JP2003188000A - 加速器設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量機器を限られた狭い場所で比較的短時間
で高精度に移換えできる加速器設備を提供すること。 【解決手段】 各架台２２上に偏向用電磁石、収束用電
磁石、加速管など重量機器が多数配列された加速器に沿
って床面２８にレールを敷設し、このレールを台車３８
を走行させて所望する機器に移動して、台車３８に積載
された重量機器の移換え機構３９を、対象とする重量機
器の架台２２内に侵入させて重量機器を掬い上げ台車３
８に移換えてメンテナンス場に台車を搬送させて移動
し、メンテナンス後再び元の配列位置に戻すもので、移
換え機構３９が重量機器を支持したとき、片持ち移換え
機構３９が撓むのを支持棒により支える加速器設備。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加速器を構成する
構成機器の備付け、移動を容易にした加速器設備に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に加速器は電子、陽子、イオン等の
電気を持った荷電粒子に電気的な力を加え、より高い運
動エネルギーの粒子を作り、その荷電粒子の塊を利用す
ることを目的とした装置である。加速器の種類の一つで
ある円形加速器は、その構成要素である機器（荷電粒子
の入射機器、加速空洞、電磁石、出射機器、各種電源な
ど）を円形のリング状に配置して構成し、その中で荷電
粒子を複数回周回させながら加速し、より高い運動エネ
ルギーの荷電粒子を出射する装置である。この円形加速
器は例えば特開平７−１４６９９号公報、特開平９−９
２５００号公報、特開平１０−６４６９９号公報、特開
平１０−３２１４００号公報、特開２０００−２４３６
００公報などに記載されて周知である。

【０００３】円形加速器の規模はリング周長が３０ｍか
ら数百ｍにおよぶものも珍しくない。また、構成要素で
ある電磁石は数十tonfレベルの重量を有し、その搬送に
は大がかりな重量物搬送装置を必要とする。例えば偏向
電磁石や四極電磁石の重量は、夫々約６tonf、約１tonf
である。また、加速器のリングを構成する機器はその据
え付け精度を高くするよう要求があり、搬送装置側でも
その据え付け精度向上への配慮を要していた。加速器の
リングを構成する機器の周長誤差は、例えば周長４００
ｍに対して５ｍｍ以下が要求される。

【０００４】従来は天井クレーンをリング上に設置して
いたが、加速器のリングは通常地下のトンネル内に配置
されおり、これらの電磁石の搬送用に天井クレーンを設
置することはトンネルの負荷重量を増大せしめ、加速器
の建設費増加の一因となっていた。さらにクレーンでは
その据え付け精度を上げることができないため据付後に
位置を調整すると言う作業が必ず必要であった。これに
対して上記特開２０００−２４３６００公報に示されて
いるように機器の搬送用の装置と据付精度を出す方法及
び装置についての提案がなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、提案さ
れている搬送用装置は数十tonfと言う重量機器を搬送す
る配慮や工夫がなされておらず強度と剛性確保のため装
置並びに前述のトンネルが大型化し、また、機器を搬送
する床面の耐圧強度を上げる必要があった。

【０００６】さらに、円形加速器には荷電粒子ビームを
円形状に偏向させる偏向電磁石と、荷電粒子ビームの周
回加速において拡散する荷電粒子ビームを収束や発散さ
せるための四極電磁石と、荷電粒子ビームの進行方向を
修正するための補正用電磁石など多数の電磁石が配列さ
れている。これらの電磁石は取り外して定期的にメンテ
ナンスする必要がある。

【０００７】しかしながら、このメンテナンス作業は数
トンから数十トンの重量がある上、メンテナンス終了
後、荷電粒子ビームの軌道に対して同軸的に配置する必
要があるため高い位置精度が要求され、メンテナンスの
ための加速器停止時間が短時間に行うなければならない
などの課題があった。メンテナンス作業者からは、多数
の重い電磁石について、取り外しが容易で短時間で高精
度に再設置できる電磁石の移換え装置および方法が要求
されていた。

【０００８】本発明は、かかる従来の問題を解決すべく
なされたもので、重量機器を限られた狭い場所で比較的
短時間で高精度に移換えできる加速器設備を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次の構成からなる加速器設備を提供するも
のである。

【００１０】すなわち、請求項１の加速器設備は、偏向
用電磁石、収束用電磁石など重量機器が配列された加速
器と、配列された前記重量機器列に沿って設けられたレ
ールと、前記重量機器を積載し前記レール上を自走する
重量機器搬送車と、前記重量機器の据付位置で前記重量
機器を前記重量機器搬送車へ移換える重量機器移換え装
置とを具備してなることを特徴とする。

【００１１】請求項１の加速器設備によれば、加速器を
構成する重量機器列に沿ってレールを敷設し、このレー
ルを重量機器搬送車が走行して、所定の位置で重量機器
を移換えするので、大規模な設備をすることなく重量機
器を搬入、搬出することができる。

【００１２】請求項２の加速器設備は請求項１記載の加
速器設備において、前記重量物搬送車は前記各重量機器
の据付位置を走行距離で記憶し、自動的に備付け位置に
停止することを特徴とする。請求項２の加速器設備によ
れば、重量物搬送車は各重量機器の備付け位置を走行距
離で記憶するので、自動的に所望する重量機器位置に走
行させることができる。

【００１３】請求項３の加速器設備は請求項１記載の加
速器設備において、前記重量機器移換え装置は前記重量
機器を上下方向に移動するＺステージと、このＺステー
ジに設けられ前記重量機器を片持ち支持して伸縮方向に
移動するＸステージと、このＸステージが伸張方向に移
動し前記重量機器を片持ち支持状態で前記Ｘステージが
撓んだときＸステージの先端部で前記重量機器を支持す
るように設けられる支持棒とを具備してなることを特徴
とする。

【００１４】請求項３の加速器設備によれば、伸縮方向
に移動するＸステージに重量機器を片持ち支持状態し前
記Ｘステージが撓んだとき、Ｘステージの先端部で支持
棒により重量機器を支持するので、重量機器であっても
ロボット操作により移換えでき、比較的短時間で高精度
に移換えできる。

