JP6510997B2 - 吊下型走行装置 - Google Patents

Description

本発明は、吊下型走行装置に関する。

橋梁等が備える梁状体から吊り下がった状態で、梁状体に沿って走行する吊下型走行装置としては、特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１の吊下型走行装置は、Ｖ字状の傾斜接触面を有する鼓状のローラを回転可能に支持する支持アームを前後二対（合計４つ）備え、二対のローラでＩ型鋼等の梁状体のフランジを挟持することによって、梁状体から吊り下がった状態となる。

特開２００３−１１９７２１号公報

特許文献１の吊下型走行装置は、上述のようにＶ字状の傾斜接触面を有する鼓状の４つのローラで梁状体のフランジを挟持することによって梁状体から吊り下がった状態となるため、梁状体からの吊り下げ状態の安定性の面で改善の余地がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、梁状体からの吊り下げ状態をより安定的に維持させることが可能な吊下型走行装置を提供するものである。

本発明によれば、梁状体から吊り下がった状態で、前記梁状体に沿って走行する吊下型走行装置であって、前記梁状体の両側面を挟持する少なくとも一対の挟持部と、前記少なくとも一対の挟持部を相互に連結しているフレームと、前記梁状体が有する上向き面に接地され、当該吊下型走行装置の荷重を支える車輪と、駆動源と、を備え、前記挟持部の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ前記梁状体の側面を挟持するローラを備え、少なくとも１つの前記挟持部は、前記ローラとして、前記駆動源によって回転駆動されて前記梁状体の延在方向である進行方向への推進力を与える駆動ローラを備えている吊下型走行装置が提供される。

本発明によれば、梁状体からの吊り下げ状態をより安定的に維持させることが可能である。

第１の実施形態に係る吊下型走行装置の斜視図である。 第１の実施形態に係る吊下型走行装置の平面図である。 第１の実施形態に係る吊下型走行装置の側面図である。 第１の実施形態に係る吊下型走行装置の正面図である。 第１の実施形態に係る吊下型走行装置の間隔調整機構のレバーをレバー係止部から外した状態を示す正面図である。 第１の実施形態に係る吊下型走行装置の使用状態の一例を示す斜視図である。 第２の実施形態に係る吊下型走行装置の斜視図である。 吊下型走行装置が備える車輪の平面配置の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
本実施形態では、各構成要素の位置関係を分かりやすく説明するために、前後左右上下等の方向を規定して説明する場合がある。しかし、これらの方向の規定は便宜的なものであり、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。なお、吊下型走行装置の進行方向を前方、進行方向に対する反対方向を後方とする。また、平面視において、吊下型走行装置の進行方向に対して直交する方向を幅方向という。また、幅方向のうち、進行方向を向いた状態で右側となる方向を右方、進行方向を向いた状態で左側となる方向を左方という。
また本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、一つの構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。

〔第１の実施形態〕
先ず、図１から図７を用いて第１の実施形態を説明する。
本実施形態に係る吊下型走行装置１は、梁状体２８（図６）から吊り下がった状態で、梁状体２８に沿って走行する吊下型走行装置１である。吊下型走行装置１は、梁状体２８の両側面（図６に示される側面２８ａと反対側の側面２８ａ（不図示））を挟持する少なくとも一対の挟持部３と、少なくとも一対の挟持部３を相互に連結しているフレーム２と、梁状体２８が有する上向き面２８ｂに接地され、当該吊下型走行装置１の荷重を支える車輪１１と、駆動源（例えばモータ１０）と、を備えている。挟持部３の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ梁状体２８の側面２８ａを挟持するローラ（例えば、駆動ローラ８及び従動ローラ９）を備えている。そして、少なくとも１つの挟持部３は、ローラとして、駆動源によって回転駆動されて梁状体２８の延在方向である進行方向（図１の矢印Ａ方向）への推進力を与える駆動ローラ８を備えている。
以下、詳細に説明する。

フレーム２は、各種の鋼材等の構造材を相互に組み付けることにより、所望の形状に構成されている。本実施形態の場合、フレーム２は、例えば、図２に示すように平面形状が略Ｈ字状に形成されており、図３に示すように扁平な形状に形成されている。ただし、フレーム２の形状はこの例に限らない。

吊下型走行装置１は、使用状態においては、車輪１１及びローラ（駆動ローラ８及び従動ローラ９）によって当該吊下型走行装置１の荷重が支えられて、橋梁等の高架構造物が有する梁状体２８から吊り下がった状態となる。この状態で、モータ１０の駆動により駆動ローラ８が回転することによって、吊下型走行装置１が梁状体２８に沿って走行する。

なお、モータ１０は駆動ローラ８を一方向にのみ回転させるものであっても良いし、駆動ローラ８を正／逆回転させることが可能なものであっても良い。前者の場合、吊下型走行装置１は、一方向にのみ走行が可能（前進のみ可能）となり、後者の場合、吊下型走行装置１は、前進と後退とが可能となる。また、モータ１０の回転方向が一方向であっても、モータ１０から駆動ローラ８に回転を伝達する伝達機構が、駆動ローラ８の回転方向を正回転と逆回転とに切り替え可能な切り替え機構を含んでいる場合には、吊下型走行装置１を前進と後退とが可能な構成とすることができる。

梁状体２８は、挟持部３によって挟持される一対の側面２８ａと、車輪１１が接地される上向き面２８ｂとを有し、略水平方向に延在するものであれば、特に限定されない。
具体的には、例えば、梁状体２８は、橋梁の下面に沿って延在するＩ桁材であることが挙げられる。

