(57)【要約】【課題】車両の軽量性と共に高視認性を有するキャビン構造、および該キャビン構造を備える放射性物質除染作業車両を提供することを目的とする。また、既存の産業車両をこの除染作業車両に改造する改造方法を提供することを目的とする。【解決手段】キャビン３は、少なくとも前方視可能なフロント窓ガラス４２ａが形成されているキャビン上側区画Ａと、地表と対面する位置にあるキャビン下側区画Ｂに画定され、該キャビン下側区画Ｂは地表と対面する底壁５１と、該底壁５１周囲の各辺に夫々接続してキャビン下側区画を形成する下側壁Ｃとを具え、該底壁５１と下側壁Ｃとを、異種材料の積層板からなる放射線遮蔽壁で形成して、該キャビン下側区画Ｂ内に、放射性物質を含有する土壌等側より放射線が侵入するのを阻止するように構成されたこと、さらに該キャビン構造を備えて放射性物質除染作業車両を構成すること、さらに該車両へ既存の産業車両を用いて改造することを特徴とする。【選択図】図３
2013253811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、該原動機により駆動される車両移動機構を備えた車両本体と、該車両本体に取り付けられて土壌、草、樹木、コンクリートを含む地表形成物（以下土壌等という）の攪拌、破砕、移動操作により地表若しくは地表近傍の放射性物質含有土壌等の除染を行う除染操作端と、前記車両移動機構と前記除染操作端及び前記原動機を操作する操作部を操作する乗員が搭乗するキャビンと、を備えた放射性物質除染作業車両のキャビン構造において、
前記キャビンは、乗員が少なくとも前方視可能な窓部が形成されているキャビン上側区画と、少なくとも地表と対面する位置にあるキャビン下側区画に画定され、
該キャビン下側区画は地表と対面する底壁と、該底壁周囲の各辺に夫々接続してキャビン下側区画を形成する下側壁とを具え、該底壁と下側壁とを、異種材料の積層板からなる放射線遮蔽壁で形成して、該キャビン下側区画内に、放射性物質を含有する土壌等側より放射線が侵入するのを阻止されていることを特徴とする放射性物質除染作業車両のキャビン構造。
【請求項２】
前記下側壁は、前記底壁周囲の各辺に夫々接続されてなる前壁と後壁と、該前壁と後壁との間に位置する一又は複数枚の側壁よりなり、これらの下側壁と底壁を形成する放射線遮蔽壁は、いずれも鉛、タングステンシート等の放射線の遮蔽能力が他の金属に比べて高い第１板材と、該第１板材より比重の軽い第２板材を積層して形成し、（第１板材の厚み）／（第１板材＋第２板材の厚み）で定義される積層厚比を、底壁の積層厚比と下側壁の積層厚比とで異ならせたことを特徴とする請求項１記載の放射性物質除染作業車両のキャビン構造。
【請求項３】
前記下側壁および底壁の前記第１板材の厚さを同一に形成し、かつ底壁の前記積層厚比が下側壁の前記積層厚比より小さく設定されて、底壁の第２板材の厚さが下側壁の第２板材の厚さよりも厚く形成されることを特徴とする請求項２に記載の放射性物質除染作業車両のキャビン構造。
【請求項４】
地表面からの放射角度θが約４５°方向と前記下側壁の放射線遮蔽壁の上端部とを結んだ直線が、車幅中央部の乗員の中心部（胸部付近）に至るような高さに前記放射線遮蔽壁の高さが少なくとも設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性物質除染作業車両のキャビン構造。
【請求項５】
前記底壁の板厚ｔ１と前記下側壁の板厚ｔ２との板厚比（ｔ１／ｔ２）が約√２に設定されることを特徴とする請求項４記載の放射性物質除染作業車両のキャビン構造。
【請求項６】
前記底壁と前壁と後壁、及び一又は複数枚の側壁の放射線遮蔽壁は既存のキャビン下側区画面に貼着して形成されることを特徴とする請求項１記載の放射性物質除染作業車両のキャビン構造。
【請求項７】
前記キャビン下側区画とキャビン上側区画とからなるキャビンは、浄化空気を該キャビン内に導入する浄化空気導入手段を設け、浄化空気導入手段を介して前記キャビン内を正圧に維持されることを特徴とする請求項１乃至６にいずれか１項に記載の放射性物質除染作業車両のキャビン構造。
【請求項８】
前記請求項１乃至７の何れかに記載のキャビン構造を備えたことを特徴とする放射性物質除染作業車両。
【請求項９】
原動機と、該原動機により駆動される車両移動機構を備えた車両本体と、該車両本体に取り付けられて土壌、草、樹木、コンクリートを含む地表形成物（以下土壌等という）の攪拌、破砕、移動操作により地表若しくは地表近傍の土壌等の物理的変位を行う土壌等操作端と、前記車両移動機構と前記土壌等操作端と前記原動機を操作する乗員が搭乗するキャビンと、よりなる産業車両を、放射性物質除染作業車両に改造する方法において、
前記キャビンを、乗員が少なくとも前方視可能な窓部が形成されているキャビン上側区画と、少なくとも地表と対面する位置にあるキャビン下側区画に画定するとともに、
該キャビン下側区画は、地表と対面する底壁と、該底壁周囲の各辺に夫々接続してなる下側壁とを具え、該底壁と下側壁とに、異種材料の積層板からなる放射線遮蔽壁を貼着するとともに、該底壁と下側壁間の隙間部をシールして該キャビン下側区画内に、放射性物質を含有する土壌等側より放射線が侵入するのを阻止するようにして、放射線の侵入を阻止するように構成されたキャビン内より前記土壌等操作端を操作して地表若しくは地表近傍の放射性物質含有土壌等の除染を行う放射性物質除染作業車両に改造することを特徴とする、産業車両を放射性物質除染作業車両に改造する方法。
【請求項１０】
