JPS6299091A - グリツパ装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、原子炉における蒸気発生器の腐蝕したあるい
は破損した伝熱管にスリーブを取り付ける技術に関する
。さらに詳細に述べると、本発明は、原子炉の蒸気発生
器の伝熱管へのスリーブ取り付けを容易にするグリッパ
装置に関する。

［従来の技術］ この従来技術の代表的な例は、同一出願人の「蒸気発生
器の伝熱管スリーブ取り付は法」を名称とするヨーロッ
パ特許（ＥＰＣ）出願第８４０６６２３．４号（公告第
０１３９４９０号）に開示してある。また、原子炉の蒸
気発生器の腐蝕・破損伝熱管のスリーブ取り付は法を扱
っている従来技術もいくつかある。伝熱管は通常Ｕ字形
になっていて管仮にシールされている。この管板の周面
からチャンネルヘッドが伸びている。このチャンネルヘ
ッドへは、作業員専用通路を通って中に入ることができ
るので、その内部から破損した伝熱管に接近できる。原
子炉の運転中、チャンネルヘッドは冷却材を導く働きを
する。チャンネルヘッドの内部環境は放射能を帯びてい
るが、破損伝熱管への接近は、この放射性の環境を介す
る以外不可能である。破損伝熱管に、心棒に装着したス
リーブ素材を備えたスリーブ組立体を挿入することによ
って、スリーブ取り付けを行う。スリーブ素材を伝熱管
に挿入した後は心棒を取り外さなければならない。この
心棒は、その直径と軸方向の表面輪郭とが広範囲に変化
している。

従来技術の中には、遠隔操作によってスリーブ取り付は
作業を行い放射能による作業員の被曝量を最少にするた
めの装置と方法を開示しているものがある。この装置は
、スリーブ素材の挿入中スリーブ組立体を保持・進入さ
せると共に完全に挿入した後は心棒を保持・後退させる
ためのグリッパ装置を備゛えている。

［発明が解決しようとする問題点コ こうした公知の従来装置の使用に際しては、スリーブ組
立体、特にそのスリーブ素材をスリーブ取り付は作業中
の伝熱管に対して共軸関係で正確に心合わせしていなけ
ればならない。また、スリーブ素材を伝熱管中に挿入す
るグリッパ装置によって、この挿入に要する力をスリー
ブ素材と伝熱管との接合位置に加えることができること
も必要である。換言すれば、スリーブ素材を伝熱管に進
入させるグリッパ装置は、そのスリーブ素材をしっかり
と把持し、グリッパ装置及びこれを介してスリーブ素材
に始めに加える全に進入力が、スリーブ素材を伝熱管に
進入させる力としてスリーブ素材に伝達されなければな
らないのである。この進入力はグリッパ装置がスリーブ
素材に沿って滑動することでその一部が消散してはなら
ない。使用するスリーブ素材の直径は広範囲に渡って変
化する。グリッパ装置はこの範囲内の直径ならいかなる
スリーブに対しても使用できるものでなければならない
。グリッパ装置は、また、縦方向の所々で広範囲に断面
寸法が変化する細長い対象物体の表面に合致するグリッ
プ機構を備えていなければならない。

従って、本発明の目的は、上述した課題を満足するグリ
ッパ装置を提供することである。すなわち、このグリッ
パ装置は、その使用中に、対象物体が進入目標に関して
正確に心合わせしてあり、かつ、それと対象物体との間
に与えられる進入力が該物体に伝達されて物体が目的地
に到達できる程しっかりと物体を把持しているものであ
る。このグリッパ装置は、また広範囲の表面輪郭や断面
寸法にわたって対象物体を把持でき、不規則な表面の対
象物体でもその表面に合致することができるグリッパ部
材を備えており、この表面と急速に係脱するように動作
するものである。

［問題を解決しようとするための手段］広い意味では、
本発明によれば、内壁及びこの内壁によって画定される
開口が形成してある保持器と、可撓性の環状部材とから
構成してあり、対象物体をしっかりとかつ着脱自在に保
持するためのグリッパ装置であって、環状部材及び保持
器に設けてあり前者を後者の内壁に沿って装着するため
の協働手段と、保持器と環状部材間に流体密閉領域を形
成している環状の流体密閉組立体と、保持器に接続して
あり流体密閉領域に加圧流体を注入することにより環状
部材を膨張させ流体の圧力で対象物体を係合把持する手
段とから構成してあることを特徴とするグリッパ装置が
提供される。

