JP3369624B2 - 遠隔保全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遠隔保全装置に係り、特
にトカマク型核融合炉の炉内に敷設された軌道上を走行
する台車に搭載され、炉内に配置された機器等構造物を
保全するためのマニピュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｄ−Ｔ反応を行う核融合炉では、運転後
の炉内が放射化するため、炉内構造物の保全作業はすべ
て遠隔装置によって行わなければならない。

【０００３】図１４に示すように、トカマク型核融合炉
１は、トーラス状スペース２の外径が約２０ｍに及ぶ中
空ドーナツ状の真空容器３を有し、熱負荷と中性子の粒
子負荷にさられている。このトーラス状スペース２の周
りは厚さ数メートルの遮蔽体４で覆われており、トロイ
ダルコイル５およびポロイダルコイル６が複雑に配置さ
れている。したがって、これらの周りの機器を回避して
ダイバータ７やプラズマ加熱装置のアンテナ８や第一壁
アーマタイル１１等の炉内構造物にアクセスするには、
炉外のキャスク９に収納された保全装置を、トーラス状
スペース２に放射状に設けられたメンテナンスポート１
０を経てトーラス状スペース２内に挿入させ、さらに、
この保全装置をトーラス状スペース内で周方向に移動す
る必要がある。定期的な交換作業が必要な炉内構造物の
うちもっとも大きく１トンを越す重量物であるダイバー
タ７は、その天井と床に相当する部分に放射状に分割さ
れて敷き詰められている。次に重たいプラズマ加熱装置
のアンテナ８は、赤道面に並んでいる。また、アーマタ
イル１１は炉内壁の全面に取り付けられている。これら
の炉内構造物を交換する作業は、限られたスペースで安
定的にハンドリングするのが容易でなく、また組立ての
際には安定したプラズマの閉じ込めを実現し、炉内構造
物自身の健全性を維持するため、隣接した炉内構造物と
の間隙、組み付け高さなどに関してmm単位の極めて高い
精度を要求される。さらに、アーマタイル１１はその数
が数万枚におよび、その交換には高い作業効率が要求さ
れる。

【０００４】これまでに提案されてきた保全装置には大
別して２種類のものがある。その１つは、図１５に示す
ように、炉外に基礎となる関節を持つ片持ち状の多関節
アーム２１をメンテナンスポート１０よりトーラス状ス
ペース２内に挿入させ、炉内機器にアクセスするもので
ある。この多関節アームを用いる保全装置は欧米におい
て既に実績もある。しかしながら、図１５に示す多関節
アームを用いる保全装置は、炉の大型化によって多関節
アーム２１が長大となり、また、ハンドリングの対象と
なる炉内構造物の重量も増してきたため、その先端を精
度良く位置決めすることが困難であるという欠点を持っ
ていた。さらに、炉内構造物の搬出入の度に狭いトーラ
ス状スペース２内で長大な多関節アーム２１全体を動作
させなければならず、作業能率が低いという問題もあっ
た。

【０００５】これらの問題の解決を図るもう一方の保全
装置として、本出願人が先に出願した特願平 3-40661号
にて、トーラス状スペース内２に軌道を敷設し、マニピ
ュレータを装着したビークルをその軌道に沿って走行さ
せて炉内構造物へアクセスし、これらをハンドリングす
る方式の保全装置が提案されている。このビークルを用
いる保全装置は、図１６に示すように、それぞれ関節３
１により連結された複数の円弧状リンク３２から形成さ
れ、トーラス状スペース２内に連続した半円状に延設さ
れる軌道３３と、外部に配置され軌道３３を収容する軌
道収納手段３４と、対向する２つのメンテナンスポート
１０を経てそれぞれ軌道収納手段３４から軌道３３の各
リンク３２をトーラス状スペース２内に順次送り出し、
先端の支持アーム３５に保持されたビークル３６の走行
機構により軌道３３をスペース２と同心状に延設し、こ
の軌道３３の最後端のリンク３２を支持する軌道敷設手
段３７と、軌道３３の出入れが行われるメンテナンスポ
ート１０に隣設されている他のメンテナンスポートから
挿入されて軌道３３の中間部を支持する軌道支持装置３
８と、炉内構造物の交換作業を行うマニピュレータ３９
を備え軌道３３上を走行するビークル３６等から構成さ
れている。そして、このビークル３６は、軌道３３回り
の揺動動作と伸縮動作が可能な伸縮アーム３９ａを搭載
し、軌道３３に沿って走行して伸縮アーム３９ａの先端
に装着されるエンドエフェクタ３９ｂを用いてダイバー
タ等の炉内重量構造物の保全作業を行う。

【０００６】また、アーマタイル交換作業の際には、上
記ビークル３６に図１７に示すようなアーマタイル交換
用マニピュレータが装着される。このアーマタイル交換
用マニピュレータは、軌道３３の軸線と同心状に前記ビ
ークル３６に片側を固定され、ビークル３６が軌道３３
上を移動するときに互いに各リンク３２を回転自在に連
結する関節３１との干渉を防止する切り欠きを有する固
定リング４１と、この固定リング４１のもう片側にこの
固定リング４１の周方向に沿って移動可能に装着され、
一部に切り欠きを有する可動リング４２と、可動リング
４２に結合された多関節マニピュレータ４３とで構成さ
れており、この多関節マニピュレータ４３を用いて炉壁
全面に取り付けられたアーマタイル１１の補修・交換を
行う。

【０００７】このように構成された保全装置は、円形の
軌道３３が４点で支持されて高い剛性を備えており、炉
内構造物にアクセスする際の位置決めが、この高い剛性
を備えた軌道上のビークル３６の走行という単一の自由
度によって行われるため、精度が良く、しかも炉内構造
物の搬出入も効率良く行えるという特性を持っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たアーマタイル交換用の多関節マニピュレータ４３は、
炉の上下端部の壁面にアクセスするための長いアームが
軌道部の可動リング４２に結合されている構成となって
おり、長いアームは固有振動数が低下する傾向があり、
アームに振動や撓みが発生しやすくなるのて、高速の動
作が困難になる可能性がある。既に述べたように、炉壁
全面に取り付けられているアーマタイル１１は数万枚あ
り、特に、多数のタイルが損傷を受けた場合の交換作業
において十分な効率が得られない心配があった。

