JP2980498B2 - 外壁清掃用ロボット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビル等の構造物の窓を含
む外壁面の清掃用特に窓清掃用のロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】構築物の高層化や超高層化にともないこ
れら構築物に形成される窓の個数が非常に多くなってお
り、これらの窓に装着される窓ガラスをきれいに保つに
は、定期的に窓ガラスを清掃する必要がある。

【０００３】このため従来から行なわれている窓ガラス
の清掃法は、例えば構築物の屋上等から吊下げたゴンド
ラに作業者が乗り、窓ガラスに清水をかけたのち、スク
イジー等で拭き取って回収するような手作業によるもの
であり、清掃作業の作業能率が悪く、しかも危険であ
る。

【０００４】そこで、近年窓ガラスの清掃を機械化する
ことができるようにした窓清掃ロボットが開発されてい
る。

【０００５】この従来の窓清掃ロボットは一般に門型と
呼ばれる直交座標形式の動作原理にもとずき作業部分で
あるスクイジーの上下動作、前後動作および伏せ動作を
行わせるものである。この従来の窓清掃ロボットにおい
ては、図１２に示すように、ワイヤロープｒによって吊
下げられたフレームａに取付けられた１対のリニアガイ
ドシャフトｂ，ｂにヘッドケースｃが上下動可能に嵌装
されている。このヘッドケースｃには１対の拭きスクイ
ジー伸縮用モータシリンダｄが固定されており、そのピ
ストンの端部に拭きスクイジーｅおよび受けスクイジー
ｆが取付けられていて、両スクイジーｅ，ｆは壁面に対
し接近・離間（前後動作）が可能である。ヘッドケース
ｃの両側には上下のスプロケットｇ，ｈに巻回されたチ
エーンｉの端末部が固定されており、下側のスプロケッ
トｈは左右駆動の連結用ドライブシャフトｊに固定され
ている。ドライブシャフトｊはモータｋによって回転駆
動され、ドライブシャフトｊを回転駆動することにより
ヘッドケースｃが上下動する。さらにヘッドケースｃに
はスクイジー揺動用のモータシリンダｌが固定されてお
り、このモータシリンダｌを駆動することにより拭きス
クイジーの傾斜角を変更することができる（伏せ動
作）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】窓清掃ロボットにおけ
る現在のニーズは、予定された作業を正確に行うことが
でき、かつ故障、破損等のおそれがないという高い信頼
性を有すること、小型軽量でありロボットを吊下げるル
ーフカーを小型化することができること、および作業を
高速かつ広い作業エリアにわたって行えることである。

【０００７】しかるに、このような視点から見る時、従
来の直交座標形式の動作原理にもとずき構成された窓清
掃ロボットは、次の諸点で問題を有する。

【０００８】従来の窓清掃ロボットにおいては、両スク
イジーを取付けたヘッドケースｃを上下動させるために
ドライブシャフトｊを使用しているが、このドライブシ
ャフトｊにはスクイジーｅ，ｆおよびヘッドケースｃに
よる高負荷がかかるためドライブシャフトｊが破損する
おそれがあり、信頼性に問題がある。このため、信頼性
を高めるために、ドライブシャフトｊおよび関連する駆
動機構を大型なものにせざるを得ない。

【０００９】また、窓清掃ロボットにおいては、窓清掃
の際に大量の汚水やごみが飛散するので、ロボットの各
部特にその駆動力伝達機構部は汚水、ごみ等の付着によ
る故障の発生や錆の発生を防止するため完全なシールを
施さねばらなない。しかるに従来の窓清掃ロボットはそ
の駆動力伝達機構部においてスライドする部材が多いの
で完全なシールを行うことが困難であり、この点でも信
頼性に問題がある。

【００１０】また、ヘッドケースｃの上下動のためのド
ライブシャフトｊは一端部のスプロケットｈから他端部
のスプロケットｈに回転が伝達される過程で生じるねじ
れのために駆動力の伝達に遅れが生じる結果スクイジー
が正確な水平位置を保持できないことになり、この点で
も信頼性に問題がある。

【００１１】また、上下動作、前後動作、伏せ動作のそ
れぞれを別個の駆動機構によって行っているので、部品
点数も多く機構全体が大型となり重量も大きいので小
型、軽量化が難しく、したがってロボットを吊下げるル
ーフカーの小型化も難しい。

【００１２】また従来の直交座標型の動作原理にもとず
く窓清掃ロボットにおいては、ヘッドケースｃには拭き
スクイジーｅ、受けスクイジーｆ、モータシリンダｄ，
ｌ等が装着されており、ヘッドケースｃにかかる負荷は
きわめて大きい。したがってこのヘッドケースｃの動作
を高速化することが難しい。またチエーン、ドライブシ
ャフト等ヘッドケースの駆動機構の構成要素が多く複雑
な駆動経路を構成しているので、この点もヘッドケース
ｃの高速化が妨げている。

