JP7773955B2 - 着脱治具 - Google Patents

Description

本開示は、現場における感知器の着脱作業時において、感知器ヘッドを着脱するために用いられる着脱治具に関するものである。

例えば、核燃料等の放射性物質を取り扱う施設でセル内に設置されている煙感知器を遠隔操作で交換するための治具がある（例えば、特許文献１参照）。このような治具を遠隔操作することで、作業者の被爆のおそれを低減することができる。

しかしながら、放射線を取り扱わない通常の施設等に設置された感知器の保守点検を行う際には、作業者による手動作業によって、感知器ヘッドを取り外した上での点検作業が行われているのが一般的である。すなわち、特許文献１に開示されたような遠隔操作を可能とする治具は、価格、大きさの観点から通常の施設等での点検作業にとっては不向きであり、作業者の手動操作により点検作業が行われている。

天井等の高所に設置される感知器ヘッドを手動で着脱するには、一般的に、支持棒の先端に着脱器を取り付けたものが使用される。従来の着脱器は、ゴム状のコップ型形状を有しており、先端部には、感知器ヘッドをホールドするための溝が設けられている。

高所に取り付けられた感知器から感知器ヘッドを手動で取り外す際に、作業者は、着脱器を支持棒の一端に取り付け、支持棒の他端を持ち、着脱器の先端部にある溝を、感知器ヘッドに設けられているスリットと嵌合させてホールド状態とした後に、支持棒を回転させていた。

特許３５１０１９１号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
作業者は、感知器ヘッドを着脱器でホールドする際には、着脱器のゴム状の先端部にある溝と、感知器ヘッドに設けられているスリットとの位置合わせを行う必要がある。

従って、作業者から感知器ヘッドまでの距離が長くなり、支持棒が長尺になるほど、支持棒の位置合せ作業が難しくなり、作業者の作業負荷が増加するとともに、作業時間の増加も招いていた。また、感知器ヘッドの着脱は、点検作業に限らず、設置時にも必要となる作業であり、作業効率の改善が望まれる。

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、支持棒を用いて感知器ヘッドの着脱を行う作業において、作業負荷の軽減および作業時間の短縮化を図ることのできる着脱治具を得ることを目的とする。

本開示に係る着脱治具は、支持棒と、支持棒の一端に取り付けられた治具本体部と、支持棒の他端側に取り付けられたコントローラとを備え、現場における感知器の着脱作業に用いられる着脱治具であって、治具本体部は、感知器ヘッドを保持可能な爪部を有する機構部と、爪部により感知器ヘッドを保持できる状態である閉状態と、爪部により感知器ヘッドの保持を開放できる状態である開状態との間で、爪部を開閉自在とする開閉駆動部とを有し、コントローラは、開閉駆動部を開状態に駆動させる際に作業者により操作される開ボタンと、開閉駆動部を閉状態に駆動させる際に作業者により操作される閉ボタンとが設けられており、開ボタンあるいは閉ボタンに対する作業者の操作入力に基づいて、開閉駆動部を開状態および閉状態のいずれかに駆動させるための開閉駆動信号を出力する第１の駆動制御機能を有し、開ボタンの誤操作によって感知器ヘッドが落下するおそれを回避するための誤操作防止機能をさらに有するものである。

本開示によれば、支持棒を用いて感知器ヘッドの着脱を行う作業において、作業負荷の軽減および作業時間の短縮化を図ることのできる着脱治具を得ることができる。

本開示の実施の形態１に係る着脱治具の全体構成を示した図である。 本開示の実施の形態１に係るコントローラの具体的な構成例を示した図である。 本開示の実施の形態２に係る着脱治具の全体構成を示した図である。 本開示の実施の形態２に係るコントローラの具体的な構成例を示した図である。

以下、本開示の着脱治具の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。
本開示に係る着脱治具は、現場に設置された感知器の着脱時に用いられるものであって、作業者の手元側での簡単な操作により、支持棒の先端に取り付けられた治具本体部の開閉動作を容易に行うことができる構成を備えたことを技術的特徴とするものである。この結果、点検作業に限らず、設置時にも本開示に係る着脱治具を適用することができ、着脱作業効率の改善を図ることができる。

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１に係る着脱治具の全体構成を示した図である。図１（Ａ）は、感知器ヘッドの保持を開放できる状態である開状態を示しており、図１（Ｂ）は、感知器ヘッドを保持できる状態である閉状態を示している。

