JPH05312985A - スタッドテンショナー - Google Patents

スタッドテンショナー

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Publication number
JPH05312985A
JPH05312985A JP4123000A JP12300092A JPH05312985A JP H05312985 A JPH05312985 A JP H05312985A JP 4123000 A JP4123000 A JP 4123000A JP 12300092 A JP12300092 A JP 12300092A JP H05312985 A JPH05312985 A JP H05312985A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stud
nut
piston
tensioner
head
Prior art date
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Pending
Application number
JP4123000A
Other languages
English (en)
Inventor
Genichiro Nakamura
源一郎 中村
Koji Katori
宏司 香取
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH05312985A publication Critical patent/JPH05312985A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Hand Tools For Fitting Together And Separating, Or Other Hand Tools (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、締結作業後スタッドに適切
な軸力を働らかせるスタッドテンショナーを提供すると
ともに、締結作業を遠隔操作により実施でき、作業環境
が好ましくない場所での締結作業を、安全に操作できる
スタッドテンショナーを提供することにある。 【構成】 スタッドテンショナーにおいて、スタッド頭
部のねじ4b2を軸方向に引張るピストンナット5内に
締結作業中にも伸び量の測定が可能なようにスタッド伸
び量検出装置13を取付け、かつ、締付ナット6を回転
させるナット駆動モータ10を設け、スタッド伸び量や
ナット回転角を所定値に高精度よく管理できるようにす
るとともに締結作業の省力化を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタッドテンショナー
に係り、圧力容器、熱交換器、ポンプ等の産業機械に使
用され、特に、例えば、原子炉インターナルポンプのポ
ンプ軸端に用いるのにに好適で、締付力管理を高精度に
行い、かつ、締結作業を遠隔操作可能にしたスタッドテ
ンショナーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の装置は、例えば、特開昭58−2
25211号公報に記載されているように、スタッド頭
部を引張るとき、その反力を被締結物へ伝達する円筒シ
リンダを外側に、スタッド頭部を引張ってスタッドに初
期締結力を付与する中空または中実状ピストンナットを
内側にそれぞれ設け、前記円筒シリンダとピストンナッ
トとの間に形成された環状空間に、締付ナットを回転さ
せるドライバーを設けて三重円筒構造になっていた。
【0003】一般に、産業機械に用いられるスタッドテ
ンショナーの軸力を管理する方法としては油圧力管理法
により行なわれ、また、締付ナットをスタッドに取付け
て回す方法も手動により行われているのが通常であっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】圧力容器等のフランジ
を締結しているスタッドには、熱応力,圧力,流体力,
地震力等の種々の荷重が働くため、組立時には適切な軸
力がスタッドに残っていなければならない。しかし、上
記従来技術は、軸力管理方法を油圧力管理法によってい
るため、被締結部のたわみの影響や座面のへたり、作業