【００１３】よて、本発明は、上記従来の窓清掃ロボッ
ト等直交座標形式の動作原理にもとずく外壁清掃用ロボ
ットの有する問題点を解決するためになされたものであ
って、ドライブシャフトの破損等ドライブシャフト使用
による問題を生じることなく、またロボットの駆動力伝
達機構部のシールを完全に行うことがてき、さらにロボ
ットの小型軽量化と作業の高速化を図ることができる改
良された外壁清掃用ロボットを提供しようとするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するた請求項第１項記載の外壁清掃用ロボットは、建造
物の外壁面とおおむね平行にかつおおむね水平方向に延
長する第１の回転軸のまわりに回動可能に設けられたア
ームと、該アームを駆動するアーム駆動機構と、該第１
の回転軸と平行な第２の回転軸のまわりに回動可能に該
アームに支持された回転体と、該回転体を該アームの駆
動とは独立に駆動する回転体駆動機構と、該回転体に取
付けられた拭きスクイジー取付機構と、該拭きスクイジ
ー取付機構に取付けられた拭きスクイジーと、該回転体
に対し回動可能に支持された受けスクイジー取付機構
と、該拭きスクイジーの下方に位置するように該受けス
クイジー取付機構に取付けられた清掃後の汚水を受ける
受けスクイジーと、該回転体に対し該受けスクイジー取
付機構を接続させまたはその接続を切断させるクラッチ
機構と、該スクイジーの所定位置から下方への回転を抑
止するストッパ機構とを備えることを特徴とするもので
ある。

【００１５】また請求項第３項記載の外壁清掃用ロボッ
トは、建造物の外壁面とおおむね平行にかつおおむね水
平方向に延長する第１の回転軸のまわりに回動可能に設
けられたアームと、該アームを駆動するアーム駆動機構
と、該第１の回転軸と平行な第２の回転軸のまわりに回
動可能に該アームに支持された回転体と、該回転体を該
アームの駆動とは独立に駆動する回転体駆動機構と、該
回転体に取付けられた拭きスクイジー取付機構と、該拭
きスクイジー取付機構に取付けられた拭きスクイジーと
を備え、該アーム駆動機構および該回転体駆動機構は該
アームとは別体に設けられていることを特徴とするもの
である。

【００１６】また請求項第３項記載の外壁清掃用ロボッ
トは、上記請求項第１項記載の構成に加え、該アーム駆
動機構および該回転体駆動機構は該アームとは別体に設
けられていることを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】請求項第１項記載の発明によれば、アーム駆動
機構を動作させるとアームは第１軸のまわりに回動し、
回転体駆動機構を動作させると回転体はアームの回動と
は独立に第２軸のまわりに回動する。拭きスクイジー取
付機構に取付けられた拭きスクイジーは回転体とともに
回動する。したがって拭きスクイジーの上下動作、前後
動作および伏せ動作はアームの回動動作と回転体の回動
動作を組合せることにより実現する。

【００１８】また請求項第１項記載の発明によれば、回
転体に対し回動可能に支持された受けスクイジー取付機
構はクラッチ機構により回転体に接続されまたはその接
続を切断される。クラッチ接続状態においては受けスク
イジーは回転シャフトと一体的に回動する。クラッチ切
断状態においては受けスクイジーは回転体の回動とは無
関係に受けスクイジーの自重による垂下傾向をストッパ
機構に抑止されて一定位置（たとえば水平位置）に維持
される。したがって、通常の窓清掃作業においては、窓
清掃方向の前方に窓枠が存在することが検知されると、
クラッチが接続されて受けスクイジーは拭きスクイジー
とともに窓枠を避けるため窓ガラスの面から後退する動
作を行う。一方、窓清掃中はクラッチを切断状態にして
おいて、拭きスクイジーは回転体を回転させることによ
り拭きスクイジーの傾斜を清掃に適した最適な傾斜に変
更する制御を行うとともに、受けスクイジーは拭きスク
イジーの回動制御とは無関係に汚水を受けるための一定
位置を維持する。

【００１９】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。図１〜図１１は本発明にかかる外壁清掃
用ロボットの１実施例を示すもので図１はロボットの全
体を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３はガ
イドローラレールにガイドローラが嵌合した状態を示す
平面図、図４はアーム駆動機構を示す正面断面図、図５
は回転体の駆動部の一部を示す正面断面図、図６は回転
体を示す正面断面図、図７は受けスクイジーの垂下防止
用ストッパを示す側面図、図８は拭きスクイジー取付機
構の側面図、図９は拭きスクイジー取付機構の平面図、
図１０は図９のＢ−Ｂ矢視図、図１１はスクイジーの動
作を示す図である。

【００２０】以下ロボットの全体構造および各部の構造
ならびに各部の動作について逐次詳細に説明する。 １．ロボットの全体構造の概略 まず、図１および図２を参照して外壁清掃用ロボットの
全体構造の概略について説明する。なお、図１は図中左
側に傾斜修正用シリンダ３０が設けられている以外は左
右対象であるので図中右側の大部分は図示を省略した。

