KR101133173B1 - 십자형 가이드부재 배치에 의한 상대이동 구조를 이용하여 건물 외벽면의 돌출부 건너뜀 기능을 가지는 건물 외벽면 청소장치 - Google Patents

Abstract

건축물의 외벽면을 마주하여 수직하게 하강하는 본체(20)와, 외벽면과 마주하는 상기 본체(20)의 전면에 구비되어 본체(20)가 이동함에 따라 건축물의 외벽면에 접촉하여 표면에 묻은 물질을 긁어내는 와이퍼부재(10)를 포함하여 구성되는 건물 외벽면 청소장치로서, 와이퍼부재(10)와 본체(20)가 서로 상대이동할 수 있도록 하는 상대이동조립체(30)가 상기 본체(20)에서 서로 마주보도록 구비되어 있는데,
상기 상대이동조립체(30)는, 케이스부재(38)와, 수직가이드부재(31)와, 수평가이드부재(33)와, 상기 수직가이드부재(31) 및 상기 수평가이드부재(33)에 동시에 결합되어 수직하게 상대이동하거나 또는 수평하게 상대이동하는 이동부재(32)와, 상기 케이스부재(38)에 구비되어 있는 수평레일(310) 및 수직레일(330)을 포함하여 구성되며; 상기 와이퍼부재(10)의 후방에는 연결부재(11)가 연장되어 구비되어 있고; 상기 이동부재(32)는 상기 수직가이드부재(31)와 상대이동이 가능하도록 결합되어 있어, 돌출부(110)가 존재하지 않은 부분에서는 상기 수직가이드부재(31)와 이동부재(32)가 서로 잠겨진 상태에서 함께 하강하고, 돌출부(110)에서는 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)간의 상대이동이 허용됨으로써, 이동부재(32)와 와이퍼부재(10)는 하강하지 않은 상태에서 본체(20)와 수직가이드부재(31)는 등속도로 계속 하강함과 동시에 와이퍼부재(10)가 후퇴하게 되고; 와이퍼부재(10)가 후퇴하여 돌출부(110)에 닿지 않게 된 상태에서는 이동부재(32)가 가속하여 하강하고; 돌출부(110)를 지나친 후에는 본체(20)와 수직가이드부재(31)는 등속도로 계속 하강함과 동시에 와이퍼부재(10)가 하강하지 않는 상태에서 전진하여 와이퍼부재(10)가 외벽면에 닿게 되며; 와이퍼부재(10)가 외벽면에 닿은 상태에서는 이동부재(32)도 하강하여; 돌출부가 존재하여도 본체(20)가 정지하지 않고 등속 하강할 수 있어, 돌출부의 존재로 인하여 돌출부 위쪽의 외벽면이 다시 오염되는 것을 방지할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽면 청소장치가 제공된다.

Description

십자형 가이드부재 배치에 의한 상대이동 구조를 이용하여 건물 외벽면의 돌출부 건너뜀 기능을 가지는 건물 외벽면 청소장치{Apparatus for Cleaning Surface of Building}

본 발명은 건축물의 외벽면을 청소하는 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 빌딩 등과 같은 건축물의 외벽면을 따라 하강하면서 건축물의 창문이나 외벽 표면 등의 외벽면에 물을 분사하고 닦아 내어 청소하되, 외벽면에 돌출된 부분 이 존재하더라도 갑작스런 청소장치의 하강 정지가 발생하지 않도록 함으로써, 청소장치의 정지로 인한 재오염을 방지하고 고속으로 깨끗하게 건축물의 외벽면을 청소할 수 있는 장치에 관한 것이다.

최근에는 빌딩 등과 같은 건축물이 매우 높은 층수를 가지는 고층으로 건설되는 경우가 많고, 그 외벽면이 유리로 이루어진 경우도 매우 많다. 이와 같이 고층 빌딩을 포함하는 건축물에서 유리, 외면 등의 외벽면을 청소하기 위한 청소장치로서, 다양한 구조의 자동화된 청소장치가 제안되고 있다.

일반적으로 종래 기술에 의한 건축물 외벽면의 청소장치(이하, "청소장치"라고 약칭함)는, 건축물의 옥상에서 아래로 늘어뜨린 케이블 등에 의하여 건축물의 외벽면을 따라 위에서 아래로 이동하면서, 외벽면에 물을 분사하고, 외벽면에 묻은 물을 와이퍼부재로 긁어내는 방식으로 작동한다.

건축물 외벽면이 완전한 평면으로 이루어진 경우에는 위와 같은 종래의 청소장치만으로도 건축물 외벽면을 깨끗이 청소할 수 있으나, 대부분의 건축물 외벽면에는 돌출되거나 또는 오목하게 함몰된 형태의 요철부가 존재하게 되며, 이러한 요철부로 인하여 청소가 완벽하게 이루어지지 아니하는 문제가 발생한다.

도 1 및 도 2에는 각각 종래의 청소장치가 건축물의 유리창(100)을 청소하는 상태를 단계적으로 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다. 도 1에서 "위치(1)"라고 표시된 상태와 같이, 청소장치의 와이퍼부재(10)가 빌딩의 유리창(100) 표면을 긁으면서 아래로 이동하게 되는데, "위치(2)"라고 표시된 상태와 같이, 빌딩의 외벽면에 돌출부(110)에 와이퍼부재(10)가 걸린 후에도 계속하여 청소장치가 하강하게 되면, 고무나 합성수지로 제작되어 탄성을 가지는 와이퍼부재(10)는 점선으로 도시된 "위치(3)"의 상태와 같이 변형되면서 돌출부를 타고 넘어가서 다시 원래의 형상으로 복귀되어 "위치(4)"라고 표시된 것과 같은 상태가 된다. 그런데 이와 같이 와이퍼부재(10)가 돌출부를 지나면서 그 형상이 원상 복귀될 때, 그 충격으로 인하여 와이퍼부재(10)에 묻어 있던 물기 내지 물방울이, 이미 와이퍼부재(10)가 지나가서 청소가 완료된 유리창으로 튀게 되고, 그에 따라 청소가 완료되었던 유리창이 다시 더럽혀지는 현상이 발생하게 된다. 또한, 와이퍼부재(10)의 형상이 원상 복귀되어 유리창(100)의 표면에 닿게 되는 지점이 돌출부(110)의 아래쪽으로 일정 거리(도 1에서 도면부호 b로 표시된 거리) 떨어진 위치가 되며, 그에 따라 돌출부(110)의 바로 아래쪽의 일정 거리(도 1에서 도면부호 b로 표시된 거리) 부분은 청소가 이루어지지 않게 되는 문제가 생긴다.

이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 도 2에 도시된 것처럼, 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 닿기 전에 미리 와이퍼부재(10)를 실외측으로 후퇴시켜서, 와이퍼부재(10)가 변형되지 않은 상태로 돌출부(110)를 지나가고, 돌출부(110)를 지난 후 다시 와이퍼부재(10)가 전진하여 유리창(100)에 닿도록 하는 방안을 생각해볼 수 있다. 그러나 이와 같은 경우, 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 닿기 전에 미리 후퇴하게 되어 유리창(100)과 접촉되지 않게 되므로, 돌출부(110)의 위쪽에 일정 거리(도 2에서 도면부호 a로 표시된 거리)는 와이퍼부재(10)에 의해 청소되지 않은 상태로 남아 있게 된다. 또한 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 지나서 다시 전진하여 유리창(100)과 접촉하게 되면, 앞서 설명한 것과 마찬가지로 돌출부(110)의 바로 아래쪽의 일정 거리(도 2에서 도면부호 b로 표시된 거리) 부분은 청소가 이루어지지 않게 되는 문제가 생긴다.

