JP2013081345A - 宙乗機 - Google Patents

Abstract

【課題】作業員の負担と疲労を軽減できる宙乗機を提供する。
【解決手段】宙乗機１０は、一対の離隔した駆動滑車１ａ・１ａ、枠組みされたフレーム２、及び電線Ｗに作業員の胸部が対面するように、作業員が着座可能な座席台３を備える。又、宙乗機１０は、一組のペダル４ｐ・４ｐを有するクランクシャフト４、一対の巻掛伝動装置５・５、及び一対の歯車装置６・６を備える。作業員が一組のペダル４ｐ・４ｐを足漕ぎ操作すると、巻掛伝動装置５及び歯車装置６を介して、一対の駆動滑車１ａ・１ａを回転でき、電線Ｗに沿って作業員が横向きの状態で移動できるので、作業員の負担と疲労を軽減できると共に、電線Ｗを保守又は点検することが容易である。
【選択図】図１

Description

本発明は、宙乗機に関する。特に、鉄塔の間に架設された架空電線などに懸架され、搭乗した作業員が自力走行によって架空電線に沿って移動し、架空電線を保守又は点検するための宙乗機の構造に関する。

例えば、従来の宙乗機は、架空電線に懸架されるフレームで構成され、架空電線の上側に配置される一対の離隔した滑車をフレームの上部に備え、作業員が着座する座席台をフレームの下部に固定している。そして、架空電線に胸部が対面するように、作業員が座席台に着座した状態で、架空電線を両手で把持して、宙乗機を移動させていた。

ところで、このような従来の宙乗機は、作業員の体重を含めた重量の宙乗機を両手の操作によって移動させる必要があるために、作業員に負担と疲労を与えるものであった。そして、このような不具合を解消するため、架空電線に沿って移動が容易であり、作業員を疲労させることの少ない自転車式宙乗機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１による自転車式宙乗機は、架空電線に乗架された駆動滑車、駆動滑車を回転自在に上部に保持し、駆動滑車に懸垂されたパイプ状のフレーム、及び駆動滑車の前方に配置され、フレームに片持ち状に支持されたアームの先端部に回転自在に保持された案内滑車を備えている。

又、特許文献１による自転車式宙乗機は、フレームの中間部に固定され、作業員が進行方向と対面するように、作業員が着座するサドルと、フレームの下部に支持され、作業員の脚漕ぎ操作によって、チェーンを介して駆動滑車に回転力を伝動する一組のペダルを備えている。

特許文献１による自転車式宙乗機は、一組のペダルを一方の方向に回転すると、駆動滑車を回転させて架空電線に沿って前進でき、一組のペダルを他方の方向に回転すると、駆動滑車を回転させて架空電線に沿って後退できる。特許文献１による自転車式宙乗機は、腕力に依存することなく、脚力によって架空電線に沿って移動できるので、作業員の負担と疲労を軽減できる、としている。

実開平１−８６４１７号公報

しかしながら、特許文献１による自転車式宙乗機は、作業員の頭上に架空電線が延在し、架空電線の延在方向と対面するように、作業員が着座する姿勢となるので、架空電線を保守又は点検することが容易でないという問題がある。作業員の負担と疲労を軽減できると共に、架空電線を保守又は点検することが容易な宙乗機が求められている。

一方、エンジン式駆動装置を備えた宙乗機、いわゆる自走式宙乗機も知られている。しかし、自走式宙乗機は、相当の重量であり、山間部での搬送又は鉄塔に吊り上げるには不便であるという問題がある。山間部での搬送又は鉄塔に吊り上げることが容易な軽量な構造の宙乗機が求められている。そして、以上のことが本発明の課題といってよい。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、作業員の負担と疲労を軽減できると共に、架空電線を保守又は点検することが容易であり、山間部での搬送又は鉄塔に吊り上げることが容易な軽量な構造の宙乗機を提供することを目的とする。

本発明者は、架空線の上側に配置される一対の離隔した駆動滑車を上部に備えるフレーム、架空線に胸部が対面するように、作業員が着座可能な座席台、及び一対の駆動滑車に回転力を伝動するペダル付きクランクシャフトで少なくとも宙乗機を構成することにより、これらの課題が解決できると考え、これに基づいて、以下のような新たな宙乗機を発明するに至った。

