负压吸附移动装置的负压吸附密封件的制作方法

1.本发明涉及在可以如空气或水那样利用包围流体的压力吸附于物体表面且沿着该物体表面移动的负压吸附移动装置中形成负压区域的负压吸附密封件。


背景技术：

2.以往有如下所述的一种装置，如空气或水那样利用包围流体的压力吸附于储油罐或船体等物体表面且沿着其移动，同时向物体表面喷射混合了研磨吹扫材料的压缩空气或超高压水，从而去除附着于物体表面的旧涂膜或锈等异物，或者通过喷射的研磨吹扫材料使物体表面粗糙化，由此进行涂装的基材调整，或者为了实施非破坏检查而使物体表面清洁，作为该装置例如能够举出日本特公昭60
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26752号公报(美国专利第4095378号说明书及附图)中公开的装置、日本特开平9
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76156号公报(美国专利第5904612号说明书及附图)中公开的装置。
3.该装置具备：喷射箱主体；作为移动机构的车轮，被安装于喷射箱主体；吸附密封件，与喷射箱主体连结，使其自由端部与物体表面接触；以及真空生成机构，用于使由喷射箱主体、物体表面及吸附密封件规定的减压空间内的流体向外部排出。在该装置中，若真空生成机构工作，则减压空间内的流体被排出至外部，由于减压空间内外的流体压力差而作用于喷射箱主体的流体压力经由车轮被传递至物体表面，通过该流体压力将装置吸附于物体表面。另外，在该吸附状态下，若通过如电动马达那样的驱动机构驱动车轮旋转，则装置通过上述车轮的作用而沿着物体表面移动。此外，在该装置中，安装有向物体表面喷射研磨吹扫材料的喷嘴等研磨吹扫材料喷射机构。
4.在日本特开2014
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008565号公报所公开的装置中，提出了一种表面处理装置，如空气或水那样利用包围流体的压力吸附于物体表面且沿着该物体表面移动，同时向物体表面喷射水等高压流体、或者混合有研磨吹扫材料的高压流体，由此可去除附着于物体表面的旧涂膜或者锈等异物，或者使物体表面粗糙化。
5.另外，提出了一种表面处理装置，如空气或水那样利用包围流体的压力吸附于物体表面且沿着该物体表面移动，同时将铝合金等喷镀材料加热、熔融并向物体表面吹送，在物体表面形成喷镀材料的覆膜。
6.另外，提出了一种表面处理装置，使喷嘴组件不仅在与该行驶装置的移动方向交叉的一个轴向上反复进行往复运动，而且还以在与该行驶装置的移动方向交叉的另一个轴向上反复进行往复运动的方式构成往复运动机构，由此可在不使物体表面产生处理不均的情况下高效地进行处理。
7.专利文献1：日本特公昭60
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26752号公报
8.专利文献2：美国专利第4095378号说明书和附图
9.专利文献3：日本特开平9
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76156号公报
10.专利文献4：美国专利第5904612号说明书和附图
11.专利文献5：日本特开2014
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008565号公报


技术实现要素：

12.发明要解决的技术课题
13.本发明的负压吸附移动装置的负压吸附密封件以上述的日本特开2014
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008565号公报中记载的负压吸附密封件为基础，以进一步提高功能和提高性能为目的。
14.首先，针对负压吸附移动装置，对负压吸附移动功能和负压吸附密封件的功能的概要进行说明。
15.负压吸附移动功能的概要如下所述。
16.负压吸附移动装置具备：吸盘框架；环状的负压吸附密封件，安装于吸盘框架的外周部，其自由端部与物体表面接触；作为移动机构的车轮，经由行驶框架安装于吸盘框架；以及负压生成机构，用于使由吸盘框架、负压吸附密封件和物体表面包围的减压空间的内部的流体排出至外部。
