(57)【要約】【課題】制御棒をラッチするための電磁石の保持力が低下することを防止することが可能な制御棒駆動装置を提供する。【解決手段】制御棒駆動装置１００は、炉外にある電磁石１７を励磁してアーマチュア５を内部ヨーク１８に吸着させることにより、制御棒１２を制御棒ラッチ機構１０にてラッチして、キャンドリラクタンスモータ１ａの作動によりボールナット部３を上下運動させて制御棒１２を上下駆動させ、また、電磁石１７を消磁してアーマチュア５を内部ヨーク１８から切離することにより、制御棒１２のラッチを解除するものであって、ボールナット３と一緒に上下移動する上部支持ロッド５１が、アーマチュア５の内部及び内部ヨークの外部を上下方向に通過するように配置され、内部ヨーク１８は、ガイド５２との固定を分解するだけで、換装及び位置調整可能に構成されている。【選択図】図１
2012154638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内の制御棒を駆動するための制御棒駆動装置であって、
前記原子炉の圧力容器に接続される外筒と、
前記外筒の下部に設置されたモータと、
前記外筒の内部に配置され、前記モータの作動により回転するボールねじ部と、
前記ボールねじ部に係合され、当該ボールねじ部の回転運動を上下運動に変換するボールナット部と、
前記外筒の内部に配置され、前記ボールナット部と一緒に上下移動する内部ヨークと、
前記外筒の外部に配置され、前記内部ヨークを励磁すると共に上下移動する内部ヨークに追従して移動する電磁石と、
前記電磁石の励磁により前記内部ヨークに吸着し前記電磁石の消磁により前記内部ヨークから切離するアーマチュアと、
前記アーマチュアの前記内部ヨークに対する位置に応じて前記制御棒に係合又は係合解除する制御棒ラッチ機構と、
前記制御棒ラッチ機構が取り付けられると共に前記ボールナット部と一緒に上下移動する摺動パイプと、
前記摺動パイプと前記ボールナット部との間において前記アーマチュアの内部及び内部ヨークの外部を上下方向に通過するように配置され、前記ナット部材と一緒に上下移動する上部支持ロッドと、
前記摺動パイプと前記上部支持ロッドを連結させ、前記内部ヨークが固定されるガイドと、を有し、
前記内部ヨークは、前記ガイドとの固定を分解するだけで、換装及び位置調整可能に構成されていることを特徴とする制御棒駆動装置。
【請求項２】
前記内部ヨークは、分割された複数の内部ヨーク片を備えており、前記上部支持ロッドは、前記複数の内部ヨーク片の間の隙間に挿通されていることを特徴とする請求項１に記載の制御棒駆動装置。
【請求項３】
前記内部ヨークは、前記上部支持ロッドとは独立して前記外筒の軸方向に位置調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御棒駆動装置。
【請求項４】
前記内部ヨークは、前記上部支持ロッドとは独立して前記外筒の半径方向に位置調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御棒駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉内（炉内）の制御棒を駆動するための制御棒駆動装置に係り、特に、原子炉外（炉外）にある電磁石の励磁磁力を解除（消磁）することによりスクラム（原子炉緊急停止）するような密封型の制御棒駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉、例えばＪＭＴＲ（Japan Materials Testing Reactor、材料試験炉）において、炉内にある磁気回路の一部（以下、「磁気回路部分」という。）を炉外にある電磁石で励磁した状態で通常運転し、炉外にある電磁石の消磁により炉内にある磁気回路部分を切離して、制御棒をスクラムさせるような密封型の制御棒駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、従来の制御棒駆動装置のキャンドパイプ１６内部の内部ヨーク１１８付近の構造を示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＥ−Ｅ線に沿う横断面図、（ｃ）はＦ−Ｆ線に沿う横断面図、（ｄ）はＧ−Ｇ線に沿う横断面図である。
【０００４】
