JPH0626795B2

JPH0626795B2 - 動力掴み装置

Info

Publication number: JPH0626795B2
Application number: JP60137650A
Authority: JP
Inventors: ニーブスビリイ，ウエイン
Original assignee: Eckel Manufacturing Co Inc
Current assignee: Eckel Manufacturing Co Inc
Priority date: 1984-06-25
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1994-04-13
Anticipated expiration: 2009-04-13
Also published as: GB2160807B; GB8516009D0; JPS6114864A; US4593584A; CA1235111A; GB2160807A; DE3521923C2; DE3521923A1; NL8501732A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、チユーブ状部材をねじ込み連結したり分離す
るための、一般にボーリング作業に用いる動力掴み装置
に係る。特に、本発明は、幾つかの速度、トルクの範囲
（以下、速度／トルク範囲とも称する）の内の１つの範
囲内でそうした動力掴み装置を駆動することのできる手
段を備えた動力掴み装置に関する。

（従来の技術）動力掴み装置は、一般には、開口または閉鎖口掴み装置
に分類することができる。閉鎖口掴み装置は、米国特許
第３，３７１，５６２号、第3,483,774号、第３，５５
０，４８５号および第３，５８９，７４２号に説明され
ている。剛性のある掴み装置でパイプを取り囲むため、
閉鎖口掴み装置は広がろうとする現象によく耐える。従
つて、一般には、大きな組み立てトルクと分離トルクを
得ることができる。しかし、閉鎖口掴み装置の欠点は、
掴み本体をパイプに横方向に取り付けたりまたパイプか
ら取り外せないことにある。米国特許第3,021,739号、
第３，１８０，１８６号、第３，１９６，７１７号、お
よび第４，０８４，４５３号に示されたような開口掴み
装置では、パイプのジヨイントに対し横方向に掴み装置
を動かすことができる。また、こうした開口掴み装置
は、一般にドア形式口を備え、開口部分にある掴み胴体
を連結できるようになつている。閉鎖口掴み装置の変更
例が、米国特許第４，３３４，４４４号に示されてい
る。この変更例では、掴み胴体と回転可能なカムリング
の両者が、開口して掴み装置をパイプ上に横方向に位置
決めすることのできる枢動可能な部分を備えている。両
方の枢動可能な部分はロツクされ、掴み装置の口を概ね
強固に閉じることができる。

動力掴み装置は、一般的には、異なつた速度／トルク範
囲で操作でき、しかも前転（組み立て）および逆転（分
離）の両方向に操作できることが望ましい。パイプジヨ
イントを伴う通常時のねじ締めの際には、動力掴み装置
を高速、低トルク（以下、高速／低トルクとも称する）
で操作することができ、また所望のパイプに最終的に組
み上げるねじ込みトルクを加える際、低速度、高トルク
（以下、低速度／高トルクとも称する）で操作すること
のできる、様々な装置が発案されてきている。米国特許
第4,364,692号は、手動で掴み装置のギア装置のシフト
操作を行なつて低速または高速の出力を得ることのでき
る、一般に用いられている技術を明らかにしている。米
国特許第３，６３５，１０５号はリングギアを操作する
ことのできる第１および第２のモータを備えた掴み装置
を明らかにしている。このリングギアは、第１のモータ
によつてアイドリング動作するか、または第２のモータ
によつて駆動されるクラツチ駆動部分を備えている。米
国特許第４，３３３，３６５号は、モータに合わせて液
圧流体の圧力が選択的に増大する圧力合わせ手段または
ブースタ手段の動作に応じて、駆動モータを異なつた速
度／トルク範囲で運転することのできる液圧システムを
示している。また、加国特許第１，０８８，９１８号
は、２段変速液圧モータを用いた動力掴み装置を示して
いる。

前記特許で説明されている装置によれば、異なつた速度
／トルク範囲で掴み装置を前転且つ逆転操作することが
できるが、一般に、掴み装置の操作者にとつて非常に多
くの制御操作を必要とする装置は好まれていない。従つ
て、多数のレバーとゲージを制御することにより、掴み
装置の操作者が種々の速度を得ることのできる複雑な駆
動装置を備えた掴み装置よりも、操作者には必要に応じ
て簡単に２段変速できる掴み装置の方が好まれる。また
機械的なギアシフト装置を用いた駆動装置では、一般
に、シフトを行なう以前に掴み装置の速度を減速してお
く必要がある。このため、パイプを組み立てるのに要す
る時間が長くなつてしまう。また、前記特許に記載され
た駆動装置の多くのものは、機械的構成または液圧系
統、或いはその双方が複雑でしかも高価である。従つ
て、掴み装置の精巧な液圧装置の特徴によつても、掴み
装置が現場で頻繁に故障してしまうようであれば装置の
欠点を埋め合わせることができない。

