JPS60219172A - 真空吸着式走行車両 - Google Patents

真空吸着式走行車両

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JPS60219172A
JPS60219172A JP59074700A JP7470084A JPS60219172A JP S60219172 A JPS60219172 A JP S60219172A JP 59074700 A JP59074700 A JP 59074700A JP 7470084 A JP7470084 A JP 7470084A JP S60219172 A JPS60219172 A JP S60219172A
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container
vacuum container
pressure
force
vehicle
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JP59074700A
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Kiichiro Tsuda
津田 喜一郎
Youzou Fukagawa
容三 深川
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JGC Corp
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
JGC Corp
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/003Remote inspection of vessels, e.g. pressure vessels
    • G21C17/013Inspection vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は垂直壁面あるいは天井面などを走行させるこ
とができる真空吸着式の走行車両に関する。
この種の走行車両は、建物外壁面のタイルの付着状態を
調査したり、火災時に建物の壁を走行して救急ロープを
手渡したりするように1通常であれば屋上からゴンドラ
を吊したり壁面に沿って足場を組んだりして行なわれる
作業を、地上から遠隔制御あるいは自動運転にて実行さ
せるために用いられるもので1作業の安全性を向上させ
たり作業期間を短縮して経済性を向上させるために使用
される。とくに原子力発電所の設備におけるタンクや壁
に沿って配置された機器の点検検査、清浄。
補修などの作業に対して用いる場合には、放射線被爆を
低減する目的にも合致し、その実用化が期待されている
〔従来技術とその問題〕
しかるに、この種の走行車両は、壁面の状況。
たとえば凹凸、亀裂2段差や結露あるいは粉塵の付着な
どにより吸着力が不足したり、スリップが生じて走行不
能な状態になる可能性があり、これらの状態が発生する
と車両が落下し本体を破損するのみな′らず周囲の機器
や作業者に被害を及ぼしたり、あるいは車両を回収する
ために労力を要したり危険を伴なうなど安全性の面で信
頼性を欠く欠点があった。
以下図面を参照して従来の走行車両が有していた欠点を
具体的に説明する。第1図は従来の真空吸着式走行車両
の基体構造を示す縦断面図である。
図において真空容器1は壁面10などの走行面側が開口
された外圧に抗して形状を保持するための十分な剛性を
備え、開口部枠縁には壁面10と接触し開口部から外気
の浸入を極力抑えるためのシール2が設けられている。
このシール2は真空保(持の点からはできるだけ壁面1
0に密着させる必要があるが、一方ではこの接触力が走
行抵抗となるため、この点からは接触力を小さくする必
要があり、これら相反する条件を満足させるため工夫を
要するところである。真空容器1の天井壁には排気ホー
ス3が設けられ図示されていない真空ポンプに接続され
ている。これらの排気系は図のように別置される場合も
あるし、また真空容器1に塔載する場合もある。真空容
器1内には天井壁に一体化された支柱4により駆動輪5
が回動自在に支持され、駆動輪5は図示されていない電
動機などにより駆動されるようになっている。なお駆動
輪5は図では説明の都合上前後2輪ずつでいずれも駆動
輪であるとする。
また駆動輪5には壁面10に直角な力の合畦値F1が作
用し、シール2には壁面10の接触面に大気圧との圧力
差がΔpであってゲージ圧とすれば容器内圧を示すこと
になる。次に駆動輪5と壁面10との摩擦係数をμmと
し、これは一般的には粘着係数といわれており、またシ
ール2と壁面10との摩擦係数をF2とし、車両重量を
Wとする。
いま、真空吸着式走行車両が壁面10(垂直面)に保持
されている状態、すなわち駆動用の電動機をストール状
態にして回転して滑り落ちることに抗している状態とす
ると、 F1μm+F2μ2≧W・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・(1(が成立しなければな
らない。さらにスリップしないで走行するためには、 F1μm≧F2μ2 +W・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・(2)が成立する必要が
ある。一方、吸着力Fは、F=F1+F2=Δp・π・
D/4・・・・・・・・・・・・・・・(3)で表わさ
れる。またこの場合の動力やは重力にさからって上方に
