JP5807915B2 - 安全性を向上させた電極交換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電極交換装置、特に、核燃料棒を製造するために設計された装置に、電極を取り付け、取り外す装置に関する。

燃料棒は、内部に核燃料ペレットが設置される被覆管と、前記被覆管を閉じるプラグとを備える。

前記プラグは次に、第１の溶接装置によってその外周全てを溶接される。前記プラグは、貫通孔を備え、この貫通孔を通して燃料棒はガスで満たされる。この貫通孔は次に、シール溶接装置と呼ばれる別の溶接装置によって密閉される。

これらの各溶接装置は、溶接をするための電極を備える。この電極は磨耗を免れず、交換を必要とする。この交換は操作者によって手動で行われる。

電極の一端は電極ホルダーツールに取り付けられ、他端が溶接に使用される。

操作者が電極を交換しようとする場合、操作者は、指で電極の自由端を把持し、引き抜き電極ホルダーから取り外す。操作者が新しい電極を取り付けようとする場合は、操作者は溶接端を把持し、他端部を電極ホルダーに挿入する。

更に、これらの装置はグローブボックス内に設置され、燃料棒を操作者から隔離している。操作者が唯一溶接装置を操作することができるのは、グローブボックスの壁に取り付けられたグローブを介してのみである。従って、これらの操作は困難である。

密閉の完全性が確保されなければならないので、グローブの裂損は回避されなければならない。しかし、電極の溶接に使用する端部は極めて尖っている。そのために、操作者は、電極を交換する際にグローブを裂損しかねない。

グローブボックスの内部は汚染されている可能性があり、ひいては、このような裂損は操作者と外部環境とを汚染しかねないことを認識されたい。

従って、本発明の１つの目的は、操作者に対して更なる安全性を提供する、特に、電極による裂損の危険から保護する、電極交換装置を提案することである。

上述の目的は、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置であって、前記電極ホルダーは溶接装置の一部を構成し、前記取付および取外装置は、開口部及び前記開口部に設けられたアセンブリを備えた使用済み電極の容器を有し、前記アセンブリは、マンドレルを形成する電極ホルダーの一端を保持するためのハウジングと容器とを接続する、長手方向の軸を備えた通路と、ほぼ垂直に設計された前記長手方向軸と、電極ホルダーのマンドレルを締めたり緩めたりする手段と、電極を前記装置に取り付ける手段と、使用済み電極を容器に落とすことを作動又は停止させる手段と、を備え、前記電極ホルダーが、電極を充填する前に前記溶接装置から取り外される前記取付および取外装置によって達成される。

この装置はその結果、使用済み電極のいかなる操作も回避することができ、新しい電極についても操作ステップを減らすことができる。

本発明による装置では、他のステップではどれでも、電極に直接触れることを求められないので、操作者は、新しい電極の尖っていない方の端部を装置に差し込むだけでよい。

この装置は、新しい電極を、正しい方向に直接取り付けるために使用できることが有利である。

本発明の要旨は、ひいては、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける装置であって、前記電極ホルダーは溶接機の一部を構成し、前記装置は、開口部及び前記開口部に設けられたアセンブリを備えた使用済み電極の容器を有し、前記アセンブリは、マンドレルを形成する電極ホルダーの一端を保持するためのハウジングと容器とを接続する、長手方向の軸を備えた通路と、ほぼ垂直に設計された前記長手方向軸と、電極ホルダーマンドレルを締めたり緩めたりする手段と、電極を前記装置に取り付ける手段と、使用済み電極を容器に落とすことを作動又は停止させる手段と、を備える。

例えばツールは、ハウジングと、電極ホルダーマンドレルを締めたり緩めたりする手段と、電極を前記装置に取り付ける手段と、容器の開口部に設けられ、使用済み電極の容器への落下を作動又は停止する手段を備えた支持部とを有する。

例えば、電極ホルダーのマンドレルを締めたり緩めたりする手段は、前記ハウジングの中にある、マンドレルを締めたり緩めたりするナットに対応する形状の凹部によって形成される。前記凹部は、ハウジングの側壁によって直接形成されても、ハウジングの底部に挿入された追加物で形成されてもよい。

電極を前記装置に取り付ける手段は、２つのピンの周囲を動作自由で、把持するために電極に接触する２つの端部を備えた、２つの要素を備えてもよい。例えば、２つの可動要素は、長手方向軸を含む平面上か、長手方向軸に直交する平面上に含まれる。電極を前記装置に取り付けるために、前記２つの可動要素を互いに離れた位置に戻す復帰手段が設けられることが有利である。

使用済み電極の容器への落下を作動又は停止させる手段は、例えば、静止状態では前記通路と整列せず、閉塞器を操作することで整列させることができる開口部が存在する、長手方向の通路を閉じる閉塞器を備えることが有利である。閉塞器は支持部において長手方向軸に直交する軸に沿ってスライド自由に取り付けられる。通路を閉じる位置に閉塞器を戻す手段が備えられることが有利である。

例えば閉塞器は、前記開口部と、支持部の外側からアクセスできる制御棒を備えたプレートを有する。

電極を電極ホルダーから取り外す装置及び／又は電極ホルダーにおける電極のアセンブリは、閉塞器と装置の前記マンドレルのハウジングとの間の距離を調節する手段を備えることが有利である。例えばツールは、少なくとも２つのねじ棒を用いて支持部に取り付けられ、その調節手段は、ねじ棒に螺合された、ナット及び／又は薄ナットのアセンブリで形成される。

装置はまた、電極ホルダー支持部と、端部に電極を保持するテーパー部を備えた電極ホルダーと、電極ホルダーのテーパー部の形状に対応するテーパー状のハウジングを形成し、電極ホルダーハウジングの上流への延長部を形成する前記電極ホルダー支持部とを備える。電極ホルダー支持部は例えば、前記ツールにその軸線方向に沿って、また長手方向軸線に対して旋回自由に取り付けられてもよい。

