JP3405613B2 - 試料採取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、例えば、放射能環境
下の水中において、燃料集合体を構成するチャンネルボ
ックスの一部を試料として採取する試料採取装置に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】原子炉プラントにおける炉心は、原子炉
圧力容器と、この原子炉圧力容器内に収納され円柱状に
配列された複数個の燃料集合体とを有する。この燃料集
合体は図１６に１で示すようなものであり、チャンネル
ボックス２と称される容器と、このチャンネルボックス
２内に収納された複数本の燃料棒３…とからなる。 【０００３】上記チャンネルボックス１は、一辺寸法が
１３７．５ミリ、高さ寸法が約４メートルの角筒状の容
器である。このチャンネルボックス１の材料は、原子炉
プラントの運転上の安全性確保の観点から、燃料棒３か
らの熱、放射線および水力学的影響等を考慮の上、選定
される。 【０００４】ところで、近年、使用済みの各燃料集合体
１のチャンネルボックス２の一部を試料として採取し、
その機械的性質等を調べ、データとして蓄積すること
で、上記チャンネルボックス２の材料の選定に役立てる
という考えがある。このような試料の採取は、放射能雰
囲気中の作業となり、人手では行えないことから、専用
のロボット（試料採取装置）で行う必要がある。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなロ
ボットを設計するにあたっては、原子炉プラントの性質
上、種々の解決（考慮）すべき課題がある。例えば、原
子炉プラントにおいては、ノイズ信号（雑電波）の発生
源となるような加工方法（レーザ加工等）は、プラント
の運転に悪影響を及ぼすので使用できないということが
ある。 【０００６】このようなことから、油圧シリンダを用い
た打ち抜き加工方法を採用し、上記チャンネルボックス
２を所定の形状（図１６（ｂ）に４ａ、４ｂで示す）に
打ち抜くことで、その打ち抜き片を試料として採取する
という方法も考えられる。 【０００７】しかし、この方法であると、この試料（４
ａ、４ｂ）やチャンネルボックス２側の打ち抜き跡の周
縁部に「ばり」が生じ、その後の取扱いに支障を来たす
ことも考えられる。 【０００８】また、上記燃料棒３の焼け具合は一定では
ないから、上記チャンネルボックス２のあらゆる部位か
ら試料を採取できるようにしたいという要望がある。し
かし、打ち抜きによって試料を採取する方法であると、
上記チャンネルボックス２の外面の平坦部については容
易に試料を採取できるが、曲面部分（図に４ｂで示す部
分）の打ち抜きは困難である。また、駆動源として油圧
シリンダを採用する場合には、試料採取装置自体が大型
化するということが考えられる。 【０００９】一方、この試料採取装置の占有できるスペ
ースは限られており、この装置自体が核廃棄物になると
いうこともあるので、装置はできるだけコンパクトに構
成したいという要請もある。 【００１０】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたものであり、放射能環境下における水中で、遠隔操
作により、チャンネルボックスの任意の切断部位に対し
て位置決めでき、このチャンネルボックスの平坦部およ
び曲面部のいずれからでもばりを生じさせずに試料を採
取でき、かつノイズ発生の少ないコンパクトな装置を提
供することを目的とするものである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明の手段は、燃料集
合体を構成するチャンネルボックスの一部を試料として
採取する試料採取装置であって、プール水中に鉛直に垂
下された上記チャンネルボックスの側方に設置される本
体と、この本体に設けられ、上記チャンネルボックスを
把持固定するクランプ機構と、上記本体に設けられ、上
記クランプ機構によって把持固定された上記チャンネル
ボックスの一部を試料として切削採取する切削機構部
と、上記本体に設けられ、上記切削機構部を駆動し、こ
の切削機構部を上記チャンネルボックスの所定の切削部
位に対して位置決めする駆動機構と、上記切削機構部と
上記駆動機構とを制御する制御部とを具備し、上記切削
機構部は回転駆動される先端部にスリットを有する円筒
形の刃先と、この円筒形の刃先の内側から水を吸引しフ
ィルタを通してろ過する吸引ポンプを備えたことを特徴
とする試料採取装置である。 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【００２１】 【００２２】 【００２３】 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【作用】本発明の手段によれば、制御部からの遠隔操縦
によりチャンネルボックスから試料を採取することがで
きる。また、鉛直に垂下されたチャンネルボックスに対
して側方からこれを把持して試料を採取する。このた
め、試料採取作業に要するスペースを小さく出来る利点
がある。また、切削機構部は回転駆動される先端部にス
リットを有する円筒形の刃先と、この円筒形の刃先の内
側から水を吸引しフィルタを通してろ過する吸引ポンプ
を備える。このため、切削時に生じる切削粉をプール水
中に散乱させて汚す事がない。また、採取された切断試
料は、吸引ポンプによって吸引される水流によって円筒
形の刃先に保持される。このため、試料の回収が容易と
なる。 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】 【００３１】 【００３２】 【００３３】 【００３４】 【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。なお、燃料集合体の構成については従来の技
術の項ですでに説明したので、同一符号を付して新たな
説明は省略する。 【００３５】まず、この装置の使用環境について説明す
る。図１５に５で示すのは、原子炉に隣接して設けられ
た燃料貯蔵プールであり、このプール５は放射能遮蔽媒
体としての水によって満たされている。また、図に１で
示すのは、ラック６に保持された上記燃料集合体１であ
る。この燃料集合体１は、原子炉内からこの燃料貯蔵プ
ール５に取り出され、上記ラック６によって略垂直に保
持されたものである。 【００３６】一方、図に８で示すのは、この発明の試料
採取装置である。この試料採取装置８は、ジブクレーン
９により吊り下げ保持されることによって上記燃料貯蔵
プール５内に沈められ、上記ラック６の側方に位置す
る。そして、水中で上記燃料棒３の取り除かれた後の上
記チャンネルボックス２の一部を試料として採取する作
業を行うようになっている。 【００３７】また、上記貯蔵プール５の外には、運転室
１０が設けられている。この運転室１０内には、上記試
料採取装置８に接続された制御装置１１（制御部）が配
設されている。この制御装置１１は、本体１２と、この
本体に接続されたモニター１３と、上記本体１２に必要
な情報を入力するための操作盤１４とからなる。 【００３８】すなわち、上記試料採取装置８は、上記運
転室１０内の作業者が上記モニター１３を見つつ上記操
