(57)【要約】 【課題】従来より低コストで量産が可能な管口マスクおよびその製造方法の提供。【解決手段】管口マスクにおいて、燃料ペレット外径と同一以上の内径の円筒管部材と、被覆管端部開口から挿入可能な外径を有すると共に燃料ペレットが通過可能な内径の円筒状挿入部及び該挿入部端部から拡径部を介して連続して形成され、円筒管部材外径と嵌合する内径で該円筒管部材の端部外周面を覆って固定される円筒状嵌合部が一体成形されてなる箔部材とを備え、円筒管部材と箔部材とが前記嵌合部を介して一体的に接続され、円筒管部材の内周面と円筒状挿入部の内周面とが連続するものである。【選択図】      図１
2011047745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆管内に燃料ペレットを充填する際に、一端部が該被覆管の端部開口に挿入され、他端部側から前記一端部を介して燃料ペレットを被覆管内へ案内する略円筒状管部材からなる管口マスクであって、
前記燃料ペレットの外径と同一以上の内径を有する円筒管部材と、
前記被覆管の端部開口から挿入可能な外径を有すると共に前記燃料ペレットが通過可能な内径を有する円筒状挿入部と、該挿入部の端部から拡径部を介して連続して形成され、前記被覆管の外径以上の外径を有すると共に前記円筒管部材の外径と嵌合する内径を有して該円筒管部材の端部外周面を覆って固定される円筒状嵌合部とが、同一肉薄部材から一体に成形されてなる箔部材と、を備え、
互いに別体の前記円筒管部材と前記箔部材とが、前記円筒状嵌合部を介して同軸状に一体的に接続され、該接続状態にて、前記円筒管部材の開口端が前記箔部材の拡径部の立ち上がり内壁面に当接し、前記円筒管部材の内周面と前記円筒状挿入部の内周面とが連続していることを特徴とする管口マスク。
【請求項２】
前記箔部材は、前記円筒状嵌合部の肉厚が前記円筒状挿入部の肉厚より大きいことを特徴とする請求項１に記載の管口マスク。
【請求項３】
前記箔部材の拡径部がテーパー管状であり、前記円筒管部材の開口端部が全周に亘って前記拡径部のテーパー状内壁面と嵌合する面取り形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の管口マスク。
【請求項４】
前記円筒管部材の一端側外周面上に一つ以上の突起を有し、前記箔部材の円筒状嵌合部の内周面に、前記突起と嵌合する凹部を対応する位置に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の管口マスク。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の管口マスクの製造方法であって、
シームレス管部材を定尺切断して前記円筒管部材を形成する工程と、
予め設計製作したプレス用金型を用いたプレス加工により、ステンレス鋼またはジルコニウム合金製板から、前記円筒状挿入部と前記円筒状嵌合部とが一体成形されてなる箔部材形成工程と、
前記円筒管部材の一端側外周に前記円筒状嵌合部を嵌合させて固定し、前記箔部材と円筒管部材とを同軸状に一体的に接続する工程と、を備えていることを特徴とする管口マスクの製造方法。
【請求項６】
前記円筒管部材の形成工程は、円筒管部材の一端側の開口端部を面取り加工する工程を含み、
前記プレス用金型は、前記箔部材の拡径部を、前記円筒管部材の面取り形状に合致するテーパー管状に成形する拡径領域を有するものであることを特徴とする請求項５に記載の管口マスクの製造方法。
【請求項７】
前記箔部材と円筒管部材とを同軸状に一体的に接続した後に、前記円筒状嵌合部と円筒管部材とをレーザー点付け溶接によって固着する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の管口マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料棒を構成する燃料被覆管内に燃料ペレットを充填する際に被覆管開口部の汚染を防止するために該開口部に装着される管口マスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子炉は、複数本の燃料棒が正方格子状に束ねられて成る燃料集合体が炉心に装荷されるものであり、燃料要素である燃料棒は、燃料被覆管内に燃料ウランペレットが充填されて構成されている。
