JP2021138370A - 吸着走行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した吸着力を維持できる吸着走行装置を提供する。【解決手段】メイン減圧室３２と、メイン減圧室３２に連通し第１駆動部２および第２駆動部３それぞれに配置されるサブ減圧室３３と、サブ減圧室３３の吸着孔２１の配置側に設けられ、サブ減圧室３３と複数の吸着孔２１の各々を連通する複数の通気孔３５と、複数の通気孔３５の各々を解放したり閉鎖したりする開閉手段５５と、を有し、開閉手段５５は、壁面Ｗと吸着孔２１で形成される複数の吸着室４７の気圧がサブ減圧室３３の気圧と同じであるときに通気孔３５を解放し、吸着室４７の気圧がサブ減圧室３３の気圧よりも高くなるときに通気孔３５を閉鎖する。通気孔３５を閉鎖した際に、通気孔３５にはサブ減圧室３３の気圧が他の吸着室４７の気圧に影響しない程度の大きさの隙間７０が形成されることを特徴とする吸着走行装置１【選択図】図１

Description

本発明は、吸着走行装置に関する。

ビルの壁や高速道路の高架、橋脚など、大型建造物の壁面（ガラス面を含む。）の保守点検や洗浄などの作業をするためには、壁面を自走できる走行装置が望まれている。このような走行装置としては、軟弾性体で形成された無端走行帯（クローラと呼ばれることがある。）に区画壁で区画された壁面側に吸着開口を有する複数の吸着孔を設け、この吸着孔から壁面を真空吸引することで走行装置を壁面に吸着させて走行する吸着走行装置というものがある（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。

米国特許出願公開第２０１５／０３７５８１４号明細書 特開平２−１４９８２号公報

特許文献１に記載の吸着走行装置は、減圧室と吸着室の間に開閉弁を配置し、吸着室内の気圧が大気圧になるときには開閉弁を閉じ、減圧室内と吸着室内の気圧が同じときには開閉弁を開けるようになっている。しかし、吸着室内の気圧が減圧室内の気圧よりも高いと、その気圧差によって開閉弁が開かなくなってしまうことがある。このような場合、開閉弁が機能しなくなり吸着力が低下するという課題がある。

また、特許文献２に記載の吸着走行装置は、無端走行帯の壁面側に設けられた吸着孔から、通気孔および減圧室を介して真空吸引し、壁面に吸着して走行することが可能になっている。吸着孔は区画壁によって区画されて吸着室を構成しているが、無端走行帯は軟弾性体であり、しかも区画壁が単純な直方体で幅が狭いため、強い吸着力によって座屈変変形しやすい構造となっていて、区画壁が変形すると壁面との間で空気漏れが発生する。すると、減圧室が大気圧（正圧）となり吸着力が著しく低下してしまうという課題がある。

また、特許文献２に記載の無端走行帯は、軟弾性体を原材料のままでタイミングベルトに接着されているため、壁面に段差などがあると、段差形状に無端走行帯が追従できずに隙間ができてしまい吸着力が低下してしまうという課題がある。

また、特許文献１および特許文献２に記載の吸着走行装置は、この吸着走行装置を進行方向（縦方向）に複数台連結したり、進行方向に対して直交する方向（横方向）に複数台連結したりすることができない。したがって、複数台の吸着走行装置で吸着力を補完しあうことができず壁面の状態によっては走行できない場合が発生する。また、１台では重量物の運搬（取付け）ができないことや、広い面積の壁面の保守点検を行う場合など作業時間が長くなってしまうという課題もある。

そこで、本発明は、従来の吸着走行装置（上記特許文献記載の吸着走行装置を含む）が持つ課題の少なくとも一つを解決するためになされたものである。たとえば、安定した吸着力を維持できる吸着走行装置を提供したり、面積の広い壁面や天井などであっても壁面作業を効率的に行うことができる吸着走行装置を提供したり、または重量が大きい作業用装置を搭載できるようになる吸着走行装置を提供したりするものである。

［１］本発明の吸着走行装置は、走行面に吸着して走行する吸着走行装置において、複数の吸着孔が形成された無端走行帯を有する第１駆動部および第２駆動部と、空気吸引装置によって減圧されるメイン減圧室と、該メイン減圧室に連通し前記第１駆動部および前記第２駆動部それぞれに配置されるサブ減圧室と、前記サブ減圧室の前記吸着孔の配置側に設けられ、前記サブ減圧室と複数の前記吸着孔の各々を連通する複数の通気孔と、複数の前記通気孔の各々を解放したり閉鎖したりする開閉手段と、を有し、前記開閉手段は、前記壁面と前記吸着孔で形成される複数の前記吸着室の気圧が前記サブ減圧室の気圧と同じであるときに前記通気孔を解放し、前記吸着室の気圧が前記サブ減圧室の気圧よりも高くなるときに前記通気孔を閉鎖し、前記通気孔を閉鎖した際に、前記通気孔には前記サブ減圧室の気圧が他の前記吸着室の気圧に影響しない程度の大きさの隙間が形成されることを特徴とする。

［２］本発明の吸着走行装置においては、前記吸着孔は、前記サブ減圧室側の開口面積が前記壁面側の開口面積よりも小さいことが好ましい。

［３］本発明の吸着走行装置においては、前記メイン減圧室部の前記壁面側の底部に固定される取付け部材を有し、前記取付け部材の一部は前記第１駆動部および前記第２駆動部の外側に作業用装置などを取り付け可能な枠部が突設していることが好ましい。

［４］本発明の吸着走行装置においては、前記吸着走行装置が、前記メイン減圧室に固定された前記取付け部材及び連結手段によって走行方向または／および走行方向に直交する方向に複数連結されていることが好ましい。

［５］本発明の吸着走行装置においては、前記連結手段は、隣接する前記取付け部材の間に配置される連結板と、前記取付け板と前記連結板とを連結するヒンジを有することが好ましい。

［６］本発明の吸着走行装置は、複数の吸着孔が形成された無端走行帯と、前記吸着孔側の空気を吸入する空気吸引装置と、を有し、前記無端走行帯が走行面に吸着し姿勢を保持すると共に回転することで前進または後進の少なくとも一方を行う吸着走行装置において、前記空気吸引装置による減圧を前記吸着孔側に及ぼしたり、及ぼさなかったりするための開閉手段を設け、前記開閉手段は、前記吸着孔側が外部空間と連通しない状態時には開くことで、前記吸着孔を減圧し、前記吸着孔側が外部空間と連通し大気圧となっている状態時には、わずかな隙間を有しつつ閉じることで前記連通しない状態に復帰したときに、前記開閉手段が閉じた状態を継続してしまい、前記吸着孔側が減圧されなくなることを防ぐように構成されていることを特徴とする。

［７］本発明の吸着走行装置においては、前記開閉手段は、前記無端走行帯が対向する本体側に配置され、前記本体側に設けられる前記吸着孔と連通可能に設置される複数の通気孔の各々を解放したり閉鎖したりする弁体と、前記通気孔が解放される方向に前記弁体を付勢する弾性部材と、から構成されていることが好ましい。

［８］本発明の吸着走行装置においては、前記無端走行帯は、走行駆動力が伝達される動力伝達ベルトと軟弾性体の走行帯との２層構造を有し、前記走行帯が長さ方向に圧縮した状態で前記動力伝達ベルトに固着されていることが好ましい。

［９］本発明の吸着走行装置においては、前記無端走行帯は、前記動力伝達ベルトの前記サブ減圧室部側に軟弾性体の帯状部材と摺動テープとが積層された吸着帯をさらに有し、前記吸着帯は、前記無端走行帯の幅方向中央部に固定され、かつ前記通気孔と前記吸着孔とに連通可能な孔を有し、前記走行面に吸着して走行する際に、前記摺動テープは前記サブ減圧室の前記走行面側の外殻面に密接しつつ摺動するように配置されていることが好ましい。

［１０］本発明の吸着走行装置においては、前記外殻面には、前記吸着帯を挟んで幅方向両側に外周面の一部が前記外殻面より突出する複数のローラが長手方向に配列されており、前記走行面に吸着して走行する際に、前記ローラは前記動力伝達ベルトによって転動するように配置されていることが好ましい。

