JPS62268782A

JPS62268782A - 移動装置

Info

Publication number: JPS62268782A
Application number: JP61112526A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Iida; 飯田　均
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1987-11-21
Also published as: JPH0457551B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、マグネットホイールを用いた移動装置に係り
、特に原子力発電所の点検や検査用に適したマグネット
ホイールを用いた移動装置に関する。

（従来の技術）原子力発電所では、原子炉圧力容器、バウンダリ配管等
の健全性を確認するため、供用！ｇ１間中検査（１３１
：　Ｉｎ−３ｅｒｖｉｃｅ　Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ　）
が行なわれており、その検査作業にＪ３ける作２Ｕ１の
放射線波４を低減させることは極めて重要である。この
供用期間中検査は定期点検時に超音波探傷試験を主にし
て行なわれている。現７「、その作業に際して、超音波
探触子の被検査体上での走査は作業員が超音波探触子を
直接子で持って行ったり、または原子炉圧力容器つその
バ「クングリ配管等にレールを敷設して、そのレール上
を移動する移動装置に探触子を搭載したりして行なって
いる。

（発明が解決しようとする問題点）このように、作業員が超音波探傷試験を直接走査させる
検査作業では、手間がかかるばかりでなく、放射線被曝
量を可能な限り低く抑えるために、−人の作業員の作業
時間が制限されるから、多くの人手が必要である。また
、被検査場所にレールを敷設する揚台には、機器の建設
、設置時にレールを敷設しなければならず、コストアッ
プの要因となっている。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、原
子ノコ発電所での磁性体配管や壁面等にレール等を敷設
することなく、マグネットホイールによって吸着、走行
させ、これらを点検・検査可能な、マグネットホイール
を用いた移動装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、車体の前後左右に走行車輪を設り、上記走行
車輪を走行駆動用モータからの駆動力で走行させ、かつ
上記走行車輪をステアリング用モータからの駆動力で操
舵可能とした移動装置において、上記走行車輪はマグネ
ットホイールで構成されるとともに、上記各走行車輪は
独立した走行駆動用モータにより走行駆動され、かつ各
走行車輪は独立したステアリング用モータにより操舵駆
動され、ざらに前部左右の走行車輪と後部左右の走行車
輪はそれぞれ車体に対して折曲げ可能に形成されている
ことを特徴とするものである。これにより、マグネット
ホイールによって磁性体面をレール等を敷設せずに磁気
吸着させて走行させ、作業員を放射線被曝環境に曝すこ
となく点検・検査を行なうことができる。

（作用）本発明による移動装置を原子力発電プラントに適用した
場合には、配管や原子炉圧力容器等の磁性体表面を自由
に移動することができ、それらの点検・検査を行なう移
動ロボットの移動装置として最適であり、作業員の放射
線被曝低減や省力化を図ることができる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明すると次
の通りである。

第１図および第２図において、符号１１ａ、１１ｂ、１
１ｃは移動装置１の車体フレームを示し、これらのＴｌ
ｊ体フリフレーム１１ａ１ｂ、１１ｃの前俊部（第１図
Ｊｊよび第２図において、説明の便宜上左側を前部、右
側を後部と仮定する）はそれぞれ２個一組から成る回転
アーム３３ａ、３４ａ　：３３ｂ、３４ｂ；３３ｃ、３
４ｃｋ：よッテ挟み込まれている。一方の回転アーム３
３ａ、３３ｂ。

３３ｃは車体フレーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃの左側部
分に車体折曲げ用シャフト１２ａを介して、回転自在に
支持され、また他方の回転アーム３４ａ、３４ｂ、３４
ｃは車体フレーム１１８．１１ｂ、１１ｃの右側部分に
車体折曲げ用シトフト１２ｂを介して回転自在に支持さ
れている。上記回転アーム３３ａ、３３ｂ、３３ｃは前
方車体折曲げベース１３ａに、回転アーム３４ａ、３４
ｂ。

３４ＣＧ、を後方車体折曲げベース１３ｂにそれぞれ固
定され、各車体折曲げベース１３ａ、１３ｂは車体フレ
ーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対してそれぞれ車体折曲
げ用シャフト１２ａ、１２ｂの周りに回転自在に連結さ
れる。ただし、車体折曲げ用シャフト１２ａ、１２ｂの
両端部にナラ１−１４がねじ結合されており、上記ナツ
ト１４を締め付けることにより、車体折曲げベース１３
ａ、１３ｂは車体フレームｌｌａ、１１ｂ、１１ｃに対
し任意の角度で固定することができる。

