JP7340886B1 - はぜ締め用自走ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】折板屋根材に擦り傷を生じさせずに高速で自走して折板屋根材のはぜ締め作業を確実に遂行する軽量のはぜ締め用自走ロボットを提供すること。【解決手段】支持基板部１２２に回動自在に配置して折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖに当接する支持ローラ部１３３及び支持ローラ部を駆動する支持モータ部１３１並びに開閉基板部１２３に回動自在に配置して巻締部分を押圧するはぜ締めローラ部１３６及びはぜ締めローラ部を駆動するはぜ締めモータ部１３４を少なくとも備えた駆動ユニット１３０を備え、はぜ締めローラ部により巻締部分Ｒｕｃを折板屋根材の長手方向に沿ってはぜ締めするはぜ締め用自走ロボット１００。【選択図】図２

Description

本発明は、折板屋根材のはぜ締め部を電動で自走しながらはぜ締めするはぜ締め用自走ロボットに関するものである。

従来、電動のはぜ締め機としては、枠体に回転軸を固定したはぜ締め支持ローラ及びその前後に配置した２つの予備曲げローラを備え、枠体に対して開閉可能な開閉側支持板に回転軸を固定したはぜ締めローラ及びその前後に配置した２つの予備曲げローラを備え、展開自在ハンドルの下方部にバネ体とリンクを介して開閉側支持板を接続し、電源コードにより外部から供給される電力により回転する単一の電動モータの動力を、ベベルギアを用いて回転軸の方向を変換して支持ローラとはぜ締めローラとに伝達するもの（特許文献１参照）が知られている。

特開平１１－４７８５３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のはぜ締め機は、横置きした電動モータの動力を、回転軸が垂直な複数の支持ローラとはぜ締めローラとに伝達するための重厚なベベルギアを備えていることにより、はぜ締め機全体の重量が大きいため、折板屋根材上に設置するためいの労力が大きいという問題があった。

この問題を解決するために、本発明者らは、重厚なベベルギアを用いることなく、複数のモータによりはぜ締めローラと支持ローラとをそれぞれ独立に駆動して折板屋根材のはぜ締めを行う、軽量で高速走行を行うはぜ締め用自走ロボットを新たに開発した。

このはぜ締め用自走ロボットによれば、折板屋根材の間に吊り子が配置されている部位では、他の部位に比べてはぜ締め部の厚み寸法が大きくなることにより、はぜ締め部を挟圧している支持ローラの回転速度及び周速が、一時的なトルク増大に伴って一時的に低下してはぜ締め用自走ロボット全体の走行速度が小さくなるが、はぜ締めローラは吊り子の有無の影響を受けにくいため、回転速度及び周速が低下しない。この結果、はぜ締め用自走ロボット全体の走行速度に応じた回転速度よりも大きい周速となる回転速度ではぜ締めローラが回転することとなるため、はぜ締めローラの最大直径部分が折板屋根材の巻締部分に長手方向の擦り傷を生じさせる現象を本発明者らは新たに見出した。

折板屋根材に擦り傷が生じると見栄えが悪く、また、錆の発生を防ぐために表面塗装を行う必要が生じ、作業工数とコストの増大を招くこととなる。

又はぜ締め作業を行って自走しているときに支持ローラとはぜ締めローラとではぜ締め部を挟圧していることにより、吊り子の有無に起因するはぜ締め部の厚み寸法の変動に基づいて応力の向きが変動するため、高速で自走しているはぜ締め用自走ロボット全体が蛇行して走行動作が不安定になる現象をも本発明者らは新たに見出した。

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決しつつ、本発明者らが新たに見出した課題をも解決するものであって、すなわち、本発明の第一の目的は、折板屋根材に擦り傷を生じさせずに高速で自走して折板屋根材のはぜ締め作業を確実に遂行する軽量のはぜ締め用自走ロボットを提供することである。

また、本発明の第二の目的は、安定的に高速で自走して折板屋根材のはぜ締め作業を確実に遂行する軽量のはぜ締め用自走ロボットを提供することである。

本請求項１に係る発明は、溝板部と山板部とを交互に配列してなり一端側の前記山板部の頂面部分に下はぜ部を他端側の前記山板部の頂面部分に直立部分と該直立部分に連続する平坦部分と該平坦部分から垂下する巻締部分とからなる上はぜ部をそれぞれ有する折板屋根材を並列配置して相互に隣接する前記折板屋根材の前記下はぜ部と前記上はぜ部とを係合させて形成したはぜ締め部を跨いで一方の前記折板屋根材の前記溝板部と他方の前記折板屋根材の前記溝板部とを走行するキャスター部を備えた走行ユニット、前記折板屋根材の前記はぜ締め部の上方に配置して開閉自在に枢止している開閉基板部と該開閉基板部に対向して固定した支持基板部とを備えて前記走行ユニットの上部に固定されている本体ユニット、前記支持基板部に回動自在に配置して前記折板屋根材の前記直立部分に当接する支持ローラ部及び前記開閉基板部に回動自在に配置して前記巻締部分を押圧するはぜ締めローラ部を少なくとも備えた駆動ユニット、前記本体ユニットに配置されて前記駆動ユニットの動作を制御する制御ユニット、並びに、前記本体ユニットに起倒自在に枢止している開閉ハンドル部及び前記開閉基板部に一体に結合して前記開閉ハンドル部に枢止しているリンク部並びにはぜ締め作業を開始させるスタートスイッチからなる操作ユニットを備え、前記はぜ締めローラ部により前記巻締部分を前記折板屋根材の長手方向に沿ってはぜ締めするはぜ締め用自走ロボットであって、前記駆動ユニットが、前記支持ローラ部を駆動する支持モータ部と前記はぜ締めローラ部を駆動するはぜ締めモータ部とを備えていることにより、前述した課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記支持ローラ部が、ステンレス鋼製の円筒状芯材の表面をウレタンゴムでライニングして構成された支持ローラを備え、前記はぜ締めローラ部が、ステンレス鋼製の円盤状に構成されたはぜ締めローラを備えていることにより、前述した課題を解決するものである。

