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発明の名称 圧力容器の遠隔取扱装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−163285(P2007−163285A)
公開日 平成19年6月28日(2007.6.28)
出願番号 特願2005−359626(P2005−359626)
出願日 平成17年12月13日(2005.12.13)
代理人 【識別番号】100078765
【弁理士】
【氏名又は名称】波多野 久
発明者 笠井 茂 / 辻 光一 / 加藤 裕美
要約 課題
狭隘な領域や袋小路領域等移動の難しい領域であっても進入、昇降、横移動が自由にして容易にでき、溶接構造物の溶接部分等の検査、補修等の施工作業を確実に行い得るようにする圧力容器の遠隔取扱装置を提供する。

解決手段
本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、圧力容器1の上部フランジ9の周方向に沿って走行移動する走行台車10に設けられた旋回アーム11およびマスト12を介装して工具を収容するツールヘッド14を備え、このツールヘッド14を検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マスト12にケーブル13を介装させて前記ツールヘッド14を接続する構成にした。
特許請求の範囲
【請求項1】
圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられた旋回アームおよびマストを介装して工具を収容するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストにケーブルを介装させて前記ツールヘッドを接続する構成にしたことを特徴とする圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項2】
圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられた旋回アームおよびマストを介装させて工具を収容するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストに設けたケーブル巻取装置からのケーブルを前記ツールヘッドに接続するとともに、前記マストと前記ツールヘッドとを互いに接離自在にする接手を備えたことを特徴とする圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項3】
前記ツールヘッドは、自身が走行可能な動力部と、検査・補修対象部分を施工する検査・補修施工部とを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項4】
前記動力部は、推力を発生させる羽根を備えたスラスタであることを特徴とする請求項3記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項5】
前記動力部は、車輪とガイドポールを備えたことを特徴とする請求項3記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項6】
前記ツールヘッドは、検査・補修対象部分を施工する検査・補修施工部のうち、検査用ツールと補修用ツールとを自在に交換できる交換ボックスを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項7】
前記交換ボックスは、フレーム本体に対し、着脱可能な接続装置を備えたことを特徴とする請求項6記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項8】
前記ツールヘッドは、浮力調整手段を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項9】
前記浮力調整手段は、水と空気を収容するバラストタンクであることを特徴とする請求項8記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項10】
圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストに設けた少なくとも2個以上のケーブル巻取装置のそれぞれからのケーブルを前記ケーブル巻取装置の個数に対応するツールヘッドに接続するとともに、前記ツールヘッドの個数に対応して設けられ、前記マストと前記ツールヘッドとを互いに接離自在にする接手を備えたことを特徴とする圧力容器の遠隔巻取装置。
【請求項11】
圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストに2本のケーブルを備え、2本のケーブルのうち、一つをツールヘッドに接続し、残りを監視装置に接続する構成にしたことを特徴とする圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項12】
圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストにケーブルを介装させて前記ツールヘッドに接続するとともに、前記ケーブルを把持する把持具を前記マストに設けたことを特徴とする圧力容器の遠隔取扱装置。
