JPH1082169A - 建築物の壁面吸着移動装置及びそれを利用した壁面清掃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建築物の壁面に吸着状態で自由に移動するこ
とのできる建築物の壁面吸着移動装置及びそれを利用し
た壁面清掃装置を提供する。 【解決手段】 壁面清掃装置４０は、左右両側に、移動
駆動モーター６４によって周回駆動される無端ベルト７
０と、該無端ベルト７０の外面側の周回部位を壁面に吸
着させる吸着手段とを備えた移動無限軌道機構６０を備
え、その移動方向前後にそれぞれ清掃ヘッド１０が設け
られて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビル等建築物の窓
や外壁面に対して清掃等の作業を自動的に行う自動装置
等に用いられる壁面吸着移動装置及びそれを利用した壁
面清掃装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の外壁面に対する補修や清掃等の
作業は、屋上のルーフカー等から自動装置や有人ケージ
を吊り下げると共に、これらを外壁面に沿って昇降させ
つつ自動的又はケージ内の作業者の手作業によって行わ
れている。

【０００３】特に、外壁面の清掃作業は、近時の建築物
の高層化に伴って外壁面積が飛躍的に増大したことによ
り、建築物の壁面に沿って移動しつつ自動的に清掃作業
を行うことのできる自動清掃装置を備えて行うことが多
くなっている。

【０００４】自動清掃装置は、例えば、図１１に示す自
動清掃装置２のように、上下に所定間隔離れて配設され
たスクイジー２Ａ，２Ｂの間に回転ブラシ２Ｃが設けら
れて構成される。これは、建築物の上部から吊り下げロ
ープ３によって壁面１に沿って昇降可能に支持され、清
掃水が供給される回転ブラシ２Ｃで壁面１を清掃しつつ
下降し、上側のスクイジー２Ａで水滴を拭き取り、下側
のスクイジー２Ｂで流下する汚水を受けとめて回収する
ようになっているものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記自動清
掃装置のように屋上から吊り下げる構成では、建築物の
高さが高くなると風の影響を受けやすく、昇降や横移動
の際の揺れが大きくなる虞があると共に、作業の際の反
力によって外壁面から離反しようとする。このため、建
築物の壁面に対する離反を防ぐ手段を講ずる必要があ
る。

【０００６】このような離反防止手段としては、建築物
の壁面にガイド凹条を設けると共に作業機の側にこのガ
イド凹条に嵌合するガイド部材を設けたり、作業機に壁
面に吸着固定する吸着装置を備えたものがある。しか
し、ガイド凹条を設けることができない建築物も多く、
吸着装置を用いるものでは作業機の移動とその都度の吸
着固定・解除の作業が煩雑で面倒であるといった問題が
あり、このため、壁面に吸着状態で自由に移動しつつ作
業を行うことのできる装置が望まれていた。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、建築物の壁面に吸着状態で自由に移
動することのできる建築物の壁面吸着移動装置及びそれ
を利用した壁面清掃装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る建築物の壁面吸着移動装置は、左右両側に、そ
れぞれ駆動手段によって周回駆動される無端ベルト部材
と、該無端ベルト部材の外面側の周回部位を壁面に吸着
させる吸着手段とを備えた吸着移動無限軌道機構を備
え、前記無端ベルトは、屈曲可能な基板の外面側に弾性
部材によって複数の吸着室が形成されると共に、該吸着
室と対応する前記基板の所定位置に吸気孔が形成され、
前記吸着手段は、前記無端ベルト部材の周回軌道の内側
に当該周回軌道に沿って配設されたガイド板に、それぞ
れ吸引手段によって独立して吸引される前記無端ベルト
部材の周回方向に長い複数の吸引孔が前記無端ベルト部
材の周回方向に不連続で並設されて構成され、前記吸着
手段がその吸引孔と合致した前記基板の吸気孔を介して
前記基板の吸着室内を吸引することで前記無端ベルトが
壁面に吸着し、該無端ベルトの周回によって移動するよ
う構成されていることを特徴とする。

