(57)【要約】【課題】  送電線の保守点検などの作業時に宙乗器とアシスト装置を連結し、上り勾配時には作業者が送電線を把持移動して宙乗器を漕ぐとともに、アシスト装置を駆動することにより作業者の牽引負担などを大幅に軽減することができる。【解決手段】  アシスト装置を駆動するホイール２は、インホイールモータと、インホイールモータに連動して回転するインホイールモータ駆動部３と、インホイールモータ駆動部３の外側にインホイールモータ駆動部３と着脱可能に構成され、送電線を嵌め込む溝が設けられた複数のウレタン樹脂などからなる樹脂製ホイールユニットとを有している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高架線に懸架されて走行する高架線走行装置本体に連結され、前記高架線走行装置本体に搭乗し前記高架線を牽引する作業者の牽引力をモータ駆動によりアシストすることを特徴とする高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項２】
前記高架線走行装置本体のアシスト装置が、前記高架線走行装置本体の進行方向側または後退方向側に着脱自在に前記高架線走行装置本体に連結されることを特徴とする請求項１記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項３】
前記高架線走行装置本体のアシスト装置を前記高架線に沿って駆動するホイールは、
インホイールモータと、
前記インホイールモータに連動して回転するインホイールモータ駆動部と、
前記インホイールモータ駆動部の外側に前記インホイールモータ駆動部と着脱可能に構成され、前記送電線を嵌め込む溝が設けられたウレタン樹脂などからなる弾性を有する樹脂製ホイールユニットと、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項４】
前記樹脂製ホイールユニットを、前記送電線の断面積に合わせて予め複数用意したものから選択して、前記インホイールモータ駆動部に取り付けることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項５】
前記高架線走行装置本体に制動をかけるブレーキと、
前記ブレーキの状態を検知するセンサと、
前記センサからの信号によりオン／オフ制御され、前記インホイールモータに電源を供給する電池と前記インホイールモータ間に挿入接続されたスイッチと、を備える請求項３または請求項４記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項６】
前記インホイールモータは、コントローラに設けた操作部を前記作業者が操作することにより生成された制御信号によりコントロールユニットを介して制御され、前記作業者が前記操作部から手を離しても前記制御信号は直前の信号を継続して前記コントロールユニットに出力することを特徴とする請求項３乃至請求項５記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項７】
前記ホイールは、上方面に架設された多導体送電線に沿ってそれぞれ走行する第１のホイールおよび第２のホイールと、
下方面に架設された多導体送電線に沿ってそれぞれ走行する第１の補助ホイールおよび第２の補助ホイールと、
前記第１のホイールから前記第１の補助ホイールに駆動力を伝達する第１の連結部材と、
前記第２のホイールから前記第２の補助ホイールに駆動力を伝達する第２の連結部材と、を備え、
前記コントローラからの同一制御信号又は個別の制御信号により、前記第１のホイールおよび前記第２のホイールを制御することを特徴とする請求項３乃至請求項６記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項８】
前記ホイールは、上方面に架設された多導体送電線に沿ってそれぞれ走行する第１の補助ホイールおよび第２の補助ホイールと、
下方面に架設された多導体送電線に沿ってそれぞれ走行する第３の補助ホイールおよび第４の補助ホイールと、
前記第１の補助ホイールから前記第３の補助ホイールに駆動力を伝達する第１の連結部材と、
前記第２の補助ホイールから前記第４の補助ホイールに駆動力を伝達する第２の連結部材と、
前記第１の補助ホイールおよび第２の補助ホイールを同期駆動する前記ホイールと、を備え、
前記コントローラの制御信号により、前記ホイールを制御することを特徴とする請求項３乃至請求項６記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項９】
前記インホイールモータが、前記高架線走行装置本体のアシスト装置に実装されたリチウムイオン電池により電源が供給されることを特徴とする請求項３乃至請求項８記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項１０】
前記高架線走行装置本体または前記高架線走行装置本体のアシスト装置に設けられた前記送電線の傾斜角を検知する傾斜センサの信号により、アシスト量を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項９記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項１１】
前記送電線の下り勾配において、前記インホイールモータの逆起電力を用いて前記高架線走行装置本体のアシスト装置に制動をかけることを特徴とする請求項３乃至請求項１０記載の高架線走行装置本体のアシスト装置。
【請求項１２】
前記高架線走行装置本体と、
前記請求項１乃至請求項１１記載の高架線走行装置本体のアシスト装置と、を備える高架線走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電線の架線工事や送電線の探傷・外観の検査作業、保守点検作業などに使用する宙乗器（高架線走行装置）、およびこの宙乗器に用いる宙乗器用アシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線は落雷や風による振動、あるいは台風などによる自然災害により損傷や腐食をうけ劣化し、損傷部分や腐食部分が進行すると送電線の断線事故につながる。このため宙乗器を用いて送電線を定期的に検査点検し保守を行っている。従来送電線の検査方法としては、作業者が宙乗器に搭乗して移動しながら送電線を人手により検査する方法と、送電線上をカメラや腐食診断装置などを搭載した検査装置を自走させて検査する方法とが行われている。
