JPH02221894A - Control rod driving device - Google Patents

Control rod driving device

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Publication number
JPH02221894A
JPH02221894A JP1040958A JP4095889A JPH02221894A JP H02221894 A JPH02221894 A JP H02221894A JP 1040958 A JP1040958 A JP 1040958A JP 4095889 A JP4095889 A JP 4095889A JP H02221894 A JPH02221894 A JP H02221894A
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JP
Japan
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rotor
ratchet
ball screw
ball nut
nut
Prior art date
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Pending
Application number
JP1040958A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sho Imayoshi
今吉 祥
Koichi Hirota
耕一 廣田
Koichi Nakai
中井 公一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Atomic Power Industries Inc filed Critical Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
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Publication of JPH02221894A publication Critical patent/JPH02221894A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Abstract

PURPOSE:To enable the ball screw and split ball nut of a driving shaft to properly engage each other by providing an absolute position detector for the driving shaft, and an absolute angle detector and a synchronous position setter for a rotor. CONSTITUTION:The absolute position detector 12 which detects the absolute position of the driving shaft 3 and the absolute angle detector 13 which detects the angle of rotation of the rotor 21 are connected to the synchronous position setter 30. The setter 30 is connected to the rotor 21 of a synchronous motor through a motor controller 31. The detector 12 detects how much the driving shaft 3 moves from a reference position and the detector 13 detects the current azimuth of the rotor 21. Then the setter 30 sets the angle of rotation of the ball nut up to the synchronous position according to the signals from the detectors 12 and 13 and supplies a command to the controller 31 to rotate the rotor, thereby determining the azimuth of the ball nut. In this state, an electromagnet is magnetized and the split ball nut and ball screw properly engage each other.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、原子炉の制御棒を上下する制御棒駆動装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control rod drive device for moving up and down control rods of a nuclear reactor.

[従来の技術] 従来の制御棒駆動装置には第3図及び第4図に示す如き
ものがある(特開昭61−178694号公報参照)。
[Prior Art] Conventional control rod drive devices include those shown in FIGS. 3 and 4 (see Japanese Patent Laid-Open No. 178694/1983).

第3図において、1は制御棒駆動機構(以下CRDMと
省略する)を据付ける炉心上部機構、2はCRDMの上
部案内管、3は駆動軸で、図には示していないが、下端
に制御棒を連結しており、上記駆動軸3を上下すること
により、制御棒を引き抜いたり挿入したり又は急速挿入
したりして原子炉の出力を制御したり、急速停止(スク
ラム)させたりするものである、10は電磁石、4はア
ーマチュア、5はボールであって、アーマチュア4には
連結軸8が取り付けられ、その連結軸8はモータのロー
タ21下端に取り付けられた受台9を貫通して従動リン
グ25を吊下している。この従動リング25にはリンク
11を介して分割ボールナット24が取り付けられ、該
分割ボールナット24の上端は上記受台9にピン22に
より枢支されている。なお、20はモータのステータ、
26は駆動軸3に刻設されたボールねじである。
In Fig. 3, 1 is the upper core mechanism in which the control rod drive mechanism (hereinafter abbreviated as CRDM) is installed, 2 is the upper guide tube of CRDM, and 3 is the drive shaft, which is not shown in the figure, but is equipped with a control rod at the lower end. The rods are connected, and by moving the drive shaft 3 up and down, the control rods can be withdrawn, inserted, or rapidly inserted to control the output of the reactor or bring about a rapid shutdown (scram). 10 is an electromagnet, 4 is an armature, and 5 is a ball. A connecting shaft 8 is attached to the armature 4, and the connecting shaft 8 passes through a pedestal 9 attached to the lower end of the rotor 21 of the motor. A driven ring 25 is suspended. A split ball nut 24 is attached to the driven ring 25 via a link 11, and the upper end of the split ball nut 24 is pivotally supported on the pedestal 9 by a pin 22. In addition, 20 is the stator of the motor,
26 is a ball screw carved into the drive shaft 3.