作盤を１４を操作することによって水中で遠隔操縦され
るようになっている。 【００３９】上記試料採取装置８は、上述した環境下で
所望の作業を行うために以下に説明する構成を有する。
図１は、この試料採取装置８を示す外観斜視図であり、
図２は平面図、図３は側面図を示すものである。この試
料採取装置８は、ケース１６（本体）と、このケース１
６の前面に設けられ上記チャンネルボックス２を握持す
るクランプ機構１７と、このケース１６内に収納され上
記チャンネルボックス２から試料を採取する試料採取機
構１８（単体は図６に示す）とからなる。 【００４０】すなわち、この試料採取装置は、上記クラ
ンプ機構１７を用い、図２に示す位置に上記チャンネル
ボックス２を固定した後、このチャンネルボックス２の
側面に対して上記試料採取機構１８をＸＹＺ方向に位置
決めし、この試料採取機構１８に設けられた工具１００
（図２に示す）を上記チャンネルボックス２に対して前
進させることで、上記チャンネルボックスの一部を試料
として採取するようになっている。 【００４１】以下、詳しく説明する。上記ケース１６
は、立方体状に組み立てられたフレーム２０を有し、こ
のケース１６の上部に位置するフレーム２０間には、図
１に２１で示す保持板が水平に架設され溶接されてい
る。そして、この保持板２１の上面の中央部には上記ジ
ブクレーン９から延出されたワイヤ９ａ（図１５に示
す）の下端が接続される接続部２２が突設されている。 【００４２】また、上記ケース１６の前面側には、互い
にＸ方向（左右）に離間して設けられた一対の前面板２
４が面方向を垂直にした状態で上記フレーム２０に溶接
されている。そして、この一対の前面板２４には、上記
クランプ機構１７が取り付けられている。 【００４３】次に、このクランプ機構１７について説明
する。このクランプ機構１７は、左側の前面板２４の上
端部および下端部それぞれに取着された一対の左側アー
ム機構１７ａと、右側の前面板２４の上端部および下端
部にそれぞれに取着された一対の右側アーム機構１７ｂ
の、計４つのアーム機構からなる。 【００４４】各アーム機構１７ａ、１７ｂは、左側と右
側とでは左右対称形状をなすが、すべて同一の構成を有
するので同一の符号を付して説明する。このアーム機構
１７ａ、１７ｂは、Ｘ方向に沿って駆動されるアーム２
５と、このアーム２５を保持するスライダ２６と、この
スライダ２６（アーム２５）をＸ方向にスライド自在に
保持するガイド棒２７と、このアーム２５を駆動するエ
アシリンダ２８とを有する。 【００４５】上記アーム２５とスライダ２６は、図に２
６ａで示すピンによって連結され、このピン２６ａをこ
のスライダ２６から取り外すことで、このスライダ２６
と上記アーム２５とを分離することができるようになっ
ている。 【００４６】一方、上記アーム２５の握持面は、図４
（ｂ）に示すように、上記チャンネルボックス２をその
各辺をＸ方向およびＹ方向に平行にした状態（第１の状
態）、および、図５（ｂ）に示すように各辺Ｘ方向およ
びＹ方向に対して４５°傾けた状態（第２の状態）で握
持できるように形成されている。 【００４７】すなわち、上記アーム２５は、Ｘ方向およ
びＹ方向に平行に形成されたＸ握持面２５ａおよびＹ握
持面２５ｂと、上記Ｙ握持面２５ｂを略くの字状に切り
欠いて設けられたＸＹ握持面２５ｃとを有する。そして
各握持面２５ａ〜２５ｃには、ポリイミド系の樹脂等の
合成樹脂で成形された保護部材３０が貼り付けられてい
る。 【００４８】したがって、このクランプ機構１７は、上
記アーム２５のＸ握持面２５ａおよびＹ握持面２５ｂを
使用することで、図４（ｂ）に示すように上記チャンネ
ルボックス１を上記第１の状態で握持できるようになっ
ている。また、ＸＹ握持面２５ｃを用いることで、図５
（ｂ）に示すように上記第２の状態で握持できるように
なっている。 【００４９】なお、図１、図４（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、上記ケースの前面の上部に設けられたフレーム２
０には、上記チャンネルボックス２の背面を受ける一対
の背面支持機構３１が設けられている。この背面支持機
構３１は、上記フレーム２０内に埋設されたエアシリン
ダ３２と、このエアシリンダ３２の駆動軸に固定された
支持片３３とからなる。 【００５０】この支持片３３は緩衝材として機能するよ
うに、ゴムあるいは合成樹脂によって成形されている。
この背面支持機構３１は、図４（ｂ）に示すように、上
記チャンネルボックス２が上記第１の状態で握持された
際に作動し、上記支持片３３を上記チャンネルボックス
２の背面（Ｘ方向に平行な面）に押し付けることで、こ
のチャンネルボックス２をバックアップ支持するように
なっている。 【００５１】また、図１および図４（ａ）に示すよう
に、上記クランプ機構１７が設けられた前面板２４から
は、上記チャンネルボックス２を上記アーム機構１７
ａ、１７ｂのアーム２５間に案内する帯状の一対のガイ
ド３５（案内部材）がこのケース１６の前方方向に略水
平に突設されている。 【００５２】図４（ａ）に示すように、この一対のガイ
ド３５の対向面には、それぞれ保護部材３６が貼着され
ている。そして、この一対のガイド３５は、Ｙ方向と平
行に設けられた基端部３５ａを有し、この基端部３５ａ
どうしの間隔は、上記保護部材３６を貼着した状態で上
記チャンネルボックス２の一辺の寸法と略等しく形成さ
れている。 【００５３】また、このガイド３５は、Ｙ方向およびＸ
方向と４５°の角度を成して傾斜する中途部３５ｂを有
する。この中途部３５ｂは、図５（ａ）に示すように、
上記チャンネルボックス２を上記第２の状態で握持する
際に、このチャンネルボックス２の側面を受け止める役
割を有する。 【００５４】なお、このガイド３５の先端部３５ｃの間
隔は、少なくとも、上記チャンネルボックス２の対角寸
法よりも大きく形成され、先端に向かって次第にその間
隔が広げられるように設定されている。 【００５５】そして、このガイド３５は、上記先端部３
５ｃ間に上記チャンネルボックス２を位置させた後、こ
の試料採取装置を上記チャンネルボックス２側に駆動す
ることで、このチャンネルボックス２を上記アーム２５
間に案内するようになっている。 【００５６】そして、上記チャンネルボックス２を第１
の状態で握持する場合には、上述したように、このチャ
ンネルボックス２を上記基端部３５ａ間に挿入し（図４
（ａ））、上記クランプ機構１７を作動させる（図４
（ｂ））。また、第２の状態で握持する場合には上記チ
ャンネルボックス２の側面を上記中途部３５ｂに当接さ
せた後（図５（ａ））、上記クランプ機構１７を作動さ
せる（図５（ｂ））。 【００５７】そして、この試料採取装置は、このクラン
プ機構１７でチャンネルボックス２を握持したならば、
上記ケース１６内に設けられた前記採取機構１８を作動
させることで、前記工具１００を用いて上記チャンネル
ボックス２から試料を採取する作業を行うようになって
いる。 【００５８】次に、この採取機構１８について説明す
る。この採取機構１８は、図１および図２に示すように
上記ケース１６の下端部に位置するフレーム２０間にＸ
方向に沿って架設された一対のＸガイドレール３６に取
