JPS62221981A - 負圧走行吸盤 - Google Patents

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】 ［発明の分野］ 本発明は一般的にいえば、計測器や工具等を搭載して垂
直壁面の状況探査や補修加工に利用するロボットに係る
ものであり、具体的にいえば垂直壁面を遠隔操作により
自由に走行し、作業する口ポットに使用する負圧走行吸
盤に係るものである。

［発明の背景］ 従来のこの種のロボット（真空吸着自走車）の負圧走行
吸盤を第１〜３図に示す。これらの図において１はシー
ル、２は環状シール保持具、そして３は垂直壁面を示す
。シール１は第１図ではゴムの薄膜から成り、第２図で
はゴムまたはプラスチックの膜を用いてその自由縁に補
強リングを設けており、また第３図では繊維状物質を一
方向に多数配置して成るブラシをシール１として使用し
ている（特公昭６０−２６７５２　：特公昭６０−２８
７１５　：特開昭６０−１３５３７９　；特開昭６０−
２５６６９　：特開昭６０−９０６８１月：特開昭６０
−９２１７５参照）。

第１図のゴム薄膜の負圧シール材はゴム膜が壁面に押し
つけられない程度に密封しているのであり、このため壁
面への追従性は高いが負圧空間内への空気の侵入量も大
ぎく、これを常時吸引して負圧を発生させていても自走
車の吸着力は小さい。

第２図の負圧シール材はシール材の弾性力及び大気圧と
負圧との差圧を利用してシール材を壁面に押しつける。

壁面の変形に対する追従性はよいが、負圧が大きくなる
とシール材への押しつけ力も大きくなり負圧空間への空
気の侵入は少なくなるが、走行時の摩擦抵抗は負圧に比
例して大きくなる。

−第３図のブラシを負圧シール材に用いると、摺動摩擦
抵抗は小さいが、空気はブラシ繊維間とシール面を通っ
て負圧空間に侵入する。押しつけ力を大きくしてシール
面からの空気侵入を排除しても、ブラシｍ相間を通る空
気浸入は排除できず、負圧保持機能は劣る。

［発明の目的］ 負圧走行吸盤の負圧を効果的に保持するにはシール材を
壁面に押圧密着させなければならないが、そのようにす
ると摺動時の摩擦抵抗が増大して走行障害を生じる。

本発明の目的は、負圧シールを密着摺動させながら、負
圧を効果的に保持し、同時に摩擦抵抗を低減する負圧走
行吸盤を提供することにある。

この目的は本発明に従って、繊維状物質を多数一方向に
配置して成るブラシと、このブラシ内に前記の一方向に
配置した少なくとも１枚の非通気性シートとから成るシ
ールを備えた負圧走行吸盤によって達成される。

［実施例］ 第４図に本発明の第１実施例を示す。図において４は繊
維状物質を多数一方向に配置して成るブラシであり、５
はこのブラシ内に前記の一方向に配置した１枚の非通気
性シートである。６はブラシを保持する環状枠である。

また第５図はブラシが強く壁面に押しつけられた状態を
示す。

ブラシをシール材に用いるが、ブラシの繊維状物質問を
吸引空気が通過するのを非通気性のシートが防いでいる
。この構成により従来のブラシシールの持つ、壁面追従
性の良さと、摩擦抵抗が低いという長所を保持しながら
、非通気性の膜によるシール性の向上を図っている。

非通気性の膜の使用により従来のブラシの吸盤のように
気密性を改善しようとして繊維状物質を密植させる必要
はなく、ブラシの弾力性を有効に利用できるような密度
でＩＩＮ状物質を植えれるようになり、またブラシが壁
面の凹凸を横断できるだけの巾に拡大することができる
。

動作中層動面が変化し、相対的位置が第４図から第５図
の状態になった時、ブラシは密植されて１いないので変
形（曲り）が容易であり、ブラシの１面への押しつけ力
の増加は少なく、従って摩擦抵抗の増加も少ない。非通
気性シートは両側のブラシで挾まれており負圧によって
内側に吸い込まれるようなことはなくシール性能は変動
しない。

第６図は本発明の第２の実施例を示す。図において４ｂ
は細い、または軟かい繊維状物質であり、５はこの柔軟
なブラシを挾む非通気性シートである。４ａは太い、ま
たは硬い繊維状物質である。このような構成とすること
によりブラシ先端の密着性を改善して空気の吸込囲を減
少させることができる。同時にシート５は外側のブラシ
４ａから内側へ押され、シート先端の走行面からまくれ
上がりを阻止する。