通常運転時には、制御棒駆動装置は、炉外にある電磁石１７で励磁してアーマチュア５を内部ヨーク１１８の下面に吸着させ、アーマチュア５が固定されているラッチ動作軸１０ｄを上方に移動させることにより、制御棒（図示せず）を制御棒ラッチ機構１０（図１参照）にてラッチする。図３は、アーマチュア５が内部ヨーク１１８に吸着されている状態を示している。この状態で、制御棒駆動装置は、モータの出力軸に形成されたボールねじ（おねじ）に螺合されるボールナット（いずれも図示せず）と一緒に上下運動する摺動パイプを介して、制御棒を原子炉（図示せず）の下方から上方に押し上げることで、制御棒の中性子吸収部分を原子炉の炉心（図示せず）の上方へ押し上げる。一方、スクラム時には、制御棒駆動装置は、炉外にある電磁石１７の消磁によりアーマチュア５が内部ヨーク１１８から切離され、ラッチ動作軸１０ｄを下方に移動させることにより、制御棒のラッチを解除し、上方から自重落下により制御棒の中性子吸収部分を原子炉の炉心に挿入させる。
【０００５】
図３（図３（ｃ）（ｄ））に示すように、キャンドパイプ１６の内部に配置される内部ヨーク１１８は、周方向に等分配置された４つの部分を備えて構成されている。また、内部ヨーク１１８は、略円盤状のガイド１５２と上部支持ロッド１５１とを連結する連結部品となっている。すなわち、内部ヨーク１１８の上側では、ガイド１５２がボルト５３により固定されており、一方、内部ヨーク１１８の下側にはめねじ孔が設けられ、上端におねじ部が形成された４本の上部支持ロッド１５１が前記めねじ孔にねじ込まれた状態で固定されている。４本の上部支持ロッド１５１は、環状部材であるリング５４と固定されることにより一体構造となっている。
【０００６】
ここで、ガイド１５２よりも上方に位置していてボールナットと一緒に上下運動する部品の荷重は、ガイド１５２、内部ヨーク１１８、上部支持ロッド１５１、カップリング４１（図１参照）、下部支持ロッド４（図１参照）を介して、ボールナットに伝達される。アーマチュア５には上部支持ロッド１５１の径よりも僅かに大きい貫通孔が形成されており、この貫通孔に上部支持ロッド１５１が挿通されることによって、アーマチュア５は、上部支持ロッド１５１に沿って上下に摺動する。このようにして、上部支持ロッド１５１はアーマチュア５の移動をガイドし、アーマチュア５は、内部ヨーク１１８の下面とリング５４の上面との間を上下に移動可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭４３−８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前記した特許文献１に記載の従来技術においては、各上部支持ロッド１５１の下端は、カップリング４１（図１参照）にそれぞれ固定されている。また、各上部支持ロッド１５１の上端に形成されたおねじ部に、４分割された内部ヨーク片１１８a（図３（ｃ）（ｄ）参照）が、当該各部分に形成されためねじ孔へ上部支持ロッド１５１のおねじ部が螺合されるようにして、それぞれねじ込まれている。上部支持ロッド１５１は、リング５４と一体構造となっており、回転させることができないため、内部ヨーク片１１８a及びアーマチュア５の両吸着面の間隙は、上部支持ロッド１５１への内部ヨーク片１１８aのねじ込み量に依存していた。
【０００９】
このため、分解点検等の際に、組立位置の変化や、経年劣化によるねじ孔、上部支持ロッド１５１のおねじ部のねじ部等の変形によって、内部ヨーク１１８及びアーマチュア５の両吸着面の間隙は、内部ヨーク１１８の４分割された各部分において個別に変化し、差異が生じるという問題があった。これにより、炉外にある電磁石１７の励磁によって内部ヨーク片１１８aの下面にアーマチュア５を吸着した際に、内部ヨーク片１１８aとアーマチュア５との間にギャップが生じる個所が発生してしまい、磁気回路中の抵抗が増加することによって、制御棒を制御棒ラッチ機構１０（図１参照）にてラッチするための電磁石１７の保持力が低下する虞がある。また、磁気回路に磁束を効率よく通じさせるべく、漏れ磁束を小さくするために、内部ヨーク片１１８aとアーマチュア５との他には磁性体を配置しないことが望ましい。このため、上部支持ロッド１５１は非磁性材料のうち、例えばオーステナイト系ステンレス鋼で、支持に必要な強度を有する材料を用いることになる。強度向上のために上部支持ロッド１５１を太径とすることが望ましいが、この場合は、内部ヨーク片１１８aとアーマチュア５が吸着する際に、アーマチュア５の内部と内部ヨーク片１１８aの内部ともに非磁性体の領域が生じることから、磁気回路に磁束を効率よく通じることが出来ない設計上の問題を指摘しておく。
【００１０】