前記下側壁は、前記底壁周囲の各辺に夫々接続されてなる前壁と後壁と、該前壁と後壁との間に位置する一又は複数枚の側壁よりなり、これらの下側壁と底壁を形成する放射線遮蔽壁は、いずれも鉛、タングステンシート等の放射線の遮蔽能力が他の金属に比べて高い第１板材と、該第１板材より比重の軽い第２板材を積層して形成し、（第１板材の厚み）／（第１板材＋第２板材の厚み）で定義される積層厚比を、底壁の積層厚比と下側壁の積層厚比とで異ならせることを特徴とする請求項９記載の産業車両を放射性物質除染作業車両に改造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所の事故等に起因して汚染した放射性物質の汚染地域に使用する放射性物質除染作業車両とそのキャビン構造にかかり、特に軽量で且つ視認性がよい除染作業車両とそのキャビン構造、さらにその除染作業車両への改造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
福島の原子力発電所の事故に起因して発生した放射能汚染地域は住宅地域、農業地域のみならず山間地域にも広がり、その除染作業は歩行による遅々とした除染作業では間に合わず有人作業車両による緊急且つ広範囲な除染作業が要請されている。
しかし放射線を扱う作業者については、１００ｍＳｖ／ｙｅｒ（作業中１ｍＳｖ／ｈ）を超えてはならないとされた基準が、ＩＣＲＰ（国際放射線防護委員会）等で出されており、作業車両を運転するオペレータの被爆を回避しつつ車両重量が軽量で、且つ視認性がよい除染作業車両の開発が社会的に大きく待望されているが、現状ではそのような除染作業車はあらわれていない。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、原子力関連施設で事故が発生した際、放射線の遮蔽が確実な遮蔽体を事故現場に安全かつ迅速に設置できる操作性に優れた搬送装置を提供することを目的として、放射線遮蔽部材が封入された放射線遮蔽体を搭載して走行できる放射線遮蔽体搬送装置であって、前記搬送装置は、放射線を遮蔽する部材で覆われた運転室とＣＣＤカメラと照明灯と自走するための動力源と前記遮蔽体を運転室からの遠隔操作によって設置するための手段を備える技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、放射線の車室内への侵入を防止する車両用放射線防護装置が開示されており、放射線の発生源に対し対向する車体のガラス部を全面的に覆うように設けられ放射線を遮蔽する透明な第１遮蔽部材と、第１遮蔽部材を支持する支持部材と、車体のガラス部以外であって放射線の発生源に対し対向する車体の側部を全面的に覆うように設けられ放射線を遮蔽する第２遮蔽部材と、第２遮蔽部材の上端を車両に固定的に保持する保持部材と、を有する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８９９９０号公報
【特許文献２】特許第４２６８１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では運転室は放射線を遮蔽する部材で覆われているが、放射能で汚染された外部と運転室にいるオペレータは放射能で汚染された外部とＣＣＤカメラと照明灯を介して視認する構成の為に、ＣＣＤカメラの画角範囲しか視認することが出来ず、その視角範囲に大きな制限を受けるのみならず、放射線被曝下での精密機器の使用により誤作動やソフトの暴走が生じやすい。
更に加えて、前記特許文献１で示す車両は運転室全域を、放射線を遮蔽する部材、例えば鉛板で覆う構成の為 車両重量が非常に重くなり、エンジン等が過大に大きくなるのみならず、特に除染の為に地上からの放射線を阻止するだけでよい除染用車両であるが、運転室全域を鉛重構造で覆うことは過剰品質にもつながる。
更に、農地等の汚染土壌の表面を剥ぎ取るトラクターなどは重量制限があり、運転室全域を鉛板の重構造で覆うことは出来ない。
【０００７】
一方、特許文献２は車両のフロントガラスやサイドガラスに、放射線を遮蔽する透明な遮蔽部材を設けたものであり、透明な遮蔽部材として高密度なセラミックスや鉛含有ガラス等を挙げている。
しかし、鉛含有ガラス等の透明な遮蔽部材で作業中における１ｍＳｖ／ｈ以下の放射線被曝阻止を図るには前記遮蔽部材の厚さを相当厚肉にしなければならず、又厚肉にしても十分なる遮蔽性能を維持できない。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、商業地、住宅地、農地、山間地等の（土壌、草、樹木、コンクリートを含む）地表より放射線（中性子、γ線、β線、α線、Ｘ線）を発生する地域に使用される放射性物質除染作業車両において、車両の軽量性と共に視界に制限を受けない高視認性を有するキャビン構造、および該キャビン構造を備える除染作業車両を提供することを目的とする。
又本発明の他の目的は土壌、草、樹木、コンクリートを除去、攪拌、破砕、寄せ等をさせる作業駆動端を有する既存の産業車両を軽量性と共に視界に制限を受けない高視認性を有する除染作業車両に改造できる改造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】
【０００９】
そこで、前記目的を達成するためになされたものであり、第１発明は、原動機と、該原動機により駆動される車両移動機構を備えた車両本体と、該車両本体に取り付けられて土壌、草、樹木、コンクリートを含む地表形成物（以下土壌等という）の攪拌、破砕、移動操作により地表若しくは地表近傍の放射性物質含有土壌等の除染を行う除染操作端と、前記車両移動機構と前記除染操作端及び前記原動機を操作する操作部を操作する乗員が搭乗するキャビンと、を備えた放射性物質除染作業車両のキャビン構造において、