例えば、電極ホルダー支持部は、電極ホルダーが挿入される端部と反対の端に、環状のスタンドを有し、前記スタンドは前記ツール内のハウジングに取り付けられる。電極ホルダー支持部は、その内側に、電極ホルダーのねじと協働するねじを有してもよく、前記ねじは、テーパー状ハウジングの上流側にある。

装置はその結果、ツールに取り付けられた爪で形成された、電極ホルダー支持部を軸上に保つ手段を備えてもよい。

本発明のもう一つの要旨は、本発明による装置を用いて、電極を電極ホルダーから取り出す方法であって、以下のステップを有する。
‐電極ホルダーをハウジングに挿入し、マンドレルを締める要素が、締め／緩め手段を貫通し、電極の自由端が閉塞器に接触する。
‐電極ホルダーに、緩める方向のトルクをかける。
‐電極を前記装置に固定する。
‐電極ホルダーを取り外す。
‐電極を前記装置から取り外す。
‐容器へと導く通路を開き、電極は重力によって容器内へ落下する。

緩める方向のトルクは、前記電極ホルダー支持部にかけられて、電極ホルダーに伝達されてもよい。

電極ホルダーがハウジングに挿入された場合は、電極ホルダーは電極ホルダー支持部に螺合されることが有利である。

本発明のまた別の要旨は、本発明による装置を用いて、電極を電極ホルダーに取り付ける方法であって、以下のステップを有する。
‐電極を通路に設置し、電極の尖った方の端部を閉塞器に接触させる。
‐電極がついていない電極ホルダーをハウジングに設置し、装置から突出した電極の端部をマンドレルに差し込む。
‐締める方向のトルクをマンドレルにかけ、電極をマンドレルに固定する。
‐電極が取り付けられた電極ホルダーを取り外す。

締める方向のトルクは、電極ホルダー支持部にかけられて電極ホルダーに伝達されてもよい。

電極ホルダーは、電極ホルダーのハウジングへの挿入前又は挿入中に、電極ホルダー支持部に螺合され、電極ホルダーは、電極ホルダーが取り外される前又は最中に、電極ホルダー支持部から取り去られることが有利である。

本発明は、以下の説明及び図を読むことで、より良く理解される。
電極交換装置の第１の実施例の正面図である。 図１Ａの装置の部分詳細図である。 図１Ａの装置の上部の縦断面図である。 図１Ａの装置の一部を切り取った平面図である。 図１Ａの装置の支持部を形成する部分の斜視図である。 図４Ａの平面図である。 図４Ａの支持部に設けられる閉塞器の平面図である。 図１Ａのツールの一部の斜視図である。 図６ＡのＡ−Ａ線部分断面図である。 ツールクランプを形成する限定された部分の斜視図である。 図１Ａの装置が特によく適合する、電極に取り付けられた電極ホルダーの斜視図である。 電極交換装置の第２の実施例の側面図である。 図９Ａの装置の上部の縦断面図である。 図９Ａの装置の上部の斜視図である。 図９Ａの装置の電極ホルダー支持部を形成する部分の斜視図である。 図９Ａの装置の支持部を形成する部分の斜視図である。 図１１Ａの平面図である。 図１１Ａの支持部に設けられる閉塞器の平面図である。 図９Ａの装置のツールの一部の斜視図である。 １３Ａの部分に取り付けられたツールの別の部材の平面図である。 図１３Ｂの一部のＢ−Ｂ線断面図である。 ツールクランプを形成する部材の斜視図である。 マンドレルを締めたり緩めたりする部材の斜視図である。 静止位置で、図９Ｂの装置のＣ−Ｃ線横断面図である。 静止位置で、図９Ｂの装置のＤ−Ｄ線横断面図である。 クランプが電極を締め付ける位置にある、１６Ａと同一の図である。 閉塞器が開いた状態の、１６Ｂと同一の図である。 図９Ａの装置が特によく適合する、電極に取り付けられたツールホルダーの斜視図である。

記載されている装置は、長手方向の軸線Ｘに対して略対称性を有する。

図１Ａ及び１Ｂは、核燃料棒の被覆管にプラグを溶接する電極の交換に特に適合した、電極交換装置の第１の実施例Ｄ１の側面図を示す。

装置Ｄ１は、使用済みの電極を収容するための容器２と、電極ホルダーから電極を取り外す又は取り付けるための、電極交換ツール４と、容器２に取り外し可能に取り付けられ、容器の栓にもなる、電極交換ツールのための支持部６と、を備える。

装置Ｄ１は、長手方向の軸線Ｘと電極のための通路７とを有し、前記通路７は、ツール４、支持部６、容器２の上の開口部を通る軸線Ｘを有する。

通路７は、図２の断面図に示されている。

電極交換ツール４は、簡略化のため、以下の説明においては“ツール４”と記す。

図８は、装置Ｄ１が適合する溶接装置の、電極ホルダー８の実施例を示す。

電極ホルダー８は、電極１１を適切な位置に保持するマンドレルを一端に備えた、細長い筐体を有する。前記マンドレルは、電極１１を固定するための緩み止めナット１３を備える。

容器２は、上部に図示しない開口部を備え、図示しないネックに囲まれたフラスクで形成される。示された実施例では、前記容器は、容器を垂直位置に保持する構造物１２に取り付けられている。

示された実施例では、支持構造物１２は、第１に、容器のハウジング１２．１を、第２に、容器を安定した垂直位置に保持する支持部１２．２を表す、湾曲した金属ワイヤーから成るフレームで作られている。

