| 【発明の名称】 |
細長い管の内部でその一端から部材を移動するための装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】ジヤン−ルイ・ラブリユヌ
【氏名】アンドレ・ブランシエ
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| 【要約】 |
【課題】移動位置を正確に決定できる、管３の内部において段階的に部材２を移動するための装置を提供する。
【解決手段】移動は少なくとも１つの位置エンコーダによって評価され、位置エンコーダは、装置を支持するための支持本体の上を並進移動するように取り付けられた管状エレメントの一端に置かれた部材の位置に関する情報を送出する。管状エレメントは、周囲にわたって配置された縦方向の歯付きラック５Ａ、５Ｂを備えた部材キャリアウォーム５の形状をなしている。ウォームは、支持本体６の上に取り付けられた第１歯付きベルト７Ａの作用によって、部材キャリアウォームを支える本体６に対して並進移動され、第１歯付きベルトは本体に固定されたモータ８によって駆動され、ラックの１つ５Ａとかみ合っている。ラックの別の１つは、本体に固定された位置エンコーダ９を連動させる第２歯付きベルト７Ｂとかみ合っている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 管（３）の内部において部材（２）を段階的かつモータ駆動で移動するための装置であって、管は静止状態に保持されて装置の外側にあり、部材は、装置が移動する前に位置決めされた管の一端から移動され、移動は、装置を支持するための支持本体の上を並進移動するように取り付けられた管状エレメントの一端に置かれた部材の位置に関する情報を送出する少なくとも１つの位置エンコーダによって評価され、前記管状エレメントは、周囲にわたって配分された縦方向の歯付きラック（５Ａ、５Ｂ）を外側に備えた部材キャリアウォーム（５）の形状をなし、部材キャリアウォームは、支持本体（６）の上に取り付けられた第１歯付きベルト（１７Ａ）の作用によって、部材キャリアウォームを担持する本体（６）に対して並進移動され、第１歯付きベルトは本体に固定されたモータ（８）によって駆動され、ラックの１つ（５Ａ）とかみ合い、ラックの別の１つは支持本体の上に取り付けられた第２歯付きベルト（１７Ｂ）とかみ合い、第２歯付きベルトは部材が移動されると部材の位置に関する情報を送出する目的で、本体に固定された位置エンコーダ（９）を連動させることを特徴とする装置。
【請求項２】 ウォーム（５）を形成する管状エレメントが可とう性の管状エレメントである請求項１に記載の装置。
【請求項３】 ウォーム（５）を形成する管状エレメントが、内部に中空回転軸（１１）を受け入れる中空管状エレメントであり、この軸はその端部がそれぞれ回転連結部品（１４Ａ、１４Ｂ）に結合され、この回転連結部品は、ウォームの部材とは別の端部に固定されたモータ（４）によって部材（２）の回転を可能にする機械的または電気機械的手段と、回転軸を介して２つの連結部品を電気的に相互接続するリンク（１９）を通じて部材を相補的な他の部材に電気的に接続することを可能にする電気的接続手段（１６Ａ、１６Ｂ）とを備えている請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】 部材を回転させるためのモータ（４）が、部材角位置エンコーダを回転コレクタに連結するモジュール（２０）を介して中空軸を駆動させる連結部品（１４Ｂ）に機械的に結合されている請求項３に記載の装置。
【請求項５】 部材を回転させるためのモータと角位置エンコーダを回転コレクタに連結するモジュールとが、部材が位置する端とは反対側に位置するウォームの端に差込み接続できるユニット（６）に取り付けられている請求項４に記載の装置。
【請求項６】 支持本体（６）が、部材が引っ込んだ位置にあるときに部材のための初期基準位置を決定することを可能にする光学センサ（２２）を担持している請求項１または２に記載の装置。
【請求項７】 部材キャリアウォームが管状エレメントであり、管状エレメントは、１２０°ずつ離れて配置された３つの同一の縦ラックを周囲に担持する円筒状本体を有し、各ラックは支持本体のそれぞれ異なる歯付きベルトと協働する請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、管の内部において段階的(graduated)に部材を移動するための装置であって、管は静止状態で保持されて装置の外部にあり、部材は、装置が移動する前に位置決めされた管の一端から移動される、装置に関する。本発明は特に、状態検査部材、たとえばきれつ検出部材を、静止状態で保持されている管の内部において段階的に移動するための装置に関する。かかる装置は、特に原子力発電所の蒸気発生器に含まれる多数の管の状態を検査するために構成されている。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】静止状態に保持されている管の内部において部材を段階的に移動し、部材が管の一端から移動することを可能にする知られている装置は、比較的長い距離にわたって移動を実施する必要があるときには特に一般に高価になる。これは特に、部材が管状支持エレメントの一端に固定されており、この管状支持エレメントが、静止状態に保持されて管状支持エレメントを担持している支持本体に対して並進移動されるときに当てはまる。管状エレメントの長さは、部材が移動している管の内部における部材の位置を決定するために実施される移動計測から得られる示度の精度を制限しがちである。管状エレメントと移動示度を送出するエンコーダとの間には、滑りがしばしば発生する。これは特に、移動される部材が状態検査用プローブであって、たとえば傷を検出するための作業の時に、管の内部をできるだけ正確に写像することができるようにプローブの位置を正確に決定しなければならないときに問題となる。
