(57)【要約】  引張検出装置は、長手方向に伸びた板状の基部（４２ｄ）に、第１の壁部（４２ａ）と、凸部（４２ｂ）と、第２の壁部（４２ｃ）とを、長手方向に順に設けたベース（４２）と、第１の壁部に対向する第１の壁部対向面（４３ｂ）と、凸部の第１の壁部に対向する側に対向する凸部対向面（４３ｃ）と、第２の壁部に対向する第２の壁部対向面（４３ｄ）とを備えたスイッチ作動体（４３ｅ）と、第２の壁部対向面から第２の壁部を貫通して伸長した引張ロッド（４３ａ）とを備え、基部に沿って基部の長手方向に移動可能で、第１の壁部と第１の壁部対向面との接触により長手方向の一方向の移動が制限され、凸部と凸部対向面との接触により長手方向の他の方向の移動が制限される可動ロッド（４３）と、第２の壁部対向面を押圧して第２の壁部対向面と第２の壁部との間に設けられ、基部の長手方向に伸縮する弾性体（４６）と、第１の壁部と第１の壁部対向面との接触、離間により作動する第１のスイッチ（４４）と、凸部と凸部対向面との接触、離間により作動する第２のスイッチ（４５）とを備えたものである。
2020121464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に伸びた板状の基部に、第１の壁部と、前記第１の壁部に対向する凸部と、前記凸部に対向する第２の壁部とを、前記長手方向に順に設けたベースと、前記第１の壁部に対向する第１の壁部対向面と、前記凸部の前記第１の壁部に対向する側に対向する凸部対向面と、前記第２の壁部に対向する第２の壁部対向面と、を備えたスイッチ作動体と、前記第２の壁部対向面から前記第２の壁部を貫通して伸長した引張ロッドとを備え、前記基部に沿って前記基部の長手方向に移動可能で、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触により長手方向の一方向の移動が制限され、前記凸部と前記凸部対向面との接触により長手方向の他の方向の移動が制限される可動ロッドと、前記第２の壁部対向面を押圧して前記第２の壁部対向面と前記第２の壁部との間に設けられ、前記基部の長手方向に伸縮する弾性体と、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触、離間により作動する第１のスイッチと、前記凸部と前記凸部対向面との接触、離間により作動する第２のスイッチと、を備えたことを特徴とする引張検出装置。
【請求項２】
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを前記スイッチ作動体に設けたことを特徴とする請求項１に記載の引張検出装置。
【請求項３】
長手方向に伸びた板状の基部に、第１の壁部と、前記第１の壁部に対向する凸部と、前記凸部に対向する第２の壁部とを、前記長手方向に順に設けたベースと、一方の側に前記第２の壁部に対向する第２の壁部対向面、他方の側に吸引力発生面を備えた吸引力発生部と、前記第１の壁部に対向する第１の壁部対向面と、前記凸部の前記第１の壁部に対向する側に対向する凸部対向面と、前記吸引力発生面に吸引される吸引面と、を備えた可動スイッチ体と、前記第２の壁部対向面から前記第２の壁部を貫通して伸長した引張ロッドとを備え、前記基部に沿って前記基部の長手方向に移動可能で、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触により長手方向の一方向の移動が制限され、前記凸部と前記凸部対向面との接触により長手方向の他の方向の移動が制限される可動ロッドと、前記第２の壁部対向面を押圧して前記第２の壁部対向面と前記第２の壁部との間に設けられ、前記基部の長手方向に伸縮する弾性体と、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触、離間により作動する第１のスイッチと、前記凸部と前記凸部対向面との接触に伴い前記吸引面と前記吸引力発生面とが離間することで作動する第２のスイッチと、を備えたことを特徴とする引張検出装置。
【請求項４】
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを前記可動スイッチ体に設けたことを特徴とする請求項３に記載の引張検出装置。
【請求項５】
前記吸引力発生面に磁石を設けたことを特徴とする請求項３に記載の引張検出装置。
【請求項６】
前記吸引力発生面に弾性体を設けたことを特徴とする請求項３に記載の引張検出装置。
【請求項７】
前記基部の長手方向に、前記可動ロッドを支えるガイドを前記ベースに設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の引張検出装置。
【請求項８】
前記第１のスイッチと、前記第２のスイッチと、前記第１の壁部と、前記凸部と、前記引張ロッドを直線状に並べて設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の引張検出装置。
【請求項９】
前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチは、前記可動ロッドの移動の方向に作動する押下型スイッチであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の引張検出装置。
【請求項１０】
前記第１の壁部の前記第１の壁部対向面と対向する側面の反対の側面と、前記引張ロッドの前記第２の壁部から突出した端部とにそれぞれ引張部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の引張検出装置。
【請求項１１】
Ｎは１以上の整数であって、長手方向に伸びた板状の基部に、第１の壁部と、第１の凸部から第Ｎの凸部までのＮ個の凸部と、最終凸部と、第２の壁部とを、前記長手方向に順に設けたベースと、前記第１の凸部を跨いで、一方の側に前記第１の壁部に対向する第１の壁部対向面と、他方の側に吸引構造部を設けた第１の引張検出拡張ユニットと、Ｎ＝１の場合、前記吸引構造部に対向する最終吸引構造面と、前記最終凸部の前記第１の壁部の側の面に対向する最終凸部対向面と、前記第２の壁部に対向する第２の壁部対向面と、を備えたスイッチ作動体と、前記第２の壁部対向面から前記第２の壁部を貫通して伸長した引張ロッドとを備え、前記基部に沿って前記基部の長手方向に移動可能で、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触により長手方向の一方向の移動が制限され、前記最終凸部と前記最終凸部対向面との接触により長手方向の他の方向の移動が制限される可動ロッドと、前記第２の壁部対向面を押圧して前記第２の壁部対向面と前記第２の壁部との間に設けられ、前記基部の長手方向に伸縮する弾性体と、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触、離間により作動するスイッチ１と、前記吸引構造部と前記最終吸引構造面との接触、離間により作動する第１のスイッチと、前記最終凸部と前記最終凸部対向面との接触、離間により作動する第２のスイッチと、を備え、前記吸引構造部と前記最終吸引構造面とは一方が吸引力発生面、他方が前記吸引力発生面に吸引される吸引面で構成されており、前記第１の引張検出拡張ユニットの前記第１の壁部対向面を有する側の前記第１の凸部に対向する対向面から前記第１の凸部までの距離Ｘ１と、前記最終凸部対向面から前記最終凸部までの距離Ｘｍと、前記第２の壁部対向面から前記第２の壁部までの距離Ｘｓとは、前記第１の壁部が前記第１の壁部対向面で押圧されているとき、Ｘ１＜Ｘｍ＜Ｘｓで設定され、Ｎ＝２以上の場合、前記第１の引張検出拡張ユニットと、それぞれ第ｉの凸部を跨いで前記第１の壁部の側に吸引構造面、他方の側に前記吸引構造部を設けた第２の引張検出拡張ユニットから第ｉの引張検出拡張ユニット（但しｉは２からＮの整数）までの（Ｎ−１）個の引張検出拡張ユニットと、第Ｎの引張検出拡張ユニットに対向する最終吸引構造面と、前記最終凸部の前記第１の壁部に対向する側に対向する最終凸部対向面と、前記第２の壁部に対向する第２の壁部対向面と、を備えたスイッチ作動体と、前記第２の壁部対向面から前記第２の壁部を貫通して伸長した引張ロッドとを備え、前記基部に沿って前記基部の長手方向に移動可能で、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