(57)【要約】  本開示は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置である。壁面吸着走行装置は、壁面に対向する壁面対向部と壁面対向部に設けられて且つ吸引装置に接続される吸引口とを有する本体と、吸引口の縁を囲むように本体の壁面対向部に設けられ、走行時に壁面に摺接する弾性変形可能なクッション部材と、本体に設けられる複数の支持輪と、複数の支持輪に懸架され、走行時に壁面に接触する無端状のベルトであるクローラと、クローラを回転駆動する駆動源と、を備える。壁面から離れた自由状態のとき、走行時に壁面に摺接するクッション部材の摺接面が、走行時に壁面に接触するクローラのグリップ面に比べて外側に位置する。
2018180100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面に吸着しつつ前記壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置であって、
前記壁面に対向する壁面対向部と、前記壁面対向部に設けられて且つ吸引装置に接続される吸引口と、を有する本体と、
前記吸引口の縁を囲むように前記本体の前記壁面対向部に設けられ、走行時に前記壁面に摺接する弾性変形可能なクッション部材と、
前記本体に設けられる複数の支持輪と、
前記複数の支持輪に懸架され、走行時に前記壁面に接触する無端状のベルトであるクローラと、
前記クローラを回転駆動する駆動源と、を備え、
前記壁面から離れた自由状態のとき、走行時に前記壁面に摺接する前記クッション部材の摺接面が、走行時に前記壁面に接触する前記クローラのグリップ面に比べて外側に位置する、壁面吸着走行装置。
【請求項２】
前記クローラが厚さ方向に弾性変形可能である、
請求項１に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項３】
前記クッション部材の弾性率が、前記クローラの弾性率に比べて低い、
請求項２に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項４】
前記クローラが、前記複数の支持輪に懸架される基材ベルト、前記基材ベルト上に設けられた第１の弾性層、および、前記第１の弾性層上に設けられて前記壁面に接触する第２の弾性層を備え、
前記第１の弾性層の弾性率が前記第２の弾性層の弾性率に比べて高い、
請求項３に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項５】
前記第１の弾性層の厚さが前記第２の弾性層の厚さに比べて大きい、
請求項４に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項６】
前記クローラの前記第１の弾性層および前記第２の弾性層が、前記クローラの延在方向に複数に分割されている、
請求項４または５に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項７】
前記クッション部材が、前記壁面吸着走行装置の進退方向に対向する前端と後端とを備え、
前記前端に前方向へいくほど前記壁面までの距離が拡大するように前記壁面に対して傾斜した前側傾斜面が形成され、
前記後端に後方向へいくほど前記壁面までの距離が拡大するように前記壁面に対して傾斜した後側傾斜面が形成されている、
請求項１から６のいずれか１項に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項８】
前記本体の前記吸引口が、前記壁面吸着走行装置から離れて配置されている前記吸引装置にフレキシブルホースを介して接続される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の壁面吸着走行装置。
【請求項９】
前記本体の前記吸引口が、前記本体に搭載された前記吸引装置に接続される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の壁面吸着走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載するように、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８４１１８号公報
【発明の概要】
【０００４】