ほとんどの掴み装置はドアを用いている。このドアは、
高トルクで掴み装置を操作する以前に、閉鎖し且つ封止
（またはロツク）しておくことが望ましい。掴み装置
は、掴み装置のドアを液圧的に閉じるために、米国特許
第４，０８４，４５３号に示されているようなドア動作
機構を使用することもできる。掴み装置のドアを高トル
クで操作しても、ドアが適当に掛止されていない場合に
遭遇する問題点が、米国特許第４，１７０，９０７号に
記載されている。また、この特許は、ドアが完全に閉じ
られておらずしかも固定されていない場合に、掴み装置
が操作されるのを防止するドア連動装置を明らかにして
いる。また、米国特許第4,334,444号もドア連動装置を
明らかにしており、またドアの完全な閉鎖を確実にする
液圧シリンダとラツチを図示している。

掴み装置の操作者は、それでも掴み装置に設けられたド
ア形式の開口をよく使わないことがある。掴み装置のド
アのロツク作業が、パイプを組み立てまたは分離するた
めに速やか且つ能率よく行なわれなければならない一連
の作業とは関係のない作業であるためである。また、多
くの作業で必要とされる低トルクの下で、開口掴み装置
によれば当該掴み装置が過度に広がつてしまわないこと
は、掴み装置の操作者の間では常識である。従つて、ド
アはしばしば低トルク作業時に閉じられず、ドアが開い
ている間、操作者は掴み装置の操作に伴う安全性に注意
を払っている。一部の掴み装置の例では、動力ドア閉鎖
装置を設けることもできる。しかし、動力ドア閉鎖装置
は、ドアの付近の位置に立つている操作者には安全性に
問題がある。前述したドア連動装置を使用する際、操作
者は装置の機能の一部を迂回して掴み装置を効率よく操
作することができる。また、動力掴み装置の作動系統が
複雑になればなる程、掴み装置が現場で壊れる危険性が
高くなり、それにつれて操作者が作動系統の働きを省略
したり機能の一部を迂回しようとする。

従来技術における別の欠点は、一般的に、パイプを回転
させるために比較的限られた接触面でパイプを掴むこと
にある。例えば、米国特許第４，３３４，４４４号に示
すように、多くの例の掴み装置はヘツドごとに細長い２
つのダイスを備えた枢動可能または摺動する２つのヘツ
ドを使用している。米国特許第４，３４６，６２９号
は、ヘツドに幾分大きい面積のダイスを使用した例を明
らかにしている。しかし、これらダイスは、パイプを裂
いたりまたは損傷してしまわないでパイプを効果的に掴
み回転させることができない。

（発明が解決しようとする課題）上記した種々の従来技術において特に注目すべき課題を
抽出すると、所望の速度と所望のトルクとを動力掴み装
置のリング部材に迅速に且つ確実に伝達することが困難
であったということである。従来技術のほとんどのもの
は、機械的歯車シフト機構及びクラッチを備えて、所望
の速度と所望のトルクとを得ているが、シフトを行なう
以前に動力掴み装置のリング部材の速度を減速しておく
必要があり、余計な時間を要する。また、速度を減速せ
ずしてシフトを行なったりすれば、装置を損傷させてし
まう。

本発明の目的は、機械的歯車シフト機構及びクラッチを
備えることなく、３つの異なった速度とトルクとの組み
合わせを迅速に且つ確実に得ることのできる動力掴み装
置を提供することである。

本発明の次の目的は、共通の軸に機械的に連結された２
つの流体圧モータと、これら流体圧モータに圧力流体を
切換供給するバルブブロックとを備えて、最小限度の数
の操作手段を操作することにより、或る速度とトルクの
組み合わせから、他の速度とトルクの組み合わせに、簡
単に且つ速やかにシフトすることのできる動力掴み装置
を提供することである。

