JP6550244B2 - 駆動軸の取扱工具 - Google Patents

Description

本発明は、原子炉内にて、制御棒駆動軸を作動するための駆動軸の取扱工具に関するものである。

例えば、原子力プラントにおける加圧水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。

この加圧水型原子炉は、原子炉容器内に炉心が設けられており、この炉心は、多数の燃料集合体により構成されており、この燃料集合体に対して制御棒クラスタを挿入することで、原子炉の出力を制御可能となっている。制御棒クラスタは、スパイダの先端部に複数の制御棒が装着されて構成され、燃料集合体に挿入可能となっている。この制御棒クラスタは、原子炉容器の上部に配置された制御棒駆動装置（ＣＲＤＭ：control rod drive mechanism）により炉心に対して出し入れされる。即ち、制御棒駆動軸は、先端部に制御棒クラスタ（スパイダ及び複数の制御棒）が着脱自在に装着されており、駆動機構により制御棒駆動軸を上下方向に移動することで、制御棒クラスタを炉心に出し入れすることができる。

ところで、制御棒駆動軸は、先端部にスパイダが着脱自在となっており、原子炉の定期点検時には、原子炉容器本体から原子炉容器蓋を取外すため、制御棒駆動軸とスパイダとを離脱させる必要がある。この場合、制御棒駆動軸は、スパイダに対する着脱機構の高い作動性が要求されることから、制御棒駆動軸の製造時に、着脱機構の作動確認試験を実施している。このとき、制御棒駆動軸を単体で作動確認試験を実施することから、着脱機構を作動させるための取扱工具が必要となる。

このような制御棒駆動軸の取扱工具としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された制御棒駆動軸の取扱工具は、２種類のシリンダを有し、一方のシリンダに関連した機構により制御棒駆動軸を把持してハンドリングし、他方のシリンダに関連した機構により取外し軸を介して制御棒駆動軸の下端にあるグリッパを操作し、駆動軸とスパイダとのラッチ及びアンラッチを行っている。

実公平０７−０１２９５８号公報

ところが、従来の制御棒駆動軸の取扱工具は、制御棒駆動軸をハンドリングするためのシリンダと、制御棒駆動軸をグリッパするためのシリンダが必要となり、装置が複雑になると共に、大型化してしまうという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、装置の小型化を図る駆動軸の取扱工具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駆動軸の取扱工具は、筒形状をなして先端部にロック部を有する駆動軸本体と、先端部にロックボタンを有して前記駆動軸本体内に移動自在に支持される取外し軸と、前記ロックボタンにより前記ロック部がロック位置に保持されるように前記取外し軸及び前記ロックボタンを付勢支持する付勢部材と、を備える駆動軸において、筒形状をなして先端部の支持孔に前記駆動軸本体の基端部を挿入自在な工具本体と、前記支持孔内で前記駆動軸本体を軸方向に移動不能に拘束する拘束部材と、駆動ロッドを有して前記工具本体の基端部に設けられる駆動部と、前記駆動ロッドと前記駆動軸本体の基端部から突出した前記取外し軸の基端部とを連結する連結部材と、を有することを特徴とするものである。

従って、工具本体の支持孔に駆動軸本体の基端部を挿入し、拘束部材により駆動軸本体を軸方向に移動不能に拘束し、連結部材により駆動ロッドと取外し軸の基端部とを連結する。この状態で、駆動部により駆動ロッドを収縮すると、駆動軸本体に対して取外し軸が基端部側に移動する。すると、ロックボタンが付勢部材の付勢力に抗して移動し、ロック部をロック位置から原位置に復帰させることで、駆動軸の作動確認試験を実施することができる。そして、駆動軸本体及び取外し軸の支持を拘束部材と連結拘束部材により行うことで、駆動部を１個として装置の小型化を図ることができる。

本発明の駆動軸の取扱工具では、前記拘束部材は、前記駆動軸本体の外周部に形成された第１凹部に重なるように前記工具本体に形成された拘束孔に嵌合する第１嵌合部材であることを特徴としている。

従って、拘束部材を駆動軸本体の第１凹部と工具本体の拘束孔に嵌合する第１嵌合部材とすることで、構造を簡素化することができる。

本発明の駆動軸の取扱工具では、前記駆動ロッドは、先端部に前記取外し軸の基端部が挿入自在な連結孔が形成され、前記連結部材は、前記取外し軸の外周部に形成された第２凹部に重なるように前記駆動ロッドに形成された連結孔に嵌合する第２嵌合部材であることを特徴としている。

