(57)【要約】【課題】ハンドルの回転操作を容易に行う。【解決手段】開閉弁１００の回転操作が可能なハンドル１０２に係合する連結部２と、連結部２を回転可能に支持する支軸３と、支軸３に回転動力を付与する回転付与部５と、を備え、連結部２は、支軸３まわりの回転位置に応じ、ハンドル１０２に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル１０２に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。【選択図】図２
2020077109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器の回転操作が可能なハンドルに係合する連結部と、
前記連結部を回転可能に支持する支軸と、
前記支軸に回転動力を付与する回転付与部と、
を備え、
前記連結部は、前記支軸まわりの回転位置に応じ、前記ハンドルに回転動力を伝達する伝達状態と、前記ハンドルに回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる、ハンドル回転補助装置。
【請求項２】
前記連結部は、弾性力を伴って前記ハンドルに接触する弾性部材が前記支軸まわりの回転方向において前記ハンドルに非接触となる間隔を有して設けられている、請求項１に記載のハンドル回転補助装置。
【請求項３】
前記連結部は、前記ハンドルと同軸に固定される主歯車と、前記主歯車に対して噛み合う補助歯車と、を有し、前記補助歯車は、前記支軸まわりの回転方向において前記主歯車に噛み合う噛合部と、前記主歯車に噛み合わない非噛合部とを含む、請求項１に記載のハンドル回転補助装置。
【請求項４】
前記連結部は、前記ハンドルと同軸に固定される主回転部と、前記主回転部と平行な軸を中心に回転可能に設けられた補助回転部と、前記主回転部と前記補助回転部とを相対的に回転可能に連結する環状ベルトと、を有し、前記補助回転部は、前記支軸まわりの回転方向において前記環状ベルトに係合する係合部と、前記環状ベルトに係合しない非係合部とを含む、請求項１に記載のハンドル回転補助装置。
【請求項５】
前記支軸に回転動力を伝達すると共に、前記支軸を前記ハンドルの軸の延在方向に移動可能に支持する支持部を含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載のハンドル回転補助装置。
【請求項６】
前記回転付与部の回転動力を前記支軸に伝達する伝達部を有し、
前記伝達部は、減速機構を含む、請求項１〜５のいずれか１つに記載のハンドル回転補助装置。
【請求項７】
前記回転付与部の回転動力を前記支軸に伝達する伝達部を有し、
前記伝達部は、前記支軸と前記回転付与部の回転軸との軸角を変える軸角可変機構を含む、請求項１〜６のいずれか１つに記載のハンドル回転補助装置。
【請求項８】
前記回転付与部は、回転操作される補助ハンドルを含む、請求項１〜７のいずれか１つに記載のハンドル回転補助装置。
【請求項９】
前記回転付与部は、回転冶具を着脱可能な冶具取付部を含む、請求項１〜７のいずれか１つに記載のハンドル回転補助装置。
【請求項１０】
機器の回転操作が可能なハンドルに係合する連結部と、
前記連結部を回転可能に支持する支軸と、
前記支軸に回転動力を付与する回転付与部と、
を備える装置を用い、
前記ハンドルに前記連結部を介して回転動力を伝達することと、前記ハンドルに前記連結部から回転動力を伝達せず前記ハンドルを自由に回転可能とすることとを、前記連結部の前記支軸まわりの回転位置に応じて切り替えるハンドル回転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンドル回転補助装置およびハンドル回転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、バルブ開閉などの作業を作業員の代行でマニピュレータにより遠隔操作で行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−４５１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、原子力発電プラントにおいては、開閉弁や開閉扉に、大きさや形状や向きなどが異なる様々な形態のハンドルがあり、これらのハンドルであってもマニピュレータにより遠隔操作することが望まれている。しかし、様々な形態のハンドルをマニピュレータにより遠隔操作するには、ハンドルを回転させる姿勢や、ハンドルを回転させるトルクなどを様々な形態のハンドルに合わせるような複雑な制御を要し、また、ハンドルを把持する機構を様々な形態のハンドルに合わせて交換するための多くの把持機構を要する。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、ハンドルの回転操作を容易に行うことのできるハンドル回転補助装置およびハンドル回転方法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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置は、機器の回転操作が可能なハンドルに係合する連結部と、前記連結部を回転可能に支持する支軸と、前記支軸に回転動力を付与する回転付与部と、を備え、前記連結部は、前記支軸まわりの回転位置に応じ、前記ハンドルに回転動力を伝達する伝達状態と、前記ハンドルに回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。
【０００７】
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記連結部は、弾性力を伴って前記ハンドルに接触する弾性部材が前記支軸まわりの回転方向において前記ハンドルに非接触となる間隔を有して設けられていることが好ましい。
【０００８】
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記連結部は、前記ハンドルと同軸に固定される主歯車と、前記主歯車に対して噛み合う補助歯車と、を有し、前記補助歯車は、前記支軸まわりの回転方向において前記主歯車に噛み合う噛合部と、前記主歯車に噛み合わない非噛合部とを含むことが好ましい。
【０００９】