以下に述べる本発明の好ましい実施例によれば、アルミ
ニウムのような金属製の保持器すなわち外被を備えてい
るグリッパ装置が提供される。この保持器内面にわたっ
て、可撓性かつ弾性の熱エラストマー製のグリッパ部材
すなわち袋体が伸びている。この袋体は、その両端で保
持器に圧密にシールしてあるので、両者間に圧密領域を
画定している。保持器には、ボートが形成してあり、こ
のボートを介して流体を該圧密領域に注入するので、把
持状態のままで保持したり進入させたりするる対象物体
に袋体により圧力が加わる。この袋体の中には心合わせ
を目的としてケージを設けである。

より詳細に述べると、保持器は円筒形の内面を持ってお
り、袋体はこの内面と共軸の中空円筒である。ケージは
、焼き入れしたステンレススチールで通常作られる加工
品である。すなわち、ケージは、両端と中央がリングで
結合した複数本のロッドで形成してある。これらのロッ
ドは、母面がリングと平行な円筒の構造要素とみなすこ
とができる。このケージは、袋体と保持器の内面とに共
軸関係になっている。

［作用］ このスリーブ取り付は用グリッパの使用時、ケージはス
リーブ取り付は中の伝熱管に対してスリーブを心合わせ
するように作用する。スリーブ素材は（商標名）「イン
コネルｌＮＣ０ＮＥＬ）　、合金製であり、袋体はこの
インコネル合金に対して高い摩耗係数を持つ材料で製作
する必要がある。この袋体と保持器の内面との間の領域
に流体を注入すると、袋体は、圧力下でケージの窓を貫
通してグリッパ中の対象物体と係合する。袋体が対象物
体に与える摩擦力は充分大きいので、グリッパ装置は、
対象物体に向けて動かしてもこの物体と相対的にスリッ
プしない。把持作用を持つ袋体は、可撓性であるので流
体圧力が加えられると実質的に延びることができる。適
当に加圧することにより、袋体は、延伸して広範囲の断
面寸法を持つ対象物体を把持することができる。本発明
によるグリッパ装置を使用してみた経験から、１インチ
（２５，４ｍｍ）に近い直径を持つスリーブ素材をしっ
かり把持することができるだけでなく、直径１／４イン
チ（約６．４ｍｍ１の比較的細い鉛筆と同じ直径を持つ
円筒形の対象物体を延伸してグリップすることもできる
ことがわかる。袋体は、可撓性であるので、外径が縦方
向の所々で広範囲に変化する対象物体とも加圧時に合致
する。

本発明による把持用袋体は、実用上、繰り返してすなわ
ち多数のサイクルにわたり圧力を加えたり解放したりす
る。この場合、袋体の材料は、袋体がその繰り返しサイ
クル中その弾性と可撓性を保持すると共に圧力の付与と
解放の命令に応答して急速に動作するようなものでなけ
ればならない。通常、本発明によるグリッパすなわち把
持用袋体の材料は、インコネル合金に対して高摩耗係数
を持つ（商標名）「ペレタン（ＰＥＬＥＴＨＡＮＥ）Ｊ
の合成物製である。こうした材料は、米国テキサス州う
・ボールテ（Ｌａ　Ｐｏｒｔｅ）のアップジョン（ｔｌ
ｐｊｏｈｎ）社から入手できる。このアップジョン社で
製造した材料を射出成形してグリッパ袋体を作る。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図乃至第４図に図示したグリッパ製雪１０は、保持
器すなわち外被１１、袋体１３、及びケージ１５から構
成される。保持器１１は、互いに衝合する部分１７．１
９、及び端キャップ２１から構成される。キャップ２１
は、山形の横断面を持つ。保持器部分１７．１９は、そ
の端面と係合するキャップ２１の側部を貫通するボルト
２３によって互いに固定されて保持器すなわち外被１１
を形成する。図示のように、この保持器１１は、円筒形
の内壁を備えた中空の円形シリンダである。この円筒形
状は本発明の実施に際して特別の効果を持つとはいえ、
内外とも別な形状であっても本発明の均等の範囲に含ま
れる。