従って、連結部材を取外し軸の第２凹部と駆動ロッドの連結孔に嵌合する第２嵌合部材とすることで、構造を簡素化することができる。

本発明の駆動軸の取扱工具では、前記工具本体は、前記連結孔に重なるように軸方向に沿うガイド孔が設けられることを特徴としている。

従って、工具本体に連結孔に重なるガイド孔を設けることで、駆動部により駆動ロッドを介して取外し軸を移動するとき、第２嵌合部材がガイド孔に沿って移動することとなり、工具本体と第２嵌合部材との干渉を防止することができる。

本発明の駆動軸の取扱工具では、前記工具本体に対する前記駆動ロッドの周方向の移動を阻止するガイド部材が設けられることを特徴としている。

従って、ガイド部材により工具本体に対して駆動ロッドの周方向の移動が阻止されることで、駆動ロッドにより取外し軸を精度良く移動することができる。

本発明の駆動軸の取扱工具によれば、駆動軸本体の支持孔内で駆動軸本体を拘束する拘束部材と、取外し軸と駆動部の駆動ロッドとを連結する連結部材とを設けるので、装置の小型化を図ることができる。

図１は、本実施形態の駆動軸の取扱工具を表す断面図である。 図２は、図１のII−II断面図である。 図３は、図１のIII−III断面図である。 図４は、制御棒駆動軸の作動試験方法を表す概略図である。 図５は、制御棒駆動軸の作動試験方法を表す概略図である。 図６は、加圧水型原子炉を表す縦断面図である。 図７は、制御棒駆動装置を表す概略図である。 図８は、制御棒駆動軸を表す断面図である。 図９は、制御棒駆動軸と制御棒クラスタの装着状態を表す断面図である。 図１０は、制御棒駆動軸と制御棒クラスタとの取外状態を表す断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る駆動軸の取扱工具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。

原子力発電プラントは、図示しないが、原子炉格納容器内に配置される原子炉及び蒸気発生器と、蒸気タービン発電設備とを有している。本実施形態の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。

原子炉は、燃料の核分裂により一次冷却水を加熱し、蒸気発生器は、この高温高圧の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換し、高圧の蒸気を生成する。蒸気タービン発電設備は、この蒸気により蒸気タービンを駆動することで発電を行う。一方、蒸気タービンを駆動した蒸気は、復水器で冷却されて復水となり、蒸気発生器に戻される。

まず、原子炉について説明する。図６は、加圧水型原子炉を表す縦断面図である。

図６に示すように、加圧水型原子炉１０において、原子炉容器１１は、その内部に炉内構造物が挿入できるように、原子炉容器本体１２とその上部に装着される原子炉容器蓋（上鏡）１３により構成されており、この原子炉容器本体１２に対して原子炉容器蓋１３が複数のスタッドボルト１４及びナット１５により開閉可能に固定されている。

原子炉容器本体１２は、原子炉容器蓋１３を取り外すことで上部が開口可能であり、下部が半球形状をなす下鏡１６により閉塞された円筒形状をなしている。原子炉容器本体１２は、上部に一次冷却水としての軽水（冷却材）を供給する入口ノズル（入口管台）１７と、軽水を排出する出口ノズル（出口管台）１８が形成されている。

原子炉容器本体１２は、内部に炉心槽２１が配置されており、上部が原子炉容器本体１２の内壁面に支持されている。また、原子炉容器本体１２は、内部に上部炉心支持板２２が配置されており、上部炉心支持板２２は、上部が炉心槽２１の上部に支持されている。上部炉心支持板２２は、複数の炉心支持ロッド２３により上部炉心板２４が吊下げ支持されている。

炉心槽２１は、下方に下部炉心支持板２５が支持され、下部炉心支持板２５は、外周部が位置決め部材２６により原子炉容器本体１２の内壁面に位置決め支持されている。炉心槽２１は、下部に下部炉心板２７が支持されている。炉心２８は、炉心槽２１における上部炉心板２４と下部炉心板２７により区画された領域に多数の燃料集合体２９が配置されて構成されている。炉心２８は、内部に多数の制御棒３０が配置されており、この制御棒３０は、複数がまとめられて制御棒クラスタ３１を構成し、燃料集合体２９に挿入可能となっている。上部炉心支持板２２は、上部炉心支持板２２を貫通して上下に延出する多数の制御棒クラスタ案内管３２が固定されている。各制御棒クラスタ案内管３２は、下端部が上部炉心板２４に連結され、内部に制御棒クラスタ３１が挿通可能となっている。

原子炉容器蓋１３は、上部が半球形状をなし、上部に磁気式ジャッキの制御棒駆動装置３３が配置されている。複数の制御棒クラスタ案内管３２は、上端部が原子炉容器蓋１３の管台を通してその上方まで延出され、制御棒駆動装置３３から下方に延出された制御棒クラスタ駆動軸３４が、制御棒クラスタ案内管３２内に挿通されている。制御棒クラスタ駆動軸３４は、制御棒駆動装置３３により上下方向に移動可能であり、制御棒クラスタ案内管３２内を通って炉心２８まで延出され、制御棒クラスタ３１に連結されている。制御棒駆動装置３３は、制御棒クラスタ３１の各制御棒３０を炉心２８に対して抜き差しすることで、原子炉出力を制御する。