【０００３】
燃料棒の製造工程は以下の通りである。燃料ウランペレットの製造工程は、濃縮工場から送られてくる六フッ化ウランを湿式法または乾式法の再転換加工によって二酸化ウラン粉末（ペレット粉末）とし、図５の工程図に示すように、濃縮度、Ｏ／Ｕ（酸素とウランの比）、ウラン含有率、不純物量などの受入検査を行った後、円筒形状に加圧成形してグリーンペレットと呼ばれる成形体にする。このグリーンペレットを還元雰囲気で１７００℃以上の高温で加熱して焼結して焼結体とし、この焼結体の外周面を研削して二酸化ウランペレットが得られる。
【０００４】
一方、燃料被覆管は、定尺長さに切断した被覆管の一端に下部端栓を溶接して下部端栓付き被覆管とし、溶接部の外観検査及びＸ線透過検査などで健全性を確認しておく。充填するウランペレットのスタック重量およびスタック長さを検査し、燃料被覆管の他端から前記工程で得られた二酸化ウランペレットを充填する。ペレット充填後の被覆管の上部領域の中空部（プレナム部）にペレットを押さえつけて管内移動を規制するためのプレナムスプリング等を挿入し、最後にヘリウムガスを封入して被覆管の開放端位上部端栓を溶接して燃料要素としての燃料棒を得る。
【０００５】
なお、放射性の高い混合酸化物燃料（ＭＯＸ燃料）の場合には、そのＭＯＸの微粒子状あるいはダスト状汚染物が被覆管の外側に付着すると、汚染物の完全な除去に困難で手間の係る作業を必要とするため、特に汚染に対する厳密な管理が必要である。そこで、燃料被覆管内部に燃料ペレットを充填する際に、燃料被覆管開口部の汚染を防止する目的で管口マスクと呼ばれる部材が用いられている。
【０００６】
この管口マスクは、燃料ペレットが通過することのできる内径を備えた略円筒管状部材からなり、一端部側が被覆管内径に一致する外径を有し、被覆管の開口部内に挿入嵌合可能となっている。この一端部側の嵌合状態にて熱収縮チューブ等により被覆管に固定し、少なくとも被覆管外径と同じ外径を有する他端側からペレットをロートのように被覆管内に案内するものであり、ペレット充填後に取り外して除去される。このような管口マスクの使用により、燃料被覆管の開口部は清浄な状態が維持される（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「サイクル機構技法」No.20，2003.9 別冊（旧核燃料サイクル開発機構発行）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような従来の管口マスク１０１は、一般的に、図６に示すように燃料被覆管１００の開口部に挿入される薄肉の箔部１０３が一端側に設けられ他端側が厚肉の円筒部１０２となっており、全長に亘って内径は一定となっている。このため、厚肉円筒部１０２は箔部１０３との境界で外径が立ち上がるように拡大しており、被覆管装着時には箔部１０３のみが被覆管１００内に挿入し、被覆管１００の開口端縁が前記立ち上がり部の外表面１０４に当接する構成となっている。
【０００９】
このような管口マスク１０１を得る方法として、被覆管と同径のステンレス管を加工し、管の一端に薄い箔部を設けることによって、箔部を一体に備えたものが得られる。なお、箔部厚さの設定は、対応する被覆管の寸法や工場の設備設計に依存するものであるが、箔部は、被覆管内に挿入されて充填される燃料ペレットと被覆管内面との間に位置することになるため、ペレット充填に影響しない程度に充分薄く形成しなければならない。
【００１０】
場合によっては、箔部厚さ約０．０４ｍｍという非常に薄い設計が必要となる場合もあるが、コストが非常に高くなってしまう。
【００１１】
これは、一般に、管あるいは無垢棒から切削により箔部を一体に形成する場合、まず箔部内径を精度良く加工し、この箔部位置に中実棒をいれることにより外周加工時に変形が生じないように内形状を維持させた上で、外周加工により肉厚を調整する方法が採用されているが、管を用いる場合には管の内径や外径のバラツキが箔部の肉厚のバラツキを生じる原因となるため、高精度の精密管が必要となり、他方、無垢棒から切削する場合には、切削量、切削時間が大きくなってしまい、いずれの場合もコスト高となってしまうためである。
