JP6631371B2 - 収納缶蓋着脱装置 - Google Patents

Description

本発明は、収納缶蓋着脱装置に関するものである。

原子力発電プラントにおいて冷却材が喪失し、核燃料が溶融する過酷事故が生じた場合、原子炉構造材や制御棒と共に冷えて固まった燃料デブリを回収し、保管・搬送する必要がある。燃料デブリは、高レベルの放射線を放出し続けるため、密封が可能な容器に収納しなければならない。この密封性を確保するためには、ボルト締結により蓋を収納缶に強固に固定する方法がある。

従来、蓋を収納缶に対して着脱する作業は、クレーン等により蓋を吊り下げて収納缶の開口部に載置し、作業者がボルトを締め付けることにより行うことが一般的であった。しかしながら、上記作業は、放射線雰囲気で行うため、作業者に負担がかかる。この問題を解消するべく、下記特許文献１には、蓋の着脱作業を自動的に行うことができる容器蓋着脱装置が開示されている。

この容器蓋着脱装置は、昇降自在に設けられた昇降フレームに、締結ボルトを正逆回転させるドライバを上下動可能に設けると共にこのドライバを上下動させる駆動源を設け、さらに、軸回りに回転して蓋に形成された吊持用の係合部に係脱自在に係合する上下に長尺可能なツイスタを、締結ボルト挿入用の孔と上記係合部の離間距離と同距離だけドライバから離間させて設ける構成となっている。

特開平２−９０１００号公報

ところで、上記先行技術は、昇降フレームの四隅のそれぞれにドライバを設けて、ボルトを締緩させる構成となっている。このように複数のドライバを設けると、ドライバ製品間の不可避的なトルクの微差により、蓋を均一なボルト締結力で締め付けることができず、ボルト締結力の管理が困難となり、密封の信頼性を損なう虞がある。また、上記先行技術は、昇降フレームの昇降機構の他に、ドライバを上下動させる専用の昇降機構を備えており、駆動部が多く、装置が大型化する。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、蓋を収納缶に対して均一なボルト締結力で締め付けることができ、駆動部が少なくコンパクトな収納缶蓋着脱装置の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、締結用のボルト孔が複数形成されると共に搬送用の被吊部が形成された蓋を、収納缶に対して着脱する収納缶蓋着脱装置であって、前記ボルト孔に螺合するボルトを正逆回転させるソケットを備え、前記ソケットを軸回りに移動させることで複数のボルトを締緩するボルト締緩機構と、前記被吊部に係合可能な吊部を備え、前記吊部を軸回りに移動させることで前記被吊部に前記吊部を係脱させる蓋吊機構と、前記ソケットと前記吊部とを共通の軸回りに移動可能に支持する回転板を備え、前記回転板を昇降させる回転昇降機構と、を備える、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記蓋吊機構は、前記吊部を回転させる回転軸部と、前記回転軸部に設けられた係合部と、を備え、前記回転板は、前記係合部に係合可能な被係合部を備え、前記被係合部は、前記回転板が上昇したときに前記係合部と係合し、前記回転板が下降したときに前記係合部との係合が解除される、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記回転板は、前記回転軸部がその半径方向に相対移動自在に挿通される挿通孔を備える、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記ソケットを軸回りに移動させて複数のボルトを緩めていく方向と、前記吊部を軸回りに移動させて前記被吊部に前記吊部を係合させる方向は、互いに逆方向である、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記ボルト締緩機構は、前記ソケットに接続された第１のユニバーサルジョイントと、前記第１のユニバーサルジョイントに接続された伸縮ロッドと、前記伸縮ロッドに接続された第２のユニバーサルジョイントと、前記第２のユニバーサルジョイントと接続されたインパクトレンチと、を備える、という構成を採用する。

また、本発明においては、前記収納缶は、水抜きプラグを備え、前記蓋は、前記水抜きプラグが配置される貫通孔と、乾燥プラグと、を備えており、前記水抜きプラグに接続可能な水抜きライン接続継手と、前記乾燥プラグに接続可能な乾燥ライン接続継手と、を備え、前記水抜きライン接続継手及び前記乾燥ライン接続継手を前記水抜きプラグ及び前記乾燥プラグに対して着脱させるプラグ着脱機構を備える、という構成を採用する。

