JP3041836B2 - 無限軌道式磁気走行装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無限軌道式磁気走行装置
に関し、特に永久磁石により無限軌道を構成し、鉄鋼構
造物など磁性材の壁面を永久磁石の吸着力を利用して垂
直壁面や天井面を独力で走行できる無限軌道式磁気走行
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、特開昭４７
−４０６３５号の「壁面作業車の走行装置」、特開昭５
１−７９４９８号の「磁力走行装車の操作方法」、特開
昭５６−７９０６９号の「磁気付着性無軌道運搬器
具」、特開昭６０−１８４６４号の「走行機の磁石付無
端軌道体」などがあり、例えば超音波探傷検査など、そ
れぞれの用途に応じた装置が製作されていた。前記従来
技術の無限軌道式磁気走行装置は、走行表面の凹凸につ
いて水平走行ではスムーズな走行ができることができ、
優れた性能を備えたものである。しかし、前記従来技術
の無限軌道式磁気走行装置は垂直面や天井面の走行にお
いて、走行面に大きな凹凸部がある場合について考慮さ
れていなかった。また、従来のこの種の走行装置の構造
は車体の両側に同じ寸法の無限軌道を配し一つの走行装
置にしたもので、一つの車体と二つの無限軌道から構成
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
下記に示すような解決すべき問題点があった。まず、従
来のこの種の走行装置は、走行表面の凸部を走破させる
ためには、無限軌道を構成する各磁石部の接合をゆるく
させ、たるみをつける必要があった。すなわち磁石部の
接合部にたるみがあると、図１５（ａ）に示すように天
井面の凸部を走行することができる。しかしながら、天
井面走行時においては走行装置の自重は無限軌道（磁石
５１とチェーン５２の組み合わせ）の走行方向前後の両
端部付近の磁石５１のみにかかり、他の部分の無限軌道
を構成する磁石５１には走行装置（駆動輪５３）の自重
は作用しないので、走行装置の落下の危険性が十分回避
されるとは言えない。

【０００４】従って、このような壁面移動機構を備えた
走行装置では、各々の磁石の吸着能力を大きくする必要
がある。これについては、例えば特開昭４７−４０６３
５号の「壁面作業車の走行装置」にあるようにバネ５４
で駆動輪５３の間隔を押し広げ（図１５（ｂ））、無限
軌道を走行方向前後に張るなどの対策を講じる必要があ
る。しかし無限軌道を張ると、走行表面の凸部の走破性
が下がり、図１５（ｃ）の天井面の凸部走行時には、走
行装置の自重をチェーン５２を介して全ての磁石５１で
支えることはできないので、走行装置は落下する可能性
が増えるという相反する矛盾がある。さらに無限軌道を
張ることは、すでに走行壁面に吸着している磁石５１を
すべらせない限りできないということもある。走行装置
の天井面走行時の上記問題点を解決するために、特開昭
６３−９０４８４号の「壁面吸着走行機」の発明では負
荷分散型のクローラを設けているが、これは磁石を走行
装置本体に取り付けた案内板により支える構造であるた
め、走行面の凸部を乗り越えることが容易でないという
ことがある。

【０００５】また、特開昭６１−８９１８４号の「壁面
吸着走行機」では図１６（ａ）に示すように無限軌道を
構成する磁石５１とチェーン５２との間に緩衝材を設け
ることにより磁石５１を走行面に押しつける方法もある
が、リンク状の無限軌道と走行面の間での緩衝材による
押しつけだけでは構造的に十分なストロークがとれず、
溶接ビードのような大きな凸部の曲率のある走行面の走
行が十分満足できるものではなかった。さらにチェーン
５２を押さえる機構がないここと、磁石５１とチェーン
５２をピン５５で接続しているので、磁石５１の自由度
が大きく、磁石５１が互いに干渉する可能性がある。

【０００６】さらに特開平２−９２７８８号の「クロー
ラ型壁面走行機構」ではクローラ（Ｃｒａｗｌａ；無限
軌道からなる走行装置）にリニアアクチュエーターを配
し、センサーにより走行面の凸部を感知し、アクチュエ
ーターを作動させて凸部を乗り越える装置が開示されて
いるが、走行装置が大規模になるとともに、前述したよ
うにマグネットクローラの場合、図１６（ｂ）に示すよ
うに無限軌道５７の磁石の走行面に吸着した部分Ａ部は
吸着しておりすべりを生じないため、走行方向前方から
無限軌道５７が走行面の凸部でへこむ分だけ余分に無限
軌道５７を送りこむ必要があるが、その点の対策が十分
とは言えない。一方曲率のある壁面の走行については、
特開平３−２３１０７９号の「壁面吸着走行機」の発明
があるが、ガイドレールの隙間に沿ってクローラの磁石
部を走らせるため、曲率にあったガイドレールをそのつ
ど準備する必要があり、段取り替え作業が発生する。

