JP5861131B2

JP5861131B2 - Suction cup mechanism of wall moving machine

Info

Publication number: JP5861131B2
Application number: JP2011078439A
Authority: JP
Inventors: 三宅　徹; 徹三宅; 和郎森田
Original assignee: MIRAIKIKAI, INC.
Current assignee: MIRAIKIKAI, INC.
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: JP2012211668A

Description

本発明は、壁面移動機械の吸盤機構に関する。さらに詳しくは、壁やガラスなどの壁面に吸着させることができる壁面移動機械に使用される吸盤機構に関する。 The present invention relates to a suction cup mechanism of a wall surface moving machine. More specifically, the present invention relates to a suction cup mechanism used in a wall surface moving machine that can be adsorbed to a wall surface such as a wall or glass.

従来、建物の窓ガラスや壁面の清掃は、建物の屋上から吊り下げられたゴンドラなどに作業者が乗って、ゴンドラ内から作業者がブラシなどを使って行われていた。
しかし、ゴンドラは、通常、ワイヤーなどによって吊り下げられているだけであり、安定性が低く風が吹いたりすると揺れるので、清掃作業には危険が伴っていた。
かかる事情もあり、壁面や窓ガラスなどの清掃作業を自動で行う機械が求められていた。 Conventionally, a window glass and a wall surface of a building are cleaned by a worker using a brush or the like on a gondola suspended from the roof of the building.
However, the gondola is usually only suspended by a wire or the like, and it is unstable and sways when the wind blows. Therefore, the cleaning work is dangerous.
Under such circumstances, there has been a demand for a machine that automatically cleans wall surfaces and window glass.

窓ガラスや壁面の清掃を行う機械として、吸盤などによって窓ガラスや壁面などに張り付いて移動することができるものが研究開発されている。 As a machine for cleaning window glass and wall surfaces, a machine that can be attached to a window glass or wall surface with a suction cup or the like has been researched and developed.

例えば、特許文献１には、洗浄機構を装備することにより高層ビル等の壁面を洗浄する壁面移動ロボットが開示されている。この壁面移動ロボットは、ケース本体の壁面対向側の外周縁に沿って略Ｌ字状の軟質のゴムシートを装備しており、このゴムシートを壁面に密着させた状態でケース本体内部の空気を排出することによって、本体全体を吸盤として機能させることができるものである。そして、この壁面移動ロボットは、ケース本体内部に駆動輪を備えているので、この駆動輪を作動させることによって、壁面移動ロボットを壁面に取り付けたままで壁面移動ロボットを壁面に沿って移動させることができる。すると、壁面移動ロボットが洗浄機構を備えているので、壁面移動ロボットが壁面に沿って移動すれば、洗浄機構によって壁面を清掃することができる。 For example, Patent Literature 1 discloses a wall surface mobile robot that cleans a wall surface of a high-rise building or the like by providing a cleaning mechanism. This wall surface mobile robot is equipped with a substantially L-shaped soft rubber sheet along the outer peripheral edge of the case body on the side opposite to the wall surface, and the air inside the case body is made to adhere to the wall surface. By discharging, the whole body can function as a suction cup. Since the wall surface mobile robot has a drive wheel inside the case body, by operating the drive wheel, the wall surface mobile robot can be moved along the wall surface while the wall surface mobile robot is attached to the wall surface. it can. Then, since the wall surface mobile robot is equipped with a cleaning mechanism, if the wall surface mobile robot moves along the wall surface, the wall surface can be cleaned by the cleaning mechanism.

しかるに、外壁などの表面には埃や液体（水、油等）などが付着しており、これらの埃や液体（水、油等）などが特許文献１の技術では、ケース本体内部の空気とともに排出されることになる。すると、ケース本体内部の空気を真空ポンプなどによって吸引して排出している場合には、埃や液体（水、油等）などが真空ポンプ内に吸引されて真空ポンプを破損させてしまったり、ケース本体内部と真空ポンプとを接続する経路が詰まったりする可能性がある。 However, dust or liquid (water, oil, etc.) adheres to the surface of the outer wall, etc., and these dusts, liquids (water, oil, etc.), etc., together with the air inside the case body in the technique of Patent Document 1. Will be discharged. Then, if the air inside the case body is sucked and discharged by a vacuum pump, dust or liquid (water, oil, etc.) is sucked into the vacuum pump and may damage the vacuum pump. There is a possibility that the path connecting the inside of the case body and the vacuum pump is clogged.

かかる問題を防ぐ方法として、ケース本体内部の空気を排出する経路にフィルタを設けてフィルタによって埃や液体（水、油等）が真空ポンプまで流れることを防ぐ方法が考えられる。
しかし、フィルタが目詰まりしてしまうと、吸引力の喪失や低下により吸盤が壁面に張り付く力を喪失したり張り付く力が小さくなってしまったりするため、フィルタが詰まってしまう前にフィルタの交換を行わなければならない。
とくに、埃や液体（水、油等）が多い環境では、フィルタが短時間で目詰まりしてしまう恐れがあり、頻繁に行わなければならず、作業効率も低下してしまう。
このような吸着力の喪失や低下が、壁面などに張り付いて移動するロボットにおいて生じると、ロボットが壁面などから落下する事故を引き起こす危険性がある。 As a method for preventing such a problem, a method may be considered in which a filter is provided in a path for exhausting air inside the case body, and dust and liquid (water, oil, etc.) are prevented from flowing to the vacuum pump by the filter.
However, if the filter is clogged, the suction force will be lost or reduced due to the loss or decrease of the suction force, and the sticking force will be reduced, so the filter must be replaced before the filter becomes clogged. It must be made.
In particular, in an environment where there is a lot of dust and liquid (water, oil, etc.), the filter may be clogged in a short time, which must be done frequently and work efficiency will also be reduced.
If such a loss or decrease in the attractive force occurs in a robot that moves while sticking to a wall surface or the like, there is a risk of causing an accident that the robot falls from the wall surface or the like.

特開平７−９５９３６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-95936

本発明は上記事情に鑑み、真空ポンプなどの損傷を防ぐことができ、メンテナンス性や作業性を向上させることができる壁面移動機械の吸盤機構を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a suction cup mechanism of a wall surface moving machine that can prevent damage to a vacuum pump and the like and can improve maintainability and workability.

第１発明の壁面移動機械の吸盤機構は、吸盤内の気圧を低下させて、該吸盤を物体に張り付ける吸盤機構であって、該吸盤内の空気を吸引する空気流路に接続された吸引手段と、前記空気流路に介装された隔離容器と、該隔離部材を前記吸引手段側室側から前記吸盤側室側に向かって付勢する付勢手段と、前記隔離容器における吸盤側室と外部とを連通する排出流路とを備えており、前記隔離容器は、内部に中空な空間を有する容器であり、前記隔離容器内の空間には、前記吸盤に連通された吸盤側室と、前記吸引手段に連通された吸引手段側室と、に隔離するように隔離部材が配設されており、該隔離部材は、前記吸引手段によって前記隔離容器の吸引手段側室内の空気を吸引すると、該隔離容器の吸盤側室の容積が大きくなるように機能する部材であり、前記排出流路には、前記吸盤側室から外部への空気の流れのみを許容する逆止弁が介装されていることを特徴とする。
第２発明の壁面移動機械の吸盤機構は、第１発明において、前記付勢手段が、前記隔離容器の吸引手段側室内に気体を供給して、該吸引手段側室内の気圧を高くする加圧機構であることを特徴とする。
第３発明の壁面移動機械の吸盤機構は、第１発明において、前記隔離容器は、シリンダボディを有するシリンダ機構であり、前記隔離部材は、該シリンダボディ内に設けられたピストン部材であり、前記シリンダ機構のシリンダボディは、その軸方向の一端部に、前記吸引手段側室と前記吸引手段とを連通する吸引手段側空気流路が連通されており、その軸方向の他端部に、前記吸盤側室と前記吸盤とを連通する吸盤側空気流路が連通されていることを特徴とする。 The suction cup mechanism of the wall surface moving machine of the first invention is a suction cup mechanism that reduces the atmospheric pressure in the suction cup and attaches the suction cup to an object, and is a suction connected to an air flow path for sucking air in the suction cup Means, an isolation container interposed in the air flow path, an urging means for urging the isolation member from the suction means side chamber side toward the suction cup side chamber side, a suction cup side chamber in the isolation container and the outside The isolation container is a container having a hollow space inside, and the space inside the isolation container includes a suction cup side chamber communicated with the suction cup, and the suction means. An isolation member is disposed so as to be isolated from the suction means side chamber communicated with the isolation means, and when the suction member sucks air in the suction means side chamber of the isolation container by the suction means, the isolation member function so that the volume of sucker concubine increases That a member, said the discharge flow path, and a check valve that allows only the flow of air to the outside from the suction cup side chamber is interposed.
The suction cup mechanism of the wall surface moving machine of the second invention is the pressurizing mechanism according to the first invention, wherein the biasing means supplies gas into the suction means side chamber of the isolation container to increase the pressure in the suction means side chamber. It is a mechanism.
The suction cup mechanism of the wall surface moving machine of the third invention is the suction mechanism of the first invention, wherein the isolation container is a cylinder mechanism having a cylinder body, and the isolation member is a piston member provided in the cylinder body, The cylinder body of the cylinder mechanism has a suction means-side air flow path communicating with the suction means-side chamber and the suction means at one end in the axial direction, and the suction cup at the other end in the axial direction. A suction cup-side air flow path communicating the side chamber and the suction cup is communicated.

