(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成されかつ軸方向の一端部に周方向に沿って複数のネジ穴が設けられた胴本体を、前記周方向に回転可能に支持する回転支持装置と、
前記ネジ穴の位置を検出する検出装置と、
前記ネジ穴を保護する保護部材を保持して前記一端部の一部を含む挿入可能領域に搬送し、前記挿入可能領域に配置される前記ネジ穴に前記保護部材を挿入可能な挿入装置と、
前記ネジ穴が前記挿入可能領域に配置されるように前記検出装置の検出結果に基づいて前記回転支持装置に前記胴本体を回転させた後、前記挿入装置に前記保護部材を挿入させる制御装置と、
を備える保護部材挿入システム。
【請求項２】
前記挿入可能領域は、前記ネジ穴を複数含む範囲に設定され、
前記制御装置は、前記挿入可能領域に複数の前記ネジ穴が含まれるように前記回転支持装置に前記胴本体を回転させた後、前記挿入可能領域の複数の前記ネジ穴に前記保護部材を連続して挿入させる
請求項１に記載の保護部材挿入システム。
【請求項３】
前記挿入装置は、移動可能なアームを有し、
前記検出装置は、前記アームに設けられ、
前記制御装置は、前記胴本体を回転させた後、前記アームを移動させつつ前記ネジ穴の検出を行わせ、前記ネジ穴が検出された場合、当該検出された前記ネジ穴に前記保護部材を挿入させる
請求項１又は請求項２に記載の保護部材挿入システム。
【請求項４】
前記保護部材を供給する供給装置を更に備え、
前記制御装置は、前記供給装置から供給される前記保護部材を前記挿入装置に保持させる
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の保護部材挿入システム。
【請求項５】
前記供給装置は、複数設けられ、
前記制御装置は、複数の前記供給装置のうち前記保護部材の供給元となる前記供給装置を選択し、選択した前記供給装置から供給される前記保護部材を前記挿入装置に保持させる
請求項４に記載の保護部材挿入システム。
【請求項６】
前記供給装置は、複数の前記保護部材を保管するストッカと、前記ストッカに保持される前記保護部材を供給位置に送り出す送出機構とを有し、
前記制御装置は、前記供給位置に送り出された前記保護部材を前記挿入装置に保持させる
請求項４又は請求項５に記載の保護部材挿入システム。
【請求項７】
前記供給装置は、前記供給位置で前記保護部材を保持するクランプ機構を有し、
前記制御装置は、前記クランプ機構に保持される前記保護部材を前記挿入装置に保持させる
請求項６に記載の保護部材挿入システム。
【請求項８】
前記挿入装置は、少なくとも前記保護部材を保持する保持工具を着脱可能な着脱部を有する
請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の保護部材挿入システム。
【請求項９】
前記着脱部には、前記ネジ穴に挿入して清掃する清掃工具が着脱可能であり、
前記制御装置は、前記清掃工具を装着させて前記ネジ穴を清掃させてから、前記清掃工具を取り外し、前記保持工具を装着させ、前記保持工具に前記保護部材を保持させた後、前記保護部材を挿入させる
請求項８に記載の保護部材挿入システム。
【請求項１０】
前記挿入装置は、前記ネジ穴に気体を噴射可能な気体ノズルを有する
請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載の保護部材挿入システム。
【請求項１１】
前記挿入装置は、前記ネジ穴に洗浄液を噴射可能な洗浄液ノズルを有する
請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載の保護部材挿入システム。
【請求項１２】
前記挿入装置に保持される前記保護部材に潤滑剤を塗布する塗布装置を更に備え、
前記制御装置は、前記塗布装置によって前記保護部材に前記潤滑剤を塗布させた後、前記保護部材を挿入させる
請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載の保護部材挿入システム。
【請求項１３】
前記回転支持装置は、前記一端部が水平方向を向くように前記胴本体を支持する
請求項１から請求項１２のうちいずれか一項に記載の保護部材挿入システム。
【請求項１４】
円筒状に形成されかつ軸方向の一端部に周方向に沿って複数のネジ穴が設けられた胴本体を支持した回転支持装置が、前記周方向に前記胴本体を回転する工程と、
前記胴本体を回転させた状態で、検出装置が前記ネジ穴の位置を検出する工程と、
前記ネジ穴を保護する保護部材を保持して前記一端部の一部を含む挿入可能領域に搬送し前記挿入可能領域に配置される前記ネジ穴に前記保護部材を挿入可能な挿入装置の前記挿入可能領域に前記ネジ穴が配置されるように、前記検出装置の検出結果に基づいて前記回転支持装置が前記胴本体の回転を停止する工程と、
前記挿入装置が、前記挿入可能領域に配置された前記ネジ穴に前記保護部材を挿入する工程と、
を含む保護部材挿入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護部材挿入システム及び保護部材挿入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントの原子炉などで発生した放射性廃棄物は、例えば特許文献１に記載された放射性物質収納容器に収納される。このような放射性物質収納容器は、例えば円筒状に形成された胴部を有している。胴部のうち軸方向の一端部には開口部が形成され、当該開口部を塞ぐように蓋部がネジ等によって固定される。一端部のうち開口部の周縁部には、蓋部固定用のネジを挿入するネジ穴が周方向に沿って複数形成されている。
【０００３】
