JP2018103781A - 無限軌道およびそれを備えた壁面吸着走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無限軌道において、オーバーハングした壁面や天井面であっても、より確実に静電吸着しつつ転動する。【解決手段】壁面に吸着しつつ該壁面上を転動可能な無限軌道２０Ａは、無端状部材２２と、無端状部材２２の外周に沿って該無端状部材２２の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面２４ａを備える複数の静電吸着部２４とを有する。静電吸着部２４それぞれが、無端状部材２２に対向する対向部における一部で、無端状部材２２に固定されている。【選択図】図２

Description

本開示は、壁面に吸着しつつ該壁面上を転動可能な無限軌道と、その無限軌道を備える壁面吸着走行装置に関する。

例えば、特許文献１には、壁面に静電吸着可能な無限軌道が記載されている。

特許第５０３８４０５号公報

本開示は、無限軌道において、オーバーハングした壁面や天井面であっても、より確実に静電吸着しつつ転動することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一態様によれば、
壁面に吸着しつつ該壁面上を転動可能な無限軌道であって、
無端状部材と、
無端状部材の外周に沿って該無端状部材の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面を備える複数の静電吸着部と、を有し、
静電吸着部それぞれが、無端状部材に対向する対向部における一部で、無端状部材に固定されている、無限軌道が提供される。

また、本開示の別態様によれば、
壁面に吸着しつつ該壁面上を走行する壁面吸着装置であって、
無端状部材、および、無端状部材の外周に沿って該無端状部材の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面を備える複数の静電吸着部を備える無限軌道と、
無限軌道の無端状部材が懸架されて回転する複数の支持輪と、を有し、
複数の静電吸着部それぞれが、無端状部材に対向する対向部における一部で、無端状部材に固定されている、壁面吸着走行装置が提供される。

本開示によれば、無限軌道は、オーバーハングした壁面や天井面であっても、より確実に静電吸着しつつ転動することができる。

本開示の実施の形態１に係る無限軌道を備えた壁面吸着走行装置の斜視図 無限軌道の幅方向に見た、実施の形態１に係る壁面吸着走行装置の側面図 無限軌道の内周面側から見た、図２のＡ−Ａ線に沿った部分断面図 比較例に係る壁面吸着走行装置の側面図 オーバーハングした壁面上を下方向に吸着走行する状態である、実施の形態１に係る壁面吸着走行装置を示す図 オーバーハングした壁面上を下方向に吸着走行する状態である、比較例に係る壁面吸着走行装置を示す図 図３のＢ−Ｂ線に沿った実施の形態１に係る無限軌道の断面図 静電吸着部の吸着用電極と無端状ベルトの共通電極と電気的接続の一例を示す断面図 図７に示す電気的接続の方法を示す斜視図 静電吸着部の吸着用電極と無端状ベルトの共通電極との電気的接続の別例の方法を示す断面図 無限軌道の走行方向前側の部分を示す断面図 無限軌道の走行方向後側の部分を示す断面図 内周面側から見た、本開示の実施の形態２に係る無限軌道の一部を示す図 実施の形態２に係る無限軌道の一部の断面図 内周面側から見た、本開示の実施の形態３に係る無限軌道の一部を示す図 内周面側から見た、本開示の実施の形態４に係る無限軌道の一部を示す図 静電吸着部と無端状ベルトの固定を補足するための斜視図

本開示の一態様の無限軌道は、壁面に吸着しつつ該壁面上を転動可能な無限軌道であって、無端状部材と、無端状部材の外周に沿って該無端状部材の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面を備える複数の静電吸着部と、を有し、静電吸着部それぞれが、無端状部材に対向する対向部における一部で、無端状部材に固定されている。

このような構成によれば、無限軌道は、オーバーハングした壁面や天井面であっても、より確実に静電吸着しつつ転動することができる。

例えば、吸着面の法線方向視で該吸着面の外縁より内側にあって且つ該外縁から離れている対向部における一部で、静電吸着部それぞれは、無端状部材に固定されている。

例えば、吸着面の法線方向視で該吸着面の中央に存在する対向部における一部で、静電吸着部それぞれは、無端状部材に固定されている。

例えば、複数の静電吸着部それぞれが、吸着面を備える誘電体と、吸着面に対して平行な状態で誘電体に設けられた吸着用電極とを備え、無端状部材が、無端状の共通電極を備え、複数の静電吸着部それぞれの吸着用電極と共通電極とが電気的に接続されている。これにより、共通電極に電荷を付与することにより、静電吸着部それぞれが壁面に静電吸着することができる。

例えば、複数の静電吸着部が、交互に並ぶ複数の第１の静電吸着部と複数の第２の静電吸着部とであって、無端状部材の共通電極が、第１の共通電極と第２の共通電極とであって、複数の第１の静電吸着部それぞれの吸着用電極が、第１の共通電極に電気的に接続され、複数の第２の静電吸着部それぞれの吸着用電極が、第２の共通電極に電気的に接続されている。これにより、自由電子の移動が少ない材料、例えば絶縁材料から作製された壁に静電吸着することができる。

