JP6606051B2

JP6606051B2 - 洗浄具

Info

Publication number: JP6606051B2
Application number: JP2016229984A
Authority: JP
Inventors: 忠夫古舘
Original assignee: JOYBOND CO., LTD.
Current assignee: JOYBOND CO., LTD.
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2036-11-28
Also published as: JP2018086610A; CN108114926B; CN108114926A

Description

本発明は、ソーラーパネル等の被洗浄物の表面の汚れを洗浄するための洗浄具に関する。

家屋の壁面やガラス面を洗浄するために洗浄具が使用される。屋外にさらされる壁やガラスには、塵や埃等の汚染物質からなる異物が付着することになり、これらを被洗浄物として表面を洗浄する必要がある。特に、ソーラーパネルは、その表面に汚染物質が付着すると、発電能力が低下してしまうので、定期的にその表面を洗浄する必要がある。

ソーラーパネルを被洗浄物としてその表面を洗浄するために、電動ポリッシャやブラシが使用される。しかしながら、ソーラーパネルの表面はガラスで形成されているために、電動ポリッシャやブラシを使用すると、砂や汚染物質があるために表面が傷つき易い。パネルの表面に傷がつくと、更に汚染物質を蓄積しやすくなり、容易に洗浄することができず、発電能力の低下を早めることになる。したがって、洗浄作業の手始めには砂汚れの除去作業が最優先される。

特許文献１には、ソーラーパネル等を被洗浄物としてこれの表面を洗浄する洗浄具が記載されている。この洗浄具は、操作棒の先端に操作棒の前方に向けてそれぞれ傾斜した左右２本の支持シャフトと、操作棒の後方に向けてそれぞれ傾斜した左右２本の支持シャフトとを有し、それぞれの支持シャフトには円筒形状の通水性弾性ローラが装着される。

特許第５９１４２３９号公報

この洗浄具においては、それぞれの通水性弾性ローラを前後方向に傾斜させることにより、操作棒を往復動させてローラを回転させると、ローラの外周面が被洗浄物の表面に対して滑り変位するようにしている。このように、ローラを前後方向に傾斜させてローラの外周面に滑り変位する方向成分を設けると、滑り変位量を増加するには、傾斜角度を大きくする必要がある。しかし、傾斜角度を大きくすると、通水性弾性ローラを回転させるために操作棒には大きな抵抗力が加わり、操作棒を往復動させるときの操作性が悪くなるという問題点がある。

本発明の目的は、洗浄具によるソーラーパネル等の被洗浄物の洗浄操作性を向上することにある。

本発明の洗浄具は、被洗浄物の表面を洗浄する洗浄具であって、洗浄時に長手方向に手動により往復動操作される操作棒と、前記操作棒の先端部の左右方向の一方側に前記操作棒に対して直角方向に突出する第１の支持シャフトと、前記操作棒の先端部の左右方向の他方側に前記操作棒に対して直角方向に突出し、前記第１の支持シャフトとにより対をなす第２の支持シャフトと、前記第１の支持シャフトに回転自在に装着され、先端部側の外径よりも基端部側の外径が小径となったテーパ形状の径方向に弾性変形自在の第１の洗浄ローラと、前記第２の支持シャフトに回転自在に装着され、先端部側の外径よりも基端部側の外径が小径となったテーパ形状の径方向に弾性変形自在の第２の洗浄ローラと、を有し、前記第１の洗浄ローラと前記第２の洗浄ローラとを被洗浄物の表面に押し付けて前記操作棒を往復動操作したときに、それぞれの前記先端部側が被洗浄物の表面に転がり接触し、前記基端部側が被洗浄物の表面に滑り接触する。

第１の洗浄ローラと第２の洗浄ローラは、それぞれテーパ形状であり、先端部側が基端部側よりも大径となっており、両方の洗浄ローラを被洗浄物の表面に押し付けると、大径の先端部が小径の基端部よりも大きく弾性変形し、先端部側が基端部側よりも被洗浄物に対する押し付け力が大きくなる。したがって、操作棒が長手方向に往復動されると、先端部側が被洗浄物に転がり接触し、基端部側が転がりながら被洗浄物に滑り接触する。洗浄ローラは操作棒に対してはほぼ直角方向に設けられているので、操作棒を往復動操作するときには、洗浄ローラから抵抗力を受けることなく、容易に洗浄操作を行うことができ、洗浄操作性が高められる。

