(57)【要約】【課題】狭隘部に充填される間詰材を好適に除去することができる間詰材の除去装置等を提供する。【解決手段】建屋５同士の隙間となる狭隘部６に充填された間詰材７を除去する間詰材７の除去装置１５であって、間詰材７を除去するために、間詰材７に対して加圧水を噴射するウォータージェットヘッド部２１と、狭隘部６においてウォータージェットヘッド部２１を移動させる移動機構２２と、を備える。移動機構２２は、狭隘部６において、ウォータージェットヘッド部２１を水平方向に移動させる水平移動機構３１と、狭隘部６において、ウォータージェットヘッド部２１を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構３２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建屋同士の隙間となる狭隘部に充填された間詰材を除去する間詰材の除去装置であって、
前記間詰材を除去するために、前記間詰材に対して加工作業を行う作業ヘッド部と、
前記狭隘部において前記作業ヘッド部を移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする間詰材の除去装置。
【請求項２】
前記狭隘部は、前記建屋間の壁面幅が５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となることを特徴とする請求項１に記載の間詰材の除去装置。
【請求項３】
前記移動機構は、前記狭隘部の外側から与えられる動力によって、前記作業ヘッド部を移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の間詰材の除去装置。
【請求項４】
前記間詰材は、発泡材であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項５】
前記作業ヘッド部は、前記間詰材へ向かって加圧水を噴射するウォータージェットヘッド部であり、
前記ウォータージェットヘッド部に接続され、前記加圧水が流通する可撓性の圧力配管と、
前記圧力配管を送り出す配管送出部と、
前記圧力配管に前記加圧水を供給する加圧水供給部と、をさらに備え、
前記移動機構は、前記ウォータージェットヘッド部及び前記圧力配管を移動させ、
前記配管送出部は、前記移動機構による前記ウォータージェットヘッド部及び前記圧力配管の移動に伴って、前記圧力配管の送り出し及び引き戻しを行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項６】
前記作業ヘッド部は、前記間詰材を掘削する掘削ヘッド部であり、
前記掘削ヘッド部に接続され、前記掘削ヘッド部に動力を伝達する動力伝達経路を、さらに備え、
前記移動機構は、前記掘削ヘッド部及び前記動力伝達経路を移動させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項７】
前記掘削ヘッド部は、
前記動力伝達経路の出力軸に接続され、加工対象物を切削する切削工具と、
前記加工対象物から前記切削工具に与えられる加工反力が、予め設定された設定加工反力よりも大きくなった場合、前記切削工具を前記加工対象物から離れる方向に可動させる首振り機構と、を有することを特徴とする請求項６に記載の間詰材の除去装置。
【請求項８】
前記掘削ヘッド部は、
前記動力伝達経路の出力軸に接続され、前記間詰材を切削する切削ブラシ有することを特徴とする請求項６に記載の間詰材の除去装置。
【請求項９】
前記掘削ヘッド部は、
前記動力伝達経路の出力軸に接続されるサンギアと、
前記サンギアの周囲に設けられる複数のプラネタリギアと、
前記複数のプラネタリギアの周囲に設けられるリングギアと、
前記複数のプラネタリギアにそれぞれ接続され、前記間詰材を掘削する複数の掘削刃と、を有することを特徴とする請求項６に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１０】
前記作業ヘッド部は、前記間詰材へ向かってレーザー光を照射するレーザーヘッド部であり、
前記レーザーヘッド部に接続され、前記レーザー光を導く導光路を、さらに備え、
前記移動機構は、前記レーザーヘッド部及び前記導光路を移動させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１１】
前記作業ヘッド部は、前記間詰材へ向かって火炎を放射する火炎放射ヘッド部であり、
前記火炎放射ヘッド部に接続され、前記火炎放射ヘッド部へ燃料を供給する燃料供給流路を、さらに備え、
前記移動機構は、前記火炎放射ヘッド部及び前記燃料供給流路を移動させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１２】
前記作業ヘッド部は、高温熱源を有する加熱ヘッド部であり、
前記加熱ヘッド部に接続され、前記加熱ヘッド部へ電流を供給する電線を、さらに備え、
前記移動機構は、前記加熱ヘッド部及び前記電線を移動させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１３】
前記移動機構は、
前記狭隘部において、前記作業ヘッド部を水平方向に移動させる水平移動機構と、
前記狭隘部において、前記作業ヘッド部を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構と、を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１４】
前記水平移動機構は、
前記狭隘部において、水平方向に延在して設けられるレールと、
前記レール上を移動可能な台車と、
前記台車に接続され、手動操作されるワイヤと、
前記ワイヤが巻き掛けられるリターンプーリと、を有し、
前記台車は、前記ワイヤが手動操作されることで、前記レール上を水平方向に移動することを特徴とする請求項１３に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１５】
前記台車は、前記水平方向への移動に伴って回転するピニオンギアを有し、
前記レールは、前記レール上に沿って設けられ、前記ピニオンギアに噛み合うラックを有することを特徴とする請求項１４に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１６】
前記水平移動機構は、
前記台車に連結され、前記台車の移動に伴って、前記レール上を移動する牽引台車をさらに有し、
前記牽引台車は、前記作業ヘッド部に接続される接続部材を保持することを特徴とする請求項１４または１５に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１７】
前記鉛直移動機構は、
前記作業ヘッド部に接続される接続部材を送り出す接続部材送出部と、
前記作業ヘッド部の前記水平方向への移動に伴って送り出される前記接続部材が鉛直方向となるように、前記接続部材の移動の方向をガイドするガイド部と、を有することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１８】
前記鉛直移動機構は、
前記接続部材を挟み込むと共に、回転駆動することで前記接続部材を送り出す送りローラを、さらに有することを特徴とする請求項１７に記載の間詰材の除去装置。
【請求項１９】
前記ガイド部は、複数のガイドローラを含んで構成されていることを特徴とする請求項１７または１８に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２０】
前記移動機構は、
前記狭隘部において、前記作業ヘッド部を、所定の移動軸上に沿って移動させる軸移動機構と、
前記狭隘部において、前記移動軸上に設けられる回動軸を中心に、前記作業ヘッド部を回動させる回動機構と、を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２１】
前記作業ヘッド部の位置を計測するための位置計測部をさらに備えることを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２２】
前記位置計測部は、前記作業ヘッド部に接続される接続部材に付された目盛りであることを特徴とする請求項２１に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２３】
前記位置計測部は、前記移動機構による前記移動量を検出可能な移動量検出センサであることを特徴とする請求項２１に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２４】
前記作業ヘッド部により前記間詰材に加工されることで発生する発生物を排出する排出部を、さらに備えることを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２５】
前記作業ヘッド部による前記間詰材への加工状態を検出する状態検出センサを、さらに備えることを特徴とする請求項１から２４のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２６】
前記作業ヘッド部は、前記建屋間の壁面幅に沿って、前記間詰材を切断するカッタ部であり、
前記移動機構は、前記カッタ部を鉛直方向に移動させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２７】
前記カッタ部により切断された前記間詰材を保持する間詰材保持部と、
前記間詰材保持部を鉛直方向に移動させる保持部移動機構と、をさらに備えることを特徴とする請求項２６に記載の間詰材の除去装置。
【請求項２８】
請求項１から２５のいずれか１項に記載の間詰材の除去装置と、
前記除去装置を設置するために、前記狭隘部において、前記間詰材を水平方向に沿って掘削して、前記間詰材に対して中空の設置穴を形成する間詰材の掘削装置と、を備えることを特徴とする間詰材の除去システム。
【請求項２９】
建屋同士の隙間となる狭隘部に充填された間詰材を除去する間詰材の除去方法であって、
前記間詰材に対して加工作業を行う作業ヘッド部と、前記狭隘部において前記作業ヘッド部を移動させる移動機構と、を備えた除去装置を設置する装置設置工程と、
前記移動機構により前記作業ヘッド部を所定の作業点へ移動させるヘッド移動工程と、
前記作業点において前記作業ヘッド部により加工作業を行うヘッド作業工程と、を備えることを特徴とする間詰材の除去方法。
【請求項３０】
前記装置設置工程に先立ち、前記狭隘部において、前記間詰材を水平方向に沿って掘削して、前記間詰材に対して中空の設置穴を形成する掘削工程を、さらに備えることを特徴とする請求項２９に記載の間詰材の除去方法。
【請求項３１】
前記装置設置工程に先立ち、前記建屋の上部に、前記除去装置を設置するための支持構造物を設置する支持構造物設置工程を、さらに備えることを特徴とする請求項２９に記載の間詰材の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建屋同士の隙間となる狭隘部に充填される間詰材を除去する間詰材の間詰材の除去装置、間詰材の除去システム及び間詰材の除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子炉容器とガードベッセルとの間が１５０ｍｍとなる極狭隘壁間を走行する走行検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この走行検査装置は、一方の壁面に接触する従動輪と、他方の壁面に接触する駆動輪と、従動輪及び駆動輪を両壁面に押し付けるガスシリンダと、を備えている。走行検査装置は、ガスシリンダにより従動輪及び駆動輪を両壁面に押し付けながら、駆動輪を駆動させることで、極狭隘壁間を走行可能となっている。
