JPS6175073A - 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】 く技術分野〉 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
関する。

〈従来技術〉 船体や貯油夕／り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υ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表っている。また、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シ上記
車輪を駆動させることＫ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清って移動するこ
とができる。

しかしながら、上述した公知の装置には、次の通シの解
決すべき問題が存在する。即ち、仕切壁がよシ柔軟な材
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当柔軟な材料から形成されている場
合においては、受圧本体が壁面に溢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
くれ上がって該減圧領域の外側から内ｆ１に流入する流
体の景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。

〈発明の目的〉 本発明は上記事実に８みてなされたものであシ、その主
目的は、仕切壁が相当柔軟性のある材料から形成されて
いても壁面との接触部がめくれることなく、安定した吸
着力を得ることができる装置を提供することである。

ま念、本発明の他の目的は、壁面の表面に凹凸が存在し
ていても仕切壁の壁面との接触部がめくれることなく、
容易に凸部を乗シ越えることができる装置を提供するこ
とである。

〈発明の要約〉 本発明によれば、受圧本体と、該受圧本体忙装着され且
つ該受圧本体を壁面に沿って移動せしめる移動手段と、
該受圧本体の周縁部の実質上全周に渡って装着されその
一部が該壁面に接触せしめられる、少くとも該一部が比
較的柔軟な材料から形成された仕切壁であって、該受圧
本体及び該壁面と協働して実質上流体的に密な減圧領域
を規定する仕切壁と、該減圧領域から流体を外部に排出
する真空生成手段とを具備し、該減圧領域内外の流体圧
力差に起因して計く受圧本体に作用する流体圧力が該移
動手段を介して以壁面に伝達される、壁面に吸着し且つ
その壁面に清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接続された内側端か
ら該受圧本体の外側に且つ該壁面に近づく方向に延びて
該壁面に接触する接触部に至る内壁部と、該接哉部から
該受圧本体の外側に且つ該壁面刀・ら離れる方向に延び
てその外側端に至る外壁部をＮＬ、該受圧本体の周ｉ部
には周方向に間隔を置いて複数個の保持部材が配設され
、該保持部材の各々の先端側が該壁面に近づく方向及び
それから離れる方向に移動自在になっておシ、該保持部
材の先端部に該仕切壁の該外壁部の外側端部が接続され
ている、ことを特徴とする装置が提供される。

〈発明の好適具体例〉 以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成された
装置の好適具体列について説明する。

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４（
第２図、第３図）と協働して実質上流体的に＠な減圧空
間を規定することができるものであれば角板状１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の外面には剛性材
料から形成された支持フレーム体６が固定されている。

支持フレーム体６は、受圧本体２の外面に固定された支
持本体部８と、支持本体部８の４角部から延びる脚部１
０ａ、１０ｂ、１０ｃ及びＩＱｄ’ｉ＝有している。そ
して、４個の脚部１０ａ、１０ｂ、ｌｏｃ及び１０ｄの
各々には夫々、車輪１２（走行手段ｔ９７成する）が回
転自在に装着されている。これらの車輪１２は、後に説
明する如く、受圧本体２に作用する空気又は水の如き包
囲流体の圧力によって、壁面４に押付けられてこれに接
触せしめられる。上述した支持フレーム体６には、更に
、車輪１２を回転せしめるた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かでさ
る２個のギャードモータ１４から構成されている。ギャ
ードモータ１４の各々は、夫々、スプロケツト１６，１
８及び２゜並びにチェーン２２及び２４の如き適宜の伝
動手段を介して、脚部ＩＱａ及び１０ｂに装着された車
輪１２と脚部１０ｃ及び１０ｄに装着された車輪１２を
回転駆動する。

上述した受圧本体２０周縁部には、仕切壁２６が装着さ
れている。主として第３図と共に第４図及び第５図を参
照して、図示の仕切壁２６は環状に形成され（第１図及
び第３図から容易に理解されるであろう）、その断面形
状が略Ｖ字状になっている。かかる仕切壁２６の内側端
部には周方向に間隔を置いて複数個の孔が形成されてお
シ、仕切壁２６の孔及び受圧本体２の周縁部に形成され
ている孔を通してボルト２８及びナラ）３０ｔ−所要の
通シ螺合せしめることによって、仕切壁２６が受圧本体
２の周縁部内面に取付けられている。