【００１５】請求項４の加速器設備は請求項３記載の加
速器設備において、前記Ｘステージの伸縮方向への移動
は直線軸受けに沿ってシリンダを駆動源として移動させ
ることを特徴とする。請求項４の加速器設備によれば、
Ｘステージの伸縮方向への移動は直線軸受けに沿ってシ
リンダを駆動源として移動させるので、片持ち支持でも
重量物を支持して移換えすることができる。

【００１６】請求項５の加速器設備は請求項３記載の加
速器設備において、前記Ｚステージの上下方向への移動
はジャッキー機構により上下方向に移動させることを特
徴とする。請求項５の加速器設備によれば、上下方向へ
の移動はジャッキー機構により行うので、重量機器でも
高速に上下動させることができる。

【００１７】請求項６の加速器設備は請求項３記載の加
速器設備において、前記支持棒の下端面は曲面であるこ
とを特徴とする。請求項６の加速器設備によれば、支持
棒の下端面は曲面であるであるので、Ｘステージ上に被
移換え物が搭載された際に発生するＸステージのたわみ
に伴い直線軸受を曲面軸受部を中心に回動（回転）させ
ることによりＸステージのたわみ角を許容するすること
ができる。さらに、移換えのためにＸステージを収縮移
動させた際、床面との接触抵抗を小さくできる。

【００１８】請求項７の加速器設備は請求項３記載の加
速器設備において、前記重量機器は複数のＸステージに
より支持することを特徴とする。請求項７の加速器設備
によれば、重量物は複数のＸステージにより支持するの
で、かなり重いものでもバランス良く支持することがで
き、移換えすることができる。

【００１９】請求項８の加速器設備は請求項１記載の加
速器設備において、前記加速器は円形加速器であり、前
記レールを前記円形加速器の内側に沿って敷設したこと
を特徴とする。請求項８の加速器設備によれば、円形加
速器の内側にレールを敷設するので、加速器の所有面積
を拡大することなくメンテナンスやチェックなどをする
ことができる。

【００２０】請求項９の加速器設備は請求項１記載の加
速器設備において、移換える重量機器は稼動状態を監視
して検出したメンテナンスが必要な機器であることを特
徴とする。請求項９の加速器設備によれば、移換える重
量機器は稼動状態を監視して検出したメンテナンスが必
要な機器であるので、早期にメンテナンスが必要な機器
を検出し、検出するや否や加速器の稼動を停止して当該
機器をロボットハンドリングによりメンテナンス場に移
動し、再設備することができる。

【００２１】重量機器は重い被搬送機器であるほど効果
が得られるが、特に５００ｋｇ以上の重量機器の搬送に
有効である。レールは重量機器列の外側又は内側に沿っ
て設け、重量機器列に跨って敷設しない。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明加速器設備の実施形
態を図１を参照して説明する。この実施形態は加速器例
えば円形加速器に沿ってレールを敷設し、このレールを
移動させることにより偏向電磁石や収束電磁石などの電
磁石を架台上から台車上に移換えてメンテナンスする実
施例である。

【００２３】加速器１は入射機器２、出射機器３、加速
空洞４、電磁石５およびこれらを駆動するための電源か
らなる。入射機器２は加速するための荷電粒子を円形加
速器１に入射させる装置である。出射機器３は円形加速
器１で加速された荷電粒子を出射するための装置であ
る。加速空洞４は荷電粒子を加速するために高電圧が印
加される２枚の電極が設けられた空洞共振器である。

【００２４】電磁石５は偏向電磁石、収束・発散電磁
石、修正電磁石などからなる。偏向電磁石は加速された
荷電粒子が軌道に沿って進行するように偏向する磁界を
発生する装置である。収束・発散電磁石は加速された荷
電粒子を収束させたり、又は発散させたりする磁界を発
生する各電磁石である。修正電磁石は加速された荷電粒
子の進行方向を修正するための磁界を発生するための電
磁石である。電磁石５はこのように加速された高エネル
ギの荷電粒子を制御するための磁界を発生させるもので
コイルの巻数が多く重い装置である。

【００２５】円形加速器１は図１に示すように、これら
の加速空洞４、電磁石５など夫々数十の機器が同軸的に
円形状に配設されている。図１は変形した円形である
が、真円状でも、楕円状でもよい。このような円形加速
器１は放射線を放射するため周囲が図２に示すように遮
蔽壁１１からなるトンネル１２内に設置される。

【００２６】このトンネル１２内には床面１３に円形加
速器１が設けられている。この円形加速器１に沿って例
えば円形加速器１の内周側には２本のレール１４が敷設
されている。図２は円形加速器１を構成する電磁石５が
架台１５上に載置された状態を示している。レール１４
には重量機器搬送装置たとえば車輪１５が設けられた台
車１６が設置されている。台車１６は円形加速器１に沿
って周回移動し、所定の位置例えばメンテナンスが必要
な機器の据付位置で自動的に停止するようになってい
る。

【００２７】この台車１６には重量機器移換え装置１７
が固定して積載されている。重量機器移換え装置１７上
に点線で示された装置は、重量機器移換え装置１７によ
り架台１５上に設置された電磁石５を自動的に重量機器
移換え装置１７上に移換えた状態を示している。

【００２８】トンネル１２の天井部には、比較的軽量物
を移動するためのＸ−Ｙクレーン１８およびトンネル１
２内の温度調整やダスト除去するための空調ダクト１９
が設けられている。上記台車１６は自走するための装置
と無人搬送車の機能を備えている。自走するための装置
は例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、電気
自動車用エンジン、燃料電池エンジン、メタノールエン
ジンなどである。無人搬送車は位置決め用ターゲットを
監視するためのカメラと、カメラにより位置決め用マー
クを撮像し、コンピュータに記憶された各機器の予め記
憶されたマークと比較して一致する位置で停止するよう
に制御する機構を備えている。

