特許 6771289 ボルト回転装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6771289

(24)【登録日】2020年10月1日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】ボルト回転装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 41/06 20120101AFI20201012BHJP

   B24B 5/18 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   B24B41/06 J

   B24B5/18 D

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-31885(P2016-31885)

(22)【出願日】2016年2月23日

(65)【公開番号】特開2017-148887(P2017-148887A)

(43)【公開日】2017年8月31日

【審査請求日】2019年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】509328928

【氏名又は名称】株式会社日立プラントコンストラクション

(74)【代理人】

【識別番号】100091306

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 友一

(74)【代理人】

【識別番号】100174609

【弁理士】

【氏名又は名称】関 博

(72)【発明者】

【氏名】後藤 啓吾

(72)【発明者】

【氏名】浜川 哲也

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 祐二

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 浄治

(72)【発明者】

【氏名】小林 秀人

(72)【発明者】

【氏名】久保田 益生

【審査官】 山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−１７２４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０２３９２６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−０６６４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−０７２２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０４４４５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−０２５２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４４０６０９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１０３２５８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

Ｂ２４Ｂ ５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の台座に両持ち支持されたボルトをメンテナンスのために回転させる装置であって、
前記一対の台座の間であると共に、回転対象とするボルトの下側に配置して使用されるベースと、
前記ベースの上面側に配置されて、前記回転対象とするボルトを支持すると共に回転力を付与する駆動ローラと、
前記ベースの上面側であって前記駆動ローラに隣接配置され、前記ボルトを支持すると共に前記駆動ローラにより回転力が付与された前記ボルトと共に転動する従動ローラと、
前記ベースの上面側に配置され、前記ベースの下面側へ突出する伸縮部を備え、前記伸縮部を伸ばす事で前記ベースを上昇させ、前記駆動ローラと前記従動ローラにより支持された前記回転対象とするボルトを地切りさせる昇降手段と、
前記伸縮部が縮んでいる状態の時に接地して、前記ベースを移動させることを可能とする走行手段と、を備え、
前記従動ローラには、前記駆動ローラとの間の距離を変化させるスライド機構が備えられていることを特徴とするボルト回転装置。

【請求項2】

前記走行手段は、前記ベースの上面側に回転軸を配置する車輪であり、接地面を前記ベースの下面側に突出させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のボルト回転装置。

【請求項3】

前記車輪は、接地面にラウンドを設け、中心部の円周が両端部の円周よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載のボルト回転装置。

【請求項4】

前記駆動ローラは、第１ローラ部と第２ローラ部を有し、前記第１ローラ部と前記第２ローラ部との間に回転軸を配した分割構造とされており、前記回転軸に、駆動手段からの動力が伝達される駆動ギアを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のボルト回転装置。

【請求項5】

前記駆動ローラ及び前記従動ローラは、ローラの表面に弾性部材が被覆されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボルト回転装置。

【請求項6】

前記駆動ローラの直径を、回転対象とするボルトの最小直径よりも小さくしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のボルト回転装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大型で重量のあるボルトを回転させるための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

タービン設備のケーシングなどに使用されているスタッドボルトのメンテナンスは、取り外したボルトを角材の上などに並べ、作業員がボルトを磨くといった方法で行われている。ボルトの直径はφ５０ｍｍ〜φ２００ｍｍ程度、長さは１０００ｍｍ程度と、大型で重量があるため、その作業は、ボルトを単純に角材の上に載置したまま行われるのが通例であった。このため、ボルト下側の磨き作業は、目視が困難であると共に作業姿勢が悪く、作業者の負担が大きくなっていた。

【0003】

ボルトを磨く装置としては、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているようなものが知られている。特許文献１に開示されている装置は、比較的直径の小さなボルトを磨くための装置であり、台座にボルトを載置し、回転する２つのブラシ間にボルトを押し進める事で、ボルト磨きを完了させるというものである。また、特許文献２に開示されている装置は、直径の大きなボルトを磨くための装置であり、ローラコンベアのローラに沿って配置されたボルトに対して、回転方向の異なる２つのブラシを押し当て、ボルトを回転させながら、外周を磨くというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１８０３７７号公報

