JPH0650358B2 - 管駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、管の品質検査に関し、特に、管を軸回転させ
且つ（又は）超音波検査装置を通る経路に沿って該管を
長手方向に移動するように該管と駆動係合するように配
列されている半径方向に配位された可撓性の駆動ベルト
を使用する改良された管駆動装置に関するものである。

従来技術の説明 原子炉における燃料棒、制御棒及び計装棒として用いら
れる場合における非常に重要な役割に鑑みて、ジルコン
その他の材料から形成されている管は、非常に厳格な品
質管理基準を満たさなければならない。超音波試験は、
管における材料の欠陥或は許容し得ない寸法偏差を同定
もしくは識別するために一般に用いられている方法の１
つである。

慣用の１つの管検査方法においては、管は、超音波試験
装置を通るように移動される。試験装置は、移動してい
る管に隣接して配設されたトランスジューサもしくは変
換器と共に超音波源を備えており、超音波信号を移動し
ている管に向けて発射し該管からのエコーを受けて該エ
コーを分析し管の許容性に関し判定することができる。
超音波源は、ＭHz領域のパルスを発信することができる
ので、このことを効果的に利用するために、管は超音波
源を通るように長手方向に移動されると共に時によって
はそれと同時に軸線を中心に回転され、それにより、上
記パルスは管を取り巻く螺旋状パターンもしくは経路に
沿って該管に入射し、それにより最大数の有意なデータ
点が得られるようにしてある。

超音波試験装置を螺旋状の経路に沿って通過するように
管を移動するのに用いられている１つの慣用の駆動装置
では、管の円周の周りに互いに約１２０゜の間隔で管の
軸線又は中心線に対し半径方向に配置された３つの回転
ローラからなる配列が採用されている。ローラは、管の
長手方向運動及び軸回転（管の軸線を中心とする回転運
動）を同時に発生するために管の中心線に対し角度をも
って配位されている。各ローラは、管に係合するポリウ
レタン製の縁もしくはリム部を有している。このリム
は、鋼製コア・ベルトを介して駆動され、そしてローラ
の軸は、管の長手方向運動及び軸回転を調節するために
駆動ホイールの軸に対し傾けることができる。

このような構成では、ローラのリムが、不的確な整列或
は一時的結合状態により生ぜしめられる摩擦から偏平な
スポット（点状部分）を発生すると、ローラの回転毎
に、管を窪ませ得るような荷重が付与され、管の円滑な
運動は阻止され、超音波源と通過する管との同期に困難
を生ぜしめる。更に、各ローラを駆動する鋼製コア・ベ
ルトは、非常に大きい耐久性を有してはいるが、他方、
管の中心線に対しローラ軸を配向もしくは角度調節でき
る角度範囲が約１０゜に制限される程大きな剛性を有し
ている。また、ピルガー成形過程中に管に発生すること
が有り得る螺旋のピッチを軸方向における壁厚の変化と
して測定する必要性も存在する。

上述のような情況から、その結果として、従来使用され
ている慣用の駆動装置の問題点及び限界を回避するよう
に管駆動装置における改善に対する必要性が存在する。

発明の概要 本発明は、上述の必要性を満足するように設計された改
良管駆動装置を提供するものである。この装置では、管
の中心線に対して９０゜の範囲内の任意の角度で管に駆
動係合することができる半径方向に配位された可撓性の
駆動ベルトが用いられる。ベルトのこの可撓性により、
ベルト連結されているホイール（被駆動プーリ）の軸及
びベルトを駆動する駆動ホイール（プーリ）の軸を、０
゜から９０゜の任意の角度で相対的に傾けて、長手方向
運動を伴わずに管を上記角度に対応し単に回転させたり
或は回転を伴わずに長手方向に移動することが可能とな
る。このような動作態様は従来使用されている鋼製コア
・ベルトが比較的大きい剛さを有しているため従来達成
することは不可能であった。駆動装置は、従って、超音
波検査源を通る螺旋状又は直線の軌跡に沿い非常に多数
の回転速度及び長手方向速度の組み合わせで管を軸回転
し長手方向に移動するように調整することができる。更
に、ローラではなく管と接触するようにベルトを使用す
ることによって、ローラの円周と比較し大きい長さのベ
ルトで、相当に大きい直径を有するローラの接触長に等
価な接触長が得られ、その結果、ベルトの寿命は、小径
のポリウレタン製ローラの寿命と比較して相当に大きく
なる。要約すると、本発明の改良された駆動装置に動作
上の多様性及び性能は、従来の駆動装置に対し大きく向
上される。

