JP2010284179A - 拭き取り方式の清掃装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の高層ビル窓ガラス清掃装置では、清掃効率を上げるため多量の清掃水と高速回転の清掃ブラシを用いることが一般的であった。また窓枠隅凹部の清掃を行うためにスキージやワイパーを用い清掃する方法もあった。清掃効率と清掃品質の向上は重要であり、清掃効率を上げるためには走行しながら清掃すること、また清掃品質を上げるためには、清掃水の飛散、擦過痕、軽量化、低コスト化、窓枠隅凹部の清掃が課題であり省力化・自動化は普及していない。
【解決手段】
本装置は清掃走行しながら清掃を行い、少量清掃水循環型で窓枠隅凹部までを含め清掃可能で、壁面走行ロボットに搭載可能な窓ガラス清掃装置を実現した。
【選択図】図3

Description

本発明は、高層ビル等の窓ガラスの清掃装置に係るものである。
従来、高層ビルの窓ガラスの清掃ではゴンドラに搭乗したまたは屋上からロープにより吊下がった作業員が、モップやスポンジ等で洗浄液をガラス面に塗布し、その後スキージで汚れを含めて掻き取るという作業が一般的であった。
この分野の機械化・自動化は種々に研究されているが、一般的な清掃形態は、ガラス面に洗浄水を噴射し、洗浄ブラシで汚れを掻き剥がし、残留水滴をスキージで掻き取るという方法や噴霧した洗浄水を汚れと一緒に可動ワイパーで掻き取るとの発明開示が一般的であった。
特開平08-322763号公報の開示によれば、洗浄液給液部と、それをガラス面に塗布するローラと、壁面垂直回転軸の洗浄ブラシと、汚れの掻き取り材と洗浄後の吸液口を箱型シール部からなる清掃筐体に閉じ込めて構成している。
また、特開2001-276751号公報の開示によれば、洗浄給液口と、壁面並行回転軸の洗浄ブラシと、吸水ローラまたは吸水ベルトと、絞りローラとを、洗浄水飛散防止の筐体内に設け構成している。
特開2001-340267号、特許公開2001-340266号広報によれば、スチーム洗浄や超音波のキャビテーション作用による窓ガラス面洗浄機の開示もなされている。
特開平03-264017号公報
特開2001-276751号公報
特開平08-322763号公報
特開2001-340267号公報
特開2008-099818号公報
特開平07-079886号公報
特開2001-340266号公報
特開2005-318906号公報
高層ビルの窓ガラス清掃を洗浄ブラシで清掃する場合、汚れを掻き取るためには汚れを掻き取る物理力が必要であり、また清掃対象に擦過痕を付けないため、細毛のブラシを高速で回転し利用することが一般的である。この時には、ブラシが焼きつかない、傷を付けない様に潤滑性を持たせるために多量洗浄水を与えることが必要となっている。この結果、ブラシ回転による清掃水の飛散、飛散防止のシーリング、重いブラシの高速回転の大電力、多量清掃水の給水・貯水・排水等の課題に加え、潤滑性が少ない場合のアルミサッシの擦過痕、機能性フィルムへの擦過痕の課題、更に高重量、高コストの課題もあった。
また、スキージやワイパー方式での窓枠凹部隅の清掃は清掃装置自体が停止状況になければできないため、清掃全体の効率が劣るとの課題があった。
本発明は、窓枠凹部隅までの清掃を走行しながら行い、低回転の清掃ローラで行い擦過痕を付けず、清掃水の飛散はなく、清掃水は循環型で少量を利用し、小型・軽量・低コスト、省電力の清掃装置を提供する。
高層ビルの窓ガラス清掃を行う清掃ロボット等に搭載され、下降により清掃を行い清掃ローラも接面側下向きに回転する本発明の清掃装置は、低速回転の清掃ローラが清掃対象の汚れを走行しながら拭取る方式を実現した。表面が汚れた清掃ローラは自動的に洗濯され、洗浄された清掃ローラは再び清掃対象の汚れを拭取ることが可能である。一連のこれらの作動は5m/分程度の速度で下降走行しながら行うことができる。