와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 닿은 후에 와이퍼부재(10)를 후퇴시키는 방안을 고려할 수도 있지만, 이 경우에는 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 닿은 상태에서 청소장치의 하향 이동을 정지시켜야 한다. 왜냐하면 와이퍼부재(10)가 후퇴할 수 있는 시간을 확보하여야 하기 때문이다. 그런데, 청소장치가 하향 이동하는 중에 정지시키는 것은 또다른 문제를 야기하게 된다. 청소장치에는 청소용 물과 전원 등이 구비되어 있고, 청소장치의 외관을 이루는 케이스 등이 포함되어 있으므로, 상당한 자체 중량을 가지고 있으며, 이러한 중량체인 청소장치는 빌딩의 옥상에서 늘어뜨린 케이블 등에 매달려 있는 상태이다. 따라서 청소장치가 하향 이동하는 중에 와이퍼부재(10)가 돌출부를 만나서 청소장치의 이동을 정지시키게 되면, 중량물인 청소장치의 정지로 인한 충격이 발생하게 되고, 그에 따라 와이퍼부재(10)에도 충격이 가해져서 와이퍼부재(10)가 불규칙하게 움직이게 되고, 결국 와이퍼부재(10)에 묻어 있던 물기가, 이미 청소가 완료된 위쪽 유리창으로 튀게 되어 다시 더럽혀지는 현상이 발생하게 된다.

또한 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 지나간 후에는 다시 와이퍼부재(10)가 유리창쪽으로 전진해야 하므로, 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 지난 직후에도 다시 청소장치가 정지해야 하고, 그에 따라 위와 같은 와이퍼부재(10)로부터 상향으로의 물 튀김 현상이 발생하게 되어, 이미 청소된 유리창의 재오염 현상이 발생하게 되는 문제가 있다. 또한 청소장치가 하강하다가 돌출부를 만날때마다 정지하였다가 다시 하강하는 동작을 반복하게 되면 작업속도가 저하되고 경제성이 떨어지게 되는 문제도 있다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 빌딩 등과 같은 건축물의 외부에 청소장치를 설치하여 옥상에서 늘어뜨린 케이블 등을 이용하여 청소장치를 하향으로 이동시키면서 유리창이나 외면 등의 외벽면을 청소함에 있어서, 건축물 외벽면에 돌출부가 존재하는 경우에도, 이미 청소된 위쪽 외벽면이 와이퍼부재의 변형에 의해 발생하는 물 튀김 또는 청소장치의 정지로 인한 충격 때문에 발생하는 물 튀김으로 인하여 다시 오염되는 현상이 발생하지 않게 만들고, 돌출부의 존재 때문에 발생하는 작업정지로 인한 작업속도 저하 및 경제성 저하를 방지하기 위하여 개발된 것이다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 건축물의 외벽면을 마주하여 건축물의 외벽면을 마주하여 수직하게 하강하는 본체와, 외벽면과 마주하는 상기 본체의 전면에 구비되어 본체가 이동함에 따라 건축물의 외벽면에 접촉하여 표면에 묻은 물질을 긁어내는 와이퍼부재를 포함하여 구성되는 건물 외벽면 청소장치로서, 와이퍼부재와 본체가 서로 상대이동할 수 있도록 하는 상대이동조립체가 상기 본체의 전방으로 본체의 횡방향 양측에서 서로 마주보도록 구비되어 있는데, 상기 상대이동조립체는, 케이스부재와, 수직하게 배치되어 있는 수직가이드부재와, 상기 수직가이드부재와 간격을 두고 교차하여 수평하게 배치되는 수평가이드부재와, 상기 수직가이드부재 및 상기 수평가이드부재에 동시에 결합되어 수직가이드부재를 따라 수직하게 상대이동하거나 또는 수평가이드부재를 따라 수평하게 상대이동하는 이동부재와, 상기 케이스부재에 구비되어 있고 상기 수직가이드부재의 양단이 결합되어 상기 수직가이드부재가 수평하게 움직일 수 있게 하는 수평레일과, 상기 케이스부재에 구비되어 있고 상기 수평가이드부재의 양단이 결합되어 상기 수평가이드부재가 수직하게 움직일 수 있게 하는 수직레일을 포함하여 구성되며; 상기 와이퍼부재의 후방에는 연결부재가 연장되어 구비되어 있고; 상기 연결부재의 단부는 상기 이동부재에 결합되어 있어, 상기 이동부재가 상기 수평가이드부재의 길이 방향으로 이동함에 따라, 상기 와이퍼부재가 건축물의 외벽면 방향으로 전진하거나 또는 외벽면으로부터 후퇴할 수 있고; 상기 이동부재는 상기 수직가이드부재와 서로 수직한 상대이동이 가능하지 않게 잠겨진 상태에 있거나 또는 상대이동이 가능하도록 결합되어 있어, 돌출부가 존재하지 않은 부분에서는 상기 수직가이드부재와 이동부재가 서로 잠겨진 상태에서 함께 하강하여, 와이퍼부재에 의해 외벽면을 청소하다가, 돌출부에 와이퍼부재가 닿게 되는 것을 인지하게 되면, 이동부재와 수직가이드부재간의 잠겨진 상태가 해제되어 상대이동이 허용됨으로써, 이동부재와 와이퍼부재는 하강하지 않은 상태에서 본체와 수직가이드부재는 계속 하강하고, 그와 동시에 이동부재가 수평가이드부재에서 후퇴하여 와이퍼부재가 외벽면으로부터 후퇴하게 되고; 와이퍼부재가 후퇴하여 돌출부에 닿지 않게 된 상태에서는 수직가이드부재가 이동하던 방향으로 이동부재가 가속하여 하강하고; 와이퍼부재가 하강하여 돌출부를 지나친 후에는 본체와 수직가이드부재는 계속 하강함과 동시에 이동부재에 대해 수직가이드부재가 하강하는 형태로 상대이동이 일어나면서 상기 이동부재가 수평가이드부재를 따라 외벽면 방향으로 전진하여 와이퍼부재가 전진함으로써 와이퍼부재의 전방단부가 외벽면에 닿게 되며; 와이퍼부재가 외벽면에 닿은 상태에서는 수직가이드부재의 이동과 함께 이동부재도 하강하게 됨으로써; 돌출부가 존재하여도 본체가 정지하지 않고 등속 하강할 수 있어, 돌출부의 존재로 인하여 돌출부 위쪽의 외벽면이 다시 오염되는 것을 방지할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽면 청소장치가 제공된다.

위와 같은 본 발명에 있어서, 상기 수직가이드부재에는 제1래크부가 길게 형성되어 있고; 상기 수직가이드부재와 결합하는 이동부재에는 상기 래크부에 맞물리는 제1피니언 및 상기 제1피니언을 회동구동시키는 제1구동모터가 구비되어 있어, 상기 이동부재와 수직가이드부재는 제1래크부와 제1피니언의 결합에 의하여 상대이동이 이루어지질 수 있다.

