JP6215588B2 - 狭隘部進入調査装置 - Google Patents

Description

本発明は、建屋貫通部等の狭隘部から進入し、建屋内部の調査を実施するための狭隘部進入調査装置に係り、特に、狭隘部に曲りや径の変化があって、装置自身に自力推進が必要となる狭隘部進入調査装置に関する。

原子力発電所内部などの高放射能環境においては、無人装置による内部調査が必要となる。これらの場合に、無人装置を建屋貫通部の狭隘部（管路など）に位置付けて外部から挿入するとともに、その後は無人装置自身が備える自力推進機構により推進する。無人装置自身が備える自力推進機構は、狭隘部（管路など）の曲がりや径の変化に対応し、これらの場所でも内部進入を行えるものとされる必要がある。

係る内部調査装置の一例として特許文献１には、細長のケーブル自走を実現し、障害物を乗越えてカメラを進入させる技術が公開されている。また特許文献２には、多層の熱可塑性チューブの収縮を利用して推進するチューブアクチュエータに関する技術が公開されている。さらに特許文献３には、医療分野への適用例ではあるが２つのバルーンを用いた内視鏡の技術が公開されている。

特開２００９−６６１６７号公報 特開２０１１−１１２１１０号公報 特開２０１１−２３４７４６号公報

特許文献１の内部調査装置ではその推進駆動力を得るために、ケーブルに取付けた線材をケーブルの周方向と軸方向の２方向に振動させる。特に、周方向の振動はケーブルの捻じれ方向の振動であるため、長尺になるほど大きなトルクが必要になる。

特許文献２の効果を得るためには、多層の熱可塑性チューブを用いることから温度環境が一定である必要があり、高温下、水中等の環境での使用には制限がある。

さらに、特許文献３は、２つのバルーン間の距離を、エアチューブで調整しながら進行させているが、生体内用であり、長尺を進行させるにはトルクが不足する課題がある。

また上記課題が解決できたとしても、内部調査装置が配管内に進入した時に、それ以上の前進が困難な場面に遭遇することが想定される。このため、状況判断と自助機能により困難を克服できる機能を備える必要がある。

以上のことから本発明においては、駆動力に大きなトルクを用いることなく、かつ適用環境に左右されることなく困難に応じて内部進入を可能とする狭隘部進入調査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、配管等の狭隘部に進入して調査を実施する狭隘部進入調査装置であって、その先端部分から順に、調査に用いる撮像手段と、撮像手段に接続され配管の径方向への伸縮により固定するための前方固定手段と、前方固定手段に接続され長さを可変にできる距離調整手段と、距離調整手段に接続され配管の径方向への伸縮により固定するための後方固定手段と、後方固定手段と接続され前方固定手段および距離調整手段および後方固定手段を制御するコントローラとから構成され、配管等の狭隘部に進入して調査を実施する狭隘部進入調査装置であって、コントローラは、前方固定手段と後方固定手段のいずれか一方を伸縮により配管に固定したときに他方を収縮状態とするとともに、伸縮させる前方及び後方の固定手段を交互に切り替え、かつ切り替えの前後において距離調整手段により前方及び後方の固定手段の間の距離を可変にすることを特徴とする。

かかる構成により、格納容器外から進入し格納容器内部の状況を調査可能となる。特に、狭隘な配管から進入し、広域かつグレーチング等の上を進入可能な移動が可能となる。さらに、進入経路上に障壁が存在する場合でも、その障壁を取り除くことが可能になり、格納容器内部調査を実現でき、また、内部の各種物理量を測定可能となる。

実施例１の狭隘部進入調査装置を狭隘部に進入させた状態を説明した図。 実施例１の狭隘部進入調査装置を構成する各部間の接続関係ならびに各部機能について説明する図。 実施例１の作業手順について説明する図。 実施例１の狭隘部進入調査装置の拡管機構部の詳細構造について説明する図。 実施例１の狭隘部進入調査装置のヘッド交換機構の詳細構造について説明する図。 実施例１の閉止機構についての詳細構造について説明する図。 実施例１の、具体的な狭隘部進入調査装置主要部詳細構造の一例を示す図。 実施例１の、さらに具体的な狭隘部進入調査装置主要部詳細構造の一例を示す図。 実施例１の狭隘部進入調査装置３の進入動作を説明する図。 実施例１の図９の一連の動作をフローチャートで説明した図。 実施例２の狭隘部進入調査装置の拡管機構部の詳細構造について説明する図。 実施例２の狭隘部進入調査装置を構成する各部間の接続関係ならびに各部機能について説明する図。 実施例２の狭隘部進入調査装置の主要部の具体的な詳細構造を示す図。 実施例２の場合に、図５の一連の動作を実行するためのフローチャートを示した図。 エア分岐と加圧器の機能を簡便に実現した構成を示す図。 実施例３の、具体的な狭隘部進入調査装置主要部詳細構造の一例を示す図。

