JP2500354Y2 - 機械式送出し・遠隔位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は一般に、遠隔から制御可
能なセンサに関し、より詳しくは、原子炉内の諸要素を
検査する接触型超音波センサを遠隔位置決めするための
機械式送出し装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】接触型超音波センサを使用することは、
機械的要素の検査について良く知られている。場所の制
約が存在したり、環境が苛酷であったりすることによっ
て、手動操作が可能ではない場合に、超音波センサを位
置決めするために遠隔制御可能な送出し又は送込み装置
を用いることも、良く知られている。しかし、原子炉の
内部のような或る種の環境は、特別の問題を提起する。

【０００３】原子炉内の諸要素の検査は、運転特性のデ
ータを集め、故障を検出し、規則その他に準拠するため
に通常必要となる。これらの検査は、燃料交換又は日常
的な保守のための計画された運転停止の間に通常行なわ
れる。この運転停止は、経済上の理由から、最短期間に
制限される。このように、運転停止期間が短かいため、
非常に多数の複雑は検査を非常に短かい時間内に行なう
ことが必要となる。

【０００４】この時間的な制約のほかにも、原子炉のず
っと上方の作業台(プラットホーム)から検査を行なうこ
とも必要となり、作業者と被検部との間の距離が、９
ｍ、時には１２ｍにもなることも、まれではない。更
に、被検部は、超音波センサを位置決めするための凹所
又はノッチを備えていることがあり、この場合、超音波
センサを凹所又はノッチに挿入しうるようになる前に、
同超音波センサと被検部との間の特定の方向付けを実現
することが不可欠である。適切な方向付けが得られる前
に超音波センサを挿入しようとすると、該超音波センサ
が破損する恐れがある。被検部に向かう途中又は被検部
から離れる途中に超音波センサが障害物と衝突した場合
にも、同超音波センサの故障が起こりうる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】原子炉が複雑なこと、
短時間内に行なうべき検査の数が多いこと、及び水中の
放射性環境において、操作者から１２ｍも離れた位置か
ら壊れ易いセンサを盲状態で位置決めすることの困難さ
に留意して、設計技術者は、センサの遠隔位置決めのた
めの各種の機械的装置の開発を広範囲に試みており、本
考案は、そのような開発の結果得られたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案によると、センサ
を、被検部の所定部分とはめ合い係合状態に遠隔位置決
めする、機械式の送出し・遠隔位置決め装置が提供され
ている。この送出し・遠隔位置決め装置は、遠隔の場所
から操作するようになっている第１端、及び該第１端か
ら軸方向に離間した第２端を備えた細長い支持手段であ
って、支持軸線を画定しており、該支持軸線に沿って、
前記支持手段が前記第１端の操作により前記被検部に関
して移動されるようになっている前記支持手段と、前記
被検部の前記所定部分とはめ合い係合するようになって
いるセンサ部分を有するセンサ手段と、内部に円筒形の
開口を有すると共に、前記支持手段の前記第２端によっ
て支持されたアームと、該アームのところで前記センサ
手段を前記支持手段に取り付ける取付手段とを備え、該
取付手段は、前記センサ部分を支持するために前記アー
ムに装着されるようになっている円筒形のアダプタを含
み、該円筒形のアダプタの側面にはスロットが設けら
れ、該スロットの位置における前記アダプタの直径が前
記円筒形の開口の直径よりも小さくされており、前記ア
ダプタが前記アームにある前記円筒形の開口に受け入れ
られていて、該アームに対して垂直な軸線回りの前記円
筒形の開口内の前記アダプタの限定された回転を許容す
るようになっていると共に、前記垂直な軸線上の箇所を
中心とした前記アームに関する前記センサ部分の限定さ
れた揺動を許容するようになっている。

【０００７】アダプタ及びアームの上述した取り付け方
の効果として、センサ部分は、アームの内部にゆるく嵌
合され、支持手段の第２端と被検部との間の位置決めミ
スにも拘らず、センサ部分が被検部と係合すると共に、
アームに対して確実に固着される。