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記連結部は、前記ハンドルと同軸に固定される主回転部と、前記主回転部と平行な軸を中心に回転可能に設けられた補助回転部と、前記主回転部と前記補助回転部とを相対的に回転可能に連結する環状ベルトと、を有し、前記補助回転部は、前記支軸まわりの回転方向において前記環状ベルトに係合する係合部と、前記環状ベルトに係合しない非係合部とを含むことが好ましい。
【００１０】
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記支軸に回転動力を伝達すると共に、前記支軸を前記ハンドルの軸の延在方向に移動可能に支持する支持部を含むことが好ましい。
【００１１】
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記回転付与部の回転動力を前記支軸に伝達する伝達部を有し、前記伝達部は、減速機構を含むことが好ましい。
【００１２】
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記回転付与部の回転動力を前記支軸に伝達する伝達部を有し、前記伝達部は、前記支軸と前記回転付与部の回転軸との軸角を変える軸角可変機構を含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記回転付与部は、回転操作される補助ハンドルを含むことが好ましい。
【００１４】
本発明の一態様に係るハンドル回転補助装置では、前記回転付与部は、回転冶具を着脱可能な冶具取付部を含むことが好ましい。
【００１５】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係るハンドル回転方法は、機器の回転操作が可能なハンドルに係合する連結部と、前記連結部を回転可能に支持する支軸と、前記支軸に回転動力を付与する回転付与部と、を備える装置を用い、前記ハンドルに前記連結部を介して回転動力を伝達することと、前記ハンドルに前記連結部から回転動力を伝達せず前記ハンドルを自由に回転可能とすることとを、前記連結部の前記支軸まわりの回転位置に応じて切り替える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、連結部が、支軸まわりの回転位置に応じ、ハンドルに回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドルに回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。このため、ハンドルの直接的な操作を妨げず、回転付与部によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の正面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の動作を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の動作を示す平面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置に使用されるロボットの例の概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の側面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の正面図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の動作を示す平面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の動作を示す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部の他の例の正面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部の他の例の平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部のさらに他の例の平面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の側面図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の正面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の側面図である。図２は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の正面図である。図３は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の動作を示す平面図である。図４は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の動作を示す平面図である。図５は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置に使用されるロボットの例の概略図である。
【００２０】
本実施形態のハンドル回転補助装置１は、例えば、手動で操作されるような機器である開閉弁１００に取り付けられる。開閉弁１００は、配管部１０１を開閉する弁機構（図示せず）を有する。弁機構は、ハンドル１０２が軸１０３を介して接続されている。そして、開閉弁１００は、手動による回転操作によりハンドル１０２を軸１０３まわりに回転させることで弁機構が作動する。
【００２１】
ハンドル回転補助装置１は、上述した開閉弁１００のような機器のハンドル１０２を回転させるものである。ハンドル回転補助装置１は、連結部２と、支軸３と、伝達部４と、回転付与部５と、取付部６と、を有する。
【００２２】
連結部２は、上述した開閉弁１００のような機器のハンドル１０２に連結される。連結部２は、一対の板部材２Ａと、各板部材２Ａに取り付けられた弾性部材２Ｂと、を有する。各板部材２Ａは、それぞれの板面２Ａａを対向し各板面２Ａａ間に所定間隔をおいて設けられている。所定間隔は、各板部材２Ａのそれぞれの板面２Ａａで、ハンドル１０２の軸１０３の延在方向においてハンドル１０２を非接触な状態で挟む間隔である。各板部材２Ａは、円板形状に形成され、その中心が支軸３に取り付けられて支軸３のまわりに回転可能に設けられている。支軸３は、ハンドル１０２の軸１０３と平行に配置されている。各板部材２Ａは、支軸３まわりに回転するとき、その回転方向の一部がハンドル１０２を非接触な状態で挟む。
