JP4553524B2 - 液体塗布方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床に消毒液やワックス等の液体を隈なく且つ均一に塗布するための液体の塗布方法に関するものであり、詳細には、滴下ノズルを走査させて走行する液体塗布走行装置とその液体塗布走行装置を使用した際の主に初期動作における液体の塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、床面に対してワックス等の液体を塗布する各種の走行装置が知られているが、一般に、これらの液体を床面に対して塗布する場合には、走行に伴いその作業領域で、広く均一に塗布することが望まれる。例えば、特開平成９年第２９９８５７号「走行式ワックス塗布乾燥装置」においては、回動軸に垂設され、先方が左右に振り動かされるワックス注出管を備え、台車の走行に伴ってワックス注出管の先方が左右に振り動かされて、その先端からワックスが広く床面にジグザグ状に供給される構成のワックス供給塗布装置が開示されている。
【０００３】
上記の装置によれば、このように構成したワックス注出供給装置によって、容易にワックス液がジグザグに床面へ広く供給されるとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の如く揺動手段による装置は、装置全体が嵩高となり、高さ方向に制限がある狭い領域での作業が困難であった。また、現状においては、ワックス、消毒の塗布液の塗布作業は、手作業で行われることが多いが、均一な塗布が困難であり、液体の使用量が増えて清掃コストが高くつき、より機能性に優れた液体塗布装置が望まれている。
【０００５】
本発明者は、これらの現状と背景を鑑みて、先に、自走する移動台車に取り付けられた液体塗布装置として、左右に走査する１個のノズルから連続的に床に滴下される液体を１枚の布で塗り延ばす方式を採用した装置を開示した。（技術情報誌「ＨＷＴ（Ｈｕｍａｎ Ｗｉｔｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）」１９９７年９月号記載『ポータブルな自律移動ロボットロボサニタン』）この自律移動ロボットは、図３１及び図３２に図示の如く、車輪１０１ａなどから成る走行手段と、滴下ノズル１０３の走査手段とを備え、この滴下ノズル１０３を走査させながら走行することにより、床面に消毒液やワックスなどの液体を塗布する液体塗布走行装置である。この装置は、走行手段を有する本体の後方に連結されると共に、作業領域の幅方向に移動可能に支持された作業ユニット１０２を有する。作業ユニット１０２の端部に設けられた液体塗延手段は、床面に向けて垂下した塗布用布１０４が設けられている。
【０００６】
ところが、この装置のように、床に滴下された液体を布で塗り延ばす方式に於いては、床に塗布する液体の量（塗布膜の厚さ）を均一にするため、予め布に液体を染み込ませておかなければならない。何故ならば、布が乾いた状態で作業を始めると、初めのうちは床に滴下された液体の多くが布に吸収されてしまい、塗布量（塗布膜厚）が少なくなってしまうからであり、また、あらかじめ布の全幅に液体を染み込ませておくことにより、液体が布の端まで浸透しやすくなり、作業幅方向にも均一な塗布が行えるようになるからである。
【０００７】
そこで、上記の装置においては、作業領域の幅（布の幅）とノズルの走査の範囲をできる限り近い値とすることにより、布にできるだけ万遍なく液体を染み込ませるようにしていたが、ノズルの走査範囲が布の幅に極めて近い値となるため、布の幅を越えて液体が飛散することがあり、塗布品質を低下させるという不都合があった。
【０００８】
