JPS60144461A - 壁面に吸着し且つそれに沿つて移動可能な装置 - 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】 本発明は、空気や水の如き包囲流体の圧力によって壁面
に吸着し且つそれに沿って移動することができる装置に
関３− する。

船体や貯油タンク等の鉛直な又は傾斜した壁面に吸着し
て移動することができる装置としては、受圧本体と、受
圧本体に設置された壁面に接触せしめられる複数個の車
輪と、受圧本体に装着されその自由端部が上記壁面に接
触せしめられる、少なくとも上記自由端部が柔軟な材料
から形成された仕切壁と、受圧本体、壁面及び仕切壁に
よって規定される減圧領域内から空気を排出する真空生
成手段とから構成される装置が提案されている（例えば
、実公昭５７−５６９４３号公報を参照されたい）。

−かくの通りの装置においては、上記真空生成手段の作
用によって減圧領域内に真空を生成し、そして減圧領域
内外の流体の圧力差に起因して受圧本体に作用する流体
圧力を車輪を介して壁面に伝え、これによって装置を壁
面に吸着せしめるように々っている。！、た、上述した
装置は電動モータの如き駆動手段を有し、駆動手段によ
り上記車輪を駆動させることによって、壁面に吸着して
いる装置を移動せしめるようになっている。従って、か
くの通りの装置は、壁面に吸着し且つ壁面に沿って移動
することができる。

４− しかしながら、上述した公知の装置には、次の通りの解
決すべき問題が存在する。

まず第１に、仕切壁がより柔軟な材料から形成されてい
る程、該仕切壁と壁面との密着度が増大して安定した吸
着力を得ることができるが、しかしながら該仕切壁が相
高柔軟な材料から形成されている場合においては、受圧
本体が壁面に沿って移動しても該仕切壁の自由端部は該
壁面との摩擦抵抗に抗して移動することができず、よっ
て該自由端部は減圧領域の内側にめくれ上がらて該減圧
領域の外側から内側に流入する流体の量が激増して該減
圧領域の圧力が上昇し、装置が壁面に吸着することも不
可能となってしまうという問題が生じる。

第２に仕切壁の受圧本体から壁面に至る部分に減圧領域
内外の流体の圧力差に起因して流体圧力が作用する故に
、減圧領域内の圧力が相当低下せしめられるように構成
されている場合には、減圧領域内外の流体の圧力差に起
因して仕切壁の自由端部が壁面に相当強く押圧せしめら
れる（従って、仕切壁の接地圧力が大きくなる）。□か
くせしめられると、仕切壁の自由端部と壁面との間の摩
擦力が太きくなり、これによって、仕切壁の自由端部の
摩耗が早くなる、壁面の硬度が小さいときには壁面に傷
が付く、更に装置を移動させるために大きな駆動力を必
要とする、等の問題が生じる。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その第
１の目的は、仕切壁が相当柔軟性の有る材料から形成さ
れていてもめくれることが無く、よって壁面にでこぼこ
があっても安定した吸着力を得ることができる、壁面に
吸着し且つそれに沿って移動可能な装置を提供すること
である。

また、本発明の第′２０目的は、上述の第１の目的に加
えるに、壁面に吸着する吸着力を変化させることなく、
仕切壁が壁面に接触せしめられる接地圧力を低減せしめ
ることができる、壁面に吸着し且つそれに沿って移動可
能な装置を提供することである。

