JP2018192896A - 旋回装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行面上を走行する走行体を旋回させることで、走行体の移動方向を変更する。また、環境側に設置されるアクチュエータの数を減らして、保守コストを低く抑える。【解決手段】アクチュエータ４２は、アーム部４１を、走行体２に対して相対的に回転駆動する。アーム部４１は、走行面１に取り外し可能なように固定される固定部４１２を備える。固定部４１２は、走行体２がターンテーブル４３上にあるときに、ターンテーブル４３の外側における走行面１に到達可能な位置に配置されている。ターンテーブル４３は、走行面１に交差する方向と略平行な仮想回転軸４３１を中心に回転可能とされている。ターンテーブル４３は、ターンテーブル４３に到達した走行体２に、少なくとも一時的に拘束されて、走行体２に対して相対回転しない構成とされている。【選択図】図１４

Description

本発明は、走行面上を走行する走行体を旋回させるための装置に関するものである。

本発明者らは、下記特許文献１に記載された技術を提案している。この技術では、相対移動可能な複数の支持機構にそれぞれ嵌入部を設けている。そして、一方の支持機構における嵌入部を天井面に形成された貫通孔に進入させた後に、他方の支持機構を移動させる。ついで、他方の支持機構における嵌入部を天井面の貫通孔に進入させた後に、一方の支持機構における嵌入部を天井面から退避させ、当該一方の支持機構を移動させる。この動作を繰り返すことにより、装置全体を天井面に沿って断続的に移動させることができる。また、この装置によれば、装置に重量物を支持させることによって、レールを用いずに、重量物を天井面に沿って二次元方向に移動させることが可能になる。

ところで、この特許文献１記載の技術では、二つの支持機構を交互に移動させることにより、移動装置全体を断続的に移動させているので、高速な移動速度を要求される用途への応用が難しいという問題があった。

一方、従来から、レールを走行面（例えば天井面）に設置し、そのレールに沿って一次元方向に走行体を走行させる技術が知られている（例えば下記特許文献２参照）。このような技術によれば、レールに沿った方向には比較的に高速で走行体を移動させることができる。しかしながら、２次元面内において走行体の移動方向を切り替える場合は、環境側（例えば天井面）に複雑な機構を設置する必要があり、設備の保守コストが上昇するという問題がある。例えば、天井面に設置したアクチュエータが故障した場合、その修理作業は、一般的に、かなり煩雑なものとなる。アクチュエータが増えれば、その分修理回数が増えることになる。

国際公開ＷＯ２０１２／０８１５４７号公報 特開平５−１８６９４０号公報

本発明は、前記した状況に基づいてなされたものである。本発明の主な目的は、走行面を走行する走行体を旋回させることで、走行体の移動方向を変更することができる技術を提供することである。また、本発明の他の目的は、環境側に設置されるアクチュエータの数を減らすことができ、保守コストを低く抑えることができる旋回装置を提供することである。

前記した課題を解決する手段は、以下の項目のように記載できる。

（項目１）
走行面上を走行する走行体を旋回させるための旋回装置であって、
前記走行体に取り付けられたアーム部と、前記アーム部を前記走行体に対して相対的に回転駆動するアクチュエータと、前記走行体の走行軌跡上に配設されたターンテーブルとを備えており、
前記アーム部は、前記走行面に取り外し可能なように固定される固定部を備えており、
前記固定部は、前記走行体が前記ターンテーブル上にあるときに、前記ターンテーブルの外側における前記走行面に到達可能な位置に配置されており、
前記ターンテーブルは、前記走行面に交差する方向と略平行な仮想回転軸を中心に回転可能とされており、
かつ、前記ターンテーブルは、前記ターンテーブルに到達した前記走行体に、少なくとも一時的に拘束されて、前記走行体に対して相対回転しない構成とされている
ことを特徴とする旋回装置。

（項目２）
前記走行面は、天井面又は壁面である
項目１に記載の旋回装置。

（項目３）
前記走行体は、前記走行面に拘束されながら、前記走行軌跡に沿って移動する構成となっている
項目１又は２に記載の旋回装置。

（項目４）
位置決め機構をさらに備えており、
前記位置決め機構は、前記走行面に対する前記ターンテーブルの相対的回転位置を規定する構成となっている
項目１〜３のいずれか１項に記載の旋回装置。

（項目５）
ロック機構をさらに備えており、
前記ロック機構は、前記走行面に対する前記ターンテーブルの位置を保持し、かつ、前記走行体が前記ターンテーブルに到達して旋回可能となったときに前記保持を解除する構成となっている
項目１〜４のいずれか１項に記載の旋回装置。

（項目６）
前記固定部及び前記走行面の一方は、他方に吸着する永久磁石を備えている
項目１〜５のいずれか１項に記載の旋回装置。

（項目７）
前記固定部及び前記走行面の一方は、他方に吸着する電磁石を備えている
項目１〜６のいずれか１項に記載の旋回装置。

本発明によれば、走行面を走行する走行体を旋回させることで、走行体の移動方向を変更することができる。また、本発明によれば、環境側に設置されるアクチュエータの数を減らすことができ、保守コストを低く抑えることが可能となる。

