JPS61183565A - 壁面吸着式自走装置 - 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〕 本発明は壁面吸着式自走装置に関する。

従来の技術〕 従来、高層ビル、大型タンク、船舶、原子力発電所、水
力発電用ダム等の金属板製又はコンクリート製壁面の定
期清掃、錆落し、除染、検査等のために遠隔操作による
高所作業・危険作業用の自走作業車が種々提案されてい
る。

しかしながら、これらの自走作業者は真空及着盤が壁面
を摺動する構造を採っているので、壁面がコンクリート
のように粗い面では、摩擦抵抗が太き（、円滑な運動が
困難であり、また吸着盤の摩耗が大きいので、吸着力不
十分で落下の慣れがあり、長期間の安全確実な稼働が困
難であるものが多い。

そこで、本出願人は、このような問題点を解決するもの
として、特願昭５９−１６９８２５号として、下記する
ような壁面吸着式自走装置を提案した。

この提案を第３図縦断面図、第４因子面図、第５図部分
底面図について述べると、 １はほゞ長方形の機枠、２，２は機枠１の前端の左右に
それぞれ同一軸線上に軸支された左右一対の前部ローラ
ー、３，３は機枠１の後端の左右にそれぞれ同一軸線上
に軸支された左右一対の後部ローラーで、後部ローラー
３．３のローラー軸１２．１２はそれぞれ機枠１の縦方
向に沿って若干移動することができるように調整可能に
作られている。

４．４はそれぞれ左側の前部ローラー２と後部ローラー
３、右側の前部ローラー２と後部ローラー３に適宜の張
力をもって掛ｉ回わされた左右一対のゴム製エンドレス
ベルトよりなる無端履帯で、各無端履帯４の外面には適
宜深さのはｇ長方形のリセス５が一定間隔で全長にわた
って凹設され、各リセス５には内外面を連通ずる透孔６
がそれぞれ穿設されている。

７は機枠１の前端上に付設された前部エアモーター、８
はスズロケットを介して前部エアモーター７の動力を左
側前部ローラー２のローラー軸９に伝達するためのチェ
ーン、１０は機枠１の後端上に付設された後部エアモー
ター、１１はスプロケットを介して後部エアモーター１
０の動力を右側後部ローラー３のローラー軸１２に伝達
するだめのチェーン、１３．１３はそれぞれ機枠１の左
右の下部に取付けられ無端履帯４の内面に接して縦方向
に延びる左右一対の支持部材で、各支持部材１３の底面
には断面が角形で梯子状のシール部材１３′が嵌着され
る。シール部材１３′はスポンジ状ゴム等の弾性体から
なり、無端履帯４の変形に追従して無端履帯４と支持部
材１３間の気密を維持している。

支持部材の下面には無端履帯４の隣接する透孔６，６を
カバーする長方形連通室１４が適宜間隔で全長にわたっ
て複数凹設され、各連通室１４には上下面を連通ずる透
孔１５が穿設され、シール部材１３′の１格子は各連通
室１４を囲繞して連通室の真空を維持している。

１７は機枠１の縦方向の中心線に沿って布設された圧縮
空気用へリダー管で、その後端は図示せざるホースを経
て外部の圧縮空気源に接続され、その前端は閉塞され、
図示せざる分岐配管を経て前部エアモーター７及び後部
エアモーター１０に接続されている。

１８はヘッダー管１７の左右に対称的に配設され、ヘッ
ダー管１７から分岐された圧縮空気により駆動され空気
吸引孔１９を経て空気を吸引する複数のエアエジェクタ
ーで、エアエジェクター１８は支持部材１３の連通室１
４の数と同数設けられている。

２０は各エアエジェクター１８の空気吸引孔１９を支持
部材１３のそれぞれ対応する連通室１４の透孔１５に接
続するホースである。

このような装置において、ホースを経て圧縮空気をヘッ
ダー管１７に供給すると、複数のエアエジェクター１８
及び前後部エアモータ７．１０が駆動される。

そうすると、各支持部材１３の連通室１４内の空気は透
孔１５、ホース２０、空気吸引孔１９を経てエアエジェ
クター１８により吸引されるので、各連通室１４は真空
になるから、無端履帯４のリセス５内の空気も透孔６を
経て吸引され、その結果、左右の無端履帯４．４のリセ
ス部は吸着盤として作用し本装置全体を強力に壁面に吸
着する。

