(57)【要約】【課題】  装置全体の構造が簡単で、しかも、真空切り換えのタイミングがずれたりしない吸着走行装置を提供することである。【解決手段】  装置本体１に設けた一対のメインスプロケット２，４間に運動伝達要素３，５を掛け渡してクローラ機構を構成するとともに、上記運動伝達要素３，５に複数の吸着パッドＰを連結し、吸着パッドＰが被吸着面Ｓに接触した状態で上記吸着パッド内を真空源に連通させ、当該吸着パッド内を真空に維持することによって、装置本体が被吸着面に対して吸着状態を維持しながら走行する吸着走行装置において、上記吸着パッドＰのそれぞれには開閉弁機構Ｖ１を個別に設けるとともに、この開閉弁機構Ｖ１は、吸着パッドＰが被吸着面Ｓに接触したときに作用する力によって開弁して当該吸着パッドＰを真空源に連通させる一方、被吸着面Ｓに対して非接触状態にあるとき閉弁して当該吸着パッドＰと真空源との連通を遮断する構成にした。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体に設けた一対のメインスプロケット間に無端状の運動伝達要素を掛け渡してクローラ機構を構成するとともに、上記運動伝達要素に複数の吸着パッドを連結し、吸着パッドが被吸着面に接触した状態で上記吸着パッド内を真空源に連通させ、当該吸着パッド内を真空に維持することによって、装置本体が被吸着面に対して吸着状態を維持しながら走行する吸着走行装置において、上記吸着パッドのそれぞれには開閉弁機構を個別に設けるとともに、この開閉弁機構は、吸着パッドが被吸着面に接触したときに作用する力によって開弁して当該吸着パッドを真空源に連通させる一方、被吸着面に対して非接触状態にあるとき閉弁して当該吸着パッドと真空源との連通を遮断する構成にした吸着走行装置。
【請求項２】
上記開閉弁機構は、吸着パッドが被吸着面に接触したときに作用力を発揮する接触検知手段を備えるとともに、上記接触検知手段の作用力によって開弁する第１弁部を備え、第１弁部が開弁したとき吸着パッド内を真空源に連通させる構成にした請求項１に記載の吸着走行装置。
【請求項３】
上記開閉弁機構は、上記第１弁部と、絞り孔を設けた第２弁部とを備え、上記第１弁部が開弁状態にあるとき、第２弁部は吸着パッド内と真空源側との差圧を検出し、その差圧が設定値未満のときに全開状態を維持し、差圧が設定値以上のとき絞り孔のみを介して吸着パッド内と真空源側とを連通させる構成にした請求項２に記載の吸着走行装置。
【請求項４】
上記吸着パッドに真空破壊弁を設け、この真空破壊弁は、上記吸着パッドの移動過程において吸着パッドが被吸着面から離れる関係位置で開弁する構成にした請求項１〜３のいずれか１に記載の吸着走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、建造物の壁面など、急斜面を走行するための吸着走行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建造物の耐久性や信頼性等が問われているが、例えば、高層ビル、ダムの壁面あるいは大きな橋などの大型建造物は、それらが完成した後にも、表面のひび割れの状況や、内部の鉄筋の状況などを検査することが要望されている。
しかし、高層ビル、ダムの壁面あるいは大きな橋などの建造物は、一度完成してしまうと、上記のような検査をしようとしても、その作業に大きな経済的負担をともなうものであった。
なぜなら、上記のような検査を実行するときには、建造物の表面にそれこそ大がかりな足場などを築かなければならないが、大がかりな足場を必要とするということは、大変なコストがかかり、検査コスト全体を大幅に押し上げてしまうからである。
しかも、どんなに大がかりな足場を築いたとしても、検査作業員の安全性を１００％確保することはほとんど不可能であった。
そのために、高層ビル、ダムの壁面あるいは大きな橋などの大型建造物の検査は頻繁に行うことができず、検査体制の遅れがしばしば指摘されているのが実情である。
【０００３】
また、高層建築の窓や外壁を清掃するため、高層建築の屋上にウインチを固定し、このウインチに巻きつけたケーブルを高所作業用のゴンドラに連結して、このゴンドラを上下させることも行なわれている。ところがこのゴンドラは、多くの場合ビルの屋上から宙吊り状態にあり、強風のもとではゴンドラが大きく揺れ動き、それがもとで清掃作業員が落下したり、あるいはゴンドラ自体が他の部分に激突してそれを損傷してしまったりするなどの問題も発生していた。
上記のような現状を考慮して、建造物の壁面などの急斜面を走行できる走行装置の出現が待たれている。例えば、壁面などの急斜面を走行できる装置があれば、この装置に検査機器を搭載して、目的の箇所に移動させ、その箇所での検査をリモートコントロールすることができる。
【０００４】
また、上記走行装置が、建造物の壁面などのきっちりと吸着して走行できれば、屋上から吊り下げられたゴンドラをこの走行装置に固定し、走行装置とともにゴンドラを移動させることができる。このように壁面にしっかりと吸着した走行装置にゴンドラを固定して当該装置を走行させれば、ゴンドラが揺れることがなく、安全な作業ができるとともに、ゴンドラが揺れて他の箇所を損傷するような問題も解消され、作業効率も向上する。
ただし、上記のような用途に利用できる真空吸着パッドを備えた吸着走行装置は従来から提案されているが、必ずしも満足のいくものではなかった。このような吸着走行装置として、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。
【０００５】
この装置は、一対のプーリー間にベルトを掛け渡してクローラ機構を構成するとともに、上記ベルトに真空源に接続した複数の吸着パッドを設けたものである。このように構成した吸着走行装置では、被吸着面に接触している吸着パッドのみを真空源に連通させなければならない。なぜなら、真空源を被吸着面に接触していない吸着パッドに連通させると、真空源が被吸着面に接触していない吸着パッドを介して大気に連通してしまうので、被吸着面に接触している吸着パッド内を真空にすることができなくなるからである。
そのために、上記従来の装置は、一つの真空分配機構を介して複数の吸着パッドと真空源とを接続し、被吸着面に接触している吸着パッドのみを真空引きするようにしていた。
【０００６】
上記のような構成のもとでは、上記真空分配機構が被吸着面に接触している吸着パッドと接触していない吸着パッドとを選別する選別機構を設けるとともに、その選別した吸着パッドのみを真空源に連通させるための切り換え機構を備えていた。
上記プーリーと真空分配機構とをベルトを介して連係し、プーリーの回転タイミングにあわせて、被吸着面に接触している吸着パッドを選別していた。
【特許文献１】特開２００７−２５３８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した従来の装置では、一つの真空分配機構で、全ての吸着パッドの真空切り換えタイミングを計っているので、真空分配機構の構造が複雑になる。このように構造が複雑になると、製造コストがかさむだけではなく、真空切り換えタイミングの設定も難しくなる。
しかも、上記のようにタイミングを設定したとしても、プーリーの回転タイミングにあわせて、被吸着面に接触している吸着パッドを選別していたので、そのタイミングがずれ易くなってしまう。もしも、真空切り換えのタイミングがずれてしまうと、被吸着面に接触した吸着パッドが確実に吸着しなくなるという問題があった。