一方、前方車体折曲げベース１３ａにはマグネットホイ
ール１７ａを走行駆動させる走行駆動用モータ２１ａや
、マグネットホイール１７ａをステアリング駆動ざＵる
ステアリング用モータ３１ａと、マグネットホイール１
７ｂを走行駆動およびステアリング駆動させる走行駆動
用モータ２１ｂ１ステアリング用モータ３１ｂとがそれ
ぞれ取付けられている。同様に、後方車体折曲げベース
１３ｂにはマグネットホイール１７ｃ、１７ｄを走行駆
動およびステアリング駆動させるための走行駆動用モー
タ２１Ｇ、ステアリング用モータ３１Ｃ：走行駆動用モ
ータ２１ｄ、ステアリング用モータ３１ｄが取付けられ
ている。ザなわち、移ｆＩＪ装訪１は車体折曲げベース
１３ａ、１３ｂのそれぞれ両端部に計４個のマグネット
ホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを備えており
、これらのマグネットホイールを走行駆動用モータ２１
ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄによりそれぞれ独立して走
行駆動可能、かつステアリング用モータ３１ａ、３１ｂ
、３１ｃ、３１ｄによりそれぞれ独立してステアリング
駆動可能に支持しており、ざらに車体折曲げベース１３
ａ、１３ｂを車体フレーム１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対
して折曲げ可能にして形成することにより、移動装置１
は原子力発電所において磁性体配管や壁面その他に磁着
され、転動するようになっている。

走行駆動用モータ２１ａ、２１ｂ、２１Ｇ、２１ｄがマ
グネットホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄをそ
れぞれ走行駆動させる機構はすべて同じであり、またス
テアリング用モータ３１ａ。

３１ｂ、３１ｃ、３１ｄがマグネットホイール１７ａ、
１７ｂ、１７ｃ、１７ｄをそれぞれステアリング駆動さ
せる機構もすべて同じであるので、以下走行駆動用モー
タ２１ｂがマグネットホイール１７ｂを走行駆動させる
機構およびステアリング用モータ３１ｂがマグネットホ
イール１７ｂをステアリング駆動させる機構について詳
述する。

まず、走行駆動用モータ２１ｂがマグネットホイール１
７ｂを走行駆動させる機構について説明する。第３図に
おいて、マグネットホイール１７ｂと平歯車１８ｂはホ
イールシャフト３５ｂに固定され、ホイールシャフト３
５ｂは走行車輪支持ベース１５ｂに、図には示してない
が軸受により回転自在に支持されている。一方、走行駆
動用モータ２１ｂは減速１１２０ｂを介して走行車輪支
持ベース１５ｂに固定され、減速機２０ｂの出力軸には
平歯車１９ｂが取付けられ、平歯車１９ｂは平歯車１８
ｂと噛み合うようになっている。すなわち、走行駆動用
モータ２１ｂの回転力は減速機２０ｂによって増大され
、その増大された回転力は減速１ｆｉ２０ｂの出力軸に
取付けられた平歯車１９ｂから平歯車１８ｂ１ホイール
シヤフト３５ｂを経てマグネットホイール１７ｂに伝達
される。

次に、ステアリング用モータ３１ｂがマグネットホイー
ル１７ｂをステアリング駆動させる機構について説明す
る。第３図において、走行車輪支持ベース１５ｂはステ
アリング用シャフト２４ｂの下端に固定され、ステアリ
ング用シャフト２４ｂは車体折曲げベース１３ａに取付
けられたステアリング用軸受２５ｂにより回転自在であ
る。なお、ステアリング用軸受２５ｂは軸受押え２７ｂ
により上下移動は防止される。ステアリング用シャフト
２４ｂの上端にはかざ歯車２８ｂが固定され、ステアリ
ング用シャフト２４ｂの上下方向のゆるみはスペーサ２
６ｂをステアリング用軸受２５ｂとかさ歯車２８ｔ）の
間に挿入して防止する。

一方、ステアリング用モータ３１ｂは減速機３０ｂを介
して車体折曲げベース１３ａに固定されている。ステア
リング用モータ３１ｂの回転力は減速ｔｆｉ３０ｂによ
って適当に増大され、その増大された回転力は減速機３
０ｂの出力軸に取付りられたかさ歯車２９ｂに伝えられ
、このかさ歯車２９ｂは噛合するかき歯車２８ｔ）に回
転力が伝達されるようになっている。すなわら、ステア
リング用モータ３１ｂの回転力は、減速機３０ｂ、かさ
歯車２９ｂ１かさ歯車２８ｂ１ステアリング用シヤフト
２４ｂを介して走行車輪支持ベース１５ｂに伝達される
結果、マグネッ］・ホイール１７ｂがステアリング駆動
される。

