JPH02102908A - 機器取付用クランプ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ζ産業上の利用分野） 本発明は、宇宙空間における機器交換時の着脱作業、原
子力設備における点検、補修時の機器着脱作業等に適用
される機器取付用クランプ機構に関するものである。

（従来の技術） 従来は、被取付体を機器に着脱自在に固定する場合、ト
ルクレンチを人力または機械により操作して、ナツトを
回転し１機器に設けたボルトに螺合して締付けることに
より、被取付体を機器に着脱自在に固定するようにして
いる。

（発明が解決しようとする課題） 宇宙空間では、遠隔操作によりナツトを回転し。

機器に設けたボルトに螺合して締付けることにより、被
取付体を機器に着脱自在に固定する必要がある。その場
合、クランプ機構には、可能な限り軽量・コンパクトで
あることが要求されており人力または機械により操作す
るトルクレンチを使用することができなくて、ナツトを
ボルトに大きな締付力で締付けることができないという
問題があった。

本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その
目的とする処は、遠隔操作でもナツトをボルトに大きな
締付力で締付けることができる機器取付用クランプ機構
を提供しようとする点にある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために２本発明の機器取付用クラン
プ機構は２機器に取付けたボルトと、同ボルトに螺合し
て被取付体を上記機器とによりクランプするナツトと、
上記ボルトを加熱して同ボルトに生じる熱歪を上記ナツ
トの締付力に変換させるヒータとを有し、同ヒータを上
記ボルトに埋設している。

（作用） 本発明の機器取付用クランプ機構は前記のように構成さ
れており、被取付体を機器本体に取付ける場合には、先
ず被取付体の取付孔を機器本体のボルトに挿入し３次い
でヒータの電源を入れ、ヒータによりボルトを加熱しで
、ボルトを軸方向に熱膨張させ１次いでナツトをボルト
に螺合し１次いでナツト締付用治具をナツトに嵌合した
後、すニット締付方向に回転させて、ナツトの座面を被
取付体に接触させ１次いでヒータの電源を切り、ボルト
を冷却して、ボルトを軸方向に縮小させ、ナツトを介し
被取付体を機器本体へ強く押し付けて。

被取付体を機器本体に着脱自在に固定する。また被取付
体を機器本体から取り外す場合には、ヒータの電源を入
れ、ヒータによりボルトを加熱して。

ボルトを軸方向に熱膨張させ１次いでナツト締付用治具
をナツトに嵌合した後、ナツトを緩め方向）に回転させ
て、ナツトをボルトから取り外し。

次いで被取付体を機器本体から取り外す。

（実施例） 次に本発明の機器取付用クランプ機構を第１゜２図に示
す一実施例により説明すると、第１図の（１）が宇宙ス
テーション、　（２）　（２）　（２）がナツト締付用
マニピュレータのアーム、　（３）　（３）　（３）が
ジヨイントで、上記各アーム（２）が同各ジヨイント（
３）を介して屈曲可能に連結され、またステーション側
アーム（２）の基部がジヨイント（３）を介して上記宇
宙ステーション（２）に揺動可能に取付けられている。

また第１．２図の（４）が最先端アーム（２）の先端部
に設けたナツト締付用治具、（５）が機器本体、（６）
が同機器本体（５）に取付けられる被取付体。

（７）が上記機器本体（５）に設けたポル）　、　（Ｂ
）が同ボルト（７）内に埋設したヒータ、（９）がヒー
タ用リード線、（１０）がナツトである。

次に前記第１．２図に示す機器取付用クランプ機構の作
用を具体的に説明する。被取付体（６）を機器本体（５
）に取付ける場合には、先ず被取付体（６）の取付孔を
機器本体（５）のボルト（７）に挿入し１次いでヒータ
（８）の電源を入れ、ヒータ（８）。

によりボルト（７）を加熱して、ボルト（７）を軸方向
に熱膨張させ１次いでナツト（１ｏ）をボルト（７）に
螺合し５次いでナツト締付用マニピュレータの各アーム
（２）を操作して、ナツト締付用治具（４）をナツト（
１０）に嵌合した後、ナツト（１０）を矢印Ｘ方向（締
付方向）に回転させて、ナツト（１ｏ）の座面を被取付
体（６）に接触させ９次いでヒータ（８）の電源を切り
、ボルト（７）を冷却して、ボルト（７）を軸方向に縮
小させ、ナツト（ｌｏ）を介し被取付体（６）を機器本
体（５）へ強（押し付けて、被取付体（６）を機器本体
（５）に着脱自在に固定する。

