JPS6279975A - 大型ナツトの着脱装置 - Google Patents

大型ナツトの着脱装置

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JPS6279975A
JPS6279975A JP22087385A JP22087385A JPS6279975A JP S6279975 A JPS6279975 A JP S6279975A JP 22087385 A JP22087385 A JP 22087385A JP 22087385 A JP22087385 A JP 22087385A JP S6279975 A JPS6279975 A JP S6279975A
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は大型ナツトの着脱装置に係り、特に原子炉圧力
容器の大型ナツト及びワッシャのスタンドボルトへの着
脱を行うのに好適な装置に関する。
〔発明の背景〕
原子炉圧力容器は、第10図に示すように上鏡1と胴体
2をスタッドボルト3により接続し、圧力容器全体を密
閉するように構成されている。第11図はスタンドボル
トによる接続状態の詳細を示す、スタッドボルト3は、
胴体2のフランジ2Aとスタッドボルト3のねじ部3A
により接続し、その上面より突出し、上鏡フランジ部I
Aに形成された貫通孔IBを貫通して上鏡フランジIA
上に他端のねじ部3Bが突出している。このねじ部3B
にナツト4およびワッシャ5を取り付け、その締付力に
より、ワッシャ5を介してスタンドボルト3で上鏡1と
胴体2を接続している。このスタッドボルト3は、上鏡
フランジIAの円周方向にナツト4およびワッシャ5が
ほとんど接触する程近接させ、多数配置しである。この
ためナツト4及びワッシャ5は円筒状をしており、ナツ
ト4にはそれを回すための溝4Aがその上端部に放射状
に形成されている。
原子炉圧力容器では燃料交換のため年1回の定期検査時
に上鏡1の開閉が行われ、スタッドボルト3に取り付け
られているナツト4及びワッシャ5を全数取り外し及び
取り付けが行われる。
従来、ナツト4の着脱の場合、第12図に示すナツトラ
ンナ6を使用してナツト4の回転のみを動力で行い、ナ
ツト4の取り外しおよび取り付けは第13図及び第14
図に示すナツト取扱具7をナツト4のねじ部にねじ込ん
で作業員の手作業で行われている。第12図において、
ナフトランナ6は、ナフト4を回転させる電動ドライバ
6A。
伝達軸6B及びナフト4の回転用溝4Aと係合し、ナツ
ト4を回転させるドライブヘッド6Cより構成されてお
り、電動ドライバ6Aは作業員が直接操作しており、ド
ライブヘッド6Cをナツト4にセントするのも作業員の
手作業で行われる。更に、このナツトランナ6ではナツ
ト4の回転しか行うことができない、従って、ナツト4
のスタッドボルト3からの取外し及び取付けには第13
図及び第14図に示すナット取扱具7が使用される。ナ
ツト取扱具7はそのねじ部7Aをナフト4にねじ込み、
ハンドル7Bでナツト4と一緒に持ち上げ、ナツト4を
スタッドボルト3から外し移動する。
また、ワッシャ5の着脱は全て作業員の手作業で行われ
る。
以上のように、ナツト4およびワッシャ5の取付及び取
外し作業は、全て作業員が直接汚染物に触れ、かつ、高
放射線領域で作業を行っており、作業員の被曝が問題と
なる。また、前述のようにスタンドボルト3同志が隣接
しているため作業場所が狭く、作業性が悪い、更に、一
連の作業の中で工具を取替える必要があると共に、ナツ
ト4の重量が約30に+r、ワッシャ5の重量が約10
kgと重く、かつ大型のため取扱性も悪く、スタッドボ
ルト3及びナツト4のねじ山を傷つけるおそれがある。
そこで本発明者等は、作業員の被曝を防止するため、ナ
ツト4及びワッシャ5の取付及び取外し作業を遠隔自動
操作により行う装置を考案した。
この装置は第15図及び第16図(特願昭60−022
804号)に示すものであって、いずれも原子炉圧力容
器の上鏡lに架台で固定された円環状の軌道に沿って旋