以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。

以下、図１から図１０を用いて、本発明の実施例１に係る狭隘部進入調査装置の構成及び動作について説明する。図１は、本発明の狭隘部進入調査装置を狭隘部に進入させた状態を説明した図である。

同図において、１は原子炉等における建屋壁であり、建屋壁外側１ａと建屋壁内側１ｂの間に配管２が貫通設置されている。配管２は建屋壁１内に直線状に設置されていることが望ましいが、往々にして途中で進路が変更されており、その径が変更されて狭隘部を形成していることがある。本発明の狭隘部進入調査装置３では、このような配管傾斜部３ｂ、配管細部３ｂ（狭隘部）をも障害とせず、建屋壁外側１ａに位置する配管入口２ａから挿入し、建屋壁内側１ｂに位置する配管出口２ｂまで自力走行を可能とする。

本発明の狭隘部進入調査装置３は、その先端部分から順にカメラ４、作業ヘッド５、前方バルーン６ａ、距離調整部７、後方バルーン６ｂ、エア分岐部８、複合ケーブル９、コントローラ１０で構成されている。またコントローラ１０近傍にヘッド交換部１１を備える。この構成により本装置は、進行途中の配管各所や進入を果たした後の建屋内で、その部分の写真撮影や各種の作業を行い、この結果を報告する。狭隘部進入調査装置３の駆動メカニズムについては後述する。

図２を用いて狭隘部進入調査装置３を構成する各部間の接続関係ならびに各部機能について説明する。狭隘部進入調査装置３は、操作側に位置付けられた機器と制御側に位置付けられた機器で構成されている。

操作側に位置付けられた機器（操作機器）は、前方バルーン６ａ、後方バルーン６ｂ、距離調整部７、カメラ４、作業ヘッド５である。制御側に位置付けられた機器（制御装置）は、ここではコントローラ１０である。また、エア分岐部８、ヘッド交換部１１などが設置されている。なお操作機器として、狭隘部進入調査装置３の先端部位に備えられた作業ヘッド５は、作業ツールとしてレーザ加工ヘッド５ａと、閉止材ヘッド５ｂを有しており、その時の調査目的に応じていずれか一方が選択される。ヘッドの交換はヘッド交換部１１において行う。

先端部位のカメラ４や作業ヘッド５の位置制御及びカメラ４の撮影指示は、コントローラ１０から行う。コントローラ１０は、配管入口２ａに設置されており、加圧器２１、バルーンスイッチ２２、距離調整器２３、モニタ２４、レーザ加工ヘッド５ａ用の中継器２５、閉止材ヘッド５ｂ用の加圧器２７を備える。また、中継器２５は発振器２６と接続し、発信器２６で励起したレーザをレーザ加工ヘッド５ａに伝える。

コントローラ１０内の各種機器、機能のうち、加圧器２１とバルーンスイッチ２２は、複合ケーブル９を介してエア分岐部８に接続されており、エア分岐部８はバルーンスイッチ２２が指示するバルーン（前方バルーン６ａ、後方バルーン６ｂ）のいずれか一方に、加圧器２１が供給するエアを与える。前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂは、加圧器２１からエアを供給され、その体積を調整する。この際、エア分岐部８を介して、１本のエア供給ラインから供給する構成とする。エア分岐部８は、バルーンスイッチ２２の指示に応じて供給先を切り替える。

コントローラ１０内の距離調整器２３は、距離調整部７の長さを伸縮調整する。例えば、先端部のカメラ４や作業ヘッド５の位置を配管２内に進入させるときには、後方バルーン６ｂが膨らんで配管２に接しておりかつ前方バルーン６ａが萎んでいる状態において、距離調整部７の長さを伸ばすことで先端部のカメラ４や作業ヘッド５の位置を配管２内に前進させる。またこの操作に続いて、前方バルーン６ａが膨らんで配管２に接しておりかつ後方バルーン６ｂが萎んでいる状態において、距離調整部７の長さを縮ませることで後部の後方バルーン６ｂ、エア分岐部８、複合ケーブル９などを配管内部に深く進入させる引きつけ操作を行う。これら一連の処理の繰り返しにより、前部を進入させ、後部を配管内に引きつけて、順次進入操作を果たす。

なお、前方バルーン６ａの前方に設置したカメラ４の映像は、コントローラ１０に設置したモニタ２４で視認する構成とする。

作業員によるモニタ２４の視認により、作業箇所が確認できた時、コントローラ１０側から発信器２６で励起したレーザを、中継器２５、ヘッド交換部１１を経由して先端部のレーザ加工ヘッド５ａに伝え、所定のレーザ加工作業を実行する。なお閉止材ヘッド５ｂを使用している時には、加圧器２７から操作用の流体圧力を加える。

図３を用いて、第１の実施例の作業手順について説明する。ここでの処理では、処理開始後（処理ステップＳ１００）、狭隘部進入調査装置３の先端部位を配管へ挿入し（処理ステップＳ１０１）、前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂを交互に膨らませかつ距離調整部７の長さを適宜伸ばしあるいは縮める事で前進動作を開始する（処理ステップＳ１０２）。

