JP2019152447A - 部材の位置決め装置及び方法並びに胴本体に対するフィンの組立装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部材の位置決め装置及び方法並びに胴本体に対するフィンの組立装置及び方法において、部材の位置決め精度の向上を図ると共に胴本体に対してフィンを高精度に組付ける。【解決手段】伝熱フィン２６を吸着保持する吸着保持部１０５と、吸着保持部１０５による吸着保持が解除された伝熱フィン２６を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材１０６とを設けている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、放射性廃棄物を収納して搬送や貯蔵を行う放射性物質収納容器において、胴本体の外周部に溶接により伝熱フィンを固定するために、このフィンの位置決めを行う部材の位置決め装置及び方法、また、胴本体に対するフィンを組付ける胴本体に対するフィンの組立装置及び方法に関するものである。

原子力発電プラントの原子炉などで発生した放射性廃棄物は、放射性物質収納容器に収納され、貯蔵施設や再処理施設などに搬送され、貯蔵または再処理される。このような放射性物質収納容器は、上部が開口した底付きの円筒形状をなす胴部と、この胴部の上部に固定される蓋部とから構成される。そして、この胴部は、胴本体の外周側に伝熱フィンが周方向に所定間隔で複数溶接により固定され、その外側に外筒が溶接により固定されており、胴本体と外筒との間に中性子遮蔽材が充填されて構成されている。

この放射性物質収納容器を構成する胴部は、胴本体の外周側に複数の伝熱フィンが周方向に所定間隔で溶接により固定され、その外側に外筒が固定されている。この伝熱フィンは、重量物であることから、ロボットがストッカに積み重ねられている伝熱フィンを吸着し、吸着した伝熱フィンを胴本体の外周部における位置決め位置まで搬送し、この位置決めした位置で伝熱フィンの溶接作業を実施している。なお、伝熱フィンの組立装置としては、下記特許文献１に記載されたものがあり、ロボットの位置決め装置としては、下記特許文献２に記載されたものがある。

特開２０１６−１５９３０３号公報 実開昭６３−０５０６８８号公報

ところで、ロボットがストッカにある伝熱フィンを吸着して保持するとき、ロボットは、吸着部が伝熱フィンの所定の位置を吸着する。しかし、伝熱フィンは、ストッカに位置決めされているとは限らず、ロボットの吸着部が吸着する伝熱フィンの保持位置がばらついてしまう。この場合、ストッカに供給された伝熱フィンを所定の位置に位置決めする位置決め装置を設けることが考えられるが、装置が複雑化してしまうという課題がある。また、ロボットの吸着部に吸着した伝熱フィンを所定の位置に位置決めする位置決め装置を設けることが考えられるが、吸着部が複雑化してしまうという課題がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、部材の位置決め精度の向上を図ると共に構造の複雑化を抑制する部材の位置決め装置及び方法、並びに、胴本体に対してフィンを高精度に組付ける胴本体に対するフィンの組立装置及び方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の部材の位置決め装置は、部材を把持する把持装置と、前記把持装置による把持が解除された前記部材を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材と、を備えることを特徴とするものである。

従って、把持装置が部材を把持し、位置決め部材は、把持が解除された部材を基準位置に移動して位置決めを行うことから、把持装置に複雑な位置決め装置を設ける必要がなく、位置決め部材により部材を基準位置に容易に位置決めすることができる。そのため、部材の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができる。

本発明の部材の位置決め装置では、前記把持装置により把持された前記部材を反転させる反転装置が設けられ、前記位置決め部材は、前記反転装置により反転されて前記把持装置による把持が解除された前記部材の位置決めを行うことを特徴としている。

従って、位置決め部材が反転されて把持が解除された部材の位置決めを行うことから、部材の位置決めを行うとき、部材の把持を解除しても部材が落下することはなく、部材を安全で容易に位置決めすることができる。

本発明の部材の位置決め装置では、前記位置決め部材は、互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパを有することを特徴としている。

従って、位置決め部材として、互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパを設けることから、部材を高精度に位置決めすることができる。

本発明の部材の位置決め装置では、前記位置決め部材は、支持板に固定されて第１方向における位置決めを行う第１ストッパと、前記支持板に固定されて前記第１方向に交差する第２方向における位置決めを行う第２ストッパと、前記支持板に固定されて前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向における位置決めを行う第３ストッパとを有することを特徴としている。

従って、位置決め部材として、支持板に第１方向の位置決めを行う第１ストッパと第２方向の位置決めを行う第２ストッパと第３方向の位置決めを行う第３ストッパを設けることから構造の複雑化を抑制することができる。

