(57)【要約】【課題】穴加工装置及び方法において、一度に複数の穴を同時に加工可能として加工作業の作業性の向上を可能とする。【解決手段】加工ヘッド６１と、加工ヘッド６１に着脱自在に装着される複数の穴あけ工具６３と、加工ヘッド６１を管板４５に形成する取付穴６０の径方向及び軸方向に移動可能とする駆動装置６４と、この駆動装置６４を駆動する制御装置６５とを設け、加工ヘッド６１に対して穴あけ工具６３を取付穴６０の配列方向に沿うと共に取付穴６０のピッチの２倍以上の整数倍の等間隔で設け、制御装置６５は、加工ヘッド６１が穴あけ工具６３の配列方向に取付穴６０のピッチごとに移動して穴あけ工具６３により穴加工を行うように駆動装置６４を駆動する。【選択図】図１
2012106314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工ヘッドと、
該加工ヘッドを被加工部材に形成する穴の径方向及び軸方向に移動可能とする駆動装置と、
前記加工ヘッドに前記穴の配列方向に沿って設けられると共に前記穴のピッチの２倍以上の整数倍の等間隔で設けられる複数の穴あけ工具と、
前記加工ヘッドが前記穴あけ工具の配列方向に前記穴のピッチごとに移動して前記穴あけ工具により穴加工を行うように前記駆動装置を駆動する制御装置と、
を備えることを特徴とする穴加工装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、前記加工ヘッドが前記穴のピッチと前記整数倍と前記穴あけ工具の個数とを乗算した１列の群を移動して前記穴あけ工具による穴加工が終了したら、前記加工ヘッドを前記穴あけ工具の配列方向に交差する方向に前記穴のピッチだけ移動し、隣接する１列の群に対して前記穴あけ工具による穴加工を行うことを特徴とする請求項１に記載の穴加工装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、前記複数の穴あけ工具のうちの少なくとも一つが穴あけ加工不要位置に到達したときには、全ての穴あけ工具による穴加工を行わずに次の穴あけ加工位置に移動することを特徴とする請求項１または２に記載の穴加工装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、前記複数の穴あけ工具のいずれかが穴あけ加工不要位置に到達したときには、穴あけ加工不要位置にある前記穴あけ工具を取り外して穴加工を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の穴加工装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、所定数の前記穴あけ工具を用いた穴加工を行った後、前記穴あけ工具の個数を減少して穴加工を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の穴加工装置。
【請求項６】
前記被加工部材は、円盤形状をなし、前記穴あけ工具により軸心方向に穴加工を行うものであり、前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、前記加工ヘッドを前記被加工部材の径方向と平行な方向に沿った前記穴の１列の群を単位として、前記加工ヘッドを前記被加工部材の外周方向に沿って移動して前記穴あけ工具による穴加工を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の穴加工装置。
【請求項７】
複数の穴あけ工具が所定間隔で直列に設けられる加工ヘッドを移動して被加工部材に対して穴加工を行う穴加工方法であって、
前記複数の穴あけ工具を前記穴の配列方向に沿って前記穴のピッチの２倍以上の整数倍の等間隔で配置し、
前記加工ヘッドを前記穴あけ工具の配列方向に前記穴のピッチごとに移動して前記穴あけ工具により穴加工を行う、
ことを特徴とする穴加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラントに熱交換器として使用される蒸気発生器にて、伝熱管を支持するために管支持板や管板などに穴を形成する穴加工装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）では、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。そして、この加圧水型原子炉は、高温高圧の一次冷却水の熱を蒸気発生器により二次冷却水に伝え、二次冷却水で水蒸気を発生させるものである。この蒸気発生器は、多数の細い伝熱管の内側を一次冷却水が流れ、外側を流れる二次冷却水に熱を伝えて水蒸気を生成し、この水蒸気によりタービンを回して発電している。
【０００３】
この蒸気発生器において、中空密閉形状をなす胴部内に、その内壁面と所定間隔をもって管群外筒が配設され、この管群外筒内に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管が配設され、各伝熱管の端部が管板に支持され、胴部の下端部に一次冷却水の入口側水室及び出口側水室が形成されている。また、胴部内に、管群外筒の上方に位置して二次冷却水の入口部が設けられると共に、気水分離機と湿分分離機が上下に並んで配設され、その上方に蒸気出口が設けられている。
【０００４】
従って、冷却水配管より入口側水室を通して複数の伝熱管に一次冷却水が供給される一方、入口部からこの胴部内に二次冷却水が供給される。すると、複数の伝熱管内を流れる一次冷却水（熱水）と胴部内を循環する二次冷却水（冷水）との間で熱交換を行われることで、二次冷却水が熱を吸収して水蒸気が生成される。そして、生成された蒸気が気水分離機により水分が除去され、湿分分離機により湿分が除去された蒸気が蒸気出口から排出される一方、熱交換を終了した一次冷却水が出口側水室から排出される。
【０００５】