図１に示した着脱治具は、支持棒１０、治具本体部２０、およびコントローラ３０を備えて構成されている。支持棒１０の一端に取り付けられた治具本体部２０は、爪部２１ａを有する機構部２１と、開閉駆動部２２と、回転駆動部２３とを備えている。

なお、以下の説明では、治具本体部２０が回転駆動部２３を有している場合について説明するが、回転駆動部２３は必須の構成要件ではない。本開示における着脱治具では、コントローラ３０が、作業者の操作入力に基づいて、開閉駆動部を開状態および閉状態のいずれかに駆動させるための開閉駆動信号を出力する第１の駆動制御機能を有することが必須であり、回転操作は手動であっても、着脱作業効率の改善を図ることができる。

また、本開示における着脱治具では、コントローラ３０が、作業者の操作入力に基づいて、回転駆動部を正転方向および逆転方向のいずれかに駆動させるための回転駆動信号を出力する第２の駆動制御機能をさらに有する負荷構成を備えることで、回転操作も電動化でき、着脱作業効率のさらなる改善を図ることができる。

機構部２１は、天井等に設置されている感知器の感知器ヘッドを保持可能な爪部２１ａを有している。

開閉駆動部２２は、図１（Ａ）に示したような爪部２１ａにより感知器ヘッドの保持を開放できる状態である開状態と、図１（Ｂ）に示したような爪部２１ａにより感知器ヘッドを保持できる状態である閉状態との間で、爪部２１ａを有する機構部２１を開閉自在とする開閉動作に関する駆動機構に相当する。

回転駆動部２３は、開閉駆動部２２が閉状態において、支持棒１０の軸方向を回転中心として、爪部２１ａを有する機構部２１を正転方向および逆転方向に回転自在とする回転動作に関する駆動機構に相当する。感知器ヘッドを保持した状態で回転動作を行うことで、感知器ヘッドの着脱動作が可能となる。

さらに、回転駆動部２３は、所定のトルク値で感知器ヘッドを締め付け可能とするトルク調整機能を有している。

一方、支持棒１０の他端側に取り付けられているコントローラ３０は、作業者の操作入力に基づいて、開閉駆動部２２による開閉動作に関する第１の駆動制御機能、および回転駆動部２３による回転動作に関する第２の駆動制御機能を有している。

なお、コントローラ３０は、支持棒１０の末端部に設けてもよいが、図１に示すように、支持棒１０の末端部分を作業者が保持できるグリップ部分として残し、コントローラ３０を末端部からは先端側にずらして配置することができる。「支持棒１０の他端側」という表現は、図１に示したような場所にコントローラ３０が配置される場合も含めた意味として用いている。

コントローラ３０は、作業者の操作入力に基づいて、開閉駆動部２２を開状態および閉状態のいずれかに駆動させるための開閉駆動信号を出力するとともに、回転駆動部２３を正転方向および逆転方向のいずれかに駆動させるための回転駆動信号を出力する。なお、コントローラ３０により支持棒１０の伸縮制御を実行するような構成をさらに付加することも可能である。

図２は、本開示の実施の形態１に係るコントローラ３０の具体的な構成例を示した図である。図２に例示したように、コントローラ３０の表面には、開閉駆動部２２により開閉動作を行わせるための開ボタン３１および閉ボタン３２と、回転駆動部２３により回転動作を行わせるための脱ボタン３３および着ボタン３４とが設けられている。なお、回転駆動部２３を備えていない構成では、脱ボタン３３および着ボタン３４が不要となる。

まず、開閉動作について説明する。作業者は、手元のコントローラ３０内の開ボタン３１を操作することで、開閉駆動部２２を開状態とするように遠隔操作を行うことができる。また、作業者は、手元のコントローラ３０内の閉ボタン３２を操作することで、開閉駆動部２２を閉状態とするように遠隔操作を行うことができる。

なお、開ボタン３１の誤操作によって感知器ヘッドが落下するおそれを回避するために、以下のような対策を施すことが考えられる。例えば、開ボタン３１を所定の時間以上にわたって長押ししない限り開状態に切り換えないように制御する、あるいは、開ボタン３１を押す場合には、閉ボタン３２を押す場合よりも大きな力を必要とする構成を採用するなどの対策が考えられる。

従来の着脱器を用いる場合には、開閉構造を有していないため、作業者は、着脱器のゴム状の先端部にある溝と、感知器のスリットとの精密な位置合わせを行うことが必要であった。このため、支持棒１０が長尺になるほど、作業者の作業負荷が増加する傾向にあった。

