JPH0512109B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は水中作業装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、工業用プラント、原子力プラント等の
各種プラントにおいては、水中や海中（以下、水
中という。）にも各種の機器を設けている。

このような水中にある機器の点検、補修、設置
等の水中作業、具体的にはボルト締め、重量物取
扱い、部品の引抜き等の作業を行なうために水中
作業装置が開発され使用されている。

ところが、従来の水中作業装置は装置本体を水
中の一定位置に固定することができないものが大
部分であり、単に、狭い範囲の作業用にガイド上
を移動可能に形成されたものがあるに過ぎなかつ
た。

一方、水中作業時においてマニピユレータおよ
び工具によつて所定の作業を行なおうとすると、
その作業対象物からの反力が水中作業装置自身に
作用する。

従来の水中作業装置は、水中において一定位置
に固定されていないので、その反力により押され
て移動し、不安定な状態となつてしまい、所定の
水中作業を遂行できないおそれがあつた。

また、水流や海流などの影響により、適正位置
で作業を行なうことができず、結局不安定な作業
となつてしまう。

また、水中での目視点検、監視、検査等の作業
時に水中作業装置を一定位置に維持するにはホバ
ーリング操作を行なえば良いけれども、水流等が
不規則に変化するので、そのホバーリング操作に
熟練と労力とを要し、操作員に大きな負担がかか
つてしまう。

また、水中作業が長期に亘る場合には、水中作
業装置をたびたび大気中に引上げなければなら
ず、そして、水中作業を再開する場合にそのつど
水中作業装置を前回と同じ位置に定位させる必要
があるが、その作業は大変でありかつ非常に能率
が悪いという不都合があつた。

〔発明の目的〕

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであ
り、水中作業装置自体を水中の一定位置に固定す
ることができ、水中作業の達成度、信頼性、精度
ならびに操作性を向上させることのできる水中作
業装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の水中作業装置は、プール壁、タンク
壁、海底岩盤等の固定支持部と水中作業装置本体
との間に展張されて水中作業装置本体を水中の一
定位置に固定する固定機構を水中作業装置本体に
設けて形成したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図から第１３図に
ついて説明する。

第１図から第３図は本発明の一実施例を示し、
第１図は全体を示し、第２図は固定機構を示し、
第３図は固定状態を示している。

第１図中、符号１は水中作業装置の本体であ
り、浮力材を内包し、かつ、表面を強化処理され
た外壁部材とフレームとから形成されている。こ
の浮力材は、図示していないが、一部がブロツク
状に形成されており、水中作業装置の自重の変化
に対して必要な浮力を付与できるように形成され
ている。また、本体１の前後２箇所にはそれぞれ
垂直推進機構２，２が設けられており、最後部の
左右２箇所にはそれぞれ水平推進機構３，３が設
けられている。そして、本体１の前端の雲台４に
はボルト締め等の各種水中作業を行なうマニピユ
レータ５，５が設けられている。このマニピユレ
ータ５の基部には、水中作業を良好に行なうため
に照明用ライト６と立体テレビカメラ７とが設け
られている。また、本体１の上面中間位置には本
体側テレビカメラ８が設けられており、下面には
探査ソナー９とスタビライザ１０とが設けられて
いる。また、本体１の上面には、後部の垂直推進
機構２の前後位置にそれぞれ衝突止め１１が設け
られている。また、本体１の左右側部および水平
推進機構３，３の中間部にそれぞれ、第２図に詳
細を示す固定機構１２が取付けられている。ま
た、水平推進機構３の一方には超音波送波器１３
が取付けられている。更に、この水中作業装置に
複合ケーブル１４を通して、床１８上の引上げ装
置１７のコントロール部１７ｃと接続されてお
り、所定の水中作業を行なうように遠隔操作され
る。この複合ケーブル１４はケーブル処理装置１
５により繰り出されたり、引戻されたりする。ま
た、水中作業装置は、本体１の上面に設けた位置
合せマークの付いている３個のフツク１７ｂ，１
７ｂを引上げ装置１７の把持具１７ａ，１７ａに
より把持して引上げ、搬送台車１６上に載置され
るように形成されている。

