JPH0688722A - ねじ山形状測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性が高く、遠距離操作が可能なねじ山形
状測定器を提供することにある。 【構成】 被検出体のネジ部２０ａの中心軸に平行に可
動プレート５９を移動するように構成した送り機構と、
可動プレート５９の移動量を計測する検出器６７と、可
動プレート５９に取り付けたネジ面の凹凸を検出する検
出器６３を設けたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば圧力容器の鏡板
フランジ等の締め付けに使用されるスタッドボルトの植
え込み側のボルト穴のねじ山形状の計測、評価を行うの
に好適なねじ山形状測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子炉圧力容器は、図９に示すように上
鏡１と胴体２をスタッドボルト３及びナット４により接
続し、圧力容器全体を密閉するような構造となってい
る。

【０００３】図９は、スタッドボルト３による接続状態
の詳細を示す。スタッドボルト３は胴体２のフランジ５
とスタッドボルト３のネジ部６により接続し、その上面
より突き出しネジを切っていないシャンク部７が上鏡フ
ランジ部８に形成した貫通穴９を貫通して他端のネジ部
１０にワッシャ１１及びナット４を取り付け、その締め
付け力によりスタッドボルト３で上鏡１と胴体２を接続
している。

【０００４】発電用原子炉は、年に１回の定期検査が法
令で義務付けられている。この定期検査期間中に上鏡１
は胴体２から取り外され、原子炉圧力容器内の核燃料は
その一部を新しい燃料と取り替える作業が行われる。こ
のとき、使用済燃料からの放射線を遮蔽するために図１
０に示すようにプール１２に水を張って取換え作業を行
なうが、スタッドボルト３はこのプール１２内の水の中
に水没する。また、ＩＳＩ（供用期間中検査）、燃料交
換の通路等のため一部のスタッドボルト３が胴体２のフ
ランジ５から抜き取られ、フランジ５のボルト穴２０
（図１１参照）も定期検査期間中は水没する。

【０００５】燃料の交換が終了するとプール１２の水は
抜かれ、原子炉圧力容器は復旧されるが、プール１２の
水を抜いた後スタッドボルト３やボルト穴２０に付着し
た水が乾燥すると、スタッドボルト３及びボルト穴２０
等に錆が発生する。特に、スタッドボルト３のネジ部
６，１０及びボルト穴２０のネジ部２０ａはスタッドボ
ルト３の取り付け及びナット４の取り付けの際に、ネジ
が損傷しないようにワイヤブラシ等を使用して錆の除去
が行われる。

【０００６】燃料交換時にスタッドボルト３及びボルト
穴２０が水に触れないようにボルトキャップ或いはボル
ト穴プラグでシールされるが、上記の錆の発生・除去を
長年にわたり繰り返し行うと、スタッドボルト３のネジ
部６，１０が摩耗して上鏡１の締め付け力に耐えられな
くなる可能性が生じてくる。これを避けるためスタッド
ボルト３やボルト穴２０、ネジ部６，１０，２０ａの計
測及び評価を行い、スタッドボルト３の交換或いはボル
ト穴２０のネジ部２０ａの加工等対策を行う必要が生じ
る可能性がある。

【０００７】従来ネジ山形状の計測はまず石膏によって
ネジ山の型を採取し、それを必要な形状に切断し、投影
器等により拡大して形状を計測する手法がよく使用され
る。更に評価は計測した形状と元の形状（設計寸法等）
とを比較することでおこなわれる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術の場合
全て手作業であり、多大な労力と時間を要する。特に、
原子炉圧力容器周辺が放射線管理区域であるため、ねじ
山形状の計測は放射線雰囲気での作業となり、作業員の
被曝低減及び作業の効率化が要望されるところである。

【０００９】また、上記の如く型取りした石膏を投影器
で拡大する場合、観測面をネジ山に垂直に切断すること
が難しく、計測結果の信頼性を上げることが難しい。更
に、同じ場所を計測することが難しく、経年変化を観測
することが出来ないことも問題である。

【００１０】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、信頼性が高く、遠隔操作が可能ななじ山形
状測定器を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、測定対象となるボルト穴或いはスタッド
ボルトのネジ軸に平行に輪郭測定器或いはレーザー変位
計等の測定器を移動させ、測定器の移動量と測定器の計
測データを電気的に取り出すようにする。

【００１２】即ち、ボルト穴の中心軸に対して測定器を
平行に移動させるための駆動機構を取り付け、測定器を
ボルト穴の中心軸に平行に移動させ、測定器による被検
面（ネジ面）の凹凸のデータと測定器の位置のデータと
を同時に電気的に取り出すことにより、上記の目的を達
成することができる。