또한 본 발명에서는, 상기 수평가이드부재에는 제2래크부가 길게 형성되어 있고; 상기 수평가이드부재는 상기 이동부재를 관통하게 되며; 상기 이동부재에는 상기 수평가이드부재에 구비된 제2래크부와 맞물리는 제2피니언 및 상기 제2피니언을 회전구동시키는 추가적인 제2구동모터가 구비되어 있어, 상기 제2래크부와 상기 제2피니언의 작동에 의해 상기 이동부재가 수평가이드부재에서 외벽면과 멀어지도록 후퇴하거나 외벽면에 접근하는 방향으로 전진하도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 청소장치에 의하면, 와이퍼부재가 건축물의 외벽면을 닦으면서 하강하다가 돌출부를 만나게 되면, 와이퍼부재가 후퇴하여 돌출부를 지나간 후 다시 외벽면에 접촉하여 하강하면서 청소를 하면서도, 본체는 와이퍼부재의 이러한 진퇴 작동과 무관하게 계속하여 등속도로 하강하게 된다. 따라서 돌출부로 인한 본체의 갑작스런 정지로 인한 정지충격이 와이퍼부재에 가해지지 않게 되고, 정지충격으로 인하여 와이퍼부재로부터 물이 위쪽 유리창으로 튀어서, 청소되었던 부분이 다시 오염되는 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

또한 본 발명에서는 청소장치가 하강하다가 돌출부를 만나더라도 정지하지 않고 계속하여 하강하게 되므로, 작업정지로 인한 작업속도의 저하를 방지할 수 있으며, 작업의 효율성도 증대되어 경제성도 향상되는 효과가 발휘된다.

도 1 및 도 2는 각각 종래의 청소장치가 건축물의 유리창을 청소하는 상태를 단계적으로 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명에 따른 건축물 외벽면의 청소장치를 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 3a의 원 A부분의 개략적인 확대도이다.
도 5 내지 도 10은 각각 본 발명에 따른 청소장치가 건축물 외벽면에 형성된 돌출부를 지나가는 과정을 설명하기 위한 개략적인 측방향 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 3a 및 도 3b에는 각각 본 발명에 따른 건축물 외벽면의 청소장치(1)(이하, "청소장치(1)"라고 약칭함)를 바라보는 각도를 달리하여 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3a의 원 A부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 5 내지 도 10은 각각 본 발명에 따른 청소장치(1)가 건축물 외벽면에 형성된 돌출부를 지나가는 과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도로서, 청소장치(1)의 하강 단계를 도 3a의 선 B-B에서의 개략적인 단면도로 도시한 것이다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 청소장치(1)는, 건축물의 외벽면을 마주하여 수직하게 하강하는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 전면에 구비되어 본체(20)가 이동함에 따라 건축물의 외벽면에 접촉하여 표면에 묻은 물질을 긁어내는 와이퍼부재(10)를 포함하여 구성된다. 상기 와이퍼부재(10)는 고무나 합성수지 등으로 만들어질 수 있다. 편의상 건축물의 외벽면으로서 유리창(100)을 예로 들어 본 발명을 설명한다.

상기 청소장치(1)는 와이퍼부재(10)의 전방단부가 건축물의 외벽면에 접촉한 상태로 상기 본체(20)가 하향으로 이동하게 되고, 그에 따라 와이퍼부재(10)가 건축물의 외벽면 표면에 묻어 있는 이물질을 하향으로 긁어가게 되어 외벽면을 청소하게 된다. 상기 본체(20)를 하강시키는 구성은 다양한 형태로 만들어질 수 있으며, 이는 공지의 기술을 이용할 수 있다. 예를 들어, 건축물의 옥상에서부터 아래로 한 쌍의 케이블을 늘어뜨리고, 케이블을 본체(20)의 횡방향 양측면에 연결하여 케이블을 아래로 내려서 본체(20)가 등속도로 하강하도록 할 수 있다. 그러나 본체(20)를 하강시키는 구성은 이러한 예에 한정되지 아니하며, 다양한 형태를 이용할 수 있다. 이와 같이, 본체(20) 자체를 승하강 시키는 구성은 본 발명의 핵심적인 요지에 해당하지 아니하는 바, 편의상 도면에서는 이와 같이 본체(20) 자체를 승하강시킬 수 있는 구성에 대해서는 도시를 생략하였다.

상기 본체(20)에서는 유리창으로 물이 분사되는데, 이를 위하여 분사하기 위한 물을 담고 있는 탱크(미도시)가 상기 본체(20) 내에 내장될 수 있다. 물을 유리창(100)으로 분사하기 위한 노즐부(25)는 상기 와이퍼부재(10)의 아래쪽에 위치하여 구비되는데, 도면에 도시된 실시예에서는 노즐부(25)가 본체(20)로부터 돌출된 형태의 부재로 만들어져 있으나, 상기 노즐부(25)는 유리창을 향하는 본체(20)의 일측면에서 상기 본체(20)에 형성된 노즐공 형태로 만들어질 수도 있다.

한편, 본체(20)에는 후술하는 것처럼, 와이퍼부재(10)와 본체(20)가 서로 상대이동할 수 있게 만드는 상대이동조립체(30)가 구비된다. 구체적으로 본체(20)의 횡방향 양측에는 각각 상대이동조립체(30)가 마주보는 형태로 구비되며, 상기 상대이동조립체(30)를 통해서 와이퍼부재(10)가 본체(20)에 대해 상대이동이 가능하도록 본체(20)에 결합된다. 도면에 도시된 실시예에서는 본체(20)와 상대이동조립체(30)가 별개의 부재로 도시되어 있으나, 본체(20)가 폭 방향으로 양분되어, 각각 상대이동조립체(30)와 일체화될 수도 있다. 도면에서 부재번호 38은 후술하는 수직가이드부재(31), 이동부재(32) 및 수평가이드부재(33)를 보호하며, 상기 수직가이드부재(31)가 수평방향으로 이동할 수 있도록 하는 수평레일(310) 및 상기 수평가이드부재(33)가 수직방향으로 이동할 수 있도록 하는 수직레일(330)이 설치되는 케이스부재(38)인데, 케이스부재(38)가 실질적으로 본체(20)와 일체화되어, 상기 케이스부재(38) 내부에 물탱크 등이 배치될 수도 있는 것이다.

구체적으로 상기 상대이동조립체(30)는, 수직하게 배치되어 있는 수직가이드부재(31)와, 상기 수직가이드부재(31)와 간격을 두고 교차하여 수평하게 배치되는 수평가이드부재(33)와, 상기 수직가이드부재(31) 및 상기 수평가이드부재(33)에 동시에 결합되어 수직가이드부재(31)를 따라 수직하게 상대이동하거나 또는 수평가이드부재(33)를 따라 수평하게 상대이동하는 이동부재(32)와, 상기 수직가이드부재(31)의 양단이 결합되어 상기 수직가이드부재(31)가 수평하게 움직일 수 있게 하는 수평레일(310)과, 상기 수평가이드부재(33)의 양단이 결합되어 상기 수평가이드부재(33)가 수직하게 움직일 수 있게 하는 수직레일(330)을 포함하여 구성된다. 따라서 이동부재(32)가 수직가이드부재(31)를 따라 수직하게 움직이게 되면, 그에 따라 수평가이드부재(33)도 양단이 수직레일(330)에 결합된 채로 이동부재(32)와 함께 수직하게 움직이게 된다. 반면에 이동부재(32)가 수평가이드부재(33)를 따라 수평방향으로 움직이게 되면, 그에 따라 수직가이드부재(31)도 양단이 수평레일(310)에 결합된 채로 이동부재(32)와 함께 수평하게 움직이게 된다. 상기 수직레일(330)과 상기 수평레일(310)은 상기 케이스부재(38)의 내면벽에 구비될 수 있다.

