JP2024059236A - 駆動回転体とブレーキをユニット化して交換可能にする自走式移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特性の異なる様々な経路部材等に対して駆動回転体が滑るのを安定して抑制できる自走式移動装置を実現する。【解決手段】細長の経路部材１００に当接させた駆動回転体４１の回転駆動により該経路部材の長手方向に沿って移動する自走式移動装置１であって、前記駆動回転体を支持する駆動用交換ユニット４が着脱可能な駆動用のユニット装着部２を有することにより、当該自走式移動装置に使用される経路部材の特性に応じて、駆動用のユニット装着部に装着する駆動用交換ユニットを交換可能とした。【選択図】図２

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り （１）令和４年２月１２日に、神奈川大学工学部の２０２１年度機械工学科卒業研究審査にて発表 （２）令和４年３月に、「令和三年度修士論文概要集 卒業論文・卒業設計概要集」（令和４年３月，第１１５～１１６頁，神奈川大学大学院工学研究科工学専攻機械工学領域、神奈川大学機械工学科）にて発表 （３）令和４年５月６日に、神奈川大学のウェブサイトにて発表 （４）令和４年５月２５日に、ＹｏｕＴｕｂｅのウェブサイトにて発表 （５）令和４年６月２５日に、高大連携事業 附属学校「一日神大生」特別講義にて発表 （６）令和４年９月１８日に、「新潟工科大学２０２０＋２開学２５周年事業『宇宙エレベータークライマーチャレンジ』及び関連イベント」にて発表

本発明は、ワイヤーロープ、ベルト、テザーなどの細長の経路部材の長手方向に沿って、鉛直方向、水平方向又はこれらの方向に傾斜する傾斜方向へ移動する自走式移動装置に関するものである。

自走式移動装置としては、例えば、特許文献１に開示されている昇降装置が知られている。この昇降装置は、断面円形状のワイヤーロープ（経路部材）を駆動ローラ（駆動回転体）と従動ローラ（従動回転体）とで挟持するローラ対を４対備え、各ローラ対の駆動ローラを回転駆動させることで、ワイヤーロープに沿って昇降する。４つの駆動ローラは第１走行体フレームに支持され、４つの従動ローラは第２走行体フレームに支持され、第１走行体フレームと第２走行体フレームは蝶番部材によって接続されている。昇降装置をワイヤーロープにセットする際には、これらのフレームを蝶番部材によって展開し、各駆動ローラと各従動ローラとの間にワイヤーロープを配置し、その後、両フレームを閉じることにより各ローラ対でワイヤーロープを挟持する。

特開２０１５－１０４１８８号公報

一般に、自走式移動装置では、経路部材と駆動回転体との間で滑りが発生すると、適切な移動ができなくなる。また、同様に、経路部材に当接する制動部によって制動する又は静止状態を維持する場合にも、経路部材と制動部との間で滑りが発生すると、適切な制動、静止状態の維持ができなくなる。寸法（太さ、厚みなど）や材質などの特性が異なる様々な経路部材に対して自走式移動装置が使用される場合、そのような様々な特性の経路部材に対して駆動回転体や制動部の滑りが安定して抑制されるように設計することは極めて困難である。

一方、当該移動装置に対する専用の経路部材を使用する場合には、駆動回転体や制動部の滑りが抑制された設計を実現することが比較的容易になる。しかしながら、専用の経路部材であっても、経路部材の特性が経時変化するなどして経路部材と駆動回転体や制動部との当接状態が経時的に変化する。そのため、専用の経路部材を使用する場合でも、経時的に滑りが発生するのを安定して抑制することは困難である。

本発明は、細長の経路部材に当接させた駆動回転体の回転駆動により該経路部材の長手方向に沿って移動する自走式移動装置であって、前記駆動回転体を支持する駆動用交換ユニットが着脱可能な駆動用のユニット装着部を有することを特徴とするものである。
本発明に係る自走式移動装置は、駆動回転体を支持する駆動用交換ユニットが着脱可能な駆動用のユニット装着部を有している。そのため、当該自走式移動装置に使用される経路部材の特性に応じて、駆動用のユニット装着部に装着する駆動用交換ユニットを交換することができる。これにより、経路部材の異なる特性に対応した複数の駆動用交換ユニットを用意しておくことで、当該自走式移動装置に使用される経路部材の特性に対して駆動回転体が滑りにくい構成をもつ駆動用交換ユニットを適宜選択し、当該自走式移動装置に装着して用いることが可能となる。その結果、特性の異なる様々な経路部材に対しても、あるいは、経時的に特性が変化した経路部材に対しても、駆動回転体が滑るのを安定して抑制できる自走式移動装置を実現することができる。
また、本発明に係る自走式移動装置は、最適な駆動回転体の構成を探すような作業（試験）にも有効活用することができる。すなわち、例えば、駆動回転体の様々な構成（回転体の寸法や形状、回転体の材質（経路部材との当接面の表面性状など）、回転体の装着位置、回転体の数など）を試して、使用される経路部材に対して最適な構成を模索する場合、駆動回転体の構成変更を頻繁に行う必要がある。本発明に係る自走式移動装置は、駆動用交換ユニットが着脱可能な駆動用のユニット装着部を有しているため、駆動用交換ユニットの交換を迅速に行うことができ、上述したような作業（試験）のスムーズな実施を実現できる。