着される。 【００５９】すなわち、この採取機構１８は、図６に示
すように、上記一対のＸガイドレール３６に図に４１で
示すスライダを介してＸ方向移動自在に取着されるＸ移
動体３７と、このＸ移動体３７にＺ（上下）方向移動自
在に取着されたＺ移動板３８と、このＺ移動板３８にＹ
方向移動自在に取着された試料採取ヘッド３９（切削機
構部）とからなる。 【００６０】上記Ｘ移動体３７は、上面に上記スライダ
４１が固定されてなる底板４２と、この底板４２の上記
ケース１６の前面側に立設された左右一対の垂直板４３
とからなる。 【００６１】また、このＸ移動体３７は、上記ケース１
６の背面側に設けられたＸ駆動機構４４によって位置決
め駆動されるようになっている。このＸ駆動機構４４
は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、底板４２から立
設されたブラケット４５と、このブラケット４５に軸線
を水平にして固定されたＸ駆動モータ４６と、このＸ駆
動モータ４６の回転駆動軸に取着されたピニオンギア４
７とからなる。 【００６２】なお、この採取機構１８をケース１６内に
組み付けた際には、図２に示すように、上記ピニオンギ
ア４７は、上記ケース１６の背面側に位置するフレーム
２０にＸ方向に沿って固定されてなるラック４８と噛合
するように構成されている。 【００６３】なお、上記Ｘ駆動モータ４６は、浸水によ
るショートや作動不良の発生を防止するために図８に示
すように構成されている。図に５０で示すのは、このモ
ータ４６のケースである。このケース５０は円筒形状を
なし、その両端は第１、第２の蓋体５１、５２によって
気密（水密）に閉塞されている。 【００６４】第１の蓋体５１には、このケース５０内に
エアを供給するためのプラグ５３が設けられている。こ
のプラグ５３には、図示しないエア供給装置から延出さ
れてなるチューブ５４が接続され、このエア供給装置を
作動させることで、このケース５０内にエアを圧送し、
このケース５０内の圧力を少なくとも大気圧以上に保つ
ようになっている。 【００６５】また、上記第２の蓋体５２は前述したブラ
ケット４５に固定されている。この第２の蓋体５２に
は、図に５５で示す回転軸が回転自在に保持されてい
て、この回転軸５５の先端部は上記ブラケット４５を貫
通してこの試料採取装置の背面側に導出されている。そ
してこの回転軸５５の先端部には、上記ピニオンギア４
７が固定されている。 【００６６】一方、上記ケース５０内には、モータ本体
５６（パルスサーボモータ）が固定されている。このモ
ータ本体５６の駆動軸５６ａは、上記第２の蓋体５２の
方向へ導出され、上記回転軸５５の後端部に連結されて
いる。したがって、このモータ４６は、上記モータ本体
５６を作動させることで上記回転軸５５を介して、上記
ピニオンギア４７を回転駆動することができるようにな
っている。 【００６７】そして、前述したように、このピニオンギ
ア４７を上記ケース１６側に設けられたラック４８と噛
合させることで、このＸ移動体３７（試料採取機構１
８）は上記ケース１６に対してＸ方向に位置決め駆動さ
れるようになっている。 【００６８】また、図７（ｂ）に示すように、上記ブラ
ケット４５には、上記Ｘ移動体３７が位置決めされた際
に、上記ピニオンギア４７と係合してこのピニオンギア
４７を固定（ロック）する第１のロック機構５８が設け
られている。 【００６９】この第１のロック機構５８は、エアシリン
ダ５９と、このエアシリンダ５９によって駆動され上記
ピニオンギア４７に押し付けられる係合体６０とからな
る。 【００７０】すなわち、この第１のロック機構５８は、
上記Ｘ移動体３７が位置決めされ停止されたならば、上
記エアシリンダ５９を作動させ、上記係合体６０を上記
ピニオンギア４７に押し付け係合させることで、このピ
ニオンギアをロックする。このことで、上記Ｘ移動体３
７は移動不能に保持されることとなる。 【００７１】一方、上記Ｘ移動体３７の上記垂直板４３
の前面側には、図６に示すように上記Ｚ移動板３８が設
けられている。このＺ方向移動板３８は、上記垂直板４
３の上下端部に突設されたブラケット６１間に立設され
てなるＺガイド６２に、Ｚスライダ６３を介してＺ方向
移動自在に取着されている。 【００７２】また、このＺ移動板３８は、図７（ａ）に
６５で示すＺ駆動機構６５によって上下方向に駆動され
るようになっている。このＺ駆動機構６５は、上記垂直
板４３から突設されたブラケット６６と、このブラケッ
ト６６に固定されたＺ駆動モータ６７と、このＺ駆動モ
ータ６７の回転軸に固定されたピニオンギア６８とから
なる。そして、上記Ｚ移動板３８の側面には、このピニ
オンギア６８と噛合するラック７０がＺ方向に沿って設
けられている。 【００７３】すなわち、この試料採取機構１８は上記Ｚ
駆動モータ６７を作動させ、上記ピニオンギア６８とラ
ック７０とを噛合させることより上記Ｚ移動板３８を上
下方向に駆動するようになっている。 【００７４】なお、このＺ駆動機構６５のＺ駆動モータ
６７は、図８に示す前記Ｘ駆動機構４４のＸ駆動モータ
４６と略同一の構成を有するので、ここではその説明は
省略する。すなわち、このＺ駆動モータ６７も内部が所
定圧力以上に加圧されるケースと、このケース内に収納
されたモータ本体とを有するものであり、水密構造とな
っている。 【００７５】また、上記ブラケット６６には、上記Ｚ移
動板３８が位置決めされた際に、上記ピニオンギア６８
と係合してこのピニオンギア６８を固定（ロック）する
第２のロック機構７２が設けられている。 【００７６】この第２のロック機構７２も、前述した第
１のロック機構５８と略同一の構成を有し、上記ブラケ
ット６６に固定されたエアシリンダ７３と、このエアシ
リンダ７３の駆動軸の先端に固定された係合体７４とか
らなる。 【００７７】すなわち、上記Ｚ移動板３８がＺ方向に位
置決めされ停止されたならば、この第２のロック機構７
２は上記エアシリンダ７３を作動させ、上記係合体７４
を上記ピニオンギア６８に押し付け、ロックする。この
ことで、このＺ移動板３８は上記Ｘ移動体３７に対して
移動不能に保持されることとなる。 【００７８】また、このＺ移動板３８には、前述したよ
うに試料採取ヘッド３９がＹ方向移動自在に取り付けら
れている。この試料採取ヘッド３９は、上記Ｚ移動板３
８の前面側に図６に示すように面方向を垂直にして配設
された保持板７６と、この保持板７６の背面に固定さ
れ、後端部を上記Ｚ移動板３８を貫通してこのＺ移動板
３８の背面側に導出させた工具駆動部７７とを有する。 【００７９】この工具駆動部７７の後端部には図７
（ａ）に７８で示す一対のブラケットが突設され、各ブ
ラケット７８の前面と上記保持板７６の背面との間に
は、Ｙ方向に沿って設けられたＹガイド棒７９が上記Ｚ
移動板３８を貫通する状態で架設されている。 【００８０】このＹガイド棒７９は、上記Ｚ移動板３８
の背面に固着された筒状のスライダ８０によってＹ方向
移動自在に保持されている。すなわち、このような構成
によって上記試料採取ヘッド３９は、上記Ｚ移動板３８
に対してＹ方向移動自在に保持されている。 【００８１】また、この試料採取ヘッド３９は、図７
（ｂ）に示すように上記一対のスライダ８０の下方に設
けられた一対のＹエアシリンダ８２（図には一方のみ図