清掃対象面からの汚れの拭取りは清掃ローラが対象面に付勢され低速回転を行うことで実現し、汚れの清掃ローラ表面から清掃水への移転は洗濯ローラが清掃ローラ表面への伸縮動作を繰り返すことで実現する。清掃ローラの伸縮動作により清掃ローラ筒内の清掃水の清掃ローラによる吸水とその脱水が繰り返されることになり、脱水される清掃水が清掃ローラ表面の汚れを押し流すことで洗濯を実現している。また、汚れた清掃水はフィルターで濾過され再び清掃ローラ筒内に供給され再利用される。
また、清掃走行方向垂直に軸支された清掃ローラの断面星型の凸突出部が窓枠隅凹部に圧接され回転し汚れを掻き出すことにより走行方向窓枠隅凹部を走行しながら清掃することができた。走行垂直方向には清掃ローラの凸状突出部を左右方向に所定の深さで複数の切り欠きを設け突出峯部が凹凸からなる非連続体を形成し、切り欠きの凸部が窓枠隅凹部に差し込まれ回転することにより汚れの掻き出し清掃を実現した。走行しながら窓枠隅凹部の清掃が可能であり清掃効率は高まった。
第1の発明では、清掃装置の清掃部において、清掃走行方向垂直に軸支されガラス面を付勢清掃する断面星型形状で星型凸峯部に所定の深さで所定個数の切り欠きを左右に形成した通水吸水性スポンジまたは該スポンジをマイクロファイバーや不織布で周着した弾性体を中空筒体の周りに設けた清掃ローラと、該清掃ローラをガラスの清掃走行垂直に軸支し回転させる回転駆動機構と、該清掃ローラ筒体内に清掃水を供給する清掃水供給機構と、ガラス面の拭取り清掃後の汚れた清掃ローラを清掃水により押し洗いするための洗濯ローラと、洗濯後の前記清掃ローラに含まれる清掃水量を適宜に調整するための絞りローラとを備え、走行しながら少量水で窓枠隅凹部も清掃可能としたことを特徴とする。
第2の発明では、前記清掃ローラの走行方向後方に清掃ローラと並行に軸支されガラス面を付勢吸水する断面星型形状で星型凸峯部に所定の深さで所定個数の切り欠きを左右に形成した通水吸水性スポンジ等からなる残水吸水ローラと、残水吸水ローラの回転駆動機構と、残水吸水ローラを絞るための残水絞りローラとを備え、走行しながら窓枠隅凹部までの残水吸水を可能としたことを特徴とする。
本発明の装置は少量清掃水による拭き取り方式の清掃であり、高速走行しながら窓ガラス清掃を行うことができる。窓ガラス清掃で汚れた清掃ローラは即時に自動的に洗濯され窓枠隅凹部も清掃が可能なことや清掃水の再利用、装置の簡素化、軽量化、低コスト化、清掃水飛散の防止、清掃物への擦過痕根絶が図れたことから、効率が良く自己完結型の清掃方式を必要する高層ビル、超高層ビルの窓ガラス清掃等での利用拡大が図れる。本装置は窓ガラス清掃のみならずパネル清掃等にも活用できる。
図1は、本清掃装置の全体正面図である。 図2は、本清掃部の側面外観図である。 図3は、図2のA−A断面図である。 図4は、清掃ローラ部の側面図である。 図5は、残水吸水ローラの側面図である。 図6は、清掃ローラが窓ガラスを清掃する時の外観図である。 図7は、清掃ローラが窓ガラスを清掃する時の側面図である。 図8は、清掃ローラが窓ガラスを清掃する時の下方正面図である。
高速で走行しながら、少量の清掃水により窓ガラス清掃を行う拭取り清掃方式の清掃装置に関し実施形態を説明する。
図1は清掃装置全体の構造を説明するためのものである。図2は清掃部の構造を示し、図3は図2のA−A断面図である。
図4は清掃ローラ部のみを図示し、図5は残水吸水ローラのみを示す。図6から図8は、窓ガラス清掃時の窓枠隅凹部における清掃効果を説明するためのものである。
