(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料棒端栓の端面を冶金的に溶融する装置であって、上記端栓を１個ずつ収容する複数の開閉自在なガスチャンバーと、上記端栓をこれらのガスチャンバーに搬入・搬出するロボットとを備えてなり、これら各チャンバーに、溶融する端面を露出せしめて上記端栓を固定する固定手段と、この固定された端栓の端面の溶融を行う溶融手段とを各々付設すると共に、チャンバー内に所定のガスを供給するガス供給手段を上記各チャンバーに夫々接続せしめたことを特徴とする燃料棒端栓の端面溶融装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は原子燃料棒の端栓の端面を冶金的手段により溶融する端栓端面の溶融装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料棒の端栓は、その原材料の丸棒を寸法切断加工することによって製造されるが、その際に上記丸棒に内部欠陥が存在したまま製造加工を行うと、この内部欠陥がそのまま端栓に引き継がれる。
【０００３】
上記丸棒の内部欠陥は製造上その円柱の中心に発生しやすいことから、そのまま上記欠陥を有した丸棒を用いて端栓を製造すると、燃料棒内部からその欠陥を通じてリークが発生する可能性がある。
【０００４】
そこで、本願出願人は、実公昭６３−３６３１２号公報に示されるように、端栓の内側の端面を冶金的出段により溶融し、この端面の中心部に上記リークを阻止する溶融部を形成することにより上記問題を解決している。
【０００５】
ところで、上記端栓の溶融は、着色を防ぐために、不活性ガスを充填したチャンバー内で行われるが、従来は大型のチャンバー内に複数個の端栓を収容し、人手作業による溶融を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の大型のチャンバーでは、チャンバー内の真空排気時間やガス置換時間が長くかかる上に、チャンバー内でのロボットによる端栓のハンドリングの自動化が難しいという問題がある。
【０００７】
さらに、上記人手作業には溶融技能のばらつきがあり、溶融ポイントやメルト径等に関して一定品質の溶融端栓を得ることは技術的に容易ではなかった。
【０００８】
一方、前記着色の問題は、一度チャンバー内の雰囲気に異状が出ると、チャンバー内の複数の端栓全部に着色が生じ、不良率が大きくなる。また、１バッチの量も多くなるため、１バッチ分を溶融した後に外観検査をした時には、上記着色等の異状に気付くのが遅くなる場合がある。特に、大型チャンバー内に入れられた溶融端栓は、窓を通して外観等の異状に気付くことは難しい。
【０００９】
本発明は叙上の如き実状に対処し、チャンバーと溶融手段に新規な構成を見出すことにより、上記問題点の解決を図ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記目的に適合する本発明の端栓端面の溶融装置の特徴は、上記端栓を１個ずつ収容する複数の開閉自在なガスチャンバーと、これらのガスチャンバーに上記端栓を搬入・搬出するロボットとを備えてなり、これら各チャンバーに、溶融する端面を露出せしめて上記端栓を固定する固定手段と、この固定された端栓の端面の溶融を行う溶融手段とを各々付設すると共に、チャンバー内に所定のガスを供給するガス供給手段を上記各チャンバーに夫々接続せしめたところにある。
【００１１】
【作用】
上記本発明の溶融装置では、上記複数のガスチャンバーを小型化できることから、真空排気時間と不活性ガス等のガス置換時間とを短縮して作業の効率化を図れると共に、チャンバー１機当たりに１個の端栓を搬入・搬出すればよいことから、ロボットによる端栓のハンドリングの自動化も容易となる。
【００１２】
さらに、上記ガスチャンバーに配設した溶融手段には、Ｔｉｇ、レーザー等各溶接機を用いて端栓の溶融を自動化して行うことが可能であり、これにより前記溶融ポイントやメルト径が安定した一定品質の溶融端栓を得ることが可能となる。
【００１３】
