JPH0244628B2 - Genshinenryobonojobutansensochakuyosetsusochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 技術分野 本発明は原子炉用燃料棒の製造工程のうち、前
記燃料棒にスプリングを挿入し、上部端栓を圧入
して周囲を溶接密閉する装置の改良に関する。

(ロ) 従来技術 従来のこの種装置は、人手による補助作業を必
要とした半自動作業を含むものであつた。即ち従
来のものは、チヤツキング操作、スイツチ操作、
スプリング挿入、圧入位置決め等に手動部分を残
したままの半自動化装置であつたため、作業者は
常時グローブポートから手を入れて作業をしなけ
ればならなかつた。また、各装置は夫々、単独の
機能しか有しないため各工程毎にその機能に合わ
せた専用の装置を必要とし、これら各専用装置間
の連絡のために複雑な搬送機構を用いなければな
らなかつた。

(ハ) 目的 本発明は上記欠点を除き、１つの機構で同種類
の作業を兼ね行なわせるようにして機構の簡素化
を計るとともに、従来の人手作業を自動化した原
子燃料棒の上部端栓装着、溶接装置を提供するこ
とを目的とする。

(ニ) 構成 上記目的を達成するため本発明の構成は、一端
に下部端栓を蓋着したパイプ内に原子燃料等のペ
レツトが装填され、このパイプの他端に通気性を
有する仮端栓が着脱可能に装着された燃料棒を水
平状態で把持し、かつ、回転駆動される第１チヤ
ツク部１０と、該第１チヤツク部に接近離反する
とともに上下方向に首振り可能に構成され、前記
仮端栓を抜き取つて下方へ落下させるとともに、
次いで上方の上部端栓供給装置５０より上部端栓
を受け取り、仮端栓抜き取り後のパイプ端に圧入
し、かつ、回転駆動される第２チヤツク部２０
と、該第２チヤツク部２０が仮端栓を抜き取つた
後に、スプリングを前記パイプ内に挿入するスプ
リング供給部３０と、前記第１、第２チヤツク部
で把持されて回転するパイプの前記上部端栓をパ
イプに周回溶接するようにした溶接トーチ支持部
４０とを含む。

更に具体的に、前記第１チヤツク部は１０は、
燃料棒を着脱するチヤツク本体１１と、該チヤツ
ク本体の外周に取り付けられたチヤツク開閉レバ
ー１２と、該レバーの開閉操作するレバー開閉駆
動部材１３と、該レバー開閉駆動部材を支持し、
かつ、前記チヤツク本体１１と同心の固定外筒１
４と、該固定外筒の内側に回転自在とされ、燃料
棒を挿通するようにされた内筒１５と、該内筒を
回転させる内筒回転部材１７とを含む。

前記第２チヤツク部２０は、燃料棒上部端栓ｆ
を着脱するチヤツク本体２１と、該チヤツク本体
の外周に取り付けられたチヤツク開閉レバー２２
と、該レバーを開閉操作するレバー開閉駆動部材
２３と、該レバー開閉駆動部材を支持し、かつ、
前記チヤツク本体２１と同心の固定外筒２４と、
該固定外筒の内側に回転自在とされ、前記チヤツ
ク本体２１を先端に取り付けた内筒２５と、前記
チヤツク本体２１の水平方向位置を変更する前後
進駆動部材２６と、前記チヤツク本体２１の向き
を水平、鉛直上方および鉛直下方へ転回指向させ
る指向変換部材２７と、該指向変換部材によりチ
ヤツク本体２１を所定方向に向けたまま固定する
ようにした指向固定部材２８と、仮端栓ｄを持つ
燃料棒ｈの接近を感知してその接近を停止させる
燃料棒感知部材２９とを含む。