（１）本発明による宙乗機は、架空線の上側に配置される一対の離隔した駆動滑車と、これらの駆動滑車を上部に回転自在に支持する枠組みされたフレームと、このフレームの中間部に配置され、架空線に作業員の胸部が対面するように、作業員が着座可能な座席台と、この座席台から離隔するように前記フレームの下部に配置され、作業員が足漕ぎ可能な一組のペダルを有するクランクシャフトと、このクランクシャフトの端部に連結された原動車の回転を無端体ベルトで従動車に伝動する一対の巻掛伝動装置と、一方の歯車が前記従動車の回転軸に連結し、他方の歯車が前記駆動滑車の回転軸に連結し、一方の歯車から他方の歯車に回転力を伝動する、二つの回転軸が交差して配置された一対の歯車装置と、を備える。

（２）前記歯車装置は、前記一方の歯車が雄ねじ状のウォームからなり、前記他方の歯車が前記ウォームに噛み合うウォーム歯車からなることが好ましい。

（３）前記ウォームと前記ウォーム歯車の噛み合いを解除するために、前記ウォーム歯車に対して前記ウォームを離間させる解除装置を更に備えることが好ましい。

（４）前記無端体ベルトは、複数の内歯を内周に連設するタイミングベルトからなり、前記原動車及び前記従動車は、前記タイミングベルトの内歯に噛み合う外歯を外周に有するタイミングプーリからなることが好ましい。

本発明による宙乗機は、架空線に作業員の胸部が対面するように、作業員が着座可能な座席台を備え、作業員が一組のペダルを有するクランクシャフトを足漕ぎ操作すると、一対の駆動滑車が回転して、架空線に沿って作業員が横向きの状態で移動できるので、作業員の負担と疲労を軽減できると共に、架空線を保守又は点検することが容易である。又、本発明による宙乗機は、エンジンなどを搭載していないので軽量であり、山間部での搬送又は鉄塔への吊り上げに適している。

本発明の一実施形態による宙乗機の構成を示す平面図である。 前記実施形態による宙乗機の構成を示す正面図である。 前記実施形態による宙乗機の構成を示す左側面図であり、宙乗機の上部の一部の図示を省略している。 前記実施形態による宙乗機の上部の構成を示す左側面図であり、ウォームとウォーム歯車の噛み合いを解除するための解除装置を作動させる前の状態図である。 前記実施形態による宙乗機の上部の構成を示す左側面図であり、ウォームとウォーム歯車の噛み合いを解除するための解除装置を作動させた状態図である。 前記実施形態による宙乗機に備わる脱輪防止装置の構成を示す図であり、図６（Ａ）は、脱輪防止装置の背面図であり、脱輪防止装置が架空線を囲った状態図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の右側面図、図６（Ｃ）は、脱輪防止装置の背面図であり、脱輪防止装置に備わるロックピンを解除した状態図、図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）の右側面図であり、脱輪防止装置に備わる封鎖板を開いた状態図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
［宙乗機の構成］
最初に、本発明の一実施形態による宙乗機の構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態による宙乗機の構成を示す平面図である。図２は、前記実施形態による宙乗機の構成を示す正面図である。図３は、前記実施形態による宙乗機の構成を示す左側面図であり、宙乗機の上部の一部の図示を省略している。

（全体構成）
図１から図３を参照すると、本発明の一実施形態による宙乗機１０は、一対の離隔した駆動滑車１ａ・１ａ、枠組みされたフレーム２、及び作業員が着座可能な座席台３を備えている。

図１から図３を参照すると、一対の駆動滑車１ａ・１ａは、架空線（以下、電線という）Ｗの上側に配置されている。フレーム２は、複数の角パイプなどを結合して枠組みした構造体であって、一対の駆動滑車１ａ・１ａを上部に回転自在に支持している。座席台３は、フレーム２の中間部に配置されている。そして、電線Ｗに作業員の胸部が対面するように、作業員が座席台３に着座できる。