【請求項13】
前記ケーブルは、可撓性部材で作製したことを特徴とする請求項1,2,10,11,12記載の圧力容器の遠隔取扱装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば原子力発電プラントの原子炉圧力容器の遠隔取扱装置に係り、特に圧力容器および圧力容器内に設けた構造物の検査、予防保全および補修等の作業を容易、かつより早く行い得るように改善を加えた圧力容器の遠隔取扱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、原子炉圧力容器では、原子炉圧力容器の安定運転のため、予防保全対策として遠隔取扱装置に種々の検査等の施工工具を取り付け、溶接施工部分の、例えば非破壊検査、あるいは容器表面の予防保全施工や補修施工等を行い、長期に亘る安定運転の維持に努めている。
【0003】
このように、長期に亘る安定運転の維持に努める技術には、シュラウドの胴壁やシュラウドと原子炉圧力容器との間の狭隘領域に配置された配管や付属構造物等を適用対象とし、各種の施工を行う特許文献1が開示されている。
【0004】
この特許文献1は、シュラウドの上部フランジに設置され、その周方向を位置決めする走行台車と、この走行台車に支持され、底部に向って懸垂される構造物部材の先端部に検査、予防保全および補修のための各種の工具を取り付け、これら工具を用いて検査や補修等の施工作業を行い、容器壁や付属構造物等の健全性の確認、確保を行うものである。
【特許文献1】特開2000−258587号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
最近の原子力発電プラントでは、より一層長期に亘る安定運転確保の強化見直しが行われており、その一つに予防保全対策がある。
【0006】
この予防保全対策に上述特許文献1に開示された遠隔取扱装置の適用が考えられる。
【0007】
しかし、上述した特許文献1に開示された遠隔取扱装置においては、原子炉圧力容器のシュラウドに備える付属構造物等への移動に際し、狭隘な領域や、あるいはその周辺が袋小路になっている領域に走行台車を挿入、移動させようとしても自ずと限界が出ている。このため、狭隘な領域や袋小路領域の検査、補修等を行うとき、作業員により多くの労力負担が強いられていた。
【0008】
このような状況の下、予防保全対策を実行するには、狭隘な領域や袋小路領域があっても容易にして、かつ簡易に検査、補修等の施工が行し得る新たな遠隔取扱装置の開発が求められていた。
【0009】
本発明は、このような要望に基づいてなされたものであり、狭隘な領域や袋小路領域等移動の難しい領域であっても進入、昇降、横移動が自由にして容易にでき、溶接構造物の溶接部分等の検査、補修等の施工作業を確実に行い得るようにする圧力容器の遠隔取扱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、上述の目的を達成するために、圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられた旋回アームおよびマストを介装して工具を収容するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストにケーブルを介装させて前記ツールヘッドを接続する構成にしたものである。
【0011】
また、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、上述の目的を達成するために、圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストに設けた少なくとも2個以上のケーブル巻取装置のそれぞれからのケーブルを前記ケーブル巻取装置の個数に対応するツールヘッドに接続するとともに、前記ツールヘッドの個数に対応して設けられ、前記マストと前記ツールヘッドとを互いに接離自在にする接手を備えたものである。
【0012】
また、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、上述の目的を達成するために、圧力容器の上部フランジの周方向に沿って走行移動する走行台車に設けられ、旋回アームおよびマストを介装して工具を接続するツールヘッドを備え、このツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させて検査・補修の施工作業を行う圧力容器の遠隔取扱装置であって、前記マストにケーブルを介装させて前記ツールヘッドに接続するとともに、前記ケーブルを把持する把持具を前記マストに設けたものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置は、ツールヘッドを狭隘領域や袋小路に進入させ、検査・補修対象部分に配置する際、遠隔取扱装置のマストとツールヘッドとを可撓性部材で作製されたケーブルで接続し、ツールヘッドを自由自在に走行移動させる構成にしたので、ツールヘッドを検査・補修対象部分の施工作業をより早く行うことができ、作業者の労力負担をより一層軽減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【0015】
図1〜図5は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第1実施形態を示す概念図である。