【００２１】外壁清掃用ロボット１はその両側にガイド
ローラ支持枠２が取付けられ、各ガイドローラ支持枠２
には大小のローラ３，４を直交する方向に組合せてなる
ガイドローラ５が上下１対取付けられている。なおこの
ガイドローラ５の構造はたとえば特開昭４−３３２５１
３号に開示されているように窓拭きロボットにおいては
公知のものであるので、詳細な説明は省略する。ガイド
ローラ５は、図２よび図３に示すように、構造物６の外
壁面上に恒久的に上下方向に敷設された２本のガイドロ
ーラレール７に嵌合している。

【００２２】ロボット１は両側の支柱９２に固定された
ワイヤロープ８を介して建造物６の屋上に配置されたル
ーフカー（図示せず）に搭載された巻取りドラムに巻回
されており、この巻取りドラムを操作してワイヤロープ
８を巻取り、巻戻すことによりロボット１をガイドロー
ラレール７に沿って昇降させるようになっている。

【００２３】ロボット１の図１中左側下端部には、ロボ
ット１が水平位置から傾斜した時その傾斜を修正して水
平位置に戻すための傾斜修正用シリンダ３０が設けられ
ている。

【００２４】ロボット１のフレーム９に固定された円筒
形のベースプレート１０には、外壁面１２とおおむね平
行にかつおおむね水平方向に延長する第１の回転軸Ｉの
まわりに回動可能な１対の箱状のアーム１４，１４′が
支持されている。これらアーム１４，１４′は相互に一
体的に連結されており、アーム１４′側に設けられた電
動モータ１３によって、図２中１点鎖線で示す位置Ｘ，
Ｙ間に回動させることができる。

【００２５】本発明における回転体を構成する回転シャ
フト１５は第１の回転軸Ｉと平行な第２の回転軸IIのま
わりに回動可能にアーム１４，１４′に支持されてい
る。この回転体１５はアーム１４側に設けられた電動モ
ータ１６により、アーム１４内に設けられた駆動機構を
介して、アーム１４，１４′の回転駆動とは独立に回転
駆動することができる。

【００２６】回転シャフト１５の中央部には拭きスクイ
ジー取付機構１７が取付けられており、この取付機構１
７には外壁面１２と平行に水平方向に延長するゴム等か
らなる拭きスクイジー１８が取付けられている。また回
転シャフト１５の中央部には受けスクイジー取付機構１
９が取付けられており、この取付機構１９には外壁面１
２と平行に水平方向に延長するようにして清掃後の汚水
を受ける受けスクイジー２０が取付けられている。なお
図１中両スクイジー１８，２０は中央部を切欠いた状態
で示してある。

【００２７】受けスクイジー２０の下方には、図２に示
すように、拭きスクイジー１８による窓ガラスの清掃に
先立ってごみや埃をあらかじめ取り除くための回転ブラ
シ２１とこれをカバーする上下のカバースクイジー２
２，２３を備える回転ブラシ機構２４が設けられている
（図１では回転ブラシ機構２４は図示を省略した）。な
お、２５は給水タンク、２６は清掃後の汚水を貯めるた
めの汚水タンク、９３は制御盤である。

【００２８】２．アーム駆動機構 図４に示すように、電動モータ１３の駆動軸１３ａはキ
ー２７を介して公知の減速機２８に連結され、減速機２
８の回転部２８ａは相互に一体的に連結された箱状アー
ム１４，１４′に連結されており、電動モータ１３の回
転駆動力は減速機２８を介してアーム１４，１４′に伝
達され、アーム１４，１４′を第１の回転軸Ｉのまわり
に回動させる。なお、減速機２８の固定部２８ｂはねじ
１６０，１６１によりベースプレート１０に固定されて
いる。なお２９はモータフランジでねじ３１によりアー
ム１４′に一体的に連結されている。モータ１３はねじ
１６３によりモータフランジ２９に固定されている。

【００２９】３．回転体駆動機構 次に、主として図５および図６を参照して、第２の回転
軸IIのまわりに回転する回転体１５の駆動機構について
説明する。図５に示すように、モータフランジ１６５に
ねじ１６４によって固定された電動モータ１６の駆動軸
１６ａはキー３２を介して公知の減速機３３に連結さ
れ、この減速機３３にねじ３４により連結されたフラン
ジ３５に植込まれたピン３７のまわりに回動可能にリン
クロッド取付金具３６が取付けられている。リンクロッ
ド取付金具のねじ穴には下方に延長するリンクロッド３
８のねじを切った上端部３８ａがねじ決まれて固定され
ている。

【００３０】リンクロッド３８のねじを切った下端部３
８ａはもう一つのリンクロッド取付金具３６′のねじ穴
にねじ込まれ固定されている。リンクロッド取付金具３
６′はトルクガードフランジ３９に植込まれたピン４０
のまわりに回転可能に取付けられている。トルクガード
フランジ３９にねじ１６６により固定されたトルクガー
ド４１の中心部には摩擦継手４２を介して中空の回転体
１５が同軸に取付けられており、トルクガード４１と一
体的に回転するようになっている。したがって、電動モ
ータ１６の回転駆動力は減速機３３、フランジ３５、リ
ンクロッド取付金具３６、リンクロッド３８、リンクロ
ッド取付金具３６、トルクガードフランジ３９、トルク
ガード４１、摩擦継手４２を介して回転シャフト１５に
伝達され、回転シャフト１５を第２の回転軸IIのまわり
に回転させる。

