JP2012168856A - 走行車 - Google Patents

Abstract

【課題】走行車のレーザ投受光器を昇降させる昇降機構において、内筒部材と外筒部材との一体剛性を確実に確保できるようにする。
【解決手段】
レーザ誘導方式の走行車１は、走行車本体１０と、支持部材２０と、レーザ投受光器５０とを、備えている。支持部材２０は、走行車本体１０に取り付けられる。支持部材２０は、外筒部材２１と内筒部材３１とを有している。外筒部材２１は、走行車本体１０に固定されている。内筒部材３１は、外筒部材２１に対して昇降する。内筒部材３１は、レーザ投受光器５０を支持する第１筒状部１３２ａと、第１筒状部１３２ａの下方で第１筒状部１３２ａより大径に形成された第２筒状部１３２ｂと、第２筒状部１３２ｂの下方でテーパ状に形成された第３筒状部１３２ｃとを、有している。外筒部材２１の上端部と内筒部材３１の下端部とは、互いにテーパ部２５ａ，３２ａにおいて嵌合される。
【選択図】図４

Description

本発明は、レーザ誘導方式によって自動走行する走行車に関する。

自律走行式の走行車の誘導方式の一種として、レーザ誘導方式がある。レーザ誘導方式では、走行車は、レーザ光で周囲を走査し、建物の壁等に設けたリフレクタからの反射光の反射角により自己位置を算出し、予め記憶されている走行経路地図と算出した自己位置とを参照しながら、無軌道の床面を走行する。
レーザ誘導方式の走行車には、レーザ投受光器が取り付けられている。そして、自動走行車が走行する領域に人間や他の装置が存在する環境では、レーザの反射を確実にするために、反射板は比較的高い位置に設置されており、また、レーザ投受光器も走行車の比較的高い位置に取り付けられる。そのため、走行車には、レーザ等受光器を高い位置に持ち上げるための昇降機構が設けられたものがある。
そのような走行車では、昇降機構は、内筒部材と外筒部材とから構成されており、レーザ投受光器は内筒部材に装着されている。レーザ投受光器の高さ方向位置は、内筒部材を外筒部材に対して昇降させることによって、変更可能になっている。走行車は、内筒部材を外筒部材に対して上昇させた状態でレーザ投受光器からレーザを反射板に向けて投光し、反射光を受光することで現在位置を認識している（特許文献１を参照）。

特開２００１−７５６４７号公報

従来の走行車では、内筒部材を外筒部材に対して上昇させる必要があるので、内筒部材と外筒部材との間には、所定のクリアランスが設けられている。一方で、内筒部材を外筒部材に対して上昇させた状態においては、レーザ投受光による現在位置の認識を正確にするために、内筒部材が外筒部材に対してできるだけブレないように設計する必要がある。すなわち、内筒部材と外筒部材との一体剛性を、十分に得ることができるように設計する必要がある。

従来の走行車では、内筒部材と外筒部材とのセッティングが手動でなされていた。しかしながら、近年、省力化のニーズが高まり、内筒部材と外筒部材のセッティングを自動的に行いたいという要望が、出されるようになってきた。しかしながら、自動セッティングを行おうとした場合、手動で行う固定形態、例えば締め付けボルトや押しネジ等による固定を、用いることはできない。このため、自動セッティングのための様々な固定形態が、開発されてきた。しかしながら、これまでの自動セッティング時の固定形態では、内筒部材と外筒部材の一体剛性を十分に確保することができていなかった。

本発明の課題は、走行車のレーザ投受光器を昇降させる昇降機構において、内筒部材と外筒部材との一体剛性を確実に確保できるようにすることにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る走行車は、レーザ誘導方式の走行車である。走行車は、走行車本体と、支持部材と、レーザ投受光器とを、備えている。支持部材は、走行車本体に取り付けられる。レーザ投受光器は、支持部材に設けられる。支持部材は、外筒部材と内筒部材とを有している。外筒部材は、走行車本体に固定されている。内筒部材は、外筒部材に対して昇降する。内筒部材は、第１筒状部と第２筒状部と第３筒状部とを、有している。第１筒状部は、レーザ投受光器を支持している。第２筒状部は、第１筒状部の下方において第１筒状部より大径に形成されている。第３筒状部は、第２筒状部の下方においてテーパ状に形成されている。外筒部材の上端部と内筒部材の第３筒状部とは、互いにテーパによって嵌合されている。

走行車では、走行車本体上において、内筒部材が外筒部材に対して昇降する。ここで、内筒部材が外筒部材に対して上昇した場合に、内筒部材の第２筒状部と外筒部材の上端部とが隙間嵌めされ、内筒部材の第３筒状部と外筒部材の上端部とが互いにテーパによって嵌合される。このため、内筒部材が外筒部材に対して上昇したときに、内筒部材の下端部と外筒部材の上端部とを確実に嵌合することができる。これにより、内筒部材と外筒部材との一体剛性を確保でき、外筒部材に対する内筒部材のガタを抑えることができる。