これに対して、本実施の形態１に係る着脱治具は、爪部２１ａをコントローラ３０側からの遠隔操作で開閉動作させることができる構成を備えている。従って、着脱器のゴム状の先端部にある溝と、感知器のスリットとの位置合わせが不要となる。

すなわち、作業者は、開状態となっている爪部２１ａにより感知器ヘッドを覆う状態となるように簡易的な位置合わせを行った後に、爪部２１ａを閉状態に切り換えることで、爪部２１ａにより感知器ヘッドを保持した状態とすることができる。従って、本実施の形態１に係る着脱治具は、感知器ヘッドを保持する機能を電動化できる第１の駆動制御機能を有することで、結果的に、着脱作業効率の改善を図ることができる。

次に、着脱動作に相当する回転動作について説明する。作業者は、手元のコントローラ３０内の脱ボタン３３を操作することで、感知器ヘッドを取り外す方向に回転駆動部２３を回転させるように遠隔操作を行うことができる。また、作業者は、手元のコントローラ３０内の着ボタン３４を操作することで、感知器ヘッドを取り付ける方向に回転駆動部２３を回転させるように遠隔操作を行うことができる。

従来の着脱器を用いる場合には、回転構造を有していないため、作業者は、感知器ヘッドを着脱するに当たっては、支持棒を回転させる必要があった。このため、支持棒１０が長尺になるほど、作業者の作業負荷が増加する傾向にあった。

これに対して、本実施の形態１に係る着脱治具は、コントローラ３０側からの遠隔操作で感知器ヘッドが保持された爪部２１ａを回転動作させることができる構成をさらに備えることができる。従って、作業者は、支持棒１０を回転させることが不要となる。

すなわち、作業者は、爪部２１ａで感知器ヘッドを保持した状態で、脱ボタン３３あるいは着ボタン３４を手元で操作することで、支持棒１０を回転させることなしに容易に感知器ヘッドを着脱させるための回転動作を行うことができる。従って、本実施の形態１に係る着脱治具は、爪部２１ａで保持された感知器ヘッドを回転させる機能を電動化できる第２の駆動制御機能をさらに付加することで、結果的に、着脱作業効率の改善を図ることができる。

さらに、回転駆動部２３は、上述したように、所定のトルク値で感知器ヘッドを締め付け可能とするトルク調整機能を付加することができる。従って、作業者は、過度な締め付けトルクによって感知器ヘッドを取り付けてしまう心配なしに、治具本体部２０の開閉動作および回転動作に関する遠隔操作を、コントローラ３０を用いて容易に実施することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、作業者の手元側での簡単な操作により、支持棒の先端に取り付けられた治具本体部の開閉動作および回転動作を、精密な位置合わせ作業なしに、容易に行うことができる。この結果、支持棒を用いて感知器ヘッドの着脱を行う作業において、作業負荷の軽減および作業時間の短縮化を図ることができる着脱治具を実現できる。

実施の形態２．
本実施の形態２では、感知器ヘッドに対する治具本体部２０の位置合わせをより容易に実施できるようにする目的で、治具本体部２０にカメラを付加し、カメラで撮像された画像をコントローラ側で視認できる構成を採用している。

図３は、本開示の実施の形態２に係る着脱治具の全体構成を示した図である。図３（Ａ）は、感知器ヘッドの保持を開放できる状態である開状態を示しており、図３（Ｂ）は、感知器ヘッドを保持できる状態である閉状態を示している。また、図４は、本開示の実施の形態２に係るコントローラの具体的な構成例を示した図である。

図３に示した着脱治具は、先の実施の形態１における図１に示した構成と比較すると、カメラ２４を備えている点が異なっている。さらに、図４に示したコントローラ３０は、先の実施の形態１における図２に示した構成と比較すると、カメラ動作に関連する構成を備えている点が異なっている。そこで、カメラ２４に関連した相違点を中心に、以下に説明する。

カメラ２４は、爪部２１ａによる保持対象となる感知器ヘッドを撮像する目的で、治具本体部２０に設けられている。一方、コントローラ３０は、カメラ２４により撮像された画像を表示する画像表示機能を実現するために、ＯＮボタン３５、ＯＦＦボタン３６、および画像表示部３７を備えている。

