特許 6876429 鋼製屋根自動施工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6876429

(24)【登録日】2021年4月28日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】鋼製屋根自動施工装置

(51)【国際特許分類】

   E04D 15/04 20060101AFI20210517BHJP

【ＦＩ】

   E04D15/04 L

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-255486(P2016-255486)

(22)【出願日】2016年12月28日

(65)【公開番号】特開2018-105083(P2018-105083A)

(43)【公開日】2018年7月5日

【審査請求日】2019年11月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000175973

【氏名又は名称】三晃金属工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080090

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 邦男

(72)【発明者】

【氏名】中島 正実

【審査官】 前田 敏行

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０４７８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２０８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０７６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３６５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１９７５５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｄ １５／００−１５／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼製屋根の畝状山形部が長尺に延びる方向を進退方向と称し、水平かつ、進退方向に直交する方向を幅方向と称することとしたときに、前記鋼製屋根の畝状山形部を幅方向に跨ぐ一対の脚と、前記一対の脚に支持された台座と、前記台座に据えられたモータと、前記台座下面に設けられ、前記畝状山形部の側部を幅方向から挟持し、前記モータで駆動される一対のローラと、電磁波の作用で物体の有無若しくは物体までの距離を計測する第１光学式センサと、を有し、該第１光学式センサは、前記一対の脚に跨られる前記鋼製屋根の畝状山形部が存すべき向きに向けられ、前記一対の脚の進退方向両側の少なくとも一方の端部に設けられ、電磁波の作用で物体の有無若しくは物体までの距離を計測する第２光学式センサを有し、該第２光学式センサは、前記一対の脚の少なくとも一方の脚の前進方向端部に前進する向きに向けて設けられ、更に前記一対の脚の少なくとも一方の脚の後退方向端部に後退する向きに向けて設けられていることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【請求項2】

請求項１に記載の鋼製屋根自動施工装置において、少なくとも幾つかの前記第１光学式センサは、前記一対の脚の間の空間に向けられ、前記一対の脚の少なくとも一方の脚に設けられていることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の鋼製屋根自動施工装置において、少なくとも幾つかの前記第１光学式センサは、前記一対の脚の両脚間の、幅方向中央付近から進退方向に張り出した支持具の下面に下向き若しくは前記進退方向から下向き寄りに向けて設けられたことを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【請求項4】

請求項１に記載の鋼製屋根自動施工装置において、少なくとも幾つかの前記第１光学式センサは、前記一対の脚の間の空間に向けられ、前記一対の脚の少なくとも一方の脚に設けられ、その他の前記第１光学式センサの内の、少なくとも幾つかの前記第１光学式センサは、前記一対の脚の両脚間の、幅方向中央付近から進退方向に張り出した支持具の下面に下向き若しくは前記進退方向から下向き寄りに向けて設けられていることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【請求項5】

請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記第１光学式センサが物体を検出している間は、前記一対のローラの駆動によって前進し、前記第１光学式センサによる前記物体の検出が途切れたときには、前記一対のローラの駆動を停止することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【請求項6】

請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記第１光学式センサが物体を検出している間は、前記一対のローラの駆動によって前進し、前記第１光学式センサによる前記物体の検出が途切れたときには、前記一対のローラの駆動を停止し、その後、前記一対のローラを逆転動作させて所定距離だけ後退させた後に再び前記一対のローラの駆動を停止することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【請求項7】

請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６のいずれか１項に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記一対のローラの駆動によって前進する方向の所定の距離以内に、前記第２光学式センサが障害物を検出した際には、前記一対のローラの駆動を停止することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【請求項8】

請求項７に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記一対のローラの駆動によって前進する方向の所定の距離以内に、前記第２光学式センサが障害物を検出した際には、前記一対のローラの駆動を停止することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【請求項9】

請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８のいずれか１項に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記一対のローラは、鋼製屋根の突合せ部を幅方向両側から締付けて連結する馳締施工を行いながら、進退方向のいずれかの向きへ移動することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼製屋根の施工に用いる鋼製屋根自動施工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

これまで、鋼製屋根の施工の効率化と安全向上化が図られてきた。例えば、特許文献１には、折板屋根の畝状山形部の部分に着脱が容易で、前後方向に自走する馳締機が記載されている。また、特許文献２に記載のはぜ締機は屋根端部の探知装置が装着されている。そして、そのはぜ締機は折板屋根材の先端部に到達すると、逆送の後停止するようにして、作業者の安全の確保と本機の落下を未然に防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２３６５９５号公報