【０００９】また、ダイバータ７等の重量物を保全する
ためには、ビークル３６に搭載されるマニピュレータ
は、上下ダイバータ７にアクセスするため約６ｍのリー
チが必要で、特に上ダイバータ７の交換作業を行うため
に、先端にダイバータ７の重量約１トンが負荷された状
態で軌道回りの方向にほぼ３６０°の回転をしなければ
ならない。また、加熱装置アンテナ８等の赤道面周辺の
機器の交換作業においては、アームをほぼ水平に保った
状態でこれらの重量物をハンドリングしなければならな
い。しかも、組立ての際には先端で数mmの高い位置精度
が要求されるため、十分な剛性と精度の高い動作が必要
である。また、ビークル３６を炉内へ送り込むために
は、マニピュレータを畳んでメンテナンスポート１０を
通過させる必要がある。さらに、周囲から支持された軌
道３３上をビークル３６の走行軸によって移動するた
め、これらの支持機構との干渉を回避していなければな
らない。したがって、高さ、幅とも制約されたメンテナ
ンスポートを通過可能で、最短に縮めた状態から２倍以
上のストロークで伸縮し、軌道の周囲に設けられた軌道
支持装置と干渉することなく走行でき、軌道回りに全方
位に回転可能で、炉内構造物の交換作業の際の組立位置
にて剛性が高く、位置精度の良いマニピュレータを備え
た遠隔保全装置が必要であるが、このような条件を全て
満足するものは今だ得られていない。

【００１０】また、炉内構造物ばかりでなく、真空容器
３の外側に設置されているトロイダルコイル５が故障し
たり、損傷を受けた場合には、真空容器３を部分的に切
断して故障したコイルを取り外さなければならない。す
なわち、真空容器３の分解と再組立を行う遠隔保全装置
が必要となるが、ビークルにマニピュレータを搭載した
保全装置ではそれを行うことができなかった。真空容器
３の分解と再組立だけを行う装置を新たに構築すること
は経済的な負担が極めて大きいばかりでなく、膨大なス
ペースも必要になるので、炉内機器と真空容器との両方
の分解組立が可能な遠隔保全装置が望まれていた。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、軌道軸回りに全方位に回転可能で、剛性および位置
精度が高く、機械的安定性、信頼性に優れ、ダイバータ
の交換ばかりでなく、多数のアーマタイルの交換の作業
能率が高く、さらに、真空容器の分解や再組立も可能な
遠隔保全装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】 すなわち本発明は、保
全対象の中空構造体内のスペースに配設される軌道と、
この軌道に沿って走行するビークルと、このビークルに
搭載され、保全箇所に先端部が到達し保全処理を行うマ
ニピュレータとを備え、前記マニピュレータは、ビーク
ルに固着され、ビークルの軌道上の走行を妨害しないた
めの切り欠きを有する固定フレーム、この固定フレーム
の外周に回転自在に支持され、前記固定フレームと同様
に切り欠きを有する可動フレーム、この可動フレームを
前記固定フレームに対して全方位に回動させる回動手
段、および前記可動フレームの両端から突出して設けら
れたフランジを有する軌道回り回転機構と、最外筒が前
記軌道回り回転機構の可動フレームに接続され、内側の
筒の後端部に支持され外側の筒の内面に当接する案内手
段および外側の筒の先端に支持され内側の筒の外面に当
接する案内手段を有し、前記最外筒に対し順次内側の筒
が隣接する筒間でテレスコープ状に伸縮可能に構設され
る多段の伸縮アームとを備え、かつ前記軌道回り回転機
構の前記フランジに、前記伸縮アームは該アームの軸方
向に移動可能に挟持されてなることを特徴とする。

【００１３】また、本発明の遠隔保全装置は、軌道回り
回転機構の可動フレームの両端から突出して設けられた
フランジに、伸縮アームが該アームの軸方向に移動可能
に挟持されることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の遠隔保全装置は、軌道回り
回転機構の回動手段が、固定フレームの一端面に固着さ
れ、該フレームと同様に切り欠きを有する略３／４円の
固定セクタ平歯車と、この固定セクタ平歯車に近接して
可動フレームの一端面に固着され、該フレームと同様に
切り欠きを有する略３／４円の可動セクタ平歯車と、固
定セクタ平歯車に噛合する第１ピニオンと、この第１ピ
ニオンを回転駆動する回転駆動手段と、第１ピニオンと
可動セクタ平歯車に同時に噛合する第２ピニオンと、第
１ピニオンおよび第２ピニオンを共に支持し、突設した
ローラを固定セクタ平歯車と可動セクタ平歯車の向い合
う面に各々円周方向に設けた溝に案内することにより両
セクタ平歯車に円周方向に移動自在に支持される歯車ケ
ーシングとを有することを特徴とする。

【００１５】また、本発明の遠隔保全装置は、伸縮アー
ムが、最外筒に対して隣接する第２筒をその軸方向に駆
動する軸方向駆動手段と、最外筒と最内筒を連結し、軸
方向駆動手段によって駆動される第２筒の動作を順次内
側の筒に伝達する伝達手段とを有することを特徴とす
る。

【００１６】また、本発明の遠隔保全装置は、伸縮アー
ムの先端に装着され、複数の自由度を有する多関節マニ
ピュレータをさらに備えたことを特徴とする。

【００１７】また、本発明の遠隔保全装置は、伸縮アー
ムの先端に装着され、先端にレーザ光を出射するノズル
を有し、このノズルを加工対象箇所に近接させ該ノズル
にレーザ光を伝送する複数の自由度を持つレーザ加工マ
ニピュレータと、伸縮アームに沿ってレーザ加工マニピ
ュレータにレーザ光を伝送するレーザ光伝送機構とを備
えたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】 上記構成において、伸縮アームを構成する何
れの筒もその後端に設けられ外側の筒の内面に当接する
案内手段と外側の先端に設けられて内側の筒の外面に当
接する案内手段により支持されるため、伸縮アームの縮
まった状態ではこの支持点間のスパンは広く、逆に伸び
た状態ではこの支持点間のスパンは短くなる。このよう
に、伸縮アームのストロークに応じて伸縮アームを構成
する各筒の支持スパンが変化する。したがって、縦長の
Ｄ形断面を持つ核融合炉の中では、最大限に伸縮アーム
を伸ばす必要がある上下ダイバータ位置へのアクセスと
そのハンドリングの際は各筒の支持スパンは短くなる。
しかしながら、この時は伸縮アームはほぼ鉛直に近い角
度で伸びているため、各案内手段の支持力は小さく抑え
られている。一方、赤道面周辺の炉内構造物にアクセス
する際は伸縮アームはほぼ水平となるが、縮んだ状態の
ため各筒の支持スパンは広く、各案内手段の支持力は小
さく抑えられている。したがって、何れの場合も高い剛
性を示す。

【００１９】また、上記構成において、軌道回り回転機
構の回動手段を駆動することにより、ビークルに固定さ
れた固定フレームに対し可動フレームが軌道回りの方向
にほぼ３６０°回転可能となる。例えば、第１ピニオン
を回転駆動する回転駆動手段を駆動することにより、第
１ピニオンが回転し、固定フレームに固着したセクタ平
歯車との噛み合いにより歯車ケーシングはセクタ平歯車
の円周方向すなわち軌道回りに移動する。さらに、この
第１ピニオンと噛み合い第１ピニオンと逆方向に回転す
る第２ピニオンと噛み合うことによって、可動フレーム
に固着されたセクタ平歯車は固定フレームに対し先の歯
車ケーシングの倍の角度回転する。その結果、歯車ケー
シングが軌道回りに±９０°回転すると、セクタ平歯車
が固着された可動フレームは固定フレームに対し軌道回
りに±１８０°回転する。したがって、このような可動
フレームに接続される伸縮アームも軌道回りに±１８０
°回転可能となる。

