JPH08256953A

JPH08256953A - 外壁清掃ロボット

Info

Publication number: JPH08256953A
Application number: JP6318295A
Authority: JP
Inventors: Yukio Abe; 幸雄阿部; Kazuo Yagi; 和雄八木; Arata Tawara; 新俵; Yasuo Inoue; 康夫井上; Kenji Oguro; 謙治小黒; Tadashi Matsuo; 正松尾; Hiroaki Oota; 普晶太田
Original assignee: Obayashi Corp; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Obayashi Corp; Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1995-03-22
Publication date: 1996-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】外壁兼用の窓ガラスを支持する横サッシに吸
着しながら外壁兼用の窓ガラスを能率的に清掃する外壁
清掃ロボットを提供する。【構成】屋上１２の周辺部に敷設した走行レール１３
上を自走するルーフカー２０と、ルーフカー２０のワイ
ヤーロープ２１により吊下げた清掃ユニット３０とから
成り、清掃ユニット３０を、上下方向にスライド自在な
上、中、下段の３つのフレーム３１，３２，３３からな
る本体３０と、上、下段フレーム３１，３３に配設した
複数の真空パッド３５と、中段フレーム３２に配設した
上下前後左右に移動自在で、かつ、略垂直面内で回動自
在な清掃用ポリシャーユニット８０とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外壁清掃ロボット、特
に、ガラス張りのビルの外壁を磨くための外壁清掃ロボ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高層ビルの窓拭きロボットについ
ては、多くの提案が行なわれているが、その多くは、ビ
ルの外壁に敷設されているガイドレールに昇降車輪をか
みあわせながら下降するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ビルの外壁
全体をガラス張りにする場合に、清掃ロボット下降用の
ガイドレールを一定間隔で設置すると、多数のガイドレ
ールを設けたことによってビルの外観が損なわれること
がある。本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、清掃ロボット下降用のガ
イドレールの備わっていないビルでも、ビルの外壁を兼
ねる窓ガラスを支持するための横サッシに吸着しながら
ガラス張りのビルの外壁を能率的に、かつ、ムラ無く均
一に磨くことができる外壁清掃ロボットを提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の外壁
清掃ロボットは、ビルの屋上の周辺部に沿って敷設され
た走行レール上を自走するルーフカーと、該ルーフカー
の複数本のワイヤーロープによって昇降自在に吊り下げ
られた清掃ユニットとからなり、該清掃ユニットを、上
下方向に相互にスライド自在な上段、中段、下段の３つ
のフレームからなる本体と、前記上段及び下段フレーム
に配設した複数の真空パッドと、前記中段フレームに配
設した前後左右及び上下方向に移動自在で、かつ、ほぼ
垂直面内で回動自在な清掃用ポリシャーユニットとから
構成して成ることを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】このように、ビルの屋上の周辺部に沿って敷設
された走行レール上を自走するルーフカーと、該ルーフ
カーの複数本のワイヤーロープによって昇降自在に吊り
下げられた清掃ユニットとからなり、該清掃ユニット
を、上下方向に相互にスライド自在な上段、中段、下段
の３つのフレームからなる本体と、前記上段及び下段フ
レームに配設した複数の真空パッドと、前記中段フレー
ムに配設した前後左右及び上下方向に移動自在で、か
つ、ほぼ垂直面内で回動自在な清掃用ポリシャーユニッ
トとから構成して成ることにより、清掃ロボット下降用
のガイドレールの備わっていないビルでも、ビルの外壁
を兼ねる窓ガラスを支持するための横サッシに吸着しな
がらガラス張りのビルの外壁を能率的に、かつ、ムラ無
く均一に磨くことができる。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１において、１０は、外壁清掃ロボットで
あり、外壁清掃ロボット１０は、ビル１１の屋上１２の
周辺部に沿って敷設された走行レール１３上を自走する
ルーフカー２０と、ルーフカー２０に備えた複数本のワ
イヤーロープ２１によって昇降自在に吊り下げられた清
掃ユニット３０とから構成されている。