（課題を解決するための手段）本発明は、パイプジョイントを組み立て且つ分離するた
めの動力掴み装置において、掴み胴体に対し回転可能で
あり、複数の内側カム表面を備えているリング部材と、
前記リング部材とパイプジョイントとの間に少なくとも
一部が配置された骨組プレート組立体と、前記骨組プレ
ート組立体により保持され、前記リング部材が回転する
際に前記パイプジョイントを掴み係合することのできる
複数の顎部材と、加圧流体の供給源と、前記加圧流体に
応答して、前記リング部材を回転することのできる高速
／低トルクモータと、前記加圧流体に応答して、前記リ
ング部材を回転することのできる中速／中トルクモータ
とを有し、前記高速／低トルクモータと前記中速／中ト
ルクモータとが、縦一列に並び、共通の駆動軸に機械的
に連結され、モータが該共通駆動軸を前記リング部材と
一緒に回転させており、さらに、ほぼ全ての圧力流体を
前記高速／低トルクモータに向ける第１位置と、ほぼ全
ての圧力流体を前記中速／中トルクモータに向ける第２
位置とに位置されることが可能なバルブブロックを有
し、前記バルブブロックが、さらに、圧力流体を前記両
方のモータに同時に向け、前記リングを、前記中速／中
トルクモータよりもより低い速度と、より高いトルクと
を有して回転させる第３位置に位置されることが可能で
あり、その際、前記掴み装置が、歯車を前記リング部材
と駆動係合させたり、該駆動係合を解除したりすること
なく、３種類の異なった速度／トルク範囲の一つに従っ
て操作することができるようになっていることを特徴と
する。

（発明の作用及び効果）本発明は上述したごとき一列に連結されたモータとバル
ブブロックとの組み合わせを動力掴み装置に採用したこ
とにより、動力掴み装置のリング部材を３つの異なる速
度及びトルクによって確実に駆動することができ、しか
もこれら３つの速度及びトルクの間の変更は、少ない操
作部材を操作するだけで、迅速に行なうことができる。
本発明は、機械的歯車シフト機構及びクラッチを用いて
いないので、これを用いた場合に生じる操作の遅延を無
しで済ませ得る。また、操作手順の誤りで装置に損傷を
与える惧れも無しで済ませ得る。

（実施例）第１図は、ボーリングパイプ、ケーシング、またはチユ
ーブ等のねじの付いたチユーブ状部材を組み立てたり分
離するための、動力掴み装置１０を図示している。掴み
装置１０は開口形式のものからなり、リング部材１２と
骨組プレート組立体１４とを備えている。これら両者は
開口部分を備え、横方向から連続パイプに取り付けたり
パイプから取り外すことができる。掴み装置の駆動手段
は、まず、骨組プレート１４に対して１２を回転させ
る。そうすると、一対のダイス１６がパイプに掴み係合
するようになる（後に第５図に関して説明するが、ロー
ラ１６２が中立カム表面１５２から脱出して、前進カム
表面１５４が、或いは後退カム表面１５６かのどちらか
に係合して、一対のダイス１６をパイプに向けて押圧す
るからである）。一対のダイス１６は骨組プレート１４
によって保持されており、ダイス１６がパイプに掴み係
合すると、その後は、リング１２と骨組プレート１４と
は一緒に回転する。そして、パイプの上側を下側に対し
てねじるのである。

本発明に係る駆動手段は、ベーン形式のタンデム液圧流
体モータを備えている。タンデムモータは単一のユニツ
トに構成することもできるが、構造的且つ機能的に見る
なら、中速液圧モータ１８と高速液圧モータ２０の両方
のモータからできている。これらモータは、共有駆動軸
によつて機械的に連結され、両モータは連係して配置さ
れている。モータ１８と２０は、スキツドに取り付けて
ある液圧ユニツト（図示せず）により駆動することがで
きる。この液圧ユニツトは、導管２８を通じて掴み装置
に加圧された液圧流体を供給する。流体は、液圧ユニツ
トにつながつたタンク（図示せず）まで、配管２９を通
じて戻される。

液圧流体は、バルブブロツク２２を通じてモータに流す
ことができる。このバルブブロツクは、中速モータ１８
への流体の流れを制御するバルブ組立体２４と、このバ
ルブ組立体２４に液圧的に並列し、高速モータ２０への
流体の流れを制御するバルブ組立体２６を備えている。
バルブ組立体２４は水平な制御ハンドル３４で作動させ
ることができ、またバルブ組立体２６は垂直な制御ハン
ドル３６で作動させることができる。バルブから箇々の
モータに至る代表的な可撓性のある流し配管３０と３
２、およびモータの片方または両方に加わる流体圧をモ
ニタするための代表的なゲージ３８が示されている。

部分的に開いた状態にあるドア４０を備えて、開口掴み
装置が示されている。ドア４０は、掴み装置の剛性のあ
る胴体に４２の位置で枢軸結合されている。ドアが適切
にロツクされると、大きい組み立てトルクまたは分離ト
ルクの影響の下で、ドアは掴み装置が開口の部分で“広
がる”のを阻止している。多くの掴み装置の操作者は、
ドアを手動で開閉するのを好んでいる。操作者は、通
常、掴み装置をパイプに取り付けたりまたはパイプから
取り外す際、掴み装置のドア付近にいるため、また動力
ドア閉鎖装置は安全面で問題があるためである。また、
ドアを手動で閉じることができればドアが開いている時
に操作者は小さいトルクで掴み装置を操作することがで
きる。従つて、大きなトルクが必要な場合にだけ、操作
者はドアを閉じる必要がある。しかし、動力ドア閉鎖装
置を付けたければ、液圧シリンダ４４を掴み装置のドア
と胴体の間に設置することができる。