次に、処理ステップＳ１０３では配管通過が完了したか判断し、配管通過が完了していない場合（Ｎｏ）は、処理ステップＳ１０７において前進可能かどうか判断する。前進可能な場合（ｙｅｓ）は、処理ステップＳ１０２に戻り前進動作を繰り返す。

処理ステップＳ１０７において前進できないと判断された場合（Ｎｏ）は、処理ステップＳ１０８において配管内部状態を判定する。前進できない理由がＴ字管の存在であった場合、Ｔ字管の一部を閉止して、別方向に進入する。このときに狭隘部進入調査装置３の先端部の作業ヘッド５が閉止材ヘッド５ｂであれば、閉止作業をそのまま続行すればよいが、レーザ加工ヘッド５ａである場合には配管入口に戻ってヘッドを交換する必要がある。

処理ステップＳ１０９ではこのときの狭隘部進入調査装置３の先端部の作業ヘッド５の種別を判定する。閉止材ヘッドの場合（ｙｅｓ）、配管閉止を実施し（処理ステップＳ１１０）、その後処理ステップＳ１０２における前進動作に戻る。また、狭隘部進入調査装置３の先端部が閉止材ヘッド５ｂでない場合（Ｎｏ）、配管入口まで後進し（処理ステップＳ１１１）、作業ヘッド５を閉止材ヘッドに交換し（処理ステップＳ１１２）、処理ステップＳ１０１に戻って狭隘部進入調査装置３の先端部を配管へ再度挿入して、改めて前進動作に入る（処理ステップＳ１０２）。

また、処理ステップＳ１０８における配管内部状態の判定においてオリフィスがあった場合は、先端部がレーザ加工ヘッドであるかを判定し（処理ステップＳ１１３）、レーザ加工ヘッドである場合は拡管作業を実施する（処理ステップＳ１１４）。レーザ加工ヘッドでない場合は、レーザ加工ヘッドに交換し（処理ステップＳ１１６）、配管へ挿入して（処理ステップＳ１０１）、前進動作に戻る（処理ステップＳ１０２）。

また、処理ステップＳ１０８における配管内部状態の判定において、前進が可能でない状態がＴ字管あるいはオリフィスのいずれでもない場合は、駆動力の不足が想定できるため処理ステップＳ１１７において駆動力を増加させ、以後処理ステップＳ１０２以降の処理を再度実行してみる。

なお処理ステップＳ１０３において配管通過が完了したとの判断の場合（ｙｅｓ）、対象内部の調査を実施する（処理ステップＳ１０４）。その後、配管入口まで後退し（処理ステップＳ１０５）、処理を終了する（処理ステップＳ１０６）。

以上述べたように、本発明においては前進できない事情を確認し、自ら備えた作業ヘッド５を駆使して進路を確保していく。オリフィスがあった場合に駆使される作業ヘッド５がレーザ加工ヘッド５ａであり、この時の狭隘部進入調査装置３の先端部機能は、拡管機構部として位置づけられる。

図４を用いて、実施例１の拡管機構部の詳細構造について説明する。拡管機構部は、前方バルーン６ａの先端に取り付けた作業ヘッドベース３０に、カメラ４と作業ヘッド５を取り付けた構造としている。本実施例では、作業ヘッド５はレーザ加工ヘッド５ａであり、レーザの照射方向３１はオリフィス部１００の端部１００ａに向くようにする。その後、作業ヘッドベース３０を、周方向３２に回転させ、オリフィス部１００の端部１００ａを配管４から切り離す。その後、複数個所でオリフィス部１００を切断し、狭隘部であるオリフィスの拡管作業を実施する。なお切り離した配管部材は、切り離した部署から配管外部に排出することで、以後の配管内進入を阻害しないものとされる。

図５を用いて、実施例１の狭隘部進入調査装置３のヘッド交換機構詳細構造について説明する。図１のヘッド交換部１１内には、作業ヘッド仮置き治具３３を設置している。作業ヘッド交換作業をする際は、前方バルーン６ａの先端に取り付けた作業ヘッドベース３０を、作業ヘッド交換部１１内に引き入れて作業をする。

作業ヘッド５（５ａ，５ｂ）は、作業ヘッドベース３０に開けた作業ヘッド固定穴３４に固定しており、作業ヘッド５（５ａ，５ｂ）端部にはケーブル７０が接続されており、ケーブル７０は、作業ヘッドベース３０に形成されたケーブル格納溝４３を通して、前方バルーン６ａの後方に送られる。またそれぞれの交換用の作業ヘッド５（５ａ，５ｂ）は、作業ヘッド仮置き治具３３に設けた作業ヘッド仮固定穴３６ａ〜３６ｃに嵌め込んでいる。

