(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で回転可能なスラストファンを有し且つ作業工具を支持する装置本体と、該装置本体に拡縮可能に取り付けた浮体と、該浮体内部に連通する給排気管路とを備え、
前記浮体を、
一縁が装置本体外側面に枢支されて他縁が装置本体外側面に近接離反し得る耐圧板と、
一端が装置本体外側面に固着され且つ他端が耐圧板にそれぞれ気密に固着されて気室を形成する拡縮壁とで構成したことを特徴とする水中移動装置。
【請求項２】
水中で回転可能なスラストファンを有し且つ作業工具を支持する装置本体と、該装置本体に拡縮可能に取り付けた浮体と、該浮体内部に連通する給排気管路とを備え、
前記浮体を、
装置本体内方へ延びるアームを有する耐圧板と、
装置本体内部に設けられ且つ耐圧板が装置本体外側面に平行を保って近接離反し得るように前記アームをその軸線方向に摺動可能に案内するガイド機構と、
一端が装置本体外側面に固着され且つ他端が耐圧板にそれぞれ気密に固着されて気室を形成する拡縮壁とで構成したことを特徴とする水中移動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水中移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子炉圧力容器の内部構造物、火力発電所の取水路及び排水路の水路壁、船舶の推進器の表面などの水中に位置しているものを対象とした検査を、遠隔操作によって行なう場合には、水中を自力移動し且つ検査対象物の清掃や撮影をする装置が必要となる。
【０００３】
図３乃至図６は近年提案されている水中移動装置の一例であり、この水中移動装置は、中空構造の装置本体６、無端状のシールスカート７、スラストファン８、ファン駆動機構９、走行輪１０、従動輪１１、走行駆動機構１２、並びに工具装着部１３を備えている。
【０００４】
装置本体６は、枠体１４と、該枠体１４の一側（腹側）にボルト締結され且つ中央部分に開口１５を有する腹側端板１６と、枠体１４の他側（背側）にボルト締結され且つ前端近傍部分の左右に排出口１７を有する背側端板１８とによって構成されている。
【０００５】
背側端板１８の反枠体側の面には、ネット１９が取り付けられた極短円筒状のガードリング２０が、排出口１７に対して同軸に取り付けられている。
【０００６】
枠体１４は、ポリアセタタールなどの高分子材料によって一体的に形成され、腹側端板１６、背側端板１８、ネット１９、ガードリング２０は、ステンレス鋼などの金属材料によって形成されている。
【０００７】
シールスカート７は、腹側端板寄りの端部に径方向内側へ突出するフランジ部２１を有し且つ開口１５が内方に位置するように腹側端板１６の反装置本体側面に配置された無端状のスカート２２と、該スカート２２のフランジ部２１に反腹側端板側から当接し且つ腹側端板１６に対してボルト締結された押えリング２３と、スカート２２の反腹側端板寄りの端部に同軸に装着され且つ作業対象面５を摺動する環状のシュー２４とによって構成されている。
【０００８】
スカート２２は、屈曲性を有する合成ゴムなどによって形成されている。
【０００９】
また、シュー２４の反腹側端板寄りの部分の周縁には、作業対象面に付着した酸化物をシュー２４が容易に乗り越えられるようにするための面取部２５が形成されている。
【００１０】
スラストファン８は、排出口１７の内径に応じた回転半径を有し且つそれぞれの排出口１７の内部に配置されている。
【００１１】
ファン駆動機構９は、装置本体６の内方背側寄り部分の左右に配置したモータ２６と、装置本体６の内部の隔壁２７を貫通し且つモータ２６の回転をスラストファン８へ伝える回転伝達系２８とによって構成されている。
【００１２】
走行輪１０は、装置本体６の内方に設置した水密構造のケーシング２９の外部左右に同軸に且つ作業対象面５を転動し得るように枢支され、該ケーシング２９によって、装置本体６内部のモータ２６が配置されている個所の水密が保たれるようになっている。
【００１３】
従動輪１１は、装置本体６の後端部に装着したブラケット３０に、支持座３１を介して旋回し得るように枢支されている。
【００１４】
走行駆動機構１２は、ケーシング２９の内部左右に装置本体６の幅方向を向くように配置され且つ駆動軸３２がケーシング２９の外部に突出したモータ３３と、駆動軸３２、走行輪１０のそれぞれに同軸に取り付けたプーリ３４，３５と、両プーリ３４，３５に巻き掛けたベルト３６とによって構成されている。
【００１５】
また、ケーシング２９において、駆動軸３２が貫通している部分には、水密を保持するためのシール（図示せず）が設けられている。
【００１６】