【００２３】
弾性部材２Ｂは、各板部材２Ａのそれぞれの板面２Ａａに取り付けられている。弾性部材２Ｂは、各板部材２Ａのそれぞれの板面２Ａａにおいて対向する位置に対をなしている。一対の弾性部材２Ｂは、各板部材２Ａが回転する支軸３まわりの回転方向に間隔をおいて複数設けられている。一対の弾性部材２Ｂは、図３に示すように、各板部材２Ａが支軸３まわりに回転するとき、各板部材２Ａの間でハンドル１０２を挟む位置でハンドル１０２に接触しハンドル１０２を挟み込んで把持する。また、一対の弾性部材２Ｂは、図４に示すように、各板部材２Ａが支軸３まわりに回転するとき、各板部材２Ａの間でハンドル１０２を挟む位置に存在せず、ハンドル１０２に非接触となる。即ち、一対の弾性部材２Ｂは、ハンドル１０２に非接触となるように支軸３まわりの回転方向に間隔をおいて複数設けられている。
【００２４】
伝達部４は、回転付与部５と支軸３との間に介在されて支軸３に回転動力を伝達する。伝達部４は、軸角可変機構４Ａと、減速機構４Ｂと、を有する。軸角可変機構４Ａは、支軸３に対して回転動力を伝達する伝達軸４Ａａを有し、この伝達軸４Ａａが延びる方向である軸角を、支軸３が延びる方向である軸角に対して変更するものである。軸角可変機構４Ａは、図１に示すように、伝達軸４Ａａと支軸３との間に設けられて相互に噛み合うベベルギア４Ａｂや、図には明示しないが、例えば、ウォームギアおよびホイールや自在継手がある。従って、軸角可変機構４Ａは、支軸３と回転付与部５の回転軸（伝達軸４Ａａや入力軸４Ｂａ）との軸角を変える。
【００２５】
減速機構４Ｂは、回転動力が入力される入力軸４Ｂａと出力軸４Ｂｂとを有し、入力軸４Ｂａに入力される回転を出力軸４Ｂｂに伝達するときに、回転速度を減少させて回転動力を増大させるものである。減速機構４Ｂは、図１に示すように、入力軸４Ｂａと出力軸４Ｂｂとを連結する遊星ギア４Ｂｃにより構成されている。遊星ギア４Ｂｃは、入力軸４Ｂａと出力軸４Ｂｂと同軸上で連結することができる。また、減速機構４Ｂは、遊星ギアに限らず、図には明示しないが、様々なギアの組み合わせにより構成される。
【００２６】
伝達部４は、軸角可変機構４Ａの伝達軸４Ａａに、減速機構４Ｂの出力軸４Ｂｂが同軸で連結されている。なお、伝達部４は、軸角可変機構４Ａと減速機構４Ｂの位置が入れ替わり、支軸３に減速機構４Ｂの出力軸４Ｂｂが連結され、減速機構４Ｂの入力軸４Ｂａに軸角可変機構４Ａが連結されていてもよい。また、伝達部４は、軸角可変機構４Ａのみ、または減速機構４Ｂのみの構成であってもよい。また、伝達部４は、必ず設けられるものでなくてもよい。
【００２７】
回転付与部５は、支軸３に回転動力を付与するものである。本実施形態では、支軸３と回転付与部５との間に伝達部４が設けられている。そして、伝達部４は、支軸３に軸角可変機構４Ａが連結され、軸角可変機構４Ａに減速機構４Ｂが連結されている。回転付与部５は、減速機構４Ｂに連結されており、減速機構４Ｂおよび軸角可変機構４Ａを介して支軸３に回転動力を付与する。回転付与部５は、回転動力を容易に伝達する構成であり、図１においては、減速機構４Ｂの入力軸４Ｂａに中心が接続された円板５ａと、円板５ａの中心から外れた位置で入力軸４Ｂａと平行に配置された棒状の把持部５ｂと、を有する補助ハンドルとして構成されている。把持部５ｂは、円板５ａに対して入力軸４Ｂａと平行な軸まわりに回転可能に設けられていてもよい。したがって、回転付与部５は、把持部５ｂを掴んで円板５ａの中心で回転移動させることで、入力軸４Ｂａから支軸３に回転動力を付与することができる。
【００２８】
なお、伝達部４が、軸角可変機構４Ａと減速機構４Ｂの位置が入れ替わり、支軸３に減速機構４Ｂが連結され、減速機構４Ｂに軸角可変機構４Ａが連結されている場合、回転付与部５は、軸角可変機構４Ａの伝達軸４Ａａに連結される。また、伝達部４が設けられていない場合、回転付与部５は、支軸３に直結される。
【００２９】
取付部６は、ハンドル回転補助装置１を固定箇所に取り付けるものである。取付部６は、図１および図２では、固定箇所である開閉弁１００に伝達部４を取り付ける。取付部６は、図２では、開閉弁１００に伝達部４を取り付ける棒状や板状の金具として構成されている。取付部６は、図には明示しないが、開閉弁１００以外に、開閉弁１００が接地されている設備の床や壁などの固定箇所にハンドル回転補助装置１を取り付けるものであってもよい。
【００３０】
上述したハンドル回転補助装置１は、回転付与部５を回転操作することで支軸３に回転動力が付与される。支軸３に回転動力が付与されると、連結部２が支軸３まわりに回転する。連結部２は、上述したように、図３に示すような一対の弾性部材２Ｂがハンドル１０２を挟む位置と、図４に示すような一対の弾性部材２Ｂがハンドル１０２に非接触な位置とに切り替わる。このため、一対の弾性部材２Ｂがハンドル１０２を挟む位置にあるとき、ハンドル１０２を軸１０３まわりに回転させる。即ち、連結部２は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１０２に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、一対の弾性部材２Ｂがハンドル１０２に非接触な位置にあるとき、ハンドル１０２を軸１０３まわりに回転させない。即ち、連結部２は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１０２に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、一対の弾性部材２Ｂがハンドル１０２に非接触な位置である非伝達状態にあるとき、ハンドル１０２を直接回転操作することにより、ハンドル１０２が弾性部材２Ｂに係わらずに軸１０３まわりに回転可能な状態となる。
【００３１】