前記キャビンは、乗員が少なくとも前方視可能な窓部が形成されているキャビン上側区画と、少なくとも地表と対面する位置にあるキャビン下側区画に画定され、
該キャビン下側区画は地表と対面する底壁と、該底壁周囲の各辺に夫々接続してキャビン下側区画を形成する下側壁とを具え、該底壁と下側壁とを、異種材料の積層板からなる放射線遮蔽壁で形成して、該キャビン下側区画内に、放射性物質を含有する土壌等側より放射線が侵入するのを阻止されていることを特徴とする。
【００１０】
第１発明によれば、前方視可能な窓部が形成されているキャビン上側区画と、少なくとも地表と対面する位置にあるキャビン下側区画に画定され、該キャビン下側区画は地表と対面する底壁と、該底壁周囲の各辺に夫々接続してキャビン下側区画を形成する下側壁とを具え、該底壁と下側壁とを、異種材料の積層板からなる放射線遮蔽壁で形成して、該キャビン下側区画内に、放射性物質を含有する土壌等側より放射線が侵入するのを阻止するように構成されている。
従って、土壌、草、樹木、コンクリートを含む地表より発生する放射線（中性子、γ線、β線、α線、Ｘ線）を確実に遮蔽することができる。その結果、地表から放射されてキャビンの下方から侵入してくる放射線に対して、オペレータへの影響を低減して臓器への悪影響を防止することができる。
【００１１】
また、キャビン下側区画を形成する部分だけに異種材料の積層板からなる放射線遮蔽壁を形成するので、キャビン上側区画も含めて全体を遮蔽構造とするものに比べて、地表から発生してくる放射線に対する遮蔽を効率よく行うことができ、車両の軽量性と共に視界に制限を受けない高視認性を有する除染作業車両を形成することができる。また放射線遮蔽壁の範囲が少なくて済むためコスト的にも有利である。
【００１２】
また、第１発明において好ましくは、前記下側壁は、前記底壁周囲の各辺に夫々接続されてなる前壁と後壁と、該前壁と後壁との間に位置する一又は複数枚の側壁よりなり、これらの下側壁と底壁を形成する放射線遮蔽壁は、いずれも鉛、タングステンシート等の放射線の遮蔽能力が他の金属に比べて高い第１板材と、該第１板材より比重の軽い第２板材を積層して形成し、（第１板材の厚み）／（第１板材＋第２板材の厚み）で定義される積層厚比を、底壁の積層厚比と下側壁の積層厚比とで異ならせるとよい。
【００１３】
下側壁と底壁の（第１板材の厚み）／（第１板材＋第２板材の厚み）で定義される積層厚比を異ならせて設定するので、放射線遮蔽能力を高くする範囲では、遮蔽能力が高い第１板材の板厚を厚くし、放射線遮蔽能力が低くて良い範囲では第１板材の板厚を薄くし、また、後述するように下側壁と底壁の第１板材の厚さを同一にして、車両の強度や剛性を高める必要箇所に応じて第２板材の厚さを調整することによって、車両の重量増大と、車両強度と、さらに放射線の遮蔽性能とを総合的に考慮した最適なキャビン設計が可能になる。
【００１４】
また、第１発明において好ましくは、前記下側壁および底壁の前記第１板材の厚さを同一に形成し、かつ底壁の前記積層厚比が下側壁の前記積層厚比より小さく設定されて、底壁の第２板材の厚さが下側壁の第２板材の厚さよりも厚く形成されるとよい。
【００１５】
このように構成することによって、鉛、タングステンシート等の放射線の遮蔽能力が他の金属に比べて高い第１板材の厚さを、同一にして遮蔽能力の最低性能を確保し、強度の点においては第２板材、例えば、鉄板等の金属板の板厚によって調整することが可能となるため、強度と遮蔽性能との両方が軽量化およびコストダウンを図りながら可能となる。
【００１６】
また、第１発明において好ましくは、地表面からの放射角度θが約４５°方向と前記下側壁の放射線遮蔽壁の上端部とを結んだ直線が、車幅中央部の乗員の中心部（胸部付近）に至るような高さに前記放射線遮蔽壁の高さが少なくとも設定されるとよい。
【００１７】
下側壁の放射線遮蔽壁の高さについて検討した。図７に、除染作業車両にオペレータが着座した状態の前方正面視図を示す。
距離Ｈ１は地表〜オペレータ４の中心部（胸部付近）Ｐ１までの垂直方向距離であり約２１００（ｍｍ）とし、距離Ｈ２はトラクターの全高であり約２７００（ｍｍ）とする。
【００１８】
一般的に「放射線の線量は距離の２乗に反比例する」ため、放射線遮蔽部材がない場合において、オペレータ４の中心部Ｐ１の位置で、地表点Ｐ２からの距離Ｈ１における空間線量を仮にＶ＝１００とすると、中心部Ｐ１での放射線量が、遮蔽能力（減衰率）の目標値５０％に達する放射線を発する地表面位置を求めると、半径Ｒ＝Ｈ１×√２の円弧Ｋ上となる。地表との交点を求めると地表点Ｇ１の位置となる。
【００１９】
すなわち、このＧ１の位置と中心部Ｐ１とを結ぶ直線Ｔの距離Ｌ１が前記半径Ｒであり、Ｈ１の√２倍に相当する。
中心部Ｐ１で、地表点Ｇ１からの線量の減衰率が目標値の５０％となるため、この地表点Ｇ１と中心部Ｐ１とを結ぶ直線Ｔより下側の領域では、減衰率が５０％より小さく放射線の遮蔽手段が必要となり、この直線Ｔより上側においては、放射線の遮蔽手段を設けなくても地表面からの距離による減衰によって目標値を達成することができる。
従って、地表面から４５度より大きい角度ではオペレータ４の中心部Ｐ１に放出される放射線に対しては放射線遮蔽部材を設置する必要があることが分かる。
【００２０】