【０００７】図２に示すように、ルーフカー２０は、３
個の走行車輪２２によって管又は丸棒状の走行レール１
３を挟持すると共に、ビル１１の外壁を兼ねる窓ガラス
１４を支持するための横サッシ（図の場合、最上部から
２番目の横サッシ）１５に対向するように配した従動車
輪２３をビル１１の外側に突き出るように配した逆Ｌ字
形の脚部２４に取り付け、ルーフカー自体の脱落および
転倒を防止するようになっている。

【０００８】また、このルーフカー２０は、清掃ユニッ
ト３０の昇降、ルーフカーの走行およびシステム全体の
コントロール機能を有している。また、ビル１１からル
ーフカー２０へ電力を供給するためのサービスケーブル
を巻き取るスプリング式オートリール（図示せず）、ル
ーフカー２０から清掃ユニット３０へ給電と制御信号を
伝送するためのパワーケーブルを巻き取る電動式オート
リール（図示せず）を備えている。

【０００９】図３および図４に示すように、清掃ユニッ
ト３０は、上下方向に相互にスライド自在な上段、中
段、下段の３つのフレーム３１，３２，３３からなる本
体３４と、上段フレーム３１と下段フレーム３３の左右
両端部に取り付けた複数の真空パッド３５と、中段フレ
ーム３２に配設した前後左右及び上下方向に移動自在
で、かつ、ポリシャーユニット横移動用モーター９７を
中心に回動自在な清掃用ポリシャーユニット８０から構
成されている。

【００１０】図３のように、各真空バッド３５は、バッ
ドスライド用シリンダー３７によって支持軸３８を中心
に回動されるようになっている。この真空パッド３５を
真空吸着させるための真空ポンプ（図示せず）は、上段
フレーム３１に配設されている。また、図４に示すよう
に、上段フレーム３１の上面には、ワイヤーロープ２１
を連結するため、ほぼＬ字形の回転アーム３９が軸支さ
れている。そして、この回転アーム３９を支持軸４０を
中心にして回動させることにより、清掃ユニット本体３
４を被清掃物である窓ガラス１４に接近させたり、或い
は、離反させることができるようになっている。

【００１１】上段、中段、下段の３つのフレーム３１，
３２，３３を相互にスライドさせる第１のスライド装置
４１は、図５のようになっている。すなわち、図５に示
すように、中段フレーム３２の左右両端部に固定した横
断面己形の第１の己形レール４２のうち、後方（図にお
いて、上方）のコ字形レール４２ａに上段フレーム３１
に取り付けたガイドローラ４３を介在させると共に、前
方（図において、下方）のコ字形レール４２ｂに下段フ
レーム３３に取り付けたガイドローラ４４を介在させ
る。

【００１２】更に、図４のように、中段フレーム３２に
２段に配したスプロケット４５ａ，４５ｂのうち、下段
のスプロケット４５ｂにＵ字形に掛け渡したチェン４６
ｂ（図６、参照）の一端を上段フレーム３１の上端に固
定させると共に、他端を下段フレーム３３の上端に固定
させる。更に、上段のスプロケット４５ａに逆Ｕ字形に
掛け渡したチェン４６ａ（図６、参照）の一端を上段フ
レーム３１の下端に固定させると共に、他端を下段フレ
ーム３３の下端に固定させる。

【００１３】更に、第１の己形レール４２の背面に取り
付けたヘリカルラック４７に上段フレーム３１に設けた
ヘリカルギヤ４８を噛み合わせた構造になっている。こ
のヘリカルギヤ４８は、図３のように、上段フレーム３
１に設けた本体駆動用モーター４９によって回転駆動さ
れるようになっている。従って、上段フレーム３１を図
示しない横サッシに吸着させ、下段フレーム３３を非吸
着の状態にして、上段フレーム３１のヘリカルギヤ４８
を時計方向に回転させると、中段フレーム３２が矢印イ
の方向に移動すると共に、下段フレーム３３も同方向に
移動し、最終的には、図４に示すように、下段フレーム
３３が最下段になるように３段状に伸長する。

