電動式ランナ
【課題】任意の機器が接続され、敷設されたダクト状のレールに沿って容易に位置を変更することができる電動式ランナを提供する。
【解決手段】電動式ランナ１は、レール２に走行自在に係合されると共に任意の機器９が接続されるランナ１１と、ランナ１１に設けられランナ１１を自走させるアクチュエータ１２とを備えている。ランナ１１は、ダクト２に係合する係合部１４と、機器９を接続するためのコネクタ１５とを備えている。ランナ１１は、電動式ランナ１にプラグ機能（挿入着脱機能）を付与する。アクチュエータ１２として、衝撃力によってランナ１１を自走させるインパクトアクチュエータを用いることができる。電動式ランナ１は、アクチュエータと共に自走するので、従来の配線ダクト用のプラグと異なり、移動のための着脱が不要であり、容易に位置を変更することができる。
【解決手段】電動式ランナ１は、レール２に走行自在に係合されると共に任意の機器９が接続されるランナ１１と、ランナ１１に設けられランナ１１を自走させるアクチュエータ１２とを備えている。ランナ１１は、ダクト２に係合する係合部１４と、機器９を接続するためのコネクタ１５とを備えている。ランナ１１は、電動式ランナ１にプラグ機能（挿入着脱機能）を付与する。アクチュエータ１２として、衝撃力によってランナ１１を自走させるインパクトアクチュエータを用いることができる。電動式ランナ１は、アクチュエータと共に自走するので、従来の配線ダクト用のプラグと異なり、移動のための着脱が不要であり、容易に位置を変更することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダクト状のレールに沿って自走する電動式ランナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、天井等に配線ダクトを敷設し、配線ダクトに電気的機械的に結合されるプラグを介してスポットライトのような電気機器を吊り下げて電気機器を動作させる配線システムが知られている。配線ダクトは、開口溝を有し、その内部に給電線が設けられており、開口溝に挿入する専用のプラグを介して、プラグに接続された照明機器などに電気を供給することができる。このような配線システムは、配線ダクトに対してプラグの脱着や増設が容易であり、配線ダクトに沿ってプラグの位置決めが自在である利点を生かし、例えば、スポットライトの位置を比較的頻繁に変更する必要のある美術館や博物館などにおいて用いられている。プラグを配線ダクトに機械的に結合する方法として、プラグ全体を回転する方法や、プラグに付属のレバーを回転操作する方法が一般的である。配線ダクト用のプラグとして、大重量の灯具用に結合強度を高めたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、バネ付勢された係止部をプラグに備え、プラグを配線ダクトの開口溝に押し込む直進動作によって係止部を配線ダクトの内側面に係止させることによりプラグの位置決め固定をするようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３７７１号公報
【特許文献２】特開２００２−３４５１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような配線ダクト用のプラグにおいては、プラグの脱着そのものは容易であるものの、脚立を使用する不安定な高所作業や多数の機器を変更する長時間作業などの場合に、その位置変更のための脱着作業は必ずしも容易ではない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解消するものであって、任意の機器が接続され、敷設されたダクト状のレールに沿って容易に位置を変更することができる電動式ランナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、本発明の電動式ランナは、ダクト状のレールに走行自在に係合されると共に任意の機器が接続されるランナと、ランナに設けられ、電力供給により駆動され、該ランナを自走させるアクチュエータと、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この電動式ランナにおいて、ランナは、機器を接続するためのコネクタを備えていてもよい。
【０００８】
この電動式ランナにおいて、機器は、電力によって動作する機器であり、アクチュエータおよび機器は、外部から供給される電力を受ける受電構造を備えていてもよい。
【０００９】
この電動式ランナにおいて、レールは、給電構造を有する配線ダクトであり、機器は、電力によって動作する機器であり、ランナは、配線ダクトに電気的および機械的に接続するプラグを有し、該プラグを介して配線ダクトからの電力をアクチュエータおよび機器に給電するようにしてもよい。
【００１０】
この電動式ランナにおいて、プラグは、配線ダクトに電気的に接触しながら移動自在とされていてもよい。
【００１１】
この電動式ランナにおいて、ランナは、プラグと配線ダクトとの間の電気的接続を機械的にオン／オフする機構を備えていてもよい。
【００１２】
この電動式ランナにおいて、ランナは、機器への給電をオン／オフするスイッチを備えていてもよい。
【００１３】
この電動式ランナにおいて、配線ダクトは、通信線を備えており、ランナは、機器と通信線との間を接続するための通信用コネクタを備えていてもよい。
【００１４】
この電動式ランナにおいて、アクチュエータは、電力印加により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によってランナを自走させるインパクトアクチュエータとすることができる。
【００１５】
この電動式ランナにおいて、インパクトアクチュエータを持つランナとレールとの間で摩擦抵抗を発生させる構造を備えていてもよい。
【００１６】
この電動式ランナにおいて、コネクタは、機器を回転自在に支持する回転部を備え、インパクトアクチュエータは複数備えられ、ランナを直動または回転部を回転させるようにしてもよい。
【００１７】
この電動式ランナにおいて、回転部は、機器を仰角方向に回転自在としてもよい。
【００１８】
この電動式ランナにおいて、アクチュエータへの電力制御によりランナの移動速度を可変としてもよい。
【００１９】
この電動式ランナにおいて、ランナは、アクチュエータを電力制御する制御回路を備えていてもよい。
【００２０】
この電動式ランナにおいて、ランナは、アクチュエータの電源として電池を備えていてもよい。
【００２１】
この電動式ランナにおいて、ランナは、アクチュエータに電源供給する充電池を備えていてもよい。
【００２２】
この電動式ランナにおいて、ランナは、アクチュエータを遠隔操作するための操作信号を受信する受信部を備えていてもよい。
【００２３】
この電動式ランナにおいて、ランナは、レール上の位置を認識する位置センサを備え、位置センサからの位置信号に基づいて自走制御を行なうようにしてもよい。
【００２４】
この電動式ランナにおいて、ランナは、レール上の物体までの距離を測定する距離センサを備え、距離センサからの距離データに基づいて自走制御を行なうようにしてもよい。
【００２５】
この電動式ランナにおいて、ランナは、自走していないときには該ランナをレールに固着させ、自走するときにはレールへの固着力を小さくするクランパを備ていてもよい。
【００２６】
この電動式ランナにおいて、アクチュエータは、電力印加により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によってランナを自走させるインパクトアクチュエータであり、プラグと配線ダクトの給電構造との間の接続が、インパクトアクチュエータの動作時の衝撃力によってランナが動く瞬間のみ外れる構造としてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ランナがアクチュエータを備えてレールに沿ってアクチュエータと共に自走するので、従来の配線ダクト用のプラグと異なり、移動のための着脱が不要であり、容易に位置を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、（ｂ）は同電動式ランナの側面図。
【図２】（ａ）は同電動式ランナの変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の側面図。
【図３】同電動式ランナの実施例を示す斜視図。
【図４】同電動式ランナの他の実施例を示す斜視図。
【図５】同電動式ランナのさらに他の実施例を示す斜視図。
【図６】（ａ）は第２の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、（ｂ）は同電動式ランナの変形例の正面図。
【図７】（ａ）は同電動式ランナの他の変形例の正面図、（ｂ）は同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図。
【図８】（ａ）は同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図、（ｂ）は同変形例における接電極部分の正面図、（ｂ）の接電極が接触解除された状態の正面図。
【図９】同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図。
【図１０】同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図。
【図１１】（ａ）は第３の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、（ｂ）は同電動式ランナの側面図。
【図１２】（ａ）は同電動式ランナの変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の側面図。
【図１３】（ａ）（ｂ）は同電動式ランナに適用されるインパクトアクチュエータの左向き動作を説明する断面図、（ｃ）（ｄ）は同インパクトアクチュエータの右向き動作を説明する断面図。
【図１４】（ａ）は同電動式ランナに適用される他のインパクトアクチュエータの断面図、（ｂ）は同インパクトアクチュエータの動作原理を説明する模式図。
【図１５】（ａ）（ｂ）は同電動式ランナに適用されるさらに他のインパクトアクチュエータの左向き動作を説明する断面図、（ｃ）は同インパクトアクチュエータを左向きに動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。
【図１６】（ａ）（ｂ）は同インパクトアクチュエータの右向き動作を説明する断面図、（ｃ）は同インパクトアクチュエータを右向きに動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。
【図１７】（ａ）（ｂ）は同電動式ランナに適用されるさらに他のインパクトアクチュエータの動作を説明する断面図、（ｃ）は同インパクトアクチュエータの動作原理を説明する模式図。
【図１８】（ａ）は同電動式ランナに適用されるさらに他のインパクトアクチュエータの平面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は同インパクトアクチュエータの動作例を示す一部断面の側面図。
【図２０】（ａ）（ｂ）は同インパクトアクチュエータを動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。
【図２１】同電動式ランナに適用されるさらに他のインパクトアクチュエータの断面図。
【図２２】（ａ）（ｂ）は同インパクトアクチュエータの部分拡大断面図。
【図２３】（ａ）〜（ｄ）は同インパクトアクチュエータの動作の様子を示す一部断面の側面図。
【図２４】（ａ）は第４の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、（ｂ）は同電動式ランナの要部の斜視図、（ｃ）は同電動式ランナの回転状態の要部の斜視図。
【図２５】（ａ）は同電動式ランナの変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の要部の斜視図。
【図２６】（ａ）は同電動式ランナの他の変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の側面図、（ｃ）は同変形例の要部の斜視図。
【図２７】（ａ）は同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の側面図、（ｃ）は同変形例の要部の斜視図、（ｄ）は同変形例の回動状態の要部の斜視図。
【図２８】第５の実施形態に係る電動式ランナについての側面図。
【図２９】同電動式ランナのブロック構成図。
【図３０】同電動式ランナの変形例の側面図。
【図３１】（ａ）は第６の実施形態に係る電動式ランナについての正面、（ｂ）は同電動式ランナのクランパが解除された状態の正面図。
【図３２】（ａ）は第７の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、同電動式ランナの接触子部分の斜視図。
【図３３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同電動式ランナの接触子の動作を時系列的に示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る電動式ランナについて、図面を参照して説明する。図１、図２は、第１の実施形態の電動式ランナを示す。電動式ランナ１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、ダクト状のレール２に走行自在に係合されると共に任意の機器９が接続されるランナ１１と、ランナ１１に設けられ、電力供給により駆動され、ランナ１１を自走させるアクチュエータ１２と、を備えている。ダクト状のレール２とは、ダクトであってレール２として用いることができるダクトであり、以下、単にダクト２と称する。ダクト２は、断面がＣ字形状を有し、開口溝２０が左右の縁辺部２１によって形成されている。ランナ１１は、さらに、ダクト２に係合するための係合部１４を上部に備え、機器９を接続するためのコネクタ１５を下部に備えている。ランナ１１は、電動式ランナ１における主たる構造物であって、電動式ランナ１の本体として位置づけられる。コネクタ１５は、ねじ止め、引っ掛けシーリングコネクタ型などの構造を備えることにより、既設のダクトに取り付けて使用する機器、例えば、照明灯や監視カメラなどを容易に取り付けることができる。
【００３０】
係合部１４は、ランナ１１の上部に突設された円柱状の連結部１４ａと、連結部１４ａのさらに上部に連結部１４ａよりも拡径した略四角形状の係合板１４ｂとを備え、その断面はＴ字形状を有している。連結部１４ａの径と係合板１４ｂの短辺は開口溝２０の開口幅よりも狭く、係合板１４ｂの長辺は開口幅よりも広い。従って、ランナ１１は、係合部１４を開口溝２０に挿入して全体を９０°回転することにより、ダクト２に係合することができ、逆回転することにより、ダクト２から取り外すことができる。すなわち、係合部１４は、ランナ１１、従って電動式ランナ１にプラグ機能（挿入着脱機能）を付与するものである。この意味で、ランナ１１または電動式ランナ１は、いわゆるダクト用のプラグとみなされる。ランナ１１は、アクチュエータ１２によって駆動される車輪１２ａを備えており、係合板１４ｂと車輪１２ａとによってダクト２の縁辺部２１を上下から挟持する。アクチュエータ１２は、例えば、モータであり、制御部１３によって遠隔制御される。
【００３１】
ランナ１１を移動させるとき、制御部１３は、その移動方向に応じて、不図示の電源から供給される電力を制御してアクチュエータ１２を動作させる。ランナ１１は、車輪１２ａが回転することにより、所定の方向に移動する。このとき、係合板１４ｂの下面は縁辺部２１の上面を滑りながら移動する。車輪１２ａは、ランナ１１を移動させるために必要な摩擦力が得られるように不図示の付勢手段によって縁辺部２１の下面に押圧されている。ランナ１１の移動をより容易とするために、図２（ａ）（ｂ）に示すように、係合板１４ｂに車輪１４ｃを備えて、車輪１４ｃによって縁辺部２１の上面を転がるようにしてもよい。この場合においても、ランナ１１は、係合部１４と車輪１４ｃを開口溝２０に挿入して全体を９０°回転することにより、ダクト２に係合することができる。
【００３２】
電動式ランナ１は、天井などに敷設されて各種の機器を吊り下げるためのダクト２に適合させるために、係合部１４と車輪１２ａの構成を変更したり、既設のダクト専用のプラグにアクチュエータ１２を取り付けたりして構成することができる。電動式ランナ１は、遠隔操作によりダクト２に沿って自走させることができるので、例えば、高所のダクト２に取り付ける機器の位置を変えるたびに高所作業で毎回ランナ１１を取り外す必要がなく、危険な作業などがなくなり、作業時間が短縮される。また、機器９の電源をオンとしたまま、ダクト２上を移動させることもできる。また、既設のダクト専用のプラグにアクチュエータ１２を取り付けて電動式ランナ１を構成することができる。ここで、ダクト専用のプラグは、ダクトの任意の位置に挿入して取り付けられると共に取り外し可能なプラグであって、そのダクト固有の形状に適合しているものである。