【０００８】好適な実施例においては、このアームは、
旋回手段によって、細長い支持手段に連結される。この
旋回手段は、アームが支持手段内に実質的に収納される
第１位置と、センサ部分を支持するアーム部分が支持手
段の側方に延びてセンサ部分が被検部の所定部分とはめ
合い係合するように位置決めされる第２位置即ち展開位
置との間に、アームを移動させる。第１位置と第２位置
との間のアームの運動を制御するための操作手段が設け
られている。この操作手段は、アームに連結された第１
歯車手段と、該第１歯車手段に噛み合う第２歯車手段
と、第１位置及び第２位置の間にアームを移動させる移
動手段とを備えている。この移動手段は、支持手段の第
１端に組み合わされているため、遠隔位置からアームの
位置を制御することができる。

【０００９】従って、支持手段内の第１位置にアームが
ある間に、センサ手段を損傷させるおそれなく、管のど
んな量についても支持手段を押したり引いたりすること
ができる。支持手段が被検部の個所に到達した時に、ア
ームを第２位置に移動させ、被検部にセンサを係合させ
ることができる。

【００１０】また、好適な実施例によれば、支持手段の
第１端に、表示器が組み合わされており、この表示器
は、センサ部分が所定の力で被検部と接触する時に、第
１表示を与え、被検部の所定部分にセンサ部分がはめ合
い係合した前記力が減少した時に、第２表示を与える。

【００１１】機械式の送出し又は送込み装置は、被検部
にハウジングが隣接するように位置決めされる。アーム
を展開させ、センサ部分が被検部と接触するまで送込み
装置全体を移動させる。次にセンサ部分が被検部の所定
部分とはめ合い係合するまで支持手段を操作する。好適
な実施例によれば、被検部との接触後に送込みばねを用
いてセンサ部分に対する力を増大させる。この力の増大
はスケールによって表示される。次に、被検部にセンサ
部分が係合するまで、送込み装置を回動させる。これ
は、センサ部分に作用する力がスケールによって表示さ
れるように低下することによって表示される。次に、検
査を行なう前に適切な接触を確実にするために、センサ
部分に作用する力を増大させることができる。

【００１２】

【実施例】本考案は、添付図面を参照とした以下の詳細
な説明によって一層よく理解されよう。図１には、本考
案による教示に従って構成された機械式の送込み装置
（送出し・遠隔位置決め装置）１０が図示されている。
送込み装置１０の下端部には、センサハウジング１２が
配設されている。このハウジング１２は、図１には開放
位置において示したアーム１４を支持している。アーム
１４は、図２に示した閉止位置を有している。

【００１３】アーム１４は、センサ手段である第１、第
２の接触型超音波変換器１６及び１８を支持している。
アーム１４が、図１に示すように開放位置になると、変
換器１６，１８はハウジング１２の側方に延長し、被検
部とはめ合い係合可能となる。アーム１４が、図２に示
すように、閉止位置になると、変換器１６，１８は、ハ
ウジング１２の内部にあり、被検部に近付き又はそれか
ら離れる方向の移動の間に、損傷に対して保護される。

【００１４】アーム１４は、図２に示した操作棒（支持
手段）２０によって操作される。操作棒２０は、目付き
ナット（第１端）２１及びねじ付きノブ２２（どちらも
図１に示す）に終端している。目付きナット２１とハウ
ジング１２との間の距離は、通常は約１２ｍ（４０フィ
ート）あるため、第１延長パイプ２４により操作棒２０
を保護することが望ましい。第１延長パイプ２４は、ハ
ウジング１２の上端のねじ部２５（図２に示す）にねじ
止めされる。延長パイプ２４は、機械的な送込み装置１
０の上端に、外側支持部２６を備えている。変換器１６
からの電気的な同軸ケーブル２８，２９及び変換器１８
からの電気的な同軸ケーブル３０，３１も、延長パイプ
２４の内部にあり、この延長パイプにより保護されてい
る。同軸ケーブル２８，２９，３０，３１は、例えばソ
ニック（Sonic)・コーポレイションから供給される「マ
ークＩ」のような超音波装置に連結することができる。

