JPH02306872A - モノレール式移動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は例えば原子力発電プラントを点検するために用
いるモノレール式点検ロボットの小型化を保ちながら旋
回ルート走行時の信頼性の向上および水平レール、垂直
レール等の走行ルート上の位置によって移動部本体の駆
動部の特性を変化させることを可能としたモノレール式
移動機構に関する。

（従来の技術） ｍ−に、原子力発電プラントにおいては放射線被曝量の
低減および稼働率の向上を図るため、各種点検作業の自
動化が促進されている。その−環としてモノレール型点
検移動ロボットが開発されている。

ところで、モノレール式点検移動ロボットは原子力発電
プラント内の複雑で狭溢な点検ルートに沿って走行し、
点検を行うものであるからなるべく小さな走行断面積を
有するものとする必要があった。

第５図（１）は従来のモノレール式点検ロボットの移動
機構の側面図で、第５図（ｂ）はその正面図を示してい
る。これ等の図をもとに従来例を説明する。すなわち、
点検ルートに沿って付設したレール１０１は箱型に形成
され、その頂板内面にはトロリー線１０２が固定設置さ
れている。一方、モノレール点検移動ロボット本体（以
下単に本体と呼ぶ）１０３には前記トロリー線１０２か
ら集電する集電子４が取り付けられている。また、前記
本体１０３はレール１０１の下端両側に内側に突出して
設けた底板上に車輪１０５を介して支持されている。

さらに、本体＋０３内にはモータ（図示しない）が内蔵
され、本体＋１１３の上面板からは前記モータにより駆
動されるモータ駆動ピニオン１０６の一部が露出されて
いる。また、レール１０１の頂板内面には前記駆動ピニ
オンと噛合するラック板１０７が取り付けられている。

前記本体１０３の下面には本体１０３に内蔵された制御
回路、駆動機構により操作される雲台１０８が設置され
、この雲台１０８にはＩＴＶカメラ１０９が支持されて
いる。

前記トロリー線＋０２および集電子１０４は本体＋０３
と固定極（図示しない）との間の信号伝送、本体１０３
に対する電力の供給を行うものであり、信号伝送、電力
供給のためのケーブルを必要としないから、走行断面積
を小さくすることができる。

また、本体１０３はモータ駆動ピニオン１０６を回転さ
せれば、それとラック板１０７との噛合により自走する
ことができ、別置きの駆動機構を必要としない利点があ
る。

（発明が解決しようとする課題） 上記構成のモノレール式点検ロボットの移動機構におい
て、走行断面積を可能な限り小さくするためにはレール
１０１を含めて全体的に小型化を図る必要がある。しか
しながら、このままの状態で相似に縮少した場合、レー
ル１０１の断面が箱型であるために、その内側にトロリ
ー線１０２．ギヤラック、ロボット側の車輪１０５が入
るので配置が窮屈となり、十分小型化することが困難な
課題があった。また、常時空間を占有するレール＋０１
　自体をより小さな断面としてレール１０１が点検時の
障害物とならないことが望ましい。しかしながら、箱型
レール１０１の場合、ロボットの車輪１０５の外側を囲
むようなレール形状であるために高さくＨ）方向よりも
幅（Ｗ）方向の小型化が困難となる課題があった。

さらに、垂直向ギヤラック１０７となっているために水
平左・右カーブレールを走行する場合、第６図に示すよ
うに駆動ピニオン１０６は十分なかみ合い状態が得られ
ないという課題があった。

