JPS595936A - ばねの特性を遠隔検査するための装置 - 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、ばねの特性を遠隔検査するための装置に関す
る。

この種の問題は、ヰ★査又は試験を必要とするばねに近
づくのが困難又は危険であるときおこる。

例えばこの場合は、照射された原子炉燃料アセンブリ端
片のばねを検査する必要があるときである。

人体への照射を避けるために、照射されたアセンブリは
最小水頭下の池の中に保管される。その結果燃料アセン
ブリのばねを水中で遠隔的に検査しなければならない。

本発明による装置はこの問題を解決できるようにする。

本発明は特に、既知の荷重をばねに加えるための手段お
よびばねの相応するたわみ又はそりを測定するための手
段を有する装置に関する。

この装置は、 一垂直方向へ並進移動可能な既知の質量又は重量のシス
テム、前記システムを形成する質量の各々は、質量を下
降させる際その重量をばねによって連続的に支持され、
その結果合計されるように、他の質量に関して一定の制
限内で垂直方向へ移動することができること、 一前記システムの下降の際所定の質量がばね上に位置す
る瞬間を決定するための手段、 −ばねのたわみを測定するための前記手段は、ばねに関
して固定された参照点に関して下方の質量の移動を測定
するための手段によって構成されること、 から成る。

好ましくは所定の重量がばね上に位置する瞬間を決定す
るための手段は、並進移動可能な固定点と一体の動力針
によって構成される。

かくてプーリブロックのフックに動力針を取りつけるこ
とができ、このため質量のシステムを徐々に下降させる
ことができる。下降工程の開始時に、動力針は質量のシ
ステムの重量を示す。下方質量がばね上に位置するとき
、動力針によって与えられる読みは動力計の重量だけ減
ぜられる。そのときばねの相応するたわみを測定する。

第１の変形例によれば、装置はそれぞれ３つの質量から
構成される。即ちこの３つの質量は、上部を動力計フッ
ク上に吊り下げられ且つ上端に肩部を有する細長い円筒
状質量、第１の質量の下方に配置され月つ第１の質量の
下部に軸線方向の隙間をおいて吊り下げられた同様に細
長い円筒状質量、前述の２つの質量が中に配置される中
空のシリンダの形式のコラムであり、前記コラムは内側
肩部を有し、この内側肩部によって前記コラムは、質量
のシステムが吊り下げられるとき第１の質量の肩部に位
置する。

質量の重量が検査すべきばね上に正確に位置するために
、前記質量を並進の際垂直に案内しなければならない。

質量Ｐ１およびＰ２はコラム内で案内され、コラムはそ
れ自体案内されなければならない。好ましくはこの案内
は、ばねの固定端と一体の部分上に位置する位置ぎめコ
ラムによっておよび位置ぎめコラムに関して第１のコラ
ムを案内するための手段によっておこなわれる。

この後者の構成は、燃料アセンブリ端片の４本のばねの
検査に特に適用される。この理由は、案内コラムのまわ
りに第１のコラムを単純に回動させることによって、端
片の４本のばねを連続的に検査することができるからで
ある。好ましくは案内手段はリングによって構成される
。

コラムの下端は閉じることができ、この場合下方質量は
実際のコラムによって構成される。ばねのたわみを測定
するために、水から現れるばねの上部の移動を測定する
ことのみが必要とされる。

好ましくはコンパレータを使用し、位置ぎめコラム上の
固定参照部に関してコラムの上端の移動を測定する。

第２の変形例によれば、コラムの下端は開放しており、
この場合下方質量は前述の第２の質量である。そのとき
液体レベルの上方でこの下方質量の移動を検査する必要
がある。一端が下方質量に固定されている棒によってこ
の結果を得ることができる。コンパレータは、位置ぎめ
コラム上の固定参照部に関して棒の上端の移動を測定す
る。

最後に第３の変形例によればコラムの下端は開放し、第
１の質量および第２の質量の案内手段はコラムそれ自体
のみによって構成される。装置の作動中コラムはばねの
一端と一体の固定部上に位置する。前述の変形例におけ
ると同様下方質量の移動を測定するための手段は、一端
が第２の質量と一体である棒および位置ぎめコラム上の
固定参照部に関して棒の上端の移動を測定するコンパレ
ータによって構成される。