この回転付与部５の回転操作は、図５に例示するようなロボット１５０により行われる。ロボット１５０は、例えば、建物の内部や地下に移動して防災支援活動を行うことのできるロボットである。このロボット１５０は、中空形状をなすフレーム１５１を基体とし、フレーム１５１の下部に走行装置１５２が設けられている。従って、ロボット１５０は、走行装置１５２により移動が可能となっている。走行装置１５２は、図５では、一例としてフレーム１５１の前後左右に設けられたクローラを示しているが、車輪であってもよい。また、ロボット１５０は、フレーム１５１の上部に操作装置としてマニピュレータ１５３が設けられている。マニピュレータ１５３は、テレスコピックのような伸縮機構部１５３Ａと、伸縮機構部１５３Ａの伸縮の先端部に設けられた多軸の多関節機構１５３Ｂと、多関節機構１５３Ｂの先端部に設けられた把持機構１５３Ｃと、を有する。マニピュレータ１５３は、伸縮機構部１５３Ａの伸縮により多関節機構１５３Ｂおよび把持機構１５３Ｃを近い位置や遠い位置に運ぶ。マニピュレータ１５３は、多関節機構１５３Ｂにより把持機構１５３Ｃの姿勢を変更する。マニピュレータ１５３は、把持機構１５３Ｃにより把持動作を行う。従って、ロボット１５０は、マニピュレータ１５３により各種操作が可能となっている。
【００３２】
本実施形態のハンドル回転補助装置１は、上述したロボット１５０における把持機構１５３Ｃにより回転付与部５の把持部５ｂが把持され、回転付与部５の回転操作が行われる。これにより、通常時は、ハンドル１０２が連結部２の弾性部材２Ｂに係わらずに軸１０３まわりに回転可能な非伝達状態としておき、事故などが発生した場合に、ロボット１５０による遠隔操作によりハンドル１０２を軸１０３まわりに回転させる伝達状態にすることができる。
【００３３】
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置１では、連結部２が、支軸３まわりの回転位置に応じ、ハンドル１０２に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル１０２に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。このため、ハンドル１０２の直接的な操作を妨げず、回転付与部５によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。また、本実施形態のハンドル回転方法では、ハンドル１０２に連結部２を介して回転動力を伝達することと、ハンドル１０２に連結部２から回転動力を伝達せずハンドル１０２を自由に回転可能とすることとを、連結部２の支軸３まわりの回転位置に応じて切り替える。
【００３４】
なお、伝達状態および非伝達状態は、電動モータなどで駆動されるクラッチ機構により切り替えることが考えられる。しかしながら、電動モータなどで駆動されるクラッチ機構は、周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護しなければならない。また、機械的なクラッチ機構は、その操作をハンドル１０２を操作する前に行わなければならない。この点、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、連結部２の支軸３まわりの回転位置に基づいて伝達状態および非伝達状態に機械的に切り替えることができることから、操作の手数を減少することができ、かつ周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護されているロボット１５０の遠隔操作によりハンドル１０２の回転操作を容易に行うことができる。
【００３５】
また、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、伝達部４の軸角可変機構４Ａによって、支軸３の軸角に対し、回転付与部５の回転軸の軸角を変更することができる。このため、ロボット１５０の把持機構１５３Ｃによるアクセスや操作が容易となる向きに回転付与部５の向きを変更できる。このように、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、様々な軸角のハンドル１０２に対して回転付与部５の軸角を変更することができる。
【００３６】
また、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、伝達部４の減速機構４Ｂによって、ハンドル１０２に回転動力を伝達するための回転付与部５の負荷を軽減することで、マニピュレータ１５３に係る負荷を低減できる。このように、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、様々な回転負荷のハンドル１０２に対して、回転付与部５の回転負荷を一定にすることができる。
【００３７】
図６は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の側面図である。図７は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の正面図である。図８および図９は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の動作を示す平面図である。
【００３８】
図６〜図９では、図１〜図４の開閉弁１００と比較して、ハンドル１０２よりも外径の小さいハンドル１１２で、かつハンドル１１２の回転負荷が小さい開閉弁１１０へのハンドル回転補助装置１の適用例を示している。
【００３９】
開閉弁１１０は、手動で操作されるような機器である。開閉弁１１０は、配管部１１１を開閉する弁機構（図示せず）を有する。弁機構は、ハンドル１１２が軸１１３を介して接続されている。そして、開閉弁１１０は、手動による回転操作によりハンドル１１２を軸１１３まわりに回転させることで弁機構が作動する。
【００４０】
図６〜図９において、ハンドル回転補助装置１は、ハンドル１１２の回転負荷が小さいため、伝達部４の減速機構４Ｂを設けない構成としている。その他の構成は図１〜図４で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
連結部２は、開閉弁１１０のハンドル１１２に連結される。連結部２は、一対の板部材２Ａと、各板部材２Ａに取り付けられた弾性部材２Ｂと、を有する。各板部材２Ａは、それぞれの板面２Ａａを対向し各板面２Ａａ間に所定間隔をおいて設けられている。所定間隔は、各板部材２Ａのそれぞれの板面２Ａａで、ハンドル１１２の軸１１３の延在方向においてハンドル１１２を非接触な状態で挟む間隔である。各板部材２Ａは、円板形状に形成され、その中心が支軸３に取り付けられて支軸３のまわりに回転可能に設けられている。支軸３は、ハンドル１１２の軸１１３と平行に配置されている。各板部材２Ａは、支軸３まわりに回転するとき、その回転方向の一部がハンドル１１２を非接触な状態で挟む。
【００４２】