前記自走式移動装置において、前記経路部材に当接して制動する制動部を支持する制動用交換ユニットが着脱可能な制動用のユニット装着部を有してもよい。
これによれば、当該自走式移動装置に使用される経路部材の特性に応じて、制動用のユニット装着部に装着する制動用交換ユニットも交換することができる。これにより、経路部材の異なる特性に対応した複数の制動用交換ユニットを用意しておくことで、当該自走式移動装置に使用される経路部材の特性に対して制動部が滑りにくい構成をもつ制動用交換ユニットを適宜選択し、当該自走式移動装置に装着して用いることが可能となる。その結果、特性の異なる様々な経路部材に対しても、あるいは、経時的に特性が変化した経路部材に対しても、制動部が滑るのを安定して抑制できる自走式移動装置を実現することができる。

また、本発明は、細長の経路部材に当接して制動する制動部を備えた自走式移動装置であって、前記制動部を支持する制動用交換ユニットが着脱可能な制動用のユニット装着部を有することを特徴とするものである。
本発明に係る自走式移動装置は、制動部を支持する制動用交換ユニットが着脱可能な制動用のユニット装着部を有している。そのため、当該自走式移動装置に使用される経路部材の特性に応じて、制動用のユニット装着部に装着する制動用交換ユニットを交換することができる。これにより、経路部材の異なる特性に対応した複数の制動用交換ユニットを用意しておくことで、当該自走式移動装置に使用される経路部材の特性に対して制動部が滑りにくい構成をもつ制動用交換ユニットを適宜選択し、当該自走式移動装置に装着して用いることが可能となる。その結果、特性の異なる様々な経路部材に対しても、あるいは、経時的に特性が変化した経路部材に対しても、制動部が滑るのを安定して抑制できる自走式移動装置を実現することができる。
また、本発明に係る自走式移動装置は、最適な駆動回転体の構成を探すような作業（試験）にも有効活用することができる。すなわち、例えば、制動部の様々な構成（制動部の寸法や形状、制動部の材質（経路部材との当接面の表面性状など）、制動部の装着位置、制動部の数など）を試して、使用される経路部材に対して最適な構成を模索する場合、制動部の構成変更を頻繁に行う必要がある。本発明に係る自走式移動装置は、制動用交換ユニットが着脱可能な制動用のユニット装着部を有しているため、制動用交換ユニットの交換を迅速に行うことができ、上述したような作業（試験）のスムーズな実施を実現できる。

前記自走式移動装置において、前記ユニット装着部は、当該自走式移動装置の本体筐体に設けられていてもよい。
これによれば、どの交換ユニットにも共通に使用可能な部品を自走式移動装置の本体筐体に搭載しておくことができ、各交換ユニットに搭載される部品を少なくし、コスト削減を図ることができる。例えば、駆動用交換ユニットであれば、駆動回転体の回転駆動力を発生させる駆動源や、駆動回転体の駆動制御を行う制御部などを本体筐体に搭載しておくことで、駆動用交換ユニットに搭載される部品を少なくすることができる。同様に、例えば、制動用交換ユニットであれば、制動部を駆動させる駆動源や、制動部の動作の制御を行う制御部などを本体筐体に搭載しておくことで、制動用交換ユニットに搭載される部品を少なくすることができる。

また、前記自走式移動装置において、前記ユニット装着部は、これに着脱される交換ユニットの装着位置が前記経路部材の長手方向に変更可能に構成されていてもよい。
この自走式移動装置によれば、ユニット装着部に着脱される交換ユニットの装着位置を、経路部材の長手方向に変更することができる。これにより、経路部材の長手方向における自走式移動装置本体の重心位置、あるいは、経路部材の長手方向における自走式移動装置本体の重心位置に対する駆動回転体や制動部の相対位置などを変更することが可能となる。このような変更は、経路部材と駆動回転体や制動部との当接状態（当接圧など）が変わって滑りの発生に影響したり、自走式移動装置の走行安定性に影響したりする。したがって、本自走式移動装置によれば、交換ユニットの装着位置を変更して、滑りの発生を抑制したり、自走式移動装置の走行安定性を改善したりすることが可能となる。

また、前記自走式移動装置において、前記ユニット装着部は、複数の交換ユニットが装着可能に構成され、かつ、該複数の交換ユニットを互いに独立して着脱可能に構成されていてもよい。
この自走式移動装置によれば、ユニット装着部に着脱される交換ユニットの数を変更することができる。これにより、駆動回転体や制動部の数を増減させることができ、自走式移動装置の駆動性能や制動性能を変更することができる。その結果、例えば、自走式移動装置で搬送する搬送物（人や物）の重量が大きく、自走式移動装置の駆動性能や制動性能が不足するような状況では、装着する交換ユニットの数を増やして駆動回転体や制動部の数を増やし、駆動性能や制動性能を高めるということが可能となる。なお、装着する交換ユニットの数を増やしすぎると、自走式移動装置自体の重量が増加しすぎて、かえって自走式移動装置の駆動性能や制動性能を落とすこともあり得ることに留意する必要がある。