本発明の第１の実施の形態に係る吸着走行装置を示す外観斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る吸着走行装置を壁面側から見た斜視図で、無端走行帯を分解した図である。 図１および図２に示す吸着走行装置が有する吸着孔の断面構成の一部を拡大して示す断面図であり、（Ａ）は本発明者が従前に創作した技術による構成、（Ｂ）は本発明の実施の形態による構成を表している。 図１および図２に示す吸着走行装置が有する開閉手段の構成の１例および作用を説明する図で、構成要素を模式的に表す説明図である。 図１および図２に示す吸着走行装置が有する無端走行帯の構成および作用を示す説明図であり、（Ａ）は無端走行帯の製造方法を示す斜視図、（Ｂ）は本発明者が従前に創作した技術による無端走行帯が段差のある壁面を走行する状態、（Ｃ）は本発明の実施の形態による無端走行帯が段差のある壁面を走行する状態を示す部分断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る取付け枠が固定された吸着走行装置を示し、（Ａ）は壁面側から見た平面図、（Ｂ）は前方側から見た正面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る吸着走行装置を示し、走行方向（前後方向）に複数台連結された例を示す図で、（Ａ）は上方側から見た平面図、（Ｂ）は（Ａ）の左方側から見た側面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る吸着走行装置を走行方向（前後方向）および走行方向に直交する方向(左右方向)に複数台連結した例を示す平面図である。 本発明の第1〜第４の実施の形態に係る吸着走行装置や他の吸着走行装置に使用可能な第１の無端走行帯周辺例で、無端走行帯がサブ減圧室部３１に装着された状態を示す断面図である。 第１の無端走行帯周辺例において、第２駆動部が走行面である壁面に吸着した状態を示す断面図である。 本発明の第1〜第４の実施の形態に係る吸着走行装置や他の吸着走行装置に使用可能な第２の無端走行帯周辺例で、無端走行帯と駆動輪の関係を示す断面図である。 本発明の第1〜第４の実施の形態に係る吸着走行装置や他の吸着走行装置に使用可能な第３の無端走行帯周辺例で、サブ減圧室部の構成を拡大して示す部分断面図である。 サブ減圧室部に設けられる通気孔の配列を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態に係る吸着走行装置１について、図１〜図８を参照して説明する。本発明の吸着走行装置１は、垂直もしくは急斜面の壁面などに吸着して自在に走行可能な装置であって、たとえば、ビルの壁や高速道路の高架、橋脚など、大型建造物の壁面（ガラス面を含む）の保守点検や洗浄などの作業に好適に使用可能な走行装置である。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る吸着走行装置１を示す外観斜視図である。なお、以下に説明する図面は、図１において、図示左側を左方、右側を右方、紙面の表側を上方、その反対側を下方または壁面側と表し説明する。なお、吸着走行装置１の走行方向は自在であるが、ここでは、図示左上方向を前方または前進方向とし、その逆側を後方または後進方向と表し説明する。図１に示すように、吸着走行装置１は、左右両端に配置される第１駆動部２および第２駆動部３を有している。第１駆動部２と第２駆動部３は、同じ構成であるが、減圧室部４を挟んで対向するように配置されている。

減圧室部４の上方には、空気吸引装置であるブロワモータユニット５が配置されている。ブロワモータユニット５は、第１駆動部２と第２駆動部３の左右の中間位置に配置され、吸着走行装置１の全体の略中央部に配置されている。また、ブロワモータユニット５は、減圧室部４の水平方向の中央部に、かつ上方に立ち上がるように配置されている。ブロワモータユニット５の後方側には、ギヤボックス６が配置されている。ギヤボックス６内には、上方側に第１駆動部２に回転駆動力を与える第１モータ７と、下方側に第２駆動部３に回転駆動力を与える第２モータ８とを備えている。第１モータ７および第２モータ８は、いわゆるギヤードモータであって、第１駆動部２と第２駆動部３に対して適切な回転速度に減速して動力を出力する。なお、第１モータ７と第２モータ８は、各々独立して自在に駆動制御することが可能となっているので、吸着走行装置１を前進させたり後進させたり、あるいは、進行方向を曲げたり、旋回させたりすることができる。

第１モータ７にはスプロケット９が軸固定されていて、駆動輪１０側のスプロケット１１にチェーン１２によって駆動力が伝達される。スプロケット１１は、駆動輪１０に軸固定されていて駆動輪１０を回転させる。第２駆動部３側においても、第２モータ８にはスプロケット１３が軸固定されていて、駆動輪１４側のスプロケット１５にチェーン１２によって駆動力が伝達される。スプロケット１５は、駆動輪１４に軸固定され駆動輪１４を回転させる。第１駆動部２および第２駆動部３のそれぞれ前方側には従動輪１６、６が配置されている。図１では、第１駆動部２側の従動輪１６の図示は省略しているが後述する図２に示している。駆動輪１０，１４と従動輪１６、１６は、外周にそれぞれが左右に伸びる凸部と凹部が周方向に交互に形成されている（以下「歯型」と記載）。第１駆動部２側において、駆動輪１０と従動輪１６には、無端走行帯２０が装着されている。また、第２駆動部３側において、駆動輪１４と従動輪１６には他の無端走行帯２０が装着されている。無端走行帯２０，２０には、長辺方向に複数の吸着孔２１が配置されている。吸着孔２１は、無端走行帯２０，２０の全周に亘って同じ大きさで等間隔に形成され、厚み方向に貫通している。なお、図１では、吸着孔２１の構成を簡略化して表している。吸着孔２１の構成は、図３および図４を参照して詳しく説明する。

ブロワモータユニット５は、ブロワケース２２内に減圧室部４の空気を吸引するブロワポンプ２３と、ブロワポンプ２３を回転するブロワモータ２４を内蔵している。ブロワケース２２の側面には、ブロワポンプ２３によって減圧室部４から吸引された空気を外部に排出する排気口２５が形成されている。また、ブロワモータユニット５の上端部には、ブロワモータ２４の冷却用フィン２６が設けられている。ブロワポンプ２３は、周知の傘型ターボファンを有し減圧室部４内から空気を吸引して減圧室部４を減圧するものである。ブロワポンプ２３およびブロワモータ２４は、周知のものを採用することが可能である。なお、ブラワモータ２４に冷却用ファンを設けるようにしてもよい。

次に、第１駆動部２、第２駆動部３および無端走行帯２０について図１及び図２を参照しながら説明する。

図２は、吸着走行装置１を壁面側（下方側）から見た斜視図で、無端走行帯２０を分解して表した図である。減圧室部４は、略Ｈ字状に展開されている。減圧室部４は、中央部のメイン減圧室部３０と、メイン減圧室部３０の左右両側に配置される１対のサブ減圧室部３１とから構成されている。これによって図２に示すように、全体として略Ｈ字状に展開されている。メイン減圧室部３０の内部空間をメイン減圧室３２とし、サブ減圧室部３１の内部空間をサブ減圧室３３とする。メイン減圧室３２とサブ減圧室３３は、不図示の孔によって連通されている。左右両側のサブ減圧室部３１,３１の構成は同じである。２か所のサブ減圧室部３１,３１は、それぞれメイン減圧室部３０の左右両側の側壁に一体となるよう固定されている。各サブ減圧室部３１,３１には、底部３４を貫通する複数の通気孔３５が前後方向に等間隔で配列されている。複数の通気孔３５は、同じ長さ（距離）で比較した場合、無体走行帯２０に設けられた吸着孔２１の数よりも多く配列されている。すなわち、無体走行帯２０の駆動途中のどんな場合においても、吸着孔２１と通気孔３５は少なくともそれぞれの一部が連通するように配置されている。

ギヤボックス６は、メイン減圧室部３０の側壁である後方壁部３６に固定され、図１において説明したように第１モータ７および第２モータ８がギヤボックス６内に取り付けられている。図１および図２に示すように、第１駆動部２および第２駆動部３において、各サブ減圧室部３１,３１の外側側壁部３７の後方側には、駆動輪支持板３８が固定されている。また、各サブ減圧室部３１,３１の内側側壁部３９の後方側には、駆動輪支持板４０が固定されている。駆動輪１０、１４は、それぞれ駆動輪支持板３８と駆動輪支持板４０の間に配置され、不図示のボールベアリングなどで回転可能に支持されている。駆動輪１０，１４の外周には、上述のように歯型が形成されている。