【００２０】さらに、伸縮アームが可動フレームの両端
から突出して設けられたフランジに該アームの軸方向に
移動可能に挟持されることにより、伸縮アーム全体をビ
ークルに対して伸縮方向に進退させることができ、高さ
や幅に制限のあるスペース内での伸縮アームの移動や回
転をより容易にすることができる。

【００２１】また、この伸縮アームの先端に、複数の自
由度を備えた多関節マニピュレータを装着することによ
り、大動作領域と大可搬重量を持つ伸縮アームの動作に
より、保全が必要な炉壁に接近させ、機動性の高い小形
の多関節マニピュレータの動作により実際の保全作業、
例えば多数のアーマタイルの交換作業を行わせることが
でき、より作業能率の高いアーマタイル交換用マニピュ
レータを得ることができる。さらに、アーマタイル交換
用マニピュレータとしては、伸縮アームの先端に、新た
に組み付けるアーマタイルと炉壁から取り外したアーマ
タイルを保持するストッカを設けることが好ましい。

【００２２】また、ビークルに搭載されるマニピュレー
タとして、上記伸縮アームの先端に、先端にレーザ加工
用ノズルを備え、このノズルにレーザ光を伝送する複数
の自由度を持ち真空容器に到達できるアーム長さのレー
ザ加工マニピュレータを装着することにより、真空容器
のレーザ切断およびレーザ溶接が可能になり、炉内機器
の保全装置をそのまま利用して真空容器の分解と再組立
を行うことができるようになる。

【００２３】このレーザ加工マニピュレータにレーザ光
を伝送するレーザ光伝送機構は、ミラーを内蔵し、回転
自在に支持された複数の関節と、各関節を結合するパイ
プや伸縮パイプからなり、伸縮アームに沿って設けられ
ており、伸縮アームの動作に受動的に追従する。レーザ
光、特に、ＣＯ₂ レーザ光は、炉の上部ポートの開口部
から炉内のビークルに伝送され、このレーザ光伝送機構
を経てレーザ加工マニピュレータの先端のノズルに伝送
される。

【００２４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。なお、従来例と共通する部分には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。

【００２５】図１は、本発明の遠隔保全装置の一実施例
を示す斜視図である。この第１の実施例の遠隔保全装置
は、炉内に展開される軌道３３と、この軌道３３上を走
行するビークル５１ａ、５１ｂと、ビークル５１ａ、５
１ｂ間に挟装されるマニピュレータ５２とで構成され
る。そして、このマニピュレータ５２は、断面四角形状
のテレスコープ状の伸縮アーム５３、軌道回りの回転機
構５４、回転機構５４に対して伸縮アーム５３全体をス
ライドさせるスライド駆動機構５５、伸縮アーム５２の
先端に装着される図示しないエンドエフェクタ等にて構
成される。

【００２６】次に、テレスコープ状の伸縮アーム５３の
構成を図２〜図４を参照して詳細に説明する。なお、図
２および図３は、図１の伸縮アーム５３の互いに直交方
向の縦断面を示し、図４は図１の軌道軸に沿った横断面
を示している。図２および図３に示すように、テレスコ
ープ状の伸縮アーム５３は、図示しないエンドエフェク
タを先端に支持する先端ブロック５６、角パイプ５７お
よび中空の後端ケーシング５８からなる内筒５３ａと、
先端プレート５９、角パイプ６０およびボールスクリュ
ウナット６１を保持する後端ケーシング６２からなる中
間筒５３ｂと、先端プレート６３、角パイプ６４および
軸受け６５を介しボールスクリュウ６６を回転自在に支
持し、さらに減速機６７、駆動モータ６８を持つ後端ケ
ーシング６９からなる外筒５３ｃとで構成されている。

【００２７】このようなテレスコープ状の伸縮アーム５
３において、図２に示すように、各々の筒の後端ケーシ
ング５８、６２の外側の筒と向い合う面に、軸７０によ
り揺動自在に支持される複数のローラ７１がボギー構造
に形成されている案内機構７２が設けられ、各々外側の
筒の内面に当接している。また、角パイプ６０、６４の
先端にも内側の筒と向い合う面に同様の案内機構７２が
設けられ、各々内側の筒の外面に当接して案内してい
る。さらに、図３および図４に示すように、これらの案
内機構７２に案内される面と直角に隣合う面（荷重を比
較的受けない面で、アーム５３の軌道３３に対して直交
する側面）には、同様の配置にて小形の案内機構７２ａ
が設けられている。

【００２８】また、外筒５３ｃと中間筒５３ｂは、後端
部においてボールスクリュウ６６にて接続されており、
外筒５３ｃと内筒５３ａは、図３に示すように、小形の
案内機構７２ａで案内される面において、各々対角に対
をなすチェーン７３ａ，７３ｂによって接続されてい
る。外筒５３ｃ後端から内筒５３ａ後端に至るチェーン
７３ａは中間筒５３ｂ先端に回転自在に支持されるスプ
ロケット７４ａを経由し、外筒５３ｃ先端から内筒５３
ａ後端に至るチェーン７３ｂは中間筒５３ｂの後端に回
転自在に支持されたスプロケット７４ｂを経由してい
る。

【００２９】また、スライド駆動機構５５として、外筒
５３ｃの外面のうち軌道３３に対して直交する面には、
図１および図３に示すように、リニアガイド７５が各々
固着されており、片側の面にはこれと平行してラック７
６が固着されている。さらに、リニアガイド７５に案内
されるベアリング７７は、軌道回りの回転機構５４の可
動フレーム８１の両端のフランジ８１ａ、８１ｂに取り
付けられており、一方のフランジ８１ａに固着された減
速機付き駆動モータ８２の出力軸に設けられたピニオン
８３はラック７６と噛み合う。

