JP4237630B2 - 円筒形要素移動用の支持体およびこのような支持体を使用する方法および搬送装置 - Google Patents

Description

本発明の技術分野は、管などの円筒形要素を受けることができ、この円筒形要素の軸線に平行な方向でその流れを保証する支持体の分野である。さらに、本発明の技術分野は、円筒形要素の搬送に使用する装置、およびこのような支持体を使用する円筒形要素の搬送方法に関する。特に、本発明は、支持体に対して後者の並進を可能にし、さらにこの同じ支持体と接触している時に、その軸線の周囲でこの円筒形要素の回転を可能にするよう設計された円筒形支持要素にも適用することができる。

この分野では、いくつかの管状支持体を備える搬送装置が知られており、これらの支持体はそれぞれ、この管の軸線に平行な方向でこの管の移動を許すことができるローラを配備する。各支持体は、この支持体を管が通過する場合に管と協働するよう設計されたV字形溝を有するローラを備える。このタイプのローラを使用するのは、搬送される管の性質、および様々な支持体の間で使用される距離のためである。

実際、支持体の出力端では、管がオーバハング位置にあり、これによりその下流端が屈曲する。管の、この下流端は、次の支持体に到達すると、移動方向の上流にある支持ローラによって支持された管の部分より低い高さになる。したがって、ローラの円筒形の形状により、管の下流端の高さは、その端部を損傷することなく漸進的に補正することができる。ローラの出力端では、管の下流端が、管の残りの部分と多少同じ高さの水平面に配置される。

しかし、先行技術で記載されたシステムは、いくつかの欠点を有する。

このタイプの搬送装置では、支持体に対して互いに実行すべき繊細な調節のため、また形状および真円度に関して特定の公差を有する管自体の幾何形状のため、支持体を垂直および水平に位置合わせすることが困難であることが知られている。

遭遇するこの位置合わせの欠陥は、ローラのV字溝の側部と、このローラ上を移動する管との間に滑動現象を引き起こす。この動作が、管の外面から金属小片の剥離を引き起こす。この小片は、剥離すると、ローラのV字溝の側面を覆い、したがってある種の研磨表面を生成する。

したがって、搬送装置の出力部では、管がその外表面に長手方向の傷を生じ、この傷はその後、完成製品の外観をなす。

さらに、このような搬送装置は、例えば溶接作業などを可能にするため、管自体が回転できるように設計されることもある。この場合、管の金属小片の剥離は、前述した欠点とは別の欠点になる。実際、ローラのV字溝の側面を覆った小片は、研磨表面に例えることができる表面を形成し、これはローラと管との間の摩擦を、後者の回転時に増大させる。回転の直接の結果は、管の外表面に円形の傷を呈することであり、この傷は、単純な移動からの傷に追加され、したがって完成製品の外観をさらに損なう。

したがって本発明の目的は、支持体上での移動時に、この円筒形要素の外表面への傷の影響を可能な限り最小限に抑える円筒形要素の支持体を提供することである。

本発明の別の目的は、円筒形要素の搬送装置、さらに円筒形要素の搬送方法を提供することであり、この搬送装置およびこの方法は、上述した技術的問題を克服するような少なくとも1つの支持体を使用する。

そのために、本発明の目的は、円筒形要素移動用の支持体であり、この支持体は、高さz₁で円筒形要素を案内することができる第1案内手段を備える。本発明によると、円筒形要素の移動方向の下流で、支持体は、z₁より高い高さz₂で円筒形要素を案内することができる第2案内手段を備え、第2案内手段と円筒形要素との間の摩擦は、第1案内手段と円筒形要素との間の摩擦より小さい。

先行技術の既存の装置に対する本発明の主要な利点は、第2案内手段の追加にある。本発明によると、支持体上で移動する円筒形要素は、第1案内手段と短時間接触する。実際、この接触は、管の下流端が支持体に到達した時にのみ生じ、次に第1案内手段は、第1案内手段がこの円筒形要素を保持できる高さより高い高さで円筒形要素を維持できるようにするために、その役割を第2案内手段に渡す。この高さの差のため、第2案内手段に円筒形要素を渡すことは、この要素の移動の残りについて、第1案内手段と円筒形要素との接触の終了を示す。