【００２９】次に、重量機器移換え装置１７の実施例を
説明する。図３は重量機器として電磁石２１が架台２２
上に設置された状態を説明するための説明図で（Ａ）図
は側面図であり、（Ｂ）図は正面図である。架台２２は
電磁石２１を支持するための支柱２４が左右と中間に各
１本、夫々間隔２５、２６が前後に設けられて構成され
ている。各支柱２４のうち夫々前後の支柱２４は、横板
２７により固定されている。各支柱２４の底面には床面
２８に安定に接触するように座板２９が設けられてい
る。

【００３０】電磁石２１はコイル３１を被うようにハウ
ジング３２が設けられた構成である。この電磁石２１は
架台２２上に支持板３３を介して設置されている。この
ように架台２２上に設置された電磁石２１は、図２の重
量機器移換え装置３５により移換えられる。

【００３１】次に重量機器移換え装置３５および重量機
器移換え装置３５による移換え方法を図４を参照して説
明する。重量機器移換え装置３５は電磁石２１の配列に
沿って走行する。この走行は床面２８に敷設されたレー
ル３６上をレール３６に沿った移動である。この移動は
Ｙ軸方向の移動である。レール３６は床面２８に形成さ
れたレール敷設用溝３７内に頂面が表面に露出するよう
に設けられている。

【００３２】重量物移換え装置３５は上記レール３６上
をＹ軸方向に移動する。重量物移換え装置３５は台車３
８と移換え機構３９とからなる。台車３８はレール３６
上を回転しながら走行するように４個の車輪４０が裏面
に取着された台板４１とからなる。移換え機構３９は上
下（垂直）方向に移動するＺステージ４５に、伸縮（水
平）方向に移動するＸステージ４６が一体に設けられて
いる。

【００３３】Ｚステージ４５はＸステージ４６が片持ち
状態で電磁石２１を支持し電磁石２１を上下方向に移動
させて架台２２上から電磁石２１を移換えたり、台車３
８から架台２２上に移換えたりするための駆動源として
例えば１基又は数基のジャッキー付きシリンダにより構
成できる。Ｘステージ４６は電磁石２１を片持ち構造で
支持した状態で伸縮方向の移動を行うための駆動源とし
て例えばシリンダにより構成できる。Ｚステージ４５と
Ｘステージ４６とは、夫々の移動に伴う摩擦抵抗を小さ
くすること、および分離しないように結合させるための
手段として例えば直線軸受により一体に構成されてい
る。Ｚステージ４５とＸステージ４６とは、互いに側面
で直線軸受を介して結合し一体にしてもよいし、Ｚステ
ージ４５上にＸステージ４６を直線軸受を介在して載置
する構成にしてもよい。このようにして重量機器移換え
装置３５が構成されている。

【００３４】次に、重量機器移換え装置３５により電磁
石２１を移換える方法を図４〜７を参照して説明する。
図４に示すように、台車３８は移換えの対象である電磁
石２１の予め定められた位置に停止する。位置決めされ
た位置で台車３８は、仮固定される。

【００３５】台車３８が仮固定されたことを検知する
と、移換え機構３９はＸステージ４６を伸張方向に移動
させ、Ｘステージ４６を電磁石２１の下方に侵入させ
る。Ｘステージ４６は図３（Ｂ）正面図の支柱２４間に
侵入する。即ち、上記台車３８の位置決めは図３（Ｂ）
の各支柱２４に接触しないようにＸステージ４６が侵入
できるように行う。Ｘステージ４６の幅はロボットハン
ドリングにより各支柱２４に接触しない幅に選択され
る。

【００３６】この実施例において、図３（Ｂ）の架台２
２は支柱２４間の間隔２６が２箇所形成されているの
で、Ｘステージ４６は２つの櫛状ステージが望ましい。
Ｘステージ４６が侵入した状態は図５に示されている。
図５から明らかなようにＸステージ４６を侵入させたと
きは、電磁石２１の底部よりはるか下方に位置して設け
られる。

【００３７】次に、電磁石２１を架台２２上から持ち上
げる。この工程は図６に示すようにＺステージ４５のジ
ャッキー付きシリンダ５４を伸張させることによりＸス
テージ４６を上昇させる。このとき、Ｘステージ４６は
Ｚステージ４５に片持ち構造になっている。即ち、Ｘス
テージ４６はＺステージ４５と直線軸受の端部のみで係
合した片持ち構造になっている。従って、Ｚステージ４
５の上昇駆動は、相当大きなパワーを必要とする。この
ようにＸステージ４６は片持ち構造となっているため、
Ｘステージ４６により電磁石２１を持ち上げたとき、Ｘ
ステージ４６は下方に撓みが生ずる。

【００３８】この撓みは大きくなると直線軸受をＸステ
ージ４６が移動できなくなる。従って、各Ｘステージ４
６には夫々支持棒５２が設けられており、この支持棒５
２が上記撓みを補償するように電磁石２１を支持する作
用をする。この支持棒５２は図４の工程では、収縮して
いるが、図５の工程で伸張し、図６のＸステージ４６上
に電磁石１が載置された状態では、電磁石２１の荷重を
支持する長さに伸張する。この実施例では支持棒５２の
先端部には曲面加工例えば半球面５３が取着されてい
る。伸縮する支持棒５２はシリンダにより構成できる。
各Ｘステージ４６を支持する支持棒５２は、１本で支持
する図になっているが、２本、３本、４本など荷重やバ
ランスなど必要に応じて選択できる。

【００３９】次に、Ｘステージ４６は電磁石２１を支持
した状態で収縮方向に移動する。この移動は支持棒５２
が電磁石２１の荷重を支持しているので、直線軸受を円
滑に移動できる。Ｘステージ４６の収縮移動は半球面５
３が床面２８を摺動しながら直線軸受と半分以上の噛み
合わせとなるまで支持棒５２による支持を継続する。こ
のようにして台車３８上に電磁石２１を移換えた状態は
図７に示されている。

