JPH1152090A - 作業ロボット装置および切離機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動機構２０が故障して作業機構６が展開状態
のままとなった場合にこれを収納状態として狭隘な空間
から回収可能な作業ロボット装置と、このロボット装置
に適する信頼性の高い分離機構２６を提供する。 【解決手段】作業機構６を付勢機構３０によって収納状
態となる方向に付勢しておき、分離機構２６によりこの
作業機構６を駆動機構２０から分離して収納状態とす
る。上記の分離機構２６は機械的な係合により結合させ
ておき、ガスジェネレータに点火して発生する高圧ガス
を密閉されたガス室に供給し、このガス圧により機械的
な係合を解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非常時等におい
て、展開されている作業機構を駆動機構から切離して自
動的に収納状態とし、狭隘な空間から回収可能とした作
業ロボット装置、およびこの作業ロボット装置の作業機
構と駆動機構等の機構または部材を互いに切離し可能に
結合する切離機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、原子力設備内、配管内、その
他の比較的狭隘な空間内で遠隔的に操作される作業ロボ
ット装置は各種開発されている。このような作業ロボッ
ト装置は、狭隘な空間内に進入させ、およびこの空間内
から回収するために、一般にその作業アーム等の作業機
構が本体に近接するか、または本体内に収容され、収納
状態となるように構成されている。そして、このような
作業ロボット装置は、上記の作業機構を収納状態として
狭隘な空間内に侵入し、この後に作業機構を展開して各
種の作業をなし、作業が終了した後はこの作業機構を収
納状態とし、この狭隘な空間から回収する。

【０００３】ところで、この作業機構が展開状態の場合
に、万一その駆動機構が故障した場合には、この作業機
構を収納状態とすることができなくなり、この作業ロボ
ット装置を作業空間内から回収できなくなる場合があ
る。特に、原子力設備等では、この作業ロボット装置が
進入する空間内に作業員が接近できない場合が多く、こ
のような場合には、この作業ロボット装置の回収が不可
能または極めて困難になる等の不具合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、万一駆動機構等が故障した場
合には、作業機構をこの駆動機構と切離し、付勢機構に
よりこの作業機構を自動的に収納状態とし、万一の非常
時においても狭隘な作業空間から脱出可能な作業ロボッ
ト装置を提供するものである。また、このような作業ロ
ボット装置等に使用される作動が確実で信頼性の極めて
高いとともに、ガスや異物を周囲に飛散させない切離機
構をも提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
の作業ロボット装置は、本体と、この本体に近接して収
納されるとともにこの本体から離間した状態に展開して
所定の作業をおこなう作業機構と、この作業機構を上記
の本体に対して収納状態に付勢する付勢機構と、この付
勢機構の付勢力に抗して上記の作業機構を展開状態まで
駆動する駆動機構と、この駆動機構と上記の作業機構と
の間に設けられこの駆動機構と作業機構との連結を切り
離す切離機構とを具備したものである。

【０００６】したがって、万一駆動機構が故障した場合
には、上記の切離機構により駆動機構と作業機構とを切
離し、付勢機構の付勢力でこの作業機構を自動的に収納
状態とし、この作業ロボット機構を狭隘な作業空間から
回収することができる。

【０００７】また、請求項２に記載の本発明の作業ロボ
ット装置は、前記の切離機構は、ガスジェネレータのガ
ス発生剤の点火により発生したガス圧により作動して前
記の駆動機構と作業機構との連結を切り離すものであ
る。したがって、この切離機構はガス圧により強制的に
切離しを行うので、信頼性が高い。

【０００８】また、請求項３に記載の本発明の作業ロボ
ット装置は、前記の切離し機構は、内部に密閉空間であ
るガス室を有するハウジングと、上記の駆動機構と作業
機構とを切離し可能に機械的に結合する係合機構と、ガ
ス発生剤の点火によりガスを発生してこのガスを上記の
ハウジングのガス室内に供給するガスジェネレータと、
このガス室内に気密をもって摺動自在に設けられ上記の
ガスジェネレータから供給されるガス圧によって移動し
上記の係合機構を切離し状態に駆動するガス圧作動体と
を具備しているものである。