本発明の部材の位置決め装置では、前記把持装置による前記部材の把持時に前記部材が前記第１ストッパに当接することで前記第１方向の位置決めが行われ、前記支持板が水平方向に対して所定角度で傾斜した位置で前記把持装置による前記部材の把持解除時に前記部材が前記第２ストッパと前記第３ストッパに当接することで前記部材の前記第２方向と前記第３方向の位置決めが行われることを特徴としている。

従って、部材が自重により移動して各ストッパに当接することで第１方向と第２方向と第３方向の位置決めが行われることから、部材を各ストッパに当接するための装置が不要となり、構造の複雑化を抑制することができる。

本発明の部材の位置決め装置では、前記ストッパは、少なくとも前記部材の当接位置に樹脂部材が設けられることを特徴としている。

従って、部材が自重により移動してストッパに当接するとき、部材の損傷を抑制することができる。

また、本発明の部材の位置決め方法は、部材を把持する工程と、把持された前記部材を反転させる工程と、反転されて把持が解除された前記部材を自重により位置決めを行う工程と、を有することを特徴とするものである。

従って、部材の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができる。

また、本発明の胴本体に対するフィンの組立装置は、円筒形状をなす胴本体を横倒し状態で支持する支持装置と、ストッカに載置されたフィンを把持する把持装置と、前記把持装置により把持された前記フィンを反転させる反転装置と、前記反転装置により反転されて前記把持装置による把持が解除された前記フィンの位置決めを行う位置決め部材と、前記位置決め部材により位置決めされて前記把持装置により把持された前記フィンを前記胴本体の外周面におけるフィン取付位置に固定するフィン固定装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、支持装置が胴本体を横倒し状態で支持し、把持装置がストッカのフィンを把持し、反転装置がフィンを反転させると、把持が解除されたフィンが位置決め部材により位置決めが行われ、把持装置が位置決めされたフィンを把持した後、フィン固定装置が胴本体の外周面におけるフィン取付位置にフィンを固定することとなる。このとき、位置決め部材は、把持が解除されたフィンを基準位置に移動して位置決めを行うことから、把持装置に複雑な位置決め装置を設ける必要がなく、位置決め部材によりフィンを基準位置に容易に位置決めすることができる。そのため、フィンの位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができ、胴本体に対してフィンを高精度に組付けることができる。

また、本発明の胴本体に対するフィンの組立方法は、横倒し状態で胴本体を支持する工程と、ストッカに載置されたフィンを把持する工程と、把持された前記フィンを反転させる工程と、反転されて把持が解除された前記フィンを自重により位置決めを行う工程と、位置決めされて把持された前記フィンを前記胴本体の外周面におけるフィン取付位置に固定する工程と、を有するものである。

従って、フィンの位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができ、胴本体に対してフィンを高精度に組付けることができる。

本発明の部材の位置決め装置及び方法によれば、部材の位置決め精度の向上を図ることができると共に構造の複雑化を抑制することができる。また、胴本体に対するフィンの組立装置及び方法によれば、胴本体に対してフィンを高精度に組付けることができる。

図１は、本実施形態の胴本体に対する部材の位置決め装置が適用されたフィンの組立装置を表す平面概略図である。 図２は、フィンの組立装置を表す正面概略図である。 図３は、フィン搬送装置を構成する作業用ロボットのアームを表す概略図である。 図４は、吸着保持部及び位置決め部材を表す正面図である。 図５は、吸着保持部及び位置決め部材を表す平面図である。 図６−１は、吸着前における位置決め部材を表す正面図である。 図６−２は、吸着時における位置決め部材を表す正面図である。 図６−３は、位置決め時における位置決め部材を表す正面図である。 図７−１は、吸着前における位置決め部材を表す側面図である。 図７−２は、吸着時における位置決め部材を表す側面図である。 図７−３は、位置決め時における位置決め部材を表す側面図である。 図８は、本実施形態の胴本体に対するフィンの組付方法を表すフローチャートである。 図９は、放射性物質収納容器を表す縦断面図である。 図１０は、放射性物質収納容器を表す水平断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る部材の位置決め装置及び方法並びに胴本体に対するフィンの組立装置及び方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図９は、放射性物質収納容器を表す縦断面図、図１０は、放射性物質収納容器を表す水平断面図である。

本実施形態において、図９及び図１０に示すように、放射性物質収納容器としてのキャスク１１は、胴部１２と蓋部１３とバスケット１４とを有している。胴部１２は、胴本体２１の上部に開口部２２が形成され、下部に底部（閉塞部）２３が形成された円筒形状をなしている。胴本体２１は、内部にキャビティ２４が設けられ、このキャビティ２４は、その内面がバスケット１４の外周形状に合わせた形状となっている。バスケット１４は、例えば、使用済燃料集合体である放射性物質（図示略）を個々に収納するセルを複数有している。胴本体２１は、下部に底部２３が溶接結合または一体成形されており、この胴本体２１及び底部２３は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっている。

