JPH0479956B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、ワイヤーロープ、金属テープ、チエ
ーン等の懸垂手段によつて懸垂したシーブ（綱
車）の回転でアクチユエータを動かし、その運動
で把持用爪を操作するような把持具における爪開
閉装置に関するものである。

本発明の爪開閉装置は、特に原子炉施設の燃料
交換機、燃料出入機、キヤスクカー等の燃料取扱
機で用いられる把持具に好ましく適用できるが、
把持用爪を操作することによつて取扱対象物を把
持する一般産業用把持具にも適用することができ
る。

＜従来の技術＞ 以下に高速増殖炉の核燃料集合体（以下「燃
料」と略称する）の炉心への装荷または取出しに
用いる燃料取扱機の把持具を例に挙げて説明す
る。

第３図に示したように、燃料の頂部には把持具
（グリツパ）の爪と嵌合するつかみ部１を工作し
たハンドリングヘツド部２が設けられており、一
方把持具３にはその内部にワイヤーロープ、金属
テープ、チエーン等の巻取可能な懸垂手段４によ
り回転するシーブ５、このシーブの回転中心から
偏心した位置に回転可能に垂下させたアクチユエ
ータ６、およびアクチユエータ自由端の凸部６ａ
の上下運動により梃子作用により開閉する爪体７
が組込まれている。かような把持具３の操作は、
上方に設けた把持具駆動装置８によつて行なわ
れ、この内部には懸垂手段４を巻上げまたは巻下
する一対の巻取用のドラム９ａ，９ｂが収納され
ている。すなわち、ドラム９ａ，９ｂによつて懸
垂手段、例えば金属テープ４ａ，４ｂを同時に巻
上げ巻下げすれば、把持具３全体をそのままある
いは燃料を掴んだ状態で昇降させることができ
る。また、一方のドラム９ａからテープ４ａを巻
下げし、他方のドラム９ｂで同ストローク分のテ
ープ４ｂを巻上げることによつて、把持具３の位
置はそのままで内部のシーブ５のみ回転させるこ
とができ、シーブの回転運動はアクチユエータ６
の上下運動に変換され、アクチユエータの凸部６
ａの上下運動により爪体７はピン１０を支点とし
て揺動し開閉する。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら上記した従来の把持具の爪開閉駆
動に関しては、把持具駆動装置内において複雑な
機構を用いて把持具全体の昇降用の伝達系統との
干渉を避けながら爪開閉のためにモータで一対の
巻取用ドラムを回転し、同ストローク分の金属テ
ープを一方のドラムで巻下げし他方のドラムで巻
上げる必要がある。そのため、 () 爪開閉操作及びその確認は、金属テープ等
の懸垂手段のストロークを演算して行なわなけ
ればならず、複雑な計測・制御回路が必要とな
る。

() 爪開閉操作用の２軸を１つもしくは２つの
駆動装置で同期して駆動しなければならないた
め、複数のギヤ、クラツチ、ブレーキ等を用い
る必要があり、従つて動作の信頼性が低い。

() 上記（）、（）から結局爪開閉装置は高
価になり、また構造的にも複雑であることから
大きなスペースが必要となる。

といつた欠点があつた。

そこで本発明は、上述したような従来技術にお
ける欠点を改善して、構造が簡単で装置の小形化
ができ、しかも確実性、信頼性の高い動作を行な
うことができる把持具の爪開閉装置を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、第３図に示したごとき従来の把持
具、すなわち巻取可能な懸垂手段によつて回転す
る爪開閉用シーブの回転中心から偏心した位置に
回転自在にアクチユエータの一端を垂下させると
ともに、該アクチユエータの自由端を爪体に摺接
させ、該シーブの回転によるアクチユエータの上
下運動によつて該爪体の開閉操作を行なうように
した把持具によつて該爪体の開閉操作を行なうよ
うにした把持具における爪開閉装置が提供され
る。