【００３３】
図３、図４、図５は、電動式ランナ１をダクト２に取り付けた実施例を示す。これらの電動式ランナ１は、外部から供給される電力を受ける受電構造を備えている。機器９は電力によって動作する機器であり、同様に、受電構造を備えている。ダクト２には、内部に給電線を備えた一般に配線ダクトと呼ばれるダクトの他に、そのような給電線を備えないダクトもあり、電動式ランナ１は、これらのいずれのダクトについても、適用することができる。図３に示す実施例において、天井に、機器移動のためのダクト２と、電力供給や制御を行なうためのコントロールボックス１６とが取り付けられている。コントロールボックス１６には、電源の供給口（コンセント）と制御部１３からの制御信号の中継器が設けられている。ダクト２に、自走用のアクチュエータ１２を搭載した電動式ランナ１を取り付け、コネクタ１５を通して電動式ランナ１に機器９を取り付ける。機器９は、電動式ランナ１を介してコンセントから電気を取り、稼動する。また、アクチュエータ１２もコンセントから電気を受けて動作し、電動式ランナ１がダクト２上を移動する。
【００３４】
図４に示す他の実施例において、ダクト２は、電線を持つ配線ダクトであり、この配線ダクトに、電動式ランナ１と、電力供給や制御を行なうコントロールボックス１６とが取り付けられている。コントロールボックス１６は、不図示の別途の配線ダクトに取り付けることもできる。電動式ランナ１には、機器９として２台の監視カメラが接続されている。コントロールボックス１６は、例えば、配線ダクトに電気的機械的に接続されるプラグ機能を有しており、ダクト２から電力を受電し、別途に敷設した電線を介して電動式ランナ１と機器９に給電する。また、コントロールボックス１６と電動式ランナ１および機器９との間には、アクチュエータ１２や機器９を制御するための制御信号や機器９からの情報信号を通信するための信号線ケーブルが配線されている。機器９の監視カメラは、ダクト２上を移動しながら映像を撮すことができる。
【００３５】
図５に示すさらに他の実施例において、電動式ランナ１が、配線ダクトであるダクト２（１段目）に取り付けられ、その電動式ランナ１に、機器９としてダクト２（２段目）が接続されている。２段目のダクト２には、別の電動式ランナ１が取り付けられ、その電動式ランナ１には機器９として照明灯が接続されている。コントロールボックス１６が、２段目のダクト２にプラグとして電気的機械的に挿入接続されている。コントロールボックス１６から、各電動式ランナ１に電気的接続がなされている。１段目のダクト２に係合された電動式ランナ１は、そのダクト２に沿うＸ方向に移動することができ、２段目のダクト２に係合された電動式ランナ１は、そのダクト２に沿うＹ方向に移動することができる。従って、機器９としての照明灯は、ＸＹ面内で２次元的な移動を行うことができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図６乃至図１０は、第２の実施形態の電動式ランナ１を示す。本実施形態の電動式ランナ１は、いずれも給電構造を有する配線ダクトをレールとするダクト２（以下、配線ダクト２）に係合されるものであり、配線ダクト２から受電するための受電構造を備える点において、上述の第１の実施形態と異なる。図６（ａ）に示すように、配線ダクト２は、断面がＣ字形状の外枠の内部左右の側壁に、配線ダクト２の長手方向に沿うように突設されたリブを備えており、そのリブの突端部に給電用の電線２２が表面を露出して埋め込まれている。電動式ランナ１は、受電構造として、接電極１７を係合部１４の上部に備えている。接電極１７は、電線２２に対し、その露出部に接触して電気的に接続される。接電極１７によって受電した電力は、アクチュエータ１２および機器９（不図示）の電力とされる。コネクタ１５には、これに接続されて電力によって動作する機器に電力を給電するための接続用電極（ソケット）が設けられている。従い、電動式ランナ１の係合部１４と接電極１７は、配線ダクト２に対して電気的および機械的に接続するプラグを構成している。また、図６（ｂ）に示すように、上述の図２（ａ）（ｂ）に示した電動式ランナ１に対応させて、係合部１４に車輪１４ｃを備え、接電極１７を配線ダクト２の内部天面に接触させるプラグの構造とすることができる。この場合の配線ダクト２は、電線２２を内部天面に備えるものである。このような電動式ランナ１によれば、外部から機器９への電源配線が不要になり、ダクト２から機器９に電力を供給することができる。また、電線２２は、電力線として用いることの他に、信号波を電力波に重畳させたり、時分割で信号送信したりすることにより、通信線として用いることもでき、これにより、電動式ランナ１を遠隔走行制御することができる。
【００３７】
また、図７（ａ）に示すように、接電極１７の構造を、電線２２に接触して転がるローラ構造としたり、図７（ｂ）に示すように、電線２２に接触して摺動する複数電極を有するブラシ構造としたりすることができる。これにより、接電極１７が電線２２に対して相対移動する際に、配線ダクト２に対する電気的接触がより安定して確実となり、プラグとしての電動式ランナ１が、配線ダクト２に電気的に接触しながら、より円滑に移動自在となる。このような電動式ランナ１によれば、機器９の電源をオンして動作させた状態のまま機器９を移動させることができる。
【００３８】
また、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、電動式ランナ１は、接電極１７の配線ダクト２との電気的接続を機械的にオン／オフする機構を備えることができる。その機構として、左右一対のクランク状の金具１７ａと、左右の金具１７ａの間にあって金具１７ａの一端部を外方に付勢するバネ１７ｄと、電磁石１７ｅとを備えている。金具１７ａは、中間部が回転軸１７ｂによって回転自在に軸支され、金具１７ａの上部一端部に接電極１７を、下部他端部に磁性体１７ｃを備えている。電磁石１７ｅは、両磁性体１７ｃに磁極を近接して配置されている。電磁石１７ｅが非動作のときは、金具１７ａに作用するバネ１７ｄの付勢力によって、接電極１７が電線２２に押圧され、接電極１７と配線ダクト２との電気的接続がオンとなる。電磁石１７ｅに電流が印加されると、磁性体１７ｃが電磁石１７ｅの磁力によって下方に引き寄せられ、金具１７ａがバネ１７ｄの付勢力に抗して回転軸１７ｂの周りに回転し、接電極１７が電線２２から離脱し、電気的接続がオフとなる。電動式ランナ１を自走させる電力は、別途に配線した電線を用いたり、ランナ１１内部に電池を備えたりして、給電することができる。このような電動式ランナ１によれば、移動時における接電極１７や電線２２の磨耗を防止することができる。また、移動時における不安定な電気的接触が発生しないので、例えば、接触不良による火花発生を防ぐことができる。
【００３９】
また、図９に示すように、電動式ランナ１は、機器への給電をオン／オフするスイッチ１７ｆを備えることができる。電動式ランナ１が移動する際に、スイッチ１７ｆをオフすることにより、機器９（不図示）への不安定な給電を停止して機器９を保護することができ、予期せぬ電気的な不具合や事故発生を回避することができる。
【００４０】
また、図１０に示すように、電動式ランナ１は、給電用の電線２２とは別途に通信用の電線２２（通信線）を備えた通信用の配線ダクト２に係合させて用いることができる。電動式ランナ１は、給電用と通信用のそれぞれの電線２２に電気的に接続される接電極１７を各々備える。コネクタ１５は、機器と通信線との間を接続するための通信用コネクタを備え、これに接続される機器は、通信線を介して制御されたり、データ通信をしたりすることができる。通信線や接電極１７は、必要に応じて任意数を備えることができる、また、電動式ランナ１つまりアクチュエータ１２の制御用信号を送信するためにも用いることができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
図１１、図１２は、第３の実施形態の電動式ランナ１を示す。本実施形態の電動式ランナ１は、上述の第２の実施形態（図６）の電動式ランナ１におけるアクチュエータ１２として、電力印加により電磁力（特に磁力）に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によってランナを自走させるインパクトアクチュエータ３を用いる。また、この電動式ランナ１は、第１，２の実施形態における車輪１２ａを用いることなく、衝撃力と摩擦力の作用のもとで間欠的に移動する点が、上述の第１，２の実施形態の電動式ランナ１と異なる。図１１の電動式ランナ１は図６（ａ）の電動式ランナ１に対応し、図１２の電動式ランナ１は図６（ｂ）の電動式ランナ１に対応する。
【００４２】
インパクトアクチュエータ３は、可動子３ａと、可動子３ａが衝突する相手であるストッパ３ｂと、電磁力を発生して可動子３ａを駆動する駆動部３ｃとを備えている。また、制御部１３が、ランナ１１内に備えられている。ストッパ３ｂと駆動部３ｃはランナ１１に対して固定されており、可動子３ａはランナ１１に対して相対移動する。その相対移動の方向は、ダクト２の長手方向Ｘであり、電動式ランナ１の移動方向である。可動子３ａが右側のストッパ３ｂに繰り返し衝突するたびに、電動式ランナ１は右に移動し、左側のストッパ３ｂ（駆動部３ｃ）に繰り返し衝突するたびに、左に移動する。可動子３ａが往復動する際に、電動式ランナ１を移動させない側のストッパ３ｂには衝突しないように、制御部１３が駆動部３ｃを制御する。また、電動式ランナ１の移動速度は、アクチュエータ３への電力制御、例えば、電力の電流値、繰り返し駆動のパルス時間幅や周波数などによって行われる。インパクトアクチュエータ３（以下、単に、アクチュエータ３という）の具体例は、後述の図１３乃至図２３によって詳述する。
【００４３】
電動式ランナ１は、衝撃力によって効率的に移動するために、ランナ１１とダクト２とが接触して相対移動する相互の面間に、適宜の静止摩擦力と動摩擦力とが存在することを前提としている。そのため、電動式ランナ１は、ダクト２の縁辺部２１の下面Ｓにおける摩擦抵抗を発生させる圧接構造４を備えている。圧接構造４は、面Ｓに接触する摩擦板４１と、摩擦板４１とランナ１１との間にあって摩擦板４１を面Ｓに向けて付勢するバネ４２とを備えている。面Ｓと摩擦板４１との間の摩擦力は、バネ４２の伸長力の設定によって適宜の大きさに調整される。このような電動式ランナ１によれば、アクチュエータからランナへの、駆動における伝達機構（例えば、車輪１２ａと、これに対するギヤなどの動力伝達機構）を用いることなく、電動式ランナ１を移動させることができ、自走のための構造を単純化、小型化できる。また、アクチュエータ３は、単純小型の構成とすることができるので、構成既設のダクト専用のプラグであって機器接続用のコネクタを備えたプラグに、もとのコネクタを使用可能に残したままアクチュエータ３を取り付けて電動式ランナ１を構成することができる。このように既存の専用プラグを電動式ランナ１に改造する場合、もとのプラグに接続できる任意の機器を電動式ランナ１に接続して移動させることができる。
【００４４】
（渦電流式のインパクトアクチュエータ）
次に、アクチュエータ３の構成と動作原理について詳細説明する。図１３はアクチュエータ３の例を示す。アクチュエータ３は、図１３（ａ）に示すように、互いに離間し同軸に対向配置して一体化された左右の電磁コイル３１と、電磁コイル３１の間に配置された弾性体３０と、各電磁コイル３１と弾性体３０との間に配置された２つの導電体３２と、を備えている。各導電体３２は、それぞれ少なくとも弾性体３０の伸縮する範囲内で電磁コイル３１の軸方向に沿って移動自在に構成されている。電磁コイル３１は、その中心軸上に配置された軸棒３１ａによって一体化され、それぞれコイル枠３１ｂに納められている。導電体３２は、例えばアルミニュームなどの良導電体から成るドーナツ状の金属円板であって、軸棒３１ａによって移動方向が拘束されている。弾性体３０は、アクチュエータ３が非駆動状態のとき、導電体３２を電磁コイル３１に近接させるように伸張している。導電体３２と電磁コイル３１の近接の度合いは、導電体３２に必要な渦電流を発生できる距離であればよい。弾性体３０は、例えばコイルバネや板バネ、ゴムなどを用いて構成することができる。アクチュエータ３は、電磁コイル３１と導電体３２を１つずつ含む組を、軸棒３１ａに沿って弾性体３０の両側に、互いに対称配置となるように備えている。
【００４５】
上記構成のアクチュエータ３の動作を説明する。アクチュエータ３は、ランナ１１（電動式ランナ１の本体）に衝撃を与えることによりランナ１１を軸棒３１ａの方向に移動させる。衝撃によって発生する力を衝撃力または衝撃と称する。電磁コイル３１は、電力を与えられることにより、衝撃の発生源となる。ランナ１１は、左方の組の動作によって左方に移動され、右方の組の動作によって右方に移動される。そこで、まず、左方の組の動作を説明する。左方の導電体３２は、左方の電磁コイル３１の通電によって導電体３２に発生する渦電流に起因して発生する反発力によって、図１３（ａ）に示すように、右方に反発移動される。すると、弾性体３０は、移動する導電体３２により圧縮され、その後、その伸張力によって導電体３２を左方へ押し戻す。この時点で、電磁コイル３１の通電はオフされている。従って、導電体３２は、図１３（ｂ）に示すように、左方の電磁コイル３１に衝突し、その衝突によって左方に向かう衝撃が発生する。ランナ１１は、この衝撃によって左方に押されて左方に移動する。制御部２０は、必要な渦電流とこれに起因する反発力とが得られるように電流を一気に流すように電磁コイル３１への電力制御を行い、導電体３２と電磁コイル３１との衝突が邪魔されないように電力をオフする。また、制御部２０は、このような通電を繰り返すことにより、ランナ１１に反復して衝撃を与えてランナ１１をパルス的に左方へ移動させる。図１３（ｃ）（ｄ）は、右方の組の動作によってランナ１１を右方に移動する場合を示す。その動作は、図１３（ａ）（ｂ）の場合の動作を左右に反転したものと考えることができる。衝撃によるランナ１１の一方向への移動には、後戻りを防止する機構が必要であり、その機構として摩擦板４１が用いられる。
【００４６】
上述のように、アクチュエータ３は、左方と右方のいずれの方向であってもランナ１１を移動させることができ、電動式ランナ１を、小型・軽量・安価に実現することができる。弾性体３０は、時間をかけて圧縮されることにより、衝撃を和らげるダンパの役割をしている。なお、このアクチュエータ３において、一方（右方）の電磁コイル３１と導電体３２などの組を除いた構成として片側駆動のアクチュエータを構成することができる。片側駆動のアクチュエータ３は、両側駆動（往復駆動）のアクチュエータ３よりも小型に構成できるので、狭い空間に複数を分散させて配置することができる融通性がある。
【００４７】
（永久磁石式のインパクトアクチュエータ）
図１４はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ３は、図１４（ａ）に示すように、上述の図１３に示したアクチュエータ３において、２つの導電体３２を、それぞれに対応して配置される２つの永久磁石３３によって置き換えたものである。永久磁石３３は、電磁コイル３１の通電によって流れるコイル電流と永久磁石３３の磁界との相互作用による反発力によって反発移動される。永久磁石３３は、導電体３２と同様にドーナツ円板状であって、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がＳ極で外周側がＮ極であるが、逆極性とすることができる。この永久磁石３３は、電磁コイル３１に流れる電流の向きによって、図１４（ｂ）に示すように、斥力を受けたり、引力を受けたり（不図示）する。なお、図１４（ｂ）には、磁力線を矢印曲線によって示している。
【００４８】
上記構成のアクチュエータ３の動作を、例えば、左方の電磁コイル３１と永久磁石３３との組について説明する。アクチュエータ３は、永久磁石３３に斥力を与えるように電磁コイル３１に電流を流し、その後、電流をオフすると、永久磁石３３は右方において弾性体３０によって受け止められた後、弾性体３０によって跳ね返されて、元の電磁コイル３１に衝突する。つまり、アクチュエータ３は、上述の渦電流に起因して発生する反発力に代えて、電磁コイル３１の通電によって流れるコイル電流と永久磁石３３の磁界との相互作用による反発力を用いるものである。図１３に示したものと、図１４に示したものの折衷構成として、導電体３２と永久磁石３３とを１つずつ有するものとすることもできる。この構成の場合、左右の動作や構成が互いに対称的に成るとは限らない。逆に、対称的にならないことを利用して、往復動作の特性を違えて、コストや動作特性の最適化を図ることもできる。
【００４９】
このアクチュエータ３において、左右の永久磁石３３の互いの磁気反発力によって、弾性体３０の反発力を代替させて、弾性体３０を除去することができる（不図示）。この場合、２つの永久磁石３３が互いに近づく場合には、相互の磁気反発力のダンピング効果によって衝突の衝撃が和らげられる。２つの永久磁石３３が互いに離反する場合には、相対移動中の永久磁石３３が相互に磁力を及ぼして、電磁コイル３１に衝突するまでの間、その移動速度を加速し続ける。このことを考慮して、左右の組の間隔は適宜設定される。以上のように永久磁石３３と電磁コイル３１との反発力を用いるアクチュエータは、渦電流による場合よりもより大きな衝撃を発生させて１回で大きな移動を行える。また、渦電流による場合のジュール熱による発熱がない点、安定にエネルギ効率良く動作できる。