一方、各サブ減圧室部３１,３１の外側側壁部３７の前方側には、従動輪支持板４１が固定されている。また、各サブ減圧室部３１，３１の内側側壁部３９の前方側には、従動輪支持板４２が固定されている。二つの従動輪１６，１６は、それぞれ従動輪支持板４１と従動輪支持板４２の間に配置され、不図示のボールベアリングなどで回転可能に支持されている。従動輪１６、１６の外周には歯型が形成されている。図１、図２に示すように、各駆動輪支持板３８，４０および各従動輪支持板４１，４２には、サブ減圧室部３１に不図示のねじなどで取付けるための長孔４３が設けられている。この長孔４３によって、各駆動輪支持板３８,４０および各従動輪支持板４１，４２を前後方向に移動させることができる。このことによって駆動輪１０，１４および従動輪１６，１６を前後方向に移動させて、各無端走行帯２０，２０を適切なテンションとなるように調整可能にしている。また、各無端走行帯２０，２０は、外側の駆動輪支持板３８と内側の駆動輪維持板４０、外側の従動輪支持板４１と内側の従動輪支持板４２とで挟まれ、駆動輪１０，１４および従動輪１６，１６から逸脱しないように位置規制されている。

図２に示すように、無端走行帯２０は、内側の動力伝達ベルトの１例であるタイミングベルト４５と外側の走行帯４６とが積層および固着されている。タイミングベルト４５の厚みは走行帯４６よりもはるかに薄く、軟弾性材料で形成されることが好ましい。タイミングベルト４５の内側には、凸部と凹部がそれぞれ左右方向に伸び、かつ前後方向に隣接して配設される形状となる歯型が形成され、この歯型と駆動輪１０，１４および従動輪１６，１６に形成された歯型とが歯合して、滑りなく駆動輪１０，１４の回転を無端走行帯２０，２０の前後方向の直線運動に変換する。無端走行帯２０，２０に設けられた吸着孔２１は、その中心部分の貫通孔４９が走行帯４６およびタイミングベルト４５を貫通し、通気孔３５に連通する（図３（Ｂ）参照）。なお、図２では、貫通孔４９の図示を省略している。走行帯４６は、多孔質の半独立半連続気泡体によって形成されている。半独立半連続気泡体とは、たとえば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）の発泡体などのように多孔質ながら気密性を有し、軟弾性を有していて圧縮しやすい材質のものをいう。また、壁面に対して摩擦係数が大きく滑りにくいものが好ましい。なお、タイミングベルト４５は、カムベルトやコグトベルトなどと呼称されることがある。また、走行帯４６は建設用重機などではクローラなどと呼称される。タイミングベルト４５は、サブ減圧室３３の底部３４を摺動する。次に、無端走行帯２０に設けられる吸着孔２１の構成について図３を参照して説明する。

図３は、吸着孔２１の断面構成の一部を拡大して示す断面図であり、（Ａ）は本発明者が従前に創作した技術による構成（以下、従前創作技術という。）、（Ｂ）は本実施の形態による構成を表している。なお、図３（Ａ），（Ｂ）は、対比して説明するために同じ機能部には同じ符号を付している。図３（Ａ）に示すように、従来技術による無端走行帯２０は、タイミングベルト４５と走行帯４６とから構成され、タイミングベルト４５と走行帯４６とを同じ開口面積を有する吸着孔２１が貫通している。走行帯４６において、隣接する吸着孔２１の間は区画壁５０で仕切られている(図２も参照する)。サブ減圧室３３の底部３４には、吸着孔２１に連通する通気孔３５が設けられている。区画壁５０は、前後方向に幅が狭い直方体である。吸着室４７は、通気孔３５と壁面Ｗとで構成される空間である。サブ減圧室３３（吸着室４７）を減圧すると、走行帯４６は壁面Ｗに吸着され区画壁５０は上下方向に圧縮される。前述したように、走行帯４６は、軟弾性を有し圧縮されやすい材質で形成されているため、壁面Ｗを吸着したとき、上下方向の圧縮力によって、図３（Ａ）において二点鎖線（５０ａ）で表すように座屈変形しやすい。なお、変形後の形状は、誇張して表してある。このように、区画壁５０が変形すると、壁面Ｗと走行帯４６との間で空気漏れが発生することがあり吸着力が不安定になる。そこで、本実施の形態では、図３（Ｂ）に示すように、吸着孔２１（吸着室４７）を２段孔構成としている。

図３（Ｂ）に示すように、吸着孔２１は、壁面Ｗ側に開口する上方から見て四角形状の吸着凹部４８と、吸着凹部４８から走行帯４６およびタイミングベルト４５をサブ減圧室３３まで貫通する貫通孔４９とで構成されている。貫通孔４９は吸着凹部４８の中心部に形成され、平面四角形状の立方体とされている。言い換えれば、区画壁５０の壁面Ｗに接触する側の区画壁５０の柱状部は、従前創作技術と同じ幅の形状とし、サブ減圧室３３側の柱状部は壁面Ｗ側よりも断面積をはるかに大きくしているといえる。このようにすれば、壁面Ｗを強く吸着しても区画壁５０はほとんど座屈変形することがない。吸着凹部４８の深さは、走行帯４６が走行中に圧縮された状態でも、壁面Ｗとの隙間ができなければ深くてもよい。なお、吸着凹部４８の開口面積を従前創作技術の吸着孔２１の開口面積と同じにすれば、吸着力が低下することはない。ここで、吸着凹部４８の開口形状は、図２に示すように長方形とし、貫通孔４９を四角柱や円筒にしてもよい。タイミングベルト４５の内側面に形成される凹凸（歯型）は、壁面Ｗを吸着したときに圧縮され、貫通孔４９の周囲は気密性を有する。なお、図３（Ｂ）は、通気孔３５の構成を簡略化して表しているが、本実施の形態では、サブ減圧室３３に連通する通気孔３５を解放したり閉鎖したりする開閉手段５５（図４参照）が配設されている。次に、通気孔３５および開閉手段５５の構成について図４を参照して詳しく説明する。

図４は、開閉手段５５の構成の１例およびその作用を説明する図で、構成要素を模式的に表した説明図であり、（Ａ）はサブ減圧室３３と吸着室４７の圧力が共に大気圧に対して負圧になっている状態、（Ｂ）はサブ減圧室３３が負圧であることに対して吸着室４７が大気圧（正圧）になっている状態を表している。図４（Ａ）に示すように、サブ減圧室部３１の底部３４には、吸着室４７と連通する通気孔３５を開けたり閉めたりすることが可能な開閉手段５５が配置されている。開閉手段５５は、底部３４の下面５６から上下方向に向かって掘り下げられた凹部５７内に配置される弁体５８と、底部３４の上面５９に固定された略クランク形状の受け板６０と、弁体５８を壁面Ｗ側に常に付勢する弾性部材であるコイルばね６１とから構成されている。

弁体５８は、凹部５７内の底面６２に弁体の一端部となる基部６３が固定され、弁体５８と基部６３とはヒンジ６４で連結されている。弁体５８は、ヒンジ６４を回転軸として上下方向に搖動可能である。受け板６０は、底部３４の上面５９に固定される基部６５から上方に折り曲げられ通気孔３５上に張り出された受け部６６を有している。受け部６６には、通気孔３５内に延び、コイルばね６１が傾かないように案内する案内軸６７が立てられている。コイルばね６１は、一方の端部が受け部６６に当接し、他方の端部が弁体５８を壁面Ｗ側に付勢している。なお、凹部５７の底面６２には、通気孔３５の周縁にパッド６８が貼着されている。このパッド６８は、たとえば、走行帯４６と同じように圧縮性が高い半独立半連続気泡体などのシートで形成され、通気孔３５の周囲に１個所または一定間隔の隙間を有して間欠的に複数個所貼着される。

図４（Ａ）は、走行帯４６が壁面Ｗに密接し、吸着室４７が気密状態であることを表している。吸着室４７は、メイン減圧室３２およびサブ減圧室３３を介してブロワユニット５（図１参照）によって真空吸引される。弁体５８は、コイルばね６１によって通気孔３５を解放するように押されているのでサブ減圧室３３と吸着室４７とは連通され、内部圧力は同じとなる。つまり、サブ減圧室３３と吸着室４７は外部の大気圧に対して共に負圧となっている。コイルばね６１の弾性力は、サブ減圧室３３内と吸着室４７内の気圧が同じときにはたわみが解放され、弁体５８が通気孔３５を開く。なお、この状態のとき、弁体５８はタイミングベルト４５には接触しないように寸法が設定されている。続いて、弁体５８が、通気孔３５を閉鎖する場合について図４（Ｂ）を参照して説明する。なお、図４（Ｂ）に記載する構成要素は、図４（Ａ）と同じなので、構成要素の説明は省略する。