【０００３】
カメラや腐食診断装置は近年その性能が大幅に向上しているものの、その検査品質は熟練した作業者による検査品質に及ばないのが実情である。このため作業者が宙乗器に搭乗し、目視あるいは送電線の損傷の種類に適した検査機器を駆使して検査を行う方法が広く行われている。また、送電線間の接触を防止するためのスペーサーの取り付け工事などの架線工事においては、作業者が宙乗器に搭乗して手作業で工事を行うことが必須である。
【０００４】
作業者が搭乗して送電線の検査を行うための宙乗り器の第１の従来技術として、特許文献１（特開平９−２５２５１４号公報）に記載の宙乗器について図９を参照して説明する。本公報記載の宙乗器は、作業者が搭乗するケージ９２にフレーム９３を一体化し、このフレーム９３に複数のローラ９４を設けて、ローラ９４の駆動により架設線路９１沿いに走行するように構成している。ローラ９４の少なくとも一つはバッテリ９６から電力供給されたモータで駆動される。作業者はケージ９２に搭乗し前進／後退スイッチを操作してモータ９５を駆動し、宙乗器を架設線路９１に沿って前進または後退させる。
【０００５】
作業者が搭乗して送電線の検査を行うための宙乗り器の第２の従来技術として、特許文献２（特開平５−１５３７０８号公報）に記載の電動式走行装置について図１０（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。本公報による電動式走行装置は、図１０（ａ）に示すように走行機構１０１をモータ１０２により駆動し架空線上を走行する際、走行装置の傾きを傾斜検出部１０３で検出する。速度制御部１０４は検出した傾斜情報を用いて図１０（ｂ）に示すように、走行装置が下り勾配を進行する場合にモータ１０２を電源部１０５から切り離して、制動抵抗をモータ１０２の端子に接続する。これにより下り傾斜のあった場合において自動的に制動がかかるように構成している。
【０００６】
作業者が搭乗して送電線の検査を行うための宙乗り器の第３の従来技術として、特許文献３（特開昭５３−１３０８０１号公報）に記載の電動式走行装置について図１１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。本公報記載の宙乗器においては作業者が宙乗器に乗り込んだ後、鉄塔間の中央部までは下り勾配となるので、入力側プーリー１１１が回転し出力側回転軸が増速されて回転する。この為、出力側回転軸に設けられた羽根がオイルを攪拌し、その粘性抵抗により入力側プーリー１１１の回転を一定に保持するようにしている。これにより下り勾配においてブレーキをかけ走行速度を安定化している。さらに図１１（ｂ）に示すように上り勾配において、電源１１２から電源の供給を受けたモータ１１３を宙乗器の走行動力源として用い、送電線上を駆動しながら宙乗器を走行することが出来、作業者の動力をなくすように構成している。
【０００７】
次に作業者が搭乗して架線工事などを行う宙乗り器の第４の従来技術として、特許文献４（特開２００１−１６７２９公報）に記載のけん引機をそなえた宙乗器について説明する。この宙乗器は、けん引機部と油圧発生ユニットを連結して自走式宙乗器として構成可能なので、作業現場に合わせて使い分けが柔軟に出来るようにしている。
【０００８】
次に宙乗器と直接関係しないが、人力駆動系を電動駆動系で補助する特許文献５（特許第４６２３８６４号公報）に記載の電動アシスト自転車の従来技術について、図１２を参照して説明する。図１２で、人力トルクセンサ１２１は踏力による人力トルクを検出し、モータトルクセンサ１２２はモータ１２５のトルクを検出し、それぞれ検出信号をマイコン１２３に出力する。ここで１２６はバッテリ部であり、降圧回路を介してマイコン１２３に電源を供給するとともに、モータ駆動回路１２４とモータ１２５に電源を供給する。マイコン１２３は各センサからの信号に基づきモータ駆動回路１２４を制御し、モータ駆動回路１２４はパルス幅変調によりモータ１２５へ供給する駆動電流を制御する。このような制御により、アシスト比率を変更して走行状態に応じた電力駆動系の出力で人力駆動系を補助することが出来るように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２５２５１４号公報
【００１０】
【特許文献２】特開平５−１５３７０８号公報
【００１１】
【特許文献３】特開昭５３−１３０８０１号公報
【００１２】
【特許文献４】特開２００１−１６７２９公報
【００１３】
【特許文献５】特許第４６２３８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１記載の第１の従来技術は、ケージ９２に一体的に固定されたモータ９５からギアボックスによる動力伝達機構を介してローラ９４を回転させて宙乗器を駆動している。本公報の図７に記載のように宙乗器を送電線に取り付けるためには、専用の吊り工具を設置して宙乗器を吊り上げなければならない。また、作業者の体重、ケージ９２の重量、その他の機構系の重量を含んだ重量の宙乗器が、バッテリ９６とモータ９５により上り勾配を走行するためには、バッテリ９６とモータ９５を高出力のものとする必要があるが、このことはバッテリ９６とモータ９５をより重量化することにつながり、宙乗器の運搬や設置などの運用が困難になるという問題がある。さらにモータ９５からローラ９４へはギアボックスにより動力を伝達しているので、機構系が複雑化するばかりでなく宙乗器全体の重量が大きくなるという問題がある。
【００１５】
また特許文献２記載の電動式走行装置は、電源部１０５から電力を供給されたモータ１０２が走行機構１０１を駆動し上り勾配を自走するが、第１の従来技術と同様に、モータを駆動デバイスとする完全自走式の宿命である電源部１０５とモータ１０２の大型化及び重量化は避けられず、宙乗器としての運用を困難としている。すなわち、本来宙乗器は作業者が一人で運搬して送電線に設置出来るよう小型軽量であることが好ましい。この為、バッテリ、モータ、機構系を出来るだけ小型軽量にする必要があるが、上記に説明した第１の従来技術および第２の従来技術には、宙乗器の小型軽量化に関する技術開示あるいは示唆は一切無い。従って、第１の従来技術および第２の従来技術を用いた宙乗器を、運搬することが困難な斜面などの作業場所で設置することは困難を伴う。
【００１６】