回方向に走行するステーションから昇降用アームにより
吊り下げて使用される。
第15図に示す装置では、ナット4を回転する機構、外
れたナツト4を吊り下げ保持する機構及びスタンドボル
ト3ヘナツト4を装着するときに回転用つめ29にかか
る衝撃をスプリング26を介して吸収し、スタッドボル
ト3及びナツト4のねじ山の損傷を防止するソフトタッ
チ機構を有している。しかし、このような装置のソフト
タッチ機構では、ナツト4をスタッドボルト3から外す
ときにナツト4及びスタンドボルト3の端部にかかる荷
重を十分に軽減することができないのでスタンドボルト
3及びナツト4の端部のねじ山を損傷しやすい、一方、
第16図に示す装置では、ナツト4及びワッシャ5夫々
に吊り下げ用溝4A及び5Aを設け、夫々の溝4A、5
Aに吊り上げ用つめ33A及び33Bを係合させて吊り
上げている。
この場合、ナツト4及びワッシャ5を吊り上げた時にナ
ツト4及びワッシャ5の間に隙間が生じる。
この状態でナツト4及びワッシャ5を所定の保管場所へ
移動し、保持状態を開放した場合、ナツト4はワッシャ
5の上に落下するという問題点があった。また、この装
置でも、第15図に示すナツト着脱装置と同じようにス
タッドボルト3及びワッシャ4のそれぞれの端部の損傷
という問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、原子炉圧力容器のスタンドボルトに装
着されるナツトのような大型かつ重量の大きいナツトを
遠隔操作により着脱でき、かつナツト及びそのナツトが
装着されるボルトのねじ山を損傷することなく確実にナ
ツトを着脱させることができる大型ナツトの着脱装置を
提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、着脱されるべき大型ナットの軸方向の移動を
吸収できるソフトタッチ機構を備えるとともに着脱され
るべき大型ナツトを回転させるための回転用部材と連結
された可動軸の外周面に形成されるねし山のピッチを着
脱されるべき大型ナツトのねじ山のピンチよりも僅かに
大きくし、大型ナツトの着脱時の可動軸、したがって大
型ナツトを回転させる回転部材の軸方向昇降速度を着脱
されるべき大型ナツトの軸方向昇降速度よりも僅かに大
きくしたものである。
(発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を第1図〜第9図を基に説明する
第1図は、本発明にかかる大型ナットの着脱装置の一実
施例を示す縦断面図である。この大型ナットの着脱装置
8は、第4図に示すように原子炉圧力容器の上鏡1に架
台9によって固定された円環状の軌道10に沿って上鏡
フランジIAの円周方向及び半径方向に遠隔自動操作に
より駆動可能なステーション11から昇降用アーム12
により吊り下げられる。またステーション11にはボル
ト清掃装置13及びスタッドテンシツナ14が吊り下げ
られている。
大型ナットの着脱装置は、第1図に示すように昇降用ア
ーム12にモータ15を装着したモータ取付板16が支
柱を介して固定され、このモータ取付板16に支柱を介
して円盤状の固定板17が固定されている。固定板17
の中心部にナツト18が固定されるとともにモータ15
に連結された固定軸19Aは、第2図に示すように可動
軸19Bとスプライン構造で結合されている。可動軸1
9Bの外周にはねじ山19Cが形成され、このねじ山1
9Cが形成された可動軸19Bはナツト18に螺合され
ている。可動軸19Bはフランジを介して可動軸19D
に連結されている。
固定板17には回転防止用ロッド20が挿通自在に設け
られ、この回転防止用ロッド20の下端部に固定された
円盤状の支持板21にはエアシリンダ22が装着されて
いる。支持板21の中央部にはベアリング23が設けら
れ、このベアリング23に可動軸19Dが回転自在に支
持されている。
可動軸19Dの軸方向中央部分から下端側はナット回転
駆動部24とスプライン構造を形成している。
ナツト回転駆動部24には支持部材25が固定され、こ
の支持部材25とナツト回転駆動部24との間にスプリ