ここで、保持力改善調整のためには、内部ヨーク片１１８aを取り外し位置調整あるいは交換する必要があり、摺動パイプ９（図１参照）とガイド１５２との連結、ラッチ動作軸１０ｄと推力軽減リンク７（図１参照）及びバネ受け１０e（図１参照）の連結、上部支持ロッド１５１と内部ヨーク１１８の連結を分解、再組立する作業が必要となり、調整作業が煩雑となる。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、制御棒をラッチするための電磁石の保持力を容易に改善することが可能な制御棒駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明は、原子炉内の制御棒を駆動するための制御棒駆動装置であって、前記原子炉の圧力容器に接続される外筒と、前記外筒の下部に設置されたモータと、前記外筒の内部に配置され、前記モータの作動により回転するボールねじ部と、前記ボールねじ部に係合され、当該ボールネジ部の回転運動を上下運動に変換するボールナット部と、前記外筒の内部に配置され、前記ナット部材と一緒に上下移動する内部ヨークと、前記外筒の外部に配置され、前記内部ヨークを励磁すると共に上下移動する内部ヨークに追従して移動する電磁石と、前記電磁石の励磁により前記内部ヨークに吸着し前記電磁石の消磁により前記内部ヨークから切離するアーマチュアと、前記アーマチュアの前記内部ヨークに対する位置に応じて前記制御棒に係合又は係合解除する制御棒ラッチ機構と、前記制御棒ラッチ機構が取り付けられると共に前記ボールナット部と一緒に上下移動する摺動パイプと、前記摺動パイプと前記ボールナット部との間において前記アーマチュアの内部及び内部ヨークの外部を上下方向に通過するように配置され、前記ボールナット部と一緒に上下移動する上部支持ロッドと、前記摺動パイプと前記上部支持ロッドを連結させ、前記内部ヨークが固定されるガイドと、を有し、前記内部ヨークは、前記ガイドとの固定を分解するだけで換装及び位置調整可能に構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、制御棒をラッチするための電磁石の保持力を容易に改善することが可能な制御棒駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る制御棒駆動装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す制御棒駆動装置のキャンドパイプ内部の内部ヨーク付近の構造を拡大して示す断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ線に沿う縦断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿う横断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線に沿う横断面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線に沿う横断面図である。
【図３】従来の制御棒駆動装置のキャンドパイプ内部の内部ヨーク付近の構造を示す断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はＥ−Ｅ線に沿う横断面図、（ｃ）はＦ−Ｆ線に沿う横断面図、（ｄ）はＧ−Ｇ線に沿う横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る制御棒駆動装置の全体構成を示す縦断面図である。図２は、図１に示す制御棒駆動装置のキャンドパイプ内部の内部ヨーク付近の構造を拡大して示す断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ線に沿う縦断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿う横断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線に沿う横断面図、（ｄ）はＤ−Ｄ線に沿う横断面図である。
【００１７】
図１に示す制御棒駆動装置１００は、原子炉（図示せず）の内部において、中性子吸収物質から形成される板状又は棒状の物体である制御棒１２を上下駆動することにより原子炉の出力を制御するものである。
ちなみに、制御棒１２は、中性子吸収物質を有する領域の下に、中性子を吸収しにくい制御棒フォロワ領域を有しており、制御棒１２を炉心の上方へ押し上げることにより、中性子吸収を減じる構成となっている。