作業ヘッドベース３０が作業ヘッド交換部１１内に引き入れられた結果、作業ヘッド交換部１１内では作業ヘッドベース３０と作業ヘッド仮置き治具３３が対峙して位置づけられることになる。この状態で、作業ヘッドベース３０の作業ヘッド固定穴３４にはレーザ加工ヘッド５ａが嵌装されており、他方
作業ヘッド仮置き治具３３に設けた作業ヘッド仮固定穴３６についてみると、３６ａには何も取り付けておらず、３６ｂには閉止材ヘッド５ｂが嵌装されており、３６ｃには予備のレーザ加工ヘッド５ｃが嵌装されていたとする。

係る対峙状態において、例えば作業ヘッド固定穴３４と作業ヘッド仮固定穴３６ａが同じ位置にくるように作業ヘッドベース３０を周方向３７に回転させて、同じ位置で対抗した時に作業ヘッドベース３０側のレーザ加工ヘッド５ａを作業ヘッド固定穴３４から作業ヘッド仮固定穴３６ａに押し出して移動させる。その後今度は、作業ヘッド固定穴３４と作業ヘッド仮固定穴３６ｂが同じ位置にくるように作業ヘッドベース３０を周方向３７に回転させて、同じ位置で対抗した時に対象とする作業ヘッド５ｂのケーブル７０ｂを引いて、作業ヘッド仮置き治具３３側の作業ヘッド５ｂを作業ヘッド固定穴３４に引き出して移動させ、固定する。固定後、作業ヘッド仮置き治具３３の脇を前方方向３８のルートで通過させる。

本発明においては、前進できない事情を確認し、自ら備えた作業ヘッド５を駆使して進路を確保していく。Ｔ字管があった場合に駆使される作業ヘッド５が閉止材ヘッド５ｂであり、この時の狭隘部進入調査装置３の先端部機能は、閉止機構部として位置づけられる。図６を用いて、実施例１の閉止機構について、詳細構造を説明する。

図６において、配管２の一部に、Ｔ字部４０がある場合、閉止材ヘッド４１から、閉止材４２を出し、Ｔ字部４０の一部を閉止する。これにより、Ｔ字部４０はエルボの態様に類似した構造となり、狭隘部進入調査装置３が進行しやすくなる。なお、本動作の目的は、Ｔ字部４０における分岐方向を所望の方向に制御することであり、閉止材４２を用いて、管内を完全に閉塞させる必要は無い。すなわち、閉止材４２により、部分的に進行方向を塞ぐことで目的を達成する。

図７は狭隘部進入調査装置３の主要部の具体的な詳細構造を示している。まずカメラ４の映像信号関係について説明する。カメラ４は、カメラケーブル４ａを介して前方バルーン６ａに取り付けられている。前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂ間は、距離調整部７で接続し、後方バルーン６ｂは複合ケーブル９を介して図１のコントローラ１０に接続する。カメラ４の映像は、前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂ間のカメラケーブル４ｂ、後方バルーン６ｂに接続したカメラケーブル４ｃを介してコントローラ１０に接続され、取り込まれている。

次に空気供給関係について説明する。前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂは、エアチューブ４３ａから４３ｄを介して、図２のコントローラ１０内にある加圧器２１に接続されている。この経路によれば加圧器２１からの圧縮空気は、エアチューブ４３ｄを通り、複合ケーブル９の途中に設けられたバルーン切り替え器７でエアチューブ４３ｃか、エアチューブ４３ｂに分岐される。このバルーン切り替え器４４は、図２のエア分岐部８と同一機能のものである。バルーン切り替え器７での分岐により、エアチューブ４３ｂからエアチューブ４３ａを介して前方バルーン６ａに、またエアチューブ４３ｃを介して後方バルーン６ｂに接続してエア供給し、その体積調整をする。なお、バルーン切り替え器４４の制御は、バルーン切り替え制御線４５を介して、図２のコントローラ１０内のバルーンスイッチ２２にて行う。

最後に、距離調整関係について説明する。距離調整のためには、２種類のバルーン間距離調整線４６ａ、４６ｂが使用される。このうちバルーン間距離調整線４６ａは、例えば金属ワイヤを用い、バルーン間距離調整線４６ｂは、バルーン間距離調整線４６ａを内包する構成とする。この構成により、バルーン間距離調整線４６ａのみを牽引すると、前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂの距離は短くなる。この際、スプリング４７も短くなる。距離調整部７における前方バルーン６ａの推進力は、金属ワイヤ製のバルーン間距離調整線４６ａを延ばしてやることで得るが、スプリング４７が伸びることで補助的推進力を得ている。これにより配管傾斜部３ｂや配管細部３ｂ（狭隘部）を通過しやすくなる。

図８にさらに具体的な主要部詳細構造の一例を示している。ここでは前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂは萎んだ状態を図示しており、各空気供給用の口６ａ１と６ｂ１は、支持金具４８、４９に固定され、さらにエアチューブ４３ａとエアチューブ４３ｃに接続されている。なお、可撓性のエアチューブ４３ａはさらに延伸してエアチューブ４３ｂに接続されるが、その途中で後方バルーン６ｂの支持金具４９に形成された孔を貫通しており、距離調整部７における伸縮に対応してエアチューブ４３の長さも可変にできるように構成している。

