JP5314864B2

JP5314864B2 - 移動体移送装置

Info

Publication number: JP5314864B2
Application number: JP2007225029A
Authority: JP
Inventors: 英義富永; 健一今野; 真一高木; 道朗高木; 信夫高山
Original assignee: 公益財団法人電磁応用研究所
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: JP2009060308A

Description

本発明は、移動体を移動ガイド管内で移動させる移動体移送装置に関する。

従来、移動体移送装置として、トンネルの構内に設置される監視用撮像装置やスポーツ施設などに設置される競技撮影用撮像装置が知られている。これは、カメラを搭載した移動体を移動ガイド管内に設置し、移動ガイド管内に供給される流体圧力によって移動体を移動ガイド管内で移動させることによってカメラを移動させながら撮像可能とした装置である（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２１０６８２号公報

従来の移動体移送装置は、移動体と移動ガイド管の内壁との摩擦が大きく、移動体のスムーズな移動を妨げるという課題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、移動体をスムーズに移動させることの可能な移動体移送装置を提供する。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の移動体移送装置は、移動ガイド管と、移動ガイド管内に供給される流体圧力を受けて移動ガイド管の中心軸に沿って移動ガイド管内を移動可能なように移動ガイド管内に設けられた移動体と、移動ガイド管内に対して流体圧力を給排する圧力給排手段とを備えた移動体移送装置において、移動体は、筒体と、筒体の両端に設けられた空気流形成手段とを備え、空気流形成手段が、圧力給排手段から移動ガイド管内に供給された空気の圧力を受ける板体により形成された圧力受部と、圧力受部を形成する板体を貫通する貫通孔と、貫通孔に導入した空気を筒体の外周面に導く空気流路形成部とを備え、圧力給排手段から移動ガイド管内に供給された空気が移動体の貫通孔及び空気流路形成部を経由して筒体の外周面に導かれることによって圧力受部の外周面と移動ガイド管の内壁との間に流動膜が形成されて移動体が浮いた状態となり、圧力受部の外周面と移動ガイド管の内壁との間の抵抗がなくなった状態で圧力受部に空気圧が加わることで、移動体が浮いた状態で移動ガイド管内を移動するように構成されたので、移動体をスムーズに移動させることが可能となる。
移動ガイド管が複数の管により形成され、複数の管は互いに隣り合う管の端部同士が所定長さの隙間を隔てて向かい合わされ、隣り合う管の端部同士は管内の空気が隙間から外部に漏れないように隙間を覆う筒状連結部材によって互いに連結され、かつ、管を固定部に取り付ける取付部材が、管の外面形状に対応した形状の保持部を備え、保持部の内面が、管の外面と接触するゴムを備えたので、取付部材の保持部のゴムと筒状連結部材とによって管の伸縮を吸収でき、管の伸縮による破損を防止できる。
筒状連結部材が、移動ガイド管を移動する移動体を検出するセンサを備えたので、センサからの信号を制御装置で検出することで移動体の位置を知ることができ、移動体の位置制御を精度良く行える。
移動体がカメラを搭載したので高速連続撮影をスムーズに行えるようになる。

最良の形態１
図１乃至図４は本発明の最良の形態１による撮像装置を示し、図１は移動ガイド管を管の中心軸に沿って切断した場合の断面を拡大して示し、図２（ａ）は移動体の静止状態を移動ガイド管の横断面で示し、図２（ｂ）は移動体の移動時の状態を移動ガイド管の横断面で示し、図３は撮像装置の全体構成を示し、図４は取付部材で固定部に取り付けられた移動ガイド管を示す。

図３に示すように、移動体移送装置としての撮像装置１は、移動ガイド管２と、移動体３と、移動体３に搭載されたカメラ４と、圧力給排手段５とを備える。

移動ガイド管２は、円形断面に形成された両端開口の管体２１と、管体２１の一端の開口を閉じるように設けられた一端閉塞部材２２と、管体２１の他端の開口を閉じるように設けられた他端閉塞部材２３と、一端閉塞部材２２に形成された一端側圧力供給口２４と、他端閉塞部材２３に形成された他端側圧力供給口２５とを備える。管体２１は、直線状や曲線状に延長する。

移動ガイド管２の管体２１は、複数の管６１により形成される。図１に示すように、複数の管６１は互いに隣り合う端部６２；６２同士が所定長さの隙間ｈを隔てて向かい合わされた状態に設置され、隣り合う管６１の端部６２；６２同士は、管６１内の空気が隙間ｈから外部に漏れないように隙間ｈを覆う筒状連結部材としての蛇腹筒材６３によって互いに連結される。

