JPH05142368A - トカマク型核融合炉の遠隔保全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、作業効率がよく、しかも炉内の軌道
上で故障したビークルの回収を可能にして信頼性の向上
を図ることにある。 【構成】トカマク型核融合炉のメンテナンスポート9 を
経て核融合炉のトーラス状の空間に、複数の円弧状リン
グが関節101 によりそれぞれ接続された軌道100を順次
送出して円形に展開させる軌道敷設装置200 と、この軌
道敷設装置の先端に揺動可能に接続されトーラス周方向
に展開の方向を決める支持アームと、この支持アームに
保持されて軌道上を走行するビークル300 と、軌道敷設
装置の非使用時に装置全体がキャスク8 に収納された状
態で前記支持アームが揺動した位置に設けられた固定軌
道400 と、この固定軌道の延長上に少なくともその一つ
に他のビークルが取付けられた複数の可動軌道と、ビー
クルへのケーブルをコネクタ部分で着脱するマニピュレ
ータ350 とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトカマク型核融合炉の遠
隔保全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｄ−Ｔ反応を行う次期核融合炉では、運
転後の炉の放射化のため、炉内機器の保全作業は全て遠
隔操作によって行う必要がある。特に図２３に示すトカ
マク型核融合炉１は、トーラス２の直径が１０ｍにも及
ぶドーナツ状で厚さ数ｍの遮蔽体３に覆われており、ト
ロイダルコイル４、ポロイダルコイル５が周囲に複雑に
配置されている。

【０００３】したがって、これらを回避してダイバータ
６や第一壁（アーマタイル）７等の炉内機器にアクセス
するには、炉外のキャスク８に収納された保全装置をト
ーラス２に放射状に設けられたメンテナンスポート９を
経てトーラス内に挿入し、トーラス周方向に移動させる
必要がある。しかも、保全作業の対象となる炉内機器
は、多数の軽量のタイルにより構成され、炉内壁面にく
まなく張られている第一壁７（アーマタイル）、トーラ
ス周方向に分割されて配置されている重量１トンにも及
ぶダイバータ６等様々であり、従って保全作業を行う装
置もこれら対象によって種々用意せざるを得ない。また
保全作業を行うには炉の長期間の停止につながるため、
保全装置の故障に対しては万全の備えが必要であった。

【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。その一つは図２４に示す如
く、炉外に基節を持つ多関節アーム１０をメンテナンス
ポート９よりトーラス２内に挿入し、炉内機器にアクセ
スする方法である。この方法は欧米において既に実績が
あるが、炉の大形化に伴い多関節アーム１０が長大とな
り、しかも機器の搬出入の度にこの長大な多関節アーム
１０全体を狭いトーラス内で動作させねばならず、迅速
な能率のよい作業を要求される交換作業には適していな
い。

【０００５】もう一つは、トーラス内に敷設した軌道を
走行する駆動装置を内蔵しているビークルを用いて炉内
機器をアクセスするものである。この装置は、本出願人
が先に出願した特願平３−４０６６１号に記載されてい
るように、それぞれ関節により連結された複数の円弧状
リンクにより構成され、対向する２つのメンテナンスポ
ートを経て各々軌道敷設装置及びこの軌道敷設装置の先
端の支持アームに保持されたビークルの走行機構によ
り、炉内に展開される円環状の軌道と、炉内にてこの軌
道を支持する軌道支持装置と、炉内機器の保全作業を行
うマニピュレータを備え軌道上を走行するビークル等か
ら構成されている。

【０００６】このような構成の保全装置は、炉内機器へ
アクセスする際の位置決めが軌道上のビークルの走行と
いう単一の自由度によって行われるため、精度が良く、
しかも炉内機器の搬出入も能率良く行えるという特徴を
持っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この保全装置
は、軌道上を走行できるビークルの数に制限があり、作
業毎に最も適した装備で作業を行うことは困難であっ
た。しかも、炉内でビークルが故障を起こした場合には
これに接近して故障を修理したり、場合によっては故障
したビークルの走行駆動系をフリーにして他のビークル
によって牽引して回収するといったことが困難であっ
た。

【０００８】本発明の目的は、作業内容に合った種々の
ビークルを同一軌道上で走行させることを可能にし、作
業効率のよい、しかも炉内の軌道上で故障したビークル
の回収が可能な信頼性の高いトカマク型核融合炉の遠隔
保全装置を提供することにある。

【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、複数の円弧状リンクそれぞれを関節により
屈伸自在に接続されてなる軌道と、この軌道の後端部が
接続されトカマク型核融合炉のメンテナンスポートを経
て前記軌道の円弧状リングを前記核融合炉のトーラス状
の空間に順次送出して円形に展開させる軌道敷設装置
と、この軌道敷設装置の先端に揺動可能に接続されトー
ラス周方向の展開方向を決める支持アームと、この支持
アームに保持されて前記軌道上を走行するビークルと、
この軌道敷設装置の基端を支持し非使用時に装置全体を
収納するキャスクと、このキャスクに収納された状態で
前記支持アームが揺動した位置に設けられた固定軌道
と、この固定軌道の延長上に選択的に連結され少なくと
もその一つには他のビークルが取付けられた複数の可動
軌道と、前記キャスク内に設けられ前記ビークルへのケ
ーブルをコネクタ部分で着脱するマニピュレータとを備
えたものである。

