JPH0718516B2 - クランプ式管連結装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばタンカーの流体
受入管とローディングアームの接続管との接続・切離し
を迅速に行なうクランプ式管連結装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、かかるクランプ式管連結装置と
して、手動式や油圧式のものがあり、例えば、特公昭５
４−２１５６３号公報に油圧式のものが知られている。
このクランプ式管連結装置は、管端に支持フランジを設
けた一方の管と、管端に支持フランジを設けた他方の管
を連結する装置であって、他方の管の外周部に、これを
囲んで円周状に配列される複数のクランプ機構を独立に
作動するように固設して構成され、各クランプ機構は、
トグル機構を利用するドライブリンクを有し、一方の管
の支持フランジを他方の管に対しバネ材等を付勢して締
付及び締付の解除を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したク
ランプ式管連結装置にあっては、クランプ機構の開状態
から閉状態またはその逆の作動において、各クランプ機
構のドライブリンクの動作抵抗に差があると、動きに差
が生じ、同時に作動しない場合があり、両管の支持フラ
ンジの片締めの原因となる虞がある。

【０００４】また、一方の管の支持フランジの厚さが、
全周的に均一でない場合、締付時のドライブリンクの角
度が各クランプ機構毎に異なり、トグル機構として発生
させるクランプ締付力に差が出て、同様に両管の支持フ
ランジの片締の原因となる虞がある。また、従来、上述
したクランプ式管連結装置の他に、例えば特公昭４９−
１６３７２号公報に示すものが知られている。このクラ
ンプ式管連結装置では、接続れるべき２つの管のうち、
一方の管の周りにリング部材を設け、このリング部材に
複数のクランプ機構が設けられている。即ち、このクラ
ンプ機構は、圧縮コイルバネを用いたプッシュロッドの
一端にクランプを設けて構成され、プッシュロッドの他
端はリング部材に取り付けられている。そして、油圧シ
リンダでリング部材を所要の角度回転させて全てのクラ
ンプ機構を同時に作動させる。これにより、その全ての
クランプが同時に開閉し、一方の管の支持フランジに連
結される他方の管の支持フランジの締付けを、圧縮コイ
ルバネを圧縮することによって発生する力によって行わ
せるとともに、他方の管の支持フランジの、一方の管の
支持フランジに対する締付けを解除できるようになって
いる。

【０００５】ところが、他方の管の支持フランジの厚さ
が均一でない場合、締付時の圧縮コイルバネの圧縮量が
各クランプによって異なり、クランプの締付力に差が生
じ、片締めの原因となる虞がある。本発明は、上述の問
題点を解決するためになされたもので、その目的は、管
端に支持フランジを設けた一方の管と他方の管を連結す
る場合、支持フランジの厚さが円周方向で異なっても均
一な締付力の基礎を得ることができるクランプ式管連結
装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、管端に支持フ
ランジを設けた一方の管と他方の管を連結する装置であ
って、他方の管の外周部に固設されたケースと、ケース
の一端側に位置して一方の管の支持フランジを他方の管
に接離させるクランプレバー、及びケースの他端側に回
動自在に支持されており、前記クランプレバーを介して
一方の管の支持フランジを他方の管に対し少なくとも締
付及び締付の解除を行なう締付レバーを有するととも
に、前記管の円周方向に間隔をあけて配設される複数の
クランプ機構と、各クランプ機構にそれぞれ対応して設
けられ、ケースの一端側に管の軸方向に移動自在に支持
されるとともに、先端に前記クランプレバーが回動自在
に連結され、かつ、−方向に移動して両管を連結する閉
動作を行い他方向に移動することにより両管の連結を解
除する解放動作を行う複数のスライド軸と、ケース内に
各スライド軸にそれぞれ対応して設けられ、各スライド
軸をそれぞれ両方向に移動させる複数の駆動手段と、ケ
ースに各駆動手段にそれぞれ対応して設けられ、各駆動
手段にそれぞれ連結された複数のアクチュエータと、ケ
ース内に各駆動手段にそれぞれ対応して設けられ、各駆
動手段に対して前記各アクチュエータの駆動力の接続を
それぞれ行なうとともにスライド軸からの停止力により
上記駆動力の接続を解除される複数のクラッチ機構と、
各駆動手段にそれぞれ対応して設けられ、ケースの他端
側に管の軸方向に移動自在に支持されており、前記クラ
ッチ機構によりスライド軸に対して駆動力が断たれてい
る時、クランプ機構の締付レバーを回動させて両管の締
付またはその解除を行なう締付レバー押圧部材とを備え
ていることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明においては、クランプ機構の作動で、両
管を連結する閉動作，両管を締め付ける締付動作，両管
の締付を解除する締付解除動作，両管の連結を解除する
連結解放動作の４つの動作が行なわれる。初期状態で
は、クランプ機構のクランプレバーが一方の管の支持フ
ランジから離れ、且つ、クラッチ機構により駆動手段に
対して駆動力が接続状態になっている。アクチュエータ
からの駆動力はクラッチ機構，駆動手段を介してスライ
ド軸に伝達し、スライド軸が移動し、クランプ機構のク
ランプレバーを作動させ、一方の管を他方の管に押圧す
る。これにより、両管の閉動作が行なわれる。

