(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節によって互いに枢着する複数の円弧状のリンクにより形成され、核融合炉のトーラス状スペース内に延設するとき隣接するリンク同士を枢動不能とする関節ロック機構を有する軌道と、マニピュレータを搭載し、核融合炉内に延設された前記軌道上を走行するビークルを有し、核融合炉の内部を遠隔で保全するトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、
前記関節ロック機構は、前記隣接するリンクの一方の端面に形成された凹部と、他方の端面に前記凹部に嵌合する突起と、前記リンクの一方の端部に設けた受け部と、他方の端部に揺動自在に設けられて前記受け部に係合して隣接するリンク同士を枢動不能とするフックと、４節からなるリンクによるトグル機構で構成され、前記フックを揺動させて前記受け部に係合させ、前記フックと前記受け部とが係合したとき前記トグル機構を構成する入力側リンクと中間リンクとがデッド状態となるように前記トグル機構を構成する４節からなるリンクの各リンク長を定めたフック操作機構とを備えたトカマク型核融合装置の遠隔保全装置。
【請求項２】
前記フックと前記受け部とが係合して接触する部分の中心と前記フックの揺動中心とを結ぶ線が前記円弧状軌道の接線方向と平行となるように前記フックと前記受け部を配置したことを特徴とする請求項１記載のトカマク型核融合装置の遠隔保全装置。
【請求項３】
前記フックと前記受け部とが係合する接触面が前記フックの揺動中心から等距離で形成される面とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトカマク型核融合装置の遠隔保全装置。
【請求項４】
前記リンクの半径方向と揺動中心軸が平行になるよう前記受け部を揺動自在に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいずれかのトカマク型核融合装置の遠隔保全装置。
【請求項５】
前記フックか前記受け部の一方にローラを複数個設け、他方に前記各ローラが接触する転動面を設け、前記フックを前記受け部に係合する動作の時に前記フックが受け部に接触する前に前記各ローラと前記転動面が先に接触し、かつ、前記フックと受け部が係合した状態で前記ローラと前記転動面とが離間するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のいずれかのトカマク型核融合装置の遠隔保全装置。
【請求項６】
前記フック操作機構に操作入力部を設け、前記操作入力部に接続する駆動部と、この駆動部を回転させる回転機構と、前記駆動部を上下させて前記操作入力部に接続・分離する上下機構とで構成された関節ロック駆動機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のいずれかのトカマク型核融合装置の遠隔保全装置。
【請求項７】
前記駆動部をその中心軸に垂直な平面内に移動可能にし、通常は前記回転機構の回転中心付近に前記駆動部を位置させる調芯機構を設けたことを特徴とする請求項６記載のトカマク型核融合装置の遠隔保全装置。
【請求項８】
前記駆動部をその中心軸方向に移動可能にして通常は先端方向に駆動部を押し出している緩衝機構と、前記駆動部の位置を検出する検出器を備えたことを特徴とする請求項６また請求項７記載のトカマク型核融合装置の遠隔保全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はそれぞれ関節により互いに枢着された複数の円弧状のリンクにより形成され、核融合炉のトーラス状スペース内に半円状に延設するときにリンクどうしを枢動不可能に固着する関節ロック機構を備えたトカマク型核融合装置の遠隔保全装置に関する。
【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、定期的な交換や修理等の保全作業が必要とされている。また、運転後の炉内は放射化されているため、炉内機器の保全作業は遠隔装置によって行わなければならない。
【０００３】
図４５はトカマク型核融合炉の一例を示す断面図である。
【０００４】
図に示すように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２０ｍ、高さが約１２ｍに及ぶ中空ドーナツ状の真空容器１０１を有し、この容器全体が厚さ数ｍの遮蔽体（図示せず）の中に収納されている。保守の対象となっている大形の炉内機器の中で、ブランケット１０３は、重量１トンから５トン程度で約１０００個のモジュールに分割されており、トーラス状スペース１００の下部を除いた内面全体を覆っている。また、核融台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いる。
【０００５】
また、トーラス状スペース１００の周りには、トロイダル磁場コイル１０４や、トーラスの中心軸回りに円環状にポロイダル磁場コイル１０５ａ〜１０５ｆが複雑に配置されている。従って、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の周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。
【０００６】
限られた空間で炉内機器を点検・交換する作業を安定して行え、炉内機器を高精度で保守でき、作業効率の高い遠隔保守装置として、トーラス状スペース内に軌道を敷設し、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、前記マニピュレータで炉内機器を点検・交換する方式の遠隔保全装置が特開平４−２１２０９１号公報および特開平６−３２８３７３号公報にて提案されている。
【０００７】
まず、特開平４−２１２０９１号公報によって提案されている遠隔保全装置の実施の形態を図４６から図５３を用いて説明する。
【０００８】
図４６は遠隔保全装置をトーラス状スペース１００内に敷設した状態を示す斜視図である。この遠隔保全装置は、円弧状の軌道３００と、マニピュレータ５３０を搭載して軌道３００上を走行するビークル５００を備えている。この軌道３００は、それぞれ関節３０２により枢着された複数の円弧状のリンク３０１で形成されおり、遠隔装置が使用されないときは、トーラス状スペース１００の外側に配置されたキャスク１０８内に設けられた軌道収納手段４０６に収容されている。
【０００９】
そして、炉内機器の保全が必要となったときに、キャスク１０８の内部からメンテナンス用の中央部のポート（以後、単にメンテナンスポートと呼ぶ）１０６をキャスク１０８内に固定された固定ガイド４０７に沿ってトーラス状スペース１００の中心方向に伸縮して軌道３００を軌道収納手段４０６からトーラス状スペース１００内に順次送り出し可能な第１、第２スライドアーム４０３、４０４と、このスライドアームの先端に揺動可能に装着されてビークル５００を着脱自在に保持する支持アーム４０５と、軌道３００の基端のリンク３０１を関節３０２を介して支持する旋回リンク４０１と、旋回リンク４０１を回転自在に支持するとともに前記第１、第２スライドアーム４０３、４０４にスライド自在に支持された台車４０２と、第１スライドアーム４０３に沿ってスライドして軌道３００のリンク３０１をトーラス状スペース１００の内部に押し出す図示しない軌道送り出し手段４１０を備えた軌道敷設手段４００によりトーラス状スペース１００内に延設される。トーラス状スペース１００内に延設された軌道３００は他のメンテナンスポート１０６から挿入される軌道支持装置４５０により強固に支持される。
【００１０】
図４７は軌道３００がキャスク１０８内に収納されている状態を上方から見た図である。
【００１１】