【０００９】したがって、ガス圧により係合機構を確実
に切り離すことができ、しかも発生したガスは密閉され
たガス室内から外部には放出されないので、このガスや
破片等が周囲に飛散せず、また安全性も高い。また、こ
のものは機械的な係合機構を備えているので、結合が確
実であるとともに、ガス圧によりこの機械的な係合を強
制的に解除するので信頼性も極めて高い。

【００１０】また、請求項４に記載の本発明の作業ロボ
ット装置は、前記の付勢機構は、スプリングの付勢力に
より前記の作業機構をその収納状態に付勢しているもの
である。したがって、構造が簡単であるとともに、信頼
性が高い。

【００１１】また、請求項５に記載の本発明の切離機構
は、内部に密閉空間であるガス室を有するハウジング
と、上記の２つの部材または機構を切離し可能に機械的
に結合する係合機構と、ガス発生剤の点火によりガスを
発生してこのガスを上記のハウジングのガス室内に供給
するガスジェネレータと、このガス室内に気密をもって
摺動自在に設けられ上記のガスジェネレータから供給さ
れるガス圧によって移動し上記の係合機構を切離し状態
に駆動するガス圧作動体とを具備しているものである。

【００１２】したがって、機械的な係合機構により、２
つの部材または機構が強力に結合され、信頼性が高い。
また、このような機械的な係合は、その解除、特に荷重
が作用した状態での解除には、大きな解除力が必要なも
のであるが、上記のガスジェネレータから発生するガス
圧により強制的にこの係合機構を解除するので、作動が
確実である。また、この発生したガスは、密閉されたガ
ス室から外部に放出されることがないので、このガスや
ガス発生剤の残渣、またはガスジェネレータのカバーの
破片等が周囲に飛散することがなく、周囲を汚染するこ
とがないとともに、安全であり、各種の用途に広範囲に
使用することができる。

【００１３】また、請求項６に記載の本発明の切離機構
は、前記の係合機構は、先端部外周面に嵌合溝を有する
リリースシャフトと、このリリースシャフトの先端部が
嵌合されるスリーブ部材と、このスリーブ部材の周壁部
に形成された孔内に径方向に移動自在に収容され上記の
リリースシャフトの嵌合溝内に嵌合するボールと、上記
のスリーブ部材の外周に軸方向に移動自在に嵌合され上
記のボールの径方向外側への移動を不能に保持してこの
ボールを上記のリリースシャフトの嵌合溝内にロックす
るロックスリーブとを備えたボールロック機構であり、
また前記のガス室およびガス圧作動体は上記のスリーブ
部材と同心状に配置され、このガス圧作動体がガス圧に
より軸方向に移動することにより上記のロックスリーブ
を軸方向に移動させて上記のボールの径方向外側への移
動を可能としてこのボールによるロックを解除するもの
である。

【００１４】したがって、この係合機構はボールロック
機構であり、構造が簡単で機械的に強力な結合がなさ
れ、信頼性が大である。また、上記のガス室はこのボー
ルロック機構と同心状に配置され、同様に同心状に配置
されたガス圧作用体がガス圧により軸方向に移動してロ
ックスリーブを軸方向に移動させてボールロック機構を
解放するものであり、構造が簡単であるとともに全体と
して極めて小形に形成することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
形態を説明する。この実施形態は、沸騰水形原子炉の炉
心構造物内に挿入されて検査やシュラウドの補修等の各
種の作業をなす作業ロボット装置と、この作業ロボット
装置に使用されている切離機構に関するものである。

【００１６】まず、図１を参照して、上記の沸騰水形原
子炉の炉心構造物およびこの炉心構造物内に挿入される
シュラウド補修ロボット装置等の作業ロボット装置の概
略的な構成を説明する。

【００１７】沸騰水形原子炉の炉心は、原子炉圧力容器
内に設けられた略円筒状のシュラウド等から構成される
炉心構造物内に収容されており、このシュラウドの下部
には図１に示すような炉心支持板Ａ、上部には上部格子
板Ｂが設けられている。この上部格子板Ｂは、一辺が約
２９０ｍｍの格子状の構造体で、各格子内にそれぞれ燃
料集合体（図示せず）が挿入される。また、上記の炉心
支持板Ａには上記の各格子に対応して孔Ｃが形成され、
各燃料集合体の入口ノズルはこれらの孔Ｃ内に嵌合す
る。

