回転して、ナットＮを締付けたり弛めるするようになっている。本実施の形態に係るナット締付装置２は、円筒状を呈しているケーシング７１と、スタッドボルトＢを上方に引っ張るスタッドボルト引っ張り機構７２と、ナットＮを回転するナット回転機構７３とから構成されている。ケーシング７１は、大きな荷重に耐えることができるように肉厚に形成され、その底部７４においてさらに肉厚に形成されている。このケーシング７１は底部７４において、圧力容器の上蓋Ｃのフランジ部Ｆに載っている。

スタッドボルト引っ張り機構７２は、スタッドボルトＢと直径が略等しい円柱状のプラーバ７６、互いにロックしてこのプラーバ７６とスタッドボルトＢとを連結する４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…、４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…をロックするロッキングリング７８、このロッキングリング７８を駆動するソケット開閉用ピストンシリンダユニット７９、プラーバ７６をスタッドボルトＢと共に上方に持ち上げるボルト引っ張り用ピストンシリンダユニット８１等から構成されている。プラーバ７６の下部には、水平方向の溝８２、８２、…が複数本形成されている。これらの溝８２、８２、…のそれぞれは、上側の面が水平になっており、下側の面はテーパ状に縮径している。このように形成されているので、溝８２、８２、…が４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…に形成されている溝と係合して、プラーバ７６を上方に引っ張り上げるとき、係合状態が維持され、引っ張り力が効率よく４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…に伝達されることになる。なお、スタッドボルトＢに形成されている溝Ｍ、Ｍ、…は、プラーバ７６の溝８２、８２、…とは反対の向き、すなわち上側の面がテーパ状に縮径していると共に下側の面が水平になっている。従って、溝Ｍ、Ｍ、…が４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…に形成されている溝と係合して、スプリットプラーバソケット７７、７７、…によって上方に引っ張り上げるとき、係合状態が保持され、引っ張り力が効率よくスタッドボルトＢに伝達されることになる。プラーバ７６には軸方向に貫通孔８３が明けられ、この貫通孔８３には、スタッドボルトＢの位置を検出するガイドバー８５が挿入されている。また、プラーバ７６の上部には、ホールディングナット８６が固定されている。

４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…は、１本の円筒が軸方向に４分割された形状を呈しており、スタッドボルトＢとプラーバ７６を囲むように配置され、互いにロックされると１本の円筒状を呈するようになっている。図５において、一点鎖線で示されている中心線ＣＬに対して、左半分にはロックが解除された状態が、右半分にはロックされた状態が示されている。スプリットプラーバソケット７７、７７、…の内周面には、その下方部分にスタッドボルトＢの溝Ｍ、Ｍ、…と係合するボルト係合用溝８８、８８、…が複数本形成され、上方部分にプラーバ７６の溝８２、８２、…と係合するプラーバ係合用溝８９、８９、…が複数本形成されている。従って、４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…がロックされると、スタッドボルトＢとスプリットプラーバソケット７７、７７、…とプラーバ７６は、互いに結合されることになる。スプリットプラーバソケット７７、７７、…の外周面には、水平方向の溝９１、９１、…が等間隔で形成されている。これらの溝９１、９１、…は、比較的幅広であり、そのテーパ面９２、９２、…は比較的緩やかに形成されている。

ロッキングリング７８は円筒状を呈しており、４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…を囲むように設けられている。ロッキングリング７８の内周面には、スプリットプラーバソケット７７、７７、…の外周面に形成されている溝９１、９１、…と同じ形状の溝９３、９３、…が形成されている。このようなロッキングリング７８は、連結部材９４、９４を介してソケット開閉用ピストンシリンダユニット７９に連結されており、軸方向に駆動できるようになっている。このロッキングリング７８を、所定の位置にすると、図５において中心線ＣＬの左側に示されているように、スプリットプラーバソケット７７、７７、…のロック状態は解除されて開き、スプリットプラーバソケット７７、７７、…の外周面とロッキングリング７８の内周面は密着する。ロッキングリング７８を駆動すると、中心線ＣＬの右側に示されているように４個のスプリットプラーバソケット７７、７７、…はロックされることになる。

