(57)【要約】【課題】金属キャスク５０のセクタ５５（中性子遮へい材充填空間）の寸法を精度良く測定する寸法検査装置１００を提供する【解決手段】本発明の金属キャスクの胴５１と外筒５２の間において周方向に配置された伝熱フィン５３により区切られ中性子遮へい材が充填される金属キャスクの遮へい材充填空間の寸法検査装置は、遮へい材充填空間において金属キャスクの胴軸方向に対して直角方向にビーム光を照射するプローブ１０と、遮へい材充填空間の照射されたビーム光の散乱光が入射する撮像部２０と、プローブと前記撮像部を搭載するとともに、ガイドローラ３２と駆動ローラ３１とで遮へい材充填空間を金属キャスクの胴軸方向に自走する測定台車３０と、撮像部の撮像画像に基づいて遮へい材充填空間の胴軸方向の断面寸法を計測する計測処理部４０と、を備えるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属キャスクの胴と外筒の間において周方向に配置された伝熱フィンにより区切られ中性子遮へい材が充填される金属キャスクの遮へい材充填空間の寸法検査装置であって、
前記遮へい材充填空間において金属キャスクの胴軸方向に対して直角方向にビーム光を照射するプローブと、
前記遮へい材充填空間の照射されたビーム光の散乱光が入射する撮像部と、
前記プローブと前記撮像部を搭載するとともに、ガイドローラと駆動ローラとで前記遮へい材充填空間を金属キャスクの胴軸方向に自走する測定台車と、
前記撮像部の撮像画像に基づいて前記遮へい材充填空間の胴軸方向の断面寸法を計測する計測処理部と、
を備えることを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記プローブは、金属キャスクの胴軸方向に照射されたビーム光を９０度曲げて、前記遮へい材充填空間の金属キャスクの胴の外面と外筒の内面とにビーム光を照射し、
前記撮像部は、前記プローブと同軸に配置されて、前記胴の外面と外筒の内面とに照射されたビーム光の散乱光により形成される照射像を撮像する
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記プローブは、前記ビーム光の光束中心にミラー頂点が位置するように設けた円錐ミラーを有する
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項４】
請求項２に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記プローブは、前記ビーム光を９０度曲げて反射するとともに、前記ビーム光の光束中心を回転中心とする回転反射ミラーを有する
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項５】
請求項２に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記計測処理部は、前記撮像部で撮像した前記胴の外面と前記外筒の内面とに対応する照射像の画素に基づいて、前記胴の外面と外筒の内面と間の画素距離を求める
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記計測処理部は、前記撮像部で撮像した前記胴の外面と前記外筒の内面とに対応する照射像の前縁の画素を求め、求めた画素の間の画素数を計数する
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項７】
請求項１に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記ガイドローラは、左右対称に複数個配置されて、前記伝熱フィンに圧接し、
前記駆動ローラは、前記胴の外面に接地する
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記ガイドローラは、所定の押圧力で前記伝熱フィンに圧接するとともに、圧接方向に移動する可動機構を有する
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項９】
請求項７に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記駆動ローラは、前記駆動ローラを垂直方向に保持するか、水平方向に保持するかを変える回動機構を有する
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
