JP6963782B2

JP6963782B2 - クリーニングヘッド

Info

Publication number: JP6963782B2
Application number: JP2017096153A
Authority: JP
Inventors: 智博白根
Original assignee: Hugle Development Co Ltd
Current assignee: Hugle Development Co Ltd
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2037-05-15
Also published as: JP2018192391A

Description

本発明は、気体噴射口からエア等の気体を被クリーニング体の表面に対して噴射するとともに、前記被クリーニング体に対向する気体吸引口を通して外気を吸引することにより前記被クリーニング体の表面から塵埃を除去するようにしたクリーニングヘッドに関する。

従来、例えば、特許文献１に記載されたクリーニングヘッドが知られている。このクリーニングヘッドは、長尺体であって角筒状の下カバーと、この下カバーの上部にその長手方向に延びる空間（空気溜まり）を形成するように結合する上カバーと、前記下カバーの内部に設けられ、その長手方向の全域にわたって延びる内部ダクトとを備えた構造となっている。前記下カバーと前記内部ダクトによって１つの構造体が構成され、内部ダクトの内部に、長手方向に延びるスリット状のエア噴射口を通して解放するエア噴射室としての空間が、また、下カバーの内面と内部ダクトの外面との間に前記エア噴射口と平行に延びるスリット状のエア吸引口を通して外部に連通するエア吸引室としての空間が、それぞれ形成されている。内部ダクトは吸気ダクトを通してエア源（気体加圧機構）に接続され、そのエア源からの加圧エアにより内部ダクト（エア噴射室）からエア噴射口を通してエアが噴射される。また、下カバー内に構成される前記エア吸引室は、当該下カバーの上部に設けられた上カバーの内部の空間（空気溜まり）に連通している。そして、この上カバーの内部の空間は排気ダクトを通して排気される排気経路として構成されており、その排気経路を通した排気作用によりエア吸引口を通して前記下カバーのエア吸引室に外気が吸引される。

このようなクリーニングヘッドは、エア噴射口及びエア吸引口が被クリーニング体の表面に対向するようにセットされ、また、クリーニングヘッドと被クリーニング体の表面との隙間が所定の間隔に維持された状態でクリーニングヘッドと被クリーニング体との相対移動が行われる。その過程で、エア噴射口から噴射するエアにより被クリーニング体の表面の塵埃が飛ばされつつ、その塵埃が外気とともにエア吸引口から吸引されることにより、被クリーニング体の表面から塵埃が除去される。

特開２０１４−３０８０６号公報

ところで、被クリーニング体の大型化に対応するために、上述した構造のクリーニングヘッドの長手方向の長さを大きくすると（例えば、幅：約１１０ｍｍ、高さ：約２４０ｍｍに対して長さ：４，０００ｍｍ）、このクリーニングヘッドが自重によって長手方向の中央部分（重心部分）を最下点にして撓むおそれがある。このようなクリーニングヘッドの撓みを防止するためには、クリーニングヘッドを強固な支持フレーム等に固定しなければならず、その支持構造が大がかりなものになり、また、そのコストがかさんでしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、長手方向の長さを大きくしても撓み難いクリーニングヘッドを提供するものである。

本発明に係るクリーニングヘッドは、長尺体であって、気体噴射口を通して外部に解放する気体噴射室と気体吸引口を通して外部に連通する気体吸引室とを有するヘッド本体と、前記ヘッド本体に沿って長手方向に延びる排気経路を形成するように前記ヘッド本体に結合する排気ダクトとを有し、前記ヘッド本体の前記気体噴射室が気体加圧機構に接続され、該気体加圧機構の動作により前記気体噴射室から前記気体噴射口を通して気体を噴射し、前記ヘッド本体の前記気体吸引室が前記排気ダクトにより形成される前記排気経路に連通する構造となって、前記排気経路を通した排気作用により前記気体吸引口を通して外気を前記気体吸引室に吸引するようにしたクリーニングヘッドであって、一体となる前記ヘッド本体と排気ダクトの配列方向における前記排気ダクトの曲げ剛性は、前記配列方向における前記ヘッド本体の曲げ剛性より大きく、前記排気ダクト内に設けられ、前記ヘッド本体の長手方向の所定の部分を前記排気ダクト側に引き上げて固定する引き上げ固定機構を有する構成となる。

