JP2500530B2 - 原子炉燃料取扱機用グリッパ駆動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原子炉の燃料取扱設
備において、グリッパ装置本体の先に脱着可能に装着さ
れるグリッパの脱着交換と、グリッパ先端の爪の開閉に
よる燃料集合体の把持動作とを、１系統のアクチュエー
タの動作で行えるようにしたグリッパ駆動機構の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、高速炉のごとき原子炉の燃料
取扱機においては、グリッパで把持する取扱対象に合っ
た種々のグリッパを脱着交換して使用する場合に、グリ
ッパ脱着交換用および燃料集合体把持動作用に独立した
２系統の駆動機構を必要としていた。

【０００３】図５は、従来のグリッパ駆動機構の１例を
示すものであって、グリッパケーシング１およびグリッ
パ２を有している。グリッパケーシング１は４本のチェ
ーン３により吊下げられており、チェーンの一端はチェ
ーン駆動機構４内の２対の駆動ドラム５ａ，５ｂに各々
独立して取付けられ、他端はグリッパケーシング１内の
２個のドラム６ａ，６ｂに２本ずつ対をなして取付けら
れる。グリッパ全体の昇降は４本のチェーン３を２対の
駆動ドラム５ａ，５ｂによって同時に巻き上げ、または
巻き下げすることにより行われる。また、ドラム６ａに
取付けた２本のチェーンの一方を巻き上げ、他方を巻き
下げすることによりドラム６ａが回転し、アクチュエー
タ７ａが上下し、グリッパ脱着交換用爪８を作動させて
グリッパ２の脱着ができる。同様に、ドラム６ｂに取付
けた２本のチェーン３の一方を巻き上げ、他方を巻き下
げすることによりドラム６ｂが回転し、アクチュエータ
７ｂが上下し、グリッパ２先端の燃料集合体把持用爪９
を作動させて燃料集合体１０を把持、離脱することがで
きる。

【０００４】なお、グリッパ脱着交換用爪８および燃料
集合体把持用爪９はグリッパ周方向に複数個配設されて
いるが、図５では１つの爪のみ図示して簡略化してあ
る。また、チェーン３は金属テープや金属ワイヤとする
こともできるが、本明細書中でチェーンという用語はこ
れらの総称として使用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したごとき従来の
グリッパ駆動機構は、グリッパ脱着交換用爪の駆動機構
と、これとは独立した燃料集合体把持用爪の駆動機構と
の２系統の駆動機構を必要とするため、構造が複雑とな
り、装置が大型化したり、製作費の上昇を招くという問
題があった。

【０００６】そこでこの発明は、１系統の駆動機構で、
グリッパ脱着交換用爪の駆動と燃料集合体把持用爪の駆
動との両方の機能をもたせることができる改良された燃
料取扱機用グリッパ駆動機構を提供することを目的とし
てなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明の原子
炉燃料取扱機用グリッパ駆動機構は、下端に燃料集合体
把持用爪を有するグリッパが、グリッパ脱着交換用爪に
よってグリッパケーシングの下端に脱着可能に取り付け
られた外形構造を有している。このグリッパケーシング
の内部には、チェーンにより回転するドラムと、ドラム
の回転に伴って回転する１対のかさ歯車と、かさ歯車の
回転を上下運動に変えるボールネジ機構と、ボールネジ
機構の上下運動によって上下するアクチュエータとが配
設されている。そしてこのアクチュエータは、第１のス
トローク位置でグリッパ脱着交換用爪を開、燃料集合体
把持用爪を開とし、第２のストローク位置でグリッパ脱
着交換用爪を開、燃料集合体把持用爪を閉とし、第３の
ストローク位置でグリッパ脱着交換用爪を閉とするよう
に、上下ストローク位置をドラムの回転量によって選択
できるようにしてある。

【０００８】

【作用】チェーンによりドラムを回転させると、この回
転運動はかさ歯車およびボールネジ機構を介してアクチ
ュエータに伝達されて、アクチュエータを上下運動させ
る。従って、アクチュエータの上下ストローク位置はド
ラムの回転量により任意に変えることができる。

