JP6605932B2 - マーキング作業用自走装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、建築物の建材に対して自走し、他の建材と接合すべき位置に達したときに、この位置にマークをつけるためのマーキング作業に用いられるマーキング作業用自走装置に関する。マーキング作業用自走装置は、Ｈ型鋼や溝型鋼等の建材を含む各種の作業対象物にマーキング作業を行うために利用されるものである。

従来、自走装置と、マーキング装置とを備えるマーキング作業用自走装置が知られている（特許文献１参照）。
自走装置は、駆動モータと、前部側の駆動輪と、後部側の従動輪と、制御部とを備えている。自走装置は、制御部により駆動モータを制御しながら駆動輪を駆動することで、Ｈ型鋼の長手方向に沿って走行する構成とされている。
マーキング装置は、石筆を保持する保持手段と、保持手段をＨ型鋼の幅方向に往復動する往復動手段とを備えている。
このマーキング作業用自走装置では、Ｈ型鋼に載置セットされて作動開始すると、制御部による制御に基づいて次の動作を行う。先ず自走装置によりＨ型鋼の長手方向に沿って所定位置まで自走して停止する。停止後、往復動手段によって保持手段を往動または復動して石筆をＨ型鋼の幅方向に移動することで、Ｈ型鋼に直線状のマークのマーキング作業を行う。そして、再び自走装置により次の所定位置まで自走して停止し、マーキング装置により次の直線状のマークのマーキング作業を行う。この動作を所定回数だけ繰り返し、作業を終了する。

特開２０１３−１４１７１２号公報

ところで、特許文献１に記載のマーキング作業用自走装置では、自走装置による自走の停止後、マーキング装置の往復動手段によって石筆をＨ型鋼の幅方向に移動するだけである。このため、直線状のマークのマーキング作業を行うことしかできず、記号・符号・文字・しるし・標章・図案等の各種マークのマーキング作業を行うことが困難である。

本発明の目的は、記号・符号・文字・しるし・標章・図案等の各種マークのマーキング作業を行うことができるマーキング作業用自走装置を提供することにある。

本発明のマーキング作業用自走装置は、マーキング作業対象物の長手方向に沿って自走する自走装置と、前記自走装置に設けられるマーキング装置と、前記マーキング装置の作動を制御する制御装置とを備え、前記マーキング装置は、前記自走装置の自走方向に交差する交差方向におけるマーキング作業対象物の任意位置に印刷する構成とされ、前記制御装置は、前記自走装置の自走位置に応じて前記マーキング装置によるマークの印刷を制御する構成とされることを特徴とする。

本発明のマーキング作業用自走装置によれば、自走装置の自走方向に交差する交差方向におけるマーキング作業対象物の任意位置に印刷するマーキング装置と、自走装置の自走位置に応じてマーキング装置によるマークの印刷を制御する制御装置とを備えるため、自走装置の自走においてマーキング装置によるマーク印刷を行える。これにより、マーキング作業対象物に対し、直線状のマークに限らず、曲線状のマークや、記号・符号・文字・しるし・標章・図案等の各種マークのマーキング作業を行うことができる。

本発明のマーキング作業用自走装置では、前記マーキング装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを前記交差方向に往復動する往復動機構とを備えることが好ましい。
このような構成によれば、往復動機構によってインクジェットヘッドを自走装置の自走方向に交差する交差方向における任意位置まで移動でき、当該移動と自走装置の自走とによって各種マークのマーキング作業を行うことができる。

本発明のマーキング作業用自走装置では、前記自走装置が前記マーキング作業対象物に載置セットされた状態で、前記インクジェットヘッドのインク吐出面から前記マーキング作業対象物の印刷面までの距離が３ｍｍ以上とされることが好ましい。
このような構成によれば、インク吐出面からマーキング作業対象物の印刷面までの距離を３ｍｍ以上とされるため、マーキング作業対象物の印刷面から突出するスパッタ（ガス溶接、アーク溶接時に飛散する粒子。）等の異物がインク吐出面に干渉するおそれを低減できる。

本発明のマーキング作業用自走装置では、前記交差方向における一方側に配置される第一ガイド部および第一脚部と、前記交差方向における他方側に配置される第二ガイド部および第二脚部とを備え、前記第一ガイド部および前記第二ガイド部は、前記自走装置を前記マーキング作業対象物に載置セットした状態で前記マーキング作業対象物を挟んで配置され、前記第一脚部は、前記第一ガイド部よりも前記交差方向における一方外側に配置され、前記第二脚部は、前記第二ガイド部よりも前記交差方向における他方外側に配置されることが好ましい。
このような構成によれば、自動装置の自走方向に交差する交差方向におけるマーキング作業対象物を挟める位置の両側に第一ガイド部および第二ガイド部が配置されるため、第一ガイド部および第二ガイド部によってマーキング作業用自走装置をマーキング作業対象物の長手方向に沿ってガイドできる。さらに、自走装置をマーキング作業対象物に載置セットした状態では、第一脚部および第二脚部は、前記交差方向において第一ガイド部および第二ガイド部よりも外側に配置されるため、取り外しや収納などしなくても、そのままの状態でマーキング作業対象物に干渉することがない。
また、マーキング作業用自走装置をマーキング作業対象物ではなく、地面やテーブル等の他の箇所に載置する場合には、第一脚部および第二脚部だけを地面やテーブル等に当接でき、第一ガイド部および第二ガイド部が地面やテーブル等に干渉することがない。このため、マーキング作業用自走装置を地面やテーブル等に安定した状態で載置でき、マーキング作業用自走装置の転倒等のおそれを低減できる。
なお、第一脚部および第二脚部は、自走装置に対して取り外しや収納ができないように固定されていてもよいが、これに限られず、取り外しや収納ができるように取り付けられていてもよい。