なお、吊下型走行装置１は、フレーム２の下面から下方に突出している複数の（例えば４つの）脚部２７を備えており、保管時等にはこれら脚部２７が接地した状態で自立可能となっている。

より詳細には、吊下型走行装置１は、フレーム２の前部に配置された左右一対の挟持部３（挟持部３ａ及び挟持部３ｂ）と、フレーム２の後部に配置された左右一対の挟持部３（挟持部３ｃ及び挟持部３ｄ）と、の合計４つの挟持部３を備えている。すなわち、吊下型走行装置１は、フレーム２の左前部に設けられた挟持部３ａと、フレーム２の右前部に設けられた挟持部３ｂと、フレーム２の左後部に設けられた挟持部３ｃと、フレーム２の右後部に設けられた挟持部３ｄと、を備えている。
そして、４つの挟持部３の各々が車輪１１を備えている。

フレーム２の上面側には、各挟持部３を幅方向にスライド可能にガイドする複数のガイドレール１２が設けられている。
すなわち、フレーム２の左前部の上面側には、挟持部３ａを左右にガイドするガイドレール１２が、水平に且つ左右に延在するように設けられている。同様に、フレーム２の右前部の上面側には、挟持部３ｂを左右にガイドするガイドレール１２が、水平に且つ左右に延在するように設けられている。本実施形態の場合、挟持部３ａをガイドするガイドレール１２と、挟持部３ｂをガイドするガイドレール１２とは、互いに同一直線上に配置されている。なお、これら２つのガイドレール１２は、幅方向において互いに離間しており、これら２つのガイドレール１２の間には、後述する間隔調整機構のピニオン１５が配置されている。
また、フレーム２の左後部の上面側には挟持部３ｃを左右にガイドするガイドレール１２が、フレーム２の右後部の上面側には挟持部３ｄを左右にガイドするガイドレール１２が、それぞれ水平に且つ左右に延在するように設けられており、これらガイドレール１２は互いに同一直線上に配置されている。また、これら２つのガイドレール１２は、幅方向において互いに離間しており、これら２つのガイドレール１２の間にもピニオン１５が配置されている。

各挟持部３は、フレーム２によって支持されている挟持部ベース４と、挟持部ベース４から起立している支柱部５と、を備えている。
より詳細には、挟持部ベース４は、ガイドレール１２によって保持されることによって、ガイドレール１２を介してフレーム２により支持されている。挟持部ベース４は、ガイドレール１２によって保持されるとともに、左右にスライド可能にガイドレール１２によりガイドされている。つまり、挟持部ベース４は、フレーム２に対して相対的に左右に移動可能である。
なお、支柱部５は挟持部ベース４によって支持されているため、挟持部ベース４と一体となって、フレーム２に対して相対的に左右に移動可能である。
また、フレーム２の幅方向における各ガイドレール１２の終端位置には、ガイドレール１２からの挟持部ベース４の脱落を規制するストッパ１３が、ガイドレール１２よりも上方に起立した状態に設けられている。

挟持部３は、進行方向において相互に離間して配置されている一対のローラ（例えば、駆動ローラ８及び従動ローラ９）と、一対のローラをそれぞれ回転可能に保持している保持部７と、を備えている。なお、各ローラの回転軸は鉛直に配置されている。
保持部７は、進行方向において一対のローラ（駆動ローラ８と従動ローラ９）の間に位置する鉛直な回転軸周りにフレーム２に対して首振り回転可能となっている。

より詳細には、保持部７は、フレーム２に対して左右にスライド移動可能な挟持部ベース４及び支柱部５によって軸支されており、挟持部ベース４及び支柱部５に対して、鉛直な回転軸周りに首振り回転可能となっている。
挟持部ベース４及び支柱部５が保持部７を軸支している軸支部６は、進行方向において一対のローラ（駆動ローラ８と従動ローラ９）の間に位置している。
保持部７は、軸支部６を支点として、図２に示す矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向に回転可能となっている。
ここで、支柱部５の上端部は、フレーム２の幅方向における中央寄りの方向に向けてオーバーハング状態で突出したオーバーハング部となっており、このオーバーハング部と、挟持部ベース４におけるオーバーハング部の直下の部分とにより、保持部７が軸支されている。

より詳細には、保持部７は、一対のローラをそれぞれ回転可能に保持しているローラ保持フレーム７ａと、進行方向におけるローラ保持フレーム７ａの中央部の上に設けられている車輪保持部７ｂと、を備えている（図１において挟持部３ｂの保持部７について付した符号を参照）。
そして、ローラ保持フレーム７ａの下端部と車輪保持部７ｂの上端部とが、挟持部ベース４と支柱部５のオーバーハング部とによって軸支部６において軸支されている。

各挟持部３の保持部７は、ローラ保持フレーム７ａの前端部において、一対のローラのうちの一方を軸支しており、当該ローラ保持フレーム７ａの後端部において、一対のローラのうちの他方を軸支している。
ここで、各挟持部３は、駆動ローラ８と従動ローラ９とを備えている。すなわち、挟持部３が備える一対のローラのうちの一方が駆動ローラ８である。駆動ローラ８は、上述のように、モータ１０により回転駆動されて進行方向への推進力を吊下型走行装置１に与えるローラであり、駆動ローラ８には、モータ１０の駆動軸であるモータ軸１０ａが連結されている。
一方、従動ローラ９は、ローラ保持フレーム７ａに対して空回りするようになっており、吊下型走行装置１が走行する際に梁状体２８の側面２８ａから受ける摩擦抵抗によって回転する。
より詳細には、例えば、４つの挟持部３のうち、前側に位置する挟持部３ａ及び挟持部３ｂについては、ローラ保持フレーム７ａの前端部に従動ローラ９が、ローラ保持フレーム７ａの後端部に駆動ローラ８が、それぞれ設けられている。一方、後側に位置する挟持部３ｃ及び挟持部３ｄについては、ローラ保持フレーム７ａの前端部に駆動ローラ８が、ローラ保持フレーム７ａの後端部に従動ローラ９が、それぞれ設けられている。