また、このような駆動方式では垂直方向の走行ルートを
高トルク型の減速比で走行し、水平方向の走行ルートを
高回転型の減速比で走行するためには駆動部に切換え可
能な変速機を持つ必要がある。しかし、小型化および機
構と電気回路の単純化が望まれるところとなっており、
このため、前記の要望にはモータの容量を大きく採るこ
とによって対応しているのが現状である。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、モ
ノレール式小型点検ロボットの点検可能範囲を拡大する
ために重要なレールを含めた走行断面積の小型化を保ち
、かつ、旋回ルート走行時の信頼性の向上および水平レ
ール、垂直レール等の走行ルート上の位置によって移動
部本体の駆動部の特性を変化させることが可能なモノレ
ール式移動機構を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は点検ルートに沿って架設された任意の断面の走
行用レールと、この走行用レールに固定設置された任意
本数のトロリー線と、前記走行用レールの走行方向の任
意の位置に設けられた水平向ギヤラックと、この水平向
ギヤラックを取付けていない部分に取付けられた垂直向
ギヤラックと、前記トロリー線に集電子により接続され
駆動部。

点検用センサ、信号伝送部、制御部および雲台部を搭載
し、かつ任意数の車体を連結し前記走行用レールに保持
車輪によって取付けられる移動部本体と、前記駆動部に
設けられ前記水平向ギヤラックまたは前記垂直向ギヤラ
ックのどちらか一方と噛み合い、かつ、同時に駆動され
る水平駆動ギヤおよび垂直駆動ギヤとからなることを特
徴とする。

（作　用） 本発明においては、全体として走行断面積を小さくする
ことが可能であり、このため、小型軽量化点検範囲の拡
大が可能となる。

また、垂直方向の走行ルートおよび上向・下向旋回レー
ルには垂直向ギヤラックを取付け、水平方向の走行ルー
トおよび水平左右旋回レールには水平向ギヤラックを取
付けることによって同一の駆動部でも減速比の比較的大
きい垂直駆動ギヤと比較的小さい水平駆動ギヤを同時駆
動している。

したがって垂直向ギヤラック部では高トルク型駆動状態
、水平向ギヤラック部では高速型駆動状態が得られる。

また、この時、常に良好なギヤの噛み合い状態が得られ
るものである。

（実施例） 第１図から第４図を参照しながら本発明に係るモノレー
ル移動機構の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す斜視図であ
る。この図において、走行用レール１は点検ルートに沿
って設置されるものである。このレール１に保持車輪に
よって取付けられた移動部本体２は走行車２ａおよび回
路搭載車２ｂの二重連結から構成されている。本構成で
は走行車２ａは駆動部３．雲台４１点検用センサ部５お
よび保持車輪６すなわち垂直保持車輪６１．水平保持車
輪６２から構成されている。回路搭載車２ｂは回路部７
、保持車輪６から構成されており、走行車２３と、連結
部８を介して連結されている。また、図示しないが、ケ
ーブルによって電気的にも接続されている。走行用レー
ル１にはトロリー線９および垂直向ギヤラックＩＯａあ
るいは水平向ギヤラックｌＯｂが固定設置されている。

図中Ａ−Ａ線はギヤラックＩＯａ　、　　ｌＯｂの変更
線を示している。

第２図は第１図における駆動部３の構成を拡大して示す
横断面図である。駆動部３はモータ１１、中間歯車１ｂ
　、　１２ｂ　、垂直駆動ギヤ１３ａ１中間歯車１４ｍ
　、１４ｂ　ｓ　１５ａ　、　１５ｂ　ｓ水平駆動ギヤ
１３ｂから構成されている。図中符号に付した（ａ）は
垂直ギヤラックＩＯｚにより駆動される状態、同じ＜（
ｂ）は水平ギヤラックＩＯｂにより駆動される状態を示
す。走行用レール１中に設置されるトロリー線９と接触
する状態で、移動部本体２側には、接触集電子１７が取
付けられている。

第３図は走行ルート構成例を示している。この例は水平
直線レール１８．垂直直線レール１９．水平左右旋回レ
ール２０．垂直上向・下向旋回レール２１から構成され
ている。

第４図はギヤＨａ　、　１３ｂがギヤラックＩＯａ、　
ｌＯｂに噛み合う状態を示すものであり、第４図ｉ）は
水平旋回時、第４図（ｂ）は垂直旋回時の例である。

上記構成の本発明に係るモノレール式移動機構の動作に
ついて説明する。第１図において、走行用レール１は例
えば原子力発電プラント内の点検ルートに沿って設置す
るものである。走行用レール１には移動部本体２が走行
可能な状態に取付けられている。すなわち、走行車２１
および回路搭載車２ｂが連結部８によって連結された状
態でそれぞれの保持車輪６によって走行用レール１に取
付けられているものである。連結部８は両端が自由に屈
曲するものである。