また、前記自走式移動装置において、前記経路部材は、断面が略円形状の部材であってもよい。
例えば、当該自走式移動装置を屋外環境で使用する場合、経路部材が風を受けて過大な張力が加わって経路部材が破断するなどのおそれがあり、経路部材としては、風の影響を受けにくい断面が略円形状の部材が用いられることが多い。また、経路部材として利用可能なロープやワイヤーなどの汎用の部材は、一般に、断面が略円形状であることが多い。したがって、断面が略円形状である経路部材に適合する自走式移動装置であれば、屋外環境での使用に有利であったり、経路部材としてロープ等の汎用の部材を利用できたりするといったメリットが得られる。

また、前記自走式移動装置において、搬送物を保持する搬送物保持部を有してもよい。
これによれば、前記自走式移動装置を、人や物などの搬送物を搬送する搬送装置（運搬装置）として利用することができる。

本発明によれば、特性の異なる様々な経路部材に対しても、あるいは、経時的に特性が変化した経路部材に対しても、駆動回転体や制動部が滑るのを安定して抑制できる自走式移動装置を実現することができる。

鉄塔で作業する作業者の作業場所へ地上から搬送物を搬送する様子を示す模式図。 本実施形態に係る昇降装置を示す斜視図。 同昇降装置を示す正面図。 同昇降装置を示す背面図。 同昇降装置に着脱式ローラユニットを増設した状態を示す斜視図。

以下、本発明に係る自走式移動装置を、経路部材であるワイヤーロープ上を移動する昇降装置に適用した一実施形態について説明する。
本実施形態では、当該昇降装置を、架空送電鉄塔などの鉄塔の修理や点検などの作業を行う作業者の作業場所（高所）まで、工具や部品などの物品（運搬物）を搬送、運搬する搬送装置（運搬装置）に適用した例について説明する。ただし、本実施形態の昇降装置は、例えば、所定の搬送先（運搬先）まで人を搬送、運搬する搬送装置（運搬装置）や、搬送物（運搬物）を搬送（運搬）しない検査装置、作業装置などにも適用可能である。

具体的な使用例としては、昇降装置を用いて高層ビルやタワーなどの清掃、検査等を行う例、地球上から静止軌道以上まで延びる昇降経路を昇降する宇宙エレベータあるいは軌道エレベータとして昇降装置を使用する例などが挙げられる。昇降装置１には、その用途に応じて、清掃部材、撮像装置、籠体（ゲージ）やネット等の搬送物保持部などの各種部品が取り付けられる場合がある。

本発明に係る自走式移動装置の利用用途は、特に制限されることはなく、様々な用途に広く利用することができる。例えば、鉛直方向又は鉛直方向に対して傾斜する方向に延びる経路部材に沿って移動する昇降装置に限らず、水平方向に沿って延びる経路部材に沿って移動する移動装置であっても適用できる。また、空中を移動する場合に限らず、水中などを移動する場合などにも適用可能である。また、経路部材がワイヤーロープである場合に限らず、ベルト、テザーなどの他の形状の経路部材である場合にも適用可能である。

図１は、鉄塔２００で作業する作業者Ｓ１の作業場所へ、地上から工具や部品などの搬送物（運搬物）を搬送、運搬する様子を示す模式図である。
本実施形態では、鉄塔２００に予め設置されているワイヤーロープ１００や、作業のために鉄塔２００に設置したワイヤーロープ１００などを使い、そのワイヤーロープに沿って昇降装置を移動させることで、作業者Ｓ１の作業場所まで地上から搬送物（運搬物）２０２を搬送、運搬する。例えば、鉄塔２００に取り付けるための碍子２０１や、作業者Ｓ１の作業に必要な工具などを、搬送物２０２として搬送、運搬する。なお、碍子２０１は、例えば１つで４０ｋｇほどの重量があるため、このような重量のある運搬物を安定して搬送（運搬）できる搬送能力（駆動能力、制動能力）をもった昇降装置であるのが望まれる。

図２は、本実施形態に係る昇降装置１を示す斜視図である。図３は、本昇降装置１を示す正面図である。図４は、本昇降装置１を示す背面図である。
本昇降装置１は、所定の昇降経路に沿って配置される経路部材として、断面が略円形状の部材であるワイヤーロープ１００を用い、このワイヤーロープ１００の長手方向に沿って移動して上昇及び下降が可能なものである。本実施形態においては、鉄塔２００に対してワイヤーロープ１００が斜めに設置された例であるが、ワイヤーロープ１００を鉛直方向に沿って配置される場合でも、水平方向に配置される場合でも適用可能である。

昇降装置１は、主に、本体筐体である本体フレーム２に対し、本体ユニット３と、駆動用交換ユニットとしての着脱式ローラユニット４と、制動用交換ユニットとしての着脱式制動ユニット５とが取り付けられた構成となっている。