本請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の構成に加えて、前記支持ローラが、樽型の形状を有することにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に係る発明の構成に加えて、前記制御ユニットが、支持モータ部の回転速度を制御して前記支持ローラの周速を規定する支持モータドライバ部と、前記はぜ締めモータの回転速度を制御して前記はぜ締めローラの周速を前記支持ローラの規定周速より小さい値に規定するはぜ締めモータドライバ部とを備えていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項５に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明の構成に加えて、前記支持基板部の最前部位に配置されて前記折板屋根材の前記直立部分に当接する前補助ローラ部と前記支持基板部の最後部位に配置されて前記折板屋根材の前記直立部分に当接する後補助ローラ部とからなる補助ローラユニットを備えていることにより、前述した課題を解決するものである。

請求項１に係る発明のはぜ締め用自走ロボットによれば、溝板部と山板部とを交互に配列してなり一端側の前記山板部の頂面部分に下はぜ部を他端側の山板部の頂面部分に直立部分とこの直立部分に連続する平坦部分とこの平坦部分から垂下する巻締部分とからなる上はぜ部をそれぞれ有する折板屋根材を並列配置して相互に隣接する折板屋根材の下はぜ部と上はぜ部とを係合させて形成したはぜ締め部を跨いで一方の折板屋根材の溝板部と他方の折板屋根材の溝板部とを走行するキャスター部を備えた走行ユニット、折板屋根材のはぜ締め部の上方に配置して開閉自在に枢止している開閉基板部とこの開閉基板部に対向して固定した支持基板部とを備えて走行ユニットの上部に固定されている本体ユニット、支持基板部に回動自在に配置して折板屋根材の直立部分に当接する支持ローラ部及び開閉基板部に回動自在に配置して巻締部分を押圧するはぜ締めローラ部を少なくとも備えた駆動ユニット、本体ユニットに配置されて駆動ユニットの動作を制御する制御ユニット、並びに、本体ユニットに起倒自在に枢止している開閉ハンドル部及び開閉基板部に一体に結合して開閉ハンドル部に枢止しているリンク部並びにはぜ締め作業を開始させるスタートスイッチからなる操作ユニットを備えていることにより、はぜ締めローラ部により巻締部分を折板屋根材の長手方向に沿って自走しながらはぜ締めすることができるばかりか、本願発明に固有の以下の構成により、本願発明に固有の以下の効果を奏することができる。

請求項１に係る発明のはぜ締め用自走ロボットによれば、前記駆動ユニットが、前記支持ローラ部を駆動する支持モータ部と前記はぜ締めローラ部を駆動するはぜ締めモータ部とを備えていることにより、支持ローラ部及びはぜ締めローラ部をそれぞれ独立に支持モータ部及びはぜ締めモータ部により駆動するため、重厚なベベルギアを用いることなく軽量にすることができ、高速走行しながらはぜ締めすることができる。

請求項２に係る発明のはぜ締め用自走ロボットによれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、支持ローラ部が、ステンレス鋼製の円筒状芯材の表面をウレタンゴムでライニングして構成された支持ローラを備えていることにより、支持ローラが、折板屋根材の直立部分に密着してスリップすることなく確実に回転して自走速度を確保することができる。

又はぜ締めローラ部が、ステンレス鋼製の円盤状に構成されたはぜ締めローラを備えていることにより、はぜ締めローラが、円盤の縁部に挟圧力を集中させて折板屋根材の巻締部分を押圧するため、確実にはぜ締め作業を行うことができる。

本請求項３に係る発明のはぜ締め用自走ロボットによれば、請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、支持ローラが、樽型の形状を有することにより、支持ローラと折板屋根材との接触部位が、常に、はぜ締めローラが折板屋根材を押圧する際の力線上にある位置関係となって、支持ローラとはぜ締めローラとの最短距離であるはぜ締めギャップ寸法で折板屋根材を挟圧するため、はぜ締めローラと支持ローラとで折板屋根材を挟圧して確実にはぜ締め作業を行うことができる。

請求項４に係る発明のはぜ締め用自走ロボットによれば、請求項２又は請求項３に係る発明が奏する効果に加えて、制御ユニットが、支持モータ部の回転速度を制御して支持ローラの周速を規定する支持モータドライバ部と、はぜ締めモータの回転速度を制御してはぜ締め大ローラの周速を支持ローラの規定周速より小さい値に規定するはぜ締めモータドライバ部とを備えていることにより、折板屋根材の間に吊り子が配置されている部位において、支持ローラの回転速度が低下してはぜ締め機全体の走行速度が小さくなっても、はぜ締めローラの周速を予め支持ローラの規定周速より小さい値に設定して必要以上に大きい値にならないため、折板屋根材に擦り傷を生じさせずに好適にはぜ締め作業を行うことができる。

本請求項５に係る発明のはぜ締め用自走ロボットによれば、請求項１又は請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、支持基板部の最前部位に配置されて折板屋根材の直立部分に当接する前補助ローラ部と支持基板部の最後部位に配置されて折板屋根材の直立部分に当接する後補助ローラ部とからなる補助ローラユニットを備えていることにより、はぜ締め作業を行う自走中に支持ローラとはぜ締めローラとではぜ締め部を挟圧して、はぜ締め部の厚み寸法の変動の影響を受け得る場合であっても、前補助ローラ部と後補助ローラ部とが折板屋根材の直立部分に同時に当接してはぜ締め用自走ロボット全体が蛇行することを防止するため、高速で安定した走行動作を持続することができる。