一実施の形態である洗浄具を示す斜視図である。図１に示された洗浄具の先端部を拡大して示す斜視図である。図２の平面図である。図３における４−４線断面図である。（Ａ）は図１〜図４に示された洗浄ローラの拡大断面図であり、（Ｂ）は洗浄ローラの変形例を示す拡大断面図である。洗浄ローラが被洗浄物の表面に押し付けられた状態を示す図面であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の平面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）における６Ｃ−６Ｃ線断面図であり、（Ｄ）は（Ｂ）における６Ｄ−６Ｄ線断面図である。変形例である洗浄具の先端部を示す斜視図である。他の変形例である洗浄具の先端部を示す断面図である。他の変形例である洗浄具の先端部を示す斜視図である。他の変形例である洗浄具の先端部を示す断面図であり、（Ａ）は洗浄ローラを被洗浄物の表面に軽く接触させた状態を示し、（Ｂ）は洗浄ローラを被洗浄物の表面に押し付けて洗浄ローラを弾性変形させた状態を示す。洗浄具を用いてソーラーパネルを洗浄している状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。この洗浄具１０は、図１に示されるように、作業者により操作される操作棒１１を有する。操作棒１１は、被洗浄物Ｗの表面を洗浄具１０により洗浄するときに、作業者により長手方向に手動で往復動操作される。操作棒１１の基端部には、作業者により把持されるグリップ１２が設けられている。操作棒１１の先端部にはホルダ１３が設けられ、ホルダ１３には第１の支持シャフト２１と、第２の支持シャフト２２の２本の支持シャフトが取り付けられている。

図２および図３に示されるように、第１の支持シャフト２１は、操作棒１１の左方向にホルダ１３から操作棒１１に対して直角方向に突出している。第２の支持シャフト２２は、操作棒１１の右方向にホルダ１３から操作棒１１に対して直角方向に突出している。それぞれの支持シャフト２１、２２の左右方向は、作業者が操作棒１１をグリップ１２の部分で手に持った状態のもとで、作業者から見た方向を示す。このように、支持シャフト２１は操作棒１１の左右方向の一方側に突出し、支持シャフト２２は左右方向の他方側に突出しており、２本の支持シャフト２１、２２により一対の支持シャフト対が形成される。

操作棒１１の中心軸をＱとし、支持シャフト２１の中心軸をＲ１とし、支持シャフト２２の中心軸をＲ２とすると、それぞれの中心軸Ｒ１、Ｒ２は、中心軸Ｑに対してほぼ直角の角度θとなっている。

第１の支持シャフト２１には第１の洗浄ローラ２３が回転自在に装着され、第２の支持シャフト２２には第２の洗浄ローラ２４が回転自在に装着される。それぞれの洗浄ローラ２３、２４は、弾性変形自在のスポンジにより形成されており、水分を吸収できる。第１の洗浄ローラ２３は、図３に示されるように、先端部側の外径Ｄよりも基端部側の外径ｄが小径となったテーパ形状であり、第２の洗浄ローラ２４も先端部側の外径Ｄよりも基端部側の外径ｄが小径となったテーパ形状である。両方の洗浄ローラ２３、２４は、外径Ｄ、ｄおよび長さ寸法が相互にほぼ同一である。それぞれの洗浄ローラ２３、２４については、操作棒１１側の端部を基端部とし、反対側の端部を先端部とする。