このような蒸気発生器では、胴部内に設けられた多数の伝熱管は、複数の管支持板や管板により支持されている。この管支持板や管板は、多数形成された穴に伝熱管が挿入されることで、多数の伝熱管が振動しないように支持されている。この場合、管支持板や管板の穴は多数あり、効率的に切削加工して形成する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２７５９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
管支持板や管板に形成された穴は、多数の伝熱管を接近した状態で支持する必要があることから、隣接する穴同士の間隔が狭く、ドリルなどの切削工具により複数の穴を同時に加工することが困難である。また、各管支持板は、複数のステーロッドにより支持されており、このステーロッドの下端部は、管板に螺合して固定されている。この場合、管板は、多数の伝熱管が嵌合して支持するための穴だけでなく、複数のステーロッドを固定するためのねじ穴も形成する必要があり、この点でも、切削工具により伝熱管を支持するための複数の穴だけを同時に加工することが困難となる。なお、上述した特許文献１では、加工する必要のある穴と必要のない穴を特定する穴位置特定方法が記載されているが、必要な複数の穴だけを加工する方法については記載されていない。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、一度に複数の穴を同時に加工可能として加工作業の作業性の向上を可能とする穴加工装置及び方法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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の穴加工装置は、加工ヘッドと、該加工ヘッドを被加工部材に形成する穴の径方向及び軸方向に移動可能とする駆動装置と、前記加工ヘッドに前記穴の配列方向に沿って設けられると共に前記穴のピッチの２倍以上の整数倍の等間隔で設けられる複数の穴あけ工具と、前記加工ヘッドが前記穴あけ工具の配列方向に前記穴のピッチごとに移動して前記穴あけ工具により穴加工を行うように前記駆動装置を駆動する制御装置と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、加工ヘッドに複数の穴あけ工具を装着し、この加工ヘッドを穴あけ工具の配列方向に形成する穴のピッチごとに移動し、この穴あけ工具により同時に複数の穴加工を行うことができ、一度に複数の穴を同時に加工することができ、その結果、穴加工作業の作業性を向上することができる。
【００１１】
本発明の穴加工装置では、前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、前記加工ヘッドが前記穴のピッチと前記整数倍と前記穴あけ工具の個数とを乗算した１列の群を移動して前記穴あけ工具による穴加工が終了したら、前記加工ヘッドを前記穴あけ工具の配列方向に交差する方向に前記穴のピッチだけ移動し、隣接する１列の群に対して前記穴あけ工具による穴加工を行うことを特徴としている。
【００１２】
従って、加工ヘッドに複数の穴あけ工具を装着可能とし、複数の穴あけ工具を移動することで、１列の群を単位として穴加工を行うこととなり、多数の穴を短時間で容易に加工することができる。
【００１３】
本発明の穴加工装置では、前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、前記複数の穴あけ工具のうちの少なくとも一つが穴あけ加工不要位置に到達したときには、全ての穴あけ工具による穴加工を行わずに次の穴あけ加工位置に移動することを特徴としている。
【００１４】
従って、穴あけ加工不要位置とセットとなった穴あけ加工位置にある穴を後から穴加工することで、機械を停止することなく連続した穴加工作業を行うことができる。
【００１５】
本発明の穴加工装置では、前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、前記複数の穴あけ工具のいずれかが穴あけ加工不要位置に到達したときには、穴あけ加工不要位置にある前記穴あけ工具を取り外して穴加工を行うことを特徴としている。
【００１６】
従って、穴あけ加工不要位置にある穴あけ工具を取り外して穴加工を行うことで、穴あけ加工不要位置を除く穴あけ加工位置に対して、順次穴あけ加工を行うこととなり、効率的な穴加工作業を可能とすることができる。
【００１７】
本発明の穴加工装置では、前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、所定数の前記穴あけ工具を用いた穴加工を行った後、前記穴あけ工具の個数を減少して穴加工を行うことを特徴としている。
【００１８】
従って、穴あけ工具の個数に対して穴加工が可能な領域の処理を順次行い、その工具の個数で加工できる範囲を全て加工した後、この穴あけ工具の個数を減少して穴加工を行うことで、効率的な穴加工を行うことができる。
【００１９】
本発明の穴加工装置では、前記被加工部材は、円盤形状をなし、前記穴あけ工具により軸心方向に穴加工を行うものであり、前記制御装置は、前記駆動装置を駆動することで、前記加工ヘッドを前記被加工部材の径方向に平行な方向に沿った前記穴の１列の群を単位として、前記加工ヘッドを前記被加工部材の外周方向に沿って移動して前記穴あけ工具による穴加工を行うことを特徴としている。
【００２０】
従って、被加工部材が円盤形状の場合、被加工部材の径方向に沿った穴の１列の群を単位として、加工ヘッドを被加工部材の外周方向に沿って移動して穴加工を行うことで、被加工部材の形状に拘わらず、一度に複数の穴を同時に加工することができ、穴加工作業の作業性を向上することができる。
【００２１】