本発明に係るはぜ締め用自走ロボットが折板屋根材をはぜ締めする様子を示す模式図。 本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの内部構造を示す説明図。 本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの開閉ハンドル部とはぜ締めローラ部との関係を示す模式的説明図 本発明に係るはぜ締め用自走ロボットにより吊り子が配置されていない部位をはぜ締めしているときの模式的要部拡大図。 本発明に係るはぜ締め用自走ロボットにより吊り子が配置されている部位をはぜ締めしているときの模式的要部拡大図。 本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの駆動ユニットの構成を示す模式的断面図。 本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの駆動ユニットの構成を示す模式的底面図。 本発明に係るはぜ締め用自走ロボットのシステム構成を示す機能ブロック図。 本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの制御の流れを示すフロー図。

本発明は、折板屋根材に擦り傷を生じさせずに安定的に高速で自走して折板屋根材のはぜ締め作業を確実に遂行することができるものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

例えば、本発明の制御ユニットは、リレーの組み合わせにより構成することができるが、マイクロコンピュータによって制御するよう構成してもよい。

また、本発明のセンサユニットを構成する前終端センサ部及び後終端センサ部は、斜め下方に突出して下向きにバネ付勢されている棒状部分とこの棒状部分の先端に水平軸を中心に回転自在に取り付けられた円筒状部分からなる構成に限らず、折板屋根材の平坦部分の終端部位を検知してはぜ締め作業の終了位置を決定することができるものであれば、いかなるセンサを用いても構わない。

本発明のはぜ締め大ローラの周速は、支持ローラの規定周速よりも小さい値、具体的には９７％以上９９％以下に設定することが望ましい。９９％より大きい場合には、吊り子を配置した部位において支持ローラの回転速度が低下した際にはぜ締め大ローラが折板屋根材に擦り傷をつける恐れがあり、９７％より小さいと吊り子を配置していない部位において折板屋根材に擦り傷をつける恐れがあるからである。はぜ締め大ローラの周速は、支持ローラの規定周速の９８％に設定することが最適である。

以下に、本発明の一実施例に係るはぜ締め用自走ロボット１００について、図１乃至図８に基づいて説明する。
ここで、図１は、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットが折板屋根材をはぜ締めする様子を示す模式図、図２は、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの内部構造を示す説明図、図３は、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの開閉ハンドル部とはぜ締めローラ部との関係を示す模式的説明図、図４Ａは、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットにより吊り子が配置されていない部位をはぜ締めしているときの模式的要部拡大図であり、図４Ｂは、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットにより吊り子が配置されている部位をはぜ締めしているときの模式的要部拡大図であり、図５は、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの駆動ユニットの構成を示す模式的断面図、図６は、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの駆動ユニットの構成を示す模式的底面図、図７は、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットのシステム構成を示す機能ブロック図、図８は、本発明に係るはぜ締め用自走ロボットの制御の流れを示すフロー図である。

ここでは、本実施例に係るはぜ締め用自走ロボット１００の詳細を説明する前に、まず、はぜ締め用自走ロボット１００によるはぜ締め作業の対象である折板屋根材Ｒを説明する。
折板屋根材Ｒは、図２及び図３に示すように、溝板部Ｒｂと山板部Ｒｍとを交互に配列してなり、折板屋根材Ｒの幅方向の一端側の山板部Ｒｍの頂面部分Ｒｍｔに下はぜ部Ｒｄを備え、幅方向の他端側の山板部Ｒｍの頂面部分Ｒｍｔに、直立部分Ｒｕｖとこの直立部分Ｒｕｖに連続する平坦部分Ｒｕｈとこの平坦部分Ｒｕｈから垂下する巻締部分Ｒｕｃとからなる上はぜ部Ｒｕをそれぞれ備えており、建屋等の屋根を構成する際には、複数の折板屋根材Ｒを幅方向に並列配置して、相互に隣接する折板屋根材Ｒの下はぜ部Ｒｄと上はぜ部Ｒｕとを係合させ、所要個所に吊子Ｈを介在させて、はぜ締め部Ｒｆを形成するものである。

さて、次に、本実施例に係るはぜ締め用自走ロボット１００の構成を説明する。はぜ締め用自走ロボット１００は、不図示の電源コードにより外部から電力供給を得て稼働するロボットであって、図１に示すように、複数の折板屋根材Ｒを並列配置して形成したはぜ締め部Ｒｆを、折板屋根材の長手方向に沿って自走しながらはぜ締めするものであり、図１乃至図３に示すように、折板屋根材Ｒの上を走行するための走行ユニット１１０、この走行ユニット１１０の上部に固定されている本体ユニット１２０、はぜ締め用自走ロボット１００のはぜ締め作業と走行の動力を担う駆動ユニット１３０及び、本体ユニット１２０内に配置されて駆動ユニット１３０の動作を制御する制御ユニット１４０を備え、さらに、はぜ締め用自走ロボット１００に動作を指令するための操作ユニット１５０及び作業状況等を検出するセンサユニット１６０を備えている。

走行ユニット１１０は、図２及び図３に示すように、直立して本体ユニット１２０を支持するための支持脚部１１１と、この支持脚部１１１に固定されて、はぜ締め部Ｒｆを跨いで一方と他方の溝板部Ｒｂとをそれぞれ走行するキャスター部１１２とを備えており、キャスター部１１２により折板屋根材Ｒの長手方向に沿って移動可能となっている。

