JPH10249654A - 多数のボルト・ナットの均一締付方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のボルト・ナットの締付けにさいして、
締付作業の手間を軽減するとともに、結合部からの流体
洩れの問題も防止することができる多数のボルト・ナッ
トの均一締付方法および装置を提供する。 【解決手段】 油圧ポンプ12の吐出ホース13に、複数の
分岐ホース17を接続するとともに、各ボルト4 の先端部
に、油圧式ボルト引張り具10のめねじ部をねじ合わせ、
ボルト引張り具10ごとに１つの分岐ホース17からの油圧
を作用させる。これにより、ナットがそれぞれ手締めさ
れた多数のボルト4 の先端部をそれぞれ軸方向に一定の
張力で引張った状態で、各ナットを締め付けていく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多数のボルト・
ナットの均一締付方法および装置に関し、特に原子力発
電所において使用されるダイヤフラム弁を組み立てるさ
い、ケースのフランジとカバーのフランジとを結合する
多数のボルト・ナットを均一に締め付ける方法および装
置にする。

【０００２】

【従来の技術】従来、原子力発電所において使用される
ダイヤフラム弁のケースのフランジとカバーのフランジ
とを結合する多数（例えば３６個）のボルト・ナットを
締め付けるには、手動トルクレンチが使用されている。
そして、均一な締付けとするために、対角締めとし、さ
らに、初期締付け、中間締付けおよび最終締付けの３段
階に分けて行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の多数のボル
ト・ナットの均一締付方法では、１つのダイヤフラム弁
を組み立てるにさいして、３６個のボルト・ナットにつ
いて、それぞれ３回ずつトルクをチェックしながら締め
付ける必要があり、締付作業が非常に面倒であるという
問題があった。しかも、すべての締付作業を人手に頼っ
ているため、すべてのボルトに同じ軸方向張力を与える
ことが難しく、軸方向張力の小さいボルトが緩んで、流
体洩れの原因となるという問題もあった。

【０００４】この発明の目的は、多数のボルト・ナット
の締付けにさいして、締付作業の手間を軽減するととも
に、すべてのボルトにほぼ同じ軸方向張力を与えること
により、結合部からの流体洩れの問題も防止することが
できる多数のボルト・ナットの均一締付方法および装置
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】この発
明による多数のボルト・ナットの均一締付方法は、ナッ
トがそれぞれ手締めされた多数のボルトの先端部をそれ
ぞれ軸方向に一定の張力で引張った状態で、各ナットを
締め付けていくことを特徴とするものである。

【０００６】このようにすると、多数のボルト・ナット
について、それぞれ複数回ずつトルクをチェックしなが
ら締め付けるというような作業をせずに、締付けが行
え、しかも、ボルトに同じ軸方向張力を与えることがで
きるので、軸方向張力の小さいボルトが緩んで、流体洩
れの原因となるという問題も解消される。

【０００７】油圧ポンプの吐出ホースに、複数の分岐ホ
ースを接続するとともに、各ボルトの先端部に、油圧式
ボルト引張り具のめねじ部をねじ合わせ、ボルト引張り
具ごとに１つの分岐ホースからの油圧を作用させること
により、一定の軸方向張力を得ることことが好ましい。

【０００８】このようにすると、ボルトに同じ軸方向張
力を与えるのに使用する駆動手段は、１台の油圧ポンプ
だけでよいことになり、経済性が確保される。

【０００９】この発明による多数のボルト・ナットの均
一締付装置は、油圧ポンプと、油圧ポンプの油吐出ホー
スに接続される複数の分岐ホースと、各分岐ホースから
の油圧により作動する複数の油圧式ボルト引張り具とを
備え、ボルト引張り具が、筒状のケーシングと、ケーシ
ング内に回転自在にかつ摺動自在に嵌め入れられかつナ
ットが手締めされたボルトの先端部にねじ合わされるめ
ねじ部を一端に有するボルト引張り軸と、ケーシングと
ボルト引張り軸との間に嵌め入れられかつ油圧によって
ボルト引張り軸を他端方向へ押圧する筒状のピストンと
を備えているものである。

