WO1989007019A1 - Device for cleaning cylindrical parts such as bolts - Google Patents

Description

明 細 書

ボルト等の円柱体のク リ 一ニ ング 置

〔技術分野〕

本発明は、 ボルトや軸又はピン等の円拄体を清^化するタ リー二 ング装置に K1する。

〔背景技術〕

一般の産業機械から特殊な用途に用いる機械構造物には、 部材の 接合手段と して各種のボルト及びナツ トが使/ されている。 これら のボル トやナツ トは、 接合している部材の点検や交換のために、 ボ ルトを取り外してそのネジ部分を淸 することも一般に行われる。 このようなボルトの清掃は、 金厲ブラ シ等を周面に擦り当てて汚れ や異物を取り除く方法が最も簡単であり、 この作業は人手によつて 行われていた。 また、 たとえば特定のボルトに対して 用のク リ 一 ニ ング装-匿を開発し、 効率的な作業を目指している。

ところで、 火力発電や原子力発電に関連するボイ ラ， 原子炉， 蒸 気タービン及びその周辺機器等は、 法的規制に基づいて又は自主的 に定期的な点検が行われる。 この点検作^では、 機械部品を分解す ることは無論のこと、 同時にボル トやナツ ト類も厳重なチヱ ッ クを 受ける。 たとえばボルトの検査の場合では、 そ οネジ部分への付着 物の除去及び磨きによる清浄化が必要である。

しかし、 このボルトのク リ 一二ングをブラ シ又は回転ブラ シ等を 利川して手作業で行うのでは、 作業能率に限界がある。 また、 専川 のク リ 一ニ ング装 で作^するにしても、 作業 さに発生する埃の飛 妝があけられない。 特に、 原子力究 の ¾合では、 作業中に ½が究 生すると放射能 汚 ¾の問题が大き く なり、 ^力これを避ける必¾ がある。 このため、 従来では作業 ¾にテン ト等を張り、 作業によ つて した -をブ η ヮ 一等によって に回収する の対 を講じている。 ところが、 作業の度にテ ン トを設ける必要があるの で、 作梁性が悪いという難点がある。

また、 テン トを張って作業する場合では、 機械構造钵から取り外 したボルトのク リーニング作業しか行えない。 たとえば、 タービン ケーシングの植込みボルト等のように、 作業位 gまで搬送できない ものでは、 新たにボルトを包囲する部分にテン トを設置して作業す る必要がある。 更に、 専用のク リ一二ング装置を利用するにしても、 それ自体にシール機構を備えていないので、 同様にテ ン ト内で作業 する必要があり、 作業性の向上は期 できない。

このような Ril题に対して、 本出願人は、 ボル ト等を効率的にク リ 一二ングできるようにした装置を特願昭 62— 238011号として既に出 願した。 この装置は、 ボルトを封じ込めるス リ ーブ内に回転可能な 口ータを配置し、 このロータにボル トを差し込むと共に周面に設け たブラ シによってボルトを研摩するようにしてク リ ーニング可能と したものである。

しかし、 ロータ周りにアームを枢 し、 このアームに作用する遠 t、力を利用することによって、 プラ シをボルトの J1面に当てる構造 である。 このため、 ロータが高速で回 するとき、 アームは実質的 に S由端となっているので、 振動の発生がかなり大きい。 つまり、 アームが質点となるので、 ロータの回転速度及びアーム長さ等によ つては共振する恐れがあり、 装 全体が大きく ¾動してしまう。 し たがって、 ず-で装置のハン ドルを持って作業する場合では、 作業者 の负 ffiが大きくなるほか、 騒音の発生ゃ¾12 ¾体の破壊も ¾く とい う ^ SIがある。

また、 ク リ ーニング装 の Fll fe方 が一方 みであると、 ネジ のリ一ド方向と逆の方 ί：'】にブラ シが進む埸合には、 大きな抗カを生 じるばかりでなく、 拫動も ¾える。 このため、 ジ^に ¾つてブラ シを てながら作業を続ける場合では、 ネジのリー ドにブラ シの回 転方向が一致していないと作梁負担か'大き く なり、 疲労が增すと共 に振動が手に伝わるため労働衛生の面でも好ま しく ない。 更に、 ク リ一二ングの対象となるボル卜が大きいと、 ク リ 一二ング装置自 体も大きく なり、 作業負担が増大してしまう。 たとえば、 垂直の姿 勢の植え込みボル卜の場合では、 装 Sを上下に移動させる必要があ るので、 装置の重量を支えながらの作業となり、 人手による作業で は効率化は望めない。