これらのネジ穴には、当該ネジ穴を保護する保護部材が配置される。保護部材は、螺旋状に形成され、ネジ穴の内周とネジの外周との間に配置される。この構成では、ネジ穴に配置された保護部材の内周が、蓋部固定用のネジに対して雌ネジとなる。従来、ネジ穴に保護部材を配置する際には、作業者が専用の工具を用いて手作業で１つずつネジ穴に保護部材を挿入するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０５９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、胴本体には一端部の周方向に沿って多数のネジ穴が設けられるため、保護部材の挿入を手作業で行った場合、長時間の作業となり、作業者の負担が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、作業時間を短縮化し、作業者の負担を低減することが可能な保護部材挿入システム及び保護部材挿入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】
【０００７】
本発明に係る保護部材挿入システムは、円筒状に形成されかつ軸方向の一端部に周方向に沿って複数のネジ穴が設けられた胴本体を、前記周方向に回転可能に支持する回転支持装置と、前記ネジ穴の位置を検出する検出装置と、前記ネジ穴を保護する保護部材を保持して前記一端部の一部を含む挿入可能領域に搬送し、前記挿入可能領域に配置される前記ネジ穴に前記保護部材を挿入可能な挿入装置と、前記ネジ穴が前記挿入可能領域に配置されるように前記検出装置の検出結果に基づいて前記回転支持装置に前記胴本体を回転させた後、前記挿入装置に前記保護部材を挿入させる制御装置と、を備える。
【０００８】
本発明によれば、胴本体に形成されるネジ穴が検出装置によって検出され、検出結果に応じて胴本体が回転支持装置によって周方向に回転され、胴本体の回転によりネジ穴が挿入可能領域に配置された後、挿入装置によって保護部材がネジ穴に挿入される。このため、作業者の手を煩わせることなく、自動的に複数のネジ穴に保護部材を挿入することができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。
【０００９】
上記の保護部材挿入システムにおいて、前記挿入可能領域は、前記ネジ穴を複数含む範囲に設定され、前記制御装置は、前記挿入可能領域に複数の前記ネジ穴が含まれるように前記回転支持装置に前記胴本体を回転させた後、前記挿入可能領域の複数の前記ネジ穴に前記保護部材を連続して挿入させる。
【００１０】
本発明によれば、複数のネジ穴が挿入可能領域に配置された状態で、挿入装置によって複数のネジ穴に保護部材が連続して挿入されるため、効率的に保護部材を挿入することが可能となる。これにより、作業時間の短縮化が可能となる。
【００１１】
上記の保護部材挿入システムにおいて、前記挿入装置は、移動可能なアームを有し、前記検出装置は、前記アームに設けられ、前記制御装置は、前記胴本体を回転させた後、前記アームを移動させつつ前記ネジ穴の検出を行わせ、前記ネジ穴が検出された場合、当該検出された前記ネジ穴に前記保護部材を挿入させる。
【００１２】
本発明によれば、挿入可能領域に配置されるネジ穴を高精度に検出することができる。また、検出動作の後に挿入動作を連携させることで、ネジ穴の検出及び保護部材の挿入を効率的に行うことができる。
【００１３】
上記の保護部材挿入システムは、前記保護部材を供給する供給装置を更に備え、前記制御装置は、前記供給装置から供給される前記保護部材を前記挿入装置に保持させる。
【００１４】
本発明によれば、供給装置から保護部材が供給されるため、挿入装置によってネジ穴に保護部材の挿入が行われた後、次のネジ穴に挿入する保護部材を短時間で準備することができる。これにより、複数のネジ穴に保護部材を挿入する時間を短縮することができる。
【００１５】
上記の保護部材挿入システムにおいて、前記供給装置は、複数設けられ、前記制御装置は、複数の前記供給装置のうち前記保護部材の供給元となる前記供給装置を選択し、選択した前記供給装置から供給される前記保護部材を前記挿入装置に保持させる。
【００１６】
例えば異なる径のネジ穴が形成される場合、ネジ穴の径に応じて寸法の異なる保護部材を準備する必要がある。本発明によれば、複数の供給位置のうち供給元となる供給装置を選択する構成であるため、複数の供給装置からそれぞれに異なる寸法の保護部材が供給され、ネジ穴の径に応じて供給元が選択されるように設定できる。これにより、異なる径のネジ穴が形成される場合であっても、効率的にネジ穴に保護部材を挿入することができる。
【００１７】
上記の保護部材挿入システムは、前記供給装置は、複数の前記保護部材を保管するストッカと、前記ストッカに保持される前記保護部材を供給位置に送り出す送出機構とを有し、前記制御装置は、前記供給位置に送り出された前記保護部材を前記挿入装置に保持させる。
【００１８】
本発明によれば、ストッカにおいて複数の保護部材が保管され、挿入装置に保持させる場合に供給位置に保護部材が送り出されるため、保護部材を挿入装置に効率的に供給することができる。
【００１９】
上記の保護部材挿入システムは、前記供給装置は、前記供給位置で前記保護部材を保持するクランプ機構を有し、前記制御装置は、前記クランプ機構に保持される前記保護部材を前記挿入装置に保持させる。
【００２０】
本発明によれば、クランプ機構によって供給位置で保護部材が保持されるため、保護部材の位置ズレを防ぐことができる。これにより、供給位置において保護部材と挿入装置との間で位置決め等を行わなくてもよいため、保護部材をスムーズに挿入装置に供給することができる。
【００２１】
上記の保護部材挿入システムにおいて、前記挿入装置は、少なくとも前記保護部材を保持する保持工具を着脱可能な着脱部を有する。
【００２２】
本発明によれば、挿入装置の着脱部において、保護部材を保持する保持工具が着脱可能であるため、例えば保持部分の寸法が異なる複数種類の保持工具を交換して用いることができる。これにより、径が異なる複数種類の保護部材が用いられる場合にも対応することができる。
