JP3892462B2 - 窓拭き装置 - Google Patents

Description

本発明は、窓拭き装置に関する。

特許文献１や特許文献２に示すように、吸着部によって窓ガラスに吸着しながら、走行部によって窓ガラスのガラス面に沿って移動し、走行方向を変えながら、窓拭き部によって窓ガラスを清掃する窓拭き装置はある。
特開平０８−０１０１８９号公報 特開平０８−０１０１９０号公報

しかるに、従来の窓拭き装置には、以下の（ｉ）〜（ｖ）に示す問題がある。
（ｉ）従来の窓拭き装置は、業務用のものであり大型で重いので、これを窓ガラスに吸着させるための吸引力を得るために、大型の真空ポンプを使用している。もし、大型の真空ポンプを窓拭き装置に搭載して落下した場合には、非常に危険なので、真空ポンプと窓拭き装置との間をチューブで連結している。しかし、窓ガラスのガラス面上を窓拭き装置が走行しているときには、チューブが邪魔になり、窓拭き装置の走行が制限されることがある。
（ｉｉ）従来の窓拭き装置は、走行部と窓拭き部が固定されているので、窓ガラスの上で旋回して走行方向を変えると、窓拭き部も旋回する。このため、窓ガラスの隅で旋回可能なように、窓拭き部が平面視で丸い形状にした場合には、窓ガラスの隅に拭き残しが生じる。逆に、窓拭き部を窓ガラスの形状に合わせて平面視で四角形状にすると、窓ガラスの隅で旋回することができない。いずれにしても、従来の窓拭き装置では、窓ガラスの隅に拭き残しが生じるのである。
（ｉｉｉ）従来の窓拭き装置は、業務用のものであり、排気用モータや排気用ファンなどが必要であり、しかも制御方式が複雑になると制御部分の設計実装費が高くなり、安価に製造することができない。
（ｉｖ）吸着部により窓ガラスに吸着した状態で、そのガラス面に沿って走行部で走行させているので、窓ガラスと吸着部との間の摩擦力が、窓ガラスと走行部との間の摩擦力に対してバランスが悪いと、窓ガラスに吸着した状態で、そのガラス面に沿ってスムーズに走行させることができないことがある。
（ｖ）窓ガラスのガラス面は滑りやすいので、走行車輪が真っ直ぐに走行しないことがある。このため、窓ガラスに拭き残しが生じることがある。
本発明はかかる事情に鑑み、走行の制限を排除でき、窓ガラスの隅までキレイに清掃することができ、安価に製造でき、窓ガラスのガラス面をスムーズに走行させることができ、所望の方向に真っ直ぐ走行でき、窓ガラスに拭き残しが生じるのを防止できる窓拭き装置を提供することを目的とする。

第１発明の窓拭き装置は、窓ガラスに吸着する吸着部と、四角形の外枠フレームに取り付けられた清掃ユニットと、前記外枠フレーム内で旋回可能な内側フレームに取り付けられた走行部とからなり、前記外枠フレームと前記内側フレームが、それぞれの中央部で旋回可能に設けられていることを特徴とする。
第２発明の窓拭き装置は、第１発明において、前記内側フレームに、吸着部を構成する負圧発生器が取り付けられていることを特徴とする。
第３発明の窓拭き装置は、第２発明において、窓ガラスに吸着した状態において、前記外枠フレームの旋回中心より下方となる部分に、電源が取り付けられたことを特徴とする。
第４発明の窓拭き装置は、第１発明において、窓ガラスに吸着した状態において、前記清掃ユニットの上端および下端となる部分にそれぞれ取り付けられた、窓枠を検出する一対の上部センサおよび下部センサと、該上部センサおよび下部センサが送信した窓枠検出信号を受信する制御部とからなり、該制御部が、前記走行部を垂直方向に往復走行させながら、前記上部センサおよび下部センサから送信された窓枠検出信号を検知する毎に、走行部を横シフト走行させる走行処理部を備えたことを特徴とする。
第５発明の窓拭き装置は、第４発明において、前記横シフト走行の距離が、前記清掃ユニットの幅より小さいことを特徴とする。
第６発明の窓拭き装置は、第１発明において、前記吸着部が吸盤を備え、前記走行部が車輪を備えており、窓ガラスに対する前記吸盤の摩擦抵抗が、窓ガラスに対する前記車輪の摩擦抵抗に比べて小さいことを特徴とする。