【００１２】
このように、非常に薄い箔部の一体形成は、コストが高くなってしまうため、少量規模での製造は量産が望まれる場合において、これを可能とする技術はこれまで見出されていない。
【００１３】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来は量産が困難であった薄肉部を有する場合でも、低いコストで量産が可能な管口マスクおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る管口マスクは、被覆管内に燃料ペレットを充填する際に、一端部が該被覆管の端部開口に挿入され、他端部側から前記一端部を介して燃料ペレットを被覆管内へ案内する略円筒状管部材からなる管口マスクであって、
前記燃料ペレットの外径と同一以上の内径を有する円筒管部材と、
前記被覆管の端部開口から挿入可能な外径を有すると共に前記燃料ペレットが通過可能な内径を有する円筒状挿入部と、該挿入部の端部から拡径部を介して連続して形成され、前記被覆管の外径以上の外径を有すると共に前記円筒管部材の外径と嵌合する内径を有して該円筒管部材の端部外周面を覆って固定される円筒状嵌合部とが、同一肉薄部材から一体に成形されてなる箔部材と、を備え、
互いに別体の前記円筒管部材と前記箔部材とが、前記円筒状嵌合部を介して同軸状に一体的に接続され、該接続状態にて、前記円筒管部材の開口端が前記箔部材の拡径部の立ち上がり内壁面に当接し、前記円筒管部材の内周面と前記円筒状挿入部の内周面とが連続しているものである。
【００１５】
請求項２に記載の発明に係る管口マスクは、前記請求項１に記載の管口マスクにおいて、前記箔部材は、前記円筒状嵌合部の肉厚が前記円筒状挿入部の肉厚より大きいことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明に係る管口マスクは、前記請求項１または２に記載の管口マスクにおいて、前記箔部材の拡径部がテーパー管状であり、前記円筒管部材の開口端部が全周に亘って前記拡径部のテーパー状内壁面と嵌合する面取り形状を有するものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明に係る管口マスクは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管口マスクにおいて、前記円筒管部材の一端側外周面上に一つ以上の突起を有し、前記箔部材の円筒状嵌合部の内周面に、前記突起と嵌合する凹部を対応する位置に有するものである。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明に係る管口マスクの製造方法は、前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の管口マスクの製造方法であって、
シームレス管部材を定尺切断して前記円筒管部材を形成する工程と、
予め設計製作したプレス用金型を用いたプレス加工により、ステンレス鋼またはジルコニウム合金製板から、前記円筒状挿入部と前記円筒状嵌合部とが一体成形されてなる箔部材形成工程と、
前記円筒管部材の一端側外周に前記円筒状嵌合部を嵌合させて固定し、前記箔部材と円筒管部材とを同軸状に一体的に接続する工程と、を備えているものである。
【００１９】
請求項６に記載の発明に係る管口マスクの製造方法は、請求項５に記載の管口マスクの製造方法において、
前記円筒管部材の形成工程は、円筒管部材の一端側の開口端部を面取り加工する工程を含み、
前記プレス用金型は、前記箔部材の拡径部を、前記円筒管部材の面取り形状に合致するテーパー管状に成形する拡径領域を有するものである。
【００２０】