【００１０】この装置によると、ナットが手締めされた
各ボルトの先端部にボルト引張り具のめねじ部をねじ合
わせた後、各ボルト引張り具のピストンに各分岐ホース
からの油を供給すると、各ピストンには同じ油圧が掛か
り、すべてのボルトを軸方向に一定の張力で引張っるこ
とができる。この状態で、各ナットを順次締め付けてい
くことにより、多数のボルト・ナットについて、それぞ
れ複数回ずつトルクをチェックしながら締め付けるとい
うような作業をせずに、締付けが行え、しかも、ボルト
に同じ軸方向張力を与えることができるので、軸方向張
力の小さいボルトが緩んで、流体洩れの原因となるとい
う問題も解消される。

【００１１】ケーシングの一端部に、ナット回転用ソケ
ットが嵌め入れられるとともに、周方向に長い貫通長孔
が設けられており、ソケットの周壁に、ソケット回転棒
嵌入用孔が周方向に間隔をおいて設けられていることが
好ましい。このようにすると、ソケット回転棒を貫通長
孔から差し込んでソケットの嵌入用孔に嵌め入れ、ソケ
ット回転棒を回動することにより、ナットにスパナを掛
けなくても、ナットを回転させることができる。したが
って、締付作業が楽になる。

【００１２】また、油圧ポンプは、エアー駆動式である
ことが好ましい。このようにすると、空気圧源を有する
場所であれば、多数のボルト・ナットの均一締付を簡単
に行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。以下の説明において、上下は、
図の上下をいうものとする。

【００１４】図１から図４までは、原子力発電所のダイ
ヤフラム弁の円筒状ケース(1) に円板状のカバー(2) を
取り付けるさいに用いられるこの発明のボルト・ナット
均一締付装置を示している。ダイヤフラム弁のケース
(1) およびカバー(2) には、それぞれフランジ(1a)(2a)
が設けられており、フランジ(1a)(2a)同士がダイヤフラ
ムシート(3) を介して多数のフランジボルト(4) および
ナット(5) により結合されるようになされている。

【００１５】ボルト・ナット均一締付装置は、各フラン
ジボルト(4) の先端に取り付けられて各フランジボルト
(4) の先端部を軸方向に一定の張力で引張る油圧式ボル
ト引張り具(10)と、各ボルト引張り具(10)に一定の油圧
を供給する油圧供給手段(11)とよりなる。

【００１６】油圧供給手段(11)は、１台のエアー駆動式
油圧ポンプ(12)と、この油圧ポンプ(12)の油吐出ホース
(13)に接続されて油を４本の中間分岐ホース(15)に分岐
させる１つの中間分岐ヘッダ(14)と、各中間分岐ホース
(15)に接続されて油を各ボルト引張り具(10)に対応する
最終分岐ホース(17)に分岐させる４つの最終分岐ヘッダ
(16)とを備えている。各ホース(13)(15)(17)と各分岐ヘ
ッダ(14)(16)との接続および最終分岐ホース(17)とボル
ト引張り具(10)との接続は、すべて油圧用カプラー(18)
を介して行われている。中間分岐ホース(15)同士、最終
分岐ヘッダ(16)同士および最終分岐ホース(17)同士は、
すべて同じ形状とされている。したがって、各最終分岐
ホース(17)から吐出される油の流量は、すべて等しくな
っている。

【００１７】油圧ポンプ(12)には、リモコン用パイロッ
ト弁(19)および軸力記録計(20)が接続されいる。

【００１８】ボルト引張り具(10)は、図２および図３に
詳しく示すように、最終分岐ホースとのホース接続部(2
2)が突出状に設けられた円筒状ケーシング(21)と、ケー
シング(21)の高さの中程に上下動自在に嵌め入れられた
ピストン(24)と、ケーシング(21)の下端部に嵌め入れら
れたピストン付勢用コイルばね(25)と、ケーシング(21)
の下端から嵌め入れられピストン(24)を挿通してその上
端部がピストン(24)から突出しているボルト引張り軸(2
6)とを備えている。

【００１９】ケーシング(21)の下端部に、有底筒状のば
ね受け(27)がねじ合わされている。コイルばね(25)は、
このばね受け(27)によって保持されて、ピストン(24)を
上方に付勢している。

【００２０】ケーシング(21)は、ホース接続部(22)の軸
線より下にあり内径が大きい下部大径部(31)と、下部大
径部(31)の上端に連なりかつこれより内径が小さい小径
部(32)と、小径部(32)の上端に連なりかつこれより内径
が大きい上部大径部(33)とよりなる。

