(57)【要約】【課題】  自己吸着型走行装置で、走行装置本体に真空ブロアを搭載し真空力を自力で発生し、さらにブラシ型吸着盤を用いて平滑な面はもちろんのこと、コンクリート・塗装面・鋼材の腐食した凹凸のある壁面や天井部に自己吸着して走行することができる自己吸着型走行装置を提供する。【解決手段】  吸着部を除いた外周部を本体カバー４で覆われた本体フレーム１と、本体フレーム１の進行方向両側に設けたクローラ６又は車輪と、前記本体フレーム１に搭載した真空力発生用のブロアー２と、前記本体フレーム１の下側中央部に装着したブラシ型吸着盤３と、前記ブラシ型吸着盤３の内側に設けた吸引空気濾過用のフィルタ８と備え、さらに前記本体フレーム１の外周部を覆うカバーの下端部に排気抑制ブラシ２０を備え、該排気抑制ブラシ２０によって真空発生用のブロアーの排気が室外に逃げることによるダストの発生拡散を抑制できるようにした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着部側を除いた外周部を本体カバーで覆われた本体フレームと、
本体フレームの進行方向両側に設けたクローラ又は車輪と、
前記本体フレームに搭載した真空力発生用のブロアーと、
前記本体フレームの下側中央部に装着したブラシ型吸着盤と、
前記ブラシ型吸着盤の内側に設けた吸引空気濾過用のフィルタとからなる
自己吸着型走行装置。
【請求項２】
前記本体フレームの外周部を覆うカバーは、その周辺下端部に排気抑制ブラシを備え、該排気抑制ブラシによって真空発生用のブロアーの排気が外気中に逃げるのを抑制するようにした請求項１記載の自己吸着型走行装置。
【請求項３】
前記ブラシ型吸着盤は高密度・極細ブラシ毛でリング状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の自己吸着型走行装置。
【請求項４】
前記本体フレーム上に非破壊検査器、遠隔操作カメラ、汚染検査器等を搭載し、遠隔制御による壁面検査を可能にした請求項１記載の自己吸着型走行装置。
【請求項５】
前記本体フレーム上に回転ブラシ又はウエス拭取り具等を搭載し、遠隔制御による壁面清掃を可能にした請求項１記載の自己吸着型走行装置。
【請求項６】
前記本体フレーム上に塗装用スプレーノズル等壁面塗装具を搭載し、遠隔制御による壁面塗装を可能にした請求項１記載の自己吸着型走行装置。
【請求項７】
前記ブラシ型吸着盤は、高密度・極細ブラシ毛を金属線のまわりに１８０°折り返し、折り返し部をリング状のＣ型チャンネルに挿入した後、Ｃ型チャンネルを側面から圧着固定したものである請求項３記載の自己吸着型走行装置。
【請求項８】
前記高密度・極細ブラシ毛の材料はナイロンもしくはポリプロビレンである請求項３記載の自己吸着型走行装置。
【請求項９】
前記高密度・極細ブラシ毛の線径は０.０８〜０.３mmである請求項３記載の自己吸着型走行装置。
【請求項１０】
前記高密度・極細ブラシ毛を圧着固定したＣ型チャンネルはベースプレートに固定され、このベースプレートをさらに吸着盤リングに着脱可能に取付けた請求項７記載の自己吸着型走行装置。
【請求項１１】
前記ベースプレートを取付けた吸着盤リングは本体フレームに対し壁面等に対し接離する方向に摺動可能、かつブラシ型吸着盤の中心線の周りに回転可能に取付けられており、さらに前記吸着盤リングは、真空吸着時に前記本体側に取付けた吸着盤押圧スプリングで押圧されるようにした請求項１０記載の自己吸着型走行装置。
【請求項１２】
前記吸着盤リングは前記本体フレームとの摺動部を円筒状シールゴム又はリングでシールされている請求項１１記載の自己吸着型走行装置。
【請求項１３】
前記ブラシ型吸着盤は壁面等の凹凸部の走行時に真空圧の維持をするため、前記ブラシ型吸着盤を同心円状に内・外２重に配設した請求項１２記載の自己吸着型走行装置。
【請求項１４】