このような構成によれば、ヘッド本体のその長手方向の所定の部分が、引き上げ固定機構により、結合して一体になるヘッド本体及び排気ダクトの配列方向における曲げ剛性がより大きい排気ダクト側に引き上げ固定されているので、ヘッド本体が自重により撓むことを抑制することができる。その結果、ヘッド本体と排気ダクトとが結合して一体となったクリーニングヘッド全体の撓みも抑制され得る。

本発明に係るクリーニングヘッドにおいて、前記引き上げ固定機構は、前記ヘッド本体の長手方向における中央部を前記排気ダクト側に引き上げて固定する構成とすることができる。

このような構成によれば、ヘッド本体がその長手方向の中央部が下がるように撓もうとしても、引き上げ固定機構により、ヘッド本体の撓みを抑制することができる。

本発明に係るクリーニングヘッドにおいて、前記引き上げ固定機構は、前記ヘッド本体の上部に対して一端部が固定されるとともに少なくとも他端部のある範囲にネジ部が形成され、前記排気ダクトの前記排気経路内を横切るように延びる棒状部材と、前記ヘッド本体側から延びる前記棒状部材が貫通し、前記排気ダクトの上部内面に設けられたブロック体と、前記ヘッド本体側への移動が規制されるように前記ブロック体に当接した状態で当該ブロック体を貫通する前記棒状部材の前記ネジ部に螺合する調整ナット部材とを有する構成とすることができる。

このような構成により、調整ナット部材のネジ部へのねじ込みの具合により、ヘッド本体の長手方向の所定の部分を排気ダクト側に引き上げる量を調整することができる。

異なる性質（例えば、ヤング率）の材料でヘッド本体及び排気ダクトを構成することにより、また、ヘッド本体及び排気ダクトを異なる物理的な構造に構成することにより、排気ダクトの曲げ剛性をヘッド本体の曲げ剛性より大きくすることができる。

後者の場合、本発明に係るクリーニングヘッドにおいて、更に、前記排気ダクトの長手方向に直交する断面の面積は、前記ヘッド本体の長手方向に直交する断面の面積より大きい構成とすることができる。

なお、材料及び形状の双方を異ならせることによって、排気ダクトの曲げ剛性をヘッド本体の曲げ剛性より大きくするようにしてもよい。

本発明に係るクリーニングヘッドによれば、ヘッド本体と排気ダクトとが結合して一体となったクリーニングヘッド全体の撓みが抑制されるようになるので、長手方向の長さを大きくしても撓み難いクリーニングヘッドを実現することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るクリーニングヘッドを示す正面図である。図２は、本発明の実施の形態に係るクリーニングヘッドを示す平面図である。図３は、本発明の実施の形態に係るクリーニングヘッドを部分的に示す底面図である。図４Ａは、図１に示すクリーニングヘッドのＡ矢視の図である。図４Ｂは、図１に示すクリーニングヘッドのＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図４Ｃは、図１に示すクリーニングヘッドのＣ−Ｃ断面を示す断面図である。図５は、クリーニングヘッドにおける撓み抑制の作用を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係るクリーニングヘッドは、図１〜図３及び図４Ａ〜図４Ｃに示すように構成される。なお、図１はクリーニングヘッドを示す正面図であり、図２はクリーニングヘッドを示す平面図であり、図３はクリーニングヘッドを部分的に示す底面図である。また、図４Ａは図１に示すクリーニングヘッドのＡ矢視の図であり、図４Ｂは図１に示すクリーニングヘッドのＢ−Ｂ断面を示す断面図であり、図４Ｃは図１に示すクリーニングヘッドのＣ−Ｃ断面を示す断面図である。