【特許文献2】特開平１１−４７８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

屋根上で自走して、自動的に馳締をしたり、シーム溶接をしたり、又は資材を運搬したりする、鋼製屋根自動施工装置は人員の省力化と、加工品質の維持に有効である。一方、屋根の端部まで加工しつつも、確実に屋根端部で停止し、その後屋根の奥側まで適宜距離だけ後退して最終停止する機能も安全上重要である。然るに、特許文献２には加工機を確実に屋根端部で停止させる構成が開示されていない。そこで、本発明の目的、すなわち解決しようとする技術的課題は、屋根端部での停止を確実に行うことができる鋼製屋根自動施工装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

そこで、請求項１に開示の構成を、鋼製屋根の畝状山形部が長尺に延びる方向を進退方向と称し、水平かつ、進退方向に直交する方向を幅方向と称することとしたときに、前記鋼製屋根の畝状山形部を幅方向に跨ぐ一対の脚と、前記一対の脚に支持された台座と、前記台座に据えられたモータと、前記台座下面に設けられ、前記畝状山形部の側部を幅方向から挟持し、前記モータで駆動される一対のローラと、電磁波の作用で物体の有無若しくは物体までの距離を計測する第１光学式センサと、を有し、該第１光学式センサは、前記一対の脚に跨られる前記鋼製屋根の畝状山形部が存すべき向きに向けられ、前記一対の脚の進退方向両側の少なくとも一方の端部に設けられ、電磁波の作用で物体の有無若しくは物体までの距離を計測する第２光学式センサを有し、該第２光学式センサは、前記一対の脚の少なくとも一方の脚の前進方向端部に前進する向きに向けて設けられ、更に前記一対の脚の少なくとも一方の脚の後退方向端部に後退する向きに向けて設けられていることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより、上記課題を解決した。

【0006】

また、請求項２に開示の構成を、請求項１に記載の鋼製屋根自動施工装置において、少なくとも幾つかの前記第１光学式センサは、前記一対の脚の間の空間に向けられ、前記一対の脚の少なくとも一方の脚に設けられていることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより、上記課題を解決した。

【0007】

また、請求項３に開示の構成を、請求項１又は請求項２に記載の鋼製屋根自動施工装置において、少なくとも幾つかの前記第１光学式センサは、前記一対の脚の両脚間の、幅方向中央付近から進退方向に張り出した支持具の下面に下向き若しくは前記進退方向から下向き寄りに向けて設けられたことを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより、上記課題を解決した。

【0008】

請求項４に開示の構成を、請求項１に記載の鋼製屋根自動施工装置において、少なくとも幾つかの前記第１光学式センサは、前記一対の脚の間の空間に向けられ、前記一対の脚の少なくとも一方の脚に設けられ、その他の前記第１光学式センサの内の、少なくとも幾つかの前記第１光学式センサは、前記一対の脚の両脚間の、幅方向中央付近から進退方向に張り出した支持具の下面に下向き若しくは前記進退方向から下向き寄りに向けて設けられていることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより上記課題を解決した。

【0009】

請求項５に開示の構成を、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記第１光学式センサが物体を検出している間は、前記一対のローラの駆動によって前進し、前記第１光学式センサによる前記物体の検出が途切れたときには、前記一対のローラの駆動を停止することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより、上記課題を解決した。

【0010】

請求項６に開示の構成を、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記第１光学式センサが物体を検出している間は、前記一対のローラの駆動によって前進し、前記第１光学式センサによる前記物体の検出が途切れたときには、前記一対のローラの駆動を停止し、その後、前記一対のローラを逆転動作させて所定距離だけ後退させた後に再び前記一対のローラの駆動を停止することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより、上記課題を解決した。

【0011】

請求項７に開示の構成を、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６のいずれか１項に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記一対のローラの駆動によって前進する方向の所定の距離以内に、前記第２光学式センサが障害物を検出した際には、前記一対のローラの駆動を停止することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより、上記課題を解決した。

【0012】

請求項８に開示の構成を、請求項７に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記一対のローラの駆動によって前進する方向の所定の距離以内に、前記第２光学式センサが障害物を検出した際には、前記一対のローラの駆動を停止することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより、上記課題を解決した。

【0013】

請求項９に開示の構成を、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８のいずれか１項に記載の鋼製屋根自動施工装置において、前記一対のローラは、鋼製屋根の突合せ部を幅方向両側から締付けて連結する馳締施工を行いながら、進退方向のいずれかの向きへ移動することを特徴とする鋼製屋根自動施工装置としたことにより、上記課題を解決した。

【発明の効果】

【0015】

請求項１に開示の構成には、鋼製自動施工装置を、屋根端部で確実に停止をさせることができる効果がある。さらに、請求項１に開示の構成には、屋根上の障害物を検出することができる効果がある。請求項２に開示の構成には、屋根端部が確実に検出される効果がある。請求項３に開示の構成には、屋根端部が確実に検出される効果がある。請求項４に開示の構成には、直射日光の下で屋根端部が確実に検出される効果がある。