動力掴み装置の自動ドアロツク装置はピン４６を備えて
いる。このピンは、ドアを閉鎖位置に掛止できる位置
で、掴み装置の胴体に回転可能に取り付けられている。
ピン４６は、ギア５０と５２を介して隣接の液圧モータ
４８に連結することができる。その結果、モータ４８
は、ドアを閉鎖位置に掛止またはロツクしたり、ドアの
掛止を外す働きをする。このため、ドアを後で開き、掴
み装置を横に動かしてパイプに取り付けたりまたはパイ
プから外すこともできる。モータ４８からの出力トルク
は、ギア５０と５２を通じて機械的に増力される。ギア
５２がギア５０の概ね２倍の直径を備えているためであ
る。

第２図を参照する。本発明に係る単純化された液圧回路
が示されている。この液圧回路は前述した要素に類似す
る同一の参照番号で示された要素を備えている。液圧ユ
ニツトまたは加圧源６０は、液圧流体を配管６４を通じ
て掴み装置に供給することができる。配管６４内の液圧
流体の最大圧は、通常、１８００psiから３０００psi
（１２６．５４kg/cm²から２１０．９kg/cm²）の範囲内
にある。バルブブロツクが中央位置にあつても、バルブ
ブロツク２２の拘束によつて配管６４内を例えば２８０
psi（１９．６８４kg/cm²）の背圧に保つている。バル
ブブロツク２２は、当該バルブブロツクに対して単一の
入力配管と単一の出力配管とを持つ単一のユニツトに構
成できるが、機能的には並列なバルブスプール７０と７
２からできている。これらバルブスプールは、流体圧を
バルブ７０に供給する流路配管６６と、流体圧をバルブ
スプール７２に供給する流路配管６８とを備えている。
バルブブロツクからのドレン配管６７と６９は、タンク
７６に至る共通のドレン配管７５につながつている。

各バルブスプール７０と７２は、それぞれのハンドル３
４と３６により手動で制御される。また好ましくは、ば
ねで中央位置にくるようにされているため、操作者が動
かすまでは、バルブの作動ポートはばねにより中央位置
に保持されている。第１図に示したバルブは、３段切り
換えの４方バルブである。バルブスプール７０と７２の
一方が、操作者により前転かまたは逆転駆動位置（前転
位置とは好ましくは操作者から遠法かる方向にあり、逆
転位置とは操作者に向かう方向にある）に動かされる
と、流体のすべてが一方の作業ポートに流されそしてこ
の作業ポートにつながつた箇々のモータに送られる。ま
た、他方の作業ポートは開放され、流れをタンクに戻す
ようになつている。中央の位置では、各バルブの作業ポ
ートは開放され、液圧流体はモータ１８と２０をバイパ
スしてタンク７６に直接流れている。液圧流体をモータ
１８と２０との両方に同時に流すように、バルブスプー
ル７０と７２とを同時に操作すると、モータ１８と２０
とは全体として大きい液圧受圧面積を有するモータとし
て作動し、中速液圧モータに比較して、より遅い速度
と、より大きいトルクを有するモータとして作動するこ
とになる。

従つて、バルブブロツク２２と操作者用のハンドル３４
および３６とは、箇々の流体モータ１８および２０を始
動、逆転または自由回転（バルブが中央の位置にある時
には、液圧流体はモータをバイパスしてタンクに戻るた
め、モータはどちらの方向へでも自由に回転可能な状態
にある）の独立動作をさせるのに使われる。流体配管３
０，３１，３２および３３はバルブブロツクを各々のモ
ータに連結している。流体配管３０と３２は、モータが
前転位置で作動されている際、それぞれモータ１８と２
０に流体圧を供給する働きをし、配管３１と３３はバル
ブブロツクに戻る戻し配管として働いている。モータが
逆転されている場合、配管３１と３３は供給配管として
機能し、また配管３０と３２は戻し配管として働く。

先にも述べた通り、高速モータ２０と中速モータ１８と
は直列状態に機械的に連結されている。従つて、両方の
モータは同時に回転する。例えば、モータは共有駆動軸
１９を備えることもできる。この共有駆動軸は、両方の
モータのカートリツジを同時に回転する。

