JPS63306885A - 寸法の大きなスタッドまたはボルトを着脱する装置 - 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〕 本発明は、例えば格納器のカバーを留めるための寸法の
大きなスタッドまたはボルトを着脱する装置に関する。

〔従来技術〕

例えば、原子炉において、これに燃料を周期的に再充填
したり、格納器の内部および格納器内に位置する構成要
素を点検する機会を作ったりするために、カバーを格納
器に取りはずし可能に留めることが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この目的で、炉格納器のフランジにねじ込んでカバーの
フランジに設けられた手穴を通るスタッドによってカバ
ーを炉格納器に留める。一般に、これらのスタッドとし
ては、互いに比較的接近して配置されるかなり多数のス
タッドを使用するので、カバーを取りはずしたり再び取
付けたりするのにこれらスタッドすべてを取はずしたり
、ねじ込んだり、更らには締付けたりすることを必要と
する。

スタッドを着脱するこれらの操作は確実性がなくかつ行
いにくい。実際、各スタッドは数１００ｋｇの重さがあ
り、従って、スタッドをねし穴に対してねじ込んだり取
りはずしたりする間ねじ部に生じ且つスタッドの重量が
増すにつれて増大する摩擦抵抗に打ち勝つことが必要で
ある。さらに、着脱装置の異なる構成要素の軸線は必ず
しも、操作後、格納器のねし穴の軸線またはスタッドの
軸線と一致するとは限らない。従って、往々にして、ス
タッドをねし穴に導入するとき、必ずしもスタッドの同
軸性を自動的に達成することができるわけではな（、こ
の操作ならびにスタッドをねじ込むための初めの２〜３
回転を手で行なわなければならない。その結果、この作
業を行う操作者はあまりにも長い時間、放射能の過度に
高い帯域にとどまっていなければならないことになる。

スタッドを格納器の受入れねし穴にねじ込んでいる間、
スタッドの押付けを生じることもあるこれらの整合の不
良により、移動部材はそれらの並進軸線または回転軸線
のまわりに不規則に分散した応力を受け、摩擦の結果、
不規則な早期摩耗を引起こし、また金属片の形成、すな
わちスタッドと受入れねじ部との過度の摩擦により、ス
タッドより軟質のねじ部の金属から形成される小部分の
長い削り屑の形成を引起こす。

従って、本発明の目的は、スタッドが受入れねじ部に焼
付かないようにし、がっスタッドを着脱する操作時間を
相対的に短縮する寸法の大きなスタッドを着脱する装置
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的のために、スタッドを着脱する装置は、スタッ
ドの最適なねじ込み位置を探索し、かつ適切な軌道に応
じてスタッドを配向させるための装置と、スタッドの重
量を均衡化する装置と、スタッドを両方向に調整可能な
速度で回転させて打込む機構と、スタッドに軸線方向荷
重を加えることができるスタッド把持手段と、この装置
の予備作動用のプログラミング可能な自動装置とを備え
ていて、以下の点を特徴とする。すなわち、重量均衡化
装置は、上記ねじ大向の上記スタッドの接触圧を制限す
るために、油圧手段で検出される液圧または上記油圧手
段が加えるべき均衡化荷重の正確な測定に基づく電気液
圧力フィードバック制御で油圧手段により予備作動され
、スタッドの回転打込み用機構とスタッド把持手段とか
らなる組立体を適切な軌道にわたって軸線方向に駆動す
るようになっている。

本発明の他の特徴によれば、調整可能な速度でスタッド
を回転させて打込む機構は、所定のねじ込みトルク域値
以上でスリップし、上記スタッドの回転打込みを停止す
ることができる可変速度型渦電流モータによって制御さ
れる。

〔実施例〕

図面を参照して、本発明による装置の一構成例を以下に
説明する。

本発明によるねじ着脱装置は第１図に示すように、例え
ば原子炉における格納器２のカバー１を開閉するのに使
用される。

周知のように、カバー１および格納器２は垂直幾何軸線
を中心として回転する形状を有している。

カバー１は垂直軸線を有する多数のスタッド３によって
容器に脱着可能に留められ、これらのスタッド３はカバ
ー１および格納器２の周囲にわたって一様に分布される
。

各スタッドはカバー１の周縁部に垂直に設けられた手穴
７を通っており、格納器の周縁部のねじ穴８にねじ込ま
れるようになっているねじ部４を底部に備え、またその
中間部分に第２ねじ部を備えており、この第２ねじ部に
は、格納器用ナツト５が螺着される。また、スタッド３
はその頂部に、このスタッドを締付けることができる適
切な輪郭の円形溝すなわちねじ部を備え、またねじ着脱
装置により把持回転される手段を挿入するための内部キ
ャビティ　（図示せず）を備えている。