本図中でリンク３０１及び関節３０２に付した記号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは軌道３００の先端から順次付けたものである。リンク３０１は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３０１と連続する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。ビークル５００は支持アーム４０３に保持されており、先端のリンク３０１ａはビークル５００に保持されている。また、関節３０２ａの回転中心と支持アーム４０５の回転中心とはほぼ一致している。
【００１２】
次に、この遠隔保全装置における軌道３００の敷設方法を図４８乃至図５２を用いて説明する。
【００１３】
（１）リンク３０１の引き出しと整列
図４８は軌道３００の先端が第１スライドアーム４０３とともにメンテナンスポート１０６内をトーラス状スペース１００の中心方向に移動している状態を示している。この時第１スライドアーム４０３が第２スライドアーム４０４の上をスライドしながらメンテナンスポート１０６内に進入し、同時に旋回リンク４０１が台車４０２の旋回軸まわりに旋回される。また、台車４０２は固定ガイド４０７に対して静止している。すると、軌道３００のリンク３０１は軌道収納手段４０６から引き出され、第１スライドアーム４０３の上に移動する。第１スライドアーム４０３が所定距離移動した後、第２スライドアーム４０４が固定ガイド４０７上を所定距離移動する。やがて軌道３００のリンク３０１は２つのスライドアーム４０３、４０４の上に整列し、第２スライドアームの後端部に台車４０２が付いた図４９の状態となる。
【００１４】
（２）図４９に示す状態からメンテナンスポート１０６内の移動とトーラス状スペース１００内への進入台車４０２を停止させて第２スライドアーム４０４を固定ガイド４０７上を移動させる。
【００１５】
すると、先端のビークル５００はトーラス状スペース１００に進入する。ビークル５００や支持アーム４０５がトーラス状スペース１００の壁、即ちブランケット１０３と干渉しないように第２スライドアーム４０４のスライドと支持アーム４０５の旋回を同期させて行い、先端のリンク３０１ａの円弧の中心とトーラス状スペースの中心とがほぼ一致する図５０の状態の位置で停止させる。
【００１６】
（３）図５０に示す状態からリンク３０１ａの送り出し支持アーム４０３の先端に固定されたビークル５００の走行機能を使って軌道３００をトーラス状スペース１００内に移動させる。この時、スライドアーム４０３及び４０４上でリンク３０１ａから３０１ｆが整列した状態を維持するように、リンク３０１ａから３０１ｆの送り出しと同期して台車４０２をスライドアーム４０３及び４０４に沿って移動させる。そして、リンク３０１ａの関節３０２ａがビークル５００の近くに達したとき、ビークル５００によるリンク３０１ａの送り出しと台車４０２の移動して図５１に示す状態で停止する。
【００１７】
（４）リンク３０１ａとリンク３０１ｂを円弧状に形成し軌道送り出し手段４１０を第１スライドアーム４０３に沿ってトーラス状スペース１００の中心方向に移動させ、リンク３０１ｃをトーラス状スペース１００内に押し出す。すると、リンク３０１ｂは関節３０２ａを中心に旋回する。そして、リンク３０１ａと次のリンク３０１ｂが円弧を形成した時点で軌道送り出し手段４１０を図５２を示す状態で停止させる。この時、軌道送り出し手段４１０と同期させて台車４０２を同じ量だけスライドアーム４０３及び４０４に沿って移動させる。
【００１８】
（５）関節のロックについて図５３は関節部の概略を説明する図である。右側のリンク３０１ａの端部にはフック３０５が内蔵されており、軸３０６により揺動自在に支持されている。軸３０６の一方の端部にはフック３０５を外部から操作するための操作入力部３０７ｇが設けられている。左側のリンク３０１ｂの端部には受け部３０９が形成されている。一方、ビークル５００には前記操作入力部３０７ｇと接続して軸３０６を回転するための関節ロック駆動機構３１４（図示せず）が設けられている。図５２の状態で関節ロック駆動機構３１４の駆動部３１５を操作入力部３０７ｇに接続して軸３０６を回転してフック３０５を受け部３０９に引っかけることによりリンク３０１ａとリンク３０１ｂは強固に固定されて枢動不能になる。
【００１９】
以上の（３）（４）（５）を繰り返して関節３０２ａから関節３０２ｆを固定してリンク３０１ａからリンク３０１ｆを円弧状の軌道３００に形成する。ただし、終端から２本のリンク３０１ｅと３０１ｆでは（４）の操作において軌道送り出し手段４１０を使わずに台車４０２の移動により円弧状に形成する。
【００２０】
以上の操作によりトーラス状スペース１００内に円弧状の軌道３００を敷設する。そして、他のメンテナンスポート１０６から軌道支持装置４５０を挿入して軌道３００を強固に支持する。
【００２１】
軌道３００を敷設後、ビークル５００は、支持アーム４０５から解放され、軌道３００に沿って移動可能となる。そして、このビークル５００の走行機能と、ビークル５００に搭載されたマニピュレータ５３０を用いて炉内機器の保守点検作業を行う。
【００２２】
軌道３００の収納は、上記敷設動作の逆の手順で行う。
【００２３】
次に、特開平６−３２８３７３号公報によって提案されている遠隔保全装置の実施の形態を図５４を用いて説明する。
【００２４】
この遠隔保全装置において軌道３００、軌道収納手段４０６、軌道敷設手段４００、及び軌道支持装置４５０は特開平４−２１２０９１号公報の保全装置と同様なので省略する。
【００２５】
マニピュレータ５３０は走行機構５０１により軌道３００上を走行するビークル５００に取り付き、軌道３００回りに回転する回転機構５４０と、スライド機構５５１により回転機構５４０に対して摺動すると共に伸縮機構５５２によりそれ自体が伸縮するアーム５５０とを備えており、炉内全域をカバーできる動作領域を持つ。そしてアーム５５０の先端に作業目的に合致したエンドエフェクタやマニピュレータなどを装着することにより、炉内機器の保守・交換のみならず、真空容器の溶接・切断等の作業まで行う。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらビークル型の遠隔保全装置が高精度で高効率の炉内保守作業を実現するために、軌道は以下のことを満足しなければならない。
【００２７】
まず、ビークルが軌道の上を安定して走行できるよう、軌道を炉内に延設したとき軌道部分は滑らかな円弧形状をしていなければならず、隣接するリンクの接合部すなわち関節部分に隙間や段差があってはならない。
【００２８】
また、軌道を起点にマニピュレータの手先が位置決めされるので、関節部分はせん断力や軌道の円周に接する軸回りの捩じりトルクや軌道の径方向の軸回りの曲げトルクを支持できて、機構的に安定していて信頼性の高いものでなければならない。
【００２９】
また、関節ロック機構は少ない駆動力で簡単に操作できなければならない。
【００３０】
また、関節ロック機構の操作入力部は、ビークルの軌道に沿った走行動作を阻害せず、またビークルが軌道表面におよぼす荷重を過大にしない構成でなければならない。
【００３１】
また、ビークルに搭載したマニピュレータが動作して炉内機器の保守作業を行っているときにロックが解除されることがないように、関節ロック機構は操作入力部を操作する以外の外力によって作動してはならない。
【００３２】
一方、関節ロック駆動機構は、通常はビークルが走行するのを妨げない位置にあって、関節をロックしたり解除したりするときだけ関節ロック機構の操作入力部と取り合って関節ロック機構を操作する構成でなければならない。
【００３３】
また、関節ロック機構の操作入力部と関節ロック駆動機構の駆動部の位置がずれても確実に取りあえる構成でなければならない。