와이퍼부재(10)는 본체(20)의 전면에서 상기 노즐부(25)의 위쪽 위치에 구비되는데, 상기 와이퍼부재(10)의 후방에는 연결부재(11)가 연장되어 있다. 상기 연결부재(11)의 단부는 본체(20)의 횡방향으로 향하여 있어, 연결부재(11)의 단부는, 본체(20)의 횡방향 양측에 각각 구비된 상대이동조립체(30)의 상기 이동부재(32)에 결합되어 있다. 따라서 후술하는 것처럼, 이동부재(32)가 상기 수평가이드부재(33)를 따라 유리창(100) 방향으로 이동하거나 그로부터 멀어지도록 이동함에 따라, 연결부재(11)에 결합된 와이퍼부재(10)가 유리창(100) 방향으로 전진 또는 그로부터 후퇴하게 된다. 상기 연결부재(11)는 도 3a, 도 3b 및 도 4에 예시된 것처럼, 와이퍼부재(10)의 후방으로 연장된 복수개의 연장봉(1101)과, 상기 연장봉의 단부에서 본체(20)의 횡방향으로 배치된 상태로 결합된 횡방향 봉(1102)으로 이루어져, 상기 횡방향 봉(1102)의 양단이 각각 상기 이동부재(32)에 결합될 수도 있지만, 상기 연장봉이 와이퍼부재(10)의 후방으로 2개 구비되고, 각각의 연장봉(1101)이 상대이동조립체(30) 방향으로 ㄱ자로 절곡되어, 절곡된 단부가 이동부재(32)에 결합될 수도 있다.

앞서 "배경기술"에서 설명한 것처럼, 청소장치(1)의 와이퍼부재(10)가 빌딩의 유리창(100) 표면을 긁으면서 아래로 이동하다가 건축물의 외벽면에 돌출부를 만나게 될 때, 위쪽의 이미 청소가 완료된 유리창의 재오염 문제가 발생할 수 있게 되는데, 본 발명에서는 다음과 같은 구성을 통해서 이러한 문제의 발생을 차단한다.

구체적으로 본 발명의 청소장치(1)는, 와이퍼부재(10)가 돌출부에 닿게 되면, 와이퍼부재(10)는 그 하강을 정지하게 되지만, 본체(20)는 정지하지 않고 계속 하강하는 구성을 가진다. 이를 위해서 본 발명에는 돌출부(110)에 와이퍼부재(10)가 닿게 되는지를 감지하기 위한 "돌출부 감지센서(미도시)"가 구비된다. 상기 "돌출부 감지센서"는 와이퍼부재(10)의 하강 방향으로 신호를 보내어 돌출부(110)로부터 반사되는 신호를 인지하는 방식을 통해서, 돌출부(110)의 존재를 인식하게 되는 형식의 센서로 이루어질 수도 있고, 와이퍼부재(10)의 하면에 부착되어 직접 돌출부(110)와 와이퍼부재(10) 사이에 위치하여 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 접촉되었을 때 그 접촉 사실을 인지함으로써, 돌출부(110)의 존재를 인식하게 되는 형식으로 구성될 수도 있다.

위와 같은 본 발명의 구성에 있어서, "초기 정상위치"에서는 상기 이동부재(32)는 수직가이드부재(31)와 수평가이드부재(33) 모두에 대해 상대이동이 가능하지 않게 잠겨있는 상태에 있게 된다. 즉, 이동부재(32)는 수직가이드부재(31)와 수평가이드부재(33) 모두에 대해 움직이지 않도록 고정되어 있는 것이다. 따라서 본체(20)의 하강에 의해 상대이동조립체(30)가 하강할 때 이동부재(32) 및 그에 결합되어 있는 와이퍼부재(10) 역시 동일한 속도로 함께 하강하게 된다.

그런데 이동부재(32)가 후술하는 것처럼, 돌출부(110) 등으로 인하여 하강하지 못하는 상태가 되는 경우, "제1상대이동 개시신호"가 발해지면서, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)간의 고정상태가 해제되고, 수직가이드부재(31)만이 계속 하강하게 된다. 즉, "수직가이드부재의 독자적인 하강 상태"에 있게 되는 것이다. 이와 같은 "수직가이드부재의 독자적인 하강 상태"에 있는 동안에는 이동부재(32)는 수직방향으로 하강하지 못한 채 정지하고 있고 수직가이드부재(31)는 계속 하강하게 되므로, 하강하던 방향으로 볼 때, 이동부재(32)는 수직가이드부재(31)의 상부 위치에 있게 된다. 물론 이와 같이 이동부재(32)는 하강하지 못하므로, 수평가이드부재(33) 역시 하강하지 못하게 되고, 그에 따라 수평가이드부재(33)의 양단은 수직레일(330)의 상부 위치에 있게 되는 것이다.

이러한 "수직가이드부재의 독자적인 하강 상태"에 있는 중에 "상대이동 종료신호"를 수신하게 되면, 멈춰있던 이동부재(32)는 수직가이드부재(31)가 이동하던 방향으로 다시 적극적으로 이동하기 시작한다. 즉, 이동부재(32)가 능동적으로 하강하기 시작하는 것이다. 이 때, 이동부재(32)는 수직가이드부재(31)가 이동하는 속도보다 더욱 빠르게 이동하는 것이 바람직하다. 즉, 수직가이드부재(31)는 계속하여 하강하고 있지만, "상대이동 종료신호"의 수신에 의해 이동부재(32)가, 수직가이드부재(31)의 이동방향으로 가속운동을 시작함으로써, 수직가이드부재(31)의 이동거리를 따라잡게 되는 것이다. 이러한 이동부재(32)의 가속운동에 의해 이동방향으로 앞서 가고 있던 수직가이드부재(31)를 따라 잡아서, "초기 정상위치"로 복귀하게 되면, "잠김신호"가 발해져서 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)가 서로 감기게 되어 상대운동이 이루어지지 않게 되고, 수직가이드부재(31)가 계속하여 하강함에 따라 이동부재(32)도 동일한 속도로 함께 하강하게 된다.

한편, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)가 초기 정상위치를 벗어나서 서로에 대해 상대운동하는 상태가 되도록 하는 신호로서 "제2상대이동 개시신호"가 발해지는 경우가 있다. 후술하는 것처럼, 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 통과한 직후에는 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)간의 잠김상태가 해제되고, 이동부재(32)가 적극적으로 수직가이드부재(31)의 이동방향과는 반대 방향으로 움직여야 하는 상태가 되어야 한다. 이와 같이, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)간의 잠김상태가 해제되고, 이동부재(32)가 적극적으로 수직가이드부재(31)의 이동방향과는 반대 방향으로 움직이도록 하는 신호가 바로 "제2상대이동 개시신호"이다. 이에 대해서는 아래에서 좀더 상세히 설명한다.