図５（Ａ）は洗浄ローラ２３の拡大断面図を示す。他方の洗浄ローラ２４も同一の構造である。図５（Ａ）に示されるように、洗浄ローラ２３は、金属や樹脂等からなるパイプ形状の軸受けスリーブ２５と、その外周面に固定されたスポンジ２６とを有している。スポンジ２６は、被洗浄物Ｗの表面に接触する洗浄ローラの本体部を構成しており、水分を吸収するとともに、径方向に圧縮する方向に外力が加えられると、径方向に弾性変形する。軸受けスリーブ２５の先端には支持シャフト２１の先端が当接するキャップ２７が設けられている。支持シャフト２１には、軸受けスリーブ２５の先端部に接触する滑り軸受け部２８ａと、軸受けスリーブ２５の基端部に接触する滑り軸受け部２８ｂとが設けられている。さらに、軸受けスリーブ２５の突出部には、支持シャフト２１に設けられた環状溝２９に入り込む抜け止め部材３０が取り付けられており、抜け止め部材３０はピンやねじからなる。

支持シャフト２１の先端部と基端部とに滑り軸受け部２８ａ、２８ｂを設けると、軸受けスリーブ２５の内周面全体を支持シャフト２１の外周面に接触させる場合よりも、洗浄ローラ２３を回転させるときの回転抵抗を小さくすることができ、洗浄ローラ２３を円滑に回転させることができる。ただし、洗浄ローラ２３のサイズによっては、軸受けスリーブ２５の内周面全体に支持シャフト２１の外周面を接触させるようにしても良い。また、軸受けスリーブ２５の突出端と支持シャフト２１との間に、潤滑剤の漏出を防止するためのシール部材を設けるようにしても良い。

図５（Ｂ）は洗浄ローラ２３の変形例を示す拡大断面図であり、この洗浄ローラ２３においては、軸受けスリーブ２５の先端部と基端部には、それぞれ転がり軸受けであるボール軸受け３１ａ、３１ｂが装着される。支持シャフト２１の先端面にはストッパ３２がねじ部材３３により取り付けられ、支持シャフト２１の基端部にはストッパ３４が段部に突き当てられる。このように、洗浄ローラ２３の回転支持構造としては、転がり軸受け構造としても良く、滑り軸受け構造としても良い。他の洗浄ローラ２４についても同様の構造としても良い。

それぞれテーパ形状の洗浄ローラ２３、２４の外周面、つまり洗浄ローラの本体部としてのスポンジ２６の外周面は、図３および図４に示されるように、基端部から先端部に向けて外径が大きくなるように傾斜しており、それぞれ傾斜角度α、つまりテーパ角度αの傾斜面となっている。一方、それぞれの支持シャフト２１、２２は、洗浄ローラ２３、２４を被洗浄物Ｗの表面に押し付けたときに、それぞれの洗浄ローラ２３、２４の長手方向全体がほぼ接触するように、基端部から先端部に向けて被洗浄物Ｗの表面から離れる方向に角度βで傾斜している。図４に示されるように、洗浄具１０の支持シャフト２１、２２の傾斜角度βは、洗浄ローラ２３、２４のテーパ角度αとほぼ同一角度に設定されている。

このように、洗浄ローラ２３、２４のテーパ角度αと、支持シャフト２１、２２の傾斜角度βとをほぼ同一角度に設定すると、洗浄ローラ２３、２４を被洗浄物Ｗの表面に軽く接触させた状態においても、洗浄ローラ２３、２４の外周面のうち被洗浄物Ｗの表面と対向する部分、つまりローラの長手方向全体を線接触させることができる。

この状態のもとで、洗浄ローラ２３、２４を被洗浄物Ｗの表面に向けて押し付けると、洗浄ローラ２３、２４は径方向に収縮する方向に弾性変形する。これにより、図６に示されるように、洗浄ローラ２３、２４は基端部側よりも大径の先端部側の径方向に収縮する方向の弾性変形量が大きくなる。つまり径方向に収縮する弾性変形量は、基端部側から先端部側に向けて漸次大きくなる。したがって、洗浄ローラ２３、２４を操作棒１１により押し付けた状態のもとで、操作棒１１を長手方向に往復動操作すると、洗浄ローラ２３、２４のうち弾性変形量が大きい先端部側は、基端部側よりも被洗浄物Ｗに強く押し付けられるので、被洗浄物Ｗの表面を滑ることなく、表面に転がり接触する。一方、基端部側は、被洗浄物Ｗに対する押し付け力が先端部側よりも小さくなるとともに、外周面の周方向の速度は先端部側よりも遅くなるので、洗浄ローラ２３、２４の回転に伴って、基端部側は被洗浄物Ｗに滑り接触する。