同じく本発明は、数個の既知の質量のシステムを吊り下
げることから成り、質量の各々が他の質量に関して一定
の制限内で垂直方向へ移動することができ、質量のシス
テムを徐々に下降させ、下方の質量がばね上に位置した
とき下降を停止させ、下方の質量の相応する寸法が固定
参照部に関してマークをつけられ、質量の徐々の下降を
再開させ、第２の質量がばね上に位置したとき下降を停
止させ、下方の質量の相応する寸法が固定参照部に関し
てマークをつけられる、ばねの特性を遠隔測定するため
の方法に関する。

本発明を添付の図面を参照し非限定的な実施例に関連し
て以下に一層詳細に説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例によるばねの遠隔検査
用装置を示す。この装置は３つの移動質量、即ち質量Ｐ
Ｉ、質量Ｐ２およびコラムＣを有する。質１ｐｉおよび
Ｐ２はそれぞれ細長いシリンダの形式である。質量Ｐ２
はその上部において肩部４を有し、円形ｉ８が中に存す
る小直径部分６が上に位置している。部分６は取扱いリ
ング１゜に固定され、このリング１０は動力計１４のフ
ック１２に取り付けられている。動力計１４は、プーリ
ブロックのような巻上げ手段（図示せず）のフック１６
に吊り下げられている。固定用フィンガ９によってシス
テムの移動中コラムＣを固定することができる。

質量Ｐ２は下部に出張り１８を有し、この出張り１８の
中には長方形の穴２０が設けられている。出張り１８は
質量Ｐ、の上部に形成されたフォーク２２へ侵入する。

隙間によって２つの部分は摺動するこ０ とができる。質量Ｐ、のフォークと一体のスピンドル２
４は長方形の穴２０を横切る。かくて質量Ｐ１は質ｉｔ
　ｐ　２に吊り下げられ、−刃長方形の穴２０のしさに
よって制限された一定のたわみをもって質量１）　２に
関して摺動することができる。質ＭＰ１およびＰ２は、
中空のシリンダの形式をなすコラムＣ内に配置される。

コラムＣはその上部に内側肩部２４□を有している。質
量Ｐ、およびＰ２の導入を可能にするために、本実施例
において数個の分解可能な部分の形式にコラムＣを構成
することが必要であった。第１図に示すことができるよ
うに肩部２４２は、コラムＣに任意の適当な方法で固定
されたヘッド２６によって得られる。ヘッド２６は質量
Ｐ２の部分６を収容するために中空である。ヘッド２６
は一方の側に大きな開口２８を有し、この開口２８は取
扱いリング１０の通過を可能にする。

装置のシステムが取扱いリング１０に吊り下げられると
き、コラムＣは肩部２４を介して肩部４上に位置する。

この位置において質量Ｐ、とＰ２との１ 間に隙間ｊ１、質量Ｐ、の下端とコラムＣの底部３０と
の間に隙間ｊ２が存在する。底部３０の管３２はコラム
Ｃの内側と外側を接続する。装置がアセンブリ用保管池
の水中に沈められるとき、この管によって水はコラムの
内側へはいり込む。

質量Ｐ１およびＰ２は、装置の構成によって、特に隙間
ｊ１およびｊ２の値によって与えられるたわみをもって
コラムＣ内を並進移動することができる。質量Ｐ１およ
びＰ２に形成された案内リング３４は、質量の並進中質
量の案内を確実にする。

第１図に示された装置は、脚４２を備えた案内コラム４
０を有し、この脚４２は、第１図に概略的に示された燃
料アセンブリの上端片４４を支承する。上端片４４は４
本の同一のばね４６を有し、そのうち３本のみが図示さ
れている。ばねのうちの１つは輪郭で示され、一方他の
２つは端面図で示されている、ばね４６はそれぞれ端の
一方で上端片４４に固定されている。他端は上端片中に
案内されている。

これらのばねの機能は既知の方法で、原子炉の作動中炉
心の下方板に燃料アセンブリを当接させる２ ことである。本発明による装置によってこれらのばねの
各々の特性を検査することができる。

