(57)【要約】【課題】作動機器の傾斜角度が大きくなっても対象面との干渉を回避することができ、且つ作動機器を転倒させることなく対象面に沿って確実に移動させ得る倣い装置を提供する。【解決手段】対象面に対向して移動自在となるよう配設されたリンクベース６と、リンクベース６と直交する平面内で屈曲自在となるようリンクベース６上に枢着された第一のリンクアーム７と、リンクベース６と直交し且つ第一のリンクアーム７の屈曲平面と直交する平面内で屈曲自在となるようリンクベース６上に枢着された第二のリンクアーム８と、第一並びに第二のリンクアーム７，８の先端にそれぞれボールジョイント９，１０を介して連結され且つ検査子５が取り付けられる倣い台１１と、該倣い台１１に取り付けられた検査子５を底面２側へ付勢する弾性部材１２，１３並びにマグネット１４とを備える。【選択図】図１
2005164311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動機器を対象面に沿って移動させる倣い装置であって、
対象面に対向して移動自在となるよう配設されたリンクベースと、
該リンクベースと直交する平面内で屈曲自在となるようリンクベース上に枢着された第一のリンクアームと、
前記リンクベースと直交し且つ前記第一のリンクアームの屈曲平面と直交する平面内で屈曲自在となるようリンクベース上に枢着された第二のリンクアームと、
前記第一のリンクアームの先端並びに第二のリンクアームの先端にそれぞれ回転許容要素を介して連結され且つ作動機器が取り付けられる倣い台と、
該倣い台に取り付けられた作動機器を対象面側へ付勢する付勢手段と
を備えたことを特徴とする倣い装置。
【請求項２】
付勢手段を、リンクアームを伸張させる方向へ付勢する弾性部材とした請求項１記載の倣い装置。
【請求項３】
付勢手段を、倣い台を対象面に吸着させる方向へ付勢するマグネットとした請求項１又は２記載の倣い装置。
【請求項４】
回転許容要素をボールジョイントとした請求項１〜３いずれかに記載の倣い装置。
【請求項５】
作動機器を対象面の検査を行う検査子とした請求項１〜４いずれかに記載の倣い装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動機器を対象面に沿って移動させる倣い装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子炉圧力容器の球面状に形成された底部には多数の制御棒が貫通しており、その周辺はかなり狭隘な場所となっているが、該原子炉圧力容器の底面は、定期的に超音波探傷検査を行うことにより、金属疲労等の欠陥の有無を調べ、健全な運転を継続する必要がある。
【０００３】
前記多数の制御棒が貫通する原子炉圧力容器の底面は、球面状に形成されていることから、作動機器としての超音波探触子等の検査子を、検査の対象面としての原子炉圧力容器の底面に倣わせつつ移動させて検査を行うためには、互いに直交する二つの回転軸により二方向への角運動を与えるジンバル機構を用い、該ジンバル機構に前記検査子を搭載し、原子炉圧力容器の底面の角度変化に対応することが考えられる。
【０００４】
図４は従来の一般的なジンバル機構を対象面への倣い装置として適用した例を示す図であって、１は原子炉圧力容器、２は検査の対象面としての原子炉圧力容器１の底面、３は原子炉圧力容器１の底面２を貫通する制御棒、４は制御棒３の周囲に旋回自在に配設されたジンバル機構、５はジンバル機構４に取り付けられた作動機器としての超音波探触子等の検査子である。
【０００５】
しかしながら、一般的なジンバル機構４を単に用いて検査子５を原子炉圧力容器１の底面２に倣わせようとした場合、図４に示される如く、検査子５の傾斜角度が大きくなり、原子炉圧力容器１の底面２にジンバル機構４が干渉してしまうという不具合が生じる虞があった。
【０００６】
このため、図５に示されるように、ジンバル機構４から上方へ延長させた支持アーム４ａに検査子５を取り付け、ジンバル機構４の位置を原子炉圧力容器１の底面２から遠ざけるようにすれば、該原子炉圧力容器１の底面２に対するジンバル機構４の干渉を回避することが可能となる。
【０００７】
尚、図４に示されるような一般的なジンバル機構を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。又、図５に示されるようなジンバル機構を示すものとしては、例えば、特許文献２がある。