本発明に用いられる走行体の概略的な第１構成例を示すための説明図であって、重量物を保持した状態での正面図である。 図１の左側面に対応する、荷重の方向を示すための、一部を破断した説明図である。 第２構成例に係る走行体の概略的な構成を示すための説明図であって、重量物支持部を省略した状態での正面図である。 図３の走行体における動作を説明するための説明図である。 第３構成例に係る走行体に用いられる履帯に取り付けられた係合部の斜視図である。 図５の走行体に用いられる案内部及び押圧部の構成を説明するための説明図である。 図５の係合部の拡大斜視図である。 図５の係合部の拘束動作を説明するための説明図である。 図５の係合部の解放動作を説明するための説明図である。 図５の走行体に用いられる押圧部及び引張部の構成を説明するための斜視図である。 図１０の押圧部及び引張部の正面図である。 図１１の押圧部及び引張部の、伸長状態での正面図である。 図１０の押圧部及び引張部の動作を説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態に係る旋回装置の説明図であって、天井面から走行体を離間させた状態での斜視図である。 図１５の旋回装置を、走行面の上方から見た状態での概略的な斜視図である。 本発明の第２実施形態に用いられるアーム部を有する走行体の斜視図である。 本発明の第２実施形態に用いられるアーム部における固定部の要部拡大斜視図である。 図１７を図中左側から見た側面図である。 ターンテーブルを天井面の背面側（上方）から見た状態での概略的な斜視図である。 図１９における一部を除外した状態での斜視図である。 テーブル本体の斜視図である。 図２１の平面図である。 図１９における要部を拡大した状態での斜視図である。 図２３の平面図である。 図１９における一部を除外した状態での斜視図である。 図２５の平面図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図であって、図（ａ）及び図（ｂ）は要部の拡大図である。 第２実施形態の旋回装置の動作を説明するための説明図であって、図（ａ）及び図（ｂ）は要部の拡大図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る旋回装置を説明する。なお、この第１実施形態は、本発明の基本的な概念を説明するための例であって、より具体的な構成例については別の実施形態として説明する。以下においては、まず、この旋回装置のために用いられる走行体及び天井面（走行面）の第１〜第３構成例について、図１〜図１３を参照しながら説明する。

（走行体及び天井面の構成）
第１構成例の走行体２は、フレーム２１と、無限軌道２２とを備えており、天井面（走行面）１に沿って移動可能とされている。

（天井面）
天井面１は、走行体２の移動方向に沿って所定のピッチで形成された複数の穴１１を備えている。したがって、例えば、走行体２をＸ−Ｙ平面の二次元方向で移動させたい場合は、２次元方向においてそれぞれ所定のピッチで穴１１を形成することが望ましい。

（フレーム）
フレーム２１は、天井面１に沿う方向に延長されたスライド面２１１１を有するスライド板２１１を備えている。また、フレーム２１は、重量物３を支持するための重量物支持部２１５を備えている。なお、本実施形態において重量物３は、人であってもよい。

（無限軌道）
無限軌道２２は、履帯２２１と、複数の係合部２２２と、スライド部２２３とを備えている。

履帯２２１は、フレーム２１に対して、少なくとも一方向に（図示例では反時計方向に）回転可能となるように取り付けられている。また、履帯２２１には、複数の係合部２２２とスライド部２２３とがそれぞれ取り付けられている。

スライド部２２３は、履帯２２１と共に回転する通過軌跡のうち、スライド面２１１１と対向する位置において、スライド面２１１１を下方から支持する構成となっている。

複数の係合部２２２は、履帯２２１と共に回転する通過軌跡のうち、天井面１と対向する位置において、天井面１に対して拘束される構成となっている。すなわち、本構成例における複数の係合部２２２は、その回転軌跡のうちで、天井面１に近接した時点で、天井面１の穴１１に拘束され、天井面１から離れる時点で天井面１の穴１１から解放される構成となっている。

複数の係合部２２２どうしは、天井面１の穴１１における所定のピッチと同じ間隔で離間されている。これにより、複数の係合部２２２は、履帯２２１の回転に伴って対向することになる複数の穴１１に係合される構成となっている。

本例のフレーム２１における荷重（すなわち、走行体２の自重、又は、重量物支持部２１５により支持された重量物３の重量）は、スライド板２１１（つまりスライド面２１１１）、スライド部２２３及び係合部２２２を順次介して、天井面１により支持される構成となっている（図２参照）。

（走行体の動作）
次に、前記した装置を用いた重量物の移動方法を説明する。まず、図１に示されるように、複数の係合部２２２を、対応する天井面１の穴１１に挿入する。この状態では、本構成例の係合部２２２の先端は、天井面１の穴１１に係合しており、係合部２２２が落下しないようになっている（図２参照）。なお、係合部２２２の詳しい構成例については後述する。

ついで、フレーム２１の重量物支持部２１５により、重量物３を支持させる。この状態では、重量物３の重量は、フレーム２１の重量物支持部２１５、スライド板２１１のスライド面２１１１、無限軌道２２のスライド部２２３、係合部２２２を順次介して、天井面１により支持される。図２には、理解の容易のため、各部材に作用する荷重の流れを概略的に破線で示した。

したがって、この走行体２によれば、重量物３の重量を、フレーム２１を介して天井面１により支持することができる。

ついで、重量物３を移動させるためには、無限軌道２２の履帯２２１を、フレーム２１に対して回転（図１においては図中反時計方向に回転）させる。履帯２２１は、係合部２２２を介して天井面１に拘束されているので、履帯２２１の回転に伴い、フレーム２１、すなわち走行体２全体は、天井面１に沿って移動することができる。図１の例では、図中右方向に移動することができる。

ここで、この構成例では、天井面１の穴１１に係合した係合部２２２が、履帯２２１の回転に伴って、履帯２２１の進行方向における後端部（図１において左端部）の近傍に達すると、当該係合部２２２は、天井面１の穴１１から離脱するようになっている。