そして、上記アーマチュア4を電磁石10により吸引、
開放することにより、連結軸8及び従動リング25が上
下し、リンク11を介して分割ボールナット24をピン
22を支点として半径方向に開閉して、上記分割ボール
ナット24をボールねじ26に着脱するようになってい
る。第3図の左半分及び第4図(b)は電磁石を着磁し
、分割ボールナット24とボールねじ26が噛み合った
状態、第3図有半分及び第4図(a)は電磁石を消磁し
、分割ボールナット24とボールねじ26の噛合が外れ
た状態を示す。
Then, the armature 4 is attracted by the electromagnet 10,
By opening, the connecting shaft 8 and the driven ring 25 move up and down, and the split ball nut 24 is opened and closed in the radial direction using the pin 22 as a fulcrum via the link 11, and the split ball nut 24 is attached to and removed from the ball screw 26. It looks like this. The left half of Fig. 3 and Fig. 4 (b) show the state in which the electromagnet is magnetized and the split ball nut 24 and the ball screw 26 are engaged, and the half shown in Fig. 3 and Fig. 4 (a) show the state in which the electromagnet is demagnetized. , shows a state in which the split ball nut 24 and the ball screw 26 are disengaged.

上記の着磁状態でステータ20に電流を流すとロータ2
1が回転し、これに取り付けられた受台9、分割ボ5−
ルナット24、リンク11及び従動11及び従動リング
25を同時回転させる。従って駆動軸は上昇し、図示し
ない制御棒が引き抜かれる。
When current is applied to the stator 20 in the above magnetized state, the rotor 2
1 rotates, and the pedestal 9 attached to this rotates, and the split bod 5-
The lug nut 24, the link 11, the driven member 11, and the driven ring 25 are rotated simultaneously. Therefore, the drive shaft rises and a control rod (not shown) is pulled out.

分割ボールナット24は、数セクタに分割されているが
、ナツトと同様の機能を有するため、駆動軸3を上下す
ることができる。なお、駆動軸3には廻り止め(図示せ
ず)が施されている。
Although the split ball nut 24 is divided into several sectors, it has the same function as a nut, so it can move the drive shaft 3 up and down. Note that the drive shaft 3 is provided with a rotation stopper (not shown).

また、炉を急速停止する場合は電磁石lOを消磁すると
、アーマチュア4及び従動リング25が降下するため、
リンク11が回動し、これにより分割ボールナット24
はボールねじ26から離れるので、駆動軸3は下方に挿
入される。
In addition, when stopping the furnace quickly, when the electromagnet IO is demagnetized, the armature 4 and the driven ring 25 will fall.
The link 11 rotates, which causes the split ball nut 24
is separated from the ball screw 26, so the drive shaft 3 is inserted downward.

[発明が解決しようとする課題] しかるに上記装置において、駆動軸3は炉の温度に影響
されて伸び縮みが生じ、また、モータのロータ21は緊
急停止する際の回転方位が不確定であるので、電磁石1
0を着磁したとき分割ボールナット24のボール列が駆
動軸3のボールねじ26にちょうど係合しない位置(第
4図(C))にあった場合には、ボールねじ26のねじ
山又はボールナツト24のボール14及びボール受15
が損傷を受けることになり、その結果、駆動力の伝達効
率が悪化したり耐久性が失われるだけでなく、作動不能
になることもあった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above device, the drive shaft 3 expands and contracts due to the influence of the temperature of the furnace, and the rotor 21 of the motor has an uncertain rotational direction when stopping in an emergency. , electromagnet 1
0, if the ball row of the split ball nut 24 is in a position where it does not exactly engage with the ball screw 26 of the drive shaft 3 (FIG. 4(C)), the thread of the ball screw 26 or the ball nut 24 balls 14 and ball receiver 15
As a result, not only the efficiency of driving force transmission deteriorates and durability is lost, but also the device may become inoperable.

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、駆動軸のボ
ールねじと分割ボールナットとが同期、即ち、適正に係
合するようにした制御棒駆動装置を提供す・ることを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a control rod drive device in which the ball screw of the drive shaft and the split ball nut are synchronously engaged, that is, properly engaged. .