また、本発明の穴加工方法は、複数の穴あけ工具が所定間隔で直列に設けられる加工ヘッドを移動して被加工部材に対して穴加工を行う穴加工方法であって、前記複数の穴あけ工具を前記穴の配列方向に沿って前記穴のピッチの２倍以上の整数倍の等間隔で配置し、前記加工ヘッドを前記穴あけ工具の配列方向に前記穴のピッチごとに移動して前記穴あけ工具により穴加工を行う、ことを特徴とするものである。
【００２２】
従って、一度に複数の穴を同時に加工可能として加工作業の作業性の向上を可能とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の穴加工装置及び方法によれば、加工ヘッドが穴あけ工具の配列方向に穴のピッチごとに移動して穴あけ工具により穴加工を行うので、一度に複数の穴を同時に加工可能として加工作業の作業性の向上を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る穴加工装置を表す正面図である。
【図２】図２は、実施例１の穴加工方法による区分領域を表す概略図である。
【図３−１】図３−１は、実施例１の穴加工方法の手順を表す概略図である。
【図３−２】図３−２は、実施例１の穴加工方法の手順を表す概略図である。
【図３−３】図３−３は、実施例１の穴加工方法の手順を表す概略図である。
【図３−４】図３−４は、実施例１の穴加工方法の手順を表す概略図である。
【図４−１】図４−１は、実施例１の別の穴加工方法の手順を表す概略図である。
【図４−２】図４−２は、実施例１の別の穴加工方法の手順を表す概略図である。
【図４−３】図４−３は、実施例１の別の穴加工方法の手順を表す概略図である。
【図４−４】図４−４は、実施例１の別の穴加工方法の手順を表す概略図である。
【図５】図５は、実施例１の穴加工方法により形成された管板の状態を表す概略図である。
【図６】図６は、実施例１の穴加工方法を表すフローチャートである。
【図７】図７は、実施例１の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントの概略構成図である。
【図８】図８は、実施例１の蒸気発生器を表す概略構成図である。
【図９】図９は、本発明の実施例２に係る穴加工方法により形成された管板の状態を表す概略図である。
【図１０】図１０は、実施例２の穴加工方法を表すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の実施例３に係る穴加工方法により形成された管板の状態を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明の穴加工装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係る穴加工装置を表す正面図、図２は、実施例１の穴加工方法による区分領域を表す概略図、図３−１から図３−４は、実施例１の穴加工方法の手順を表す概略図、図４−１から図４−４は、実施例１の別の穴加工方法の手順を表す概略図、図５は、実施例１の穴加工方法により形成された管板の状態を表す概略図、図６は、実施例１の穴加工方法を表すフローチャート、図７は、実施例１の蒸気発生器が適用された原子力発電プラントの概略構成図、図８は、実施例１の蒸気発生器を表す概略構成図である。
【００２７】
実施例１の原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。
【００２８】
本実施例の加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントにおいて、図７に示すように、原子炉格納容器１１内には、加圧水型原子炉１２及び蒸気発生器１３が格納されており、この加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３とは冷却水配管１４，１５を介して連結されており、冷却水配管１４に加圧器１６が設けられ、冷却水配管１５に冷却水ポンプ１５ａが設けられている。この場合、減速材及び一次冷却水（冷却材）として軽水を用い、炉心部における一次冷却水の沸騰を抑制するために、一次冷却系統は加圧器１６により１５０〜１６０気圧程度の高圧状態を維持するように制御している。従って、加圧水型原子炉１２にて、燃料（原子燃料）として低濃縮ウランまたはＭＯＸにより一次冷却水として軽水が加熱され、高温の一次冷却水が加圧器１６により所定の高圧に維持した状態で冷却水配管１４を通して蒸気発生器１３に送られる。この蒸気発生器１３では、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は冷却水配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。
【００２９】
蒸気発生器１３は、蒸気タービン１７と冷却水配管１８を介して連結されており、この蒸気タービン１７は高圧タービン１９及び低圧タービン２０を有すると共に、発電機２１が接続されている。また、高圧タービン１９と低圧タービン２０との間には、湿分分離加熱器２２が設けられており、冷却水配管１８から分岐した冷却水分岐配管２３が湿分分離加熱器２２に連結される一方、高圧タービン１９と湿分分離加熱器２２は低温再熱管２４により連結され、湿分分離加熱器２２と低圧タービン２０は高温再熱管２５により連結されている。
【００３０】
更に、蒸気タービン１７の低圧タービン２０は、復水器２６を有しており、この復水器２６には冷却水（例えば、海水）を給排する取水管２７及び排水管２８が連結されている。この取水管２７は、循環水ポンプ２９を有し、排水管２８と共に他端部が海中に配置されている。そして、この復水器２６は、冷却水配管３０を介して脱気器３１に連結されており、この冷却水配管３０に復水ポンプ３２及び低圧給水加熱器３３が設けられている。また、脱気器３１は、冷却水配管３４を介して蒸気発生器１３に連結されており、この冷却水配管３４には給水ポンプ３５及び高圧給水加熱器３６が設けられている。