本体ユニット１２０は、走行ユニット１１０の支持脚部１１１の上部に固定されており、駆動ユニット１３０及び制御ユニット１４０を収納する筐体部１２１と、はぜ締め部Ｒｆの上方に配置して筐体部１２１に開閉自在に枢止されている開閉基板部１２３とこの開閉基板部１２３に対向して筐体部１２１に固定した支持基板部１２２とを備えており、筐体部１２１の上部及び前後面をそれぞれ、上カバー部１２４及び前後カバー部１２５で保護している。
なお、図２では内部構造を示すために、上カバー部１２４及び正面側の前後カバー部１２５を取り除いている。

駆動ユニット１３０は、図３乃至図６に示すように、本体ユニット１２０の支持基板部１２２に固定されている支持モータ部１３１、支持伝達部１３２及び支持ローラ部１３３、並びに、開閉基板部に固定されているはぜ締めモータ部１３４、はぜ締め伝達部１３５及びはぜ締めローラ部１３６を備えており、さらに、ブレーキ部１３７を備えている。

支持モータ部１３１は、ブラシレスモータから構成されており支持伝達部１３２を介して回転力を支持ローラ部１３３に伝達する。

支持伝達部１３２は、図５に示すように、支持モータ部１３１の回転軸をメインシャフト１３２ａに結合させて、支持基板部１２２に直交しているメインシャフト１３２ａ又はシャフト１３２ｂに固定されて支持基板部１２２の上面側に交互に配置され、相互に咬合している状態で回動自在に固定されていずれも平歯車からなる支持大径ギア１３２ｃ及び支持小径ギア１３２ｄに順次回転力を伝達する構成となっている。

支持ローラ部１３３は、図６に示すように、メインシャフト１３２ａ又はシャフト１３２ｂにより支持大径ギア１３２ｃと連動して回動するように支持基板部１２２の下面側に露出して固定されて、相互に同径の複数の支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃから構成されており、後述のはぜ締め大ローラ１３６ａ及び予備曲げ中ローラ１３６ｂにそれぞれ対向する位置に、それぞれの回転軸が走行方向の一直線上に並ぶように配置している。

支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃは、いずれも円筒状のステンレス鋼製の円筒状芯材の表面をショアＡ硬度９０のウレタンゴムでライニングして構成したクラウンタイプのいわゆる樽型の形状をしており、最大直径が６２ｍｍである。

また、支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃに対応する位置には、はぜ締め部Ｒｆの平坦部分Ｒｕｈに上から当接する３つの押えローラ１３３ｄが水平軸を中心に回動自在に固定されている。なお、押えローラ１３３ｄには、支持モータ部１３１の回転力が伝達されない。

はぜ締めモータ部１３４は、ブラシレスモータから構成されておりはぜ締め伝達部１３５を介して回転力をはぜ締めローラ部１３６に伝達する。なお、支持モータ部１３１とはぜ締めモータ部１３４とをまとめて駆動モータ部と呼ぶこととする。

はぜ締め伝達部１３５は、図５に示すように、はぜ締めモータ部１３４の回転軸をメインシャフト１３５ａに結合させて、開閉基板部１２３に直交しているメインシャフト１３５ａ又はシャフト１３５ｂに固定されて開閉基板部１２３の上面側に交互に配置され、相互に咬合している状態で回動自在に固定されていずれも平歯車からなるはぜ締め大径ギア１３５ｃ及びはぜ締め小径ギア１３５ｄに順次回転力を伝達する構成となっている。

はぜ締めローラ部１３６は、図６に示すように、相互に径が異なるはぜ締め大ローラ１３６ａ、予備曲げ中ローラ１３６ｂ及び予備曲げ小ローラ１３６ｃから構成されている。

はぜ締め大ローラ１３６ａ、予備曲げ中ローラ１３６ｂ及び予備曲げ小ローラ１３６ｃは、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、いずれもステンレス製の円盤状で、折板屋根材Ｒの巻締部分Ｒｕｃに当接する円周部分が厚み方向の中央に向けて径が大きくなるテーパ面を有しており、最大直径がそれぞれ７５ｍｍ、６７ｍｍ及び５９ｍｍである。

はぜ締め大ローラ１３６ａ及び予備曲げ中ローラ１３６ｂは、それぞれメインシャフト１３５ａ又はシャフト１３５ｂによりはぜ締め大径ギア１３５ｃと連動して回動するように開閉基板部１２３の下面側に露出して回動自在に固定されており、一方、予備曲げ小ローラ１３６ｃは、シャフト１３５ｂにより開閉基板部１２３の下面側に露出して回動自在に固定されているが、はぜ締めモータ部１３４の回転力は伝達されない。

はぜ締め大ローラ１３６ａ、予備曲げ中ローラ１３６ｂ及び予備曲げ小ローラ１３６ｃの回転軸は走行方向の一直線上に配置して、予備曲げ小ローラ１３６ｃ、予備曲げ中ローラ１３６ｂ、はぜ締め大ローラ１３６ａ、予備曲げ中ローラ１３６ｂ、予備曲げ小ローラ１３６ｃの順に配列している。

