| 【発明の名称】 |
索取付式作業装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】前田 勝宏
【氏名】神野 誠
【氏名】橋本 英昭
【氏名】齋藤 彰
【氏名】小玉 剛
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| 【要約】 |
【課題】作業者による接近が困難な作業対象の近傍に設置された索に取付いた装置本体を風や重力等による影響を最小限に抑えることで、索回りに所望の姿勢をとることで、確実に作業を行うことができる索取付式作業装置を提供すること。
【解決手段】索Ｃに対し索Ｃの軸方向回りに回動可能に取り付けられる装置本体２０と、この装置本体２０に取り付けられ、作業対象Ｗに対して所定の作業を行う作業機構３０と、装置本体２０に取り付けられ、索Ｃの軸方向とほぼ平行な回動軸Ｖ回りに回動可能であり、かつ、回動軸Ｖに交差する方向に延びるアーム部４２を有するアーム機構４０とを備えている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】被作業対象近傍に設置された索に取り付けられる索取付式作業装置において、上記索に対しこの索の軸方向回りに回動可能に取り付けられる装置本体と、この装置本体に取り付けられ、上記被作業対象に対して所定の作業を行う作業部と、上記装置本体に取り付けられ、少なくとも上記索の軸方向とほぼ平行な回動軸回りに回動可能であり、かつ、上記回動軸に交差する方向に延びるアームを有するアーム機構とを備えていることを特徴とする索取付式作業装置。
【請求項２】上記アーム機構は、上記アームの先端側を上記被作業対象と相対的な位置が一定である固定物に当接させることで、上記装置本体を上記索の軸方向回りに回動させることを特徴とする請求項１に記載の索取付式作業装置。
【請求項３】上記アーム機構は、上記アームの先端側を上記被作業対象と相対的な位置が一定である固定物に当接させることで、上記被作業対象と上記装置本体との相対位置を維持させるものであることを特徴とする請求項１に記載の索取付式作業装置。
【請求項４】上記アーム機構は、さらに上記アームを上記回転軸に交差する軸回りに回動可能に形成されていることを特徴とする請求項１記載の索取付式作業装置。
【請求項５】上記アーム機構は、重心位置を変えることで上記装置本体を上記索回りに回動させるように上記アームを作動させることを特徴とする請求項１に記載の索取付式作業装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電柱や建築物等の近傍に敷設された索（ロープ、ワイヤ、ケーブル等）に取り付けられ、索に沿って移動あるいは索とともに移動することで、電柱や建築物等に対して所定の作業を行う索取付式作業装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば電柱や建築物の高所に設置された機器を点検する作業は、その作業状態を遠距離から目視・撮像等で確認するか、又は作業員が機器の近傍まで登攀するか、あるいは高所作業車等でアプローチして直接確認するといった方法がとられている。
【０００３】しかしながら遠距離からの目視・撮像等では作業対象である機器の天蓋部等が死角となるという問題があった。一方、直接確認する場合は、登攀する作業員の危険が大であるほか、高所作業車を用いる場合等は作業箇所周りや地表部に広い安全域を確保する必要性があり、使用箇所が限定されている。
【０００４】この解決索として、作業対象の機器の近傍まで、作業装置を飛行させて接近する、あるいは作業装置移動用のレールを敷設するといった方法が考えられるが、飛行による接近は操縦者に熟練を必要とするとともに、風等の環境要因から受ける影響が大であり、レールの敷設は、施設が大規模となるというコスト的に引き合わないという問題があった。