従動ローラ９は、下方に向けてテーパー状に縮径している。すなわち、挟持部３が備える一対のローラのうちの他方が、下方に向けてテーパー状に縮径している。

駆動ローラ８は、梁状体２８の側面２８ａに対する摩擦力を十分に大きくできるように、当該駆動ローラ８の周面はゴム等により構成されていることが好ましい。
一方、従動ローラ９は、梁状体２８の側面２８ａに対して上下方向に容易に滑動できるように、硬質樹脂により構成されていることが好ましい。
なお、従動ローラ９の周面を構成する材料のヤング率は、駆動ローラ８の周面を構成する材料のヤング率よりも大きいことが好ましい。

なお、各ローラ（駆動ローラ８及び従動ローラ９）を保持しているローラ保持フレーム７ａが梁状体２８に対して干渉することなく、各ローラが梁状体２８の側面２８ａに対して接触可能となるように、ローラ保持フレーム７ａに対する各ローラの配置が設定されている。

車輪１１は、各挟持部３の保持部７の車輪保持部７ｂによって、回転可能に保持されている。すなわち、各挟持部３の保持部７が、個別の車輪１１を回転可能に保持している。
各車輪１１の回転軸は水平に配置されている。

各車輪１１は、各車輪１１を保持している車輪保持部７ｂを基準として、フレーム２の幅方向における中央寄りに配置されている。更に言えば、各挟持部３において、ローラ保持フレーム７ａよりも車輪１１の方が、フレーム２の幅方向における中央寄りに配置されている。
なお、車輪１１を保持している車輪保持部７ｂは、挟持部ベース４及び支柱部５に対して、鉛直な回転軸周りに首振り回転可能であるため、車輪１１は、駆動ローラ８及び従動ローラ９とともに、鉛直な回転軸周りに首振り回転する。

本実施形態の場合、４つの挟持部３の各々が備える車輪１１が、平面視において正格子状に配置されている（図２、図８（ａ）参照）。

図３に示すように、各挟持部３において、駆動ローラ８の上端８ａの高さ位置は、車輪１１の下端１１ａよりも上方に位置している。
同様に、各挟持部３において、従動ローラ９のテーパー部分（下方に向けて縮径している部分）の上端９ａの高さ位置は、車輪１１の下端１１ａよりも上方に位置している。
また、各挟持部３において、駆動ローラ８の下端８ｂの高さ位置は、車輪１１の下端１１ａよりも下方に位置している。
同様に、各挟持部３において、従動ローラ９のテーパー部分（下方に向けて縮径している部分）の下端９ｂの高さ位置は、車輪１１の下端１１ａよりも下方に位置している。

車輪１１は、例えば、円板状に形成されている。車輪１１の軽量化のため、車輪１１における周縁部と中央部とを除く部位には、図１等に示されるように、当該車輪１１の板面を貫通する開口が形成されていても良い。

また、各挟持部３において、駆動ローラ８を回転駆動させるモータ１０は、駆動ローラ８の上方位置において、ローラ保持フレーム７ａに載置されている。

吊下型走行装置１は、更に、左右一対の挟持部３の対向間隔を調整するための間隔調整機構を備えている。
すなわち、吊下型走行装置１は、挟持部３ａと挟持部３ｂとの対向間隔を調整するための間隔調整機構と、挟持部３ｃと挟持部３ｄとの対向間隔を調整するための間隔調整機構と、を備えている。
間隔調整機構は、平面視において進行方向に対して直交する幅方向に一対の挟持部３をそれぞれ摺動可能にガイドする一対のガイドレール１２を備えて構成されている。

間隔調整機構は、一対の挟持部３のうちの一方の動きを変換して他方に伝達する変換伝達機構を備えている。この変換伝達機構は、一対の挟持部３のうちの一方が他方の側に近づく動きを、他方が一方の側に近づく動きに変換して伝達するとともに、一対の挟持部３のうちの一方が他方から遠ざかる動きを、他方が一方から遠ざかる動きに変換して伝達する。
すなわち、前側に配置された一対の挟持部３ａ、３ｂについて説明すると、変換伝達機構は、図２の矢印Ｄ方向への挟持部３ａの動きを、矢印Ｅ方向への動きに変換して挟持部３ｂに伝達する。また、矢印Ｄ方向に対する反対方向（矢印Ｅ方向）への挟持部３ａの動きを、矢印Ｅ方向に対する反対方向（矢印Ｄ方向）への動きに変換して挟持部３ｂに伝達する。同様に、変換伝達機構は、図２の矢印Ｅ方向への挟持部３ｂの動きを、矢印Ｄ方向への動きに変換して挟持部３ａに伝達する。また、矢印Ｅ方向に対する反対方向への挟持部３ｂの動きを、矢印Ｄ方向に対する反対方向への動きに変換して挟持部３ａに伝達する。