【００１８】そして、原子炉の保守点検時には、原子炉
圧力容器の蓋を取り外すとともに、この原子炉圧力容器
の上に形成されている原子炉ウエル内に水を充填し、蒸
気乾燥器、気水分離器、および燃料集合体等を取り出し
た後、燃料交換プラットホームの燃料交換機でたとえば
シュラウド補修用の作業ロボット装置を保持し、これを
水中に吊り下ろし、炉心構造物の点検や補修等を行う。

【００１９】ところで、上記の上部格子板Ｂは、シュラ
ウドに溶接されており、取り外しは不可能である。この
ため、このシュラウド補修用の作業ロボット装置１は、
上記の格子板Ｂを通過できるような断面寸法に形成され
ている。すなわち、この作業ロボット装置１は、細長状
の本体２を備え、この本体２は上記の上部格子板Ｂを通
過できるような断面寸法に形成されている。

【００２０】そして、この本体１には、この本体１から
展開および収納される作業機構６が設けられている。こ
の作業機構６は、Ｘ字状に回動自在に枢着されたリンク
７と、これらのリンク７により支持された案内レール８
とから構成され、これらのリンク７を折り畳むことによ
り、これらのリンク７および案内レール８が本体２に密
着した収納状態となり、またこれらのリンク７を展開す
ることにより、上記の案内レール８が本体２から任意の
位置まで移動する展開状態となる。なお、この作業機構
６が収納状態となった場合には、この作業機構６と本体
２とは上記の上部格子板Ｂを通過できる断面寸法となる
ように設定されていることは上述した通りである。

【００２１】また、上記の本体２の下端部には、支持部
材３が取り付けられており、この支持部材３は燃料集合
体の入口ノズルと略同様の外形をなすとともに、上記の
本体２に対して回転自在に取付けられている。そして、
これら支持部材３は、上記の炉心支持板Ａの孔Ｃ内に嵌
合されて本体２の下端部を所定位置に保持するととも
に、本体２はこの支持部材３を中心として回転自在に支
承される。そして、この本体２を回転させるとともに、
上記の作業機構６を任意の位置まで展開することによ
り、この作業機構６の展開可能な範囲内の任意の位置に
案内レール８を位置決めすることができる。

【００２２】また、上記の案内レール８には、これに沿
って上下に移動自在な工具着脱機構９が設けられてい
る。この工具着脱機構９は、前記の上部格子板Ｂの別に
位置に挿入されて吊り下げられた工具ハンガー１０に保
持されている各種の作業工具１１を把持して受取るもの
である。したがって、この作業工具１１を把持した工具
着脱機構９が上下に移動することにより、この作業工具
１１をこの作業機構６の展開半径内の任意の三次元位置
に移動させることができ、これによりこの作業工具１１
でシュラウドの補修等の各種の作業を行うことができ
る。

【００２３】次に、図１および図２を参照してこの作業
ロボット装置１の構成の詳細を説明する。上記の本体２
は、上部格子板Ｂを通過して炉心部に挿入され、上記の
ようにその支持部材３が炉心支持板Ａの孔Ｃ内に挿入さ
れる。この本体２の上端部には、各種の駆動モータおよ
び制御機器等が収容された駆動部４が設けられ、この駆
動部４の上端が前述の燃料交換機のグリッパＤに保持さ
れて水中に吊り下げられる。また、この駆動部４にはク
ランプ機構５が設けられ、このクランプ機構５は上部格
子板Ｂを把持し、この駆動部４をこの上部格子板Ｂに固
定する。

【００２４】そして、上記の本体２はこの駆動部４に内
蔵された駆動機構（図示せず）によりこの駆動部４に対
して回転され、その下端の支持ノズル３を通る鉛直方向
の回転中心軸線まわりに回転する。