又、図１から図３を参照すると、実施形態による宙乗機１０は、クランクシャフト４、一対の巻掛伝動装置５・５、及び一対の歯車装置６・６を備えている。クランクシャフト４は、座席台３から離隔するように、フレーム２の下部に配置されている。又、クランクシャフト４は、作業員が座席台３に着座した状態で足漕ぎ可能な一組のペダル４ｐ・４ｐを有している。

図１から図３を参照すると、巻掛伝動装置５は、原動車となるタイミングプーリ５ａ、従動車となるタイミングプーリ５ｂ、及び無端体ベルトであるタイミングベルト５ｃで構成している。

図１から図３を参照すると、タイミングプーリ５ａは、クランクシャフト４の端部に連結されている。タイミングプーリ５ｂは、後述するウォーム６ａの軸部に連結している。タイミングベルト５ｃは、タイミングプーリ５ａ・５ｂを巻き掛けし、タイミングプーリ５ａの回転力をタイミングプーリ５ｂに伝動できる。つまり、タイミングベルト５ｃは、クランクシャフト４の回転力をウォーム６ａに伝動できる。

図１から図３を参照すると、歯車装置６は、一方の歯車となるウォーム６ａと他方の歯車となるウォーム歯車６ｂで構成している。ウォーム６ａは、その軸部がタイミングプーリ５ｂに連結している。又、ウォーム６ａは、その雄ねじ状のねじ部がウォーム歯車６ｂの外周に形成された複数の歯に噛み合っている。

一方、図１から図３を参照すると、駆動滑車１ａは、回転軸１ｂの一方の端部に連結している。回転軸１ｂの他方の端部には、ウォーム歯車６ｂを連結している。そして、歯車装置６は、ウォーム６ａの回転力をウォーム歯車６ｂに伝動できる。つまり、歯車装置６を介して、タイミングプーリ５ｂの回転力を駆動滑車１ａに伝動できる。実施形態による歯車装置６は、二つの回転軸が交差して配置された、ウォーム歯車装置で構成している。

このように、図１から図３を参照すると、実施形態による宙乗機１０は、クランクシャフト４及びタイミングプーリ５ａ→タイミングベルト５ｃ→タイミングプーリ５ｂ及びウォーム６ａ→ウォーム歯車６ｂの伝達経路を経て、駆動滑車１ａを回転できる。なお、一対の駆動滑車１ａ・１ａは、同期して同じ方向に回転するように構成されている。

次に、実施形態による宙乗機１０の各構成品を詳細に説明すると共に、実施形態による宙乗機１０に備わる解除装置の構成を説明する。図４は、前記実施形態による宙乗機の上部の構成を示す左側面図であり、ウォームとウォーム歯車の噛み合いを解除するための解除装置を作動させる前の状態図である。図５は、前記実施形態による宙乗機の上部の構成を示す左側面図であり、ウォームとウォーム歯車の噛み合いを解除するための解除装置を作動させた状態図である。

（フレームの構成）
図１から図３を参照すると、フレーム２は、上部が直角に屈折された角パイプからなる一対のクランク架２１・２１と、これらのクランク架２１・２１の上部側を溶接で接合した角パイプからなる横架２２で枠組みしている。

図１から図３を参照すると、クランク架２１の上端部には、駆動滑車１ａを連結した回転軸１ｂを回転自在に保持する円柱部材２３を溶接で接合している（図４又は図５参照）。クランク架２１の下部には、前方斜めに片持ち状に延出させた角パイプからなる傾斜架２４を設けている（図３参照）。

図１から図３を参照すると、一対の傾斜架２４・２４の先端部には、クランクシャフト４を回転自在に両軸支持している。又、傾斜架２４の中間部とクランク架２１の下端部は、角パイプからなる補強架２５を接合している（図３参照）。

（座席台の構成）
図１から図３を参照すると、座席台３は、所定の厚さを有する長方形の座席本体３０、一対の挟持部材３１・３１、及び一対の支持金具３２・３２で構成している。座席本体３０は、作業員が着座できる程度の面積を有している。一対の挟持部材３１・３１は、座席本体３０の両側面部を挟持するように固定している。