以上の知見を基に、下側壁を構成する左右のドア下側壁、左右の後方側壁、前壁、後壁における放射線遮蔽壁の高さＳは、地表面からオペレータの中心部Ｐ１への放射角度θが、少なくとも４５度より大きい角度範囲（４５°≦θ≦９０°）の領域を遮蔽する高さに設定されるとよい。
【００２１】
また、第１発明において好ましくは、前記底壁の板厚ｔ１と前記下側壁の板厚ｔ２との板厚比（ｔ１／ｔ２）が約√２に設定されるとよい。
【００２２】
底壁において必要とする板厚ｔ１に対して下側壁の板厚ｔ２は、前述したように、地表面からの放射角度θが約４５°方向における板厚が、少なくとも底壁の板厚ｔ１と同様であればよいため、下側壁の板厚ｔ２は、ｔ２＝ｔ１／√２の関係を有する。このことから、板厚比ｔ１／ｔ２を、約√２に設定することで、下側壁を過剰に厚くすることなく底壁と同等遮蔽能力を有することができるので、底壁の板厚ｔ１と下側壁の板厚ｔ２とを同一に設定するよりも、軽量化、コスト低減を図ることができる。
【００２３】
また、第１発明において好ましくは、前記底壁と前壁と後壁、及び一又は複数枚の側壁の放射線遮蔽壁は既存のキャビン下側区画面に貼着して形成されるとよい。
このように、既存のキャビン下側区画面に放射線遮蔽壁を貼着してキャビンが形成されるので、キャビン構造を大きく変更することなく、既存の産業車両を用いて形成することができる。
【００２４】
また、第１発明において好ましくは、前記キャビン下側区画とキャビン上側区画とからなるキャビンは、浄化空気を該キャビン内に導入する浄化空気導入手段を設け、浄化空気導入手段を介して前記キャビン内を正圧に維持されるとよい。
【００２５】
このように、キャビン内を正圧にするので、車両の移動または土壌等の攪拌によって生じる放射性物質を含む土壌等の飛散物をキャビン内に侵入することを防止することができる。
【００２６】
第２発明は、放射性物質除染作業車両の発明であり、土壌、草、樹木、コンクリートを含む地表形成物（土壌等）の攪拌、破砕、移動操作により地表若しくは地表近傍の放射性物質含有土壌等の除染を行う除染操作端を備えるとともに、前述のキャビン構造を備えることによって、軽量性と共に視界に制限を受けない高視認性を有した放射性物質除染作業車両を得ることができる。
【００２７】
第３発明は、産業車両を放射性物質除染作業車両に改造する改造方法の発明であり、
原動機と、該原動機により駆動される車両移動機構を備えた車両本体と、該車両本体に取り付けられて土壌、草、樹木、コンクリートを含む地表形成物（以下土壌等という）の攪拌、破砕、移動操作により地表若しくは地表近傍の土壌等の物理的変位を行う土壌等操作端と、前記車両移動機構と前記土壌等操作端と前記原動機を操作する乗員が搭乗するキャビンと、よりなる産業車両を、放射性物質除染作業車両に改造する方法において、
前記キャビンを、乗員が少なくとも前方視可能な窓部が形成されているキャビン上側区画と、少なくとも地表と対面する位置にあるキャビン下側区画に画定するとともに、該キャビン下側区画は、地表と対面する底壁と、該底壁周囲の各辺に夫々接続してなる下側壁とを具え、該底壁と下側壁とに、異種材料の積層板からなる放射線遮蔽壁を貼着するとともに、該底壁と下側壁間の隙間部をシールして該キャビン下側区画内に、放射性物質を含有する土壌等側より放射線が侵入するのを阻止するようにして、放射線の侵入を阻止するように構成されたキャビン内より前記土壌等操作端を操作して地表若しくは地表近傍の放射性物質含有土壌等の除染を行う放射性物質除染作業車両に改造することを特徴とする。
【００２８】
第３発明によれば、土壌、草、樹木、コンクリートを含む地表形成物（土壌等）の攪拌、破砕、移動操作により地表若しくは地表近傍の土壌等の物理的変位を行う土壌等操作端を有する既存の産業車両を用いて、軽量性と共に視界に制限を受けない高視認性を有する除染作業車両に改造できる。
【００２９】
第３発明において好ましくは、前記下側壁は、前記底壁周囲の各辺に夫々接続されてなる前壁と後壁と、該前壁と後壁との間に位置する一又は複数枚の側壁よりなり、これらの下側壁と底壁を形成する放射線遮蔽壁は、いずれも鉛、タングステンシート等の放射線の遮蔽能力が他の金属に比べて高い第１板材と、該第１板材より比重の軽い第２板材を積層して形成し、（第１板材の厚み）／（第１板材＋第２板材の厚み）で定義される積層厚比を、底壁の積層厚比と下側壁の積層厚比とで異ならせるとよい。
【００３０】
このように、下側壁と底壁の（第１板材の厚み）／（第１板材＋第２板材の厚み）で定義される積層厚比を異ならせて設定するので、放射線遮蔽能力を高くする範囲では、遮蔽能力が高い第１板材の板厚を厚くし、放射線遮蔽能力が低くて良い範囲では第１板材の板厚を薄くし、また、第１板材の厚さを下側壁と底壁で同一にして、車両の強度や剛性を高める必要箇所に応じて第２板材の厚さを調整することによって、車両の重量増大と、車両強度と、さらに放射線の遮蔽性能とを総合的に考慮した最適なキャビン設計が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】放射性物質除染作業車両の全体を示す前方斜視図である。
【図２】放射性物質除染作業車両の全体を示す後方斜視図である。
【図３】キャビンの構造を示す前方斜視説明図である。
【図４】キャビンの構造を示す後方斜視説明図である。
【図５】キャビン内部の底壁を示す斜視説明図である。
【図６】積層板からなる放射線遮蔽壁の断面構造を示す説明図である。
【図７】放射線量の入射量を説明する説明図である。
【図８】キャビンの底壁と下側壁の板厚を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３３】