前記スプリング供給部３０は、水平方向に長い
コイルスプリングｅの多数を上下方向に一列に並
べて貯溜するマガジン３１と、該マガジン内のス
プリング最下部のものとその上側のものとの間に
設けられたシヤツタ３２と、前記最下部のスプリ
ングを水平方向に長い状態のまま受け取るスプリ
ング受３３と、該スプリング受をその長さ方向に
対し水平直角方向に進退させるスプリング受進退
部材３４と、前記スプリング受３３がスプリング
マガジン３１の直下から前方へ進出しているとき
前記マガジン３１内の最下部のスプリングが落下
するのを防ぐ仕切板３７と、前記スプリング受３
３内のスプリングをその軸方向一方へ送るための
スプリング送り部材３８とを含む。

前記上部端栓供給装置５０は、デイスク５２の
周縁に沿つて多数の端栓ホルダ５３が設けられた
端栓マガジン５１と、前記デイスクを間欠回転さ
せるための駆動部５４と、下端がプツシヤ５５ａ
となつたピストン棒５５を上下動させる端栓落し
部５６とを備え、前記端栓ホルダ５３には端栓仮
保持部材が取り付けられ、前記ピストン棒５５と
チヤツク２１とは端栓ホルダ５３の周回円軌跡を
挟んで上下鉛直線上に設けられている。

(ホ) 実施例 以下、本発明を図面に示す一実施例にもとづい
て説明する。

原子燃料棒は第１ａ図に示す如く、一端に下部
端栓ａを気密に蓋着した金属被覆管たるステンレ
スパイプｂ内にスプリングｉ、スペーサｊおよび
酸化ウラン等の複数のペレツトｃが装填され、こ
のパイプｂの他端に通気性を有する仮端栓ｄを着
脱可能に装着されて半完成状態とされる。

この半完成状態の原子燃料棒ｈは第２図に示さ
れる本発明装置において、前記仮端栓ｄを除去
し、第１ｂ図示のようにスプリングｅが挿入さ
れ、本格的な上部端栓ｆが装着され、周回溶接が
行なわれた後、本発明外の装着を用いて脱ガスお
よびHe置換処理が行なわれて燃料棒Ｈが完成す
る。

しかして、本願発明の装置は、第２図の如く前
記半完成状態の燃料棒ｈを把持し、回転駆動され
る第１チヤツク部１０と、前記半完成状態の燃料
棒ｈから仮端栓ｄを抜きとつて廃棄し、端栓マガ
ジン５０から上部端栓ｆを受取つて燃料棒ケース
ｂに圧入するとともに燃料棒の位置決めを行うた
めの第２チヤツク部２０と、該チヤツク部２０が
仮端栓ｄを抜きとつた後のケースｂ内へスプリン
グｅを挿入するためのスプリング供給部３０と、
上部端栓ｆが圧入された燃料棒ｈを回転させなが
らケースｂと上部端栓ｆとの接合部ｇ（第１図ｂ
示）を周回溶接するための溶接トーチ支持部４０
とを含む。

前記第１チヤツク部１０は第２図ないし第４図
に示される如く、燃料棒を着脱可能としたチヤツ
ク本体１１と、その外周に取付けられたチヤツク
開閉レバー１２と、該レバーの開閉操作をするた
めのレバー開閉駆動部材１３と、該レバー開閉駆
動部材を支持し、かつ、前記チヤツク本体１１と
同心の固定外筒１４と、該固定外筒の内側にベア
リング１６を介して回転自在とされ、先端に前記
チヤツク本体１１がとりつけられるとともに燃料
棒を挿通可能とされた内筒１５と、該内筒を回転
させる内筒回転部材１７とを有する。前記レバー
開閉駆動部材１３は、固定外筒１４に立設された
スタンド１３ａにとりつけられたエアシリンダ１
３ｂ、該エアシリンダの上部に一体形成された摺
動用ガイド１３ｃ、ピストン棒１３ｄに固定され
た摺動棒１３ｅ、該摺動棒に固定された立上り片
１３ｆ、および、該立上り片の一端に連結棒１３
ｇを経て連結されるとともに前記チヤツク開閉レ
バー１２の上端部に外嵌された作動ブロツク１３
ｈとからなる。また、内筒回転部材１７は、図示
外の減速機付電動機等により回転が付与される駆
動軸１７ａから、駆動プーリ１７ｂ、ベルト１７
ｃを経て被駆動プーリ１７ｄが回転され、更にブ
ツシユ１７ｅを介して内筒１５に回転を伝導する
構造となつている。