この発明の目的は、装置全体の構造が簡単で、しかも、真空切り換えのタイミングがずれたりしない吸着走行装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、装置本体に設けた一対のメインスプロケット間に無端状の運動伝達要素を掛け渡してクローラ機構を構成するとともに、上記運動伝達要素に複数の吸着パッドを連結し、吸着パッドが被吸着面に接触した状態で上記吸着パッド内を真空源に連通させ、当該吸着パッド内を真空に維持することによって、装置本体が被吸着面に対して吸着状態を維持しながら走行する吸着走行装置を前提にするものである。
そして、第１の発明は、上記吸着パッドのそれぞれには開閉弁機構を個別に設けるとともに、この開閉弁機構は、吸着パッドが被吸着面に接触したときに作用する力によって開弁して当該吸着パッドを真空源に連通させる一方、被吸着面に対して非接触状態にあるとき閉弁して当該吸着パッドと真空源との連通を遮断する構成にした点に特徴を有する。
【０００９】
第２の発明は、上記開閉弁機構が、吸着パッドが被吸着面に接触したときに作用力を発揮する接触検知手段を備えるとともに、上記接触検知手段の作用力によって開弁する第１弁部を備え、第１弁部が開弁したとき吸着パッド内を真空源に連通させる構成にした点に特徴を有する。
【００１０】
第３の発明は、上記開閉弁機構が、上記第１弁部と、絞り孔を設けた第２弁部とを備え、上記第１弁部が開弁状態にあるとき、第２弁部は吸着パッド内と真空源側との差圧を検出し、その差圧が設定値未満のときに全開状態を維持し、差圧が設定値以上のとき絞り孔のみを介して吸着パッド内と真空源側とを連通させる構成にした点に特徴を有する。
第４の発明は、上記吸着パッドに真空破壊弁を設け、この真空破壊弁は、上記吸着パッドの移動過程において吸着パッドが被吸着面から離れる関係位置で開弁する構成にした点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１１】
第１〜第４の発明によれば、開閉弁機構を吸着パッドのそれぞれに個別に設けたので、従来のように、一つの真空分配機構で、全ての吸着パッドの真空切り換えタイミングを制御する場合に比べて、装置全体の構成が簡略化される。従って、装置全体の製造コストも低減させることができる。
また、吸着パッドが被吸着面に接触したときに作用する力を利用して開閉弁機構を開弁させるようにしたので、開閉弁機構が開弁するときには、吸着パッドが必ず被吸着面に接触している。言い換えると、特別な設定をしなくても、被吸着面に接触している吸着パッドのみを、タイミングよく真空源に連通させることができる。
【００１２】
第２の発明によれば、開閉弁機構に第１弁部を備え、この第１弁部を接触検知手段の作用力で開弁させるようにしたので、当該開閉弁機構を、必要なタイミングに確実に開弁させることができる。
【００１３】
第３の発明によれば、第１弁部が開弁状態でも、吸着パッド内と真空源側との差圧が設定値以上の時には、吸着パッド内と真空源側とを絞り孔のみを介して連通させるので、当該吸着パッド内の低真空度が、他の吸着パッドの真空度に影響を及ぼすことがない。
しかも、吸着パッド内と真空源側とを絞り孔のみを介して連通している過程では、吸着パッド内は僅かながらでも真空引きされるので、その状態を維持している限り、吸着パッド内の真空度は徐々に高くなる。吸着パッド内の真空度が高くなって、吸着パッド内と真空源側との差圧が上記設定値未満になれば、第２弁部が全開して、上記高真空度を保つ。
従って、吸着パッド内の真空度が一時的に低くなったとしても、低真空度が他の吸着パッドに影響を及ぼさないとともに、最終的には、当該吸着パッドの高真空度が確実に保たれることになる。
第４の発明によれば、吸着パッドに真空破壊弁を設けたので、当該吸着パッドを被吸着面からタイミングよく離して、走行装置のスムーズな走行を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図１６に示すこの発明の第１実施形態の吸着走行装置は、装置本体１に、一対のメインスプロケット２，２に掛け渡したチェーン３及びメインスプロケット４，４に掛け渡したチェーン５に複数の吸着パッドＰを取り付けて、クローラ機構を構成している。そして、上記チェーン３，５の移動にともなって吸着パッドＰが移動し、被吸着面である壁面Ｓに吸着しながら装置本体１が移動するものである。
【００１５】
次に、上記装置本体１を詳しく説明する。
上記装置本体１は、図１に示すように、その互いに対向する起立片１４ａ，１４ｂを備えたフレーム１４に、上記クローラ機構を設けている。
具体的には、図１、図２に示すように、フレーム１４の一方の起立片１４ａには回転軸６，７の一端が片持ち状態で支持され、これら両回転軸６，７の他端には一枚の支持板１５が掛け渡されている。
このようにした回転軸６，７は、上記起立片１４ａ及び支持板１５のそれぞれに設けた軸受１６，１７で回転自在に支持されている。また、上記それぞれの回転軸６，７にはメインスプロケット２，４を設け、これら回転軸６，７とメインスプロケット２，４とが一体的に回転する構成にしている。
【００１６】
そして、上記回転軸６，７のそれぞれに設けたメインスプロケット２，２にチェーン３を掛け渡し、同様に、メインスプロケット４，４にも、別のチェーン５を掛け渡している。また、上記各チェーン３，５には、後で詳しく説明するように吸着パッドＰが等間隔に取り付けられている。
なお、上記チェーン３，５が、この発明の運動伝達要素である。
また、図中符号１８は、上記起立片１４ａと支持板１５との対向部間に設けた板部材で、この板部材１８は、後で説明する姿勢ガイド機構を支持するとともに、上記支持板１５を支持する機能を発揮するものである。
【００１７】
また、チェーン３，５が描く無端状の移動軌跡の中心付近には、一対の起立片１４ａ，１４ｂと支持板１５とを貫通する真空パイプ１９を設けている。この真空パイプ１９は、図３に示すように、起立片１４ａ，１４ｂに軸受２０，２０を介して回転自在に取り付けられ、その一端１９ａを開口し、他端１９ｂを塞ぐとともに、図３に示すように、上記一端１９ａは、配管２１を介して、図示していない真空ポンプに接続している。また、この真空パイプ１９は、支持板１５よりも外側に４個の開口を形成し、それぞれの開口に管継手２２ａ〜２２ｄを設けている。このように、両起立片１４ａ，１４ｂ間に真空パイプ１９を渡すことによってフレーム１４の剛性を高めることもできる。
【００１８】
さらに、対向する起立片１４ａ，１４ｂには、図１、図２及び図６に示すように、装置本体１の走行時に壁面Ｓ側となる辺に沿って、第１ガイドレール２３及び第２ガイドレール２４を設けている。これら第１、第２ガイドレール２３，２４は、図２に示すように装置本体１を壁面Ｓに対向させたとき、壁面Ｓに平行になるようにしている。
そして、この第１、第２ガイドレール２３，２４間に、後で詳しく説明する吸着パッドＰの接続用基板２５の両端が挿入されるようにしている。
【００１９】
また、図１に示すフレーム１４内に設けた板部材１８には、図１及び図３に示すように回転軸６，７に直交する方向に長さを有する支持部材２６，２７を設けている。上記支持部材２６は、長手方向に沿って起立する一対の起立片２６ａ，２６ｂを備え、上記支持部材２７は同じく長手方向に沿って起立する起立片２７ａを備えている。
そして、図３に示すように、回転軸６に設けたメインスプロケット２，４間に位置する上記起立片２６ａ及び２７ａの一方の面には、それぞれ第１ローラ２８，２８を設け、これら第１ローラ２８，２８はそれらの中心線を同一線上に位置させている。また、それらの中心線を上記回転軸６の軸線と平行にし、上記第１ローラ２８，２８を互いに対向させている。そして、この第１ローラ２８，２８は、その外周の一部がメインスプロケット２，４の外周から突出する位置を保つようにしている。
【００２０】
