JPH0688182B2 - スタツド着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、スタツドボルトの着脱装置に係り、特に原子
炉圧力容器主フランジボルトの着脱作業を効率化するに
好適な装置に関するものである。

＜従来の技術及びその問題点＞ 原子炉圧力容器は第13図に示すように、上蓋１と胴体２
をスタツドボルト３及びナツト４により接続し、圧力容
器全体を密閉する構造となつている。第14図は、締付け
部の詳細を示すもので主フランジ５にスタツドボルト３
が螺入されている。

ところで、原子炉圧力容器は１年に１回定期検査のた
め、上蓋１の開閉作業が行なわれる。この際全てのナツ
ト４及びワツシヤ６が取外された後、燃料交換、スタツ
ドボルト３の検査及びLDRM（検出器集合体）交換等の目
的で25本程度のスタツドボルト３が主フランジ５より取
り外される。通常、この取外し作業は、被曝低減、危険
防止の目的から上蓋１を取付けたままで行なわれる。

SWR型原子炉圧力容器に用いられているスタツドボルト
には、第15図、第16図に示す様なもので、一例では１本
の重量250kg径150mm長さ1800mmもある。第15図はボルト
上部及び下部にネジ切り部7,8がある。ボルト頂部９は
６角柱状であり、中央に穴10があり、穴10の内部にはネ
ジ切り11が施してある。第16図は、ボルト頂部12が円筒
形状であり、中央の穴13が蝶ナツト形状となつている。

従来、第15図のタイプのボルトの着脱装置としては、第
17〜19図に示す着脱装置14が開発されている。（特公昭
59−37197） 上記従来技術は、スタツドボルト着脱作業の半自動化を
目的としており、下記の２点について配慮をしていな
い。

(1) 従来技術では、スタツドボルト３の把持をボルト
中央のネジ部11との螺合で行なつており、この螺合及び
螺脱は人手で行なう必要があり、放射線現況での作業時
間の短縮をはかる必要性。

(2) スタツドボルト３の植込部15は、原子炉の定検時
に冠水するため錆の発生等により固着する場合がある。
この固着を開放するために必要な回転トルクは非常に大
きく、従来技術では装置が大形となる。

本発明は、上記の問題点を解決し、小形かつ完全に自動
化されたボルト着脱装置を提供しスタツドボルト着脱作
業の効率化及び作業員の被曝低減を実現することにあ
る。

＜発明の目的＞ この発明は被曝線量を少なくかつ遠隔操作ができる原子
力圧力容器のスタツドボルトを、着脱するに際しスタツ
ドボルトに回転衝撃力を与え容易に抜き出し締付するこ
とを可能とする装置を提供するにある。

＜手段の概要＞ 要するにこの発明は原子力圧力容器用のスタツドボルト
を着脱するものにおいて、下端に前記スタツドボルトの
頂部穴と嵌合する突起を有し外筒内を昇降自由にするス
プライン軸と、該スプライン軸とスプライン接続するフ
ランジ付きの筒と、この筒と同軸心にしスタツドボルト
を緩めまたは締付けする衝撃力を前記スプライン軸に付
与する衝撃力付与部材と、この衝撃力付与部材に衝撃に
必要なエネルギーを蓄積付与する駆動装置と、スタツド
ボルト上部を把持して引上げをするシリンダ装置とより
なるスタツド着脱装置である。

＜実施例１＞ 本発明の一実施例を第１〜11図に示す。

第１〜３図は装置の全体図である。枠体17上には６個の
ボルト着脱ユニツト18が取付けられている。第４図はボ
ルト着脱ユニツト18の断面図である。

エアシリンダ19,20及びモータ21が枠体17に固定されて
いる。エアシリンダ19のピストン22は連絡板23及びベア
リング24を介してスプライン軸25とに接続している。一
方第７図に示すようにモータ21にはトルク制限器26を介
して、巾広のピニオンギヤ27が接続されている。ピニオ
ンギヤ27は内側にネジ部28を持つはずみ車29と噛合つて
いる。はずみ車のネジ部28は筒30のネジ部31と螺合して
いる。筒30の両端にはスプラインハブ32,33がついてお
り、これらのスプラインハブの中を前述のスプライン軸
25が通つている。それぞれのスプラインハブはベアリン
グ34で支持されており、その片側には、はずみ車29の凹
部35,36と噛合う突起37,38が設けられている。

また第５図、第６図に示すようにスプライン軸25の下端
部は、支持腕39の天井板を挿通しかつ最下端にはボルト
頂部の穴13に適合する形状の突起40が設けられている。