また、 ブラ シが一方向に回転するのでは、 ネジの山や谷に当たる ブラ シの姿勢が変わらず、 山の一面仰 1はク リ ーニングできても他面 側は汚れが残ったままとなる。

〔発明の^示〕

そこで、 本発明は、 ボル ト等の円柱体のク リ ーニ ングが効率的に 行えると共に装置の振動を抑えて楽に作業できるようにすることを 目的とする。 また、 本発明は、 ボルトのネジの送りを利用するこ とによつて Sを軽く手で保抟するだけで栾に作業できしかもク リ 一二ングも良好に行えるようにすることを i的とする。

木発叨のク リ ーニング装置は、 以上の目的を達成するために、 一 端を []§放したス リ ーブの内部にほぼ同軸上と してロータを回転自在 に設け、 該ロータを駆動する駆動装置を前記ス リ ーブに設け、 ブラ シ部を持つアームの 25 ¾を前記 π—タに取り付けると共に該アーム を ¾ 5ύロータの半 S方向へ揺動可能と し、 更に前記アームの姿勢を ί¾ ¾する保持リ ングを ί¾記ロータの;；] に設けたことを¾ ¾とする。

また、 ^ 2の 叨は、 一端を 放したス リ ーブの内¾にほぼ同^ 上と して ¹ π —タを冋 i 在に設け、 該 π—タを正^回転駆^する駆 動 iSを前記ス リ ーブに設け、 ボルト ク リ ー二ング用のブラ シ部を 持つアームを前記ロータに取り付けたことを特 とする。 ボルトを挿入したロータを回転させることによって、 アームに設 けたブラ シ部をボルトの周面に当ててク リ 一二ングし、 この作荬は 外部に対して閉じた空間を形成するス リーブ内で行われる。 また、 アームはその一端を保持リ ングによつて拘束され、 口ータが高速回 転するときにアームが激しく揺動することがなく、 振動や騒音の発 生が抑制される。

また、 第 2の発明においては、 駆動装置を正逆回転させれば、 ブ ラシがボルトのネジの送りによつて移動し、 ボルトへの差し込み及 び抜き取りがネジのリ 一ドの進みを利用することによって機械的に 行われる。

〔図面の簡単な説明〕

m 1 図は本発叨のー実施例を示すク リ 一二ング装置による作荬状 態を示す縦断而図、 ^ 2図は第 1図の I 一 I線による装置の横断面 図、 第 3図はボルトを外形で現したものである。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、 図面に示す実施例により本発明の特徴を具体的に説明する, I 1図は本発明の一実施例を示すク リ 一二ング装置による作業状 況を示す縦断面図、 2図は第 1 図の I 一 I線による装- Ξの横断面 図である。 なお、 本実施例では、 ポル ト Aはタービンケーシングに 固定された植込みボルトを対象として説明する。

ポル ト Aはタービンケーシングに一定のピッチで固定されている ₍ そして、 ク リ ーニング装置はこのボル ト Λの全体を被覆し、 內蔵し たク リ一二ング機構によってボルト A I3而を清 ^化すると共に磨き 上げる作業を行う。

ク リーニング装 S¾は、 円筒体状のス リーブ 1を外郭部 f才とし、 そ の内部に π—夕 2をス リ ーブ 1 と同軸上に配置している。 この口一 タ 2を回^可能に支 するために、 ス リ ーブ 1の上端にはべ一スブ π ッ ク 3を一体化し、 これに内蔵した軸受 3 aによってロータ 2を連 接している。 また、 ベースブロ ッ ク 3の上部には、 ロータ 2を回転 駆動するための空気圧を利用したモータ 4が配置される。 モータ 4 は、 圧縮空気を供給することによってその出力軸を高速で正逆回 転可能とした構造である。 そして、 そのハン ドル部 4 aには圧縮空気 の供給ホース 4 bを接続すると共に、 作動及び停止のためのスィ ツチ 4 cを備え、 このスィ ッ チ 4cによって出力軸の停止， 正転及び逆転の 動作を切り換えながら作業する。 なお、 ベースブロ ッ ク 3の外周に は、 作業の際に手で摺んで装置の運^やボルト Λに対する姿勢を調 整するためのバー 3 bを設けておく。

モータ 4 によって回転駆動されるロータ 2は、 下端を 放した内 部断面が円の筒体状である。 そして、 その外周の 4個所には、 ボル ト Λの周面をク リーニングするためのク リー二ング機構が設けられ る。