例えば成型プラスチックなどで作られた他のいかなる支持構造物でも、適切である場合があり、本発明の範囲外とはならない。

支持部６を容器に固定するために、ネック１０はねじで取り付けられることが有利である。

しかし、例えば爪による固定又はバイオネット型の接続など、他の固定手段が使用されてもよい。

図２，４Ａ及び４Ｂに特に明確に示されているツール支持部６は、長手方向の軸線Ｘを有する筐体１４を備え、前記筐体１４は、使用済みの電極が容器２の内部へ向かって通過する、これも長手方向の軸線Ｘを有する通路１６を備える。

筐体１４はまた、長手方向の、ツール４側を向いた第１の端部に端壁１８を、また、長手方向第２の端部に、雌ねじ部２２に隣接した円形の凹部２０を備え、 前記雌ねじ部２２が容器のネックにあるねじと協働することで、ネックが凹部２０に収容される。

壁部１８は、通路１６の一端を形成する開口部２４を備える。

筐体１４は、端壁１８と凹部２０との間に中間部材２５を備え、そこへ、開口部２４の閉塞器２６が、長手方向の軸線Ｘに直交する軸線Ｙに沿って自由に移動可能に適合する。

閉塞器２６は、端壁１８の、ツール４を向いた側とは反対の表面に沿ってスライドする。

図５は、プレート２８と、プレート２８の端部に固定された制御棒３０を備えたスライド型の閉塞器２６の例を、単独で示す。

プレート２８は、それ自体が、電極を通過させるのに十分な大きさの直径を持つ開口部３２を備える。

中間部材２５は、プレート２８がスライドする側面のほぞ穴３４と、その反対側に、軸線Ｙを有し、制御棒３０がスライドする横断３５と、を有する側壁を備える。

制御棒３０を用いて、プレート２８が軸線Ｙに沿って動くと、プレートの開口部３２は端壁１８の開口部２４と直線上に並ぶことができ、その結果、電極を、支持部６を通過させて容器２の中へ落下させることが可能になる。

プレート２８は、通常は閉じた位置にある。開口部２４を塞ぐ位置にプレート２８を戻すために、伸縮する復帰手段が備えられていることが有利である。

示された実施例は、中間部材２５の外側表面と、制御棒３０の自由端に取り付けられたボタン３６との間に対して設けられたコイルバネ３７を有する。

示された実施例では、プレートの開口部と端壁の開口部２４とを揃えるために、プレート２８の開口部３２は、制御棒３０に、制御棒の軸線Ｘに沿った方向の力がかかるように配置される。

変形として、閉塞器は、開口部２４と３２とを揃えるため、軸線Ｘに沿って離脱力がかかるように、すなわち棒３０に張力がかかるように設計されてもよい。

示された実施例では、プレートは、プレートが側面のほぞ穴３４内でスライドする際の摩擦を制限する、薄い側面のエッジを備えることが有利である。

示された実施例では、中間部材２５の外径は、凹部が形成された端部の外径より小さい。この直径の減少は、制御棒３０の端部がボタン３１に適合して収容され得るためである。その結果、横方向の寸法は制限される。

直径の減少は、環状の水平表面３８が形成され、そこから２本のねじ棒４０が突出し、その上にツール４が取り付けられるためである。

図６Ａ及び６Ｂに単独で示されているツール４は、軸線Ｘと同軸の、電極が通過する通路４４を備えた筐体４２を備える。これはまた、電極ホルダーから電極を取り出す、又は電極ホルダーへ電極を固定することができるように、電極ホルダーの端部に対するハウジングを形成する。

これを達成するために、通路は、通路の支持部と反対側の長手方向端部４４．１に、電極ホルダーの端部が回転することをブロックできる横断面を有する第１の部分４６、詳しくは、電極ホルダーの中で電極を堅く保持するナット１３を備える。通路４４は、電極が前記ツールに挿入されたときに良いガイダンスを提供する、より小さな横断面を有する第２の部分４８と、更に小さな直径の第３の部分５０とを備える。

示された実施例では、ハウジング４６は楕円形の横断面を有し、ナット１３は六角形の横断面を有する。楕円形のハウジングの壁から２つの並行する表面４６．１を隔てる距離は、ナット１３の２つの並行する表面を隔てる距離と概ね等しい。

前記ツールはまた、電極をツールの中に固定する手段５２を備える。示された実施例では、固定手段５２は、操作者によって作動するクランプで形成される。

手段５２は、筐体４２内に、軸線Ｘに直交するピン５５の周囲を回転自由に設けられた、２つの部材５４を備える。部材５４の１つが図７に示されている。２つの部材５４は、長手方向の軸線Ｘの反対側にあり、互いに向かい合っている。

各部材５４は指状部材５６を備える。前記指状部材は軸線Ｘに面し、電極と接した状態になり、次いで電極が２つの指状部材５６の間で締め付けられる。

前記部材５４はまた、操作者が部材５４をピン５５の周囲で動かすのに用いる、軸線Ｘから外側に扇状になった２つの操作用端部５８を備える。

２つの指状部材５６は、ツール４とツール支持部６とを隔てる空間の中を、電極に向かって動く。

筐体４２は、軸線Ｘに直交して伸び、軸線Ｘの両側に位置する、２つのハウジング５７を備え、図２に示すように、それぞれが部材５４を収容する。

部材５４と筐体４２の中央部材６４との間に設けられた２つのバネ６２を備えた、クランプの指状部材を離れた位置に戻すための手段も、また備えられている。示された実施例では、バネ６２は、部材５４の縁に形成された穴６３の中に設けられている。

更に、上述したように、前記ツールは２つのねじ棒の上に設けられている。このために、ツール６の筐体４２は、軸線Ｘの両側に、ねじ棒が通る貫通孔６８が開いた、２つの横向きの突起６６を有する。