【０００３】
また、基礎杭等の構造物の空孔内に、ウォータージェットを備えた切断装置を設置して、空孔の内部から、この構造物をウォータージェットを利用して切断する構造物破砕切断方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７３４００号公報
【特許文献２】特開平８−１８７６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、建屋同士の隙間となる狭隘部としては、特許文献１に記載の狭隘部よりも、さらに狭い狭隘部があり、この狭隘部には、地震発生時に建物同士の接触、損傷を防ぐ緩衝や、保温性能を確保するための断熱を目的とした間詰材が充填されている場合がある。この狭隘部には、建屋間を貫通する配管が設けられており、この配管の老朽化あるいは損傷等によって、配管内の流体が周囲へ漏えいしたり、これとは逆に、配管周囲に溜まった雨水や地下水が配管内へ漏えいしたりすることが想定される。この場合、狭隘部に充填された間詰材を除去する必要があることから、狭隘部には、間詰材を除去する除去装置が設置される。しかしながら、狭隘部は狭い空間であることから、例えば、特許文献１の走行検査装置のように、ガスシリンダ及び駆動輪等の多数の動力源を搭載した除去装置では、装置の大きさが狭隘部よりも大きくなることから、除去装置を狭隘部に設置することが困難となる。
【０００６】
そこで、本発明は、狭隘部において、間詰材を好適に除去することができる間詰材の除去装置、間詰材の除去システム及び間詰材の除去方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の間詰材の除去装置は、建屋同士の隙間となる狭隘部に充填された間詰材を除去する間詰材の除去装置であって、前記間詰材を除去するために、前記間詰材に対して加工作業を行う作業ヘッド部と、前記狭隘部において前記作業ヘッド部を移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、狭隘部において移動機構により作業ヘッド部を移動させ、作業ヘッド部により間詰材に対して加工作業を行うことができる。このため、狭隘部において、間詰材を除去するための加工作業を行うことができるため、間詰材を好適に除去することができる。なお、作業ヘッド部としては、例えば、加圧水を噴射するウォータージェットヘッド部、間詰材を掘削する掘削ヘッド部、レーザー光を照射するレーザーヘッド部、火炎を放射する火炎放射ヘッド部、または高温熱源を有する加熱ヘッド部がある。
【０００９】
また、前記狭隘部は、前記建屋間の壁面幅が５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、人の進入が物理的に不可能な狭さとなる狭隘部に充填された間詰材を除去することができる。なお、ここで言う狭隘部とは、例えば、発電所または工場等に見られる隣接する建屋間の壁面幅であり、５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の隙間を想定している。そして、狭隘部は、建屋壁面間の隙間であることから、奥行及び高さとも数ｍを有するため、壁面幅が５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度しかないこともあり、作業員がこの中に入ったり、既存の機材をこの中に入れることは困難である。
【００１１】
また、前記移動機構は、前記狭隘部の外側から与えられる動力によって、前記作業ヘッド部を移動させることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、移動機構に設けられる動力源を抑制することができるため、装置自体のコンパクト化を図ることができ、狭隘部に設置可能な大きさとすることができる。つまり、作業ヘッド部を可能な限り小型にする必要があるため、動力源を作業ヘッド部に内蔵するのではなく、動力源を狭隘部の外側に設けている。
【００１３】
また、前記間詰材は、発泡材であることが多い。
【００１４】
この構成によれば、狭隘部に充填される間詰材として発泡材が適用される場合であっても、発泡材を好適に除去することが可能となる。なお、間詰材は、一般的に、地震発生時に建物同士の接触、損傷を防ぐ緩衝や、保温性能を確保するための断熱を目的としていることから発泡材が適用される。
【００１５】
また、前記作業ヘッド部は、前記間詰材へ向かって加圧水を噴射するウォータージェットヘッド部であり、前記ウォータージェットヘッド部に接続され、前記加圧水が流通する可撓性の圧力配管と、前記圧力配管を送り出す配管送出部と、前記圧力配管に前記加圧水を供給する加圧水供給部と、をさらに備え、前記移動機構は、前記ウォータージェットヘッド部及び前記圧力配管を移動させ、前記配管送出部は、前記移動機構による前記ウォータージェットヘッド部及び前記圧力配管の移動に伴って、前記圧力配管の送り出し及び引き戻しを行うことが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ウォータージェットヘッド部により間詰材を破断することができる。このため、間詰材を破断するにあたって、ウォータージェットヘッド部に加圧水を供給すればよいことから、間詰材を破断するための動力源をウォータージェットヘッド部に設ける必要がなく、ウォータージェットヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。
【００１７】
また、前記作業ヘッド部は、前記間詰材を掘削する掘削ヘッド部であり、前記掘削ヘッド部に接続され、前記掘削ヘッド部に動力を伝達する動力伝達経路を、さらに備え、前記移動機構は、前記掘削ヘッド部及び前記動力伝達経路を移動させることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、掘削ヘッド部により間詰材を掘削することができる。このため、間詰材を掘削するにあたって、掘削ヘッド部に動力を伝達すればよいことから、間詰材を掘削するための動力源を掘削ヘッド部に設ける必要がなく、掘削ヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。
【００１９】
また、前記掘削ヘッド部は、前記動力伝達経路の出力軸に接続され、加工対象物を切削する切削工具と、前記加工対象物から前記切削工具に与えられる加工反力が、予め設定された設定加工反力よりも大きくなった場合、前記切削工具を前記加工対象物から離れる方向に可動させる首振り機構と、を有することが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、加工反力の小さな間詰材ではなく、本来除去してはならない加工反力が大きい建屋壁面を加工しそうになった場合であっても、首振り機構を用いることにより、切削工具を加工対象物から離れる方向に可動させることができる。このため、設定加工反力を適切に設定することで、建屋壁材を誤って加工することなく、間詰材を好適に切削することができる。なお、切削工具としては、ドリルまたは砥石等が適用される。
【００２１】
また、前記掘削ヘッド部は、前記動力伝達経路の出力軸に接続され、前記間詰材を切削する切削ブラシを有することが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、加工反力の小さな間詰材ではなく、本来除去してはならない加工反力が大きい建屋壁面を加工しそうになった場合であっても、切削ブラシは、建屋壁材に比べて剛性が低いことから、建屋壁材から逃げることができ、建屋壁材を誤って加工することなく、間詰材を好適に切削することができる。なお、切削ブラシとしては、円筒ブラシまたはワイヤーブラシ等が適用される。
【００２３】
また、前記掘削ヘッド部は、前記動力伝達経路の出力軸に接続されるサンギアと、前記サンギアの周囲に設けられる複数のプラネタリギアと、前記複数のプラネタリギアの周囲に設けられるリングギアと、前記複数のプラネタリギアにそれぞれ接続され、前記間詰材を掘削する複数の掘削刃と、を有することが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、遊星歯車機構を用いることにより、複数の掘削刃を、プラネタリギアの回転軸を中心に自転させながら、サンギアの周囲を公転させることができるため、間詰材を好適に掘削することができる。
【００２５】
また、前記作業ヘッド部は、前記間詰材へ向かってレーザー光を照射するレーザーヘッド部であり、前記レーザーヘッド部に接続され、前記レーザー光を導く導光路を、さらに備え、前記移動機構は、前記レーザーヘッド部及び前記導光路を移動させることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、レーザーヘッド部により間詰材を熱で溶融し間詰材の体積を減少させることで開口部を形成することができる。このため、間詰材を溶融させるにあたって、光ファイバ等の導光路を用いて、レーザーヘッド部にレーザー光を導光すればよいことから、間詰材を溶融させるための動力源をレーザーヘッド部に設ける必要がなく、レーザーヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。
【００２７】
また、前記作業ヘッド部は、前記間詰材へ向かって火炎を放射する火炎放射ヘッド部であり、前記火炎放射ヘッド部に接続され、前記火炎放射ヘッド部へ燃料を供給する燃料供給流路を、さらに備え、前記移動機構は、前記火炎放射ヘッド部及び前記燃料供給流路を移動させることが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、火炎放射ヘッド部により間詰材を燃焼させることができる。このため、間詰材を燃焼させるにあたって、火炎放射ヘッド部に燃料を供給すればよいことから、間詰材を燃焼させるための動力源を火炎放射ヘッド部に設ける必要がなく、火炎放射ヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。
【００２９】
また、前記作業ヘッド部は、高温熱源を有する加熱ヘッド部であり、前記加熱ヘッド部に接続され、前記加熱ヘッド部へ電流を供給する電線を、さらに備え、前記移動機構は、前記加熱ヘッド部及び前記電線を移動させることが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、加熱ヘッド部により間詰材を溶融、体積減少させることができる。このため、間詰材を加熱させるにあたって、加熱ヘッド部に電流を供給すればよいことから、間詰材を溶融、体積減少させるためのエネルギ源を加熱ヘッド部に設ける必要がなく、加熱ヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。なお、加熱ヘッド部としては、例えば、ニクロム線が用いられる。
【００３１】