弾性部材２Ｂは、各板部材２Ａのそれぞれの板面２Ａａに取り付けられている。弾性部材２Ｂは、各板部材２Ａのそれぞれの板面２Ａａにおいて対向する位置に対をなしている。一対の弾性部材２Ｂは、各板部材２Ａが回転する支軸３まわりの回転方向に間隔をおいて複数設けられている。一対の弾性部材２Ｂは、図８に示すように、各板部材２Ａが支軸３まわりに回転するとき、各板部材２Ａの間でハンドル１１２を挟む位置でハンドル１１２に接触しハンドル１１２を挟み込んで把持する。また、一対の弾性部材２Ｂは、図９に示すように、各板部材２Ａが支軸３まわりに回転するとき、各板部材２Ａの間でハンドル１１２を挟む位置に存在せず、ハンドル１１２に非接触となる。即ち、一対の弾性部材２Ｂは、ハンドル１１２に非接触となるように支軸３まわりの回転方向に間隔をおいて複数設けられている。
【００４３】
この連結部２は、図１〜図４で示す構成と同じものを適用することができる。
【００４４】
このハンドル回転補助装置１は、回転付与部５を回転操作することで支軸３に回転動力が付与される。支軸３に回転動力が付与されると、連結部２が支軸３まわりに回転する。連結部２は、上述したように、図８に示すような一対の弾性部材２Ｂがハンドル１１２を挟む位置と、図９に示すような一対の弾性部材２Ｂがハンドル１１２に非接触な位置とに切り替わる。このため、一対の弾性部材２Ｂがハンドル１１２を挟む位置にあるとき、ハンドル１１２を軸１１３まわりに回転させる。即ち、連結部２は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１１２に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、一対の弾性部材２Ｂがハンドル１１２に非接触な位置にあるとき、ハンドル１１２を軸１１３まわりに回転させない。即ち、連結部２は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１１２に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、一対の弾性部材２Ｂがハンドル１１２に非接触な位置である非伝達状態にあるとき、ハンドル１１２を直接回転操作することにより、ハンドル１１２が弾性部材２Ｂに係わらずに軸１１３まわりに回転可能な状態となる。
【００４５】
この回転付与部５の回転操作は、図５に例示するようなロボット１５０により行われる。
【００４６】
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、連結部２が、板部材２Ａと弾性部材２Ｂとを有し、図１〜図４に示すハンドル１０２よりも外径の小さいハンドル１１２に取り付けることができる。また、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、図１〜図４に示す開閉弁１００のハンドル１０２よりもハンドル１１２の回転負荷が小さい開閉弁１１０に対し、減速機構４Ｂを用いないことで、回転負荷が大きい開閉弁１００と同等の回転負荷で回転付与部５を操作することができる。このため、ロボット１５０の負荷を変更することなく適用することができ、同じロボット１５０で各種のハンドル１０２，１１２の回転操作を行うことができる。
【００４７】
図１０は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部の他の例の正面図である。図１１は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部の他の例の平面図である。
【００４８】
図１０および図１１に示すハンドル回転補助装置１は、図１〜図４で示すハンドル回転補助装置１に対して連結部２１が異なる。その他の構成は図１〜図４で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
連結部２１は、上述した開閉弁１００のような機器のハンドル１０２に連結される。連結部２１は、ハンドル側歯車（主歯車）２１Ａと、連結歯車（補助歯車）２１Ｂと、を有する。ハンドル側歯車２１Ａは、軸１０３を中心としてハンドル１０２と同軸に固定され、ハンドル１０２と共に軸１０３まわりに回転可能に設けられている。ハンドル側歯車２１Ａは、噛合歯２１Ａａが所定間隔をおいて均等に配置されている。連結歯車２１Ｂは、支軸３まわりに回転可能に設けられ、ハンドル側歯車２１Ａと噛み合うように設けられている。連結歯車２１Ｂは、噛合歯２１Ｂａが所定間隔をおいて均等に配置された部分と、噛合歯２１Ｂａを有さない無歯部２１Ｂｂとを、有している。連結歯車２１Ｂは、自身が支軸３まわりに回転するとき、噛合歯２１Ｂａがハンドル側歯車２１Ａの噛合歯２１Ａａに噛み合う。また、連結歯車２１Ｂは、自身が支軸３まわりに回転するとき、無歯部２１Ｂｂがハンドル側歯車２１Ａの噛合歯２１Ａａに噛み合わず、ハンドル側歯車２１Ａに非接触となる。連結歯車２１Ｂにおいて、噛合歯２１Ｂａを有する部位を噛合部といい、無歯部２１Ｂｂの部位を非噛合部という。
【００５０】
このハンドル回転補助装置１は、回転付与部５を回転操作することで支軸３に回転動力が付与される。支軸３に回転動力が付与されると、連結部２１の連結歯車２１Ｂが支軸３まわりに回転する。連結歯車２１Ｂは、上述したように、噛合歯２１Ｂａがハンドル側歯車２１Ａの噛合歯２１Ａａに噛み合う噛合位置と、無歯部２１Ｂｂがハンドル側歯車２１Ａの噛合歯２１Ａａに噛み合わない非噛合位置とに切り替わる。このため、噛合歯２１Ｂａがハンドル側歯車２１Ａの噛合歯２１Ａａに噛み合う位置にあるとき、ハンドル１０２を軸１０３まわりに回転させる。即ち、連結部２１は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１０２に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、無歯部２１Ｂｂがハンドル側歯車２１Ａの噛合歯２１Ａａに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル１０２を軸１０３まわりに回転させない。即ち、連結部２１は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１０２に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、無歯部２１Ｂｂがハンドル側歯車２１Ａの噛合歯２１Ａａに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル１０２を直接回転操作することにより、ハンドル１０２が連結歯車２１Ｂに係わらずに軸１０３まわりに回転可能な状態となる。