ング26が架設されている。ナツト回転駆動部24に把
持部材としてのチャック27が枢支され、その下端部に
は係止用つめ27Aが形成されている。更に、ナツト回
転駆動部24には垂直方向に配置されたナット回転部材
としての回転用つめ29が設けられており、この回転用
つめ29にはリングサポート28及び30が固設されて
いる。また第3図に示すようにサポートリング30の外
周面には、ナツト回転駆動部24の回転軸心をナツト4
の軸心と一致させるために案内板31が設けられている
。回転用っめ29ば、2個所設置され、案内板31は、
サポートリング30の外側面にサポートリング30の円
環上に沿ってほぼ等間隔で4個所取りつけられている。
そして、回転用つめ29とチャック27との間にスプリ
ング32が架設されている。
ここでナツト18のねじ(可動軸19Bの外周面に形成
されたねじ)のピンチはナツト4のねじのピッチよりも
僅かに大きくされている。ナット18のねじのピンチは
、ナット4のねじのピンチに対して0.1〜0.3n程
度大きくすることが望ましいが、スタンドボルト3のね
じ山数、ナツト4及びワッシャ5の重量、スプリング2
6のバネ定数等により決定される。 ナツト18のねじ
のピッチとナツト4のねじのピンチの差の一例として、
ボルト3のねじ山数:100山、ナフト4及びワッシャ
5の重量:40呟、スプリング25のバネ定数:0.2
m/kg、第7図に示すE部の隙間:5fiの場合、(
5十〇、2x40)÷100−0.13m鳳である。
次に上記のように構成された大型ナツトの着脱装置の作
用について説明する。
まず、第4図において、ステーション9によりスタンド
ボルト3の上方にナツト着脱装置8を移動する。次に第
5図に示すように昇降用アーム12によりナツト着脱装
置8の下端(回転用つめ29)がナツト4に接触するま
でナツト着脱装置8を下降させる。このときナツト着脱
装置8は、第5図に示すように固定軸19Aに対して可
動軸19Bが下端まで下がった状態となっており、した
がってエアシリンダ22、ナツト回転駆動部24、チャ
ック27等は可動軸19Bとともに下端まで下がった状
態にある。また、このときエアシリンダ22のピストン
は下方に押し出された状態であるのでチャック27はス
プリング32の付勢力に抗して開脚された状態となる。
一方、ナツト4の回転用溝4Aは第13図に示すように
ナツト4の円周方向に数ケ所(第13図では6ケ所)設
けられているのみであるので、ナツト着脱装置8を下降
したとき、回転用つめ29は必ずしも回転用溝4Aに装
着されるとは限らず第5図に示すようにナット4の上端
に載置された状態となる。この場合に於いても昇降用ア
ーム12は回転用つめ29が回転用溝4Aに装着される
位置まで降下する。そのため、回転用つめ29が付設さ
れているナツト回転駆動部24は、アーム12と共に下
降する可動軸19Bに対しスプライン構造上を摺動しな
がら相対的に上昇する。
この状態でモータ15を低速で回転させると、モータ1
5に連結された固定軸19Aが回転し、固定軸19Dと
スプライン構造で結合されたナット回転駆動部24の回
転により、回転用つめ29ばナツト4上を回転方向にス
ライドし、第6図に示すように回転用つめ29の先端部
はナツト4の溝4Aに係止する。回転用つめ29をナツ
ト4上でスライドさせるとき、案内板31はナツト4の
外周面に沿って移動するのでナツト回転駆動部24とナ
ツト4の軸がずれることなくスムースに回転する。さら
に回転用つめ29がナツト4の溝4Aに装着されるとき
、ナツト回転駆動部24、回転用つめ29、チャック2
7等はスプリング26の付勢力により支えられるため、
回転用つめ29のナツト4の溝4Aへの衝撃力が緩和さ
れる。
回転用つめ29がナツト4の溝4Aに装着された時点で
エアシリンダ22のピストンを戻すことにより、スプリ
ング32の付勢力によりチャック27が閉脚され、第7
図(A)に示すようにワッシャ5の溝5Aに係止用つめ
27Aが位置する。
通常、この状態では第7図(A)に示すように係止用つ
め27Aと溝5Aとの間には間隙が形成され、したがっ