【００５０】
（単コイル式のインパクトアクチュエータ）
図１５および図１６はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ３は、図１５（ａ）に示すように、電磁コイル３１と、永久磁石３３と、ストッパ３４と、電磁コイル３１に通電する電流を時間制御する制御部２０と、を備えている。永久磁石３３は、電磁コイル３１への通電によって生じる電磁作用によって電磁コイル３１に対して相対移動する。ストッパ３４は、永久磁石３３の相対移動の範囲を制限するように電磁コイル３１と一体化されて被衝突体をなす。このアクチュエータ３では、電磁コイル３１への通電により、永久磁石３３が被衝突体（すなわち、電磁コイル３１とストッパ３４のいずれか）と衝突することにより衝撃が発生する。被衝突体は、永久磁石３３が衝突する相手（相対移動の相手）を示す用語として用いている。電磁コイル３１は、コイル枠に納められ、その中心軸上に配置された軸棒３１ａによってストッパ３４に一体化されている。永久磁石３３は、ドーナツ円板状であって、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がＳ極で外周側がＮ極であるが、逆極性とすることができる。この永久磁石３３は、電磁コイル３１に流れる電流の向きによって、斥力を受けたり、引力を受けたりする。
【００５１】
上記構成のアクチュエータ３の動作を、ランナ１１を左方に移動させる場合について、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。制御部２０は、電磁コイル３１に通電するコイル電流Ｊを時間制御することにより、電磁コイル３１による引力（Ｊ＜０、時間ｔ３）と斥力（Ｊ＞０、時間ｔ５）によって永久磁石３３を往復移動させ、引力によって永久磁石３３を電磁コイル３１に衝突させる。すなわち、永久磁石３３は、図１５（ａ）に示すように電磁コイル３１とストッパ３４の間にある位置から、図１５（ｃ）の時間ｔ３における引力によって左方に移動し、図１５（ｂ）に示すように電磁コイル３１に衝突する。その後、永久磁石３３は、図１５（ｃ）の時間ｔ５における斥力によって、図１５（ａ）に示す位置に復帰する。このような永久磁石３３の動作（時間ｔ３，ｔ５における動作）が繰り返され、ランナ１１が左方にパルス的に移動する。図１５（ｃ）は、永久磁石３３が図１５（ｂ）に示すように電磁コイル３１側にある状態（初期状態）から、時間ｔ２における斥力によって動作を開始する例を示す。時間ｔ１，ｔ４は駆動調整時間である。
【００５２】
ランナ１１を右方に移動させる場合について、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。図１６（ａ）は、図１５（ａ）と同じ図である。制御部２０は、電磁コイル３１に通電するコイル電流Ｊを時間制御することにより、電磁コイル３１による斥力（Ｊ＞０、時間ｔ４）と引力（Ｊ＜０、時間ｔ５）によって永久磁石３３を往復移動させ、斥力によって永久磁石３３をストッパ３４に衝突させる。すなわち、永久磁石３３は、図１６（ａ）に示すように電磁コイル３１とストッパ３４の間にある位置から、図１６（ｃ）の時間ｔ４における斥力によって右方に移動し、図１６（ｂ）に示すようにストッパ３４に衝突する。その後、永久磁石３３は、図１６（ｃ）の時間ｔ５における引力によって、図１６（ａ）に示す位置に復帰する。この永久磁石３３の動作（時間ｔ４，ｔ５における動作）が繰り返され、ランナ１１が右方にパルス的に移動する。ここで、図１６（ｃ）の時間ｔ１，ｔ２における永久磁石３３の動作を説明する。時間ｔ１では、永久磁石３３が初期状態にあると仮定する。初期状態は、コイル電流Ｊがゼロであり、永久磁石３３が電磁コイル３１とストッパ３４との中間位置（図１６（ａ）の状態）ではなく、永久磁石３３が、前述の図１５（ｂ）に示すように、電磁コイル３１側にある状態である。永久磁石３３は、その初期状態において移動範囲の左端にある。永久磁石３３が左端の初期状態から右方に移動してストッパ３４に衝突する最初の衝突では、時間ｔ２に示すように、コイル電流Ｊは漸増した後、一定値となるコイル電流Ｊが流される。時間ｔ２の始めにコイル電流Ｊを漸増させるのは、急激な離反に起因する反動によるランナ１１の左方への移動を抑制するためである。
【００５３】
上記のように、ランナ１１は、永久磁石３３が左方の電磁コイル３１に衝突することによって左方に移動され、永久磁石３３が右方のストッパ３４に衝突することによって右方に移動される。従って、ランナ１１を左方に移動させる場合には、永久磁石３３がストッパ３４に衝突しないように電磁コイル３１からの磁気力を永久磁石３３に及ぼす必要がある。逆に、ランナ１１を右方に移動させる場合には、永久磁石３３が電磁コイル３１に衝突しないように電磁コイル３１からの磁気力を永久磁石３３に及ぼす必要がある。コイル電流Ｊを制御する制御部１３は、電磁コイル３１と永久磁石３３の相対移動の一方向において衝突を発生させ、その一方向とは反対方向において衝突を回避させると共に相対移動の方向を反転させる。制御部１３は、一方向における衝撃のみを反復して発生させるように、電磁コイル３１に通電するコイル電流Ｊを時間制御する。このような制御部１３とアクチュエータ３とを備えたランナ１１は、電磁コイル３１と永久磁石３３の相対移動のいずれの向きにおいても衝突による衝撃を発生させることができるので、ランナ１１の往復移動を実現することができる。また、アクチュエータ３が１つの電磁コイル３１に、永久磁石３３とストッパ３４とを組み合わせて成るので、小型かつ簡単な構成となる。このアクチュエータ３をランナ１１に備えることにより、電動式ランナ１を、モータや駆動力伝達装置などを用いる場合に比べて小型・軽量・安価に実現することができる。
【００５４】
（コイル移動式のインパクトアクチュエータ）
図１７はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ３は、図１７（ａ）に示すように、上述の図１５（ａ）に示したアクチュエータ３において、電磁コイル３１と永久磁石３３とを互いに入れ替え、ストッパ３４を別途の永久磁石３３に置き換えたものである。すなわち、アクチュエータ３は、互いに離間して同軸配置され軸棒３１ａの両端に固定された円板状の２つの永久磁石３３と、軸棒３１ａに沿って移動自在とされた電磁コイル３１と、を備えている。電磁コイル３１は、コイル枠に納められ、中心軸上を軸棒３１ａによって挿通されている。２つの永久磁石３３は、軸棒３１ａによってストッパ３４に一体化されて被衝突体（この場合、電磁コイル３１が衝突する相手）をなす。電磁コイル３１は、電磁コイル３１への通電によって生じる電磁作用によって、２つの永久磁石３３に対して相対移動する。その相対移動の範囲は被衝突体によって（両端の永久磁石３３によって）制限される。２つの永久磁石３３は、ドーナツ円板状であり、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がＳ極で外周側がＮ極であるが、逆極性とすることができる。
【００５５】
上記構成のアクチュエータ３の動作を、図１７（ｂ）（ｃ）により、ランナ１１を左方に移動させる場合について説明する。上述のような永久磁石３３の間に挟まれた電磁コイル３１は、通電されると、図１７（ｃ）に示すように、一方の永久磁石３３から斥力を受け、他方の永久磁石３３から引力を受ける。従って、電磁コイル３１は、電磁コイル３１に流す電流の向きによって、左方または右方のいずれかに移動方向を選択することができる。そこで、制御部２０によって、電磁コイル３１のコイル電流を時間制御することにより、図１７（ｂ）に示すように、電磁コイル３１を左方の永久磁石３３に衝突させてランナ１１を左方に移動させることができる。同様に、電磁コイル３１を右方の永久磁石３３に衝突させてランナ１１を右方に移動させることができる。制御部２０は、電磁コイル３１と永久磁石３３の相対移動の一方向において衝突を発生させ、その一方向とは反対方向において衝突を回避させると共に相対移動の方向を反転させる。制御部２０は、一方向における衝撃のみを反復して発生させるように電磁コイル３１に通電する電流を時間制御する。制御部１３は、このような制御を繰り返すことにより、ランナ１１を左方、同様に右方へパルス的に移動させる。
【００５６】
（ボイスコイル式のインパクトアクチュエータ）
図１８、図１９、および図２０はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ３は、図１８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、矩形の磁気回路３５の対向する内面にそれぞれ配設された矩形平板状の永久磁石３３と、２つの永久磁石３３の間で移動自在に配設された電磁コイル３１とを備えている。そして、電磁コイル３１と２つの永久磁石３３とは互いに組み合わされてボイスコイル構造とされている。電磁コイル３１は、磁気回路３５の内部に設けられた磁気回路が挿通（その挿通方向をＸ軸方向とする）され、この磁気回路部分は各永久磁石３３の対向磁極となっている。電磁コイル３１は、上部を回転軸受３１ｃによって回動自在に支持されている。また、電磁コイル３１の下部には、ハンマ３４ａが電磁コイル３１の一部として設けられている。磁気回路３５の外周におけるＸ軸方向の両端には、ハンマ３４ａが衝突可能な位置に、ストッパ３４が設けられている。永久磁石３３とストッパ３４とが一体化されて被衝突体が形成されている。
【００５７】
永久磁石３３による磁界は、Ｘ軸方向に直交する水平方向に設定されている。従って、この磁界中に配設された電磁コイル３１に通電されると、電磁コイル３１は、そのコイル電流の向きに従って、Ｘ軸の正方向（右矢印方向）、またはその反対の負方向に移動させる力を受ける。そこで、図１９（ａ）に示すように、電磁コイル３１が左向きの力を受けると、電磁コイル３１が左側に振り子運動をして、ハンマ３４ａが左側のストッパ３４に衝突し、ランナ１１が左方向に移動される。アクチュエータ３の動作を図１９（ａ）（ｂ）に示す状態間で反復して行うために、制御部１３は、電磁コイル３１に通電する電流を、図２０（ａ）に示す時間変化となるように時間制御する。コイル電流Ｊは、例えば、正弦関数をコイル電流Ｊの正方向にシフトさせた関数形になっている。電磁コイル３１は、このコイル電流Ｊの正側では、図１９（ａ）に示すように、左方に振れて左方で衝突し、コイル電流Ｊの負側では、図１９（ｂ）に示すように、中立点に戻り、その後、コイル電流Ｊの時間変化に従って、左方への移動と衝突を繰り返す。また、アクチュエータ３の動作を図１９（ｂ）（ｃ）に示す状態間で反復して行ってランナ１１を右方に移動する場合、コイル電流Ｊは、図２０（ｂ）に示すように、正弦関数をコイル電流Ｊの負方向にシフトさせた時間変化とされる。
【００５８】
上述の、図１５乃至図２０によって説明したアクチュエータ３は、より一般的に、次のように表現することができる。すなわち、アクチュエータ３は、対象物に衝撃を与えることにより該対象物を移動させる装置である。アクチュエータ３は、電磁コイル３１と、電磁コイル３１への通電によって生じる電磁作用によって電磁コイル３１に対して相対移動する永久磁石３３と、ストッパ３４と、を備えている。ストッパ３４は、前記相対移動の範囲を制限するように電磁コイル３１または永久磁石３３のいずれかと一体化されて被衝突体を構成している。このようなアクチュエータ３は、電磁コイル３１への通電により、被衝突体と被衝突体に一体化されなかった電磁コイル３１または永久磁石３３のいずれかとが衝突することにより前記衝撃が発生されるものである。永久磁石３３とストッパ３４とが被衝突体をなす場合が図１５の例である。また、ストッパ３４として２個目の永久磁石３３を設けて、２つの永久磁石３３によって被衝突体をなす場合が図１７の例である。また、永久磁石３３と２つのストッパ３４とによって被衝突体をなす場合が図１８、図１９の例である。このように、電磁コイル３１と永久磁石３３の相対移動のいずれの向きにおいても衝突による衝撃を発生させることができるので、ランナ１１の往復移動を容易に実現することができる。また、アクチュエータ３が１つの電磁コイル３１に、永久磁石３３とストッパ３４とを組み合わせて成るので、小型かつ簡単な構成となる。
【００５９】
（中立点復帰式のインパクトアクチュエータ）
図２１、図２２、および図２３はさらに他のアクチュエータ３を示す。アクチュエータ３は、図２１に示すように、電磁コイル３１と、その両端に配置したステータ３５ａと、これらの電磁コイル３１およびステータ３５ａの中心軸上を往復移動する軸棒３１ａに一体化されて成る移動質量体３ａ（可動子３ａ）と、を備えている。移動質量体３ａは、電磁コイル３１およびステータ３５ａに対して相対運動を行う。移動質量体３ａは、軸棒３１ａと、ステータ３５ａの内径側にそれぞれ配置された２つの永久磁石３３と、両永久磁石３３間に挿入された鉄心３５ｂと、両永久磁石３３の両端に配置されたヨーク３５ｃと、２つの衝突頭片３７と、衝撃増強錘３６と、を備えている。一方のヨーク３５ｃには衝突頭片３７が直接接して配置され、他方のヨーク３５ｃには衝突頭片３７を介在させて他の衝突頭片３７が配置されている。アクチュエータ３は、電磁コイル３１、ステータ３５ａ、および移動質量体３ａを内蔵する外筒（シールドケース３８）と、シールドケース３８の両端に配置されて軸棒３１ａを軸支する軸受板３９とをさらに備えている。電磁コイル３１およびステータ３５ａはシールドケース３８の内壁に固定されている。図２１は、電磁コイル３１が通電されていない状態を示す。この状態において、移動質量体３ａは、永久磁石３３、鉄心３５ｂ、ヨーク３５ｃ、およびステータ３５ａによって生じる磁場に起因する引力によって中立点に位置している。
【００６０】
軸棒３１ａは、電磁コイル３１およびステータ３５ａと同心である。軸棒３１ａを除く移動質量体３ａの各構成物は、軸棒３１ａと同心になるように配置されて、軸棒３１ａと一体化されている。鉄心３５ｂは、その長さが電磁コイル３１の長さと同等である。換言すれば、鉄心３５ｂは、両ステータ３５ａの間に収まる長さを有する。また、鉄心３５ｂは、円筒の両端部に鍔部を備えた形状を有し、中央部の径が両端部の径よりも小さく形成されている。これにより、鉄心３５ｂの両端部とこれらに近接する各ステータ３５ａとの間に、磁気抵抗の低い磁気回路が形成される。永久磁石３３は、リング形状を有し、その厚み方向（中心軸方向）に磁化されている。２つの永久磁石３３は、互いに磁極の方向を逆向きにして鉄心３５ｂの両端に配置されている。永久磁石３３の厚みはステータ３５ａの厚みよりも薄く、永久磁石３３およびヨーク３５ｃの厚みの合計はステータ３５ａの厚みよりも厚い。
【００６１】
図２１に示す中立状態において、２つの衝突頭片３７とこれらに対向する各軸受板３９との距離Ｄは、互いに等距離とされている。軸受板３９は、衝突頭片３７によって衝突される被衝突体であり、軸棒３１ａに一体化されて成る移動質量体３ａの、電磁コイル３１およびステータ３５ａに対する相対運動の移動範囲を制限する。すなわち、移動質量体３ａの可動範囲は距離Ｄの２倍である（図２２参照）。この距離Ｄは、移動質量体３ａがいずれかの衝突頭片３７に衝突した位置から、移動質量体３ａが永久磁石３３とステータ３５ａとの相互の引力によって中立点に復帰することができる距離以内に設定されている。
【００６２】
図２２によってアクチュエータ３の動作原理を説明する。電磁コイル３１に一定方向に電流を流すと、例えば、図２２（ａ）に磁力線Ｂで模式的に示すように、磁場が発生する。電磁コイル３１の磁場は、２つの永久磁石３３の一方による磁場を弱め、他方による磁場を強める。従って、電磁コイル３１が発生する磁場によって、永久磁石３３、鉄心３５ｂ、およびヨーク３５ｃに作用する磁力に非対称性が生じ、移動質量体３ａは、白抜き矢印で示すように移動する。電磁コイル３１に前記一定方向とは逆方向に電流を流すと、図２２（ｂ）に示すように、移動質量体３ａは、前記とは逆方向に移動する。また、図２２（ａ）（ｂ）の状態において、コイル電流を切って電磁コイル３１による磁場を除くと、移動質量体３ａは、永久磁石３３とステータ３５ａとの相互の引力によって、前述の図２１に示すように、中立点に復帰する。
【００６３】
