(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
被清掃部位に流体を吹き付けて、この被清掃体に付着した汚れを剥がすとともに、この剥がされた汚れを捕捉するようにした清掃装置であって、前記被清掃体に向けられる開口部を有し、この開口部が前記被清掃体に押し当てられることにより前記被清掃体の表面に清掃空間を形成する清掃ヘッドと、この清掃ヘッドに流体を供給する流体供給手段と、前記剥がされた汚れを前記清掃空間内の流体とともに吸引した後に分離捕捉する吸引手段とを備え、前記清掃ヘッドには、前記流体が前記開口部へ向けて案内される給気路が形成されているとともに、この給気路と分離して併設され、前記清掃空間と前記吸引手段とを連通する吸引路が形成され、前記給気路と吸引路とが、前記開口部の面方向にずれて設けられており、前記給気路内に、可撓性材料によって形成された噴射管が配設されており、前記噴射管内に、液体を送り込む給液管が、前記噴射管の内壁との間に隙間を保持した状態で内装されていることを特徴とする清掃装置。
前記清掃ヘッドが、前記流体供給手段および前記吸引手段が接続されたヘッド本体と、このヘッド本体に着脱可能に装着され、前記開口部、前記給気路、および、前記吸引路が形成された先部材とによって構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の清掃装置。
前記先部材が複数設けられ、それぞれの先部材に形成されている前記開口部の形状が、相互に異なる形状となされていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の清掃装置。
前記噴射管内の、前記給液管の下流側の端部近傍に、前記噴射管内を流れる流体を加速することにより、前記給液管の下流側の端部近傍を減圧するオリフィスが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述した従来の技術によって、被清掃体の内部に入り込んだ塵埃等の汚れを掻き出して捕捉することが可能となったが、なお、つぎのような改善すべき問題点が残されている。
【0007】
すなわち、前述した技術では、清掃に用いられた流体を排出するための排出路が、流体を噴出する前記ノズルを取り囲むようにして同心状に形成されており、かつ、前記ノズルが前記ケーシングに形成されている開口部の略中央部に位置するように配置されている。
【0008】
したがって、清掃に際して、前記流体は、前記ノズルから前述した清掃空間部を経て前記開口部全体を覆うように噴射されるため、清掃後の流体中に新たな流体が噴射され、これによって、掻き出した埃が、新たに噴射される流体によって開口部へ押しやられてしまうことが想定される。
【0009】
このような不具合により、掻き出した埃が前記排出口へ移動することが妨げられ、効果的な清掃が行なえない。
また、前述した清掃空間に掻き出された塵埃等の汚れを前記排出口へ円滑に導くためには、前記排出口に吸引手段を連設して、前記清掃空間内の流体を吸引することが考えられるが、このような対策においても、その吸引力が、前記ノズルから噴射される新たな流体へ作用してしまい、前記被清掃体に衝突する際の勢いが削がれて、塵埃等の掻き出し作用が低下してしまうことが想定され、十分な解決手段とはなり得ない。
【0010】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、被清掃体に流体を噴射して、この被清掃体に入り込んだ塵埃等の汚れを掻き出して除去するようにした清掃装置において、前記流体の噴射の効果を維持しつつ、掻き出した塵埃等の汚れの除去を効率よく行なうことのできる清掃装置を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の清掃装置は、前述した課題を解決するために、被清掃体に流体を吹き付けて、この被清掃体に付着した汚れを剥がすとともに、この剥がされた汚れを捕捉するようにした清掃装置であって、前記被清掃体に向けられる開口部を有し、この開口部が前記被清掃体に押し当てられることにより前記被清掃体の表面に清掃空間を形成する清掃ヘッドと、この清掃ヘッドに流体を供給する流体供給手段と、前記剥がされた汚れを前記清掃空間内の流体とともに吸引した後に分離捕捉する吸引手段とを備え、前記清掃ヘッドには、前記流体が前記開口部へ向けて案内される給気路が形成されているとともに、この給気路と分離して併設され、前記清掃空間と前記吸引手段とを連通する吸引路が形成されており、かつ、前記給気路と吸引路とが、前記開口部の面方向にずれて設けられていることを特徴とする。