保持器部分１７．１９のそれぞれは、その端面２５に複
数本のスロットが形成してある。

これらのスロットは、部分１７．１９の衝合時に各端面
２５において同じ広がりになって１木の円形スロットを
形成するような配置と寸法になっている。保持器部分１
７．１９は、また、その上下の端に複数本の溝と中心に
１本の溝２７が形成してある。これらの溝もまた、部分
１７．１９の衝合時に保持器１１に円形溝を形成するよ
うな寸法と配置になっている。保持器１１は、通常は圧
縮空気である流体を供給するための図示しない）コネク
タが接続されるねじボート２９を備えている。このボー
ト２９は溝２７と流体を伝達するような連通関係になっ
ている。保持器部分１７．１９はアルミニウム製である
。（図示しない）スチール類の埋め金を端面２５に設け
てボルト２３を締め付けるようにしている。

袋体１３は、可撓性で弾性の熱エラストマー製の円筒中
空部材である。袋体１３の肉厚は小さく、通常的０．０
５０乃至０．０６０インチ（約１．２５乃至１　、５　
ｍｍ）である。この袋体の両端から一体にリング３１が
伸びている。これらのリング３１は、第１図かられかる
ように保持体すなわち外被の頂部と底部の環状スロット
内に着座するように寸法を定めである。袋体はまた、そ
の両端近くに外側環状突出部３３を備えている。これら
の突出部３３は、第１図かられかるように、保持器１１
の両端近くに伸びている環状溝に着座するように位置決
めされ寸法を与えられている。

ケージ１５は、通常、端リング３７と中央リング３９で
結合した複数本のロッド３５から構成される一体的な構
造体である。図示してあるように、３本のロッド３５が
リング３７．３９の周りを１２０°の角度で等間隔に配
設してある。これらのリングとロッドは、ロッドに平行
に円上を動く母面で画定される円筒骨組を形成している
と考えてよい。ケージ１５は、焼き入れしたステンレス
スチール製である。

グリッパ装置１０の製造において、保持器部分１７．１
９用のブランクをブロックから形成する。形成したブラ
ンクは、互いに衝合して冶具により一体に固着するか、
あるいは、一方の部分に挿入して衝合部分に締め付ける
（図示しない）ボルトで結合される。次に、得られたブ
ロック組立体を機械加工して、外面は円筒形で、内面も
円筒形であるが端面近くに複数本のスロットと溝を中心
に溝２７を形成した構造体を形成する。この溝２７と連
通ずるように、ポート２９を機械加工で保持器部分１９
に形成する。次に、部分１７．１９を分割してこれらの
内壁に袋体１３を装着する。両端のスロットにはリング
３１を着座せしめ、両端近くの溝には突出部３３を着座
せしめる。スロットに着座しているリング３１の表面、
溝に着座している突出部３３の表面、及び両者間の表面
にはシール材を塗布する。袋体１３を内包して部分１７
．１９を互いに衝合する。保持器組立体の中心にかつそ
れと共軸にケージ１５を挿入する。各リング３１は（第
１図に図示した）短環体４１から伸びているが、この短
環体４１は突出部３３から伸びている。各突出部３３は
、袋体１３の胴体４３から横断方向にずれていて一部は
袋体の上方（下方）へも伸びているので、胴体４３の端
には肩部４５が形成される。ケージ１５は、その端リン
グ３７の両端が肩部４５と段差のない状態で装着される
。

次に、キャップ２１は、保持器の端面と係合する側の面
がリング３１を越えて伸びるように、かつ他の側の端が
肩部４５及び端リング３７の隣接部にしっかりと着座す
るように、組立体の両端に装着される。次に、キャップ
を保持器１１の両端にしっかりとボルト締めするので、
リング３１と突出部３３はスロットとキャップ２１の間
に圧密シールを形成する。

グリッパ装置１０の使用において、把持すべき（第２図
及び第３図に図示した）対象物体５１をケージ１５の中
に心合わせする。次に、流体をボート２９に注入すると
、この流体は袋体１３の胴体４３と保持器１１の内面と
の間の領域に流入する。袋体１３の胴体４３は、第３図
に図示したように撓んで把持すべき対象物体５１としっ
かり係合する。ケージ１５は胴体４３の加圧した輪郭を
定める。

ケージ１５の中央リング３９、端リング３７及びロッド
３５はそれの間に窓を画定する。

これらの窓を通ってグリッパの胴体４３は加圧時に膨張
する。図示のケージによって、加圧を受ける胴体の輪郭
は、中央リング３９の各側に１組の合計２組のグリップ
面から構成される。これらのグリップ面は互いに１２０
゜隔置してあるので、物体５１は一様に把持される。こ
のように物体５１が２つの領域で係合するので対象物体
が心合わせされる。圧力は胴体４３の内部で同一であり
かつ対象物体５１は軸対称で把持されるので、３枚のグ
リップ面が与える把持力は等しくかつ逆方向であり、対
象物体５１はある方向あるいは他の方向へはずれない。

