JP3463022B2 - 磁気継手要素、磁気継手および制御棒駆動装置 - Google Patents
磁気継手要素、磁気継手および制御棒駆動装置Info
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- JP3463022B2 JP3463022B2 JP2000199733A JP2000199733A JP3463022B2 JP 3463022 B2 JP3463022 B2 JP 3463022B2 JP 2000199733 A JP2000199733 A JP 2000199733A JP 2000199733 A JP2000199733 A JP 2000199733A JP 3463022 B2 JP3463022 B2 JP 3463022B2
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- coupling element
- control rod
- sleeve
- welding
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気継手要素、こ
の磁気継手要素を用いた磁気継手、およびこの磁気継手
を用いた制御棒駆動装置に関する。
の磁気継手要素を用いた磁気継手、およびこの磁気継手
を用いた制御棒駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉の制御棒駆動装置は制御
棒と一体となり、原子炉の反応度を制御するものであ
り、プラントの運転および安全上特に重要なものであ
る。
棒と一体となり、原子炉の反応度を制御するものであ
り、プラントの運転および安全上特に重要なものであ
る。
【０００３】従来、この制御棒駆動装置として、回転駆
動源である電動機アセンブリと接液側である制御棒昇降
駆動用ボールねじ機構とを、径が異なり互いに離間嵌合
状態で配置される磁石内在型の１対の筒状の磁気継手要
素からなる磁気継手によって連結する構成の電動型の制
御棒駆動装置が知られている。
動源である電動機アセンブリと接液側である制御棒昇降
駆動用ボールねじ機構とを、径が異なり互いに離間嵌合
状態で配置される磁石内在型の１対の筒状の磁気継手要
素からなる磁気継手によって連結する構成の電動型の制
御棒駆動装置が知られている。
【０００４】図５は、この電動型の制御棒駆動装置の具
体的な構成例を示している。
体的な構成例を示している。
【０００５】この図５に示すように、制御棒駆動機構ハ
ウジング８内にアウタチューブ９が設置され、これらの
制御棒駆動機構ハウジング８およびアウタチューブ９
が、スプールピース１０にボルト１１によって締結され
ている。スプールピース１０内は原子炉圧力容器に通じ
ており、内側磁気継手要素１３は運転期間を通じて炉水
に浸されている。
ウジング８内にアウタチューブ９が設置され、これらの
制御棒駆動機構ハウジング８およびアウタチューブ９
が、スプールピース１０にボルト１１によって締結され
ている。スプールピース１０内は原子炉圧力容器に通じ
ており、内側磁気継手要素１３は運転期間を通じて炉水
に浸されている。
【０００６】この制御棒駆動装置の下端側には、駆動源
である電動機アセンブリ１２が設けられ、この電動機ア
センブリ１２の回転が、スプールピース１０の隔壁１０
ａにより隔てられた内側磁気継手要素１３と外側磁気継
手要素１４とから構成される磁気継手、および駆動軸２
等を介して、ボールねじ機構に伝達されるようになって
いる。
である電動機アセンブリ１２が設けられ、この電動機ア
センブリ１２の回転が、スプールピース１０の隔壁１０
ａにより隔てられた内側磁気継手要素１３と外側磁気継
手要素１４とから構成される磁気継手、および駆動軸２
等を介して、ボールねじ機構に伝達されるようになって
いる。
【０００７】そして、制御棒駆動装置の上部構造内に
は、ボールねじ３、ボールナット４、中空ピストン５等
からなるボールねじ機構が設けられ、ボールねじ３の下
端部には駆動軸２を介して内側磁気継手要素１３が連結
されている。一方、下部構造側に設けられた電動機アセ
ンブリ１２の垂直な回転軸１が、外側磁気継手１４にお
結合されている。内側磁気継手要素１３および外側磁気
継手要素１４は互いに磁気的に結合しているため、スプ
ールピース１０の隔壁１０ａを介して非接触で内側およ
び外側磁気継手要素１３、１４間で動力を伝達可能であ
る。そして、内側磁気継手要素１３に一体回転可能に連
結されたボールねじ３にボールナット４が螺合し、ボー
ルねじ３が回転するようになっている。
は、ボールねじ３、ボールナット４、中空ピストン５等
からなるボールねじ機構が設けられ、ボールねじ３の下
端部には駆動軸２を介して内側磁気継手要素１３が連結
されている。一方、下部構造側に設けられた電動機アセ
ンブリ１２の垂直な回転軸１が、外側磁気継手１４にお
結合されている。内側磁気継手要素１３および外側磁気
継手要素１４は互いに磁気的に結合しているため、スプ
ールピース１０の隔壁１０ａを介して非接触で内側およ
び外側磁気継手要素１３、１４間で動力を伝達可能であ
る。そして、内側磁気継手要素１３に一体回転可能に連
結されたボールねじ３にボールナット４が螺合し、ボー
ルねじ３が回転するようになっている。
【０００８】ボールナット４の上部には、ボールねじ３
を囲んで上方に伸びる中空ピストン５が設けられ、この
中空ピストン５の上端に、カップリング６を介して制御
棒７が連結されている。
を囲んで上方に伸びる中空ピストン５が設けられ、この
中空ピストン５の上端に、カップリング６を介して制御
棒７が連結されている。
【０００９】このように構成された制御棒駆動機構にお
いて、電動機アセンブリ１２を回転駆動させることによ