平面状のみならず曲面状の壁面上で壁面吸着走行装置を走行させたい場合がある。
【０００５】
本開示は、曲面状の壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置を提供する。
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の一態様によれば、
壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置であって、
壁面に対向する壁面対向部と、壁面対向部に設けられて且つ吸引装置に接続される吸引口と、を有する本体と、
吸引口の縁を囲むように本体の壁面対向部に設けられ、走行時に壁面に摺接する弾性変形可能なクッション部材と、
本体に設けられる複数の支持輪と、
複数の支持輪に懸架され、走行時に壁面に接触する無端状のベルトであるクローラと、
クローラを回転駆動する駆動源と、を備え、
壁面から離れた自由状態のとき、走行時に壁面に摺接するクッション部材の摺接面が、走行時に壁面に接触するクローラのグリップ面に比べて外側に位置する、壁面吸着走行装置が提供される。
【０００７】
本開示によれば、壁面吸着走行装置は、曲面状の壁面に吸着しつつ該壁面上を走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の実施の形態に係る壁面吸着走行装置の斜視図
【図２】異なる方向から見た、実施の形態に係る壁面吸着走行装置の斜視図
【図３】壁面に吸着する側から見た、実施の形態に係る壁面吸着走行装置の平面図
【図４】図３の４−４線に沿った部分断面図
【図５】図３の５−５線に沿った部分断面図
【図６】曲面状の壁面に吸着した状態を示す、実施の形態に係る壁面吸着走行装置の断面図
【図７】曲面状の壁面に吸着することができない、比較例に係る壁面吸着走行装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の一態様の壁面吸着走行装置は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置である。壁面吸着走行装置は、壁面に対向する壁面対向部と壁面対向部に設けられて且つ吸引装置に接続される吸引口とを有する本体と、吸引口の縁を囲むように本体の壁面対向部に設けられ、走行時に壁面に摺接する弾性変形可能なクッション部材と、本体に設けられる複数の支持輪と、複数の支持輪に懸架され、走行時に壁面に接触する無端状のベルトであるクローラと、クローラを回転駆動する駆動源と、を備える。壁面から離れた自由状態のとき、走行時に壁面に摺接するクッション部材の摺接面が、走行時に壁面に接触するクローラのグリップ面に比べて外側に位置する。
【００１０】
このような構成によれば、壁面吸着走行装置は、曲面状の壁面に吸着しつつ該壁面上を走行することができる。
【００１１】
例えば、クローラが厚さ方向に弾性変形可能である。これにより、壁面に対してより高いグリップ力が得られる。また、クローラが厚さ方向に弾性変形することにより、クッション部材がより大きな接触面積で壁面と接触することができ、壁面吸着走行装置がより確実に壁面に吸着する。
【００１２】
例えば、クッション部材の弾性率がクローラの弾性率に比べて低くされている。これにより、壁面吸着走行装置は、壁面に吸着しつつ該壁面上をよりスムーズに走行することができる。
【００１３】
例えば、クローラが、複数の支持輪に懸架される基材ベルト、基材ベルト上に設けられた第１の弾性層、および、第１の弾性層上に設けられて壁面に接触する第２の弾性層を備え、その第１の弾性層の弾性率が第２の弾性層の弾性率に比べて高くされている。これにより、壁面に対する十分なグリップ力が得られるとともに十分な推進力を得ることができる。
【００１４】
例えば、第１の弾性層は、その厚さが第２の弾性層の厚さに比べて大きくなるように構成されている。これにより、より十分な推進力を得ることができる。
【００１５】
例えば、クローラの第１の弾性層および第２の弾性層が、クローラの延在方向に複数に分割されている。これにより、第１および第２の弾性層が分割されずにクローラの延在方向に連続する場合に比べて、クローラの収縮力が小さくなる。その結果、クローラが懸架された複数の支持輪はスムーズに回転できる。
【００１６】