次に第２チヤツク部２０は、第２図、第５図お
よび第６図に示される如く、燃料棒の仮端栓ｄや
上端栓ｆを把持するためのチヤツク本体２ａと、
該チヤツク本体の外周に取付けられたチヤツク開
閉レバー２２と、該レバーを開閉操作するレバー
開閉駆動部材２３と、該レバー開閉駆動部材を支
持し、かつ、前記チヤツク本体２１と同心の固定
外筒２４と、該固定外筒の内側に回転自在とさ
れ、前記チヤツク本体２１を先端に取付けた内筒
２５と、前記チヤツク本体２１の水平方向位置を
変更する前後進駆動部材２６と、前記チヤツク本
体２１の向きを水平、鉛直上方および鉛直下方へ
転回指向させる指向変換部材２７と、該指向変換
部材によりチヤツク本体２１を所定方向に向けた
まま固定するようにした指向固定部材２８と、仮
端栓ｄを持つ燃料棒の接近を感知してその接近を
所定位置に停止される燃料棒感知部材２９とを有
する。

チヤツク本体２１はレバー開閉駆動部材２３に
よるチヤツク開閉レバー２２が揺動することによ
り開閉自在とされる。レバー開閉駆動部材２３は
エアシリンダ２３ａの作動により、摺動棒２３ｂ
を動かし、該摺動棒と固定された作動ブロツク２
３ｃを水平方向に移動させることによつて前記チ
ヤツク開閉レバー２２を揺動させる機構とされて
いる。チヤツク本体２１は締付ボルト２５ａによ
り内筒２５に固定される。

前後進駆動部材２６は、前記第１チヤツク部１
０に対し、第２チヤツク部２０がフレーム２上を
前後進して接近、離反される機能を持つ。即ち、
前後進駆動部材２６は前記フレーム２のガイド棒
２ａに沿つて摺動可能な摺動フレーム２６ａと、
回転が付与されるめねじ付ドライブシヤフト２６
ｂと、該シヤフト２６ｂに螺合されて前後進する
雄ねじ棒２６ｃと、該棒ねじ棒の一端に設けられ
た緩衝機構２６ｄとが組付けられてなる。前記め
ねじ付ドライブシヤフト２６ｂは水平方向へは移
動せず、雄ねじ棒２６ｃは回転しない。前記緩衝
機構２６ｄは内蔵する皿ばねによつて、仮端栓ｄ
が燃料棒から抜けた瞬間、および端栓ｆが燃料棒
に圧入された瞬間のシヨツクを和らげる役目をす
る。

また、指向変換部材２７は、外筒２４に水平指
向を規準として第６図Ｆで示す俯仰方向へ少なく
とも各90度転回するよう構成される。この転回
は、外筒２４の直径方向に沿い水平に突設され、
両端を前記摺動フレーム２６ａから立設された直
立片２６ｅに支承された回転軸２７ａを軸として
行なわれる。そして、この回転軸２７ａの一方端
には被駆動ギヤ２７ｂが装着され、該ギヤはモー
タ２７ｃの起動により減速機２７ｄ、駆動ギヤ２
７ｅを介して回転される。

指向固定部材２８はチヤツク本体２１を所定の
方向へ向けて固定させる構造を有し、外筒２４の
一側に装着された補助板２８ａと、該補助板のピ
ン穴にピン２８ｂを挿脱するようにしたソレノイ
ド２８ｃ、レバー２８ｄからなる。前記ピン２８
ｂはコイルばね２８ｅによつて通常時に突出する
方向へ付勢されている。