本発明によれば、ボルト締緩機構のソケットを軸回りに移動させることで、蓋を収納缶に締結する複数のボルトを順に回転させていくため、蓋を収納缶に対して均一なボルト締結力で締め付けることができ、ボルト締結力の管理が容易になる。また、蓋吊機構の吊部を軸回りに移動させることで、蓋の被吊部に係脱可能にし、ソケットと吊部とを回転板に支持させて共通の軸回りに移動可能とすると共に、当該回転板を昇降させることで、ボルト締緩機構と蓋吊機構の軸回りの移動機構と昇降機構を共通化することができ、駆動部を少なくすることができる。
したがって、本発明では、蓋を収納缶に対して均一なボルト締結力で締め付けることができ、駆動部が少なくコンパクトな収納缶蓋着脱装置が得られる。

本発明の実施形態における蓋が収納缶にボルト締結された状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置を示す断面図である。 本発明の実施形態におけるボルト締緩機構、蓋吊機構、回転昇降機構を上方から視た斜視図である。 本発明の実施形態におけるボルト締緩機構、蓋吊機構、回転昇降機構を下方から視た斜視図である。 本発明の実施形態における回転昇降機構の平面図である。 図６における矢視Ａ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態におけるプラグ着脱機構を上方から視た斜視図である。 本発明の実施形態におけるプラグ着脱機構の要部を示す断面図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置によるボルト締緩動作を示す図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置によるボルト締緩動作を示す図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置による蓋吊動作を示す図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置による蓋吊動作を示す図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置による蓋吊動作を示す図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置によるプラグ着脱動作を示す図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置によるプラグ着脱動作を示す図である。 本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置によるプラグ着脱動作を示す図である。

以下、本発明の収納缶蓋着脱装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

先ず、本実施形態の収納缶蓋着脱装置の着脱対象となる蓋の構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態における蓋１００が収納缶１０１にボルト締結された状態を示す斜視図である。
蓋１００は、円板状に形成され、収納缶１０１の上端開口を閉塞する。収納缶１０１は、有底円筒状に形成され、燃料デブリ等の収納物を収納する。

収納缶１０１は、フィルター１０２と、水抜き流路１０３と、水抜きプラグ１０４と、を備える。フィルター１０２は、収納缶１０１の底部に配置される。水抜き流路１０３の一端は、フィルター１０２と接続されている。この水抜き流路１０３は、収納缶１０１の側壁部の内部を通って上方に延在している。水抜きプラグ１０４は、水抜き流路１０３の他端と接続されている。水抜きプラグ１０４は、収納缶１０１の上端面から上方に突出するように取り付けられている。

蓋１００は、貫通孔１０５と、乾燥プラグ１０６と、を備える。貫通孔１０５は、蓋１００の周縁部に形成され、水抜きプラグ１０４が配置される。乾燥プラグ１０６は、蓋１００の中央部に取り付けられている。乾燥プラグ１０６には、後述する乾燥ライン接続継手４２（図３参照）が接続される。また、水抜きプラグ１０４には、後述する水抜きライン接続継手４１（図３参照）が接続される。乾燥プラグ１０６を介して収納缶１０１の内部に乾燥ガス（窒素ガス等）が供給されると、収納缶１０１の内部が加圧され、燃料デブリと共に収容された冷却材（水）がフィルター１０２、水抜き流路１０３を介して、水抜きプラグ１０４から排出される。

蓋１００には、ボルト孔１１０（後述する図３参照）と、被吊部１２０と、が形成されている。ボルト孔１１０には、締結用のボルト１１１が螺合する。ボルト１１１の頭部は、テーパ状（円錘状）に形成されている。また、ボルト１１１のネジ先も、図３に示すように、テーパ状（円錐状）に形成されている。ボルト１１１は、蓋１００のボルト孔１１０を挿通すると共に、収納缶１０１の上端面に形成されたボルト孔１１２に螺合することで、蓋１００と収納缶１０１とを締結させる。

ボルト１１１は、図１に示すように、蓋１００の周縁部に沿って等間隔に複数（本実施形態では６つ）配置される。すなわち、ボルト孔１１０も、蓋１００の周縁部に沿って等間隔に複数形成されている。被吊部１２０は、円筒状に形成され、ボルト１１１（ボルト孔１１０）よりも内側であって、乾燥プラグ１０６の外側を囲うように配置される。被吊部１２０には、後述する吊部２１（図３参照）が係合する係合溝１２１が形成されている。

係合溝１２１は、導入部１２１ａと、水平部１２１ｂと、終端部１２１ｃと、を備える。導入部１２１ａは、被吊部１２０の円筒形状の上端面から下方に形成されている。水平部１２１ｂは、導入部１２１ａの終端から反時計回りに水平に形成されている。終端部１２１ｃは、水平部１２１ｂの終端から上方に形成されている。この係合溝１２１は、被吊部１２０の円筒形状に沿って等間隔に複数（本実施形態では６つ）形成されている。