図６は一方の洗浄ローラ２３が被洗浄物Ｗの表面に押し付けられた状態を示し、図６（Ａ）は図４と同様の方向から見た断面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の平面図であり、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）における６Ｃ−６Ｃ線断面図であり、図６（Ｄ）は図６（Ｂ）における６Ｄ−６Ｄ線断面図である。

図６（Ａ）に示されるように、洗浄ローラ２３が被洗浄物Ｗに押し付けられてストロークＳだけ径方向に弾性変形した場合には、洗浄ローラ２３の外周面は、図６（Ｂ）において破線のハッチングで示される領域が被洗浄物Ｗに接触する。このように、弾性変形により被洗浄物Ｗの表面に接触する面積は、基端部側から先端部側に向けて漸次大きくなる。したがって、操作棒１１を長手方向に往復動操作することにより、洗浄ローラ２３が、図６（Ｃ）、（Ｄ）に示されるように、移動速度Ｍで移動したとすると、先端部側の外周面は周速度Ｐ１で被洗浄物Ｗの表面を転がり接触する。つまり、洗浄ローラ２３は、移動速度Ｍに対応した回転速度で回転駆動される。これに対し、先端部側よりも小径の基端部側の外周面は、周速度Ｐ１よりも小さい周速度Ｐ２となるので、基端部側の外周面は、被洗浄物Ｗの表面に滑り接触して表面を滑る。これより、被洗浄物Ｗの表面の少なくとも一部に水分が付着された状態のもとで、操作棒１１を往復動操作すると、滑り接触する部分を主たる領域として表面に付着した異物を効率的に除去することができ、操作棒１１を複数回往復動することにより容易に異物を洗浄することができ、ソーラーパネル等の被洗浄物Ｗの表面を効率的に洗浄することができる。

支持シャフト２１、２２は、操作棒１１の先端部から左右方向に突出し、それぞれの支持シャフト２１、２２に洗浄ローラ２３、２４が設けられているので、洗浄ローラ２３、２４を被洗浄物Ｗに押し付けると、左右の洗浄ローラ２３、２４は共に先端部側の外周面が同様に弾性変形する。これにより、操作棒１１にはこれを回転させて捩る方向に弾性力が伝達されることなく、円滑に操作棒１１を往復動操作することができ、洗浄操作性が高められる。

さらに、操作棒１１の往復動操作により洗浄ローラ２３、２４は回転駆動されることになる。洗浄ローラ２３、２４は操作棒１１に対してほぼ直角な方向に設けられているので、操作棒１１の長手方向の往復動操作力が直接洗浄ローラの２３の回転力に変換され、操作力が円滑に洗浄ローラ２３、２４の回転運動に伝達される。これにより、洗浄操作時には洗浄ローラ２３、２４から大きな抵抗力を受けることなく、容易に洗浄操作を行うことができ、洗浄操作性が高められる。

図７は変形例である洗浄具１０の先端部を示す斜視図であり、この洗浄具１０においては、操作棒１１の先端部に２本の支持シャフト２１、２２が溶接等により直接固定されている。このように、操作棒１１と支持シャフト２１、２２の連結構造としては、図１に示されるように、ホルダ１３を用いても良く、直接連結する構造としても良い。

図８は他の変形例である洗浄具１０の先端部を示す断面図であり、この洗浄具１０においては、洗浄ローラ２３、２４の外周面に螺旋状の溝３５がそれぞれ設けられている。螺旋状の溝３５を洗浄ローラ２３、２４に設けると、洗浄時には洗浄ローラ２３、２４の回転に伴って溝３５のエッジが軸方向に変位するので、異物の除去効率をより高めることができる。

