JPH10100022A - 遠隔切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放電加工電極を炉内で遠隔交換可能で、かつ炉
底部において、遠隔操作により複数の切断加工対象に対
し放電加工電極を据え付け可能であり、さらに、異なる
種類の切断加工にも共用化可能な放電加工電極の据え付
け機能を備えた遠隔切断装置を提供する。 【解決手段】旋回可能な多角形もしくは円形の板状の放
電加工電極を備えて放電加工ヘッド２を構成し、放電加
工ヘッド２をＣＲＤハウジング１００を足場にして放電
加工電極を据え付ける支持機構３を備えて遠隔切断装置
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉内の構造物
を切断加工する遠隔切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の原子炉解体や原子炉補修作業にお
いては、例えば特開昭６２−２２８９８６号公報で開示
されているように、炉内構造物の切断作業のために、炉
水中加工が可能で、加工反力が伴わずかつ加工形状を任
意に決めることが可能な放電加工を多用している。さら
に、切断装置を切断対象の近傍に据え付ける手段として
は、次の２つの方法が代表的なものであった。

【０００３】１）炉内の放射線汚染物質を洗浄の上、作
業環境に放射線隔壁を施設し作業者を投入して手作業に
より据え付けを行う。

【０００４】２）切断装置に切断対象の構造物もしくは
近傍の構造物に装着固定するための据えつけ冶具を装着
し、遠隔操作により炉外からの操作により据え付けを行
う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】切断作業に放電加工を
用いる場合、放電加工に伴い放電加工に用いる電極が同
時に溶融するため切断作業終了後電極が変形し、切断作
業毎に切断装置を炉外に回収し電極の交換を行う必要が
ある。このため、炉内の切断加工対象が多数存在する場
合、切断装置の炉外回収及び再据え付けに要する時間が
作業工程の長期化を招く原因となっていた。

【０００６】切断装置の炉内据え付けについては、上記
従来の技術１）の場合、大規模な放射線遮蔽設備を必要
とし、そのための段取りに長期の作業時間を必要とする
こと、高放射線領域での作業の場合、作業者の炉内滞在
時間が制限され、作業工程の長期化、作業人員の増加を
招く問題があった。一方、上記従来の技術２）の場合、
切断装置の据え付け冶具の構成が、据え付け先の構造物
の構造により制約され、専用装置としての設計が要求さ
れる。このため、原子炉解体のように複数の加工対象を
扱う場合、加工対象毎に専用装置を開発する事になり、
作業システムの開発コストが高くなる問題があった。さ
らに、ＩＣＭハウジングのように広い範囲に渡り多数存
在する構造物を切断する場合、個別の加工対象を切断す
る度に、切断装置の再据え付けが必要となり、作業工程
の長期化の原因となっていた。

【０００７】本発明の目的は、放電加工電極を炉内で遠
隔交換可能で、かつ炉底部において、遠隔操作により複
数の切断加工対象に対し放電加工電極を据え付け可能で
あり、さらに、異なる種類の切断加工にも共用化可能な
放電加工電極の据え付け機能を備えた遠隔切断装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

１）本発明の目的は、多角形もしくは円形の板状の放電
加工電極と、放電加工電極と切断対象の間に放電現象を
生じさせる放電加工電源と、放電加工電極の平面中心に
位置する法線を回転軸として放電加工電極の端面を加工
対象に対向するように旋回位置決めする旋回機構と、放
電加工電極の端面を加工対象に対し接近もしくは離脱さ
せる方向に移動させる電極送り機構を備えてかつ、少な
くとも１つ以上のＣＲＤハウジングに着座し加工対象に
対する放電加工電極の位置及び姿勢を保持する支持機構
を備えて遠隔切断装置を構成することで達成することが
できる。

【０００９】２）本発明の目的は、上記の支持機構を多
関節機構から構成することで達成することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施例の構成を図１〜図
４を用いて説明する。

【００１１】図１は、本実施例の遠隔切断装置１の全体
構成を示す図である。図２は、本実施例の放電加工ヘッ
ド２を下から見た正面図である。図３は、本実施例の放
電加工ヘッド２の側面図である。図４は、本実施例の移
動ステージ８の詳細構成を示す図である。図１、図２、
図３および図４において同じ構成要素に対して同じ番号
を記してある。図１は本実施例の遠隔切断装置１をＣＤ
Ｒハウジング１００に着座させ、固定した状態を表した
ものである。

【００１２】遠隔切断装置１は、切断加工を行う放電加
工ヘッド２と、放電加工ヘッド２の位置および姿勢を切
断対象に対して位置決めを行う支持機構３によって構成
される。