ボルト引っ張り用ピストンシリンダユニット８１は、そのシリンダ９５がケーシング７１に固定されており、ピストン９６上部には球面座金９７が固定されている。この球面座金９７の上にホールディングナット８６が載せられている。従って、ボルト引っ張り用ピストンシリンダユニット８１を駆動するとホールディングナット８６を介してプラーバ７６を上方に引き上げることができ、それによってスタッドボルトＢも上方に引っ張ることができる。

ナット回転機構７３は、歯車を備えた駆動機構９８と、この歯車に噛み合って回転するナット回転用歯車９９とから構成されている。ナット回転用歯車９９はスタッドボルトＢを貫通させるために中心がくり抜かれ、ナットＮの上に配置されている。ナット回転用歯車９９には、ナットＮの縦溝Ｔ、Ｔ、…に係合するナットソケット１０１、１０１、…が設けられている。従って、駆動機構９８を駆動するとナット回転用歯車９９が回転して、ナットＮが回転する。

ナット締付装置２においてナットＮを締め付けたり弛めたりするのは次のようにする。すなわち、ナット締付装置２において、ソケット開閉用ピストンシリンダユニット７９によってロッキングリング７８を駆動してスプリットプラーバソケット７７、７７、…をロックする。そうすると、プラーバ７６とスプリットプラーバソケット７７、７７、…とスタッドボルトＢは連結される。ボルト引っ張り用ピストンシリンダユニット８１を駆動する。プラーバ７６と連結されているスタッドボルトＢは上方に引っ張られ、弾性変形して伸張する。ナット回転機構７３を駆動してナットＮを締め付け方向、あるいは弛め方向のいずれかに回転する。ボルト引っ張り用ピストンシリンダユニット８１の駆動を解除する。そしてソケット開閉用ピストンシリンダユニット７９によってロッキングリング７８を駆動して、スプリットプラーバソケット７７、７７、…のロックを解除する。そうするとプラーバ７６とスプリットプラーバソケット７７、７７、…とスタッドボルトＢの連結は解除される。ナットＮを締め付けたり弛めたりする操作が完了する。

本実施の形態に係るボルトテンショナ１の走行について説明する。ボルトテンショナ１は、図１の（ア）に示されているように圧力容器の上蓋Ｃのフランジ部Ｆに載せられており、ナット締付装置２は、所定のスタッドボルトＢのナットＮの位置に配置されている。本実施の形態に係るボルトテンショナ１は、電動ホイストクレーンよって移動すること無しに、所望のスタッドボルトＢの位置に自走することができるようになっている。ボルトテンショナ１の走行は次のように実施する。まず昇降手段のモータ３３を駆動する。そうすると図２の（イ）に示されているように、第１のガイド装置４ａの上の滑車３８ａが回転して、ケーブル３５ａが矢印方向に送り出される。ケーブル３５ａが送り出されることによってナット締付装置２が上昇するが、この上昇によってケーブル３５ｂも同様に送り出される。すなわち２本のケーブル３５ａ、３５ｂは等しい長さだけ送り出されることになる。このようにしてナット締付装置２は第１、２のガイド装置４ａ、４ｂに対して垂直に上昇する。このときセンサ４３ａ、４３ｂによってケーブル３５ａ、３５ｂの送り出し量を検出して、ずれが生じていないかどうかを確認し、それによってナット締付装置２が精度良く垂直に上昇していることを確認する。ナット締付装置２がスタッドボルトＢの高さを越えたら、モータ３３を停止する。次に走行手段１０ａ、１０ｂを駆動する。すなわちモータ１３ａ、１３ｂを駆動する。そうすると車輪１１ａ、１１ｂが回転して上蓋Ｃのフランジ部Ｆ上をボルトテンショナ１が走行する。ナット締付装置２はスタッドボルトＢの高さよりも高い位置に持ち上げられているので走行時に妨げにならない。そしてこの走行時には、第１、２のガイド装置４ａ、４ｂの内部のガイド部を複数本のスタッドボルトＢが通過するので、ボルトテンショナ１が複数本のスタッドボルトＢに沿って走行することが保障される。また転倒防止機構５０ａ、５０ｂはレール５１に対してスライド自在に係合しているので、ボルトテンショナ１は転倒することなく走行することも保障される。ナット締付装置２が所望のスタッドボルトＢの位置に来たら走行手段１０ａ、１０ｂを停止する。前記したように位置決め調整装置１６ａ、１６ｂを駆動して、ボルトテンショナ１を正確に位置決めする。すなわちナット締付装置２を所望のスタッドボルトＢに正確に位置合わせする。昇降手段のモータ３３を逆方向に駆動する。そうするとナット締付装置２が下降して、所望のスタッドボルトＢがナット締付装置２の内部に収納される。前記したようにナット締付装置２を駆動するとナットＮを締め付けたり、弛めたりすることができる。

