JPH06206128A - 大径ナット締付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、締付対象物に対して自動的に締付
後の大径ボルトを把持しながら締付前の大径ナットを締
付けて移動することにより、締付時の労力を軽減して作
業能率と安全性とを向上させることを目的とする。 【構成】 各大径ボルトを把持及び釈放する第１及び第
２の歩行脚と、第１及び第２の歩行脚を水平移動可能に
連結する水平移動機構と、水平移動機構に駆動力を供給
し，第１及び第２の歩行脚を互いに水平移動させる水平
駆動手段と、第２の歩行脚５Ｂに並設された締付支持フ
レームと、締付支持フレームの下部に垂直に軸支され該
軸を中心に回動する旋回フレームと、旋回フレームに軸
方向に昇降自在に取付けられた昇降アームと、昇降アー
ムの先端部に取付けられ，第２の大径ナットを回転させ
て当該第２の大径ナットを上記大径ボルトの他端に螺合
させて締付ける大径ナット締付体とを備えた締付装置本
体とを設けた大径ナット締付装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力発電設備の一環で
ある蒸気タービン等の大形設備を大径ボルトにより接合
するための大径ナット締付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば蒸気タービン等の上下ケー
シングを接合する場合には、大径ボルト及び大径ナット
を用いた大径ボルト接合が広く行われている。

【０００３】このような大径ボルト接合は、予め一端に
大径ナットがネジ込まれた大径ボルトをケーシングに設
けたボルト穴にクレーン等を用いて吊り込んだ後に、複
数の作業者がケーシング下部より大径ナットをネジ込ん
で締付ける作業によって行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような大径ナットの締付け作業は、大径で重いナットを
ケーシングの下部から大径ボルトにネジ込み、かつ締付
けるために、多くの労力を必要とする問題がある。ま
た、このような大径ナットの締付作業は、作業者の作業
姿勢が悪くなるために、作業能率が下がると共に、安全
上の問題がある。

【０００５】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、締付対象物に対して自動的に締付後の大径ボルトを
把持しながら締付前の大径ナットを締付けて移動するこ
とにより、締付時の労力を軽減して作業能率と安全性と
を向上しうる大径ナット締付装置を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、それぞれの一端に第１の大径ナットが螺合されると
共に、締付対象物をそれぞれ所定の間隔を存して貫通さ
せ、前記第１の大径ナットにより各々釣支された複数の
大径ボルトに対し、その他端にそれぞれ第２の大径ナッ
トを締付けることにより、前記締付対象物を固定する大
径ナット締付装置において、互いに並設され、それぞれ
の両端部に把持部駆動機構を有し、この各把持部駆動機
構によって上下に進退駆動して前記各大径ボルトの両端
を把持及び釈放するボルト把持部を備えた第１及び第２
の歩行脚と、前記第１及び第２の歩行脚を水平移動可能
に連結する水平移動機構と、前記水平移動機構に駆動力
を供給し、前記第１及び第２の歩行脚における各ボルト
把持部のうち、いずれか一方の歩行脚の各ボルト把持部
のみが前記大径ボルトを把持したときに他方の歩行脚を
未締付の前記第２の大径ナット側に前記各大径ナットの
間隔だけ水平移動させる水平駆動手段と、前記第２の歩
行脚の前記第１の歩行脚とは反対側に前記各大径ボルト
の間隔だけ離間させて取付けられた締付支持フレーム
と、この締付支持フレームの下部に垂直に軸支され該軸
を中心に回動する旋回フレームと、この旋回フレームに
軸方向に昇降自在に取付けられた昇降アームと、この昇
降アームの先端部に取付けられ，第２の大径ナットを回
転させて当該第２の大径ナットを前記大径ボルトの他端
に螺合させて締付ける大径ナット締付体とを備えた締付
装置本体とを設けた大径ナット締付装置である。

