JPH051996A - 円柱体外径検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円柱状の核燃料ペレットの外径を連続的かつ
自動的に検査することができる装置を提供することを目
的としている。 【構成】 この発明の円柱体外径検査装置では、傾斜し
ている底板1上をペレットPが転動し、この底板1の上面
の所定位置に形成された基準面2上に位置したペレットP
の外周面に測定補助板3を当接し、底板1上の先頭のペレ
ットPをストッパピン9により係止し、測定補助板3のペ
レットPの外周面と接する下面に対向する上面の位置を
位置センサ6により検出し、この検出位置データをあら
かじめ較正によって求めておいた対応関係に基づきデー
タ処理装置で円柱体外径値に換算し、位置センサ6によ
る検出が終了した際に、ストッパピン9による係止を解
除して、ペレットPを底板1から回転する排出ローラ12に
受け取って排出する工程を繰り返して行うことにより多
数のペレット全数の外径を自動的かつ連続的に測定す
る。更に、得られた外径値をあらかじめ設定した管理限
界と比較し、規格外の円柱体を選別装置で選別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、円柱体の外径を検査
する装置に係り、特に、円柱状の核燃料ペレットを連続
的かつ自動的に検査（測定）することができる装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】円柱状をなす核燃料ペレットは、長尺円
筒状の燃料被覆管内に軸方向に多数装填されて核燃料棒
となる。このため、ペレットの外径が被覆管の内径より
大きいと被覆管内にペレットを装填することができなく
なって、ペレットの自動装填装置等に支障を来たした
り、ペレットや被覆管に傷が発生する可能性があり、ま
た、ペレットの外径が規格値より小さいと、燃料装荷効
率を低下させる他、熱伝導率を低下させたり、出力バラ
ンスを崩したりするため、製造された多数のペレットは
全数その外径を検査する必要性がある。

【０００３】従来、このような検査は作業者の手作業に
頼っている部分が多く、このためペレットの外径を自動
的に検査する装置の開発が望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ペレットの外径を自動
的に検査する方法として、レーザによりペレットの外径
を測定する方法が試みられているが、この場合、ペレッ
トを完全に乾燥させないと外径測定が困難であるととも
に、測定時のペレットのハンドリング系が大きくなって
しまうという問題があった。

【０００５】

【発明の目的】この発明は上記事情に鑑みてなされたも
のであり、製造された多数のペレットの外径を連続的か
つ自動的に検査することができる円柱体外径検査装置を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の円柱体外径検査装置は、水平面に対して
傾斜して、上面を多数の円柱体が傾斜方向下方に向けて
転動する底板と、この底板上の先頭の円柱体を該底板上
に係脱自在に係止するスットパと、上記底板の上方に設
けられて、該底板の上面の所定位置に形成された基準面
上に位置する円柱体の外周面に接離する測定補助板と、
この測定補助板の円柱体の外周面と接する下面に対向す
る上面の上方に設けれられて、この上面の位置を検出す
る位置センサと、この位置センサの取り込んだデータを
処理するデータ処理装置と、上記底板の先端側に軸回り
に回転自在に設けられて上記底板から円柱体を受け取っ
て排出する排出ローラと、上記データ処理装と連動する
円柱体選別装置とを具備してなるものである。

【０００７】

【作用】この発明の円柱体外径検査装置にあっては、傾
斜している底板上を円柱体が転動し、この底板上の先頭
の円柱体をストッパにより係止し、該底板の上面の所定
位置に形成された基準面上に位置した円柱体の外周面に
測定補助板を当接し、この測定補助板の円柱体の外周面
と接する下面に対向する上面の位置を位置センサにより
検出し、この検出位置データを、あらかじめ較正によっ
て求めておいた対応関係に基づきデータ処理装置で円柱
体外径値に換算し、位置センサによる検出が終了した際
に、ストッパによる係止を解除して、円柱体を底板から
回転する排出ローラに受け取って排出する工程を、安定
した外径測定が可能なタイミングで繰り返して行うこと
により多数の円柱体全数の外径を自動的かつ連続的に測
定する。更に、得られた外径値をあらかじめ設定した管
理限界と比較し、規格外の円柱体を選別装置で選別す
る。

【０００８】

【実施例】以下、図１および図２を参照してこの発明の
円柱体外径検査装置の一実施例を説明する。これらの図
において符号１は底板を示す。この底板１は長尺な板状
のものであり、水平面に対して傾斜（図１において左方
に向かうにしたがって漸次下方に傾斜）せしめられてい
る。そして、上記底板１は、その上面を複数の円柱状を
なすペレットＰがその軸線を底板１の長手方向と直交す
る方向に向けて転動するようになっており、該底板１の
上面の所定位置すなわち先頭から２番目のペレットＰが
位置する部位は、その表面が他の部分より平坦に仕上げ
られており、この面が基準面２とされている。