図４（Ｂ）は、壁面Ｗに段差６９があり、走行中にこの段差位置に吸着凹部４８が移動してきた場合を表している。このような場合、段差６９があることによって走行帯４６と壁面Ｗとの間に隙間が生じ、吸着室４７の気圧は外部の大気圧と同じになる。サブ減圧室３３は、真空吸引を継続しているので大気圧に対して負圧である。つまり、サブ減圧室３３の気圧よりも吸着室４７の気圧の方が高くなる。この気圧差がコイルばね６１の弾性力よりも大きくなると弁体５８は通気孔３５を閉じる方向に押され、パッド６８がなければ弁体５８は凹部５７の底面６２に密接し通気孔３５を閉鎖する。その後、走行帯４６が段差６９を乗り越え、吸着室４７が、壁面Ｗによって塞がれても、弁体５８によって通気孔３５が閉鎖されていると、吸着室４７の気圧がサブ減圧室３３の気圧より高いという状態が継続されるので弁体５８が開くことはなく、この吸着室４７には吸着力が発生しない。

本実施の形態では、通気孔３５の周縁に間欠状にパッド６８が設けられている。このパッド６８によって弁体５８は凹部５７の底面６２との間にパッド６７の厚み分の隙間７０となる領域ができる。走行帯４６が段差６９を乗り越え吸着室４７が減圧されていくと、この隙間７０によって吸着室４７とサブ減圧室３３とが連通しているので、サブ減圧室３３の気圧と吸着室４７の気圧は同じになり、弁体５８は通気孔３５を解放する方向に押され、図４（Ａ）に示す状態に復帰することが可能となる。なお、隙間７０は、小さく真空吸引力が大きいことから、図４（Ｂ）に示す状態時においても吸着力は確保される。なお、図４に示した開閉手段５５は１例であって、その構成はこれに限らない。たとえば、弁体５８をコイルばね６１と一体に連結して、コイルばね６１のたわみに弁体５８が追従して動くようにしてもよい。また、パッド６８に替えて、弁体５８に突起を設けたり、凹部５７の底面６２に突起を設けたりしてもよい。また、弁体５８を球体とした、いわゆるボール弁を構成し、通気孔３５と球体との接触部に上記パッド６８と同じ機能を有するパッドを設けるようにしてもよい。開閉手段５５を設けることによって、壁面Ｗに凹凸がある場合や壁面Ｗにごみが付着している場合など、部分的に、サブ減圧室３３の気圧＜吸着室４７の気圧となるような場合に有効である。

続いて、壁面Ｗに段差などがある場合に走行を可能にする無端走行帯２０について図５を参照して説明する。

図５は、無端走行帯２０の構成および作用を示す説明図であり、（Ａ）は無端走行帯２０の製造方法を示す斜視図、（Ｂ）は従前創作技術による無端走行帯２０が段差のある壁面を走行する状態、（Ｃ）は本実施の形態による無端走行帯２０が段差のある壁面を走行する状態を示す部分断面図である。図５（Ａ）に示すように、無端走行帯２０は、環状のタイミングベルト４５の歯形形成面とは反対側の面に走行帯４６が貼着されている。走行帯４６は、図中に二点鎖線で表したような展開長さを有し、５０％〜８０％の圧縮率となるように長さ方向（図示矢印方向）に圧縮しながらタイミングベルト４５に巻きつけるようにして接着する。走行帯４６の両端部４６ａ、４６ｂは、接続部７１において密着される。走行帯４６は、前述したように柔軟性を有し多孔質の半独立半連続気泡体によって形成されているので主として気泡部分が圧縮されるが、圧縮による厚みおよび幅の変形は無視できる程度である。タイミングベルト４５は、不図示の中子などで形状を一定に保持される。中子には、タイミングベルト４５と走行帯４６の幅方向位置を規定する枠部を設けることが好ましい。タイミングベルト４５に設けられる貫通孔４９(図３（Ｂ）参照)、走行帯４６に設けられる吸着孔２１は、圧縮率を基に計算して位置補正し接着前に開けておいてもよく、接着後に開けるようにしてもよい。なお、貫通孔４９は、図３に示すように、タイミングベルト４５および走行帯４６を貫通しているが、図５（Ａ）では、その一部を省略して図示している。

次に、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）を参照して、走行帯４６を圧縮してタイミングベルト４５に貼着する意味について説明する。図５（Ｂ）に示すように、吸着走行装置１の進行方向（図示矢印で示す）の壁面Ｗに段差部７２がある場合、走行帯４６は半独立半連続気泡体で形成されているので、壁面Ｗの段差部７２の段差を吸収するように圧縮変形される。この際、圧縮貼着されていない従前創作技術の走行帯４６は、段差部７２の前後で引っ張られて段差部７２との間に隙間７３が生じる。段差部７２に走行帯４６の吸着孔２１が達すると空気漏れが発生し吸着力が低下する。なお、タイミングベルト４５には、駆動輪１０，１４と従動輪１６，１６によってテンションがかけられているので、ほとんど変形しない。

走行帯４６が圧縮されてタイミングベルト４５に貼着されている本実施の形態では、図５（Ｃ）に示すように、段差部７２の前後で引っ張られても走行帯４６は段差部７２に追従して変形するため隙間７３がほとんど発生しない。したがって、段差部７２に走行帯４６の吸着孔２１が達しても空気漏れが発生することがなく吸着力を維持する。なお、図５では、吸着走行装置１が段差部７２を乗越える場合を表しているが、段差部７２を降りる場合や、複数の段差部が連続する場合などにも有効である。

吸着走行装置１は、ビルの壁や高速道路の高架、橋脚など、大型建造物の壁面（ガラス面を含む）の保守点検や洗浄などの作業をする際に好ましい装置として用いられることが想定される。したがって、吸着走行装置１には、上記作業を行う装置が取り付けられる。そこで、吸着走行装置１には、これら作業用の装置を取り付けるための取付け部材としての取付け枠７５が設けられている。この取付け枠７５について図６を参照して説明する。

［第２の実施の形態］
図６は、取付け枠７５が固定された第２の実施の形態に係る吸着走行装置１Ａを示し、（Ａ）は壁面Ｗ側（下方側）から見た平面図、（Ｂ）は前方側から見た正面図である。図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、吸着走行装置１Ａには、取付け枠７５が取り付けられている。取付け枠７５は、第１駆動部２と第２駆動部３の間を前後方向に貫通する中心梁部７６と、中心梁部７６の前後方向両端部に接続され、吸着走行装置１Ａの外周を取り巻くように配置される枠部７７で構成されている。取付け枠７５は、中心梁部７６においてメイン減圧室部３２の底部７８に固定ネジ７９によって固定されている。なお、固定ネジ７９による固定部には、パッキンなどによってメイン減圧室部３０の気密性を保持するようにしている。

取付け枠７５は、第１駆動部２および第２駆動部それぞれを逃がすように逃げ孔部８０，８１が設けられている。取付け枠７５には枠部７７が設けられていて、吸着走行装置１Ａの全周を取り巻くように複数の孔部８２が設けられている。これら孔部８２は、前述したビルの壁や高速道路の高架、橋脚など、大型建造物の壁面（ガラス面を含む）を保守点検あるいは洗浄などの作業をするための装置を取り付けるための取付け孔であって、孔部８２の数、配列および孔形状は、取付け対象の装置によって任意に変更することが可能である。また、孔部８２は、図７，８を参照して後述する複数の吸着走行装置１Ｂ，１Ｃを連結する場合のヒンジ８５（図７参照）などの取付け孔などとしても使用可能である。図６に記載の取付け枠７５の形状は１例であって、使用方法および使用場所によって自在に変更可能である。この取付け枠７５は、第1の実施の形態に係る吸着走行装置１以外の吸着走行装置に使用可能なものである。次に、上記取付け枠７５を用いて吸着走行装置１Ａを複数台連結することについて図７および図８を参照して説明する。