予備曲げ小ローラ１３６ｃ、予備曲げ中ローラ１３６ｂ、はぜ締め大ローラ１３６ａの順で折板屋根材Ｒのはぜ締め部Ｒｆから離間する距離が大きく、はぜ締め作業の進行方向が前進であっても後退であっても、はぜ締め部Ｒｆから最も離間している予備曲げ小ローラ１３６ｃが最初に巻締部分Ｒｕｃに当接して予備的に巻締部分Ｒｕｃを押圧して誘導し、予備曲げ小ローラ１３６ｃ、予備曲げ中ローラ１３６ｂ、はぜ締め大ローラ１３６ａの順で巻締部分Ｒｕｃに当接し押圧して徐々に締め付けるため、巻締部分Ｒｕｃが外向きに突出している場合でも、過大な曲げ力を要せずにスムーズかつ確実にはぜ締め作業を行う。

ブレーキ部１３７は、支持基板部１２２の下側に露出して、２つの予備曲げ小ローラ１３６ｃに対向する位置にそれぞれ配置してある前ブレーキ１３７Ｆと後ブレーキ１３７Ｒとから構成されている。前ブレーキ１３７Ｆ及び後ブレーキ１３７Ｒは、それぞれ前ブレーキソレノイド１３７Ｆａにより進退移動して折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖに当接する前ブレーキシュー１３７Ｆｂ、及び、後ブレーキソレノイド１３７Ｒａにより進退移動して折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖに当接する後ブレーキシュー１３７Ｒｂを備えている。

制御ユニット１４０は、図２に示すように本体ユニット１２０内に配置されて、後述の操作ユニット１５０に対する操作及びセンサユニット１６０による検出に応じて、図７に示すように各部の制御を行う構成であり、走行するか停止するかの制御を行う走行停止制御部１４１、走行方向を前進と後退で切り替える制御を行う前進後退制御部１４２、支持モータ部１３１の回転速度を制御する支持モータドライバ部１４３及びはぜ締めモータ部１３４の回転速度を制御するはぜ締めモータドライバ部１４４を備えている。

ここで、支持モータドライバ部１４３は、吊り子Ｈが配置されていない部位における支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃの周速、すなわち規定周速を、３００ミリメートル／秒に規定するように支持モータ部１３１の回転速度を制御する。一方、はぜ締めモータドライバ部１４４は、はぜ締め大ローラ１３６ａの周速が支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃの規定周速の９８％である２９４ミリメートル／秒に規定するようにはぜ締めモータ部１３４の回転速度を制御する。

規定周速を３００ミリメートル／秒に設定した場合、吊り子Ｈが配置されている部位でトルクの増大により支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃの周速が一時的に低下して、例えば規定周速の９５％程度である２８５ミリメートル／秒まで低下する場合であっても、支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃの周速とはぜ締め大ローラ１３６ａの周速との差は、プラスマイナス９ミリメートル／秒（規定周速の３％）程度の範囲に収まるため、折板屋根材Ｒの巻締部分Ｒｕｃに擦り傷をつけないはぜ締め作業が実現する。

操作ユニット１５０は、図２及び図３に示すように、本体ユニット１２０に直立固定された固定ハンドル部１５１、本体ユニット１２０に起倒自在に枢止されている開閉ハンドル部１５２、開閉基板部１２３に一体に結合して開閉ハンドル部１５２に枢止しているリンク部１５３及びはぜ締め用自走ロボット１００に対して動作指令を入力するための入力部１５４を備えている。

開閉ハンドル部１５２は、作業者が開放位置（図３の二点鎖線）から閉鎖位置（図３の実線）まで下げて倒す操作を行うことにより、回動自在に枢止されているリンク部１５３と共働して開閉基板部１２３をその閉鎖位置に固定するように構成されている。

したがって、開閉基板部１２３が閉鎖位置に固定されたとき、開閉基板部１２３に固定されているはぜ締めモータ部１３４、はぜ締め伝達部１３５及びはぜ締めローラ部１３６は開閉基板部１２３とともに移動して、はぜ締めローラ部１３６が折板屋根材Ｒのはぜ締め部Ｒｆのうち巻締部分Ｒｕｃに当接し、押圧する配置になって固定されることとなる。

入力部１５４は、はぜ締め用自走ロボット１００に対して開始指令を入力操作するスタートスイッチ１５４ａ、停止指令を入力操作するストップスイッチ１５４ｂ及び進行方向の切り替え指令を入力操作する方向切換スイッチ１５４ｃを備えている。

センサユニット１６０は、はぜ締め作業を行いながら前進又は後進しているときに折板屋根材Ｒの平坦部分Ｒｕｈの終端部位Ｒｕｅをそれぞれ検知する前終端センサ部１６０Ｆ及び後終端センサ部１６０Ｒを備えている。

前終端センサ部１６０Ｆ及び後終端センサ部１６０Ｒは、支持基板部１２２の下側に上下揺動自在に固定されている。図１、図２、図５及び図６に示すように、前終端センサ部１６０Ｆは斜め前方下向きに突出し、かつ下向きにバネ付勢されている棒状部分とこの棒状部分の先端に水平軸を中心に回転自在に取り付けられてた円筒状部分から構成されている。同様に、後終端センサ部１６０Ｒは、斜め後方下向きに突出し、かつ下向きにバネ付勢されている棒状部分とこの棒状部分の先端に水平軸を中心に回転自在に取り付けられた円筒状部分から構成されている。

したがって、前終端センサ部１６０Ｆ及び後終端センサ部１６０Ｒは、はぜ締め用自走ロボット１００がはぜ締作業を行いながら走行しているときには、その円筒状部分が折板屋根材Ｒの平坦部分Ｒｕｈに載置されて揺動しない状態であるが、はぜ締め用自走ロボット１００が折板屋根材Ｒの長手方向の終端付近に到達したときに、バネの力で下向きに揺動することによって終端部位Ｒｕｅを検知するものである。