従って、本発明は、複数個の駆動ユニットと、該駆動ユ
ニットを、それにより駆動される管の縦軸中心線から半
径方向に延在し且つ該中心線の周りに角度的に変位され
たそれぞれの配位もしくは配向で配置する取付手段と、
該駆動ユニットに駆動結合されて該駆動ユニットに駆動
運動を与えるための動力手段とを有する改良された管駆
動装置に関する。各駆動ユニットは、可撓性の無端駆動
部材と、該駆動部材が管に駆動上係合して駆動運動を該
管に伝達することがきるように上記駆動部材を駆動する
一対の離間して設けられた可回転部材とを備える。更
に、可撓性の駆動部材により管に伝達される駆動運動を
回転運動と長手方向運動との間に振り分けることができ
るように、少なくとも一方の可回転部材を他方の可回転
部材及び管の中心線に対して角度的に変位可能なように
して離間関係で取り付けるための支持手段が設けられ
る。更に、管中心線に対する上記一方の可回転部材の角
度関係を変え、それにより管に加えられる運動の方向を
相応に変えるための調節手段が支持手段に接続される。

本発明はまた、各駆動ユニットが可撓性の無端ベルト
と、該可撓性の駆動ベルトを駆動する一対の離間して設
けられた可回転部材とを備え、ベルトの１つの面或は一
端が管と係合して該管に駆動運動を伝達するように構成
されている改良管駆動装置に関する。上記可回転部材の
うちの一方の可回転部材は、該可回転部材に回転運動を
伝達する動力手段に駆動結合されている。また、可回転
部材は、その少なくと一方の可回転部材が、他方の可回
転部材及び管の中心線に対して角度的に変位可能で、そ
れにより、一対のベルト走行部を、ほぼ平行な配位と十
字状の交差配位との間で切り換えることができ且つ可撓
性の駆動ベルトの端部により管により伝達される駆動運
動を回転運動と長手方向運動との間に振り分けることが
できるように、可回転部材を支持するための支持手段が
設けられる。更に、一方の可回転部材の他方の可回転部
材及び管の中心線に対する角度関係を変え、それによ
り、ベルトの上記走行部を平行な配位と十字状交差配位
との間で切り換え、それにより管の中心線に対するベル
トの端部の角度関係を変えて、ベルトの係合により発生
される管の運動を軸回転だけから長手方向運動のみに変
えたり、これ等２つの運動の任意の組み合わせに切り換
えるための調節手段が、上記支持手段に動作上接続され
る。

本発明のこれ等の利点及び効果並びに他の利点及び効果
は、本発明の実施例を例示する添付図面と関連しての以
下の詳細な説明を読むことにより当業者には明らかにな
ろう。従って、以下の詳細な説明においては、添付図面
を参照する。

好適な実施例の説明 以下の説明において、同じ参照記号は全図面を通し、類
似又は対応の部分を指すものとする。また、以下の説明
において、「前方」、「後方」、「左」、「右」、「上
向き」、「下向き」等の用語は単なる便宜上の表現であ
って厳密な意味に解釈されてはならないことを断ってお
く。

次に図面、特に第１図を参照するに、この図には、核燃
料集合体の燃料棒、制御棒及び計装棒で使用される管１
２を超音波で検査するための慣用のステーションが参照
数字１０で総括的に示されている。この管検査ステーシ
ョン１０においては、管１２（各管は約１５ｆｔもしく
は約４．５７２ｍの長さを有しており、連続した列で管
を供給することができるように結合装置により接続し合
わされている）をステーション１０に設けられている慣
用の検査容器１９を介して、それと関連して設けられて
いる慣用の超音波試験装置（図示せず）を通過するよう
に左から右に向かう矢印の方向に駆動するための本発明
による改良された管駆動装置１４が入口端部１６及び出
口端部１８に設けられている。管１２は、ステーション
１０の入口端部１６の上流側に位置する管供給装置２０
から、本発明による一対の改良された駆動装置１４のう
ちの右側の装置により容器もしくはタンク１９内に送り
込まれて、ステーション１０の出口端部１８の下流側に
位置する管取出装置２２へと本発明の管駆動装置１４の
うちの左側の装置により容器１９から送り出される。
尚、管１２に対して行われる検査の種類は本発明を構成
するものではないので、詳細な説明は不要であろう。本
発明による改良された管駆動装置１４はまた、品質検査
以外の目的で管を駆動するのにも使用することが可能で
あろうからである。

