JPH0639071B2 - 自動切断機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、原子炉内に装填される燃料棒の両端に挿入
され溶接された端栓の溶接試験に必要な試料片を、サン
プリングされた燃料棒から切り出すための切断機に関す
るものである。

「従来の技術」 一般に、原子炉内に装填される燃料棒の両端には、端栓
が挿入され溶接されている。この溶接部の信頼性を金属
組織試験等によって調べるには、サンプリングされた燃
料棒（サンプル）から試料片となる溶接部を切り出す必
要性がある。

従来、このような切り出し作業は、下記のようにして行
っていた。すなわち、燃料棒をバイス等により挾み付け
ることにより固定する。そして、燃料棒が固定されたバ
イスを切断機にセットして、その後、切断機の切断刃に
より燃料棒から試料片を切り出していた。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記の切り出し作業においては、バイスの切
断機へのセット等が全て手作業により行われるため、非
能率的で作業性が悪く、しかも燃料棒の正確な切断位置
決めが行いにくいため、燃料棒から所望の試料片を切り
出しにくいという問題があった。

「発明の目的」 この発明は上記問題点を解消するためになされたもので
あり、燃料棒の正確な切断位置決めをして燃料棒から所
望の試料片を切り出すことができ、かつこの切り出し作
業を作業性良く能率的に行うことのできる自動切断機を
提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、サンプルカートリッジよりサンプルをサン
プルの軸線方向に沿って押し出す押し出し機構と、この
押し出し機構により押し出されたサンプルを保持する保
持部と、この保持部に保持されたサンプルの軸線方向の
位置決め、及び周方向の位置決めを行う位置決め機構
と、上記保持部を、それに保持されたサンプルの軸線を
含む平面内において所定角度回転させる回転機構と、上
記保持部に保持されたサンプルを切断する切断刃とを具
備してなるものである。

「実施例」 第１図ないし第６図はこの発明の一実施例を示す図であ
り、これらの図において符号１は自動切断機を示す。こ
の自動切断機１は、切断される丸棒状のサンプル（燃料
棒）２をサンプルカートリッジ３から押出す押し出し機
構４と、サンプル２を保持する保持部５と、サンプル２
の軸方向及び周方向の位置決めをする位置決め機構６
と、上記保持部５を回転させる回転機構７と、サンプル
２を切断する切断刃８とを備えた構成となっている。

上記押し出し機構４について第１図を参照して説明する
と、プレート１０の後端部にはシリンダ１１が固定され
ており、このシリンダ１１のシリンダ軸１１ａは矢印Ａ
・Ｂ方向に移動自在である。このシリンダ軸１１ａの先
端部には、モータ１２が固定されており、このモータ１
２には下記のようにしてサンプル押し出し棒１３が連結
されている。すなわち、第２図に示すように、サンプル
押し出し棒１３は、押し出し棒本体１４と、連結棒１５
とで構成されている。この押し出棒本体１４の後端面に
は、軸線方向に延びる孔１６が形成されている。この孔
１６には、連結棒１５が軸線方向に移動自在に挿入され
ており、この連結棒１５の先端面と、孔１６の底面との
間にはスプリング１７が設けられている。そして連結棒
１５後端部はモータ軸１２ａと直結されており、モータ
１２をシリンダ１１により矢印Ａ・Ｂ方向に移動させる
ことによりサンプル押し出し棒１３が矢印Ａ・Ｂ方向に
移動するようになっている。なお、上記モータ１２は、
後述する位置決め機構６によってサンプル２の周方向の
位置決めをする際にサンプル２を軸線廻りに回転させる
ためのものである。また、上記プレート１０の先端部に
はサンプルカートリッジ３が設けられている。このサン
プルカートリッジ３内には、サンプル２がその軸線を上
記サンプル押し出し棒１３の軸線方向に向けて上下方向
に多数装填されている。そして、サンプルカートリッジ
３の下端部の前後部には開口部２１，２２が形成されて
おり、この開口部２２より上記サンプル押し出し棒１３
が侵入してきて、その先端部でサンプル２の後端部を押
すことにより、サンプル２を開口部２１より前方に押出
すようになっている。なお、上記プレート１０は、これ
に取り付けられたロッド１０ａ，１０ｂ、このロッド１
０ａに相対摺動自在に取り付けられた支持軸２３ａ、ロ
ッド１０ｂに螺合するボールネジ２３ｂ、及びこのボー
ルネジ２３ｂに連結されているモータ２４により矢印Ａ
・Ｂ方向に移動するようになっている。