例えば、複数の静電吸着部それぞれの吸着用電極が、第１の吸着用電極と第２の吸着用電極とであって、無端状部材の共通電極が、第１の共通電極と第２の共通電極とであって、複数の静電吸着部それぞれの第１の吸着用電極が、第１の共通電極に電気的に接続され、複数の静電吸着部それぞれの第２の吸着用電極が、第２の共通電極に電気的に接続されている。これにより、自由電子の移動が少ない材料、例えば絶縁材料から作製された壁により静電吸着することができる。

例えば、複数の静電吸着部それぞれの誘電体と吸着用電極とが可撓性を備える。これにより、無限軌道の回転にともなって静電吸着部の吸着面がスムーズに壁面に静電吸着することができる。

本開示の別態様の壁面吸着走行装置は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行する壁面吸着装置であって、無端状部材、および、無端状部材の外周に沿って該無端状部材の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面を備える複数の静電吸着部を備える無限軌道と、無限軌道の無端状部材が懸架されて回転する複数の支持輪と、を有し、複数の静電吸着部それぞれが、無端状部材に対向する対向部における一部で、無端状部材に固定されている。

このような構成によれば、壁面吸着走行装置がオーバーハングした壁面上や天井面上の走行中に落下する可能性が減少する。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するものであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る無限軌道を備えた壁面吸着走行装置を概略的に示す斜視図である。図２は、壁面吸着走行装置の側面図である。なお、図に示すＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系は、本開示の理解を助けるものであって、本開示を限定するものではない。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向は互いに直交し合い、Ｘ軸方向は壁面吸着走行装置の進退方向を示し、Ｙ軸方向は幅方向（すなわち無限軌道の幅方向）を示し、Ｚ軸方向はＸ軸方向およびＹ軸方向に対して直交する方向を示している。

図１に示す壁面吸着走行装置１０は、壁面に静電吸着する無限軌道を用いて該壁面上を走行する装置である。なお、走行可能な面は壁面に限らず、壁面吸着走行装置１０は、天井面や床面上も走行可能である。

本実施の形態１の場合、壁面吸着走行装置１０は、本体１２と、その本体１２の幅方向（Ｙ軸方向）の両側に設けられた第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂとを有する。なお、第１の無限軌道２０Ａと第２の無限軌道２０Ｂは実質的に同一であるため、以下においては、第１の無限軌道２０Ａを中心に説明する。

図１および図２に示すように、第１の無限軌道２０Ａは、無端状ベルト２２と、無端状ベルト２２の外周に沿って該無端状ベルト２２の延在方向（すなわち周回方向）に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する複数の静電吸着部２４と、無端状ベルト２２と複数の静電吸着部２４それぞれとを接続する複数の接続部２６とを備える。

無端状ベルト２２は、本実施の形態１の場合、絶縁材料から作製された弾性変形可能な無端状部材である。無端状ベルト２２は、例えば絶縁ゴム等の絶縁材料から作製されている。

図２に示すように、無端状ベルト２２は、壁面吸着走行装置１０の進退方向（Ｘ軸方向）に並び、且つ、幅方向（Ｙ軸方向）に延在する回転中心線Ｃをそれぞれ備える２つの支持輪２８に懸架されて支持されている。２つの支持輪２８の一方が、本体１２に搭載されたモータなどの駆動源（図示せず）によって回転駆動される。それにより、第１の無限軌道２０Ａは、その延在方向に回転する。

静電吸着部２４それぞれは、壁面に静電吸着する吸着面２４ａを備える。詳細は後述するが、静電吸着部２４の吸着面２４ａは、壁面に対して面接触し、壁面と吸着面２４ａとの間に発生する静電吸着力によって該壁面に静電吸着する。

図２に示すように、静電吸着部２４それぞれは、無端状ベルト２２の外周に沿って該無端状ベルト２２の延在方向に並んで配置されている。しかし、静電吸着部２４それぞれは、無端状ベルト２２に対向する部分（対向部）全体で、無端状ベルト２２に固定されてはいない。すなわち、静電吸着部２４それぞれは、無端状ベルト２２に対向する対向部における一部で、無端状ベルト２２に固定されている。なお、ここで言う、「対向部」とは、吸着面２４ａの法線方向（Ｚ軸方向）視で無端状ベルト２２にオーバーラップし、且つ、無端状ベルト２２の外周面に対向する部分である。

図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面であり、第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂの無端状ベルト２２の内周面を示している。本実施の形態１の場合、図３に示すように、静電吸着部２４それぞれは、吸着面の法線方向（Ｚ軸方向）視で吸着面２４ａの外縁より内側にあって且つ該外縁から離れている対向部における一部で、接続部２６を介して、無端状ベルト２２に固定されている。さらには、本実施の形態１の場合、吸着面２４ａのほぼ中央に存在する対向部における一部で、接続部２６を介して、無端状ベルト２２に固定されている。

図２および図３に示すように、静電吸着部２４それぞれが、無端状ベルト２２に対向する対向部における一部で該無端状ベルト２２に固定されている理由を説明する。その理由の説明を、図４に示す比較例の壁面吸着走行装置と比較しながら行う。