走行用レール１の断面形状は一般に薄肉の複雑形状とな
っている。これは移動部本体２がどのような方向に走行
する場合でも安定を保っためである。

なお、このような断面形状は例えば型引抜き加工または
削り出し加工によっても容易に製作することができる。

また、後述するギヤラックを含めて精密鋳造によって製
作してもよい。

また、第２図から明らかなように走行用レール１の上面
板、下部にはトロリー線９が設置されている。このトロ
リー線９の取付位置は走行用レールｌで周囲を囲まれて
いるので不用意な金属物の接触等による短絡事故をかな
り防止できるという利点がある。

次に、駆動部３の動作を説明する。第２図において、駆
動用モータ１１が回転すると、中間歯車１２ａ　、　１
２ｂを介して垂直駆動ギヤ１３ａが回転する。

さらに、中間歯車１４ａ　、　１４ｂ　、　１５！　、
　１５ｂを介して、水平駆動ギヤ１３ｂも回転するよう
になっている。ここで、中間歯車１４１　、１４ｂ　、
　１５ａ　、　１５ｂはモータ１１の回転数を増速する
構成となっており、これにより水平駆動ギヤ１３ｂは垂
直駆動ギヤ１３ａに比して高速回転するようになってい
る。

さて、走行用レール１の底面板下部には垂直向ギヤラッ
ク１０ａあるいは水平向ギヤラックｌＯｂの一方が取付
けられている。垂直向ギヤラックＩＯａの場合は第２図
のように駆動部３の垂直駆動ギヤｆ３ｇに噛み合う位置
に取付けられる。この時、水平向ギヤラックｌｏｂは取
付けていないため、水平駆動ギヤ１３ｂは空回りするこ
とになる。垂直駆動ギヤ１３１は水平駆動ギヤ１３ｂと
比較して低速回転のため、このような噛み合い状態では
高トルク型の駆動状態が得られる。これは垂直方向の走
行ルートの移動に適している。一方、水平向ギヤラック
ＩＯｂの場合は第２図のように駆動部３の水平駆動ギヤ
１３ｂに噛み合う位置に取付けられる。この時は上記の
ように高速型の駆動状態が得られる。

これは水平方向の走行ルートの移動に適している。

次に、上・下・左・右に旋回する走行ルートを移動する
場合について説明する。第３図は走行ルートの構成例を
示すものであり、この例では上・下・左・右方向の旋回
レールを各１個ずつ有している。一般に、これら旋回レ
ールと直線レールの組合せによって任意の走行ルートを
構成可能である。

第３図において、水平直線レール１８および水平左・右
旋回レール２０には水平向ギヤラックｌＯｂが取付けら
れている。これによって比較的駆動力を要しない水平方
向のルートを高速走行することが可能となる。

また、垂直直線レール１９および垂直上向・下向旋回レ
ール２１には垂直向ギヤラックＩＯａが取付けられてい
る。これによって大きな駆動力を要する垂直方向のルー
トにおいて高トルクを得ることができる。

このように駆動部３に切換え可能な変速機を設けること
なく駆動状態を変化させることができるため、移動部本
体２を小型に保つことができるものである。

次に、旋回レール走行時のギヤの噛み合い状態について
説明する。第４図（１）に示すように本実施例では水平
左・右旋回レール２０において、水平向ギヤラックＩＯ
ｂと水平駆動ギヤ１３ｂによって走行するため、第６図
の従来例のような不完全なかみ合いを生ずることなく安
定走行が可能となっている。また、第４図（ｂ）に示す
ように垂直上向・下向旋回レール２１の場合も同様であ
る。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されることなく、
つぎのような手段を採ることができる。