上述した仕切壁２６は、第３図及び第５図に示す如く、
受圧本体２の周縁部に接続された内側端から受圧本体２
の外側に且つ壁面４に近づく方向に延びて壁面４に接触
する接触部３２ａに至る内壁部３２ｂと、上記接触部３
２ａから受圧本体２の外側に且つ壁面４から離れる方向
に延びてその外側端に至る外壁部３２ｃを有している。

この仕切壁２６は、第３図から理解される如く、受圧本
体２及び壁面４と協働して実質上流体的に密な減圧領域
３４を規定する。実質上流体的に密な減圧領域３４を規
定するためには、仕切壁２６の接触部３２ａが壁面４の
表面に実質上流体的に密に接触せしめられることが必要
であシ、そのため仕切壁２６の少なくとも接触部３２ａ
が比較的柔軟な材料から形成されていることが重要で、
具体列の如く、仕切壁２６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。この仕切壁２６は、更
に、第３図及び第５図に明確に示す如く、内壁部３２ｂ
が受圧本体２の外側に向って壁面４に近づく方向に凹状
に湾曲せしめられているのが好ましく、かく構成するこ
とによって、仕切壁２６の接触部３２ａを壁面４に押付
ける押圧力を効果的に低減でき、上記接融部３２＆の摩
耗を抑えることができる。即ち、内壁部３２ｂが凹状ｔ
ｃＲ曲せしめられていると、内壁部３２ｂと壁面４との
接触位置が受圧本体２の半径方向内方に位置するように
なり、これによって、流体圧力が作用する内壁部３２ｂ
の外面（かかる外面に作用する流体圧力が仕切壁２６の
接触部３２＆を介して壁面４に伝達される）の面積は実
質上小さくなり、かくして上記押圧力が効果的に低減さ
れる。

受圧本体２０周縁部には、更に、周方向に間隔を置いて
複数個の保持部材３６が配設されている。

第１図と共に第３図乃至第５図を参照して、受圧本体２
の周囲にＶｉ、核状の支持部材３８が配設され、支持部
材３８の内側部が上述したボルト２８及びナツト３０に
よって受圧本体２の周縁部外面に取付けられている。こ
の支持部材３８は、比較的小さい力が作用すると変形す
る弾性材料から形成されていることが重要で、列えはゴ
ム等から形成することができる。この支持部材３８の外
側部は受圧本体２０周縁から外側に実吊しており、この
外側部には、周方向に間隔を置いて上述した複数個の保
持部材３６が装着されている。各保持部材３６の基部４
０ａにはねじ孔が形成されており、支持部材３８の外側
部に形成されている孔を通して取付ねじ４２を上記ねじ
孔に螺合することによって、保持部材３６が支持部材３
８に所要の通シ取付けられている。この保持部材３６は
、第３図及び第５図に示す如く、支持部材３８に装着さ
れた基部側一端から受圧本体２の外側に受圧本体２に沿
って延び、次いで受圧本体２の外側に壁面４に近づく方
向に延び、しかる後受圧本体２の外側に壁面４から離れ
る方向に先端側他端まで延びている。

そして、各保持部材３６の壁面４から離れる方向に延び
ている先端部４０ｂには、ボルト４３及びナンド４４に
よって上述した仕切壁２６の外壁部３２ｅの外側端部が
接続されている。また、各保持部材３６の基部側端面に
は、受圧本体２の外周端面に当接し得る突起部４６（第
５図）が設けられている。かくの通りであるので、保持
部材３６の先端部４０ｂに力が作用すると支持部材３８
が弾性変形し、これによって支持部材３８の突出部４６
が受圧本体２の外周端部に当接してその突出部を支点と
して揺動し、それ故に、各保持部３Ｇの先端側には壁面
４に近づく方向及びそれから離れる方向に移動自在であ
る。

上述した仕切壁２６に関連して、更に、仕切壁２６の外
壁部３２ｃの接触部３２１Ｌに隣接する外面には、剛板
の如き低摩擦材料から形成されたプレート状部材４８が
設けられている。このプレート状部材４８は、比較的柔
軟な材料から形成する場合には、外壁部３２ｅの実質上
全周に配置することができるが、剛性材料から形成する
場合には、その周方向に間隔を置いて配設するのが好ま
しく、具体ψ１１においては、各保持部材３６に対応し
て配設し、上述したボルト４２及びナンド４４によって
外壁部３２Ｃの外面に装着している。