第３図は、ドア４０と適当なバルブ掛止機構の一部を断
面にした側面図である。ドア４０は上側と下側のドアプ
レート１１４および１１６を備えている。これらドアプ
レートは、掴み装置の胴体プレート１０２および１０４
のそれぞれ上部と下部にあつて間隔をあけられている。
ドアはピン４２を支点として、掴み装置の胴体プレート
に回転可能に取り付けられている。上側ブツシユ１０６
は、ピン４２にねじ込まれたナツト１０８により固定さ
れている。また、下側ブツシユ１１０も同じようにナツ
ト１１２で固定されている。適当なスペーサ１０７を、
ナツトとプレート１１４および１１６の間に設けること
もできる。

第３図は、ドアに取り付けられたブロツク１２８が掴み
プレート１０２と１０４との間で間隔をあけられ、整合
されてピン４６を受け入れられることを図示している。
ピン４６は、ピン４２から掴み開口の反対側で掴み胴体
に回転可能に取り付けられている。ブツシユ１２０が、
上側の掴みプレート１０２とピン４６の間に設けられて
いる。ナツト１２２はピン４６にねじ込むことができ、
取り外し可能なリベツト１２１によりピン４６と一緒に
なつて回転できるように固定されている。従つて、ピン
４６はナツト１２２に嵌められるレンチにより手で回転
することができる。比較的薄いブツシユ１２４が、下側
の掴みプレート１０４とピンギア５２との間に取り付け
られている。ピンギアはピンにキー止めされ、スナツプ
リング１２６により固定されている。液圧モータ４８
が、掴みプレートと隣接のピン４６の間に取り付けられ
ている。また、液圧モータ４８は、下側の掴みプレート
１０４を通り抜けて下向きに延びギア５０の取り付けら
れた軸を備えている。従つて、液圧モータ４８はギア５
２と噛み合つたギア５０を回転し、軸４６を回転するこ
とができる。

第４図は、第３図の掴みドアと掛止機構の断面図を図示
している。上部プレート１１４と複合底プレート１１
６，１１８は、第４図に示した底プレート１１６，１１
８と同じ全体形状を持つこともできる。これとは別に、
底プレート１１８をギア５０より下に設置できるため、
この底プレート１１８を外方に向けて突き出して、ギア
５０と５２の下側で保護体として機能するようにもでき
る。

また、掴み装置の開口を閉じたドアと底掴みプレート１
０４との関係も第３図に示されている。ドアは湾曲した
垂直プレート１３２を備えている。この垂直なプレート
は、水平なプレート１１４と１１６の間に設置され、当
該プレート１３２に溶接されたブロツク１２８を備えて
いる。ピン４６は凹所表面１３８と１４０を備えてい
る。従つて、このピンを第３図に図示した位置から９０
度回転すれば、ブロツク１２８のスロツト部分１３０は
ピンを受け入れられることを理解する必要がある。その
後、ピンを第４図に示す位置まで回転することができ
る。その結果、ピンの湾曲した外側表面がスロツト１３
０の内側表面に係合する。ピンが第４図に示した位置に
あれば、ドアは所定位置に掛止またはロツクされる。こ
のようにして、ピン４２とピン４６との間の間隔は剛性
のあるドアによつて固定され、掴み装置の開口が実質的
に“広がる”ことがない。必ずしも必要はないが、ドア
のスロツト１３０は、後に説明するようなストツパ１４
２を備えることもできる。

特に第１図と第２図を参照して、掴み装置の操作につい
て説明する。ハンドル３４と３６の何れか一方または両
方を当該ハンドルの中央位置から動かすことにより、流
体は一方または両方のモータ１８および２０に流れてい
く。その結果、タンデムモータは３段切り換えの内の選
択した１つの速度／トルク範囲内で前転または逆転方向
に回転する。タンデムモータはギア列（ギア７４として
模式的に示されている）を駆動し、このギア列は部分リ
ング１２を駆動する。各バルブ組立体７０と７２はばね
により中立位置に押圧されているため、両方のバルブが
中央位置にあれば、バルブへの流体は元に復帰する。従
つて、操作者は、部分リング１２を所望の速度と方向で
回転するのに、ハンドル３４と３６の片方または両方を
制御すればよい。

特に第２図と第４図を参照して、ドア掛止機構の操作に
ついて説明する。掴み装置の操作に先だち、通常、ドア
４０は閉じておく必要がある。また、ピン４６は通常時
には回転されていて、ブロツク１２８のスロツト１３０
を受け入れられるようになつているため、ドア４０を閉
鎖位置まで動かすことができる。ドアを閉鎖する以前に
は、ハンドル３４と３６は通常では中心の自由回転位置
にあり、ギア１２は回転していない。この時点ではある
程度の背圧、例えば２８０psi（１９．６８４kg/cm²）
が配管７８に加わつている。３００psi（２１．０９kg/
cm²）に設定されているようなレリーフバルブ９４は、
流体圧がモータ４８に加わらないように閉じられてい
る。