図４に示すように、比較例の壁面吸着走行装置１１０も、本実施の形態１と同様に、第１の無限軌道１２０Ａを有する。また、第１の無限軌道１２０Ａは、無端状ベルト１２２と、無端状ベルト１２２の外周に沿って該無端状ベルト１２２の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面１２４ａを備える複数の静電吸着部１２４とを備える。この比較例が本実施の形態１と異なる点は、静電吸着部１２４それぞれが、無端状ベルト１２２に対向する部分（対向部）全体で、無端状ベルト１２２の外周面に固定されている点である。

図５Ａは、オーバーハングした壁面上を下方向に吸着走行する状態である、本実施の形態１に係る壁面吸着走行装置１０を示している。一方、図５Ｂは、オーバーハングした壁面上を下方向に吸着走行する状態である、比較例に係る壁面吸着走行装置１１０を示している。なお、白抜き矢印Ｆは壁面吸着走行装置の走行方向を示し、矢印Ｒは無限軌道の回転方向を示している。

図５Ａおよび図５Ｂにおいて、ＥＡは静電吸着領域を示している。すなわち、この静電吸着領域ＥＡ内に存在する静電吸着部２４、１２４の吸着面２４ａ、１２４ａが壁面ＷＳに対して静電吸着する。

図５Ｂに示す比較例の場合、静電吸着領域ＥＡは、第１の無限軌道１２０Ａを挟んで壁面ＷＳに対向する支持輪１２８それぞれの回転中心線Ｃから壁面ＷＳに下ろした垂線ＰＬの間の領域に対応する。

一方、図５Ａに示す本実施の形態１の場合、静電吸着領域ＥＡは、第１の無限軌道２０Ａを挟んで壁面ＷＳに対向する支持輪２８の回転中心線Ｃから壁面ＷＳに下ろした垂線ＰＬの間の領域に比べて広い。すなわち、図５Ｂに示す比較例の第１の無限軌道１２０Ａにおける静電吸着領域ＥＡに比べて広い。

これは、図５Ａに示す本実施の形態１の場合、静電吸着部２４それぞれが、吸着面２４ａの法線方向視で該吸着面２４ａの中央に存在する対向部における一部で、接続部２６を介して、無端状ベルト２２に固定されているからである。その結果、静電吸着部２４（走行方向Ｆの後側の静電吸着部２４’）は、その回転方向Ｒの前側部分が垂線ＰＬ間の領域から退出しても、その吸着面２４ａの退出した部分は壁面ＷＳに吸着している。また、静電吸着部２４（走行方向Ｆの前側の静電吸着部２４’’）は、全体が垂線ＰＬ間の領域内になくても、回転方向Ｒの前側部分が当該領域に進入すれば、吸着面２４ａ全体が静電力によって壁面ＷＳに静電吸着する。したがって、図５Ａに示す本実施の形態１の場合、トータルで５つの静電吸着部２４の吸着面２４ａが、その全体にわたって壁面ＷＳに静電吸着している。

一方、図５Ｂに示す比較例の場合、静電吸着部１２４それぞれが、対向部全体で無端状ベルト１２２に固定されている。その結果、静電吸着部１２４（走行方向Ｆの後側の静電吸着部１２４’）は、その回転方向Ｒの前側部分が垂線ＰＬ間の領域から退出すると、その吸着面１２４ａの退出した部分が壁面ＷＳから剥離される。また、静電吸着部１２４（走行方向Ｆの前側の静電吸着部１２４’’）は、全体が垂線ＰＬ間の領域に進入しない限り、その吸着面１２４ａ全体が壁面ＷＳに静電吸着しない。したがって、図５Ｂに示す比較例の場合、３つの静電吸着部１２４の吸着面１２４ａが、その全体にわたって壁面ＷＳに静電吸着し、２つの静電吸着部１２４（１２４’、１２４’’）の吸着面１２４ａが部分的に壁面ＷＳに静電吸着している。

静電吸着部の吸着面全体で壁面に静電吸着している場合、吸着面が壁面に対して大きな静電吸着力で強く吸着し、静電吸着部は壁面から剥離しにくい。一方、静電吸着部が吸着面の一部で壁面に静電吸着している場合、特に、吸着面の外縁の一部が壁面から離れている場合、静電吸着部は壁面から容易に剥離する。

そのため、図５Ｂに示す比較例おいて、吸着面１２４ａの一部で壁面ＷＳに静電吸着している静電吸着部１２４’、１２４’’は該壁面ＷＳから剥離しやすい。特に、図５Ｂに示すように壁面ＷＳがオーバーハングしている場合（または天井面である場合）、走行方向Ｆの後側の静電吸着部１２４’は、その回転方向Ｒの前側部分が少しでも垂線ＰＬを越えると、壁面吸着走行装置１１０の自重によって剥離し始める。したがって、壁面吸着走行装置１１０は、吸着面２４ａ全体が壁面ＷＳに吸着している、実質的に３つの静電吸着部１２４によって壁面ＷＳに静電吸着している（静電吸着部１２４’’は、吸着面１２４ａの回転方向Ｒの後側部分が壁面ＷＳから離れているため、吸着力は期待できない）。