支持部６に対するツール４の位置は、次に、ナットと薄ナットアセンブリ７０を用いて調節される。

ナットと薄ナットアセンブリ７０は、それに対して電極ホルダーを支えるツール筐体が通過する第１部材４６の底部と、閉塞器２６のプレート２８との間の距離を調節する。

この距離は、電極ホルダーから電極が突出する長さである。良好な溶接を得るために、この距離は正確に固定されなければならない。従って、この距離は、電極が設置されたときに自動的に固定される。操作者は、この長さを調整するために何も行動する必要がない。

この電極交換装置Ｄ１は、図８に示された比較的小さな電極ホルダーに対する溶接電極の交換に特に適している。

ここで、この電極交換装置Ｄ１の操作について説明する。

電極を取り外すには、操作者は、電極ホルダーを溶接装置から取り外す。このステップでは操作者は、電極ホルダーの、電極が突出している方の端部とは反対の端部を操作する。

操作者は次のステップでは、まず電極の自由端をツール４の通路に、電極ホルダーが通路７の第１部材４６の底部に接触して止まるまで差し込むことで、電極ホルダーをツール４に挿入する。

電極は、閉塞器２６のプレート２８の上面に乗る。

操作者は次に、電極ホルダーに、ナットとツール４を通る通路の第１部材４６の凹部とが協働することで電極ホルダーのナットを緩める方向に、トルクを加える。

その結果、電極はもう電極ホルダーに固定されていない。

操作者は次に、クランプの２つの部材５４を片手で押し、前記部材５４が互いに前方へ動いてツール４に固定されている電極を締め付けるようにし、もう片方の手で電極ホルダーを取り外す。

操作者は次に部材５４を放し、それらはバネ６２の作用で電極から離れる。

操作者は次に、閉塞器２６の制御棒３０上のボタン３６を押し、この動作が、電極が容器２に落ちるように、プレート２８と壁１８とを互いに通過する貫通孔３２，２４を揃える。

本発明では、操作者は、電極の尖った先端に触れる必要なく、取り外すことができた。

その結果、使用済みの電極は、支持部とツールが取り外された容器を傾けることで廃棄され得る。

新しい電極を取り付けるには、操作者は、尖っていない方の端部を把持して箱から電極を取り出す。この端部は操作者が把持することのできる唯一の端部であることに留意されたい。

操作者は次に、電極の尖った端部をまずツール４へ、次に支持部６へ、閉塞器２６のプレート２８の上面に接触して止まるまで挿入することで、電極を装置に挿入する。

操作者は次に、電極ホルダーを、電極を保持する方の端部とは反対の端部で把持し、ツール４から突出した電極の、尖っていない方の端部に取り付ける。

電極ホルダーは、ツールの通路７の第１部材４６の底部に接触して止まる。支持部６に対するツール４の位置が正しく調節されていれば、電極ホルダーから突出する電極の長さは正しい。

操作者は次に、ナットを締めることで電極を電極ホルダーに固定する。このために、操作者は電極ホルダーに、電極を取り出すときにかけたトルクと反対の方向にトルクをかけ、ナットはツール４の凹部を介して締めつけられる。

操作者は次に、新しい電極が装着された電極ホルダーを取り出す。電極と一体になった電極ホルダーは、いつでも溶接装置に取り付けられる。

本発明では、電極の取り外し及び取り付けの全ての段階において、また廃棄段階においても、電極の尖った先端は防護されており、操作者は前記先端を操作する必要が全くない。

全ての段階の中で、電極の尖った先端が見える状態になるのは、溶接装置から電極ホルダーを取り外す間と、新しい電極のついた電極ホルダーを溶接装置に取り付ける間だけである。この段階の間、操作者は交換装置Ｄ１を操作する必要がないので、尖った先端に注意を集中できる。

更に、操作はとても簡単であり、特にグローブボックス内で操作する場合に有利である。

従って、尖った先端によってグローブが裂かれる危険が極めて減少する。

電極ホルダーにおける電極の正確な位置決めもまた、容易に成し得る。

装置Ｄ１は、示された実施例では持ち運び可能であるが、容器をグローブボックスの固定されたハウジング内に取り付けることもまた可能である。

装置全体は、ステンレススチール又は陽極酸化アルミニウムのような硬い素材で作られればよい。一方で、閉塞器のプレートは、溶接品質を劣化させかねないアルミニウムの微粒子が新しい電極に堆積しないことを保証するため、ステンレススチールで作られる。

図９Ａ〜９Ｃは、ロッドプラグの端部を溶接するために設計された、シール溶接用の電極交換に特に適した、他の電極交換装置Ｄ２の実施例を示す。

しかし、後に説明するように、装置Ｄ２は溶接用電極の交換にも適合し得る。

装置Ｄ１は、シール溶接電極の交換にも適合し得る。

まず、図１８に示すシール溶接電極ホルダーの実施例について説明する。

シール溶接電極ホルダー７４は、その中で電極を保持するマンドレル７８が磁器製のテーパー部８０に囲まれる、筐体７６を備え、前記マンドレルの先端は、テーパー部８０から突出し、電極１１を筐体７６内で締め付けるためのナット８２を備える。

示された電極ホルダーの実施例における筐体７６は、テーパー部８０の上部に、シール溶接装置に固定するためのねじ８４も備える。

装置Ｄ２は装置Ｄ１と同様に、容器８６と、電極交換ツール８８と、容器８６に設けられ電極交換ツール８８を支持するツール支持部９０とを備える。閉塞可能な通路９１が、装置を軸方向に通っている。

電極交換ツール８８は、簡略化のため、以下の説明では「ツール８８」と記す。

装置Ｄ２はまた、図１０に示す、ツール８８に設けられた電極ホルダー支持部９２を備える。電極ホルダー支持部９２は、例えばエルタロン（登録商標）などで作られてもよい。

電極ホルダー支持部９２は、電極ホルダー７６のテーパー部８０、つまり支持部９２に挿入するために設計されたコーン８０の外部の輪郭に対応した内部の輪郭を有し、概ね、中空の円錐台形状をしている。