チヤツク本体２１が水平方向に向いたときの外
筒２４の下側には、リミツトスイツチ２９ａと、
それに対向して外向きに設けられたストツパ２９
ｂとからなる燃料棒感知部材２９がブラケツト２
９ｄを介して設けられている。前記ストツパ２９
ｂは進退自在にガイド２９ｃを介して摺動可能に
支持され、反スイツチ側へ弾撥付勢されている。

次いで、前記第２チヤツク部２０へ上部端栓ｆ
を供給する装置を説明する。第１０図において、
上部端栓供給装置５０はデイスク５２の周縁に沿
つて同一円周上に多数の端栓ホルダ５３が設けら
れたマガジン５１と、前記デイスク５２を間欠回
転させるための駆動部５４と、下端がプツシヤ５
５ａとなつたピストン棒５５を上下動させる端栓
落し部５６とを備える。５８はモータ、５９ａ，
５９ｂは歯車である。

前記端栓ホルダ５３には端栓仮保持部材が取付
けられる。該端栓仮保持部材としてはエンドレス
のコイルばね５７が用いられ、該コイルばねは各
端栓ホルダ５３のデイスク半径方向外側面に接す
る。そして各端栓ホルダ５３には前記コイルばね
と接する部分にスリツト５３ａが穿設されてい
る。そして、前記コイルばね５７はこれらスリツ
ト５３ａに連続して弾撥装着されている。また、
前記ピストン棒５５と前記第２チヤツク部のチヤ
ツク本体２１とは該本体２１が上を向いたとき、
端栓ホルダ５２の周回円軌跡を挾む上下鉛直線上
に設けられている。

次にスプリング供給部３０は、第２図示の如
く、第２チヤツク部２０が摺接移動するフレーム
２の側方に設けられ、その構造は第８図および第
９図に示される。スプリング供給部３０は図示の
如く、水平方向に長いコイルスプリングｅの多数
を上下方向に並列姿勢で一列に並べて貯溜するマ
ガジン３１と、該マガジン内のスプリングの最下
部のものとその上側のものとの間に設けられたシ
ヤツタ３２と、前記最下部のスプリングを水平方
向に長い状態のまま受けとるスプリング受３３
と、該スプリング受をその長さ方向に対し水平直
角方向に進退させるスプリング受進退部材３４
と、前記スプリング受３３がスプリングマガジン
３１の直下から前方へ進出しているとき前記マガ
ジン３１内の最下部のスプリングが落下するのを
防ぐ仕切板３７と、前記スプリング受３３内のス
プリングｅをその軸方向一方へ送るためのスプリ
ング送り部材３８とを有する。前記シヤツタ３２
は自動的に開閉してスプリングｅを１個宛スプリ
ング受３３へ供給する。該スプリング受３３は上
部の仕切板３７とともに前記第２チヤツク部２０
の前後進経路上へスプリング受進退部材３４によ
つて進出可能とされている。即ち、スプリング受
進退部材３４は進退手段を備えた進退駆動棒３４
ａと、ガイド３６を介して摺動するガイド棒３４
ｂとからなり、該部材３４は連結板３５により前
記スプリング受３３、仕切板３７と実質的一体に
結合されている。仕切板３７の下面には該仕切板
を支承するため回転自在な仕切板受ローラ３７ａ
が設けられている。

スプリング送り部材３８は、モータ３８ａの回
転を可撓軸３８ｂにより受けて回転するねじ棒３
８ｃがそのねじ山でスプリングｅのコイル部分を
引つかけ、ねじ棒の回転にともないスプリングｅ
をその長さ方向（第８図左方）に沿い移動させる
構造とされる。

更に、第２図に示すように、スプリングｅが挿
入されたパイプｂに対して第２チヤツク部２０が
接近し、上部端栓ｆを圧入した後、前記ケースｂ
と上部端栓ｆとを周回溶接するための溶接トーチ
支持部４０が設けられる。該溶接トーチ支持部４
０は、エアシリンダ等のトーチ移動機構４１によ
りトーチ４２の位置、高さが調整される。溶接に
際しては、前記第２チヤツク１０の内筒１５を回
転させて燃料棒ｈをゆつくりと周回させて行な
う。