走行車は、ボールネジと、ボールネジ用のナットと、モータと、ブレーキと、バネ部材とを、さらに備えていてもよい。ボールネジは、走行車本体に装着される。ボールネジ用のナットは、内筒部材に固定される。モータは、ボールネジを回転するためのものである。ブレーキは、ボールネジの回転をロックするためのものである。バネ部材は、外筒部材の上端部と内筒部材の第３筒状部との嵌合を保持するためのものである。
ボールネジは、ボールネジ用のナットを介して内筒部材の内部に配置される。内筒部材は、モータによってボールネジを回転させることよって、外筒部材に対して昇降する。

この場合、モータによってボールネジを回転させることよって、内筒部材が外筒部材に対して昇降する。また、内筒部材が外筒部材に対して上昇した状態では、ブレーキによって、ボールネジの回転がロックされる。また、この状態において、外筒部材の上端部と内筒部材の第３筒状部とは、バネ部材の付勢力によって、嵌合されている。
このように、走行車では、内筒部材を外筒部材に対して自動的に昇降させることができる。また、この走行車では、内筒部材が外筒部材に対して上昇した状態において、モータに負担をかけることなく、内筒部材を外筒部材に対して確実に固定することができる。これにより、内筒部材と外筒部材との一体剛性を確保できる。また、外筒部材の上端部と内筒部材の第３筒状部との嵌め合いを、バネ部材の付勢力によって、確実に維持することができる。

走行車は、チューブ部材とレーザ投受光器用のケーブルとを、さらに備えていてもよい。チューブ部材は、コイル状に形成されており、外筒部材の内部においてボールネジの外側に配置される。レーザ投受光器用のケーブルは、チューブ部材の内部に配置される。
この場合、内筒部材が外筒部材に対して上昇した場合、コイル状のチューブ部材が、外筒部材とボールネジとの間において伸長する。続いて、内筒部材が外筒部材に対して下降した場合、コイル状のチューブ部材が、外筒部材とボールネジとの間において縮小する。このように、内筒部材が外筒部材に対して昇降したとしても、レーザ投受光器用のケーブルは常にコイル状のチューブ部材の内部に収納されているので、レーザ投受光器用のケーブルを保護することができる。言い換えると、レーザ投受光器用のケーブルに想定外の力が作用しないように、レーザ投受光器用のケーブルを、外筒部材とボールネジとの間に配置することができる。

本発明に係る走行車では、内筒部材と外筒部材との一体剛性を確実に確保できる。

第１実施形態に係る走行車の全体概要を説明するための図。 支持部材の断面図（内筒部材が外筒部材に収納された場合）。 支持部材の断面図（内筒部材が伸びた場合）。 内筒部材と外筒部材との連結状態を示す拡大断面図。 第２実施形態に係る走行車における内筒部材と外筒部材との連結状態を示す拡大断面図。

（１）第１実施形態
（１−１）走行車の構成
（１−１−１）全体概要
走行車１は、レーザ誘導方式によって無軌道の床面を自律走行する走行車である。走行車１は、床面上を前後・左右いずれの方向にも走行自在である。また、走行車１は、地上側のホストコンピュータ（図示略）と無線で通信するための無線通信機（図示略）、及び走行車コントローラ（図示略）等を、搭載している。
図１に示すように、走行車１は、レーザ投受光器５０から発信されたレーザ光を、地上に設けられた反射板２００に反射させ、レーザ投受光器５０において反射光を受信する。これにより、走行車１は、現在位置を把握する。また、走行車１は、ホストコンピュータと無線通信しながら、現在位置に基づいて走行車コントローラにおいて走行経路を計算し、自立走行する。なお、ここでは、走行車コントローラという文言は、走行車１を制御する制御装置に対応する文言である。

（１−１−２）各構成要件の説明
図１に示すように、走行車１は、走行車本体１０と、走行車本体１０に設けられる支持部材２０と、支持部材２０に設けられるレーザ投受光器５０とを、備えている。また、図２〜図４に示すように、走行車１は、ボールネジ４０と、ボールネジ用のナット４１と、モータ４５とを、さらに備えている。さらに、走行車１は、チューブ部材４７と、レーザ投受光器用のケーブル４８とを、さらに備えている。
支持部材２０は、レーザ投受光器５０を支持する部材である。支持部材２０は、走行車本体１０に取り付けられる。支持部材２０は、外筒部材２１と内筒部材３１とを、有している。外筒部材２１は、走行車本体１０に固定されている。外筒部材２１は、例えば、図２〜図４に示すように、外筒本体２２と、外筒用の固定部材２３と、テーパ部材２５と、位置決め部材２６と、第１軸受部材２７と、第１センサ２９と、第２センサ３０とを、有している。

外筒本体２２は、円筒状に形成されている。図４に示すように、外筒本体２２は、上端部内周面において円周方向に形成された外筒用の段差部２２ａを、有している。外筒用の段差部２２ａにおける外筒本体２２の内径は、外筒用の段差部２２ａを除く部分における外筒本体２２の内径より、大きくなっている。また、外筒本体２２は、上端部の外周面に形成された第１センサ２９用の凹部２２ｂと、下端部の外周面に形成された第２センサ用の凹部（図示しない）とを、有している。外筒本体２２には、図２及び図３に示すように、外筒用の固定部材２３が装着される。外筒本体２２は、外筒用の固定部材２３を介して、走行車本体１０にボルトで装着される。