【００３０】次に、図１、図４および図５を参照して軌
道回り回転機構５４の構成を詳細に説明する。伸縮アー
ム５３をリニアガイド７５とベアリング７７を介して支
持する可動フレーム８１は軌道３３に沿って開口部を持
つＣ形断面を有し、両端のフランジ８１ａ、８１ｂの外
側には可動フレーム８１と同位相の開口部を持つ略３／
４円の可動リング８４と可動セクタ平歯車８５が各々固
着されている。可動リング８４および可動セクタ平歯車
８５の端面には、図５に示すように、ラジアル方向に荷
重を受けるカムフォロワ８６と、支持ブロック８７を介
して取り付けられスラスト方向の荷重を受け持つローラ
フォロワ８８とが同一円周上に交互に並べられている。
この可動フレーム８１の内径側には、同じく軌道３３に
沿って開口部を持ち、両端に向い合わせの面に周方向の
溝ｖを持ち、先の可動リング８４および可動セクタ平歯
車８５と同様の開口部を持つ固定リング８９と固定セク
タ平歯車９０が固着された固定フレーム９１が貫通して
おり、この固定フレーム９１の両端部に周方向に並べて
設けられたローラフォロワ９２が可動フレーム８１を可
動リング８４、可動セクタ平歯車８５の内径部分にて支
持している。また、可動リング８４および可動セクタ平
歯車８５の端面に周上に並べて設けられたカムフォロワ
８６、ローラフォロワ８８は、各々固定リング８９およ
び固定セクタ平歯車９０の面に設けられた溝ｖに案内さ
れる。

【００３１】また、可動セクタ平歯車８５と固定セクタ
平歯車９０の向い合う面にはさらに円周方向の溝ｖｖが
設けられている。そして、可動セクタ平歯車８５および
固定セクタ平歯車９０と個別に噛み合うとともに、同時
に相互に噛み合う一対のピニオン９３、９４、およびそ
の一方のピニオン９３を減速機９５を介して駆動するモ
ータ９６等を内臓した扇形の歯車ケーシング９７には、
内径側においてセクタ平歯車８５、９０間に挿着される
突起９７ａが設けられており、この突起９７ａの表裏に
周方向に軸を並べて回転自在に支持されたカムフォロワ
９８ａが溝ｖｖに案内されるとともに、突起９７ａの面
内に放射状に設けられた軸に回転自在に支持されたカム
フォロワ９８ｂがセクタ歯車８５、９０の向い合わせの
面に当接されている。

【００３２】一方、固定フレーム９１の両端に固着され
た固定リング８９と固定セクタ平歯車９０のさらに外側
には、各々軌道３３の上下面および側面に当接するロー
ラ１０１、１０２等により構成された案内機構１０３、
１０４を備えたビークル５１ａ、５１ｂが固着されてお
り、そのうちのビークル５１ａには、軌道３３の側面に
設けられたラック１０５（図１を参照）に噛み合うピニ
オン１０６と、そのピニオン１０６に動力を伝達する歯
車１０７と、それを駆動するモータ１０８（図１を参
照）を備えた駆動ユニット１０９が取り付けられてい
る。

【００３３】以上のように構成された本実施例の作用を
説明する。

【００３４】まず、伸縮アーム５３において、外筒５３
ｃの後端ケーシング６９に固着された駆動モータ６８を
回転させると、減速機６７を介してボールスクリュウ６
６が回転し、ボールスクリュウナット６１を支持する中
間筒５３ｂが外筒５３ｃに対して進退する。それに伴
い、外筒５３ｃと内筒５３ａとの間に設けられたチェー
ン７３ａ、７３ｂは中間筒５３ｂの両端に支持されたス
プロケット７４ａ、７４ｂにて折り返されているため、
例えば中間筒５３ｂが外筒５３ｃに対し伸びて行く際に
はチェーン７３ａが張力を受け、内筒５３ａを外筒５３
ｃに対し中間筒５３ｂの動作速度の倍の速度で伸ばして
行くことになる。つまり、駆動モータ６８を回転させる
ことによりテレスコープ状の伸縮アーム５３は各筒５３
ａ、５３ｂ、５３ｃが均等に伸びて行くようになってい
る。しかも、この時各筒は各々後端部にて案内機構７２
を介して外側の筒の内面に支持され、またその外面を外
側の筒の先端部で同じく案内機構７２を介して支持され
ている。そのため、伸縮アーム５３の伸縮ストロークに
応じて支持点間のスパンが変化する。

【００３５】ところで、交換対象の炉内構造物は、図６
に示すように、Ｄ形断面の炉内最上部と最下部に配置さ
れたダイバータ７と赤道面近傍に位置するプラズマ加熱
装置のアンテナ８である。ダイバータ７をハンドリング
する際は、伸縮アーム５３はほとんどストローク一杯に
伸びるため、各筒の支持スパンは短くなる。しかしなが
ら、この時はトーラス状スペース２の断面形状が縦長の
Ｄ形をしており軌道３３がほぼその中央に位置すること
から、伸縮アーム５３は鉛直に近い方向に伸びているこ
ととなり、伸縮アーム５３の横荷重は小さく、したがっ
て伸縮アーム５３を構成する各筒の支持点、すなわち案
内機構７２が受ける力も小さく、先端位置決め誤差も小
さく、各部の案内機構７２および角パイプ５７、６０、
６４の弾性により決まる伸縮アーム５３の総合的な剛性
も高い状態が維持できる。さらに、赤道面での重量物の
ハンドリングにおいては、伸縮アーム５３はほぼ水平方
向に伸ばされるが、炉内空間の制約によりストロークは
短く制限され、したがって各筒の支持点間のスパンは十
分に長くなる。このため、各案内機構７２の受ける支持
反力は小さく抑えられ、剛性・精度ともに良好な結果と
なる。これは、赤道面近傍の作業のみならず、図６に示
す上ダイバータ７を炉外へ排出するためのハンドリング
経路においても言えることである。

【００３６】また、可動フレーム８１のフランジ８１ａ
に固着されたモータ８２を駆動すると、ラック７６とピ
ニオン８３の噛み合いにより、伸縮アーム５３全体が可
動フレーム８１に対し昇降動作を行う。これにより、例
えばメンテナンスポート１０を使って炉内トーラス状ス
ペース２にマニピュレータ５２を入れる際に、メンテナ
ンスポート１０の高さ方向の寸法に合わせてマニピュレ
ータ５２の高さを軌道３３の位置に係わらず適当に選ぶ
ことができる。

【００３７】次に、歯車ケーシング９７に固着されたモ
ータ９６を回転させると、減速機９５を介してピニオン
９３が回転し、さらにこのピニオン９３と固定フレーム
９１に固着された固定セクタ平歯車９０との噛み合いに
より、歯車ケーシング９７がセクタ平歯車８５、９０の
周方向に回転する。この時、セクタ平歯車８５、９０に
設けた溝ｖｖに案内されたカムフォロワ９８ａがラジア
ル方向の反力を支持し両セクタ平歯車の面に当接したカ
ムフォロワ９８ｂがスラスト方向の位置を規制する。一
方、先のピニオン９３と噛み合うピニオン９４はさらに
可動フレーム８１に固着された可動セクタ平歯車８５と
噛み合うため、図７に示すように、固定フレーム９１に
固着された固定セクタ平歯車９０を基準に考えると、歯
車ケーシング９７が角度α揺動すると、可動フレーム８
１に固着された可動セクタ平歯車８５は２倍の角度２α
揺動することになる。その結果、歯車ケーシング９７が
軌道回りに±９０°回転すると、可動セクタ平歯車８５
が固着された可動フレーム８１は固定フレーム９１に対
し軌道回りに±１８０°回転する。この時、可動フレー
ム８１のラジアル反力は、固定フレーム９１の周上に設
けられたローラフォロワ９２と、可動フレーム８１の両
側に固着された可動リング８４、可動セクタ平歯車８５
に設けられ、相対する固定リング８９、固定セクタ平歯
車９０に設けられた溝ｖに案内されるカムフォロワ８６
とによって支持される。一方、可動フレーム８１のスラ
スト方向の動きは、固定リング８９、固定セクタ平歯車
９０に当接されたローラフォロワ８８によって支持され
る。