本発明のマーキング作業用自走装置では、前記第一ガイド部と前記第二ガイド部との間隔を調整する調整機構を備え、前記第一脚部は、前記調整機構によって最大の間隔に調整した状態における前記第一ガイド部よりも前記交差方向における一方外側に配置され、前記第二脚部は、前記調整機構によって最大の間隔に調整した状態における前記第二ガイド部よりも前記交差方向における他方外側に配置されることが好ましい。
このような構成によれば、調整機構によって第一ガイド部と第二ガイド部との間隔を最大の間隔に調整した状態でも、第一脚部および第二脚部は、第一ガイド部および第二ガイド部よりも前記交差方向外側に位置する。このため、調整機構によって第一ガイド部と第二ガイド部との間隔をどのように調整しても、第一脚部および第二脚部が第一ガイド部および第二ガイド部よりも前記交差方向内側に位置することがなく、自走装置をマーキング作業対象物に載置しても、第一脚部および第二脚部が当該マーキング作業対象物に干渉することがない。

本発明によれば、記号・符号・文字・しるし・標章・図案等の各種マークのマーキング作業を行うことができるマーキング作業用自走装置を提供できる。

本発明の実施形態に係るマーキング作業用自走装置の前面側を示す斜視図。 前記実施形態に係るマーキング作業用自走装置の後面側を示す斜視図。 前記実施形態に係るマーキング作業用自走装置の下面側を示す斜視図。 前記実施形態に係るマーキング作業用自走装置のマーキング装置を示す前面図。 前記実施形態に係るマーキング装置のインクジェットヘッド部を示す説明図。 前記実施形態に係るマーキング装置の動作を示す平面図。

［本実施形態の構成］
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜３において、本実施形態に係るマーキング作業用自走装置１は、建築物の建材であるＨ型鋼Ｗ（マーキング作業対象物）に、直線状・曲線状のマークや、記号・符号・文字・しるし・標章・図案等の各種マークＭ（図６参照）をマーキングするものである。
マーキング作業用自走装置１は、自走装置１０と、マーキング装置３０と、ガイド機構５０と、走行距離測定装置８０と、制御装置９０（電源制御装置）とを備えている。

自走装置１０は、Ｈ型鋼Ｗの長手方向に沿って自走方向Ｘに自走するものであり、自走装置本体１１と、自走装置本体１１に着脱可能に被せられているカバー部材２１とを有している。

カバー部材２１には、図１（Ａ）および図２（Ａ）に示すように、液晶による表示画面２２と、電源スイッチやスタートボタン、緊急停止ボタンを含む各種操作用の操作部２３とが設けられている。また、カバー部材２１は、当該カバー部材２１に形成されている窓孔２４を開閉するための蓋部材２５も設けられている。

自走装置本体１１の内部には、図１〜３に示すように、バッテリが配置されている電源部１２と、前述した制御装置９０と、駆動輪１３（図３参照）にカップリングを介して接続されている駆動モータ１４とが収納されている。

自走装置本体１１には、図３に示すように、自走方向Ｘに直交する左右方向Ｙの寸法が大きい幅広となっている駆動輪１３の下部を自走装置本体１１の下側に露出させるための孔が形成されているとともに、自走装置本体１１の下面には、駆動輪１３と同様の幅広となっている従動輪１７が配置されている。自走装置本体１１の内部には、駆動輪１３を覆うためのカバー１８が配置されている（図２（Ｂ）参照）。

自走装置本体１１には、カード式記録媒体（図示省略）を挿入するための挿入口１９が電源部１２の隣に配設されている（図２（Ａ）参照）。
カード式記録媒体には、マーキング作業対象物となっているＨ型鋼Ｗについての設計データであるＣＡＤデータから、このＨ型鋼Ｗにマーキング作業を行ううえで必要とされる各種のデータが取り出されて記録されている。
カード式記録媒体が挿入口１９に挿入されることにより、これらのデータが制御装置９０の記録部に記録され、そして、操作部２３が操作されることにより、制御装置９０が、これらのデータと、制御装置９０の記録部に記録されている作業順序等に関するプログラムを含むデータと、自走装置１０の走行距離を測定するための走行距離測定装置８０等からの入力信号とに基づき、駆動モータ１４、後述する電動モータ３３１やインクジェットヘッド３４を制御するようになっている。

自走装置１０は、Ｈ型鋼Ｗについて予め作成されているＣＡＤデータを直接利用して、Ｈ型鋼Ｗにマーキング作業を行えるものになっており、前述したＨ型鋼Ｗにマーキング作業を行ううえで必要とされる各種のデータのなかには、Ｈ型鋼Ｗにおける他の建材との接合位置に関するデータや、Ｈ型鋼Ｗにおけるマーキング作業を行うべき位置に関するデータと、Ｈ型鋼の全長に関するデータとが含まれている。

表示画面２２に表示される事項には、挿入口１９に挿入されたカード式記録媒体に記録されているＨ型鋼Ｗの種類等に関するデータを含む各種の情報が含まれている。
カバー部材２１の窓孔２４の位置は、電源部１２と挿入口１９が配置されている位置と一致している。このため、カバー部材２１を自走装置本体１１から取り外すことなく、蓋部材２５を開けるだけで、電源部１２へのバッテリのセット作業および電源部１２からのバッテリの取り出し作業と、挿入口１９へのカード式記録媒体の挿入作業および挿入口１９からのカード式記録媒体の抜き取り作業を行える。

自走装置本体１１の内部の前部には、前部センサ１１１が配置され、自走装置本体１１の後部には、後部センサ１１２が配置されている。各センサ１１１，１１２は、発光部と受光部とからなる光学式センサであり、各センサ１１１，１１２の発光部から出射したビーム光が自走装置本体１１の底部からＨ型鋼Ｗに向かって進行し、Ｈ型鋼Ｗで反射したビーム光が各センサ１１１，１１２の受光部に入射するようになっている。