第１発明によれば、つぎの効果を奏する。
ａ）吸盤の開口部を壁面などに接触させておき、吸引手段によって空気を吸引すれば隔離部材と吸盤の開口部との間の空間の容積が大きくなるので、この空間は外気よりも気圧が低くなり、両者の差圧によって吸盤に張り付け力を発生させることができる。また、隔離部材によって外部と吸引手段との間を隔離しているので、壁面などに埃や液体（水、油等）などが存在していても、埃や液体（水、油等）などが吸引手段に入ることを防ぐことができる。すると、埃や液体（水、油等）などに起因する吸引手段の故障を防ぐことができるので、劣悪な環境であっても、吸盤の張り付け効果を維持することができる。
ｂ）吸盤側室の容積が最大になった後、付勢手段によって隔離部材を吸引手段側室から吸盤側室に戻せば、吸盤側室内の空気を外部に排出することができる。この状態から、再び吸引手段によって吸引手段側室内の空気を吸引すれば、再び吸盤側室の気圧を低下させることができるので、吸盤内の圧力をさらに低下することができ、張り付け力をさらに大きくすることができる。したがって、吸引手段による吸引停止を繰り返せば、隔離容器内の空間の容積から想定される張り付け力以上の大きな張り付け力を発生させることができる。
第２発明によれば、加圧機構により吸引手段側室の気圧を高くすれば、吸盤側室内の空気を外部に排出することができるので、再び吸引手段によって吸盤内の圧力を低下させ、張り付け力を大きくすることができる。
第３発明によれば、隔離容器がシリンダ機構であるので、吸盤側室の容積の変化量を大きくすることができる。したがって、吸盤に発生させる張り付け力の幅を大きくすることができる。 According to the first invention, the following effects are obtained.
a) If the opening of the suction cup is kept in contact with the wall surface and the air is sucked by the suction means, the volume of the space between the separating member and the opening of the suction cup becomes larger. It becomes low, and a sticking force can be generated on the suction cup by the differential pressure between the two. In addition, since the outside and the suction means are isolated by the separating member, even if dust or liquid (water, oil, etc.) is present on the wall surface, the dust or liquid (water, oil, etc.) Entering the suction means can be prevented. Then, since the failure | damage of the attraction | suction means resulting from dust, liquids (water, oil, etc.) can be prevented, even if it is a bad environment, the sticking effect of a suction cup can be maintained .
b) After the volume of the suction cup side chamber is maximized, if the separating member is returned from the suction means side chamber to the suction cup side chamber by the biasing means, the air in the suction cup side chamber can be discharged to the outside. From this state, if the air in the suction means side chamber is sucked again by the suction means, the pressure in the suction cup side chamber can be lowered again, so that the pressure in the suction cup can be further reduced, and the sticking force is further increased. be able to. Therefore, if the suction stop by the suction means is repeated, a larger pasting force than the pasting force assumed from the volume of the space in the isolation container can be generated.
According to the second invention, if the pressure in the suction means side chamber is increased by the pressurizing mechanism, the air in the suction cup side chamber can be discharged to the outside. Can be increased .
According to the third aspect , since the isolation container is a cylinder mechanism, the amount of change in the volume of the suction cup side chamber can be increased. Therefore, the width of the sticking force generated in the suction cup can be increased.

（Ａ）は本実施形態の吸盤機構３０の概略説明図であり、（Ｂ）は本実施形態の吸盤機構３０の概略説明図である。(A) is a schematic explanatory drawing of the suction cup mechanism 30 of this embodiment, (B) is a schematic explanatory drawing of the suction cup mechanism 30 of this embodiment. 他の実施形態の吸盤機構３０の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the suction cup mechanism 30 of other embodiment. 複数の吸盤１０をグループ化した吸盤機構３０の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the suction cup mechanism 30 which grouped the several suction cups 10. FIG. 本実施形態の吸盤機構３０を採用した壁面移動機械１の概略底面図である。It is a schematic bottom view of the wall surface moving machine 1 which employ | adopted the suction cup mechanism 30 of this embodiment. 本実施形態の壁面移動機械１の概略側面図である。It is a schematic side view of the wall surface moving machine 1 of this embodiment. 本実施形態の吸盤機構３０に使用される吸盤１０の一例を示した図であり、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ｏ−Ａ断面図であり、（Ｂ）は吸盤１０の底面図である。It is the figure which showed an example of the suction cup 10 used for the suction cup mechanism 30 of this embodiment, (A) is AA-A sectional drawing of (B), (B) is a bottom view of the suction cup 10. FIG. is there.

本発明の吸盤機構は、吸盤を建物の外壁や内壁、天井、窓ガラス、傾斜した面、水平面などの表面（以下、壁面という）に張り付けるために使用される機構であり、壁面に埃や水、油などが付着している場合であっても安定して張り付け力を発生させることができるようにしたことに特徴を有している。 The suction cup mechanism of the present invention is a mechanism used for attaching the suction cup to a surface (hereinafter referred to as a wall surface) such as an outer wall or inner wall of a building, a ceiling, a window glass, an inclined surface, a horizontal surface, etc. Even when water, oil, or the like is adhered, the adhesive force can be stably generated.

本発明の吸盤機構の用途はとくに限定されないが、例えば、壁面に沿って移動する作業用ロボットにおいて、壁面などへの張り付け力を生じさせる吸盤機構として使用することができる。壁面に沿って移動する作業用ロボットは、壁面を掃除する窓ふきロボットや砂漠地域などを含む砂塵の多い環境にあるプラントの壁面や傾斜面、天井面などについて、塗装や検査、清掃などの作業を行うロボットを挙げることができるが、これらに限定されない。また，車輪の代わりにクローラ（無限軌道機構）を用いてもよく、壁面移動機械１を壁面に沿って移動させることのできるものであれば、とくに限定されない。 The use of the suction cup mechanism of the present invention is not particularly limited. For example, in a working robot that moves along a wall surface, the suction cup mechanism can be used as a suction cup mechanism that generates a sticking force to the wall surface or the like. Work robots that move along the walls are used to paint, inspect, and clean the walls, inclined surfaces, and ceiling surfaces of plants in dusty environments, including window cleaning robots that clean the walls, and desert areas. However, the present invention is not limited to these. Further, a crawler (an endless track mechanism) may be used instead of the wheel, and is not particularly limited as long as the wall surface moving machine 1 can be moved along the wall surface.

（壁面移動機械）
まず、本発明の吸盤機構を説明する前に、本発明の吸盤機構が採用される壁面移動機械を説明する。 (Wall moving machine)
First, before describing the suction cup mechanism of the present invention, a wall surface moving machine employing the suction cup mechanism of the present invention will be described.

図４において、符号２は、本実施形態の壁面移動機械１は、壁面移動機械１の各装置が取り付けられるフレームとなるベース部を示している。 In FIG. 4, the code | symbol 2 has shown the base part used as the flame | frame in which each apparatus of the wall surface moving machine 1 is attached to the wall surface moving machine 1 of this embodiment.

このベース部２には、移動手段５が取り付けられている。
この移動手段５は、ベース部２に回転可能に取り付けられた車輪６と、この車輪６に駆動力を供給する駆動部７とを備えている。駆動部７は、例えば、電動モータとこの電動モータの駆動力を減速して車輪６に供給する減速機とを備えたものを挙げることができるが、車輪６に駆動力を供給できるものであれば、とくに限定されない。 A moving means 5 is attached to the base portion 2.
The moving means 5 includes a wheel 6 that is rotatably attached to the base portion 2 and a driving portion 7 that supplies a driving force to the wheel 6. The drive unit 7 may include, for example, an electric motor and a reduction gear that decelerates the driving force of the electric motor and supplies the driving force to the wheel 6. There is no particular limitation.