【００１０】

【作用】このような構成のトカマク型核融合炉の遠隔保
全装置にあっては、ビークルを交換する場合には、軌道
敷設前にキャスク内で敷設装置先端の支持アームを揺動
させて、キャスクに設けられた固定軌道に軌道の先端を
接続し固定する。その後、支持アームよりビークルの保
持を解除してビークルを走行させ、固定軌道に接続され
た可動軌道の１本に乗り移らせる。次にキャスク内に設
けられたマニピュレータによりビークルへのケーブル接
続部を分離し保持した後、他の作業目的に合ったビーク
ルを搭載した可動機構を移動させて固定軌道に接続し、
マニピュレータが保持していたケーブルの接続部を接続
する。そして、ビークルを支持アームの所定の位置まで
走行させ、支持アームにより保持した後、この支持アー
ムを元の位置に戻すことにより軌道敷設の状態となる。

【００１１】従って、作業内容に合った種々のビークル
を同一軌道上に走行させることができると共に、一方の
メンテナンスポートにより敷設された軌道上を走行する
ビークルが軌道上にて故障した場合でも、他方のメンテ
ナンスポートより敷設された軌道を走行するビークルが
故障したビークルに接近してこれを修理することができ
る。また、必要に応じてレスキュー専用のビークルを他
方の軌道より接近させ、故障したビークルを牽引して軌
道敷設装置へと導き、さらに故障したビークルに代って
軌道収納の作業を行い、キャスク内において、故障した
ビークルを他の健全なビークルに交換し、再度炉内に展
開された軌道を経て他方の軌道に帰還させることも可能
である。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

【００１３】図１及び図２において、軌道敷設装置２０
０はキャスク８よりメンテナンスポート９を経て第１ス
ライドリンク２０３、第２スライドリンク２０４、軌道
送り台車２０２等で構成され、軌道１００は関節１０１
で連結された複数の円弧状リンクで構成されている。こ
の軌道１００の一端は軌道敷設装置２００に支持され、
且つ軌道１００上を走行するビークル３００によって軌
道１００が炉内に展開されるようになっている。これら
軌道敷設装置２００及び軌道１００は、隣接したメンテ
ナンスポート９の内側において、軌道支持装置２５０に
よって中央が支持されている。軌道１００上を走行する
ビークル３００には、先端にエンドイフェクタ３３３を
備えたマニピュレータ３３０が搭載されており、炉内機
器の保全作業を行う。

【００１４】以下、図１及び図６乃至図２１を用いてこ
の遠隔保全装置を、（１）円弧状の軌道１００が、キャ
スク内に収納されている状態、（２）メインテナンスポ
ート９内を移動する状態、（３）トーラス状スペース２
内を移動する状態、（４）トーラス状スペース２内に展
開されて軌道支持装置２５０によって支持される状態、
（５）ビークル３００が軌道１００に沿って移動し、ビ
ークル３００に備えたマニピュレータ３３０でダイバー
タ６の交換作業を行う状態、及び（６）展開された装置
全体をキャスクに収納する場合にしたがって説明する。
なお、図１では上記の（４）の状態を示している。 （１）軌道１００がキャスク内に収納されている状態 図６は軌道１００がキャスク内に収納されている状態を
上方から示す。

【００１５】軌道１００は本実施例ではそれぞれ６つで
ある複数の円弧状リンク１０１ａ〜１０１ｆ（以下単に
１０１と記述する）と、互いに隣接するリンク１０１を
回動自在に接続する関節１０２ａ〜１０２ｆ（以下単に
１０２と記述する）とからなっている。この関節１０２
を中心として、リンク１０１は図６のように円弧の外側
方向に屈曲できるが、内側方向には隣接するリンク１０
１が連続的な円弧をなす位置までしか屈曲できないよう
になっている。各リンク１０１は円弧の半径を４５００
mmとしたときに、幅２５０mm、高さ５００mmに形成する
ことができる。この場合は、各リンク１０１は肉厚２０
mmの好適な材料により中空構造に形成される。なお、本
図中でリンク１０１及び関節１０２に付した記号ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは軌道１００の先端から順次付けた
ものである。

【００１６】軌道１００の基端のリンク１０１ｆには旋
回リンク２０１が関節１０２ｆを介して取付けられてお
り、この旋回リンク２０１は軌道敷設装置２００の一部
である軌道送り台車２０２の上面に対し、時計方向（実
線矢印）あるいは反時計方向（点線矢印）に回動自在に
支持されている。この軌道送り台車２０２には上記旋回
リンク２０１を旋回する駆動手段（図示せず）と、軌道
送り用の第１スライドリンク２０３およびその下側（図
６において第１スライドリンク２０３の影になってい
る）の第２スライドリンク２０４（図１に示す）に対し
てスライド可能に支持されるとともにそれぞれのスライ
ドリンク２０３，２０４を相互に移動するための走行駆
動機構（図示せず）とを備えている。

