JPH0666545U - ポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業速度が速く、こびりついた汚れであって
も容易に落とすことが可能なポリッシング装置を提供す
る。 【構成】 ポリッシングヘッド３０は、本体部１２に対
して上下動可能に設けられると共に、少なくとも被研磨
面を研磨するための研磨部が該被研磨面に対して平行な
平面内で回転可能である。回転駆動機構は、ポリッシン
グヘッド３０の少なくとも前記研磨部を回転させる。上
下動機構は、前記ポリッシングヘッド３０を前記本体部
１２に対して上下方向へ移動させる。移動機構２４、２
６は、前記本体部１２を水平方向へ移動させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はポリッシング装置に関する。一層詳細には略垂直な平面内に在る被研 磨面を研磨するためのポリッシング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、窓ガラス等、略垂直な平面内に在る被研磨面を研磨するためのポリッ シング装置の一例として窓拭ロボットが知られている。窓拭ロボットは、本体部 に対して移動用シャフトを相対的に移動させて垂直な壁面やガラス面上を上下お よび左右方向へ移動すると共に、当該移動の際にガラス面を掃拭（ポリッシング ）する装置である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の従来の窓拭ロボットには次のような課題がある。 窓拭ロボットはポリッシングの自動化という点では効果があるものの、壁面や ガラス面上の上下および左右方向への移動は、本体部に対して移動用シャフトを 相対的に移動させて行うため速度が遅く、作業能率が悪いという課題がある。 特に、例えば列車のように長距離に亙り窓が並設されている場合、連続して窓 をポリッシングする場合、非常に能率が悪く採用することができない。 また、従来の窓拭ロボットは本体部の移動の際にガラス面をポリッシングする ためこびりついた汚れを落とすのが困難であるという課題がある。 従って、本考案は作業速度が速く、こびりついた汚れであっても容易に落とす ことが可能なポリッシング装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案は次の構成を備える。 すなわち、本体部と、該本体部に対して上下動可能に設けられると共に、少な くとも被研磨面を研磨するための研磨部が該被研磨面に対して平行な平面内で回 転可能なポリッシングヘッドと、該ポリッシングヘッドの少なくとも前記研磨部 を回転させるための回転駆動機構と、前記ポリッシングヘッドを前記本体部に対 して上下方向へ移動させるための上下動機構と、前記本体部を水平方向へ移動さ せるための移動機構とを具備することを特徴とする。 特に、前記ポリッシングヘッドの研磨部を前記被研磨面に対して所定の圧力で 押圧する押圧力調整機構を設けてもよい。

【０００５】

【作用】

作用について説明する。 ポリッシングヘッドは上下動機構により本体部に対して上下方向へ移動する。 また、移動機構によりポリッシングヘッドを含む本体部が水平方向へ移動するの で、ポリッシングヘッドの上下方向および水平方向の移動をそれぞれ独立して行 うことができる。 また、回転駆動機構によりポリッシングヘッドの少なくとも研磨部が被研磨面 に対して平行な平面内で回転させつつ研磨させることができる。 特に、押圧力調整機構を設けるとポリッシングヘッドの研磨部を被研磨面に対 して所定の圧力で押圧することができる。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案の好適な実施例について添付図面と共に説明する。なお、本実施 例ではポリッシング装置として列車の窓を自動的に掃拭（ポリッシング）するた めの窓拭ロボットを例に挙げて説明する。 図１に本実施例の窓拭ロボット１０の正面図を示す。 同図において、１２は本体部であり、正面には上下方向に長いスリット１４が 開口している。本体部１２上面には回転灯１６が配設されており、窓拭ロボット １０が運転中に点灯する。 １８は電源ケーブルであり、回転灯１６や本体部１２内に配設されている各モ ータ等（後述）へ電力を供給する。

【０００７】 ２０は給水管であり、本体部１２内に配設されているポンプ２２を経由してポ リッシングヘッド（後述）へ洗浄水を供給する。 ２４は移動機構を構成するローラであり、本体部１２下端部に設けられている 。ローラ２４は本体部１２内に配設され、移動機構を構成する走行用モータ２６ により回転される。走行用モータ２６は、例えばステッピングモータが用いられ ている。ローラ２４の回転により窓拭ロボット１０は水平方向へ移動可能になっ ている。また、走行用モータ２６の回転方向を制御することにより窓拭ロボット １０の移動方向を制御可能になっている。