外筒用の固定部材２３は、円筒状の円筒部２３ａと、円筒部２３ａの外周面から外方に突出して形成された第１鍔部２３ｂとを、有している。円筒部２３ａは、外筒本体２２の下端部に嵌合され、外筒本体２２の下端部にボルト２３ｃで固定される。第１鍔部２３ｂは、走行車本体１０上に配置され、走行車本体１０にボルト２３ｄで固定される。これにより、外筒本体２２が、外筒用の固定部材２３を介して、走行車本体１０に装着される。

テーパ部材２５は、筒状に形成されている。テーパ部材２５の一端側の内周面には、第１テーパ部２５ａが形成されている。第１テーパ部２５ａは、一端部から中央部に向けて、内径が所定の割合で小さくなっている。テーパ部材２５は、外筒用の段差部２２ａに配置される。詳細には、テーパ部材２５の外周面が、外筒用の段差部２２ａに配置される。

位置決め部材２６は、テーパ部材２５及び第１軸受部材２７を位置決めするためのものである。位置決め部材２６は、筒状に形成されている。位置決め部材２６は、位置決め用の第１段差部２６ａと、位置決め用の第２段差部２６ｂとを、有している。位置決め用の第１段差部２６ａは、一端側外周面において円周方向に形成されている。位置決め用の第２段差部２６ｂは、他端側内周面において円周方向に形成されている。位置決め部材２６の一端部が、外筒本体２２の上端部内周面及びテーパ部材２５に当接した状態で、位置決め用の第１段差部２６ａに外筒本体２２の上端部が嵌合される。このようにして、位置決め部材２６は、外筒本体２２に装着される。

第１軸受部材２７は、内筒部材３１例えば後述する内筒本体３２を支持する部材である。第１軸受部材２７は、筒状に形成されている。第１軸受部材２７は、位置決め部材２６に装着される。具体的には、第１軸受部材２７は、位置決め用の第２段差部２６ｂの底部及び壁部に当接した状態で、位置決め用の第２段差部２６ｂに配置される。また、第１軸受部材２７は、位置決め部材２６に配置された状態で、内筒部材３１の外周面例えば内筒本体３２の外周面に当接し、内筒部材３１を支持する。

第１センサ２９は、レーザ投受光器５０の作動位置を設定するためのものである。第１センサ２９は、外筒本体２２に装着される。具体的には、第１センサ２９は、外筒本体２２の上端部外周面に形成された第１センサ２９用の凹部２２ｂに、装着される。第１センサ２９は、後述するマグネット３４からの磁力を検知すると、モータ４５に対して制御切替信号を送信する。すると、モータ４５は、速度制御からトルク制御へと、制御を切り換える。

第２センサ３０は、内筒部材３１の収納位置を設定するためのものである。内筒部材３１の収納位置とは、内筒部材３１が最も下降した位置（下降位置）に対応する。第２センサ３０は、外筒本体２２に装着される。具体的には、第２センサ３０は、外筒本体２２の下端部外周面に形成された第２センサ用の凹部（図示しない）に、装着される。第２センサ３０は、後述するマグネット３４からの磁力を検知すると、モータ４５に対して制御切替信号を送信する。すると、モータ４５は回転を停止する。

内筒部材３１は、外筒部材２１に対して昇降する部材である。内筒部材３１は、図３及び図４に示すように、内筒本体３２と、蓋部材３３と、マグネット３４と、ボールネジ４０を収納するための収納部材３５と、ナット装着部材３６と、第２軸受部材３７とを、有している。

内筒本体３２は、円筒状に形成されている。内筒部材３２は、図４に示すように、第１筒状部１３２ａと第２筒状部１３２ｂと第３筒状部１３２ｃとを、有している。第１筒状部１３２ａは、レーザ投受光器を支持している。第２筒状部１３２ｂは、第１筒状部１３２ａの下方において第１筒状部１３２ａより大径に形成されている。第２筒状部１３２ｂの外周面は、テーパ部材２５の他端部から中央部に至るまでの内周面、すなわちテーパ部材２５の上端部から第１テーパ部２５ａまでの間の内周面に、摺動可能なように、形成されている。ここで、第２筒状部１３２ｂの外周面と、テーパ部材２５の上端部から第１テーパ部２５ａまでの間の内周面とが対向した場合、これら外周面と内周面との間には、隙間嵌め可能な微小隙間が形成される。第３筒状部１３２ｃは、第２筒状部１３２ｂの下方においてテーパ状に形成されている。具体的には、内筒本体３２の第３筒状部１３２ｃの外周面には、下端から上方に向かって外径が小さくなるような第２テーパ部３２ａが、形成されている。
また、内筒本体３２は、下端部の内周面、例えば第２筒状部１３２ｂ及び第３筒状部１３２ｃの内周面において、円周方向に形成された内筒用の段差部３２ｂを、有している。さらに、内筒本体３２は、マグネット用の凹部３２ｃを有している。マグネット用の凹部３２ｃは、内筒本体３２の外周面において、第２テーパ部３２ａから所定の間隔を隔てた位置に形成されている。