清掃中心である清掃ローラ部2は、図4及び図3に示す様に清掃水貯水筒2−1と、清掃ローラ2−2とから構成され、該清掃水貯水筒2−1の左右両端の中心部には清掃ローラ部2を軸支し、外枠1−1に嵌合する清掃ローラ軸3−1が回転自在に設けられる。また清掃ローラ軸3−1は中心に1端から通水孔3−4が穿設され、孔に螺合する給水継手3−3が設けられる。通水孔を設けない他端には清掃ローラ部2の駆動プーリが設けられる。通水孔3−4と清掃水貯水筒2−1内とを連通するため図示されない小孔が清掃ローラ軸3−1と垂直方向に所定複数個穿設される。
清掃水貯水筒2−1は円柱型または多角柱の内部空洞の容器で構成され、図3に示す様に清掃ローラ2−2に清掃水を給水するための通水孔2−3が所定個数設けられている。
従って、清掃水タンク9から図示されない給水ポンプにより給水継手3−3経由で供給される清掃水は、清掃ローラ軸内の通水孔3−4、清掃水貯水筒2−1内へ連通する小孔、清掃水貯水筒2−1、通水孔2−3を経由して清掃ローラ2−2へと供給される。清掃水貯水筒2−1内の下半部には清掃水が容積の1/3程度貯水され、清掃ローラ2−2が圧縮脱水をした後の吸水において清掃水を供給する。
清掃ローラ2−2は、通水吸水性の例えばポリウレタンやポリビニルアルコール等のスポンジ弾性体である。表面をマイクロファイバーや不織布などで覆い洗浄性と耐久性を高めことも出来る。断面形状は多角の星型形状であり、これを三角柱や半楕円柱の寄せ集めにより形成することもできる。要はローラの突出した先端が窓枠隅凹部に差し込まれ汚れを掻き出せる形状であれば良い。これにより、図6から図8に示す様に清掃方向に垂直な窓枠隅凹部においてもローラの星型先端が凹部に差し込まれ清掃するため清掃効果が高まる。
また、清掃ローラ2−2の星型形状凸部の突出峯部に図4に示す様に所定複数の切り欠き2−4を形成し、凸部峯部を非連続とし接面反力を下げることで、図6から図8に示す様に進行方向平行の窓枠隅凹部にもローラ先端部が差し込まれ汚れ掻き出し易くすることができる。
図3において清掃ローラ部2は反時計回りの回転をするが、ガラス面を清掃後、清掃ローラ部2は該清掃ローラ部2と平行に枠体1−1に並設された所定複数の洗濯ローラ4を通過し回転する。該洗濯ローラによる繰り返しの圧縮・解放により清掃ローラ2−2は脱水と吸水を繰り返し、恰も洗濯における押し洗いを行うが如き動作を実現することで、清掃ローラ2−2自体の洗濯が行われる。脱水により清掃ローラ2−2上に付着した汚れは清掃水で押し出され、集水継手1−3を通して図1に示す清掃水タンク9に集められフィルターにより濾過後、図示されない給水ポンプにより給水継手3−3に給水され再利用される。
図3に示される水分調整ローラ5は清掃後のローラの清掃水の含水量を調節するためのものである。過度の含水はガラス面からの清掃水飛散を生じるため、所定適宜な清掃水含水量に調整するためのものである。
清掃後のガラス面の窓枠隅凹部までの残水を吸水するものとして、図3に示す残水吸水ローラ6−1をおく。残水吸水ローラ6−1は清掃ローラ2−2と同様の、例えばポリウレタンやポリビニルアルコール等のスポンジ弾性体であり、表面をマイクロファイバーや不織布などで覆い耐久性を高めことも出来る。断面形状は同様に多角の星型形状であり、これを三角柱や半楕円柱の寄せ集めにより構成することもできる。要は先端が窓枠隅凹部に入り込み残水分を吸水できる形状であれば良い。これにより、図6から図8に示す様に清掃方向に垂直な窓枠凹部においてもローラの星型先端が凹部に差し込まれ残水分を吸水するため清掃品質は高まることになる。
残水吸水ローラ6−1の星型形状凸部の突出峯部には、図5に示す様に所定複数個の切り欠き6−2を設けことができる。切り欠き6−2により突出峯部は非連続となり接面反力が下がるため、図6から図8に示す様に清掃方向に平行な窓枠隅凹部においてもローラの先端が凹部の差し込まれ残水分を吸水し清掃品質が高まることになる。