請求項７に記載の発明に係る管口マスクの製造方法は、請求項５または６に記載の管口マスクの製造方法において、前記箔部材と円筒管部材とを同軸状に一体的に接続した後に、前記円筒状嵌合部と円筒管部材とをレーザー点付け溶接によって固着する工程をさらに備えたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による管口マスクは、寸法精度が要求される燃料被覆管挿入側である円筒状挿入部を備えた箔部材と、制約が比較的少ない燃料ペレット導入側である円筒管部材とが互いに別体のものであって、さらに両部材同士が、箔部材に設けられた円筒状嵌合部を円筒管部材の端部外周面を覆うようにキャップ状に嵌めて接続した状態で固定することにより一体的に成形されるものであるため、箔部材と円筒管部材とを、それぞれに求められる精度に応じた最適且つ最小コストとなる方法で別々に大量に形成しておくことができ、これら両部材を熱収縮チューブ等により被覆管と併せて固定することで管口マスクが得られるため、簡便で効率的な工程により従来より低コストで管口マスクの量産が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施例による管口マスクの概略構成を示す側断面図である。
【図２】図１の管口マスクの変形例としての管口マスクの概略構成を示す側断面図である
【図３】本発明の第２の実施例による管口マスクの概略構成を示す側断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例による管口マスクの概略構成を示す側断面図である。
【図５】燃料棒の一般的な製造工程を例示するフロー図である。
【図６】従来の管口マスクの構成を示す説明図であり、（ａ）は該管口マスクの側断面図であり、（ｂ）は燃料ペレットの充填の際の被覆管装着状態を示す概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明においては、被覆管の端部開口から挿入される円筒状挿入部を備えた箔部材と、被覆管の外側に位置し燃料ペレットの導入側となる円筒管部材とが互いに別体のものであり、両者を箔部材に設けた嵌合部を介して同軸状に接続固定して管口マスクが構成されるものである。
【００２４】
管口マスクでは、寸法精度が要求されるのは被覆管内に挿入される薄肉部分の内径及び外径であり、被覆管の外に出るペレット導入側は外径および外面形状には制約が無く、また内径は燃料ペレットが良好に通過できる程度のものであれば充分であり、過度に高精度である必要ない。
【００２５】
本発明の管口マスクでは、寸法精度が要求される被覆管挿入部分である円筒状挿入部を備えた箔部材と、制約が比較的少ないペレット導入側である円筒管部材とを互いに別体のものとし、両部材を接続固定して一体的に成形するものであるため、箔部材と円筒管部材とをそれぞれに求められる精度に応じた最適な方法で別々に形成しておくことができる。これによって、管口マスクを同一部材から切り出して一体成形する場合比べて、各部材をそれぞれ最小コストで大量に生産することができる。
【００２６】
しかも、箔部材は、円筒管部材端部外周に嵌合する内径となるように挿入部の端部から拡径して箔部材に設けられた円筒状嵌合部を備えたものであるため、該嵌合部を円筒管部材の端部にキャップの如く嵌めることによって箔部材と円筒管部材との接続状態が容易に得られ、この接続状態にて両部材同士を熱収縮チューブ等により被覆管と併せて固定するだけで箔部材と円筒管部材とから一体的に管口マスクを構成できるため、全体的に従来に比べて格段に簡便で効率的な工程で管口マスクを低コストで得ることができ、量産規模の提供も可能となる。
【００２７】
また、本発明においては、互いに別体の箔部材と円筒管部材とを円筒状嵌合部を介して一体的に接続して管口マスクを構成しているが、前記嵌合部は、円筒管部材の端部外周面を覆うように拡径されており、円筒管部材の開口端部がこの拡径部の立ち上がり内壁面に当接した状態で両部材が接続されるため、円筒管部材の内周面と円筒状挿入部の内周面とが連続しており、円筒管部材から円筒状挿入部に渡る燃料ペレットの移動は嵌合部に何ら影響されることなくスムーズに行われる。
【００２８】