【００２１】ケーシング(21)の上端部には、ケーシング
(21)と同軸のナット回転用ソケット(23)が嵌め入れられ
て、上部大径部(33)と小径部(32)との間に形成された段
部(35)に支持されている。ソケット(23)の内周には、ナ
ット(5) の互いに平行な外側面を保持する互いに平行な
内側面(23a) が形成されている。ソケット(23)外周面の
上端部近くには、環状溝(36)が設けられている。この環
状溝(36)に、ケーシング(21)の上部大径部(33)の周壁に
あけられた円形の貫通孔(37)よりスプリングピン(28)が
に挿入されて、ソケット(23)が回転可能にかつ上下方向
には移動しないようにケーシング(21)に保持されてい
る。ソケット(23)外周面の下端部近くには、ソケット回
転棒(29)の先端部を嵌め入れるための嵌入孔(38)が９０
°間隔で計４つ設けられている。そして、ケーシング(2
1)の上部大径部(33)の周壁には、この嵌入孔(38)に対応
する高さのところに、周方向に長い長孔(39)があけられ
ている。この長孔(39)からソケット回転棒(29)を差し込
んでソケット(23)の嵌入孔(38)に嵌め入れ、ソケット回
転棒(29)を回動することによりソケット(23)が回転し、
ナット(5) を回転させることができる。長孔(39)の端か
ら端までを使ってソケット回転棒(29)を回動すると、ナ
ット(5) は角度にして９０°回転するようになされてい
る。

【００２２】ピストン(24)は、ケーシング(21)の下部大
径部(31)に嵌め入れられた大径部(41)と、ケーシング(2
1)の小径部(32)に嵌め入れられた小径部(42)とよりな
る。油圧が掛けられていないときは、コイルばね(25)の
付勢力により、ピストン(24)の大径部(41)の上端が、ケ
ーシング(21)の下部大径部(31)と小径部(32)との間に形
成された段部(34)に当接している。大径部(41)の外周部
上端は、取り除かれており、これにより、ケーシング(2
1)の段部(34)と大径部(41)との間に、油導入室(30)が形
成されている。ケーシング(21)の周壁には、油導入室(3
0)とホース接続部(22)とを連通する油導入通路(40)が設
けられている。油圧ポンプ(12)を作動させると、ホース
接続部(22)および油導入通路(40)を経て油が油導入室(3
0)に導入され、この油の圧力によってピストン(24)は下
方に移動させられる。ピストン大径部(42)の外周および
ケーシング小径部(32)の内周には、それぞれ環状溝(43)
(44)が設けられている。これらの環状溝(43)(44)にそれ
ぞれＯリング(45)とバックアップリング(46)とが嵌め入
れられて、ピストン(24)とケーシング(21)の間のシール
性が確保されている。

【００２３】ボルト引張り軸(26)は、ピストン(24)から
上方に突出しかつフランジボルト(4) の先端部にねじ合
わされるめねじ部(47)と、これの下端に連なりピストン
(24)内にある円柱部(48)と、これの下端に連なりかつ下
端部がケーシング(21)よりも下方にあるおねじ部(49)
と、おねじ部(49)の下端部に設けられたフランジ部(50)
と、おねじ部(49)にねじ合わされておりピストン(24)の
下向き力をフランジ部(50)に伝達する円筒状のスペーサ
部(51)とよりなる。

【００２４】フランジ部(50)は、短い正六角柱状のリン
グ(52)をおねじ部(49)の下端に設けられた角柱部(53)に
嵌め合わせるとともに、角柱部(53)の下端に連なって設
けられた小径おねじ部(54)に、リング(52)の抜けを防止
するナット(55)がねじ合わされることにより形成されて
いる。

【００２５】スペーサ部(51)の下端部は、ばね受け(27)
の底部の中央に設けられた貫通孔(27a) にゆるく嵌め入
れられて、フランジ部(50)の上面に当接させられてい
る。ボルト引張り具(10)を使用していないときには、フ
ランジ部(50)の上面とばね受け(27)の下面との間には、
図３に示すように間隙があり、ボルト引張り具(10)を使
用するさいには、ボルト引張り軸(26)を回転させなが
ら、間隙の分だけボルト引張り軸(26)全体を上方に移動
させ、フランジボルト(4) の先端部にめねじ部(47)をね
じ合わせることができる。