また、前記移動機構は、前記狭隘部において、前記作業ヘッド部を水平方向に移動させる水平移動機構と、前記狭隘部において、前記作業ヘッド部を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構と、を有することが好ましい。
【００３２】
この構成によれば、狭隘部において、作業ヘッド部を水平方向及び鉛直方向に移動させることができる。このため、移動機構は、作業ヘッド部を、所定の作業点に好適に移動させることができる。なお、水平移動機構は、例えば、水平方向における作業ヘッド部の移動が３０ｍ程度となっており、また、鉛直移動機構は、例えば、鉛直方向における作業ヘッド部の移動が１５ｍ程度となっている。
【００３３】
また、前記水平移動機構は、前記狭隘部において、水平方向に延在して設けられるレールと、前記レール上を移動可能な台車と、前記台車に接続され、手動操作されるワイヤと、前記ワイヤが巻き掛けられるリターンプーリと、を有し、前記台車は、前記ワイヤが手動操作されることで、前記レール上を水平方向に移動することが好ましい。
【００３４】
この構成によれば、ワイヤを手動操作することにより、台車をレール上に沿って水平方向に移動させることができる。このため、水平移動機構に設けられる動力源を抑制することができるため、水平移動機構のコンパクト化を図ることができる。また、レール上から台車が滑落することを想定した場合、ワイヤが台車に接続されていることから、ワイヤを引き戻すことで台車を回収することが可能となる。
【００３５】
また、前記台車は、前記水平方向への移動に伴って回転するピニオンギアを有し、前記レールは、前記レール上に沿って設けられ、前記ピニオンギアに噛み合うラックを有することが好ましい。
【００３６】
この構成によれば、台車とレールとを、ラックアンドピニオンで噛み合わせることができるため、レールに対して台車が滑ることなく、好適に移動させることができる。
【００３７】
また、前記水平移動機構は、前記台車に連結され、前記台車の移動に伴って、前記レール上を移動する牽引台車をさらに有し、前記牽引台車は、前記作業ヘッド部に接続される接続部材を保持することが好ましい。
【００３８】
この構成によれば、作業ヘッド部に接続される接続部材を、牽引台車により保持することで、作業ヘッド部の水平方向への移動に伴って、接続部材を水平方向に好適に移動させることができる。なお、例えば、作業ヘッド部がウォータージェットヘッド部である場合、接続部材は、圧力配管である。同様に、作業ヘッド部が掘削ヘッド部である場合、接続部材は、動力伝達経路であり、作業ヘッド部がレーザーヘッド部である場合、接続部材は、導光路であり、作業ヘッド部が火炎放射ヘッド部である場合、接続部材は、燃料供給流路であり、作業ヘッド部が加熱ヘッド部である場合、接続部材は、電線である。
【００３９】
また、前記鉛直移動機構は、前記作業ヘッド部に接続される接続部材を送り出す接続部材送出部と、前記作業ヘッド部の前記水平方向への移動に伴って送り出される前記接続部材が鉛直方向となるように、前記接続部材の移動の方向をガイドするガイド部と、を有することが好ましい。
【００４０】
この構成によれば、接続部材送出部により送り出された接続部材が移動する方向を、ガイド部により水平方向から鉛直方向に変更させることで、作業ヘッド部を鉛直方向に移動させることができる。このため、鉛直移動機構に設けられる動力源を抑制することができるため、鉛直移動機構のコンパクト化を図ることができる。なお、例えば、作業ヘッド部がウォータージェットヘッド部である場合、接続部材送出部は、配管送出部である。
【００４１】
また、前記鉛直移動機構は、前記接続部材を挟み込むと共に、回転駆動することで前記接続部材を送り出す送りローラを、さらに有することが好ましい。
【００４２】
この構成によれば、送りローラにより接続部材を送り出すことができるため、作業ヘッド部をより好適に鉛直方向に移動させることができる。また、水平移動機構による水平移動時において、接続部材を送りローラで挟み込むことができるため、接続部材を固定することができ、接続部材を好適に水平方向に移動させることができる。すなわち、このローラによる駆動力がない場合、作業ヘッド部に作用する自重を利用するしか作業ヘッドを鉛直方向下向に移動させる力が作用しないため、接続部材等から作業ヘッドが受ける抗力が作業ヘッドに作用する自重を上回れば、作業ヘッドが鉛直方向に移動できなくなる恐れがあるため、このローラを具備することが望ましい。
【００４３】
また、前記ガイド部は、複数のガイドローラを含んで構成されていることが好ましい。
【００４４】
この構成によれば、例えば、接続部材が圧力配管である場合、圧力配管を曲げたときの曲率半径が大きい場合であっても、圧力配管の移動を好適に案内することができる。
【００４５】
また、前記移動機構は、前記狭隘部において、前記作業ヘッド部を、所定の移動軸上に沿って移動させる軸移動機構と、前記狭隘部において、前記移動軸上に設けられる回動軸を中心に、前記作業ヘッド部を回動させる回動機構と、を有することが好ましい。
【００４６】
この構成によれば、狭隘部において、作業ヘッド部を移動軸の軸方向に移動させることができ、また、回動軸を中心とする回動方向に移動させることができる。このため、移動機構は、作業ヘッド部を、所定の作業点に好適に移動させることができる。
【００４７】
また、前記作業ヘッド部の位置を計測するための位置計測部をさらに備えることが好ましい。
【００４８】
この構成によれば、位置計測部により作業ヘッド部の位置を計測することができるため、作業ヘッド部の位置を容易に把握することができる。
【００４９】
また、前記位置計測部は、前記作業ヘッド部に接続される接続部材に付された目盛りであることが好ましい。
【００５０】
この構成によれば、接続部材に付された目盛りを視認することで、接続部材が送り出される送出し量を把握し、接続部材が接続される作業ヘッド部の位置を推定することができるため、簡易な構成で、作業ヘッド部の位置を把握することができる。
【００５１】
また、前記位置計測部は、前記移動機構による前記移動量を検出可能な移動量検出センサであることが好ましい。
【００５２】
この構成によれば、移動量検出センサにより精度良く移動量を計測することができるため、作業ヘッド部の位置を正確に把握することができる。
【００５３】
また、前記作業ヘッド部により前記間詰材に加工されることで発生する発生物を排出する排出部を、さらに備えることが好ましい。
【００５４】
この構成によれば、排出部により発生物を排出することができるため、作業ヘッド部による加工作業をより好適に行うことができる。
【００５５】
また、前記作業ヘッド部による前記間詰材への加工状態を検出する状態検出センサを、さらに備えることが好ましい。
【００５６】
この構成によれば、作業ヘッド部による間詰材への加工状態を検出することができるため、間詰材に対して適切な加工作業が行われているかを検出することができる。
【００５７】
また、前記作業ヘッド部は、前記建屋間の壁面幅に沿って、前記間詰材を切断するカッタ部であり、前記移動機構は、前記カッタ部を鉛直方向に移動させることが好ましい。
【００５８】
この構成によれば、カッタ部を狭隘部の上方側から下方側に移動させることで、カッタ部により間詰材を切断することができ、複数の間詰材に分割することができる。
【００５９】
また、前記カッタ部により切断された前記間詰材を保持する間詰材保持部と、前記間詰材保持部を鉛直方向に移動させる保持部移動機構と、をさらに備えることが好ましい。
【００６０】
この構成によれば、分割された各間詰材を、間詰材保持部材により保持して引き上げることにより、間詰材を好適に除去することができる。
【００６１】
本発明の間詰材の除去システムは、上記の間詰材の除去装置と、前記除去装置を設置するために、前記狭隘部において、前記間詰材を水平方向に沿って掘削して、前記間詰材に対して中空の設置穴を形成する間詰材の掘削装置と、を備えることを特徴とする。
【００６２】
この構成によれば、掘削装置により設置穴を形成することができ、また、形成した設置穴に除去装置を設置して、間詰材を除去することができる。
【００６３】
本発明の間詰材の除去方法は、建屋同士の隙間となる狭隘部に充填された間詰材を除去する間詰材の除去方法であって、前記間詰材に対して加工作業を行う作業ヘッド部と、前記狭隘部において前記作業ヘッド部を移動させる移動機構と、を備えた除去装置を設置する装置設置工程と、前記移動機構により前記作業ヘッド部を所定の作業点へ移動させるヘッド移動工程と、前記作業点において前記作業ヘッド部により加工作業を行うヘッド作業工程と、を備えることを特徴とする。
【００６４】
この構成によれば、除去装置を設置した後、作業ヘッド部を作業点に移動させ、作業ヘッド部により加工作業を行うことで、間詰材を好適に除去することができる。
【００６５】
また、前記装置設置工程に先立ち、前記狭隘部において、前記間詰材を水平方向に沿って掘削して、前記間詰材に対して中空の設置穴を形成する掘削工程を、さらに備えることが好ましい。
【００６６】
この構成によれば、設置穴を形成することができ、また、形成した設置穴に除去装置を設置して、間詰材を除去することができる。このため、設置穴の内部から、間詰材にアクセスすることができる。
【００６７】
また、前記装置設置工程に先立ち、前記建屋の上部に、前記除去装置を設置するための支持構造物を設置する支持構造物設置工程を、さらに備えることが好ましい。
【００６８】
この構成によれば、建屋の上部に支持構造物を設置することができ、また、支持構造物に除去装置を設置して、間詰材を除去することができる。このため、狭隘部に設けられる間詰材に対して、鉛直方向の上方側からアクセスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、実施形態１の間詰材の除去システムに設けられる間詰材の除去装置を模式的に表した概略構成図である。
【図２】図２は、間詰材が充填される狭隘部を模式的に表した説明図である。
【図３】図３は、間詰材の除去装置の移動機構を模式的に表した斜視図である。
【図４】図４は、間詰材の除去装置の移動機構を水平方向から見たときの模式図である。
【図５】図５は、間詰材の除去装置の牽引台車を模式的に表した斜視図である。
【図６】図６は、鉛直移動機構の模式図である。
【図７】図７は、鉛直移動機構に設けられる送りローラの模式図である。
【図８】図８は、ウォータージェットヘッド部の断面図である。
【図９】図９は、実施形態１の間詰材の除去システムに設けられる間詰材の掘削装置を模式的に表した斜視図である。
【図１０】図１０は、実施形態１の間詰材の除去方法に関するフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態２の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部を模式的に表した斜視図である。
【図１２】図１２は、実施形態２の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部を模式的に表した断面図である。
【図１３】図１３は、実施形態３の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部を模式的に表した断面図である。
【図１４】図１４は、実施形態３の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部を先端側から見たときの正面図である。