【００１７】また、支持アーム２０５が関節１０２ａと
ほぼ同心の位置にある軸を中心として軌道敷設装置２０
０の第１スライドリンク２０３に対して回動自在に支持
されるとともに、図示しない駆動手段によりスライドリ
ンク２０３に対して回動される。この支持アーム２０５
の先端には図示しないビークル保持機構により着脱自在
にビークル３００が取付けられている。このビークル３
００の前方で第１スライドリンク２０３の延長線上はト
カマク形核融合炉のメインテナンスポート９が配置され
ている。

【００１８】前記関節１０２の図示下方には関節１０２
と同軸に回動自在に支持された関節ローラ（図示せず）
が取付けられている。この関節ローラは円弧状の軌道収
納ガイド２０６（図６）に設けられた案内溝内を案内さ
れ、円弧の半径方向の動きが拘束される。また、リンク
１０１の下面は軌道収納ガイド２０６の上面にスライド
可能に支持される。軌道１００の先端のリンク１０１ａ
の先端部は軌道１００を走行するビークル３００内に保
持されている。

【００１９】図７に示すように、円弧状リンク１０１の
内側面にはラック１０４が取付けられており、ビークル
３００にはこれに噛合うピニオン３０１と例えばサーボ
モータ及び減速機である駆動手段３０２とが備えられて
いる。

【００２０】図８はメインテナンスポート９に向けて配
置した軌道敷設装置２００を横から見た様子を示してい
る。第１スライドリンク２０３は、その下側の第２スラ
イドリンク２０４に対して長手方向にスライド可能に支
持されるとともに、図示しない駆動手段により駆動さ
れ、第２スライドリンク２０４も同様に固設ガイド２０
７に対して長手方向にスライド可能に設けられるととも
に、その駆動手段（図示せず）を備えている。さらに、
第２スライドリンク２０４の前方の下面にはボギー構造
をなす複数のローラ２０８を備えており、メインテナン
スポート９内に進入したときに、その床面上を案内され
るようになっている。 （２）軌道がメインテナンスポート内を移動する状態

【００２１】図９は軌道１００の先端が第１スライドリ
ンク２０３とともにメインテナンスポート９内をトーラ
ス状スペース２（図１０に示す）の中心の方向に移動し
ている状態を示している。図９において、第１スライド
リンク２０３が第２スライドリンク２０４の上をスライ
ドしながらメインテナンスポート９内に進入し、同時に
旋回リンク２０１が軌道送り台車２０２の旋回軸回りに
旋回駆動される。この時軌道送り台車２０２の本体は固
設ガイド２０７（図８に図示）に対して静止している
が、第１スライドリンク２０３に対する走行駆動手段は
動作している。

【００２２】上記動作に伴い軌道１００はその先端の方
のリンクから順次第１スライドリンク２０３の上に移動
するとともに、前記関節ローラ１０３が第１スライドリ
ンク２０３の上面に設けられたガイド溝２０９内に進入
する。

【００２３】以上の動作を行いながら、第１スライドリ
ンク２０３は第２スライドリンク２０４上を所定の距離
だけ移動した後、第２スライドリンク２０４が固設ガイ
ド２０７（図８に示す）の上を所定の距離だけ移動す
る。やがて、軌道１００は軌道収納ガイド２０６から出
て、その６個の関節１０２全てが２つのスライドリンク
２０３，２０４の上で長手方向に直線状に並び、第２ス
ライドリンク２０４の後端部に軌道送り台車２０２が付
いた状態になる。

【００２４】次に前記の軌道送り台車２０２の走行駆動
機構を停止させ、第２スライドリンク２０４と軌道送り
台車２０２とを同時に固設ガイド２０７上を移動させ
る。すると、先端のビークル３００は図１０に示すよう
にトーラス状スペース２内に進入する。ビークル３００
や支持アーム２０５がトーラス状スペースの壁面と干渉
しないように第２スライドリンク２０４のスライド移動
と、支持アーム２０５の回転とを所定の速度で同期させ
ながら行い、先端のリンク１０１ａの円弧の中心とトー
ラス状スペースの中心Ｏとがほぼ一致する位置で停止さ
せる。

【００２５】既に述べたように支持アーム２０５の回転
軸と先端のリンク１０１ａの関節１０２ａの回転軸とは
ほぼ一致させているので、支持アーム２０５の回転に伴
ってリンク１０１ａはスムーズに屈曲する。 （３）軌道がトーラス状スペース内を移動する状態

【００２６】まず、図１１を用いて前記第１スライドリ
ンク２０３のガイド溝２０９中で関節ローラ１０３（図
１０に示す）をスライド駆動する手段について説明す
る。図１１は図１０から軌道１００を取除いて描いたも
のである。このスライドリンク２０３のガイド溝２０９
内には、円筒の側面の一部を切除されて断面がＣ字状に
形成された関節ローラホルダ２１０が配置されている。
このローダホルダ２１０は関節ローラ１０３をガイド溝
２０９の幅方向に及び上下方向に拘束しながらガイド溝
２０９内を移動できる。なお、このローダホルダ２１０
は、所定のストロークＡをスライド可能とするリニアガ
イド（図示せず）と駆動手段（図示せず）とによりガイ
ド溝２０９内を移動し、さらにこのローラホルダを回動
可能に支持手段（図示せず）とその駆動手段（図示せ
ず）とにより、このガイド溝２０９内で回転される。