次に、上記構成の蓋１００を収納缶１０１に対して着脱する収納缶蓋着脱装置１の構成について説明する。
図２は、本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置１を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態における収納缶蓋着脱装置１を示す断面図である。
収納缶蓋着脱装置１は、例えば、原子炉建屋内の作業床２に設置されている。作業床２には、図３に示すように、貫通孔３が形成されており、下方から収納缶１０１が挿入可能な構成となっている。

収納缶蓋着脱装置１は、可動フレーム４と、スライダユニット５と、を備える。可動フレーム４は、図３に示すように、ボルト締緩機構１０と、蓋吊機構２０と、回転昇降機構３０と、プラグ着脱機構４０と、を支持している。スライダユニット５は、図２に示すように、貫通孔３（収納缶１０１）の直上に位置する可動フレーム４を、貫通孔３の直上から退避可能に移動させるものである。スライダユニット５は、可動フレーム４を移動自在に支持するローラーガイド６と、ローラーガイド６に沿って可動フレーム４を移動させる電動スライダ７と、を備える。

図３に示すように、ボルト締緩機構１０は、ボルト孔１１０に螺合するボルト１１１を正逆回転させるソケット１１を備え、このソケット１１を軸Ｌ回りに移動させることで複数のボルト１１１を締緩するものである。また、蓋吊機構２０は、被吊部１２０に係合可能な吊部２１を備え、この吊部２１を軸Ｌ回りに移動させることで被吊部１２０に対して吊部２１を係脱させるものである。

回転昇降機構３０は、ソケット１１と吊部２１とを共通の軸Ｌ回りに移動可能に支持する回転板３１を備え、この回転板３１を昇降させるものである。また、プラグ着脱機構４０は、水抜きプラグ１０４に接続可能な水抜きライン接続継手４１と、乾燥プラグ１０６に接続可能な乾燥ライン接続継手４２と、を備え、これら水抜きライン接続継手４１及び乾燥ライン接続継手を水抜きプラグ１０４及び乾燥プラグ１０６に対して着脱させるものである。

図４は、本発明の実施形態におけるボルト締緩機構１０、蓋吊機構２０、回転昇降機構３０を上方から視た斜視図である。図５は、本発明の実施形態におけるボルト締緩機構１０、蓋吊機構２０、回転昇降機構３０を下方から視た斜視図である。
ボルト締緩機構１０は、ソケット１１と、第１のユニバーサルジョイント１２と、伸縮ロッド１３と、第２のユニバーサルジョイント１４と、インパクトレンチ１５と、を備える。

ソケット１１は、図５に示すように、ボルト１１１の頭部に係合可能な六角形状の溝１１ａを有する。溝１１ａは、図３に示すように、ボルト１１１の頭部よりも長く（深く）形成されている。詳しくは、溝１１ａは、ボルト１１１のネジ先が収納缶１０１のボルト孔１１２から外れた状態（蓋１００のボルト孔１１０にはボルト１１１が螺合している状態）であっても、ボルト１１１の頭部を収容可能な深さで形成されている。

ソケット１１は、図４に示すように、第１のユニバーサルジョイント１２に接続されている。この第１のユニバーサルジョイント１２は、伸縮ロッド１３に接続されている。伸縮ロッド１３は、第２のユニバーサルジョイント１４に接続されている。そして、第２のユニバーサルジョイント１４は、インパクトレンチ１５に接続されている。インパクトレンチ１５は、支持台１６を介して可動フレーム４に支持されている。

インパクトレンチ１５は、図３に示すように、その回転軸が軸Ｌに一致するように配置されている。上記構成のボルト締緩機構１０によれば、第１のユニバーサルジョイント１２、伸縮ロッド１３、第２のユニバーサルジョイント１４によって、ソケット１１が軸Ｌ回りに移動可能となる。また、第１のユニバーサルジョイント１２、伸縮ロッド１３、第２のユニバーサルジョイント１４によって、ソケット１１が昇降可能となり、さらに、ソケット１１がインパクトレンチ１５によって回転可能となる。

蓋吊機構２０は、図３に示すように、吊部２１と、鉛直軸部２２（回転軸部）と、係合部２３と、第１のギヤユニット２４と、水平軸部２５と、第２のギヤユニット２６と、モータ２７と、を備える。
吊部２１は、図５に示すように、鉛直軸部２２の下端部に支持されている。吊部２１は、リング形状の本体部から、その半径方向に突出した吊ピン２１ａを備える。吊ピン２１ａは、吊部２１の周方向において等間隔に複数（本実施形態では３つ）設けられている。