【０００８】両管の閉動作の継続により、クランプ機構
のクランプレバーが一方の管の支持フランジに接触する
に至ると、クラッチ機構に停止力が働いてスリップ状態
となる。従って、スライド軸に対して駆動力が断たれ、
スライド軸の移動は停止される。この時、駆動手段から
の駆動力で、締付レバー押圧部材を介してクランプ機構
の締付レバーが作動し、さらに、クランプ機構のクラン
プレバーが作動し、両管を締め付ける締付動作が行なわ
れる。

【０００９】そして、両管を使用に供した後、クラッチ
機構によりスライド軸に対して駆動力が断たれている
時、締付レバー押圧部材により、クランプ機構の締付レ
バーを作動させて両管の締付解除が行なわれる。さら
に、両管の締付解除により、クラッチ機構に作用する停
止力が所定の値以下になると、クラッチ機構は接続状態
となり、スライド軸に対してアクチュエータからの駆動
力が与えられ、スライド軸が移動する。クランプ機構の
クランプレバーが作動し、一方の管を他方の管から離
す。即ち、両管の連結の解除が行なわれる。

【００１０】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。図１ないし図３は本発明の実施例に係わるクラ
ンプ式管連結装置を示す。図において、１は接続すべき
一方の管で、その管端には環状の支持フランジ１Ａが形
成されている。２は接続すべき他方の管で、その管端に
環状の支持フランジ２Ａが形成されている。一方の管１
の支持フランジ１Ａと他方の管２の支持フランジ２Ａ
は、向い合わせた状態で当接している。

【００１１】３はリング状のケースで、他方の管２の支
持フランジ２Ａの裏面に、他方の管２の外周部を囲んで
複数のボルト４を介して固設されている。そして、ケー
ス３には、６つのクランプ機構５が、円周に沿って等間
隔をおいて他方の管２を囲むように設けられており、こ
れらの各クランプ機構５に対応して、各クランプ機構５
をそれぞれ作動させる６つの駆動機構１１Ａ，１１Ｂ，
１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ（二点鎖線で図示）が
円周方向に沿って設けられている。各クランプ機構５及
び各駆動機構１１Ａ〜１１Ｆは、それぞれ同じ構造とな
っているので、そのうちの１つのクランプ機構と１つの
駆動機構１１Ａを例にとって説明する。

【００１２】クランプ機構５は、一端爪部６Ａが当接し
て一方の管１の支持フランジ１Ａを他方の管２の支持フ
ランジ２Ａに接離させるクランプレバー６と、クランプ
レバー６を介して後述のように一方の管１の支持フラン
ジ１Ａを他方の管２の支持フランジ２Ａに対し少なくと
も締付及び締付の解除を行なう締付レバー７と、ケース
３に固設された軸受部８に管１，２の軸方向に摺動自在
に設けられ、クランプレバー６の連結端６Ｂと締付レバ
ー７の連結端７Ｂとの間にあってそれらに当接している
ロッド９とから構成されている。クランプレバー６は、
ケース３の一端（前壁３Ｄ）側に位置し、締付レバー７
はケース３の他端（後壁３Ｂ）側に位置している。ま
た、クランプレバー６の連結端６Ｂと、ロッド９の一端
側に固定して取り付けた円板ストッパー９Ａとの間に
は、圧縮バネ９Ｂが装着されている。