17.在该装置中，若负压生成机构工作，减压空间的流体被排出至外部，由于减压空间的内外的流体压力差使作用于吸盘框架和负压吸附密封件的流体压力经由车轮传递至物体表面，通过该流体压力使装置负压吸附于物体表面。
18.另外，在该负压吸附状态下，若通过电动马达那样的驱动机构驱动车轮旋转，则装置通过该车轮的作用沿着物体表面移动。
19.负压吸附密封件的功能的概要如下所述。由负压吸附密封件的聚氨酯等柔软材料形成的自由端部由于减压空间内外的流体压力差而被压向物体表面并与物体表面密接，极力阻止外部的流体向减压空间的内部流入。对于负压吸附密封件的基本形状，整体形状为环状，随着从安装于吸盘框架的外周部的部分接近物体表面而以喇叭状扩展，由于该形状使负压吸附密封件具备自密封功能。
20.作为本发明所要解决的课题，在船体等大型结构物的物体表面到处存在有将钢板重叠焊接的台阶部分等突起部分，因此存在若负压吸附密封件遇到该突起部分则自由端部被翻卷使负压吸附功能丧失这样的问题。
21.另外，装置需要以通过负压吸附力吸附于物体表面同时进行移动的方式进行控制，若自由端部与物体表面的摩擦力过强，则会产生对装置的移动的控制带来障碍的可能性，因此期望可降低自由端部与物体表面的摩擦力的负压吸附密封件。
22.用于解决技术课题的手段
23.为了解决上述的技术课题，本发明提出以下的负压吸附密封件。
24.本发明的负压吸附密封件至少由安装于吸盘框架的外周部的密封件固定部、与密封件固定部连结的密封件伸缩部以及与密封件伸缩部连结的密封件自由端部构成。
25.该密封件固定部为环状且为板状，其外周部的形状与吸盘框架的外周形状大致相同，其内缘部的形状与吸盘框架的外周形状相似。
26.该密封件伸缩部由随着从与密封件固定部的内缘部连结的部分开始接近物体表面而变窄的狭窄部分、和从该最窄的部分开始随着接近物体表面而呈喇叭状扩展的扩展部分构成。所述狭窄部分可以与所述扩展部分一体地构成，所述狭窄部分和所述扩展部分也可以成为独立的部件。也可以在所述狭窄部分与所述扩展部分之间形成有用于连接所述狭窄部分与所述扩展部分的结合部。
27.该密封件自由端部为环状且为板状，由从与密封件伸缩部的扩展为该最大的喇叭
状的部分连结的内缘部开始进一步向外侧扩展的部分构成。
28.该密封件自由端部具备以能够与物体表面接触的方式构成的接触部，该接触部的一端与该密封件伸缩部扩展侧的扩展最大的部分连接，另一端与该密封件自由端部的自由端缘部连接。
29.该密封件固定部通过密封件固定板部件设置或固定在该吸盘架上。
30.该密封件固定板部件为环状且为板状，其外周部的形状与吸盘框架的外周形状大致相同，其内缘部的形状与外周部的形状相似。
31.该密封件固定板部件的内缘部的位置位于与该密封件固定部的内缘部相同的位置或外侧。
32.在本发明的负压吸附密封件中，作用有将密封件自由端部向物体表面按压的摩擦增加力和使密封件自由端部从物体表面离开的摩擦减少力。
33.在本发明的负压吸附密封件中，通过使将该密封件自由端部向物体表面按压的摩擦增加力和使该密封件自由端部从物体表面离开的摩擦减少力的值增减，可调整负压吸附密封件与物体表面的摩擦力。即，该负压吸附密封件与物体表面的摩擦力可通过调整将该密封件自由端部向物体表面按压的力的值来进行调整。
34.本发明的负压吸附密封件通过调整该密封件固定板部件按压该密封件固定部的面积、即该密封件固定板部件与该密封件固定部的接触面积，可调整负压吸附密封件与物体表面的摩擦力。
35.即，在负压吸附移动装置中，通过使负压吸附密封件与物体表面的摩擦力减少至小于驱动车轮与物体表面的摩擦力，使负压吸附移动装置沿着物体表面移动，因此调整负压吸附密封件与物体表面的摩擦力非常重要。
36.另外，在本发明的负压吸附密封件中，也可以在密封件伸缩部的最窄的部分设置或安装密封件伸缩部加强部件。
37.也可以在该密封件伸缩部具备密封件伸缩部狭窄侧和密封件伸缩部扩展侧，在该密封件伸缩部狭窄侧的变窄的部分与所述密封件伸缩部扩展侧的变窄的部分之间设置环状的密封件伸缩部加强部件，或者也可以在所述密封件伸缩部扩展侧的朝向所述密封件固定部一侧设置环状的密封件伸缩部加强部件。
38.由于密封件伸缩部具有在与物体表面垂直的方向上变形的功能非常重要，因此为了实现该功能，使密封件伸缩部由低硬度的聚氨酯等柔软材料形成。但是，该密封件伸缩部对于与物体表面平行且从减压空间的内侧朝向外侧的力较弱，因此具有在装置沿着物体表面移动时，该密封件伸缩部由于物体表面上的突起而变形从而负压吸附功能丧失这样的弱点。
