JPH062797Y2 - 空調ダクトの清掃ロボット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、空調ダクト内の清掃作業を行う清掃ロボット
に関するものである。

（従来の技術） 空調用ダクトは内部を清掃することがほとんどないの
で、ダクト内に粉塵がたまり、このため粉塵にまざった
微生物が金属やプラスチックを腐蝕させるばかりでな
く、人体の健康をも損ねる原因となっている。しかしな
がらダクト内部の清掃の重要性が認識されるようにな
り、清掃方法も少しずつ開発されている。

第10図は出願人である日本ウイントン社における従来技
術の清掃方法を説明したものであって、ダクト１は天井
２の内側に設置されており、ダクト内部に室内から各種
器具が装入できる案内口３がダクト１と天井２との間に
設けられており、案内口３はダクト１と室内とを連通す
る通路を確保している。

清掃器具はエアガン４に接続されたエアパイプ５、なら
びにエアパイプ５の先端に接続された細パイプ６であっ
て、これらのパイプは何れも弾力性のある資材で構成さ
れている。そして前記案内口３から細パイプ６と共にエ
アパイプ５を装入し、エアパイプ５に７Kg/cm²程度の圧
力空気を供給すると、細パイプ６はダクト１内でむち打
ち現象（はたきで粉塵を払う作業に似ている）を行い、
ダクト内の粉塵を落とすことができる。

従来技術においては、ダクト内を観察することができな
いので、清掃作業は作業者の経験による勘によって行わ
れていた。このため、清掃作業が完全になされたか否か
が確認できず、清掃してない処が残るといった問題があ
った。

これらの問題点を解決するため、本願考案者は実願昭61
-118786（第１出願）、実願昭62-28554（第２出願）、
実願昭62-79427（第３出願）を提案した。

前記第１出願の考案は、遠隔操作によって走行する自走
車にテレビカメラを搭載すると共に、自走車にエア供給
管を設け、このエア供給管に弾性資材による細パイプを
接続したものであって、エア供給管に圧力空気を送給す
ることによって細パイプをむちのように乱打させてダク
ト内の塵を叩き落し、同時にテレビカメラでダクト内の
映像を観察しながら清掃作業を行うものである。

又、第２及び第３出願の考案は、清掃作業が終了したダ
クト内を消毒するトリートメント機構を第１出願の考案
に付加したものである。

上記各考案によって、ダクト内は隅々まで清掃できるよ
うになると共にダクト内の消毒も行なえるようになっ
た。

ところで、ダクトの断面形状は円形または角形であるが
内径寸法は多種類あり、内径が内径150mm程度のダクト
も使用されている。又、ダクトは梁や他の設備を避ける
ために、軸方向に対して垂直方向に折り曲げ設置されて
いる箇所があり、これらのダクト内を清掃するために
は、清掃ロボットは進行方向に向って上下するカーブを
走行することになる。従って、清掃ロボットは小径なダ
クトであってもカーブが曲がれる大きさに設計されるこ
とが要求される。

一方、清掃ロボットは、車体に車輪の駆動用モータを搭
載している他、車体前方にテレビカメラ、ライト、清掃
機器を装着しており、さらに清掃ロボットは電源コード
と一体になったエアパイプ、薬液パイプも引っ張って走
行するので、車体に設置する車輪は四輪駆動に構成され
ている。このため、各車軸に駆動モータを設置すると仮
りに小型で高性能なモータを使用しても、現在市販され
ている機材を利用すると車軸の前後間隔は150mm程度に
なってしまう。

前記したように、車体には各種の機器が取付けられてい
るので、これらの機器を見込むと清掃ロボットの全長は
車軸間隔の約２倍は必要であり、これでは車軸間距離と
略等しい内径のダクトでは、清掃ロボットがカーブ部分
で走行不能となってしまうという問題が生じてきた。

（考案が解決しようとする課題） 本考案は従来技術の問題点を解決すると共に、先に本願
考案者が提案した考案をさらに改良したものであって、
遠隔操作によって走行可能な走行車体と、テレビカメ
ラ、ライト、清掃機器を組み込んだ先導車とを相互に上
下回動可能に連結することにより、車軸間距離と略等し
い内径をもったダクトのカーブ部分の走行が可能で当該
部分の清掃ができる清掃ロボットを提供することであ
る。

（課題を解決するための手段） 本考案において課題を解決するための手段は、内部に駆
動機構を備え遠隔操作によって走行可能な走行車体、該
走行車体の前方に枢軸部を中心に上下に回動自在に連結
され、かつ、先端部に一輪の案内輪を設け基端部に接地
部分が弧状に形成されている二輪の支持輪を設けた先導
車、該先導車に設けたテレビカメラ及びライト、上記先
導車に設けた第１及び第２の栓体、上記第１の栓体に着
脱自在に取り付けた弾性資材による細パイプによる塵落
し機構、上記第２の栓体に取り付けた噴霧器によるトリ
ートメント機構とを具備し、上記第１の栓体にエア供給
管を接続すると共に上記第２の栓体に薬液供給管を接続
することを特徴とするものである。