【０００９】また、上記無端ベルトの吸着室は、前記無
端ベルトの幅方向に二列に形成されると共に、それぞれ
の吸着室が半ピッチずれた千鳥状に配置されて構成され
ていることを特徴とする。

【００１０】上記壁面吸着移動装置を利用した壁面清掃
装置は、上記壁面吸着移動装置の移動方向前後に、壁面
清掃手段が設けられて構成されていることを特徴とす
る。

【００１１】また、上記前後の壁面清掃手段は、それぞ
れ上記壁面吸着移動装置の無端ベルトの周回軸と平行な
支点で清掃作用位置と退避位置の間を揺動可能に設けら
れ、両者が操作ロッドによって連結されると共に該操作
ロッドを移動操作する操作手段を備えて構成され、前記
前後の壁面清掃手段は前記操作手段による前記操作ロッ
ドの操作によって何れか一方が択一的に清掃作業位置に
位置するように構成されていることを特徴とする。

【００１２】また、上記壁面吸着移動装置に旋回可能に
設けられた旋回アーム部材に、壁面清掃手段が支持さ
れ、該旋回アーム部材の旋回によって前記壁面清掃装置
が前記壁面吸着移動装置の移動方向前後に位置し得るよ
うに構成されていることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。図１は本発明に係る建築物の壁
面吸着移動装置の一実施形態である壁面移動装置５０に
壁面清掃手段としての清掃ヘッド１０（１０Ｕ，１０
Ｄ）を備えて成る壁面清掃装置４０の半断面平面図，図
２はその側面図である。

【００１４】図示壁面清掃装置４０は、左右両側にそれ
ぞれ吸着移動無限軌道機構としての移動無限軌道機構６
０を備えた壁面吸着移動装置としての壁面移動装置５０
の上下端部に、それぞれ清掃ヘッド１０（１０Ｕ，１０
Ｄ）が設けられて構成されている。

【００１５】壁面移動装置５０は、フレーム５１の左右
両側に移動無限軌道機構６０が設けられると共に、フレ
ーム５１の上側となる端部に結合された補助吊り下げ用
のワイヤーロープ５２によって吊り下げられるようにな
っている。

【００１６】以下、各部を詳細に説明するが、図３以降
の図面は壁面を水平とし、図中左側を上方として示す。

【００１７】移動無限軌道機構６０は、図３に拡大側面
図を示すように、フレーム５１の前後に配設されたロー
ラー６１，６２間に無端ベルト部材としての無端ベルト
７０が掛け回され、この無端ベルト７０に吸着手段とし
ての吸着機構８０を備えて構成されている。左右の移動
無限軌道機構の前ローラー６１の回転軸６４は連続して
おり、この回転軸６４がチェーン６５を介して移動駆動
モーター６６によって回転駆動され、これによって左右
の無端ベルト７０は同期駆動されるようになっている。

【００１８】無端ベルト７０は、図３のＡ−Ａ拡大断面
図である図４に断面を，図７に外面の平面図を示すよう
に、薄いステンレス鋼板等の屈曲変形可能な金属製の基
板７１の外面に、単発泡ポリウレタン等の気密性を有す
る弾性部材７２によって区画分けされて複数の吸着室７
３が形成されると共に、基板７１の内面中央にガイド凸
状７４が突設されて構成されている。尚、このガイド凸
状７４はローラー６１，６２に対する斜行・脱落を防ぐ
ものであり、これと対応するローラー６１，６２の幅方
向中央位置にはガイド凸状７４が嵌合する溝が形成され
ているものである。

【００１９】吸着室７３は、前後方向の長さが無端ベル
ト７０の平行周回軌道中に複数配置されるように設定さ
れた矩形状（図示例では前後に僅かに長い長方形）であ
って左右二列に配列されると共に、左右の列が互いに半
ピッチ変位した状態で（即ち千鳥状態に）配置されてい
る。即ち、換言すると、弾性部材７２は、金属基板７１
の外面側の両縁及び中央に位置する三条の縦条７２Ｓ，
７２Ｃと、中央の縦条７２Ｃと側縁の縦条７２Ｓとを繋
ぐ横条７２Ｘとを形成しており、左右の横条７２Ｘは縦
方向に半ピッチづつずれて配置されているものである。
また、吸着室７３内のやや外縁寄りの略中央位置に相当
する金属基板７１の部位には、吸気孔７１Ａが開口形成
されている。