【０００５】これに対し、ロープ、ワイヤ、ケーブル等の索であれば、十分な強度を持ったレール等に比して、重量が軽く、引き回しが容易で敷設に便利というメリットがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した索に作業装置を取り付けて作業を行う方法であると次のような問題があった。すなわち、索に取り付けられた装置本体に偏心がある、あるいは作業環境周りで強風が吹くといった場合等においては、索は容易に捩れたり、弛んだり、あるいは振動するといった問題があった。また、作業装置は索に対しクランプする等で固定されているが、索の断面形状は一般的に円形乃至円に類する場合が多く、クランプ部分が滑ると作業装置本体が索回りに回転し、安定しないという問題があった。
【０００７】そこで本発明は、作業者による接近が困難な作業対象の近傍に設置された索に取付いた装置本体を風や重力等による影響を最小限に抑えることで、索回りに所望の姿勢をとることで、確実に作業を行うことができる索取付式作業装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を達成するために、本発明の索取付式作業装置は次のように構成されている。
【０００９】（１）被作業対象近傍に設置された索に取り付けられる索取付式作業装置において、上記索に対しこの索の軸方向回りに回動可能に取り付けられる装置本体と、この装置本体に取り付けられ、上記被作業対象に対して所定の作業を行う作業部と、上記装置本体に取り付けられ、少なくとも上記索の軸方向とほぼ平行な回動軸回りに回動可能であり、かつ、上記回動軸に交差する方向に延びるアームを有するアーム機構とを備えていることを特徴とする。
【００１０】（２）上記（１）に記載された索取付式作業装置であって、上記アーム機構は、上記アームの先端側を上記被作業対象と相対的な位置が一定である固定物に当接させることで、上記装置本体を上記索の軸方向回りに回動させることを特徴とする。
【００１１】（３）上記（１）に記載された索取付式作業装置であって、上記アーム機構は、上記アームの先端側を上記被作業対象と相対的な位置が一定である固定物に当接させることで、上記被作業対象と上記装置本体との相対位置を維持させるものであることを特徴とする。
【００１２】（４）上記（１）に記載された索取付式作業装置であって、上記アーム機構は、さらに上記アームを上記回転軸に交差する軸回りに回動可能に形成されていることを特徴とする。
【００１３】（５）上記（１）に記載された索取付式作業装置であって、上記アーム機構は、重心位置を変えることで上記装置本体を上記索回りに回動させるように上記アームを作動させることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１の（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る索取付式作業装置１０を示す斜視図、図１の（ｂ）は同索取付式作業装置１０の要部を示す斜視図である。索取付式作業装置１０は、建築物Ｋの壁面に取り付けられた作業対象Ｗの点検作業を行うものである。なお、図中Ｃは建築物Ｋの近傍に設置された索を示している。
【００１５】索取付式作業装置１０は、索Ｃをクランプして索に取り付く板状の装置本体２０と、この装置本体２０の図１中左上端部に取り付けられた作業機構３０と、右上端部に取り付けられたアーム機構４０とを備えている。
【００１６】装置本体２０は、動力源２１と、落下防止装置２２と、装置の遠隔操縦、各種データのやりとりをするための送受信装置２３と、索案内装置２４と、クランプ・移動機構２５とを備えている。
【００１７】クランプ・移動機構２５は、駆動装置２５ａと、この駆動装置２５ａにより回転駆動される円筒状の動輪２５ｂと、この動輪２５ｂに対向配置され動輪２５ｂとともに索Ｃをクランプする円筒状の対向車輪２５ｃとを備えている。
【００１８】作業機構３０は、回動軸Ｈを有する回動機構３１と、この回動機構３１から装置本体２０に対して外方に延びる作業アーム３２と、この作業アーム３２の先端に取り付けられたアタッチメント部３３と、このアタッチメント部３３に着脱自在に取り付けられたカメラ３４とを備えている。なお、アタッチメント部３３は、カメラ３４を俯仰・旋回方向に回動可能に構成されている。