【００２５】また、前記の作業機構６のリンク７のうち
の一方のリンク７の下端は、前記の案内レール８の下端
部に形成された摺動スリット１５に上下に摺動自在に案
内されている。また、他方のリンク７の下端は、上記の
本体２内に設けられた駆動機構２０によって上下に移動
するように駆動され、これによりこれらリンク７で構成
されるＸ字状のリンク機構が水平方向に伸縮し、この作
業機構６が収納状態から伸展状態まで展開される。

【００２６】また、この本体２の上部には、付勢機構３
０が設けられている。この付勢機構３０は、たとえば上
記の他方のリンク７の上端部に取り付けられた可撓性の
ワイヤ３１を備えており、このワイヤ３１はガイドプー
リ３３に案内されて本体２の上部に取り付けられたスプ
リング機構３２に連結されている。このスプリング機構
３２は、内蔵されたねじりスプリングおよび巻取プーリ
等により、上記のワイヤ３１を所定の張力で巻き取る方
向に付勢している。したがって、このワイヤ３１に常時
作用している巻取張力により、上記の他方のリンク７の
上端部が本体２に近接する方向に付勢されている。した
がって、この作業機構６は、この付勢機構３０により、
常時その収納状態となる方向に付勢されている。なお、
この実施形態では、この作業機構６は上記の付勢機構３
０の付勢力に加えて、各部材に作用する重力により収納
状態となるように設計されている。

【００２７】次に上記の駆動機構２０を説明する。この
駆動機構２０は、本体２内に略鉛直方向に沿って設けら
れたねじ軸２１を備え、このねじ軸２１は軸受２２によ
り回転自在に支承されている。そして、このねじ軸２１
は駆動軸２３を介して上記の駆動部４内に設けられたモ
ータ（図示せず）等に連結され、正逆両方向に回転駆動
される。

【００２８】また、このねじ軸２１にはねじナット２５
が螺合し、このねじ軸２１が回転することによりこのね
じナット２５が上方または下方に螺進するように構成さ
れている。なお、この実施形態では、上記のねじ軸２１
はボールねじ軸、またねじナット２５は内部で循環する
転動ボールを備えたボールねじナットが使用され、これ
らの間の摩擦を低減する構造となっている。

【００２９】そして、このねじナット２５は、後述する
切離機構２６を介して移動部材２７に結合されており、
この移動部材２７には前記のリンク７の下端部が枢着さ
れている。したがって、上記のねじ軸２１が回転するこ
とにより上記のねじナット２５が上下に螺進し、リンク
７の下端が上下に移動され、この作業機構６が収納状態
から伸展状態までの任意の状態に伸縮する。なお、この
作業機構６は、上述のように付勢機構３０の付勢力、お
よび重力により収納状態となる方向に常時付勢されてい
るが、この駆動機構２０はこれらの付勢力に抗してこの
作業機構６を伸縮させるに十分な駆動力を有している。

【００３０】次に、上記の切離機構２６について図３な
いし図５を参照して説明する。この切離機構２６は、駆
動機構２０が故障して作業機構６が展開状態のまま作動
不能となったような場合に、この駆動機構２０のねじナ
ット２５と移動部材２７とを切離し、作業機構６のリン
ク７を自由状態とし、上記の付勢機構３０の付勢力およ
び重力によりこの作業機構６を自動的に収納状態とし、
この作業ロボット装置１を上部格子板Ｂを通過させて回
収可能とするものである。

【００３１】上記のねじナット２５と移動部材２７すな
わちリンク７との間には、常に付勢機構３０および重力
による付勢力が作用しているとともに、この作業機構６
が作動する場合には、これらの間に大きな荷重が作用す
る。したがって、この切離機構２６は、大きな荷重に耐
える大きな機械的結合強度が必要である。

【００３２】また、この切離機構２６は、上記のように
非常時に作用するものであるから、その切離し作動に高
い信頼性が必要である。また、上記のように、この切離
機構２６は大きな荷重が作用している状態においても、
確実に切離し作動を行う必要がある。一般に、大きな機
械的結合強度を得るには、機械的な係合機構が必要であ
るが、このような機械的な係合機構は荷重が作用してい
る状態で係合を解除するには大きな解除力が必要であ
り、この大きな解除力を得るためには複雑な機構が必要
で、信頼性も低下するという不具合を生じる。