触により長手方向の一方向の移動が制限され、前記最終凸部と前記最終凸部対向面との接触により長手方向の他の方向の移動が制限される可動ロッドと、前記第２の壁部対向面を押圧して前記第２の壁部対向面と前記第２の壁部との間に設けられ、前記基部の長手方向に伸縮する弾性体と、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触、離間により作動するスイッチ１と、第（ｉ−１）の引張検出拡張ユニットと第ｉの引張検出拡張ユニットとの接触、離間により作動するスイッチｉ（但しｉは２からＮの整数）と、前記第Ｎの引張検出拡張ユニットと前記最終吸引構造面との接触、離間により作動する第１のスイッチと、前記最終凸部と前記最終凸部対向面との接触、離間により作動する第２のスイッチと、を備え、前記吸引構造部と前記吸引構造面または前記最終吸引構造面とは一方が吸引力発生面、他方が前記吸引力発生面に吸引される吸引面で構成されており、第（ｉ−１）の引張検出拡張ユニットの前記第１の壁部の側の第（ｉ−１）の凸部との対向面から前記第（ｉ−１）の凸部までの距離Ｘｉ−１（但しｉは２からＮの整数）と、前記第ｉの引張検出拡張ユニットの前記第１の壁部の側の前記第ｉの凸部との対向面から前記第ｉの凸部までの距離Ｘｉ（但しｉは２からＮの整数）と、前記最終凸部対向面と前記最終凸部までの距離Ｘｍと、前記第２の壁部対向面と前記第２の壁部までの距離Ｘｓとは、前記第１の壁部が前記第１の壁部対向面で押圧されているとき、Ｘｉ−１＜Ｘｉであり、ＸＮ＜Ｘｍ＜Ｘｓで設定されていることを特徴とする引張検出装置。
【請求項１２】
前記吸引力発生面、前記吸引面は、一方が磁性体、他方が磁石で構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の引張検出装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の引張検出装置と、前記引張検出装置の一方の側で連結された移動体と、前記引張検出装置の他方の側を介して、前記移動体と一方の側で接続された制御ケーブルと、前記制御ケーブルの他方の側で接続され、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチのそれぞれの作動に対応して前記移動体に前記移動体の動作を指示する制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする移動体システム。
【請求項１４】
前記制御信号は、前記第１のスイッチの作動に対応して、前記移動体の移動速度の低下を指示するものであることを特徴とする請求項１３に記載の移動体システム。
【請求項１５】
前記制御信号は、前記第１のスイッチの作動に対応して、前記移動体の逆方向への移動を指示するものであることを特徴とする請求項１３に記載の移動体システム。
【請求項１６】
前記制御信号は、前記第２のスイッチの作動に対応して、前記移動体の移動を停止するものであることを特徴とする請求項１３に記載の移動体システム。
【請求項１７】
請求項１１または１２に記載の引張検出装置と、前記引張検出装置の一方の側で連結された移動体と、前記引張検出装置の他方の側を介して、前記移動体と一方の側で接続された制御ケーブルと、前記制御ケーブルの他方の側で接続され、前記第１のスイッチおよび前記第２のスイッチおよびスイッチｉ（但しｉは１からＮの整数）のそれぞれの作動に対応して前記移動体に前記移動体の動作を指示する制御信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする移動体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本願は、引張検出装置、及びこれを備えた移動体システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  装置または設備の内部等を、点検用ロボット等の移動体を走行させて点検を行う場合がある。従来、移動体を利用する移動体システムは、移動体と、制御部と、これらを接続する制御ケーブルから構成される。このように有線で接続されたシステムにおいては、移動体が走行時に牽引する制御ケーブルが障害物に引っかかる等によって過大な張力が発生し、制御ケーブルが破損もしくは断線するという課題があった。また、過大な張力により移動体の移動が阻害され、もしくは最悪の場合には走行面から移動体が落下するという課題もあった。【０００３】  これらの課題を解決するために、運動要素間に接続された外部ケーブルよりも短いワイヤを外部ケーブルに沿って設け、ワイヤが一定以上の過大な張力で引っ張られたときにワイヤに接続されたスイッチの接点を開き、過大な張力を検出する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１２５７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記特許文献１においては簡易な構成で外部ケーブルに働く過大な張力を検出することができるものの、ある特定の大きさの張力のみしか検出できず、異なる大きさの張力を段階的に検出することができないという課題があった。また、張力を段階的に検出できないため、張力の大きさに応じた段階的な移動体の移動の阻害を回避する行動または移動を停止する動作を行うといった幅広い制御の選択肢を採ることができないという課題があった。【０００６】  上記特許文献１の改良例として、外部ケーブルの張力を段階的に検出するために、変位センサ、近接センサもしくはロードセル等を用いて、直接引張量または引張力を測定する手法が考えられる。しかしながら、引張量または引張力を測定し、測定値に応じた信号を増幅して出力する装置は大型化しやすいという課題があった。また、移動体の移動の阻害を防ぐためには、移動体と外部ケーブル間に働く張力を検出する必要があり、移動体と外部ケーブルが連結された箇所に大型の装置を設けることは困難であるという課題があった。また、装置を小型にするために、その箇所に信号を増幅する装置を搭載しないとしても、制御部までの配線に環境ノイズ対策を施す必要があるという課題があった。【０００７】  本願は前記のような課題を解決するためになされたものであり、小型で簡易な構成で、制御ケーブルから移動体に働く張力を段階的に高い信頼性で検出することができる引張検出装置、及びこれを備えた移動体システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本願に開示される引張検出装置は、長手方向に伸びた板状の基部に、第１の壁部と、前記第１の壁部に対向する凸部と、前記凸部に対向する第２の壁部とを、前記長手方向に順に設けたベースと、前記第１の壁部に対向する第１の壁部対向面と、前記凸部の前記第１の壁部に対向する側に対向する凸部対向面と、前記第２の壁部に対向する第２の壁部対向面と、を備えたスイッチ作動体と、前記第２の壁部対向面から前記第２の壁部を貫通して伸長した引張ロッドとを備え、前記基部に沿って前記基部の長手方向に移動可能で、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触により長手方向の一方向の移動が制限され、前記凸部と前記凸部対向面との接触により長手方向の他の方向の移動が制限される可動ロッドと、前記第２の壁部対向面を押圧して前記第２の壁部対向面と前記第２の壁部との間に設けられ、前記基部の長手方向に伸縮する弾性体と、前記第１の壁部と前記第１の壁部対向面との接触、離間により作動する第１のスイッチと、前記凸部と前記凸部対向面との接触、離間により作動する第２のスイッチとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】  本願に開示される引張検出装置によれば、小型で簡易な構成で、制御ケーブルから移動体に働く張力を段階的に高い信頼性で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る引張検出装置の構成概要を示す模式図である。
【図２】実施の形態１に係る引張検出装置の構成概要を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る引張検出装置の動作を示す模式図である。