한편, 앞서 설명한 것처럼 본 발명에서 이동부재(32)는 수직가이드부재(31) 뿐만 아니라, 수평가이드부재(33)와도 결합되어 있어, 수평가이드부재(33)를 따라 수평하게 상대이동하게 되어 있다. 그리고 상기 수직가이드부재(31)의 양단은 수평레일(310)을 따라 수평방향으로 움직일 수 있게 구성되어 있다. 와이퍼부재(10)에 구비된 연결부재(11)는 상기 이동부재(32)와 결합되어 있다.

따라서 유리창(100)을 청소하는 도중에 돌출부(110)를 만나게 되면, 이동부재(32)가 수평가이드부재(33)를 따라 수평방향으로 움직이고, 수직가이드부재(31)도 양단이 수평레일(310)에 결합된 채로 이동부재(32)와 함께 수평하게 움직이게 되면서, 유리창(100) 방향으로 전진하거나 또는 유리창(100)으로부터 후퇴함에 따라 와이퍼부재(10)도 유리창(100) 방향으로 전진 또는 그로부터 후퇴하게 되고, 그에 따라 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 회피한 상태로 하강할 수 있다.

청소장치(1)의 작동 개시 시점에서는 이동부재(32)와 수직가이드부재(31) 및 수평가이드부재(33)는 앞서 설명한 "초기 정상위치"에 있게 된다. 즉, 이동부재(32)가 수직가이드부재(31)에 결합되어 있고, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)는 서로 상대이동이 이루어지지 않도록 잠김상태에 있는 것이다. 또한 이동부재(32)와 수평가이드부재(33) 역시 서로 상대이동이 이루어지지 않도록 잠김상태에 있는 것이다.

따라서, 본 발명의 청소장치(1)가 하강하면서 유리창(100)을 청소할 때, 돌출부가 존재하지 않은 부분에서는 본체(20)에 구비된 상대이동조립체(30)에 구비된 수직가이드부재(31)와 이동부재(32)가 함께 하강하게 되며, 그에 따라 도 5에 도시된 것처럼, 와이퍼부재(10)도 유리창(100)에 전방단부가 닿은 채로 하강하면서 유리창(100)의 표면을 긁어내면서 닦게 된다.

위와 같은 통상적인 유리창(100)의 청소작업이 진행되다가, 도 6에 도시된 것처럼 돌출부(예를 들어, 유리창 사이에 존재하는 창틀로 인한 돌출부 등)(110)에 와이퍼부재(10)가 닿게 되는 위치가 될 때, 본 발명에서와 같은 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)의 결합구조가 없다면, 청소장치(1)에서 와이퍼부재(10)는 돌출부(110)에 의해 진행이 방해되어 더 이상 하강하지 못하고 정지하게 되며, 그에 따라 이동부재(32)의 하강 역시 정지된다. 그러나 본 발명에서는, 돌출부(110)에 와이퍼부재(10)가 닿게 되는 것을 "돌출부 감지센서(미도시)"가 인지하게 되는데, "돌출부 감지센서"에 의해 이와 같이 돌출부(110)에 와이퍼부재(10)가 닿게 되는 것을 인지하게 되면, "제1상대이동 개시신호"가 발해지게 되어, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)간의 잠김상태가 해제되고, 그에 따라 이동부재(32)와 수직가이드부재(31) 간의 상대운동이 허용된다. 따라서 돌출부(110)로 인하여 이동부재(32)는 더 이상 하강하지 않는 상태에 있지만, 수직가이드부재(31)는 상대적으로 이동할 수 있는 상태에 있으므로, 수직가이드부재(31)와 상대이동조립체(30), 그리고 상대이동조립체(30)가 결합되어 있는 청소장치(1)의 본체(20)는 계속하여 하강하게 된다. 이러한 "수직가이드부재의 독자적인 하강 상태"에서는 마치 이동부재(32)가 수직가이드부재(31)를 타고 위로 올라가는 것처럼 수직가이드부재(31)가 이동부재(32)에 대해 상대이동하게 된다. 상기 수직가이드부재(31)는 등속도로 하강하는 것이 바람직하므로, 단순히 이동부재(32)와 수직가이드부재(31) 간의 잠김상태를 해제하여 수직가이드부재(31)가 중력에 의해 하강하도록 할 수도 있지만, 필요에 따라서는 이동부재(32)가 수직가이드부재(31)의 하강방향과 반대되는 방향으로 능동적으로 움직임으로써 수직가이드부재(31)가 등속도로 하강하게 될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 만나게 되면, 비록 와이퍼부재(10)와 이동부재(32)는 돌출부(110)로 인하여 하강이 일시적으로 중지되지만, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31) 간의 상대이동이 허용되므로, 수직가이드부재(31)와 상대이동조립체(30), 그리고 상대이동조립체(30)가 결합되어 있는 본체(20)는 정지하지 않고 계속하여 등속으로 하강하게 되는 "상대이동조립체의 독자적인 하강 상태"에 있는 것이다. 따라서 본 발명에서는 와이퍼부재(10)가 하강하다가 돌출부(110)를 만나게 되더라도, 본체(20)의 정지로 인한 출렁거림 등의 정지 충격이 발생하지 않게 되고, 정지 충격으로 인한 와이퍼부재(10)로부터의 물 튀김이 발생하지 않게 되므로, 이미 청소가 완료된 위쪽 유리창의 오염도 생기지 않게 된다.

한편, 앞서 설명한 것처럼 본 발명에서는 와이퍼부재(10)가 유리창(100)을 향하여 전진하거나 또는 유리창(100)으로부터 후퇴할 수 있는 구조로 와이퍼부재(10)의 후방이 상대이동조립체(30)에 결합되어 있다. 따라서 위와 같이 돌출부(110)를 인지하게 되어 "제1상대이동 개시신호"가 발해지면, 와이퍼부재(10) 및 이동부재(32)의 하강이 정지되고 수직가이드부재(31)와 본체(20)는 계속하여 하강하는 "상대이동조립체의 독자적인 하강 상태"에 있게 됨과 동시에, 와이퍼부재(10)에 대해서는 "후퇴신호"가 발해지고 그에 따라 도 6에 도시된 것처럼 와이퍼부재(10)는 유리창(100)으로부터 돌출부(110)의 돌출 높이(t)를 초과한 길이로 후퇴하게 된다. 즉, 와이퍼부재(10)가 연결되어 있는 이동부재(10)가 수평가이드부재(33)를 따라 후퇴하게 되어 와이퍼부재(10)가 유리창(100)로부터 후퇴하게 되는 것이다.

앞서 설명한 것처럼, "상대이동조립체의 독자적인 하강 상태"에서는 와이퍼부재(10)가 돌출 높이(t)를 초과하는 길이로 후퇴하는 동안에도, 수직가이드부재(31)와 이동부재(32)간의 상대이동이 허용되어, 수직가이드부재(31)와 본체(20)는 정지하지 않고 계속 하강한다. 도 7에는 와이퍼부재(10)가 후퇴함과 동시에 수직가이드부재(31)는 계속 하강하는 상태가 도시되어 있다. 도 7에서 점선은, 도 6에 도시된 상태에서의 위치를 참고적으로 도시한 것이다.