【００１９】アーム機構４０は、索Ｃに沿った方向の回動軸Ｖを有する回動機構４１と、この回動機構４１から索Ｃに対しほぼ直交する方向に延びるアーム部４２とを備えている。アーム部４２の先端は、想定される建築物Ｋの接触面Ｓに対応させて形成されており、建築物Ｋは、アーム部４２に対し、必要十分な硬さ乃至こわさを有している。
【００２０】なお、アーム部４２の先端は、図に示した形状の他、先端が刺股状のもの、ゴム等の弾力に富んだ材質の部材で接触面Ｓの形状に倣うもの、引っ掛けるために鉤状としたもの、打ち込むために楔状としたもの、吸着させるために磁石、真空パッドで形成したものであってもよい。
【００２１】このように構成された索取付式作業装置１０は、次のようにして所定の作業を行う。すなわち、作業者が操縦する遠隔操作装置（不図示）により操作命令が送受信装置２３に伝達される。送受信装置２３では、動力源２１を作動させクランプ・移動機構２５を作動させ、装置本体２０を索Ｃに沿って上昇させる。
【００２２】図２の（ａ）及び図３の（ａ）に示すように作業対象物Ｗとカメラ３４がほぼ同じ高さになった時点で装置本体２０の上昇を停止し、クランプ・移動機構２５により索Ｃをクランプする。次に、回動機構４１を作動させ、アーム部４２を図２の（ｂ）及び図３の（ｂ）に示すように矢印α方向に回動させ、その先端を建築物Ｋの接触面Ｓに当接させる。当接させた状態でさらに回動させると、その反発力により装置本体２０が矢印β方向に回動する。なお、このとき、装置本体２０は、索Ｃにクランプしているため、索Ｃを捩りながら回動する。一方、作業アーム３２も回動し、作業対象物Ｗとカメラ３４とが近付く。ここで、回動機構３１及びアタッチメント部３３を作動させることで、カメラ３４の視野に作業対象物Ｗが入るように微調整を行う。
【００２３】上述したように、アーム部４２を索Ｃ近傍に位置する必要十分な硬さをもった建築物Ｋに当接させる、すなわち被作業対象（作業対象物Ｗ）と相対的な位置が一定である固定物（建築物Ｋ）に当接させることで、装置本体２０を索Ｃ自身の捩り方向のばね力に抗して索Ｃ回りに移動させることができるとともに、安定化させることができる。これにより、近接が困難な箇所にある作業対象物Ｗに容易、かつ、的確にカメラ３４を到達させることができることから死角を最小限とすることができ、所定の作業を確実に行うことができる。また、作業員が直接登攀するあるいは高所作業車等でアプローチするといった方法での作業員の危険を回避することができ、さらに、高所作業車を用いないため高所作業車利用時の弊害であった作業対象周りの地上に広い安全域を確保する必要もない。
【００２４】なお、アーム機構４０を用いずに、作業機構２０の軸数を増やして対処しようとすると、作業機構２０の構造が複雑となるとともに、重量増大等を招き好ましくない。さらに、作業アーム３２の作動に伴い索取付式作業装置１０全体の重心位置が変化するため、装置本体２０の索Ｃ回りの回転や振動を誘発することにもなり、著しく操縦性を損ねることにもなる。また、クランプ・移動機構２５部分以外の装置本体２０自体を別途旋回軸を設けて旋回させる、あるいは、直接索Ｃ表面に索Ｃ回り方向に車輪等を押し付けて用いる回転駆動装置を設ける方法も考えられるが、やはり同様に構造の複雑化、重量増大、索回り回転、振動の誘発による操縦性の低下等が発生し効率的な選択ではない。
【００２５】図４は作業対象物Ｗの近傍でアーム部４２を建築物Ｋに当接させることができない何らかの理由、例えば障害物がある場合等に適用された場合を示す説明図である。すなわち、動輪２５ｂや対向車輪２５ｃ等の表面をスパイク状に加工し、かつ、索Ｃ回り方向の回動量が極めて少ないと、上述したようにアーム部４２を建築物Ｋに当接させて回転力を発生させても、索Ｃ表面との間での滑りが発生しない。このため、アーム部４２を当初の位置に戻すと、索Ｃの捩り方向のバネ性により装置本体２０が元の位置に戻り、アーム部４２を作業対象物Ｗに近づけることができない。