次に、上記保持部５について第３図を参照して説明する
と、保持部５は、上記サンプルカートリッジ３から押し
出されたサンプル２を保持するものであり、サンプルカ
ートリッジ３の前方に位置している。保持部本体２５の
下部にはサンプルを支持するためのＶ字状の支持部２６
が形成されている。この支持部２６は、支持部材２６ａ
と、支持部材２６ｂとで構成されており、支持部材２６
ｂは保持部本体２５にアーム２７を介して取り付けられ
たシリンダ２８により、支点Ｏ_１を中心にして矢印Ｃ・
Ｄ方向に回動自在である。また、支持部２６の上方には
サンプル２を支持部２６に押圧するための断面略Ｈ字状
の押圧部２９が上下方向に移動自在に設けられている。
この押圧部２９と、保持部本体２５の中央部の壁部３０
との間にはスプリング３１が設けられており、このスプ
リング３１により押圧部２９は上方に付勢されている。
そして、この押圧部２９は、保持部本体２５の上面に形
成された孔３２より圧縮空気を流入することにより下方
に移動してサンプル２を上記支持部２６に押圧して固定
するようになっている。なお、上記保持部５の下方に
は、試料排出シュート３３及びサンプル排出シュート３
４が設けられている。

次に、上記位置決め機構６について第１図及び第４図を
参照して説明する。上記保持部５の前方には、サンプル
２の先端部に係合してサンプル２の軸線方向の位置決め
をするストッパ３５が設けられている。このストッパ３
５内にはサンプル２の先端部に係合する係合部３６が設
けられており、この係合部３６はサンプル２の軸線と同
一の軸線回りに回動自在である。そして、ストッパ３５
は、回転シリンダ３７により第４図に示す矢印Ｅ・Ｆ方
向に回動自在であり、サンプル２を切断刃８により切断
する際には矢印Ｆ方向に回転してサンプル２より外れる
ようになっている。また、サンプル２は、上記モータ１
２によりサンプル押し出し棒１３を介して軸線回りに回
転自在であり、予めサンプル２の周方向の所定の位置に
塗布された磁気塗料をストッパ３５に取り付けられた検
出器３８により検出することにより周方向の位置決めが
されるようになっている。

次に、上記回転機構７について第３図、第５図及び第６
図を参照して説明する。上記保持部５の上方の支持板４
０には、回転軸４１がその軸線が上記サンプル２の軸線
と直交するようにして取り付けられている。この回転軸
４１の上端部にはウオームギヤ４２が取り付けられてお
り、このウオームギヤ４２がウオーム４３を介してモー
タ４４により回動することにより、回転軸４１が回動す
るようになっている。一方回転軸４１の下端部には、断
面略コ字状の回転支持アーム４５がその一端部が固定さ
れて取り付けられている。また、この回転支持アーム４
５の他端部には、上記保持部５が固定されており、この
保持部５は、第５図に示すように回転支持アーム４５を
回動させることにより、保持部５に保持されているサン
プル２の軸線上の点Ｏ_２を中心として回動するようにな
っている。このことにより、保持部５に保持されている
サンプル２は点Ｏ_２を中心として任意の角度に回転させ
ることができ、よって上記切断刃８に対してサンプル２
の軸線を任意の方向に向けることができるようになって
いる。なお、上記支持板４０には、回転支持アーム４５
を回転させた後、所定の位置に固定するための電磁石４
６が設けられている。

次に、上記切断刃８について説明する。この切断刃８は
薄い円盤状のものであり、第５図において、矢印Ｂ方向
に移動させることにより、上記保持部５により保持され
ると共に所定の位置決めがなされたサンプル２に切り込
むようになっている。また、この切り込み量は、第１図
及び第３図に示すサンプル２の両側に設けられた光電管
５０，５０により切断刃８の切り込み先端部が感知され
て制御されている。

次に、この発明の自動切断機１の作用について第１図な
いし第６図を参照して説明する。

まず、サンプル２の周方向の切断位置を決めるために、
サンプル２の周面の所定の位置に磁気塗料を塗布し、こ
の磁気塗料が塗布されたサンプル２をサンプルカートリ
ッジ３に装填する。

そして、シリンダ１１によりサンプル押し出し棒１３を
矢印Ａ方向に移動させることにより、サンプルカートリ
ッジ３内のサンプル２を開口部２１より前方に押し出し
て、保持部５に挿入する。この状態において、サンプル
２の前後端部は保持部５より突出している。

すると、第４図に示すようにストッパ３５が回転シリン
ダ３７により矢印Ｅ方向に移動してストッパ３５の係合
部３６がサンプル２の先端部に係合することにより、サ
ンプル２の軸線方向の位置決めを行う。このとき、サン
プル押し出し棒１３の後端部が光電管５１，５１により
感知されることにより、サンプル押し出し棒１３の後端
部に連結されているモータ１２が回転しだす。これによ
り、サンプル押し出し棒１３を介してサンプル２を軸線
回りに回転させ、サンプル２に塗布された磁気塗料を検
出器３８により検出することにより、サンプル２の周方
向の位置決めを行う。

この位置決め操作が終了したならば、第１図に示すよう
に保持部５の押圧部２９が圧縮空気により下降してき
て、サンプル２を支持部２６に圧接させることにより、
サンプル２を保持部５に保持すると共にストッパ３５を
サンプル２の先端部より外す。