第2案内手段と円筒形要素との接触によって生じる摩擦が、第1案内手段とこの同じ円筒形要素との接触によって生じる摩擦より小さいので、円筒形要素から金属小片が剥離する現象は大幅に軽減され、その結果、完成製品の視覚的品質が大幅に改善される。したがって、支持体の相互の位置合わせ欠陥の有害な結果が、ほぼ完全に解消される。

第2案内手段は、この円筒形要素の軸線を中心とする円筒形要素の回転を許すことができることが好ましい。

第2案内手段に関するこの特定の特徴から生じる利点は、円筒形要素をその軸線の周囲で旋回できる可能性にあり、これは、移動要素の溶接などの作業を実行する場合に、特に有用である。

さらに、円筒形要素のこの回転は、後者が第2案内手段と接触した場合に実行される。したがって、この回転は、2つの別個の要素のため、引き起こされる円形の傷が少なくなる。第1の要因は、第2案内手段の構造自体に関し、これは、管をローラ上で回転した場合に、先行技術で遭遇する摩擦に対して摩擦を減少させることができる。第2の要因は、案内手段を二重にすることに基づき、これにより、円筒形要素を、案内手段上で回転させることができ、これは移動中にわずかな金属小片しか蓄積しない。この2つの要因は、回転する円筒形要素の円形の傷を最小限に抑えるために同時に貢献する。

第2案内手段は、前記円筒形要素と接触するよう設計された少なくとも2つの玉軸受けを備えることが好ましい。有利なことに、この玉軸受けシステムは、円筒形要素上の傷の最大量を減少させるため、可能な限り低い摩擦係数を得ることを可能にする。

玉軸受けは、本発明の1つの特定の実施形態によると、ステンレス鋼製である。この玉軸受けは、円筒形要素からの金属小片による覆皮形成に対して適正に抗するので有利である。さらに、ステンレス鋼は、Zircaloy管(登録商標)と接触するよう推奨され、このタイプの管は、本発明による支持体によって搬送される。

なお支持体と円筒形要素間の摩擦を低下させる目的で、各玉軸受けは、玉軸受けを保持するハウジング内に位置するいくつかの2次玉に載る。

第2案内手段は、それぞれが支持体の主軸線に対して45°で傾斜するハウジングを有する2つの玉軸受けを備え、この軸線は円筒形要素の移動方向に対して直角をなすことが好ましい。これにより、回転動作中にそれを排出せずに円筒形要素を回転できるので有利である。

さらに、円筒形要素の移動方向で一方が他方の上流に位置するよう、2つの玉が配置される。この特定のレイアウトは、支持体のサイズを可能な限り削減するため、機械的ユニットを可能な限りコンパクトに維持する必要があるので採用されている。

支持体は、第1および第2案内手段によって形成されたアセンブリの横方向調節システムと、さらに第1および第2案内手段によって形成されたこの同じアセンブリの垂直方向調節システムとを備えることが好ましい。この2つの調節システムにより、相互に異なる支持体を使用する場合に、可能な限り精密に位置合わせをすることができる。

本発明による支持体は、第1案内手段と第2案内手段間にある円筒形要素の通路に可能な限り便宜を図るよう、高さz₁と高さz₂との間で高さを調節できる手段を備えていてもよい。この高さの差は約0.5mmとすることができる。

最後に、第1案内手段はV次形ローラを備えることができる。こうしたローラを使用すると、円筒形要素の端部を水平面で矯正することができ、したがって可能である最高の様態で第2案内手段と接触するので有利である。

本発明の別の目的は、前述したような支持体を少なくとも1つ備え、各支持体が円筒形要素の移動を許すことができる円筒形要素用の搬送装置である。

さらに、本発明の別の目的は、前述したように少なくとも1つの支持体上で円筒形要素を搬送する方法であり、この方法では、各支持体上を通過するとき、この円筒形要素は、
第1案内手段の助けにより1次案内をするステップと、
第2案内手段の助けにより1次案内に代わって2次案内をするステップとを経て、2次案内の結果生じる摩擦は、1次案内の結果生じる摩擦より小さい。