【0016】

請求項５に開示の構成には、鋼製自動施工装置を、屋根端部で確実に停止させることができる効果がある。請求項６に開示の構成には、鋼製屋根自動施工装置に屋根端部で確実に停止をさせ、適宜距離、屋根端部から内側へ戻らせて停止させることができるので、作業者の安全を図ることができる効果がある。

【0017】

請求項７に開示の構成には、鋼製屋根自動施工装置が屋根上の障害物と衝突することを回避できる効果がある。請求項８に開示の構成には、鋼製屋根自動施工装置が屋根上の障害物に接近しすぎることを防止する効果がある。請求項９に開示の構成には、屋根端部で確実に停止する馳締機を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】は本発明の実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置の図であって、（Ａ）は同鋼製屋根自動施工装置の正面図、（Ｂ）は同鋼製屋根自動施工装置の左側面図、（Ｃ）は同鋼製屋根自動施工装置の右側面図である。

【図2】は本発明の第１実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置の図であって、（Ａ１）は鋼製屋根の端部ではない場所に位置している同鋼製屋根自動施工装置の左側面図、（Ａ２）は同鋼製屋根自動施工装置の正面図、（Ａ３）は（Ａ２）のα領域拡大図、（Ｂ１）は鋼製屋根の端部付近に位置している同鋼製屋根自動施工装置の左側面図、（Ｂ２）は同鋼製屋根自動施工装置の正面図である。

【図3】は本発明の第２実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置の図であって、（Ａ１）は鋼製屋根の端部ではない場所に位置している同鋼製屋根自動施工装置の左側面図、（Ａ２）は同鋼製屋根自動施工装置の正面図、（Ａ３）は（Ａ１）のβ領域拡大図、（Ａ４）は（Ａ２）のγ領域拡大図、（Ｂ）は鋼製屋根の端部付近に位置している同鋼製屋根自動施工装置の左側面図である。

【図4】は本発明の第３実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置の図であって、４（Ａ）は、鋼製屋根の畝状山形部に跨ぐように設置された同鋼製屋根自動施工装置が前進の向きに移動しながら馳締施工を行っている状態を示す、同鋼製屋根自動施工装置の右側面図、（Ｂ）は前進する向きに障害物を検出している同鋼製屋根自動施工装置の右側面図である。

【図5】は本発明の実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置の複数台を稼動させて施工している状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

［実施形態１］
図１に基づいて、本発明の第１実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置Ａを説明する。鋼製屋根自動施工装置Ａは、長尺な畝状山形部である鋼製の折板同士の突合せ部を連結する馳締施工を自動的にすることができる。図１（Ａ）は鋼製屋根自動施工装置Ａの正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側面図である。説明の便宜上、鋼製屋根の畝状山形部が長尺に延びる方向を進退方向と称し、水平かつ、進退方向に直交する方向を幅方向と称することとする。

【0020】

〈鋼製屋根自動施工装置Ａの構成〉
鋼製屋根自動施工装置Ａは、鋼製屋根Ｂの畝状山形部を幅方向に跨ぐように構成された一対の脚１を有している。脚１は基準脚１１と可動脚１２から成る。屋根の施工動作時は、基準脚１１と可動脚１２との開脚角度は図１（Ａ）に示すように固定されている。しかし、レバー１３を操作することにより、基準脚１１と可動脚１２との開脚角度を広げることができる。このように広げた状態で、鋼製屋根自動施工装置Ａを鋼製屋根Ｂの長尺な畝状山形部を跨ぐように設置したり、外したりすることができる。

【0021】

また、鋼製屋根自動施工装置Ａを鋼製屋根Ｂの畝状山形部に跨らせて、基準脚１１と可動脚１２との開脚角度を固定したときは、基準脚１１に支持された受け台座２１の下面に設けられた受けローラ３１と、可動脚１２に支持された可動台座２２の下面に設けられた可動ローラ３２が、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の頂部Ｂ２を強固に挟持する。この鋼製屋根の畝状山形部の頂部Ｂ２は、鋼製折板の連結部である。この連結部は一方の折板の連結部がもう一方の折板の連結部を巻き込むように連結している。この部分を受けローラ３１と可動ローラ３２が挟持することにより、前記連結部において折板の馳締施工が行われる。

【0022】

また、図示していないが、受け台座２１の上面には電動モータ５が据えられている。電動モータ５の回転軸は受けローラ３１を回転駆動する。更に、電動モータ５の回転軸はギアを介して、可動ローラ３２駆動する。但し、受けローラ３１と可動ローラ３２とは、互いに逆方向に回転する。