（実施例） 第１図から第９図が本考案の実施例である。これらの図
において、清掃ロボットの主体となる走行車体10の内部
にモータを具備しており、該モータによって回転駆動さ
れる四輪駆動型の車輪11を設けている。該走行車体10は
ダクト内を走行するが、ダクトは断面形状が円形ないし
は角形とがあるので前記車輪11は円形及び角形のダクト
に適合できるように外側に椀形車輪12が設けられてい
る。又、車輪11の周面にはマグネット13が貼着されてお
り、走行車体10が上、下方向の傾斜部分で滑り落ちない
ようになっている。

前記走行車体10の前方には先導車14が該走行車体10の車
輪11と平行方向に設けた枢軸15によって上方に回動自在
に連結されている。該先導車14は先端部に設けた一輪の
案内輪16と、基端部の連結部近くの両側部に支持輪17を
設けており、清掃ロボットは垂直方向のカーブ、すなわ
ち上、下方向の傾斜面の走行が容易になっている。

前記支持輪17は清掃ロボットを正面からみたとき、２つ
の車輪の接地部分を通る水平面に対して互いに42゜傾斜
して回転する車軸18が軸受19に取り付けられている。

このように上記の先導車14は、一輪の案内輪16と二輪の
支持輪17の三輪で走行するようになっているので、角形
ダクト内を走行するときは案内輪16及び支持輪17の３輪
が全部接地するが、円形ダクト内では、支持輪17のみが
ダクト内壁にして接地しており、先端の案内輪16は浮上
した状態で走行することになるが（第４図）、これによ
って先導車14は先端が下向きに傾斜することなく、平地
を走行するのと同じ角度で円形ダクト内を走行できるこ
とになる。

もし、仮りに先導車14を案内輪16のみで走行させること
を想定すると、案内輪16は中央に設置されているので走
行車体10の車輪11は弧状の中途に接地し、先導車14の案
内輪16は弧状の底部に接地する。このため、案内輪16と
車輪11の接地高さが異なる分だけ先導車14の先端は下向
きに傾斜し、テレビカメラによる映像はダクトの底部の
みを映し出しダクトの内部全体を観察することができな
くなる。

先導車14には後述するテレビカメラを搭載しているが、
先導車の走行角度が角形、円形ダクト内で変らないこと
は、テレビカメラの撮影範囲を常に一定に保つことがで
き、従って清掃作業の作業性をよくしている。

そして、先導車14の前面には中央部にテレビカメラ20
と、その周囲に４個のライト21が設けられている。又、
先導車14にはライト21の上面に塵落し機構22が設けられ
ている。塵落し機構22は先導車14に設けた第１の栓体23
と該第１の栓体23に連結したＶ字型のエア分配端子24
と、エア分配端子24のＶ字型先端に設けた接続口25に着
脱自在に取り付けた弾性資材による細パイプによって構
成されている。27は第１の栓体23に接続したエア供給管
で、車体10の後方に延びるキャブタイヤケーブル28と連
結されている。なお、キャブタイヤケーブル28は電源コ
ードとエアチューブをかねた構造である。

又、前記塵落し機構22の上部にトリートメント機構29が
設けられている。トリートメント機構29は先導車14に設
けた第２の栓体30と、該第２の栓体30に接続した噴霧器
31によって構成されている。32は第２の栓体30に接続し
た薬液供給管である。

第５図及び第６図を参照して先導車14の具体例を説明す
る。基板33は塵落し機構22並びにトリートメント機構29
の第１及び第２の栓体23,30を取り付けるためのもので
あって、背面に枢軸15を装着する軸受板34が設けられる
と共に、前面に支持輪17並びにライト21を取り付けるた
めの棚板35が固定されている。

前記支持輪17の軸受19は棚板35の両側面に固定され、
又、ライト21は棚板35の上部両側に１個ずつと、両側面
に１個ずつの全部で４個が取り付けられている。さらに
又、テレビカメラ20はライト21の中央部分に位置させて
基板33および棚板35に取り付けられている。この他、テ
レビカメラ20の胴部に枠体36が取り付けられており、案
内輪16の軸受板37が枠体36の下端に固定されている。