【００４０】次に、ジャッキー付きシリンダ５４を収縮
方向に作用させてＺステージ４５を台車３８上に移動さ
せたのち、台車３８の仮固定を解除して、台車３８は所
望する位置例えばメンテナンス場所にレール３６上を移
動する。メンテナンス場所でメンテナンスを終了した電
磁石２１は、台車３８を移動させて、元の設置されてい
た位置に移動する。即ち、図７の予め定められた位置に
位置決めされた状態で仮固定される。

【００４１】次に、Ｚステージ４５はジャッキー付きシ
リンダ５４を伸張方向に移動させて上昇させ、予め定め
られた架台２２の上方位置で停止する。その後、Ｘステ
ージ５１を伸張方向に移動させ、Ｘステージ４６と直線
軸受けとの噛み合わせが半分程度になりＸステージ４６
に撓みが発生しそうになったとき支持棒５２を伸張させ
て、この支持棒５２が電磁石２１の荷重を支持する。支
持棒５２が電磁石２１の荷重を支持した状態で電磁石２
１を予め定められた架台２２の図６に示す位置までＸス
テージ４６をシリンダ６６の伸張により移動させる。こ
の移動時、支持棒５２の下端は床面を摺動して移動す
る。支持棒５２の下端面は球面になっているので、低抵
抗で移動できる。支持棒５２の下端面はローラや車輪に
するとさらに低抵抗で移動させることができる。

【００４２】この状態でＺステージ４５および支持棒５
２を連動させて下方に移動させ、電磁石２１が架台２２
上に載置されＸステージ４６を、図５に示すように予め
定められた収縮方向に移動させる位置で停止させる。即
ち、台車３８から架台２２に電磁石２１は、移換えされ
る。

【００４３】その後、Ｘステージ４６は収縮方向に移動
してＺステージ４５に重なった位置で移換え工程を終了
する。

【００４４】次に、移換え機構３９の他の実施例を図８
〜９を参照して説明する。図３〜７と同一部分には同一
符号を付与し、その詳細な説明を省略する。図８は図７
のジャッキー付きシリンダ３４が収縮した状態を示す側
面図であり、図９は図８の断面図である。上記実施例と
この実施例の移換え機構３９についての大きな相違点
は、２つ有る。

【００４５】第１の相違点は電磁石２１を移換える移換
え機構３９が異なる。この実施例の移換え機構３９はＺ
ステージ４５とＸステージ４６が一体に電磁石２１の方
向に移動し、電磁石２１の下方でＸステージ４５を上方
に移動させて電磁石２１を載置し、電磁石２１を移換え
る構成である。この実施例はＺステージ４５の重量がＸ
ステージ４６に負荷となる点を除けば実質的に上記実施
例と同様なロボット操作である。

【００４６】第２の相違点はＸステージ４５上に電磁石
２１を載置し、Ｘステージ４５が撓むのを一体に移動し
たＺステージ４５を支持棒５２により支持して保護し、
横行台車６２によりＸステージ４５のみ台車３８方向に
移動させることにより電磁石２１も移動させ、支持棒５
２の負荷が軽くなった後支持棒５２を再び電磁石５２の
方向に移動させて、Ｚステージ４５を台車３８方向に戻
す機構になっている点である。即ち、支持棒５２はＺス
テージ４５を支持し電磁石２１の荷重を支持することに
より、Ｘステージ４６の撓みの発生を無くし、Ｘステー
ジ４６が直線軸受を円滑に移動できるように作用させた
構成である。この実施例は支持棒５２は床面２８を摺動
しないので、電磁石２１の搬送が容易になる。

【００４７】次に、この実施例の構成を具体的に説明す
る。台車３８の車輪４０は前後に４個づつ８個設けられ
ている。即ち、搬送用台車３８は車輪４０を４セット有
し、２ヶの車輪４０毎にボギー台車５９が設けられた構
成である。ボギー台車５９のの取着はボギー台車５９の
周りの垂直面内で回転可能に取り付けられており、車輪
４０に均等に荷重が伝達されるように配慮されている。
２ヶのボギー台車５９は主フレーム４に対して水平面内
で回転可能に取り付けられており、台車３８は水平面内
で旋回が可能となっている。車輪２は回転検出用のエン
コーダ付きサーボモータ（図示せず）により駆動されて
おり、その回転速度と回転数はサーボ制御（速度／位置
制御）できる構成となっている。これにより、搬送台車
の速度と停止位置は制御できるようになっている。

【００４８】これら前後の車輪４０間の台板４１には、
３個の移換え機構３９が設けられている。３個の移換え
機構３９は対象とする電磁石２１を支持する架台２２の
図３（Ｂ）の支柱２４間の間隔２６、３箇所に互いに適
合する間隔で設けられていることである。各移換え機構
３９は台板４１と直線軸受け６１を介して結合されてい
る。直線軸受６１のスライド方向は、Ｘ軸方向である。
即ち、移換え機構３９は車輪４０の進行方向に対して垂
直方向に移動する。直線軸受６１は台板４１に固定され
ている。

【００４９】この直線軸受６１には移換え機構３９が噛
み合って、移動自在に支持されている。移換え機構３９
はＸステージ４６をＺステージ４５が支持する構成にな
っている。Ｚステージ４５は上下動するジャッキー付き
シリンダ５４により構成されている。さらに、Ｘステー
ジ４６のみＺステージ４５から独立して上記直線軸受６
１に沿って移動させるための横行台車６２が設けられて
いる。

【００５０】横行台車６２は第２の相違点を可能にする
機構である。即ち、移換え機構３９が電磁石２１を載置
したとき、Ｘステージ４６の撓みをＺステージ４５を支
持する支持棒５２により支持させる。電磁石２１の移動
は移換え機構３９を移動させるのではなく、Ｘステージ
４６のみ横行台車６２の移動により矢印Ｃの方向に移動
させて実行する。このようにして重量機器を移動させる
方法は、支持棒５２の移動の際、床面２８の表面荷重を
かけた摺動をさせなくて済む効果がある。このような移
換え機構３９は台板４１に設置パット６３を介して固定
されている。従って、Ｘステージ４６は直線軸受６１を
滑動することができる。図９において矢印Ａはジャッキ
付きシリンダ３４による移動方向を示し、矢印Ｂは移換
え機構３９の移動方向を示している。図８はこのようし
て３個の移換え機構３９により電磁石２１を移換えた状
態を示している。