【００１８】
図１に示すように、制御棒駆動装置１００は、図１の上方に存する原子炉の圧力容器（図示せず）の座部に接続されて、当該圧力容器と一体に密封されるキャンドパイプ（外筒）１６を有している。キャンドパイプ１６の上方側の内面には、例えばスプリング等を備える緩衝器１３が設けられている。
【００１９】
制御棒１２の下端には、円筒形状のピストン１１が設けられており、スクラム時には緩衝器１３に当接されることになる。また、ピストン１１には、後記する制御棒ラッチ機構１０が係合可能な被係合部としての内径がすぼまったノッチ１１ａが形成されており、後記するキャンドリラクタンスモータ（モータ）１ａでボールナット部３を上下動することによりピストン１１を上下運動、つまり制御棒１２を炉心に対して上下駆動させることができる。
【００２０】
キャンドパイプ１６の下端部には、キャンドリラクタンスモータ１ａが設置されている。このキャンドリラクタンスモータ１ａの作動により回転するボールねじ部２が、キャンドパイプ１６の内部に配置されている。ここでは、ボールねじ部２は、キャンドリラクタンスモータ１ａの出力軸を延長して形成されている。但し、ボールねじ部２は、キャンドリラクタンスモータ１ａの出力軸と同期して回転するものであればよく、例えば図示しないギア等の動力伝達手段を介してキャンドリラクタンスモータ１ａの出力軸に接続されていてもよい。
【００２１】
ボールねじ部２の回転運動を上下運動に変換するボールナット部３が、ボールねじ部２に螺合されている。ボールねじ部２とボールナット部３とは、ボールねじ機構を構成している。ボールナット部３には、制御棒１２の駆動時においてボールねじ部２の回転によってボールナット部３が共廻りしないように、廻り止めすべりキー８が取り付けられており、廻り止めすべりキー８は、キャンドパイプ１６の内面に軸方向に沿って設けられた被係合溝（図示せず）に係合される。
【００２２】
また、制御棒駆動装置１００は、キャンドパイプ１６の内部に配置され、ボールナット部３と一緒に上下移動する内部ヨーク１８と、キャンドパイプ１６の外部に配置され、内部ヨーク１８を励磁すると共に上下移動する内部ヨーク１８に追従して移動する電磁石１７とを有している。
【００２３】
電磁石１７は、外部系ボールねじ部２０の上端部に取り付けられており、外部系ボールねじ部２０と共に上下動する。外部系ボールねじ部２０の下端部には、差動トランス１９が取り付けられており、外部系ボールねじ部２０と共に上下動する。
【００２４】
また、外部系ボールねじ部２０は、キャンドパイプ１６の外面に取り付けられた駆動変換部２１に係合されている。駆動変換部２１は、例えば、外部系ボールねじ部２０に螺合されるナット部と、このナット部に外部系駆動モータ１ｂの出力軸の駆動を伝達する歯車機構とを備えている（いずれも図示せず）。外部系駆動モータ１ｂの作動により、外部系ボールねじ部２０が軸方向に移動するように構成されている。
【００２５】
差動トランス１９は、複数のコイルを備えて構成されており、キャンドパイプ１６内のボールナット部３に設置された差動トランスコア１９ａとの上下方向の位置ずれを検出するものである。差動トランスコア１９ａとしては、例えば軟磁性材料が用いられる。差動トランスコア１９ａと差動トランス１９との位置ずれが０（ゼロ）になるように、外部系駆動モータ１ｂの作動が制御されることによって、電磁石１７は上下移動する内部ヨーク１８に追従して上下移動することが可能となっている。
【００２６】
また、制御棒駆動装置１００は、電磁石１７の励磁により内部ヨーク１８の下面に吸着して上方へ移動し、電磁石１７の消磁により内部ヨーク１８の下面から切離されて下方へ移動するアーマチュア５を有しており、アーマチュア５はラッチ動作軸１０ｄに固定されている。ここで、内部ヨーク１８とアーマチュア５とは、炉内にある磁気回路部分を構成しており、炉外にある電磁石１７により励磁され得る。内部ヨーク１８、アーマチュア５、及び電磁石１７は磁気回路を構成している。
【００２７】
アーマチュア５は、スクラムスプリング１４により常に下向きに付勢されており、内部ヨーク１８へのアーマチュア５の吸着はこの付勢力に打ち勝って行われる。より詳細に説明すると、ラッチ動作軸１０ｄの下端にはバネ受け１０ｅが取り付けられており、スクラムスプリング１４は、このバネ受け１０ｅと後記するリング５４との間に装着されている。リング５４は後記する上部支持ロッド５１に固定されているので、スクラムスプリング１４は、ラッチ動作軸１０ｄを上部支持ロッド５１に対して下方に移動させようとする。すなわち、アーマチュア５はラッチ動作軸１０ｄに固定されているので、スクラムスプリング１４はアーマチュア５を下方に付勢するように作用する。
