(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の壁面に吸着しながら無軌道で移動する水中移動台車にその幅方向に沿って往復移動するデバイスアームを設けると共に、そのデバイスアームに、その壁面を監視して発生した欠陥部を見つける壁面監視手段と、その欠陥部を研削して除去する壁面研削手段とを備え、上記壁面研削手段が、上記デバイスアームに上記壁面に対して近接離間するようにスライド自在に設けられると共にこのスライドの方向に延びるスライドレールと、該スライドレールを上記壁面に近接離間させるシリンダと、上記スライドレールの壁面側の端部にピン結合されると共にスライドレールのピン結合位置とは反対側の端部に姿勢変更リンクを介して近接離間するように連結される研削ユニットとからなり、該研削ユニットが、円板状に形成されると共にその端面を上記壁面に対向して配置されるグラインダと、該グラインダをその軸回りに回転させるグラインダ駆動用モータと、上記姿勢変更リンクに連結され研削ユニットを上記ピンを中心に揺動させる姿勢用モータとを備え、上記研削ユニットを揺動させたときグラインダの周縁部を円弧状に移動させて壁面を断面円弧状に研削するようにしたことを特徴とする水中作業装置。
【請求項２】
上記壁面監視手段は、上記デバイスアームにスライド自在に設けられたスライドレールと、このスライドレールを壁面に対して近接離間するシリンダと、このスライドレールに固定された拡大ＣＣＤカメラユニットとからなることを特徴とする請求項１に記載の水中作業装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体が貯留されている原子炉圧力容器やタンク等の内壁面に発生した孔食，ひび割れ，腐食等の欠陥部の発見とその除去作業を遠隔で行うことができる水中作業装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、原子炉圧力容器や原子力発電所に備えられているタンク等の内部点検は、被爆等の安全性やコスト等の点から遠隔操作によって制御可能な水中移動台車を用いることが考えられている。
【０００３】
このような水中移動台車としては、従来から種々提案されており（実開平３−７９３２３号等）、その一つとして既に本発明者らは図８，図９に示すような水中移動台車を提案している（特願平６−３１９９７２号）。
【０００４】
図示するようにこの水中移動台車は、腹側が開口したシャーレ状の台車本体ａに、これを水中に浮遊させる浮体ｂと、この台車本体ａ内の水を背側に形成された排水口ｆ，ｆから噴出して台車本体ａ内を負圧状態にするスラストファンｃ，ｃと、壁面Ｈに吸着した時に台車本体ａ内の負圧を保つシールスカートｄと、この台車本体ａを壁面Ｈに沿って走行させる駆動手段ｅとを備えたものであり、ファン用モータｍ，ｍでスラストファンｃ，ｃを駆動して台車本体ａ内を減圧し、その腹側を壁面Ｈに吸着させることによって駆動手段ｅの走行車輪ｇ，ｇを壁面Ｈに接触させた後、この走行車輪ｇ，ｇを駆動する駆動モータｈ，ｈを遠隔操作することで壁面Ｈに対して台車本体ａを任意の位置に走行移動及び停止自在としたものである。
【０００５】
そして、このような走行移動自在な台車本体ａに、水深計やＣＣＤカメラ等の位置検出手段や超音波探傷子（Ultra-soner ）等の検査手段、或いは回転ブラシ等の清掃手段等を付設することで水中において種々の検査・壁面清掃作業等を遠隔で安全に行えるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の水中移動台車にあっては、この水中移動台車自体が吸着して移動する壁面Ｈ自体に発生した孔食，ひび割れ，腐食等の欠陥部の発見及びその除去作業まで行うものについては未だ具体的に提案されていないのが現状である。
【０００７】
すなわち、例えば、原子炉圧力容器等の極めて高い安全性が要求されるものにあっては、その内部機器は勿論、原子炉圧力容器の外殻を構成する鋼製容器自体の点検・補修が必要となってくるが、従来ではこのような欠陥部の除去作業は、遠隔で行うことができなかったため、内部の液体を全て抜き出した後、作業員が補修機器を持参して内部に入り込み、直接人手で作業が行われていた。
【０００８】
そのため、従来の欠陥部の発見及びその除去作業は、被爆量，作業時間，点検コスト等の観点から不都合が大きく、上記水中移動台車を利用した遠隔操作による自動監視除去装置の提案が切望されていた。