以下、添付図面を参照して更に詳細に説明する。

まず、第１図乃至第３図を参照して、本発明に従って構
成された装置の第１の具体例について説明する。第′１
図乃至第３図において、図示の装置は、例えば鋼板の如
き剛性乃至半剛性の材料から形成された受圧本体２を具
備している。この受圧本体２は、以下に詳述する仕切壁
及び装置が吸着しそれに沿って移動すべき壁面１と協働
して実質上流体的に密な減圧空間を形成することができ
るものであれば角板状、皿状、筒状等の任意の形状でよ
いが、図示の具体例においては、全体として円板状であ
る。受圧本体２の外面には剛性フレーム部材６が固定さ
れ、そしてこのフレーム部材６０４個の脚部の各々には
車輪７が回転可能に設置されている。これらの車輪７は
、後に説明する如く、受圧本体２に作用する包囲空気又
は水の如き流体の圧力によって、壁面１に押付けられて
これに接触せしめられる。フレーム部材６には、更に、
車輪７を回転せしめるだめの駆動手段が設置されている
。図示の駆動手段は、両方向に回転することができる２
個のギャードモータから構成されている。ギャードモー
タ８はスプロケノ）９．１０及びチェーン１１．１２の
如き適宜の伝動手段を介して車輪７を回転駆動する。

上記受圧本体２の周縁部には仕切壁５が装着されている
。

第１図及び第２図と共に第３図を参照して、図示の仕切
壁５の断面形状は略■字状である。仕切壁５は、受圧本
体２７− の周縁部に固着された内側端から受圧本体２の外側にか
つ壁面１に近づく方向に延びて壁面１に接触せしめられ
る突出部５ａに至る内壁部と、突出部５αから受圧本体
２の外側にかつ壁面１から遠ざかる方向に延びて外側端
に至る外壁部から成っている。仕切壁５は、第３図から
理解される如く、受圧本体２及び壁面１と協働して実質
上流体的に密々減圧領域１７を規定する。実質上流体的
に密な減圧領域１７を規定するためには、仕切壁５の突
出部５ａが壁面１に実質上流体的に密に接触せしめられ
るように、その少なくとも突出部５αが比較的柔軟な材
料から形成されていることが重要で、具体例の如く仕切
壁５の全体がゴム、繊維、プラスチック等の比較的柔軟
で且つ実質上通気性のない材料から形成されているのが
好ましい。

仕切壁５の外側端は、受圧本体２の周縁部に多数配置さ
れた腕１３のそれぞれにボルト、ナツト（図示しない）
により固着されている。腕１３は、受圧本体２の周縁部
の金具に支持されたピン１４にて軸支された部分から受
圧本体２の外側の方向に延びる水平部と、その延びきっ
た部分から壁面１に近づく方向に延びた垂直部と、該垂
直部の端部８− から壁面１に近づくにつれ受圧本体２の内側の方向に折
れ曲った傾斜部１３αから成っている。

受圧本体２の中央部には、減圧領域１７がら空気又は水
の如き流体を排出するだめの排出口が形成され、この排
出口には排気管３が固定されている。排気管３にはフレ
キシブルホース４が接続され、このフレキシブルホース
４の一端は例えば真空ポンプ、エゼクタ−の如き真空生
成手段（図示せず）に連結されている。

以上のように構成された装置において、地上に設置され
た真空生成手段を作動せしめると、減圧領域１７の外側
に存在する流体が仕切壁５と壁面１の間の狭いすきまを
通って減圧領域１７に流入し、さらに排気管３、フレキ
シブルホース４を通って真空生成手段に至る流体の流れ
が発生するが、上記の仕切壁５と壁面１の間のすきまは
非常に狭いので流路抵抗が大きく、よって大きな圧力損
失が発生して減圧領域１７の圧力はその外部の圧力より
低い値となるものである。よって、受圧本体２と仕切壁
５の内壁部には減圧領域１７の内外の流体の圧力差の発
生に起因する圧力が壁面１の方向に作用し、受圧本体２
に連結された車輪７は強く壁面１に接触せしめられる。