【図１５】図１５は、実施形態３の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部のＡ−Ａ断面図である。
【図１６】図１６は、実施形態４の間詰材の除去装置を模式的に表した概略構成図である。
【図１７】図１７は、実施形態５の間詰材の除去システムに設けられる間詰材の除去装置を模式的に表した斜視図である。
【図１８】図１８は、実施形態５の間詰材の除去装置を模式的に表した斜視図である。
【図１９】図１９は、実施形態５の間詰材の除去装置に設けられる間詰材保持部を模式的に表した斜視図である。
【図２０】図２０は、実施形態５の間詰材の除去装置に設けられる間詰材保持部の作動状態を表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００７１】
［実施形態１］
図１は、実施形態１の間詰材の除去システムに設けられる間詰材の除去装置を模式的に表した概略構成図である。図２は、間詰材が充填される狭隘部を模式的に表した説明図である。図３は、間詰材の除去装置の移動機構を模式的に表した斜視図である。図４は、間詰材の除去装置の移動機構を水平方向から見たときの模式図である。図５は、間詰材の除去装置の牽引台車を模式的に表した斜視図である。図６は、鉛直移動機構の模式図である。図７は、鉛直移動機構に設けられる送りローラの模式図である。図８は、ウォータージェットヘッド部の断面図である。図９は、実施形態１の間詰材の除去システムに設けられる間詰材の掘削装置を模式的に表した斜視図である。図１０は、実施形態１の間詰材の除去方法に関するフローチャートである。
【００７２】
間詰材の除去システム１は、原子力施設に設けられる建屋５同士の隙間となる狭隘部６に充填された間詰材７を除去するものである。先ず、図２を参照して、狭隘部６及び間詰材７について説明する。
【００７３】
狭隘部６は、一方の建屋５の壁面と他方の建屋５の壁面とが対向することで形成される空間である。ここで、建屋５は、地面Ｐ１を挟んで下方側から上方側に設けられることから、建屋５の下方側は、地下に没して設けられている。このため、狭隘部６は、地面Ｐ１を挟んで下方側から上方側に形成される。この狭隘部６には、一方の建屋５と他方の建屋５とを接続する配管８が複数設けられ、複数の配管８は、一方の建屋５と他方の建屋５とを貫通してそれぞれ配設されている。この複数の配管８は、一例として、地面Ｐ１よりも下方側に設置されている。ここで、地面Ｐ１よりも下方側の地中には、地下水が存在しており、複数の配管８が地面Ｐ１よりも下方側に設置される場合、地下水の水位Ｌ１は、複数の配管８よりも上方側に位置することがある。なお、複数の配管８は、必ずしも地面Ｐ１よりも下方側に設置されてはおらず、地面Ｐ１よりも上方側に設置される場合であっても、水が溜まる可能性がある。
【００７４】
この狭隘部６において、一方の建屋５の壁面と他方の建屋５の壁面とが対向する方向を幅方向とする。つまり、幅方向は、建屋間の壁面幅であり、鉛直方向及び水平方向に直交する方向となっている。この狭隘部６の建屋間の壁面幅は、一般的に、５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の隙間を想定しており、人の進入が物理的に不可能な狭さであり、既存の機材の配置が物理的に不可能な狭さとなっている。一例として、狭隘部６は、５０ｍｍ程度となっている。また、狭隘部６は、建屋の壁面内において、水平方向における長さが、例えば、３０ｍ程度となっており、鉛直方向における長さが、例えば、１５ｍ程度となっている。このように、狭隘部６は、水平方向及び鉛直方向における長さに比して、幅方向における長さが非常に狭いものとなっている。つまり、狭隘部６は、水平方向及び鉛直方向における長さがメートルオーダーとなる一方で、幅方向における長さがミリメートルオーダーとなっている。
【００７５】
この狭隘部６には、間詰材７が充填されている。間詰材７としては、例えば、発泡材であり、発泡材として、エサフォーム（登録商標）が適用されている。間詰材７は、狭隘部６の全域に亘って設けられることから、その一部が、地面Ｐ１よりも下方側に設けられ、また、地下水の水位Ｌ１よりも下方側に設けられる。また、間詰材７は、複数の配管８の周囲を覆って設けられる。
【００７６】
このような間詰材７が充填される狭隘部６において、複数の配管８は、地下水の水位Ｌ１よりも下方側に配置されることから、建屋５内に地下水が浸入する可能性がある。このため、建屋５内への地下水の浸入を抑制すべく、図１に示すように、複数の配管８の周囲に、Ｕ字状にシール材９を配置することが検討されている。このシール材９は、狭隘部６の幅方向に亘って水密に設けられ、長さ方向の中央側が、地下水の水位Ｌ１よりも下方側に位置する一方で、長さ方向の両端側が、地下水の水位Ｌ１よりも上方側に位置するように、複数の配管８を囲んで配置される。
【００７７】
上記のようなシール材９を配置する作業を行うにあたって、間詰材７を除去する必要があり、実施形態１では、間詰材の除去システム１を用いて間詰材７を除去している。次に、間詰材７の除去システム１について説明する。
【００７８】
間詰材７の除去システム１は、図１に示す間詰材７の除去装置１５と、図９に示す間詰材７の掘削装置１６を含んで構成されている。この除去システム１では、掘削装置１６によって間詰材７を掘削して、除去装置１５を設置可能な設置穴１８を形成する。そして、除去システム１では、設置穴１８に設置された除去装置１５によって間詰材７を除去する。
【００７９】
図１に示すように除去装置１５は、掘削装置１６により形成された設置穴１８に設置され、作業ヘッド部と、作業ヘッド部を移動させる移動機構２２とを備えている。ここで、設置穴１８は、水平方向に延在して形成されており、鉛直方向における長さが、除去装置１５を設置可能な長さとなっている。
【００８０】
作業ヘッド部は、間詰材７へ向かって加圧水を噴射するウォータージェットヘッド部２１である。図８に示すように、ウォータージェットヘッド部２１は、断面円形状に形成され、主流となる加圧水を噴射するための主流噴射孔２７と、副流となる加圧水を噴射するための複数の副流噴射孔２８とを含んで形成されている。主流噴射孔２７は、断面円形の開口となっており、ウォータージェットヘッド部２１の先端面に形成されている。複数の副流噴射孔２８は、面円形の開口となっており、ウォータージェットヘッド部２１の周面に所定の間隔を空けて形成され、主流噴射孔２７に対して基端側に形成されている。また、副流噴射孔２８は、副流噴射孔２８から噴射される副流の加圧水が、主流噴射孔２７から噴射される加圧水の噴射方向に対して傾斜するように形成されている。主流噴射孔２７から噴射される主流の加圧水は、ウォータージェットヘッド部２１の先端面から間詰材７に向かって噴射されることで、間詰材７を破断する。複数の副流噴射孔２８から噴射される副流の加圧水は、ウォータージェットヘッド部２１の周面から間詰材７に向かって噴射されることで、ウォータージェットヘッド部２１の振れを抑制する。つまり、ウォータージェットヘッド部２１の一部の周面と間詰材７との距離が近づくと、ウォータージェットヘッド部２１の一部の周面とは反対側の周面と間詰材７との距離が離れる。このため、ウォータージェットヘッド部２１の一部の周面と間詰材７との間を流通する副流の加圧水の圧力が高まる一方で、ウォータージェットヘッド部２１の反対側の周面と間詰材７との間を流通する副流の加圧水の圧力が低くなる。これにより、ウォータージェットヘッド部２１は、一部の周面と間詰材７とが離れる方向に移動すると共に、反対側の周面と間詰材７とが近づく方向に移動する。
【００８１】
このウォータージェットヘッド部２１には、圧力配管２５が接続されている。圧力配管２５は、加圧水が流通しており、可撓性の配管となっている。圧力配管２５は、ウォータージェットヘッド部２１の基端側に接続されている。この圧力配管２５は、後述する配管送出ドラム（配管送出部）５５に巻回されている。このため、圧力配管２５は、配管送出ドラム５５から送り出されると、狭隘部６の水平方向における一方側（図１の左側）から挿入されて送り出される。
【００８２】
また、図１に示すように除去装置１５は、圧力配管２５に加圧水を供給するポンプ（加圧水供給部）２９が接続されている。ポンプ２９は、狭隘部６の外側に配置されており、圧力配管２５を介して、ウォータージェットヘッド部２１に加圧水を供給する。
【００８３】
次に、移動機構２２について説明する。移動機構２２は、ウォータージェットヘッド部２１を水平方向に移動させる水平移動機構３１と、ウォータージェットヘッド部２１を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構３２とを有している。
【００８４】
水平移動機構３１は、図１、図３、図４及び図５に示すように、レール３５と、台車３６と、複数の牽引台車３７と、ワイヤ３８と、リターンプーリ３９と、を有している。
【００８５】
レール３５は、図４に示すように、狭隘部６に配置され、両側の建屋５の壁面に沿って一対設けられる。一対のレール３５は、水平方向に延在して設置されており、水平方向における長さが、狭隘部６の水平方向における長さと略同じ長さである３０ｍ程度となっている。一対のレール３５は、水平方向において、圧力配管２５が挿入される側が手前側となっており、手前側の反対側が奥側となっている。一対のレール３５は、その上面が、台車３６及び牽引台車３７が走行する走行路となっている。各レール３５は、各建屋５の壁面に設けられる複数のステー４１に固定されている。複数のステー４１は、鉛直方向における高さが同じ高さとなっており、水平方向に沿って所定の間隔を空けて建屋５の壁面に設置されている。このため、一対のレール３５の間は、水平方向に亘って中空の空間が形成される。また、走行路となる各レール３５の上面には、ラックギア３５ａが形成されており、後述する台車３６のピニオンギア４５ａが噛み合う。
【００８６】
台車３６は、図３及び図４に示すように、レール３５上を移動可能となっている。台車３６は、複数の車輪４５と、サポートプレート４６と、サドル４７とを含んで構成されている。
【００８７】
複数の車輪４５は、例えば、４つ設けられおり、各レール３５上において、２つの車輪４５が転動する。各車輪４５の外周面には、ピニオンギア４５ａが形成されており、レール３５のラックギア３５ａと噛み合っている。このため、複数の車輪４５は、レール３５上を滑ることなく、移動することができる。
【００８８】
サポートプレート４６は、一対のレール３５の間に配置されており、その板面が、建屋５の壁面と対向するように配置されている。サポートプレート４６は、例えば、略三角形状に形成され、底辺側が上方側となり、頂部側が下方側となるように配置されている。なお、サポートプレート４６の形状は特に限定されない。このサポートプレート４６の上部には、複数の車輪４５が取り付けられている。このため、サポートプレート４６の下部は、レール３５よりも下方側に位置する。
【００８９】
サドル４７は、サポートプレート４６の下部を挟み込むように、サポートプレート４６に取り付けられている。なお、このサドル４７は、圧力配管２５を保持することから、狭隘部６の幅方向において、圧力配管２５を保持する部位を一方側に寄せて形成されている。具体的に、サドル４７は、サポートプレート４６の一方の板面に接して設けられる長板部４７ａと、長板部４７ａに固定され、サポートプレート４６の他方の板面に接して設けられる挟持部４７ｂと、を有している。長板部４７ａは、鉛直方向に長い板状に形成され、その上部がサポートプレート４６に取り付けられ、その下部が圧力配管２５を保持する部位となっている。挟持部４７ｂは、長板部４７ａの上部に取り付けられ、長板部４７ａと共にサポートプレート４６を挟み込んでいる。そして、サドル４７は、締結部材によって、挟持部４７ｂ及び長板部４７ａにより挟み込まれたサポートプレート４６を相互に締結することで、サポートプレート４６に取り付けられる。