原子炉容器本体１２は、下鏡１６を貫通する多数の計装管台３５が設けられ、この各計装管台３５は、炉内側の上端部に炉内計装案内管３６が連結される一方、炉外側の下端部にコンジットチューブ３７が連結されており、各炉内計装案内管３６に複数の連接板３８が取付けられている。シンブルチューブ３９は、コンジットチューブ３７内から計装管台３５及び炉内計装案内管３６内を通し、下部炉心支持板２５及び下部炉心板２７を貫通して炉心２８（燃料集合体２９）まで挿通されている。

原子炉容器１１は、炉心２８の上方に上部プレナム４０が設けられ、下方に下部プレナム４１が設けられ、その間にダウンカマー部４２が形成されている。

まず、制御棒駆動装置３３について詳細に説明する。図７は、制御棒駆動装置を表す概略図である。

制御棒駆動装置３３は、図７に示すように、上下方向に延設され、下端部に制御棒クラスタ３１に連結されて表面に複数の周溝を長手方向に等ピッチで配設してなる制御棒クラスタ駆動軸（以下、駆動軸と称する。）３４と、この駆動軸３４を着脱する磁気ジャッキ式の保持機構５２と、保持した駆動軸３４を上下移動させる磁気ジャッキ式の駆動機構５３とを有している。

駆動軸３４は、その表面に複数の周溝５１が長手方向に等ピッチで形成されており、円筒形状をなす駆動軸ハウジング５４内に軸方向に移動自在となっている。保持機構５２は、駆動軸３４の周溝５１の１つに係合離反可能に設けられた固定つかみラッチ５５と、固定つかみラッチ５５をラッチリンク５６及びプランジャ５７を介して駆動する固定つかみコイル５８を有する。そして、固定つかみラッチ５５を周溝５１に係合させることで、駆動軸３４を保持することができる。

駆動機構５３は、駆動軸３４の周溝５１の１つと係合離反可能に設けられた可動つかみラッチ５９と、可動つかみラッチ５９をラッチリンク６０及びプランジャ６１を介して駆動する可動つかみコイル６２と、ラッチリンク６０及びプランジャ６１を上下方向に移動させる上げコイル６３とを有する。

なお、符号６４は、固定つかみコイル５８に励磁される固定取手磁極、符号６５は、可動つかみコイル６２に励磁される可動取手磁極、符号６６は、上げコイル６３に励磁される上げ磁極である。また、６７，６８，６９は、リターンスプリング（圧縮コイルばね）である。

そのため、固定つかみコイル５８により固定取手磁極６４が消磁されることで、固定つかみラッチ５５が駆動軸３４の周溝５１から離反する一方、可動つかみコイル６２により可動取手磁極６５が励磁されて可動つかみラッチ５９が駆動軸３４の周溝５１に係合した状態から、上げコイル６３により上げ磁極６６を励磁すると、可動取手磁極６５及び可動つかみラッチ５９が可動つかみコイル６２と共にリターンスプリング６７の付勢力に抗して上げ磁極６６側に吸引され、駆動軸３４を１ピッチ上昇することができる。

次に、固定つかみコイル５８により固定取手磁極６４が励磁されて固定つかみラッチ５５が駆動軸３４の周溝５１に係合した後、可動つかみコイル６２により可動取手磁極６５が消磁されると共に上げコイル６３により上げ磁極６６が消磁されると、可動つかみラッチ５９が駆動軸３４の周溝５１から離反され、リターンスプリング６７の付勢力により可動取手磁極６５及び可動つかみラッチ５９が可動つかみコイル６２と共に下降することができる。

そして、可動つかみコイル６２により可動取手磁極６５が励磁されて可動つかみラッチ５９が駆動軸３４の周溝５１に係合された後、固定つかみコイル５８により固定取手磁極６４が消磁されて固定つかみラッチ５５が駆動軸３４の周溝５１から離反された状態から、上述した動作を繰り返すことにより駆動軸３４は所定ピッチまで上昇することができる。なお、駆動軸３４を下降させるには、上述した動作の逆動作を行えばよいものである。

次に、制御棒駆動軸３４について詳細に説明する。図８は、制御棒駆動軸を表す断面図、図９は、制御棒駆動軸と制御棒クラスタの装着状態を表す断面図、図１０は、制御棒駆動軸と制御棒クラスタとの取外状態を表す断面図である。なお、図８は、制御棒駆動軸における各端部だけを表しており、周溝５１が設けられた中間部を省略している。