以上の構造においてその作動態様を説明する。
前記半完成状態の原子燃料棒ｈが、第１チヤツク
部１０の内筒１５内に貫挿されて第２図左方から
右方へ送給される。該燃料棒ｈの送給は図示外の
ワーク送り機構により、チヤツク本体１１が開か
れた状態で行なわれる。そして、該燃料棒ｈの進
行方向前方には、チヤツク本体２１を上向き指向
した姿勢の第２チヤツク部２０が所定位置で待期
する。従つて、第１１ａ図に示される如く、前記
燃料棒ｈは対向する第２チヤツク部２０のストツ
パ２９ｂを押し、該ストツパがリミツトスイツチ
２９ａに接触した時点で前記ワーク送り機構を停
止させ、燃料棒ｈの仮端栓引抜きのための適正位
置が確保される。仮端栓ｄの引抜きは、第１チヤ
ツク部のチヤツク本体（以下第１チヤツク本体と
いう）１１を閉じ、前記第２チヤツク部のチヤツ
ク本体（以下第２チヤツク本体という）２１を前
記指向変換部２７の作動によつて水平指向させて
行なう。第１１ｂ図のように、第２チヤツク本体
２１はチヤツク開閉レバー２２の作動により開か
れ、前後進駆動部材２６が起動されて前進し、仮
端栓ｄを掴んで引抜き元の位置へ後退する。仮端
栓ｄを掴んだままの第２チヤツク２１は鉛直下方
向へ指向され、該チヤツク本体を開いて前記仮端
栓ｄを回収ボツクスに落下投棄する。この後、チ
ヤツク本体２１は再び水平指向に戻り前進する
が、このとき第１チヤツク本体１１が開かれ、前
記第２チヤツク本体２１の先端面によつて前記燃
料棒ｈを溶接トーチ４２の位置まで押し戻す（第
１１ｃ図）。そして、第１チヤツク本体１１が閉
じられ、燃料棒ｈを固定把持する。次いで、第２
チヤツク本体２１は後進が付与されながら上方指
向して停止し、上方の端栓マガジン５１から押下
げ供給される上部端栓ｆを受取り把持する。

上記第２チヤツク本体２１が上部端栓ｆを受取
つている間にスプリング供給部３０による燃料棒
ｈへのスプリングｅの供給が行なわれる。マガジ
ン３１に貯溜されたスプリングｅはシヤツタ３２
が開かれ下部の１個だけがその長さ方向を水平状
態としたままスプリング受３３に落下載置され
る。該スプリング受３３はスプリング受進退部材
３４の作動によつて水平状態を維持したまま、載
置スプリングｅの軸が前記燃料棒ｈの軸と一致す
るまで進出する。次に、スプリング送り部材３８
のモータ３８ａが回転を始めねじ棒３８ｃが回転
すると、スプリングｅは徐々に第１チヤツク部１
０側へ送られ、前記姿勢で固定されている燃料棒
ｈのケースｂ内へ挿入される。この挿入が終れ
ば、空のスプリンング受３３は後退し、元の位置
に復帰して次の指令まで待期する。

次いで、第１１ｄ図に示されるように、上部端
栓ｆを受取つた第２チヤツク本体２は水平指向に
変換され、前進運動が付与されて前記スプリング
挿入済の燃料棒ｈに上部端栓ｆを圧入する。

第２チヤツク部２０は上記の作動中、各指向完
了毎の指向固定のため、指向固定部材２８のピン
２８ｂが作動する。

上部端栓ｆの圧入を終えた燃料棒ｈは第１チヤ
ツク部１０の内筒回転部材１７が起動して第２チ
ヤツク部２０の内筒２５とともに回転する。溶接
トーチ４２がトーチ移動機構４１の作動によつて
接近し、燃料棒のケースｂと上部端栓ｆとの接合
部ｇ（第１ｂ図示）を周回接合する。