移動するとき最大で、その移動速度をVとすると1次式
のようになる。
P=(W十F2μ2)V・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(4)次に、天井面走行について
は(11式に相当するものはなく、 F1μm≧F2μ2・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・旧・・f21’F = F1
+F2=Δp @ πeD / 4 ≧’W’・・−−
(31’P’−F2μ2v・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4
)′が成立する必要がある。
ここでμl、F2〈1と考えられるから、(1)式が成
立すれば、(3)式は成立し、(2)式が成立すれば、
F2F2〉0であるから(2)′が成立する。
すなわち不等式の条件では(2)式が最も厳しいことが
判る。そこで(2)式が成立するためには、W。
およびF2F2を小さくしたい。これは(4)および(
4)7式の点からも好ましい。F2F2を小さくするた
め ・には、F2.F2をそれぞれ小さくすればよいが
排気系の容量とも関係するものの一定のシール力を保持
するためにはF2.F2とも下限が存在する。
一方、Fl、μlを大きくすることは滑り落ちを防ぎ、
かつスリップなしに走行させるために必要である。μm
はできるだけ大きい方がよいが、車輪のタイヤ形状、材
質、走行面のあらさ、材質ならびに結露などの表面条件
により、上限が存在する。
一般にはμm<1と考えてよい。Flを大きくすると(
3)および(3)7式からDあるいはΔpを大きくしな
ければならず、Wを大きくすることになったり、排気系
、シール性能への負担が大きくなるためやはり上限が存
在する。
以上を整理すると、D、Δpを一定としたときFlは大
きく、F2は小さい方がよく、またμlは大きく、F2
は小さい方が望ましい。しかし、μlは走行面の状況、
タイヤの設計上の上限があり、F2゜F2はシール性能
から下限が存在する。
以上は正常走行における条件であるが、車両としては走
行面の条件でシール力が不足したすなんらかの原因で排
気能力が低下したときには走行できなくともよいから落
下しないように構成することが望まれる。また停止状態
で作業をさせ車両に反力が作用する場合までも走行時の
前記条件は成立する必要がなく、とにかく落下しないで
現位置に保持することが要求される。
従来の車両は正常走行の条件を満足させるように設計さ
れており、これら停止状態での条件を同時に満足させる
ことはむずかしい。
〔発明の目的〕
この発明は上述した従来の欠点を除去して走行性を保証
し、かつ吸着力を確実なものとした真空吸着式走行車両
を提供することにある。
より具体的にいえば、この発明は駆動部組体を真空容器
と吸着面に対して直角方向の移動可能し。
容器内の圧力変動に対応して吸着力を主として駆動部組
体に作用させたり、シール部に作用させてたりすること
が出来るように駆動部組体を移動可能に構成して、これ
により走行安定性と吸着の確実性とを保証した走行車両
を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
この発明は上述した目的を達成するために、走行面とな
る壁面などに対向する側に開口部を有してなる容器と、
この容器の内部空間を真空引きすることにより発生する
吸着力を直接担持しつつかつ吸着力の作用方向に移動可
能となる駆動部組体と、前記容器の開口部を壁面などに
対してシールして容器内外の気密を保つシール部さ、前
記駆動部組体を支持し前記容器の内圧が一定圧力以下の
ときにはこの駆動部組体に吸着力を大きく作用させ、走
行を確実にしまた何らかの理由で圧力が上昇したり、あ
るいは通常よりもより大きな吸着力を必要とする場合に
は駆動部組体を移動させて前記シール部に吸着力を大き
く作用させるように構成するものである。
〔発明の実施例〕
第2図はこの発明による真空吸着式走行車両の一実施例
を示すもので1図において前述した第1図の従来形車両
と同一部には同一符号を付して重複説明を避は相違点に
ついて説明する。この実施例の相違点は真空容器1の反
開口側になる天井壁に駆動部組体20を吸着面lOに対
して直角方向移動可動に構成し、その移動を真空容器内
の圧力をたとえば圧力検出器11を介して検出して行な
うようにしたことである。詳述すると駆動部組体20は
真空容器lを気密に貫通し進退自在となるねじ棒21と
、ねじ棒の先端に回動自在に支承されたベース22と、
ベース22に固定され駆動輪5を駆動する電動機23と
、ねじ棒21を進退するウオーム車24およびウオーム
25と、ウオーム25を回動する進退用電動機26とを
備えている0 以上の構成によるこの車両の動作は、たとえば何等かの
理由で真空容器1内の圧力が設定値以上に上昇して壁面
10への吸着力が低下したとすると、直ちにこれを圧力
検出器11が検出して進退用電動機26を始動して駆動
部組立20を壁面10から浮上るようにする。駆動部組
体20が壁面10から引上げられると吸着力はすべてシ
ール2に作用することになり、車両の落下は防止される
。したがって真空容器lの内圧が異常に上昇した、場合
゛\、− には走行はできなくとも壁面10に車両を現状位置に保
持しておく(フェールセーブの考え方)ことが可能とな
る。そして当然のことながら真空容器1内の圧力が設定
値以下に低下すれば、圧力検出器11がこれを検出して
駆動部組体20を壁面10に接触させて走行可能状態に
