JP2003040194A

JP2003040194A - 水中狭隘部移動システム

Info

Publication number: JP2003040194A
Application number: JP2001231508A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Togasawa; 裕戸賀沢; Mitsuaki Shimamura; 村光明島; Motohiko Kimura; 村元比古木; Kenji Kurihara; 原賢二栗
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP4090712B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水中を遊泳移動して、炉内移動装置を搬送で
きる装置と、三次元遊泳移動機能と炉内構造物に吸着し
ながら壁面上の任意方向へ移動する壁面移動機能を持
ち、精密な移動制御、位置決めが可能である水が満たさ
れた装置内の移動装置を提供すること。【解決手段】水が満たされた装置内を監視するための
カメラ１７５および作業機器を搭載し、推進機構または
車輪により前記装置内を移動し得る狭隘部移動装置１０
０と、前記狭隘部移動装置を出入りさせる開口部および
前記狭隘部移動装置を保持する保持手段２６を持った内
部空間を有し、前記狭隘部移動装置を出入り可能に収納
して該狭隘部移動装置に対する支援動作を行う支援装置
であって、水中移動手段１６，１７を有し、この水中移
動手段によって前記原子炉内を移動しうる支援装置９と
を備え、所要時に前記支援装置における前記保持手段に
よる保持を解除し、前記開口部を介して前記狭隘部移動
装置を発進させるようにした水中狭隘部移動システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水が満たされた装
置内の点検、検査、予防保全および補修を行うための装
置に係り、とくに装置内外の狭隘な箇所へ各種の装置や
治工具の搬送、位置決め、保持および移動を行うための
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば原子炉、とくに沸騰水型原子炉の
炉内構造物は、高温高圧環境下において十分な耐久性お
よび高温での強度を有する材料、例えばオーステナイト
・ステンレス鋼またはニッケル基合金によって構成され
ている。

【０００３】この炉内構造物のうち、交換困難な部材に
ついては、これらの部材が長期に及ぶプラントの運転に
よって厳しい環境に曝され、また、中性子照射の影響も
あることから、材料劣化の問題が懸念される。特に、炉
内構造物の溶接部近傍は、溶接入熱による材料の鋭敏化
および引張り残留応力の影響で潜在的な応力腐食割れの
危険性がある。

【０００４】炉心支持構造物であるシュラウド・サポー
トも同様の懸念があり、特に炉底部にあるシュラウド・
サポートにおけるバッフルプレート下の部位（シュラウ
ド・サポートレグ）、およびアニュラス部のジェットポ
ンプ・アダプタ近傍を検査、補修、保全する必要があ
る。

【０００５】従来、原子炉圧力容器や炉内構造物各部の
点検、検査、補修を行うために、各種装置や治工具を搭
載して遊泳移動するか、または壁面に吸着しながら移動
する装置が開発されている。すなわち、これらの装置に
より各種装置や治工具を搬送し、対象への位置を決め、
その位置を保持するとともに微小な位置移動を行うもの
である。

【０００６】上述した炉下部のシュラウド・サポートレ
グやアニュラス部のジェットポンプ・アダプタ近傍とい
った狭隘な空間での点検、検査、補修などを行うために
は、構成面で各種装置や治工具を搭載する移動装置を薄
く小型にすることが必要であるし、また機能面で遊泳移
動と対象壁面に接触しながら移動する壁面移動とが必要
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】遊泳移動は３次元運動
であるから最低３つのスラスタが、また壁面移動は２次
元運動であるから最低２つの駆動源が必要となる。ただ
し、駆動源が多数になると移動装置の薄型化や小型化に
支障を来たし、またケーブルが多芯とか複数本になる
と、移動時の負荷が大きくなるので移動性能が低下し、
装置の信頼性も低下する等の不具合が生じる。

【０００８】そして、移動装置を薄く小型にしても、炉
底部を点検、検査、補修するためには、事前準備とし
て、炉心側からのアクセスでは、制御棒案内管の取り外
し、またアニュラス部側からのアクセスでは、ジェット
ポンプのインレットミキサの取り外しといった作業が必
要となり、多大な時間を要する。

【０００９】本発明は上述の点を考慮してなされたもの
で、壁面上の任意の位置へ移動する移動機能を持つ狭隘
部移動装置をそなえた水中狭隘部移動システムを提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、請求項１ないし９記載の各発明を提供するも
のである。