り、回転軸１，外側磁気継手要素１４，内側磁気継手要
素１３および駆動軸２を介してボールねじ３が回転し、
このボールねじ３の回転によりボールナット４が上下動
する。ボールナット４の上下動に連動して、中空ピスト
ン５および制御棒７が上下動し、この制御棒７の上下動
により炉心への挿入および引抜き量が調整され、炉出力
がコントロールされる。
いて、電動機アセンブリ１２を回転駆動させることによ
り、回転軸１，外側磁気継手要素１４，内側磁気継手要
素１３および駆動軸２を介してボールねじ３が回転し、
このボールねじ３の回転によりボールナット４が上下動
する。ボールナット４の上下動に連動して、中空ピスト
ン５および制御棒７が上下動し、この制御棒７の上下動
により炉心への挿入および引抜き量が調整され、炉出力
がコントロールされる。
【００１０】スクラム時は制御棒７とカップリング６を
介して結合した中空ピストン５が、水圧制御ユニットか
ら供給される水圧により急速に押し上げられボールナッ
ト４から分離し、急速に制御棒７を炉心に挿入する。
介して結合した中空ピストン５が、水圧制御ユニットか
ら供給される水圧により急速に押し上げられボールナッ
ト４から分離し、急速に制御棒７を炉心に挿入する。
【００１１】図６〜図９は、上述した磁気継手の構成を
示している。図６は内側磁気継手要素１３の拡大断面図
であり、図７は図６のＣ−Ｃ線断面図である。図８は外
側磁気継手要素１４の拡大断面図であり、図７は図６の
Ｄ−Ｄ線断面図である。
示している。図６は内側磁気継手要素１３の拡大断面図
であり、図７は図６のＣ−Ｃ線断面図である。図８は外
側磁気継手要素１４の拡大断面図であり、図７は図６の
Ｄ−Ｄ線断面図である。
【００１２】図６および図７に示すように、内側磁気継
手要素１３は、キー１５、カラー１６、ブッシュ１７、
ヨーク１８、永久磁石１９、スリーブ２０等によって構
成され、永久磁石１９の磁力により、外側磁気継手要素
１４とトルクの伝達を行うことができる。すなわち、内
側磁気継手要素１３は、全体として筒状の匡体内に磁石
を密封収容した構成とされている。この匡体が永久磁石
１９の外周側を被覆するスリーブ２０と、その永久磁石
１９の軸方向端部側を被覆する端板部材としてのカラー
１６およびブッシュ１７を有しており、スリーブ２０の
上下端部にカラー１６およびブッシュ１７がそれぞれ周
継手２６としての溶接部により接合されている。
手要素１３は、キー１５、カラー１６、ブッシュ１７、
ヨーク１８、永久磁石１９、スリーブ２０等によって構
成され、永久磁石１９の磁力により、外側磁気継手要素
１４とトルクの伝達を行うことができる。すなわち、内
側磁気継手要素１３は、全体として筒状の匡体内に磁石
を密封収容した構成とされている。この匡体が永久磁石
１９の外周側を被覆するスリーブ２０と、その永久磁石
１９の軸方向端部側を被覆する端板部材としてのカラー
１６およびブッシュ１７を有しており、スリーブ２０の
上下端部にカラー１６およびブッシュ１７がそれぞれ周
継手２６としての溶接部により接合されている。
【００１３】また、図８および図９に示すように、外側
磁気継手要素１４は大径なスリーブ２１、カラー２２、
ブッシュ２３、ヨーク２４、永久磁石２５等を有し、永
久磁石２５の磁力により、内側磁気継手要素１３とトル
クの伝達を行うことができる。
磁気継手要素１４は大径なスリーブ２１、カラー２２、
ブッシュ２３、ヨーク２４、永久磁石２５等を有し、永
久磁石２５の磁力により、内側磁気継手要素１３とトル
クの伝達を行うことができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の磁気
継手においては、下記の点において技術の確立あるいは
改良の余地があった。
継手においては、下記の点において技術の確立あるいは
改良の余地があった。
【００１５】すなわち、内側磁気継手要素１３に使用さ
れている永久磁石１９は、設計上の理由により希土類磁
石とされており、直接水に浸かった場合には、経年的な
磁力の劣化が加速される傾向にある。したがって、図６
に示したように、従来の内側磁気継手要素１３は、永久
磁石１９が水に直接接することがないように、かつ極力
磁石を大きくして内側磁気継手要素１３と外側磁気継手
要素１４との距離を小さくして伝達可能なトルクを大き
くできる寸法として、板厚が約０．５ｍｍのスリーブ２
０で永久磁石１９を被覆する構造となっていた。
れている永久磁石１９は、設計上の理由により希土類磁
石とされており、直接水に浸かった場合には、経年的な
磁力の劣化が加速される傾向にある。したがって、図６
に示したように、従来の内側磁気継手要素１３は、永久
磁石１９が水に直接接することがないように、かつ極力
磁石を大きくして内側磁気継手要素１３と外側磁気継手
要素１４との距離を小さくして伝達可能なトルクを大き
くできる寸法として、板厚が約０．５ｍｍのスリーブ２
０で永久磁石１９を被覆する構造となっていた。
【００１６】しかし、スリーブ２０として約０．５ｍｍ
の板厚の円筒を製作することについては、加工性が悪く
製作コストの上昇を招くとともに、歩留まり悪化の要因
となっており、その改良が求められていた。
の板厚の円筒を製作することについては、加工性が悪く
製作コストの上昇を招くとともに、歩留まり悪化の要因
となっており、その改良が求められていた。
【００１７】また、図６に示したように、従来の内側磁
気継手要素１３の周継手２６としての溶接線２６は、ス
リーブ２０を一周するように設けられているが、そのス
リーブ２０を回転させながら溶接した場合には、用いら
れている永久磁石１９の極が互い違いに配置されている
ことから、磁力によって溶接線が波打ち状態となり易
く、溶接構造の信頼性を確保するために歩留まりが悪化
するという不具合を生じていた。