【００５１】
この回転付与部５の回転操作は、図５に例示するようなロボット１５０により行われる。
【００５２】
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置１では、連結部２１が、支軸３まわりの回転位置に応じ、ハンドル１０２に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル１０２に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。また、本実施形態のハンドル回転方法では、ハンドル１０２に連結部２１を介して回転動力を伝達することと、ハンドル１０２に連結部２１から回転動力を伝達せずハンドル１０２を自由に回転可能とすることとを、連結部２１の支軸３まわりの回転位置に応じて切り替える。このため、ハンドル１０２の直接的な操作を妨げず、回転付与部５によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。
【００５３】
また、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、連結部２１の支軸３まわりの回転位置に基づいて伝達状態および非伝達状態に機械的に切り替えることができることから、操作の手数を減少することができ、かつ周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護されたロボット１５０の遠隔操作によりハンドル１０２の回転操作を容易に行うことができる。
【００５４】
図１２は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の連結部のさらに他の例の平面図である。
【００５５】
図１２に示すハンドル回転補助装置１は、図１〜図４で示すハンドル回転補助装置１に対して連結部２２が異なる。その他の構成は図１〜図４で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
連結部２２は、上述した開閉弁１００のような機器のハンドル１０２に連結される。連結部２２は、ハンドル側歯車（主回転部）２２Ａと、連結歯車（補助回転部）２２Ｂと、噛合ベルト（環状ベルト）２２Ｃと、を有する。ハンドル側歯車２２Ａは、軸１０３を中心としてハンドル１０２に固定され、ハンドル１０２と共に軸１０３まわりに回転可能に設けられている。ハンドル側歯車２２Ａは、噛合歯２２Ａａが所定間隔をおいて均等に配置されている。連結歯車２２Ｂは、支軸３まわりに回転可能に設けられている。噛合ベルト２２Ｃは、リング状（無端状）に形成され、ハンドル側歯車２２Ａおよび連結歯車２２Ｂに掛け回され、ハンドル側歯車２２Ａと連結歯車２２Ｂとを相対的に回転可能に連結する。噛合ベルト２２Ｃは、噛合内歯２２Ｃａが所定間隔をおいて均等に配置されている。噛合ベルト２２Ｃは、噛合内歯２２Ｃａがハンドル側歯車２２Ａの噛合歯２２Ａａに噛み合う。連結歯車２２Ｂは、噛合歯２２Ｂａが所定間隔をおいて均等に配置された部分と、噛合歯２２Ｂａを有さない無歯部２２Ｂｂとを、有している。連結歯車２２Ｂは、自身が支軸３まわりに回転するとき、噛合歯２２Ｂａが噛合ベルト２２Ｃの噛合内歯２２Ｃａに噛み合う。また、連結歯車２２Ｂは、自身が支軸３まわりに回転するとき、無歯部２２Ｂｂが噛合ベルト２２Ｃの噛合内歯２２Ｃａに噛み合わず、噛合ベルト２２Ｃに非接触となる。連結歯車２２Ｂにおいて、噛合歯２２Ｂａを有する部位を噛合ベルト２２Ｃに係合する係合部といい、無歯部２２Ｂｂの部位を噛合ベルト２２Ｃに係合しない非係合部という。
【００５７】
このハンドル回転補助装置１は、回転付与部５を回転操作することで支軸３に回転動力が付与される。支軸３に回転動力が付与されると、連結部２２の連結歯車２２Ｂが支軸３まわりに回転する。連結歯車２２Ｂは、上述したように、噛合歯２２Ｂａが噛合ベルト２２Ｃの噛合内歯２２Ｃａに噛み合う位置と、無歯部２２Ｂｂが噛合ベルト２２Ｃの噛合内歯２２Ｃａに噛み合わない位置とに切り替わる。このため、噛合歯２２Ｂａが噛合ベルト２２Ｃの噛合内歯２２Ｃａに噛み合う位置にあるとき、ハンドル１０２を軸１０３まわりに回転させる。即ち、連結部２２は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１０２に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、無歯部２２Ｂｂが噛合ベルト２２Ｃの噛合内歯２２Ｃａに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル１０２を軸１０３まわりに回転させない。即ち、連結部２２は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１０２に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、無歯部２２Ｂｂが噛合ベルト２２Ｃの噛合内歯２２Ｃａに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル１０２を直接回転操作することにより、ハンドル１０２が噛合ベルト２２Ｃに係わらずに軸１０３まわりに回転可能な状態となる。
【００５８】
この回転付与部５の回転操作は、図５に例示するようなロボット１５０により行われる。
【００５９】
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置１では、連結部２２が、支軸３まわりの回転位置に応じ、ハンドル１０２に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル１０２に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。また、本実施形態のハンドル回転方法では、ハンドル１０２に連結部２２を介して回転動力を伝達することと、ハンドル１０２に連結部２２から回転動力を伝達せずハンドル１０２を自由に回転可能とすることとを、連結部２２の支軸３まわりの回転位置に応じて切り替える。このため、ハンドル１０２の直接的な操作を妨げず、回転付与部５によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。