【００１５】機械的な送込み装置１０は、ホイスト３
５、送込みばね３７及びスケール３９を経て、天井フッ
ク即ちクレーンフック３３に連結されている。目付きナ
ット２１、ねじ付きノブ２２、ホイスト３５、ばね３７
及びスケール３９は、図６を参照して以下に詳述するよ
うに、変換器１６，１８を正確に位置決めするために用
いられる。

【００１６】図２及び図３には、センサハウジング１２
が断面図により図示されている。図２において、アーム
１４は、ハウジング１２の内部にあってこのハウジング
と平行になる閉止位置にあるように図示されている。ア
ーム１４は、図３により明瞭に示した連結ピン（第２
端）４０によって、ハウジング１２に連結されている。
アーム１４は、２個のピニオン（第２端）４１，４１’
に応動し、ピニオン４１，４１’自身は、２つのラック
（支持手段）４３，４３’に応動する。ラック４３，４
３’は、操作棒２０に連結された共通の拡大上端４４に
終端している。ラック４３，４３’の拡大上端は、ガイ
ド４８と係合するピン４６にも連結されている。

【００１７】偏向ばね４９は、ハウジング１２の上端と
ラック４３，４３’の拡大上端４４との間に連結されて
おり、操作棒２０は、偏向ばね４９の中を通っている。

【００１８】次に、作用について説明すると、矢印５０
（図２）に示した方向に操作棒２０を引っ張ると、ラッ
ク４３，４３’は、同じ方向に移動する。偏向ばね４９
はこの運動によって圧縮される。この運動によってピニ
オン４１，４１’も回動するため、アーム１４は、矢印
５１，５２によって表わした方向に回動する。ハウジン
グ１２は、図１に示すようにハウジング１２と直角の開
放位置に向かってアーム１４を旋回させるための開口５
４，５５を備えている。

【００１９】操作棒２０に対する力をゆるめると、ラッ
ク４３，４３’及び案内ピン４６は、偏向ばね４９によ
って出発位置に付勢される。アーム１４は、この運動に
よって、ハウジング１２と直角の開放位置から、図２に
示した閉止位置に向かって旋回する。案内ピン４６によ
ってラック４３，４３’の迷走運動が避けられるため、
ピニオン４１，４１’との確実な係合が保たれる。第２
組のラック４３’とピニオン４１’とは、保護又は予備
として付加されたものである。

【００２０】第１変換器１６及び第２変換器１８の取り
付けは、本考案の重要な特徴であり、図４の（Ａ）を参
照して以下に詳細に説明する。尚、第１変換器１６の取
り付けについての以下の説明は、第２変換器１８にも同
様に適用される。

【００２１】アーム１４は、図４の（Ａ）に断面図によ
って示され、円筒状の貫通孔（開口）５７と凹所５９と
を備えている。円筒状の貫通孔５７と凹所５９とは、図
４の（Ｂ）にも図示されている。

【００２２】変換器１６は、図５に詳細に図示されてい
る。アダプタ（取付手段）６０は、上部アダプタ部分６
１と、円筒状の下部アダプタ部分６２とを備えている。
上部アダプタ部分６１は、超音波送信器（センサ部分）
８１及び超音波送信器（センサ部分）８２を取り付けた
舌片６４を支持している。同軸ケーブル２８，２９は、
変換器１６から延長している。超音波変換器１６には、
ウルトラン・ラボラトリーズ社(Ultran Laboratories）
のＷＳＰ型を使用することができる。

【００２３】下部アダプタ部分６２は、円筒状であり、
アーム１４の円筒状の貫通孔５７に収容される大きさを
有する。円筒状の下部アダプタ部分６２も、スロットも
しくはノッチ６５を備えている。スロット６５は、底面
６６、上面６７及び垂直壁６８によって形成される。