また、上記の装置においては、ノズルに液体を供給するチューブを、ノズルの左右移動に対応させるため、釣り竿と釣り糸の如く、ポンプの排出口から、棒バネによって一旦上方に吊り上げられた後、下方に垂らされてノズルに接続させたり、自動編み機の毛糸の引き回しによく似た構成を採用していたため、チューブの配置のみが装置の中で高くなっていて、机やベッドの下などの上限のある領域では、作業する場合に装置が引っかかる心配があり、また見栄えも良くなかった。これは、先に引用した特開平成９年第２９９８５７号等も同様である。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明の液体塗布方法は、これらの課題を解消すべく、床面への液体の塗布にあたって、液体塗延手段である布によって決定される作業領域の外側への液体の飛散や流動による拡散を防止して、塗布品質の向上を実現し、また、装置の高さを低くして、机やベッドの下などでも安全に作業できるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体塗布方法は、滴下ノズルで第一の塗布範囲として所定の幅に液体を滴下する工程と、第一の塗布範囲の幅方向の一方の端部を残留させた状態で前記液体塗延手段を通過させて該液体塗延手段の一部に液体を含浸させると共に第一の残留部を形成する工程と、滴下ノズルで第一の残留部の近傍に第２の塗布範囲として所定の幅に液体を滴下する工程と、第２の塗布範囲の幅方向の他方の端部を残留させた状態で且つ前記第一の塗布範囲の残留部を網羅して液体塗延手段を通過させることで該液体塗延手段の全体に液体を含浸させる工程と、第２の塗布範囲の残留部に液体塗延手段を通過させて拭き取る工程から成る。
【００１６】
本発明は、前記の方法により、塗布作業開始前には、一旦ノズルを走査して液体を滴下した後、作業ユニットを幅方向に移動させ、更に、本体の前進後退とを組み合わせることで、塗布作業の前段階で、あらかじめ液体塗延手段である布に万遍なく液体を染み込ませることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液体塗布走行装置を実施例の図面に基づき説明する。
【００１８】
図１は、本発明の液体塗布走行装置の側面概要図であり、図２は、本発明の液体塗布走行装置の平面概要図である。図１に図示の如く、本体１の下部には、走行手段である自在キャスタ１ｂを含む複数の車輪１ａが設けられている。この走行手段は、詳細には、例えば、図示しない走行エンコーダの出力に基づき、回転方向と回転速度が制御され、前進、もしくは後退と、カーブ走行、旋回動作を行う、自走手段を採用することができる。この場合、さらに走行距離を計算し、ジャイロセンサーの出力に基づき、ロボットの方向を算出して、ロボットの位置を計算するとともに、停止位置、及び、方向の制御を行う。また、これらは、公知のコントローラにより設定され、遠隔制御される。
【００１９】
図１及び図２に図示の如く、液体塗布走行装置の本体１の後方には、作業ユニット２が、スライドレール５とこのスライドレール５上に移動可能に取り付けられた支持部材５ａにより作業領域の幅方向に移動可能に支持され、この作業ユニット２の端部には液体塗延手段である布４が床面に向けて垂設されている。この作業ユニット２は、車輪１ａにより走行する本体１に対し着脱可能に連結されている。
【００２０】
また、本体１の上方には、ワックス等の塗布用液体を貯留するタンク７が搭載され、このタンク７内からはチューブ９が外側に導出されると共に、この実施例では、本体１の後方側に固定されたポンプ８を経由して作業ユニット２上で、後述する手段により移動可能に支持された滴下ノズル３に接続されている。
【００２１】
前記作業ユニット２は、２つのプーリ１０ｂ．１０ｂの間で掛け渡されたタイミングベルト１０ｃ上に固定されると共にスライドレール５上で移動可能に支持された支持部材５ａの先端部に、その側部が固定されており、一方のプーリ１０ｂには作業ユニット移動用モータ１０ａの軸が設けられていて、図示しない制御部によってモータ１０ａを制御することにより、本体１の左右に移動することができる。前記作業ユニットの移動用モータ１０ａには、エンコーダが内蔵されており、回転数に比例したパルス信号を制御部へ出力する。
【００２２】