【０００７】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、複数の大径ボルトが締付対
象物を貫通して各第１の大径ナットによりそれぞれ釣支
されているときに、水平駆動手段では、互いに水平移動
可能に並設された第１及び第２の歩行脚のうち、第１の
歩行脚のみがある大径ボルトを把持しているときに第２
の歩行脚を各大径ボルトの間隔だけ未締付の第２の大径
ナット側に水平移動させ、かつ、第２の歩行脚のみが他
の大径ボルトを把持しているときに第１の歩行脚を各大
径ボルトの間隔だけ未締付の第２の大径ナット側に水平
移動させることにより、両方の歩行脚が各大径ボルトの
間隔だけ未締付の第２の大径ナット側に水平移動する。

【０００８】これにより、第１及び第２の歩行脚がそれ
ぞれ水平移動して大径ボルトを把持すると、締付装置本
体が、大径ナット締付体に第２の大径ナットが載置され
た状態で昇降アームの上昇に伴って当該大径ナット締付
体を回転させることによって当該第２の大径ナットを大
径ボルトの下部から締付けるようにしたので、大径ナッ
ト締付作業を自動的に行い、作業者による締付時の労力
を軽減して作業能率と安全性とを向上させることができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明による大径ナット締付装置の
構成例を示す図である。

【００１０】本実施例の大径ナット締付装置は、締付対
象として上，下のタービンケーシング１ａ，１ｂにそれ
ぞれ有するボルト挿通穴に上端部に第１の大径ナット２
が螺合された大径ボルト３を上方から挿通させ、この大
径ボルト３の下端部に第２の大径ナット４を締付けるこ
とによって接合するものである。

【００１１】この大径ナット締付装置は、適宜の間隔を
存して並設されたパイプ状の第１及び第２の歩行脚５
Ａ，５Ｂと、これら第１及び第２の歩行脚５Ａ，５Ｂ相
互間を水平方向に移動可能に連結したネジジャッキ装置
６と、第１の歩行脚５Ａに取付けられ、ネジジャッキ装
置６を旋回駆動して歩行脚５Ａ，５Ｂを水平方向に移動
させる水平駆動機構７と、第１及び第２の歩行脚５Ａ，
５Ｂ間のネジジャッキ装置６を挟む上下部に第１の歩行
脚５Ａの水平方向移動時のガイドとして設けられた水平
ガイド機構８ａ，８ｂ及び第２の歩行脚５Ｂに並設させ
て支持された締付装置本体９とを備えている。

【００１２】第１及び第２の歩行脚５Ａ，５Ｂの上下端
部には、チャッキング装置１０ａ，１０ｂがそれぞれ設
けられている。このチャッキング装置１０ａ，１０ｂ
は、第１及び第２の歩行脚５Ａ，５Ｂの上下端より内部
に挿入された移動ガイド１１ａ，１１ｂと、移動ガイド
１１ａ，１１ｂの先端面に基端部がそれぞれ取付けら
れ、第１及び第２の歩行脚５Ａ，５Ｂの上下部側面に取
付けられた空気シリンダ１２ａ，１２ｂの作動により移
動ガイド１１ａ，１１ｂをガイドとして上下方向に移動
する水平アーム１３ａ，１３ｂを備えている。また、こ
の水平アーム１３ａ，１３ｂの先端部には、エアチャッ
ク１４ａ，１４ｂ及びこのエアチャック１４ａ，１４ｂ
に図示しないエア供給装置より圧縮空気が供給されると
大径ボルトに対する把持、開放動作を行うボルト把持部
１５ａ，１５ｂがそれぞれ取付けられている。

【００１３】また、水平ガイド機構８ａ，８ｂには、第
１の歩行脚５Ａの水平方向への移動を円滑にするため、
第１及び第２の歩行脚５Ａ，５Ｂを貫通させてリニアベ
アリングユニット１６ａ，１６ｂがそれぞれ設けられて
いる。