金属キャスクが複数の遮へい材充填空間を有し、
前記金属キャスクが横置きされた際に、頂部に位置する遮へい材充填空間に挿入される
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置において、
前記プローブと前記撮像部と前記ガイドローラとを搭載する基台を備え、
前記基台を前記測定台車から脱着する分離構造を有する
ことを特徴とする金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属キャスクの遮へい材充填空間寸法検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の原子炉で一定期間使用された燃料は、原子炉から取り出され、使用済燃料プールなどに一時保管される。使用済燃料プールで所定期間冷却された使用済燃料は、再資源として活用するため、金属キャスクと呼ばれる放射性物質収納容器に収納され、再処理施設で再処理されるまで中間貯蔵施設に搬入され保管される。
【０００３】
この使用済燃料を貯蔵・運搬する金属キャスクは、使用済燃料を貯蔵する胴と外部からの衝撃を吸収する外筒を有している。使用済燃料は、核分裂生成物である高レベルの放射性物質を含んでいるので、崩壊熱を発生している。このため、胴と外筒間には、使用済燃料から発生した熱を胴から外筒に伝熱するために複数の伝熱フィンが配置されている。また、胴と外筒間には使用済燃料から放出される放射線を吸収する、レジンで形成された中性子遮へい材が複数の伝熱フィンで区切られた空間に充填されている。
【０００４】
金属キャスクの中性子遮へい材の充填空間は、胴と外筒間の伝熱フィンで区切られた狭隘な空間になっている。この空間の入口開口部は、中性子遮へい材の充填空間よりさらに狭い。中性子遮へい材の充填空間の検査装置は、この狭い入口開口部を通り、かつ、その奥にある約５ｍの長さを有し、扇形の断面形状を有する空間寸法を測定する必要がある。
以後、中性子遮へい材を充填する空間をセクタと称する。
【０００５】
従来、セクタの寸法検査は、設計寸法からわずかに小さいゲージとわずかに大きいゲージを用い、セクタに小さいゲージが通りかつ大きいゲージが通らなければ、セクタ寸法は設計寸法の公差内に入っていると判断していた。
また、セクタの約５ｍの範囲で検査を可能にするために、長い棒の先にゲージをつけて出し入れする必要がある。さらに、金属キャスクの胴と外筒との間には伝熱フィンで区切られたいくつものセクタが設けられているので、長い棒の先端に取り付けられたゲージを何度もセクタに出し入れしなければならない。
したがって、この検査方法では、数値による寸法管理ができないことと、大小２種類のゲージを胴と外筒間内に出し入れするため、検査作業に時間が掛かる問題がある。
【０００６】
この検査作業の作業性向上や数値管理を行う技術として、特許文献１に記載の計測技術がある。
この特許文献１に記載の測定装置では、昇降装置と寸法測定部を備え、寸法測定部はセクタに挿入され、ガイドローラを金属キャスクの胴または外筒に接触させてガイドされ、レーザ光を用いて胴と外筒間の幅寸法を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２０５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の寸法測定装置によれば、セクタ（金属キャスクの中性子遮へい材の充填空間）の寸法の測定が可能になる。
しかし、寸法測定装置の寸法測定部を吊り下げる構造であるため、金属キャスクを立てた状態で測定しなければならず、金属キャスクを横に倒した状態では適用できない。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためのものであり、狭隘な空間内において扇形形状の２曲面間寸法である、金属キャスクのセクタ（中性子遮へい材の充填空間）の寸法を精度良く測定する寸法検査装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明の金属キャスクの胴と外筒の間において周方向に配置された伝熱フィンにより区切られ、中性子遮へい材が充填される金属キャスクの遮へい材充填空間の寸法検査装置は、前記遮へい材充填空間において金属キャスクの胴軸方向に対して直角方向にビーム光を照射するプローブと、前記遮へい材充填空間の照射されたビーム光の散乱光が入射する撮像部と、前記プローブと前記撮像部を搭載するとともに、ガイドローラと駆動ローラとで前記遮へい材充填空間を金属キャスクの胴軸方向に自走する測定台車と、前記撮像部の撮像画像に基づいて前記遮へい材充填空間の胴軸方向の断面寸法を計測する計測処理部と、を備えるようにした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の金属キャスクの中性子遮へい材充填空間寸法検査装置によれば、空間寸法を精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の寸法検査装置の構成を示す図である。