図１、２に、放射性物質除染作業車両（以下、除染作業車両という）１の全体斜視図を示し、図１は前方斜視図、図２は後方斜視図を示す。
除染作業車両１は、車体フレーム５の前側上部に原動機７を収納した原動機部９を配設し、後側上部にキャビン３を配設し、車体フレーム５の下部に左右一対のクローラ式の走行部（車両移動機構）１３、１３を配設している。クローラ１５は、前後に配設された駆動輪１７と従動輪１９との間に巻回され、駆動輪１７が前記原動機７からの駆動力で駆動されるようになっている。
なお、クローラ式の走行部でなく、タイヤ式の走行部であってもよい。また、これら車体フレーム５、走行部１３、キャビン３、および原動機部９で車両本体部分を構成している。
【００３４】
原動機部９の前方の車体フレーム５には、車幅方向に延びてフロントローダやプラウ（すき）を装着可能にするフロントアタッチメント取付け用のアタッチメントフレーム２１が設けられている。図示しないが、このアタッチメントフレーム２１は、ローダやプラウ（すき）等の作業機器が取り付けられて、地表の表面を一定厚みでスクレープ（除去）し、また、攪拌や除去された土壌等を搬出する作業ができるようになっている。
【００３５】
車体フレーム５の後部には前記原動機７からの駆動力を取り出す、ＰＴＯ装置（動力取り出し装置）２３が備えられており、また、ＰＴＯ装置２３からの駆動力が伝達軸２５によって伝達されると共に、車体フレーム５側に連結されたリンクからなる牽引機構２７によって車体後方に牽引される除染操作端２９が装着されている。本実施形態においては、車体後方に牽引される除染操作端２９を装着した例を示す。
【００３６】
この除染操作端２９は、車幅方向に、伝達軸２５によって駆動される回転駆動軸３１が設けられ、該回転駆動軸３１には軸方向に複数枚の回転すき等の攪拌機３３が取り付けられている。従って、除染操作端２９は、前記ＰＴＯ装置２３を介して駆動されて土壌が攪拌、破砕され、車両の移動操作により地表若しくは地表近傍の放射性物質含有土壌等が掘り起こされる。その後、その掘り起こされた土壌はブレード３０によって車両の側方に排土され、その排土された土壌は他の作業車両によって運搬されて保管場所に運ばれる等によって汚染土壌の除染が行わる。
【００３７】
キャビン３内には、図示しない座席および操作レバーが設けられ、座席に着座したオペレータ４の操作によって、原動機７からの駆動力の走行部１３への伝達力を制御して走行速度を制御し、除染操作端２９への駆動力の伝達を制御し、また、図示していないが、前記牽引機構２７には除染操作端２９を、接地状態と地上から持ち上げられた持ち上げ状態とを、切換え可能になっており、その切り替えを行うことで、除染操作端２９による除染作業の開始を制御するようになっている。
【００３８】
図３のように、キャビン３は略矩形箱形状しており、外気から遮蔽する外部カバー３５で覆われている。外部カバー３５は、オペレータ４が少なくとも前方視可能なフロント窓ガラス４２ａが装着されているキャビン上側区画Ａと、少なくとも地表と対面する位置にあるキャビン下側区画Ｂに画定されて構成されている。
【００３９】
下側区画Ｂは地表と対面する底壁５１と、該底部の周囲の各辺に夫々接続してキャビン下側区画Ｂを形成する下側壁Ｃとを具えている。この下側壁Ｃは、左右の側壁３９、３９、前壁４０、後壁４１によって構成され、さらに左右の側壁３９、３９は、ドア下側壁４４と後方側壁４６によって構成されている。
【００４０】
また、キャビン３は、図１、２のように浄化空気を該キャビン３内に導入する浄化空気導入手段５３を天井板３７の上部に設置されており、該浄化空気導入手段５３を介してキャビン３内が正圧に維持されている。キャビン３内を正圧にすることで、除染作業車両１の移動または土壌の攪拌等によって生じる放射性物質を含む土壌等の飛散物がキャビン内に侵入することを防止している。
【００４１】
キャビン３は、図３のように車体フレーム５に取り付けられる底壁５１には、前方にフロントピラー５５、後方にはリヤピラー５６が立設されて、各ピラーの上端部には、ルーフフレーム５７が設けられ、ルーフフレーム５７に天井板３７が取り付けられている。この天井板３７は周囲がルーフフレーム５７に溶接され、さらに溶接できない箇所についてはシール材（シリコンシーラント等）を装填して気密性が確保されるように取り付けられている。
【００４２】
また、左右のフロントピラー５５、５５の高さＳの位置にフロントクロスフレーム６１が設けられ、該フロントクロスフレーム６１の上側にはフロント窓ガラス４２ａが装着され、フロントクロスフレーム６１の下側には、前壁４０を構成する複数枚（図３では３枚）の前壁放射線遮蔽部材４８ａ、４８ｂ、４８ｃがそれぞれ溶接接合されるとともに、フロントクロスフレーム６１、フロントピラー５５、５５、および底壁５１の先端部分にそれぞれ溶接され、さらに、溶接出来ない箇所についてはシール材（シリコンシーラント等）を装填してキャビン３内の気密性を確保するように取り付けられている。
【００４３】
この前壁放射線遮蔽部材４８ａ、４８ｂ、４８ｃは、図６の断面構造のように、鉄板（第２板材）６３と鉛板（第１板材）６５との異種材料の積層板からなり、鉛板６５を鉄板（鉛より比重の軽い金属板）６３で挟むようにして、ボルト６７によって組み付けられている。鉛板６５と鉄板６３は溶接が困難であるため、複数のボルト６７用いて積層化されている。なお、第１板材の鉛板６５は、鉛板に限らずタングステンシートであってもよく、また、第２板材の鉄板６３は、アルミ板や樹脂板であってもよい。また、ボルト６７ではなく、接着剤や両面テープ等を用いても、若しくは併用してもよい。