【特許文献2】特開平１０−２１７０９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１、２に開示されている装置は、いずれもボルトを磨くという点においては、非常に効果的な装置であると考えられる。しかしながら、いずれの装置も台座やコンベア上にボルトをセットし、上方、あるいは左右からブラシを押し付けるという構成を採っているため、装置が大型なものとなってしまい、機器のメンテナンスを行う現場へ装置を持ち込むという事はできない。このため、特許文献１、２に開示されているようなボルト磨き装置を採用した場合には、機器から取り外したボルトを一旦回収し、装置が置かれている場所へと搬送するという作業が必要となり、作業性の悪化、および労力の増大などの問題が生じることとなる。

【0006】

そこで本発明では、作業現場への持ち込みが可能な簡易かつ小型化を可能とし、従来のボルトメンテナンス作業の効率化を図ることのできるボルト回転装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するためのボルト回転装置は、一対の台座に両持ち支持されたボルトをメンテナンスのために回転させる装置であって、前記一対の台座の間であると共に、回転対象とするボルトの下側に配置して使用されるベースと、前記ベースの上面側に配置されて、前記回転対象とするボルトを支持すると共に回転力を付与する駆動ローラと、前記ベースの上面側であって前記駆動ローラに隣接配置され、前記ボルトを支持すると共に前記駆動ローラにより回転力が付与された前記ボルトと共に転動する従動ローラと、前記ベースの上面側に配置され、前記ベースの下面側へ突出する伸縮部を備え、前記伸縮部を伸ばす事で前記ベースを上昇させ、前記駆動ローラと前記従動ローラにより支持された前記回転対象とするボルトを地切りさせる昇降手段と、前記伸縮部が縮んでいる状態の時に接地して、前記ベースを移動させることを可能とする走行手段と、を備え、前記従動ローラには、前記駆動ローラとの間の距離を変化させるスライド機構が備えられていることを特徴とする。

【0008】

また、上記のような特徴を有するボルト回転装置において前記走行手段は、前記ベースの上面側に回転軸を配置する車輪であり、接地面を前記ベースの下面側に突出させる構成とすると良い。このような特徴を有することにより、車輪をベースの下面側に配置する場合に比べ、ベースと接地面との間の距離を狭めることが可能となる。よって、ボルト回転装置全体の低背化を図ることができ、前記角材も過大なものを使用する必要が無い。

【0009】

また、上記のような特徴を有するボルト回転装置において前記車輪は、接地面にラウンドを設け、中心部の円周が両端部の円周よりも大きくなるように形成されているようにすると良い。このような特徴を有することにより、車輪の設置面積を減らすことができる。これにより、車輪に回転機構を備えない場合でも、ボルト回転装置の進行方向を変える際に、容易にスライドさせることができるようになる。

【0010】

また、上記のような特徴を有するボルト回転装置では、前記駆動ローラは、第１ローラ部と第２ローラ部を有し、前記第１ローラ部と前記第２ローラ部との間に回転軸を配した分割構造とされており、前記回転軸に、駆動手段からの動力が伝達される駆動ギアを設けるようにすることもできる。このような特徴を有することにより、従動ローラのボルト支持位置と駆動ローラのボルト支持位置のバランスをとりつつ、装置全体の幅を狭めることができる。

【0011】

また、上記のような特徴を有するボルト回転装置において前記駆動ローラ及び前記従動ローラは、ローラの表面に弾性部材が被覆されているようにすると良い。このような特徴を有することにより、金属同士の接触によりボルトに傷が付くことを防止することができると共に、ボルトの滑りを抑制し、ボルトを確実に回転させることが可能となる。

【0012】

さらに、上記のような特徴を有するボルト回転装置では、前記駆動ローラの直径を、回転対象とするボルトの最小直径よりも小さくすることが望ましい。このような特徴を有することにより、ボルトを回転させた際、ボルトの回転が速く成り過ぎることを抑えることができる。よって、作業の安全性を確保することができる。

