(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
一対の円弧状の半割リングの一端部同士を回転可能に連結し、一方の半割リングの他端部に係合ボルトを、他方の半割リングの他端部に前記係合ボルトの被係合部をそれぞれ備えてなるフェルールバンドを、互いに対向する管体の端部に設けられたフランジ付接続口同士のクランプ又はアンクランプに用いるためのフェルールバンド着脱装置であって、
一方の前記管体を支持可能なフレームと、
前記フレームの下方で他方の前記管体を載置可能なテーブルと、
前記テーブルを昇降させる昇降手段と、
前記テーブルの左右に設けられた一対の多関節ロボットと、を含み、
前記フレームに一方の前記管体を支持させ、他方の前記管体を載置した前記テーブルを前記昇降手段により上昇させて各前記管体のフランジ付接続口同士を当接させた状態で、各前記多関節ロボットに設けたハンドで各前記半割リングの他端部をそれぞれ把持させて前記フランジ付接続口同士の当接部分に巻回させ、一方の前記多関節ロボットの前記ハンドで前記係合ボルトを前記被係合部に係合させ、他方の前記多関節ロボットの前記ハンドで前記係合ボルトを把持させて回転させることで、前記フェルールバンドによる前記フランジ付接続口同士のクランプを可能とする一方、
一方の前記多関節ロボットのハンドで前記フランジ付接続口同士をクランプする前記フェルールバンドの前記係合ボルトを把持させて回転させることで、前記係合ボルトを緩めて、他方の前記多関節ロボットのハンドで前記係合ボルトを前記被係合部から離間させ、各前記多関節ロボットのハンドで各前記半割リングの他端部をそれぞれ把持させて前記フランジ付接続口同士の当接部分から離間させることで、前記フェルールバンドによる前記フランジ付接続口同士のアンクランプを可能とした
ことを特徴とするフェルールバンド着脱装置。
前記テーブルに、他方の前記管体の外側で各前記半割リングをクランプ前の拡開姿勢で保持する一対の台座を設けたことを特徴とする請求項1に記載のフェルールバンド着脱装置。
他方の前記多関節ロボットのハンドの先端に、互いの対向側へ突出する爪を設けて、前記フェルールバンドのアンクランプの際には前記爪を前記係合ボルトに係止させて前記被係合部から離間させるようにしたことを特徴とする請求項1又は2に記載のフェルールバンド着脱装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このようなフェルールバンドでは、ボルトを手動で回転してフランジ接続口同士のクランプ及びアンクランプをすることから、作業者が常に必要であり、作業効率が悪く、非常に不便であるという問題があった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、上記従来のフェルールバンドの締め付け或いは緩める際の問題点を解消し、作業が自動で行われることで作業効率の高いフェルールバンド着脱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のうち、請求項1に記載された発明は、一対の円弧状の半割リングの一端部同士を回転可能に連結し、一方の半割リングの他端部に係合ボルトを、他方の半割リングの他端部に前記係合ボルトの被係合部をそれぞれ備えてなるフェルールバンドを、互いに対向する管体の端部に設けられたフランジ付接続口同士のクランプ又はアンクランプに用いるためのフェルールバンド着脱装置であって、
一方の前記管体を支持可能なフレームと、
前記フレームの下方で他方の前記管体を載置可能なテーブルと、
前記テーブルを昇降させる昇降手段と、
前記テーブルの左右に設けられた一対の多関節ロボットと、を含み、
前記フレームに一方の前記管体を支持させ、他方の前記管体を載置した前記テーブルを前記昇降手段により上昇させて各前記管体のフランジ付接続口同士を当接させた状態で、各前記多関節ロボットに設けたハンドで各前記半割リングの他端部をそれぞれ把持させて前記フランジ付接続口同士の当接部分に巻回させ、一方の前記多関節ロボットの前記ハンドで前記係合ボルトを前記被係合部に係合させ、他方の前記多関節ロボットの前記ハンドで前記係合ボルトを把持させて回転させることで、前記フェルールバンドによる前記フランジ付接続口同士のクランプを可能とする一方、
一方の前記多関節ロボットのハンドで前記フランジ付接続口同士をクランプする前記フェルールバンドの前記係合ボルトを把持させて回転させることで、前記係合ボルトを緩めて、他方の前記多関節ロボットのハンドで前記係合ボルトを前記被係合部から離間させ、各前記多関節ロボットのハンドで各前記半割リングの他端部をそれぞれ把持させて前記フランジ付接続口同士の当接部分から離間させることで、前記フェルールバンドによる前記フランジ付接続口同士のアンクランプを可能とした
ことを特徴とするものである。
【0007】