てチャック27は、ナツト4及びワッシャ5の重量を支
えていない。この状態でモータ15を起動すると、固定
軸19A及び可動軸19Bが回転し、可動軸19Bとと
もに回転する回転用つめ29によってナツト4が回転し
、ナツト4は次第に上昇する。またモータ15の起動に
よって固定軸19Aが回転し、また可動軸19Dとスプ
ライン構造で結合されたナツト回転駆動部24が回転し
、一方固定軸19Aとスプライン構造で結合された可動
軸19Bも回転する。可動軸19Bの外周にはねじ19
Cが形成されナツト18に螺合されているので、可動軸
19Bの回転に伴い、可動軸19Bは次第に上昇する。
可動軸19Bの上昇に伴いスプリング26に支えられた
ナット回転駆動部24及びチャック27も上昇する。
チャック27の上昇によって第7図(B)に示すように
チャック27の係止用つめ27Aはワッシャ5の溝5A
に係止し、チャック27にワッシャ5の重量がかかり始
める。このとき、ワッシャ5の重量はチャック27、ナ
ツト回転駆動部24、スプリング26及び可動軸19B
を介してナツト18で支えられる。
更にモータ15を回転させ、固定軸19Aと固定軸19
Aとスプライン構造で結合された可動軸19Bを回転さ
せる。この場合、可動軸19Bに形成されたねじ19G
のピンチがナツト4に形成されたねじのピッチよりも僅
かに大きいため、可動軸19Bの上昇とともに上昇する
チャック27の上昇速度はナツト4の上昇速度よりも僅
かに速くなる。したがって、チャック27に形成された
係止用つめ27Aに係合されたワッシャ5の上昇速度は
、ナツト4の上昇速度よりも僅かに速(なる。この結果
、第7図(C)に示すようにワッシャ5がナツト4の底
面に接触し、同時にスプリング26がたわむことにより
、ナツト4及びワッシャ5の重量は、チャック27、ナ
ツト回転駆動部24及び可動軸19B等を介してナツト
18に支えられる。したがって、ナット4がスタンドボ
ルト3から外れるときには、ナツト4及びワッシャ5の
重量はナツト18により支えられ、ナット4及びスタン
ドボルト3のねじ山にナット4の重量がそのまま荷重さ
れることがなく、ねじ山の損傷を防止できる。このとき
、ナツト4及びワッシャ5は、ナツト18を介して昇降
用アーム12に吊り下げられる。
ナツト4及びワッシャ5は、ナツト着脱装置8に保持さ
れた状態で第1図に示すように昇降用アーム12に吊り
下げられ、第4図に示すようにナット着脱装置8ととも
にステーション9により所定の位置に移動され、モータ
15を逆回転させることによりナツト4及びワッシャ5
を所定の場所に降下する0次にエアシリンダ22により
チャック27を開脚させ、ナフト4及びワッシャ5はナ
ット着脱装fi8から取り外される。
また前述の操作を逆に行うことにより、ナツト4及びワ
ンシャ5をスタッドボルト3に装着するすることができ
る。この場合、ナツト4及びワッシャ5を回転用つめ2
7Aにより支持し、ナツト4がスタンドボルト3の上端
面より僅かに離脱した状態でモータ15をナツト4及び
ワッシャ5のスタンドボルト3からの離脱操作時と逆に
回転させると、ナツト4及びワッシャ5の重量はナット
18に支えられた状態でナツト4がスタンドボルト3に
装着される。したがってナツト4及びスタンドボルト3
のねじ山にかかる荷重は軽減される。
さらにモータ15を回転させると、ナツト18のねじ山
のピッチがナツト4のねじ山のピンチよりも僅かに大き
いのでチャック27はワッシャ5を支持した状態で下降
し、ナツト4は回転用つめ290回転に伴いスタンドボ
ルト3に螺合しつつ、下降する。そして、ナツト及びワ
ッシャ5がスタンドボルト3に装着される最終段階では
、チャック27の先端は第7図(A)に示すようにワッ
シャ5の溝5Aから離脱しており、エアシリンダ22に
よるチャック27の開放はスムースに行える。
以上の操作は全て放射能レベルの低い場所から遠隔自動
操作により行うことができ、作業員が高放射線領域で直
接汚染物に触れることなく行うことができる。
第8図は本発明の他の実施例を示し、第1図に示す実施
例と異なる点は、チャック27の長さを短くし、ナツト