本体フレーム２は、図２に示すように、例えばアルミニウム製の３本のレール部材２１Ａ～２１Ｃを所定の間隔で平行に配置し、この状態で互いを連結部材２２，２２によって連結した構造となっている。本実施形態では、３本のレール部材２１Ａ～２１Ｃのうちの第一レール部材２１Ａと第二レール部材２１Ｂとの間のスペースにワイヤーロープ１００が通るように、ワイヤーロープ１００に対して昇降装置１がセットされる。第一レール部材２１Ａと第二レール部材２１Ｂとの間には、長手方向両端付近に、ロープガイド２３，２３が設置されている。このロープガイド２３，２３により、ワイヤーロープ１００が第一レール部材２１Ａや第二レール部材２１Ｂに接触したり、第一レール部材２１Ａと第二レール部材２１Ｂとの間のスペースから離脱したりしないように、昇降装置１に対するワイヤーロープ１００の位置が規制されている。

３本のレール部材２１Ａ～２１Ｃは、断面矩形状の棒状部材（角棒部材）で構成され、互いに同じ構造のものが用いられている。本実施形態のレール部材２１Ａ～２１Ｃは、各側面（４つの側面）上にレール溝２４が長手方向にわたって形成され、ユニット装着部として機能する。具体的には、レール部材２１Ａ～２１Ｃのレール溝２４にネジ等の締結部材を係合させて、本体ユニット３、着脱式ローラユニット４及び着脱式制動ユニット５などを本体フレーム２に装着することができる。レール溝２４が長手方向にわたって形成されているため、本体フレーム２に対する本体ユニット３、着脱式ローラユニット４及び着脱式制動ユニット５の装着位置（締結位置）は、本体フレーム２の長手方向（ワイヤーロープの長手方向）に調整することができる。

なお、本実施形態では、ワイヤーロープ１００への装着時に本体ユニット３を本体フレーム２から取り外す必要があるため、ネジ等の締結部材の着脱により、本体ユニット３も本体フレーム２に対して着脱可能な構成となっている。ただし、本体ユニット３は本体フレーム２に対して容易に着脱できない構成（着脱不能な構成）であってもよい。着脱式ローラユニット４及び着脱式制動ユニット５のうちの少なくとも一方が本体フレーム２に対して着脱可能な構成であればよい。

本体ユニット３は、昇降装置１の移動に必要な駆動力を発生させる駆動源である駆動モータ３１、駆動伝達機構３２、緊急停止装置３３、制御装置３４などが搭載され、本体フレーム２にネジ等の締結部材によって固定されている。本体ユニット３は、着脱式ローラユニット４や着脱式制動ユニット５が別のユニットに交換されても共通に使用される部品が搭載され、着脱式ローラユニット４や着脱式制動ユニット５を交換しても、本体ユニット３は交換されずに使用されるものである。

本体ユニット３には、着脱式ローラユニット４や着脱式制動ユニット５の交換に伴って交換する必要のない部品を本体ユニット３に集約することが好ましい。これによれば、各交換ユニット（着脱式ローラユニット４や着脱式制動ユニット５）に搭載される部品を少なくでき、コスト削減を図ることができる。

駆動モータ３１のモータ軸３１ａ上には、モータプーリ３１ｂが取り付けられ、このモータプーリ３１ｂと駆動伝達機構３２の入力プーリ３２ａとの間には、タイミングベルトが張架されている。駆動モータ３１の回転駆動力は、モータ軸３１ａ上のモータプーリ３１ｂから、このタイミングベルトを介して、駆動伝達機構３２の入力プーリ３２ａへと伝達される。なお、図面上では、説明のため、タイミングベルトの図示が適宜省略されている。

駆動伝達機構３２は、入力プーリ３２ａのほか、複数の駆動伝達ギヤ３２ｂと、出力プーリ３２ｃと、これらのプーリに張架されるタイミングベルトと、を備えている。入力プーリ３２ａに入力された回転駆動力は、駆動伝達ギヤ３２ｂを介して出力プーリ３２ｃへと伝達される。

緊急停止装置３３は、非常事態が発生した際に、昇降装置１の移動を緊急停止させるための装置である。本実施形態の緊急停止装置３３は、無励磁作動形ブレーキによって構成され、駆動モータ３１のモータ軸３１ａに取り付けられている。非常事態が発生した際には、駆動モータ３１のモータ軸３１ａの回転が緊急停止装置３３により強制的に停止され、これにより昇降装置１の移動を緊急停止させることができる。なお、緊急停止装置３３の構成は、これに限られるものではない。

制御装置３４は、主に、駆動モータ３１の制御（駆動制御）、着脱式制動ユニット５に搭載されるブレーキ装置の制御（制動制御）などの制御を実施する制御部、外部との通信を行う通信部、操作入力部、昇降装置１の各部に電力を供給する電源部、などから構成される。電源部は、外部から電力供給を受けるものであってもよいし、昇降装置１に搭載されるバッテリーから電力供給を受けるものであってもよい。