図１〜図３及び図４Ａ〜図４Ｃにおいて、このクリーニングヘッド１０は、長尺体であって角筒状のヘッド本体１１と、ヘッド本体１１の上面に沿って長手方向Ｄ_Ｌに延びる排気経路１３０（図４Ａ〜図４Ｃ参照）を形成するようにヘッド本体１１に結合する断面コ字状の排気ダクト１３と、ヘッド本体１１の下面に固定されるノズルヘッド１２とを有している。ヘッド本体１１の上面の長手方向Ｄ_Ｌに延びる対向する２つの縁部分には、溝部１１１ａ、１１１ｂが形成されている（図４Ａ〜図４Ｃ参照）。そして、断面コ字状の排気ダクト１３の長手方向Ｄ_Ｌに延びる２つの端縁部分がヘッド本体１１の２つの溝部１１１ａ、１１１ｂにスライド挿入されることにより、ヘッド本体１１と排気ダクト１３とが結合される。ヘッド本体１１、ノズルヘッド１２及び排気ダクト１３が一体となって構成されるユニットの一方の端部にプレート１４が固定されており、当該ユニットの他方の端部にプレート１５が固定されている。プレート１５は、排気ポート１６及び給気ポート１７のそれぞれを通して貫通しており、排気ダクト１３内の排気経路１３０が排気ポート１６に連通し、ヘッド本体１１の後述するエア噴射室１１２（図４Ａ〜図４Ｃ参照）が給気ポート１７に連通している。なお、ヘッド本体１１、ノズルヘッド１２及び排気ダクト１３のそれぞれの一方の端部はプレート１４によって閉鎖されている。

ヘッド本体１１内の空間は、特に、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、それぞれが長手方向Ｄ_Ｌ（図４Ａ〜図４Ｂにおいて紙面に直交する方向）に延び、その長手方向Ｄ_Ｌに直交する前後方向Ｄ_ＦＲに並ぶエア噴射室１１２（気体噴射室）及び２つのエア吸引室１１３ａ、１１３ｂ（気体吸引室）に分割されている。そして、ヘッド本体１１内において、前述したように給気ポート１７（図１参照）に連通するエア噴射室１１２は、２つのエア吸引室１１３ａ、１１３ｂに挟まれるように配置されている。

ノズルヘッド１２は、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、概ね角筒状に形成されており、その内部が、仕切り壁１２１により前後方向Ｄ_ＦＲに２つの空間１２２ａ、１２２ｂに分割された構造となっている。２つの空間１２２ａ、１２２ｂは、所定幅で長手方向Ｄ_Ｌに延びる開放部１２３ａ、１２３ｂを通してヘッド本体１１側に開放している。一方、２つの空間１２２ａ、１２２ｂは、スリット状（図３参照）のエア吸引口１２５ａ、１２５ｂ（気体吸引口）を通して外部に連通している。また、仕切り壁１２１には、隙間１２４が形成されており、その隙間１２４が外部に至ることにより長手方向Ｄ_Ｌに延びるスリット状（図３参照）のエア噴射口１２４ａが形成される。

ヘッド本体１１のエア吸引室１１３ａ、１１３ｂのそれぞれに対応したノズルヘッド１２側の壁部分には長手方向Ｄ_Ｌにある間隔で配列された複数の通孔１１５ａ、１１５ｂ、が形成されている（図４Ｃ参照）。前記複数の通孔１１５ａ、１１５ｂは、ノズルヘッド１２の開放部１２３ａ、１２３ｂに対向しており、ヘッド本体１１のエア吸引室１１３ａ、１１３ｂは、前記複数の通孔１１５ａ、１１５ｂ及び開放部１２３ａ、１２３ｂを通してノズルヘッド１２内の空間１２２ａ、１２２ｂに連通する。その結果、ヘッド本体１１のエア吸引室１１３ａ、１１３ｂは、ノズルヘッド１２のスリット状のエア吸引口１２５ａ、１２５ｂを通して外部に連通する。また、ヘッド本体１１のエア吸引室１１３ａ、１１３ｂのそれぞれに対応した排気ダクト１３側の壁部分には長手方向Ｄ_Ｌにある間隔で配列された複数の通孔１１６ａ、１１６ｂが形成されている（図４Ｃ参照）。これにより、ヘッド本体１１のエア吸引室１１３ａ、１１３ｂは、排気ダクト１３の排気経路１３０に連通する。