このように、図５Ａに示す本実施の形態１の壁面吸着走行装置１０は実質的に５つの静電吸着部２４によってオーバーハングした壁面ＷＳに静電吸着し、図５Ｂに示す比較例の壁面吸着走行装置１１０は実質的に３つの静電吸着部１２４によってオーバーハングした壁面ＷＳに静電吸着している。そのため、壁面ＷＳの傾倒角度や壁面吸着走行装置の自重によっては、本実施の形態１の壁面吸着走行装置１０は壁面ＷＳから落下せず、比較例の壁面吸着走行装置１１０が壁面ＷＳから落下する可能性がある。

したがって、本実施の形態１のように、静電吸着部２４それぞれが無端状ベルト２２に対して対向する対向部における一部で該無端状ベルト２２に固定されている第１の無限軌道２０Ａ（同様に第２の無限軌道２０Ｂ）は、オーバーハングした壁面ＷＳや天井面により静電吸着することができ、その壁面ＷＳや天井面上をより確実に転動することができる（図４、図５Ｂに示す比較例に比べて）。また、そのような第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂを備える壁面吸着走行装置１０は、その壁面ＷＳや天井面を落下することなく走行することができる。

ここからは、第１の無限軌道２０Ａ（同様に第２の無限軌道２０Ｂ）における静電吸着部２４の詳細を説明する。

図６は、図３のＢ−Ｂに沿った第１の無限軌道２０Ａの断面図、すなわち幅方向（Ｙ軸方向）と直交する断面図である。

図６に示すように、静電吸着部２４それぞれは、吸着面２４ａを備えて板状の誘電体である吸着板３０と、吸着板３０に設けられた吸着用電極３２とを備える。

吸着板３０は、誘電材料から作製された薄板状の部材である。また、吸着板３０は、静電吸着部２４の吸着面２４ａとして機能する表面を備える。その表面（吸着面２４ａ）は本実施の形態１の場合、図１に示すように、第１の無限軌道２０Ａの幅（Ｙ軸方向のサイズ）と略等しい幅を備える矩形状である。

吸着面２４ａとは反対側の吸着板３０の表面に、吸着用電極３２が設けられている。吸着用電極３２は、導体、例えば導電ゴム等の導電材料から作製された板状の部材であって、吸着面２４ａに対して平行な状態で吸着板３０に導電性接着剤（図示せず）を介して貼り付けられている。また、吸着用電極３２は、吸着面２４ａと略等しいサイズや形状の貼り付け面を備え、その貼り付け面を介して吸着板３０に貼り付けられている。

静電吸着部２４それぞれの吸着用電極３２に対して電荷を付与するために、無端状ベルト２２は、共通電極３４を備える。共通電極３４は、無端状ベルト２２の内周に沿って延在する無端状の導体であって、例えば無端状ベルト２２の内周面に貼り付けられた無端状の導体ベルトである。

静電吸着部２４それぞれの吸着用電極３２は、接続部２６を介して無端状ベルト２２の共通電極３４に電気的に接続されている。そのために接続部２６は、導電材料から作製され、吸着用電極３２から無端状ベルト２２を貫通して共通電極３４に達している。

静電吸着部２４それぞれの吸着用電極３２に電荷を印加するために、共通電極３４に電圧を印加するためのローラ電極３６を、壁面吸着走行装置１０は備える。

図１に示すように、ローラ電極３６は、その外周面が共通電極３４に接触した状態で本体１２に自由回転可能に支持されている。

図３に示すように、第１の無限軌道２０Ａの共通電極３４と第２の無限軌道２０Ｂの共通電極３４それぞれに対して、ローラ電極３６が設けられている。第１の無限軌道２０Ａ用のローラ電極３６と第２の無限軌道２０Ｂ用のローラ電極３６それぞれは、本体１２に搭載された高電圧発生器３８に電気的に接続されている。本実施の形態１の場合、高電圧発生器３８は、例えば５ｋＶの高電圧を発生し、第１の無限軌道２０Ａ用のローラ電極３６に対してマイナス極性の電荷を付与し、第２の無限軌道２０Ｂ用のローラ電極３６に対してプラス極性の電荷を付与する。

この高電圧発生器３８により、第１の無限軌道２０Ａにおける静電吸着部２４それぞれの吸着面２４ａにマイナス極性の電荷が集まる。具体的には、吸着用電極３２にマイナス極性の電荷が集まる。それにより、誘電体である吸着板３０において、吸着用電極３２側にプラス極性の電荷が集まるとともに吸着面２４ａ側にマイナス極性の電荷が集まる分極が生じる。一方、第２の無限軌道２０ＧＢにおける静電吸着部２４それぞれの吸着面２４ａにプラス極性の電荷が集まる。

このように、第１の無限軌道２０Ａにおける静電吸着部２４の吸着面２４ａにマイナス極性の電荷が集まることにより、第１の無限軌道２０Ａが壁面ＷＳに静電吸着する。それとともに、第２の無限軌道２０における静電吸着部２４の吸着面２４ａにプラス極性の電荷が集まることにより、第２の無限軌道２０Ｂが壁面ＷＳに静電吸着する。その結果、第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂを備える壁面吸着走行装置１０は、壁面ＷＳに静電吸着することができる。