気継手要素１３の周継手２６としての溶接線２６は、ス
リーブ２０を一周するように設けられているが、そのス
リーブ２０を回転させながら溶接した場合には、用いら
れている永久磁石１９の極が互い違いに配置されている
ことから、磁力によって溶接線が波打ち状態となり易
く、溶接構造の信頼性を確保するために歩留まりが悪化
するという不具合を生じていた。
【００１８】さらに、内側磁気継手要素１３において
は、スリーブ２０内部の永久磁石１９をスリーブ２０外
部の接液から防止するため、周継手２６である溶接部の
溶接止端部における信頼性向上が求められていた。
は、スリーブ２０内部の永久磁石１９をスリーブ２０外
部の接液から防止するため、周継手２６である溶接部の
溶接止端部における信頼性向上が求められていた。
【００１９】さらにまた、溶接止端部を含む溶接線の信
頼性確認のため、溶接後に適切な溶接検査が求められて
いたが、従来の内側継手要素１３にあっては、端板であ
るカラー１６およびブッシュ１７の溶接部位が鍔状であ
り、項信頼性のある体積検査を行うことが困難であっ
た。
頼性確認のため、溶接後に適切な溶接検査が求められて
いたが、従来の内側継手要素１３にあっては、端板であ
るカラー１６およびブッシュ１７の溶接部位が鍔状であ
り、項信頼性のある体積検査を行うことが困難であっ
た。
【００２０】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、溶接部における波打ち状態の解消お
よび溶接加工性の向上ひいては溶接信頼性の向上が図
れ、しかも溶接後の検査を容易かつ高精度で行うことが
できる磁気継手要素、およびこの磁気継手要素を用いた
磁気継手を提供することにある。
ので、その目的は、溶接部における波打ち状態の解消お
よび溶接加工性の向上ひいては溶接信頼性の向上が図
れ、しかも溶接後の検査を容易かつ高精度で行うことが
できる磁気継手要素、およびこの磁気継手要素を用いた
磁気継手を提供することにある。
【００２１】また、本発明の他の目的は、上述した磁気
継手を適用することにより、信頼性の高い制御棒駆動機
構を提供することにある。
継手を適用することにより、信頼性の高い制御棒駆動機
構を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１の発明では、筒状の匡体内に磁石を密封収
容した磁気継手要素であって、前記匡体は、前記磁石を
外周側から被覆するスリーブと、前記磁石を軸方向端部
外側から被覆する端板部材とを有し、これらスリーブと
端板部材とが溶接により接合されているものにおいて、
前記端板部材にその外周縁部から軸方向に沿って突出す
る筒状部を一体形成し、この筒状部の軸方向端部から１
ｍｍ以上離した部分に溶接線を配置して前記スリーブと
全周に亘ってレーザ溶接するとともに、前記端板部材を
この溶接線より軸方向に１ｍｍ以上奥まで皿状に加工し
たことを特徴とする磁気継手要素を提供する。
め、請求項１の発明では、筒状の匡体内に磁石を密封収
容した磁気継手要素であって、前記匡体は、前記磁石を
外周側から被覆するスリーブと、前記磁石を軸方向端部
外側から被覆する端板部材とを有し、これらスリーブと
端板部材とが溶接により接合されているものにおいて、
前記端板部材にその外周縁部から軸方向に沿って突出す
る筒状部を一体形成し、この筒状部の軸方向端部から１
ｍｍ以上離した部分に溶接線を配置して前記スリーブと
全周に亘ってレーザ溶接するとともに、前記端板部材を
この溶接線より軸方向に１ｍｍ以上奥まで皿状に加工し
たことを特徴とする磁気継手要素を提供する。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】請求項２の発明では、筒状の匡体内に磁石
を密封収容した径の異なる１対の磁気継手要素を同一軸
心上に備え、前記小径な一方の磁気継手要素を内側磁気
継手要素とするとともに、前記大径な他方の磁気継手要
素を外側磁気継手要素として前記内側磁気継手要素の外
側に組合せ配置した磁気継手であって、前記内側磁気継
手要素として請求項１記載の磁気継手要素を適用したこ
とを特徴とする磁気継手を提供する。
を密封収容した径の異なる１対の磁気継手要素を同一軸
心上に備え、前記小径な一方の磁気継手要素を内側磁気
継手要素とするとともに、前記大径な他方の磁気継手要
素を外側磁気継手要素として前記内側磁気継手要素の外
側に組合せ配置した磁気継手であって、前記内側磁気継
手要素として請求項１記載の磁気継手要素を適用したこ
とを特徴とする磁気継手を提供する。
【００２７】請求項３の発明では、原子炉の制御棒を昇
降駆動する電動型の制御棒駆動装置であって、制御棒駆
動機構ハウジング内に連通して接液状態で設けられる制
御棒昇降駆動用ボールねじ機構に連結される内側磁気継
手と、前記制御棒駆動機構の外側空間に設けられ前記ボ
ールねじ機構の回転駆動源となる電動機アセンブリに連
結される外側磁気継手要素とを有する磁気継手を備えた
ものにおいて、前記磁気継手として、請求項２記載の磁
気継手を適用したことを特徴とする制御棒駆動装置を提
供する。
降駆動する電動型の制御棒駆動装置であって、制御棒駆
動機構ハウジング内に連通して接液状態で設けられる制
御棒昇降駆動用ボールねじ機構に連結される内側磁気継
手と、前記制御棒駆動機構の外側空間に設けられ前記ボ
ールねじ機構の回転駆動源となる電動機アセンブリに連
結される外側磁気継手要素とを有する磁気継手を備えた
ものにおいて、前記磁気継手として、請求項２記載の磁
気継手を適用したことを特徴とする制御棒駆動装置を提
供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気継手要
素、磁気継手および制御棒駆動機構の実施形態につい