【００３１】回転シャフト１５は、その一端側におい
て、アーム１４にねじ４３により固定されたアームフラ
ンジ４４によって、軸受４５，４６、中空シャフト４７
（後述）、軸受４８，４９を介して支持されている。同
様に、回転体１５は、その他端側において、アーム１
４′にねじ５０により固定されたアームフランジ５１に
よって、軸受５２，５３、中空シャフト５４（後述）、
軸受５５，５６を介して支持されている。

【００３２】回転シャフト１５は中央部において分断さ
れており、回転シャフト１５の拡径部１５ａ，１５ａに
おいてねじ５８，５８により拭きスクイジー取付機構１
７（図６においては中間の図示を省略している）の両側
に固定されている。したがって、電動モータ１６の回転
駆動力は回転シャフト１５の図６中左側の部分から拭き
スクイジー取付機構１７を介して図６中右側の回転シャ
フト１５の部分に伝達される。拭きスクイジー１８は拭
きスクイジー取付機構１７に取付けてあり、回転シャフ
ト１５の回動に連動して回転シャフト１５と一体的に回
転する。

【００３３】４．受けスクイジーの駆動機構 上記のとおり、拭きスクイジー１８は回転シャフト１５
と一体的に回動するが、受けスクイジー２０は、以下詳
述するように、電磁クラッチ６０の接続・切断状態に応
じて回転シャフト１５と一体的に回動するかあるいは回
転シャフト１５の回動とは無関係に受けスクイジー１８
の自重による垂下傾向をストッパ８０により抑止されて
一定位置に維持されるかのいずれかの動作を行う。

【００３４】アーム１４′の図６中右側には円筒形のク
ラッチ室５９が設けられており、このクラッチ室５９は
ねじ１６７により中空シャフト５４に固定されている。
クラッチ室５９内には、クラッチ板６１、電磁石６２、
クラッチライニング６３を備えた電磁クラッチ６０が回
転シャフト１５の縮径部１５ｂの周囲に配設されてい
る。なお、６４，６７は止めナットである。

【００３５】各中空シャフト４７および５４には、それ
ぞれ受けスクイジー取付部６５（図２）の側板６５ａ，
６５ａがねじ１６８，１６９により固定されており、こ
の受けスクイジー取付部６５に受けスクイジー２０が固
定されている（図２）。中空シャフト４７，５４および
受けスクイジー取付部６５は受けスクイジー取付機構１
９を構成する。

【００３６】スクイジー取付部６５は図８および図１０
に示すように側板６５ａから直角に内側に延長する水平
板６５ｂの下面に固定されたスライダベース６５ｃに対
し前後方向に摺動可能に取付けられたスライダ６５ｄを
備えている。図１３の断面図に示すように、スライダ６
５ｄはピストン２０２が嵌装されたシリンダ２０３を備
えており、このシリンダ２０３のシリンダ室２０３ａは
ホース２００を介し、シリンダ２０３ｂはホース２０１
を介していずれか一方が圧縮空気源に接続され他方が大
気解放されている。したがってシリンダ室２０３ａ、２
０３ｂ内の空気を圧入、大気解放することによりスライ
ダ６５ｄは前後方向（矢印Ｄ方向）に摺動する。またス
クイジー取付部６５はスライダ取付部６５はシリンダに
付加する空気圧力を一定に保持する公知の空気調整器
（レギュレータの一種）（図示せず）を備えており、シ
リンダ室２０３ａ内の空気圧力をスライダ６５ｄの移動
に関係なく常に一定に保持することでスライダ６５ｄに
取付けられた受けスクイジー２０をガラス面に一定の押
付圧で保持することができる。

【００３７】なお、受けスクイジー２０のガラス面から
の離間をマイクロスイッチによって検出するようにして
もよく、またスライダ６５の駆動を電気モータ等他の駆
動手段で行ってもよい。

【００３８】電磁石６０が切断されている時は、中空シ
ャフト４７，５４は回転シャフト１５からフリーな状態
にあり、したがって受けスクイジー取付機構１９も回転
シャフト１５からフリーな状態にある。この状態におい
て、受けスクイジー２０はその自重により垂下しようと
するが、以下に述べるストッパ機構により水平位置から
の垂下傾向を抑止されるとともに、垂下方向と逆方向、
すなわち受けスクイジー２０をはね上げる方向に回転シ
ャフト１５のまわりに回動することは可能である。