なお、第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂにおける静電吸着部２４それぞれの吸着用電極３２と無端状ベルト２２の共通電極３４との電気的な接続は、様々な形態で行うことが可能であり、また、特には限定されない。

例えば、図７および図８は、静電吸着部２４それぞれの吸着用電極３２と無端状ベルト２２の共通電極３４との電気的な接続の一例を示している。

図７および図８に示すように、静電吸着部２４の吸着用電極３２と接続部２６は、２枚の導体シート５０から作製されている。その導体シート５０それぞれは、導電材料から作製され、また、矩形状のベース部５０ａとベース部５０ａの縁から立設する舌片部５０ｂとを備える。また、その導体シート５０それぞれの舌片部５０ｂが通過可能な貫通穴Ｔｈが、無端状ベルト２２と共通電極３４とを貫通している。

２つの導体シート５０の舌片部５０ｂが互いに貼り合わせられることにより、接続部２６が構成される。また、２つの導体シート５０ベース部５０ａが吸着板３０に貼り合わせられることにより、吸着板３０上に吸着用電極３２が構成される。そして、貫通穴Ｔｈを通過した舌片部５０ｂそれぞれの先端部が折り曲げられて共通電極３４に貼り付けられる。その結果、吸着用電極３２が共通電極３４に電気的に接続されている静電吸着部２４が作製される。

また例えば、図９は、静電吸着部２４それぞれの吸着用電極３２と無端状ベルト２２の共通電極３４との電気的な接続の別例を示している。

図９に示すように、静電吸着部２４は、接続部２６と一体化されている。具体的には、吸着用電極３２と接続部２６とが一体成型された成型品５２があって、その成形品５２は導電材料から作製されている。また、成型品５２は、誘電材料によってコーティングされている。吸着用電極３２の表面（無端状ベルト２２側の表面と反対側の表面）上のコーティング層が吸着板３０として機能する。

接続部２６の先端には、無端状ベルト２２と共通電極３４とを貫通する貫通穴Ｔｈに挿入される挿入部５２ａが形成されている。この挿入部５２ａが貫通穴Ｔｈに挿入されることにより、吸着用電極３２と共通電極３４とが電気的に接続される。

なお、図９に示す静電吸着部２４の形態の場合、吸着用電極３２と接続部２６とが誘電材料のコーティングによって保護される。

また、第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂそれぞれの静電吸着部２４と接続部２６は、変形可能な材料から作製されるのが好ましく、さらに好ましくは可撓性を備えるのがよい。

図１０は、第１の無限軌道２０Ａにおける壁面吸着走行装置１０の走行方向Ｆの前側部分を示している。

図１０に示すように、静電吸着部２４は、壁面ＷＳに静電吸着する前に、その回転方向Ｒの前端が壁面ＷＳに接触する。その接触後、吸着面２４ａの回転方向Ｒの前側部分から該吸着面２４ａが壁面ＷＳに静電吸着し始める。第１の無限軌道２０Ａの回転にともなって壁面ＷＳに接触する吸着面２４ａの接触面積が増加していく。そして、接続部２６が支持輪２８と壁面ＷＳとの間（垂線ＰＬ）にほぼ到達すると、吸着面２４ａ全体が壁面ＷＳに静電吸着する。

このような第１の無限軌道２０Ａの回転にともなう静電吸着部２４の吸着面２４ａと壁面ＷＳとの静電吸着をスムーズに行うために、図１０に示すように、静電吸着部２４、すなわち、吸着板３０と吸着用電極３２は、変形可能な材料、特に可撓性を備える材料で作製するのが好ましい。また、静電吸着部２４と無端状ベルト２２とを接続する接続部２６も、同様の材料で作製するのが好ましい。例えば、これらはゴム材料から作製される。

なお、あまりにもやわらかすぎると、静電吸着部２４が折れ曲がり、折れ曲がった部分が残りの部分と壁面ＷＳとの間に挟み込まれる可能性がある。

当然ながら、壁面ＷＳに静電吸着している静電吸着部２４は、第１の無限軌道２０Ａの回転によっていずれは壁面ＷＳから剥離される。このとき、壁面ＷＳが導体（金属体）であって平滑な表面である場合、壁面ＷＳと吸着面２４ａとの間の吸着力が強すぎるために、静電吸着部２４をスムーズに壁面ＷＳから剥離できない可能性がある。

図１１は、第１の無限軌道２０Ａにおける壁面吸着走行装置１０の走行方向Ｆの後側部分を示している。

図１１に示すように、第１の無限軌道２０Ａにおいて、静電吸着部２４の回転方向Ｒの前端と後端が、自由変形可能な紐部材５４を介して無端状ベルト２２に連結されている。

図１１に示すように、壁面ＷＳと静電吸着している静電吸着部２４の回転方向Ｒの先端が支持輪２８と壁面ＷＳとの間（垂線ＰＬ）を通過すると、その先端と無端状ベルト２２との間の距離が拡大し始める。それにより、その先端と無端状ベルト２２とを接続する紐部材５４のたるみがとれ始める。紐部材５４のたるみがなくなると、その紐部材５４が静電吸着部２４の回転方向Ｒの先端を引っ張る。それにより、吸着面２４ａの回転方向Ｒの前縁が壁面ＷＳから離れ、その結果、第１の無限軌道２０Ａの回転にともなって静電吸着部２４が容易に（小さい力で）壁面ＷＳから剥離される。