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成すべく本発明は、ボールねじ溝を刻設し
た上下にスライド可能な駆動軸をモータのロータ軸内に
挿通し、径方向2個以上に分割され、上記ロータと共に
回転する分割ボールナツトの上端を軸方向所定位置にピ
ンにて枢支し、下端付近をリンク一端に枢支し、該リン
ク他端を軸方向に上下させる手段により上記ピンを支点
として上記分割ボールナットを半径方向に開閉して、上
記分割ボールナットを上記ボールねじに着脱するように
した制御棒駆動装置において、上記駆動軸の絶対位置検
出器と、上記ロータの絶対角検出器と、それらの各検出
器からの信号を受けて分割ボールナットとボールねじと
が同期するようモータ制御器に前記ロータの回転角度を
指示する信号を発する同期位置設定器とを設けたことを
特徴とする制御棒駆動装置と、 ボールねじ溝を刻設した上下にスライド可能な駆動軸を
モータのロータ軸内に挿通し、径方向2個以上に分割さ
れ、上記ロータと共に回転する分割ボールナットの上端
を軸方同所位置にピンにて枢支し、下端付近をリンク一
端に枢支し、該リンク他端を軸方向に上下する手段によ
り上記ピンを支点として上記分割ボールナットを半径方
向に開閉して、上記分割ボールナットを上記ボールねじ
に着脱するようにした制御棒駆動装置において、前記駆
動軸の上端に、前記ボールねじと同一ピッチで、かつ外
径がボールねじの外径より、溝の高さの2倍以上大なる
ラチェット溝を刻設した延長軸を延設し、前記ラチェッ
ト溝は前記駆動軸の上端より複数ピッチ離れて設け、前
記ロータ下端に取り付けられ、前記分割ボールナットの
上端が枢支された受台には、前記ラチェット溝と係合可
能な爪を先端に有するラチェットフィンガーを前記延長
軸と直角に付勢したラチェットブレーキを装着し、前記
リンクの他端を上下させる電磁石を消磁して前記分割ボ
ールナットと前記ボールねじとの噛合を外したとき、前
記ラチェット溝と前記ラチェットフィンガーとが係合し
、前記電磁石を着磁して前記分割ボールナットと前記ボ
ールねじとを噛合したとき、前記ラチェット溝と前記ラ
チェットフィンガーとの係合が解除されるよう構成した
ことを特徴とする制御棒駆動機構と、前記延長軸のラチ
ェット溝とラチェットフィンガーの爪の形状をそれらの
接触角が90°付近になるように形成したことを特徴と
する請求項(2)記載の制御棒駆動機構とより成る。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention has a drive shaft in which a vertically slidable drive shaft with a ball screw groove is inserted into the rotor shaft of a motor and divided into two or more parts in the radial direction. The upper end of the split ball nut that rotates together with the rotor is pivoted at a predetermined position in the axial direction by a pin, the vicinity of the lower end is pivoted to one end of the link, and the other end of the link is moved up and down in the axial direction so that the pin becomes a fulcrum. In the control rod drive device, the divided ball nut is opened and closed in the radial direction to attach and detach the divided ball nut to the ball screw, an absolute position detector of the drive shaft, and an absolute angle detector of the rotor. and a synchronous position setting device that receives signals from each of these detectors and issues a signal instructing the motor controller to rotate the rotor so that the split ball nut and the ball screw are synchronized. A control rod drive device having a control rod drive device, and a drive shaft with a ball screw groove cut into it that can slide up and down inserted into the rotor shaft of the motor, divided into two or more parts in the radial direction, and a split ball nut that rotates together with the rotor. The upper end is pivoted at the same axial position by a pin, the vicinity of the lower end is pivoted to one end of the link, and the other end of the link is moved up and down in the axial direction to move the split ball nut in the radial direction using the pin as a fulcrum. In the control rod drive device, which is configured to open and close to attach and detach the split ball nut to and from the ball screw, there is provided a rod at the upper end of the drive shaft, which has the same pitch as the ball screw and whose outer diameter is greater than the outer diameter of the ball screw. An extension shaft is provided with a ratchet groove that is at least twice as large as the height of the groove, the ratchet groove is provided a plurality of pitches apart from the upper end of the drive shaft, and the split ball nut is attached to the lower end of the rotor. A ratchet brake is attached to the pedestal on which the upper end is pivotally supported, and the ratchet brake has a ratchet finger that has a claw at the tip that can engage with the ratchet groove and is biased perpendicularly to the extension shaft, and the other end of the link is moved up and down. When the electromagnet is demagnetized to disengage the split ball nut and the ball screw, the ratchet groove and the ratchet finger engage, magnetizing the electromagnet and disengaging the split ball nut and the ball screw. A control rod drive mechanism characterized in that the ratchet groove of the extension shaft and the pawl of the ratchet finger are configured to be disengaged from each other when the ratchet groove and the ratchet finger are engaged with each other, and The control rod drive mechanism according to claim 2, wherein the control rod drive mechanism is formed so that the contact angle of the control rod is approximately 90°.