蓋部材３３は、内筒本体３２の上端部の開口を塞ぐためのものである。蓋部材３３は、円盤状に形成されている。蓋部材３３は、内筒用の固定部材３３ａを介して、内筒本体３２の上端部すなわち第１筒状部１３２ａの上端部に、ボルトで装着される。内筒用の固定部材３３ａは、内筒本体３２の第１筒状部１３２ａの外周にボルトで装着される。

マグネット３４は、第１センサ２９及び第２センサ３０の検知対象である。マグネット３４は、内筒本体３２に装着される。具体的には、マグネット３４は、マグネット用の凹部３２ｃに装着される。マグネット３４としては、ネオジウム磁石が用いられている。マグネット３４が、第１センサ２９又は第２センサ３０に対向する位置に配置されると、マグネット３４の磁力は第１センサ２９又は第２センサ３０に検知される。

収納部材３５は、ボールネジ４０を収納するためのものである。詳細には、収納部材３５は、内筒部材３１が外筒部材２１に対して降下した場合、ボールネジ４０を内部に収納する。収納部材３５は、筒状に形成されている。収納部材３５は、上端部において内筒本体３２の内周面に固定されている。具体的には、図２及び図４に示すように、収納部材３５は、上端部において、固定部材３５ａを介して、内筒本体３２の第１筒状部１３２ａの内周面に固定されている。固定部材３５ａは、収納部材３５の外周面及び内筒本体３２の第１筒状部１３２ａの内周面に溶接接合されている。また、収納部材３５は、下端部において、ナット装着部材３６に固定されている。具体的には、収納部材３５は、ナット装着部材３６に溶接接合されている。なお、内筒部材３１が外筒部材２１に対して上昇した場合、ボールネジ４０は、先端部を除いて、収納部材３５の外部、すなわち外筒部材２１の内部に配置される。

ナット装着部材３６は、内筒本体３２にボールネジ用のナット４１を装着するためのものである。また、ナット装着部材３６は、収納部材３５を支持するためのものでもある。ナット装着部材３６は、円筒状に形成されている。ナット装着部材３６は、内筒用の段差部３２ｂに嵌合されている。ナット装着部材３６は、部材本体３６ａと、第２鍔部３６ｂと、ナット用の段差部３６ｃと、収納部材用の段差部３６ｄとを、有している。部材本体３６ａは、筒状に形成されている。第２鍔部３６ｂは、部材本体３６ａの外周面から外方に突出して形成されている。第２鍔部３６ｂの先端部と内筒本体３２の第２テーパ部３２ａの下端とは、互いに溶接接合されている。ナット用の段差部３６ｃは、部材本体３６ａの一端側内周面において円周方向に形成されている。ナット用の段差部３６ｃには、ボールネジ用のナット４１が装着される。収納部材用の段差部３６ｄは、部材本体３６ａの他端側内周面において円周方向に形成されている。上記の収納部材３５は、下端部が収納部材用の段差部３６ｄに嵌合され、ナット装着部材３６に溶接接合される。

第２軸受部材３７によって、内筒部材３１は外筒部材２１に対して昇降自在に支持されている。第２軸受部材３７は、筒状に形成されている。第２軸受部材３７は、ナット装着部材３６に装着される。具体的には、第２軸受部材３７は、第２鍔部３６ｂに当接した状態で、ナット装着部材３６の一端側外周面に装着される。また、第２軸受部材３７は、ナット装着部３６に配置された状態で、外筒部材２１の内周面例えば外筒本体２２の内周面に当接する。この第２軸受部材３７が外筒部材２１の内周面において摺動自在に移動することによって、内筒部材３１は外筒部材２１に対して昇降自在になる。

レーザ投受光器５０は、レーザ光を発信し、地上に設けられた反射板からの反射信号を受信する。レーザ投受光器５０は、水平方向に所定角度範囲でレーザ走査可能となっている。レーザ投受光器５０は、内筒部材３１に装着される。具体的には、レーザ投受光器５０は、内筒本体３２の第１筒状部１３２ａに装着される。より具体的には、レーザ投受光器５０は、蓋部材３３を介して、第１筒状部１３２ａにボルトで装着される。

ボールネジ４０は、走行車本体１０に装着される。具体的には、図２及び図３に示すように、ボールネジ４０の一端部は、ベアリング６０を介して、走行車本体１０に装着される。また、ボールネジ４０の一端側の先端には、ネジ用のスプロケット（図示しない）が装着されている。ネジ用のスプロケット及びモータ用のスプロケット（図示しない）には、チェーン６１が架け渡される（図２を参照）。さらに、ボールネジ４０は、ボールネジ用のナット４１を介して、内筒部材３１の内部に挿通される。これにより、ボールネジ４０の回転方向に応じて、内筒部材３１が外筒部材２１に対して昇降する。

ボールネジ用のナット４１は、ボールネジ４０の回転方向に応じて、ボールネジ４０の軸方向に移動する。ボールネジ用のナット４１は、内筒部材３１に固定される。具体的には、ボールネジ用のナット４１は、ナット装着部材３６に固定される。より具体的には、図４に示すように、ボールネジ用のナット４１は、ナット用の段差部３６ｃに嵌合され、ナット装着部材３６の部材本体３６ａにボルトで固定される。