図２３によってアクチュエータ３による左方向への移動の一連の動作を説明する。図２３（ａ）に示すように、アクチュエータ３を摩擦板４１を介して、面Ｓに載置する。アクチュエータ３と摩擦板４１とは互いに一体化されている。この状態で、電磁コイル３１は励磁されてなく、移動質量体３ａは、中立点にあり、摩擦板４１の左方先端は位置ｘ０にある。電磁コイル３１に電流を流すと、図２３（ｂ）に示すように、移動質量体３ａが移動して軸受板３９に衝突し、その衝撃によってアクチュエータ３と共に摩擦板４１が移動し、その先端は位置ｘ１に至る。衝撃の大きさは、電磁コイル３１に流す電流の大きさとその立ち上がりの速さに依存し、より急激かつより大電流を流すことにより、より大きな衝撃を発生させることができる。衝突後に電磁コイル３１に流す電流を停止すると、アクチュエータ３の内部の移動質量体３ａが、図２３（ｃ）に示すように、中立点に復帰する。この復帰移動は、永久磁石３３の磁気力によってゆっくり行われるので、摩擦板４１と面Ｓとの間の静止摩擦力を超えるような反動はなく、摩擦板４１の移動はない。また、永久磁石３３の磁気力調整や面Ｓとの摩擦力調整などの条件設定を行うことにより、中立点への復帰の際に摩擦板４１の移動が発生しないようにできる。以下、電磁コイル３１に再び電流を流すことにより、図２３（ｄ）に示すように、摩擦板４１の先端がさらに移動して位置ｘ２に至る。アクチュエータ３は、このような動作の繰り返しによって、ランナ１１を、間欠的に移動させることができる。
【００６４】
（第４の実施形態）
図２４乃至図２７は、第４の実施形態の電動式ランナ１を示す。ここに示す電動式ランナ１は、アクチュエータ３によって機器９を回転させる機能を付加したものである。図２４（ａ）〜（ｃ）に示す電動式ランナ１は、上述の第３の実施形態における電動式ランナ１（図１１）において、機器９を回転自在に支持する回転部１５ａをコネクタ１５の機能として備え、アクチュエータ３を２つ備えたものである。アクチュエータ３は、ランナ１１（電動式ランナ１の本体）の左右に並設されている。回転部１５ａは、係合部１４とランナ１１との間にあって、ランナ１１、アクチュエータ３、コネクタ１５、および機器９の全体を、係合部１４に対して回転自在に支持する。係合部１４の下部には、係合部１４に一体的に固定されたベース板４３が備えられ、圧接構造４のバネ４３は、ベース板４３を支点として、摩擦板４１を面Ｓに向けて付勢する。
【００６５】
電動式ランナ１は、図２４（ｂ）に示すように、アクチュエータ３が同方向に等しい駆動力によって駆動されると、並進力（直動力）が発生し、ダクト２に沿って移動する。また、図２４（ｃ）に示すように、アクチュエータ３が互いに逆方向に駆動されると、回転部１５ａの軸周りに発生する偶力成分によって、ランナ１１以下機器９までの全体が回転部１５ａの回転軸を中心に、その場回転する。なお、２つのアクチュエータ３によって、並進力成分と偶力成分とが混在して生成されると、移動しながら回転する運動が発生する。このような複雑な運動を回避するために、各運動が開始される閾値を設定して、小さな駆動力に対する不感帯を設けるようにすればよい。閾値は、並進移動に対してはバネ４３による押圧力の設定、回転移動に対しては所定の力に対しては回転を阻止するバネによるストッパなどを備えて設定することができる。このような電動式ランナ１によれば、照明や監視カメラなどの機器９の向きと位置とを自在に変えることができる。
【００６６】
また、図２５（ａ）（ｂ）に示すように、電動式ランナ１は、アクチュエータ３を３つ備えることができる。この電動式ランナ１は、上述の図２４に示した電動式ランナ１において、ベース板４３と回転部１５ａとの間に３番目のアクチュエータ３を備えたものである。ランナ１１は、ランナ上部１１ａとランナ下部１１ｂとに分割され、回転部１５ａによって互いに回転自在に連結されている。ランナ下部１１ｂには、他の２つのアクチュエータ３が、上記（図２４）同様に並設されている。この電動式ランナ１は、３つのアクチュエータ３が同方向に駆動されると、その駆動方向に従い、ダクト２のいずれかの方向に並進移動する。また、並列されたアクチュエータ３が、互いに逆方向に駆動されると、ランナ下部１１ｂ以下の全体がその場回転する。この回転運動は、アクチュエータ３による衝撃力に基づくものであるので、直進運動の場合と同様に摩擦力などの介在が必要である。回転運動に必要な摩擦力は、回転部１５ａにおける回転軸受けの締め付けトルクや、互いに相対的に回転運動する部在間に設けた摩擦板や、磁力の吸引力を発生する磁石や磁性体などによって生成される。このような電動式ランナ１によれば、移動のための駆動力が増強されると共に、移動と回転とをより明確に分離して制御することができる。
【００６７】
また、上述の図２５（ａ）（ｂ）の電動式ランナ１に、機器９を仰角方向に回転する機能を追加することができる。すなわち、図２６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ランナ下部１１ｂに、コネクタ１５として、水平回転軸を同軸に有する２つの回転部１５ｂと、その軸の回りに傾動する保持板１５ｃとをさらに備える。ランナ下部１１ｂは、回転部１５ａに回転自在に連結された水平枠体と、その両端から垂下する側壁とで構成され、各回転部１５ｂは、ランナ下部１１ｂの垂下する側壁に各々保持されている。２つのアクチュエータ３は、保持板１５ｂ上に、回転部１５ｂの回転軸に直交すると共に、その回転軸から離れた位置（すなわち、ねじれの位置）に衝撃力の動作軸（衝撃力の作用線）がくるように２つ並列される。この配置により、保持板１５ｂ上のアクチュエータ３は、回転部１５ｂの回転軸まわりの回転モーメントを生成することができる。そこで、この２つのアクチュエータ３が同方向に駆動されると、機器９が仰角方向に回転され、互いに逆方向に駆動されると、機器９が、保持板１５ｂと共に回転部１５ａの回転軸回りに回転する。回転部１５ｂ回りの回転運動に必要な摩擦力も、上記同様に生成される。
【００６８】
また、図２７に示すように、電動式ランナ１は、水平回転軸を同軸に有する２つの回転部１５ｂと、その軸の回りに傾動する保持板１５ｃとをコネクタ１５として備え、アクチュエータ３を保持板１５ｃの上下に２つ並列して備えるものとすることができる。各回転部１５ｂは、係合部１４に一体的に固定された水平枠体１１の両端から垂下する側壁に各々保持されている。機器９は、保持板１５ｃの下部に接続されている。電動式ランナ１は、２つのアクチュエータ３が同方向に駆動されると、ダクト２に沿って移動し、互いに逆方向に駆動されると、保持板１５ｂと共に機器９が、回転部１５ｂの回転軸回りに回転する。すなわち、この電動式ランナ１においても、回転部１５ｂが機器９を仰角方向に回転自在とすることができる。
【００６９】
（第５の実施形態）
図２８、図２９、図３０は、第５の実施形態の電動式ランナ１を示す。図２８、図２９に示す電動式ランナ１は、ダクト２上の位置を認識する位置センサ５と、制御部１３と、電池１３ｃと、アクチュエータ３を遠隔操作するための操作信号を受信する受信部１９とを内蔵して備えている。制御部１３は、電池１３ｃからの電力を受けて位置センサ５や受信部１９からの信号を処理する制御回路１３ａと、制御回路１３ａからの指示を受けて電池１３ｃからの電力を波形成形すると共にアクチュエータ３に出力する回路１３ｂと、を備えている。受信部１９への操作信号は、無線または有線のリモコン装置１９ａから送信される。その操作信号により、電動式ランナ１に対して、例えば、所定距離の移動や所定目標位置Ｐまでの移動を指令することができ、電動式ランナ１はその指令と位置センサ５からの位置信号とに基づいて自走制御を行うことができる。位置センサ５は、移動地点の位置決めを行えるセンサであり、例えば、ポテンショメータ、回転センサ、リニアエンコーダ、ロータリーエンコーダ、屋内ＧＰＳなどを単独で、または互いに組み合わせて用いることができる。また、光センサ、画像センサ、画像処理装置などによって位置センサ５を構成し、これを用いて、ダクト２に設定された目印を読み取ったり、カウントしたりして自己位置を認識するようにしてもよい。電池１３ｃは、充電池とすることもできる。この場合、充電池は、ダクト２や別途の配線などからの電力で充電することができ、電池の交換が不要となる。また、配線ダクトからの電力で充電する場合は、電源から充電池までの配線が不要となる。
【００７０】
また、図３０に示す電動式ランナ１は、ダクト２上の物体までの距離を測定する距離センサ６を備え、距離センサ６からの距離データに基づいて自走制御を行なうものである。距離センサ６は、超音波距離計、光学式距離計、電磁波距離計などを用いることができ、例えば、光や超音波を発信する送波器６ａと、物体からの反射波を受信する受波器６ｂとを用いて構成される。制御部１３（不図示）は、距離センサ６からの信号に基づいて測定された、ダクト２上の障害物９０や、他の電動式ランナ１などとの距離データを参照して、自走停止や、自走速度の減速などの自走制御を行う。例えば、リモコン装置１９ａによって、ダクト２上の複数の電動式ランナ１を移動対象として選択すると、選択された各電動式ランナ１が同時に移動する。移動する電動式ランナ１が、となり合う移動していない電動式ランア１近づいてぶつかりそうになる場合は、距離センサ６による障害物検知によって、互いにぶつかる前にアクチュエータ３が停止される。これにより、電動式ランナ１や機器同士の衝突防止を図ることができる。
【００７１】
（第６の実施形態）
図３１（ａ）（ｂ）は、第６の実施形態の電動式ランナ１を示す。この電動式ランナ１は、上述した第３の実施形態の電動式ランナ１（図１１）における圧接構造４にクランパとしての機能を持たせたものである。すなわち、電動式ランナ１は、自走していないときには、摩擦板４１をダクト２に固着（クランプ）させ、自走するときにはダクト２への固着力を小さくするように、バネ４２の伸長力に抗して摩擦板４１を移動させる電磁石４４を備えている。摩擦板４１は、電磁石４４によって吸引移動されるように、磁性体で構成されている。電磁石４４の制御、従って、固着力の制御は、不図示の制御部によって、アクチュエータ３の駆動制御に同期して行われる。このような電動式ランナ１によれば、移動時の摩擦抵抗を少なくでき、移動速度が速くなり、移動時のダクト２の接触面の磨耗を低減することができる。バネ４２として十分強力なものを用いることにより、電動式ランナ１の停止時には、強力な固着力によって安定に、電動式ランナ１の位置を維持することができる。
【００７２】
（第７の実施形態）
図３２、図３３は、第７の実施形態の電動式ランナ１を示す。この電動式ランナ１は、接電極１７と配線ダクト２の電線２２（給電構造）との間の接続が、アクチュエータ３の動作時の衝撃力によって電動式ランナ１が動く瞬間のみ外れるようにしたものである。図３２（ａ）（ｂ）に示すように、接電極１７は、係合部１４の係合板１４ｂに立設された回転軸１７ｇと、ねじりバネ１７ｈによって、回転自在に軸支されている。接電極１７は回転に対する安定中立点を有し、その安定中立点は、接電極１７の先端部がねじりバネ１７ｈによって電線２２に押圧されて電気的に接触する回転位置とされている。接電極１７は、電動式ランナ１の移動に伴って回転軸１７ｇが急激に移動するとき、慣性により、その移動から取り残され、その結果、安定中立点から外れた回転位置に回転し、接電極１７と電線２２との間の接続が外れる。例えば、図３３（ａ）に示すように、電動式ランナ１が右方向Ｘに移動する場合、図３３（ｂ）に示すように、アクチュエータ３の可動子３ａが一端左方に移動し、その後、右方に移動して、図３３（ｃ）に示すように、可動子３ａが、ストッパ３ｂに衝突する。すると、その衝突の衝撃によって、電動式ランナ１が右方向Ｘに移動すると共に、その移動の瞬間に接電極１７が回転して、電線２２との間の接続が外れる。このような接電極１７の動作は、電動式ランナ１が左方向に移動する場合においても、同様に左右対称に行われる。このような電動式ランナ１によれば、移動時の摩擦抵抗を低減することができ、接電極１７と電線２２の相互の接触部の磨耗を低減することができる。
【００７３】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。上記において、電動式ランナ１が水平に配置され、機器９が下方に吊り下げられる旨、説明したが、電動式ランナ１は、任意の姿勢で敷設されたダクト２に対して係合させて用いることができる。また、係合部１４の構成は、上記に限らず、ダクト２に対してガタなく係合して円滑に移動できるように、例えばバネ材で、ダクト２の横方向の位置決めを安定化させる係合構造を備えるものとすることができる。ダクト２（レール２）の形状は、Ｃ持形状に限らず、開口溝２０を有しないＬ字形状でもよく、係合部１４が移動自在に係合できる構造であればよい。従い、係合部１４は左右対称である必要はなく、ダクト２の一部を走行自在に挟持できるものであればよい。
【符号の説明】
【００７４】
１ 電動式ランナ
１１ ランナ（電動式ランナ本体、枠体）
１２ アクチュエータ
１３ 制御部
１３ａ 制御回路
１３ｃ 電池、充電池
１４ 係合部
１５ コネクタ
１６ 電源
１７ プラグ
１９ 受信部
２ レール（ダクト）
２２ 電線（給電構造、通信線）
３ インパクトアクチュエータ（アクチュエータ）
４ 圧接構造、クランパ
５ 位置センサ
６ 距離センサ
９ 機器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダクト状のレールに沿って自走する電動式ランナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、天井等に配線ダクトを敷設し、配線ダクトに電気的機械的に結合されるプラグを介してスポットライトのような電気機器を吊り下げて電気機器を動作させる配線システムが知られている。配線ダクトは、開口溝を有し、その内部に給電線が設けられており、開口溝に挿入する専用のプラグを介して、プラグに接続された照明機器などに電気を供給することができる。このような配線システムは、配線ダクトに対してプラグの脱着や増設が容易であり、配線ダクトに沿ってプラグの位置決めが自在である利点を生かし、例えば、スポットライトの位置を比較的頻繁に変更する必要のある美術館や博物館などにおいて用いられている。プラグを配線ダクトに機械的に結合する方法として、プラグ全体を回転する方法や、プラグに付属のレバーを回転操作する方法が一般的である。配線ダクト用のプラグとして、大重量の灯具用に結合強度を高めたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、バネ付勢された係止部をプラグに備え、プラグを配線ダクトの開口溝に押し込む直進動作によって係止部を配線ダクトの内側面に係止させることによりプラグの位置決め固定をするようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３７７１号公報
【特許文献２】特開２００２−３４５１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような配線ダクト用のプラグにおいては、プラグの脱着そのものは容易であるものの、脚立を使用する不安定な高所作業や多数の機器を変更する長時間作業などの場合に、その位置変更のための脱着作業は必ずしも容易ではない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解消するものであって、任意の機器が接続され、敷設されたダクト状のレールに沿って容易に位置を変更することができる電動式ランナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、本発明の電動式ランナは、ダクト状のレールに走行自在に係合されると共に任意の機器が接続されるランナと、ランナに設けられ、電力供給により駆動され、該ランナを自走させるアクチュエータと、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この電動式ランナにおいて、ランナは、機器を接続するためのコネクタを備えていてもよい。
【０００８】
この電動式ランナにおいて、機器は、電力によって動作する機器であり、アクチュエータおよび機器は、外部から供給される電力を受ける受電構造を備えていてもよい。
【０００９】
この電動式ランナにおいて、レールは、給電構造を有する配線ダクトであり、機器は、電力によって動作する機器であり、ランナは、配線ダクトに電気的および機械的に接続するプラグを有し、該プラグを介して配線ダクトからの電力をアクチュエータおよび機器に給電するようにしてもよい。
【００１０】
この電動式ランナにおいて、プラグは、配線ダクトに電気的に接触しながら移動自在とされていてもよい。
【００１１】
この電動式ランナにおいて、ランナは、プラグと配線ダクトとの間の電気的接続を機械的にオン／オフする機構を備えていてもよい。
【００１２】
この電動式ランナにおいて、ランナは、機器への給電をオン／オフするスイッチを備えていてもよい。
【００１３】
この電動式ランナにおいて、配線ダクトは、通信線を備えており、ランナは、機器と通信線との間を接続するための通信用コネクタを備えていてもよい。
【００１４】
この電動式ランナにおいて、アクチュエータは、電力印加により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によってランナを自走させるインパクトアクチュエータとすることができる。
【００１５】
この電動式ランナにおいて、インパクトアクチュエータを持つランナとレールとの間で摩擦抵抗を発生させる構造を備えていてもよい。
【００１６】
この電動式ランナにおいて、コネクタは、機器を回転自在に支持する回転部を備え、インパクトアクチュエータは複数備えられ、ランナを直動または回転部を回転させるようにしてもよい。
【００１７】
この電動式ランナにおいて、回転部は、機器を仰角方向に回転自在としてもよい。