본 발명에는 하강하는 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 걸리게 될 것이라는 것을 인지하는 "돌출부 감지센서"와 더불어, 와이퍼부재(10)의 전방단부가 돌출부(110)에 닿지 않도록 충분히 후퇴하였는지를 인지하는 "후퇴감지센서"(미도시)가 구비되는데, 이러한 "후퇴감지센서"를 통해서 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 걸리지 않을 정도로 후퇴한 것으로 인지하게 되면, "상대이동 종료신호"가 발해지게 되고, 그에 따라 이동부재(32)는 수직가이드부재(31)가 이동하던 방향으로 이동하기 다시 시작한다. 이 때 이동부재(32)는 가속도를 가지고 이동하기 시작하는 것이 바람직하다. 즉, 이동부재(32)는 다시 수직가이드부재(31)에 삽입된 상태로 복원되기 위하여 적극적으로 가속되어 하강하게 되는 것이다. 도 8에는 이와 같이 이동부재(32)가 가속 하강하여 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 닿지 않은 상태로 지나가는 상태가 도시되어 있다. 도 8에서 점선은, 도 7에 도시된 상태에서의 위치를 참고적으로 도시한 것이다.

이동부재(32)가 하강하여 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)에 닿지 않은 채로 돌출부(110)를 완전히 지나간 직후에는 다시 "제2상대이동 개시신호"가 발해지게 된다. 이를 위해서 "돌출부 통과 감지센서"가 구비되며, 이러한 "돌출부 통과 감지센서"(미도시)를 통해서 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 통과하였음을 인지하게 되면 위와 같은 "제2상대이동 개시신호"가 발해지게 되는 것이다. 앞서 설명한 것처럼, "제2상대이동 개시신호"가 발해지면, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)간의 잠김상태는 해제되고, 이동부재(32)가 적극적으로 수직가이드부재(31)의 이동방향과는 반대 방향으로 움직이게 된다. 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 지나치도록 이동부재(32)가 하강하는 동안에도 수직가이드부재(31)는 계속하여 하강하고 있는데, 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 지난 상태에서는, 와이퍼부재(10)가 유리창(100)에 닿도록 전진하는 동안 비록 수직가이드부재(31)는 계속 하강하여 그 위치가 점점 아래로 내려가더라도, 와이퍼부재(10)가 돌출부(110) 바로 아래의 높이에 계속 위치하고 있어야 한다. 이러한 상태를 만들기 위해서는 단순히 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)간의 잠김상태가 해제되는 것만으로는 충분하지 않고, 이동부재(32)는 능동적으로 수직가이드부재(31)의 이동방향과는 반대 방향으로 움직여야 한다.

따라서, "제2상대이동 개시신호"가 발해지게 되면, 수직가이드부재(31)와 본체(20)는 계속 하강함과 동시에, 이동부재(32)는 능동적으로 수직가이드부재(31)의 이동방향과는 반대 방향으로 움직이므로써, 도 9에 도시된 것처럼 이동부재(32)는 더 이상 하강하지 않아 돌출부(110)의 바로 아래 위치에 머무르고 있고, 단지 수직가이드부재(31)와 본체(20)만 등속도로 하강하게 되며, 그와 동시에 와이퍼부재(10)의 "전진신호"가 발해져서, 와이퍼부재(10)는 유리창(100)을 향하여 전진하여 전방단부가 돌출부의 바로 아래쪽 위치에서 유리창(100)에 닿게 된다. 즉, 와이퍼부재(10)가 연결되어 있는 이동부재(10)가 수평가이드부재(33)를 따라 전진하게 되어 와이퍼부재(10)가 유리창(100)을 향하여 전진하게 되는 것이다.

따라서 본 발명에서는 돌출부의 바로 아래쪽 위치부터 다시 와이퍼부재(10)에 의한 청소를 시작할 수 있게 되고, 청소가 이루어지지 않는 부분이 발생하지 않게 되는 효과를 가지게 된다. 참고로 도 9에서 점선은, 도 8에 도시된 상태에서의 위치를 도시한 것이다.

"와이퍼 접촉센서"(미도시)에 의해 와이퍼부재(10)의 전방단부가 유리창(100)에 닿는 것을 인지하게 되면, 다시 "상대이동 종료신호"가 발해지고, 도 10에 도시된 것처럼 이동부재(32)는 수직가이드부재(31)의 이동거리를 따라잡기 위하여 수직가이드부재(31)가 이동하던 방향으로 가속도를 가지고 빠르게 하강하게 된다. 이동부재(32)의 적극적인 가속 하강에 의해 이동부재(32)가 "초기 정상위치"의 상태로에위치하게 되면 다시 "잠김상태"가 되어 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)가 함께 동일한 속도로 하강하게 된다. 참고로 도 10에서 점선은, 도 9에 도시된 상태에서의 위치를 도시한 것이다.

한편, 위와 같은 이동부재(32)와 수직가이드부재(31) 간의 상대이동과 잠금, 그리고 이동부재(32)의 가속이동 및 와이퍼부재(10)의 전진/후퇴작동을 다음에서 예시하는 방식으로 구현될 수 있다.

도 4에 도시된 것처럼, 래크와 피니언 구조를 이동부재(32)와 수직가이드부재(31) 사이에 적용할 수 있다. 즉, 수직가이드부재(31)가 이동부재(10)를 관통하여 지나가게 하고, 수직가이드부재(31)에는 그 길이 방향으로 톱니형태의 제1래크부(15a)를 형성하며, 상기 수직가이드부재(31)에 결합되어 있는 이동부재(32) 내에는 상기 제1래크부(15a)에 맞물리는 제1피니언(16a)을 내장해둔다. 상기 제1피니언(16a)은, 이동부재(32)에 내장되어 있는 제1구동모터(M1)에 의해 회전 구동되는데, 상기 제1구동모터(M1)는 온(on) 상태에서는 적극적으로 회전축을 회동시켜 제1피니언(16a)을 회전시키게 되지만, 오프(off) 상태에서는 제1구동모터(M1)에 전달되는 신호의 종류에 따라, 회전축에 외부로부터 회전력이 가해질 때 제1구동모터(M1)의 회전축이 회동구동될 수도 있고, 반대로 회전축에 외부로부터 회전력이 가해져도 상기 회전축이 회동구동되지 않을 수도 있다. 즉, 제1구동모터(M1)가 오프(off)되어 제1구동모터(M1) 스스로 회전축을 회전시키지 않은 상태에서, "잠금신호"가 전달되면, 제1구동모터(M1)의 회전축이 잠기게 되어 회전축에 외부로부터 회전력이 가해져도 회전축이 회전하지 않게 된다. 즉, 중력이나 기타 힘이 제1래크부(15a)나 제1피니언(16a)에 작용하더라도 제1피니언(16a)이 회전하지 않게 되어 제1래크부(15a)와 제1피니언(16a)이 서로 결합된 상태와 위치를 고수하게 되는 것이다. 그러나 오프(off)되어 제1구동모터(M1)가 스스로 회전축을 회전시키지 않은 상태에서 "해제신호"가 전달되면, 제1구동모터(M1)의 회전축 잠김상태가 해제되어, 제1구동모터(M1)의 회전축이 회동가능한 상태로 된다. 따라서 오프(off)상태에서 해제신호가 전달되면, 중력이나 기타 힘이 제1래크부(15a) 또는 제1피니언(16)에 작용하였을 때, 제1피니언(16)이 등속도로 회전될 수 있다. 이러한 제1구동모터(M1) 자체는 이미 공지된 것이다.