第７発明の窓拭き装置は、第１発明において、前記走行部が車輸を備えており、該車輪の駆動用モータが、ステッピングモータであることを特徴とする。
第８発明の窓拭き装置は、第４発明において、前記走行部に、ズレ検出センサが設けられ、前記制御部が、前記ズレ検出センサで検出したズレ量が０に近づくように、走行方向をフィードバック補正する走行方向補正処理部を備えたことを特徴とする。
第９発明の窓拭き装置は、第１発明において、前記清掃ユニットが、前記吸着部に着脱自在に取り付けられたことを特徴とする。

図１は、本実施形態の窓拭き装置１による窓ガラスＷの清掃状況を示す説明図である。
図２は、本実施形態の窓拭き装置１の単体図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）側面図である。
図３は、（Ａ）図は図２（Ａ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線矢視図、（Ｂ）図は図２（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線矢視図、（Ｃ）図は図２（Ａ）のＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線矢視図である。
図４は、本実施形態の窓拭き装置１の底面図である。
図５は、図２（Ｂ）のＶ−Ｖ線矢視図である。
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。
図７は、他の清掃ユニット２０Ｂの説明図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は縦断面図である。
図８は、制御部５０のブロック図である。
図９は、走行処理部５１のフローチャートである。
図１０は、本実施形態の窓拭き装置１の使用手順説明フローチャートである。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の窓拭き装置１による窓ガラスＷの清掃状況を示す説明図である。同図に示すように、本実施形態の窓拭き装置１は、窓ガラスＷに吸着しながら、そのガラス面に沿って移動し、窓ガラスＷを清掃する装置である。
図２は、本実施形態の窓拭き装置１の単体図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）側面図である。図３は、（Ａ）図は図２（Ａ）のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線矢視図、（Ｂ）図は図２（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線矢視図、（Ｃ）図は図２（Ａ）のＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ線矢視図である。図２〜図３に示すように、本実施形態の窓拭き装置１は、吸着部１０、清掃ユニット２０、走行部３０、検出部４０および制御部５０から構成されたものである。
まず、吸着部１０を説明する。
図４は、本実施形態の窓拭き装置１の底面図である。同図に示すように、吸着部１０は、吸引力によって窓ガラスＷに吸着するものであり、吸引ノズル１１、吸盤１２および負圧発生器１３から構成されたものである。
吸引ノズル１１は、ノズル本体の中空部分に吸引孔が形成されたものである。
前記吸引ノズル１１の先端部には、吸盤１２が取り付けられている。この吸盤１２は、摩擦抵抗が小さい素材、例えば四フッ化エチレンの重合体やポリアセタール、アセタール樹脂等を、吸盤状に形成したものである。
前記吸引ノズル１１の基端部には、連結チューブ１４の一端が取り付けられている。連結チューブ１４の他端は、真空ポンプやブロア等の負圧発生器１３が取り付けられている。この負圧発生器１３は、後述する内側フレーム３１に取り付けられており、後述する電源２８より電力が供給されるようになっている。