［第３の実施の形態］
図７は、第３の実施の形態に係る吸着走行装置１Ｂを示し、上記吸着走行装置１Ａが走行方向（前後方向）に複数台連結される例を示す図で、図７では１例として３連の場合を表し、（Ａ）は上方側から見た平面図、（Ｂ）は（Ａ）の右方側から見た側面図である。図７（Ａ）では、孔部８２（図６参照）の図示を省略している。図７（Ａ），（Ｂ）において、吸着走行装置１Ｂを前方から後方に向かって順に吸着走行装置１（ａ）、吸着走行装置１（ｂ）、吸着走行装置１（ｃ）と記載する。壁面Ｗは、基準面をＷ（ａ）とし、基準面Ｗ（ａ）に対して段差がある段差面Ｗ（ｂ）とする。吸着走行装置１（ａ），１（ｂ），１（ｃ）それぞれには、取付け枠７５が固定されている。各吸着走行装置は、連結手段８３によって連結されている。連結手段８３は、連結板８４と２対のヒンジ８５とを有している。吸着走行装置１（ａ）と吸着走行装置１（ｂ）は、連結板８４を介して各々の取付け枠７５がヒンジ８５で連結され、吸着走行装置１（ｂ）と吸着走行装置１（ｃ）は、連結板８４を介して各々の取付け枠７５をヒンジ８５で連結している。

吸着走行装置1（ａ），１（ｂ），１（ｃ）は、それぞれヒンジ８５を介して連結されているので、壁面Ｗの段差部７２に追従して連結板８４がヒンジ８５で折れ曲がり可能となっている。図７（Ｂ）に示す例では、吸着走行装置１（ｂ），１（ｃ）は基準面Ｗ（ａ）を吸着し、吸着走行装置１（ａ）は段差面Ｗ（ｂ）を吸着している。ここで、吸着走行装置１（ａ）が段差部７２を乗越えようとするとき、吸着走行装置１（ｂ），１（ｃ）が基準面Ｗ（ａ）を吸着して走行し、吸着走行装置１（ａ）を支えながら押動して段差部７２を乗越えさせることができる。吸着走行装置１（ａ）は、走行帯４６が、図５（Ｃ）に示すように圧縮可能なので空気漏れを抑え吸着力を維持しながら段差部７２を乗り越え段差面Ｗ（ｂ）を吸着することとなる。また、走行方向が逆の場合であって、吸着走行装置１（ｃ）が段差部７２を段差面Ｗ（ｂ）から基準面Ｗ（ａ）に降りる場合には、吸着走行装置１（ａ），１（ｂ）が段差面Ｗ（ｂ）を吸着して走行し、吸着走行装置１（ｃ）を支えながら押動して段差部７２を下降させることができる。吸着走行装置１（ｃ）は、走行帯４６が、図５（Ｃ）に示すように圧縮可能なので空気漏れを抑え吸着力を維持しながら基準面Ｗ（ａ）に到達する。

また、中間に配置される吸着走行装置１（ｂ）は、吸着走行装置１（ａ），１（ｃ）によって支えられながら走行することができる。たとえば、吸着走行装置１（ｃ）が最後端にある場合においても、吸着走行装置１（ａ），１（ｂ）が壁面Ｗを吸着して走行させることができる。図７では、吸着走行装置１が、３台連結した場合を例示しているが、吸着走行装置１Ｂは、２台連結または３台以上の連結としてもよい。また、吸着走行装置１（ａ）〜１（ｃ）の一つに吸着力の低下が生じても他の２つの吸着力によって走行が可能となる。この複数の取付け枠７５の例も、第1の実施の形態に係る吸着走行装置１以外の他の吸着走行装置に使用可能なものである。なお、図７では、吸着走行装置１Ｂを進行方向（前後方向）に連結しているが、進行方向に対して直交方向に複数台連結することが可能である。そのことについて図８を参照して説明する。

［第４の実施の形態］
図８は、第４の実施の形態に係る吸着走行装置１Ｃを示す図で、吸着走行装置１Ａを走行方向（前後方向）および走行方向に直交する方向(左右方向)に複数台連結した例を示す平面図である。なお、図８は、孔部８２（図６参照）の図示を省略している。図８では、吸着走行装置１Ａが進行方向および左右方向に２台ずつ連結された例を図示しているが、それぞれ３台以上連結することが可能である。また、走行方向には連結しないようにしてもよい。吸着走行装置１Ａには、取付け枠７５が固定されている。隣接する吸着走行装置１Ａは、連結板８４を介して各々の取付け枠７５がヒンジ８５で連結されている。各吸着走行装置1Ａは、それぞれヒンジ８５を介して連結されているので、壁面Ｗの段差部（たとえば、図７（Ｂ）に示す段差部７２など）や左右方向に段差部がある場合においても、その段差部に追従して偏倚可能となっている。このように複数台が連結された吸着走行装置１Ｃは、４台分の吸着力があるので、たとえば、１台だけの場合に対して４倍の重量を搭載して壁面Ｗを垂直に走行できる。この複数の取付け枠７５の例も、第1の実施の形態に係る吸着走行装置や他の吸着走行装置に使用可能なものである。なお、図７および図８に示す多連の吸着走行装置１Ｂ，１Ｃでは、ヒンジ８５の取付け部以外の孔部８２（図６（Ａ）参照）を利用して前述した他の装置を取り付けることが可能である。

以上説明した走行面である壁面Ｗに吸着して走行する吸着走行装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、区画壁５０で仕切られた複数の吸着孔２１が形成された無端走行帯２０を有する第１駆動部２および第２駆動部３と、空気吸引装置であるブロワモータユニット５によって減圧されるメイン減圧室３２と、メイン減圧室３２に連通し第１駆動部２および第２駆動部３それぞれに配置されるサブ減圧室３３と、サブ減圧室３３の吸着孔２１の配置側に設けられ、サブ減圧室３３と複数の吸着孔２１の各々を連通する複数の通気孔３５と、通気孔３５の各々を解放したり閉鎖したりする開閉手段５５と、を有している。開閉手段５５は、壁面Ｗと吸着孔２１で形成される複数の吸着室４７の気圧がサブ減圧室３３の気圧と同じであるときに通気孔２１を解放し、吸着室４７の気圧がサブ減圧室３３の気圧よりも高くなるときに通気孔２１を閉鎖し、通気孔２１を閉鎖した際に、通気孔２１にはサブ減圧室３３の気圧が他の吸着室４７の気圧に影響しない程度の大きさの隙間７０が形成されている。

吸着室４７とサブ減圧室３３とを連通する通気孔３５は、開閉手段５５によって解放したり閉じたりすることが可能となっている。開閉手段５５は、吸着室４７と壁面Ｗとの間に空気漏れなどがあって、サブ減圧室３３の気圧＜吸着室４７の気圧となると、通気孔３５を閉じてサブ減圧室３３の気圧が大気圧に近づくことを防いでいる。また、開閉手段５５を閉じたときにできる隙間７０によって吸着室３５とサブ減圧室３３との間は通気可能なので吸着室４７の空気漏れがなくなった後に、サブ減圧室３３の気圧＝吸着室４７の気圧となり、開閉手段５５が通気孔３５を解放することによって吸着力を回復できる。このようにすることで、壁面Ｗへの吸着力の変動を抑制し安定した吸着力を維持できる吸着走行装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを提供することができる。

また、吸着孔２１は、サブ減圧室３３側の開口面積を壁面Ｗ側の開口面積よりも小さくしている。このことは、区画壁５０がサブ減圧室３３側の断面積を大きく、壁面Ｗ側の断面積を小さくしていることになる。このようにすれば、壁面Ｗを強く吸着することによる区画壁５０の座屈変形に伴う吸着室４７の空気漏れを抑制できる。また、壁面Ｗ側の開口面積を従来の開口面積と同じに確保できる。吸着力は開口面積に比例するので高い吸着力を維持できる。

また、吸着走行装置１Ａは、メイン減圧室部３１の壁面Ｗ側の底部７８に固定される取付け枠７５を有し、前記取付け枠７５の一部は第１駆動部２および第２駆動部３の外側に作業用装置などを取り付け可能な枠部７７が突設している。

このような構成にすれば、取付け枠７５の枠部７７を利用して、たとえば、ビルの壁や高速道路の高架、橋脚など、大型建造物の壁面（ガラス面を含む）を保守点検する装置や洗浄装置などの作業用装置を吸着走行装置１Ａに容易に取付け可能となる。枠部７７には、上記装置類の取付け用の複数の孔部８２を設けることによって、作業対象の装置を切り替えて取付けることが容易にできる。