【００１４】これとは逆に、下段フレーム３３を図示し
ない横サッシに吸着させ、上段フレーム３１を非吸着の
状態にして、上段フレーム３１のヘリカルギヤ４８を反
時計方向に回転させると、上段フレーム３１が最下段に
なるように伸長することは容易に想像できるであろう。
また、中段フレーム３２に対して清掃用ポリシャーユニ
ット８０を相互にスライドさせる第２のスライド装置５
１は、図５に示すようになっている。

【００１５】すなわち、図５に示すように、清掃ユニッ
トガイドフレーム５２の左右両端部に固定した横断面己
形の第２の己形レール５３のうち、後方（図において、
上方）のコ字形レール５４ａに中段フレーム３２に設け
たガイドローラ５５を介在させると共に、前方（図にお
いて、下方）のコ字形レール５４ｂに清掃ユニット走行
体５６に取り付けたガイドローラ５７を介在させる。

【００１６】更に、図７に示すように、清掃ユニットガ
イドフレーム５２の上下両端に配設したスプロケット５
８ａ，５８ｂのうち、フレーム下端部に設けたスプロケ
ット５８ｂにＵ字形に掛け渡したチェン５９の一端を中
段フレーム３２の中央部に固定させると共に、他端を清
掃ユニット走行体５６の中央部に固定させる。更に、上
端部のスプロケット５８ａに逆Ｕ字形に掛け渡したチェ
ン５９ａの一端を中段フレーム３２の中央部に固定させ
ると共に、他端を清掃ユニット走行体５６の中央部に固
定させる。

【００１７】更に、第２の己形レール５３の後面に取り
付けたラック６０に中段フレーム３２に設けたピニオン
６１を噛み合わせた構造になっている。このピニオン６
１は、中段フレーム３２に取り付けたポリシャーユニッ
ト走行用モーター５０によって回転駆動させるようにな
っている（図３、参照）。従って、中段フレーム３２の
ピニオン６１を時計方向に回転させると、清掃ユニット
ガイドフレーム５２が矢印ロの方向に移動すると共に、
清掃ユニット走行体５６も同方向に移動し、最終的に
は、二点破線で示す位置まで下降する。

【００１８】これとは逆に、中段フレーム３２のピニオ
ン６１を反時計方向に回転させると、清掃ユニットガイ
ドフレーム５２および清掃ユニット走行体５６上記の位
置と対称な位置まで上昇することは容易に想像できるで
あろう。ポリシャーユニット８０は、図８に示すよう
に、ポリシャーユニット走行体５６に装着したシリンダ
ー取付板８１に取り付けた複数本（図示の場合、２本）
の清掃パッド出入れシリンダー８２、これらのシリンダ
ー８２のロッド８３の先端に取り付けたベース８４、こ
のベース８４の孔８５内にベアリング８６を介して回動
自在に配設した回動板８７に取り付けたスライドベース
８８およびスライドベース８８に横移動自在取り付けた
ポリシャー部８９とから構成されている。

【００１９】更に、ポリシャー部８９は、図９に示すよ
うに、左右に細長い函形のポリシャーカバー９０内に横
一列に配したポリウレタン製の多数の清掃パッド９１お
よびポリシャーカバー９０の上下両縁に沿って取り付け
たネオプレンゴムスポンジ製のスクイージ９２（図８、
参照）から構成されている。また、図８に示すように、
ベース８４には、洩水拭取りパッド９３が前後に移動自
在に取り付けられている。このパッド９３の前後動は、
拭取り用シリンダー９４によって行なわれるようになっ
ている。

【００２０】図８に示すように、ポリシャー部８９の背
面には、その長手方向に向かってラック９５が固定され
ており、このラック９５に噛合するピニオン９６は、回
動板８７に取り付けたポリシャーユニット横移動用モー
ター９７によって回転されるようになっている。図中、
９８は、スライドベース８８の内側に設けた横移動用ガ
イドを示している。