示）によってＹ方向に進退駆動されるようになってい
る。このＹエアシリンダ８２は、図９に示すように、上
記Ｚ移動板３８の背面に固着されていると共に、その駆
動軸８２ａを上記Ｚ移動板３８を貫通して上記試料採取
ヘッド３９の保持板７６の裏面側に固着している。 【００８２】したがって、このＹエアシリンダ８２が作
動し、上記駆動軸８２ａを突没させることで、この試料
採取ヘッド３９は、ガイド棒７９とスライダ８０とによ
りＹ方向に案内されつつ駆動されるようになっている。 【００８３】次に、この試料採取ヘッド３９の工具駆動
部７７の構成について、図１０を参照してさらに詳しく
説明する。この試料採取ヘッド３９は、前述した工具１
００（図６参照）を保持し、この工具１００を回転駆動
する機能を有する。また、浸水によるショートを防止す
るために以下のような構成を有する。 【００８４】図中８５で示すのはこの装置の前面側に開
放するケースである。この図には図示しないが、このケ
ース８５の外面には前記Ｙガイド棒７９を保持する前述
したブラケット７８が突設されている。また、このケー
ス８５の開放側は図に８６で示す蓋体によって閉塞され
ている。 【００８５】この蓋体８６は、上記保持板７６（図６参
照）に取り付けられている。そしてこの蓋体８６には図
に８７で示す主軸がその一端部を上記ケース８５の外側
に突出させた状態で回転軸受８８により回転自在に保持
されている。そしてこの蓋体８６の外面には、上記主軸
８７の基端部を覆うカバー９０が固定されている。 【００８６】上記主軸８７には、この主軸８７の先端面
に開放する工具取付孔９１が設けられている。そして、
この工具取付孔９１の後端部には、この工具取付孔９１
とこの主軸８７の外面とを連通させる貫通孔９２が、こ
の主軸８７の直径方向に沿って穿設されている。 【００８７】この貫通孔９２は、上記主軸８７の外面と
上記カバー９０とによって区画された空間に連通するよ
うになっている。また、このカバー９０の外面には、こ
のカバー９０の内側と連通する吸引管９４が取着されて
いる。 【００８８】一方、上記蓋体８６の上記ケース８５内に
対向する面には、駆動軸９５ａを上記主軸８７に連結し
てなる回転駆動用エアモータ９５が固定されている。こ
のエアモータ９５は、上記ケース８５のサイズと比較し
てかなり小さいサイズで設けられ、上記ケース８５の内
面との間に空間部を区画している。 【００８９】また、このケース８５の後端部には、この
ケース内に連通するプラグ９７が固定されており、この
プラグ９７は、図に二点鎖線で示すチューブ９８を介し
て図示しない加圧装置に接続されている。 【００９０】すなわち、この加圧装置を作動させること
によって、上記ケース８５内には一定圧力以上に加圧さ
れたエアが圧送され、上記モータの周囲を一定の圧力以
上に保持し、上記ケース内への水の侵入を防止するよう
になっている。 【００９１】次に、上記主軸８７に取り付けられる上記
工具１００について説明する。この工具１００は、図１
１（ａ）、（ｂ）に示すように、長さ方向中途部に段差
１００ａが設けられた段付き円筒形状をなし、先端部１
０１の外径は後端側１０２の外径よりも大きくなるよう
に形成されている。 【００９２】また、この工具１００の先端部１０１は、
この装置の前面側に開放するカップ状に形成され、その
周壁の肉厚は約０．２５ｍｍに形成されている。そし
て、この先端部１０１の最先端は、リング状の刃先１０
３となっている。 【００９３】図１２は、この刃先１０３を拡大して示す
模式図である。この工具の刃先１０３は上記先端部１０
１の内面から外面へ向かって傾斜するように尖鋭化さ
れ、その刃先角度は約３０°に設定されている。 【００９４】また、この刃先１０３の少なくとも表面
は、ダイヤモンド砥粒で形成され、砥石としての機能を
発揮するようになっている。一方、上記先端部１０３の
周壁には、図１１（ａ）に示すように、この先端部１０
３の内面から外面へと貫通するスリット１０４が、上記
刃先１０３からこの工具１００の後端側へ向かって所定
の寸法で設けられている。また、このスリット１０４
は、円周方向に沿って所定の間隔で設けられている。 【００９５】このスリット１０４は、後述するように、
この工具１００の外側に発生した切り屑をこの工具１０
０内に吸引する切り屑回収手段としての機能を有する。
また、工具１００の後端部１０２には、上記カップ状の
先端部１０１内からこの工具１００の後端面に連通する
連通孔１０５が設けられている。この連通孔１０５は、
後述するように、この工具１００の先端部１０１に吸引
力を発生させるためのバキューム孔として用いられるよ
うになっている。 【００９６】この工具１００は、図１０（ａ）および同
図（ｂ）に示すように、上記工具駆動部７７の主軸８７
に取り付けられるようになっている。すなわち、この工
具１００は、図１０（ｂ）に示すように、上記後端部１
０２を上記主軸８７の先端面に開口する取着孔９１内に
挿着され、図に１０６で示すピンによってこの主軸８７
に固定されるようになっている。 【００９７】したがって、この工具１００は、上記ピン
１０６を用いることによって、この主軸８７に容易に着
脱できるようになっている。一方、図１０（ｂ）に示す
ように、この工具１００の後端面に開放する連通孔１０
５は、この主軸８７に設けられた吸引孔９２を通して上
記カバー９０内に連通するようになっている。 【００９８】また、このカバー９０に取着された前記吸
引管９４には、図１０に示すようにバキュームホース１
０７が接続され、このバキュームホース１０７は、図２
に示すように１０８で示す切り屑濾過部（フィルタ）を
介して吸引ポンプ１０９に接続されている。 【００９９】すなわち、この試料採取装置は、この吸引
ポンプ１０９を作動させることで、上記バキュームホー
ス１０７、吸引管９２、カバー９０内、吸引孔９２およ
び連通孔１０５を介して、図１０に矢印で示すように、
上記工具１００の先端部１０１内に吸引力を発生させる
ことができるようになっている。 【０１００】このようにして発生した吸引力は、採取し
た試料を工具１００の先端部１０１に吸着保持するこ
と、および、この工具１００の外側に発生した切り屑を
上記スリット１０４を介して回収することに用いられる
ようになっている。 【０１０１】なお、上記スリット１０４から上記工具１
００の先端部１０１内に吸い込んだ切り屑は、プール内
の水と共に上記吸引管９２およびバキュームホース１０
７を通って切り屑濾過部１０８に導かれる。そして、上
記切り屑は、切り屑濾過部１０８によって上記水と分離
され回収されるようになっている。 【０１０２】なお、この切り屑濾過部１０８を通過した
水は、上記吸引ポンプ１０９を通過した後、再び上記プ
ール５内に戻されるようになっている。次に、この試料
採取装置と、上記制御装置１１との接続について説明す
る。 【０１０３】まず、上記試料採取機構部１８に設けら
れ、上記工具をＸＺ方向に位置決めするためのＸ、Ｚ駆
動モータ４６、６７は、パルスモータであり、図示しな
いドライバを介して上記制御装置１１に接続されてい
る。 【０１０４】この制御装置１１の操作盤１４にはジョイ
スティックが設けられていて、作業者はこのジョイステ
ィックを操作することにより、上記Ｘ、Ｚ駆動モータ４
６、６７を作動させることができ、上記工具１００の位