【０００９】また、上記底板１の上方には測定補助板３
が設けられている。この測定補助板３は、３個の補助板
４…をペレットＰの軸と平行に延びる支持軸５に互いに
平行に回動自在に支持された構成になっいる。補助板４
は支持軸５が挿通される本体４ａとこの本体４ａから延
出した長尺の測定部４ｂとから構成されており、後部す
なわち本体４ａに重量を持ち、適当な力で測定部４ｂの
先端部がペレットＰの外周に当接するようにバランスが
とられている。測定部４ｂのペレットＰに当接する先端
部の下面およびこの下面と対向する上面は基準面となる
ように仕上げられている。

【００１０】上記各測定部４ｂの先端部の上方にはそれ
ぞれ位置センサ６が設けられている。この位置センサ６
は、上記測定部４ｂの先端部の上面の位置を高感度
（０．２μmm）で測定できるものであり、上記測定部４
ｂの先端部が支持軸５の軸心回りに回転してペレットＰ
に当接した際、上記測定部４ｂの先端の上面までの距離
を測定する、すなわち、上記基準面２と測定部４ｂの先
端部の下面との距離がペレットＰの仕様外径寸法のとき
の位置センサ６の読取値を０とし、この０値からの正負
の偏差値を測定することによりペレットＰの外径を検査
（測定）するようになっている。

【００１１】また、上記底板１の両側方にはそれぞれ支
持フレーム７，７が底板１の長手方向に沿って設けられ
ている。この支持フレーム７，７の先端部には楕円形状
の孔８，８が対向して形成されており、これら孔８，８
には、底板１の幅方向に延びるストッパピン（ストッ
パ）９が遊嵌されている。このストッパピン９は孔８，
８内で移動自在であり、孔８，８の下部にその自重によ
り係合することにより底板１を転動する先頭のペレット
Ｐに当接して、該ペレットＰを底板１に係止するように
なっている。さらに、上記ストッパピン９の両端部は上
記支持フレーム７，７の外方に突出しており、この突出
部分を羽１０，１０により孔８，８内において持ち上げ
てストッパピン９をペレットＰから離間させることによ
りペレットＰの係止を解除するようになっている。上記
羽１０，１０は、底板１の前方でかつ側方に設けられた
モータ１１の回転軸１１ａに取り付けられており、上記
位置センサ６による測定終了のタイミングに合わせて回
転されて上記ストッパピン９を持ち上げるようになって
いる。

【００１２】また、上記回転軸１１ａには上記羽１０，
１０の間に、排出ローラ１２が取り付けられている。こ
の排出ローラ１２の外周面には、ペレットＰを受け取っ
て排出する断面円弧状の一対の排出溝１３，１３が直径
方向に対向して形成されている。さらに、排出ローラ１
２の左方には合格ペレットＰ１を排出する排出シュート
１４ａと、このシュート１４ａの下方に設けられて不合
格ペレットＰ２を排出する排出シュート１４とが上記底
板１と同様に傾斜されて設けられている。そして、上記
排出ローラ１２では、ストッパピン９による係止が解除
されて底板１から転動してきたペレットＰを排出溝１３
により受け取り、排出ローラ１２が回転することにより
排出溝１３から排出シュート１４ａ，１４ｂに排出する
ようになっている。またこのとき、次のペレットＰは上
記羽１０の回動に伴い、ストッパピン９が下がることに
よって、底板１に係止するようになっている。

【００１３】次に、上記構成のペレットＰ外径検査装置
の動作について説明する。多数のペレットＰが底板１上
を転動してくると、先頭のペレットＰが上記ストッパピ
ン９により底板１の先端部に係止されて、２番目のペレ
ットＰが基準面２上に位置する。このとき、測定補助板
３の各補助板４の測定部４ｂの先端部が２番目のペレッ
トＰの外周面に当接する。

【００１４】次いで、この位置センサ６により測定部４
ｂの先端部の上面までの距離を測定する。すなわち、前
述したように、上記基準面２と測定部４ｂの先端部の下
面との距離がペレットＰの仕様外径寸法のときの位置セ
ンサ６の読取値を０とし、この０値からの正負の偏差値
を測定することによりペレットＰの外径を検査する。次
いで、上記羽１０，１０をモータ１１により、測定終了
のタイミングに合わせて回転させることによりストッパ
ピン９を持ち上げて、先頭のペレットＰの係止を解除す
る。

【００１５】これと、同時に排出ローラ１２がモータ１
１により回転されて、底板１の先端に排出溝１３が位置
して、該排出溝１３がペレットＰを受け取り、さらに、
排出ローラ１２が回転して合格ペレットＰ１を排出溝１
３から排出シュート１４ａに排出する。この間、次のペ
レットＰは再びストッパピン９が下がっているので、底
板１の先端部に係止される。また、外径が規格外と判定
された不合格ペレットＰ２はそのペレットＰ２の排出に
同期してペレット選別板１５が図示のように約９０°立
ち上がって不合格ペレットＰ２の合格ペレット用の排出
シュート１４ａへの排出を阻止し、不合格ペレット用の
排出シュート１４ｂへと導く。