て、図１〜図４を参照して説明する。なお、制御棒駆動
機構の全体構成については図５に示したものと略同様で
あり、また外側磁気継手要素の構成については図８およ
び図９に示したものと略同様であるから、これらの制御
棒駆動機構全体および外側磁気継手要素については図
５、図８および図９を参照し、重複する説明は省略す
る。
素、磁気継手および制御棒駆動機構の実施形態につい
て、図１〜図４を参照して説明する。なお、制御棒駆動
機構の全体構成については図５に示したものと略同様で
あり、また外側磁気継手要素の構成については図８およ
び図９に示したものと略同様であるから、これらの制御
棒駆動機構全体および外側磁気継手要素については図
５、図８および図９を参照し、重複する説明は省略す
る。
【００２９】第１実施形態（図１、図２、図５）
本実施形態は、沸騰水型原子炉の制御棒駆動装置に適用
される内側磁気継手要素についてのものであり、図１は
図５に示した内側磁気継手要素１３の第１実施形態を示
す拡大断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であ
る。なお、説明を容易にするため、従来例と共通または
対応する部材等には図６および図７に示した符号と同一
の符号を使用する。
される内側磁気継手要素についてのものであり、図１は
図５に示した内側磁気継手要素１３の第１実施形態を示
す拡大断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であ
る。なお、説明を容易にするため、従来例と共通または
対応する部材等には図６および図７に示した符号と同一
の符号を使用する。
【００３０】図１に示すように、本実施形態の内側磁気
継手要素１３は、筒状の匡体内に永久磁石を密封収容し
た構成とされており、具体的にはキー１５、カラー１
６、ブッシュ１７、ヨーク１８、永久磁石１９、および
スリーブ２０を備えて構成される。すなわち、匡体は永
久磁石１９およびヨーク１８を外周側から被覆する薄肉
な円筒状のスリーブ２０と、永久磁石１９およびヨーク
１８を軸方向両端部外側から被覆する上下１対の端板部
材としてのカラー１６およびブッシュ１７とにより構成
され、この匡体材料としては、オーステナイト系ステン
レス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ
３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４等）が適用されている。そし
て、スリーブ２０の肉厚は０．８ｍｍ以上に設定されて
いる。
継手要素１３は、筒状の匡体内に永久磁石を密封収容し
た構成とされており、具体的にはキー１５、カラー１
６、ブッシュ１７、ヨーク１８、永久磁石１９、および
スリーブ２０を備えて構成される。すなわち、匡体は永
久磁石１９およびヨーク１８を外周側から被覆する薄肉
な円筒状のスリーブ２０と、永久磁石１９およびヨーク
１８を軸方向両端部外側から被覆する上下１対の端板部
材としてのカラー１６およびブッシュ１７とにより構成
され、この匡体材料としては、オーステナイト系ステン
レス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ
３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４等）が適用されている。そし
て、スリーブ２０の肉厚は０．８ｍｍ以上に設定されて
いる。
【００３１】カラー１６はディスク状のもので、その外
周縁部から軸方向に沿って永久磁石と１９反対側の方向
（上方向）に突出する筒状部が一体形成してある。ま
た、ブッシュ１７は軸受部となる上下に長い内筒の下端
部にディスク状部分を一体形成したもので、そのディス
ク状部分の外周縁部から軸方向に沿って永久磁石１９と
反対側の方向（下方向）に突出する筒状部が一体形成し
てある。このように、カラー１６およびブッシュ１７
は、そのディスク状部分とこれより突出する筒状部とに
より皿状をなしている。
周縁部から軸方向に沿って永久磁石と１９反対側の方向
（上方向）に突出する筒状部が一体形成してある。ま
た、ブッシュ１７は軸受部となる上下に長い内筒の下端
部にディスク状部分を一体形成したもので、そのディス
ク状部分の外周縁部から軸方向に沿って永久磁石１９と
反対側の方向（下方向）に突出する筒状部が一体形成し
てある。このように、カラー１６およびブッシュ１７
は、そのディスク状部分とこれより突出する筒状部とに
より皿状をなしている。
【００３２】そして、カラー１６およびブッシュ１７の
各筒状部の外周面には、スリーブ２０の全体が嵌合し得
る凹部が形成され、これらの凹部に嵌合したスリーブ２
０の軸方向端部（上下端部）とカラー１６およびブッシ
ュ１７の各筒状部とがレーザ突合せ溶接による溶接部
（周継手）２６で接合されている。このレーザ溶接によ
る加工は、正逆方向の２パスにより行ったものである。
なお、レーザ溶接には、例えばＹＡＧレーザ、ＣＯ２レ
ーザ等、各種のレーザを適用することができる。
各筒状部の外周面には、スリーブ２０の全体が嵌合し得
る凹部が形成され、これらの凹部に嵌合したスリーブ２
０の軸方向端部（上下端部）とカラー１６およびブッシ
ュ１７の各筒状部とがレーザ突合せ溶接による溶接部
（周継手）２６で接合されている。このレーザ溶接によ
る加工は、正逆方向の２パスにより行ったものである。
なお、レーザ溶接には、例えばＹＡＧレーザ、ＣＯ２レ
ーザ等、各種のレーザを適用することができる。
【００３３】ここで、制御棒駆動装置の上側になるカラ
ー１６とスリーブ２０との溶接部２６については、カラ
ー１６の軸方向端部より１ｍｍ以上離した部分に溶接線
を配置するとともに、カラー１６を溶接部より１ｍｍ以