【０００７】また、従来技術のクローラは図１７（ａ）
の平面図と図１７（ｂ）の側面図に示すように一つの車
体５８に平行に配置された２つの無限軌道５７を有する
機構となっており、この２つの無限軌道５７の走行を駆
動源（図示せず）から駆動輪５３を介して制御すること
により走行装置を左右に進行させたり、回転させたりす
る運転を行っていた。このため、構造面より走行装置の
能力、適用範囲が制約されていた。また図１８（ａ）と
図１８（ｂ）に示すように各無限軌道５７の駆動輪５３
用のモーター５９の長手方向が走行装置の進行方向に直
交し、しかも互いに車体５８の内側に配置されている走
行装置では、車体５８の前後に駆動輪５３が位置するこ
とになり、無限軌道５７部のバックラッシュにより走行
装置の走行スタート時、該装置が左右に振れるなど不安
定な動きをする可能性がある。

【０００８】また、車体にバッテリーや発電機を積んで
遠隔操作をするのは公知の従来技術であるが、磁気クロ
ーラについてはバッテリーや発電機を積むには、それら
の重量が重く実用化困難という問題があった。さらに、
従来この種の走行装置の構造は車体に構造鋼を使用して
いるため、摺動部が摩耗し、鉄粉がマグネットクローラ
により磁化され、摺動部に噛み込み、走行に悪影響を与
えるという問題もあった。そこで、本発明の目的は、凹
凸部のある走行面、曲率のある走行面での走行性能が向
上した無限軌道式磁気走行装置を提供することである。
また、本発明の目的は、走行制御が容易な無限軌道によ
り走行する無限軌道式磁気走行装置を提供することであ
る。さらに、本発明の目的は軽量化した無限軌道式磁気
走行装置を提供することである。また、本発明の目的は
複雑な走行面上でも走行可能であり、また用途により組
み立て台数を変更できる連結型の無限軌道式磁気走行装
置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は次の
構成によって達成される。すなわち、複数の磁石をチェ
ーンにより連結して構成される無限軌道を車体外周部に
設け、磁性材からなる走行面に無限軌道の磁石を吸着さ
せながら無限軌道を駆動させるチェーン駆動輪とその駆
動源とを車体側に設けた無限軌道式磁気走行装置におい
て、車体に支持された複数のサスペンション付無限軌道
押しつけ補助車輪と、無限軌道を構成する各々の磁石と
チェーンの間に配置された弾性部材と、無限軌道のチェ
ーンにかみ合いながら、車体に弾性部材を介して支持さ
れた遊輪を備えた無限軌道式磁気走行装置である。

【００１０】本発明の上記無限軌道式磁気走行装置は、
無限軌道を駆動させるチェーン駆動輪と無限軌道のチェ
ーンにかみ合う遊輪はそれぞれ一対設けられ、無限軌道
の軌跡を台形状にするように、一対の駆動輪は台形状無
限軌道の長辺側の車体に取り付けられ、一対の遊輪は台
形状無限軌道の短辺側の車体に取り付けられた構成とす
ることができる。また、前記サスペンション付無限軌道
押しつけ補助車輪にはサスペンションの押し付け力を調
整する調整手段を設けることができる。そして、各々の
磁石とチェーンの間に配置した弾性部材は走行方向に直
交する方向で、かつ磁石の長手方向に並行して配置され
る一対の弾性部材から構成することができる。また、隣
接する磁石同士の間隔と各磁石とチェーンの間隔を所定
値以上とすることもできる。さらに、各々の磁石は薄
く、表面の滑らかな非磁性材の板で覆い、かつ、各々の
磁石の走行面に当接するコーナー部には弾力性部材を配
置しても良い。

【００１１】さらに、本発明の上記無限軌道式磁気走行
装置の車体は二つの側板と該両側板を連結する構造物と
両側板にそれぞれ端部が支持された補助車輪の回転軸と
両側板にそれぞれ端部が弾性部材を介して支持された遊
輪の回転軸とを備え、二つの側板の内側には二つの突起
形状を設け、該二つの突起形状の間を無限軌道のストロ
ーク範囲を規制するストローク調整部とし、該ストロー
ク調整部を移動するガイド車輪が無限軌道に取り付けら
れている構造、車体の側板のストローク調整部には所定
値の曲率をつけた構造、走行装置の進行方向の前後両方
の端部側のサスペンション付無限軌道押しつけ補助車輪
のサスペンションの押し付け力とストロークを他の部位
のサスペンションの押し付け力とストロークよりもそれ
ぞれ大きくした構造、車体を構成する両側板の一方の側
板内側または外側にチェーン駆動輪の駆動源を設けた構
造、チェーンにはサスペンション付無限軌道押しつけ補
助車輪脱輪防止機構を設けた構造などを採用することも
できる。

【００１２】また、本発明は前記各々独立に走行する無
限軌道式磁気走行装置を二以上連結できる機構を設けた
構成とすることもできる。

【００１３】このとき、無限軌道式磁気走行装置を二以
上連結できる機構は着脱自在にすることができる。ま
た、前記無限軌道式磁気走行装置を二以上連結できる機
構は各々独立に走行する無限軌道式磁気走行装置の走行
方向に対して並列位置に隣接する無限軌道式磁気走行装
置の車体の対向する側の二つの側板に設けられた前記走
行装置の第一連結部材と無限軌道式磁気走行装置の走行
方向に対して前後方向に隣接する無限軌道式磁気走行装
置の前記第一連結部材を連結する第二連結部材からなる
構成とすること、または、無限軌道式磁気走行装置を二
以上連結できる機構は少なくとも一つの各々独立に走行
する無限軌道式磁気走行装置を他の各々独立に走行する
無限軌道式磁気走行装置とは異なる三次元上の走行面を
走行可能な連結機構を備えた構成とすることもできる。