【００３３】上記のような要求を満たすものとしては、
爆発ボルトと称されている切離機構がある。このもの
は、ボルトまたはピン状の結合部材の内部を中空とし、
この内部に火薬および電気信管等を内蔵させたもので、
非常時には信管により火薬に点火し、その爆発圧力でこ
のボルトまたはピンを破断して結合を解除するものであ
る。しかし、このようなものは、爆発破断の際に、ガス
や火薬の残渣、または破片等が周囲に飛散し、周囲を汚
染するとともに危険性がある。特に、この原子炉内での
作業ロボット装置では、このような火薬の残渣や破片等
で原子炉内部を汚染することは許されない。

【００３４】上述したような条件を満足するために、上
記の切離機構２６は以下のような特別な構造が採用され
ている。すなわち、図中の４０は本体ケーシング、４１
はリリースシャフトであり、これらが互いに機械的に結
合し、また切り離される。この実施形態では、上記のリ
リースシャフト４１が上記のねじナット１５に取り付け
られ、また上記の本体ケーシング４０が取付けフランジ
部４２等を介して前記の移動部材２７すなわち作業機構
６側に取付けられる。なお、この切離機構２６は、前記
のねじ軸２１を挿通させるために、全体として中空の筒
状に形成されている。

【００３５】上記の本体ケーシング４０とリリースシャ
フト４１とは、機械的な係合機構、たとえばボールロッ
ク機構と称されている機構により切離し自在に機械的に
結合されている。

【００３６】上記のリリースシャフト４１の先端部に
は、筒状の係合部４３が一体に突設され、その先端部の
外周には、断面が略半円形の環状の係合溝４４が形成さ
れている。また、上記の本体ケーシング４０内には、円
筒状のスリーブ部材４６が設けられ、上記のリリースシ
ャフト４１の係合部４３が挿入嵌合されている。また、
このスリーブ部材４６には、周方向に所定の間隔で複数
の径方向の孔が形成され、これらの孔内には鋼球等のボ
ール４５が径方向に移動自在に収容されている。そし
て、これらのボール４５は、径方向内側に移動すること
によって、上記のリリースシャフト４１の係合部４３の
係合溝４４内に嵌合し、このリリースシャフト４１を本
体ハウジング４０に対して機械的に係合し、またこれら
のボール４５が径方向外側に移動することにより、上記
のリリースシャフト４１の係合が解除されるように構成
されている。

【００３７】また、上記の本体ケーシング４０内には、
環状のガス室５４が形成され、このガス室５４は密封さ
れ、外部とは連通していない。そして、この本体ケーシ
ング４０の下端部には、ガスジェネレータ５７が設けら
れている。このガスジェネレータ５７は、電流により内
部のガス発生剤が点火され、高圧のガスを発生するもの
である。そして、この実施形態では、信頼性を高めるた
めに、複数たとえば２個のガスジェネレータ５７が設け
られ、これらはいずれも上記のガス室５４に連通してい
る。

【００３８】また、この本体ケーシング４０の上部内に
は、作動部材５０が軸方向に移動自在に設けられてい
る。この作動部材５０の下端部には、この本体ケーシン
グ４０内に気密をもって摺動自在に嵌合し上記のガス室
５４内のガス圧を受けるガス圧作動体部５３が形成され
ているとともに、その上端部には上記のボール４５の径
方向の移動を規制してロックおよびロック解除をなすロ
ックスリーブ部が一体に形成されている。このロックス
リーブ部は、上記のスリーブ部材４６の外周面に密着し
て上記のボール４５の径方向外側への移動を阻止するロ
ック部５１と、このロック部５１の下側に形成され上記
のスリーブ部材４６の外周より大きな内径を有し上記の
ボール４５の径方向外側への移動を許容してロックの解
除をなすロック解除部５２とが形成されている。

【００３９】したがって、図３に示すように、この作動
部材５０が下方に移動してロック部５１がボール４５に
当接している場合には、これらのボール４５がリリース
シャフト４１の係合溝４４内に嵌合したまま径方向外側
には移動不能となり、係合すなわちロック状態が維持さ
れる。また、上記のガスジェネレータ５７からの高圧ガ
スがガス室５４内に供給された場合には、このガス圧は
この作動部材５０のガス圧作動体部５３に作用し、この
作動部材５０が上方に移動してそのロック解除部５２が
ボール４５の位置に対応する。したがって、これらのボ
ール４５は径方向外側に移動可能となり、これらが径方
向外側に移動することにより、リリースシャフト４１の
係合溝４４との係合が外れ、このリリースシャフト４１
が本体ケーシング４０から分離される。