まだ同時に、仕切壁５の突出部５ａも強く壁面１に接触
せしめられるが、上記４個の車輪７と壁面１との接触圧
力の合計が突出部５αと壁面１との接触圧力より大きい
と、つまり車輪７と壁面１との摩擦力が突出部５αと壁
面１との摩擦力を上回るので、車輪７をギャードモータ
８にて駆動した時、装置は突出部５αを壁面１に密着さ
せたまま自走するものである。ただし、車輪７の外周部
分と突出部５αの壁面１に対する摩擦係数が同一でない
場合にはこの限りでないが、この件に関する技術は公知
であるので説明を省略する。なお、第１図乃至第３図示
の腕１３が無く、かつ仕切壁５が非常に柔軟な材料から
形成されているものとすれば、受圧本体２がら見て自走
方向側の仕切壁５の内壁部はその柔軟性のため突出部５
ａを自走方向に押し進めるだけの剛性が無く、よって突
出部５αは壁面１との摩擦力により動くことができない
にもかかわらず該内壁部のみが受圧本体２と共に移動す
る事態が発生し、ついには仕切壁５の内、外壁部が受圧
本体２の内側にめくれてしまって、そのめくれた部分か
ら減圧領域１７の外部の流体がその内部に大量に流入し
、よって減正領域１７の圧力が急激に上昇して装置の壁
面１への吸着が不可能になってしまう。特に壁面上に溶
接肉盛、鋼板の重ね継ぎ部分等の突起物が存在すると、
仕切壁５はもっとめくれ易くなるものであるが、本発明
装置の腕１３は壁面上に該突起物が存在しても仕切壁５
がめくれるのを防止する機能を有しているもので、さら
に腕１３は自分自身が該突起物に行き当ってもそのまま
該突起物を乗り越えうる機能も有しており、その原理を
第４図乃至第５図にもとづき脱血する。

第４図は、受圧本体２とともにピン１４が矢印Ａ方向に
移動していて腕１３の傾斜部１３（Ｚが壁面１の突起物
１αにさしかかった時、傾斜部１３αが壁面１に及ぼす
作用を図示するもので、第４図においては仕切壁５の突
出部５αと壁面１との摩擦力が腕１３に及ぼす影響を無
視している。

第５図は、突出部５ａと壁面１との摩擦力が腕１３に及
ぼす作用のみを図示している。

第４図において、傾斜部１３Ｇと壁面の突起物１ａとの
接触点Ｏにおいては、ピン１４の中心と０点を通る直線
の延長線方向に作用する力（Ｆ）が発生する。力（Ｆ）
は傾斜部１３αに平行に作用する分力（ｆｌ）と傾斜部
１３αに鉛直に作用する分力（Ｉ２）に分解することが
できる。力（Ｆ）と分力（Ｉ２）のなす角度をθ度とす
ると、ｆ、　＝　Ｆ　ｓｉｎθ Ｉ２　＝　Ｆ　ＣＯ３θ となる。

第５図において、仕切壁５の突出部５αと壁面１との摩
擦力（Ｒ）は矢印Ａの自走方向と反対方向に作用するも
のであるが、仕切壁５に剛性が無くてもその外側端は腕
１３に固着されているので仕切壁５がめくれることは無
い。仕切壁５に剛性が無いものとすれば、摩擦力（Ｒ）
は腕１３に対しピン１４を支点として壁面１の方向に回
転させる作用を及ばずものであり、その作用は下記の式
で表わすことができる。

ＲＸ／Ｉ＝ＧＸ１２ １ 、’、Ｇ　＝−Ｒ ２ １鳳：　ピン１４から壁面１までの距離１！２：　ピン
１４から０点１での距離Ｇ　：　０点にて、ピン１４と
０点を通る直線に鉛直な方向に作用する力であり、腕１
３が壁面１に対して作用を及ぼす力である。

上記の力（Ｇ）は、傾斜部１３αに平行に作用する分力
（Ｉｌｇ）と傾斜部１３αに鉛直に作用する分力（Ｉ２
）に分解することができる。なお、力（Ｆ）　と分力（
Ｉ２）のなす角度は第４図における力（Ｆ）　と分力（
Ｉ２）のなす角度と同一であるのでθ度であり、よって
力（Ｇ）と分力（ｇｌ）のなす角度はθ度となる。よっ
て、 となる。