【００２０】吸着機構８０は、図３，図４，図４に示す
部位の平面図である図５及びそのＢ矢視図である図６に
示す（図５及び図６に無端ベルト７０は示さず）よう
に、フレーム５１にブラケット８１を介して支持されて
無端ベルト７０の外側の平行周回軌道の内側に設けられ
た支持板８２の下面に、左右一対のガイド板８３がそれ
ぞれスペーサー板８４を介して固定され、これらの内部
に前後方向に無端ベルト７０の吸着室７３の前後配置間
隔（吸気孔７１Ａの配置間隔）と等しい間隔で複数の吸
気通路８５が形成されると共に、それぞれの吸気通路８
５がコネクタ８６を介して図示しない吸引手段に接続さ
れて構成されている。

【００２１】左右のガイド板８３（スペーサー板８４）
は、それぞれ支持板８２の両側に沿って配設されて無端
ベルト７０の左右の吸着室７３と対応して位置し、その
外面（図４，６中下側の面）は無端ベルト７０の平行周
回軌道の内面に一致している。

【００２２】ガイド板８３は、アルミニウム等による所
定厚さの金属板であって、その前後端縁部の下面が浅い
勾配で上向きに面取りされると共に、下面にネオプレン
ゴム等による所定硬度で所定厚さの弾性体シート８３Ａ
が張り付けられ、更に、その下面にフッ素樹脂等による
低摩擦係数のシート８３Ｂが張り付けられている。その
無端ベルト７０の吸気孔７１Ａと対応する幅方向の位置
には、吸気通路８５を形成する吸引孔としての透孔８３
Ｃが貫通形成されている。

【００２３】透孔８３Ｃは、無端ベルト７０の吸着室７
３の前後配置間隔（即ち吸気孔７１Ａの配置間隔）と等
しい間隔で配設され、ガイド板８３の下面図である図８
に示すように隣接するもの同士が連続しない程度に前後
方向に長い長孔となっている。

【００２４】また、スペーサー板８４には、ガイド板８
３の透孔８３Ｃと対応する位置に大径の通気孔８４Ａが
形成されており、この通気孔８４Ａと対応する支持板８
２の部位にそれぞれ吸気管８６が接続されている。

【００２５】上記構成の吸着機構８０は、ガイド板８３
の透孔８３Ｃとスペーサー板８４の通気孔８４Ａとによ
って連通する吸気通路８５が形成され、この吸気通路８
５は吸気管８６を介して図示しない吸引装置に接続され
て吸引されるようになっている。これにより、ガイド板
８３の透孔８３Ｃに無端ベルト７０の吸気孔７１Ａが合
致した状態では、吸気通路８５が吸着室７３と連通し、
吸着室７３内が吸引される。また、ガイド板８３の透孔
８３Ｃは長穴であるために無端ベルト７０の吸気孔７１
Ａ以外の部位を吸引することとなり、この吸引力によっ
て無端ベルト７０（の裏面）はガイド板８３に圧接さ
れ、弾性体シート８３Ａを弾性変形させつつ密着する。

【００２６】上記吸着機構８０を備えた移動無限軌道機
構６０は、吸着機構８０が作用している状態では、無端
ベルト７０の外面が平坦な面に接すると吸着室７３内が
負圧となって弾性部材７２が対象面に密着し、吸着状態
となる。ガイド板８３は無端ベルト７０の平行周回軌道
に沿って設けられて無端ベルト７０の吸着室７３と対応
する複数の吸気通路８５を備えているため、ガイド板８
３と対応する無端ベルト７０の外側の平行周回軌道に位
置する複数の吸着室７３が同時に吸着状態となり、これ
によって、無端ベルト７０は全体として安定した吸着力
が得られる。即ち、対象面に凹凸があって弾性部材７２
が変形して隙間を生じて気密状態が保てないような場合
でも、凹凸と対応する部位の吸着室７３の吸着が行われ
なくなるのみでその前後に位置する吸着室７３の吸着は
継続されるため、無端ベルト７０全体としては多数の吸
着室７３によって吸着が継続されるのである。更に、無
端ベルト７３の左右両側の吸着室７３が半ピッチづつず
れて形成されているため、左右に隣接する吸着室７３が
同条件で吸着不良を生ずる虞が少なくなっているもので
ある。