隣り合う管６１の端部６２は、端部６２の外周面に沿って形成された外周凹部６４と、外周凹部６４の内側の端部凸部６５とを備える。隣り合う一方の管６１の端部凸部６５が蛇腹筒材６３の一方の端部開口から蛇腹筒材６３の内側に挿入され、隣り合う他方の管６１の端部凸部６５が蛇腹筒材６３の他方の端部開口から蛇腹筒材６３の内側に挿入される。そして、蛇腹筒材６３の一方の端部が一方の管６１の外周凹部６４に連結され、蛇腹筒材６３の他方の端部が他方の管６１の外周凹部６４に連結されることによって、隣り合う管６１；６１の端部６２；６２同士は管６１内の空気が隙間ｈから外部に漏れないように隙間ｈを覆う蛇腹筒材６３によって互いに連結される。蛇腹筒材６３は、筒の中間部に、隣り合う管６１の端部６２の端部凸部６５間に入り込む隙間形成部６６を備える。蛇腹筒材６３の筒の中間部である隙間形成部６６には、端部６２の端部凸部６５；６５間を通過する移動体３を検出するセンサ６７が設けられる。また、連結部円管カバー６８が、蛇腹筒材６３で連結された互いに隣り合う管６１；６１の外周凹部６４；６４を覆うように管６１の端部６２の外周面に嵌め込まれて取り付けられる。

図４に示すように、管６１は取付部材７０；７０によって固定部７１に取り付けられる。取付部材７０は、管６１の外面形状に対応した弧形状に形成された外周保持部７３と、固定部７１に取り付けられる取付フランジ７４とを備える。外周保持部の内面には、管の外面と接触するゴム７２を備える。管６１が外周保持部７３；７３間に装着され、取付フランジ７４；７４がボルト７５によって固定部７１に取り付けられることによって、管６１が固定部７１に取り付けられる。

図３に示すように、移動ガイド管２は、全体が光透過性材料により形成されるか、あるいは、移動体３の移動可能範囲における少なくともカメラ４の前方部分に、光透過性材料により形成された光透過部３９を備える。よって、移動ガイド管２内を移動するカメラ４が、移動ガイド管２の光透過部３９を通して移動ガイド管２の外部を撮像可能である。

圧力給排手段５は、例えば、圧力供給装置としてのコンプレッサ５１、コンプレッサ５１と一端側圧力供給口２４とを繋ぐ一端側圧力供給管５２と、コンプレッサ５１と他端側圧力供給口２５とを繋ぐ他端側圧力供給管５３と、移動ガイド管２の管体２１の一端部に形成された一端側圧力排出口５４と、移動ガイド管３の管体２１の他端部に形成された他端側圧力排出口５５と、一端側圧力排出口５４に繋がれた一端側圧力排出管５６と、他端側圧力排出口５５に繋がれた他端側圧力排出管５７と、一端側圧力排出管５６に設けられた一端側開閉弁５８と、他端側圧力排出管５７に設けられた他端側開閉弁５９と、コンプレッサ５１、一端側開閉弁５８、他端側開閉弁５９を制御する圧力給排制御装置５０とを備える。

移動体３は、内部に搬送対象物取付部１００を備えた円筒体１０１と、移動体３と移動ガイド管２とを離間させる空気流を形成するために円筒体１０１の両端に設けられた空気流形成手段１０２とを備える。空気流形成手段１０２は、圧力給排手段５から供給された圧力を受ける圧力受部１０３と、圧力受部１０３に設けられた空気導入部１０４と、空気導入部１０４より導入した空気を円筒体１０１の外周面に導く空気流路形成部１０５とを備える。圧力受部１０３は、円板の一方の円面１１１の周縁部から円板の中央に向けて傾斜する錐面１１２と底面１１３とにより形成された凹部１１４を備えた円板体１１５により形成される。空気導入部１０４は、圧力受部１０３の凹部１１４の底面１１３と円板体１１５の他方の面１１６とに跨って貫通する貫通孔１１７と、貫通孔１１７を開閉する開閉扉１１８とにより形成される。空気流路形成部１０５は、一方の円面１２１で円筒体１０１の端部開口を塞ぐ円板１２２と、円板１２２の他方の円面１２３に設けられた区画壁１２４とにより形成される。区画壁１２４は、円面１２３の中心から円面１２３と直交する方向及び円面１２３の外周に向かう方向に延長する複数の四角形状の板壁１２５により形成される。複数の板壁１２５は、板壁１２５の面と面とのなす角度αが、例えば、円面１２３の中心を基準として９０°間隔となるように設けられる。そして、複数の板壁１２５の端縁である例えば十字状の端縁１２６の十字状の中心１２７と圧力受部１０３の円板体１１５の円の中心とが一致するように、複数の板壁１２５の端縁１２６と円板体１１５の他方の円面１１６とが結合されたことによって、円板１２２の円面１２３と円板体１１５の円面１１６との間に、区画壁１２４により円面１２３の中心を基準として９０°間隔で区切られた４つの区画領域１２８が形成される。空気導入部１０４は、区画領域１２８毎に空気を導入するために、区画領域１２８毎に空気導入部１０４が設けられる。空気流路を形成する区画領域１２８の数は、円面１２３の中心を基準として例えば１２０°間隔で区切られた３つ以上であればよく、多くてもよい。即ち、圧力受部１０３で受けた空気を円筒体１０１の周囲にバランスよく導くことができる空気流路を形成する形態であればよい。