【００３１】
従って、蒸気発生器１３にて、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行って生成された蒸気は、冷却水配管１８を通して蒸気タービン１７（高圧タービン１９から低圧タービン２０）に送られ、この蒸気により蒸気タービン１７を駆動して発電機２１により発電を行う。このとき、蒸気発生器１３からの蒸気は、高圧タービン１９を駆動した後、湿分分離加熱器２２で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に加熱されてから低圧タービン２０を駆動する。そして、蒸気タービン１７を駆動した蒸気は、復水器２６で海水を用いて冷却されて復水となり、低圧給水加熱器３３で、例えば、低圧タービン２０から抽気した低圧蒸気により加熱され、脱気器３１で溶存酸素や不凝結ガス（アンモニアガス）などの不純物が除去された後、高圧給水加熱器３６で、例えば、高圧タービン１９から抽気した高圧蒸気により加熱された後、蒸気発生器１３に戻される。
【００３２】
このように構成された原子力発電プラントに適用される蒸気発生器１３において、図８に示すように、胴部４１は、密閉された中空円筒形状をなし、上部に対して下部が若干小径となっている。この胴部４１は、上部胴４２と下部胴４３とが溶接により接合されて構成されている。この胴部４１における下部胴４３内には、この下部胴４３の内壁面と所定間隔をもって円筒形状をなす管群外筒４４が配設され、下端部が管板４５の近傍まで延設されている。
【００３３】
管群外筒４４内は、内部に所定の高さ位置に対応して複数の管支持板４６が配設されており、管板４５から上方に延設された複数のステーロッド４７により支持されている。そして、この管群外筒４４は、内部に逆Ｕ字形状をなす複数の伝熱管４８からなる伝熱管群４９が配設されており、各伝熱管４８の端部は管板４５に拡管して支持されると共に、中間部が複数の管支持板４６により支持されている。この場合、管支持板４６は、多数の貫通穴（図示略）が形成されており、各伝熱管４８がこの貫通穴内に挿通して支持されている。
【００３４】
下部胴４３は、下端部に水室５０が固定されており、内部が隔壁５１により入室５２及び出室５３により区画されると共に、入口ノズル５４及び出口ノズル５５が形成され、各伝熱管４８の一端部が入室５２に連通し、他端部が出室５３に連通している。なお、この入口ノズル５４には上述した冷却水配管１４が連結される一方、出口ノズル５４には冷却水配管１５が連結されている。
【００３５】
上部胴４２は、内部に給水を蒸気と熱水とに分離する気水分離器５６と、この分離された蒸気の湿分を除去して乾き蒸気に近い状態とする湿分分離器５７が設けられている。また、上部胴４２は、伝熱管群４９と気水分離器５６との間に、胴部４１内に二次冷却水の給水を行う給水管５８が挿入される一方、天井部には蒸気出口５９が形成されている。そして、胴部４１は、給水管５８からこの胴部４１内に給水された二次冷却水を、胴部４１と管群外筒４４との間を流下して管板４５にて上方に循環し、伝熱管群４９内を上昇するときに各伝熱管４８内を流れる熱水（一次冷却水）との間で熱交換を行う給水路６０が設けられている。なお、給水管５８には上述した冷却水配管３４が連結される一方、蒸気出口５９には冷却水配管１８が連結されている。
【００３６】
従って、加圧水型原子炉１２で加熱された一次冷却水が冷却水配管１４を通して蒸気発生器１３の入室５２に送られ、多数の伝熱管４８内を通って循環して出室５３に至る。一方、復水器２６で冷却された二次冷却水が冷却水配管３４を通して蒸気発生器１３の給水管５８に送られ、胴部４１内の給水路６０を通って伝熱管４８内を流れる熱水（一次冷却水）と熱交換を行う。即ち、胴部４１内で、高圧高温の一次冷却水と二次冷却水との間で熱交換が行われ、冷やされた一次冷却水は出室５３から冷却水配管１５を通して加圧水型原子炉１２に戻される。一方、高圧高温の一次冷却水と熱交換を行った二次冷却水は、胴部４１内を上昇し、気水分離器５６で蒸気と熱水とに分離され、湿分分離器５７でこの蒸気の湿分を除去してから、冷却水配管１８を通して蒸気タービン１７に送られる。
【００３７】
このように構成された蒸気発生器１３にて、胴部４１は、下部に複数の管支持板４６が所定間隔で設けられると共に、その下端部に管板４５が設けられている。そして、伝熱管群４９を構成する複数の伝熱管４８は、端部が管板４５に形成された多数の取付穴に固定されると共に、中間部が各管支持板４６に形成された多数の貫通穴に支持されている。また、複数の管支持板４６は、管板４５から上方に延設された複数のステーロッド４７により支持されている。このように管板４５は、伝熱管４８が固定される取付穴だけでなく、ステーロッド４７がねじ込まれて取付けられるねじ穴が設けられている。また、管支持板４６も、伝熱管４８が貫通する貫通穴だけでなく、ステーロッド４７が挿入されて支持される支持穴が設けられている。
【００３８】
そのため、管板４５は多数の取付穴やねじ穴が設けられ、管支持板４６は、多数の貫通穴や支持穴が設けられていることから、効率的に穴加工を行う必要がある。また、管板４５や管支持板４６は、形状の異なる穴が設けられていることから、この点を考慮して穴加工を行う必要がある。
【００３９】
そこで、実施例１の穴加工装置は、図１に示すように、加工ヘッド６１と、加工ヘッド６１に主軸（または、スピンドル）６２を介して着脱自在に装着される複数（本実施例では、５本）の穴あけ工具６３と、加工ヘッド６１を被加工部材としての管板４５に形成する取付穴６０の径方向及び軸方向に移動可能とする駆動装置６４と、この駆動装置６４を駆動する制御装置６５と、管板４５の加工データが記憶されるデータベース６６とを有している。
【００４０】