【００１３】

【作用】測定器の位置のデータと被検出体の凹凸のデー
タを電気的に取り出し組み合わせることにより、プロッ
ター等でネジ山の形状を紙面に出力したり、ブラウン管
に描かしたりすることができる。また、測定器の駆動機
構を遠隔操作可能なものにすることにより、作業者の被
曝低減及び作業の効率化が可能となり、また、同じ場所
を計測する場合でもケガキ線等の目印を付すことにより
簡単に行うことができる。

【００１４】更に、初期のネジ山形状を同様に計測して
おけば、初期状態或いは設計寸法等との比較及び評価も
容易に行うことが可能となる。

【００１５】

【実施例】図１に本発明にかかわるネジ山形状測定器を
原子炉圧力容器のボルト穴に装着した時の状態を示し、
図２及び図３に図１のＣ−Ｃ線断面及びＢ−Ｂ線断面図
を各々示す。

【００１６】図中の５１は下部サポートで、中央に下部
芯合せピース５２を有している。下部サポート５１と上
部サポート５３は、ブレース５４により一体的に連結さ
れている。送り軸５５は、下部サポート５１及び上部サ
ポート５３に各々ベアリング５７，５８で回転自在に且
つボルト穴２０のネジ面２０ａに平行になるように支持
され、その一端が上部サポート５３を貫通している。ガ
イド軸５６は、下部サポート５１及び上部サポート５３
に動かないようにかつ送り軸５５に平行に固定されてい
る。可動プレート５９には送りナット６０及びスライド
ブッシュ６１が取り付けられ、各々送り軸５５及びガイ
ド軸５６が貫通している。また、可動プレート５９には
測定器６２が被検出体のネジ部２０ａに対峙するように
取り付けられる。

【００１７】一方、上部サポート５３を貫通した送り軸
５５の先端には歯車Ａ６３が取り付けられ、減速機６７
を介してモータ６６に取り付けられた歯車Ｂ６４とエン
コーダ６８に取り付けられた歯車Ｃ６５が噛み合うよう
構成されている（図２参照）。モータ６６及び減速機６
７は、上部サポート５３とベアリングハウス７０を介し
て一体的に構成されたモータ取り付け板６９に固定さ
れ、エンコーダ６８は上部サポート５３に固定されてい
る。

【００１８】更に、上部サポート５３は上部芯合せピー
ス７１により、ボルト穴２０の上部の平行部２０ｃに対
して位置決めされるよう構成されている。

【００１９】測定器６２、モータ６６及びエンコーダ６
８には電気ケーブル７２が接続され、その他端は別置き
の制御装置７３に接続される。測定器６２およびエンコ
ーダ６８の検出信号は、更に記録装置７４に取り込まれ
るよう構成されている。

【００２０】以上のように構成したネジ山形状測定器の
使用方法を以下に説明する。

【００２１】先ず図４に示すように、上部サポート５３
から上部芯合せピース７１を外した状態で測定器６２を
ボルト穴２０に挿入し、下部芯合せピース５２がボルト
穴２０のセンタ穴２０ｂに合うように着座させることに
より、測定器６２の下部とボルト穴２０の芯合せを行
う。

【００２２】次に上部芯合せピース７１を測定器６２の
上部から挿入し、ボルト穴２０の上部の平行部２０ｃを
ガイドして上部サポート５３に取り付けることにより、
測定器６２の上部とボルト穴２０の芯合せを行う。これ
により、送り軸５５及びガイド軸５６がボルト穴２０の
ネジ部２０ａに対して平行に保持され、測定器６２を取
り付けた可動プレート５９をボルト穴２０のネジ部２０
ａに対して平行に上、下へ移動させることができる。

【００２３】次に、電気ケーブル７２を制御装置７３に
接続し、モータ６６を駆動させる。モータ６６の回転駆
動力は歯車Ｂ６４、歯車Ａ６３を介して送り軸５５に伝
達され、送り軸５５が回転する。送り軸５５の回転によ
り、送りナット６０と一体に構成された可動プレート５
９、スライドブッシュ６１及び測定器６２がガイド軸５
６に沿って送り軸５５の軸方向に移動する。この時、測
定器６２からはレーザー光６２ａを発射し、ネジ部２０
ａに反射したレーザー光（反射光）６２ｂを検出して検
出器６２とねじ部２０ａの距離を測定し、電気信号に変
換される。