再び第１図乃至第３図全参照して、受圧本体２の中央部
には、減圧領域３４がら空気又は水の如き流体を外部に
排出するだめの排出口が形成され、この排出口に排出管
５０が接続されている。排出管５０　Ｋは、更に、フレ
キンプルホース５２の一端側が接続され、このフレキシ
ブルホース５２の曲端側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。

上述した通９に借成された装置においては、真空生成手
段（図示せず）を作動せしめると、減圧領域３４内の流
体が排出管５０及びフレキシブルホース４全通って外部
に排出され、かくして減圧領域３４内に真空が生成され
る。具体列においては、仕切９２６が非通気性の材料か
ら形成され、受圧本体２及び壁面４と協働して実質上流
体的に密な減圧領域３４を規定する故に、減圧領域３４
の外部から仕切壁２６の接触部３２ａ及び壁面４間を通
って流体がその内部に実質上流入することはなく、従っ
て、比較的低能力のものを用いて上記減圧領域３４を所
要の通り真空にせしめることができる。

減圧領域３４に真空が生成される（言換えると、減圧領
域３４内が減圧される）と、減圧領域３４内外の流体圧
力差に起因して受圧本体２の外面及び仕切壁２６の内壁
部３２ｂの外面に流体圧力が作用するーかくすると、第
３図から理解される如く、減圧領域３４内外の流体圧力
差に起因して受圧本体２に作用する流体圧力は支持フレ
ーム休６に装着された車輪１２を介して壁面４に伝達さ
れ、かくして受圧本体２及びこれに付設された部材（支
持フレーム体６等）は壁面４に吸着する。また、減圧領
域３４内外の流体圧力差に起因して仕切壁２６の内壁０
１５３２　ｂに作用する流体圧力はその接ＩＬＩ！ｊ−
＋￥Ｖ：３２ａを介して壁面４に伝達され、かくして接
触部３２ａは壁面４０表面に流体的に密に接触せしめら
れる。かかる装置においては、４個の車＠１２と壁面４
との接触圧力の和が仕切壁２６の接触部３２ａと壁面４
の接触圧力より大きいと、車輪１２と壁面４間の摩擦力
が上記接触部３２ａと壁面４間の摩擦力より犬きくなり
、従ってギャードモータ８により車輪１２を回ａ　”［
：ｊＪＪさせることによシ、装置ｆ、壁面４に吸着させ
た状態で自走させることができる。尚、車輪１２の外周
部と仕切壁２６の接触部３２ａの壁面４に対す、る摩煽
係数が同一でない場合にはこの限シでないが、このこと
に関する技術は公知であるので、その説明は省略する。

上述した装置においては、特に、次の点に注目しなけれ
ばならない。即ち、上記装置においては、各保持部材３
６の先端側が壁面４に近づく方向及びそれから離れる方
向に移動自在であると共に、仕切壁２Ｇの外壁部３２ｅ
の外側端部が上記保持部材３６の先端部に接続されてい
る故に、仕切壁２６が内側にめくれるのを防止する機能
、及び保持部材３６が壁面４表面に百花する欠起物に当
接してもこれを乗越える機能を有するものである。

まず、主として第５図全参照して、仕切壁２６触せしめ
られるように構成されておシ、それ故に、仕切壁が相当
柔軟な材料から形成されている場合には、受圧本体が上
述した如くして壁面に清って杯動しても仕切壁の自由端
部は壁面とのＱ擦抵抗に抗して移動することができず、
その結果、受圧本体の移動に伴って仕切壁の自由端部が
内側にめくれ上）、減圧領域の外部からその内部に流体
が大量に流入する事態が発生するが、これに対して、本
発明に従って構成された上記装置においては、仕切壁２
６の接触部３２＆から外側に延びる外壁部３２Ｃが受圧
本体２に装着された保持部材３６に接続されている故に
、仕切壁２６の接触部３２ａに受圧本体２の移動による
摩打抵抗が作用しても、仕切壁２６の外壁部３２ｃが受
圧本体２と一体に移動され、これによシ仕切壁２６のめ
くれが確実に防止され、上述した不都合が解消される。

次に、第５−Ａ図及び第５−Ｂ図を参照して、保持部材
３６の突起物乗越え機能について説明する。第５−Ａ図
は、受圧本体２が矢印人で示す方向に移動して仕切壁２
６の外壁部３２Ｃ（詳しくは、外壁部３２ｅに設けられ
たプレート状部材４８）が壁面４に存在する突起物に当
接した際における、外壁部３２ａが突起物に及ぼす力を
示しく壁面４と仕切壁２６の接触部３２ａとの摩擦力が
その外壁部３２ｅに及ぼす影響を無視して示す）、第６
−Ｂ図は、壁面４と仕切壁２６の接触部３２＆との摩擦
力がその外壁部３２ｅに及ぼす力を示しておシ、実際に
は、この両方の力が仕切壁２６の外壁部３２ｅに発生す
る。