そして、加工ヘッド６１は、穴あけ工具６３が取付穴６０の配列方向に沿って設けられると共に、取付穴６０のピッチの２倍以上の整数倍の等間隔で設けられている。また、制御装置６５は、加工ヘッド６１が穴あけ工具６３の配列方向に取付穴６０のピッチごとに移動して穴あけ工具６３により穴加工を行うように駆動装置６４を駆動する。
【００４１】
また、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、加工ヘッド６１が取付穴６０のピッチと整数倍と穴あけ工具６３の個数とを乗算した１列の群を移動して穴あけ工具６３による穴加工が終了したら、加工ヘッド６１を穴あけ工具６３の配列方向に交差する方向に取付穴６０のピッチだけ移動し、隣接する１列の群に対して穴あけ工具６３による穴加工を行う。
【００４２】
また、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、複数の穴あけ工具６３のうちの少なくとも一つが穴あけ加工不要位置に到達したときには、全ての穴あけ工具６３による穴加工を行わずに次の穴あけ加工位置に移動する。
【００４３】
そして、被加工部材が円盤形状をなす管板４５であったとき、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、加工ヘッド６１を管板４５の径方向に沿った取付穴６０の１列の群を単位として、加工ヘッド６１を管板４５の外周方向に沿って移動して穴あけ工具６３による穴加工を行う。また、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、所定数の穴あけ工具６３を用いた穴加工を行った後、穴あけ工具６３の個数を減少して穴加工を行う。
【００４４】
即ち、図２に示すように、管板４５に取付穴６０を形成する領域をＡ，Ｂ，Ｃ・・・と区画し、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、まず、加工ヘッド６１を領域Ａに対して、その中心から右方向へ周方向に沿って移動して穴あけ工具６３による穴加工を行い、続いて、中心から左方向へ周方向に沿って移動して穴あけ工具６３による穴加工を行う。次に、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、加工ヘッド６１を領域Ｂに対して、その中心から右方向へ周方向に沿って移動して穴あけ工具６３による穴加工を行い、続いて、中心から左方向へ周方向に沿って移動して穴あけ工具６３による穴加工を行う。そして、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、加工ヘッド６１を領域Ｃに対して、その中心から右方向へ周方向に沿って移動して穴あけ工具６３による穴加工を行い、続いて、中心から左方向へ周方向に沿って移動して穴あけ工具６３による穴加工を行う。
【００４５】
この場合、加工ヘッド６１は、５本の穴あけ工具６３による取付穴６０の加工可能領域はＡ，Ｂ，Ｃであり、この領域Ａ，Ｂ，Ｃにおける穴加工が完了したら、加工ヘッド６１から穴あけ工具６３を１本抜き取り、４本の穴あけ工具６３による取付穴６０の加工可能領域の穴加工を行う。そして、４本の穴あけ工具６３による穴加工が完了したら、加工ヘッド６１から穴あけ工具６３をまた１本抜き取り、３本の穴あけ工具６３による取付穴６０の加工可能領域の穴加工を行う。このようにして加工ヘッド６１から穴あけ工具６３の個数を減少して穴加工を行う。
【００４６】
以下、実施例１の穴加工装置による管板４５に対する取付穴６０の穴加工方法について、図３−１から図６に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
実施例１の穴加工方法において、図６に示すように、ステップＳ１１にて、制御装置６５は、管板４５の設計情報をデータベース６６から読み込んで入力する。ここで、管板４５の設計情報とは、管板４５に形成する取付穴６０の個数（全穴数）、全取付穴６０のピッチＬｈ、全取付穴６０により形成された縦列数、この縦列に含まれる取付穴６０の個数、ステーロッド４７のねじ穴の位置（穴あけ加工不要位置）である。
【００４８】
ステップＳ１２にて、制御装置６５は、軸間ピッチＬｓを設定する。即ち、取付穴６０のピッチＬｈ、加工ヘッド６１及び穴あけ工具６３の形状や大きさを考慮して整数倍数を５とする。すると、取付穴６０のピッチＬｈに整数倍数の５を乗算することで、軸間ピッチＬｓ（５Ｌｈ）を算出することができる。
【００４９】
ステップＳ１３にて、制御装置６５は、穴群範囲Ｌｇを計算する。即ち、加工ヘッド６１に装着された穴あけ工具６３の個数を５本とすると、軸間ピッチＬｓに穴あけ工具６３の個数５を乗算することで、穴群範囲Ｌｇを算出することができる。このように軸間ピッチＬｓ及び穴群範囲Ｌｇが設定されたら、ステップＳ１４にて、加工ヘッド６１における５つの穴あけ工具６３の装着位置を調整し、５つの穴あけ工具６３の間隔を軸間ピッチＬｓに設定する。その後、この設定状態で、加工ヘッド６１を移動して管板４５に対して取付穴６０の加工作業を開始する。
【００５０】
まず、図２に示すように、管板４５の領域Ａにて、縦中心に位置する縦列の１群に対して穴加工を行う。図３−１に示すように、この管板４５の領域Ａにおける縦中心位置の縦列の１群Ｌｇにおいて、まず、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動し、加工ヘッド６１を所定の位置に移動することで、５つの穴あけ工具６３により５つの取付穴６０ａ−１１、６０ａ−２１・・・６０ａ−５１を加工する。この場合、５つの取付穴６０ａ−１１，６０ａ−２１・・・６０ａ−５１は、直線上に位置し、軸間ピッチＬｓとなる。
【００５１】