【0016】
なお、図1〜図5中、図1は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置を示す正面図であり、図2は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の側面図であり、図3は、図2のA−A矢視方向から見た平面図であり、図4は、図2のB−B矢視方向から見た正面図であり、図5は、図4のC−C矢視方向から見た平面図である。
【0017】
本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第1実施形態の説明に先立ち、まず、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の適用対象となる、例えば原子炉圧力容器の概略構成を説明する。
【0018】
図1、図2および図3に示すように、原子炉圧力容器1は、頭部側、低部側のそれぞれに鏡板を備える円筒長筒状の容器内に円筒状のシュラウド2を収容するとともに、シュラウド2の下部胴3、バッフルプレート4および原子炉圧力容器胴壁等で囲われたアニュラス部5の周方向に沿って複数のジェットポンプ6を設置する構成になっている。
【0019】
また、このアニュラス部5には、ジェットポンプ6のほかに原子炉圧力容器胴壁に設けたノズル7に接続する立上り配管(図示せず)やこれらを支持する取付支持部材等が数多く設けられ、狭隘通路や袋小路通路が数多く形成されている。
【0020】
このような狭隘通路や袋小路通路を数多く形成するアニュラス部5に挿入し、溶接部等の検査・補修等の施工作業を行う遠隔取扱装置8は、シュラウド2の上部フランジ9に設置され、その周方向に摺動する旋回台車10と、この旋回台車10に装着され、懸垂支持された旋回アーム11と、この旋回アーム11に支持され、シュラウド2に沿って下方底部側に延びるマスト12と、このマスト12にケーブル13を介装して着脱自在に接続するツールヘッド14とを備えた構成になっている。
【0021】
また、旋回台車10は、シュラウド2の構造物の一つである格子板15の炉心中心部の位置に設置されたセンターポール16と、このセンターポール16に接続された連結フレーム17と、上部フランジ9上を走行する車輪18とを備え、モータ等の駆動装置(図示せず)の駆動力によって車輪18を回転させ、センターポール16を中心にシュラウド2上を周方向に沿って旋回移動する構成になっている。
【0022】
さらに、旋回台車10は、昇降機構18aを備え、この昇降機構18aが連結フレーム17上をシュラウド2の半径方向に向って走行できるようにするとともに、昇降機構18aに接続する旋回アーム11およびマスト12をシュラウド2に沿って進退自在に移動させることができるようになっている。
【0023】
また、マスト12は、可撓性部材で作製されたケーブル13を介装してツールヘッド14に接続するとともに、ケーブル13の可撓性を利用してツールヘッド14を狭隘通路あるいは袋小路の位置に自由に移動させることができるようにしている。
【0024】
一方、マスト12を介して昇降機構18aによって駆動操作されるツールヘッド14は、図4および図5に示すように、シュラウド2の下部胴3とバッフルプレート4とで形成する狭隘通路に位置決めし、セットされる。
【0025】
このツールヘッド14は、検査・補修等の施工対象位置に走行移動し、施工後、別の対象位置にアクセスする第1動力部19および第2動力部20と、対象位置を検査または補修施工を行う検査・補修施工部21を備えている。
【0026】
第1動力部19および第2動力部20は、モータ等の駆動装置(図示せず)の駆動力によって羽根22を旋回させ、この旋回に伴って発生する水の噴流をスラストにし、このスラストを利用して車輪24を下部胴3に押圧当接させるスラスタ23と、バッフルプレート4に支持されるガイドポール25と、水や空気からなるバラストの重量を調整し、浮力を適正値に維持させるバラストタンク26とを備えている。なお、車輪24は、モータ(図示せず)によって駆動され、下部胴3およびバッフルプレート4上を移動する。
【0027】
また、検査・補修施工部21は、例えばレーザ照射溶接装置、ピーニング装置、研磨装置、非破壊検査装置、カメラ等検査・補修に必要なツール27が自由に交換、取付ができる交換ボックス28を備えるともに、この交換ボックス28をフレーム本体29に着脱自在に接続する、例えばマグネット等の接続装置30を備えている。
【0028】
なお、本実施形態は、第1動力部19、第2動力部20、検査・補修施工部21を個々に設けて接続させたが、これらを一つの容器に収容させて一体にしてもよい。
【0029】
このような構成を備える本実施形態に係る圧力容器の遠隔取扱装置において、旋回台車10に設けた昇降機構18aに接続する旋回アーム11およびマスト12に可撓性部材で作製されたケーブル13を介して接続するツールヘッド14は、徐々に容器底部側に吊り下ろされる。このとき、旋回台車10は、シュラウド2の上部フランジ9上に、旋回アーム11とマスト12は、シュラウド2と原子炉圧力容器1との間の空間部分に、また、ツールヘッド14は、ジェットポンプ6、バッフルプレート4、下部胴3で囲まれたアニュラス部5にそれぞれ配置される。
【0030】