【００３９】中空シャフト４７にはねじ１７０によりフ
ランジ７０が固定されており、このフランジ７０に植込
まれたピン７１のまわりに回動可能に前記リンクロッド
取付金具３６，３６′と同一構造のリンクロッド取付金
具７２が取付けられている。リンクロッド取付金具７２
のねじ穴には上方に延長するリンクロッド７３のねじを
切った下端部７３ａがねじ込まれ固定されている。

【００４０】リンクロッド７３のねじを切った上端部３
３ｂ（図５）はリンクロッド取付金具７２と同一構造の
リンクロッド取付金具７４のねじ穴にねじ込まれ固定さ
れている。このリンクロッド取付金具７４はストッパ取
付用中空シャフト７６の拡径フランジ部７６ａに植込ま
れたピン７５のまわりに回動可能に取付けられている。

【００４１】ストッパ取付用中空シャフト７６はベース
プレート１０にねじ１７２により固定された中空シャフ
ト７７に軸受７８，７９を介して回転可能に支持されて
いる。なお、中空シャフト７７は軸受９０を介してアー
ム１４の回動を許容する。ストッパ取付用中空シャフト
７６のベースプレート側の端部にねじ１７４により固定
されたフランジ８８には図５および図７に示すようなス
トッパ８０の水平ロッド８１が水平方向に延長するよう
に溶接されている。ストッパ８０はこの水平ロッド８１
に下端が当接する垂直方向に配置されたショックアブソ
ーバ８２を備えており、このショックアブソーバ８２は
ねじが切られていてベースプレート１０から延びるスト
ッパ支持板８５に螺合することによりその高さを調節す
ることができるように構成されており、垂直ロッド８２
の上端部はベースプレート１０から延びるストッパ支持
板８６の孔８６ａを通って上方に突出している。なお８
３、８４、８９は止めナットである。

【００４２】したがって図示の状態において、電磁クラ
ッチ６０が切断状態の場合は、受けスクイジー２０がそ
の自重により水平位置よりも垂下しようとすると、受け
スクイジー取付部６５が取付けられた中空シャフト４７
が図中左側から見て時計方向に回動しようとする。この
運動はリンクロッド７３を介してストッパ取付用中空シ
ャフト７６に伝達され該中空シャフト７６を図中左側か
ら見て時計方向に回動させようとし、ストッパ８０の水
平ロッド８１が上動しようとするが、水平ロッド８１は
ショックアブソーバ８２に係止されているので上動が抑
止される。したがって受けスクイジー２０は水平位置に
保持される。

【００４３】受けスクイジー２０がロボットの下降中窓
枠等に当接することにより上方にはね上げられる方向に
力が作用すると、上記と逆の動作によりストッパ１０取
付用中空シャフト７６は図中左側から見て反時計方向に
回動しようとするが、この場合はストッパ８０の水平ロ
ッド８１が下動するのでショックアブソーバ８２に抑止
されることがない。したがってこの場合受けスクイジー
２０は第２の回転軸IIのまわりに上方に自由に回動する
ことができる。

【００４４】次に電磁クラッチ６０を接続した時の受け
スクイジー２０の動作について説明する。電磁クラッチ
６０の電磁石６２に通電すると、クラッチ板６１がクラ
ッチライニング６３に圧接されることにより電磁クラッ
チ６０が接続される。電磁クラッチ６０が接続された状
態で回転体１５を回動させると、回転シャフト１５の回
動は電磁クラッチ６０を介してクラッチ室５９に伝達さ
れ、さらに中空シャフト５４を介してこの中空シャフト
５４に固定された受けスクイジー取付部６５に伝達され
る。したがってこの場合受けスクイジー２０は回転シャ
フト１５と一体的に回動する。ただしこの場合でも受け
スクイジー２０が水平位置より下垂する方向への回動は
ストッパ８０により抑止されているので、受けスクイジ
ー２０を水平位置から上動させる方向への回動のみが可
能である。

【００４５】５．拭きスクイジー取付機構 次に主として図８〜図１０を参照して拭きスクイジー取
付機構１７について説明する。壁面と平行に延長する拭
きスクイジー１８は拭きスクイジーと同一長さに延長す
る長方形のスクイジー取付けフランジ１００に固定され
ており、このスクイジー取付フランジ１００はその中央
部において円筒形の中空シャフト１０２に固定されてい
る。拭きスクイジー１８は基端部１８ａが水平方向に延
長し先端部１８ｂは水平方向からα度上方に傾斜してい
る。このスクイジーの構成は公知である。なお９８は散
水用のノズルである。円筒形のハウジング１０４の内側
にはピン取付用中空シャフト１０６がねじ１８０によっ
て固定されており、そのピン取付孔１０６ａには上下方
向に延長するピン１０８が嵌装され中空シャフト１０６
に固定されている。スクイジー取付けフランジ１００が
取付けられた中空シャフト１０２は中央部に上下方向に
貫通するピン挿入孔１０２ａが形成されており、このピ
ン挿入孔１０２ａにピン１０８が遊嵌されている。した
がって中空シャフト１０２はピン１０８のまわりに回動
することができる。なお１１０は軸受けである。