【0023】

〈鋼製屋根自動施工装置Ａの動作〉
受けローラ３１と可動ローラ３２は鋼製屋根の畝状山形部の頂部Ｂ２を強固に挟持しているので、これらのローラが回転すると、鋼製屋根自動施工装置Ａ自体が進退方向を前進向きに移動することとなる。つまり、受けローラ３１と可動ローラ３２は鋼製屋根の畝状山形部の頂部Ｂ２を強固に挟持することでその部分に馳締施工が行われる。同時に、鋼製屋根自動施工装置Ａは前進し、その移動に伴って、馳締施工される領域が拡大する。

【0024】

鋼製屋根自動施工装置Ａが鋼製屋根Ｂの畝状山形部の頂部Ｂ２に沿って馳締をしながら前進し、前記鋼製屋根の端まで来ると停止する。更に、電動モータ５の回転を逆転させると、受けローラ３１と可動ローラ３２はそれぞれ逆回転をする。その結果、鋼製屋根自動施工装置Ａは前記鋼製屋根Ｂの畝状山形部の頂部Ｂ２に沿って後退し、前記鋼製屋根の端部から離れる。

【0025】

〈第１光学式センサ〉
このような、前進と停止及び後退を自動的に行うために、鋼製屋根自動施工装置Ａには光学式センサが設けられている。光学式センサは、電磁波の作用で物体の有無若しくは物体までの距離を計測するセンサである。この光学式センサは鋼製屋根を検出するために用いられ、ここではこれを第１光学式センサ６と称することとする。第１光学式センサ６の具体例として、赤外線距離センサ６１が基準脚１１の前進側端部に設けられている。基準脚１１と可動脚１２とからなる脚１は前記鋼製屋根の畝状山形部を跨いでいるので、基準脚１１と可動脚１２の間を向くように、赤外線距離センサ６１を設ければよい。

【0026】

赤外線距離センサ６１は同一面内に赤外線の出射部と受光部が設けられている。この出射部から至近距離に物体がある場合は出射された赤外線が受光部で検出される。このとき、その物体との距離に応じて受光される赤外線の位置がシフトするので、このシフト量に基づいて距離を計測することができる。これは光の出射機構を備えたステレオ方式の距離センサである。赤外線距離センサ６１の代わりに、２つのカメラを使ったステレオカメラ方式の距離センサを使ってもよいし、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）のように光の到達時間に基づいて計測する距離センサを用いてもよい。

【0027】

〈鋼製屋根の存否判定〉
図２に基づいて、鋼製屋根自動施工装置Ａに備えられた赤外線距離センサ６１の動作を説明する。図２（Ａ１）は鋼製屋根Ｂの端部ではない場所に位置している鋼製屋根自動施工装置Ａの左側面図である。赤外線距離センサ６１は鋼製屋根の畝状山形部の側部Ｂ１に面している。図２（Ａ２）は鋼製屋根Ｂの端部ではない場所に位置している鋼製屋根自動施工装置Ａの正面図である。特に、α領域には鋼製屋根の畝状山形部の側部Ｂ１に面している赤外線距離センサ６１が表されている。

【0028】

図２（Ａ３）はα領域拡大図である。基準脚１１に設けられている赤外線距離センサ６１の出射部から出射された赤外線６１１は、鋼製屋根の畝状山形部の側部Ｂ１で反射して、同赤外線距離センサ６１の受光部で受光され、同赤外線距離センサ６１から鋼製屋根の畝状山形部の側部Ｂ１までの距離が計測される。この場合は、同赤外線距離センサ６１から十分に近い距離範囲において物体が検出されており、そこに鋼製屋根が存在すると判定されることとなる。

【0029】

図２（Ｂ１）は鋼製屋根Ｂの端部付近に位置している鋼製屋根自動施工装置Ａの左側面図である。基準脚１１の前進側の端部は、鋼製屋根Ｂの端部から先にはみ出している。そして、基準脚１１に設けられている赤外線距離センサ６１の出射部及び受光部のある面の前方には、鋼製屋根の畝状山形部の側部Ｂ１が存在しない。

【0030】

図２（Ｂ２）は鋼製屋根Ｂの端部付近に位置している鋼製屋根自動施工装置Ａの正面図である。赤外線６１１は鋼製屋根Ｂの畝状山形部の側部Ｂ１で反射することなく、赤外線距離センサ６１も所定距離以内に物体を検出することができない。このような状況により、赤外線距離センサ６１の前には鋼製屋根Ｂの畝状山形部の側部Ｂ１が存在しないと判断される。

【0031】

すなわち、鋼製屋根自動施工装置Ａは、これまでは鋼製屋根Ｂの畝状山形部の側部Ｂ１が検出できていたのに、鋼製屋根自動施工装置Ａの移動に伴って、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の側部Ｂ１の検出が途切れたことにより、鋼製屋根自動施工装置Ａの前進側端部は鋼製屋根Ｂの端部に到達したと判断される。