２つの案内リング４８は案内コラム４０に関してコラム
Ｃを案内する。リブ４０は上方リング４８をコラムＣに
連結する。リブ５２は下方リング４８を案内コラム４０
に連結する。加うるに上方リング４８はコラム４０の吊
り下げを許容する。このためコラム４０はカラー５４を
有し、システムが吊り下げられるとき、上方リング４８
はカラー５４と接触するようになる。

第１図に示された位置において脚４２は上端片上に位置
し、コラムＣはわずかに下降した位置に示され、リング
４８とカラー５４との間に隙間５６を画定する。しかし
ながらこの位置において、コラムＣの底部３０は図面か
ら明らかなようにばね４６上に未だ位置していない。

ヘッド７６上に指針５８が配置されている。コラムＣが
ばね４６と同一平面にあるとき、指針５８はカラー６０
内に形成された位置ぎめオリフィス（図示せず）の内側
を貫通することができる。カラー６０は、カラー６０の
上部に９０°毎に分布され且つ４本のば３ ね４６の各々に相応する４本の同一オリフィスを有して
いる。第１図に示された位置において指針５８は位置ぎ
め穴の内部と未だ係合していない。

欅６４上に設けられヘッド２６と一体のコンパレータ６
２によって、案内コラム４０に関してコラムＣの相対的
な移動を測定することができる。このためコンパレータ
の支持部は、板６８で終わるコラム６０の端と点６６が
接触するようになるまで棒６４に沿うて摺動される。

令弟１図に示された装置の作動の説明を第２図を参照し
ておこなう。

第２ａ図において本発明による装置は運搬リング１０に
吊り下げられ、一方コラムＣは質量Ｐ２の肩部４上に位
置する。案内コラム４０はカラー５４によってリング４
８上に吊り下げられている。質量Ｐ。

はスピンドル２４．によって質量Ｐ２上に保持されてい
る。質ｍＰｊ、コラムＣおよび案内コラム４０はすべて
質量Ｐ２上に吊り下げられ、質量Ｐ２はそれ自体取扱い
リングに固定されている。動力計１４は装置のシステム
の重量に等しい荷重Ｑ１を示４ ず。

第２ｂ図においてコラム４０は制御箱７０上に位置し、
この制御箱７０ば上端片に幾何学的に類似している。

コラム４０は仮ばね７２を有し、この高さは新しいアセ
ンブリのばねの自由高さに等しく、仮ばね７２によって
コンパレータ１４を調整することができる。

このためコンパレータ１４ば、端６６がプレート６８に
当接するまで棒６３上を摺動される。それから任意の読
みＺを記録し、その結果ばね４６の各々の起原における
縦線を決定することができ、更にこれらのばねが永久ひ
ずみを有するか否かどうかを知ることができる。動力計
１４は、装置システムが制御箱７０上に位置するので零
荷重を示す。

コンパレータを調整するという作業を完了したら、装置
を上端片４４（第２ｃ図）の上方に配置する。

案内コラム４０は前記端片４４上に位置する。質量Ｐ。

Ｐ２およびコラムＣは動力計１４のフックに吊り下げら
れる。動力計１４は、前述のとおり照射された燃料アセ
ンブリを一定の水頭下に沈めるので、これらの３つの質
量の水中での重量に等しい荷重Ｑ２５ を示す。装置の高さは、測定手段が沈められないように
この水頭を越える。第２図に示された位置から初めて、
動力計の固定点は例えばチェーンプーリブロック（図示
せず）によって徐々に下降される。コンパレータ指針の
第１の振りは、コラムＣの底部３０が検査すべきばね４
６と接触するようになる瞬間を示す。この瞬間にコラム
Ｃとばねとの間に理論上の接続が存在し、即ちコラムＣ
の質量はこのばね上に未だ位置しない。かくて、第２ｃ
図の最初の位置から理論的な接触位置（図示せず）へコ
ラムＣを下降させることによって移動される水の容積に
相当する水圧の浮力を無視する際に、動力計の読みは第
２ｃ図に示された段階の場合と実質的に同一である。