【００１４】さらに、ネジジャッキ装置６は、第２の歩
行脚５Ｂにブラケット６ａを介して強固に取付けられた
ネジ部６ｂと、第１の歩行脚５Ａに水平駆動機構７と共
に、取付けられ、ネジ部６ｂ上を旋回しながら第１の歩
行脚５Ａを水平方向に移動させるジャッキ部６ｃとを備
えている。また、水平駆動機構７は、水平駆動モータ７
ａの出力軸に取付けられた出力ベルト車１７とネジジャ
ッキ装置６のジャッキ部６ｃに取付けられた入力ベルト
車１８との間をタイミングベルト１９により連結して水
平駆動モータ７ａの回転力がジャッキ部６ｃに伝達され
るようにしてある。

【００１５】一方、締付装置本体９は、図２に示すよう
に、第２の歩行脚５Ｂに並設して支持された支持フレー
ム９ａと、この支持フレーム９ａの上下両端部に設けら
れた上部及び下部チャッキング装置２０ａ，２０ｂと、
下部チャッキング装置２０ｂの下部に取付けたナット締
付機構９ｂとから構成されている。

【００１６】ここで、上部及び下部チャッキング装置２
０ａ，２０ｂは、支持フレーム９ａの上下端部に基端部
が取付けられ、上部にリニアガイドレール２１ａ，２１
ｂを有する水平アーム２２ａ，２２ｂと、このリニアガ
イドレール２１ａ，２１ｂ上にリニアベアリング２３
ａ，２３ｂを介して支持され，図示しないロットレスシ
リンダにより水平アーム２２ａ，２２ｂに沿って水平に
移動する移動アーム２４ａ，２４ｂと、この移動アーム
２４ａ，２４ｂの先端に取付けられ，大径ボルト３の把
持、開放動作を行う平行チャック装置２５ａ，２５ｂを
備えている。なお、この平行チャック装置２５ａ，２５
ｂは大径ボルト３の把持によって該大径ボルト３の回り
止めを行う。

【００１７】また、ナット締付機構９ｂは、下部チャッ
キング装置２０ｂの下端に図２及び図３に示すように回
転可能に軸支された旋回フレーム２６、この旋回フレー
ム２６内部の中心軸線上に設けられた昇降軸２７、この
昇降軸２７を挟む両側の軸方向に設けられた案内軸２８
ａ，２８ｂ及び昇降軸２７に螺挿された昇降ナット２９
に旋回フレーム２６の外方に伸び、かつ昇降軸２７と直
交するようにして保持された昇降アーム３０を備え、こ
の昇降アーム３０は旋回フレーム２６の下部に取付けら
れた昇降用モータ３１により昇降軸２７を図示しないカ
ップリングを介して回転させることで案内軸２８ａ，２
８ｂにガイドされながら昇降するようになっている。な
お、昇降アーム３０には、昇降を円滑にするために、案
内軸２８ａ，２８ｂとの間に図示しないリニアベアリン
グが設けられている。

【００１８】また、昇降アーム３０の下部には締付用モ
ータ３２が取付けられ、昇降アーム３０の先端には垂直
に駆動軸３３が支承された軸受３４が取付けられ、さら
に駆動軸３３の上部にはナット締付体３５が取付けら
れ、これら駆動軸３３及びナット締付体３５は昇降アー
ム３０の下部に取付けられた締付用モータ３２の出力軸
に取付けられた出力ベルト車３６と駆動軸３３の下端に
取付けられた入力ベルト車３７との間をタイミングベル
ト３８で連結してなる駆動伝達機構を介して締付用モー
タ３２の回転力が伝達されて回転する構成となってい
る。