本発明による爪開閉装置は、把持具の上方に懸
垂手段を巻上げたまたは巻下げする一対の巻取用
ドラムを有している。このドラムの各々はその中
心に貫通孔を有し、この貫通孔の内面には螺旋溝
が刻設されている。かような貫通孔の各々には、
その内面に刻設した螺旋溝に噛合う歯形を有する
ヘリカルスプライン軸が摺動自在に挿通される。
これら一対のヘリカルスプライン軸は互いに平行
に並設されるとともに同一形状かつ同一のねじれ
方向の歯形を備えている。また、これら一対のヘ
リカルスプライン軸の同じ側の一端は、ヘリカル
スプライン軸の回転は伝達せずかつ軸方向の往復
運動は伝達する継手を介して１つのテーブルに接
続し、一方、他端はヘリカルスプライン軸の回転
は許さず軸方向の往復運動は許す支持手段により
支持する。さらに前記の各ドラムは、軸方向の運
動は許さず回転のみ許す枠手段を備えている。

上記のごとき構造を有する爪開閉装置によつ
て、テーブルの往復運動でもつて一対の前記巻取
用ドラムを同時かつ同方向に回転させ、懸垂手段
を同ストローク巻上げまたは巻下げて爪開閉用シ
ーブを回転せしめることができる。

＜実施例＞ 以下に図面に示す好ましい実施例を参照して本
発明をさらに詳述する。

第１図は本発明の爪開閉装置の好ましい実施例
を示す斜視図であり、チエーンのごとき巻取可能
な懸垂手段４により回転するシーブ５、およびこ
のシーブ回転中心から偏心した位置に回転可能に
垂下させたアクチユエータ６は、第３図の従来の
把持具３におけるものと同様である。また第１図
の一対の巻取用ドラム１９ａ，１９ｂは、第３図
の従来の巻取用ドラム９ａ，９ｂと実質的に同様
の機能を有し、把持具駆動装置８内に配置され
る。

巻取用ドラム１９ａは、その両側に突出しドラ
ムと一体構造の円筒部１１を有し、ドラムの中心
に設けた貫通孔１２が円筒部１１内に伸びてい
る。この貫通孔１２の内面には、後述するヘリカ
ルスプライン軸１７ａの歯形と噛合う螺旋溝１３
が堀り抜いてある。このドラム１９ａは円筒部１
１にて、軸受１４および固定枠１５からなる枠手
段１６によつて支持、固定されているため、ドラ
ム１９ａは回転するが回転軸方向の動きは制限さ
れるように支持される。

ドラム１９ａの貫通孔１２には、その内面に刻
設された螺旋溝１３と噛合う歯形を有するヘリカ
ルスプライン軸１７ａが、螺旋溝と歯形とが噛合
つた状態で摺動できるように挿通される。このヘ
リカルスプライン軸１７ａの一端は、継手１８を
介してテーブル２０に接続される。第２図はこの
接続部分の詳細図を示すものであり、ヘリカルス
プライン軸１７ａ端部に形成した円筒端を継手１
８の透孔２１内に回転自在に挿通し、抜け出ない
ように端板２２で保持されている。一方、継手１
８はピン２３によつてテーブル２０と一体的に係
合されている。かような接続様式によつて、ヘリ
カルスプイライン軸１７ａの回転はテーブル２０
に伝達されず、かつテーブル２０の軸方向往復運
動はヘリカルスプライン軸１７ａに伝達させるこ
とができる。

一方、ヘリカルスプライン軸１７ａの他端は、
ヘリカルスプライン軸１７ａの回転は許さず、軸
方向の往復運動は許す支持手段３０により支持さ
れている。第１図の実施例においては、この支持
手段３０は、ヘリカイルスプライン軸１７ａの端
部にこれと一体的に取付けられた歯車３１、およ
びこの歯車が嵌合する筒状のカツプリング３２か
ら構成され、カツプリング３２の内面には歯車３
１と噛合うストレートスプライン３３が刻設され
ている。この支持手段３０を回転しないように固
定しておけば、ヘリカルスプライン軸１７ａの軸
方向の往復運動は歯車３１とストレートプライン
３３とが噛合つたまま摺動することにより可能と
なるが、歯車３１およびこれと一体的に結合した
ヘリカルスプライン軸１７ａは回転しない。

