JP3357766B2

JP3357766B2 - 核融合炉の遠隔保全装置

Info

Publication number: JP3357766B2
Application number: JP18733795A
Authority: JP
Inventors: 栄介多田; 聡角舘; 潔岡; 光昇近藤; 清柴沼; 伸村上; 正宗像
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 2002-12-16
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: JPH0933680A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トカマク型核融合装置
等のトーラス状中空構造体の内部に配置された機器を保
全するための遠隔保全装置に関し、特に、大重量の機器
を横方向に移動させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｄ−Ｔ反応を行う核融合炉の炉内機器
は、高温のプラズマに直接対向し、高エネルギーの粒子
負荷を直接受けるので、定期的に交換するなどの保全作
業が必要とされている。また、運転後の炉は放射化され
ているため、炉内機器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７はトカマク型核融合炉の一例の縦断面
を示す図であり、トカマク型核融合炉はトーラス状スペ
ース１００の外径が約24ｍ、高さが約12ｍに及ぶ中空ド
ーナツ状の容器１０１を有し、この容器全体が厚さ数メ
ートルの遮蔽体（図示せず）の中に収納されている。交
換の対象となっている大型の炉内機器の中で、核融合炉
の運転時に生成される不純物を排出するためのダイバー
タ１０２は、トーラス状スペース１００の下端部に放射
状に並べられて固定されており、１個の大きさがトーラ
ス状スペースの径方向に長さが約 5ｍ、周方向に幅が内
径側で約 0.3ｍ、外径側で約 0.6ｍ、高さが約 2ｍであ
り、重さは約16トンになるとされている。また、ブラン
ケット１０３は、ダイバータが設置されているトーラス
状のスペース１００の下部を除いた内面全体を覆うよう
に構成されている。また、このトーラス状スペース１０
０の周りには、トロイダル磁場コイル１０４や、トーラ
スの中心軸ｃ回りに円環状にポロイダル磁場コイル１０
５ａ〜１０５ｆが複雑に配置されている。したがって、
ダイバータ１０２やブランケット１０３等の炉内機器を
交換するには、これらの周りの機器を回避するようにト
ーラス状スペース１００の回りに放射状に設けられた中
央部のポート１０６や下部のポート１０７を使用しなけ
ればならない。

【０００４】特にトカマク型核融合装置において作業能
率および信頼性に優れ、有用な遠隔保全装置として、特
開平４−２１２０９１号および特開平６−３２８３７３
号で提案されたものを図８および図９に示す。本遠隔保
全装置は、内部のトーラス状スペース１００から半径方
向に延びる複数のメンテナンスポート１１０の外部につ
ながった容器１１１の内部に配置された機器であって、
互いに回転自在に連結された複数の円弧状リンクから形
成され、前記トーラス状スペース１００内に連続した半
円状に延設される軌道１１２と、この軌道１１２に沿っ
て移動し、前記炉内機器を取り扱う伸縮型マニピュレー
タ１１３を搭載したビークル１１４と、前記容器１１１
に配置されて前記軌道１１２を収容する軌道収納手段１
１５と、この軌道収納手段１１５に収納された軌道１１
２の各リンクを１つのメンテナンスポート１１０から前
記スペース１００内に周方向に沿って順次送り出し、こ
のスペースと同心状に軌道１１２を延設し、この軌道１
１２の最後端のリンクを支持する軌道展開手段１１６
と、前記１つのメンテナンスポート１１０に隣接する他
のメンテナンスポート１１７から挿入されて前記スペー
ス１００内に延設された軌道１１２の中間部を支持する
軌道支持装置１１８とを備えることを特徴としている。

【０００５】上記ビークル１１４には、図９に示すよう
に、軌道１１２内周面に設けられたセクタギア１２０に
かみ合って軌道１１２に沿って移動するためのピニオン
ギア（図示せず）およびその駆動機構１２１と、軌道１
１２上を移動するときに軌道支持装置１１８との干渉を
防止する開口部を有してビークル１１４に固定される固
定リング１２２と、この固定リング１２２の周方向に沿
って移動可能に装着され、固定リング１２２と同様の開
口部を有する可動リング１２３と、この可動リング１２
３を固定リング１２２に対して移動する駆動装置１２４
とが備えられている。