次に、第１図に加えて第２図〜第４図を参照するに、検
査ステーション１０の各入口端部１６及び出口端部１８
に設けられている本発明による各改良管駆動装置１４
は、基本的に、複数個の駆動ユニット２４と、駆動ユニ
ット２４を取り付けるための３つのジヨーを備えた自己
心出し型スクロールチャック２６の形態にある手段と、
駆動力を駆動ユニット２４に伝達するためのモータ２８
及び伝動装置３０の形態にある動力手段とを備えてい
る。

チャック２６は、検査ステーションの枠組３２に取り付
けられていて、該チャック２６を介して受ける管１２の
長手方向中心線３４に対して半径方向に延び且つ該中心
線３４を中心に角度的に変位している各配位で駆動ユニ
ット２４を取付ける。調整可能なスクロールチャック２
６自体は、構造及び動作態様が一般に良く知られている
既製の装置である。第３図に示してあるように、異なっ
た直径の寸法を有する管を収容するためにチャック２６
のジョーの位置を半径方向に調整するのにレンチ３６が
使用される。管１２の特定の直径寸法に適合するように
チャツク２６の半径方向の形態を調節することの結果と
して、駆動ユニット２４の半径方向の位置も、管と確実
に駆動係合するように該管に適合するよう調節される。

駆動モータ２８及び伝動装置３０は、本発明による改良
された各駆動装置１４に駆動運動もしくは駆動力を伝達
するように検査ステーションの枠組３２上に取り付けら
れている。伝動ベルト３８及び一連のプーリー４０から
構成される１つの伝動装置３０が本発明による各改良駆
動装置１４と関連して設けられているが、双方の伝動装
置に対する回転運動は、両端に駆動プーリー４４を備え
ていて枠組３２に回転自在に取り付けられている共通の
横断軸４２を介し唯一の駆動モータ２８から与えられ
る。第３図に示してあるように、駆動ユニット２４の半
径方向の位置に関係なく、各伝動装置３０の伝動ベルト
３８を緊張した駆動状態に維持する目的で、各伝動装置
３０のプーリー４０の１つと動作上関連して揺動可能な
弛み吸収・拡張機構４６が設けられている。

第２図〜第４図に示し、そして第５図〜第７図及び第１
３図に更に詳細に示してあるように、各駆動ユニット２
４は、ポリウレタンから形成されたベルトのような駆動
ベルト４８の形態にある可撓性の無端駆動部材と、可撓
性の駆動ベルト４８を緊張駆動状態で駆動する周辺部が
溝切りされているホイールもしくはプーリー５０、５２
の形態にある一対の離間した内側及び外側の可回転部材
を有する。内側の回転可能なプーリー５０は、外側のプ
ーリー５２の溝５６よりも浅いベルト支持溝５４を有し
ており、従って、内側プーリー５０の周囲を走行する無
端駆動ベルト４８の端部５８は、プーリー５０の周辺部
を越えて外方に延び管と駆動係合し、それにより該管に
駆動運動を伝達するようになっている。

更に、各駆動ユニット２４は、取付板６０の形態にある
支持手段と、取付板６０に固定の関係で取り付けられた
外側ハウジング６２と、該外側ハウジング６２を貫通す
る円筒上の孔６６内に回転自在に配置された内側の中空
の円筒体６４とを備えている。駆動ユニット２４は、取
付板６０の内端部をボルト６８によりチャック２６のジ
ョー６９の１つに接続することによりスクロールチャッ
ク２６に取り付けられる。取付板６０の外端部に支持さ
れている軸受７６は、短軸７２を回転自在に取り付けて
いる。該短軸７２は、その一端部に取り付けられた伝動
装置３０のプーリー４０の１つを有すると共に、他端部
に取り付けられた駆動ユニット２４の外側の回転可能な
プーリー５２を有している。因みに駆動ユニット２４の
うちの１つは、その外側の短軸７２に取り付けられたハ
ンドルホイール７４を有しており、このハンドルホイー
ル７４により、伝動装置３０を手動で操作して駆動ユニ
ット２４の駆動ベルト４８を動かし、それにより手で管
１２を移動するように動作することができる。第７図に
示すように他の駆動ユニット２４の短軸７２は、各駆動
ユニットにこのようなハンドル７４が必要とされないの
で、その端部に外側のプーリー５２を有しているだけで
ある。