【００１３】支持機構３は、据え付け部８０と、回転自
由度を有する第一関節８３と、第一のリンク８４と、回
転自由度を有する第二関節８５を、第二のリンク８６
と、手首関節８７から構成されており、手首関節８７
は、ボールスプラインシャフト８８を垂直方向及び垂直
軸回りに旋回させる自由度を持つ。放電加工ヘッド２と
支持機構３は、ボールスプラインシャフト８８の先端に
設けられたフランジ８９によって連結されている。据え
付け部８０はＣＲＤハウジング１００に着座した後に、
ねじ８１を回転することによりクランプ８２を押し広
げ、ＣＲＤハウジング１００に固定される。

【００１４】放電加工ヘッド２の水平面内の位置決め
は、第一関節８３および第二関節８５を駆動し、第一の
リンク８４および第二のリンク８６を操作することによ
り実施される。さらに、放電加工ヘッド２の垂直方向の
位置決め及び水平面内の姿勢決めは、手首関節８７を駆
動し、ボールスプラインシャフト８８を旋回上下運動す
ることにより実施される。

【００１５】図２に示すように、放電加工ヘッド２は、
八角形の放電加工電極５と、放電加工電極５を旋回させ
るための旋回機構６と、放電加工電極５と旋回機構６を
内臓する移動ステージ８と、移動ステージ８の位置決め
を行う送り機構７と、移動ステージ８を支持するベース
９によって構成される。

【００１６】図３に示すように、送り機構７は、送りモ
ータ１１と、ボールネジ１５と、移動ステージ８に取り
付けられたナット１６と、送りモータ１１の軸とボール
ネジ１５の軸を連結するプーリ１２、ベルト１３、プー
リ１４と、移動ステージ８に取り付けられ移動ステージ
を支持するリニアガイド１７およびリニアガイド１８
と、レール１９から構成される。送りモータ１１の出力
トルクは、プーリ１２、ベルト１３、プーリ１４を介し
て、ボールネジ１５の軸に伝達され、ナット１６に対し
てボールネジ１５が回転することにより、移動ステージ
８が並進方向に送られる。

【００１７】図４において、移動ステージ８は、支持板
４７と、支持板４８と、放電加工電極５と、旋回機構６
から構成されている。旋回機構６は、旋回モータ４１
と、シャフト４５と、旋回モータ４１の回転軸とシャフ
ト４５を連結するプーリ４２、プーリ４４、ベルト４３
から構成される。旋回モータ４１の出力トルクは、プー
リ４２、ベルト４３、プーリ４４を介して、シャフト４
５に伝達され、シャフト４５が回転することにより放電
加工電極５は旋回する。旋回モータ４１の回転角度は位
置制御されており、放電加工電極５の加工端１６３を放
電加工電極５の送り方向に向けて位置決めする。シャフ
ト４５には、摺動電極４６が接触しており、放電加工電
源３０からの電圧を放電加工電極５に印加し、切断対象
のＩＣＭハウジング１０３と放電加工電極５の間に放電
現象を発生させる。

【００１８】次に本実施例の動作について図１および図
５を用いて説明する。

【００１９】図１において、支持機構３は、ＣＲＤハウ
ジング１００に着座し、固定される。放電加工ヘッド２
は、支持機構３により加工対象であるＩＣＭハウジング
１０３に対して位置決めを行い、放電加工ヘッド２は、
ＩＣＭハウジング１０３に対して固定される。図５は、
放電加工ヘッド２によるＩＣＭハウジング１０３の切断
状況を下から見た図であり、放電加工ヘッド２は、支持
機構３によってＩＣＭハウジング１０３に対向するよう
にＣＲＤハウジング１０１およびＣＲＤハウジング１０
２の間に位置決めされる。図５において、ＩＣＭハウジ
ング１０３と放電加工電極５の間に電圧を印加した状態
で、放電加工電極５は送り機構７により方向１５１に送
られ、ＩＣＭハウジング１０３と放電加工電極５の間の
放電により切断を行う。ＩＣＭハウジング１０３の切断
が終了したら、放電加工電極５を方向１５２に送り、ベ
ース９の中に放電加工電極５を引き込む。その後、次の
切断作業に備えて、放電加工電極５を旋回機構６により
方向１５３に旋回位置決めし、放電加工により磨耗した
加工端１６２に代わり、未使用の加工端１５３を放電加
工電極５の繰り出し方向に向ける。次に、放電加工ヘッ
ド２を次の切断対象であるＩＣＭハウジングに対し位置
決めし、切断を行う。

【００２０】以上の切断加工を繰り返すことにより放電
加工電極５は図５の加工端１６１、加工端１６２のよう
に摩耗するが、旋回機構６により放電加工電極５を方向
１５３に旋回させることにより、新しい加工端１６３を
ＩＣＭハウジング１０３に対向させて、放電加工を再開
することができる。

