(57)【要約】【課題】断線や損傷を抑制することにより信頼性を向上することができるラインユニット及びそれを用いた有線式遠隔操作型除染ロボットを提供する。【解決手段】長手方向に対する側面の少なくとも一方に平面部５６０ａを有し、その平面部５６０ａと反対側の側面に複数の配管や配線などの構成線５１４により構成される線群を配置するようにテンションメンバ５６０を構成する。また、テンションメンバ５６０を線群とともに保護材５１３によって覆うように構成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に対する側面の少なくとも一方に平面部を有し、前記平面部と反対側の側面に複数の配管や配線などにより構成される線群を配置するテンションメンバと、
前記テンションメンバを前記線群とともに覆う保護材と
を備えたことを特徴とするラインユニット。
【請求項２】
請求項１記載のラインユニットにおいて、
前記テンションメンバの長手方向に間隔をおいて配置され、前記線群を前記テンションメンバに対して結束する複数の結束部材を備え、
前記結束部材間における前記テンションメンバの長さよりも前記線群の長さが長くなるように結束されたことを特徴とするラインユニット。
【請求項３】
請求項２記載のラインユニットにおいて、
前記結束部材は、前記テンションメンバと一体的に構成されたことを特徴とするラインユニット。
【請求項４】
請求項３記載のラインユニットにおいて、
前記結束部材は、前記線群が前記テンションメンバに対して長手方向に相対的に移動可能な結束力で前記線群を前記テンションメンバに結束することを特徴とするラインユニット。
【請求項５】
請求項３記載のラインユニットにおいて、
前記結束部材は、前記線群を構成する前記配線や配管の少なくとも一部を個別に結束できるように分離していることを特徴とするラインユニット。
【請求項６】
請求項５記載のラインユニットにおいて、前記線群を構成する複数の配管や配線の少なくとも一部に対して、他の配管や配線が螺旋状に配置されて前記結束部材に結束されることを特徴とするラインユニット。
【請求項７】
走行装置と、前記走行装置の上部に設けられた本体と、前記本体の前部に設けられたロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、汚染区域内の除染対象物への除染液の噴射及び除染後の除染液の回収を行う除染ユニットとを備えた有線式遠隔操作型除染ロボットであって、
前記汚染区域外に配置されて前記除染ユニットで用いる除染液の供給や回収を行う除染液供給回収装置、及び前記汚染区域外に配置されて前記除染ユニットの操作を行う操作装置と、前記有線式遠隔操作型除染ロボットとを接続する請求項１記載のラインユニットと
を備えたことを特徴とする有線式遠隔操作型除染ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラインユニット及びそれを用いた有線式遠隔操作型除染ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地震や津波、竜巻等の自然災害の発生によって、発電所や各種プラントに損壊が生じ、薬物や放射性物質等による汚染が生じた場合には、除染により現場の復旧を行う必要があるが、作業者が汚染箇所に接近して直接作業を行うのは困難であるため、作業者の代わりに除染対象に接近して除染を行うことができる有線式遠隔操作型除染ロボットが用いられる。有線式遠隔操作型除染ロボットは移動装置や除染装置等を具備して構成されており、汚染箇所を含むように設定された汚染区域内を自走しながら汚染箇所の除染を行う。
【０００３】
このような有線式遠隔操作型除染ロボットは、汚染区域外に配置された電源供給や操作、除染剤送液回収等の機能を担う装置と複数の配線や配管を被覆で覆ったもの（以下、ラインユニットと称する）により接続されている。これらのラインユニットには、有線式遠隔操作型除染ロボットの自走に伴って牽引される過程において、床との摺動抵抗や慣性等に起因する張力が生じるため、配線や配管の切断による有線式遠隔操作型除染ロボットの動作不良が懸念される。
【０００４】