【００３４】
本発明は上記課題を解決する以下のようなトカマク型核融合装置の遠隔保全装置を提供することを目的とする。
【００３５】
第１の目的は、軌道を炉内に延設したとき軌道部分は滑らかな円弧形状を形成でき、ビークルが安定して走行できる軌道の関節部分を提供することである。
【００３６】
第２の目的は、ビークルに搭載したマニピュレータが動作することなどにより関節部分に発生するせん断力や軌道の円周に接する軸回りの捩じりトルクや軌道の径方向の軸回りの曲げトルクを支持でき、機構的に安定していて信頼性の高い関節部分を提供することである。
【００３７】
第３の目的は、少ない駆動力で容易に操作できる関節ロック機構を備えた関節部分を提供することである。
【００３８】
第４の目的は、関節ロック機構の操作入力部は、ビークルの走行動作を阻害せず、またビークルが軌道表面におよぼす荷重を過大にしない構成の関節ロック機構の操作入力部を備えた関節部分を提供することである。
【００３９】
第５の目的は、ビークルに搭載したマニピュレータが動作して炉内機器の保守作業を行っているときに関節のロックが解除されることがないように、その操作入力部を操作する以外の外力によって作動しない関節ロック機構を備えた関節部分を提供することである。
【００４０】
第６の目的は、通常はビークルが走行するのを妨げない位置にあって、ロックしたり解除したりするときだけ関節ロック機構の操作入力部と取り合って関節ロック機構を操作する構成の関節ロック駆動機構を提供することである。
【００４１】
第７の目的は、関節ロック機構の操作入力部と関節ロック駆動機構の駆動部の位置がずれても確実に取りあえる構成の関節ロック駆動機構を提供することである。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、関節によって互いに枢着する複数の円弧状のリンクにより形成され、核融合炉のトーラス状スペース内に延設するとき隣接するリンク同士を枢動不能とする関節ロック機構を有する軌道と、マニピュレータを搭載し、核融合炉内に延設された前記軌道上を走行するビークルを有し、核融合炉の内部を遠隔で保全するトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、前記関節ロック機構は、前記隣接するリンクの一方の端面に形成された凹部と、他方の端面に前記凹部に嵌合する突起と、前記リンクの一方の端部に設けた受け部と、他方の端部に揺動自在に設けられて前記受け部に係合して隣接するリンク同士を枢動不能とするフックと、４節からなるリンクによるトグル機構で構成され、前記フックを揺動させて前記受け部に係合させ、前記フックと前記受け部とが係合したとき前記トグル機構を構成する入力側リンクと中間リンクとがデッド状態となるように前記トグル機構を構成する４節からなるリンクの各リンク長を定めたフック操作機構とを備えたものである。この手段によれば、リンクのいずれか一方の端面の凹部にいずれか他方の端面の突起が嵌合され、リンク間により形成される軌道面に段差や隙間が生じることがなく軌道面を滑らかにしてビークルが安定して走行ができる。また、リンク間に働くせん断荷重と捩じりトルクに対して凹部と突起の嵌合によって支持することができ曲げトルクをフックと受け部によって支持することができる機構的に安定し信頼性の高い関節となる。また、受け部にフックが係合する付近で入力側リンクと中間リンクとがデッド状態付近となり、操作力を軽減でき、また、フックが全閉または全開のときフック側へ外力を作用させても開閉できない。従って、少ない駆動力で、容易に操作ができる。
【００４３】
請求項２の発明は、請求項１記載のトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、前記フックと前記受け部とが係合して接触する部分の中心と前記フックの揺動中心とを結ぶ線が前記円弧状軌道の接線方向と平行となるように前記フックと前記受け部を配置したことを特徴とするものである。この手段によれば、フックと受け部との接触部分の中心とフックの揺動中心とを結ぶ線が軌道上の円弧の接線方向と平行するようにしてフックと受け部が係合しているのでフックが揺動する方向の力が作用せずフックが受け部から離間しリンクの端面が開くおそれを解消する。
【００４４】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２記載のトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、前記フックと前記受け部とが係合する接触面が前記フックの揺動中心から等距離で形成される面とすることを特徴とするものである。この手段によれば、各リンクの端面を閉じフックが受け部の方向へ旋回するときフックが受け部に案内されて円滑に係合される。また、フックと受け部との接触面の形成が一致し、フックと受け部とが広い面積で接触することができる。
【００４５】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３記載のいずれかのトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、前記リンクの半径方向と揺動中心軸が平行になるよう前記受け部を揺動自在に設けたことを特徴とするものである。この手段によれば、フックと受け部とが係合した状態で、関節部分に軌道に曲げトルクが作用したとき受け部がフックに対して移動してフックと受け部が均一に接触し、フックは断面全体に働く引っ張り荷重として曲げトルクを受けることができる。
【００４６】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４記載のいずれかのトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、前記フックか前記受け部の一方にローラを複数個設け、他方に前記各ローラが接触する転動面を設け、前記フックを前記受け部に係合する動作の時に前記フックが受け部に接触する前に前記各ローラと前記転動面が先に接触し、かつ、前記フックと受け部が係合した状態で前記ローラと前記転動面とが離間するように構成したことを特徴とするものである。この手段によれば、リンクの両端面が少し開いた状態でフックを受け部方向へ旋回させるとローラが受け部に設ける接触面に案内されつつリンクの両端面を閉じていき、フックと受け部とが係合したときローラと受け部とが離れる。この結果、フックと受け部と係合する直前にはローラと接触面とが接触するので駆動力を軽減できフックと受け部とが係合したときフックと受け部とにより接触面が形成されるので関節を確実にロックできる。
【００４７】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５記載のいずれかのトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、前記フック操作機構に操作入力部を設け、前記操作入力部に接続する駆動部と、この駆動部を回転させる回転機構と、前記駆動部を上下させて前記操作入力部に接続・分離する上下機構とで構成された関節ロック駆動機構を設けたことを特徴とするものである。この手段によれば、関節をロックまたは解除するとき上下機構によって駆動部を上昇させ操作入力部と連結させて、回転機構を回転させれば、フック操作機構を駆動させフックを操作することができる。従って、通常、関節ロック駆動機構は、コンパクトに形成され、ビークルの走行を妨げない下方に配置されて必要時のみフック操作機構と連結して使用することができる。
【００４８】