上のばらつきや装置自体のばらつき、経年変化によるば
らつき等があり、精度の高い締付を行うには問題があっ
た。
【0005】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、締結作業後スタッドに適切な
軸力を働らかせて、スタッド締結部の締付力管理を高精
度に行ないうるスタッドテンショナーを提供すること
を、その目的とするものである。また、本発明の他の目
的は、締結作業を遠隔操作により実施できるようにし、
作業環境が好ましくない場所での締結作業を、安全に操
作できるスタッドテンショナーを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るスタッドテンショナーのもっとも基本
的な構成は、スタッド頭部に捩じ込む締付ナットと、ス
タッド頭部を引張るときその反力を被締結物へ伝達する
円筒シリンダと、この円筒シリンダ内に装着されたピス
トンと、このピストンに係止されスタッド頭部を引張っ
てスタッドに初期締付力を付与するピストンナットと、
前記締付ナットを回転させるドライバーとからなるスタ
ッドテンショナーにおいて、スタッドの伸び量検出装置
を具備したものである。また、スタッドの伸び量検出装
置のほかに締付ナットの回転角検出装置を備えたもので
ある。
【0007】また、上記第二の目的を達成するために、
本発明に係るスタッドテンショナーのさらに他の構成
は、スタッド頭部に捩じ込む締付ナットと、スタッド頭
部を引張るときその反力を被締結物へ伝達する円筒シリ
ンダと、この円筒シリンダ内に装着されたピストンと、
このピストンに係止されスタッド頭部を引張ってスタッ
ドに初期締付力を付与するピストンナットと、前記締付
ナットを回転させるドライバーとからなるスタッドテン
ショナーにおいて、スタッドの伸び量検出装置を備え、
前記ドライバーの下端部外周に、ナット廻し作業を遠隔
操作可能とするナット駆動モータおよびその駆動力伝達
手段を設けるとともに、前記ピストンナットの端部に、
スタッド頭部への取付作業を遠隔操作可能とするピスト
ンナット駆動モータを設けたものである。
【0008】すなわち、本発明は、適切な軸力をスタッ
ドに残すため、スタッドの伸び量や締付ナットの回転角
を検出する構造とするものである。また、本発明によれ
ば、スタッドへの締付ナットの取付作業やスタッドテン
ショナーのスタッドへの取付作業、スタッドの軸力管理
作業を自動化したスタッドテンショナーを提供するもの
である。
【0009】
【作用】スタッドテンショナーは、スタッドに軸力を加
える機構部と、締付ナットを回転する機構部とからな
る。このうち、軸力を加える機構部には、スタッドに明
けられた伸び測定孔を使い、伸び量測定棒によりスタッ
ド根元の内部絶対静止点を基準としたスタッド伸び量を
測定できるよう伸び量検出器を設置する。
【0010】また、回転機構部には、回転部の回転数を
数える回転検出器を設置する。この回転検出器として
は、駆動モータ自体が回転数を制御可能なステップモー
タを使用するかあるいは、回転機構部に回転体の外周に
歯車状の溝を付け、回転部が回転すると溝を数える検出
器によって管理する方法のいずれでもよい。スタッドの
軸力管理をスタッド伸量管理法とナット回転角管理法に
より管理することで外部からの影響を最小限にして、残
留軸力を管理することができる。
【0011】さらに本発明によれば、スタッドへの締付
ナットの取付作業や、スタッドテンショナーのスタッド
への取付作業を自動化する手段を設けることにより、ス
タッド締結作業の遠隔化が可能となる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図1ないし図4を
参照して説明する。 〔実施例 1〕図1は、本発明の一実施例に係るスタッ
ドテンショナーの縦断面図、図2は、図1におけるスタ
ッドの伸び量検出部Aの拡大断面図である。図1に示す
ように、被締結物1の深穴部1a内に埋没されたスタッ
ド頭部4aには、ねじ4b1,4b2が設けられ、締付
ナット6は、大径側のねじ4b1にねじ込まれる。円筒
シリンダ2は、被締結物1の深穴部1aに挿入され、ス
タッド頭部4aを引張るときその反力を被締結物1へ伝
達し、ピストン3は、円筒シリンダ2の頭部の内周面に
装着される。