【００４６】中空シャフト１０２の後端部には皿ばね取
付ロッド１１２が固定されており、この皿ばね取付ロッ
ド１１２はピン取付用中空シャフト１０６の後端部にね
じ１８２によって固定されたフランジ１１４に形成され
た開口部１１４ａを貫通して後方に突出している。皿ば
ね取付用ロッド１１２には１対の皿ばね押えリング１１
６，１１８が相互に間隔をおいて嵌装されており、この
皿ばね押えリング１１６，１１８の間には皿ばね１２０
が介装されている。１２２は押えナットで、この押えナ
ット１２２により皿ばね１２０の締め付けを調節するこ
とにより、皿ばね１２０による拭きスクイジー１８の水
平方向傾斜の復元力を調整する。

【００４７】円筒形ハウジング１０４の両側には張出し
部１２２がハウジング１０４と一体的に形成されてい
る。この張出し部１２２はその下面に前後方向に延長す
る凹部１２２ａを有し、この凹部１２２ａにはベースプ
レート１２４に前後方向にねじ１８４によって固定され
た案内レール１２６が嵌装されている。したがってハウ
ジング１０４は案内レール１２６に案内されて前後方向
すなわち壁面に対し接近、離間する方向に摺動すること
ができる。

【００４８】ハウジング張出部１２２の後端部には長方
形の取付板１２８がねじ１８６によって固定されており
（図９）、この取付板１２８には前端部が閉じた円筒形
の圧力センサ収納筒１３０（図８）がその閉じた前端部
１３０ａをハウジング１０４内に臨ませるようにしてね
じ１８８によって固定されている。圧力センサ収納筒１
３０の前端部の内側に形成された段部には円板状の圧力
センサ１３２が収容されている。

【００４９】一方ベースプレート１２４の後部にはエア
シリンダ１３４が搭載されており、このエアシリンダ１
３４のピストン１３６にねじ１３８により固定されたエ
アシリンダヘッド１４０は圧力センサ収納筒１３０の後
部に嵌入されており圧力センサ１３２のセンサ突起１３
２ａに接触している。圧力センサ収納筒１３０の後端面
にはドーナツ状の係止板１４２がねじ１９０によって固
定されており、エアシリンダヘッド１４０の段部と係合
することによりエアシリンダヘッド１４０の後方への移
動を制限するようになっている。なお１４４は拭きスク
イジー取付機構１７を被覆するカバーである。

【００５０】圧力センサ１３２は拭きスクイジー１８が
窓ガラスに押付けられた時の押付力を検出しこの押付力
を表す電気信号を基に最適な空気圧力に変換した上でエ
アシリンダ１３４に送出する。エアシリンダ１３４はこ
の信号を受けて、押付力が予設定値を超える場合はピス
トン１３６に与える力を減少させ、押付力が予設定値未
満の場合はピストン１３６に与える力を増加させるよう
に動作する。するとハウジング１０４に設けられた張出
し部１２２が案内レール１３６上を摺動することによっ
て拭きスクイジー１８は窓ガラスに対し接近または離間
し、スクイジー押付力は予設定値に維持される。

【００５１】また、拭きスクイジー１８を窓ガラスに押
付けた状態で清掃を行う際に、ロボット本体が窓ガラス
に対し平行でない状態になると拭きスクイジー１８が取
付けられた中空シャフト１０２はピン１０８のまわりに
回動することにより、拭きスクイジー１８は窓ガラスに
対し常に平行な位置に維持される。

【００５２】６．両スクイジーの動作 次に、図１１を参照して窓清掃作業中の拭きスクイジー
１８および受けスクイジー２０の動作について説明す
る。図１１中ａで示す待機位置において、両スクイジー
１８，２０は窓枠１５０との接触を避けるため窓１５２
から離間している。アーム１４の第１の回転軸Ｉはロボ
ット１の下降に伴い垂線Ｌ１上を下降する。この待機位
置においては回転体１５と受けスクイジー２０とを接続
する電磁クラッチ６０は接続状態にあり、両スクイジー
１８，２０はともに回転体１５と一体的に回動する状態
に置かれている。

【００５３】次にこの待機位置からロボット１を下降さ
せながらアーム１４を第１の回転軸Ｉのまわりに反時計
方向に回動させることにより拭きスクイジー１８を窓枠
１５０の直下の窓１５２に当接させ窓清掃開始点ｂに位
置ずける。同時に電磁クラッチ６０を切断状態とするこ
とにより受けスクイジー２０をその自重により下方に回
動させ、ｂ位置にある拭きスクイジー１８の下方の位置
ｂ′に位置ずける。この位置ｂ′において、受けスクイ
ジー２０は拭きスクイジー１８による清掃の結果流下す
る汚水を受けロボット１内の汚水タンク２６にな流し込
むことができる。また受けスクイジー２０はストッパ８
０により下垂を抑止されている。この状態を維持しつつ
ロボット１を下降させることにより窓ガラス１５２の清
掃が上方から下方に向って進行する。