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載の発明に加え、前記テーブルに、他方の前記管体の外側で各前記半割リングをクランプ前の拡開姿勢で保持する一対の台座を設けたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載の発明に加え、他方の前記多関節ロボットのハンドの先端に、互いの対向側へ突出する爪を設けて、前記フェルールバンドのアンクランプの際には前記爪を前記係合ボルトに係止させて前記被係合部から離間させるようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、作業が自動で行われることで効率が高く、非常に便利である。また、人手が不要であることから作業に熟練を要することがなく、安全であり、コスト削減にも貢献する。
【0010】
また、請求項2に記載の発明によれば、フェルールバンドの取り扱いが容易となり、交換作業の効率がより一層高くなる。
【0011】
他にも、請求項3に記載の発明によれば、シンプルな構造でありながら、被係合部からの離間を短時間で確実に行うことが可能である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明のフェルールバンド着脱装置によるフェルールバンドを用いた管体のフランジ接続口同士のクランプ及びアンクランプの一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【0014】
図1は、フェルールバンド着脱装置の全体図である。
図2は、フェルールバンドのアンクランプの手順を示す説明図である。
図3は、フェルールバンドのクランプの手順を示す説明図である。
図4及び5は、多関節ロボット先端のハンドで係合ボルトを把持した状態を示す説明図である。
【0015】
先ず初めに、
図1(a)に示すように、フェルールバンド着脱装置1は、ベース40上でコンテナ2を載置するコンテナ受け30と、このコンテナ受け30を中心として左右に設けられる多関節ロボット10,20(不二越製NACHI MZ07)とで構成される。
このうち、コンテナ受け30は、上方にコンテナ2を設置可能とするフレーム31と、コンテナ2下側でテーブル50をシリンダ33で昇降させるとともに、紙面手前側と奥側との間でベース40上に敷設されたレール上を前後に移動するリフター32とで構成される。そして、
図2(a)に示すように、テーブル50上には、円弧状に形成され、取り外されたフェルールバンド60や、洗浄後の新しいフェルールバンド60を受ける段部を備えた台座53,54が左右に設けられている。このコンテナ2が、本発明の一方の管体であり、シリンダ33が、本発明の昇降手段である。
【0016】
他にも、多関節ロボット10,20の先端には、内蔵のモータで軸方向に回転可能とするハンド12,25がそれぞれ取り付けられている。このうち、多関節ロボット20先端に取り付けられたハンド25は、
図4(a)に示すように、係合ボルト62先端を、プレート26の爪27とプレート28の爪29とで把持する機構である。また、
図4(c)(d)に示すように、上下のプレート26,28の根元部分で半割リング64先端の凹状溝65を把持することも可能である。
一方、ハンド12も同様に、
図5(a)に示すように、上下のプレート13,16で半割リング61の先端部67を把持する機構である。また、
図5(c)に示すように、プレート13先端には下方へ突出する円錐状のピン15が、プレート16上には爪18が設けられている。そして、
図2(c)のB−B断面である
図5(d)に示すように、爪18で、後述する係合ボルト62の軸部66を引っ掛けて移動し、フェルールバンド60の係合を解除する。
【0017】
また、フェルールバンド60は、
図2(b)に示すように、一対の円弧状の半割リング61,64の一端部同士を回転可能に連結したものである。そして、
図2(c)や
図5(a)に示すように、一方の半割リング61の他端部67に係合ボルト62を、
図4に示すように、他方の半割リング64の他端部に係合ボルト62の被係合部である凹部65をそれぞれ備えたものである。この凹部65内に係合ボルト62の軸部66が係合した後に螺合されることで、半割リング61,64が一体に固定され、フランジ接続口3,5同士が連結される構造である。なお、半割リング61,64は、フランジ接続口3,5外周に嵌合可能となるように断面コ字状に形成されている。
【0018】
このようにして構成したフェルールバンド着脱装置1による、フェルールバンド60を用いたコンテナ2とバタフライバルブ4とのフランジ接続口3,5同士のクランプ及びアンクランプは、以下のように行われる。
先ず初めに、
図1(a)に示すように、使用済みコンテナ2をコンテナ受け30のフレーム31上に載置する。この状態では、コンテナ2下端のフランジ接続口3にバタフライバルブ4のフランジ接続口5が接続されており、この接続部分の外周にフェルールバンド60が固定されていることで、コンテナ2とバタフライバルブ4とが連結された状態となっている。このバタフライバルブ4が、本発明の他方の管体である。
【0019】