また送電線での上り勾配が長い場合はバッテリ切れの恐れがあるが、第１の従来技術および第２の従来技術にはこのような場合の対応策は開示されておらず、仮に予備のバッテリを作業者が持参して宙乗器に搭乗する場合、宙乗器の総重量はさらに大きくなるという問題がある。
【００１７】
また特許文献３記載の宙乗器は上り勾配に達すると、作業者が自ら漕ぎながら宙乗器を進行させるか、前方の鉄塔から延長されたロープにより引っ張られて進行する（本公報の第１実施例）。または、バッテリに下り勾配時に発電した電力を充電しておき、この電力を用いてモータを駆動し宙乗器を進行させることが記載されている（本公報の第５実施例）。
【００１８】
ここで作業者が自ら漕ぎながら上り勾配で宙乗器を進行させるのは作業者の負担が大きく、特に、上り勾配の傾斜が大きい場合は作業者の負担が過大となるため、作業全体の効率が著しく低下してしまう。一方、他の作業者が前方の鉄塔から延長されたロープを引っ張る方法（本公報の第１実施例）は、上り勾配で宙乗器を牽引する都度に別の作業者を鉄塔に配置しなければならず、作業効率が悪いという問題がある。
【００１９】
またバッテリに充電した電力を用いてモータを駆動する方法は、上り勾配を自発的に走行するための充電電力の大きさとしては不足であり、モータの作用としては下り勾配時に能動負荷として宙乗器の走行速度を調整することが主たる役割である。従って、上り勾配がきつい場合、あるいは上り勾配が長い場合にバッテリに充電した電力を用いて宙乗器を走行することは、バッテリの充電能力上困難である。
【００２０】
また特許文献４記載のけん引機をそなえた宙乗器は、本発明の第１の実施の形態の技術思想、すなわち宙乗器本体と、この宙乗器本体をけん引又は押進する宙乗器用アシスト装置とを分離可能に構成する点で類似であるが、この公報記載の宙乗器は、エンジンから油圧モータへ圧油を送給して駆動輪を駆動し宙乗器を推進するため、モータで駆動する方式と比べて騒音が大きく、また、エンジン、油圧ポンプ、作動油タンク、油圧制御機器などの動力部、油圧モータ、油圧ホースを小型軽量化することが技術的に難しいという問題がある。
【００２１】
また特許文献５記載の電動アシスト自転車は、人力駆動系を電動駆動系で補助するという技術思想において、本願発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置の基本思想と類似であるが、上り勾配を走行する場合次のような違いがある。すなわち、本公報による電動アシスト自転車は、人力駆動系の負荷に応じて上り勾配でのアシスト比率を変えるように構成されている。電動アシスト自転車の走行では、一般に上り勾配を登り切った場合、平坦または下り勾配の道路が続くので本公報記載の制御を行っても何ら問題無いが、宙乗器の場合は上り勾配の終着点は鉄塔となるので、鉄塔に衝突しないように制御する必要がある。
【００２２】
また電動アシスト自転車自体を利用者が人手で運搬することは実際上少なく、電動アシスト自転車を小型軽量化する必要性は相対的に少ないが、宙乗器の運用を効率的に行うためには、宙乗器を小型軽量化することが必須となる。
【００２３】
また上述したいずれの従来技術にも、宙乗器本体とこの宙乗器の走行をモータ駆動によりアシストするアシスト装置を分離可能に構成し、送電線の保守点検などの作業時に宙乗器とアシスト装置を連結し、上り勾配時にはアシスト装置をアシスト駆動し作業者の負担を軽減するような技術は開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は上記課題を好適に解決した宙乗器および宙乗器用アシスト装置を提供する。
【００２５】
本発明の高架線走行装置本体のアシスト装置は、高架線に懸架されて走行する高架線走行装置本体に連結され、前記高架線走行装置本体に搭乗し前記高架線を牽引する作業者の牽引力をアシストするように構成している
【００２６】
また、前記高架線走行装置本体のアシスト装置が、前記高架線走行装置本体の進行方向側または後退方向側に着脱自在に、前記高架線走行装置本体に連結されるようにしても良い。
【００２７】
また、前記高架線走行装置本体のアシスト装置を前記高架線に沿って駆動するホイールは、インホイールモータと、前記インホイールモータに連動して回転するインホイールモータ駆動部と、前記インホイールモータ駆動部の外側に前記インホイールモータ駆動部と着脱可能に構成され、前記送電線を嵌め込む溝が設けられた複数のウレタン樹脂などからなる樹脂製ホイールユニットとを備えるように構成しても良い。
【００２８】
また前記樹脂製ホイールユニットを、前記送電線の断面積に合わせて予め複数用意したものから選択して、前記インホイールモータ駆動部に取り付けるように構成しても良い。
【００２９】
また、前記インホイールモータが、前記高架線走行装置本体のアシスト装置に実装されたリチウムイオン電池により電源が供給されるように構成しても良い。
【００３０】
また本発明の高架線走行装置は、前記高架線走行装置本体と、この高架線走行装置本体に連結され前記高架線走行装置本体に搭乗し前記高架線を牽引する作業者の牽引力をアシストする前記高架線走行装置本体のアシスト装置とを備えている。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の第１の実施の形態による宙乗器および宙乗器用アシスト装置は、宙乗器本体と、この宙乗器の走行をモータ駆動によりアシストするアシスト装置とを分離可能に構成する。これにより、宙乗器および宙乗器用アシスト装置をそれぞれ小型軽量とすることができ、かつ宙乗器および宙乗器用アシスト装置を連結した場合、全体としての装置を小型軽量とすることが出来る。また、モータ駆動であるのでエンジン駆動に比べて低騒音であるという特徴がある。
【００３２】
また送電線の保守点検などの作業時に宙乗器とアシスト装置を連結し、上り勾配時には作業者が送電線を把持移動して宙乗器を漕ぐとともに、アシスト装置を駆動することにより作業者の牽引負担などを大幅に軽減することができる。従って作業者の疲労度を改善することが出来るため、作業効率と作業の安全性をともに向上することが出来る。
【００３３】
さらに本発明による宙乗器および宙乗器用アシスト装置は、作業者一人で容易に持ち運びできる程度に小型軽量であり、本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置を送電線路に取り付け・取り外しする際の上げ下ろし作業などが極めて容易にできる。
【００３４】