そして、着色の問題では、溶融後の端栓の外観等の状況がほぼリアルタイムで確認できるため、仮に不良が発生した場合でも、その現物で食い止めて不良率の低減を図ることが可能である。
【００１４】
【実施例】
以下さらに添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図１は本発明実施例の端栓の端面溶融装置を示す平面図、図２は同、正面図、図３は同、右側面図であり、この装置は、溶融する端栓を１個ずつ収容する５機のガスチャンバー１を台盤２上に開閉自在に備えている。
【００１６】
そして、これら５機のチャンバー１の夫々には、図４に示す如く、溶融する端栓３の端面３ａを露出させた状態でこの端栓３を固定する固定手段４と、この固定された端栓３の上記端面３ａの溶融を行う溶融手段５とが各々付設されると共に、チャンバー１内にアルゴンガス等の不活性ガスを供給するガス供給手段６が上記各チャンバー１に夫々接続されている。
【００１７】
上記チャンバー１は、図４に示すように、台盤２に固定された下部ケース７と、この下部ケース７に蓋のように被さる電極カバー８とによって形成されており、上記電極カバー８は、図２，図３に示すようにリニアドモータ９によりガイド棒１０に沿って上下動することにより上記チャンバー１の開閉を行うようになっている。この際、チャンバー１のシールは、ＯリングＲにて行う。
【００１８】
固定手段４は、図４に示すように、下部ケース７に固定したチル１５により形成され、端栓３を嵌入せしめる挿入孔１１と、この挿入孔１１の底部から端栓３を受ける筒状の端栓受け１２を有してなり、これらで形成される凹部に端栓３を嵌合させることにより固定するようになっている。また、この固定手段４からの端栓３の取り出し時には、上記筒状の端栓受け１２に挿通するプッシュロッド１３をシリンダ１４により上に動かし、端栓３を挿入孔１１から所要押し出してその取り出しを容易にする。また、端栓３の着座が正しく行われているかどうかを検知するセンサーＳを挿入孔１１の底部に設けている。
【００１９】
溶融手段５は、固定された端栓３との間に所定の間隙を有して前記電極カバー８内に突出した電極１６と、この電極１６および上記端栓３に電流を導くケーブル（図示せず）とを有している。上記電極１６は電極カバー８と共に上下動するよう、該カバー８に一体に固定されている。この溶融手段５はアーク溶接機を利用したものであるが、他にレーザー等の溶接機を利用することも可能である。
【００２０】
ガス供給手段６は、この実施例ではチャンバー１の真空引きを行う真空ポンプ１７（図３参照）が作動した後に、図４に示す導入孔１８を介してチャンバー１に不活性ガスを供給するようになっている。なお、供給されたガスは、端栓溶融後はチャンバー１を開いた際に空気中に逃げる。
【００２１】
一方、この実施例では、図１に示すように、台盤２の中心付近にロボット１９を有し、このロボットのアーム２０により端栓３を各チャンバー１内に供給するようになっている。
【００２２】
上記ロボット１９は図５に示すように、アーム２０の先端に端栓ハンド２１とホルダーハンド２２とを備えており、図６に示すように、端栓ハンド２１は端栓３の一部を穴部２１ａに吸引することにより保持し、またホルダーハンド２２は、同図に示すように、多数の端栓が載置されたホルダー２３の端縁部を挟むようにして該ホルダー２３を保持する。これら端栓ハンド２１とホルダーハンド２２とは軸２４を中心として回動自在にアーム２０に取着されている。
【００２３】
他方、図１に示す２５はホルダー供給部であり、ダストカバー２６内にホルダー２３を供給するために１８０°ずつ回転するトレイ状になっている。また、２７はダストカバー２６内からホルダー２３を取出すためのホルダー搬出部であり、上記ホルダー供給部２５と同じ構成を有している。
【００２４】
すなわち、この実施例では、上記ホルダー供給部２５を回転させることにより端栓３の載ったホルダー２３をダストカバー２６内に入れ、そこからロボット１９のホルダーハンド２２によりこのホルダー２３を搬送して固定部２８上に一旦置き、この固定部２８上のホルダー２３から端栓ハンド２１により端栓３を１個ずつ各チャンバー１に対し搬入または搬出する。