電極ホルダー支持部９２は、電極ホルダー７４が通過して挿入される、大きな直径の開口部９４と、電極ホルダーの端部と電極の尖った先端が突出している小さな直径の開口部９６と、を備える。

小さな直径の開口部９６は、電極ホルダーがツール８８上に設けられている場合に、電極ホルダー支持部９２の支持スタンドを形成する、環状部材９７に囲まれていることが有利である。

示された実施例では、操作者が、設置された電極を見ることができるように、開口部９６に隣接して、電極ホルダー支持部９２の端部に穴があることが有利である。

装置Ｄ１に関しては、容器８６はネック１００に囲まれた上部開口部９８を備えたフラスクで形成される。

装置Ｄ１と同様に、容器を垂直位置に保持する支持構造物１０２がまた、設けられていてもよい。

ネック１００は、支持部９０を容器８６に固定するねじを備えることが有利である。しかし、爪型又はバイオネット型など他の固定手段が備えられてもよい。

支持部９０の構造は、装置Ｄ１の支持部６に極めて似ている。

図１１Ａ及び１１Ｂに特に明確に示されているツール支持部９０は、長手方向の軸線Ｘを有し、使用済みの電極がそこを通って容器８６の中へ通過する通路１０６を備えた、長手方向の軸線Ｘを有する筐体１０４を備える。

筐体１０４は、ツール８８に面した端壁１０８を長手方向第１の端部に、容器のネック１００のねじと協働する内側のねじに囲まれた円形の凹部１１０を長手方向第２の端部に備え、従って、ネック１００は凹部１１０に収容される。

壁１０８は、通路１０６の一端を形成する、開口部１１４を備える。

筐体１０４は、端壁１０８と、筐体１０４内に長手方向軸に対して直交する軸線Ｙに沿って動作自由に設けられた、開口部１１４の閉塞器１１６を収容する凹部１１０との間に、中間部材１１５を備える。

閉塞器１１６は、壁１０８の、ツール８８が面しているのと反対側の面に沿ってスライドする。

図１２は、プレート１１８と、プレート１１８の一端に取り付けられた制御棒１２０を備えた、スライド型の閉塞器１１６の例を単独で示している。

プレート１１８は、電極が通り抜けられるように十分に大きな直径を有する、開口部１２２を備える。

中間部材１１５は、側面にプレート１１８がスライドするほぞ穴１２４を有する側壁と、その正反対に、制御棒１２０がスライドする、軸線Ｙを有する横断孔１２５とを備える。

プレート１１８が制御棒１２０によって軸線Ｙに沿って動作する場合、電極が支持部９０を通り抜けられるように、プレート１１８の開口部１２２は、端壁１０８において開口部１１４と整列してもよい。

プレート１１８は、通常は閉じた位置にある（図１６Ｂ）。

プレート１１８を開口部１１４が閉じた位置に戻す、弾性復帰手段を備えることが有利である。

示された実施例では、中間部材１１５の外側面と制御棒１２０の自由端に固定されたボタン１２６の間に、らせんバネ１２４が設けられている。

示された実施例では、プレート１１８の開口部１２２は、端壁の開口部１１４と揃えるため、制御棒１２０に、軸線Ｘ方向の力が掛かるように位置決めされる（図１７Ｂ）。

１つの変形として、開口部１１４と１２２を揃えるために、閉塞器は、それに加わる力が軸線Ｘから離れるように設計されてもよい。

示された実施例では、プレートは、プレートが側面のほぞ穴１２４の中でスライドするときの摩擦を減少させるために、横方向に薄い縁を備える。

制御棒１２０がプレートの延長で形成される閉塞器も、本発明の範囲外ではない。

示された実施例では、中間部材１１５は、ツール８８のベースを形成し図１３Ａ〜１３Ｃに示された、１３６で表された部分の閉塞を防ぐために、その上面にそれぞれ軸線Ｘの両側に互いに平行に配置された、２つの平面１３０を備えることが有利である。

支持部９０はまた、軸線Ｘの両側に、Ｘに対して垂直に延び、横方向に突出した突起１３２を備え、それぞれの突起は、ツール８８を固定できる穴１３４を備える。

図１３Ａ〜１３Ｃに単独で示されたツール８８は、示された実施例では主に、ツールを支持するためのアタッチメントベースを形成する第１の部分１３６と、電極ホルダー支持部９２の位置決め用のガイドを形成する第２の部分１３８と、電極ホルダーのナットと協働する、締めたり緩めたりするプレート１４０の、３つの部分で形成されている。

アタッチメントベース１３６は、ガイド部材１３８の輪形状のアタッチメント表面１３７と、軸線Ｘの両側に突出した突起１４０を備える。

それぞれの突起１４０は、支持部の突起１３２と、ツール８８のアタッチメントベース１３６の突起１４０との間にそれぞれ伸びたねじ棒１４４を収容する、通路１４２を備える。

２つの突起１４０における通路は、より簡単にねじ棒１４４に適合させるためには、穴よりむしろ切り欠きで形成されることが有利である。

示された実施例では、突起１４０とアタッチメントプレート１３７の上面は、２つの異なる平面である。

示された実施例では、アタッチメントプレート１３７は、上から見たときのプレートの断面がＣ形状になるようなスリット１４１を備える。

このスリット１４１は、図１３Ａに示すような、よりコンパクトな製品を得るためには、閉塞器１１６の制御棒１２０を収容することが有利である。

アタッチメントベース１３６はまた、以下で説明するように、電極のクランプ部材がその周りで旋回自由になったピンが存在するアタッチメントプレート１３７に作られた、半径方向に対向した２つの穿孔１４３を備える。