鉛直軸部２２は、図３に示すように、軸Ｌに一致するように配置され、吊部２１を軸Ｌ回りに回転させるものである。この鉛直軸部２２には、係合部２３が設けられている。なお、鉛直軸部２２及び係合部２３の構成については後述する。第１のギヤユニット２４は、傘歯車等を備え、鉛直軸部２２と水平軸部２５とを回転自在に接続する。水平軸部２５は、軸Ｌから離間するように水平方向に延び、第２のギヤユニット２６と接続される。

第２のギヤユニット２６は、傘歯車等を備え、水平軸部２５とモータ２７とを回転自在に接続する。モータ２７、第１のギヤユニット２４及び第２のギヤユニット２６は、支持台２８を介して可動フレーム４に支持されている。上記構成の蓋吊機構２０によれば、鉛直軸部２２、第１のギヤユニット２４、水平軸部２５、第２のギヤユニット２６、及びモータ２７によって、吊部２１が軸Ｌ回りに移動可能となる。

回転昇降機構３０は、図４に示すように、回転板３１と、回転板支持部３２と、シリンダ装置３３と、を備える。回転板３１の構成については後述する。回転板支持部３２は、回転板３１を軸Ｌ回りに回転自在に支持するものである。回転板支持部３２は、環状部材３２ａと、ローラー３２ｂ（図５参照）と、昇降ガイド３２ｃと、を備える。環状部材３２ａは、回転板３１よりも一回り大きな円環状に形成されている。ローラー３２ｂは、図５に示すように、環状部材３２ａの内周面に沿って複数取り付けられ、回転板３１の周縁部を支持する。

昇降ガイド３２ｃは、環状部材３２ａの外周面に沿って複数取り付けられ、可動フレーム４に接続されたガイドロッド３２ｄと昇降自在に係合する。シリンダ装置３３は、回転板支持部３２を介して回転板３１を昇降させるものであり、例えばエアシリンダ等から構成されている。シリンダ装置３３は、環状部材３２ａを把持する把持部３３ａを備える。シリンダ装置３３は、支持台３３ｂを介して可動フレーム４に支持されている。このシリンダ装置３３は、一対で設けられており、２点で回転板支持部３２を昇降させる。

図６は、本発明の実施形態における回転昇降機構３０の平面図である。図７は、図６における矢視Ａ−Ａ断面図である。
回転板３１は、図６に示すように、円板状に形成されている。この回転板３１には、貫通孔３１ａと、挿通孔３１ｂと、被係合部３１ｃと、突部３１ｄと、ローラーガイド部材３１ｅ（図７参照）と、が設けられている。

貫通孔３１ａは、図６に示すように、回転板３１の周縁部に沿って等間隔に複数（本実施形態では６つ）配置される。すなわち、貫通孔３１ａは、ボルト１１１と等ピッチで配置されている。複数の貫通孔３１ａの一つには、ソケット１１が回転自在に支持される。挿通孔３１ｂは、回転板３１の中央部に配置される。この挿通孔３１ｂには、図７に示すように、蓋吊機構２０の鉛直軸部２２が挿通される。挿通孔３１ｂは、鉛直軸部２２がその半径方向に相対移動自在な大きさを有する。すなわち、挿通孔３１ｂと鉛直軸部２２との間には、環状の隙間が形成されている。

鉛直軸部２２は、スリーブ軸２２ａと、シャフト軸２２ｂと、を備える。シャフト軸２２ｂは、第１のギヤユニット２４に接続されている。スリーブ軸２２ａは、例えばスプライン溝を介してシャフト軸２２ｂに係合しており、鉛直方向に移動可能であると共に、シャフト軸２２ｂと一体で回転可能な構成となっている。スリーブ軸２２ａは、フランジ部２２ａ１と、ローラー支持台２２ａ２と、ローラー２２ａ３と、を備える。

フランジ部２２ａ１は、回転板３１の下面側に当接可能な大きさで形成されている。すなわち、フランジ部２２ａ１は、挿通孔３１ｂよりも大きな径を有する。フランジ部２２ａ１の周縁部の一部は、下方に垂設されており、吊部２１の吊ピン２１ａを支持する長穴２２ａ４が形成されている（図５参照）。ローラー支持台２２ａ２は、図７に示すように、フランジ部２２ａ１の上面から鉛直上方に突出し、ローラー２２ａ３を回転自在に支持する。ローラー２２ａ３は、回転板３１の上面側に回転自在に当接する。