【００２５】
搬出した溶融後の端栓３は再び固定部２８のホルダー２３に戻され、端栓３が所定数溜まった時点で該ホルダー２３が前記ホルダー搬出部２７にロボット１９により搬送される。そして、ホルダー搬出部２７のホルダー２３は、該ホルダー搬出部２７を回転させることにより装置のダストカバー２６から外部に取り出される。
【００２６】
従って、上記実施例の溶融装置では、作業者は、上記ホルダー供給部２５に溶融前の端栓３のホルダー２３を上記の如くセットし、後は上記ホルダー搬出部２７から溶融後の端栓３のホルダー２３を取り出すだけであり、後の端栓３の搬送はすべてロボット１９が行うと共に、チャンバー１の開閉から溶融までも全て自動で無人化して行われる。参考として、上記装置のフローチャート図を図７に示す。
【００２７】
なお、この実施例では、ホルダー１台に端栓３を５０個載せ、前記５機のチャンバー１でアルゴンガス雰囲気をもってＴｉｇ溶接により端栓端面３ａの溶融が可能であり、１サイクルを５ホルダーとして連続運転したところ、運転スピードにもよるが、約２〜数時間で上記１サイクルを終了できた。
【００２８】
また、上記実施例装置では、端栓３の種類に応じて、真空時間、チャンバー内のガスの種類、同ガスの置換時間、溶融電流、および冷却時間等の溶融条件を容易に変更することが可能であり、これにより良好で品質の一定した溶融端栓を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の端栓端面の溶融装置は、端栓を搬送するロボットを有し、かつ端栓を個別に収容する複数のチャンバーに、端栓の固定手段と溶融手段とを各々付設すると共に、所定のガスを供給するガス供給手段を上記各チャンバーに夫々接続せしめたものであり、上記複数のガスチャンバーを全て小型化できることから、ガス置換時間を短縮して作業の効率化を図れると共に、チャンバー１機当たりに１個の端栓を搬入・搬出すればよいことから、ロボットによる端栓のハンドリングの自動化も容易となり、さらに、上記溶融手段には溶接機を用いて端栓の溶融を自動化して行えることから、溶融ポイントやメルト径が安定した一定品質の溶融端栓を製造しうるとの顕著な効果を奏するものである。
【００３０】
そして、溶融後の端栓の状況がほぼリアルタイムで確認できるため、仮に着色不良が発生した場合でも、その現物で食い止めて不良率の低減を図れると共に、チャンバーを個別に動かすことにより、溶融端栓を必要数量だけ製造することができ、さらに上記自動化による省人化により製造コストを削減しうるとの効果も奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の端栓の端面溶融装置を示す平面図である。
【図２】同、正面図である。
【図３】同、右側面図である。
【図４】同実施例のチャンバー付近を示す断面図である。
【図５】同実施例のロボットを示す側面図である。
【図６】同ロボットの端栓ハンドとホルダーハンドを示す拡大図である。
【図７】本発明実施例の溶融装置の動きを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１  ガスチャンバー
２  台盤
３  端栓
３ａ  端栓の端面
４  固定手段
５  溶融手段
６  ガス供給手段
７  下部ケース
８  電極カバー
９  リニアドモータ
１０  ガイド棒
１１  挿入孔
１２  端栓受け
１３  プッシュロッド
１４  シリンダ
１５  チル
１６  電極
１７  真空ポンプ
１８  導入孔
１９  ロボット
２０  ロボットアーム
２１  端栓ハンド
２１ａ  穴部
２２  ホルダーハンド
２３  ホルダー
２４  軸
２５  ホルダー供給部
２６  ダストカバー
２７  ホルダー搬出部
２８  固定部
Ｒ  Ｏリング
Ｓ  センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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