【0032】

〈鋼製屋根自動施工装置Ａの鋼製屋根の端部での動作〉
次に図２（Ａ１）と（Ｂ１）に基づいて、鋼製屋根自動施工装置Ａの鋼製屋根の端部での動作を説明する。図２（Ａ１）は、本発明の第１実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置Ａが、鋼製屋根Ｂの端部ではない場所に位置している場合である。このとき、赤外線距離センサ６１は鋼製屋根の畝状山形部の側部Ｂ１を検出している。この条件下では、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の頂部Ｂ２を挟持している受けローラ３１と可動ローラ３２が互いに逆周りで回転することにより、馳締施工が行われる。同時にこれら受けローラ３１と可動ローラ３２の回転によって、鋼製屋根自動施工装置Ａは前進する。

【0033】

やがて、鋼製屋根自動施工装置Ａは図２（Ｂ１）に示すように、鋼製屋根Ｂの端部付近に位置することとなる。前述のとおり、このとき、赤外線距離センサ６１は鋼製屋根の畝状山形部の側部Ｂ１が検出されないことを通じて、鋼製屋根自動施工装置Ａが鋼製屋根Ｂの端部に位置していると判断する。

【0034】

そうすると、受けローラ３１と可動ローラ３２を駆動しているモータ５への電力供給が停止される。モータ５は電力供給に停止によってその軸の回転を止める電磁ブレーキが作用する。つまり、鋼製屋根自動施工装置Ａは、赤外線距離センサ６１と電磁ブレーキの作用によって、自動的に、確実に、鋼製屋根Ｂの端部で停止する。

【0035】

その後、前記モータ５にはこれまでとは逆向きに回転するように電力が供給される。この電力供給により前記電磁ブレーキが解除され、受けローラ３１と可動ローラ３２はこれまでとは反対向きに回転をする。この動作により、鋼製屋根自動施工装置Ａは後退し、鋼製屋根Ｂの端部から離れる方向に屋根上を移動する。予め決められている所定距離、例えば、２メートル程度後退、すなわち、逆送したところで、モータ５への電力供給が停止される。

【0036】

電力停止により、鋼製屋根自動施工装置Ａは後退移動を停止する。この電力停止により、モータ５の電磁ブレーキが掛かる。以上説明した一連の動作により、鋼製屋根自動施工装置Ａは、鋼製屋根Ｂの一畝状山形部全体に亘って馳締施工を行い、鋼製屋根Ｂの端部より所定距離だけ逆送した位置に停止することとなる。

【0037】

鋼製屋根の施工現場では、鋼製屋根自動施工装置Ａを隣の畝状山形部を跨ぐように設置して、この隣の畝状山形部である折板屋根の連結部の馳締施工を引き続き行う。このときは、先の説明とは逆向き、すなわち、後退しながら馳締施工を行う。やがて、基準脚１１の後退側の端部が、鋼製屋根の反対側の端部に至る。

【0038】

ここでも、自動停止及び前進後の停止が行われるように、基準脚１１の後退側端部には、赤外線距離センサ６２が設けられている〔図１（Ｂ）及び図２（Ａ１）（Ｂ１）〕。赤外線距離センサ６２は赤外線距離センサ６１と同一センサである。これも、鋼製屋根の畝状山形部の側部Ｂ１に向けて、基準脚１１の後退側の端部に設けられている。尚、赤外線距離センサ６１及び６２は可動脚１２に設けても良い。

【0039】

［第２実施形態］
次に図３に基づいて本発明の第２実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置Ａ２を説明する。図３（Ａ１）は鋼製屋根Ｂの端部ではない場所に位置している同鋼製屋根自動施工装置Ａ２の左側面図、（Ａ２）は鋼製屋根自動施工装置Ａ２の正面図、（Ａ３）は（Ａ１）のβ領域拡大図、（Ａ４）は（Ａ２）のγ領域拡大図、（Ｂ）は鋼製屋根Ｂの端部付近に位置している鋼製屋根自動施工装置Ａ２の左側面図である。

【0040】

鋼製屋根自動施工装置Ａ２の構成は、赤外線距離センサ６１又は６２以外は、第１実施形態の構成と同様である。第２実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置Ａ２は、鋼製屋根Ｂの端部を検出するために、赤外線距離センサ６３を用いる。基準脚１１と一体化している基準脚延設部１１１に、張り出し支持具６３２が設けられ、該張り出し支持具６３２の下面に下向きに赤外線距離センサ６３が設置されている〔図３（Ａ３）〕。

