JP3871872B2 - 内挿物取扱工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加圧水型原子炉発電所で使用される全ての内挿物を取扱うことができる内挿物取扱工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加圧水型原子炉発電所で使用される燃料集合体には過剰な反応度を中性子を吸収することにより抑制するため、図１に示す如く中性子吸収材５１を内蔵する制御棒５０の集合体、即ち、制御棒クラスタ（ＲＣＣ）や、図２に示す如き可燃性吸収材を内蔵する複数の可燃吸収棒５２に一部、シンブルプラグ５３を挿入した可燃吸収棒集合体（ＢＰ）が内挿されるようになっており、これらＲＣＣ及びＢＰを燃料集合体の制御棒案内管内において出し入れするためにＲＣＣ取扱工具及びＢＰ取扱工具が夫々の形状に応じて別個に作製されている。
【０００３】
即ち、ＲＣＣ取扱工具はＲＣＣを燃料集合体中の制御棒案内管内に出し入れする際に長尺のＲＣＣ棒を曲げないよう、また横振れしないようにＲＣＣを鉛直方向に投影した形の穴があいているガイドプレートの呼ばれる板を工具内所要個所に設置している。このため、ＲＣＣをラッチする工具先端部もこのガイドプレートを通過することが必要となるため、工具先端部を横方向に振れ止め、即ち、水平方向に位置決めすることができない。また、ＢＰ及びＰＤ（ブラギングデバイス）は元々、このガイドプレートを通過できるような形状でないため、従来のＲＣＣ取扱工具でＢＰ及びＰＤを取扱うことは不可能である。
【０００４】
一方、従来のＢＰ取扱工具はコームと呼ばれるＢＰ棒を位置決めする板が工具の下端に一個所設置されていてＢＰ棒を振れ止めしており、エアシリンダを用いた駆動系でコームの開閉を行っている。
このように従来においてはＲＣＣとＢＰ及びＰＤの取扱いは全く別であり、ＲＣＣ及び中性子源にはＲＣＣ取扱工具，ＢＰにはＢＰ取扱工具，ＰＤにはＰＤと工具が用いられていた。
しかし、上記の如くＲＣＣと、ＢＰおよびＰＤを取扱う工具が夫々専用の別個のものであるときは、一々、別々に作業をすることとなり、その都度、工具の吊り替え作業をしなければならない煩わしさがあった。
また、別々に操作することにより操作間違いによるミスの発生を免れなかった。
【０００５】
そこで、近時、上記別々の工具で取扱われていたＲＣＣ，ＢＰ，ＰＤなどの内挿物をひとつの工具で取扱えるようにした取扱工具が提案され（特許第２５０５５６７号公報参照）、その使用が進められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記使用されている取扱工具は何れも内挿物把持部（グリッパ）上下駆動モータに供給する電源の外に、シリンダを駆動するための圧縮空気（窒素）を供給する必要のある大掛かりな工具で、重量も大きく、取扱工具の全体重量を燃料集合体に掛けることができないため、エアバランサやスプリングバランサなどを用いて取扱工具重量を使用済燃料ピットクレーンのホイストにも荷重をかける必要があった。
【０００７】
本発明は上述の如き実状に着目し、その改善を図るべく、特に駆動系統の簡単化を進めることにより従来の取扱工具のように圧縮空気（窒素）を必要とせず、モータと制御器を駆動するための電源だけを接続すれば使用可能として定期検査時に行われる内挿物入替作業時間を低減化することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、上記目的に適合する本発明は、工具枠に対してガイドローラで位置決めされたガイド筒内部にＲＣＣラッチ部分と、ＢＰラッチ部分を夫々先端に有して、前者を内側に、後者を外側に配して内外に配設した内挿物取扱工具であって、前記ガイド筒内面中間部にＲＣＣ位置決めテーパ、下端にＢＰ上への位置決めテーパを形成すると共に、該ガイド筒に内挿物把持操作用軸を取り付け、該軸を回転させることによりカム機構等を介してＲＣＣラッチ爪を前後に押し出し、引