このク リ ーニング機構は、 ピン 5 によってロータ 2の外周面に枢 卷された 4本の了一ム 6を主体とし （ 2図参照） 、 下部には細径 の鋼線を多数^設したブラ シ部 7を設けている。 ピン 5 はその軸線 を水平とすると共にロータ 2の半径方向と S交する姿勢に配匿し、 これによつてアーム 6を鉛直面内であつてしかもロータ 2の中心方 向へ向けての 動運動を可能とすることができる。

なお、 アーム の先端部分には別体物と した補助アーム 6 aをビン 6 bによって枢着し、 ボル ト Λの外径に応じてブラ シ部 7の姿勢を変 !Π可 ¾な橘成を^たせる。 これにより、 特に外径が小さいボル トを ク リ ーニングするときでも、 ブラ シ^ 7の先端 分が偏当たりする こと Oない作¾が可能となる。 また、 ピン G bによる枢¾に代えて^ 助アーム 6 aをアーム ΰ に一体 OS定してもよく 、 ボル ト Aの )51 を く しつけながらク リ一ニングする こともできる。 更に、 ロータ 2の外周には、 アーム 6の上端部を拘束する保持リ ング 8が設けられる。 この保持リ ング 8は、 ネジ 8a接合によって口 ータ 2に回転可能に螺合され、 その回転により口ータ 2の軸線方向 に移動する。 また、 アーム 6側を向く面が小さい径となるテーパ面 8bを形成し、 このテーパ面 8bにアーム 6の上端内壁を突き当てるこ とによってアーム 6の姿勢を変更することができる。 そして、 保持 リ ング 8の上部側の周壁にはロックボルト 8cを設け、 これによつて 保持リ ング 8をロータ 2の所定の位置に固定する。

また、 ス リーブ 1 の下端内周には、 ボル ト Λとの調心を行い且つ ス リーブ 1の内部をほぼ閉じた空間とするためのリ ング 9が設けら れる。 このリ ング 9は、 ί乍業するボル ト Αの外径に対応するような 内径を持たせる。 そして、 ボルト Λのネジが ifiife—することがないよ うに、 ボルト Aを嵌合する面を硬質の合成樹脂を素材とした嵌合部 9aとすると共に、 この嵌合部 9aを支持する金属製又は好ましくは合 成樹脂製の^状体 9bを持つ 2層構造とする。 このようなリ ング 9を 設けることにより、 ボルト Aに対してス リーブ 1を同心的に配 Eで き、 内蔵した口一タ 2内への挿入が簡単に行える。 また、 ロータ 2 が； ¾速回転するときにも、 装置全体がビビリを生じたりロータ 2の 内壁とボル ト Λ周面との干渉を伴わない円滑な作動が可能となる。 なお、 リ ング 9の嵌合部 9aの内径はボル ト Aとの間に若干の隙間が できるようなものとしておく。 そして更に、 ス リ ーブ 1 には、 ク リ 一二ング作業 Πきに発生する塵埃等を外部に廃棄するためのホース 10を接続する。 このホース 10は可撓性のものを使用し、 ク'リーニン グ装; Sとは別 型の吸引用のプ 一 1 1に配管^続する。

以上の構成において、 ボルト Λのク リーニング作業を行うには、 ス リ一ブ 1 下端のリ ング 9からボルト Λを内 j iするように装置をセ ッ 卜する。 このとき、 リ ング 9によりボルト Λに対してス リーブ 1 が調心可能なので、 内部に位置しているロータ 2へのボル ト Aの ίΦ· 入も や力、に行われる。

こ こで、 第 1図においては、 大径のボル ト Λ及び小径のボル ト a を挿入した場合を同時に示し、 左側のアーム 6 は大怪のボルト Aの ク リ ーニ ング及び右側のァ一 A 6は小径のボル ト aのク —ニ ング のための姿勢をとつたものと して示されている。 そして、 ク リ一二 ングするボルト Λ , aの径に応じて、 予め保持リ ング 8の位置をセ ッ 卜することにより、 アーム 6の姿勢を適正に設定する。 つまり、 大径のボル ト Λの場合では、 保持リ ング 8を高い位置にセ ッ 卜 し、 アーム 6の上¾がテーパ面 8 tiの小径部分に当たるようにする。 また、 小^のボル ト aのときには、 保持リ ング 8を下側に移動させ、 ァー ム 6の上端がテーパ面 8 bの大径部分に当たるようにする。 このよう な操作により、 大径のボル ト Aのときには、 アーム 6がぉ}直方向に 起立した姿勢となつて、 ブラ シ ¾ 7をボル ト Aの周面に当てること ができる。 また、 小径のボル ト aの場合には、 アーム 6の下端が中 心方向に移勁するように傾斜してブラ シ部 7をボル ト aに当てるこ とができる。