カメラ４の映像信号関係について説明すると、カメラ４のカメラケーブル４ａは前方バルーン６ａの支持金具４８に固定される。カメラケーブル４ａから延伸するカメラケーブル４ｂは可撓性材料で構成され、さらに延伸してカメラケーブル４ｂに接続される。その途中で後方バルーン６ｂの支持金具４９に形成された孔を貫通しており、距離調整部７における伸縮に対応してカメラケーブル４ｂの長さも可変にできるように構成している。

最後に、距離調整関係について説明する。距離調整のために２種類のバルーン間距離調整線４６ａ、４６ｂを使用するが、このうちバルーン間距離調整線４６ｂは、バルーン間距離調整線４６ａに対する外皮を形成している。外皮であるバルーン間距離調整線４６ｂは、複合ケーブル９の部分ではバルーン間距離調整線４６ａを内包して、バルーン間距離調整線４６ａの自由な内部移動を可能としている。バルーン間距離調整線４６ｂは、後方バルーン６ｂの支持金具４９に固定され、内部のバルーン間距離調整線４６ａは、後方バルーン６ｂの支持金具４９に形成された孔を貫通して距離調整部７に至り、前方バルーン６ａの支持金具４８に固定される。なお、図８ではスプリング４７の図示を省略している。

バルーン間距離調整線４６ａは金属ワイヤ製であり、これを引いたり、押したりすることで距離調整部７の長さが変化するが、可撓性のエアチューブ４３ａやカメラケーブル４ｂは後方バルーン６ｂの支持金具４９に形成された孔を貫通することで、距離調整部７における伸縮に対応している。

図９を用いて本発明の狭隘部進入調査装置３の進入動作を説明する。この動作は１つの前進操作を５段階に分けて表示しており、以後はこの動作を繰り返す。

図９上部の第１段階では、カメラ４、前方バルーン６ａ、距離調整部７、後方バルーン６ｂの全体が配管２内に挿入されている。また距離調整部７は伸びきった状態とされている。第１段階は、前方バルーン６ａに空気供給されてこれを膨張状態としており、バルーンの外側が配管２に接し、内部から押圧している（前方バルーン固定状態）。他方後方バルーン６ｂは、空気供給されておらず弛緩状態とされており、バルーンの外側は配管２に接していない。

ここから第２段階では、距離調整部７によりバルーン間距離を短くする。図８の例でいえばバルーン間距離調整線４６ｂ内のバルーン間距離調整線４６ａを引くことにより、後方バルーン６ｂの支持金具４９に固定されたバルーン間距離調整線４６ｂが、後方バルーン６ｂを前方に推し進める力を与える。図９上から２段目の後方バルーン６ｂ位置は、最上段の後方バルーン６ｂ位置に対して距離がＬ１前進したことを表している。

第３段階は、後方バルーン６ｂに空気供給してこれを膨張状態としており、バルーンの外側が配管２に接し、内部から押圧している（後方バルーン固定状態）。他方前方バルーン６ａは、空気供給されておらず弛緩状態とされており、バルーンの外側は配管２に接していない。

第４段階では、距離調整部７によりバルーン間距離を長くする。図８の例でいえばバルーン間距離調整線４６ｂ内のバルーン間距離調整線４６ａを押すことにより、前方バルーン６ａの支持金具４８に固定されたバルーン間距離調整線４６ａが、前方バルーン６ａを前方に推し進める力を与える。図９上から３段目の前方バルーン６ａ位置は、２段目の前方バルーン６ａが、３段目位置に対して距離がＬ２前進したことを表している。この段階での進入操作の時にスプリング４７による補助的な推進力が働く。

第５段階では、前方バルーン６ａに空気供給してこれを膨張状態としており、バルーンの外側が配管２に接し、内部から押圧している（前方バルーン固定状態）。他方後方バルーン６ｂは、空気供給されておらず弛緩状態とされており、バルーンの外側は配管２に接していない。この状態は最上段の第１状態と同じであり、以下上記段階を繰り返すことにより、カメラ位置を前進させることができる。

図１０は、図９の一連の動作をフローチャートで説明したものである。ここでの処理では、処理開始後（処理ステップＳ１２０）、前方バルーンを固定する（処理ステップＳ１２１）。次にバルーン間距離を短くする（処理ステップＳ１２２）。ここで、バルーンを切り替えて、後方バルーンを固定する（処理ステップＳ１２３）。その結果、スプリングが元に戻り、バルーン間距離が長くなりカメラが前方に移動する（処理ステップＳ１２４）。ここで移動が完了しているかを判断し（処理ステップＳ１２５）、完了していれば終了（処理ステップＳ１２６）し、完了していなければ、前方バルーンの固定（処理ステップＳ１２１）から繰り返す。