【図４】実施の形態１に係る引張検出装置の検出パターンを示す図である。
【図５】実施の形態１に係る別の引張検出装置の構成概要を示す模式図である。
【図６】実施の形態２に係る移動体システムの構成概要を示す模式図である。
【図７Ａ】実施の形態２に係る移動体システムの動作の例を示す図である。
【図７Ｂ】実施の形態２に係る移動体システムの別の動作の例を示す図である。
【図７Ｃ】実施の形態２に係る移動体システムの別の動作の例を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る移動体システムの制御の例を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る別の移動体システムの構成概要を示す模式図である。
【図１０】実施の形態２に係る引張検出装置の構成概要を示す斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係る移動体システムの検出パターンを示す図である。
【図１２】実施の形態３に係る引張検出装置の構成概要を示す模式図である。
【図１３】実施の形態３に係る引張検出装置の構成概要を示す斜視図である。
【図１４】実施の形態３に係る引張検出装置の動作を示す模式図である。
【図１５】実施の形態３に係る引張検出装置の検出パターンを示す図である。
【図１６】実施の形態３に係る別の引張検出装置の構成概要を示す模式図である。
【図１７】実施の形態４に係る引張検出装置の構成概要を示す模式図である。
【図１８】実施の形態４に係る引張検出拡張ユニットの構成概要を示す模式図である。
【図１９】実施の形態４に係る引張検出装置の構成概要を示す模式図である。
【図２０】実施の形態４に係る引張検出装置の動作を示す模式図である。
【図２１】実施の形態４に係る引張検出装置の検出パターンを示す図である。
【図２２】実施の形態４に係る別の引張検出拡張ユニットの構成概要を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  以下、本願の実施の形態による引張検出装置、及びこれを備えた移動体システムを図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。
【００１２】実施の形態１．  図１は実施の形態１に係る引張検出装置４１の構成概要を示す模式図、図２は引張検出装置４１の構成概要を示す斜視図である。引張検出装置４１は、両端に設けられた引張部４８ａと引張部４８ｂとの間に働く張力の大きさを段階的に検出する。引張検出装置４１は、図２に示すように、ベース４２と、可動ロッド４３と、押下動作する第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５と、圧縮ばね４６と、ガイド４７とから構成される。図２では、引張検出装置４１の内部が見えるように外部カバーを外して示しており、図示しない外部カバーがねじ止め等によってベース４２に固定される。
【００１３】  ベース４２は、長手方向に伸びた板状の基部４２ｄに、第１の壁部４２ａと、第１の壁部４２ａに対向する凸部４２ｂと、凸部４２ｂに対向する第２の壁部４２ｃとを長手方向に順に設けて構成される。第１の壁部４２ａの第１の壁部対向面４３ｂと対向する側面である内側面４２ｆの反対の側面である外側面４２ｅに引張部４８ａが設けられる。中空のリング状に形成された引張部４８ａにおいて、例えば後述のように移動体が連結される。
【００１４】  可動ロッド４３は、第１の壁部４２ａの内側面４２ｆに対向する第１の壁部対向面４３ｂと、凸部４２ｂの第１の壁部４２ａに対向する側に対向する凸部対向面４３ｃと、第２の壁部４２ｃの内側面４２ｈに対向する第２の壁部対向面４３ｄと、を備えたスイッチ作動体４３ｅと、第２の壁部対向面４３ｄから第２の壁部４２ｃを貫通して伸長した引張ロッド４３ａとを備えて構成される。引張ロッド４３ａの第２の壁部４２ｃから突出した端部には引張部４８ｂが設けられる。スイッチ作動体４３ｅと引張ロッド４３ａはねじもしくは溶接等によって連結される。中空のリング状に形成された引張部４８ｂにおいて、例えば後述のように制御ケーブルが連結される。可動ロッド４３は、基部４２ｄに設けられたガイド４７で支持され、基部４２ｄに沿って基部４２ｄの長手方向に移動可能で、第１の壁部４２ａと第１の壁部対向面４３ｂとの接触により長手方向の一方向の移動が制限され、凸部４２ｂと凸部対向面４３ｃとの接触により長手方向の他の方向の移動が制限される。移動は、ガイド４７と第２の壁部４２ｃにより一方向（図１の矢印の方向）に制限される。なお、図２においては、ガイド４７は第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５を介して可動ロッド４３を支える構成を示しているがこれに限るものではなく、可動ロッド４３を直接支える構成でも構わない。
【００１５】  第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５は、図１に示すように、スイッチ作動体４３ｅに設けられる。第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５は、荷重が加わった際にスイッチが備えるレバー部が開放状態から押下げられて作動する押下型のスイッチである。第１の壁部４２ａの内側面４２ｆに第１の壁部対向面４３ｂが押し付けられた状態で、第１のスイッチ４４は押下される。凸部４２ｂの一方の側４２ｇに凸部対向面４３ｃが押し付けられた状態で、第２のスイッチ４５は押下される。第１のスイッチ４４もしくは第２のスイッチ４５が押下からの開放、もしくは開放からの押下で作動したとき、作動は引張検出装置４１の外部に設けられた制御部２１に伝えられる。作動の伝達は、有線であっても無線であっても構わない。
【００１６】  弾性体である圧縮ばね４６は、図１に示すように、基部４２ｄの長手方向に伸縮し、第１の壁部４２ａに第１の壁部対向面４３ｂを押し付けるように第２の壁部対向面４３ｄを押圧して、第２の壁部対向面４３ｄと第２の壁部４２ｃの内側面４２ｈとの間に設けられる。この押圧による圧縮ばね４６の予圧の大きさは、検出したい一段階目の張力の大きさに、第１のスイッチ４４が開放状態に戻ろうとする戻り力を足した大きさに設定される。引張ロッド４３ａの引張部４８ｂが圧縮ばね４６の縮まる可動ロッド４３の可動の方向に予め定めた距離だけ引っ張られると、第２のスイッチ４５は凸部４２ｂの一方の側４２ｇと接して押下される。この距離は、検出したい二段階目の張力の大きさから圧縮ばね４６の予圧を減算した上で，圧縮ばね４６のばね定数で除した距離に設定される。
【００１７】  第１のスイッチ４４と、第２のスイッチ４５と、第１の壁部４２ａと、凸部４２ｂと、引張ロッド４３ａは、張力の働く方向に直線状に並べて設けられる。この配置により、張力の働く方向に対して垂直方向のサイズは削減できるため、引張検出装置４１は小型になる。
【００１８】  次に、引張検出装置４１の引張検出動作について説明する。引張部４８ａと引張部４８ｂが引っ張られて、引張部４８ａと引張部４８ｂの間に張力が働く。図３Ａ〜図３Ｄは、実施の形態１に係る引張検出装置４１の動作を示す模式図である。張力が全く働いていない条件下（図３Ａ）では、圧縮ばね４６の予圧により、第１の壁部４２ａの内側面４２ｆに可動ロッド４３の第１の壁部対向面４３ｂは押し付けられている。一方、凸部４２ｂの一方の側４２ｇと可動ロッド４３の凸部対向面４３ｃは離れている。そのため、第１のスイッチ４４は押下され、第２のスイッチ４５は開放されている。
【００１９】  圧縮ばね４６に与えた予圧よりも小さな張力（矢印小）が働いている条件下（図３Ｂ）では、張力の大きさよりも圧縮ばね４６の予圧の方が大きいため、張力が全く働いていない条件下（図３Ａ）と同様に、第１のスイッチ４４は押下され、第２のスイッチ４５は開放されている。
【００２０】  検出したい一段階目の張力の大きさよりも大きく、検出したい二段階目の張力の大きさよりも小さな張力（矢印中）が働いている条件下（図３Ｃ）では、圧縮ばね４６の予圧よりも大きな力が働くため、圧縮ばね４６は圧縮され、可動ロッド４３は図３Ｃの右方向に変位する。この変位に伴って第１のスイッチ４４が開放され、検出したい一段階目の張力が検出される。図３Ｃは第１のスイッチ４４の開放後の状態であり、検出したい一段階目の張力よりも大きな張力が働いていることがわかる。なお、第２のスイッチ４５はまだ押下されていない。