【００１９】この場合、ナット締付体３５は、平行チャ
ック装置２５ａ，２５ｂによる大径ボルト３の把持によ
って芯出しされ、図４に示すように駆動軸３３の上部に
取り付けられた下部フランジ３９と、この下部フランジ
３９に空気バネ４０を介して取付けられた上部フランジ
４１と、この上部フランジの上に大径ナット４の切欠形
状寸法に合せて形成されて大径ナット４を載置する載置
用爪付フランジ４２とを備えている。なお、上部フラン
ジ４１及び下部フランジ３９は当該上部フランジ４１及
び下部フランジ３９を貫通する複数の短軸ボルト４３に
スプリング４４が通されてナット４５がネジ込まれるこ
とにより連結される。また、空気バネ４０は、駆動軸３
３の下端に設けたロータリジョイント４６を介して供給
された空気圧により上部フランジ４１をフローティング
させている。次に、以上のように構成された大径ナット
締付装置の動作について図５乃至図９を参照しながら説
明する。

【００２０】いま、タービンケーシング１ａ，１ｂにお
いては、図９に示すように、上側に大径ナット２ａ〜２
ｅが螺合され、かつ搬送装置等によりボルト穴を貫通す
るように予め吊り込まれた複数の大径ボルト３ａ〜３ｃ
のうち、大径ボルト３ａ〜３ｃの下側に大径ナット４ａ
〜４ｃがネジ込み締付けられている状態にあるものとす
る。

【００２１】このとき、大径ナット締付装置は、このよ
うなタービンケーシング１ａ，１ｂの大径ボルト３ａ，
３ｂの上下を歩行脚５Ａ，５Ｂにより把持して図５に示
すように取付けられている。

【００２２】この状態で歩行脚５Ｂに設けられた上下一
対のチャッキング装置１０ａ，１０ｂを構成するエアチ
ャック１４ａ，１４ｂに圧縮空気を供給してボルト把持
爪１５ａ，１５ｂを開放し、更に歩行脚５Ｂに取付けら
れた空気シリンダ１２ａ，１２ｂに圧縮空気を供給し移
動ガイド１１ａ，１１ｂを介してチャッキング装置１０
ａ，１０ｂを上方及び下方に垂直に移動させ、図５の矢
印で示すように、歩行脚５Ｂのボルト把持爪１５ａ，１
５ｂを大径ボルト３ｂ及び大径ナット４ｂ端から完全に
外れた状態にする。従って、大径ナット締付装置は、歩
行脚５Ａに設けられた一対のチャッキング装置１０ａ，
１０ｂにより大径ボルト３ａを把持している。

【００２３】次に、図６に示すように，歩行脚５Ａに設
けられた水平駆動モータ７ａに通電すると、その回転力
が出力ベルト車１７，タイミングベルト１９及び入力ベ
ルト車１８を介してネジジャッキ装置６に伝達され、ネ
ジ軸が回動してネジ部６ｂが歩行脚５Ｂを押す。ネジ部
６ｂに押された歩行脚５Ｂは、大径ボルト３の１ピッチ
Ｐだけ水平移動し，大径ボルト３ｃの位置で図示しない
センサによる検出信号により停止する。

【００２４】さらに、歩行脚５Ｂでは、空気シリンダ１
２ａ，１２ｂに圧縮空気が供給されると、移動ガイド１
１ａ，１１ｂを介してチャッキング装置１０ａ，１０ｂ
が上方及び下方に垂直移動し、更にエアチャック１４
ａ，１４ｂに圧縮空気が供給されることにより、ボルト
把持爪１５ａ，１５ｂが大径ボルト３ｃ端及び大径ナッ
ト４ｃ端を把持する。

【００２５】同様にして、歩行脚５Ａは、図７の矢印で
示すようにチャッキング装置１０ａ，１０ｂが大径ボル
ト３ａ及び大径ナット４ａ端から完全に外された後、図
８に示すように大径ボルトの１ピッチＰだけ歩行脚５Ｂ
側に水平移動され、ボルト把持爪１５ａ，１５ｂにより
大径ボルト３ｂ及び大径ナット４ｂを把持する。