【0012】
本発明の清掃装置にあっては、前記清掃ヘッドの開口部を被清掃体に押し当てることにより、前記開口部近傍に、閉じられた清掃空間を形成し、ついで、前記流体供給手段によって、前記給気路を経て前記開口部へ向けて流体を噴射することにより、この開口部が押し当てられた被清掃体に前記流体を吹き付けて、その内部の汚れを前記清掃空間内に掻き出す。
【0013】
このような操作と併行して、吸引手段により前記清掃空間の流体を吸引することにより、この流体とともに、前述したように掻き出された汚れを吸引し、さらに、この汚れを、たとえば、フィルター等を用いて前記流体から分離し捕獲する。
これによって、被清掃体の内部に入り込んだ汚れを除去することができる。
そして、前述した清掃作業を、前記清掃ヘッドを前記清掃部位の面方向に移動させつつ行なうことにより、被清掃体の全面について行なわれる。
【0014】
ここで、前記給気路と前記吸引路が、前記開口部の面方向にずれて設けられていることから、前記給気路から噴射された流体は、前記開口部のある領域に到達した後に、前記開口部の面に沿って前記吸引路側に移動し、これより前記吸引路へ吸引される。
【0015】
このように、前記清掃空間内において、前記給気路から被清掃体を経て前記吸引路へ向かう流体の流れが形成される。
この結果、前記流体が被清掃体に吹き付けられることによってその内部の汚れが掻き出され、この掻き出された汚れが前記流体とともに前記吸引路へ導かれるので、噴出される流体による清掃効果を維持しつつ、掻き出された汚れの捕獲を確実に行なうことができ、効果的な清掃を行なうことができる。
【0016】
本発明では、前記給気路内に、可撓性材料によって形成された噴射管が配設され、この噴射管の上流側の端部が、前記清掃ヘッドに固定されているとともに前記流体供給手段へ連通され、残余の部位が、前記給気路を経て前記清掃空間に位置させられた構成とすることができる。
【0017】
このような構成とすることにより、前記噴射管を介して前記流体を噴射する際に、その噴射の反力により、前記噴射管の下流側の端部が鞭打ち状に振り回される。
この結果、前記流体が、被清掃体に,その面方向において無軌道状に噴射されることとなり、前述した汚れの掻き出し作用が増幅され、清掃効果が高められる。
【0018】
また、前記清掃ヘッドを、前記流体供給手段および前記吸引手段が接続されたヘッド本体と、このヘッド本体に着脱可能に装着され、前記開口部、前記給気路、および、前記吸引路が形成された先部材とによって構成することができる。
【0019】
このような構成とすることにより、前記被清掃体と接触状態で使用される前記清掃ヘッドの摩耗等による劣化に際し、前記先部材の交換によって対処することができる。
【0020】
そして、前記ヘッド本体に前記噴射管の上流側の端部を固定しておき、前記ヘッド本体に前記先部材を装着した際に、前記噴射管の残余の部位が、前記先部材に形成されている給気路内に位置させられるように構成することにより、前記先部材を、主要な構成部材から切り離して構成することができ、この先部材の取り替えを簡便なものとすることができる。
【0021】
また、前記先部材を複数設けるとともに、それぞれの先部材の先端形状や開口部の形状を相互に異なる形状としておき、これらの先部材を選択的に使用することにより、清掃作業の内容に適した先部材を用いることができる。
【0022】
たとえば、面の清掃を行なう場合には、幅広の開口部を有する先部材を用い、また、角部や隙間の清掃を行なう場合には、縦長の細い開口部を有する先部材を用いることにより、効果的な清掃作業を行なうことができる。
【0023】
また、前記噴射管と前記流体供給手段との接続をなす接続部材の内径を、前記噴射管の内径と略同一とすることが好ましい。