40,41はダクトであって、40は円形ダクト、41は角形ダ
クトである。

実施例は上記の構造であって、ダクト40ないし41内にロ
ボットを装入し、ライト21を点灯させると共にテレビカ
メラ20並びに駆動車体10を遠隔操作しながらダクト内を
走行させる。そしてキャブタイヤケーブル28内に設けた
エア通路からエア供給管27に圧力空気を供給し、エア分
配端子24を経て細パイプ26の先端から圧力空気を噴射す
ると、細パイプ26は方向性を失ってむち打ち現象を行
い、ダクト内壁を激しく叩いてダクト内壁に付着してい
る粉塵を強制的に飛散させる。

作業中はダクト用空調機ファンにて空気をロボットの進
行方向に送給し、飛散粉塵は空調機の気流に乗って近く
の吹出口より集塵チューブに回収される。このため、清
掃作業のため飛散した粉塵によってロボットに搭載した
テレビカメラの映像が不鮮明になることがない。

次に、ダクト内の粉塵を取り除いた後は、走行車体10を
ダクトの奥部から後退走行させると共に、薬液供給パイ
プ32からの薬液を噴霧器31から噴出させてダクト内をス
プレーしダクト内壁を消毒する。

これらの作業において、ロボットがロボットの進行方向
に対して上下方向のカーブに至ると、先導車14は枢軸15
によって先端が上下に回動し、このためロボットはカー
ブに倣って屈曲しながら走行する。そして、ダクトが円
形のときは２輪の支持輪17が弧状の中途に接して先導車
14を支持するので、案内輪16はダクト底部に接地せずに
浮いたまま走行するが、これにより、先導車14の先端は
下向きに首を下げた姿勢とならない。

従って、テレビカメラ20の撮影範囲は平地（角形ダク
ト）を走行する場合と何ら変わらず、テレビカメラの映
像による清掃状況の監察が充分行なえ、確実な清掃作業
がなし得るものとなる。

なお、実施例では細パイプは外径６mm、長さ30〜50cmと
し、エア供給管から送給されるエア圧を７kg/cm²程度と
すると、細パイプはエア圧によって方向性を失ない、む
ち内現象（はたきで塵を払う作業に似ている）が起り、
ダクト内壁の粉塵を叩き落とす。

（考案の効果） 本考案は、駆動機構を備えた走行車体と、テレビカメ
ラ、ライト、塵落し機構、トリートメント機構を備えた
先導車とを上下回動自在に軸連結した清掃ロボットであ
るから、ロボットは小径ダクトのカーブ部分では先導車
が枢軸を中心に回動して走行できる効果がある。

又、先導車は先端に設けた一輪の案内輪と走行車体との
連結部近くの両側に設けた支持輪を有しており、支持輪
は接地部分が弧状に形成されているので、円形のダクト
を走行するときは案内輪がダクト底壁から離れるが支持
輪が先導車を支え、このため先導車の先端が下向きにな
らず、テレビカメラによる映像は円形または角形の何れ
のダクトであっても同じ映像が得られ、従って清掃作業
の作業性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は清掃ロボットの全体を組み立てた側面図、 第２図は同平面図、 第３図は清掃ロボットの先端部分の側面図、 第４図は同正面図、 第５図は先導車の側面図、 第６図は同正面図、 第７図は塵落し機構並びにトリートメント機構の側面
図、 第８図は塵落し機構に使用されるエア分配端子で、第８
図Ａは平面図、第８図Ｂは正面図、 第９図はトリートメント機構に使用される噴霧器で、第
９図Ａは平面図、第９図Ｂは正面図、 第10図は従来方法による清掃作業を表わす説明図。 10…走行車体、11…車輪 12…車輪、13…マグネット 14…先導車、15…車軸 16…案内輪、17…支持輪 18…車軸、19…軸受 20…テレビカメラ、21…ライト 22…塵落し機構、23…第１の栓体 24…エア分配端子、25…接続口 26…細パイプ、27…エア供給管 28…キャブタイヤケーブル 29…トリートメント機構、30…第２の栓体 31…噴霧器、32…薬液供給管 40…円形ダクト、41…角形ダクト

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に駆動機構を備え遠隔操作によって走
   行可能な走行車体、該走行車体の前方に枢軸部を中心に
   上下に回動自在に連結され、かつ、先端部に一輪の案内
   輪を設け基端部に接地部分が弧状に形成されている二輪
   の支持輪を設けた先導車、該先導車に設けたテレビカメ
   ラ及びライト、上記先導車に設けた第１及び第２の栓
   体、上記第１の栓体に着脱自在に取り付けた弾性資材に
   よる細パイプによる塵落し機構、上記第２の栓体に取り
   付けた噴霧器によるトリートメント機構とを具備し、上
   記第１の栓体にエア供給管を接続すると共に上記第２の
   栓体に薬液供給管を接続することを特徴とする空調ダク
   トの清掃ロボット。