例えば、クッション部材が、壁面吸着走行装置の進退方向に対向する前端と後端とを備え、前端に前方向へいくほど壁面までの距離が拡大するように該壁面に対して傾斜した前側傾斜面が形成され、後端に後方向へいくほど壁面までの距離が拡大するように該壁面に対して傾斜した後側傾斜面が形成されている。これにより、壁面に凹凸がある場合、壁面上の凸部に引っかかることなく、クッション部材はその凸部に乗り上げることができる。その結果、壁面吸着走行装置は、凹凸がある壁面上をスムーズに走行することができる。
【００１７】
例えば、本体の吸引口が、壁面吸着走行装置から離れて配置されている吸引装置にフレキシブルホースを介して接続される。それにより、吸引装置を搭載する場合に比べて、壁面吸着走行装置が軽量化される。その結果、同じ吸引力で壁面へのより強固な吸着が可能になる。
【００１８】
例えば、本体の吸引口が、本体に搭載された吸引装置に接続される。これにより、壁面吸着走行装置から離れている吸引ポンプと接続するためのフレキシブルホースが必要なくなる。その結果、壁面吸着走行装置の走行について、自由度が向上する。
【００１９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００２０】
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するものであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００２１】
図１および図２は、本開示の実施の形態に係る壁面吸着走行装置を示している。また、図３は、壁面に吸着する側から見た壁面吸着走行装置を示している。さらに、図４は図３の４−４線に沿った断面を示し、図５は図３の５−５線に沿った断面を示している。
【００２２】
なお、図に示すＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系は、本開示の理解を助けるものであって、本開示を限定するものではない。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向は互いに直交し合い、Ｘ軸方向は壁面吸着走行装置の進退方向を示し、Ｙ軸方向は幅方向を示し、Ｚ軸方向は厚さ方向を示している。
【００２３】
また、便宜上、図に示す方向Ｆは壁面吸着走行装置１０の前方向を示し、方向Ｂは後方向を示している。
【００２４】
図１および図２に示す壁面吸着走行装置１０は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な装置である。なお、走行可能な面は壁面に限らず、壁面吸着走行装置１０は、天井面や床面上も走行可能である。
【００２５】
走行するために、図１および図２に示すように、壁面吸着走行装置１０は、本体１２と、本体１２の幅方向（Ｙ軸方向）の両側それぞれに設けられた第１のクローラ１４Ａおよび第２のクローラ１４Ｂとを有する。
【００２６】
壁面吸着走行装置１０の本体１２は、例えばアルミニウムなどの軽量な金属材料から作製された、概ね直方体形状の筐体である。その本体１２は、詳細は後述するが、壁面に吸着するための吸引口４２ａ、クッション部材５０、第１のクローラ１４Ａおよび第２のクローラ１４Ｂを駆動するためのモータやバッテリ、モータを制御する制御基板などを備える。また、本体１２には、壁面吸着走行装置１０の用途に応じた機器が搭載される。例えば、壁面吸着走行装置１０が壁面の撮影に使用される場合、カメラが本体１２に搭載される。なお、制御基板やバッテリなどは、壁面吸着走行装置１０から離れて配置されてもよい。この場合、壁面吸着走行装置１０に設けられた装置（例えばモータ）などへの制御信号は、有線通信または無線通信によって送信される。また、バッテリから壁面吸着走行装置１０への電力供給は、電気ケーブルなどを介して行われる。
【００２７】
図３に示すように、第１のクローラ１４Ａおよび第２のクローラ１４Ｂは、本体１２の幅方向（Ｙ軸方向）の両側それぞれに設けられている。なお、第１のクローラ１４Ａと第２のクローラ１４Ｂの構成は実質的に同一である。したがって、第１のクローラ１４Ａを中心に説明し、第２のクローラ１４Ｂの説明は省略する。
【００２８】
図４に断面で示すように、第１のクローラ１４Ａは、無端状のベルトであって、本実施の形態の場合、走行時に壁面に接触して厚さ方向に弾性変形可能に構成されている。
【００２９】