ケーブルに働く張力に対する技術として、例えば、特許文献１（特開平１１−０２３９２５号公報）には、光ファイバケーブルの中心に備えられ、光ファイバケーブルが線長方向に引かれた場合の伸びを抑制するロープ状のテンションメンバが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−０２３９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、有線式遠隔操作型除染ロボットが自走して移動する区域内には柱などの構造物（場合によっては瓦礫等を含む）が存在しており、ラインユニットが構造物に接している場合には、牽引の張力が作用する他に、牽引に伴って横方向から構造物等に押し当てられる力が作用する。この場合、ラインユニットに上記従来技術に倣ってテンションメンバを配すると、ラインユニットの中央に位置するテンションメンバよりも曲げの内側（構造物側）に配線や配管、被覆などが必ず位置してしまうため、これらが構造物とテンションメンバとの間に挟まれることにより生じるストレス（挟み込みストレス）で断線、破損してしまうことが懸念される。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、断線や損傷を抑制することにより信頼性を向上することができるラインユニット及びそれを用いた有線式遠隔操作型除染ロボット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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、長手方向に対する側面の少なくとも一方に平面部を有し、前記平面部と反対側の側面に複数の配管や配線などにより構成される線群を配置するテンションメンバと、前記テンションメンバを前記線群とともに覆う保護材とを備えたものとする。
【発明の効果】
【０００９】
断線や損傷を抑制することにより信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係るラインユニットが適用される有線式遠隔操作型除染ロボットの使用環境を模式的に示す図である。
【図２】ラインユニットの構成を概略的に示す図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】有線式遠隔操作型除染ロボットが自走して移動する区域内に存在する柱などの構造物とラインユニットとの関係を示す図である。
【図５】ラインユニットが構造物と接触している場合にラインユニットに働く力を模式的に示す上面図である。
【図６】構造物に対して離れている場合のラインユニットの挙動を示す断面図である。
【図７】牽引に伴って構造物側に押し付け力が働いている場合のラインユニットの挙動を示す断面図である。
【図８】第１の実施の形態に対する比較例として、ラインユニットに上記従来技術に倣ってテンションメンバを配した場合を示す断面図である。
【図９】第１の実施の形態に対する比較例として、ラインユニットに他の従来技術に倣ってテンションメンバを配した場合を示す断面図である。
【図１０】第１の実施の形態に対する比較例として、ラインユニットに他の従来技術に倣ってテンションメンバを配した場合を示す断面図である。
【図１１】第１の実施の形態の変形例のラインユニットの構成を概略的に示す図である。
【図１２】図１１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例の効果を説明する断面図である。
【図１４】ラインユニットが交互に曲がる場合の構造物の配置を示す図である。
【図１５】有線式遠隔操作型除染ロボットと保護材に間隔を設けた場合を示す図である。
【図１６】第１の実施の形態の他の変形例のラインユニットの構成を概略的に示す図である。
【図１７】図１１におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を図１〜図１０を参照しつつ説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係るラインユニットが適用される有線式遠隔操作型除染ロボットの使用環境を模式的に示す図である。
【００１４】