このようなケージの構成によって、把持力が与えられる
だけでなく、特に管状の、外側を把持された物体を側面
装荷するための心合わせ作用及び横断方向の安定性が与
えられる。袋体材料が可撓性と弾性を合わせ持つため、
袋体は均質でない対象物５１にも合致する。また、突出
部３３を設けたことによって、流体の排出時に、胴体４
３は、その弾性のために元の応力を受けない形状に必ず
回復することになる。

第５図は、インコネル（ＩＮＣＯＮＥＬ）合金製で異な
った直径の試験体である円筒形の対象物体５１に袋体１
３により加わる把持力と、その袋体に加えられた圧力と
の関係をプロットしたものである。把持力は縦軸にボン
ド（ｌｂ）の単位で取り、圧力は横軸に平方インチ当た
りボンド（ｌｂ／１ｎ２）の単位でゲージ圧、すなわち
、大気圧を越える値を取っである。曲線は、それぞれ、
直径が０．５００インチ（約１２．７ｍｍ）　、０．６
３１インチ（約１６．０ｍｍ）及び０．７５インチ（約
１９．１ｍｍ）の対象物体に対するものである。

第６図乃至第１１図に図示したグリッパ５９においては
、（第６図及び第７図に図示した）保持器すなわち外被
６１は正方形断面の外面を持つ。この保持器６１は、外
側の横断面が長方形の三側面形状を持つ部分６３．６５
から構成される。これらの保持器部分６３．６５の内側
は、半円の横断面になっていると共に、可撓性で弾性の
（第７図に図示した）リング６７及びグリッパすなわち
ブレード６９が着座している複数本のスロットと、グリ
ッパ６９の突出部７１が着座している複数本の溝と、溝
７３とが形成してある。この溝７３は、保持器部分６３
の方に形成してありボート７５と連通ずるようになって
いる。

このボート７５は、第７図では、９０°だけ変位してい
る。

保持器部分６３は（第８図及び第９図に図示した）ブロ
ック８１から作り、保持器部分６５は（第１０図及び第
１１図に図示した）ブロック８３から作る。これらのブ
ロック８１．８３は通常アルミニウム製である。ブロッ
ク８１にはボルト穴８５を穿設してあり、ブロック８３
にはねじ付き埋め金８７を埋め込んである。これらの埋
め金８７には、ボルト穴８５に挿入してある（図示して
いない）ボルトをねじ込む。保持器６１の製造において
、ブロック８１．８３を互いに衝合させてボルト締めす
る。このブロック組立体において、スロットと溝が形成
してある円形面を機械加工して保持器部分６３．６５を
形成する。次に、ボルトを取り外して袋体６９を各部分
に位置決めする。スロットと溝に着座することになるリ
ング６７と突出部７１の面、及び、保持器部分の対応す
る面と係合することになるリングと溝に会合する面は、
「パーマテックス（ＰＥＲＭＡＴＥＸ）　Ｊのようなシ
ール剤を塗布する。次に、最後に作った後者の組立体の
中にケージ９１を適切に位置決めし心合わせする。保持
器６１の両端にはキャップ９３をボルト締めする。各キ
ャップの内伸縁はケージの対応するリング９５と係合す
る。