まず、第５−Ａ図を参照して、仕切壁２６の外壁部３２
ｃが壁面４の突起物に当接すると、この外壁部３２ｃと
突起物との接触点Ｏには、保持部作用する。かかる力Ｆ
１１＆：、外壁部３２り（詳しくはプレート状部材４８
）の表面に平行な力ｆ１と外壁部３２ｃの表面に垂直な
力ｆ２とに分解すると、ｆ１＝Ｆ１ｓｉｎθ （２＝Ｆｌ（２）θ θ：力Ｆｌの方向と分力ｆ２の方向とのなす角度となる
。

他方、第５−Ｂ図において、仕切壁２６の接触部３２ａ
と壁面４の摩擦力Ｒは、仕切壁２６に剛性がないものと
すれば、揺動中心Ｐを中心として保持部材３６を壁面４
に近づける方向に揺動させる作用をし、仕切壁２６の外
壁部３２ｃに及ぼす力Ｆ２は次式で表わすことができる
。即ち、接触点０における力Ｆ２は、 几Ｘ　Ａ’１＝Ｆ２Ｘ　Ｊ２ １１：揺動中心Ｐから壁面４までの距離１１’２：揺動
中心Ｐから接触点Ｏまでの距離である。この方Ｆ２を、
仕切壁２６の外壁部３２ｅの表面に平行な力ｇ工と外壁
部３２ｅの表面に垂直な力ｇ≧に分解すると、 θ：力Ｆ２の方向と分力ｇ工の方向とのなす角度（力Ｆ
Ｌの方向と分力ｆ２の方向とのなす角度と同一である） となる。

受圧本体２が矢印人で示す方向に移動して仕切壁２６の
外壁部３２ｅが突起物を乗り越えるには、容易に理解さ
れる如く、次式、即ち、 ｆｌ〉（μＸｆ２−１−ｇｌ十μ×ｇ２）・・・・・・
・・・（１）μ：仕切壁２６の外壁部３２Ｃ（詳しくは
、プレート状部材４８）と壁面４との摩擦係数を満足し
なければならず、かかる式を変形すると、となる。上述
した（１）式を満足すれば、仕切壁２６の外壁部３２ｃ
を受圧本体２の進行方向に移動させようとする力が仕切
壁２６の接触部３２＆に作用してその移動を阻止させよ
うとする力より大きくなり、かくして装置は矢印へで示
す方向に自走することができる。上述した如くして仕切
壁２６の外壁部３２ｅが突起物を乗り越える際には、保
持部材３６は揺動中心Ｐを中心として上方、即ち第５−
Ａ図及び第５−８図において時計方向に揺動し、かくし
て仕切壁２６の接触部３２１が内側にめくれることなく
容易に突起物を乗）越えることができる。

上記（２）式を更に変形すると、 とすることができる。この上記（３）　、　（４）及び
（５）式は、次の参項を示している。即ち、（３）式は
、力Ｆ１の値が小さい程−〇、従ってθの値が大きくな
ることを示している。言い換えると、揺動中心Ｐと接触
点Ｏｔ−結ぶ直線と仕切壁２６の外壁部３２ｃの表面に
垂直な直線とのなす角度（この角度は、揺動中心Ｐと接
触点Ｏとを結ぶ直線に垂直な直線と仕切壁２６の外壁部
３２ｅの表面に平行な直線とのなす角度に等しく、以下
、外壁部３２Ｃの傾斜角度という）を小さくする程力Ｆ
ｌの値は小さくてすみ、それ故に、外壁部３２ｅの傾斜
角度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。

また、（４）式は、摩擦係数μの値が小さい程−〇、従
ってθの値が小さくなることを示している。言い換える
と、仕切壁２６の外壁部３２ｅに摩擦係数の小さい材料
音用いるか、或いは具体例の如くこの外壁部３２ｃの外
面に低摩擦材料から形成されたプレート状部材４８を設
けて上記摩擦係数μを小さくすると、外壁部３２ｃの傾
斜角度が多少大きくても何ら不都合は生じない。更に、
（５）式は、］藩動中心Ｐから壁面４までの距離ｌｌに
対する揺動中心Ｐから接触点０までの距離１２の比’２
／Ｊｔの値が大きい程ＬＴＩθ、従ってθの値が小さく
なることを示している。言い換えると、上記距離ｌＩＫ
対し工上記距雛１２を大きくすると、仕切壁２６の外壁
部３２ｅの傾斜角度が多少大きくても何ら不都合は生じ
ない。

