(57)【要約】【課題】  吸着する壁面の多様な表面状態に関わらず大きな摩擦力によって走行させることができる壁面吸着走行装置の走行輪を提供する。【解決手段】  壁面吸着走行装置の走行輪は、基体１０の下面に形成された減圧室１４と、減圧室１４内を減圧保持にするための減圧発生装置と、基体１０に配設され、この基体１０を移動させる複数の走行輪２０と、この走行輪２０を駆動する駆動手段を備えている。走行輪２０は、変形可能な弾性を有するスポンジからなる所定幅の無端ベルト２１を一対のプーリー２２に懸架させ、減圧室１４の両側に配設される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体下面に形成された減圧室と、前記減圧室内を減圧保持にするための減圧発生装置と、前記基体に配設され前記基体を移動させる複数の走行輪と、この走行輪を駆動する駆動手段を備えた壁面吸着走行装置であって、
前記走行輪は、変形可能な弾性を有するスポンジからなる所定幅の無端ベルトを一対のプーリーに懸架させ、前記減圧室の両側に配設したことを特徴とする壁面吸着走行装置の走行輪。
【請求項２】
前記無端ベルトの内面側にはタイミングベルトが設けられるとともに、前記無端ベルトを懸架する前記プーリーの周面を歯車状に形成した請求項１に記載の壁面吸着走行装置の走行輪。
【請求項３】
前記無端ベルトは、半独立半連続気泡による帯状の低応力圧縮スポンジからなる請求項１に記載の壁面吸着走行装置の走行輪。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ビルの壁など大型構造物の垂直面の保守点検に利用できる壁面吸着走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  ビルの壁や高速道路・橋梁の橋脚等、大型構造物の垂直面を検査・保守するための自走式装置が望まれている。例えば特許文献１には、永久磁石による吸着機構と車輪による草稿機構とを備えた壁面吸着式移動装置が開示されている。また、特許文献２には、バキュームパッドを備え、回動自在の２個の駆動車輪と２個の遊動車輪を有する自走ロボットが開示されている。
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５１５８６号公報
【特許文献２】特開平６−６４５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された壁面吸着走行装置もしくは自走ロボットは、いずれも２個の駆動車輪のみで走行させるようにしているため、摩擦が２個の車輪の一部に集中するため、きわめて大きなトルクが必要となる問題がある。また、自走ロボットを吸着する壁面は多様な凹凸状の表面形状のため、車輪と壁面との接触面積が小さくなることから、著しく摩擦力が低下するため、走行できない問題もある。特に、保守点検を行うために自走ロボットを走行させる場合、壁面の状態によって走行できない個所が生じることから、自走ロボットとしての機能を果たせない問題があった。【０００５】  本発明の課題は、吸着する壁面の多様な表面状態に関わらず大きな摩擦力によって走行させることができる壁面吸着走行装置の走行輪を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明による壁面吸着走行装置の走行輪は、基体下面に形成された減圧室と、前記減圧室内を減圧保持にするための減圧発生装置と、前記基体に配設され前記基体を移動させる複数の走行輪と、この走行輪を駆動する駆動手段を備えた壁面吸着走行装置であって、前記走行輪は、変形可能な弾性を有するスポンジからなる所定幅の無端ベルトを一対のプーリーに懸架させ、前記減圧室の両側に配設したことを要旨としている。【０００７】  また、前記無端ベルトの内面側にはタイミングベルトが設けられるとともに、前記無端ベルトを懸架する前記プーリーの周面を歯車状に形成することが望ましい。【０００８】  さらに、前記無端ベルトは、半独立半連続気泡による帯状の低応力圧縮スポンジとすることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】  本発明による壁面吸着走行装置の走行輪によれば、変形可能な弾性を有するスポンジからなる所定幅の無端ベルトを一対のプーリーに懸架させて走行輪としているので、減圧室を負圧にして吸着させたとき、スポンジが壁面に押圧されることにより、壁面の凹凸形状に合わせて変形するので、摩擦力を大きくすることができる。しかも、スポンジからなる無端ベルトは、壁面と大きな面積で接触しながら走行することかできることから、走行輪を駆動する駆動手段として、小出力のモーターを使用することができるので、壁面吸着走行装置の軽量化が可能であり、自重による落下等を未然に防止することが可能となる。【００１０】  また、無端ベルトの内面側にタイミングベルトを設け、無端ベルトを懸架するプーリーの周面を歯車状に形成することにより、両者が歯合することから空転状態が防止できるので、駆動手段からの駆動力を無端ベルトに伝達することができる。【００１１】  さらに、無端ベルトとして半独立半連続気泡による低応力圧縮スポンジとすることにより、壁面の凹凸形状に合わせて低応力で圧縮して変形し、壁面から離間したときに弾性復帰させることができるので、常に最適な状態で摩擦力を保ちながら壁面吸着走行装置を走行させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１２】  以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について説明する。図１は、本発明による壁面吸着走行装置の実施例の側面図を示す。枠状の基体１０の下部に減圧室壁１１が設けられ、さらにその下面に柔軟性部材１２が配置されている。柔軟性部材の材質としては、柔軟性と機密性を兼ね備えた部材が適切であるため、例えば市販の半独立半連続気泡による帯状の低応力圧縮スポンジが利用できる。低応力圧縮スポンジとは、小さな圧力で変形し、変形が回復するのに一定の時間を要するウレタン素材等のものである。この実施例では、幅と高さが２０ｍｍ乃至４０ｍｍ程度のスポンジを使用した。