また支持腕39の先端には、ボルトシヤンク部41とネジ部
42の間の湾曲43に適合する形状の突起44がある。支持腕
39は、突起40が穴13に入り込んだ時に突起44が湾曲43に
接するように長さを決められる。一方、枠体17に固定さ
れている外筒45の内側には、エアシリンダ20のピストン
46に接続された腕木47及び上下及び円周方向の動きを拘
束された板48がある。板48の内面には固体摺動材49が貼
り付けられており、摩擦片50を介して支持腕39と接触し
ている。

＜実施例２＞ 第12図は前述のボルト着脱装置において、はずみ車52か
らスプラインハブ53への回転力の伝達機構として、コイ
ル54及び磁石円板55を用いた例を示す。

この実施例では、はずみ車52にコイル54を巻き、その両
端がスリツプリング56により、固定部に取り出されてい
る。コイル54はベアリング57により円筒58に支持されて
いる。また、スプラインハブ53には永久磁石または電磁
石の円板55が取付けられている。

固着したスタツドボルト３を緩める場合、まずコイル54
の両端を電気的に開放した状態で回転し、運動エネルギ
ーを蓄える。はずみ車52が十分な運動エネルギーを持つ
た後で、コイルの両端を短絡または低抵抗で接続、また
はコイルに電流を流すと、磁石円板55とコイル54の間に
電磁気的な力がはたらきはずみ車52の持つ運動エネルギ
ーが、スプラインハブ53に伝達され、ボルトの固着を開
放する。

この実施例の場合、はずみ車52とスプラインハブ53が機
械的に接触しないので、ボルトの固着を開放する際の衝
撃音も少なく、また装置の長寿命化が期待できる。

＜作 用＞ 以上のように構成した装置を使用してスタツドボルト３
を着脱する手順を以下に説明する。

スタツドボルト３を外す場合、第10図に示すように、各
ボルトの中心と各ボルト着脱ユニツトの中心が一致する
ように本装置８（参考：特開昭56−157964）を上蓋フラ
ンジ51上にのせる。次にエアシリンダ19にかかる空気圧
を下げ、突起44がボルト頂部のシヤンク部41に接する迄
スプライン軸25を下げる（第４図参照）。次にモータ21
をゆつくり第７図に示すＡ方向に回転させる。はずみ車
29は筒30とねじ接続しているので回転により降下して行
き、第７図、第９図に示すようにはずみ車の切欠き36と
筒30のフランジの突起38が噛合つた時点で、スプライン
軸25が回転を始める（第７図のイ−イ断面の第９図参
照）。突起40がボルト頂部の穴13と一致する迄回転する
と、突起40は穴13中に落ち込み嵌合する（第６図参
照）。嵌合後、双動形（Double Action）のエアシリン
ダ20により腕木47を押し下げる。これにより腕木47と板
48の凸部同士が接触し、板48は内側へ移動する。この動
きは摩擦片50を介して支持腕39を内側に押し込み、突起
44がボルトの湾曲部43に接触し固定される。こうしてス
タツドボルト３は支持腕39に把持される。

次に、エアシリンダ19にスタツドボルトの重量を丁度相
殺するより僅かに大きい圧力をかけ支持し、モータ21を
図中Ｂ方向に回転させる。モータ21はピニオン27を駆動
するものでこの両者により衝撃力に必要とするエネルギ
ーをはずみ車29に与える駆動装置となつている。ピニオ
ン27の回転は、はずみ車29を回転させ、はずみ車29は内
面のネジ部28により上昇する（第４図参照）。この時、
スプライン軸25はボルトに嵌合しているため回転しな
い。はずみ車（衝撃力付与部材を形成するものの一部
材）29が回転しながら上昇して行き十分な運動エネルギ
ーを持つた後、はずみ車29は筒30のフランジに到達し、
切欠き35と突起37が噛み合う（第８図参照）。

これによりはずみ車29の運動エネルギーは、スプライン
軸25に瞬時に伝達され、スタツドボルト３を大きな力で
回転させ、固着を解放する。この際の大きな圧力はトル
ク制限器26により、モータ21には伝わらずモータは衝撃
から守られる。固着が解放された後はスタツドボルト３
の回転に必要なトルクは僅かであり、モータ21の回転力
によりボルト３は主フランジ５のネジ部から抜き出され
る。ボルト３は抜き出されると、エアシリンダ19の働き
により第４図に示す位置迄上昇する。この時、摩擦片50
は固体摺動材49の表面を滑りながら上昇して行き、ボル
トは把持され続ける。