コンパレータの寸法Ｘがプロットされる。ばねの永久変
形は差Ｚ−Ｘによっ°Ｃ与えられる。この値はばねの特
性の起原における縦座標に相当する。

動力計１４の固定点はチェーンプーリブロックによって
下降され続ける。動力針がコラムＣの既知の質量によっ
て減少されＱ２に等しい値を示すと６ き、下降は停止される。この位置においてコラムの重量
はばね４６上に位置する。反対に質量Ｐ、およびＰ２は
取扱いリング１０に吊り下げられたままである。かくて
隙間が質量Ｐ２の肩部４とコラムＣの肩部２４□との間
に現れる。しかしながら質量Ｐ、の下端とコラムＣの底
部３０との間に接触はない。言い換えれば第１図に示さ
れた隙間ｊｌは未だ取り消されていない。

コラムＣの重量の影響によってばね４６はたわみ、コン
パレータ６２は読みＹを与える。かくてコラムＣの質量
が例えば５０ｋｇであるならば、差Ｙ−Ｚは５０ｋｇの
荷重においてばねのたわみを与える。これはばねの特性
の第２の点を与える。

上述の装置によって同じく、質量Ｐ、およびＰ２のばね
への当接に相当する他の２つの点を得ることができる。

動力計１４の固定点は、荷重が質量Ｐ、の重量によって
減少されることを示すまで更にゆっくりと下降され、そ
れからばねに当接される。質量Ｐ１の下方部分はコラム
Ｃの底部３０と接触するように７ なる。この位置において質量Ｐ１の重量はばね４６に伝
達される。コンパレータの相応する読み２をプロットし
、コラムＣの重量および重量Ｐ、に等しい荷重でばねの
真のたわみを与える特性の第３の点を得ることができる
。

動力針の固定点を下降させ続けると、第２ｄ図に示され
た位置に達し、質量Ｐ１、Ｐ２およびコラムＣの質量は
ばね４６上に位置する。それからコンパレータ６２の第
４の読みをプロットし、これによってばねの特性の第４
の点を確立することができる。

上端片４４の他の３つのばねはそれぞれ、案内コラム４
０のまわりにコラムＣを９０”連続的に回転させること
によって連続的に検査される。各々の場合において指針
５８は、コラムＣを正確な角度的向きに固定することが
できる。他の３つのばねを検査するために、コンパレー
タ６２の調節に相当する段階２ｂを繰り返すことは必要
ではない。

第３図は本発明の第２の実施例を示し、これは、コラム
Ｃの下部が開いている点において第１図お８ よび第２図の実施例とは本質的に異なる。かくてコラム
の質量ばばね４６上に位置することはできない。かくて
ばねの特性を確立するためにほんの２つの質量、即ちＰ
ｌおよびＰ２がある。なぜならば質Ｗｋ　ｐ　１および
Ｐ２は３つの点をプロット′することができるからであ
る。第１の点はばね４６の起原において縦線に相当する
。第２ａ図乃至第２ｄ図に関して説明された方法におい
て、質量Ｐ、とばね４ｂとの間の理論的な接触の時にコ
ンパレータ６２の読みによって得られる。第２の点は質
量Ｐ、かばね上に位置するとき得られ、第３の点は質量
Ｐ１およびＰ２がばね上に位置するとき得られる。

コラムＣは下方質量のように作用せず、即ち最初にばね
と接触するようになる。この実施例において下方質量は
Ｐ、によって構成される。ばねのたわみを測定するため
に、この下方質量の移動を測定する必要があるという点
を考慮して、棒７４はスヒンドル２４１に固定される。

棒７４は質ｉｔ　Ｐ　２の内部へ通過し、内部で自由に
摺動することができる。かくて棒７４は質量Ｐ、の移動
を示し、前記読９ みを水のレベルの上方へ上げることができる。かくてコ
ンパレータ６２の支持部は棒７４の上部に固定される。

しかしながらばねの固定端と一体の固定参照点に関して
、前述の実施例と比べて差異はない。ここで再びこの参
照点は位置ぎめリング４０のプレート６８によって構成
される。

第４図は本発明の第３の実施例を示し、つる巻ばね７６
のようなばねを検査するようになっている。

第４図の装置は第３図の装置と同じく２つの質量Ｐ、お
よびＰ２を有し、ばねの特性の３つの点を得ることを可
能にする。

案内コラム４０は、数個のばねを連続的に検査するため
に必要ではないので、有用な目的には役立たない。質Ｍ
Ｐ、およびＰ２はコラムＣによって案内され、測定の間
固定される。コラムＣは同じく、つる巻ばねの下方端７
６ａと一体の固定参照点を与える。このためコラムＣは
シリンダ８０上に支承される外部カラー７８を有し、シ
リンダ８０は、ばね７６の支承ベース８２に関して固定
される。コラム０ Ｃはその垂直方向移動の間２つの質量Ｐ、およびＰ２を
案内する。