図１から図３を参照すると、支持金具３２は、その基端部が挟持部材３１に固定されている。又、支持金具３２は、その先端部が二股に分岐して、クランク架２１にボルトとナットで締結されている（図３参照）。一対のクランク架２１・２１には、支持金具３２を取り付けるために取り付け穴を高さ方向に設けており、フレーム２に対する座席台３の高さを調整できる。なお、座席台３の上方には、作業員の背中に当接可能なベルト部材３ｖを配置している。

（クランクシャフトの構成）
図１から図３を参照すると、クランクシャフト４は、クランク状に屈曲された一本の棒状部材からなり、両端部が相反する向きに同軸上に延在している。そして、クランクシャフト４は、その両端部が一対の傾斜架２４・２４の先端部に回転自在に保持されている。

図１から図３を参照すると、実施形態によるクランクシャフト４は、その両端部から偏心した軸部をペダル４ｐとしており、一組のペダル４ｐ・４ｐを足漕ぎ操作することにより、クランクシャフト４を回転することができる。なお、ペダル４ｐには、靴底がスリップしないように、複数の条溝を軸方向に形成している。

（巻掛伝動装置の構成）
図１から図３を参照すると、タイミングベルト５ｃは、複数の内歯５ｔを内周に連設している（図３参照）。一方、タイミングプーリ５ａ・５ｂは、複数の内歯５ｔに噛み合う外歯を外周に有している。タイミングベルト５ｃは、その内歯５ｔをタイミングプーリ５ａ・５ｂに形成した外歯に噛み合わせることにより、摩擦伝動するＶベルトなどと異なり、スリップすることなく回転を伝えることができる。

図１から図３を参照すると、タイミングベルト５ｃは、その材質として合成ゴムやポリウレタンが用いられ、騒音を抑制できるというメリットがある。又、タイミングベルト５ｃは、鋼線又は抗張力線を内部に埋め込んだものを使用することが好ましく、タイミングベルト５ｃの伸びを抑制できると共に、高いトルクを伝動できる。

（歯車装置の構成）
図１から図５を参照すると、ウォーム６ａは、そのねじ部の両側（軸部）が一対の揺動板６１・６１の一方の端部に回転自在に保持されている。なお。図３では、揺動板６１の図示を省略している。

図４又は図５を参照すると、揺動板６１の中間部は、クランク架２１の上部に回転自在に保持されている。具体的には、支軸６２の両端部が一対のクランク架２１・２１の上端部に回転自在に配置され（図２参照）、クランク架２１を間に配置した状態で、一対の揺動板６１・６１の中間部が支軸６２に固定されている。したがって、左右一対のウォーム６ａ・６ａを同期して揺動できる。

図４を参照すると、円柱部材２３と揺動板６１の間には、引張りコイルばね６３を配置している。引張りコイルばね６３の一端部は、円柱部材２３の底部に係止され、引張りコイルばね６３の他端部は、停止板６４に係止されている。そして、引張りコイルばね６３は、ウォーム６ａのねじ部をウォーム歯車６ｂの歯面に押圧する力を付勢している。これにより、ウォーム６ａからウォーム歯車６ｂに回転力を伝動できる。なお、図４の紙面の奥側にも引張りコイルばね６３を配置している。

（解除装置の構成）
次に、ウォーム６ａとウォーム歯車６ｂの噛み合いを解除するために、ウォーム歯車６ｂに対してウォーム６ａを離間させる解除装置７の構成を説明する。

図１又は図４を参照すると、解除装置７は、一方の揺動板６１に結合した棒状の解除レバー７ａを備えている。図１又は図４に示されるように、解除レバー７ａの基端部は、帯板部材７ｂの一端部に溶接で接合され、帯板部材７ｂの他端部は、支柱部材７ｃを介して揺動板６１の他端部に結合している。

図５に示されるように、解除レバー７ａのグリップ７１ａを把持して前方（ウォーム歯車６ｂ側）に移動すると、支軸６２を支点として揺動板６１を回動でき、ウォーム６ａとウォーム歯車６ｂの連結を解除できる。これにより、一対の駆動滑車１ａ・１ａに案内されて、例えば、下り傾斜した電線Ｗに沿って宙乗機１０を自然滑走できる。