胴部１２は、胴本体２１の外周側に所定の隙間を空けて外筒２５が配設されており、胴本体２１の外周面と外筒２５の内周面との間に熱伝導を行う銅や鋼製の伝熱フィン２６が周方向に所定間隔で複数溶接されている。そして、胴部１２は、胴本体２１と外筒２５との空間部に水素を多く含有する高分子材料で中性子遮蔽機能を有するボロンまたはボロン化合物を含有したレジン（中性子遮蔽体）２７が充填されている。

また、胴部１２は、底部２３の下側に所定の隙間を空けて底板２８が連結されており、底部２３と底板２８との空間部にレジン（中性子遮蔽体）２９が設けられている。また、胴部１２は、側面部にトラニオン３０が固定されている。

蓋部１３は、一次蓋３１と、二次蓋３２と、三次蓋３３とを有している。一次蓋３１は、胴部１２における胴本体２１の開口部２２に対して着脱可能に取付けられる。二次蓋３２は、一次蓋３１の外側で開口部２２に対して着脱可能に取付けられる。三次蓋３３は、二次蓋３２の外側で開口部２２に対して着脱可能に取付けられる。一次蓋３１は、キャビティ２４側の負圧を維持してキャビティ２４内に充填されたガスの漏洩を防ぐと共に、キャビティ２４内に収納された放射性物質から出る放射線（γ線）を遮蔽する。また、一次蓋３１は、二次蓋３２側にレジン（中性子遮蔽体）が設けられている。二次蓋３２は、一次蓋３１との間に大気に対して加圧された圧力監視境界を有し、一次蓋３１からのガスの漏洩を阻止すると共に、キャビティ２４側の圧力を担保する。三次蓋３３は、二次蓋３２を外部の衝撃から防御する。

胴部１２は、胴本体２１の開口部２２の内周部に３個の段部４１，４２，４３が設けられている。第１段部４１は、第１座面部４１ａを有し、第１座面部４１ａに複数のネジ穴４１ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。第２段部４２は、第１段部４１よりも開口部２２の外側に位置し、第２座面部４２ａを有し、第２座面部４２ａは、複数のネジ穴４２ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。第３段部４３は、第２段部４２よりも開口部２２の外側に位置し、第３座面部４３ａを有し、第３座面部４３ａは、複数のネジ穴４３ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。

一次蓋３１は、第１段部４１に嵌合し、第１座面部４１ａに密着する。そして、ボルト５１が一次蓋３１を貫通してネジ穴４１ｂに螺合することで、一次蓋３１は、胴本体２１の開口部２２における第１段部４１に固定される。二次蓋３２は、第２段部４２に嵌合し、第２座面部４２ａに密着する。そして、ボルト５２が二次蓋３２を貫通してネジ穴４２ｂに螺合することで、二次蓋３２は、胴本体２１の開口部２２における第２段部４２に固定される。三次蓋３３は、第３段部４３に嵌合し、第３座面部４３ａに密着する。そして、ボルト５３が三次蓋３３を貫通してネジ穴４３ｂに螺合することで、三次蓋３３は、胴本体２１の開口部２２における第３段部４３に固定される。

このように構成されたキャスク１１にて、胴部１２は、胴本体２１の外周側に複数の伝熱フィン２６が周方向に所定間隔で溶接により固定され、その外側に外筒２５が溶接により固定され、胴本体２１と外筒２５と各伝熱フィン２６との間にレジン２７が充填されて構成されている。

本実施形態の位置決め装置（部材の位置決め装置）は、横倒し状態で支持された胴本体２１へ固定する伝熱フィン（部材）２６を自動的に位置決めするものであり、フィンの組立装置（胴本体に対するフィンの組立装置）は、胴本体２１の外周面に複数の伝熱フィン２６を周方向に所定間隔で自動的に組付けるものである。

図１は、本実施形態の胴本体に対する部材の位置決め装置が適用されたフィンの組立装置を表す平面概略図、図２は、フィンの組立装置を表す正面概略図である。

本実施形態において、図１及び図２に示すように、フィンの組立装置１００Ａは、回転支持装置（支持装置）１０１と、フィン搬送装置（フィン固定装置）１０２と、フィン溶接装置（フィン固定装置）１０３と、制御装置１０４とを備えている。位置決め装置１００Ｂは、フィン搬送装置１０２に設けられ、吸着保持部（把持装置）１０５と、位置決め部材１０６とを備えている。この場合、フィン搬送装置１０２とフィン溶接装置１０３は、回転支持装置１０１に支持された胴本体２１の水平方向における一側方側に配置されている。なお、フィン搬送装置１０２とフィン溶接装置１０３を２組設け、回転支持装置１０１に支持された胴本体２１の両側方側に配置してもよい。