【００２７】次に図１０から図１４を参照して上記の関
節ローラホルダ２１０により軌道１００をトーラス状ス
ペース２内に展開する動作について説明する。まず、図
１０の状態において、関節ローラホルダ２１０はその開
口部をトーラス状スペース２の中心Ｏの方に向けて関節
ローラ１０３ｂ（関節１０２ｂの下部に設けてある）に
係合している。また、前述のようにビークル３００は支
持アーム２０５に固定されている。この状態でビークル
３００の前記走行駆動手段を駆動し、リンク１０１ａを
ビークル３００を介して送り出しながら関節ローラホル
ダ２１０を所定の量だけトーラス状スペースの中心の方
向に移動させるとともに、軌道１００の基端部の軌道送
り台車２０２（図９に示す）を第２スライドリンク２０
４に沿って同じ量だけスライドさせる。これにより、第
１及び第２スライドリンク上の軌道１００全体がトーラ
ス状スペース２の中心Ｏ方向に移動し、関節１０２ａが
ビークル３００の後端部に至ったところで移動を停止す
る。

【００２８】ここで、関節ローラホルダ２１０をキャス
ク８の方へ僅かに移動して関節ローラ１０３ｂとの係合
を解いた後、１８０°回転させて開口部をキャスク８の
方へ向けて移動させ、次の関節１０２ｃに設けられた関
節ローラ１０３ｃに係合させる。

【００２９】その後、図１２に示すように関節ローラ１
０３ｃに係合したまま関節ローラホルダ２１０を１８０
°回転させ、開口部を再びトーラス状スペース２の中心
Ｏ方向に向ける。

【００３０】さらに、今度はビークル３００の走行駆動
手段を停止させたまま、関節ローラホルダ２１０をトー
ラス状スペース２の中心Ｏ方向へスライドさせ、同時に
図９に示す軌道送り台車２０２を第２スライドリンク２
０４に沿って同じ量スライドさせると、軌道全体がトー
ラス状スペース２の中心方向に移動し、リンク１０１ｂ
は関節１０２ａのまわりに回転し、図１３の状態を経て
図１４の状態に至る。この時、リンク１０１ａと１０１
ｂとは連続的な円弧をなす状態となっており、その中心
はトーラス状スペース２の中心Ｏとほぼ一致している。
次に図１５を用いて隣接するリンクが連続的な円弧状に
なった時に関節をロックさせる手段とその作用について
説明する。

【００３１】図１５において、右側のリンク１０１ｂの
端部にはフック１０５が内蔵されており、その支持軸１
０６はリンク１０１の円弧の半径方向に向いており、揺
動自在に支持されている。上記支持軸１０６の後端のう
ち、リンク１０１ｂの円弧の内側に面した部分には、マ
イナスドライバの先端のような突起１０７が形成されて
おり、フック１０５が隣接するリンク１０１ａに内蔵さ
れたピン１０８に掛かっている時及び外れている時には
上記突起１０７の向きは水平状態、即ちリンク１０１の
円周方向と一致するようになっている。

【００３２】一方、ビークル３００の後端部には前記突
起１０７に係合する溝３０３ａを形成した作動部材３０
３を設けている。この作動部材３０３は駆動機構３０４
によって矢印のように水平方向及び回転方向に駆動され
るようになっている。なお、この駆動機構３０４は図１
４に示すようにビークル３００の端部に設けられてい
る。

【００３３】従って、図１４の状態の時にビークル３０
０に設けた上記の溝３０３ａを１８０°回転駆動し、フ
ック１０５をピン１０８に掛けることにより、リンク１
０１ａ，１０１ｂが強固に固定され、これらのリンクは
互いに回転することができなくなる。

【００３４】次に関節ローラホルダ２１０を１８０°回
転させてその開口部をキャスク８の方に向け、ビークル
３００の走行手段によりリンク１０１ａを送出する。そ
れと同時に関節ローラホルダ２１０をキャスク８の方へ
所定量移動させるとともに、軌道送り台車２０２も同じ
量だけキャスク８の方へ移動させる。やがて、関節１０
２ｂが支持アーム２０５の回転軸の位置に至ったところ
で関節ローラホルダ２１０を１８０°回転させると図１
６の状態になる。

【００３５】以上の動作を繰返すことにより、メインテ
ナンスポート９内の軌道１００を連続する円弧状にロッ
クした状態でトーラス状スペース２内に展開することが
できる。 （４）トーラス状スペース内にて展開された後、支持装
置によって支持される状態 図１は先にも述べた如く、展開された軌道１００が支持
装置２５０によって支持された状態を示す。

【００３６】図１７及び図１８に示すように、軌道支持
装置２５０は炉外に設けられた基台２５１と、この基台
２５１に沿ってトーラス状スペース２の半径方向に摺動
可能な第１スライドリンク２５２ａ及び第２スライドリ
ンク２５２ｂからなる２段階にスライド可能なスライド
リンク２５２と、図示しない駆動機構と、第２スライド
リンク２５２ｂの先端に設けられた駆動装置２５３によ
り軌道１００に近接する位置と隔離する位置との間を回
動するガイドローラ２５４と、図示しない駆動機構によ
り開閉する軌道把持機構２５５と、スライドリンク２５
２の伸縮方向にこれに沿って前後進する搬出入機構２５
６とを備えている。