一方、天井面１とは反対側の位置にある履帯２２１に取り付けられた係合部２２２は、履帯２２１の回転に伴って、履帯２２１の進行方向における前端部（図１において右端部）の近傍に達する。すると、当該係合部２２２は、天井面１の穴１１に接近して、この穴１１に係合する。このようにして、本構成例では、履帯２２１の回転を続けて、走行し続けることができる。

また、本構成例では、無限軌道２２のスライド部２２３は、履帯２２１の回転に従って、スライド面２１１１を支持しながら移動することができる。

本構成例では、複数の係合部を用いたので、履帯２２１の回転に伴って順次天井面１から係合部２２２を解放しつつ、後続の係合部を天井面１に拘束することによって、フレーム２１への荷重を支持することができる。したがって、履帯２２１を回転させることにより、荷重を支持しながら走行体２を天井面１に沿って移動させることができる。

さらに、本構成例では、重量物３の荷重を、フレーム２１のスライド面２１１１と無限軌道２２のスライド部２２３と係合部２２２とを介して支持する構成とした。ここで、仮に、スライド面２１１１及びスライド部２２３を省略して、荷重が履帯２２１を介して天井面１に作用する構成とした場合には、荷重の大小に応じて、履帯２２１の通過軌跡が大きく変形する可能性がある。履帯２２１自体の回転のために、履帯２２１が変形可能であるためである。これに対して、本構成例のように、重量物３の荷重を、フレーム２１のスライド面２１１１と無限軌道２２のスライド部２２３と係合部２２２とを介して支持した場合には、履帯２２１に多少の荷重が作用しても、その変形量を小さく抑えることができる。このため、本構成例の走行体によれば、重量物３の重量が変動しても、履帯２２１の通過軌跡が変形しにくくなり、その結果、天井面１に対する係合部２２２の拘束及び解放を安定して行うことができ、安定した走行が可能になるという利点がある。

また、本構成例では、フレーム２１の荷重を、スライド面２１１１及びスライド部２２３を介して係合部２２２により支持しているので、ある係合部２２２と接続しているスライド部２２３がスライド面２１１１から外れている状態では、その係合部２２２には走行体２及び重量物３の荷重による負荷がない。係合部２２２に荷重をかけたままの状態で、天井１への係合部２２２の拘束あるいは解放動作を行うと、その動作に時間を要する傾向があった。これに対して、本構成例の走行体によれば、係合部２２２に走行体２の荷重による負荷がない状態で、係合部２２２の拘束あるいは解放動作を迅速に行うことができ、その結果、走行体２の移動速度を向上できるという利点がある。

（走行体の第２構成例）
つぎに、図３をさらに参照して、より具体的な走行体の構成例を説明する。なお、この第２構成例の説明においては、前記した第１構成例の走行体と基本的に共通する構成要素については、同一符号を用いることで、記載の煩雑を避ける。この第２構成例は、前記した第１構成例よりも詳しい実装例を説明するためのものである。

本構成例の走行体２における無限軌道２２は、フレーム２１に対して履帯２２１を回転させるための駆動部２２４を備えている。本例の駆動部２２４は、図示しない適宜な駆動手段（例えばモータ）により駆動されるスプロケットにより構成されている。なお、以下の説明においては、駆動部２２４は、履帯２２１を反時計方向に回転させるものとするが、逆回転させることも可能である。

また、本構成例のフレーム２１は、押圧部２１２と引張部２１３とを備えている。

押圧部２１２は、係合部２２２を天井面１の方向に押し込むことにより、天井面１に拘束させる構成とされている。

引張部２１３は、係合部２２２を下方に引っ張ることにより、天井面１から解放させる構成とされている。

さらに、本構成例のフレーム２１は、履帯２２１の通過軌跡を規制するための二つの案内部２１４を備えている。

本構成例における一方の（図３において右端側の）案内部２１４は、押圧部２１２が係合部２２２を天井面１の方向に押し込む位置の近傍において、係合部２２２が天井面１に拘束しやすい姿勢になるように履帯２２１の通過軌跡を規制する構成となっている。

（第２構成例の動作）
次に、図４をさらに参照して、第２構成例に係る走行体における、係合部２２２の拘束及び解放の動作を説明する。

（図４（ａ）…挿入）
駆動部２２４が履帯２２１を回転させると、履帯２２１の回転に伴い、係合部２２２が天井面１に接近する。このとき、履帯２２１の通過軌跡は、案内部２１４により、傾斜方向に（図４（ａ）において左上方向に）移動する。これにより、本構成例では、係合部２２２の姿勢を、天井面１の穴１１に挿入しやすい状態（穴１１の下面に干渉しにくい状態）に保持することができる。

係合部２２２が天井面１の穴１１の下方に（つまり押圧部２１２の上方に）達すると、押圧部２１２は、係合部２２２を上方に押し上げて、係合部２２２の先端を穴１１の内部に挿入する。

（図４（ｂ）…拘束）
押圧部２１２により係合部２２２が上昇すると、係合部２２２の先端が穴１１の上面に係合する。つまり、係合部２２２が天井面１に拘束される。なお、係合部２２２のさらに詳しい構成例については後述する。

（図４（ｃ）…荷重支持）
ついで、穴１１に係合している係合部２２２の近傍に配置されたスライド部２２３がフレーム２１のスライド面２１１１の下面に接しながら走行する。この状態では、スライド部２２３は、それ自身がフレーム２１に対して移動しながら、フレーム２１の荷重を支持することができる。第１構成例において説明した通り、スライド部２２３の荷重は天井面１により支持される。