回転支持装置１０１は、例えば、ターニングローラであって、胴本体２１を横倒し状態で回転自在に支持するものである。支持台１１１は、下部に複数の脚部１１２により床面１１３に設置されており、上部に複数の支持ローラ１１４が回転自在に支持されている。各支持ローラ１１４は、水平方向に沿う回転軸心を有し、胴本体２１における開口部２２側と底部２３側に所定間隔をあけて４個配置されている。各支持ローラ１１４は、胴本体２１の外周面を転動自在に支持するものである。各支持ローラ１１４は、駆動装置１１５が駆動連結されており、駆動装置１１５により各支持ローラ１１４を正転駆動及び逆転駆動することができる。

フィン搬送装置１０２は、伝熱フィン２６を保持し、胴本体２１の外周面におけるフィン取付位置にこの伝熱フィン２６を搬送して保持するものである。このフィン搬送装置１０２は、作業用ロボット１２０であって、アーム１２１の先端部に吸着保持部１０５と位置決め部材１０６が装着されて構成されている。フィン搬送装置１０２は、アーム１２１を作動して吸着保持部１０５が保管場所としてのストッカ１２２にある伝熱フィン２６を吸着し、この伝熱フィン２６を胴本体２１の長手方向に沿った姿勢とし、胴本体２１のフィン取付位置まで搬送し、この伝熱フィン２６の一側部をフィン取付位置に接触させた状態で保持する。また、フィン搬送装置１０２は、吸着保持部１０５が伝熱フィン２６を保持した後、位置決め部材１０６により吸着保持部１０５に対する伝熱フィン２６の位置を位置決めする。

フィン溶接装置１０３は、フィン搬送装置１０２に保持された伝熱フィン２６を胴本体２１の外周面に溶接するものである。フィン溶接装置１０３は、作業用ロボット（図示略）であって、アーム１２３の先端部に溶接トーチ１２４が装着されて構成されている。フィン溶接装置１０３は、アーム１２３を作動して溶接トーチ１２４の先端部を伝熱フィン２６の一側部と胴本体２１の外周面が接触する位置の近傍に移動し、伝熱フィン２６を胴本体２１の外周面に溶接する。

制御装置１０４は、回転支持装置１０１とフィン搬送装置１０２とフィン溶接装置１０３に接続され、制御可能となっている。制御装置１０４は、回転支持装置１０１とフィン搬送装置１０２とフィン溶接装置１０３を駆動制御する。即ち、制御装置１０４は、回転支持装置１０１により胴本体２１を所定角度ずつ回動することで、胴本体２１をフィン取付角度に位置決めする。そして、制御装置１０４は、フィン搬送装置１０２を駆動制御することで、アーム１２１の吸着保持部１０５がストッカ１２２にある伝熱フィン２６を吸着し、この伝熱フィン２６を胴本体２１におけるフィン取付位置まで搬送して保持する。その後、制御装置１０４は、フィン溶接装置１０３によりフィン搬送装置１０２に保持された伝熱フィン２６を胴本体２１の外周面に溶接する。

ここで、フィン搬送装置１０２を詳細に説明する。図３は、フィン搬送装置を構成する作業用ロボットのアームを表す概略図、図４は、吸着保持部及び位置決め部材を表す正面図、図５は、吸着保持部及び位置決め部材を表す平面図である。

フィン搬送装置１０２を構成する作業用ロボット１２０は、回転支持装置１０１に支持された胴本体２１の側方に配置されている。そして、作業用ロボット１２０に対して回転支持装置１０１とは反対側にストッカ１２２が配置されている。ストッカ１２２は、載置台１３１上に１個の第１ストッパ１３２と複数の第２ストッパ１３３が固定されている。複数の伝熱フィン２６は、載置台１３１上に積み上げられるように搬入され、第１ストッパ１３２と各第２ストッパ１３３に当接して水平方向の位置決めがなされる。但し、ストッカ１２２への伝熱フィン２６の搬入がクレーンにより行われることから、載置台１３１上の各伝熱フィン２６は、第１ストッパ１３２及び各第２ストッパ１３３に必ずしも当接しておらず、ストッカ１２２での伝熱フィン２６の位置決めは高精度なものではない。

図３に示すように、作業用ロボット１２０のアーム１２１は、第１アーム１４１の先端部に関節部１４２により第２アーム１４３が連結され、第２アーム１４３の先端部に関節部１４４により第３アーム１４５が連結され、第３アーム１４５の先端部に吸着保持部１０５と位置決め部材１０６が装着されている。そのため、作業用ロボット１２０は、第１アーム１４１に対して関節部１４２により第２アーム１４３が軸心Ｏ１を中心に回動し、第２アーム１４３に対して関節部１４４により第３アーム１４５が軸心Ｏ２を中心に回動し、吸着保持部１０５と位置決め部材１０６を移動することができる。ここで、作業用ロボット１２０のアーム１２１により吸着保持部１０５が保持した伝熱フィン２６を反転させる反転装置が構成される。

吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６において、図４及び図５に示すように、支持板１５１は、伝熱フィン２６より長い平板形状をなし、平面部１５１ａに吸着保持部１０５を構成する複数（本実施形態では、８個）の吸着パッド１５２が所定間隔（好ましくは、等間隔）を空けて設けられている。この各吸着パッド１５２は、図示しない吸引源が連結されており、伝熱フィン２６の平面部を吸引することができる。

支持板１５１は、平面部１５１ａに位置決め部材１０６を構成する互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパ１５３，１５４，１５５が設けられている。第１ストッパ１５３は、支持板１５１の平面部１５１ａにおける各吸着パッド１５２の両側に固定されており、吸着保持部１０５が吸着した伝熱フィン２６の厚さ方向に沿うＺ方向（第１方向）における位置決めを行うものである。第２ストッパ１５４は、支持板１５１の一側面部１５１ｂにおける各吸着パッド１５２の間に固定されており、吸着保持部１０５が吸着した後に反転して保持が解除された伝熱フィン２６の幅さ方向に沿うＹ方向（第２方向）における位置決めを行うものである。第３ストッパ１５５は、支持板１５１の一端部１５１ｃに固定されており、吸着保持部１０５が吸着した後に反転して保持が解除された伝熱フィン２６の長さ方向に沿うＸ方向（第３方向）における位置決めを行うものである。

なお、ストッパ１５３，１５４，１５５は、金属製または樹脂製であって、伝熱フィン２６との接触面の摩擦抵抗が低いものとなっている。この場合、ストッパ１５３，１５４，１５５を金属部材とし、位置決め当接部だけ樹脂部材としてもよい。

そのため、吸着保持部１０５は、各吸着パッド１５２が鉛直方向の下方を向き、ストッカ１２２に載置されている伝熱フィン２６の平面部（上面部）に接触して吸着すると、伝熱フィン２６の平面部が第１ストッパ１５３に当接することでＺ方向の位置決めが行われる。そして、吸着保持部１０５は、各吸着パッド１５２が伝熱フィン２６を吸着したままで１８０度反転し、伝熱フィン２６が水平方向に対して第２ストッパ１５４及び第３ストッパ１５５が鉛直方向の下方に位置するように所定角度（例えば、２０度から４５度の間）で傾斜させる。このとき、吸着保持部１０５は、各吸着パッド１５２による伝熱フィン２６の吸着を解除すると、伝熱フィン２６が傾斜方向の下方側に移動して第２ストッパ１５４と第３ストッパ１５５に当接することでＸ方向及びＹ方向の位置決めが行われる。

図６−１は、吸着前における位置決め部材を表す正面図、図６−２は、吸着時における位置決め部材を表す正面図、図６−３は、位置決め時における位置決め部材を表す正面図、図７−１は、吸着前における位置決め部材を表す側面図、図７−２は、吸着時における位置決め部材を表す側面図、図７−３は、位置決め時における位置決め部材を表す側面図である。

図６−１及び図７−１に示すように、吸着保持部１０５は、吸着パッド１５２が鉛直方向の下方を向いており、吸着パッド１５２が位置決め部材１０６の第１ストッパ１５３より前方に突出している。この状態から作業用ロボット１２０（図１参照）により吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６が移動し、図６−２及び図７−２に示すように、吸着パッド１５２をストッカ１２２（図１参照）に載置されている伝熱フィン２６の平面部（上面部）に接触させ、吸着させる。すると、吸着パッド１５２が伝熱フィン２６を吸着することで、伝熱フィン２６の平面部が第１ストッパ１５３に当接し、伝熱フィン２６におけるＺ方向の位置決めが行われる。

そして、吸着保持部１０５の吸着パッド１５２がストッカ１２２の伝熱フィン２６を吸着することで、伝熱フィン２６が第１ストッパ１５３に当接してＺ方向の位置決めが行われると、作業用ロボット１２０により吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６を介して、伝熱フィン２６を１８０度反転させる。そして、図６−３及び図７−３に示すように、吸着保持部１０５が伝熱フィン２６の吸着を解除し、吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６を傾斜させる。位置決め部材１０６は、水平方向に対して第２ストッパ１５４及び第３ストッパ１５５が鉛直方向の下方に位置するように所定角度だけ傾斜させる。

すると、伝熱フィン２６は、吸着パッド１５２による吸着が解除されるため、第１ストッパ１５３上で水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）の移動が自由となり、自重により傾斜方向における下方に移動する。このとき、吸着パッド１５２は弾性部材であることから、伝熱フィン２６の吸着を解除しても、伝熱フィン２６の重量により圧縮されたままとなり、伝熱フィン２６は、第１ストッパ１５３に接触したままとなる。そして、伝熱フィン２６は、自重により傾斜方向における下方に移動すると、側面が第２ストッパ１５４に当接してＹ方向の位置決めが行われると共に、端面が第３ストッパ１５５に当接してＸ方向の位置決めが行われる。