【００３７】先に述べた手順に従いトーラス状スペース
２内に軌道１００を展開する際には、軌道支持装置２５
０のスライドリンク２５２を図示しない駆動機構によっ
てメインテナンスポート´９を経てトーラス状スペース
２内にその先端を位置決めする。軌道１００の展開中に
おいては、ガイドローラ２５４が軌道１００の下面に当
接されており、展開を終了した後図示しない駆動機構に
よって把持機構２５５が作動して、軌道外周面の関節間
に設けられた突起部分１０９を把持する。次に、駆動装
置２５３によって図中二点鎖線によって示される如くガ
イドローラ２５４がビークル３００の走行の障害になら
ない位置へと回動することができる。次に図１９を参照
して、軌道１００の先端部を固定する場合を説明する。

【００３８】以上述べた軌道敷設装置２００を第１の軌
道敷設装置と呼び、対向するメインテナンス９´´（図
１）から挿入されるものを第２の軌道敷設装置と呼ぶ
と、第１の軌道敷設装置２００で展開される軌道１００
の先端のリンク１０１ａは図示しないが第２の軌道敷設
装置により固定され、第２の軌道敷設装置で展開される
軌道１００´の先端リンク１０１ａ´は第１の軌道敷設
装置２００により固定される。

【００３９】即ち、第１の軌道敷設装置２００の旋回リ
ンク２０１の先端に設けられた図示しない軌道把持装置
が、リンク１０１ｆの関節１０２ｅのまわりの回転及び
軌道送り台車２０２の移動に伴って対向する軌道１００
´の先端リンク１０１ａ´の先端部に移動し、このリン
ク１０１ａ´の先端部を把持、固定する。その後、ビー
クル３００により関節１０２ｅをロックする。これによ
り、軌道１００，１００´は円形に延設され、４カ所で
強固に支持される。

【００４０】なお、２組の軌道敷設装置２００を使用し
ない場合、即ち１組の軌道敷設装置２００によりトーラ
ス状スペースの半周にのみ軌道１００を敷設する場合
（図１）には、この軌道敷設装置２００に隣接するメイ
ンテナンスポート及び対向するメインテナンスポートか
らそれぞれ軌道支持装置２５０を挿入し、これらの２組
の軌道支持装置２５０により、軌道の先端リンクと中間
のリンクとを支持してもよい（図１には隣接するメイン
テナンスポート９から挿入した軌道支持装置２５０によ
り支持する状態を示し、軌道敷設装置２００と対向する
メインテナンスポート９から挿入する軌道支持装置は簡
略にするため図示を省略してある）。この場合も、軌道
１００は３カ所で強固に支持される。以上により軌道は
トーラス状スペース内で展開され固定される。 （５）ダイバータの交換作業を行う状態

【００４１】図２０、図７に示すように、ビークル３０
０は軌道の内側面に設けたラック１０４と噛合うピニオ
ン３０１及びその駆動機構３０２、軌道外側面及び上下
面に当接して回転する複数の車輪３０６とを備えてお
り、これらはチャンネル形断面を持つフレーム３０５内
に収容されている。ビークル３００はさらに軌道１００
と直交する面内を揺動可能に且つ伸縮自在に設けられた
アーム３３１及びその駆動機構とからなるマニピュレー
タ３３０を備えている。なお、３３２はアーム３３１を
揺動させるための伸縮形アクチュエータである。フレー
ム３０５のチャンネル状開口部はビークル３００が軌道
１００の関節部１０２を通過する際に支障を来さないよ
うにするために設けたものである。ビークル３００は、
駆動装置３０２によってピニオン３０１を駆動してリン
ク１０１上を移動する。また、アーム３３１の先端には
炉内機器をハンドリングするため揺動、回転及び把持の
自由度を有するエンドイフェクタ３３３を備えている。
フレーム３０５の後端部には先に述べた軌道関節１０２
のロック機構の駆動機構３０４が設けられている。一
方、ビークル３００はその下面に支持アーム２０５と着
脱自在に係合するためにビークル保持機構が設けられて
いる。

【００４２】次に図２１を参照してこれらの機器構成の
作用を、炉内機器の一つであるダイバータの交換作業を
例にとって説明する。前記（１）から（４）の手順によ
ってトーラス状スペース２内に軌道１００を展開、固定
した後、ビークル３００と支持アーム２０５とのビーク
ル保持機構を解除する。この結果、ビークル３００は、
ピニオン３０１を駆動することによって支持アーム２０
５からは自由に軌道１００に沿って移動することができ
る。そして、ビークル３００が交換対象のダイバータ６
の上空に到達すると、走行を停止させ、図２１に示すよ
うにテレスコープ状のアーム３３１を伸縮、揺動させ、
またそれ自身が持つ自由度の動作により、エンドイフェ
クタ３３３をダイバータ把持の位置へと位置決めする。