かくの通）であるので、上述した条件、従って上記（３
）　、　（４）及び（５）の式を満足するように仕切壁
２６（や の外壁部３２ｅの形状、材料等を所要の通）構成するこ
とによシ、壁面４の表面に突起物が存在していても外壁
部３２ｃはめくれることなく突起物を乗シ越えることが
でき、かくして装置は壁面４に吸着したままそれに溢っ
てスムーズに移動する　　　　゛ことが可能になる。

以上、本発明に従って構成された装置の具体列について
説明したが、本発明はかかる具体列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。

例えば、具体例においては、受圧本体に装着された車輪
が回転駆動されることによって壁面に沿って移動せしめ
られる自走式のものに適用して説明したが、これに限定
されることなく、装置の外都に移動手段が設けられ、か
かる移動手段の作用によって壁面に沼って移動される（
従って、上記車幅が装置の移動に伴って従動される）も
のにも適用することができる１゜

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成された装置を簡略化して
示す平面図。 第２図は、第１図の装置の側面図。 第３１２１は、第１図におけるト」勝による断面図。 第４図は、第１図の装置における受圧本体の周イ★部の
一部を拡大して示す拡大平面図。 第５図は、第・１図におけるＶ−Ｖ線による断面図。 第５−Ａ図及び第６−Ｂ図は、夫々、仕切壁の外壁部が
突起物に当接した際における外壁部が突起物に及ぼす力
の作用及び仕切壁の接触部に生じる摩擦力がその外壁部
に及ぼす力の作用を説明するための図。 ２・・・受圧本体 ４・・・壁面 １２・・車輪 ２６・・・仕切壁 ３２＆・・・接触部 ３２ｂ・・・内壁部 ３２ｃ・・・外壁部 ３４・・・減圧領域 ３６・・保持部材 ３８・・弾性支持部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受圧本体と、該受圧本体に装着され且つ該受圧本体
   を壁面に沿つて移動せしめる移動手段と、該受圧本体の
   周縁部の実質上全周に渡つて装着されその一部が該壁面
   に接触せしめられる、少くとも該一部が比較的柔軟な材
   料から形成された仕切壁であつて、該受圧本体及び該壁
   面と協働して実質上流体的に密な減圧領域を規定する仕
   切壁と、該減圧領域から流体を外部に排出する真空生成
   手段とを具備し、該減圧領域内外の流体圧力差に起因し
   て該受圧本体に作用する流体圧力が該移動手段を介して
   該壁面に伝達される、壁面に吸着し且つその壁面に沿つ
   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接続された内側端か
   ら該受圧本体の外側に且つ該壁面に近づく方向に延びて
   該壁面に接触する接触部に至る内壁部と、該接触部から
   該受圧本体の外側に且つ該壁面から離れる方向に延びて
   その外側端に至る外壁部を有し、該受圧本体の周縁部に
   は周方向に間隔を置いて複数個の保持部材が配設され、
   該保持部材の各々の先端側が該壁面に近づく方向及びそ
   れから離れる方向に移動自在になつており、該保持部材
   の先端部に該仕切壁の該外壁部の外側端部が接続されて
   いる、ことを特徴とする装置。 ２、該受圧本体の周縁部には現状の弾性支持部材が連結
   され、該弾性支持部材に間隔を置いて該保持部材の基部
   が装着され、該弾性支持部材の弾性変形によつて該保持
   部材の先端側が該壁面に近づく方向及びそれから離れる
   方向に移動される、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、該保持部材の基部側の端面には該受圧本体の外周端
   面に当接し得る突起部が設けられ、該突起部を支点とし
   て該保持部材が揺動せしめられる、特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の装置。 ４、該仕切壁の該外壁部の該接触部に隣接する外面には
   、低摩擦材料から形成されたプレート状部材が設けられ
   ている、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
   記載の装置。 ５、該仕切壁の該内壁部は、該受圧本体の外側に向つて
   該壁面に近づく方向に凹状に湾曲せしめられている、特
   許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の装置
   。