【００１４】また、本発明の上記目的は次の構成によっ
ても達成される。すなわち、各々独立に走行する前記各
種の無限軌道式磁気走行装置を二以上連結して構成され
る無限軌道式磁気走行装置の上部に太陽熱発電用パネル
を設けた無限軌道式磁気走行装置である。前記無限軌道
式磁気走行装置は、発電機とバッテリーを走行装置の車
体内に備えたものを用いることもできる。

【００１５】また、本発明の上記目的は次の構成によっ
ても達成される。すなわち、前記各種の無限軌道式磁気
走行装置の走行方向前方および／または後方に走行面に
非接触型の強力磁石を取り付けた無限軌道式磁気走行装
置である。本発明の上記各種の無限軌道駆動源は遠隔操
縦装置による駆動制御装置を備えておくこと、または、
無限軌道を構成する磁石以外の構成部材は非磁性材料か
ら構成することができる。

【００１６】また、本発明の走行装置は磁気クローラの
駆動源を機械式発電機と光発電機の組み合わせとし、バ
ッテリー装置は非常時の回収のみと小型化することがで
きる。さらに、本発明の無限軌道式磁気走行装置は、例
えば超音波探傷装置やテレビカメラなどを設置し、遠隔
操作することにより人間がアクセスできない、例えば配
管の中や大型圧力容器での高所部、放射線雰囲気下での
検査、物の運搬などを行うことができる。

【００１７】

【作用】

（走行面の凹凸部の走行性能向上の手段の作用） 無限軌道のチェーンに磁性材の壁面に吸着する機能を
持った永久磁石を取りつけ、そのチェーンを駆動源によ
り回転させることにより走行する。 走行装置のチェーン駆動輪とは異なった複数の調節可
能なサスペンション付無限軌道押しつけ補助車輪により
無限軌道の磁石を走行面に押しつけることにより、車体
とチェーンの間で走行面の凹凸を吸収できる。 上記に加えさらに、無限軌道を構成する各々の磁石
とチェーンの間にもスプリングなどの弾性部材によるサ
スペンション機能を持たせることにより、磁石とチェー
ンの間で走行面の凹凸を吸収できる。 上記各々の磁石とチェーンの間にもスプリングなどの
弾性部材を一つの磁石の左右（走行装置の進行方向に直
交する方向）に配置することにより、走行面の凹凸部の
形状が磁石の幅も小さい局部的な凹凸についても追従で
きる。 上記、の２つのサスペンション機能を組み合わせ
ることにより走行面の凹凸部への追従性を向上させるこ
とができる。 無限軌道のチェーンにかみ合いながら、車体にスプリ
ングなどの弾性部材を介して支持された遊輪により無限
軌道の進行方向前面側のチェーンにたるみを持たせるこ
とができる機構とし、走行面の凹凸部へのチェーンの供
給が進み走行面の凹凸部への追従性を向上させることが
できる。

【００１８】（単一の無限軌道により走行する作用） １つの無限軌道で走行させるため無限軌道を２つの側
板で挟み込み、この側板を支点にして無限軌道駆動源
や、チェーン駆動輪を取り付ける。この側板の間に無限
軌道を配し、無限軌道脱輪防止のためのサポートなど必
要な部品を取り付けることにより独立した１つの無限軌
道で走行することができる。 ２つの側板を連結する構造物によりサスペンション付
き補助車輪を支持することにより無限軌道上の各々の磁
石を走行面に押し付け、各々の磁石に均一な吸着力を持
たせることができ走行面に追従して走行が可能になると
ともに、その反力を２つの側板で支えることにより無限
軌道が１つの独立した走行装置として自由に走行ができ
る。 上記独立した無限軌道を備えた走行装置を複数台接続
し、走行制御を行うことにより用途に富んだ無限軌道式
走行装置となる。例えば同じ大きさの２つの独立した無
限軌道を平行に配し、接続した場合、通常の無限軌道式
走行装置となるし、４つの独立した無限軌道を平行に配
し、接続した場合、運搬荷重の大きな無限軌道式走行装
置となる。また大きさの異なった２つの独立した無限軌
道を平行に配し、接続した場合、特定の方向について旋
回性能に富んだ無限軌道式走行装置となる。また無限軌
道を構成する磁石以外の部分に非磁性材料を使用するこ
とにより、走行により発生する部品の摩耗粉が磁石の隙
間に入り込み悪影響を与えるのを防ぐことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。 実施例１ 走行装置の平面図を図１（ａ）に、側面図を図１（ｂ）
にそれぞれ示す。また、図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視図を
図２に示す。また、図３（ａ）に図１（ｂ）の側板を取
り除いた側面部の内部構造を示し、図３（ｂ）には図３
（ａ）のＡ−Ａ線矢視図を示し、図３（ｃ）には図３
（ａ）のＢ−Ｂ線矢視図を示す。また、図４（ａ）に図
３（ｃ）のイ部の拡大図を示し、図４（ｂ）に図３
（ａ）のＤ−Ｄ線矢視図を示す。また、図５（ａ）には
図３（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図を示し、図５（ｂ）には側
板側を装置の内側から見た図を示す。 本装置の無限軌道
は偏平板状の磁石１と磁石受け部２、磁石ホルダー３、
磁石受け部２と磁石ホルダー３を連結するピン２０、磁
石受け部２と磁石ホルダー３の間に配置される一対のス
プリング４およびチェーン５により構成される。磁石受
け部２と磁石ホルダー３はピン２０を介して連結され
（図８（ｂ）に磁石受け部２（磁石１）と磁石ホルダー
３がピン２０を介して連結されている様子を示す。）、
磁石受け部２と磁石ホルダー３の間隔はスプリング４に
より保持される。また、磁石ホルダー３はチェーン５に
接続されるので、磁石１と磁石受け部２、磁石ホルダー
３およびチェーン５は一体的に、かつ、一定の自由度を
もって接続され、無限軌道を構成することができる。