【０００９】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、原子炉圧力容器等の内壁面に発生した欠陥部の発見・除去作業を遠隔操作で行うことができる新規な水中作業装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、水中の壁面に吸着しながら無軌道で移動する水中移動台車にその幅方向に沿って往復移動するデバイスアームを設けると共に、そのデバイスアームに、その壁面を監視して発生した欠陥部を見つける壁面監視手段と、その欠陥部を研削して除去する壁面研削手段とを備え、上記壁面研削手段が、上記デバイスアームに上記壁面に対して近接離間するようにスライド自在に設けられると共にこのスライドの方向に延びるスライドレールと、該スライドレールを上記壁面に近接離間させるシリンダと、上記スライドレールの壁面側の端部にピン結合されると共にスライドレールのピン結合位置とは反対側の端部に姿勢変更リンクを介して近接離間するように連結される研削ユニットとからなり、該研削ユニットが、円板状に形成されると共にその端面を上記壁面に対向して配置されるグラインダと、該グラインダをその軸回りに回転させるグラインダ駆動用モータと、上記姿勢変更リンクに連結され研削ユニットを上記ピンを中心に揺動させる姿勢用モータとを備え、上記研削ユニットを揺動させたときグラインダの周縁部を円弧状に移動させて壁面を断面円弧状に研削するようにしたものである。
【００１１】
従って、先ず、この水中移動台車を水中の壁面に沿って移動させながらその壁面を壁面監視手段で監視することで壁面に発生した孔食，ひび割れ，腐食等の欠陥部を容易且つ確実に発見することができる。次に、デバイスアームを移動させてこの壁面監視手段で発見された欠陥部に壁面研削手段を移動させた後、この壁面研削手段によってその欠陥部を母材と共に研削することで欠陥部の除去を容易且つ確実に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る水中作業装置の実施の一形態を示したものである。
【００１４】
図示するように、この水中作業装置は、原子炉圧力容器等の水中の壁面に吸着しながら無軌道で移動する水中移動台車１と、この水中移動台車１の幅方向に沿って往復移動するデバイスアーム２と、このデバイスアーム２に一体的に設けられた壁面監視手段３及び壁面研削手段４とから主に構成されている。
【００１５】
先ず、この水中移動台車１は、従来と同様に腹側が開口したシャーレ状の台車本体５の背側にスラストファン６，６が設けられており、内部の水を排水口７，７から排水して内部を負圧にすることで台車本体５を壁面ｈ側に移動し吸着させるようになっている。このスラストファン６，６は、台車本体５内に設けられたファン駆動用モータ８，８によって駆動されるようになっており、台車本体５の上部に接続された操作ケーブル９によって水上（外部）に設けられた制御手段（ＰＣ，ジョイスティック，モニター等）によって遠隔操作されるようになっている。また、この台車本体５には走行車輪１１，１１と、この走行車輪１１，１１を独立して駆動する車輪駆動用モータ１２，１２が設けられており、壁面Ｈに吸着した台車本体５を壁面Ｈに沿って任意の位置に走行移動させるようになっている。尚、この車輪駆動用モータ１２，１２もファン駆動用モータ８，８と同様操作ケーブル９によって外部から遠隔操作されるようになっている。また、この台車本体５内には従来と同様、走行距離を計測するプラニメータ（図示せず）や、この台車本体５を一対の走行車輪１１，１１と共に壁面Ｈ側に３点支持するボールベアリング（図示せず）等を設けても良い。さらに、図中１０は台車本体５の吸着性を高めるスカートである。
【００１６】
次に、デバイスアーム２は、この台車本体５の上面から側面に延びる矩形状の支持プレート１４の側面に形成された走行部１５に設けられるようになっており、走行部１５の両端部に軸支された一対の支持プーリ１６，１６間に架け渡された無端状のタイミングベルト１７に取り付けられるようになっている。そして、このタイミングベルト１７は、その中間部が台車本体５内に設けられたベルト駆動用モータ１８に連結された駆動プーリ１９にその内歯が係合されており、支持プーリ１６，１６間を無端状に走行することでデバイスアーム２全体を走行部１５に沿って自在に往復動させるようになっている。また、この駆動プーリ１９の両側には一対の押えプーリ２０，２０が設けられており、駆動プーリ１９がタイミングベルト１７から外れないようにその両端を駆動プーリ１９側に押さえつけるようになっている。尚、このベルト駆動用モータ１８もファン駆動用モータ８，８等と同様に、操作ケーブル９によって外部から給電されると共に遠隔で駆動停止制御されるようになっている。さらに、この支持プーリ１６，１６には、ロータリーエンコーダ（図示せず）等の回転数検出手段が付設され、支持プーリ１６の回転数を検出することでデバイスアーム２の位置を検出できるようになっている。