【００１３】上記のクランプレバー６の、その一端爪部
６Ａに近い部分に、後述するスライド軸１２の先端がピ
ン１２Ｂにより回動自在に結合され、該クランプレバー
６が前記支持フランジ１Ａ，２Ａの直径方向の面内で上
記ピン１２Ｂを中心に回動するようになっている。一
方、上記の締付レバー７は、その連結端７Ｂに近い部分
がケース３に固設されたブラケット１０の先端にピン１
０Ａにより回動自在に軸着され、前記クランプレバー６
と同一の平面内でピン１０Ａを中心に回動するようにな
っている。

【００１４】また、駆動機構１１Ａは次のように構成さ
れている。ケース３の一端側に円筒支持部３Ａが形成さ
れ、この円筒支持部３Ａに管１，２の軸方向に向けてあ
けた軸穴内に、スライド軸１２がその軸方向に摺動自在
に嵌合して支持されている。１３は締付螺子軸で、円筒
支持部３Ａの軸穴内に設けた第１軸受１４、及びケース
３の内壁に支持部材１５を介して固設した第２軸受１６
に回転自在に支持され、締付螺子軸１３の一端側にはス
ライド軸１２の内螺子部１２Ａと螺合する第１雄螺子部
１３Ａが、他端側には第２雄螺子部１３Ｂが形成されて
いる。

【００１５】１７は締付レバー押圧部材で、円筒部１８
と、この円筒部１８の外周部に形成された第１歯車１９
とから構成され、締付レバー押圧部材１７の円筒部１８
がケース３の他端側の壁面３Ｂの摺動部３Ｃに、軸方向
及び周方向に摺動自在嵌合されており、壁面３Ｂから外
側に突出した前記円筒部１８の先端に、上記の締付レバ
ー７の先端部７Ａが当接している。また、前記円筒部１
８に形成した内螺子部１８Ａには前記締付螺子軸１３の
第２雄螺子部１３Ｂが螺合されている、さらに、締付螺
子軸１３の途中部分には、第２歯車２０が固定して設け
られている。

【００１６】２１は出力軸で、その前端はケース３の前
壁３Ｄに設けた第３軸受２２に軸支され、その後端はケ
ース３の後壁３Ｂに設けた第４軸受２３に軸支されてい
る。この出力軸２１上に第５軸受２４Ａを介して第３歯
車２４が該出力軸２１との相対回転が可能に支持され、
この第３歯車２４は第２歯車２０に噛み合っている。第
３歯車２４の端面には第１摩擦板２５が設けられてい
る。また、この出力軸２１上に、第４歯車２６が固定し
て設けられ、第４歯車２６の中央部分に設けた円筒ボス
部２６Ａには、押圧板２７Ａが、出力軸２１の軸方向に
移動自在にかつ、周方に第４歯車２６と一体に回転する
ように支持され、この押圧板２７Ａに第２摩擦板２７が
一体に設けられている。この第２摩擦板２７は、これと
第４歯車２６の端面との間に装着された圧縮バネ２８で
第１摩擦板２５に押圧されている。即ち、圧縮バネ２８
で第１摩擦板２５に第２摩擦板２７を押圧するクラッチ
機構２９が、第３歯車２４と第４歯車２６の間に装着さ
れている。

【００１７】また、出力軸２１上に第５歯車３０が固定
して設けられ、この第５歯車３０は幅広に形成されて前
記の第１歯車１９と噛み合っており、第１歯車１９は第
５歯車３０と常時噛み合いながら軸方向に移動できるよ
うになっている。３１は入力軸で、その前端側はケース
３の前壁３Ｄに設けた第６軸受３２に軸支され、その後
端側はケース３の後壁３Ｂに設けた第７軸受３３に軸支
されている。入力軸３１の前端側は、ケース３の前壁３
Ｄを貫通し、ケース３の前壁３Ｄの外側に取り付けた油
圧モータからなるアクチュエータ３４に連結されてい
る。入力軸３１上には、第８軸受３３Ａを介して第６歯
車３５が入力軸３１との相対回転が自在に支持されると
ともに、第７歯車３６が固定して取り付けられている。