4のみを吊り上げるようにしたナツトの着脱装置である
第9図(A)は、第8図に示すナツト着脱装置をナツト
4にセントした状態を示している。すなわち、ナツト着
脱装置の回転用つめ29がナツト4の回転用溝4Aに係
合したときのチャック27の先端部は、スプリング32
の付勢力でワッシャ5の外周面に押し付けられた状態で
ある。この状態で回転用つめ29を回転させ、ナツト4
を回転させると、第9図(B)に示すようにナツト4は
上昇し、ワッシャ5から離れ、チャック27はナツト4
とワッシャ5の間隙に入る。ナツト4が充分に上昇する
と、第9図(C)に示すようにナット4はその底部でチ
ャック27により支えられ吊り上げ可能な状態となる。
ここで、可動軸19Bの外周に形成されたねし19Cの
ピッチはナツト4に形成されたねじのピッチよりも僅か
に大きいので、可動軸19Bと同期回転する回転用つめ
29により回転するナツト4の上昇速度よりもチャック
27の上昇速度の方が僅かに速く、チャック27はナツ
ト4の底部に接触した状態となる。次に回転用つめ29
を回転させることによりナツト4をさらに回転させ、ナ
ツト4とスタッドボルト3との結合が解除されたときに
は、第8図に示すようにナツト4はその底部をチャック
27に支えられ、ナフト4の上端部のねじにナット4全
体の重量が荷重されることなくチャック27により吊り
上げられる。
ナツト4をスタンドボルト3に装着する場合。
上記した操作と逆の操作により容易に行うことができる
が、ナツト4がスタンドボルト3にねしこまれる最終段
階において、第9図(B)に示すようにチャック27は
その先端部に形成された係止用つめ27Aの傾斜部がチ
ャック27の上昇につれてワッシャ5をガイドにして外
側に押し広げられる。そして、第9図(A)に示すよう
にナツト4が完全にねしこまれたときにチャック27と
ナツト4の係合は解除される。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、ナツトランナ及び手作業
により作業員が原子炉圧力容器に接近して汚染物に直接
手を触れて行づていた大型ナツトの着脱作業を遠隔自動
操作により行うことが可能となり、作業員が高放射線領
域に接近することなく作業を行うことができるため作業
員の被曝を防止でき、ナツトの着脱作業時に工具を取り
替えることなく作業ができる。また、ナツトの着脱作業
時に着脱されるべき大型ナツトを回転させる回転部材の
大型ナツトへの衝撃を緩和でき、更に着脱されるべき大
型ナット、または必要に応じてワッシャを含む重量がそ
のまま着脱されるべき大型ナツト及びこのナットと螺合
されるボルトのねじ山にかからないのでそのねじ山の損
傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る大型ナツトの着脱装置の実施例を
示す縦断面図、第2図は第1図のB−B線断面図、第3
図は第1図のC−C線断面図、第4図(A)は本発明に
係る大型ナツトの着脱装置を設置した自動ナツト着脱装
置の平面図、第4図(B)は第4図(A)の側面図、第
5図は第1図に示す大型ナツトの着脱装置をナツト上面
まで下降したときの状態を一部断面で示す側面図、第6
図は第1図に示す大型ナツトの着脱装置をナツトにセッ
トした状態、を示す側面図、第7図(A)、第7図(B
)及び第7図(C)はナツト及びワッシャの取り外し時
の状態を第6図の0部拡大で順次示す説明図、第8図は
本発明の係る大型ナツトの着脱装置の他の例を一部断面
で示す側面図、第9図(A)、第9図(B)及び第9図
(C)は第8図に示す大型ナツトの着脱装置におけるチ
ャック装着時の状態を順次示す説明図、第10図は原子
炉圧力容器の断面図、第11図は第11図のA部拡大断
面図、第12図は従来のナット着脱作業におけるナツト
ランナによるナツト回転作業を示す説明図、第13図は
従来のナット取りっけ及び取り外し運搬を行うためのナ
ツト取り扱い具を示す平面図、第14図は第13図にお
けるナツト取り扱い具の取りつけ状態を示す断面図、第
15図はナツト着脱装置を一例を一部断面で示す側面図