【００１７】
また、この支持プレート１４の走行部１５には、図２に示すようにその長さ方向に延びる一対のレール２１，２１が上下に平行に取り付けられており、デバイスアーム２から延びるガイドアーム２２，２２をそれぞれ係合させることで、デバイスアーム２を一定の軌道に沿って走行部１５を往復移動させるようになっている。
【００１８】
次に、このデバイスアーム２に取り付けられる壁面研削手段４は、図１及び図２に示すように、このデバイスアーム２に壁面Ｈ方向にスライド自在に係合されたスライドレール２３と、このスライドレール２３に揺動自在に設けられた研削ユニット２４とから構成されている。
【００１９】
このスライドレール２３は、その上端部がデバイスアーム２内に設けられた昇降用シリンダ２５のシリンダロッド２６に接続されており、このシリンダロッド２６の出没によって図４（Ａ）に示すように、壁面Ｈに対して近接離間するようになっている。
【００２０】
研削ユニット２４は、スライドレール２３のユニット支持アーム２７にピン結合されたユニットケーシング２８と、このユニットケーシング２８内に設けられたグラインダ駆動用モータ２９と、このグラインダ駆動用モータ２９の出力軸に設けられた円板状のグラインダ３０と、同じくユニットケーシング２８内に設けられた姿勢用モータ３１と、姿勢変更リンク３２とから構成されており、グラインダ用モータ２９で駆動されるグラインダ３０によってその近傍の壁面Ｈを研削すると共に、姿勢変更リンク３２によってユニットケーシング２８と共に傾斜するように揺動させるようになっている。すなわち、この姿勢変更リンク３２は、姿勢用モータ３１の出力軸に連結された主動アーム３３の端部と、スライドレール２３の上端部に軸支された従動アーム３４との端部をピン結合してなるものであり、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、姿勢用モータ３１によって主動アーム３３を旋回させることでユニットケーシング２８の上端部がスライドレール２３に対して近接離間するように揺動（傾斜）させてグラインダ３０の下端周縁部を円弧状に傾斜させるようになっている。
【００２１】
一方、この壁面研削手段４と共にデバイスアーム２に取り付けられる壁面監視手段３は、図３に示すように、上記壁面研削手段４側のスライドレール２３とは独立したスライドレール３４と、このスライドレール３４を壁面Ｈに対して近接離間するシリンダ３５と、このスライドレール３４に固定された拡大ＣＣＤカメラユニット３６とから構成されており、シリンダ３５によって拡大ＣＣＤカメラユニット３６を壁面Ｈに対して近接離間するようになっている。この拡大ＣＣＤカメラユニット３６は、壁面Ｈ側に除き窓３７が形成されたユニットケーシング３８内にＣＣＤカメラ３９と、リング状の照明４０を密閉状態に収容したものであり、暗黒の水中であっても照明４０によって壁面Ｈを明るく照らして、その表面の状態をＣＣＤカメラ３９で鮮明にモニタリングできるようになっている。尚、この壁面研削手段４及び壁面監視手段３は、図１に示すようにフラットケーブル４１、操作ケーブル９を介して水上の操作部側に接続されており、操作部によって遠隔制御されると共にＣＣＤカメラ３９で検出された画像情報等が随時送られるようになっている。また、図３中、４４はこの壁面監視手段３及び壁面研削手段４を支持するためのキャスターホイール、図１中４５，４５は本発明装置を把持するための把持孔である。また、図１に示すように、この支持プレート１４の端部には、研削状態監視カメラ４２と、進行方向監視カメラ４３が設けられており、研削状態監視カメラ４２によって壁面研削手段４による研削状態を監視すると共に、進行方向監視カメラ４３によって水中移動台車１の進行方向（操作ケーブル９の反対方向）をモニタリングするようになっている。
【００２２】
以上のような構成をした本発明の水中作業装置にあっては、先ず、従来と同様、水中移動台車１を壁面Ｈに吸着させた後、これを壁面Ｈに沿って走行させながら壁面監視手段３によって壁面Ｈを監視し、壁面Ｈに発生した孔食，ひび割れ，腐食等の欠陥部を探索することになる。この結果、欠陥部が見つかったなら、水中移動台車１をその位置で停止させた後、走行部１５に設けられたタイミングベルト１７を駆動してその欠陥部が発生している位置に壁面研削手段４を移動させ、図６に示すようにその欠陥部の上方に研削ユニット２４のグラインダ３０を位置させる。
【００２３】