【００１８】
この電動式ランナにおいて、アクチュエータへの電力制御によりランナの移動速度を可変としてもよい。
【００１９】
この電動式ランナにおいて、ランナは、アクチュエータを電力制御する制御回路を備えていてもよい。
【００２０】
この電動式ランナにおいて、ランナは、アクチュエータの電源として電池を備えていてもよい。
【００２１】
この電動式ランナにおいて、ランナは、アクチュエータに電源供給する充電池を備えていてもよい。
【００２２】
この電動式ランナにおいて、ランナは、アクチュエータを遠隔操作するための操作信号を受信する受信部を備えていてもよい。
【００２３】
この電動式ランナにおいて、ランナは、レール上の位置を認識する位置センサを備え、位置センサからの位置信号に基づいて自走制御を行なうようにしてもよい。
【００２４】
この電動式ランナにおいて、ランナは、レール上の物体までの距離を測定する距離センサを備え、距離センサからの距離データに基づいて自走制御を行なうようにしてもよい。
【００２５】
この電動式ランナにおいて、ランナは、自走していないときには該ランナをレールに固着させ、自走するときにはレールへの固着力を小さくするクランパを備ていてもよい。
【００２６】
この電動式ランナにおいて、アクチュエータは、電力印加により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によってランナを自走させるインパクトアクチュエータであり、プラグと配線ダクトの給電構造との間の接続が、インパクトアクチュエータの動作時の衝撃力によってランナが動く瞬間のみ外れる構造としてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ランナがアクチュエータを備えてレールに沿ってアクチュエータと共に自走するので、従来の配線ダクト用のプラグと異なり、移動のための着脱が不要であり、容易に位置を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、（ｂ）は同電動式ランナの側面図。
【図２】（ａ）は同電動式ランナの変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の側面図。
【図３】同電動式ランナの実施例を示す斜視図。
【図４】同電動式ランナの他の実施例を示す斜視図。
【図５】同電動式ランナのさらに他の実施例を示す斜視図。
【図６】（ａ）は第２の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、（ｂ）は同電動式ランナの変形例の正面図。
【図７】（ａ）は同電動式ランナの他の変形例の正面図、（ｂ）は同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図。
【図８】（ａ）は同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図、（ｂ）は同変形例における接電極部分の正面図、（ｂ）の接電極が接触解除された状態の正面図。
【図９】同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図。
【図１０】同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図。
【図１１】（ａ）は第３の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、（ｂ）は同電動式ランナの側面図。
【図１２】（ａ）は同電動式ランナの変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の側面図。
【図１３】（ａ）（ｂ）は同電動式ランナに適用されるインパクトアクチュエータの左向き動作を説明する断面図、（ｃ）（ｄ）は同インパクトアクチュエータの右向き動作を説明する断面図。
【図１４】（ａ）は同電動式ランナに適用される他のインパクトアクチュエータの断面図、（ｂ）は同インパクトアクチュエータの動作原理を説明する模式図。
【図１５】（ａ）（ｂ）は同電動式ランナに適用されるさらに他のインパクトアクチュエータの左向き動作を説明する断面図、（ｃ）は同インパクトアクチュエータを左向きに動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。
【図１６】（ａ）（ｂ）は同インパクトアクチュエータの右向き動作を説明する断面図、（ｃ）は同インパクトアクチュエータを右向きに動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。
【図１７】（ａ）（ｂ）は同電動式ランナに適用されるさらに他のインパクトアクチュエータの動作を説明する断面図、（ｃ）は同インパクトアクチュエータの動作原理を説明する模式図。
【図１８】（ａ）は同電動式ランナに適用されるさらに他のインパクトアクチュエータの平面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は同インパクトアクチュエータの動作例を示す一部断面の側面図。
【図２０】（ａ）（ｂ）は同インパクトアクチュエータを動作させる際に電磁コイルに流す電流の時間変化グラフ。
【図２１】同電動式ランナに適用されるさらに他のインパクトアクチュエータの断面図。
【図２２】（ａ）（ｂ）は同インパクトアクチュエータの部分拡大断面図。
【図２３】（ａ）〜（ｄ）は同インパクトアクチュエータの動作の様子を示す一部断面の側面図。
【図２４】（ａ）は第４の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、（ｂ）は同電動式ランナの要部の斜視図、（ｃ）は同電動式ランナの回転状態の要部の斜視図。
【図２５】（ａ）は同電動式ランナの変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の要部の斜視図。
【図２６】（ａ）は同電動式ランナの他の変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の側面図、（ｃ）は同変形例の要部の斜視図。
【図２７】（ａ）は同電動式ランナのさらに他の変形例の正面図、（ｂ）は同変形例の側面図、（ｃ）は同変形例の要部の斜視図、（ｄ）は同変形例の回動状態の要部の斜視図。
【図２８】第５の実施形態に係る電動式ランナについての側面図。
【図２９】同電動式ランナのブロック構成図。
【図３０】同電動式ランナの変形例の側面図。
【図３１】（ａ）は第６の実施形態に係る電動式ランナについての正面、（ｂ）は同電動式ランナのクランパが解除された状態の正面図。
【図３２】（ａ）は第７の実施形態に係る電動式ランナについての正面図、同電動式ランナの接触子部分の斜視図。
【図３３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同電動式ランナの接触子の動作を時系列的に示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る電動式ランナについて、図面を参照して説明する。図１、図２は、第１の実施形態の電動式ランナを示す。電動式ランナ１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、ダクト状のレール２に走行自在に係合されると共に任意の機器９が接続されるランナ１１と、ランナ１１に設けられ、電力供給により駆動され、ランナ１１を自走させるアクチュエータ１２と、を備えている。ダクト状のレール２とは、ダクトであってレール２として用いることができるダクトであり、以下、単にダクト２と称する。ダクト２は、断面がＣ字形状を有し、開口溝２０が左右の縁辺部２１によって形成されている。ランナ１１は、さらに、ダクト２に係合するための係合部１４を上部に備え、機器９を接続するためのコネクタ１５を下部に備えている。ランナ１１は、電動式ランナ１における主たる構造物であって、電動式ランナ１の本体として位置づけられる。コネクタ１５は、ねじ止め、引っ掛けシーリングコネクタ型などの構造を備えることにより、既設のダクトに取り付けて使用する機器、例えば、照明灯や監視カメラなどを容易に取り付けることができる。
【００３０】
係合部１４は、ランナ１１の上部に突設された円柱状の連結部１４ａと、連結部１４ａのさらに上部に連結部１４ａよりも拡径した略四角形状の係合板１４ｂとを備え、その断面はＴ字形状を有している。連結部１４ａの径と係合板１４ｂの短辺は開口溝２０の開口幅よりも狭く、係合板１４ｂの長辺は開口幅よりも広い。従って、ランナ１１は、係合部１４を開口溝２０に挿入して全体を９０°回転することにより、ダクト２に係合することができ、逆回転することにより、ダクト２から取り外すことができる。すなわち、係合部１４は、ランナ１１、従って電動式ランナ１にプラグ機能（挿入着脱機能）を付与するものである。この意味で、ランナ１１または電動式ランナ１は、いわゆるダクト用のプラグとみなされる。ランナ１１は、アクチュエータ１２によって駆動される車輪１２ａを備えており、係合板１４ｂと車輪１２ａとによってダクト２の縁辺部２１を上下から挟持する。アクチュエータ１２は、例えば、モータであり、制御部１３によって遠隔制御される。
【００３１】
ランナ１１を移動させるとき、制御部１３は、その移動方向に応じて、不図示の電源から供給される電力を制御してアクチュエータ１２を動作させる。ランナ１１は、車輪１２ａが回転することにより、所定の方向に移動する。このとき、係合板１４ｂの下面は縁辺部２１の上面を滑りながら移動する。車輪１２ａは、ランナ１１を移動させるために必要な摩擦力が得られるように不図示の付勢手段によって縁辺部２１の下面に押圧されている。ランナ１１の移動をより容易とするために、図２（ａ）（ｂ）に示すように、係合板１４ｂに車輪１４ｃを備えて、車輪１４ｃによって縁辺部２１の上面を転がるようにしてもよい。この場合においても、ランナ１１は、係合部１４と車輪１４ｃを開口溝２０に挿入して全体を９０°回転することにより、ダクト２に係合することができる。
【００３２】
電動式ランナ１は、天井などに敷設されて各種の機器を吊り下げるためのダクト２に適合させるために、係合部１４と車輪１２ａの構成を変更したり、既設のダクト専用のプラグにアクチュエータ１２を取り付けたりして構成することができる。電動式ランナ１は、遠隔操作によりダクト２に沿って自走させることができるので、例えば、高所のダクト２に取り付ける機器の位置を変えるたびに高所作業で毎回ランナ１１を取り外す必要がなく、危険な作業などがなくなり、作業時間が短縮される。また、機器９の電源をオンとしたまま、ダクト２上を移動させることもできる。また、既設のダクト専用のプラグにアクチュエータ１２を取り付けて電動式ランナ１を構成することができる。ここで、ダクト専用のプラグは、ダクトの任意の位置に挿入して取り付けられると共に取り外し可能なプラグであって、そのダクト固有の形状に適合しているものである。
【００３３】
図３、図４、図５は、電動式ランナ１をダクト２に取り付けた実施例を示す。これらの電動式ランナ１は、外部から供給される電力を受ける受電構造を備えている。機器９は電力によって動作する機器であり、同様に、受電構造を備えている。ダクト２には、内部に給電線を備えた一般に配線ダクトと呼ばれるダクトの他に、そのような給電線を備えないダクトもあり、電動式ランナ１は、これらのいずれのダクトについても、適用することができる。図３に示す実施例において、天井に、機器移動のためのダクト２と、電力供給や制御を行なうためのコントロールボックス１６とが取り付けられている。コントロールボックス１６には、電源の供給口（コンセント）と制御部１３からの制御信号の中継器が設けられている。ダクト２に、自走用のアクチュエータ１２を搭載した電動式ランナ１を取り付け、コネクタ１５を通して電動式ランナ１に機器９を取り付ける。機器９は、電動式ランナ１を介してコンセントから電気を取り、稼動する。また、アクチュエータ１２もコンセントから電気を受けて動作し、電動式ランナ１がダクト２上を移動する。
【００３４】
図４に示す他の実施例において、ダクト２は、電線を持つ配線ダクトであり、この配線ダクトに、電動式ランナ１と、電力供給や制御を行なうコントロールボックス１６とが取り付けられている。コントロールボックス１６は、不図示の別途の配線ダクトに取り付けることもできる。電動式ランナ１には、機器９として２台の監視カメラが接続されている。コントロールボックス１６は、例えば、配線ダクトに電気的機械的に接続されるプラグ機能を有しており、ダクト２から電力を受電し、別途に敷設した電線を介して電動式ランナ１と機器９に給電する。また、コントロールボックス１６と電動式ランナ１および機器９との間には、アクチュエータ１２や機器９を制御するための制御信号や機器９からの情報信号を通信するための信号線ケーブルが配線されている。機器９の監視カメラは、ダクト２上を移動しながら映像を撮すことができる。
【００３５】
図５に示すさらに他の実施例において、電動式ランナ１が、配線ダクトであるダクト２（１段目）に取り付けられ、その電動式ランナ１に、機器９としてダクト２（２段目）が接続されている。２段目のダクト２には、別の電動式ランナ１が取り付けられ、その電動式ランナ１には機器９として照明灯が接続されている。コントロールボックス１６が、２段目のダクト２にプラグとして電気的機械的に挿入接続されている。コントロールボックス１６から、各電動式ランナ１に電気的接続がなされている。１段目のダクト２に係合された電動式ランナ１は、そのダクト２に沿うＸ方向に移動することができ、２段目のダクト２に係合された電動式ランナ１は、そのダクト２に沿うＹ方向に移動することができる。従って、機器９としての照明灯は、ＸＹ面内で２次元的な移動を行うことができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図６乃至図１０は、第２の実施形態の電動式ランナ１を示す。本実施形態の電動式ランナ１は、いずれも給電構造を有する配線ダクトをレールとするダクト２（以下、配線ダクト２）に係合されるものであり、配線ダクト２から受電するための受電構造を備える点において、上述の第１の実施形態と異なる。図６（ａ）に示すように、配線ダクト２は、断面がＣ字形状の外枠の内部左右の側壁に、配線ダクト２の長手方向に沿うように突設されたリブを備えており、そのリブの突端部に給電用の電線２２が表面を露出して埋め込まれている。電動式ランナ１は、受電構造として、接電極１７を係合部１４の上部に備えている。接電極１７は、電線２２に対し、その露出部に接触して電気的に接続される。接電極１７によって受電した電力は、アクチュエータ１２および機器９（不図示）の電力とされる。コネクタ１５には、これに接続されて電力によって動作する機器に電力を給電するための接続用電極（ソケット）が設けられている。従い、電動式ランナ１の係合部１４と接電極１７は、配線ダクト２に対して電気的および機械的に接続するプラグを構成している。また、図６（ｂ）に示すように、上述の図２（ａ）（ｂ）に示した電動式ランナ１に対応させて、係合部１４に車輪１４ｃを備え、接電極１７を配線ダクト２の内部天面に接触させるプラグの構造とすることができる。この場合の配線ダクト２は、電線２２を内部天面に備えるものである。このような電動式ランナ１によれば、外部から機器９への電源配線が不要になり、ダクト２から機器９に電力を供給することができる。また、電線２２は、電力線として用いることの他に、信号波を電力波に重畳させたり、時分割で信号送信したりすることにより、通信線として用いることもでき、これにより、電動式ランナ１を遠隔走行制御することができる。
【００３７】
また、図７（ａ）に示すように、接電極１７の構造を、電線２２に接触して転がるローラ構造としたり、図７（ｂ）に示すように、電線２２に接触して摺動する複数電極を有するブラシ構造としたりすることができる。これにより、接電極１７が電線２２に対して相対移動する際に、配線ダクト２に対する電気的接触がより安定して確実となり、プラグとしての電動式ランナ１が、配線ダクト２に電気的に接触しながら、より円滑に移動自在となる。このような電動式ランナ１によれば、機器９の電源をオンして動作させた状態のまま機器９を移動させることができる。
【００３８】
また、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、電動式ランナ１は、接電極１７の配線ダクト２との電気的接続を機械的にオン／オフする機構を備えることができる。その機構として、左右一対のクランク状の金具１７ａと、左右の金具１７ａの間にあって金具１７ａの一端部を外方に付勢するバネ１７ｄと、電磁石１７ｅとを備えている。金具１７ａは、中間部が回転軸１７ｂによって回転自在に軸支され、金具１７ａの上部一端部に接電極１７を、下部他端部に磁性体１７ｃを備えている。電磁石１７ｅは、両磁性体１７ｃに磁極を近接して配置されている。電磁石１７ｅが非動作のときは、金具１７ａに作用するバネ１７ｄの付勢力によって、接電極１７が電線２２に押圧され、接電極１７と配線ダクト２との電気的接続がオンとなる。電磁石１７ｅに電流が印加されると、磁性体１７ｃが電磁石１７ｅの磁力によって下方に引き寄せられ、金具１７ａがバネ１７ｄの付勢力に抗して回転軸１７ｂの周りに回転し、接電極１７が電線２２から離脱し、電気的接続がオフとなる。電動式ランナ１を自走させる電力は、別途に配線した電線を用いたり、ランナ１１内部に電池を備えたりして、給電することができる。このような電動式ランナ１によれば、移動時における接電極１７や電線２２の磨耗を防止することができる。また、移動時における不安定な電気的接触が発生しないので、例えば、接触不良による火花発生を防ぐことができる。