（図４（ｄ）…解放）
スライド部２２３がさらに移動して、スライド面２１１１を通過すると、当該スライド部２２３の近傍にある係合部２２２は、フレーム２１からの荷重を受けなくなる。この係合部２２２への負荷がなくなった状態で、係合部２２２は天井面１の穴１１を解放し、天井面１との機械的な拘束関係を解消する。

（図４（ｅ）…引抜）
係合部２２２がさらに移動して、引張部２１３の上方に達すると、本構成例の引張部２１３は、係合部２２２を天井面１の穴１１から引き抜く。引張部２１３の詳しい動作例も後述する。

第２構成例の走行体では、駆動部２２４を設けているので、駆動部２２４の駆動力によって自走することができる。駆動部２２４の回転時期や速度を適宜に制御することにより、走行体を所望の速度で移動させることができる。

また、第２構成例の走行体では、押圧部２１２により、係合部２２２を天井面１の穴１１に挿入し、引張部２１３により、係合部２２２を穴１１から引き抜くことができるので、走行体２の連続的な走行が容易となるという利点がある。

第２構成例の装置における他の構成及び利点は、前記した第１構成例と基本的に同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。

（第３構成例）
つぎに、図５〜図１３をさらに参照して、本発明の第３構成例に係る走行体を説明する。なお、この第３構成例の説明においては、前記した第１及び第２構成例の走行体と基本的に共通する構成要素については、同一符号を用いることで、記載の煩雑を避ける。この第３構成例は、前記した各構成例よりもさらに詳しい実装例を説明するためのものである。

本構成例の無限軌道２２の履帯２２１（図５参照）は、複数の履板２２１１と、これらの履板２２１１どうしを回動可能なように連結するピン２２１２とを備えている。

本構成例の係合部２２２は、履帯２２１の履板２２１１に固定されている（図５参照）。

また、本構成例の履帯２２１は、履帯２２１の進行方向における前端部（図６において右端部）において、フレーム２１に固定された板状の案内部２１４に沿って移動するようになっている。また、図示していないが、本構成例の履帯２２１は、履帯２２１の進行方向における後端部においても、フレーム２１に固定された同様の案内部に沿って移動するようになっている。

本構成例の押圧部２１２は、適宜なステーを介して、フレーム２１に固定されている（図６参照）。押圧部２１２については後述する。

本構成例のスライド部２２３は、履帯２２１のピン２２１２に同軸で取り付けられており、ピン２２１２に対して回転可能となっている。

（係合部）
ついで、係合部２２２の具体的な構成例を図７〜図９により説明する。

この係合部２２２は、二つの回動部２２２１と、２枚のリンク板２２２２と、ばね２２２３と、操作部２２２４と、接続部２２２５と、ベースプレート２２２６とを備えている。

回動部２２２１は、図８に示すように、平面視して略台形状となっており、下方が広がった形状とされている。回動部２２２１の上部は、ベースプレート２２２６に回動可能な状態で取り付けられている。

リンク板２２２２の一端は、回動部２２２１の下端に、回動可能な状態で取り付けられている。また、２枚のリンク板２２２２の他端どうしは、互いに回動可能な状態で連結されている。

ばね２２２３は、回動部２２２１の下端どうしがたがいに離間する方向に向けて、回動部２２２１を付勢している。

操作部２２２４は、前記したリンク板２２２２の他端に、接続部２２２５を介して取り付けられている。操作部２２２４の下端は、横方向に広がった形状とされている。

（係合部の挿入動作）
次に、図８を参照しながら、本例の係合部２２２を天井面１に拘束するときの動作を説明する。

（図８（ａ）…押し込み開始）
係合部２２２が履帯２２１の回転に伴って移動し、押圧部２１２の上方に到達すると、押圧部２１２は、係合部２２２のベースプレート２２２６を上方に押し込む。すると、係合部２２２の回動部２２２１の上部は、天井面１の穴１１の下面に当接する。

（図８（ｂ）…押し込み中）
押圧部２１２がベースプレート２２２６をさらに上方に押し込むと、回動部２２２１は、ばね２２２３の付勢力に抗して回動する。これにより、二つの回動部２２２１の形状は、天井面１の穴１１を通過可能なものとなる。

（図８（ｃ）…拘束）
押圧部２１２がベースプレート２２２６をさらに上方に押し込むと、回動部２２２１は、天井面１の穴１１を通過し、穴１１の上方において、ばね２２２３の付勢力によって初期状態に復帰する。これにより、二つの回動部２２２１の形状は、穴１１を通過できない大きさとなる。また、この状態では、回動部２２２１の下端が穴１１の上部に当接した状態（拘束状態）となる。この拘束状態においては、係合部２２２に作用する下向きの荷重を、天井面１により支持することができ、走行体２および重量物３の荷重によって、係合部２２２が自然に解除されることはない。

本構成例の係合部２２２によれば、係合部２２２を穴１１に向けて押し込むだけで、係合部２２２を穴１１に拘束することができるので、この拘束作業を迅速に行うことができるという利点がある。

（係合部の引抜動作）
次に、図９を参照しながら、係合部の引抜時における動作を説明する。

（図９（ａ）…引抜開始）
履帯２２１の回転に伴って、係合部２２２が引張部２１３の上方に到達すると、引張部２１３は、係合部２２２の操作部２２２４を下方に引っ張る。なお、図６では、引張部２１３を図示していないが、第３構成例においても、図３と同様の位置に引張部２１３が配置されているものとする。すると、接続部２２２５及びリンク板２２２２を介して、回動部２２２１が、ばね２２２３の付勢力に抗して、たがいに接近する方向に回動する。