以上、走行駆動用モータ２１ｂがマグネットホイール１
７ｂを走行駆動させる機構およびステアリング用モータ
３１ｔ）がマグネットホイール１７ｂをステアリング駆
動させる機構について説明したが、残りの走行駆動用モ
ータ２１ａ、２１ｃ。

２１ｄがマグネットホイール１７ａ、１７ｃ、１７ｄを
それぞれ走行駆動させる機構、また、ステアリング用モ
ータ３１ａ、３１ｃ、３１ｄがマグネットホイール１７
ａ、１７ｃ、１７ｄを・それぞれステアリング駆動させ
る機構についても全く同様である。

次に、マグネットホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１
７ｄの構造について説明する。

マグネットホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ。

１７ｄは第４図および第５図で示すように、ディスフ状
永久磁石４０の両端部に適数のディスク状磁性体ヨーク
４１ａ、４１ｂ：４２ａ、４２ｂをそれぞれ配置して永
久磁石４０を挟み込み、ざらに各磁性体ヨーク４２’ａ
、４２ｂの外側から適数のディスク状非磁性体４３ａ、
４３ｂで挟持した多層構造に形成したものである。

具体的には、永久磁石４０は、その磁化の方向を第４図
に示すように円筒の軸方向に沿ったものとし、永久磁石
４０の両端を炭素鋼などの磁性体ヨーク４１ａ、４１ｂ
：４２ａ、４２ｂで挟み込み、ざらに、例えばＳＵＳの
如き非磁性体４３ａ。

４３ｂで外側から挟持し、１個の永久磁石式のマグネッ
トホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの磁性体面
（走行面）への吸着力を向上させたちのである。

その際、永久磁石４０は焼結晶なのでｌ１１Ｍに対して
弱いために、磁石の外周面が直接に走行面である磁性体
面に接触しないように、磁性体ヨーク４１ａ、４１ｂ：
４２ａ、４２ｂや非磁性体４３ａ、４３ｂの直径に比し
、小さい直径となるものとし、また、磁性体ヨーク４１
ａ、４１ｂ；４２ａ、４２ｂと非磁性体４３ａ、４３ｂ
との直径は等しくしておく。

このように、マグネットホイール１７ａ、１７ｂ、１７
Ｇ、１７ｄをディスク状永久磁石４０、磁性体ヨーク４
１ａ、４１ｂ；４２ａ、４２ｂ、非磁性体４３ａ、４３
ｂから成る多層構造とすることにより、磁性体面に対し
ての吸着力を増減させることができる。すなわら、吸着
力を強くする場合には、非磁性体４３ａ、４３ｂを磁性
体ヨークに交換し、弱くする場合には、磁性体ヨーク４
２ａ、４２ｂを非磁性体に交換ずればよいのである。ざ
らに、吸着力の微調整を行なうには磁性体ヨークと非磁
性体との厚さを薄クシて枚数を増やし、磁性体ヨークと
非磁性体との割合を細かく調整すればよい。したがって
、マグネットホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ
の吸着ノコを調整することにより、マグネットホイール
１７ａ、１７ｂ、１７Ｇ、１７ｄと磁性体面との摩擦係
数に対応して、マグネットホイール１７ａ、１７ｂ。

１７ｃ、１７ｄと磁性体面との摩擦力を適性に調整する
ことが可能となる。

次に、移動値Ｍ１が配管上を走行する様子を説明するた
めに、第６図に移動装置１が炭素鋼配管６０上を周方向
に走行する場合、第７図に移動装置１が炭素鋼配管６０
上を管軸方向に走行する場合を示す。なお、第７図は第
６図の状態からマグネットホイールを４ＷＪと６９０’
ステアリング回転させた図である。

第６図の状態において、移動装置１は走行駆動用モータ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの駆動により、マグネ
ットホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄによる炭
素鋼配管６０上の周方向の磁気吸着、走行が可能である
。また、第６図の状態において、移動装置１はステアリ
ング用モータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの駆動に
より、マグネットホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１
７ｄを走行駆動用モータ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ。

２１ｄが車体フレーム１１ａ、１　ｌｂ、１１Ｇの内部
に位置するように９０°回転させると、第７図の状態に
なる。

第７図から第６図への状態に移行させるには、この動き
の逆を行なえばよい。第７図において、移動装置１は走
行駆動用モータ２１ａ、２１ｂ。

２１ｃ、２１ｄの駆動により、マグネットホイール１７
ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄによる炭素鋼配管６０上の
管軸方向の磁気吸着、走行が可能である。ただし、最初
に移動装置１を炭素鋼配管６０上に磁気吸着さけて設置
する前に、第７図のような管軸方向走行状態を想定し、
配管径に応じてｖグネッｔ”＊ゴール１７ａ、１７ｂ、
１７ｃ、１７ｄのステアリング軸の延長線が配管断面の
ほぼ中心を通るように車体折曲げベース１３ａ、１３ｂ
の車体７Ｌ／−ム１１ａ、１１ｂ、ｌｌｃに対する角度
を調整し、マグネットホイール１７ａ、１７ｂ、１７ｃ
、１７ｄの端面のエツジ部で配管に吸着しないようにす
る。