また、ベース部２には、その一方の面に、前述した吸盤１０が複数設けられている。図６に示すように、吸盤１０の本体部１１は、一方の面11aから凹んだ凹部11hを備えた略皿状に形成された部材である。この本体部１１は、略平板状に形成された基板部１２と、この基板部１２の外周端縁に設けられた側壁部１３と、を有しており、基板部１２と側壁部１３とによって囲まれた空間に凹部11hが形成されている。そして、本体部１１には、基板部１２を貫通し、凹部11h内と外部との間を連通する吸引通路11rが設けられており、この吸引通路11rが、後述する本発明の吸盤機構３０の空気通路３５に連通されている。つまり、吸引通路11rを介して、凹部11h内の空間が空気通路３５に連通されているのである。 Further, the base portion 2 is provided with a plurality of the suction cups 10 described above on one surface thereof. As shown in FIG. 6, the main body 11 of the suction cup 10 is a member formed in a substantially dish shape having a recess 11 h that is recessed from one surface 11 a. The main body portion 11 includes a substrate portion 12 formed in a substantially flat plate shape, and a side wall portion 13 provided at an outer peripheral edge of the substrate portion 12. A recessed portion 11h is formed in the enclosed space. The main body portion 11 is provided with a suction passage 11r that penetrates the base plate portion 12 and communicates between the inside of the recess 11h and the outside. The suction passage 11r serves as a suction cup mechanism 30 of the present invention, which will be described later. The air passage 35 communicates with the air passage 35. That is, the space in the recess 11h is communicated with the air passage 35 through the suction passage 11r.

以上のごとき構成であるから、吸盤１０が壁面に接するようにベース部２を配置した状態で、吸引手段３２によって吸盤１０の本体部１１の凹部11h内の空気を吸引すれば、凹部11h内が負圧になるから、吸盤１０が壁面に張り付く。したがって、吸盤１０が壁面に張り付く力によって、ベース部２、つまり、壁面移動機械１を壁面に張り付けることができる。 With the above configuration, if the air in the concave portion 11h of the main body portion 11 of the suction cup 10 is sucked by the suction means 32 with the base portion 2 disposed so that the suction cup 10 contacts the wall surface, the inside of the concave portion 11h is formed. Since it becomes a negative pressure, the suction cup 10 sticks to a wall surface. Therefore, the base 2, that is, the wall surface moving machine 1 can be attached to the wall surface by the force with which the suction cup 10 sticks to the wall surface.

しかも、吸盤１０が壁面に張り付く力によって、移動手段５の車輪６が壁面に接触し押しつけられるので、移動手段５の駆動部７を作動させれば、車輪６の回転によって壁面移動機械１を壁面に沿って移動させることができる。つまり、吸盤１０によって壁面移動機械１を壁面に張り付けた状態のまま、車輪６によって壁面移動機械１を壁面に沿ってスムースに移動させることができる。 In addition, the wheel 6 of the moving means 5 is brought into contact with and pressed against the wall surface by the force with which the suction cup 10 sticks to the wall surface. Therefore, if the drive unit 7 of the moving means 5 is operated, the wall moving machine 1 is moved to the wall surface by the rotation of the wheel 6. Can be moved along. That is, the wall surface moving machine 1 can be smoothly moved along the wall surface by the wheel 6 while the wall surface moving machine 1 is attached to the wall surface by the suction cup 10.

すると、壁面移動機械１が壁面や窓ガラスなどを清掃するブラシなどを備えていれば、壁面移動機械１が自走することによって、壁面や窓ガラスなどを自動で清掃することができるのである。 Then, if the wall surface moving machine 1 includes a brush or the like for cleaning the wall surface or the window glass, the wall surface moving machine 1 can automatically clean the wall surface, the window glass, or the like by self-running.

壁面移動機械１に設けられる吸盤１０の数はとくに限定されず、１つでもよいし、２つ以上でもよい。しかし、吸盤１０が１つの場合には、その吸盤１０の損傷などが原因で張り付け力が失われた場合、壁面移動機械１が落下してしまうなどの問題が生じる可能性がある。したがって、壁面移動機械１を安全に作動させる上では、複数の吸盤１０を備えていることが好ましい。 The number of the suction cups 10 provided in the wall surface moving machine 1 is not particularly limited, and may be one or two or more. However, when the number of the suction cups 10 is one, when the sticking force is lost due to the damage of the suction cups 10 or the like, there is a possibility that the wall moving machine 1 may drop. Therefore, in order to operate the wall surface moving machine 1 safely, it is preferable to include a plurality of suction cups 10.

つぎに、本発明の吸盤機構３０について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の吸盤機構３０は、吸盤内の空気を吸引する空気吸引機構３１を備えている。
例えば、吸盤が、図６に示すような吸盤１０である場合には、空気吸引機構３１は、吸盤１０の本体部１１に設けられている吸引通路11rを介して、吸盤１０の凹部11h内の空気を吸引できるように構成される。
すると、空気吸引機構３１を作動させることによって、凹部11h内の気圧を外部よりも低くすることができ、凹部11h内と外部との圧力差によって吸盤１０を壁面に張り付けることができる。 Next, the suction cup mechanism 30 of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the suction cup mechanism 30 of the present invention includes an air suction mechanism 31 that sucks air in the suction cup.
For example, when the suction cup is the suction cup 10 as shown in FIG. 6, the air suction mechanism 31 is disposed in the recess 11 h of the suction cup 10 through the suction passage 11 r provided in the main body 11 of the suction cup 10. It is configured to suck air.
Then, by operating the air suction mechanism 31, the air pressure in the recess 11h can be made lower than the outside, and the suction cup 10 can be attached to the wall surface by the pressure difference between the inside of the recess 11h and the outside.

本発明の吸盤機構３０に使用される吸盤は、図６に示すような構造を有する吸盤１０に限られず、一般的な吸盤（つまり、吸盤の空間（外部との差圧を発生させるための空間）を有するもの）であればよく、形状や構造はとくに限定されない。
以下では、本発明の吸盤機構３０によって図６の吸盤１０を制御する場合を説明する。 The suction cup used in the suction cup mechanism 30 of the present invention is not limited to the suction cup 10 having the structure as shown in FIG. 6, but a general suction cup (that is, a suction cup space (a space for generating a differential pressure with the outside). ) And the shape and structure are not particularly limited.
Below, the case where the suction cup 10 of FIG. 6 is controlled by the suction cup mechanism 30 of this invention is demonstrated.

図１に示すように、空気吸引機構３１は、吸引手段３２と、吸引手段３２と吸盤１０との間を連通する空気流路３５と、空気流路３５に介装されたシリンダ４０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the air suction mechanism 31 includes a suction unit 32, an air channel 35 communicating between the suction unit 32 and the suction cup 10, and a cylinder 40 interposed in the air channel 35. ing.

まず、空気流路３５は、管状部材やチューブなどのように内部に気体を流すことができる部材によって形成されたものである。この空気流路３５は、その一端が吸盤１０の吸引通路11rの外部端部に気密に接続されており、その他端は吸引手段３２に気密に接続されている。 First, the air flow path 35 is formed by a member that can flow gas inside, such as a tubular member or a tube. One end of the air flow path 35 is airtightly connected to the outer end of the suction passage 11r of the suction cup 10, and the other end is airtightly connected to the suction means 32.

図１に示すように、空気流路３５には、吸盤１０と吸引手段３２の間に隔離容器としてのシリンダ４０が介装されている。
このシリンダ４０は、筒状の中空な空間42hを内部に有するシリンダボディ４１を備えている。
このシリンダボディ４１の中空な空間42hの内部には、隔離部材としてのピストン部材４２が設けられている。このピストン部材４２は、中空な空間42h内を２つの空間40a，40bに分割するものである。しかも、ピストン部材４２は、２つの空間40a，40bの間を気密に隔離でき、かつ、２つの空間40a，40bの間を気密に隔離したまま空間42hの軸方向に沿って移動できるように設けられている。 As shown in FIG. 1, a cylinder 40 as an isolation container is interposed in the air flow path 35 between the suction cup 10 and the suction means 32.
The cylinder 40 includes a cylinder body 41 having a cylindrical hollow space 42h therein.
In the hollow space 42h of the cylinder body 41, a piston member 42 as a separating member is provided. The piston member 42 divides the hollow space 42h into two spaces 40a and 40b. Moreover, the piston member 42 is provided so that it can be hermetically isolated between the two spaces 40a and 40b, and can be moved along the axial direction of the space 42h while being hermetically isolated between the two spaces 40a and 40b. It has been.