アニュラス部5への吊り下ろし後、ツールヘッド14は、バラストタンク26内のバラストを調整し、バッフルプレート4上にガイドポール25が当接する位置まで沈降させ、その後、スラスタ23を駆動させ、シュラウド2の下部胴3に押圧、当接させる。
【0031】
この間、マスト12の懸垂位置と、ツールヘッド14の位置決め位置は、当初の吊り下ろし位置からずれるが、ケーブル13が可撓性部材で作製されているので、このずれ位置に基づく検査・補修対象部分への検査・補給施工作業に何らかの影響を与えない。
【0032】
ツールヘッド14の対象部分への位置決めが終了すると、検査・補修施工部21における交換ボックス28に収容するツール27、例えばレーザ照射装置は、検査・補修対象部分にレーザ光を照射し、施工を開始し、第1動力部19、第2動力部20のそれぞれの車輪24を駆動させてバッフルプレート4上を移動しながら施工範囲を拡大させて行く。
【0033】
このとき、旋回台車10の車輪18を駆動させ、旋回台車10、旋回アーム11およびマスト12は、シュラウド2の上部フランジ9を周方向に向って移動し、この移動に伴ってツールヘッド14を追従させる。
【0034】
このように、本実施形態は、シュラウド2の上部フランジ9上を摺動する旋回台車10に装着する昇降機構18aから旋回アーム11を介装してシュラウド2の下部胴3に延びるマスト12とツールヘッド14との間を可撓性部材で作製されたケーブル13で接続させ、ツールヘッド14を自在に移動させる構成にしたので、狭隘な領域や袋小路等アクセスの難しい領域であってもツールヘッド14を容易に移動させることができ、検査・補修対象部分を確実に施工することができる。
【0035】
図6および図7は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第2実施形態を示す概念図である。
【0036】
なお、図6および図7中、図6はマストにツールヘッドが接続されているときの遠隔取扱装置を示す図であり、図7は、マストからツールヘッドが離れて延びたときの遠隔取扱装置を示す図である。
【0037】
また、第1実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【0038】
本実施形態に係る遠隔取扱装置8は、マストに可撓性部材で作製されたケーブル13を巻回したケーブル巻取装置31を設けるとともに、可撓性部材で作製されたケーブル13がケーブル巻取装置31から延び、ツールヘッド14を自由自在に移動させることができるようにマスト12の端部とツールヘッド14とのそれぞれに接離自在な接手32a,32bを設けたものである。
【0039】
このような構成要素を備える遠隔取扱装置8は、ツールヘッド14をシュラウド2の下部胴3とバッフルプレート4との狭隘領域あるいは袋小路領域に移動させるとき、図6に示すように、マスト12の接手32aとツールヘッド14の接手32bとを互いに接続させたまま旋回台車10の車輪18をシュラウド2の上部フランジ9に沿って摺動させ、ツールヘッド14が検査・補修対象部分に移動できるようになると、図7に示すように、遠隔操作によってマスト12の接手32aとツールヘッド14の接手32bとが互いに離れ、ケーブル13がケーブル巻取装置31から離れて延長され、シュラウド2の下部胴3とバッフルプレート4との狭隘領域等における検査・補修対象部分にツールヘッド14を配置させる。
【0040】
このように、本実施形態は、マスト12にケーブル巻取装置31を設けるとともに、マスト12とツールヘッド14とのそれぞれに接手32a,32bを設け、ケーブル巻取装置31から可撓性部材で作製されたケーブル13を延ばしてツールヘッド14を自由に移動させる構成にしたので、ツールヘッド14を検査・補修対象部分により早く位置決めさせることができる。
【0041】
図8は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第3実施形態を示す概念図である。
【0042】
なお、第1実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【0043】
本実施形態に係る遠隔取扱装置8は、マスト12に可撓性部材で作製されたケーブル13を巻回する少なくとも2個以上のケーブル巻取装置31a,31bを設けるとともに、少なくとも2個以上のケーブル巻取装置31a,31bの個数に対応させる少なくとも2個以上のツールヘッド14a,14bを設けたものである。
【0044】
また、本実施形態に係る遠隔取扱装置8は、可撓性部材で作製されたケーブル13がそれぞれのケーブル巻取装置31a,31bから延び、それぞれのツールヘッド14a,14bを自由自在に移動させることができるようにマスト12の端部とツールヘッド14a,14bとのそれぞれに接離自在な接手32a,32a,32b,32bを設けたものである。
【0045】
このように、本実施形態は、マスト12に少なくとも2個以上の可撓性部材で作製されたケーブル13を巻き取るケーブル巻取装置31a,31bを設け、ケーブル巻取装置31a,31bの個数に対応させてツールヘッド14a,14bを設けたので、検査・補修対象部分の施工時間をより一層少なくさせて作業者の労力負担をより一層少なくさせることができる。
【0046】