図８に示すように、制御棒駆動軸３４は、駆動軸本体７１と、取外し軸７２と、取外しボタン７３と、位置決め部材７４と、ロックボタン７５と、保護筒７６と、付勢ばね７７と、ロックばね７８とを有している。なお、ここで、基端部とは、図６にて、制御棒駆動軸３４における上端部側であり、先端部とは、図６にて、制御棒駆動軸３４における下端部側である。

駆動軸本体７１は、円筒形状をなし、基端部（図８にて、左端部）側の外周部に周方向に沿って第１凹部８１が形成され、先端部（図８にて、右端部）に径方向に分離された２個のロック片８２が形成されると共に、先端外周部にロック部８３が形成されている。取外し軸７２は、円柱形状をなし、外径が駆動軸本体７１の内径より小さく、駆動軸本体７１内に同心上に配置されている。取外し軸７２は、基端外周部に取外しボタン７３が固定されている。取外しボタン７３は、円筒形状をなし、外周部が駆動軸本体７１の内周部に嵌合し、駆動軸本体７１と共に軸方向に沿って移動自在となっている。取外しボタン７３は、基端部側の外周部に周方向に沿って第２凹部８４が形成されている。

また、取外し軸７２は、先端外周部に位置決め部材７４が固定されている。位置決め部材７４は、円筒形状をなし、駆動軸本体７１における２個のロック片８２の内側に対して挿脱自在となっている。取外し軸７２は、先端外周部における位置決め部材７４より基端部側にロックボタン７５が装着されている。ロックボタン７５は、円筒形状をなし、取外し軸７２の外周部に嵌合し、外周部が２個のロック片８２の内周面に形成されたカム面８５を押圧可能となっている。そして、駆動軸本体７１は、先端部におけるロック部８３より基端部側に保護筒７６が固定されており、駆動軸本体７１における先端外周部と保護筒７６における先端内周部との間に隙間８６が確保されている。

駆動軸本体７１は、基端部側の内周面に内周フランジ部８７が設けられる一方、取外し軸７２の内周面であって内周フランジ部８７より先端部側に外周フランジ部８８が設けられており、内周フランジ部８７と外周フランジ８８との間に付勢ばね（圧縮ばね）７７が配置されている。付勢ばね７７は、その付勢力により駆動軸本体７１に対して取外し軸７２を先端部側に付勢している。また、駆動軸本体７１は、内周フランジ部８７及び外周フランジ８８より先端部側に内周フランジ部（図示略）が設けられており、内周フランジ部とロックボタン７５との間にロックばね（圧縮ばね）７８が配置されている。ロックばね７８は、その付勢力により駆動軸本体７１に対してロックボタン７５を先端部側に付勢している。

図９に示すように、制御棒クラスタ３１は、駆動軸３４に連結されるスパイダ４３を有し、スパイダ４３は、基端部に連結孔４４が開口している。そのため、取外し軸７２は、付勢ばね７７（図８参照）の付勢力により駆動軸本体７１に対して先端部側に付勢されており、位置決め部材７４がロック片８２に形成されたストッパ（図示略）に当接することで、所定の位置（駆動軸本体７１から突出しない位置）で位置決めされている。ロックボタン７５は、ロックばね７８（図８参照）の付勢力により駆動軸本体７１の先端部側に付勢され、カム面８５を押圧することで、各ロック片８２を隙間８６の距離だけ径方向における外方に押し広げている。すると、駆動軸本体７１は、各ロック部８３がスパイダ４３の連結孔４４の内周面に係止し、駆動軸３４の先端部にスパイダ４３が連結される。

図９及び図１０に示すように、取外し軸７２を付勢ばね７７（図８参照）及びロックばね７８（図８参照）の付勢力に抗して基端部側に移動すると、取外し軸７２と共に位置決め部材７４及びロックボタン７５が基端部側に移動し、ロックボタン７５は、カム面８５を押圧するのをやめ、各ロック片８２が径方向における内方に移動して元の位置に戻る。すると、駆動軸本体７１は、各ロック部８３がスパイダ４３の連結孔４４の内周面から離間し、駆動軸３４がスパイダ４３から離脱する。その後、図１０に示すように、取外し軸７２は、付勢ばね７７（図８参照）及びロックばね７８（図８参照）の付勢力により元の位置に戻る。

なお、駆動軸３４の先端部にスパイダ４３を連結する場合は、まず、取外し軸７２により位置決め部材７４及びロックボタン７５を基端部側に移動し、各ロック片８２を元の位置に戻した状態とする。次に、駆動軸本体７１のロック片８２をスパイダ４３の連結孔４４内に挿入する。そして、取外し軸７２を付勢ばね７７（図８参照）及びロックばね７８（図８参照）の付勢力により先端部側に移動すると、ロックボタン７５がカム面８５を押圧することで各ロック部８３がスパイダ４３の連結孔４４に係止し、駆動軸３４の先端部にスパイダ４３を連結することができる。