マーキング装置３０は、Ｈ型鋼ＷにマークＭを印刷するためのものであり、自走装置本体１１の前面部に設けられている。マーキング装置３０は、図１〜３に示すように、アルミ製の枠体３１と、枠体３１を覆っているカバー部材３２と、枠体３１に取り付けられている往復動機構３３と、往復動機構３３に取り付けられているインクジェットヘッド３４とを備えている。

枠体３１は、図１（Ｂ）に示すように、矩形板状の取付部材３１１と、取付部材３１１の左右方向Ｙにおける両端下部から前方に突出した側枠３１２，３１３と、側枠３１２，３１３の前端部に取り付けられている前枠３１４とを備える。
取付部材３１１および前枠３１４の左右方向Ｙにおける両端側には、後述するインク吐出面に対するカバープレート３１５，３１６が取り付けられている。カバープレート３１５，３１６は、上面に吸水シートが設けられており、インクジェットヘッド３４がカバープレート３１５またはカバープレート３１６の上方に配置した際に、インクのパージ受けとして機能する。
また、取付部材３１１の左右方向Ｙにおける両端上部と前枠３１４の左右方向Ｙにおける両端部とには、補強枠３１７，３１８が取り付けられている。取付部材３１１、側枠３１２，３１３および前枠３１４は、開口３１０を形成している。
前枠３１４には、後述するインクカートリッジの交換時にマーキング作業用自走装置１の前部が押し下げられて傾くことを抑制するためのサポートローラ３１９が取り付けられている。

カバー部材３２は、自走装置１０のカバー部材２１の前面部に取り付けられているカバー本体３２１と、カバー本体３２１に開閉可能に取り付けられている蓋部材３２２とを備えている。カバー本体３２１は、開口３１０を除いて枠体３１を覆って配置されている。

往復動機構３３は、図４に示すように、マーキング装置３０の駆動源となっている電動モータ３３１と、電動モータ３３１にギヤボックスを介して連結されている駆動プーリ３３２と、従動プーリ３３３と、アイドルプーリ３３４と、タイミングベルト３３５と、リニアガイドレール３３６とを備えている。
電動モータ３３１およびギヤボックスは、自走装置本体１１の内部に設置されている。駆動プーリ３３２、従動プーリ３３３およびアイドルプーリ３３４は、取付部材３１１の前面に取り付けられている。駆動プーリ３３２、従動プーリ３３３およびアイドルプーリ３３４は、タイミングベルト３３５が掛けまわされたタイミングプーリである。
なお、アイドルプーリ３３４は位置調整可能に設けられており、アイドルプーリ３３４の位置調整によってタイミングベルト３３５の緊張力を適正値に調整可能である。

インクジェットヘッド３４は、図５に示すように、ヘッド本体３４１と、ヘッド本体３４１に着脱可能なインクカートリッジ３４２と、ヘッド本体３４１をタイミングベルト３３５に連結する連結部材３４３とを備えている。

ヘッド本体３４１としては、本実施形態では、オンデマンド型サーマル方式のものを用いる。ヘッド本体３４１は、ケーブル３４４を介して制御装置９０に電気的に接続されている。
インクカートリッジ３４２は、単色のインクが内部に充填されており、その下面にインク吐出面３４５が形成されている。
連結部材３４３は、ヘッド本体３４１の後部に取り付けられ、かつ、タイミングベルト３３５の下段に取り付けられている。この連結部材３４３は、リニアガイドレール３３６によって左右方向Ｙにガイドされる。

マーキング装置３０におけるインク吐出面３４５の高さ位置は、インク吐出面３４５からＨ型鋼Ｗの表面までの距離Ｌ（図４，５参照）が所定距離範囲となるように、設定される。
距離Ｌは、（１）Ｈ型鋼Ｗの異物との干渉、および（２）マーキング精度、との二つの条件を考慮して設定される。
条件（１）につき、Ｈ型鋼Ｗには、スパッタ等の異物が表面から突出している場合がある。この異物にインク吐出面３４５を干渉させないためには、異物の突出寸法よりも距離Ｌを長くする必要がある。スパッタの突出寸法は最大でも３ｍｍ程度であるので、距離Ｌは３ｍｍよりも大きい距離とすることが好ましい。
条件（２）につき、マーキング精度を高めるためには距離Ｌを短くする必要があり、距離Ｌを長くするにつれ、マーキング精度は低下する。このため、条件（１）を満たす距離Ｌの範囲内において可能な限り距離Ｌを短くすることが、マーキング精度向上の観点から好ましい。
以上を考慮し、距離Ｌの範囲は３ｍｍ＜Ｌ≦２０ｍｍとしてもよく、５ｍｍ≦Ｌ＜１５ｍｍとしてもよく、また、１０ｍｍ≦Ｌ≦１５ｍｍとしてもよい。本実施形態では、距離Ｌを１０ｍｍとする。

このマーキング装置３０では、電動モータ３３１の駆動によりタイミングベルト３３５を走行することによってインクジェットヘッド３４を左右方向Ｙに往動および復動する。これにより、インクジェットヘッド３４は、左右方向Ｙにおける任意位置に配置可能である。

ガイド機構５０は、図３において右側に位置するベース部材５１と、ベース部材５１に取り付けられた第一ガイド部としての二個のガイドローラ５３とを備えている。
ベース部材５１の長手方向は、自走方向Ｘに沿って配置されている。二個のガイドローラ５３は、ベース部材５１の長手方向における両端から下方に突出して回転自在に取り付けられている。