この構成によれば、フランジ部２２ａ１とローラー２２ａ３との間に回転板３１が挟み込まれ、スリーブ軸２２ａが回転板３１と共に昇降可能となる。また、スリーブ軸２２ａは、ローラー２２ａ３によって回転板３１に対し相対的に回転可能となる。
係合部２３は、シャフト軸２２ｂに固定され、シャフト軸２２ｂと一体で回転可能な構成となっている。係合部２３は、図４に示すように、半径方向において三方に突出する略Ｌ字の爪形状を有する。

被係合部３１ｃは、係合部２３に対応した溝形状を有し、係合部２３と鉛直方向において係脱可能に構成されている。すなわち、被係合部３１ｃは、回転板３１が上昇したときに係合部２３と係合し、回転板３１が下降したときに係合部２３との係合が解除されるようになっている。つまり、回転板３１は、上昇した状態では、係合部２３と被係合部３１ｃとの係合によって、鉛直軸部２２（シャフト軸２２ｂ）と共に回転可能となり、下降した状態では、係合部２３と被係合部３１ｃとの係合解除によって、鉛直軸部２２（シャフト軸２２ｂ）が回転しても回転しなくなる。

突部３１ｄは、図６に示すように、回転板３１の周縁部に沿って等間隔に複数（本実施形態では６つ）配置される。すなわち、突部３１ｄは、ボルト１１１と等ピッチで配置されている。なお、突部３１ｄは、貫通孔３１ａと位相が半ピッチずれている。突部３１ｄは、図３に示すリミットスイッチ３４をＯＮ／ＯＦＦする突起である。リミットスイッチ３４は、回転板３１の回転角度を検出するものである。このリミットスイッチ３４は、図５に示すように、回転板支持部３２の環状部材３２ａに支持されている。

ローラーガイド部材３１ｅは、図７に示すように、回転板３１の下面側の周縁部に環状に取り付けられている。ローラーガイド部材３１ｅは、断面視Ｌ字状に形成され、ローラー３２ｂが配置される空間を形成する。ローラー３２ｂは、回転板３１とローラーガイド部材３１ｅとの間に挟み込まれる。この構成によって、回転板３１が回転板支持部３２と共に昇降可能となる。

図８は、本発明の実施形態におけるプラグ着脱機構４０を上方から視た斜視図である。図９は、本発明の実施形態におけるプラグ着脱機構４０の要部を示す断面図である。
プラグ着脱機構４０は、図８に示すように、水抜きライン接続継手４１と、乾燥ライン接続継手４２と、水抜きライン４３と、乾燥ライン４４と、支持台４５と、シリンダ装置４６と、を備える。水抜きライン４３は、図示しない吸引ポンプに接続されている。また、乾燥ライン４４は、図示しない乾燥ガス供給装置に接続されている。

乾燥ライン接続継手４２は、乾燥プラグ１０６に乾燥ライン４４を接続するものである。この乾燥ライン接続継手４２は、乾燥プラグ１０６にワンタッチで接続可能な周知の継手であり、図９に示すように、フランジ部４２ａと、ソケット４２ｂと、着脱リング４２ｃと、を備える。ソケット４２ｂを乾燥プラグ１０６に差し込むと、着脱リング４２ｃが上方に移動し、ソケット４２ｂが奥まで差し込み可能となり、ソケット４２ｂが奥まで差し込まれると、着脱リング４２ｃが下方に移動し、ソケット４２ｂの装着が完了する。ソケット４２ｂの装着が完了すると、着脱リング４２ｃを上方に移動させない限り、ソケット４２ｂの引き抜きが規制される。

図８に示すように、水抜きライン接続継手４１は、水抜きプラグ１０４に水抜きライン４３を接続するものである。なお、水抜きライン接続継手４１は、乾燥ライン接続継手４２と構成が同じであるため、その説明は割愛する。
支持台４５は、水抜きプラグ１０４と乾燥プラグ１０６との位置関係に合せて、水抜きライン接続継手４１と乾燥ライン接続継手４２とを支持している。すなわち、水抜きプラグ１０４は、乾燥プラグ１０６よりも上方に設けられているため、水抜きライン接続継手４１が、乾燥ライン接続継手４２よりも上方に支持されている。

支持台４５は、昇降ガイド４５ａを備える。昇降ガイド４５ａは、支持台４５に一対で設けられ、可動フレーム４に接続されたガイドロッド４５ｂと昇降自在に係合する。シリンダ装置４６は、支持台４５を介して水抜きライン接続継手４１と乾燥ライン接続継手４２を昇降させるものであり、例えばエアシリンダから構成されている。このシリンダ装置４６は、可動フレーム４に支持されており、水抜きライン４３と乾燥ライン４４との間に配置されている。