【００４３】次にエンドイフェクタ３３３を作動してダ
イバータ６を把持し、図２１中のａ，ｂ，ｃに示す動作
を経てダイバータ６を吊り上げる。さらに、ビークル３
００を軌道１００に沿って移動させ、軌道支持装置２５
０が挿入されているメインテナンスポートの正面へと到
達する（図１７の状態）。ここにおいて、アーム３３１
を揺動及び伸縮させて、図２１のｄに示す位置にダイバ
ータ６を引き上げる。次にメインテナンスポートより炉
内機器搬出入機構２５６を炉内に挿入する。この炉内機
器搬出入機構２５６は炉内機器を搭載し、ポート床面に
対してボギー構造を備えた複数のローラ２５７によって
支持された台車と図示しない駆動機構によって構成され
ており、前進時には受け台が軌道直下まで到達し、ビー
クル３００との間で機器の受け渡しを行う。この場合は
ダイバータ６をビークル３００より受取り、後退して炉
外の図示しないメインテナンスキャスクへとダイバータ
６を運搬する。これらの手順の逆を行うことによって新
しいダイバータ６を据え付けることもできる。 （６）展開された装置全体をキャスクに収納する場合

【００４４】メインテナンスポートや炉内に展開された
装置の収納は基本的に展開と逆の動作により行われる。
以下にその手順を説明する。なお、対向するメインテナ
ンスポートから挿入される軌道敷設装置についても、ほ
ぼ同時に同様の手順で行われる。

【００４５】(i)ビークル３００を支持アーム２０５の
所に戻し、ビークル保持機構によりビークル３００を支
持アーム２０５に固定する。この時マニピュレータ３３
０は収縮させて所定の姿勢にしておく（図１９）。 (ii) 軌道支持装置２５０のガイドローラ２５４を前進
させて、軌道１００を支持するとともに、軌道外周の突
出部分１０９の把持を解除する（図１８）。 (iii)基端のリンク１０１ｆの関節１０２ｅのロックを
解除する（図１９）。

【００４６】(iv) 対向するメインテナンスポートから
挿入された第２軌道敷設装置の先端リンク１０１ａ´の
把持を解除し、対向ポートから挿入される第２軌道敷設
装置による第１軌道敷設装置２００の先端リンクの把持
も解除する（図１９）。

【００４７】(V)軌道送り台車２０２をキャスク８の方
へ移動させながら、旋回リンク２０１を所定量回転さ
せ、軌道１００の最終端のリンク１０１ｆを所定の角度
屈曲させる（図１９の鎖線）。

【００４８】(vi) ビークル３００の走行駆動機構を用
いて次の関節１０２のロックが解除できる位置までリン
ク１０１を引き込み、これに同期して軌道送り台車２０
２も動作させる（図１６）。 (vii)軌道１００の関節１０２のロックを解除する（図
１５）。

【００４９】(viii) 軌道送り台車２０２をキャスクの
方へ移動させながら関節ローラホルダ２１０を作動さ
せ、ロックを解除した関節のリンクを所定の角度だけ屈
曲させる（図１４）。

【００５０】(ix) ビークル３００により次の関節１０
２のロックが解除できる位置まで軌道を引き込むととも
に、これに同期して軌道送り台車２０２および関節ロー
ラホルダ２１０も所定の動作を行う（図１２及び図１
３）。 (x) (viii),(ix)の動作を繰返し、軌道１００の関節１
０２をメインテナンスポート９内に直線状に並べる（図
９）。 (xi) 第２スライドリンク２０４を後退させながら、支
持アーム２０５を所定の角度回転させ、ビークル３００
をメインテナンスポート内に進入させる。

【００５１】(xii)第２スライドリンク２０４及び軌道
送り台車２０２をキャスク８内で収納されていた位置に
戻すとともに、旋回リンク２０１の先端の関節１０１ｆ
を軌道収納されていた位置に戻すと共に、旋回リンク２
０１の先端の関節１０１ｆを軌道収納ガイド２０６に沿
って移動させ、軌道１００を収納する（図９）。

【００５２】(xiii) 第１スライドリンク２０３を後退
させながら旋回リンク２０１を所定量回転させて、軌道
１００と第１スライドリンク２０３およびビークル３０
０をキャスク中に収納する（図６）。

【００５３】一方、キャスク８の内部には、図２に示さ
れる如く軌道１００をその関節部１０１において折り畳
んで軌道ガイド２０６上に収納し、ビークル３００を第
１スライドリンク２０３の先端に設けられた支持アーム
２０５の先端に保持した状態で、支持アーム２０５を図
示矢印Ｘの方向に揺動した際、支持アーム２０５にビー
クル３００を介して支持された軌道１００の弧の延長線
上に固定軌道４００が設けられている。さらにその延長
方向にはキャスク８の内壁に上下方向に設けられた案内
４０１に沿って図示しない駆動手段により昇降する上下
２段の昇降軌道４０２が設けられ、その一方の段の昇降
軌道には例えばアーマタイル７を交換するためのマニピ
ュレータ３５５を備えたビークル３５０が取付けられて
いる。また、固定軌道４００に連結される他方の段の昇
降軌道４０２に面したキャスク８の壁面には図示しない
自由度を持ち、遠隔にて操作されるコネクタ着脱マニピ
ュレータ４０３が設けられている。