次に、リフター32のシリンダ33が上方へと伸出し、バタフライバルブ4下端に当接する位置までテーブル50が上昇すると、
図2(b)に示す状態となる。この時、
図2(c)に示すように、コンテナ受け30を中心として左右に設けられた多関節ロボット10,20が稼働すると、多関節ロボット10のハンド12は半割リング61を把持し、多関節ロボット20のハンド25は係合ボルト62を把持する。
具体的には、
図4(a)に示すように、ハンド25では、プレート26の爪27とプレート28の爪29とで係合ボルト62を把持する。一方、ハンド12では、
図2(c)とそのB−B断面である
図5(b)とに示すように、プレート13先端の段部14とプレート16先端の段部17とで、半割リング61の先端部67を把持する。
【0020】
その後、多関節ロボット20のハンド25を接続した部分に設けられたモータ(図示せず)が回転することにより、ハンド25全体が回転することとなる。そして、ハンド25が回転することによって把持された係合ボルト62も回転する。これにより、
図4(a)に示す状態から、
図4(b)に示すように係合が解除される状態となり、軸部66が凹部65内から移動可能となる。
その後、ハンド25では、
図4(d)に示すように、一旦プレート26,28が上下方向に移動し、プレート26,28間が開き、爪27,29による係合ボルト62の把持を開放して左側へ前進した後、プレート26,28が閉じて爪27,29の根元部分で凹部65を把持する。
【0021】
次に、ハンド12は、
図5(b)に示す状態から
図5(c)に示すように、プレート13,16が矢印の示す上下方向に移動し、プレート13,16間が開いた状態となった後、先端部分が下方に傾斜するように矢印の示す方向へ所定の角度まで回転する。
【0022】
そして、
図5(d)に示すように、この状態で係合ボルト62の軸部66に爪18が係止する位置まで移動した後、爪18が下方から上方へと移動することで軸部66が凹部65内から取り出された状態となる。その後、
図2(d)に示すように、係合ボルト62と先端部67とを、プレート13とプレート16とで把持して、ハンド12が矢印の示す時計方向へと移動する。一方、ハンド25は反時計方向に移動する。
【0023】
そして、
図2(e)に示すように、台座53の段部に半割リング61が、台座54の段部に半割リング64がそれぞれ当接する位置まで移動した後、ハンド12による把持とハンド25による凹部65の把持とが解除され、フェルールバンド60によるコンテナ2とバタフライバルブ4とのクランプが解除される。
【0024】
次に、
図2(f)に示すように、テーブル50上には、使用済みのバタフライバルブ4が載置された状態となり、台座53には締め付けリング61が、台座54には半割リング64が載置された状態となる。この状態から、シリンダ33が収縮してテーブル50が降下する。そして、リフター32が図示しない紙面手前側へとレール上を前進した後、使用済みのフェルールバンド60とバタフライバルブ4とが、コンテナ2から取り出されることで、フェルールバンド60のアンクランプが完了する。
【0025】
次に、洗浄済みのコンテナ2に新しい(洗浄済みの)バタフライバルブ4を接続し、新しいフェルールバンド60でフランジ接続口3,5同士をクランプする手順について詳細に説明する。
先ず初めに、リフター32が図示しない紙面手前側へとレール上を前進した状態において、
図3(a)に示すように、洗浄済みの新しいバタフライバルブ4をテーブル50の中央に載置するとともに、洗浄済みの新しいフェールールバンド60の半割リング61を台座53の段部に、半割リング64を台座54の段部にセットする。そして、リフター32が紙面奥側へと移動した後、
図1(b)に示すように、コンテナ2のフランジ接続口4とバタフライバルブ4のフランジ接続口5とが接触する位置までシリンダ33が上方へと伸出する。なお、この時の係合ボルト62は、凹部65内に挿入されていない(係合していない)状態である。
【0026】
そして、
図3(b)に示すように、ハンド12では、先端部67と係合ボルト62とを挟持し、矢印の示す反時計方向に移動する。一方、ハンド25は、
図4(c)に示すように、締め付けリング64の凹部65を挟持し、
図3(b)の矢印の示す時計方向に移動する。この時、
図3(c)に示すように、ハンド12の先端部分側面に、ハンド25の先端部分が当接する位置までそれぞれを移動させる。
【0027】
その後、
図5(a)に示す状態から、プレート13,16は上下方向に移動し、プレート13,16間が開いた状態となり、ハンド12による先端部67と係合ボルト62との把持を解除する。
そして、
図3(d)に示すように、プレート16先端に設けられた爪18で軸部66を矢印の示す反時計方向へと押し込む。この時、
図4(d)に示す状態から、爪18で凹部65内に軸部66が挿入される状態まで押し込む。
【0028】
次に、
図3(e)に示すように、ハンド12で先端部67を把持する一方、ハンド25では、