【０００６】前記伸縮型マニピュレータ１１３は、先端
にエンドイフェクタ（図示せず）を備えることができる
テレスコープ型マニピュレータであり、可動リング１２
３に結合されて軌道１１２回りに回転するようになって
おり、約 6ｍの長さまで伸びて炉の下部にある炉内機器
に接近することが可能になっている。本遠隔保全装置
は、このテレスコープ型マニピュレータ１１３とビーク
ル１１４の動作により、炉内全域の機器のメンテナンス
作業を行なうものである。なお、炉内機器の交換は、中
央部のメンテナンスポート１１７内の軌道支持装置１１
８の下側の空間を使用して行なう。

【０００７】図７に示すように、ダイバータ１０２はブ
ランケット１０３の下端部の径方向の間隔より長く、大
きいので、上方に引き上げて中央のポート１０６から交
換することはできない。したがって、ダイバータ１０２
の交換は下部ポート１０７を使用して行なうことにな
る。

【０００８】ここで、ダイバータ１０２を撤去する手順
について以下に説明する。図１０は放射状に並んでいる
ダイバータ１０２を上から見たようすを示している。ま
ず、下部ポート１０７内に設置されている遮蔽体（図示
せず）などを撤去して下部ポート１０７を開け、移動す
るダイバータ１０２の冷却配管１０９（図７参照）を切
断しておく。そして下部ポート１０７の正面にあるダイ
バータ１０２ａを径方向に引き出す。次に隣接するダイ
バータ１０２ｂを同図中の矢印のように下部ポートの正
面の位置まで周方向に移動して、その後は同様にして径
方向に引き出す。この動作を繰り返すことにより、ダイ
バータ１０２を順次下部ポートから炉外に撤去する。新
しいダイバータ１０２の設置はこれと逆の手順によって
行なう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ダイバータ１０２を図
１０に示すように周方向に移動するためには、「ダイバ
ータの重量」×「ダイバータと床面との摩擦係数」に相
当する駆動力が必要であり、ダイバータ１個の重量を16
トン、摩擦係数を 0.2とすると、周方向の所要駆動力は
16ton・f× 0.2＝3.2ton・fとなる。この駆動力を上記に
述べたようなテレスコープ型マニピュレータで発生させ
ようとすると、鉛直下向きに約 6ｍの長さに伸びている
テレスコープ型マニピュレータの先端に3.2ton・fの横荷
重が負荷され、同時にマニピュレータの付け根には、3.
2ton・f× 6ｍ＝ 19.2ton・f・mもの大きなモーメントが負
荷されることになる。

【００１０】図８に示すような軌道１１２に装着される
テレスコープ型マニピュレータ１１３で上記のような大
きな荷重を負荷することは機構的に非常に困難である。
すなわち、テレスコープ型マニピュレータでダイバータ
を周方向に直接移動させることは非常に困難である。

【００１１】ダイバータを撤去した後のスペースを使用
して周方向の駆動力を発生する装置を構成するとして
も、周方向と、径方向のスペースが限られており、容易
ではない。特に、ポート正面のダイバータ１個のみを撤
去した状態では、ダイバータ１個分のスペースしかない
ので、このスペースを使用してしまうとダイバータをそ
れのスペースに移動させることができなくなってしまう
という問題がある。さらに、駆動力を発生する装置に
は、駆動力の反力が、転倒力として作用する。例えば、
床面から 0.5ｍの高さの位置で3.2ton・fの駆動力が作用
する場合には、3.2ton・f× 0.5ｍ＝1.6ton・f・mのモーメ
ントが床面との接触点回りに作用する。そのため、床面
との接触部で過大な支持力が必要になり、円周方向の限
られた幅の中でこの転倒力を支持しながらダイバータを
安定的に移動させることは困難となるという問題点があ
る。転倒力を支持する機構を構成することができなけれ
ば、支持が不十分となり、転倒してしまい、移動ができ
なくなる恐れがある。同様に、駆動力を受けるダイバー
タにも転倒力が作用するので安定的に移動させることが
困難になるという問題がある。