、第16図はナット着脱装置の他の例を示す側面図であ
る。 1・・・・・・上鏡、2・・・・・・胴体、3・・・・
・・スタッドボルト、4・・・・・・ナット、5・・・
・・・ワッシャ、6・・・・・・ナツトランナ、7・・
・・・・ナツト取扱具、8・・・・・・ナツト着脱装置
、9・・・・・・架台、10・・・・・・軌道、11・
・・・・・ステーション、I2・・・・・・昇降用アー
ム、13・・・・・・ボルト清掃装置、14・・・・・
・スタンドテンショナ、15・・・・・・モータ、16
・・・・・・モータ取付板、17・・・・・・支持板、
18・・・・・・ナツト、19A・・・・・・固定軸、
19B・・・・・・可動軸、19C・・・・・・ねじ、
19D・・・・・・可動軸、20・・・・・・回転防止
用ロンド、21・旧・・支持板、22・・・・・・エア
シリンダ、23・・・・・・ベアリング、24・・・・
・・ナット回転駆動部、24A・・・・・・チャックサ
ポ−ト、25・・・・・・支持部材、26・・・・・・
スプリング、27・・・・・・チャック、27A・・・
・・・係止用つめ、28・・・・・・サポートリング、
29・・・・・・回転用つめ、30・・・・・・サポー
トリング、31・・・・・・案内板、32・・・・・・
スプリング、33・・・・・・移動壁、33A、33B
・・・・・・吊り上げ用つめ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転駆動部と、この回転駆動部に連結されるとと
    もに着脱されるべき大型ナットの軸方向に配置される固
    定軸と、この固定軸にスプライン構造により連結され、
    固定軸の軸方向に対して移動自在に配置されるとともに
    その外周面に前記大型ナットのねじ山のピッチよりも僅
    かに大きいピッチのねじ山が形成された可動軸と、この
    可動軸と螺合されたナットを有する支持部材と、前記可
    動軸と同期回転し、前記着脱されるべき大型ナットに係
    合して回転させる大型ナット回転部材と、前記可動軸と
    同期回転して可動軸の軸方向に移動自在に配置されると
    ともに少なくとも着脱されるべき大型ナットを含む部材
    を把持する把持部材と、前記大型ナット回転部材に着脱
    されるべき大型ナットの軸方向に付勢力を与えるスプリ
    ングと、を備え、大型ナットの着脱時に前記固定軸の回
    転に伴う可動軸の軸方向昇降速度を前記着脱されるべき
    大型ナットの軸方向昇降速度よりも僅かに速くしたこと
    を特徴とする大型ナットの着脱装置。
  2. (2)前記大型ナット回転部材は、着脱されるべき大型
    ナットに形成された溝に係合される回転用つめと、大型
    ナット回転部材の回転に伴い着脱されるべき大型ナット
    の外周面に沿って移動する案内板とを備えている特許請
    求の範囲第1項記載の大型ナット着脱装置。
  3. (3)前記把持部材は、その下端部に着脱されるべき大
    型ナットの下方に配置されるワッシャに形成された溝に
    係合される係合つめ用を備えている特許請求の範囲第1
    項記載の大型ナットの着脱装置。
  4. (4)前記把持部材は、その下端部に着脱されるべき大
    型ナットの下端周縁部に係合される係合用つめを備えて
    いる特許請求の範囲第1項記載の大型ナットの着脱装置
JP22087385A 1985-10-03 1985-10-03 大型ナツトの着脱装置 Expired - Fee Related JPH0673782B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015217491A (ja) * 2014-05-20 2015-12-07 本田技研工業株式会社 締付具
WO2023228539A1 (ja) * 2022-05-26 2023-11-30 三菱重工航空エンジン株式会社 締結装置および締結装置の制御方法

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