また、上記起立片２６ａ，２７ａ間に位置する起立片２６ｂには、第２ローラ２９を設けている。ただし、この第２ローラ２９は、図２の矢印Ｂで示したチェーン３，５の移動方向において、上記第１ローラ２８，２８よりも前方に位置するようにしている。そして、この第２ローラ２９も、その外周の一部がメインスプロケット２，４の外周から突出するとともに、最も突出した部分が、チェーン３，５の進行方向において、上記第１ローラ２８，２８よりも前方に位置する構成にしている。
しかも、この第２ローラ２９は、第１ローラ２８，２８よりも、最も突出した部分が被吸着面である壁面Ｓに対してより接近する位置関係を保っている。
【００２１】
さらに、起立片２６ａ、２７ａであって、第１ローラ２８，２８を設けた側と反対側の面には、それぞれ第３ローラ３０，３０を設けている。これら第３ローラ３０，３０も、それらの中心線を同一線上に位置させている。そして、それらの中心線を上記回転軸６の軸線と平行にし、上記第３ローラ３０，３０を互いに対向させている。また、上記第３ローラ３０、３０も、その外周の一部がメインスプロケット２，４の外周から突出するとともに、最も突出した部分が、チェーン３，５の進行方向において、上記第２ローラ２９よりも前方に位置する構成にしている。
【００２２】
しかも、この第３ローラ３０は、第２ローラ２９よりも、上記突出した部分が壁面Ｓに対してより接近する位置関係を保っている。
このように、メインスプロケット２，４の外周から突出させた第１〜第３ローラ２８〜３０の外周に沿って吸着パッドＰが移動すれば、吸着パッドＰは、上記第１〜第３ローラ２８〜３０の突出した分だけ、メインスプロケット２，４の外周から外れて移動することになる。
なお、チェーン３，５には、吸着パッドＰが、上記のようにメインスプロケット２，４の外周から外れて移動できるように、予め余裕を持たせている。
【００２３】
つまり、上記第１〜第３ローラ２８〜３０は、図２、図３に示すように、上記回転軸６に設けたメインスプロケット２，４から、吸着パッドＰが壁面Ｓに正対するまでの経路中において、次のような順で設けられている。すなわち、これら一対の第１ローラ２８，２８、第２ローラ２９、一対の第３ローラ３０，３０は、上記吸着パッドＰの進行方向後方から前方へ向かって、順に設けられている。
【００２４】
なお、図１、図３では、一方の回転軸６側の第１〜第３ローラ２８〜３０のみを示しているが、装置本体１の中心線Ｌを境に、上記回転軸６側の第１〜３ローラ２８〜３０と線対称の位置に、もう一方の回転軸７側の第１ローラ３１，３１、第２ローラ３２及び第３ローラ３３を設けている。つまり、もう一方の回転軸７側にも、上記支持部材２６，２７を介して第１〜第３ローラ３１〜３３を設けているが、これら各ローラ３１〜３３は、チェーン３，５が矢印Ｂ方向とは反対方向に走行したとき、上記第１〜第３ローラ２８〜３０と同様に機能するものである。
ただし、上記第２ローラ２９と第２ローラ３２とは、上記チェーン３，５と直交する方向において互いの位置をずらしている。
【００２５】
一方、図４及び図５に示す上記吸着パッドＰは、底板８に高分子ゲルなどの十分に柔軟性を有する素材で形成したシール部材９を設けているが、このシール部材９はその先端に向かうに従って徐々に先細りになる形状にしている。このように、シール部材９の先端を先細りにしたのは、吸着パッドＰが壁面Ｓに接触したときに、シール部材９が吸着パッドＰの外側へ向かってスカートのように広がりやすくするためである。このように、シール部材９が外側へ広がれば、吸着パッドＰの内部が真空のとき、シール部材９の反り返った面に大気圧が作用して、シール部材９を壁面Ｓに押し付けるようになる。しかも、パッド内部の真空度が上がれば上がるほど、シール部材９も大きく反り返り、大気圧によって壁面Ｓに押し付けられる面積が大きくなる。このように、上記面９ｂに大気圧が作用して、シール部材９を壁面Ｓに強く押し付けるので、シール性が高まることになる。
【００２６】
そして、上記シール部材９の内側には、上記底板８の表面を覆うカバー１２を設けている。このカバー１２はシール部材９の内側において底板８に設けた後述の開閉弁機構Ｖ１を覆うもので、このカバー１２にはフィルタ１１を設け、当該カバー１２内の上記開閉弁機構Ｖ１に塵埃などが吸い込まれないようにしている。
また、この吸着パッドＰには、一対の脚部１０，１０を設け、この脚部１０によって、上記シール部材９が壁面Ｓに接触した状態で、吸着パッドＰ内を真空にしたとき、壁面Ｓと底板８との距離を、脚部１０の高さ以上に保つようにしている。このような脚部１０を設けることによって、シール部材９が必要以上にたわんで、それが損傷したりしないよういにしている。
【００２７】
この第１実施形態の吸着パッドＰには、図１、図４に示すように、シール用ゴムシート３４を介して前記接続用基板２５を設け、図１に示すように、この接続用基板２５にチェーン３，５の固定部材３ａ，５ａを固定し、これら固定部材３ａ，５ａを介して上記吸着パッドＰをチェーン３，５に固定するようにしている。
そして、上記接続用基板２５を、底板８よりも幅を大きくして、その突出部２５ａの一方の面を吸着力伝達面２５ｂとし、他方の面を反力作用面２５ｃとしている。吸着パッドＰが壁面Ｓに正対したとき、上記接続用基板２５の両方の突出部２５ａ，２５ａのそれぞれは、上記第１，第２ガイドレール２３，２４間に挿入されるようにしている。
【００２８】
また、上記吸着パッドＰには、図１、図７、図１２に示すように、底板８から接続用基板２５までを貫通する真空引き孔３５及び真空破壊孔３６を形成している。ただし、これら真空引き孔３５及び真空破壊孔３６は、上記支持板１５と起立片１４ｂ間に対応する位置を保つようにしている。
なお、前記したゴムシート３４は、上記真空引き孔３５の周囲、及び真空破壊孔３６の周囲をシールする機能を備えている。
【００２９】
さらに、上記真空引き孔３５に対応する底板８には、開閉弁機構Ｖ１を設けるとともに、この開閉弁機構Ｖ１によって、吸着パッドＰ内と真空ポンプとを連通させたり、あるいはその連通を遮断させたりするものである。
この開閉弁機構Ｖ１は、図７〜図９に示すように、この発明の接触検知手段を構成する接触検知棒１３の基端に固定した弾性板部材３７の先端に、弁部材３８を主要素にしてなる第１弁部３９と、弾性板部材４０に設けたシート部材４１、このシート部材４１に形成した通孔４２及びこの通孔４２に対応し、弾性板部材４０に設けられた絞り孔４３（図８参照）を主要素にしてなる第２弁部４４とからなる。
【００３０】
上記第１弁部３９は、弾性板部材３７に切り込みを入れて湾曲させ、その湾曲部から折り返した固定部３７ａを底板８に固定している。
上記接触検知棒１３は、カバー１２から突出し、通常状態において、上記弾性板部材３７の弾性力によって図７の位置を保っている。この図７に示す接触検知棒１３の先端は吸着パッドＰのシール部材９の先端とほぼ面一になる関係にしている。従って、シール部材９が壁面Ｓに接触して少しでもたわめば、接触検知棒１３が上記弾性板部材３７の弾性力に抗して押されることになる。
そして、接触検知棒１３が上記通常状態にあるとき、弾性板部材３７の弾性力によって、弁部材３８により第２弁部４４の絞り孔４３を閉じるとともに、その閉じるときの力が第２弁部４４に作用するようにしている。
なお、上記第１弁部３９の弁部材３８が絞り孔４３を閉じているときを、第１弁部３９の閉弁状態といい、第２弁部４４のシート部材４１が真空引き孔３５の周囲をシートしているときを、第２弁部４４の閉弁状態という。
【００３１】
そして、接触検知棒１３が、壁面Ｓに接触することによって、図７の下方に押された場合には、図９に示すように、弁部材３８が上昇して、絞り孔４３を開く開弁状態となる。なお、第１弁部３９が開弁状態を保てば、第２弁部４４に作用している力も開放されることになる。