置決めを行えるようになっている。 【０１０５】なお、上記Ｘ、Ｚ駆動モータ４６、６７に
よる位置決めの作動限界は、図示しないリミットセンサ
により検出されるようになっていて、この検出信号は操
作盤１４に表示されるようになっている。 【０１０６】作業者は、これに基づいて上記チャンネル
ボックス２の握持状態（第１の状態あるいは第２の状
態）を変更する等して、このチャンネルボックス２の所
望の位置に上記工具１００を対向させるようにすること
ができる。 【０１０７】また、工具駆動部３９に設けられたエアシ
リンダ８２およびエアモータ９５は、電磁弁を介して図
示しないエア供給源に接続され、上記電磁弁は上記制御
装置１１に接続されている。作業者は、上記操作盤１４
に設けられたスイッチを操作することで、各エアシリン
ダ８２およびエアモータ９５を作動させることができる
ようになっている。 【０１０８】また、工具１００の待機位置、切削中、切
削完了に対応する位置には図示しないリミットセンサが
設けられていて、この検出信号も操作盤１４上に表示さ
れる。したがって、作業者は、チャンネルボックス２の
切削状態を一目で確認することができるようになってい
る。 【０１０９】さらに、上記工具１００の押し付け力、回
転数、後退力の調節は、上記制御盤１４上で、各エアシ
リンダ４６あるいはエアモータ９５に供給する空気圧を
調整することで行えるようになっている。この実施例で
は、上記工具１００の押し付け力は２０Ｎ〜３０Ｎ、工
具の回転数は２００〜３００ｒｐｍに設定される。 【０１１０】一方、上記第１、第２のロック機構５８、
７３のエアシリンダも、電磁弁を介してエア供給装置に
接続されている。そして、上記電磁弁は、上記制御装置
１１に接続されている。したがって、作業者は、制御盤
のスイッチを操作することで、ロックのＯＮ、ＯＦＦ切
り換えることができるようになっている。 【０１１１】なお、上記ロック機構５８、７３にも、図
示しないリミットセンサが設けられていて、このリミッ
トセンサによる検出結果は、上記操作盤１４に表示され
るようになっている。したがって、作業者は、上記ロッ
クのＯＮ／ＯＦＦを操作盤１４上で確認することができ
るようになている。 【０１１２】さらに、上記試料採取機構の保持板７６の
前面には、図２あるいは図７に１１５で示す撮像カメラ
が固定されている。この撮像カメラ１１５は、撮像面を
上記工具１００側に向け、上記チャンネルボックス２の
所定の試料採取部位を撮像できるように構成されてい
る。 【０１１３】この撮像カメラ１１５は、上記制御装置１
１に接続され、その撮像結果は、上記モニター１３に映
し出されるようになっている。したがって、作業者は、
このモニター１３に映し出された画像に基づいてチャン
ネルボックス２の握持状態のチェックや上記工具１００
の位置決め等の操作を行えるようになっている。 【０１１４】次に、この装置を用いた試料採取動作につ
いて説明する。この試料採取動作は、チャック機構１７
によるチャンネルボックス２の握持、チャンネルボック
ス２に対する工具１００の位置決め、チャンネルボック
ス２の切削、切削により得た試料の回収、の各工程から
なる。以下、順に説明する。 【０１１５】まず、チャンネルボックス２の握持を行う
前に、作業者は、上記チャンネルボックス２のどの部分
から試料を採取するかを決定する。上記チャンネルボッ
クス２の平坦部（例えば図１６に示す４ａ）から試料を
採取する場合には、前記第１の状態で上記チャンネルボ
ックス２を握持する必要があり、曲面部（例えば図１６
に示す４ｂ）から試料を採取する場合には前記第２の状
態で上記チャンネルボックス２を握持する必要がある。 【０１１６】例えば、第１の状態でチャンネルボックス
２を握持させる場合には、作業者は、上記ジブクレーン
９を作動させ、上記チャンネルボックス２の側面を上記
試料採取装置８と平行にした状態で、このチャンネルボ
ックス２を上記一対のガイド３５の先端部３５ｃ間に位
置させる。 【０１１７】ついで、上記試料採取装置８を上記チャン
ネルボックス２側に駆動する。このことで、図４（ａ）
に示すように、上記チャンネルボックス２は、上記ガイ
ド３５に沿って、このガイド３５の基端部３５ａ間に挿
入される。 【０１１８】ついで、上記チャック機構１７および上記
背面支持機構３１を作動させることで、図４（ｂ）に示
すように、上記チャンネルボックス２を第１の状態で握
持することができる。 【０１１９】また、例えば第２の状態で上記チャンネル
ボックス２を握持させる場合には、作業者は、上記ジブ
クレーン９を作動させ、上記チャンネルボックス２の側
面を上記試料採取装置８に対して約４５°傾けた状態
で、このチャンネルボックス２を上記一対のガイド３５
の先端部３５ｃ間に位置させる。 【０１２０】ついで、上記試料採取装置８を上記チャン
ネルボックス２側に駆動する。このことで、図５（ａ）
に示すように、上記チャンネルボックス２は、上記ガイ
ド３５に沿って案内され、その側面を上記ガイド３５の
中途部３５ｂに当接させる。 【０１２１】ついで、上記チャック機構１７および上記
背面支持機構３１を作動させることで、図５（ｂ）に示
すように、上記チャンネルボックス２を第２の状態で握
持することができる。 【０１２２】このようにして、上記チャンネルボックス
２を握持したならば、作業者は、上記撮像カメラ１１５
により捕らえられ上記モニター１３に映し出された映像
に基づいて、上記工具１００の位置決めを行う（図４
（ｂ）、図５（ｂ））。 【０１２３】すなわち、前記ピニオンギア４７、６８お
よびラック４８、７０とからなる上記Ｘ駆動機構４４お
よびＺ駆動機構６５を作動させることで、上記試料採取
ヘッド３９（工具駆動部７７）に保持された工具１００
を上記チャンネルボックス２に対してＸＺ方向に位置決
めする。 【０１２４】なお、上記Ｘ駆動機構４４のＸモータ４６
およびＺ駆動機構６５のＺモータ６７内には、この試料
採取装置８が水中に沈められた時から、エアが圧送さ
れ、浸水によるショート不良等の発生が有効に防止され
るようになっている。 【０１２５】工具１００の位置決めが成されたならば、
上記第１、第２のロック機構５８、７２を作動させ、上
記ピニオンギア４７、６８をロックする。このことで、
上記工具１００（試料採取ヘッド３９）はＸＺ方向に移
動不能に保持される。 【０１２６】このようにして上記工具１００が上記チャ
ンネルボックス２に対して位置決めされたならば、作業
者は、上記試料採取ヘッド３９を作動させる。すなわ
ち、上記ケース１６の背面側に設けられた吸引ポンプ１
０９を作動させ上記工具１００の先端部１０１に吸引力
を発生させると共に、上記エアモータ９５を作動させ上
記工具１００を回転駆動する。 【０１２７】上記工具１００の先端部１０１から吸い込
まれたプール５内の水は、上記バキュームホース１０
７、切り屑濾過部１０８および上記ポンプ１０９を通過
して再びこのプール５内に戻されるようになっている。 【０１２８】ついで、作業者は上記Ｚ移動板３８の裏面
に固定された一方のエアシリンダ８２を作動させること
で、上記工具１００を前進させる（図４（ｂ）、図５
（ｂ）参照）。このことで、上記回転する工具１００の
刃先１０３が上記チャンネルボックス２の側面に押し付