【0041】

張り出し支持具６３２は破線で示すように、やや斜め上方に張り出されていて、前記赤外線距離センサ６３は真下よりも、進退方向から下向き寄りに向けて設けることもできる。このようにすると、鋼製屋根自動施工装置Ａ２が鋼製屋根Ｂの端部よりもやや手前で、該端部を検出し、同鋼製屋根自動施工装置Ａ２を停止させることができる。また、張り出し支持具６３２を前記基準脚延設部１１１に回転可能に保持させた上で、ねじ締めによって、張り出し角度を適宜角度で調整できるようにしても良い。

【0042】

このようにすれば、前記赤外線距離センサ６３の向きを下向きからやや前進向きへと適宜向きを調整することができる。更に、張り出し支持具６３２が前記基準脚延設部１１１に近接するまで折り畳めることができるようにすれば、同鋼製屋根自動施工装置Ａ２を収納したり、持ち運んだりするときにコンパクトになり便利である。

【0043】

以上示した構成は、一対の脚である、基準脚１１と可動脚１２の幅方向のほぼ中央部である、基準脚延設部１１１から張り出すように設けられた張り出し支持具６３２の下面に、赤外線距離センサ６３が設けられるものである。そして、赤外線距離センサ６３は下向きに設置され、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の肩状部Ｂ３を見下ろすものである。

【0044】

あるいは、基準脚延設部１１１から斜め上方に張り出すように設けられた張り出し支持具６３２の下面に、赤外線距離センサ６３が設けられ、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の肩状部Ｂ３を進退方向から下向き寄りに向けて見下ろすものである。尚、赤外線距離センサ６３自体は、赤外線距離センサ６１と同一の構造を持つものである。赤外線距離センサ６３の下に向いている面には、出射部と受光部が設けられている。

【0045】

図３（Ａ１）、（Ａ３）及び（Ａ４）に示すように、張り出し支持具６３２の下面に下向きに備えられた赤外線センサ６３は比較的短い距離を隔てて鋼製屋根Ｂの畝状山形部の肩状部Ｂ３と相対している。鋼製屋根Ｂの畝状山形部の頂部Ｂ２の両側は、略水平面で、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の肩状部Ｂ３になっている。赤外線センサ６３の出射部から出射された赤外線６３１はここで反射して受光部で受光される。このとき、赤外線センサ６３と鋼製屋根Ｂの畝状山形部の肩状部Ｂ３の間の距離として、比較的短い距離が計測される。このことをもって、赤外線センサ６３の直下に鋼製屋根Ｂが存在すると判断される。

【0046】

図３（Ａ１）に示す状態のときは、赤外線センサ６３は鋼製屋根Ｂを検出することができるのでモータ５には電力が供給される。すると、モータ５は受けローラ３１及び、可動ローラ３２を前進の向きに回転させるので、鋼製屋根自動施工装置Ａ２は馳締施工を行いながら前進する。この動作は第１実施形態と同様である。

【0047】

鋼製屋根自動施工装置Ａ２はやがて、図３（Ｂ）に示すような、鋼製屋根Ｂの端部に至る。このとき赤外線距離センサ６３の直下には鋼製屋根Ｂがない。この先にあるのは、多くの場合、建物直下の地面である。このような場合には、赤外線距離センサ６３は鋼製屋根Ｂを検出しないので、鋼製屋根自動施工装置Ａ２が鋼製屋根Ｂの端部に至ったと判断される。この後の停止と後退後の停止動作は第１実施形態と同様である。

【0048】

第２実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置Ａ２も、第１実施形態の場合と同様に隣接する他の畝状山形部を跨ぐように設置されて、後退をしながら馳締施工を行う。やがて、基準脚１１の後退側の端部が、鋼製屋根の反対側の端部に至る。ここでも、自動停止及び前進後の停止が行われるように、基準脚１１の後退側端部に延設された基準脚延設部１１１にも張り出し支持具６３２が設けられ、その下面に赤外線距離センサ６４が下向き若しくは進退方向から下向き寄りに設置される。赤外線距離センサ６４は赤外線距離センサ６３と同一の構造である。

【0049】

また、鋼製屋根自動施工装置Ａ２にも、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の側部Ｂ１に向いた赤外線距離センサ６１を備えてもよい。鋼製屋根上の施工は太陽光の直射やその反射光に曝されることが多い。赤外線距離センサ６１と赤外線距離センサ６３といった、方向の異なる距離センサを併用することは、このような太陽光の直射やその反射光の影響を軽減する効果がある。