そして、分割された２つの空間40a，40bのうち、一方の空間40aは、空気流路３５の吸盤側空気流路３６によって吸盤１０の凹部11h内と連通されており、他方の空間40bは、空気流路３５の吸引手段側空気流路３７によって吸引手段３２と連通されている。
具体的にいえば、空気流路３５の吸盤側空気流路３６が、シリンダボディ４１の一方の軸端（図１では下端）に接続されており、この空気流路３５の吸盤側空気流路３６によって、一方の空間40a（図１では下側の空間、以下、吸盤側室40aという）が吸盤１０の凹部11h内と連通されている。空気流路３５の吸引手段側空気流路３７が、シリンダボディ４１の他方の軸端（図１では上端）に接続されており、他方の空間40b（図１では上側の空間、以下、吸引手段側室40bという）が吸引手段３２における空気を吸引する吸引口と連通されているのである。 Of the two divided spaces 40a, 40b, one space 40a is communicated with the inside of the recess 11h of the suction cup 10 by the suction cup side air flow path 36 of the air flow path 35, and the other space 40b is A suction means side air flow path 37 of the air flow path 35 communicates with the suction means 32.
Specifically, the suction side air flow path 36 of the air flow path 35 is connected to one shaft end (lower end in FIG. 1) of the cylinder body 41, and the suction side air flow path of the air flow path 35. 36, one space 40 a (the lower space in FIG. 1, hereinafter referred to as the suction cup side chamber 40 a) communicates with the inside of the recess 11 h of the suction cup 10. A suction means side air flow path 37 of the air flow path 35 is connected to the other shaft end (upper end in FIG. 1) of the cylinder body 41, and the other space 40b (upper space in FIG. 1, hereinafter referred to as suction means). The side chamber 40b) communicates with a suction port for sucking air in the suction means 32.

（本発明の吸盤機構３０の作動）
以上のごとき構成であるので、本発明の吸盤機構３０は以下のように作動させることができる。 (Operation of the suction cup mechanism 30 of the present invention)
Since it is the above structure, the suction cup mechanism 30 of this invention can be operated as follows.

まず、吸盤１０の凹部11hの開口を壁面に向けて、側壁部１３の先端縁が壁面に接触するように、吸盤１０を配置する。すると、吸盤１０における凹部11を、壁面と本体部１１によって外部から遮断された空間とすることができる。 First, the suction cup 10 is arranged so that the opening of the recess 11h of the suction cup 10 faces the wall surface and the tip edge of the side wall portion 13 contacts the wall surface. Then, the recessed part 11 in the suction cup 10 can be made into the space interrupted | blocked from the exterior by the wall surface and the main-body part 11. FIG.

この状態において、吸引手段３２を作動させて、吸引手段側室40b内の空気を吸引すると、吸引手段側室40b内の圧力が低下し、吸引手段側室40b内の圧力が吸盤側室40a内の圧力よりも低くなる。この圧力差によってピストン部材４２は吸盤側室40aから吸引手段側室40bに向かって移動する。
ピストン部材４２の移動によって吸盤側室40aの容積が大きくなるよう機能するが、吸盤側室40aは吸盤１０における凹部11hと連通されており、この凹部11hは外部から遮断された空間となっているので、吸盤側室40aおよび凹部11ｈ内の圧力は低下する。
すると、凹部11ｈ内と外部の気圧の差によって、吸盤１０の本体部１１（具体的には側壁部１３）を内方に押す力が発生する。この張り付け力によって、側壁部１３は内方に凹むように変形し、側壁部１３の先端縁が壁面に押し付けられるから、本体部１１を壁面に張り付けることができる。 In this state, when the suction means 32 is operated to suck the air in the suction means side chamber 40b, the pressure in the suction means side chamber 40b decreases, and the pressure in the suction means side chamber 40b is higher than the pressure in the suction cup side chamber 40a. Lower. Due to this pressure difference, the piston member 42 moves from the suction cup side chamber 40a toward the suction means side chamber 40b.
The piston member 42 functions to increase the volume of the suction cup side chamber 40a. However, the suction cup side chamber 40a communicates with the recess 11h in the suction cup 10, and this recess 11h is a space blocked from the outside. The pressure in the suction cup side chamber 40a and the recess 11h decreases.
Then, the force which pushes the main-body part 11 (specifically side wall part 13) of the suction cup 10 inward generate | occur | produces according to the difference of the atmospheric | air pressure inside the recessed part 11h. By this sticking force, the side wall part 13 is deformed so as to be recessed inward, and the leading edge of the side wall part 13 is pressed against the wall surface, so that the main body part 11 can be stuck to the wall surface.

ここで、吸引手段３２によって吸引手段側室40b内の空気は吸引されているが、ピストン部材４２によって吸引手段側室40bと吸盤側室40aとが気密に隔離されているので、吸盤１０の凹部11ｈ内の空気が吸引手段３２に入ることはない。
このため、埃や液体（水、油等）などが付着している壁面に吸盤１０を取り付けても、埃や液体（水、油等）などが吸引手段３２に吸引されないので、埃や液体（水、油等）などに起因する吸引手段３２の故障を防ぐことができる。すると、本発明の吸盤機構３０を採用すれば、劣悪な環境で使用されても、吸盤１０の張り付け効果を維持することができる。 Here, the air in the suction means side chamber 40b is sucked by the suction means 32, but the suction means side chamber 40b and the suction cup side chamber 40a are hermetically isolated by the piston member 42. Air does not enter the suction means 32.
For this reason, even if the suction cup 10 is attached to the wall surface to which dust or liquid (water, oil, etc.) is attached, the dust or liquid (water, oil, etc.) is not sucked by the suction means 32. Failure of the suction means 32 due to water, oil, etc.) can be prevented. Then, if the suction cup mechanism 30 of the present invention is employed, the effect of sticking the suction cup 10 can be maintained even when used in a poor environment.

（張り付け力を増加する方法）
また、吸盤１０に発生させることができる張り付け力は、吸盤側室40aの容積の増加割合によって決定される。つまり、シリンダボディ４１の中空な空間42hの容積（つまり、吸盤側室40aの容積と吸引手段側室40bの容積を合わせた容積）によって決定される。
ここで、図１（Ｂ）に示すような構成とすれば、シリンダボディ４１の中空な空間42hの容積に係わらず、張り付け力を大きくすることができる。 (How to increase the sticking force)
Further, the sticking force that can be generated in the suction cup 10 is determined by the rate of increase in the volume of the suction cup side chamber 40a. That is, it is determined by the volume of the hollow space 42h of the cylinder body 41 (that is, the volume of the suction cup side chamber 40a and the suction means side chamber 40b).
Here, if the configuration shown in FIG. 1B is adopted, the sticking force can be increased regardless of the volume of the hollow space 42h of the cylinder body 41.

図１（Ｂ）において、符号５１は、シリンダボディ４１の一方の軸端に接続された排出流路を示している。この排出流路５１は、シリンダボディ４１の吸盤側室40aと外部との間を連通するものである。この排出流路５１には、吸盤側室40aから外部への空気の流れのみを許容する逆止弁５２が介装されている。
また、吸盤側空気流路３６には、吸盤１０の凹部11ｈから吸盤側室40aへの空気の流れのみを許容する逆止弁36aが介装されている。 In FIG. 1B, reference numeral 51 indicates a discharge passage connected to one shaft end of the cylinder body 41. The discharge channel 51 communicates between the suction cup side chamber 40a of the cylinder body 41 and the outside. A check valve 52 that allows only the air flow from the suction cup side chamber 40a to the outside is interposed in the discharge flow path 51.
Further, a check valve 36a that allows only air flow from the recess 11h of the suction cup 10 to the suction cup side chamber 40a is interposed in the suction side air flow path 36.

一方、シリンダボディ４１の他方の軸端には、加圧機構５５の供給流路５６の一端が接続されている。この供給流路５６の他端には、ポンプなどのように、供給流路５６を通して空気をシリンダボディ４１の吸盤側室40aに供給しうる空気供給手段５７が接続されている。つまり、供給流路５６によって、シリンダボディ４１の吸盤側室40aと空気供給手段５７とが連通されているのである。
この供給流路５６には、シリンダボディ４１の吸引手段側室40bと空気供給手段５７との間に、電磁バルブなどの流路切換弁５８が介装されている。この流路切換弁５８は、吸引手段側室40bと空気供給手段５７との間を連通する連通位置と、吸引手段側室40bと空気供給手段５７との間を遮断する遮断位置とを備えており、連通位置と遮断位置との間で切り換え可能なものである。 On the other hand, one end of the supply flow path 56 of the pressurizing mechanism 55 is connected to the other shaft end of the cylinder body 41. The other end of the supply flow path 56 is connected to an air supply means 57 that can supply air to the suction side chamber 40a of the cylinder body 41 through the supply flow path 56, such as a pump. That is, the suction channel side chamber 40 a of the cylinder body 41 and the air supply means 57 are communicated with each other by the supply flow path 56.
A flow path switching valve 58 such as an electromagnetic valve is interposed in the supply flow path 56 between the suction means side chamber 40 b of the cylinder body 41 and the air supply means 57. The flow path switching valve 58 includes a communication position for communicating between the suction means side chamber 40b and the air supply means 57, and a blocking position for blocking between the suction means side chamber 40b and the air supply means 57. It can be switched between a communication position and a blocking position.

そして、排出流路５１には、吸盤側室40aと逆止弁５２との間の位置における圧力を測定する圧力計Ｓが設けられており、その測定値が制御手段100に入力されるようになっている。
この制御手段100は、吸引手段３２、空気供給手段５７および流路切換弁５８の作動を制御するものである。 The discharge flow path 51 is provided with a pressure gauge S for measuring the pressure at a position between the suction cup side chamber 40 a and the check valve 52, and the measured value is input to the control means 100. ing.
The control means 100 controls the operation of the suction means 32, the air supply means 57, and the flow path switching valve 58.