【００１２】以上のように、大重量機器であるダイバー
タを限られたスペース内で交換するには、多くの技術課
題がある。

【００１３】本発明は、かかる点に対処してなされたも
ので、１個の移動対象機器のみが撤去されただけでスペ
ースが限られている状態でも移動ができ、マニピュレー
タ先端に過大な横荷重をかけたり、マニピュレータの付
け根に過大なモーメントをかけることもなく、また、過
大な力で床面を支持する必要もなく、転倒することなく
安定的に大重量の機器を移動することができる核融合炉
の遠隔保全装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の核融合炉の遠隔
保全装置は、床面上に配置された移動対象機器の側面に
対して床面にほぼ平行に駆動力を作用させて移動対象機
器を移動させる移動用アームと、床面に設けられた挿入
部に係合して移動用アームの移動対象機器に対する駆動
力の反力を支持する横荷重支持手段と、一方の端部に移
動用アームが支持され他端部が支持アームに床面にほぼ
垂直な軸回りに回転自在に支持されて横荷重支持手段に
掛かる移動用アームの駆動作用によるモーメントを他端
部に掛かるほぼ垂直方向の荷重により相殺するバランス
アームとを備えることを特徴とする。

【００１５】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、移動方向の設置幅が移動対象機器の半分以下となる
ように形成され、前記移動対象機器の１個が撤去されて
生じた空間に挿入設置され、隣接する移動対象機器を引
き寄せ、新たに生じた空間に移転挿入されて、前記隣接
する移動対象機器を押し込み、前記移動対象機器の１個
が撤去されて生じた空間に前記隣接する移動対象機器を
移動させる一連の動作が可能に構成される核融合炉の遠
隔保全装置であって、床面上に配置された移動対象機器
の側面に対して床面にほぼ平行に駆動力を作用させて前
記移動対象機器を移動させる移動用アームと、前記床面
に設けられた挿入部に係合して前記移動用アームの前記
移動対象機器に対する駆動力の反力を支持する横荷重支
持手段と、一方の端部に前記移動用アームが支持され他
端部が支持アームに床面にほぼ垂直な軸回りに回転自在
に支持されて、前記横荷重支持手段に掛かる前記移動用
アームの前記移動対象機器に対する駆動作用によるモー
メントを前記他端部に掛かるほぼ垂直方向の荷重により
相殺するバランスアームとを備えることを特徴とする。

【００１６】

【００１７】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、上記構成において、移動用アームが互いに回転自在
に連結された２本のリンクからなり、それぞれのリンク
の連結されていない端部が移動用アームの駆動方向にほ
ぼ垂直な面において床面にほぼ平行にスライド可能に支
持されることを特徴とする。

【００１８】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、上記構成において、移動用アームの先端に揺動自在
に支持され移動対象機器側の構造に係合可能な係合部を
備えていることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、支持アームはマニピュレータであり、このマニピュ
レータの先端部にバランスアームの他端部が軸支され、
このマニピュレータが前記他端部に床面にほぼ垂直な方
向の荷重をかけることを特徴とする。

【００２０】

【００２１】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、バランスアームの他端部とマニピュレータの先端と
が着脱自在に構成され、移動用アームを支持するバラン
スアームが炉内にてマニピュレータの先端に装着される
ことを特徴とする。

【００２２】

【作用】本発明の核融合炉の遠隔保全装置は、移動用ア
ームをダイバータ等の移動対象機器の側面に対して伸縮
駆動させて移動対象機器を横方向に移動させるととも
に、横荷重支持手段を床面に設けられた溝あるいは穴等
の挿入部に係合させて移動用アームの駆動力の反力を支
持するとともに、一端において床面に垂直な軸回りに移
動用アームを回転自在に支持するバランスアームに、こ
のバランスアームの他端を床面に垂直な軸回りに軸支す
る支持アームによって床面にほぼ垂直方向の荷重を掛け
ることにより上記移動用アームの横方向の駆動力で生じ
るモーメントをバランスさせて移動用アーム装置の転倒
を防止する。