次に、制御装置６５は、図３−２に示すように、駆動装置６４を駆動し、加工ヘッド６１を所定の位置、つまり、加工ヘッド６１を上方に取付穴６０のピッチＬｈだけ移動する。ここで、５つの穴あけ工具６３により５つの取付穴６０ａ−１２，６０ａ−２２・・・６０ａ−５２を加工する。この処理を５回行うことで、図３−３に示すように、縦方向の直線上にピッチＬｈで等間隔に連続する２５個の取付穴６０ａ−１１，６０ａ−１２・・・６０ａ−１５，６０ａ−２１・・・６０ａ−５５を加工することができる。
【００５２】
そして、縦１列の穴群範囲Ｌｇに対して取付穴６０の加工が終了したら、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動し、加工ヘッド６１をピッチＬｈだけ右方向に移動し、この位置で前述と同様の穴加工を行う。即ち、図３−４に示すように、既に形成された５つの取付穴６０ａ−１１，６０ａ−２１・・・６０ａ−５１に対して、まず、右方向に隣接する５つの取付穴６０ｂ−１１，６０ｂ−２１・・・６０ｂ−５１を加工する。以下、前述と同様に取付穴６０を加工する。
【００５３】
また、管板４５は、ステーロッド４７のねじ穴の位置に該当する穴あけ加工不要位置が設定されており、取付穴６０の加工中に加工不要位置があった場合について説明する。ここでは、図４−１に示すように、取付穴６０ａ−２４の加工位置にステーロッド４７のねじ穴４７ａが設定されている。制御装置６５は、駆動装置６４を駆動し、加工ヘッド６１を所定の位置に移動することで、５つの穴あけ工具６３により５つの取付穴６０ａ−１１、６０ａ−２１・・・６０ａ−５１を加工する。
【００５４】
次に、制御装置６５は、図４−２に示すように、駆動装置６４を駆動し、加工ヘッド６１を所定の位置、つまり、加工ヘッド６１を上方に取付穴６０のピッチＬｈだけ移動する。ここで、５つの穴あけ工具６３により５つの取付穴６０ａ−１２，６０ａ−２２・・・６０ａ−５２を加工する。そして、この処理を行うことで取付穴６０ａ−１１，６０ａ−１２，６０ａ−１３，６０ａ−２１・・・６０ａ−５３の加工が終了したら、次に、駆動装置６４により加工ヘッド６１を移動し、５つの穴あけ工具６３が５つの取付穴６０ａ−１４，６０ａ−２４・・・６０ａ−５４を加工する位置に移動する。しかし、ここで、図４−３に示すように、取付穴６０ａ−２４の加工位置にステーロッド４７のねじ穴４７ａが設定されていることから、加工ヘッド６１は、穴あけ工具６３が５つの取付穴６０ａ−１４，６０ａ−２４・・・６０ａ−５４を加工せずに、次の加工位置に移動する。即ち、加工ヘッド６１は、穴あけ工具６３が５つの取付穴６０ａ−１５，６０ａ−２５・・・６０ａ−５５を加工する位置に移動する。
【００５５】
そして、縦１列の穴群範囲Ｌｇに対して取付穴６０の加工が終了したら、４つの取付穴６０ａ−２４，６０ａ−３４，６０ａ−４４，６０ａ−５４及びねじ穴４７ａ（６０ａ−２４）を除く２０個の取付穴６０ａ−１１，６０ａ−１２，６０ａ−１３，６０ａ−１５，６０ａ−２１・・・６０ａ−５５を加工することができる。その後、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動し、加工ヘッド６１をピッチＬｈだけ右方向に移動し、この位置で前述と同様の穴加工を行う。即ち、図４−４に示すように、既に形成された５つの取付穴６０ａ−１１，６０ａ−２１・・・６０ａ−５１に対して、まず、右方向に隣接する５つの取付穴６０ｂ−１１，６０ｂ−２１・・・６０ｂ−５１を加工する。以下、前述と同様に取付穴６０を加工する。
【００５６】
図６のフローチャートに戻り、ステップＳ１５にて、制御装置６５は、全ての穴群領域Ａ〜Ｃに対する穴加工が終了したかどうかを判定する。即ち、制御装置６５は、穴群領域Ａに対する穴加工が終了したら、穴群領域Ｂに対して同様の処理を行い、穴群領域Ｂに対する穴加工が終了したら、穴群領域Ｃに対して同様の処理を行う。そして、全ての穴群領域Ａ〜Ｃに対する穴加工が終了したら、図５に示すように、領域Ｄ〜Ｇを除く領域Ａ〜Ｃでの穴加工作業が完了したこととなる。
【００５７】
そして、ステップＳ１６では、加工ヘッド６１に装着されている穴あけ工具６３が最小本数であるかどうかを判定する。まず、加工ヘッド６１に５本の穴あけ工具６３を装着して穴加工を行うことから、このときは、ステップＳ１７に移行し、加工ヘッド６１に装着された１つの穴あけ工具６３を取り外して減少させる。この場合、１列の端に装着されている１本の穴あけ工具６３を取り外す。そして、ステップＳ１８にて、加工ヘッド６１に４本の穴あけ工具６３を装着した状態で、穴加工を行う。この場合、図５に示す穴群領域Ｄに対して穴加工を行い、この穴群領域Ｄにおける穴加工が終了したら、ステップＳ１９にて、全ての穴加工が終了したかどうかを判定し、まだ終了していないときには、ステップＳ１６に戻る。ステップＳ１８における穴加工は、上述したステップＳ１４での処理とほぼ同様である。
【００５８】
このようにステップＳ１６〜Ｓ１９の処理を繰り返し行うことで、管板４５における全ての取付穴６０の加工が行うことができ、ステップＳ２０にて、全穴加工を完了することができる。なお、穴群領域Ｄは、４本の穴あけ工具６３が装着された加工ヘッド６１を用い、穴群領域Ｅは、３本の穴あけ工具６３が装着された加工ヘッド６１を用い、穴群領域Ｆは、２本の穴あけ工具６３が装着された加工ヘッド６１を用い、穴群領域Ｇは、１本の穴あけ工具６３が装着された加工ヘッド６１を用いて穴加工を行う。
【００５９】
このように実施例１の穴加工装置にあっては、加工ヘッド６１と、加工ヘッド６１に着脱自在に装着される複数の穴あけ工具６３と、加工ヘッド６１を管板４５に形成する取付穴６０の径方向及び軸方向に移動可能とする駆動装置６４と、この駆動装置６４を駆動する制御装置６５とを設け、加工ヘッド６１に対して穴あけ工具６３を取付穴６０の配列方向に沿うと共に取付穴６０のピッチの２倍以上の整数倍の等間隔で設け、制御装置６５は、加工ヘッド６１が穴あけ工具６３の配列方向に取付穴６０のピッチごとに移動して穴あけ工具６３により穴加工を行うように駆動装置６４を駆動する。