前記内外２重に配設した吸着盤の内側吸着盤のブラシ毛の長さを、外側吸着盤のブラシ毛の長さより長くした請求項１３記載の自己吸着型走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建屋、大型タンク等を構成する材質を問わず、それらの外壁や内壁或いは天井等（以下、「壁面等」という）に自己吸着して走行する装置に関するものである。自己吸着型の走行装置は、壁面等の検査（非破壊検査器、遠隔操作カメラ、汚染検査器）、清掃（回転ブラシ、ウエス拭取り具）及び塗装（塗装用スプレーノズル）する機器を搭載して作業する用途に適用する。特に表面が粗い面や、凹凸のある面に対しても、ブラシ型吸着盤を用いることにより、ブラシが凹凸面に追従し、隙間を洩れなくシールすることにより吸着盤内の真空圧を維持でき、壁面等に具合よく吸着して走行することができる自己吸着型走行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来自己吸着型走行装置はしられている。しかしこの従来型の自己吸着型走行装置の吸着盤はその材料がゴムであるのが一般的である。そして吸着対象となる壁面等に吸着盤を密着させて吸着盤内の真空圧を維持している。しかしこのようなゴム製の吸着盤を使用した自己吸着型走行装置には、次のような問題があった。
【０００３】
低硬度ゴム製の吸着盤では、壁面等によく密着するので、リーク量は少ないが、吸着盤の摩耗が激しく、かつ接地摩擦が大きい。従って吸着力は大きくなるが、その反面、走行装置の壁面等での上昇力は弱くなる。このため、走行装置本体に真空発生源を搭載すると、その分本体重量が重くなり、吸着し上昇することはできなかった。
【０００４】
ウレタン等の高硬度ゴム製の吸着盤を使用した吸着型走行装置では、耐摩耗性が高く、接地摩擦は少なくなるが、壁面等の凹凸に追従しにくくなる。従ってリーク量が多くなり、このためリークを補うため大風量の真空源が必要となり、真空発生装置を本体に搭載できず真空吸着型走行装置の装置外に設けた真空発生装置から本体までホースで接続し吸引していた。
【０００５】
複数個吸着盤
壁面等の凹凸や、粗さの影響を低減させるために、クローラ等に複数個の小型吸着盤を取付け、吸盤が直接走行面と擦れることを無くした回転式吸着盤がある。凹凸のある場所に接触した吸着盤には吸着力はないが、複数個とすることで総吸着力を維持していた。このような機構は、回転部に吸着盤を複数個配置するため機構が複雑となっていた。更に、吸着表面が粗い場合に真空発生用にエアーエジェクタを用いた場合には吸着盤からのリーク量が僅かでもあると吸着することができなかった。
【０００６】
真空発生装置によるダスト拡散
真空発生装置を搭載できる壁面吸着型走行装置は、搭載したブロア等の排気をそのまま、室外や屋外に排出するが、吸着走行面にゴミや放射性物質が付着していると、作業環境を著しく悪化させていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来型のゴム製吸着盤や織成布製の吸着盤あるいは回転部材と共に回転するブラシ式の吸着盤を用いた自己吸着型走行装置においては、乾いた走行面を走行する際に、非常に摩擦係数が大きかった。このため走行系の車輪やクローラの駆動力を高めなければならなかった。
【０００８】
又粗くて凹凸のある走行面では、吸着盤からのリークが多量に発生するので、このリーク量を上回る強力な真空源を必要とした。
【０００９】
本出願人は先に「真空吸着走行装置の吸着盤」と題して新規な吸着盤について特許出願した（特願２００３−１６３２５６号）。
【００１０】
本発明はこの吸着盤を本体フレームに装着してより効果的に壁面を走行可能な自己吸着走行装置を提供することを課題とする。
【００１１】
そして本発明の自己吸着型走行装置は、走行装置本体に真空ブロアを搭載し真空力を自力で発生し、さらにブラシ型吸着盤を用いて平滑な面はもちろんのこと、コンクリート面・塗装面・鋼材の腐食した凹凸のある壁面のみならず、天井部でも自己吸着してスムーズに走行することができる自己吸着型走行装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）吸着部を除いた外周部を本体カバーで覆われた走行装置本体フレームと、
走行装置本体フレームの進行方向両側に設けたクローラ又は車輪と、
前記走行装置本体フレームに搭載した真空力発生用のブロアーと、