本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な非限定的説明で明らかになる。

添付図面を参照して説明する。

図1および図2を参照すると、円筒形要素(図示せず)を移動(rolling)するための本発明の1つの好ましい実施形態による支持体1を見ることができる。この支持体1は、円筒形要素の軸線に平行な方向でこの要素の動作を許すことができ、この方向を円筒形要素の移動方向と命名し、図2の矢印で表す。本発明のこの好ましい実施形態では、支持体1は、円筒形要素の回転動作も許すことができ、この回転はこの円筒形要素の軸線の周囲で実行される。この場合、円筒形要素は自身を中心に旋回することができる。

支持体1は、円筒形要素が上を通過したとき、支持体1の非制御動作を回避するため、これを安定した位置に保持することができるフレーム3にしっかりと固定される。

支持体1は、最初に円筒形要素を案内することができる第1案内手段2を備える。この第1案内手段は、円筒形要素が移動する方向に対して直角である軸線を有するローラ4を備えることが好ましい。このローラ4はプラスチック、好ましくはErtalon(登録商標)製で、移動する円筒形要素と協働するよう設計されたV字溝を有する。ローラ4は、円筒形要素を高さz₁で保持するよう寸法決定され、この高さz₁は、フレーム3をその起点としてもよい。

円筒形要素が移動する方向の下流で、支持体1は第2案内手段6を備える。この第2案内手段も、必要な方向に円筒形要素を案内することができるが、優先的にそれ自体の上でこの円筒形要素が回転するのを可能にしてもよい。

図1および図3を参照すると、第2案内手段6は玉軸受けのシステムを備え、これは円筒形要素と接触することができる2つの玉軸受け8a,8bを備えることが好ましく、2つの玉軸受け8a,8bはそれぞれハウジング10a,10b内に位置する。このハウジング10a,10b内には、いくつかの2次玉(図示せず)が収容される。玉軸受け8a,8bは、ステンレス鋼製であることが好ましい。

ハウジング10a,10bは、ある角度で配置される。実際、本発明のこの好ましい実施形態では、ハウジングは支持体の主軸線の各側で45°傾斜し、この主軸線は、円筒形要素の移動方向に対して直角である。さらに、2つの玉軸受け8a,8bは、その一方が円筒形要素の移動方向で他方の上流に配置されるように配置される。

次に、第2案内手段は、円筒形要素を高さz₂へと案内するよう配置され、これもフレーム3を起点とし、この高さz₂は高さz₁より高い。第2案内手段6は、円筒形要素の移動時に、それと接触した結果として生じた摩擦が、第1案内手段とこれと同じ円筒形要素との接触の結果として生じた摩擦より小さくなるような手段である。

第1案内手段2と第2案内手段6間に特に採用されたレイアウトは、円筒形要素の移動時に重要であることが判明した。

操作時には、支持体1の近傍に到達した円筒形要素は第1案内手段2に対して低位置に位置する。この位置になるのは、円筒形要素の下流部分がオーバハングであり、したがって屈曲するからである。したがって、第1案内手段2は、円筒形要素アセンブリが多少水平な面に位置するように、要素のオーバハング部分を矯正しなければならない。円筒形要素から金属小片の剥離現象を観察できるのは、ローラ4と円筒形要素とがこのように接触する間であり、この現象は特に、様々な支持体1が相互に隣り合わせに配置された場合に、その間の位置合わせ欠陥から生じる。したがって、この円筒形要素とローラ4のV字溝の側面との間に滑動が生じる。

円筒形要素は、支持体1上でその動作を継続し、次に第2案内手段6と迅速に接触する。円筒形要素の移動方向で下流に位置するこの第2案内手段6は、第1案内手段2と円筒形要素との間の接触が、後者が第2案内手段6と接触すると失われるよう配置される。つまり、円筒形要素が移動すると、第2案内手段6が第1案内手段2に取って代わる。この方法で、玉軸受け8a,8bは、ローラ4から引き継ぎ、その結果、円筒形要素上の玉軸受け8a,8bの摩擦は事実上存在しないため、金属小片の剥離現象を制限する。また、円筒形要素を回転させたい場合、これは玉軸受け8a,8b上で実行されるが、剥離小片の大部分はローラ4上に存在する。したがって、円筒形要素の外表面には、ローラ上への小片の避けられない付着によって生じる円形の傷がつかない。