また本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置は、作業者による人力駆動を電動駆動でアシストするという技術思想で設計されている。すなわち、宙乗器用アシスト装置に搭載されている電源とモータの最大出力には制限を設けている。このため、モータ駆動を制御する制御回路に何らかの異常が発生したとしても、宙乗器および宙乗器用アシスト装置が鉄塔に衝突するようなことは無い。一般的に完全自走式の宙乗器の場合、電源とモータの最大出力が大きいため、安全性を確保するため多くの回路や装置が必要となり、コストアップや装置の大型化が避けられないが、本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置は暴走防止などの安全装置が不要となるため、コスト低減と小型軽量化とを容易に実現することが出来る。
【００３５】
さらに本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置は、モータを駆動する電池としてエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池を使用しているので、宙乗器および宙乗器用アシスト装置を小型、軽量にすることができる。
【００３６】
また樹脂製ホイールは複数の樹脂製ホイールユニットからなり、これらがアタッチメントホイールを介して内側のインホイールモータ駆動部に着脱可能に構成されるので、作業現場で用途に合わせて自在に樹脂製ホイールを組み立てることが出来る。すなわち、送電線、ＳＲリング、直線スリーブの外径に合わせて複数種類の樹脂製ホイールを予め用意しておき、作業現場での実際の状況に応じてこれらの樹脂製ホイールの中から最適な樹脂製ホイールを選択する。これにより、作業現場での状況に応じて柔軟に本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置を送電線に乗架することができる。また、ウレタンなどの適度の弾性を有する樹脂製のホイールにより、樹脂製ホイールがＳＲリング又は直線スリーブに達すると樹脂製ホイールが弾性変形してＳＲリング又は直線スリーブでクッションとなり、樹脂製ホイールすなわちホイールがＳＲリング又は直線スリーブを安定して跨ぎ乗り越えることが出来る。
【００３７】
また本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置は、モータとしてインホイールモータを使用しているため、通常のモータを使用した場合のように、モータ外部にモータの回転速度を変速するためのギア部のような出っ張りが無く作業空間を広く確保することが可能であり、作業者の作業性を改善することが出来る。
【００３８】
また本発明の第１の実施の形態による宙乗器用アシスト装置は、既存の宙乗器本体に設けられた既設の孔と、宙乗器用アシスト装置側に設けた宙乗器連結部とをボルト等で連結することにより、既存の宙乗器本体に本発明による宙乗器用アシスト装置を容易に取り付けることが可能である。このとき、宙乗器用アシスト装置を宙乗器連結部を介して宙乗器本体の進行方向側に取り付けた場合は、宙乗器用アシスト装置により宙乗器本体を牽引し、逆に宙乗器用アシスト装置を宙乗器連結部を介して宙乗器本体の後退方向に取り付けた場合は、宙乗器用アシスト装置により宙乗器本体を押進するように動作するので、作業環境に合わせて両方を柔軟に使い分けることが可能であり、作業者の作業効率を改善することが出来る。
【００３９】
また下り勾配を進行する場合にモータを電池から切り離すことにより、モータが回転しようとすると逆起電力が発生して制動力が生じる。この制動力を用いて、傾斜の急な下り勾配においても、適切な速度で宙乗器を運転することが出来る。
【００４０】
また本発明の第１の実施の形態による宙乗器用アシスト装置は、カテナリー角に応じて宙乗器用アシスト装置による牽引力又は押進力のアシスト量を増減することが出来る。すなわち、カテナリー角が大きい場合は作業者が宙乗器を漕ぐ負担が増大するのでアシスト量を大きくして作業者の負担を軽減し、反対にカテナリー角が小さい場合はアシスト量を小さくする。これによりカテナリー角の大小に無関係に作業者は均等な力で宙乗器を漕ぐことが出来るので、宙乗器を漕ぐことによる疲労を大幅に軽減することが出来る。さらにカテナリー角が小さい場合はアシスト量を小さくすることにより宙乗器用アシスト装置に搭載した電池の消耗を抑制できるので、長時間宙乗器用アシスト装置を運転することが可能となる。
【００４１】
またアシスト量の制御及びモータのオン・オフ制御などはコントローラの各種操作部を用いて行うが、作業者がアシスト量を制御する操作部から手を離してもそのままのアシスト量を継続する。このため、宙乗器を安定して自動運転しながら作業者は両手を使って本来の作業を効率良く行うことが出来る。
【００４２】
また本発明の宙乗器又は宙乗器用アシスト装置に設けたブレーキ操作部を操作してブレーキがかかるように指示すると、センサがブレーキ動作を検知してスイッチをオフしモータに供給する電源を遮断する。これにより、宙乗器を停止状態にする場合はモータを完全に停止することが可能なので、消費電力を大幅に低減することが出来る。またブレーキを解除するようにブレーキ操作部を操作すると、センサからの信号により電源からモータに電力を再供給するように動作するので、モータのオン・オフ操作、すなわち宙乗器の運転及び運転停止が簡単にできるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる宙乗器用アシスト装置の正面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる宙乗器用アシスト装置の側面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係わる宙乗器用アシスト装置に用いるホイールの正面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】送電線と樹脂製ホイールの模式的断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係わる宙乗器および宙乗器用アシスト装置の使用形態についての説明図である。
【図６】本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置における制御機構のブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる宙乗器および宙乗器用アシスト装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係わる宙乗器および宙乗器用アシスト装置の概略構成図である。