【００２１】以上説明した本実施例によれば、炉底部に
おいて、放電加工電極５を旋回機構６により旋回させる
ことで、切断対象に対向して未使用の加工端を対面させ
る事ができるため、従来の装置のように放電加工電極の
摩耗に伴い炉底部から装置を引き上げ、放電加工電極の
交換を炉外で行い、再び炉内に投入してして放電加工を
再開するという作業が必要がなく、放電加工電極の加工
端の交換作業を短時間に行うことができる。さらに、放
電加工電極５の加工端が多数あるため、炉底部への一回
の装置の投入で、多くの構造物を未使用の加工端で効率
よく放電加工することができ、かつ放電加工電極５の交
換に要する時間を大幅に短縮できる。さらに、多自由度
を有する支持機構３を用いて放電加工ヘッド２の操作を
行うため、ＩＣＭハウジングおよびＣＲＤハウジングが
林立する炉底部において、放電加工ヘッド２の位置およ
び姿勢決めをフレキシブルに行うことができ、その結
果、遠隔切断装置１のＣＲＤハウジングへの一回の据え
つけで、多数のＩＣＭハウジングを切断することがで
き、作業効率を上げることができる。

【００２２】なお、本実施例では八角形の形状の放電加
工電極５を用いて、放電加工をおこなったが、四角形な
どの他の多角形、あるいは円形の形状の放電加工電極を
用い、放電加工電極を旋回させることにより本実施例と
同じ効果を得ることができる。

【００２３】なお、本実施例においては、プーリ１２、
ベルト１３、プーリ１４およびプーリ４２、ベルト４
３、プーリ４４によって動力伝達機構を構成したが、ギ
ヤ、歯車などによって動力伝達機構を構成してもよい。

【００２４】なお、旋回モータ４１の回転角度の位置制
御はパルスモータ等のオープンループ制御でもよいし、
ゼネバ機構等の間欠送り機構を用いても、本実施例と同
じ効果を得ることができる。

【００２５】本発明の他の実施例の構成を、図６および
図７を用いて説明する。

【００２６】図６は、本実施例の遠隔切断装置４を下か
ら見た正面図である。図７は、本実施例の遠隔切断装置
４の側面図である。図６および図７においては、図１〜
図４と同じ構成要素に対して同じ番号を記してある。

【００２７】図６において、遠隔切断装置４は、放電加
工ヘッド２と、放電加工ヘッド２をＣＲＤハウジングに
着座し、加工対象に対する位置決めを行う支持機構６１
および支持機構６２から構成されている。

【００２８】図７は遠隔切断装置４を横から見た図であ
るが、支持機構６２の先端の形状は、ＣＲＤハウジング
への遠隔位置決めを容易に行うためテーパー状になって
いる。

【００２９】本実施例における動作を図８を用いて説明
する。

【００３０】図８は、放電加工ヘッド２によるＩＣＭハ
ウジング１０３の切断状況を上から見た図である。

【００３１】図８において、まず、放電加工ヘッド２
は、支持機構６１をＣＲＤハウジング１０１に、支持機
構６２をＣＲＤハウジング１０２に着座させることによ
り固定され、加工対象であるＩＣＭハウジング１０３に
対して位置決めされる。放電加工による切断動作は図５
の動作と同様である。本実施例では、一つのＩＣＭハウ
ジングの切断が終了した後、放電加工ヘッド２を引き上
げ、支持機構６１および支持機構６２をＣＲＤハウジン
グ１０１およびＣＲＤハウジング１０２から抜く。そし
て、放電加工ヘッド２を次の作業位置に移動し、同じよ
うに支持機構６１および支持機構６２を二対のＣＲＤハ
ウジングに挿入、着座させ、放電加工ヘッド２の固定位
置決めを行い、切断作業を行う。

【００３２】以上説明した本実施例によれば、支持機構
６１および支持機構６２をＣＲＤハウジングに挿入して
放電加工ヘッド２の固定を行うため、加工対象であるＩ
ＣＭハウジングに対して放電加工電極５の位置決めを精
度よく、正確に行うことができる。さらに、支持機構６
１および支持機構６２を用いることにより多自由度の支
持機構３を有する図１〜図５の実施例に比べて装置を簡
略化することができる。 本発明の他の実施例の構成
を、図９を用いて説明する。