【図２】金属キャスクの胴軸方向の断面を示す図である。
【図３】金属キャスクの胴軸方向に垂直な断面の形状を示す図である。
【図４】実施形態の寸法検査装置の構成を示す上面図である。
【図５】円錐ミラーの中心軸断面を示す図である。
【図６】照射像の一例を示す図である。
【図７】検査処理フローを説明する図である。
【図８】セクタと駆動ローラとガイドローラの関係について説明する図である。
【図９】他実施形態の寸法検査装置の構成を示す上面図である。
【図１０】分割構造を有する寸法検査装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
≪第１実施形態≫
図１は、金属キャスクのセクタ寸法を測定する実施形態の寸法検査装置１００（以下、寸法検査装置１００と記す）の全体構成を示す図である。なお、図１は、寸法検査装置１００の側面図になっている。
【００１４】
寸法検査装置１００は、詳細を後述するセクタの内面にビーム光を照射するプローブ１０と、セクタ内面に照射されたビーム光の散乱光を撮像する撮像部２０と、プローブ１０と撮像部２０を搭載し、駆動ローラ３１ａ、３１ｂ（以下、総称して駆動ローラ３１と記すことがある）とガイドローラ３２ｃ、３２ｄ（以下、総称してガイドローラ３２と記すことがある）とによりセクタ内部を自走する測定台車３０と、寸法検査装置１００にケーブル４１により接続し走行制御と測定データ処理を行う計測処理部４０と、から構成されている。そして、プローブ１０は、バー１５により、装置前方に突出して設置される。
【００１５】
詳しくは、計測処理部４０は、セクタの金属キャスクの胴軸方向に直角な断面形状を光切断法により寸法計測を行う。そして、計測処理部４０は、駆動ローラ３１を制御して寸法検査装置１００を金属キャスクの胴軸方向に移動させて、複数個所のセクタ断面の寸法測定を行う。
【００１６】
このため、計測処理部４０は、ケーブル４１により撮像部２０の撮像画像を取得するとともに、プローブ１０にビーム光の発光制御情報を通知する。さらに、計測処理部４０は、駆動ローラ３１の駆動制御を行うともに、電源供給を行う。
また、ケーブル４１は、寸法検査装置１００の自走に合わせてケーブル引き出しと巻きとりを行う巻取り器を有している。
【００１７】
つぎに、寸法検査装置１００が測定を行う金属キャスク５０の概要について説明する。
図２は、金属キャスク５０の胴軸方向の断面を示す図である。
金属キャスク５０は、使用済燃料を収納する胴５１と、胴５１を取り囲む外筒５２を有している。胴５１と外筒５２の間には、胴５１内に収納した複数の使用済燃料（図示せず）に含まれる核燃料物質で発生する崩壊熱を胴５１から外筒５２に伝える複数の伝熱フィン５３（図示せず）が配置されている。
伝熱フィン５３は、胴５１の胴軸方向に延びており、胴５１を取り囲んで胴５１の周方向に等間隔に配置される。
【００１８】
胴５１と外筒５２の間の環状空間は、伝熱フィン５３により区切られて、セクタ５５が形成されている。このセクタ５５には、胴５１内に収納された使用済燃料内の核燃料物質から放出される中性子を遮へいする樹脂が充填され、中性子遮へい材が形成される。
【００１９】
金属キャスク５０は、使用済燃料を貯蔵する場合には、図２の左側を底部に縦置きして使用される。つまり、図２は、金属キャスク５０が横置きされた状態を示し、図２の左側が金属キャスク５０の底部、右側が金属キャスク５０の上部となる。使用済燃料の収納のために、胴５１の開口部（図の右側）は、広くなっている。このため、セクタ５５の入口開口部５４は、セクタ５５より狭くなっている。
【００２０】
図３は、金属キャスク５０の胴軸方向に垂直な断面の形状を示す図である。
胴５１と外筒５２の間の環状空間に３２個の伝熱フィン５３が設けられ、金属キャスク５０には、３２個のセクタ５５が形成されている。
【００２１】
ここで、金属キャスク５０の製造方法の概要を説明する。