【特許文献１】特開２００２−９８７８３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４２９５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５に示される如く、ジンバル機構４から上方へ延長させた支持アーム４ａに検査子５を取り付け、ジンバル機構４の位置を原子炉圧力容器１の底面２から遠ざけるようにするのでは、検査子５を支持するジンバル機構４の回転中心が原子炉圧力容器１の底面２から離れてしまい、検査子５を原子炉圧力容器１の底面２に沿って移動させた際、両者間に生じる摩擦力により、検査子５が倒れてしまうという欠点を有していた。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、作動機器の傾斜角度が大きくなっても対象面との干渉を回避することができ、且つ作動機器を転倒させることなく対象面に沿って確実に移動させ得る倣い装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、作動機器を対象面に沿って移動させる倣い装置であって、
対象面に対向して移動自在となるよう配設されたリンクベースと、
該リンクベースと直交する平面内で屈曲自在となるようリンクベース上に枢着された第一のリンクアームと、
前記リンクベースと直交し且つ前記第一のリンクアームの屈曲平面と直交する平面内で屈曲自在となるようリンクベース上に枢着された第二のリンクアームと、
前記第一のリンクアームの先端並びに第二のリンクアームの先端にそれぞれ回転許容要素を介して連結され且つ作動機器が取り付けられる倣い台と、
該倣い台に取り付けられた作動機器を対象面側へ付勢する付勢手段と
を備えたことを特徴とする倣い装置にかかるものである。
【００１１】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１２】
作動機器を対象面に沿って移動させる際、倣い台が第一のリンクアームの屈曲平面と平行な軸線を中心に該第一のリンクアーム先端の回転許容要素を介して回転する方向へ傾斜する時には、その回転に伴う傾斜角度に応じて第二のリンクアームが屈曲変位するが、この時、第一のリンクアームは、その屈曲平面以外の方向には屈曲せずに踏ん張る形となり、倣い台の回転中心を保持するため、作動機器の倒れを阻止可能となる一方、倣い台が第二のリンクアームの屈曲平面と平行な軸線を中心に該第二のリンクアーム先端の回転許容要素を介して回転する方向へ傾斜する時には、その回転に伴う傾斜角度に応じて第一のリンクアームが屈曲変位するが、この時、第二のリンクアームは、その屈曲平面以外の方向には屈曲せずに踏ん張る形となり、倣い台の回転中心を保持するため、作動機器の倒れを阻止可能となる。
【００１３】
又、リンクベース上にリンクアームを介して倣い台を配設しているため、作動機器の傾斜角度が大きくなったとしても、リンクアームが邪魔になることはなく、従来例のように、対象面にジンバル機構が干渉してしまうというような不具合が生じる心配もない。
【００１４】
前記倣い装置においては、付勢手段を、リンクアームを伸張させる方向へ付勢する弾性部材とすることができる。
【００１５】
又、前記付勢手段は、倣い台を対象面に吸着させる方向へ付勢するマグネットとすることもできる。
【００１６】
前記回転許容要素は、ボールジョイントとすることが有効である。
【００１７】
前記作動機器は、対象面の検査を行う検査子とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の倣い装置によれば、作動機器の傾斜角度が大きくなっても対象面との干渉を回避することができ、且つ作動機器を転倒させることなく対象面に沿って確実に移動させ得るという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、対象面としての原子炉圧力容器１の底面２に対向して移動自在となるよう配設されたリンクベース６と、該リンクベース６と直交する平面内で屈曲自在となるようリンクベース６上に枢着された第一のリンクアーム７と、前記リンクベース６と直交し且つ前記第一のリンクアーム７の屈曲平面と直交する平面内で屈曲自在となるようリンクベース６上に枢着された第二のリンクアーム８と、前記第一のリンクアーム７の先端並びに第二のリンクアーム８の先端にそれぞれ回転許容要素としてのボールジョイント９，１０を介して連結され且つ作動機器としての超音波探触子等の検査子５が取り付けられる倣い台１１と、該倣い台１１に取り付けられた検査子５を原子炉圧力容器１の底面２側へ付勢する付勢手段としての弾性部材１２，１３並びにマグネット１４とを備えるようにしたものである。