前記走行装置本体フレームの下側中央部に装着したブラシ型吸着盤と、
前記ブラシ型吸着盤の内側に設けた吸入空気濾過用のフィルタとで真空吸着型走行装置を構成した。
（２）前記本体フレームの外周部を覆うカバーは、その下端部に排気抑制ブラシを備え、該排気抑制ブラシによって真空発生用のブロアーからの排気が室外又は屋外に逃げるのを抑制するようにした。
（３）前記ブラシ型吸着盤は高密度・極細ブラシ毛でリング状に形成されている。
（４）前記本体フレーム上に非破壊検査器、遠隔操作カメラ、汚染検査器等を搭載し、遠隔制御による壁面検査を可能にした。
（５）前記本体フレーム上に回転ブラシ又はウエス拭取り具等を搭載し、遠隔制御による壁面清掃を可能にした。
（６）前記本体フレーム上に塗装用スプレーノズル等の壁面塗装具を搭載し、遠隔制御による壁面塗装を可能にした。
（７）前記ブラシ型吸着盤は、高密度・極細ブラシ毛を金属線のまわりに１８０°折り返し、折り返し部をリング状のＣ型チャンネルに挿入した後、Ｃ型チャンネルを側面から圧着固定したものである。
（８）前記高密度・極細ブラシ毛の材料はナイロンもしくはポリプロビレンである。
（９）前記高密度・極細ブラシ毛の線径は０.０８〜０.３mmである。
（１０）前記高密度・極細ブラシ毛を圧着固定したＣ型チャンネルはベースプレートに固定され、このベースプレートをさらに吸着盤リングに着脱可能に取付けた。
（１１）前記ベースプレートを取付けた吸着盤リングは本体フレームに対し壁面等に対し接離する方向に摺動可能、かつブラシ型吸着盤の中心線の周りに回転可能に取付けられており、さらに前記吸着盤リングは、真空吸着時に前記本体側に取付けた吸着盤押圧スプリングで押圧されるようにした。
（１２）前記吸着盤リングは前記本体フレームとの摺動部を円筒状シールゴム又はリングでシールされている。
（１３）前記ブラシ型吸着盤は壁面等の凹凸部の走行時に真空圧の維持をするため、前記ブラシ型吸着盤を同心円状に内・外２重に配設した。
（１４）前記内外２重に配設した吸着盤の内側吸着盤のブラシ毛の長さを、外側吸着盤のブラシ毛の長さより長くした。
【発明の効果】
【００１３】
壁面等へ真空吸着型走行装置において吸着盤としてブラシ型吸着盤を用いることにより、下記の如き特徴を有している。
（１）ブラシ型吸着盤を本体フレームに対し固定することなく、弾性的に架装した。即ち吸着盤リング１２が吸着盤押圧スプリング５あるいは吸着シールゴム９等を介し本体フレーム１に対し気密性と摺動可能性、さらには回転可能性をもって取り付けられているので、自己吸着型走行装置は、壁面等に対しスムーズな運動が可能である。
（２）本体フレームの周辺下端部に排気抑制ブラシ２０を取付けたので、排気による吸着走行面に付着したゴミの発生やＲＩ施設等での放射性物質の拡散を抑止することができる。
（３）ブラシを吸着盤にしているので、吸着走行した箇所を清掃できる。このため、本体フレーム上に検査機器等を搭載して、壁面の検査を行う場合にはブラシでまず清掃し、吸引したのちに、きれいになった壁面の検査を行うことができる。
（４）本体フレーム上に壁面検査装置に限らず、壁面清掃装置、壁面塗装装置を搭載するならば、危険な壁面でも遠隔操作により、その壁面の安全な清掃作業あるいは塗装作業を行うことができる。
（５）ブラシは、すでに市販化されているチャンネルブラシを用いるならば、さらに製作が容易である。
（６）リング状に成型したブラシは、走行面の粗さ、凹凸の度合いに応じてブラシの線径、ブラシ毛長さ、ブラシ密度及び、ブラシリング数を多段化し、最適な状態で装置吸着盤に取付けることができる。
（７）粗い壁面では小さな凹凸があり、従来の吸着盤ではリーク量が多くなり吸着することができないが、高密度極細ブラシ毛を用いることにより、壁面等の凹凸にブラシ毛が追従し、吸着盤リーク量を低減するので、吸着盤内の真空圧を保持でき、小型の真空ブロアを本体上に搭載することが可能となった。
（８）ブラシ型吸着盤を用いたことにより、粗い壁面等と吸着盤との摩擦係数が小さいので、真空ブロアを本体フレーム上に搭載してもよく吸着し急な壁面等でも容易に上昇することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図に基いて説明する。図１はブロア搭載型で、ブラシ型吸着盤を備えた自己吸着型走行装置の側面図である。