穿孔は、第１の大きな直径の部分１４３．１及び小さな直径の部分１４３．２を備え、大きな直径の部分１４３．１にピンの頭部を収容し、支持部９０の組み立てを困難にさせる、突出部分の必要性を回避する。

示された実施例では、クランプ部分を取り扱えるように、２つの穿孔１４３が位置する直径は、２つの切り欠き４２を結ぶ軸線上には並んでいない。

示された実施例では、ねじ棒１４４は、その一端に頭部１４４．１と、それらの軸に沿って、かつ軸に対して垂直な襟部１４４．２と、を備え、その襟部から頭部までの距離は、突起１４０が挿入できるようにされている。

アタッチメントベース１３６の突起１４０は、各ねじの頭部１４４．１と襟部の間に適合する。

ナット１４４．３は、支持部９０の突起の下に位置する各ねじ棒１４４の部分に螺合される。電極ホルダーから突出する電極の長さを固定する、支持部９０とツール８８との間の距離は、ナット１４４．３を締めたり緩めたりすることによって調節できる。

ガイド部材１３８（図１３Ｂ及び１３Ｃ）は、長手方向の端において端壁１４６で遮断された軸線Ｘの周囲に、略環状の壁１４５を有する。端壁１４６はまた、その中心部に軸線Ｘに沿って電極が通過できる貫通孔１４８を備える。

アタッチメントベース１３６において穿孔１４３と一致する穿孔１４９が、ガイド部材に作られる。

環状壁１４５及び端壁１４６は、電極ホルダー支持部９２の支持スタンド９７の外径とほぼ等しい直径を有するハウジング１５１を画定する。

示された実施例では、端壁１４６は、ハウジング１４８の側面にプレート１５２が固定された凹部１５０を備え、図１５に示すように、その中へ取り付けられて、ナットを締めたり緩めたりするために協働する、電極ホルダーナットの形に相当する形状の開口部１５３が設けられている。

プレート１５２は、例えば使い終えた場合、又は、他の形状のナットを備えた装置の使用が必要な場合には移動できるように、例えばねじ等によって、ハウジング１５１の底部に取り付けられる。

このプレートを移動する必要がない場合は、接着又は溶接などで恒常的に固定してもよい。

ガイド部材１３８は、軸線Ｘの周囲を回転させるために解放する間、電極ホルダー支持部９２を軸上の位置で保持する手段１５４を備えることが有利である。

示された実施例では、手段１５４はガイド部材１３８の上面に固定された３つの固定爪で形成され、電極ホルダー支持部９２の支持スタンドがツール８８から動いてしまうのを防ぐ、軸上ストッパを形成する。

示された実施例では、ガイド部材１３８はその上面に、互いに１２０度毎に形成され、それぞれに固定プレート１５４が取り付けられた、３つの切り欠き１５６を備える。プレート１５４は、例えばねじ等で取り付けられてもよい。

ツール８８はまた、電極をツール８８内に固定する手段１５６を備える。固定手段１５６は、それぞれ軸線Ｘに対して平行なピン１６０の周囲に明確に示されている、２つの締め付け部材１５８を備えたクランプを形成する。

この実施例では、クランプの要素は、軸線Ｘに直交する平面上で動作する。図１４では、部材１５８のうち１つが単独で示されている。図１６Ａでは、締め付け部材１５８は、離れた位置に相当する静止位置で示され、図１７Ａでは、締め付け部材は電極に接触している。

締め付け部材１５８は、略扇形であり、直角１６２を有するゾーンが電極に接触するように設計されている。

締め付け部材は、ピン１６０が通る穴１６４を備え、概ね、クランプ部材１５８の丸みを帯びたエッジと平らなエッジの間の角に位置する。操作者がクランプ部材を操作できるように、丸みを帯びたエッジはまた、穴の反対側に、突出した部分１６５を有する。ピン１６０の一端は、アタッチメントベース１３６の穴１４３．１，１４３．２の中に取り付けられ、もう一端は、ガイド部材の穴１４９に取り付けられる。穴１４９はねじ立てされることが有利であり、軸１６０は穴１４９に螺入されたねじで形成され、このようにしてガイド部材をアタッチメントベースに取り付けることが有利である。

クランプ部材を離れた位置に戻すために、例えば、ガイド部材とクランプ部材の間に対して取り付けられたバネ１６６など、手段１６６が設けられ、バネ１６６はガイド部材に形成された穴１６８に取り付けられることが有利である。

扇形状は、クランプ部材を、円形断面を有するツールに一体化し、たった２つの操作部分だけが突出することを可能にする。

このことは、装置を更にコンパクトにする。

Ｄ１と同様に、装置Ｄ２全体は、ステンレススチール又は陽極酸化アルミニウムなどの、硬い素材で作られればよい。

一方で、閉塞器１１６のプレート１１８は、溶接品質を劣化させかねないアルミニウムの微粒子が、新しい電極に堆積しないことを保証するため、ステンレススチールで作られる。

次に、電極交換装置Ｄ２の操作について説明する。

電極ホルダーが、シール溶接装置から取り外され、電極ホルダー支持部９２にねじ留めされる。

電極ホルダー支持部９２が、ツール８８に固定されていない場合は、操作者は、ガイド部材１３８のハウジング１５１内に支持スタンド９７を設置したツール８８の所定位置に、電極ホルダー支持部９２を設置し、操作者は次に、電極ホルダーを電極ホルダー支持部９２に、穴が開く危険の限界まで螺入することが望ましい。