39.本发明的负压吸附密封件通过在密封件伸缩部狭窄侧的最窄的部分设置或安装环状的密封件伸缩部加强部件，能够改善上述的弱点。另外，该环状的密封件伸缩部加强部件可以设置在该密封件伸缩部扩展侧的朝向该密封件固定部的一侧，或者也可以设置在该密封件伸缩部狭窄侧的变窄的部分与该密封件伸缩部扩展侧的变窄的部分之间，或者也可以设置在用于连接该狭窄部分和该扩展部分的结合部。
40.本发明的负压吸附移动装置的负压吸附密封件具备：密封件固定部；密封件伸缩部，与所述密封件固定部连结；以及密封件自由端部，与所述密封件伸缩部连结，
41.所述密封件伸缩部具备：密封件伸缩部狭窄侧，构成为从与所述密封件固定部的内缘部连结的部分开始朝向物体表面逐渐变得比所述密封件固定部的内缘部窄并延伸；以及密封件伸缩部扩展侧，构成为从与所述密封件伸缩部狭窄侧连结的内缘部开始朝向物体表面逐渐向所述密封件伸缩部的外侧扩展并延伸，
42.所述密封件固定部经由密封件固定板部件被设置或固定于吸盘框架，
43.所述密封件固定板部件的内缘部的位置位于所述密封件固定部的内缘部的位置的外侧。
44.在本发明的负压吸附移动装置的负压吸附密封件中，所述密封件自由端部具备接触部，构成为能够与所述物体表面，所述接触部的一端与所述密封件伸缩部扩展侧的扩展最大的部分连接，另一端与所述密封件自由端部的自由端缘部连接，可通过调整将所述密封件自由端部向物体表面按压的力的值，来调整所述负压吸附密封件与所述物体表面的摩擦力，或者
45.通过调整所述密封件固定板部件与所述密封件固定部的接触面积，可调整所述负压吸附密封件与所述物体表面的摩擦力。
46.发明效果
47.本发明的负压吸附移动装置的负压吸附密封件起到下述效果。
48.本发明的负压吸附移动装置的负压吸附密封件与上述日本特开2014
‑
008565号公报中记载的负压吸附密封件相比较，能够实现进一步的功能的提高和性能的提高。
49.在船体等大型结构物的物体表面到处存在有将重叠钢板焊接的台阶部分等突起部分，但本发明的负压吸附移动装置的负压吸附密封件实现了即使遇到该突起部分也不会发生翻卷而使负压吸附功能丧失。
50.另外根据本发明，能够以负压吸附移动装置能吸附于物体表面的同时更顺畅地移动的方式进行控制，能够实现可降低与物体表面的摩擦力的负压吸附密封件。
51.本发明的负压吸附移动装置的负压吸附密封件作为利用负压吸附于物体表面且可沿着物体表面移动的装置，能够在大范围的领域中方便地使用。
具体实施方式
52.以下，参照附图对依照本发明构成的装置的优选实施方式进行更详细的说明。
53.实施方式
54.如图1和图3所示，在吸盘框架22上设置并安装有负压吸附密封件23。
55.如图3所示，负压吸附密封件23例如由聚氨酯等比较柔软的原材料形成，在以与物体表面01平行的面切断的截面的形状呈椭圆形的环状。负压吸附密封件23也可以构成为能够在相对于物体表面01垂直的方向上变形。
56.负压吸附密封件23构成为与物体表面01、吸盘框架22一起规定减压空间02。在该情况下，负压吸附密封件23例如由聚氨酯等柔软且没有透气性的材料形成。
57.如图1～图4所示，在吸盘框架22上设置或熔接有吸入软管连接管222，经由吸入软管(未图示)与真空泵这样的真空生成机构(未图示)连接。因此，若真空生成机构(未图示)工作，则减压空间02内的空气等流体通过吸入软管(未图示)排出至外部，减压空间02如需要那样被减压。
58.如图1至图4所示，在吸盘框架22设置或固定有由方管等形成的行驶框架10。
59.如图2所示，在各个行驶框架10安装有齿轮电机13和大小各1个的驱动车轮12，大小各1个的驱动车轮12经由链轮14和滚子链15被齿轮电机13驱动旋转。
60.如图4所示，负压吸附密封件23至少由安装于吸盘框架22的外周部的密封件固定部231、与密封件固定部231连结的密封件伸缩部232、以及与密封件伸缩部232连结的密封件自由端部233构成。
61.该密封件固定部231为环状且为板状，其外周部的形状与吸盘框架22的外周形状大致相同，其内缘部的形状与吸盘框架22的外周形状相似。