【００２３】

【００２４】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、移動対象機器の１個が撤去された後の空間に、隣接
する移動対象機器との間に移動対象機器の略半分の空間
を設けるようにかつ横荷重支持手段が床面に設けられた
溝あるいは穴等の挿入部に係合するように設置され、移
動用アームの先端部を隣接する移動対象機器の側面の構
造部に引っ掛けて引き寄せることにより、移動対象機器
の幅の略半分移動させる。ついで、新たに生じた略半分
の空間に移動用アームの向きを反転させて移動挿入さ
れ、横荷重支持手段が床面の挿入部に係合するよう設置
された後、今度は前記隣接する移動対象機器の側面を移
動用アームにより押すことにより、この隣接する移動対
象機器を最初の移動対象機器が撤去されたできた空間に
移動させる。これにより、移動対象機器１個分のスペー
スがあるだけで移動対象機器をポートの正面に容易に移
動させることができ、ポートを通じて順次移動対象機器
を核融合炉の外部に取出すことができる。

【００２５】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、移動用アームが、互いに回転自在に連結された２本
のリンクからなり、他端を同一方向にスライド可能なよ
うに構成され、スライドする位置を任意に制御すること
によって、リンクの角度と位置を制御してリンクの連結
部である移動用アームの先端部の位置を制御するととも
に、リンクの角度を広げることにより、移動用アームを
引き込んでコンパクトに収納することができる。

【００２６】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、移動用アームの先端部に備えたフック等の係合部を
揺動自在に制御し、移動対象機器側に設けられたピン等
の構造に係合させることにより、移動対象機器を容易に
引き寄せたり、押したりすることができる。また、使用
しないときには、移動用アームの先端部およびその係合
部はコンパクトに収納可能となる。

【００２７】

【００２８】

【００２９】また、本発明の核融合炉の遠隔保全装置
は、マニピュレータとその先端に装着されるバランスア
ームとは着脱自在に構成され、移動用アームを支持する
バランスアームはマニピュレータとは別の経路を経て移
動対象機器の近傍に設置されてから、マニピュレータの
先端に装着され、移動対象機器を移動した後にはマニピ
ュレータから切り離されて、マニピュレータとは別の経
路を経て核融合炉内から撤去される。

【００３０】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【００３１】図１は、本発明の一実施例の遠隔保全装置
を示すものであり、特に図７に示すようなトカマク型核
融合炉において、トーラスの周方向にダイバータ１０２
を移動させるためにマニピュレータの先端に装着される
ダイバータ移動装置を示すものである。なお、図７にお
いて、符号１０７はダイバータ１０２を搬出入する下部
ポート、１０８はダイバータ１０２をトーラスの周方向
に移動させるために床面に設けられたレールであり、ダ
イバータ１０２の底面にはこのレール１０８に沿って転
がるローラ（図示せず）が組み付けられている。また、
１０９はダイバータ１０２の冷却配管である。この例で
は、ダイバータ１個の大きさは、トーラス状スペース１
００の径方向に長さ約 6ｍ、高さ約 2ｍ、幅は内径側で
約 0.3ｍ、外径側で約 0.6ｍとなっており、重量は約16
トンである。

【００３２】図１において、テレスコープ型マニピュレ
ータ１１３の先端には、直交するｍ軸、ｎ軸回りに図示
しないアクチュエータにより回転するようにバランスア
ーム１の一端が組み付けられており、バランスアーム１
の他端には駆動ユニット２によりｐ軸回りに回動できる
ようにフレーム３が取り付けられている。フレーム３の
幅は１個のダイバータの幅の半分以下になっている。

【００３３】フレーム３には横方向にリブ４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄが平行に設けられており、リブ４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄの前面にはリニアガイドのレール５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄが取り付けられている。これらのリニア
ガイドのレール５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに沿ってスライ
ドするリニアガイドブロック６ａ、６ｂは支持プレート
７ａによって結合され、同様にリニアガイドブロック６
ｃ、６ｄ（６ｄのリニアガイドブロックは手前の部品で
隠れている）は、支持プレート７ｂによって結合されて
いる。支持プレート７ａ、７ｂは、それぞれ、サーボモ
ータおよび減速機からなる駆動ユニット８ａ、８ｂで回
転駆動されるボールネジ９ａ、９ｂによってそれぞれス
ライドするボールナット１０ａ（１０ｂに相当するボー
ルナットは手前に描かれている部品の陰にあるため図１
には示されていない）に固着されており、独立にスライ
ド駆動される。さらに、支持プレート７ａ、７ｂは、そ
れぞれリンク１１ａ（１１ｂに相当するリンクは手前に
描かれている部品の陰にあるため図１には示されていな
い）の基端部を回転自在に支持している。この２本のリ
ンク１１ａ、１１ｂは、ｑ軸回りに回転自在に連結され
ており、ｑ軸部にはフック１２ａがサーボモータと減速
機からなるフック駆動ユニット１３ａによってｑ軸回り
に揺動するように装着されている。このフック１２ａは
ダイバータ１０２の側面に設けられた図示しないピンに
引っかけることができるようになっている。