制御部は、通信部から入力される制御信号や、操作入力部に入力される操作信号を受け、所定の制御プログラムに従って各種制御を実施する。具体的には、例えば、地上にいる作業者Ｓ２が通信端末を用いて行った指示の制御信号を通信部で受信し、受信した制御信号に基づき、制御プログラムに従って各種制御を実施する。一例としては、地上にいる作業者Ｓ２が通信端末を用いて搬送開始を指示すると、その制御信号が通信部に受信され、これにより制御部は駆動モータ３１の駆動を開始する。その後、制御部は、所定の制御プログラムに従って駆動制御及び制動制御を行い、昇降装置１が自動的にワイヤーロープ１００に沿って上昇し、作業者Ｓ１のいる鉄塔２００の作業場所まで移動して停止する。なお、搬送開始等の指示は、通信端末から通信部に送信するのではなく、昇降装置１の操作部を操作することにより行ってもよい。

着脱式ローラユニット４は、駆動回転体としての駆動ローラ４１を支持する駆動フレーム４ａと従動回転体としての従動ローラ４２を支持する従動フレーム４ｂとが蝶番部材を介して接続された構成を備えている。本実施形態の着脱式ローラユニット４は、駆動フレーム４ａには１つの駆動ローラ４１が支持され、従動フレーム４ｂには１つの従動ローラ４２が支持され、２つのローラ４１，４２でワイヤーロープ１００を挟持する。

なお、２つのローラ４１，４２でワイヤーロープ１００を挟持するタイプではなく、例えば、１つの駆動ローラの前後に配置される２つの従動ローラで駆動ローラに巻き付かせるタイプ（ワイヤーロープ１００の巻き付き角を増大させるタイプ）などを採用してもよい。

駆動ローラ４１の駆動軸４１ａ上には、外側プーリ４１ｂがユニット筐体の外側に取り付けられ、この外側プーリ４１ｂと駆動伝達機構３２の出力プーリ３２ｃとの間には、図中２点鎖線で示すタイミングベルト３５が張架される。駆動伝達機構３２によって伝達された駆動モータ３１の回転駆動力は、駆動伝達機構３２の出力プーリ３２ｃから、タイミングベルト３５を介して、着脱式ローラユニット４の外側プーリ４１ｂへと伝達され、これにより駆動ローラ４１が回転駆動する。

従動ローラ４２は、駆動ローラ４１との間でワイヤーロープ１００を挟み込むように配置される。従動ローラ４２は、スプリング等の付勢手段によって駆動ローラ４１側に付勢され、その付勢力によって駆動ローラ４１との間にワイヤーロープ１００を所望の挟持力で挟持する。

本実施形態における駆動ローラ４１及び従動ローラ４２は、ワイヤーロープ１００との接触面（ローラ外周面）が、ワイヤーロープ１００の断面形状（断面円形状）に沿って湾曲している。これにより、ワイヤーロープ１００の周面と駆動ローラ４１及び従動ローラ４２との接触面積を増やし、高い摩擦力を確保して、滑りの発生を抑制している。

着脱式ローラユニット４を本体フレーム２に装着する場合、蝶番部材で接続された駆動フレーム４ａと従動フレーム４ｂとを展開した状態で、駆動フレーム４ａをネジ等の締結部材によって本体フレーム２の３本のレール部材２１Ａ～２１Ｃに固定する。このとき、駆動フレーム４ａの固定位置（装着位置）は、レール部材２１Ａ～２１Ｃのレール溝２４に沿って、本体フレーム２の長手方向（ワイヤーロープの長手方向）に調整できる。この調整では、本体フレーム２に固定された本体ユニット３の駆動伝達機構３２の出力プーリ３２ｃと、駆動フレーム４ａに支持された駆動ローラ４１の外側プーリ４１ｂとの間に、タイミングベルト３５が所望の張力で張架されるように調整する。

このようにして駆動フレーム４ａを本体フレーム２に固定したら、ワイヤーロープ１００がロープガイド２３，２３に入り込むように本体フレーム２を配置する。このように配置することで、駆動フレーム４ａの駆動ローラ４１がワイヤーロープ１００に接触するので、この状態で駆動フレーム４ａに対して従動フレーム４ｂを閉じる。その後、従動フレーム４ｂをネジ等の締結部材によって本体フレーム２の３本のレール部材２１Ａ～２１Ｃに固定する。この結果、従動フレーム４ｂの付勢手段によって従動ローラ４２が駆動ローラ４１側に付勢され、駆動ローラ４１と従動ローラ４２との間にワイヤーロープ１００が所望の挟持力で挟持され、ワイヤーロープ１００に対して本体フレーム２が仮保持された状態になる。

また、本実施形態においては、図５に示すように、レール部材２１Ａ～２１Ｃに対し、２つ又は３つ以上の着脱式ローラユニット４を長手方向に並べて配置でき、本体フレーム２に対して複数の着脱式ローラユニット４を装着することができる。すなわち、本体フレーム２に装着する着脱式ローラユニット４の数を増減することができる。

本体フレーム２に対して複数の着脱式ローラユニット４を装着する場合、本体ユニット３の駆動モータ３１からの回転駆動力が各着脱式ローラユニット４に伝達されるように構成することが好ましい。そのため、本実施形態では、着脱式ローラユニット４における駆動ローラ４１の駆動軸４１ａ上に、外側プーリ４１ｂとは別の内側プーリ４１ｃをユニット筐体の内側に取り付けられている。