また、ガイド機構５０は、図３において左側に位置するベース部材６１と、ベース部材６１に取り付けられた第二ガイド部としての二個のガイドローラ６３（図３，４参照）とを備えている。
ベース部材６１の長手方向は、自走方向Ｘに沿って配置されている。二個のガイドローラ６３は、ベース部材６１の長手方向における両端から下方に突出して回転自在に取り付けられている。
なお、ベース部材６１および各ガイドローラ６３は、ベース部材５１および各ガイドローラ５３と同様に形成され、左右方向Ｙ（Ｈ型鋼Ｗの幅方向）において図４に示す間隔Ａを隔てて向かい合って配置されている。

ベース部材５１，６１のそれぞれには、二本のガイドバー５４，５５の基端部が結合され、Ｈ型鋼の幅方向内側へ延びているこれらのガイドバー５４，５５は、自走装置本体１１に取り付けられたブロック状の二個のガイド部材５６，５７のガイド孔にスライド自在に挿入されている。

このため、各ガイドローラ５３，６３は、ガイドバー５４，５５とガイド部材５６，５７の案内作用により、左右方向Ｙに移動自在となっている。そして、それぞれのベース部材５１，６１には取手５８が設けられている。これらの取手５８を把持して左右方向Ｙに動かすことによって、各ガイドローラ５３，６３を左右方向Ｙに移動でき、間隔Ａを調整できる。
前述したガイドバー５４，５５、ガイド部材５６，５７は、各ガイドローラ５３，６３同士の左右方向Ｙにおける間隔Ａを調整する調整機構６０を構成している。調整機構６０は、自走装置本体１１の下面に対し、上方へ窪んで形成された溝部に配置されている。

また、自走装置本体１１の溝部には、ガススプリング７１のシリンダがブラケットで取り付けられている。左右方向Ｙに向いているガススプリング７１のピストンロッドの先端には、連結部材７４が結合されている。この連結部材７４と、ベース部材６１との間には、紐状部材であるワイヤー７５が架け渡されており、また、連結部材７４とベース部材５１との間には、自走装置本体１１に取り付けられた方向反転ローラ７６に掛け回された紐状部材となっているワイヤー７７が架け渡されている。

ガススプリング７１のピストンロッドは、シリンダ内に封入されている高圧ガスによりシリンダから突出する方向への圧力を常時受けているため、ベース部材５１，６１のそれぞれは、ガススプリング７１により、互いに近づく方向へ常時弾性的に付勢されている。
このため、ベース部材５１，６１を取手５８により左右方向Ｙに拡大移動させてから、前述した駆動輪１３および従動輪１７をＨ型鋼Ｗの上面に載せて自走装置１０をＨ型鋼Ｗに載置セットし、この後に、取手５８から手を離すと、ベース部材５１，６１は、ガススプリング７１により互いに近づく方向へ移動し、それぞれのベース部材５１，６１に取付けられた各ガイドローラ５３，６３が、左右方向Ｙの両側の端面ＷＡに自ずと当接することになる。これらの端面ＷＡは、Ｈ型鋼Ｗの上側フランジ部ＷＢの幅方向の端面である。

これにより、各ガイドローラ５３，６３は、Ｈ型鋼Ｗの端面ＷＡにおいて、Ｈ型鋼Ｗを挟着した状態で接触することになる。このため、自走装置１０がＨ型鋼Ｗの長手方向に自走したときに、それぞれのガイドローラ５３，６３が自走装置１０をＨ型鋼Ｗの長手方向に沿ってガイドし、自走装置１０をＨ型鋼Ｗの長手方向に沿って安定して走行させることができる。

また、ガイド機構５０には、ガイドローラ５３，６３を互いに近づく方向に常時弾性的に付勢するための弾性付勢手段となっているガススプリング７１による付勢力が付与されているため、マーキング作業を行うＨ型鋼Ｗに幅寸法が異なっている各種のものがあっても、ガイドローラ５３，６３の間隔Ａを最大の間隔に拡大しながら、自走装置１０をＨ型鋼Ｗに載置セットすると、間隔Ａはガススプリング７１による付勢力により縮小するため、幅寸法が異なっているそれぞれのＨ型鋼Ｗの幅方向の両側の端面ＷＡにガイドローラ５３，６３を、これらのガイドローラ５３，６３によりＨ型鋼Ｗが自ずと挟着された状態にして接触させることができることになり、これにより、幅寸法が異なっているそれぞれのＨ型鋼Ｗに自走装置１０をセットするための作業を簡単に行える。

ここで、マーキング作業用自走装置１には、図３に示すように、左右方向Ｙにおいて右側に配置されている前後二つの第一脚部７８と、左右方向Ｙにおいて左側に配置されている前後二つの第二脚部７９とを有している。
図３，４に示すように、第一脚部７８は、ガイドローラ５３よりも左右方向Ｙにおいて右外側に配置されており、第二脚部７９は、ガイドローラ６３よりも左右方向Ｙにおいて左外側に配置されている。
また、本実施形態では、調整機構６０によって間隔Ａを最大の間隔に調整した状態においても、第一脚部７８はガイドローラ５３よりも右外側に位置し、第二脚部７９はガイドローラ６３よりも左外側に位置している。

走行距離測定装置８０は、マーキング作業用自走装置１がＨ型鋼Ｗに沿って走行した距離を測定するものであり、自走装置１０に搭載されている。
走行距離測定装置８０は、図２に示すように、紐状部材であるワイヤー８１を巻き取り自在に繰り出すドラムが収納されているドラム部８２と、ぜんまいばねが収納されているぜんまいばね部８３とを有している。