【００９０】
複数の牽引台車３７は、レール３５上に沿って並べて配置されている。また、図５に示すように、先方の牽引台車３７は、牽引ワイヤ５０を介して台車３６に連結され、牽引ワイヤ５０を介して後方の牽引台車３７に連結されている。このため、複数の牽引台車３７は、台車３６の移動に伴って、レール３５上を移動する。また、各牽引台車３７は、ウォータージェットヘッド部２１に接続される圧力配管２５を保持しながら移動する。各牽引台車３７は、複数の車輪５１と、ボディ５２と、配管連結部材５３とを含んで構成されている。
【００９１】
複数の車輪５１は、台車３６の車輪４５と同様に、各レール３５上において転動する。各車輪５１の外周面には、ピニオンギア５１ａが形成され、レール３５のラックギア３５ａと噛み合っている。ボディ５２は、複数の車輪５１が取り付けられている。配管連結部材５３は、その一端がボディ５２に接続され、その他端が圧力配管２５に連結されている。
【００９２】
リターンプーリ３９は、回転自在に構成され、ワイヤ３８が巻き掛けられる。リターンプーリ３９は、レール３５の水平方向における奥側の端部に設けられている。
【００９３】
ワイヤ３８は、図３に示すように、台車３６に固定されると共に台車３６を手前側に引き戻すためのワイヤ３８ａと、台車３６に固定されると共にリターンプーリ３９に巻き掛けられて台車３６を奥側に送り出すためのワイヤ３８ｂとを含んで構成されている。具体的に、ワイヤ３８ａは、その一端が、台車３６のサドル４７の長板部４７ａに対し、水平方向の手前側の面に固定され、その他端が、狭隘部６の外側まで延在して配置される。一方で、ワイヤ３８ｂは、その一端が、台車３６のサドル４７の長板部４７ａに対し、水平方向の奥側の面に固定されている。そして、ワイヤ３８ｂは、その他端が、リターンプーリ３９に巻き掛けられて、ワイヤ３８ａと同様に、狭隘部６の外側まで延在して配置される。
【００９４】
このように構成される水平移動機構３１は、２本のワイヤ３８ａ，３８ｂの他端部が、狭隘部６の外側において、手動操作されることで、台車３６をレール３５上に沿って移動させることができる。つまり、ワイヤ３８ａの他端部が手動操作によりレール３５の手前側に引かれることで、台車３６は、レール３５上に沿って水平方向の手前側に移動する。よって、台車３６に保持されたウォータージェットヘッド部２１は、レール３５上に沿って水平方向の手前側に移動する。一方で、ワイヤ３８ｂの他端部が手動操作によりレール３５の手前側に引かれることで、台車３６は、レール３５上に沿って水平方向の奥側に移動する。よって、台車３６に保持されたウォータージェットヘッド部２１は、レール３５上に沿って水平方向の奥側に移動する。
【００９５】
鉛直移動機構３２は、図３及び図６に示すように、配管送出ドラム５５と、複数のガイドローラ５６と、送りローラ５７と、を有している。
【００９６】
配管送出ドラム５５は、狭隘部６の外側に設置されており、圧力配管２５を巻回している。この配管送出ドラム５５は、移動機構２２によるウォータージェットヘッド部２１及び圧力配管２５の移動に伴って、圧力配管２５の送り出し及び引き戻しを実行可能となっている。
【００９７】
複数のガイドローラ５６は、サドル４７の長板部４７ｂに取り付けられており、水平方向に送り出される圧力配管２５の移動が鉛直方向となるように、圧力配管２５が移動する方向をガイドしている。具体的に、複数のガイドローラ５６は、圧力配管２５を曲げることが可能な曲率半径となる１／４の円弧に沿って、所定の間隔を空けて並べて配設されている。このとき、複数のガイドローラ５６により形成される１／４の円弧は、水平方向の手前側から奥側に移動する圧力配管２５を、鉛直方向の上方側から下方側に移動させるように案内する円弧となっている。
【００９８】
送りローラ５７は、サドル４７の長板部４７ｂに取り付けられており、複数のガイドローラ５６によって鉛直方向の下方側に移動する圧力配管２５に対して、径方向両側に一対設けられている。一対の送りローラ５７は、図７に示すように、圧力配管２５に近づく方向に移動して、圧力配管２５を挟み込む一方で、圧力配管２５から離れる方向に移動して、圧力配管２５を自由状態とする。また、一対の送りローラ５７は、回転駆動することで、圧力配管２５を鉛直方向の下方側に送り出すことが可能となっている。
【００９９】
このように構成される鉛直移動機構３２は、配管送出ドラム５５から圧力配管２５が送り出されると共に、一対の送りローラ５７が圧力配管２５を挟み込んだ状態で回転駆動することで、圧力配管２５は、複数のガイドローラ５６に案内されながら、鉛直方向の下方側に送り出される。よって、圧力配管２５に接続されたウォータージェットヘッド部２１は、鉛直方向の下方側に移動する。一方で、鉛直移動機構３２は、配管送出ドラム５５により圧力配管２５が引き戻されると共に、一対の送りローラ５７が圧力配管２５を自由状態とすることで、圧力配管２５は、複数のガイドローラ５６に案内されながら、鉛直方向の上方側に引き戻される。よって、圧力配管２５に接続されたウォータージェットヘッド部２１は、鉛直方向の上方側に移動する。
【０１００】
このような移動機構２２は、狭隘部６の外側から与えられる動力、すなわち、水平移動機構３１での手動操作及び鉛直移動機構３２での圧力配管２５の送り出しによって、ウォータージェットヘッド部２１を水平方向及び鉛直方向に移動させることが可能となっている。
【０１０１】
ここで、圧力配管２５には、その外周面に図示しない目盛りが付されている。この目盛りは、圧力配管２５が送り出される送出し量を計測するために、管軸方向に沿って付されている。このため、圧力配管２５の外周面に付された目盛りを視認することで、圧力配管２５の送出し量を把握することができ、また、圧力配管２５の送出し量から推定されるウォータージェットヘッド部２１の水平方向及び鉛直方向における位置を把握することが可能となる。
【０１０２】
次に、図９を参照して、間詰材７の掘削装置１６について説明する。上記したように、掘削装置１６は、図１に示す設置穴１８を形成するために、狭隘部６の間詰材７を掘削するものである。この掘削装置１６は、ハウジング６１と、切り刃６２と、縦刃６３と、横刃６４と、操舵部６５と、を備えている。なお、切り刃６２、縦刃６３、及び横刃６４にあたる部位の刃に代えて、電流を流すことで温度上昇するニクロム線を配して、ニクロム線の熱により間詰材７を加熱、切断する方法もある。
【０１０３】
ハウジング６１は、断面方形状となる長手方向に長い角筒に形成されている。このハウジング６１は、間詰材７の掘削時において、長手方向が狭隘部６の水平方向となるように配置される。ここで、ハウジング６１は、長手方向において２つの部位に分断された二分割の構成となっている。つまり、ハウジング６１は、水平方向（長手方向）の手前側（基端側）の部位と、水平方向（長手方向）の奥側（先端側）の部位とに分割されている。
【０１０４】
操舵部６５は、ハウジング６１の手前側の部位と奥側の部位との間に設けられている。具体的に、操舵部６５は、回動プーリ７１と、回動プーリ７１に巻き掛けられる作動ワイヤ７２とを含んで構成されている。回動プーリ７１は、ハウジング６１の奥側の部位に対して固定される一方で、ハウジング６１の手前側の部位に対して回動自在となっている。ここで、回動プーリ７１は、間詰材７の掘削時において、その軸方向が狭隘部６の幅方向となるように配置される。作動ワイヤ７２は、回動プーリ７１に巻き掛けられ、作動ワイヤ７２が操作されることで、回動プーリ７１が回動する。このため、操舵部６５は、間詰材７の掘削時において、作動ワイヤ７２により回動プーリ７１を回動させると、回動プーリ７１の軸を中心として、ハウジング６１の奥側の部位が、ハウジング６１の手前側の部位に対して上方側または下方側に傾斜する。
【０１０５】
切り刃６２は、ハウジング６１の先端側（奥側）の部位に沿って形成されている。ここで、ハウジング６１は、角筒形状となっていることから、先端側の部位は、方形の枠状に形成されている。このため、切り刃６２は、方形状枠状に形成されている。この切り刃６２は、ハウジング６１の先端側に設けられることから、間詰材７の掘削時において、間詰材７を、水平方向に長い長方体形状に切り出す。よって、間詰材７に形成される設置穴１８は、切り刃６２によって切り出された長方体形状の間詰材７と、相補的な形状となるように形成される。
【０１０６】
縦刃６３は、ハウジング６１の先端側の部位の内部に収容され、間詰材７の掘削時において、狭隘部６の鉛直方向に亘って設けられている。また、縦刃６３は、間詰材７の掘削時において、狭隘部６の幅方向に沿って並ぶように、所定の間隔を空けて複数設けられている。この複数の縦刃６３は、切り刃６２によって切り出された間詰材７を、幅方向において複数に分割する。
【０１０７】
横刃６４は、ハウジング６１の先端側の部位の内部に収容され、縦刃６３よりも基端側に設置されている。横刃６４は、間詰材７の掘削時において、狭隘部６の水平方向に亘って設けられている。また、横刃６４は、間詰材７の掘削時において、狭隘部６の鉛直方向に沿って並ぶように、所定の間隔を空けて複数設けられている。この複数の横刃６４は、複数の縦刃６３によって分割された間詰材７を、鉛直方向において複数に分割する。
【０１０８】
このように構成される掘削装置１６は、狭隘部６の間詰材７に対して、ハウジング６１の長手方向を水平方向としつつ、ハウジング６１の先端側を間詰材７に挿入することで、切り刃６２により間詰材７を切り出す。また、掘削装置１６は、切り刃６２により切り出された間詰材７を、複数の縦刃６３及び複数の横刃６４によって複数に切断する。そして、切断された間詰材７は、ハウジング６１の内部を通過して、狭隘部６の外側に排出される。このように、掘削装置１６は、間詰材７を掘削することで、間詰材７が充填される狭隘部６に、除去装置１５を設置可能な設置穴１８を形成する。
【０１０９】
次に、図１０を参照して、上記のように構成される間詰材７の除去システム１を用いた、間詰材７の除去方法について説明する。図１０に示すように、間詰材７の除去方法では、先ず、掘削装置１６を用いて、狭隘部６に充填される間詰材７を掘削することで、間詰材７に対して中空の設置穴１８を形成する掘削工程（ステップＳ１）を実行する。掘削工程Ｓ１では、間詰材７に対して、水平方向に延在する設置穴１８を形成する。このとき、設置穴１８は、地下水の水位Ｌ１よりも上方側となる位置、また、地面Ｐ１よりも上方側となる位置に形成される。
【０１１０】
続いて、除去方法では、掘削工程Ｓ１の実行後、掘削工程Ｓ１により形成された設置穴１８に対して、除去装置１５を設置する装置設置工程（ステップＳ２）を実行する。具体的に、装置設置工程Ｓ２では、先ず、設置穴１８に対して、移動機構２２の一対のレール３５を設置する。この後、一対のレール３５の水平方向における奥側において、リターンプーリ３９を設置する。そして、一対のレール３５上に、台車３６及び牽引台車３７を設置すると共に、台車３６のサドル４７に接続されるワイヤ３８ｂをリターンプーリ３９に巻き掛ける。さらに、台車３６に対して、ウォータージェットヘッド部２１及び圧力配管２５を取り付け、一対の送りローラ５７によって圧力配管２５を挟み込んだ状態とする。
