JPS593201A - リ−ドスイツチを用いた位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリードスイッチを用いた位置検出装置に係シ、
更に原子炉制御棒駆動機構内に組込んだ制御棒位置検出
装置に恍るものである。

移動する物体の位置を非接触で検出する検出器の一桶に
リードスイッチがあり、これを用いる検出装置がある。

リードスイッチはガラス等の絶縁体の管の中に２枚の磁
性体リードを装着してなるスイッチであり、第１図にそ
の構造の一例を縦断面図として示す。リードスイッチ１
は２枚の磁性体リード２を自由端をオーバーラツプさせ
てガラス管３の中に封入したものでおる。接点の役をす
るこのオーパーラツノした自由端には信頼性を市めるた
めに貴金属を蒸着するなどの接点処理を施してりるのが
普通であり、また接点の性能低下を防ぐためにガラス管
３の中に不活性ガスを封入しであるのが通常である。リ
ードスイッチ１に磁石を接近させてリードの軸方向の磁
界を加えるとリード２が磁化し、接点を形成している自
由端に磁気吸引力が働いて」長点が閉じる。磁石全速の
かせて磁界を解除するとり−ド２の機械的復元力によっ
て接点が開く。リードスイッチ１に磁界を加える手段と
しては、コイルを巻いて電気的に磁界を形成する手段、
又は永久磁石を接近させる手段などがあシ、前者はリー
ドリレーとして、後者は押がタンスイッチや近接スイッ
チとして利用てれている。

このようなリードスイッチを複数個使用した位置検出装
置ａの概念的り４成′ｆ！：第２図に示す。この図は９
個のリードスイッチ１を用いて物体４の位置を検出する
例を７Ｊ＜す。リードスイッチ１は物体４の移動方向に
沿って例えば等間隔に置かれており、その谷々は導線６
の相異る対に接続されている。

物体４には永久磁石５が取シ付けてめシ、物体４と共に
リードスイッチ１の軸方向に移動する。磁石５が谷リー
ドスイッチ１のイ１Ｊ近に来た時だけそのリードスイッ
チ１が閉となるように各リードスイッチｌと磁石５の移
動路との間の距離を側部選定してお・けば、物体４の移
動に伴いリードスイッチ１はｔＩ＝次動作することにな
る。従ってどのリードスイッチ１が閉となったかを導線
６を通じて識別Ｊ−れば物体４の位置を不連続的に知る
ことが出来る。

以上がリードスイッチを被数個用いた位置検出装置の概
念であるが、実際に検出装置として使用するためには、
リードスイッチ１及びそれに対する導線６等を保持する
ための具体的な検出装置の構造が必要となる。この検出
装置の構造に対しては、以下のような事項が要求される
。

第一点としては、リードスイッチ１を保護し得る構造で
あること。リードスイッチ１がガラス管等を使用してい
る場合には、検出装置の構造は検出装置自体の支持体と
しての強度の他に、不慮の外乱からリート°スインチ１
を保映する強度も必要である。

第二点としては、導線６及び導線６とリードスイッチｌ
の接続部についてそれら相互及び他のものと十分子Ｉｉ
電気的絶縁し得る構造であること。検出装置の信頼性を
高めるためには、短絡等の可能性は憾力低くずべきであ
る。

第三点としては、磁カケシールドしないこと。

これはＩネ」の選定に係るが、リードスイッチ１を１吏
用する以上当然のことである。

第四点としでは、比較的コンパクトであること。

一般に検出装置が大きくなることは好ましくない。

位置検出装置としては、物体の移動方向には位置検出を
行なうのに十分な長さが必要であるが、それと直角方向
の太ささ即ち太さは細い方がよい。

市販のリードスイッチは細いものでも直径は３ミリメー
トル程度である。したがってこれより狭い空間でリード
スイッチを使用することはもとより不可能であるが、検
出装置の太さはリードスイ。

チの直径よジ太い範囲で可能な限シ細い方が艮い。

特にリードスイッチを使用した位置検出装置の場合、物
体に取付けた磁石、−の距離関係を考慮すめ（５） 必要がある。磁石と検出装置の距離は、リードスイッチ
の種類、リードスイッチの感度、磁石の強・度、大小及
び磁石とリードスイッチの対向方向等により左右される
が、いずれにしろ比較的近いある範囲に限られることが
理解されよう。すなわちこの距離があまｐ太さすぎると
リードスイッチが全く動作しなくなるし、またこの距離
があまり小さすぎて磁石の磁力に比べてリードスイッチ
同志が接近しすぎている場合には各個のリードスイッチ
の閉成を識別できなくなる恐れがある。位置検出の精度
、磁石の磁力のばらつきに対する裕度及び実際に使用さ
扛る状況等を考えると位置検出装置の設置し得る位置は
かな９制限されるのが普通であり、検出装置の太さの細
い方が利用範囲が広い。

第五点としては、リードスイッチの位置決めが容易であ
ること。リードスイッチの位置は、検出装置そのものの
性能に係るので、検出装［は組立ての際に容易に各リー
ドスイッチの位置決めが出来る構造で必ることが望まし
い。