【００１１】請求項１記載の発明は、作業機器を搭載
し、水が満たされた狭隘内を移動し得る狭隘部移動装置
と、前記狭隘部移動装置を出入りさせる開口部および前
記狭隘部移動装置を保持する保持手段を有し、前記狭隘
部移動装置に対する支援動作を行いつつ移動しうる支援
装置とを備え、所要時に前記支援装置における前記保持
手段による保持を解除し、前記開口部を介して前記狭隘
部移動装置を出入りさせるようにしたことを特徴とする
水中狭隘部移動システム、を提供する。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の水
中狭隘部移動システムにおける前記狭隘部移動装置が、
遊泳機能を持つ推進機構を設けた水中狭隘部移動システ
ム、を提供する。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の水
中狭隘部移動システムにおける前記支援装置が、前記狭
隘部移動装置を監視する監視カメラと、この監視カメラ
の視野を照明する照明器具とをそなえた水中狭隘部移動
システム、を提供する。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１記載の水
中狭隘部移動システムにおける前記支援装置が、前記狭
隘部移動装置に結合されたケーブルの繰り出し、巻取り
を行うケーブル巻取り機を有する水中狭隘部移動システ
ム、を提供する。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１記載の水
中狭隘部移動システムにおける前記支援装置が、前記監
視カメラを出し入れするためのケーブルの繰り出し、巻
取りを行うケーブル巻取り機を有する水中狭隘部移動シ
ステム、を提供する。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１記載の水
中狭隘部移動システムにおける前記支援装置が、水中で
のバランスを取るためのフロートを有する水中狭隘部移
動システム、を提供する。

【００１７】請求項７記載の発明は、請求項１記載の水
中狭隘部移動システムにおける前記狭隘部移動装置が、
上下または左右移動用のスラスタと、水平移動用のスラ
スタと、構造物に接触しながら移動するための移動車輪
と、前記移動車輪による移動方向を変更、調整する変更
手段と、浮力を持つフロートとを備え、点検、検査およ
び補修を行う各種装置や治工具を搬送し位置決めする水
中狭隘部移動システム、を提供する。

【００１８】請求項８記載の発明は、水が満たされた装
置内を遊泳移動または炉内構造物に接触しながら移動す
る水中狭隘部移動システムにおいて、第１の駆動源で回
転駆動される上下移動用のスラスタおよび移動車輪と、
第2の駆動源で回転駆動される水平移動用のスラスタお
よび移動車輪と、浮力を持つフロートとを備え、点検、
検査および補修を行う各種装置や治工具を搬送し位置決
めする水中狭隘部移動システム、を提供する。

【００１９】請求項９記載の発明は、請求項８記載の水
中狭隘部移動システムにおける前記上下移動用および水
平移動用の移動車輪が、円柱形状をした部材の表面にブ
ラシがらせん状に植え込まれて構成されており、このブ
ラシのらせんの向きが異なる一組の車輪を互いに反対方
向に回転させることで、前記移動車輪の回転軸と平行に
駆動力を発生させるようにした水中狭隘部移動システ
ム、を提供する。

【００２０】

【発明の実態の形態】以下、本発明の実施例につき、図
面を参照して説明する。

【００２１】まず、図１および図２により本発明による
水中狭隘部移動システムの作業対象箇所およびその近傍
の構造物について説明する。図１は、沸騰水型原子炉の
下部の横断面を示しており、ドーナツ状の原子炉圧力容
器１とシュラウド胴３とがある。シュラウド胴３の内部
には、炉内構造物を支えるための炉心支持板２が設置さ
れている。原子炉圧力容器１とシュラウド胴３との間に
は、バッフルプレート４が溶接され、その上には、ジェ
ットポンプ（図２）のディフューザ６ｂがそれぞれ周方
向に複数設置されている。また、バッフルプレート４に
は、原子炉圧力容器１の直径方向上にある２箇所に、ア
クセスホール５ａ，５ｂが設けられている。

【００２２】図２は、沸騰水型原子炉の炉心の縦断面図
を示しており、図１で示したように、原子炉圧力容器１
とシュラウド胴２との間に、ジェットポンプ６が図示の
ように設置されている。このジェットポンプ６は、大き
く分けてインレットミキサ６ａとディフューザ６ｂとで
構成されている。また、原子炉圧力容器１の下部には、
シュラウド・サポート７を支えるためのシュラウド・サ
ポートレグ８が溶接されている。