【００３９】
また、図９に示すように、電動式ランナ１は、機器への給電をオン／オフするスイッチ１７ｆを備えることができる。電動式ランナ１が移動する際に、スイッチ１７ｆをオフすることにより、機器９（不図示）への不安定な給電を停止して機器９を保護することができ、予期せぬ電気的な不具合や事故発生を回避することができる。
【００４０】
また、図１０に示すように、電動式ランナ１は、給電用の電線２２とは別途に通信用の電線２２（通信線）を備えた通信用の配線ダクト２に係合させて用いることができる。電動式ランナ１は、給電用と通信用のそれぞれの電線２２に電気的に接続される接電極１７を各々備える。コネクタ１５は、機器と通信線との間を接続するための通信用コネクタを備え、これに接続される機器は、通信線を介して制御されたり、データ通信をしたりすることができる。通信線や接電極１７は、必要に応じて任意数を備えることができる、また、電動式ランナ１つまりアクチュエータ１２の制御用信号を送信するためにも用いることができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
図１１、図１２は、第３の実施形態の電動式ランナ１を示す。本実施形態の電動式ランナ１は、上述の第２の実施形態（図６）の電動式ランナ１におけるアクチュエータ１２として、電力印加により電磁力（特に磁力）に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によってランナを自走させるインパクトアクチュエータ３を用いる。また、この電動式ランナ１は、第１，２の実施形態における車輪１２ａを用いることなく、衝撃力と摩擦力の作用のもとで間欠的に移動する点が、上述の第１，２の実施形態の電動式ランナ１と異なる。図１１の電動式ランナ１は図６（ａ）の電動式ランナ１に対応し、図１２の電動式ランナ１は図６（ｂ）の電動式ランナ１に対応する。
【００４２】
インパクトアクチュエータ３は、可動子３ａと、可動子３ａが衝突する相手であるストッパ３ｂと、電磁力を発生して可動子３ａを駆動する駆動部３ｃとを備えている。また、制御部１３が、ランナ１１内に備えられている。ストッパ３ｂと駆動部３ｃはランナ１１に対して固定されており、可動子３ａはランナ１１に対して相対移動する。その相対移動の方向は、ダクト２の長手方向Ｘであり、電動式ランナ１の移動方向である。可動子３ａが右側のストッパ３ｂに繰り返し衝突するたびに、電動式ランナ１は右に移動し、左側のストッパ３ｂ（駆動部３ｃ）に繰り返し衝突するたびに、左に移動する。可動子３ａが往復動する際に、電動式ランナ１を移動させない側のストッパ３ｂには衝突しないように、制御部１３が駆動部３ｃを制御する。また、電動式ランナ１の移動速度は、アクチュエータ３への電力制御、例えば、電力の電流値、繰り返し駆動のパルス時間幅や周波数などによって行われる。インパクトアクチュエータ３（以下、単に、アクチュエータ３という）の具体例は、後述の図１３乃至図２３によって詳述する。
【００４３】
電動式ランナ１は、衝撃力によって効率的に移動するために、ランナ１１とダクト２とが接触して相対移動する相互の面間に、適宜の静止摩擦力と動摩擦力とが存在することを前提としている。そのため、電動式ランナ１は、ダクト２の縁辺部２１の下面Ｓにおける摩擦抵抗を発生させる圧接構造４を備えている。圧接構造４は、面Ｓに接触する摩擦板４１と、摩擦板４１とランナ１１との間にあって摩擦板４１を面Ｓに向けて付勢するバネ４２とを備えている。面Ｓと摩擦板４１との間の摩擦力は、バネ４２の伸長力の設定によって適宜の大きさに調整される。このような電動式ランナ１によれば、アクチュエータからランナへの、駆動における伝達機構（例えば、車輪１２ａと、これに対するギヤなどの動力伝達機構）を用いることなく、電動式ランナ１を移動させることができ、自走のための構造を単純化、小型化できる。また、アクチュエータ３は、単純小型の構成とすることができるので、構成既設のダクト専用のプラグであって機器接続用のコネクタを備えたプラグに、もとのコネクタを使用可能に残したままアクチュエータ３を取り付けて電動式ランナ１を構成することができる。このように既存の専用プラグを電動式ランナ１に改造する場合、もとのプラグに接続できる任意の機器を電動式ランナ１に接続して移動させることができる。
【００４４】
（渦電流式のインパクトアクチュエータ）
次に、アクチュエータ３の構成と動作原理について詳細説明する。図１３はアクチュエータ３の例を示す。アクチュエータ３は、図１３（ａ）に示すように、互いに離間し同軸に対向配置して一体化された左右の電磁コイル３１と、電磁コイル３１の間に配置された弾性体３０と、各電磁コイル３１と弾性体３０との間に配置された２つの導電体３２と、を備えている。各導電体３２は、それぞれ少なくとも弾性体３０の伸縮する範囲内で電磁コイル３１の軸方向に沿って移動自在に構成されている。電磁コイル３１は、その中心軸上に配置された軸棒３１ａによって一体化され、それぞれコイル枠３１ｂに納められている。導電体３２は、例えばアルミニュームなどの良導電体から成るドーナツ状の金属円板であって、軸棒３１ａによって移動方向が拘束されている。弾性体３０は、アクチュエータ３が非駆動状態のとき、導電体３２を電磁コイル３１に近接させるように伸張している。導電体３２と電磁コイル３１の近接の度合いは、導電体３２に必要な渦電流を発生できる距離であればよい。弾性体３０は、例えばコイルバネや板バネ、ゴムなどを用いて構成することができる。アクチュエータ３は、電磁コイル３１と導電体３２を１つずつ含む組を、軸棒３１ａに沿って弾性体３０の両側に、互いに対称配置となるように備えている。
【００４５】
上記構成のアクチュエータ３の動作を説明する。アクチュエータ３は、ランナ１１（電動式ランナ１の本体）に衝撃を与えることによりランナ１１を軸棒３１ａの方向に移動させる。衝撃によって発生する力を衝撃力または衝撃と称する。電磁コイル３１は、電力を与えられることにより、衝撃の発生源となる。ランナ１１は、左方の組の動作によって左方に移動され、右方の組の動作によって右方に移動される。そこで、まず、左方の組の動作を説明する。左方の導電体３２は、左方の電磁コイル３１の通電によって導電体３２に発生する渦電流に起因して発生する反発力によって、図１３（ａ）に示すように、右方に反発移動される。すると、弾性体３０は、移動する導電体３２により圧縮され、その後、その伸張力によって導電体３２を左方へ押し戻す。この時点で、電磁コイル３１の通電はオフされている。従って、導電体３２は、図１３（ｂ）に示すように、左方の電磁コイル３１に衝突し、その衝突によって左方に向かう衝撃が発生する。ランナ１１は、この衝撃によって左方に押されて左方に移動する。制御部２０は、必要な渦電流とこれに起因する反発力とが得られるように電流を一気に流すように電磁コイル３１への電力制御を行い、導電体３２と電磁コイル３１との衝突が邪魔されないように電力をオフする。また、制御部２０は、このような通電を繰り返すことにより、ランナ１１に反復して衝撃を与えてランナ１１をパルス的に左方へ移動させる。図１３（ｃ）（ｄ）は、右方の組の動作によってランナ１１を右方に移動する場合を示す。その動作は、図１３（ａ）（ｂ）の場合の動作を左右に反転したものと考えることができる。衝撃によるランナ１１の一方向への移動には、後戻りを防止する機構が必要であり、その機構として摩擦板４１が用いられる。
【００４６】
上述のように、アクチュエータ３は、左方と右方のいずれの方向であってもランナ１１を移動させることができ、電動式ランナ１を、小型・軽量・安価に実現することができる。弾性体３０は、時間をかけて圧縮されることにより、衝撃を和らげるダンパの役割をしている。なお、このアクチュエータ３において、一方（右方）の電磁コイル３１と導電体３２などの組を除いた構成として片側駆動のアクチュエータを構成することができる。片側駆動のアクチュエータ３は、両側駆動（往復駆動）のアクチュエータ３よりも小型に構成できるので、狭い空間に複数を分散させて配置することができる融通性がある。
【００４７】
（永久磁石式のインパクトアクチュエータ）
図１４はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ３は、図１４（ａ）に示すように、上述の図１３に示したアクチュエータ３において、２つの導電体３２を、それぞれに対応して配置される２つの永久磁石３３によって置き換えたものである。永久磁石３３は、電磁コイル３１の通電によって流れるコイル電流と永久磁石３３の磁界との相互作用による反発力によって反発移動される。永久磁石３３は、導電体３２と同様にドーナツ円板状であって、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がＳ極で外周側がＮ極であるが、逆極性とすることができる。この永久磁石３３は、電磁コイル３１に流れる電流の向きによって、図１４（ｂ）に示すように、斥力を受けたり、引力を受けたり（不図示）する。なお、図１４（ｂ）には、磁力線を矢印曲線によって示している。
【００４８】
上記構成のアクチュエータ３の動作を、例えば、左方の電磁コイル３１と永久磁石３３との組について説明する。アクチュエータ３は、永久磁石３３に斥力を与えるように電磁コイル３１に電流を流し、その後、電流をオフすると、永久磁石３３は右方において弾性体３０によって受け止められた後、弾性体３０によって跳ね返されて、元の電磁コイル３１に衝突する。つまり、アクチュエータ３は、上述の渦電流に起因して発生する反発力に代えて、電磁コイル３１の通電によって流れるコイル電流と永久磁石３３の磁界との相互作用による反発力を用いるものである。図１３に示したものと、図１４に示したものの折衷構成として、導電体３２と永久磁石３３とを１つずつ有するものとすることもできる。この構成の場合、左右の動作や構成が互いに対称的に成るとは限らない。逆に、対称的にならないことを利用して、往復動作の特性を違えて、コストや動作特性の最適化を図ることもできる。
【００４９】
このアクチュエータ３において、左右の永久磁石３３の互いの磁気反発力によって、弾性体３０の反発力を代替させて、弾性体３０を除去することができる（不図示）。この場合、２つの永久磁石３３が互いに近づく場合には、相互の磁気反発力のダンピング効果によって衝突の衝撃が和らげられる。２つの永久磁石３３が互いに離反する場合には、相対移動中の永久磁石３３が相互に磁力を及ぼして、電磁コイル３１に衝突するまでの間、その移動速度を加速し続ける。このことを考慮して、左右の組の間隔は適宜設定される。以上のように永久磁石３３と電磁コイル３１との反発力を用いるアクチュエータは、渦電流による場合よりもより大きな衝撃を発生させて１回で大きな移動を行える。また、渦電流による場合のジュール熱による発熱がない点、安定にエネルギ効率良く動作できる。
【００５０】
（単コイル式のインパクトアクチュエータ）
図１５および図１６はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ３は、図１５（ａ）に示すように、電磁コイル３１と、永久磁石３３と、ストッパ３４と、電磁コイル３１に通電する電流を時間制御する制御部２０と、を備えている。永久磁石３３は、電磁コイル３１への通電によって生じる電磁作用によって電磁コイル３１に対して相対移動する。ストッパ３４は、永久磁石３３の相対移動の範囲を制限するように電磁コイル３１と一体化されて被衝突体をなす。このアクチュエータ３では、電磁コイル３１への通電により、永久磁石３３が被衝突体（すなわち、電磁コイル３１とストッパ３４のいずれか）と衝突することにより衝撃が発生する。被衝突体は、永久磁石３３が衝突する相手（相対移動の相手）を示す用語として用いている。電磁コイル３１は、コイル枠に納められ、その中心軸上に配置された軸棒３１ａによってストッパ３４に一体化されている。永久磁石３３は、ドーナツ円板状であって、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がＳ極で外周側がＮ極であるが、逆極性とすることができる。この永久磁石３３は、電磁コイル３１に流れる電流の向きによって、斥力を受けたり、引力を受けたりする。
【００５１】
上記構成のアクチュエータ３の動作を、ランナ１１を左方に移動させる場合について、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。制御部２０は、電磁コイル３１に通電するコイル電流Ｊを時間制御することにより、電磁コイル３１による引力（Ｊ＜０、時間ｔ３）と斥力（Ｊ＞０、時間ｔ５）によって永久磁石３３を往復移動させ、引力によって永久磁石３３を電磁コイル３１に衝突させる。すなわち、永久磁石３３は、図１５（ａ）に示すように電磁コイル３１とストッパ３４の間にある位置から、図１５（ｃ）の時間ｔ３における引力によって左方に移動し、図１５（ｂ）に示すように電磁コイル３１に衝突する。その後、永久磁石３３は、図１５（ｃ）の時間ｔ５における斥力によって、図１５（ａ）に示す位置に復帰する。このような永久磁石３３の動作（時間ｔ３，ｔ５における動作）が繰り返され、ランナ１１が左方にパルス的に移動する。図１５（ｃ）は、永久磁石３３が図１５（ｂ）に示すように電磁コイル３１側にある状態（初期状態）から、時間ｔ２における斥力によって動作を開始する例を示す。時間ｔ１，ｔ４は駆動調整時間である。
【００５２】
ランナ１１を右方に移動させる場合について、図１６（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。図１６（ａ）は、図１５（ａ）と同じ図である。制御部２０は、電磁コイル３１に通電するコイル電流Ｊを時間制御することにより、電磁コイル３１による斥力（Ｊ＞０、時間ｔ４）と引力（Ｊ＜０、時間ｔ５）によって永久磁石３３を往復移動させ、斥力によって永久磁石３３をストッパ３４に衝突させる。すなわち、永久磁石３３は、図１６（ａ）に示すように電磁コイル３１とストッパ３４の間にある位置から、図１６（ｃ）の時間ｔ４における斥力によって右方に移動し、図１６（ｂ）に示すようにストッパ３４に衝突する。その後、永久磁石３３は、図１６（ｃ）の時間ｔ５における引力によって、図１６（ａ）に示す位置に復帰する。この永久磁石３３の動作（時間ｔ４，ｔ５における動作）が繰り返され、ランナ１１が右方にパルス的に移動する。ここで、図１６（ｃ）の時間ｔ１，ｔ２における永久磁石３３の動作を説明する。時間ｔ１では、永久磁石３３が初期状態にあると仮定する。初期状態は、コイル電流Ｊがゼロであり、永久磁石３３が電磁コイル３１とストッパ３４との中間位置（図１６（ａ）の状態）ではなく、永久磁石３３が、前述の図１５（ｂ）に示すように、電磁コイル３１側にある状態である。永久磁石３３は、その初期状態において移動範囲の左端にある。永久磁石３３が左端の初期状態から右方に移動してストッパ３４に衝突する最初の衝突では、時間ｔ２に示すように、コイル電流Ｊは漸増した後、一定値となるコイル電流Ｊが流される。時間ｔ２の始めにコイル電流Ｊを漸増させるのは、急激な離反に起因する反動によるランナ１１の左方への移動を抑制するためである。
【００５３】
上記のように、ランナ１１は、永久磁石３３が左方の電磁コイル３１に衝突することによって左方に移動され、永久磁石３３が右方のストッパ３４に衝突することによって右方に移動される。従って、ランナ１１を左方に移動させる場合には、永久磁石３３がストッパ３４に衝突しないように電磁コイル３１からの磁気力を永久磁石３３に及ぼす必要がある。逆に、ランナ１１を右方に移動させる場合には、永久磁石３３が電磁コイル３１に衝突しないように電磁コイル３１からの磁気力を永久磁石３３に及ぼす必要がある。コイル電流Ｊを制御する制御部１３は、電磁コイル３１と永久磁石３３の相対移動の一方向において衝突を発生させ、その一方向とは反対方向において衝突を回避させると共に相対移動の方向を反転させる。制御部１３は、一方向における衝撃のみを反復して発生させるように、電磁コイル３１に通電するコイル電流Ｊを時間制御する。このような制御部１３とアクチュエータ３とを備えたランナ１１は、電磁コイル３１と永久磁石３３の相対移動のいずれの向きにおいても衝突による衝撃を発生させることができるので、ランナ１１の往復移動を実現することができる。また、アクチュエータ３が１つの電磁コイル３１に、永久磁石３３とストッパ３４とを組み合わせて成るので、小型かつ簡単な構成となる。このアクチュエータ３をランナ１１に備えることにより、電動式ランナ１を、モータや駆動力伝達装置などを用いる場合に比べて小型・軽量・安価に実現することができる。
【００５４】
（コイル移動式のインパクトアクチュエータ）