【００２３】
上記の保護部材挿入システムにおいて、前記着脱部には、前記ネジ穴に挿入して清掃する清掃工具が着脱可能であり、前記制御装置は、前記清掃工具を装着させて前記ネジ穴を清掃させてから、前記清掃工具を取り外し、前記保持工具を装着させ、前記保持工具に前記保護部材を保持させた後、前記保護部材を挿入させる。
【００２４】
本発明によれば、清掃工具を使用することにより、ネジ穴の内部の異物を除去することができる。また、保持工具と清掃工具とを交換して用いることにより、挿入装置の大型化を抑制することができる。
【００２５】
前記挿入装置は、前記挿入装置は、前記ネジ穴に気体を噴射可能な気体ノズルを有する。
【００２６】
本発明によれば、気体ノズルによってネジ穴に気体を噴射することで、ネジ穴内の異物を除去することができる。
【００２７】
上記の保護部材挿入システムにおいて、前記挿入装置は、前記ネジ穴に洗浄液を噴射可能な洗浄液ノズルを有する。
【００２８】
本発明によれば、ネジ穴を洗浄液によって洗浄することにより、ネジ穴内の異物をより確実に除去することができる。
【００２９】
上記の保護部材挿入システムは、前記挿入装置に保持される前記保護部材に潤滑剤を塗布する塗布装置を更に備え、前記制御装置は、前記塗布装置によって前記保護部材に前記潤滑剤を塗布させた後、前記保護部材を挿入させる。
【００３０】
本発明によれば、保護部材に潤滑剤を塗布させた後に保護部材を挿入するため、保護部材をネジ穴にスムーズに挿入することができる。
【００３１】
上記の保護部材挿入システムにおいて、前記回転支持装置は、前記一端部が水平方向を向くように前記胴本体を支持する。
【００３２】
本発明によれば、一端部が水平方向を向いた状態でネジ穴に保護部材を挿入する構成であるため、従来と作業環境を変更することなく、効率的に保護部材を挿入することが可能となる。
【００３３】
本発明に係る保護部材挿入方法は、円筒状に形成されかつ軸方向の一端部に周方向に沿って複数のネジ穴が設けられた胴本体を支持した回転支持装置が、前記周方向に前記胴本体を回転する工程と、前記胴本体を回転させた状態で、検出装置が前記ネジ穴の位置を検出する工程と、前記ネジ穴を保護する保護部材を保持して前記一端部の一部を含む挿入可能領域に搬送し前記挿入可能領域に配置される前記ネジ穴に前記保護部材を挿入可能な挿入装置の前記挿入可能領域に前記ネジ穴が配置されるように、前記検出装置の検出結果に基づいて前記回転支持装置が前記胴本体の回転を停止する工程と、前記挿入装置が、前記挿入可能領域に配置された前記ネジ穴に前記保護部材を挿入する工程と、を含む。
【００３４】
本発明によれば、胴本体に形成されるネジ穴が検出装置によって検出され、検出結果に応じて胴本体が回転支持装置によって周方向に回転され、胴本体の回転によりネジ穴が挿入可能領域に配置された後、挿入装置によって保護部材がネジ穴に挿入される。このため、作業者の手を煩わせることなく、自動的に複数のネジ穴に保護部材を挿入することができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る保護部材挿入システムによれば、作業時間を短縮化し、作業者の負担を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本実施形態に係る保護部材挿入システムの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、放射性物質収納容器を表す縦断面図である。
【図３】図３は、回転支持装置の一例を示す図である。
【図４】図４は、挿入装置のハンド部の一例を示す平面図である。
【図５】図５は、供給装置の一例を示す図である。
【図６】図６は、塗布装置の一例を示す斜視図である。
【図７】図７は、保護部材挿入方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、検出装置による検出動作の一例を示す図である。
【図９】図９は、挿入動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る保護部材挿入システムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００３８】
図１は、本実施形態に係る保護部材挿入システム１００の一例を示す斜視図である。図１に示すように、保護部材挿入システム１００は、回転支持装置１０１と、検出装置１０２と、挿入装置１０３と、供給装置１０４と、塗布装置１０５と、工具保管装置１０６とを備えている。保護部材挿入システム１００を構成するこれら各装置は、例えば工場等において同一階の床面１１３上に設けられている。また、保護部材挿入システム１００は、上記各装置を統括的に制御する制御装置１０７を備えている。
【００３９】
保護部材挿入システム１００は、円筒状に形成された胴本体２１のネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに対して保護部材５０を挿入するものである。ここで、保護部材挿入システム１００の各装置の構成を説明する前に、胴本体２１について説明する。この胴本体２１は、放射性物質収納容器としてのキャスク１１の一部を構成する。図２は、キャスク１１の一例を示す縦断面図である。
【００４０】
図２に示すように、キャスク１１は、胴部１２と蓋部１３とバスケット１４とを有している。胴部１２は、上記の胴本体２１と、外筒２５と、底板２８とを有している。胴本体２１は、円筒状に形成され、中心軸ＡＸの軸線方向の一端部に開口部２２を有し、他端部に底部２３を有する。以下、胴本体２１のうち開口部２２が形成された側の端部を開口側端部２１ａと表記し、底部２３が形成された側の端部を底部側端部２１ｂと表記する。胴本体２１の内部には、キャビティ２４が形成されている。胴本体２１の内面は、バスケット１４の外周形状に合わせた形状となっている。バスケット１４は、例えば、使用済燃料集合体である放射性物質（図示略）を個々に収納するセルを複数有している。底部２３を含む胴本体２１は、γ線遮蔽機能を有する炭素鋼製の鍛造品となっている。