このような構成とすることにより、前記噴射管内に送り込まれる流体の流入量、すなわち、前記噴射管から噴射される流体の噴射量を確保し、これによって、前記噴射管の下流側端部の鞭打ち状の動きを円滑に行なわせることができる。
【0024】
また、前記噴射管内に、液体を送り込む給液管を、前記噴射管の内壁との間に隙間を保持した状態で内装しておくことも可能である。
このような構成とすることにより、前記液体を、前記流体とともに被清掃体に吹き付けてその清掃を行なうことができるので、前記液体により埃を吸着除去し、清浄効果を高めることができる。
【0025】
前述したようにして清掃に用いられた液体は、前記流体とともに、前記吸引路を経て吸引手段へ吸引される。
【0026】
そして、前記給液管には、その外側を覆って設けられている前記噴射管の振れにより振動が与えられ、この結果、前記給液管から送出される液体が、滴状もしくは霧状となされる。
このように微細化された前記液体は、前記被清掃体の隙間へ容易に入り込み、この隙間内の埃を吸着して除去する。
この結果、洗浄を効率よく行なうことができる。
【0027】
さらに、前記噴射管内の、前記給液管の下流側の端部近傍に、前記噴射管内を流れる流体を加速することにより、前記給液管の下流側の端部近傍を減圧するオリフィスを形成した構成とすることができる。
【0028】
このように、前記オリフィスによって前記給液管の下流側の端部近傍を減圧することにより、この給液管内の液体を吸い出して前記流体と混合させることができる。
したがって、前記液体を送り込む機器を不要にすることができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、清掃に用いられる流体の流れをほぼ一方向に制御して、前記被清掃体への吹きつけから吸引に至る、流体の安定した流れを実現することができる。
したがって、前記流体を被清掃体に噴射することによる、内部に入り込んだ汚れを掻き出す作用、この掻き出した汚れを前記流体とともに吸引路へ円滑に導くことによる、汚れの再付着防止作用、および、この汚れの捕獲作用を確実に実施することができ、効果的な清掃作業を行なうことができる。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明の第1の実施形態について、
図1ないし
図8を参照して説明する。
図1は、本実施形態の清掃装置1の構成図で、この清掃装置1は、後述する被清掃体Wに接触させられて、その清掃をなす清掃ヘッド2と、この清掃ヘッド2に清掃用の流体を加圧して供給する流体供給手段3と、前記清掃ヘッド2によって掻き出された汚れを吸引する吸引手段4とによって構成されている。
【0032】
さらに詳述すれば、前記清掃ヘッド2は、本実施形態においては、前記流体供給手段3および前記吸引手段4が接続されたヘッド本体5と、このヘッド本体5に着脱可能に装着された先部材6とによって構成されている。
【0033】
前記ヘッド本体5には、
図5に示すように、前記流体の供給および停止をなす操作レバー7aを備えた開閉弁7が内装され、この開閉弁7の上流側の端部が、
図1に示すように、前記流体供給手段3に流体供給管8を介して接続されるようになっている。
【0034】
また、前記開閉弁7の下流側には、
図5に示すように、可撓性材料によって形成された噴射管9が接続部材9aを介して取り付けられ、前記操作レバー7aによって前記開閉弁7が開放された際に送り込まれる流体を、その先端から噴射するようになっており、この噴射管9は、前記ヘッド本体5から突出するように装着されている。
【0035】
また、前記ヘッド本体5には、
図1に示すように、前記吸引手段4に吸引ホース10を介して接続される吸引管11が一体に設けられ、この吸引管11は、前記開閉弁7の上流側に延設されているとともに、
図1に示すように、この開閉弁7の上流側の端部に対向させられるように湾曲形成されている。
【0036】
前記吸引管11の湾曲部は、作業者によって把持されるようになされ、かつ、把持した状態において、作業者が、その指によって前記開閉弁7の操作レバー7aを操作できるように、前記開閉弁7との位置関係が設定されている。
【0037】
また、前記ヘッド本体5の前記吸引管11の上流側の端部には、