第４図乃至第５図において、受圧本体２が矢印Ａ方向に
移動していて腕１３の傾斜部１３αが壁面の突起物１α
にさしかかった時、傾斜部１３αが突起物１αを乗り越
える為には下記の式を満足しなければならない。もし、
下記の式を満足しないと傾斜部１３αは突起物１ａを乗
り越えることができず、装置の自走は不可能となる。

ｆ、〉（μ×ｈ十ｌｌ、十μ×Ｉ２） μ　：　傾斜部１３αと壁面１との摩擦係数上式を下記
のｉつの式に変形すると、 となる。

式１によると、Ｆの値が小さい程ｔａｎθつまりθの値
は犬きくなるということが示されている。すなわち、ピ
ン１４と０点を結ぶ直線と腕１３の傾斜部１３αがなす
角度（−力（Ｆ）と分力（ｆｌ）のなす角度・・・・以
下、腕の傾斜角と称す）を小さくする程力（Ｆ）の値は
小さくて済むということ、つまり腕の傾斜角を小さくす
る程装置の自走を阻害する抵抗が小さくなるということ
が示されている。

なお、傾斜部１３ａを形成する材料としてバネ鋼等の弾
性の有る材料を用いると、腕１３の傾斜角が多少大きく
ても、力（Ｆ）が大きく々るにしたがい該傾斜角は傾斜
部１３αが曲がって小さくなるので力（Ｆ）の増加には
限界があるわけで、よって傾斜部の素材として弾性体を
用いてもよい。

式２によると、μの値が小さい程ｔａｎθつまりθの値
は小さくなるということが示されている。すなわち、腕
１３の傾斜部１３αに摩擦係数の小さい材料を用いるか
、摩擦抵抗を低減する手段を装着するなどしてμの値を
小さくすると、腕１３の傾斜角が多少大きくなってもよ
いということが示されている。

式３によると、Ａ！２／Ｉｌｌの値が大きい程ｔａｎθ
つまりθの値は小さくなるということが示されている。

すなわち、ピン１４から壁面１までの距離ｊｌ＋に対し
てピン１４からＯ点捷での距離１２を大きくすると、腕
１３の傾斜角が多少大きくなってもよいということが示
されている。

上述の条件に乗っとシ腕１３の形状、材料を構成するこ
とにより、壁面上に突起物があっても腕１３は該突起物
を乗り越えることが可能で、かつ仕切壁５がめくれず、
よって装置は壁面に吸着したまま且つそれに沿ってスム
ーズに移動できるものである。

第６図示のように、腕１３が壁面１に直接に接触しない
ようにするために、それぞれの腕１３の壁面１に近接し
た端部にボールキャスター１５を装着すると、腕１３と
壁面１との摩擦力が極小になるので、装置の移動を阻害
する抵抗がより少なくなるものである。なお、ボールキ
ャスター１５のかわりに自在車輪等のあらゆる方向に自
由に転勤が可能な車輪が装着されてもよい。

第６図示のように、仕切壁５の内側端から外側端にかけ
て延びる環状の柔軟な膜１６を固着し、仕切壁５と膜１
６で包囲された流密な環状の空間１８を真空生成手段（
図示しない）に連通連結して該空間を多少減圧せしめる
と、仕切壁５の内壁部が壁面１の方向に受ける流体の圧
力が減少するので突出部５αと壁面１の摩擦抵抗が減少
し、よって・・防 仕切壁５の摩耗を低減し、壁面１に牛じる傷の発生を妨
止し、装置本体を移動させるだめの力をも小さくするこ
とができるといっだ効果がある。以上、本発明に従って
構成された装置の具体例について説明したが、上述の具
体例においては、本発明装置は受圧本体に装着された車
輪の駆動力によりて壁面上を移動せしめられるもの履し
ているが、例えば船の修繕用ドックの側面に装備された
伸縮ブーム付足揚重の該ブームの先端部分に本発明装置
が装着された場合においては、該足揚重の移動手段によ
り本発明装置が船体等の壁面上を、該壁面に対し一定距
離を保持されながら移動せしめられてもよいわけで、必
ずしも本発明装置は自走する機能を有していなくともよ
い。　□本発明は、上述の具体例のみに限定されるもの
ではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形
乃至修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の正面図。 第２図は、第１図における左側面図。 第３図は、第１図におけるＩ−１線による断面図。 第４図乃至第５図は、第１図乃至第３図の装置が壁面１
の突起物１αに行き当った時に作用する各力の方向及び
大きさを図示する部分断面図。 第６図は、本発明に従って構成された別の実施例の部分
断面図である。 特許出願人　浦　上　不可止 ■−１゛ Ａ −ｊ− 昭和５９年４月６日 特許庁長官殿 １　事件の表示　昭和５８年特許願第２４８７３４号２
　発明の名称　壁面に吸着し且つそれに沿って移動可能
な装置３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　神奈川県横浜市港南区港南台 ４丁目５番地２１−２０４号