吸着保持部１０５は、伝熱フィン２６が各ストッパ１５３，１５４，１５５に当接した位置で再び伝熱フィン２６を吸着すると、制御装置１０４は、吸着保持部１０５が伝熱フィン２６を吸着した位置を基準位置として認識する。

なお、吸着保持部１０５が伝熱フィン２６の吸着を解除してから吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６を傾斜させたが、吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６を傾斜させてから吸着保持部１０５が伝熱フィン２６の吸着を解除してしてもよい。また、吸着保持部１０５による伝熱フィン２６の吸着解除と吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６の傾斜動作を同時に行ってもよい。

以下、本実施形態のフィンの位置決め方法並びに胴本体に対するフィンの組立方法について、詳細に説明する。図８は、本実施形態の胴本体に対するフィンの組付方法を表すフローチャートである。

本実施形態の部材の位置決め方法は、伝熱フィン２６を把持する工程と、把持された伝熱フィン２６を反転させる工程と、反転されて把持が解除された伝熱フィン２６を自重により位置決めを行う工程とを有する。

また、胴本体に対するフィンの組立方法は、横倒し状態で胴本体２１を支持する工程と、ストッカ１２２に載置された伝熱フィン２６を把持する工程と、把持された伝熱フィン２６を反転させる工程と、反転されて把持が解除された伝熱フィン２６を自重により位置決めを行う工程と、位置決めされて把持された伝熱フィン２６を胴本体２１の外周面におけるフィン取付位置に固定する工程とを有する。

図１及び図２、図８に示すように、ステップＳ１１にて、クレーン（図示略）を用いて胴本体２１を搬送し、この胴本体２１を横倒し状態で回転支持装置１０１の上に載置する。ステップＳ１２にて、制御装置１０４は、回転支持装置１０１を駆動制御することで胴本体２１を回転し、フィン取付角度で停止する。そして、ステップＳ１３にて、作業用ロボット１２０は、アーム１２１を作動し、吸着保持部１０５をストッカ１２２の上方に移動し、各吸着パッド１５２を下降してストッカ１２２の伝熱フィン２６の平面部（上面部）に接触して吸着する。

ステップＳ１４にて、作業用ロボット１２０は、アーム１２１を作動して吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６と共に吸着して伝熱フィン２６を１８０度反転させる。ステップＳ１５にて、作業用ロボット１２０は、アーム１２１を作動して吸着保持部１０５及び位置決め部材１０６を傾斜させ、水平方向に対して第２ストッパ１５４及び第３ストッパ１５５が鉛直方向の下方に位置するような傾斜姿勢で停止させる。ここで、ステップＳ１６にて、吸着保持部１０５による伝熱フィン２６の吸着を解除する。

すると、ステップＳ１７にて、伝熱フィン２６は、第１ストッパ１５３上で水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）の移動が自由となり、自重により傾斜方向における下方に移動し、側面が第２ストッパ１５４に当接してＹ方向の位置決めが行われると共に、端面が第３ストッパ１５５に当接してＸ方向の位置決めが行われる。位置決め部材１０６により伝熱フィン２６における３方向の位置決めが完了すると、ステップＳ１８にて、吸着保持部１０５が伝熱フィン２６を再び吸着する。制御装置１０４は、吸着保持部１０５が伝熱フィン２６を再び吸着した位置を基準位置として認識する。

そして、ステップＳ１９にて、伝熱フィン２６の仮溶接を実施する。即ち、フィン搬送装置１０２が基準位置に保持された伝熱フィン２６をフィン取付位置に移動し、フィン溶接装置１０３の溶接トーチ１２４が伝熱フィン２６の鋭角側から溶接する。ステップＳ２０にて、胴本体２１に対して全ての伝熱フィン２６の仮溶接が完了したかどうかを判定する。ここで、胴本体２１に対して全ての伝熱フィン２６の仮溶接が完了していないと判定（Ｎｏ）されたら、ステップＳ１３に戻って前述した作業を繰り返し実施する。一方、ステップＳ２０にて、胴本体２１に対して全ての伝熱フィン２６の仮溶接が完了したと判定（Ｙｅｓ）されたら、伝熱フィン２６の仮溶接を完了し、続いて、同様の方法で、胴本体２１に対して各伝熱フィン２６の本溶接を実施する。伝熱フィン２６の本溶接は、フィン溶接装置１０３の溶接トーチ１２４により伝熱フィン２６の鋭角側と鈍角側の両方から実施する。