き込み可能ならしめる一方、ガイド筒外周に設けたＢＰラッチ爪駆動ドグがＢＰラッチ爪上部を押すことによりＢＰラッチ爪を開閉可能ならしめるよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２〜６の発明は上記発明の実施にあたり、取り入れられる具体的態様であり、請求項２は内挿物把持操作用軸の回転が、内挿物把持部が下限に来た際に、回転アームがストッパの溝から外れることにより可能となること、請求項３は、ＲＣＣラッチ部分及びＢＰラッチ部分を含む内挿物把持部が工具枠に対して工具枠構造部の４隅に配された角管もしくはアングルをガイドとして上下に移動できるようガイドローラで位置決めされており、ＲＣＣ取扱時も上下２段のコームを使用することにより多数のガイドカードを配したガイドチューブを使用することなく取扱い可能であること、請求項４は内挿物把持／開放の操作、コーム開閉の操作が上部の操作部まで延びた操作棒の回転によって行われ、モータやシリンダを使用する必要がないこと、請求項５は内挿物把持部のラッチ／アンラッチ操作、コーム開閉操作を行う上部の操作部に内挿物上下駆動機構の重量を計測する計測器を具備させ、モータボックス，ワイヤ，内挿物把持部及び該把持部で把持した内挿物の合計の重量を計測し、その変動により内挿物と、取扱工具構造物との干渉や高摩擦等を検知せしめるようにしたこと、請求項６は更に上記の重量計測において内挿物を選択する機能及び内挿物ごとに駆動時の最大許容荷重，最小許容荷重を設定したことを夫々特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、更に添付図面にもとづいて、上記本発明の詳細を説明する。
【００１１】
図３および図４は本発明内挿物取扱工具の全体を示す概要図で、本発明取扱工具は図示の如く操作部Ａと枠構造部Ｃ及びそれらを連結する円筒部Ｂより構成されており、内挿物を把持するグリッパよりなる内挿物把持部１が図４に示すような枠構造部Ｃ内においてワイヤ２を介して上部の操作部Ａに設置されているワイヤドラム３に巻かれて吊り下げられていて、ワイヤの巻取り、巻戻しにより枠構造部Ｃ内で上下する構造となっている。
なお、図中、７は吊り具、１０は上コーム開閉駆動軸、１１は下コーム開閉駆動軸、１２は爪操作軸であり、またＫは上コーム、Ｋ′は下コームであり、枠構造部Ｃ内で内挿物の横振れを防止している。
【００１２】
しかして、上記工具において本発明の要部をなす内挿物把持部（グリッパ）１は図５に示すように支柱９でつながれた上ベース板４と下ベース板５の夫々の４隅に計８個のガイドローラ６が配置されており、図示しない枠構造部Ｃの４隅の角パイプをガイドとして水平方向に揺れることなく円滑に上下動するようになっていて、上端に固定されたアイボルト７′で上方のワイヤ２に接続され、上下に駆動されるようになっている。
【００１３】
図６乃至図１０は上記における内挿物把持部１の詳細を示し、図６及び図８（イ）はアンラッチ状態、図７及び図８（ロ）はラッチ状態で示す。
これら各図で示すように内挿物把持部１に内挿物ラッチ部はガイド筒２１の内側にＲＣＣラッチ爪２２を有するＲＣＣラッチ部分Ｌ_Ｒを配し、外側にＢＰラッチ爪軸２５で取り付けたＢＰラッチ爪２４を有するＢＰラッチ部分Ｌ_Ｂを配することによって構成されており、ＲＣＣラッチ爪２２にはＲＣＣラッチ爪駆動機構２３が、またＢＰラッチ爪２４にはＢＰラッチ爪駆動ドグ２６が設けられると共に、更にそれらの爪を作用させるための爪駆動軸（内挿物把持操作用軸）２７が設けられている。
【００１４】
ここで、ガイド筒２１の内面には中間部にＲＣＣ上への位置決めテーパ２１ａと、下端にＢＰ上への位置決めテーパ２１ｂが形成され、夫々位置決めが正確にできるようになっている。
このガイド筒２１は図５で示されるように回転しない構造であり、一方、爪駆動軸２７は爪の開閉のため４５度回転するようになっている。