【００４０】なお、上記の本体ケーシング４０内には圧
縮コイルスプリング６０が設けられ、上記のリリースシ
ャフト４１の係合部４３の先端部を上方すなわち分離方
向に押圧付勢しており、このリリースシャフト４１の分
離を確実にする。

【００４１】また、この本体ケーシング４０の上端部に
は複数のストッパピン５５が設けられ、上記の作動部材
５０はこけらのストッパピン５５に当接してそれ以上の
移動が規制されている。したがって、この作動部材５０
はガス圧が作用した場合でも上方に抜けることがなく、
よって上記のガス室５４内は密封状態に維持されるよう
に構成されている。

【００４２】また、この本体ケーシング４０には、１本
のシアーピン５６が螺装され、その先端部は上記の作動
部材５０に係合している。したがって、通常時は、この
作動部材５０はこのシアーピン５６によって軸方向に移
動不能に固定され、図３に示すようなロック状態に固定
されている。そして、この作動部材５０のガス圧作動体
部５３にガス圧が作用した場合には、このガス圧による
大きな荷重によりこのシアーピン５６の先端部が剪断破
断し、この作動部材５０が移動可能となって上方に移動
し、図４に示すようにロック解除の状態となる。

【００４３】次に、上記のガスジェネレータ５７の構成
を図５を参照して説明する。図中の７０はケーシングで
あって、このケーシング７０内には点火薬７５、および
ガス発生剤７６が充填されている。この点火薬７５は、
ヒータ（図示せず）により点火され、この点火薬７５が
発火するとこれによりさらにガス発生剤７６に点火さ
れ、このガス発生剤７６の化学反応によりガスを発生す
る。

【００４４】なお、上記の点火薬７５に点火するヒータ
は、作動を確実とするために２本設けられ、これらには
電気的に並列に３本の導線７２が接続されている。これ
らの導線７２はこのケーシング７０の外に導出され、そ
の導出部分はポッテイングコンパウンド７３、およびハ
ーメチックシール７４等により完全な防水性が与えられ
ている。

【００４５】なお、この実施形態では、上記のガス発生
剤７６としてアジ化ナトリウムと三二酸化鉄の混合物が
用いられ、これらの成分は熱を加えられることにより化
学反応を起こして窒素ガスを発生する。このような組成
のガス発生剤７６は、車両のエアバッグを膨脹させるガ
ス発生剤として広く用いられており、安定性、着火の確
実性にも優れているものである。

【００４６】また、このようなガスジェネレータ５７か
ら導出された導線７２は、適宜の点火回路に接続される
が、安全性を向上させるためには、この点火回路は他の
制御回路等とは独立した手動で操作されるものが好まし
い。

【００４７】次に、上記の実施形態の作動を説明する。
通常の場合には、上記の切離機構２６は結合状態であ
り、よって駆動機構２０と作業機構６とは連結されてい
る。そして、この作業ロボット装置は、作業機構６を収
納状態として上部格子板Ｂを通して炉心構造物内に吊り
下ろされる。次に、上記の駆動機構２０によりこの作業
機構６を展開し、前述したような各種の作業をおこな
う。そして、作業を終了した後には、駆動機構２０によ
りこの作業機構６を収納状態とし、上部格子板Ｂを通し
てこの作業ロボット装置１を吊り上げる。

【００４８】そして、万一この作業機構６が展開状態の
際に駆動機構２０等が故障し、この作業機構６を収納状
態にすることができなくなった場合には、この作業ロボ
ット装置を上部格子板Ｂを通して上方に吊り上げて回収
できなくなる。