補助ローラユニット１７０は、支持基板部１２２の下側に露出して、支持基板部１２２の最前部位に配置されて折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖに当接する前補助ローラ部１７０Ｆと支持基板部１２２の最後部位に配置されて折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖに当接する後補助ローラ部１７０Ｒとからなる。

前補助ローラ部１７０Ｆ及び後補助ローラ部１７０Ｒは、それぞれクラウンタイプのいわゆる樽型の形状をなす前補助ローラ１７０Ｆａ及び後補助ローラ１７０Ｒａを備えている。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、前補助ローラ１７０Ｆａ及び後補助ローラ１７０Ｒａは、支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃが当接する折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖに対して、約１ミリメートル離れる位置に配置されている。

はぜ締め用自走ロボット１００が前進しながらはぜ締め作業を行う場合には、はぜ締め大ローラ１３６ａによるはぜ締めが終了していない進行方向前側の折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖが平坦面として直立しているの対し、はぜ締め大ローラ１３６ａによるはぜ締めが終了した進行方向後側の直立部分Ｒｕｖは、曲げモーメントにより補助ローラユニット１７０が配置されている側に膨出する形状に湾曲する。

このため、後補助ローラ１７０Ｒａは進行方向後側の湾曲した直立部分Ｒｕｖの膨出部位にちょうど当接する位置に配置されていることとなる。はぜ締め用自走ロボット１００が後退しながらはぜ締め作業を行う場合には、前後関係が逆になり、前補助ローラ１７０Ｆａが湾曲した直立部分Ｒｕｖの膨出部位に当接する位置に配置されていることとなる。

補助ローラユニット１７０を備えていない場合には、支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃの規定周速すなわちはぜ締め用自走ロボット１００の自走速度を２７５ミリメートル／秒より大きく設定すると吊り子Ｈが配置されている部位における蛇行が大きくなり、安定的な走行に支障を来す恐れがあるが、補助ローラユニット１７０を備えている場合には、支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃの規定周速、すなわち、はぜ締め用自走ロボット１００の自走速度を例えば３５０ミリメートル／秒に設定しても安定的に高速走行する。

次に、本実施例のはぜ締め用自走ロボット１００により、折板屋根材Ｒのはぜ締め作業を行う手順を説明する。

作業者は、図１乃至図３に示すように、複数の折板屋根材Ｒを、溝板部Ｒｂと山板部Ｒｍとが交互に配列するように並列配置して、一端側の山板部Ｒｍの頂面部分Ｒｍｔに設けられている下はぜ部Ｒｄと他端側の山板部Ｒｍの頂面部分Ｒｍｔに設けられて直立部分Ｒｕｕとこの直立部分Ｒｕｕに連続する平坦部分Ｒｕｈとこの平坦部分Ｒｕｈから垂下する巻締部分Ｒｕｃとからなる上はぜ部Ｒｕとを係合させてはぜ締め部Ｒｆを形成する。

次に、このはぜ締め部Ｒｆを跨いで一方の溝板部Ｒｂと他方の溝板部Ｒｂの上に、キャスター部１１２を載置する。このとき、図３の二点鎖線で示すように開閉ハンドル部１５２は解放位置にあり、開閉ハンドル部１５２に連動するリンク部１５３及び開閉基板部１２３もそれぞれの解放位置にある。

支持脚部１１１は、押えローラ１３３ｄがちょうど折板屋根材Ｒの平坦部分Ｒｕｈに上から当接するように、本体ユニット１２０を取り付ける高さを調節できるように構成されている。

次に、図２及び図３の実線で示すように、開閉ハンドル部１５２を閉鎖操作して閉鎖位置まで倒し下げて、開閉ハンドル部１５２に連動するリンク部１５３及び開閉基板部１２３をそれぞれの閉鎖位置に移動させて固定する。このとき、支持基板部１２２に回動自在に固定されている支持ローラ部１３３が、折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖに当接するとともに、開閉基板部１２３に回動自在に固定されているはぜ締めローラ部１３６が、折板屋根材Ｒのはぜ締め部Ｒｆのうち巻締部分Ｒｕｃに当接し、押圧する配置となる。

この時、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃは、それぞれ折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖに当接し、正面から見た際のはぜ締め大ローラ１３６ａと支持ローラ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃとの力線方向の距離が、はぜ締めギャップ寸法ｇとなる。

支持ローラ１３６ａは樽型の形状であるため、折板屋根材Ｒとは最大半径の部位で当接するが、図６に示すように、はぜ締め大ローラ１３６ａと支持ローラ１３３ｂとは対向して配置されているので、はぜ締めギャップ寸法ｇは、はぜ締め大ローラ１３６ａの縁部と樽型の形状である支持ローラ１３３ｂとの最短距離となり、はぜ締め大ローラ１３６ａと支持ローラ１３３ｂとの挟圧によって巻締部分Ｒｕｃに対する確実な押圧が実現する。

以下、主として図７及び図８を参照して、はぜ締め用自走ロボット１００のシステム構成及び制御フローを説明する。

作業者は、開閉ハンドル部１５２が閉鎖位置まで下がっているか確認し（ＯＰ１）、前終端センサ部１６０Ｆ及び後終端センサ部１６０Ｒが折板屋根材Ｒの平坦部分Ｒｕｈに載置されて上がっている状態であるか確認し（ＯＰ２）、スタートスイッチ１５４ａを操作する（ＯＰ３）。

これにより、待機していたはぜ締め用自走ロボット１００の制御ユニット１４０の動作が開始し（Ｓ１）、開閉ハンドル部１５２が下がっていればＳ３へ、下がっていなければＯＰ１に移行する（Ｓ２）。次に、方向切換スイッチ１５４ｃの状態を確認し、操作されてＯＮの状態であればＳ１０へ、一方、ＯＦＦであればＳ４へ移行して前進後退制御部１４２が進行方向を前進に制御する（Ｓ３）。