【０００８】 ２８は入力操作部であり、オペレータが窓拭ロボット１０の運転制御信号を入 力する。 ３０はポリッシングヘッドであり、詳しい構成は後述するが、先端部である研 磨部がスリット１４から突出している。ポリッシングヘッド３０は、本体部１２ に対して上下動可能になっている。また、列車の窓ガラス（被研磨面）をポリッ シングする研磨部を含めポリッシングヘッド３０は軸線を中心に全体が回転可能 になっている。ポリッシングヘッド３０の先端面は、列車の窓ガラスに対して平 行に回転可能になっている。

【０００９】 次に図２と共にポリッシングヘッド３０近傍の構造について説明する。 図２において、３２はヘッドブロックであり、本体部１２内に配設されている 。ポリッシングヘッド３０はヘッドブロック３２に対して軸線を中心に回転可能 になっている。ポリッシングヘッド３０の中央には軸線方向の貫通孔３４が穿設 されている。研磨部であるポリッシングヘッド３０の先端面には研磨紙３６が貼 設されている。研磨紙３６を貼設することにより効果的に窓ガラスの汚れを落と すことができる。 ３８は回転駆動機構を構成する回転用モータであり、ヘッドブロック３２内に 固定されている。回転用モータ３８の出力軸にはプーリ４０ａが固定されている 。一方、ポリッシングヘッド３０の外周にはプーリ４０ｂが固定されている。プ ーリ４０ａと４０ｂとの間にはベルトが掛け渡されており、回転用モータ３８の 駆動によりポリッシングヘッド３０が回転するようになっている。

【００１０】 ４２は管継手であり、ヘッドブロック３２内に固定されている。管継手４２の 右側部にはポリッシングヘッド３０の後端が水密かつ回転可能に嵌入している。 管継手４２の下端部にはポンプ２２と連絡するホース４６が接続されている。本 体部１２外に設けられているタンク（不図示）内の洗浄水（例えば洗浄液と水の 混合水）４４は、ポンプ２２が駆動されると給水管２０、ホース４６、管継手４ ２、貫通孔３４を経由してポリッシングヘッド３０の先端面の開口部から噴出す る。 ４８は窓枠センサであり、例えば近接スイッチから成る。窓枠センサ４８はポ リッシングヘッド３０の外周に接近する位置に配されると共に、ポリッシングヘ ッド３０の周囲に９０度間隔で４個配設されている。窓枠センサ４８が列車の窓 枠と接触すると所定の信号が発信され、窓枠を検出することができる。 ５０は突設片であり、ヘッドブロック３２の左端面から左方へ突設されている 。

【００１１】 次にポリッシングヘッド３０の先端面を列車の窓ガラスへ常時所定の圧力で押 圧するための押圧力調整機構について図３と説明する。 ５２は上下動ブロックであり、後述する上下動機構により本体部１２内で上下 動可能になっている。 ５４は１対の水平直動ガイドであり、上下動ブロック５２内壁面上へ水平かつ 平行に固定されている。 ５６はスライドブロックであり、上下両端面から水平嵌合部５８が延設されて いる。水平嵌合部５８の先端部は、それぞれ水平直動ガイド５４へスライド可能 に嵌合している。従って、スライドブロック５６は水平直動ガイド５４に沿って 水平方向へ移動可能になっている。スライドブロック５６には水平方向のスプラ イン孔６０が貫設されている。また、スライドブロック５６には水平ナット６２ が埋設されている。

【００１２】 ６４はスプラインシャフトであり、外周面には長さ方向へ複数の（図面には１ 本のみ図示）スプライン溝６６が刻設されている。スプラインシャフト６４はス ライドブロック５６のスプライン孔６０へ挿通されると共に、スプライン孔６０ 内に突設されている凸条（不図示）とスプライン溝６６が係合している。この構 成により、スライドブロック５６に対してスプラインシャフト６４は長さ方向へ は移動可能であるが、軸線を中心とした回転が不能になっている。スプラインシ ャフト６４の右端部は、ヘッドブロック３２の左端面から左方へ突設されている 突設片５０へ軸着されている。従って、ポリッシングヘッド３０を含むヘッドブ ロック３２は軸６８を中心に矢印Ａ、Ｂ方向へ回動可能になっている。ヘッドブ ロック３２を矢印Ａ、Ｂ方向へ回動可能とすることにより、列車の窓ガラスが垂 直面に対して傾斜していてもポリッシングヘッド３０の先端面を窓ガラスと平行 な状態で当接させることが可能になっている。