操作時には、オーバハングの円筒形要素の位置を再確定するため、第1案内手段2を使用する必要があるようである。このような理由から、ローラ4を使用することが好ましく、玉軸受け8a,8bまたはそのハウジング10a,10bと移動する円筒形要素との前面衝突を回避することができる。しかし、円筒形要素が矯正されることを保証しながら、小片の剥離現象を回避するため、ローラ4と円筒形要素との接触を可能な限り短時間にするようにしている。例として、これらの要件を満足するため、高さz₂と高さz₁との差は約0.5mmである。さらに、ローラ4の頂部と玉軸受け8a,8bとの間の距離は約70mmである。

各支持体1は、様々な支持体1を相互に隣接して配置した場合に、その位置合わせが必要であるため調節システムも備える。

最初に、第1および第2案内手段2および6によって形成された横方向調節システムに留意することができ、横方向は、水平面で円筒形要素が移動する方向に対して直角の方向に対応する。第1および第2案内手段2および6は、この横方向で互いに対して固定されているので、その結果、第2案内手段6の支持体14上で作動する単純な調節システムで十分である。図1および図3に関して、このシステムは、支持体14が載ったベース18へと相互に反対にねじ込まれる2本のねじ16a,16bを備え、このねじはそれぞれ、この支持体14と接触するよう設計される。これを単純に調節すると、様々な支持体1の案内手段2および6の横方向の調節が可能になる。この調節システムは、それぞれが支持体14の2つの溝22a,22bと協働する2つの案内および締め付けねじ20a,20bも備えることが分かる。このねじ22a,22bは、緩めた時には支持体14の横方向の動作を許容し、適切に位置させると支持体14をベース18に保持するという二重の機能を有する。

この横方向の調節システムに、第1および第2案内手段2および6によって形成されたアセンブリの垂直方向調節システムを追加することができる。この調節は、支持体の主軸線の方向で実行される。図2を参照すると、調節ねじ26は、第1動作体24および固定体30に位置する。第1動作体24はベース18に取り付けられ、第2固定体30はフレーム3に取り付けられる。

ねじ26をねじ込むと、第1動作体24はこのねじ26に対して垂直方向に並進し、一方、第2固定体30は、この同じねじ26に対する並進が阻止されている。この構成は、動作体24の垂直運動により、第1案内手段2および第2案内手段6によって形成されたアセンブリの高さを調節することを可能にする。

本発明のこの好ましい実施形態によると、支持体1は、高さz₁と高さz₂との差を調節できる手段を備える。したがって、この手段は、第1および第2案内手段2および6によって形成されたアセンブリの高さの調節のみに関する前述の垂直調節システムに付加される。高さの差を調節できるこの手段は、様々な支持体1の案内手段2と案内手段6とを位置合わせするために必要なのではなく、可能な限り最善の方法で、第1案内手段2から第2案内手段6へと円筒形要素が通過するのを支持するよう意図されている。このように、これら2つの手段の高さを最適に調節することにより、円筒形要素と第2案内手段6との前面衝突を回避することができる。図2に示した高さz₂と高さz₁との間のΔHは、十分の数ミリメートルであることが好ましい。

高さの差を調節できるこれらの手段は、ローラ4を支持する体34内に垂直かつ互いに反対に配置された2本のねじ32a,32bを備える。これらのねじ32a,32bを動かすと、支持体14に取り付けた体34内に形成された垂直スロット内でローラ4の軸が移動する。したがって、この特定のレイアウトは、微調節を実現し、第1および第2案内手段2および6の相対的垂直位置を正確に調節することができる。

本発明は、上述したような少なくとも1つの支持体1を備える円筒形要素の搬送装置にも関する。各支持体1は、円筒形要素の移動を許すことができる。例として、約4mの長さの円筒形要素の場合、様々な支持体1は約60cmの距離だけ隔置される。この例は、Zircaloy(登録商標)管の搬送装置に関し、これには、原子炉炉心の構成要素を形成するため、特にウランおよびプルトニウム酸化物の混合物で構成された燃焼性ペレットを挿入する。

さらに、本発明は、前述したような少なくとも1つの支持体上で円筒形要素を搬送する方法に関する。円筒形要素は、各支持体1上を通過する時に様々な連続的ステップを経る。

まず最初に、これらの円筒形要素は、第1案内手段2の助けにより1次案内を受ける。これは、オーバハング位置にある円筒形要素の下流部分を矯正するローラ4によって実行される。