図４又は図５を参照すると、一対の揺動板６１・６１の間には、停止板６４が固定されている。図５に示されるように、解除レバー７ａのグリップ７１ａを把持して前方に移動すると、停止板６４がクランク架２１の外壁に当接して、解除レバー７ａの移動が規制される。解除レバー７ａのグリップ７１ａを解放すれば、引張りコイルばね６３の作用で、解除レバー７ａを初期の状態に復帰できる。

（脱輪防止装置の構成）
次に、実施形態による宙乗機１０に備わる脱輪防止装置の構成を説明する。なお、図１又は図２に示されるように、脱輪防止装置８は、左右一対に同じに配置されているので、左側の脱輪防止装置８を代表して、以下、脱輪防止装置８の構成を説明する。

図６は、前記実施形態による宙乗機に備わる脱輪防止装置の構成を示す図であり、図６（Ａ）は、脱輪防止装置の背面図であり、脱輪防止装置が架空線を囲った状態図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の右側面図、図６（Ｃ）は、脱輪防止装置の背面図であり、脱輪防止装置に備わるロックピンを解除した状態図、図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）の右側面図であり、脱輪防止装置に備わる封鎖板を開いた状態図である。

図６を参照すると、脱輪防止装置８は、Ｃ字状に屈曲した包囲板８ａ、封鎖板８ｂ、及びロックピン８ｐを備えている。包囲板８ａは、駆動滑車１ａの上方を囲うように配置されると共に、駆動滑車１ａに連結した回転軸１ｂ（図１参照）を回転自在に保持する軸受部材に固定されている。封鎖板８ｂは、その基端部がクランク架２１の背面側とヒンジ８ｈで開閉可能に連結している。封鎖板８ｂの先端部は、包囲板８ａの一部に当接できる。

図６を参照すると、包囲板８ａは、係合ピン８ｃを背面側に突出している。封鎖板８ｂを閉じると、封鎖板８ｂの先端部側に開口された穴８ｋ（図６（Ｄ）参照）に係合ピン８ｃを嵌合でき、クランク架２１、包囲板８ａ、及び封鎖板８ｂで電線Ｗを囲い込むことができる（図６（Ｄ）参照）。これにより、電線Ｗからの脱輪を防止できる。なお、ここでいう「脱輪防止」とは、電線Ｗから宙乗機１０が脱落しないことを意味している。

図６を参照すると、封鎖板８ｂは、係合ピン８ｃと離隔した位置に保持ピン８ｄを突出している。そして、ロックピン８ｐが保持ピン８ｄに保持されている。図６（Ｃ）に示されるように、ロックピン８ｐは、Ｗ字状に窪んだ二つの凹部８１ｐ・８２ｐを有するクリップ部を基端部に備えている。

図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示されるように、ロックピン８ｐの凹部８１ｐを保持ピン８ｄに係合させると共に、係合ピン８ｃの先端部に開口された穴にロックピン８ｐの先端部を挿入することにより、封鎖板８ｂが容易に開かないように、封鎖板８ｂを包囲板８ａにロックできる。

一方、図６（Ｃ）に示されるように、ロックピン８ｐを引いて、ロックピン８ｐの凹部８２ｐを保持ピン８ｄに係合させると、ロックピン８ｐの先端部が係合ピン８ｃから離反し、封鎖板８ｂを開くことができる（図６（Ｄ）参照）。そして、電線Ｗを駆動滑車１ａに係合できる。

図１又は図２及び図６を参照すると、一対の包囲板８ａ・８ａには、補強バー８ｅの両端部が溶接で接合されており、一対の包囲板８ａ・８ａが容易に変形しないように補強している。又、包囲板８ａの上部には、リング状のアイボルト８ｆを接合しており、アイボルト８ｆにロープを繋留して、宙乗機１０を鉄塔に吊り上げることができる。アイボルト８ｆにロープを繋留して、このロープを電線Ｗに併置する電線に繋留して、宙乗機１０の不用意な脱落を防止できる。

［宙乗機の作用］
次に、実施形態による宙乗機１０の作用及び効果を説明する。図１から図３を参照すると、実施形態による宙乗機１０は、電線Ｗに作業員の胸部が対面するように、作業員が着座可能な座席台３を備え、作業員が一組のペダル４ｐ・４ｐを有するクランクシャフト４を足漕ぎ操作すると、一対の駆動滑車１ａ・１ａが回転して、電線Ｗに沿って作業員が横向きの状態で移動できるので、作業員の負担と疲労を軽減できると共に、電線Ｗを保守又は点検することが容易である。