電極ホルダーナットは開口部１５３に収容され、電極ホルダーは電極ホルダー支持部９２に螺合される。

操作者は、ナットがガイド部材１３８の端壁１４６に接触したら、螺入するのを止める。

操作者は、ナットを緩めることで電極ホルダーから電極を離す。このために操作者は、軸線Ｘの周りで電極ホルダーを回転させる、軸線Ｘの周囲の電極ホルダー支持部９２に、トルクをかける。ナットは、プレート１５４の内側に回転して取り付けられているので、緩められる。

電極ホルダー支持部９２が軸線Ｘに対して回転自由であることを認識されたい。

電極は次に、電極ホルダーから解放される。

電極ホルダー支持部９２が、電極ホルダーのねじと協働するねじを備えていない場合、操作者は、電極ホルダーに、軸に沿って電極ホルダー支持部９２に向かって力をかけると同時に、トルクもかける。

円錐形同士の協働は当然ながら、電極ホルダー支持部９２と電極ホルダーとの間の回転にブロッキングを生じさせ、また、電極ホルダー支持部９２にかけられた緩みトルクも、電極ホルダーに伝わる。

電極１１を捕らえてツール内に保持するために、操作者はクランプ部材１５８に力をかけ、同時に、操作者は電極ホルダーを外す（図１７Ａ）。

操作者は次に、バネ１６６の効果で電極１１から離れるように、クランプ部材１５８にかけた力を緩め、また、閉塞器１１６と支持部９０の貫通孔１２２，１１４が一直線に揃うように、制御棒１２０のボタンを押すことで閉塞器１１６を動かし、この整列が得られると、電極１１は重力によって容器８６へと落下する（図１７Ｂ）。

操作者は、新しい電極の尖っていない方の端部を手に取り、尖った端部を閉塞器１１６のプレート１１８の上面に接触するまでツールに差し込むことで、新しい電極１１を所定位置へ取り付ける。

操作者は次に、電極の尖っていない方の端部を電極ホルダーに挿入することで、電極ホルダーをツール８８に取り付ける。

電極ホルダーは次に、電極ホルダー支持部９２に螺合される。

操作者は次に、電極ホルダーナットを締める方向に電極ホルダー支持部９２にトルクを加え、その結果、電極１１は電極ホルダーに固定される。

電極ホルダーは次に、ねじを緩められ、電極ホルダー支持部９２から取り外され、シール溶接装置内へと戻される。

示された実施例では、電極ホルダー支持部９２はツール８８に対して軸方向に固定されるが、独立可能であって、電極ホルダーに独立して螺合され、従って形成されたアセンブリはツールに取り付けられる。

装置Ｄ２と装置Ｄ１との間の主な違いは、電極ホルダー支持部９２の存在は別として、装置において電極を固定する手段のクランプ部材の向きであり、この向きは、装置Ｄ２では水平面上で可動であり、装置Ｄ１では垂直平面上で可動である。

装置Ｄ２は、例えば、溶接電極ホルダーのナットの形状に対応するハウジングを形成するように、ガイド部材のハウジング形状を修正することなどで、
極めて簡単に溶接電極ホルダーに合わせられる。

装置Ｄ１及びＤ２は、可動の使用済み電極用容器を備え、この容器をグローブボックス内の作業台に直接作ること、どこへでも接近しやすくすること、また、例えば、自動的に空にして接触の危険を更に制限すること、などを可能にする。

本発明による電極交換装置は、電極の取り外しと取り付けの全てのステップの間中操作者を保護し、その結果、グローブが裂ける危険は大幅に減少する。更に、使用済みの電極は、グローブボックスから取り出す前には閉じられる容器を通してのみ、取り扱われる。

操作者は、新しい電極の、またその尖っていない部分にしか接触しない。

本発明による電極交換装置は、また、極めて丈夫であるという利点を有する。操作は全て機械的であり、複雑な構造を必要としない。更にそれらは縦型形状のため、極めてコンパクトである。

クランプ部材が水平方向の向きであるため、電極ホルダー支持部９２の高さが相殺されるので、装置Ｄ２のツール８８は極めて高さが低い。

装置Ｄ２のような水平方向のクランプ部材を用いて装置Ｄ１を作ることは、装置の高さを比較的低くできるので、有利である。

閉塞器は、例えば空気制御などにより、自動的に作動することができる。

Claims (26)