より詳細には、図１及び図２に示すように、変換伝達機構は、挟持部３と一体に設けられたラック１４と、ピニオン１５と、を備えて構成されている。ピニオン１５は、フレーム２によって回転可能に保持されているとともに、ラック１４に対して噛み合っており、挟持部３及びラック１４が幅方向に移動する際に回転する。
ラック１４は、各挟持部３の挟持部ベース４に固定されており、当該ラック１４の長手方向が、幅方向に延在している。
各ラック１４は、当該ラック１４が設けられている挟持部ベース４から、フレーム２の幅方向における中央寄りの方向に向けて延出している。
つまり、挟持部３ｃのラック１４は、挟持部３ｃの挟持部ベース４から右方に向けて延出しており、挟持部３ｄのラック１４は、挟持部３ｃの挟持部ベース４から左方に向けて延出している。ここで、挟持部３ｃのラック１４と挟持部３ｄのラック１４とが干渉しないように、例えば、挟持部３ｃのラック１４は挟持部ベース４の前部に固定されている一方で、挟持部３ｄのラック１４は挟持部ベース４の後部に固定されている。挟持部３ｃのラック１４と挟持部３ｄのラック１４とは、互いの歯列が対向するように配置されている。
同様に、挟持部３ａのラック１４は、挟持部３ａの挟持部ベース４から右方に向けて延出しており、挟持部３ｂのラック１４は、挟持部３ｂの挟持部ベース４から左方に向けて延出している。そして、挟持部３ａのラック１４と挟持部３ｂのラック１４とが干渉しないように、例えば、挟持部３ａのラック１４は挟持部ベース４の前部に固定されている一方で、挟持部３ｂのラック１４は挟持部ベース４の後部に固定されている。挟持部３ａのラック１４と挟持部３ｂのラック１４とは、互いの歯列が対向するように配置されている。

ピニオン１５は、一対のラック１４に対してそれぞれ噛み合っている。
すなわち、挟持部３ａと挟持部３ｂとの対向間隔を調整するための間隔調整機構のラック１４は、挟持部３ａに設けられたラック１４と、挟持部３ｂに設けられたラック１４と、の双方に対して噛み合っている。
また、挟持部３ｃと挟持部３ｄとの対向間隔を調整するための間隔調整機構のラック１４は、挟持部３ｃに設けられたラック１４と、挟持部３ｄに設けられたラック１４と、の双方に対して噛み合っている。
各ピニオン１５は、例えば、フレーム２の幅方向における中央部に配置されており、鉛直な回転軸周りに回転可能なように、フレーム２によって保持されている。

間隔調整機構が上記のように構成されていることによって、左右一対の挟持部３の動作が連動（幅方向において、互いに反対方向に移動）するようになっている。
すなわち、挟持部３ｄがガイドレール１２に沿って右方に移動する際には、挟持部３ｄに設けられたラック１４も右方に移動し、このラック１４と噛み合っているピニオン１５が平面視において反時計回りに回転する。これにより、挟持部３ｃに設けられたラック１４が左方に移動し、従って、挟持部３ｃがガイドレール１２に沿って左方に移動する。
一方、挟持部３ｄがガイドレール１２に沿って左方に移動する際には、挟持部３ｄに設けられたラック１４も左方に移動し、このラック１４と噛み合っているピニオン１５が平面視において時計回りに回転する。これにより、挟持部３ｃに設けられたラック１４が右方に移動し、従って、挟持部３ｃがガイドレール１２に沿って右方に移動する。
挟持部３ａと挟持部３ｂについても、挟持部３ｃと挟持部３ｄの関係と同様に、互いに連動する。

なお、間隔調整機構は、ピニオン１５に対する一対のラック１４の噛み合い状態を維持させるために、一対のラック１４が進行方向において互いに離間してしまうことを規制する離間規制機構を備えている。
この離間規制機構は、例えば、連結バー１６と、連結バー１６の両端にそれぞれ設けられた一対のガイドローラ１７と、を備えて構成されている。
連結バー１６は、例えば、進行方向に延在する板状部材であり、間隔調整機構の一対のラック１４の上面間に架け渡されており、且つ、当該連結バー１６の長手方向における中央部に、間隔調整機構のピニオン１５の回転軸の上端が設けられている。
一対のガイドローラ１７の各々は、鉛直な回転軸周りに回転可能に、連結バー１６の端部と、フレーム２との間において、それぞれ軸支されている。
離間規制機構の一対のガイドローラ１７のうち、前側のガイドローラ１７の周面は、間隔調整機構の一対のラック１４のうち前側のラック１４の前面に接しており、後側のガイドローラ１７の周面は、間隔調整機構の一対のラック１４のうち後側のラック１４の後面に接している。
これにより、離間規制機構によって、間隔調整機構の一対のラック１４が進行方向において互いに離間してしまうことが規制され、その結果、ピニオン１５に対する一対のラック１４の噛み合い状態が維持されるようになっている。
なお、ラック１４が左右に移動する際、当該ラック１４に当接しているガイドローラ１７が定位置で回転する。

また、間隔調整機構は、左右一対の挟持部３を相互に近づく方向に弾性的に付勢可能な付勢部を備えている。
本実施形態の場合、付勢部は、シリンダ１９とピストンロッド２０とを有する伸縮式のシリンダダンパ１８である。シリンダダンパ１８は、ピストンロッド２０がシリンダ１９に対してより深く入り込む際に抵抗を与えるように構成されている。
そして、間隔調整機構は、シリンダダンパ１８と連結されているとともにシリンダダンパ１８を縮める方向及びその反対方向に揺動可能なレバー２１と、レバー２１によりシリンダダンパ１８を縮めた状態でレバー２１が係止可能なレバー係止部２６と、を更に備えている。