このように構成された駆動軸３４は、製造時に、着脱機構の作動確認試験を実施する必要があり、このとき、上述した保持機構５２や駆動機構５３が装着されていないことから、制御棒駆動軸を単体で作動させるための取扱工具が必要となる。

図１は、本実施形態の駆動軸の取扱工具を表す断面図、図２は、図１のII−II断面図、図３は、図１のIII−III断面図、図４及び図５は、制御棒駆動軸の作動試験方法を表す概略図である。

本実施形態において、図１から図３に示すように、駆動軸の取扱工具１００は、工具本体としてのハウジング１０１と、拘束部材及び第１嵌合部材としての外側ピン１０２と、駆動部としてのエアシリンダ１０３と、連結部材及び第２嵌合部材としての内側ピン１０４とを有している。

エアシリンダ１０３は、中空形状をなすシリンダ１１１内に円板形状をなすピストン１１２が軸方向に移動自在に支持され、ピストン１１２にシリンダ１１１外に突出する駆動ロッド１１３が連結されて構成されている。駆動ロッド１１３は、先端部に連結部材１１４が一体に固定されており、連結部材１１４は、先端面に連結凹部１１５が形成されている。この連結凹部１１５は、内径が取外し軸７２における取外しボタン７３の外径より若干大きい寸法に設定されている。

ハウジング１０１は、エアシリンダ１０３における駆動ロッド１１３側に、このエアシリンダ１０３と同心状に一体に連結されている。ハウジング１０１は、円筒形状をなし、先端部に支持孔１１６が形成されている。この支持孔１１６は、内径が駆動軸本体７１の外径より若干大きい寸法に設定されている。そのため、駆動軸３４は、駆動軸本体７１の基端部がハウジング１０１の支持孔１１６に挿入自在であり、取外し軸７２の先端部が駆動ロッド１１３における連結部材１１４の連結凹部１１５に挿入自在となっている。

ハウジング１０１は、先端部側に２個の拘束孔１１７が形成されている。この各拘束孔１１７は、円形孔であって、ハウジング１０１の軸方向に直交すると共に、支持孔１１６の内周面に半円形状をなす凹部を形成するように形成されている。また、ハウジング１０１は、基端部側の内周部に周方向に沿って径方向の内方に突出する位置決めストッパ１１８が形成されている。そのため、駆動軸本体７１がハウジング１０１の支持孔１１６に挿入され、先端部が位置決めストッパ１１８に当接したとき、駆動軸本体７１の外周部に形成された第１凹部８１が拘束孔１１７と径方向に対向する。即ち、位置決めスストッパ１１８と第１凹部８１と拘束孔１１７の形成位置が予め設定されている。

そのため、駆動軸本体７１の先端部が位置決めストッパ１１８に当接し、第１凹部８１と拘束孔１１７が対向したとき、外部から外側ピン１０２を拘束孔１１７に挿入することで、支持孔１１６内で駆動軸本体７１がハウジング１０１に対して軸方向に移動不能に拘束される。即ち、外側ピン１０２が、ハウジング１０１の拘束孔１１７と、駆動軸本体７１の第１凹部８１に係止することで、駆動軸本体７１がハウジング１０１に拘束される。

また、連結部材１１４は、先端部側に２個の連結孔１１９が形成されている。この各連結孔１１９は、円形孔であって、連結部材１１４の軸方向に直交すると共に、連結凹部１１５の内周面に半円形状をなす凹部を形成するように形成されている。また、ハウジング１０１は、この連結孔１１９に重なるように軸方向に沿ってガイド孔１２０が形成されている。そのため、取外し軸７２の取外しボタン７３が連結部材１１４の連結凹部１１５に挿入されたとき、取外しボタン７３の外周部に形成された第２凹部８４が連結孔１１９と径方向に対向する。即ち、第２凹部８４と連結孔１１９の形成位置が予め設定されている。

そのため、取外しボタン７３の先端部が連結凹部１１５内に挿入して当接し、第２凹部８４と連結孔１１９が対向したとき、外部から内側ピン１０４をガイド孔１２０を通して連結孔１１９に挿入することで、連結凹部１１５内で取外しボタン７３が連結部材１１４に対して軸方向に相対移動不能に連結される。即ち、内側ピン１０４が、連結部材１１４の連結孔１１９と、取外しボタン７３の第２凹部８４に係止することで、取外し軸７２と駆動ロッド１１３とが連結される。また、このとき、駆動ロッド１１３を移動すると、内側ピン１０４がガイド孔１２０に沿って移動することとなる。