【図９】第１の従来技術の宙乗器の斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は第２の従来技術の電動式走行装置を示すブロック図、図１０（ｂ）は本従来技術の電動式走行装置の速度制御動作を説明する説明図である。
【図１１】図１１（ａ）は第３の従来技術の多導体送電線用宙乗器の外観を示す正面図、図１１（ｂ）は他の実施例を示す側面図である。
【図１２】第５の従来技術の電動アシスト自転車の制御装置を表す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
次に本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００４５】
＜第１の実施の形態＞
最初に図１〜図６を参照して本発明による宙乗器および宙乗器用アシスト装置の第１の実施の形態について説明する。図１および図２は本発明の第１の実施の形態に係わる宙乗器用アシスト装置の正面図および側面図、図３（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係わる宙乗器用アシスト装置に用いるホイールの正面図、図３（ｂ）は側面図、図４は送電線と樹脂製ホイールの模式的断面図である。
【００４６】
本発明による宙乗器用アシスト装置は、図１，２に示すように、高所に架設された送電線、またはＳＲリング、直線スリーブなど送電線の付属品１（以下の記述ではＳＲリング、直線スリーブなど送電線の付属品は省略して送電線と一括して記載する）を、外周部にＶ字形やＵ字形などの溝が形成されたホイール２の上部と、押えホイール水平支持板５に回動可能なように取り付けられた押えホイール４の下部とで挟持する。押えホイール締め付けボルト８には雄ネジが形成され、押えホイール垂直支持材１６Ａ、１６Ｂに固定して設けられた上板９の雌ネジと螺合している。押えホイール締め付けボルト８を回転してこれを下降させ、圧縮バネ７を押し付けることにより、上下方向にスライド可能に構成された押えホイール水平支持板５が下方に押される。これにより押えホイール４が下方に押されて、送電線１は押えホイール４とホイール２とにより安定した押力で挟持される。
【００４７】
図３に示すように、ホイール２はインホイールモータ駆動部３の外周部に固定して設けられる。インホイールモータ駆動部３の内側に設けられ、インホイールモータ支持板６により駆動軸が支持されたインホイールモータが回転すると、これと連動してインホイールモータ駆動部３が回転し、さらにホイール２が回転する。インホイールモータ駆動部３とホイール２間には変速機構などは存在せず、インホイールモータ駆動部３の駆動力が直接ホイール２に伝達するように構成される。このため、モータ外部にモータの回転速度を変速するためのギア部のような出っ張りが無く作業空間を広く確保することが可能であり、作業者の作業性を改善することが出来る。さらにモータからホイールへ効率良く動力を伝えることが出来る。
【００４８】
ホイール２は金属や強化プラスチックなどの強度が高い材料で作られたアタッチメントホイール２１と、このアタッチメントホイール２１に接着剤などで固定された柔軟性、強靱性、耐熱性、耐寒性、耐摩耗性を有する樹脂製ホイール２３などから構成される。この材料としては、例えばウレタン樹脂を用いることができる。またインホイールモータ駆動部３とアタッチメントホイール２１はねじ２２で固定される。図３（ａ）はインホイールモータ駆動部３、アタッチメントホイール２１、樹脂製ホイール２３の上側部分を示しているが、図３（ａ）に示すと同様なアタッチメントホイール２１、樹脂製ホイール２３がインホイールモータ駆動部３の下側にも設けられている。すなわち本実施例では、アタッチメントホイール２１および樹脂製ホイール２３が２分割された樹脂製ホイールユニットが、ねじ２２によりそれぞれインホイールモータ駆動部３に取り付けられる構成となっているが、必ずしも２分割である必要はなく、３分割、４分割など２以上の複数の分割であっても良い。アタッチメントホイール２１および樹脂製ホイール２３を複数に分割してユニット化することにより、作業現場での送電線、ＳＲリング、直線スリーブなどの外径・形状に応じてこれらの中から最適なアタッチメントホイール２１および樹脂製ホイール２３を選択してホイール２を組み立てることが出来る。
【００４９】
図３（ｂ）に示すように、樹脂製ホイール２３の外周部は送電線１の外径に応じて断面形状が略Ｖ字形、あるいはＵ字形などの環状溝が形成され、送電線１が樹脂製ホイール２３の環状溝に嵌め込まれることでホイール２が安定して送電線１を走行するように構成される。ＳＲリングの材質は一般的にプラスチックで製作されており、ＳＲリングに対応していないホイールでＳＲリングを通過するとＳＲリングがずれたり破損してしまう恐れがある。また直線スリーブの場合はＳＲリングのような恐れはないが、直線スリーブでの直径の増加を考慮する必要がある。具体的に説明すると送電線の種類がＡＣＳＲ４１０ｍｍ２の場合、送電線の直径に対して直線スリーブでは約２０ｍｍ、すなわち１．６８倍直径が増加するので、ホイール２はこの直径の直線スリーブを走行することができる形状とすることが必要である。本発明のアタッチメントホイール２１とこの外側に形成されたウレタンなどの適度の弾性を有する樹脂製ホイール２３とが、ＳＲリング又は直線スリーブに達すると樹脂製ホイール２３が弾性変形してＳＲリング又は直線スリーブでクッションとなり、アタッチメントホイール２１と樹脂製ホイール２３がＳＲリング又は直線スリーブを安定して跨ぎ乗り越えることが出来る。
【００５０】
アタッチメントホイール２１とこれに連結した樹脂製ホイール２３は、送電線、ＳＲリング、直線スリーブなどの外径に合わせて複数種類を予め用意しておき、作業現場での実際の状況に応じてこれらの中から最適なアタッチメントホイール２１および樹脂製ホイール２３を選択する。図４は送電線１とこの送電線１に環状溝に嵌め込まれた樹脂製ホイール２３の模式的断面図であり、送電線１は中心部の鋼心１Ａと鋼心１Ａの外側に形成されたアルミニウム線１Ｂからなる。アルミニウム線１Ｂの断面積Ｓは、鋼心１Ａの半径をｒ、アルミニウム線１Ｂの半径をＲとすると（１）式により算出される。
【００５１】
Ｓ＝π（Ｒ２−ｒ２）    ・・・（１）
【００５２】