ハンドル３４または３６の何れか一方または両方がいつ
たん中央位置から移動されると、流体圧がタンデムモー
タに加えられ、配管７８内の圧力が増加して３００psi
（２１．０９kg/cm²）を越える、その結果、バルブ９４
を開放し、さらに配管７７内のパイロツト流体圧を取り
除いて、通常時には開いているチエツクバルブ８０を閉
じ、また通常時には閉じているチエツクバルブ９２を開
く。（チエツクバルブ８４は、パイロツト流体が後続し
てレリーフバルブ９４に逆流するのを防ぐ働きだけをし
ている。）配管７８内の圧力を、例えば設定された３０
０psi（２１．０９kg/cm²）まで急速に高まつてレリー
フバルブ９６を開放し、配管８５内の流体圧を開放して
チエツクバルブ８６を通過する。チエツクバルブ８０が
閉じたままでいるため、配管８７を通じての流体圧によ
つてアキユムレータ９０内の圧力が高まる。他方、流体
圧がモータ４８に加わりピン４６を回転する。チエツク
バルブ９２がパイロツト圧によつて開いたままになつて
いるため、流体は配管９１を通じてタンク７６に戻るこ
とができる。

このように、流体圧はモータ４８に加わり、ピン４６を
回転してドア４０を閉鎖した状態に固定することができ
る。モータ４８は、２０００または３００００psi（１
４０．６kg/cm²または２１０．９kg/cm²）程になること
もある、タンデムモータに加わる流体圧と同じレベルの
流体圧に晒されることもあるが、ピン４６を回転してド
アを閉じた状態にロツクするのに、モータ４８には３５
０psi（２４．６０５kg/cm²）の圧力だけが必要とされ
ている。ピン４６が９０度回転された後、このピンが回
り過ぎるのをストツパ１２７（またはストツパ１４２）
が阻止する。従つて、モータ４８は止まり、アキユムレ
ータ９０内の流体圧がタンデムモータに加えられるほぼ
配管圧まで増加する。

両方のハンドル３４と３６が中央位置まで戻されるとド
ア４０は以下のようにして自動的にロツクが外される。
配管７８内の流体圧がレリーフバルブ９４の設定圧より
低下し、再びチエツクバルブ８０が開き、またチエツク
バルブ９２が閉じる。アキユムレータ９０内の流体圧
は、チエツクバルブ８８を介して配管８５に戻るのを阻
止されている。また、チエツクバルブ９２がもはや開か
れた状態に維持されていないため、タンク７６に戻るの
を阻止されている。従つて、ほぼ２０００から３０００
psi（１４０．６kg/cm²から２１０．９kg/cm²）の圧力
がアキユムレータ９０よりモータ４８に加えられ、ピン
を第３図に示した位置に復帰することができる。通常時
には閉じられているチエツクバルブ８２は、パイロツト
配管８３からの流体圧により開かれた状態にされ、モー
タ４８からの流体が配管８１を通じてタンク７６に戻さ
れる。

ピンが９０度回転した後、ギア５２に固定してあるギア
フインガ１２５がストツパ１２７に係合して、モータ４
８を止めることもできる。これとは別にドアはストツパ
１４２を備えることもできる。ピン４６は９０度回転し
た後にこのストツパ１４２に係合してモータ４８を止め
るようになつている。モータ４８として、数フイートポ
ンドのトルクを発生することのできる低馬力液圧モータ
を要しているに過ぎない。これとは別に、枢動可能な液
圧シリンダ、液圧モータ、または他の駆動手段を用いて
掛止ピンを回転することもできる。

このように、ドア４０は、液圧ハンドル３４と３６とを
通常操作する位置の付近で掴み装置の操作者がハンドル
を動かさなくとも、自動的にロツクしたりロツクを外さ
れる。ドアが掴み装置を操作する以前に閉じられていな
ければ、ブロツク１２８は所定位置になく閉じたドアを
ロツクすることはないが、同じ液圧連続動作が行なわれ
てピン４６を回転する。

第５図は、第１図に示した掴み装置を単純化してある平
面図にして、図面を明確にするために上側骨組プレート
を取り除いてある。本発明によれば掴み装置は、枢軸ピ
ン１６０の廻りを回転する枢動可能なヘツド１５８か、
スライドヘツドの何れか一方を備えている。部分リング
１２は、中立カム表面１５２、前進カム表面１５４、お
よび後退カム表面１５６を備えている。この例では、ロ
ーラ１６２が各々のヘツドに連結され、リング１２が骨
組プレートに対し回転する際にカム表面に係合し、ダイ
ス１６にパイプを掴み係合させるようになつていること
を理解する必要がある。