参照番号１０で示すねじ着脱装置は、カバー１の上に位
置してこのカバーの上を移動するフレーム９によって支
持される。

ねじ着脱装置１０はケーシング１１を備えており、この
ケーシング１１は底部が、スタッド３をねじ込む最適な
位置を探索しかつスタッドを適切な軌道に配向させるた
めの装置１２に連結されている。

本出願人名義の仏国特許出願第８５１６０６１号に記載
の最適なねじ込み位置を探索するためのこの装置１２は
２つのテーブル１２ａ、１２ｂの組立体を備えており、
これらのテーブル１２ａ、１２ｂは互いに直角をなして
移動でき、夫々のジヤツキ１２ｃ、１２ｄによって作動
され、これらのジヤツキの操作はねじ込みトルクおよび
ねじ込み条件の測定に依存している。これらのテーブル
は種々の種類の軌道、例えば、アルキメデスの螺線また
は平面状の矩形または正方形螺線を描き、移動部分に応
力が発生しないようにする方法で最適なねじ込み位置の
漸進探索を行うことによってスタッドをねじ込むことが
できる。

このケーシング１１は、例えば円筒形状のものであり、
スタッド３の重量を均衡化するジャ、７キ１３のボディ
をなす。

ジヤツキ１３は外径がケーシング１１の内径よりわずか
に小さい中空のジヤツキロッド１４で構成されており、
このロフト１４はその周囲にケーシング１１の内側で肉
厚部分１５を備えており、この肉厚部分１５はシール手
段を備えたピストンを構成しかつケーシング１１の内側
に２つの室１６を形成している。

スタッド３の重量を均衡化するジヤツキ１３のロッド１
４は、ケーシング１１内のそのストロークが各スタッド
のねじ込み移動全体に及ぶのに十分長（、このジヤツキ
は各スタッドを軸線方向に内方または外方に移動させる
のにも使用することができる。

ジヤツキ１３のロフト１４の中には、スタッド３０回転
打込み用の中空シャフト１８が配置されている。この中
空シャフト１８はロッド１４の各端部から延び出ていて
、ロッド１４の垂直方向移動に追従するが、このロッド
は回転自在になっている。

シャフト１８の回転は例えばベアリング１９によってロ
ッド１４の各端で案内される。

シャフト１８はその底部にスプライン２０を備えており
、これらのスプラインはスタッドの頂部に設けられたキ
ャビティに係合してスタッドを回転させて打込むことが
できるようになっている。

また、シャフト１８には、スタッド支持スピンドル２１
が組込まれている。このスピンドル２１は、例えばスタ
ッドの回転打込み用のシャフト１８に配置された小さな
液圧ジヤツキ２３によって制御されるボール係止型のス
タッド把持装置２２を底部に備えている。

シャフト１８の回転駆動用装置はジヤツキ１３のロッド
１４の頂部に固定され、減速ギヤボックス２５を駆動す
る可変速度型渦電流モータ２４により作動され、ギヤボ
ックス２５の出力シャフト２６はシャフト１８の頂部に
設けられたビニオン２８とかみ合うギヤ２７を駆動する
。

重量均衡用ジヤツキ１３のロフト１４の高さは、ラック
３０上をロッド１４と同時に移動する小さなピニオン２
９の変位を検出するエンコーダ（図示せず）によって測
定される。

さらに、ねじ着脱装置は種々の測定装置、詳細には、重
さ均衡用ジヤツキ１３に配置されたセンサａ；ｂによっ
て圧力を測定する装置と、最適なねじ込み位置を探索す
るための装Ｗ１２に設けられ、上記ジヤツキの予備作動
用の電位差計型変位変換器ｃ、ｄと、トルク測定値およ
びねじ着脱速度の測定値のようなねじ込みパラメータを
連続測定するための手段とを有している。

かくして、ジヤツキ１３は、スタッドとねじ部との接触
圧を制限するために室１６．１７内のセンサａ、ｂによ
り検出される荷重または圧力の差の正確な測定に基づく
電気液圧力フィードバック制御により重量を均衡化する
ための油圧装置を構成する。

重量均衡化ジヤツキ１３により、スタッド３を垂直軸線
上で移動させることができ、また、このジヤツキ１３は
スタッド３の重さの部分的または完全な均衡化を行うよ
うにも機能する。