また、連結部材１１４は、外周部にガイドピン１２１が固定される一方、ハウジング１０１は、軸方向に沿ってガイドスロット１２２が形成され、ガイドピン１２１がガイドスロット１２２に移動自在に嵌合している。このガイドピン１２１とガイドスロット１２２は、ハウジング１０１に対する駆動ロッド１１３の周方向の移動を阻止するガイド部材として機能する。

エアシリンダ１０３は、シリンダ１１１内がピストン１１２により２つの部屋１２３，１２４に区画されており、各部屋１２３，１２４に対してエア給排部１２５，１２６が設けられている。また、ハウジング１０１は、基端部に吊り具１２７が設けられている。

一方、外側ピン１０２と内側ピン１０４は、同形状をなす軸部材である。外側ピン１０２と内側ピン１０４は、グリップ１０２ａ，１０４ａと、各孔１１７，１１９に挿入される挿入部１０２ｂ，１０４ｂと、先端部に支持ピン１０２ｃ，１０４ｃにより回動自在に取付けられた抜け止め用ストッパ１０２ｄ，１０４ｄとを有している。

以下、製造後の駆動軸３４における着脱機構の作動確認試験の実施方法について説明する。駆動軸３４は、組み立てられると、横倒し状態となり、スパイダ４３が装着されていないものの、ロック部８３は外側に移動したロック位置に保持されている。この状態で、駆動軸３４の基端部に取扱工具１００を装着する。まず、ハウジング１０１の支持孔１１６内に駆動軸３４を挿入し、先端部を位置決めストッパ１１８に当接させると共に、取外し軸７２の取外しボタン７３の先端部を連結凹部１１５内に挿入して当接させる。すると、駆動軸本体７１の第１凹部８１とハウジング１０１の拘束孔１１７が対向すると共に、取外しボタン７３の第２凹部８４と連結部材１１４の連結孔１１９が対向する。

次に、外部から外側ピン１０２をハウジング１０１の拘束孔１１７に挿入し、駆動軸本体７１の第１凹部８１に係止させる。すると、駆動軸本体７１がハウジング１０１に拘束される。続いて、外部から内側ピン１０４をハウジング１０１のガイド孔１２０から連結部材１１４の連結孔１１９に挿入し、取外しボタン７３の第２凹部８４に係止させる。すると、取外し軸７２が駆動ロッド１１３に連結される。このとき、外側ピン１０２と内側ピン１０４は、抜け止め用ストッパ１０２ｄ，１０４ｄを回動することで、ハウジング１０１からの脱落を防止する。

駆動軸３４の基端部に取扱工具１００が装着されると、この駆動軸３４を起立させる。即ち、図４に示すように、立起こし治具１５１は、支持軸１５２により床面Ｇ上に設置された支持板１５３に回動自在に支持されている。まず、駆動軸３４を横倒し状態でのままで先端部を立起こし治具１５１内に挿入する。次に、取扱工具１００の吊り具１２７に図示しないクレーンから垂下されたロープ１６１のフック１６２を連結し、クレーンを移動することで、図４に二点鎖線で示すように、取扱工具１００を介して駆動軸３４を起立させる。そして、図５に示すように、クレーンにより取扱工具１００を介して駆動軸３４を上昇させることで、立起こし治具１５１から抜き取り、この状態で、駆動軸３４における着脱機構の作動確認試験を実施する。なお、このとき、３１Ａは、制御棒クラスタのダミーであり、３４Ａは、制御棒クラスタ駆動軸のダミーである。

図１及び図８に示すように、駆動軸３４は、スパイダ４３が装着されておらず、ロックボタン７５によりロック部８３が外側に移動したロック位置に保持されている。ここで、エアシリンダ１０３のエア給排部１２６から部屋１２４にエアを供給し、ピストン１１２を介して駆動ロッド１１３を上昇（図１にて、左方移動）させる。すると、ハウジング１０１に拘束された駆動軸本体７１に対して、駆動ロッド１１３に連結された取外し軸７２が同方向に引き上げられる。

取外し軸７２が上昇すると、位置決め部材７４及びロックボタン７５が付勢ばね７７及びロックばね７８の付勢力に抗して上昇し、各ロック片８２が内側に移動して解除位置となる。ここで、取扱工具１００及び駆動軸３４を下降し、床面Ｇに載置されたスパイダ４３（実際は、ダミー部材）に対して駆動軸本体７１のロック片８２を挿入する。そして、エアシリンダ１０３のエア給排部１２５から部屋１２３にエアを供給し、ピストン１１２を介して駆動ロッド１１３を加工（図１にて、右方移動）させる。すると、ハウジング１０１に拘束された駆動軸本体７１に対して、駆動ロッド１１３に連結された取外し軸７２が同方向に押し下げられる。