モータ４５は、ボールネジ４０を回転するためのものである。モータ４５は、走行車本体１０に装着される。モータ４５としては、サーボモータが用いられている。モータ４５の回転軸には、モータ用のスプロケット（図示しない）が装着されている。ネジ用のスプロケット及びモータ用のスプロケットには、チェーン６１が架け渡される。これにより、モータ４５の動力がボールネジ４０に伝達される。モータ４５は、速度及びトルクのいずれか一方で、回転を制御する。例えば、内筒部材３１が外筒部材２１に対して昇降している場合には、モータ４５は速度で回転を制御する。一方で、内筒部材３１が所定の位置（上昇位置）に位置した場合には、モータ４５はトルクで回転を制御する。

チューブ部材４７は、コイル部４７ａと直線部４７ｂとから構成されている。コイル部４７ａは、コイル状に形成されている。コイル部４７ａは、外筒部材２１とボールネジ４０との間に配置されている。言い換えると、コイル部４７ａは、外筒部材２１の内部においてボールネジ４０の外側に配置されている。コイル部４７ａは、一端部が外筒部材２１例えば外筒用の固定部材２３に装着されている。コイル部４７ａは、他端部が内筒部材３１例えばナット装着部材３６に装着されている。具体的には、コイル部４７ａの他端部は、ナット装着部材３６に形成された貫通孔３６ｅに挿通されている。直線部４７ｂは、コイル部４７ａに連結されており、直線状に形成されている。直線部４７ｂは、内筒本体３２と収納部材３５との間に配置されている。具体的には、直線部４７ｂは、外筒部材２１と収納部材３５との間において軸方向に配置されている。直線部４７ｂは、一端部がコイル部４７ａの他端部に連結されおり、他端部が内筒部材３１の上端部例えば収納部材３５の上端部に装着されている。

レーザ投受光器用のケーブル４８は、チューブ部材４７の内部に収納されている。レーザ投受光器用のケーブル４８は、レーザ投受光器５０を制御するための信号用のケーブルと、レーザ投受光器５０を動作させるための動力用のケーブルとから、構成されている。信号用のケーブルは、一端が、図示しない走行車コントローラに、接続されている。また、信号用のケーブルは、他端がレーザ投受光器５０に接続されている。動力用のケーブルは、一端が、電源例えばバッテリに接続されている。また、動力用のケーブルは、他端がレーザ投受光器５０に接続されている。

（１−２）支持部材の動作
ここでは、第１実施形態の走行車１において、支持部材２０のセッティングを実行する場合の例を、示す。
まず、内筒部材３１が下降した状態において、内筒部材３１を上昇させるための信号が、走行車コントローラを介してモータ４５に入力されると、モータ４５は、回転を速度制御しながら動作し始める。すると、ネジ用のスプロケットとモータ用のスプロケットとの比に応じて、ボールネジ４０が回転する。すると、内筒部材３１が、ボールネジ用のナット４１を介して、上昇し始める。このときには、コイル状に重なったチューブ部材４７すなわちコイル部４７ａは、コイル間隔を広げながら、伸び始める。

次に、内筒部材３１が上昇を続けると、内筒部材３１の第２テーパ部３２ａが、外筒部材２１のテーパ部材２５の第１テーパ部２５ａに当接する。すると、内筒部材３１のマグネット３４が、外筒部材２１の第１センサ２９に対向する位置に配置される。すると、内筒部材３１のマグネット３４の磁力が、外筒部材２１の第１センサ２９に検知される。すると、第１センサ２９から走行車コントローラに信号が送信され、この信号に基づいてモータ４５の制御が、速度制御からトルク制御へと切り換えられる。そして、モータ４５のトルク値（電流値）が上昇し、モータ４５のトルク値（電流値）が所定のトルク値（所定の電流値）になると、モータ４５は、このトルク値を保持する。このように、内筒部材３１は、テーパ部２５ａ，３２ａにおけるくさび効果とモータ４５のトルクとによって、所定の上昇位置において位置決めされる。

一方で、内筒部材３１が、上昇位置に位置決めされた状態において、内筒部材３１を下降させるための信号が、走行車コントローラを介してモータ４５に入力されると、モータ４５の制御が、トルク制御から速度制御へと切り換えられる。すると、モータ４５が逆回転し、モータ４５は回転を速度制御しながら動作し始める。すると、ネジ用のスプロケットとモータ用のスプロケットとの比に応じて、ボールネジ４０が逆回転する。すると、内筒部材３１が、ボールネジ用のナット４１を介して、下降し始める。このときには、コイル状に重なったチューブ部材４７すなわちコイル部４７ａは、コイル間隔を狭めながら、縮み始める。

次に、内筒部材３１が下降を続けると、内筒部材３１のマグネット３４が、外筒部材２１の第２センサ３０に対向する位置に配置される。すると、内筒部材３１のマグネット３４の磁力が、外筒部材２１の第２センサ３０に検知される。すると、第２センサ３０から走行車コントローラに信号が送信され、この信号に基づいてモータ４５が回転を停止する。これにより、内筒部材３１は、所定の下降位置に位置決めされる。