次いで、 モータ 4 に圧縮空気を供給してその出力軸を回転させる と、 ロータ 2の回転によってブラ シ部 7がボルト Λ , aの周面に摺 接しながら回 云する。 そして、 ブラ シ部 7 によりボルト Λ， aに付 若している ^物を除 すると同 Π に によって; ¾ ; 化する。 そし て、 バー 3 b及びハン ドル部 4 aを手で持って次^に装匿全体を上に移 ϊリ Jさせれば、 ボル 卜 Λの全体をク リ 一二ングすることができる。 な お、 π—タ 2の ¾数；よ、 たとえば 600〜] 3 C 0 r pm SI度である。

二 ようなク リ ーニング過 において発生する ¾埃等は、 ブロワ 一 1 1による吸引力によりホ一ス 10から外部に排出され、 適切な回収 施 ¾ (図示せす） に廃^される:， なお、 ス リ ーブ 1 の下 に設ける リ ング 9の嵌合部 9aは、 前記のように、 ボル ト Aの周面に密着しな い程度の内径をもたせる。 これにより、 ボル ト Aと リ ング 9 との間 の隙間から空気が流入でき、 ヷ uヮー 11による吸引が支障なく行わ れる。 また、 この隙間は小さく、 且つス リーブ 1内の空気はホース 10方向へ吸引されるように流れるので、 ボルト Aと リ ング 9 との ηπ から埃が外部に漏れ出ることはない。 したがって、 ク リ ーニングの 作業の間に発生する塵埃は外部に漏れることがなく、 作業環境の改 善も可能となり、 原子力利用の機器の保守点検作業時の放射能の問 題も解消される。

また、 アーム 6はク リーニングするボル ト A , aの径に応じて保 持リ ング 8によって固定された姿勢に維持される。 すなわち、 ロー タ 2が回転するとき、 アーム 6はその上側部分をピン 5によって枢 着されているので、 質量の重い下端側が遠心力によって外側へ開く ように姿勢を変える。 この姿勢の変化に対して、 アーム 6の上端は 逆に内側にその姿勢を変え、 上端部が保持リ ング 8のテーパ面 8 bに 突き当たり、 アーム 6全体の姿勢が ¾束される。 したがって、 保持 リ ング 8の位置をク リ ー二ングするボルト Λ , aの外径に応じて適 切に設定しておけば、 ブラシ部 7が適切な接触圧でボルト A , aの 周面を研摩するようにしてク リ一二ングすることができる。

第 3図はボル ト A , aを外観で現したものである。 図示のように. ボルト Λ， aの周面にはネジ山が走り、 その谷部にブラ シ^ 7の先 端が埋まり込むようなク リーニング状況となる。 このため、 ブラ シ 部 7の素材を前記のように鋼線等のように比較的硬いものとしてお けば、 ロータ 2が回転するときには、 ブラ シ部？の先 をネジの谷 や山に倣わせて移動させることができる。 つまり、 ブラ シ部？は恰 もボル ト Λ , aに対してナッ トのような動きをし、 ロータ 2の回転 方向によってボル ト Λ， aに沿って回耘しながら上下可能である。 このためスィ ツチ 4cによってモータ 4の出力軸を正転及び逆転させ ると、 静止しているボル ト A， aに対して、 ク リ ーニ ング装置全体 を上下に移動させることができる。

このように、 ボルト A， aのネジの谷又は山を利用することで、 ク リ 一ニング装置は S動的にボルト A , aの回りを回転しながら昇 陈させることができる。 したがって、 ハン ドル 3bを作業者が軽く握 つて姿勢を適切にするだけで、 一旦スィ ッチ 4cをオンさせると、 ボ ル ト Λ， aの上端から下端までブラ シ 7が倣ってク リ ーニングし、 ロータ 2の回転方向を逆にすれば下端から上端まで同様にク リ 一二 ングすることができる。 このため、 ク リーニング装置を手で強く握 つて作業する必要がなく なり、 作業者の負担が大幅に軽く なる。 また、 ク リ ーニング作業では、 装置を手で輕く持って姿勢を適切 にするだけでよいので、 装置から発生する振動が激しくても、 作業 者には何らの影響も与えることはなく、 労働災害の発生も防がれる。 以上のようなアーム 6の拘束保持によって、 従来技術の项で述ベ たように遠心力のみを利用してク リ ー二ングする場合に比べて、 口 ータ 2の高速回転に作う振動の発生が抑制される。 つまり、 アーム 6 はピン 5によって ータ 2に枢着された揺動部材ではあるが、 涇 転するときには保持リ ング 8がアーム 6の上端を ¾束してロータ 2 に一体化された状態となるので、 振動や騒音の発生が効果的に抑え られる。