【００１３】 ７０は前位置センサであり、スライドブロック５６の水平方向の位置を検出す る。前位置センサ７０としては、例えば近接スイッチが用いられる。 ７２後位置センサであり、スライドブロック５６の水平方向の位置を検出する 。後位置センサ７２は前位置センサ７０に対して適宜な距離、後方に配置されて いる。後位置センサ７２も例えば近接スイッチが用いられる。 ７４は当接体であり、スライドブロック５６の後端に固定されている。当接体 ７４は前位置センサ７０、後位置センサ７２と当接可能であり、前位置センサ７ ０または後位置センサ７２と当接すると、前位置センサ７０または後位置センサ ７２が所定の信号を発信するので、スライドブロック５６の水平位置を検出する ことができる。

【００１４】 ７６は水平ボールネジであり、軸線を中心に回転可能であると共に、スライド ブロック５６に埋設されている水平ナット６２へ螺合している。 ７８は押圧用モータであり、スライドブロック５６の後壁面に固定されている 。押圧用モータ７８は水平ボールネジ７６を回転駆動する。押圧用モータ７８が 水平ボールネジ７６を回転駆動すると、スライドブロック５６が水平直動ガイド ５４に沿って水平方向へ移動する。 ８０はスプリングであり、スプラインシャフト６４へ外嵌されると共に、スラ イドブロック５６とヘッドブロック３２との間に弾装されている。スプリング８ ０はポリッシングヘッド３０を含むヘッドブロック３２を常時先端方向（図３に おいて右方向）へ付勢することにより、ポリッシングヘッド３０の先端面を列車 の窓ガラスへ押接する。

【００１５】 次に、図４と共にポリッシングヘッド３０を本体部１２に対して上下方向へ移 動させるための上下動機構について説明する。 ８２は垂直直動ガイドであり、本体部１２内壁面へ垂直に１対（図４には一方 のみ図示）対向して設けられている。 ８４は垂直嵌合部であり、上下動ブロック５２の外壁面に固定されている。垂 直嵌合部８４は１対（（図４には一方のみ図示）配され、それぞれ対向する垂直 直動ガイド８２へスライド可能に嵌合している。従って、上下動ブロック５２は 垂直直動ガイド８２に沿って垂直方向へ移動可能になっている。 ８６は垂直ナットであり、上下動ブロック５２の外壁面に固定されている。 ８８は垂直ボールネジであり、軸線を中心に回転可能であると共に、上下動ブ ロック５２に固定されている垂直ナット８６へ螺合している。 ９０は上下動モータであり、本体部１２の内底面に固定されている。上下動モ ータ９０は垂直ボールネジ８８を回転駆動する。上下動モータ９０が垂直ボール ネジ８８を回転駆動すると、上下動ブロック５２が垂直直動ガイド８２に沿って 上下動する。

【００１６】 上記構成を有する窓拭ロボット１０を自動運転させると、例えば図５に示すよ うに、ポリシッング始点９４からポリッシング終点９６へ矢印Ｃのポリッシング パターンで窓ガラス９８をポリッシングする。 ポリッシングを自動的に行うための制御システムについて図６と共に説明する 。 本実施例の制御システムは記憶手段を含むＣＰＵ１００により制御される。 まず、ポリッシングパターンの設定について説明する。 ポリッシングパターンの基本動作は予めプログラムされている。まず、ＣＰＵ １００は回転用モータ３８を回転させると共に、ポンプ２２を駆動して洗浄水４ ４を噴出させる。また、詳しくは後述するが、ポリッシングヘッド３０の先端面 を窓ガラス９８へ押接させる。