請求項７の発明は、請求項６記載のトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、前記駆動部をその中心軸に垂直な平面内に移動可能にし、通常は前記回転機構の回転中心付近に前記駆動部を位置させる調芯機構を設けたことを特徴とするものである。この手段によれば、駆動部と操作入力部との芯がずれた状態でも調芯機構の作用によって操作入力部に案内され駆動部が操作入力部に連結でき作業効率を向上させることができる。
【００４９】
請求項８の発明は、請求項６また請求項７記載のトカマク型核融合装置の遠隔保全装置において、前記駆動部をその中心軸方向に移動可能にして通常は先端方向に駆動部を押し出している緩衝機構と、前記駆動部の位置を検出する検出器を備えたことを特徴とする。この手段によれば、操作入力部と駆動部の位相がずれた状態で上下機構によって駆動部を上昇させると、駆動部は上下機構の動作に反しその場に停止し、検出機により駆動部が押出されていないことを検出でき、操作入力部と駆動部の位相がずれていることが判る。この状態で上下機構を停止して駆動部を回転機構で回転して駆動部と操作入力部の位相が合うと駆動部は押出され、その事が検出器によって検出できる。この時点で回転機構を停止して駆動部を再び上昇させ、駆動部と駆動入力部を連結させることができる。従って、リンクによって軌道を延設する作業の迅速化と効率化が図られる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００５２】
図１は本発明による第１の実施形態の関節部分の構成を説明する斜視図で、関節を閉じてロックした状態を示している。図中、リンク３０１ａとリンク３０１ｂは関節３０２により連結されており、関節部分の内部には関節ロック機構３０４が設けられている。関節３０２は図２に示すようにヒンジ構造になっていて、ヒンジ３０２ａとヒンジ３０２ｂとはシャフト３０２ｃにより回転自在に連結されている。シャフト３０２ｃはヒンジ３０２ｂに固定されており、またエンドブレート３０２ｄとボルト３０２ｅによりヒンジ３０２ａ，ｂから脱落しないようになっている。ヒンジ３０２ａとヒンジ３０２ｂの間、及びヒンジ３０２ｂとシャフト３０２ｃの間にはそれぞれスラストワッシャ３０２ｇとスリーブ３０２ｆとが設けられており、摺動性の向上を図っている。
【００５３】
関節ロック機構３０４は、図１に示すように、フック３０５とその軸３０６とフック操作機構３０７とフック３０５が係合する受け部３０９等で構成されている。そして、右側のリンク３０１ａの端部には鍵状のフック３０５が内蔵されており、フック３０５は、軸３０６により揺動自在に支持され、フック３０５には外部から操作するためのフック操作機構３０７が設けられている。また、端面には対角線上にピン状の突起３０８が２個設けられている。
【００５４】
一方、左側のリンク３０１ｂの端部には、受け部３０９が設けられ、端面にはリンク３０１ａの突起３０８とはめ合う対向位置に穴状の凹み３１０が設けられ、突起３０８の先端部分は凹み３１０に挿入しやすいように面取りが施されている。図３は関節をロックした状態を示す水平断面図で、フック３０５と受け部３０９にかかる荷重の中心Ａと軸３０６の中心Ｂは軌道の円弧の接線と平行な直線Ｌの上に並ぶようにフック３０５と受け部３０９および軸３０６が配置されている。
【００５５】
まず、関節３０２を開閉するときの関節３０２と突起３０８と凹み３１０との作用を説明する。
【００５６】
図４（Ａ）・（Ｂ）および図５（Ａ）・（Ｂ）は関節３０２を開閉するときの状況を示す図で、特に突起３０８と凹み３１０に注目している。図４（Ａ）は関節を開いたときの状態で、図５（Ｂ）は関節を閉じたときの状態である。
【００５７】
図６は、関節３０２を開閉するときに関節３０２に働く荷重を示す図で、リンク３０１の自重などにより関節３０２には垂直荷重Ｐ１とトルクＴ１が働く。垂直荷重Ｐ１は主にスラストワッシャ３０２ｇを介して、トルクＴ１は主にスリーブ３０２ｆとシャフト３０２ｃを介してヒンジ３０２ａとヒンジｂの間で支持される。図４（Ａ）の状態から図４（Ｂ）、図５（Ａ）・（Ｂ）と関節を閉じると、突起３０８と凹み３１０はガイドの役割をはたし、リンク３０１ａ，３０１ｂは段差なく接合する。
【００５８】
次に、関節３０２をロックするときについて説明する。
【００５９】
図７は関節３０２を閉じてロックする前の関節ロック機構３０４の状況を示す図で、図８は関節３０２をロックした後の状況を示す図であって、フック操作機構３０７を動作させてフック３０５を受け部３０９の方向に揺動させてフック３０５を受け部３０９に係合させることにより関節３０２をロック即ち枢動不能にする。
【００６０】
軌道を敷設した後、軌道上をビークルが移動して保守作業を行うが、この時関節部分には、軌道やビークル（図示せず）の重量やビークルが動作することによって発生する軌道回りのモーメントなどにより軌道の円弧の半径方向を軸とした曲げトルクＭ２、軌道の接線を軸とした軌道回りの捩じりトルクＴ２、リンク３０１ａと３０１ｂの端面を上下にずらそうとするせん断荷重Ｐ２が働く。
【００６１】
図９は関節部分に働くこれらの荷重を説明する図で、これらの荷重に対し、突起３０８と凹み３１０が捩じりトルクＴ２とせん断荷重Ｐ２をフック３０５と受け部３０９が曲げトルクＭ２をそれぞれ支持する。図１０および図１１はは曲げトルクＭ２の支持の状況を説明する図で、図１０は垂直断面図、図１１は水平断面図である。ただし、突起３０８と凹み３１０は省略している。
【００６２】
曲げトルクＭ２が関節部分に作用すると、フック３０５と受け部３０９が受ける荷重の中心の点Ａとリンク３０１ａ、３０１ｂの下端の点Ｃの垂直距離ＩＭ２を荷重点距離として式（１）で与えられる荷重ＦＭ２がリンク３０１ａの端面の下端とフック３０５に、また、その反力ＦＭ２’がリンク３０１ｂの下端と受け部３０９にそれぞれ働く。
【００６３】
ＦＭ２＝ＦＭ２’＝Ｍ２／ｌＭ２  ・・・（１）
【００６４】
荷重ＦＭ２とＦＭ２’が作用する中心Ａは、軌道の円弧の接線と平行で軸３０６の中心Ｂを通る直線Ｌの上にあり、かつ、荷重ＦＭ２とＦＭ２’の方向は直線Ｌと一致する。なお、荷重ＦＭ２とＦＭ２’の方向は突起３０８の挿抜方向と一致するので突起３０８と凹み３１０には曲げトルクＭ２は支持しない。
【００６５】
図１２は、捩じりトルクＴ２とせん断荷重Ｐ２の支持の状況を説明する図で関節部分の縦断面図である。ただし、フック３０５は省略した。
【００６６】
関節部分に捩じりトルクＴ２とせん断力Ｐ２が作用すると、突起３０８にはせん断荷重ＦＴ２とＦＰ２が働く。せん断荷重ＦＴ２は捩じりトルクＴ２によるもので、突起３０８の距離をｌＴ２とするとその大きさは以下の式（２）で与えられる。
【００６７】
ＦＴ２＝Ｔ２／ｌＴ２  ・・・（２）
【００６８】
また、せん断荷重ＦＰ２はせん断荷重Ｐ２によるものでその大きさはＰ２／２である。一方、凹み３１０には前記せん断力ＦＴ２、ＦＰ２の反力が作用する。なお、捩じりトルクＴ２はフック３０５と受け部３０９の接触面に垂直な軸まわりに接触箇所を捩じる方向に、またせん断荷重Ｐ２はフック３０５と受け部３０９の接触箇所を上下にずらす方向にそれぞれ作用するため、フック３０５と受け部３０９はせん断荷重Ｐ２および捩じりトルクＴ２を支持しない。
【００６９】
第１実施の形態では、スリーブ３０２ｆとスラストワッシャ３０２ｇにより摺動性が維持されているため、ヒンジ３０２ａ、３０２ｂやシャフト３０２ｃにダメージを与えることなくリンク３０１ａと３０１ｂは相対的旋回動作を行える効果がある。突起３０８と凹み３１０が嵌合することによりリンク３０１ａと３０１ｂの軌道面が段差無くそろえられる効果がある。関節部分に働くせん断荷重Ｐ．２と捩じりトルクＴ２を突起３０８と凹み３１０が、曲げトルクＭ２をフック３０５と受け部３０９が支持できる効果がある。
【００７０】