【００２１】  更に大きな張力（矢印大）が働いている条件下（図３Ｄ）では、圧縮ばね４６は大きく圧縮されることになる。この圧縮による可動ロッド４３の変位で、凸部４２ｂの一方の側４２ｇと可動ロッド４３の凸部対向面４３ｃが接触し、第２のスイッチ４５が押下される。このとき検出したい二段階目の張力が検出される。なお、可動ロッド４３の凸部対向面４３ｃと凸部４２ｂの接触により、可動ロッド４３の変位は拘束される。
【００２２】  図４は、実施の形態１に係る引張検出装置４１の検出パターンを示す図である。図において、○はスイッチの押下、×はスイッチの開放を示す。引張検出装置４１は、図４に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの３つのパターンを検出することできる。パターンＡは第１のスイッチ４４が押下され第２のスイッチ４５が開放された状態、パターンＢは第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５の双方が開放された状態、パターンＣは第１のスイッチ４４が開放され第２のスイッチ４５が押下された状態である。３つのパターンにおける張力の大きさは、それぞれ小さい、中程度、大きいに対応する。例えば引張検出装置４１を移動体に接続する場合、この３つのパターンを、それぞれ通常状態、警告状態、危険状態と判定し、これらの判定に応じて移動体の移動の制御を変更することができる。
【００２３】  なお、以上では第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５を引張方向と同方向に作動するスイッチとしたがこれに限るものではなく、例えば図５に示すように、引張方向に対して垂直方向に作動するスイッチでも構わない。ベース４２に第１のスイッチ４４が作動するための段差４２ｉを備えることで、同様の機能が実現される。また、以上では第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５を可動ロッド４３に設けたがこれに限るものではなく、第１のスイッチ４４が対向する第１の壁部４２ａ、第２のスイッチ４５が対向する凸部４２ｂに設けても構わない。
【００２４】  以上のように、実施の形態１による引張検出装置では、可動ロッド４３とベース４２との間に圧縮ばね４６が設けられ、可動ロッド４３に設けられた第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５の押下と開放の作動の状態の組み合わせで引張検出装置４１に働く張力の大きさを段階的に検出できるため、小型で簡易な構成で、段階的に高い信頼性で張力の大きさを検出することができる。また、第１のスイッチ４４と、第２のスイッチ４５と、第１の壁部４２ａと、凸部４２ｂと、引張ロッド４３ａは、張力の働く方向に直線状に並べて設けられているため、張力の働く方向に対して垂直方向のサイズは削減でき引張検出装置４１を小型にすることができる。また、第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５は一般的な押下型スイッチを利用できるため、引張検出装置４１を簡易に構成することができる。また、第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５を可動ロッド４３に可動の方向に沿って設けたため、可動ロッド４３の移動を妨げることなく引張検出装置４１を小型にすることができる。
【００２５】実施の形態２．  実施の形態２では、実施の形態１で説明した引張検出装置４１を移動体システム１に利用した形態について説明する。図６は、実施の形態に２に係る移動体システム１の構成概要を示す模式図である。移動体システム１は、移動体１１、制御部２１、制御ケーブル３１および実施の形態１で説明した引張検出装置４１とから構成される。移動体１１は、第１の移動体１１ａと第２の移動体１１ｂが連結部材１２で連結され、第１の移動体１１ａと第２の移動体１１ｂがそれぞれ備えた走行装置１３で移動する。移動体１１は、例えば大型の発電機において層間短絡検査、ウエッジタッピング検査を行う点検用ロボットである。制御部２１は、移動体１１の移動の制御を行う。制御ケーブル３１は、移動体１１と制御部２１を接続し、移動体１１に制御信号および電源を供給する。
【００２６】  引張検出装置４１は、制御ケーブル３１から移動体１１に働く張力の大きさを段階的に検出する。引張検出装置４１は、図１に示すように両端にそれぞれ設けられた引張部４８ａ、引張部４８ｂにおいて、移動体１１および制御ケーブル３１と容易に伸縮しないワイヤ７０を介して連結される。制御ケーブル３１が引張検出装置４１と連結されている接続部４１ｃから第１の移動体１１ａおよび第２の移動体１１ｂまでは、常に弛んだ状態となるように制御ケーブル３１と第１の移動体１１ａおよび第２の移動体１１ｂは接続される。そのため、制御ケーブル３１に働く張力は、常に引張検出装置４１を介して移動体１１に働く。なお、移動体１１および制御ケーブル３１と引張検出装置４１との連結は、ワイヤ７０を介しての連結に限るものではなく、直接連結しても構わない。
【００２７】  図７Ａから図７Ｃは、実施の形態２に係る移動体システム１の動作の例を示す図である。これらの図では、移動体１１は壁面６０に張り付いて移動し、制御ケーブル３１の重量よりも大きい張力が一段階目に検出される張力の大きさに設定されている。図７Ａは移動体１１の通常の動作を示し、制御ケーブル３１は自重により壁面６０に沿って弛み、移動体１１が制御ケーブル３１を支える。この時、引張検出装置４１には圧縮ばね４６の予圧よりも小さな張力が働くため、図４のパターンＡの状態となり、通常状態の判定となる。
【００２８】  図７Ｂは、制御ケーブル３１に突起物等への引っ掛かりが発生した状況を示す。この状況で移動体１１が前に進み続けることによって、制御ケーブル３１が徐々に引っ張られ、張力の大きさも徐々に増加する。引張検出装置４１で一段階目に検出される張力の大きさを超えると、図４のパターンＢの状態となり、警告状態の判定となる。制御ケーブル３１に何らかの異常が発生していると判断することができる。
【００２９】  図７Ｃは、制御ケーブル３１が外的要因により引っ張られた状況を示す。この状況では、制御ケーブル３１に働く張力が瞬間的に高まる。引張検出装置４１の二段階目に検出される張力の大きさを超えると、図４のパターンＣの状態となり、危険状態の判定となる。この判定において、例えば、移動体１１の動作を緊急停止させて自己復帰を禁止すれば、外的要因を排除した上で移動体１１の動作を再開させることができる。
【００３０】  図８は、実施の形態２に係る移動体システム１の制御の例を示す図である。図４に示した３つの検出パターンを、それぞれ通常状態、警告状態、危険状態として移動体１１の移動の制御を行う。パターンＡの通常状態を検出しているときは、引き続き通常走行を行う。パターンＢの警告状態を検出すると、警告状態を回避する走行または注意しながらの走行というモードに変更される。例えば、特定の条件下でやむを得ず制御ケーブル３１の張力が強くなるような環境下では、走行速度を低下させることで出来る限り安定した走行を確保することができる。また、移動体１１の位置を戻す逆方向走行の動作を指示すれば、自然に制御ケーブル３１の引っ掛かりが改善されるなどして、自己復帰させることも可能である。パターンＣの危険状態を検出すると、移動体システム１は移動体１１の動作を緊急停止し、操作者または管理者等に対してアラートを出力する。操作者または管理者等は手動で過大な張力の原因を取り除きアラートを解除することで、元の制御ループに戻る。
【００３１】  なお、検出したい一段階目、および二段目の張力の大きさは、用途に応じて任意に選択して構わない。例えば移動体１１の走行トルク限界に相当する張力の大きさに設定してもよいし、移動体１１が滑落、落下する条件に安全率をかけて設定してもよいし、制御ケーブル３１の強度に安全率をかけて設定してもよい。
【００３２】  なお、以上では引張部４８ａと移動体１１を連結し引張部４８ｂと制御ケーブル３１を連結したがこれに限るものではなく、引張部４８ａと制御ケーブル３１を連結し引張部４８ｂと移動体１１を連結しても構わない。