【００１７】 この状態でオペレータがポリッシングヘッド３０をポリッシング始点９４に対 応させた後、基本動作に基づきポリッシングを開始させる。すなわち、ＣＰＵ１ ００は上下動モータ９０を駆動してポリッシングヘッド３０を下動させる。 すると、まず窓枠センサ４８により窓枠１０２の位置Ｐ１が検知される。する と、ＣＰＵ１００は上下動モータ９０を停止させ、走行用モータ２６を駆動して ポリッシングヘッド３０を含め本体部１２を左方へ移動させる。本体部１２が左 方へ移動すると、窓枠センサ４８により窓枠１０２の位置Ｐ２が検知される。

【００１８】 次にＣＰＵ１００は走行用モータ２６を停止させ、上下動モータ９０を駆動し てポリッシングヘッド３０を上動させる。ポリッシングヘッド３０が上動すると 、窓枠センサ４８により窓枠１０２の位置Ｐ３が検知される。この位置Ｐ２〜Ｐ ３の距離からＣＰＵ１００は上下方向のポリッシング距離Ｖを認識する。 その後、ＣＰＵ１００は上下動モータ９０を停止させ、走行用モータ２６を駆 動してポリッシングヘッド３０を含め本体部１２を右方へ移動させる。本体部１ ２が右方へ移動すると、窓枠センサ４８により窓枠１０２の位置Ｐ４が検知され る。この位置Ｐ３〜Ｐ４の距離からＣＰＵ１００は水平方向のポリッシング距離 Ｈを認識する。

【００１９】 次に、ＣＰＵ１００は走行用モータ２６を停止させ、上下動モータ９０を駆動 してポリッシングヘッド３０を下動させる。ポリッシングヘッド３０が下動する と、窓枠センサ４８により窓枠１０２の位置Ｐ５が検知される。ＣＰＵ１００は 上下動モータ９０を停止させ、位置Ｐ５から走行用モータ２６を駆動してポリッ シングヘッド３０を含め本体部１２を、水平方向のポリッシング距離Ｈからポリ ッシングピッチＤを減じた分だけ（すなわち転向点１０４まで）左方へ移動させ る。 ＣＰＵ１００は転向点１０４からポリッシングヘッド３０を上下方向のポリッ シング距離Ｖ、かつポリッシングピッチＤでジグザグ状に窓ガラス９８をポリッ シングさせる。ポリッシング実行中もＣＰＵ１００はポリッシングヘッド３０の 位置を常時監視しており、当該位置が位置Ｐ５と略同一の位置となったらポリッ シング終点９６に達したと判断してポリッシングを終了させる。

【００２０】 次にポリッシングヘッド３０の先端面を列車の窓ガラス９８へ常時所定の圧力 で押圧するための押圧力調整方法について説明する。 ポリッシング開始に先立ち、ＣＰＵ１００は押圧用モータ７８を駆動し、スラ イドブロック５６を、スプラインシャフト６４の後端に固定されている当接体７ ４を前位置センサ７０が検出する位置（図３に示す位置）まで移動させる。 この状態において、ポリッシングヘッド３０の先端面は既に窓ガラス９８へ接 触しているので、ポリッシングヘッド３０にはスプリング８０の付勢力が押圧力 として作用する。 スプリング８０の前記押圧力は、予め当接体７４が前位置センサ７０と後位置 センサ７２との間に在る状態を好適な押圧力と決められている。従って、ＣＰＵ １００は、ポリッシング中に後位置センサ７２が当接体７４を検出したら直ちに 押圧用モータ７８を駆動してスライドブロック５６をヘッドブロック３２方向へ 移動させ、前位置センサ７０が当接体７４を検出したら押圧用モータ７８を停止 する。

【００２１】 ポリッシング中、ポリッシングヘッド３０は上下動機構により本体部１２に対 して上下方向へ移動する。また、移動機構によりポリッシングヘッド３０を含む 本体部１２が水平方向へ移動するので、ポリッシングヘッド３０の上下方向およ び水平方向の移動をそれぞれ独立して行うことができるので、ポリッシングヘッ ド３０の移動の高速化を図ることができる。。 また、回転駆動機構によりポリッシングヘッド３０が列車の窓ガラス９８に対 して回転させつつポリッシングすることができるので、こびりついた汚れであっ ても容易に落とすことができる。 さらに、押圧力調整機構によりポリッシングヘッド３０を窓ガラス９８に対し て略一定の圧力で押圧することができるので、ポリッシングのムラがない。