具体的には、本実施の形態の場合、図４に示すように、第１のクローラ１４Ａは、無端状の基材ベルト１６と、基材ベルト１６上（その外側表面上）に設けられた第１の弾性層１８と、その第１の弾性層１８上に設けられた第２の弾性層２０とを備える。
【００３０】
第１のクローラ１４Ａの基材ベルト１６は、例えばゴムなどの弾性材料から作製された無端状のベルトである。
【００３１】
その基材ベルト１６上に設けられた第１の弾性層１８は、弾性変形可能であって、例えば発泡弾性材料から作製された層である。
【００３２】
その第１の弾性層１８上に設けられた第２の弾性層２０は、弾性変形可能であって、例えば発泡弾性材料から作製された層である。また、第２の弾性層２０は、走行時に壁面に接触する第１のクローラ１４Ａの最外側の層である。
【００３３】
本実施の形態の場合、図４に示すように、第１の弾性層１８の厚さｔ１は、第２の弾性層２０の厚さｔ２に比べて大きい。また、第１の弾性層１８の弾性率は、第２の弾性層２０の弾性率に比べて高い。これらの理由については後述する。
【００３４】
なお、ここで言う「弾性率」は、力が作用したときの変形のしにくさを示す物性値であって、高い値になればなるほど変形しにくいことを示している。このような変形のしにくさを示す弾性率の具体的な例として、一方向に作用する応力と同方向のひずみの比であるヤング率、一方向に圧縮してその圧縮方向のサイズが２５％減少したときの荷重（ＭＰａ）である２５％圧縮荷重（２５％Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）などがある。
【００３５】
図３および図４に示すように、第１のクローラ１４Ａを進退方向（Ｘ軸方向）に延在する形状で維持するために、また、第１のクローラ１４Ａを支持するために、複数の支持プーリ（支持輪）２２、２４が本体１２に設けられている。
【００３６】
具体的には、図３および図４に示すように、第１のクローラ１４Ａ（その基材ベルト１６）は、幅方向（Ｙ軸方向）に延在する回転中心線を中心にして自由回転可能な、前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４に懸架されて支持されている。また、前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４との間の第１のクローラ１４Ａの部分が内側にたるまないように、当該部分の基材ベルト１６の内側面に当接する自由回転可能な補助プーリ２６、２８が本体１２に設けられている。
【００３７】
前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４とに支持された第１のクローラ１４Ａを駆動するために、駆動プーリ３０と、動力伝達ベルト３２と、従動プーリ３４とが本体１２に設けられている。
【００３８】
駆動プーリ３０は、本体１２に搭載されたモータなどの駆動源（図示せず）によって回転される。従動プーリ３４は、前側支持プーリ２２の幅方向（Ｙ軸方向）の外側に取り付けられ、前側支持プーリ２２の回転中心線を中心にして回転する。動力伝達ベルト３２は、駆動プーリ３０と従動プーリ３４とに懸架されて支持されている。
【００３９】
モータなどの駆動源によって駆動プーリ３０が回転すると、その回転が動力伝達ベルト３２を介して従動プーリ３４に伝達され、それにより従動プーリ３４が前側支持プーリ２２とともに回転する。その結果、前側支持プーリ２２に懸架された第１のクローラ１４Ａが回転する。
【００４０】
壁面に接触した状態の第１のクローラ１４Ａと第２のクローラ１４Ｂとが同一方向に回転すると、壁面吸着走行装置１０は壁面上を前進または後退する。また、第１のクローラ１４Ａと第２のクローラ１４Ｂとが互いに異なる方向に回転すると、壁面吸着走行装置１０は壁面上で右旋回または左旋回する。
【００４１】
本実施の形態の場合、図４に示すように、第１のクローラ１４Ａにおける第１の弾性層１８と第２の弾性層２０とは、第１のクローラ１４Ａの延在方向（周回方向）に複数に分割されている。例えば、第１のクローラ１４Ａの幅方向（Ｙ軸方向）全体にわたり且つ厚さ方向に基材ベルト１６まで到達する複数の切り目が、第１のクローラ１４Ａの延在方向に等間隔をあけて形成されている。
【００４２】
別の観点で言えば、外側端に第２の弾性層を備える直方体形状の複数の第１の弾性層（ブロック）が、その内側端で、基材ベルト１６の外側面に対して該基材ベルト１６の延在方向に並んだ状態で取り付けられている。