【００２３】この図２に示すように、狭隘部移動装置１
００を搭載した支援装置９は、電源ケーブル１０および
信号ケーブル１１を伴い、原子炉圧力容器１の上方から
遊泳移動しながらジェットポンプ６のインレットミキサ
６ａおよびディフューザ６ｂの横を通過して、バッフル
プレート４に設けられたアクセスホール５ａ，５ｂの何
れかに着座することができる。その後、狭隘部移動装置
１００を、支援装置９の下部から炉底部に送り出すこと
ができる。すなわち支援装置９は、狭隘部移動装置１０
０の搬送装置である。

【００２４】図３は、本発明の水中狭隘部移動システム
の全体的構成の一例を示している。同図に示すように、
狭隘部移動装置１００、およびこの狭隘部移動装置１０
０を内部に収納し移動する支援装置９を主たる構成要素
とするものである。なお、支援装置９はケーブル１０，
１１により制御統括システム１２に接続されている。

【００２５】狭隘部移動装置１００および支援装置９
は、制御統括システム１２の制御装置１３および操作ボ
ックス１４により、作業員がモニター１５を見ながら遠
隔操作して移動させることができる。支援装置９は、４
角の箱型状に形成され、上下移動用スラスタ１６ａ，１
６ｂと、水平移動用スラスタ１７ａ，１７ｂとにより、
水中を遊泳移動することができる。

【００２６】図４は、本発明の第１の実施例における支
援装置９の構成を示した正断面図である。この図４に示
すように、支援装置９は、水中を遊泳移動するために、
上下スラスタ１６ａ，１６ｂを駆動する駆動モータ１８
ａ，１８ｂと、水平スラスタ１７ａ（図示せず），１７
ｂを駆動する駆動モータ１９ｂとを有する。

【００２７】そして、上下移動は、上下スラスタ１６
ａ，１６ｂに直結された上下駆動モータ１８ａ，１８ｂ
を回転することにより行う。また水平移動は、水平駆動
モータ１９ａ（図示せず），１９ｂに接続されたギア２
０ａ，２０ｂ、プーリ２１ａ，タイミングベルト２２を
介してプーリ２１ｂを回転させ、水平スラスト１７ａ，
１７ｂを駆動することにより行う。以上の４つのスラス
タで、炉内を自由に遊泳移動をすることができる。

【００２８】支援装置９の底部には、狭隘部移動装置１
００を収納する内部空間があり、この内部空間の上に
は、狭隘部移動装置１００に結合されたケーブルの繰り
出し、巻取りを行うためのケーブル巻取り装置２３が配
設されている。このケーブル巻取り装置２３の駆動手段
は、駆動モータ２４、およびこの駆動モータ２４の駆動
軸に固定される溝付きプーリ２５によって構成されてい
る。

【００２９】この溝付きプーリ２５は、図示しない他の
溝付きプーリと対をなしており、これらの溝付きプーリ
で軽く押さえつつケーブルの繰り出し、巻取りを行う。
また、駆動モータ２４が万一故障した場合でも、原子炉
圧力容器１の上部からケーブルを引き上げて、狭隘部移
動装置１００を支援装置９内に回収することができる。

【００３０】そして、支援装置９には、開口部を介して
内部空間に回収した狭隘部移動装置１００を保持する手
段として、蝶番式扉２６ａ，２６ｂが配設されている。
この蝶番式扉２６ａ，２６ｂは、エアシリンダ２７ａ，
２７ｂを駆動することにより開閉される。このエアシリ
ンダ２７ａ，２７ｂの駆動は、エアホース（図示せず）
を通して制御装置１３からエアを供給することにより行
うことができる。

【００３１】さらに、支援装置９には、カメラ駆動装置
２８、監視カメラ２９および水中ライト３０が設けられ
ており、狭隘部移動装置１００の状態を制御統括システ
ム１２のモニター１５で確認することができる。

【００３２】また、支援装置９内の上部には、支援装置
９の水中バランスを維持するために、フロート３１ａ，
３１ｂが配設されている。そして、支援装置９の外部に
支援装置９をバッフルプレート４のアクセスホール５
ａ，５ｂに位置決めするための位置決め手段として、位
置決めガイド３２ａ，３２ｂがそれぞれ設けられてい
る。