【００２２】 本実施例ではポリッシングヘッド３０全体が回転したが、少なくとも被研磨面 を研磨するための研磨部が該被研磨面に対して平行な平面内で回転可能であれば よい。 回転駆動機構としては、回転用モータ３８による回転に限らず、例えば圧空で ポリッシングヘッド３０の少なくとも研磨部を回転させるようにしてもよい。 ポリッシングヘッド３０を本体部１２に対して上下方向へ移動させるための上 下動機構も上下動モータ９０と垂直ボールネジ８８の他に、例えば上下動モータ でチェーンやタイミングベルトを駆動する方式を採用してもよい。 移動機構については、実施例のように走行用モータ２６でローラ２４を回転さ せてもよいし、クローラ式の走行手段や予め敷設されているレールに沿って移動 させる手段等も採用することができる。

【００２３】 押圧力調整機構についても前位置センサ７０、後位置センサ７２で押圧力の範 囲を検知する他、圧力センサでポリッシングヘッド３０等の押圧力を直接検知し て制御する方式でもよい等、種々の方式が採用可能である。 以上、本考案の好適な実施例について種々述べてきたが、本考案は上述の実施 例に限定されるのではなく、考案の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得 るのはもちろんである。

【００２４】

【考案の効果】

本考案に係るポリッシング装置を用いると、ポリッシングヘッドは上下動機構 により本体部に対して上下方向へ移動する。また、移動機構によりポリッシング ヘッドを含む本体部が水平方向へ移動するので、ポリッシングヘッドの上下方向 および水平方向の移動をそれぞれ独立して行うことができるので、ポリッシング 作業の自動化はもちろん、ポリッシングヘッドの移動の高速化を図ることができ 、ポリッシング作業の作業能率を向上させることができる。 また、回転駆動機構によりポリッシングヘッドの少なくとも研磨部が被研磨面 に対して平行な平面内で回転させつつ研磨させることができるので、被研磨面に 対して回転させつつポリッシングすることができるので、こびりついた汚れであ っても容易に落とすことができる。 。 特に、請求項２の構成を採用すると、ポリッシングヘッドの研磨部を被研磨面 に対して所定の圧力で押圧することができるので、ポリッシングをムラなく行う ことができる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るポリッシング装置の実施例である
列車の窓拭ロボットの正面図。

【図２】ポリッシングヘッドおよびヘッドブロックの構
造を示した断面図。

【図３】押圧力調整機構の構造を示した上下動ブロック
の断面図。

【図４】上下動機構の構造を示した本体部の断面図。

【図５】ポリッシングパターンの一例を示した説明図。

【図６】ポリッシング制御を行うための制御システムを
示したブロックダイアグラム。

【符号の説明】

１０ 窓拭ロボット １２ 本体部 ２２ ポンプ ２４ ローラ ２６ 走行用モータ ３０ ポリッシングヘッド ３８ 回転用モータ ７０ 前位置センサ ７２ 後位置センサ ７６ 水平ボールネジ ７８ 押圧用モータ ８０ スプリング ８８ 垂直ボールネジ ９０ 上下動モータ ９８ 窓ガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鎌田 慶一 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)考案者 中沢 英二 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)考案者 山岸 義喜 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)考案者 日南田 哲三 長野県長野市大字鶴賀権堂町2210番地イ号 日南田電気株式会社内 (72)考案者 柳沢 正明 長野県長野市大字鶴賀権堂町2210番地イ号 日南田電気株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体部と、 該本体部に対して上下動可能に設けられると共に、少な
   くとも被研磨面を研磨するための研磨部が該被研磨面に
   対して平行な平面内で回転可能なポリッシングヘッド
   と、 該ポリッシングヘッドの少なくとも前記研磨部を回転さ
   せるための回転駆動機構と、 前記ポリッシングヘッドを前記本体部に対して上下方向
   へ移動させるための上下動機構と、 前記本体部を水平方向へ移動させるための移動機構とを
   具備することを特徴とするポリッシング装置。
2. 【請求項２】 前記ポリッシングヘッドの研磨部を前記
   被研磨面に対して所定の圧力で押圧する押圧力調整機構
   を具備することを特徴とする請求項１記載のポリッシン
   グ装置。