JPH01141184A - 壁面走行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の吸着手段を交互に壁面又は床面に吸着
させることにより、壁面又は床面に沿って移動可能な走
行装置に関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 高層ビル、各種タンクそして船体などのほぼ垂直壁面の
清掃および点検作業は、一般に作業者がそれらの上部か
ら壁面に沿って吊下げたゴンドラ又は壁面に沿って組立
てた足場に乗って行なっていた。しかしながら、ゴンド
ラや組立てた足場での作業は、風の影響を受けやすく落
下の虞れがあり、危険を伴なうものであった。このため
、それら作業を安全かつ確実に行なうことができる無人
の壁面走行装置に関する要求は非常に高いものがある。

この要求に応えるべく、いくつかの壁面走行装置が開発
され、また提案されてきたが、これら従来の装置は、そ
れぞれ一端部に吸盤を設けた脚を複数個具備し、それら
脚に歩行動作を行なわせて壁面に沿って移動するものが
ほとんどあり、通常、駆動装置としては電動モータおよ
び減速歯車機構を具えたものが多く、したがって走行装
置としての重量および寸法が必然的に大きなものであっ
た。

しかも重量の大きな装置をその脚部に設けた吸盤により
壁面に確実に吸着させるためには、それら脚部、ひいて
は装置フレームが移動に際して湾曲することのない、曲
げ剛性およびねじり剛性の高いものが必要とされ、重量
的にも価格的にも不利とならざるを得なかった。加えて
その構成上、重量の大きな駆動装置がフレーム上に載置
されることになり、このため、走行時に装置の重心が大
きく移動することになり、安定性が悪いと言う問題もあ
った。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり
、小型で軽量であるとともに、走行に際して重心移動の
少ない安定した壁面走行装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明壁面走行装置は、加圧
流体の供給により膨径変形し軸線方向に収縮力を生起す
る弾性収縮体と、この弾性収縮体の各端部に取付けられ
た支持部材と、これら支持部間に配設され弾性収縮体の
収縮力に対抗する力を与える弾性部材と、それぞれの支
持部材に取付けられた吸着手段とを具えてなる。

（作　用） それゆえ、この装置を前進させたい時には、先ず進行方
向前方に位置する吸着手段を作動させて装置の進行方向
端部を壁面に固定し、次に弾性収縮体に加圧流体を供給
する。加圧流体が供給された弾性収縮体は、弾性部材の
弾性力に抗して軸線方向に収縮するが、その一端は進行
方向前方に位置する吸着手段によりその移動が拘束され
ており、したがって進行方向後方に位置する他の吸着手
段は前方に引き寄せられることになる。そこで、後方に
位置する他の吸着手段を作動させて壁面に吸着させ、次
いで進行方向前方に・位置する吸着手段を非作動とする
とともに、弾性収縮体から加圧流体を排出する。すると
、弾性収縮体の収縮力により弾性変形された弾性部材は
復元伸長するが、この時進行方向の後方に位置する他の
吸着手段が作動状態にあるので、弾性部材は進行方向前
方に位置する支持手段、および支持手段に取付けられた
吸着手段を前方に押しやることになる。ここで再び進行
方向前方に位置する吸着手段を作動させ、後方に位置す
る吸着手段を非作動とするとともに、弾性収縮体に加圧
流体を供給する。順次このようにして弾性収縮体への加
圧流体の給排に合わせてその端部に取付けた吸着手段を
交互に作動させることにより前進させることができる。

なお、上述したところから明らかなように、吸着手段の
作動を逆転させることにより、装置を後退させることも
できる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明装置について詳述する。

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明壁面走行装置を示
す正面図およびその一部を示す分解斜視図であり、１０
は弾性収縮体を、１２はその両端部に固着された連結具
を、１４はそれら連結具を介して弾性収縮体のそれぞれ
の端部に取付けられた支持部材を、そして１６は弾性収
縮体を囲繞して両支持部材間に配　設された弾性部材と
しての圧縮ばねをそれぞれ示している。また１８は吸着
手段の一つとしてのエジェクタを、２０および２２はそ
れぞれ弾性収縮体およびエジェクタに加圧流体、たとえ
ば圧縮空気を給徘又は供給するホースを示している。

弾性収縮体ｌＯは、第２図にその一部を破断して示した
ように、ゴム又はゴム状弾性材料よりなる管状体２４の
外周を、高張力繊維類、たとえば芳香族ポリアミド繊維
（ケプラー：商品名）の編組み補強構造体２６にて被覆
し、それらの両端開口を閉鎖部材２８にて封止合着する
とともに、その外方からかしめリング３０にてかしめて
管状体および編組補強構造体が閉鎖部材から抜は落ちる
のを確実に阻止する構成としたものである。

閉鎖部材２８の一方には、管状体２４の内部空洞３２に
連通させることなくその軸線に共軸にめねじ部３４ａが
設けられている。これに対し他方の閉鎖部材２８には、
その内部空洞３２に連通させた導入孔３６が同じく共軸
に設けられており、導入孔３６の開口端部には、その内
部空洞３２に加圧流体を供給又は排出するホースを接続
するためのめねじ部３４ｂが設けられている。