【００４９】このような場合には、前述した点火回路を
作動させ、上記の切離機構２６のガスジェネレータ５７
に点火し、上述したようにこの切離機構２６を切り離
す。したがって、この作業機構６のリンク７は、駆動機
構２０から切り離され、自由な状態となる。よって、前
述の付勢機構３０の付勢力および重力により、この作業
機構６は自動的に収納状態まで折り畳まれ、この作業ロ
ボット装置１を上部格子板Ｂを通して吊り上げ可能とな
り、これを回収することができる。

【００５０】また、上記の切離機構２６は、ボールロッ
ク機構で機械的に確実に結合されているので、信頼性が
高く、また結合強度も大きい。また、この機械的な結合
の解除は、ガスジェネレータ５７で発生する高圧ガスに
より行うので、大きな解除力が得られ、荷重が作用して
いる状態でもこのボールロック機構を確実に解除するこ
とができ、信頼性が高い。

【００５１】また、この切離機構２６は、爆発ボルト等
とは相違し、ガスジェネレータ５７から発生したガスや
ガス発生剤の残渣、またはカバーの破片等は全て本体ケ
ーシング４０内の密封されたガス室５４内に封じ込めら
れるので、これらが周囲に飛散することはなく、原子炉
内部を汚染することがなく、また安全である。

【００５２】なお、本発明は上記の実施形態には限定さ
れない。たとえば、本発明の作業ロボット装置は、上記
のような原子炉の炉心構造物内の検査や補修等を行うも
のには限定されず、その他、配管内を検査補修する作業
ロボット装置、またはその他狭隘な空間内で作業を行う
作業ロボット装置一般に適用可能なものである。

【００５３】また、本発明の作業ロボット装置におい
て、駆動機構と作業機構とを切り離す切離機構は必ずし
も上記のようなものには限定されず、仕様に応じて各種
のものが採用可能である。また、この作業機構を収納状
態に付勢する付勢機構も、上記のようなスプリングの付
勢力によるものには限定されず、重力、ガス圧、磁力等
を利用した付勢機構を採用することが可能である。

【００５４】また、上述の切離機構は、上記のような作
業ロボット装置の切離装置として適するものであるが、
その特徴を生かして、各種の用途にも使用できる。たと
えば、船舶、航空機、各種の車両等の非常扉をこのよう
な切離機構で締結しておき、非常時には切離して非常口
を開放することができる。また、クレーン、ヘリコプタ
の吊り上げ装置他にこの切離機構を設け、非常時には吊
上げ物を切り離すこともできる。

【００５５】この切離機構は、機械的な係合により結合
しているので、大きな結合強度が得られ、またガス圧で
係合の解除を行うので、大きな荷重が作用している状態
でも確実な切離しが可能である。また、切離しの際にガ
スやガス発生剤の残渣、破片等が周囲に飛散しないの
で、周囲を汚染したりすることがなく、また安全性が高
く、この特徴を生かして各種の切離機構一般に適用でき
る。なお、この切離機構の機械的な係合機構は、上記の
ようなボールロック機構には限定されず、係合爪、その
他の各種の機械的な係合機構が採用可能である。

【００５６】

【発明の効果】上述の如く本発明の作業ロボットは、万
一駆動機構が故障した場合には、上記の切離機構により
駆動機構と作業機構とを切離し、付勢機構の付勢力でこ
の作業機構を自動的に収納状態とし、この作業ロボット
機構を狭隘な作業空間から回収することができる等、そ
の効果は大である。

【００５７】また、本発明の切離機構は、機械的な係合
機構により、２つの部材または機構が強力に結合され、
信頼性が高い。また、このような機械的な係合は、その
解除、特に荷重が作用した状態での解除には、大きな解
除力が必要なものであるが、上記のガスジェネレータか
ら発生するガス圧により強制的にこの係合機構を解除す
るので、作動が確実である。また、この発生したガス
は、密閉されたガス室から外部に放出されることがない
ので、このガスやガス発生剤の残渣、またはガスジェネ
レータのカバーの破片等が周囲に飛散することがなく、
周囲を汚染することがないとともに、安全である。よっ
て、本発明の作業ロボット装置の切離機構として適して
いるばかりではなく、各種の用途に広範囲に使用するこ
とができる等、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】炉心構造物の一部と本発明の実施形態の作業ロ
ボット装置を示す斜視図。