【0013】ピストンナット5は、突出部5aを有し、
その頂部にはスタッドの頭部4aのねじ4b2に螺合す
るねじ5bが設けられ、前記突出部5aは、ピストン3
を貫通するとともに、これに係止可能に、かつ円筒シリ
ンダ2内に移動可能に挿入されている。ドライバー7
は、円筒シリンダ2とピストンナット突出部5aとの間
に形成された環状空間15の内に設けられ、このドライ
バー7の頂部には締付ナット6に係合する瓜7aが設け
られている。
【0014】ピストン3およびドライバー7の内周面に
それぞれ円筒転がり軸受16b,16aが取付けられて
おり、ドライバー7およびピストンナット5を回転でき
るようにしている。スタッド4の伸び量を測定する伸び
量検出装置13は、ピストンナット突出部5aの中に装
着されており、ピストンナット5をスタッド頭部4に取
付けると同時に、伸び量検出装置13も、スタッド頭部
4に装置されるようになっている。なお、伸び量検出装
置13の構成,機能については後述する。
【0015】締付ナット駆動モータ10は、ステップモ
ータで、ギヤ14を介してドライバー7を所定回転角度
だけ回転させ、ドライバー7の回転により締付ナット6
をスタッド頭部4のねじ4b1に取付ける。ピストンナ
ット駆動モータ11は、ピストンナット5の端部に取付
いており、直接ピストンナット5を回転させ、スタッド
頭部4のねじ4b2にピストンナット5を取付けるよう
に構成されている。
【0016】これらの2種類の駆動モータには、弾性手
段に係るばね9が設けられており、このばね力により締
付けナット6とピストンナット5を上方へ押し上げよう
とする力が働いてる。また、ドライバー7とピストンナ
ット5との間に形成された環状空間に、ピストンナット
5のスタッド4へのくいつきをよくさせる弾性手段に係
るばね8を設けている。
【0017】円筒シリンダ2とピストン3との環状隙間
に高圧油配管12Aを介して高圧油が封入される。漏れ
油回収配管12Bは、円筒シリンダ2に設けた穴2bに
注入した高圧油のシール部2Cからの漏れ油を回収する
ためのものであり、周囲への高圧油飛散を防止するもの
である。
【0018】図2はスタッドの伸び量検出部Aの拡大断
面図である。スタッド伸び量検出装置13は、スタッド
4の中心に明けられた伸び測定孔4Cに伸び量測定棒1
3aを挿入し、スタッド4の根元の内部絶対静止点を基
準としたスタッド伸び量を測定する伸び検出器13C、
伸び量測定棒13aをピストンナット5に取付けている
伸び量測定筒13b、および伸び検出器13Cが検出器
の測定範囲を外れた際に検出器の取付位置を調整し測定
可能にする伸び検出器調整装置13Eから構成されてい
る。
【0019】スタッド4の伸び量検出装置13は、ピス
トンナット突出部5aの中に装着され、ピストンナット
5をスタッド頭部4aに取付けると、伸び量検出装置1
3も同時にスタッド頭部4に装着されるようになってお
り、スタッドボルトテンショナーを分解後に、スタッド
4の伸び量を測定していた作業が、締付ナット締付作業
中に伸び量が測定できるようになり、伸び量が所定値に
到着していないときの再締付作業が容易に、しかも短時
間に遠隔作業で実施できる。
【0020】すなわち、このようにスタッドテンショナ
ーのピストンナット5に直接、伸び量検出装置13を装
着することにより、伸び量の測定作業前後にスタッド4
からピストンナット5を分解,取付する作業が省略で
き、伸び量測定の自動化により組立コストを低減するこ
とができる。
【0021】17は、締付ナットの回転角検出装置で、
回転部の回転数を数える回転検出器に当る。この回転角
検出装置17としては、駆動モータ自体が回転数を制御
可能なステップモータを使用するか、あるいは、回転機
構部を構成するドライバー7の外周に歯車状の溝を付け
ておき、その溝を数える検出器によって管理する方法の
いずれでもよい。
【0022】このような構成のスタッドテンショナーの
動作手順を説明する。本実施例のスタッドテンショナー
において、締付ナット6の被締結物1の深穴部1aに設
けられたスタッド4に取付ける場合には、締付ナット6
をドライバー7の瓜7aに係合し、円筒シリンダ2を前
記深穴部1a内に挿入する。ついで、ドライバー7をギ
ヤ14を介してナット駆動モータ10により回転させ、
締付ナット6をスタッドの頭部4aのねじ4b1に所定