【００４１】
また、外筒２５は、胴本体２１の外周側に設けられている。外筒２５は、胴本体２１の外周面との間に所定の隙間を空けて配置されている。この胴本体２１の外周面と外筒２５の内周面との隙間には、熱伝導を行う不図示の伝熱フィンが周方向に所定間隔で複数溶接されている。また、この隙間には、レジン（中性子遮蔽体）２７が充填されている。レジン２７としては、例えば水素を多く含有する高分子材料が用いられる。このような高分子材料には、例えば中性子遮蔽機能を有するボロン又はボロン化合物が含有されてもよい。
【００４２】
また、底板２８は、胴本体２１の底部側端部２１ｂに連結されている。底板２８は、底部２３との間に所定の隙間を空けて配置されている。底部２３と底板２８との隙間には、レジン（中性子遮蔽体）２９が設けられている。また、胴部１２の側面には、トラニオン３０が固定されている。
【００４３】
胴本体２１の開口側端部２１ａには、第１段部４１と、第２段部４２と、第３段部４３とが形成されている。第１段部４１は、中心軸ＡＸの軸線方向に垂直な円環状の第１端面４１ａを有する。第１端面４１ａには、複数のネジ穴４１ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。ネジ穴４１ｂには、当該ネジ穴４１ｂを錆等から保護する保護部材５０が挿入されている。保護部材５０は、例えばステンレス等の材料を用いて螺旋状に形成されている。保護部材５０の内周面は、雌ねじを構成している。本実施形態では、保護部材５０として、端部から径方向の内側に突出する突出部を有しない保護部材が用いられるが、これに限定するものではなく、端部から径方向の内側に突出する突出部を有する保護部材が用いられてもよい。
【００４４】
第２段部４２は、第１段部４１よりも開口部２２の外側に形成されている。第２段部４２は、第１端面４１ａに平行な円環状の第２端面４２ａを有する。第２端面４２ａには、複数のネジ穴４２ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。例えばネジ穴４２ｂは、ネジ穴４１ｂと等しい径となるように形成される。第３段部４３は、第２段部４２よりも開口部２２の外側に形成されている。ネジ穴４２ｂには、当該ネジ穴４２ｂを錆等から保護する保護部材５０が挿入されている。
【００４５】
第３段部４３は、第１端面４１ａ及び第２端面４２ａに平行な円環状の第３端面４３ａを有する。第３端面４３ａには、複数のネジ穴４３ｂが胴本体２１の周方向に等間隔で形成されている。例えばネジ穴４３ｂは、ネジ穴４１ｂ及び４２ｂよりも径が小さくなるように形成される。ネジ穴４３ｂには、当該ネジ穴４３ｂを錆等から保護する保護部材５０が挿入されている。ネジ穴４３ｂに挿入する保護部材５０は、ネジ穴４１ｂ及び４２ｂに挿入される保護部材５０よりも径が小さくなるように形成される。
【００４６】
蓋部１３は、一次蓋３１と、二次蓋３２と、三次蓋３３とを有している。一次蓋３１は、胴本体２１の第１段部４１に対して着脱可能に取付けられる。一次蓋３１は、第１段部４１に嵌合され、第１端面４１ａに密着する。一次蓋３１は、ボルト５１により第１段部４１に締結される。ボルト５１は、一次蓋３１を貫通し、ネジ穴４１ｂ内の保護部材５０の内周に螺合される。一次蓋３１は、キャビティ２４側の負圧を維持してキャビティ２４内に充填されたガスの漏洩を防ぐ。また、一次蓋３１は、キャビティ２４内に収納された放射性物質から出る放射線（γ線）を遮蔽する。また、一次蓋３１の外側（二次蓋３２側）には、レジン（中性子遮蔽体）が設けられている。一次蓋３１と二次蓋３２との間には、大気に対して加圧された圧力監視境界が形成される。
【００４７】
二次蓋３２は、胴本体２１の第２段部４２に対して着脱可能に取付けられる。二次蓋３２は、第２段部４２に嵌合され、第２端面４２ａに密着する。二次蓋３２は、ボルト５２により第２段部４２に締結される。ボルト５２は、二次蓋３２を貫通し、ネジ穴４２ｂ内の保護部材５０の内周に螺合される。二次蓋３２は、一次蓋３１からのガスの漏洩を阻止する。また、二次蓋３２は、キャビティ２４側の圧力を担保する。
【００４８】
三次蓋３３は、胴本体２１の第３段部４３に対して着脱可能に取付けられる。三次蓋３３は、第３段部４３に嵌合され、第３端面４３ａに密着する。三次蓋３３は、ボルト５３により第３段部４３に締結される。ボルト５３は、三次蓋３３を貫通し、ネジ穴４３ｂ内の保護部材５０の内周に螺合される。三次蓋３３は、胴本体２１の開口部２２における第３段部４３に固定される。三次蓋３３は、外部の衝撃から二次蓋３２を防御する。
【００４９】
続いて、保護部材挿入システム１００の各装置の構成を説明する。図３は、回転支持装置１０１の一例を示す図である。なお、図３では、胴本体２１の３つの端面のうち第３端面４３ａのみを示しており、第１端面４１ａ及び第２端面４２ａについては図示を省略している。また、ネジ穴についても、第３端面４３ａに形成されたネジ穴４３ｂのみを示しており、ネジ穴４１ｂ及びネジ穴４２ｂについては省略している。
【００５０】
図３に示すように、回転支持装置１０１は、開口側端部２１ａが水平方向を向くように胴本体２１を横倒し状態で支持する。また、回転支持装置１０１は、胴本体２１を支持した状態で周方向に回転可能である。回転支持装置１０１としては、例えばターニングローラなどが用いられる。
【００５１】
回転支持装置１０１は、支持台１１１と、複数の脚部１１２と、一対の支持ローラ１１４，１１５とを有している。支持台１１１は、複数の脚部１１２により床面１１３に設置されている。一対の支持ローラ１１４，１１５は、それぞれ回転可能に設けられている。各支持ローラ１１４，１１５は、胴本体２１の開口側端部２１ａ及び底部側端部２１ｂをそれぞれ支持するように、中心軸ＡＸの軸線方向の２箇所に配置されている。各支持ローラ１１４，１１５には、駆動装置１１６が連結されている。駆動装置１１６は、支持ローラ１１４，１１５を周方向の一方向及び他方向に回転駆動する。