【００３３】  次に、実施の形態２に係る別の移動体システム１について、図９〜図１１にて説明する。図９は移動体システムの構成概要を示す模式図で、図１０は引張検出装置の構成概要を示す斜視図である。別の移動体システム１では、移動体１１を構成する第１の移動体１１ａと第２の移動体１１ｂのそれぞれに引張検出装置を設けるものである。
【００３４】  図９に示すように、移動体システム１は、移動体１１、制御部２１、制御ケーブル３１、および第１の移動体１１ａと第２の移動体１１ｂのそれぞれに設けられた引張検出装置４１ａ、引張検出装置４１ｂとから構成される。制御ケーブル３１は、制御ケーブル３１ａと制御ケーブル３１ｂに分岐される。制御ケーブル３１ａは引張検出装置４１ａを介して第１の移動体１１ａに接続され、制御ケーブル３１ｂは引張検出装置４１ｂを介して第２の移動体１１ｂに接続される。引張検出装置４１ａは制御ケーブル３１ａから第１の移動体１１ａに働く張力の大きさを段階的に検出し、引張検出装置４１ｂは制御ケーブル３１ｂから第２の移動体１１ｂに働く張力の大きさを段階的に検出する。
【００３５】  引張検出装置４１ａと引張検出装置４１ｂは同一の構成であるため、引張検出装置４１ａについて説明する。図１０に示すように、引張検出装置４１ａは、ベース４２と、可動ロッド４３と、押下動作する第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５と、圧縮ばね４６と、ガイド４７と、ケーブルガイド５０と、これらを覆う外部カバー（図示せず）とから構成される。
【００３６】  可動ロッド４３は、第２の壁部対向面４３ｄから第２の壁部４２ｃを介して伸長した引張ロッド４３ａの端部にケーブルガイド５０を設けて構成される。例えばケーブルガイド５０に形成された貫通孔５０ａにおいて、ケーブルガイド５０と制御ケーブル３１ａが連結される。制御ケーブル３１ａに働く張力は、ケーブルガイド５０を介して可動ロッド４３に伝わる。ケーブルガイド５０と制御ケーブルの３１ａの固定の構成は、貫通孔５０ａによる連結に限るものではなく、ケーブルコネクタを設けての固定など他の固定方法であっても構わない。
【００３７】  引張検出装置４１ａと引張検出装置４１ｂは、移動体１１から制御ケーブル３１が取り出される位置に配置されるため、精度よく制御ケーブル３１から移動体１１に働く張力の大きさを検出することができる。また、第１の移動体１１ａと第２の移動体１１ｂのそれぞれに働く張力の大きさを検出することができるため、制御の条件に分岐を加えることができる。図１１は、移動体システム１の検出パターンを示す図である。Ａ、Ｂ、Ｃの３つのパターンは、図４に示したパターンとする。図１１に示すように、引張検出装置４１ａと引張検出装置４１ｂのそれぞれの検出パターンを組み合わせることで、９種類のパターンが検出される。それぞれのパターンに対する制御として、例えば引張検出装置４１ａと引張検出装置４１ｂの検出状態が同一の場合は、図８に示した制御と同じ制御としてもよいし、両装置の検出状態が異なる場合は、張力の大きさが大きい側の装置に更なる負荷がかからないような旋回動作を加えながらの復帰動作としてもよい。
【００３８】  なお、移動体１１が第１の移動体１１ａと第２の移動体１１ｂとから構成され、それぞれに引張検出装置４１を設けたがこれに限るものではなく、移動体１１がさらに複数の移動体から構成され、それぞれに引張検出装置４１を設ける構成でも構わない。
【００３９】  以上のように、実施の形態２による移動体システム１では、引張検出装置４１により制御ケーブル３１に働く張力の大きさを段階的に高い信頼性で検出することができるため、張力の大きさの段階に応じて、移動体１１の移動の阻害を回避する行動または移動体１１の移動を停止する動作を実行することができ、制御ケーブル３１の破損または断線を高い信頼性で抑制することができる。また、別の移動体システム１では、移動体１１に固定した引張検出装置に、制御ケーブルを連結するため、精度よく制御ケーブル３１から移動体１１に働く張力の大きさを検出することができる。また、第１の移動体１１ａと第２の移動体１１ｂのそれぞれに引張検出装置４１を設けてそれぞれに働く張力の大きさを検出することができるため、制御の条件に分岐を加え、移動体１１の移動の阻害を回避する行動または移動体１１の移動を停止する動作をきめ細かく実行することができる。
【００４０】  なお、引張検出装置４１は、特定の張力環境下にある他のシステムにも適用することができる。例えば、図４での検出状態を、それぞれ過小張力状態、適正張力状態、過大張力状態と捉えて、それに応じた可動ロッド４３の移動ストロークまたは圧縮ばね４６のばね定数の設計を行うことで、適正張力管理用装置として活用することができる。
【００４１】実施の形態３．  実施の形態３に係る引張検出装置４１０について説明する。図１２は引張検出装置４１０の構成概要を示す模式図、図１３は引張検出装置４１０の構成概要を示す斜視図である。引張検出装置４１０は、図１３に示すように、ベース４２と、可動ロッド４３と、押下動作する第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５と、圧縮ばね４６と、ガイド４７とから構成される。実施の形態３による引張検出装置４１０は、可動ロッド４３を構成する吸引力発生部５２と可動スイッチ体５１の離間により第２のスイッチ４５が作動する構成になっている。
【００４２】  可動ロッド４３は、一方の側に第２の壁部４２ｃに対向する第２の壁部対向面４３ｄ、他方の側に吸引力発生面５２ａを備えた吸引力発生部５２と、第１の壁部４２ａに対向する第１の壁部対向面４３ｂと凸部４２ｂの第１の壁部４２ａに対向する側に対向する凸部対向面４３ｃと吸引力発生面５２ａに吸引される吸引面５１ａとを連結した可動スイッチ体５１と、第２の壁部対向面４３ｄから第２の壁部４２ｃを貫通して伸長した引張ロッド４３ａとを備えて構成される。可動ロッド４３は、基部４２ｄに沿って基部４２ｄの長手方向に移動可能で、第１の壁部４２ａと第１の壁部対向面４３ｂとの接触により長手方向の一方向の移動が制限され、凸部４２ｂと凸部対向面４３ｃとの接触により長手方向の他の方向の移動が制限される。
【００４３】  可動スイッチ体５１は磁性材料で作製され、図１３に示すように、吸引力発生部５２は吸引力発生面５２ａに磁石５２ｂが設けられており、可動スイッチ体５１の吸引面５１ａが吸引力発生面５２ａで吸引される。磁石５２ｂの吸引力は、最大でも引張検出装置４１で検出したい二段階目の張力の半分以下に設計される。検出したい二段階目の張力は、吸引面５１ａと吸引力発生面５２ａの離間による第２のスイッチ４５の開放で検出されるためである。また磁石５２ｂの吸引力は、可動スイッチ体５１を吸引して移動させる機能に支障を与えない範囲で設計される。
【００４４】  可動スイッチ体５１には、第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５が設けられる。第１のスイッチは、第１の壁部４２ａと第１の壁部対向面４３ｂとの接触、離間により作動する。第２のスイッチは、凸部４２ｂと凸部対向面４３ｃとの接触に伴い、吸引面５１ａと吸引力発生面５２ａとが離間することで作動する。第１のスイッチ４４もしくは第２のスイッチ４５が押下からの開放で作動したとき、作動は制御部（図示せず）に伝えられる。
【００４５】  引張ロッド４３ａの引張部４８ｂが可動ロッド４３の可動の方向（図１２の矢印の方向）に予め定めた距離だけ引っ張られて変位すると、可動スイッチ体５１の移動が凸部４２ｂで拘束され、さらに吸引面５１ａと吸引力発生面５２ａは離間し、第２のスイッチ４５は開放される。この距離は、検出したい二段階目の張力の大きさから圧縮ばね４６の予圧および磁石５２ｂの吸引力を減算した上で，圧縮ばね４６のばね定数で除した距離に設定される。
【００４６】  次に、引張検出装置の引張検出動作について説明する。図１４Ａ〜図１４Ｅは、実施の形態２に係る引張検出装置の動作を示す模式図である。張力が全く働いていない条件下（図１４Ａ）では、圧縮ばね４６の予圧により、第１の壁部４２ａの内側面４２ｆに可動ロッド４３の第１の壁部対向面４３ｂは押し付けられている。一方、凸部４２ｂの一方の側４２ｇと可動ロッド４３の凸部対向面４３ｃは離れていて、吸引面５１ａと吸引力発生面５２ａは接している。そのため、第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５は共に押下されている。