けられ、切削が開始される。 【０１２９】上記工具１００の刃先は先端に向かって尖
鋭化されたリング状の砥石であり、これが回転しつつ上
記チャンネルボックス２に押し付けられるから、上記チ
ャンネルボックス２は円板状に切削されることとなる。
そしてこのとき工具１００の外側に発生した切り屑は、
上記スリット１０４を通ってこの工具１００の先端部１
０１内に吸引される。そして、この切り屑は上記切り屑
濾過部１０８を通ることによって回収される。 【０１３０】前記第１の状態で保持されたチャンネルボ
ックス２を切削する場合には、上記工具１００は、図１
２（ａ）に示す状態で、上記チャンネルボックス２の側
壁を切り進んでいく。そして、刃先１０３の最尖鋭部が
上記チャンネルボックス２の内面に達した時点で、この
切削は終了する。すなわち、この工具１００は、このチ
ャンネルボックス２から円板状の試料４ａをくりぬくこ
とができる。 【０１３１】この実施例では、上述したように、押し付
け力２０Ｎ〜３０Ｎ、回転数２００ｒｐｍ〜３００ｒｐ
ｍで上記工具１００を駆動し、約３〜４時間かけて上記
試料４ａをくりぬくようにしている。 【０１３２】上記工具１００の先端部１０１には、吸引
力が発生しているから、くりぬかれた円板状の試料４ａ
は、図１２（ｂ）に示すように、上記先端部１０１に吸
着保持される。この状態で上記エアシリンダ８２を作動
させ、上記工具１００を後退させることで、この試料４
ａを上記チャンネルボックス２から採取することができ
る。 【０１３３】一方、第２の状態で握持されたチャンネル
ボックス２を切削する場合には、図１３（ａ）、（ｂ）
に示すようにして行う。すなわち、上記工具１００は、
上記刃先１０３を上記チャンネルボックスの曲面部に対
向させた後、先端部１０１に吸引力を発生させつつ回転
駆動され、上記刃先１０３を上記チャンネルボックス２
の曲面部に押し付ける。 【０１３４】このことで、この工具１００の刃先１０３
は、図１３（ａ）に示す状態で上記チャンネルボックス
２を切り進んでいく。そして、上記刃先１０３の最尖鋭
部が、このチャンネルボックス２の内面に達した時点で
この切削は終了する。そして、このチャンネルボックス
２からくりぬかれてなる試料４ｂは上記工具１００の先
端部１０１に吸着保持される。 【０１３５】ついで、図１３（ｂ）に示すように、上記
工具１００を後退させることで、上記チャンネルボック
ス２から試料４ｂを採取することができる。このような
動作により、試料の採取が行われたならば、以下に説明
する動作により試料の回収作業が行われる。 【０１３６】まず、作業者は、上記チャック機構１０７
のアーム２５を開駆動することでこの試料採取装置８を
チャンネルボックス２から離脱させる。ついで、上記ジ
ブクレーン９を作動させ、上記試料採取装置８を上記プ
ール５の水面近くまで引き上げる。 【０１３７】次に、この位置で、上記工具１００の先端
部に放射能遮断部材としての鉛製のカップを被せた後、
上記工具１００を固定していたピン１０６を上記主軸８
７から引き抜いてこの工具１００を試料採取装置８から
取り外す。 【０１３８】そして、この工具１００を上記鉛製のカッ
プを被せた状態で上記プール５内から引き上げる。この
ことで、試料４ａ、４ｂの回収が行われる。続けて上記
チャンネルボックス２の他の部位から試料４ａ、４ｂを
採取する場合には、新たな工具１００を上記試料採取装
置８の主軸８７に取り付けて行うようにする。 【０１３９】次に、上記チャンネルボックス２を離脱で
きない等の非常事態が生じた場合の動作について説明す
る。この場合には、上記チャック機構１７に設けられた
ピン２６ａを引き抜くことで、上記アーム２５をこのア
ーム２５を保持するスライダ２６から分離する。すなわ
ち、上記ピン２６ａの頭部には図２に示すようにリング
状の被引っ掛け部材が固定されており、作業者は、例え
ば、先端部に鍵状の引っ掛け部が形成されてなる図示し
ない引っ掛け棒をプール５内に挿入し、上記引っ掛け部
を上記ピンに２６ａに形成された被引っ掛け部に引っ掛
けた後、上記引っ掛け棒を引き上げることで、上記ピン
２６ａを上記スライダ２６から引き抜く。 【０１４０】このような動作により、少なくとも図に示
す右側アーム機構１７ａのアーム２５をスライダ２６か
ら離脱することで、上記チャンネルボックス２の握持状
態を解除することができる。 【０１４１】このような構成によれば、以下に説明する
効果がある。第１に、放射能環境下におけるチャンネル
ボックス２からの試料４ａ、４ｂの採取を、遠隔操縦に
より安全に行なうことが可能になる。 【０１４２】すなわち、作業者は、上記運転室１０に設
けられたモニター１３を見つつ操作盤１４を操作するこ
とで試料採取装置８の遠隔操縦（工具１００の位置決
め、駆動等）をすることができる。また、上記操作盤１
４を通じてこの試料採取装置８に関するあらゆる設定
（工具１００の位置決め、切削速度、押し付け力等の設
定）を行える。 【０１４３】したがって、チャンネルボックス２からの
試料の採取を適確かつ安全に行うことができる効果があ
る。第２に、チャック機構１７のアーム２５にＸ握持面
２５ａ、Ｙ握持面２５ｂおよびＸＹ握持面２５ｃを形成
することで、上記チャンネルボックス２を図４（ｂ）、
図５（ｂ）に示すよう２つの状態（第１、第２の状態）
で握持することが可能になる。 【０１４４】このことにより、このチャンネルボックス
２の平坦部（図１６に示す４ａ）、曲面部（図１６に示
す４ｂ）を問わず、このチャンネルボックス２のあらゆ
る部位から、上記試料４ａ、４ｂの採取を行える。 【０１４５】したがって、チャンネルボックスの材料の
選定に有効に役立つデータの構築を行うことが可能にな
る。第３に、チャック機構１７の上下のアーム機構１７
ａ、１７ｂの間に、上記チャンネルボックス２を握持位
置に案内するガイド３５を設けたので、上記チャンネル
ボックス２を所望の状態で正確に握持することが可能に
なる効果もある。 【０１４６】すなわち、このガイド３５には、上記第１
の状態に対応する基端部３５ａと、第２の状態に対応す
る中途部３５ｂ（傾斜面）を設けたので、上記各アーム
機構１７ａ、１７ｂを作動させる前に、上記チャンネル
ボックスを各第１、第２の状態に応じた正確な位置に保
持することができる。 【０１４７】したがって、上記チャンネルボックス２の
握持ミスが生じることを少なくすることができ、安全な
作業を行える効果がある。第４に、何らかの原因で、上
記チャック機構１７に上記チャンネルボックス２の握持
状態を解除できない等の非常事態が発生した場合には、
上記各アーム機構１７ａ、１７ｂのアーム２５とスライ
ダ２６とを連結するピン２６ａを引き抜くことで、この
試料採取装置８から上記チャンネルボックス２を離脱さ
せることができる。 【０１４８】このことにより、試料採取運転中の安全性
が確保できる効果がある。第５に、試料採取運転中に、
原子炉プラントの運転に影響を与える恐れのあるノイズ
が発生することを有効に防止でき、かつこの試料採取装
置をコンパクトに構成することができる効果がある。 【０１４９】すなわち、この発明では、工具１００の駆
動源としてエアモータ９５およびエアシリンダ８２を用
いるようにしたので、レーザ等の加工手段を用いる場合
のようにノイズ（雑電波）を発生させることが少ない。