【発明の効果】

【0013】

上記のような特徴を有するボルト回転装置によれば、作業現場への持ち込みが可能な簡易かつ小型化を実現することができる。また、従来のボルトメンテナンス作業の効率化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係るボルト回転装置の平面図である。

【図2】実施形態に係るボルト回転装置の側面図である。

【図3】駆動ローラと従動ローラの構成を示す部分断面図である。

【図4】仮置きされたボルトに対して実施形態に係るボルト回転装置を使用する際の具体例を説明するための図である。

【図5】実施形態に係るボルト回転装置の使用状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明のボルト回転装置の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図１は、実施形態に係るボルト回転装置の平面図であり、図２は側面図である。また、図３は、駆動ローラと従動ローラの構造を示す部分断面図である。

【0016】

本実施形態に係るボルト回転装置１０は、ベース１２と、走行手段１４、昇降手段１６、駆動ローラ１８、および従動ローラ２０を基本として構成されている。

【0017】

［ベース］
ベース１２は、詳細を後述する走行手段１４や昇降手段１６、駆動ローラ１８、および従動ローラ２０を搭載するためのフレームである。ベース１２には、走行手段１４や昇降手段１６を取り付けるための開口部が形成されている他、長手方向両端部に取っ手１２ａが設けられている。実施形態に係るボルト回転装置１０は、装置の全高を所定の高さ、すなわち前記角材の寸法（例えば１００ｍｍ）以下に抑える必要がある。このため、構成要素をベース１２の上面側に集中配置している。そして、ベース１２の下面側に突出させる必要がある要素に関しては、ベース１２を介して下面側へ突出させる構成としている。このため、ベース１２には、開口部が設けられることとなる。

【0018】

取っ手１２ａは、ボルト回転装置１０を搬送する際、あるいは回転対象とするボルト３２（図４、図５参照）下部への押出、引抜の際に使用する要素である。よって、その機能を発揮することができるものであれば、図１に示すコの字型の他、Ｌ字型など、その形状は限定されるものでは無い。

【0019】

［走行手段］
実施形態に係るボルト回転装置１０は、回転対象とするボルト３２を下面側から支持した状態で、ボルト３２を回転させる構成を採る。このため走行手段１４は、ボルト回転装置１０を回転対象とするボルト３２の下部へ移動させる際の労力を軽減するための役割を担う。図１、図２に示す形態では、走行手段として、車輪を採用している。車輪は、ベース１２の上面側に配置されたホルダ１４ａに回転軸が備えられる構成とされており、開口部を介してベース１２の下面側に車輪における外周の一部が突出する構成とされている。このような構成とすることで、ベース１２の下面側への突出量を抑制することができる。よって、ボルト回転装置１０全体の高さを抑制することができる。

【0020】

また、本実施形態に係る走行手段１４を構成する車輪は、接地面にラウンドを設けて中心部の円周を両端部の円周より大きくし、断面形状がいわゆる樽型となるように形成されている。このような構成とすることで、車輪の接地面積を減らすことができる。このため、ボルト回転装置１０の進行方向がズレた場合や、回転対象とするボルト３２とボルト回転装置１０との交差状態が適当でない場合に、ボルト回転装置１０自体を車輪の回転方向と異なる方向へスライドさせる際の労力を軽減することができる。

【0021】

［昇降手段］
昇降手段１６は、回転対象とするボルト３２の下にボルト回転装置１０を配置した後、詳細を後述する駆動ローラ１８と従動ローラ２０のローラ面にボルト３２を載置した状態で台座３０（図４参照）から上昇させるための要素である。昇降手段１６の具体的構成は限定するものでは無いが、実施形態に係るボルト回転装置１０では、作動流体を気体としたエアジャッキを採用している。エアジャッキは、筒状のシリンダ１６ａと、シリンダ１６ａから突出するロッド１６ｂを備える構成とされている。実施形態に係るボルト回転装置１０では、ベース１２の上面側にロッド１６ｂの突出方向を下面側とした状態でシリンダ１６ａを配置し、開口部を介してロッド１６ｂがベース１２の下面側から床面へ向けて突出される構成が採られている。このような配置構成とすることで、ボルト回転装置１０の高さを抑制することができる。また、ロッド１６ｂが床面に押し当てられた状態で、さらにロッド１６ｂが伸長されることにより、シリンダ１６ａが固定されたベース１２が床面から持ち上げられた状態となる。