金属キャスク５０は、ターニングロール上で、３２組の短冊状の外筒５２の部材と伝熱フィン５３を一組ずつ胴５１の外周に溶接して形成している。つまり、セクタ５５は、短冊状の外筒５２の部材と伝熱フィン５３の溶接によって形成されており、寸法ばらつきが生じる可能性がある。
【００２２】
このため、胴５１の外周に全てのセクタ５５を形成した後に、ターニングロール上に金属キャスク５０を載架した状態で、セクタ５５の寸法検査を行う。
具体的には、横置きした金属キャスク５０の頂部に位置するセクタ５５について、セクタ５５の入口開口部５４から寸法検査装置１００を挿入し、セクタ５５内を胴軸方向に自走させながら、セクタ５５の寸法測定を行う。詳細は後述するが、寸法検査装置１００は、頂部のセクタ５５を自走することにより、走行位置精度の確保が容易になる。
【００２３】
つぎに、図４の寸法検査装置１００の上面図により、寸法検査装置１００の構成をより詳細に説明する。
寸法検査装置１００には、プローブ１０の中心を対称軸に４つのガイドローラ３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）が設けられている。ガイドローラ３２は、セクタ５５の両側の伝熱フィン５３に押圧するように圧接して、寸法検査装置１００が、セクタ５５の中央を自走するようにガイドする。
【００２４】
プローブ１０は、バー１５により装置前方に突出して設置され、先端に円錐ミラー１１が設置されている。
この円錐ミラー１１に向けて、レーザ照射部１２からレーザ光が照射され、円錐ミラー１１で反射して光路が９０度曲げられて、セクタ５５の内面に照射される。この際、レーザ光が、円錐ミラー１１の中心に照射されることで、円錐ミラー１１の全周囲で反射し、セクタ５５の内面を環状に照射する。
【００２５】
セクタ５５の内面に照射されたレーザ光は、セクタ５５の内表面で散乱する。
プローブ１０の後方に中心軸が一致するように設けられた撮像部２０は、セクタ５５の内表面の散乱レーザ光による照射像を撮像し、撮像画像を計測処理部４０（図１参照）に送信する。計測処理部４０は、撮像画像に基づいて寸法計測処理を行う。
【００２６】
レーザ照射部１２から照射されるレーザ光は、例えば、６４２ｎｍ波長（赤色可視光）のシングルモード発振の半導体レーザを使用する。シングルモードのレーザ光を使用することにより、円形のビーム光束を得ることができる。
しかし、レーザ光に限定されず、円形のビーム光を得られればＬＥＤ等の他の光源光であってもよい。
【００２７】
つぎで、図５により、寸法測定原理の概要を説明する。
図５は、円錐ミラー１１の中心軸断面を示す図である。
円錐ミラー１１の頂点に向けてレーザ照射部１２から照射されたレーザ光は、円錐面で反射し、セクタ５５の内面に環状に照射される。
【００２８】
セクタ５５の内面を形成する胴５１の外面と外筒５２の内面と伝熱フィン５３の表面に照射されたレーザ光は、散乱する。
撮像部２０は、この散乱光を撮像することで、円錐ミラー１１で反射し、セクタ５５の内面に照射されたレーザ光の照射像を得ることができる。
【００２９】
この際のセクタ５５の内面に照射されたレーザ光の照射像から、胴５１の外面と外筒５２の内面との間の寸法の計測方法については図６で説明する。
レーザ照射部１２から照射されたレーザ光の光束中心が、円錐ミラー１１の頂点に一致する場合には、セクタ５５の内面に照射されたレーザ光の照射像の幅は、レーザ光の光束径の約半分となる。
【００３０】
図５の点線で示されるように、レーザ照射部１２から照射されたレーザ光の光束中心が、円錐ミラー１１の頂点からずれた場合には、ずれ量に応じてレーザ光の照射像の幅に分布が生じる。しかし、円錐ミラー１１の頂点で反射したレーザ光の位置に変化はない。そこで、胴５１の外面と外筒５２の内面との間の寸法計測においては、レーザ光の照射像の前縁（レーザ照射部１２側）を基準に測定することで、レーザ光の光軸ずれの影響を無視することができる。
【００３１】
図４に戻り、撮像部２０は、集光レンズ２１と、撮像素子２２と、から構成される。
撮像素子２２には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の２次元イメージセンサを使用する。
集光レンズ２１は、セクタ５５の内面の散乱光を集光し、撮像素子２２に結像する光学レンズである。
集光レンズ２１と撮像素子２２は、レーザ光がレーザ照射部１２から照射される向きとは逆方向の、レーザ照射部１２や円錐ミラー１１の後方に設けられるとともに、集光レンズ２１と撮像素子２２の中心軸は、レーザ照射部１２や円錐ミラー１１の中心軸と同軸になるように設けられている。