【００４７】  圧縮ばね４６に与えた予圧よりも小さな張力（矢印小）が働いている条件下（図１４Ｂ）では、張力の大きさよりも圧縮ばね４６の予圧の方が大きいため、張力が全く働いていない条件下（図１４Ａ）と同様に、第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５は共に押下されている。
【００４８】  検出したい一段階目の張力よりも大きく、検出したい二段階目の張力よりも小さな張力（矢印中）が働いている条件下（図１４Ｃ）では、圧縮ばね４６の予圧よりも大きな力が働くため、圧縮ばね４６は圧縮され、可動スイッチ体５１と吸引力発生部５２は一体となって図１１Ｃの右方向に変位する。この変位に伴って第１のスイッチ４４が開放され、検出したい一段階目の張力が検出される。図１４Ｃは開放後の状態であり、検出したい一段階目の張力よりも大きな張力が働いていることがわかる。なお、第２のスイッチ４５はまだ開放されていない。
【００４９】  更に大きな張力（矢印大）が働いている条件下（図１４Ｄ）では、圧縮ばね４６は大きく圧縮されることになる。この圧縮による可動スイッチ体５１と吸引力発生部５２の変位で、凸部４２ｂの一方の側４２ｇと可動スイッチ体５１の凸部対向面４３ｃが接触し、可動スイッチ体５１の移動は拘束され、吸引面５１ａと吸引力発生面５２ａは離間して第２のスイッチ４５は開放される。このとき検出したい二段階目の張力が検出される。
【００５０】  なお、図１４Ｄに示す状態に移行した後、可動スイッチ体５１は吸引面５１ａと吸引力発生面５２ａが離間しているため拘束されておらず、例えば図の左の方向に重力が働くような場合、図１４Ｅに示すように、第１のスイッチ４４が押下される状態が発生し得る。しかしながら、第２のスイッチ４５が開放された後でなければ図１４Ｅの状態へ移行しないため、大きな張力が働いた状態は判別可能である。図１４Ｅの状態を回避したい場合、例えば可動スイッチ体５１の凸部対向面４３ｃが凸部４２ｂに吸引されるように弱い力の引張ばねまたは磁石などを取り付けて、第１のスイッチ４４が開放される方向に力を発生させてもよい。
【００５１】  図１５は、実施の形態３に係る引張検出装置の検出パターンを示す図である。図において、○はスイッチの押下、×はスイッチの開放を示す。引張検出装置４１は、図１５に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの３つのパターンを検出することできる。パターンＡは第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５の双方が押下された状態、パターンＢは第１のスイッチ４４のみ押下された状態、パターンＣは第２のスイッチ４５が開放された状態である。３つのパターンにおける張力の大きさは、それぞれ小さい、中程度、大きいに対応する。例えば引張検出装置４１を移動体に接続する場合、この３つのパターンを、それぞれ通常状態、警告状態、危険状態と判定し、これらの判定に応じて移動体１１の移動の制御を変更することができる。
【００５２】  なお、以上では磁石５２ｂにより可動スイッチ体５１の吸引面５１ａを吸引するものとしたがこれに限るものではなく、例えば図１６に示すように、引張ばね５２ｃにより吸引する構成であっても構わない。引張ばね５２ｃは、可動スイッチ体５１と吸引力発生部５２のそれぞれに連結される。検出したい二段階目の張力は吸引面５１ａと吸引力発生面５２ａの離間による第２のスイッチ４５の開放で検出されるため、引張ばね５２ｃのばね定数は小さい方がよく、少なくとも圧縮ばね４６よりもばね定数の小さいものが選定される。本構成では、検出したい二段階目の張力の範囲内での引張ロッド４３ａと可動スイッチ体５１の結合に加え、図１４Ｅで示した状態の防止を、１つの構成で兼ねることができる。また、以上では吸引面５１ａを備える可動スイッチ体５１を磁性材料で作製し、吸引力発生面５２ａに磁石５２ｂを設けたがこれに限るものではなく、可動スイッチ体５１の吸引面５１ａに磁石を設け、吸引力発生部５２を磁性材料で作製してもよい。
【００５３】  以上のように、実施の形態３による引張検出装置では、可動ロッド４３は引張ロッド４３ａと可動スイッチ体５１と吸引力発生部５２とから構成され、可動スイッチ体５１と吸引力発生部５２の離間により第２のスイッチ４５を作動させるため、引張検出装置４１に過大な張力がかかった場合、引張検出装置４１に働く張力は圧縮ばね４６で受けることになり、第２のスイッチ４５に対して過大な負荷が加わることを回避でき、高い信頼性を維持することができる。
【００５４】実施の形態４．  実施の形態４に係る引張検出装置４１１について説明する。図１７は引張検出装置４１１の構成概要を示す模式図である。実施の形態４では、引張検出装置４１１に引張検出拡張ユニットを設けて、引張検出装置４１１に連結した制御ケーブルから引張検出装置４１１を介して移動体に働く張力をさらに段階的に検出するものである。
【００５５】  まず、引張検出拡張ユニット５３を１つ設けた場合について説明する。図１７に示すように、引張検出装置４１１は、ベース４２と、可動ロッド４３と、押下動作する第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５と、圧縮ばね４６と、第１の引張検出拡張ユニット５３ａとから構成される。引張検出拡張ユニット５３は、ベース４２に設けたガイド（図示せず）、もしくは外部カバー（図示せず）によって、一方向にのみ移動可能なように支持され、他の方向の運動は拘束されている。
【００５６】  ベース４２は、長手方向に伸びた板状の基部４２ｄに、引張部４８ａを外側面４２ｅに設けた第１の壁部４２ａと、第１の壁部４２ａに対向する第１の凸部５４ａと、第１の凸部５４ａに対向する最終凸部４２ｊと、最終凸部４２ｊに対向する第２の壁部４２ｃとを順に設けて構成される。
【００５７】  第１の引張検出拡張ユニット５３ａは、第１の凸部５４ａを跨いで、一方の側に第１の壁部４２ａに対向する第１の壁部対向面５７ａと、他方の側に吸引構造部５６ａとを備える。図１８は第１の引張検出拡張ユニット５３ａの構成概要を示す模式図である。第１の引張検出拡張ユニット５３ａは、第１の壁部対向面５７ａの側にスイッチｉ５５ａ（但しｉ＝１）、吸引構造部５６ａの側に吸引力発生面としての磁石５８ａを備える。スイッチｉ５５ａは第１の壁部４２ａの内側面４２ｆと対向し、磁石５８ａは可動ロッド４３が備える第１のスイッチ４４と対向する。スイッチｉ５５ａは、第１の壁部４２ａと第１の壁部対向面５７ａとの接触、離間により作動する。
【００５８】  可動ロッド４３は、図１の可動ロッド４３の構成と同様であり、図１７に示すように、吸引構造部５６ａに対向する最終吸引構造面４３ｆと、最終凸部４２ｊの第１の壁部４２ａの側の面に対向する最終凸部対向面４３ｇと、第２の壁部４２ｃに対向する第２の壁部対向面４３ｄと、を備えたスイッチ作動体４３ｅと、第２の壁部対向面４３ｄから第２の壁部４２ｃを貫通して伸長した引張ロッド４３ａとを備えて構成される。可動ロッド４３は、基部４２ｄに沿って基部４２ｄの長手方向に移動可能で、第１の壁部４２ａと第１の壁部対向面５７ａとの接触により長手方向の一方向の移動が制限され、最終凸部４２ｊと最終凸部対向面４３ｇとの接触により長手方向の他の方向の移動が制限される。最終吸引構造面４３ｆを備えるスイッチ作動体４３ｅは、吸引力発生面である磁石５８ａに吸引される吸引面として、磁性材料で作製される。
【００５９】  弾性体である圧縮ばね４６は、可動ロッド４３および第１の引張検出拡張ユニット５３ａが移動する基部４２ｄの長手方向に伸縮するように、第２の壁部対向面４３ｄを押圧して第２の壁部対向面４３ｄと第２の壁部４２ｃとの間に設けられる。この圧縮による圧縮ばね４６の予圧の大きさは、検出したい一段階目の張力の大きさに、スイッチｉ５５ａが開放状態に戻ろうとする戻り力を足した大きさに設定される。