図５に示すように、レバー２１の一端部は、レバー軸支部２２においてフレーム２に対して軸支されており、レバー２１は、レバー軸支部２２を支点として揺動可能となっている。レバー２１の回転軸（揺動軸）は、水平方向且つ前後方向に延在している。
シリンダダンパ１８の一端部は、ダンパ軸支部２３においてレバー２１に対して軸支されている。ダンパ軸支部２３は、レバー２１の長手方向における中央部よりもレバー軸支部２２の近くに位置していることが好ましい。

ここで、前後二対の挟持部３のうち、前側に配置されている挟持部３ａ、３ｂの間隔を調整するための間隔調整機構に関して説明すると、一対のラック１４のうち、前側に位置するラック１４の先端部には、連結部２４が固定されている。連結部２４は、例えば、上下に長尺な板状部材であり、ラック１４の先端部から下方に垂下している。
一方、前後二対の挟持部３のうち、後側に配置されている挟持部３ａ、３ｂの間隔を調整するための間隔調整機構に関して説明すると、一対のラック１４のうち後側に位置するラック１４の先端部に連結部２４が固定されている。

シリンダダンパ１８の他端部は、ダンパ軸支部２５において、連結部２４の下端部に対して軸支されている。
ダンパ軸支部２３及びダンパ軸支部２５におけるシリンダダンパ１８の回転軸は、レバー軸支部２２におけるレバー２１の回転軸に対して平行となっている。
また、レバー係止部２６は、レバー２１の軌跡が形成する円に対して直交するようにフレーム２から突出して設けられており、レバー２１は、レバー係止部２６に対して係脱自在となっている。

図５はレバー２１をレバー係止部２６から外した状態の正面図である。
一方、図４はレバー２１をレバー係止部２６に対して係止した状態の正面図である。

なお、吊下型走行装置１は、例えば、平面視において、前後対称且つ左右対称に形成されていることが好ましい。
フレーム２には、吊下型走行装置１の用途に応じた各種の搭載物２９（図３）を搭載することができる。一例として、吊下型走行装置１は、橋梁の劣化診断に用いることができ、その場合、搭載物２９には、カメラ等が含まれる。
搭載物２９は、図３に示すように、フレーム２の下面側に配置されても良いし、フレーム２の上面側に配置されても良い。または、搭載物２９は、フレーム２よりも側方に突出する状態で、フレーム２によって保持されても良い。

吊下型走行装置１は、各挟持部３のモータ１０の動作制御を行うための図示しない制御部を備えている。各挟持部３のモータ１０が制御部によって同期制御されることによって、各挟持部３の駆動ローラ８が同期して回転し、吊下型走行装置１が前進することができる。
なお、制御部は、例えば、搭載物２９とともにフレーム２に搭載することができる。

次に、動作を説明する。

図６に示すように、吊下型走行装置１は、梁状体２８から吊り下がった状態で、梁状体２８に沿って走行することができる。梁状体２８は、例えば、橋梁の下面側に設けられたＩ桁材であり、下端部２８１がフランジ状に形成されている。吊下型走行装置１は、このフランジ状の下端部２８１の両方の側面２８ａを左右の挟持部３のローラ（駆動ローラ８及び従動ローラ９）によって挟持し、且つ、フランジ状の下端部２８１の上面である上向き面２８ｂに車輪１１が接地されることによって、梁状体２８から吊り下がった状態となる。

吊下型走行装置１が梁状体２８から吊り下がった状態とするためには、先ず、各間隔調整機構のレバー２１をレバー係止部２６から外した状態（図５参照）で、各車輪１１及び各ローラ（駆動ローラ８、従動ローラ９）を、それぞれ対応する側面２８ａ及び上向き面２８ｂに対して位置合わせする。
なお、この状態では、左右の車輪１１の対向間隔が、フランジ状の下端部２８１の左右幅よりも広くなるように、吊下型走行装置１が構成されているものとする。

次に、各間隔調整機構のレバー２１をレバー係止部２６に対して係止させることによって、左右の車輪１１の対向間隔を、フランジ状の下端部２８１の左右幅よりも狭める。
これにより、左右の挟持部３のローラ（駆動ローラ８及び従動ローラ９）によって、フランジ状の下端部２８１の左右の側面２８ａが挟持されるとともに、フランジ状の下端部２８１の上面である上向き面２８ｂに各車輪１１が接地され、吊下型走行装置１が梁状体２８から吊り下がった状態となる。
ここで、レバー２１をレバー係止部２６に対して係止させる際に、レバー２１によってシリンダダンパ１８が圧縮されて縮む。このため、シリンダダンパ１８の付勢力によって、各駆動ローラ８及び各従動ローラ９が梁状体２８の側面２８ａに対して密着する。

ここで、当該梁状体２８の長手方向において間欠的に、垂直補剛材３０や上面構造物３１が設けられている。
垂直補剛材３０は、上向き面２８ｂから起立した板状部材であり、車輪１１は垂直補剛材３０を通り抜けることができない。このため、車輪１１は、上向き面２８ｂにおいて、垂直補剛材３０よりも幅方向における端部側の部分（図６に示される余白部２８ｄ）に載置されるものとする。
また、上面構造物３１は、上向き面２８ｂに沿って配置された板状部材であり、ボルト等によって、フランジ状の下端部２８１に固定されている。車輪１１は、上面構造物３１を乗り越えることは可能であるが、上面構造物３１を避けて走行することが好ましい。このため、車輪１１は、上向き面２８ｂにおいて、上面構造物３１よりも幅方向における端部側の部分（図６に示される余白部２８ｃ）に載置されることが好ましい。