パイプを係合するダイスは、パイプを潰したりまたは傷
つけたりすることなく、大きいトルクでパイプを掴むよ
う働くことが望まれる。ダイスとパイプの掴み係合が不
充分であると、ダイスが過度にパイプに刻み目を付けて
しまいパイプを損傷してしまうことがある。ダイスが、
充分に掴んでいないパイプに対し回転することがあるた
めである。他方、ダイスによつてパイプに加えられる噛
み合い力が大き過ぎると、特に力が局所的に加わつた
り、またはほぼ非半径方向の力が加わるような場合、パ
イプを裂いたり潰したりすることがある。

本発明によれば、開口掴み装置は複数のダイス１６を備
えている。これらダイスは、従来技術のものよりも大き
い合わせ角度で、パイプに湾曲掴み係合するようにな
る。各デイスク１６の深さは、一般に、骨組プレート間
の間隔によつて決定され、概ね２−1/2から６インチ
（６．３５センチから１５．２４センチ）の範囲にあ
る。箇々のダイス１６は、少なくとも１１５度の角度１
６６、好ましくは１２０度でパイプに係合することが望
ましい。従つて、２４０度と２５０度の間の合わせ角度
が得られる。２４５度の複合掴み角度がダイスから得ら
れる場合、ダイスの端部の間の間隔１６８は実質的に非
常に短く、3/4インチ（１．９１センチ）またはそれ以
下である。第５図に示すように、箇々のダイス１６はほ
ぞ部分１６４を備え、各ダイスを箇々のヘツドに簡単に
取り付けることができる。

第１図に示すような掴み装置を操作する際、掴み装置が
及ぼす速度／トルクの範囲は、掴み装置が取り扱うパイ
プの最大直径に応じて概ね選択される。しかし、好まし
くは、掴み装置の高速操作と中速操作では、少なくとも
２：１の比率が得られる。最大４−1/2インチ（１１．
４３センチ）の直径のパイプを取り扱うことのできる第
１図に示した掴み装置では、好ましくは、高速モータは
ギア１２を回転する。従つて、パイプは８０から１２０
rpmの範囲で回転する。パイプは、４０から５０rpmの範
囲の中速で回転することができ、また３０から４０rpm
の低速範囲で回転することもできる。４０rpmギア形式
ポンプから前述したタンデムモータに２０００psiの圧
力が加えられる場合、前述の掴み装置は、高速の下では
概ね１０００ポンド（４５３．６キログラム）で効果的
に停止し、中速の下では概ね３０００ポンド（１３６
０．８キログラム）で、低速の下では概ね５０００ポン
ド（２２６８キログラム）で効果的に停止する。従つ
て、低速時では、複合モータにより高速トルクまたは中
速トルクの何れよりもトルクを実質的に増加させること
ができ、パイプジヨイントを組み立て且つ分離する所望
の大きさの掴みトルクが簡単に得られる。高速、中速、
低速、低トルク、中トルクおよび高トルクの用語はそれ
ぞれ相対的な用語である。このため、中速、中トルク
（以下、中速／中トルクとも称する）モータとは、高速
／低トルクモータより速度が遅く且つトルクの大きいモ
ータを意味している。また、低速／高トルクモータと
は、中速／中トルクモータより速度が遅く且つトルクの
大きいモータを意味している。