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）受圧本体と；該受圧本体と一面の距離を一定に保
   持しつつ、かつ該受圧本体を該壁面に沿って移動せしめ
   る該受圧本体の移動手段と；該受圧本体の周縁部の全周
   に装着されその一部が該壁面に接触せしめ、られる、少
   くとも該−。 部が比較的柔軟な材料から形成された環状の仕切壁であ
   って、該受圧本体及び該壁面と協働して実質上流体的に
   密な第１の減圧領域を規定する仕切壁と；該減圧領域か
   ら流体を排出する真空生成手段とを具備し１．該減圧領
   域内部と外部との流体の圧力差に起因して該受圧本体に
   作用する流体圧力が該受圧本体の移動手段により支持さ
   れる、壁面に吸着し且つそれに沿って移動可能な装置に
   おいて、該仕切壁は該受圧本体の周縁部に連結された。 内側端から該受圧本体の外側にかつ壁面に近づく方向に
   延びて、該壁面に接触する突出部に至る内壁部と、該突
   出部から該受圧本体の外側にかつ該壁面から離れる方向
   に延びて外側端に至る外壁部から成る仕切壁であり、該
   外側端と該受圧本体の周縁部との距離を一定に保持し、
   かつ該外側端が該壁面に鉛直な方向に自由に移動できる
   ようにした手段が装着されたことを特徴とする装置。
2. （２）受圧本体の周縁部にヒンジ機能を有する手段によ
   り装着された部分から該受圧本体の外側にかつ壁面に近
   づく方向に延、びた多数の腕が、該壁面に鉛直な方向に
   揺動できるように該受圧本体に連結され、該腕のそれぞ
   れには仕切壁の外側端が固着されたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）腕が壁面に近接する端部において、該端部が該壁
   面に近づくにつれ受圧本体の内側に向かう方向に折れ曲
   がった形状を有する腕であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項に記載の装置。
4. （４）腕が壁面に近接する端部において、該端部が該壁
   面に近づくにつれ受圧本体の内側に向かう方向に曲がる
   ことのできるバネ鋼等の弾性を有する素材により形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第
   ３項のいずれかに記載の装置。
5. （５）腕が壁面と接触す、る部分に低摩擦材料あるいは
   摩擦抵抗を低減する手段が装着されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれかに記載の装
   置。
6. （６）腕が壁面に近接する端部に車輪が装着されたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第５項のいずれ
   かに記載の装置。
7. （７）受圧本体の周縁部又は仕切壁の内側端に固着され
   た部分から該受圧本体の外側方向に延びて該仕切壁の外
   側端に固着された環状の柔軟な膜が該仕切壁と協働して
   実質上流体的に密な第２の減圧領域を規定しており、第
   １の減圧領域内部と外部との流体の圧力差に起因して該
   仕切壁の該壁面に接触する突出部と該壁面との接地圧力
   が、該第２の減圧領域内の流体圧力の作用によって低減
   せしめられるように構成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の装置
   。