図９に示すように、支持台４５は、一対のロッド４７と、上部フランジ４８と、下部フランジ４９と、バネ５０と、バネ５１と、を備える。一対のロッド４７は、支持台４５に対して昇降自在に支持されている。一対のロッド４７は、上部フランジ４８と、乾燥ライン接続継手４２のフランジ部４２ａとを貫通し、その下端が下部フランジ４９と接続されている。下部フランジ４９は、鉛直方向において着脱リング４２ｃと対向可能に設けられている。バネ５０は、下部フランジ４９とフランジ部４２ａとの間において、一対のロッド４７の周囲に配置されている。バネ５１は、フランジ部４２ａと上部フランジ４８との間において、乾燥ライン４４の周囲に配置されている。

続いて、上記構成の収納缶蓋着脱装置１によるボルト締緩動作について、図１０及び図１１を参照して説明する。以下の説明では、収納缶１０１にボルト締結された蓋１００を取り外す動作を例示する。

先ず、図１０に示すように、ソケット１１を下降させ、ボルト１１１に係合させる。ソケット１１の下降は、回転昇降機構３０が行う。回転昇降機構３０は、シリンダ装置３３を駆動させ、回転板支持部３２に支持された回転板３１を下降させる。回転板３１には、ソケット１１が一体的に支持されており、回転板３１の下降により伸縮ロッド１３が伸び、ソケット１１がボルト１１１に係合する。

ここで、ボルト１１１の頭部は、テーパ状になっており、ソケット１１を誘い込むことができる。また、回転板３１は、図７に示すように、鉛直軸部２２がその半径方向に相対移動自在に挿通される挿通孔３１ｂを備える。この構成によれば、ソケット１１の位置がボルト１１１の位置から多少ずれたとしても、鉛直軸部２２と挿通孔３１ｂとの隙間によって、回転板３１が半径方向に自由に動き、ソケット１１とボルト１１１との位置ずれを吸収することが可能となる。

ソケット１１がボルト１１１に係合したら、次にソケット１１を回転させ、ボルト１１１を緩める。ソケット１１の回転は、ボルト締緩機構１０が行う。ボルト締緩機構１０は、インパクトレンチ１５を駆動させ、第２のユニバーサルジョイント１４、伸縮ロッド１３、第１のユニバーサルジョイント１２を介してソケット１１を回転させる。ソケット１１の回転は、ボルト１１１のネジ先が収納缶１０１のボルト孔１１２から抜けるまで行う。ここで、ボルト１１１のネジ先は、テーパ状になっており、ボルト孔１１２から離脱し易くなっている。

ボルト１１１を緩めたら、図１１に示すように、ソケット１１を上昇させた後、ソケット１１を軸Ｌ回りに移動させ、次のボルト１１１上に位置決めする。ソケット１１の上昇は、回転昇降機構３０が行う。回転昇降機構３０は、シリンダ装置３３を駆動させ、回転板支持部３２に支持された回転板３１を上昇させる。回転板３１を上昇させると、伸縮ロッド１３が縮み、ソケット１１がボルト１１１から離脱する。

ソケット１１の軸Ｌ回りの回転は、蓋吊機構２０及び回転昇降機構３０が行う。すなわち、回転板３１は、図４に示すように、係合部２３に係合可能な被係合部３１ｃを備え、被係合部３１ｃは、回転板３１が上昇したときに係合部２３と係合する。蓋吊機構２０がモータ２７を駆動させると、係合部２３と共に回転板３１が回転し、これによりソケット１１が軸Ｌ回りに回転する。ここで、回転板３１の周縁部には、図６に示すように、突部３１ｄが設けられており、突部３１ｄがリミットスイッチ３４をＯＮにしたタイミングで、モータ２７を停止させる。これにより、ソケット１１を次のボルト１１１上に位置決めすることができる。
そして、図１０の動作と図１１の動作とを交互に繰り返すことで、全てのボルト１１１を締めることができる。

次に、収納缶蓋着脱装置１による蓋吊動作について、図１２〜図１４を参照して説明する。

図１２に示すように、全てのボルト１１１を緩めたら、回転板３１を下降させた状態で、吊部２１を軸Ｌ回りに移動させる。吊部２１の軸Ｌ回りの移動は、蓋吊機構２０が行う。蓋吊機構２０がモータ２７を駆動させると、鉛直軸部２２が回転し、これにより吊部２１が軸Ｌ回りに回転する。すなわち、回転板３１が下降すると、ソケット１１がボルト１１１に係合されるが、被係合部３１ｃと係合部２３との係合が解除される。すなわち、回転板３１の連れ回りがなくなり、吊部２１のみを軸Ｌ回りに回転させることができる。