ドラム部８２では、ワイヤー８１の基礎が結合されたドラム８４がスプライン軸８５に嵌合連結されているため、ドラム８４はスプライン軸８５と一体に回転するとともに、ドラム８４はスプライン軸８５に沿って移動自在になっており、また、スプライン軸８５には、カップリングを介してロータリエンコーダ８６が接続されている。ドラム部８２には、スプライン軸８５と平行にねじ軸（図示せず）が配設され、回転不能となっている前記ねじ軸の外周の雄ねじ部に第１歯車（図示せず）が螺合し、第１歯車は、ドラム８４と結合一体化されている第２歯車と噛合している。そして、第２歯車の軸方向両端には、第１歯車を軸方向両側から挟む一対のフランジ部が設けられているため、スプライン軸８５が回転してドラム８４および第２歯車も回転したときに、この回転が伝達される第１歯車が、ねじ軸の案内採用によりねじ軸の長さ方向のうちの一方へ移動し、これにより、ドラム８４はスプライン軸８５に沿って第１歯車と同じ方向へ移動する。

このときのドラム８４の回転方向が、ドラム８４にワイヤー８１を巻き取る方向である場合には、ドラム８４が１回転したときのドラム８４の移動量をワイヤー８１の太さと同じ又はこれよりも若干大きくしておくことにより、ワイヤー８１は、上下に積層状態になることなく、それぞれの巻き部がドラム８４の表面に接触してドラム８４に巻き取られることになる。
また、ドラム８４が逆方向に回転してワイヤー８１がドラム８４から繰り出されるときには、ドラム８４の表面に接触しているワイヤー８１のそれぞれの巻き部がドラム８４から順次繰り出されることになる。
ドラム８４へのワイヤー８１の巻き取り位置およびドラム８４からワイヤー８１の繰り出し位置は、ワイヤー８１の巻き取りおよび繰り出しの全体を通してドラム８４の軸方向における一定位置となる。

また、以上のようにワイヤー８１が、上下に積層状態になることなく、ドラム８４に巻き取られ、繰り出されることにより、ドラム８４から順次繰り出されるワイヤー８１の繰り出し長さは、ロータリエンコーダ８６で検出されるドラム８４の回転数と正確に一致することになり、このため、ワイヤー８１の正確な繰り出し長さをロータリエンコーダ８６で検出できる。

スプライン軸８５の端部には歯車機構を介してプーリ８７が設けられている。プーリ８７には、紐状部材であるワイヤー８８の一端が連結され、ワイヤー８８の他端は、ぜんまいばね部８３に連結されている。
このため、ドラム８４からワイヤー８１を繰り出すためにスプライン軸８５が回転すると、この回転は、歯車機構を介してプーリ８７に伝達され、プーリ８７がワイヤー８８を巻き取ることにより、ぜんまいばね部８３はワイヤー８８を繰り出す。これにより、ドラム８４からワイヤー８１が繰り出されるときには、ぜんまいばね部８３に蓄圧力が蓄圧される。そして、ぜんまいばね部８３の蓄圧力が、ドラム８４がワイヤー８１を巻き取るときのドラム８４の回転力となる。

自走装置本体１１には、ワイヤー８１が通過する溝部が形成され、この溝部から自走装置本体１１の外部に導出されたワイヤー８１の端部には、この端部をＨ型鋼Ｗに連結する連結部材８９が設けられている。連結部材８９にはマグネットが設けられており、このマグネットによって自走装置本体１１に着脱可能に装着されている。

前述した走行距離測定装置８０によれば、ドラム８４からワイヤー８１の繰り出し量によりこの走行距離を測定するものになっているため、この走行距離測定装置８０を、自走装置１０の駆動輪１３や従動輪１７の回転数をロータリエンコーダで検出することで走行距離を測定するようにした場合と異なり、Ｈ型鋼Ｗの表面に黒皮があったり錆が生じていても、また、Ｈ型鋼Ｗの表面に粉塵が付着していても、これらに影響されることなく、正確に自走装置１０の走行距離を測定することができる。

制御装置９０は、ＩＣチップ等が配置された電子回路基板で構成されたコンピュータによって構成されており、自走装置本体１１の挿入口１９に挿入されたカード式記録媒体に記録されたデータを読み出して、自走装置１０の自走動作と、自走装置１０の自走に応じたマーキング装置３０のマークＭの印刷動作を制御する。具体的には、次に説明するマーキング作業用自走装置１のマーキング作業における自走装置１０およびマーキング装置３０の動作を制御する。

［本実施形態の動作］
以下、本発明の実施形態に係るマーキング作業用自走装置１によるマーキング作業について説明する。マーキング作業は、コンピュータである制御装置９０の記録部に記録されている作業順序等に関するプログラムに基づいて行われる。
マーキング作業を行うためには、最初に自走装置１０をＨ型鋼Ｗの上側フランジ部ＷＢに載置セットする作業を行う。この載置セット作業は、自走装置１０に設けられている後部センサ１１２の位置がＨ型鋼Ｗの後端よりも少し前方の位置となるようにして、自走装置１０の駆動輪１３および従動輪１７を上側フランジ部ＷＢの上面に載せて行う。そして、連結部材８９を取り出し、この連結部材８９のマグネットを、Ｈ型鋼Ｗの上側フランジ部ＷＢの後端面に吸着させる。これにより、走行距離測定装置８０の構成部材となっているワイヤー８１の端部を連結部材８９によりＨ型鋼Ｗに連結する。

以上のようにＨ型鋼Ｗの上側フランジ部ＷＢに載置セットされるときの自走装置１０の初期時においては、マーキング装置３０を構成する部材となっていて、タイミングベルト３３５の下段に配置されているインクジェットヘッド３４が、左右方向Ｙにおける一方側、本実施形態では図４において右側に位置している。そして、このときのインクジェットヘッド３４は、Ｈ型鋼Ｗの幅方向の端部から外れた位置にある。