【００５２】
なお、図３に示すように、胴本体２１には、位置決め用穴４４が形成されている。位置決め用穴４４は、後述のネジ穴検出装置１０２によって検出される基準位置として用いられる。この位置決め用穴４４は、三次蓋３３を第３段部４３に固定するときに位置合わせ用として使用されるものである。位置決め用穴４４は、胴本体２１の周方向に等間隔で複数形成されている。複数の位置決め用穴４４は、ネジ穴４３ｂに対応付けた位置に形成されている。複数の位置決め用穴４４は、例えば６つのネジ穴４３ｂ毎に１つずつ設けられている。この位置決め用穴４４を検出することにより、位置決め用穴４４と複数のネジ穴４３ｂとの位置関係から、複数のネジ穴４３ｂの位置が認識可能である。この基準位置は、位置決め用穴４４に限定されるものではなく、別の部材でもよい。また、位置決め用穴４４に代えて、別途、基準位置となる部材をマグネットやボルト溶接などにより固定して構成してもよい。また、位置決め用穴４４の配置については、５つ以下又は７つ以上のネジ穴４３ｂ毎に１つ設けられてもよい。なお、図示を省略しているが、第１端面４１ａ及び第２端面４２ａについても、位置決め用穴４４と同様の構成が設けられている。
【００５３】
続いて、挿入装置１０３を説明する。挿入装置１０３は、例えば６軸の多関節ロボットなどが用いられる。図１に示すように、挿入装置１０３は、基部６１と、アーム支持部６２と、アーム部６３と、ハンド部６４とを有している。挿入装置１０３は、保護部材５０を保持して挿入可能領域１３０に搬送する。挿入装置１０３は、挿入可能領域１３０に配置されるネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに保護部材５０を挿入可能である。
【００５４】
基部６１は、床面１１３に固定されている。アーム支持部６２は、基部６１に支持されている。アーム支持部６２は、鉛直方向に沿った中心軸の軸線周りに回転可能に設けられる。アーム部６３は、アーム支持部６２に支持されている。アーム部６３は、水平方向に伸縮可能に設けられる。
【００５５】
図４は、挿入装置１０３のハンド部６４の一例を示す平面図である。ハンド部６４は、アーム部６３の先端に設けられている。ハンド部６４は、フレーム６５を有している。フレーム６５は、アーム部６３から伸びた支持部材の中心軸ＡＸ２の軸線回りに回転可能に設けられる。フレーム６５には、チャック６６と、気体ノズル６７と、洗浄液ノズル６８とが支持されている。チャック６６は、工具保管装置１０６に配置された各種工具を着脱可能である。ハンド部６４は、胴本体２１の開口側端部２１ａに配置された複数のネジ穴４３ｂのうち、６つのネジ穴４３ｂを含む挿入可能領域１３０に移動可能である。
【００５６】
気体ノズル６７は、気体を噴射可能である。気体ノズル６７は、チューブ等の気体供給管を介して気体供給部６９に接続されている。気体供給部６９は、アーム支持部６２に設けられている。洗浄液ノズル６８は、洗浄液を噴射可能である。洗浄液ノズル６８は、チューブ等の洗浄液供給管を介して洗浄液供給部７０に接続されている。
【００５７】
また、フレーム６５には、検出装置１０２が取り付けられている。検出装置１０２は、胴本体２１の第１端面４１ａ、第２端面４２ａ及び第３端面４３ａに設けられた複数のネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの位置を検出する。検出装置１０２は、ハンド部６４と一体で移動する。
【００５８】
また、検出装置１０２は、ＣＣＤカメラ１２２と、レーザセンサ１２３とを有している。ＣＣＤカメラ１２２は、第１端面４１ａ、第２端面４２ａ及び第３端面４３ａを撮影する。この撮影画像を二値化処理することにより、ネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ又は上記の位置決め用穴４４の内部が黒色となり、ネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ又は位置決め用穴４４の外部（各端面の表面）が白色となった画像が生成される。このため、ネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ又は位置決め用穴４４の輪郭が認識可能となる。この輪郭により、ネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ又は位置決め用穴４４の中心位置（中心点）が検出可能である。
【００５９】
レーザセンサ１２３は、各端面に対してレーザ光を照射し、反射光を検出することにより、対象物との間の距離を測定する。ネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂにレーザ光が照射された場合、各端面の表面よりも距離が長くなる。このため、距離の変化を検出することでネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂが検出可能である。なお、レーザセンサ１２３に代えて、例えば超音波センサや赤外線センサ等、対象物までの距離を測定可能なセンサであれば他のセンサを用いてもよい。
【００６０】
続いて、供給装置１０４を説明する。図５は、供給装置１０４の一例を示す図である。図５に示すように、供給装置１０４は、挿入装置１０３に保護部材５０を供給する。供給装置１０４は、保護部材５０を供給する。供給装置１０４は、基台８０と、ストッカ８１と、送出機構８２と、クランプ機構８３とを有している。
【００６１】