図１において、有線式遠隔操作型除染ロボット１００は、地震や津波、竜巻等の自然災害の発生によって、発電所や各種プラント（以降、プラント２００と称する）に損壊が生じ、薬物や放射性物質等による汚染が生じた場合に、操作者の代わりに汚染区域４０１内の除染対象物２０１に接近して除染を行うものであり、クローラ式（又はホイールローダ式）の走行装置１０２と、走行装置１０２の上部に設けられた本体１０１と、本体１０１の前部に設けられたロボットアーム１０３と、ロボットアーム１０３の先端に設けられ、汚染区域４０１内の除染対象物２０１への除染液の噴射及び除染後の除染液の回収を行う除染ユニット１０４と、汚染区域外（非汚染区域）４０２に配置された除染液供給回収装置３０１及び操作装置３０２と有線式遠隔操作型除染ロボット１００の本体１０１とを接続するラインユニット５００とから概略構成されている。
【００１５】
除染ユニット１０４は、除染対象物２０１に接触して封止した状態で除染液を噴射するとともに除染後の除染液を回収することにより、汚染の拡大を防止しつつ除染対象物２０１の除染を行うものである。除染ユニット１０４の除染対象物２０１との接触部には、除染液の外部への飛散等を防止する除染空間（図示せず）が設けられており、除染空間内には、除染液を噴射する噴射部や、除染液を回収する回収部などが配置されている（ともに図示せず）。
【００１６】
除染液供給回収装置３０１は、トラック３００などに搭載されて非汚染区域４０２に配置されており、ラインユニット５００を構成する配管を介して、除染ユニット１０４で用いる除染液の供給や、除染ユニット１０４で回収した除染液の回収を行う。
【００１７】
操作装置３０２は、トラック３０４などに搭載されて非汚染区域４０２に配置されており、ラインユニット５００を構成する配線を介して、有線式遠隔操作型除染ロボット１００の駆動に用いられる電力の供給や、有線式遠隔操作型除染ロボット１００に搭載された撮像装置（図示せず）からの画像信号の受信および表示、操作者３０３による有線式遠隔操作型除染ロボット１００の操作信号の送信などを行う。
【００１８】
図２は、ラインユニットの構成を概略的に示す図である。また、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００１９】
図２及び図３において、ラインユニット５００は、配管や配線などの構成線５１４の集合である線群と、線群に沿って配置されたテンションメンバ５６０と、テンションメンバ５６０を線群とともに覆う保護材５１３と、テンションメンバ５６０の長手方向に間隔をおいて配置され、線群をテンションメンバ５６０に対して結束する複数の結束部材５６１とから概略構成されている。
【００２０】
テンションメンバ５６０は、一端を有線式遠隔操作型除染ロボット１００に接続され、他端を非汚染区域の特定の箇所（有線式遠隔操作型除染ロボット１００の自走によりテンションメンバ５６０に生じる張力に耐えられる構造であれば良く、例えば、トラック３００，３０４や除染液供給回収装置３０１、操作装置３０２等が考えられる）に固定されている。また、テンションメンバ５６０は、ラインユニット５００の長手方向に対する側面の少なくとも一方に平面部５６０ａを有し、平面部と反対側の側面に線群が配置されている。つまり、テンションメンバ５６０は、線群に対して最外周に配置されることになる。本実施の形態のテンションメンバ５６０は、例えば、ベルト状の部材であり、トラックの荷崩れを防ぐために荷物の結束に使われるラッシングベルトと呼ばれる樹脂性のベルト等と同等の部材がある。
【００２１】
結束部材５６１は、テンションメンバ５６０に沿って間隔をもって配置されており、各結束部材５６１間ではテンションメンバ５６０の長さよりも前記線群の長さが長くなるように結束されている。これにより、テンションメンバ５６０に張力が作用して張られた状態であっても、線群を構成する配管や配線などの構成線５１４はたるみを有した状態となる。なお、結束部材５６１としては、例えば、金属製や樹脂製のバンド、針金等がある。
【００２２】
図４は、有線式遠隔操作型除染ロボットが自走して移動する区域内に存在する柱などの構造物とラインユニットとの関係を示す図である。また、図５は、ラインユニットが構造物と接触している場合にラインユニットに働く力を模式的に示す上面図である。
【００２３】
図４においては、ラインユニット５００が構造物２０２と接触していない場合を点線で示し、有線式遠隔操作型除染ロボット１００の自走によりラインユニット５００が構造物２０２と接している場合を実線で示している。
【００２４】