ＲＣＣラッチ爪駆動機構２３は図９及び図１０に示すように全周で４個所、２段のＲＣＣラッチ爪２２，爪駆動軸２７，ＲＣＣ爪駆動機構外枠２８およびカム２９によって構成されており、ＲＣＣラッチ爪２２はＲＣＣ爪駆動機構外枠２８の溝Ｇに沿って前後できるようになっている。
従って爪駆動軸２７を回転させると、爪駆動軸２７に固定されているカム２９が回転し、ＲＣＣラッチ爪２２のピン３０がカム２９に穿設された孔の内を動くことにより結果的にＲＣＣラッチ爪２２が前後することになる。
【００１５】
一方、上記爪駆動軸２７の回転機構としては、図１１に示すように爪駆動軸２７の上端に爪駆動プレート３１が取り付けられており、その爪駆動プレート３１にはアームピン３２を軸として上下できるアーム３３が取り付けられている。また下ベース板５には頂部に溝部を有するストッパ３４が取り付けられていて、把持部（グリッパ）が下限でない位置にある場合（図１１（ロ））にはアーム３３はストッパ３４の溝に入っているため回転できない。
即ち、把持部（グリッパ）が下限にないと内挿物のラッチ／アンラッチができない構造となっている。
【００１６】
一方、把持部（グリッパ）が下限まで下降すると、図１１（イ）に示したようにアーム３３がストッパ３４の溝から外れると共に爪操作軸１２側のアーム３５のピン３６がさきのアーム３３先端のＵ字溝３３′に嵌合し、爪駆動プレート３１及び爪駆動軸２７が回転できる状態になる。
そして、爪操作軸１２を回転させると、爪操作軸１２側のアーム３５のピン３６がさきのアーム３３のＵ字状溝３３′を押し、爪駆動プレート３１及び爪駆動軸２７が回転する。
ストッパ３４の溝の両側にある板は図１２に示すように回転の内側（Ｍ）はアーム３３が押し上げられた状態では通過できる高さで、外側（Ｎ）はアーム３３が押し上げられた状態でも通過できない高さになっており、２つのストッパ３４で規制されて所定角度（４５度）より大きく回転できない構造になっている。
【００１７】
なお、当然のことながらアーム３３の最外端位置は下ベース板５外縁からは突出しているが、上下移動の障害物となるコーム（Ｋ）が開いた状態の内接ラインよりは内側であり、また、アーム３５の内方への突入はラッチ位置、アンラッチ位置では下ベース板５までは届かない（図１２参照）。
従ってアーム３３，３５の突出は把持部（グリッパ）全体の上下には支障を与えない。
【００１８】
以上説明した各部構成にもとづいて、内挿物ラッチ部のラッチ・アンラッチの状態を図６，図７に従って説明すると、図６に示すようにアンラッチ状態でＲＣＣラッチ爪駆動機構２３内のカム２９でＲＣＣラッチ爪２２を引き込んだ状態となっており、一方、ＢＰラッチ爪駆動ドグ２６のＰ部がＢＰラッチ爪２４のＱ側を押し、ＢＰラッチ爪がアンラッチ状態となっている。
【００１９】
これに対し、図７に示すラッチ状態では爪駆動軸２７を上から見て時計方向に４５度回転させた状態となっており、ＲＣＣラッチ爪駆動機構２３内のカム２９でＲＣＣラッチ爪２２が押し出されて、ＲＣＣをラッチする。
一方、上記回転により爪駆動軸２７に固定されているＢＰラッチ爪駆動ドグ２６も４５度回転し、ＢＰラッチ爪駆動ドグ２６のＰ′側がＢＰラッチ爪２４のＱ′側を押し、ＢＰラッチ爪２４はＢＰラッチ爪軸２５を中心に回転し、ＢＰラッチ爪２４の先端がＢＰのホールドダウンバーをラッチする。
【００２０】
次に図１３及び図１４は本発明取扱工具に使用されるコームの例であり、１本のコーム開閉駆動軸を回転させることにより、４枚のコーム板（以下、単にコームという）を同時に開閉できる機構のものを用いている（特願２０００−２２３８５８号）。
通常、コームは特にＢＰ取扱工具において、ＢＰ棒の横振れ止めのため工具下端に設置され使用されるが、本発明においてはＢＰに限らず、ＲＣＣにも使用可能となっている。
【００２１】