上述の説明では、ドラム１９ａとヘリカルスプ
ライン軸１７ａおよびそれに関連する構造につい
て述べたが、これらと対をなすドラム１９ｂとヘ
リカルスプライン軸１７ｂおよびそれに関連する
構造も全く同様であるので、重複を避けるため説
明を省略する。ここで特に留意すべきことは、一
対のヘリカルスプライン軸１７ａと１７ｂとは互
いに平行に並設されており、そのヘリカルスプラ
インの歯形は同一形状でかつねじれ方向が同一で
ある点である。

なお、図示の実施例においては、カツプリング
３２から更に軸３４を伸ばし、その先端に歯車３
５ａを取付けて、この歯車３５ａの回転がカツプ
リング３２に伝達するようにしてある。一方、ヘ
リカルスプライン軸１７ｂ側にも同様にして歯車
３５ｂを取付け、歯車３５ａと３５ｂを互いに噛
合わせて連結させてある。

次にかような構成の爪開閉装置の動作を説明す
る。テーブル２０を図中の矢印方向に移動する
と、継手１８を介して運動はヘリカルスプライン
軸１７ａ，１７ｂに伝えられ、図の左方向へ移動
する。このとき支持手段３０を回転しないように
固定しておくと、ヘリカルスプライン軸１７ａ，
１７ｂは回転せずに軸方向に移動する。これによ
つて、枠手段１６により回転はするが、軸方向へ
は移動しないようになつているドラム１９ａは、
摺動自在に噛合つている螺旋溝１３とヘリカルス
プライン軸１７ａのヘリスルスプラインとの摺動
作用により、テーブル２０の移動量に比例した量
だけ矢印方向に回転し、同様にドラム１９ｂも同
じ量だけ同方向に回転する。すると、ドラム１９
ａの円周に滑らないように係合するチエーン４ａ
は巻上げられ、ドラム１９ｂに係合するチエーン
４ｂは巻下げられる。その結果、シーブ５はその
上下位置を変えることなく矢印方向に回転し、ア
クチユエータ６を必要ストローク分引き上げるこ
とができる。一方、テーブル２０を図中の矢印方
向と逆方向に移動させれば、その移動量に比例し
た量のストローク分だけアクチユエータ６を引下
げることができる。テーブル２０の軸方向の往復
運動は、既存のパワーシリンダ（図示せず）等で
与えることができる。

なお、図示の実施例の装置によつて把持具全体
を昇降させるには次のようにする。把持具昇降用
モータ（図示せず）によつて連結歯車３５ａ，３
５ｂのいずれかを点線矢印の方向に回転駆動させ
ると、歯車３５ａと３５ｂは互いに逆方向に回転
する。この回転は、カツプリング３２およびこの
カツプリングのストレートスプライン３３と噛合
う歯車３１を介してヘリカルスプライン軸１７ａ
と１７ｂに伝達されるが、この１７ａ，１７ｂの
回転は継手１８によつてテーブル２０へは伝達さ
れない。また軸１７ａと軸１７ｂのそれぞれから
軸方向互いに逆方向の力がテーブル２０に与えら
れても、テーブル２０は軸方向並進移動のみ可能
なようにガイドされているので、つまり、テーブ
ル２０は偶力で回転するということがないように
されているので、テーブル姿勢は不動である。従
つてヘリカルスプライン軸１７ａと１７ｂは軸方
向の移動なしに互いに逆方向に回転することにな
る。一方、ヘリカルスプライン軸のヘリカルスプ
ラインはドラム１９ａ，１９ｂの螺旋溝１３と噛
合つているため、ヘリカルスプライン軸の回転に
伴つてドラム１９ａ，１９ｂには軸方向の運動力
が生じるが、これらのドラムは枠手段１６により
軸方向の運動が抑えられているため、結極回転力
のみが伝達される。その結果ドラム１９ａ，１９
ｂは点線矢印のように互いに逆方向に回転するこ
とになり、これらのドラムに係合するチエーン４
ａ，４ｂは同時に巻上げまたは巻下げされて、シ
ーブ５の昇降すなわち把持具全体の昇降が可能と
なる。