【００２０】上記複数の部材からなる無限軌道上を歯車
付駆動輪６ａが走行する。歯車付駆動輪６ａは側板１３
を貫通して軸支される回転軸６ｃに一体的に取り付けら
れていて、該回転軸６ｃの一方の側板１３の外側に延び
た一端部には傘歯車付駆動輪６ｂが取り付けられてい
て、この傘歯車付駆動輪６ｂが当該側板１３の壁面に設
けられたモータ７ａの回転軸（図示せず）に設けられた
傘歯車７ｂと噛合している。こうして歯車付駆動輪６ａ
はモーター７ａにより回転することができ、歯車付駆動
輪６ａの回転力でチェーン５を駆動させる。また、一対
の歯車付駆動輪６ａは台形状の側板１３の長辺側のコー
ナー部に支持されている。さらに、側板１３の短辺側の
コーナー部に一対の遊輪歯車８ａが支持されていて、そ
の歯車部分がチェーン５とかみ合いながらそれを走行装
置内側から押さえる機能を持っている。該遊輪歯車８ａ
は図４（ｂ）に示すように側板１３に両端を一対のスプ
リング８ｃを介して弾性的に支持された回転軸８ｂに自
由回転できるように取り付けられている。また、一対の
歯車付駆動輪６ａと一対の遊輪歯車８ａがチェーン５等
で構成される無限軌道を側板１３の外周に沿うように台
形状の軌道を形成するが、無限軌道の台形状の短辺側の
軌道部分を走行装置の内側から押しつけるためのスプリ
ング付き補助車輪９が並列状態に多数設けられている。
補助車輪９を無限軌道のチェーン５部分に押し付ける機
能を持つスプリング１０は両側の側板１３に支持された
支持梁１２（図５（ａ）参照）にその一端が押圧されて
いる。また、スプリング１０の押圧強度を調整するネジ
１１がスプリング１０とは反対側の支持梁１２に設けら
れている。

【００２１】また、無限軌道が側板１３より外れるのを
防ぐために側板１３に固定したストローク調整板（内
側）１４、ストローク調整板（外側）１５が設けられ、
また、前記調整板１４、１５の間を走行するガイド車輪
１６が磁石ホルダー３に取り付けられている。これら調
整板１４、１５とガイド車輪１６により、無限軌道が側
板１３から外れないようにすることができ、また、走行
装置が垂直壁面を横方向に走行する時にガイド車輪１６
が調整板１４と１５を介して走行装置の荷重を受け持つ
ことができる（図８（ａ）参照）。また、磁石ホルダー
３にはチェーン５に接続されるとともに補助車輪９が脱
線しないよう補助車輪ガイド１７が取り付けられてい
る。さらには磁石１の一部はゴム１８で角部が構成され
ていて（図３（ａ））、滑り止めの役目をさせている。
また、磁石１を柔らかいステンレススチール等の薄板
（図示せず）で覆うと共に、前記ゴム１８により、磁石
に付着した鉄粉等を効率良く除去することができる。

【００２２】上記構成からなる走行装置の走行時の動作
の説明をする。無限軌道を構成する磁石１が磁性材料か
らなる走行面に吸着するが、走行装置が走行する場合、
モーター７ａの駆動力が傘歯車７ｂと傘歯車付駆動輪６
ｂと回転軸６ｃを介して一方の歯車付駆動輪６ａを回転
させ、歯車付駆動輪６ａの歯とチェーン５の溝がかみ合
うことによりチェーン５を軌道にして磁石１、磁石受け
部２、磁石ホルダー３、連結ピン２０、スプリング４お
よびチェーン５からなる無限軌道を駆動させる力が働
く。この力を磁石１の吸着力より大きくすることにより
磁石１が走行面より離れ、走行装置が走行する。このと
き、並列状態に多数設けられているスプリング付き補助
車輪９が無限軌道のチェーン５部分を押し付けるので、
磁石１の走行面への吸着が確実に行える。