この目的で、ジヤツキ１３は第３図に示す電気液圧力フ
ィードパックループに組込まれている。

ジヤツキ１３のほかに、このフィードバックループは増
幅器３２に接続された圧力センサａ、　　ｂを備えてお
り、増幅器３２はコイル３４によって電磁弁３３を制御
する。この電磁弁３３は夫々のパイプ３５．３６を介し
てジヤツキ１３の室１６゜１７に供液する。

第４図に示す変形例では、圧力センサａ、ｂの代わりに
、１つの差圧センサｅが設けられている。

ねじ着脱装置全体はプログラミング可能な自動装置４０
、つまり適切な電子装置すなわちコンピュータと関連し
ており、この自動装置４０は主として、次のように機能
する。

一重量均衡化ジャッキ１３の電気液圧力フィードバック
制御を予備作動する。

一異なるねじ込み段階、すなわち、均衡化ジヤツキの降
下、スタッドの係止、右回りまたは左回り回転、最適な
ねじ込み位置の探索、移動の底部、均衡化ジヤツキの上
昇または異なるねし抜き段階を連続化する。

一関連ねじ込み段階に応じたスタッドの異なる回転速度
を選択する。

−ねじ込みトルクと所定の回転速度用の所望の表示トル
ク域値とを比較する。

−ねじ込みトルクが越えるべきでないトルク域値の成る
割合に達するとき、選択した軌道の種類に応じてテーブ
ル１２ａ、１２ｂの移動を制御する。

上記ねじ着脱装置の作動は次の如くである。

予備段階の間、まず、ねじ着脱装置１０をねじ込むべき
スタッド３の上に適所に設置し、この装置の垂直状態を
確認し、種々の電気液圧連結を行い、最適なねじ込み位
置を探索するための装置１２がゼロに設定し直しである
かを確認する。

次いで、スタッドをねじ着脱装置に接近させて係止させ
る。

この目的で、プログラミング可能な自動装置４０は、シ
ャフト１８をスタッド３に向けて移動させて回転打込み
用スプライン２０に係合させるために、シャフト１８お
よびスピンドル２１を駆動するジヤツキ１３のロフト１
４の降下を制御する。自動装置の作用により、小さいジ
ヤツキ２３は把持装置２２をスタッド３に係止する。こ
の際、係止手段の位置は例えば近接接触によって確認さ
れる。

次いで、自動装置４０は初期荷重を確認してジヤツキ１
３の負荷を制御し、また予備作動したジヤツキ１３によ
ってスタッド３の降下を制御する。

ジヤツキ１３の室１６．１７内の圧力の値をセンサａ、
ｂまたは差圧センサｅによって測定して伝達する。か（
して、両室１６，１７間の圧力差を測定する。この圧力
差を電気信号に変換し、この信号をセンサａ、ｂまたは
センサＣによって伝送し、均衡化しようとする重量の値
に相当する所望の値の信号Ｘと比較する。

従って、プログラミング可能な自動装置４０は設定値Ｘ
の信号とセンサａ、ｂまたはセンサｅにより得られる信
号ｋｐとの比較を行う。これら２つの信号が異なれば、
このプログラミング可能な自動装置４０は差：Σ＝ｘ−
ｋｐを出力し、この誤差信号Σを増幅してジヤツキ１３
を供液作動し、室１６．１７内の圧力を、これら画室間
の圧力差が均衡化しようとするスタッド３の重さに等し
い残留力に相当するような値にする。誤差信号Σの符号
に応じて、電磁弁３３のコイルに給電してこの弁を所望
の方向に開弁じ、その結果ジヤツキ１３の所望の室に供
液する。

ねじ大の第１ねじ部が重量Ｐ０を負担しないようにする
ために、スタッドと受入れねじ穴のカウンタボアとが接
触されるやいなや、スタッドの重量をジヤツキ１３によ
って例えば９０％の程度まで均衡化する。

これでねじ着脱装置はねじ込み段階を開始する用意が整
う。

自動装置４０はスタッド３のねじ部を受入れねし穴に係
合させるために最大一回転にわたって反対方向に回転さ
せるように可変速度型モータ２４の始動を制御する。次
いで、ラック３０上での小さなピニオン２９の変位を測
定するエンコーダが反対の変位を検出し、スタッドがね
じ部の一回転の程度まで降下すると、変位の符号の変化
の識別が行なわれて、反対方向の回転が停止する。