本明細書で説明した図示の実施例には、本発明の精神か
ら逸脱することなく多くの修正を施すことができる、例
えば、本明細書で説明したタンデム駆動モータは、液圧
駆動に代えて空気圧駆動することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る開口動力掴み装置を単純化した
説明図である。第２図は、本発明に係る液圧構造の概略図である。第３図は、枢動可能な掴みドアと掛止機構とを示す、一
部を断面にした側面図である。第４図は、第３図に図示した装置の断面図である。第５図は、第１図に図示した装置の一部分の平面図にし
て、パイプに係合した状態にあるダイスを示している。１０……動力掴み装置、１２……リング部材、１４……
骨組プレート組立体、１６……ダイス、１８……中速液
圧モータ、１９……共有駆動軸、２０……高速液圧モー
タ、２２……バルブブロツク、２４，２６……バルブ組
立体、２８……導管、２９……配管、３０，３１，３
２，３３……流体配管、３４，３６……制御ハンドル、
３８……ゲージ、４０……ドア、４２，４６……ピン、
４４……液圧シリンダ、４８……液圧モータ、５０，５
２……ギア、６０……加圧源、６４……配管、６６，６
８……流路配管、７０，７２……バルブスプール、７４
……ギア、７５……ドレン配管、７６……タンク、７
７，７８，８３，８５，８７，９１……配管、９０……
アキユムレータ、８０，８２，８４，８６，８８，９２
……チエツクバルブ、９４，９６……レリーフバルブ、
１０２，１０４……掴み胴体プレート、１０６，１１
０，１２０，１２４……ブツシユ、１０７……スペー
サ、１０８，１１２，１２２……ナツト、１１４，１１
６……ドアプレート、１２１……リベツト、１２６……
スナツプリング、１２７……ストツパ、１２８……ブロ
ツク、１３０……スロツト部分、１３２……湾曲した垂
直プレート、１３８，１４０……凹所表面、１４２……
ストツパ、１５２……中立カム表面、１５４……前進カ
ム表面、１５６……後退カム表面、１５８……ヘツド、
１６０……枢軸ピン、１６２……ローラ、１６４……ほ
ぞ部分、１６６……合わせ角度、１６８……間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パイプジョイントを組み立て且つ分離する
ための動力掴み装置において、掴み胴体に対し回転可能
であり、複数の内側カム表面を備えているリング部材
と、前記リング部材とパイプジョイントとの間に少なくとも
一部が配置された骨組プレート組立体と、前記骨組プレート組立体により保持され、前記リング部
材が回転する際に前記パイプジョイントを掴み係合する
ことのできる複数の顎部材と、加圧流体の供給源と、前記加圧流体に応答して、前記リング部材を回転するこ
とのできる高速／低トルクモータと、前記加圧流体に応答して、前記リング部材を回転するこ
とのできる中速／中トルクモータとを有し、前記高速／低トルクモータと前記中速／中トルクモータ
とが、縦一列に並び、共通の駆動軸に機械的に連結さ
れ、モータが該共通駆動軸を前記リングと一緒に回転さ
せており、さらに、ほぼ全ての圧力流体を前記高速／低トルクモー
タに向ける第１位置と、ほぼ全ての圧力流体を前記中速
／中トルクモータに向ける第２位置とに位置されること
が可能なバルブブロックを有し、前記バルブブロックが、さらに、圧力流体を前記両方の
モータに同時に向け、前記リングを、前記中速／中トル
クモータよりもより低い速度と、より高いトルクとを有
して回転させる第３位置に位置されることが可能であ
り、その際、前記掴み装置が、歯車を前記リング部材と駆動
係合させたり、該駆動係合を解除したりすることなく、
３種類の異なった速度／トルク範囲の一つに従って操作
することができるようになっている動力掴み装置。
【請求項２】前記バルブブロックは、さらに、箇々の前
記モータを駆動して前記リング部材を前転と逆転の両方
向に回転することができるよう配置可能であるような特
許請求の範囲第１項に記載の動力掴み装置。
【請求項３】前記バルブブロックは、少なくとも３つの
速度範囲の内の１つで且つ前転または逆転の何れか一方
の方向に前記リング部材を回転することができるよう２
つの操作ハンドルを制御することにより配置可能である
ような特許請求の範囲第２項に記載の動力掴み装置。
【請求項４】箇々の前記モータが液圧モータであるよう
な特許請求の範囲第１項に記載の動力掴み装置。
【請求項５】前記リング部材と骨組プレート組立体の両
者が、前記パイプジョイントを横方向に受け入れること
のできる開口部分を備えているような特許請求の範囲第
１項に記載の動力掴み装置。
【請求項６】さらに、枢動可能な掴みドアと、前記ドアを掛止して開口掴み胴体が広がるのを実質的に
最小限にすることができ、しかも当該ドアの掛止を外し
てこのドアを開放することのできるドア掛止機構と、前記加圧流体の供給源に応答して、前記ドア掛止機構を
動作させることのできる掛止駆動手段と、前記バルブ手段の動作に応答して、前記掛止駆動手段へ
の加圧流体の流れを自動的に制御することのできる制御
手段とを有するような特許請求の範囲第５項に記載の動
力掴み装置。
【請求項７】前記ドア掛止機構が、前記掴み胴体に回転可能に取り付けられ、しかも非円筒
形の掛止表面を備えているドア掛止軸を有し、前記枢動可能なドアが、当該ドア掛止軸を受け入れるこ
とのできるスロット部分を備えており、当該スロット部分に対する前記ドア掛止軸の回転が、閉
じられた前記ドアを掛止するような特許請求の範囲第６
項に記載の動力掴み装置。
【請求項８】前記複数の顎部材が、少なくとも２３０度
の合わせ角度にわたって前記パイプジョイントに掴み係
合することのできる、当該顎部材で保持された複数のダ
イスを有しているような特許請求の範囲第１項に記載の
動力掴み装置。
【請求項９】前記バルブブロックが、第１と第２の４方
向３位置バルブであるような特許請求の範囲第３項に記
載の動力掴み装置。