【００６０】
また、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、連結部２２の支軸３まわりの回転位置に基づいて伝達状態および非伝達状態に機械的に切り替えることができることから、操作の手数を減少することができ、かつ周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護されたロボット１５０の遠隔操作によりハンドル１０２の回転操作を容易に行うことができる。
【００６１】
図１３は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の適用例の平面図である。
【００６２】
図１３に示すハンドル回転補助装置１は、図１〜図４で示すハンドル回転補助装置１に対して連結部２３が異なる。その他の構成は図１〜図４で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
ここで、図１３では、開閉弁１２０として、レバー型のハンドル１２２が軸１２３に取り付けられ、ハンドル１２２を軸１２３まわりに回転させることで弁機構（図示せず）が作動する構成を示している。
【００６４】
連結部２３は、上述した開閉弁１２０のような機器のハンドル１２２に連結される。連結部２３は、ハンドル側歯車２３Ａと、連結歯車２３Ｂと、を有する。ハンドル側歯車２３Ａは、軸１２３を中心としてハンドル１２２に固定され、ハンドル１２２と共に軸１２３まわりに回転可能に設けられている。ハンドル側歯車２３Ａは、噛合歯２３Ａａが所定間隔をおいて均等に配置されている。連結歯車２３Ｂは、支軸３まわりに回転可能に設けられ、ハンドル側歯車２３Ａと噛み合うように設けられている。連結歯車２３Ｂは、噛合歯２３Ｂａが所定間隔をおいて均等に配置された部分と、噛合歯２３Ｂａを有さない無歯部２３Ｂｂとを、有している。連結歯車２３Ｂは、自身が支軸３まわりに回転するとき、噛合歯２３Ｂａがハンドル側歯車２３Ａの噛合歯２３Ａａに噛み合う。また、連結歯車２３Ｂは、自身が支軸３まわりに回転するとき、無歯部２３Ｂｂがハンドル側歯車２３Ａの噛合歯２３Ａａに噛み合わず、ハンドル側歯車２３Ａに非接触となる。
【００６５】
このハンドル回転補助装置１は、回転付与部５を回転操作することで支軸３に回転動力が付与される。支軸３に回転動力が付与されると、連結部２３の連結歯車２３Ｂが支軸３まわりに回転する。連結歯車２３Ｂは、上述したように、噛合歯２３Ｂａがハンドル側歯車２３Ａの噛合歯２３Ａａに噛み合う位置と、無歯部２３Ｂｂがハンドル側歯車２３Ａの噛合歯２３Ａａに噛み合わない位置とに切り替わる。このため、噛合歯２３Ｂａがハンドル側歯車２３Ａの噛合歯２３Ａａに噛み合う位置にあるとき、ハンドル１２２を軸１２３まわりに回転させる。即ち、連結部２３は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１２２に回転動力を伝達する伝達状態となる。一方、無歯部２３Ｂｂがハンドル側歯車２３Ａの噛合歯２３Ａａに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル１２２を軸１２３まわりに回転させない。即ち、連結部２３は、支軸３まわりの回転位置に応じハンドル１２２に回転動力を伝達しない非伝達状態となる。また、無歯部２３Ｂｂがハンドル側歯車２３Ａの噛合歯２３Ａａに噛み合わない非接触な位置にあるとき、ハンドル１２２を直接回転操作することにより、ハンドル１２２が連結歯車２３Ｂに係わらずに軸１２３まわりに回転可能な状態となる。
【００６６】
この回転付与部５の回転操作は、図５に例示するようなロボット１５０により行われる。
【００６７】
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置１では、連結部２３が、支軸３まわりの回転位置に応じ、ハンドル１２２に回転動力を伝達する伝達状態と、ハンドル１２２に回転動力を伝達しない非伝達状態とに切り替わる。また、本実施形態のハンドル回転方法では、ハンドル１２２に連結部２３を介して回転動力を伝達することと、ハンドル１２２に連結部２３から回転動力を伝達せずハンドル１２２を自由に回転可能とすることとを、連結部２３の支軸３まわりの回転位置に応じて切り替える。このため、ハンドル１２２の直接的な操作を妨げず、回転付与部５によりハンドルの回転操作を容易に行うことができる。
【００６８】
また、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、連結部２３の支軸３まわりの回転位置に基づいて伝達状態および非伝達状態に機械的に切り替えることができることから、操作の手数を減少することができ、かつ周囲の圧力や温度や放射線などに対して保護されたロボット１５０の遠隔操作によりハンドル１２２の回転操作を容易に行うことができる。
【００６９】
なお、図１３に示す開閉弁１２０において、図１２に示すハンドル回転補助装置１を適用してもよい。
【００７０】
本実施形態のハンドル回転補助装置１は、上述した実施形態のハンドル回転補助装置１と同様の回転付与部５を、ロボット１５０の遠隔操作により、開閉弁１２０のハンドル１２２を回転操作することができ、同じロボット１５０で各種のハンドル１０２，１１２，１２２の回転操作を容易に行える。
【００７１】
図１４は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の側面図である。図１５は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の正面図である。
【００７２】
図１４に示す開閉弁１３０は、図１〜図４の開閉弁１００と比較して、同様の構成のハンドル１３２を有しているが、配管部１３１を開閉する弁機構（図示せず）として、軸１３３が自身の延びる方向にハンドル１３２を伴って移動する構成である。
【００７３】
このような開閉弁１３０に対し、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、支軸３１と、支軸３１が連結する伝達部４の構成が異なる。その他の構成は図１〜図４で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
支軸３１は、自身が延びる方向に沿ってキー３１ａが設けられている。
