JP2005137603A - 清掃具 - Google Patents

Abstract

【課題】 清掃具の操作力を軽減しながら、床面上のゴミの掻き上げ性能を向上すること。
【解決手段】 清掃具１０であって、タイヤ１７をフレーム１５に設けた支持部材６２の外周に回転可能に摺動支持するとともに、該支持部材６２に掻き上げ部材１６Ｂの回転軸を回転可能に支持し、タイヤ１７の回転を増速して掻き上げ部材１６Ｂの回転軸に伝える増速手段６０をタイヤ１７の内部に設けてなり、支持部材６２をフレーム１５に対し揺動させて該支持部材６２のフレーム１５に対する取付角度を調整可能にし、支持部材６２の揺動中心Ｃ1に対し、タイヤ１７の回転中心Ｃ2は同軸にし、掻き上げ部材１６Ｂの回転軸の回転中心Ｃ3は偏心させたもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は清掃具に関する。

清掃具として、特許文献１に記載の如く、フレームに掻き上げ体とゴミ捕集手段を支持し、掻き上げ体が床面上を転動するタイヤと、該タイヤの回転に連動して回転し、床面上のゴミをゴミ捕集手段の側に掻き上げる掻き上げ部材とを有してなるものがある。
特開2002-233486

本出願人は、特許文献１に記載された清掃具に用いて好適なタイヤとして、特願2002-215850に記載の増速タイヤを提案している。即ち、タイヤをフレームに設けた支持部材の外周に回転可能に摺動支持するとともに、該支持部材に掻き上げ部材の回転軸を回転可能に支持し、タイヤの回転を増速して掻き上げ部材の回転軸に伝える増速手段をタイヤの内部に設け、掻き上げ部材によるゴミの掻き上げ性能の向上を図るものである。

上述の増速タイヤを用いた清掃具では、支持部材をフレームに対し固定的に取付け、タイヤの回転中心と、掻き上げ部材の回転軸の回転中心を同軸にしている。

一方、増速タイヤを用いた清掃具では、タイヤの外径を掻き上げ部材の外径と同一又は僅かに大きくすることにより、タイヤと床面の接触が掻き上げ部材の存在により妨げられないようにし、タイヤの回転によって掻き上げ部材を確実に増速回転せしめる必要がある。

ところが、掻き上げ部材はブラシ等からなるものであり、その外径サイズを最適値に対して誤差なく制作することには困難がある。掻き上げ部材の外径が小さすぎると、清掃具の前進時に、掻き上げ部材が床面上に浮いて紙シート等の薄いゴミや細かいゴミを掻き上げできない。掻き上げ部材の外径が大きすぎると、清掃具の後進時に、掻き上げ部材と床面との接触抵抗が過大になって清掃具を移動させる操作力を軽減できない。

本発明の課題は、清掃具の操作力を軽減しながら、床面上のゴミの掻き上げ性能を向上することにある。

請求項１の発明は、フレームに掻き上げ体とゴミ捕集手段を支持し、掻き上げ体が床面上を転動するタイヤと、該タイヤの回転に連動して回転し、床面上のゴミをゴミ捕集手段の側に掻き上げる掻き上げ部材とを有してなる清掃具であって、タイヤをフレームに設けた支持部材の外周に回転可能に摺動支持するとともに、該支持部材に掻き上げ部材の回転軸を回転可能に支持し、タイヤの回転を増速して掻き上げ部材の回転軸に伝える増速手段をタイヤの内部に設けてなり、支持部材をフレームに対し揺動させて該支持部材のフレームに対する取付角度を調整可能にし、支持部材の揺動中心に対し、タイヤの回転中心は同軸にし、掻き上げ部材の回転軸の回転中心は偏心させたものである。

清掃具１０は、床面１上のゴミ、例えばカーペット等の繊維に絡み付いた髪の毛等のゴミを捕集するものであり、図１〜図４に示す如く、柄１１の先端部に継手部１２を介して支持アーム１３を結合し、支持アーム１３の両側アーム部１３Ａに支軸部１４を介してフレーム１５を前後方向に揺動自在に支持している。