また、吸着走行装置１Ａは、メイン減圧室部３１に固定された取付け枠７５を連結手段８３によって走行方向または／および走行方向に直交する方向に複数連結することが可能である。メイン減圧室部３１に固定された取付け枠７５を連結手段８３によって連結するということは、吸着走行装置１（１Ａ）を連結手段８３によって複数台連結することであって、走行方向に連結した吸着走行装置１Ｂ、走行方向と走行方向に直交する方向に連結した吸着走行装置１Ｃを構成できる。このように吸着走行装置１を多連構成にすることによって、面積の広い壁面であっても壁面作業を効率的に行うことや、吸着走行装置１が単体の場合に比べて、吸着力と走行力（駆動力）が台数に比例して大きくなり、台数分の重量を有する上記作業用装置を搭載して走行することができる。

また、連結手段８３は、隣接する取付け枠７５の間に配置される連結板８４と、取付け枠７５と連結板８４とを連結するヒンジ８５を有している。このように構成すれば、連結された吸着走行装置１は、連結板８４がヒンジ８５で搖動可能なので１台１台が段差のある壁面Ｗでも段差に追従して走行が可能となる。

また、複数の吸着孔２１が形成された無端走行帯２０と、吸着孔２１側の空気を吸入する空気吸引装置であるブロワモータユニット５と、を有し、無端走行帯２０が走行面である壁面Ｗに吸着し姿勢を保持すると共に回転することで前進または後進の少なくとも一方を行う吸着走行装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、ブロワモータユニット５による減圧を吸着孔２１側に及ぼしたり、及ぼさなかったりするための開閉手段５５を設け、開閉手段５５は、吸着孔２１側が外部空間と連通しない状態時には弁体５８開くことで、吸着孔２１を減圧し、吸着孔２１側が外部空間と連通し大気圧となっている状態時には、わずかな隙間７０を有しつつ弁体５８を閉じることで、上記連通しない状態に復帰したときに開閉手段８３が閉じた状態を継続してしまい、吸着孔２１側が減圧されなくなることを防ぐようにしている。

通気孔３５は、開閉手段５５によって解放したり閉じたりすることが可能となっている。開閉手段５５は、吸着室４７と壁面Ｗとの間に空気漏れなどがあって、サブ減圧室３３の気圧＜吸着室４７の気圧となると、通気孔３５を閉じてサブ減圧室３３の気圧が大気圧に近づくことを防いでいる。また、開閉手段５５を閉じたときにできる隙間７０によって吸着室３５とサブ減圧室３３との間は通気可能なので吸着室４７の空気漏れがなくなった後に、サブ減圧室３３の気圧＝吸着室４７の気圧となり、開閉手段５５が通気孔３５を解放することによって吸着力を回復できる。このようにすることで、壁面Ｗへの吸着力の変動を抑制し安定した吸着力を維持できる吸着走行装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを提供することができる。

また、開閉手段８３は、無端走行帯２０が対向する本体側（サブ減圧室３３側）に配置され、本体側に設けられる吸着孔２１と連通可能に設置される複数の通気孔３５の各々を解放したり閉鎖したりする弁体５８と、通気孔３５が解放される方向に弁体５８を付勢する弾性部材であるコイルばね６１と、から構成されている。

なお、開閉手段としては上記開閉手段８３以外に、センサによって吸着室４７や減圧室３３の気圧を検出してアクチュエータなどで通気孔３５を解放したり閉鎖したりすることが可能である。しかし、このような開閉手段は、多数の通気孔それぞれに配置されるため重量が増し、制御も複雑になってしまう。本実施の形態では、開閉手段５５は、弁体５８とコイルばね６１とから構成されているので軽量化が可能で、コイルばね６１の弾性力を適切に設定しておけば複雑な制御は不要である。

また、無端走行帯２０は、走行駆動力が伝達されるタイミングベルト４５と軟弾性体の走行帯４６との２層構造を有し、走行帯４６を長さ方向に圧縮した状態でタイミングベルト４５に固着している。走行帯４６は、多孔質の軟弾性体で形成されているので容易に圧縮可能である。このようにすれば、壁面Ｗに段差部７２がある場合などに、走行帯４６は段差部７２に追従して変形するため段差部７２と走行帯４６との間に隙間７３がほとんど発生しない。したがって、段差部７２に走行帯４６の吸着孔２１が達しても空気漏れが発生することがなく吸着力を維持することができる。

以上説明した第１から第４の実施の形態によれば、安定した吸着力を維持しつつ、面積の広い壁面や天井などであっても壁面作業を効率的に行うことや、重量が大きい作業用装置を搭載できる吸着走行装置１、１Ａ，１Ｂ，１Ｃを実現できる。さらに、無端走行帯２０の構成を工夫することによって吸着力がより高い吸着走行装置１を実現することが可能となる。図１〜図５において説明した第１の実施の形態に係る吸着走行装置１の無端走行帯２０とその周辺を工夫した構成例を第１の無端走行帯周辺例とし、第１の無端走行帯周辺例における無端走行帯２０と同種の無端走行帯２０Ａを備える吸着走行装置１の他の構成例を第２の無端走行帯周辺例及び第３の無端走行帯周辺例とし図９〜図１２を参照して説明する。

図９は、第１の無端走行帯周辺例を示す図で、無端走行帯２０Ａがサブ減圧室部３１に装着された状態を示す断面図であり、無端走行帯２０Ａを幅方向（左右方向）に切断した切断面を表している。図示する無端走行帯２０Ａは第２駆動部３側を表し、第１駆動部２側も同じ構成なので図示を省略する。また、無端走行帯２０Ａは、全周に亘って同じ構成となっているので、図９においては、下方側に符号を付して説明し、上方側の符号は省略するものがある。

無端走行帯２０Ａは、走行帯４６と動力伝達ベルトであるタイミングベルト４５とから構成されている。無端走行帯２０Ａは、タイミングベルト４５のサブ減圧室部３１に接触する側（内側という）に帯状部材５２と摺動テープ５３とが積層された吸着帯５１を有している。吸着帯５１は、タイミングベルト４５の内側の走行方向全周に亘って設けられた溝４５Ｃの内部に埋め込まれ固着されている。溝４５Ｃは、タイミングベルト４５の幅方向のほぼ中央に形成されている。タイミングベルト４５の吸着帯５１を挟んで幅方向両側には、駆動輪１４の歯形１７に歯合する歯形４５Ａが形成されている。帯状部材５２は走行帯４６と同じ軟弾性材料で形成され、摺動テープ５３は摩擦係数が小さく摺動耐久性が優れた材料で形成された薄いテープである。図示は省略するが、摺動テープ５３をサブ減圧室部３１の上面３１Ａ及び下面３１Ｂにも貼着し、タイミングベルト４５とサブ減圧室部３１との間の摩擦を減ずるようにしてもよい。

吸着帯５１の幅方向中央には、走行帯４６に設けられた吸着孔２１及びサブ減圧室部３１に設けられた通気孔３５に連通する孔５４が穿設されている。吸着帯５１は、タイミングベルト４５の歯形４５Ａの頂部よりも突出する厚みを有しており、摺動テープ５３はサブ減圧室部３１の外殻面を構成する上面３１Ａ及び下面３１Ｂに接触する。

サブ減圧室部３１の外側側壁部３７は、上面３１Ａ及び下面３１Ｂから上下方向に延長されたガイド部３７Ａを有し、内側側壁部３９は、上面３１Ａ及び下面３１Ｂから上下方向に延長されたガイド部３９Ａを有している。ガイド部３７Ａ,３９Ａは、吸着走行の際に無端走行帯２０Ａが蛇行することを防止する。ガイド部３７Ａ、３９Ａは、サブ減圧室部３１の前後方向の長さ全体にわたって形成してもよく、前方側及び後方側のみに形成してもよい。

図１０は、第１の無端走行帯周辺例において、第２駆動部３が走行面である壁面Ｗに吸着した状態を示す断面図である。第１駆動部２は第２駆動部３と同じ構成及び作用を有しているので図示を省略する。サブ減圧室３３を負圧にすることによって、無端走行帯２０Ａは壁面Ｗに吸着する。帯状部材５２は吸着力によって圧縮され、摺動テープ５３がサブ減圧室部３１の下面３１Ｂに強く密接し、無端走行帯２０Ａとサブ減圧室部３１の間の空気漏れを排除する。吸着帯５１を設けることによって空気漏れをなくすことによって、吸着帯５１を設けない構成よりも吸着力をより高めることが可能となる。吸着帯５１は、壁面Ｗに吸着した際にタイミングベルト４５の歯形４５Ａの頂部がサブ減圧室３１の下面３１Ｂに接触する厚みとすることが好ましいが、僅かに隙間があってもよい。サブ減圧室部３１の上面３１Ａ側には吸着力が働かないので、吸着帯５１がサブ減圧室３１の上面３１Ａに接触し、タイミングベルト４５の歯形４５Ａの頂部はサブ減圧部３１の上面３１Ａとの間に隙間を有する。