【００４４】
また、図３のようにキャビン３の前方部分には扉６９が左右に設けられ、ヒンジ部７１を中心に開閉可能になっている。扉６９のフロントクロスフレーム６１の高さ位置（以下、仕切ラインＥという）より下側に、ドアハンドル７３が形成され、ドアハンドル７３を避けるようにしてドア下側壁４４を構成するドア壁放射線遮蔽部材７９が扉６９の骨格部材に溶接されている。扉６９の後方には、後方側壁４６を構成する後方側壁放射線遮蔽部材８１が取り付けられている。また後方側壁４６の上部に窓部は形成されなく鉄板製の側板４７が溶接されている。
【００４５】
扉６９の仕切ラインＥより上方には、鉄板製の窓枠が形成され、該窓枠にサイド窓ガラス４２ｂが所謂Ｈ形断面のＨゴムを介して開閉できないように固定されている。また、図示しないが、扉６９を閉めた際にキャビン３内の気密性を高めるために、扉６９の周囲または当接相手側にシール材が設けられている。
なお、扉６９をキャビン３の両側に設けたが一方側だけに設けて、他方側はドア下側壁４４とサイド窓ガラス４２ｂとを有した扉６９と同様の構造として開閉できないように固定して取り付けてもよい。開閉部分がなく気密性が向上する。
【００４６】
また、図４のキャビン３の後方斜視図において、後壁４１は、後壁放射線遮蔽部材８５によって構成され、この後壁放射線遮蔽部材８５は、底壁５１の後端に立設されたリヤピラー５６等の骨格部材に溶接されて取り付けられている。仕切ラインＥより上方は鉄板製の窓枠８３が形成され、該窓枠８３にリヤ窓ガラス４２ｃが所謂Ｈ形断面のＨゴムを介して開閉できないように固定されている。
後壁放射線遮蔽部材８５は、１枚構造を示すが、前壁４０と同様に複数枚に分割して取り付けてもよい。
【００４７】
また、底壁５１の構造は、図５に示すように、フロアフレーム８９が設けられ、車体前方と後方側とに段差を有して形成され、それぞれの面に底壁放射線遮蔽部材９１（９１ａ、９１ｂ、９１ｃ）が底壁５１の略全面に溶接接合されて取り付けられている。この底壁放射線遮蔽部材９１の上面に、図示しないが、車幅方向の略中央部にオペレータ４用の座席が設置される。
【００４８】
底壁５１のフロアフレーム８９や底壁放射線遮蔽部材９１には加工や組み立て時に必要となる開口や、ワイヤ、配管等を貫通するための開口９３等を有しており、これら開口に対して不要な開口（既存の産業車両からの改造時において不要となる開口）や、開口内のワイヤや配管との隙間等に対してシール部材が装着されている。これによりキャビン３内の気密性を高め、放射性物質を含む土壌等の飛散物がキャビン内に侵入することを防止している。
このように底壁５１の部分は放射性物質を含有する土壌等側に近接位置にあるため放射線が侵入するのを阻止するようにしている。
但し、開口部を１００％塞ぐと、キャビン内圧が高くなりすぎてしまうため、適度なキャビン内圧になるように、ある程度の開口を保持して開口面積を調整して、キャビン内圧を調整している。
【００４９】
次に、図７を参照して、後方側壁放射線遮蔽部材８１、後壁放射線遮蔽部材８５、前壁放射線遮蔽部材４８、ドア壁放射線遮蔽部材７９の高さＳの設定について説明する。
図７には、除染作業車両１にオペレータ４が着座した状態の前方正面視図を示す。
距離Ｈ１は地表〜オペレータ４の中心部（胸部付近）Ｐ１までの垂直方向距離であり約２１００（ｍｍ）とし、距離Ｈ２はトラクターの全高であり約２７００（ｍｍ）とする。
【００５０】
一般的に「放射線の線量は距離の２乗に反比例する」ため、放射線遮蔽部材がない場合において、オペレータ４の中心部Ｐ１の位置で、地表点Ｐ２からの距離Ｈ１における空間線量を仮にＶ＝１００とすると、中心部（胸部付近）Ｐ１での放射線量が、遮蔽能力（減衰率）の目標値５０％に達する放射線を発する地表面位置を求めると、半径Ｒ＝Ｈ１×√２の円弧Ｋ上となる。地表との交点を求めると地表点Ｇ１の位置となる。
【００５１】
すなわち、このＧ１の位置と中心部Ｐ１とを結ぶ直線Ｔの距離Ｌ１が前記半径Ｒであり、Ｈ１の√２倍に相当する。
中心部Ｐ１で、地表点Ｇ１からの線量の減衰率が目標値の５０％となるため、この地表点Ｇ１と中心部Ｐ１とを結ぶ直線Ｔより下側の領域では、減衰率が５０％より小さく放射線の遮蔽手段が必要となり、この直線Ｔより上側においては、放射線の遮蔽部材を設けなくても地表面からの距離による減衰によって目標値を達成することができる。
【００５２】
従って、例えば、地表点Ｇ２からの放射角度θ＝４０度の場合には、Ｌ２＝約３３００（ｍｍ）となり、放射線量Ｖ２＝１００×（Ｈ１２／Ｌ２２）の関係式を基に、Ｖ２＝約４０となり減衰性能（減衰率）は約６０％（１００−４０）となる。すなわち、距離による減衰で５０％以上の減衰率が得られている。
また、地表点Ｇ３からの放射角度θ＝５０度の場合には、Ｌ３＝約２７００（ｍｍ）となり、放射線量Ｖ３＝１００×（Ｈ１２／Ｌ３２）の関係式を基に、Ｖ３＝約６０となり減衰性能（減衰率）は約４０％（１００−６０）となる。すなわち、距離による減衰だけでは５０％以上の減衰率の目標を達成できない。
従って、地表面から４５度より大きい角度ではオペレータ４の中心部Ｐ１に放出される放射線に対しては放射線遮蔽部材を設置する必要があることが分かる。
【００５３】
以上の知見を基に、下側壁Ｃを構成する左右のドア下側壁４４、左右の後方側壁４６、前壁４０、後壁４１の放射線遮蔽部材の高さＳは、地表面からオペレータ４の中心部（胸部付近）Ｐ１への放射角度θが、少なくとも４５度より大きい角度範囲（４５°≦θ≦９０°）の領域を遮蔽する高さに設定されているとよい。