図４に示すように、有線式遠隔操作型除染ロボット１００の自走に伴ってラインユニット５００が牽引される過程においては、床との摺動抵抗や慣性等に起因する張力が生じるほか、ラインユニット５００が構造物２０２に接している場合には、図５に示すように、ラインユニット５００の牽引に伴って横方向から構造物２０２に押し当てられる力（押し付け力）５５１が作用する。このとき、ラインユニット５００と構造物２０２とが接する部分付近に挟み込みストレス５５５が生じる。また、ラインユニット５００の構造物２０２側への曲げの内側の長さ５５３に対し、曲げの外側の長さ５５２が大きくなることに起因し、ラインユニット５００の曲げの外側の部位には、引っ張りストレス５５６が生じる。
【００２５】
図６は、構造物に対して離れている場合のラインユニットの挙動を示す断面図であり、図７は牽引に伴って構造物側に押し付け力が働いている場合のラインユニットの挙動を示す断面図である。
【００２６】
図６に示すように、ラインユニット５００が構造物２０２に接触しない状態でテンションメンバ５６０が構造物２０２側を向いていない状態であっても、図７に示すように、テンションメンバ５６０が押し付け力５５１によって構造物２０２側に押し付けられて曲げられた場合は、線群の最外周に配置するよう結束されたテンションメンバ５６０に主に牽引力がかかり、構成線５１４の線群をねじるように回転モーメント５５７を発生するので、テンションメンバ５６０は構造物２０２側に近接するよう移動する。すなわち、本実施の形態においては、ラインユニット５００の曲がる方向はテンションメンバ５６０側（正確には、平面部５６０ａ側）に限定される。
【００２７】
以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。
【００２８】
操作者３０３が非汚染区域４０２にある操作装置３０２を操作することで、ラインユニット５００を介して汚染区域４０１にある有線式遠隔操作型除染ロボット１００に指令を伝え、有線式遠隔操作型除染ロボット１００を操縦する。
【００２９】
有線式遠隔操作型除染ロボット１００は、操作者３０３の操作に従い、まず、除染対象物２０１付近まで移動する。次に、除染対象物２０１に対して除染ユニット１０４が接するようにロボットアーム１０３を操作する。このとき、除染ユニット１０４の除染空間は、除染対象物２０１と除染ユニット１０４により封止された状態となる。次に、除染対象物２０１に対して除染液を噴射部から噴出しつつ、除染空間に溜まった汚染物質を含む噴出後の除染液を回収部から吸い取って回収し、除染処理を行う。他の除染対象物がある場合はそこに移動し、上記の動作を繰り返す。
【００３０】
以上のように構成した本実施の形態の効果を図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
有線式遠隔操作型除染ロボットは、汚染区域外に配置された電源供給や操作、除染剤送液回収等の機能を担う装置と複数の配線や配管を被覆で覆ったラインユニットにより接続されている。ラインユニットには、有線式遠隔操作型除染ロボットの自走に伴って牽引される過程において、床との摺動抵抗や慣性等に起因する張力が生じるため、配線や配管の切断による有線式遠隔操作型除染ロボットの動作不良が懸念される。また、有線式遠隔操作型除染ロボットが自走して移動する区域内には柱などの構造物が存在しており、ラインユニットが構造物に接している場合には、牽引の張力が作用する他に、牽引に伴って横方向から構造物等に押し当てられる力が作用する。
【００３２】
ケーブルに働く張力に対する従来技術としては、例えば、光ファイバケーブルの中心に備えられ、光ファイバケーブルが線長方向に引かれた場合の伸びを抑制するロープ状のテンションメンバが知られている。
【００３３】
図８は、本願発明に対する比較例として、ラインユニットに上記従来技術に倣ってテンションメンバを配した場合を示す断面図である。
【００３４】
図８に示すように、ラインユニットに上記従来技術に倣ってテンションメンバを配すると、ラインユニット１５００の中央に位置するテンションメンバ１５６０よりも曲げの内側（構造物側）に配線や配管などの構成線１５１４、被覆１５１３などが必ず位置してしまうため、これらが構造物２０２とテンションメンバ１５６０との間に挟まれることにより生じるストレス（挟み込みストレス）で断線、破損してしまうことが懸念される。
【００３５】
また、図９及び図１０は、本願発明に対する比較例として、ラインユニットに他の従来技術に倣ってテンションメンバを配した場合を示す断面図である。