【００２６】図４に示すように、建築物Ｋの接触面Ｓにアーム部４２の先端を触れさせた状態で、装置本体２０を索Ｃに沿って上昇させると、索Ｃ自身の捩り方向のばね性により索Ｃの捩れが順次戻るため、アーム部４２を戻しても所望の姿勢をとった状態を維持することができる。なお、アーム部４２先端を車輪、ボール等のように建築物Ｋの接触面Ｓに沿って滑らせ易くするようにしてもよい。
【００２７】図５の（ａ）〜（ｃ）は上述した動輪２５ｂの変形例を示す図である。すなわち、図５の（ａ）に示すように、索Ｃに対しての滑りを抑制する処理、例えばラバーの張付けや溶射処理等の表面処理を施すようにしてもよい。また、装置本体２０の用途に応じて、図５の（ｂ）に示すように、平目のローレット処理を施すことで、索Ｃの軸方向には滑りにくく、索Ｃ回りには選択的に滑り易くするようにしても良い。この他、図５の（ｃ）に示すように、鍔付の車輪としておいても良い。
【００２８】図６及び図７は本発明の第２の実施の形態に係る索取付式作業装置６０を示す斜視図である。索取付式作業装置６０は、索Ｃをクランプして索に取り付く板状の装置本体７０と、この装置本体７０の側端部に取り付けられた作業機構８０と、右上端部に取り付けられたアーム機構９０とを備えている。
【００２９】装置本体７０は、動力源７１と、落下防止装置７２と、装置の遠隔操縦、各種データのやりとりをするための送受信装置７３と、クランプ・移動機構７４とを備えている。
【００３０】クランプ・移動機構７４は、駆動装置７４ａと、この駆動装置７４ａにより回転駆動される円筒状の動輪７４ｂと、この動輪７４ｂに対向配置され動輪７４ｂとともに索Ｃをクランプする円筒状の対向車輪７４ｃと、索Ｃを案内する従動輪７４ｄとを備えている。
【００３１】作業機構８０は、索Ｃの軸方向と平行な方向に沿って作動するスライド機構８１と、このスライダ機構８１により往復動する円柱状のスライダ８２と、このスライダ８２の先端に取り付けられ、回動軸Ｈを有する回動機構８３と、この回動機構８３から装置本体７０に対して外方に延びる作業アーム８４と、この作業アーム８４の先端に取り付けられたアタッチメント部８５と、このアタッチメント部８５に着脱自在に取り付けられたカメラ８６とを備えている。なお、アタッチメント部８５は、カメラ８６を俯仰・旋回方向に回動可能に構成されている。
【００３２】アーム機構９０は、索Ｃに沿った方向の回動軸Ｖを有する回動機構９１と、この回動機構９１に支持され後述するアーム部９３を図中矢印Ｆ方向に回動させる回動機構９２と、この回動機構９２から索Ｃに対しほぼ直交する方向に延びるアーム部９３とを備えている。アーム部９３は、回動機構９１，９２により俯仰・旋回の２自由度を有している。アーム部９３の先端は、想定される建築物Ｋの接触面Ｓに対応させて形成されており、建築物Ｋは、アーム部９３に対し、必要十分な硬さ乃至こわさを有している。
【００３３】なお、アーム部９３の先端は、アーム部４２と同様に、先端が刺股状のもの、ゴム等の弾力に富んだ材質の部材で接触面Ｓの形状に倣うもの、引っ掛けるために鉤状としたもの、打ち込むために楔状としたもの、吸着させるために磁石、真空パッドで形成したものであってもよい。
【００３４】このように構成された索取付式作業装置６０では、上述した索取付式作業装置１０と同様の効果が得られるとともに、俯仰・旋回の２自由度を有するアーム部９３を建築物Ｋの接触面Ｓに対してアーム部９３を押し付けることで、索Ｃのばね力と拮抗させ、図８に示すように装置本体７０を安定させるといった用い方も可能である。
【００３５】図９は、索取付式作業装置６０の第１の変形例を示す図であって、装置本体７０を覆うカバー７５が設けられており、例えば防塵、絶縁、防滴、水密等の作業環境に適したものを用いるようにしてもよい。
【００３６】図１０の（ａ），（ｂ）は、索取付式作業装置６０の第２の変形例を示す図であって、装置本体６０が移動するに際して、作業アーム８４及びアーム部９３を収納する凹部７６ａ，７６ｂを有するカバー７６を設けたものである。本変形例では、狭隘部や障害物の回避の障害にならないようにするため、引き込み式としている。