【００２４】円筒状の下部アダプタ部分６２を円筒状の
貫通孔５７に挿入する際に、偏平な保持クリップをねじ
（図示しない）によってアーム１４に固着する。このね
じは、クリップ６９を経て雌ねじ孔７０中に延長させ
る。クリップ６９は、同クリップ６９がアーム１４の上
面と同一面になるように、アーム１４の凹所５９に受け
入れられるようになっている。保持クリップ６９を取り
付けると、クリップ６９の一部は、円筒状の下部アダプ
タ部分６２のスロット６５中に延長する。アーム１４の
円筒状の貫通孔５７、円筒状の下部アダプタ部分６２、
スロット６５及び保持クリップ６９の寸法は、（スロッ
ト６６の垂直壁６８の一部が保持クリップ６９の端面と
接触するまで）アーム１４と直交する軸線の回りに変換
器１６が限定された回転を行ないうるように定められて
いる。また、変換器１６は、（スロット６５の下面６６
又は上面６７がクリップ６９と接触するまで）前記軸線
の１点の回りに限定された揺動運動を行なうことができ
る。この限定された回動及び揺動は、変換器１６の舌片
６４を検査される装置中に挿入するようにアーム１４を
正確に位置決めできないことがあるために必要となると
共に、変換器１６，１８によって同時に検査される２つ
の装置が正確な予想される位置にない場合にも必要とな
る。

【００２５】アーム１４と直交する軸線の回りの回動及
びこの軸線上の１点の回りの揺動に適切な自由を変換器
１６，１８に与えるための寸法の一例を次表に示す。 部 品 寸 法 公差（ｍｍ） 下部アダプタ部分６２ 直径０.５００インチ ＋０.０００ （１２.７００ｍｍ） −０.０２５ 円筒状の貫通孔５７ ０.５０１インチ ＋０.０２５ （１２.７２５ｍｍ） −０.０００ スロット６５の底面６６ ０.１２５インチ ±０.２５４ （３.１７５ｍｍ） スロット６５内への ０.１１７インチ ±０.０２５ クリップ６９の延長量 （２.９７２ｍｍ） スロット６５の垂直壁６８ ０.１３０インチ ±０.１２７ （３.３０２ｍｍ） −０.０００ クリップ６９の厚さ ０.１２４インチ ＋０.０００ （３.１５０ｍｍ） −０.０５１

【００２６】前記の寸法例を用いた機械的な送込み装置
１０のハウジング１２は、典型的には、外径５７.１５
ｍｍ(２.２５インチ）、変換器１６，１８間の距離１
７.７８ｃｍ（７インチ）となる。

【００２７】アーム１４、円筒状の下部アダプタ部分６
２及びクリップ６９の寸法に前記のように留意するほか
に、アーム１４は、硬化処理した材料から、アダプタ６
０は、比較的軟質の材料からそれぞれ製造する。従っ
て、硬化の材料に対する比較的軟質の材料の運動によっ
て、焼付き及びゴーリングが防止される。組み立てられ
たアーム１４及び変換器１６の全体的な効果は、アーム
１４中の変換器１６のゆるいが的確なはめ合いの関係と
なる。

【００２８】図１に示した機械的な送込み装置１０の作
用を、図６に示した特別の環境について説明する。図６
において、機械的な送込み装置１０は、割りピン（被検
部）７２，７４を検査するために超音波変換器１６，１
８を位置決めする。割りピン７２，７４は、操作棒２０
（図示せず）を案内するために用いる案内管７６を上部
炉心板７８に連結するために使用されている。超音波変
換器１６，１８は、割れその他の機械的損傷の徴候につ
いて割りピン７２，７４を検査する。機械的な送込み装
置１０は、案内管７６及び上部炉心板７８に割りピン７
２，７４が取り付けられている間に割りピン７２，７４
を検査することを可能にする。案内管７６と上部炉心板
７８とは、原子炉の上部に取り付けられている。上部炉
内構造物（図示しない）を、超音波検査のために、原子
炉容器から取り出し、原子炉格納容器内にある上部炉内
構造物の格納スタンド上に着座させる。割りピン７２，
７４の超音波検査は、割りピン７２，７４を水面下約１
２ｍ（４０フィート）の位置として、格納容器内部のマ
ニピュレーターブリッジ又は適当な作業台から、遠隔操
作によって行なう。