（図９（ｂ）…解放）
操作部２２２４をさらに下方に向けて引っ張ると、回動部２２２１は、ばね２２２３の付勢力に抗してさらに回動する。これにより、回動部２２２１は、天井面１の穴１１を通過可能な径となる。

（図９（ｃ）…引抜終了）
操作部２２２４をさらに下方に引っ張ると、回動部２２２１は、天井面１の穴１１を通過し、穴１１の下方において、ばね２２２３の付勢力によって初期状態に復帰する。このようにして、本構成例では、係合部２２２を天井面１の穴１１から解放することができる。解放された係合部２２２は、履帯２２１の回転に従って移動することができる。

（押圧部及び引張部）
次に、図１０〜図１３を参照して、本構成例における押圧部２１２の具体的な実装例を説明する。この押圧部２１２は、直動部２１２１と、保持部２１２２とを備えている。

直動部２１２１は、保持部２１２２を直線方向に沿って（図１０の例では図中上下方向に）往復動させることができるようになっている（図１１及び図１２参照）。

保持部２１２２は、内向きに延長されたフランジ部を有する略Ｕ字状とされている。保持部２１２２の両端部（図１１においては紙面の厚さ方向における両端部）は解放されており、その内部を係合部２２２の操作部２２２４が通過できるようになっている。つまり、本構成例では、図６に示されるように、履帯２２１の回転に従って移動する係合部２２２の操作部２２２４が、保持部２１２２の内部に収納されるようになっている（図１３（ａ）参照）。

また、本構成例の引張部２１３としては、押圧部２１２と同じ構成のものが用いられている。したがって、引張部２１３は、押圧部２１２と同様に、直動部２１３１と保持部２１３２とを備えている。

（押圧部の動作）
次に、図１３（ａ）及び（ｂ）を参照して、本構成例に係る押圧部２１２の動作を説明する。

（図１３（ａ））
履帯２２１の回転に従って、係合部２２２の操作部２２２４が押圧部２１２の保持部２１２２の内部に到達する（図６参照）。

（図１３（ｂ））
すると、本構成例では、例えばセンサによってこの状態を検出し、押圧部２１２の保持部２１２２を上方に移動させる。すると、本例では、保持部２１２２の上部がベースプレート２２２６の下端に当接し、係合部２２２を上方に押し上げることができる。係合部２２２の押し上げタイミングあるいは押し上げストロークは、履帯２２１の通過軌道や係合部２２２の形状に応じて決定することができる。

（引張部の動作）
次に、図１３（ａ）及び（ｃ）を参照して、本構成例に係る引張部２１３の動作を説明する。

（図１３（ａ））
履帯２２１の回転に従って、係合部２２２の操作部２２２４が引張部２１３の保持部２１３２の内部に到達する。

（図１３（ｃ））
すると、本構成例では、例えばセンサによってこの状態を検出し、引張部２１３の保持部２１３２を下方に移動させる。すると、本例では、保持部２１３２上端のフランジ部が係合部２２２の操作部２２２４の上面に当接し、操作部２２２４を下方に引き下げることができる。操作部２２２４の引き下げタイミングあるいは引き下げストロークは、履帯２２１の通過軌道や係合部２２２の形状に応じて決定することができる。

この構成例の走行体においては、押圧部２１２及び引張部２１３を基本的に同様の構成としているので、履帯２２１を逆回転させた場合には、押圧部を引張部として、引張部を押圧部としてそれぞれ使用することができる。したがって、本構成例では、走行体を逆方向に移動させるための機械的構成が簡易になるという利点がある。

また、本構成例の走行体では、スライド部２２３を、履帯２２１のピン２２１２と同軸としているので、フレーム２１のスライド面２１１１からスライド部２２３に作用する荷重は、履板２２１１を介して係合部２２２に作用することになる。しかしながら、履板２２１１は一般に剛体であり、その機械的強度を高めることは可能である。したがって、通常の実装においては、履板２２１１に荷重が作用しても、履帯２２１の通過軌跡への影響は小さいと考えられる。なお、本発明は、このように、履板２２１１の一部によって荷重を支持する構成も含むものである。

第３構成例の装置における他の構成及び利点は、前記した第１及び第２構成例と基本的に同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。

（第１実施形態の旋回装置）
走行体の具体例についての前記説明を前提として、図１４〜図１５をさらに参照しながら、本発明の第１実施形態に係る旋回装置の構成を説明する。

本実施形態の旋回装置４は、走行面としての天井面１に沿って、この天井面１上を走行する走行体２を旋回させるためものである。すでに述べたように、走行体２は、天井面１に拘束されながら、所定の走行軌跡（穴１１の配列方向）に沿って移動する構成となっている。

本実施形態の旋回装置４は、走行体２に取り付けられたアーム部４１と、アーム部４１を走行体２に対して相対的に回転駆動するアクチュエータ４２と、走行体２の走行軌跡上に配設されたターンテーブル４３と、天井面１に対するターンテーブル４３の位置を一時的に保持するためのロック機構４５と、四つの永久磁石４６を備えている。

（アーム部）
アーム部４１は、アーム本体４１１と、走行面１に取り外し可能なように固定される固定部４１２とを備えている（図１４参照）。

固定部４１２は、走行体２がターンテーブル４３上にあるときに、ターンテーブル４３の外側における天井面１に到達可能な位置に配置されている。

より具体的には、本例の固定部４１２は、天井面に備えられた永久磁石４６（後述）に吸着して、その位置が一時的に固定されるようになっている。

（ターンテーブル）
ターンテーブル４３は、走行面１に交差する方向と略平行な仮想回転軸４３１を中心に回転可能とされている。さらに、ターンテーブル４３は、ターンテーブル４３に到達した走行体２に、少なくとも一時的に拘束されて、走行体２に対して相対回転しない構成とされている。