このように、本実施形態では、支持部材２０を自動的に上昇させたとしても、内筒部材３１が上昇位置で位置決めされた状態において、内筒部材３１と外筒部材２１との一体剛性を確実に確保することができる。これにより、支持部材２０の頂部に装着されたレーザ投受光器５０を、安定的に動作させることができる。また、本実施形態では、支持部材２０を自動的に下降させたとしても、内筒部材３１を、下降位置に案内し、下降位置で確実に位置決めすることができる。

（２）第２実施形態
（２−１）走行車の構成
第２実施形態における全体概要は、第１実施形態のものと同じである。このため、ここでは、説明を省略する。また、第２実施形態の各構成要件は、外筒部材１２１及びモータ１４５を除いて、第１実施形態と同じである。このため、ここでは、外筒部材１２１及びモータ１４５を除いた構成要件の説明は省略し、外筒部材１２１及びモータ１４５の説明のみを行う。なお、第２実施形態の外筒部材１２１の構成及びモータ１４５の構成において、第１実施形態と同じものについては、詳細な説明を省略し、第１実施形態と同じ符号を用いる。また、各構成要件については、特別に記載しない限り、第１実施形態の内容に準じる。

外筒部材１２１は、支持部材２０に含まれる。外筒部材１２１は、例えば、図５に示すように、外筒本体２２と、外筒用の固定部材２３と、テーパ部材２５と、位置決め部材１２６と、バネ部材１２７と、第１軸受部材２７と、第１センサ２９と、第２センサ３０（図２を参照）とを、有している。外筒本体２２と、外筒用の固定部材２３と、テーパ部材２５と、第１軸受部材２７と、第１センサ２９と、第２センサ３０とは、構成が第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。

位置決め部材１２６は、テーパ部材２５及び第１軸受部材２７を位置決めするためのものである。位置決め部材１２６は、筒状に形成されている。位置決め部材１２６は、一端側外周面に形成された位置決め用の第１段差部１２６ａと、他端側内周面に形成された位置決め用の第２段差部１２６ｂとを、有している。また、位置決め部材１２６は、バネ部材用の凹部１２６ｃを、有している。具体的には、位置決め部材１２６には、複数のバネ部材用の凹部１２６ｃ例えば１２個の凹部が、形成されている。複数のバネ部材用の凹部１２６ｃは、一端側の端面において円周方向に所定の間隔を隔てて形成されている。バネ部材用の凹部１２６ｃの壁部は、円状に形成されている。

バネ部材１２７は、例えば、コイルスプリングである。バネ部材１２７は、テーパ部材２５を下方に付勢することによって、外筒部材１２１と内筒部材３１との嵌合を保持する。より具体的には、バネ部材１２７は、テーパ部材２５を下方に付勢することによって、テーパ部材２５の第１テーパ部２５ａと内筒部材３１の第２テーパ部３２ａとの嵌合を保持する。ここで、外筒部材１２１の第１テーパ部２５ａと内筒部材３１の第２テーパ部３２ａとが当接した状態では、第１テーパ部２５ａと第２テーパ部３２ａとが互いに嵌合する方向に、バネ部材１２７の付勢力は加わる。
バネ部材１２７は、位置決め部材１２６に配置される。具体的には、バネ部材１２７は、１２個のバネ部材用の凹部１２６ｃそれぞれに、配置される。より具体的には、バネ部材１２７の一端部が、バネ部材用の凹部１２６ｃに、配置される。位置決め部材１２６が外筒本体２２に装着された状態では、バネ部材１２７の他端部は、テーパ部材２５に当接している。この状態では、バネ部材１２７は、テーパ部材２５を、走行車本体１０側、例えば外筒部材１２１（外筒本体２２）の下端部側に付勢している。

モータ１４５は、ボールネジ４０を回転するためのものである。モータ１４５は、走行車本体１０に装着される。モータ１４５としては、サーボモータが、用いられている。モータ１４５は、ブレーキ機構１４５ａを有している（図２を参照）。モータ１４５の回転軸には、モータ用のスプロケットが装着されている。ネジ用のスプロケット及びモータ用のスプロケットには、チェーン６１が架け渡される。これにより、モータ１４５の動力がボールネジ４０に伝達される。モータ１４５は、速度で回転を制御する。例えば、内筒部材３１が外筒部材１２１に対して昇降している場合には、モータ１４５は速度で回転を制御する。そして、内筒部材３１が所定の位置（上昇位置）に位置した場合には、モータ１４５はブレーキ機構１４５ａを作動させ、モータ１４５の回転をロックする。

（２−２）支持部材の動作
ここでは、第２実施形態の走行車１において、支持部材２０のセッティングを実行する場合の例を、示す。なお、第１実施形態と同じように動作する部分については、概要説明のみ行っている。
まず、内筒部材３１が下降した状態において、内筒部材３１を上昇させるための信号が、モータ１４５に入力されると、モータ１４５はボールネジ４０を回転させ、内筒部材３１を上昇させる。このときには、コイル状に重なったチューブ部材４７すなわちコイル部４７ａは、コイル間隔を広げながら、伸びる。