以上説明した実施例により、異型カップリング、エルボ、曲げ配管等、後部から押し込むだけでは挿入が難しい場合でも、牽引部の作用により、検査装置を挿入でき、建屋内部の状況を把握できる装置を提供することができる。

次に、図１１〜図１５用いて、本発明の実施例２に係る狭隘部進入調査装置の構成及び動作について説明する。最初に、図１１を用いて、実施例２に特有の作業ヘッド５の構成について説明する。実施例２の作業ヘッド５は、砥石などの切削ヘッド５０を用いており、切削ヘッド治具５１を介して、切削回転モータ５２で回転する。図１１の切削ヘッド５０は、モータ５２の周方向回転５３によって、切削力を発生し、オリフィス部１００の端部１００ａを切削する。さらに、作業ヘッドベース３０を周方向５４に回転させ、オリフィス１００の除去作業を進める。

次に、図１２を用いて狭隘部進入調査装置３の推進を実現する構成部品の接続関係ならびに各部機能について説明する。図１２では、実施例１の図２の構成により達成した機能を自動化するための構成を提案している。このため図２のコントローラ１０の機能を１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに分割配置する。このうち１０Ｂは、操作端部分を独立させたものである。つまり、操作端としてエア分岐部８あるいは距離調整用の引っ張り、あるいは押しこみの動力を与えるモータ５５を分離し、これをより配管２の近くに、あるいは配管内に配置したほうが良い機能として独立して設けたものである。

１０Ａは演算部分とその周辺機能のみを独立して配置したものである。例えば、加圧器２１、バルーンスイッチ２２などの、制御処理部５６から直接制御する機能部分を纏めて配置している。これらの演算部分とその周辺機能は、現場の配管近くに設置する必要はなく、比較的に遠方から配管近傍の操作端部分１０Ｂに必要な信号や駆動動力（エア）を送ることで、操作員の安全確保と確実な操作を可能とする。なお１０Ｃは例えばモニタ２４であり、１０Ａの近くにおいても、あるいはさらに遠方に配置してもよい。

図１２の装置構成によれば、前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂは、加圧器２１でエアを供給され体積を調整する。この際、エア分岐部８を介して、１本のエア供給ラインから供給する構成とする。エア分岐部８はバルーンスイッチ２２で切り替える。また、距離調整器６の長さは、モータ５５で電動駆動により調整する。このモータ５５の動作はコントローラ１０Ａの中の制御処理部５６で制御する構成とする。この制御処理部５６は、前記の加圧器２１やバルーンスイッチ２２の制御も併せて行う。なお、エア分岐部８とモータ５５は、後方バルーン６ｂのコントローラ１０Ａ側に、取り付けた中継部１０Ｂの中に設置する。さらに、前方バルーン６ａの前方に設置したカメラ４の映像は、モニタ２４で視認する。

図１３を用いて実施例２の狭隘部進入調査装置の主要部の具体的な詳細構造を説明する。概略の構造は実施例１と同一であるため、異なる部分のみ説明する。前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂは距離調整部７で接続し、後方バルーン６ｂは複合ケーブル９でコントローラ１０（図示せず）に接続する。距離調整部７内部には柔軟ボールネジ７３を設置し、前方バルーン６ａとはフリージョイント（図示せず）で接続する。また、後方バルーン６ｂ内部にはナット６１を固定し、柔軟ボールネジ６０はナット６１を通して、モータ６２に接続する。この構成により、モータを回転させると、前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂの相対距離を変化させることが出来る。

図１４は、実施例２の場合に、図９の一連の動作を実行するためのフローチャートを示した図である。この場合には、実行開始後（処理ステップＳ２００）、前方バルーン６ａを加圧し固定する（処理ステップＳ２０１）。コントローラ１０Ａで圧力を監視し、加圧が完了したかを判定し（処理ステップＳ２０２）、完了した場合にバルーン間距離を短縮する動作を開始する（処理ステップＳ２０３）。加圧が完了していなければ加圧を継続する。

次に、距離調整用のモータ５５の電流を監視し、距離短縮が完了したかを判定し（処理ステップＳ２０４）、完了した場合に、後方バルーン６ｂの加圧を開始する（処理ステップＳ２０５）。距離短縮が完了していなければ継続する。

次に、後方バルーン６ｂの圧力をコントローラで監視し、加圧が完了したかを判定し（処理ステップＳ２０６）、完了した場合に、前方バルーン６ａの圧力を下げ、バルーン間距離を延長する（処理ステップＳ２０７）。バルーンの圧力はコントローラ１０Ａで監視し、圧力の低下が安定したことで距離延長が完了したことを判定する（処理ステップＳ２０８）。

最後に、移動が完了しているかを判断し（処理ステップＳ２０９）、完了していれば終了（処理ステップＳ９０）し、完了していなければ、前方バルーンの固定から繰り返す。

実施例２により、実施例１の動作を自動化し、迅速な検査が可能になる。また、操作者が手動で操作することなく一連の動作が可能となるため、放射線環境可や高温環境下等、作業環境に制約のある状況における継続的な作業が可能になる。