吸着部１０によれば、負圧発生器１３で吸引することにより、吸盤１２を窓ガラスＷに吸着させることができる。しかも、負圧発生器１３は外部の真空ポンプが必要なく、窓拭き装置１を自走式にすることができ、走行の制限を排除することができる。
また、吸着部１０によれば、吸引力で窓ガラスＷに吸着させているので、厚いガラスや２重ガラスの窓ガラスＷであっても吸着させることができる。
なお、吸着部は、吸引力により窓ガラスＷに吸着するものだけでなく、磁石を用いて磁力で窓ガラスＷに吸着するようにしてもよい。この場合、一対の磁石もしくは磁石と鉄板などの磁性体との間で、窓ガラスＷを挟むようにすればよい。また、前記磁石等の表面に保護膜を形成させておくと、窓ガラスＷのガラス面が傷付かないので好適である。
つぎに、清掃ユニット２０を説明する。
前記吸着部１０の吸引ノズル１１には、外枠フレーム２１の上面中央部が旋回自在に取り付けられている。この外枠フレーム２１は、上面部および四側面部からなり、四隅を有する形状のフレームである。外枠フレーム２１の下端縁部には、拭取り部２２が取り付けられている。
外枠フレーム２１の上面には、円弧状の長孔２１ｈが形成されており、この長孔２１ｈにはチューブ１４が通されている。この長孔２１ｈは、走行部３０が旋回したときに旋回しやすくするためのものである。
そこで、拭取り部２２を説明する。
前記外枠フレーム２１の上端部および下端部には、複数の回転軸２３が垂直に配設され、その軸廻りに回転自在に取り付けられている。各回転軸２３の先端には、スポンジやブラシなどの清掃具２４が取り付けられている。回転軸２３の基端にはプーリ２５が取り付けられている。そして、隣接するプーリ２５、２５同士の間にはベルト２６が巻き掛けられているので、一のベルト２５を清掃用モータ２７で走行させることにより、全ての清掃具２３を一斉に旋回させることができる。このため、清掃具２３によって、窓ガラスＷのガラス面を清掃することができるのである。
なお、清掃具２３を回転させるための伝達機構は、プーリとベルトの組み合わせだけでなく、ギヤの組み合わせであってもよく、種々の機構を採択しうる。
また、前記清掃具２３は円形状に形成されており、千鳥格子状に配設されているので、前列の清掃具２３、２３間の隙間による拭き残しがあっても、後列の清掃具２３によって拭き取ることができ、拭き残しを防止できるので好適である。
なお、拭取り部は上記構成に限らず、図７に示す拭取り部２２Ｂであってもよい。この拭取り部２２Ｂは、四隅を有する形状の外枠フレーム２１の周端縁部に、スポンジやブラシ等の清掃具２３が直接取り付けられたものである。この場合、簡単に製造することができる。
前記外側フレーム２１には、例えば乾電池などの電源２８が内蔵されている。この電源２８により、前記清掃用モータ２７や後述する走行用モータ３２を駆動させることができる。この電源２８は、前記清掃ユニット２０の外側フレーム２１において、走行部３０の旋回中心より下部となる部分に取り付けられているが、その理由は後述する
つぎに、走行部３０を説明する。
前記吸引ノズル１１には、走行部３０が旋回自在に取り付けられている。この走行部３０は、内側フレーム３１、走行用モータ３２および車輪３３から構成されたものである。
内側フレーム３１は、上面および四側面を備えたフレームである。前記吸着部１０の吸引ノズル１１には、内側フレーム３１の上面中央部が旋回自在に取り付けられている。
内側フレーム３１の端縁部には、一対の走行用モータ３２が取り付けられている。各走行用モータ３２の駆動軸には、車輪３３が取り付けられている。このため、車輪３３を回転させることができる。
前記走行用モータ３２は、ステッピングモータであり、所望の回転角度をもって車輪３３を回転でき、正確な走行距離で正確に走行させることができる。よって、走行部３０の垂直走行路を所望の走行距離だけ正確に横シフトさせることができ、窓ガラスＷの拭き残しを防止することができる。
なお、走行用モータ３２は、ステッピングモータだけでなく、通常のモータであってもよい。