【００３８】以上の説明から明らかなように、上記実施
例においては、軌道３３に沿って開口部すなわち切り欠
きがあり、端部に略３／４円の固定セクタ平歯車９０を
持つ固定フレーム９１と、その外側に軌道回りに揺動自
在に支持され同じく切り欠きを持ち端部に可動セクタ平
歯車８５が固着された可動フレーム８１と、その両セク
タ平歯車８５、９０に対して噛み合い、且つ相互に噛み
合う一対のピニオン９３、９４を内蔵し両セクタ平歯車
８５、９０に対し独立してその周方向に揺動自在な歯車
ケーシング９７とにより軌道回り回転機構５４を構成し
たため、軌道支持装置３７と干渉せずに通過可能で、軌
道回りに全周回転可能とすることができる。また、伸縮
アーム５３を構成する各筒を、その先端で内側の筒を支
持し後端で外側の筒に支持されるようにしたことで、限
定された姿勢での炉内作業において高い剛性と位置精度
を実現し、さらに、この伸縮アーム全体を昇降させる自
由度を設けることにより、高さ方向に寸法の制約のある
メンテナンスポート１０を通過可能とすることができ
る。

【００３９】なお、本実施例では伸縮アームを内筒、中
間筒、外筒により構成したが、同様の支持方式および動
力伝達方式を用いてさらに多数段の構成としてもよい。
また軌道回り回転機構の２枚のセクタ平歯車と、２枚の
ピニオンは各々同歯数としたが、これに限定されるもの
ではなく、歯車ケーシングの揺動角や可動フレームの揺
動角の必要性に応じて任意の組合せが可能である。

【００４０】図８は、本発明の遠隔保全装置の第２の実
施例を示すもので、図１４に示すようなトカマク型核融
合炉１において、トーラス状スペース２に連通する４つ
のメンテナンスポート１０のいずれか１つのメンテナン
スポート１０からトーラス状スペース２内に挿入される
アーマタイル交換用マニピュレータを備えた遠隔保全装
置の全体構成を示している。この遠隔保全装置は、関節
３１によって互いに回転自在に連結された複数の円弧状
リンク３２からなる軌道３３と、この軌道３３をキャス
ク９内に収納する軌道収納装置３４と、この軌道３３を
トーラス状スペース２内に敷設する軌道敷設装置３７
と、炉内に敷設された軌道３３を隣のメンテナンスポー
ト１０から支持する軌道支持装置３８と、炉内に敷設さ
れた軌道３３上を走行するビークル５１と、このビーク
ル５１に搭載され、軌道回りの回転動作と伸縮動作が可
能なアーマタイル交換用のマニピュレータ１１１とから
構成されている。そして、このアーマタイル交換用のマ
ニピュレータ１１１は、図１に示す軌道回りの回転動作
と伸縮動作が可能な伸縮アーム５３の先端に、アーマタ
イル交換作業用の多関節マニピュレータ１１２が装着さ
れて構成される。

【００４１】軌道３３は、遠隔保全装置が使用されない
ときには、キャスク９内に設置された軌道収納装置３４
によって巻き取られるように収納されている。そして、
炉内機器の保全が必要となったときに、軌道敷設装置３
７により、関節３１により連結された円弧状リンク３２
からなる軌道３３をトカマク型核融合炉１のメンテナン
スポート１０内に送り込み、さらに、上記円弧状リンク
の関節３１をロックしながら順次トーラス状スペース２
内に送り込んで、連続する半円状の軌道３３を炉内に延
設する。軌道敷設手段３７で最終端のリンク３２を支持
し、隣接する他のメンテナンスポート１０から挿入され
た軌道支持装置３８で中間部を支持する。さらに、図示
しないもう一本の半円状の軌道３３が対向するメンテナ
ンスポート１０から炉内に敷設され、それぞれの半円の
軌道３３の先端部と終端部とが相互に結合されることに
より、４か所のメンテナンスポート１０で支持される円
形の軌道３３が炉内に形成される。

【００４２】そして、図１および図４に示したように、
軌道３３の側面にはラック１０５が設けられており、上
記ビークル５１に取り付けられモータ１０８と減速機か
らなる駆動ユニット１０９により回転駆動されるピニオ
ン１０６と噛み合うようになっている。また、ビークル
５１の内部には軌道３３に当接してビークル５１をガイ
ドする案内機構１０３、１０４が組み付けられている。

【００４３】さらに、ビークル５１は５１ａ、５１ｂに
分割されており、その間に伸縮アーム５３が挟持されて
いる。この伸縮アーム５３は、第１の実施例と同様の伸
縮機構、軌道回りの回転機構５４、およびスライド駆動
機構５５を有しており、その説明は省略する。

【００４４】アーマタイルを交換するときには、ダイバ
ータ把持用のエンドエフェクタの代わりにアーマタイル
交換作業用の多関節マニピュレータ１１２が伸縮アーム
５３の先端に装着されるとともに、新たに組み付けるア
ーマタイルおよび炉壁から取り外したアーマタイルを保
持するストッカ（図示せず）が、上記伸縮アーム５３の
先端に装着される。また、アーマタイル交換作業用の多
関節マニピュレータ１１２の先端には炉壁のアーマタイ
ルを着脱するためのツール（図示せず）が装着される。

【００４５】次に、第２の実施例の作用を図１および図
９を参照して説明する。図９は、伸縮アーム５３と多関
節マニピュレータ１１２の動作により、ダイバータ７の
表面に装着されたアーマタイルにアクセスする姿勢を示
している。

