JP2647364B2 - 押付機構 - Google Patents

押付機構

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JP2647364B2
JP2647364B2 JP60041830A JP4183085A JP2647364B2 JP 2647364 B2 JP2647364 B2 JP 2647364B2 JP 60041830 A JP60041830 A JP 60041830A JP 4183085 A JP4183085 A JP 4183085A JP 2647364 B2 JP2647364 B2 JP 2647364B2
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linear spring
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inner cylinder
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、対向壁間走行装置等に用いることができる
押付機構に関し、壁間の距離の急激な変化にも対応して
押付力が常に一定になるようにしたものである。
<従来の技術> 従来、狭隘な二重壁間等の如き互いに対向配置の対向
壁間を、壁を圧することにより自重を支えながら走行さ
せて壁面検査等を行う装置がある。
第6図(a),(b)は、上述した対向壁間走行装置
を概念的に表す説明図である。両図に示すようにこの走
行装置は、主動側フレーム1および従動側フレーム2を
有しており、これら2つのフレームが各々の中央で交叉
した交叉部には主動側フレーム1および従動側フレーム
2を互いに外側へ押付ける押付機構3が設けられてい
る。そして、主動側フレーム1には、ステアリング機能
および駆動機能を有する2つの駆動輪4,5が装着されて
おり、従動側フレーム2にはステアリング機能を有する
従動輪6,7が装着されている。
また、押付機構3は第7図に示すように主動側フレー
ム1に固着されたスプライン付シリンダ13と、このシリ
ンダ13に軸方向出入自在に嵌合されるように従動側フレ
ーム2に突設されたスプライン軸14とを有する。このス
プライン軸14は、シリンダ13の底部中央に立設されたボ
ールネジ18を平歯車16,17を介して押付駆動用のモータ1
5により回転することにより軸方向に移動される。この
ような機構においてモータ15を回転してスプライン軸14
を押出すようにし、駆動輪4,5、従動輪6,7、主動側フレ
ーム1および従動側フレーム2がある程度内部応力を持
つたところでモータ15を停止させて押付力を保たせるよ
うにしている。
<発明が解決しようとする問題点> 上述のような押付機構3は、一度押付力を決めてしま
うとそれを調整する手段がないため、前記対向壁間走行
装置においては、走行途中の壁面間距離の変化を両車輪
4,5,6,7および両フレーム1,2の弾性力によつて吸収して
いた。しかし、一般に検査を必要とするような二重壁間
はその間隔が一定でない場合が多いため上述のような従
来の装置が適用できない場合が多かつた。
上記問題点に鑑み押付力を自動調整して一定に保つ手
段を有し、押付ける壁間の急激な変化にも対応して一定
の押付力を維持しうる押付機構を提供することを目的と
する。
<問題点を解決するための手段> 前記目的を達成する本発明の押付機構の構成は、相対
向する壁面間を走行する走行装置の押付機構であって、
走行方向に伸びる主動側フレームと、該主動側フレーム
と直交する方向に設けられた外筒と該外筒内を昇降自在
に設けられた内筒とからなると共に、前記外筒と内筒と
が互いに回動しない構造の従動側フレームと、前記外内
筒に配設されると共にその一端部が内筒の一端部に設け
られ、且つこれら二つのフレームのそれぞれに相対向す
る壁面に向かう力を該壁間の間隔にかかわらず一定の力
で付与する少なくとも一つの第一の線形バネと、前記主
動側フレームの端部にフレーム軸方向と同方向に設けら
れ、且つバネ定数の和が前記第一の線形バネのバネ定数
の和と同一であると共に従動側フレームの方向に対して
一定の力で付与する少なくとも一つの第二の線形バネ
と、一端が第一の線形バネの内筒の移動端にまた他端が
第二の線形バネの移動端に設けられ、且つ第二の線形バ
ネが自然長のときに第一の線形バネの長さ方向と略平行
となる少なくとも一本のリンクとを有することを特徴と
する。
<原理> 本発明の原理を図面を参照しながら説明する。
第3図(a)においては、スライダー案内棒a,bが0
点を中心に十字型に交叉しており、a上をエレメントA,
Bが、またb上をエレメントC,Dがスライドする。これら
エレメントA,B,C,Dは、すべて同長で長さlのリンクL1,
L2,L3,L4と関節を介して結ばれてリンク機構となつてい
る。そして、エレメントA,Bの内側(0点側)には第一
のバネT1,T2が、またエレメントC,Dの外側(0点の反対