このように本実施形態の部材の位置決め装置にあっては、伝熱フィン２６を吸着保持する吸着保持部１０５と、吸着保持部１０５による吸着保持が解除された伝熱フィン２６を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材１０６とを設けている。

従って、吸着保持部１０５が伝熱フィン２６を吸着保持し、位置決め部材１０６は、吸着保持部１０５による吸着保持が解除された伝熱フィン２６を基準位置に移動して位置決めを行うことから、吸着保持部１０５に複雑な位置決め装置を設ける必要がなく、位置決め部材１０６により伝熱フィン２６を基準位置に容易に位置決めすることができる。そのため、伝熱フィン２６の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができる。

本実施形態の部材の位置決め装置では、吸着保持部１０５により吸着保持された伝熱フィン２６を反転させる反転装置としての作業用ロボット１２０が設けられ、位置決め部材１０６は、反転されて吸着保持が解除された伝熱フィン２６の位置決めを行う。従って、伝熱フィン２６の位置決めを行うとき、伝熱フィン２６の吸着保持を解除しても伝熱フィン２６が落下することはなく、伝熱フィン２６を安全で容易に位置決めすることができる。

本実施形態の部材の位置決め装置では、位置決め部材１０６は、互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパ１５３，１５４，１５５を有している。従って、伝熱フィン２６を高精度に位置決めすることができる。

本実施形態の部材の位置決め装置では、位置決め部材１０６として、支持板１５１に固定されてＺ方向における位置決めを行う第１ストッパ１５３と、支持板１５１に固定されてＺ方向に交差するＹ方向における位置決めを行う第２ストッパ１５４と、支持板１５１に固定されてＺ方向及びＹ方向に交差するＸ方向における位置決めを行う第３ストッパ１５５とを設けている。従って、構造の複雑化を抑制することができる。

本実施形態の部材の位置決め装置では、吸着保持部１０５による伝熱フィン２６の吸着保持時に伝熱フィン２６が第１ストッパ１５３に当接することでＺ方向の位置決めが行われ、支持板１５１が水平方向に対して所定角度で傾斜した位置で吸着保持部１０５による伝熱フィン２６の吸着解除時に伝熱フィン２６が第２ストッパ１５４と第３ストッパ１５５に当接することで伝熱フィン２６のＹ方向とＸ方向の位置決めが行われる。従って、伝熱フィン２６が自重により移動して各ストッパ１５３，１５４，１５５に当接することでＸ方向とＹ方向とＺ方向の位置決めが行われることから、伝熱フィン２６を各ストッパ１５３，１５４，１５５に当接するための装置が不要となり、構造の複雑化を抑制することができる。

本実施形態の部材の位置決め装置では、ストッパ１５３，１５４，１５５における少なくとも伝熱フィン２６の当接位置に樹脂部材を設けている。従って、伝熱フィン２６が自重により移動してストッパ１５３，１５４，１５５に当接するとき、伝熱フィン２６の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態の部材の位置決め方法にあっては、伝熱フィン２６を吸着保持する工程と、吸着保持された伝熱フィン２６を反転させる工程と、反転されて吸着保持が解除された伝熱フィン２６を自重により位置決めを行う工程とを有する。

従って、伝熱フィン２６の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができる。

また、本実施形態の胴本体に対するフィンの組立装置にあっては、円筒形状をなす胴本体２１を横倒し状態で支持する回転支持装置１０１と、ストッカ１２２に載置された伝熱フィン２６を搬送するフィン搬送装置１０２と、伝熱フィン２６を溶接するフィン溶接装置１０３とを設け、フィン搬送装置１０２は、伝熱フィン２６を反転させる作業用ロボット１２０であり、伝熱フィン２６を吸着保持する吸着保持部１０５と、吸着保持部１０５による吸着保持が解除された伝熱フィン２６を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材１０６とを有する。

従って、回転支持装置１０１が胴本体２１を横倒し状態で支持し、フィン搬送装置１０２の吸着保持部１０５がストッカ１２２の伝熱フィン２６を吸着保持し、伝熱フィン２６を反転して吸着保持を解除すると、伝熱フィン２６が位置決め部材１０６により位置決めが行われ、吸着保持部１０５が位置決めされた伝熱フィン２６を吸着保持した後、フィン溶接装置１０３が胴本体２１の外周面におけるフィン取付位置に伝熱フィン２６を固定する。このとき、位置決め部材１０６は、吸着保持が解除された伝熱フィン２６を基準位置に移動して位置決めを行うことから、吸着保持部１０５に複雑な位置決め装置を設ける必要がなく、位置決め部材１０６により伝熱フィン２６を基準位置に容易に位置決めすることができる。そのため、伝熱フィン２６の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができ、胴本体２１に対して伝熱フィン２６を高精度に組付けることができる。