基台８０は、床面１１３上に固定されている。ストッカ８１は、複数の保護部材５０を保管する。ストッカ８１の内部は、仕切り部材８１ａによって複数段（図５では３段）に形成されている。ストッカ８１及び仕切り部材８１ａは、基台８０に対して傾いて配置されている。保護部材５０は、仕切り部材８１ａに沿って段毎に配置される。ストッカ８１は、保護部材５０を排出する排出口８１ｂを有している。排出口８１ｂは、基台８０側（図５の下方）に向けられている。排出口８１ｂからは、保護部材５０が１つずつ排出される。ストッカ８１内の各段と排出口８１ｂとの間には、ストッパ８１ｃが設けられている。ストッパ８１ｃは、各段の保護部材５０の落下を規制する。ストッパ８１ｃは、開閉可能に設けられる。ストッパ８１ｃが開状態になった場合、各段の保護部材５０が仕切り部材８１ａに沿って落下するようになっている。ストッパ８１ｃの開閉は、不図示の開閉駆動機構によって行われる。ストッカ８１には、保護部材５０を段毎に検出する不図示のセンサが設けられる。このセンサにより、保護部材５０が無くなったと検出された場合、ストッパ８１ｃの開閉対象となる段が変更される。このように、段毎に保護部材５０を供給可能であるため、ストッカ８１内での保護部材５０の詰まり等を抑制することができる。
【００６２】
送出機構８２は、排出口８１ｂから排出位置Ｐ１に排出された保護部材５０を供給位置Ｐ２に送り出す。供給位置Ｐ２には、保護部材５０を載置する載置部８４が設けられる。送出機構８２としては、例えばエアシリンダ機構などが用いられる。クランプ機構８３は、載置部８４との間で、供給位置Ｐ２に送り出された保護部材５０を保持する。クランプ機構８３としては、例えば電動シリンダ機構などが用いられる。クランプ機構８３により保護部材５０を保持することで、保護部材５０の位置ズレが抑制される。
【００６３】
続いて、塗布装置１０５を説明する。図６は、塗布装置１０５の一例を示す斜視図である。図６に示すように、塗布装置１０５は、保護部材５０に潤滑剤を塗布する。塗布装置１０５は、吐出部９１と、受部９２と、待機部９３とを有している。吐出部９１は、潤滑剤を下方に吐出する。受部９２は、吐出部９１から吐出された潤滑剤を受ける。受部９２は、吐出部９１の吐出方向に配置される。待機部９３は、吐出部９１の先端を収容する。待機部９３に収容されることにより、吐出部９１の先端の乾燥が抑制される。吐出部９１は、移動機構９４によって受部９２の上部と待機部９３との間を移動可能である。
【００６４】
また、図１に示すように、工具保管装置１０６には、保持工具Ｔ１，Ｔ２と、リタップ工具Ｔ３，Ｔ４と、抜き取り工具Ｔ５，Ｔ６と、が配置されている。保持工具Ｔ１，Ｔ２は、先端部において保護部材５０を保持する。保持工具Ｔ１，Ｔ２は、それぞれ異なる径の保護部材５０を保持可能である。例えば保持工具Ｔ１は、ネジ穴４３ｂに挿入される保護部材５０を保持する際に用いられる。また、保持工具Ｔ２は、ネジ穴４１ｂ及び４２ｂに挿入される保護部材５０を保持する際に用いられる。
【００６５】
リタップ工具Ｔ３，Ｔ４は、ネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに挿入し、各ネジ穴の内周面をリタップする。リタップ工具Ｔ３，Ｔ４は、それぞれ異なる径のネジ穴に挿入可能である。例えば、リタップ工具Ｔ３はネジ穴４３ｂに挿入する際に用いられる。また、リタップ工具Ｔ４は、ネジ穴４１ｂ、４２ｂに挿入する際に用いられる。
【００６６】
抜き取り工具Ｔ５，Ｔ６は、ネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに挿入された保護部材５０を抜き取る際に用いられる。抜き取り工具Ｔ５，Ｔ６は、それぞれ異なる径の保護部材５０を抜き取り可能である。例えば、抜き取り工具Ｔ５は、ネジ穴４３ｂに挿入された保護部材５０を抜き取る際に用いられる。また、抜き取り工具Ｔ６は、ネジ穴４１ｂ及び４２ｂに挿入された保護部材５０を抜き取る際に用いられる。なお、抜き取り工具Ｔ５，Ｔ６については、設けられなくてもよい。
【００６７】
続いて、本実施形態に係る保護部材挿入システム１００を用いて保護部材５０を挿入する保護部材挿入方法を説明する。この保護部材挿入方法は、胴本体２１を回転支持装置１０１によって周方向に回転可能に支持させた状態で、検出装置１０２によってネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂを検出する工程と、挿入装置１０３の挿入可能領域１３０にネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂが配置されるように、検出装置１０２の検出結果に基づいて回転支持装置１０１によって胴本体２１を回転する工程と、挿入装置１０３によって、挿入可能領域１３０に配置されたネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに保護部材５０を挿入する工程とを含む。
【００６８】
図７は、保護部材挿入方法の一例を示すフローチャートである。以下、胴本体２１の第３端面４３ａに形成されるネジ穴４３ｂに保護部材５０を挿入する場合を例に挙げて説明する。なお、第１端面４１ａに形成されるネジ穴４１ｂに保護部材５０を挿入する場合、また、第２端面４２ａに形成されるネジ穴４２ｂに対して保護部材５０を挿入する場合についても、同様の説明が可能である。
【００６９】
まず、不図示のクレーン等を用いて胴本体２１を搬送し、この胴本体２１を横倒し状態で、回転支持装置１０１の支持ローラ１１４，１１５上に載置する（ステップＳ１１）。第３端面４３ａが床面１１３に沿った方向に向けられた状態で胴本体２１が４つの支持ローラ１１４，１１５に載置されることにより、当該胴本体２１は回転支持装置１０１に回転可能に支持される。
【００７０】