【００３４】下側のリブ４ｃ、４ｂにも、上記と全く同
様に、リニアガイドのレール、リニアガイドブロック、
支持プレート７ｃ、７ｄ、駆動ユニット、ボールネジ、
リンク１１ｃ、１１ｄ、フック１２ｂ、フック駆動ユニ
ット１３ｂからなる同様の機構が構成されている。この
フック１２ｂは前記のフック１２ａと対称にｒ軸回りに
揺動するようになっている。

【００３５】一方、フック１２ａ、１２ｂの真下付近の
フレーム３の下面２ケ所には、位置合わせピン（フレー
ム３の陰になっているので図１には示されていないが、
符号を１４ａ、１４ｂとする）が下向きに突出するよう
に設けられている。

【００３６】図２および図３は、上記の４本のリンク１
１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの基端部の位置とフック
駆動ユニット１３ａ、１３ｂの位置との関係を示す模式
図であり、フレーム３を上方から見たものになってい
る。図２においては、リンク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、
１１ｄの基端部の揺動中心軸が、それぞれｓa 、ｓb 、
ｓc 、ｓd の位置にあり、リンク１１ａ、１１ｂを連結
している軸およびリンク１１ｃ、１１ｄを連結している
軸は、それぞれｑ1 、ｒ1 の位置にあり、フック１２
ａ、１２ｂは開いた状態でフレーム３内に引き込まれて
いる。

【００３７】図３は、リンク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、
１１ｄの基端部をｅa 、ｅb 、ｅc、ｅd の位置にスラ
イドさせて、リンクを連結している軸をｑ2 、ｒ2 位置
に移動し、そこでフック１２ａ、１２ｂを回転させてダ
イバータ１０２の側面に設けられたピン２０ａ、２０ｂ
に引っかけた状態を示している。

【００３８】このようにそれぞれのリンク１１ａ、１１
ｂ、１１ｃ、１１ｄの基端部を独立にスライド駆動する
ことによって、フック１２ａ、１２ｂの位置を２次元的
に自在に制御することができる。

【００３９】以上のような構成のダイバータ移動装置を
備えた遠隔保全装置によってダイバータ１０２を撤去す
る手順について説明する。

【００４０】まず、図８に示すように、関節によって連
結された円弧状の軌道１１２を炉内に展開して、前述し
たテレスコープ型マニピュレータ１１３を備えたビーク
ル１１４がその軌道１１２上を走行できるようにしてお
く。テレスコープ型マニピュレータ１１３の先端には図
１に示すダイバータ移動装置を装着しておく。

【００４１】一方、図７において、下部ポート１０７の
図示しない遮蔽プラグを撤去して、移動するダイバータ
１０２の冷却配管１０９を撤去する。ついで、図１０に
示すように、下部ポート１０７の正面にあるダイバータ
１０２ａを下部ポート１０７からトーラス状スペースの
径方向に引き抜いておく。

【００４２】このようにしてダイバータ１０２を引き抜
いてできたスペースに上記テレスコープ型マニピュレー
タ１１３により、図１に示すダイバータ移動装置を移動
する。この時、フック１２ａ、１２ｂの前にダイバータ
１０２の幅の半分のスペースを空けるように片寄せし、
フレーム３の下面に設けた位置合わせピンを床面に設け
た穴に挿入する。