【0050】

また、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の側部Ｂ１に向いた赤外線距離センサ６１と、鋼製屋根Ｂの畝状山形部の肩状部Ｂ３に向いた赤外線距離センサ６３の出力を次に説明するように協調させて鋼製屋根の端部を検出するようにしても良い。例えば、図３（Ｂ）における赤外線距離センサ６１と、赤外線距離センサ６３及び、鋼製屋根Ｂの端部Ｂ４の位置関係を確認する。鋼製屋根自動施工装置Ａ２が、鋼製屋根Ｂの端部Ｂ４から離れている場合には、赤外線距離センサ６１と赤外線距離センサ６３の双方が鋼製屋根Ｂを検出できる〔図３（Ａ）〕。しかし、図３（Ｂ）のように、鋼製屋根Ｂの端部Ｂ４付近に鋼製屋根自動施工装置Ａ２が接近してくると、まず、赤外線距離センサ６３が鋼製屋根Ｂの肩部Ｂ３を非検出となる。続いて、赤外線距離センサ６１が鋼製屋根Ｂの側部Ｂ１を非検出となる。

【0051】

以上を踏まえて、赤外線距離センサ６３と赤外線距離センサ６１が共に鋼製屋根Ｂを検出している時には、鋼製屋根自動施工装置Ａ２は前進をする。そして、赤外線距離センサ６３が鋼製屋根Ｂを非検出となり、赤外線距離センサ６１が鋼製屋根Ｂを検出しているは、時には、鋼製屋根自動施工装置Ａ２は鋼製屋根Ｂの端部Ｂ４に至ったと判断して一時停止、更に所定距離後退してから、再び停止するようにする。

【0052】

そして、赤外線距離センサ６３と赤外線距離センサ６１が共に鋼製屋根Ｂを検出する場合と、赤外線距離センサ６３が非検出で赤外線距離センサ６１が鋼製屋根Ｂを検出する場合と、以外は、センサ誤判定と判断して、鋼製屋根自動施工装置Ａ２を緊急停止させたり、新たに始動できないようにしたりすることができる。

【0053】

［第３実施形態］
〈第２光学式センサ〉
図４（Ａ）と（Ｂ）に基づいて、本発明の第３実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置Ａ３を説明する。鋼製屋根自動施工装置Ａ３は、第１実施形態又は第２実施形態に示された構造及び第１光学式センサ６に加えて、前進向き又は後退向きの障害物の有無を判断するための第２光学式センサ７を備えるものである。図４（Ａ）と（Ｂ）に示すように、第３実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置Ａ３の可動脚１２の前進側端部と後退側端部には、それぞれ、第２光学式センサ７としての、赤外線距離センサ７１と７２とが備えられている。

【0054】

赤外線距離センサ７１は可動脚１２の前進側端部に、前進向きに向けて備えられている。これは鋼製屋根自動施工装置Ａ３が前進するに際して、前進する向きの所定の範囲内の障害物の有無を判定するものである。また、赤外線距離センサ７２は可動脚１２の後退側端部に、後退向きに向けて備えられている。これは鋼製屋根自動施工装置Ａ３が後退するに際して、後退する向きの所定の範囲内の障害物の有無を判定するものである。

【0055】

〈動作説明〉
次に、図４に基づいて、鋼製屋根自動施工装置Ａ３の動作を説明する。図４（Ａ）は、鋼製屋根Ｂの畝状山形部に跨ぐように設置された鋼製屋根自動施工装置Ａ３が前進の向きに移動しながら馳締施工を行っている状態を示す、鋼製屋根自動施工装置Ａ３の右側面図である。可動脚１２の前進側端部に、前進の向きに向けられて赤外線距離センサ７１が備えられている。この赤外線距離センサ７１は前方に赤外線７１１を出射している。

【0056】

しかし、前方には何ら赤外線７１１を反射するものが無いので、赤外線距離センサ７１は距離計測できない。このような場合には、鋼製屋根自動施工装置Ａ３が前進する向きには所定の距離以内に障害物が存在しないと判定される。このときは、モータ５に電力が供給される。そうすると、モータ５によって、受けローラ３１（図示せず）と可動ローラ３２が駆動されることによって、鋼製屋根自動施工装置Ａ３は馳締施工を行いながら前進する。

【0057】

鋼製屋根Ｂ上では作業員が作業をしていることもある。そして、図４（Ｂ）に示すように、鋼製屋根自動施工装置Ａ３が前進することにより同作業員に接近する。この場合には、赤外線距離センサ７１の出射部から出射された赤外線７１１は、例えば、作業員Ｃで反射して、同赤外線距離センサ７１の受光部で受光される。

【0058】

反射した赤外線が受光されることによって、同赤外線距離センサ７１は作業員Ｃまでの距離を計測する。その結果、鋼製屋根自動施工装置Ａ３と作業員Ｃまでの距離が所定の距離以内であれば、モータ５への電力の供給が停止され、鋼製屋根自動施工装置Ａ３も停止する。鋼製屋根自動施工装置Ａ３のこのような動作により、作業員Ｃへの衝突を回避できる。