図１５は、エア分岐部８と加圧器２１の機能を簡便に実現した構成を示している。シリンダ６５の一方の開口部６６を前方バルーン６ａに連通し、シリンダ６５の他方の開口部６７を後方バルーン６ｂに連通している。シリンダ６５の仕切り６８を左右に移動させることで、前方バルーン６ａと後方バルーン６ｂの一方に空気供給し、他方の空気を引く動作を同時に行うことができる。

以上要するに本発明は、配管２等の狭隘部に進入して調査を実施する狭隘部進入調査装置３であって、その先端部分から順に、オリフィスの切削に用いる切削ヘッド５０と、調査に用いる撮像手段４と、撮像手段４に接続され膨張により配管２に固定するための前方固定手段６ａと、前方固定手段６ａに接続され長さを可変にできる距離調整手段７と、距離調整手段７に接続され膨張により配管２に固定するための後方固定手段６ｂと、後方固定手段６ｂと接続され前方固定手段６ａおよび距離調整手段７および後方固定手段６ｂを制御するコントローラ１０とから構成され、コントローラ１０は、前方固定手段６ａと後方固定手段６ｂのいずれか一方を膨張により配管２に固定したときに他方を収縮状態とするとともに、膨張、収縮させる前方及び後方の固定手段６ａ、６ｂを交互に切り替え、かつ切り替えの前後において距離調整手段７により前方及び後方の固定手段６ａ、６ｂの間の距離を可変にすることを特徴とする。

次に、図１６を用いて、本発明の実施例３に係る狭隘部進入調査装置２の構成について説明する。図１６の実施例３では、実施例１若しくは実施例２の構成により達成した機能のうち、バルーンによる固定機能を、ラバーにより配管内面に突っ張り力により固定する構成提を案している。このため図１の前方バルーン６ａおよび後方バルーン６ｂを、図１６の構成に置き換える。つまり、円盤状の抑え板７０の中心に同軸上にウォームギア７３を配置し、ウォームギア７３と直交する様に配置したボールネジ７１を、モータ７４の駆動力によりボールネジ７１の軸方向に駆動する。

この考え方は要するにモータ７４の駆動力によりウォームギア７３を回転させ、ウォームギア７３と直交する様に配置したボールネジ７１により回転運動を直線運動に変換したものである。

図１６の構成では、４つのボールネジの先端にラバー７２を取り付け、配管内面にテンションをかける。これにより、実施例１で、気圧力によるバルーンを用いて実現した機能を、電気的力によって実現するものである。本構成では、バルーンを制御するためにエアを用いる必要がなくなり、機構を簡素化できる。

以上説明した実施例１，２において、前方バルーン６ａや後方バルーン６ｂは、膨張収縮により狭隘部進入調査装置の移動部分を配管に固定していた。これに対し実施例３ではウォームギア７３と直交するボールネジ７１により配管内面に突っ張り力を作用させたものである。これらの手段は相違するものの、いずれの機能も伸縮により狭隘部進入調査装置の移動部分を配管に固定するものである。伸縮力の与え方として空気を利用するバルーンとするか、ウォームギア７３とボールネジ７１による電気を利用するかの違いである。本発明は伸縮により狭隘部進入調査装置の移動部分を配管に固定するものであり、その実現手段を問わない。

１：建屋壁
１ａ：建屋壁外側
１ｂ：建屋壁内側
２：配管
２ａ：配管入口
２ｂ：配管出口
２ｃ：配管細部
２ｄ：配管傾斜部
３：狭隘部進入調査装置
４：カメラ
５：作業ヘッド
６ａ：前方バルーン
６ｂ：後方バルーン
７：距離調整部
８：エア分岐部
９：複合ケーブル
１０：コントローラ
１１：ヘッド交換部
２１：加圧器
２２：バルーンスイッチ
２４：モニタ
４ａ〜４ｃ：カメラケーブル
４３ａ〜４３ｄ：エアチューブ
４４：バルーン切り替え器
４５：バルーン切り替え制御線
４６ａ、４６ｂ：バルーン間距離調整線
４７：スプリング
１０Ｂ：中継部
５５：モータ
６０：柔軟ボールネジ
６１：ナット

Claims (13)