上奥まで皿状に加工してある。また、制御棒駆動装置の
下側になるブッシュ１７とスリーブ２０との溶接部につ
いても、ブッシュ１７の軸方向端部より１ｍｍ以上離し
た部分に溶接線を配置するとともに、ブッシュ１７の底
面を溶接部より１ｍｍ以上奥まで皿状に加工してある。
ー１６とスリーブ２０との溶接部２６については、カラ
ー１６の軸方向端部より１ｍｍ以上離した部分に溶接線
を配置するとともに、カラー１６を溶接部より１ｍｍ以
上奥まで皿状に加工してある。また、制御棒駆動装置の
下側になるブッシュ１７とスリーブ２０との溶接部につ
いても、ブッシュ１７の軸方向端部より１ｍｍ以上離し
た部分に溶接線を配置するとともに、ブッシュ１７の底
面を溶接部より１ｍｍ以上奥まで皿状に加工してある。
【００３４】このような構成の内側磁気継手要素１３で
あると、制御棒駆動装置の磁気継手として適用する場
合、スリーブ２０の板厚を０．８ｍｍ以上としたことに
より、内側磁気継手要素１３と外側磁気継手要素１４と
の間で必要とされる伝達可能なトルク値を満足できるこ
とが確認できた。また、スリーブ製作時の加工について
も、従来の板厚０．５ｍｍの場合に比して加工性の容易
化が図れるようになる。
あると、制御棒駆動装置の磁気継手として適用する場
合、スリーブ２０の板厚を０．８ｍｍ以上としたことに
より、内側磁気継手要素１３と外側磁気継手要素１４と
の間で必要とされる伝達可能なトルク値を満足できるこ
とが確認できた。また、スリーブ製作時の加工について
も、従来の板厚０．５ｍｍの場合に比して加工性の容易
化が図れるようになる。
【００３５】そして、スリーブ２０とカラー１６および
ブッシュ１７との溶接方法としてレーザ溶接を用いたこ
とにより、従来のＴＩＧ溶接の場合と異なり、永久磁石
の磁気的影響を受けずに溶接を行うことが可能となり、
溶接信頼性の維持を図ることが可能となる。また、スリ
ーブ２０の板厚を０．８ｍｍ以上に設定することによ
り、２パス溶接が可能となり、溶接欠陥の生じ易い溶接
止端部が、例えば１層目のパスの止端部と２層目のパス
の止端部との位置を異ならせることによって正常化する
ことができる。したがって、溶接欠陥のない高信頼性の
溶接施工が可能となり、制御棒駆動機構への適用につい
て、溶接欠陥による漏洩の可能性を大幅に低減させるこ
とが可能となる。
ブッシュ１７との溶接方法としてレーザ溶接を用いたこ
とにより、従来のＴＩＧ溶接の場合と異なり、永久磁石
の磁気的影響を受けずに溶接を行うことが可能となり、
溶接信頼性の維持を図ることが可能となる。また、スリ
ーブ２０の板厚を０．８ｍｍ以上に設定することによ
り、２パス溶接が可能となり、溶接欠陥の生じ易い溶接
止端部が、例えば１層目のパスの止端部と２層目のパス
の止端部との位置を異ならせることによって正常化する
ことができる。したがって、溶接欠陥のない高信頼性の
溶接施工が可能となり、制御棒駆動機構への適用につい
て、溶接欠陥による漏洩の可能性を大幅に低減させるこ
とが可能となる。
【００３６】また、本実施形態においては、例えば制御
棒駆動装置の上側になるカラー１６とスリーブ２０の溶
接部については、カラー１６の軸方向端部より１ｍｍ以
上離した部分に溶接線を配置するとともに、カラー１６
を溶接部より１ｍｍ以上奥まで皿状に加工したことによ
り、放射線透過試験または超音波探傷試験が容易かつ確
実に実施でき、このような体積検査の実施により、製作
時の溶接欠陥が容易に発見可能となる。すなわち、開口
部分に対する体積検査は例えば「斜角」の放射線探傷検
査（ＲＴ）とする。この場合、通常の配管等であれば部
材表面に垂直に放射線が入射するように線源およびフィ
ルムを設置するが、斜角のＲＴでは部材表面に対して斜
めにセットされる。
棒駆動装置の上側になるカラー１６とスリーブ２０の溶
接部については、カラー１６の軸方向端部より１ｍｍ以
上離した部分に溶接線を配置するとともに、カラー１６
を溶接部より１ｍｍ以上奥まで皿状に加工したことによ
り、放射線透過試験または超音波探傷試験が容易かつ確
実に実施でき、このような体積検査の実施により、製作
時の溶接欠陥が容易に発見可能となる。すなわち、開口
部分に対する体積検査は例えば「斜角」の放射線探傷検
査（ＲＴ）とする。この場合、通常の配管等であれば部
材表面に垂直に放射線が入射するように線源およびフィ
ルムを設置するが、斜角のＲＴでは部材表面に対して斜
めにセットされる。
【００３７】本実施形態においては、溶接部２６のある
円筒部分の外周面と内周面とが平行（筒状）であるた
め、垂直法による超音波探傷も実施可能である。本実施
形態によれば、これらを組合せた「体積検査」を容易に
行うことができる。したがって、本実施形態によれば、
従来では表面検査のみでしか行えなかった非破壊試験に
比べて（図６参照）、より信頼性の高い試験を実施する
ことが可能となり、溶接欠陥によって永久磁石１９が接
液し、磁力の劣化速度が速まることを防ぐことが可能と
なる。
円筒部分の外周面と内周面とが平行（筒状）であるた
め、垂直法による超音波探傷も実施可能である。本実施
形態によれば、これらを組合せた「体積検査」を容易に
行うことができる。したがって、本実施形態によれば、
従来では表面検査のみでしか行えなかった非破壊試験に
比べて（図６参照）、より信頼性の高い試験を実施する
ことが可能となり、溶接欠陥によって永久磁石１９が接
液し、磁力の劣化速度が速まることを防ぐことが可能と
なる。
【００３８】第２実施形態（図３、図４、図５）
本実施形態も、沸騰水型原子炉の制御棒駆動装置に適用
される内側磁気継手要素についてのものであり、図３は
図５に示した内側磁気継手要素１３の第２実施形態を示
す拡大断面図であり、図２は図１のＢ−Ｂ線断面図であ
る。なお、説明を容易にするため、従来例と共通または