【図２】本発明の実施形態の作業ロボット装置の概略的
な側面図。

【図３】本発明の実施形態の切離機構の結合状態におけ
る縦断面図。

【図４】本発明の実施形態の切離機構の切離し状態にお
ける縦断面図。

【図５】本発明の実施形態の切離機構のガスジェネレー
タの縦断面図。

【符号の説明】

１ 作業ロボット装置 ２ 本体 ６ 作業機構 ７ リンク ２０ 駆動機構 ２１ ねじ軸 ２５ ねじナット ２６ 切離機構 ３０ 付勢機構 ３１ ワイヤ ４０ 本体ケーシング ４１ リリースシャフト ４５ ボール ４６ スリーブ部材 ５０ 作動部材 ５１ ロック部 ５２ ロック解除部 ５３ ガス圧作動体部 ５４ ガス室 ５７ ガスジェネレータ ７６ ガス発生剤

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 狭隘な空間内で遠隔的に操作される作業
   ロボット装置であって、 本体と、この本体に近接して収納されるとともにこの本
   体から離間した状態に展開して所定の作業をおこなう作
   業機構と、この作業機構を上記の本体に対して収納状態
   に付勢する付勢機構と、この付勢機構の付勢力に抗して
   上記の作業機構を展開状態まで駆動する駆動機構と、こ
   の駆動機構と上記の作業機構との間に設けられこの駆動
   機構と作業機構との連結を切り離す切離機構とを具備し
   たことを特徴とする作業ロボット装置。
2. 【請求項２】 前記の切離機構は、ガスジェネレータの
   ガス発生剤の点火により発生したガス圧により作動して
   前記の駆動機構と作業機構との連結を切り離すものであ
   ることを特徴とする請求項１の作業ロボット。
3. 【請求項３】 前記の切離し機構は、内部に密閉空間で
   あるガス室を有するハウジングと、上記の駆動機構と作
   業機構とを切離し可能に機械的に結合する係合機構と、
   ガス発生剤の点火によりガスを発生してこのガスを上記
   のハウジングのガス室内に供給するガスジェネレータ
   と、このガス室内に気密をもって摺動自在に設けられ上
   記のガスジェネレータから供給されるガス圧によって移
   動し上記の係合機構を切離し状態に駆動するガス圧作動
   体とを具備していることを特徴とする請求項２の作業ロ
   ボット装置。
4. 【請求項４】 前記の付勢機構は、スプリングの付勢力
   により前記の作業機構をその収納状態に付勢しているも
   のであることを特徴とする請求項１の作業ロボット装
   置。
5. 【請求項５】 ２つの部材または機構を切離し可能に機
   械的に結合する機構であって、 内部に密閉空間であるガス室を有するハウジングと、上
   記の２つの部材または機構を切離し可能に機械的に結合
   する係合機構と、ガス発生剤の点火によりガスを発生し
   てこのガスを上記のハウジングのガス室内に供給するガ
   スジェネレータと、このガス室内に気密をもって摺動自
   在に設けられ上記のガスジェネレータから供給されるガ
   ス圧によって移動し上記の係合機構を切離し状態に駆動
   するガス圧作動体とを具備していることを特徴とする切
   離機構。
6. 【請求項６】 前記の係合機構は、先端部外周面に嵌合
   溝を有するリリースシャフトと、このリリースシャフト
   の先端部が嵌合されるスリーブ部材と、このスリーブ部
   材の周壁部に形成された孔内に径方向に移動自在に収容
   され上記のリリースシャフトの嵌合溝内に嵌合するボー
   ルと、上記のスリーブ部材の外周に軸方向に移動自在に
   嵌合され上記のボールの径方向外側への移動を不能に保
   持してこのボールを上記のリリースシャフトの嵌合溝内
   にロックするロックスリーブとを備えたボールロック機
   構であり、また前記のガス室およびガス圧作動体は上記
   のスリーブ部材と同心状に配置され、このガス圧作動体
   がガス圧により軸方向に移動することにより上記のロッ
   クスリーブを軸方向に移動させて上記のボールの径方向
   外側への移動を可能としてこのボールによるロックを解
   除するものであることを特徴とする請求項５の切離機
   構。