【００１８】そして、図１に示すように、駆動機構１１
Ａにおける第６歯車３５は、時計方向に向かって隣接す
る駆動機構１１Ｂにおける第２歯車２０に噛み合ってい
る。以下、同様にして、任意の駆動機構における入力軸
３１上に支持されている第６歯車３５は、時計方向に向
かって隣接する駆動機構における締付螺子軸１３上に固
定されている第２歯車２０に噛み合っている。従って、
全体としてみると、各駆動機構における入力軸３１に
は、各入力軸３１に対応してそれぞれアクチュエータ３
４が設けられているものの、駆動系が一体となってい
る。

【００１９】次に、本発明の作用を説明する。本実施例
においては、各アクチュエータ３４の油圧力をそれぞれ
適切に制御することにより、各駆動機構が以下のように
操作され、両管１，２の支持フランジ１Ａ，２Ａを各ク
ランプ機構５により連結する閉動作，締め付ける締付動
作，締付を解除する締付解除動作，連結を解除する連結
解放動作の４つの動作が行われる。各駆動機構における
各クランプ機構５の動作を行わせる作用は同じであるの
で、駆動機構１１Ａを例に取って説明し、次いで、両管
１，２の支持フランジ１Ａ，２Ａの厚さが、円周上で相
違する場合について、各駆動機構間における作用を説明
する。

【００２０】先ず、駆動機構１１Ａにおいて、アクチュ
エータ３４を所定の方向に回転させると、アクチュエー
タ３４の駆動力は、入力軸３１→第７歯車３６→第４歯
車２６→クラッチ機構２９→第３歯車２４→第２歯車２
０→締付螺子軸１３の順序で伝達し、締付螺子軸１３を
所定の方向に回転させる。締付螺子軸１３の回転によ
り、スライド軸１２が図２の右方に移動し、スライド軸
１２にピン結合されたクランプ機構５のクランプレバー
６を右方に作動させて一方の管１の支持フランジ１Ａを
他方の管２の支持フランジ２Ａに押圧するに至り、両管
１，２を連結する閉動作が行われる。

【００２１】この時、クラッチ機構２９における伝達ト
ルクは適切な値に設定されており、クランプレバー６の
一端爪部６Ａが一方の管１の支持フランジ１Ａに当接す
ると、スライド軸１２の移動が停止されるので、これに
駆動力を伝達している締付螺子軸１３，第２歯車２０，
第３歯車２４も停止するに至り、クラッチ機構２９は所
定の伝達トルク以上の値を受け、接続状態からスリップ
状態に変化する。

【００２２】なお、上記の間、入力軸３１の駆動力は、
第７歯車３６→第４歯車２６→出力軸２１→第５歯車３
０→第１歯車１９の順序で第１歯車１９に伝達し、第１
歯車１９を回転させるが、その回転は、締付螺子軸１３
の回転と同一であり、両者は一体的に回転している。上
述のように、クラッチ機構２９が接続状態からスリップ
状態に変化すると、第３歯車２４に駆動力が伝達され
ず、スライド軸１２に対して駆動力が断たれ、スライド
軸１２の移動は停止される。この時、第１歯車１９に伝
達されていた駆動力は、締付螺子軸１３が停止している
ので、第１歯車１９を一体に有する締付レバー押圧部材
１７を締付螺子軸１３に対し相対回転させ、締付螺子軸
１３の第２雄螺子部１３Ｂと内螺子部１８Ａとの螺合を
介して、該締付レバー押圧部材１７を右方に移動し、ク
ランプ機構５の締付レバー７の先端部７Ａを右方に移動
させる。