対応する部材等には図６および図７に示した符号と同一
の符号を使用する。
される内側磁気継手要素についてのものであり、図３は
図５に示した内側磁気継手要素１３の第２実施形態を示
す拡大断面図であり、図２は図１のＢ−Ｂ線断面図であ
る。なお、説明を容易にするため、従来例と共通または
対応する部材等には図６および図７に示した符号と同一
の符号を使用する。
【００３９】図３に示すように、本実施形態の内側磁気
継手要素１３も、筒状の匡体内に永久磁石を密封収容し
た構成とされており、具体的にはキー１５、カラー１
６、ブッシュ１７、ヨーク１８、永久磁石１９、および
スリーブ２０を備えて構成される。すなわち、匡体は永
久磁石１９およびヨーク１８を外周側から被覆する薄肉
な円筒状のスリーブ２０と、永久磁石１９およびヨーク
１８を軸方向両端部外側から被覆する上下１対の端板部
材としてのカラー１６およびブッシュ１７とにより構成
され、この匡体材料としては、オーステナイト系ステン
レス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ
３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４等）が適用されている。そし
て、スリーブ２０の肉厚は０．８ｍｍ以上に設定されて
いる。
継手要素１３も、筒状の匡体内に永久磁石を密封収容し
た構成とされており、具体的にはキー１５、カラー１
６、ブッシュ１７、ヨーク１８、永久磁石１９、および
スリーブ２０を備えて構成される。すなわち、匡体は永
久磁石１９およびヨーク１８を外周側から被覆する薄肉
な円筒状のスリーブ２０と、永久磁石１９およびヨーク
１８を軸方向両端部外側から被覆する上下１対の端板部
材としてのカラー１６およびブッシュ１７とにより構成
され、この匡体材料としては、オーステナイト系ステン
レス鋼（例えばＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ
３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４等）が適用されている。そし
て、スリーブ２０の肉厚は０．８ｍｍ以上に設定されて
いる。
【００４０】カラー１６はディスク状のもので、その外
周縁部から軸方向に沿って永久磁石と１９反対側の方向
（上方向）に突出する筒状部が一体形成してある。この
ように、カラー１６は、そのディスク状部分とこれより
突出する筒状部部とにより皿状をなしている。
周縁部から軸方向に沿って永久磁石と１９反対側の方向
（上方向）に突出する筒状部が一体形成してある。この
ように、カラー１６は、そのディスク状部分とこれより
突出する筒状部部とにより皿状をなしている。
【００４１】また、ブッシュ１７は軸受部となる上下に
長い内筒の下端部にディスク状部分を一体形成して構成
され、そのディスク状部分の外周縁部から軸方向に沿っ
て永久磁石１９側の方向（上方向）にスリーブ２０と同
一径の筒状部が一体に突出形成してある。このように、
ブッシュ１７は、そのディスク状部分とこれより上方に
突出する筒状部とにより構成されている。
長い内筒の下端部にディスク状部分を一体形成して構成
され、そのディスク状部分の外周縁部から軸方向に沿っ
て永久磁石１９側の方向（上方向）にスリーブ２０と同
一径の筒状部が一体に突出形成してある。このように、
ブッシュ１７は、そのディスク状部分とこれより上方に
突出する筒状部とにより構成されている。
【００４２】そして、本実施形態においても、第１実施
形態と同様に、カラー１６およびブッシュ１７が２パス
のレーザ突合せ溶接による溶接部（周継手）２６，２７
で接合されている。ここで、制御棒駆動装置の上側にな
るカラー１６とスリーブ２０との溶接部２６について
は、カラー１６の軸方向端部より１ｍｍ以上離した部分
に溶接線を配置するとともに、カラー１６を溶接部より
１ｍｍ以上奥まで皿状に加工してある。また、制御棒駆
動装置の下側になるブッシュ１７とスリーブ２０との溶
接部２７についても、ブッシュ１７の軸方向端部より０
ｍｍ以上離した部分に溶接線を配置してある。すなわ
ち、制御棒駆動装置の下側になるブッシュ１７とスリー
ブ２０の溶接部２７については、ブッシュ１７の端部を
上方に向けて加工し開先をとることで、ブッシュ１７と
スリーブ２０を突き合わせ溶接とし、後述するように、
溶接部２７の溶接線に対する放射線透過試験または超音
波探傷試験を可能としている。
形態と同様に、カラー１６およびブッシュ１７が２パス
のレーザ突合せ溶接による溶接部（周継手）２６，２７
で接合されている。ここで、制御棒駆動装置の上側にな
るカラー１６とスリーブ２０との溶接部２６について
は、カラー１６の軸方向端部より１ｍｍ以上離した部分
に溶接線を配置するとともに、カラー１６を溶接部より
１ｍｍ以上奥まで皿状に加工してある。また、制御棒駆
動装置の下側になるブッシュ１７とスリーブ２０との溶
接部２７についても、ブッシュ１７の軸方向端部より０
ｍｍ以上離した部分に溶接線を配置してある。すなわ
ち、制御棒駆動装置の下側になるブッシュ１７とスリー
ブ２０の溶接部２７については、ブッシュ１７の端部を
上方に向けて加工し開先をとることで、ブッシュ１７と
スリーブ２０を突き合わせ溶接とし、後述するように、
溶接部２７の溶接線に対する放射線透過試験または超音
波探傷試験を可能としている。
【００４３】このような構成の第２実施形態の内側磁気
継手要素１３であっても、第１実施形態と同様に、制御
棒駆動装置の磁気継手として適用する場合、スリーブ２
０の板厚を０．８ｍｍ以上としたことにより、内側磁気
継手要素１３と外側磁気継手要素１４との間で必要とさ
れる伝達可能なトルク値を満足できることが確認でき
た。また、スリーブ製作時の加工についても、従来の板