このコームは図示するように互いに直交して対面する２対のコーム４１，４２、４３，４４よりなっており、これら直交する２対の各コーム４１，４２，４３，４４には夫々、その両端側に小傘歯車４５，４５′、４６，４６′、４７，４７′、４８，４８′が取り付けられており、そのうち、１つの対向する小傘歯車、図では小傘歯車４５，４７にコームを駆動するための駆動軸４９に取り付けられた大傘歯車６０が噛み合っており、また、他の互いに対合する各小傘歯車４５′，４８、４６，４８′、４６′，４７′にはアイドル軸６１，６２，６３に取り付けられた大傘歯車６４，６５，６６が夫々噛み合っている。
【００２２】
そして、コーム４１，４２の小傘歯車４５，４５′、４６，４６′はコーム下面側両側に取着された軸先端に取り付けられ、一方、コーム４３，４４の小傘歯車４７，４７′、４８，４８′はコーム上面側両側に取着された軸先端に取り付けかれて駆動軸４９を上からみて時計回り方向に回転させると、各小傘歯車とアイドル軸の大傘歯車を介してコーム４１とコーム４２は上側から水平方向に向かって回転し、一方、コーム４３とコーム４４は下側から水平方向に向かって回転し、丁度、水平になったところで図１４に示されるように上側から回転してきたコーム４１，４２と下側から回転してきたコーム４３，４４とが接触することで回転は停止し、お互いがストッパの役割を果たして、コームの水平位置停止のための従来のように別途ストッパ機構を設ける必要がないよう構成されている。
【００２３】
以上、本発明取扱工具における内挿物把持部の具体的構造を説明して来たが、引き続き更に上記内挿物把持部を上方からワイヤで吊り下げて、ワイヤの巻き取り、巻き戻しにより内挿物を上下移動させる操作部について説明する。
【００２４】
図１５は上記操作部を示し、同操作部は爪操作軸１２に固定されたラッチ／アンラッチ操作レバー１２′、コーム開閉駆動軸１０，１１に固定されたコーム操作レバー１０′，１１′の３つのレバーがあり、またピットクレーンのホイストに吊るための吊り具７がある。
更に、ワイヤドラム３，モータ７３及びエンコーダもしくはポテンショメータ，リミットスイッチで構成された位置検出器７４を内蔵したモータボックス７２が具備されており、その下にロードセル７５が下部の板に挟まれた状態で設置されている。
このロードセル７５ではモータボックス７２，ワイヤ２，内挿物把持部及び該把持部で把持した内挿物の合計の重量を計測することができるので、隣接構造物などの干渉や摩擦などで大きな荷重変動が起こったことを検知することができる。
その他、操作部にはトランスや直流電源装置を配した動力ボックス７６と、前記ロードセル７５の計測値や位置検出器７４の出力を認識し、モータの動きを制御するための制御器を搭載した制御ボックス７７が備えられている。制御ボックス７７には内挿物の種類を選択できるスイッチを配し、選択された内挿物によって、位置，荷重，コーム開閉状態によりインターロックを掛け、吊り上げ時のトラブルを防止し、装置，内挿物の健全性を保つことができるようになっている。
以上、本発明取扱工具を、その各部について説明して来たが、本発明は、その目的を逸脱しない限り細部における設計的変更が許されることは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、内挿物取扱工具の、特に内挿物把持部において、内挿物把持操作用軸（爪駆動軸）の回転によりＲＣＣラッチ爪，ＢＰラッチ爪のラッチ／アンラッチを行うようにすると共に、更に内挿物把持／開放の操作、コーム開閉の操作を上部まで延びた操作棒の回転により実現させるものであり、内挿物入替作業（シャフリング）時に、一々 、工具の吊り替えを行う必要がなく、作業時間の低減をはかることができると共に、操作が頗る簡便であり、しかも操作部の内挿物選択スイッチで内挿物を選択する以外、全ての内挿物で同じ操作で取扱うことができる便利性を有する顕著な効果を奏する。
【００２６】
また、本発明は従来の取扱工具のように圧縮空気（窒素）を必要とせず、モータと制御器を駆動するための電源だけを接続すれば使用することができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明工具により取り扱われるＲＣＣの概要を示し、（イ）は平面図、（ロ）は一部切欠正面図である。