［発明の効果コ 以上本発明の好ましい実施例を開示したが、多くの変形
を容易に行うことができる。

たとえば、本発明のグリッパ装置は対象物体の外面を把
持するように構成するのが特に適当であるが、対象物体
の内面を把持するようにしてもよい。このように対象物
体の内面を把持することに本発明の原理を通用すること
も、本発明の範囲とその均等範囲に包含される。また、
本発明は、従来技術に抵触する以外は制限されるもので
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例によるグリッパ装置の縦断面
図であって、そのケージを測量面図で図示してある。 第２図は、第１図の線ＩＩ　−ＩＩに沿って取った横断
面図であって、その袋体な後退した状態すなわち圧力を
解放した状態で図示してある。 第３図は、第２Ｌｉ７Ｉと同様な横断面図であるが、そ
の袋体が膨張され把持対象物体と係合している状態を図
示している。 第４図は、第１図乃至第３図に図示したグリッパ装置に
含まれるケージの側室面図である。 第５図は、袋体によって把持対象物体に与えられる把持
力を、袋体に加えられる圧力の関数としてプロットした
グラフである。 第６図は、本発明の変形例の平面図である。 第７図は、第６図の線■−■に沿って取った断面図であ
る。 第８図は、保持器の部分を作るブロックの側断面図であ
る。 第９図は、第８図の矢印℃の方向に取った端立面図であ
る。 第１０図は、第８図及び第９図に図示した部分と衝合す
る保持器の部分を作るブロックの側室面図ずである。 第１１図は、第１０図の矢印℃の方向に取った端立面図
である。 １０．５９・・・・グリッパ装置 １１．６１・・・・保持器 １３．６９・・・・袋体 ５１・・・・対象物体 ／Ｎマ１１７゜ ＦＩＧ、　６゜ ＦＩＧ、９゜ ＦＩＧ、８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内壁及びこの内壁によって画定される開口が形成し
   てある保持器と、可撓性の環状部材とから構成してあり
   、対象物体をしっかりとかつ着脱自在に保持するための
   グリッパ装置であって、環状部材及び保持器に設けてあ
   り前者を後者の内壁に沿って装着するための協働手段と
   、保持器と環状部材間に流体密閉領域を形成している環
   状の流体密閉組立体 と、保持器に接続してあり流体密閉領域に加圧流体を注
   入することにより環状部材を膨張させ流体の圧力で対象
   物体を係合把持する手段とから構成してあることを特徴
   とするグリッパ装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載したグリッパ装置であ
   って、環状部材は、比較的肉厚を薄くしてあるので、異
   形表面輪郭の対象物体と係合してもその異形表面と同形
   になることを特徴とするグリッパ装置。 ３、特許請求の範囲第１項に記載したグリッパ装置であ
   って、保持器は、流体注入手段に接続してあり流体密閉
   領域に流体を移送するための、環状部材を囲む溝が形成
   してあることを特徴とするグリッパ装置。 ４、特許請求の範囲第１項に記載したグリッパ装置であ
   って、保持器は、内面が同一の広がりになっていて開口
   を画定している内壁を形成している複数の互いに衝合す
   る部分から構成してあることを特徴とするグリッパ装 置。 ５、特許請求の範囲第１項に記載したグリッパ装置であ
   って、保持器と環状部材は、ほぼ円筒形であること、保
   持器は、その両端に円周スロットが形成してあること、
   さらに、環状部材に設ける装着手段は、スロットに係合
   して密閉された流体密閉領域に圧密シールを形成するリ
   ングを、その両端に備えていることを特徴とするグリッ
   パ装置。 ６、特許請求の範囲第１項に記載したグリッパ装置であ
   って、保持器の開口に装着してあるケージを含むこと、
   環状部材は、ケージ、保持器の内壁、及びケージ内に挿
   入する対象物体の間に配設してあること、さらに、ケー
   ジは、複数の窓が形成してあり、これらの窓を通って、
   窓と反対側にある環状部材の部分が流体によって突出さ
   れて対象物体と係合することを特徴とするグリッパ装置
   。 ７、特許請求の範囲第６項に記載したグリッパ装置であ
   って、ケージは、開口の軸方向に延びている複数本のロ
   ッドと、これらのロッドを結合している複数本のリング
   とから構成してあることを特徴とするグリッパ装置。 ８、特許請求の範囲第６項に記載したグリッパ装置であ
   って、保持器はその両端に複数本の円周溝が形成してあ
   ること、さらに、環状部材は、円周溝と係合する複数本
   の円周突出部をその両端近くに備えていることを特徴と
   するグリッパ装置。 ９、特許請求の範囲第６項に記載したグリッパ装置であ
   って、保持器は、流体注入手段と連通していて流体を流
   体密閉領域に分配するための溝が形成してあることを特
   徴とするグリッパ装置。 １０、特許請求の範囲第６項に記載したグリッパ装置で
   あって、保持器はその両端面にスロットが形成してある
   こと、さらに、環状部材は、その両端から伸びていると
   共にスロットに係合しかつ圧密に密封してあるリングを
   備えていることを特徴とするグリッパ装 置。 １１、特許請求の範囲第６項に記載したグリッパ装置で
   あって、ケージは、開口の軸方向に伸びている複数本の
   ロッドと、これらのロッドを両端と中央で結合している
   複数本のリングとから構成してあり、これらのロッドと
   リングは、環状部材の部分が膨張して対象物体と係合す
   る際通過する複数の窓を画定していることを特徴とする
   グリッパ装置。