【００２６】この状態で、締付装置本体９の上部及び下
部チャッキング装置２０ａ，２０ｂは、移動アーム２４
ａ，２４ｂを図示しないロットレスシリンダで水平移動
させ、さらに移動アーム２４ａ，２４ｂの先端に設けた
平行チャック装置２５ａ，２５ｂに圧縮空気を供給して
大径ボルト３ｄを把持する。

【００２７】ここで、作業者は、ナット締付体３５の載
置用爪付フランジ４２の爪部と大径ナット４ｄの凹部と
が係合する位置に大径ナット４ｄを載置し、旋回フレー
ム２６を手動で旋回させ、大径ナット４ｄを大径ボルト
３ｄ下部に位置させる。

【００２８】次に、圧縮空気をロータリージョイント４
６を介して空気バネ４０に供給すると大径ナット４ｄは
上部フランジ４１及び載置用爪付フランジ４２を介して
フローテングし上下左右に若干の自由度をもって保持さ
れる。

【００２９】さらに、昇降用モータ３１に通電すると昇
降アーム３０を介して大径ナット４ｄが上昇し大径ボル
ト３ｄ下端近傍に接近すると、図示しないセンサによっ
て昇降アーム３０に設けた締付用モータ３２に通電さ
れ、大径ナット４ｄが回動しながら大径ボルト３ｄにネ
ジ込まれる。このとき、大径ナット４ｄには若干の自由
度があるため大径ボルト３ｄと円滑に噛合いながらネジ
込まれていく。

【００３０】ここで、上記大径ナット４ｄが下部チャッ
キング装置２０ｂに接近すると図示しないセンサが作動
して、下部チャッキング装置２０ｂの平行チャック装置
２５ｂを開放させる。また、平行チャック装置２５ｂの
開放信号により図示しないロットレスシリンダが作動し
て移動アーム２７ｂを後退させ、この移動アーム２４ｂ
の後退により、大径ナット４ｄがタービンケーシング１
ｂまでネジ込まれる。なお、このときの大径ナット４ｄ
の回転力による大径ボルト３ｄの共回りは上部チャッキ
ング装置２０ａによって防止されている。

【００３１】また、大径ボルト３ｄに大径ナット４ｄの
締付けが完了すると締付用モータ３２が停止し、昇降ア
ーム３０が昇降用モータ３１の作動により下降し下降限
界位置で停止する。作業者は、昇降アーム３０が停止し
た時点で旋回フレーム２６を手動で旋回させ元の位置に
戻し、次の大径ナット４ｅの載置を容易にさせる。

【００３２】以降、上記動作を繰り返し、歩行脚５Ａ，
５Ｂが互いに大径ボルト３を保持しながらあたかも尺取
虫の如く大径ボルト３の１ピッチＰ毎に移動し、ナット
締付体３５が順次大径ナット４のネジ込及び締付を実行
する。

【００３３】上述したように、本実施例の大径ナット締
付装置は、複数の大径ボルト３がタービンケーシング１
ａ，１ｂを貫通して各大径ナット２によりそれぞれ釣支
されている状態にあるときに、歩行脚５Ａが大径ボルト
３を把持しながら歩行脚５Ｂが１ピッチＰだけ水平移動
し、さらにこの歩行脚５Ｂが大径ボルト３を把持しなが
ら歩行脚５Ａが１ピッチＰだけ水平移動して、両方の歩
行脚５Ａ，５Ｂが１ピッチＰだけ水平移動してそれぞれ
大径ボルト３を把持すると、ナット締付体３５が、大径
ナット４が載置された状態で昇降アーム３０の上昇に伴
って回転することにより、この大径ナット４を大径ボル
ト３の下部から締付けるようにしている。