【００２１】また、図１０に示すように、ベース８４の
側面に固定したＬ形フレーム９９には、回止めシリンダ
ー１００が取り付けられており、このシリンダーロッド
１０１の先端に取り付けられたクサビ形のストッパー１
０２（図１１、参照）が二点鎖線で示すようにスライド
ベース８８の背面に設けた一対の回転防止用ゴム片１０
３，１０３の間に押し込まれると、スライドベース８
８、強いては、ポリシャー部８９の回動を防止し、実線
で示すように、回転防止用ゴム片１０３，１０３の間か
ら離脱すると、ポリシャー部８９の回動を許容するよう
になっている。

【００２２】次に、上記清掃ユニットの下降および外壁
を兼ねる窓ガラスの清掃作業について説明する。清掃ユ
ニット３０の下降は、次のように行なわれる。図１２
（ａ）は、清掃ユニット３０が２つの横サッシＡ，Ｂ間
に位置し、横サッシＡに上段フレーム３１の真空パッド
３５ａ，３５ｂが吸着し、横サッシＢに下段フレーム３
３の真空パッド３５ｃ，３５ｄが吸着している状態を示
している。

【００２３】次に、図１２（ｂ）のように、上段，中段
フレーム３１，３２が下降し、上段フレーム３１の真空
パッド３５ａ，３５ｂが横サッシＢに吸着する。次い
で、図１２（ｃ）のように、下段フレーム３３が下降
し、下段フレーム３３の真空パッド３５ｄが横サッシＣ
に吸着する。次に、図１３（ａ）のように、上段，中段
フレーム３１，３２が下降し、上段フレーム３１の真空
パッド３５ｂが横サッシＣに吸着する。

【００２４】次いで、図１３（ｂ）のように、中段，下
段フレーム３２，３３が下降し、下段フレーム３３の真
空パッド３５ｃが横サッシＤに吸着する。次に、図１３
（ｃ）のように、上段，中段フレーム３１，３２が下降
し、上段フレーム３１の真空パッド３５ａが横サッシＤ
に吸着する。次いで、図１４（ａ）のように、下段フレ
ーム３３が下降し、下段フレーム３３の真空パッド３５
ｃ，３５ｄが横サッシＥに吸着する。

【００２５】次に、図１４（ｂ）のように、上段，中段
フレーム３１，３２が下降し、上段フレーム３１の真空
パッド３５ａ，３５ｂが横サッシＥに吸着する。次い
で、図１４（ｃ）のように、中段，下段フレーム３２，
３３が下降し、下段フレーム３３の真空パッド３５ｃ，
３５ｄが横サッシＦに吸着する。一方、外壁を兼ねる窓
ガラスの清掃は、次のように行なわれる。

【００２６】すなわち、図１５（ａ）のように、ポリシ
ャーユニット８０を窓ガラス１４の中央部に押し当て
る。次いで、図１５（ａ）に示すように、ポリシャー部
８９内に洗浄水（水道水）Ｗを注水した後、清掃パッド
（清掃ブラシ）９１を回転させる。次に、矢印で示す
ように、ポリシャーユニット８０を窓ガラス１４の中央
部から左下隅ａより所定の距離だけ上方位置に移動させ
る。

【００２７】次に、矢印のように、ポリシャーユニッ
ト８０を縦枠１６ａに押し当てながら上方へ移動させ
る。次に、矢印のように、サッシ横枠１５ａに押し当
てながらポリシャーユニット８０を右方に移動させる。
次に、図１５（ｂ）のように、サッシ縦枠１６ｂに押し
当てながらポリシャーユニット８０を矢印のように、
下方に移動させる。

【００２８】次に、矢印のように、サッシ横枠１５ｂ
に押し当てながら、ポリシャーユニット８０を左方に移
動させる。次に、矢印のように、サッシ縦枠１６ａに
押し当てながらポリシャーユニット８０を上方に所定距
離だけ移動させた後、ポリシャーユニット８０を回転さ
せる（斜めにする）。