【００２３】走行面に凹凸部がある場合の走行装置の動
きを水平平面走行を例にして、図６により説明する。図
６（ａ）に示すように、走行面がほぼ平坦であると磁石
１の動きはスプリング４により微調整されながら、走行
装置は安定した走行ができる。また、図６（ｂ）のよう
に、走行面に凹凸部がある場合には、磁石１の動きはス
プリング４、磁石ホルダー３、補助車輪９、スプリング
１０を介して支持梁１２に伝えられるが、スプリング
４、１０により凹凸部の高さ方向の動きは吸収される。
そして、走行面の凹凸の高さがストローク調整板１４と
１５の間を移動できるガイド車輪１６の移動距離未満で
あると、側板１３は走行面の凹凸を乗り越えることがで
きる。しかし、走行面の凹凸の高さがストローク調整板
１４と１５の間を移動できるガイド車輪１６の移動距離
とスプリング４のストローク間隔との合計以上であると
支持梁１２を介して側板１３を含めて走行装置全体に走
行面の凹凸部の動きが伝えられ、走行装置全体が浮きあ
がろうとするか（走行面が凸部である場合）または走行
装置全体が沈もうとする（走行面が凹部である場合）
が、多数あるスプリング１０の内、凹凸部以外の走行面
にあるスプリング１０は磁石１を走行面に押しつけよう
とするため、走行面に磁石１が確実に吸着し、走行装置
全体としては安定した走行ができる。

【００２４】また、例えば、図６（ｂ）のように走行面
の局部的な位置に凸部があっても、一つの磁石１に対し
てスプリング４が走行装置の進行方向に直交する方向に
二つあることにより、またスプリング１０が磁石ホルダ
ー３により押し付けられるので、前記局部的な凸部を容
易に乗り越えることができる。このように、走行装置の
進行方向に直交する方向に走行面の凹凸があっても、走
行装置は容易に追従可能である。また、図示はしていな
いが、この走行装置は、曲率のある走行面を走行時に
も、走行面の凹凸部がある場合と同様に走行面に磁石１
が吸着し、走行装置全体としては安定した走行ができ
る。

【００２５】さらに走行装置の凹凸部の乗り越え性能を
向上させる機能を図７により説明する。 駆動輪６ａと遊輪歯車８ａの間にたるみを持たせたチ
ェーン５により、図１６（ｂ）に示すような走行面の凹
凸に対し、磁石１が供給され走行面の凸部が乗り越えや
すくなる。すなわち、従来の無限軌道の場合、走行面に
凸部があると走行するに従って車体が浮き上がるが、車
体の浮き上がりを防止するため、チェーン５をフレキシ
ブルにして十分前方に送りこんでやる必要があるが、チ
ェーン５は磁石１でしっかり走行面に吸着しているため
に滑りが生じずこのままでは、チェーン５を前方に送り
こんでやることができない。そこで、チェーン５を前方
に送りこんでやるためにはあらかじめチェーン５の周長
を長く取っていて、走行面の凸部乗り越え時、チェーン
５の高さ方向、又は長さ方向に車体が縮むような構造に
して、チェーン５に十分たるみを与え、走行面の凸部の
乗り越え性能を向上させる。さらに、磁石１本体が伸縮
する構造にすることにより走行面の凸部の乗り越え性能
が向上する。なお、前記たるみは一対の遊輪歯車８ａと
一対の歯車付駆動輪６ａとで形成される無限軌道の台形
状の軌道の短辺側の軌道部分を走行面として一対の歯車
付駆動輪６ａを無限軌道の台形状の軌道の長辺側に配置
したことと、チェーン５と磁石１とをスプリング４を介
して連結したことと、この部分のチェーン５が補助車輪
９により常時押圧されており走行面に凸部があるとバネ
が縮むことにより、チェーン５全体の周長としてたるみ
が生じる。

【００２６】一対の歯車付駆動輪６ａを走行装置の台
形状無限軌道の走行面に接する短辺側の無限軌道側でな
く、長辺側の無限軌道側のコーナ部に配置したことによ
り、走行面の凸部が乗り越えやすくなる。 側板１３に支持される回転軸８ｂに自由回転するよう
に取り付けられている遊輪歯車８ａは図４（ｂ）に示す
ようにチェーン５を押圧し、該チェーン５は一対のスプ
リング８ｃを介して各磁石１に対して力を作用させるも
のであるから、走行面の凹凸部に対しフレキシブルな動
きができ、走行装置全体が浮き上がる前に遊輪歯車８ａ
が走行面の凸部を吸収し、該凸部が乗り越えやすくな
る。 さらに磁石１と磁石受け部２の間隔を大きくし、各磁
石１の隣接間隔を大きくすることにより、一層走行面の
凹凸部が乗り越えやすくなる。

【００２７】次に、走行装置の走行面が垂直面である場
合に、この垂直面を横切る方向に走行する時および走行
面が天井面である場合について図８により説明する。図
８（ａ）のように走行装置が垂直走行面を横切る走行の
場合は、磁石１と磁石１にピン２０を介して接続されて
いる磁石ホルダー３（図８（ｂ）の図８（ａ）のＡ−Ａ
線視図を参照のこと）はストローク調整板（外側）１５
により支えられる。そして、図６（ａ）で説明した平面
状の走行面の上を走行する無限軌道の動きに加え、モー
ター７ａ（図３参照）を含む走行装置は磁石ホルダー３
に取り付けられた車軸１６ａを有するガイド車輪１６ｂ
がサポートし、側板１３の上を走行する。また、図８
（ｃ）に示すように天井面走行時は天井面に吸着してい
る磁石１と連結した磁石ホルダー３がストローク調整板
（外側）１５にぶら下がることにより、走行装置は落下
せず走行することができる。