【００４３】次に、図２および図３に示すように、リン
ク１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの基端をスライドさ
せることにより、２個のフック１２ａ、１２ｂを周方向
に伸ばし、フック１２ａ、１２ｂを回転させてダイバー
タ１０２ａに隣接するダイバータ１０２ｂ（図１０参
照）の側面のピン２０ａ、２０ｂにフック１２ａ、１２
ｂを引っかける。その状態を上から見たようすを図４に
示し、周方向から見たようすを図５に示す。

【００４４】図５において、１１２は炉内にトーラス中
心と同心状に展開された軌道の断面であり、１１４は軌
道１１２に沿って移動するビークルである。テレスコー
プ型マニピュレータ１１３は軌道１１２回りに回転する
とともに、ビークル１１４に対してスライド駆動され
る。斜線を施した部分が図１に示すダイバータ移動装置
である。

【００４５】図４において、この状態からダイバータ１
０２ｂをモジュールの幅の半分だけ引き寄せると、ダイ
バータ１０２ｂの向こう側にはモジュールの半分の幅の
スペースが新たに生じる。

【００４６】そこでテレスコープ型マニピュレータ１１
３により図１に示すダイバータ移動装置を引き抜いて、
フレーム３をｐ軸回りに 180°回転してフック１２ａ、
１２ｂの向きを反転させてから、新たに生じたスペース
に移動して、フレーム３下面の位置合わせピン１４ａ、
１４ｂを床面に設けた穴に挿入する。

【００４７】今度はフック１２ａ、１２ｂをダイバータ
１０２ｂの反対側の側面のピン（図示せず）にかけてか
ら押すことによって、ダイバータ１０２の幅の半分だけ
押し出す。

【００４８】上記の一連の動作によって、下部ポート１
０７の正面のダイバータ１０２ａに隣接していたダイバ
ータ１０２ｂ全体を下部ポート１０７の正面に移動する
ことができる。

【００４９】ここで、フレーム３の下面に設けた位置合
わせピン１４ａ、１４ｂとバランスアーム１の作用につ
いて図６を参照して説明する。図６は本実施例の遠隔保
全装置で隣接するダイバータを引き寄せる時に作用する
力を径方向から見た説明図である。

【００５０】図６において、フレーム３の下面の位置合
わせピン１４ａ、１４ｂが床面に設けられた穴２１ａ、
２１ｂにそれぞれ挿入されている。フック１２ａ、１２
ｂによってダイバータを引き寄せると、フック１２ａ、
１２ｂにはそれぞれ本図で左向きの引っ張り力Ｆｈ１、
Ｆｈ２が作用し、バランスアーム１の一端には、結合さ
れているテレスコープ型マニピュレータ１１３の先端か
ら下向きの押しつけ力Ｆv が作用している。位置合わせ
ピン１４ａ、１４ｂの側面には、Ｆh1＋Ｆh2に釣り合う
横方向の反力Ｎh が作用し、フレーム３の下面には、上
記の押しつけ力Ｆv と遠隔保全装置の重量Ｍg との合計
に相当する反力Ｎv が上向きに作用している。フック１
２ａ、１２ｂの床面から高さをそれぞれｈ1 とｈ2 と
し、バランスアーム１の先端でテレスコープ型マニピュ
レータ１１３の先端から下向きの押しつけ力Ｆv が作用
している位置と位置合わせピン１４ａ、１４ｂの位置と
の横方向のずれをｄとすると、位置合わせピン１４ａ、
１４ｂ回りには、以下の式で表されるモーメントＭ_pin
が作用する。

【００５１】

【数１】Ｍ_pin＝Ｆh1・ｈ1 ＋Ｆh2・ｈ2 −Ｆv ・ｄここで、テレスコープ型マニピュレータ１１３からＦv ＝（Ｆh1・ｈ1 ＋Ｆh2・ｈ2 ）／ｄで表される荷重をバランスアーム１にかけるようにする
と、Ｍ_pin＝０とすることができ、フックに作用する横方向の力により
装置を転倒させるように働くモーメントを相殺すること
ができる。このように、テレスコープ型マニピュレータ
１１３で発生させることが容易な伸縮方向の荷重によっ
て、モーメントをバランスさせて転倒を防止することが
できる。