一方、第２弁部４４は、弾性板部材４０の基端側を、スペーサ４５を介して底板８に固定している。また、弾性板部材４０の先端側には、リング状のシート部材４１を設け、その中央に上記絞り孔４３を形成している。そして、上記スペーサ４５の厚みを、上記シート部材４１の厚みよりも厚くし、弾性板部材４０に力が作用していないときには、図９に示すように、第２弁部４４を開弁状態に維持する構成にしている。
【００３２】
ただし、この第２弁部４４は、上記第１弁部３９が開弁状態であっても、吸着パッドＰ内の真空度が低く、吸着パッドＰ内と真空ポンプ側との間の差圧が設定値以上になれば、その差圧によって第２弁部４４が真空引き孔３５側に押し付けられ、その真空引き孔３５を塞いで第２弁部４４を閉弁状態に保つ。また、第２弁部４４が閉弁状態を維持して真空引き孔３５を塞いでいても、第１弁部３９が開弁状態にあれば、上記絞り孔４３を介して一定量の空気が、真空ポンプに引かれることになる。
なお、上記差圧の設定値は、第２弁部４４の弾性板部材４０の弾性力と絞り孔４３の直径とによって決められるものである。
【００３３】
上記のように、各吸着パッドＰに開閉弁機構Ｖ１を設けたので、この装置本体１を壁面Ｓに沿って矢印Ａ方向に走行させれば、壁面Ｓに接触した吸着パッドＰの開閉弁機構Ｖ１のみが開弁状態となり、当該吸着パッドＰは吸着力を発揮する。
一方、壁面Ｓに接触していない吸着パッドＰは、開閉弁機構Ｖ１が閉弁状態を維持して真空ポンプとの連通が遮断される。このように、壁面Ｓに接触している吸着パッドＰのみが真空ポンプに接続されるので、必要以上にエネルギーを消費することはない。
しかも、従来の吸着走行装置のように複雑な真空切り換え機構が不要になり、その分、製造コストやメンテナンスコストも低減される。
【００３４】
上記のようにした真空パッドＰの真空引き孔３５には、図１０に示すＴ型管継手４６を接続している。そして、これらＴ型管継手４６のそれぞれを、可撓性を有する単位チューブ４７で接続するとともに、これら単位チューブ４７とＴ型継手４６とが相まって、図１０に示すように４本の真空連通パイプ４８〜５１を構成している。このようにした各真空連通パイプ４８〜５１のそれぞれは、前記真空パイプ１９に設けた管継手２２ａ〜２２ｄに個別に接続している。つまり、Ｔ型管継手４６に接続された各開閉弁機構Ｖ１は、真空連通パイプ４８〜５１ごとに、真空ポンプに対して並列に接続されることになる。
【００３５】
そして、上記４本の真空連通パイプ４８〜５１は、吸着パッドＰの移動にともなって、真空パイプ１９とともにフレーム１４内で回転するが、図１に示すように、上記真空引き孔３５及び管継手２２ａ〜２２ｄは、支持板部材１５より外側に設けられているので、真空パイプ１９が回転したときに、そこに接続した真空連通パイプ４８〜５１が回転軸６，７に絡まることはない。
なお、図１０のように、４本の真空連通パイプ４８〜５１を備えているので、全ての吸着パッドＰを１本の真空連通パイプで接続した場合と比べて、各真空連通パイプ４８〜５１の長さを短くできる。従って、真空連通パイプの配管抵抗を小さくでき、１本の真空連通パイプ内における真空度の勾配を小さくできるとともに、配管抵抗が小さくできる分、エネルギーロスを最小限に抑えることもできる。
【００３６】
図１１は、図１０とは別の実施形態を示したもので、全てのＴ型管継手４６を単位チューブ４７で接続し、そのうち、特定の４つのＴ型管継手４６を、上記吸着パッドＰ間とは別の単位チューブ４７によって前記真空パイプ１９に設けた管継手２２ａ〜２２ｄに接続している。このようにすれば、真空パイプ１９に連結した真空連通パイプに終点がなくなるので、真空連通パイプ内の真空度勾配をより小さくできる。
【００３７】
また、上記吸着パッドＰには真空破壊孔３６を形成しているが、この真空破壊孔３６は、図１、図１２に示すように支持板１５よりも外側になる位置に対応させている。このようにした真空破壊孔３６は、真空破壊弁Ｖ２によって開閉されるが、この真空破壊弁Ｖ２の構成は、次の通りである。この真空破壊弁Ｖ２は、図１２に示すように、吸着パッドＰの接続用基板２５の下面に設けたもので、通常は、閉弁状態を保つものである。
そして、接続用基板２５の下面にＵ字状にしたバネ部材５２の一方の面を固定しているが、このバネ部材５２は、Ｕ字状部が開く方向の弾性力を保持している。また、このバネ部材５２の他方の面には支持板５３を固定するとともに、この支持板５３には、前記真空破壊孔３６を開閉するための弁部材５４を設けている。
【００３８】
このようにした真空破壊弁Ｖ２は、上記バネ部材５２の弾性力の作用で、通常は弁部材５４を真空破壊孔３６に押し付け、真空破壊弁Ｖ２を閉弁状態に維持する。
また、真空破壊弁Ｖ２の支持板５３であって、上記弁部材５４とは反対端に押圧部５３ａを設けている。この押圧部５３ａをバネ部材５２の弾性力に抗して図１２における矢印方向に押すと、弁部材５４が移動して真空破壊孔３６が開く。
一方、図１に示すフレーム１４の起立片１４ｂには開弁ローラ５５を設け、この開弁ローラ５５と上記押圧部５３ａとが接触したとき、バネ部材５２を撓ませて真空破壊弁Ｖ２を開弁させるものである。
【００３９】
上記のように真空破壊弁Ｖ２を設けたのは、当該装置本体１のスムーズな走行を維持するためである。なぜなら、当該装置本体１が所定の方向に移動する過程で、装置本体１の走行方向後方の吸着パッドＰが壁面Ｓからスムーズに剥がれなければならないからである。もし、それがスムーズに剥がれなければ、極端な場合には走行不能になるし、走行不能にならないとしても、上記吸着パッドＰを無理やり剥がさなければならないので、スムーズな走行が阻害されることになる。そこで、上記のように真空破壊弁Ｖ２を設けて、装置本体１の走行方向後方の吸着パッドＰが壁面Ｓからスムーズに剥がれるようにしたものである。
【００４０】
従って、図２に示すように装置本体１を壁面Ｓに対して矢印Ａ方向に走行させるとき、真空破壊弁Ｖ２が開くタイミングは次のとおりである。すなわち、吸着パッドＰの相対位置が装置本体１の走行方向後方となる回転軸７側で、しかも、吸着パッドＰが壁面Ｓから離れる瞬間に真空開閉弁Ｖ２が開くようにしている。そこで、上記開弁ローラ５５は、上記真空開閉弁Ｖ２が開くタイミングで、押圧部５３ａに接触する位置に設けている。そして、上記吸着パッドＰが壁面Ｓから離れる関係位置に到達したとき、上記開弁ローラ５５が真空破壊弁Ｖ２の押圧部５３ａを外側へ押圧して真空破壊弁Ｖ２を強制的に開弁させるようにしている（図１２参照）。
【００４１】
また、吸着パッドＰに設けた接続用基板２５の突出部２５ａが図６に示すように第１，２ガイドレール２３，２４間に導かれたときには、次の関係を保つものである。
上記突出部２５ａが第１，２ガイドレール２３，２４間に導かれるとともに、それが壁面Ｓに正対しているときには、開閉弁機構Ｖ１が開いた状態を保つ。このように開閉弁機構Ｖ１が開弁状態を保てば、吸着パッドＰは壁面Ｓに吸着されるが、このときの吸着力は、第１ガイドレール２３を介して装置本体１に作用する。すなわち、吸着パッドＰが壁面Ｓに吸着すれば、吸着パッドＰが壁面Ｓ側に引きつけられるが、この引付力は、上記突出部２５ａの一方の面である吸着力伝達面２５ｂを介して第１ガイドレール２３に作用する。
【００４２】
上記のように、壁面Ｓに吸着した複数の吸着パッドＰの吸着力が吸着力伝達面２５ｂを介して第１ガイドレール２３に作用するので、第１ガイドレール２３に接触している複数の吸着パッドＰの吸着力が、第１ガイドレール２３で総合化され、その総合力が壁面Ｓに対する装置本体１の吸着力になる。