【００２７】無端ベルト７０が移動駆動モーター６６に
よって周回駆動されると、ガイド板８３に沿って移動す
る吸着室７３は、その吸気孔７１Ａがガイド板８３の隣
接する透孔８３Ｃ（吸気通路８５）と順次連通状態とな
って吸引が継続される。この移動時において、無端ベル
ト７０は前述の如く透孔８３Ｃを介した吸引力によって
ガイド板８３に密着しているが、表面の低摩擦係数のシ
ート８３Ｂの作用によって円滑に移動することができ
る。また、前後のローラー６１，６２と隣接するガイド
板８３の前後端部においては、無端ベルト７０の周回移
動によってガイド板８３の吸気通路８５と対応する位置
に至った吸着室７３は吸引が開始され、ガイド板８３か
ら外れた吸着室７３は吸引が行われなくなって吸着が解
除される。ここで、ガイド板８３の両側（無端ベルト７
０は両方向に周回するため）の端部の位置は、吸気孔７
１Ａがガイド板８３から外れて吸着室７３内が吸気孔７
１Ａを介して外気と連通状態となった後、ローラー６
１，６２に沿って屈曲するように設定されており、無端
ベルト７０の壁面からの引き離しが容易に行えるように
なっている。

【００２８】上記の如く構成された移動無限軌道機構６
０を備える壁面移動装置５０は、吸着機構８０によって
無端ベルト７０が壁面に吸着することで壁面に取り付
き、無端ベルト７０の移動駆動モーター６６による周回
駆動によって、壁面に取り付いた状態で移動することが
できる。尚、ワイヤーロープ５２は壁面移動装置５０を
補助的に支持するものであり、万一無端ベルト７０の吸
着が外れた場合に機能する。

【００２９】壁面移動装置５０の上下に配設された清掃
ヘッド１０（１０Ｕ，１０Ｄ）は、詳しくは図示しない
が、ゴム等の弾性素材によって形成された先端のスクイ
ジー１１が中空に形成されてその中空部内に図示しない
洗浄水供給手段から洗浄水が供給されると共に、図示し
ない汚水回収手段によって汚水が回収されるように構成
されているものである。図１及び図２に示すように、壁
面移動装置５０の幅より所定量長く、フレーム５１の上
下端面にそれぞれ揺動可能に枢支された支持金具５３
（５３Ｕ，５３Ｄ）に支持されると共に、俯仰機構９０
によって、その先端のスクイジー１１が壁面１に圧接さ
れた清掃作用位置とスクイジー１１が壁面１から離間す
る退避位置の間を揺動操作されるようになっている。

【００３０】俯仰機構９０は、その軸方向を無端ベルト
７０と平行に配設された左右一対の操作ロッド９１の両
端部に、それぞれ上下両支持金具５３の上方に延設され
たレバー５３Ａの先端が枢着され、この操作ロッド９１
が連結部材９２を介して俯仰ネジシャフト９３によって
前後に移動操作されるように構成されている。

【００３１】俯仰ネジシャフト９３は、操作ロッド９１
と平行（即ち無端ベルト７０と平行）として回転自在に
フレーム５１に設けられ、その図５中下側の端部がフレ
ーム５１に設けられた俯仰モーター９４のシャフトと接
続されて、この俯仰モーター９４によって正逆両方向に
回転駆動されるようになっている。