一対の車輪３３、３３を正転させると、前進させることができ、一対の車輪３３、３３を逆転させると、後退させることができる。また、一方の車輪３３を正転させ他方の車輪３３を逆転させることにより、走行部３０を左右に旋回させて横方向に向けさせることができる。
走行部３０によれば、走行用モータ３２を駆動させて車輪３３を回転させることにより、窓ガラスＷのガラス面を前進後退させたり、旋回して横方向に向けて移動させることができる。
走行部３０の旋回時には、清掃ユニット２０の電源２８が錘となって、清掃ユニット２０の下部が常に下方に向くので、清掃ユニット２０が追随して旋回することを防止することができ、清掃ユニット２０の姿勢を維持することができる。
前記車輪３３は、ゴム製であり、その摩擦抵抗は高い。前記吸着部１０における吸盤１２は、その摩擦抵抗は低い。
走行部３０における車輪３３の摩擦抵抗に比べて、吸着部１０における吸盤１２の摩擦抵抗を小さくしているので、窓ガラスＷに吸着した状態で、そのガラス面に沿ってスムーズに走行させることができる。
つぎに、検出部４０を説明する。
前記外枠フレーム２１の上下左右の各端面には、上部センサ４１、下部センサ４２、左部センサ４３および右部センサ４４が取り付けられている。各センサ４１〜４４は、例えばリミットスイッチであり、窓ガラスＷの窓枠を検出することができる。
なお、各センサ４１〜４４は、接触式のリミットスイッチだけでなく、非接触式の近接スイッチや位置検出素子などであってもよい。
また、前記走行部３０の適所には、例えばジャイロセンサや角速度検出センサ、傾斜検出センサ等のズレ検出センサ４５が取り付けられている。このズレ検出センサ４５によって、走行部３０のズレ量を検出することができる。
つぎに、制御部５０を説明する。
図８は制御部５０のブロック図である。同図に示すように、検出部４０の検出信号は、制御部５０に送信されるようになっている。この制御回部５０は、走行処理部５１および走行方向補正処理部５２を備えている。
走行処理部５１は、センサ４１〜４４の窓枠検出信号を受信するようになっており、走行部３０における一対の車輪３３，３３の回転を制御する処理部である。
図９は、走行処理部５１のフローチャートである。同図に示すように、この走行処理部５１は以下のように処理を行う。まず、スタートスイッチがＯＮされると、走行部３０を垂直方向上向きまたは下向きに走行させる（Ｓ１）。上部センサ４１または下部センサ４２により窓枠検知信号が検知されると（Ｓ２）、走行部３０を横方向に旋回させて移動させる（Ｓ３）。そして、左部センサ４３または右部センサ４４により窓枠検知信号が検知されたかどうか判定される（Ｓ４）。当該窓枠検知信号が検知されたと判定されると処理終了となるが、この窓枠検知信号が検知されたと判定されなければ、走行部３０を垂直方向に戻し、ステップ１の走行方向と垂直方向逆向きに走行させる（Ｓ５）。このため、走行部３０の垂直走行路を横にシフトさせることができる。そして、前記（Ｓ２）〜（Ｓ５）が繰り返される。
この結果、清掃ユニット２０により、窓ガラスＷの全ガラス面を清掃することができる。
走行処理部５１の横シフトの距離を、清掃ユニット２０の幅より小さく設定することにより、垂直走行路間の間隔を短くでき、清掃ユニット２０により窓ガラスＷを拭いた清掃軌跡の端縁部分を重ねて拭くことができるから、窓ガラスＷの拭き残しを防止することができ、窓ガラスＷの全領域を清掃することができる。
前記走行方向補正処理部５２は、前記ズレ検出センサ４５で検出したズレ量を受信し、ズレ量が０に近づくようにフィードバック補正し、走行部３０の走行方向を補正するような補正値を走行処理部５１に送信する処理部である。
この走行方向補正処理部５２によれば、走行部３０の走行方向がズレると、ズレた分だけフィードバック補正されるので、走行部３０を真っ直ぐに走行させることができる。
なお、本実施形態の窓拭き装置１は、自動で走行するようになっているが、リモコンによる遠隔操作で制御するようにしてもよい。
さらになお、本実施形態の窓拭き装置１は、家庭用のものであるが、業務用のものであってもよい。
つぎに、本実施形態の窓拭き装置１の使用手順を説明する。