【００６０】
従って、加工ヘッド６１に５本の穴あけ工具６３を装着し、この加工ヘッド６１を穴あけ工具６３の配列方向に形成する取付穴６０のピッチごとに移動し、この穴あけ工具６３により同時に複数の穴加工を行うことができ、一度に複数の取付穴６０を同時に加工することができ、その結果、穴加工作業の作業性を向上することができる。
【００６１】
また、実施例１の穴加工装置では、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、加工ヘッド６１が取付穴６０のピッチと整数倍と穴あけ工具６３の本数とを乗算した１列の群を移動して穴あけ工具６３による穴加工が終了したら、加工ヘッド６１を穴あけ工具６３の配列方向に交差する方向に取付穴６０のピッチだけ移動し、隣接する１列の群に対して穴あけ工具６３による穴加工を行う。従って、加工ヘッド６１に複数の穴あけ工具６３を装着可能とし、複数の穴あけ工具６３を移動することで、１列の群を単位として穴加工を行うこととなり、多数の取付穴６０を短時間で容易に加工することができる。
【００６２】
また、実施例１の穴加工装置では、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、複数の穴あけ工具６３のうちの少なくとも一つが穴あけ加工不要位置に到達したときには、全ての穴あけ工具６３による穴加工を行わずに次の穴あけ加工位置に移動する。従って、穴あけ加工不要位置とセットとなった穴あけ加工位置の取付穴６０を後から加工することで、機械を停止することなく連続した穴加工作業を行うことができる。
【００６３】
また、実施例１の穴加工装置では、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、所定数の穴あけ工具６３を用いた穴加工を行った後、穴あけ工具６３の本数を減少して穴加工を行う。従って、穴あけ工具６３の本数に対して穴加工が可能な領域の処理を順次行い、この穴あけ工具６３の本数を減少して穴加工を行うことで、効率的な穴加工を行うことができる。
【００６４】
また、実施例１の穴加工装置では、円盤形状をなす管板４５に対して穴あけ工具６３により穴加工を行う場合、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、加工ヘッド６１を管板４５の径方向に沿った取付穴６０の１列の群を単位として、加工ヘッド６１を管板４５の周方向に沿って移動して穴あけ工具６３による穴加工を行う。従って、管板４５の径方向に沿った取付穴６０の１列の群を単位として、加工ヘッド６１を周方向に移動して穴加工を行うことで、円盤形状をなす管板４５であっても、一度に複数の取付穴６０を同時に加工することができ、穴加工作業の作業性を向上することができる。
【実施例２】
【００６５】
図９は、本発明の実施例２に係る穴加工方法により形成された管板の状態を表す概略図、図１０は、実施例２の穴加工方法を表すフローチャートである。なお、本実施例の穴加工装置の基本的な構成は、上述した実施例１とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６６】
実施例２の穴加工装置は、図１に示すように、加工ヘッド６１と、加工ヘッド６１に取付台６２を介して着脱自在に装着される複数（本実施例では、５本）の穴あけ工具６３と、加工ヘッド６１を被加工部材としての管板４５に形成する取付穴６０の径方向及び軸方向に移動可能とする駆動装置６４と、この駆動装置６４を駆動する制御装置６５と、管板４５の加工データが記憶されるデータベース６６とを有している。
【００６７】
そして、加工ヘッド６１は、穴あけ工具６３が取付穴６０の配列方向に沿って設けられると共に、取付穴６０のピッチの２倍以上の整数倍の等間隔で設けられている。また、制御装置６５は、加工ヘッド６１が穴あけ工具６３の配列方向に取付穴６０のピッチごとに移動して穴あけ工具６３により穴加工を行うように駆動装置６４を駆動する。
【００６８】
また、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、複数の穴あけ工具６３のいずれかが穴あけ加工不要位置に到達したときには、穴あけ加工不要位置にある穴あけ工具６３を取り外して穴加工を行う。
【００６９】
以下、実施例２の穴加工装置を用いた穴加工方法について説明するが、実施例２では、実施例１ステップＳ１４のみが相違するだけで、その他の処理は同じであることから、相違する処理のみ説明する。
【００７０】
実施例２の穴加工方法において、制御装置６５は、管板４５の設計情報をデータベース６６から読み込んで入力し、軸間ピッチＬｓを設定すると共に、穴群範囲Ｌｇを計算したら、加工ヘッド６１における５つの穴あけ工具６３の装着位置を調整し、５つの穴あけ工具６３の間隔を軸間ピッチＬｓに設定し、この設定状態で、加工ヘッド６１を移動して管板４５に対して取付穴６０の加工作業を開始する。
【００７１】
即ち、図１０に示すように、ステップＳ３１にて、取付穴６０の加工が開始されると、ステップＳ３２にて、加工ヘッド６１が停止した位置で、５つの穴あけ工具６３が加工する位置にステーロッド４７のねじ穴の位置（穴あけ加工不要位置）があるかどうかを判定する。ここで、５つの穴あけ工具６３が加工する位置にステーロッド４７のねじ穴の位置（穴あけ加工不要位置）がなければ、実施例１と同様に、穴加工作業を継続する。
【００７２】
一方、ここで、５つの穴あけ工具６３が加工する位置にステーロッド４７のねじ穴の位置（穴あけ加工不要位置）があれば、ステップＳ３３にて、制御装置６５は、駆動装置６４により加工ヘッド６１の移動を停止し、アラームを出力する。このアラームは、音またはランプである。ステップＳ３４にて、制御装置６５は、図示しない工具着脱装置を作動してステーロッド４７のねじ穴の位置に対応する穴あけ工具６３を抜き取る。この場合、抜き取る穴あけ工具６３の本数は、１本とは限らず、２本以上の場合もある。そして、ステップＳ３５にて、制御装置６５は、駆動装置６４により加工ヘッド６１を移動し、残った穴あけ工具６３による穴加工を１回だけ行う。ここでは、穴あけ工具６３によりステーロッド４７のねじ穴の位置に対応する位置を除く穴あけ加工位置に取付穴６０が加工される。