以上の構成であるので、吸盤１０を張り付けるときに、吸引手段３２、空気供給手段５７および流路切換弁５８を以下のように作動させれば、シリンダボディ４１の中空な空間42hの容積から得られる張り付け力以上の張り付け力を吸盤１０に発揮させることができる。 With the above configuration, when the suction cup 10 is attached, if the suction means 32, the air supply means 57 and the flow path switching valve 58 are operated as follows, the volume of the hollow space 42h of the cylinder body 41 can be increased. It is possible to cause the suction cup 10 to exert a pasting force greater than the obtained pasting force.

まず、吸盤１０が、その凹部11hの開口を壁面に向けて側壁部１３の先端縁が壁面に接触するように吸盤１０を配置されると、制御手段100によって吸引手段３２が作動される。すると、ピストン部材４２が他端に向かって移動し、吸盤側室40a内の気圧が低下する。このとき、吸盤１０の凹部11hから吸盤側室40a内に空気が吸引されるので、凹部11h内の気圧も低下する。
なお、この状態では、空気供給手段５７は作動されておらず、流路切換弁５８は、遮断位置となっている。
また、排出流路５１には、逆止弁５２が介装されているので、排出流路５１から吸盤側室40a内に外気が吸入されることはない。 First, when the suction cup 10 is arranged so that the opening of the recess 11h faces the wall surface and the tip edge of the side wall portion 13 contacts the wall surface, the suction means 32 is operated by the control means 100. Then, the piston member 42 moves toward the other end, and the atmospheric pressure in the suction cup side chamber 40a decreases. At this time, since air is sucked into the suction side chamber 40a from the recess 11h of the suction cup 10, the air pressure in the recess 11h also decreases.
In this state, the air supply means 57 is not operated, and the flow path switching valve 58 is in the blocking position.
Further, since the check valve 52 is interposed in the discharge flow path 51, the outside air is not sucked into the suction cup side chamber 40a from the discharge flow path 51.

やがて、吸引手段側室40b内の全ての空気が吸引されると、ピストン部材４２は、シリンダボディ４１の他端（図１（Ｂ）では上端）まで移動する。すると、吸盤側室40aの容積がこれ以上大きくなれないので、吸盤側室40a内の圧力が低下しなくなる。
圧力計Ｓの値に基づいて、吸盤側室40a内の圧力が低下しない状態になったことを制御手段100が認識すると、制御手段100によって吸引手段３２の作動が停止される。このとき、吸盤側空気流路３６には、吸盤１０の凹部11ｈから吸盤側室40aへの空気の流れのみを許容する逆止弁36aが介装されているので、吸盤１０の凹部11ｈ内は吸引手段３２の作動を停止する前の圧力に維持される。 Eventually, when all the air in the suction means side chamber 40b is sucked, the piston member 42 moves to the other end of the cylinder body 41 (the upper end in FIG. 1B). Then, since the volume of the suction cup side chamber 40a cannot be increased any more, the pressure in the suction cup side chamber 40a does not decrease.
When the control means 100 recognizes that the pressure in the suction cup side chamber 40a is not lowered based on the value of the pressure gauge S, the operation of the suction means 32 is stopped by the control means 100. At this time, the suction side air flow path 36 is provided with a check valve 36a that allows only air flow from the recess 11h of the suction cup 10 to the suction side chamber 40a. The pressure before the operation of the means 32 is stopped is maintained.

吸引手段３２の作動を停止すると、制御手段100によって空気供給手段５７が作動されるとともに、流路切換弁５８が連通位置に切り換えられる。すると、空気供給手段５７から吸引手段側室40b内に空気が供給され、吸引手段側室40b内の圧力が高くなる。
吸引手段側室40b内の圧力が高くなると、吸盤側室40a内は、外気よりも低い圧力になっているので、ピストン部材４２はシリンダボディ４１の一端（図１（Ｂ）では下端）に向かって押されて移動し、やがて、ピストン部材４２はシリンダボディ４１の一端に到達する。なお、この間も、吸盤１０の凹部11ｈ内は吸引手段３２の作動を停止する前の圧力に維持される。
ピストン部材４２はシリンダボディ４１の一端に到達したことを、制御手段100が認識すると、空気供給手段５７の作動が停止されるとともに、流路切換弁５８が連通位置から遮断位置に切り換えられる。
なお、ピストン部材４２はシリンダボディ４１の一端に到達したことを制御手段100が認識する方法はとくに限定されず、上述したような圧力によって検出してもよいし、シリンダ４０にリミットスイッチや、光学式センサなどの検出手段を設けておき、その検出手段からの信号によってピストン部材４２の位置を検出するようにしてもよい。ピストン部材４２の位置を検出できるシリンダをシリンダ４０として用いれば、特別な検出手段を使用しなくても、ピストン部材４２がシリンダボディ４１の一端に到達したことを制御手段100に認識させることができる。 When the operation of the suction unit 32 is stopped, the air supply unit 57 is operated by the control unit 100 and the flow path switching valve 58 is switched to the communication position. Then, air is supplied from the air supply means 57 into the suction means side chamber 40b, and the pressure in the suction means side chamber 40b increases.
When the pressure in the suction means side chamber 40b is increased, the pressure in the suction cup side chamber 40a is lower than the outside air, so that the piston member 42 is pushed toward one end of the cylinder body 41 (the lower end in FIG. 1B). As a result, the piston member 42 reaches one end of the cylinder body 41. During this time, the pressure in the recess 11h of the suction cup 10 is maintained at the pressure before the operation of the suction means 32 is stopped.
When the control means 100 recognizes that the piston member 42 has reached one end of the cylinder body 41, the operation of the air supply means 57 is stopped and the flow path switching valve 58 is switched from the communication position to the blocking position.
Note that the method by which the control means 100 recognizes that the piston member 42 has reached one end of the cylinder body 41 is not particularly limited, and may be detected by the pressure as described above. Detection means such as a type sensor may be provided, and the position of the piston member 42 may be detected by a signal from the detection means. If a cylinder capable of detecting the position of the piston member 42 is used as the cylinder 40, the control means 100 can recognize that the piston member 42 has reached one end of the cylinder body 41 without using any special detection means. .

そして、再度吸引手段３２が作動されると、ピストン部材４２が再び他端に向かって移動し、吸盤側室40a内の容積が大きくなり、吸盤側室40a内の気圧が低下する。このように再度吸引手段３２が再作動されたときには、吸盤側室40a内の気圧は、吸盤１０の凹部11h内の気圧よりも低くなる。
したがって、吸盤１０の凹部11hから再び吸盤側室40a内に空気が吸引されるので、吸盤１０の凹部11h内の気圧はさらに低下する。すると、外気と吸盤１０の凹部11h内との差圧がさらに大きくなるので、吸盤１０を壁面に張り付ける力がさらに大きくなる。 When the suction means 32 is operated again, the piston member 42 moves again toward the other end, the volume in the suction cup side chamber 40a increases, and the atmospheric pressure in the suction cup side chamber 40a decreases. Thus, when the suction means 32 is actuated again, the pressure in the suction cup side chamber 40a becomes lower than the pressure in the recess 11h of the suction cup 10.
Accordingly, since air is again sucked into the suction cup side chamber 40a from the recess 11h of the suction cup 10, the pressure in the recess 11h of the suction cup 10 further decreases. Then, since the differential pressure between the outside air and the inside of the recess 11h of the suction cup 10 is further increased, the force for attaching the suction cup 10 to the wall surface is further increased.

上述した作動を繰り返せば、吸盤１０の凹部11h内の気圧を大幅に低くすることができるので、吸盤１０を壁面に張り付ける力を大幅に大きくすることができる。 If the above-described operation is repeated, the pressure in the recess 11h of the suction cup 10 can be significantly reduced, so that the force for sticking the suction cup 10 to the wall surface can be greatly increased.