また、作業ユニット２の移動用である前記スライドレール５の両端近傍には、近接センサ１３が配置されている。この近接センサ１３は、金属の接近を検知するものであり、スライドレール５上を移動する支持部材５ａが、スライドレール５の両端近くに達したことを検知し制御部へ出力する。これにより、制御部は、作業ユニットの移動用モータ１０ａのエンコーダー出力と、近接センサー１３の出力を用いて、作業ユニット２を移動範囲内の任意の位置へ移動制御する。
【００２３】
尚、前記作業ユニット２のスライド移動用のスライドレール５は、剛性の強度の高いレールなどを用い、縦、横２本用いることにより作業ユニット２の垂れ下がりを防止することが好ましい。
【００２４】
一方、図２及び図３乃至図５に図示の通り、滴下ノズル３は、ノズルホルダ１４ａの縦方向に形成された支持孔に挿入され、このノズルホルダ１４ａによって水平方向に支持された走査用のパイプ１４上にスライド移動可能に支持されている。また、前記滴下ノズル３を取り付けるノズルホルダ１４ａは、その前部が２つのプーリ１２ｂに掛け渡されたタイミングベルト１２ｃに取り付けられ、ノズル走査用のモータ１２ａにより、駆動される。尚、走査用パイプ１４の上を、ノズルホルダ１４ａが滑って移動するように構成したのは、スライドレールを用いるよりも摩擦を少なくでき、モータの出力を小さくできるとともに、移動時に発生する音を小さくすることができるからである。
【００２５】
この走査用のパイプ１４の両端近傍には、近接センサ１３が配置されている。
この近接センサ１３は、走査用のパイプ１４上を移動するノズルホルダ１４ａが、走査範囲の両端近くに達したことを検知し制御部（図示せず）へ出力する。制御部は、近接センサ１３の出力を基に、ノズル３の左右走査を制御する。
【００２６】
ノズルホルダ１４ａの縦方向に形成された支持孔に挿入された滴下ノズル３からは、水平方向にチューブ９が導出されている。このチューブ９は、タイミングベルトなどを収容するケーシングの天板を構成する台板１６ｂと、その上方に設けた台板１６ａとの間に形成された空間内へ余長が収容される。この構造により、チューブ９は、動作時に台板１６ｂ上を滑るように移動させることにより、チューブ９の移動の安定化が図られている。
【００２７】
また、図５に図示の如く、前記台板１６ｂの滴下ノズル３側の端部は、チューブ９の当接方向に傾斜もしくはＲが設けられていて、ノズル３が図の左方向に移動する際には、チューブ９が台板１６ｂの端部との摩擦により引っかからないように配慮している。
【００２８】
更に、チューブホルダ１５ａとチューブ９との間には、走査補助バネ１７が設けられている。この走査補助バネ１７は、棒バネ部１７ｂと根元部のコイルバネ部１７ｃからバネを構成しており、棒バネ１７ｂの先端をかぎ状に曲げてチューブ９をひっかけるようにして、チューブ９を図の左方向へ押し戻すように働く。
この走査補助バネ１７により、ノズル３が図の左方向に移動する際に、チューブ９がスムーズに台板１６ｂの上に戻るように配慮している。
【００２９】
本発明の実施例に用いるチューブ９としては、柔軟性に富む管状体が適しているが、例えば、柔軟性に富むシリコンゴムチューブなどは摩擦係数が大きく、台板１６ｂの上を滑りにくい。そこで、本実施例では、チューブ９の表面に床用ワックスなどを塗って摩擦係数を小さくし、台板１６ｂの上を滑りやすくしている。
【００３０】
また、本発明の実施例に係わる塗布用布４の支持手段には、昇降機構が設けられる。図７に示すように、塗布用布４の基部は、板状の布ホルダ１８ｂに取り付けられて、床面に向けて垂下されていて、更に、布ホルダ１８ｂの両端部は、水平方向に張り出した支持アーム１８ａ．１８ａにより支持されている。この一対の支持アーム１８ａ．１８ａの基端部は、回転軸１８ｃによりそれぞれ連結されて回動可能に構成されている。
【００３１】
前記支持アーム１８ａ．１８ａの基端部の回転軸１８ｃを越えた延長部の上面には、昇降モータ１９ａにより回転するカム１９ｂが当接され、図８及び図９に示される通り、昇降モータ１９ａを駆動させることで、支持アーム１８ａ．１８ａ、及び布ホルダ１８ｂを垂直方向に揺動させることができる。
【００３２】