なお、 実施例においては、 ボル ト Λ , aが構造体に固定された ¾ 込み式のものと している力《、 ボルト単独をク リ 一二ングする場合に も本発明の装 11が適用可能である。 つまり、 ボル トを固定保持する ¾ 等によつてこのボル トを立てた又は横に Sかせた姿勢と してお けば、 前記の要';！と全く同様にク リ ーニ ング作業が行える。

また、 作業対象と しては、 ボル ト以外にピンや軸等の機械要素が 挙げられる。 そして、 ブラシ部 7は、 鐧線を利用する以外に、 ステ ンレスゃ真鑷等の線材ゃナイ 口ン線材を採用でき、 ク リ一二ングす る部材に適切なものを選定すればよい。

なお、 ブラ シ部 7は、 鐦線を利用する以外に、 ボル ト A， aのネ ジに倣って装置全体を動かせる程度の硬さを持つものであればよい また、 ク リ ーニングする複数のボル ト A， aを予め配列しておき、 この配列方向にク リー二ング装置が走行できるようにレール等を敷 いたレイァゥ トとして機械化を更に充実させることもできる。 この 場合、 ク リ ーニング装置をボル ト A， aのそれぞれの位置に対応す るように停止させてク リ一二ング作業を順次行なうような制御系を 持たせれば、 更に一層効率的なポルトのク リ一二ングが可能となる _£

〔産業上の利用可能性〕

本発明のク リー二ング装置は、 円柱体の周りの空間を含めて包み 込むスリ一ブの内部にこの円柱体を外挿するロータを設けると共に- このロータの回転と同時にアームに設けたブラシ部を円柱体の周面 に当てるようにしている。 このため、 従来のように手作業に頼って いた場合に比較して、 作業が簡単で効率的な処理が可能となる。 特 に、 ク リ一二ングによる清浄度の一様性が要求されるような機械構 造体に対しては、 各ボルト等を均一な清浄度に仕上げることができ. 検査や管理による規定の条件を満たす作業が確実に行える。 また、 ス リーブによってク リ 一ニングする円柱体の周囲を包囲するので発 生する埃等が拡散することがなく、 作業環境の改善も可能となる。 更に、 保持リ ングによってアームの姿勢を固定的に拘束するので、 高速回転でアームが旋回しても、 遠心力によるぶれや振動がなく、 取り扱いが栾になると共に共振等による機器の波掼も防止される。

また、 ブラ シ部をボルトのネジに倣わせてナツ 卜のように回転し ながら軸方向へ移動させるようにしている。 このため、 駆動装置に よるロータを正転及び逆転させれば、 ブラ シ部を介してタ リーニン グ装!！をボルトの軸線方向へ進退させることができる。 したがって、 ク リ ーニング装置を手で軽く持ってボル トに対する姿勢を適切にす るだけで、 ボルトのネジのリ一 ドの進みをうま く利用したク リ一二 ングが自動的に行え、 作業者の鱼担が軽くなる。 また、 ク リーニン グ装置を手で軽く持って支持するだけで作業できるので、 振動によ る労働災害の恐れも全く なく、 広い分野での使用が可能となる。

Claims

請求の範 El

1. —端を開放したス リーブの内部にほぼ同軸上としてロータを回 転自在に設け、 該ロータを駆動する駆動装置を前記ス リーブに設け， ブラ シ部を持つアームの基端を前記口ータに取り付けると共に該ァ

； ームを前記口ータの半径方向へ揺動可能とし、 更に前記アームの姿 勢を拘束する保持リ ングを前記ロータの周面に設けたことを特徴と するボル ト等の円注体のク リーニング装置。

2. —端を開放したスリーブの内部にほぼ同軸上としてロータを回 転 ΰ在に設け、 該口一夕を正逆回転駆動する駆動装置を前記ス リ一 ブに設け、 ボルトク リーニング用のブラ シ部を持つ了一ムを前記口 ータに取り付けたことを特徴とするボルト等の円柱体のク リ 一ニン グ装置。

3. 前記ス リ ーブに外部の負圧源と接続し、 該ス リーブ内の粉塵を 含む空気を排気回収可能としたことを特徴とする請求項 1又は 2記 載のボルト等の円柱体のク リ一二ング装置。