一方、取外し軸７２は、付勢ばね７７及びロックばね７８の付勢力により下降し、ロックボタン７５がカム面８５を押圧することで、各ロック部８３がスパイダ４３の連結孔４４に係止し、駆動軸３４の先端部にスパイダ４３が連結される。この作動により、駆動軸３４の着脱機構が適正に作動したかどうかを確認する。その後、エアシリンダ１０３により取外し軸７２を作動し、駆動軸３４の先端部からスパイダ４３を取外し、クレーンにより駆動軸３４を再び横倒し状態とする。そして、駆動軸３４から取扱工具１００を取外して梱包する。

なお、上述の説明では、駆動軸３４の製造後に、横倒し状態で、駆動軸３４の基端部に取扱工具１００を装着すると説明したが、実際は、駆動軸３４における保護筒７６の組立前に、駆動軸３４の基端部に取扱工具１００を装着する。即ち、保護筒７６は、円筒形状をなし、駆動軸本体７１の先端部からその外周部に嵌合して固定するが、このとき、ロック部８３が外側に移動したロック位置にあることから、保護筒７６を駆動軸本体７１の外周部に嵌合することができない。そのため、駆動軸３４に保護筒７６を組付ける前に、駆動軸３４の基端部に取扱工具１００を装着する。そして、前述と同様に、エアシリンダ１０３によりロック片８２を内側に移動して解除位置とした状態で、駆動軸３４に保護筒７６を組付ける。

このように本実施形態の駆動軸の取扱工具にあっては、筒形状をなして先端部にロック部８３を有する駆動軸本体７１と、先端部にロックボタン７５を有して駆動軸本体７１内に移動自在に支持される取外し軸７２と、ロックボタン７５によりロック部８３がロック位置に保持されるように取外し軸７２及びロックボタン７５を付勢支持する付勢ばね７７及びロックばね７８とを備える駆動軸３４において、筒形状をなして先端部の支持孔１１６に駆動軸本体７１の基端部を挿入自在なハウジング１０１と、支持孔１１６内で駆動軸本体７１を軸方向に移動不能に拘束する外側ピン（拘束部材）１０２と、駆動ロッド１１３を有してハウジング１０１の基端部に設けられるエアシリンダ（駆動部）１０３と、駆動ロッド１１３と駆動軸本体７１の基端部から突出した取外し軸７２の基端部とを連結する内側ピン（連結部材）１０４とを設けている。

従って、ハウジング１０１の支持孔１１６に駆動軸本体７１の基端部を挿入し、外側ピン１０２により駆動軸本体７１を軸方向に移動不能に拘束し、内側ピン１０４により駆動ロッド１１３と取外し軸７２の基端部とを連結する。この状態で、エアシリンダ１０３により駆動ロッド１１３を収縮すると、駆動軸本体７１に対して取外し軸７２が基端部側に移動する。すると、ロックボタン７５を付勢ばね７７及びロックばね７８の付勢力に抗して移動し、ロック部８３がロック位置から原位置（解除位置）に復帰させることで、駆動軸３４の先端部にスパイダ４３を装着する作動確認試験を実施することができる。そして、駆動軸本体７１及び取外し軸７２の支持を外側ピン１０２と内側ピン１０４により行うことで、駆動軸３４を１個として装置の小型化を図ることができる。

本実施形態の駆動軸の取扱工具では、拘束部材としての外側ピン１０２を駆動軸本体７１の外周部に形成された第１凹部８１に重なるようにハウジング１０１に形成された拘束孔１１７に嵌合することで、駆動軸本体７１を軸方向に移動不能に拘束する。従って、構造を簡素化することができる。

本実施形態の駆動軸の取扱工具では、連結部材としての内側ピン１０４を取外し軸７２の外周部に形成された第２凹部８４に重なるように駆動ロッド１１３の連結部材１１４に形成された連結孔１１９に嵌合することで、駆動ロッド１１３と取外し軸７２を連結する。従って、構造を簡素化することができる。

本実施形態の駆動軸の取扱工具では、ハウジング１０１に連結孔１１９に重なるように軸方向に沿うガイド孔１２０を設けている。従って、エアシリンダにより駆動ロッド１１３を介して取外し軸７２を移動するとき、内側ピン１０４がガイド孔１２０に沿って移動することとなり、ハウジング１０１と内側ピン１０４との干渉を防止することができる。

本実施形態の駆動軸の取扱工具では、ハウジング１０１に対する駆動ロッド１１３の周方向の移動を阻止するガイド部材として、ガイドピン１２１及びガイドスロット１２２を設けている。従って、ハウジング１０１に対して駆動ロッド１１３の周方向の移動が阻止されることで、駆動ロッド１１３により取外し軸７２を精度良く移動することができる。