【００２６】上記のボルト引張り具(10)を用いて、フラ
ンジボルト(4) にナット(5) を締め付ける場合、次のよ
うに操作する。

【００２７】まず、ケーシング(21)の上端面をケース
(1) のフランジ(2a)下面に当接させるとともに、ソケッ
ト(23)をナット(5) に嵌め合わせる。次いで、フランジ
部(50)を正方向に回転させる。ピストン(24)の上方への
移動が阻止されているので、ボルト引張り軸(26)だけが
上方に移動する。フランジ部(50)の上面がばね受け(27)
の下面に当接したところで、フランジ部(50)の回転を停
止すればよい。これにより、めねじ部(47)がフランジボ
ルト(4) の先端部にねじ合わされ、ボルト引張り具(10)
が保持される（図４（ａ）参照）。次に、ケーシング(2
1)のホース接続部(22)に油圧カプラー(18)を介して最終
分岐ホース(17)を取り付ける。ここまでの作業をすべて
のフランジボルト(4) について行う。そして、油圧ポン
プ(12)のスイッチをオンにする。油は、ボルト引張り具
(10)の油導入室(30)に流入し、ケーシング(21)をケース
(1) のフランジ(2a)に押圧するとともに、ピストン(24)
を下方に押し下げる。これにより、フランジボルト(4)
の先端部は、油圧に対応する大きさの軸方向張力によっ
て下方に引張られる。ここで、各最終分岐ホース(17)か
ら吐出される油の流量は、すべて等しくなっているの
で、この油を油導入室(30)に導入した結果生じる油圧も
等しく、各フランジボルト(4) には、それぞれ同じ大き
さの軸方向の張力が働く。この状態で、ソケット回転棒
(29)によりソケット(23)を回転させると、ナット(5) が
ケース(1) のフランジ(1a)に当接し手応えが変化する。
この時点で締付けを停止するか、この時点を基準にして
さらに１０°、３０°、４５°または６０°等の所定回
転量だけソケット(23)を回転させることにより、各フラ
ンジボルト(4) の軸方向の張力を一定に保ってすべての
フランジボルト(4) の締付けが行える。各フランジボル
ト(4) の軸方向の張力および締付け日時等は、軸力記録
計(20)に記録される。

【００２８】図５は、油圧供給手段の変形例を示してい
る。同図に示す油圧供給手段(56)は、１台のエアー駆動
式油圧ポンプ(12)と、各ボルト引張り具(10)に対応して
設けられた分岐ホース(57)と、油圧ポンプ(12)の油吐出
ホース(13)に接続されて油を各分岐ホース(57)に分岐さ
せる１つの分岐ヘッダ(58)とを備えている。各分岐ホー
ス(57)と各分岐ヘッダ(56)およびボルト引張り具(10)と
の接続は、すべて油圧用カプラー(18)を介して行われて
いる。分岐ヘッダ(58)は、ダイヤフラム弁ケース(1) の
フランジ(1a)の径よりも大きい径を有するリング状とさ
れており、この分岐ヘッダ(58)に、すべての分岐ホース
(57)が接続されている。分岐ホース(57)同士は、すべて
同じ形状とされており、各分岐ホース(57)から吐出され
る油の流量は、すべて等しくなっている。フランジボル
ト(4) 締付け時には、分岐ヘッダ(58)は、ダイヤフラム
弁のケース(1) に被せられてそのフランジ(1a)よりも若
干下に位置させられる。したがって、分岐ホース(57)の
長さを４０〜５０ｃｍ程度にまで短くすることができ、
分岐ホース(57)が膨張することにより油圧が変化して張
力に悪影響を与えることが最小限に抑えられる。また、
図１に示した油圧供給手段(11)のように、中間と最終と
の２段階に分けた分岐ではないので、配管全体をコンパ
クトにでき、また、部品数も減少できる。

【００２９】図６は油圧供給手段(11)の回路図を示して
いる。エアー駆動式油圧ポンプ(12)は、例えばコンプレ
ッサー等の圧縮空気発生装置(63)で得られた圧縮空気の
圧力により１次側ピストン(61)を往復移動させ、１次側
ピストン(61)に一体に設けられ１次側ピストン(61)と同
軸でかつ小径の２次側ピストン(62)により油を吐出させ
るものである。したがって、空気圧源を有する場所であ
れば、簡単に所定の油圧を得ることができる。