【００５１】搬送対象物の位置に台車３８を移動させる
と移換えするために台車３８は、Ｙ軸方向に位置決めさ
れ、仮固定される。位置決めは移換え機構３９が架台２
２を構成する支柱２４間に侵入するための位置決めであ
る。仮固定は台車３８が移換え作業中移動しないように
固定することである。仮固定の実施例は台車３８を床面
２８に固定することである。この固定は台車３８の周縁
部にピン挿入機構５５を設け、各搬送対象物に対応して
床面２８にピン挿入孔５６を設けてピン５７により固定
する方法である。即ち、台車３８を移動させ、台車３８
が予め定められた位置に停止すると、ピン挿入機構５５
とピン挿入孔５６が同軸線上になり、ピン５７をピン挿
入機構５５からピン挿入孔５６に差込むと、台車３８
は、仮固定される。従って、台車３８の位置決めは、ピ
ン挿入孔５６に位置合わせしてもよい。

【００５２】次に、図１０〜１３を参照して移換え機構
が２台の実施例を説明する。この移換え機構３９は図８
の移換え機構と異なる点は横行台車６２の機構が無い点
を除けば図８と同様にＸ、Ｙステージ４６、４７一体に
移動させる機構である。各移換え機構３９は夫々直線軸
受６１のスライドユニットと直線軸受６１のレールを介
して台板４１に取り付けられている。２台ある移換え機
構３９の各移換え機構３９の中間部には、中間フレーム
６４が各直線軸受６１を介して取り付けられている。中
間フレーム６４は連結フレーム６５を介して台板４１と
一体になっている。中間フレーム６４および連結フレー
ム６５は移換え機構３９が電磁石２１を受取るために移
動したとき、とり残された状態になる。

【００５３】各移換え機構３９は各シリンダ６６の伸縮
により直線軸受６１に沿って移動し、台車３８の側方で
出入り可能な構造となっている。各移換え機構３９には
Ｘステージ４６を上下動させるためのジャッキ付きシリ
ンダ５４が設けられている。このジャッキ付きシリンダ
５４は載置物である電磁石２１を上下動させる構造とな
っている。移換え機構３９には図１１、１２に示すよう
に電磁石２１を支持したとき各Ｘステージ４６が撓むの
で、この撓みを補償するように伸縮する支持棒たとえば
ジャッキ６７が各Ｘステージ４６に設けられている。こ
のジャッキ６７の床面２８に接する下端面には、半球面
５３を有するスライドプレート６８が取着されている。
図１１、１２は電磁石２１を支持していないのでスライ
ドプレート６８の下面が床面２８に接触していない。

【００５４】図１に示す円形加速器１の稼動において、
円形加速器１内にメンテナンスが必要な機器たとえば電
磁石２１が発生すると、円形加速器１の稼動を停止させ
たのち、当該電磁石２１は、台車３８によりトンネル１
２外のメンテナンス場にレール３６上を移動して搬送さ
れる。即ち、図１０に示す台車３８はメンテナンスの対
象である（被搬送物）電磁石２１の予め定められた停止
位置に位置決めされて、図１１に示すように停止する。
次に、電磁石２１は架台２２上に据付けられているので
締結具を取り外し、円形加速器１から分離したのを確認
する。

【００５５】次に、図１２に示すように移換え機構３９
はシリンダ６６を伸長させて電磁石２１の下方、架台２
２の隙間に侵入する。このとき、移換え機構３９を支持
している直線軸受６１には、移換え機構３９の自重のみ
しか負荷されていないため台車３８から片持ち支持され
た移換え機構３９のたわみは少なく、スライドプレート
６８と床面２８との間には隙間が生じるように設定され
ている。この隙間の形成は移換え機構３９の移動負荷を
軽くするためである。

【００５６】Ｘステージ４６はジャッキ付きシリンダ５
４の伸長により上昇し、図１２に示すようにＸステージ
４６の上面と電磁石２１の下面が接するようにする。図
１３は図１２の正面図を示している。さらにジャッキ付
きシリンダ５４を伸長させると次第に移換え機構３９に
電磁石２１の荷重がかかり、移換え機構３９はたわみ始
め、スライドプレート６８の下面と床面２８が接するよ
うになる。即ち、電磁石２１の荷重はジャッキ６７によ
り支持され、移換え機構３９のたわみは、軽減又はジャ
ッキ６７の伸張量を調整することにより回避される。

【００５７】さらにジャッキ付きシリンダ５４を伸長さ
せると電磁石２１は、架台２２より分離し持ち上げられ
る。電磁石２１を架台２２より持ち上げた状態でシリン
ダ６６を収縮させると移換え機構３９が台車３８に引き
込まれると共に電磁石２１も台車３８側に移動させられ
て、最終的には台車３８上に電磁石２１が移換えされ
る。この移動はジャッキ６７が電磁石２１の荷重を支持
しているため、スライドプレート６８の下面は、床面２
８を摺動して移動する。

【００５８】次に、ジャッキ付きシリンダ５４を収縮さ
せると電磁石２１は台車３８上に搭載される。搭載完了
後、機器のメンテナンス場まで台車３８は電磁石２１を
積載して移動する。メンテナンス後に電磁石２１を元の
円形加速器１の位置に据え付ける手順は、取り外した手
順の逆の手順となる。

【００５９】この実施例によれば、電磁石２１を持ち上
げるジャッキ付きシリンダ５４の直下に荷重を床面２８
に伝達するジャッキ６７、スライドプレート６８を配置
するため、移換え機構３９を初め、直線軸受６１等の機
器は、電磁石２１の荷重が直接かからないため、床面２
８より僅か離れ、低強度、低剛性に設計可能となり、限
られたスペースでも重量機器を搬送できる重量物搬送台
車を得ることができる。