編組み補強構造体２６は、管状体２４への加圧流体の適
用に際し最大膨径時においていわゆる静止角（５４”　
４４’　）に至るような鳩組み構造をしている。

それゆえ、このような弾性収縮体は、管状体２４への加
圧流体の適用に対して編組み補強構造体の編組角度の拡
大、つまりパンタグラフ運動によって管状体の膨径と、
それに起因した軸線方向の収縮とがもたらされる軽量な
アクチュエータと言える。

弾性収縮体１０の両端部には、第１図に示したように連
結具１２が取付けられる。これら連結具１２は、弾性収
縮体のかしめリング３０が挿通される孔が設けられた筒
状部分１２ａと、この筒状部分に接続するフランジ部１
２ｂとを具えており、一方フランジ部には周方向に孔１
２ｃが設けられている。連結具１２は、弾性収縮体ｌＯ
への取付けに先立って支持部材１４がそれぞれ連結され
る。

支持部材１４は、互いにほぼ直交する三片を具え、連結
具１２が取付けられる一片には、その筒状部分１２ａが
挿通される貫通孔が、−力支持部材の他片には、後述す
る吸着手段を固着するボルトが挿通される孔がそれぞれ
設けられている。そして、連結具１２と支持部材１４の
結合は、貫通孔が設けられた支持部材の一片に設けたね
し孔に、図示しない固定ねじをフランジ部１２ｂに設け
た孔１２ｃを介して螺合することにより達成される。

連結具１２が一体的に固着された支持部材１４を弾性収
縮体１０の各端部に取付けるに際しては、弾性部材１６
を、支持部材１４間に配設する。本実施例では、弾性部
材としての圧縮ばね１６が弾性収縮体１０を囲繞するよ
う配置する。

そしてめねじ部３４ａが設けられた弾性収縮体１０の一
端を連結具に挿通し、筒状部１２ａに形成した孔の直径
より大きな頭部を有する止めねじ３８をねじ孔３４ａに
螺合することにより一体的に固着し、めねじ部３４ｂが
設けられた弾性収縮体１０の他端を他の連結具に挿通す
るとともに、閉鎖部材２８の外周に形成した溝孔２８ａ
に止め輪４０を嵌着することにより、弾性収縮体１０の
端部を支持部材１４に取付ける。

連結具１２が取付けられる一片に直交する支持部材１４
の他の片には、そこに設けたボルト孔に挿通されたボル
トにより、第３図に示したように吸着手段１８がそれぞ
れ固着される。

吸着手段１８は、本実施例では、加圧流体、たとえば圧
縮空気を適用することにより負圧を生起するエジェクタ
４２と、エジェクタに固着されボール継手４４と、ボー
ル継手に取付けられた吸着カップ４６とを具える。吸着
カップ４６は、壁面又は床面に確実に吸着できるようゴ
ム又はゴム状弾性材料よりなる略円錐形状をしており、
その頂部に設けためねじ部にボール継手のソケット４７
を螺着することにより、その継手に連結される。したが
って吸着カップ４６は、壁面の表面形状に対応して揺動
することができる。

吸着カップ４６には、その内面凹部に連通ずるニップル
４８が設けてあり、一方、このニップルには、エジェク
タに生起される負圧を該内面凹部に導く接続ホース４２
が接続される。なお、２２は、エジェクタ４２に圧縮空
気を導くホースである。

次に第４図を参照しながら本発明壁面走行装置の作動に
ついて説明する。なお簡略のため、弾性収縮体１０およ
び吸着手段を構成するエジェクタ４２および吸着カップ
４６に加圧流体を供給するホースは省略する。

第４図（ａ）に模式的に示すように、矢印Ａで示す進行
方向前方に位置する吸着手段のみを作動させて壁面に吸
着させる。この状態で第４図（ハ）に示すように弾性収
縮体１０に加圧流体を適用すると、弾性収縮体は支持部
材１４間に配設された弾性部材、すなわち圧縮ばね１６
に抗して収縮する。ところが進行方向前方に位置する支
持部材は、関連する吸着手段により壁面に対して相対運
動することができないので、進行方向後方に位置する支
持部材が前方に引き寄せられることになる。後方の支持
部材が弾性収縮体１０の収縮力により前方に引き寄せら
れたならば、該支持部材に取付けられた吸着手段も作動
させ、第４図（Ｃ）に示すように再吸着手段を壁面に吸
着させる０次いで第４図（ｄ）に示すように、進行方向
前方に位置する吸着手段を非作動とする。なお、この状
態では、進行方向前方にある支持部材およびそれに取付
けられた吸着手段は、弾性収縮体が収縮状態にあるので
、たとえ吸着手段が非作動となってもその位置に保持さ
れることとなる。そして弾性収縮体１０から加圧流体を
排出すると、その収縮力が作用しなくなるので、圧縮ば
ね１６および弾性収縮体１０の復元伸長に伴なって前方
の支持部材として吸着手段が進行方向に送り出されるこ
とになる。この様子を第４図（ｅ）に示す。