その後、第５図に示すように、サンプル２が保持された
保持部５を上記回転機構７により、サンプル２の軸線上
の点Ｏ_２を中心として所定の角度だけ回転させ、サンプ
ル２の軸線に対する切断刃８の切り込み角度を設定す
る。そして、切断刃８を矢印Ｂ方向に移動させて、サン
プル２に切り込む。なお、この切り込み量は、上記光電
管５０，５０により接断刃８の切り込み先端部が感知さ
れて制御される。切り込みが終了したならば、切断刃８
を矢印Ａ方向に移動させて、サンプル２から離間させ
る。

そして、第６図に示すように、再び保持部５を、保持部
５に保持されているサンプル２の軸線と切断刃８の移動
方向とが直交するような位置まで回転させる。その後、
切断刃８を再び矢印Ｂ方向に移動させてサンプル２に所
定の位置まで切り込み、サンプル２より切り出された試
料片５は試料排出シュート３３に落下し、回収される。
次に、回転支持アーム４５が第１図の位置に戻る。この
位置で、第３図に示すように支持部材２６ｂがシリンダ
２８により矢印Ｃ方向に回転して試料片５５を切り出し
た後のサンプル２をサンプル排出シュート３４に落下さ
せ、回収する。

以上の工程を順次繰り返すことにより、サンプルカート
リッジ３内に装填されているサンプル２から自動的に試
料片を切り出す。

なお、上記実施例では、燃料棒のサンプルより試料片を
切り出すのに適用したが、この発明はこれに限るもので
はなく、丸棒及び角柱状の材料から所望の形状のものを
切り出すのにも適用できる。

「発明の効果」 以上説明してきたように、この発明によれば、自動切断
機を、サンプルカートリッジより棒状をなすサンプルを
サンプルの軸線方向に沿って押し出す押し出し機構と、
この押し出し機構により押し出されたサンプルを保持す
る保持部と、この保持部に保持されたサンプルの軸線方
向の位置決め、及び周方向の位置決めを行う位置決め機
構と、上記保持部を、それに保持されたサンプルの軸線
を含む平面内において所定角度回転させる回転機構と、
上記保持部に保持されたサンプルを切断する切断刃とで
構成し、サンプルの供給、保持、位置決め、及び切断を
全て自動的にかつ正確に行えるようにしたので、サンプ
ルから所望の試料片を正確に切り出すことができ、かつ
この切り出し作業を作業性良く能率的に行うことのでき
るという効果が得られる。加えて、上記自動切断機は、
遠隔操作が可能となるので、例えば、使用済み燃料棒等
の放射性汚染物質の切断において、放射線被爆量の大巾
軽減が可能であるという効果も得られる。すなわち、本
発明に係る自動切断機では、保持部に保持されたサンプ
ルの軸線を含む平面内において所定角度回転させる回転
機構を備えているので、次のような切断作業が可能であ
る。

まず、切断刃によって、サンプルの先端部を、その
長手方向に沿って切込む（第５図参照）。

ついで、サンプルを平面内において回転させ、切断
刃によって、側面からサンプルを切込む（第６図参
照）。切込み位置は、前記の作業によって切込んで得
られた切込線の先端部とする。

これにより、サンプルの先端部から、その軸線方向
に分割された試料片を得ることができる。

このように、本発明の自動切断機によれば、棒状のサン
プルの先端部を単に切断できるだけではなく、サンプル
の先端部のうち、必要とされる部分を選択して切取るこ
とができるという特有の効果を達成することができる。

しかも、本発明に係る自動切断機は、保持部に保持され
たサンプルの周方向の位置決めを行う位置決め機構を備
えているので、前記の作業を、サンプルの周方向にお
ける位置決めをした状態で行うことができる。したがっ
て、本発明によれば、サンプルの周方向における任意の
箇所を切断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の一実施例を示す図であ
り、第１図は、自動切断機の概略構成を示す側断面図、
第２図は、第１図における鎖線Ｘ円部、第３図は、保持
部が回転した状態を示す自動切断機の側断面図、第４図
ないし第６図は、自動切断機の作用を説明するための概
略図であり、第４図は、サンプルが位置決めされて、保
持された状態を示す図、第５図及び第６図はサンプルが
切断される状態を示す図である。 １……自動切断機、２……サンプル、 ３……サンプルカートリッジ、 ４……押し出し機構、５……保持部、 ６……位置決め機構、７……回転機構、 ８……切断刃。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプルカートリッジより棒状をなすサン
   プルを、このサンプルの軸線方向に沿って押し出す押し
   出し機構と、この押し出し機構により押し出されたサン
   プルを保持する保持部と、この保持部に保持されたサン
   プルの軸線方向の位置決め、及び周方向の位置決めを行
   う位置決め機構と、上記保持部を、それに保持されたサ
   ンプルの軸線を含む平面内において所定角度回転させる
   回転機構と、上記保持部に保持されたサンプルを切断す
   る切断刃とを具備してなることを特徴とする自動切断
   機。