したがって、原子炉プラント運転に影響を及ぼすことは
ない。 【０１５０】また、油圧シリンダによる打ち抜き方法を
用いて試料を採取するということも考えられるが、この
方法であると、打ち抜きにかなり大きな力を要するた
め、装置が大掛かりになるということがある。 【０１５１】この発明では、上記エアモータ９５を用
い、リング状に形成された砥石としての機能を持つ刃先
１０３を有する工具１００を回転させ、一定の時間（例
えば３〜４時間）をかけて試料を採取するようにしたの
で、上記駆動源であるエアモータ９５は大型である必要
はない。したがって、装置をコンパクトに構成すること
ができる。 【０１５２】このことは、この装置自体が将来核廃棄物
となるべき性格のものであることを考慮すると、有効な
効果と考えられる。さらに、打ち抜きの場合のように大
きな振動が生じたりするということがないので、原子炉
運転に影響を及ぼすことが少ない。 【０１５３】第６に、採取した試料４ａ、４ｂをプール
５内に脱落させることなく、確実に回収することができ
る効果がある。すなわち、この作業は、放射能環境下の
プール５内で行われるため、採取した試料４ａ、４ｂが
脱落したりすると、その回収が困難になる。 【０１５４】しかし、この発明では、先端部１０１がカ
ップ状に形成されてなる工具１００を用い、この先端部
１０１に吸引力を発生させるようにしたので、採取した
試料４ａ、４ｂをそのままこの先端部１０１に吸着保持
することができる。 【０１５５】したがって、採取した試料４ａ、４ｂの脱
落を有効に防止することができる効果がある。第７に、
切削により発生した切り屑を、このプール５内に飛散さ
せることなく、有効に回収できる効果がある。 【０１５６】すなわち、この発明では、切削により上記
試料４ａ、４ｂを採取するようにしているので、切り屑
が発生する。この切り屑を回収せず、そのままにしてお
くと、この切り屑がプール５内に飛散し、チャンネルボ
ックス２やこのプール５の側壁や底壁に付着するという
不具合が発生するおそれがある。 【０１５７】しかし、この発明によれば、工具１００の
先端部１０１に吸引力を発生させると共に、この先端部
１０１に複数のスリット１０４を設け、上記切り屑を、
このスリット１０４を通してこの工具内に吸い込むよう
にした（図１２、図１３に点線で示す）。そして、この
切り屑は、ケース１６の背面側に設けられた切り屑濾過
部１０８で濾過し回収するようにした。 【０１５８】このことで、発生した切り屑が、プール５
内に飛散することを有効に防止でき、上述した不具合の
発生を防止することが可能になる。第８に、工具１００
の刃先角度を、３０度と、４５°以下に設定したこと
で、採取した試料４ａ、４ｂの周縁部や上記チャンネル
ボックス２の採取跡に「ばり」が発生することを有効に
防止できる効果がある。 【０１５９】すなわち、この装置では、前記第１の状態
だけでなく第２の状態で握持されたチャンネルボックス
２からも試料４ａ、４ｂを採取することを予定してい
る。第１の状態で握持されたチャンネルボックス２から
上記試料４ａを採取する場合には、図１２に示すように
試料採取面は傾いていないから、尖鋭化された上記刃先
１０３の最先端が上記チャンネルボックス２の内面に達
した時点で切削を終了することができる。したがって、
刃先角度が４５°以上であっても「ばり」が発生する恐
れは少ない。 【０１６０】しかし、上記第２の状態のように、試料採
取面が４５°の傾きを持って握持されている場合には、
上述した刃先角度が４５°以上の工具では、ばり発生の
おそれが高くなる。 【０１６１】図１４（ａ）は、刃先角度が４５°に形成
された刃先１０３を用いて第２の状態のチャンネルボッ
クス２を切削する場合を示す拡大断面図である。この場
合には、上記刃先１０３の傾斜面と上記チャンネルボッ
クスの試料採取面の傾斜角度が等しいので、最終的に
は、図に１１６で示す範囲を同時に打ち抜く必要があ
る。したがってこの部分１１６の縁部にばりが生じる恐
れが高くなる。 【０１６２】一方、図１４（ｂ）は、この発明の場合、
すなわち、刃先角度が３０°に設定されてなる刃先１０
３を有する工具１００を用いた場合である。この場合で
は、上記試料採取面の傾斜角度よりも上記刃先角度の方
が小さいので、上述した上記第１の状態の場合と同じ
く、この刃先１０３の最尖鋭部が上記チャンネルボック
ス２の内面に達した時点で切削は終了する。 【０１６３】したがって、図１４（ａ）に１１６で示し
た箇所のように、同時に打ち抜かれる部位がなくて済む
ので、ばりが発生する恐れは小さい。このように、刃先
角度が４５°以下に設定されてなる工具１００を用いる
ことで、採取した試料４ａ、４ｂの周縁部にばりが発生
することを抑制することができ、この試料４ａ、４ｂを
後処理することなく使用することができるから、試料４
ａ、４ｂの取扱いが非常に容易になる効果がある。 【０１６４】第９に、この装置では、上下一対のアーム
機構１７ａ、１７ｂ（合計４つのアーム２５）を用いて
上記チャンネルボックス２を握持するようにしたので、
このチャンネルボックス２を安定的に保持することがで
きる効果がある。 【０１６５】すなわち、左右一対のアーム２５だけであ
ると、上記チャンネルボックス２の握持時あるいは握持
後の安定性が悪く、このチャンネルボックス２が誤って
傾いて握持されたり握持後に傾いたりすることが考えら
れる。 【０１６６】しかし、この実施例では、上下一対の計４
つのアーム２５を用いて、上記チャンネルボックス２の
所定長さ寸法離間した２か所をそれぞれ握持するように
したので、このチャンネルボックス２を安定的に握持す
ることができる効果がある。 【０１６７】したがって上記チャンネルボックス２が傾
いていている場合であっても良好な握持が行え、また、
試料採取作業中に上記チャンネルボックス２が傾いてし
まうことを有効に防止できる。 【０１６８】したがって、上記試料の採取を安全に行え
る効果がある。なお、この発明は、上記一実施例に限定
されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種
々変形可能である。 【０１６９】例えば、上記一実施例では、上記工具１０
０（試料採取ヘッド３９）を駆動する機構として、ピニ
オンギア４７およびラック４８の組み合わせからなるＸ
駆動機構４４およびＹ駆動機構６５を用いたが、このＸ
駆動機構およびＹ駆動機構はこのような構成に限定され
るものではなく、例えばボールねじ機構が内蔵されたリ
ニアガイド機構であっても良い。要は、上記工具１００
を任意の位置に位置決めできる機構であれば良い。 【０１７０】また、上記工具１００を駆動する機構は、
エアモータ９５およびエアシリンダ８２であったが、こ
れに限定されるものではなく、他の駆動機構であっても
良い。例えば、ラックとピニオンギアとの組み合わせに
より進退させるような機構であっても良い。 【０１７１】また、上記一実施例では、上記工具１００
をチャンネルボックス２に押し付ける構成であったが、
反対に上記チャンネルボックス２を回転する工具１００
に押し付ける構成であっても良い。 【０１７２】さらに、上記ロック機構５８、７２は、上
述した構成に限定されるものではなく、上記試料採取ヘ
ッド３９の移動をロックできる機構であれば他の構成の