より具体的には、本実施形態のターンテーブル４３は、テーブル本体４３２と、このテーブル本体４３２に形成された穴４３３とを備えている。テーブル本体４３２は、円形の板状に形成されており、天井面１に形成された円形の嵌合穴１２にはめ込まれて、この嵌合穴１２の内部において、仮想回転軸４３１を中心として自転できるようになっている。

（アクチュエータ）
アクチュエータ４２は、この実施形態では、走行体２のフレーム２１に固定されており、このフレーム２１に対してアーム部４１のアーム本体４１１を回転させるようになっている。より具体的には、本実施形態のアクチュエータ４２は、図示しないコンピュータにより制御される制御モータにより構成されており、アーム本体４１１の回転時期及び回転角を制御できるようになっている。

（ロック機構）
ロック機構４５は、天井面１に対するターンテーブル４３の位置を保持し、かつ、走行体２がターンテーブル４３に到達して旋回可能となったときに保持を解除する構成となっている。ロック機構４５の詳しい構成例は第２実施形態として説明する。

（永久磁石）
永久磁石４６は、仮想回転軸４３１を中心として、約９０°の位相差を持つように離間して、天井面１の背面側（上面側）に配置されている。

前記以外の天井面１及び走行体２の基本的な構成は、前記した構成例と同様である。ただし、図１４及び図１５では、走行体２を簡略化して記載している。また、この旋回装置の動作については、第２実施形態において説明する。

（第２実施形態）
以下、図１６〜図２８をさらに参照して、本発明の第２実施形態に係る旋回装置について説明する。なお、この第２実施形態は、前記した第１実施形態をより具体化した例である。また、この第２実施形態の説明においては、前記した第１実施形態と基本的に共通する構成要素については、同一符号を用いることにより、説明の煩雑を避ける。

（走行体）
第２実施形態の走行体２は、四つの支持輪２３を備えている（図１６参照）。これらの支持輪２３は、天井面１と接触することで受動的に回転可能となるように、適宜の取付部材を介してフレーム２１に取り付けられている。支持輪２３の回転軸の方向は、走行体２の走行方向に直交し、かつ、天井面１に平行な方向とされている。また、支持輪２３は、走行体２が天井面１に取り付けられて、天井面１上を走行する場合（例えば図３参照）において、天井面１に接触しながら回転して、走行体２の姿勢を安定させることができるようになっている。

（アーム部）
本実施形態のアーム部４１の固定部４１２は、アーム本体４１１における二つの端部にそれぞれ取り付けられたベース部４１３と、このベース部４１３に対してスライド可能なように取り付けられたスライド部４１４とから構成されている（図１７及び図１８参照）。

スライド部４１４は、天井面１に設置された永久磁石に吸着する材質、例えば炭素鋼を用いることができるが、これには制約されない。

（ターンテーブル）
本実施形態のターンテーブル４３は、４枚のリブ４３４（図２５参照）とガイドローラ４３５（図２５参照）とをさらに有している。リブ４３４は、ターンテーブル４３の表面に、互いに交差するように取り付けられて、その強度を向上させる。ガイドローラ４３５は、テーブル本体４３２の外周に、受動的に回転可能な状態で取り付けられている。ガイドローラ４３５の回転軸は、テーブル本体４３２の半径方向に向けられており、これによって、ガイドローラ４３５は、テーブル本体４３２に大きな荷重が加わった場合にも仮想回転軸４３１を中心として円滑に回転できるように、テーブル本体４３２を支持している。

（ロック機構）
本実施形態のロック機構４５は、第１実施形態の例とは異なり、２箇所に配置されている（図１９参照）。それぞれのロック機構４５は、回動部４５１と、回動軸４５２と、フック部４５３と、嵌入穴４５４（図２１参照）と、ピン４５５とを有している（図２３及び図２４参照）。

回動部４５１は、走行面１の裏面側（上面側）に、回動軸４５２を介して、回動可能なように取り付けられている。フック部４５３は、回動部４５１に、回動部４５１から下方に延びるように形成されている。嵌入穴４５４は、ターンテーブル本体４３２の外周近傍に形成されて、フック部４５３を内部に受け入れることができるようになっている。常時には、フック部４５３を嵌入穴４５４に係合することで、ターンテーブル４３をロックする。ピン４５５の一端は、回動部４５１の両端部にそれぞれ取り付けられている。２本のピン４５５の他端は、天井面１を貫通して、天井面１の表面側（下面側）に露出されている。

（位置決め機構）
本実施形態の旋回装置は、位置決め機構４４をさらに備えている（図１９参照）。位置決め機構４４は、四つのインデックス部４４１と、二つのプランジャ４４２とを有している（図２５及び図２６参照）。インデックス部４４１は、テーブル本体４３２の外周部に、９０°の位相差で等間隔に取り付けられており、その外側端部には凹部が形成されている。プランジャ４４２は、天井面１の背面側（上面側）において、嵌合穴１２の周縁近傍に、１８０°の位相差で取り付けられている。プランジャ４４２の突出部は、仮想回転軸４３１（あるいはターンテーブル本体４３２の中心）の方向を向くように配置されており、ばね力によって先端方向に付勢されている。これによって、プランジャ４４２の突出部は、インデックス部４４１の凹部に一時的に保持されるようになっている。このようなプランジャの構成としては、従来から用いられているものと同様でよいので、これ以上の詳しい説明は省略する。