厚０．５ｍｍの場合に比して加工性の容易化が図れるよ
うになる。
継手要素１３であっても、第１実施形態と同様に、制御
棒駆動装置の磁気継手として適用する場合、スリーブ２
０の板厚を０．８ｍｍ以上としたことにより、内側磁気
継手要素１３と外側磁気継手要素１４との間で必要とさ
れる伝達可能なトルク値を満足できることが確認でき
た。また、スリーブ製作時の加工についても、従来の板
厚０．５ｍｍの場合に比して加工性の容易化が図れるよ
うになる。
【００４４】また、スリーブ２０とカラー１６およびブ
ッシュ１７との溶接方法としてレーザ溶接を用いたこと
により、従来のＴＩＧ溶接の場合と異なり、永久磁石の
磁気的影響を受けずに溶接を行うことが可能となり、溶
接信頼性の維持を図ることが可能となる。また、スリー
ブ２０の板厚を０．８ｍｍ以上に設定することにより、
２パス溶接が可能となり、溶接欠陥の生じ易い溶接止端
部が、例えば１層目のパスの止端部と２層目のパスの止
端部との位置を異ならせることによって正常化すること
ができる。したがって、溶接欠陥のない高信頼性の溶接
施工が可能となり、制御棒駆動機構への適用について、
溶接欠陥による漏洩の可能性を大幅に低減させることが
可能となる。
ッシュ１７との溶接方法としてレーザ溶接を用いたこと
により、従来のＴＩＧ溶接の場合と異なり、永久磁石の
磁気的影響を受けずに溶接を行うことが可能となり、溶
接信頼性の維持を図ることが可能となる。また、スリー
ブ２０の板厚を０．８ｍｍ以上に設定することにより、
２パス溶接が可能となり、溶接欠陥の生じ易い溶接止端
部が、例えば１層目のパスの止端部と２層目のパスの止
端部との位置を異ならせることによって正常化すること
ができる。したがって、溶接欠陥のない高信頼性の溶接
施工が可能となり、制御棒駆動機構への適用について、
溶接欠陥による漏洩の可能性を大幅に低減させることが
可能となる。
【００４５】また、本実施形態においても、放射線透過
試験または超音波探傷試験が容易かつ確実に実施でき、
このような体積検査の実施により、製作時の溶接欠陥が
容易に発見可能となる。この場合、ブッシュ１７とスリ
ーブ２０との溶接部２７の体積検査については、組立前
（スリーブ２０内に永久磁石１９を挿入する前）にＲＴ
を実施すればよい。したがって、本実施形態によっても
「体積検査」を容易に行うことができ、従来では表面検
査のみでしか行えなかった非破壊試験に比べて（図６参
照）、より信頼性の高い試験を実施することが可能とな
り、溶接欠陥によって永久磁石１９が接液し、磁力の劣
化速度が速まることを防ぐことが可能となる。
試験または超音波探傷試験が容易かつ確実に実施でき、
このような体積検査の実施により、製作時の溶接欠陥が
容易に発見可能となる。この場合、ブッシュ１７とスリ
ーブ２０との溶接部２７の体積検査については、組立前
（スリーブ２０内に永久磁石１９を挿入する前）にＲＴ
を実施すればよい。したがって、本実施形態によっても
「体積検査」を容易に行うことができ、従来では表面検
査のみでしか行えなかった非破壊試験に比べて（図６参
照）、より信頼性の高い試験を実施することが可能とな
り、溶接欠陥によって永久磁石１９が接液し、磁力の劣
化速度が速まることを防ぐことが可能となる。
【００４６】第３実施形態（図１〜図５、図８、図９）
本実施形態は、第１実施形態または第２実施形態で示し
た内側磁気継手要素１３を、図８および図９に示した外
側磁気継手要素１４と組合せて、磁気継手とするもので
ある。
た内側磁気継手要素１３を、図８および図９に示した外
側磁気継手要素１４と組合せて、磁気継手とするもので
ある。
【００４７】これにより、溶接部２６における波打ち状
態の解消および溶接加工性の向上ひいては溶接信頼性の
向上が図れ、しかも溶接後の検査を容易かつ高精度で行
うことができる磁気継手を提供することができる。
態の解消および溶接加工性の向上ひいては溶接信頼性の
向上が図れ、しかも溶接後の検査を容易かつ高精度で行
うことができる磁気継手を提供することができる。
【００４８】第４実施形態（図１〜図５、図８、図９）
本実施形態は、第３実施形態で示した磁気継手を適用し
て、図５に示した沸騰水型原子炉の制御棒駆動装置を構
成するものである。
て、図５に示した沸騰水型原子炉の制御棒駆動装置を構
成するものである。
【００４９】これにより、信頼性の高い制御棒駆動機構
を提供することができる。
を提供することができる。
【００５０】
【発明の効果】以上で説明したように本発明によれば、
溶接部における波打ち状態の解消および溶接加工性の向
上ひいては溶接信頼性の向上が図れ、しかも溶接後の検
査を容易かつ高精度で行うことができる磁気継手要素、
およびこの磁気継手要素を用いた磁気継手を提供するこ
とができる。
溶接部における波打ち状態の解消および溶接加工性の向
上ひいては溶接信頼性の向上が図れ、しかも溶接後の検
査を容易かつ高精度で行うことができる磁気継手要素、
およびこの磁気継手要素を用いた磁気継手を提供するこ
とができる。
【００５１】また、磁気継手の適用により、信頼性の高
い制御棒駆動機構を提供することができる。
い制御棒駆動機構を提供することができる。
【図１】本発明に係る磁気継手の第１実施形態を示す縦
断面図。
断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明に係る磁気継手の第２実施形態を示す縦
断面図。
断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】制御棒駆動全体を示す断面図。
【図６】従来の磁気継手を示す縦断面図。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図。
【図８】外側磁気継手要素を示す縦断面図。