フレーム１５の前部には可撓掻き上げ体１６が回動自在に支持され、フレーム１５の後部には回転体１８が回動自在に支持され、掻き上げ体１６と回転体１８は平行に並べられて配置される。

掻き上げ体１６は、支軸１６Ａと、支軸１６Ａの軸方向の全長に渡って植設されたブラシからなる掻き上げ部材１６Ｂと、支軸１６Ａの両端部に結合された両側の増速タイヤ１７からなる。掻き上げ部材１６Ｂは粘着ロール２１に接触しても、接触しなくても良い。両側のタイヤ１７は該タイヤ１７にゴミがかみ込まないようにフレーム１５の両外側に配置されるが、フレーム１５の内側に設けても良い。

回転体１８は、粘着ロール２１のための駆動手段であり、支軸１８Ａと、支軸１８Ａの軸方向の両端側２位置（軸方向３位置等の複数位置でも可）に固定される円盤状の回転子１８Ｂと、支軸１８Ａの両端部に結合された両側の増速タイヤ１９からなる。回転子１８Ｂは粘着ロール２１に接触する。両側のタイヤ１９はフレーム１５の両外側に配置される。

掻き上げ体１６の掻き上げ部材１６Ｂと回転体１８の回転子１８Ｂの上には、それらに跨がる粘着ロール２１（ゴミ捕集手段）が乗せられ、粘着ロール２１は掻き上げ体１６と回転体１８の回転に連れ回る。フレーム１５の上部は粘着ロール２１の出し入れ口とされ、取外し可能な透明カバー１５Ａにより被覆される。粘着ロール２１は、粘着シートの巻取りロールの構成、又は表面が粘着性のエラストマーからなり、その表面を洗浄して再使用可能とする構成等を含む。本実施例の粘着ロール２１は、粘着シート２１Ａをコア２１Ｂに巻き回し、粘着シート２１Ａの粘着面を外側に向けて巻出し可能かつ切断可能にした巻取りロールにて構成される。

フレーム１５における掻き上げ体１６の後部には塵取部２３（ゴミ捕集手段）が支持されている。塵取部２３は、床面に接する底面部２３Ａと、掻き上げ体１６の掻き上げ部材１６Ｂに隙間なく（又は隙間を介して）相対する曲面状（又は平面状）のすくい面部２３Ｂと、回転体１８の回転子１８Ｂの下方の前後に渡る範囲に延在される凹状のゴミ受け部２３Ｃを有する。塵取部２３は、フレーム１５に後述する如くに上下に揺動可能に支持され、自重により底面部２３Ａとすくい面部２３Ｂの最下端部を床面に隙間なく接し、掻き上げ体１６の掻き上げ部材１６Ｂが掻き上げるゴミを床面に沿う後方に逃がすことなく、その全てのゴミをすくい面部２３Ｂにより粘着ロール２１の側にガイドし、大きなゴミはすくい面部２３Ｂに後続するゴミ受け部２３Ｃに送り込む。

清掃具１０では、塵取部２３をフレーム１５に対し、掻き上げ体１６とは独立に上下に揺動可能に支持するとともに、塵取部２３のゴミ受け部２３Ｃをフレーム１５から開放可能に支持した。

具体的には、塵取部２３における掻き上げ体１６に近い側の前側端を揺動部４０（塵取部２３の前端側両側面に設けたピン４１を、フレーム１５の両側壁に設けた長孔４２の中で上下動可能に係入したもの）によりフレーム１５に揺動可能に支持する。また、塵取部２３における掻き上げ体１６から遠い側の後側端に設けた係脱部５０の孔５１を、フレーム１５に設けた係脱可能ピン５２に係脱可能にし、孔５１を係脱可能ピン５２から外して塵取部２３の後側端をフレーム１５から開放可能に支持する。塵取部２３の孔５１をフレーム１５の係脱可能ピン５２に係入した状態で、係脱可能ピン５２を塵取部２３の揺動の中心軸とし、塵取部２３の孔５１をフレーム１５の係脱可能ピン５２から外した状態で、揺動部４０を塵取部２３の開放の中心軸とする。