（テーブル支持部）
本実施形態の旋回装置は、テーブル支持部４７をさらに備えている。テーブル支持部４７は、支持梁４７１と、回転軸４７２とを備えている（図２０参照）。支持梁４７１は、天井面１の背面側（上面側）において、嵌合穴１２を横切るように配置されて、天井面１に固定されている。回転軸４７２は、支持梁４７１のほぼ中央において、ターンテーブル４３の仮想回転軸４３１とほぼ同軸となる位置に配置され、かつ、支持梁４７１によって回転可能なように支持されている。また、回転軸４７２の端部は、テーブル本体４３２の背面側に固定されており、これによって、テーブル本体４３２は、仮想回転軸４３１を中心として正逆方向に回転できるようになっている。

（第２実施形態の旋回装置の動作）
次に、図２７及び図２８をさらに参照して、前記した第２実施形態に係る旋回装置の動作を説明する。

（図２７（ａ））
この説明では、走行体２が、天井面１に沿って、図中左上方向から右下方向に移動しているものとする。その際の移動の手順は、すでに説明した通りである。ここで、本実施形態では、アーム部４１のアーム本体４１１が、走行体２の移動方向に対して直交する向きに保持されている。この角度の保持は、この実施形態では、アクチュエータ４２の制御により行われる。また、この段階では、ロック機構４５のピン４３５は、天井面１を貫通しており、フック部４５３は、嵌入穴４５４に係合している（後述の図２８（ａ）及び（ｂ）参照）。

（図２７（ｂ）〜（ｃ））
走行体２の移動により、走行体２はターンテーブル４３に到達する。さらに走行体２が移動して、走行体２の中心が、ターンテーブル本体４３２のほぼ中心に到達したときに、走行体２を停止させる。この停止は、例えば適宜なセンサの使用により、自動的に行うことができる。また、この状態では、走行体２の係合部２２２は、ターンテーブル本体４３２の穴４３３に係合しており、天井面１の穴１１には係合しない状態となる。

（図２７（ｄ））
ついで、アクチュエータ４２は、アーム部４１のアーム本体４１１を、走行体２に対して、約４５°だけ回転させる。すると、アーム部４１の固定部４１２が永久磁石４６の位置に到達した時に、スライド部４１４が永久磁石４６に引き付けられて上昇し、スライド部４１４が永久磁石４６に（したがって天井面１に）一時的に固定される。スライド部４１４が永久磁石４６に吸着するまでの間は、ロック機構４５によって、ターンテーブル４３のテーブル本体４３２は、天井面１に保持されており、両者が相対移動することはない。

しかしながら、本実施形態では、スライド部４１４が永久磁石４６に吸着すると、スライド部４１４がロック機構４５の一方のピン４５５を押し上げ（図２９（ａ）参照）、回動部４５１を上方に回動させて、フック部４５３と嵌入穴４５４との係合を解消する（図２９（ｂ）参照）。つまり、本実施形態では、スライド部４１４と永久磁石４６との間の吸着力を利用して、ターンテーブル本体４３２を、回転可能な状態とすることができる。

（図２７（ｅ））
ついで、アクチュエータ４２を駆動し、アーム部４１に対して走行体２を相対的に回転させる。このとき、アーム部４１は天井面１に固定されているので、走行体２がアーム部４１及び天井面１に対して回転する。ここで、走行体２は、ターンテーブル４３に拘束されているので、ターンテーブル４３は、走行体２と一緒に回転する。また、本実施形態では、位置決め機構４４のプランジャ４４２がインデックス部４４１に係合しているが、ターンテーブル４３の回転に伴い、プランジャ４４２の突出部がばね力に抗して後退して、両者の係合を解消することができる。

（図２７（ｆ））
ターンテーブル本体４３２（すなわち走行体２）が、初期の進行方向に対して９０°回転した時点で、アクチュエータ４２の回転を停止する。ここで、本実施形態では、位置決め機構４４のプランジャ４４２を９０°の位相差で配置しているので、ターンテーブル本体４３２がちょうど９０°回転した時に、インデックス部４４１をプランジャ４４２の突出部に再び係合させることができる。このとき、アクチュエータ４２の回転抵抗が増大するので、この抵抗増大をトリガとしてアクチュエータ４２を停止させることができる。このようにすると、ターンテーブル４３の回転角度を正確に設定することができるという利点がある。特に、本実施形態では、走行体２の安定走行のためには、ターンテーブルの穴４３３が、天井面１に形成された穴１１に正確に整列されていることが望ましい。したがって、本実施形態では、ターンテーブル４３の回転角度を正確に設定することによって、走行体２を安定して走行させることができる。

本実施形態では、ターンテーブル本体４３２の回転により、走行体２を旋回させて、その進行方向を二次元面内で変更することができる。

（図２７（ｇ））
ついで、方向転換された走行体２を走行させる。このとき、アーム部４１のスライド部４１４と永久磁石４６とは磁力により吸着しているが、本実施形態では、走行体２の駆動力により、両者を離間させることができる。すなわち、本実施形態では、スライド部４１４と永久磁石４６との吸着力と、走行体２の駆動力とを適切に設定することにより、永久磁石４６を用いた場合であっても、走行体２の走行を再開することができる。また、本実施形態では、位置決め機構４４を設けているので、走行体２の走行開始時におけるターンテーブル本体４３２の回転を阻止することもできる。

また、走行体２の移動により、アーム部４１のスライド部４１４による、ロック機構４５のピン４５５の押し上げが解消される。このため、本実施形態では、ロック機構４５により、ターンテーブル４３の位置が再び保持される。