【００３２】この俯仰ネジシャフト９３には、俯仰メネ
ジ９５が螺合配設されており、この俯仰メネジ９５に、
操作ロッド９１に固定された連結部材９２が操作ロッド
９１と直交する方向には相対移動可能且つ操作ロッド９
１と平行な方向には相対移動不能に係合している。

【００３３】このように構成された俯仰機構９０は、俯
仰モーター９４によって俯仰ネジシャフト９３が回転駆
動されると、俯仰メネジ９５が俯仰ネジシャフト９３上
を移動し、これによって連結部材９２を介して操作ロッ
ド９１がその軸方向に移動操作される。この操作ロッド
９１の移動によって、その両端にそれぞれ連結された支
持金具５３が揺動操作され、清掃ヘッド１０が揺動する
ものである。

【００３４】前後の清掃ヘッド１０は、操作ロッド９１
の移動によって同方向に揺動するために壁面移動装置５
０に対する離接が逆となり、一方が清掃作用位置にある
状態では他方は退避位置となるようになっている。図５
に示す状態は、図中上側の清掃ヘッド１０Ｕが清掃作用
位置であって、図中下側の清掃ヘッド１０Ｄが退避位置
にある。この状態から、俯仰メネジ９５の回転によって
操作ロッド９１が図中下側に移動操作されることによ
り、両清掃ヘッド１０Ｕ，１０Ｄが図中時計回りに揺動
して図中上側の清掃ヘッド１０Ｕが退避位置となり、図
中下側の清掃ヘッド１０Ｄが清掃作用位置となる。

【００３５】上記のごとく構成された壁面清掃装置４０
は、建築物の上部から補助支持用ワイヤーロープ５２に
よって補助的に吊り下げられた状態で、両側の移動無限
軌道機構６０の無端ベルト７０が吸着機構８０によって
建築物の壁面１に吸着しつつ周回駆動され、これによっ
て壁面１上を移動しつつ上下の清掃ヘッド１０（１０
Ｕ，１０Ｄ）によって清掃を行う。

【００３６】例えば、建築物の上部から下方に向けて移
動しつつ上方側の清掃ヘッド１０Ｕで壁面１を清掃し、
上方側の清掃ヘッド１０Ｕでは清掃できない壁面１の下
端部近傍は下方側清掃ヘッド１０Ｄに切り替えることで
壁面１を隈無く清掃することができるものである。

【００３７】尚、清掃ヘッド１０への浄水供給手段及び
汚水回収手段，移動無限軌道６０の吸着機構８０の吸引
装置，各駆動部の電源及び各部の駆動を制御する制御装
置は、上記構成例では建築物の屋上に配置されたり屋上
から吊り下げられたゴンドラ上に設けられ、可撓性を有
する管路やケーブルを介して壁面清掃装置４０に接続さ
れるものであるが、図９（Ａ）に平面図，（Ｂ）に側面
図を示すように全てを壁面清掃装置４０に搭載させて構
成しても良いものである。

【００３８】また、上記壁面清掃装置４０は、壁面移動
装置５０の上下両側にそれぞれ清掃ヘッド１０を設けて
構成したものであるが、図１０（Ａ）に概念平面図，
（Ｂ）にその側面図を示すように、壁面移動装置５０に
旋回可能に設けられた旋回アーム部材としてのアーム５
５の先端に清掃ヘッド１０を支持し、このアーム５５の
旋回によって壁面移動装置５０の上下に選択的に位置さ
せることができるように構成しても良いものである。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明に係る建築
物の壁面吸着移動装置は、左右両側の吸着移動無限軌道
機構によって壁面に吸着して離反することなく自由に移
動することができる。また、吸着手段は無端ベルト部材
の周回方向に複数並設された吸引孔により順次無端ベル
トの吸着室を吸引して無端ベルトを壁面に吸着させるた
め、壁面に凹凸があっても当該凹凸と対応する部位の吸
着室の吸着が行われなくなるのみでその前後に位置する
吸着室の吸着は継続されるため安定した吸着が可能なも
のである。

【００４０】また、無端ベルトの吸着室がその幅方向に
二列に形成されると共に、それぞれの吸着室が半ピッチ
ずれた千鳥状に配置されて構成されていることにより、
左右に隣接する吸着室が同条件で吸着不良を生ずる虞が
少なくなっているものである。