製作に当っては中間ブラシ層の繊維状物質４ｂを外側ブ
ラシ層の繊維状物質４ａより長くならないようにしく一
例として５ｍ位短かくする）、そして太い！ｌｌ状状物
質細い繊維状物質との太さの比は２：１以上とするのが
好ましい。中間ブラシ層の繊維状物質４ｂを細い直毛状
繊維とし、外側ブラシ層の繊維状物質４ａを太い縮毛状
繊維としてもよい。

このようにすると壁面に対するブラシ先端の密着性と馴
み易さは一層向上する。

本発明に従って、膜厚０．１ａａｗのポリエチレンジ［
トを線径ｏ、３ｍ、毛足長さ５０ｔｓのポリエステルブ
ラシの中央に配置して構成した負圧走行吸盤をステンレ
ス鋼板に適用した。シール材の押しつけカフ　ｋａで、
発生負圧は０．１１〜０．２０　ｋａ／ｃｊであった。

非通気性シートを使用しない同じ線径と毛足長さのポリ
エステルブラシの場合発生負圧は０．０１ｋｇ／ｃｉに
過ぎなかった。

実施に当って繊維状物質の長さは４０〜１００Ｍ、その
太さは０．５〜ｏ、ｏｓ　ｍの範囲で選択して良い結果
を得た。

第７図は本発明の負圧走行吸盤を使用した真空吸着自走
車の側面図であり、第８図は平面図である。これらの図
において７は負圧走行吸盤であり、８は車輪、９はシャ
ーシである。このシャーシには吸盤に負圧を適用する手
段、操舵手段等が搭載されているが、その説明は従来の
壁面走行車と同じであるので省略する。

［発明の効果］ 以上から明らかなように本発明の負圧走行吸盤は負圧シ
ールを壁面に密着層動させながら、負圧を効果的に保持
し、同時に摩擦抵抗を低減している。

また、走行面上と馴み易く、密着性も高いため走行面上
の突起や溝をのり越え、その通過時にも負圧の低下は殆
んど認められない。比較的小さいシールの押しつけ力で
負圧が得られるので、少ないエネルギーで大きな吸着力
を得ることができ、シール材の摩擦抵抗が小ざいので、
エネルギー損失も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のゴム膜使用の負圧走行吸盤の一部分の断
面図である。 第２図は従来の補強弾性シール使用の負圧走行吸盤の一
部分の断面図である。 第３図は従来のブラシ使用の負圧走行吸盤の一部分の断
面図である。 第４図は本発明の負圧走行吸盤の第１の実施例を示す。 第５図は押圧力が増大した場合の第１の実施例の状態を
示す。 １１第６図は本発明の負圧走行吸盤の第２の実施例を示
す。 第７図は本発明の負圧走行吸盤を使用した真空吸着自走
車の側面図であり、第８図は平面図である。 図中： １：シール、２：シール保持具、３：壁面、４：繊維状
物質、５：非通気性シート、６：環状枠、７：負圧走行
吸盤、８：車輪、９：シャーシ。 ・ｔん 第　１　図 第３図 箇４図　箇５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維状物質を多数一方向に配置して成るブラシと、
   このブラシ内に前記の一方向に配置した少なくとも１枚
   の非通気性シートとから成るシールを備えたことを特徴
   とする負圧走行吸盤。 ２、前記の繊維状物質がプラスチック繊維である特許請
   求の範囲第１項に記載の負圧走行吸盤。 ３、前記の繊維状物質が直毛または縮毛状繊維である特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の負圧走行吸盤
   。 ４、前記のシートが密植した繊維状物質の中心にあり、
   シートは繊維状物質より短かくない特許請求の範囲第１
   項に記載の負圧走行吸盤。 ５、細い、または軟かい繊維状物質の中間ブラシ層の両
   側に前記のシートを配置し、更にそのシートの外側に太
   い、または硬い繊維状物質の外側ブラシ層を配置した特
   許請求の範囲第１項に記載の負圧走行吸盤。 ６、前記の中間ブラシ層の繊維状物質は、前記の外側ブ
   ラシ層の繊維状物質より長くない特許請求の範囲第５項
   に記載の負圧走行吸盤。 ７、前記の中間ブラシ層の繊維状物質は細い直毛状繊維
   であり、前記の外側ブラシ層の繊維状物質は太い縮毛状
   繊維である特許請求の範囲第５項または第６項に記載の
   負圧走行吸盤。 ８、前記の繊維状物質の長さは４０〜１００ｍｍ、その
   太さは０．５〜０．０５ｍｍである特許請求の範囲第１
   項に記載の負圧走行吸盤。 ９、前記の太い繊維状物質と前記の細い繊維状物質との
   太さの比は２：１以上である特許請求の範囲第５項に記
   載の負圧走行吸盤。