また、前後のエアモーター７．１０は同一方向に回動す
るので、チェーン８．１１を介して前部ローラー２、後
部ローラー３が回動し、左右一対の無端履帯４，４が循
環的に移動し、本装置は壁面に涜って走行する。

走行の際、無端履帯４と支持部材１３及びシール部材１
３′との摺動を円滑に行わせるためにそれぞれの無端履
帯４に密接する当接面には弗素樹脂ステンレス板等を貼
着すると瓦もに、両者の当接面に潤滑剤を供給するとと
により両者間の摩擦を少な（し、各支持部材１３は縦鉛
直面内で適宜の可撓性を有すると〜もに、横鉛直面内で
若干の角度範囲で回動自在に機枠に取付けられている。

しかしながら、その後の研究により、このような自走装
置には下記の問題があることが判明した。

すなわち、本装置が垂直壁面に沿って昇降する際には、
第６図側面図に示すように、本装置の重量をＷｌ、垂直
壁面からの重心Ｇまでの水平距離をり、とすると、Ｍ、
　＝Ｗ、ｘＬ。

なる時計方向の剥離モーメントが無端履帯に作用する。

剥離モーメントが作用しない場合には、無端履帯の壁面
に対する吸着力は第７図囚に示すように分布するが、こ
れに剥離モーメントＭ１　による剥離力の分布が同図（
ハ）に示すように作用するので、無端履帯の吸着力の分
布は上記両図を畳重して得られる同図０に示すようにな
り、無端履帯の有効吸着面の上端における吸着力Ｆｕは
下端における吸着力ＦＬに比べて著しく小さくなり、そ
の結果、無端履帯板のリセスの真空は上端から破れ、本
装置は垂直壁面から落下する惧れがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたもので、安
全確実に壁面に沿りて吸着走行する高性能・小型軽量か
つ長寿命の壁面吸着式自走装置を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明は、ほゞ長方形の機枠の両側の前後端
にそれぞれ軸支された前部ローラー及び後部ローラー間
にそれぞれ掛け回わされ外面に複数のリセスが全長にわ
たって凹設された左右一対のゴム製無端履帯を具え、上
記無端履帯の壁面に当接する部分のリセスの空気を排気
することにより壁面に吸着し、上記一対の無端履帯を循
環的に移動することにより壁面に沿って走行する壁面吸
着式自走装置において、上記機枠の長手方向の一端に長
手方向に突設された腕部材と、上記腕部材の先端に付設
され上記壁面に当接するローラーと、上記腕部材に付設
され上記ローラーを上記壁面に押付ける付勢手段とを具
えたことを特徴とする。

〔作　用〕

このような構成により、安全確実に壁面に沿って吸着走
行する高性能・小型軽量かつ長寿命の壁面吸着式自走装
置を得ることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面について説明すると、第１図は
その垂直壁面を昇降中の状態を示す側面図、第２図は第
１図における無端履帯の吸着力・剥離力の分布を示す線
図である。

上図において、第３〜６図と同一の記号はそれぞれ第３
〜６図と同一の部材を示し、２１は機枠１の下端に機枠
１の長手方向に突設された突腕、２２は突腕２１の下端
に壁面に向って突設されたエヤシリンダー、２３はエア
シリンダー２２のロッドの先端に枢支されたローラーで
ある。

このような装置において、壁面走行中は、エアシリンダ
ー２２はホースを経て供給された圧縮空気により伸長し
てその先端のローラー２３を押圧力Ｗ２をもりて壁面Ｗ
に押圧する。

そうすると、無端履帯４の壁面に対する吸着面には押圧
力Ｗ２に基づいて第２図（へ）に示すような一様の剥離
力が分布すると〜もに、押圧力Ｗ２に基づく反時計方向
の剥離モーメン）Ｍ、　＝Ｗ、　ｘｌＪ、に基づく剥離
力が同図ＣＢ）に示すように分布する。

その結果、吸着面に作用する吸着力の分布は、第２図囚
、＠と第７図（：）とを重畳して得られる第２図（Ｑに
示すように、上下端ともほゞ同一の大きさで分布するよ
うになり、従って、第７図０に示したように、吸着面の
上端における吸着力が特に小さくなり、こＮから、リセ
スの真空が破れるという惧れはなくなるのである。

こへで、ローラー２３の壁面に対する押圧力Ｗ２はリセ
ス５内の真空度を間接的に示している特定エジェクター
の吸引圧力を検出し、これに基づいてエアシリンダー２
２の圧力を制御することにより、適宜の大きさに制御す
ることができ、Ｗ、ｘＬ、≦Ｗ、ｘＬ１の関係を満たす
範囲において、吸着面の上端における吸着力の分布が著
しく小さくならないようにすることにより、本装置の落
下を防止することができる。