【００１６】上記工程を繰り返すことにより、多数のペ
レット全数の外径を自動的かつ連続的に測定することが
できる。

【００１７】また、ストッパピン９により先頭のペレッ
トＰを底板１に係止するようにしたので、位置センサ６
による測定の際に、先頭のペレットＰが排出ローラ１２
に接触することがなく、よって、ペレットＰを排出ロー
ラ１２の振動等による影響を受けずに正確に測定するこ
とができる。

【００１８】さらに、測定補助板３をペレットＰの外周
面に当接させ、この測定補助板３の位置を測定すること
により、ペレットＰの外径を検査するようにしたので、
ペレットＰ等が完全に乾燥していなくても正確な測定を
行うことができる。

【００１９】加えて、測定の際に、ペレットＰを完全に
乾燥させる必要がないので、ペレットＰの表面に付着し
ている粉等は測定前に流水またはブローにより容易に除
去することができる。

【００２０】また、ペレットＰを底板１上を転動させて
次々に測定するようにしたので、ハンドリング系がコン
パクトであり、ペレットＰの外観を検査する自動外観検
査装置等にも容易に組み込むことができる。

【００２１】なお、上記実施例ではこの発明の円柱体外
径検査装置を核燃料ペレットＰの外径を検査する場合に
適用した例について述べたが、これに限ることなく他の
円柱状のものの外径を検査することができるのは勿論で
ある。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の円柱体
外径検査装置によれば、傾斜している底板上を円柱体が
転動し、この底板上の先頭の円柱体をストッパにより係
止し、該底板の上面の所定位置に形成された基準面上に
位置した円柱体の外周面に測定補助板を当接し、この測
定補助板の円柱体の外周面と接する下面に対向する上面
の位置を位置センサにより検出し、位置センサによる検
出が終了した際に、ストッパによる係止を解除して、円
柱体を底板から回転する排出ローラに受け取って排出す
るようにしたので、この工程を繰り返して行うことによ
り多数の円柱体全数の外径を自動的かつ連続的に測定す
るとともに、この外径データに基づき、円柱体の排出と
同期して選別装置を作動することにより、外径に基づく
円柱体の自動選別を行うことができる。また、これらの
外径を円柱体製造工程にフィードバックすることによ
り、目標の外径値を達成するように制御することができ
る。

【００２３】また、ストッパにより先頭の円柱体を底板
に係止するようにしたので、位置センサによる測定の際
に、先頭の円柱体が排出ローラに接触することがなく、
よって、円柱体を排出ローラの振動等による影響を受け
ずに正確に測定することができる。

【００２４】さらに、測定補助板を円柱体の外周面に当
接させ、この測定補助板の位置を測定することにより、
円柱体の外径を検査するようにしたので、円柱体等が完
全に乾燥していなくても正確な測定を行うことができ
る。

【００２５】加えて、測定の際に、円柱体を完全に乾燥
させる必要がないので、円柱体の表面に付着している粉
等は測定前に流水またはブローにより容易に除去するこ
とができる。

【００２６】また、円柱体を底板上を転動させて次々に
測定するようにしたので、ハンドリング系がコンパクト
であり、円柱体の外観を検査する自動外観検査装置等に
も容易に組み込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の円柱体外径検査装置の概略
構成を示す側面図である。

【図２】本発明の一実施例の円柱体外径検査装置の概略
構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 底板 ２ 基準面 ３ 測定補助板 ６ 位置センサ ８ ストッパピン（ストッパ） １２ 排出ローラ １５ 選別板 Ｐ ペレット（円柱体） Ｐ１ 合格ペレット Ｐ２ 不合格ペレット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 水平面に対して傾斜して、上面を多数の
   円柱体が傾斜方向下方に向けて転動する底板と、この底
   板上の先頭の円柱体を該底板上に係脱自在に係止するス
   ットパと、上記底板の上方に設けられて、該底板の上面
   の所定位置に形成された基準面上に位置する円柱体の外
   周面に接離する測定補助板と、この測定補助板の円柱体
   の外周面と接する下面に対向する上面の上方に設けれら
   れて、この上面の位置を検出する位置センサと、この位
   置センサの取り込んだデータを処理するデータ処理装置
   と、上記底板の先端側に軸回りに回転自在に設けられて
   上記底板から円柱体を受け取って排出する排出ローラ
   と、上記データ処理装と連動する円柱体選別装置とを具
   備してなることを特徴とする円柱体外径検査装置。