次いで再び第４図（ａ）に示すように、前方の吸着手段
を作動させる一方、後方の吸着手段を非作動とする。

上述した手順に従って弾性収縮体および吸着手段を順次
に作動させることにより、この装置は前進移動を行なう
。また後退移動をさせたい時には、上述したところから
直ちに理解されるように、吸着手段の作動順序を逆転さ
せればよい。

なお、このような装置は、水平に広がる床面や屋根は勿
論のこと、実質的に垂直に起立する壁面、更にはいわゆ
るオーバーハング状態の壁面上を走行させることもでき
る。そのように起立した壁面又はオーバーハングした壁
面上を走行させる際には、弾性部材が吸着手段を壁面に
押圧するよう、たとえば弾性部材をあらかじめ湾曲形状
に形成しその湾曲内側部分が壁面側に位置する配置とす
ることにより、−層確実に吸着手段をそのような壁面に
吸着させることができる。

次に第５図に本発明装置の他の実施例を示す。

本実施例では、第１図に示した実施例と異なり、第５図
（ｂ）に示すように、支持部材１４が互いほぼ直交する
三片を具える。その中の三片には連結具が嵌着される貫
通孔が、また残る一片には吸着手段を取付けるためのボ
ルト孔が設けられている。このような支持部材１４を４
個用い、各支持部材の貫通孔にそれぞれ連結具を取付け
ることにより、４本の弾性収縮体１０および圧縮ばね１
６のそれぞれの一端を連結する。それゆえ、弾性収縮体
および圧縮ばねは矩形形状の一辺を占有することになる
。

また各支持部材には、それらのボルト孔に挿通させた図
示しない取付はボルトを用いて１個の吸着手段を固着す
る。

したがって本実施例に示す装置では、互い対向する２本
の弾性収縮体を一対として、同時に加圧流体を適用する
とともに、対をなす弾性収縮体に関連して互いに対向す
る吸着手段を交互に作動又は非作動とすることにより、
図中矢印で示すそれぞれの方向に移動させることができ
る。また対をなす弾性収縮体に適用する加圧流体の圧力
を異ならせることにより斜行させることもできる。なお
、この場合、壁面に吸着された吸着カップと、この吸着
カップに吸引力を作用させるエジェクタとは、ボール継
手を介して連結されているので、斜行運動を限外するこ
とがない。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、加圧流体の供給
により膨径変形し軸線方向に収縮力を生起する軽量な弾
性収縮体を駆動手段として用いたので、減速機構を必要
とする電動モータを用いた従来の装置に比べて極めて軽
量な壁面走行装置を得る。また支持部材や連結具を軽量
で剛性の高い樹脂製とすることにより一段と軽量な装置
とすることができ、それゆえ走行に際して重心移動の少
ない安定した走行装置を得ることができる。

しかし弾性部材として圧縮ばねを用いた場合、圧縮ばね
はその軸線方向に変形し得るばかりでなく、軸線に交差
する方向へも湾曲し得るので、走行すべき壁面又は床面
が湾曲し、又凹凸があっても走行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明壁面走行装置の一実施例を示す
正面図、 第１図（ｂ）は、第１図に示す装置の一部を示す分解斜
視図、 第２図は、第１図に示す装置に好適な弾性収縮体をその
一部を破断して示す図、 第３図は、第１図に示す装置の吸着手段を示す一部破断
面図、 第４図は、第１図に示す装置の作動を示す模式第５図（
ａ）およびら）は、本発明装置の他の実施例を示す平面
図および支持部材を示す斜視図である。 １０・・・弾性収縮体　　　　１２・・・連結具１４・
・・支持部材　　　　　１６・・・弾性部材１８・・・
吸着手段　　　　　２０．２２・・・ホース２４・・・
管状体　　　　　　２６・・・編組補強構造２８・・・
閉鎖部材　　　　　３ｏ・・・がしめリング３２・・・
内部空洞　　　　　４２川エジエクタ４４・・・ボール
継手　　　　４６・・・吸着カップ４７・・・ソケット
　　　　　４８・・・ニップル第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加圧流体の供給により膨径変形し軸線方向に収縮力
   を生起する弾性収縮体と、この弾性収縮体の各端部に取
   付けられた支持部材と、これら支持部間に配設され弾性
   収縮体の収縮力に対抗する力を与える弾性部材と、それ
   ぞれの支持部材に取付けられた吸着手段とを具え、弾性
   収縮体への加圧流体の給排に合わせて吸着手段を交互に
   作動させることにより移動することを特徴とする壁面走
   行装置。 ２、前記吸着手段を前記弾性部材により壁面に垂直に押
   圧することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の壁
   面走行装置。