앞서 설명한, "초기 정상위치"에서는 제1구동모터(M1)는 오프(off)되어 있으며 회전축이 잠김상태에 있기 때문에, 제1구동모터(M1)의 회전축이 외력에 의해 전혀 회전되지 않은 상태로 고정되어 제1피니언(16a)이 회동하지 못하는 상태에 있게 된다. 따라서 제1래크부(15a)와 제1피니언(16a)이 서로 맞물려 있는 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)는 서로 상대이동을 하지 않고 동일 속도로 함께 움직일 수 있는 잠김상태에 있게 되는 것이다.

돌출부(110)를 인지하여 앞서 설명한 바와 같은 "제1상대이동 개시신호"가 발해지게 되면 이동부재(32)에 구비되어 있던 상기 제1구동모터(M1)에도 "해제신호"가 전달되고, 그에 따라 제1구동모터(M1)의 회전축 잠김상태가 해제되어 제1래크부(15a)에 대해 제1피니언(16a)이 회전할 수 있게 된다. 즉, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)의 잠김상태가 풀어지게 되어 이동부재(32)와 수직가이드부재(31) 간의 상대운동이 허용될 수 있는 상태가 되는 것이다. 그에 따라 수직가이드부재(31)만이 하강하게 되는 상대이동이 일어나게 된다. 이 때, 제1구동모터(M1)는 여전히 오프 상태에 있어 본체(20)에 부착되어 있는 수직가이드부재(31)에 작용하는 중력에 의해 제1피니언(16a)이 단순 회전하여 수직가이드부재(31)가 하강할 수도 있지만, 수직가이드부재(31)의 등속 하강을 보장하기 위하여, 제1구동모터(M1)가 온(on) 상태로 되어, 제1구동모터(M1)가 제1피니언(16a)을 능동적으로 회동시켜 이동부재(32)가 수직가이드부재(31)를 거슬러 올라가는 형태로 상대이동이 일어나게 할 수도 있다.

와이퍼부재(10)가 돌출부에 닿지 않을 정도로 후퇴하여 "상대이동 종료신호"가 발해지면, 상기 제1구동모터(M1)는 온(on) 상태로 되어 회전축을 회전구동시키고 그에 따라 제1피니언(16a)이 회전하면서, 수직가이드부재(31)가 이동하던 방향으로 이동부재(32)도 이동하기 다시 시작하여, 이동부재(32)가 다시 수직가이드부재(31)를 따라 잡는 형태로 상대이동이 일어나게 된다. 즉, 본체(20)와 수직가이드부재(31)가 등속도로 하강하는 상태에서, 이동부재(32)가 가속된 상태로 하강하여 수직가이드부재(31)의 하강속도를 따라잡아 이동부재(32)가 다시 초기 정상위치 상태에 다가가게 되는 것이다.

한편, "제2상대이동 개시신호"가 발해지는 경우는, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)의 잠김상태가 풀어지게 됨과 동시에 제1구동모터(M1)가 온(on) 상태로 되면서, 수직가이드부재(31)가 하강하는 방향과 반대방향으로 제1피니언(16)이 제1래크부(15a)를 거슬러 올라가도록 제1구동모터(M1)가 제1피니언(16a)을 회동시키게 된다. 따라서 와이퍼부재(10)는 마치 이동하지 않고 공중에 정지한 것처럼 보이고 단지 수직가이드부재(31)만이 하강하는 형태로 상대이동이 일어나게 되는 것이다.

와이퍼부재(10)의 후퇴 및 전진 작동에도 위와 같은 래크(rack)부와 피니언 결합구조를 적용할 수 있다. 즉, 수평가이드부재(33)가 이동부재(10)를 관통하여 지 나가게 하고, 이동부재(10)에는 추가적인 제2피니언(16b)과 이를 회전구동시키는 추가적인 제2구동모터(M2)를 더 내장시키며, 상기 수평가이드부재(33)에는 상기 제2피니언(16b)과 맞물리는 제2래크부(15b)를 상기 수평가이드부재(33)의 길이 방향으로 형성하는 것이다. 제1상대이동 개시신호"가 전송됨과 동시에 "후퇴신호"가 전송되어 오면 상기 제2구동모터(M2)가 작동하여 제2피니언(16b)을 회전구동시켜 래크-피니언 작동을 통해 상기 이동부재(10)가 상기 수평가이드부재(33)에 결합된 채로 수평가이드부재(33)의 길이 방향으로 후퇴하게 되며, 그에 따라 상기 이동부재(10)에 결합되어 있는 연결부재(11)가 연동하여 후퇴함으로써, 와이퍼부재(10)가 유리창(100)으로부터 후퇴하게 된다. "제2상대이동 개시신호"가 발해지게 되면, 그와 동시에 "전진신호"가 전송되어 오게 되고, 상기 제2구동모터(M2)가 작동하여 제2피니언(16b)을 회전구동시켜 래크-피니언 작동을 통해 상기 이동부재(10)가 상기 수평가이드부재(33)에 결합된 채로 수평가이드부재(33)의 길이 방향으로 전진하게 되고, 이동부재(10)와 결합된 연결부재(11)가 전진하여 와이퍼부재(10)가 유리창(100)에 접촉하게 되는 것이다.

상기한 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)의 상대이동 허용 구조는 위에서 설명한 래크와 피니언에 의해서만 구현될 수 있는 것은 아니며, 2개의 부재가 서로 필요에 따라 상대이동되거나 결합하여 함께 이동될 수 있도록 하는 기타 공지의 기계적인 구조를 채용하여도 무방하다. 이동부재(10)가 유리창(100) 방향으로 진퇴하는 구조에 있어서도, 위에서 설명한 래크와 피니언을 이용한 구조로만 구현되지 아니하며, 기타 공지의 기계적인 구조를 채용하여도 무방하다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 청소장치(1)에서는, 와이퍼부재(10)가 유리창(100)을 닦으면서 하강하다가 돌출부(110)를 만나게 되면, 와이퍼부재(10)가 후퇴하여 돌출부(110)를 지나간 후 다시 유리창(100)에 접촉하여 하강하면서 청소를 하면서도, 무거운 중량체로 이루어진 본체(20)는 와이퍼부재(10)의 이러한 작동과 무관하게 계속하여 등속도로 하강하게 된다. 따라서 본체(20)의 갑작스런 정지로 인한 정지충격이 와이퍼부재(10)에 가해지지 않게 되고, 정지충격으로 인하여 와이퍼부재(10)로부터 물이 위쪽 유리창(100)으로 튀어서, 청소되었던 부분이 다시 오염되는 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