■　例えば水平ルートにおいても垂直向ギヤラックを用
いて低速走行してもよい。

■　ギヤを用いないで摩擦車とレール側摩擦面の高さに
よって同等の機能を得る方法でもよい。

■　旋回レール、走行時の噛み合い状態を常に良好にす
るために駆動部をばね等によってギヤラック方向（上方
、側方）に押し付ける構造にすることもできる。

■　水平向ギヤラックを走行レールの水平左右旋回用レ
ールに取付け、垂直向ギヤラックを垂直上向・下向旋回
用レールに取付けることにより、駆動ギヤとの噛み合い
状態を良好に保つことができる。

■　水平駆動ギヤと垂直駆動ギヤとを減速比の異なるも
のとし、水平駆動ギヤは高回転型。

垂直駆動ギヤは高トルク型とすることにより、走行用レ
ールへ、前記水平向ギヤラック、垂直向ギヤラックのど
ちらを取付けるかによって移動部本体の走行状態を選択
可能にすることができる。

［発明の効果コ 本発明によれば全体として小型に構成しているため、小
型・軽量となり、架設、撤去に要する手数・時間を節減
でき、また狭隘な点検ルートにも適用でき、点検範囲の
拡大を図ることができる。

また、切換え可能な変速機を用いることなく駆動部の特
性を走行ルートによ７て変えることができるため、小型
を保ったまま、その駆動用モータの能力を十分発揮させ
ることができる。

さらに、旋回ルートにおいて、ギヤのかみ合い状態を常
に良好に保つことが可能となっている。

このように従来よりも高信頼性、高性能、小型・軽量の
モノレール式移動機構となる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の一実施例を説明するための
もので、第１図はモノレール式移動機構の全体構成を示
す斜視図、第２図←←参会ｍ４μ鉢は第１図における駆
動部を拡大して示す横断面図、第３図は第１図における
走行ルートの例を示す斜視図、第４図（ａ）および第４
図（ｂ）は旋回レールにおけるギヤの噛み合いを示す模
式図、第５図（ａ）および第５図（ｂ）は従来例を示す
側面図および正面図、第６図は従来例の水平旋回レール
におけるギヤの噛み合い状態を示す模式図である。 １・・・走行用レール ２・・・移動部本体 ３・・・駆動部 ４・・・雲台部 ５・・・センサ部 ６・・・保持車輪 ７・・・回路部 ８・・・連結部 ９・・・トロリー線 １０２・・・垂直向ギヤラック １０ｂ・・・水平向ギヤラック ＩＩ・・・モータ １２１　、１２ｂ・・・中間ギヤ １３２・・・垂直駆動ギヤ Ｈｂ・・・水平駆動ギヤ １４ａ　、　１４ｂ・・・中間ギヤ １５ａ　、　１５ｂ・・・中間ギヤ １６・・・レール取付部品 １７・・・接触子集電子 Ｉ８・・・水平直線レール １９・・・垂直直線レール ２０・・・水平左右旋回レール ２１・・・垂直上向・下向レール ６１・・・垂直保持車輪 ６２・・・水平保持車輪 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 丁「 第　４　図（ａ） 第４図（ｂ） 第　５　図（ａ） 第５図（ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）点検ルートに沿って架設された任意の断面の走行
   用レールと、この走行用レールに固定設置された任意本
   数のトロリー線と、前記走行用レールの走行方向の任意
   の位置に設けられた水平向ギヤラックと、この水平向ギ
   ヤラックを取付けていない部分に取付けられた垂直向ギ
   ヤラックと、前記トロリー線に集電子により接続され駆
   動部、点検用センサ、信号伝送部、制御部および雲台部
   を搭載し、かつ任意数の車体を連結し前記走行用レール
   に保持車輪によって取付けられる移動部本体と、前記駆
   動部に設けられ前記水平向ギヤラックまたは前記垂直向
   ギヤラックのどちらか一方と噛み合い、かつ、同時に駆
   動される水平駆動ギヤおよび垂直駆動ギヤとからなるこ
   とを特徴とするモノレール移動機構。