【００６０】上記実施例は下面が球面のスライドプレー
ト６８を床面２８上を摺動させて電磁石２１を移動させ
たが、さらに電磁石２１の移動力を軽減するためにジャ
ッキ６７およびスライドプレート６８をローラ６９によ
り構成してもよい。このローラ６９により電磁石２１を
支持した実施例は図１４に示されている。このローラ６
９の直径は移換え機構３９に被搬送物の重量が負荷され
ていないとき、ローラ６９の周面が床面２８より僅か浮
いているように設定される。この間隔は移換え機構３９
が電磁石２１を支持したとき、撓みが発生して直線軸受
６１を移動できるように設定する。

【００６１】このようにローラ６９は移換え機構３９が
被搬送物の電磁石２１を持ち上げたときの荷重により床
面２８に接地するようになっている。移換え機構３９が
電磁石２１を移動させたときローラ６９は回転しながら
電磁石２１を支持する。従って、ローラ６９の取着は電
磁石２１を載置した状態での移換え機構３９の移動力が
大幅に軽くなる。ローラ６９はジャッキ６８を介して取
り付けることにより、荷重に応じた支持力をジャッキ６
８の伸縮により調整することができ、移換え機構３９の
移動をさらに軽量化することができる。このようにロー
ラ６９の採用は、電磁石２１を移換え機構３９上に載せ
た状態でシリンダ６６を伸縮させた時の床面２８からの
摩擦抵抗を低減でき、シリンダ６６は小さなシリンダ径
のものを採用できるようなる。

【００６２】次に、図８、９の台車３８に積載された移
換え機構３９により被搬送物である円形加速器１の電磁
石２１を架台２２上から台車３８上に移動させる方法を
図１５〜２３を参照して説明する。まず図１５に示すよ
うに台車３８はレール３６上を移動して被搬送物である
電磁石２１が据え付けられている架台２２の予め定めら
れた位置に位置決めされ、台車３８に設けられたピン挿
入機構５５から床面２８に設けられたピン挿入孔５６に
ピン５７を挿入する。この結果、台車３８は架台２２に
対する精細な位置合わせが行われ、図１６に示すように
仮固定される。仮固定は被搬送物を台車３８に移換えす
るために引き込む際に発生する横方向の反力支持を行う
ことができる。

【００６３】次に、横行台車６２を有する移換え機構３
９は図１６に示すようにシリンダ６６を伸長させ、被搬
送物である電磁石２１の下側に侵入される。この移換え
機構３９の侵入の位置は図１７に示すように横行台車６
２が電磁石２１の重心位置に一致する位置まで侵入す
る。即ち、ジャッキ付きシリンダ５４が電磁石２１の重
心位置に一致する所まで移換え機構３９は移動される。

【００６４】次に、電磁石２１は図１８に示すようにジ
ャッキ付きシリンダ５４を伸長させてＸステージ４６を
上昇させ、架台２２上から持ち上げられる。この時、電
磁石２１が持ち上がる際、電磁石２１の荷重が移換え機
構３９にかかると移換え機構３９には、たわみが発生す
る。この結果、接触パッド６３は床面２８に接触して電
磁石２１の荷重を支持する。

【００６５】次に、図１９に示すように接触パッド６３
が電磁石２１の荷重を支持した状態で、横行台車６２の
みが直線軸受６１に沿って台車３８側に移動する。即
ち、横行台車６２の移動は電磁石２１を搬送する。次
に、図２０に示すように横行台車６２の移動が完了する
とジャッキ付きシリンダ５４を一端下げて、電磁石２１
を架台２２と台車３８の間に仮置きする。電磁石２１の
移動は接触パッド６３の負荷が軽くなる。

【００６６】次に、接触パッド６３の負荷が軽くなった
状態で図２１に示すように移換え機構３９は仮置きされ
ている電磁石２１の重心下に移動して、接触パッド６３
が再び電磁石２１の荷重を支持する。この時、移換え機
構３９上で横行台車６２が再び台車３８側に最大距離移
動できるよう移換え機構３９と横行台車６２の相互の位
置を調整する。次に、図２２に示すようにジャッキ付き
シリンダ５４を再び伸張させて電磁石２１を上昇させ
る。この電磁石２１を持ち上げた状態で、横行台車６２
を台車３８側に移動させることにより、台車３８側に電
磁石２１を移動させる。この状態で再びジャッキ付きシ
リンダ５４を収縮させて電磁石２１を下げて、電磁石２
１を架台２２と台車３８の間に仮置きする。

【００６７】図２１、図２２の搬送動作を繰り返し行う
ことにより図２３に示すように電磁石２１を台車３８の
中心位置まで引き込み搬入することが可能となる。引き
込みが完了するとピン５７をピン挿入機構５５により引
き上げて操作し台車３８の仮固定を解除する。、台車３
８は所定の位置たとえばメンテナンス場所まで移動して
電磁石２１の搬送作業が完了する。メンテナンス終了後
再び台車３８は元の位置に移動する。台車３８から架台
２２側に電磁石２１を移動させて据付ける工程は、取外
す手順と逆の手順にて実施する。

【００６８】本実態の形態によると電磁石２１の移動
は、移換え機構３９上で横行台車６２を移動させること
だけで実現でき、床面２８との接地点である接触パッド
６３は負荷がかかっている状態で床面２８上を移動させ
る必要が無く、比較的小さな力で電磁石２１を移動させ
ることが出来る。また、電磁石２１は横行台車６２の移
換え機構３９上の移動と移換え機構３９の台車３８に対
する動作の相互動作で移動させることが出来、円形加速
器１が収納されているトンネル１２の寸法制約から台車
３８の横幅が十分に確保出来ない場合でも電磁石２１の
搬送が可能となる。

【００６９】次に、円形加速器１に設置される重量機器
を位置決めして設置する機構の実施例を図２４、２５を
参照して説明する。図１〜２３と同一部分には同一符号
を付与しその詳細な説明を省略する。図２４、２５は図
３（Ｂ）の状態を示している。図２４、２５は架台２２
を構成する支柱２４の頂部に位置決め機構７１を設け、
重量機器たとえば電磁石２１をロボットハンドリングで
自動的に設置できるようにしたものである。