工具装着部１３は、装置本体６の前端外部に固着され且つその幅方向へ延びるガイドレール３７と、該ガイドレール３７にリニア軸受を介して装着した幅方向移動ブラケット３８と、該幅方向移動ブラケット３８に固着され且つ装置本体６の高さ方向へ延びるガイドレール３９と、該ガイドレール３９にリニア軸受を介して装着した高さ方向移動ブラケット４０と、移動ブラケット３８，４０の間に介在し且つ高さ方向移動ブラケット４０を装置本体６の腹側へ向かって付勢するばね４１とで構成されており、高さ方向移動ブラケット４０には、後述する水中作業用工具５１が装着されている。
【００１７】
この工具装着部１３は、工具移動機構４２によって装置本体６の幅方向へ移動するようになっている。
【００１８】
工具移動機構４２は、装置本体６の前端左右に枢支した従動プーリ４３，４４と、装置本体６の前端中央に枢支した駆動プーリ４５と、各プーリ４３，４４，４５に巻き掛けられ且つ所定箇所に幅方向移動ブラケット３８を係止した無端状ベルト４６と、該無端状ベルト４６に外接するように装置本体６の前端中央部近傍に枢支した張力付与プーリ４７，４８と、装置本体６の内方背側寄り部分の中央に配置したモータ４９と、装置本体６の前端部を貫通し且つモータ４９の回転を駆動プーリ４５に伝える回転伝達系５０とで構成され、モータ４９の回転方向に応じて、工具装着部１３が装置本体６の幅方向へ移動する。
【００１９】
水中作業用工具５１は、工具装着部１３の高さ方向移動ブラケット４０に締結した水密構造のケーシング５２と、該ケーシング５２に装着され且つ作業対象面５へ向かって突出する回転研掃部材５３を保有する研掃工具５４と、レンズ部５５が作業対象面５に対峙し得るようにケーシング５２に取り付けたカメラ５６とで構成されている。
【００２０】
更に、装置本体６の内部の腹側寄り部分には、該装置本体６の移動距離計測用の計測輪５７を有するプラニメータ５８が取り付けられている。
【００２１】
これに加えて、ファン駆動機構９、走行駆動機構１２、工具移動機構４２のモータ２６，３３，４９や研掃工具５４、カメラ５６に対する給電、並びにケーシング２９，５２内部への空気圧の付与は、装置本体６項端部に接続した多芯ケーブル５９を介して行なわれるようになっている。
【００２２】
以下、図３乃至図６に示す水中移動装置の作動について説明する。
【００２３】
水中に存在している作業対象面５の研掃、及び目視検査を行なう際には、装置本体６の前端が下方を向くように、多芯ケーブル５９によって、水中移動装置を水中に吊り下げる。
【００２４】
次いで、ファン駆動機構９により双方のスラストファン８を正回転させると、装置本体６の腹側から背側へ噴出する水流が生じ、水中移動装置が装置本体６の腹側を進行方向前端として移動する。
【００２５】
また、双方のスラストファン８を逆回転させると、装置本体６の背側から腹側へ噴出する水流が生じ、水中移動装置が装置本体６の背側を進行方向前端として移動する。
【００２６】
更に、一方のスラストファン８を正回転させるとともに他方のスラストファン８を逆回転させると、各スラストファン８により生じる水流の方向の相違に起因して、水中移動装置が多芯ケーブル５９を中心に旋回する。
【００２７】
双方のスラストファン８が正回転した状態で、シールスカート７のシュー２４が作業対象面５に当接すると、スラストファン８の回転によりシールスカート７の内方が減圧され、水中移動装置を作業対象面５に吸着させようとする力が発生し、これにより、走行輪１０、従動輪１１が作業対象面５に押し付けられ、多芯ケーブル５９を繰り出しても、作業対象面５から水中移動装置が脱落しない状態になる。
【００２８】
また、工具装着部１３のばね４１の反発力によって、回転研掃部材５３が作業対象面５に押圧され、この状態で研掃工具５４を作動させると、作業対象面５が研掃される。
【００２９】
上述したように作業対象面５の研掃作業を行なうとき、あるいは、カメラ５６によって作業対象面５の目視検査を行なうときには、工具移動機構４２のモータ４９を正逆回転させて、無端状ベルト４６を介して研掃工具５４及びカメラ５６を装置本体６の幅方向へ適宜移動させる。
【００３０】
水中移動装置が作業対象面５に吸着した状態で、走行駆動機構１２により双方の走行輪１０を正逆転させると、水中移動装置が装置本体６の工具移動機構４２装着端を進行方向として作業対象面５を移動する。
【００３１】
また、双方の走行輪１０を逆回転させると、水中移動装置が装置本体６の従動輪１１支持端を進行方向前端として作業対象面５を移動する。
【００３２】
更に、一方の走行輪１０を正回転させ且つ他方の走行輪１０を逆回転させると、両走行輪１０の回転方向の相違に起因して、水中移動装置が双方の走行輪１０の中間点を中心として作業対象面５に吸着した状態で旋回する。
【００３３】