【０１１１】
そして、除去方法では、装置設置工程Ｓ２の実行後、移動機構２２によりウォータージェットヘッド部２１を所定の作業点へ移動させるヘッド移動工程（ステップＳ３）を実行する。具体的に、ヘッド移動工程Ｓ３では、ワイヤ３８ａ，３８ｂが手動操作されることによって、ウォータージェットヘッド部２１が水平方向に移動する。また、ヘッド移動工程Ｓ３では、配管送出ドラム５５及び一対の送りローラ５７により、圧力配管２５が送り出されることによって、ウォータージェットヘッド部２１が鉛直方向に移動する。このとき、ヘッド移動工程Ｓ３では、圧力配管２５に付された目盛りを視認しつつ、圧力配管２５の送出し量を調整することで、ウォータージェットヘッド部２１を所定の作業点へ移動させている。
【０１１２】
次に、除去方法では、ヘッド移動工程Ｓ３の実行後、所定の作業点において、ウォータージェットヘッド部２１から加圧水を噴射して、間詰材７を破断するヘッド作業工程（ステップＳ４）を実行する。具体的に、ヘッド作業工程Ｓ４では、ウォータージェットヘッド部２１から加圧水を噴射しつつ、移動機構２２によりウォータージェットヘッド部２１を鉛直方向の下方側に移動させることで、間詰材７を鉛直方向に掘り進める。なお、ヘッド作業工程Ｓ４では、間詰材７を破断することにより発生した発生物を、図示しない排出部により排出している。ここで、排出部は、除去装置１５とは別体となる排出装置であってもよいし、ウォータージェットヘッド部２１に付帯して設けられる排出機能であってもよく、特に限定されない。
【０１１３】
そして、除去方法では、ヘッド作業工程Ｓ４の実行後、作業が完了したか否かを判断し（ステップＳ５）、作業が完了していないと判断した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、再び、ヘッド移動工程Ｓ３を実行して、異なる所定の作業点に、ウォータージェットヘッド部２１を移動させる。一方で、除去方法では、作業が完了したと判断した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、間詰材７の除去を終了する。
【０１１４】
以上のように、実施形態１によれば、狭隘部６において移動機構２２によりウォータージェットヘッド部２１を移動させ、ウォータージェットヘッド部２１により間詰材７に対して、加圧水を噴射することができる。このため、狭隘部６において、間詰材７を破断することで、間詰材７を好適に除去することができる。
【０１１５】
また、実施形態１によれば、除去装置１５を用いて、建屋間の壁面幅が５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となる狭隘部６に充填された間詰材７を除去することができる。このため、人の進入が物理的に不可能な狭さとなる狭隘部６に充填された間詰材７を除去することができる。
【０１１６】
また、実施形態１によれば、移動機構２２に設けられる動力源を、狭隘部６の外側に設けることができるため、移動機構２２に搭載する動力源を抑制できる。このため、除去装置１５自体のコンパクト化を図ることができ、狭隘部６に設置可能な大きさとすることができる。
【０１１７】
また、実施形態１によれば、狭隘部６に充填される間詰材７として発泡材が適用される場合であっても、発泡材を好適に除去することが可能となる。
【０１１８】
また、実施形態１によれば、ウォータージェットヘッド部２１により間詰材７を破断することができる。このため、間詰材７を破断するにあたって、ウォータージェットヘッド部２１に加圧水を供給すればよいことから、間詰材７を破断するための動力源をウォータージェットヘッド部２１に設ける必要がなく、ウォータージェットヘッド部２１の大きさを小さいものとすることができる。
【０１１９】
また、実施形態１によれば、狭隘部６において、水平移動機構３１及び鉛直移動機構３２により、ウォータージェットヘッド部２１を水平方向及び鉛直方向に移動させることができる。このため、水平移動機構３１及び鉛直移動機構３２は、ウォータージェットヘッド部２１を、所定の作業点に好適に移動させることができる。
【０１２０】
また、実施形態１によれば、ワイヤ３８ａ，３８ｂを手動操作することにより、台車３６をレール３５上に沿って水平方向に移動させることができる。このため、水平移動機構３１に搭載される動力源を抑制することができるため、水平移動機構３１のコンパクト化を図ることができる。また、レール３５上から台車３６が滑落することを想定した場合、ワイヤ３８ａ，３８ｂが台車３６に接続されていることから、ワイヤ３８ａ，３８ｂを引き戻すことで台車３６を回収することが可能となる。
【０１２１】
また、実施形態１によれば、台車３６とレール３５とを、ラックアンドピニオンで噛み合わせることができるため、レール３５に対して台車３６が滑ることなく、好適に移動させることができる。
【０１２２】
また、実施形態１によれば、牽引台車３７により圧力配管２５を保持することができるため、ウォータージェットヘッド部２１の水平方向への移動に伴って、圧力配管２５を水平方向に好適に移動させることができる。
【０１２３】
また、実施形態１によれば、配管送出ドラム５５により圧力配管２５を送り出し、また、複数のガイドローラ５６により、圧力配管２５が移動する方向を、水平方向から鉛直方向に変更することができるため、ウォータージェットヘッド部２１を鉛直方向に移動させることができる。このため、鉛直移動機構３２に設けられる動力源を抑制することができるため、鉛直移動機構３２のコンパクト化を図ることができる。
【０１２４】
また、実施形態１によれば、複数のガイドローラ５６を用いることにより、圧力配管２５を曲げたときの曲率半径が大きい場合であっても、圧力配管２５が移動する方向を好適に変更することができる。
【０１２５】
また、実施形態１によれば、一対の送りローラ５７により圧力配管２５を送り出すことができるため、ウォータージェットヘッド部２１をより好適に鉛直方向に移動させることができる。また、水平移動機構３１による水平移動時において、圧力配管２５を一対の送りローラ５７で挟み込むことができるため、圧力配管２５を固定した状態で、圧力配管２５を好適に水平方向に移動させることができる。
【０１２６】
また、実施形態１によれば、圧力配管２５に付された目盛りを視認することで、圧力配管２５が送り出される送出し量を把握し、圧力配管２５が接続されるウォータージェットヘッド部２１の位置を推定することができるため、簡易な構成で、ウォータージェットヘッド部２１の位置を把握することができる。
【０１２７】
また、実施形態１によれば、排出部を設けることで、間詰材７を破断することにより発生する発生物を排出することができるため、ウォータージェットヘッド部２１による破断作業をより好適に行うことができる。
【０１２８】
また、実施形態１によれば、掘削装置１６を用いて、除去装置１５が設置される設置穴１８を形成することができる。また、形成した設置穴１８に除去装置１５を設置して、除去装置１５により間詰材７を除去することができる。
【０１２９】
また、実施形態１によれば、掘削装置１６により設置穴１８を形成し、形成した設置穴１８に除去装置１５を設置した後、ウォータージェットヘッド部２１を所定の作業点に移動させ、ウォータージェットヘッド部２１から加圧水を噴射することで、間詰材７を好適に除去することができる。このとき、設置穴１８の内部から、間詰材７にアクセスして、間詰材７を除去することができる。
【０１３０】
なお、実施形態１では、作業ヘッド部として、加圧水を噴射するウォータージェットヘッド部２１に適用して説明したが、特に限定されず、作業ヘッド部として、例えば、間詰材７を掘削する掘削ヘッド部、レーザー光を照射するレーザーヘッド部、火炎を放射する火炎放射ヘッド部、または高温熱源を有する加熱ヘッド部に適用してもよい。
【０１３１】
具体的に、作業ヘッド部として、掘削ヘッド部を適用する場合、掘削ヘッド部には、動力を伝達する動力伝達経路が接続され、動力伝達経路を介して伝達される動力により、掘削ヘッド部を作動させる。このとき、移動機構２２は、掘削ヘッド部及び動力伝達経路を移動させることが好ましい。この構成によれば、掘削ヘッド部により間詰材７を掘削することができる。このため、間詰材７を掘削するにあたって、掘削ヘッド部に動力を伝達すればよいことから、間詰材７を掘削するための動力源を掘削ヘッド部に設ける必要がなく、掘削ヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。
【０１３２】
また、掘削ヘッド部は、動力伝達経路の出力軸に接続され、加工対象物を切削する切削工具と、加工対象物から前記切削工具に与えられる加工反力が、予め設定された設定加工反力よりも大きくなった場合、切削工具を加工対象物から離れる方向に可動させる首振り機構と、を有する構成であってもよい。この構成によれば、加工反力の小さな間詰材ではなく、本来除去してはならない加工反力が大きい建屋壁面を加工しそうになった場合であっても、首振り機構を用いることにより、切削工具を加工対象物から離れる方向に可動させることができる。このため、設定加工反力を適切に設定することで、建屋壁材を誤って加工することなく、間詰材を好適に切削することができる。なお、切削工具としては、ドリルまたは砥石等が適用される。
【０１３３】
さらに、掘削ヘッド部は、動力伝達経路の出力軸に接続され、間詰材を切削する切削ブラシを有する構成であってもよい。この構成によれば、加工反力の小さな間詰材ではなく、本来除去してはならない加工反力が大きい建屋壁面を加工しそうになった場合であっても、切削ブラシは、建屋壁材に比べて剛性が低いことから、建屋壁材から逃げることができ、建屋壁材を誤って加工することなく、間詰材を好適に切削することができる。なお、切削ブラシとしては、円筒ブラシまたはワイヤーブラシ等が適用される。
【０１３４】
また、作業ヘッド部として、レーザーヘッド部を適用する場合、レーザーヘッド部には、レーザー光を導く導光路が接続され、導光路によって導かれるレーザー光を、レーザーヘッド部から照射する。このとき、移動機構２２は、レーザーヘッド部及び導光路を移動させることが好ましい。この構成によれば、レーザーヘッド部により間詰材７を熱で溶融し間詰材の体積を減少させることで開口部を形成することができる。このため、間詰材７を溶融させるにあたって、光ファイバ等の導光路を用いて、レーザーヘッド部にレーザー光を導光すればよいことから、間詰材７を溶融させるための動力源をレーザーヘッド部に設ける必要がなく、レーザーヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。
【０１３５】
また、作業ヘッド部として、火炎放射ヘッド部を適用する場合、火炎放射ヘッド部には、燃料を供給する燃料供給流路が接続され、燃料供給流路から供給される燃料を、火炎放射ヘッド部において燃焼させることで火炎を放射する。このとき、移動機構２２は、火炎放射ヘッド部及び燃料供給流路を移動させることが好ましい。この構成によれば、火炎放射ヘッド部により間詰材７を燃焼させることができる。このため、間詰材７を燃焼させるにあたって、火炎放射ヘッド部に燃料を供給すればよいことから、間詰材７を燃焼させるための動力源を火炎放射ヘッド部に設ける必要がなく、火炎放射ヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。
【０１３６】