【００２３】これにより、クランプ機構５においては、
締付レバー７が反時計方向に回動し、ロッド９を介して
クランプレバー６の連結端６Ｂが押圧され、クランプレ
バー６が反時計方向に回動する。従って、両管１，２の
支持フランジ１Ａ，２Ａを締め付ける締付動作が行なわ
れる。この締付動作により、締付力が所定の値になる
と、アクチュエータ３４に油を供給している図示しない
油圧回路がオフ状態になり、アクチュエータ３４への油
の供給が停止され、両管１，２の支持フランジ１Ａ，２
Ａの締付力が所定の値に保持される。

【００２４】そして、両管１，２の支持フランジ１Ａ，
２Ａの締付力を所定の値に保持した状態で、両管１，２
が使用に供された後、所要時に、各アクチュエータ３４
をそれぞれ逆回転させると、第１歯車１９を有する締付
レバー押圧部材１７は、クラッチ機構２９がスリップ状
態となっているので、停止している締付螺子軸１３上を
逆回転しながら左方に移動する。次いで、圧縮バネ９Ｂ
の弾発力でクランプ機構５のロッド９が作動し、クラン
プ機構５の締付レバー７の先端部７Ａが左方に移動す
る。これにより、クランプレバー６が時計方向に回動し
てその一端爪部６Ａが左方に移動し、両管１，２の締付
の解除が行なわれる。

【００２５】さらに、クランプレバー６の一端爪部６Ａ
が一方の管１の支持フランジ１Ａから離れると、強制的
に停止されているスライド軸１２が移動できる状態とな
り、クラッチ機構２９がスリップ状態から接続状態に変
化する。これにより、アクチュエータ３４の逆回転力
で、クラッチ機構２９を介して締付螺子軸１３が逆回転
し、スライド軸１２に対して駆動力が与えられ、スライ
ド軸１２が左方に移動する。従って、クランプ機構５の
クランプレバー６が左方に移動し、一方の管１の支持フ
ランジ１Ａが他方の管２の支持フランジ２Ａから離れ、
両管１，２の連結を解除する開放動作が行われる。

【００２６】クランプ機構５及び駆動機構１１Ａは以上
の説明の如く作用するが、両管１，２の支持フランジ１
Ａ，２Ａは、その周方向で厚さが異なっている場合、例
えば、駆動機構１１Ａに対応するクランプ機構５におけ
る支持フランジの部分の厚さが厚く、駆動機構１１Ａ以
外の駆動機構１１Ｂ，１１Ｃ・・・に対応するクランプ
機構５における支持フランジの部分の厚さが薄い場合を
例にとって各クランプ機構及び各駆動機構の相互間にお
ける作用を説明する。

【００２７】各駆動機構におけるアクチュエータ３４
は、独立に駆動回転し、先ず、駆動機構Ａにおける両管
１，２の支持フランジ１Ａ，２Ａが接触すると、締付螺
子軸１３が停止することにより第２歯車２０，第３歯車
２４が停止する。この時、隣接する駆動機構Ｂにおいて
は、駆動機構Ｂにおける両管１，２の支持フランジ１
Ａ，２Ａが離れており、そのアクチュエータ３４からの
回転力でその第２歯車２０が回転しようとするが、この
第２歯車２０に噛み合っている駆動機構Ａにおける第６
歯車３５が停止しているので、強制的に停止する。この
ようにして、各駆動機構の第２歯車２０が停止する。

【００２８】そして、駆動機構Ａが閉動作から締付動作
に移行すると、駆動機構Ａ以外の各駆動機構では、各締
付螺子軸１３が停止した状態で、各駆動機構が作動し
て、各クランプレバー６の一端爪部６Ａが所定量移動し
て閉動作から締付動作に移行する。即ち、駆動機構Ａに
おける締付動作が最初に開始するが、駆動機構Ａ以外の
各駆動機構においては、支持フランジが薄い分だけ締付
動作の初期には閉動作が行われるため、その実質的な締
付動作は遅れて開始する。そして、駆動機構Ａにおける
締付動作が停止した後、駆動機構Ａ以外の各駆動機構の
締付動作も停止する。