【００２８】さらに、走行装置が曲率のある走行面の走
行について図９により説明する。曲率のある走行面につ
いてもスプリング１０とスプリング４（図３参照）との
ダブルサスペンション効果によりある程度の曲率につい
て、上記図１〜図８に開示した走行装置は追従可能であ
るが、さらに、走行装置の長手方向の両側（図９（ａ）
のＡで示す範囲）について補助車輪９に付属するスプリ
ング１０の強度を強くし、かつスプリング１０のストロ
ークを長くすることにより無限軌道の磁石１を安定して
曲率のある走行面に押しつけることができる。さらに図
９（ｂ）に示すように側板１３に取り付けるストローク
調整板（内側）１４とストローク調整板（外側）１５の
間隔Ｓを広くとることにより、ガイド車輪１６（図示せ
ず）のストロークが増え、スプリング１０のサスペンシ
ョン効果がより有効となるとともに、ストローク調整板
１４、１５に平面走行に支障の無い程度の曲率を付ける
ことができる。こうして、スプリング１０のサスペンシ
ョン効果により走行面の曲率にストローク調整板１４、
１５の曲率を厳密に合わせる必要なく、走行装置の曲面
状の走行面への追従性を一層向上させることができる。
具体例で説明すると、走行装置の全長が４００ｍｍであ
り、合計ストローク（スプリング４とスプリング１０の
合計ストローク）が３０ｍｍの場合、平面から半径約１
３００ｍｍの曲面上の走行が可能である。また、鉄鋼構
造物など磁性材の走行面に吸着して走行する装置におい
て、バッテリー電源や発電機、およびその組み合わせに
よりケーブルレスで駆動し、ラジコンなどで遠隔操作を
行うこともできる。

【００２９】実施例２ 図１０にエンジン付発電機２５とバッテリー２６とソー
ラパネル２７を実施例１で説明した無限軌道に取り付け
た走行装置を示す。実施例１で説明した独立無限軌道方
式の走行装置２１、２２を前方に並列配置し、走行装置
２１、２２と同じ方式の小型の走行装置２３を後方の中
央に配置し、走行装置２１と走行装置２３および走行装
置２２と走行装置２３とをそれぞれ一対の連結治具２４
で組み合わせた形状からなり、走行装置２１、２２の間
にエンジン付発電機２５およびバッテリー２６を配置
し、この走行装置２１、２２、２３の組み合わせの上部
にソーラパネル２７を支持アーム３０を介して乗せたも
のである。ソーラパネル２７等で得られるエネルギーは
発電機２５を介してバッテリー２６に電力として蓄えら
れ、走行装置２１、２２の各モータ２８、２９の駆動に
利用される。また、必要な電力に合わせ走行装置２１、
２２と走行装置２３の間の間隔を任意に設定することが
できる。本実施例のように二台以上の走行装置を組み合
わせて走行する場合、複数の走行装置の無限軌道を単一
のモータで駆動させても良い。このように独立走行可能
な無限軌道を備えた走行装置を複数台組み合わせる場
合、走行面の形状に合わせ、または運搬荷重の大きさ、
重量に合わせて走行装置の数を増減させたり、互いに異
なる大きさの走行装置を組み合わせることもできる。

【００３０】実施例３ 図１１に実施例１で説明した独立無限軌道式走行装置３
１の進行方向前面に上下移動機構３２でサポートされた
強力な磁石３３を取り付けた装置を示す。なお、上下移
動機構３２は図１２（図１２（ａ）は図１１の正面図、
図１２（ｂ）はそのＡ−Ａ線矢視図）に示すように一対
の無限軌道３４の連結用サポート３５に軸支され、アク
チュエータ３６で上下方向に移動できる。これは強力な
磁石３３を走行装置３１の前面に取り付けることによ
り、走行面の凸部を乗り越えた後、走行装置３１が浮き
上がるのを最小限にしたものである。また、上下移動機
構３２を上下させることにより、強力磁石３３は走行面
の凸部とは干渉しない。

【００３１】実施例４ 図１３（図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は側面
図）には２つの大きさの異なった無限軌道４１と４２を
平行に並べて連結用部材４３で連結したものである。各
無限軌道４１、４２にはそれぞれ無限軌道駆動用モータ
４４、４５が取り付けられている。本実施例の走行装置
は超音波探傷装置と組み合わせることにより圧力容器の
ノズル廻りの非破壊検査に適用できる。