残水吸水ローラ6−1により吸水されたローラは、回転駆動により残水絞りローラ7−3を通過し含水が絞られる。絞られた清掃水は、残水受け板1−2により受けられ集水継手1−3を経由し清掃水タンク9に集められる。
拭取り方式清掃の持つ走行しながら少量水で清掃すると言う機能と、清掃ローラと残水吸水ローラを星型形状及び星型凸部の突出峯部の切り込みにより非連続により反力を下げローラの星型先端突出部が窓枠隅凹部に差し込まれる様に形成したことによる機能とから、清掃効率と清掃品質の向上が図れた本装置では、従来の清掃装置の有する課題を解決し窓ガラス清掃装置として利用拡大できる状況となった。
近年、高層・超高層ビルが増え、外壁にガラスウオールが利用されることが増えている。ガラスウオールのビルでは美観や保全の観点からガラス清掃への需要が高い。然し、現状の清掃はゴンドラに搭乗した清掃員や屋上からロープで懸架された清掃員により行われている。この清掃作業は、ビル風や突風、雨天、天候などに左右され、危険であると共に効率の悪い作業と考えられ清掃方法の改善は種々研究されてきた。自動清掃ゴンドラ等はあるが一部であり全体的改善には至っていない。
本装置においては、一般的に清掃ゴンドラ等で用いられる清掃ブラシ方式でなく、雑巾で拭きながら、それを洗いながら清掃して行くイメージの拭取り方式の清掃装置を実現した。5m/分の高速走行しながらの清掃が可能で、少量の清掃水を循環型で活用した清掃であり、このためシンプルなメカニズム、小型、軽量化、低コストなどの特徴が生まれ、従来の大掛かりな清掃方式とは異なったものとなっている。清掃水の最少利用やエネルギーの最少利用、省力化、危険防止など、環境問題や安全にも貢献できるため利用範囲は広い。
1 清掃部
1―1 外枠
1−2 残水受け板
1−3 集水継手
2 清掃ローラ部
2−1 清掃水貯水筒
2−2 清掃ローラ
2−3 通水孔
2−4 切り欠き
3 清掃ローラ回転機構
3−1 清掃ローラ軸
3−2 清掃ローラ駆動プーリ
3−3 給水継手
3−4 通水孔
4 洗濯ローラ
5 水分調整ローラ
6−1 残水吸水ローラ
6−2 切り欠き
7 残水吸水ローラ回転機構
7−1 残水吸水ローラ回転軸
7−2 駆動プーリ
7−3 残水絞りローラ
8−1 窓枠
8−2 窓ガラス
8−3 窓枠隅凹部
9 清掃水タンク

Claims (2)

  1. 高層ビルの窓ガラス清掃を行う清掃ロボットまたは清掃装置の清掃部において、清掃走行方向垂直に軸支されガラス面を付勢清掃する断面星型形状で星型凸峯部に所定の深さで所定個数の切り欠きを左右に形成した通水吸水性スポンジまたは該スポンジをマイクロファイバーや不織布で周着した弾性体を中空筒体の周りに設けた清掃ローラ部と、該清掃ローラ部をガラスの清掃走行垂直に軸支し回転させる回転駆動機構と、該清掃ローラ筒体内に清掃水を供給する清掃水供給機構と、ガラス面の拭取り清掃後の汚れた清掃ローラを清掃水により押し洗いするための洗濯ローラと、洗濯後の前記清掃ローラに含まれる清掃水量を適宜に調整するための絞りローラとを備え、走行しながら少量水で窓枠隅凹部も清掃することを特徴とする拭き取り方式の清掃装置。
  2. 請求項1記載の清掃装置において、前記清掃ローラの走行方向後方に清掃ローラと並行に軸支されガラス面を付勢吸水する断面星型形状で星型凸峯部に所定の深さで所定個数の切り欠きを左右に形成した通水吸水性スポンジ等からなる残水吸水ローラと、残水吸水ローラの回転駆動機構と、残水吸水ローラを絞るための残水絞りローラとを備え、走行しながら窓枠隅凹部までの残水吸水を可能としたことを特徴とする請求項1記載の拭き取り方式の清掃装置。
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