[作 用] 第1の請求項において、同期位置設定器では、各検出器
からの信号に基づいて同期位置までのボールナツトの回
転角度を設置し、モータ制御器に指令を与えてロータを
回転させ、ボールナットの方位を位置決めする。この状
態で電磁石を着磁すれば、分割ボールナットとボールね
じとは適正に係合することができる。
[Function] In the first claim, the synchronous position setter sets the rotation angle of the ball nut to the synchronous position based on the signals from each detector, and gives a command to the motor controller to rotate the rotor. , position the orientation of the ball nut. If the electromagnet is magnetized in this state, the split ball nut and ball screw can be properly engaged.

第2の請求項において、予め延長軸のラチェット溝とラ
チェットフィンガーの爪とを係合させると、駆動軸の上
下位置が調整され、ボールねじと分割ボールナットの位
置は同期される。
In the second aspect, when the ratchet groove of the extension shaft and the pawl of the ratchet finger are engaged in advance, the vertical position of the drive shaft is adjusted and the positions of the ball screw and the split ball nut are synchronized.

[実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明するが、基
本的構成については第3図に示した従来例と同様である
ので、同一部材には同一符号を付してその説明を省略す
る。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. Since the basic configuration is the same as the conventional example shown in FIG. The explanation will be omitted.

第1図は本発明の第1の請求項の実施例を示したもので
ある0図中、12は駆動軸3の絶対位置を検出する絶対
位置検出器、13はロータ21の回転角を検出する絶対
角検出器で、それぞれ同期位置設定器30に接続されて
いる。また、この同期位置設定器30はモータ制御器3
1を介して同期モータのロータ21に接続されている。
FIG. 1 shows an embodiment of the first claim of the present invention. In FIG. 1, 12 is an absolute position detector that detects the absolute position of the drive shaft 3, and 13 is an absolute position detector that detects the rotation angle of the rotor 21. These absolute angle detectors are each connected to a synchronous position setter 30. Further, this synchronous position setting device 30 is connected to a motor controller 3.
1 to the rotor 21 of the synchronous motor.