また、上記のようにして吸着パッドＰが壁面Ｓに吸着している状態で、特定の吸着パッド、例えば図６の右端に位置する吸着パッドＰが、何らかの影響でその吸着力が弱くなったとき、当該吸着パッドＰは、シール部材９の弾性力や接触検知棒１３に作用している弾性力の作用で、壁面Ｓから離れようとする。このときには、突出部２５ａの他方の面である反力作用面２５ｃが第２ガイドレール２４に接触し、当該吸着パッドＰがそれ以上壁面Ｓから離れるのを阻止する。しかも、反力作用面２５ｃが第２ガイドレール２４に接触した状態では、シール部材９が壁面Ｓから離れないとともに、接触検知棒１３が押されて開閉弁機構Ｖ１を開弁状態に維持する寸法関係を保っている。従って、壁面Ｓに正対した吸着パッドＰが真空漏れによって、一時的に吸着力を失ったとしても、上記した開閉弁機構Ｖ１が機能して、その吸着パッドＰを再吸着させることができる。
【００４３】
なお、この第１実施形態では、吸着パッドＰの吸着力伝達面２５ｂが吸着力伝達手段であり、第１ガイドレール２３が受止め手段を構成するものである。
また、吸着パッドＰの反力作用面２５ｃが反力作用手段であり、第２ガイドレール２４が押え手段を構成するものである。
【００４４】
一方、図５に示すように、接続用基板２５の裏面には、上記回転軸６，７側へ突出する第１ガイド凸部５６と第２ガイド凸部５７とを設けている。
上記第１，第２ガイド凸部５６，５７は、図５に示す固定部材３ａ，５ａを結ぶ直線をはさんで両側に設けるとともに、これら両ガイド凸部５６，５７は、互いに正対することなく、接続用基板２５の幅方向においてそれらの位置をずらしている。このように両ガイド凸部５６，５７の位置をずらしたのは、吸着パッドＰが壁面Ｓに正対するまでの経路中で第１ガイド凸部５６を第２ローラ２９のみに接触させ、第２ガイド凸部５７を第２ローラ３２のみに接触させるためである。そして、吸着パッドＰが、図２、図４及び図５の矢印Ｂ方向へ移動するときには、上記第１ガイド凸部５６が、上記固定部材３ａ，５ａを結ぶ直線より後方、すなわち、取付け部より吸着パッドＰの進行方向後方のガイド凸部になり、矢印Ｂと反対方向へ移動するときには上記第２凸部５７が、進行方向後方のガイド凸部になる。
【００４５】
上記のような第１実施形態の吸着走行装置の作用を以下に説明する。
装置本体１を図１３の矢印Ａ方向に走行させると、図１３〜図１７に示すように、吸着パッドＰは、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅの順に移動していく。そして、位置Ｐａにある吸着パッドＰは、メインスプロケット２，４の接線上において上記壁面Ｓに直交する位置を保っている。この状態で、装置本体１が矢印Ａ方向にさらに移動すれば、位置Ｐａにある吸着パッドＰは位置Ｐｂまで移動する。この位置Ｐｂでは、吸着パッドＰの接続用基板２５が、上記第１，第２ローラ２８，２９上に乗り上げる。このように接続用基板２５が、上記第１，第２ローラ２８，２９上に乗り上げると、吸着パッドＰは、チェーン３，５を引っ張りながら、メインスプロケット２，４の外周から離れるとともに、吸着パッドＰは壁面Ｓ側に近づく。
【００４６】
次に、吸着パッドＰが、図１４に示すように、上記位置Ｐｃに移動すると、第１ガイド凸部５６が第２ガイドローラ２９に乗り上げる。このように第１ガイド凸部５６が第２ガイドローラ２９に乗り上げると、第１ガイド凸部５６の高さ分だけ、吸着パッドＰは、その進行方向後方側が回されて回転し始め、壁面Ｓとの交差角度を小さくする。
吸着パッドＰが、上記のように回転しながら、さらに移動して図１５の位置Ｐｄに達したときに、上記ガイド凸部５６は、第２ローラ２９の外周が壁面Ｓに最も接近している位置に乗り上げる。このとき、接続用基板２５の進行方向前方は、第３ローラ３０に乗り上げている。この状態では、吸着パッドＰが壁面Ｓにほぼ平行な状態を保つとともに、シール部材９の進行方向先端が壁面Ｓに軽く接触している。
なお、第１ローラ２８は経路補正ガイド部材を構成し、上記第２ローラ２９は回転ガイド部材を構成するとともに、これら第１，２ローラ２８，２９及び第１ガイド凸部５６が相まって、吸着パッドの経路中における姿勢ガイド機構を構成するものである。
【００４７】
上記の位置Ｐｄから、吸着パッドＰが図１６に示す位置Ｐｅに移動したときに、接続用基板２５は、第３ローラ３０の外周が最も壁面Ｓに接近した位置に乗り上げる。このように接続用基板２５が第３ローラ３０に乗り上げたときには、吸着パッドＰが壁面Ｓに正対して、シール部材９の先端全体が壁面Ｓに接触し、シール部材９がわずかにたわんだ状態を保つ。このように、シール部材９がわずかでもたわむと、そのシール部材９の弾性力が生じ、吸着パッドＰには壁面Ｓからの反力が作用する。しかし、第３ローラ３０が、上記反力を支える機能を発揮するので、吸着パッドＰは壁面Ｓから離れることはない。
なお、上記第３ローラ３０が、前記した第２ガイドレール２４とともに、押え手段を構成している。
【００４８】
また、上記のように吸着パッドＰが壁面Ｓにほぼ平行になる位置Ｐｄでシール部材９が壁面Ｓに接触するとともに、その接触状態を保ちながら位置Ｐｅで、吸着パッドＰが壁面Ｓに完全に正対するので、シール部材９の先端が吸着パッドＰの内側に巻き込まれたりしない。従って、シール部材９は、前記したようにその先端が吸着パッドＰの外側にスカート状に広がって、壁面Ｓに密着状態を保つことができる。
しかも、上記のようにシール部材９がわずかにたわんだ状態でも、接触検知棒１３が押されるので、上記開閉弁機構Ｖ１の第１弁部３９が開弁して絞り孔４３を開く。この絞り孔４３を介して吸着パッドＰ内が真空ポンプと連通することになる。上記位置Ｐｅでは、絞り孔４３を介して真空ポンプにするので、この位置Ｐｅでは、上記第１弁部３９が開いても、吸着パッドＰ内の真空度はそれほど高くならない。上記のように吸着パッドＰが絞り孔４３のみを介して真空ポンプに連通するということは、当該吸着パッドＰが他の吸着パッドＰに対しても絞り孔４３を介して連通することになる。従って、当該吸着パッドＰの真空度が低くても、その真空度の低さが、他の吸着パッドＰの真空状態に影響を及ぼすことはない。
【００４９】
上記のように位置Ｐｅでは、吸着パッドＰ内の真空度がそれほど高くならないので、吸着パッドＰ内と真空ポンプ側との差圧が大きな状態が保たれる。差圧が大きいと、接触検知棒１３が押されて第１弁部３９が開いたとしても、第２弁部４４は閉じた状態を保つ。このように第２弁部４４が閉じているかぎり、吸着パッドＰ内は絞り孔４３を介してのみ真空ポンプに連通することになる。
ただし、上記絞り孔４３を介して、徐々にではあるが吸着パッドＰ内の真空度が上がれば、吸着パッドＰ内と真空ポンプ側との差圧が小さくなり、第２弁部４４は、弾性板部材４０の弾性力の作用で開弁する。
【００５０】
吸着パッドＰが位置Ｐｅからさらに移動すると、吸着パッドＰの突出部２５ａが第１、第２ガイドレール２３，２４間に導かれる。このときには、上記したように第２弁部４４が開弁しているので、吸着パッドＰは壁面Ｓに対して、十分な吸着力を発揮している。
このときには、シール部材９が、吸着パッドＰの内側に巻き込まれていないので、シール部材９先端が、吸着パッドＰの外側に広いた状態を保つ。従って、シール部材９は、吸着パッドＰの外側へ向かってスカートのように広がり、大気圧の作用でシール部材９を壁面Ｓに押し付ける。しかも、パッド内部の真空度が上がれば上がるほど、シール部材９も大きく反り返り、大気圧によって壁面Ｓに押し付けられる面積が大きくなる。このように、上記面９ｂに大気圧が作用して、シール部材９を壁面Ｓに強く押し付けるので、シール性が高まることになる。
【００５１】
また、吸着パッドＰが上記のように十分な吸着力を発揮していれば、突出部２５ａの吸着力伝達面２５ｂが図６に示すように第１ガイドレール２３に接触することになる。このように吸着パッドＰの吸着力で、吸着力伝達面２５ｂが第１ガイドレール２３に接触すれば、壁面Ｓに吸着した複数の吸着パッドＰの吸着力が吸着力伝達面２５ｂを介して総合化され、その総合力が壁面Ｓに対する装置本体１の吸着力になる。
【００５２】