なお、スクラムスプリング１４の内側に、アーマチュア５を上方に付勢する別のリセットスプリングが設置されているが、全体としてアーマチュア５は下方に付勢されることになる。ちなみに、リセットスプリングは、スクラム後にキャンドリラクタンスモータ１ａを駆動してボールナット３を下方に移動させてアーマチュア５の上面まで内部ヨーク１８の下面を押し下げるときなどに、緩衝材の役目をする。
【００２８】
また、制御棒駆動装置１００は、アーマチュア５の内部ヨーク１８に対する位置に応じて、制御棒１２に係合又は係合解除する制御棒ラッチ機構１０を有している。制御棒ラッチ機構１０は、図１に示すような菱形状を呈した部分を備えており、この菱形状の各辺の連結部分がそれぞれ回動自在に組み合わされたリンク機構として構成されている。
【００２９】
制御棒ラッチ機構１０の上端部１０ｂは、ボールナット部３と一緒に上下移動する摺動パイプ９に取り付けられている。また、制御棒ラッチ機構１０の下端部１０ａは、ラッチ動作軸１０ｃ、推力軽減リンク７、及びラッチ動作軸１０ｄを介して、アーマチュア５に連結されている。
【００３０】
制御棒ラッチ機構１０は、ラッチ動作軸１０ｃが上方に移動すると（アーマチュア５が内部ヨーク１８に吸着されると）、外側に拡開して、つまり下端部１０ａと上端部１０ｂの間隔が縮まり、左右端部がピストン１１のノッチ１１ａに係合し、ラッチ動作軸１０ｃが下方に移動すると（アーマチュア５が内部ヨーク１８から脱離すると）、前記した左右端部が内側に収縮し、ピストン１１のノッチ１１ａから離れて係合が解除されるように構成されている。その結果、制御棒１２の下部の中空部に制御棒ラッチ機構１０が納まり、制御棒１２が重力で落下する。
【００３１】
また、制御棒駆動装置１００は、摺動パイプ９とボールナット部３との間においてアーマチュア５の内部を通過するように配置され、ボールナット部３と一緒に上下移動する複数（ここでは４本、図２参照）の上部支持ロッド５１を有している。各上部支持ロッド５１の下端は、カップリング４１にそれぞれ固定されている。なお、上部支持ロッド５１の数は４本に限られず、変更され得る。カップリング４１は、ボールナット部３と下部支持ロッド４を介して結合されている。
【００３２】
ここでは、上部支持ロッド５１は、アーマチュア５の軸方向に平行に形成され、上部支持ロッド５１の径よりも僅かに大きい貫通孔５ａ（図２参照）に挿通されている。したがって、アーマチュア５は上部支持ロッド５１に沿って摺動可能であり、上部支持ロッド５１はアーマチュア５の移動をガイドするように構成されている。但し、上部支持ロッド５１は、アーマチュア５の外部を通過するように配置されていてもよく、この場合、アーマチュア５の外側面が上部支持ロッド５１にガイドされる。
【００３３】
図２に示すように、内部ヨーク１８は、円筒形状部材を一部周方向に切り欠いて４分割した形状を呈した４つの部分である内部ヨーク片１８ａを備えており、これらの複数の内部ヨーク片１８ａは周方向に等間隔で配置されている（図２（ｃ）（ｄ）参照）。内部ヨーク片１８ａの数は４つに限られず、変更され得る。前述したように、図２（ａ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う縦断面図を示している。
【００３４】
摺動パイプ９（図１参照）の下部には支持部材であるガイド５２が連結されており、ガイド５２の下側に内部ヨーク１８がボルト５３により固定されている。すなわち、内部ヨーク１８は、ガイド５２を間に挟み、ボルト５３でガイド５２の下側に吊り下げられる構造とされている。上部支持ロッド５１は非磁性材料のうち、例えばオーステナイト系ステンレス鋼で、支持に必要な強度を有する材料を用いることになる。内部ヨーク１８とアーマチュア５が吸着する際に、上部支持ロッド５１は内部ヨーク１８の外部にあって独立していることから、磁気回路中の非磁性体の領域はアーマチュア５の内部だけにあって、内部ヨーク１８の内部には非磁性体の領域が生じない。これにより、従来実施例に比べて、本実施例では磁気回路に磁束を効率よく通じることが可能となる。したがって、上部支持ロッド５１を太径とすることができ、強度の向上を図ることが可能となり、組立位置の変化や部品の変形を改善できる。
【００３５】