【００２９】以上の如き構成によれば、各クラッチ機構
２９によりスライド軸１２に対して駆動力が断たれてい
る時、各クランプ機構５の締付レバー７が互いに他のク
ランプ機構５の締付レバー７に対して独立に作動し、両
管１，２の支持フランジ１Ａ，２Ａの締付を行なうの
で、各クランプ機構５がそれらに対応する駆動手段を介
して他のクランプ機構５とは独立に作動し、たとえ、一
方の管１の支持フランジ１Ａの円周方向における厚さが
同じでなくても、各クランプ機構５は互いに独立した状
態で、一方の管１の支持フランジ１Ａを他方の管２に対
し締付動作を行ない、均一の締付力を得ることができ
る。

【００３０】なお、本実施例においては、他方の管２に
は支持フランジ２Ａが形成されているが、支持フランジ
２Ａが形成されていない直管に適用することもできる。
また、本実施例においては、クランプ機構及び駆動機構
の個数は６個となっているが、かかる個数に限定される
ことはない。さらに、本実施例においては、アクチュエ
ータ３４は入力軸３１に設けられ、第７歯車３６，第４
歯車２６を介して出力軸２１に回転力を伝達している
が、出力軸２１をケース３の前端３Ｄを貫通させて、こ
れにアクチュエータ３４を連結することもできる。

【００３１】この場合、入力軸３１を省略し、代りに、
各締付螺子軸１３にスプロケットホイールを取り付け、
隣接する各締付螺子軸１３のスプロケットホイールの相
互をチェーンで連結した構成にすることにより、部品点
数が減少し、構造を簡単にすることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相互に連結しようとする一対の管の一方に円周状に配列
される各クランプ機構が、それらにそれぞれ対応するア
クチュエータ，駆動手段，クラッチ機構を介して他のク
ランプ機構とは独立に作動し、たとえ、一方の管の支持
フランジの円周方向における厚さが同じでなくても、各
クランプ機構は互いに独立した状態で、一方の管の支持
フランジを他方の管に対し締付動作を行ない、均一の締
付力を得ることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるクランプ式管連結装置
の横断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した縦断面図であ
る。

【図３】図２のクランプ機構の外観図である。

【符号の説明】

１ 一方の管 １Ａ 支持フランジ ２ 他方の管 ５ クランプ機構 ６ クランプレバー ７ 締付レバー １２ スライド軸 １３ 締付螺子軸 １７ 締付レバー押圧部材 ２０ 第２歯車 ２４ 第３歯車 ２６ 第４歯車 ３４ アクチュエータ ３６ 第７歯車

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管端に支持フランジを設けた一方の管と
   他方の管を連結する装置であって、他方の管の外周部に
   固設されたケースと、ケースの一端側に位置して一方の
   管の支持フランジを他方の管に接離させるクランプレバ
   ー、及びケースの他端側に回動自在に支持されており、
   前記クランプレバーを介して一方の管の支持フランジを
   他方の管に対し少なくとも締付及び締付の解除を行なう
   締付レバーを有するとともに、前記管の円周方向に間隔
   をあけて配設される複数のクランプ機構と、各クランプ
   機構にそれぞれ対応して設けられ、ケースの一端側に管
   の軸方向に移動自在に支持されるとともに、先端に前記
   クランプレバーが回動自在に連結され、かつ、−方向に
   移動して両管を連結する閉動作を行い他方向に移動する
   ことにより両管の連結を解除する解放動作を行う複数の
   スライド軸と、ケース内に各スライド軸にそれぞれ対応
   して設けられ、各スライド軸をそれぞれ両方向に移動さ
   せる複数の駆動手段と、ケースに各駆動手段にそれぞれ
   対応して設けられ、各駆動手段にそれぞれ連結された複
   数のアクチュエータと、ケース内に各駆動手段にそれぞ
   れ対応して設けられ、各駆動手段に対して前記各アクチ
   ュエータの駆動力の接続をそれぞれ行なうとともにスラ
   イド軸からの停止力により上記駆動力の接続を解除され
   る複数のクラッチ機構と、各駆動手段にそれぞれ対応し
   て設けられ、ケースの他端側に管の軸方向に移動自在に
   支持されており、前記クラッチ機構によりスライド軸に
   対して駆動力が断たれている時、クランプ機構の締付レ
   バーを回動させて両管の締付またはその解除を行なう締
   付レバー押圧部材とを備えていることを特徴とするクラ
   ンプ式管連結装置。