さらに、第１、第２ガイドレール２３，２４間の吸着パッドＰが、何らかの影響でその吸着力が弱くなったとしても、前記したように反力作用面２５ｃが第２ガイドレール２４に接触して、当該吸着パッドＰがそれ以上壁面Ｓから離れるのを阻止するので、吸着パッドＰ内の真空が完全に破壊されることはない。従って、吸着パッドＰ内の真空度が低くなっても、いずれ高い真空度を実現することができる。
【００５３】
一方、装置本体１が走行する過程で、突出部２５ａを第１，２ガイドレール２３，２４間に位置させた吸着パッドＰは、上記第１，２ガイドレール２３，２４から外れるとともに、真空状態を破壊して壁面Ｓから離れなければならないが、この真空状態を破壊するのが、真空破壊弁Ｖ２である。
つまり、上記真空破壊弁Ｖ２は、開弁ローラ５５に接触したとき開弁するが、この開弁ローラ５５は、装置本体１の進行方向後方において吸着パッドＰが壁面Ｓから離れるのに必要なタイミング位置に設けている。従って、吸着パッドＰが壁面Ｓから離れる瞬間に、当該吸着パッドＰは真空破壊される。
【００５４】
上記のように壁面Ｓから離れて真空破壊された吸着パッドＰは、その接触検知棒１３が弾性板部材３７の弾性力で通常状態に復帰する。この通常状態においては、前記したように、第１弁部３８及び第２弁部４４が閉弁して、吸着パッドＰ内と真空ポンプとの連通が遮断される。従って、壁面Ｓから離れた吸着パッドＰの真空破壊が、他の吸着パッドＰの真空度に影響を及ぼさない。
【００５５】
図１７に示す第２実施形態は、上記第１実施形態における装置本体１の第１ローラ２８，２８に替えて第１ガイドスプロケット５８，５８を用い、第３ローラ３０，３０に替えて第２ガイドスプロケット５９，５９を用いたものであり、上記第１、第２ガイドスプロケット５８，５９は、それぞれ、上記第１、第３ローラ２８，３０と同様に機能する。
また、この第２実施形態では、装置本体１に２台の真空ポンプ６０ａ，６１ｂを搭載しているが、これら真空ポンプ６１ａ，６１ｂは、後で説明するロータリー継手６２に接続するとともに、このロータリー継手６２を介して、複数の吸着パッドＰに接続している。
【００５６】
この第２実施形態の装置本体１には、メインスプロケット２，４から、上記図４，５に示す吸着パッドＰが被吸着面である壁面Ｓに正対するまでの経路中に、上記一対の第１ガイドスプロケット５８，５８と、上記一対の第２ガイドスプロケット５９，５９との間に、第１実施形態の第２ローラ２９と同様の回転ローラ６０を介在させ、これら第１ガイドスプロケット５８，５８、回転ローラ６０、第２ガイドスプロケット５９，５９を、吸着パッドＰの進行方向前方に向かって順に備えている。
そして、一方の第１、第２ガイドスプロケット５８，５９のそれぞれを、メインスプロケット２、４と同一面上に配置し、メインスプロケット２，４、第１ガイドスプロケット５８、及び第２スプロケット５９に、チェーン３，５を掛け渡している。
【００５７】
また、上記回転ローラ６０は、上記第１実施形態と同様に、チェーン３，５間であって、吸着パッドＰの進行方向後方側の第１ガイド凸部５６に接触する位置に設けられている。
従って、この第２実施形態でも、装置本体１が図１７の矢印Ａ方向へ走行する過程で、吸着パッドＰが、壁面Ｓに対して平行になってから壁面Ｓに接触することは、第１実施形態と同様である。
【００５８】
この第２実施形態では、第１ガイドスプロケット５８が経路補正ガイド部材を構成し、上記回転ローラ６０は回転ガイド部材を構成するとともに、これら第１ガイドスプロケット５８，回転ローラ６０及び第１ガイド凸部５６が相まって、吸着パッドＰの経路中における姿勢ガイド機構を構成するものである。
また、上記第２ガイドスプロケット５９は、壁面Ｓに接触し始めの位置で、吸着パッドＰが壁面Ｓからの反力で移動することを規制する押え手段として機能するとともに、吸着パッドＰの接続用基板２５の突出部２５ａを第１、第２ガイドレール２３，２４間に導く機能を発揮する。
【００５９】
上記第２実施形態では、第１実施形態の第１，第３ローラ２８，３０に替えて第１、第２スプロケット５８，５９を用いるようにしている。このように、ローラに替えてスプロケットを用いたことにより、次のようなメリットがある。
上記第１実施形態では、吸着パッドＰが壁面Ｓに正対するまでの経路中で、第１〜第３ローラ２８〜３０によって吸着パッドＰを、メインスプロケット２，４の外周から離して移動させるようにしているので、上記経路中におけるチェーン３，５の張力にばらつきが生じ易くなる。例えば、チェーン３、５のそれぞれの張力にばらつきがあると、チェーン３の張力とチェーン５の張力に差ができてしまい、これらに固定された吸着パッドＰが幅方向で傾いて移動してしまうことがある。
しかし、この第２実施形態のように、経路中に第１，２ガイドスプロケット５８，５９を用いれば、チェーン３，５の張力に差ができることはない。なぜなら、装置本体１の進行方向前後でそれぞれ３個ずつ、合計６個のスプロケットを用いたので、その分チェーン３，５の張力が安定するからである。このようにチェーン３，５の張力が安定するので、吸着パッドＰは幅方向に傾いて移動することがなくなる。
【００６０】
また、この第２実施形態では、前記したように、真空ポンプ６１ａ，６１ｂを装置本体１に搭載しているので、装置本体１の走行の自由度が確保される。もし、真空ポンプを装置本体１の外に設けると、装置本体１と真空ポンプとを配管で接続しなければならないが、この場合には、装置本体１の走行の自由度が損なわれる。しかし、上記したように、この第２実施形態では、真空ポンプを装置本体１に搭載しているので、走行の自由度が確保される。
【００６１】
さらに、この第２実施形態では、上記のように、真空ポンプ６１ａ，６１ｂを２台用いて、それぞれをロータリー継手６２に個別に接続している。このロータリー継手６２の内部は、一方の真空ポンプ６１ａに連通する領域と、他方の真空ポンプ６１ｂに連通する領域とに区画されている。
そして、全吸着パッドＰのうち、半数の吸着パッドＰを、ロータリー継手６２に区画された一方の領域を介して真空ポンプ６１ａに接続し、残りの半数の吸着パッドＰを、ロータリー継手６２に区画された他方の領域を介して真空ポンプ６１ｂに接続し、２つの真空連通系統を形成している。
【００６２】
上記のような２系統の接続形態において、真空ポンプ６１ａに接続する吸着パッドＰと真空ポンプ６１ｂに接続する吸着パッドＰとを、１つおきに配置すれば、一方の真空連通系統の真空度が急激に低下するようなことが起こっても、隣り合う吸着パッドＰの真空度が同時に低下することがない。つまり、どこかで、真空破壊が起きたとしても、壁面Ｓに吸着している複数の吸着パッドＰのうち、半数の吸着パッドＰは高真空度を保つことができる。
なお、この第２実施形態において、上記した以外の構成及び作用は、前記した第１実施形態と同様である。
【００６３】
また、吸着力伝達手段及び受止め手段、反力作用手段及び押え手段の構成は、上記第１、第２実施形態ものに限らない。次に説明する第３〜第５実施形態は、吸着力伝達手段及び受止め手段、反力作用手段及び押え手段を、上記第１，２実施形態と相違させたものである。
なお、以下の第３〜第５実施形態の説明において、上記第１，第２実施形態と同様の構成要素には、第１、第２実施形態と同じ符号を用いて説明する。
【００６４】
図１８に示す第３実施形態は、第１，第２実施形態と同じ第１ガイドレール２３を用いているが、第２ガイドレール６３は、第１実施形態の支持部材２６上に固定し、接続用基板２５の下方に位置させたものである。なお、この第２ガイドレール６３は、上記第１実施形態と同様の長さを保持している。
従って、前記したように吸着パッドＰに壁面Ｓからの反力が作用し、吸着パッドＰが壁面Ｓから離れる方向へ移動したとき、上記第２ガイドレール６３が接続用基板２５の裏面を押えて、吸着パッドＰの移動を規制する。この第３実施形態では、上記接続用基板２５の裏面が反力作用手段にあたる。