【００３３】図５は、支援装置９内における監視装置の
構成を示す側面図である。監視装置は、カメラ駆動装置
２８および監視カメラ２９で構成されている。カメラ駆
動装置２８は、駆動手段として、駆動モータ３３と、こ
の駆動モータ３３の駆動軸に固定される溝付きプーリ３
４とを有し、この溝付きプーリ３４は、図示しない他の
溝付きプーリと対をなしており、これらの溝付きプーリ
で緩やかに押さえつつケーブルの繰り出し、巻取りを行
う。

【００３４】このカメラ駆動装置２８は、狭隘部移動装
置１００が、支援装置９から炉底部に繰り出された時
に、監視カメラ２９を支援装置９から炉底部に繰り出し
て、狭隘部移動装置１００の状態を監視できるように構
成されている。

【００３５】図６は、本発明の支援装置９におけるフロ
ートの内部構成を示している。この図６は、フロート３
１ａの縦断面図で、フロート３１ａには、操作ボックス
１４における制御装置１３のケーブル１１を取付けるた
めの水中用コネクタ３５と、支援装置９内部の各モータ
ケーブルを取付けるための水中用コネクタ３６ａ，３６
ｂ，３６ｃ，３６ｄとが設けられている。フロート３１
ａの内部には、水中用コネクタ３５、水中用コネクタ３
６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに接続されるケーブル３
８ａ，３８ｂおよび中継端子板３７が設けられている。

【００３６】本実施例では、中継端子板３７をフロート
３１ａ内に取付けたことにより、制御統括システム１２
の制御装置１３からのケーブル１０，１１の本数を削減
できる。よって、ケーブル１０，１１による支援装置９
の移動時に与える負荷を軽減することができる。

【００３７】このように第１の実施例によれば、支援装
置９が、狭隘部移動装置を搭載して水中を自由に遊泳移
動できるため、事前準備であるジェットポンプのインレ
ットミキサの取り外しをせずに、作業を効率的に行うこ
とができる。

【００３８】次に、本発明の第２の実施例を図７に基づ
き説明する。

【００３９】まず、狭隘部移動装置１００の具体的な構
成について説明する。図７（ａ），（ｂ）は、本願の第
２の実施例における狭隘部移動装置１００（以下、単に
移動装置１００という。）の構成、形状を示す正面図、
および一部側断面図である。この図７において、移動装
置１００は薄型に構成されており、筐体１２５内に各構
成部材が配置されている。移動装置１００の本体上部に
は、それぞれ上下スラスタ用モータ１０１ａ，１０１ｂ
により駆動される上下移動用スラスタ１０２ａ，１０２
ｂが配置されている。また移動装置１００の本体下部に
は、水平スラスタ用モータ１０３ａ，１０３ｂが配置さ
れ、傘歯車とタイミングベルト１０４ａ，１０４ｂとを
介して水平移動用スラスタ１０５ａ，１０５ｂを駆動す
る。

【００４０】そして移動装置１００の本体中央には、車
輪駆動モータ１０６ａ，１０６ｂと、これらのモータ１
０６ａ，１０６ｂにより平歯車１０７ａ，１０７ｂを介
して回転駆動される移動車輪１０８ａ，１０８ｂとが回
転盤１０９ａ，１０９ｂ上に設けられている。各回転盤
１０９ａ，１０９ｂは、筐体１２５に対して回転可能に
配置されており、各回転盤１０９ａ，１０９ｂは、ステ
アリングモータ１１０により、中間歯車１１１ａ，１１
１ｂを介して同じ方向に回転駆動される。その回転角度
は、ステアリングモータ１１０の出力軸と同じ歯車に噛
み合って回転されるポテンショメータ１１２により計測
される。

【００４１】回転盤１０９ｂの周縁部にはストライカ１
１３が固定されており、回転盤１０９ｂの回転によるス
トライカ１１３の通過を、筐体１２５側に固定されたリ
ミットスイッチ１１４により検出する。リミットスイッ
チ１１４の設置位置を、回転盤１０９ｂのある基準回転
位置においてストライカ１１３を検出するように設定す
ることで、移動車輪１０８ａ，１０８ｂの基準とする向
きを定めることができる。装置本体の上部にはフロート
１２０が配置されており、水中における装置本体の浮心
を重心より上にすることができ、常に装置の姿勢を一定
に保ちながら安定した遊泳移動をさせることできる。