又、図１から図３を参照すると、実施形態による宙乗機１０は、エンジンなどを搭載していないので軽量であり、山間部での搬送又は鉄塔への吊り上げに適している。

図１から図５を参照すると、実施形態による宙乗機１０は、ウォーム６ａからウォーム歯車６ｂに回転力は伝動されるが、ウォーム歯車６ｂからウォーム６ａに回転力が伝動されない不可逆な機構で構成された一対の歯車装置６・６を備えている。したがって、クランクシャフト４の足漕ぎ操作を停止すれば、一対の歯車装置６・６がブレーキとして機能し、別途、ブレーキ装置を設けることなく、宙乗機１０を簡易な構成にできる。

図１から図５を参照すると、実施形態による宙乗機１０は、ウォーム６ａとウォーム歯車６ｂの噛み合いを解除するために、ウォーム歯車６ｂに対してウォーム６ａを離間させる解除装置７を備えているので、解除レバー７ａを操作して、ウォーム６ａとウォーム歯車６ｂの連結を解除すれば、一対の駆動滑車１ａ・１ａに案内されて、例えば、下り傾斜した電線Ｗに沿って宙乗機１０を自然滑走できる。

図１から図３を参照すると、実施形態による宙乗機１０は、クランクシャフト４の端部に連結されたタイミングプーリ５ａの回転をタイミングベルト５ｃでタイミングプーリ５ａ・５ｂに伝動する一対の巻掛伝動装置５・５を備えているので、スリップすることなく回転を伝えることができる。タイミングベルト５ｃは、その材質として合成ゴムやポリウレタンが用いられ、騒音を抑制できるというメリットがある。

本発明による宙乗機は、鉄塔の間に架設された架空電線に懸架される実施形態を開示したが、本発明による宙乗機の適用は、架空電線に限定されない。本発明による宙乗機は、例えば、鉄塔の間に架設された光ファイバケーブルに適用でき、線路の上方に配置された架線に適用できる。

１ａ 駆動滑車
２ フレーム
３ 座席台
４ クランクシャフト
４ｐ ペダル
５ 巻掛伝動装置
５ａ タイミングプーリ（原動車）
５ｂ タイミングプーリ（従動車）
５ｃ タイミングベルト（無端体ベルト）
６ 歯車装置
６ａ ウォーム（一方の歯車）
６ｂ ウォーム歯車（他方の歯車）
１０ 宙乗機
Ｗ 電線（架空線）

Claims (4)

1. 架空線の上側に配置される一対の離隔した駆動滑車と、
   これらの駆動滑車を上部に回転自在に支持する枠組みされたフレームと、
   このフレームの中間部に配置され、架空線に作業員の胸部が対面するように、作業員が着座可能な座席台と、
   この座席台から離隔するように前記フレームの下部に配置され、作業員が足漕ぎ可能な一組のペダルを有するクランクシャフトと、
   このクランクシャフトの端部に連結された原動車の回転を無端体ベルトで従動車に伝動する一対の巻掛伝動装置と、
   一方の歯車が前記従動車の回転軸に連結し、他方の歯車が前記駆動滑車の回転軸に連結し、一方の歯車から他方の歯車に回転力を伝動する、二つの回転軸が交差して配置された一対の歯車装置と、を備える宙乗機。
2. 前記歯車装置は、前記一方の歯車が雄ねじ状のウォームからなり、前記他方の歯車が前記ウォームに噛み合うウォーム歯車からなる請求項１記載の宙乗機。
3. 前記ウォームと前記ウォーム歯車の噛み合いを解除するために、前記ウォーム歯車に対して前記ウォームを離間させる解除装置を更に備える請求項２記載の宙乗機。
4. 前記無端体ベルトは、複数の内歯を内周に連設するタイミングベルトからなり、
   前記原動車及び前記従動車は、前記タイミングベルトの内歯に噛み合う外歯を外周に有するタイミングプーリからなる請求項１から３のいずれかに記載の宙乗機。

Images