【００６５】
図１９に示す第４実施形態では、前記起立片１４ａ，１４ｂのそれぞれに１本のガイドレール６４を設けるとともに、接続用基板２５の両側裏面にはＬ字状部材６５を設けている。このようにしたＬ字状部材６５と接続用基板２５との間にガイドレール６４が位置する構成にしている。なお、図示のように接続用基板２５の裏面にＬ字状部材６５を固定すれば、第１実施形態のような突出部２５ａは必要としない。
そして、この第４実施形態では、吸着パッドＰが壁面Ｓに引きつけられているときには、上記Ｌ字状部材６５であって、接続用基板２５に対向する吸着力伝達面６５ａがガイドレール６４の一方の面である受止め面６４ａに吸着力を作用させる。
【００６６】
一方、吸着パッドＰに、壁面Ｓからの反力が作用したときには、上記接続用基板２５の裏面を、上記ガイドレール６６の他方の面である押え面６４ｂが押え、吸着パッドＰを壁面Ｓから離れないようにする。
なお、この第４実施形態では、Ｌ字状部材６５の吸着力伝達面６５ａが吸着力伝達手段にあたり、ガイドレール６４の受止め面６４ａが受止め手段にあたる。また、上記接続用基板２５の裏面が反力作用手段にあたり、上記押え面６４ｂが押え手段にあたる。
【００６７】
また、図２０に示す第５実施形態では、接続用基板２５の裏面に１つのＬ字状部材６５を設け、このＬ字状部材６５に対応する位置に、１本のガイドレール６６を設けている。なお、このガイドレール６６は、第３実施形態と同様に支持部材２６に設けている。このようにしたＬ字状部材６５と接続用基板２５との間にガイドレール６６が位置する構成にしている。
従って、この第５実施形態では、吸着パッドＰが壁面Ｓに引きつけられているとき、上記Ｌ字状部材６５の吸着力伝達面６５ａが、ガイドレール６６の一方の面である受止め面６６ａにその吸着力を作用させる。
一方、上記吸着パッドＰが壁面Ｓから反力を受けたときには、接続用基板２５の裏面が、上記ガイドレール６６の他方の面である押え面６６ｂに接触し、その移動が規制される。
なお、この第５実施形態では、Ｌ字状部材６５の吸着力伝達面６５ａが吸着力伝達手段にあたり、ガイドレール６６の受止め面６６ａが受止め手段にあたる。また、上記接続用基板２５の裏面が反力作用手段にあたり、上記押え面６６ｂが押え手段にあたる。
【００６８】
さらに、上記第１〜第５実施形態では、受止め手段を、レール状の部材で構成しているが、壁面Ｓに正対して移動する複数の吸着パッドＰの吸着力を総合化できれば、レール状の部材に限らない。例えば、上記レール状の部材に替えて、連続的に配置した複数のローラなどを用いてもよい。このことは、押え手段についても同様で、押え手段として連続的に配置した複数のローラを用いてもよい。
【００６９】
図２１〜図２２に示す第６実施形態は、吸着パッドＰ’の構造を、上記第１実施形態の吸着パッドＰと相違させたもので、この吸着パッドＰ’は、図２１の断面図に示すように、中央を膨らませた底板６７の外周に沿って設けたつば部６７ａに、上記第１実施形態と同様のシール部材９を設けたものである。
また、上記底板６７に一対の凹部６７ｂを形成し、そこに一対の脚部１０，１０を取り付けるとともに、この脚部１０，１０に対応した底板６７の裏面にはスペーサ６８，６８を介して接続用基板２５を取り付けている。このようにスペーサ６８，６８を設けたので、底板６７と接続用基板２５との間に十分な間隔を保っている。
なお、この接続用基板２５の裏面には、上記他の実施形態と同様に固定部材３ａ，５ａを介してチェーン３，５を取り付けている。
【００７０】
上記のようにした底板６７の裏面には、ケーシングＣ１に組み込んだ開閉弁機構Ｖ１を設けるとともに、底板６７には真空引き孔６９を形成している。
そして、図２２に示すように、上記ケーシングＣ１は、上記底板６７側から、一方のフタ部材７０、本体７１、他方のフタ部材７２を順に設けるとともに、このケーシングＣ１と底板６７との間にシール部材７３を介在させ、このシール部材７３で上記真空引き孔６９の周囲をシールしている。なお、図中符号７４は真空引き孔６９に対応して設けたフィルタである。
【００７１】
上記のようにしたケーシングＣ１に組み込んだ開閉弁機構Ｖ１は、本体７１にスプリング室７５を形成し、このスプリング室７５に弁部材７６とスプリング７７とを設けている。そして、上記弁部材７６はスプリング７７の弾性力の作用で、通常は、弁部材７６に設けた弁部７８が、上記真空引き孔６９に連通するシート孔７９をふさぐ構成にしている。
また、上記弁部材７６にはこの発明の接触検知手段を構成する接触検知棒８０を一体に設け、この接触検知棒８０の先端を、吸着パッドＰ’内に突出させ、その先端をシール部材９の先端とほぼ面一にしている。そして、この接触検知棒８０は、当該吸着パッドＰ’が壁面Ｓに接触したときに壁面Ｓに押され、上記スプリング７７の弾性力に抗して押し込まれる。このようにして接触検知棒８０が押し込まれると、それにともなって弁部材７６もスプリング７７の弾性力に抗して移動し、弁部７８がシート孔７９を開くものである。
なお、上記弁部材７６、弁部７８、シート孔７９のそれぞれが相まって第１弁部を構成するものである。
【００７２】
さらに、上記本体７１には上記弁部７８で開閉される連通路８１を形成しているが、弁部７８が開いたとき、上記シート孔７９と連通孔８１とが連通する。また、この連通路８１は、本体７１と一方のフタ部材７０とが相まって形成する弁室８２に連通している。この弁室８２は、シート孔８３を介して、隣接する吸着パッドＰ’に連通する連接孔８４と、真空ポンプに連通するポンプ連通孔８５とに連通している。
なお、上記ポンプ連通孔８５は、例えば、図１１において真空パイプ１９に連通させる吸着パッドＰ’に対応した開閉弁機構Ｖ１にのみ必要なもので、全ての開閉弁機構Ｖ１にこのポンプ連通孔８５を必要としているわけではない。
さらに、上記弁室８２には第２弁部を設けているが、この第２弁部は、絞り孔８６を形成した弾性板部材８７にシート部材８８を設けてなるもので、通常は、シート部材８８がシート孔８３を開いた状態を保つ。
【００７３】
次に、この開閉弁機構Ｖ１の作用を説明する。
上記吸着パッドＰ’が壁面Ｓから離れた状態にあるとき、開閉弁機構Ｖ１が図２１に示す通常状態を維持する。この通常状態では、上記第１弁部が閉弁状態を維持すること前記したとおりである。このように第１弁部が閉じているときには、連通路８１からシート孔８３に至るまでの真空度が均一になる。従って、第２弁部は図示の開弁状態を維持する。
接触検知棒８０が壁面Ｓに押されて、弁部材７６が上記スプリング７７に抗して移動すると、上記弁部７８がシート孔７９を開くとともに、連通孔８１が開かれる。従って、シート孔７９と連通孔８１とが連通するので、第２弁部を境にして連通孔８１とシート孔８３との間で真空度に差ができる。このように真空度に差ができるので、第２弁部のシート部材８８がシート孔８３をシートする。従って、連通孔８１とシート孔８３とは絞り孔８６のみを介して連通する。つまり、吸着パッドＰ’内は上記絞り孔８６を介して連接孔８４及びポンプ連通孔８５に連通することになる。
【００７４】
上記のように吸着パッドＰ’内は上記絞り孔８６を介して連接孔８４及びポンプ連通孔８５に連通するので、吸着パッドＰ’内の真空度はそれほど高くならない。上記のように絞り孔８６を介して連接孔８４に連通するということは、当該吸着パッドＰ’が他の吸着パッドＰ’に対しても絞り孔８６を介して連通することになる。従って、当該吸着パッドＰ’の真空度の低さが、他の吸着パッドＰ’の真空状態に影響を及ぼすこともない。
【００７５】