図5に示すように、前記先部材6の基端部が嵌合させられる止着部11aが形成されているとともに、この止着部11aには、前記止着部11aに嵌合させられた前記先部材6へ係合させられて、この先部材6の抜け止めを行なうロックレバー12が装着されている。
【0038】
前記ロックレバー12は、前記止着部11aの外側に、枢軸13を介して回動可能に装着されており、前記枢軸13を挟んだ一方の端部が、前記止着部11aに形成された貫通孔11bを介してその内部に突出可能な係止爪12aとなされ、また、他方の端部が、このロックレバー12を回動操作するための操作ボタン12bとなされている。
【0039】
そして、前記ロックレバー12の、前記操作ボタン12bが設けられた側の端部と前記吸引管11の外面との間には、前記ロックレバー12を、その係止爪12aが前記止着部11a内に位置するように付勢するスプリング等の付勢部材14が介装されている。
【0040】
前記付勢部材14は、前記吸引管11の外壁に固定された支持ピン15によって位置決めされた状態で支持されている。
【0041】
前記先部材6は、
図2および
図4に示すように、その基端部が、前記ヘッド本体5の止着部11aに嵌合させられるように筒状に形成され、先端部が、
図1、
図4、および、
図6に示すように、横長の矩形状の開口部2aとなされている。
【0042】
また、前記先部材6の内部には、
図3に示すように、その基端部から先端部へ向かう隔壁6aが形成され、この隔壁6aによって、前記基端部内部と開口部2aと連通する吸引路6bが形成されている。
【0043】
さらに、前記先部材6の内部には、
図5に示すように、この先部材6の基端部を前記ヘッド本体5の止着部11aに嵌合させた状態において、前記ヘッド本体5に装着されている前記噴射管9が挿入される給気路6cが、前記吸引路6bとほぼ並行となるように形成されている。
一方、前記先部材6の基端部外面には、この先部材6が前記ヘッド本体5の正規位置に装着された際に、前記ヘッド本体5に設けられているロックレバー12の係止爪12aが係合させられる係合凹部6dが形成されている。
【0044】
前記隔壁6aの先端部は、前記開口部2aの開口面から若干後退した位置に位置させられており、この隔壁6aの先端部と前記開口部2aの開口面との間に形成される空間部が清掃空間Aとなされる。
【0045】
前記噴射管9の先端部近傍には、合成樹脂製のプロテクトチューブ16が装着されており、このプロテクトチューブ16は、前記噴射管9が振り回された際に、前記先部材6の内壁に衝突することが想定されることから、前記噴射管9と前記先部材6との直接的な接触を防止して、前記噴射管9の損傷を防止するために設けられたものである。
【0046】
また、前記噴射管9と前記開閉弁7との連結部分には、前記ヘッド本体5に前記先部材6を装着した状態において、この先部材6の給気路6cを気密に閉塞するパッキン17が装着されている。
【0047】
一方、前記流体供給手段3は、清掃用の流体が空気である場合にはエアコンプレッサーが用いられ、前記流体が液体である場合にはポンプが用いられる。
また、前記吸引手段としては、吸引式の集塵機等が用いられ、内部にフィルターが装着されて、吸引した流体から塵埃を分離して捕獲するようになっている。
【0048】
このように構成された本実施形態に係わる清掃装置1の作用について、
図7を参照して説明する。
清掃作業を開始するのに先立って、作業員は、前記流体供給手段3および前記吸引手段4を起動し、前記吸気管11を握って清掃ヘッド2を持ち、前記先部材6の先端開口部2aを被清掃体Wに突き当てる。
この状態において、
図7に示すように、前記被清掃体Wの面近傍に清掃空間Aが形成される。
【0049】
ついで、作業員が前記操作レバー7aを操作して前記開閉弁7を開放すると、この開閉弁7を介して前記噴射管9に清掃用の流体が供給され、この流体が、前記噴射管9の先端から前記被清掃体Wへ向けて噴射される。
【0050】
前記被清掃体Wに噴射された前記流体は、前記被清掃体Wが布等である場合には、その内部へ入り込んで、その内部の塵埃等の汚れを前記被清掃体Wから剥がすとともに、前記清掃空間A内に掻き出す。
【0051】