上記絶対位置検出器12では駆動軸3が基準位置からど
の位移動しているかが分り、絶対角検出器13ではロー
タ21の現在方位が分る。分割ボールナット24は上下
の位置は固定されているので、駆動軸3の現在位置に対
しボールナット24をどの方位に位置決めすればボール
ナット24とボールねじ26とが同期、即ち、丁度係合
するかを計算に・より割り出すことができる。同期位置
設定器30では、このデータ及び各検出器12.13か
らの信号に基づいて同期位置までの分割ボールナツト2
4の回転角度を設定し、モータ制御器31に指令を与え
てロータ21を回転させ、分割ボールナット24の方位
を位置決めする。この状態で電磁石10を着磁すれば、
分割ボールナット24とボールねじ26とは適正に係合
することができる。 次に本発明の第2の請求項の一実
施例を第2図(a)、(b)により説明する。駆動軸3
の上端にはラチェット溝32を設けた延長軸16を延設
する。このラチェット溝32はボールねじ26のねじ溝
の延長上にあるように形成する。即ち、各ピッチを同一
ピッチpとし、かつ岡山間の距離L=npとする(但し
、nは整数)、また、ラチェット溝32の山の外径りは
ボールねじ26の外径dより溝の山の高さSの2倍以上
大きくする。この実施例の場合は、D=d+28となっ
ている。 一方、ロータ21下端の受台9には、ばね受
19を取り付け、このばね受19にはコイルばね18を
介してラチェットフィンガー17を水平方向に取り付け
てラチェットブレーキを構成し、その先端の爪17aを
上記ラチェット溝32に押圧当接させる。このラチェッ
トフィンガー17には、アーマチュア4と従動リング2
5との連結軸8が上下方向に貫通している。また該連結
軸8には、ラチェットフィンガー17に取り付けたピン
35が貫通し、かつ前面がカム面34に形成された所定
形状の孔33が穿設されている。従って、ラチェットフ
ィンガー17はこの孔33及びピン35によって動きを
規制され、爪17aの先端がラチェット溝32の幅Sを
越えて内側へ侵入することがなく、かつ第2図(b)の
ように連結軸8が上方へ移動したときカム面34の作用
でラチェットフィンガー17がラチェット溝32から離
れるようになっている。
The absolute position detector 12 detects how far the drive shaft 3 has moved from the reference position, and the absolute angle detector 13 detects the current orientation of the rotor 21. Since the vertical position of the split ball nut 24 is fixed, the ball nut 24 and the ball screw 26 will synchronize, that is, exactly engage, by positioning the ball nut 24 in any direction relative to the current position of the drive shaft 3. It can be determined by calculation. The synchronous position setter 30 sets the split ball nut 2 to the synchronous position based on this data and the signals from each detector 12.13.
4 is set, a command is given to the motor controller 31 to rotate the rotor 21, and the orientation of the split ball nut 24 is determined. If the electromagnet 10 is magnetized in this state,
The split ball nut 24 and the ball screw 26 can be properly engaged. Next, an embodiment of the second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 2(a) and 2(b). Drive shaft 3
An extension shaft 16 having a ratchet groove 32 extends from the upper end thereof. This ratchet groove 32 is formed to be an extension of the thread groove of the ball screw 26. In other words, each pitch is the same pitch p, and the distance between the grooves is L=np (where n is an integer). Also, the outer diameter of the ridge of the ratchet groove 32 is smaller than the outer diameter d of the ball screw 26. Increase the height by at least twice the height of the mountain S. In this embodiment, D=d+28. On the other hand, a spring holder 19 is attached to the pedestal 9 at the lower end of the rotor 21, and a ratchet finger 17 is attached horizontally to the spring holder 19 via a coil spring 18 to form a ratchet brake. is pressed into contact with the ratchet groove 32. This ratchet finger 17 includes an armature 4 and a driven ring 2.
A connecting shaft 8 with 5 passes through it in the vertical direction. Further, the connecting shaft 8 is provided with a hole 33 having a predetermined shape, through which a pin 35 attached to the ratchet finger 17 passes, and whose front surface is formed in a cam surface 34 . Therefore, the movement of the ratchet finger 17 is restricted by the hole 33 and the pin 35, and the tip of the pawl 17a does not cross the width S of the ratchet groove 32 and enter into the inside, and as shown in FIG. 2(b). When the connecting shaft 8 moves upward, the ratchet finger 17 is separated from the ratchet groove 32 by the action of the cam surface 34.