また、その他の実施態様としては、図１０及び図１１に示される通り、ポンプ８を作業部ユニット側に配置した例がある。この場合、作業ユニットが若干大きくなるが、チューブ９の引き回しが簡単になり、メンテナンスに有利である。
【００３３】
本発明は、上記の如く構成したことにより、作業ユニット２は、本体１に設けられた作業ユニットの移動用モータ１０ａを駆動させることで、図１２乃至図１４の如く、左右方向に走査させることができると共に、作業ユニット２内では、図１５及び図１６の如く、滴下ノズル３を左右方向に走査することができる。
【００３４】
尚、滴下ノズル３の走査範囲と液体塗延手段である布４の幅は、滴下ノズル３が最外側に位置した際に、液体が布４の最外側を越えて飛散または流動により拡散しないよう設定されている。具体的には、液体塗延手段である布４の最外側と滴下ノズル３の最外側の間隔は、ノズル３の移動速度を早くする程、また左右端でのポンプ８の出力を大きくする程、大きく取る必要があることから、ノズル３の移動速度と、左右端でのポンプ８の出力（滴下量）によって変動する。また、これに対して、左右端でポンプ８を停止し、且つスピードを遅くしたとしても、床に滴下された液体は流動により拡散することから、両要因を考慮して、２５ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以上に設定する。また、間隔を大きく取りすぎると、左右に塗布ムラが生じてかすれることから、１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下に設定する。
【００３５】
図１７乃至図２８は、本発明に係わる装置の初期動作の説明図である。ここでは、塗布用布４に対して液体を十分に含浸させる動作を行う。図中▼は、開始位置マークを示している。
【００３６】
先ず、図１７に示される通り、前述の昇降機構を作動させて液体塗延手段である塗布用布４を下ろし、斜線部の第一の塗布範囲ｘに液を滴下した後、図１８の如く、一旦、その塗布用布４を上げ、矢印の方向に作業ユニット２をスライド移動した後、塗布用布４を下ろす。次に、図１９に図示の如く、本体を所定距離前進し、前記第一の塗布範囲ｘに塗布用布４が来たところで、液体が塗布用布４に適度に含浸する間、実施例では１秒間ほど停止して、塗布用布に液体を染み込ませる。
【００３７】
次に、図２０の如く、塗布用布４を上げて開始位置まで後退する。この時点で塗布用布４には、液体が含浸した部分である含浸領域ｙと、含浸していない部分が形成されると共に、床には、塗布用布４が通過していない範囲で、第一の残留部ｘａが形成される。そして、図２１に図示の如く、再び塗布用布４を下ろし、斜線部の第二の塗布範囲ｘに液体を滴下し、次いで、図２２の如く、塗布用布４を上げ、矢印の方向に、作業ユニット２をスライド移動し、中央に戻した後、塗布用布４を下ろす。
【００３８】
続いて、図２３の如く、所定距離前進し、液滴下位置に塗布用布４が来たところで、前述と同様に１秒間ほど停止して、液体を塗布用布４に染み込ませ、図２４の如く、塗布用布４を上げて開始位置まで後退する。この状態で、上記の含浸領域ｙは塗布用布４の全体になり、図２０乃至２２の第二の残留部ｘａは消え、新たに図２４のｘａが床上の第二の残留部となる。
【００３９】
そこで、図２５の如く、塗布用布４を上げ、矢印の方向に、作業ユニット２をスライド移動した後、塗布用布４を下ろし、図２６の如く、所定距離前進し、残った液を拭った後、作業部を中央に戻しながら、さらに続けて所定距離前進する。この状態で、第二の残留部ｘａは解消され、図２７の如く、塗布用布４を上げて開始位置まで後退した後、図２８の如く、塗布用布４を下ろし、前進と液滴下を開始して、塗布作業を開始する。
【００４０】
尚、図２６で、液残りを拭き取った後、作業部を中央に戻しながら、少し前進させる理由は、布に液を染み込ませるための動作中にも床へ液が塗布されるので、図２６での塗布跡を、図２８で開始される本番の塗布跡に連続的に滑らかに繋がるようにするためである。
【００４１】
また、床に滴下した液のうち、端の液体が残るように、作業ユニット２を移動させて染み込ませるので、塗布用布４の端まで液体が染み込む。そして、図で示すように、最終的には液体が床に残ることがない。