1. 配管等の狭隘部に進入して調査を実施する狭隘部進入調査装置であって、
   その先端部分から順に、調査に用いる撮像手段と、該撮像手段に接続され前記配管の径方向への伸縮により固定するための前方固定手段と、該前方固定手段に接続され長さを可変にできる距離調整手段と、該距離調整手段に接続され前記配管の径方向への伸縮により固定するための後方固定手段と、該後方固定手段と接続され前記前方固定手段および前記
   距離調整手段および前記後方固定手段を制御するコントローラとから構成され、
   前記コントローラは、前記前方固定手段と前記後方固定手段のいずれか一方を伸縮により前記配管に固定したときに他方を収縮状態とするとともに、伸縮させる前方及び後方の固定手段を交互に切り替え、かつ切り替えの前後において前記距離調整手段により前記前方及び後方の固定手段の間の距離を可変にするとともに、
   前記前方固定手段と前記後方固定手段は、ウォームギアと、ウォームギアに直交するボールネジを備え、モータによるウォームギアの回転をボールネジの直線移動に変換し、ボールネジ端部が配管径方向に移動して、配管内面に突っ張り力を作用させたものであることを特徴とする狭隘部進入調査装置。
2. 請求項１に記載の狭隘部進入調査装置であって、
   前記コントローラは、前記前方固定手段および後方固定手段のいずれか一方に配管内面に突っ張り力を作用させるときに、他方に配管内面に突っ張り力を作用させないことを特徴とする狭隘部進入調査装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の狭隘部進入調査装置であって、
   前記距離調整手段は、ワイヤを内包するワイヤ外皮を備え、前記前方固定手段に固定した前記ワイヤと、前記後方固定手段に固定した前記ワイヤ外皮との相対位置を変えることにより長さを調整することを特徴とする狭隘部進入調査装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の狭隘部進入調査装置であって、
   前記距離調整手段は、柔軟なボールネジと、前記後方固定手段内に設置したナットと、前記ボールネジを回転させるモータを備え、前記ボールネジを回転させることで、前記前方固定手段と前記後方固定手段の相対位置を変更することを特徴とする狭隘部進入調査装置。
5. 請求項４に記載の狭隘部進入調査装置であって、
   前記コントローラは、前記モータの電流を監視する距離調整監視手段と、それらの出力から前記前方固定手段、前記後方固定手段、前記距離調整手段の動作を制御する制御処理手段を備えることを特徴とする狭隘部進入調査装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の狭隘部進入調査装置であって、
   前記コントローラは、前記距離調整手段により前記前方及び後方の固定手段の間の距離を可変にするときに、切り替えの前後の一方において距離を短くし、他方において距離を長くすることを特徴とする狭隘部進入調査装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の狭隘部進入調査装置であって、
   その先端部分に、作業ツールを有する作業ヘッドを備えており、前記撮像手段により確認した配管内状況に応じて前記作業ヘッドに備えた前記作業ツールにより進路確保のための作業を実行することを特徴とする狭隘部進入調査装置。
8. 請求項７に記載の狭隘部進入調査装置であって、
   前記作業ヘッドに備えられた前記作業ツールは、前記配管の一部を切断するための切断手段を含むことを特徴とする狭隘部進入調査装置。
9. 請求項８に記載の狭隘部進入調査装置であって、
   前記作業ヘッドに備えられた前記作業ツールは、前記配管の一部を埋めるための閉止手段を含むことを特徴とする狭隘部進入調査装置。
10. 請求項８に記載の狭隘部進入調査装置であって、
    前記作業ツールは複数種類のものがあり、前記撮像手段により確認した配管内状況に応じて使用する前記作業ツールが前記作業ヘッドに搭載されていないとき、前記前方固定手段と前記後方固定手段を用いて前記配管入口に戻り、前記作業ツール変更後に再度前記配管に進入するようにされたことを特徴とする狭隘部進入調査装置。
11. 請求項８に記載の狭隘部進入調査装置であって、
    前記作業ツールが前記配管の一部を切断するための切断手段であるとき、該切断手段はレーザ光を用いたレーザ加工手段であることを特徴とする狭隘部進入調査装置。
12. 請求項８に記載の狭隘部進入調査装置であって、
    前記作業ツールが前記配管の一部を切断するための切断手段であるとき、該切断手段は回転可能に設置された砥石を用いた切削加工手段であることを特徴とする狭隘部進入調査装置。
13. 配管等の狭隘部に進入して調査を実施する狭隘部進入調査装置であって、その先端部分から順に、配管径を拡張する拡管手段と、調査に用いる撮像手段と、撮像手段に接続され伸縮により配管に固定するための前方固定手段と、前方固定手段に接続され長さを可変にできる距離調整手段と、距離調整手段に接続され伸縮により配管に固定するための後方固定手段と、後方固定手段と接続され前方固定手段および距離調整手段および後方固定手段を制御するコントローラとから構成され、コントローラは、前方固定手段と後方固定手段のいずれか一方を伸縮により配管に固定し、伸縮させる前方及び後方の固定手段を交互に切り替え、かつ切り替えの前後において距離調整手段により前方及び後方の固定手段の間の距離を可変にするとともに、進入困難箇所において前記配管径を拡張する拡管手段により進路を確保し、
    前記前方固定手段と前記後方固定手段は、ウォームギアと、ウォームギアに直交するボールネジを備え、モータによるウォームギアの回転をボールネジの直線移動に変換し、ボールネジ端部が配管径方向に移動して、配管内面に突っ張り力を作用させたものであることを特徴とする狭隘部進入調査装置。

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