Ｓ４において、進行方向の前終端センサ部１６０Ｆが終端部位Ｒｕｅを検出したらＯＰ２に移行し、検出していなければＳ５に移行する。走行停止制御部１４１が、前ブレーキソレノイド１３７Ｆａ及び後ブレーキソレノイド１３７Ｒａを解除制御して直立部分Ｒｕｖに当接し押圧している前ブレーキシュー１３７Ｆｂ及び後ブレーキシュー１３７Ｒｂを開放して解除状態にするとともに、前進後退制御部１４２が、支持モータドライバ部１４３及びはぜ締めモータドライバ部１４４を介してモータ部すなわち支持モータ部１３１及びはぜ締めモータ部１３４を駆動制御して前進方向に駆動させて、はぜ締め用自走ロボット１００が折板屋根材Ｒ上を前進走行しながらはぜ締め作業を行う（Ｓ５）。はぜ締め作業中にストップスイッチ１５４ｂが押下されたらＳ８に移行する（Ｓ６）。はぜ締め作業を行いながら折板屋根材Ｒ上を前進走行している間に、進行方向の前終端センサ部１６０Ｆが終端部位Ｒｕｅを検出したらＳ８に移行し、検出していなければＳ５に移行してはぜ締め作業と前進走行を継続する（Ｓ７）。

Ｓ３において、方向切換スイッチ１５４ｃが操作されていてＯＮの状態であればＳ１０へ移行するが、Ｓ１０からＳ１３までのステップは、Ｓ４からＳ７までのステップと比較して、進行方向が後進であり、前終端センサ部１６０Ｆが後終端センサ部１６０Ｒに置き換わるだけであるため、詳細な説明を省略する。

Ｓ８では、ストップスイッチ１５４ｂが操作され、又は、前終端センサ部１６０Ｆ若しくは後終端センサ部１６０Ｒが終端部位Ｒｕｅを検出したことに対応し、走行停止制御部１４１が前ブレーキソレノイド１３７Ｆａ及び後ブレーキソレノイド１３７Ｒａを制動制御して前ブレーキシュー１３７Ｆｂ及び後ブレーキシュー１３７Ｒｂを直立部分Ｒｕｖに当接させて押圧するとともに、前進後退制御部１４２が支持モータドライバ部１４３及びはぜ締めモータドライバ部１４４を介してモータ部すなわち支持モータ部１３１及びはぜ締めモータ部１３４を停止制御して停止させ（Ｓ８）、はぜ締め用自走ロボット１００が動作を停止する（Ｓ９）。

なお、制御ユニット１４０は、自走ロボット１００を停止制御している場合において開閉ハンドル部１５２が開放操作されたときにブレーキ部１３７を解除制御して作業者による運搬を可能とし、開閉ハンドル部１５２が閉鎖操作されたときにブレーキ部１３７を制動制御してブレーキをかけて待機する。

また、制御ユニット１４０は、開閉ハンドル部１５２が閉鎖位置にある場合において、スタートスイッチ１５４ａが操作されたときにブレーキ部１３７を解除制御して走行可能とするとともに、支持モータ部１３１及びはぜ締めモータ部１３４を予め設定した速度で回転するように駆動制御し、モータ部すなわち支持モータ部１３１及びはぜ締めモータ部１３４が駆動している場合において終端部位Ｒｕｅを検知したときに、ブラシレスモータから構成されている支持モータ部１３１及びはぜ締めモータ部１３４を即時停止するよう停止制御するとともに前記ブレーキ部を制動制御する。

以上のフローではぜ締め用自走ロボット１００のはぜ締め部Ｒｆに対するはぜ締め作業を行えば、前終端センサ部１６０Ｆ又は後終端センサ部１６０Ｒが終端部位Ｒｕｅを検出して停止した場合は、はぜ締め作業が終端部位Ｒｕｅの近傍まで終了している状態になる。

作業者が開閉ハンドル部１５２を開放操作して開放位置まで立ち上げれば、開閉基板部１２３が連動してその開放位置に移動するので、開閉基板部１２３に回動自在に固定されているはぜ締めローラ部１３６が折板屋根材Ｒの巻締部分Ｒｕｃへの当接、押圧から解放されるとともに、支持基板部１２２に回動自在に固定されている支持ローラ部１３３が折板屋根材Ｒの直立部分Ｒｕｖへの当接から解放される。

この段階で、作業者ははぜ締め用自走ロボット１００を持ち上げて隣のはぜ締め部Ｒｆに平行移動させ、方向切換スイッチ１５４ｃを切り替えてＯＰ１に移行する。

以上のフローにより、はぜ締め用自走ロボット１００にいわゆる牛耕式の往復走行をさせながら、折板屋根材Ｒのはぜ締め部Ｒｆに対するはぜ締め作業を順次行って、建屋等の屋根を施工することができる。