本願発明のアタッチメントホイール２１とこれに連結した樹脂製ホイール２３は、断面積Ｓが下記の３種類に対応するように、各樹脂製ホイール２３の形状を定める。
【００５３】
１）Ｓ＜４１０ｍｍ２
２）６１０ｍｍ２＜Ｓ＜８１０ｍｍ２
３）１１６０ｍｍ２＜Ｓ＜１５２０ｍｍ２
【００５４】
なお上記の３種類の条件以外にも断面積Ｓの大きさまたは送電線、ＳＲリング、直線スリーブなどの形状に応じて形状を定めた樹脂製ホイール２３を、複数のセットとして予め用意するように構成しても良い。この構成により作業現場での用途に合わせて、自在にアタッチメントホイール２１とこれに連結した樹脂製ホイール２３をインホイールモータ駆動部３に取り付けることが出来る。従って、作業現場での状況に応じて柔軟に本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置を送電線に乗架することができる。
【００５５】
図１，２に戻って説明を続けると、１１はリチウムイオン電池などの二次電池であり、信号・電力ケーブル１３，１４を介してコントロールユニット１２，インホイールモータなどに電力を供給する。電池１１は宙乗器用アシスト装置に着脱可能に構成しても良いし、固定して構成しても良い。本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置は、インホイールモータを駆動する電池としてエネルギー密度の高いリチウムイオン電池などを使用しているので、宙乗器および宙乗器用アシスト装置を小型、軽量にすることができる。
【００５６】
また１２はコントローラ信号線１５を介してコントローラ（図示せず）からの信号を受け、インホイールモータの動力、トルク、回転数、正転・逆転、停止などの駆動を行うコントロールユニットである。本発明による宙乗器用アシスト装置のアシスト量はインホイールモータのトルクに直接的に関係しており、カテナリー角に応じてトルクを制御してアシスト量を制御することが出来る。この制御方法としては大別して２つの方法があり、第１の方法は作業者がコントローラを操作して行う方法であり、第２の方法はセンサがカテナリ角を検出しこれに応じて自動的にインホイールモータのトルクを制御する方法である。いずれの方法においても、カテナリー角に応じて宙乗器用アシスト装置による牽引力又は押進力のアシスト量を増減することが出来る。
【００５７】
すなわちカテナリー角が大きい場合は作業者が宙乗器を漕ぐ負担が増大するので、アシスト量を大きくして作業者の負担を軽減し、反対にカテナリー角が小さい場合はアシスト量を小さくする。これによりカテナリー角の大小に無関係に作業者は均等な力で宙乗器を漕ぐことが出来るので、宙乗器を漕ぐことによる疲労を大幅に軽減することが出来る。さらにカテナリー角が小さい場合はアシスト量を小さくすることにより、宙乗器用アシスト装置に搭載した電池１１の消耗を抑制できるので、長時間宙乗器用アシスト装置を運転することが可能となる。
【００５８】
また下り勾配を進行する場合にインホイールモータを電池１１から切り離すことにより、インホイールモータが回転しようとすると逆起電力が発生して制動力が生じる。この制動力を用いて、傾斜の急な下り勾配においても適切な速度で安全に宙乗器を運転することが出来る。
【００５９】
またアシスト量の制御及びモータのオン・オフ制御などはコントローラの各種操作部を用いて行うが、作業者がアシスト量などを制御する操作部から手を離してもそのままアシスト量などを継続する。このため、宙乗器を安定して自動運転しながら作業者は両手を使って本来の作業を効率良く行うことが出来る。具体的な回路構成としては、ボリューム抵抗や電子ボリューム、不揮発性メモリを用いたものなど様々な回路構成がありいずれの方法を用いても良い。
【００６０】
また図１に示す１０Ａ，１０Ｂは、本発明の宙乗器用アシスト装置と宙乗器本体とを連結する宙乗器連結部であり、宙乗器連結部１０Ａは宙乗器用アシスト装置に固定して設けられ、宙乗器連結部１０Ｂは宙乗器連結部１０Ａに対して角度が調整できるように回動自在に構成される。これにより、宙乗器用アシスト装置と宙乗器本体との連結が柔軟に行えるように構成している。さらに、既存の宙乗器本体に設けられた既設の孔（記載せず）と、宙乗器連結部１０Ｂとをボルトおよびナット等で連結することにより、既存の宙乗器本体に本発明による宙乗器用アシスト装置を容易に取り付けることが可能である。
【００６１】
このとき、宙乗器用アシスト装置を宙乗器連結部１０Ａ，１０Ｂを介して宙乗器本体の進行方向側に取り付けた場合は、宙乗器本体を宙乗器用アシスト装置により牽引し、逆に宙乗器用アシスト装置を宙乗器連結部１０Ａ，１０Ｂを介して宙乗器本体の後退方向に取り付けた場合は、宙乗器本体を宙乗器用アシスト装置により押進するように動作するので、作業環境に合わせて両方を柔軟に使い分けることが可能である。
【００６２】
次に宙乗器用アシスト装置を送電線１に乗架する方法について説明する。宙乗器用アシスト装置を送電線１に乗架する方法は次のステップで行う。
１）最初に、押えホイール締め付けボルト８を左回転し、圧縮バネ７、押えホイール水平支持板５、押えホイール４を上方に持ち上げておく。
２）次に、押えホイール垂直支持材１６Ａ、１６Ｂの一方を回転軸として、回転機構すなわち、押えホイール垂直支持材１６Ａ、１６Ｂの他方、これに連結した押えホイール水平支持板５、押えホイール４、上板９とこれに形成されたねじに螺号する押えホイール締め付けボルト８、押えホイール締め付けボルト８に一端が固定して設けられた圧縮バネ７を回転する。
３）ホイール２に形成された環状溝、すなわち樹脂製ホイール２３に形成された環状溝に送電線１の下側面を嵌め込んだ後、上記の回転機構を元の方向に回転し、押えホイール垂直支持材１６Ａ、１６Ｂとインホイールモータ支持板６とをフック、ピン、ボルトなどの固定具で固定する。
４）押えホイール締め付けボルト８を右回転して下降させ、これに連動して圧縮バネ７、押えホイール水平支持板５、押えホイール４を下降させて送電線１を挟持するホイール２と押えホイール４の押力が最適となるところで押えホイール締め付けボルト８の回転を停止する。
【００６３】
上述した機構と方法とにより、送電線に本発明による宙乗器用アシスト装置を容易に乗架することが出来る。
【００６４】