上に述べたように、外側ハウジング６２は取付板６０に
固定の関係で取り付けられている。内側の中空円筒体６
４は、ハウジング６２を貫通して形成されている円筒状
の孔６６内に軸受７０によって、ハウジング６２及び板
６０に対して回転可能なように配置されている。他の更
に短い短軸７８は、中空円筒体６４の内側端部に回転可
能に支持されていて、該軸７８に取り付けられた駆動ユ
ニット２４の内側プーリー５０を備えている。第５図及
び第１２図に見られるように、内側及び外側のプーリー
５０及び５２は、このようにして、円筒体６４の中空内
部を貫通して整列され、該中空内部の両端に互いに離間
されており、それにより、これ等のプーリーの回りを走
行する駆動ベルト４８は妨害を受けることなく円筒体内
を走行することができる。内側プーリー５０を支持して
いる円筒体６４が外側プーリー５２を支持している取付
板６０及び外側ハウジング６２に対して回転可能である
という事実により、内側プーリー５０及び該プーリー５
０の周囲を走行する駆動ベルト４８の内端部５８は、外
側プーリー５２に対し、従ってまた管の中心線３４に対
し角度的に変位可能である。このようにして、駆動ベル
ト４８の可撓性により且つまた外側ハウジング６２に対
する内側円筒体６４の回転により、駆動ベルト４８の走
行部８０を、ほぼ平行な配位（第６図及び第８図〜第１
０図参照）と十字状交差配位（第１１図参照）との間で
任意の配位に変えることができ、それに対応して、可撓
性駆動ベルト端部５８により管１４に伝達される駆動運
動を純回転運動と純長手方向運動との間で任意に振り分
けることができる。

最後に、第５図、第６図及び第８図〜第１０図に見られ
るように、各駆動ユニット２４は、円周方向に延びる較
正・調整スロットもしくは凹部８２、８４と、較正ゲー
ジ８６と、外側ハウジング６２にねじ結合されて内側の
回転可能な円筒体６４に設けられている各凹部内に延び
る調節ウオーム歯車或はラチエットねじ８８との形態に
ある調節手段を備えている。較正凹部８２はその両端部
に形成された一対のストッパ９０を備えており、これ等
のストッパ９０は、円筒体６４、従って、内側プーリ５
０及びベルト端部５８の９０゜の角度的に変位された極
限位置を表す。較正ゲージ８６は、上記ストッパ９０の
位置が実際に決定される位置を正確に予め設定するよう
に回転される。ラチェットねじ８８の他端部は、該ラチ
ェツトねじ及び調節凹部８４に形成されている歯９６と
噛み合うように適応された螺刻内端部９４を手動で回転
するためのノブ９２を有している。容易に理解されるよ
うに、ラチェットねじ８８を回転することにより、内側
円筒体６４を、第１０図及び第１１図に示してある２つ
の限界位置間で９０゜回転することができる。上述のよ
うに、円筒体６４のこの回転により、外側プーリ５２及
び管の中心線３４に対する内側プーリ５０の角度関係が
変えられ、それにより駆動ベルト４８の走行部８０は平
行な配位（第８図〜第１０図）と十字状交差配位（第１
１図）との間でその配位が変えられる。駆動ベルト４８
の端部５８は、それにより、管の中心線に対し角度的に
変えられ、それにより、ベルト端部５８の係合により発
生される管運動を第１４図に略示してある純軸回転か
ら、第１６図に略示してある純長手方向運動に変えるこ
とができると共に、第１５図に略示してあるように純軸
回転と純長手方向運動との間でこれ等の２つの運動の任
意の組み合わせに変えることができる。