１００・・・・・はぜ締め用自走ロボット
１１０・・・・・走行ユニット
１１１・・・・・支持脚部
１１２・・・・・キャスター部
１２０・・・・・本体ユニット
１２１・・・・・筐体部
１２２・・・・・支持基板部
１２３・・・・・開閉基板部
１２４・・・・・上カバー部
１２５・・・・・前後カバー部
１３０・・・・・駆動ユニット
１３１・・・・・支持モータ部
１３２・・・・・支持伝達部
１３２ａ・・・・メインシャフト
１３２ｂ・・・・シャフト
１３２ｃ・・・・支持大径ギア
１３２ｄ・・・・支持小径ギア
１３３・・・・・支持ローラ部
１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ・・・支持ローラ
１３３ｄ・・・・押えローラ
１３４・・・・・はぜ締めモータ部
１３５・・・・・はぜ締め伝達部
１３５ａ・・・・メインシャフト
１３５ｂ・・・・シャフト
１３５ｃ・・・・はぜ締め大径ギア
１３５ｄ・・・・はぜ締め小径ギア
１３６・・・・・はぜ締めローラ部
１３６ａ・・・・はぜ締め大ローラ
１３６ｂ・・・・予備曲げ中ローラ
１３６ｃ・・・・予備曲げ小ローラ
１３７・・・・・ブレーキ部
１３７Ｆ・・・・前ブレーキ
１３７Ｆａ・・・前ブレーキソレノイド
１３７Ｆｂ・・・前ブレーキシュー
１３７Ｒ・・・・後ブレーキ
１３７Ｒａ・・・後ブレーキソレノイド
１３７Ｒｂ・・・後ブレーキシュー
１４０・・・・・制御ユニット
１４１・・・・・走行停止制御部
１４２・・・・・前進後退制御部
１４３・・・・・支持モータドライバ部
１４４・・・・・はぜ締めモータドライバ部
１５０・・・・・操作ユニット
１５１・・・・・固定ハンドル部
１５２・・・・・開閉ハンドル部
１５３・・・・・リンク部
１５４・・・・・入力部
１５４ａ・・・・スタートスイッチ
１５４ｂ・・・・ストップスイッチ
１５４ｃ・・・・方向切換スイッチ
１６０・・・・・センサユニット
１６０Ｆ・・・・前終端センサ部
１６０Ｒ・・・・後終端センサ部
１７０・・・・・補助ローラユニット
１７０Ｆ・・・・前補助ローラ部
１７０Ｆａ・・・前補助ローラ
１７０Ｒ・・・・後補助ローラ部
１７０Ｒａ・・・後補助ローラ
ｇ・・・・・・・はぜ締めギャップ寸法
Ｒ・・・・・・・折板屋根材
Ｒｂ・・・・・・溝板部
Ｒｍ・・・・・・山板部
Ｒｍｔ・・・・・頂面部分
Ｒｕ・・・・・・上はぜ部
Ｒｕｖ・・・・・直立部分
Ｒｕｈ・・・・・平坦部分
Ｒｕｅ・・・・・終端部位
Ｒｕｃ・・・・・巻締部分
Ｒｄ・・・・・・下はぜ部
Ｒｂ・・・・・・溝板部
Ｒｆ・・・・・・はぜ締め部
Ｈ・・・・・・・吊子

Claims (5)

1. 溝板部と山板部とを交互に配列してなり一端側の前記山板部の頂面部分に下はぜ部を他端側の前記山板部の頂面部分に直立部分と該直立部分に連続する平坦部分と該平坦部分から垂下する巻締部分とからなる上はぜ部をそれぞれ有する折板屋根材を並列配置して相互に隣接する前記折板屋根材の前記下はぜ部と前記上はぜ部とを係合させて形成したはぜ締め部を跨いで一方の前記折板屋根材の前記溝板部と他方の前記折板屋根材の前記溝板部とを走行するキャスター部を備えた走行ユニット、前記折板屋根材の前記はぜ締め部の上方に配置して開閉自在に枢止している開閉基板部と該開閉基板部に対向して固定した支持基板部とを備えて前記走行ユニットの上部に固定されている本体ユニット、前記支持基板部に回動自在に配置して前記折板屋根材の前記直立部分に当接する支持ローラ部及び前記開閉基板部に回動自在に配置して前記巻締部分を押圧するはぜ締めローラ部を少なくとも備えた駆動ユニット、前記本体ユニットに配置されて前記駆動ユニットの動作を制御する制御ユニット、並びに、前記本体ユニットに起倒自在に枢止している開閉ハンドル部及び前記開閉基板部に一体に結合して前記開閉ハンドル部に枢止しているリンク部並びにはぜ締め作業を開始させるスタートスイッチからなる操作ユニットを備え、前記はぜ締めローラ部により前記巻締部分を前記折板屋根材の長手方向に沿ってはぜ締めするはぜ締め用自走ロボットであって、
   前記駆動ユニットが、前記支持ローラ部を駆動する支持モータ部と前記はぜ締めローラ部を駆動するはぜ締めモータ部とを備えていることを特徴とするはぜ締め用自走ロボット。
2. 前記支持ローラ部が、ステンレス鋼製の円筒状芯材の表面をウレタンゴムでライニングして構成された支持ローラを備え、
   前記はぜ締めローラ部が、ステンレス鋼製の円盤状に構成されたはぜ締めローラを備えていることを特徴とする請求項１に記載のはぜ締め用自走ロボット。
3. 前記支持ローラが、樽型の形状を有することを特徴とする請求項２に記載のはぜ締め用自走ロボット。
4. 前記制御ユニットが、支持モータ部の回転速度を制御して前記支持ローラの周速を規定する支持モータドライバ部と、前記はぜ締めモータの回転速度を制御して前記はぜ締めローラの周速を前記支持ローラの規定周速より小さい値に規定するはぜ締めモータドライバ部とを備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のはぜ締め用自走ロボット。
5. 前記支持基板部の最前部位に配置されて前記折板屋根材の前記直立部分に当接する前補助ローラ部と前記支持基板部の最後部位に配置されて前記折板屋根材の前記直立部分に当接する後補助ローラ部とからなる補助ローラユニットを備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のはぜ締め用自走ロボット。