【００７０】位置決め機構７１は図２５に示すように雌
雄の嵌合機構７２とロック機構７３とからなる。雌雄の
嵌合機構７２はたとえば電磁石２１の底部で支柱２４と
の当接部７４に雌部品７５が取着されている。支柱２４
の頂部には雄部品７６が取着されている。この雄部品７
６と雌部品７５が嵌合したとき重量機器は、位置決めさ
れた状態となるように取着されている。位置決め対象物
が重量機器であるため嵌合しやすく雄部品７６の嵌合部
は円錐状に形成されている。雌部品７５の嵌合部は円錐
状突起が位置合わせしなら合致するように円錐状凹部に
形成されている。

【００７１】位置決めされた状態を仮固定するためにフ
ック機構７７が設けられている。フック機構７７は例え
ば支柱側にフック７８が設けられ、電磁石２１側に突起
７９が設けられている。支柱２４に取着される雄部品７
６は取付け位置が架台２２に対して調整できるように上
下調整ネジ８１と水平調整ネジ８２が設けられ、微位置
調整が可能となっている。雄部品７６は位置調整が完了
後架台に対してボルト（図示せず）にて固定出来る構造
となっている。

【００７２】このように構成された重量機器の位置決め
機構７１は次のように作用して微位置調整される。電磁
石２１ の初期組立時に電磁石２１ の雌部品７５を雄部
品７６上に着座させる。この結果、電磁石２１の自重で
円錐状突起のテーパ部分を滑り自動的に嵌合し電磁石２
１の水平方向位置を固定する。この状態でフック７８を
回転させて突起７９に引っかけて電磁石２１の上下方向
を固定する。

【００７３】次に、設置された電磁石２１は円形加速器
１としての荷電粒子ビームとの軸合わせが行われる。こ
の軸合わせは電磁石２１の位置を円形加速器１全体との
アライメントが一致するように上下調整ネジ８１と水平
調整ネジ８２により位置調整を実施する。位置調整が完
了した段階で架台２２に対して雄部品７６の位置を固定
する。この固定は例えば固定用ボルトによるネジ止めで
ある。

【００７４】また、メンテナンスのために電磁石２１を
架台２２上から移動させる際には、まずフック７８を突
起７９から外し、上下方向の拘束を解除する。その後、
台車３８に積載された移換え機構３９により電磁石２１
を上側に持ち上げることにより電磁石２１を雄部品７６
から引き離し架台２２と電磁石２１は分割される。

【００７５】初期組立時に実施された位置調整結果は、
電磁石２１を取り除いた後も取付け雄部品７６側に残さ
れており、雄部品７６に設けられたテーパに電磁石２１
側に設けられた円錐状凹部を嵌合させることにより再
度同一電磁石２１を取付けた際にも電磁石２１ の位置
は再現される。図２５（Ａ）はフック７３をかけた状態
を示し、（Ｂ）図はフック７３を外した直後の状態、
（Ｃ）図は電磁石２１が掬い上げられていく状態を示し
ている。

【００７６】次に、重量機器を載置したときの移換え機
構３９の撓みを改善する実施例を図２６を参照して説明
する。図２６は台車３８の断面図である。台車３８にお
いて、移換え機構３９を支持している直線軸受６１のス
ライドユニット８３が球面軸受８４を介して取り付けら
れている。移換え機構３９上に被搬送物が搭載された際
には発生する移換え機構３９のたわみに伴い球面軸受８
４部を中心にスライドユニット８３が移換え機構３９に
対して回転することにより移換え機構３９のたわみ角を
許容するようになっており、スライドユニット８３と直
線軸受６２のレール状軸８５間に無理な力が負荷されな
いように配慮されている。

【００７７】次に、自走可能な台車３８に円形加速器１
の稼動状態を監視するための監視装置を積載し、メンテ
ナンスが必要な機器を監視することにより、自動的にメ
ンテナンスが必要な機器を遠隔で検知することができ
る。次にその実施例を説明する。監視装置を積載した台
車３８は、円形加速器１に沿って敷設されているレール
３６を走行する。円形加速器１を形成する機器たとえば
電磁石や加速器は、多数リング状に配列されている。こ
れらの各電磁石や加速管の監視をするための装置は図２
７に示す通りである。

【００７８】図２７に加速器監視装置８６の断面図を示
す。加速器の構成機器である電磁石２１が据付けられて
いる架台２２ が並べられている床面２８に加速器の構
成機器列に沿った位置に配設されたレール３６上を、加
速器監視装置８６を積載した台車３８が自走するように
なっている。加速器監視装置８６には走行装置（図示せ
ず）が取り付けられており自走ができる構成となってい
る。走行装置はたとえば無人搬送車である。各架台２２
には各架台２２を識別するための架台識別符号が表示
された架台識別符号板８７が取付けられている。

【００７９】加速器監視装置８６に取り付けられた符号
読取装置８８たとえばＩＴＶカメラは、対象とする電磁
石２１の架台識別符号を読みとり、加速器監視装置８６
が監視している数多く配置されている電磁石２１のうち
どの電磁石２１を監視中かを判別できるように構成され
ている。加速器監視装置８６には加速器が稼動中に放射
する高エネルギのＸ線量を測定するための放射線測定器
８９、加速器構成機器に放電や火災などの発生を監視す
るための雲台付きカメラ９０が取り付けられており、電
磁石２１とその据付位置周辺の状況を監視出来るように
なっている。

【００８０】符号読取装置８８で読みとられた被検査対
象である電磁石２１の識別情報と放射線測定器８９、雲
台付きカメラ９０で取り込んだ監視情報はコンピュータ
９１に送られ、架台識別符号に対応付けてデータ記録装
置９２に記録される。また、無線送信装置９３にてデー
タを他のコンピュータ等に送信し、そのコンピュータに
接続されているＣＲＴにデータを表示するなどしてメン
テナンスの必要な故障機器を観察することができる。

【００８１】このようにしてメンテナンスが必要な機器
をアドレスで検出したら、自動的に重量機器を移換え機
構３９を積載した台車３８を走行させることにより、自
動的に故障機器のメンテナンスを行うことができる。