【００７３】
ステップＳ３６にて、所定の穴あけ工具６３を抜き取った状態での穴あけ工具６３による穴加工が終了したら、ステップＳ３７にて、制御装置６５は、工具着脱装置を作動して抜き取った穴あけ工具６３を取付けて元の本数とする。そして、ステップＳ３８にて、通常の穴加工作業を再開する。
【００７４】
なお、制御装置６５は、管板４５における穴群領域Ａ〜Ｃに対する穴加工が終了したら、図９に示すように、領域Ｄ〜Ｇを除く領域Ａ〜Ｃでの穴加工作業が完了したこととなる。この場合、領域Ａ〜Ｃには、領域Ｇが存在しない。
【００７５】
このように実施例２の穴加工装置にあっては、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、複数の穴あけ工具６３のいずれかが穴あけ加工不要位置に到達したときには、穴あけ加工不要位置にある穴あけ工具６３を取り外して穴加工を行う。
【００７６】
従って、穴あけ加工不要位置にある穴あけ工具６３を取り外して穴加工を行うことで、穴あけ加工不要位置を除く穴あけ加工位置に対して、順次穴あけ加工を行うこととなり、効率的な穴加工作業を可能とすることができる。
【実施例３】
【００７７】
図１１は、本発明の実施例３に係る穴加工方法により形成された管板の状態を表す概略図である。なお、本実施例の穴加工装置の基本的な構成は、上述した実施例１とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】
上述した実施例１、２で説明した管板４５の取付穴６０は、四角配列であって、縦方向の取付穴６０のピッチと横方向の取付穴６０のピッチが同寸法に設定されている。一方、図１１に示すように、実施例３で説明する管板４５の取付穴７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ・・・）は、三角配列であって、縦方向の取付穴７０のピッチＬｈ１と横方向の取付穴７０のピッチＬｈ２とが異なる寸法に設定されている。
【００７９】
この場合、図１及び図１１に示すように、制御装置６５は、駆動装置６４を駆動することで、加工ヘッド６１が取付穴７０ａの縦方向ピッチＬｈ１と整数倍と穴あけ工具６３の個数とを乗算した１列の群を移動して穴あけ工具６３による穴加工が終了したら、加工ヘッド６１を穴あけ工具６３の配列方向に取付穴７０ａの縦方向ピッチＬｈ１の１／２だけ上方に移動すると共に、加工ヘッド６１を穴あけ工具６３の配列方向に交差する方向に取付穴７０ａ，７０ｂの横方向ピッチＬｈ２だけ移動し、隣接する１列の群の取付穴７０ｂに対して穴あけ工具６３による穴加工を行う。
【００８０】
なお、上述した各実施例にて、加工ヘッド６１に装着する穴あけ工具６３の本数を５本としたが、この本数に限定されるものではない。また、加工ヘッド６１に装着する穴あけ工具６３を１列としたが、２列以上設けてもよい。また、複数の穴あけ工具６３の間隔を取付穴６０のピッチの５倍としたが、これに限定されるものではなく、加工ヘッド６１及び穴あけ工具６３の形状や大きさを考慮して適宜設定すればよいものである。
【００８１】
また、上述した実施例では、被加工部材を管板４５として加工する穴を取付穴６０としたが、被加工部材を管支持板４６として加工する穴を伝熱管４８を支持する貫通孔としてもよい。また、被加工部材を蒸気発生器１３の管支持板４６や管板４５などとしたが、所定厚さの板材に多数の穴が形成されたものであればよく、どの分野にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係る穴加工装置及び方法は、加工ヘッドを穴あけ工具の配列方向に穴のピッチごとに移動して穴あけ工具により穴加工を行うことで、一度に複数の穴を同時に加工可能として加工作業の作業性の向上を可能とするものであり、いずれの穴加工作業にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１１  原子炉格納容器
１２  加圧水型原子炉
１３  蒸気発生器
１７  蒸気タービン
１９  高圧タービン
２０  低圧タービン
２１  発電機
４１  胴部
４５  管板（被加工部材）
４６  管支持板
４４  管群外筒
４８  伝熱管
４９  伝熱管群
６０  取付穴
６１  加工ヘッド
６３  穴あけ工具
６４  駆動装置
６５  制御装置
【図１】
2012106314.tif 000003
【図２】
2012106314.tif 000004
【図３−１】
2012106314.tif 000005
【図３−２】
2012106314.tif 000006
【図３−３】
2012106314.tif 000007
【図３−４】
2012106314.tif 000008
【図４−１】
2012106314.tif 000009
【図４−２】
2012106314.tif 000010
【図４−３】
2012106314.tif 000011
【図４−４】
2012106314.tif 000012
【図５】
2012106314.tif 000013
【図６】
2012106314.tif 000014
【図７】
2012106314.tif 000015
【図８】
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【図９】
2012106314.tif 000017
【図１０】
2012106314.tif 000018
【図１１】
2012106314.tif 000019