次に、図４に示すように、この壁面研削手段４のグラインダ駆動用モータ２９を駆動させてグラインダ３０を回転させながら、姿勢用モータ３１を駆動させて研削ユニット２４全体をスライドレール２３のピン結合部を支点として傾斜させる。すると、図７に示すように、この研削ユニット２４の傾斜に伴ってグラインダ３０が円弧状に移動し、その結果、グラインダ３０の下部周縁部が壁面Ｈに接触してその表面を円弧状に研削することになる。
【００２４】
これによって、壁面Ｈに発生した欠陥部が壁面Ｈを形成する母材と共に削り取られて除去されるため、それ以上の欠陥部の進行が未然に食い止められることになる。そして、その後必要に応じて溶接機器を備えた別の水中作業装置等を用いてその研削部（開先部）に同材料を肉盛り溶接を施す等によってその補修が完了することになる。
【００２５】
このように本発明は、水中の壁面に吸着しながら無軌道で移動する水中移動台車１にその幅方向に沿って往復移動するデバイスアーム２を設けると共に、そのデバイスアーム２に、壁面監視手段３と壁面研削手段４とを備えたことから、従来、人手によって行われていた水中壁面の欠陥部の探索及びその除去作業を作業員に頼ることなく遠隔操作で行うことが可能となる。従って、従来、危険性，多大な労力，コストを要している原子炉圧力容器等の内壁面の検査補修作業であっても安全かつ容易，低コストで行うことが可能となる。
【００２６】
尚、本実施の形態にあっては、研削ユニット２４のグラインダ３０として円板状のものを用いた例で説明したが、勿論、本発明はこの形態に限定されるものでなく、例えば、逆キノコ状をしたものを用いても良い。また、グラインダ３０による研削も水中移動台車１が停止した状態の時に限らず、研削と同時に任意の方向に移動させれば、広い範囲を短時間で研削することも可能となる。さらに、走行部１５を構成する支持プレート１４に、水中移動台車１の移動吸着機能に影響を及ぼさない程度の小さな吸水孔を形成すると共に、その吸水孔にフィルターを設けるようにすれば、壁面研削手段４で研削された研削屑が周囲の水と共に吸水孔から吸い込まれてフィルターに捕集されることになるため、研削屑による周囲の水の汚染なども効果的に防止することも可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示すような優れた効果を発揮することができる。
【００２８】
(1) 水中壁面の欠陥部の探索及びその除去作業を作業員に頼ることなく遠隔操作で行うことが可能となる。
【００２９】
(2) 原子炉圧力容器等の内壁面の検査補修作業であっても安全かつ容易，低コストで行うことが可能となる。
【００３０】
(3) 壁面に発生した孔食，ひび割れ，腐食等の欠陥部を容易且つ確実に発見することができる。
【００３１】
(4) 広い範囲を効率良く監視、研削することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す平面図である。
【図２】図１中Ｘ−Ｘ断面図である。
【図３】図１中Ｙ−Ｙ断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明装置に係る壁面研削手段を壁面に対して近接離間させた状態を示す断面図である。
（Ｂ）は本発明装置に係る壁面研削手段を揺動（傾斜）させた状態を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明装置係る壁面研削手段の姿勢リンクを駆動させて研削ユニットをスライドレールから離間させた状態を示す説明図である。
（Ｂ）は本発明装置係る壁面研削手段の姿勢リンクを駆動させて研削ユニットをスライドレール側に接近させた状態を示す説明図である。
【図６】壁面に発生した欠陥部上にグラインダを位置させた状態を示す概念図である。
【図７】図６に示す状態から壁面研削手段の研削ユニットを傾斜させて母材を研削した状態を示す概念図である。
【図８】従来の水中移動台車の一例を示す部分破断平面図である。
【図９】図８に示す従来の水中移動台車を示す断面図である。
【符号の説明】
１  水中移動台車
２  デバイスアーム
３  壁面監視手段
４  壁面研削手段
５  台車本体
17  タイミングベルト
24  研削ユニット
23,34   スライドレール
25,35   シリンダ
30  グラインダ
36  拡大ＣＣＤカメラユニット
【図１】
0003896674.tif 000002
【図２】
0003896674.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003896674.tif 000007
【図７】
0003896674.tif 000008
【図８】
0003896674.tif 000009
【図９】
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