次いで、操作部２３の電源スイッチを投入してスタートボタンを押すと、スタートボタンからの信号が入力する制御装置９０の駆動制御により駆動モータ１４が逆駆動し、これにより駆動輪１３が逆回転して自走装置１０は、ガイドローラ５３，６３のガイド作用により、Ｈ型鋼Ｗに沿ってこのＨ型鋼Ｗの長手方向における後退を開始する。このときのワイヤー８１は、ぜんまいばね部８３のぜんまいばねに蓄圧されている蓄圧力によりドラム８４に巻き取られる。自走装置１０の後退により後部センサ１１２の位置がＨ型鋼Ｗの後端の位置に達すると、これが後部センサ１１２で検出され、この検出信号が制御装置９０に入力した後に、制御装置９０が有しているタイマ手段で計測される所定の時間が経過すると、制御装置９０は、駆動モータ１４の逆駆動を停止させた後に、この駆動モータ１４の正駆動を開始させる。これにより、駆動輪１３は正回転し、自走装置１０は、ガイドローラ５３，６３のガイド作用で案内されながら、Ｈ型鋼Ｗの長手方向に沿った自走方向Ｘに前進を開始する。

このようにして自走装置１０がＨ型鋼Ｗに沿って前進を開始すると、ワイヤー８１はドラム８４およびスプライン軸８５を回転させてドラム８４から繰り出され、これにより、走行距離測定装置８０を構成しているロータリエンコーダ８６により、ワイヤー８１の繰り出し量がドラム８４の回転数として検出され、この検出量を制御装置９０に入力する。

このため、自走装置１０の前進により後部センサ１１２の位置がＨ型鋼Ｗの後端の位置に達した後におけるワイヤー８１の繰り出し量が、言い換えると、Ｈ型鋼Ｗの後端からの自走装置１０の走行距離が、後部センサ１１２とロータリエンコーダ８６とから入力する信号により制御装置９０で演算される。

前述した走行距離が、Ｈ型鋼Ｗの後端から当該Ｈ型鋼ＷにマークＭを印刷すべき位置までの長さと対応する距離となると、自走装置１０の自走を停止し、マーキング装置３０によるマークＭの印刷動作を開始する。具体的には次の通りである。

先ず、制御装置９０によって電動モータ３３１が駆動制御され、駆動プーリ３３２が回転し、この回転がタイミングベルト３３５を介してインクジェットヘッド３４に往動力として伝達し、インクジェットヘッド３４を往動方向（図４において右側から左側へ向かう方向）に往動する。
この往動中、インク吐出面３４５がＨ型鋼Ｗへの印刷位置の上方に到達した際に、インクジェットヘッド３４によるインク吐出面３４５からのインクを吐出する。印刷位置へ向けてインク吐出をし終わると、インク吐出を停止し、インクジェットヘッド３４をマーキング装置３０の左端部まで往動する。

次に、自走装置１０による自走により、インクジェットヘッド３４を自走方向Ｘに移動する。続いて、自走装置１０の自走を停止し、マーキング装置３０によるマークＭの印刷動作を再び開始する。具体的には次の通りである。
先ず、制御装置９０によって電動モータ３３１が駆動制御され、駆動プーリ３３２が逆回転し、この逆回転がタイミングベルト３３５を介してインクジェットヘッド３４に復動力として伝達し、インクジェットヘッド３４をリニアガイドレール３３６に沿って復動方向（図４において左側から右側へ向かう方向）に復動する。
この復動中、インク吐出面３４５がＨ型鋼Ｗへの印刷位置の上方に到達した際に、インクジェットヘッド３４によるインク吐出面３４５からのインクを吐出する。印刷位置へ向けてインクを吐出し終わると、インク吐出を停止し、インクジェットヘッド３４をマーキング装置３０の右端部まで復動する。

自走装置１０およびマーキング装置３０は、上記動作を繰り返して、Ｈ型鋼Ｗの所定の印刷位置にマークＭを印刷する。
なお、印刷すべきマークＭのサイズが、インクジェットヘッド３４が一回だけ往動または復動することで印刷可能なサイズである場合には、インクジェットヘッド３４を一回だけ往動または復動させて印刷を行う。また、印刷すべきマークＭのサイズが、インクジェットヘッド３４が一回だけ往動または復動することでは印刷しきれないサイズである場合には、インクジェットヘッド３４をＨ型鋼Ｗの長手方向に沿って変位させながら往復動させて印刷を行う。

また、印刷すべきマークＭが複数ある場合には、最初の印刷位置へマークＭを印刷した後、自走装置１０により自走して次の印刷位置まで移動し、再び前述した印刷動作を行い、これを印刷すべきマークＭの数に応じて繰り返す。

ここで、マークＭは、図６に示すように、各種線や点、記号・符号・しるし・図案であってもよく、また、図６には示されていないが、文字や標章であってもよい。

以上のようにしてマークＭをつける作業がすべて終了したマーキング作業用自走装置１は、制御装置９０が駆動モータ１４を正駆動させることにより、前部センサ１１１でＨ型鋼Ｗの前端が検出される位置まで前進し、この前端を検出した前部センサ１１１からの信号が制御装置９０に入力されることにより、制御装置９０は駆動モータ１４の正駆動を停止させ、マーキング作業用自走装置１を前進限位置で停止させる。

これにより、制御装置９０は、後部センサ１１２とロータリエンコーダ８６と前部センサ１１１とから入力した信号により、Ｈ型鋼Ｗの全長を演算する。この演算により判明した全長が正しい長さである場合には、言い換えると、マーキング作業が行われたＨ型鋼Ｗが、マーキング作業を行うべき本来の正しいＨ型鋼Ｗである場合には、制御装置９０は駆動モータ１４を逆駆動させてマーキング作業用自走装置１を後退させ、後部センサ１１２がＨ型鋼Ｗの後端を検出する後退限位置において、この後部センサ１１２からの信号が入力する制御装置９０が駆動モータ１４の逆駆動を停止させることにより、マーキング作業用自走装置１は後退限位置で停止する。