図１７はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ３は、図１７（ａ）に示すように、上述の図１５（ａ）に示したアクチュエータ３において、電磁コイル３１と永久磁石３３とを互いに入れ替え、ストッパ３４を別途の永久磁石３３に置き換えたものである。すなわち、アクチュエータ３は、互いに離間して同軸配置され軸棒３１ａの両端に固定された円板状の２つの永久磁石３３と、軸棒３１ａに沿って移動自在とされた電磁コイル３１と、を備えている。電磁コイル３１は、コイル枠に納められ、中心軸上を軸棒３１ａによって挿通されている。２つの永久磁石３３は、軸棒３１ａによってストッパ３４に一体化されて被衝突体（この場合、電磁コイル３１が衝突する相手）をなす。電磁コイル３１は、電磁コイル３１への通電によって生じる電磁作用によって、２つの永久磁石３３に対して相対移動する。その相対移動の範囲は被衝突体によって（両端の永久磁石３３によって）制限される。２つの永久磁石３３は、ドーナツ円板状であり、中心側から外周側に向けて半径方向に磁化されている。本例の場合、中心側がＳ極で外周側がＮ極であるが、逆極性とすることができる。
【００５５】
上記構成のアクチュエータ３の動作を、図１７（ｂ）（ｃ）により、ランナ１１を左方に移動させる場合について説明する。上述のような永久磁石３３の間に挟まれた電磁コイル３１は、通電されると、図１７（ｃ）に示すように、一方の永久磁石３３から斥力を受け、他方の永久磁石３３から引力を受ける。従って、電磁コイル３１は、電磁コイル３１に流す電流の向きによって、左方または右方のいずれかに移動方向を選択することができる。そこで、制御部２０によって、電磁コイル３１のコイル電流を時間制御することにより、図１７（ｂ）に示すように、電磁コイル３１を左方の永久磁石３３に衝突させてランナ１１を左方に移動させることができる。同様に、電磁コイル３１を右方の永久磁石３３に衝突させてランナ１１を右方に移動させることができる。制御部２０は、電磁コイル３１と永久磁石３３の相対移動の一方向において衝突を発生させ、その一方向とは反対方向において衝突を回避させると共に相対移動の方向を反転させる。制御部２０は、一方向における衝撃のみを反復して発生させるように電磁コイル３１に通電する電流を時間制御する。制御部１３は、このような制御を繰り返すことにより、ランナ１１を左方、同様に右方へパルス的に移動させる。
【００５６】
（ボイスコイル式のインパクトアクチュエータ）
図１８、図１９、および図２０はさらに他のアクチュエータを示す。アクチュエータ３は、図１８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、矩形の磁気回路３５の対向する内面にそれぞれ配設された矩形平板状の永久磁石３３と、２つの永久磁石３３の間で移動自在に配設された電磁コイル３１とを備えている。そして、電磁コイル３１と２つの永久磁石３３とは互いに組み合わされてボイスコイル構造とされている。電磁コイル３１は、磁気回路３５の内部に設けられた磁気回路が挿通（その挿通方向をＸ軸方向とする）され、この磁気回路部分は各永久磁石３３の対向磁極となっている。電磁コイル３１は、上部を回転軸受３１ｃによって回動自在に支持されている。また、電磁コイル３１の下部には、ハンマ３４ａが電磁コイル３１の一部として設けられている。磁気回路３５の外周におけるＸ軸方向の両端には、ハンマ３４ａが衝突可能な位置に、ストッパ３４が設けられている。永久磁石３３とストッパ３４とが一体化されて被衝突体が形成されている。
【００５７】
永久磁石３３による磁界は、Ｘ軸方向に直交する水平方向に設定されている。従って、この磁界中に配設された電磁コイル３１に通電されると、電磁コイル３１は、そのコイル電流の向きに従って、Ｘ軸の正方向（右矢印方向）、またはその反対の負方向に移動させる力を受ける。そこで、図１９（ａ）に示すように、電磁コイル３１が左向きの力を受けると、電磁コイル３１が左側に振り子運動をして、ハンマ３４ａが左側のストッパ３４に衝突し、ランナ１１が左方向に移動される。アクチュエータ３の動作を図１９（ａ）（ｂ）に示す状態間で反復して行うために、制御部１３は、電磁コイル３１に通電する電流を、図２０（ａ）に示す時間変化となるように時間制御する。コイル電流Ｊは、例えば、正弦関数をコイル電流Ｊの正方向にシフトさせた関数形になっている。電磁コイル３１は、このコイル電流Ｊの正側では、図１９（ａ）に示すように、左方に振れて左方で衝突し、コイル電流Ｊの負側では、図１９（ｂ）に示すように、中立点に戻り、その後、コイル電流Ｊの時間変化に従って、左方への移動と衝突を繰り返す。また、アクチュエータ３の動作を図１９（ｂ）（ｃ）に示す状態間で反復して行ってランナ１１を右方に移動する場合、コイル電流Ｊは、図２０（ｂ）に示すように、正弦関数をコイル電流Ｊの負方向にシフトさせた時間変化とされる。
【００５８】
上述の、図１５乃至図２０によって説明したアクチュエータ３は、より一般的に、次のように表現することができる。すなわち、アクチュエータ３は、対象物に衝撃を与えることにより該対象物を移動させる装置である。アクチュエータ３は、電磁コイル３１と、電磁コイル３１への通電によって生じる電磁作用によって電磁コイル３１に対して相対移動する永久磁石３３と、ストッパ３４と、を備えている。ストッパ３４は、前記相対移動の範囲を制限するように電磁コイル３１または永久磁石３３のいずれかと一体化されて被衝突体を構成している。このようなアクチュエータ３は、電磁コイル３１への通電により、被衝突体と被衝突体に一体化されなかった電磁コイル３１または永久磁石３３のいずれかとが衝突することにより前記衝撃が発生されるものである。永久磁石３３とストッパ３４とが被衝突体をなす場合が図１５の例である。また、ストッパ３４として２個目の永久磁石３３を設けて、２つの永久磁石３３によって被衝突体をなす場合が図１７の例である。また、永久磁石３３と２つのストッパ３４とによって被衝突体をなす場合が図１８、図１９の例である。このように、電磁コイル３１と永久磁石３３の相対移動のいずれの向きにおいても衝突による衝撃を発生させることができるので、ランナ１１の往復移動を容易に実現することができる。また、アクチュエータ３が１つの電磁コイル３１に、永久磁石３３とストッパ３４とを組み合わせて成るので、小型かつ簡単な構成となる。
【００５９】
（中立点復帰式のインパクトアクチュエータ）
図２１、図２２、および図２３はさらに他のアクチュエータ３を示す。アクチュエータ３は、図２１に示すように、電磁コイル３１と、その両端に配置したステータ３５ａと、これらの電磁コイル３１およびステータ３５ａの中心軸上を往復移動する軸棒３１ａに一体化されて成る移動質量体３ａ（可動子３ａ）と、を備えている。移動質量体３ａは、電磁コイル３１およびステータ３５ａに対して相対運動を行う。移動質量体３ａは、軸棒３１ａと、ステータ３５ａの内径側にそれぞれ配置された２つの永久磁石３３と、両永久磁石３３間に挿入された鉄心３５ｂと、両永久磁石３３の両端に配置されたヨーク３５ｃと、２つの衝突頭片３７と、衝撃増強錘３６と、を備えている。一方のヨーク３５ｃには衝突頭片３７が直接接して配置され、他方のヨーク３５ｃには衝突頭片３７を介在させて他の衝突頭片３７が配置されている。アクチュエータ３は、電磁コイル３１、ステータ３５ａ、および移動質量体３ａを内蔵する外筒（シールドケース３８）と、シールドケース３８の両端に配置されて軸棒３１ａを軸支する軸受板３９とをさらに備えている。電磁コイル３１およびステータ３５ａはシールドケース３８の内壁に固定されている。図２１は、電磁コイル３１が通電されていない状態を示す。この状態において、移動質量体３ａは、永久磁石３３、鉄心３５ｂ、ヨーク３５ｃ、およびステータ３５ａによって生じる磁場に起因する引力によって中立点に位置している。
【００６０】
軸棒３１ａは、電磁コイル３１およびステータ３５ａと同心である。軸棒３１ａを除く移動質量体３ａの各構成物は、軸棒３１ａと同心になるように配置されて、軸棒３１ａと一体化されている。鉄心３５ｂは、その長さが電磁コイル３１の長さと同等である。換言すれば、鉄心３５ｂは、両ステータ３５ａの間に収まる長さを有する。また、鉄心３５ｂは、円筒の両端部に鍔部を備えた形状を有し、中央部の径が両端部の径よりも小さく形成されている。これにより、鉄心３５ｂの両端部とこれらに近接する各ステータ３５ａとの間に、磁気抵抗の低い磁気回路が形成される。永久磁石３３は、リング形状を有し、その厚み方向（中心軸方向）に磁化されている。２つの永久磁石３３は、互いに磁極の方向を逆向きにして鉄心３５ｂの両端に配置されている。永久磁石３３の厚みはステータ３５ａの厚みよりも薄く、永久磁石３３およびヨーク３５ｃの厚みの合計はステータ３５ａの厚みよりも厚い。
【００６１】
図２１に示す中立状態において、２つの衝突頭片３７とこれらに対向する各軸受板３９との距離Ｄは、互いに等距離とされている。軸受板３９は、衝突頭片３７によって衝突される被衝突体であり、軸棒３１ａに一体化されて成る移動質量体３ａの、電磁コイル３１およびステータ３５ａに対する相対運動の移動範囲を制限する。すなわち、移動質量体３ａの可動範囲は距離Ｄの２倍である（図２２参照）。この距離Ｄは、移動質量体３ａがいずれかの衝突頭片３７に衝突した位置から、移動質量体３ａが永久磁石３３とステータ３５ａとの相互の引力によって中立点に復帰することができる距離以内に設定されている。
【００６２】
図２２によってアクチュエータ３の動作原理を説明する。電磁コイル３１に一定方向に電流を流すと、例えば、図２２（ａ）に磁力線Ｂで模式的に示すように、磁場が発生する。電磁コイル３１の磁場は、２つの永久磁石３３の一方による磁場を弱め、他方による磁場を強める。従って、電磁コイル３１が発生する磁場によって、永久磁石３３、鉄心３５ｂ、およびヨーク３５ｃに作用する磁力に非対称性が生じ、移動質量体３ａは、白抜き矢印で示すように移動する。電磁コイル３１に前記一定方向とは逆方向に電流を流すと、図２２（ｂ）に示すように、移動質量体３ａは、前記とは逆方向に移動する。また、図２２（ａ）（ｂ）の状態において、コイル電流を切って電磁コイル３１による磁場を除くと、移動質量体３ａは、永久磁石３３とステータ３５ａとの相互の引力によって、前述の図２１に示すように、中立点に復帰する。
【００６３】
図２３によってアクチュエータ３による左方向への移動の一連の動作を説明する。図２３（ａ）に示すように、アクチュエータ３を摩擦板４１を介して、面Ｓに載置する。アクチュエータ３と摩擦板４１とは互いに一体化されている。この状態で、電磁コイル３１は励磁されてなく、移動質量体３ａは、中立点にあり、摩擦板４１の左方先端は位置ｘ０にある。電磁コイル３１に電流を流すと、図２３（ｂ）に示すように、移動質量体３ａが移動して軸受板３９に衝突し、その衝撃によってアクチュエータ３と共に摩擦板４１が移動し、その先端は位置ｘ１に至る。衝撃の大きさは、電磁コイル３１に流す電流の大きさとその立ち上がりの速さに依存し、より急激かつより大電流を流すことにより、より大きな衝撃を発生させることができる。衝突後に電磁コイル３１に流す電流を停止すると、アクチュエータ３の内部の移動質量体３ａが、図２３（ｃ）に示すように、中立点に復帰する。この復帰移動は、永久磁石３３の磁気力によってゆっくり行われるので、摩擦板４１と面Ｓとの間の静止摩擦力を超えるような反動はなく、摩擦板４１の移動はない。また、永久磁石３３の磁気力調整や面Ｓとの摩擦力調整などの条件設定を行うことにより、中立点への復帰の際に摩擦板４１の移動が発生しないようにできる。以下、電磁コイル３１に再び電流を流すことにより、図２３（ｄ）に示すように、摩擦板４１の先端がさらに移動して位置ｘ２に至る。アクチュエータ３は、このような動作の繰り返しによって、ランナ１１を、間欠的に移動させることができる。
【００６４】
（第４の実施形態）
図２４乃至図２７は、第４の実施形態の電動式ランナ１を示す。ここに示す電動式ランナ１は、アクチュエータ３によって機器９を回転させる機能を付加したものである。図２４（ａ）〜（ｃ）に示す電動式ランナ１は、上述の第３の実施形態における電動式ランナ１（図１１）において、機器９を回転自在に支持する回転部１５ａをコネクタ１５の機能として備え、アクチュエータ３を２つ備えたものである。アクチュエータ３は、ランナ１１（電動式ランナ１の本体）の左右に並設されている。回転部１５ａは、係合部１４とランナ１１との間にあって、ランナ１１、アクチュエータ３、コネクタ１５、および機器９の全体を、係合部１４に対して回転自在に支持する。係合部１４の下部には、係合部１４に一体的に固定されたベース板４３が備えられ、圧接構造４のバネ４３は、ベース板４３を支点として、摩擦板４１を面Ｓに向けて付勢する。
【００６５】
電動式ランナ１は、図２４（ｂ）に示すように、アクチュエータ３が同方向に等しい駆動力によって駆動されると、並進力（直動力）が発生し、ダクト２に沿って移動する。また、図２４（ｃ）に示すように、アクチュエータ３が互いに逆方向に駆動されると、回転部１５ａの軸周りに発生する偶力成分によって、ランナ１１以下機器９までの全体が回転部１５ａの回転軸を中心に、その場回転する。なお、２つのアクチュエータ３によって、並進力成分と偶力成分とが混在して生成されると、移動しながら回転する運動が発生する。このような複雑な運動を回避するために、各運動が開始される閾値を設定して、小さな駆動力に対する不感帯を設けるようにすればよい。閾値は、並進移動に対してはバネ４３による押圧力の設定、回転移動に対しては所定の力に対しては回転を阻止するバネによるストッパなどを備えて設定することができる。このような電動式ランナ１によれば、照明や監視カメラなどの機器９の向きと位置とを自在に変えることができる。
【００６６】
また、図２５（ａ）（ｂ）に示すように、電動式ランナ１は、アクチュエータ３を３つ備えることができる。この電動式ランナ１は、上述の図２４に示した電動式ランナ１において、ベース板４３と回転部１５ａとの間に３番目のアクチュエータ３を備えたものである。ランナ１１は、ランナ上部１１ａとランナ下部１１ｂとに分割され、回転部１５ａによって互いに回転自在に連結されている。ランナ下部１１ｂには、他の２つのアクチュエータ３が、上記（図２４）同様に並設されている。この電動式ランナ１は、３つのアクチュエータ３が同方向に駆動されると、その駆動方向に従い、ダクト２のいずれかの方向に並進移動する。また、並列されたアクチュエータ３が、互いに逆方向に駆動されると、ランナ下部１１ｂ以下の全体がその場回転する。この回転運動は、アクチュエータ３による衝撃力に基づくものであるので、直進運動の場合と同様に摩擦力などの介在が必要である。回転運動に必要な摩擦力は、回転部１５ａにおける回転軸受けの締め付けトルクや、互いに相対的に回転運動する部在間に設けた摩擦板や、磁力の吸引力を発生する磁石や磁性体などによって生成される。このような電動式ランナ１によれば、移動のための駆動力が増強されると共に、移動と回転とをより明確に分離して制御することができる。
【００６７】
また、上述の図２５（ａ）（ｂ）の電動式ランナ１に、機器９を仰角方向に回転する機能を追加することができる。すなわち、図２６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ランナ下部１１ｂに、コネクタ１５として、水平回転軸を同軸に有する２つの回転部１５ｂと、その軸の回りに傾動する保持板１５ｃとをさらに備える。ランナ下部１１ｂは、回転部１５ａに回転自在に連結された水平枠体と、その両端から垂下する側壁とで構成され、各回転部１５ｂは、ランナ下部１１ｂの垂下する側壁に各々保持されている。２つのアクチュエータ３は、保持板１５ｂ上に、回転部１５ｂの回転軸に直交すると共に、その回転軸から離れた位置（すなわち、ねじれの位置）に衝撃力の動作軸（衝撃力の作用線）がくるように２つ並列される。この配置により、保持板１５ｂ上のアクチュエータ３は、回転部１５ｂの回転軸まわりの回転モーメントを生成することができる。そこで、この２つのアクチュエータ３が同方向に駆動されると、機器９が仰角方向に回転され、互いに逆方向に駆動されると、機器９が、保持板１５ｂと共に回転部１５ａの回転軸回りに回転する。回転部１５ｂ回りの回転運動に必要な摩擦力も、上記同様に生成される。
【００６８】
また、図２７に示すように、電動式ランナ１は、水平回転軸を同軸に有する２つの回転部１５ｂと、その軸の回りに傾動する保持板１５ｃとをコネクタ１５として備え、アクチュエータ３を保持板１５ｃの上下に２つ並列して備えるものとすることができる。各回転部１５ｂは、係合部１４に一体的に固定された水平枠体１１の両端から垂下する側壁に各々保持されている。機器９は、保持板１５ｃの下部に接続されている。電動式ランナ１は、２つのアクチュエータ３が同方向に駆動されると、ダクト２に沿って移動し、互いに逆方向に駆動されると、保持板１５ｂと共に機器９が、回転部１５ｂの回転軸回りに回転する。すなわち、この電動式ランナ１においても、回転部１５ｂが機器９を仰角方向に回転自在とすることができる。
【００６９】
（第５の実施形態）