本発明の実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、走行手段における車輪とモータ、あるいは昇降手段におけるモータと滑車とは、それぞれチェーンによって掛け回されてモータの駆動力が伝達されるように説明したが、ギヤ等によって駆動力が伝達されるようになっていてもよい。また昇降手段は、１個のモータによって駆動されるように説明したが、２個のモータによって駆動するようにしてもよい。また昇降手段の複数個の滑車と２本のケーブルは左右対称になるように構成されているが、ナット締付装置を第１、２のガイド装置に対して精度良く垂直に昇降できれば、どのような構成になっていても構わない。

１ ボルトテンショナ ２ ナット締付装置
４ａ、４ｂ 第１、２のガイド装置
５ａ、５ｂ 第１、２のスライダー
７ａ、７ｂ 第１、２のガイドロッド
９ ガイド装置固定バー
１０ａ、１０ｂ 走行手段
１１ａ、１１ｂ 車輪
１３ａ、１３ｂ モータ
１６ａ、１６ｂ 位置決め調整装置
１８ ナット位置検出センサ
２４ 投光器 ２５ 受光器
３３ モータ
３５ａ、３５ｂ ケーブル
３７ａ、３７ｂ、３８ａ、３８ｂ、３９ａ、３９ｂ 滑車
４１ａ、４１ｂ 弛み防止部材
４３ａ、４３ｂ センサ
４４、４５ 滑車
５０ａ、５０ｂ 転倒防止機構
５１ レール ５３ ベース
５４ 押さえ部材
７１ ケーシング ７２ スタッドボルト引っ張り機構
７３ ナット回転機構 ７６ プラーバ
７７ スプリットプレーバソケット ７８ ロッキングリング
８５ ガイドバー ８６ ホールディングナット
９８ 駆動機構 ９９ ナット回転用歯車

Claims (3)

1. 開口部に円周方向に沿って複数本のスタッドボルトが等間隔で植え込まれている圧力容器本体と、該圧力容器本体の開口部に、前記スタッドボルトに螺合しているナットによって締め付けられるようになっている上蓋とからなる圧力容器における、前記ナットを締め付けあるいは弛めるためのボルトテンショナであって、
   前記ボルトテンショナは、ナット締付装置と、該ナット締付装置の左右に配置するように所定の固定具によって互いに連結されている第１、２のガイド装置と、前記ナット締付装置を前記第１、２のガイド装置に対して垂直方向に昇降させる昇降手段と、前記第１、２のガイド装置の下部に設けられている走行手段とからなり、
   前記昇降手段の駆動機構および前記走行手段の駆動機構は前記ガイド装置に設けられ、
   前記昇降手段によって前記ナット締付装置を上昇させた状態で、前記走行手段を駆動すると、前記ボルトテンショナが前記上蓋上を前記複数本のスタッドボルトに沿って円周方向に自走し、このとき前記第１、２のガイド装置は、その内部に形成されているガイド部に前記複数本のスタッドボルトを通過させるようになっていることを特徴とするボルトテンショナ。
2. 請求項１に記載のボルトテンショナにおいて、前記圧力容器には、あるいは前記圧力容器近傍の所定の構造物には、前記複数本のスタッドボルトからなる円と同心円になるように所定のレールが設けられ、前記ボルトテンショナには係合部が設けられ、前記係合部が前記レールにスライド自在に係合していることを特徴とするボルトテンショナ。
3. 請求項２に記載のボルトテンショナにおいて、前記第１、２のガイド装置の上面にはそれぞれ第１、２のガイドロッドが垂直に固定され、前記ナット締付装置は前記第１、２のガイドロッドに沿って滑らかに昇降されるようになっており、前記係合部は、前記第１、２のガイドロッドの先端にそれぞれ設けられていることを特徴とするボルトテンショナ。

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