次に、第２図により固定機構１２を更に説明す
る。

この固定機構１２は、中央の固定機構本体２０
とこれを軸方向に貫通した長尺なボールネジ２１
とを設けて形成されている。この固定機構本体２
０内にはコントロールユニツト２２が設けられて
おり、このコントロールユニツト２２を介して駆
動モータ２３によりボールナツト２４を正逆回転
させて、ボールネジ２１を軸方向に前後動させ
る。また、固定機構本体２０からはホース２５が
先方へ導出されており、ローラ２７を通してボー
ルネジ２１の先端に取付けたヘツド２６内に入
り、更にボールネジ２１内を後方に伸び、そのボ
ールネジ２１の後端に球関接を介して取付けられ
た吸着板２８に接続されている。そして、この吸
着板２８は固定機構１２と固定支持部とを固着す
る固着媒体として作用する。実際にはホース２５
を通して吸着板２８へ空気を給排することによ
り、吸着板２８の吸着力を調節するようにしてい
る。

このように形成された固定機構１２のうち、水
中作業装置の本体１の左右に取付けられたもの
は、第１図に示すように、固定機構本体２２をい
わゆるすりこぎ棒状に三次元内で運動できるよう
に公知の連結機構をもつて結合されている。ま
た、水平推進機構３，３の間に設けた固定機構１
２は固定機構本体２２を水平軸Ｈ回りに回転自在
にして取付けられている。

次に、本実施例の水中作業装置の水中における
固定方法を第３図により説明する。

第３図はプラントの水槽Ｗ内に固定した状態を
示し、水中作業装置の本体１の左右両側に設けた
各固定機構１２の吸着板２８を水槽Ｗの底面Wa
に吸着させ、後部に設けた固定機構１２の吸着板
２８を水槽Ｗの立壁面Wbに吸着させ、各ボール
ネジ２１を水中作業装置の本体１と底面Waおよ
び立壁面Wbとの間に展張させて、水中の一定位
置に固定したものである。この底面Waと立壁面
Wbとは固定機構１２の固定支持部として機能す
る。実際には、各固定機構本体２０をボールネジ
２１の突出方向に向くように動かし、その後モー
タ２３を駆動してボールナツト２４を回転させて
ボールネジ２１を突出させて、先端の吸着板２８
を底面Wa、立壁面Wbに当接させ、その後ホー
ス２５を介して吸着板２８内の空気を吸引して、
吸着板２８を吸着させて固定する。これにより水
槽Ｗ内の配管に１９に設けられたボルトをマニピ
ユレータ５により良好に緊締する等の水中作業を
行なうことができる。この場合、水中作業装置は
強制的に固定されているので、配管１９からマニ
ピユレータ５へ反力が作用しても、水中作業装置
は不動状態を維持し、水中作業は従来装置に比べ
て極めて簡単かつ確実に行なわれる。

また、作業終了後に水中作業装置を引上げる際
には、各固定機構１２の吸着板２８へホース２５
を通して空気を圧送し、吸着力を解除し、ボール
ナツト２４を逆転させてボールネジ２１を引戻し
て固定状態を解き、垂直推進機構２等を動作させ
て行なう。この垂直推進機構２は水中や底の異物
等の舞上げを防止するため、水を下から上へ吸上
げて本体１の浮力と反対方向に推力を発生させて
推進するように形成されている。

第４図および第５図は固定機構の他の実施例を
示し、第６図はその固定機構を用いて固定した状
態を示す。

本実施例は固定機構本体２０から固定部３６を
自ら水中を移動させるように形成したものであ
る。この固定機構本体２０の先端には複数の羽根
２９を取付けた回転軸２９ａが回転自在に設けら
れており、この羽根２９は固定機構本体２０内の
ガバナ３０によつてその翼角度を可変調節され
る。また、固定機構本体２０内にはケーブルドラ
ム３１がその軸３３を軸受３４によつて回転自在
に支承して設けられており、このケーブルドラム
３１は駆動モータ３２および歯車群を介して正逆
回転させられる。このケーブルドラム３１に巻着
された複合ケーブル３７は、ケーブルガイドロー
ラ３５を通して外部に導出され、固定部３６に連
結されている。この固定部３６には、中央の胴部
の外側に環状リング４０を設けるとともに、推進
羽根３９と操舵羽根３８とが設けられている。更
に、胴部の推進方向前方には視覚器４１とコーン
部４２とが設けられている。このコーン部４２内
には固着媒体として機能する伸縮式吸着板４３が
進退自在に設けられている。この伸縮式吸着板４
３は、第５図に示すように複数のフレーム４４を
前方に突出させて膜４３ａを拡げて吸着状態とな
る。