胴本体２１が回転支持装置１０１に支持された後、制御装置１０７は、検出装置１０２のＣＣＤカメラ１２２及びレーザセンサ１２３が第３端面４３ａに対向するように、挿入装置１０３のハンド部６４を移動させる。このとき、制御装置１０７は、検出装置１０２を胴本体２１の中心軸ＡＸの水平方向上に配置させておく。その後、制御装置１０７は、回転支持装置１０１を駆動制御することで胴本体２１を回転させる（ステップＳ１２）。胴本体２１の回転の後、制御装置１０７は、検出装置１０２（ＣＣＤカメラ１２２及びレーザセンサ１２３）を用いてネジ穴４３ｂの位置を検出させる（ステップＳ１３）。
【００７１】
図８は、検出装置１０２による検出動作の一例を示す図である。図８に示すように、ステップＳ１３では、予め胴本体２１の中心軸ＡＸの水平方向上に配置された検出装置１０２により、第３端面４１ａ上の位置決め用穴４４を検出する。このとき、検出装置１０２の位置は固定させておく。
【００７２】
検出装置１０２によって位置決め用穴４４が検出された場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）、制御装置１０７は、回転支持装置１０１に胴本体２１の回転を停止させる（ステップＳ１５）。この場合、制御装置１０７は、位置決め用穴４４が胴本体２１の中心軸ＡＸの水平方向上の位置Ｐ３に配置されるように胴本体２１の回転量を調整する。第３端面４３ａでは、位置決め用穴４４の位置と各ネジ穴４３ｂの位置とが対応付けられている。位置決め用穴４４が位置Ｐ３に配置されることにより、図８に示すように、６つのネジ穴４３ｂ（４３ｂ−９、４３ｂ−１０、…、４３ｂ−１４）が挿入装置１０３の挿入可能領域１３０に配置される。このように、検出装置１０２が位置決め用穴４４を検出することにより、挿入装置１０３の挿入可能領域１３０に６つのネジ穴４３ｂが配置されたことを認識できる。
【００７３】
次に、制御装置１０７は、挿入装置１０３を用いて保護部材５０の挿入動作を行わせる（ステップＳ１６）。図９は、保護部材５０の挿入動作の手順を示すフローチャートである。図９に示すように、制御装置１０７は、まず挿入可能領域１３０の６つのネジ穴４３ｂに対してエアを噴出させる（ステップＳ１６−１）。ステップＳ１６−１において、制御装置１０７は、第３端面４３ａの周方向に沿って検出装置１０２を移動させつつネジ穴４３ｂを検出させる。検出装置１０２によってネジ穴４３ｂが検出された場合、制御装置１０７は、検出結果に基づいてネジ穴４３ｂの位置を求め、気体ノズル６７の先端がネジ穴４３ｂに対向するように挿入装置１０３のハンド部６４を移動させる。気体ノズル６７の先端をネジ穴４３ｂに対向させた後、制御装置１０７は、気体ノズル６７から気体を噴射させる。気体ノズル６７から噴射された気体により、ネジ穴４３ｂの内部の異物が除去される。制御装置１０７は、このエアブロー動作を６つのネジ穴４３ｂに対して１つずつ連続して行わせる。
【００７４】
次に、制御装置１０７は、６つのネジ穴４３ｂに対してリタップを行わせる（ステップＳ１６−２）。ステップＳ１６−２において、制御装置１０７は、挿入装置１０３のハンド部６４を工具保管装置１０６に移動させ、リタップ工具Ｔ３を選択してチャック６６に装着させる。なお、ネジ穴４１ｂ又は４２ｂに保護部材５０を挿入する場合、制御装置１０７は、リタップ工具Ｔ４を選択してチャック６６に装着させる。
【００７５】
リタップ工具Ｔ３がチャック６６に装着された後、制御装置１０７は、ステップＳ１６−１と同様に検出装置１０２によってネジ穴４３ｂを検出させる。検出装置１０２によってネジ穴４３ｂが検出された場合、制御装置１０７は、ネジ穴４３ｂの位置を求め、リタップ工具Ｔ３の先端がネジ穴４３ｂに対向するように挿入装置１０３のハンド部６４を移動させる。その後、制御装置１０７は、リタップ工具Ｔ３の先端をネジ穴４３ｂに挿入し、リタップを行わせる。リタップ工具Ｔ３により、ネジ穴４３ｂの内部の形状が調整され、異物が除去される。制御装置１０７は、このリタップ動作を６つのネジ穴４３ｂに対して１つずつ連続して行わせる。リタップ動作の終了後、制御装置１０７は、リタップ工具Ｔ３を工具保管装置１０６に戻すようにしてもよい。
【００７６】
次に、制御装置１０７は、６つのネジ穴４３ｂに対して洗浄を行わせる（ステップＳ１６−３）。ステップＳ１６−３において、制御装置１０７は、ステップＳ１６−１と同様に検出装置１０２によってネジ穴４３ｂを検出させ、洗浄液ノズル６８の先端がネジ穴４３ｂに対向するように挿入装置１０３のハンド部６４を移動させる。洗浄液ノズル６８の先端をネジ穴４３ｂに対向させた後、制御装置１０７は、洗浄液ノズル６８から洗浄液を噴射させる。洗浄液ノズル６８から噴射された洗浄液により、ネジ穴４３ｂの内部が洗浄される。制御装置１０７は、この洗浄動作を６つのネジ穴４３ｂに対して１つずつ連続して行わせる。
【００７７】
次に、制御装置１０７は、挿入装置１０３に保護部材５０を保持させる（ステップＳ１６−４）。ステップＳ１６−４では、制御装置１０７は、挿入装置１０３のハンド部６４を工具保管装置１０６に移動させ、保持工具Ｔ１を選択してチャック６６に装着させる。保持工具Ｔ１がチャック６６に装着された後、制御装置１０７は、保持工具Ｔ１を供給装置１０４の供給位置Ｐ２に移動させ、保持工具Ｔ１の先端に保護部材５０を保持させる。
【００７８】
次に、制御装置１０７は、保護部材５０に潤滑剤を塗布させる（ステップＳ１６−５）。ステップＳ１６−５では、制御装置１０７は、挿入装置１０３のハンド部６４を塗布装置１０５に移動させ、保持工具Ｔ１に保持された保護部材５０を吐出部９１の下方に配置させる。その後、制御装置１０７は、吐出部９１から潤滑剤を吐出させる。吐出された潤滑剤は、保護部材５０の表面に塗布される。
【００７９】
次に、制御装置１０７は、保護部材５０をネジ穴４３ｂに挿入させる（ステップＳ１６−６）。ステップＳ１６−６において、制御装置１０７は、挿入装置１０３のハンド部６４を第３端面４３ａに移動させ、ステップＳ１６−１と同様に検出装置１０２によってネジ穴４３ｂを検出させる。検出装置１０２によってネジ穴４３ｂが検出された場合、制御装置１０７は、保持工具Ｔ１の先端をネジ穴４３ｂに対向させ、当該先端を保護部材５０ごとネジ穴４３ｂに挿入させる。保護部材５０には潤滑剤が塗布されているため、ネジ穴４３ｂと保護部材５０との間の摩擦が低減され、保護部材５０がスムーズにネジ穴４３ｂに挿入される。