（図２７（ｈ））
ついで、走行体２がさらに走行すると、走行体２は、初期の向きとは９０°位相差のある方向に進行することができる。したがって、本実施形態によれば、走行体２を旋回させて、２次元方向での方向転換を行うことができる。もちろん、アクチュエータ４２の回転方向を制御することにより、走行体２を９０°逆向きに方向転換させることもできる。また、前記したターンテーブル４３を適宜の箇所に分散配置すれば、走行体２を複数の位置において旋回させることもできる。もちろん、複数の走行体２を一つの天井面１上で同時に走行させてもよい。

本実施形態では、アクチュエータを環境側（走行面側）に配置せずに、走行体側だけに配置する構成を用いて、走行体の方向転換を行うことができる。このため、旋回装置の保守コストを低く抑えることができるという利点がある。

また、本実施形態では、走行面を構成する天井面パネルと、ターンテーブルを構成するパネルとをモジュール化して組み合わせることにより、設置及び保守作業を効率化することもできる。

なお、本発明の内容は、前記各実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲内において、具体的な構成に対して種々の変更を加えうるものである。

例えば、前記した実施形態では、走行面を天井面としたが、例えば壁面や床面であってもよい。

また、前記実施形態では、永久磁石４６を用いたが、これに代えて、適宜の制御機構により制御される電磁石を用いることもできる。このようにすると、走行体２の移動状況に応じて電磁石の動作をオン／オフすることができるので、走行体２に大きな力が加わりにくいという利点がある。また、電磁石を用いた場合は、磁力を常時はオフにしておくことができるので、磁石に粉塵が固着しにくいという利点もある。

また、永久磁石４６をアーム部４１の固定部４１２側に配置することも可能であるが、この場合は、適切な位置において天井面に磁石４６が吸着するように、固定部自体を昇降させる等の適宜の手段が必要となる。ここで、永久磁石４６に代えて電磁石を用いた場合は、電磁石のオン／オフ制御により、吸着時期の制御が容易となる。

さらに、前記実施形態では、天井面に係合部が係合しながら走行する走行体を例にとって説明したが、これに代えて、例えばレールを天井面や壁面に配置し、このレールに沿って移送する走行体を用いることも可能である。この場合は、ターンテーブル上にレールを配置し、走行体がターンテーブルに到達したときに、レールごと走行体を旋回させればよい。

１ 天井面（走行面）
１１ 天井面の穴
１２ 嵌合穴
２ 走行体
２１ フレーム
２１１ スライド板
２１１１ スライド面
２１２ 押圧部
２１２１ 直動部
２１２２ 保持部
２１３ 引張部
２１３１ 直動部
２１３２ 保持部
２１４ 案内部
２１５ 重量物支持部
２２ 無限軌道
２２１ 履帯
２２１１ 履板
２２１２ 履板のピン
２２２ 係合部
２２２１ 回動部
２２２２ リンク板
２２２３ ばね
２２２４ 操作部
２２２５ 接続部
２２２６ ベースプレート
２２３ 履帯のスライド部
２２４ 駆動部
２３ 支持輪
３ 重量物
４１ アーム部
４１１ アーム本体
４１２ 固定部
４１３ ベース部
４１４ スライド部
４２ アクチュエータ
４３ ターンテーブル
４３１ 仮想回転軸
４３２ ターンテーブル本体
４３３ 穴
４３４ リブ
４３５ ガイドローラ
４４ 位置決め機構
４４１ インデックス部
４４２ プランジャ
４５ ロック機構
４５１ 回動部
４５２ 回動軸
４５３ フック部
４５４ 嵌入穴
４５５ ロック機構用のピン
４６ 永久磁石
４７ テーブル支持部
４７１ 支持梁
４７２ 回転軸

Claims (7)

1. 走行面上を走行する走行体を旋回させるための旋回装置であって、
   前記走行体に取り付けられたアーム部と、前記アーム部を前記走行体に対して相対的に回転駆動するアクチュエータと、前記走行体の走行軌跡上に配設されたターンテーブルとを備えており、
   前記アーム部は、前記走行面に取り外し可能なように固定される固定部を備えており、
   前記固定部は、前記走行体が前記ターンテーブル上にあるときに、前記ターンテーブルの外側における前記走行面に到達可能な位置に配置されており、
   前記ターンテーブルは、前記走行面に交差する方向と略平行な仮想回転軸を中心に回転可能とされており、
   かつ、前記ターンテーブルは、前記ターンテーブルに到達した前記走行体に、少なくとも一時的に拘束されて、前記走行体に対して相対回転しない構成とされている
   ことを特徴とする旋回装置。
2. 前記走行面は、天井面又は壁面である
   請求項１に記載の旋回装置。
3. 前記走行体は、前記走行面に拘束されながら、前記走行軌跡に沿って移動する構成となっている
   請求項１又は２に記載の旋回装置。
4. 位置決め機構をさらに備えており、
   前記位置決め機構は、前記走行面に対する前記ターンテーブルの相対的回転位置を規定する構成となっている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋回装置。
5. ロック機構をさらに備えており、
   前記ロック機構は、前記走行面に対する前記ターンテーブルの位置を保持し、かつ、前記走行体が前記ターンテーブルに到達して旋回可能となったときに前記保持を解除する構成となっている
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の旋回装置。
6. 前記固定部及び前記走行面の一方は、他方に吸着する永久磁石を備えている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の旋回装置。
7. 前記固定部及び前記走行面の一方は、他方に吸着する電磁石を備えている
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の旋回装置。

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