吊下型走行装置１が梁状体２８から吊り下がった状態で、各挟持部３のモータ１０が駆動し、各駆動ローラ８が回転することによって、吊下型走行装置１が梁状体２８に沿って前進する。すなわち、進行方向右側の２つの駆動ローラ８は、それぞれ平面視において反時計回りに回転し、進行方向左側の２つの駆動ローラ８は、それぞれ平面視において時計回りに回転することにより、吊下型走行装置１が前進することができる。
この際に、各挟持部３の車輪１１が上向き面２８ｂに接地されていて、それぞれ吊下型走行装置１の荷重を支えるため、梁状体２８からの吊下型走行装置１の吊り下げ状態を安定的に維持することが可能である。
なお、４つの車輪１１によって支えられる荷重は、吊下型走行装置１及び搭載物２９の全荷重のうち、駆動ローラ８及び従動ローラ９と側面２８ａとの摩擦抵抗を差し引いた残りの荷重であり、この荷重を４つの車輪１１で分担して支えることとなる。

ここで、梁状体２８のフランジ状の下端部２８１の幅寸法は、必ずしも一定ではなく、部分的に広がったり狭まったりする場合がある。
このような事情に対し、本実施形態では、保持部７は、進行方向において一対のローラ（駆動ローラ８、従動ローラ９）の間に位置する鉛直な回転軸周りにフレーム２に対して回転可能となっている。このため、下端部２８１の幅の変化に応じてフレーム２が首振り回転することにより、各ローラが常に側面２８ａに対して密着した状態を維持することができる。

更に、吊下型走行装置１は、一対の挟持部３の対向間隔を調整するための間隔調整機構を有するため、下端部２８１の幅の変化に応じて、一対の挟持部３の対向間隔が自動的に調整される。よって、各ローラが常に側面２８ａに対して密着した状態を維持することができる。
特に、間隔調整機構は、一対の挟持部３を相互に離間する方向に弾性的に付勢可能な付勢部であるシリンダダンパ１８を備えている。よって、シリンダダンパ１８による付勢によって、常に駆動ローラ８及び従動ローラ９が側面２８ａに対して密着した状態を維持することができる。

また、上向き面２８ｂは、必ずしも平坦では無く、部分的に隆起している場合（ゴミが載っている場合も含まれる）がある。また、車輪１１が上記の上面構造物３１に乗り上げて走行する必要がある場合もあり得る。すなわち、車輪１１が上向き面２８ｂの段差や隆起に乗り上げて走行する場合がある。
ここで、挟持部３が備える前後一対のローラのうちの片方が、下方に向けてテーパー状に縮径している従動ローラ９であるため、当該従動ローラ９と側面２８ａとの摩擦抵抗は、従動ローラ９が円筒状の場合よりも低減されている。
このため、車輪１１が段差や隆起に乗り上げたり、段差や隆起から降りる際に、従動ローラ９と側面２８ａとの間に生じる上下方向の摩擦抵抗を低減できる。よって、車輪１１が段差や隆起に乗り上げたり段差や隆起から降りる際の動作をスムーズにすることができる。

以上のような実施形態によれば、吊下型走行装置１は、梁状体２８の両方の側面２８ａを挟持する少なくとも一対の挟持部３と、梁状体２８が有する上向き面２８ｂに接地されて当該吊下型走行装置１の荷重を支える車輪１１とを備え、挟持部３の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ梁状体２８の側面２８ａを挟持するローラを備えている。
よって、梁状体２８からの吊下型走行装置１の吊り下げ状態を安定的に維持させることが可能である。

〔第２の実施形態〕
次に、図７を用いて第２の実施形態を説明する。
本実施形態に係る吊下型走行装置１は、左右一対の吊下型走行部５０と、これら吊下型走行部５０を相互に連結している連結部材３２と、を備えている。
各吊下型走行部５０は、上記の第１の実施形態における吊下型走行装置１と同様に構成されており、それぞれ対応する梁状体２８から吊り下がった状態で、対応する梁状体２８に沿って走行可能である。
本実施形態の場合も、各吊下型走行部５０の各モータ１０を同期制御することにより、左右の吊下型走行部５０を、互いに足並みを揃えて走行させることができる。
本実施形態の場合、連結部材３２に搭載物２９を搭載することができるが、必要に応じて、各吊下型走行部５０のフレーム２にも搭載物２９を搭載しても良い。

以上、図面を参照して各実施形態を説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

例えば、上記の第１の実施形態では、各挟持部３が駆動ローラ８を備える例を説明したが、少なくとも１つ以上の挟持部３が駆動ローラ８を備えていることにより、吊下型走行装置１が走行することが可能となる。

例えば、上記の第１の実施形態では、４つの挟持部３の各々が備える車輪１１が、平面視において正格子状に配置されている例（図２、図８（ａ））を説明したが、本発明は、この例に限らない。
例えば、図８（ｂ）に示すように、４つの挟持部３の各々が備える車輪１１が、平面視において千鳥格子状に配置されていても良い。