６本のスタツドボルトの抜出しが完了した後は第11図に
示すようにボルト着脱装置８をクレーン等により吊り上
げ、ボルトの保管場所に移動する。ボルトを着脱装置か
ら外すには、エアシリンダ20により腕木47を上方に引き
上げる。これによりボルトは瞬時に解放される。（第６
図参照）。

ボルトの主フランジ５への取付けは上記と逆の手順で行
なう。

＜効 果＞ この発明を実施することにより、スタツドボルトの把持
開放回転衝撃力の付与が遠隔でかつ自動的にされるため
ボルトの着脱に必要な時間は５分程度に短縮される。ま
た、作業員も半減でき、かつボルトに衝撃回転力を与え
る機構により小形の装置で、植込部が固着したボルトで
も外すことができる。

従来、手動あるいは半自動で行つていた原子炉圧力容器
スタツドボルトの着脱を、完全に自動化することによ
り、作業員の被曝低減、作業時間の短縮の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかる装置の平面図、第
２図は第１図の装置の正面図、第３図は第１図のAA′視
図、第４図は本発明の第１実施例の装置のボルト着脱ユ
ニツトの縦断面図、第５図は第４図のAA′視図、第６図
はボルト着脱ユニツトの把持機構の斜視図、第７図は第
４図のＢ部の詳細図、第８図、第９図は第７図のＣ部及
びＤ部の噛合い時の様子を示した展開図、第10図は本発
明の一実施例にかかる装置を原子炉圧力容器上鏡フラン
ジ上に据付けた状態を示す側面図、第11図は本発明にか
かる装置により、スタツドボルトを吊り上げる時の状態
を示す正面図、第12図は本発明の第２実施例の縦断面
図、第13図は原子炉圧力容器の縦断面図、第14図は第13
図のＡ部の詳細を示すスタツドボルトの植込み状態の断
面図、第15図、第16図は原子炉圧力容器の上鏡閉鎖用に
用いられるスタツドボルトの例を示す縦断面図、第17図
は従来技術によるボルト着脱装置の平面図、第18図はそ
の正面図、第19図は従来技術によるボルト着脱装置のボ
ルト着脱ユニツトの縦断面図で、左側はボルト抜取り
前、右側はボルト抜取り完了時を示す図面である。 ３……スタツドボルト、13……穴 19……エアシリンダ、21……モータ 25……スプライン軸、27……ピニオンギヤ 29,52……はずみ車、30……筒 35,36……凹部、37,38……突起 39……支持腕、41……シヤンク部、44……突起 47……腕木、55……磁石円板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子力圧力容器用のスタツドボルトを着脱
   するものにおいて、下端に前記スタツドボルトの頂部穴
   と嵌合する突起を有し外筒内を昇降自由にするスプライ
   ン軸と、該スプライン軸とスプライン接続するフランジ
   付きの筒と、この筒と同軸心にしスタツドボルトを緩め
   または締付けする衝撃力とを前記スプライン軸に付与す
   る衝撃力付与部材と、この衝撃力付与部材に衝撃に必要
   なエネルギーを蓄積付与する駆動装置と、スタツドボル
   ト上部を把持して引上げをするシリンダ装置とよりなる
   ことを特徴とするスタツド着脱装置。
2. 【請求項２】前記衝撃力付与部材を、スプライン軸にス
   プライン接続するフランジ付きの筒と、該フランジに当
   接するスプラインハブと、筒外周のねじ部に螺合するは
   ずみ車と、前記筒の上下のフランジとはずみ車の回転方
   向に応じ着脱するはずみ車に設けた凸起の組と、はずみ
   車と回転力を与え接続するピニオンギヤと、該ピニオン
   ギヤ駆動用のモータとで構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のスタツドボルト着脱装置。
3. 【請求項３】前記衝撃力付与部材を、磁石円板をフラン
   ジにもつ筒と、スプライン軸にスプライン接続するはず
   み車と、前記上下のいずれかのフランジと指令に応じて
   接続しスプライン軸に回転力を付与する電磁コイルと、
   ピニオンギヤと、該ピニオンギヤを駆動する駆動装置と
   よりなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   スタツドボルト着脱装置。
4. 【請求項４】スタツドボルト上部を把持して引き上げま
   たは引き下しをするシリンダ装置を、流体駆動のシリン
   ダと、連絡板と、スプライン軸と、スプライン軸と接続
   しかつスタツドボルトのシヤンク部に接続する突起付き
   の支持腕と、該支持腕を軸心側内方に押圧する腕木を有
   するシリンダと、より形成することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のスタツ
   ドボルト着脱装置。