本実施例においては７．１０の駆動機としてエアモータ
ーの例を示したが電動モーターの連通室に常に連通し、
各支持部材の各連通室にはそれぞれ独立したエアエジェ
クターが対応して設けられているので、無端履帯のリセ
スの一部の真空が破れても残部のリセスの真空による吸
着力で、これをカバーするから、壁面に凹凸があっても
本装置は落下することなく、垂直壁面、天井壁面に沿う
走行も可能である。

（２）壁面の勾配又は壁面の凸状物により自走装置に剥
離モーメントが働いても、逆モーメント発生機構により
直ちにこれを抹消するので落下を事前に防止することが
できる。

（３）左右の無端履帯はそれぞれ前後のエアモーターに
より駆動されるので、各エアモーターを遠隔操作するこ
とにより左折・右折等の方向制御、走行速度制御、前後
進等が可能である。

（４）支持部材は若干の可撓性を有し、かつ横鉛直面内
で若干回動自在に機枠に支持されているので、無端履帯
は壁面の二次元的、三次元的曲面に対してもこれになじ
んで吸着することにより、本装置は複雑な三次元的曲面
を有する壁面に沿って走行することもできる。

（５］　　後部ローラー軸は機枠に対し縦方向に調整可
能に軸支されているので、無端履帯の伸びに応じてその
位置を調整することにより、常に最適の張力を無端履帯
に与え、確実な走行を可能とする。

（６）左右の無端履帯をそれぞれ駆動するエアモーター
は前部エアモーター及び後部エアモーターに分設されて
いるので、装置の全長食中を小型化することができる。

（７）本装置は圧縮空気を動力源とするので、爆発の危
険のある雰囲気中でも安全に走行することができる。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、はｇ長方形の機枠の両側の前
後端にそれぞれ軸支された前部ローラー及び後部ローラ
ー間にそれぞれ掛け回わされ外面に複数のリセスが全長
にわたって凹設された左右一対のゴム製無端履帯を具え
、上記無端履帯の壁面に当接する部分のリセスの空気を
排気することにより壁面に吸着し、上記一対の無端履帯
を循環的に移動することにより壁面に沿って走行する壁
面吸着式自走装置において、上記機枠の長手方向の一端
に長手方向に突設された腕部材と、上記腕部材の先端に
付設され上記壁面に当接するローラーと、上記腕部材に
付設され上記ローラーを上記壁面に押付ける付勢手段と
を具えたことにより、安全確実に壁面に沿って吸着走行
する高性能・小型軽量かつ長寿命の壁面吸着式自走装置
を得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は第１
図の無端履帯の吸着力・剥離力の分布を示す線図、第３
図、第４図及び第５図はそれぞれ本出願人が提案した壁
面吸着式自走装置を示す縦断面図、平面図及び部分底面
図、第６図は第３図の自走装置が壁面を昇降する状態を
示す側面図、第７図は第６図の無端履帯の吸着面の吸着
力・剥離力の分布を示す線図である。 １・・・機枠、２・・・前部ローラー、３・・・後部口
−ラー、４・・・無端履帯、５・・・リセス、６・・・
透孔、７・・・前部エアモーター、８・・・チェーン、
９・・・ローラー軸、１０・・・後部エアモーター、・
・・ヘッダー管、１８・・・エジェクター、１９・・・
空気吸引孔、２０・・・ホース、２１・・・突腕、２２
・・・エアシリンダー、２３・・・ローラー、Ｗ・・・
壁面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ほゞ長方形の機枠の両側の前後端にそれぞ れ軸支された前部ローラー及び後部ローラー間にそれぞ
   れ掛け回わされ外面に複数のリセスが全長にわたって凹
   設された左右一対のゴム製無端履帯を具え、上記無端履
   帯の壁面に当接する部分のリセスの空気を排気すること
   により壁面に吸着し、上記一対の無端履帯を循環的に移
   動することにより壁面に沿って走行する壁面吸着式自走
   装置において、上記機枠の長手方向の一端に長手方向に
   突設された腕部材と、上記腕部材の先端に付設され上記
   壁面に当接するローラーと、上記腕部材に付設され上記
   ローラーを上記壁面に押付ける付勢手段とを具えたこと
   を特徴とする壁面吸着式自走装置。