図１０は本実施形態の窓拭き装置１の使用手順説明フローチャートである。同図に示すように、まず、本実施形態の窓拭き装置１の電源スイッチを入れる。そして、真空ポンプを始動させてから、窓拭き装置１を窓ガラスＷに吸着させる。走行用スイッチを入れると、窓拭き装置１によって窓ガラスＷを拭くことができる。窓拭き装置１は窓ガラスＷを上下方向に往復しながら、窓枠の上端および下端に到達する毎に、垂直走行路を横シフトしながら走行するので、窓ガラスＷの全ガラス面を拭くことができる。窓拭き装置１が窓ガラスＷの側端に到達すると、自動的に停止し、音や表示により窓拭き完了が知らされる。そこで、窓拭き装置１の電源スイッチを切ってから真空ポンプを停止し、窓ガラスＷから窓拭き装置１を取り外せばよい。
なお、異常時や窓拭き完了の通知は、音や表示だけでなく、携帯電話やパソコンなどに送信するようにしてもよい。
本実施形態の窓拭き装置１によれば、以下（１）〜（９）の作用効果を奏する。
（１）吸着部１０に、吸着用の負圧発生装置１３が搭載されているので、外部の真空ポンプが必要なく、窓拭き装置１を自走式にすることができ、走行の制限を排除することができる。
（２）吸着部１０に走行部３０が旋回自在に取り付けられているので、清掃ユニット２０の姿勢を変えずに、走行部３０の走行方向を変えることができる。このため、清掃ユニット２０の拭取り部２２を、四隅を有する形状にすることにより、窓ガラスＷの隅までキレイに清掃することができる。
（３）清掃ユニット２０において、走行部３０の旋回中心より下部となる部分に電源２８が取り付けられているので、走行部３０の旋回時に清掃ユニット２０が追随して旋回することを防止することができ、清掃ユニット２０の姿勢を維持することができる。
（４）走行処理部５１によって、走行部３０を垂直方向に往復走行させながら、上部センサ４１および下部センサ４２により窓枠上端および窓枠下端を検出する毎に、走行部３０の垂直走行路を横シフトさせることができるので、窓ガラスＷをキレイに清掃することができる。しかも、安価なセンサと簡単な制御方式により制御できるから、安価に製造できる。
（５）走行処理部５１の横シフトの距離が清掃ユニット２０の幅より小さいので、垂直走行路間の間隔を短くでき、清掃ユニット２０により窓ガラスＷを拭いた清掃軌跡の端縁部分を重ねて拭くことができるから、窓ガラスＷの拭き残しを防止することができ、窓ガラスＷの全領域を清掃することができる。
（６）車輪３３の摩擦抵抗に比べて、吸盤１２の摩擦抵抗を小さくしているので、窓ガラスＷに吸着した状態で落下させることなく、車輪３３により窓ガラスＷのガラス面上をスムーズに走行させることができる。
（７）車輪の駆動用走行用モータ３２がステッピングモータであるから、所望の回転角度をもって車輪３３を回転でき、正確な走行距離で正確に走行させることができる。よって、走行部３０の垂直走行路を所望の走行距離だけ正確に横シフトさせることができ、窓ガラスＷの拭き残しを防止することができる。
（８）走行方向補正処理部５２によって、ズレ検出センサ４５で検出されたズレ量が０に近づくように、走行方向をフィードバック補正させることにより、所望の方向に真っ直ぐに走行させることができる。
（９）清掃ユニット２０を吸着部１０から取り外すことができるので、清掃ユニット２０のメンテナンスを簡単に行うことができる。

第１発明によれば、走行部の内側フレームも清掃ユニットの外枠フレームも旋回自在に設けられているので、清掃ユニットの作業姿勢を変えずに、走行部の走行方向を変えることができる。このため、清掃ユニットの拭取り部を、四隅を有する形状にしておけば、窓ガラスの隅までキレイに清掃することができる。
第２発明によれば、内側フレームに、負圧発生装置が搭載されているので、外部の真空ポンプ等と接続する必要なく、窓拭き装置の走行の制限を排除することができる。
第３発明によれば、外枠フレームの旋回中心より下部となる部分に電源が取り付けられて、重心が旋回中心より下がっているので、走行部の旋回時に外枠フレームに取付けられている清掃ユニットが追随して旋回することを防止することができ、清掃ユニットを常時作業姿勢に維持することができる。