【００４３】
これにより、第１の弾性層１８と第２の弾性層２０とが分割されずに連続した無端状である場合に比べて、第１のクローラ１４Ａの収縮力が小さくなる。それにより、第１のクローラ１４Ａから前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４とに作用する力が低減される。その結果、前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４はスムーズに回転でき、駆動源からの回転力が第１のクローラ１４Ａに小さいロスで伝達される。なお、前側支持プーリ２２と後側支持プーリ２４とがスムーズに回転できるのであれば、第１の弾性層１８と第２の弾性層２０は連続してもよい（無端状であってもよい）。
【００４４】
また、図５に示すように、壁面吸着走行装置１０が壁面に吸着するために、壁面を吸引するための吸引装置４０が設けられている。
【００４５】
本実施の形態の場合、壁面を吸引するための吸引ポンプなどの吸引装置４０は、本体１２に設けられた吸引ノズル４２と、フレキシブルホース４４を介して接続されている。
【００４６】
吸引装置４０は、壁面吸着走行装置１０から離れて配置されている。吸引ノズル４２は本体１２に設けられ、その吸引ノズル４２の吸引口４２ａは、壁面吸着走行時に壁面に対向する部分である壁面対向部１２ａで開口している。具体的には、壁面対向部１２ａに形成された貫通穴１２ｂに吸引ノズル４２の吸引口４２ａが接続している。また、吸引ノズル４２は本体１２を貫通し、外部に設けられた吸引装置４０と接続するための接続部４２ｂが本体１２の天面部１２ｃ（本体１２において壁面対向部１２ａとは厚さ方向（Ｚ軸方向）について反対側の部分）に位置する。なお、吸引口４２ａは、壁面を吸引できるのであれば、必ずしも壁面に向いて開口する必要はなく、例えば、壁面対向部１２ａにおける開口方向が壁面に対して平行であってもよい。
【００４７】
吸引装置４０が吸引ノズル４２を介してその吸引口４２ａに対向する壁面を吸引することにより、壁面吸着走行装置１０は壁面に吸着することができる。
【００４８】
なお、吸引装置４０が壁面吸着走行装置１０から離れて配置されることにより、壁面吸着走行装置１０を軽量化することができる。その結果として、壁面吸着走行装置１０の壁面への強固な吸着が可能になる。
【００４９】
壁面への吸着をより確実にするために、図１から図５に示すように、本体１２にクッション部材５０が設けられている。
【００５０】
クッション部材５０は、弾性変形可能であって、例えば発泡弾性材料から作製されている。また、図５に示すように、クッション部材５０は、壁面吸着走行装置１０の進退方向（Ｘ軸方向）に延在し、本体１２の壁面対向部１２ａ、前端１２ｄの一部、および後端１２ｅの一部を覆うように該本体１２に取り付けられている。
【００５１】
クッション部材５０はまた、図２に示すように、壁面対向部１２ａの吸引ノズル４２の吸引口４２ａの縁を囲むように該壁面対向部１２ａに設けられている。具体的には、クッション部材５０は、厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通穴５０ａを備える。その貫通穴５０ａを介して、吸引口４２ａは壁面に対向することができる。
【００５２】
このクッション部材５０は、壁面吸着走行時に、本体１２と壁面との間に介在し、壁面に摺接しつつ本体１２と該壁面との間をシールする。すなわち、クッション部材５０は、シール部材として機能する。
【００５３】
図６は、壁面ＷＳに吸着した状態の壁面吸着走行装置１０の断面を示している。図６に示すように、クッション部材５０は、壁面ＷＳに接触すると、弾性変形する。それにより、クッション部材５０の貫通穴５０ａは、その開口が壁面ＷＳによって塞がれ、外気から隔離された空間（隔離空間）となる。
【００５４】
この隔離空間状態の貫通穴５０ａ内の空気を吸引装置４０が吸引ノズル４２を介して吸引する（白抜き矢印）ことにより、貫通穴５０ａの空間は、大気に比べて圧力が低い負圧状態となる。それにより、壁面ＷＳにクッション部材５０が吸着する。この状態で、壁面ＷＳに接触する第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）が回転駆動されると、壁面吸着走行装置１０は壁面ＷＳに吸着しつつ該壁面ＷＳ上を走行する。