図4(b)に示すように、凹部65の把持を解除して係合ボルト62を把持する。その後、ハンド25を接続する軸部分に設けられたモータ(図示せず)が回転することにより、ハンド25全体が回転することとなる。そして、ハンド25が回転することによって把持された係合ボルト62も回転することで螺合し、半割リング61,64が一体となり、フランジ接続口3,5同士がクランプされる。その結果、コンテナ2とバタフライバルブ4とが連結されることとなる。その後、シリンダ33が収縮することにより、テーブル50が降下し、新しいフェールールバンド60によるクランプが完了する。
【0029】
上記の如く構成されるフェルールバンド着脱装置1は、コンテナ2を支持可能なフレーム31と、バタフライバルブ4を載置可能なテーブル50と、テーブル50を昇降させるシリンダ33と、テーブル50の左右に設けられた一対の多関節ロボット10,20と、を含み、フレーム31にコンテナ2を支持させ、バタフライバルブ4を載置したテーブル50をシリンダ33により上昇させてフランジ付接続口3,5同士を当接させた状態で、多関節ロボット10,20に設けたハンド12,15で半割リング61の先端部67と半割リング64の凹部65とをそれぞれ把持させてフランジ付接続口3,5同士の当接部分に巻回させ、多関節ロボット10のハンド12で係合ボルト62を凹部65に係合させ、多関節ロボット20のハンド25で係合ボルト62を把持させて回転させることで、フェルールバンド60によるフランジ付接続口3,5同士のクランプを可能とする一方、多関節ロボット20のハンド25でフランジ付接続口3,5同士をクランプするフェルールバンド60の係合ボルト62を把持させて回転させることで、係合ボルト62を緩めて、多関節ロボット10のハンド12で係合ボルト62を凹部65から離間させ、多関節ロボット10,20のハンド12,25で半割リング61の先端部67と半割リング64の凹部65とをそれぞれ把持させてフランジ付接続口3,5同士の当接部分から離間させることで、フェルールバンド60によるフランジ付接続口3,5同士のアンクランプを可能としたことにより、作業が自動で行われることで効率が高く、非常に便利である。また、人手が不要であることから作業に熟練を要することがなく、安全であり、コスト削減にも貢献する。
【0030】
加えて、テーブル50に、バタフライバルブ4の外側で半割リング61,64をクランプ前の拡散姿勢で保持する台座53,54を設けたことにより、フェルールバンド60の取り扱いが容易となり、交換作業の効率がより一層高くなる。
【0031】
他にも、多関節ロボット10のハンド12の先端に、互いの対向側へ突出するピン15と爪18とを設けて、フェルールバンド60のアンクランプの際には爪18を係合ボルト62を係止させて凹部65から離間させるようにしたことにより、シンプルな構造でありながら、凹部65からの離間を短時間で確実に行うことが可能である。
【0032】
なお、本発明にかかるフェルールバンド着脱装置の構成やクランプ・アンクランプは、上記した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
例えば、ピン15や爪18、溝14,17等の形状や材質は、フェルールバンド60の先端部67の把持や、係合ボルト62の軸部66の押し込みが可能なものであれば良く、適宜変更可能である。一方、ハンド25先端の爪27,29の形状や材質も、フェルールバンド60の凹部65や係合ボルト62を把持可能であれば良く、適宜変更可能である。
【0033】
他にも、
図6(a)に示すように、テーブル50上にガイドピン51,52を設けても良く、適宜変更可能である。この場合、
図6(b)に示すように、フェールールバンド60の係合ボルト62は、ガイドピン51,52間に配置されるように設置することで、係合ボルト62が左右に振れることがなくなる。その結果、
図6(c)に示すように、ハンド12で先端部67の把持を安定して行うことが可能となる。なお、ハンド12の移動は、ハンド12本体を
図5(d)に示すように傾斜させる等することで、ガイドピン51,52への接触を回避する。
【0034】
また、
図7(a)に示すように、テーブル50上に調整ブロック55を設けても良く、適宜変更可能である。この場合、
図7(b)に示すように、ハンド12先端の爪18で係合ボルト62の軸部66を押し込む際に、係合ボルト62頭部の向きを常に一定の方向となるように調整することが可能である。
具体的には、
図8(a)に示すように、係合ボルト62頭部が傾斜した状態では、爪18で係合ボルト62の軸部66を押し込むと、調整ブロック55にこの係合ボルト62頭部が当接して矢印に示す方向へ回転を開始することとなる。
そして、更に爪18で係合ボルト62の軸部66を押し込むと、
図8(b)に示すように、係合ボルト62の軸部66が更に回転する。そして、
図8(c)に示すように、調整ブロック55の頭部端面と係合ボルト62とが平行な状態になると、軸部66の回転が止まることから、係合ボルト62頭部が調整ブロック55端面と平行(水平)な状態となり、
図4(d)に示すように、ハンド25のプレート26,28間に係合ボルト62頭部を挿入可能となる。