【００５４】さらに、図２０には炉内機器のうちダイバ
ータ６の交換用エンドイフェクタ３３３を持つマニピュ
レータ３３０を搭載したビークル３００を示すが、その
ビークル３００の軌道１００の外周面に接する部分に
は、軌道１００の間接１０１及びこの間接１０１上に設
けられたケーブルサポート５００が通過するための開口
部が設けられている。また、ビークル３００の外径側側
面中央部には、ビークル３００に電力及び各種制御信号
を伝送するためのケーブル５１０の先端に取付けられた
コネクタ５２０が接続固定されており、コネクタ５２０
の下方にはビークルの前後方向に各々滑らかに傾斜した
ラッパ状のケーブルガイド５２１が設けられている。さ
らに、ケーブルサポート５００には３個の回動自在のロ
ーラ５０１がＵ字形に配置されており、上面には外周側
のローラ５０１と同軸上で揺動するレバー５０２が設け
られている。また、図２２にはアーマタイル７交換用マ
ニピュレータ３５５を２台装着した他のビークル３５０
の外観を示す。次にこのように構成されたトカマク型核
融合炉の遠隔保全装置において、本発明の要旨であるビ
ークル交換の作用を図２乃至図５により説明する。

【００５５】図２において、いま軌道１００がキャスク
８内の軌道ガイド２０６上に関節部１０２にて折り畳ま
れて収納されているものとし、またこのとき軌道１００
の先端には例えばダイバータ６を交換するためのマニピ
ュレータ３３０を備えたビークル３００が取付けられて
おり、このビークル３００は第１スライドリンク２０３
に取付けられた支持アーム２０５に保持されている。こ
のような状態にあるとき、ダイバータ６の交換作業から
他の作業、例えばアーマタイル７の交換作業へと切換え
る際には、キャスク８内で支持アーム２０５を２点鎖線
で示す如く図示時計方向に揺動し、そして固定軌道４０
０に対してビークル３００の先端から突出た軌道１００
の先端を接続固定する。一方、昇降軌道４０２を案内部
４０１に沿って図示しない駆動機構によって図示紙面の
前後方向に昇降させ、その内のビークルの搭載されてい
ない軌道を先の固定軌道４００に接続して、ビークル３
００を前進させ、固定軌道４００を経て昇降軌道４０２
へ乗り移らせる。

【００５６】次にキャスク８の壁面に設けられたコネク
タ着脱マニピュレータ４０３を動作させ、ビークル３０
０からコネクタ５２０を取外し保持する。その後、図３
に示されるように昇降機構を操作してアーマタイル交換
用マニピュレータ３５５を搭載したビークル３５０が取
付けられた軌道を固定軌道４００に連結する。コネクタ
着脱マニピュレータ４０３を作動させ、保持したコネク
タ５２０をビークル３５０に接続固定する。

【００５７】次にビークルを走行させ固定軌道４００を
経て軌道１００へと乗り移らせる。さらに、支持アーム
２０５のビークル保持機構を作動させ、支持アームにビ
ークル３５０を固定する。最後に支持アーム２０５を２
点鎖線の状態から揺動して軌道展開の状態に戻す。一
方、展開された軌道１００上をビークル３００が走行す
る際には、ビークル３００の軌道１００の外周側に開口
部が設けられているため、図２０に示すように軌道関節
１０１及びそこに設けられたケーブルサポート５００に
干渉せずに通過ができ、しかもコネクタ５２０に牽引さ
れるケーブル５１０はケーブルガイト５２１により、ビ
ークル３００が前後何れの方向に走行しても無理なくケ
ーブルサポート５００のレバー５０２を押し開けて三方
をローラ５０１に囲まれた空間に引き回される。次に炉
内で故障を起こしたビークルの回収方法について説明す
る。

【００５８】図５（ａ）において、ビークル３００Ａが
軌道１００Ａを走行しているとき、炉内にて走行機能に
関わる故障が発生した場合には、軌道１００Ｂを走行す
るビークル３００Ｂによりビークル３００Ａを支持アー
ム２０５Ａ上へ押して行く。次にビークル保持機構を動
作させてビーク３００Ａを固定し、軌道敷設装置２００
Ａを作動させてビークル３００Ａを固定し、軌道敷設装
置２００Ａを作動させて図５（ｂ）に示されるように軌
道１００Ｂの先端部の結合を解除する。その後、軌道１
００Ｂをビークル３００Ｂとともに炉外へ引出し、牽引
用の走行及び関節ロック駆動機構のみを備えた小型の特
殊ビークル３６０Ｂと交換し、再度炉内へ侵入させる。
炉内で特殊ビークル３６０Ｂは、支持アーム２０５Ａ上
でビークル３００Ａと連結し、さらに前進して図５
（ｃ）に示されるように自ら支持アーム２０５Ａ上に保
持されてビークル３００Ａに代って軌道敷設装置２００
Ａと同期をとって、軌道１００Ａの収納作業を図５
（ｄ）の如く行う。メンテナンスポート９Ａを通過する
際は、図５（ｅ）に示すようにビークル３００Ａを支持
アーム２０５Ａ上に戻し、特殊ビークル３６０Ｂは支持
アヘム２０５Ａの関節側へ退避する。図５（ｆ），
（ｇ）においては、キャスク８Ａの中で、故障したビー
クル３００Ａを交換した後、図５（ｈ）に示されるよう
に軌道１００Ａは再度炉内に敷設される。