清掃具１０による清掃動作は以下の通りなされる。
(1)柄１１の軸方向に加える操作力によりフレーム１５を介して掻き上げ体１６のタイヤ１７及び回転体１８のタイヤ１９を床面に加圧しながら清掃具１０を前進させ、掻き上げ体１６及び回転体１８を回動させ、同時に粘着ロール２１を連れ回り回転させる。

(2)掻き上げ体１６の掻き上げ部材１６Ｂが床面上のゴミを掻き上げると、このゴミは塵取部２３のすくい面部２３Ｂにガイドされて粘着ロール２１の側に送り出され、粘着ロール２１の粘着面に吸着捕捉される。大きなゴミはすくい面部２３Ｂからゴミ受け部２３Ｃに送り込まれて捕捉される。

(3)透明カバー１５Ａを通して粘着ロール２１の粘着面の全周に多量のゴミが捕捉されたことが視認されたら、カバー１５Ａを開いて粘着シート２１Ａの１周分を剥離切断除去し、新規粘着面を露出せしめた後、カバー１５Ａを閉じる。

(4)透明なフレーム１５や塵取部２３を通して、塵取部２３のゴミ受け部２３Ｃに多量のゴミがたまったことを視認したら、塵取部２３の係脱部５０を外し、該塵取部２３を揺動部４０を中心として開放し、ゴミ受け部２３Ｃのゴミを廃棄する。

尚、清掃具１０は前進だけでなく、後進もできる。塵取部２３は、底面部２３Ａの尾端部をアール状に跳ね上げ、後進時にこの尾端部が床面に引掛かるのを防止する。

清掃具１０にあっては、前述した如く、回転体１８が支軸１８Ａと回転子１８Ｂとからなるものにしたから、下記(a)、(b)の構成を具備することになる。尚、回転体１８の支軸１８Ａ及び回転子１８Ｂは、フレーム１５と塵取部２３に挟まれる空間に配置される。

(a)回転体１８の支軸１８Ａは、回転子１８Ｂが固定されていない部分で、粘着ロール２１と大きな隙間を介して離隔する（図４）。

(b)回転体１８の支軸１８Ａは、回転子１８Ｂが固定されていない部分で、塵取部２３（ゴミ受け部２３Ｃの底面２３Ｄ）と、大きな隙間を介して離隔する（図２）。尚、ゴミ受け部２３Ｃの底面２３Ｄのうち、回転子１８Ｂに相対する部分は円弧状くぼみ部２３Ｅとされる。

ここで、回転体１８の回転子１８Ｂは、シリコンゴム製Ｏリング等の環状リング１８Ｃを外周に備える。環状リング１８Ｃは回転子１８Ｂに設けた環状溝に装填される。

尚、清掃具１０は、柄１１及び支持アーム１３によりフレーム１５を持ち上げた状態で、掻き上げ体１６の方が回転体１８より前方かつ上方に位置付けられる傾斜状態となるように、フレーム１５及びその取付部品の重心を支持アーム１３の支軸部１４まわりに位置設定している。清掃具１０における粘着ロール２１の交換等に際し、フレーム１５を持ち上げた上述の傾斜状態で、塵取部２３のゴミ受け部２３Ｃの中の前側（掻き上げ体１６の側）にあったゴミＡは、回転体１８の支軸１８Ａの下方を通ってゴミ受け部２３Ｃの回転体１８より後側に移動し、このゴミを透明樹脂からなるフレーム１５及び塵取部２３の外方から視認できる。清掃具１０において、回転体１８がストレート状円筒体からなるとき、回転体１８と塵取部２３の間へのゴミの噛み込みを防ぐ必要から、塵取部２３が回転体１８の前側に壁Ｗを設けた場合には、回転体１８より後側へのゴミＡの移動は生じない。