【００５４】
この下側壁Ｃの放射線遮蔽部材の高さＳについては、前述のように５０％以上の減衰率を達成するためには少なくとも４５度より大きい角度範囲の領域を遮蔽する高さに設定される必要があるため、より高い目標値、例えば、減衰率６０％以上とすれば放射角度θは４０度以上必要となる。また、目標とする減衰率の範囲を広げる場合には車両重量規制値等との兼ね合い、放射線の遮蔽能力が高い鉛板（第１板材）６５は比重が大きく車両重量増大に大きく影響するため、余裕があれば、高さＳ'のように余裕代Ｓａを付加した高さとして遮蔽範囲を広げてもよい。
本実施形態の図３〜５においては余裕代Ｓａを付加した高さＳ'として、仕切ラインＥに一致させる高さまで高くした例を示している。すなわち、フロントクロスフレーム６１の高さ位置の仕切ラインＥの位置まで全て放射線遮蔽部材を貼着して構成されている。
また、このように余裕代Ｓａを設定しない場合には、放射線の遮蔽能力が高い鉛板６５の高さ位置をＳとして、鉄板６３を仕切ラインＥまでのＳ'として放射線遮蔽部材が構成される。
【００５５】
次に、図８を参照して、下側壁Ｃ、つまり、左右のドア下側壁４４、左右の後方側壁４６、前壁４０、後壁４１の板厚ｔ２と、底壁５１の板厚ｔ１との関係について説明する。
図８に示すように、下側壁Ｃの遮蔽部材の板厚ｔ２と、底壁５１の遮蔽部材の板厚ｔ１とを同一の厚さとすると、下側壁Ｃにおいては遮蔽能力が過剰となり重量増大となる。
【００５６】
すなわち、地表面から放射角度がθの放射線に対する実質的厚さは、斜め方向の厚さのｔ２'となり、ｔ２'＝ｔ２／ｃｏｓθとなる。地表面からの放射角度θが約４５°方向における板厚が、少なくとも底壁の板厚ｔ１と同様であればよいため、θ＝４５°の場合のｔ２'がｔ１と等しい関係、√２×ｔ２＝ｔ１の関係とすることで、遮蔽能力を底壁と同様にして下側壁Ｃを底壁５１よりも薄い遮蔽部材にすることができ、重量軽減効果とコスト低減効果が得られる。
【００５７】
この板厚ｔ１、ｔ２の関係は、底壁５１と下側壁Ｃとを同一の遮蔽能力の材料で形成した場合、例えば、鉛板だけで形成した場合における関係を示しているため、図６のように、鉛板６５を鉄板６３で挟んだ積層構造の放射線遮蔽部材の場合においては、鉛板６５と鉄板６３との積層厚比、すなわち、（鉛板の厚み）／（鉛板＋金属板の厚み）で算出される比が、底壁５１と下側壁Ｃとで同一であれば、前記ｔ１とｔ２の関係を適用することができる。
【００５８】
放射線遮蔽部材の断面構造の例としては、積層されない単一の鉛板だけで形成されている場合、鉛板６５と鉄板６３との積層構造の場合がある。積層構造の場合には板厚の比である積層比率が一定の場合、異なる場合がある。
単一の鉛板だけで形成されている場合、および鉛板６５と鉄板６３との積層比率が一定の場合については前述したようにｔ１とｔ２との関係を用いて最適な板厚の設定が可能となる。
【００５９】
次に、（鉛板の厚み）／（鉛板＋金属板の厚み）で算出される積層厚比を、底壁５１と下側壁Ｃとで異ならせる場合について説明する。
すなわち、鉛板６５を鉄板６３で挟んだ構造（図６）の放射線遮蔽部材において、鉛板６５の板厚を装着する箇所で全て同一とし、鉄板６３の板厚をその箇所に応じて変更して設定する。
このように鉛板６５の板厚を底壁５１と下側壁Ｃとの間で同一とすると、種々のタイプの鉛板を製造する必要がないため鉛板６５の製造コストを低減でき、さらに鉛板６５で主に遮蔽能力を保持するのに必要とする板厚を確保して、遮蔽能力の調整代および車体強度や車体剛性等の確保に応じて鉄板６３の板厚を設定することができる。
【００６０】
すなわち、後方側壁放射線遮蔽部材８１、後壁放射線遮蔽部材８５、前壁放射線遮蔽部材４８、ドア壁放射線遮蔽部材７９、底壁放射線遮蔽部材９１の断面構造を、図６に示すように、鉛板６５と鉄板６３を積層して形成し全ての遮蔽部材の鉛板６５の板厚ｔ３を必要最小限の遮蔽能力を基に一律に設定する。そして、鉄板６３の板厚ｔ４を適用部位に応じての強度と剛性の確保のため、さらには遮蔽能力の調整のために設定する。
【００６１】
例えば、下側壁Ｃおよび底壁５１の鉛板６５の厚さを一律に形成して、底壁５１の積層厚比が下側壁Ｃの積層厚比より小さくなるように設定して、底壁５１の鉄板６３の板厚ｔ４が下側壁Ｃの鉄板６３の板厚ｔ４よりも厚く形成されるとよい。
このように、鉛板６５の厚さを一定にして、底壁５１の積層厚比が下側壁Ｃの積層厚比より小さくなるように設定して、底壁５１の鉄板６３の板厚ｔ４が下側壁Ｃの鉄板６３の板厚ｔ４よりも厚く形成されるので、地表面に近い底壁５１の鉄板の割合が多くなり、強度および遮蔽能力を十分確保できようになる。
【００６２】
なお、後方側壁放射線遮蔽部材８１、後壁放射線遮蔽部材８５、前壁放射線遮蔽部材４８、ドア壁放射線遮蔽部材７９のなかでも必要強度や剛性に応じて、鉄板６３の板厚ｔ４をそれぞれ異なるように設定してもよく、これにより、よりきめ細かい軽量化を達成できる。
以上のように、鉛板６５の厚さを一定にして遮蔽能力の最低性能を確保し、強度の点においては板金の板厚ｔ３によって調整することによって、車体の強度と放射線の遮蔽性能との両方を、軽量化およびコストダウンを図りながら可能となる。
【００６３】
次に、除染作業車両１の製造方法の手順について説明する。
まず、原動機７と、該原動機７により駆動されるクローラ式の走行部（車両移動機構）１３を備えて車両本体を構成し、該車両本体に取り付けられて土壌、草、樹木、コンクリートを含む地表形成物の攪拌、破砕、移動操作により地表若しくは地表近傍の土壌等の物理的変位を行う土壌等操作端（除染操作端）２９と、前記走行部１３と前記土壌等操作端２９と前記原動機７を操作する乗員が搭乗するキャビン３と、を備える既存の産業車両を準備する。既存の産業車両としては、農業用トラクター、土木工事用トラクター、搬送用トラクター等が考えられる。