次に、本実施例による固定方法を説明する。

例えば、第６図のように水中作業装置を水槽Ｗ
の水中の固定したい位置まで運転する。その後、
各固定機構１２の固定部３６の推進羽根３９を回
転させて推進力を与え、駆動モータ３２および歯
車群によつて軸３３を回動させ、ケーブルドラム
３１から複合ケーブル３７を繰出しつつ固定部３
６を前進させる。そして、この固定部３６の前進
は、視覚器４１により前方を探査しつつ操舵羽根
３８を複合ケーブル３７を通して操作して目的の
底面Wa、立壁面Wbまで進むようにして行なわ
れる。その後、底面Wa、立壁面Wbまで固定部
３６が達してから、伸縮式吸着板４３を第５図の
ように拡大させて底面Wa、立壁面Wbに当接さ
せ、それから複合ケーブル３７を通して真空吸引
して各伸縮式吸着板４３を吸着固定させる。その
後、駆動モータ３２を逆回転させて各複合ケーブ
ル３７を展張させて、第６図に示すように、水中
の一定位置に水中作業装置を固定させる。

一方、固定を解除する場合には、複合ケーブル
３７を通して各伸縮吸着板４３へ空気を送給し、
各底面Wa、立壁面Wbとの吸着を解放する。そ
の後、駆動モータ３２を回転させて複合ケーブル
３７をケーブルドラム３１に巻取る。なお、この
場合駆動モータ３２が故障して回転できない場合
には、ガバナ３０が働いて羽根２９を回転軸２９
ａの軸線に対して傾斜させ、水中作業装置の本体
１が移動する時に回転軸２９ａとこれに連結され
ている軸３３およびケーブルドラム３１を回転さ
せて、複合ケーブル３７を巻取り、固定機構１２
の安全性を確保している。この羽根２９は、通常
時は回転に対する抵抗が最小となる位置に保持さ
れている。

なお、本実施においては、固定部３６を底面
Wa、立壁面Wbに固着したままにしておき、複
合ケーブル３７を長く繰り出して、水中作業装置
の本体１を水面上を引上げ、所定の作業を行なう
ことできる。そして、再度水中作業を行なう場合
には、再び複合ケーブル３７を展張させることに
より、水中作業装置の本体１を前回と同位置に固
定することができる。

第７図および第８図は他の固定部３６ａを示し
ており、先端に伸縮吸着板４３の代りにフツク４
５とフツクガイド４６とを取付けて形成されてい
る。このフツクガイド４６はフツク４５に向けて
進退して、フツク４５を開閉する。

この固定部３６ａは、第４図から第６図に示し
た固定部３６と同様にして推進して行き、第８図
に示すように、表示マーク（例えばＡ−0131）の
印された所定のアンカ４７に開放状態のフツク４
５を引掛け、その後フツクガイド４６を前進させ
てフツク４５を閉じ、次に、複合ケーブル３７を
展張することにより水中作業装置の本体１を固定
させる。

フツク４５の解除は、フツクガイド４６を引込
んで、フツク４５を開き、固定部３６ａを推進さ
せてフツク４５をアンカ４７から外し、その後前
記実施例と同様にして、複合ケーブル３７を巻取
ることにより行なわれる。

第９図は第７図および第８図に示す固定機構を
取付けるとともに、本体１の下部にスタビライザ
１０に代えてクローラ４９を取付けた実施例を示
す。

本実施例においては、水槽Ｗの底面Wa等を、
クローラ４９によつて移動することができる。

第１０図から第１２図は他の実施例を示し、ボ
ールネジ２１の先端に吸着板２８に代えてドリル
５０を取付けたものである。このドリル５０は基
端部に形成された雌マウント５１ｂを、ボールネ
ジ２１の先端の雄マウント５１ａを係合させるこ
とにより着脱自在に取付けられている。すなわ
ち、雌マウント５１ａの外周面の３箇所に突設さ
れた突起５２をその先端面側に添設したばね５３
を弾性変形させつつ、雌マウント５１ｂの係合凹
部５４内に捩回挿入して係合させられる。