また、フック３０５と受け部３０９が受ける荷重ＦＭ２とＦＭ２’が作用する中心Ａとフック３０５の軸３０６の中心Ｂが軌道の円弧の接線と平行な直線Ｌの方向に並ぶように配置され、フック３０５が支持する荷重ＦＭ２の方向が前記直線Ｌと一致し、フック３０５を揺動する方向に力は作用しないため、フック３０５が受け部３０９からはずれることはなく安定して関節をロックできる効果がある。
【００７１】
図１３は突起３０８と凹み３１０の第１実施の形態の他の実施の形態を説明する図である。
【００７２】
この実施の形態において突起３０８はリンク３０１ａの端面の上下の凹み部分３０８’をコの字に落として形成しており、凹みはリンク３０１ｂの端面の上下にコの字の出っ張り部分３１０’を残して形成している。これら突起３０８と凹み３１０は関節を閉じた時に嵌合する構成になっている。
【００７３】
関節３０２を開閉するときの突起３０８と凹み３１０の作用は前記の実施の形態と同様で、関節３０２を閉じると突起３０８は凹み３１０に嵌合してリンク３０１ａと３０１ｂの軌道面が段差無くそろえられる効果がある。
【００７４】
次に、関節をロックした状態で突起３０８と凹み３１０が支持する荷重について説明する。
【００７５】
本実施の形態においても突起３０８と凹み３１０は図９に示す軌道の接線を軸とした軌道回りの捩じりトルクＴ２、リンク３０１ａとｂの端面を上下にずらそうとするせん断荷重Ｐ２を支持する。図１４は捩じりトルクＴ２とせん断荷重Ｐ２の支持の状況を説明する関節部分の縦断面図で突起３０８に注目して記載した。（フック３０５は省略した。）捩じりトルクＴ２は突起３０８と図示しない凹み３１０の境界のうち図１４の斜線を引いた部分Ｄを介して支持し、せん断力Ｐ２は下の面のＥの部分を介して支持する。
【００７６】
以上説明したように本構成の場合も関節部分に働くせん断荷重Ｐ２と捩じりトルクＴ２を突起３０８と凹み３１０が支持する効果がある。
【００７７】
本実施の形態においてリンク３０１ａの凹み部分３０８’の奥とリンク３０１ｂの突起部分３１０’の先端を軌道の円弧の半径方向を軸とした円筒面形状にする。
【００７８】
図１５は関節をロックした状態の関節部分の縦断面図である。この状態で図９の曲げトルクＭ２が関節に作用すると、リンク３０１ｂの下側の突起部分３１０’の先端のＲ面Ｈの中心Ｃ’とフック３０５の中心Ａとの垂直距離ＩＭ２を荷重点距離として式（１）で与えられる荷重ＦＭ２が、フック３０５と下側の凹み部分３０８’に、また、荷重ＦＭ２’が受け部３０９と下側の突起部分３１０’に働く。この時、下側の凹み部分３０８’と突起部分３１０’はＲ面で接触しているため、荷重ＦＭ２は突起部分３１０’に、荷重ＦＭ２Ｉは凹み部分３０８’にほぼ均等に働く効果がある。
【００７９】
次に、本発明の第２実施の形態を図１６を参照して説明する。
【００８０】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態における関節ロック機構３０４のフック３０５と受け部３０９の接触面を揺動軸３０６を中心としたＲ面で構成したものである。本発明の第２実施の形態では、フック３０５の動作方向とフック３０５と受け部３０９の接触面とが一致するため、フック３０５と受け部３０９の接触面積を大きくできる。また、図１６に示すようにフック３０５の引っかかりが不完全であっても荷重ＦＭ２とＦＭ２’が作用する中心Ａ’は、軌道の円弧の接線と平行で軸３０６の中心Ｂを通る直線Ｌの上にあり、かつ荷重ＦＭ２とＦＭ２’の方向は直線Ｌと一致している。
【００８１】
本発明の第２実施の形態では、フック３０５と受け部３０９の接触面積を大きくでき、関節３０２を確実にロックをする効果がある。また、関節３０２をロックした状態で関節部分に曲げトルクＭ２が作用した場合、フック３０５と受け部３０９に作用する荷重ＦＭ２、ＦＭ２’の中心Ａとフック３０５の軸３０６の中心Ｂとを結ぶ直線上に荷重ＦＭ２が作用するため、フック３０５の受け部３０９への係合が多少不完全であってもフック３０５が外れることがなく安定してロックできる効果がある。
【００８２】
次に、本発明の第３実施の形態を図１７を参照して説明する。
【００８３】
第３の実施の形態は、第１あるいは第２の実施形態における関節ロック機構３０４の受け部３０９をリンクの半径方向を軸に揺動自在に設けたものである。図１７は本発明の第３実施の形態における受け部３０９の構成を説明するもので、関節部分の縦断面図である。
【００８４】
図示するように、受け部３０９の裏面はリンク３０１ａ、３０１ｂの半径方向を軸にＲ面形状をしている。すなわち、受け部３０９の裏側にはガイド３１１が取り付けられており、ガイド３１１はリンク３０１ｂの径方向には拘束され、リンク３０１ｂの円弧の接線と平行な直線と上下方向の直線を含む平面内では移動可能なようにブロック部分３１２に支持されている。
【００８５】
上記のように構成された本発明の第３実施の形態では、受け部３０９はブロック部分３１２に対して揺動可能であって、関節３０２をロックした状態で図９に示す曲げトルクＭ２が関節部分に作用した場合、図１０の場合と同様に荷重ＦＭ２がフック３０５とリンク３０１ａの下端に、ＦＭ２’が受け部３０９とリンク３０１ｂの下端に働く。このとき、受け部３０９はフックに倣って揺動可能なためフック３０５と受け部３０９は均一に接触し、荷重ＦＭ２はフック３０５の断面全体に均等に働く。そのため本実施形態では曲げトルクＭ２に対する関節部分の剛性を向上させる効果がある。
【００８６】
次に、本発明の第４実施の形態を図１８乃至図２１を参照して説明する。
【００８７】
第４の実施の形態は、第１、第２あるいは第３の実施形態における関節ロック機構３０４のフック操作機構３０７を４節のリンク機構で構成したものである。図１８は関節３０２を解放した時の関節ロック機構３０４の状況を実線で示し、関節３０２をロックしたときの状況を２点破線を示したものである。本発明の第４実施の形態のフック操作機構３０７は、リンク３０１ａに対して軸３０７ｂにより回転自在に取り付けたクランク３０７ａと、フック３０５から突き出したアーム３０７ｆと、軸３０７ｂの中心ＩよりオフセットしたＪに中心を持つ軸３０７ｃによりクランク３０７ａに対して揺動自在に取り付けられ、かつ、軸３０６の中心点Ｂから離れたＫに中心を持つ軸３０７ｅによりアーム３０７ｆに対して揺動自在に取り付けられた中間リンク３０７ｄとで構成されている。
【００８８】
ここで、クランク３０７ａの軸３０７ｂと３０７ｃの中心距離と中間リンク３０７ｄの軸間距離の決定方法について説明する。
【００８９】
まず、軸３０６の中心Ｂと軸３０７ｂの中心Ｉの位置は固定され、アーム３０７ｆの軸間距離、すなわち、軸３０６の中心Ｂと軸３０７ｅの中心Ｋの距離ｌＬ１は一定と仮定する。こうすれば、関節３０２を解放したときとロックしたときの軸３０７ｅの位置が決まるので、それぞれの場合の軸３０７ｅの中心点と軸３０７ｂの中心Ｉの距離ｌＫｌとｌＫｌ’は一意に定まる。
【００９０】
ここで、クランク３０７ａの軸３０７ｂと３０７ｃの中心距離ＩＬ２と中間リンク３０７ｄの軸向距離ｌＬ３は式（３）（４）により決定する。
【００９１】
ｌＬ２＝ｌｌＫ’−ｌｌＫ／２  ・・・（３）
ｌＬ３＝ｌｌＫ’＋ｌｌＫ／２  ・・・（４）
【００９２】
すると、点Ｉ、Ｊ、Ｋは関節３０２を解放したときに直線Ｎ１上に、ロックしたときに直線Ｎ２上に並ぶ。上記のように構成した４節のリンク機構をトグル機構と呼ぶ。
【００９３】
図１９乃至図２１は本発明の第４実施の形態の作用を説明するもので、関節部分の水平断面図である。図１９は関節３０２を解放したときの状態を示すものである。この状態で中心Ｉ、Ｊ、Ｋは直線Ｎ１上に並んでおり、フック３０５側から操作してもクランク３０７ａと中間リンク３０７ｄはデッド状態にあるのでフック３０５は動かない。一方、クランク３０７ａの軸３０７ｂを反時計回りに回転させると、クランク３０７ａと中間リンク３０７ｄのデッド状態を崩す方向に作用するため、中間リンク３０７ｄ、アーム３０７ｆを介してフック３０５は容易に回転する。