【００４６】まず、軌道３３がキャスク９に収納されて
いる状態において、伸縮アーム５３の先端にアーマタイ
ル交換作業用の多関節マニピュレータ１１２を装着す
る。次に、既に述べたように、２本の半円状の軌道３３
を軌道敷設装置３７によって炉内に展開し、軌道支持装
置３８によって支持し、それぞれ結合して円形の軌道３
３を炉内に敷設する。ビークル５１が軌道敷設装置３７
から離れて軌道３３上を走行し、軌道３３が支持されて
いる隣接するメンテナンスポート１０の所に移動する。
そこで、アーマタイル搬出入装置（図示せず）が軌道支
持装置３８の下側の空間を通ってアーマタイルが収納さ
れたストッカを炉内に搬入し、伸縮アーム５３の先端に
装着する。次に、ビークル５１の走行動作、伸縮アーム
５３の軌道回りの回転および伸縮動作により、交換すべ
きアーマタイルが組み付けられている位置に伸縮アーム
５３の先端を近付け、多関節マニピュレータ１１２によ
り、損傷したアーマタイルを炉壁から取り外し、上記ス
トッカに収納し、新しいアーマタイルをストッカから取
り外して炉壁に組み付ける。他の交換すべきアーマタイ
ルが近傍にあるときには多関節マニピュレータ１１２だ
けの動作で交換作業を継続し、離れているときには伸縮
アーム５３の回転や伸縮動作あるいはビークル５１の走
行動作によって移動して作業を行う。この作業を繰り返
して、必要に応じてストッカを交換し、交換作業が終了
したら、ストッカを上記アーマタイル搬出入装置によっ
て炉外に搬出する。そして、最後に軌道敷設装置３７に
よって軌道３３を炉内からキャスク９に収納する。

【００４７】上述したように、トカマク型核融合炉にお
ける上記実施例の遠隔保全装置は、軌道３３に沿って走
行するビークル５１と、このビークル５１に装着され、
軌道回りの回転動作と伸縮動作が可能な伸縮アーム５３
と、この伸縮アーム５３の先端に装着され、複数の自由
度を備えた多関節マニピュレータ１１２とを備えている
ので、大動作領域と大可搬重量を持つ伸縮アーム５３の
動作により保全が必要な炉壁に接近し、機動性の高い小
形の多関節マニピュレータ１１２の動作により多数のア
ーマタイルの交換作業が行えるので、作業能率が向上す
る。さらに、伸縮アーム５３の先端に、新たに組み付け
るアーマタイルと炉壁から取り外したアーマタイルを保
持するストッカを設けることにより、アーマタイルを搬
送するための移動時間を短縮し、さらに能率を向上させ
ることができる。

【００４８】なお、伸縮アーム５３の先端に取り付ける
多関節マニピュレータ１１２をマスタースレーブ型マニ
ピュレータにして、オペレータが操縦できるようにして
もよく、作業内容も、アーマタイル１１の交換だけでな
く、炉内機器の検査や、アーマタイル以外の炉内構造物
の補修作業を行ってもよい。

【００４９】また、上記実施例においては、軌道３３を
敷設する前に、メンテナンスキャスク９内で、伸縮アー
ム５３の先端にアーマタイル交換用多関節マニピュレー
タ１１２を装着することとしたが、軌道３３を展開した
後で、軌道支持装置３８が挿入されている隣のメンテナ
ンスポート１０から多関節マニピュレータ１１２を装着
するようにしてもよい。さらに、アーマタイル作業用多
関節マニピュレータ１１２とダイバータ交換用エンドエ
フェクタとの交換をこの隣のメンテナンスポート１０で
行ってもよい。これにより、作業内容を速やかに切り替
えることができ、作業能率をさらに向上できる効果があ
る。

【００５０】図１０は、本発明の遠隔保全装置の第３の
実施例を示すものである。この実施例は、伸縮アーム５
３の先端にレーザ加工マニピュレータ１２０が装着され
た構成を有する。図１０において、レーザ光伝送用伸縮
パイプ１２１が、真空容器３の上部ポート（図示せず）
から炉内に挿入され、その軸心ｍ回りに回転自在に支持
されている。このレーザ光伝送用伸縮パイプ１２１の先
端は、軸ｐ回りに回転自在に支持されたミラーを内蔵し
たミラーユニット１２２ｐ、および軸ｐに直交する軸ｑ
回りに回転自在に支持されたミラーユニット１２２ｑで
構成されるミラー関節１２２となっている。なお、ミラ
ー関節１２２には炉内に挿入されるときに、その位置と
姿勢を保持するための把持用突起１２２ａが設けられて
いる。また、伸縮パイプ１２１の上部も同様に２軸の回
転が自在なミラー関節（図示せず）が設けられている。
ミラー関節１２２は歯車ケーシング９７と一体をなす関
節取付部９７ｂに取り付けられており、ミラーユニット
１２２ｐ、１２２ｑで反射されたレーザ光は軸ｑに沿っ
て９７ｂの内部を通り、同じく軸ｑ回りに回転自在に組
み付けられたミラー関節１２３ｑに至る。さらに、パイ
プ１２４を経て軸ｒ回りに回転自在に組み付けられた２
個のミラーユニット１２５ｒ1 と１２５ｒ2とからなる
ミラー関節１２５で反射されて、パイプ１２６内に導か
れ、同様に軸ｓ回りに回転自在に組み付けられた２個の
ミラーユニット１２７ｓ1 と１２７ｓ2 とからなるミラ
ー関節１２７で反射されて、伸縮アーム５３に平行な軸
ｎに沿って伸縮自在に支持された伸縮パイプ１２８の中
に導かれる。軸ｑと軸ｒ間の距離と、軸ｒと軸ｓ間距離
と、軸ｓと可動セクタ平歯車８５の回転中心軸ｏ間の距
離と、軸ｑと回転中心軸ｏ間の距離とは全て等しくなっ
ている。すなわち、軌道断面方向から見ると、軸ｑ、軸
ｒ、軸ｓ、軸ｏの軸心は菱形をなしている。

【００５１】この伸縮パイプ１２８の先端は、伸縮アー
ム５３の先端に装着され、伸縮パイプ１２８内のレーザ
光が伝送されるレーザ加工マニピュレータ１２０に接続
されている。すなわち、上記伸縮パイプ１２８に沿って
伝送されたレーザ光は、伸縮アーム５３の先端部でミラ
ー関節１２９によって伸縮方向ｎに直角な軸ｔの方向に
曲げられる。このミラー関節１２９に対してアーム１３
０が軸ｔ回りに回転駆動されており、ついでアーム１３
１がアーム１３０の先端で軸ｔに直交する軸ｕ回りに回
転駆動されている。アーム１３１はミラーを内蔵した屈
曲部１３１ａを持ち、その先はｋ方向に伸縮動作できる
伸縮アーム１３１ｂになっている。その先端部では、ｋ
に直角な軸ｖ回りの回転駆動が可能なミラー関節１３２
になっており、さらに軸ｖに直角な軸ｗ回りに回転駆動
されるミラー関節１３３があり、そこに、レーザ光が射
出されるノズル１３４が組み付けられている。