【００３２】
撮像部２０が円錐ミラー１１に近いと、セクタ５５内面のレーザ光の照射像が広角像となり画像歪が大きくなる。この画像歪は、測定精度の低下に繋がる。このため、セクタ５５内面の照射像の画角が６０度未満となるように、撮像部２０と円錐ミラー１１の距離を設けるとよい。
また、セクタ５５内面のレーザ光の照射像から撮像部２０までの距離が遠いと、撮像画像の分解能が低下するため、レーザ光の照射像と撮像部２０までの距離は近い方が望ましい。
以上から、撮像部２０と円錐ミラー１１の距離は、セクタ５５内面の照射像の画角が６０度未満となる距離、かつ、レーザ光の照射像の大きさが最大となる距離に設定する。
【００３３】
図６は、撮像部２０で撮像したセクタ５５内面の照射像の一例を示す図である。セクタ５５の胴５１の外面と外筒５２の内面と伝熱フィン５３の表面に照射したレーザ光の照射像（５１ｓ、５２ｓ、５３ｓ）は、輝度情報として撮像素子２２により撮像され、セクタ５５の断面形状を示す２次元の画素情報となる。
計測処理部４０は、この撮像画像に基づいて、セクタ５５の寸法計測を行う。
【００３４】
この際レーザ光の照射像に歪曲収差が生じている場合には、計測処理部４０は、撮像素子２２により撮像した撮像画像の歪曲収差補正を行い、補正後の撮像画像に基づいて寸法計測を行う。この歪曲収差補正の補正量は、予め、チェック用の格子パターンを撮像部２０で撮像して求めておく。
【００３５】
図６において、撮像画像の央部は、バー１５がセクタ５５の散乱光を遮るため、レーザ光の照射像を取得することができない。このため、伝熱フィン５３の照射像５３ｓは、央部で分断された形状となっている。
【００３６】
図６の撮像画像では、撮像画像の面がセクタ５５の内面に対応し、央部から周部が、胴５１の胴軸方向の遠近に対応する。つまり、図６の撮像画像において、照射像の前縁は図の外側となるので、外筒５２の内面における照射像が、図６の照射像５２ｓとなり、胴５１の外面における照射像が、照射像５１ｓとなる。
【００３７】
上述のとおり、円錐ミラー１１の頂点の位置におけるレーザ光の照射像の前縁は、円錐ミラー１１とレーザ照射部１２の軸ずれの影響がなく寸法測定に適している。そこで、計測処理部４０は、撮像画像が円錐ミラー１１の頂点の位置におけるレーザ光の照射像であるとして、寸法測定を行う。
【００３８】
計測処理部４０は、予め、円錐ミラー１１の頂点の位置を計測視野として、画素分解能（１画素あたりの撮像視野における長さ）を求める。詳細には、集光レンズ２１のレンズ倍率と撮像素子２２の画素密度とから視野の画素分解能を算出するか、または、円錐ミラー１１の頂点の位置に設けた寸法既知のチャートを撮像して画素分解能を計測して求める。
【００３９】
そして、撮像画像において寸法測定する部位に対応する画素を抽出し、画素距離（画素数）を計数して、これに画素分解能を乗じて寸法を算出する。
詳しくは、図６の撮像画像において、照射像の前縁は図の外側となるので、外筒５２の内面における照射像５２ｓの前縁に対応する画素と、胴５１の外面における照射像５１ｓの前縁に対応する画素との画素距離は、図の矢印線の画素数を計数すればよい。これにより、胴５１の外面と外筒５２の内面と間の寸法を計測できる。
なお、図６の矢印線で示した位置以外の外筒５２の内面と胴５１の外面との間の寸法も同様に測定できることは言うまでもない。
【００４０】
上述のとおり、伝熱フィン５３の中央部の設置間隔を直接計測することができない。このため、計測処理部４０は、胴５１の外面における伝熱フィン５３の設置間隔と、外筒５２の内面における伝熱フィン５３の設置間隔との平均を求めて、伝熱フィン５３の設置間隔を計測する。
【００４１】
また、外筒５２の内面における照射像５２ｓの前縁と、胴５１の外面における照射像５１ｓの前縁と、伝熱フィン５３の表面における照射像５３ｓの前縁とで囲まれた領域に対応する画素数を計数すれば、セクタ５５の断面積を求めることもできる。
【００４２】
胴５１の外面と外筒５２の内面との間の寸法が、所定の範囲にあるか否かを検査する場合には、許容範囲の最小寸法のテストピースと最大寸法のテストピースのそれぞれについて、寸法検査装置１００で寸法測定を行って、その胴５１の外面と外筒５２の内面との間に対応する画素数を判定値とする。そして、検査対象のセクタ５５について寸法測定を行い、胴５１の外面と外筒５２の内面との間に対応する画素数が、判定値の間にあるか否かを判定して、検査合否を決めればよい。