このようにして清掃空間A内に掻き出される汚れは、前記給気路6cと前記吸引路6bとがずらされていることにより、前記流体の噴射位置から前記吸引路6b側へ押し流されるように掻き出されるとともに、この吸引路6bを経て前記吸引手段4に吸引される。
【0052】
このように、前記被清掃体Wに噴射される流体は、その噴射位置から前記被清掃体Wの面方向にずれた吸引路6b側へ流れた後に、この吸引路6bへ流れ込む。
したがって、前記清掃空間A内において、前記流体の一方向の流れが形成される。
【0053】
このように清掃用の流体の流れが一方向となされることにより、継続して噴射されている流体が、前記被清掃体Wへ押し戻される現象が抑制される。
したがって、掻き出された汚れが確実に前記吸引路6bを経て前記吸引手段4へ導かれ、この吸引手段4において確実に捕獲される。
【0054】
また、前述したように清掃前の流体の噴射位置と清掃後の流体の吸引位置がずれていることにより、両流体の相互干渉が抑制され、この結果、噴射される流体のエネルギーが前記吸引力によって弱められることがなく、噴射された流体による汚れの掻き出し作用が低下することはない。
【0055】
そして、前述した作業を、前記清掃ヘッド2を、前記被清掃体Wの面方向に徐々に移動させつつ継続することにより、前記被清掃体Wの全面にわたって清掃することができる。
【0056】
以上のように、本実施形態に係わる清掃装置1によれば、被清掃体Wの内部に入り込んだ汚れを効率よく掻き出して捕獲することができ、高品質の清掃作業を行なうことができる。
【0057】
一方、本実施形態においては、前記流体を、可撓性を有する前記噴射管9によって行なうようにしているが、このような噴射管9から流体を噴射した場合、流体噴射時の反力を受けて、前記噴射管9の先端が、
図8に示すように、鞭打ち状に無軌道に振られる。
【0058】
これによって、流体の噴射速度が加速されるとともに、流体が前記被清掃体Wに対して細かく移動しつつ清掃が行なわれることから、汚れの掻き出し作用が増幅される。
【0059】
なお、前述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
たとえば、前記先部材2を複数設け、それぞれの先部材2の先端形状に変化を付けたり、あるいは、それぞれの開口部の形状を相互に異なる形状とすることもできる。
【0060】
たとえば、
図9に示す第2の実施形態のように、先部材20の先端部を縦長に形成しておくと、隙間の清掃に好適である。
この先部材の交換は、前記ロックレバー12の操作によって容易に行なうことができる。
【0061】
また、前記実施形態においては、流体の噴射を、噴射管9を介して行なうようにした例について示したが、これに代えて、前記噴射管9を省略して、前記流体を、前記給気路6cから直接噴射するようにしてもよい。
【0062】
図10は、本発明の第3の実施形態を示す。
この実施形態は、前記噴射管9に変更を加えたもので、前記噴射管9が装着され、この噴射管9を前記開閉弁7に接続する前記接続部材9aの内径D1を、前記噴射管9の内径D2とほぼ等しく形成したものである。
【0063】
このような構成とすることにより、前記開閉弁7と前記噴射管9との接続部における流体供給路の断面積を大きくして、前記噴射管9へ供給される流体量を確保することができる。
【0064】
したがって、前記噴射管9による流体の噴射量を確保して、この流体の噴射に伴う前記噴射管9の鞭打ち現象を発生させるためのエネルギーを確保することができる。
【0065】
たとえば、前記噴射管9内を前記流体が流れると、この噴射管9が冷却されてその可撓性が低下することにより、前述した鞭打ち現象による振れが弱まることが想定される。
【0066】
しかしながら、本実施形態の場合にあっては、前記噴射管9内を流れる流体のエネルギーの減少が抑制されていることから、前記噴射管9の鞭打ち現象の減衰を抑制することができる。
したがって、洗浄作用を効率よく維持することができる。
【0067】
図11は、本発明の第4の実施形態を示す。
この実施形態は、前記噴射管9内に、液体を送り込む給液管21を、前記噴射管9の内壁との間に隙間を保持した状態で内装したものである。
【0068】