搬送対象物取付部１００には、カメラ４のような搬送対象物が取り付けられる。円筒体１０１は、全体が光透過性材料により形成されるか、あるいは、搬送対象物取付部１００に取り付けられたカメラ４の前方部分に、光透過性材料により形成された光透過部を備える。

図２に示すように、移動ガイド管２の管体２１の内壁２６には、管の延長方向に沿ってガイドレール２７が設けられる。ガイドレール２７は、突起又は溝により形成される。移動ガイド管２の管体２１の内側には、移動体３がガイドレール２７によりガイドされて管体２１の内側を管の延長方向に沿って移動可能なように設置される。

移動体３の圧力受部１０３の円板体１１５は、ガイドレール２７に係合するガイドレール係合部３１を外周面１３２に備える。ガイドレール係合部３１は、突起又は溝により形成されたガイドレール２７に係合する溝又は突起により形成される。移動体３は、一端側圧力供給口２４に近い圧力受部１０３で受ける圧力と他端側圧力供給口２５に近い圧力受部１０３で受ける圧力との差によって移動ガイド管２の内側を管の延長方向に沿って移動する構成である。

圧力受部１０３の円板体１１５の直径寸法は、移動ガイド管２の内径寸法より小さく、かつ、円筒体１０１や円板１２２の直径寸法よりも大きく形成される。円筒体１０１の円の中心と空気流路形成部１０５の円の中心と圧力受部１０３の円の中心とが一致するようにこれらが互いに連結されて全体的に円柱のような形状の移動体３が形成される。そして、図２（ａ）に示すように、移動体３は、中心が移動ガイド管２の中心よりも偏心した状態に設置され、この状態において、ガイドレール係合部３１とガイドレール２７とが係合されたことで、移動体３の回転が防止される。移動体３が移動する際には、理想的には、図２（ｂ）に示すように、移動体３の中心と移動ガイド管２の中心とが一致した状態となる。

カメラ４の電源は、カメラ４に搭載した充電式電源や、図外の給電線を介して外部から取り込んだ電気を使用する。カメラ４で撮像された映像信号及び音声信号は、有線又は無線で外部に送信される。

作用を説明する。撮像装置１を駆動すると、圧力給排制御装置５０が圧力給排手段５を駆動する。これにより、移動体３の圧力受部１０３に流体圧力が加えられ、移動体３が移動ガイド管２内を移動する。つまり、圧力受部１０３に加わった空気圧により空気導入部１０４の開閉扉１１８が開き、空気が空気導入部１０４及び空気流路形成部１０５を経由して円筒体１０１の外周面１３０に導かれる。この際、空気が、例えば、空気流路形成部１０５を形成する４つの区画領域１２８を経由して円筒体１０１の周囲にバランスよく導かれることによって、円筒体１０１の外周面１３０と移動ガイド管２の内壁２６との間の距離が一定に保たれるようとする。この結果、圧力受部１０３の外周面１３２と移動ガイド管２の内壁２６との間に流動膜が形成されて移動体３が浮いた状態となり、圧力受部１０３の外周面１３２と移動ガイド管２の内壁２６との間の抵抗（静止摩擦）がなくなった状態となる。この状態で圧力受部１０３に空気圧が加わることで、移動体３が浮いた状態で移動体３が移動ガイド管２内をスムーズに移動する。従って、カメラ４で移動ガイド管２の外部を連続高速撮影できる。