この構成により、本体ユニット３の最も近くに装着された１番目の着脱式ローラユニット４Ａについては、１番目の着脱式ローラユニット４Ａの外側プーリ４１ｂを入力プーリとして用い、図５に示すように、本体ユニット３の駆動伝達機構３２の出力プーリ３２ｃと着脱式ローラユニット４Ａの外側プーリ４１ｂとの間をタイミングベルト３５Ａで接続する。

一方、１番目の着脱式ローラユニット４Ａに隣接する２番目の着脱式ローラユニット４Ｂに回転駆動力を伝達するために、１番目の着脱式ローラユニット４Ａの内側プーリ４１ｃを出力プーリとして用い、２番目の着脱式ローラユニット４Ｂの内側プーリ４１ｃを入力プーリとして用いる。したがって、図５に示すように、１番目の着脱式ローラユニット４Ａの内側プーリ４１ｃと２番目の着脱式ローラユニット４Ｂの内側プーリ４１ｃとの間をタイミングベルト３５Ｂで接続する。

更に３番目の着脱式ローラユニット４Ｃを増設する場合には、２番目の着脱式ローラユニット４Ｂの外側プーリ４１ｂを出力プーリとして用い、３番目の着脱式ローラユニット４Ｃの外側プーリ４１ｂを入力プーリとして用い、これらのプーリ間をタイミングベルト３５Ｃで接続する。更に着脱式ローラユニット４Ｃを増設する場合も、同様にして、本体ユニット３の駆動モータ３１からの回転駆動力を伝達することができる。

なお、本実施形態においては、タイミングベルトを用いたベルト伝達機構に代えて、１又は２以上のギヤを用いたギヤ伝達機構などの他の駆動伝達機構を採用してもよい。特に駆動伝達距離が近い構成（例えば、着脱式ローラユニット４Ａ，４Ｂ，４Ｃ間の距離が近い構成）では、ギヤ伝達機構の方が、トルク伝達、構成の簡素化の面で有利である。

着脱式制動ユニット５は、ワイヤーロープ１００に当接して制動する制動部としてのブレーキ装置を備えている。ブレーキ装置は、ワイヤーロープ１００を２つのローラ５１，５２で挟持するブレーキローラ対と、ブレーキローラ対の一方の第一ローラ５１の軸５１ａ上に取り付けられたブレーキディスク５３と、ブレーキディスク５３に対して接離動作するブレーキパッド５４と、ブレーキパッド５４を駆動するブレーキ駆動部５５とから構成されている。

着脱式制動ユニット５は、ブレーキローラ対のうちの第一ローラ５１を支持する第一フレーム５ａと、他方の第二ローラ５２を支持する第二フレーム５ｂとが蝶番部材を介して接続された構成を備えている。第二ローラ５２は、スプリング等の付勢手段によって第一ローラ５１側に付勢され、その付勢力によって第一ローラ５１との間にワイヤーロープ１００を所望の挟持力で挟持する。

本実施形態における第一ローラ５１及び第二ローラ５２は、ワイヤーロープ１００との接触面（ローラ外周面）が、ワイヤーロープ１００の断面形状（断面円形状）に沿って湾曲している。これにより、ワイヤーロープ１００の周面と第一ローラ５１及び第二ローラ５２との接触面積を増やし、高い摩擦力を確保して、高い制動力を発揮する。

着脱式制動ユニット５を本体フレーム２に装着する場合、蝶番部材で接続された第一フレーム５ａと第二フレーム５ｂとを展開した状態で、第一フレーム５ａをネジ等の締結部材によって本体フレーム２の３本のレール部材２１Ａ～２１Ｃに固定する。このとき、第一フレーム５ａの固定位置（装着位置）は、レール部材２１Ａ～２１Ｃのレール溝２４に沿って、本体フレーム２の長手方向（ワイヤーロープの長手方向）に調整できる。

このようにして第一フレーム５ａを本体フレーム２に固定したら、第一フレーム５ａの第一ローラ５１がワイヤーロープ１００に接触するので、この状態で第一フレーム５ａに対して第二フレーム５ｂを閉じる。その後、第二フレーム５ｂをネジ等の締結部材によって本体フレーム２の３本のレール部材２１Ａ～２１Ｃに固定する。この結果、第二フレーム５ｂの付勢手段によって第二ローラ５２が第一ローラ５１側に付勢され、第一ローラ５１と第二ローラ５２との間にワイヤーロープ１００が所望の挟持力で挟持される。

なお、本実施形態においては、レール部材２１Ａ～２１Ｃに対し、２つ又は３つ以上の着脱式制動ユニット５を長手方向に並べて配置でき、本体フレーム２に対して複数の着脱式制動ユニット５を装着することが可能である。すなわち、本体フレーム２に装着する着脱式制動ユニット５の数を増減することができる。