【００５２】以上に述べた回転軸ｔ、ｕ、ｖ、ｗを持つ
関節においては、図示していないがサーボモータや減速
機からなる駆動機構と、１組のミラーユニットによりレ
ーザ光をフームに沿って反射するミラー関節とを備えて
おり、伸縮アーム１３１ｂには伸縮動作用の駆動機構を
備えている。また、各ミラーユニットには耐放射線性に
優れたチューブ（図示せず）を通して、冷却水を循環さ
せており、ノズル１３４にはレーザ加工を良好にするた
めのアシストガスが供給されている。

【００５３】次に、上記構成のマニピュレータの作用に
ついて、図１４に示すようなトカマク型核融合炉１の真
空容器３の切断作業を例に挙げて説明する。

【００５４】まず、真空容器の３内部に組み付けられて
いるブランケットや、ダイバータ７等の炉内構造物を図
示しない炉内構造物撤去手段により撤去しておく。軌道
３３がキャスク９に収納されている状態において、伸縮
アーム５３の先端にレーザ加工マニピュレータ１２０を
装着する。次に、図１に示すように、２本の半円状の軌
道３３を軌道敷設装置３７によって炉内に展開し、軌道
支持装置３８によって支持し、それぞれ結合して円形の
軌道を炉内に敷設する。ビークル５１が軌道敷設装置３
７から離れて軌道３３上を走行し、上部ポートから挿入
されるレーザ光伝送用伸縮パイプ１２１と結合できる位
置に移動する。図示しない伸縮パイプ結合装置により、
ミラー関節１２２の把持用突起１２２ａを把持して炉内
に挿入し、図１０に示すように、歯車ケーシング９７に
形成された関節取付部９７ｂに結合する。

【００５５】図１１は、上記のレーザ光伝送用伸縮パイ
プ１２１の動作領域を上方から見た様子を示すもので、
図示しないレーザ光伝送装置を経て上部ポート１４１内
のミラー関節１４２に伝送されたレーザ光は、伸縮パイ
プ１２１を経てミラー関節１２２に至る。ビークル５１
の位置Ａ、Ｂ、Ｃに対応して伸縮パイプ１２１の姿勢が
変化して、ミラー関節１２２の位置も回転駆動機構の位
置に応じてそれぞれ追従している様子を示している。な
お、本図においては、真空容器３の内壁の断面３ｂと、
外壁の断面３ａが透視的に示されている。

【００５６】図１２は、伸縮アーム５３の軌道回りの回
転に伴って、ミラー関節の回転軸ｑ、ｒ、ｓの位置が、
どのように変化するかを軌道の断面方向から示したもの
である。既に述べたように、歯車ケーシング９７と一体
の関節取付部９７ｂに組み付けられているミラー関節１
２２が可動セクタ平歯車８５の回転中心軸ｏ回りに回転
する角度は、伸縮アーム５３に組み付けられているミラ
ー関節１２７の回転角度の半分になる。すなわち、ｏｑ
の回転角はｏｓの回転角の半分になるので、図１２に示
すように、伸縮アーム５３が回転してミラー関節１２７
が軌道３３の下側のｓ₁ の位置に移動したり、 180°回
転してｓ₂ の位置に移動した場合にも、ミラー関節１２
２は軌道３３の上側であるｑ₁ 、ｑ₂ の位置に移動する
だけでよく、上部ポートから挿入された伸縮パイプ１２
１を軌道３３と干渉させることなくレーザ光を軌道３３
の下側に伝送できる。なお、ミラー関節１２２がｑ₁ の
位置よりさらに左に回転するとパイプ１２４と１２６が
可動セクタ平歯車８５に干渉することになるので、これ
より左には回転しない。図１２において、伸縮アーム５
３の中心線をｉとしたとき、ミラー関節１２２がｑ₁ と
ｑ₂ の位置に移動すると、中心線ｉはそれぞれｉ₁ 、ｉ
₂ に移動することになる。右側にはｑ₂ の位置まで回転
できるとすると、伸縮アーム５３の中心線は、ｉ₁ とｉ
₂ で挟まれた斜線の領域Ｈには入れないことになる。

【００５７】図１３は、伸縮アーム５３とレーザ加工マ
ニピュレータ１２０の動作により先端のノズル１３４が
到達できる領域を示したものであり、丸印で示したｊ₁
〜ｊ₇ は伸縮アーム５３の先端の位置を示している。こ
の図から明らかなように、伸縮アーム５３は最も縮んだ
状態である長さを持っているために、上記の領域Ｈの他
に軌道３３を中心とする円形の領域Ｉには入れないが、
先端のノズル１３４はレーザ加工マニピュレータ１２０
の動作により真空容器３の全断面にアクセスすることが
できる。

【００５８】以上説明したように、この実施例によれ
ば、真空容器３に到達できるアーム長と自由度を有し、
レーザ光を先端のノズル１３４に伝送しノズル１３４か
らレーザ光を出射するレーザ加工マニピュレータ１２０
を、伸縮動作と軌道回りの回転動作の可能な伸縮アーム
５３の先端に装着するとともに、この伸縮アーム５３に
沿ってレーザ加工マニピュレータ１２０にレーザ光を伝
送するレーザ光伝送機構を設けているので、トカマク型
核融合炉１の真空容器３の全壁面にノズルの先端をアク
セスさせることができ、真空容器３のレーザ切断および
レーザ溶接が可能になり、炉内構造物の交換作業用の遠
隔保全装置をそのまま利用して、真空容器３の分解と再
組立を行うことができる。

【００５９】また、上記レーザ光の伝送機構において
は、レーザ光は上部ポートから炉内に伝送され、伸縮ア
ーム５３の半分の回転角度で軌道回りに回転する歯車ケ
ーシング９７と一体のミラー関節を経て、伸縮アーム５
３に伝送されるので、軌道３３の下側を含む広い領域に
レーザ光を伝送することが可能になる。

【００６０】なお、上記実施例では、伸縮アーム５３の
先端にレーザ用加工マニピュレータ１２０を装着して切
断や溶接を行うこととしたが、カッティングやグライン
ディングのツールや、他の溶接ツールを備えたマニピュ
レータを装着してもよい。これにより、レーザ光伝送装
置が不要になる。

【００６１】さらに、上記実施例においては、真空容器
３の分解と再組立を行うこととしたが、再組立に限ら
ず、真空容器３を最初に組み立てるときに本発明の遠隔
保全装置を使用してもよい。これにより、遠隔保全装置
をより有効に稼働させることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高さ、幅とも制約されたメンテナンスポートを通過可能
で、最短に縮めた状態から２倍以上のストロークで伸縮
し、軌道の周囲に設けられた軌道支持装置と干渉するこ
となく走行でき、軌道軸回りに±１８０°回転可能で、
炉内構造物の交換作業の際の組立位置にて剛性が高く、
位置精度の良いマニピュレータを備えた遠隔保全装置を
得ることができる。さらに、本発明によれば、ダイバー
タの交換ばかりでなく、多数のアーマタイルの交換作業
等の作業能率が高く、さらに、真空容器の分解や再組立
も可能な、トカマク型核融合炉の保全作業に最適な遠隔
保全装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遠隔保全装置の第１実施例を示す斜視
図である。

