JP2008068395A

JP2008068395A - 連結具を緊締又は弛緩するトルク工具と連結具の緊締又は弛緩方法

Info

Publication number: JP2008068395A
Application number: JP2007235221A
Authority: JP
Inventors: Peter Koppenhoefer; コッペンホッファーピーター
Original assignee: UNEX CORP
Current assignee: UNEX CORP
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2008-03-27
Also published as: NO339810B1; AU2007214377A1; ITMI20071740A1; DK178776B1; DE102007044251A1; FR2906748B1; CZ2007604A3; AU2007214377B2; SE532468C2; US7497147B2; CN101143435B; TW200831241A; DE102007044251B4; SE0702004L; US20080060482A1; PL216387B1; NO20074601L; KR100971849B1; ZA200707687B; DK200701286A

Abstract

【課題】連結具の緊締又は弛緩に使用するトルク工具の提供
【解決手段】連結具の回転可能部分と係合することができる駆動要素と、この駆動要素に作用する動力源とを備え、その動力源が前記の駆動要素に作用することで、前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させて前記駆動要素から離れ、次いで前記駆動要素に近づいて再びこれに作用することで、前記連結具の回転可能部をさらにワンストローク分回転させるように構成されているトルク工具。
【選択図】図２

Description

本発明は、連結具を緊締又は弛緩するトルク工具と、連結具を緊締又は弛緩する方法に関する。

ガスタービンやガスパイプラインなどでの連結具を緊締又は弛緩する場合、従来技術では、通常、ハンドレンチが使用されている。典型的には２つのレンチを用い、その一方で取り付け領域を支え、残りの一方でボルトを緊締又は弛緩する。

概して、典型的な手動式レンチ(ハンドレンチ)を用いて得られる力は、工業用ボルトを緊締又は弛緩するには不充分である。しかも、ボルト連結具は、パイプ、ゲージ、電気器具などのような工業設備で取り囲まれていることが珍しくない。そうした周辺設備やパイプは、手動式レンチを操作する際の作業性を妨げている。

そして、周囲に設備があるために、回転させたいボルトの近くで手動式レンチを操作できないことも少なくない。そのような状況の下では、レンチのハンドルに所望の長さのパイプを差し込んでレンチを延長しなければならない。

従来においても、２つのハンドレンチをそれぞれ長いパイプで延長し、ボルトから離れたところからボルトを緊締又は弛緩することがあった。

しかし、このような作業は、難しい上に面倒であるばかりでなく、パイプライン、電気器具、その他の周辺設備を破損してしまう心配もある。

従って、連結具を緊締又は弛緩する方法や工具の提供は、有用であると言える。

本発明の目的は、連結具を緊締又は弛緩する方法と、連結具を緊締又は弛緩するためのトルク工具を提供することにある。

連結具を緊締又は弛緩するための本発明に係るトルク工具は、回転軸を持ち、回転することで緊締又は弛緩する連結具の回転可能部に係合する駆動要素と、この駆動要素に作用する動力源とを備え、その動力源は、前記の駆動要素に作用してこれを角度回転させ、この回転で前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させることで前記駆動要素との間に間隙を生じさせ、次いでこの間隔が埋めまるように前記駆動要素に向けて移動し、再び駆動要素に作用してこれを角度回転させ、この回転で前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させるように構成されている。

また、本発明に係る連結具の緊締又は弛緩方法は、回転軸を持ち、回転させることで緊締又は弛緩する連結具の回転可能部分に、これを回転させ得る駆動要素を係合させ、その駆動要素に動力源を作用させてこれを角度回転させることで前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させ、動力源と駆動要素との間に間隙を生じされ、次にその間隙がなくなるように動力源を駆動要素側に移動させ、次いで、動力源を再び駆動要素に作用させてこれを角度回転させることにより、前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させることを包含する。

本発明に従ってトルク工具を設計し、本発明の緊締又は弛緩方法を実施すれば、ガス管接続（連結）やガスタービン施設などにおける連結具を、安全に且つ確実に、しかも効率的に緊締又は弛緩することができる。

本発明の特徴であると考えられる新規な部分は、特許請求の範囲に網羅されているが、添付図面に沿って以下に説明する本発明の実施態様の内容から、本発明の構成や操作方法は、明らかになると考える。

図面に沿って説明する本発明の実施態様では、トルク工具の動力源として、シリンダーと、このシリンダー内で往復動するピストンと、このピストンに接続されたピストンロッドを備えた流体作動式動力源を使用した。また、トルク工具で緊締又は弛緩される連結具には、管継手が選ばれている。