減圧室壁１１の上部には減圧発生装置としての電動ファン１３が配置されている。この壁面吸着走行装置の場合、減圧により壁面Ｗに吸着しながら上下左右に走行する必要があるため、柔軟性部材１２の機密性があまり高いと走行のために大きな駆動力が必要となり実用的でない。また、ビルの壁などでは凹凸も想定されるため、そのような場合にも吸着力を維持することが必須である。そこで、本発明による壁面吸着走行装置では、真空ポンプではなく電気掃除機用の電動ファン１３を使用する。電動ファンは、空気流量が多くかつ吸引力が強いため、この用途に適している。できれば、吸入空気の排出口とモーター駆動用の排気口が別に接地されているものが好適である。【００１３】  枠状の基体１０の下部に設けられた減圧室壁１１の左右両側には、一対の走行輪２０が配設されている。走行輪２０は、図２に示すように、変形可能な弾性を有するスポンジからなる所定幅の無端ベルト２１と、この無端ベルト２１を所定の張力で懸架させる一対のプーリー２２によって構成されている。左右のプーリー２２間には、駆動シャフト２４が設けられ、駆動シャフト２４の両側の端部にプーリー２２が設けられている。また、駆動シャフト２４は、図示しない電動モータ等の駆動手段に連結されている。そして、駆動手段を回転駆動することにより、駆動シャフト２４を介してプーリー２２を回転駆動して無端ベルト２１に伝達するようにしている。【００１４】  無端ベルト２１としては、例えば市販の半独立半連続気泡による帯状の低応力圧縮スポンジを使用することが好ましい。この低応力圧縮スポンジは、壁面Ｗの凹凸形状に合わせて低応力で圧縮して変形し、壁面Ｗから離間したときに弾性復帰させることができることから、常に最適な状態で摩擦力を保ちながら壁面吸着走行装置を走行させることが可能となる。【００１５】  無端ベルト２１は、図２、図３に示すように、低応力圧縮スポンジをリング状に形成しているが、無端ベルト２１をプーリー２２に懸架させたときに空転する場合がある。これを防止するために、無端ベルト２１の内面側にはタイミングベルト２３を設け、無端ベルト２１を懸架するプーリー２２の周面を歯車状に形成することが好ましい。この様なタイミングベルト２３を設けることにより、プーリー２２の回転駆動力を確実に無端ベルト２１に伝達することが可能となる。なお、無端ベルト２１の下面は、後述する減圧室壁１１の下面の周囲に設けられた柔軟性部材１２の下面と略同一平面になるよう構成されている。【００１６】  前述した減圧室壁１１は、内部を空洞に��成することにより減圧室１４が構成されている。減圧室１４上部には減圧室壁１１を貫通する吸入口１５が設けられ、電動ファン１３に連絡されている。【００１７】  図には示してないが、この走行装置本体（基体１０と減圧室壁１１）上または外部に電動ファン１３と駆動手段が配置されている。この制御に無線通信を利用することもできるが、制御ケーブルで接続して有線制御とすることも可能である。また、電動ファン１３と駆動手段の電源としては、電池を積載することも可能であるが、走行装置の重量が大きくなりそのために電動ファン１３や駆動手段の容量を大きくしなければならなくなるため、現実的ではない。電源ケーブルを外部に延出して外部より電源を供給するほうがコストを抑制することができる。その場合、少なくとも電源ケーブルは、走行装置が突発的な事態により壁面Ｗより離脱した際に落下防止ロープの役割を果たす。【００１８】  次に、上記実施例の動作について説明する。まず、実際に作業する壁面Ｗに壁面吸着走行装置を接触させ電動ファン１３を作動させる。これにより減圧室１４内に負圧が発生し、柔軟性部材１２を押圧しつつ走行装置を壁に吸着させる。この状態で、図３（Ｂ）に示すように、左右両側の一対の走行輪２０も壁面Ｗに押圧されるため、壁面Ｗとの密着性が高まり摩擦力が大きくなる。次に、駆動手段によって駆動シャフト２４を介してプーリー２２を回転駆動し、さらに無端ベルト２１に伝達する。これにより、走行装置は壁面Ｗに吸着した状態で壁面Ｗに沿って移動することになる。【００１９】  壁面Ｗが、図３（Ｂ）に示すように、平坦な場合は、無端ベルト２１が均等に押圧されることから圧縮して厚さが小さくなる。この状態では、無端ベルト２１が適宜の圧力で広い接触面積で壁面Ｗに押圧されるので、摩擦力が一段と高くなって走行する。【００２０】  一方、壁面Ｗが、図４に示すように、複数個所に凹所３０が存在する場合には、無端ベルト２１が押圧されると、壁面Ｗの凹所３０に合わせて無端ベルト２１の一部が侵入するとともに、凹所３０の対応個所以外は、前述した図３（Ｂ）に示すように、押圧によって無端ベルト２１の厚さを小さくしながら圧縮して、大きな接触面積で壁面Ｗに接合する。その後、無端ベルト２１が回転して壁面から離間することにより押圧が開放されると、弾性復帰して、再び元に厚さに戻る。
【産業上の利用可能性】
【００２１】  本発明による壁面吸着走行装置では、単純な構成で吸着性及び走行性の高い走行装置を提供することができ、所望の作業機構と組み合わせることにより、ビルの壁や高速道路・橋梁の橋脚等、大型構造物の垂直面の検査・保守に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による壁面吸着走行装置の実施例を示す側面図である。
【図２】図１に示した実施例の走行輪を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、無端ベルトの状態を示す側面図である。
【図４】凹凸な壁面における無端ベルトの状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２３】１０    基体
１１    減圧室壁
１２    柔軟性部材
１３    電動ファン
１４    減圧室
１５    吸入口
２０    走行輪
２１    無端ベルト
２２    プーリー
２３    タイミングベルト
２４    駆動シャフト
Ｗ      壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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