【００３２】実施例５ 図１４には６つの小さな無限軌道５１を連結部材５２で
連結したものを示す。図１４（ａ）に示すように各無限
軌道５１にはモータ５３が設けられ、それぞれ独立して
無限軌道５１が駆動できる。また、無限軌道５１は二列
に３つずつ直列に配置され、これらの無限軌道５１は連
結部材５２で連結されるが、その連結部材５２は進行方
向に対して並列位置に配置された二つの無限軌道５１を
連結する連結部５２ａと先頭位置と中間位置の無限軌道
５１間の連結部５２ａを連結する連結部５２ｂと該連結
部５２ｂと最後尾の並列位置にある二つの無限軌道５１
の連結部５２ａとを連結する連結部５２ｃとからなり、
連結部５２ｂと連結部５２ｃとの連結機構は回転自在と
しているので、本実施例の６つの無限軌道５１の組み合
わせ体は図１４（ｂ）と図１４（ｃ）に示すように水平
面から垂直面まで一度に走行できる。その他、図示して
いないが、多数の無限軌道５１を組み合わせることによ
り、曲率のある走行面についての磁石１（図１参照）の
吸着効率の良い走行や、運搬能力を簡単に増加させるこ
とができる。本発明の上記実施例の走行装置は磁石１と
モーター７ａ以外の構造物、例えば側板、チェーンなど
はステンレス、アルミニウム、チタンなどを全て非磁性
材とすることで軽量化が可能であると共に、車体構造物
自体の摩耗より生じる鉄粉の付着を防止することができ
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明の無限軌道式磁気走行装置を用い
ることにより、走行面の凹凸部に対する追従性能を上げ
るとともに、従来できなかった範囲の走行、例えば水平
面から垂直面の連続走行や、他の装置、例えば非破壊検
査機器と組み合わせることができ、新たに無限軌道式走
行装置の適用範囲を広げることができる。また、本発明
の無限軌道式磁気走行装置は一つの無限軌道により走行
するので走行制御が容易である。さらに、本発明の無限
軌道式磁気走行装置は軽量化することができる。また、
本発明の二以上の走行装置を連結した連結型無限軌道式
磁気走行装置を用いると走行面の形状に合わせ、または
運搬荷重の大きさ、重量に合わせて無限軌道の数を増減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる実施例１の走行装置の外観構造
図である。

【図２】 本発明になる実施例１の走行装置の外観構造
図である。

【図３】 本発明になる実施例１の走行装置の内部構造
図である。

【図４】 本発明になる実施例１の走行装置の内部構造
図である。

【図５】 本発明になる実施例１の走行装置の内部構造
図である。

【図６】 本発明になる実施例１の走行装置が走行面の
平面部と凹凸部を走行する状態での内部構造図である。

【図７】 本発明になる実施例１の走行装置が走行面の
凹凸部を乗り越え性能向上機構を説明する図である。

【図８】 本発明になる実施例１の走行装置が垂直走行
面を横切る走行をする状態と天井面を走行する状態の内
部構造図である。

【図９】 本発明になる実施例１の走行装置が曲率のあ
る走行面を走行する状態を説明する概念図である。

【図１０】 本発明になる実施例２のソーラパネルを備
えた走行装置の平面図と側面図である。

【図１１】 本発明になる実施例３の独立無限軌道式走
行装置の進行方向前方に強力な磁石を取り付けた装置の
側面図である。

【図１２】 図１１の正面図とそのＡ−Ａ線矢視図であ
る。

【図１３】 本発明になる実施例４の大きさの異なった
無限軌道を平行に並べて連結用部材で連結した走行装置
を示す図である。

【図１４】 本発明になる実施例５の６つの独立無限軌
道式走行装置を組み合わせた走行装置の図である。

【図１５】 従来技術の走行装置を説明する図である。

【図１６】 従来技術の走行装置を説明する図である。

【図１７】 従来技術のクローラ走行装置を説明する図
である。

【図１８】 従来技術のクローラ走行装置を説明する図
である。

【符号の説明】

１…磁石、２…磁石受け部、３…磁石ホルダー、４、１
０…スプリング、５…チェーン、６ａ…歯車付駆動輪、
６ｂ…傘歯車付駆動輪、７ａ…モータ、８ａ…遊輪歯
車、９…補助車輪、１１…強度調整ネジ、１２…支持
梁、１３…側板、１４…ストローク調整板（内側）、１
５…ストローク調整板（外側）、１６…ガイド車輪、１
７…補助車輪ガイド、２４…連結治具、２５…エンジン
付発電機、２６…バッテリー、２７…ソーラパネル、３
２…上下移動機構、３３…強力磁石

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−241283（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−122431（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−2720（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭45−37214（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 55/265 B62D 55/14