この1次案内が終了すると、円筒形要素は、1次案内に代わる2次案内を受ける。この2次案内は、第2案内手段6によって実行され、2次案内の結果として生じる摩擦は、1次案内の結果として生じる摩擦より小さい。この2次案内は、玉軸受け8a,8bの助けにより実行され、これは円筒形要素がその軸を中心に回転することも許すことができる。例として、この回転は、円筒形要素の端部で溶接作業を実行する場合に特に重要である。以前の例を挙げれば、ペレットが充填された管を、管の端部に溶接される栓によって密封する必要がある場合に、このケースが生じることがある。

言うまでもなく、非限定的な例として上で説明した搬送装置および方法に対して、当業者は様々な変更を施すことができる。

本発明の1つの好ましい実施形態による支持体の前面図である。 本発明の1つの好ましい実施形態による支持体の側面図である。 本発明の1つの好ましい実施形態による支持体の上面図である。

符号の説明

1 支持体
2 第1案内手段
3 フレーム
4 ローラ
6 第2案内手段
8a,8b 玉軸受け
10a,10b ハウジング
14 支持体
18 ベース
20a,20b ねじ
22a,22b 溝
24 第1動作体
26 調節ねじ
30 固定体
32a,32b ねじ
34 体

Claims (13)

1. 高さz₁で円筒形要素を案内することができる第1案内手段(2)を備える、前記円筒形要素を移動させるための支持体(1)であって、前記円筒形要素が移動する方向の下流で、前記支持体(1)が、z₁より高い高さz₂で前記円筒形要素を案内することができる第2案内手段(6)を備え、前記第2案内手段(6)と前記円筒形要素との間の摩擦が、前記第1案内手段(2)と前記円筒形要素との間の摩擦より小さいことを特徴とする支持体。
2. 前記第2案内手段(6)が、前記円筒形要素の軸線を中心としたこの円筒形要素の回転を許すことができることを特徴とする請求項1に記載の支持体(1)。
3. 前記第2案内手段(6)が、前記円筒形要素と接触するように設計された少なくとも2つの玉軸受け(8a,8b)を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の支持体(1)。
4. 前記玉軸受け(8a,8b)がステンレス鋼製であることを特徴とする請求項3に記載の支持体(1)。
5. 各玉軸受け(8a,8b)が、前記玉軸受け(8a,8b)を保持するハウジング(10a,10b)の内部に配置された、いくつかの2次玉に載ることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の支持体(1)。
6. 前記第2案内手段(6)は、それぞれが、前記円筒形要素の移動方向に対して直角である支持体の主軸に対して45°で傾斜するハウジング(10a,10b)を有する2つの玉軸受け(8a,8b)を備えることを特徴とする請求項5に記載の支持体(1)。
7. 2つの前記玉軸受け(8a,8b)が、前記円筒形要素の移動方向でその一方が他方の上流に位置するよう配置されることを特徴とする請求項6に記載の支持体(1)。
8. 支持体(1)が、前記第1案内手段(2)および前記第2案内手段(6)によって形成されたアセンブリの横方向調節システム、さらに前記第1案内手段(2)および前記第2案内手段(6)によって形成されたこの同じアセンブリの垂直調節システムを備えることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の支持体(1)。
9. 支持体(1)が、高さz₁と高さz₂との間の差を調節できる手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の支持体(1)。
10. 高さz₁と高さz₂との間の差が約0.5mmであることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の支持体(1)。
11. 前記第1案内手段(2)がV字形ローラ(4)を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の支持体(1)。
12. 円筒形要素搬送装置であって、請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の少なくとも1つの支持体(1)を備え、各支持体(1)が前記円筒形要素の移動を許すことができることを特徴とする装置。
13. 請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の少なくとも1つの支持体(1)上で円筒形要素を搬送する方法であって、各支持体(1)上を通過するとき、前記円筒形要素が、
    第1案内手段(2)の助けにより1次案内するステップと、
    第2案内手段(6)の助けにより1次案内に代わって2次案内するステップとを経て、2次案内の結果として生じる摩擦が、1次案内の結果として生じる摩擦より小さいことを特徴とする方法。

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