【図２】図１の伸縮アーム部分の縦断面図である。

【図３】図２に対して直交する方向から見た伸縮アーム
部分の縦断面図である。

【図４】図１の軌道回りの回転機構の水平切断面を示す
断面図である。

【図５】図１の軌道軸方向から見た軌道回りの回転機構
の部分断面図である。

【図６】図１の遠隔保全装置の動作を説明する図であ
る。

【図７】図１の軌道回り回転機構の動作を説明する模式
図である。

【図８】本発明の遠隔保全装置の第２実施例の全体概略
を示す斜視図である。

【図９】多関節マニピュレータを伸縮アームの先端に装
着して炉の上部と下部にアクセスしている様子を示す説
明図である。

【図１０】本発明の遠隔保全装置の第３実施例を示す斜
視図である。

【図１１】図１０に示す実施例における真空容器の上部
ポートから挿入されたレーザ光伝送用伸縮パイプの動作
範囲を示す平面図である。

【図１２】図１０に示す実施例の伸縮アームの回転に伴
うミラー関節の位置の変化を示す説明図である。

【図１３】本発明にかかるレーザ加工マニピュレータの
先端のノズルが到達できる領域を示す図である。

【図１４】トカマク型核融合炉の縦断面図である。

【図１５】多関節アームを用いた従来の遠隔保全装置の
概略的な平面図である。

【図１６】従来の軌道展開方式の遠隔保全装置の全体構
成を示す斜視図である。

【図１７】従来の遠隔保全装置のビークルに装着される
アーマタイル交換用マニピュレータを示す図である。

【符号の説明】

３３………軌道 ３４………軌道収納装置 ３７………軌道敷設装置 ３８………軌道支持装置 ５１ａ、５１ｂ………ビークル ５３………伸縮アーム ５３ａ………内筒 ５３ｂ………中間筒 ５３ｃ………外筒 ５４………回転機構 ５５………スライド駆動機構 ６６………ボールスクリュー ６８、８２、９６、１０８………駆動モータ ７２、７２ａ………案内機構 ７５………リニアガイド ８１………可動フレーム ８５………可動セクタ平歯車 ９０………固定セクタ平歯車 ９１………固定フレーム ９３、９４………ピニオン ９７………歯車ケーシング ９７ｂ……関節取付部 １１２………多関節マニピュレータ １２０………レーザ加工マニピュレータ １２１、１２８………伸縮パイプ １２２、１２３ｑ，１２５、１２７、１２９、１３２、
１３３…ミラー関節 １２２ａ……把持用突起 １３１ｂ……伸縮アーム １３４………ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 光昇 茨城県那珂郡那珂町大字向山801−１ 日本原子力研究所内 (72)発明者 寺門 拓也 茨城県那珂郡那珂町大字向山801−１ 日本原子力研究所内 (72)発明者 岡 潔 茨城県那珂郡那珂町大字向山801−１ 日本原子力研究所内 (72)発明者 金森 直和 茨城県那珂郡那珂町大字向山801−１ 日本原子力研究所内 (72)発明者 宗像 正 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝 府中工場内 (72)発明者 村上 伸 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝 府中工場内 (56)参考文献 特開 平４−212091（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−7592（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−269497（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−80195（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 5/02 B25J 18/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保全対象の中空構造体内のスペースに配
   設される軌道と、この軌道に沿って走行するビークル
   と、このビークルに搭載され、保全箇所に先端部が到達
   し保全処理を行うマニピュレータとを備え、前記マニピ
   ュレータは、 前記ビークルに固着され、前記ビークルの軌道上の走行
   を妨害しないための切り欠きを有する固定フレーム、こ
   の固定フレームの外周に回転自在に支持され、前記固定
   フレームと同様に切り欠きを有する可動フレーム、この
   可動フレームを前記固定フレームに対して全方位に回動
   させる回動手段、および前記可動フレームの両端から突
   出して設けられたフランジを有する軌道回り回転機構
   と、 最外筒が前記軌道回り回転機構の可動フレームに接続さ
   れ、内側の筒の後端部に支持され外側の筒の内面に当接
   する案内手段および外側の筒の先端に支持され内側の筒
   の外面に当接する案内手段を有し、前記最外筒に対し順
   次内側の筒が隣接する筒間でテレスコープ状に伸縮可能
   に構設される多段の伸縮アームとを備え、 かつ前記軌道回り回転機構の前記フランジに、前記伸縮
   アームは該アームの軸方向に移動可能に挟持されてなる
   ことを特徴とする遠隔保全装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の遠隔保全装置において、
   前記軌道回り回転機構の回動手段は、前記固定フレーム
   の一端面に固着され、該フレームと同様に切り欠きを有
   する略３／４円の固定セクタ平歯車と、この固定セクタ
   平歯車に近接して前記可動フレームの一端面に固着さ
   れ、該フレームと同様に切り欠きを有する略３／４円の
   可動セクタ平歯車と、固定セクタ平歯車に噛合する第１
   ピニオンと、この第１ピニオンを回転駆動する回転駆動
   手段と、前記第１ピニオンと第２セクタ平歯車に同時に
   噛合する第２ピニオンと、前記第１ピニオンおよび第２
   ピニオンを共に支持し、突設した手段を前記固定セクタ
   平歯車と可動セクタ平歯車の向い合う面に各々円周方向
   に設けた溝に案内することにより両前記セクタ平歯車に
   円周方向に移動自在に支持される歯車ケーシングとを有
   することを特徴とする遠隔保全装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の遠隔保全装置に
   おいて、前記伸縮アームは、前記最外筒に対して隣接す
   る第２筒をその軸方向に駆動する軸方向駆動手段と、前
   記最外筒と最内筒を連結し、前記軸方向駆動手段によっ
   て駆動される前記第２筒の動作を順次内側の筒に伝達す
   る伝達手段とを有することを特徴とする遠隔保全装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３記載の遠隔保全装
   置において、前記マニピュレータは、前記伸縮アームの
   先端に装着され、複数の自由度を有する多関節マニピュ
   レータを備えたことを特徴とする遠隔保全装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２または３記載の遠隔保全装
   置において、前記マニピュレータは、前記伸縮アームの
   先端に装着され、先端にレーザ光を出射するノズルを有
   し、このノズルを加工対象箇所に近接させ該ノズルにレ
   ーザ光を伝送する複数の自由度を持つレーザ加工マニピ
   ュレータと、前記伸縮アームに沿って前記レーザ加工マ
   ニピュレータにレーザ光を伝送するレーザ光伝送機構と
   を備えたことを特徴とする遠隔保全装置。