図９、図１０に図示する例においては、サブ減圧室部３１にガイド部３７Ａ，３９Ａを設けているが、無端走行帯２０Ａの蛇行防止には、駆動輪１０，１４及び従動輪１６にガイド部を設ける構成としてもよい。以下に、駆動輪１４を例示して説明する。

図１１は、第２の無端走行帯周辺例における無端走行帯２０Ａと駆動輪１４の関係を示す断面図である。図１１に図示する無端走行帯２０Ａは、図９，１０において図示し説明した構成と同じなので詳しい説明を省略するが、幅方向中央に吸着帯５１が固着されている。駆動輪１４は、吸着帯５１を挟んで駆動輪部１４Ａ，１４Ｂに分割されている。駆動輪部１４Ａ，１４Ｂはシャフト１８で接続されている。駆動輪部１４Ａ，１４Ｂそれぞれの外周部には、歯形１７が形成され、歯形１７はタイミングベルト４５の歯形４５Ａと歯合する。無端走行帯２０Ａが吸着帯５１を有しているため、駆動輪１４は吸着帯５１に歯形１７が干渉しないように駆動輪部１４Ａと駆動輪部１４Ｂとに分割されている。

駆動輪部１４Ａは、左方側端面が無端走行帯２０Ａの厚み方向に交差する位置まで拡径されたガイド部１９Ａを有し、駆動輪１４Ｂには、右方側端面が無端走行帯２０Ａの厚み方向に交差する位置まで拡径されたガイド部１９Ｂを有している。ガイド部１９Ａ,１９Ｂは、吸着走行の際に無端走行帯２０Ａが蛇行することを防止する。ガイド部１９Ａ，１９Ｂは、駆動輪１０及び従動輪１６にも同じように設けられる。

サブ減圧室３１にガイド部３７Ａ、３９Ａを設けること、駆動輪１０，１４及び従動輪１６にガイド部１９Ａ，１９Ｂを設けることは、前述した第１の実施例（図１、図２参照）にも適合可能である。又、ガイド部３７Ａ、３９Ａ及びガイド部１９Ａ,１９Ｂの両方を備える構成としてもよく、また、どちらか一方を設けるようにしてもよい。なお、駆動輪部を分割する構成やガイド部を設ける構成の一方又は両方は、第1〜第4の実施の形態に係る吸着走行装置や他の吸着走行装置に使用可能である。

以上説明した第１や第２の無端走行帯周辺例に係る吸着走行装置１によれば、無端走行帯２０Ａは、動力伝達ベルトあるタイミングベルト４５のサブ減圧室３１側（サブ減圧室部３３側）に軟弾性体の帯状部材５２と摺動テープ５３とが積層された吸着帯５１をさらに有し、吸着帯５１は、無端走行帯２０Ａの幅方向中央部に固定され、かつ通気孔３５と吸着孔２１とに連通可能な孔５４を有し、走行面である壁面Ｗに吸着して走行する際に、摺動テープ５３はサブ減圧室部３３の走行面側の外殻面である下面３１Ｂに密接しつつ摺動するように配置されている。

このようにすれば、吸着走行装置１が吸着走行する際に、吸着帯５１はサブ減圧室部３１の下面３１Ｂの通気孔３５の周囲に密接することから、無端走行帯２０Ａとサブ減圧室部３１との間で空気漏れの発生を抑えることが可能となり、吸着力がより高い吸着走行装置１を実現することが可能となる。

なお、図示は省略するが、吸着帯５１をサブ減圧室部３１の下面３１Ｂに設ける構成とすることが可能である。たとえば、図９に示す吸着帯５１の配置位置において、吸着帯５１をサブ減圧室部３３の下面３１Ｂに固着する。タイミングベルト４５には、図９に示す溝４５Ｃに相当する溝が形成され、この溝内に吸着帯５１が通過できるようにする。吸着帯５１は、帯状部材５２をサブ減圧室部３１側に固着し、摺動テープ５３をタイミングベルト４５の溝底面に摺動させるようにする。このような構成にしても、前述した無端走行帯２０Ａが吸着帯５１を備えるときと同じ効果が得られる。このような構成にすれば、駆動輪１４を駆動輪部１４Ａ、１４Ｂに分割しなくてもよい。駆動輪１０及び従動輪１６も同様である。

なお、無端走行帯２０Ａの壁面Ｗに対する吸着力が高まると、吸着走行する際に無端走行帯２０Ａとサブ減圧室部３１との間の摩擦負荷が高くなり、走行ロスが発生することが考えられる。そこで、この摩擦負荷を減少させる構成を第３の実施例として図１２を参照して説明する。

図１２は、第３の無端走行帯周辺例におけるサブ減圧室部３１の構成を拡大して示す部分断面図である。無端走行帯２０Ａは、前述した第２の実施例と同じ構成を例示している。サブ減圧室部３１の底部３４の無端走行帯２０Ａ側には、ローラユニット７４が埋め込まれている。ローラユニット７４は、ローラ枠体７４Ａと、ローラ枠体７４Ａに回転可能に軸支される複数のローラ７４Ｂとを有している。ローラユニット７４は、吸着帯５１を挟んで幅方向両側にサブ減圧室部３１の長さ方向（前後方向）に沿って配置される。ローラユニット７４は、サブ減圧室部３１の底部３４に設けられた凹部３４Ａ内に埋め込まれている。ローラ７４Ｂは、サブ減圧室部３１の下面３１Ｂよりも外周面の一部が突出し、走行方向に多連配列される。従って、壁面Ｗに吸着し吸着帯５１が圧縮される際に、ローラ７４Ｂがタイミングベルト４５の歯形４５Ａの頂部に当接する。壁面Ｗに吸着して走行する際に、ローラ７４Ｂは、タイミングベルト４５によって転動するように配置されている。

第３の無端走行帯周辺例によれば、サブ減圧室部３１と無端走行帯２０Ａの間にローラ７４Ｂを配設している。従って、吸着帯５１を設けることによって吸着力が高まることで増加する摩擦負荷を低減し、走行ロスを低減することが可能となる。

図１２に図示する例においては、ローラユニット７４をサブ減圧室部３１の下面３１Ｂ側に配設した例を図示している。ローラユニット７４は、下面３１Ｂ側に加えてサブ減圧室部３１の上面３１Ｂ側に配設してもよい。このようにすれば、走行時においてサブ減圧室部３１と無端走行帯２０との間の摩擦抵抗をさらに減ずることができる。なお、図１２では、吸着帯５１を設ける構成を図示しているが、ローラユニット７４は吸着帯５１を設けない構成にも適合できる。

前述した第１の実施の形態による吸着走行装置１では、メイン減圧室３２を介してサブ減圧室３３からブロワユニット５によって壁面Ｗとの間に負圧を発生させる。しかし、図示は省略するが、メイン減圧室３２を介さずにブロワユニット５がサブ減圧室３３から配管を介して直接吸引するようにしてもよい。その際、サブ減圧室３３の容積を小さくすると吸着力をより高めることが可能である。サブ減圧室部３１は、無端走行帯２０，２０Ａを支持していることから、たとえば、サブ減圧室部３１に無端走行帯２０，２０Ａを支持する部材を取り付けるようにすればよい。

また、図示は省略するが、従来のサブ減圧室部３１の内部に容積が小さい減圧室部（第２減圧室部という）をさらに格納し配管を介してブロワユニット５によって直接吸引するようにしてもよい。この第２減圧室部は、サブ減圧室部３１に設けられた通気孔３５に連通する通気孔が設けられ、サブ減圧室部３１に固定される。このような構成においては、サブ減圧室部３１は、無端走行帯２０，２０Ａの支持体として機能する。