図９は他の変形例である洗浄具１０の先端部を示す斜視図であり、この洗浄具１０においては、操作棒１１の先端部には、それぞれ対をなす第１の支持シャフト２１と第２の支持シャフト２２が２対設けられ、それぞれ支持シャフト２１、２２には、洗浄ローラ２３、２４が回転自在に装着される。なお、２対の支持シャフト対を設ける場合には、４つの洗浄ローラが被洗浄物Ｗの表面に接触するように、手前側のホルダ１３と操作棒１１との間にヒンジ部を設けて、操作棒１１の先端部に対して基端部側が折り曲げられるようにする。このように、複数対の支持シャフト対を設けると、操作棒１１の往復動操作により洗浄させる面積を広げることができ、より異物の除去効率を高めることができる。支持シャフトを複数対設ける形態においては、１つのホルダ１３にそれぞれの支持シャフトを取り付けるようにしても良い。

図１０はさらに他の変形例である洗浄具１０の先端部を示す断面図であり、図４に示された洗浄具と同一の断面を示す。

この洗浄具１０においては、それぞれの支持シャフト２１、２２の中心軸Ｒ１、Ｒ２は被洗浄物Ｗの表面に平行となっている。つまり、両方の中心軸Ｒ１、Ｒ２は同軸状となっている。したがって、それぞれの洗浄ローラ２３、２４の中心軸も表面に平行となっている。つまり、図１に示した洗浄具１０の支持シャフト２１、２２が表面に対して傾斜角度βで傾斜しているのに対し、図１０の洗浄具１０においては、傾斜角度βはほぼ０度となっている。図１０に示される洗浄ローラ２３、２４の外周面は、上述した場合と同様に、テーパ角度αの傾斜角度で傾斜している。

図１０に示した洗浄具１０においては、図１０（Ａ）に示されるように、洗浄ローラ２３、２４を表面に軽く接触させたときには、大径である先端部側が接触する。この状態のもとで、洗浄ローラ２３、２４を表面に押し付けると、図１０（Ｂ）に示されるように、先端部側が基端部側よりも径方向に大きく収縮する方向に弾性変形する。したがって、洗浄ローラ２３、２４はそれぞれの外周面の長手方向全体が接触するように、弾性変形する。これにより、上述した場合と同様に、洗浄ローラ２３、２４の外周面が弾性変形により被洗浄物Ｗの表面に接触する面積は、基端部側から先端部側に向けて漸次大きくなり、先端部側が表面に転がり接触し、基端部側が滑り接触する。

このように、洗浄ローラ２３、２４をテーパ形状とし、被洗浄物Ｗの表面に洗浄ローラ２３、２４を押し付けたときに、洗浄ローラ２３、２４の径方向に収縮する方向の弾性変形量が大径側の部分と小径側の部分とで相違させることができれば、支持シャフト２１、２２の傾斜角度βとしては、洗浄ローラ２３、２４のテーパ角度αと同一でなく、テーパ角度αよりも小さい角度でも良い。また、逆向きに僅かに傾斜させるようにしても良い。

支持シャフト２１、２２の傾斜角度βとしては、被洗浄物Ｗの表面に洗浄ローラ２３、２４を押し付けたときに、洗浄ローラ２３、２４の長手方向全体がほぼ接触することができる角度であれば良い。傾斜角度βは、好ましくは、洗浄ローラ２３、２４のテーパ角度α以下であり、０度以上の角度に設定される。つまり、傾斜角度βは、０≦β≦αに設定される。ただし、傾斜角度βを逆向きに僅かに傾斜させるようにしても良い。

なお、図８〜図１０に示される洗浄具１０においても、図７に示されるように、支持シャフト２１、２２を操作棒１１に直接連結するようにしても良い。

図１１は、上述した洗浄具１０を用いて被洗浄物Ｗであるソーラーパネルの表面を洗浄している状態を示す。図１１においては、多数のソーラーパネルつまり太陽電池モジュールが敷設された発電設備の一部が示されており、基台Ｂの上に設置されたソーラーパネルを示す。ソーラーパネルの表面を洗浄する際には、作業者Ｔは、操作棒１１をグリップ１２の部分で手に持って、操作棒１１を長手方向に往復動操作する。このときには、予め水分がソーラーパネルの表面の少なくとも一部に付着されている状態のもとで、洗浄操作を行う。家屋の屋根の上に設置されたソーラーパネルの表面を洗浄する場合にも、洗浄具１０を用いて同様に洗浄操作を行うことができる。