【0059】

鋼製屋根自動施工装置Ａ３が上記の動作をして、作業員Ｃの後方直近に停止したとする。そうであっても、これに気付かない作業員Ｃが後ずさりして鋼製屋根自動施工装置Ａ３と衝突する可能性もあり得る。そこで、鋼製屋根自動施工装置Ａ３は障害物を検出して停止した後、所定の距離だけ後退して再び停止するようにすることができる。

【0060】

このような動作を実現するには、障害物を検出して停止した後、モータ５に、前進時とは逆向きの電力を加えて、鋼製屋根自動施工装置Ａ３に後退移動をさせる。そして、所定距離後退した所で再びモータ５への電力供給を停止し、鋼製屋根自動施工装置Ａ３を停止させればよい。

【0061】

鋼製屋根自動施工装置Ａ３は後退しながら馳締施工を行う場合もある。この場合の障害物への衝突を避けるために、可動脚１２の後退側端部に、後退の向きに向けられて赤外線距離センサ７２が備えられている。以上説明した赤外線距離センサ７１及び７２は、基準脚１１の進退方向両側の端部に設けられていても良い。

【0062】

以上、第１光学式センサ６及び第２光学式センサ７の例としての、赤外線距離センサ６１乃至６４及び、赤外線距離センサ７１と７２は、同一の赤外線距離センサとして説明した。しかし、これらは全て同じ種類の赤外線距離センサで構成する必要はない。それぞれの、光学式センサの特性、すなわち、指向性、計測範囲を考慮したうえで適宜選択すればよい。光学式センサとしては、上記で挙げたもののほかに、ステレオカメラ方式の距離センサ、ＴＯＦや、レーザーレンジファインダを挙げることができる。

【0063】

以上、本発明の実施形態を説明した。図５は本発明の実施形態に係る鋼製屋根自動施工装置を稼動させている例を示す図である。実施形態に挙げた鋼製屋根自動施工装置は馳締施工機である。しかし、鋼製屋根の畝状山形部を幅方向に跨ぐ一対の脚と、その一対の脚に支持された台座と、前記台座に据えられたモータと、前記台座下面に設けられ、前記畝状山形部の側部を幅方向から挟持し、前記モータで駆動される一対のローラと、を有する基本構成をとり、光学式センサが、前記鋼製屋根の畝状山形部が存すべき向きに向けられ、前記一対の脚の進退方向両側の少なくとも一方の端部に設けられている鋼製屋根自動施工装置であれば、馳締施工機に限るものではない。上記の基本構成をとっていれば、馳締解体機、シーム溶接機、屋根上運搬台車、施工後の屋根上検査ロボット等も本発明思想の範囲内である。

【0064】

また、第１光学式センサは、出射部と受光部を備え、前記出射部が出射した電磁波の反射波が前記受光部で検出されるときは、物体としての前記鋼製屋根が存在する判定され、前記受光部による前記反射波の検出が途切れたときには、物体の端部としての前記鋼製屋根の端部が存在すると判定されることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置を構成しても良い。また、第２光学式センサは、出射部と受光部を備え、前記出射部が出射した電磁波の反射波が前記受光部で検出されるときは、障害物が存在すると判定されることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置を構成してもよい。

【0065】

また、第１光学式センサは、距離センサで構成され、前記第１光学式センサが、予め定められた距離範囲内に物体を検出するときは、物体としての前記鋼製屋根が存在すると判定され、前記第１光学式センサが、予め定められた距離範囲内の物体検出が途切れたときは、物体端部としての前記鋼製屋根の端部が存在すると判定されることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置を構成しても良い。また、第２光学式センサが、予め定められた距離範囲内に物体を検出するときは、障害物が存在すると判定されることを特徴とする鋼製屋根自動施工装置を構成してもよい。

【符号の説明】

【0066】

Ａ，Ａ２，Ａ３…鋼製屋根自動施工装置、Ｂ…鋼製屋根、
Ｂ１…鋼製屋根の畝状山形部の側部、Ｂ２…鋼製屋根の畝状山形部の頂部、
Ｂ３…鋼製屋根の畝状山形部の肩状部、Ｂ４…鋼製屋根の端部、Ｃ…人又は障害物、
１…脚、１１…基準脚、１１１…基準脚延設部、１２…可動脚、１３…レバー、
２…台座、２１…受け台座、２２…可動台座、３…ローラ、３１…受けローラ、
３２…可動ローラ、４１…案内受けローラ、４２…案内可動ローラ、５…モータ、
６…第１光学式センサ、６１，６２，６３，６４…赤外線距離センサ、
６１１，６３１…赤外線、６３２…張り出し支持具、７…第２光学式センサ、
７１，７２…赤外線距離センサ、７１１…赤外線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】