【００３３】図９は、本実施例の遠隔切断装置９０の作
業状況を示す説明図である。図９においては、図１と同
じ構成要素に対して同じ番号を記してある。

【００３４】図９に示す本実施例の遠隔切断装置９０
は、下鏡１０４に林立するＩＣＭハウジング１０７、１
０８等を相互に結合するスタビライザーバー１０９、１
１０及び１１１を側面より切断するために用いる。遠隔
切断装置９０は、支持機構３と、支持機構３のフランジ
８９に結合した放電加工ヘッド９２からなり、支持機構
３の据え付け部８０は、ＣＲＤハウジング１０６の上に
着座し据え付けられる補助ハウジング９１の上に着座す
る。補助ハウジング９１の上部は、ＣＲＤハウジング１
０６の上部と同様の構造を持ち、図１の実施例と同様の
要領で支持機構３を据え付ける事ができる。放電加工ヘ
ッド９２は図１の実施例と同様の構造を持つが、放電加
工電極９３の平面が鉛直方向に平行になるようにフラン
ジ８９に結合する構成となっている。

【００３５】本構成では、支持機構３により、放電加工
電極９３がスタビライザーバー１０９の側面に近接する
ように、放電加工ヘッド９２を位置決めし、図５で示す
動作と同様の要領で切断作業を実施する。

【００３６】以上説明した本実施例によれば、ＣＲＤハ
ウジング１０５、１０６等よりも高い位置にあるスタビ
ライザバー１０９等を図１に示す実施例と同様に切断加
工することができる。

【００３７】なお、本構成によれば、差圧検出管等のス
タビライザーバー以外の炉底部構造体についても、近傍
のＣＲＤハウジングを足場にして切断加工することが可
能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、放電加工ヘッドに放電
加工電極の加工端面の更新機能を備えており、切断加工
に伴い発生する放電加工電極の磨耗に対する電極の交換
を遠隔操作により実施できる。このため、切断作業毎
に、電極交換のため遠隔切断装置を炉外に回収し再度据
え付け作業を行う必要がなく、多数の切断対象を切断す
る作業において、全体作業時間の内大きな割合を占める
据え付け作業時間の短縮が容易であり、作業の全体工程
の短縮に効果を持つ。さらに、ＩＣＭハウジング、スタ
ビライザバー、差圧検出管等の炉底部付近に存在する炉
内構造物を、ＣＲＤハウジングを足場にして共通の支持
機構を用いて放電加工ヘッドの位置決めを行うことがで
き、原子炉解体作業等のように多数の炉内構造体を切断
加工する作業においては、遠隔切断装置のコストダウン
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例の放電加工ヘッド２の構成を示
す図である。

【図３】本発明の実施例の放電加工ヘッド２の構成を示
す図である。

【図４】本発明の実施例の移動ステージ８の構成を示す
図である。

【図５】本発明の実施例の動作を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【図７】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【図８】本発明の他の実施例の動作を示す図である。

【図９】本発明の他の実施例の作業状況を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，４，９０…遠隔切断装置、２，９２…放電加工ヘッ
ド、３，６１，６２…支持機構、５，９３…放電加工電
極、６…旋回機構、７…送り機構、８…移動ステージ、
９…ベース、１１…送りモータ、１２…プーリ、１３…
ベルト、１４…プーリ、１５…ボールネジ、１６…ナッ
ト、１７、１８…リニアガイド、１９…レール、３０…
放電加工電源、３１…切断対象、４１…旋回モータ、４
２，４４…プーリ、４３…ベルト、４５…シャフト、４
６…摺動電極、４７，４８…支持板、８０…据え付け
部、８１…ねじ、８２…クランプ、８３…第一関節、８
４…第一のリンク、８５…第二関節、８６…第二のリン
ク、８７…手首関節、８８…ボールスプラインシャフ
ト、８９…フランジ、９１…補助ハウジング、１００，
１０１，１０２，１０５，１０６…ＣＲＤハウジング、
１０３，１０７，１０８…ＩＣＭハウジング、１０４…
下鏡、１０９，１１０，１１１…スタビライザバー、１
６１，１６２，１６３…加工端。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ２１Ｃ 19/02 Ｇ２１Ｃ 19/02 Ｊ (72)発明者 志村 孝夫 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 大森 信哉 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 多田 伸雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 武藤 寛 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子炉の炉内の構造物の切断加工を行う遠
   隔切断装置において、多角形もしくは円形の板状の放電
   加工電極と、放電加工電極と切断対象の間に放電現象を
   生じさせる放電加工電源と、放電加工電極の平面中心に
   位置する法線を回転軸として放電加工電極の端面を加工
   対象に対向するように旋回位置決めする旋回機構と、放
   電加工電極の端面を加工対象に対し接近もしくは離脱さ
   せる方向に移動させる電極送り機構を備えて構成された
   ことを特徴とする遠隔切断装置。
2. 【請求項２】少なくとも１つ以上のＣＲＤハウジングに
   着座し加工対象に対する放電加工電極の位置及び姿勢を
   保持する支持機構を備えることを特徴とした請求項１記
   載の遠隔切断装置。
3. 【請求項３】多関節機構から支持機構を構成したことを
   特徴とする請求項２記載の遠隔切断装置。