【００４２】
図２９及び図３０は、ロボットによる作業の行程を示す図であり、ジグザグ走行により、作業領域内の床に液を塗布するが、ジグザグ走行には図２９のように、右から左へ進む場合と、図３０のように左から右へ進む場合がある。本実施例では、作業開始前に布に液を染み込ませる動作を行う際、作業部の移動は、中央位置に対し左側か右側かどちらか一方だけにずれる（前図では、進行方向に向かって左側、つまり紙面の上側）ように行われるので、図２９のように、右から左へ進む場合には作業部が左方向にずれるように、図３０のように、左から右へ進む場合には作業部が右方向にずれるように制御する。こうすることにより、液が作業領域外に塗布されるのを防止することができる。
【００４３】
尚、本実施例ではジグザグ走行を行いながら作業を進めるが、旋回動作を行う場合には、液の滴下を停止し、塗布用布を上げて床から離すことにより不要な塗布を防止し、かつ旋回動作時の床との摩擦を少なくしてスリップを防止している。後退時も、液の滴下を停止し、塗布品質向上のため、塗布用布を上げて床から離す。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、前述の如く、走行手段と滴下ノズルの走査手段とを備えると共に、該滴下ノズルを走査させながら走行することにより、床面に消毒液やワックスなどの液体を塗布する液体塗布走行装置において、少なくとも液体塗延手段の長さを作業領域の幅とした際に、作業領域より短い幅で且つ液体塗延手段の最外側を越えて液体が飛散しない範囲で幅方向に移動可能に可動手段により支持された液体滴下ノズルとを備えたことで、ノズルの走査範囲は、液体塗延手段である布の幅よりも十分に狭く設定され、外側への液体の飛散が無く、作業領域の全体に渡り均一な塗布を実現した。また、液体滴下ノズルに液体を供給するチューブを少なくとも作業ユニット内で水平面上に配置し、滴下ノズルの水平面内での移動に応じて水平面内で変位させたので、液体の滴下ノズルに液体を供給するチューブは、高さ方向に最小限に配置されることになり、装置全体の高さを低くすることを可能とし、また装置の外観を優れたものとすることができる。更には、このチューブに対して、チューブと作業ユニット内に搭載された部材との当接部位で滑動する手段を設けたため、チューブが摩擦により部材に引っかかる恐れがなく、装置の安定した動作が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体塗布走行装置の側面概要図である。
【図２】本発明の液体塗布走行装置の平面概要図である。
【図３】本発明の液体塗布走行装置の作業ユニットの説明図である。
【図４】本発明の液体塗布走行装置の作業ユニットの説明図である。
【図５】本発明に係わる作業ユニットにおけるノズルの支持状態を示す説明図である。
【図６】本発明に係わる作業ユニットにおけるノズルの支持に使用する補助バネの説明図である。
【図７】本発明に係わる作業ユニットの塗布用布の昇降機構を示す概要図である。
【図８】本発明に係わる作業ユニットの塗布用布の昇降機構を示す説明図である。
【図９】本発明に係わる作業ユニットの塗布用布の昇降機構を示す説明図である。
【図１０】本発明の液体塗布走行装置の他の実施例を示す平面概要図である。
【図１１】本発明の液体塗布走行装置の他の実施例におけるポンプの支持状態を示す説明図である。
【図１２】本発明に係わる作業ユニットの移動状態を示す説明図である。
【図１３】本発明に係わる作業ユニットの移動状態を示す説明図である。
【図１４】本発明に係わる作業ユニットの移動状態を示す説明図である。
【図１５】本発明に係わる作業ユニットにおけるノズルの走査状態を示す説明図である。
【図１６】本発明に係わる作業ユニットにおけるノズルの走査状態を示す説明図である。