【００８０】
制御装置１０７は、１つのネジ穴４３ｂに保護部材５０を挿入した後、挿入可能領域１３０に配置された６つのネジ穴４３ｂの全部に保護部材５０が挿入されたか否かを判断する（ステップＳ１６−７）。６つのネジ穴４３ｂのうち１つでも保護部材５０が挿入されていないと判断した場合（ステップＳ１６−７のＮｏ）、制御装置１０７は、ステップＳ１６−４からステップＳ１６−６の動作を繰り返し行わせる（ステップＳ１６−７のＮｏ）。６つのネジ穴４３ｂの全部に保護部材５０が挿入されたと判断した場合（ステップＳ１６−７のＹｅｓ）、制御装置１０７は、挿入動作を完了させる。
【００８１】
次に、制御装置１０７は、第３端面４３ａに形成された全部のネジ穴４３ｂに保護部材５０が挿入されたか否かを判断する（ステップＳ１７）。保護部材５０が挿入されていないネジ穴４３ｂが１つ以上あると判断した場合（ステップＳ１７のＮｏ）、制御装置１０７は、ステップＳ１２以降の動作を繰り返し行わせる。この場合、制御装置１０７は回転支持装置１０１に胴本体２１を回転させ、検出装置１０２が次の位置決め用穴４４（図８のネジ穴４３ｂ−２とネジ穴４３ｂ−３との間の位置決め用穴４４）を検出した場合に回転を停止させる。その後、制御装置１０７は、挿入装置１０３の挿入可能領域１３０に配置される６つのネジ穴４３ｂ（図８の４３ｂ−３、４３ｂ−４、…、４３ｂ−８）に保護部材５０の挿入動作を行わせる。このように、制御装置１０７は、所定数（ここでは６つ）のネジ穴４３ｂ毎にまとめて挿入動作を行わせることで、保護部材５０の挿入動作を短縮化することができる。
【００８２】
また、第３端面４３ａの全部のネジ穴４３ｂに保護部材５０が挿入されたと判断した場合（ステップＳ１７のＹｅｓ）、制御装置１０７は、動作を終了させる。その後、第１端面４１ａのネジ穴４１ｂや第２端面４２ａのネジ穴４２ｂに保護部材５０を挿入する動作を行わせてもよい。
【００８３】
以上のように、本実施形態によれば、胴本体２１に形成されるネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの位置が検出装置１０２によって検出され、検出結果に応じて胴本体２１が回転支持装置１０１によって周方向に回転され、胴本体２１の回転によりネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂが挿入可能領域１３０に配置された後、挿入装置１０３によって保護部材５０がネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに挿入される。このため、作業者の手を煩わせることなく、自動的に複数のネジ穴４１ｂ、４２ｂ、４３ｂに保護部材５０を挿入することができる。これにより、作業時間を短縮化し、作業者の負担を軽減することができる。
【００８４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上述した実施形態では、胴本体２１のうち第３端面４３ａに形成されたネジ穴４３ｂについて保護部材５０を挿入する場合を例に挙げて説明したが、第１端面４１ａに形成されたネジ穴４１ｂ、第２端面４２ａに形成されたネジ穴４２ｂにそれぞれ保護部材５０を挿入する場合についても同様に行うことができる。この場合、制御装置１０７は、上記ステップＳ１６−２において、リタップ工具Ｔ４を選択してチャック６６に装着させる。また、制御装置１０７は、上記ステップＳ１６−４において、保持工具Ｔ２を選択してチャック６６に保持させる。
【符号の説明】
【００８５】
１１  キャスク
１２  胴部
１３  蓋部
１４  バスケット
２１ａ  開口側端部
２１ｂ  底部側端部
２１  胴本体
２２  開口部
２３  底部
２４  キャビティ
２５  外筒
２７  レジン
２８  底板
３０  トラニオン
３１  一次蓋
３２  二次蓋
３３  三次蓋
４１，４２，４３  段部
４１ａ，４２ａ，４３ａ  端面
４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ  ネジ穴
４４  位置決め用穴
５０  保護部材
５１，５２，５３  ボルト
６１  基部
６２  アーム支持部
６３  アーム部
６４  ハンド部
６５  フレーム
６６  チャック
６７  気体ノズル
６８  洗浄液ノズル
６９  気体供給部
７０  洗浄液供給部
８０  基台
８１  ストッカ
８１ａ  仕切り部材
８１ｂ  排出口
８１ｃ  ストッパ
８２  送出機構
８３  クランプ機構
８４  載置部
９１  吐出部
９２  受部
９３  待機部
９４  移動機構
１００  保護部材挿入システム
１０１  回転支持装置
１０２  ネジ穴検出装置
１０２  検出装置
１０３  挿入装置
１０４  供給装置
１０５  塗布装置
１０６  工具保管装置
１０７  制御装置
１１１  支持台
１１２  脚部
１１３  床面
１１４，１１５  支持ローラ
１１６  駆動装置
１２２  カメラ
１２３  レーザセンサ
１３０  挿入可能領域
ＡＸ，ＡＸ２  中心軸
Ｐ１  排出位置
Ｐ２  供給位置
Ｐ３  位置
Ｔ１，Ｔ２  保持工具
Ｔ３，Ｔ４  リタップ工具
Ｔ５，Ｔ６  抜き取り工具
【図１】
0006460839.tif 000002
【図２】
0006460839.tif 000003
【図３】
0006460839.tif 000004
【図４】
0006460839.tif 000005
【図５】
0006460839.tif 000006
【図６】
0006460839.tif 000007
【図７】
0006460839.tif 000008
【図８】
0006460839.tif 000009
【図９】
0006460839.tif 000010