【００２４】一方、送り軸５５の回転は歯車Ａ６３から
歯車Ｃ６５を介してエンコーダ６８に伝達される。この
時、エンコーダ６８の内部では送り軸５５の回転量が電
気信号に変換される。

【００２５】上記の測定器６２及びエンコーダ６８の電
気信号を記録装置７４に記録することによりネジ山形状
の測定ができる。

【００２６】図５及び図６に本発明をスタッドボルト３
のネジ部６に対して適用した例を示す。スタッドボルト
３は圧力容器（胴体２のフランジ５）から取り外された
後、横に寝かせて保管される。この場合、石膏による形
取りの作業はボルト穴２０の場合に比べ容易であるが、
石膏の切断、観察及びネジ山の評価等の作業はボルト穴
２０の場合と同様、労力を要するとともに信頼性に欠け
るものである。

【００２７】図５に示すように、スタッドボルト３のシ
ャンク部７及び平行部３ａにサポート治具７５を取り付
け、下部サポート５１の芯合せピース５２及び上部サポ
ート５３をサポート部７６の上に乗せて、スタッドボル
ト３の中心軸と測定器６２の中心軸が平行になるように
調整ボルト７７で固定することにより、容易にネジ山の
測定が可能となる。

【００２８】また、図７に他の実施例を示す。図１の測
定器の可動プレート５９に補助板７８を取り付け、それ
に接触形測定器７９を固定する。可動プレート５９を上
下に移動させることにより、接触形測定器７９から突き
出した針状検出器によりネジ部２０ａの凹凸を検出し、
接触形測定器７９の内部で電気信号に変換され、記録装
置７４に送信、記録される。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、従来手作業により行っ
ていた石膏による型取り、投影機によるネジ山の観察等
の作業が、測定器をネジ穴にセットし、遠隔操作により
測定器を駆動させることによりネジ山形状のデータを容
易に採取することができ、作業員の労力低減、被曝低減
を行うことができる。

【００３０】また、手作業による測定精度の不確実要素
も機械で測定することにより、精度が向上するととも
に、マーキングにより同一箇所の繰り返し測定も可能と
なり、測定結果の信頼性向上及び経年変化を測定するこ
とができる。

【００３１】更に、記録したデータをＸ−Ｙプロッター
等で出力したり、別途測定した基準となるネジ山形状と
比較することにより、ネジ山の摩耗等の評価を容易に行
うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るねじ山形状測定器を圧力
容器のスタッドボルト用ねじ穴に装着した状態を示す縦
断面図である。

【図２】図１のＣ−Ｃ線上の断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線上の断面図である。

【図４】本発明の実施例に係るねじ山形状測定器をねじ
穴に装着する途中の状態を示す縦断面図である。

【図５】本発明の実施例に係るねじ山形状測定器を圧力
容器のスタッドボルトのねじ部に装着した状態を示す断
面図である。

【図６】図５のＤ−Ｄ線上の断面図である。

【図７】本発明の実施例に係るねじ山形状測定器におい
て、接触型検出器を使用した例を示す縦断面図である。

【図８】圧力容器の縦断面図である。

【図９】図８のＡ部の拡大詳細図である。

【図１０】原子力圧力容器内の燃料交換時の状況を示す
図である。

【図１１】圧力容器のスタッドボルト用ねじ穴の縦断面
図である。

【符号の説明】

３ スタッドボルト ６，１０ ネジ部 ２０ ボルト穴 ２０ａ ネジ部 ５５ 送り軸 ５６ ガイド軸 ５９ 可動プレート ６０ 送りナット ６２ 測定器 ６２ａ，６２ｂ レーザー光 ７３ 制御装置 ７４ 記録装置 ７９ 接触形測定器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出体のネジ部の中心軸に平行に可動
   プレートを移動するように構成した送り機構と、可動プ
   レートの移動量を計測する検出器と、可動プレートに取
   り付けたネジ面の凹凸を検出する検出器を設けたことを
   特徴とするねじ山形状測定器。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、前記送り機構が
   上下に一体に連結されたサポートプレートと、上下のサ
   ポートプレート間に中心軸に平行に且つ回転自在に固定
   された送り軸と、送り軸に平行に固定されたガイド軸
   と、各々の軸に係合し、可動プレートと一体的に構成さ
   れたナット及びスライドブッシュを有し、前記送り軸を
   回転伝達機構を介して回転させることにより可動プレー
   トを中心軸に平行に移動させるよう構成したことを特徴
   とするねじ山形状測定器。