着脱式制動ユニット５のブレーキ駆動部５５は、本体ユニット３の制御装置３４に電気的に接続され、制御装置３４の制御部による制御信号に従って駆動され、ブレーキパッド５４をブレーキディスク５３に対して接離させ、また、ブレーキディスク５３に対するブレーキパッド５４の当接圧が調整される。昇降装置１がワイヤーロープ１００に沿って移動するとき、ワイヤーロープ１００を挟持するブレーキローラ対５１，５２は従動回転し、ブレーキローラ対の第一ローラ５１に接続されたブレーキディスク５３も回転する。この回転中のブレーキディスク５３にブレーキパッド５４が接触することで、ブレーキディスク５３に回転負荷が生じ、これにより、第二ローラ５２との間にワイヤーロープ１００を挟持する第一ローラ５１にも回転負荷が生じる。その結果、ワイヤーロープ１００に沿って移動する昇降装置１に制動力が作用する。

また、ワイヤーロープ１００にセットされた昇降装置１を停止状態にするとき、ブレーキ駆動部５５によりブレーキパッド５４をブレーキディスク５３に当接させ、ブレーキディスク５３の回転を停止させる。これにより、ブレーキディスク５３に連結されているブレーキローラ対の第一ローラ５１の回転も停止する。その結果、第一ローラ５１とワイヤーロープ１００との間の静止摩擦力によって昇降装置１が停止状態になる。

本実施形態の昇降装置１を昇降させるのに用いるワイヤーロープ１００として汎用のものを利用する場合、当該昇降装置１は、寸法（太さ、厚みなど）や材質などの特性が異なる様々なワイヤーロープ１００に対して使用されることになる。そのような場合、駆動ローラ４１の構成（駆動ローラの形状寸法や材質、駆動ローラの装着位置、駆動ローラの数など）を変更できないと、そのような様々なワイヤーロープ１００に対して滑りを安定して抑制することが極めて困難であり、昇降装置１の安定駆動を実現することができない。

また、ワイヤーロープ１００として専用のものを利用する場合でも、経時使用によってワイヤーロープ１００の特性が変化するため、専用のワイヤーロープ１００であっても滑りを経時的に安定して抑制することは困難であり、昇降装置１の安定駆動を経時的に実現することが難しい。

また、本実施形態の昇降装置１は、作業者Ｓ１の作業場所まで地上から搬送物（運搬物）２０２を搬送、運搬する用途に利用される。この場合、求められる駆動性能が搬送物の重量によって変化するため、駆動ローラ４１の構成を変更できないと、搬送可能な搬送物の重量範囲が狭まり、利便性が悪化する。

本実施形態によれば、駆動ローラ４１を支持する着脱式ローラユニット４が昇降装置１の本体フレーム２に対して着脱可能に構成されているので、本体フレーム２に装着する着脱式ローラユニット４を交換することができる。そのため、ワイヤーロープ１００として汎用のものを利用する場合でも、実際に使用するワイヤーロープ１００の特性に応じて、適切な駆動ローラ４１の構成を備える着脱式ローラユニット４に交換することができる。その結果、様々なワイヤーロープ１００に対して昇降装置１の安定駆動を実現でき、また、ワイヤーロープ１００の経時的な特性変化に対しても、昇降装置１の安定駆動を実現できる。また、搬送物の重量に応じて、適切な駆動ローラ４１の構成を備える着脱式ローラユニット４に交換することができるので、本昇降装置１で搬送可能な搬送物の重量範囲が広がり、利便性が向上する。

また、ブレーキ装置の構成も変更できないと、同様に、様々なワイヤーロープ１００に対して滑りを安定して抑制することが困難となり、またワイヤーロープ１００の経時的な特性変化に対しても滑りを安定して抑制することが困難となり、昇降装置１の安定制動を実現することができない。また、昇降装置１で搬送する搬送物の重量によって、求められる制動性能が変化するため、ブレーキ装置の構成を変更できないと、同様に、搬送可能な搬送物の重量範囲が狭まり、利便性が悪化する。

本実施形態によれば、ブレーキ装置を支持する着脱式制動ユニット５が昇降装置１の本体フレーム２に対して着脱可能に構成されているので、本体フレーム２に装着する着脱式制動ユニット５を交換することができる。そのため、ワイヤーロープ１００として汎用のものを利用する場合でも、実際に使用するワイヤーロープ１００の特性に応じて、適切なブレーキ装置を備える着脱式制動ユニット５に交換することができる。その結果、様々なワイヤーロープ１００に対して昇降装置１の安定制動を実現でき、また、ワイヤーロープ１００の経時的な特性変化に対しても、昇降装置１の安定制動を実現できる。また、搬送物の重量に応じて、適切なブレーキ装置を備える着脱式制動ユニット５に交換することができるので、本昇降装置１で搬送可能な搬送物の重量範囲が広がり、利便性が向上する。

特に、本実施形態では、着脱式ローラユニット４や着脱式制動ユニット５の装着位置が、図２の矢印Ｅで示すように、ワイヤーロープ１００の長手方向に変更可能に構成されている。これにより、ワイヤーロープ１００の長手方向における昇降装置１の重心位置を変更することができる。また、ワイヤーロープ１００の長手方向における昇降装置１の重心位置に対する駆動ローラ４１やブレーキ装置のブレーキローラ対５１，５２の相対位置などを変更することができる。昇降装置１の重心位置や、昇降装置１の重心位置に対する駆動ローラ４１やブレーキ装置のブレーキローラ対５１，５２の相対位置は、ワイヤーロープ１００と駆動ローラ４１やブレーキローラ対５１，５２との当接状態（当接圧など）に影響し、駆動性能や制動性能に影響を与える。本実施形態によれば、着脱式ローラユニット４や着脱式制動ユニット５の装着位置がワイヤーロープ１００の長手方向に変更して、駆動性能や制動性能を調整することができ、昇降装置１の走行安定性や制動安定性を改善することができる。