なお、上述の説明および実施例は、原子炉施設
の燃料取扱系機器を例にとつて説明したが、懸垂
手段を用いてアクチユエータを操作し、それによ
つて爪を操作する方式の一般産業機器の把持具に
おける爪開閉装置としてもこの発明を適用するこ
とができる。

＜発明の効果＞ この発明による爪開閉装置は上述のような構成
を有するものであるから、従来の装置と比較して
次のような効果がある。

() 爪開閉装置の構成部品点数が減るので動作
に対する信頼性が向上する。

() クラツチのように摩擦伝達手段がなく、直
接２軸を同期しつつ駆動できるので動作に対す
る確実性が向上する。

() 構成部品点数が少ないので爪開閉装置が小
型になる。

() 爪開閉のための原動力の運動は往復運動で
あることから動作確認リミツトスイツチを使う
ことができ、安価である、確実性が高いなどの
メリツトがある。

() 原動力に油圧シリンダが使えることから、
爪開閉速度の変更が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の爪開閉装置の好ましい実施例
を示す一部切欠斜視図、第２図は第１図の−
線方向から見た部分側面図、および第３図は従来
の把持具およびその駆動装置を示す説明図であ
る。 ４……懸垂手段、５……爪開閉用シーブ、６…
…アクチユエータ、１２……貫通孔、１３……螺
旋溝、１６……枠手段、１７ａ，１７ｂ……ヘリ
カルスプライン軸、１８……継手、１９ａ，１９
ｂ……巻取用ドラム、２０……テーブル、３０…
…支持手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 巻取可能な懸垂手段によつて回転する爪開閉
   用シーブの回転中心から偏心した位置に回転自在
   にアクチユエータの一端を垂下させるとともに該
   アクチユエータの自由端を爪体に摺接させ、該シ
   ーブの回転によるアクチユエータの上下運動によ
   つて該爪体の開閉操作を行なうようにした把持具
   における爪開閉装置であつて、該把持具の上方に
   該懸垂手段を巻上げまたは巻下する一対の巻取用
   ドラムを配設し、該ドラムの各々はその中心に貫
   通孔を有し、該貫通孔内面に刻設した螺旋溝に噛
   合う歯形を有するヘリカルスプライン軸を該貫通
   孔の各々に摺動自在に挿通し、これら一対のヘリ
   カルスプライ軸は互いに平行に並設されるととも
   に同一形状かつ同一のねじれ方向の歯形を備えて
   おり、該一対のヘリカルスプライン軸の同じ側の
   一端は、ヘリマカルスプライン軸の回転は伝達せ
   ずかつ軸方向の往復運動は伝達する継手を介して
   １つのテーブルに接続し、一方該一対のヘリカル
   スプライン軸の他端はヘリカルスプライン軸の回
   転は許さず軸方向の往復運動は許す支持手段によ
   り支持し、さらに該各ドラムは軸方向の運動は許
   されず回転のみ許す枠手段を備えている構造を有
   し、これによつて該テーブルの往復運動でもつて
   該一対の巻取用ドラムを同時かつ同方向に回転さ
   せ、該懸垂手段を同ストローク巻下げまたは巻下
   げして該爪開閉用シーブを回転せしめるようにし
   たことを特徴とする把持具における爪開閉装置。