この段階内、ねじ大の第１ねじ部に衝撃が作用しないよ
うにするために、ジヤツキ１３によるスタッド３０重量
の均衡化が行なわれている。次いで、可変速度型モータ
２４、ギヤ２７を駆動する減速ギヤボックス２５、ピニ
オン２８およびスプライン付きシャフト１８によって、
自動装置４０はできれば低速での２〜３回転にわたるね
じ込みの開始を制御する。

このねじ込みの間、ねじ込みを続けながら最適なねじ込
み位置のための探索軌道を得るために、可変速度型モー
タ２４のスリップが何ら起らずにトルクが増大すれば、
この増大トルクをテーブル１２ａ、１２ｂ装置を作動す
るための保合域値と比較する。従って、この保合トルク
をスリップトルクよりわずかに低い値に調整する。

テーブル１２ａ、１２ｂを停止させるために、これらの
テーブルを移動させるための離脱トルクを保合トルクよ
りもわずかに低い値に設定する。

ねじ込みトルクが離脱トルク以下に下がるやいなや、可
変速度型モータはスリップが止まってスタッドが再び回
転し始める。

かくして、ねじ込みが低速で２〜３回転続けられ、その
とき、例えば９５％の程度までジヤツキが重量を均衡化
するのに伴って、高速に変化される。

押付けが再び起れば、自動装置４ｏは装置１２による最
適なねじ込み位置の新らたな探索を命令する。

押付けが除かれると、押付けが再び起るまでねし込みが
高速で続く。

ねじ込みの終了は、重量均衡化ジヤツキの移動によって
、すなわち、可変速度型モータ２４のスリップによるト
ルクの所望値の移動との相関関係でのラック３０上の小
さなビニオン２４の変位によって検出される。

ねじ込みの終了が検出されるやいなや、自動装置４０は
小さなジヤツキ２３によって、スピンドル２１がスタッ
ドからはずれたり、スプライン付きシャフト１８および
スピンドル２１を駆動する重量均衡化ジヤツキ１３が上
昇したりするのを抑制する。

予備段階と同じ操作を行うことによって、すなわち、取
りはずすべきスタッド３の上にねじ着脱装置を位置決め
し、この装置の垂直状態を確認し、いろいろな電気液圧
連結を行うことによってスタッドが取りはずされる。

駆動シャフト１８をスタッドに向けて移動させてスピン
ドル２１をスタッドに係止する段階はねし込みと同じよ
うに進行するが、ジヤツキ１３による重量均衡化を反対
作用的にスタッドの重量の１０５％に設定して上方への
引張りを伴い、か（してスタッドのねじ山の頂部と受入
れねじ穴との接触を行う。

次いで、自動装置４０は可変速度型モータ２４により駆
動されるスプライン付きシャフト１８によってスタッド
を取りはずすのを制御し、スタッドの底端部がねじ大の
頂部のカウンタボアから約１００ｍの程度まではずされ
ると、取りはずしか停止される。

一般的に言えば、ねじ着脱装置の速度は５〜５０回転／
分の段階で調整でき、ジヤツキ１３による重量均衡化は
スタッドの重量の０〜２００％に調整できる。また、ス
タッドの垂直状態、スプライン付きシャフトとスタッド
との連結、および１〜２″の角振れが可能なスピンドル
の係止を確認した後にねし込みを開始する。

本発明による装置の利点は、最適な接触条件下、すなわ
ち、最小のねじ込みトルク、密な分散範囲内の値に制御
されたスタッドのねじ部が穴のねじ部に作用する圧力、
およびスタッドの軸線とねし穴の軸線との同軸性の確認
下で、寸法の大きなスタッドをそれらの受入れねし穴に
ねじ込むことができるという点であることがわかる。こ
れらの条件が相まって、スタッドとねし穴との過度の摩
擦による細い削り屑の形成およびねじ穴へのスタッドの
焼付きを防ぎ、またねじ込みおよび取りはずし操作にか
かる時間を相関的に短縮する。