앞서 설명한 것처럼, 본 발명에는 돌출부(110)에 와이퍼부재(10)가 닿게 되는지를 감지하기 위한 "돌출부 감지센서(미도시)", 와이퍼부재(10)가 돌출부(110)를 회피하기 위하여 후퇴할 때 돌출부(110)에 닿지 않도록 충분히 후퇴하였는지를 인지하는 "후퇴감지센서(미도시)", 와이퍼부재(10)가 후퇴한 후 다시 하강할 때 돌출부(10)를 완전히 지나쳐서 하강하였는지를 인지하는 "돌출부 통과 감지센서(미도시)", 와이퍼부재(10)가 돌출부를 완전히 지나쳐서 하강한 후 다시 유리창쪽으로 전진할 때 와이퍼부재(10)가 유리창(100)에 닿았는지를 인지하는 "와이퍼 접촉센서(미도시)"가 구비된다. 상기 "돌출부 감지센서", "후퇴감지센서", "돌출부 통과 감지센서" 및 "와이퍼 접촉센서"들은 인식상황에 따라 구분하여 설명하고 있으나, 다양한 공지의 물체인식 센서 기술을 활용하며 별도의 독립된 센서가 각각의 상황을 인지하도록 구성될 수 있으며, 1개의 센서 또는 복합센서군(이하 "복합센서군"이라고 칭함)으로 구성되어 상기의 모든 상황(돌출부에 와이퍼부재가 닿게 되는 상황, 와이퍼부재가 충분히 후퇴되어 있는 상황, 돌출부를 통과한 상황, 와이퍼부재가 유리창에 닿아 있는 상황)을 인지할 수도 있다. 상기 "복합센서군"은 와이퍼부재(10)의 말단에서 전방위로 신호를 보내어 돌출부(110) 또는 유리창(100)으로부터 반사되는 신호를 인지하는 방식을 통해서, 돌출부(110)의 존재를 인식하거나 유리창(100)과의 접촉을 인식하게 되는 형식의 센서로 이루어질 수도 있고, 와이퍼부재(10)의 말단에 부착되어 직접 돌출부(110)와 와이퍼부재(10) 사이에 위치하여 와이퍼부재(10)가 돌출부(110) 또는 유리창(100)에 접촉되었을 때 그 접촉 사실을 인지하고 와이퍼부재(10)와 돌출부(110)의 접촉이 떨어졌을 때 이를 인식하게 되는 형식으로 구성될 수도 있으며, 이동부재(11)와 아암부(12) 사이에 위치하여 압력변화 등을 센싱하여 와이퍼부재(10)와 돌출부(110) 또는 유리창(100)의 접촉여부를 인지할 수도 있다. 바람직하게는 "복합센서군"은 상기의 다양한 인지방법이 복합적으로 적용된다.

10: 와이퍼부재
32: 이동부재
20: 본체
31: 수직가이드부재
33: 수평가이드부재

Claims (3)

1. 건축물의 외벽면을 마주하여 수직하게 하강하는 본체(20)와, 외벽면과 마주하는 상기 본체(20)의 전면에 구비되어 본체(20)가 이동함에 따라 건축물의 외벽면에 접촉하여 표면에 묻은 물질을 긁어내는 와이퍼부재(10)를 포함하여 구성되는 건물 외벽면 청소장치로서,
   상기 와이퍼부재(10)와 본체(20)가 서로 상대이동할 수 있도록 하는 상대이동조립체(30)가 상기 본체(20)의 전방으로 본체(20)의 횡방향 양측에서 서로 마주보도록 구비되어 있는데,
   상기 상대이동조립체(30)는, 케이스부재(38)와, 수직하게 배치되어 있는 수직가이드부재(31)와, 상기 수직가이드부재(31)와 간격을 두고 교차하여 수평하게 배치되는 수평가이드부재(33)와, 상기 수직가이드부재(31) 및 상기 수평가이드부재(33)에 동시에 결합되어 수직가이드부재(31)를 따라 수직하게 상대이동하거나 또는 수평가이드부재(33)를 따라 수평하게 상대이동하는 이동부재(32)와, 상기 케이스부재(38)에 구비되어 있고 상기 수직가이드부재(31)의 양단이 결합되어 상기 수직가이드부재(31)가 수평하게 움직일 수 있게 하는 수평레일(310)과, 상기 케이스부재(38)에 구비되어 있고 상기 수평가이드부재(33)의 양단이 결합되어 상기 수평가이드부재(33)가 수직하게 움직일 수 있게 하는 수직레일(330)을 포함하여 구성되며;
   상기 와이퍼부재(10)의 후방에는 연결부재(11)가 연장되어 구비되어 있고;
   상기 연결부재(11)의 단부는 상기 이동부재(32)에 결합되어 있어, 상기 이동부재(32)가 상기 수평가이드부재(33)의 길이 방향으로 이동함에 따라, 상기 와이퍼부재(10)가 건축물의 외벽면 방향으로 전진하거나 또는 외벽면으로부터 후퇴할 수 있고;
   상기 이동부재(32)는 상기 수직가이드부재(31)와 서로 수직한 상대이동이 가능하지 않게 잠겨진 상태에 있거나 또는 상대이동이 가능하도록 결합되어 있어, 돌출부(110)가 존재하지 않은 부분에서는 상기 수직가이드부재(31)와 이동부재(32)가 서로 잠겨진 상태에서 함께 하강하여, 와이퍼부재(10)에 의해 외벽면을 청소하다가, 돌출부(110)에 와이퍼부재(10)가 닿게 되는 것을 인지하게 되면, 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)간의 잠겨진 상태가 해제되어 상대이동이 허용됨으로써, 이동부재(32)와 와이퍼부재(10)는 하강하지 않은 상태에서 본체(20)와 수직가이드부재(31)는 계속 하강하고, 그와 동시에 이동부재(32)가 수평가이드부재(33)에서 후퇴하여 와이퍼부재(10)가 외벽면으로부터 후퇴하게 되고;
   와이퍼부재(10)가 후퇴하여 돌출부(110)에 닿지 않게 된 상태에서는 수직가이드부재(31)가 이동하던 방향으로 이동부재(32)가 가속하여 하강하고;
   와이퍼부재(10)가 하강하여 돌출부(110)를 지나친 후에는 본체(20)와 수직가이드부재(31)는 계속 하강함과 동시에 이동부재(32)에 대해 수직가이드부재(31)가 하강하는 형태로 상대이동이 일어나면서 상기 이동부재(32)가 수평가이드부재(33)를 따라 외벽면 방향으로 전진하여 와이퍼부재(10)가 전진함으로써 와이퍼부재(10)의 전방단부가 외벽면에 닿게 되며;
   와이퍼부재(10)가 외벽면에 닿은 상태에서는 수직가이드부재(31)의 이동과 함께 이동부재(32)도 하강하게 됨으로써;
   돌출부가 존재하여도 본체(20)가 정지하지 않고 등속 하강할 수 있어, 돌출부의 존재로 인하여 돌출부 위쪽의 외벽면이 다시 오염되는 것을 방지할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽면 청소장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수직가이드부재(31)에는 제1래크부(15a)가 길게 형성되어 있고;
   상기 수직가이드부재(31)와 결합하는 이동부재(32)에는 상기 제1래크부(15a)에 맞물리는 제1피니언(16a) 및 상기 제1피니언(16a)을 회동구동시키는 제1구동모터(M1)가 구비되어 있어, 상기 이동부재(32)와 수직가이드부재(31)는 제1래크부(15a)와 제1피니언(16a)의 결합에 의하여 상대이동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 건물 외벽면 청소장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 수평가이드부재(33)에는 제2래크부(15b)가 길게 형성되어 있고;
   상기 수평가이드부재(33)는 상기 이동부재(32)를 관통하게 되며;
   상기 이동부재(32)에는 상기 수평가이드부재(33)에 구비된 제2래크부(15b)와 맞물리는 제2피니언(16b) 및 상기 제2피니언(16b)을 회전구동시키는 제2구동모터(M2)가 구비되어 있어,
   상기 제2래크부(15b)와 상기 제2피니언(16b)의 작동에 의해 상기 이동부재(32)가 수평가이드부재(33)에서 외벽면과 멀어지도록 후퇴하거나 외벽면에 접근하는 방향으로 전진하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 건물 외벽면 청소장치.

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