のトルクで初期締付けを行なったのち、ピストンナット
の突出部5aを、ピストンナット駆動モータ11により
回転させ、これをスタッドの頭部4aのねじ4b2に螺
合させる。
【0023】さらに、円筒シリンダ2に設けた穴2bか
ら油圧ポンプを所定の圧力にして得られた高圧油を注入
し、ピストン3およびピストンナット5を介してスタッ
ド4を軸方向に引張り、スタッド4が伸び、締付ナット
6と被締結物1に隙間があくので再度締付ナット駆動モ
ータ10を駆動して、所定の角度だけ締付ナット6を回
転して締めつける。
【0024】締付ナット4を所定の角度に締め付けたの
ち、スタッドテンショナーをスタッド4に取付けたまま
で、油圧を解除し、ピストンナット5に軸方向力が働か
なくなった状態で伸び量検出装置13によりスタッド4
の伸び量を測定する。スタッド伸び量が所定の伸びに到
達していればピストンナット5をスタッド頭部4から取
外し、円筒シリンダ2を被締結物1の深穴部1aから取
出せば、スタッド4に対する締付ナット6の締付作業は
完了する。一方、締付ナット6をスタッド4から取外す
場合には、上記と逆の操作を行えばよい。
【0025】本実施例によれば、スタッドの伸び量と、
締付ナットの回転角を管理することにより、スタッドの
残留軸力を適切に管理でき、引張力のばらつきや油圧力
の誤りによらずに締結作業を行うことができる。また、
スタッドテンショナーの、スタッドへの取付を遠隔操作
により行うことにより、作業するには不適切な環境下に
あっても安全に締結作業を行うことができる。
【0026】上述した本実施例のスタッドテンショナー
は、例えば、原子炉インターナルポンプの如き高放射線
環境下におけるスタッド締結作業には最適であり、本実
施例によれば、自動的な遠隔操作により放射線被爆量を
低減することができる。
【0027】〔実施例 2〕スタッドの伸び量検出装置
の他の実施例を図3に示す。図3は、本発明の他の実施
例に係るスタッドの伸び量検出部の拡大断面図である。
図中、図2と同一符号のものは、先の実施例と同等部で
あるから、その説明を省略する。図3におけるスタッド
の伸び量検出部が、図2の実施例と相違するところは、
図2に示した伸び検出器13Cに代えて差動トランス1
3dを使用してスタッド4の伸び量を測定することであ
る。図3の実施例によれば、先の実施例と全く同様の効
果がもたらされる。
【0028】〔実施例 3〕図4は、本発明のさらに他
の実施例に係るスタッドテンショナーの一部外観断面図
である。図中、図1と同一符号のものは、先の実施例と
同等部であるから、その説明を省略する。図1の実施例
は、締結作業が遠隔操作可能なスタッドテンショナーに
ついて説明したが、図4の実施例は、作業環境上、手動
作業で支障とならない場合に使用するのに適した手動式
スタッドテンショナーの実施例を示すものである。
【0029】図4に示す伸び量検出装置13Aは、スタ
ッドテンショナーの最下部に配置されており、ダイヤル
ゲージ13fを使用してスタッド4の伸び量を測定す
る。本実施例によれば、遠隔操作に必要な駆動モータ類
が不要であり、締結作業中に簡便にスタッド伸び量を検
出可能であり、かつ安価なスタッドテンショナーを提供
することができる。
【0030】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本説明に
よれば、締結作業後スタッドに適切な軸力を働らかせ
て、スタッド締結部の締付力管理を高精度に行ないうる
スタッドテンショナーを提供することができる。また、
本発明によれば、締結作業を遠隔操作により実施できる
ようにし、作業環境が好ましくない場所での締結作業
を、安全に操作できるスタッドテンショナーを提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るスタッドテンショナー
の縦断面図である。
【図2】図1におけるスタッドの伸び量検出部Aの拡大
断面図である。
【図3】本発明の他の実施例に係るスタッドの伸び量検
出部の拡大断面図である。
【図4】本発明のさらに他の実施例に係るスタッドテン
ショナーの一部外観断面図である。
【符号の説明】