【００８２】以上説明したように上記実施形態によれ
ば、加速器を構成する機器列に沿ってレールを配置し、
そのレール上を台車を走行させることにより、被搬送物
の移動や監視ができるようになる。さらに、被搬送物の
重量を支持できるよう支持棒を設けた移換え機構を設け
ることにより、重量機器を片持ち構造でロボットハンド
リングすることができる。この移換え機構は低強度、低
剛性の構造のステージで上下方向のスペースを必要とし
ない機器構成にて重量機器を搬送台車上に横引きし、所
定の位置に搬送可能な重量物搬送台車を得ることができ
る。

【００８３】

【発明の効果】この発明によれば、重量機器を限られた
狭い場所で比較的短時間で高精度に移換えできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明加速器設備の実施形態を説明するため
の重量機器搬送用台車と円形加速器の平面配置図。

【図２】 図１の重量機器搬送用台車による移換え状態
を説明するための断面図。

【図３】 図２の移換えの実施例を説明するための平面
図。

【図４】 図３の移換えの手順を説明するための平面
図。

【図５】 図３の移換えの手順を説明するための平面
図。

【図６】 図３の移換えの手順を説明するための平面
図。

【図７】 図３の移換えの手順を説明するための平面
図。

【図８】 図４移換え機構の他の実施例を説明するため
の平面図。

【図９】 図８移換え機構の図。

【図１０】 図４移換え機構の他の実施例を説明するた
めの図。

【図１１】 図１０の移換え機構を用いた移換え手順を
説明するための図。

【図１２】 図１０の移換え機構を用いた移換え手順を
説明するための図。

【図１３】 図１０の移換え機構を用いた移換え手順を
説明するための図。

【図１４】 図５の支持棒の他の実施例を説明するため
の図。

【図１５】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図１６】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図１７】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図１８】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図１９】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図２０】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図２１】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図２２】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図２３】 図８の移換え機構を用いた移換え手順を説
明するための図。

【図２４】 図３の支持棒と電磁石との位置決め機構の
他の実施例を説明するための図。

【図２５】 図２４の位置決め機構部を説明するための
図。

【図２６】 図１０の直線軸受の他の実施例を説明する
ための図。

【図２７】 図４の他の実施例を説明するための図。

【符号の説明】 １…円形加速器、２…入射機器、３…出射機器、４…加
速空洞、５，２１…電磁石、１１…遮蔽壁、１２…トン
ネル、１３，２８…床面、１４，３６…レール、１５，
４０…車輪、１６，３８…台車、１７，３５…重量機器
移換え装置、１８…Ｘ−Ｙクレーン、１９…空洞ダク
ト、２２…架台、２４…支柱、２５，２６…間隔、２７
…横板、２９…座板、３１…コイル、３２…ハウジン
グ、３３…支持板、３４，５４…ジャッキ付きシリン
ダ、３９…移換え機構、４１…台板、４５…Ｚステー
ジ、４６…Ｘステージ、５２…支持棒、５３…半球面、
５４…ジャッキ付きシリンダ、５５…ピン挿入機構、５
６…ピン挿入孔、５７…ピン、５９…ボギー台車、６１
…直線軸受、６２…横行台車、３…接触パッド、６４…
中間フレーム、６５…連結フレーム、６６…シリンダ、
６７…ジャッキ、６８…スライドプレート、６９…ロー
ラ、７１…位置決め機構、７２…雌雄の嵌合機構、７３
…ロック機構、７４…当接部、７５…雌部品、７６…雄
部品、７７…フック機構、７８…フック、７９…突起、
８１…上下調整ネジ、８２…水平調整ネジ、８３…スラ
イドユニット、８４…球面軸受、８５…レール状軸受、
８６…加速器監視装置、８７…架台識別符号板、８８…
符号読取装置、８９…放射線測定器、９０…雲台付きカ
メラ、９１…コンピュータ、９２…データ記録装置、９
３…無線送信装置。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏向用電磁石、収束用電磁石など重量機
   器が配列された加速器と、 配列された前記重量機器列に沿って設けられたレール
   と、 前記重量機器を積載し前記レール上を自走する重量機器
   搬送車と、 前記重量機器の据付位置で前記重量機器を前記重量機器
   搬送車へ移換える重量機器移換え装置とを具備してなる
   ことを特徴とする加速器設備。
2. 【請求項２】 前記重量物搬送車は前記各重量機器の備
   付け位置を走行距離で記憶し、自動的に据付位置に停止
   することを特徴とする請求項１記載の加速器設備。
3. 【請求項３】 前記重量機器移換え装置は前記重量機器
   を上下方向に移動するＺステージと、 このＺステージに設けられ前記重量機器を片持ち支持し
   て伸縮方向に移動するＸステージと、 このＸステージが伸張方向に移動し前記重量機器を片持
   ち支持状態で前記Ｘステージが撓んだときＸステージの
   先端部で前記重量機器を支持するように設けられる支持
   棒とを具備してなることを特徴とする請求項１記載の加
   速器設備。
4. 【請求項４】 前記Ｘステージの伸縮方向への移動は直
   線軸受けに沿ってシリンダを駆動源として移動させるこ
   とを特徴とする請求項３記載の加速器設備。
5. 【請求項５】 前記Ｚステージの上下方向への移動はジ
   ャッキー機構により上下方向に移動させることを特徴と
   する請求項３記載の加速器設備。
6. 【請求項６】 前記支持棒の下端面は曲面であることを
   特徴とする請求項３記載の加速器設備。
7. 【請求項７】 前記重量機器は複数のＸステージにより
   支持することを特徴とする請求項３記載の加速器設備。
8. 【請求項８】 前記加速器は円形加速器であり、前記レ
   ールを前記円形加速器の内側に沿って敷設したことを特
   徴とする請求項１記載の加速器設備。
9. 【請求項９】 移換える重量機器は稼動状態を監視して
   検出したメンテナンスが必要な機器であることを特徴と
   する請求項１記載の加速器設備。