【図１７】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図１８】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図１９】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２０】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２１】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２２】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２３】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２４】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２５】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２６】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２７】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２８】本発明の液体塗布走行装置の動作を示す説明図である。
【図２９】本発明の液体塗布走行装置の走行経路の一例を示す説明図である。
【図３０】本発明の液体塗布走行装置の走行経路の一例を示す説明図である。
【図３１】従来の液体塗布走行装置の側面概要図である。
【図３２】従来の液体塗布走行装置の平面概要図である。
【符号の説明】
ｘ 塗布範囲
ｙ 含浸領域
ｘａ 残留部
１ 本体
１ｂ 自在キャスタ
１ａ 車輪
２ 作業ユニット
３ 滴下ノズル
４ 塗布用布
５ スライドレール
５ａ 支持部材
７ タンク
８ ポンプ
９ チューブ
１０ａ 作業ユニットの移動用モータ
１０ｂ プーリ
１０ｃ タイミングベルト
１２ａ ノズル走査用のモータ
１２ｂ プーリ
１２ｃ タイミングベルト
１３ 近接センサ
１４ 走査用のパイプ
１４ａ ノズルホルダ
１５ａ チューブホルダ
１６ａ 台板
１６ｂ 台板
１７ 走査補助バネ
１７ａ 引っ掛け部
１７ｂ 棒バネ部
１７ｃ コイルバネ部
１８ｂ 布ホルダ
１８ａ 支持アーム
１８ｃ 回転軸
１９ａ 昇降モータ
１９ｂ カム
１０１ 本体
１０１ｂ 自在キャスタ
１０１ａ 車輪
１０２ 作業ユニット
１０３ 滴下ノズル
１０４ 塗布用布
１０５ スライドレール
１０７ タンク
１０８ ポンプ
１０９ チューブ
１１０ａ 作業ユニット移動用モータ
１１０ｂ プーリ
１１０ｃ タイミングベルト
１１２ａ ノズル走査用のモータ
１１２ｂ プーリ
１１２ｃ タイミングベルト
１１４ ノズル移動用スライドレール
１１４ａ ノズルホルダ
１１５ 棒バネ

Claims (1)

1. 走行手段を有する本体と、該本体の後方に連結されると共に作業領域の幅方向に移動可能に支持された作業ユニットと、該作業ユニットの端部に設けられると共に昇降機構により上下動可能とした液体塗延手段と、該作業ユニットの作業領域の幅方向に移動可能とするように可動手段により支持された滴下ノズルとを備え、前記滴下ノズルで形成される塗布範囲が、液体塗延手段で形成される塗延範囲より幅方向に小さく形成される液体塗布走行装置を用いた液体塗布方法であって、
   前記滴下ノズルで第一の塗布範囲として所定の幅に液体を滴下する工程と、該第一の塗布範囲の幅方向の一方の端部を残留させた状態で前記液体塗延手段を通過させて該液体塗延手段の一部に液体を含浸させると共に第一の残留部を形成する工程と、前記滴下ノズルで第一の残留部の近傍に第２の塗布範囲として所定の幅に液体を滴下する工程と、該第２の塗布範囲の幅方向の他方の端部を残留させた状態で且つ前記第一の塗布範囲の残留部を網羅して液体塗延手段を通過させることで該液体塗延手段の全体に液体を含浸させる工程と、該第２の塗布範囲の残留部に液体塗延手段を通過させて拭き取る工程から成ることを特徴とする液体塗布方法。

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