なお、紐部材５４がなくても、静電吸着部２４を壁面ＷＳから容易に剥離できるのであれば、紐部材５４はなくともよい。また、静電吸着部２４の回転方向Ｒの前端と後端とに紐部材５４を設ける理由は、第１の無限軌道２０Ａが回転方向Ｒまたはその逆方向に回転可能であるからである。

以上のような本実施の形態によれば、第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂは、オーバーハングした壁面や天井面であっても、より確実に静電吸着しつつ転動することができる。その第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂを用いて壁面を走行する壁面吸着走行装置１０は、壁面から落下する可能性が減少する。

（実施の形態２）
本実施の形態２と上述の実施の形態１との違いは、無端状ベルトに設けられた共通電極である。したがって、その共通電極を中心にして本実施の形態２に係る無限軌道を説明する。なお、上述の実施の形態１の構成要素と実質的に同一の本実施の形態２の構成要素には、同一の符号が付されている。

図１２は、内周面側から見た、本実施の形態２に係る無限軌道の一部を示している。

図１２に示すように、本実施の形態２の第１の無限軌道２２０Ａは、上述の実施の形態１に係る第１の無限軌道２０Ａが１つの共通電極３４を備えているのに対して（図３参照）、２つの共通電極２３４Ａ、２３４Ｂを備えている。

２つの共通電極２３４Ａ、２３４Ｂは、櫛歯状であって互いに噛み合うように（接触はしていない）に、無端状ベルト２２の内周面に設けられている。共通電極２３４Ａ、２３４Ｂそれぞれの櫛歯部分が、接続部２６を介して、その櫛歯部分に無端状ベルト２２を介して対向する静電吸着部２４の吸着用電極３２の部分に電気的に接続されている。その結果、プラス極性の電荷が集まる静電吸着部２４（吸着用電極３２）と、マイナス極性の電荷が集まる静電吸着部２４（吸着用電極３２）とが交互に並ぶ。

このように帯電極性が交互に異なって近接し合う複数の静電吸着部２４（吸着用電極３２）により、第１の無限軌道２０Ａは、自由電子の移動が少ない材料、例えば絶縁材料から作製された壁に静電吸着することができる。

具体的に説明すると、壁が導電材料から作製されているのであれば、図３に示すように、マイナス極性の静電吸着部２４（第１の無限軌道２０Ａ）と、プラス極性の静電吸着部２４（第２の無限軌道２０Ｂ）とが離れていても、静電吸着が可能である。これに対して、壁面が絶縁材料から作製されている場合、帯電極性の異なる静電吸着部が離れていると、十分な静電吸着力で静電吸着することができない。

図１２に示すように、帯電極性が異なる静電吸着部２４（吸着用電極３２）が近接し合う状態でその吸着面２４ａが絶縁性の壁面に接触することにより、壁面近傍の壁内に不平等電界が生じる。それにより、グラジエント力が生じ、その結果として、静電吸着部２４は、絶縁性の壁面に静電吸着することができる。

なお、不平等電界（グラジエント力）は、帯電極性が異なる吸着用電極３２間のすきまに対向する壁内部分に生じる。そのため、一方の吸着面２４ａにおいて、他方の吸着面２４ａに近い部分に静電吸着力が発生する（静電吸着部２４それぞれの吸着面２４ａの中央にはほとんど生じない）。また、帯電極性が異なる静電吸着部２４の吸着面２４ａ間の距離が狭くなればなるほど、大きなグラジエント力が生じ、より強い静電吸着力で壁面に静電吸着することができる。

図１２に示すように帯電極性が異なる静電吸着部２４が近接する場合、その間に電流のリークが生じる可能性がある。特に、図１２に示すように構造的に離れていても、水などの液体を介して、帯電極性が異なる静電吸着部２４の間に電流が流れる可能性がある。

この水などの液体を介する電流のリークを抑制するために、図１３に示すように、無端状ベルト２２の外周面に凹部２２ａが形成されている。帯電極性が異なる静電吸着部２４間のすきまに対向する無端状ベルト２２の外周面の部分に凹部２２ａが形成されている。これにより、無端状ベルト２２の外周面に付着した液体Ｗｄを介する帯電極性が異なる静電吸着部２４間の電流リークが抑制される（凹部２２ａがない場合に比べて）。

以上のような本実施の形態２によれば、上述の実施の形態１と同様に、第１の無限軌道２２０Ａと第２の無限軌道は、オーバーハングした壁面や天井面であっても、より確実に静電吸着しつつ転動することができる。また、自由電子の移動が少ない、例えば絶縁材料から作製された壁にも静電吸着することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態３と上述の実施の形態１との違いは、静電吸着部に設けられている吸着用電極である。したがって、その吸着用電極を中心にして本実施の形態３に係る無限軌道を説明する。なお、上述の実施の形態１の構成要素と実質的に同一の本実施の形態２の構成要素には、同一の符号が付されている。