【００６０】  第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５はスイッチ作動体４３ｅに設けられる。第１のスイッチ４４は吸引構造部５６ａと最終吸引構造面４３ｆとの接触、離間により作動し、第２のスイッチ４５は最終凸部４２ｊと最終凸部対向面４３ｇとの接触、離間により作動する。スイッチｉ５５ａと第２のスイッチ４５をベース４２に、第１のスイッチ４４を第１の引張検出拡張ユニット５３ａに設ける構成でも構わない。
【００６１】  第１の引張検出拡張ユニット５３ａの第１の壁部対向面５７ａを有する側の第１の凸部５４ａに対向する対向面５９ａから第１の凸部５４ａまでの距離Ｘ１と、最終凸部対向面４３ｇから最終凸部４２ｊまでの距離Ｘｍと、第２の壁部対向面４３ｄから第２の壁部４２ｃまでの距離Ｘｓとは、第１の壁部４２ａが第１の壁部対向面５７ａで押圧されているとき、Ｘ１＜Ｘｍ＜Ｘｓで設定される。この設定により、張力の大きさに応じて、引張検出装置４１１が備えた複数のスイッチはスイッチｉ５５ａ、第１のスイッチ４４、第２のスイッチ４５の順に作動する。
【００６２】  次に、複数の引張検出拡張ユニット５３を引張検出装置４１１に設けた場合について説明する。図１９は引張検出装置４１１の構成概要を示す模式図である。引張検出装置４１１は、ベース４２と、可動ロッド４３と、押下動作する第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５と、圧縮ばね４６と、複数の引張検出拡張ユニット５３とから構成される。
【００６３】  ベース４２は、長手方向に伸びた板状の基部４２ｄに、引張部４８ａを外側面４２ｅに設けた第１の壁部４２ａと、第１の凸部から第Ｎの凸部５４ｎ（但しＮは１以上の整数）までのＮ個の凸部と、第Ｎの凸部５４ｎ対向する最終凸部４２ｊと、最終凸部４２ｊに対向する第２の壁部４２ｃとを順に設けて構成される。
【００６４】  第１の引張検出拡張ユニット５３ａは、第１の凸部５４ａを跨いで、一方の側に第１の壁部４２ａに対向する第１の壁部対向面５７ａと、他方の側に吸引構造部５６ａとを備える。第２の引張検出拡張ユニット５３ｂから第Ｎの引張検出拡張ユニット５３ｎまでの（Ｎ−１）個の引張検出拡張ユニットは、第２の凸部５４ｂから第Ｎの凸部５４ｎのそれぞれを跨いで第１の壁部の側に吸引構造面、他方の側に吸引構造部を備える。第２の引張検出拡張ユニット５３ｂから第Ｎの引張検出拡張ユニット５３ｎのそれぞれの構成は、図１８に示した第１の引張検出拡張ユニット５３ａの構成と同様である。なお吸引構造面を備える第２の引張検出拡張ユニット５３ｂから第Ｎの引張検出拡張ユニット５３ｎは、吸引力発生面である磁石５８ａに吸引される吸引面として、磁性材料で作製される。第２の引張検出拡張ユニット５３ｂから第Ｎの引張検出拡張ユニット５３ｎが備えるスイッチｉ５５（但しｉは２からＮの整数）は、第（ｉ−１）の引張検出拡張ユニットと第ｉの引張検出拡張ユニットとの接触、離間により作動する。
【００６５】  可動ロッド４３は、図１の可動ロッド４３の構成と同様であり、図１９に示すように、吸引構造部５６ｎに対向する最終吸引構造面４３ｆと、最終凸部４２ｊの第１の壁部４２ａの側の面に対向する最終凸部対向面４３ｇと、第２の壁部４２ｃに対向する第２の壁部対向面４３ｄと、を備えたスイッチ作動体４３ｅと、第２の壁部対向面４３ｄから第２の壁部４２ｃを貫通して伸長した引張ロッド４３ａとを備えて構成される。可動ロッド４３は、基部４２ｄに沿って基部４２ｄの長手方向に移動可能で、第１の壁部４２ａと第１の壁部対向面５７ａとの接触により長手方向の一方向の移動が制限され、最終凸部４２ｊと最終凸部対向面４３ｇとの接触により長手方向の他の方向の移動が制限される。最終吸引構造面４３ｆを備えるスイッチ作動体４３ｅは、吸引力発生面である磁石５８ｎに吸引される吸引面として、磁性材料で作製される。
【００６６】  弾性体である圧縮ばね４６は、可動ロッド４３および第１の引張検出拡張ユニット５３ａが移動する基部４２ｄの長手方向に伸縮するように、第２の壁部対向面４３ｄを押圧して第２の壁部対向面４３ｄと第２の壁部４２ｃとの間に設けられる。この圧縮による圧縮ばね４６の予圧の大きさは、検出したい一段階目の張力の大きさに、スイッチｉ５５ａが開放状態に戻ろうとする戻り力を足した大きさに設定される。
【００６７】  第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５はスイッチ作動体４３ｅに設けられる。第１のスイッチ４４は吸引構造部５６ｎと最終吸引構造面４３ｆとの接触、離間により作動し、すると、第２のスイッチ４５は最終凸部４２ｊと最終凸部対向面４３ｇとの接触、離間により作動する。スイッチｉ５５ａ（但しｉ＝１）と第２のスイッチ４５をベース４２に、第１のスイッチ４４を第Ｎの引張検出拡張ユニット５３ｎに、スイッチｉ５５（但しｉは２からＮの整数）を第（ｉ−１）の引張検出拡張ユニットに設ける構成でも構わない。
【００６８】  第（ｉ−１）の引張検出拡張ユニットの第１の壁部４２ａの側の第（ｉ−１）の凸部との対向面から第（ｉ−１）の凸部までの距離Ｘｉ−１（但しｉは２からＮの整数）と、第ｉの引張検出拡張ユニットの第１の壁部４２ａの側の第ｉの凸部との対向面から第ｉの凸部までの距離Ｘｉ（但しｉは２からＮの整数）と、最終凸部対向面４３ｇと最終凸部４２ｊまでの距離Ｘｍと、第２の壁部対向面４３ｄと第２の壁部４２ｃまでの距離Ｘｓとは、第１の壁部４２ａが第１の壁部対向面５７ａで押圧されているとき、Ｘｉ−１＜Ｘｉであり、ＸＮ＜Ｘｍ＜Ｘｓで設定される。図１９においては、Ｘ１＜Ｘ２＜ＸＮ＜Ｘｍ＜Ｘｓとなる。引張ロッド４３ａが、予圧の働く初期状態から圧縮ばね４６の縮まる可動ロッド４３の可動の方向（図１９の矢印の方向）に距離Ｘ１だけ引っ張られて変位すると、対向面５９ａと第１の凸部５４ａが接触して第１の引張検出拡張ユニット５３ａの変位が拘束され、第１の引張検出拡張ユニット５３ａと第２の引張検出拡張ユニット５３ｂが離間し、スイッチ５５ｂは開放される。距離Ｘ１は、検出したい二段階目の張力の大きさから圧縮ばね４６の予圧を減算した上で，圧縮ばね４６のばね定数で除した距離に設定される。引張ロッド４３ａがさらに変位することで、張力の大きさに応じて、引張検出装置４１１が備えた複数のスイッチは図１９の左から順に作動する。また、Ｘｍ＜Ｘｓと設定されているため、第２のスイッチ４５が押下されたところで圧縮ばねの圧縮限度となり、引張ロッド４３ａの変位は止まる。
【００６９】  次に、引張検出装置４１１の引張検出動作について説明する。図２０Ａ〜図２０Ｄは、実施の形態４に係る引張検出装置の動作を示す模式図である。張力が全く働いていない条件下（図２０Ａ）では、圧縮ばね４６の予圧により、第１の壁部４２ａの内側面４２ｆに第１の引張検出拡張ユニット５３ａは押し付けられ、引張検出拡張ユニット５３はそれぞれ磁石で連結され、第Ｎの引張検出拡張ユニット５３ｎと可動ロッド４３も連結されている。一方、最終凸部４２ｊの一方の側４２ｇと可動ロッド４３の最終凸部対向面４３ｇは離れている。そのため、スイッチｉ５５（但しｉは１からＮの整数）および第１のスイッチ４４は押下され、第２のスイッチ４５は開放されている。
【００７０】  圧縮ばね４６に与えた予圧よりも小さな張力（矢印小）が働いている条件下（図２０Ｂ）では、張力の大きさよりも圧縮ばね４６の予圧の方が大きいため、張力が全く働いていない条件下（図２０Ａ）と同様に、スイッチｉ５５（但しｉは１からＮの整数）および第１のスイッチ４４は押下され、第２のスイッチ４５は開放されている。
【００７１】  検出したい一段階目の張力の大きさよりも大きく、検出したい二段階目の張力の大きさよりも小さな張力（矢印中）が働いている条件下（図２０Ｃ）では、圧縮ばね４６の予圧よりも大きな力が働くため、圧縮ばね４６は圧縮され、可動ロッド４３および引張検出拡張ユニット５３は図２０Ｃの右方向にＸ１よりも小さい距離だけ変位する。この変位に伴って第１の壁部４２ａと第１の引張検出拡張ユニット５３ａが離間してスイッチｉ５５ａ（但しｉ＝１）が開放され、検出したい一段階目の張力が検出される。図２０Ｃは開放後の状態であり、検出したい一段階目の張力よりも大きな張力が働いていることがわかる。