【００５５】
壁面ＷＳに吸着した状態での該壁面ＷＳ上での走行をより確実に行うために、第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）の第１の弾性層１８、第２の弾性層２０、およびクッション部材５０の弾性率が規定されている。
【００５６】
第１の弾性層１８は、例えば、発泡弾性材料（ＰＯＲＯＮ  Ｈ−２４：ロジャースイノアック社製）から作製され、弾性率の一例である２５％圧縮荷重が０．０８ＭＰａである。第２の弾性層２０は、例えば、発泡弾性材料（ＮＡＮＥＸ  ＴＬ４４０２：ロジャースイノアック社製）から作製され、２５％圧縮荷重が０．０５６ＭＰａである。そして、クッション部材５０は、例えば、発泡弾性材料（エバーライトモラン＃８３０：ブリヂストン社製）から作製され、２５％圧縮荷重が０．００１７ＭＰａである。
【００５７】
上述したように、クッション部材５０の弾性率は、第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）における第１の弾性層１８の弾性率および第２の弾性層２０の弾性率に比べて低い方が好ましい。すなわち、本実施の形態の場合、２５％圧縮荷重について、クッション部材５０の方が、第１の弾性層１８および第２の弾性層２０に比べて小さい。クッション部材５０は、好ましくは、第１のクローラ１４Ａ全体に比べて変形しやすい。これとは異なり、クッション部材５０の弾性率が相対的に高く、第１のクローラ１４Ａの弾性率が相対的に低い場合、クッション部材５０と壁面ＷＳとの間の摩擦力が、第１のクローラ１４Ａと壁面ＷＳとの間の摩擦力に比べて高くなりうる。クッション部材５０での摩擦力が高い場合、第１のクローラ１４Ａが空転して壁面吸着走行装置１０がスムーズに走行できないまたは全く走行できない可能性がある。
【００５８】
なお、クッション部材５０の弾性率が第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）の弾性率に比べて高い場合であっても、走行時に壁面ＷＳに摺接するクッション部材５０の摺接面ＳＳに、壁面ＷＳとの間の摩擦力を減少させる、例えば平滑なプラスチックフィルムを張り付ければ、壁面吸着走行装置１０はスムーズに走行可能である。
【００５９】
次に、上述したように、第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）において、第１の弾性層１８の弾性率は、第２の弾性層２０の弾性率に比べて高い方が好ましい。すなわち、本実施の形態の場合、２５％圧縮荷重について、第１の弾性層１８の方が、第２の弾性層２０に比べて大きい。また、第１の弾性層１８の厚さｔ１は、第２の弾性層２０の厚さｔ２に比べて大きい方が好ましい。
【００６０】
このように、第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）を構成する理由は、凹凸な表面を備える壁面ＷＳをより確実にグリップし、より高い推進力を確保するためである。
【００６１】
例えば、クローラを低弾性率の材料によって構成すると、凹凸な表面を備える壁面との接触面積が増加する（高弾性率の材料である場合に比べて）。その結果、壁面に対するクローラのグリップ力が増加する。
【００６２】
しかし、低弾性率の材料のみでクローラを構成すると、モータなどの駆動源からクローラに伝達された力（エネルギー）の大部分がクローラの変形に使用され、クローラが壁面を押す力、すなわち推進力が減少する。
【００６３】
グリップ力と推進力の両立を図るために、本実施の形態の第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）は、壁面ＷＳと接触する最外側に相対的に低弾性率の第２の弾性層２０を備え、その第２の弾性層２０に対して内側に相対的に高弾性率の第１の弾性層１８を備える。
【００６４】
また、モータなどの駆動源から伝達された力が第２の弾性層２０の変形に使用されることを抑制するために、すなわち駆動源からの力の多くが推進力に変換されるように、第１の弾性層１８の厚さｔ１は、第２の弾性層２０の厚さｔ２に比べて大きくされている。これにより、第２の弾性層２０の変形量が小さく抑制され、その結果として大きい推進力を得ることができる。
【００６５】