【００３７】図１１は、索取付式作業装置６０の第３の変形例を示す図であって、対向車輪７４ｃを省略し、一対の従動輪７４ｄによりその機能を兼ねているものである。
【００３８】図１２は、索取付式作業装置６０の第４の変形例を示す図であって、クランプ・移動機構７４の代わりに、インチウォーム式駆動装置７７を用いたものである。なお、図１２中７８は索Ｃを案内する案内輪を示している。
【００３９】図１３の（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る索取付式作業装置１００を示す図である。索取付式作業装置１００は、索Ｃに取り付けられるとともに索Ｃに沿って移動可能な装置本体１０１と、この装置本体１０１に取り付けられた作業機構（不図示）と、アーム機構１０２とを備えている。アーム機構１０２は、索Ｃと平行な軸回りに作動する回動機構１０３と、この回動機構１０３に基端側が支持されたアーム部１０４と、このアーム部１０４の先端に取り付けられた質量部１０５とを備えている。
【００４０】このように構成された索取付式作業装置１００では、索Ｃ近傍に触れるべき適当な構造が無い場合においてもアーム部１０４を適切な方向（例えば図中矢印α方向）に振り出すことにより装置全体の重心位置が変化し、索Ｃ回りの所望の方向（例えば矢印β方向）に装置本体１０１を回動させることができる。なお、逆方向に動作させたい場合には、アーム部１０４を図中矢印α′方向に回動させることにより、装置本体１０１を図中矢印β′方向に回動させることが可能となる。
【００４１】また、装置本体１０１を索Ｃに沿って移動させながら、アーム部１０４を振り回すことによる慣性を利用し、システム全体を索回りに回転させることもできる。
【００４２】図１４の（ａ），（ｂ）は自由度を増やしたアーム機構の変形例を示す図である。なお、ここではアーム機構４０に適用した場合を示している。
【００４３】図１４の（ａ）は、俯仰方向の回動機構を追加した例である。また、図１４の（ｂ）は、アーム部４２の途中に関節部４２ａを設けたものである。このように構成することにより、アーム機構４０の自由度が増え、適用範囲が拡大する。
【００４４】なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上述した実施の形態では、作業装置として点検用のカメラを例示したが、これに限られない。また、装置本体を索に沿って移動させるようにしたが、索自体を可動とし装置本体は索にクランプするようにしてもよい。この場合には、装置本体に移動機構を設ける必要がない。さらに、クランプ・移動機構は、必要に応じて複数箇所設けてあっても良い。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、作業者による接近が困難な作業対象の近傍に設置された索に取付いた装置本体を風や重力等による影響を最小限に抑えることで、索回りに所望の姿勢をとることで、確実に作業を行うことができる索取付式作業装置を提供することを目的とする。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
【識別番号】０００００３６８７
【氏名又は名称】東京電力株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年３月２７日（２００１．３．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外６名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２８３２６０（Ｐ２００２−２８３２６０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１０月３日（２００２．１０．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−９０７６７（Ｐ２００１−９０７６７） |
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