このように、図３乃至図５に示す水中移動装置においては、装置本体６の腹側縁部全周にわたって無端状のシールスカート７を取り付けているので、スラストファン８だけで、水中移動装置を直立した作業対象面５に吸着させることが可能になり、研掃工具５４による作業対象面５の研掃、カメラ５６による作業対象面５の目視検査を行なえる。
【００３４】
また、ファン駆動機構９及び走行駆動機構１２を装置本体６に内装し、装置の小型化を図っているので、沸騰水型原子炉圧力容器内の燃料格子板や炉心支持板の開口部分を水中移動装置が通過することが可能になり、原子炉圧力容器の内底部付近に位置しているシュラウドサポートなどの構造物の研掃、目視検査を効率よく実施できる。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３乃至図６に示す水中移動装置は、装置本体６にファン駆動機構９や走行駆動機構１２が内装されているため、装置の見掛けの比重が大きくなり、水中を迅速に移動することが困難であった。
【００３６】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、水中運動性能が高く且つ狭隘な開口部分を通過可能な水中移動装置を提供することを目的としている。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の水中移動装置では、水中で回転可能なスラストファンを有し且つ作業工具を支持する装置本体と、該装置本体に拡縮可能に取り付けた浮体と、該浮体内部に連通する給排気管路とを備え、
前記浮体を、
一縁が装置本体外側面に枢支されて他縁が装置本体外側面に近接離反し得る耐圧板と、
一端が装置本体外側面に固着され且つ他端が耐圧板にそれぞれ気密に固着されて気室を形成する拡縮壁とで構成している。
【００３８】
本発明の請求項２に記載の水中移動装置では、水中で回転可能なスラストファンを有し且つ作業工具を支持する装置本体と、該装置本体に拡縮可能に取り付けた浮体と、該浮体内部に連通する給排気管路とを備え、
前記浮体を、
装置本体内方へ延びるアームを有する耐圧板と、
装置本体内部に設けられ且つ耐圧板が装置本体外側面に平行を保って近接離反し得るように前記アームをその軸線方向に摺動可能に案内するガイド機構と、
一端が装置本体外側面に固着され且つ他端が耐圧板にそれぞれ気密に固着されて気室を形成する拡縮壁とで構成している。
【００４１】
本発明の請求項１、２に記載した水中移動装置のいずれにおいても、給排気管路から浮体内部へ気体を送給することにより浮体を拡大させて、装置の見掛けの比重を小さくし、水中浮力の増大を図る。
【００４２】
また、浮体内部の気体を給排気管路から排気することにより浮体を縮小させて、装置の全体形状を小さくし、狭隘な開口部分の通過を可能にする。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【００４４】
図１は本発明の水中移動装置の実施の形態の一例であり、図中、図３乃至図６と同一の符号を付したものは同一物を表している。
【００４５】
この水中移動装置は、装置本体６の左右両側に拡縮可能に設けた浮体６１と、各浮体６１の内部に連通する給排気管路６２とを備えている。
【００４６】
浮体６１は、耐圧板６３と拡縮壁６４とで構成されている。
【００４７】
耐圧板６３は、その一端縁部が、装置本体６の側面前端寄り部分に設けた装置本体６高さ方向へ延びるヒンジ６５に枢支されており、当該ヒンジ６５を中心として他端縁側が、装置本体６の側面に対して近接離反し得るようになっている。
【００４８】
拡縮壁６４は、断面が矩形状のベローズであって、一端部が装置本体６の側面に、また、他端部が耐圧板６３にそれぞれ気密に固着され、拡縮壁６４の内側面、装置本体６の側面、及び耐圧板６３内側面により気室６６を構成している。
【００４９】
給排気管路６２は、多芯ケーブル５９と同軸に構成され、空気送給装置（図示せず）から各気室６６内へ空気を供給し且つ当該気室６６内の空気を外部へ排出するようになっている。
【００５０】
図１に示す水中移動装置では、多芯ケーブル５９によって水中移動装置を水中に吊り下げ、ファン駆動機構９によりスラストファン８を駆動して装置本体６を移動させるときに、空気送給装置から給排気管路６２を介して浮体６１へ空気を送給し、空気圧により耐圧板６３を押圧して、拡縮壁６４を拡張させる。
【００５１】
これにより、気室６６が拡大し、水中移動装置の見掛けの比重が小さくなって水中浮力の増大が図られる。
【００５２】
また、水中移動装置が狭隘な開口部分を通過するときには、気室６６内の空気を給排気管路６２から外部へ排出して拡縮壁６４を縮小させ、装置の全体形状を小さくする。
【００５３】
このように、図１に示す水中移動装置においては、空気を送給することにより浮体６１を拡大させ、装置の見掛けの比重を小さくして、水中浮力の増大を図るので、水中運動性能が向上する。