【図９】図８のＤ−Ｄ線断面図。
１ 回転軸
２ 駆動軸
３ ボールねじ
４ ボールナット
５ 中空ピストン
６ カップリング
７ 制御棒
８ 制御棒駆動機構ハウジング
９ アウタチューブ
１０ スプールピース
１１ ボルト
１２ 電動機アセンブリ
１３ 内側磁気継手要素
１４ 外側磁気継手要素
１５ キー（内側磁気継手要素）
１６ カラー（内側磁気継手要素）
１７ ブッシュ（内側磁気継手要素）
１８ ヨーク（内側磁気継手要素）
１９ 永久磁石（内側磁気継手要素）
２０ スリーブ（内側磁気継手要素）
２１ スリーブ（外側磁気継手要素）
２２ カラー（外側磁気継手要素）
２３ ブッシュ（外側磁気継手要素）
２４ ヨーク（外側磁気継手要素）
２５ 永久磁石（外側磁気継手要素）
２６ 溶接部（周継手）
２７ 溶接部（周継手）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G21C 7/12
G21C 7/14
H02K 1/22
H02K 1/27
Claims (3)
- 【請求項１】筒状の匡体内に磁石を密封収容した磁気継
手要素であって、前記匡体は、前記磁石を外周側から被
覆するスリーブと、前記磁石を軸方向端部外側から被覆
する端板部材とを有し、これらスリーブと端板部材とが
溶接により接合されているものにおいて、前記端板部材
にその外周縁部から軸方向に沿って突出する筒状部を一
体形成し、この筒状部の軸方向端部から１ｍｍ以上離し
た部分に溶接線を配置して前記スリーブと全周に亘って
レーザ溶接するとともに、前記端板部材をこの溶接線よ
り軸方向に１ｍｍ以上奥まで皿状に加工したことを特徴
とする磁気継手要素。 - 【請求項２】 筒状の匡体内に磁石を密封収容した径の
異なる１対の磁気継手要素を同一軸心上に備え、前記小
径な一方の磁気継手要素を内側磁気継手要素とするとと
もに、前記大径な他方の磁気継手要素を外側磁気継手要
素として前記内側磁気継手要素の外側に組合せ配置した
磁気継手であって、前記内側磁気継手要素として請求項
１記載の磁気継手要素を適用したことを特徴とする磁気
継手。 - 【請求項３】 原子炉の制御棒を昇降駆動する電動型の
制御棒駆動装置であって、制御棒駆動機構ハウジング内
に連通して接液状態で設けられる制御棒昇降駆動用ボー
ルねじ機構に連結される内側磁気継手と、前記制御棒駆
動機構の外側空間に設けられ前記ボールねじ機構の回転
駆動源となる電動機アセンブリに連結される外側磁気継
手要素とを有する磁気継手を備えたものにおいて、前記
磁気継手として、請求項２記載の磁気継手を適用したこ
とを特徴とする制御棒駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000199733A JP3463022B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 磁気継手要素、磁気継手および制御棒駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000199733A JP3463022B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 磁気継手要素、磁気継手および制御棒駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002014189A JP2002014189A (ja) | 2002-01-18 |
| JP3463022B2 true JP3463022B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18697705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000199733A Expired - Lifetime JP3463022B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | 磁気継手要素、磁気継手および制御棒駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463022B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7737592B2 (en) | 2007-01-19 | 2010-06-15 | Nidec Corporation | Motor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3020294B1 (fr) * | 2014-04-29 | 2017-01-27 | Wilo Salmson France | Bague tubulaire monobloc munie d'un element de serrage |
-
2000
- 2000-06-30 JP JP2000199733A patent/JP3463022B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7737592B2 (en) | 2007-01-19 | 2010-06-15 | Nidec Corporation | Motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002014189A (ja) | 2002-01-18 |
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|---|---|---|---|
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