【００９４】
図２０は関節３０２をロックする中間の過程を示すものである。クランク３０７ａの軸３０７ｂを回転すると軸３０７ｃが矢印Ｓのごとく旋回する。すると中間リンク３０７ｄは軸３０７ｅを矢印Ｕのごとく押し、軸３０７ｅは軸３０６を中心に矢印Ｖのごとく旋回する。それに伴いフック３０５も矢印Ｑのごとく旋回する。
【００９５】
図２１は関節３０２をロックしたときの状態を示すもので、フック３０５は受け部３０９に引っかかっている。この場合も図１９の場合と同様に、中心Ｉ、Ｊ、Ｋは直線Ｎ２上に並んでおり、クランク３０７ａと中間リンク３０７ｄはデッド状態にあるのでフック３０５側から操作してもフック３０５は動かない。一方、軸３０７ｂを時計回りに回転すると、中間リンク３０７ｄ、アーム３０７ｆを介してフック３０５は容易に回転し、またクランク３０７ａと中間リンク３０７ｄがデッド状態付近にあるとき小さな駆動力で大きな力をフック３０５に発生させることが出来る。これをトグル機構の倍力効果と呼ぶ。
【００９６】
本発明の第４実施の形態によるフック操作機構３０７によると、フック３０５が全閉・全開の状態ではフック３０５の側を操作しても開閉せず、クランク３０７ａの軸３０７ｂからしかフック３０５を開閉できないという効果がある。また、このフック操作機構３０７のようなトグル機構ではその倍力効果によりロックが完了する付近の操作力を低減できる効果がある。
【００９７】
次に、本発明の第５実施の形態を図２２乃至図２７を参照して説明する。
【００９８】
図２２および図２３は第５の実施の形態を説明する図で、図２２は関節３０２をロックした状態の斜視図で、図２３は関節３０２をロックしたときのフック３０５と受け部３０９を拡大した水平断面図である。
【００９９】
本発明の第５実施の形態は、第１、第２、第３あるいは第４の実施の形態における関節ロック機構３０４のフック３０５の上下にローラ３１２を設け、受け部３０９のＲ面のローラ３１２が通過する部分を延長し、フック３０５のＲ面よりその転動面を微少量εだけ後退させた位置にローラ３１２を配置した構成である。
【０１００】
この第５実施の形態の作用を図２４乃至図２７に基づき以下に説明する。
【０１０１】
まず、図２４のごとくリンク３０１ａと３０１ｂの端面が少し開いた状態でフック３０５を受け部３０９方向に旋回させる。すると、まず、図２５のごとくローラ３１２が受け部３０９のＲ面に接触してＲ面上を転がりながら受け部３０９を引き寄せていきリンク３０１ａと３０１ｂの端面を閉じていく。そして図２６のときにフック３０５と受け部３０９が接触する。そして図２７のごとくフック３０５が受け部３０９に完全に係合した状態では、ローラ３１２は受け部３０９のＲ面から微少量εだけ離れる。
【０１０２】
この第５実施の形態によると、フック３０５と受け部３０９のＲ面同士が接触するよりも先にローラ３１２が受け部３０９のＲ面に接触し、転動しながら関節３０２をロックするため、フック３０５の駆動力を低減できる効果がある。また、ローラ３１２によりフック３０５が受け部３０９を引き寄せる機能も備えているため、多少リンク３０１ａと３０１ｂの端面が開いた状態であっても関節３０２をロックできる効果がある。そして、フック３０５と受け部３０９が完全に係合した状態ではローラ３１２は受け部３０９と接触せず、フック３０５と受け部３０９のＲ面同士だけが面接触しているので、関節３０２を強固にロックでき、また関節３０２をロックした後にローラ３１２に荷重がかかることがない。
【０１０３】
図２８は第５実施の形態におけるローラ３１２の位置と受け部３０９の形状を変えた他の実施の形態を説明する図である。
【０１０４】
本実施の形態では、フック３０５のＲ面にローラ３１２の転動面が接するようにローラ３１２を配置してフック３０５が受け部３０９に完全に係合した状態でローラ正面のＲ面を微少量εだけ無くした構成とする。この実施の形態においても前記実施の形態と同様に作用してほぼ同じ効果が得られる。また、ローラ３１２を受け部３０９に配置し、フック３０５のＲ面をローラ３１２が通過する部分だけ延長した構成でも同様に作用し、同じ効果がある。
【０１０５】
次に、本発明の第６実施の形態について図２９乃至図３６を参照して説明する。
【０１０６】
第６の実施の形態は、第１、第２、第３、第４あるいは第５の実施の形態における関節ロック機構３０４を駆動する関節ロック駆動機構に関するものである。図２９は関節部分の縦断面図で関節ロック機構３０４のフック操作機構３０７を説明するものである。図に示すように、クランク３０７ａの下側端面に軸３０７ｂの同芯上に６角形の穴状の操作入力部３０７ｇが設けられている。
【０１０７】
図３０は関節ロック駆動機構３１４を横から見た図である。関節ロック駆動機構３１４は、関節ロック機構３０４のフック操作機構３０７の操作入力部３０７ｇと接続する駆動部３１５と、駆動部３１５を回転軸Ｏ回りにトルク伝達部３１６介して回転する回転機構３１７と、駆動部３１５をスライド部３１９を介して回転軸Ｏの方向に上下する上下機構３１８とで構成されている。なお、図２２において上下機構３１８の駆動部分は省略してある。
【０１０８】
駆動部３１５は操作入力部３０７ｇの６角穴と嵌合する６角棒形状をしており、その先端は面取りが施されている。
【０１０９】
回転機構３１７は図３１に示すように駆動源としてモータ３１６ａを用いて、モータ３１６ａの出力は同軸上に入出力軸を持つ減速機３１６ｂと減速機３１６ｃ、さらに、軸３１６ｄを経て傘歯車３１６ｅ、傘歯車３１６ｆに伝達される。この傘歯車３１６ｅ、傘歯車３１６ｆで回転軸の向きが９０°変換されている。このとき回転方向だけでなく軸方向にも力がかかるが、この力は傘歯車３１６ｅ側では２個の円錐コロ軸受け３１６ｇで、傘歯車３１６ｆ側ではクロスローラ軸受け３１６ｈでそれぞれ支持する。傘歯車３１６ｆに伝達された回転力は中空の軸３１６ｉを経て回転機構３１７に伝達される。回転機構３１７の中心は駆動部３１５と同サイズの６角穴が開いており、回転トルクは駆動部３１５に伝達するが、軸Ｏ方向には拘束しない構成になっている。またモータ３１６ａの後端には位置検出器３１６ｊが設けられており、駆動部３１５の回転角を制御できるようになっている。
【０１１０】
図３２は上下機構３１８の構成を説明する図で、関節ロック駆動機構３１４の下から見たものであって、回転機構３１８は駆動源としてモータ３１８ａを用いている。モータ３１８ａの出力は同軸上に入出力軸を持つ減速機３１８ｂと軸３１８ｃを経て平歯車３１８ｄに伝達される。ここでは、回転方向の力しか発生しないので軸３１８ｃを２個の玉軸受け３１８ｅで支持している。一方、スライド部３１９には直動ガイド３１９ａが両脇に設けられておりレール３１９ｂにより上下方向に案内されている。また、平歯車３１８ｄに噛み合うフック３１８ｆが取り付けられており、モータ３１８ａを回すことによりスライド部３１９は上下に移動する。
【０１１１】
図３３はスライド部３１９の内部を説明する図であって、スライド部３１９の内部にはガイド３１９ｃが設けられており、このガイド３１９ｃに駆動部３１５が支持されている。ガイド３１９ｃはスライド部３１９に対して軸Ｏを中心に回転自在に支持されているが、上下方向には拘束されている。
【０１１２】
本発明の第６実施の形態を説明すると、関節ロック駆動機構３１４は軌道の下側に位置するようにビークルや旋回アームなどに設け、通常は駆動部３１５を下げておく。関節をロックあるいは解除するときは、まず、操作入力部３０７ｇと駆動部３１５の中心と位相を合わせる。図３４はこのときの関節部分と関節ロック駆動機構３１４の状況を横から示すものである。また、図３５は図３４の関節ロック機構３０７の操作入力部３０７ｇと関節ロック駆動機構３１４の駆動部３１５付近を拡大したもので、このときスライド部３１９は下がっており、駆動部３１５は回転機構３１７の表面から飛び出していない。次に、上下機構３１８を作動してスライド部３１９を上昇させる。すると駆動部３１５は操作入力部３０７ｇに挿入される。図３６はこのときの操作入力部３０７ｇと駆動部３１５付近の状況を示すものである。