上記のように第１弁部が開弁した瞬間は、吸着パッドＰ’内の真空度がそれほど高くならので、吸着パッドＰ’内と真空ポンプ側との差圧が大きな状態が保たれる。差圧が大きいと、接触検知棒８０が押されて第１弁部が開いたとしても、第２弁部は閉じた状態を保つ。このように第２弁部が閉じているかぎり、吸着パッドＰ’内は絞り孔８６を介してのみ真空ポンプに連通することになる。
ただし、上記絞り孔８６を介して、徐々に吸着パッドＰ’内の真空度が上がれば、吸着パッドＰ’内と真空ポンプ側との差圧が設定値未満になり、第２弁部は、弾性板部材８７の弾性力の作用で開弁し、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
なお、上記差圧の設定値は、第２弁部の弾性板部材８７弾性力と絞り孔８６の直径によって決められるものであること、第１実施形態と同様である。
【００７６】
また、この第６実施形態では、図２１のようにスペーサ６８を設けて接続用基板２５と底板６７との間に十分な間隔を設け、ポンプ連通孔８５を接続用基板２５と底板６７との間に開口させたので、このポンプ連通孔８５に配管８９を接続し、この配管８９を上記間隔から、図２１に示すようにチェーン５の外側を通して真空ポンプに導くことができる。言い換えると、一対のチェーン３，５間に開閉弁機構Ｖ１を設けた場合にも、吸着パッドＰ’の走行過程で、上記配管８９がスプロケットの回転軸に絡まることがない。
【００７７】
上記のように一対のチェーン３，５間に開閉弁機構Ｖ１を設けることができるので、チェーン３，５の間隔を、吸着パッドＰ’の幅方向に広くできる。チェーン３，５の間隔を広くすればするほど、それに固定した吸着パッドＰ’の走行中の姿勢を安定させることができる。
このように吸着パッドＰ’の走行中の姿勢が安定していれば、吸着パッドＰ’が壁面Ｓに対して正確に正対し、それだけ接触検知棒８０が押されるタイミングも正確になる。
【００７８】
図２３に示す第７実施形態は、開閉弁機構Ｖ１のケーシングＣ１に真空破壊弁Ｖ２のケーシングＣ２を一体的に設けるとともに、ケーシングＣ１，Ｃ２との間に仕切り板９０を設け、開閉弁機構Ｖ１と真空破壊弁Ｖ２とを区画している。
なお、開閉弁機構Ｖ１は、上記第６実施形態と同様なので、その詳細な説明は省略し、真空破壊弁Ｖ２について詳細に説明する。ただし、開閉弁機構Ｖ１については、必要に応じて第６実施形態と同一符号を用いて説明するが、この第７実施形態の開閉弁機構Ｖ１にはポンプ連通孔８５を形成していない。なぜなら、当該開閉弁機構Ｖ１は、互いに隣接する吸着パッドＰ’の開閉弁機構Ｖ１のみに連通させ、真空ポンプには連通させないタイプを想定しているからである。
【００７９】
上記真空破壊弁Ｖ２のケーシングＣ２には、仕切り板９０に形成した連通孔９１を介して開閉弁機構Ｖ１のシート孔８３に連通するスプリング室９２を設けている。このスプリング室９２には弁部材９３を設けるとともに、この弁部材９３にはスプリング９４の弾性力を作用させている。そして、上記弁部材９３はスプリング９４の弾性力の作用で、通常は、弁部材９３に設けた弁部９５が、上記ケーシングＣ２に形成した大気開放孔９６をふさぐ構成にしている。
また、上記弁部材９３の外周にはスリット９７を形成し、真空破壊弁Ｖ２が開弁状態にあるとき、スリット９７を介してスプリング室９２と大気開放孔９６とが連通する。言い換えると、真空破壊弁Ｖ２が開弁状態にあるとき、大気開放孔９６は、スリット９７→スプリング室９２→連通孔９１→シート孔７９→真空引き孔６９を介して吸着パッドＰ’内に連通する。
【００８０】
さらに、上記弁部材９３には押圧棒９８を一体に設け、この押圧棒９８の先端を、ケーシングＣ２の外方に突出させている。この押圧棒９８は、開弁ローラ９９に接触したときに押し込まれ、弁部材９３を上記スプリング９４の弾性力に抗して移動させ、真空破壊弁Ｖ２を開弁状態にする。
上記のとき、当該吸着パッドＰ’の真空が破壊されるが、この真空破壊されるタイミングは、上記開弁ローラ９９の位置に依存する。ただし、この真空破壊のタイミングは、第１実施形態と全く同じであり、開弁ローラ９９もそのタイミングに対応した位置に設けられている。
【００８１】
なお、上記第１、第６及び第７実施形態においては、接触検知手段として接触検知棒を用いたが、接触検知手段は吸着パッドが被吸着面に接触したとき、第１弁部を開弁させる作用力を発揮するものであれば、その構成は問わない。例えば、第１実施形態における弾性板部材３７をシール部材９の先端まで突出させるようにしてもよい。
いずれにしても、吸着パッドが被吸着面に接触したことを機械的に検知して、開閉弁機構を制御することができるので、電気的なセンサとは異なり、信号の伝達に遅れが発生したり、雨水や水を利用する環境においてもセンサが故障したりしにくくできる。
また、上記各実施形態において、吸着走行装置に自走能力を付与するために、装置本体に駆動源を搭載してもよい。あるいは、被吸着面に吸着させた装置本体を、牽引等によって走行させるようにしてもよい。さらに、装置本体１に、被吸着面に接触する駆動車輪を設けて、それによって走行力を得るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１実施形態の装置本体の断面図である。
【図２】第１実施形態の吸着パッドの走行状況説明図である。
【図３】第１実施形態の姿勢ガイド機構の位置関係を示す平面図である。
【図４】第１実施形態の吸着パッドの斜視図である。
【図５】第１実施形態の吸着パッドにおけるガイド凸部の位置関係を示す斜視図である。
【図６】第１実施形態の第１、第２ガイドレールと吸着パッドとの位置関係を示す説明図である。
【図７】第１実施形態の開閉弁機構の閉弁状態を示した拡大断面図である。
【図８】上記開閉弁機構の要部を拡大した断面図である。
【図９】第１実施形態の開閉弁機構の開弁状態を示した拡大断面図である。
【図１０】第１実施形態の真空連通パイプの接続状態を示す図である。
【図１１】真空連通パイプの接続状態の他の実施形態を示す図である。
【図１２】第１実施形態の真空破壊弁の拡大断面図である。
【図１３】第１実施形態の姿勢ガイド機構でガイドされた吸着パッドの姿勢の変化を示した図である。
【図１４】第１実施形態の姿勢ガイド機構でガイドされた吸着パッドの姿勢の変化を示した図である。
【図１５】第１実施形態の姿勢ガイド機構でガイドされた吸着パッドの姿勢の変化を示した図である。
【図１６】第１実施形態の姿勢ガイド機構でガイドされた吸着パッドの姿勢の変化を示した図である。
【図１７】第２実施形態の装置本体を示した図である。
【図１８】第３実施形態の第１、第２ガイドレールを示した部分拡大図である。
【図１９】第４実施形態のガイドレールを示した部分拡大図である。
【図２０】第５実施形態のガイドレールを示した部分拡大図である。
【図２１】第６実施形態の吸着パッドの断面図である。
【図２２】第６実施形態の開閉弁機構の拡大断面図である。
【図２３】第７実施形態の開閉弁機構及び真空破壊弁の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１      装置本体
２，４  メインスプロケット
３，５  チェーン
Ｐ，Ｐ’  吸着パッド
Ｓ      壁面
１３    接触検知棒
３５    真空引き孔
３６    真空破壊孔
Ｖ１    開閉弁機構
３８    弁部材
３９    第１弁部
４１    シート部材
４３    絞り孔
４４    第２弁部
６９    真空引き孔
７６  弁部材
７８  弁部
８０    接触検知棒
８６    絞り孔
８７    弾性板部材
８８    シート部材
９６    大気開放孔
Ｖ２    真空破壊弁
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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