【００４２】さらに、移動装置１００の本体を水平移動
用スラスタ１０５ａ，１０５ｂにより壁面へ押付けた時
に、壁面との距離を一定に保つために４つのボールキャ
スタ１３０ａ〜１３０ｄが設けられている。

【００４３】移動装置１００の本体下部には、点検作業
を行うための水中カメラ１７５が設けられ、反射ミラー
１７６により側方や下方の目視確認をすることができ
る。目視方向は、ミラー回転モータ１７７によって反射
ミラー１７６を回転することにより、目視方向を変更、
調整することができる。

【００４４】次に、本発明に係る狭隘部移動装置により
シュラウド・サポートレグ周りの溶接線検査を行う場合
を例にして、装置の運用方法について説明する。

【００４５】まず移動装置１００の本体に配置した４個
のスラスタによって、シュラウド・サポートレグ８に向
かって遊泳移動する。移動の仕方としては、炉内上部か
ら上部格子板、炉心支持板を通過して当該箇所へ達する
場合もあれば、途中経路の移動を迅速に行うために支援
装置９内に収納されたままアクセスホール近傍に移送さ
れ、そこからシュラウド・サポートレグ８に向かって遊
泳移動する場合もある。上下移動用スラスタ１０２ａ，
１０２ｂにより浮上、潜行を行い、水平移動用スラスタ
１０５ａ，１０５ｂにより前進、後進、左右旋回、その
場旋回が可能であり、これら両者の動きを組み合わせる
ことにより３次元遊泳移動を行うことができる。

【００４６】その後、シュラウド・サポートレグ８の検
査対象箇所に、水平移動用スラスタ１０５ａ，１０５ｂ
により装置本体を吸着させる。このスラスタ力が、シュ
ラウド・サポートレグ８の壁面への押付け力となり、車
輪回転時の走行駆動力となる。壁面に接触した後は、移
動車輪１０８ａ，１０８ｂを車輪駆動モータ１０６ａ，
１０６ｂにより回転駆動し、壁面上を移動する。

【００４７】移動方向は、ステアリングモータ１１０に
より回転盤１０９ａ，１０９ｂを回転させて移動車輪１
０８ａ，１０８ｂの向きを変えることにより変更する。
このように、車輪の回転駆動と車輪の向きを変えること
によって壁面上の２次元移動が可能となる。水平、垂直
のみでなく駆動方向を任意に設定することができる。こ
の移動車輪が１つだけであると、壁面に接触した後に、
ケーブル反力などを受けて装置全体が回転し搭載した各
種装置や治工具の位置がずれてしまうが、車輪を２つに
することである程度のケーブル反力などに耐えることが
でき、装置の姿勢を保持することができる。

【００４８】このように第２の実施例によれば、上下移
動用スラスタおよび水平移動用スラスタを組み合わせて
作動させることにより、水中での３次元遊泳移動が可能
である。また、炉内構造物に接触した後は、独立に回転
駆動される２つの車輪を同時に、かつ同じ方向に向きを
変えることができるので、精密な移動、位置決めを容易
に実現することができる。その結果、炉下部のシュラウ
ド・サポートレグやアニュラス部のジェットポンプ・ア
ダプタ近傍の狭隘部などへ進入、移動し、溶接部の点
検、検査、予防保全、補修といった各種作業を効率的に
行うことが可能になる。

【００４９】図８および図９（ａ），（ｂ）は、本発明
の第３の実施例を示している。

【００５０】まず、狭隘部移動装置の具体的な構成につ
いて説明する。図８は、第３の実施例における狭隘部移
動装置の構成、形状を示す正面図および一部側断面図で
ある。この図８において、狭隘部移動装置は薄型に構成
されており、筐体１７０に各構成部材が配置されてい
る。上下移動用モータ１５０は、中間歯車１５１を介し
て上下移動用車輪１５２および上下移動用車輪１５３を
回転駆動すると同時に、ギヤを介して上下移動用スラス
タ１５４を回転駆動する。