図１４は、内周面側から見た、本実施の形態３に係る無限軌道の一部を示している。

図１４に示すように、静電吸着部３２４それぞれは、第１の無限軌道３２０Ａの延在方向（Ｘ軸方向）に並ぶ矩形状の２つの吸着用電極３３２Ａ、３３２Ｂを備えている。静電吸着部３２４それぞれの一方の吸着用電極３３２Ａは、無端状ベルト２２の一方の櫛歯状の共通電極３３４Ｂに、接続部３２６を介して電気的に接続されている。他方の吸着用電極３３２Ｂは、他方の櫛歯状の共通電極３３４Ａに、接続部３２６を介して電気的に接続されている。

その結果、図１４に示すように、マイナス極性の吸着用電極３３２Ａとマイナス極性の吸着用電極３３２Ｂとが交互に並ぶ。したがって、上述の実施の形態２と同様に、静電吸着部３２４は、絶縁材料から作製された壁にも静電吸着することができる。また、上述の実施の形態２の吸着用電極３２に比べて、帯電極性が異なる吸着用電極３３２Ａ、３３２Ｂが細分化されて高密度に並んでいるために、これらの間に、より狭くより多いすきまが形成される。その結果、上述の実施の形態２に比べて、絶縁性の壁面に対してより大きな静電吸着力で静電吸着することができる。

以上のような本実施の形態３によれば、上述の実施の形態１と同様に、第１の無限軌道３２０Ａと第２の無限軌道は、オーバーハングした壁面や天井面であっても、より確実に静電吸着しつつ転動することができる。また、上述の実施の形態２に比べて、自由電子の移動が少ない、例えば絶縁材料から作製された壁に、より大きな静電吸着力で静電吸着することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態４は、上述の実施の形態３の改良形態である。本実施の形態４と上述の実施の形態３との違いは、静電吸着部に設けられている２つの吸着用電極の形状である。したがって、その吸着用電極を中心にして本実施の形態４に係る無限軌道を説明する。なお、上述の実施の形態３の構成要素と実質的に同一の本実施の形態４の構成要素には、同一の符号が付されている。

図１５は、内周面側から見た、本実施の形態４に係る無限軌道の一部を示している。

図１５に示すように、本実施の形態４の場合、静電吸着部４２４それぞれの吸着用電極４３２Ａ、４３２Ｂは、互いに噛み合う（接触はしていない）櫛歯状の電極である。一方の吸着用電極４３２Ａは、無端状ベルト２２の一方の櫛歯状の共通電極４３４Ａに、接続部４２６を介して電気的に接続されている。他方の吸着用電極４３２Ｂは、他方の櫛歯状の共通電極４３４Ｂに、接続部４２６を介して電気的に接続されている。

この場合、図１５に示すように、図１４の上述の実施の形態３の矩形状の吸着用電極３３２Ａ、３３２Ｂに比べて、帯電極性が異なる吸着用電極４３２Ａ、４３２Ｂはすきまが多い。そのため、上述の実施の形態３に比べて、絶縁性の壁面に対してより大きな静電吸着力で静電吸着することができる。

以上のような本実施の形態４によれば、上述の実施の形態１と同様に、第１の無限軌道４２０Ａと第２の無限軌道は、オーバーハングした壁面や天井面であっても、より確実に静電吸着しつつ転動することができる。また、上述の実施の形態３に比べて、自由電子の移動が少ない、例えば絶縁材料から作製された壁に、より大きな静電吸着力で静電吸着することができる。

以上、実施の形態１〜４を挙げて、本開示を説明したが、本開示の実施形態は、上述の実施の形態１〜４に限らない。

例えば、上述の実施の形態１の場合、図６に示すように、静電吸着部２４それぞれは、誘電体の吸着板３０を介して壁面に静電吸着する。壁が絶縁体や誘電体から作製されている場合、誘電体の吸着板３０はなくてもよい。すなわち、吸着用電極３２が、壁面に静電吸着する。

また例えば、上述の実施の形態３の場合、１つの静電吸着部３２４それぞれに、帯電極性が異なる２つの吸着用電極３３２Ａ、３３２Ｂが設けられている。これと異なり、例えば、１つのプラス極性の吸着用電極の両側それぞれに１つずつマイナス極性の吸着用電極を設けてもよい。

さらに例えば、図１に示すように第１および第２の無限軌道２０Ａ、２０Ｂの無端状部材２２は無端状ベルトであるが、例えば無端状のワイヤーであってもよい。この場合、支持輪２８はプーリーで構成される。

ここで、図１６を参照しながら、静電吸着部と無端状ベルトの接続について補足する。

図１６に示すように、静電吸着部２４は、無端状ベルト２２に対向する対向部における一部で、接続部２６を介して、無端状ベルト２２に固定されている。この接続部２６の長さ（静電吸着部２４と無端状ベルト２２との間の距離）Ｌは、短くてもよい。例えば、接続部２６の長さＬはゼロであってもよい（すなわち、静電吸着部２４における無端状ベルト２２に対向する対向部の一部が、無端状ベルト２２の外周面に直接的に固定される）。

また、静電吸着部２４の対向部における無端状ベルト２２に固定される部分の位置、すなわち接続部２６と静電吸着部２４との接続箇所の位置は、無限軌道２０Ａの用途によって変更されてもよい。