また被取付体（６）を機器本体（５）から取り外す場合
には、ヒータ（８）の電源を入れ、ヒータ（８）により
ボルト（７）を加熱しで、ボルト（７）を軸方向に熱膨
張させ１次いでナツト締付用マニピュレータの各アーム
（２）を操作して、ナツト締付用治具（４）をナツト（
１０）に嵌合した後、ナラｌ−（１０）を矢印Ｙ方向（
緩め方向）に回転させて、ナツト（１０）をボルト（７
）から取り外し１次いで被取付体（６）を機器本体（５
）から取り外す。

上記ボルト（７）に生じる熱歪をε、線膨張率をα（１
／’Ｃ）＋ΔＴを温度差（’Ｃ）ｌ！をホルト長す（ｍ
ｍ）　、　Δｉをボルトの伸び量（ｍｍ）とすると１熱
歪εは。

Δβ ε；　　　　　　　　＝α・ΔＴ−−−−・　・■にな
る。また熱歪εに相当する応力をσ、Ｅをヤング率とす
ると、熱歪εに相当する応力σは。

σ＝Ｅ・ε　　　　　　　　　・・・・・・■になる。

そのため、ボルト（７）が４本の場合、Ａｄをボルト（
７）の有効断面積（ｍ＋ｍ”）とすると、各ボルト（７
）により得られるボルト締付力Ｆの合計Ｆ、ｋｇｔは。

ＦＴ＝４σ・Ａ４　　　　　　・・・・・・■になる。

計算例を次に記述する。いまΔＴ＝１００”Ｃ。

α＝２４Ｘ１０−’１／　’Ｃ，Ｅ＝７３００ｋｇｔ／
ｍｍ２とすると。

ε＝２４Ｘ１０−ｂＸ１００ ＝２４Ｘ　１０ σ＝７３００Ｘ２４Ｘ１０ ＝１７．　５ｋｇｔ　／ｍｍ２ ボルト（７）として、Ｍ２Ｏ（谷径１７．３ｍｍ、　ヒ
ータ孔径φＩＯＬ長さ１＝１００ｍｍのものを使用゛し
た場合。

３、１４ Ａａ　　＝　　　　　　　　　　ｘ　　（１７，３”　
　−１０”）＝　　１５６ｍｍ” Δｚ＝１００ｘ２４ｘｌＯ−’＝０．　２４ｍｍＦ＝１
７．　５Ｘ１５６＝２７３０ｋｇｔ（発明の効果） 本発明の機器取付用クランプ機構は前記のように被取付
体を機器本体に取付ける場合には、先ず被取付体の取付
孔を機器本体のボルトに挿入し。

次いでヒータの電源を入れ、ヒータによりボルトを加熱
しで、ボルトを軸方向に熱膨張させ９次いでナツトをボ
ルトに螺合し１次いでナツト締付用治具をナツトに嵌合
した後、ナツト締付方向に回転させて、ナツトの座面を
被取付体に接触させ次いでヒータの電源を切り、ボルト
を冷却して。

ボルトを軸方向に縮小させ、ナツトを介し被取付体を機
器本体へ強く押し付けて、被取付体を機器本体に着脱自
在に固定する。また被取付体を機器本体から取り外す場
合には、ヒータの電源を入れ。

ヒータによりボルトを加熱して、ボルトを軸方向に熱膨
張させ９次いでナツト締付用治具をナツトに嵌合した後
、ナツトを緩め方向）に回転させて。

ナツトをボルトから取り外し１次いで被取付体を機器本
体から取り外すので、遠隔操作でもナツトをボルトに大
きな締付力で締付けることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる機器取付用クランプ機構に使用
するナツト締付用治具を示す斜視図、第２図は本発明に
係わる機器取付用クランプ機構の一実施例を示す縦断側
面図である。 （１）　　・・・宇宙ステーション、　（２）　（２）
　（２）・・・ナンド締付用マニピュレータのアーム、
　（３）　（３）　（３）・・・ジヨイント、（４）・
・・ナツト締付用治具、（５）・・・機器本体、（６）
・・・被取付体、（７）・・・ボルト、（８）・・・ヒ
ータ、（９）・・・ヒータ用リード線、　（１０）　　
・・・ナツト。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機器に取付けたボルトと、同ボルトに螺合して被取付体
   を上記機器とによりクランプするナットと、上記ボルト
   を加熱して同ボルトに生じる熱歪を上記ナットの締付力
   に変換させるヒータとを有し、同ヒータを上記ボルトに
   埋設したことを特徴とする機器取付用クランプ機構。