【００５４】清掃が進行して拭きスクイジー１８がｃ１
位置からｃ位置に至ると、拭きスクイジー１８は下方の
窓枠１５１の上縁に沿う窓ガラス１５２を清掃するため
に伏せ動作に入り、このため回転シャフト１５が第２の
回転軸IIのまわりに時計方向に回動するとともにアーム
１４は第１の回転軸Ｉのまわりに時計方向に回転し、第
２の回転軸IIはδだけ後方に移動する。この時受けスク
イジー２０も後方に移動しようとするが、受けスクイジ
ー２０は窓ガラス１５２に沿って前記スライダ機構によ
り一定の押付け力を付与されているので、受けスクイジ
ー２０は前方に移動し窓ガラス１５２から離れることは
ない。したがって第２の回転軸IIの後退にともなう受け
スクイジー２０の後退によって上方から流下する汚水を
受けられなくなるという不都合が生じることを防止する
ことができる。

【００５５】拭きスクイジー１８が１枚の窓ガラス１５
２の清掃を終了する以前に、受けスクイジー２０は下段
の窓枠１５１の上縁に当接するｃ′位置に到達する。受
けスクイジー２０のｃ′位置到達後もロボット１の下降
に伴い拭きスクイジー１８による窓ガラス１５２の清掃
は継続されるが、受けスクイジー２０は窓枠１５１の上
縁に係止されそれ以上の下動を禁止される一方電磁クラ
ッチ６０が切断状態にあり、受けスクイジーは回転シャ
フト１５からフリーに上方に回動できるので、受けスク
イジー２０はｃ′位置にとどまりつつ第２の回転軸IIの
まわりに反時計方向に回動する。

【００５６】拭きスクイジー１８が窓枠１５１の直上の
清掃終了点ｄに到達すると、センサーによる窓枠検知信
号に応答して両スクイジー１８，２０は窓枠１５１を回
避する運動を行う。すなわち電磁クラッチ６０が接続さ
れ、両スクイジー２０は回転シャフト１５と一体的に回
転する体勢に入る。ここでアーム１４を第１の回転軸Ｉ
のまわりに時計方向に所定角度だけ回動させるとともに
回転シャフト１５を反時計方向に所定角度回動させる。
この２つの回動動作の組合せの結果、両スクイジー２０
は、窓ガラス１５２から離間し、次の待機位置ｅに位置
ずけられる。

【００５７】さらにロボット１が下降する間にアーム１
４を第１の回転軸Ｉのまわりに反時計方向に所定角度だ
け回動させるとともに電磁クラッチ６０を切断し次の窓
清掃開始点ｆに拭きスクイジー１８を当接させることに
より下段の窓ガラス１５２の清掃を開始し、以下同様の
動作を繰返することによって窓の清掃を行う。以上の一
連の動作はすべて予めプログラムされたサーボ制御によ
って行う。

【００５８】上記実施例においては回転体として回転シ
ャフト１５を使用しているが、これに限らず箱状のケー
シング等アームに支持されて第２の回転軸のまわりに回
転可能なものであれば他の形状、構造のものでもよい。

【００５９】またこの他本発明の思想の範囲内で種々の
改変が可能であることは言うまでもない。

【００６０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項第１項記載の
本発明によれば、拭きスクイジーの上下動作、前後動作
および伏せ動作は第１の回転軸のまわりに回動するアー
ムの回動動作および該アームに支持されるとともに該第
１の回転軸と平行な第２の回転軸のまわりに該アームの
回動とは独立に回動させることができる回転体の回動動
作を組合せることにより実現することができる。したが
って従来の直交座標形式の窓清掃ロボットのようにドラ
イブシャフトを必要としないので、ドライブシャフトの
破損やドライブシャフトのねじれによるスクイジー位置
の不均衡等の問題が生じることを防止することができ、
ロボットの信頼性を向上させることができる。

【００６１】また、本発明によれば、スクイジーへの駆
動力伝達機構部はすべて回転構造であって、従来の直交
座標形式の窓清掃ロボットのようにスライドする部分が
まったくないので、駆動力伝達機構部のシールは市販の
簡単な円形シール部材を使用すれば足り、極めて容易に
完全なシールを行うことができ、この面でもロボットの
信頼性を向上させることができる。

【００６２】またスクイジーの上下動作、前後動作、伏
せ動作をすべてアームと回転体の回動動作の組合せだけ
で行うことができるので駆動機構の部品点数も少く、機
構全体を小型、軽量化することができる。したがってロ
ボットを吊下げるルーフカーも小型化できる。