【００２９】この環境の下では、機械的な送込み装置１
０は、割りピン７２，７４が構造的に完全かどうかを評
価するために操作員が割りピン７２，７４を遠隔から検
査できるように、案内管７６に取り付けた割りピン７
２，７４のところまで、変換器１６，１８を送り込まね
ばならない。機械的な送込み装置１０は、変換器１６，
１８の舌片６４を割りピン７２，７４のスロットに遠隔
から係合させうるようにする必要がある。一例として、
この操作は、カメラの助けなしに１２ｍ（４０フィー
ト）の高さの作業台から、呼び幅３,２００ｍｍ(０.１
２６インチ)のスロット中に呼び幅２,３８８ｍｍ(０.０
９４インチ)の舌片６４を挿入する操作とすることがで
きる。機械的な送込み装置１０は、検査を行なう操作員
にとって必要となる割りピンのスロットの長さに沿った
変換器１６，１８の並進を行ないうるように、割りピン
７２，７４の内部に変換器１６，１８を位置決めさせね
ばならない。機械的な送込み装置は、更に、変換器１
６，１８が比較的脆弱であったとしても、変換器１６，
１８を割りピン７２，７４のところまで送りこみ、舌片
６４を割りピン７２，７４のスロットに係合させ、変換
器１６，１８を除去する際に、これらの変換器を損傷さ
せてはならない。最後に、機械的な送込み装置は、簡単
に操作でき、また反復操作もできるようになっているべ
きである。例えば、典型的な４０日の検査期間の間に、
３０本の案内管に固定する６０個の割りピンを検査す
る。この検査は、案内管中に送込み装置１０を挿入し、
割りピン７２，７４中に変換器１６，１８を位置決め
し、割りピン７２，７４を超音波検査し、案内管から送
込み装置１０を取り出す各操作を含むものとなろう。

【００３０】図６において、ハウジング１２は、作業台
の下方約１２ｍ(４０フィート)のところのキャビティ底
部にある床７９まで送りこまれている。底部に到達した
時、目付きナット２１（図１）は、引っ張られ、アーム
１４を図５の開放位置にもってくる。アーム１４を十分
に開放した後、ねじ付きノブ２２を締め、アーム１４を
開放位置に保持する。

【００３１】ホイスト３５（図１に示す）を用いて、変
換器１６，１８の舌片６４が上部炉心板７８の底部と接
触するまで、機械的な送込み装置１０全体を上動させ
る。この接触は、機械的な送込み装置１０の吊下げ錘の
上方のスケール３９の読みの増大を読み取ることによっ
て定められる。接触が定められたら、各変換器１６，１
８上に２.２５ｋｇ(６ポンド）の荷重がかかるまで、機
械的な送込み装置を上動させる。操作者は次に、変換器
の舌片６４が割りピンのスロットに係合するまで、作業
台から、機械的な送込み装置１０を回動させる。これ
は、スケール３９上の荷重が機械的な送込み装置１０の
元の吊下げ荷重値に下降する時に達せられる。各変換器
１６，１８の舌片６４が２.２５ｋｇ(５ポンド）の荷重
を受けるまで、再びホイスト３５を用いて、機械的な送
込み装置１０を上動させる。この上動がなされると、割
りピンは、いつでも超音波検査可能な状態となる。