これにより、電磁石10を着磁してアーマチュア4と連
結軸8を引き上げるとラチェットフィンガー17は延長
軸16から離れ、逆に電磁石10を消磁するとアーマチ
ュア4と連結軸8が降下してラチェットフィンガー17
を延長軸16側に押し付ける。しかしながら、ラチェッ
トフィンガー17の爪17aは上記の如く幅Sを越えて
内側へ入らないので、駆動軸3が引き上げられてもボー
ルねじ26に接触することはない、そして、駆動軸3が
降下して下端近くに来たときニ爪17aはラチェット溝
32の山に接触し始め、駆動軸3の下限位置で爪17a
がラチェット溝32の山に押し付けられた状態となる。
As a result, when the electromagnet 10 is magnetized and the armature 4 and the connecting shaft 8 are pulled up, the ratchet finger 17 is separated from the extension shaft 16, and when the electromagnet 10 is demagnetized, the armature 4 and the connecting shaft 8 are lowered and the ratchet finger 17 is moved away from the extension shaft 16.
is pressed against the extension shaft 16 side. However, as described above, the pawl 17a of the ratchet finger 17 does not go inward beyond the width S, so even if the drive shaft 3 is pulled up, it will not come into contact with the ball screw 26, and when the drive shaft 3 is lowered. When near the lower end, the two pawls 17a begin to come into contact with the ridges of the ratchet groove 32, and at the lower limit position of the drive shaft 3, the pawls 17a
is pressed against the crest of the ratchet groove 32.

この状態でモータを低トルクで回転させると、同時に回
転する爪17aがラチェット溝32に合致したとき回転
抵抗が増大しその回転は止まる。
If the motor is rotated at low torque in this state, when the simultaneously rotating pawl 17a matches the ratchet groove 32, rotational resistance increases and the rotation stops.

そこで、モータを停止し電磁石10を着磁すれば、分割
ボールナット24のボール列とボールねじ26のねじ溝
とは上記作動により駆動軸3の上下位置が調整された結
果、同期した位置にあるので、適正に係合する。なお、
電磁石1oを着磁すると同時にラチェットフィンガー1
7は延長軸16から離れるので、分割ボールナット24
のその後の回転動作に支障はない、また、駆動軸3が上
限位置から急速挿入される場合は、電磁石lOは消磁状
態で爪17aは内側は突出るが、ボールねじ26に接触
することはないのでそのねじ山が損傷を受けることはな
い、但し、駆動軸3の下限近くでラチェット溝32の山
が爪171に衝撃的に当る可能性が考えられるが、制御
棒駆動機構では最終ストローク150mm程度は緩衝ス
トロークとされており、この位置では十分減速されてい
るので、衝撃的に当ることはなく、構造健全性は十分維
持できる。
Therefore, if the motor is stopped and the electromagnet 10 is magnetized, the ball row of the split ball nut 24 and the thread groove of the ball screw 26 are in synchronized positions as a result of the vertical position of the drive shaft 3 being adjusted by the above operation. Therefore, it will engage properly. In addition,
At the same time as magnetizing the electromagnet 1o, the ratchet finger 1
7 is separated from the extension shaft 16, so the split ball nut 24
There is no problem with the subsequent rotational movement of the drive shaft 3. Also, when the drive shaft 3 is rapidly inserted from the upper limit position, the electromagnet 1O is demagnetized and the claw 17a protrudes from the inside, but does not come into contact with the ball screw 26. Therefore, the threads will not be damaged. However, there is a possibility that the threads of the ratchet groove 32 will impact the pawl 171 near the lower limit of the drive shaft 3, but in the control rod drive mechanism, the final stroke is about 150 mm. is considered a buffer stroke, and the deceleration is sufficiently reduced at this position, so there is no impact and the structural integrity can be maintained sufficiently.

第2図(C)は第3の請求項の実施例を示したもので、
延長軸16のラチェット溝32aとこれに係合するラチ
ェットフィンガー17の爪17bの形状を、それぞれ接
触角θが90°近くになるように形成しである。これに
より何らかの原因により駆動軸3に上向き力が作用して
もラチェットフィンガー17を外す水平力は発生しない
ので、制御棒の飛び出し事故を防止することができる。
FIG. 2(C) shows an embodiment of the third claim,
The ratchet groove 32a of the extension shaft 16 and the pawl 17b of the ratchet finger 17 that engages with the ratchet groove 32a are each formed so that the contact angle θ is close to 90°. As a result, even if an upward force is applied to the drive shaft 3 for some reason, a horizontal force that disengages the ratchet finger 17 is not generated, thereby preventing the control rod from flying out.