なお、図８（ｂ）のように車輪１１が千鳥格子状に配置されている場合、左右一対の挟持部３に対して設けられた一対のガイドレール１２は、前後方向において互いにズレた位置に配置することができる。そして、ピニオン１５を十分に大径に形成することによって、左右一対の挟持部３に対してそれぞれ設けられた一対のラック１４に対してそれぞれピニオン１５を噛み合わせることができる。或いは、一対のラック１４の間に、３つ以上の奇数個のピニオン１５を配置し、一方のラック１４から他方のラック１４に対して、３つ以上のピニオン１５を順次に介して回転力を伝達するようにしても良い。
或いは、図８（ｂ）のように車輪１１が千鳥格子状に配置されている場合に、左右一対の挟持部３に対して設けられた一対のガイドレール１２を、平面視において左右一対の挟持部３の軸支部６を結ぶ直線上に配置しても良い。この場合、左右一対の挟持部３が備える４つのローラ（２つずつの駆動ローラ８及び従動ローラ９）が、平面視において平行四辺形の各頂点に配置される。

また、各挟持部３が前後一対のローラ（例えば駆動ローラ８及び従動ローラ９）を備えている例を説明したが、各挟持部３は、１つ以上のローラを備えていれば良い。
また、各挟持部３が車輪１１を備えている例を説明したが、複数の挟持部３の中には、車輪１１を備えていない挟持部３が含まれていても良い。

また、挟持部３が１つずつの車輪１１を備えている例を説明したが、挟持部３が前後に離間して２つ以上の車輪１１を備えていても良い。例えば、挟持部３が１つのローラを備えている場合に、このローラの前方と後方とにそれぞれ１つずつの車輪１１が配置されていることによっても、ローラと車輪１１との干渉を回避しつつ、これら車輪１１によって好適に吊下型走行装置１の荷重を支えることができる。

本実施形態は以下の技術思想を包含する。
（１）梁状体から吊り下がった状態で、前記梁状体に沿って走行する吊下型走行装置であって、前記梁状体の両側面を挟持する少なくとも一対の挟持部と、前記少なくとも一対の挟持部を相互に連結しているフレームと、前記梁状体が有する上向き面に接地され、当該吊下型走行装置の荷重を支える車輪と、駆動源と、を備え、前記挟持部の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ前記梁状体の側面を挟持するローラを備え、少なくとも１つの前記挟持部は、前記ローラとして、前記駆動源によって回転駆動されて前記梁状体の延在方向である進行方向への推進力を与える駆動ローラを備えている吊下型走行装置。
（２）前記挟持部は、前記進行方向において相互に離間して配置されている一対の前記ローラと、前記一対のローラをそれぞれ回転可能に保持している保持部と、を備え、前記保持部は、前記進行方向において前記一対のローラの間に位置する鉛直な回転軸周りに前記フレームに対して回転可能となっている（１）に記載の吊下型走行装置。
（３）前記挟持部が備える前記一対のローラのうちの一方が前記駆動ローラである（２）に記載の吊下型走行装置。
（４）前記挟持部が備える前記一対のローラのうちの他方が、下方に向けてテーパー状に縮径している（３）に記載の吊下型走行装置。
（５）各挟持部の前記保持部が、個別の前記車輪を回転可能に保持している（１）から（４）のいずれか一項に記載の吊下型走行装置。
（６）前記一対の挟持部の対向間隔を調整するための間隔調整機構を備え、前記間隔調整機構は、平面視において前記進行方向に対して直交する幅方向に前記一対の挟持部をそれぞれ摺動可能にガイドする一対のガイドレールを備えて構成されている（１）から（５）のいずれか一項に記載の吊下型走行装置。
（７）前記間隔調整機構は、前記一対の挟持部のうちの一方の動きを変換して他方に伝達する変換伝達機構を備え、前記変換伝達機構は、前記一対の挟持部のうちの一方が他方の側に近づく動きを、他方が一方の側に近づく動きに変換して伝達するとともに、前記一対の挟持部のうちの一方が他方から遠ざかる動きを、他方が一方から遠ざかる動きに変換して伝達する（６）に記載の吊下型走行装置。
（８）前記間隔調整機構は、前記一対の挟持部を相互に近づく方向に弾性的に付勢可能な付勢部を備えている（６）又は（７）に記載の吊下型走行装置。
（９）前記付勢部は、シリンダとピストンロッドとを有する伸縮式のシリンダダンパであり、前記間隔調整機構は、前記シリンダダンパと連結されているとともに前記シリンダダンパを縮める方向及びその反対方向に揺動可能なレバーと、前記レバーにより前記シリンダダンパを縮めた状態で前記レバーが係止可能なレバー係止部と、を更に備えている（８）に記載の吊下型走行装置。
（１０）前記フレームの前部に配置された一対の前記挟持部と、前記フレームの後部に配置された一対の前記挟持部と、の合計４つの前記挟持部を備え、４つの前記挟持部の各々が前記車輪を備えている（１）から（９）のいずれか一項に記載の吊下型走行装置。
（１１）４つの前記挟持部の各々が備える前記車輪が、平面視において正格子状に配置されている（１０）に記載の吊下型走行装置。
（１２）４つの前記挟持部の各々が備える前記車輪が、平面視において千鳥格子状に配置されている（１０）に記載の吊下型走行装置。