【０００３】
【課題を解決するための手段】したがって本発明は、管の内部において段階的かつモータ駆動によって部材を移動するための装置であって、管は静止状態に保持されて装置の外側にあり、部材は管の一端から移動され、この一端に対して装置が移動以前に位置付けられており、移動は少なくとも１つの位置エンコーダによって評価され、位置エンコーダは、装置を支持するための支持本体の上を並進移動するように取り付けられた管状エレメントの一端に置かれた部材の位置に関する情報を送出する、装置を提供する。
【０００４】本発明の一特徴によれば、管状エレメントは、周囲にわたって配分された縦方向の歯付きラックを外側に備えた部材キャリアウォームの形状をなし、この部材キャリアウォームは、支持本体の上に取り付けられた第１歯付きベルトの作用によって、部材キャリアウォームを担持する本体に対して並進移動され、第１歯付きベルトは本体に固定されたモータによって駆動され、ラックの１つとかみ合い、ラックの別の１つは支持本体の上に取り付けられた第２歯付きベルトとかみ合い、第２歯付きベルトは、部材が移動されると部材の位置に関する情報を送出する目的で、本体に固定された位置エンコーダを連動させる。
【０００５】本発明の一特徴によれば、ウォームを形成する管状エレメントは可とう性の管状エレメントである。
【０００６】本発明の一特徴によれば、ウォームを形成する管状エレメントは、内部に中空回転軸を受け入れる中空管状エレメントであり、この回転軸はその端部がそれぞれ回転連結部品に結合され、この回転連結部品は、ウォームの部材とは別の端に固定されたモータによって前記部材の回転を可能にする機械的または電気機械的手段と、回転軸を介して２つの連結部品を電気的に相互接続するリンクを通じて部材を相補的な他の部材に電気的に接続することを可能にする電気的接続手段とを備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明、その特徴、およびその利点は、添付の図面を参照して行う下記の説明からさらに明白になろう。
【０００８】図１から３に示すような部材移動装置１は、詳細には、装置の外部にあって静止状態すなわち永久的または一時的に静止状態に保持されている管３の内部で段階的に、部材２を移動させるように設計されている。前記装置はまた、管の外部に位置する装置用モータ４の作用によって管３の内部で部材２を回転させることができる。たとえば管は、直線または適度に弧状をなすことが好ましい円筒状管であり得る。たとえば管の長さは約１０メートルである。たとえば部材２は、３で示すような管の中に該管の一端を通じて挿入されるように設計された可動プローブであり得る。知られているようにこのような部材はとりわけ、工業設備に装備されるかまたは装備される予定である管の非破壊検査を実施するために実現される。部材は、たとえば管内部の全周を確認するために、それ自体の軸の周りを回転するように取り付けることができる。したがってこの実施形態では、部材２は、たとえば内壁に沿って部材が並進移動する管３の中央軸と一致するそれ自体の中央軸の周りに回転するように備えられる。したがってこれは、部材２が、内部を部材が移動すべき管３の内径よりもわずかに小さな直径を有する円筒と合致することを意味する。たとえば、管３は、工業設備において支持板（図示せず）の外側に開いている金属管、またたとえば上述のように原子力発電所における蒸気発生器の多くの管の１つを成す金属管であってもよい。
【０００９】本発明の装置の使用にかかわらず、部材２が移動しているときに、部材２が移動する管の内部における部材２の確かな位置を正確に知る必要があることは想定される。
【００１０】本発明の部材移動装置１は、部材キャリアウォーム５、特にモータ４を含む回転ユニット０、およびウォームと回転ユニットとを担持（キャリー）するための支持本体６によってそれぞれ構成される３つのサブアセンブリで作られている。
【００１１】部材２は、部材を本体６に対して並進移動させるウォーム５の一端に固定され、ウォームは、本体に取り付けられて、部材２が本体６に固定された保護シース７の中に入れられた管状セグメント７Ａの内部に受け入れられる引込み位置と、部材が部材を担持するウォームによって最大限にシースから出されて本体から離れる延伸位置との間を並進移動する。この実施形態では、管状セグメント７Ａは、プローブによって構成された部材２が正しく作動していることを試験できるように準備された標準形成管を構成する。