以上のごとく、図１（Ｂ）に示すような構成を採用すれば、シリンダボディ４１の中空な空間42hの容積から得られる張り付け力以上の張り付け力を吸盤１０に発揮させることができる。
また、吸盤側空気流路３６に、排出流路５１の圧力計Ｓとは別の圧力計を設けてもよい。この場合、吸盤１０の凹部11h内の気圧を直接把握することができるので、吸盤１０の凹部11h内の気圧を所望の圧力に調整することできる。つまり、圧力計から把握される吸盤１０の凹部11h内の気圧に基づいて、制御手段100が、吸引手段３２、空気供給手段５７および流路切換弁５８を制御することが可能となるので、吸盤１０の凹部11h内が所望の圧力となるように正確に調整することができる。
とくに、凹部11h内の圧力を測定する圧力計として、凹部11h内の圧力をゲージ圧として計測できるものを使用することが好ましい。この場合、凹部11h内の気圧と周囲の気圧の差に基づいて張り付け力を算出することができるので、かかる張り付け力算出機能を制御手段100に設けておくようにすれば、所望の張り付け力で吸盤１０を壁面に張り付けることも可能となる。 As described above, if the configuration shown in FIG. 1B is employed, the suction cup 10 can exert a pasting force that is greater than the pasting force obtained from the volume of the hollow space 42h of the cylinder body 41.
Further, a pressure gauge different from the pressure gauge S of the discharge flow path 51 may be provided in the suction cup side air flow path 36. In this case, since the atmospheric pressure in the recess 11h of the suction cup 10 can be directly grasped, the atmospheric pressure in the recess 11h of the suction cup 10 can be adjusted to a desired pressure. That is, since the control means 100 can control the suction means 32, the air supply means 57, and the flow path switching valve 58 based on the atmospheric pressure in the recess 11h of the suction cup 10 grasped from the pressure gauge, the suction cup It is possible to accurately adjust the inside of the ten recesses 11h so that a desired pressure is obtained.
In particular, it is preferable to use a pressure gauge for measuring the pressure in the recess 11h, which can measure the pressure in the recess 11h as a gauge pressure. In this case, since the sticking force can be calculated based on the difference between the atmospheric pressure in the recess 11h and the ambient air pressure, if the sticking force calculating function is provided in the control means 100, the desired sticking force can be obtained. The suction cup 10 can be attached to the wall surface.

なお、上記例における、供給流路５６、空気供給手段５７および流路切換弁５８からなる加圧機構５５が特許請求の範囲にいう付勢手段に相当するが、付勢手段の構成は上記のごとき構成に限定されず、ピストン部材４２を吸引手段側室側40bから吸盤側室側40aに向かって付勢することができるのであれば、どのような構成を採用してもよい。 In the above example, the pressurizing mechanism 55 including the supply flow path 56, the air supply means 57, and the flow path switching valve 58 corresponds to the urging means in the claims. The configuration is not limited to this, and any configuration may be adopted as long as the piston member 42 can be biased from the suction means side chamber side 40b toward the suction cup side chamber side 40a.

例えば、図２（Ａ）に示すように、シリンダボディ４１の中空な空間42hの吸引手段側室40b内に、ピストン部材４２を吸引手段側室側40bから吸盤側室側40aに向かって付勢するバネ４５を設けてもよい。この場合には、吸引手段３２を作動（吸引）から停止（吸引停止）に切り換えるだけで、吸盤側室40aから空気を排出することができるので、迅速に張り付け力を増加させることができる。 For example, as shown in FIG. 2A, a spring 45 that biases the piston member 42 from the suction means side chamber side 40b toward the suction cup side chamber side 40a in the suction means side chamber 40b of the hollow space 42h of the cylinder body 41. May be provided. In this case, since the air can be exhausted from the suction cup side chamber 40a only by switching the suction means 32 from the operation (suction) to the stop (suction stop), the sticking force can be quickly increased.

吸引手段側室40b内に設けるバネ４５は、ピストン部材４２をスムースに作動させる上ではコイルバネが好ましいが、ピストン部材４２をシリンダボディ４１の一方の端部まで移動させる程度の長さがあればよく、その構造などはとくに限定されない。
また、ピストン部材４２をシリンダボディ４１の一方の端部まで完全に移動させる必要がないのであれば、吸盤側室40a側に、ピストン部材４２をシリンダボディ４１の一方の端部に向かって引っ張るバネを設けてもよい。 The spring 45 provided in the suction means side chamber 40b is preferably a coil spring in order to smoothly operate the piston member 42, but only needs to be long enough to move the piston member 42 to one end of the cylinder body 41. Its structure is not particularly limited.
If it is not necessary to completely move the piston member 42 to one end of the cylinder body 41, a spring for pulling the piston member 42 toward one end of the cylinder body 41 is provided on the suction cup side chamber 40a side. It may be provided.

また、上記のごとき付勢手段を設けた場合、吸盤１０による張り付け力を強くしたり、所望の張り付け力を得たりするという効果が得られるが、他にも以下のごとき効果を得ることができる。 In addition, when the urging means as described above is provided, the effect of increasing the sticking force by the suction cup 10 or obtaining a desired sticking force can be obtained, but the following other effects can be obtained. .

例えば、吸引手段３２が作動しているときに、吸盤１０が壁面から離れた場合、ピストン部材４２はシリンダボディ４１の他方の端部に移動してしまう。すると、吸引手段３２の作動を停止して、吸盤１０が再度壁面に接触させたとしても、張り付け力を回復させることは困難である。
しかし、付勢手段を設けておけば、吸盤１０が壁面から離れたときに、吸引手段３２の作動を停止して、付勢手段によってピストン部材４２をシリンダボディ４１の一方の端部に移動させておけば、吸盤１０が再度壁面に接触したときに、迅速に張り付け力を回復させることができる。 For example, when the suction means 32 is operating and the suction cup 10 is separated from the wall surface, the piston member 42 moves to the other end of the cylinder body 41. Then, even if the operation of the suction means 32 is stopped and the suction cup 10 is brought into contact with the wall surface again, it is difficult to recover the sticking force.
However, if the biasing means is provided, when the suction cup 10 is separated from the wall surface, the operation of the suction means 32 is stopped and the piston member 42 is moved to one end of the cylinder body 41 by the biasing means. In this case, when the suction cup 10 comes into contact with the wall surface again, the sticking force can be quickly recovered.

なお、かかる機能を発揮させる場合には、吸引手段３２が作動している状態において、圧力計Ｓの値が増加し外気の気圧と同じになったら、または、あらかじめ定めた値以下の気圧になったら、吸引手段３２の作動を停止するようにすればよい。また、吸盤１０が壁面に再接触したことは、接触式スイッチ（リミットスイッチ）、光学的スイッチ、距離計（例えば、光学式距離計など）などによって検出することができる。 In order to exert such a function, when the value of the pressure gauge S increases and becomes the same as the atmospheric pressure of the outside air in a state where the suction means 32 is operating, or the atmospheric pressure is lower than a predetermined value. Then, the operation of the suction means 32 may be stopped. In addition, it is possible to detect that the suction cup 10 has come into contact with the wall surface again by using a contact switch (limit switch), an optical switch, a distance meter (for example, an optical distance meter), or the like.

（吸引力発生機構の他の例）
上記例では、空気吸引機構３１における吸引力の発生機構がシリンダ機構の場合を説明したが、吸引力の発生機構は、上記のごとき構成でなくてもよい。つまり、吸引力の発生機構は、内部に中空な空間を有する隔離容器と、この隔離容器内の空間を吸盤側室と吸引手段側室とに隔離する隔離部材と、を備えており、吸引手段によって吸引手段側室内の空気を吸引すると、該隔離容器の吸盤側室の容積が大きくなるように設けられていればよい。 (Another example of the suction force generation mechanism)
In the above example, the case in which the suction force generation mechanism in the air suction mechanism 31 is a cylinder mechanism has been described. However, the suction force generation mechanism may not be configured as described above. In other words, the suction force generation mechanism includes an isolation container having a hollow space inside, and an isolation member that isolates the space in the isolation container into a suction cup side chamber and a suction means side chamber. If the air in the means side chamber is sucked, it may be provided so that the volume of the suction cup side chamber of the isolation container is increased.

例えば、隔離部材として、ピストン部材に代えて、隔離容器内の空間を分割する可撓性や弾性を有する膜を採用することができる。この場合でも、吸引手段によって吸引手段側室内の空気を吸引すれば、吸引手段側室内の圧力が吸盤側室内の圧力よりも低くなるから、膜は吸引手段側室側に膨らむように変形する。言い換えれば、膜は、吸盤側室から吸引手段側室に凹むように変形するから、膜が凹んだ分だけ吸盤側室の容積が大きくなり、その容積の変化量に応じた張り付け力を吸盤１０に生じさせることができる。 For example, instead of the piston member, a flexible or elastic membrane that divides the space in the isolation container can be used as the isolation member. Even in this case, if the air in the suction means side chamber is sucked by the suction means, the pressure in the suction means side chamber becomes lower than the pressure in the suction cup side chamber, so that the film is deformed so as to swell toward the suction means side chamber. In other words, the membrane is deformed so as to be recessed from the suction cup side chamber to the suction means side chamber, so that the volume of the suction cup side chamber is increased by the amount of depression of the membrane, and a sticking force corresponding to the amount of change in the volume is generated in the suction cup 10. be able to.