また、ヘッド本体１１のエア噴射室１１２に対応したノズルヘッド１２側の壁部分には長手方向Ｄ_Ｌにある間隔で配列された複数の通孔１１４が形成されている（図４Ｃ参照）。複数の通孔１１４は、ノズルヘッド１２の仕切り壁１２１に形成された隙間１２４に対向している。その結果、ヘッド本体１１のエア噴射室１１２は、仕切り壁１２１に形成された隙間１２４が外部に至ることにより形成されるスリット状のエア噴射口１２４を通して外部に解放する。

ヘッド本体１１と排気ダクト１３との配列方向Ｄ_Ｖ（長手方向Ｄ_Ｌに直交）におけるヘッド本体１１の自重による撓みを抑制するために、引き上げ固定機構２０が、排気ダクト１３内に設けられている。この引き上げ固定機構２０は、図１とともに図４Ａ及び図４Ｂに示すように、支持ブロック２１、引き上げボルト２２（棒状部材）、固定ブロック２４（ブロック体）、及び調整ナット２６（調整ナット部材）を備えている。支持ブロック２１は、ヘッド本体１１の上面の長手方向Ｄ_Ｌにおける中央部に固定されている。引き上げボルト２２の一端部は、支持ブロック２１の中央部にネジ込まれており、更に、２つのナット２３ａ、２３ｂによって締め付け固定されている。一方、排気ダクト１３の上部内面には、前述した支持ブロック２１に対向するように固定ブロック２４が固定されている。固定ブロック２４には、支持ブロック２１から排気ダクト１３の排気経路１３０を横切るように延びる引き上げボルト２２が貫通する孔が形成され、更に、その孔は、引き上げボルト２２の他端部に螺合する調整ナット２６を収容する収容空間２５として広がっている。このように固定ブロック２４の引き上げボルト２２が貫通する孔が広がって形成される収容空間２５に収容された調整ナット２６は、ヘッド本体１１側への移動が規制されるように固定ブロック２４の収容空間２５の底面に当接した状態で引き上げボルト２２に螺合している。

なお、固定ブロック２４の収容空間２５に対応して排気ダクト１３の上壁部には調整孔が形成されている。排気ダクト１３の外部から調整孔を通して固定ブロック２４の収容空間２５に収容された状態の調整ナット２２の操作を行うことができる。通常、前記調整孔は、蓋体１８によって閉鎖された状態になっている。

排気ダクト１３とヘッド本体１１の前後方向Ｄ_ＦＲ及び長手方向Ｄ_Ｌのそれぞれの長さは同じである一方、排気ダクト１３とヘッド本体１１のその配列方向Ｄ_Ｖの長さは、排気ダクト１３のほうが大きい。即ち、排気ダクト１３の長手方向Ｄ_Ｌに直交する断面の面積は、ヘッド本体１１の長手方向Ｄ_Ｌに直交する断面の面積より大きい。このため、ヘッド本体１１と排気ダクト１３の配列方向Ｄ_Ｖにおける排気ダクト１３の曲げ剛性は、その配列方向Ｄ_Ｖにおけるヘッド本体１１の曲げ剛性より大きい。即ち、このクリーニングヘッド１０では、ヘッド本体１１は、前記配列方向Ｄ_Ｖにおける曲げ剛性がより大きい排気ダクト１３の下部に結合し、前述した引き上げ固定機構２０によってその中央部が引き上げ固定される。