側)には第二のバネS1,S2が取付けられている。これら
のバネT1,T2,S1,S2は、そのバネ定数がすべて同じでk
であり、バネS1,S2はエレメントA,Bが0点から最も離
れ、エレメントC,Dが0点に最も接近した状態のときに
自然長となるものである。
以上の構造において、エレメントAの図面中上方向へ
の押付力Fは、リンクL1とスタイダー案内棒bのなす角
をθとして計算すると次のようになる。ここで、S1とS2
のFへの影響力は同一であるのでS2より受ける力を2倍
して求める。
但し、αはバネT1,T2がセットされたときに自然長か
ら縮んでいる長さである(以下に同じ)。
このようにFはθの大きさにかかわらず常に一定であ
る。
第4図(a),(b)は、上述の構造の中からエレメ
ントA,DおよびバネT1,S2だけを抽出して組立てたもので
ある。この場合のFを同様に求めると次のようになる。
よつてこの場合にもFはθの大きさにかかわらず一定
である。
第5図(a),(b)においては、エレメントA,C,D
を有する構造を作つた。ここでエレメントC,Dを支持す
るバネS1,S2のバネ定数は今までと同様にkであるがエ
レメントAを支持するバネT1′のバネ定数は2kとする。
このような構造における押付力Fを同様に求めると下記
のようになり、θの大きさに関係なく一定であることが
わかる。
以上のような原理を利用して本発明は完成されたもの
である。
<実施例> 以下、本発明の好適な一実施例を図面を参照しながら
説明する。
第1図(a)は本発明の実施例にかかる押付機構の縦
断面図、第1図(b)はそのA−A線断面図である。
本実施例の押付機構は、第5図に示した原理を応用し
ている。またこの押付機構はこのまま対向壁間走行装置
に応用でき、このときの車輪等の構造は従来の技術の項
に示したものと同様でよいため同一番号を付してここで
の説明は省略する。なお、車輪4,5,6,7は、図面中に一
点鎖線で示した。
本実施例にかかる押付機構は、第1図及び第2図に示
すように、相対向する壁面51,52間を走行する走行装置
の押付機構であって、走行方向に伸びる駆動輪4,5を有
する主動側フレーム1と、該主動側フレーム1と直交す
る方向に設けられた外筒11と該外筒11内を昇降自在に設
けられた内筒12とからなると共に、前記外筒と内筒とが
互いに回動しない構造の従動輪6,7を有する従動側フレ
ーム2と、前記外筒11内に配設されると共にその一端部
が内筒12の一端部に設けられ、且つこれら二つのフレー
ム1,2のそれぞれに相対向する壁面51,52に向かう力を該
壁間の間隔にかかわらず一定の力で付与する少なくとも
一つの第一の線形バネ31と、前記主動側フレーム1の両
端部にフレーム軸方向と同方向に設けられ、且つバネ定
数の和が前記第一の線形バネ31のバネ定数の和と同一で
あると共に従動側フレーム2の方向に対して一定の力で
付与する第二の線形バネ38,39と、一端が第一の線形バ
ネ31の内筒12の移動端12aにまた他端が第二線形バネ38,
39の移動端34,35に設けられ、且つ第二の線形バネ38,39
が自然長のときに第一の線形バネ31の長さ方向と略平行
となるリンク36,37と、を有するものである。
すなわち本押付機構は、主動側フレーム1のほぼ中央
にこれを直角に貫通するように固着されている外筒11
と、従動側フレーム2の内面(図面中下面)に直角に固
着され前記外筒11に摺動自在に嵌合している内筒12とを
有しており、これら外筒11および内筒12は、互いに回動
しないようにスプライン構造となつている。そして、外
筒11内にはバネ定数が2kであるバネ31が内蔵されてお
り、内筒12を図中上方へ押上げるように働いている。
また、前記主動側フレーム1の内面(図中上面)のそ
れぞれの両端部にはバネストツパ40,41が固着されてお
り、このバネストツパ40と外筒11との間、およびバネス
トツパ41と外筒11との間に、主動側フレーム1に沿つた
スライドガイド32,33が配設されている。これらのスラ
イドガイド32およびスライドガイド33のそれぞれにはス
ライダ34およびスライダ35が図中左右方向摺動自在に取
付けられている。そして、これらスライダ34,35とスト
ツパ40,41とに挾まれるようにバネ38およびバネ39が取
付けられており、スライダ34,35はバネ38,39より外筒11
に向かう力が与えられている。
さらにスライダ34と従動側フレーム2の移動端12aと
の間、およびスライダ35と従動側フレーム2との間に
は、それぞれ2本づつのリンク36,36、およびリンク37,
37がそれぞれピンを介して回動自在に取付けられてい
る。ここでバネ31,38,39が自然長になつたときには、両
フレーム1,2間の距離が最大になり、リンク36,37は、両
フレーム1,2とほぼ直交するようになる。
また、本実施例にかかる押付機構は、折たたみ機構を
有する。この折たたみ機構は、外筒11の底面(図中下
側)にその基端部が取付けられているボールネジ43と、