本発明に係るトルク工具は、例えば、図１の符号１で示す管継手を緊締又は弛緩させる場合に使用できる。この管継手は、配管要素２の端部に、例えば、六角形を呈する非回転成型部分３と、外周にねじを持つヘッド４を備えている。内ねじ７を持つナット６は、ヘッド４に螺合させて緊締させることができる。

本発明に係るトルク工具は、図２の符号１１で示す動力源を備え、この動力源１１には、シリンダー１２、シリンダー内で往復動するピストン１３と、ピストンロッド１４を含む流体作動式動力源が利用可能である。動力源１１は、２枚の側板に動かないように固定されている。動力源のシリンダー１２と側板１５とは、共にトルク工具の固定部品（固定子）を形成し、この固定部品はナット６が回転する間も回転しない。

トルク工具の駆動要素は、例えば、２枚の側板１５の間に位置する駆動板１５で形成することができ、この駆動板は、ピストンロッドがシリンダーから延出された時の作用力にて、軸Ａの周りで角度回転する。ここで角度回転とは、ある角度（通常は４５°以下の角度）で回転することを指す。

本発明のトルク工具は、例えば、管継手の六角成型部分３であるような、連結具の非回転部分と係合できる反作用要素を備えていて、この反作用要素は、工具の駆動板１６に係合したナットが回転する際に生ずる反力を中和し、ナットが順回転している時の工具の逆回転を防止する役割を果たす。当該反作用要素は、例えば、工具の保持爪１８と協働する反作用板１７として形成することができる。保持爪１８は、トルク工具の不動部分に、例えば、各側板１５に回転可能に取り付けられており、各保持爪１８は、バネ１９にて反作用板１７に向けて付勢されている。

図５a〜図５bに示すように、各側板１５は片側に溝２１を備え、その溝は軸Ａの周囲を或る角度範囲で延在している。一方、駆動板１６には、図６aに示すように、上記の溝２１の形状に対応する形状の突起２２を備え、溝２１と突起２２とは摺動自在に係合する。

側板１５は、また、上記の片側の反対側に突起２３を備え、その突起２３は軸Ａの周りを周方向に延在している。側板１５の突起２３は、反作用板１７に設けられている対応溝２４と摺動自在に係合する。側板１５は、例えば、各側板１５の溝２５を動力源の突起２６（図２参照）に係合させることで、動力源１１に動かないよう接続される。

駆動板１６は、工具が働き行程(working stroke)にある期間、駆動板１６を動かすために動力源１１のピストンロッドと協働する部分２７を備えている。駆動板１６はまた、前記の部分２７と対向する位置に係合部２８を備え、当該係合部には、例えば、１２ポイント・レセプタクルのような多角形レセプタクルが設けられる。多角形レセプタクルを備えた係合部２８は、緊締又は弛緩される連結具のナット６と嵌合する。

反作用板１７は、例えば、実質的に六角形のふた付きレセプタクルを内側に備え部分２９を備えている。部分２９の多角レセプタクルは、工具の操作中、連結具の非回転部分３と嵌合する。

反作用板１７の外周には、図７aに示すように、２セットの仕掛けが設けら、例えば、傾斜歯列３０'及び傾斜歯列３０¨が設けられる。図８aに示すように、保持爪１８は係合部３１を備えている。この係合部３１は、トルク工具が働き行程にある間は、換言すれば、シリンダーからピストンロッドが延出している間は、前記の傾斜歯列３０'及び傾斜歯列３０¨と係合し、反作用板を回転しない状態に保持する。一方、トルク工具が非働き行程(non-working stroke)にある間は、換言すれば、延出したピストンロッドがシリンダー内に引き戻される過程では、保持爪の係合部３１は、反作用板の歯列をラチェッティングする。つまり、保持爪は反作用板１７の歯列との係合を解き、反作用板は角度回転できるようになる。

軸方向に対向して位置する２つの保持爪１８は、例えば、側板１５と保持爪１８とにそれぞれ位置合わせして設けた開口を貫通するピンにて、回転自在に接続される。図２において、符号３２は、本発明のトルク工具の流体作動式動力源１１に作動流体を供給するための流体供給システムを示す。

本発明に係る連結具の緊締又は弛緩用トルク工具と、当該工具による連結具の緊締又は弛緩方法は、次のように機能する。

連結具（管継手）１のヘッド４に螺合してナット６を締め付けるために、ナット６を回転させる場合、作動流体を流体作動式動力源１１に供給し、ピストン１３を動かしてピストンロッド１４を延出させる。ピストンロッド１４は駆動板１６に作用力を及ぼし、例えば、駆動板を押してこれ動かし、駆動板１６は、係合部２８でナットを回転させる。