このように、本発明による移動装置の最大の特長は磁性
体配管上を周方向および管軸方向に自由に走行可能なこ
とである。

また、この移動装置１は、点検・検査装置を搭載して、
レール等を敷設せずに磁性体の壁面や配管上を自由に移
動することができる。

しかも、走行車輪にマグネットホイールを用いているの
で、走行車輪を磁性体面に吸着させるために複雑な機構
やＩＩＩ　ＩＩＩは必要でなく、電源喪失時も走行面と
しての磁性体面から落下することがない。走行車輪は、
４個の駆動モータで直接回転駆動される全幅駆動となっ
ているから、走行中に駆動力不足となる事態が回避され
、確実な走行を確保することができる。すなわち、前輪
または後輪の２輪駆動では、４輪のうち１輪が何らかの
事態によって磁性体面から浮いた時に、その浮いた車輪
が駆動車輪である場合には、吸着させている駆動力が１
輪分不足となり、その結果、駆動力不足となる事態が生
じる可能性があるが、本発明にあっては、係る事態は生
じ得ない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る移動装置は面部左右
の走行車輪と後部左右の走行車輪とを車体に対し折曲げ
可能に形成したので、配管や原子炉圧力容器等の磁性体
表面を自由に移動することができ、これらの点検・検査
を行なう移動ロボットの移動装ととして最適であり、原
子力発電プラントに適用した場合には、作業員の放射線
被曝低減や省力化を図ることができる等の優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る移動装置の一実施例を一部破断面
で示す平面図、第２図は第１図の一部断面を示す側面図
、第３図は第１図の一部断面を示す正面図、第４図は第
１図における走行車輪の正面図、第５図は第４図におけ
る走行車輪の側面図、第６図は本発明の移動装置が炭素
鋼配管の外面を周方向に走行している状態を示す側面図
、第７図は同じく移動装置が炭素鋼配管の外面を管軸方
向に走行している状態を示す（進行方向）正面図である
。１・・・移動装置、１１ａ−Ｃ・・・車体フレーム、１
２ａ、ｂ・・・車体折曲げ用シャフト、１３ａ、ｂ・・
・車体折曲げベース、１４・・・ナツト、１５ａ、ｂ。１６ａ、ｂ・・・走行車輪支持ベース、１７ａ〜ｄ・・
・マグネットホイール、１８ａ−ｄ、１９ａ−ｄ・・・
平歯車、２０ａ−ｄ・・・減速機、２１ａ−ｄ・・・走
行駆動用モータ、２２ａ−ｄ・・・速度検出器、２３ａ
〜ｄ・・・位置検出器、２４ａ−ｄ・・・ステアリング
用シＶフト、２５ａ−ｄ・・・ステアリング用軸受、２
６ａ−ｄ・・・スペーサ、２７ａ−ｄ・・・軸受押え、
２８ａ−ｄ、　２９ａｘｄ・・・かさ歯車、３０　ａ　
−ｄ　−・・減速機、３１ａ−ｄ・・・ステアリング用
モータ、３２ａ−ｄ・・・スデアリング角度検出器、３
３ａ−ｃ。３４ａ−Ｃ・・・回転アーム、３５ａ−ｄ・・・ホイー
ルシｔ７ト、４０　・・・永久磁石、４１ａ、ｂ、４２
ａ。ｂ・・・磁性体ヨーク、４３ａ、ｂ・・・非磁性体。代理人弁理士　　則　近　憲　佑同　　　　　　　　三　　俣　　弘　　文名２図ｌ第　３　図磁化の方向第６　図尋　７　図

Claims

【特許請求の範囲】

車体の前後左右に走行車輪を設け、上記走行車輪を走行
駆動用モータからの駆動力で走行させ、かつ上記走行車
輪をステアリング用モータからの駆動力で操舵可能とし
た移動装置において、上記走行車輪はマグネットホイー
ルで構成されるとともに、上記各走行車輪は独立した走
行駆動用モータにより走行駆動され、かつ各走行車輪は
独立したステアリング用モータにより操舵駆動され、さ
らに前部左右の走行車輪と後部左右の走行車輪はそれぞ
れ車体に対して折曲げ可能に形成されていることを特徴
とする移動装置。