上述した構造のクリーニングヘッド１０では、給気ポート１７には、加圧エアを発生する、例えば、エアポンプ（気体加圧機構）が接続される。このエアポンプの動作により加圧エアが給気ポート１７を通してヘッド本体１１のエア噴射室１１２に供給される。それにより、エア噴射室１１２から加圧されたエアがノズルヘッド１２のエア噴射口１２４ａを通して噴射される。また、排気ポート１６には、エアを吸引する機構、例えば、真空ポンプが接続され、この真空ポンプの動作による排気ポート１６及びそれにつづく排気ダクト１３の排気経路１３０を通した排気作用により、排気経路１３０に連通するヘッド本体１１のエア吸引室１１３ａ、１１３ｂが排気される。それにより、エア吸引口１２５ａ、１２５ｂを通して外気がエア吸引室１１３ａ、１１３ｂに吸引される。

このようなクリーニングヘッド１０は、図４Ａに示すように、ノズルヘッド１２が被クリーニング体Ｇの表面に、所定の隙間をもって、対向するように、セットされる。この状態で、クリーニングヘッド１０と被クリーニング体Ｇとを相対移動させ、その際に、スリット状のエア噴射口１２４ａからエアを噴射させつつエア吸引口１２５ａ、１２５ｂを通して外気が吸引される。その過程で、エア噴射口１２４ａから噴射されるエアによって被クリーニング体Ｇの表面の塵埃が吹き上げられ、その吹き上げられた塵埃がエア吸引口１２５ａ、１２５ｂから外気とともにエア吸引室１１３ａ、１１３ｂに吸引される。これにより、被クリーニング体Ｇの表面から塵埃が除去される。

上述したような構造のクリーニングヘッド１０を支持フレーム等に支持した場合、例えば、図５に示す破線Ｌのように、ヘッド本体１１が、その中央部が最下点となるように撓もうとする。これに対して、引き上げ固定機構２０の調整ナット２０を引き上げボルト２２にねじ込むことにより、ヘッド本体１０の長手方向Ｄ_Ｌのその中央部が引き上げボルト２２とともに引き上げられた状態で固定される。これにより、長手方向Ｄ_Ｌの中央部が最下点となるようにヘッド本体１１が撓むことを抑制することができる。その結果、ヘッド本体１１（及びノズルヘッド１２）と排気ダクト１３とが結合して一体となるクリーニングヘッド１０全体の撓みも抑制することができる。このように、クリーニングヘッド１０全体の撓みを抑制することができるので、長手方向Ｄ_Ｌの長さを大きくしても撓み難いクリーニングヘッド１０を実現することができ、当該クリーニングヘッド１０の支持構造を簡素にすることができるとともにその支持構造のコストがかさんでしまうことを防止することができる。

なお、調整ボルト２６のねじ込み量を調整することにより、ヘッド本体１１の中央部を引き上げる量を調整することができる。

なお、前述した実施の形態では、引き上げ固定機構２０によって、ヘッド本体１１の長手方向Ｄ_Ｌの中央部分を引き上げるようにしたが、これに限定されない。長尺体のヘッド本体１１の長手方向Ｄ_Ｌのいずれの部分を引き上げるようにしても、ヘッド本体１１の撓みを抑制する効果はある。ヘッド本体１１が撓んで最下点になると見込まれる部分（例えば、長手方向Ｄ_Ｌの重心部分）を引き上げるようにすることが好ましい。また、ヘッド本体１の長手方向Ｄ_Ｌの複数の箇所を引き上げるように構成することもできる。

前述した実施の形態では、ヘッド本体１１とノズルヘッド１２とは別体であったが、それらは、ヘッド本体として一体的に構成されるものであってもよい。

なお、引き上げボルト２２は全体にネジ部が形成されるものであったが、棒状部材としての引き上げボルト２２では、少なくとも調整ナット２６が螺合して引き上げボルト２２を上下に調整する範囲にネジ部が形成されていればよい。