【００６３】また、請求項第１項記載の本発明によれば
回転体に対し回動可能に支持された受けスクイジー取付
機構はクラッチ機構により回転体に接続されまたはその
接続を切断されるので、クラッチ接続状態においては受
けスクイジーは回転体と一体的に回動し、クラッチ切断
状態においては受けスクイジーは回転体の回動とは無関
係に受けスクイジーの自重による垂下傾向をストッパ機
構に抑止されて一定位置（たとえば水平位置）に維持さ
れる。したがって、通常の窓清掃作業においては、窓清
掃方向の前方に窓枠が存在することが検知されると、ク
ラッチが接続されて受けスクイジーは拭きスクイジーと
ともに窓枠を避けるため窓ガラスの面から後退する動作
を行う。一方、窓清掃中はクラッチを切断状態にしてお
いて、拭きスクイジーは回転体を回転させることにより
拭きスクイジーの傾斜を清掃に適した最適な傾斜に変更
する制御を行うとともに、受けスクイジーは拭きスクイ
ジーの回動制御とは無関係に汚水を受けるための一定位
置を維持することができる。したがって、両スクイジー
の動作を自由に組合せることができ、窓清掃に求められ
る最適のスクイジー動作を実現することができる。

【００６４】また請求項第２項および第３項記載の本発
明によれば、アーム駆動機構と回転体駆動機構をアーム
とは別体に設けたので、アームにかかる負荷は拭きスク
イジー、受けスクイジー、回転体および両スクイジーを
回転体に取付ける機構のみとなり、重量の大きいモータ
部分がアーム内に存在せず、従来の門型構造の窓清掃ロ
ボットにおいてヘッドケースにかかる負荷と比べてはる
かに小さい値とすることができ、したがって窓拭き作業
の高速化を実現することができる。

【００６５】また請求項第４項記載の本発明によれば、
窓ガラス清掃作業中拭きスクイジーの伏せ動作を行うた
め第２の回転軸を後方に移動する際に受けスクイジーの
後退により汚水を受けられなくなる不都合が生じること
を防止することができ、請求項第１項記載の発明の効果
を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外壁清掃ロボット１実施例を示す正面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】ガイドローラレールとガイドローラの嵌合状態
を示す平面図である。

【図４】ア−ム駆動機構を示す正面断面図である。

【図５】回転体の駆動部の一部を示す正面断面図であ
る。

【図６】回転体を示す正面断面図である。

【図７】受けスクイジーの垂下防止用ストッパを示す側
面図である。

【図８】拭きスクイジー取付機構の側面断面図である。

【図９】拭きスクイジー取付機構の平面図である。

【図１０】図９のＢ−Ｂ矢視図である。

【図１１】スクイジーの動作を示す図である。

【図１２】従来の窓清掃ロボットの要部を示す斜視図で
ある。

【図１３】受けスクイジー取付部の断面図である。

【符号の説明】

１ 外壁清掃用ロボット １４ アーム １５ 回転体 １７ 拭きスクイジー取付機構 １８ 拭きスクイジー １９ 拭きスクイジー取付機構 ２０ 拭きスクイジー ６０ 電磁クラッチ ８０ ストッパ I 第１の回転軸 II 第２の回転軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A47L 1/00 - 1/16 A47L 11/00 - 11/40 A46B 7/10 A46B 13/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建造物の外壁面とおおむね平行にかつおお
   むね水平方向に延長する第１の回転軸のまわりに回動可
   能に設けられたアームと、該アームを駆動するアーム駆
   動機構と、該第１の回転軸と平行な第２の回転軸のまわ
   りに回動可能に該アームに支持された回転体と、該回転
   体を該アームの駆動とは独立に駆動する回転体駆動機構
   と、該回転体に取付けられた拭きスクイジー取付機構
   と、該拭きスクイジー取付機構に取付けられた拭きスク
   イジーと、該回転体に対し回動可能に支持された受けス
   クイジー取付機構と、該拭きスクイジーの下方に位置す
   るように該受けスクイジー取付機構に取付けられた清掃
   後の汚水を受ける受けスクイジーと、該回転体に対し該
   受けスクイジー取付機構を接続させまたはその接続を切
   断させるクラッチ機構と、該スクイジーの所定位置から
   下方への回転を抑止するストッパ機構とを備えることを
   特徴とする外壁清掃用ロボット。
2. 【請求項２】建造物の外壁面とおおむね平行にかつおお
   むね水平方向に延長する第１の回転軸のまわりに回動可
   能に設けられたアームと、該アームを駆動するアーム駆
   動機構と、該第１の回転軸と平行な第２の回転軸のまわ
   りに回動可能に該アームに支持された回転体と、該回転
   体を該アームの駆動とは独立に駆動する回転体駆動機構
   と、該回転体に取付けられた拭きスクイジー取付機構
   と、該拭きスクイジー取付機構に取付けられた拭きスク
   イジーとを備え、該アーム駆動機構および該回転体駆動
   機構は該アームとは別体に設けられていることを特徴と
   する外壁清掃用ロボット。
3. 【請求項３】該アーム駆動機構および該回転体駆動機構
   は該アームとは別体に設けられていることを特徴とする
   請求項１記載の外壁清掃用ロボット。
4. 【請求項４】該受けスクイジー取付機構は、スライダベ
   ースと、該スライダベースに対し前後方向に摺動可能に
   取付けられたスライダと、該スライダを駆動する駆動手
   段を備え、該受けスクイジーは該スライダに固定されて
   いることを特徴とする請求項１記載の外壁清掃用ロボッ
   ト。