このボールネジ43に螺合して内筒12の内部に長手方向摺
動自在になるようにとじこめられている移動エレメント
42とを有している。そして前記ボールネジ43は、モータ
44により平歯車45,46を介して回転させられるようにな
つており、またその先端は移動エレメント42が抜けない
ような構造となつている。
次に、上述の構成の押付機構を対向壁間走行装置に応
用した場合の作用を説明する。
まず、モータ44を駆動してボールネジ43を回転させる
ことにより移動エレメント42をボールネジ43基端部の方
(図面中下方)へ移動させる。これにより内筒12も図中
下方へ移動されて、装置が折りたたまれた状態になる。
この状態で装置を例えば壁面検査等を行う二重壁間等へ
設置した後、モータ44を逆に駆動することにより移動エ
レメント42をボールネジ43の先端まで移動させる。この
途中で、駆動輪4,5および従動輪6,7は相対向する壁にそ
れぞれ押付けられて、装置全体をささえるようになつて
いる。このように相対向する壁の間に設置された走行装
置は、壁面検査等のために対向壁間を走行させることが
できる。そして、本装置においては、装置が壁を押付け
る力が下記に示す通り壁間の距離が変化しても常に一定
であり、さらに急激な壁間の距離の変化にも対応するこ
とができる。
次に、本実施例にかかる押付機構を概念的に表す第2
図を参照して本装置の押付力Fを求めてみる。なお、リ
ンク36,37の長さをl、リンク36(あるいは37)とスラ
イドガイド32(あるいは33)とのなす角をθとする。
バネ31による押付力をF1とすると F1=2k(l+α−lsinθ) バネ38による押付力をF2とすると バネ39による押付力をF3とすると F3=F2=klsinθ よつて全押付力は F=F1+F2+F3=2k(l+α) となりθに関係なく一定である。つまり、壁間が変化し
てθが変化しても押付力Fは一定である。また、バネ3
8,バネ39に代え、スライダ34,35を連結する引っぱりバ
ネを用い、リンク36,37が押し付け方向に向いたときに
当該引っぱりバネが自然長となり且つバネ定数がk/2で
あれば、バネ38,バネ39と同じ力が働き、押し付け力は
一定となる。
なお、本装置を対向壁間から取出すときは、折たたみ
機構を作動させて装置を折りたたむことにより、簡単に
取出すことができる。
<発明の効果> 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明
にかかる押付機構を用いることより相対向する壁面の距
離が異つても常に一定の押付力を得ることができる。
よつてこの押付機構を対向壁間走行装置に応用すれば
対向壁間を走行中に壁間の距離が急激に変化してもこれ
を吸収することができ、常に一定な押付力を維持しなが
ら走行することができる。
さらに実施例に示したような折りたたみ機構を取付け
れば、壁間への設置および取出しが非常に簡単になる効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は、本発明の実施例にかかる押付機構の縦
断面図、第1図(b)はそのA−A線断面図、第2図
は、この装置を概念的に示す説明図、第3図(a),
(b)、第4図(a),(b)、第5図は本発明の原理
の説明図、第6図(a),(b)は、対向壁間走行装置
を概念的に示す説明図、第7図は従来技術にかかる押付
機構の縦断面図である。 図面中、 1は主動側フレーム、 2は従動側フレーム、 3は押付機構、 4,5は駆動輪、 6,7は従動輪、 31,38,39はバネ、 36,37はリンクである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】相対向する壁面間を走行する走行装置の押
    付機構であって、 走行方向に伸びる主動側フレームと、 該主動側フレームと直交する方向に設けられた外筒と該
    外筒内を昇降自在に設けられた内筒とからなると共に、
    前記外筒と内筒とが互いに回動しない構造の従動側フレ
    ームと、 前記外筒内に配設されると共にその一端部が内筒の一端
    部に設けられ、且つこれら二つのフレームのそれぞれに
    相対向する壁面に向かう力を該壁間の間隔にかかわらず
    一定の力で付与する少なくとも一つの第一の線形バネ
    と、 前記主動側フレームの端部にフレーム軸方向と同方向に
    設けられ、且つバネ定数の和が前記第一の線形バネのバ
    ネ定数の和と同一であると共に従動側フレームの方向に
    対して一定の力で付与する少なくとも一つの第二の線形
    バネと、 一端が第一の線形バネの内筒の移動端にまた他端が第二
    の線形バネの移動端に設けられ、且つ第一の線形バネお
    よび第二の線形バネが自然長のときに第一の線形バネの
    長さ方向と略平行となる少なくとも一本のリンクと、 を有することを特徴とする押付機構。
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