回転板３１を下降させた状態では、図１３（ａ）に示すように、吊部２１は、被吊部１２０の係合溝１２１の導入部１２１ａの終端に位置する。この状態で、鉛直軸部２２が回転すると、図１３（ｂ）に示すように、吊部２１は、導入部１２１ａから水平部１２１ｂの終端に移動する。この状態で、吊部２１を上昇させる、すなわち回転昇降機構３０によって回転板３１を上昇させると、図１３（ｃ）に示すように、吊部２１は、水平部１２１ｂの終端から終端部１２１ｃに移動し、図１４に示すように、蓋１００を吊り上げることができる。

ここで、ソケット１１を軸Ｌ回りに移動させて複数のボルト１１１を緩めていく方向と、吊部２１を軸Ｌ回りに移動させて被吊部１２０に吊部２１を係合させる方向は、互いに逆方向である。すなわち、ソケット１１を軸Ｌ回りに移動させて複数のボルト１１１を緩めていく方向は、時計回り（図１１参照）なのに対し、吊部２１を軸Ｌ回りに移動させて被吊部１２０に吊部２１を係合させる方向は、反時計回り（図１２参照）である。これは、ボルト締緩機構１０（伸縮ロッド１３）と蓋吊機構２０（水平軸部２５）との干渉により、回転板３１の回転角度に制限があるため、この制限のなかで当該２種類の動作を実施させるためである。また、最後のボルト１１１を緩め終わった後、回転板３１を上昇させることなく吊部２１を反時計回りに回転させれば、ボルト締緩動作から連続して蓋吊動作に移ることが可能となる。

以上により、収納缶１０１にボルト締結された蓋１００を取り外す動作が終了する。なお、蓋１００を収納缶１０１にボルト締結により取り付ける動作は、逆の手順を踏むこととなる。

本実施形態によれば、ボルト締緩機構１０のソケット１１を軸Ｌ回りに移動させることで、蓋１００を収納缶１０１に締結する複数のボルト１１１を順に回転させていくため、蓋１００を収納缶１０１に対して均一なボルト締結力で締め付けることができ、ボルト締結力の管理が容易になる。すなわち、インパクトレンチ１５が一つだけなので、従来のような製品間のボルト締付力の差の影響が出ない。また、蓋吊機構２０の吊部２１を軸Ｌ回りに移動させることで、蓋１００の被吊部１２０に係脱可能にし、ソケット１１と吊部２１とを回転板３１に支持させて共通の軸Ｌ回りに移動可能とすると共に、当該回転板３１を昇降させることで、ボルト締緩機構１０と蓋吊機構２０の軸Ｌ回りの移動機構と昇降機構を共通化することができ、駆動部を少なくすることができる。

このように、上述の本実施形態によれば、締結用のボルト孔１１０が複数形成されると共に搬送用の被吊部１２０が形成された蓋１００を、収納缶１０１に対して着脱する収納缶蓋着脱装置１であって、ボルト孔１１０に螺合するボルト１１１を正逆回転させるソケット１１を備え、ソケット１１を軸Ｌ回りに移動させることで複数のボルト１１１を締緩するボルト締緩機構１０と、被吊部１２０に係合可能な吊部２１を備え、吊部２１を軸Ｌ回りに移動させることで被吊部１２０に吊部２１を係脱させる蓋吊機構２０と、ソケット１１と吊部２１とを共通の軸Ｌ回りに移動可能に支持する回転板３１を備え、回転板３１を昇降させる回転昇降機構３０と、を備える、という構成を採用することによって、蓋１００を収納缶１０１に対して均一なボルト締結力で締め付けることができ、駆動部が少なくコンパクトな収納缶蓋着脱装置１が得られる。

最後に、収納缶蓋着脱装置１によるプラグ着脱動作について、図１５〜図１７を参照して説明する。

先ず、図１５に示すように、可動フレーム４を移動させ、水抜きライン接続継手４１と乾燥ライン接続継手４２を、水抜きプラグ１０４と乾燥プラグ１０６上に位置決めする。可動フレーム４の移動は、スライダユニット５が行う。
次に、図１６に示すように、水抜きライン接続継手４１と乾燥ライン接続継手４２を下降させ、水抜きプラグ１０４と乾燥プラグ１０６に接続させる。水抜きライン接続継手４１と乾燥ライン接続継手４２の下降は、シリンダ装置４６が行う。なお、以下の説明では、乾燥プラグ１０６に係る着脱動作を例示する。水抜きライン接続継手４１に係る着脱動作は、乾燥プラグ１０６に係る着脱動作と同時に行われる。