【００１５】
図１で自己吸着型走行装置Ａは、その本体フレーム１上に真空発生用の真空ブロア２を搭載している。自己吸着型装置Ａの壁面等Ｗと接する側（図１の右側）にはブラシ型の吸着盤３が取付けられている。本体フレーム１は自己吸着型走行装置Ａの吸着部側を除いた外周部は本体カバー４で覆われている。本体カバー４の周辺下端部には排気抑制ブラシ２０が取付けられ、これによって大気中への排気を極力抑え、ダストの発生・拡散を防ぐようにしている。
【００１６】
ブラシ型の吸着盤３は、壁面等Ｗの凹凸に追従できるよう、吸着盤押圧スプリング５によって吸着時壁面等の走行面に向って（図１の右側に向って）付勢されている。
【００１７】
６はクローラで（図ではクローラが記載されているが、車輪でもよい）走行用モータ７で駆動される。８はフィルタで、ブラシ型吸着盤３から吸い込まれた外気は、このフィルタ８を介し吸引される。９は吸着盤シールゴムで、吸着盤３は壁面等Ｗに凹凸があっても吸着盤３内の真空度を保持する為、本体フレーム１に対し摺動又は回転するが、この時この吸着盤シールゴム９によって摺動部をシールし、洩れを防止している。
【００１８】
吸着盤シールゴム９は図２の如くＯリング９’あるいは、図４の如く円筒状をなすゴム板９''でもよい。
【００１９】
ブラシ型の吸着盤３は、ベースプレート１１（図２）に溶接等で取付けられ、このベースプレート１１が吸着盤リング１２の取付部１２ａにねじ１３で着脱可能に取り付けられる。吸着盤リング１２の摺動部１２ｂは本体フレーム１に取付けたブラシ型吸着盤保持部１４に対し吸着盤シールゴム９でシールされて摺動する。図２では吸着盤シールゴムはＯリング９’である。
【００２０】
図２でブラシ型吸着盤保持部１４は、本体フレーム１にねじ１５で取付けられている。保持部１４の端にはリングストッパを兼ねるフィルタ押え板１７がねじ１６で取り付けられている。
【００２１】
真空ブロア２で吸引すると、エアはフィルタ８を介して吸引され（図３矢印ａ参照）、ブロア排気口１８から本体カバーで覆われた本体フレーム内に排出される（図３矢印ｂ参照）。１９はパッキンゴムである。ブロア排気口１８から出た排気は本体フレーム１の外周を囲む本体カバー４の周辺下端部に設けた排気抑制ブラシ２０で障られる。その一部は排出されるが（図３矢印ｃ参照）、大部分は図３の矢印ｄの如く再びブラシ型吸着盤３を介して吸引され、真空ブロアー２に吸引される。かくして、本体フレーム１外への排風によるダストの発生を防止することができる。
【００２２】
吸着盤押圧スプリング５は本体フレーム１に取付けられたスプリングケース２１内に装着され、先端の吸着盤リング１２を押圧するロッド２２を介して吸着盤リング１２の吸着盤リング取付部１２ａの上面に押圧力を付与する。２３はインデックスプランジャーで、これにより押圧力の調節を行う。
【００２３】
２４は旋回式吊具で（図１）、この吊具２４を介し、ロープＲで吊り下げておくならば、自己吸着型走行装置が壁面等Ｗから落下するのを防止することができる。吊具２４は本体フレーム１に対し、その基部が軸１１のまわりに回転可能とし、自己吸着型走行装置が方向変換しても、これに容易に対応できるようになっている。
【００２４】
このように吸着盤は本体側に固定されていないので本体フレーム１が超信地旋回（その場旋回）するときでもスムーズに旋回することができる。
【００２５】
図５にブラシ型の吸着盤３の部分拡大図を示す。２５は高密度・極細ブラシ毛で、その線径は０.０８〜０.３mmと極めて細く、材料はナイロンもしくはポリプロピレンである。
【００２６】
高密度・極細ブラシ毛２５は鋼線２６を中心にＵ字形に１８０°折り曲げられ、その折り曲げ部をＣ型チャンネル２７内に納め、このＣ型チャンネル２７を両側から図５の矢印方向にカシメて一体化している。
【００２７】
ブラシ型の吸着盤３は、ベースプレート１１に対し図６の如く１重、または図７の如く２重に設けて真空度の保持を完璧にしている。図７の場合には、外側の吸着盤のブラシ毛の長さが内側の吸着盤のブラシ毛より短くなっている。