【００４１】更に、上記建築物の壁面吸着装置を利用し
た壁面清掃装置によれば、壁面に吸着して安定した移動
しつつ壁面の清掃を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】壁面清掃装置の半断面平面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】移動無限軌道機構の拡大側面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】図４に示す部位の平面図である。

【図６】図５のＢ矢視図である。

【図７】無端ベルトの外面図である。

【図８】ガイド板の下面図である。

【図９】（Ａ）は他の構成の壁面清掃装置を示す平面
図，（Ｂ）はその側面図である。

【図１０】（Ａ）は他の構成の壁面清掃装置を示す平面
図，（Ｂ）はその側面図である。

【図１１】従来構成としての自動清掃装置の側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 壁面 １０ 清掃ヘッド（壁面清掃手段） ４０ 壁面清掃装置 ５０ 壁面移動装置（壁面吸着移動装置） ５５ アーム（アーム部材） ６０ 移動無限軌道機構（吸着移動無限軌道機構） ６６ 移動駆動モーター ７０ 無端ベルト（無端ベルト部材） ７１ 基板 ７１Ａ 吸気孔 ７２ 弾性部材 ７３ 吸着室 ８０ 吸着機構（吸着手段） ８３ ガイド板 ８３Ｃ 透孔（吸引孔） ９１ 操作ロッド ９２ 連結部材（操作手段） ９３ 俯仰ネジシャフト（操作手段） ９４ 俯仰モーター（操作手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右両側に、それぞれ駆動手段によって
   周回駆動される無端ベルト部材と、該無端ベルト部材の
   外面側の周回部位を壁面に吸着させる吸着手段とを備え
   た吸着移動無限軌道機構を備え、 前記無端ベルトは、屈曲可能な基板の外面側に弾性部材
   によって複数の吸着室が形成されると共に、該吸着室と
   対応する前記基板の所定位置に吸気孔が形成され、 前記吸着手段は、前記無端ベルト部材の周回軌道の内側
   に当該周回軌道に沿って配設されたガイド板に、それぞ
   れ吸引手段によって独立して吸引される前記無端ベルト
   部材の周回方向に長い複数の吸引孔が前記無端ベルト部
   材の周回方向に不連続で並設されて構成され、 前記吸着手段がその吸引孔と合致した前記基板の吸気孔
   を介して前記基板の吸着室内を吸引することで前記無端
   ベルトが壁面に吸着し、該無端ベルトの周回によって移
   動するよう構成されていることを特徴とする建築物の壁
   面吸着移動装置。
2. 【請求項２】 上記無端ベルトの吸着室は、前記無端ベ
   ルトの幅方向に二列に形成されると共に、それぞれの吸
   着室が半ピッチずれた千鳥状に配置されて構成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の壁面吸着移動装
   置。
3. 【請求項３】 上記壁面吸着移動装置の移動方向前後
   に、壁面清掃手段が設けられて構成されていることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の壁面吸着移動装置を利
   用した壁面清掃装置。
4. 【請求項４】 上記前後の壁面清掃手段は、それぞれ上
   記壁面吸着移動装置の無端ベルトの周回軸と平行な支点
   で清掃作用位置と退避位置の間を揺動可能に設けられ、
   両者が操作ロッドによって連結されると共に該操作ロッ
   ドを移動操作する操作手段を備えて構成され、前記前後
   の壁面清掃手段は前記操作手段による前記操作ロッドの
   操作によって何れか一方が択一的に清掃作業位置に位置
   するように構成されていることを特徴とする請求項３に
   記載の壁面清掃装置。
5. 【請求項５】 上記壁面吸着移動装置に旋回可能に設け
   られた旋回アーム部材に、壁面清掃手段が支持され、該
   旋回アーム部材の旋回によって前記壁面清掃装置が前記
   壁面吸着移動装置の移動方向前後に位置し得るように構
   成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   壁面吸着移動装置を利用した壁面清掃装置。