このようにマーキング作業用自走装置１が後退するときには、それまでのドラム８４からのワイヤー８１の繰り出しにより、ぜんまいばね部８３に配置されているぜんまいばねには大きな蓄圧力が蓄圧されているため、この蓄圧力により、ワイヤー８１はドラム８４に自動的に巻き取られる。そして、マグネットでＨ型鋼Ｗに取り付けられていた連結部材８９をＨ型鋼Ｗから取り外すことにより、連結部材８９を自走装置１０本体に装着することができる。

［本実施形態の効果］
（１）本実施形態では、マーキング作業用自走装置１は、Ｈ型鋼Ｗの長手方向に沿って自走する自走装置１０と、自走装置１０に設けられるマーキング装置３０と、マーキング装置３０の作動を制御する制御装置９０とを備え、マーキング装置３０は、左右方向Ｙ（自走方向Ｘに交差する交差方向）におけるＨ型鋼Ｗの任意位置に印刷する構成とされ、制御装置９０は、自走装置１０の自走位置に応じてマーキング装置３０によるマークＭの印刷を制御する構成とされることを特徴とする。
上記構成を有するため、左右方向ＹにおけるＨ型鋼Ｗの任意位置に印刷するマーキング装置３０と、自走装置１０の自走位置に応じてマーキング装置３０によるマークＭの印刷を制御する制御装置９０とを備えるため、自走装置１０の自走においてマーキング装置３０によるマーク印刷を行える。これにより、マーキング作業対象物に対し、直線状のマークＭに限らず、曲線状のマークＭや、記号・符号・文字・しるし・標章・図案等の各種マークＭのマーキング作業を行うことができる。

（２）マーキング装置３０は、インクジェットヘッド３４と、インクジェットヘッド３４を左右方向Ｙに往復動する往復動機構３３とを備える。このため、往復動機構３３によってインクジェットヘッド３４を左右方向Ｙにおける任意位置まで移動でき、当該移動と自走装置１０の自走とによって各種マークＭのマーキング作業を行うことができる。
また、例えば、左右方向Ｙに沿って長く形成されたインクジェットヘッドを用いる場合と比べ、インクジェットヘッド３４を小型化できる。

（３）自走装置１０がＨ型鋼Ｗに載置セットされた状態で、インクジェットヘッド３４のインク吐出面３４５からＨ型鋼Ｗの印刷面までの距離が３ｍｍ以上とされる。このため、Ｈ型鋼Ｗの印刷面から突出するスパッタ等の異物がインク吐出面に干渉するおそれを低減できる。

（４）左右方向Ｙにおける一方側に配置されるガイドローラ５３および第一脚部７８と、左右方向Ｙにおける他方側に配置されるガイドローラ６３および第二脚部７９とを備え、ガイドローラ５３，６３は、自走装置１０をＨ型鋼Ｗに載置セットした状態で当該Ｈ型鋼Ｗを挟んで配置され、第一脚部７８は、ガイドローラ５３よりも左右方向Ｙにおける一方外側に配置され、第二脚部７９は、ガイドローラ６３よりも左右方向Ｙにおける他方外側に配置される。このため、左右方向ＹにおけるＨ型鋼Ｗを挟める位置の両側にガイドローラ５３，６３が配置され、ガイドローラ５３，６３によってマーキング作業用自走装置１をＨ型鋼Ｗの長手方向に沿ってガイドできる。さらに、自走装置１０をＨ型鋼Ｗに載置セットした状態では、第一脚部７８および第二脚部７９は、左右方向Ｙにおいてガイドローラ５３，６３よりも外側に配置されるため、取り外しや収納などしなくても、そのままの状態でＨ型鋼Ｗに干渉することがない。
また、マーキング作業用自走装置１をＨ型鋼Ｗではなく、地面やテーブル等の他の箇所に載置する場合には、第一脚部７８および第二脚部７９だけを地面やテーブル等に当接でき、ガイドローラ５３，６３が地面やテーブル等に干渉することがない。このため、マーキング作業用自走装置１を地面やテーブル等に安定した状態で載置でき、マーキング作業用自走装置１の転倒等のおそれを低減できる。

（５）ガイドローラ５３とガイドローラ６３との間隔Ａを調整する調整機構６０を備え、第一脚部７８は、調整機構６０によって最大の間隔Ａに調整した状態におけるガイドローラ５３よりも左右方向Ｙにおける一方外側に配置され、第二脚部７９は、調整機構６０によって最大の間隔Ａに調整した状態におけるガイドローラ６３よりも左右方向Ｙにおける他方外側に配置される。このため、調整機構６０によってガイドローラ５３，６３との間隔Ａを最大の間隔Ａに調整した状態でも、第一脚部７８および第二脚部７９は、ガイドローラ５３，６３よりも左右方向Ｙにおける外側に位置する。これにより、調整機構６０によってガイドローラ５３，６３との間隔Ａをどのように調整しても、第一脚部７８および第二脚部７９がガイドローラ５３，６３よりも左右方向Ｙにおける内側に位置することがなく、自走装置１０をＨ型鋼Ｗに載置しても、第一脚部７８および第二脚部７９が当該Ｈ型鋼Ｗに干渉することがない。

［変形例］
本発明は、以上の実施形態で説明した構成のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形例は、本発明に含まれる。
例えば、前記実施形態では、第一脚部７８および第二脚部７９を備えているが、これに限られず、これらの構成を省略してもよい。