（６） 第六点としては、十分な耐環境性を有していること。こ
れには例えば耐熱性が挙げられる。普通リードスイッチ
はマイナスニ、三十度Ｃからノラス百数十度Ｃの温度範
囲では十分使用可能である。

検出装置の周囲の雰囲気温度はもちろん使用される状況
によシ異なるが、少くともり−１・゛スイッチ自体より
も耐熱性の劣る検出装置の材料、構造は利用範囲をせは
める点で好ましくない。

以上のような条件を満足する構造がリードスイッチを使
用した位置検出装置に望まれる。

本発明の目的は、前記の要求を満足するリードスイッチ
を用いた位置検出装置を提供することにあり、史には、
原子炉制御棒駆動機構の狭い空間内に組込“まれた制御
棒位置検出装置を提供することにある。

本発明のｉＬＩＭ１火山装置は細い保護管内に直列に並
べられたグロ、り化した複数個の絶縁固体の内部にリー
ドスイッチ＄・よびリードスイッチ用の導線を収納した
ことを特徴とするものであり、−また、本発明の制御棒
位置検出装置は、制御棒駆動機構の液圧動作ピストンＶ
Ｃ永久磁石を取付け、該ピストンのガイドチューブとそ
の周９のアウターナユープとの間隙に軸方向（・・−耐
圧管を設け、この耐圧管の内部に前記の位１ｇ検出装置
を収納したことを特徴とする。

本発明の位置検出装置の一実施例（ｉ−第３図ないし第
６図により説明する。第３図はその縦断面、第４図、第
５図及び第６図は夫々第３図のＡＡ〜１面、ＢＢｗｒ面
及びＣＣ断面を示す。ブロック化された非磁性の絶縁固
体７ａ、７ｂ、７ｃが非磁性体よシなる保−管９の中に
複数個直列に相接しで積重ねられている。絶縁固体７ａ
の中心孔にはリードスイッチ１が収納され、その周シの
孔８（これは溝でもよい）に導線６が挿通もれている。

絶縁固体７ｂは各導線６を挿通する孔８を有し、そのう
ちの１つの孔は導線６とリードスイッチの端子との接続
部を収納するため１Ｊ広になっている。

絶縁固体７ｃは各導線６【挿通する孔のみを有する。こ
れら絶縁固体７ａ　、７ｂ　、７ｃはリードスイッチ１
の個数に応じて必要とする個数だけ′ｄＩ重ねられてい
る。なお谷リードスイッチ１と導線６との接続態様は第
２図で示したのと同様でよく、壕だ保ａ管９の外部の近
距離に保護ｔｆ９に沿っての移動位置を検出さるべき第
２図の磁石５付き物体４が配されることは言うまでもな
い。

絶縁固体としては種々の材料が使用可能であるが、例え
ばセラミ、クスの使用が可能である。セラミックスの中
でもアルミナは絶縁抵抗が大きく特に高温時の絶縁特性
に優れており、また熱膨張係数が小さく耐熱衝撃性に優
れ耐熱性も高い。このような材料を用いれば、径が細く
、また耐熱性、強度にも優れた検出装置を得ることがで
きる。

上記の検出装置の構造によれば、リードスイッチ１は外
部損傷作用から保護されること、谷導線６及びそれとリ
ードスイッチ１との接続部が十分電気的に絶縁されるこ
と、リードスイッチ１への磁力がシールドされないこと
、各絶縁固体及び保護管９の外ｉ４ｊを小にできるので
検出装置をボＩ１１〈作れること、絶縁固体７ａ　、７
ｂ　、７ｃの積重ねに、しり名す　−ドスイッチ１が容
易に位置決めさＪしる（９） こと、絶縁固体及び保護管の材料の選定にょシ銅熱性等
の耐環境性を持たぜられることは明らがであろう。

次に上記の構造の位置検出装置を沸騰水型原子炉の制御
棒駆動機構に組込んだ制御棒位置検出装置について第７
図及び第８図により説明する。第７図には沸騰水型原子
炉に用いられる電動モータを使用する制御棒駆動機構１
１の縦断面図が７５してあシ、第８図は第７図のＤＤ断
面を示す。沸騰水型原子炉の圧力容器１０の下部に必る
ハウノ／グ１９内に制御棒駆動機構１１が組み込まれて
いる。制御棒駆動機構１１は、その上端に連結さＩした
中性子吸収拐を内包した制御棒１２を上下動させること
によって原子炉の反応を制御する。本制御棒駆動機構１
１においては、常時は電動モータＭによｐ伝動スクリュ
ーを介して制Ｈｊ棒１２の上下ｒｉＪＪを調整している
が、原子炉内の全数の制御棒を同時に重連で炉心に挿入
するスクラム動作を行う時には、スクラム用配管１３を
介してｉｌｉ制御棒駆動イ幾構の内部ＶＣ高出水が送り
込まれる。すると巾１」（１０） 御棒駆動機構１１内部の圧力と原子炉圧力容器１０内部
の圧力との差にょシ中をビスＬ・ン１４が上方に動き、
これに連結されている制御棒１２は高速で炉心に挿入さ
れるようになっている。