【００３２】検査後に、機械的な送込み装置１０を下動
させ、ねじ付きノブ２２をゆるめ、偏向ばね４９（図２
に示す）によって、アーム１４を付勢し、閉止位置とす
る。アーム１４が閉止位置となった後、案内管７６から
機械的な送込み装置１０を取り出すことができる。全割
りピンの超音波検査が終了するまでこの過程を反復実施
する。

【００３３】２個の割りピンの超音波検査を行なう環境
との関連において、本考案を以上に説明したが、本考案
はそのほかにも種々変更して実施でき、前述した構成は
単なる一例に過ぎず、本考案を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の好ましい実施例による機械的な送出
し又は送込み装置を示す側面図である。

【図２】 図１に示した変換器ハウジングの断面図であ
る。

【図３】 図２のIII−III線に沿った断面図である。

【図４】 （Ａ）は超音波変換器を支持するアームの詳
細な断面図、（Ｂ）は図３のアームの一部の上面図であ
る。

【図５】 超音波変換器、円筒状のアダプタ及び保持ク
リップを示す側面図である。

【図６】 特別の環境において作動する本考案による機
械的な送込み装置のセンサハウジングを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０…機械的な送込み装置（機械式の送出し・位置決め
装置）、１４…アーム、１６，１８…超音波変換器（セ
ンサ手段）、２０…操作棒（細長い支持手段）、２１…
目付きナット（第１端）、４０…連結ピン（第２端）、
４１，４１’…ピニオン（第２端）、４３，４３’…ラ
ック（細長い支持手段）、５７…貫通孔（アームにある
円筒形の開口）、６０…アダプタ（取付手段）、７２，
７４…割りピン（被検部）、８１…超音波送信器（セン
サ部分）、８２…超音波受信器（センサ部分）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ジェフリー・アール・ハイデマン アメリカ合衆国、ペンシルベニア州、モ ンロービル、オクスフォード・ドライブ 100、ナンバー 713 (56)参考文献 特開 昭57−168156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−154053（ＪＰ，Ａ) 実公 昭58−24787（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許4255972（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】センサを、被検部の所定部分とはめ合い係
   合状態に遠隔位置決めする、機械式の送出し・遠隔位置
   決め装置（１０）であって、 遠隔の場所から操作するようになっている第１端（２
   １）、及び該第１端（２１）から軸方向に離間した第２
   端（４０，４１，４１’）を備えた細長い支持手段（２
   ０，４３，４３’）であって、支持軸線を画定してお
   り、該支持軸線に沿って、前記支持手段（２０，４３，
   ４３’）が前記第１端の操作により前記被検部（７２，
   ７４）に関して移動されるようになっている前記支持手
   段と、 前記被検部（７２，７４）の前記所定部分とはめ合い係
   合するようになっているセンサ部分（８１，８２）を有
   するセンサ手段（１６，１８）と、 内部に円筒形の開口（５７）を有すると共に、前記支持
   手段の前記第２端（４０，４１，４１’）によって支持
   されたアーム（１４）と、 該アーム（１４）のところで前記センサ手段（１６，１
   ８）を前記支持手段に取り付ける取付手段とを備え、該
   取付手段は、前記センサ部分（８１，８２）を支持する
   ために前記アーム（１４）に装着されるようになってい
   る円筒形のアダプタ（６０）を含み、該円筒形のアダプ
   タ（６０）の側面にはスロット（６５）が設けられ、該
   スロット（６５）の位置における前記アダプタ（６０）
   の直径が前記円筒形の開口（５７）の直径よりも小さく
   されており、前記アダプタ（６０）が前記アーム（１
   ４）にある前記円筒形の開口（５７）に受け入れられて
   いて、該アーム（１４）に対して垂直な軸線回りの前記
   円筒形の開口（５７）内の前記アダプタ（６０）の限定
   された回転を許容するようになっていると共に、前記垂
   直な軸線上の箇所を中心とした前記アーム（１４）に関
   する前記センサ部分（８１，８２）の限定された揺動を
   許容するようになっている、 機械式の送出し・遠隔位置決め装置。