【００５１】移動装置１００の本体下部には、水平移動
用モータ１５５が配置され、タイミングベルト１５６を
介して水平移動用車輪１５７を回転駆動し、また中間歯
車１５９を介して水平移動用車輪１５８を逆向きに回転
駆動する。この水平移動用車輪１５７，１５８は、上下
移動用車輪１５２，１５３と同じものである。移動装置
１００の本体下部両脇には、水平スラスタ用モータ１６
０ａ，１６０ｂが配置され、傘歯車およびタイミングベ
ルト１６１ａ，１６１ｂを介して水平移動用スラスタ１
６２ａ，１６２ｂを回転駆動する。

【００５２】移動装置１００の本体上部両脇には、フロ
ート１６４ａ，１６４ｂが配置されており、水中におけ
る装置本体の浮心を重心より上にすることができるか
ら、常に装置の姿勢を一定に保ちながら安定した遊泳移
動ができる。

【００５３】さらに、移動装置１００の本体を水平移動
用スラスタ１６２ａ，１６２ｂにより壁面へ押付けた時
に壁面との距離を一定に保つために、４つのボールキャ
スタ１６３ａ〜１６３ｄが取付けられている。

【００５４】移動装置１００の本体下部には、点検作業
を行うための水中カメラ１７５が設けられているから、
反射ミラー１７６により、側方や下方の目視確認をする
ことができる。目視方向は、ミラー回転モータ１７７に
よって反射ミラー１７６を回転することにより、変更、
調整を行うことができる。

【００５５】次に、本発明に係る狭隘部移動装置により
シュラウド・サポートレグ周りの溶接線検査を行う場合
を例にして、移動装置の運用方法について説明する。

【００５６】まずシュラウド・サポートレグへ移動装置
１００の本体に配置した３個のスラスタによって遊泳移
動する。炉内上部から上部格子板、炉心支持板を通過し
て当該箇所へ達する場合もあれば、途中経路の移動を迅
速に行うため支援装置内に収納されたままアクセスホー
ル近傍に設置され、そこからシュラウド・サポートレグ
に遊泳移動する場合もある。

【００５７】上下移動用スラスタ１５４により浮上、潜
行を行い、水平移動用スラスタ１６２ａ，１６２ｂによ
り前進、後進、左右旋回、その場旋回が可能であり、３
次元遊泳移動を行うことができる。その後、シュラウド
・サポートレグの検査対象箇所に、水平移動用スラスタ
１６２ａ，１６２ｂにより装置本体を吸着させる。この
スラスタ力がシュラウド・サポートレグ壁面への押付け
力となり、車輪回転時の走行駆動力となる。壁面に当接
した後は、上下移動用車輪１５２，１５３を回転させて
上下方向に移動し、水平移動用車輪１５７，１５８を回
転させて水平方向に移動する。これら二方向の移動機能
により、壁面上の２次元移動が可能となる。

【００５８】次に、図８に示した移動用車輪による駆動
力の発生原理について、図９（ａ），（ｂ）を用いて説
明する。

【００５９】図９（ａ）は、上下移動用のスラスタ１５
４および上下移動用車輪１５２、ならびに上下移動用車
輪１５３の駆動系構成の概略を示した模式図であり、図
９（ｂ）は車輪単体での駆動力の発生原理を説明する模
式図である。この図９（ａ），（ｂ）において、上下移
動用車輪１５２，１５３は、円柱形状をした部材の表面
にブラシ１６４がらせん状に植え込まれた構成となって
いる。さらに、上下移動用車輪１５２と上下移動用車輪
１５３とでは、らせんの向きが互いに逆であり、中間歯
車１５１により回転方向が反転されて駆動力が伝達され
る構成となっている。

【００６０】図９（ｂ）は、上下移動用車輪１５３単体
についての説明図である。この車輪１５３を壁面に押付
けて右方向に１８０°回転させると、ブラシ１６４の先
端が壁面上を車輪回転軸に対して垂直方向、水平方向に
こすることによって、合力である壁面作用力１８１が発
生する。上下移動車輪１５３側、すなわち装置本体側に
は、その反力１８２が走行駆動力として作用する。

【００６１】この反力１８２の方向は、ブラシ１６４の
らせんのピッチに依存する。ピッチを小さくして、車輪
一回転当りのブラシ１６４の先端と壁面との接触点が回
転軸と平行な方向に移動する長さを、ブラシ１６４の植
え込み長さに対してごく僅かに小さくすれば、単位回転
速度での壁面上の接触点におけるブラシ１６４先端の速
度は、回転軸と垂直な方向の成分に比べて回転軸方向の
成分をかなり小さくすることが可能である。すなわち、
ブラシを植え込むピッチを小さくすることによって、車
輪を高速に回転しても回転軸と平行な方向に小さな駆動
速度を発生させることが可能になる。