【００４３】
図７により、胴５１の外面と外筒５２の内面との間の寸法が、所定の許容範囲にあるか否かを検査する場合の検査処理フローを説明する。
まず、計測処理部４０は、セクタ５５のテストピースの寸法測定により許容範囲の最小寸法と最大寸法に対応する画素数の判定値を設定する（Ｓ８１）。
そして、検査対象のセクタ５５に寸法検査装置１００を挿入し、計測を開始する。
【００４４】
計測処理部４０は、レーザ照射部１２を駆動してセクタ５５の内面にレーザ光を照射し、撮像部２０を制御してセクタ５５の内面の照射像を読み込む（Ｓ８２）。
この照射像の読み込みは、寸法検査装置１００が停止中に行うことが望ましい。これにより、走行振動による測定精度の低下を防止することができる。
【００４５】
つぎに、計測処理部４０は、読み込んだ撮像画像の歪曲収差補正を行い（Ｓ８３）、さらに、画素数の計数を容易に行うために撮像画像の２値化処理を行う（Ｓ８４）。
【００４６】
計測処理部４０は、２値化した撮像画像に基づいて、寸法測定する部位に対応する画素を抽出して、画素距離（画素数）を計数する（Ｓ８５）。
そして、計測処理部４０は、計数した画素距離が、許容範囲に対応する判定値の範囲に含まれるか否かにより、セクタ５５の断面の寸法合否判定を行う（Ｓ８６）。
【００４７】
計測したセクタ５５の内面寸法の合否判定結果を記録する（Ｓ８７）。
照射像を取得した位置がセクタ５５の終端であるか否かを判定し（Ｓ８８）、セクタ５５の終端である場合には（Ｓ８８のｙｅｓ）、ひとつのセクタ５５の合否判定処理を終了する。セクタ終端でない場合には（Ｓ８８のｎｏ）、ステップＳ８９に進む。
【００４８】
ステップＳ８９で、計測処理部４０は、寸法検査装置１００を駆動して、セクタ５５内を胴軸方向に所定量移動させ、ステップＳ８２に戻り、つぎの胴軸位置の寸法合否を判定する。
【００４９】
他のセクタ５５の寸法合否判定を継続して判定する場合には、寸法検査装置１００をセクタ５５の入口開口部５４まで逆走させて、セクタ５５から寸法検査装置１００を取り出す。金属キャスク５０をターニングロール上で回転させて、つぎに検査するセクタ５５を金属キャスク５０の頂部に位置するようにする。そして、査対象のセクタ５５に寸法検査装置１００を挿入し、ステップＳ８２からステップＳ８９の処理を行う。
【００５０】
図７の検査処理フローでは、セクタ５５の入口開口部５４から終端まで寸法検査する場合について説明したが、任意の範囲を検査するよう制御してもよい。この場合には、所定の検査開始位置までレーザ光の照射・撮像を行わずに自走して、その後、照射・撮像・計数・判定の検査を所定の検査終了位置まで行い、検査終了すると入口開口部５４まで逆走するように制御する。
【００５１】
実施形態の寸法検査装置１００は、赤色レーザ光の照射像を撮像部２０で撮像してセクタ５５の内面の寸法測定を行っているが、セクタ５５の内部を照明するライト（図示せず）を別に設け、撮像部２０で撮像してもよい。
例えば、ステップＳ８６の寸法合否判定で測定寸法が許容範囲になかった際に、ライトを点灯して、撮像部２０でセクタ５５の内部を撮像し、撮像画像を記録するようにしてもよい。これによれば、胴５１の外面と外筒５２の内面の各表面状態を確認することができる。
【００５２】
つぎに、図８により、セクタ５５と寸法検査装置１００の駆動ローラ３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）とガイドローラ３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）の関係について説明する。
４つの駆動ローラ３１は、金属キャスク５０の頂部に位置するセクタ５５の胴５１の外面に接地し、寸法検査装置１００を金属キャスク５０の胴軸方向に駆動している。
【００５３】
図２に示したように、セクタ５５の入口開口部５４は、セクタ５５の内部より狭くなっている。このため、駆動ローラ３１の駆動軸（図の太線）は回動機構をもち、寸法検査装置１００が入口開口部５４を通る際には、駆動ローラ３１が水平方向に保持される。これにより、寸法検査装置１００の全高が低くなり、入口開口部５４の通過が容易になる。寸法検査装置１００が入口開口部５４を通過してセクタ５５の内部に入った際には、駆動ローラ３１は鉛直方向に保持され、胴５１の外面に接地される。
【００５４】