【０００９】アクチュエータを第１のストローク位置に
した場合には、グリッパ脱着交換用爪が開とされてグリ
ッパを把持した状態に維持し、燃料集合体把持用爪も開
とされて燃料集合体を把持した状態に維持される。従っ
てこの状態では、グリッパケーシングとグリッパと燃料
集合体とが一体的に連結されている。

【００１０】ドラムを回転させることによりアクチュエ
ータを上下運動させて第２のストローク位置にした場合
には、グリッパ脱着交換用爪は開のままとされてグリッ
パを把持した状態に維持されているが、燃料集合体把持
用爪は閉となるため、燃料集合体の把持が開放されて燃
料集合体はグリッパから切り離される。従って、第１の
ストローク位置と第２のストローク位置との間でアクチ
ュエータを上下運動させることにより、グリッパをグリ
ッパケーシングに結合させた状態で、グリッパ下端の燃
料集合体把持用爪を開閉させ燃料集合体の把持・切り離
し動作を行うことができる。

【００１１】さらにドラムを回転させてアクチュエータ
を第３のストローク位置にした場合には、グリッパ脱着
交換用爪が閉となるため、グリッパケーシングとグリッ
パとの連結が切り離され、必要に応じて別な種類のグリ
ッパと交換することができる。

【００１２】このようにして、１系統のアクチュエータ
の上下ストローク位置を選択することによって、グリッ
パの脱着交換動作と燃料集合体把持動作の両方を効果的
かつ確実に行うことが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下に図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。図１はこの発明のグリッパ駆動機構を含む高速
炉の燃料取扱装置を示すものであって、グリッパ昇降部
は上部にグリッパケーシング１１を有し、その下部に燃
料集合体１０を把持するグリッパ１２を有しており、グ
リッパ１２は取扱対象物に応じて脱着交換することがで
きる。グリッパケーシング１１とグリッパ１２とは筒状
ケーシング１３内部を昇降し、筒状ケーシング１３上部
に設けたチェーン駆動機構１４はその内部に一対の駆動
ドラム１５ａ，１５ｂを有している。これらの駆動ドラ
ムはチェーン１６ａ，１６ｂを同時に巻き上げまたは巻
き下げする方向に回転して、グリッパ全体を筒状ケーシ
ング１３内で昇降させることができる。さらには、一方
の駆動ドラム１５ａからチェーン１６ａを巻き下げ、そ
れに相当する分のチェーン１６ｂの長さを他方の駆動ド
ラム１５ｂで巻き上げることによって、後述するグリッ
パケーシング１１内のドラム２０を回転させ、グリッパ
の爪の開閉を操作できるようになっている。

【００１４】グリッパケーシング１１およびグリッパ１
２の内部を図２に示す。チェーン１６ａ，１６ｂにより
回転するドラム２０がグリッパケーシング１１内部の上
方に配設されており、ドラム２０の回転は一対のかさ歯
車２１により水平回転に変えられ、かさ歯車の水平回転
はボールネジ機構２２により上下運動に変えられる。ボ
ールネジ機構２２の上下運動は、グリッパケーシング１
１内を垂直方向に下方に伸びるアクチュエータ２３を上
下運動させる。アクチュエータ２３の上下運動によって
梃子作用により開閉するグリッパ脱着交換用爪２４およ
び燃料集合体把持用爪２５がそれぞれグリッパケーシン
グ１１下端およびグリッパ１２下端に設けられている。
これらのグリッパ脱着交換用爪２４および燃料集合体把
持用爪２５は例えばバネ等によって常に閉状態となるよ
うに付勢されている。

【００１５】前述したようにドラム２０の回転はグリッ
パケーシング１１上部を貫通して伸びるチェーン１６ａ
の巻き上げとチェーン１６ｂの巻き下げによって行うこ
とができる。すなわち、チェーン駆動機構１４内の一対
の駆動ドラム１５ａと１５ｂを互いに反対方向に回転さ
せれば、ドラム２０は回転せず、グリッパ脱着交換用爪
２４の開度はそのままでグリッパケーシング１１とグリ
ッパ１２とは結合した状態で全体的に昇降する。また、
駆動ドラム１５ａと１５ｂを同方向に回転させれば、ド
ラム２０が回転し、グリッパケーシング１１を昇降させ
ずにアクチュエータ２３の上下ストローク位置を任意に
変えることができる。