【００６２】一般的に、スラスタ力を発生させるために
はスラスタを高速に回転させる必要があるが、壁面に接
触して車輪移動を行う場合には低速回転が必要になる。
したがって、スラスタおよび車輪を同一の駆動源により
駆動する場合には、駆動源と車輪回転軸との間に高比率
の減速機を組み込まなければならず、駆動系の構造複雑
化と動作効率の低下とを招く。

【００６３】それに換えて、図９（ａ）に示すような構
成によれば、減速機を用いることなく壁面接触時の車輪
による低速移動と、スラスタ１５４の高速回転による遊
泳移動とが可能になる。図９（ａ）において、ブラシ１
６４のらせんの向きを逆にした一組の上下移動用車輪１
５２と上下移動用車輪１５３とを、互いに逆向きに回転
駆動することによって左右対称の反力１８６が発生する
と、車輪回転軸と垂直な方向の駆動力は相殺され、その
合力である駆動力１８７が車輪の対称軸上で車輪回転軸
と平行に発生する。

【００６４】前述したように、ブラシ１６４の植え込み
ピッチを小さくすることによって車輪の回転軸と平行な
方向の駆動速度を小さくすることができるので、合力で
ある駆動力１８７の方向、すなわちスラスタ力１８８と
同じ方向に小さな駆動速度が与えられ、移動装置１００
の本体を低速移動させることができる。すなわち、一つ
の上下移動用モータ１５０により、減速機を用いずに、
壁面接触時の車輪による低速移動と、スラスタを高速回
転することによる遊泳移動とがともに実現可能である。

【００６５】このように第３の実施例によれば、一つの
駆動源と簡易な駆動構成によりスラスタによる遊泳移動
と車輪による走行移動とが可能になるので、装置に搭載
する駆動源を減らすことができ、装置を薄く小型にまと
めることが容易になる。その結果、炉下部のシュラウド
・サポートレグやアニュラス部のジェットポンプ・アダ
プタ近傍の狭隘部へ進入、移動して溶接部の点検、検
査、予防保全、補修といった各種作業を効率的に行うの
に好適な炉内移動装置を提供することができる。

【００６６】同時に、ケーブル芯数、またはケーブル本
数を減らすことができるので、装置移動時の負荷が小さ
くなって移動性能の低下を防ぎ、かつ装置の信頼性を向
上させることができる。

【００６７】上記実施例では、原子炉を適用対象として
説明したが、火力発電所等における、水が満たされた狭
隘部の監視、補修を要する装置や、さらには船舶の推進
機構周辺等にも本発明を適用することができる。

【００６８】

【発明の効果】本発明は上述のように、移動制御および
位置決めが迅速、的確に行われ、水が満たされた装置内
各部での各種作業を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】原子炉の圧力容器内の構造と構造物のうち、炉
下部を示す横断面図。

【図２】原子炉の圧力容器内の構造と構造物のうち、本
発明に関連する部位を示す縦断面図。

【図３】本発明による炉内移動システムを示す図であっ
て、図３（ａ）は支援装置９および移動装置１００の構
成を示す斜視図、図３（ｂ）は制御装置１３および関連
機器の説明図。

【図４】本発明の第１の実施例における支援装置の構成
を詳細に示す正面図。

【図５】同実施例における支援装置の内部に設置した監
視装置の構成を示す平面図。

【図６】同実施例における支援装置の内部に取付けたフ
ロートの構成を示す縦断面図。

【図７】図７（ａ）は本発明の第２の実施例における狭
隘部移動装置の構成、形状を示す正面図、図７（ｂ）は
同じく一部側断面図。

【図８】図８（ａ）は本発明の第３の実施例における炉
内内狭隘部移動装置の構成、形状を示す正面図、図８
（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線に沿った一部側断面図。

【図９】図９（ａ）は、本発明の第３の実施例における
上下移動用のスラスタおよび上下移動用車、上下移動用
車輪の駆動系構成の概略を示す模式図、図９（ｂ）は同
実施例における移動用車輪単体での駆動力の発生原理を
説明する模式図。