シリンダ装置４６は、支持台４５に接続されており、支持台４５が下降すると、図９に示すように、先ず、下部フランジ４９が乾燥プラグ１０６の周囲に係合し、ソケット４２ｂが乾燥プラグ１０６に位置合わせされる。さらに、支持台４５が下降すると、支持台４５が上部フランジ４８と当接し、バネ５１を介してフランジ部４２ａを押し下げることで、ソケット４２ｂが乾燥プラグ１０６に差し込まれる。すなわち、乾燥ライン接続継手４２が、乾燥プラグ１０６にワンタッチで接続される。

水抜き、乾燥が終了したら、次に、図１７に示すように、支持台４５を上昇させる。支持台４５が上昇すると、一対のロッド４７を介して下部フランジ４９が上昇する。下部フランジ４９は、鉛直方向において着脱リング４２ｃと対向しており、一対のロッド４７が引き上げられることで着脱リング４２ｃと当接し、着脱リング４２ｃを上方に移動させる。着脱リング４２ｃが上方に移動すると、ソケット４２ｂの引き抜き規制が解除され、乾燥ライン接続継手４２を乾燥プラグ１０６から離脱させることができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

１ 収納缶蓋着脱装置
１０ ボルト締緩機構
１１ ソケット
１２ 第１のユニバーサルジョイント
１３ 伸縮ロッド
１４ 第２のユニバーサルジョイント
１５ インパクトレンチ
２０ 蓋吊機構
２１ 吊部
２２ 鉛直軸部
２３ 係合部
３０ 回転昇降機構
３１ 回転板
３１ｂ 挿通孔
３１ｃ 被係合部
４０ プラグ着脱機構
４１ 水抜きライン接続継手
４２ 乾燥ライン接続継手
４３ 水抜きライン
４４ 乾燥ライン
１００ 蓋
１０１ 収納缶
１０４ 水抜きプラグ
１０５ 貫通孔
１０６ 乾燥プラグ
１１０ ボルト孔
１１１ ボルト
１２０ 被吊部
Ｌ 軸

Claims (6)

1. 締結用のボルト孔が複数形成されると共に搬送用の被吊部が形成された蓋を、収納缶に対して着脱する収納缶蓋着脱装置であって、
   前記ボルト孔に螺合するボルトを正逆回転させるソケットを備え、前記ソケットを軸回りに移動させることで複数のボルトを締緩するボルト締緩機構と、
   前記被吊部に係合可能な吊部を備え、前記吊部を軸回りに移動させることで前記被吊部に対して前記吊部を係脱させる蓋吊機構と、
   前記ソケットと前記吊部とを共通の軸回りに移動可能に支持する回転板を備え、前記回転板を昇降させる回転昇降機構と、を備える、ことを特徴とする収納缶蓋着脱装置。
2. 前記蓋吊機構は、
   前記吊部を回転させる回転軸部と、
   前記回転軸部に設けられた係合部と、を備え、
   前記回転板は、前記係合部に係合可能な被係合部を備え、
   前記被係合部は、前記回転板が上昇したときに前記係合部と係合し、前記回転板が下降したときに前記係合部との係合が解除される、ことを特徴とする請求項１に記載の収納缶蓋着脱装置。
3. 前記回転板は、前記回転軸部がその半径方向に相対移動自在に挿通される挿通孔を備える、ことを特徴とする請求項２に記載の収納缶蓋着脱装置。
4. 前記ソケットを軸回りに移動させて複数のボルトを緩めていく方向と、前記吊部を軸回りに移動させて前記被吊部に前記吊部を係合させる方向は、互いに逆方向である、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の収納缶蓋着脱装置。
5. 前記ボルト締緩機構は、
   前記ソケットに接続された第１のユニバーサルジョイントと、
   前記第１のユニバーサルジョイントに接続された伸縮ロッドと、
   前記伸縮ロッドに接続された第２のユニバーサルジョイントと、
   前記第２のユニバーサルジョイントと接続されたインパクトレンチと、を備える、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の収納缶蓋着脱装置。
6. 前記収納缶は、水抜きプラグを備え、
   前記蓋は、前記水抜きプラグが配置される貫通孔と、乾燥プラグと、を備えており、
   前記水抜きプラグに接続可能な水抜きライン接続継手と、前記乾燥プラグに接続可能な乾燥ライン接続継手と、を備え、前記水抜きライン接続継手及び前記乾燥ライン接続継手を前記水抜きプラグ及び前記乾燥プラグに対して着脱させるプラグ着脱機構を備える、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の収納缶蓋着脱装置。

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