【０１１３】
この状態で、回転機構３１６を作動して回転機構３１７を回転すると、駆動部３１５が操作入力部３０７ｇに嵌合しているのでロック駆動機構３０７が作動して関節３０２がロックあるいは解放される。
【０１１４】
本発明の第６実施の形態によると、第１、第２、第３、第４あるいは第５の実施の形態における関節ロック機構３０４を作動して関節３０２をロック、解放できる効果がある。また、上下機構３１８を採用して駆動部３１５を通常は収納しておき、関節ロック機構３０４を操作する必要があるときだけ上昇させること、回転機構３１６の回転軸を傘歯車３１６ｅ、３１６ｆにより直角に折り曲げた構成であること、回転機構３１７とスライド部３１９により回転機構３１６と上下機構３１８の動作の干渉をなくす機構を採用したことなどによりビークルの端面などに取り付けてもビークル等の動作を妨げないコンパクトな関節ロック駆動機構を実現できる効果がある。
【０１１５】
次に、本発明の第７実施の形態を図３７乃至図４０を参照して説明する。
【０１１６】
第７実施の形態は、第６実施の形態における関節ロック駆動機構３１４の回転機構３１７に自動調芯機能を付加した構成のものである。
【０１１７】
図３７は、本実施の形態における回転機構３１７の水平断面図である。回転機構３１７は、その外形を構成するケース３１７ａとケース３１７ａの内側にＹ軸方向に摺動可能なように設けられたスライダ３１７ｂとスライダ３１７ｂの内側にＸ軸方向に摺動可能なように設けられたスライダ３１７ｃとケース３１７ａとスライダ３１７ｂの間とスライダ３１７ｂとスライダ３１７ｃの間のそれぞれの摺動方向の両端に設けられ圧縮バネ３１７ｅにより押し出し力を発生する４個のバネ機構３１７ｄとスライダ３１７ｃの内側に設けられた駆動部３１５が通過する６角穴３１７ｆとで構成されている。
【０１１８】
図３８は、スライド部３１９の内部を説明する図で、ガイド３１９ｃは水平面内の移動が可能な構成になっている。すなわち、スライダ３１７ｃはスライダ３１７ｂに対してＸ軸方向に、スライダ３１７ｂはケース３１７ａに対してＹ軸方向にそれぞれ移動可能なため駆動部３１５はケース３１７ａに対してＸＹ平面、すなわち、水平面内を移動可能である。そして、スライダ３１７ｃはスライダ３１７ｂとの間のバネ機構３１７ｄにより、また、スライダ３１７ｂはケース３１７ａとの間にバネ機構３１７ｄによりそれぞれ両側を押されているため、駆動部３１５は通常バネ機構３１７ｄの力が平衡する位置、すなわち、回転機構３１７の中心に位置する。回転トルクはケース３１７ａとスライダ３１７ｂが接触する面３１７ｇ、スライダ３１７ｂとスライダ３１７ｃが接触する面３１７ｈ、スライダ３１７ｃの内側の６角穴３１７ｆを介して駆動部３１５へ伝達される。
【０１１９】
図３９および図４０は関節ロック駆動機構３１４の回転軸Ｏと操作入力部３０７ｇの中心Ｏ’がずれているときの本実施の形態の作用を説明する図である。
【０１２０】
まず、図３９のごとく関節ロック駆動機構３１４の回転軸Ｏと操作入力部３０７ｇの中心Ｏ’がずれた状態で、上下機構３１８を動作させてスライド部３１９を上昇させると、駆動部３１５はバネ機構３１７ｄの力に抗して操作入力部３０７ｇの入り口の面取りに沿って水平面内を移動していき、駆動部３１５の中心は操作入力部３９７ｇの中心Ｏ’と一致し、図４０のごとく駆動部３１５は操作入力部３０７ｇに挿入される。この状態で回転機構３１６を動作させて回転機構３１７を回転すると、駆動部３１５は回転機構３１７の調芯機能により水平面内を移動しながら操作入力部３０７ｇの中心Ｏ’を中心に回転する。
【０１２１】
本発明の第７実施の形態によると関節ロック駆動機構３１４の回転軸Ｏがフック操作機構３０７の操作入力部３０７ｇの中心Ｏ’からずれていても駆動部３１５を操作入力部３０７ｇに挿入でき、関節３０２をロック、解放できる効果がある。
【０１２２】
次に、本発明の第８実施の形態を図４１乃至図４４を参照して説明する。
【０１２３】
第８実施の形態は、第６あるいは第７の実施の形態における関節ロック駆動機構３１４のスライド部３１９に干渉機能を付加した構成のものである。図４１は本発明の第８実施の形態のスライド部３１９の構成を説明する図であって、スライド部３１９の内部は円筒状のシリンダ３１９ｄを形成し、シリンダ３１９ｄの内部にはシリンダ３１９ｄに沿って上下するピストン３１９ｅが設けられ、ガイド部３１９ｃはピストン３１９ｄに対して上下方向を拘束されている以外回転軸Ｏ回りおよび水平面内を移動可能に取り付けられている。
【０１２４】
ピストン３１９ｅは圧縮バネ３１９ｆにより上方向に押し上げられており、通常はストッパ３１９ｇに押し当てられている。スライド部３１９の上側にはセンサ３１９ｈが設けられており、ピストン３１９ｅがシリンダ３１９ｄの上部にあるときに信号を発し、シリンダが２点破線３１９ｇのごとく下がると信号が切れる。
【０１２５】
図４２乃至図４４は操作入力部３０７ｇと駆動部３１５の位相が合っていないときの本実施の形態の作用を説明する図である。
【０１２６】
図４４は動作前の状態であって、この状態から上下機構を作動してスライド部３１９を上昇させると駆動部３１５は操作入力部３０７ｇの入り口で停止する。さらに上昇させるとピストン３１９ｅは圧縮バネ３１９ｆの力に抗してシリンダ３１９ｄに沿って下がっていく。そして、ピストン３１７ｅはセンサ３１７ｈから離れていきセンサ３１９ｈの信号が切れ、駆動部３１５が操作入力部３０７ｇに挿入されていないことが判る。図４３はこのときの状況を示すものであって、この状態で回転機構３１６を作動して回転機構３１７を回転すると駆動部３１５のみが回転し、操作入力部３０７ｇと位相があったところで駆動部３１５が操作入力部３０７ｇに挿入される。このときの状況を示した物が図４４である。このときセンサ３１９ｈは信号を発生し、駆動部３１５と操作入力部３０７ｇの位相が合い挿入可能であることがわかる。これ以降は第６実施の形態と同様に作用する。
【０１２７】
本発明の第８実施の形態によると、駆動部３１５と操作入力部３０７ｇの位相が合わない状態で関節ロック機構３０４を操作開始しても、関節３０２をロック、解除可能であるという効果がある。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、リンクのいずれか一方の端面の凹部にいずれか他方の端面の突起が嵌合され、リンク間により形成される軌道面に段差や隙間が生じることがなく軌道面を滑らかにしてビークルが安定して走行ができ、リンク間に働くせん断荷重と捩じりトルクに対して凹部と突起の嵌合によって支持することができ曲げトルクをフックと受け部によって支持することができる機構的に安定し信頼性の高い関節となる。また、受け部にフックが係合する付近で入力側リンクと中間リンクとがデッド状態付近となり、操作力を軽減でき、また、フックが全閉または全開のときフック側へ外力を作用させても開閉できない。従って、少ない駆動力で、容易に操作ができる。
【０１２９】
請求項２の発明によれば、フックと受け部との接触部分の中心とフックの揺動中心とを結ぶ線が軌道上の円弧の接線方向と平行するようにしてフックと受け部が係合しているので、フックが揺動する方向の力が作用せずフックが受け部から離間しリンクの端面が開くおそれを解消する。
【０１３０】
請求項３の発明によれば、各リンクの端面を閉じフックが受け部の方向へ旋回するときフックが受け部に案内されて円滑に係合される。また、フックと受け部との接触面の形成が一致し、フックと受け部とが広い面積で接触することができる。
【０１３１】