次に図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる宙乗器および宙乗器用アシスト装置の使用形態について説明する。送電線１に本発明による宙乗器用アシスト装置５２と、一例として既存の宙乗器本体５１とが乗架され、宙乗器用アシスト装置５２と宙乗器本体５１とは宙乗器連結部１０Ａ，１０Ｂで連結される。宙乗器本体５１に作業者が搭乗し、コントローラを操作してインホイールモータの動力、トルク、回転数、正転・逆転、停止などの制御を行う。本発明による宙乗器用アシスト装置５２、および宙乗器本体５１は小型軽量であるので、作業者１人で運搬して送電線１に設置することが出来、作業空間が狭い場所においても運用可能である。なお図５において右側が上り勾配となっており、宙乗器用アシスト装置５２が宙乗器連結部１０Ａ，１０Ｂを介して左方から右方に宙乗器本体５１を押進する。
【００６５】
次に図６に示すブロック図を参照して、本発明の宙乗器および宙乗器用アシスト装置の制御機構について説明する。宙乗器本体６１に設けたブレーキ６２からの信号をセンサ６３で検知しセンサ信号としてコントロールユニット６４に出力する。コントロールユニット６４は、センサ信号を受けて制御信号をスイッチ６６とインホイールモータ６７に出力する。リチウムイオン電池などの二次電池６５はスイッチ６６を介してインホイールモータ６７に電源を供給するとともに、センサ６３とコントロールユニット６４に電源を供給する。
【００６６】
スイッチ６６がオンし二次電池６５からインホイールモータに電源が供給されるとともに、コントロールユニット６４からインホイールモータ６７に対して回転制御信号が送られると、インホイールモータ６７は回転制御信号に応じた回転を行いインホイールモータ６７の回転に連動してホイール６８が回転する。
【００６７】
次にブレーキ操作に対応した回路動作を具体的に説明する。ブレーキ操作部を操作してブレーキがかかると、センサ６３からのセンサ信号を受けコントロールユニット６４は、スイッチ６６を遮断するための制御信号によりスイッチ６６を遮断する。これにより、宙乗器を停止状態にする場合はインホイールモータを完全に停止することが可能なので、消費電力を大幅に低減することが出来る。
【００６８】
またブレーキを解除するようにブレーキ操作部を操作すると、センサ６３からのセンサ信号により二次電池６５からインホイールモータ６７に電源を再供給するように動作する。従って、ブレーキ操作に連動して、インホイールモータ６７のオン・オフ操作、すなわち宙乗器および宙乗器用アシスト装置の運転及び運転停止が簡単かつ安全に出来るという利点がある。
【００６９】
＜第２の実施の形態＞
次に図７を参照して本発明による宙乗器および宙乗器用アシスト装置の第２の実施の形態について説明する
【００７０】
図７は、本発明の第２の実施の形態に係わる宙乗器および宙乗器用アシスト装置の概略構成図であり、４導体の場合について説明する。７２Ａ，７２Ａ’，７２Ｂはそれぞれ送電線であり、送電線７２Ａ，７２Ｂはほぼ同一水平面上に、送電線７２Ａ，７２Ａ’はほぼ同一垂直面上にある。また７３Ａ，７３Ｂは、インホイールモータと、このインホールモータの外側にインホイールモータと連動して回転するように組み立てられたホイールを有するホイール＆インホイールモータであり、それぞれが送電線７２Ａ，７２Ｂ上に乗架される。また７３Ａ’は送電線７２Ａ’に沿って回転する補助ホイール、７５はホイール＆インホイールモータ７３Ａの駆動力を補助ホイール７３Ａ’に伝達するチェイン、ベルト、ワイヤーロープなどの長尺連結部材である。
【００７１】
また７１はホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂに電源を供給するリチウムイオン電池、７６はコントロールユニット（図示せず）からホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂに出力する制御信号を表す。本実施の形態では、２つのホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂにより宙乗器および宙乗器用アシスト装置を駆動するので、リチウムイオン電池の電力容量を一つのホイール＆インホイールモータが必要とする電力容量の２倍とするために、２つのリチウムイオン電池を並列接続して使用する。これにより、インホイールモータに供給する電圧は１系統の場合と同じとなることから、回路の変更は不要となる。またインホイールモータに供給する電力容量をさらに増やす場合は、リチウムイオン電池の並列接続数を増加するだけで対応できる。
【００７２】
なお図７において、送電線７２Ｂとほぼ同一垂直面上にある送電線７２Ｂ’、ホイール＆インホイールモータ７３Ｂと対をなす補助ホイール７３Ｂ’、ホイール＆インホイールモータ７３Ｂの駆動力を補助ホイール７３Ｂ’に伝達する長尺連結部材はそれぞれ省略している。コントロールユニットからの制御信号７６により、ホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂが回転し送電線７２Ａ，７２Ｂ上を走行するとともに、補助ホイール７３Ａ’，７３Ｂ’がホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂの回転に同期して、送電線７２Ａ’，７２Ｂ’上を走行する。なお図７において、駆動系のみを概念的に記載し図１〜図５に示したその他の構成については省略したが、その他の構成についても図１〜図５と同様な構成とすることが出来る。
【００７３】
またホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂは、制御信号により互いに回転数および位相が同期制御されるように構成しても良いが、必ずしも同期制御が必須ではない。この理由は、本発明による宙乗器および宙乗器用アシスト装置に実装したホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂの最大出力は、完全自走式の宙乗器に実装するモータの最大出力より小さいので、ホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂの同期が完全にとれずに一方のホイールが多少先行して、２つのホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂを結ぶ直線と送電線７２Ａ，７２Ｂとが直角からずれても、同期ずれによる暴走事故などの重大な事故の恐れがないためである。
【００７４】