なお、十分なグリップ力と推進力を得られるのであれば、第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）を弾性率が異なる複数の弾性層で構成しなくてもよい。場合によっては、例えば壁面が弾性変形する場合には、クローラは、実質的に弾性変形しない材料から作製されてもよい。すなわち、クローラに必要な弾性変形能力は壁面の硬さによって決まり、クローラと壁面の少なくとも一方が弾性変形することにより、十分なグリップ力と推進力を得られるともに、クッション部材５０が大きな接触面積で壁面ＷＳと接触することができる。
【００６６】
そのクッション部材５０と壁面ＷＳとの接触に関して、図６に示すように、壁面ＷＳに摺接するクッション部材５０の摺接面ＳＳは、壁面ＷＳに接触する第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）のグリップ面ＧＳに比べて壁面ＷＳ側に位置する。すなわち、図４に示すように、壁面吸着走行装置１１０が壁面ＷＳから離れた自由状態のとき、クッション部材５０の摺接面ＳＳが、第１のクローラ１４Ａのグリップ面ＧＳに比べて外側に位置する。言い換えるならば、クッション部材５０の一部が、第１のクローラ１４Ａを越えて厚さ方向（Ｚ軸方向）に突出している（図４に示すように、幅方向（Ｙ軸方向）に見た場合）。
【００６７】
これと異なる比較例の壁面吸着走行装置１１０を図７に示す。この比較例の壁面吸着走行装置１１０の場合、クッション部材１５０の摺接面ＳＳ１と第１のクローラ１４Ａ（第２のクローラ１４Ｂ）のグリップ面ＧＳとが実質的に同一平面上に位置する。この場合、図７に示すように、凸形状の曲面である壁面ＷＳを走行するとき、その壁面ＷＳによってクッション部材１５０の貫通穴１５０ａの開口を十分に塞ぐことができない。その状態で吸引装置が吸引ノズル４２を介して貫通穴１５０ａ内の空気（白抜き矢印）を吸引しても、クッション部材１５０の摺接面ＳＳ１と壁面ＷＳとの間の隙間を介して外部から貫通穴１５０ａ内に空気が流入する。その結果、比較例の壁面吸着走行装置１１０は、凸形状の曲面である壁面ＷＳに吸着することができない。
【００６８】
したがって、図４に示すように、壁面ＷＳから離れた自由状態のときに、クッション部材５０の摺接面ＳＳが、第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）のグリップ面ＧＳに比べて外側に位置するように、本実施の形態の壁面吸着走行装置１０は構成されている。その結果として、壁面吸着走行装置１０は、凸形状の曲面である壁面ＷＳに確実に吸着して該壁面ＷＳ上を走行することができる。
【００６９】
なお、図４に示すように、自由状態におけるクッション部材５０の摺接面ＳＳと第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）のグリップ面ＧＳとの間の距離ｄは、貫通穴５０ａの開口サイズ、壁面ＷＳの曲率半径などによって決定される。例えば、貫通穴５０ａの開口サイズが１００ｍｍ×１００ｍｍであって、壁面ＷＳの曲率半径が８００ｍｍである場合、距離ｄは１５ｍｍに設定される。
【００７０】
また、図４に示すように、クッション部材５０の摺接面ＳＳが第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）のグリップ面ＧＳに比べて外側に位置するので、壁面ＷＳに凹凸がある場合、クッション部材５０は、前側傾斜面５０ｂと後側傾斜面５０ｃを備えるのが好ましい。
【００７１】
具体的には、クッション部材５０の前端に、前方向（方向Ｆ）へいくほど壁面ＷＳ（厳密には、摺接面ＳＳに接触する平面状の壁面）までの距離が拡大するように該壁面ＷＳに対して傾斜した前側傾斜面５０ｂが形成されている。また、クッション部材５０の後端に、後方向（方向Ｂ）へいくほど壁面ＷＳまでの距離が拡大するように該壁面ＷＳに対して傾斜した後側傾斜面５０ｃが形成されている。
【００７２】
これにより、壁面ＷＳに凹凸がある場合、壁面ＷＳ上の凸部に引っかかることなく、クッション部材５０はその凸部に乗り上げることができる。その結果、壁面吸着走行装置１０は、凹凸がある壁面ＷＳ上をスムーズに走行することができる。
【００７３】
以上のような本実施の形態によれば、壁面吸着走行装置１０は、曲面状の壁面ＷＳに吸着しつつ該壁面ＷＳ上を走行することができる。