【００３６】
図１０に示すように、ラインユニット２５００のテンションメンバ２５６０が構成線２５１４より曲げの外側に位置するように配置した場合には、構成線２５１４には挟み込みストレスが生じて断線してしまう。また、図９に示すように、ラインユニット２５００のテンションメンバ２５６０を構成線２５１４より曲げの内側に位置するように配置した場合には、テンションメンバ２５６０と構造物２０２とで挟まれる保護材２５１３の接触面積が小さくなるので、大きな挟み込みストレスが生じ、保護材２５１３が容易に破れてしまう。
【００３７】
これに対して本実施の形態においては、長手方向に対する側面の少なくとも一方に平面部５６０ａを有し、平面部５６０ａと反対側の側面に複数の配管や配線などの構成線５１４により構成される線群を配置するテンションメンバ５６０と、テンションメンバ５６０を線群とともに覆う保護材５１３とを備えて構成したので、断線や損傷を抑制することにより信頼性を向上することができる。
【００３８】
すなわち、本実施の形態において、ラインユニット５００は、構造物２０２に接触した状態で牽引されると、線群の最外周に配置したテンションメンバ５６０が線群の構成線５１４よりも構造物２０２に近接した配置となるので、構成線５１４がテンションメンバ５６０と構造物２０２との間に挟まれることが無く、断線を抑制することができる。
【００３９】
また、保護材５１３は、テンションメンバ５６０の平面部５６０ａと構造物２０２との間に挟まれることになるので、挟まれる部分の面積を広くとることができ、ストレスの集中が緩和されて損傷を抑制ことができる。
【００４０】
また、テンションメンバ５６０に対して線群を十分にたるませて結束しているので、構造物２０２に対して外側に位置する構成線５１４に引っ張りストレスが生じることを回避することができる。
【００４１】
＜第１の実施の形態の変形例＞
第１の実施の形態の変形例を図１１〜図１５を参照しつつ説明する。
【００４２】
本変形例は、テンションメンバと結束部材とを一体的に構成したものである。
【００４３】
図１１は、本変形例のラインユニットの構成を概略的に示す図である。また、図１２は、図１１におけるＢ−Ｂ線断面図である。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
図１１及び図１２において、ラインユニット５００Ｂは、配管や配線などの構成線５１４の集合である線群と、線群に沿って配置されたテンションメンバ５６０Ｂと、テンションメンバ５６０Ｂを線群とともに覆う保護材５１３と、テンションメンバ５６０Ｂの長手方向に間隔をおいて配置され、テンションメンバ５６０Ｂと一体的に構成されて、線群をテンションメンバ５６０Ｂに対して結束する複数の結束部材５６１Ｂとから概略構成されている。構成線５１４の線群の外径に対して結束部材５６１Ｂの内径は大きく構成され、テンションメンバ５６０Ｂに対して構成線５１４が長手方向に相対的に移動可能に構成されている。テンションメンバ５６０Ｂと結束部材５６１Ｂとは、例えば、樹脂性のベルトに樹脂製の部材をリング形状となるように縫い付けることで一体的に形成することができる。
【００４５】
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４６】
以上のように構成した本実施の形態においても、図１３に示すように、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、構成線５１４の線群の外径に対して結束部材５６１Ｂの内径を大きくして構成したので、構成線５１４を結束部材５６１Ｂに通すだけで結束することができる。これは結束バンド等の結束部材でテンションメンバと構成線とを締め上げる場合と比較して製作性を向上することができる。
【００４８】
また、構成線５１４をたるませる位置について自由度が大きくなる。すなわち、例えば、図１５に示すように、有線式遠隔操作型除染ロボット１００と保護材５１３に間隔を設け、その間隔に構成線５１４のたるみをまとめることによって、保護材５１３の内径が小さいことにより、保護材５１３内で構成線５１４を十分たるませることができない場合であっても、結束部材５６１Ｂが構成線５１４を長手方向に固定していないため、まとめたたるみが不足を補い、構成線５１４に作用する張力を抑制することができる。