なお図７では制御信号７６を一本としたが、制御信号を２本とし独立にホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂを制御するようにしても良い。この場合、２つのホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂの同期がくずれた場合、ホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂを結ぶ直線が送電線７２Ａ，７２Ｂに対して直角となるように、作業者がマニュアルで微調整を行うようにしても良い。本発明による宙乗器および宙乗器用アシスト装置は完全自走の宙乗器と根本的に設計思想が異なり、あくまでも作業者の負担を軽くするアシスト機能を重視した設計思想に基づいており、リチウムイオン電池７１、ホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂが小型軽量に作られていることから、本発明による宙乗器および宙乗器用アシスト装置の運搬作業、送電線への乗架作業などを容易に行うことが出来る。なお上記において、２つのホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂで駆動する場合について説明したが、２つのホイール＆インホイールモータ７３Ａ，７３Ｂの同一水平面に追加のホイール＆インホイールモータを設け、４つのホイール＆インホイールモータで駆動するように構成しても良いし、補助ホイール７３Ａ’，７３Ｂ’に代えてホイール＆インホイールモータで駆動するように構成しても良い。この場合、長尺連結部材７５は不要となり、制御信号７６またはこれと独立した制御信号により追加したホイール＆インホイールモータを制御するように構成する。
【００７５】
＜第３の実施の形態＞
次に図８を参照して本発明による宙乗器および宙乗器用アシスト装置の第３の実施の形態について説明する。
【００７６】
図８は、本発明の第３の実施の形態に係わる宙乗器および宙乗器用アシスト装置の概略構成図であり、図７に示した第２の実施の形態に係わる宙乗器および宙乗器用アシスト装置との基本的な違いは、本実施の形態では一つのホイール＆インホイールモータ８２により駆動することである。このため、リチウムイオン電池８１からホイール＆インホイールモータ８２に供給する電源線と、コントロールユニットからホイール＆インホイールモータ８２への制御信号８４は１系統となり簡素化される。またホイール＆インホイールモータ８２単体での駆動力は、図７のホイール＆インホイールモータ７３Ａ、７３Ｂそれぞれの駆動力の約２倍必要であり、これに対応するようにリチウムイオン電池８１の電力容量を定める。
【００７７】
次に動作について説明する。ホイール＆インホイールモータ８２からの駆動力は、ホイール＆インホイールモータ８２に連結した連結棒８６とこの連結棒に連結した補助ホイール８３Ａ，８３Ｂを回転し、さらに、補助ホイール８３Ａ’，８３Ｂ’（記載せず）を長尺連結部材８５などにより駆動することにより、宙乗器または宙乗器用アシスト装置が送電線を走行するように構成される。本実施の形態では駆動モータが一つであるので、補助ホイール８３Ａと補助ホイール８３Ｂとは常時完全に同期して走行し、かつ構成要素が少ないことから、本実施の形態による宙乗器および宙乗器用アシスト装置をさらに小型・軽量とすることが出来る。また第２の実施の形態で説明した完全自走式の宙乗器の従来の設計思想と、アシスト機能を設計思想の基本に置いた本発明の技術思想との違いは、本実施の形態（第３の実施の形態）および第１の実施の形態でも同様である。
【００７８】
なお上記においてコントローラユニット１２は、コントローラ信号線１５を介してコントローラから制御されるとして説明したが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＩｒＤＡ等の無線通信によって制御されるようにしても良い。
【００７９】
また上記において、下り勾配を進行する際に生じる逆起電力を用いて制動をかける実施例を説明したが、下り勾配を進行する場合に生じる起電力を２次電池に充電し、上り勾配時に充電した電力をインホイールモータの駆動に用いるように構成しても良い。
【符号の説明】
【００８０】
１  送電線またはＳＲリング、直線スリーブなど送電線の付属品
１Ａ  鋼心
１Ｂ  アルミニウム線
２  ホイール
３  インホイールモータ駆動部
４  押えホイール
５  押えホイール水平支持板
６  インホイールモータ支持板
７  圧縮バネ
８  押えホイール締め付けボルト
９  上板
１０Ａ，１０Ｂ  宙乗器連結部
１１  電池
１２  コントロールユニット
１３，１４  信号・電力ケーブル
１５  コントローラ信号線
１６Ａ，１６Ｂ  押えホイール垂直支持材
２１  アタッチメントホイール
２２  ねじ
２３  樹脂製ホイール
５１  宙乗器本体
５２  宙乗器用アシスト装置
６１  宙乗器本体
６２  ブレーキ
６３  センサ
６４  コントロールユニット
６５  リチウムイオン電池
６６  スイッチ
６７  インホイールモータ
６８  ホイール
７１，８１  リチウムイオン電池
７２Ａ，７２Ａ’，７２Ｂ  送電線
７３Ａ，７３Ｂ，８２  ホイール＆インホイールモータ
７３Ａ’，８３Ａ’  補助ホイール
７５，８５  長尺連結部材
７６，８４  制御信号
８３Ａ，８３Ｂ  補助ホイール
８６  連結棒
９１  架設線路
９２  ケージ
９３  フレーム
９４  ローラ
９５  モータ
９６  バッテリ
１０１  走行機構
１０２  モータ
１０３  傾斜検出部
１０４  速度制御部
１０５  電源部
１１１  入力側プーリー
１１２  電源
１１３  モータ
１２１  人力トルクセンサ
１２２  モータトルクセンサ
１２３  マイコン
１２４  モータ駆動回路
１２５  モータ
１２６  バッテリ部
【図１】
2014131385.tif 000003
【図２】
2014131385.tif 000004
【図３】
2014131385.tif 000005
【図４】
2014131385.tif 000006
【図５】
2014131385.tif 000007
【図６】
2014131385.tif 000008
【図７】
2014131385.tif 000009
【図８】
2014131385.tif 000010
【図９】
2014131385.tif 000011
【図１０】
2014131385.tif 000012
【図１１】
2014131385.tif 000013
【図１２】
2014131385.tif 000014