【００３０】油圧ポンプ(12)の空気入口側には、圧縮空
気を導入または遮断するボール弁(64)と、圧縮空気中の
ドレイン等を除くエアーフィルター(65)と、１次側ピス
トン(61)に掛かる空気圧を調整する減圧弁(66)と、空気
圧を読み取る圧力計(67)と、油圧ポンプ(12)内のＯリン
グ等の摩耗を防ぐためのルブリケータ(68)とが設けられ
ている。

【００３１】圧縮空気発生装置(63)からの空気が１次側
ピストン(61)を図の左方に押すと、、２次側ピストン(6
2)が左方に移動し、２次側ピストン(62)により油室(69)
内の油が吐出される。

【００３２】油圧ポンプ(12)の油出口側には、油圧切換
弁(70)および油圧計(71)を介して分岐ヘッダ(14)が接続
されている。また、エアーフィルター(65)通過後の圧縮
空気は、空気圧用カプラー(72)を介してパイロット弁(1
9)に接続されている。

【００３３】なお、上記の実施形態におけるボルト引張
り具(10)の仕様は、最大引張り力６０００kgf （圧力１
０００kgf/cm² 時）、常用引張り力４２００kgf （圧力
７００kgf/cm² 時）、ストローク８ｍｍとされている。
また、エアー駆動式油圧ポンプ(12)の仕様は、最大吐出
圧力１０００kgf/cm² 、最大吐出量１．３Ｌ／分とされ
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による多数のボルト・ナットの均一締
付装置を概略的に示す斜視図である。

【図２】同要部の分解斜視図である。

【図３】ボルト引張り具の拡大断面図である。

【図４】締付手順を示すボルト引張り具の断面図であ
る。

【図５】この発明による多数のボルト・ナットの均一締
付装置の他の実施形態を概略的に示す斜視図である。

【図６】油圧供給手段の回路図である。

【符号の説明】

(4) フランジボルト (5) ナット (10) ボルト引張り具 (12) 油圧ポンプ (13) 油吐出ホース (17) 最終分岐ホース (21) ケーシング (23) ナット回転用ソケット (24) ピストン (26) ボルト引張り軸 (29) ソケット回転棒 (38) ソケット回転棒嵌入孔 (39) 長孔 (57) 分岐ホース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ナット(5) がそれぞれ手締めされた多数
   のボルト(4) の先端部をそれぞれ軸方向に一定の張力で
   引張った状態で、各ナット(5) を締め付けていくことを
   特徴とする多数のボルト・ナットの均一締付方法。
2. 【請求項２】 油圧ポンプ(12)の吐出ホース(13)に、複
   数の分岐ホース(17)(57)を接続するとともに、各ボルト
   (4) の先端部に、油圧式ボルト引張り具(10)のめねじ部
   (47)をねじ合わせ、ボルト引張り具(10)ごとに１つの分
   岐ホース(17)(57)からの油圧を作用させることにより、
   一定の軸方向張力を得ることを特徴とする請求項１の多
   数のボルト・ナットの均一締付方法。
3. 【請求項３】 油圧ポンプ(12)と、油圧ポンプ(12)の油
   吐出ホース(13)に接続される複数の分岐ホース(17)(57)
   と、各分岐ホース(17)(57)からの油圧により作動する複
   数の油圧式ボルト引張り具(10)とを備え、ボルト引張り
   具(10)が、筒状のケーシング(21)と、ケーシング(21)内
   に回転自在にかつ摺動自在に嵌め入れられかつナット
   (5) が手締めされたボルト(4) の先端部にねじ合わされ
   るめねじ部(47)を一端に有するボルト引張り軸(26)と、
   ケーシング(21)とボルト引張り軸(26)との間に嵌め入れ
   られかつ油圧によってボルト引張り軸(26)を他端方向へ
   押圧する筒状のピストン(24)とを備えている多数のボル
   ト・ナットの均一締付装置。
4. 【請求項４】 ケーシング(21)の一端部にナット回転用
   ソケット(23)が嵌め入れられており、ソケット(23)に、
   周方向に間隔をおいた複数のソケット回転棒嵌入用孔(3
   8)が、ケーシング(21)に、周方向に長いソケット回転棒
   差込用孔(39)がそれぞれ設けられている請求項３の多数
   のボルト・ナットの均一締付装置。