【００３４】従って、大径ナット締付装置自体が大径ボ
ルトを利用して援助する構造であると共に、比較的小形
軽量であるため段取時間が短く、しかも機械力を用いて
重量物である大径ナットを自動的に移動させてネジ込み
締付けるため、作業者による危険な作業姿勢での作業を
省略して締付時の労力を軽減し、作業能率と安全性とを
向上させることができる。

【００３５】なお、本実施例では、大径ナットの供給及
び旋回フレームの回動をそれぞれ手作業で行ったが、こ
れに限らず、作業の自動化のために大径ナットの供給に
工学用ロボットなどの供給装置を用い、また旋回フレー
ムの回動にモータ及びギア等を用いて電動化した構成と
しても、本発明を同様に実施して同様の効果を得ること
ができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１及び第２の歩行脚が締付対象物に釣支された各大径ボ
ルトを互いに保持しながら順次水平移動すると、締付装
置本体が昇降アームの上昇と共に大径ナット締付体を回
転させて第２の大径ナットを締付けるようにしたので、
締付対象物に対して自動的に締付後の大径ボルトを把持
しながら締付前の大径ナットを締付けて移動することに
より、締付時の労力を軽減して作業能率と安全性とを向
上しうる大径ナット締付装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る大径ナット締付装置の
構成を示す図

【図２】同実施例における大径ナット締付装置の構成を
示す図。

【図３】同実施例における大径ナット締付装置の構成を
示す図。

【図４】同実施例におけるナット締装置の構成を示す断
面図。

【図５】同実施例における大径ナット締付装置の動作を
説明するための図。

【図６】同実施例における大径ナット締付装置の動作を
説明するための図。

【図７】同実施例における大径ナット締付装置の動作を
説明するための図。

【図８】同実施例における大径ナット締付装置の動作を
説明するための図。

【図９】同実施例におけるタービンケーシングの構成を
示す図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…タービンケーシング、２…第１の大径ナッ
ト、３…大径ボルト、４…第２の大径ナット、５Ａ，５
Ｂ…歩行脚、７ａ…水平駆動モータ、６…ネジジャッキ
装置、８ａ，８ｂ…水平ガイド機構、９…締付装置本
体、２６…旋回フレーム、３０…昇降アーム、３５…ナ
ット締付体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの一端に第１の大径ナットが螺
   合されると共に、締付対象物をそれぞれ所定の間隔を存
   して貫通させ、前記第１の大径ナットにより各々釣支さ
   れた複数の大径ボルトに対し、その他端にそれぞれ第２
   の大径ナットを締付けることにより、前記締付対象物を
   固定する大径ナット締付装置において、 互いに並設され、それぞれの両端部に把持部駆動機構を
   有し、この各把持部駆動機構によって上下に進退駆動し
   て前記各大径ボルトの両端を把持及び釈放するボルト把
   持部を備えた第１及び第２の歩行脚と、 前記第１及び第２の歩行脚を水平移動可能に連結する水
   平移動機構と、 前記水平移動機構に駆動力を供給し、前記第１及び第２
   の歩行脚における各ボルト把持部のうち、いずれか一方
   の歩行脚の各ボルト把持部のみが前記大径ボルトを把持
   したときに他方の歩行脚を未締付の前記第２の大径ナッ
   ト側に前記各大径ナットの間隔だけ水平移動させる水平
   駆動手段と、 前記第２の歩行脚の前記第１の歩行脚とは反対側に前記
   各大径ボルトの間隔だけ離間させて取付けられた締付支
   持フレームと、この締付支持フレームの下部に垂直に軸
   支され該軸を中心に回動する旋回フレームと、この旋回
   フレームに軸方向に昇降自在に取付けられた昇降アーム
   と、この昇降アームの先端部に取付けられ，第２の大径
   ナットを回転させて当該第２の大径ナットを前記大径ボ
   ルトの他端に螺合させて締付ける大径ナット締付体とを
   備えた締付装置本体とを設けたことを特徴とする大径ナ
   ット締付装置。