各上部支持ロッド５１は、複数の内部ヨーク片１８ａの間の周方向の隙間に挿通されて配置される（図２（ｃ）（ｄ）参照）。すなわち、各上部支持ロッド５１の位置は、従来の図３に示す位置よりも、キャンドパイプ１６の周方向へ例えば４５度ずれている。そして、各上部支持ロッド５１の上端部に、ガイド５２が直接連結される構造となっている。具体的には、上部支持ロッド５１がガイド５２に形成された貫通孔５２ａに嵌挿され、上部支持ロッド５１の上端部に形成された小径のおねじ部５５にナット５６を螺合させて締結することによって、上部支持ロッド５１の上端部にガイド５２が連結されている。
【００３６】
４本の上部支持ロッド５１は、環状部材であるリング５４と固定されることにより一体構造となっている。アーマチュア５は、内部ヨーク１８の下面とリング５４の上面との間を上下に移動可能とされている。
【００３７】
このように、ガイド５２は上部支持ロッド５１の上端部に連結されると共に、ガイド５２の下側に、上部支持ロッド５１との干渉を避けるようにして内部ヨーク片１８ａが固定されている。したがって、内部ヨーク１８は、上部支持ロッド５１とは独立して、ガイド５２に対して位置調整可能に構成されている。例えば、ガイド５２と内部ヨーク片１８ａとの間に所定厚さの板部材であるシムを介装することにより、内部ヨーク１８は、内部ヨーク片１８ａ毎に、上部支持ロッド５１とは独立してキャンドパイプ１６の軸方向に位置調整可能である。
【００３８】
また、ガイド５２には、ボルト５３が挿通される貫通長孔５２ｂ（図２（ｂ）参照）が形成されている。貫通長孔５２ｂは、キャンドパイプ１６の半径方向に長く形成された長孔である。したがって、ボルト５３の締め付け位置を貫通長孔５２ｂの長径方向にずらすことができ、これにより、内部ヨーク１８は、内部ヨーク片１８ａ毎に、上部支持ロッド５１とは独立して、キャンドパイプ１６の半径方向にガイド５２に対して位置調整可能である。
【００３９】
なお、ボルト５３の締付け時に内部ヨーク片１８ａがボルト５３の中心軸まわりに回転することを防止するための廻り止め機構（図示せず）を設けることが望ましい。例えば、ガイド５２の下面及び内部ヨーク片１８ａの上面のいずれか一方に、半径方向に延在する直線状の溝（凹部）を設け、他方に、当該溝に係合して当該溝内で半径方向に摺動可能な凸部を設けることにより、内部ヨーク片１８ａのガイド５２への取付固定時の回転を防止できる。
【００４０】
図１に示すように、ボールナット部３の上に、下部支持ロッド４、カップリング４１、上部支持ロッド５１、ガイド５２、摺動パイプ９が、下から順に載置される構成となっている。そして、制御棒１２がラッチされた状態において、制御棒１２から受ける荷重は、制御棒ラッチ機構１０（１０ａ、１０ｂ）、摺動パイプ９、ガイド５２、上部支持ロッド５１、下部支持ロッド４を介した第１ルートと、制御棒ラッチ機構１０（１０ａ、１０ｂ）、ラッチ動作軸１０ｃ、推力軽減リンク７、ラッチ動作軸１０ｄ、アーマチュア５、内部ヨーク１８、ガイド５２、上部支持ロッド５１、下部支持ロッド４を介した第２ルートとを経て、ボールナット部３に伝達される。ここで、推力軽減リンク７は、制御棒１２がラッチされた状態において、アーマチュア５及び内部ヨーク１８で構成される磁気回路部分にかかる荷重を軽減するためのものである。制御棒１２がラッチを解除された状態において、第２ルートの荷重負荷は生じない。これにより、荷重負荷は、主として前記第１ルートを経て伝達される構成となっている。
【００４１】
次に、前記のように構成された制御棒駆動装置１００の作用について説明する。
通常運転時には、制御棒駆動装置１００は、炉外にある電磁石１７で励磁してアーマチュア５を内部ヨーク１８の下面に吸着させ、ラッチ動作軸１０ｄ等を上方に移動させることにより、上部制御棒駆動軸９に取り付けられた制御棒ラッチ機構１０を制御棒１２に係合すべく動作させ、制御棒１２を摺動パイプ９にラッチする。
【００４２】
この状態で、制御棒駆動装置１００は、キャンドパイプ１６の下端部に設けられたキャンドリラクタンスモータ１ａの作動で回転するボールねじ部２に螺合されたボールナット部３の上下運動が、摺動パイプ９を介して制御棒１２に伝達されることによって、制御棒１２が上下駆動される。このとき、電磁石１７がボールナット部３の動きに応じて上下運動する。ここで、制御棒駆動装置１００は、摺動パイプ９を介して制御棒１２を原子炉下方から上方に押し上げることで、制御棒１２の中性子吸収部分を原子炉の炉心の上方へ押し上げる。
【００４３】