なお、燃料棒ｈはその娯、同一ラインに設けら
れた脱ガス室および冷却室（図示せず）におい
て、前記端栓ｆに穿設された小孔ｍを介してHe
ガス置換が行なわれ、最後に該小孔ｍの開放端部
ｋを加圧溶接して完成品となる。

本発明によると、第２チヤツク部２０は回転が
付与される雌ねじ付ドライブシヤフト２６ｂと、
該シヤフトに螺合される雄ねじ棒２６ｃとの組合
せにより任意位置の高精度の位置決めができ、該
位置決めと摺動、回転、首振り作用との併用によ
り燃料棒の供給位置決め、溶接位置決め、仮端栓
ｄの抜取りと廃棄および上部端栓ｆの受取りと圧
入等の作業を一つの機構で実施できる。即ち、供
給燃料棒の停止、仮端栓の抜取り、廃棄、溶接の
ための位置決め、スプリング挿入、上部端栓の受
取り、圧入、燃料棒の周回溶接が同一機構を用い
て連続かつ自動で実施されるのである。

(ヘ) 効果 本発明は以上の如く構成されるので、装置全体
が単純化されて簡素となり、従来の人手作業が自
動化されたことにより作業者の負担が大幅に軽減
されるなどの効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１ａ，ｂ図は製造過程を説明するための燃料
棒断面図、第２図は本発明装置の一実施例を示す
平面図、第３図は第１チヤツク部の平面図であり
第４図はその一部切欠正面図、第５図は第２チヤ
ツク部の平面図であつて第６図はその一部切欠正
面図、第７図は第２チヤツク部の要部斜視図、第
８図はスプリング供給部の正面図、第９図は第８
図の−断面図、第１０図は上部端栓供給装置
の縦断面図、第１１ａ，ｂ，ｃ，ｄ図は夫々、燃
料棒の位置決め態様を示す正面図である。 Ｈ……燃料棒（完成品）、ｈ……半完成状態燃
料棒、ｂ……ケース、ｄ……仮端栓、ｆ……上部
端栓、１０……第１チヤツク部、１１……チヤツ
ク本体、１２……チヤツク開閉レバー、１３……
レバー開閉駆動部材、１４……外筒、１５……内
筒、１７……内筒回転部材、２０……第２チヤツ
ク部、２１……チヤツク本体、２２……チヤツク
開閉レバー、２３……レバー開閉駆動部材、２４
……外筒、２５……内筒、２６……前後進駆動部
材、２７……指向変換部材、２８……指向固定部
材、２９……燃料棒感知部材、３０……スプリン
グ供給部材、３１……マガジン、３３……スプリ
ング受、３４……スプリング受進退部材、３８…
…スプリング送り部材、４０……溶接トーチ支持
部、４１……トーチ移動機構、４２……溶接トー
チ、５０……上部端栓供給装置、５１……端栓マ
ガジン、５２……デイスク、５３……端栓ホル
ダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端に下部端栓を蓋着したパイプ内に原子燃
   料等のペレツトが装填され、このパイプの他端に
   通気性を有する仮端栓を着脱可能に装着された燃
   料棒を水平状態で把持し、かつ、回転駆動される
   第１チヤツク部１０と、 該第１チヤツク部に接近離反するとともに上下
   方向に首振り可能に構成され、前記仮端栓を抜き
   取つて下方へ落下させるとともに、次いで上方の
   上部端栓供給装置５０より上部端栓を受け取り、
   仮端栓抜き取り後のパイプ端に圧入し、かつ、回
   転駆動される第２チヤツク部２０と、 該第２チヤツク部２０が仮端栓を抜き取つた後
   に、スプリングを前記パイプ内に挿入するスプリ
   ング供給部３０と、 前記第１、第２チヤツク部で把持されて回転す
   るパイプの前記上部端栓をパイプに周回溶接する
   ようにした溶接トーチ支持部４０とを含むことを
   特徴とする原子燃料棒の上部端栓装着溶接装置。