また、本実施形態では、着脱式ローラユニット４や着脱式制動ユニット５の装着数が変更可能に構成されているので、昇降装置１の駆動性能や制動性能を変更することができる。その結果、例えば、昇降装置１で搬送する搬送物（人や物）の重量が大きく、昇降装置１の駆動性能や制動性能が不足するような状況では、装着するユニット数を増やして駆動ローラ４１やブレーキ装置の数を増やし、駆動性能や制動性能を高めるということが可能となる。なお、装着するユニット数を増やしすぎると、昇降装置１自体の重量が増加しすぎて、かえって昇降装置１の駆動性能や制動性能を落とすこともあり得ることに留意する必要がある。

また、昇降装置１に使用されるワイヤーロープ１００に適切な駆動ローラ４１の構成が予め判明しているという状況は少ない。そのため、多くの場合、予め用意されている複数種類の着脱式ローラユニット４のうち、どの着脱式ローラユニット４が当該ワイヤーロープ１００にとって適切なのか、どの位置に装着するのが適切なのか、いくつの着脱式ローラユニット４を装着するのが適切なのか等は、わからない状況である。そのため、どの着脱式ローラユニット４をどこの装着位置にいくつ装着するのが適切なのかを特定するためには、昇降装置１に使用されるワイヤーロープ１００に対して、着脱式ローラユニット４を交換したり装着位置を変えたり増設したりすることを試行錯誤するという作業が求められる。

本実施形態の昇降装置１によれば、駆動ローラ４１を支持する着脱式ローラユニット４が昇降装置１の本体フレーム２に対して着脱可能に構成されているので、また、装着位置や装着数が変更可能に構成されているので、着脱式ローラユニット４の交換、装着位置の変更、装着数の変更を迅速に行うことができ、上述したような作業のスムーズな実施を実現することができる。これは、着脱式制動ユニット５についても同様である。

１ ：昇降装置
２ ：本体フレーム
３ ：本体ユニット
４ ：着脱式ローラユニット
４ａ ：駆動フレーム
４ｂ ：従動フレーム
５ ：着脱式制動ユニット
５ａ ：第一フレーム
５ｂ ：第二フレーム
２１Ａ～２１Ｃ：レール部材
２２ ：連結部材
２３ ：ロープガイド
２４ ：レール溝
３１ ：駆動モータ
３１ａ ：モータ軸
３１ｂ ：モータプーリ
３２ ：駆動伝達機構
３２ａ ：入力プーリ
３２ｂ ：駆動伝達ギヤ
３２ｃ ：出力プーリ
３３ ：緊急停止装置
３４ ：制御装置
３５ ：タイミングベルト
４１ ：駆動ローラ
４１ａ ：駆動軸
４１ｂ ：外側プーリ
４１ｃ ：内側プーリ
４２ ：従動ローラ
５１ ：第一ローラ
５１ａ ：軸
５２ ：第二ローラ
５３ ：ブレーキディスク
５４ ：ブレーキパッド
５５ ：ブレーキ駆動部
１００ ：ワイヤーロープ
２００ ：鉄塔
２０１ ：碍子
２０２ ：搬送物
Ｓ１，Ｓ２：作業者

Claims (8)

1. 細長の経路部材に当接させた駆動回転体の回転駆動により該経路部材の長手方向に沿って移動する自走式移動装置であって、
   前記駆動回転体を支持する駆動用交換ユニットが着脱可能な駆動用のユニット装着部を有することを特徴とする自走式移動装置。
2. 請求項１に記載の自走式移動装置において、
   前記経路部材に当接して制動する制動部を支持する制動用交換ユニットが着脱可能な制動用のユニット装着部を有することを特徴とする自走式移動装置。
3. 細長の経路部材に当接して制動する制動部を備えた自走式移動装置であって、
   前記制動部を支持する制動用交換ユニットが着脱可能な制動用のユニット装着部を有することを特徴とする自走式移動装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、
   前記ユニット装着部は、当該自走式移動装置の本体筐体に設けられていることを特徴とする自走式移動装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、
   前記ユニット装着部は、これに着脱される交換ユニットの装着位置が前記経路部材の長手方向に変更可能に構成されていることを特徴とする自走式移動装置。
6. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、
   前記ユニット装着部は、複数の交換ユニットが装着可能に構成され、かつ、該複数の交換ユニットを互いに独立して着脱可能に構成されていることを特徴とする自走式移動装置。
7. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、
   前記経路部材は、断面が略円形状の部材であることを特徴とする自走式移動装置。
8. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自走式移動装置において、
   搬送物を保持する搬送物保持部を有することを特徴とする自走式移動装置。

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