また、作業ヘッド部として、高温熱源を有する加熱ヘッド部を適用する場合、加熱ヘッド部には、電流を供給する電線が接続され、電線から供給される電流により加熱ヘッド部を加熱させる。この構成によれば、加熱ヘッド部により間詰材を溶融、体積減少させることができる。このため、間詰材を加熱させるにあたって、加熱ヘッド部に電流を供給すればよいことから、間詰材を溶融、体積減少させるためのエネルギ源を加熱ヘッド部に設ける必要がなく、加熱ヘッド部の大きさを小さいものとすることができる。なお、加熱ヘッド部としては、例えば、ニクロム線が用いられる。
【０１３７】
また、実施形態１では、圧力配管２５に目盛りを付すことで、ウォータージェットヘッド部２１の位置を推定したが、この構成に限定されない。例えば、目盛りに代えて、移動機構２２による移動量を検出可能な移動量検出センサを設けてもよい。具体的に、移動量検出センサとして、例えば、ロータリエンコーダを適用し、このロータリエンコーダを水平移動機構３１の台車３６の車輪４５に取り付けることで、水平移動機構３１による台車３６の移動量を検出してもよい。また、ロータリエンコーダを一対の送りローラ５７に取り付けることで、鉛直移動機構３２による圧力配管２５の移動量を検出してもよい。
【０１３８】
また、実施形態１では、複数のガイドローラ５６により圧力配管２５が移動する方向を変更したが、所定の曲率半径となる板材により圧力配管２５が移動する方向を変更してもよい。
【０１３９】
また、実施形態１の構成に加え、ウォータージェットヘッド部２１による間詰材７への加工状態を検出する状態検出センサを、さらに備えてもよい。この構成によれば、ウォータージェットヘッド部２１による間詰材７への加工状態を検出することができるため、間詰材７に対して適切な加工作業が行われているかを検出することができる。
【０１４０】
［実施形態２］
次に、図１１及び図１２を参照して、実施形態２に係る間詰材７の除去装置１５について説明する。図１１は、実施形態２の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部を模式的に表した斜視図である。図１２は、実施形態２の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部を模式的に表した断面図である。なお、実施形態２では、重複した記載を避けるべく、実施形態１と異なる部分について説明し、実施形態１と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。
【０１４１】
実施形態２の除去装置１５は、作業ヘッド部として、実施形態１のウォータージェットヘッド部２１に代えて、掘削ヘッド部１００が適用されている。図１１に示すように、掘削ヘッド部１００は、ハウジング１０１と、ハウジング１０１内に収容される遊星歯車機構１０２と、掘削刃１０３と、を含んで構成されている。
【０１４２】
ハウジング１０１は、角筒形状に形成されており、その内部に、遊星歯車機構１０２が収容されている。このハウジング１０１は、先端側の先端面が方形状に形成されており、先端面の中央において、遊星歯車機構１０２が配置され、先端面の四隅の角部には、４つの排出穴１０５が形成されている。各排出穴１０５は、掘削ヘッド部１００により間詰材７を掘削することで発生する発生物を排出するための穴である。
【０１４３】
遊星歯車機構１０２は、サンギア１１１と、複数のプラネタリギア１１２と、リングギア１１３とを、含んで構成されている。サンギア１１１は、狭隘部６の外側から伝達される動力によって回転駆動する。複数のプラネタリギア１１２は、サンギア１１１の周囲に設けられ、サンギア１１１と噛み合っている。このため、複数のプラネタリギア１１２は、サンギア１１１が回転駆動することで、各プラネタリギア１１２の回転軸を中心に自転すると共に、サンギア１１１の周囲を公転する。リングギア１１３は、円環形状となっており、複数のプラネタリギア１１２の周囲に設けられ、複数のプラネタリギア１１２と噛み合っている。このため、リングギア１１３は、複数のプラネタリギア１１２が回転することで、リングギア１１３の回転軸を中心に回転する。ここで、図１２に示すように、リングギア１１３は、その基端側の内周面において、軸受部１１５を介してサンギア１１１に取り付けられている。また、リングギア１１３は、その基端側の外周面において、軸受部１１６を介してハウジング１０１に取り付けられている。このため、リングギア１１３は、サンギア１１１及びハウジング１０１に対して、回転自在となっている。
【０１４４】
掘削刃１０３は、複数のプラネタリギア１１２の先端側の端面にそれぞれ取り付けられている。このため、複数の掘削刃１０３は、複数のプラネタリギア１１２の自転及び公転に応じて回転する。
【０１４５】
この掘削ヘッド部１００には、図示しない動力伝達経路が接続されている。動力伝達経路は、狭隘部６の外側から掘削ヘッド部１００のサンギア１１１に動力を伝達することで、サンギア１１１を回転駆動させている。
【０１４６】
このように構成される掘削ヘッド部１００は、狭隘部６の外側から動力伝達経路を介してサンギア１１１に動力が伝達されると、サンギア１１１が回転駆動することで、複数のプラネタリギア１１２が自転及び公転を行うと共に、リングギア１１３が回転する。このため、複数のプラネタリギア１１２に取り付けられた掘削刃１０３が、自転及び公転を行いながら、間詰材７を掘削する。そして、間詰材７を掘削することで発生した発生物は、排出穴１０５を介して狭隘部６の外側に排出される。
【０１４７】
以上のように、実施形態２によれば、掘削ヘッド部１００により間詰材７を掘削することができる。このため、間詰材７を掘削するにあたって、掘削ヘッド部１００に動力伝達経路を介して動力を伝達すればよいことから、間詰材７を掘削するための動力源を掘削ヘッド部１００に設ける必要がなく、掘削ヘッド部１００の大きさを小さいものとすることができる。
【０１４８】
また、実施形態２によれば、遊星歯車機構１０２を用いることにより、複数の掘削刃１０３を、複数のプラネタリギア１１２の回転軸を中心に自転させながら、サンギア１１１の周囲を公転させることができるため、間詰材７を好適に掘削することができる。
【０１４９】
［実施形態３］
次に、図１３から図１５を参照して、実施形態３に係る除去装置１５について説明する。図１３は、実施形態３の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部を模式的に表した断面図である。図１４は、実施形態３の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部を先端側から見たときの正面図である。図１５は、実施形態３の間詰材の除去装置に設けられる掘削ヘッド部のＡ−Ａ断面図である。なお、実施形態３でも、重複した記載を避けるべく、実施形態１及び２と異なる部分について説明し、実施形態１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。
【０１５０】
実施形態３の除去装置１５において、掘削ヘッド部１２０は、その内部において、動力源としての複数のモータを搭載している。図１３に示すように、掘削ヘッド部１２０は、ハウジング１２１と、操舵部１２２と、複数の回転刃１２３と、回転機構１２４と、切り刃１２５とを含んで構成されている。
【０１５１】
ハウジング１２１は、断面方形状となる長手方向に長い角筒に形成されている。このハウジング１２１は、長手方向において２つの部位に分断された二分割の構成となっている。つまり、ハウジング１２１は、長手方向の基端側（図１３の右側）の部位と、長手方向の先端側（図１３の左側）の部位とに分割されている。なお、ハウジング１２１は、基端側の部位と先端側の部位との間の部位を、蛇腹状に形成してもよい。
【０１５２】
操舵部１２２は、ハウジング１２１の基端側の部位と先端側の部位との間に設けられている。具体的に、操舵部１２２は、ベベルギア１２８と、ベベルギア１２８に噛み合うピニオンギア１２９と、ピニオンギア１２９を回転させるステアリングモータ１３０とを含んで構成されている。ベベルギア１２８は、ハウジング１２１の基端側の部位に固定されている。ピニオンギア１２９は、ステアリングモータ１３０を介してハウジング１２１の先端側の部位に固定されている。ステアリングモータ１３０は、回転駆動することで、ピニオンギア１２９を回転させる。このため、操舵部１２２は、ステアリングモータ１３０によりピニオンギア１２９を回転させることで、ピニオンギア１２９をベベルギア１２８の周方向に移動させ、これにより、ハウジング１２１の基端側の部位に対して、ハウジング１２１の先端側の部位が傾斜させる。つまり、操舵部１２２は、長手方向に長いハウジング１２１を屈曲させることが可能となる。
【０１５３】
切り刃１２５は、ハウジング１２１の先端側の部位に沿って形成されている。ここで、ハウジング１２１は、角筒形状となっていることから、先端側の部位は、方形の枠状に形成されている。このため、切り刃１２５は、方形状枠状に形成されている。
【０１５４】
複数の回転刃１２３は、ハウジング１２１の先端側の内部に収容された状態で設けられている。複数の回転刃１２３は、その回転軸が同軸上となっており、回転軸の軸方向において、所定の間隔を空けて設けられている。この回転軸の軸方向は、長手方向に直交する方向となっている。また、回転軸の両側は、軸受けを介してハウジング１２１に回転自在に軸支されている。さらに、ハウジング１２１の外側における回転軸の両側には、一対のホイールタイヤ１３３が設けられている。
【０１５５】
回転機構１２４は、複数の回転刃１２３を回転させており、ハウジング１２１の先端側の部位の内部に設けられている。具体的に、回転機構１２４は、ベベルギア１３５と、ベベルギア１３５に噛み合うピニオンギア１３６と、ピニオンギア１３６を回転させるカッタ駆動モータ１３７とを含んで構成されている。ベベルギア１３５は、複数の回転刃１２３の回転軸に固定されている。ピニオンギア１３６は、カッタ駆動モータ１３７を介してハウジング１２１の先端側の部位に固定されている。カッタ駆動モータ１３７は、回転駆動することで、ピニオンギア１３６を回転させる。このため、回転機構１２４は、カッタ駆動モータ１３７によりピニオンギア１３６を回転させることで、ベベルギア１３５を回転させ、これにより、回転軸を介して複数の回転刃１２３及び一対のホイールタイヤ１３３を回転させる。
【０１５６】
このように構成される掘削ヘッド部１２０は、切り刃１２５により間詰材７を切り出すと共に、回転機構１２４により複数の回転刃１２３を回転させて、切り出した間詰材７を複数の回転刃１２３により切断する。そして、複数の回転刃１２３により切断された間詰材７は、ハウジング１２１の内部を通過して、狭隘部６の外側に排出される。このとき、掘削ヘッド部１２０は、操舵部１２２によりハウジング１２１の先端側の部位と基端側の部位とが屈曲させられることで、掘削ヘッド部１２０により掘削される方向を操舵することが可能となる。
【０１５７】
以上のように、実施形態３によれば、掘削ヘッド部１２０により間詰材７を掘削することができる。このため、間詰材７を掘削するにあたって、掘削ヘッド部１２０に設けられる各モータ１３０，１３７に電力を供給すればよいことから、掘削ヘッド部１２０には、電線を接続すればよく、除去装置１５の構成を簡易なものとすることができる。
【０１５８】
［実施形態４］