駆動板１６が動いている間、工具の動かない部分（不動部品）、例えば、側板に取り付けられた係合爪１８は、反作用板１７の対応する歯列に係合しているので、作用力は駆動板１６を介してナット６に伝わり、その際に生ずる反作用力は、側板１５、保持爪１８及び反作用板１７を介して、連結具（管継手）の非回転部分３に伝わり、トルク工具の反対方向への回転を防止する。

駆動板１６とこれに対応するナットは、１回のストローク（ワンストローク）で、ナットを所定の角度、例えば、２０〜３０°回転させる。ナットをさらに回転させる場合には、動力源１１のピストンロッド１４をシリンダー１２内に移動させる。この移動を行っている間、保持爪１８は、反作用板１７の歯列上をラチェッティングする。

次いで、動力源１１が再び活動を開始し、ピストンロッド１４はシリンダー１２から延出して再度駆動板１６をワンストローク動かす。すなわち、動力源１１から提供される作用力が、駆動板を介してナット６に伝わり、一方、反作用力は、側板１５、保持爪１８及び反作用板１を介して、連結具（管継手）の非回転部分３に伝わる。

反作用板１７は、対応する側板から取り外し可能である。例えば、連結具を緊締する際には、図４に示すように、反作用板１７を、側板１５の一方に位置させることができ、弛緩させる場合には、反作用板１７を他方の側の側板に移動させることができる。反作用板が第１の位置にある場合（例えば、先に説明した位置にある場合）、保持爪１８は反作用板１７の一方のセットの傾斜歯列、例えば、傾斜歯列３０'と協働し、反作用板が第２の位置にある場合（例えば、後に説明した位置にある場合）は、保持爪１８は反作用板の他方のセットである傾斜歯列３０¨と協働する。傾斜歯列３０'及び傾斜歯列３０¨は、ナット６が回転している間、保持爪と協働して反作用板１７を保持し、動力源１１のシリンダー１２を移動させている間は、保持爪１８は傾斜歯列との係合を解くことができる。

以上説明した実施例に示すトルク工具において、その部品の一つ又はそれ以上は、他の構成のトルク工具にも転用することができる。そして、上の実施例は本発明を限定するものでもない。

本発明に係るトルク工具にて緊締又は弛緩される管継手を図式的示す図面。本発明に係るトルク工具の側面図。本発明に係るトルク工具の端面図。管継手の緊締又は弛緩に本発明のトルク工具を適用した場合を図式的に示す図面。本発明に係るトルク工具の側板の側面図。本発明に係るトルク工具の側板の端面図。本発明に係るトルク工具の駆動板の側面図。本発明に係るトルク工具の駆動板の端面図。本発明に係るトルク工具の反作用板の側面図。本発明に係るトルク工具の反作用板の端面図。本発明に係るトルク工具の保持爪の側面図。本発明に係るトルク工具の保持爪の端面図。

符号の説明

１：管継手（連結具）２：配管要素３：六角成型部(不動)
４：ヘッド５：外ねじ６：ナット７：内ねじ
１１：動力源１２：シリンダー１３：ピストン
１４：ピストンロッド１５：側板１６：駆動板
１７：反作用板１８：保持爪１９：バネＡ：軸