[発明の効果] 上記のように本発明によれば、駆動軸のボールねじ及び
分割ボールナットが損傷を受けることが防止されるので
、安定した運転状態が維持され、信顆性及び耐久性が向
上する。また、ラチェット溝及びラチェットフィンガー
の爪の形状をそれらの接触角が90°付近になるように
形成することにより、炉停止後の制御棒飛び出し事故を
防止することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the ball screw and split ball nut of the drive shaft are prevented from being damaged, so a stable operating condition is maintained, and reliability and durability are improved. improves. Further, by forming the ratchet groove and the claws of the ratchet fingers so that the contact angle thereof is around 90°, it is possible to prevent an accident of the control rod popping out after the reactor is shut down.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の請求項の一実施例を示す縦断面
図、第2図(a)は本発明の第2の請求項の一実施例を
示す要部縦断面図、第2図(b)は同ラチェットブレー
キの斜視図、第2図(C)は第3の請求項の実施例を示
す要部拡大断面図、第3図は従来例を示す縦断面図、第
4図(a)。 (b)はそれぞれ従来例の要部の縦断面図、第4図(C
)は同ボールねじとボールナットの係合不良状態を示す
拡大縦断面図である。 3・・・・・・駆動軸、    9・・・・・・受台、
10・・・・電磁石、    11・・・・リンク、1
2・・・・絶対位置検出器、 13・・・・絶対角検出器、16・・・・延長軸、17
・・・・ラチェットフィンガー a、17b・・・・爪、21・・・・ロータ、・・・・
ピン、 ・・・・分割ボールナット、 ・・・・ポールねじ、 ・・・・同期位置設定器1 .32a・・・・ラチェット溝。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of the first claim of the present invention, FIG. 2(b) is a perspective view of the same ratchet brake, FIG. 2(C) is an enlarged sectional view of a main part showing an embodiment of the third claim, FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a conventional example, and FIG. Figure (a). (b) is a longitudinal sectional view of the main part of the conventional example, and Fig. 4 (C
) is an enlarged vertical sectional view showing a state of poor engagement between the ball screw and the ball nut. 3...drive shaft, 9...cradle,
10...Electromagnet, 11...Link, 1
2...Absolute position detector, 13...Absolute angle detector, 16...Extension axis, 17
...Ratchet finger a, 17b ... pawl, 21 ... rotor, ...
Pin, ... split ball nut, ... pole screw, ... synchronous position setting device 1. 32a...Ratchet groove.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ボールねじ溝を刻設した上下にスライド可能な駆
動軸をモータのロータ軸内に挿通し、径方向2個以上に
分割され、上記ロータと共に回転する分割ボールナット
の上端を軸方向所定位置にピンにて枢支し、下端付近を
リンク一端に枢支し、該リンク他端を軸方向に上下させ
る手段により上記ピンを支点として上記分割ボールナッ
トを半径方向に開閉して、上記分割ボールナットを上記
ボールねじに着脱するようにした制御棒駆動装置におい
て、 前記駆動軸の絶対位置検出器と、上記ロータの絶対角検
出器と、それらの各検出器からの信号を受けて分割ボー
ルナットとボールねじとが同期するようモータ制御器に
前記ロータの回転角度を支持する信号を発する同期位置
設定器とを設けたことを特徴とする制御棒駆動装置。
(1) A vertically sliding drive shaft with a ball screw groove cut into it is inserted into the rotor shaft of the motor, and the upper end of the split ball nut, which is divided into two or more parts in the radial direction and rotates together with the rotor, is fixed in the axial direction. The split ball nut is opened and closed in the radial direction using the pin as a fulcrum by means of pivoting the lower end to one end of the link and moving the other end of the link up and down in the axial direction. In a control rod drive device in which a ball nut is attached to and detached from the ball screw, an absolute position detector of the drive shaft, an absolute angle detector of the rotor, and signals from each of these detectors are received to separate the divided balls. A control rod drive device, characterized in that the motor controller is provided with a synchronization position setting device that issues a signal to support the rotation angle of the rotor so that the nut and the ball screw are synchronized.
(2)ボールねじ溝を設定した上下にスライド可能な駆