【００７２】  検出したい二段階目の張力の大きさよりも大きく、検出したい三段階目の張力の大きさよりも小さな張力（矢印大）が働いている条件下（図２０Ｄ）では、圧縮ばね４６はさらに圧縮される。第１の引張検出拡張ユニット５３ａを除く他の引張検出拡張ユニット５３、および可動ロッド４３は、図２０Ｄの右方向にＸ１よりも大きくＸ２よりも小さい距離だけ変位する。この変位で第１の引張検出拡張ユニット５３ａと第２の引張検出拡張ユニット５３ｂは離間してスイッチｉ５５ｂ（但しｉ＝２）が開放され、検出したい二段階目の張力が検出される。この時、第１の引張検出拡張ユニット５３ａと第１の凸部５４ａの接触により、第１の引張検出拡張ユニット５３ａの右方向の変位は拘束される。なお、図２０Ｄに示す状態に移行した後、第１の引張検出拡張ユニット５３ａの左方向の変位は拘束されておらず、例えば図の左の方向に重力が働くような場合、スイッチ５５ａと第１の壁部４２ａが接触してスイッチｉ５５ａ（但しｉ＝１）が押下される状態が発生し得る。しかしながら、のスイッチｉ５５ｂ（但しｉ＝２）が開放された後でなければ再度スイッチ５５ａが押下される状態へ移行しないため、検出したい二段階目の張力の大きさよりも大きな張力が働いた状態は判別可能である。
【００７３】  以降、予め設定した検出したい張力の大きさの段階に応じて、順次複数のスイッチｉ５５（但しｉは３からＮの整数）、第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５が作動するため、張力の大きさを多段階で検出することができる。
【００７４】  図２１は、実施の形態４に係る引張検出装置の検出パターンを示す図である。図において、○はスイッチの押下、×はスイッチの開放を示す。図１８に示した第１の引張検出拡張ユニット５３ａにおいては、１つのスイッチ５５ａを備えているため、このような引張検出拡張ユニットを１つ追加する毎にスイッチの作動を検出することで、検出する段階を１つ増やすことができる。これらの検出の段階に応じて引張検出装置４１を備えた移動体の移動の制御を、多段階にきめ細かく変更することができる。
【００７５】  なお、図１８に示した第１の引張検出拡張ユニット５３ａにおいては１つのスイッチ５５ａを備えた構成であったがこれに限るものではなく、複数のスイッチを備えてもよい。図２２に示すように、別の第１の引張検出拡張ユニット５３ａは、スイッチ５５ａを設けた一方の側の対向面５９ａにもう一つのスイッチ６１ａを設けたものである。この構成では、対向面５９ａと対向して設けられる第１の凸部５４ａと対向面５９ａとが接触した際にスイッチ６１ａが押下される。スイッチ６１ａの押下は、右隣に設けられる第２の引張検出拡張ユニット５３ｂが備えたスイッチ５５ｂが作動する張力の大きさよりも小さい張力で行われる。そのため、引張検出拡張ユニットを増やすことなく、検出したい張力の大きさの段階を増やすことができる。また、別の引張検出拡張ユニットを用いることで、検出したい張力の大きさの段階が同じ数であれば、引張検出拡張ユニットの数を半数に減らすことができる。
【００７６】  なお、以上では引張検出拡張ユニット５３のそれぞれの連結を磁石により行ったがこれに限るものではなく、例えば磁石に代えて剛性の小さな引張ばねを用いて連結しても構わない。その場合、圧縮ばね４６の剛性を最大とし、第Ｎの引張検出拡張ユニット５３ｎと可動ロッド４３の連結から第１の引張検出拡張ユニット５３ａと第２の引張検出拡張ユニット５３ｂの連結まで遡って、それぞれに用いる引張ばねの剛性が小さくなるように引張ばねを設置する。また以上では、吸引構造部に吸引力発生面としての磁石を設け、吸引構造面または最終吸引構造面に吸引面として磁性材料を設けたがこれに限るものではなく、吸引構造部を吸引面とし吸引構造面または最終吸引構造面を吸引力発生面としてもよい。
【００７７】  以上のように、この引張検出装置４１１では、磁石とスイッチを備えた引張検出拡張ユニット５３を設け、スイッチｉ５５（但しｉは１からＮの整数）、第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５の押下と開放の作動の状態の組み合わせで引張検出装置４１１に働く張力をさらに多段階で検出できるため、制御ケーブル３１に働く張力の大きさを小型で簡易な構成で、さらに多段階で高い信頼性で検出することができる。また、この引張検出装置４１１を移動体システム１に用いることで、引張検出装置４１１により制御ケーブル３１に働く張力の大きさをさらに多段階で高い信頼性で検出することができるため、張力の大きさの段階に応じて、移動体１１の移動の阻害を回避する行動または移動体１１の移動を停止する動作をきめ細かく実行することができ、制御ケーブル３１の破損または断線を高い信頼性で抑制することができる。
【００７８】  また本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。  従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００７９】１  移動体システム、１１  移動体、１２  連結部材、１３  走行装置、２１  制御部、３１  制御ケーブル、４１  引張検出装置、４１ｃ  接続部、４２  ベース、４２ａ  第１の壁部、４２ｂ  凸部、４２ｃ  第２の壁部、４２ｄ  基部、４２ｊ  最終凸部、４３  可動ロッド、４３ａ  引張ロッド、４３ｂ  第１の壁部対向面、４３ｃ  凸部対向面、４３ｄ  第２の壁部対向面、４３ｅ  スイッチ作動体、４３ｆ  最終吸引構造面、４３ｇ  最終凸部対向面、４４  第１のスイッチ、４５  第２のスイッチ、４６  圧縮ばね、４７  ガイド、４８ａ  引張部、４８ｂ  引張部、５０  ケーブルガイド、５１  可動スイッチ体、５１ａ  吸引面、５２  吸引力発生部、５２ａ  吸引力発生面、５２ｂ  磁石、５２ｃ  引張ばね、５３ａ  第１の引張検出拡張ユニット、５４ａ  第１の凸部、５５  スイッチｉ、５８ａ  磁石、６０  壁面、７０  ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年5月21日(2021.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
次に、引張検出装置の引張検出動作について説明する。図１４Ａ〜図１４Ｅは、実施の形態３に係る引張検出装置の動作を示す模式図である。張力が全く働いていない条件下（図１４Ａ）では、圧縮ばね４６の予圧により、第１の壁部４２ａの内側面４２ｆに可動ロッド４３の第１の壁部対向面４３ｂは押し付けられている。一方、凸部４２ｂの一方の側４２ｇと可動ロッド４３の凸部対向面４３ｃは離れていて、吸引面５１ａと吸引力発生面５２ａは接している。そのため、第１のスイッチ４４と第２のスイッチ４５は共に押下されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
検出したい一段階目の張力よりも大きく、検出したい二段階目の張力よりも小さな張力（矢印中）が働いている条件下（図１４Ｃ）では、圧縮ばね４６の予圧よりも大きな力が働くため、圧縮ばね４６は圧縮され、可動スイッチ体５１と吸引力発生部５２は一体となって図１４Ｃの右方向に変位する。この変位に伴って第１のスイッチ４４が開放され、検出したい一段階目の張力が検出される。図１４Ｃは開放後の状態であり、検出したい一段階目の張力よりも大きな張力が働いていることがわかる。なお、第２のスイッチ４５はまだ開放されていない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図１５は、実施の形態３に係る引張検出装置の検出パターンを示す図である。図において、○はスイッチの押下、×はスイッチの開放を示す。引張検出装置４１は、図１５に示すように、Ａ、Ｂ、Ｃの３つのパターンを検出することできる。パターンＡは第１のスイッチ４４および第２のスイッチ４５の双方が押下された状態、パターンＢは第２のスイッチ４５のみ押下された状態、パターンＣは第２のスイッチ４５が開放された状態である。３つのパターンにおける張力の大きさは、それぞれ小さい、中程度、大きいに対応する。例えば引張検出装置４１を移動体に接続する場合、この３つのパターンを、それぞれ通常状態、警告状態、危険状態と判定し、これらの判定に応じて移動体１１の移動の制御を変更することができる。
【国際調査報告】
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2020121464.tif 000029
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