本発明の思想及びそれに伴う多くの利点は、上の説明か
ら理解されるであろう。尚、本発明の精神及び範囲から
逸脱することなく、また実質的な利点を犠牲にすること
なく形態、構造及び配列において種々の変更が可能であ
り得ることは明らかである。従って、以上に説明した実
施態様は、本発明の単なる好適なもしくは例示的実施例
に過ぎないものと理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、管検査ステーションの側立面図であって、本
発明による改良された管駆動装置をステーションの入口
及び出口端部に備え且つステーションの対向する入口及
び出口端部に隣接して配設された管供給及び取り出し装
置の部分を示す図、第２図は、第１図に示した管検査ス
テーションの拡大側立面図であって、本発明による改良
管駆動装置の構成要素を詳細に示す図、第３図は、第２
図の線３−３に沿って見た検査ステーションの入口端部
に配設されている改良管駆動装置の拡大端部立面図であ
って、管駆動装置の３つの半径方向に配位された駆動ユ
ニットを示す図、第４図は、第２図の線４−４に沿って
見た検査ステーションの入口端部に配設されている改良
管駆動装置の拡大頂面図、第５図は、第３図の線５−５
における改良管駆動装置の半径方向に配位された駆動ユ
ニットの１つを示す拡大縦断面図、第６図は、第５図の
線６−６における改良管駆動装置の１つの駆動ユニツト
を一部断面で示す側立面図、第７図は、第５図の１つの
駆動ユニットの対応の端部に類似するが、管駆動装置を
手動で回転するためのハンドルを備えていない他の駆動
ユニットの端部を示す部分断面図、第８図は、第６図の
線８−８における１つの駆動ユニットの拡大断面図であ
って、回転可能な内側の円筒体に形成された円周方向の
スロツトの１つに配置されて、該スロットに形成されて
いるストッパの１つと係合している駆動ユニットの較正
ゲージを示す拡大断面図、第９図は、第６図の線９−９
における上記１つの駆動ユニットの別の拡大断面図であ
って、駆動ホイールに対する駆動ユニットのベルト連結
されているホイールの傾きを変えるために内側円筒体を
回転するための駆動ユニットのウオームねじ（ラッチェ
トねじ）を示す図、第１０図は、第６図の線１０−１０
における上記１つの駆動ユニットの更に別の拡大断面図
であって、管に隣接して平行に延びるユニットのベルト
の対向する走行部が、管の軸回転だけを行うために管の
中心線に対しほぼ垂直に配向されている回転可能な内側
円筒体の一方の限界ストッパ位置を示す図、第１１図
は、第１０図に類似の上記１つの駆動ユニットの拡大断
面図であって、管と交差し管に隣接するユニットのベル
トの対向走部が、管を長手方向にのみ移動するために管
の中心線に対しほぼ平行に配位されている回転可能な内
側円筒体の反対側の限界ストッパ位置を示す図、第１２
図は、第６図の線１２−１２に沿って見た上記１つの駆
動ユニットの端面図、第１３図は、本発明の改良管駆動
装置の概略図、第１４図は、第１３図の線１４−１４に
沿って見た改良管駆動装置の一部分を略示する図であっ
て、管の軸回転だけを行うために管の中心線に対してほ
ぼ垂直に配置された１つの駆動ユニットのベルト連結さ
れたホイールを示す図、第１５図は、第１４図に類似の
略図であって、管の軸回転及び長手方向運動を実施する
ために管の中心線に対し鋭角で配置されているベルト連
結されたホイールを示す図、第１６図は、第１４図に類
似の略図であって、管を長手方向にのみ移動するために
管の中心線に対しほぼ平行に配置されたベルト連結され
たホイールを示す図である。 １２……管、１４……管駆動装置 ２４……駆動ユニット、３４……管の中心線 ４８……可撓性の無端駆動部材（駆動ベルト） ５０、５２……一対の可回転部材（プーリ） ６０……支持手段（取付板） ８２、８４……調節手段（凹部） ８６……調節手段（較正ゲージ） ８８……調節手段（ラチェットねじ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数個の駆動ユニットを有する管駆動装置
   であつて、前記各駆動ユニットが、 (a)可撓性の無端駆動部材と、 (b)前記駆動部材が管と駆動係合して駆動運動を該管に
   伝達するように前記駆動部材を駆動する一対の離間した
   可回転部材と、 (c)前記駆動部材により前記管に伝達される前記駆動運
   動を回転運動と長手方向運動との間に振り分けることが
   できるように、前記可回転部材の少なくとも一方を他方
   に対し且つ管の中心線に対して角度的に変位するように
   して、前記可回転部材を前記離間関係で取り付ける支持
   手段と、 (d)前記支持手段に接続されて前記管の中心線に対する
   前記一方の可回転部材の角度関係を変えるための調節手
   段と、 を備える管駆動装置。