【００２１】
本図示例の場合、制御棒３の周りを取り囲むように組まれた架台１５に、環状基盤１６をガイドローラ１７を介して旋回自在に配設し、該環状基盤１６上に、ガイドポスト１８を高さ調節可能に立設し、該ガイドポスト１８に前記リンクベース６をナット１９により締め付け固定し、これにより、前記ガイドポスト１８の高さを必要に応じて調節した状態で、ガイドローラ１７に支持された環状基盤１６を旋回させ、前記リンクベース６を原子炉圧力容器１の底面２に対向させつつ移動させるようにしてある。
【００２２】
前記第一のリンクアーム７は、リンクベース６上のヒンジブラケット２０にヒンジピン２１を介して揺動自在に取り付けられた下部リンク７ｂと、該下部リンク７ｂの先端に前記ヒンジピン２１と同一方向のヒンジピン２２を介して連結され且つ先端がボールジョイント９を介して倣い台１１に連結された上部リンク７ａとを備え、同一平面内に所要間隔をあけて二組配設するようにしてある。
【００２３】
前記第二のリンクアーム８は、リンクベース６上のヒンジブラケット２３にヒンジピン２４を介して揺動自在に取り付けられた下部リンク８ｂと、該下部リンク８ｂの先端に前記ヒンジピン２４と同一方向のヒンジピン２５を介して連結され且つ先端がボールジョイント１０を介して倣い台１１に連結された上部リンク８ａとを備え、前記二組配設された第一のリンクアーム７各々から略等間隔をあけた位置に、前記ヒンジピン２４，２５の向きが前記第一のリンクアーム７のヒンジピン２１，２２の向きと直交する方向へ延びるように配設してある。
【００２４】
前記付勢手段としての弾性部材１２は、下部リンク７ｂの基端部から突設したブラケット２６と上部リンク７ａの基端部から突設したブラケット２７との間に掛け渡すように設けられ且つ第一のリンクアーム７を伸張させる方向へ付勢する引張バネとしてあり、同様に、前記付勢手段としての弾性部材１３は、下部リンク８ｂの基端部から突設したブラケット２８と上部リンク８ａの基端部から突設したブラケット２９との間に掛け渡すように設けられ且つ第二のリンクアーム８を伸張させる方向へ付勢する引張バネとしてある。
【００２５】
前記付勢手段としてのマグネット１４は、ボルト形状のものを採用してある。
【００２６】
尚、本図示例の場合、前記付勢手段として、弾性部材１２，１３とマグネット１４の両方を配設しているが、弾性部材１２，１３或いはマグネット１４のいずれか一方のみを配設するようにしても良いことは言うまでもない。
【００２７】
又、第二のリンクアーム８の上部リンク８ａ先端のボールジョイント１０の倣い台１１に対する取り付け位置をボールジョイント９より低くしているのは、隣接箇所に別の制御棒３が存在する場合に、原子炉圧力容器１の底面２に検査子５が倣うべく第二のリンクアーム８の下部リンク８ｂと上部リンク８ａが大きく折れ曲がって側方へ張り出した際にも、該第二のリンクアーム８が隣接する別の制御棒３に接触しないように、第二のリンクアーム８の長さを抑えるためである。しかし、別の制御棒３との干渉の心配がない場合には、第二のリンクアーム８の上部リンク８ａ先端のボールジョイント１０の倣い台１１に対する取り付け位置をボールジョイント９と同じ高さとし、且つ第二のリンクアーム８の長さを長くすることも可能である。
【００２８】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００２９】
ガイドポスト１８の高さを調節し、付勢手段としての弾性部材１２，１３の付勢力により第一のリンクアーム７と第二のリンクアーム８を伸張させる方向へ付勢しつつ、付勢手段としてのマグネット１４により倣い台１１を対象面としての原子炉圧力容器１の底面２に吸着させる方向へ付勢し、作動機器としての検査子５を前記原子炉圧力容器１の底面２に押し付けた状態で、ガイドローラ１７に支持された環状基盤１６を旋回させると、前記検査子５が前記原子炉圧力容器１の底面２に沿って移動し、超音波探傷検査が行われる。
【００３０】
ここで、前記検査子５を原子炉圧力容器１の底面２に沿って移動させる際、倣い台１１が第一のリンクアーム７の屈曲平面と平行な軸線Ｘを中心に該第一のリンクアーム７先端の回転許容要素としてのボールジョイント９を介して回転する方向へ傾斜する時には、その回転に伴う傾斜角度に応じて第二のリンクアーム８が屈曲変位するが、この時、第一のリンクアーム７は、その屈曲平面以外の方向には屈曲せずに踏ん張る形となり、倣い台１１の回転中心を保持するため、前記検査子５の倒れを阻止可能となる一方、前記倣い台１１が第二のリンクアーム８の屈曲平面と平行な軸線Ｙを中心に該第二のリンクアーム８先端の回転許容要素としてのボールジョイント１０を介して回転する方向へ傾斜する時には、その回転に伴う傾斜角度に応じて第一のリンクアーム７が屈曲変位するが、この時、第二のリンクアーム８は、その屈曲平面以外の方向には屈曲せずに踏ん張る形となり、倣い台１１の回転中心を保持するため、前記検査子５の倒れを阻止可能となる。