【００５２】なお、Ｆv の大きさは上式の値とちょうど
等しくなければならない訳ではなく、ある程度の誤差が
あっても床面からの反力Ｎv が位置によって変化した
り、マニピュレータの付け根部に若干の横荷重が生じる
ことになるだけで問題ない。

【００５３】一方、フック１２ａ、１２ｂでダイバータ
を押す時には、バランスアーム１をｐ軸回りに 180°回
転してからバランスアーム１の先端に下向きの荷重をか
ければダイバータを引き寄せる場合と同様に、転倒させ
るように働くモーメントを容易に相殺することができ
る。

【００５４】以上に説明したように、本実施例には以下
の効果がある。

【００５５】（１）２本のリンクを回動自在に連結する
関節部に、ダイバータを引き寄せたり押したりするフッ
クを設け、リンクの基端部の位置をそれぞれ独立にスラ
イド制御するので、ダイバータの位置と姿勢を任意に制
御することができる。特に、ダイバータをトーラス状ス
ペースの中心軸回りに周方向に移動させることが容易に
できる。さらに、２個の基端部を遠ざけることにより、
リンクをトーラス状スペースの周方向にコンパクトに収
納することができ、装置を小型軽量に構成することがで
きる。

【００５６】（２）ダイバータ移動装置の幅がダイバー
タの半分以下になっており、１個のダイバータが撤去さ
れてできたスペースに挿入して、隣接するダイバータを
幅の半分だけ引き寄せ、新たに生じたスペースにダイバ
ータ移動装置を移動して、ダイバータ側面を幅の半分だ
け押し出すようにしたので、１個のダイバータが引き抜
かれてできる限られたスペースのみでもダイバータを移
動することができる。

【００５７】（３）フックにおける横方向の力によって
生じるモーメントは、バランスアームの先端に縦方向の
荷重をかけることにより相殺される。しかも、長く縦に
伸びたマニピュレータでは発生が容易な縦方向荷重があ
れば十分で、剛性、強度の面で発生が困難な先端での横
方向荷重が必要ない。このため、過大な支持力を発生さ
せる必要がないので、装置を小型軽量にでき、限られた
スペース内で大きなモーメントをバランスさせて、転倒
を防止しながら機器を安定的に移動させることができ
る。

【００５８】なお、上記の実施例においては、本発明の
核心部であるダイバータ移動装置をマニピュレータの先
端に装着した状態で、軌道とビークルとマニピュレータ
を炉内に搬入する方式を採用していたが、マニピュレー
タの先端部と、ダイバータ移動装置の上部とを着脱自在
に構成しておき、下部ポートの正面のダイバータを撤去
した後に、ダイバータ移動装置を下部ポートから炉内に
搬入して、マニピュレータの先端に取り付けるようにし
てもよい。

【００５９】この場合には、本ダイバータ移動装置をビ
ークルやマニピュレータとともに中央ポートを経て炉内
に搬入する必要がないので、本ダイバータ移動装置の大
きさや形状の制約が緩和される効果がある。特に中央ポ
ートが小さい場合や、マニピュレータの先端に大きな装
置を装着したままで炉内に搬入することが困難な場合に
も、本発明の遠隔保全装置を実施することができる効果
がある。

【００６０】

【発明の効果】上記したように、本発明の核融合炉の遠
隔保全装置によれば、支持アーム先端に過大な横荷重を
かけることもなく、また、過大な力で床面を支持する必
要もなく、安定的に大重量の機器を移動し交換作業する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の核融合炉の遠隔保全装置の一実施例を
示す斜視図である。