一方、スクラム時には、制御棒駆動装置１００は、炉外にある電磁石１７の消磁によってアーマチュア５を内部ヨーク１８の下面から切離してラッチ動作軸１０ｄ等を下方に移動させることにより、制御棒１２の制御棒ラッチ機構１０によるラッチを解除する。このとき、アーマチュア５は、制御棒ラッチ機構１０（１０a、１０b）、ラッチ動作軸１０ｃ、推力軽減リンク７、ラッチ動作軸１０ｄを介して伝達される制御棒１２及びピストン１１の荷重、及び自重とスクラムスプリング１４の付勢力で、急速に下方に移動する。これにより、ラッチが解除された制御棒１２は上方から自重落下して炉心に挿入される。ここで、アーマチュア５は、スクラムスプリング１４により、内部ヨーク１８から円滑に切離される。また、自重落下時、制御棒１２の下端に設けられたピストン１１が緩衝器１３に当接されて衝撃が緩和される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係る制御棒駆動装置１００は、炉外にある電磁石１７を励磁してアーマチュア５を内部ヨーク１８に吸着させることにより、制御棒１２を制御棒ラッチ機構１０にてラッチして、キャンドリラクタンスモータ１ａの作動によりボールナット部３を上下運動させて制御棒１２を上下駆動させ、また、電磁石１７を消磁してアーマチュア５を内部ヨーク１８から切離することにより、制御棒１２のラッチを解除するものであって、ボールナット部３と一緒に上下移動する上部支持ロッド５１が、アーマチュア５の内部及び内部ヨークの外部を上下方向に通過するように配置され、内部ヨーク１８は、ガイド５２を間に挟み、ボルト５３でガイド５２の下側に吊り下げるように構成されている。
【００４５】
このように本実施形態に係る制御棒駆動装置１００では、内部ヨーク１８はガイドとの固定部分を分解するだけで、換装及び位置調整可能な構造とされる。したがって、分解点検等の際には、例えば内部ヨーク片１８ａとその相手側取付面との間に所定厚さの板部材であるシム（図示せず）を介装することにより、内部ヨーク１８は、内部ヨーク片１８ａ毎に、キャンドパイプ１６の軸方向に位置調整可能である。
【００４６】
したがって、炉外にある電磁石１７の励磁によって内部ヨーク１８にアーマチュア５を吸着した際に、内部ヨーク片１８aとアーマチュア５との間にギャップが生じないように調整すること、あるいは内部ヨーク１８の換装が容易に可能となる。これにより、制御棒１２をラッチするための電磁石１７の保持力を容易に改善可能となる。
また、電磁石１７の保持力を容易に改善できることにより、点検保守を容易にし、信頼性の高い制御棒駆動装置１００を提供することができる。
なお、シムを介装する代わりに、内部ヨーク片１８ａの交換や修正が行われてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、内部ヨーク片１８ａが支持ロッド５１と干渉しない位置に設けられているので、内部ヨーク１８は貫通長孔５２ｂにより、内部ヨーク片１８ａ毎に、支持ロッド５１とは独立してキャンドパイプ１６の半径方向に位置調整可能である。
したがって、キャンドパイプ１６の半径方向についての内部ヨーク１８の位置を調整することができ、これにより、電磁石１７による内部ヨーク１８とアーマチュア５との吸着力の調整が可能となる。
【００４８】
以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１ａ    キャンドリラクタンスモータ（モータ）
１ｂ    外部系駆動モータ
２    ボールねじ部
３    ボールナット部
４    下部支持ロッド
５    アーマチュア
７    推力軽減リンク
９    摺動パイプ
１０ｃ、１０ｄ    ラッチ動作軸
１０    制御棒ラッチ機構
１１    ピストン
１１ａ    ノッチ
１２    制御棒
１３    緩衝器
１４    スクラムスプリング
１６    キャンドパイプ（外筒）
１７    電磁石
１８    内部ヨーク
１８ａ    内部ヨーク片
１９    差動トランス
１９ａ    差動トランスコア
２０    外部系ボールねじ部
２１    駆動変換部
４１    カップリング
５１    上部支持ロッド
５２    ガイド
５２ｂ    貫通長孔
５３    ボルト
５４    リング
１００    制御棒駆動装置
【図１】
2012154638.tif 000003
【図２】
2012154638.tif 000004
【図３】
2012154638.tif 000005