【0022】

［駆動ローラ］
駆動ローラ１８は、詳細を後述する従動ローラ２０との間に支持したボルト３２を回転させる回転力を生じさせるためのローラである。このため、駆動ローラ１８には、ギア２２を介して駆動手段２４が備えられている。駆動手段２４は、動力を得ることができるものであれば特別に限定するものでは無いが、図１、図２に示す形態では、エアモータを採用している。ギア２２は、減速比や駆動手段２４の配置形態によって変化するが、少なくとも次のようなものであれば良い。すなわち、駆動手段２４の回転軸に備えられるピニオンギアと、駆動ローラ１８の回転軸に備えられる駆動ギアを備え、ピニオンギアの回動により駆動ギアが回転する構成であれば良い。なお、図１に示す形態の場合、駆動手段２４の回転軸と駆動ローラ１８の回転軸が直交する配置形態であるため、ピニオンギアをウォームギア、駆動ギアをウォームホイールとすると良い。

【0023】

また、図１に示す形態の場合、駆動手段２４の配置形態と設置スペースの縮小化を考慮して、駆動ローラ１８を２分割とし（例えば、第１ローラ部と第２ローラ部）、２つの駆動ローラ１８の間に駆動手段２４を配置する構成としている。実施形態に係るボルト回転手段１０は、台座（角材）３０間にベース１２が入り込むため、ベース１２の幅に制限がある。このため、駆動ローラを１つとし、駆動手段を駆動ローラの端部に配置した場合、駆動ローラは、従動ローラに対してズレた位置に配置されることとなる。これに対して、駆動ローラ１８を分割構造とすることにより、ボルト３２は、３つのローラ（２つの駆動ローラ１８と１つの従動ローラ２０）により、３点支持されることとなる。そして、２つの駆動ローラ１８を互いに離間して配置することで、ボルト３２の支持状態を安定させることができるようになる。

【0024】

さらに、駆動ローラ１８は、重量物であるボルト３２を支持するために金属により構成される。このため、図３に示すように、その表面には、弾性部材１８ａが備えられている。弾性部材１８ａは、回転対象とするボルト３２の滑り止めになると共に、金属製のローラ本体１８ｂとの接触により生じる傷を防ぐ役割を担う。弾性部材１８ａとしては、例えばウレタンなどであれば良く、金属面への焼き付けにより形成することができる。弾性部材１８ａの厚みは、ローラの直径にもよるが、概ね５ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすれば良い。

【0025】

また、駆動ローラ１８の直径は、回転対象とするボルト３２の直径よりも小さなものとなるように構成されている。このような構成とすることで、駆動ローラ１８の回転数に対して、ボルト３２の回転数は低いものとなる。本実施形態に係るボルト回転装置１０は、手作業でのボルトメンテナンス等の作業を対象としている。このため、上記のような構成によれば、ボルト３２の回転数が速く成り過ぎる事により作業者を危険に晒す虞が無い。

【0026】

［従動ローラ］
従動ローラ２０は、駆動ローラ１８と共に回転対象とするボルト３２を支持し、駆動ローラ１８によって回転するボルト３２の回転に合わせて従動する役割を担うローラである。従動ローラ２０も駆動ローラ１８と同様に、金属製のローラ本体２０ｂと、その表面に被覆される弾性部材２０ａにより構成されると良い。

【0027】

また、従動ローラ２０は、スライド機構２６を備えている。スライド機構２６は、従動ローラ２０の配置方向と直交する方向に沿ってベース１２に配置される一対のスライドレールと、各スライドレール２６ａ上を移動し、位置を定めて固定可能なスライドホルダ２６ｂとによって構成されている。従動ローラ２０の回転軸２０ｃは、一対のスライドホルダ２６ｂにより保持されている。このような構成とすることで、従動ローラ２０は、回転対象とするボルト３２の直径に対応させて、駆動ローラ１８との間の間隔を調整することができる。これにより、ボルト３２を安定支持することが可能となる。