次に、内筒部材３１が上昇を続けると、内筒部材３１の第２テーパ部３２ａが、外筒部材１２１のテーパ部材２５の第１テーパ部２５ａに当接する。そして、内筒部材３１の第２テーパ部３２ａが、外筒部材１２１のテーパ部材２５を上昇方向に押圧する。すると、バネ部材１２７が、外筒部材１２１のテーパ部材２５によって圧縮される。そして、内筒部材３１のマグネット３４が、外筒部材１２１の第１センサ２９に対向する位置に配置されると、内筒部材３１のマグネット３４の磁力が、外筒部材１２１の第１センサ２９に検知される。すると、第１センサ２９から走行車コントローラに信号が送信され、この信号に基づいてモータ１４５のブレーキ機構１４５ａが動作する。すると、このブレーキ機構１４５ａによって、モータ１４５の回転がロックされる。すなわち、ボールネジ４０の回転がロックされる。このように、内筒部材３１の第２テーパ部３２ａと外筒部材１２１のテーパ部材２５とが互いに嵌合する方向にバネ部材１２７の付勢力が加わった状態で、ボールネジ４０の回転が、ブレーキ機構１４５ａによってロックされる。すなわち、内筒部材３１は、テーパ部２５ａ，３２ａにおけるくさび効果とモータ１４５のロックとによって、所定の上昇位置において位置決めされる。

一方で、内筒部材３１が、上昇位置に位置決めされた状態において、内筒部材３１を下降させるための信号が、走行車コントローラを介してモータ１４５に入力されると、モータ１４５はボールネジ４０を回転させ、内筒部材３１を下降させる。このときには、コイル状に重なったチューブ部材４７すなわちコイル部４７ａは、コイル間隔を狭めながら、縮み始める。次に、内筒部材３１が下降を続けると、内筒部材３１のマグネット３４が、外筒部材１２１の第２センサ３０に対向する位置に配置され、モータ１４５が停止する。これにより、内筒部材３１は、所定の下降位置に位置決めされる。

このように、本実施形態では、内筒部材３１を自動的に上昇させたとしても、内筒部材３１が位置決めされた状態において、内筒部材３１と外筒部材１２１との一体剛性を確実に確保することができる。これにより、支持部材２０の頂部に装着されたレーザ投受光器５０を、安定的に動作させることができる。また、本実施形態では、内筒部材３１を自動的に下降させたとしても、内筒部材３１を、下降位置に案内し、下降位置で確実に位置決めすることができる。

（３）特徴
前記実施形態は、下記のように表現可能である。
（Ａ）走行車１は、レーザ誘導方式の走行車である。走行車１は、走行車本体１０と、支持部材２０と、レーザ投受光器５０とを、備えている。支持部材２０は、走行車本体１０に取り付けられる。レーザ投受光器５０は、支持部材２０に設けられる。支持部材２０は、外筒部材２１，１２１と内筒部材３１とを有している。外筒部材２１，１２１は、走行車本体１０に固定されている。内筒部材３１は、外筒部材２１，１２１に対して昇降する。内筒部材３１は、第１筒状部１３２ａと第２筒状部１３２ｂと第３筒状部１３２ｃとを、有している。第１筒状部１３２ａは、レーザ投受光器５０を支持している。第２筒状部１３２ｂは、第１筒状部１３２ａの下方において第１筒状部１３２ａより大径に形成されている。第３筒状部１３２ｃは、第２筒状部１３２ｂの下方においてテーパ状に形成されている。外筒部材２１，１２１の上端部と内筒部材３１の第３筒状部１３２ｃとは、互いにテーパによって嵌合されている。

走行車１では、走行車本体１０上において、内筒部材３１が外筒部材２１，１２１に対して昇降する。ここで、内筒部材３１が外筒部材２１，１２１に対して上昇した場合に、内筒部材３１の第２筒状部１３２ｂと外筒部材２１，１２１の上端部とが隙間嵌めされ、内筒部材３１の第３筒状部１３２ｂと外筒部材２１，１２１の上端部とが互いにテーパによって嵌合される。このため、内筒部材３１が外筒部材２１，１２１に対して上昇したときに、内筒部材３１の下端部と外筒部材２１，１２１の上端部とを確実に嵌合することができる。これにより、内筒部材３１と外筒部材２１，１２１との一体剛性を確保でき、外筒部材２１，１２１に対する内筒部材３１のガタを抑えることができる。

（Ｂ）走行車１は、チューブ部材４７とレーザ投受光器用のケーブル４８とを、さらに備えている。チューブ部材４７は、コイル状に形成されており、外筒部材２１の内部においてボールネジ４０の外側に配置される。レーザ投受光器用のケーブル４８は、チューブ部材４７の内部に配置される。

この場合、内筒部材３１が外筒部材２１に対して上昇した場合、コイル状のチューブ部材４７が、外筒部材２１とボールネジ４０との間において伸長する。続いて、内筒部材３１が外筒部材２１に対して下降した場合、コイル状のチューブ部材４７が、外筒部材２１とボールネジ４０との間において縮小する。このように、内筒部材３１が外筒部材２１に対して昇降したとしても、レーザ投受光器用のケーブル４８は常にコイル状のチューブ部材４７の内部に収納されているので、レーザ投受光器用のケーブル４８を保護することができる。言い換えると、レーザ投受光器用のケーブル４８に想定外の力が作用しないように、レーザ投受光器用のケーブル４８を、外筒部材２１とボールネジ４０との間に配置することができる。
（Ｃ）走行車１は、ボールネジ４０と、ボールネジ用のナット４１と、モータ１４５と、ブレーキ１４５ａとを、さらに備えている。ボールネジ４０は、走行車本体１０に装着される。ボールネジ用のナット４１は、内筒部材３１に固定される。モータ１４５は、ボールネジ４０を回転するためのものである。ブレーキ１４５ａは、ボールネジ４０の回転をロックするためのものである。