なお、膜を用いた場合には、ピストン部材を設ける場合に比べて吸盤側室の容積を変化させることができる量が小さくなる。このため、隔離容器の大きさが同じであれば、隔離部材がピストン部材であるシリンダ機構を採用した場合に比べて、吸盤１０に発生させることができる張り付け力の限界も小さくなる。隔離部材が膜であるシリンダ機構を採用した場合でも、隔離容器を大型化すれば、張り付け力の限界を大きくできるが、吸盤機構自体が大型化し重くなるという問題が生じる。
したがって、壁面移動機械のように軽量小型であることが要求される機械などに本発明の吸盤機構を採用する場合、また、小型かつ強い張り付け力の両方を満たさなければならない用途で使用する場合には、吸引力発生機構として、隔離部材がピストン部材であるシリンダ機構を採用することが好ましい。 In the case where a membrane is used, the amount by which the volume of the suction cup side chamber can be changed is smaller than when a piston member is provided. For this reason, if the size of the isolation container is the same, the limit of the sticking force that can be generated in the suction cup 10 is also smaller than when a cylinder mechanism in which the isolation member is a piston member is employed. Even when a cylinder mechanism in which the separating member is a membrane is adopted, if the size of the separating container is increased, the limit of the sticking force can be increased, but there is a problem that the sucker mechanism itself becomes larger and heavier.
Therefore, when adopting the suction cup mechanism of the present invention to a machine that is required to be lightweight and small, such as a wall moving machine, or when used in an application that must satisfy both small and strong adhesive force. It is preferable to employ a cylinder mechanism in which the isolation member is a piston member as the suction force generation mechanism.

（複数の吸盤１０を設けた場合）
また、壁面移動機械１では、吸盤が一つの場合もあるが、落下防止のためなどに、通常は複数の吸盤が設けられる。
複数の吸盤を有する場合には、各吸盤にそれぞれに真空ポンプなどの吸引手段を設けてもよいし、一つの吸引手段で複数の吸盤を作動させてもよい。 (When multiple suction cups 10 are provided)
Further, in the wall surface moving machine 1, there may be a single suction cup, but a plurality of suction cups are usually provided to prevent falling.
In the case of having a plurality of suction cups, each suction cup may be provided with suction means such as a vacuum pump, or a plurality of suction cups may be operated by one suction means.

しかし、一つの吸引手段で複数の吸盤を作動させる場合において、本発明の吸盤機構を採用すれば、以下のごとき効果を得ることができる。 However, in the case where a plurality of suction cups are operated by one suction means, the following effects can be obtained by employing the suction cup mechanism of the present invention.

例えば、図２（Ｂ）に示すように、吸引手段３２に接続された主配管37aと、この主配管37aと複数の吸盤１０との間を連通する副配管37bを設け、この副配管37bにそれぞれ上述したような吸引力発生機構４０を設ける。すると、同じ主配管37aに接続されている吸盤１０のうち、一つの吸盤１０が壁面から離れた場合でも、その吸盤１０と接続されている吸盤１０については張り付け力を維持することができる。
なぜなら、吸引力発生機構４０は、隔離部材４２によって吸盤１０と連通する吸盤側室40aと、吸引手段３２と連通する吸引手段側室40bとが、気密に分離されており、吸引手段３２は、吸引手段側室40b内に存在する空気以上を吸引できないからである。すると、壁面から離れた吸盤１０における吸引手段側室40bでも、ある程度時間が経過すると、他の吸盤１０に連通されている吸引力発生機構４０の吸引手段側室40b内と同程度の気圧になるから、他の吸盤１０は張り付け力を維持することができるのである。 For example, as shown in FIG. 2B, a main pipe 37a connected to the suction means 32 and a sub pipe 37b communicating between the main pipe 37a and the plurality of suction cups 10 are provided. A suction force generation mechanism 40 as described above is provided. Then, even if one suction cup 10 is separated from the wall surface among the suction cups 10 connected to the same main pipe 37a, the sticking force can be maintained for the suction cup 10 connected to the suction cup 10.
This is because, in the suction force generating mechanism 40, the suction cup side chamber 40 a communicating with the suction cup 10 and the suction means side chamber 40 b communicating with the suction means 32 are hermetically separated by the separating member 42. This is because more than the air present in the side chamber 40b cannot be sucked. Then, even in the suction means side chamber 40b in the suction cup 10 away from the wall surface, when a certain amount of time has passed, the pressure becomes the same as that in the suction means side chamber 40b of the suction force generation mechanism 40 communicated with the other suction cups 10. The other suction cups 10 can maintain the sticking force.

（グループ制御）
また、壁面移動機械において、複数の吸盤を有している場合には、以下のように吸盤をグループに分けて制御してもよい。 (Group control)
Further, when the wall surface moving machine has a plurality of suction cups, the suction cups may be controlled in groups as follows.

図３に示すように、複数の吸盤１０を、複数のグループ（図３では２グル―プ）に分けて、各グループの吸盤１０に接続されているシリンダ機構４０を直列に接続し、一のシリンダ機構４０には上述した加圧機構５５を接続する。
そして、各グループの空気流路３５と、吸引手段３２との接続を切り換える流路切換弁３８を設ける。具体的には、一のグループの空気流路３５を吸引手段３２の吸引口に接続したときには、他のグループの空気流路３５を吸引手段３２の排出口に接続することができるような回路を有する流路切換弁３８を設ける。 As shown in FIG. 3, the plurality of suction cups 10 are divided into a plurality of groups (two groups in FIG. 3), and the cylinder mechanisms 40 connected to the suction cups 10 of each group are connected in series. The aforementioned pressure mechanism 55 is connected to the cylinder mechanism 40.
A flow path switching valve 38 for switching the connection between the air flow paths 35 of each group and the suction means 32 is provided. More specifically, when one group of air flow paths 35 is connected to the suction port of the suction means 32, a circuit that can connect another group of air flow paths 35 to the discharge port of the suction means 32 is provided. A flow path switching valve 38 is provided.

上記のごとき構成とすれば、一のグループの空気流路３５が吸引手段３２に接続されているときには、このグループの吸盤１０によって壁面移動機械は壁面に張り付けておくことができる。一方、他のグループは吸盤１０が張り付け力を発揮しない状態なので、シリンダ機構４０の隔離部材４２（ピストン部材４２）を元の位置、つまり、吸引手段３２が吸引を行う前の状態に復帰させることができる。 With the configuration as described above, when the air flow path 35 of one group is connected to the suction means 32, the wall surface moving machine can be attached to the wall surface by the suction cup 10 of this group. On the other hand, since the other group is in a state where the suction cup 10 does not exert the sticking force, the isolation member 42 (piston member 42) of the cylinder mechanism 40 is returned to the original position, that is, the state before the suction means 32 performs the suction. Can do.

また、吸引手段３２と接続される空気流路３５を切り換えれば、他のグループの吸盤１０によって壁面移動機械は壁面に張り付けておくことができる一方、一のグループについては、シリンダ機構４０の隔離部材４２（ピストン部材４２）を元の位置、つまり、吸引手段３２が吸引を行う前の状態に復帰させることができる。 Moreover, if the air flow path 35 connected to the suction means 32 is switched, the wall surface moving machine can be attached to the wall surface by the suction cups 10 of the other group, while the cylinder mechanism 40 is isolated for one group. The member 42 (piston member 42) can be returned to the original position, that is, the state before the suction means 32 performs suction.

このような構成とした場合には、以下の利点を得ることができる。 In the case of such a configuration, the following advantages can be obtained.

例えば、壁面移動機械は壁面に沿って移動していくと、壁面の凹凸などの影響により、ある吸盤１０の本体部１１が壁面から離間して両者の間に隙間ができて、その吸盤１０が張り付け力を失ってしまう場合がある。この場合、その吸盤１０と接続されているシリンダ機構４０では、吸盤側室40aが最大の大きさまで大きくなってしまう。すると、吸盤１０の本体部１１が壁面と接触できる状況に復帰しても、吸盤１０は張り付け力を回復できない。張り付け力を回復させるためには、隔離部材４２（ピストン部材４２）を移動させて、吸盤側室40aを小さくしなければならない（逆にいえば、吸引手段側室40bを大きくしなければならない）。このためには、一旦、吸引手段３２による空気の吸引を停止しなければならないが、この場合、他の吸盤１０の吸引力もなくなってしまう。 For example, when the wall surface moving machine moves along the wall surface, the main body portion 11 of the suction cup 10 is separated from the wall surface due to the influence of the unevenness of the wall surface, and a gap is formed between the two. The sticking power may be lost. In this case, in the cylinder mechanism 40 connected to the suction cup 10, the suction cup side chamber 40a is enlarged to the maximum size. Then, even if the main body 11 of the suction cup 10 returns to a state where it can contact the wall surface, the suction cup 10 cannot recover the sticking force. In order to restore the sticking force, the separating member 42 (piston member 42) must be moved to reduce the suction cup side chamber 40a (in other words, the suction means side chamber 40b must be increased). For this purpose, the suction of air by the suction means 32 must be stopped once, but in this case, the suction force of the other suction cups 10 is lost.