なお、上述した実施形態にて、駆動部をエアシリンダ１０３としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、油圧シリンダや電動モータなどであってもよい。

１０ 加圧水型原子炉
１１ 原子炉容器
２１ 炉心槽
２２ 上部炉心支持板
２４ 上部炉心板
２５ 下部炉心支持板
２７ 下部炉心板
２８ 炉心
２９ 燃料集合体
３０ 制御棒
３１ 制御棒クラスタ
３２ 制御棒クラスタ案内管
３３ 制御棒駆動装置
３４ 制御棒クラスタ駆動軸
７１ 駆動軸本体
７２ 取外し軸
７３ 取外しボタン
７４ 位置決め部材
７５ ロックボタン
７６ 保護筒
７７ 付勢ばね
７８ ロックばね
８１ 第１凹部
８２ ロック片
８３ ロック部
８４ 第２凹部
８５ カム面
１００ 駆動軸の取扱工具
１０１ ハウジング（工具本体）
１０２ 外側ピン
１０３ エアシリンダ（駆動部）
１０４ 内側ピン
１１３ 駆動ロッド
１１４ 連結部材
１１５ 連結凹部
１１６ 支持孔
１１７ 拘束孔
１１８ 位置決めストッパ
１１９ 連結孔
１２０ ガイド孔
１２１ ガイドピン（ガイド部材）
１２２ ガイドスロット（ガイド部材）
１２７ 吊り具

Claims (4)

1. 筒形状をなして先端部にロック部を有する駆動軸本体と、
   先端部にロックボタンを有して前記駆動軸本体内に移動自在に支持される取外し軸と、
   前記ロックボタンにより前記ロック部がロック位置に保持されるように前記取外し軸及び前記ロックボタンを付勢支持する付勢部材と、を備える駆動軸において、
   筒形状をなして先端部の支持孔に前記駆動軸本体の基端部を挿入自在な工具本体と、
   前記支持孔内で前記駆動軸本体を軸方向に移動不能に拘束する拘束部材と、
   駆動ロッドを有して前記工具本体の基端部に設けられる駆動部と、
   前記駆動ロッドと前記駆動軸本体の基端部から突出した前記取外し軸の基端部とを連結する連結部材と、
   を有し、
   前記拘束部材は、前記駆動軸本体の外周部に形成された第１凹部に重なるように前記工具本体に形成された拘束孔に嵌合する第１嵌合部材である、
   ることを特徴とする駆動軸の取扱工具。
2. 筒形状をなして先端部にロック部を有する駆動軸本体と、
   先端部にロックボタンを有して前記駆動軸本体内に移動自在に支持される取外し軸と、
   前記ロックボタンにより前記ロック部がロック位置に保持されるように前記取外し軸及び前記ロックボタンを付勢支持する付勢部材と、を備える駆動軸において、
   筒形状をなして先端部の支持孔に前記駆動軸本体の基端部を挿入自在な工具本体と、
   前記支持孔内で前記駆動軸本体を軸方向に移動不能に拘束する拘束部材と、
   駆動ロッドを有して前記工具本体の基端部に設けられる駆動部と、
   前記駆動ロッドと前記駆動軸本体の基端部から突出した前記取外し軸の基端部とを連結する連結部材と、
   を有し、
   前記駆動ロッドは、先端部に前記取外し軸の基端部が挿入自在な連結孔が形成され、前記連結部材は、前記取外し軸の外周部に形成された第２凹部に重なるように前記駆動ロッドに形成された連結孔に嵌合する第２嵌合部材である、
   ことを特徴とする駆動軸の取扱工具。
3. 前記工具本体は、前記連結孔に重なるように軸方向に沿うガイド孔が設けられることを特徴とする請求項２に記載の駆動軸の取扱工具。
4. 筒形状をなして先端部にロック部を有する駆動軸本体と、
   先端部にロックボタンを有して前記駆動軸本体内に移動自在に支持される取外し軸と、
   前記ロックボタンにより前記ロック部がロック位置に保持されるように前記取外し軸及び前記ロックボタンを付勢支持する付勢部材と、を備える駆動軸において、
   筒形状をなして先端部の支持孔に前記駆動軸本体の基端部を挿入自在な工具本体と、
   前記支持孔内で前記駆動軸本体を軸方向に移動不能に拘束する拘束部材と、
   駆動ロッドを有して前記工具本体の基端部に設けられる駆動部と、
   前記駆動ロッドと前記駆動軸本体の基端部から突出した前記取外し軸の基端部とを連結する連結部材と、
   を有し、
   前記工具本体に対する前記駆動ロッドの周方向の移動を阻止するガイド部材が設けられる、
   ことを特徴とする駆動軸の取扱工具。
   

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