62.该密封件伸缩部232由从与密封件固定部231的内缘部连结的部分开始朝向物体表面01变窄的部分(狭窄侧)、和从最窄的部分开始随着接近物体表面01而呈喇叭状扩展的部分(扩展侧)构成。
63.该密封件自由端部233为环状且为板状，由从与密封件伸缩部232中扩展为最大的喇叭状的部分连结的内缘部进一步向外侧扩展的部分构成。
64.如图4所示，该密封件自由端部233具备自由端缘部234、和构成为能够与该物体表面接触的接触部2331，该接触部2331的一端与密封件伸缩部扩展侧2322的扩展最大的部分连接，另一端与该密封件自由端部的自由端缘部234连接。另外，也可以使该接触部2331与该自由端缘部234一体地构成。另外，也可以使该密封件伸缩部扩展侧2322、该接触部2331和该自由端缘部234一体地构成。
65.即，所述密封件伸缩部232也可以具备：密封件伸缩部狭窄侧2321，构成为从与所述密封件固定部231的内缘部连结的部分开始朝向物体表面01逐渐变得比所述密封件固定部的内缘部窄并延伸；以及密封件伸缩部扩展侧2322，构成为从与所述密封件伸缩部232连结的内缘部开始向物体表面01逐渐扩展至所述密封件伸缩部232的外侧并延伸。
66.该密封件固定部231也可以通过密封件固定板部件24固定在该吸盘架22。
67.该密封件固定板部件24为环状且为板状，其外周部的形状可以与吸盘框架22的外周形状大致相同，其内缘部的形状也可以与外周部的形状相似。
68.该密封件固定板部件24的内缘部的位置也可以位于与该密封件固定部231的内缘部相同的位置或其外侧。
69.如图5所示，在负压吸附密封件23上作用有将密封件自由端部233向物体表面01按压的摩擦增加力238和使密封件自由端部233从物体表面01离开的摩擦减少力239。
70.本发明的负压吸附密封件23通过使将该密封件自由端部233向物体表面01按压的摩擦增加力238和使该密封件自由端部233从物体表面01离开的摩擦减少力239的力的值增减，可调整负压吸附密封件23与物体表面01的摩擦力。
71.负压吸附密封件23通过调整该密封件固定板部件24按压该密封件固定部231的面积、即该密封件固定板部件24与该密封件固定部231的接触面积，可调整负压吸附密封件23与物体表面01的摩擦力。
72.若该密封件固定板部件24与该密封件固定部231的接触面积增加则负压吸附密封件23与物体表面01的摩擦力增加，若该密封件固定板部件24与该密封件固定部231的接触面积减少则负压吸附密封件23与物体表面01的摩擦力减少。
73.在负压吸附移动装置中，通过使负压吸附密封件23与物体表面01的摩擦力减少至
小于驱动车轮与物体表面01的摩擦力，使负压吸附移动装置沿着物体表面01移动，为了实现该移动功能调整负压吸附密封件23与物体表面01的摩擦力是非常重要的。
74.另外虽未图示，但在本发明的负压吸附密封件23中，也可以使随着密封件伸缩部232的接近物体表面01而呈喇叭状扩展的部分与密封件自由端部233的内缘部一体化。
75.另外，在本发明的负压吸附密封件23中，如图7所示，密封件伸缩部加强部件25也可以夹着密封件伸缩部狭窄侧2321的最窄的部分、和密封件伸缩部扩展侧2322的最窄的部分而设置，或者也可以安装，如图9所示，也可以在所述密封件伸缩部232的朝向所述密封件固定部231的一侧设置环状的密封件伸缩部加强部件25。
76.密封件伸缩部232具有在与物体表面01垂直的方向上变形的功能的功能是非常重要的，为了实现该功能而由低硬度的聚氨酯等柔软材料形成，但由于该密封件伸缩部232对于与物体表面01平行且从减压空间02的内侧朝向外侧的力较弱，因此具有在装置沿着物体表面01移动时，该密封件伸缩部232由于物体表面01上的突起而变形从而负压吸附功能丧失这样的弱点。
77.在负压吸附移动装置中，若负压吸附密封件23与物体表面01的摩擦力减少，则负压吸附移动功能提高，但也产生上述弱点。
78.在本发明的负压吸附密封件23上，以夹着密封件伸缩部狭窄侧2321的最窄的部分和该密封件伸缩部扩展侧2322的最窄的部分的方式设置环状的密封件伸缩部加强部件25，或者通过在密封件伸缩部232的朝向密封件固定部231一侧设置环状的密封件伸缩部加强部件25，能够消除在装置沿着物体表面01移动时，由于物体表面01上的突起而产生该密封件伸缩部232的变形而导致负压吸附功能丧失这样的弱点。