１ 吊下型走行装置
２ フレーム
３ 挟持部
４ 挟持部ベース
５ 支柱部
６ 軸支部
７ 保持部
７ａ ローラ保持フレーム
７ｂ 車輪保持部
８ 駆動ローラ（ローラ）
８ａ 上端
８ｂ 下端
９ 従動ローラ（ローラ）
９ａ 上端
９ｂ 下端
１０ モータ（駆動源）
１０ａ モータ軸
１１ 車輪
１１ａ 下端
１２ ガイドレール
１３ ストッパ
１４ ラック
１５ ピニオン
１６ 連結バー
１７ ガイドローラ
１８ シリンダダンパ
１９ シリンダ
２０ ピストンロッド
２１ レバー
２２ レバー軸支部
２３、２５ ダンパ軸支部
２４ 連結部
２６ レバー係止部
２７ 脚部
２８ 梁状体
２８ａ 側面
２８ｂ 上向き面
２８ｃ 余白部
２８ｄ 余白部
２９ 搭載物
３０ 垂直補剛材
３１ 上面構造物
３２ 連結部材

Claims (12)

1. 梁状体から吊り下がった状態で、前記梁状体に沿って走行する吊下型走行装置であって、
   前記梁状体の両側面を挟持する少なくとも一対の挟持部と、
   前記少なくとも一対の挟持部を相互に連結しているフレームと、
   前記梁状体が有する上向き面に接地され、当該吊下型走行装置の荷重を支える車輪と、
   駆動源と、
   を備え、
   前記挟持部の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ前記梁状体の側面を挟持するローラを備え、
   少なくとも１つの前記挟持部は、前記ローラとして、前記駆動源によって回転駆動されて前記梁状体の延在方向である進行方向への推進力を与える駆動ローラを備えており、
   前記挟持部は、
   前記進行方向において相互に離間して配置されている一対の前記ローラと、
   前記一対のローラをそれぞれ回転可能に保持している保持部と、
   を備え、
   前記保持部は、前記進行方向において前記一対のローラの間に位置する鉛直な回転軸周りに前記フレームに対して回転可能となっており、
   各挟持部の前記保持部が、個別の前記車輪を回転可能に保持している吊下型走行装置。
2. 前記一対の挟持部の対向間隔を調整するための間隔調整機構を備え、
   前記間隔調整機構は、平面視において前記進行方向に対して直交する幅方向に前記一対の挟持部をそれぞれ摺動可能にガイドする一対のガイドレールを備えて構成されている請求項１に記載の吊下型走行装置。
3. 梁状体から吊り下がった状態で、前記梁状体に沿って走行する吊下型走行装置であって、
   前記梁状体の両側面を挟持する少なくとも一対の挟持部と、
   前記少なくとも一対の挟持部を相互に連結しているフレームと、
   前記梁状体が有する上向き面に接地され、当該吊下型走行装置の荷重を支える車輪と、
   駆動源と、
   を備え、
   前記挟持部の各々が、鉛直な回転軸周りに回転可能で且つ前記梁状体の側面を挟持するローラを備え、
   少なくとも１つの前記挟持部は、前記ローラとして、前記駆動源によって回転駆動されて前記梁状体の延在方向である進行方向への推進力を与える駆動ローラを備えており、
   前記一対の挟持部の対向間隔を調整するための間隔調整機構を備え、
   前記間隔調整機構は、平面視において前記進行方向に対して直交する幅方向に前記一対の挟持部をそれぞれ摺動可能にガイドする一対のガイドレールを備えて構成されている吊下型走行装置。
4. 前記間隔調整機構は、
   前記一対の挟持部のうちの一方の動きを変換して他方に伝達する変換伝達機構を備え、
   前記変換伝達機構は、前記一対の挟持部のうちの一方が他方の側に近づく動きを、他方が一方の側に近づく動きに変換して伝達するとともに、前記一対の挟持部のうちの一方が他方から遠ざかる動きを、他方が一方から遠ざかる動きに変換して伝達する請求項３に記載の吊下型走行装置。
5. 前記間隔調整機構は、前記一対の挟持部を相互に近づく方向に弾性的に付勢可能な付勢部を備えている請求項３又は４に記載の吊下型走行装置。
6. 前記付勢部は、シリンダとピストンロッドとを有する伸縮式のシリンダダンパであり、
   前記間隔調整機構は、
   前記シリンダダンパと連結されているとともに前記シリンダダンパを縮める方向及びその反対方向に揺動可能なレバーと、
   前記レバーにより前記シリンダダンパを縮めた状態で前記レバーが係止可能なレバー係止部と、
   を更に備えている請求項５に記載の吊下型走行装置。
7. 前記挟持部は、
   前記進行方向において相互に離間して配置されている一対の前記ローラと、
   前記一対のローラをそれぞれ回転可能に保持している保持部と、
   を備え、
   前記保持部は、前記進行方向において前記一対のローラの間に位置する鉛直な回転軸周りに前記フレームに対して回転可能となっている請求項３から６のいずれか一項に記載の吊下型走行装置。
8. 前記挟持部が備える前記一対のローラのうちの一方が前記駆動ローラである請求項１、２又は７に記載の吊下型走行装置。
9. 前記挟持部が備える前記一対のローラのうちの他方が、下方に向けてテーパー状に縮径している請求項８に記載の吊下型走行装置。
10. 前記フレームの前部に配置された一対の前記挟持部と、前記フレームの後部に配置された一対の前記挟持部と、の合計４つの前記挟持部を備え、
    ４つの前記挟持部の各々が前記車輪を備えている請求項１から９のいずれか一項に記載の吊下型走行装置。
11. ４つの前記挟持部の各々が備える前記車輪が、平面視において正格子状に配置されている請求項１０に記載の吊下型走行装置。
12. ４つの前記挟持部の各々が備える前記車輪が、平面視において千鳥格子状に配置されている請求項１０に記載の吊下型走行装置。

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