【００７５】
伝達部４は、軸角可変機構４Ａと、減速機構４Ｂと、の少なくとも一方を有している。図１４において、伝達部４は、軸角可変機構４Ａと、減速機構４Ｂと、を有している。そして、図１４において、伝達部４は、軸角可変機構４Ａのベベルギア４Ａｂが伝達軸４Ａａと支軸３１との間に設けられて相互に噛み合う。ベベルギア４Ａｂは、支軸３１が挿通するスリーブ（支持部）４Ａｃが固定されている。スリーブ４Ａｃは、支軸３１と共に支軸３１のキー３１ａが挿通して係合するように設けられ、キー３１ａとの係合状態において、ベベルギア４Ａｂに対し、支軸３１の延びる方向に支軸３１を相対的に移動可能に支持する。また、ベベルギア４Ａｂは、スリーブ４Ａｃのキー３１ａとの係合状態において、回転付与部５により付与された回転動力を支軸３１に伝達する。
【００７６】
即ち、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、開閉弁１３０の軸１３３が自身の延びる方向にハンドル１３２を伴って移動する場合、連結部２がハンドル１３２に連結した状態で支軸３１が軸１３３と同様に移動する。これにより、ハンドル１３２への連結部２の連結状態を常に確保しつつ、支軸３１の回転動力を連結部２からハンドル１３２に伝達することができる。
【００７７】
なお、図１４および図１５に示すハンドル回転補助装置１の他の例では、ベベルギア４Ａｂにスリーブ（支持部）４Ａｃを固定して支軸３１を相対的に移動可能に支持しているが、この限りではない。例えば、支軸３１をベベルギア４Ａｂに対して固定とし、連結部２に上述したスリーブ（支持部）４Ａｃを固定して、連結部２を支軸３１と相対的に移動可能に支持する構成としてもよい。このように構成しても、開閉弁１３０の軸１３３が自身の延びる方向にハンドル１３２を伴って移動する場合、連結部２がハンドル１３２に連結した状態で支軸３１に係合しながら軸１３３と同様に移動する。これにより、ハンドル１３２への連結部２の連結状態を常に確保しつつ、支軸３１の回転動力を連結部２からハンドル１３２に伝達することができる。また、キー３１ａに限らず、セレーションやスプラインであってもよい。
【００７８】
図１６は、本実施形態に係るハンドル回転補助装置の他の例の正面図である。
【００７９】
図１６に示すハンドル回転補助装置１は、図１〜図４で示すハンドル回転補助装置１に対して回転付与部７が異なる。その他の構成は図１〜図４で示す構成と同様であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
回転付与部７は、回転冶具（図示せず）を着脱可能な冶具取付部として構成されている。回転冶具は、回転軸を有するもので、例えば、ロボット１５０が把持機構１５３Ｃで持つことができる。また、回転冶具は、回転軸を有するもので、例えば、ロボット１５０の把持機構１５３Ｃ変わりに交換して取り付けることができる。回転付与部７は、回転冶具の回転軸が挿通されて係合する孔部として形成されている。即ち、回転付与部７は、回転冶具の回転軸が挿通されて係合することで、回転冶具の回転軸の回転動力を支軸３に付与することができる。
【００８１】
なお、回転付与部７は、例えば、図１〜図４で示すハンドル回転補助装置１の回転付与部５が減速機構４Ｂの入力軸４Ｂａに着脱可能で、入力軸４Ｂａに形成された孔部として形成されていてもよい。即ち、回転付与部７は、回転付与部５が挿通されて係合する孔部として形成され、回転付与部５を取り外すことで現れるものであってもよい。
【００８２】
このように、本実施形態のハンドル回転補助装置１は、回転冶具の回転軸の回転動力を支軸３に付与するための冶具取付部としての回転付与部７を有していてもよい。
【００８３】
なお、上述した各実施形態においては、ハンドル回転補助装置１を開閉弁１００，１１０，１２０，１３０に適用した例を説明したが、各実施形態のハンドル回転補助装置１は、開閉弁に限らず、例えば、消火栓や気密扉のようにハンドルを有する様々な機器に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１  ハンドル回転補助装置
２  連結部
２Ａ  板部材
２Ａａ  板面
２Ｂ  弾性部材
３  支軸
４  伝達部
４Ａ  軸角可変機構
４Ａａ  伝達軸
４Ａｂ  ベベルギア
４Ａｃ  スリーブ
４Ｂ  減速機構
４Ｂａ  入力軸
４Ｂｂ  出力軸
４Ｂｃ  遊星ギア
５  回転付与部
５ａ  円板
５ｂ  把持部
６  取付部
７  回転付与部
２１  連結部
２１Ａ  ハンドル側歯車
２１Ａａ  噛合歯
２１Ｂ  連結歯車
２１Ｂａ  噛合歯
２１Ｂｂ  無歯部
２２  連結部
２２Ａ  ハンドル側歯車
２２Ｂ  連結歯車
２２Ｂａ  噛合歯
２２Ｂｂ  無歯部
２２Ｃ  噛合ベルト
２２Ｃａ  噛合内歯
２３  連結部
２３Ａ  ハンドル側歯車
２３Ａａ  噛合歯
２３Ｂ  連結歯車
２３Ｂａ  噛合歯
２３Ｂｂ  無歯部
３１  支軸
３１ａ  キー
１００  開閉弁
１０１  配管部
１０２  ハンドル
１０３  軸
１１０  開閉弁
１１１  配管部
１１２  ハンドル
１１３  軸
１２０  開閉弁
１２２  ハンドル
１２３  軸
１３０  開閉弁
１３１  配管部
１３２  ハンドル
１３３  軸
１５０  ロボット
１５１  フレーム
１５２  走行装置
１５３  マニピュレータ
１５３Ａ  伸縮機構部
１５３Ｂ  多関節機構
１５３Ｃ  把持機構
【図１】
2020077109.tif 000003
【図２】
2020077109.tif 000004
【図３】
2020077109.tif 000005
【図４】
2020077109.tif 000006
【図５】
2020077109.tif 000007
【図６】
2020077109.tif 000008
【図７】
2020077109.tif 000009
【図８】
2020077109.tif 000010
【図９】
2020077109.tif 000011
【図１０】
2020077109.tif 000012
【図１１】
2020077109.tif 000013
【図１２】
2020077109.tif 000014
【図１３】
2020077109.tif 000015
【図１４】
2020077109.tif 000016
【図１５】
2020077109.tif 000017
【図１６】
2020077109.tif 000018