【図２】本発明工具により取り扱われるＢＰの概要を示す一部切欠正面図である。
【図３】本発明に係る取扱工具の全体を示す概要図で、一部断面で示す。
【図４】一部を省略した本発明取扱工具の全体概要図である。
【図５】本発明取扱工具の要部をなす内挿物把持部の概要図である。
【図６】上記内挿物把持部のラッチ部をアンラッチ状態で示す概要図であり、（イ）は平面図、（ロ）は正面図である。
【図７】本発明に係る内挿物把持部のラッチ部をラッチ状態で示す概要図であり、（イ）は平面図、（ロ）は正面図である。
【図８】ＢＰラッチ爪とＢＰラッチ爪駆動ドグとの作用説明図で、（イ）はアンラッチ状態、（ロ）はラッチ状態を示す。
【図９】ＲＣＣ爪駆動機構を示すアンラッチ状態概要図で、（イ）は正面図、（ロ）は要部断面図である。
【図１０】ＲＣＣ爪駆動機構を示すラッチ状態概要図で、（イ）は正面図、（ロ）は要部断面図である。
【図１１】爪駆動軸回転機構を示す作用説明図で、一部断面で示し、（イ）は内挿物把持部が下限のとき、（ロ）は同把持部が下限でないときの状態図である。
【図１２】図１１の平面概要図である。
【図１３】本発明で用いるコーム部説明図で、コーム開の状態である。
【図１４】同じく上記コーム部説明図で、コーム閉の状態である。
【図１５】本発明における操作部説明図で、（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は側面図である。
【符号の説明】
Ａ 操作部
Ｃ 枠構造部
Ｋ 上コーム
Ｋ′ 下コーム
Ｌ_Ｒ ＲＣＣラッチ部分
Ｌ_Ｂ ＢＰラッチ部分
１ 内挿物把持部
２ ワイヤ
１０ 上コーム開閉駆動軸
１１ 下コーム開閉駆動軸
１２ 爪操作軸
２１ ガイド筒
２２ ＲＣＣラッチ爪
２３ＲＣＣ爪駆動機構
２４ ＢＰラッチ爪
２６ ＢＰラッチ爪駆動ドグ
２７ 爪駆動軸（内挿物把持操作用軸）

Claims (6)

1. 工具枠に対してガイドローラで位置決めされたガイド筒にＲＣＣラッチ部分と、ＢＰラッチ部分を夫々先端に有して、前者を内側に、後者を外側に配して内外に配設した内挿物取扱工具において、前記ガイド筒内面中間部にＲＣＣ位置決めテーパ、下端にＢＰ上への位置決めテーパを形成すると共に、該ガイド筒に内挿物把持操作用軸を取り付け、該軸を回転させることによりＲＣＣラッチ爪を前後に押し出し、引き込み可能ならしめる一方、内挿物把持操作用軸と一緒に回転するように当該軸に連結されたガイド筒外周に配置したＢＰラッチ爪駆動ドグがラッチ爪上部を押すことによりＢＰラッチ爪を開閉可能ならしめるよう構成してなることを特徴とする内挿物取扱工具。
2. 内挿物把持操作用軸は、内挿物把持部が下限に来た際にその回転アームがストッパの溝から外れることにより回転可能となる請求項１記載の内挿物取扱工具。
3. ＲＣＣラッチ部分及びＢＰラッチ部分を含む内挿物把持部が工具枠に対して工具枠構造部の４隅に配された角パイプもしくはアングルをガイドとして上下に移動できるようガイドローラで位置決めされており、ＲＣＣ取扱時も上下2段のコームを使用することにより多数のガイドカードを配したガイドチューブを使用することなく取扱い可能である請求項１または２記載の内挿物取扱工具。
4. 内挿物把持／開放の操作、コーム開閉の操作が上部の操作部まで延びた操作棒の回転によって行われ、モータやシリンダを使用する必要がない請求項１，２または３記載の内挿物取扱工具。
5. 内挿物把持部のラッチ／アンラッチ操作、コーム開閉操作を行う上部の操作部に内挿物上下駆動機構の重量を計測する計測器を具備させ、モータボックス，ワイヤ，内挿物把持部及び該把持部で把持した内挿物の合計の重量を計測し、その変動により内挿物と、取扱工具構造物との干渉や高摩擦を検知せしめる請求項１〜４のいずれかの項に記載の内挿物取扱工具。
6. 重量計測において、内挿物を選択する機能および内挿物ごとに駆動時の最大許容荷重，最小許容荷重を設定する請求項５記載の内挿物取扱工具。

Images