【００７４】
なお、本開示の実施の形態は、上述の実施の形態に限らない。
【００７５】
例えば、上述の実施の形態の場合、図１に示すように、壁面吸着走行装置１０は、２つのクローラ、すなわち第１のクローラ１４Ａおよび第２のクローラ１４Ｂを有するが、本開示の実施の形態はこれに限らない。壁面吸着走行装置は、壁面上を走行するために、少なくとも１つのクローラを備えていればよい。
【００７６】
また例えば、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、壁面吸着走行装置１０は、１つの吸引口４２ａを備えるが、本開示の実施の形態はこれに限らない。壁面吸着走行装置は、壁面に吸着するために、少なくとも１つの吸引口を備えていればよい。
【００７７】
さらに、上述の実施の形態の場合、図４に示すように、第１のクローラ１４Ａ（同様に第２のクローラ１４Ｂ）は、相対的に高弾性率の第１の弾性層１８と相対的に低弾性率の第２の弾性層２０との２層を備えるが、本開示の実施の形態はこれに限定されない。第１の弾性層１８および第２の弾性層２０に代わって、基材ベルト１６から遠ざかるにしたがって材料密度が減少する（すなわち空気密度が増加する）発泡弾性体からなる１つの弾性層をクローラは備えてもよい。
【００７８】
さらに加えて、上述の実施の形態の場合、図５に示すように、吸引ポンプなどの吸引装置４０は、壁面吸着走行装置１０から離れて配置されているが、本開示の実施の形態はこれに限らない。吸引ポンプを壁面吸着走行装置１０の本体１２に搭載してもよい。この場合、壁面吸着走行装置から離れている吸引ポンプと接続するためのフレキシブルホースが必要なくなり、それにより、フレキシブルホースに制限されることなく、壁面吸着走行装置は走行することができる。その結果、壁面吸着走行装置の走行について、自由度が向上する。
【００７９】
すなわち、広義には、本開示に係る実施の形態は、壁面に吸着しつつ該壁面上を走行可能な壁面吸着走行装置である。壁面吸着走行装置は、壁面に対向する壁面対向部と壁面対向部に設けられて且つ吸引装置に接続される吸引口とを有する本体と、吸引口の縁を囲むように本体の壁面対向部に設けられ、走行時に壁面に摺接する弾性変形可能なクッション部材と、本体に設けられる複数の支持輪と、複数の支持輪に懸架され、走行時に壁面に接触する無端状のベルトであるクローラと、クローラを回転駆動する駆動源と、を備える。壁面から離れた自由状態のとき、走行時に壁面に摺接するクッション部材の摺接面が、走行時に壁面に接触するクローラのグリップ面に比べて外側に位置する。
【００８０】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００８１】
また、前述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本開示は、壁面に吸着しつつ該壁面上を移動する装置であれば適用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０，１１０      壁面吸着走行装置
１２      本体
１２ａ    壁面対向部
１４Ａ    クローラ（第１のクローラ）
１４Ｂ    クローラ（第２のクローラ）
１６      基材ベルト
１８      第１の弾性層
２０      第２の弾性層
２２      支持輪（前側支持プーリ）
２４      支持輪（後側支持プーリ）
４０      吸引装置
４２ａ    吸引口
４４      フレキシブルホース
５０，１５０      クッション部材
５０ｂ    前側傾斜面
５０ｃ    後側傾斜面
ＳＳ，ＳＳ１      摺接面
ＧＳ      グリップ面
ＷＳ      壁面
【図１】
2018180100.tif 000003
【図２】
2018180100.tif 000004
【図３】
2018180100.tif 000005
【図４】
2018180100.tif 000006
【図５】
2018180100.tif 000007
【図６】
2018180100.tif 000008
【図７】
2018180100.tif 000009
【国際調査報告】
2018180100.tif 000010
2018180100.tif 000011
2018180100.tif 000012
2018180100.tif 000013