することができるO 次にこの発明による真空吸着式走行車両の他の実施例を
第3図により説明する。この実施例と前述の第2図の実
施例との相違点は、真空容器30が側壁31を円筒状に
し、天井壁にあたる部分をピストン32(!:L、て壁
面10に対して進退自在としたことと、ピストン32に
固定的ζこ駆動部組体20を取付け、シール2に自己調
整機構を持たせたことである。詳述すると真空容器31
は前述のピストン32の他にピストン32を側壁に対し
てシールするたきえば0リング33と、大気に開放され
た側のストッパ34と、真空容器内側のストツバ35と
、ピストン32を大気側に向けて付勢するばね36およ
びばね36の一端を係止するばね受37とを備えている
。一方シール2の自己調整機構40は、シール2を気密
に支持して真空容器30の内壁と軸方向自在となる円筒
状ピストン41と、円筒状ピストン41の外周と真空容
器30の内壁との間をシールするQ IJソング2と、
円筒状ピストン41を壁面10に向けて押圧するばね4
3とを備えている。なおこの場合の駆動部組体20は駆
動輪5を駆動する電動機23および電動機23をピスト
ン32支持するフレーム27とで構成される。
以上の構成による車両の動作は、たとえば真空容器30
内の圧力が一定値以下であればピストン32は大気との
差圧により、ばね36のばね力に抗してストッパ35の
位置に保持される。そして容器内圧力が上昇するとまず
シール2の自己調整機構40が働き、すなわちばね4・
3のばね力がピストン41を介してシール2を壁面10
に押圧するように作用し、さらに容器内圧力が上昇する
とばね35のばね力と容器内圧力が大気圧に打勝ってピ
ストン32を押上げ駆動部組体20を壁面から浮上げさ
せるようになり、車両は前述の実施例同様に走行はでき
なくとも壁面10の現状位置に保持しておくことが可能
となる。これはシール2の自己調整機構40と、ピスト
ン32およびばね36とが互に分担しあう構成であり、
自己調整機構40の機能は円筒状ピストン41の有効直
径をD′としてはね43の力をfとするとシール力F2
は、 F2= f−Δp(D −D”)π/4・・・・・・・
・・(5)であり、設定圧力Δpに対してf、D/によ
りF2を設計上任意に選ぶことができる。またばね43
はばね常数を小さくすることにより真空容器30の押圧
方向上の変位に対してシール力F2をほぼ一定にするこ
とができる。一方F1は、 F1=Δp、D ・π/4−f・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・(6)となることから、これもほ
ぼ一定にすることができる。
このことは、Fl、F2の微妙な調整が不用であること
を意味し、Fl/F2も一定であるから真空容器30に
吸着方向の変位があっても、これに関係なく適切なシー
ル力F2と粘着力Fを保持することができる。そして異
常などにより真空容器30内の圧力がさらに上昇した場
合にはその上昇圧力きばね35のばね力との和が前述し
たように大気圧に打勝ってピストン32を押上げ駆動部
組体20を浮上させ、その壁面1oに作用するカを0と
して車両を現状位置に保持し、容器内圧低下の急速回彷
を図ることが可能になっている。
したがってこの実施例は前述の実施例が電気機械的な構
成であるのに対して純機械的な構成としたことが異なり
、通常の機能においては変らない、なお第2図の実施料
の場合にはウオームホイール下 を回転させねじ棒による駆動輪の上ギを、油圧仙4リン
グなどで行なってもよいことはもちろんである。そして
この実施例はいずれも駆動車を車輪構造としたが、これ
をクローラ構造の駆動輪に適用しても有効であることは
いうまでもない。
〔発明の効果〕
この発明によれば真空容器の内圧が一定圧力以下のとき
は駆動部組体に吸着力を大きく作用させ。
車両の吸着保持を向上させたいときにはシール部に吸着
力を大きく作用させるように駆動部組体を移動可能にし
た構成で、走行性と特に吸着性を確実にし、真空吸着式
走行車両の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の真空吸着式走行車両の一例を示す縦断面
図、第2図はこの発明による真空吸着式走行車両の一実
施例を示す縦断面図、第3図はこの発明による真空吸着
式走行車両の他の実施例を示す縦断面図である。 1.30・・・真空容器、2・・・シール、20・・・
駆動部組体、21・・・ねじ棒、24・・・ウオーム車
、25・・・ウオーム、26川進退用電動機、32・・
・ピストン、33・・・0リング、36・・・ばね。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)走行面となる壁面などに対向する側に開口部を有し
    てなる容器と、この容器の内部空間を真空引きすること
    により発生する吸着力を直接担持しつつかつ吸着力の作
    用方向に移動可能となる駆動部組体と、前記容器の開口
    部を壁面などに対してシールして容器内外の気密を保つ
    シール部と、前記駆動部組体を支持し前記容器の内圧が
    一定圧力以下のときにはこの駆動部組体に吸着力を大き
    く作用させるきともに駆動部組体を吸着面に対して直角
    方向に移動可能としたことを特徴とする真空吸着式走行
    車両。
JP59074700A 1984-04-13 1984-04-13 真空吸着式走行車両 Granted JPS60219172A (ja)

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