【００３１】
又、リンクベース６上にリンクアーム７，８を介して倣い台１１を配設しているため、検査子５の傾斜角度が大きくなったとしても、リンクアーム７，８が邪魔になることはなく、図４に示される従来例のように、対象面としての原子炉圧力容器１の底面２にジンバル機構４が干渉してしまうというような不具合が生じる心配もない。
【００３２】
こうして、作動機器としての検査子５の傾斜角度が大きくなっても対象面としての原子炉圧力容器１の底面２との干渉を回避することができ、且つ前記検査子５を転倒させることなく前記原子炉圧力容器１の底面２に沿って確実に移動させ得る。
【００３３】
尚、本発明の倣い装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、原子炉圧力容器１の底面２における検査に限らず、その溶接、塗装、清掃にも適用可能であること、又、原子炉圧力容器１に限らず、例えば、球形ガスタンクのようにその表面に各種作動機器を倣わせる場合に大きく角度変化が生じるものであれば、どのようなものにも適用可能であること等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３４】
本発明の倣い装置を、例えば、溶接に適用する場合、倣い台１１には、検査子５の代わりに、原子炉圧力容器１の底面２に沿って転動する車輪と、溶接トーチ等を含む溶接機器一式を作動機器として取り付けるようにすれば良い。
【００３５】
又、塗装に適用する場合、倣い台１１には、検査子５の代わりに、原子炉圧力容器１の底面２に沿って転動する車輪と、塗料を噴霧するスプレーノズル等を含む塗装機器一式を作動機器として取り付けるようにすれば良い。
【００３６】
更に又、清掃に適用する場合、倣い台１１には、検査子５の代わりに、原子炉圧力容器１の底面２に沿って転動する車輪と、清掃用ブラシとゴミを吸引する吸引ノズル、或いは清掃用のエアを吹き付けるエアノズル等を含む清掃機器一式を作動機器として取り付けるようにすれば良い。
【００３７】
一方、上述の図示例においては、第一のリンクアーム７を同一平面内に所要間隔をあけて二組配設すると共に、該二組配設された第一のリンクアーム７各々から略等間隔をあけた位置に第二のリンクアーム８を一組配設しているが、例えば、屈曲時に制御棒３と干渉しないよう屈曲する方向を同じ向きにした第二のリンクアーム８をもう一組配設したり、或いは第一のリンクアーム７を一組だけ配設する、といったように、第一のリンクアーム７と第二のリンクアーム８の配設組数をそれぞれ一組以上の適宜の数に設定しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を実施する形態の一例の全体斜視図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例の要部側面図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例における倣い台の首振り状態に対応したリンクアームの屈曲状態を（ａ），（ｂ），（ｃ）の三段階に示す図である。
【図４】従来の一般的なジンバル機構を対象面への倣い装置として適用した例を示す図である。
【図５】従来の他のジンバル機構を対象面への倣い装置として適用した例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    原子炉圧力容器
２    底面（対象面）
５    検査子（作動機器）
６    リンクベース
７    第一のリンクアーム
８    第二のリンクアーム
９    ボールジョイント（回転許容要素）
１０    ボールジョイント（回転許容要素）
１１    倣い台
１２    弾性部材（付勢手段）
１３    弾性部材（付勢手段）
１４    マグネット（付勢手段）
【図１】
2005164311.tif 000003
【図２】
2005164311.tif 000004
【図３】
2005164311.tif 000005
【図４】
2005164311.tif 000006
【図５】
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