1. 電極（１１）を電極ホルダー（８）から取り外す及び／又は電極（１１）を電極ホルダー（８）へ取り付ける取付および取外装置であって、前記電極ホルダーは溶接装置の一部を構成し、
   前記取付および取外装置は、開口部及び前記開口部に設けられたアセンブリを備えた使用済み電極の容器（２，８６）を有し、
   前記アセンブリは、マンドレルを形成する電極ホルダーの一端を保持するためのハウジング（４６）と容器（２，８６）とを接続する、長手方向の軸を備えた通路（７，９１）と、垂直に設計された前記長手方向軸（Ｘ）と、電極ホルダーのマンドレルを締めたり緩めたりする手段と、電極を前記装置に取り付ける手段と、使用済み電極を容器に落とすことを作動又は停止させる手段と、を備え、
   前記電極ホルダー（８）は、電極（１１）を充填する前に前記溶接装置から取り外されることを特徴とする前記取付および取外装置。
2. 前記アセンブリが、ハウジング（４６）を備えたツール（４，８８）と、電極ホルダーのマンドレルを締めたり緩めたりする手段と、電極を前記取付および取外装置に取り付ける手段と、容器（２，８６）の開口部に設けられ、使用済み電極を容器に落とすことを作動又は停止させる手段を備えた支持部（６，９０）と、を有することを特徴とする、請求項１に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
3. 前記電極ホルダーのマンドレルを締めたり緩めたりする手段が、前記ハウジングに存在する、マンドレルを締めたり緩めたりするナットに対応する形状の凹部で形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
4. 前記凹部が、ハウジング（４６）の側壁で直接形成されることを特徴とする、
   請求項３に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
5. 前記凹部が、ハウジングの底部に取り付けられたプレート（１４０）に形成されることを特徴とする、請求項３に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
6. 電極を前記取付および取外装置に取り付ける手段が、２つの軸の周囲を動き、把持するために電極に接触する２つの端部を備えた、２つの要素（５４，１５８）を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
7. ２つの可動要素（５４）は、長手方向軸（Ｘ）を含む平面上に含まれることを特徴とする、請求項６に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
8. ２つの可動要素（１５８）は長手方向軸（Ｘ）に直交する平面上に含まれることを特徴とする、請求項６に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
9. 電極を前記装置に取り付けるために、前記２つの可動要素（５４，１５８）を互いに離れた位置に戻す手段を備えることを特徴とする、請求項６，７又は８のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
10. 使用済み電極の容器（２，８６）への落下を作動又は停止させる手段が、静止状態では前記通路（７，９１）と整列せず、閉塞器（２６，１１６）を操作することで整列させることができる開口部（３２，１２２）が存在する、長手方向の通路（７，９１）を閉じる閉塞器（２６，１１６）を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
11. 前記閉塞器（２６，１１６）が、支持部（６，９０）において長手方向軸（Ｘ）に直交する軸（Ｙ）に沿ってスライド自由に取り付けられることを特徴とする、請求項１０に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
12. 前記閉塞器（２６，１１６）を、通路（７，９１）を閉じる位置に戻す手段を備えることを特徴とする、請求項１０又は１１のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
13. 前記閉塞器（２６，１１６）が、前記開口部（３２，１２２）と、支持部（６，９０）の外側からアクセスできる制御棒（３０，１２０）を備えたプレート（２８，１１８）を有することを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
14. 前記閉塞器と前記装置のマンドレルのハウジングとの間の距離を調節する手段を備えることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
15. ツールが、少なくとも２つのねじ棒を用いて支持部（６，９０）に取り付けられ、その調節手段は、ねじ棒に螺合された、ナット及び／又は薄ナットのアセンブリで形成されることを特徴とする、請求項１４に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
16. 電極ホルダー支持部（９２）と、その端部に電極を保持するテーパー部（８０）を備えた電極ホルダーと、電極ホルダーのテーパー部（８０）の形状に対応する、テーパー状のハウジングを形成し、電極ホルダーハウジングの上流への延長を形成する前記電極ホルダー支持部（９２）と、をも備えることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
17. 前記電極ホルダー支持部（９２）が、前記ツールにその軸線方向に沿って、また長手方向軸線に対して旋回自由に取り付けられることを特徴とする、請求項２と組み合わせた請求項１６に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
18. 前記電極ホルダー支持部（９２）が、電極ホルダーが挿入される端部とは反対の端に、環状のスタンド（９７）を有し、前記スタンド（９７）はツール（８８）の中のハウジング（１５１）に取り付けられることを特徴とする、請求項１７に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
19. 前記電極ホルダー支持部（９２）が、その内側に、電極ホルダーのねじと協働するねじを有し、前記ねじは、テーパー状のハウジングの上流側にあることを特徴とする、請求項１６，１７又は１８のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
20. 前記ツールに取り付けられたツメ（１５４）で形成された、電極ホルダー支持部（９２）を軸上に保つ手段を備えることを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載した、電極を電極ホルダーから取り外す及び／又は電極を電極ホルダーへ取り付ける取付および取外装置。
21. 請求項１〜２０のいずれか１項に記載した装置を用いて、電極を電極ホルダーから取り出す方法であって、以下のステップを有する方法。
    ‐電極ホルダーをハウジング（４６）に挿入し、マンドレルを締める要素が、締め／緩め手段を貫通し、電極の自由端が閉塞器（２６，１１６）に接触する。
    ‐電極ホルダーに、緩める方向のトルクをかける。
    ‐電極（１１）を前記取付および取外装置に固定する。
    ‐電極ホルダーを取り外す。
    ‐電極（１１）を前記取付および取外装置から取り外す。
    ‐容器（２，８６）へと導く通路を開き、電極（１１）は重力によって容器（２，８６）内へ落下する。
22. 前記緩める方向のトルクが、前記電極ホルダー支持部（９２）にかけられて、電極ホルダーに伝達されることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載した取付および取外装置を用いて電極を取り出す、請求項２１に記載した方法。
23. 前記電極ホルダーがハウジングに挿入された場合は、電極ホルダーは電極ホルダー支持部に螺合されることを特徴とする、請求項１９に記載した取付および取外装置を用いて、電極を取り出す、請求項２２に記載した方法。
24. 請求項１〜２０のいずれか１項に記載した取付および取外装置を用いて、電極を電極ホルダーに取り付ける方法であって、以下のステップを有する方法。
    ‐電極（１１）を通路（７）に設置し、電極の尖った方の端部を閉塞器に接触させる。
    ‐電極がついていない電極ホルダーをハウジングに設置し、前記取付および取外装置から突出した電極の端部をマンドレルに差し込む。
    ‐締める方向のトルクをマンドレルにかけ、電極をマンドレルに固定する。
    ‐電極（１１）が取り付けられた電極ホルダーを取り外す。
25. 前記締める方向のトルクは、前記電極ホルダー支持部（９２）にかけられて電極ホルダーに伝達されることを特徴とする、請求項１６〜２０のいずれか１項に記載した取付および取外装置を用いて、電極を取り付ける、請求項２４に記載した方法。
26. 前記電極ホルダーは、電極ホルダーのハウジングへの挿入前又は挿入中に、前記電極ホルダー支持部に螺合され、電極ホルダーは、電極ホルダーが取り外される前又は最中に、電極ホルダー支持部（９２）から取り去られることを特徴とする、請求項１９に記載した取付および取外装置を用いて、電極を取り付ける、請求項２５に記載した方法。