図２８、図２９、図３０は、第５の実施形態の電動式ランナ１を示す。図２８、図２９に示す電動式ランナ１は、ダクト２上の位置を認識する位置センサ５と、制御部１３と、電池１３ｃと、アクチュエータ３を遠隔操作するための操作信号を受信する受信部１９とを内蔵して備えている。制御部１３は、電池１３ｃからの電力を受けて位置センサ５や受信部１９からの信号を処理する制御回路１３ａと、制御回路１３ａからの指示を受けて電池１３ｃからの電力を波形成形すると共にアクチュエータ３に出力する回路１３ｂと、を備えている。受信部１９への操作信号は、無線または有線のリモコン装置１９ａから送信される。その操作信号により、電動式ランナ１に対して、例えば、所定距離の移動や所定目標位置Ｐまでの移動を指令することができ、電動式ランナ１はその指令と位置センサ５からの位置信号とに基づいて自走制御を行うことができる。位置センサ５は、移動地点の位置決めを行えるセンサであり、例えば、ポテンショメータ、回転センサ、リニアエンコーダ、ロータリーエンコーダ、屋内ＧＰＳなどを単独で、または互いに組み合わせて用いることができる。また、光センサ、画像センサ、画像処理装置などによって位置センサ５を構成し、これを用いて、ダクト２に設定された目印を読み取ったり、カウントしたりして自己位置を認識するようにしてもよい。電池１３ｃは、充電池とすることもできる。この場合、充電池は、ダクト２や別途の配線などからの電力で充電することができ、電池の交換が不要となる。また、配線ダクトからの電力で充電する場合は、電源から充電池までの配線が不要となる。
【００７０】
また、図３０に示す電動式ランナ１は、ダクト２上の物体までの距離を測定する距離センサ６を備え、距離センサ６からの距離データに基づいて自走制御を行なうものである。距離センサ６は、超音波距離計、光学式距離計、電磁波距離計などを用いることができ、例えば、光や超音波を発信する送波器６ａと、物体からの反射波を受信する受波器６ｂとを用いて構成される。制御部１３（不図示）は、距離センサ６からの信号に基づいて測定された、ダクト２上の障害物９０や、他の電動式ランナ１などとの距離データを参照して、自走停止や、自走速度の減速などの自走制御を行う。例えば、リモコン装置１９ａによって、ダクト２上の複数の電動式ランナ１を移動対象として選択すると、選択された各電動式ランナ１が同時に移動する。移動する電動式ランナ１が、となり合う移動していない電動式ランア１近づいてぶつかりそうになる場合は、距離センサ６による障害物検知によって、互いにぶつかる前にアクチュエータ３が停止される。これにより、電動式ランナ１や機器同士の衝突防止を図ることができる。
【００７１】
（第６の実施形態）
図３１（ａ）（ｂ）は、第６の実施形態の電動式ランナ１を示す。この電動式ランナ１は、上述した第３の実施形態の電動式ランナ１（図１１）における圧接構造４にクランパとしての機能を持たせたものである。すなわち、電動式ランナ１は、自走していないときには、摩擦板４１をダクト２に固着（クランプ）させ、自走するときにはダクト２への固着力を小さくするように、バネ４２の伸長力に抗して摩擦板４１を移動させる電磁石４４を備えている。摩擦板４１は、電磁石４４によって吸引移動されるように、磁性体で構成されている。電磁石４４の制御、従って、固着力の制御は、不図示の制御部によって、アクチュエータ３の駆動制御に同期して行われる。このような電動式ランナ１によれば、移動時の摩擦抵抗を少なくでき、移動速度が速くなり、移動時のダクト２の接触面の磨耗を低減することができる。バネ４２として十分強力なものを用いることにより、電動式ランナ１の停止時には、強力な固着力によって安定に、電動式ランナ１の位置を維持することができる。
【００７２】
（第７の実施形態）
図３２、図３３は、第７の実施形態の電動式ランナ１を示す。この電動式ランナ１は、接電極１７と配線ダクト２の電線２２（給電構造）との間の接続が、アクチュエータ３の動作時の衝撃力によって電動式ランナ１が動く瞬間のみ外れるようにしたものである。図３２（ａ）（ｂ）に示すように、接電極１７は、係合部１４の係合板１４ｂに立設された回転軸１７ｇと、ねじりバネ１７ｈによって、回転自在に軸支されている。接電極１７は回転に対する安定中立点を有し、その安定中立点は、接電極１７の先端部がねじりバネ１７ｈによって電線２２に押圧されて電気的に接触する回転位置とされている。接電極１７は、電動式ランナ１の移動に伴って回転軸１７ｇが急激に移動するとき、慣性により、その移動から取り残され、その結果、安定中立点から外れた回転位置に回転し、接電極１７と電線２２との間の接続が外れる。例えば、図３３（ａ）に示すように、電動式ランナ１が右方向Ｘに移動する場合、図３３（ｂ）に示すように、アクチュエータ３の可動子３ａが一端左方に移動し、その後、右方に移動して、図３３（ｃ）に示すように、可動子３ａが、ストッパ３ｂに衝突する。すると、その衝突の衝撃によって、電動式ランナ１が右方向Ｘに移動すると共に、その移動の瞬間に接電極１７が回転して、電線２２との間の接続が外れる。このような接電極１７の動作は、電動式ランナ１が左方向に移動する場合においても、同様に左右対称に行われる。このような電動式ランナ１によれば、移動時の摩擦抵抗を低減することができ、接電極１７と電線２２の相互の接触部の磨耗を低減することができる。
【００７３】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。上記において、電動式ランナ１が水平に配置され、機器９が下方に吊り下げられる旨、説明したが、電動式ランナ１は、任意の姿勢で敷設されたダクト２に対して係合させて用いることができる。また、係合部１４の構成は、上記に限らず、ダクト２に対してガタなく係合して円滑に移動できるように、例えばバネ材で、ダクト２の横方向の位置決めを安定化させる係合構造を備えるものとすることができる。ダクト２（レール２）の形状は、Ｃ持形状に限らず、開口溝２０を有しないＬ字形状でもよく、係合部１４が移動自在に係合できる構造であればよい。従い、係合部１４は左右対称である必要はなく、ダクト２の一部を走行自在に挟持できるものであればよい。
【符号の説明】
【００７４】
１ 電動式ランナ
１１ ランナ（電動式ランナ本体、枠体）
１２ アクチュエータ
１３ 制御部
１３ａ 制御回路
１３ｃ 電池、充電池
１４ 係合部
１５ コネクタ
１６ 電源
１７ プラグ
１９ 受信部
２ レール（ダクト）
２２ 電線（給電構造、通信線）
３ インパクトアクチュエータ（アクチュエータ）
４ 圧接構造、クランパ
５ 位置センサ
６ 距離センサ
９ 機器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクト状のレールに走行自在に係合されると共に任意の機器が接続されるランナと、前記ランナに設けられ、電力供給により駆動され、該ランナを自走させるアクチュエータと、を備えていることを特徴とする電動式ランナ。
【請求項２】
前記ランナは、機器を接続するためのコネクタを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電動式ランナ。
【請求項３】
前記機器は、電力によって動作する機器であり、
前記アクチュエータおよび前記機器は、外部から供給される電力を受ける受電構造を備えていることを特徴とする請求項２に記載の電動式ランナ。
【請求項４】
前記レールは、給電構造を有する配線ダクトであり、
前記機器は、電力によって動作する機器であり、
前記ランナは、前記配線ダクトに電気的および機械的に接続するプラグを有し、該プラグを介して前記配線ダクトからの電力を前記アクチュエータおよび機器に給電することを特徴とする請求項２に記載の電動式ランナ。
【請求項５】
前記プラグは、前記配線ダクトに電気的に接触しながら移動自在とされていることを特徴とする請求項４に記載の電動式ランナ。
【請求項６】
前記ランナは、前記プラグと前記配線ダクトとの間の電気的接続を機械的にオン／オフする機構を備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電動式ランナ。
【請求項７】
前記ランナは、機器への給電をオン／オフするスイッチを備えていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項８】
前記配線ダクトは、通信線を備えており、
前記ランナは、機器と前記通信線との間を接続するための通信用コネクタを備えていることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項９】
前記アクチュエータは、電力印加により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によって前記ランナを自走させるインパクトアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１０】
前記インパクトアクチュエータを持つランナと前記レールとの間で摩擦抵抗を発生させる構造を備えていることを特徴とする請求項９に記載の電動式ランナ。
【請求項１１】
前記コネクタは、機器を回転自在に支持する回転部を備え、
前記インパクトアクチュエータは複数備えられ、前記ランナを直動または前記回転部を回転させることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の電動式ランナ。
【請求項１２】
前記回転部は、機器を仰角方向に回転自在であることを特徴とする請求項１１に記載の電動式ランナ。
【請求項１３】
前記アクチュエータへの電力制御により前記ランナの移動速度を可変としたことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１４】
前記ランナは、前記アクチュエータを電力制御する制御回路を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の電動式ランナ。
【請求項１５】
前記ランナは、前記アクチュエータの電源として電池を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１６】
前記ランナは、前記アクチュエータに電源供給する充電池を備えていることを特徴とする請求項４乃至請求項１４のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１７】
前記ランナは、前記アクチュエータを遠隔操作するための操作信号を受信する受信部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１８】
前記ランナは、前記レール上の位置を認識する位置センサを備え、前記位置センサからの位置信号に基づいて自走制御を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１９】
前記ランナは、前記レール上の物体までの距離を測定する距離センサを備え、前記距離センサからの距離データに基づいて自走制御を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項２０】
前記ランナは、自走していないときには該ランナを前記レールに固着させ、自走するときには前記レールへの固着力を小さくするクランパを備ていることを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項２１】
前記アクチュエータは、電力印加により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によって前記ランナを自走させるインパクトアクチュエータであり、
前記プラグと前記配線ダクトの給電構造との間の接続が、前記インパクトアクチュエータの動作時の衝撃力によって前記ランナが動く瞬間のみ外れる構造としたことを特徴とする請求項４に記載の電動式ランナ。
【請求項１】
ダクト状のレールに走行自在に係合されると共に任意の機器が接続されるランナと、前記ランナに設けられ、電力供給により駆動され、該ランナを自走させるアクチュエータと、を備えていることを特徴とする電動式ランナ。
【請求項２】
前記ランナは、機器を接続するためのコネクタを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電動式ランナ。
【請求項３】
前記機器は、電力によって動作する機器であり、
前記アクチュエータおよび前記機器は、外部から供給される電力を受ける受電構造を備えていることを特徴とする請求項２に記載の電動式ランナ。
【請求項４】
前記レールは、給電構造を有する配線ダクトであり、
前記機器は、電力によって動作する機器であり、
前記ランナは、前記配線ダクトに電気的および機械的に接続するプラグを有し、該プラグを介して前記配線ダクトからの電力を前記アクチュエータおよび機器に給電することを特徴とする請求項２に記載の電動式ランナ。
【請求項５】
前記プラグは、前記配線ダクトに電気的に接触しながら移動自在とされていることを特徴とする請求項４に記載の電動式ランナ。
【請求項６】
前記ランナは、前記プラグと前記配線ダクトとの間の電気的接続を機械的にオン／オフする機構を備えていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電動式ランナ。
【請求項７】
前記ランナは、機器への給電をオン／オフするスイッチを備えていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項８】
前記配線ダクトは、通信線を備えており、
前記ランナは、機器と前記通信線との間を接続するための通信用コネクタを備えていることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項９】
前記アクチュエータは、電力印加により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によって前記ランナを自走させるインパクトアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１０】
前記インパクトアクチュエータを持つランナと前記レールとの間で摩擦抵抗を発生させる構造を備えていることを特徴とする請求項９に記載の電動式ランナ。
【請求項１１】
前記コネクタは、機器を回転自在に支持する回転部を備え、
前記インパクトアクチュエータは複数備えられ、前記ランナを直動または前記回転部を回転させることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の電動式ランナ。
【請求項１２】
前記回転部は、機器を仰角方向に回転自在であることを特徴とする請求項１１に記載の電動式ランナ。
【請求項１３】
前記アクチュエータへの電力制御により前記ランナの移動速度を可変としたことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１４】
前記ランナは、前記アクチュエータを電力制御する制御回路を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の電動式ランナ。
【請求項１５】
前記ランナは、前記アクチュエータの電源として電池を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１６】
前記ランナは、前記アクチュエータに電源供給する充電池を備えていることを特徴とする請求項４乃至請求項１４のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１７】
前記ランナは、前記アクチュエータを遠隔操作するための操作信号を受信する受信部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１８】
前記ランナは、前記レール上の位置を認識する位置センサを備え、前記位置センサからの位置信号に基づいて自走制御を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項１９】
前記ランナは、前記レール上の物体までの距離を測定する距離センサを備え、前記距離センサからの距離データに基づいて自走制御を行なうことを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項２０】
前記ランナは、自走していないときには該ランナを前記レールに固着させ、自走するときには前記レールへの固着力を小さくするクランパを備ていることを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか一項に記載の電動式ランナ。
【請求項２１】
前記アクチュエータは、電力印加により電磁力に基づく衝撃を発生し、その衝撃力によって前記ランナを自走させるインパクトアクチュエータであり、
前記プラグと前記配線ダクトの給電構造との間の接続が、前記インパクトアクチュエータの動作時の衝撃力によって前記ランナが動く瞬間のみ外れる構造としたことを特徴とする請求項４に記載の電動式ランナ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１３−５４７７（Ｐ２０１３−５４７７Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０９３３（Ｐ２０１１−１３０９３３）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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