作業者によってＯＮボタン３５が操作されることで、カメラ２４が起動される。この結果、作業者は、カメラ２４を用いて、支持棒１０の延長線方向に相当する領域を撮像することができる。さらに、作業者は、カメラ２４により撮像された画像を、コントローラ３０内の画像表示部３７を介して視認することができる。

従って、作業者は、画像表示部３７に表示された画像を見ながら支持棒１０を動かすことで、支持棒１０の先端に取り付けられた治具本体部２０の位置合わせを容易に行うことができる。すなわち、作業者は、表示画像を参照しながら、支持棒１０の先端に取り付けられた治具本体部２０を所望の位置に移動させることができる。

また、作業者によってＯＦＦボタン３６が押されることで、カメラ２４の起動を停止させることができ、省エネルギー化を図ることができる。

以上のように、実施の形態２によれば、先の実施の形態１による効果に加え、作業者の手元側での簡単な操作により、カメラによる撮像結果を用いた位置合わせを容易に行うことができる。この結果、支持棒を用いて感知器ヘッドの着脱を行う作業において、先の実施の形態１と同様に、作業負荷の軽減および作業時間の短縮化を図ることができる着脱治具を実現できる。

なお、図２および図４では、コントローラ３０に複数のボタンおよび画像表示部を設ける場合について説明したが、これらの機能をタッチパネルなど、別の構成で実現することも可能である。

また、詳細な構成は省略しているが、コントローラ３０内には電源が内蔵されており、コントローラ３０は、支持棒１０内の配線を用いることで、開閉駆動信号を開閉駆動部２２に伝達し、回転駆動信号を回転駆動部２３に伝達することができる。

また、感知器ヘッドまでの距離が近い場合には、治具本体部２０とコントローラ３０とを、支持棒１０の代わりにケーブルを用いて接続することも可能である。この場合には、作業者は、治具本体部２０を手に持って感知器との位置合わせを行い、コントローラ３０を用いて開閉動作および回転動作を実施することができる。

また、爪部２１ａの具体的な構造として例えばテーパー形状を持たせることで、機構部２１が開状態において、作業者が支持棒１０を移動させることで、治具本体部２０を感知器ヘッドとの位置合わせ場所に誘導しやすいようにすることができる。

１０ 支持棒、２０ 治具本体部、２１ 機構部、２１ａ 爪部、２２ 開閉駆動部、２３ 回転駆動部、２４ カメラ、３０ コントローラ、３１ 開ボタン、３２ 閉ボタン、３３ 脱ボタン、３４ 着ボタン、３５ ＯＮボタン、３６ ＯＦＦボタン、３７ 画像表示部。

Claims (4)

1. 支持棒と、
   前記支持棒の一端に取り付けられた治具本体部と、
   前記支持棒の他端側に取り付けられたコントローラと
   を備え、現場における感知器の着脱作業に用いられる着脱治具であって、
   前記治具本体部は、
   感知器ヘッドを保持可能な爪部を有する機構部と、
   前記爪部により前記感知器ヘッドを保持できる状態である閉状態と、前記爪部により前記感知器ヘッドの保持を開放できる状態である開状態との間で、前記爪部を開閉自在とする開閉駆動部と
   を有し、
   前記コントローラは、
   前記開閉駆動部を開状態に駆動させる際に作業者により操作される開ボタンと、前記開閉駆動部を閉状態に駆動させる際に作業者により操作される閉ボタンとが設けられており、
   前記開ボタンあるいは前記閉ボタンに対する作業者の操作入力に基づいて、前記開閉駆動部を前記開状態および前記閉状態のいずれかに駆動させるための開閉駆動信号を出力する第１の駆動制御機能を有し、
   前記開ボタンの誤操作によって前記感知器ヘッドが落下するおそれを回避するための誤操作防止機能をさらに有する 着脱治具。
2. 前記コントローラは、前記開ボタンを所定の時間以上にわたって長押ししない限り開状態に駆動させないように制御することで前記誤操作防止機能を実現する
   請求項１に記載の着脱治具。
3. 前記コントローラは、開ボタンを押す場合には、閉ボタンを押す場合よりも大きな力を必要とする構成を採用するように前記開ボタンおよび前記閉ボタンが設けられることで前記誤操作防止機能を実現する
   請求項１に記載の着脱治具。
4. 前記爪部は、前記機構部が開状態において作業者が前記支持棒を移動させることで、前記治具本体部を前記感知器ヘッドとの位置合わせ場所に誘導しやすいようにすることができるテーパー形状を有している
   請求項１から３のいずれか１項に記載の着脱治具。