なお、円筒状挿入部は、被覆管内に挿入された状態で燃料ペレットを案内するものであるため、その燃料ペレットと被覆管内周面との間で必要以上に空間を占めてペレット充填に干渉することがないように、従来通り数十μｍ程度の薄さに設定されるが、箔部材において円筒状挿入部以外の被覆管外側に露出状態のままとなる部分に関しては円筒管挿入部のように薄くする必要はない。一方、円筒状嵌合部は円筒管部材の端部外周面に嵌合するものであるため、良好な嵌合状態を得るために、製造工程にて円筒管部材との同心度が安定してだされることが望まれる。またプレス成形の場合、部材の肉厚が厚い方が成形性が高い。そこで、本発明の箔部材においては、円筒状挿入部以外の部分、少なくとも円筒状嵌合部の肉厚を円筒状挿入部より大きくすることが好ましい。これによって、箔部材は、より高いプレス成形性と円筒状嵌合部の円筒管部材に対する同心度の安定性が確保される。
【００２９】
円筒状挿入部の肉厚が通常の範囲内でも比較的大きくて、円筒状挿入部と同程度の肉厚でも円筒状嵌合部の円筒管部材と重なる接続領域で充分な機械的強度が確保できる場合は問題ないが、設計によって、例えば約０．０４ｍｍと非常に薄くする必要が有る場合には、円筒状嵌合部の肉厚を大きくすることによって円筒管部材との接着領域における機械的強度を向上させることができる。この場合、もちろん被覆管開口端部が当接する前記拡径部も円筒状挿入部より肉厚であることが好ましい。
【００３０】
また、円筒状挿入部の簿肉から嵌合部側の厚肉への移行は、漸増状態となっていることが望ましい。肉厚差の境界部が存在すると、該境界部が外部からの負荷を集中的に受けやすく、破損の原因となる恐れがある。
【００３１】
さらに、前記箔部材の拡径部は、立ち上がり内壁面に当接する円筒管部材の開口端面が管中心軸に対して直交する垂直面内にある場合、該開口端面に良好に面接できるように、立ち上がり内壁面も管口マスクの中心軸に対して直交する垂直面となるように垂直方向に急激に立ち上がる拡径形状とすれば良い。
【００３２】
なお、上記のような形状に限らず、円筒管部材の開口端面と前記拡径部の内壁面とは、互いの嵌合性を高める形状としても良い。例えば、円筒管部材の開口端部を全周に亘って面取り加工した場合、この開口端の面取り形状のテーパー面に拡径部の内壁面が面接して良好な嵌合状態が得られるように箔部材の拡径部を円筒管部材開口端のテーパー面と同じ傾斜のテーパー管形状とすれば良い。この場合、円筒管部材の端部は、箔部材に拡径部の内側で楔状に嵌合する。
【００３３】
また、その他に、嵌合性を高める形態として、円筒管部材の一端側外周面上に一つ以上の突起を設け、箔部材の円筒状嵌合部の内周面の対応位置に、前記突起と嵌合する凹部を設ける構成が挙げられる。この場合、円筒状嵌合部を円筒管部材の一端側外周に嵌合させる際に、これら突起と凹部も同時に嵌合させれば、両部材の嵌合性は高く、より安定した接続固定状態が得られる。突起および凹部は、部材の厚みに応じた小さいものであっても充分効果は得られ、また、円筒管部材の一端側外周径と円筒状嵌合部の内周径とがほぼ一致するものでも、部材の僅かな撓みを利用して幾らかの押し込み力の増加で比較的容易に嵌合できる。
【００３４】
以上のような構成を備えた本発明の管口マスクは、シームレス管部材を定尺切断して前記円筒管部材を形成する工程と、予め設計製作したプレス用金型を用いたプレス加工により、ステンレス鋼またはジルコニウム合金製板から、前記円筒状挿入部と前記円筒状嵌合部とが一体成形されてなる箔部材形成工程と、前記円筒管部材の一端側外周に前記円筒状嵌合部を嵌合させて固定し、前記箔部材と円筒管部材とを一体的に接続する工程と、の少なくとも３つの工程を備えた製造方法によって容易に製造することができる。
【００３５】
この製造方法において、円筒管部材形成工程と箔部材形成工程とのそれぞれで円筒管部材と箔部材とをそれぞれ連続的に大量形成でき、これら両部材同士を前記円筒状嵌合部を介してキャップ式に固定を行えば、管口マスクを量産規模で製造できる。
【００３６】
前述の如く、円筒管部材は、その内径は過度に高精度ある必要はなく、外径および該形状には制約が無いため、高価な精密管を材料とすることなく、安価なシームレス管の定尺切断という簡便な工程で低コストで大量の円筒管部材を形成できる。
【００３７】