【００４９】
また、図１４に示すように、ラインユニット５００Ｂが交互に曲がらざるをえない配置の構造物２０２が近接して存在する場合にも対応することができる。すなわち、本変形例においては、構成線５１４が結束部材５６１Ｂと一体的に形成されたテンションメンバ５６０Ｂに固定されないので、構成線５１４の硬さによらず、テンションメンバ５６０Ｂのみが周方向に回転してそれぞれの構造物２０２に接する。したがって、交互に向に曲がらざるを得ない状況であっても、構成線５１４がテンションメンバ５６０Ｂと構造物２０２とに挟まれることがない。
【００５０】
＜第１の実施の形態のその他の変形例＞
第１の実施の形態のその他の変形例を図１６及び図１７を参照しつつ説明する。
【００５１】
本変形例は、線群を構成する配線や配管の少なくとも一部を個別に結束できるように結束部材を分離して構成し、線群を構成する複数の配管や配線の少なくとも一部に対して、他の配管や配線を螺旋状に配置したものである。
【００５２】
図１６は、本変形例のラインユニットの構成を概略的に示す図である。また、図１７は、図１６におけるＣ−Ｃ線断面図である。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５３】
図１６及び図１７において、ラインユニット５００Ｃは、配管や配線などの構成線５１４の集合である線群と、線群に沿って配置されたテンションメンバ５６０Ｃと、テンションメンバ５６０Ｃを線群とともに覆う保護材５１３と、テンションメンバ５６０Ｃの長手方向に間隔をおいて配置され、テンションメンバ５６０Ｃと一体的に構成されて、線群をテンションメンバ５６０Ｃに対して結束する複数の結束部材５６１Ｃとから概略構成されている。構成線５１４の線群の外径に対して結束部材５６１Ｃの内径は大きく構成されている。結束部材５６１Ｃは、線群を構成する複数の構成線５１４の少なくとも一部を個別に結束できるように分離して構成されている。また、線群を構成する複数の構成線５１４の少なくとも一部に対して、他の構成線５１４は螺旋状に配置されている。
【００５４】
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、構成線５１４に対するたるみをより多く保護材５１３内に設けることができる。
【００５７】
なお、構成線５１４の中に柔軟に伸縮するものがある場合、これについては引っ張りストレスが生じにくいのでたるみは不用である。そのような場合は、柔軟に伸縮しないもののみをスパイラル状に配置すればよい。
【００５８】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。すなわち、上記した実施の形態は本願発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５９】
１００  有線式遠隔操作型除染ロボット
１０１  本体
１０２  走行装置
１０３  ロボットアーム
１０４  除染ユニット
２００  プラント
２０１  除染対象物
２０２  構造物
３００  トラック
３０１  除染液供給回収装置
３０２  操作装置
３０３  操作者
３０４  トラック
４０１  汚染区域
４０２  非汚染区域
５００，５００Ｂ，５００Ｃ  ラインユニット
５１３  保護材
５１４  構成線
５５１  押し付け力
５５５  挟み込みストレス
５５６  引っ張りストレス
５５７  回転モーメント
５６０，５６０Ｂ，５６０Ｃ  テンションメンバ
５６０ａ  平面部
５６１  結束部材
５６１Ｂ  結束部材
５６１Ｂ  結束部材
５６１Ｃ  結束部材
５６１Ｃ  結束部材
１５００  ラインユニット（従来技術）
１５６０  テンションメンバ（従来技術）
１５１３  被覆（従来技術）
１５１４  構成線（従来技術）
２５００  ラインユニット
２５１３  保護材（従来技術）
２５１４  構成線（従来技術）
【図１】
2017027880.tif 000003
【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】
2017027880.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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