清掃具１０は、掻き上げ体１６のタイヤ１７の回転を増速して掻き上げ部材１６Ｂに伝える掻き上げ増速手段６０（変速手段）を、タイヤ１７の内部に設けている。回転体１８のタイヤ１９の内部にも、タイヤ１９の回転を増速して回転子１８Ｂに伝える回転増速手段（変速手段）を設けている。この回転増速手段と掻き上げ増速手段６０は実質的に同様の構成であり、掻き上げ増速手段６０をそれらの代表として説明する。

掻き上げ増速手段６０は、図１に示す如く、掻き上げ体１６における増速タイヤ１７の内部に設けられ、該タイヤ部１７の回転を増速して掻き上げ部材１６Ｂに伝える。増速タイヤ１７は、樹脂材料（例えばポリアセタール）製のホイール部１７Ａと、ホイール部１７Ａの側壁の外側面からその外周に被着される透明（又は半透明）樹脂材料（例えばポリエチレン）製のタイヤ部１７Ｂとからなる。

掻き上げ増速手段６０は、図５に示す如く、フレーム１５の両側壁に設けた軸支部６１に支持部材６２の中空軸部６２Ａを挿着し、支持部材６２の回転を後述する如くに規制するとともに、支持部材６２の抜け止め膨出部６２Ｂをフレーム１５の内側面に衝接し、回り止めと抜け止めを図っている。

掻き上げ体１６の支軸１６Ａの両端部に回転方向一体に差込んで係合した太陽軸６３（掻き上げ部材１６Ｂの回転軸）が、図５、図６に示す如く、支持部材６２の外側からその中空軸部６２Ａの中空部に回転自在に挿入配置され、太陽軸６３の外側端部には太陽歯車６４を設けてある。太陽歯車６４は掻き上げ体１６の回転中心に設けられるものになる。

支持部材６２にはタイヤ１７のカップ状のホイール部１７Ａが嵌装されて被着され、支持部材６２の外周６２Ｄの外周にタイヤ１７のホイール部１７Ａの内周を回転可能に摺動支持する。ホイール部１７Ａは不図示の抜け止め手段により支持部材６２からの抜け止めが図られる。

支持部材６２の凹部６２Ｃには孔あき円板状の回転プレート６６が収容され、回転プレート６６は中空軸部６２Ａの周囲に遊びを介して装填されている。回転プレート６６は３個の遊星軸６６Ａを周方向３位置に突設し、各遊星軸６６Ａに遊星歯車６７を枢支するとともに、１個の連係軸６６Ｂを突設し、連係軸６６Ｂをホイール部１７Ａの側壁内面に設けた連係孔６８の長孔状の半径方向スライドスペースに係入し、タイヤ１７の回転に回転プレート６６を連動せしめる。複数の各遊星歯車６７は、太陽歯車６４に噛合い、遊星軸６６Ａを中心として自転しながら、太陽歯車６４の周囲を公転する。

支持部材６２の内周部は複数の遊星歯車６７及び太陽歯車６４を収容する凹部６２Ｃとされ、その内周部には遊星歯車６７が噛合う内歯歯車６９が設けられる。

即ち、掻き上げ増速手段６０は、太陽歯車６４、遊星歯車６７及び内歯歯車６９からなる遊星歯車列により、タイヤ部１７の回転を倍率ａ1で増速して掻き上げ部材１６Ｂに伝える。太陽歯車６４のピッチ円径ｄ1、遊星歯車６７のピッチ円径をｄ2、内歯歯車６９のピッチ円径をｄ3とするとき、ｄ3＝ｄ1＋2ｄ2、ａ1＝（ｄ3／ｄ1）＋1である。ｄ1＝12、ｄ2＝6、ｄ3＝24のとき、a1＝3になる。