【００１２】この例では、ウォーム５は、比較的可とう性であって外側には５Ａ、５Ｂのような歯付きラックが縦（長手）方向に設けられている管状エレメントによって構成され、歯付きラックのそれぞれはＴ２．５タイプの標準化された歯付きベルトの輪郭と相補する輪郭を有する。
【００１３】図示する実施形態では、ウォーム５は、管３の直径よりもわずかに小さな直径を有する円対称管エレメントによって構成されると想定する。ウォーム５の周りに１２０°ずつ離れた３本の母線の上にそれぞれ配置された３つの縦ラックが備えられ、図１、図２には３つのラックの２つだけが参照記号５Ａ、５Ｂで示されている。それ自体は知られている歯付きベルト担持システムがラックのそれぞれに関連して備えられ、これらのシステムは支持本体６の上に取り付けられている。
【００１４】たとえば１７Ａなどのベルトの１つは、本体６に固定されているエンジン又はモータ８（この例では電動機であるとする）によって駆動される。このベルトは、モータ８が一方向に回転するときに、部材２がその保護シースから出て、部材用の保護シースが管の口に面して整列して位置付けられた管３の中に貫入するようにウォームを移動することを可能にする。次にモータ８が反対方向に回転すると、部材２はその保護シースに戻ることが可能になる。ここに示す実施形態では、ベルト１７Ａを有するシステムは、（エンドレスベルトである）このベルトがウォーム５のモータ８と同じ側であってこのモータのいずれの側にもある２つのプーリー１８Ａによってラック６Ａに対して押圧されるようになっている。押えホイール（図示せず）がラックに対するベルトの押圧に関与する。
【００１５】たとえば１７Ｂのような第２ベルトは、ウォーム５の移動によって同伴あるいは連動（エントレイン）し、このベルトは、部材が管の長さを通じて管の内部を並進移動している間に部材２の位置の正確な段階的示度（目盛指示）を伝えるように、第１インクレメンタルエンコーダ９とかみ合っている。第１インクレメンタルエンコーダの連動は、部材２が位置するウォーム５の移動に直接関係する。歯付きベルトの作用によるこの連動は滑りまたは遊びのおそれを除去することを可能にし、したがって、ウォーム５によって担持されるラックによって可能な最大ストロークの限界内で、部材が管を貫通する範囲に関係なく、部材が挿入される管３に沿った部材２の位置に関して正確で信頼できる示度を得ることが可能である。この例では、ベルト１７Ｂは、ベルト１７Ａがラック５Ａに対して押圧される方法と同じ方法でラック５Ｂに押圧され、第１インクレメンタルエンコーダ９は、モータ８のために準備されたものに対応するアセンブリ配置では、プーリー１８Ｂの間であってウォーム５から見て別の側に取り付けられている。
【００１６】この実施形態では、ウォーム５は１２０°ずつ離れて配置された３つの同一縦ラックを備えた円筒状本体を有し、このうちの第３ラックは、この例ではウォームにおける力を均衡させるための機能を有するベルト（図示せず）と連結し、また部材２は管に沿って移動され、搬送するウォームの一部分とともに管の中に部材が貫通し、その長さは変化する。
【００１７】ウォームを中実の円筒状エレメントの形に作ると考えることは可能である。しかし、ここに示す実施形態では、ウォーム５は図２に示すように中空の管状エレメントの形に作られることが好ましい。たとえば、この管状エレメントは、ポリアミドで作られた内部ジャケット１０を備えたポリウレタン製の管で作ることもでき、これは中空回転可とう軸１１を受け入れ、この軸１１は、ウォーム５を構成する管状エレメントの端に固定された１３Ａ、１３Ｂなどの末端部品１３に取り付けられたボールベアリング１２によって担持されている。たとえば、これらの末端部品のそれぞれは、内部に軸１１の端の１つを支持するためのベアリングが受け入れられる金属製ブッシュの形に作ることもできる。各軸端は、軸とともに回転する１４Ａまたは１４Ｂなどの連結部品１４を担持している。これらの回転連結部品は、部材２をモータ４によって回転できるようにする機械的または電気機械的手段と、軸１１を介して部品を相互接続する少なくとも１つのリンク１９を通じて部材２を相補部材に接続できるようにする電気的接続手段とを備えている。
【００１８】部材２はその端の１つを介して連結部品１４Ａに固定され、軸１１が回転されるときには、連結部品１４Ａと共に部材は回転する。前記部材はまた前記部品によって担持されたコネクタ１６Ａに接続されている。図２では、このコネクタはコネクタピンを備えて成り、このコネクタピンは、プラグを差し込むことによって部材２を電気的に接続して、リンク１９を構成するケーブルの導線に部材を連結することを可能にする。ある実施形態では、リンクは同軸ケーブルによって提供され、こうしてプローブタイプの部材２、特に渦電流プローブまたは超音波もしくは振動プローブの役に立つ。