前述したクリーニングヘッド１０では、給気ポート１７を通して加圧エアが供給されるものであったが、供給される気体はエアに限定されず、例えば、窒素ガス等の他の気体であってもよい。

クリーニングヘッド１０の構造については、エア噴射口１２４ａを挟んで前後方向Ｄ_ＦＲに２つのエア吸引口１２５ａ、１２５ｂが形成されるものであたが、エア吸引口は単一のものであってもよい。更に、複数のエア噴射口を形成することができ、また、３以上のエア吸引口を形成することもできる。

以上、本発明の実施の形態及び各部の変形例を説明したが、この実施の形態や各部の変形例は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述したこれら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明に含まれる。

本発明に係るクリーニングヘッドは、長手方向の長さを大きくしても撓み難いという効果を有し、気体噴射口からエア等の気体を被クリーニング体の表面に対して噴射するとともに、前記被クリーニング体に対向する気体吸引口を通して外気を吸引することにより前記被クリーニング体の表面から塵埃を除去するようにしたクリーニングヘッドとして有用である。

１０クリーニングヘッド
１１ヘッド本体
１２ノズルヘッド
１３排気ダクト
１４、１５端部カバー
１６排気ポート
１７給気ポート
１８蓋体
２０引き上げ固定機構
２１支持ブロック
２２引き上げボルト
２３ａ、２３ｂナット
２４固定ブロック
２５収容空間
２６調整ナット
１１１ａ、１１１ｂ溝部
１１２エア噴射室
１１３ａ、１１３ｂエア吸引室
１１４、１１５ａ、１１５ｂ、１１６ａ、１１６ｂ通孔
１２１仕切り壁
１２２ａ、１２２ｂ空間
１２３ａ、１２３ｂ開放部
１２４隙間
１２４ａエア噴射口
１２５ａ、１２５ｂエア吸引口

Claims

長尺体であって、気体噴射口を通して外部に解放する気体噴射室と気体吸引口を通して外部に連通する気体吸引室とを有するヘッド本体と、
前記ヘッド本体に沿って長手方向に延びる排気経路を形成するように前記ヘッド本体に結合する排気ダクトとを有し、
前記ヘッド本体の前記気体噴射室が気体加圧機構に接続され、該気体加圧機構の動作により前記気体噴射室から前記気体噴射口を通して気体を噴射し、
前記ヘッド本体の前記気体吸引室が前記排気ダクトにより形成される前記排気経路に連通する構造となって、前記排気経路を通した排気作用により前記気体吸引口を通して外気を前記気体吸引室に吸引するようにしたクリーニングヘッドであって、
一体となる前記ヘッド本体と排気ダクトの配列方向における前記排気ダクトの曲げ剛性は、前記配列方向における前記ヘッド本体の曲げ剛性より大きく、
前記排気ダクト内に設けられ、前記ヘッド本体の長手方向の所定の部分を前記排気ダクト側に引き上げて固定する引き上げ固定機構を有するクリーニングヘッド。
前記引き上げ固定機構は、前記ヘッド本体の長手方向における中央部を前記排気ダクト側に引き上げて固定する請求項１記載のクリーニングヘッド。
前記引き上げ固定機構は、
前記ヘッド本体の上部に対して一端部が固定されるとともに少なくとも他端部のある範囲にネジ部が形成され、前記排気ダクトの前記排気経路内を横切るように延びる棒状部材と、
前記ヘッド本体側から延びる前記棒状部材が貫通し、前記排気ダクトの上部内面に設けられたブロック体と、
前記ヘッド本体側への移動が規制されるように前記ブロック体に当接した状態で当該ブロック体を貫通する前記棒状部材の前記ネジ部に螺合する調整ナット部材とを有する請求項１または２記載のクリーニングヘッド。
前記排気ダクトの長手方向に直交する断面の面積は、前記ヘッド本体の長手方向に直交する断面の面積より大きい請求項１乃至３のいずれかに記載のクリーニングヘッド。