外筒部材１２１及び内筒部材３１のいずれか一方は、外筒部材１２１の上端部と内筒部材３１の第３筒状部１３２ｃとの嵌合を保持するためのバネ部材１２７を、有している。ボールネジ４０は、ボールネジ用のナット４１を介して内筒部材３１の内部に配置される。内筒部材３１は、モータ１４５によってボールネジ４０を回転させることよって、外筒部材１２１に対して昇降する。

この場合、モータ１４５によってボールネジ４０を回転させることよって、内筒部材３１が外筒部材１２１に対して昇降する。また、内筒部材３１が外筒部材１２１に対して上昇した状態では、ブレーキ１４５ａによって、ボールネジ４０の回転がロックされる。また、この状態において、外筒部材１２１の上端部と内筒部材３１の第３筒状部１３２ｃとは、バネ部材１２７の付勢力によって、嵌合されている。

このように、走行車１では、内筒部材３１を外筒部材１２１に対して自動的に昇降させることができる。また、この走行車１では、内筒部材３１が外筒部材１２１に対して上昇した状態において、モータ１４５に負担をかけることなく、内筒部材３１を外筒部材１２１に対して確実に固定することができる。これにより、内筒部材３１と外筒部材１２１との一体剛性を確保できる。また、外筒部材１２１の上端部と内筒部材３１の第３筒状部１３２ｃとの嵌め合いを、バネ部材１２７の付勢力によって、確実に維持することができる。

（４）他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。

本発明は、レーザ誘導方式の走行車に広く用いることができる。

１ 走行車
１０ 走行車本体
２０ 支持部材
２１，１２１ 外筒部材
２２ 外筒本体
２２ａ 段差部
２２ｂ 凹部
２３ 固定部材
２３ａ 円筒部
２３ｂ 第１鍔部
２３ｃ ボルト
２３ｄ ボルト
２５ テーパ部材
２５ａ テーパ部
２６ 位置決め部材
２６ａ 第１段差部
２６ｂ 第２段差部
２７ 第１軸受部材
２９ 第１センサ
３０ 第２センサ
３１ 内筒部材
３２ 内筒本体
３２ａ 第２テーパ部
３２ｂ 段差部
３２ｃ 凹部
３３ 蓋部材
３３ａ 固定部材
３４ マグネット
３５ 収納部材
３５ａ 固定部材
３６ ナット装着部材
３６ａ 部材本体
３６ｂ 第２鍔部
３６ｃ 段差部
３６ｄ 段差部
３６ｅ 貫通孔
３７ 第２軸受部材
４０ ボールネジ
４１ ボールネジ用のナット
４５ モータ
４７ チューブ部材
４７ａ コイル部
４７ｂ 直線部
４８ レーザ投受光器用のケーブル
５０ レーザ投受光器
６０ ベアリング
６１ チェーン
１２１ 外筒部材
１２６ 位置決め部材
１２６ａ 第１段差部
１２６ｂ 第２段差部
１２６ｃ 凹部
１２７ バネ部材
１４５ モータ
１４５ａ ブレーキ機構（ブレーキ）
２００ 反射板

Claims (3)

1. レーザ誘導方式の走行車であって、
   走行車本体と、
   前記走行車本体に取り付けられる支持部材と、
   前記支持部材に設けられるレーザ投受光器と、
   を備え、
   前記支持部材は、走行車本体に固定される外筒部材と、前記外筒部材に対して昇降する内筒部材とを有し、
   前記内筒部材は、前記レーザ投受光器を支持する第１筒状部と、前記第１筒状部の下方において前記第１筒状部より大径に形成された第２筒状部と、前記第２筒状部の下方においてテーパ状に形成された第３筒状部とを、有し、
   前記外筒部材の上端部と前記内筒部材の前記第３筒状部とは、互いにテーパによって嵌合されている、
   走行車。
2. 前記走行車本体に装着されるボールネジと、
   前記内筒部材に固定されるボールネジ用のナットと、
   前記ボールネジを回転するためのモータと、
   前記ボールネジの回転をロックするためのブレーキと、
   前記外筒部材の上端部と前記内筒部材の前記第３筒状部との嵌合を保持するためのバネ部材と、
   をさらに備え、
   前記ボールネジは、前記ボールネジ用のナットを介して前記内筒部材の内部に配置され、
   前記内筒部材は、前記モータによって前記ボールネジを回転させることよって、前記外筒部材に対して昇降する、
   請求項１に記載の走行車。
3. 前記外筒部材の内部において前記ボールネジの外側に配置されるコイル状のチューブ部材と、
   前記チューブ部材の内部に配置されるレーザ投受光器用のケーブルと、
   をさらに備える請求項２に記載の走行車。

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