動軸をモータのロータ軸内に挿通し、径方向2個以上に
分割され、上記ロータと共に回転する分割ボールナット
の上端を軸方向所定位置にピンにて枢支し、下端付近を
リンク一端に枢支し、該リンク他端を軸方向に上下する
手段により上記ピンを支点として上記分割ボールナット
を半径方向に開閉して、上記分割ボールナットを上記ボ
ールねじに着脱するようにした制御棒駆動装置において
、 前記駆動軸の上端に、前記ボールねじと同一ピッチで、
かつ外径がボールねじの外径より、溝の高さの2倍以上
大なるラチエット溝を刻設した延長軸を延設し、前記ラ
チエット溝は前記駆動軸の上端より複数ピッチ離れて設
け、前記ロータ下端に取り付けられ、前記分割ボールナ
ットの上端が枢支された受台には、前記ラチエット溝と
係合可能な爪を先端に有するラチエットフィンガーを前
記延長軸と直角に付勢したラチエットブレーキを装着し
、前記リンクの他端を上下させる電磁石を消磁して前記
分割ボールナットと前記ボールねじとの噛合を外したと
き、前記ラチエット溝と前記ラチエットフィンガーとが
係合し、前記電磁石を着磁して前記分割ボールナットと
前記ボールねじとを噛合したとき、前記ラチエット溝と
前記ラチエットフィンガーとの係合が解除されるよう構
成したことを特徴とする制御棒駆動機構。
(2) Insert the vertically slidable drive shaft with a ball screw groove into the rotor shaft of the motor, and place the upper end of the split ball nut, which is divided into two or more parts in the radial direction and rotates together with the rotor, at a predetermined axial position. The split ball nut is opened and closed in the radial direction using the pin as a fulcrum by means of pivoting the lower end to one end of the link and moving the other end of the link up and down in the axial direction. In a control rod drive device in which a nut is attached to and detached from the ball screw, a nut is attached to the upper end of the drive shaft at the same pitch as the ball screw.
and an extension shaft having a ratchet groove carved therein whose outer diameter is at least twice the height of the groove than the outer diameter of the ball screw, and the ratchet groove is provided a plurality of pitches apart from the upper end of the drive shaft, A ratchet brake is attached to the pedestal attached to the lower end of the rotor and on which the upper end of the split ball nut is pivotally supported, and in which a ratchet finger having a claw at the tip that can be engaged with the ratchet groove is biased perpendicularly to the extension shaft. When the split ball nut and the ball screw are disengaged by demagnetizing the electromagnet that moves the other end of the link up and down, the ratchet groove and the ratchet finger engage, and the electromagnet is attached. A control rod drive mechanism characterized in that when the split ball nut and the ball screw are magnetically engaged, the ratchet groove and the ratchet finger are disengaged from each other.
(3)前記延長軸のラチエット溝とラチエットフィンガ
ーの爪の形状をそれらの接触角が90°付近になるよう
に形成したことを特徴とする請求項(2)記載の制御棒
駆動装置。
(3) The control rod drive device according to claim 2, wherein the ratchet groove of the extension shaft and the claw of the ratchet finger are formed so that a contact angle thereof is around 90°.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008020405A (en) * 2006-07-14 2008-01-31 Japan Atom Power Co Ltd:The Control rod driving mechanism
JP2014160010A (en) * 2013-02-20 2014-09-04 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd Clearance expansion method of drive screw, and control rod drive mechanism using drive screw

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US9695918B2 (en) 2013-02-20 2017-07-04 Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. Gap expanding method of ball screw and fine motion control rod drive mechanism incorporating gap expanded ball screw
US9822859B2 (en) 2013-02-20 2017-11-21 Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. Gap expanding method of ball screw and fine motion control rod drive mechanism incorporating gap expanded ball screw

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