Claims

回転軸を持ち、回転させることで緊締又は弛緩する連結具の回転可能部分と係合することができる駆動要素と、この駆動要素に作用する動力源とを備えたトルク工具であって、前記の動力源は、前記の駆動要素に作用してこれを角度回転させ、この回転で前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させることで前記駆動要素との間に間隙を生じさせ、次いでこの間隔が埋めまるように前記駆動要素に向けて移動し、再び駆動要素に作用してこれを角度回転させ、この回転で前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させるように構成された動力源である連結具の緊締又は弛緩用トルク工具。
前記の動力源が、シリンダーと、そのシリンダー内で往復動するピストンと、ピストンに接続されたピストンロッドとを備えた流体作動式動力源であって、ピストンロッドがシリンダーから延出して前記の駆動要素に作用すると、駆動要素は角度回転して前記連結具の回転可能部分をワンストローク分回転させ、次いで、ピストンロッドは前記のワンストロークだけシリンダー内に戻り、しかる後、ピストンロッドがシリンダーから再度延出することで駆動要素が角度回転して前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク回転させる請求項１記載のトルク工具。
前記駆動要素が角度回転して間、静止状態にある固定子をトルク工具がさらに備え、その固定子が前記動力源の一部品であって、前記駆動要素の角度回転を支持する要素である請求項１記載のトルク工具。
前記連結具の非回転部分と係合できる反作用要素をトルク工具がさらに備え、前記の駆動要素が角度回転して前記連結具の回転可能部分を回転させている時に、その回転で発生する反力を前記反作用要素が中和する請求項３記載のトルク工具。
前記連結具の回転可能部が回転している間、前記の固定子と前記の反作用要素とが、互いに関して非回転であり、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、前記固定子が歯止めを動かして反作用要素に関して可動になる請求項４記載のトルク工具。
前記の駆動要素が角度回転し、前記連結具の回転可能部分を回転させている時は、前記固定子と前記反作用要素とを互いに関して不動状態に保持し、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、固定子を反作用要素に関して可動にする保持手段をさらに備えている請求項５記載のトルク工具。
前記の保持手段が、前記固定子の一つに取り付けられた保持爪と、前記固定子の他の一つ及び反作用要素に設けられた歯列手段とを備え、前記駆動要素が角度回転している間は、前記保持爪が前記歯列手段に係合することで、固定子と反作用要素とを互いに不動状態に保持するが、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、前記保持爪が歯列手段の歯止めを動かすように機能する請求項６記載のトルク工具。
前記反作用要素が前記固定子に取り外し可能に取り付けられ、その反作用要素が固定子の軸方向の一方の側又は他方の側の何れにも取り付けられるように形作られている請求項４記載のトルク工具。
前記の駆動要素が前記固定子に関して回転可能になる手段を、前記の駆動要素及び固定子が具備し、その手段が互いに係合し合い、前記の回転軸の周りで互い摺動可能な突起と溝とで構成されている請求項３記載のトルク工具。
前記の固定子が前記の反作用要素に関して回転可能になる手段を、前記の固定子と反作用要素が具備し、その手段が、前記の回転軸の周りで互い摺動可能な突起と溝とで構成されている請求項４記載のトルク工具。
回転軸を持ち、回転させることで緊締又は弛緩する連結具の回転可能部分に、これを回転させ得る駆動要素を係合させ、その駆動要素に動力源を作用させてこれを角度回転させることで前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させ、動力源と駆動要素との間に間隙を生じされ、次にその間隙がなくなるように動力源を駆動要素側に移動させ、次いで、動力源を再び駆動要素に作用させてこれを角度回転させることにより、前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させることを包含する連結具の緊締又は弛緩方法。
前記動力源を、シリンダーと、シリンダー内を往復動するピストンと、ピストンに接続されたピストンロッドとを備えた流体作動式動力源で構成し、前記シリンダーから延出するピストンロッドを前記駆動要素に作用させてこれを角度回転させ、その回転で前記連結具の回転可能部分をワンストローク分回転させることで、動力源と駆動要素との間に間隙を生じされ、次にその間隙がなくなるようにピストンロッドをシリンダー内に戻し、次に、前記のピストンロッドをシリンダーから再び延出させて前記駆動要素に作用させ、これによってその駆動要素を角度回転させることで前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させる請求項１１記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
前記駆動要素が回転している間、静止状態を保持する固定子をさらに利用し、その固定子を前記動力源の部品の一部と、前記駆動要素の回転を支持する部品とで構成させる請求項１１記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
前記連結具の回転可能部分に係合できる反作用要素であって、前記駆動要素が回転し、その作用力で連結具の回転可能部を回転させている間、その回転で生ずる反力を中和する反作用要素をさらに利用する請求項１３記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
前記連結具の回転可能部分が回転している間、前記の固定子と前記の反作用要素とをお互いに関して非回転に維持し、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、歯止めが動くことで前記の固定子が反作用要素に関して動くようになる請求項１４項記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
前記駆動要素が回転し、前記連結具の回転可能部分を回転させている時は、前記固定子と前記反作用要素を互いに関して動かないように保持するが、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、固定子を反作用要素に関して動くようにする保持手段をさらに利用する請求項１５記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
前記の保持手段を、前記固定子の一つに取り付けられた保持爪と、前記固定子の他の一つ及び前記反作用要素に設けられた歯列手段とで構成させ、前記駆動要素が回転している間は、前記保持爪が前記歯列手段に係合することで、前記の固定子と反作用要素を互いに不動に保持し、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、前記の保持爪と歯列手段との間の歯止めが解かれる請求項１６記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
前記反作用要素を前記固定子に取り外し自在に取り付け、前記固定子の軸方向の一方の側又は他方の側の何れにも取り付けられるようにする請求項１４記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
前記の駆動要素が固定子に関して回転可能になる手段を、その駆動要素と固定子に設け、互いに係合し合い連結具の軸の周りで摺動する溝と突起とで前記の手段を構成する請求項１３記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
前記の反作用要素に関して固定子が回転可能になる手段を、その固定子と反作用要素に設け、互いに係合し合い連結具の軸の周りで摺動する溝と突起とで、その手段を構成する請求項１４記載の連結具の緊締又は弛緩方法。