【図２】図１の遠隔保全装置のリンクの基端部の位置と
フックの位置との関係を示す図である。

【図３】図２と同様にリンクの基端部の位置とフックの
位置との関係を示す図である。

【図４】隣接するダイバータの側面のピンにフックを引
っかけた状態を上から見た図である。

【図５】図４の状態を周方向から見た図である。

【図６】位置合わせピンとバランスアームとの作用を説
明する図である。

【図７】トカマク型核融合炉の一例を示す縦断面図であ
る。

【図８】遠隔保全装置の全体構成の概略を例示する斜視
図である。

【図９】図８に示す遠隔保全装置のマニピュレータの取
付け部分を例示する斜視図である。

【図１０】トカマク型核融合炉において放射状に並んで
いるダイバータを上から見た図である。

【符号の説明】

１………バランスアーム２………駆動ユニット３………フレーム４………リブ５ａ〜５ｄ………リニアガイドのレール６ａ〜６ｂ………リニアガイドのブロック７ａ〜７ｄ………支持プレート１１ａ〜１１ｄ………リンク１２ａ、１２ｂ………フック１３ａ、１３ｂ………フック駆動ユニット１４ａ、１４ｂ………位置合わせピン、１１３………テレスコープ型マニピュレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡潔茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の１日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者近藤光昇茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の１日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者柴沼清茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の１日本原子力研究所那珂研究所内 (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 (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 (56)参考文献特開平７−60672（ＪＰ，Ａ) 多田栄介他，核融合炉内機器の移動装置の開発，1995年春の年会要旨集，日本，社団法人日本原子力学会，1995年３月10日，347 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21B 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】床面上に配置された移動対象機器の側面
に対して床面にほぼ平行に駆動力を作用させて前記移動
対象機器を移動させる移動用アームと、前記床面に設け
られた挿入部に係合して前記移動用アームの前記移動対
象機器に対する駆動力の反力を支持する横荷重支持手段
と、一方の端部に前記移動用アームが支持され他端部が
支持アームに床面にほぼ垂直な軸回りに回転自在に支持
されて、前記横荷重支持手段に掛かる前記移動用アーム
の前記移動対象機器に対する駆動作用によるモーメント
を前記他端部に掛かる床面にほぼ垂直方向の荷重により
相殺するバランスアームとを備えることを特徴とする核
融合炉の遠隔保全装置。
【請求項２】移動方向の設置幅が移動対象機器の半分
以下となるように形成され、前記移動対象機器の１個が
撤去されて生じた空間に挿入設置され、隣接する移動対
象機器を引き寄せ、新たに生じた空間に移転挿入され
て、前記隣接する移動対象機器を押し込み、前記移動対
象機器の１個が撤去されて生じた空間に前記隣接する移
動対象機器を移動させる一連の動作が可能に構成される
核融合炉の遠隔保全装置であって、床面上に配置された
移動対象機器の側面に対して床面にほぼ平行に駆動力を
作用させて前記移動対象機器を移動させる移動用アーム
と、前記床面に設けられた挿入部に係合して前記移動用
アームの前記移動対象機器に対する駆動力の反力を支持
する横荷重支持手段と、一方の端部に前記移動用アーム
が支持され他端部が支持アームに床面にほぼ垂直な軸回
りに回転自在に支持されて、前記横荷重支持手段に掛か
る前記移動用アームの前記移動対象機器に対する駆動作
用によるモーメントを前記他端部に掛かるほぼ垂直方向
の荷重により相殺するバランスアームとを備えることを
特徴とする核融合炉の遠隔保全装置。
【請求項３】請求項１または２記載の核融合炉の遠隔
保全装置において、前記移動用アームが、互いに回転自
在に連結された２本のリンクからなり、それぞれのリン
クの連結されていない端部が前記移動用アームの駆動方
向にほぼ垂直な面において床面にほぼ平行にスライド可
能に支持されることを特徴とする核融合炉の遠隔保全装
置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか1項記載の核
融合炉の遠隔保全装置において、前記移動用アームの先
端に揺動自在に支持され移動対象機器側の構造に係合可
能な係合部を備えていることを特徴とする核融合炉の遠
隔保全装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか1項記載の核
融合炉の遠隔保全装置において、前記支持アームはマニ
ピュレータであり、このマニピュレータの先端部に前記
バランスアームの他端部が軸支され、このマニピュレー
タが前記他端部に床面にほぼ垂直な方向の荷重をかける
ことを特徴とする核融合炉の遠隔保全装置。
【請求項６】請求項５記載の核融合炉の遠隔保全装置
において、前記バランスアームの他端部と前記マニピュ
レータの先端とが着脱自在に構成され、前記移動用アー
ムを支持する前記バランスアームが炉内にて前記マニピ
ュレータの先端に装着されることを特徴とする核融合炉
の遠隔保全装置。