【0028】

［操作手段］
本実施形態に係るボルト回転装置１０では、昇降手段１６と駆動手段２４の動力をエアとしている。このためボルト回転装置１０には、昇降手段１６や駆動手段２４に提供するエアの調整を行うための操作手段２８が付帯されている。操作手段には、図示しないエア供給ラインからエアが供給されており、各昇降手段１６や、駆動手段２４へのエアの供給方向や供給圧力の調整、切替が可能な構成とされている。なお、エアの供給方向や供給圧力の調整は、切替弁や圧力制御弁などによれば良い。例えば駆動手段２４では、エアの供給圧力を変化させることで、回転速度を調整することができる。

【0029】

［動作］
上記のような構成のボルト回転装置１０は、使用前に、スライド機構２６により、従動ローラ２０の配置位置を、回転対象とするボルト３２の直径に合わせて調節する。その後、図４に示すように、枕木などの台座（角材）３０に両持ち支持されたボルト３２の下側に滑り込ませて使用される。ボルト回転装置１０を回転対象とするボルト３２の下部側へ配置した後、操作手段を介して昇降手段１６にエアを供給し、ロッド１６ｂを突出させることでベース１２を上昇させる。これにより、ボルト３２は、駆動ローラ１８と従動ローラ２０により支持された状態で台座３０から地切りされることとなる。

【0030】

駆動ローラ１８と従動ローラ２０によりボルト３２を支持した状態で、駆動手段２４にエアを供給することで、駆動ローラ１８を回転させ、ボルト３２を回転させることができる。これにより作業者は、無理の無い姿勢で、ボルト３２の磨き作業等のメンテナンス作業を実施することができる。

【0031】

ボルト３２のメンテナンス作業が終了した後、台座（角材）３０にメンテナンス作業が済んだボルト３２をあずけ、次のボルト３２へボルト回転装置１０を移動する。

【0032】

［効果］
このようなボルト回転装置１０によれば、装置自体を小型かつ簡易な構成とすることができる。このため、作業現場への持ち込みが可能となる。また、枕木や角材などの台座（角材）３０の上に仮置きしたボルト３２をその場で持ち上げて回転させ、メンテナンスを実施することができるため、従来のボルト３２のメンテナンス作業の効率化を図ることができる。

【0033】

また、上記実施形態では、ボルト回転装置１０は、ボルトの磨きや清掃などのメンテナンスをする際に使用する旨記載した。しかしながら、本実施形態に係るボルト回転装置１０は、回転対象とするボルト３２をスタッドボルトとした場合、ボルト３２の片方の端部に対してナット（不図示）を装着する際にも使用することができる。回転するボルト３２の端部にナットをセットすれば良いため、大型で重量であるナットを回転させる労力を削減することができる。

【0034】

また、上記実施形態では、走行手段１４について車輪を採用する旨記載した。しかしながら、走行手段１４は、ボルト回転装置１０を移動させる事ができ、かつ装置の全高を低く保つことができるものであれば良い。よって、車輪の他、摩擦係数の低い樹脂などにより構成されるスライダーなどであっても良い。

【符号の説明】

【0035】

１０………ボルト回転装置、１２………ベース、１２ａ………取っ手、１４………走行手段、１４ａ………ホルダ、１６………昇降手段、１６ａ………シリンダ、１６ｂ………ロッド、１８………駆動ローラ、１８ａ………弾性部材、１８ｂ………ローラ本体、２０………従動ローラ、２０ａ………弾性部材、２０ｂ………ローラ本体、２０ｃ………回転軸、２２………ギア、２４………駆動手段、２６………スライド機構、２６ａ………スライドレール、２６ｂ………スライドホルダ、２８………操作手段、３０………台座（角材）、３２………ボルト。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】