最後に、本発明による装置は加圧木型原子炉を有する原
子力発電所だけではなく、原子カニ業の他の部門、石油
および石油化学設備、採鉱設備にも適用でき、またター
ビン、液圧弁、圧力管路または弁胴の閉鎖にも適用でき
る。全般的には、本発明による装置は寸法の大きなねじ
構成要素を利用した多くの工業設備の中に適用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるねじ着脱装置の設置状態を示す概
略平面図；第２図はねじ着脱装置に組込まれ、スタッド
の重量を均衡化するための装置の拡大横断面図；第３図
はスタッドの重量を均衡化するための装置のフィードバ
ックループの概略図；第４図はフィードバックループの
変形例の概略図である。 １・・・・・・カバー、　　　　２・・・・・・格納器
、３・・・・・・スタッド、　　　　　７・・・・・・
カバーの手穴、８・・・・・・格納器のねし穴、１０・
・・・・・ねじ着脱装置、１１・・・・・・ケーシング
、 １２・・・・・・最適ねじ込み位置探索装置、１３．２
３・・・・・・ジヤツキ、 １４・・・・・・ロッＦ、　　　　１６．１７・旧・・
室、１８・・・・・・中空シャフト、 ２１・・・・・・スタッド支持スピンドル、２２・・・
・・・スタッド把持装置、 ２４・・・・・・可変速度型モータ、 ２７・・・・・・ギ　ヤ、　　　　２８・・・・・・ピ
ニオン、３０・・・・・・ラック、　　　　ａ、ｂ、ｅ
・・・・・・センサ、４０・・・・・・自動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スタッド（３）の最適なねじ込み位置を探索し、か
   つ適切な軌道に応じてスタッド（３）を配向させるため
   の装置（１２）と、 スタッド（３）の重量を均衡化する装置（１３）と、 スタッド（３）を両方向に調整可能な速度で回転させて
   打込む機構（１８、２４、２５）と、スタッド（３）に
   軸線方向荷重を加えることができるスタッド（３）の把
   持手段（２１、２２）と、 予備作動用のプログラミング可能な自動装置（４０）と
   を備えている、受入れねじ穴を備えた格納器（２）のカ
   バー（１）を留めるための寸法の大きなスタッド（３）
   またはボルトを着脱する装置において、 重量均衡化装置（１３）は、上記ねじ穴内の上記スタッ
   ドの接触圧を制限するために、油圧手段（１４、１５、
   １６、１７）で検出される液圧または上記油圧手段が加
   えるべき均衡化荷重の正確な測定に基づく電気液圧力フ
   ィードバック制御で油圧手段（１４、１５、１６、１７
   ）により予備作動され、スタッド（３）の回転打込み用
   機構（１８）とスタッド把持手段（２１、２２）とから
   なる組立体を適切な軌道にわたって軸線方向に駆動する
   ようにしたことを特徴とする装置。 ２、調整可能な速度でスタッド（３）を回転させて打込
   む機構は所定のねじ込みトルク域値以上でスリップし、
   上記スタッド（３）の回転打込みを停止することができ
   る可変速度型渦電流モータ（２４）によって制御される
   ことを特徴とする請求項１記載の装置。 ３、最適ねじ込み位置探索装置（１２）はケーシング（
   １１）に作用し、該ケーシング（１１）は重量均衡化装
   置の油圧手段（１４、１５、１６、１７）のボディをな
   し、かつ上記油圧手段、駆動機構およびスタッド把持手
   段とともに、上記スタッドを適切な軌道で配向させるた
   めの手段を構成することを特徴とする請求項１記載の装
   置。 ４、重量均衡化装置の油圧手段はケーシング（１１）内
   を移動する中空ロッド（１４）を有するジャッキ（１３
   ）で構成されており、上記中空ロッド（１４）は上記ケ
   ーシング内に２つの室（１６、１７）を形成するピスト
   ン（１５）をその周囲に備えていることを特徴とする請
   求項１又は３記載の装置。 ５、ジャッキ（１３）のロッド（１４）の変位は、特に
   、室（１６、１７）に存在し、これらの室の各々に配置
   された差圧センサ（ａ、ｂ）又は１つの差圧センサ（ｅ
   ）によって検出される圧力差のフィードバック制御下で
   行なわれることを特徴とする請求項４記載の装置。 ６、スタッドの回転打込み用機構は中空シャフト（１８
   ）からなり、該中空シャフト（１８）はロッド（１４）
   に組込まれ、上記ロッドと同時に軸線方向に移動し、減
   速ギヤボックス（２５）と、上記中空シャフトに留めら
   れたピニオン（２８）とかみ合うギヤ（２７）とを介し
   て可変速度型モータ（２４）によって回転駆動されるこ
   とを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれかに記載
   の装置。 ７、スタッド（３）を把持する手段はスピンドル（２）
   からなり、該スピンドル（２１）は上記スタッドの回転
   打込み用機構のシャフト（１８）に組込まれ、上記シャ
   フト（１８）およびジャッキ（１３）のロッド（１４）
   と同時に軸線方向に移動することを特徴とする請求項１
   乃至６のうちのいずれかに記載の装置。