第４発明によれば、走行処理部によって、走行部を垂直方向に往復走行させながら、上部センサおよび下部センサにより窓枠上端および窓枠下端を検出する毎に、走行部を横シフトさせることができるので、窓ガラスの隅を拭残すことなくキレイに清掃することができる。しかも、安価なセンサと簡単な制御方式により制御できるから、安価に製造できる。
第５発明によれば、走行処理部による横シフトの距離が清掃ユニットの幅より小さいので、清掃ユニットにより窓ガラスを拭いた清掃軌跡の端縁部分を重ねて拭くことができるから、窓ガラスの拭き残しを防止することができ、窓ガラスの全領域を清掃することができる。
第６発明によれば、車輪の摩擦抵抗に比べて、吸盤の摩擦抵抗を小さくしているので、窓ガラスに吸盤を吸着させた状態で落下させることなく、車輪により窓ガラスのガラス面上をスムーズに走行させることができる。
第７発明によれば、車輪の駆動用モータがステッピングモータであるから、所望の回転数をもって車輪を回転でき、正確な走行距離で走行させることができる。よって、走行部の垂直走行路を所望の走行距離だけ正確に横シフトさせることができ、窓ガラスの拭き残しを防止することができる。
第８発明によれば、走行方向補正処理部によって、ズレ検出センサで検出されたズレ量が０に近づくように、走行方向をフィードバック補正させることにより、所望の方向に真っ直ぐに走行させることができる。このため、窓ガラスの拭き残しを防止することができる。
第９発明によれば、清掃ユニットを吸着部から取り外すことができるので、清掃ユニットのメンテナンスを簡単に行うことができる。

Claims (9)

1. 窓ガラスに吸着する吸着部と、四角形の外枠フレームに取り付けられた清掃ユニットと、前記外枠フレーム内で旋回可能な内側フレームに取り付けられた走行部とからなり、前記外枠フレームと前記内側フレームが、それぞれの中央部で旋回可能に設けられていることを特徴とする窓拭き装置。
2. 前記内側フレームに、吸着部を構成する負圧発生器が取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の窓拭き装置。
3. 窓ガラスに吸着した状態において、前記外枠フレームの旋回中心より下方となる部分に、電源が取り付けられたことを特徴とする請求項２記載の窓拭き装置。
4. 窓ガラスに吸着した状態において、前記清掃ユニットの上端および下端となる部分にそれぞれ取り付けられた、窓枠を検出する一対の上部センサおよび下部センサと、
   該上部センサおよび下部センサが送信した窓枠検出信号を受信する制御部とからなり、該制御部が、前記走行部を垂直方向に往復走行させながら、前記上部センサおよび下部センサから送信された窓枠検出信号を検知する毎に、走行部を横シフト走行させる走行処理部を備えたことを特徴とする請求項１記載の窓拭き装置。
5. 前記横シフト走行の距離が、前記清掃ユニットの幅より小さいことを特徴とする請求項４記載の窓拭き装置。
6. 前記吸着部が吸盤を備え、前記走行部が車輪を備えており、窓ガラスに対する前記吸盤の摩擦抵抗が、窓ガラスに対する前記車輪の摩擦抵抗に比べて小さいことを特徴とする請求項１記載の窓拭き装置。
7. 前記走行部が車輪を備えており、該車輪の駆動用モータが、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１記載の窓拭き装置。
8. 前記走行部に、ズレ検出センサが設けられ、前記制御部が、前記ズレ検出センサで検出したズレ量が０に近づくように、走行方向をフィードバック補正する走行方向補正処理部を備えたことを特徴とする請求項４記載の窓拭き装置。
9. 前記清掃ユニットが、前記吸着部に着脱自在に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の窓拭き装置。

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