また、箔部材は、円筒状挿入部の内径および外径について高い寸法精度が望まれるが、プレス用金型さえ高精度に設計しておけば、高い寸法精度を持つ円筒状挿入部を備えた箔部材を連続的に成形できるため、金型自体は比較的高価であっても、高精度な箔部材を従来と比べて低コストで高品質を維持しつつ量産できる。
【００３８】
なお、本発明の箔部材を製造するプレス加工としては、円筒状部分を有することから、絞り加工が最適な方法の一つである。
【００３９】
また、箔部材の円筒状嵌合部を円筒管部材の端部にキャップのように嵌めてから、例えばレーザー点付け溶接等の方法によって簡単に両部材を固着しても良い。
【実施例１】
【００４０】
本発明の第１の実施例による管口マスクを図１の側断面図に示す。本実施例による管口マスク１は、互いに別体の円筒管部材２と箔部材３とが接続固定されて構成されたものである。円筒管部材２は、燃料被覆管１００に充填される対象となる燃料ペレットの外径と同一以上の内径を有しており、箔部材３は、燃料被覆管１００の端部開口から挿入可能な外径を有すると共に燃料ペレットの外径とほぼ一致する内径を有する円筒状挿入部５と、この円筒状挿入部５の端部から拡径部６を介して連続して形成され、円筒管部材２の外径と嵌合する内径を有する円筒状嵌合部４とが、円筒管部材２より肉薄の部材から一体に成形されてなるものである。
【００４１】
円筒状嵌合部４は、円筒管部材２の一端部にその外周面を覆うようにキャップ状に嵌められており、この嵌合部４で両部材が一体的に接続されて固定されている。この接続状態にて、円筒管部材２の開口端縁２ａが拡径部６の立ち上がり内壁面６ａに当接し、円筒管部材２の内周面と円筒状挿入部５の内周面とが連続している。これにより、燃料ペレットの充填時には、円筒管部材２から箔部材３の円筒状挿入部５への燃料ペレットの移動はスムーズに行われ、そのまま燃料ペレットは良好に被覆管１００内へ案内される。
【００４２】
なお、円筒状嵌合部４は被覆管１００の外径以上の外径を有するものであるため、前記円筒状挿入部５が被覆管１００の端部開口に挿入されると、被覆管１００の開口端縁が拡径部６の立ち上がり外表面６ｂに当接した状態となる。
【００４３】
以上のように、本実施例による管口マスク１は、互いに別体のものであった被覆管挿入側の箔部材３と被覆管の外側に位置し燃料ペレットの導入側となる円筒管部材２とが、嵌合部４を介して一体的に接続されて構成されるものである。即ち、寸法精度が要求される円筒状挿入部５を備えた箔部材３と、制約が比較的少ない円筒管部材２とが互いに別体のものであって、これら両部材同士が接続固定されて一体的に成形されるものである。
【００４４】
従って、箔部材３と円筒管部材２とを、それぞれに求められる精度に応じた最適且つ最小コストとなる方法で別々に大量に形成しておくことができ、これら両部材を接続固定していくだけで管口マスク１が得られるため、結果として簡便で効率的な工程で管口マスク１の量産を可能とする。
【００４５】
このような管口マスク１の具体的な製造方法の一例を以下に挙げる。まず、円筒管部材２は、ステンレス鋼又はジルコニウム合金製のシームレス管を定尺切断する工程だけで製造することができる。
【００４６】
また、箔部材３は、予め設計製作したプレス用金型を用いて、プレス機械による絞り加工で、薄肉部材から円筒状挿入部５と円筒状嵌合部６とを一体に成形できる。
【００４７】
このように夫々別工程で製造しておいた円筒管部材２と箔部材３とを、嵌合部６を介して接続状態とし、例えばレーザー点付け溶接などにより両部材同士を固着すれば、管口マスク１が構成できる。
【００４８】
なお、箔部材のプレス成形において、円筒状挿入部以外の部分は該円筒状挿入部のように簿肉する必要がなく、また肉厚な方がプレス成形性および安定性が高いため、少なくとも円筒状嵌合部の肉厚を円筒状挿入部５より大きくすることが望ましい。
【００４９】
例えば、図２の側断面図に示す管口マスク１１のように、箔部材１３において、円筒状挿入部１５の肉厚ｄ１に対して、拡径部１６および円筒状嵌合部１４の肉厚ｄ２をｄ２＞ｄ１とすることによって、プレス成形時に円筒状嵌合部１４の円筒管部材１２との同心度を安定して出すことができ、常に円筒管部材１２との嵌合が良好な円筒状嵌合部１４を備えた箔部材１３を成形することができる。