ガイドローラ３２は、所定の押圧力で伝熱フィン５３に圧接するとともに、ガイドローラ３２が圧接方向に移動する可動機構をもっている。これにより、扇型断面を有するセクタ５５の両端の伝熱フィン５３に均等に圧接するとともに、寸法検査装置１００の中心軸（プローブ１０と撮像部２０の中心軸）をセクタ５５の胴軸方向の対称軸に一致させることができる。
また、ガイドローラ３２を左右対称に少なくとも２個ずつ配置することで、寸法検査装置１００の直進性を向上している。
【００５５】
≪第２実施形態≫
つぎに第１実施形態とは異なる方式で、セクタ５５の内面にレーザ光の照射像を生成する寸法検査装置１００を説明する。
図９は、第２実施形態の寸法検査装置１００の上面図である。以下、第１実施形態の寸法検査装置１００と異なる構成について説明する。他の構成は、第１実施形態の寸法検査装置１００と同様のため説明を省略する。
【００５６】
寸法検査装置１００の前方に突出して設置されているプローブ１０の先端には、回転反射ミラー１６が設けられている。
この回転反射ミラー１６に向けて、レーザ照射部１２からレーザ光が照射され、回転反射ミラー１６で反射して光路が９０度曲げられて、セクタ５５の内面に照射される。この際、回転反射ミラー１６が照射されるレーザ光の光束中心と同心に自転することで、レーザ光は、回転反射ミラー１６の周方向に反射され、セクタ５５の内面に照射される。
【００５７】
セクタ５５の内面に照射されたレーザ光は、セクタ５５の内表面で散乱する。
プローブ１０の後方に中心軸が一致するように設けられた撮像部２０は、セクタ５５の内表面の散乱光を逐次撮像し、セクタ５５の一周分の散乱光の照射像を合成し、合成した照射像の撮像画像を計測処理部４０に送信する。計測処理部４０は、この撮像画像に基づいて寸法計測処理を行う。
【００５８】
寸法検査装置１００は、セクタ５５の照射像を取得するのに、少なくとも回転反射ミラー１６の周回時間分の時間を要する。しかし、レーザ光が拡散することがないので、レーザ照射部１２のレーザ出力を小さくすることができる。
【００５９】
つぎに、寸法検査装置１００の他の構成例について説明する。
上述では、駆動ローラ３１の保持方向を変える機構により、全高を低くする寸法検査装置１００について説明したが、以下に、寸法検査装置１００を分割構造にする例を説明する。
図１０は、分割構造を有する寸法検査装置１００を示す側面図である。
【００６０】
寸法検査装置１００は、金属キャスク５０より狭い入口開口部５４を通るため、プローブ１０と撮像部２０とガイドローラ３２を基台３３に搭載し、この基台３３を測定台車３０の台車上部３４で切り離し（脱着）可能な構造とした。
寸法検査装置１００をセクタ５５に挿入する際には、基台３３を分離した測定台車３０を入口開口部５４に通した後に、基台３３を通し、セクタ５５内部で、基台３３をボルト３５により台車上部３４に連結するようにした。
これにより、寸法検査装置１００をより容易にセクタ５５に挿入できる。
【００６１】
また、上述の寸法検査装置１００では、ケーブル４１により電源供給と撮像部２０の撮像画像と制御情報を授受する例を説明したが、寸法検査装置１００が計測処理部４０からケーブル４１により電源供給されるのに替えて、内蔵バッテリを備えるようにしてもよい。この場合には、撮像部２０の撮像画像やレーザ照射部１２のレーザ光の発光制御情報や
撮像部２０と駆動ローラ３１の駆動制御情報を、無線通信により送受信するようにしてもよい。
【００６２】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施形態は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  プローブ
１１  円錐ミラー
１２  レーザ照射部
１５  バー
１６  回転反射ミラー
２０  撮像部
２１  集光レンズ
２２  撮像素子
３０  測定台車
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ  駆動ローラ
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ  ガイドローラ
３３  基台
３４  台車上部
３５  ボルト
４０  計測処理部
５０  金属キャスク
５１  胴
５２  外筒
５３  伝熱フィン
５４  入口開口部
５５  セクタ（金属キャスクの中性子遮へい材の充填空間）
１００  寸法検査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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