【００１９】軸１１の部品１４Ａとは別の端に位置する連結部品１４Ｂは、前記部品１４Ａによって担持されたものに対応して同様にリンク１９に接続されている電気的接続手段を備えている。これらの手段は図２ではコネクタ１６Ｂによって示され、このコネクタはこの例では、回転ユニット０の一部である相補コネクタに直接接続されているとする。部品１４Ｂは、その軸の周りに末端部品１３Ｂの中で回転して軸１１を駆動するように構成され、軸１１の端に部品１４Ｂが従来の手段（図示せず）によって固定されている。前記部品は、補助モジュール２０を介して電動機４が接続されている連結器２７によって、機械的または電気機械的に回転される。この例では、モジュール２０は回転コレクタを、インクレメンタル位置エンコーダまたはシンクロレゾルバなどの位置測定装置に連結する。前記モジュールはまた、モータ４によって発生したトルクが軸１１に伝達されることを可能にする。第２インクレメンタル位置エンコーダはたとえば、中空軸を有する従来装置の１製品であって、これが所定の基準枠に対するその回転軸の角位置の示度を送出する。たとえば、これは３６０個の異なる位置または点の間を識別することを可能にする。これは、部材がウォームによって軸ＸＸ’に沿って並進移動するときに、回転している部材２の、軸ＸＸ’に直角な基準平面に対する角位置に関する非常に正確な情報を得ることを可能にする。回転コレクタ（図示せず）は、キャリアピンの周りに重ね合わされた導体リングを有するコレクタであるとし、この例では、キャリアピンは、これが機械的に結合されているモータ４によって駆動されるものとする。たとえば各リングは、コネクタ１６Ｂに接続されているリンク１９の導電体が、定置導体ブラシを介して部材２の相補部材に接続された状態で維持されることを可能にし、リングを支承しているピンが回転するとリングは導体ブラシをこする。このピン（図示せず）は、これが機械的に連結されている軸１１を駆動する。コネクタ２１は、この例では、部材２、ウォーム、およびユニット０によって形成されたアセンブリの外側にある部材を、前記アセンブリに属するエレメント特に回転コレクタの導体ブラシと接続する目的で、ユニット０の端壁に備えられているものとする。
【００２０】好ましい一実施形態では、ユニット０は、単にウォーム５の端の中にプラグを差し込むことによってのみウォーム５の端の上に取り付けられるように構成されている。それからユニットは、前記ウォームの一端にそのために準備された末端部品１３Ｂの上を滑る。連結、特に機械的および電気的連結は、物理的に相補的である機械的部分の相互はめ合いによって、また物理的に相補的である電気的部分の相互はめ合いによって達成される。
【００２１】本発明の装置を使用するためには、装置を管３の口に面して適所に置き、ウォーム５が引っ込んでいるときに管と整列して位置決めされることが必要である。この位置付けはたとえば、この目的のためにたとえば位置決めロボット（図示せず）の上に取り付けられた本体６を移動することによって得られる。たとえば光学センサまたは磁気検出器などの部材２２が備えられて、この例では、部材２が引っ込んでいるときに初期基準位置を決定することを可能にする。図２に示すように、光学センサタイプの部材２２が本体６上の２つの歯付きベルトキャリアシステム間に、たとえばベルト１７Ａ、１７Ｂをそれぞれ担持するシステムの間に、マスクなどのエレメントによってマスクされるように位置付けられ、このマスクはマスクを移動させるウォームと共に動かされるように取り付けられている。
【００２２】この手段の組合せによって、上述のように、装置１を管の口に対して適所に置いた後に部材３２が前記管に貫入する程度を測定するために、第１インクレメンタルエンコーダ９によって使用されるために役立つ初期基準値を得ることが可能になる。好ましい一実施形態では、ウォームが背部に接触するまで後退移動した後に初期基準測定値が得られ、それからこの後に低速での短い前方移動が続き、これによってマスクはセンサを超過し、それからセンサは初期基準値の示度を送出する。次にウォームは高速で移動されて、部材２が検査する管３の所定長領域の始点に達する。それから部材２は所定の並進および回転速度で移動されて、この検査が実施される。したがって、検査中の管の異なる領域について次々に行われる一連の計測で、同じ初期基準値を再度知ることが可能である。
【００２３】補助モジュール２０が含まれる位置測定装置は最初に基準値に設定されて、基準値に対する部材２の瞬間の角位置が、部材の回転時および並進移動時に決定される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５００００１０３５
【氏名又は名称】アルストム
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| 【出願日】 |
平成１２年６月２９日（２０００．６．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２００７
【弁理士】
【氏名又は名称】川口 義雄 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８２５６７（Ｐ２００１−８２５６７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２７日（２００１．３．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１９５６３７（Ｐ２０００−１９５６３７） |
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