また、本実施形態の胴本体に対するフィンの組立方法にあっては、横倒し状態で胴本体２１を支持する工程と、ストッカ１２２に載置された伝熱フィン２６を吸着保持する工程と、吸着保持された伝熱フィン２６を反転させる工程と、反転されて吸着保持が解除された伝熱フィン２６を自重により位置決めを行う工程と、位置決めされて吸着保持された伝熱フィン２６を胴本体２１の外周面におけるフィン取付位置に固定する工程とを有する。

従って、伝熱フィン２６の位置決め精度の向上を図ることができると共に、構造の複雑化を抑制することができ、胴本体２１に対して伝熱フィン２６を高精度に組付けることができる。

なお、上述した実施形態では、部材を把持する把持装置として吸着保持部１０５を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、把持装置として、マグネット保持部を設けたり、一対の挟持部を有する挟持装置を設けたりしてもよい。

また、上述した実施形態では、本発明の部材の位置決め装置として、キャスク１１の胴本体２１に固定する伝熱フィン２６を位置決めするものとして説明したが、この構成に限定されるものではない。更に、伝熱フィン２６を固定する胴本体としてキャスク（放射性物質収納容器）１１の胴本体２１を適用したが、熱交換器の胴体などを適用してもよい。

１１ キャスク（放射性物質収納容器）
１２ 胴部
１３ 蓋部
１４ バスケット
２１ 胴本体
２２ 開口部
２３ 底部
２４ キャビティ
２５ 外筒
２６ 伝熱フィン（部材）
２７，２９ レジン
２８ 底板
３０ トラニオン
３１ 一次蓋
３２ 二次蓋
３３ 三次蓋
１０１ 回転支持装置（支持装置）
１０２ フィン搬送装置（フィン固定装置）
１０３ フィン溶接装置（フィン固定装置）
１０４ 制御装置
１０５ 吸着保持部（把持装置）
１０６ 位置決め部材
１２０ 作業用ロボット（反転装置）
１２１ アーム
１２２ ストッカ
１２４ 溶接トーチ
１５１ 支持板
１５２ 吸着パッド
１５３ 第１ストッパ
１５４ 第２ストッパ
１５５ 第３ストッパ

Claims (9)

1. 部材を把持する把持装置と、
   前記把持装置による把持が解除された前記部材を基準位置に移動して位置決めを行う位置決め部材と、
   を備えることを特徴とする部材の位置決め装置。
2. 前記把持装置により把持された前記部材を反転させる反転装置が設けられ、前記位置決め部材は、前記反転装置により反転されて前記把持装置による把持が解除された前記部材の位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載の部材の位置決め装置。
3. 前記位置決め部材は、互いに交差する三方向の位置決めを行うストッパを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部材の位置決め装置。
4. 前記位置決め部材は、支持板に固定されて第１方向における位置決めを行う第１ストッパと、前記支持板に固定されて前記第１方向に交差する第２方向における位置決めを行う第２ストッパと、前記支持板に固定されて前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向における位置決めを行う第３ストッパとを有することを特徴とする請求項３に記載の部材の位置決め装置。
5. 前記把持装置による前記部材の把持時に前記部材が前記第１ストッパに当接することで前記第１方向の位置決めが行われ、前記支持板が水平方向に対して所定角度で傾斜した位置で前記把持装置による前記部材の把持解除時に前記部材が前記第２ストッパと前記第３ストッパに当接することで前記部材の前記第２方向と前記第３方向の位置決めが行われることを特徴とする請求項４に記載の部材の位置決め装置。
6. 前記ストッパは、少なくとも前記部材の当接位置に樹脂部材が設けられることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の部材の位置決め装置。
7. 部材を把持する工程と、
   把持された前記部材を反転させる工程と、
   反転されて把持が解除された前記部材を自重により位置決めを行う工程と、
   を有することを特徴とする部材の位置決め方法。
8. 円筒形状をなす胴本体を横倒し状態で支持する支持装置と、
   ストッカに載置されたフィンを把持する把持装置と、
   前記把持装置により把持された前記フィンを反転させる反転装置と、
   前記反転装置により反転されて前記把持装置による把持が解除された前記フィンの位置決めを行う位置決め部材と、
   前記位置決め部材により位置決めされて前記把持装置により把持された前記フィンを前記胴本体の外周面におけるフィン取付位置に固定するフィン固定装置と、
   を備えることを特徴とする胴本体に対するフィンの組立装置。
9. 横倒し状態で胴本体を支持する工程と、
   ストッカに載置されたフィンを把持する工程と、
   把持された前記フィンを反転させる工程と、
   反転されて把持が解除された前記フィンを自重により位置決めを行う工程と、
   位置決めされて把持された前記フィンを前記胴本体の外周面におけるフィン取付位置に固定する工程と、
   を有することを特徴とする胴本体に対するフィンの組立方法。

Images