中空ピストン１４には永久磁石１５が組与込んであり、
また中空ピストン１４に対するガイドチュー！２０とア
ウターチューブ１６との間隙に軸方向に耐圧チューブ１
７を設け、その内部に第３図ないし第６図で説明したの
と同様な構成の位置検出装置１８が収容してめる。これ
によｐ中空ピストン１４ひいては制御棒１２の軸方向の
位置を検出することができる。この制御棒位置検出装置
においては、スペースの都合上位置検出装置１８の外径
は数ミリメートル程度に制限される。本発明に係る前述
の如き構造を有する検出装置１８は、このような狭い空
間内で使用する場せ非常に有効であり、また制御棒駆動
機構中での使用のための比較的厳しい温度条件及び相当
な強度の要求の点についても七−効である。逝らに耐圧
チューブ１７の存在により制御棒ｇ動機構内の＾圧から
制御棒位置検出装置１８は保ｄされる。

本発明によれば、猿数個のり−ドスイソテを用いた位−
検出装置における各リードスイッチの保護、七の各導線
及びその接続部の電気的絶縁、リードスイッチの位置決
め、非常に狭い空間での使用に適した検出装置の細さ等
を簡単な構造で容易に確保することができ、また、原子
炉の制御棒駆動機構内の狭い空間に適合した耐圧性のあ
るｔｌｉ！Ｉ＄ｔｌ棒位匝検出装置を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はリードスイッチの縦断面図、第２図は本発明に
係る位置検出装置の実施例の縦断面図、第４図、第５図
及び第６図はそれぞれ第３図のＡＡ断面、ＢＢ断面、Ｃ
Ｃ断面を示す図、第７図は本発明に係る制御棒位置検出
装置を組込んだ制御棒部ｉ１］機構の縦断面図、第７図
は第８図のＤＤ断面を示す図でろる。 １・・・リードスイッチ、４・・・物体５・・・磁石、
　　　　　　６・・・導線、７ａ、７ｂ、’Ｉｃ−絶縁
固体、 ９・・・保獲管、　　　　　　１ｏ・・・原子炉圧力容
器、１１・・・制御棒駆動機構、１２・・・制御棒、１
４・・中空シリンダ、　　１５・・磁石、１６・・・ア
ウターチューブ、　　１７・・・耐圧チューブ、１８・
・・位置検出装置、　　２０・・・ガイドチューブ。 （１３） 第１図 第２図 第４案１ 第５図 第６図 第７図 第８図 ノ６ １　小ｆ’ｌの表小 昭和イク年１“ｊ　　許願　第１／２θ／、３すｊｌｔ
件との関係　　出　願　人 ４代理人 住　所　　東ｒ；（都り代田区丸の内２丁目６番２号九
の内へ重洲ビル３３０７　油止の月象 明＃ｆ１１＋１ｉｕ）［ａｉｃ＋１Ｊ）Ｉｌｉ１１１％
鋭ｌｐｌノｌ［８捕止め内ＹＦ　　　　　別紙のとＪ３
す補　　　　　正　　　　　書 本願明細書中下紀串項を補正いたします。 記 １、第１２頁１１〜１７行目に ｒ３Ｈ図はリードスイッチ・・・・・・・示す図である
０」とあるを次の如く訂正する。 「　第１図はリードスイッチの縦断面図、第２図はリー
ドスイ・リチを複数個使用した位置検出装置の１！’ｆ
念的構成図、第３図は本発明に係る位置検出装置の実施
例の縦断面図、第４図、第５図及び第６図はそれぞれ第
３図のＡＡ断面、ＢＢ断面及びＣＣ断面を示す図、第７
図は本発明に係る制’ｍ＋＋ｉ位置検出装置を組込んだ
制御陣、嗅動機構の縦断面図、第８図は第７図のＤＤ断
面を示す図である。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体に取りつけた磁石の磁界によｐ開閉する複数個
   のリードスイッチを用いて前記物体の位置を検出する位
   置検出装置において、各リードスイッチを納めた中心孔
   及びリードスイッチ用の導線を挿通した孔又は溝を有す
   る第１の絶縁固体並びに前記リードスイッチ用の導線を
   挿通した孔又は溝を有する第２の絶縁固体の複数個を非
   磁性体材料から成る保護管の中に直列に相接して並べた
   ことを特徴とする位置検出装置。 ２　制御棒に連結され液圧で駆動されるピストン、該ピ
   ストンのガイドチューブ及び該ガイドチューブの周りの
   アウターチューブを備えた原子炉側１ｉ１１棒駆動機構
   において、該ピストンに磁石を取付ケ、該ガイドチュー
   ブとアウターチューブとの間隙に軸方向に耐圧管を設け
   、リードスイッチを納めた中心孔及びリードスイッチ用
   の導線を挿通した孔又は溝を有する第１の絶縁固体並び
   に上−己リードスイッチ用の導線を挿通した孔又は溝を
   有する第２の絶縁固体の複数個を直列に相接して内部に
   並べた保護管を、上記耐圧管内に収納したことを特徴と
   する制御棒位置検出装置。