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の磁石をチェーンにより連結して構
   成される無限軌道を車体外周部に設け、磁性材からなる
   走行面に無限軌道の磁石を吸着させながら無限軌道を駆
   動させるチェーン駆動輪とその駆動源とを車体側に設け
   た無限軌道式磁気走行装置において、 車体に支持された複数のサスペンション付無限軌道押し
   つけ補助車輪と、無限軌道を構成する各々の磁石とチェ
   ーンの間に配置された弾性部材と、無限軌道のチェーン
   にかみ合いながら、車体に弾性部材を介して支持された
   遊輪を備えたことを特徴とする無限軌道式磁気走行装
   置。
2. 【請求項２】 無限軌道を駆動させるチェーン駆動輪と
   無限軌道のチェーンにかみ合う遊輪はそれぞれ一対設け
   られ、無限軌道の軌跡を台形状にするように、一対の駆
   動輪は台形状無限軌道の長辺側の車体に取り付けられ、
   一対の遊輪は台形状無限軌道の走行面に接する短辺側の
   車体に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の
   無限軌道式磁気走行装置。
3. 【請求項３】 サスペンション付無限軌道押しつけ補助
   車輪にはサスペンションの押し付け力を調整する調整手
   段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の無
   限軌道式磁気走行装置。
4. 【請求項４】 各々の磁石とチェーンの間に配置した弾
   性部材は走行方向に直交する方向で、かつ磁石の長手方
   向に並行して配置される一対の弾性部材から構成される
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載
   の無限軌道式磁気走行装置。
5. 【請求項５】 隣接する磁石同士の間隔と各磁石とチェ
   ーンの間隔を所定値以上とすることを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の無限軌道式磁気走行装置。
6. 【請求項６】 各々の磁石は表面の滑らかな非磁性材の
   板で覆い、かつ、各々の磁石の走行面に当接するコーナ
   ー部には弾力性部材を配置することを特徴とする請求項
   １〜５のいずれかに記載の無限軌道式磁気走行装置。
7. 【請求項７】 車体は二つの側板と該両側板を連結する
   構造物と両側板にそれぞれ端部が支持された補助車輪の
   回転軸と両側板にそれぞれ端部が弾性部材を介して支持
   された遊輪の回転軸とを備え、二つの側板の内側には二
   つの突起形状を設け、該二つの突起形状の間を無限軌道
   のストローク範囲を規制するストローク調整部とし、該
   ストローク調整部を移動するガイド車輪が無限軌道に取
   り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいず
   れかに記載の無限軌道式磁気走行装置。
8. 【請求項８】 車体の側板のストローク調整部には所定
   値の曲率をつけたことを特徴とする請求項７記載の無限
   軌道式磁気走行装置。
9. 【請求項９】 走行装置の進行方向の前後両方の端部側
   のサスペンション付無限軌道押しつけ補助車輪のサスペ
   ンションの押し付け力とストロークを他の部位のサスペ
   ンションの押し付け力とストロークよりもそれぞれ大き
   くしたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載
   の無限軌道式磁気走行装置。
10. 【請求項１０】 車体を構成する両側板の一方の側板内
    側または外側にチェーン駆動輪の駆動源が設けられてい
    ることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の無
    限軌道式磁気走行装置。
11. 【請求項１１】 チェーンにはサスペンション付無限軌
    道押しつけ補助車輪脱輪防止機構が設けられていること
    を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の無限軌
    道式磁気走行装置。
12. 【請求項１２】 各々独立に走行する請求項１〜１１の
    いずかに記載の無限軌道式磁気走行装置を二以上連結で
    きる機構を設けたことを特徴とする無限軌道式磁気走行
    装置。
13. 【請求項１３】 各々独立に走行する請求項１〜１１の
    いずかに記載の無限軌道式磁気走行装置を二以上連結で
    きる機構は着脱自在であることを特徴とする請求項１２
    記載の無限軌道式磁気走行装置。
14. 【請求項１４】 各々独立に走行する請求項１〜１１の
    いずかに記載の無限軌道式磁気走行装置を二以上連結で
    きる機構は各々独立に走行する無限軌道式磁気走行装置
    の走行方向に対して並列位置に隣接する無限軌道式磁気
    走行装置の車体の対向する側の二つの側板に設けられた
    前記走行装置の第一連結部材と無限軌道式磁気走行装置
    の走行方向に対して前後方向に隣接する無限軌道式磁気
    走行装置の前記第一連結部材を連結する第二連結部材か
    らなることを特徴とする請求項 １２または１３記載の無
    限軌道式磁気走行装置。
15. 【請求項１５】 各々独立に走行する請求項１〜１１の
    いずかに記載の無限軌道式磁気走行装置を二以上連結で
    きる機構は少なくとも一つの各々独立に走行する無限軌
    道式磁気走行装置を他の各々独立に走行する無限軌道式
    磁気走行装置とは異なる三次元上の走行面を走行可能な
    連結機構を備えていることを特徴とする請求項１２〜１
    ４のいずれかに記載の無限軌道式磁気走行装置。
16. 【請求項１６】 各々独立に走行する請求項１〜１１の
    いずかに記載の無限軌道式磁気走行装置を二以上連結し
    て構成される無限軌道式磁気走行装置の上部に太陽熱発
    電用パネルを設けたことを特徴とする無限軌道式磁気走
    行装置。
17. 【請求項１７】 発電機とバッテリーを走行装置の車体
    内に備えていることを特徴とする請求項１６記載の無限
    軌道式磁気走行装置。
18. 【請求項１８】 請求項１〜１７のいずれかに記載の無
    限軌道式磁気走行装置の走行方向前方および／または後
    方に走行面に非接触型の強力磁石を取り付けたことを特
    徴とする無限軌道式磁気走行装置。
19. 【請求項１９】 無限軌道駆動源は遠隔操縦装置による
    駆動制御装置を備えたことを特徴とする請求項１〜１８
    のいずれかに記載の無限軌道式磁気走行装置。
20. 【請求項２０】 無限軌道を構成する磁石以外の構成部
    材は非磁性材料から構成することを特徴とする請求項１
    〜１９のいずれかに記載の無限軌道式磁気走行装置。