【符号の説明】

１原子炉圧力容器９支援装置１０電源ケーブル１１信号ケーブル１２制御統括システム１３制御装置１４操作ボックス１６上下移動用スラスタ１７水平移動用スラスタ１８上下スラスタ駆動モータ１９水平スラスタ駆動モータ２３ケーブル巻取り装置２８カメラケーブル駆動装置２９監視カメラ３０水中ライト３１フロート３３カメラケーブル駆動モータ３７中継端子板３８ケーブル１００狭隘部移動装置１０１上下スラスタ用モータ１０２上下移動用スラスタ１０３水平スラスタ用モータ１０５水平移動用スラスタ１０６車輪駆動モータ１０８移動車輪１１０ステアリングモータ１２０フロート１５０上下移動モータ１５２上下移動用車輪１５３上下移動用車輪１５４上下移動用スラスタ１５５水平移動用モータ１５７水平移動用車輪１５８水平移動用車輪１６０水平スラスタ用モータ１６２水平移動用スラスタ１６４ブラシ１７５水中カメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村元比古神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者栗原賢二神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内Ｆターム(参考） 2G075 CA08 CA50 DA15 FA12 FA13 FA20 FC03 FC17 GA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業機器を搭載し、水が満たされた狭隘内
を移動し得る狭隘部移動装置と、前記狭隘部移動装置を出入りさせる開口部および前記狭
隘部移動装置を保持する保持手段を有し、前記狭隘部移
動装置に対する支援動作を行いつつ移動しうる支援装置
とを備え、所要時に前記支援装置における前記保持手段による保持
を解除し、前記開口部を介して前記狭隘部移動装置を出
入りさせるようにしたことを特徴とする水中狭隘部移動
システム。
【請求項２】請求項１記載の水中狭隘部移動システムに
おいて、前記狭隘部移動装置は、遊泳機能を持つ推進機構を備え
たことを特徴とする水中狭隘部移動システム。
【請求項３】請求項１記載の水中狭隘部移動システムに
おいて、前記支援装置は、前記狭隘部移動装置を監視する監視カ
メラと、この監視カメラの視野を照明する照明器具とを
備えたことを特徴とする水中狭隘部移動システム。
【請求項４】請求項１記載の水中狭隘部移動システムに
おいて、前記支援装置は、前記狭隘部移動装置に結合されたケー
ブルの繰り出し、巻取りを行うケーブル巻取り機を有す
ることを特徴とする水中狭隘部移動システム。
【請求項５】請求項１記載の水中狭隘部移動システムに
おいて、前記支援装置は、前記監視カメラを出し入れするための
ケーブルの繰り出し、巻取りを行うケーブル巻取り機を
有することを特徴とする水中狭隘部移動システム。
【請求項６】請求項１記載の水中狭隘部移動システムに
おいて、前記支援装置は、水中でのバランスを取るためのフロー
トを有することを特徴とする水中狭隘部移動システム。
【請求項７】請求項１記載の水中狭隘部移動システムに
おいて、前記狭隘部移動装置は、上下または左右移動用のスラスタと、水平移動用のスラスタと、構造物に接触しながら移動するための移動車輪と、前記移動車輪による移動方向を変更、調整する変更手段
と、浮力を持つフロートと、を備えたことを特徴とする水中狭隘部移動システム。
【請求項８】請求項７記載の水中狭隘部移動システムに
おいて、前記狭隘部移動装置は、同一駆動源で回転駆動される上下移動用のスラスタおよ
び移動車輪と、水平移動用のスラスタと、水平移動用の移動車輪と、浮力を持つフロートと、を備えたことを特徴とする水中狭隘部移動システム。
【請求項９】請求項８記載の水中狭隘部移動システムに
おいて、前記上下移動用および水平移動用の移動車輪は、表面に
ブラシがらせん状に配置された円柱形状をした部材であ
り、ブラシのらせんの向きが互いに異なる一組の円柱形
状の部材が、互いに平行に対向配置されて反対方向に回
転する一対の回転軸にそれぞれ配置されるよう構成され
ており、この一組の円柱形状の部材を互いに反対方向に
回転させることで回転軸と平行に走行駆動力を発生させ
るようにしたことを特徴とする水中狭隘部移動システ
ム。