ソーラーパネルの表面への水分の供給は、水道水や井戸水を洗浄作業時に散布するようにしても良く、降雨により雨水がソーラーパネルに付着した状態のもとで雨天時に行うようにしても良い。水道水を使用する場合には、ホースにより表面に水を散布するようにしても良く、前記特許文献に記載されるように、操作棒１１にホースを接続し、スポンジ２６の中から水を吐出するようにしても良い。ただし、水道水はカルシウム等のミネラル成分が含まれているので、洗浄具１０により洗浄した後に表面の水分をから拭きして水道水に含まれるミネラル成分を除去することが望ましい。これに対して、雨水にはミネラル成分が含まれていないので、雨天時に洗浄作業を行うと、洗浄作業後に雨水を表面から除去する必要がなく、ソーラーパネルの洗浄作業を短時間で行うことができる。

上述した洗浄ローラ２３、２４は、その本体部がスポンジ２６により形成されているが、水分を吸収したり、保持したりする特性を備えていれば、布やブラシにより洗浄ローラ２３、２４の本体部を形成しても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、操作棒１１としては、その基端部に他の補助的な操作棒を連結するようにしても良い。また、被洗浄物Ｗとしては、ソーラーパネルに限られることなく、この洗浄具１０は種々の物の表面を洗浄することができる。

１０洗浄具
１１操作棒
２１第１の支持シャフト
２２第２の支持シャフト
２３第１の洗浄ローラ
２４第２の洗浄ローラ
２６スポンジ
３５螺旋状の溝
Ｐ１周速度
Ｐ２周速度
Ｗ被洗浄物
α テーパ角度
β 傾斜角度

Claims

被洗浄物の表面を洗浄する洗浄具であって、
洗浄時に長手方向に手動により往復動操作される操作棒と、
前記操作棒の先端部の左右方向の一方側に前記操作棒に対して直角方向に突出する第１の支持シャフトと、
前記操作棒の先端部の左右方向の他方側に前記操作棒に対して直角方向に突出し、前記第１の支持シャフトとにより対をなす第２の支持シャフトと、
前記第１の支持シャフトに回転自在に装着され、先端部側の外径よりも基端部側の外径が小径となったテーパ形状の径方向に弾性変形自在の第１の洗浄ローラと、
前記第２の支持シャフトに回転自在に装着され、先端部側の外径よりも基端部側の外径が小径となったテーパ形状の径方向に弾性変形自在の第２の洗浄ローラと、
を有し、
前記第１の洗浄ローラと前記第２の洗浄ローラとを被洗浄物の表面に押し付けて前記操作棒を往復動操作したときに、それぞれの前記先端部側が被洗浄物の表面に転がり接触し、前記基端部側が被洗浄物の表面に滑り接触する、洗浄具。
請求項１記載の洗浄具において、前記第１の洗浄ローラと前記第２の洗浄ローラを被洗浄物の表面に接触させたときに、それぞれの前記洗浄ローラの長手方向全体が接触するように前記第１の支持シャフトと前記第２の支持シャフトとを基端部から先端部に向けて被洗浄物の表面から離れる方向に傾斜させた、洗浄具。
請求項２記載の洗浄具において、それぞれの前記支持シャフトの傾斜角度を、それぞれの前記洗浄ローラの外周面のテーパ角度以下であり、０度以上の角度に設定した、洗浄具。
請求項１または２記載の洗浄具において、前記第１の支持シャフトと前記第２の支持シャフトとを前記操作棒の先端に複数対設け、それぞれの支持シャフトに前記洗浄ローラを装着した、洗浄具。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗浄具において、それぞれの前記洗浄ローラの外周面に螺旋状の溝を設けた、洗浄具。