前記給液管21は、可撓性材料によって形成されて、前記噴射管9と同軸状に配置され、その先端部(下流側の端部)が、前記噴射管9の先端から後退した位置に位置させられ、また、基端部(上流側の端部)が、前記接続部材9aの取り付け部近傍から外方へ突出させられて、外部に設置されている給液手段22に接続されている。
【0069】
この給液手段22は、液体タンク23と、この液体タンク23内の液体を前記給液管21に圧送するポンプ24と、このポンプ24と前記給液管21との間に設けられて、前記液体の供給およびその停止をなす、開閉弁25とによって構成されている。
【0070】
前記給液手段22は、前記液体タンク23内の液体を、前記給液管21を介して、前記噴射管9内部の先端部近傍に供給して、この噴射管9に送り込まれる流体に混合させるようになっている。
【0071】
そして、本実施形態の場合、たとえば、前記流体を空気とし、前記液体を水若しくは洗浄液とし、これらを気液2相流体として前記噴射管9から噴射することができる。
【0072】
これによって、前記空気と液体による洗浄を行なった後に、前記液体を、前記空気をキャリアーとして前記吸引手段4によって吸引することができる。
このように、空気と液体による洗浄を行なうことにより、前記被清掃体の汚れを液体に付着させて除去することができ、その洗浄効果を高めることができる。
【0073】
ここで、前記給液管21は、前記噴射管9の鞭打ち状の動きによって振動させられる。
そして、この給液管21の振動により、この給液管21から送り出される前記液体が滴状若しくは霧状となされて前記流体に混合させられた後に、前記被清掃体Wに吹き付けられる。
【0074】
したがって、前記被清掃体Wの細かな凹凸部分に前記液体を送り込んで、その内部の汚れを吸着し除去することが可能となって、清浄効率を一層向上させることができる。
【0075】
図12は、本発明の第5の実施形態を示すものである。
本実施形態は、前記噴射管9内の、前記給液管21の下流側の端部近傍に、前記噴射管9内を流れる流体を加速することにより、前記給液管21の下流側の端部近傍を減圧するオリフィス26を形成した構成としたものである。
【0076】
本実施形態においては、前記噴射管9に送り込まれる流体が前記オリフィス26において加速されて、前記給液管21の先端部近傍に負圧を生じさせる。
【0077】
この負圧は、前記給液管21内の液体を吸引して前記噴射管9内に引き込み、この噴射管9内を流れる流体に混合させる。
【0078】
したがって、前記給液管21を、大気に開放された前記液体タンク23に直接接続しておくことにより、この液体タンク23内の液体を、前記給液管21を介して前記噴射管9内の流体に混合させることができる。
【0079】
この結果、前記第4の実施形態において用いた前記ポンプ24を省略することができる。
【0080】
さらに、
図13は本発明の第6の実施形態を示す。
本実施形態においては、前記噴射管9内部を全長にわたって均一な内径とするとともに、前記給液管21の先端部を、前記噴射管9の先端部近傍に位置させた構成としている。
【0081】
また、前記接続部材9aにアタッチメント27を介して貯液ボトル28を接続し、前記給液管21の後端部を、前記アタッチメント27を貫通させて、前記貯液ボトル28内に位置させている。
【0082】
前記給液管21の後端部は、さらに、前記貯液ボトル28に装着されている導液管29へ連通させた構成としている。
【0083】
前記導液管29の下端部には、前記貯液ボトル28内に貯留されている液体L内に位置させられたフィルター30を取り付けてある。
【0084】
そして、前記噴射管9内に圧縮空気を送り込むと、この圧縮空気が前記給液管21の外周に沿って流れ、この給液管21の先端から離脱する際に、この給液管21の前方に負圧領域Dが形成される。
【0085】
このように負圧領域Dが形成されると、その負圧により、前記給液管21内の空気が吸い出され、これに伴い、前記貯液ボトル28内の液体Lが、前記フィルター30および前記導液管29を経て吸い上げられて、前記給液管21の先端から噴射される。
【0086】
そして、本実施形態においては、前記給液管21から噴射する液体Lを、前記接続部材9aに取り付けた前記貯液ボトル28に貯留した構成としたことにより、この貯液ボトル28を前記清掃ヘッド2と一体化して、給液手段をコンパクトな構成とすることができる。