【００２８】
図８はブラシ型の吸着盤の走行時における状態を示し、図８・ａは吸着前、図８・ｂは平滑壁面等への吸着時、図８・ｃは凸状壁面走行時、図８・ｄは凹状壁面走行時の状態を示す。図８・ｃに示すように凸状面では短尺のブラシ型吸着盤が、又図８・ｄの如く凹状面では長尺のブラシ型吸着盤が接し、真空洩れを防いでいる。
【００２９】
以上のような構成であって、真空ブロア２を起動させ、ブラシ型吸着盤３内を負圧にすると、ブラシ型吸着盤３は走行面に吸着する。真空圧がさらに上昇すると吸着盤押付用スプリング５が縮み、ブラシ毛がたわむことにより、ブラシ型吸着盤３は真空ブロア２の方向に引き込まれ吸着盤押圧スプリング５のバネ力でクローラ又は車輪６に押付力が与えられ、壁面や天井に吸着走行することができる。
【００３０】
又ブラシは、ナイロンもしくは、ポリプロピレン製のものを用い、線径は、走行面の凹凸に応じてφ０.０８〜φ０.３の中から選定し、凹凸の大きさに応じてブラシ毛の長さを変更する。
ブラシ線径は、細くすればブラシの毛密度が密になるのでリーク量が減少し、真空圧が高くなるが、ブラシの腰が弱くなり、毛足を短くしなくてはならない。
【００３１】
さらに図５の１重のブラシ型吸着盤は、比較的滑らかな走行面に用い、線径φ０.０８、ブラシ長さ２０〜２５mmが最適であった。
図７の２重ブラシ型吸着盤は、凹凸がある走行面に用いるもので、ブラシが凹凸面間の隙間を埋め真空圧を維持できる。この場合、外側のブラシで線径φ０.０８、ブラシ長さ２０〜２５mm内側のブラシが線径φ０.０８、ブラシ長さ３０〜４０mmが最適であった。この２重ブラシを用いた場合、凹部で幅２０mm深さ１０mmの窪みまで対応でき、凸部は段差高さ１０mm吸着盤内真空圧を維持し吸着走行することが可能であった。また、ブラシ数は、走行面の状態に合わせ、さらに２段さらにはそれ以上の多段にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ブロア搭載型ブラシ型の吸着盤を備えた自己吸着型走行装置の側面図である。
【図２】ブラシ型吸着盤取付部の拡大図を示す。
【図３】排気抑制ブラシと排気の流れ説明図。
【図４】ブラシ型吸着盤取付部におけるシール構造を示す。
【図５】ブラシ型の吸着盤詳細図である。
【図６】１重構造のブラシ型の吸着盤。
【図７】２重構造のブラシ型の吸着盤。
【図８】２重型のブラシ型の吸着盤の壁面等との接触状態説明図。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  自己吸着型走行装置
Ｗ  壁面等                      Ｒ  ロープ
１  （自己吸着型走行装置の）本体フレーム
２  （真空発生用の）真空ブロア  ３  ブラシ型吸着盤
４  本体カバー                  ５  吸着盤押圧スプリング
６  クローラ（又は車輪）        ７  走行用モータ
８  フィルタ                    ９  吸着盤シールゴム
10  Ｏリング                    10′ゴム板
11  ベースプレート              12  吸着盤リング
12a （吸着盤リングの）取付部    12b （吸着盤リングの）摺動部
13  ねじ                        14  ブラシ型吸着盤保持部
15  ねじ                        16  ねじ
17  フィルタ押え板              18  ブロア排気口
19  パッキンゴム                20  排気抑制ブラシ
21  スプリングケース            21  ロッド
22  インデックスプランジャー    24  旋回式吊具
25  高密度・極細ブラシ毛        26  鋼線
27  Ｃ型チャンネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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