請求項４の発明によれば、フックと受け部とが係合した状態で、関節部分に軌道に曲げトルクが作用したとき受け部がフックに対して移動してフックと受け部が均一に接触し、フックは断面全体に働く引っ張り荷重として曲げトルクを受けることができる。
【０１３２】
請求項５の発明によれば、リンクの両端面が少し開いた状態でフックを受け部方向へ旋回させるとローラが受け部に設ける接触面に案内されつつリンクの両端面を閉じていき、フックと受け部とが係合したときローラと受け部とが離れる。この結果、フックと受け部と係合する直前にはローラと接触面とが接触するので駆動力を軽減でき、フックと受け部とが係合したときフックと受け部とにより接触面が形成されるので関節を確実にロックできる。
【０１３３】
請求項６の発明によれば、関節をロックまたは解除するとき上下機構によって駆動部を上昇させ操作入力部と連結させて、回転機構を回転させれば、フック操作機構を駆動させフックを操作することができる。従って、通常、関節ロック駆動機構は、コンパクトに形成され、ビークルの走行を妨げない下方に配置されて必要時のみフック操作機構と連結して使用することができる。
【０１３４】
請求項７の発明によれば、駆動部と操作入力部との芯がずれた状態でも調芯構造の作用によって操作入力部に案内され駆動部が操作入力部に連結でき作業効率を向上させることができる。
【０１３５】
請求項８の発明によれば、操作入力部と駆動部の位相がずれた状態で上下機構によって駆動部を上昇させると、駆動部は上下機構の動作に反しその場に停止し、検出機により駆動部が押出されていないことを検出でき、操作入力部と駆動部の位相がずれていることが判る。この状態で上下機構を停止して駆動部を回転機構で回転して駆動部と操作入力部の位相が合うと駆動部は押出され、その事が検出器によって検出できる。この時点で回転機構を停止して駆動部を再び上昇させ、駆動部と駆動入力部を連結させることができる。従って、リンクによって軌道を延設する作業の迅速化と効率化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す関節部の斜視図である。
【図２】第１実施の形態の関節を示す構成図である。
【図３】第１実施の形態の関節をロックした状態を示す水平断面図である。
【図４】第１実施の形態の関節を開閉するときの第１および第２の作用図である。
【図５】第１実施の形態の関節を開閉するときの第３および第４の作用図である。
【図６】第１実施の形態の関節を開閉するときの関節に働く荷重を示す説明図である。
【図７】第１実施の形態の関節をロックする前の状況を示す説明図である。
【図８】第１実施の形態の関節をロックした状況を示す説明図である。
【図９】第１実施の形態の関節部分に働く荷重を示す説明図である。
【図１０】第１実施の形態の関節部分に働く曲げトルクの支持状況を示す第１説明図である。
【図１１】第１実施の形態の関節部分に働く曲げトルクの支持状況を示す第２説明図である。
【図１２】第１実施の形態の関節部分に働く捩じりトルクとせん断荷重の支持の状況を示す説明図である。
【図１３】第１実施の形態の関節部分の突起と凹みの他の実施の形態の構成を示す説明図である。
【図１４】第１実施の形態の関節部分の他の実施の形態の突起と凹みが捩じりトルクとせん断荷重を支持する状況を示す説明図である。
【図１５】第１実施の形態の関節部分の他の実施の形態の突起と凹みが曲げトルクにより発生する荷重を指示する状況を示す説明図である。
【図１６】第２実施の形態の関節部分の構成と作用を示す説明図である。
【図１７】第３実施の形態の構成を示す説明図である。
【図１８】第４実施の形態の関節部分の構成を示す水平断面図である。
【図１９】第４実施の形態の第１の作用を示す水平断面図である。
【図２０】第４実施の形態の第２の作用を示す水平断面図である。
【図２１】第４実施の形態の第３の作用を示す水平断面図である。
【図２２】第５実施の形態を示す斜視図である。
【図２３】第５実施の形態のフックと受け部の部分拡大図である。
【図２４】第５実施の形態の第１の作用を示す説明図である。
【図２５】第５実施の形態の第２の作用を示す説明図である。
【図２６】第５実施の形態の第３の作用を示す説明図である。
【図２７】第５実施の形態の第４の作用を示す説明図である。
【図２８】図２７の部分拡大図を示す説明図である。
【図２９】第６実施の形態を示す部分縦断面図である。
【図３０】第６実施の形態の関節ロック駆動機構の構成を示す説明図である。
【図３１】第６実施の形態の関節ロック駆動機構の回転機構の構成を示す説明図である。
【図３２】第６実施の形態の関節ロック駆動機構の上下機構の構成を示す説明図である。
【図３３】第６実施の形態の関節ロック駆動機構のスライド部の構成を示す説明図である。
【図３４】第６実施の形態の関節ロック駆動機構の部分縦断面図である。
【図３５】第６実施の形態の第１の作用を示す説明図である。
【図３６】第６実施の形態の第２の作用を示す説明図である。
【図３７】第７実施の形態の回転機構の水平断面図である。
【図３８】第７実施の形態のスライド部の内部説明図である。
【図３９】第７実施の形態の第１の作用を示す説明図である。
【図４０】第７実施の形態の第２の作用を示す説明図である。
【図４１】第８実施の形態を示す構成図である。
【図４２】第８実施の形態の第１の作用を示す説明図である。
【図４３】第８実施の形態の第２の作用を示す説明図である。
【図４４】第８実施の形態の第３の作用を示す説明図である。
【図４５】トカマク型核融合炉の一例を示す概念図である。
【図４６】遠隔保全装置をトカマク型核融合炉のトーラス状スペース内に敷設した状態を示す斜視図である。
【図４７】遠隔保全装置をキャスク内に収納した状態を示す説明図である。
【図４８】遠隔保全装置をキャスクから引き出す第１状態を示す説明図である。
【図４９】遠隔保全装置をキャスクから引き出す第２状態を示す説明図である。
【図５０】遠隔保全装置をトカマク型核融合炉のトーラス状スペース内に敷設する第１説明図である。
【図５１】遠隔保全装置をトカマク型核融合炉のトーラス状スペース内に敷設する第２説明図である。
【図５２】遠隔保全装置をトカマク型核融合炉のトーラス状スペース内に敷設する第３説明図である。
【図５３】従来の関節部分を示す斜視図である。
【図５４】他の従来の遠隔保全装置を示す説明図である。
【符号の説明】
３００    軌道
３０１ａ，３０１ｂ    リンク
３０２    関節
３０４    関節ロック機構
３０５    フック
３０６    軸
３０７    フック操作機構
３０８    突起
３０９    受け部
３１０    凹み
３１１    ガイド
３１２    ローラ
３１４    関節ロック駆動機構
３１５    駆動部
３１６，３１８    上下機構
３１７    回転機構
３１９    スライド部
【図１】
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【図２】
0003565997.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003565997.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003565997.tif 000016
【図１６】
0003565997.tif 000017
【図１７】
0003565997.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
0003565997.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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