【００２９】次いで、図１６（ｂ）のように、洩水拭取
りパッド９３を窓ガラス１４に押し付けると共に、ポリ
シャー部８９内の洗浄水Ｗを回収する。次いで、図１７
（ａ）のように、ポリシャー部８９を引っ込めた後、ポ
リシャーユニット８０を水平移動させ、洩水拭取りパッ
ド９３によってポリシャーユニット８０の最終個所にお
ける水滴を払拭する。次いで、図１７（ｂ）のように、
洩水拭取りパッド９３を引っ込める。

【００３０】

【発明の効果】上記のように、本発明は、ビルの屋上の
周辺部に沿って敷設された走行レール上を自走するルー
フカーと、該ルーフカーの複数本のワイヤーロープによ
って昇降自在に吊り下げられた清掃ユニットとからな
り、該清掃ユニットを、上下方向に相互にスライド自在
な上段、中段、下段の３つのフレームからなる本体と、
前記上段及び下段フレームに配設した複数の真空パッド
と、前記中段フレームに配設した前後左右及び上下方向
に移動自在で、かつ、ほぼ垂直面内で回動自在な清掃用
ポリシャーユニットとから構成したので、清掃ロボット
下降用のガイドレールの備わっていないビルでも、ビル
の外壁を兼ねる窓ガラスを支持するための横サッシに吸
着しながらガラス張りのビルの外壁を能率的に、かつ、
ムラ無く均一に磨くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る外壁清掃ロボットの斜視図であ
る。

【図２】本発明に係る外壁清掃ロボットの側面図であ
る。

【図３】清掃ユニットの一部断面を含む正面図である。

【図４】清掃ユニットの一部断面を含む側面図である。

【図５】清掃ユニットの一部断面を含む底面図である。

【図６】上、中、下段フレームの相互の関係を示す説明
図である。

【図７】清掃ユニット走行体の移動説明図である。

【図８】ポリシャーユニットの縦断面図である。

【図９】ポリシャーユニットの背面図である。

【図１０】ポリシャーユニットの底面図である。

【図１１】回転防止機構の正面図である。

【図１２】（ａ）〜（ｃ）清掃ロボットの下降説明図で
ある。

【図１３】（ａ）〜（ｃ）清掃ロボットの下降説明図で
ある。

【図１４】（ａ）〜（ｃ）清掃ロボットの下降説明図で
ある。

【図１５】（ａ），（ｂ）ポリシャーユニットの清掃作
業説明図である。

【図１６】（ａ），（ｂ）ポリシャーユニットの清掃作
業説明図である。

【図１７】（ａ），（ｂ）ポリシャーユニットの清掃作
業説明図である。

【符号の説明】

１１ビル１２屋上１３走行レール２０ルーフカー２１ワイヤーロープ３０清掃ユニッ
ト３１上段フレーム３２中段フレー
ム３３下段フレーム３４本体３５真空パッド８０清掃用ポリ
シャーユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者俵新東京都千代田区神田司町２丁目３番地株式会社大林組東京本社内 (72)発明者井上康夫東京都清瀬市下清戸４丁目640番地株式会社大林組技術研究所内 (72)発明者小黒謙治東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内 (72)発明者松尾正東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内 (72)発明者太田普晶東京都中央区築地５丁目６番４号三井造船株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビルの屋上の周辺部に沿って敷設された
走行レール上を自走するルーフカーと、該ルーフカーの
複数本のワイヤーロープによって昇降自在に吊り下げら
れた清掃ユニットとからなり、該清掃ユニットを、上下
方向に相互にスライド自在な上段、中段、下段の３つの
フレームからなる本体と、前記上段及び下段フレームに
配設した複数の真空パッドと、前記中段フレームに配設
した前後左右及び上下方向に移動自在で、かつ、ほぼ垂
直面内で回動自在な清掃用ポリシャーユニットとから構
成して成る外壁清掃ロボット。