【００５９】以上のように構成された本発明の実施例で
は、キャスク８内に固定軌道４００、昇降軌道４０２、
コネクタ着脱マニピュレータ４０３を設けることによっ
て、作業目的にあったビークルと交換できるので、作業
能率の向上を図ることができる。また、ビークル３００
の開口部軌道１００の関節１０１及びケーブルサポート
５００と干渉しないようにしたため、ビークル３００は
図５に示される如く、軌道１００が搬入され、展開され
たメンテナンスポート９を挟んで左右どちらへも走行す
ることが可能で、２つの同様の装置を対向するメンテナ
ンスポートから挿入することにより、炉内全領域に対し
て二重化された保全システムが構成され、信頼性を高め
ることができる。

【００６０】さらに、ビークル３００，３５０，３６０
等の交換を可能にすることにより、図５に示すように炉
内にて軌道１００Ａを走行するビークル３００Ａが故障
した際、軌道１００Ｂを走行するビークル３００Ｂ及び
これと交換されて軌道１００Ｂ上に取付けられた特殊ビ
ークル３６０Ｂにより、故障したビークル３００Ａを回
収することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、キャ
スク内でビークルの交換ができるため、作業目的に合っ
た種類のビークルを同一軌道上に走行させることがで
き、しかもここのビークルが軌道が挿入されたメンテナ
ンスポートに対して左右どちらの方向へも走行可能で作
業効率がよく、さらに炉内全域にわたり二重化されてい
るので、万一の炉内におけるビークルの故障に対しても
故障したビークルの回収が可能で信頼性の高いトカマク
型核融合炉の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】本発明によるトカマク型核融合炉の遠隔保全装
置の一実施例を示す斜視図。

【図２】同実施例におけるキャスク部分を示す平面図。

【図３】同じくマニピュレータ部分及び軌道回りの側面
図。

【図４】同じく動作説明図。

【図５】同じくビークル回収時の動作説明図。

【図６】同じく軌道の展開過程において、軌道がキャス
ク内に収納されている状態を示す平面図。

【図７】同じくビークルの走行機構を部分的に破断して
示す斜視図。

【図８】同じく軌道敷設装置の側面図。

【図９】同じく軌道の展開過程において、軌道の先端が
メンテナンスポート内を移動している状態を示す平面
図。

【図１０】同じく軌道の展開過程において、先端のリン
クの円弧とトーラス状スペースの中心が一致した位置で
停止した状態を示す平面図。

【図１１】図１０から軌道を取除いた状態を示す平面
図。

【図１２】同じく軌道の展開過程において、関節ローラ
に係合したままローラホルダを回転させ、開口部再びト
ーラス状スペースの中心に向けた状態を示す平面図。

【図１３】同じく軌道の展開過程において、トーラス状
スペースの中心へスライドさせると同時に軌道送り台車
を移動させたときの動作状態を示す平面図。

【図１４】図１３の動作後の状態を示す平面図。

【図１５】同じく軌道間接部の詳細図。

【図１６】同じく軌道の展開過程において、関節ホルダ
を１８０°回転させたときの状態を示す平面図。

【図１７】同じく炉の縦断面図。

【図１８】同じく軌道把持機構を示す外観図。

【図１９】同じく軌道の展開過程において、軌道の先端
を固定する場合の説明図。

【図２０】同じくダイバータ用マニピュレータを備えた
ビークルの外観図。

【図２１】同じくダイバータ交換作業を示す縦断面図。

【図２２】同じくアーマタイル用マニピュレータを備え
たビークル外観図。

【図２３】トカマク形核融合炉の一例を示す縦断面図。

【図２４】従来の遠隔保全装置の一例を示す横断面図。

【符号の説明】

１……トカマク型核融合炉、２……トーラス、６……ダ
イバータプレート、７……第一壁（アーマタイル）、８
……キャスク、９，９ｂ……メンテナンスポート、１０
０……軌道、１０１……関節、２００……軌道敷設装
置、３００，３００Ａ，３００Ｂ……ビークル、３５０
Ｂ……特殊ビークル、３５０，３５５……マニピュレー
タ、４００……固定軌道、４０２……昇降軌道、４０３
……コネクタ着脱マニピュレータ、５００……ケーブル
サポート、５２０……コネクタ、５２１……ケーブルガ
イド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の円弧状リングそれぞれを関節によ
   り屈伸自在に接続されてなる軌道と、この軌道の後端部
   が接続されトカマク型核融合炉のメンテナンスポートを
   経て前記軌道の円弧状リングを前記核融合炉のトーラス
   状の空間に順次送出して円形に展開させる軌道敷設装置
   と、この軌道敷設装置の先端に揺動可能に接続されトー
   ラス周方向の展開方向を決める支持アームと、この支持
   アームに保持されて前記軌道上を走行するビークルと、
   前記軌道敷設装置の基端を支持し非使用時に装置全体を
   収納するキャスクと、このキャスクに収納された状態で
   前記支持アームが揺動した位置に設けられた固定軌道
   と、この固定軌道の延長上に選択的に連結され少なくと
   もその一つには他のビークルが取付けられた複数の可動
   軌道と、前記ビークルへのケーブルをコネクタ部分で着
   脱するマニピュレータとを備えたことを特徴とするトカ
   マク型核融合炉の遠隔保全装置。