【実施例２】
【００５０】
本発明の第２の実施例として、円筒管部材の開口端部を全周に亘って面取り加工した場合の管口マスク２１を図３の側断面図に示す。本実施例の管口マスク２１は、基本構成は第１の実施例と同様に、互いに別体の円筒管部材２２と箔部材２３とが接続固定されて構成されたものである。また円筒管部材２２は、充填対象の燃料ペレットの外径と同一以上の内径を有しており、箔部材２３は、燃料被覆管１００の端部開口から挿入可能な外径を有すると共に燃料ペレットの外径とほぼ一致する内径を有する円筒状挿入部２５と、この円筒状挿入部２５の端部から拡径部２６を介して連続して形成され、円筒管部材２２の外径と嵌合する内径を有する円筒状嵌合部２４とが、円筒管部材２２よりも肉薄の部材から一体に成形されてなるものである。
【００５１】
但し、本実施例においては、円筒管部材２４と箔部材２３との嵌合性を高めるために、円筒管部材２４の開口端縁が面取り加工された略楔状であると共に、箔部材２３の拡径部２６が円筒管部材２４の端部の面取り形状２２ａに合致するテーパー管形状を有するものである。即ち、拡径部２６の立ち上がり内壁面２６ｂのテーパー傾斜角度が、円筒管部材２２の面取り形状２２ａの傾斜角度とほぼ同一となっている。
【００５２】
本実施例による管口マスク２１の製造は、第１実施例の管口マスクの製造工程を基本として、まず円筒管部材２２を得るためのシームレス管の定尺切断工程の後、面取り加工工程を加えれば良い。また箔部材２３におけるテーパー管状の拡径部２６の成形は、予め箔部材２３のプレス成形時に用いる金型に、対応する形状の拡径領域を設けておけば良く、実際のプレス成形工程では作業工程を増やす必要はない。
【００５３】
円筒管部材と箔部材との嵌合性を高めるための両部材の接合部の形状は、上記の互いに傾斜角度が同じ面取り形状とテーパー管状というような簡便な形態のものが望ましい。また、これに限らず、低コストでの量産に影響してしまうほど製造工程が必要以上に増えてしまうような複雑な形状でなければ、様々なものが採用可能である。
【実施例３】
【００５４】
本発明の第３の実施例として、円筒管部材と箔部材との嵌合性を高めるための他の手段を設けた場合の管口マスク３１を図４の側断面図に示す。本実施例の管口マスク３１は、基本構成は第１の実施例と同様に、互いに別体の円筒管部材３２と箔部材３３とが接続固定されて構成されたものである。
【００５５】
そして、両部材の嵌合性を高めるための他の手段として、円筒管部材３２の一端側外周面上に一つ以上の突起３７を設け、箔部材３３の円筒状嵌合部３４の内周面の対応位置に、前記突起３７と嵌合する凹部３８を設ける構成とした。この場合、円筒状嵌合部３４を円筒管部材３２の一端側外周に嵌合させる際に、これら突起３７と凹部３８も同時に嵌合させれば、両部材の嵌合性は高く、より安定した接続固定状態が得られる。
【００５６】
突起３７および凹部３８は、部材の厚みに応じた小さいものであっても充分効果は得られ、また、円筒管部材３２の一端側外周径と円筒状嵌合部３４の内周径とがほぼ一致するものでも、部材の僅かな撓みを利用して幾らかの押し込み力の増加で比較的容易に嵌合できる。
【符号の説明】
【００５７】
１，１１，２１，３１：管口マスク
２，１２，２２，３２：円筒管部材
２ａ，２２ａ：円筒管部材の開口端縁
３，１３，２３，３３：箔部材
４，１４，２４，３４：円筒状嵌合部
５，１５，２５，３５：円筒状挿入部
６，１６，２６：拡径部
６ａ，２６ａ：（拡径部の）立ち上がり外表面
６ｂ，２６ｂ：（拡径部の）立ち上がり内壁面
３７：突起
３８：凹部
１００：燃料被覆管
１０１：管口マスク
１０２：厚肉円筒部
１０３：薄肉箔部
１０４：立ち上がり外表面
２００：燃料ペレット
【図１】
2011047745.tif 000003
【図２】
2011047745.tif 000004
【図３】
2011047745.tif 000005
【図４】
2011047745.tif 000006
【図５】
2011047745.tif 000007
【図６】
2011047745.tif 000008