【００６４】
その後、既存の産業車両に対してキャビン３の外部カバーを構成する前壁、後壁、底壁、扉の側壁、車体後方の側壁、天壁等のパネル部材を取り外して、そこに鉛板６５を鉄板６３で挟んだ積層構造からなる底壁放射線遮蔽部材９１、後方側壁放射線遮蔽部材８１、後壁放射線遮蔽部材８５、前壁放射線遮蔽部材４８、およびドア壁放射線遮蔽部材７９のそれぞれを、既存の産業車両のフロアフレーム８９や、ルーフフレーム５７、フロントピラー５５、リヤピラー５６等の骨格部材をそのまま用いて、そこに溶接によって取り付ける。
【００６５】
さらに、鉄板製の窓枠に変更し、該窓枠に窓ガラスを所謂Ｈ形断面のＨゴムを介して開閉できないように固定し、さらに扉６９を閉めた際にキャビン３内の気密性を高めるために、扉６９の周囲または当接相手側にシール材を装着し、さらに、底壁５１の底壁５１のフロアフレーム８９や底壁放射線遮蔽部材９１に形成される加工や組み立て上必要となる開口や、ワイヤ、配管等を貫通するための開口に対して、不要な開口や、開口と挿通ワイヤとの隙間等に対してシール部材を装着して気密性を確保する。さらに、天井板３７の上部に浄化空気導入手段５３を設置する。
また、開口部を１００％塞ぐと、キャビン内圧が高くなりすぎてしまうため、適度なキャビン内圧になるように、ある程度の開口を保持して開口面積を調整して、キャビン内圧を調整する。
【００６６】
以上のように、既存の産業車両を用いて、その車体フレーム５、フロアフレーム８９、ルーフフレーム５７、フロントピラー５５、リヤピラー５６等の車体の骨格部材は、補強等することなくそのまま用いて、パネル構造を底壁放射線遮蔽部材９１、後方側壁放射線遮蔽部材８１、後壁放射線遮蔽部材８５、前壁放射線遮蔽部材４８、およびドア壁放射線遮蔽部材７９に取り換えるとともに、シール構造を施し、さらに浄化空気導入手段５３を設けてキャビン３内部を正圧状態にするようにして、大きな構造変更、さらに重量増大、さらに運転視界の悪化を伴わず、土壌等操作端２９を操作して地表若しくは地表近傍の放射性物質含有土壌等の除染を行う放射性物質除染作業車両に改造することができる。
【００６７】
特に、地表面から放出される放射線の影響を強く受けるキャビン３の下側部分の遮蔽性能を特に高めるだけであるため、車両全体の軽量性を達成でき、またトラクターの車両制限規制等への対応が容易となる。
さらに、窓ガラス部分は、前後左右にそれぞれ設けてあるため、特に、フロント窓ガラス４２ａにおいては、前壁４０の上端部の仕切ラインＥより上方のガラス窓の部分を遮蔽することなく大きく窓として構成できるため、視界に制限を受けない高視認性を有する除染作業車両に改造できる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、車両の軽量性と共に視界に制限を受けない高視認性を有するとともに、放射線の遮蔽能力を効果的に発揮できるキャビン構造を得ることができるので、商業地、住宅地、農地、山間地等の（土壌、草、樹木、コンクリートを含む）地表より放射線（中性子、γ線、β線、α線、Ｘ線）を発生する地域に使用される放射性物質除染作業車両への適用に適している。
【符号の説明】
【００６９】
１      除染作業車両（放射性物質除染作業車両）
３      キャビン
４      オペレータ
５      車体フレーム
７      原動機
１３    走行部（車両移動機構）
２３    ＰＴＯ装置（動力取り出し装置）
２７    牽引機構
２９    除染操作端（土壌等操作端）
３５    外部カバー
３７    天井板
３９    側壁
４０    前壁
４１    後壁
４２    窓ガラス（窓部）
４２ａ  フロント窓ガラス
４２ｂ  サイド窓ガラス
４２ｃ  リヤ窓ガラス
４４    ドア下側壁
４６    後方側壁
４８（４８ａ、４８ｂ、４８ｃ）  前壁放射線遮蔽部材（放射線遮蔽壁）
５１    底壁
５３    浄化空気導入手段
５５    フロントピラー
５６    リヤピラー
６３    鉄板（第２板材）
６５    鉛板（第１板材）
７３    ドアハンドル
７９    ドア壁放射線遮蔽部材（放射線遮蔽壁）
８１    後方側壁放射線遮蔽部材（放射線遮蔽壁）
８５    後壁放射線遮蔽部材（放射線遮蔽壁）
９１    （９１ａ、９１ｂ、９１ｃ）底壁放射線遮蔽部材（放射線遮蔽壁）
Ａ      キャビン上側区画
Ｂ      キャビン下側区画
Ｃ      下側壁
Ｅ      仕切ライン位置
Ｓ      放射線遮蔽部材の高さ
Ｓ'      放射線遮蔽部材の高さ（余裕代を含む）
Ｓａ    余裕代
Ｐ１    オペレータの中心部（胸部付近）
Ｐ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３    地表点
【図１】
2013253811.tif 000003
【図２】
2013253811.tif 000004
【図３】
2013253811.tif 000005
【図４】
2013253811.tif 000006
【図５】
2013253811.tif 000007
【図６】
2013253811.tif 000008
【図７】
2013253811.tif 000009
【図８】
2013253811.tif 000010