ものであっても適用可能である。 【０１７３】例えば、上記ロック機構５８、７２では、
係合体の駆動手段としてシリンダを利用しているが、こ
れに限定されるものではなく、ばね機構によりピニオン
ギアに係合体を押し付けることで、このピニオンギアを
ロックするようにしても良い。 【０１７４】 【発明の効果】以上説明したように、この発明の試料採
取装置は、チャンネルボックスからの試料の採取を遠隔
操縦により行えるようにした装置であって、上記チャン
ネルボックスを第１、第２の状態で握持し、平坦部だけ
でなく曲面部からも試料を採取できるようにすると共
に、先端部にリング状に形成された刃先角度４５°以下
の刃先を有する工具を用い、この先端部に吸引力を発生
させながら切削を行うことで、発生した切り屑を回収
し、採取した試料を吸着保持するようにしたものであ
る。 【０１７５】このような構成によれば、放射能環境下に
おける試料の採取を安全かつ確実に行える。また、チャ
ンネルボックスのあらゆる部位から試料を採取すること
ができるから有効なデータの構築に役立てることが可能
になる。 【０１７６】さらに、原子炉の運転に運転に影響を与え
る恐れのあるノイズを発生させることがないので、試料
の採取を安全に行える。さらに、採取した試料の脱落を
防止でき、試料の回収を安全に行える。 【０１７７】また、切削により生じた切り屑が周囲に飛
散してしまうことを有効に防止できる効果もある。さら
に、採取した試料や採取跡にばりが発生することを有効
に防止できるので、試料等の取扱いが容易になる。 【０１７８】また、この発明の試料採取装置は、上記チ
ャンネルボックスを上記第１、第２の状態で上記チャッ
ク機構に案内する案内部材を有するので、上記チャンネ
ルボックスの握持を容易かつ確実に行うことができる。
さらに、非常事態には、アームに設けられたピンを引き
抜くことで、握持状態を解除できるから安全性が高い。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の一実施例を示す全体斜視図。 【図２】同じく、上面図。 【図３】同じく、側面図。 【図４】同じく、チャンネルボックスを第１の状態で握
持する場合を示す上面工程図。 【図５】同じく、チャンネルボックスを第２の状態で握
持する場合を示す上面工程図。 【図６】同じく、試料採取機構を示す斜視図。 【図７】同じく、上面図および側面図。 【図８】同じく、Ｘ駆動機構の駆動モータを示す一部縦
断面を有する側面図。 【図９】同じく、試料採取機構の要部を拡大して示す縦
断面図。 【図１０】同じく、工具駆動部を示す縦断面図。 【図１１】同じく、工具を示す斜視図および縦断面図。 【図１２】同じく、第１の状態で握持されたチャンネル
ボックスの試料採取工程を拡大して示す概略縦断面図。 【図１３】同じく、第２の状態で握持されたチャンネル
ボックスの試料採取工程を拡大して示す概略縦断面図。 【図１４】同じく、刃先角度設定の効果を説明する縦断
面図。 【図１５】同じく、試料採取の環境を示す概略全体図。 【図１６】一般的な燃料集合体およびチャンネルボック
スを示す一部縦断面を有する外観斜視図。 【符号の説明】 １…燃料集合体 ２…チャンネルボ
ックス １１…制御装置（制御部） １３…モニター
（認識手段） １６…ケース（本体） １７…クランプ機
構（クランプ機構部） ２５…アーム ２５ａ…Ｘ握持面
（第１の握持面） ２５ｂ…Ｙ握持面（第１の握持面） ２５ｃ…ＸＹ握持
面（第２の握持面） ２６ａ…ピン ２８…エアシリン
ダ（開閉駆動部） ３５…ガイド（案内部材） ３５ａ…基端部 ３５ｂ…中途部 ３５ｃ…先端部 ３９…試料採取ヘッド（切削機構部）４４…Ｘ駆動機構
（駆動機構） ４７…ピニオンギア ４８…ラック ５０…ケース（水密容器） ５６…モータ ５８…第１のロック機構（ロック機構） ６５…Ｙ駆動機構（駆動機構） ７２…第２のロッ
ク機構（ロック機構） ７７…工具駆動部（工具駆動体） ８２…Ｙエアシリ
ンダ（進退駆動機構） ８５…ケース（水密容器） ８７…主軸 ９５…エアモータ（切削機構部の駆動モータ） １００…工具 １０１…先端部 １０３…刃先 １０４…スリット（切り屑回収手段、貫通孔） １０５…連通孔（吸引孔） １０８…切り屑濾
過装置（切り屑回収部） １０９…吸引ポンプ（吸引装置） １１５…撮像カメ
ラ（認識手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊田 隆夫 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株式会社東芝生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平４−101811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−200992（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−178399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−102867（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−209990（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−249540（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−17013（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−236200（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−58000（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−22553（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 1/00 - 1/36 G21C 3/30 G21C 17/00 - 19/02 G21F 7/06 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】燃料集合体を構成するチャンネルボックス
   の一部を試料として採取する試料採取装置であって、プール水中に鉛直に垂下された上記チャンネルボックス
   の側方に設置される 本体と、 この本体に設けられ、上記チャンネルボックスを把持固
   定するクランプ機構と、 上記本体に設けられ、上記クランプ機構によって把持固
   定された上記チャンネルボックスの一部を試料として切
   削採取する切削機構部と、 上記本体に設けられ、上記切削機構部を駆動し、この切
   削機構部を上記チャンネルボックスの所定の切削部位に
   対して位置決めする駆動機構と、 上記切削機構部と上記駆動機構とを制御する制御部とを
   具備し、 上記切削機構部は回転駆動される先端部にスリットを有
   する円筒形の刃先と、この円筒形の刃先の内側から水を
   吸引しフィルタを通してろ過する吸引ポンプを備えた こ
   とを特徴とする試料採取装置。