最良の形態１によれば、移動体３が、円筒体１０１と空気流形成手段１０２とを備えたので、移動体３の圧力受部１０３の外周面１３２と移動ガイド管２の内壁２６との間に流動膜を形成することができ、移動体３をスムーズに移動させることが可能となる。よって、例えば、移動体３にカメラ４を搭載することで、高速連続撮影をスムーズに行えるようになる。
最良の形態１によれば、ガイドレール係合部３１とガイドレール２７とが係合されたので、移動体３の回転を防止できる。
最良の形態１によれば、隣り合う管６１の端部６２；６２同士が、管６１内の空気が隙間ｈから外部に漏れないように隙間ｈを覆う蛇腹筒材６３によって互いに連結され、取付部材７０の外周保持部７３の内面にはゴム７２を備えるので、管６１の伸縮が、蛇腹筒材６３とゴム７２とにより吸収され、管６１の伸縮による破損を防止できる。
最良の形態１によれば、蛇腹筒材６３がセンサ６７を備えているので、センサ６７からの信号を図外の制御装置で検出することで移動体３の位置を知ることができ、移動体３の位置制御を精度良く行える。

最良の形態２
図５に示すように、取付板１５０の両端に円板のような圧力受部１０３を設け、圧力受部１０３に、圧力受部１０３で受けた空気を取付板１５０の下に位置する移動ガイド管２の内壁２６に導くような空気流路１５１を形成する空気流路形成手段１０２を設けた移動体３としても良い。空気流路形成手段１０２は、圧力受部１０３を貫通する貫通孔１５２と貫通孔１５２と繋がれて貫通孔１５２を経由した空気を移動ガイド管２の内壁２６に導くダクト１５３とにより形成される。この場合でも、空気流路１５１を経由して移動ガイド管２の内壁２６に導かれた空気の圧力で移動体３を浮上させた状態で移動させることができる。

管６１は円筒管以外の矩形管を用いてよい。移動体にカメラ４以外の搬送対象物を搭載してもよい。

移動ガイド管の拡大断面図（最良の形態１）。（ａ）は移動体の静止状態を移動ガイド管の横断面で示し、（ｂ）は移動体の移動時の状態を移動ガイド管の横断面で示す図（最良の形態１）。移動体移送装置としての撮像装置を示す図（最良の形態１）。取付部材を示す図（最良の形態１）。移動ガイド管の拡大断面図（最良の形態２）。

符号の説明

１撮像装置（移動体移送装置）、２移動ガイド管、３移動体、
４カメラ、５圧力給排手段、６１管、６２端部、
６３蛇腹筒材（筒状連結部材）、６７センサ、７２ゴム、
７３外周保持部（保持部）、１０１円筒体、１０２空気流形成手段、
１０３圧力受部、１０４空気導入部、１０５空気流路形成部、ｈ隙間。

Claims

移動ガイド管と、移動ガイド管内に供給される流体圧力を受けて移動ガイド管の中心軸に沿って移動ガイド管内を移動可能なように移動ガイド管内に設けられた移動体と、移動ガイド管内に対して流体圧力を給排する圧力給排手段とを備えた移動体移送装置において、
移動体は、筒体と、筒体の両端に設けられた空気流形成手段とを備え、空気流形成手段が、圧力給排手段から移動ガイド管内に供給された空気の圧力を受ける板体により形成された圧力受部と、圧力受部を形成する板体を貫通する貫通孔と、貫通孔に導入した空気を筒体の外周面に導く空気流路形成部とを備え、
圧力給排手段から移動ガイド管内に供給された空気が移動体の貫通孔及び空気流路形成部を経由して筒体の外周面に導かれることによって圧力受部の外周面と移動ガイド管の内壁との間に流動膜が形成されて移動体が浮いた状態となり、圧力受部の外周面と移動ガイド管の内壁との間の抵抗がなくなった状態で圧力受部に空気圧が加わることで、移動体が浮いた状態で移動ガイド管内を移動するように構成されたことを特徴とする移動体移送装置。
移動ガイド管が複数の管により形成され、複数の管は互いに隣り合う管の端部同士が所定長さの隙間を隔てて向かい合わされ、隣り合う管の端部同士は管内の空気が隙間から外部に漏れないように隙間を覆う筒状連結部材によって互いに連結され、かつ、管を固定部に取り付ける取付部材が、管の外面形状に対応した形状の保持部を備え、保持部の内面が、管の外面と接触するゴムを備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動体移送装置。
筒状連結部材が、移動ガイド管を移動する移動体を検出するセンサを備えたことを特徴とする請求項２に記載の移動体移送装置。
移動体がカメラを搭載したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の移動体移送装置。