なお、本実施形態は、ケーブル13を巻き取るケーブル巻取装置31a,31bの個数に対応させてツールヘッド14a,14bを設けたが、この例に限らず、図9に示すように、マスト12から延びるケーブル13の一つにツールヘッド14を接続し、もう一つのケーブル13にカメラ等の監視装置33を接続してもよい。ツールヘッド14の施工作業を監視装置33で監視しながら行うので、ツールヘッド14の検査・補修対象部分への施工作業の漏れが無く、きめ細かに行わせることができる。
【0047】
図10および図11は、本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第5実施形態を示す概念図である。
【0048】
なお、図10および図11中、図10は、ケーブルに接続するツールヘッドと遠隔取扱装置とを別々に駆動させるときの図であり、図11は、ツールヘッドを検査・補修対象部分にアクセスさせた後、ケーブルを遠隔取扱装置に接続させた図である。
【0049】
また、第1実施形態の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
【0050】
本実施形態は、ツールヘッド14と遠隔取扱装置8とを別々に駆動操作させるとともに、ツールヘッド14が検査・補修対象部分に配置されると、ツールヘッド14に接続するケーブル13を遠隔取扱装置8のマスト12に把持させる、例えばチャック等の把持具34a,34bを設けたものである。
【0051】
本実施形態は、検査・補修対象部分を施工するにあたり、まず、図10に示すように、ツールヘッド14およびケーブル13をクレーン(図示せず)で吊り下げて移動させ、ツールヘッド14を検査・補修対象部分に位置決めして配置させる。
【0052】
ツールヘッド14が検査・補修対象部分に配置されると、本実施形態は、図11に示すように、遠隔取扱装置8の旋回台車10をシュラウド2の上部フランジ9に沿って摺動させた後、マスト12に設けた把持具34a,34bでケーブル13を把持させる。
【0053】
このように、本実施形態は、ツールヘッド14と遠隔取扱装置8とを別々に駆動操作させるとともに、ツールヘッド14が検査・補修対象部分に位置決め配置されたとき、ツールヘッド14に接続するケーブル13を遠隔取扱装置8のマスト12に設けた把持具34a,34bで把持させる構成にするので、ツールヘッド14の検査・補修対象部分への位置決め作業の作業性が向上し、ひいては施工作業時間を短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第1実施形態を示す正面図。
【図2】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第1実施形態を示す側面図。
【図3】図2のA−A矢視方向から見た本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置を示す平面図。
【図4】図2のB−B矢視方向から見た本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置を示す正面図。
【図5】図4のC−C矢視方向から見た本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置を示す部分平面図。
【図6】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第2実施形態を示すもので、マストにツールヘッドが接続されているときの遠隔取扱装置を示す図。
【図7】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第2実施形態を示すもので、マストからツールヘッドが離れて延びたときの遠隔取扱装置を示す図。
【図8】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第3実施形態を示す概念図。
【図9】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第4実施形態を示す概念図。
【図10】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第5実施形態を示すもので、ツールヘッドと遠隔取扱装置とを別々に駆動させるときの図。
【図11】本発明に係る圧力容器の遠隔取扱装置の第5実施形態を示すもので、ツールヘッドを検査・補修対象部分に移動させた後、ケーブルを遠隔取扱装置に接続させる図。
【符号の説明】
【0055】
1 原子炉圧力容器
2 シュラウド
3 下部胴
4 バッフルプレート
5 アニュラス部
6 ジェットポンプ
7 ノズル
8 遠隔取扱装置
9 上部フランジ
10 旋回台車
11 旋回アーム
12 マスト
13 ケーブル
14,14a,14b ツールヘッド
15 格子板
16 センターポール
17 連結フレーム
18 車輪
18a 昇降機構
19 第1動力部
20 第2動力部
21 検査・補修施工部
22 羽根
23 スラスタ
24 車輪
25 ガイドポール
26 バラストタンク
27 ツール
28 交換ボックス
29 フレーム本体
30 接続装置
31,31a,31b ケーブル巻取装置
32,32a,32b 接手
33 監視装置
34a,34b 把持具




 

 


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