【００１６】図２においては、アクチュエータ２３によ
りグリッパ脱着交換用爪２４と燃料集合体把持用爪２５
はいずれも開とされている（第１のストローク位置）。
この状態では、開とされているグリッパ脱着交換用爪２
４によってグリッパケーシング１１とグリッパ１２とは
連結されており、また燃料集合体把持用爪２５も開とさ
れていて燃料集合体１０の把持状態が維持されている。

【００１７】次に図３に示したようにアクチュエータ２
３のストロークを、グリッパ脱着交換用爪２４のＡの範
囲、すなわち同一内径としてある範囲で上下させること
により、グリッパ脱着交換用爪２４の開度を変えずに燃
料集合体把持用爪２５を開閉させて燃料集合体１０の把
持・切り離しを行うことができる（第２のストローク位
置）。

【００１８】さらに図４に示したように、アクチュエー
タ２３のストロークをグリッパ脱着交換用爪２４のＡの
範囲より上方のＢの範囲で動作させることによって（第
３のストローク位置）、グリッパ脱着交換用爪２４を閉
としてグリッパ１２をグリッパケーシング１１から離脱
させ、取扱対象の異なる別なグリッパと交換することが
できる。

【００１９】なお図示していないが、動作の安全性およ
び確実性を確保するために、チェーン駆動機構１４の駆
動ドラム１５ａ，１５ｂには、ストローク検出機構およ
び荷重検出機構を設けることが望ましい。さらに、グリ
ッパ脱着交換用爪２４および燃料集合体把持用爪２５に
は、それぞれグリッパ１２および燃料集合体１０を把持
しているか否かを正確に検出するための超音波式あるい
は電磁式つかみ検出機構を設けることが望ましい。これ
らの検出機構はいずれも従来から慣用されているもので
ある。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明からわかるように、原子炉の
燃料取扱機に複数のグリッパの脱着交換機能をもたせる
ために、従来の駆動機構においてはグリッパ先端の爪の
開閉動機構とは別系統の駆動機構を必要としていたのに
対して、この発明においては一対のかさ歯車を介したボ
ールネジ機構を用いて１つのアクチュエータを上下運動
させ、この上下ストローク差を使用することによって、
１系統の駆動機構で２つの駆動機能をもたせることが可
能になった。

【００２１】その結果、グリッパ駆動機構が簡略化さ
れ、装置の小型化および製作費の削減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のグリッパ駆動機構を含む原子炉燃料
取扱装置の説明図。

【図２】図１のグリッパケーシングおよびグリッパの内
部の構成を示すものであって、アクチュエータの第１の
ストローク位置を示す説明図。

【図３】アクチュエータの第２のストローク位置を示す
説明図。

【図４】アクチュエータの第３のストローク位置を示す
説明図。

【図５】２系統の駆動機構を有する従来のグリッパ駆動
機構を示す説明図。１１…グリッパケーシング、 １２
…グリッパ、１６ａ，１６ｂ…チェーン、 ２０…ドラ
ム板、 ２１…かさ歯車、２２…ボールネジ機構、 ２
３…アクチュエータ、２４…グリッパ脱着交換用爪、
２５…燃料集合体把持用爪。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下端に燃料集合体把持用爪を有するグリッ
   パがグリッパ脱着交換用爪によってグリッパケーシング
   の下部に脱着可能に取り付けられており、該グリッパケ
   ーシングの内部には、チェーンにより回転するドラム
   と、該ドラムの回転に伴って回転する１対のかさ歯車
   と、該かさ歯車の回転を上下運動に変えるボールネジ機
   構と、該ボールネジ機構の上下運動によって上下するア
   クチュエータとが配設されており、該アクチュエータの
   第１のストローク位置でグリッパ脱着交換用爪を開、燃
   料集合体把持用爪を開とし、第２のストローク位置でグ
   リッパ脱着交換用爪を開、燃料集合体把持用爪を閉と
   し、第３のストローク位置でグリッパ脱着交換用爪を閉
   とするように該アクチュエータの上下ストローク位置を
   該ドラムの回転量によって選択できるようにしたことを
   特徴とする原子炉燃料取扱機用グリッパ駆動機構。