図１３は、第1の実施の形態に係る吸着走行装置１のサブ減圧室部３１に設けられる通気孔３５の配列の１例を模式的に示す説明図である。無端走行帯２０，２０Ａは吸着走行時にサブ減圧室部３１に沿って図示矢印方向に移動する。つまり、吸着孔２１を構成する貫通孔４９も移動する。貫通孔４９は常に通気孔３５と連通していなければならない。そこで、図１３に示すように、通気孔４９を長孔とし、２列にピッチをずらして配置することで、貫通孔４９はいずれの位置においても必ず通気孔３５に連通させることが可能となる。通気孔３５の形状は長方形にしてもよく、３列に配列してもよく自在に設定可能である。また、円形や１列配列でも、貫通孔４９とのピッチを適宜ずらせば、いずれの場所においても通気孔３５と貫通孔４９とを必ず連通させることが可能となる。このピッチをずらして通気孔を配置する構成は、第1〜第4の実施の形態に係る吸着走行装置や他の吸着走行装置に使用可能である。

なお、本発明は前述の実施の形態や無端走行帯周辺例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。たとえば、本実施の形態の吸着走行装置１に壁面Ｗの状態を検出するセンサとコンピュータとを搭載し、プログラムによって壁面Ｗを自走するようにすることが可能である。あるいは、吸着走行装置１に通信装置を搭載し、無線または有線で走行制御をするようにすることも可能である。また、吸着走行装置１にフックなどを設けておき、落下防止用のケーブルを取り付けられるようにしてもよい。

また、前述した実施の形態では、走行帯４６を長さ方向に圧縮する率を５０％〜８０％としていたが、作業性を考慮すると８０％〜９５％の範囲としてもよく、好ましくは４０％〜９５％、さらに好ましくは５０％〜９０％、最も好ましくは６０％〜８０％である。

また、前述の実施の形態では、吸着走行装置１（１Ａ）のそれぞれを連結板８４とヒンジ８５とで連結しているが、一つの取付け枠７５で複数台連結するようにしてもよく、取付け枠７５を設けずに、駆動輪支持板３８，４０と従動輪支持板４１，４２を利用して連結板８４を取り付けるようにしてもよい。

また、前述の実施の形態等では、垂直もしくは急斜面の壁面Ｗを対象としていたが、天井面や危険な吊り橋などの人が渡る水平面など、その他の全ての面に本発明を適用することができる。また、前述の実施の形態等では、メイン減圧室と、サブ減圧室とを有するものが示されているが、減圧室は１つまたは３つ以上でも良い。さらに、第1〜第４の実施の形態に係る吸着走行装置１、１Ａ，１Ｂ，１Ｃや第１〜第３の無端走行帯周辺例に示される部分構成や部品などは、他の実施の形態のものなどに適宜、転用可能であり、さらには、他の吸着走行装置にも使用可能（転用可能）である。

また、前述の実施の形態では、吸着孔２１、通気孔３５、吸着室４７、吸着凹部４８および貫通孔４９を平面四角形状の立方体としているが、平面形状が楕円形、球形、三角形など他の形状の３次元空間としてもよい。また、前述の実施の形態が２つの駆動部（第１駆動部２、第２駆動部３）を有するものとしたが、１つの駆動部や３つ以上の駆動部を有するものとしてもよい。

また、前述した実施の形態では、動力伝達ベルトとしてタイミングベルト４５を採用しているが、動力伝達ベルトとしては、凹凸（歯型）がない表面がフラットのベルトであってもよい。その際、駆動輪１０，１４および従動輪１６，１６は、凹凸の歯型を備えたものであってもよく、凹凸の歯型のない摩擦車としてもよい。

１、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…吸着走行装置、２…第１駆動部、３…第２駆動部、４…減圧室部、２０，２０Ａ…無端走行帯、２１…吸着孔、３４…底部、３５…通気孔、４５…タイミングベルト、４６…走行帯、４７…吸着室、４９…貫通孔、５０…区画壁、５１…吸着帯、５２…帯状部材、５３…摺動テープ、５４…孔、５５…開閉手段、５８…弁体、６１…コイルばね（弾性部材）、７０…隙間（開閉手段）、７４…ローラユニット、７５…取付け枠（取付け部材）、７８…底部、８３…連結手段、８４…連結板、８５…ヒンジ、７４Ｂ…ローラ、Ｗ…壁面（走行面）

Claims (10)

1. 走行面に吸着して走行する吸着走行装置において、
   複数の吸着孔が形成された無端走行帯を有する第１駆動部および第２駆動部と、
   空気吸引装置によって減圧されるメイン減圧室と、該メイン減圧室に連通し前記第１駆動部および前記第２駆動部それぞれに配置されるサブ減圧室と、
   前記サブ減圧室の前記吸着孔の配置側に設けられ、前記サブ減圧室と複数の前記吸着孔の各々を連通する複数の通気孔と、
   前記通気孔の各々を解放したり閉鎖したりする開閉手段と、を有し、
   前記開閉手段は、前記壁面と前記吸着孔で形成される複数の吸着室の気圧が前記サブ減圧室の気圧と同じであるときに前記通気孔を解放し、前記吸着室の気圧が前記サブ減圧室の気圧よりも高くなるときに前記通気孔を閉鎖し、
   前記通気孔を閉鎖した際に、前記通気孔には前記サブ減圧室の気圧が他の前記吸着室の気圧に影響しない程度の大きさの隙間が形成される、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
2. 請求項１に記載の吸着走行装置において、
   前記吸着孔は、前記サブ減圧室側の開口面積が前記壁面側の開口面積よりも小さい、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の吸着走行装置において、
   前記メイン減圧室部の前記壁面側の底部に固定される取付け部材を有し、
   前記取付け部材の一部は前記第１駆動部および前記第２駆動部の外側に作業用装置などを取り付け可能な枠部が突設している、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
4. 請求項３に記載の吸着走行装置において、
   前記吸着走行装置が、前記メイン減圧室に固定された前記取付け部材及び連結手段によって走行方向または／および走行方向に直交する方向に複数連結されている、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の吸着走行装置において、
   前記連結手段は、隣接する前記取付け部材の間に配置される連結板と、前記取付け板と前記連結板とを連結するヒンジを有する、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
6. 複数の吸着孔が形成された無端走行帯と、前記吸着孔側の空気を吸入する空気吸引装置と、を有し、前記無端走行帯が走行面に吸着し姿勢を保持すると共に回転することで前進または後進の少なくとも一方を行う吸着走行装置において、
   前記空気吸引装置による減圧を前記吸着孔側に及ぼしたり、及ぼさなかったりするための開閉手段を設け、
   前記開閉手段は、前記吸着孔側が外部空間と連通しない状態時には開くことで、前記吸着孔を減圧し、前記吸着孔側が外部空間と連通し大気圧となっている状態時には、わずかな隙間を有しつつ閉じることで前記連通しない状態に復帰したときに、前記開閉手段が閉じた状態を継続してしまい、前記吸着孔側が減圧されなくなることを防ぐように構成されている、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の吸着走行装置において、
   前記開閉手段は、前記無端走行帯が対向する本体側に配置され、前記本体側に設けられる前記吸着孔と連通可能に設置される複数の通気孔の各々を解放したり閉鎖したりする弁体と、前記通気孔が解放される方向に前記弁体を付勢する弾性部材と、から構成されている、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の吸着走行装置において、
   前記無端走行帯は、走行駆動力が伝達される動力伝達ベルトと軟弾性体の走行帯との２層構造を有し、
   前記走行帯が長さ方向に圧縮した状態で前記動力伝達ベルトに固着されている、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の吸着走行装置において、
   前記無端走行帯は、前記動力伝達ベルトの前記サブ減圧室側に軟弾性体の帯状部材と摺動テープとが積層された吸着帯をさらに有し、
   前記吸着帯は、前記無端走行帯の幅方向中央部に固定され、かつ前記通気孔と前記吸着孔とに連通可能な孔を有し、
   前記走行面に吸着して走行する際に、前記摺動テープは前記サブ減圧室の前記走行面側の外殻面に密接しつつ摺動するように配置されている、
   ことを特徴とする吸着走行装置。
10. 請求項９に記載の吸着走行装置において、
    前記外殻面には、前記吸着帯を挟んで幅方向両側に外周面の一部が前記外殻面より突出する複数のローラが長手方向に配列されており、
    前記走行面に吸着して走行する際に、前記ローラは前記動力伝達ベルトによって転動するように配置されている、
    ことを特徴とする吸着走行装置。

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