前記実施形態では、ガイドローラ５３，６３間の間隔Ａを調整する調整機構６０を備えているが、この構成を省略してもよい。

前記実施形態では、自走装置本体１１の前面部にマーキング装置３０が設けられているが、このマーキング装置３０は自走装置本体１１に着脱可能にユニット化されていてもよい。この場合には、各種サイズのマーキング装置３０を自走装置本体１１に取り付け、取り外しでき、自走装置１０の汎用性を向上でき、マーキング作業用自走装置１の製造コストを削減できる。

前記実施形態では、インクジェットヘッド３４には、オンデマンド型サーマル方式のものを用い、印刷の高速化を図っているが、これに限られず、より高精度な印刷が必要な場合にはピエゾ方式のものを用いてもよい。また、コンティニュアス型のものを用いてもよい。

前記実施形態では、インクジェットヘッド３４を用いたインクジェット方式によって印刷する構成とされているが、これに限られず、他の方式で印刷する構成とされてもよい。他の方式としては、例えば、複数ドットに対応する細いピンをヘッドに備え、リボンカートリッジをヘッドに装着し、当該リボンカートリッジのリボンを前記ピンで叩き付けるドットインパクト方式によって印刷する構成とされてもよい。

前記実施形態では、走行距離測定装置８０を用い、ワイヤー８１を繰り出して走行距離を測定するが、これに限られず、駆動輪１３や従動輪１７の回転をロータリエンコーダなどで検出することで走行距離を測定してもよい。

前記実施形態では、Ｈ型鋼Ｗを建材として例示したが、これに限られず、溝型鋼等の各種建材であってもよい。

本発明は、Ｈ型鋼や溝型鋼等の建材を含む各種の作業対象物に各種マークをつけるマーキング作業を行うために利用することができる。

１…マーキング作業用自走装置、１０…自走装置、１１…自走装置本体、１１１…前部センサ、１１２…後部センサ、１２…電源部、１３…駆動輪、１４…駆動モータ、１７…従動輪、１８…カバー、１９…挿入口、２１…カバー部材、２２…表示画面、２３…操作部、２４…窓孔、２５…蓋部材、３０…マーキング装置、３１…枠体、３１０…開口、３１１…取付部材、３１２，３１３…側枠、３１４…前枠、３１５，３１６…カバープレート、３１７，３１８…補強枠、３１９…サポートローラ、３２…カバー部材、３２１…カバー本体、３２２…蓋部材、３３…往復動機構、３３１…電動モータ、３３２…駆動プーリ、３３３…従動プーリ、３３４…アイドルプーリ、３３５…タイミングベルト、３３６…リニアガイドレール、３４…インクジェットヘッド、３４１…ヘッド本体、３４２…インクカートリッジ、７４，８９，３４３…連結部材、３４４…ケーブル、３４５…インク吐出面、５０…ガイド機構、５１，６１…ベース部材、５３，６３…ガイドローラ、５４，５５…ガイドバー、５６，５７…ガイド部材、５８…取手、６０…調整機構、７１…ガススプリング、７５，８８…ワイヤー、７６…方向反転ローラ、７７，８１…ワイヤー、７８…第一脚部、７９…第二脚部、８０…走行距離測定装置、８２…ドラム部、８３…ぜんまいばね部、８４…ドラム、８５…スプライン軸、８６…ロータリエンコーダ、８７…プーリ、９０…制御装置、Ａ…間隔、Ｌ…距離、Ｍ…マーク、Ｗ…Ｈ型鋼、ＷＡ…端面、ＷＢ…上側フランジ部、Ｘ…自走方向、Ｙ…左右方向。

Claims (4)

1. マーキング作業対象物の長手方向に沿って自走する自走装置と、
   前記自走装置の自走方向に交差する交差方向における一方側に配置される第一ガイド部および第一脚部と、
   前記交差方向における他方側に配置される第二ガイド部および第二脚部と、
   前記自走装置に設けられるマーキング装置と、
   前記マーキング装置の作動を制御する制御装置とを備え、
   前記マーキング装置は、前記自走装置の自走方向に交差する交差方向におけるマーキング作業対象物の任意位置に印刷する構成とされ、
   前記制御装置は、前記自走装置の自走位置に応じて前記マーキング装置によるマークの印刷を制御する構成とされ、
   前記第一ガイド部および前記第二ガイド部は、前記自走装置を前記マーキング作業対象物に載置セットした状態で前記マーキング作業対象物を挟んで配置され、
   前記第一脚部は、前記第一ガイド部よりも前記交差方向における一方外側に配置され、
   前記第二脚部は、前記第二ガイド部よりも前記交差方向における他方外側に配置される
   ことを特徴とするマーキング作業用自走装置。
2. 請求項１に記載のマーキング作業用自走装置において、
   前記マーキング装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを前記交差方向に往復動する往復動機構とを備える
   ことを特徴とするマーキング作業用自走装置。
3. 請求項２に記載のマーキング作業用自走装置において、
   前記自走装置が前記マーキング作業対象物に載置セットされた状態で、前記インクジェットヘッドのインク吐出面から前記マーキング作業対象物の印刷面までの距離が３ｍｍ以上とされる
   ことを特徴とするマーキング作業用自走装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のマーキング作業用自走装置において、
   前記第一ガイド部と前記第二ガイド部との間隔を調整する調整機構を備え、
   前記第一脚部は、前記調整機構によって最大の間隔に調整した状態における前記第一ガイド部よりも前記交差方向における一方外側に配置され、
   前記第二脚部は、前記調整機構によって最大の間隔に調整した状態における前記第二ガイド部よりも前記交差方向における他方外側に配置される
   ことを特徴とするマーキング作業用自走装置。

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