次に、図１６を参照して、実施形態４に係る除去装置１５について説明する。図１６は、実施形態４の間詰材の除去装置を模式的に表した概略構成図である。なお、実施形態４でも、重複した記載を避けるべく、実施形態１から３と異なる部分について説明し、実施形態１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。
【０１５９】
実施形態４の除去装置１５は、実施形態１の水平移動機構３１及び鉛直移動機構３２を含む移動機構２２に代えて、軸移動機構１４１及び回動機構１４２を含む移動機構１４０が適用されている。図１６に示すように、移動機構１４０は、軸移動機構１４１と、回動機構１４２と、を有している。
【０１６０】
軸移動機構１４１は、ウォータージェットヘッド部２１を所定の移動軸上に沿って移動させている。具体的に、軸移動機構１４１は、先端側にウォータージェットヘッド部２１を保持する保持管１４５と、保持管１４５に継ぎ足される継足し管１４６とを含んで構成されている。軸移動機構１４１は、保持管１４５に継足し管１４６が適宜継ぎ足されることで、ウォータージェットヘッド部２１を管軸上（移動軸上）に沿って移動させることが可能となる。なお、保持管１４５及び継足し管１４６の内部には、ウォータージェットヘッド部２１に接続される圧力配管２５が挿通されている。また、保持管１４５及び継足し管１４６の内部には、ウォータージェットヘッド部２１によって間詰材７が破断されることにより発生する発生物を排出するための排出管１４８が挿通されている。
【０１６１】
回動機構１４２は、ウォータージェットヘッド部２１の移動軸上に設けられる回動軸を中心に、ウォータージェットヘッド部２１を回動させている。具体的に、回動機構１４２は、保持管１４５または継足し管１４６を軸支する軸受部１５１を有している。軸受部１５１は、保持管１４５または継足し管１４６の径方向が、回動軸の軸方向となるように、保持管１４５または継足し管１４６を軸支している。
【０１６２】
このような移動機構１４０は、狭隘部６の外側から与えられる動力、すなわち、軸移動機構１４１における継足し管１４６の継ぎ足し、及び回動機構１２６による保持管１４５または継足し管１４６の回動によって、ウォータージェットヘッド部２１を保持管１４５及び継足し管１４６の管軸方向及び軸受部１５１の回動軸を中心とする周方向に移動させることが可能となっている。
【０１６３】
以上のように、実施形態４によれば、狭隘部６において、ウォータージェットヘッド部２１を管軸方向に移動させることができ、また、軸受部１５１の回動軸を中心とする回動方向に移動させることができる。このため、移動機構１４０は、ウォータージェットヘッド部２１を、所定の作業点に好適に移動させることができる。
【０１６４】
［実施形態５］
次に、図１７から図２０を参照して、実施形態５に係る除去装置１６０について説明する。図１７は、実施形態５の間詰材の除去システムに設けられる間詰材の除去装置を模式的に表した斜視図である。図１８は、実施形態５の間詰材の除去装置を模式的に表した斜視図である。図１９は、実施形態５の間詰材の除去装置に設けられる間詰材保持部を模式的に表した斜視図である。図２０は、実施形態５の間詰材の除去装置に設けられる間詰材保持部の作動状態を表した説明図である。なお、実施形態５でも、重複した記載を避けるべく、実施形態１から４と異なる部分について説明し、実施形態１から４と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。
【０１６５】
実施形態５に係る除去装置１６０は、間詰材７の上方側に設置され、間詰材７の上方側からアクセスして、間詰材７を除去している。このため、実施形態５に係る除去装置１５０は、実施形態１のように、間詰材７に対して設置穴１８を形成する必要がない。図１７に示すように、除去装置１６０は、建屋５の上部に設置される支持構造物１６５によって支持されている。支持構造物１６５は、例えば、骨材を組み上げて形成される矢倉状の構造物である。図１７から図２０に示すように、支持構造物１６５に支持される除去装置１６０は、作業ヘッド部と、作業ヘッド部を移動させる移動機構と、間詰材保持部１９１と、間詰材保持部１９１を移動させる図示しない保持部移動機構とを備えている。
【０１６６】
作業ヘッド部は、狭隘部６の幅方向に沿って、間詰材７を切断するカッタ部１７１である。カッタ部１７１は、切り刃１７２と、切り刃１７２の上方側に継ぎ足される継足し部材１７３とを含んで構成されている。この継足し部材１７３には、対向する一対の側面にラックギア１７３ａがそれぞれ形成されている。このカッタ部１７１は、狭隘部６の水平方向に所定の間隔を空けて、間詰材７を切断することで、間詰材７を複数に分割している。
【０１６７】
移動機構は、カッタ部１７１を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構１８５である。鉛直移動機構１８５は、カッタ部１７１の継足し部材１７３に形成される一対のラックギア１７３ａに噛み合う一対のピニオンギア１８６と、一対のピニオンギア１８６を回転させる一対のカッタ駆動モータ１８７と含んで構成されている。鉛直移動機構１８５は、一対のカッタ駆動モータ１８７を回転駆動し、一対のピニオンギア１８６を回転させることで、カッタ部１７１を鉛直方向において移動させることができる。ここで、継足し部材１７３の上方には、鉛直方向の下方側に移動するカッタ部１７１を規制する規制部材１７４が取り付けられている。規制部材１７４は、狭隘部６を形成する両建屋５に向けて突出する一対の突起部１７４ａが形成されている。規制部材１７４は、一対の突起部１７４ａが両建屋５の上部に当接することで、カッタ部１７１の鉛直方向の下方側への移動を規制している。
【０１６８】
間詰材保持部１９１は、カッタ部１７１により切断された間詰材７を保持するものである。図１９に示すように、間詰材保持部１９１は、保持部本体１９３と、保持部本体１９３から鉛直方向に直交する面内に沿って展開する複数の鈎爪部１９４とを含んで構成されている。ここで、カッタ部１７１により切断された間詰材７には、間詰材保持部１９１によって保持される前に、間詰材保持部１９１を間詰材７の内部に挿入するための挿入穴１９５が形成される。挿入穴１９５は、図示しない穿孔装置によって形成される。間詰材保持部１９１は、複数の鈎爪部１９４を収容した状態で、挿入穴１９５に挿入される。そして、間詰材保持部１９１は、挿入穴１９５に挿入された後、複数の鈎爪部１９４が展開されることで、間詰材７を保持する。ここで、図２０に示すように、間詰材保持部１９１には、保持部本体１９３と鈎爪部１９４との間に圧縮ばね１９６がそれぞれ設けられている。このため、鈎爪部１９４は、圧縮ばね１９６の付勢力によって展開する。
【０１６９】
保持部移動機構は、図示は省略するが、間詰材保持部１９１を鉛直方向に沿って移動させる。保持部移動機構は、間詰材保持部１９１の挿入穴１９５への挿入に際して、間詰材保持部１９１を鉛直方向の下方側に移動させる。また、保持部移動機構は、間詰材保持部１９１の引き上げに際して、間詰材保持部１９１を鉛直方向の上方側に移動させる。
【０１７０】
このように構成される除去装置１６０は、鉛直移動機構１８５によってカッタ部１７１を鉛直方向に移動させることで、狭隘部６の間詰材７を複数に分割する。この後、複数に分割された各間詰材７には、挿入穴１９５が形成される。間詰材７に挿入穴１９５が形成されると、除去装置１６０は、保持部移動機構により間詰材保持部１９１を下方側に移動させて、挿入穴１９５に間詰材保持部１９１を挿入する。そして、除去装置１６０は、間詰材保持部１９１の鈎爪部１９４を展開することで、間詰材７を保持する。この後、除去装置１６０は、保持部移動機構により間詰材保持部１９１を上方側に移動させることで、間詰材保持部１９１により保持された間詰材７を引き上げる。このとき、間詰材７は、複数の鈎爪部１９４が展開する面内において破断する。
【０１７１】
次に、上記のように構成される間詰材７の除去装置１６０を用いた、間詰材７の除去方法について説明する。なお、間詰材７の除去方法は、実施形態１とほぼ同様の工程であるため、図１０を参照して説明する。実施形態５の除去方法では、実施形態１の掘削工程Ｓ１に代えて、支持構造物設置工程Ｓ１１が実行される。支持構造物設置工程Ｓ１１では、建屋５の上部に支持構造物１６５が設置される。装置設置工程Ｓ２では、支持構造物１６５に、除去装置１６０が設置される。ヘッド移動工程Ｓ３では、カッタ部１７１を鉛直方向の下方側に移動させることで、カッタ部１７１が間詰材７を切断するヘッド作業工程Ｓ４を実行する。
【０１７２】
以上のように、実施形態５によれば、カッタ部１７１により分割された間詰材７を、間詰材保持部材１９１により保持して引き上げることにより、間詰材７を好適に除去することができる。
【０１７３】
また、実施形態５によれば、建屋５の上部に支持構造物１６５を設置することができ、また、支持構造物１６５に除去装置１６０を設置して、間詰材７を除去することができる。このため、狭隘部６に設けられる間詰材７に対して、鉛直方向の上方側からアクセスして、間詰材７を好適に除去することができる。
【符号の説明】
【０１７４】
１  間詰材の除去システム
５  建屋
６  狭隘部
７  間詰材
８  配管
９  シール材
１５  除去装置
１６  掘削装置
１８  設置穴
２１  ウォータージェットヘッド部
２２  移動機構
２５  圧力配管
２７  主流噴射孔
２８  副流噴射孔
２９  ポンプ
３１  水平移動機構
３２  鉛直移動機構
３５  レール
３５ａ  ラックギア
３６  台車
３７  牽引台車
３８，３８ａ，３８ｂ  ワイヤ
３９  リターンプーリ
４１  ステー
４５  車輪
４５ａ  ピニオンギア
４６  サポートプレート
４７  サドル
４７ａ  長板部
４７ｂ  挟持部
５０  牽引ワイヤ
５１  車輪
５２  ボディ
５３  配管連結部材
５５  配管送出ドラム
５６  ガイドローラ
５７  送りローラ
６１  ハウジング
６２  切り刃
６３  縦刃
６４  横刃
６５  操舵部
７１  回動プーリ
７２  作動ワイヤ
１００  掘削ヘッド部
１０１  ハウジング
１０２  遊星歯車機構
１０３  掘削刃
１０５  排出穴
１１１  サンギア
１１２  プラネタリギア
１１３  リングギア
１１５  軸受部
１１６  軸受部
１２０  掘削ヘッド部
１２１  ハウジング
１２２  操舵部
１２３  回転刃
１２４  回転機構
１２５  切り刃
１２８  ベベルギア
１２９  ピニオンギア
１３０  ステアリングモータ
１３３  ホイールタイヤ
１３５  ベベルギア
１３６  ピニオンギア
１３７  カッタ駆動モータ
１４０  移動機構
１４１  軸移動機構
１４２  回動機構
１４５  保持管
１４６  継足し管
１４８  排出管
１５１  軸受部
１６０  除去装置
１６５  支持構造物
１７１  カッタ部
１７２  切り刃
１７３  継足し部材
１７３ａ  ラックギア
１７４  規制部材
１７４ａ  突起部
１８５  鉛直移動機構
１８６  ピニオンギア
１８７  カッタ駆動モータ
１９１  間詰材保持部
１９３  保持部本体
１９４  鈎爪部
１９５  挿入穴
１９６  圧縮ばね
Ｐ１  地面
Ｌ１  地下水の水位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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