第３図の実施例におけるように、質量Ｐ１と一体の棒７
４によって質量の移動を高め、その結果コンパレータ６
２によってばねのたわみに追従することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例によるばね検査装置を示
す。 第２ａ図乃至第２ｄ図は第１図の装置の作動を示す。 第３図は本発明のｊ＠２の実施例を示す。 第４図は本発明の第３の実施例を示す。 （主な参照番号） Ｐ　１　、Ｐ　２０６．質量、　　Ｃ００，コラム、Ｑ
、　、Ｑ２．、　、荷重、　　１４．　、　、動力計、
４６、　、　、ばね、 １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌｌ既知の荷重をばねに加えるための手段およびばね
   の相応するたわみを測定するための手段を有する、ばね
   の特性を遠隔検査するための装置であって、既知の荷重
   をばねに加えるための前記手段が、−垂直方向へ並進移
   動可能な既知の質量又は重量のシステム、前記システム
   を形成する質量の各々は、質量を下降させる際重量をば
   ねによって連続的に支持され、その結果合計されるよう
   に、他の質量に関して一定の制限内で垂直方向へ移動す
   ることができること、 一前記システムの下降の際所定の質量がばね上に位置す
   る瞬間を決定するための手段、 −ばねのたわみを測定するための前記手段は、ばねに関
   して固定された参照点に関して下方の質量の移動を測定
   する゛ための手段によって構成されること、 から成り、　　　　　　　“ 所定の重量がばね上に位置する瞬間を決定するための前
   記手段が、並進移動可能な固定点と一体の動力針によっ
   て構成され、質量のシステムは動力計のフックに吊り下
   げられることを特徴とす゛る、ばねの特性を遠隔検査す
   るための装置。 （２）ばねの特性を遠隔検査す゛るための前記装置は３
   つの質量を有し、前記−３つの質量は、上部を動力針フ
   ツク上に吊り下げられｎつ上端に肩部を有する細長い円
   筒状質量、 第１の質量の下方に配置され且つ第１の質量の下部に軸
   線方向の隙間をおいて吊り下げられた細長い円筒状質量
   、 前記２つの質量が中に配置される中空のシリンダの形式
   であり、内側肩部を有し、前記内側肩部によって質量の
   システムが吊り下げられるとき第１の質量の肩部に位置
   するコラム、 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 （３１−Ｊ一方質量によって下方質量を分割するための
   手段がスピンドルによって構成され、前記スピンドルの
   ２つの端番才下方質量のフォークに固定され、下方質量
   は上方質量の出張りの長方形の穴内で摺動することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の装置。 （４）ばねの特性を遠隔検査するための前記装置は案内
   手段を有し、前記案内手段は、ばねの固定端と一体の部
   分上に支承される位置ぎめコラムおよび位置ぎめコラム
   に関してコラムを案内するための手段によって構成され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の装置。 （５）位置ぎめコラムに関してコラムを分割するための
   手段はリングによって構成されることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の装置。 （６）コラムは下端を閉しられ、下方質量の移動を測定
   するための手段がコンパレータによって構成され、前記
   コンパレータは、位置ぎめコラムの固定参照部に関して
   コラムの上端の移動を測定することを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の装置。 （７）コラムの下端が開放していて、下方質量の移動を
   測定するための手段が、一端を下方質量に固定された棒
   および位置ぎめコラムの固定参照部に関して棒の上端の
   移動を測定するコンパレータによって構成されることを
   特徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。 （８）コラムの下端が開放していて、質量を案内するた
   めの手段が、装置の作動中ばねの固定端と一体の固定部
   上に位置するコラムによって構成され、下方質量の移動
   を測定するための手段が、一端を下方質量に固定された
   棒およびコラムの固定参照部に関して欅の上端の移動を
   測定するコンパレータによって構成されることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の装置。