特許ウォッチ

公開番号2024013753
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-01
出願番号2022116088
出願日2022-07-21
発明の名称テレスコピック型伸展ブーム
出願人国立大学法人東京工業大学
代理人個人
主分類G21C 17/013 20060101AFI20240125BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】らせん溝が形成された可撓性チューブをウォームギヤで駆動するテレスコピック型伸展ブームを提供する。
【解決手段】円筒状の可撓性チューブ1をウォームホイールとし、可撓性チューブ1の外径部に3方向から同径のウォームギヤ2-1、2-2、2-3を接触させる。各ウォームギヤ2-1、2-2、2-3の外周には可撓性チューブ1のらせん溝1aに嵌合するらせん突起2-1a、2-2a、2-3aを有する。ウォームギヤ2-1、2-2の回転軸2-1b、2-2bの位置は固定され、ウォームギヤ2-3の回転軸2-3bの位置はトルクスプリング付きリンク3-1(3-2)によって上下方向に移動可能である。外径が変化する可撓性チューブ1はモータ4によって同一回転速度で駆動されたウォームギヤ2-1、2-2、2-3によって直動される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
らせん溝が外径部に形成された円筒状の可撓性チューブと、
前記可撓性チューブを直動させるための可撓性チューブ直動機構と
を具備し、
前記可撓性チューブ直動機構は、
前記可撓性チューブの外径部に少なくとも３方向から接触し、前記可撓性チューブのらせん溝に嵌合するらせん突起が形成された同径の少なくとも３つのウォームギヤと、
前記少なくとも３つのウォームギヤを同一の回転速度で駆動させるための駆動手段と、
前記少なくとも３つのウォームギヤの少なくとも１つのウォームギヤの回転軸の位置を移動可能とさせるためのウォームギヤ移動可能手段と
を具備するテレスコピック型伸展ブーム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記駆動手段は、
モータと、
前記モータの回転軸と前記少なくとも３つのウォームギヤの１つの回転軸との間とを接続するギヤ構造と、
前記少なくとも３つのウォームギヤの回転軸の相互間を接続する複数のタイミングベルト構造と
を具備する請求項１に記載のテレスコピック型伸展ブーム。
【請求項３】
前記駆動手段は、
モータと、
前記モータの回転軸及び前記少なくとも３つのウォームギヤの回転軸の相互間を接続する複数のタイミングベルト構造と
を具備する請求項１に記載のテレスコピック型伸展ブーム。
【請求項４】
前記ウォームギヤ移動可能手段は、
ダミー回転軸と、
前記ダミー回転軸と前記少なくとも１つの移動可能なウォームギヤの回転軸とを接続するトルクスプリング付リンクと
を具備する請求項１に記載のテレスコピック型伸展ブーム。
【請求項５】
前記可撓性チューブ直動機構は、
前記可撓性チューブを保持するためのアームを具備し、
前記可撓性チューブを前記アームから前記少なくとも３つのウォームギヤへ引出し、又は
前記可撓性チューブを前記少なくとも３つのウォームギヤから前記アームへ引込むようにした請求項１に記載のテレスコピック型伸展ブーム。
【請求項６】
前記アームは水平用であり、
前記可撓性チューブ直動機構の前記少なくとも３つのウォームギヤは前記アームに水平方向となるように固定される請求項５に記載のテレスコピック型伸展ブーム。
【請求項７】
前記アームは垂直用であり、
前記可撓性チューブ直動機構の前記少なくとも３つのウォームギヤは前記アームに垂直方向となるように固定される請求項５に記載のテレスコピック型伸展ブーム。
【請求項８】
前記可撓性チューブの外径は前記テレスコピック型伸展ブームの根元側より先端側の方が小さい請求項１に記載のテレスコピック型伸展ブーム。
【請求項９】
らせん溝が外径部に形成された円筒状の可撓性チューブを直動させるための可撓性チューブ直動機構であって、
平行に固定され、前記可撓性チューブを通過させるための可撓性チューブ用の開口を有する第１、第２の支持基板と、
前記第１、第２の支持基板間に回転軸が固定支持されたモータと、
前記第１、第２の支持基板間に回転軸が固定支持され、前記可撓性チューブのらせん溝に嵌合するらせん突起を有する少なくとも２つの固定ウォームギヤと、
前記第１、第２の支持基板間に回転軸が移動可能に支持され、前記可撓性チューブのらせん溝に嵌合するらせん突起を有する少なくとも１つの移動可能ウォームギヤと、
前記モータの回転軸、前記固定ウォームギヤ及び前記移動可能ウォームギヤを同期回転させる同期回転手段と、
前記移動可能ウォームギヤを移動可能とさせるための移動可能手段と、
を具備し、
前記第１、第２の支持基板は前記移動可能ウォームギヤの回転軸より大きい前記移動可能ウォームギヤ用の開口を有する可撓性チューブ直動機構。
【請求項１０】
前記同期回転手段はギヤ構造及びタイミングベルト構造である請求項９に記載の可撓性チューブ直動機構。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はらせん溝が形成された可撓性チューブをウォームギヤで駆動するテレスコピック型伸展ブームに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば損傷原子炉内の調査を行うために、伸展ブームが必要である。
【０００３】
第１の従来のテレスコピック型伸展ブームは空気圧によって複数段のパイプを伸展させる空気圧駆動方式を用いる（参照：非特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、上述の第１の従来のテレスコピック型伸展ブームは、空気圧駆動のために各段のパイプの気密性を必要とし、先端部が細径のテレスコピック構造の場合、軽量化できずしかも摺動抵抗が大きくなる。また、先端部の断面積が小さいので、先端部に十分な推力が与えられず、この結果、長尺化が困難となる。さらに、収縮動作は気密性パイプから空気を抜きつつワイヤで行うので、収縮動作は遅い。
【０００５】
第２の従来のテレスコピック型伸展ブームは連結された複数のリンクよりなり、各リンクの先端及び下端にプーリを設け、ワイヤ駆動によって前段の先端プーリと後段の下端プーリとの距離を変化させることにより伸展するワイヤ駆動方式を用いる（参照：特許文献１）。
【０００６】
しかしながら、上述の第２の従来のテレスコピック型伸展ブームは、先端部のリンク内部のスペースが小さく、プーリを配置できないことがある。
【０００７】
第３の従来のテレスコピック型伸展ブームはらせん溝が形成された可撓性チューブを送りねじ方式で駆動する送りねじ駆動方式を用いる（参照：特許文献２）。すなわち、らせん溝が形成された可撓性チューブを送りねじの内歯車側に通し、送りねじの外歯車に対して駆動ギヤ及び従動ギヤを接触させ、駆動ギヤをモータで駆動して送りねじを回転することにより可撓性チューブを直動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特許６８４７３４４号
特開平４－１５７３５１号公報（特許２５５８９４２号）
【非特許文献】
【０００９】
堀米篤史、広瀬茂夫、“原発内点検を行う伸展ブーム搭載型クランク車輪ロボットの開発”、日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013、1A1-R09
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の第３の従来のテレスコピック型伸展ブームにおいては、送りねじの内歯車の径は一定であるので、可撓性チューブの外径も一定である。従って、可撓性チューブの外径が変化した場合には、伸展収縮が不可能であるという課題がある。たとえば、テレスコピック型伸展ブームにおいては、可撓性チューブの座屈を防止するために、可撓性チューブの先端部より根元部を大きく，たとえば先端部の外径に対して根元部の外径を不連続的に又は徐々に大きくする必要がある。このように、可撓性チューブの外径が変化した場合には、上述の第３の従来のテレスコピック型伸展ブームの伸展収縮は不可能である。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許