このドリル５０はボールネジ２１を回転させる
ことにより固定支持部である水槽Ｗの底面Wa等
の内部に螺入されて、水中作業装置の本体１を固
定する。

また、取外すときは、ボールネジ２１をその雄
マウント５１ａの突起５２が雌マウント５１ｂの
係合凹部５４との係合を解くまで若干回転させ、
その後、ドリル５０は底面Wa等に残したまま、
ボールネジ２１のみを引戻して、固定状態を解放
する。

また、再度水中作業装置を固定する場合には、
ドリル５０に取付けてある発信器５５からの信号
を受信して、ボールネジ２１を同じドリル５０に
係合させることにより、水中作業装置を同位置に
固定する。

また、本発明の水中作業装置は、第１３図に示
すように床１８等の気中に設けた制御部と水中作
業装置に設けた制御部とをケーブル１４により接
続して、水中の一定位置における固定並びに水中
作業を行なうようにしてもよい。

前記各実施例で説明したように、本発明の水中
作業装置は、水中の一定位置に確実に固定される
ので、水中作業時にマニピユレータや工具からの
反力を考慮しないで作業を自由に進行させること
ができ、従来のように水流や浮力等に影響される
ことがなく、水中での作業性、操作性が向上す
る。また、一定位置に固定されるため、機器の位
置合せや、精度を要求される作業を行なうことが
でき、大きな力を要する作業を行なうことができ
る。また、作業対象や固定支持部の状態に応じて
固定機構の固着媒体を選択することができ、水中
での固定を確実に行なうことができる。また、固
定機構の固着媒体の位置合せは、視覚器を通じて
目視で行なつたり、発信器を用いて無線誘導で行
なつたりして、極めて簡単に行なうことができ
る。また、水中での係留を行なうことができるの
で長期に亘る水中作業の作業効率が高くなる。ま
た、従来のような作業員による極限状態下の作業
が不要となる。また、垂直推進装置は、水中のご
み、砂、小石等を舞上げないようになつているの
で、視覚を妨げられない。更に、原子力プラント
等の高い放射線量領域でも水中作業を行なうこと
ができる。

なお、固着媒体として突起物等を把持するマニ
ピユレータを用いてもよい。

〔発明の効果〕

このように本発明の水中作業装置は、少なくと
も１自由度で回転し、かつ軸方向に移動する固定
機構を少なくとも３つ有し、この固定機構により
水中の３次元空間の一点に水中作業装置の本体を
固定することができるので、水中作業の達成度、
信頼性、精度ならびに操作性を向上させることが
できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の水中作業装置の実施例を示し、
第１図から第３図は一実施を示し、第１図は全体
斜視図、第２図は固定機構の一部切断側面図、第
３図は固定状態を示す斜視図、第４図から第６図
は他の実施例を示し、第４図は固定機構の一部切
断側面図、第５図は伸縮吸着板を拡げた状態を示
す固定部の側面図、第６図は固定状態を示す斜視
図、第７図から第９図は更に他の実施例を示し、
第７図は固定機構の固定部を示す斜視図、第８図
は固定状態を示す同固定部の斜視図、第９図は全
体斜視図、第１０図から第１２図は更に他の実施
例を示し、第１０図はボールネジの先端部からド
リルを放した状態の側面図、第１１図は第１０図
のXI−XI線矢視図、第１２図は全体視目、第１３
図は本発明装置の制御態様の一例を示すブロツク
図である。 １……水中作業装置の本体、１２……固定機
構、２８……吸着板、４１……視覚器、４３……
伸縮吸着板、４５……フツク、５０……ドリル、
５５……発信器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水中作業用手段を有すると共に、垂直および
   水平方向の移動機構を備えた水中作業装置本体
   と、固定支持部と着脱自在に係合して前記水中作
   業装置本体を一定位置に固定する少なくとも３つ
   の固定機構とを有し、前記固定機構は水中作業装
   置本体に対して少なくとも１自由度で回転し、か
   つ軸方向に移動する固定機構と、この固定機構の
   先端に固定支持部状態に応じて選択使用される吸
   着板あるいはドリルからなる係合手段が取り付け
   られていることを特徴とする水中作業装置。 ２ 前記ドリルは前記固定機構に対して着脱自在
   に構成され、かつ、発信器を備えて固定機構との
   係合を解いた後に同一の固定機構に再び嵌着し
   て、作業中断後の前記水中作業装置を中断前の同
   一位置に固定できることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の水中作業装置。