79.另外，即使在用于连接所述密封件伸缩部狭窄侧与所述密封件伸缩部扩展侧的结合部设置环状的密封件伸缩部加强部件25，也可消除上述的弱点。
80.伸缩部加强部件25的截面形状只要具备规定的强度即可满足，可以是圆形也可以是方形，对于形状没有特别限定。
81.另外虽未图示，但本发明的负压吸附密封件23也可以将密封件伸缩部232的最窄的部分与密封件伸缩部加强部件25一体化而成。
82.进而，在本发明的负压吸附密封件23中，如图9至图10所示，为了防止密封件自由端部233的位于装置的移动方向侧的外周缘部翻卷，具备将密封件自由端部233的位于装置的移动方向侧的自由端缘部234拉伸的机构，例如以通过带板状弹簧部件26那样的部件将该自由端缘部234沿装置的移动方向20(图6～图8)拉长。
83.上述的机构对于防止密封件自由端部233的外周缘部的翻卷是非常有效的。
84.另外，只要是通过装置的移动能够以使该密封件自由端部的自由端缘部不会偏移的方式拉伸的机构，使得该自由端缘部沿装置的移动方向拉长即可，上述的机构也可以代替带板状弹簧部件26而使用聚氨酯板等材料。
85.以上的关于本发明的装置的优选实施例的说明以本发明的装置处于大气中的表面上来进行，但本发明的装置也能够应用于水中。关于该情况的真空泵，能够使用水泵或水驱动喷射器。
86.以上基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例，只要在本发明的技术范围内或保护范围内，则能够进行各种变形或修正。
87.产业上的利用可能性
88.在船体等大型结构物的物体表面到处存在有将钢板重叠焊接的台阶部分等突起部分，能够实现即使负压吸附密封件遇到该突起部分并翻卷也不会丧失负压吸附功能的负压吸附密封件。
89.另外，能够实现可降低与物体表面的摩擦力的负压吸附密封件。
90.作为利用负压吸附在物体表面且可沿着物体表面移动的装置，能够在大范围的领域中方便地使用。
附图说明
91.图1是示出依照本发明构成的装置的优选实施例的俯视图。
92.图2是图1所示的装置的仰视图。
93.图3是图1所示的装置中的a
‑
a剖视图，是示出将密封件自由端部233向物体表面01按压的摩擦增加力238较大的状态的图。
94.图4是图3所示的装置的局部放大剖视图。
95.图5是图3所示的装置的局部放大剖视图，是示出将密封件自由端部233向物体表面01按压的摩擦增加力238较小的状态的图。
96.图6是图3所示的装置的局部放大剖视图，是示出将密封件自由端部233向物体表面01按压的摩擦增加力238较小的状态，且示出位于物体表面01的突起部011使负压吸附密封件23变形的状态的图。
97.图7是图1所示的装置中的a
‑
a剖视图，是示出将密封件自由端部233向物体表面01按压的摩擦增加力238较大的状态，且示出在负压吸附密封件23上安装有密封件伸缩部加强部件25的状态的图。
98.图8是图7所示的装置的局部放大剖视图。
99.图9是图1所示的装置中的a
‑
a剖视图，是示出将密封件自由端部233向物体表面01按压的摩擦增加力238较大的状态，且示出安装了拉伸负压吸附密封件23的密封自由端缘部234的带板状弹簧部件26的状态的图。
100.图10是图9所示的装置的局部放大剖视图。
101.附图标记说明
102.01：物体表面
103.011：突起部
104.02：减压空间
105.10：行驶框架
106.12：驱动车轮
107.13：齿轮马达
108.14：链轮
109.15：滚子链
110.20：行驶方向
111.22：吸盘框架
112.222：吸入软管连接管
113.223：流体吸引方向
114.224：带板状弹簧安装部件
115.23：负压吸附密封件
116.231：密封件固定部
117.232：密封件伸缩部
118.2321：密封件伸缩部狭窄侧
119.2322：密封件伸缩部扩展侧
120.233：密封件自由端部
121.2331：接触部
122.234：密封件自由端缘部
123.235：密封件固定螺栓部件
124.238：将密封件自由端部向物体表面按压的摩擦增加力的方向
125.239：使密封件自由端部从物体表面离开的摩擦减少力的方向
126.24：密封件固定板部件
127.25：密封件伸缩部加强部件
128.26：带板状弹簧部件。