しかし、図３に示すような構成としておけば、吸引手段３２の吸引口に接続されているグループの吸盤１０では、各吸盤１０に張り付け力を発揮させることができる。
一方、吸引手段３２の排出口に接続されているグループの吸盤１０では、そのグループに張り付け力を喪失した吸盤１０が存在していても、吸引手段３２からの排気が吸引手段側室40bに供給されるので、張り付け力を喪失していた吸盤１０の張り付け力を回復することができる。
つまり、流路切換弁３８を適宜切り換える、または、定期的に切り換えることによって、壁面移動機械を吸盤１０によって張り付けた状態のまま、張り付け力を喪失した吸盤１０の張り付け力を回復することができる。 However, with the configuration as shown in FIG. 3, the suction cups 10 of the group connected to the suction port of the suction means 32 can exert a sticking force on each suction cup 10.
On the other hand, in the suction cups 10 of the group connected to the discharge port of the suction means 32, the exhaust from the suction means 32 is supplied to the suction means side chamber 40b even if the suction cup 10 that has lost its sticking force exists in the group. Therefore, the sticking force of the suction cup 10 that has lost the sticking force can be recovered.
That is, by switching the flow path switching valve 38 appropriately or periodically, the sticking force of the suction cup 10 that has lost the sticking force can be recovered while the wall surface moving machine is stuck to the suction cup 10.

また、上記構成とすれば、張り付け力を喪失していた吸盤１０の張り付け力を回復するグループは他の吸盤１０について、吸引力を発揮させなくてもよくなる。この場合、張り付け力を回復する際に、吸盤側室40aから排出される空気は、吸盤１０から排出してもよくなる。すると、図３に示すように、吸盤１０と吸引力発生機構４０との間の逆止弁や、吸盤側室40aから空気を排出するための特別の通路を設けなくても良くなるので、装置の構造をより簡単にすることができる。また、逆止弁のメンテナンスの必要性がなくなるので、メンテナンス性を向上することができる。さらに、吸盤側室40aから空気を排出する際に、空気の流れによって、吸盤１０と吸引力発生機構４０との間の配管を洗浄する効果も得ることができる。 Moreover, if it is set as the said structure, the group which recovers the sticking force of the suction cup 10 which has lost the sticking force does not need to exhibit the suction force with respect to the other suction cups 10. In this case, when the sticking force is restored, the air discharged from the suction cup side chamber 40a may be discharged from the suction cup 10. Then, as shown in FIG. 3, it is not necessary to provide a check valve between the suction cup 10 and the suction force generation mechanism 40 or a special passage for discharging air from the suction cup side chamber 40a. The structure can be made simpler. In addition, since the need for maintenance of the check valve is eliminated, the maintainability can be improved. Furthermore, when discharging air from the suction cup side chamber 40a, the effect of washing the piping between the suction cup 10 and the suction force generation mechanism 40 by the flow of air can also be obtained.

なお、張り付け力を発揮させるグループと張り付け力を回復するグループとを、適宜切り換える場合には、吸盤側室40aの圧力を測定する圧力計を設けておくことが好ましい。張り付け力を喪失している吸盤１０が属するグループでは、他に比べて張り付け力を喪失しているとみなせる程度まで吸盤側室40aの圧力が高くなる。すると、張り付け力を喪失している吸盤１０が属するグループを適切に検出することができるので、かかる吸盤１０の張り付け力を早期に復帰させることができる。 In addition, when appropriately switching between the group that exerts the sticking force and the group that recovers the sticking force, it is preferable to provide a pressure gauge for measuring the pressure in the suction cup side chamber 40a. In the group to which the suction cup 10 that has lost the sticking force belongs, the pressure in the suction cup side chamber 40a increases to such an extent that it can be considered that the sticking force has been lost. Then, since the group to which the suction cup 10 losing the sticking force belongs can be appropriately detected, the sticking force of the sucker 10 can be restored early.

また、上記例では、一のグループの空気流路３５が吸引手段３２に接続されているときに、他のグループに対して吸引手段３２の排気を供給する場合を説明した。この場合、吸盤１０の張り付け力を回復するために、吸引手段側室40bに空気を供給する手段（例えば、図１（Ｂ）の加圧機構５５など）を設けなくてもよいので、壁面移動機械をコンパクトかつ軽量にすることができる。 In the above example, the case where the exhaust air of the suction unit 32 is supplied to the other group when the air flow path 35 of one group is connected to the suction unit 32 has been described. In this case, it is not necessary to provide means for supplying air to the suction means side chamber 40b (for example, the pressurizing mechanism 55 in FIG. 1B) in order to recover the sticking force of the suction cup 10, so that the wall surface moving machine Can be made compact and lightweight.

一方、吸引手段３２とは別に、吸引手段側室40bに空気を供給する空気供給手段を設けてもよく、一のグループの空気流路３５が吸引手段３２に接続されているときに、他のグループの空気流路３５が空気供給手段と接続されるようにしてもよい。 On the other hand, air supply means for supplying air to the suction means side chamber 40b may be provided separately from the suction means 32. When one group of air flow paths 35 is connected to the suction means 32, another group The air flow path 35 may be connected to the air supply means.

さらに、吸引手段３２および空気供給手段を各グループにそれぞれ設けてもよい。その場合には、吸盤１０により張り付け力を発揮させるグループと、吸盤１０の張り付け力を発揮させるグループを自由に設定できるという利点が得られる。 Further, the suction means 32 and the air supply means may be provided in each group. In that case, there is an advantage that a group that exerts the sticking force by the suction cup 10 and a group that exerts the sticking force of the suction cup 10 can be freely set.

なお、上記例では、複数の吸盤を２グループに分類した場合を説明したが、グループの数はとくに限定されず、３グループ以上でもよく、とくに限定されない。 In addition, although the case where a plurality of suction cups were classified into two groups was described in the above example, the number of groups is not particularly limited, and may be three or more groups, and is not particularly limited.

本発明の壁面移動機械の吸盤機構は、壁面に張り付いた状態で壁面に沿って移動する移動機械用の吸盤の作動を制御するシステムとして適している。 The suction cup mechanism of the wall surface moving machine of the present invention is suitable as a system for controlling the operation of the suction cup for a moving machine that moves along the wall surface while sticking to the wall surface.

１壁面移動機械
２ベース部
５移動手段
６車輪
７駆動部
１０吸盤
１１本体部
１１ｒ吸引通路
１１ｈ凹部
１２基板部
１３側壁部
３０吸盤機構
３１空気吸引機構
３２吸引手段
３５空気流路
３６吸盤側空気流路
３７吸引手段側空気流路
４０シリンダ
４０ａ吸引手段側室
４０ｂ吸引手段側室
４１シリンダボディ
４２ピストン部材
５１排出通路
５２逆止弁
５５加圧機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wall surface moving machine 2 Base part 5 Moving means 6 Wheel 7 Drive part 10 Suction cup 11 Main body part 11r Suction passage 11h Recess 12 Substrate part 13 Side wall part 30 Suction cup mechanism 31 Air suction mechanism 32 Suction means 35 Air flow path 36 Suction side air flow Path 37 Suction means side air flow path 40 Cylinder 40a Suction means side chamber 40b Suction means side chamber 41 Cylinder body 42 Piston member 51 Discharge path 52 Check valve 55 Pressure mechanism

Claims

A suction cup mechanism that lowers the pressure inside the suction cup and attaches the suction cup to an object,
The suction means connected to the air flow path for sucking the air in the suction cup , the isolation container interposed in the air flow path, and the isolation member are attached from the suction means side chamber side toward the suction cup side chamber side. Urging means for energizing, and a discharge flow path communicating the suction cup side chamber and the outside in the isolation container,
The isolation container is
A container having a hollow space inside,
In the space in the isolation container, an isolation member is disposed so as to isolate the suction cup side chamber communicated with the suction cup and the suction means side chamber communicated with the suction means,
The isolation member is
When the air in the suction means side chamber of the isolation container is suctioned by the suction means, the member functions to increase the volume of the suction cup side chamber of the isolation container ,
A suction cup mechanism of a wall surface moving machine , wherein a check valve that allows only an air flow from the suction cup side chamber to the outside is interposed in the discharge flow path .

The biasing means is
Wherein by supplying the suction portion side gas chamber of isolation container, the suction means side chamber wall moving mechanical sucker mechanism of claim 1, wherein the pressure is higher under pressure mechanism.

The isolation container is a cylinder mechanism having a cylinder body,
The isolation member is a piston member provided in the cylinder body;
The cylinder body of the cylinder mechanism is
A suction means-side air flow path communicating the suction means-side chamber and the suction means is communicated with one end in the axial direction,
The other end of the axial direction, the suction cup side chamber and the suction cup and the claim 1 wall moving mechanical sucker mechanism according to sucker-side air flow passage communicating is characterized that it is communicating.