例えば、図１６では、壁面吸着走行装置１０の走行方向Ｆの前側（すなわち無限軌道２０Ａの回転方向Ｒの後側）の吸着面２４ａの端から接続部２６までの距離をＤで表している。また、無限軌道２０Ａの幅方向外側の吸着面２４ａの端から接続部２６までの距離をＷで表している。

なお、この距離Ｄは、上述の実施の形態１〜４の場合、静電吸着部２４の全長（無限軌道２０Ａの延在方向におけるサイズ）の約半分である。また、距離Ｗは、静電吸着部２４の全幅（無限軌道２０Ａの幅方向におけるサイズ）の約半分である。

この距離Ｄおよび距離Ｗを、無限軌道２０Ａの用途によって変更してもよい。例えば、壁面吸着走行装置１０が、垂直な壁面上またはオーバーハングした壁面上を水平方向に移動するときにスイッチバックを行う場合、距離Ｗは、静電吸着部２４の全幅の半分以外のサイズであってもよい。

また、静電吸着部２４それぞれの距離Ｄおよび距離Ｗは同一であってもよく、また異なっていてもよい。例えば、距離Ｄが短い静電吸着部２４と距離Ｄが長い静電吸着部２４が交互に並んでいてもよい。

すなわち、広義には、本開示に係る実施の形態は、壁面に吸着しつつ該壁面上を転動可能な無限軌道であって、無端状部材と、無端状部材の外周に沿って該無端状部材の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面を備える複数の静電吸着部と、を有し、静電吸着部それぞれが、無端状部材に対向する対向部における一部で、無端状部材に固定されている、無限軌道である。

ただ、汎用性（無限軌道を備える壁面吸着走行装置の走行の自由度）を考慮すると、さらに、無限軌道において、吸着面の法線方向視で該吸着面の外縁より内側にあって且つ該外縁から離れている対向部における一部で、静電吸着部それぞれが、無端状部材に固定されている。また、より汎用性を考慮すると、無限軌道において、吸着面の法線方向視で該吸着面の中央に存在する対向部における一部で、静電吸着部それぞれは、無端状部材に固定されている。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、前述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。

本開示は、壁面に吸着しつつ該壁面上を転動する無限軌道であれば適用可能である。

２０Ａ 無限軌道（第１の無限軌道）
２２ 無端状部材（無端状ベルト）
２４ 静電吸着部
２４ａ 吸着面

Claims (8)

1. 壁面に吸着しつつ該壁面上を転動可能な無限軌道であって、
   無端状部材と、
   無端状部材の外周に沿って該無端状部材の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面を備える複数の静電吸着部と、を有し、
   静電吸着部それぞれが、無端状部材に対向する対向部における一部で、無端状部材に固定されている、無限軌道。
2. 吸着面の法線方向視で該吸着面の外縁より内側にあって且つ該外縁から離れている対向部における一部で、静電吸着部それぞれは、無端状部材に固定されている、請求項１に記載の無限軌道。
3. 吸着面の法線方向視で該吸着面の中央に存在する対向部における一部で、静電吸着部それぞれは、無端状部材に固定されている、請求項２に記載の無限軌道。
4. 複数の静電吸着部それぞれが、吸着面を備える誘電体と、吸着面に対して平行な状態で誘電体に設けられた吸着用電極とを備え、
   無端状部材が、無端状の共通電極を備え、
   複数の静電吸着部それぞれの吸着用電極と共通電極とが電気的に接続されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の無限軌道。
5. 複数の静電吸着部が、交互に並ぶ複数の第１の静電吸着部と複数の第２の静電吸着部とであって、
   無端状部材の共通電極が、第１の共通電極と第２の共通電極とであって、
   複数の第１の静電吸着部それぞれの吸着用電極が、第１の共通電極に電気的に接続され、
   複数の第２の静電吸着部それぞれの吸着用電極が、第２の共通電極に電気的に接続されている、請求項４に記載の無限軌道。
6. 複数の静電吸着部それぞれの吸着用電極が、第１の吸着用電極と第２の吸着用電極とであって、
   無端状部材の共通電極が、第１の共通電極と第２の共通電極とであって、
   複数の静電吸着部それぞれの第１の吸着用電極が、第１の共通電極に電気的に接続され、
   複数の静電吸着部それぞれの第２の吸着用電極が、第２の共通電極に電気的に接続されている、請求項４に記載の無限軌道。
7. 複数の静電吸着部それぞれの誘電体と吸着用電極とが可撓性を備える、請求項４から６のいずれか一項に記載の無限軌道。
8. 壁面に吸着しつつ該壁面上を走行する壁面吸着装置であって、
   無端状部材、および、無端状部材の外周に沿って該無端状部材の延在方向に並んだ状態で配置され、壁面に対して静電吸着する吸着面を備える複数の静電吸着部を備える無限軌道と、
   無限軌道の無端状部材が懸架されて回転する複数の支持輪と、を有し、
   複数の静電吸着部それぞれが、無端状部材に対向する対向部における一部で、無端状部材に固定されている、壁面吸着走行装置。

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