1 被締結物 2 円筒シリンダ 3 ピストン 4 スタッド 4a スタッド頭部 5 ピストンナット 6 締付ナット 7 ドライバー 8,9 ばね 10 ナット駆動モータ 11 ピストンナット駆動モータ 12A 高圧油配管 12B 漏れ油回収配管 13,13A 伸び量検出装置 14 ギヤ 17 回転角検出装置

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スタッド頭部に捩じ込む締付ナットと、
    スタッド頭部を引張るときその反力を被締結物へ伝達す
    る円筒シリンダと、この円筒シリンダ内に装着されたピ
    ストンと、このピストンに係止されスタッド頭部を引張
    ってスタッドに初期締付力を付与するピストンナット
    と、前記締付ナットを回転させるドライバーとからなる
    スタッドテンショナーにおいて、 スタッドの伸び量検出装置を具備したことを特徴とする
    スタッドテンショナー。
  2. 【請求項2】 スタッド頭部に捩じ込む締付ナットと、
    スタッド頭部を引張るときその反力を被締結物へ伝達す
    る円筒シリンダと、この円筒シリンダ内に装着されたピ
    ストンと、このピストンに係止されスタッド頭部を引張
    ってスタッドに初期締付力を付与するピストンナット
    と、前記締付ナットを回転させるドライバーとからなる
    スタッドテンショナーにおいて、 スタッドの伸び量検出装置を具備するとともに、 前記ドライバーの下端部外周に、ナット廻し作業を遠隔
    操作可能とするナット駆動モータおよびその駆動力伝達
    手段を設けたことを特徴とするスタッドテンショナー。
  3. 【請求項3】 スタッド頭部に捩じ込む締付ナットと、
    スタッド頭部を引張るときその反力を被締結物へ伝達す
    る円筒シリンダと、この円筒シリンダ内に装着されたピ
    ストンと、このピストンに係止されスタッド頭部を引張
    ってスタッドに初期締付力を付与するピストンナット
    と、前記締付ナットを回転させるドライバーとからなる
    スタッドテンショナーにおいて、 スタッドの伸び量検出装置を備え、 前記ドライバーの下端部外周に、ナット廻し作業を遠隔
    操作可能とするナット駆動モータおよびその駆動力伝達
    手段を設けるとともに、 前記ピストンナットの端部に、スタッド頭部への取付作
    業を遠隔操作可能とするピストンナット駆動モータを設
    けたことを特徴とするスタッドテンショナー。
  4. 【請求項4】 締付ナットの回転角検出装置を備えたこ
    とを特徴とする請求項1ないし3記載のいずれかのスタ
    ッドテンショナー。
  5. 【請求項5】 ドライバーとピストンナットとの間に形
    成された環状空間に、ナットのスタッドへのくいつきを
    よくさせる弾性手段を設けたことを特徴とする請求項1
    ないし3記載のいずれかのスタッドテンショナー。
  6. 【請求項6】 ピストンナット駆動モータを締付ナット
    側へ押しつける弾性手段を設けたことを特徴とする請求
    項1ないし5記載のいずれかのスタッドテンショナー。
  7. 【請求項7】 円筒シリンダーとピストンとの環状隙間
    に注入される高圧油のシール手段を設けるとともに、円
    筒シリンダーに漏れ油回収配管を取付けたことを特徴と
    する請求項1ないし6記載のいずれかのスタッドテンシ
    ョナー。
JP4123000A 1992-05-15 1992-05-15 スタッドテンショナー Pending JPH05312985A (ja)

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JP (1) JPH05312985A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009241253A (ja) * 2009-07-13 2009-10-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 原子炉炉内構造物のねじ部材遠隔締付装置
WO2012105411A1 (ja) * 2011-02-01 2012-08-09 三菱重工業株式会社 ボルトテンショナ

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