【００５４】
また、空気を排出させて浮体６１を縮小すると、装置の全体形状が小さくなるので、狭隘な開口部分の通過が可能となる。
【００５５】
図２は本発明の水中移動装置の実施の形態の他の例であり、図中、図３乃至図６と同一の符号を付したものは同一物を表している。
【００５６】
この水中移動装置は、装置本体６の左右両側に拡縮可能に設けた浮体６７と、各浮体６７の内部に連通する給排気管路６２とを備えている。
【００５７】
浮体６７は、耐圧板６８とガイド機構６９と拡縮壁７０とで構成されている。
【００５８】
耐圧板６８は、装置本体６の側面に対して平行に配置されており、耐圧板６８の前端寄り部分及び後端寄り部分には、装置本体６の内方へ延び且つ後述のガイド機構６９に案内されるアーム７１が取り付られている。
【００５９】
ガイド機構６９は、アーム７１をその軸線方向へ摺動可能に案内するように装置本体６の内部に設けられており、当該ガイド機構６９によって耐圧板６８は、装置本体６の外側面に対して平行を保ちつつ近接離反する。
【００６０】
拡縮壁７０は、断面が矩形状のベローズであって、一端部が装置本体６の側面に、また、他端部が耐圧板６８にそれぞれ気密に固着され、拡縮壁７０の内側面、装置本体６の側面、及び耐圧板６８内側面により気室７２を構成している。
【００６１】
給排気管路６２は、多芯ケーブル５９と同軸に構成され、空気送給装置（図示せず）から各気室７２内へ空気を供給し且つ当該気室７２内の空気を外部へ排出するようになっている。
【００６２】
図２に示す水中移動装置では、多芯ケーブル５９によって水中移動装置を水中に吊り下げ、ファン駆動機構９によりスラストファン８を駆動して装置本体６を移動させるときに、空気送給装置から給排気管路６２を介して浮体６７へ空気を送給し、空気圧により耐圧板６８を押圧して、拡縮壁７０を拡張させる。
【００６３】
これにより、気室７２が拡大し、水中移動装置の見掛けの比重が小さくなって水中浮力の増大が図られる。
【００６４】
また、狭隘な開口部分を通過するときには、気室７２内の空気を給排気管路６２から外部へ排出して拡縮壁７０を縮小させ、装置の全体形状を小さくする。
【００６５】
このように、図２に示す水中移動装置においては、空気を送給することにより浮体６７を拡大させ、装置の見掛けの比重を小さくして、水中浮力の増大を図るので、水中運動性能が向上する。
【００６６】
また、空気を排出させて浮体６７を縮小すると、装置の全体形状が小さくなるので、狭隘な開口部分の通過が可能となる。
【００６７】
なお、本発明の水中移動装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１、２に記載の水中移動装置のいずれにおいても、下記のような優れた効果を奏し得る。
【００６９】
（１）  給排気管路から浮体内部へ気体を送給することにより浮体を拡大させて、装置の見掛けの比重を小さくし、水中浮力の増大を図るので、水中運動性能が向上する。
【００７０】
（２）  また、浮体内部の気体を給排気管路から排気することにより浮体を縮小すると、装置の全体形状が小さくなるので、狭隘な開口部分を通過できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水中移動装置の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の水中移動装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図３】従来の水中移動装置の一例を示す側面図である。
【図４】図３に関連する水中移動装置の平面図である。
【図５】図３に関連する水中移動装置のシールスカートの部分断面図である。
【図６】図３に関連する水中移動装置の工具移動機構の概念図である。
【符号の説明】
６          装置本体
８          スラストファン
５４          研掃工具（作業工具）
６１          浮体
６２          給排気管路
６３          耐圧板
６４          拡縮壁
６６          気室
６７          浮体
６８          耐圧板
６９          ガイド機構
７０          拡縮壁
７１ アーム
７２          気室
【図１】
0004534364.tif 000002
【図２】
0004534364.tif 000003
【図３】
0004534364.tif 000004
【図４】
0004534364.tif 000005
【図５】
0004534364.tif 000006
【図６】
0004534364.tif 000007