清掃具１０にあっては、清掃操作力を軽減しながら、カーペット等の床面上のゴミの掻き上げ体１６による掻き上げ性能を向上するため、以下の構成を具備する。

支持部材６２の中空軸部６２Ａをフレーム１５の軸支部６１に枢着するに際し、図２、図３に示す如く、中空軸部６２Ａの円形外周を軸支部６１の円形孔７１Ａに揺動可能に支持する。円形孔７１Ａは床面に臨む下側の一部（180度より狭い角度範囲）を揺動規制部７１Ａとして切開してある。支持部材６２は中空軸部６２Ａを円形孔７１Ａに対して揺動させ、フレーム１５に対する取付角度を調整できる。中空軸部６２Ａの外周の一部には、支持部材６２のための取付角度規制凸部７２（取付角度規制手段）が設けられる。支持部材６２の取付角度規制凸部７２を軸支部６１の揺動規制部７１Ｂの前方端と後方端のそれぞれに衝合することにより、フレーム１５に対する支持部材６２の揺動範囲が規制され、ひいては支持部材６２の取付角度が第１の取付位置と第２の取付位置のそれぞれに設定される。

フレーム１５に対する支持部材６２の揺動中心Ｃ1（円形中空軸部６２Ａの中心）に対し、図５、図６に示す如く、(1)タイヤ１７の回転中心Ｃ2（円形摺動支持部６２Ｄの中心）を同軸にし、(2)掻き上げ部材１６Ｂの回転軸である太陽軸６３の回転中心Ｃ3を偏心（偏心量ｅ）させる。

これに伴ない、太陽軸６３の太陽歯車６４とともに遊星歯車列を構成するように支持部材６２の内周部に設けられる内歯歯車６９は、中空軸部６２Ａ及び摺動支持部６２Ｄの中心に対し、偏心量eだけ偏心せしめられる。また、遊星歯車列を構成する遊星歯車６７を枢支している回転プレート６６も、中空軸部６２Ａ及び摺動支持部６２Ｄの中心に対し、偏心量eだけ偏心し、タイヤ１７の回転に連係軸６６Ｂを介して連動して偏心回転するものになり、連係軸６６Ｂはホイール部１７Ａに設けた長孔状連係孔６８の半径方向スライドスペースを上記偏心量eの範囲でスライドする。支持部材６２をフレーム１５に対し前述の如くに揺動させたとき、掻き上げ部材１６Ｂの回転中心（太陽軸６３）はフレーム１５に対し上記偏心量eの範囲で鉛直方向の上下に変位するものになる。

従い、清掃具１０の前進時に、タイヤ１７が床面から受ける回転力は回転プレート６６の連係軸６６Ｂを介して、支持部材６２に図２の反時計回り方向回転力を及ぼし、支持部材６２の取付角度規制凸部７２を軸支部６１の揺動規制部７１Ｂの前方端に衝合させるまで支持部材６２を揺動させ、支持部材６２を前述の第１の取付位置に設定する。このとき、掻き上げ部材１６Ｂの回転軸（太陽軸６３）の回転中心は鉛直方向の下方側に設定される。これにより、図２に示す如く、掻き上げ部材１６Ｂはカーペット（床面）により深く入り込み、ゴミの掻き上げ性能を向上する。

清掃具１０の後進時には、タイヤ１７が床面から受ける回転力は回転プレート６６の連係軸６６Ｂを介して、支持部材６２に図３の時計回り方向回転力を及ぼし、支持部材６２の取付角度規制凸部７２を軸支部６１の揺動規制部７１Ｂの後方端に衝合させるまで支持部材６２を揺動させ、支持部材６２を前述の第２の取付位置に設定する。このとき、掻き上げ部材１６Ｂの回転軸（太陽軸６３）の回転中心は鉛直方向の上方側に設定される。これにより、図３に示す如く、掻き上げ部材１６Ｂはカーペット（床面）から浮き、また塵取部２３のすくい面部２３Ｂとの隙間を大きくし、軽い操作力で清掃具１７を後進操作可能にする。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
（請求項１に対応する作用効果）
(1)支持部材６２の外周６２Ｄにタイヤ１７を揺動支持するとともに、支持部材６２に掻き上げ部材１６Ｂの回転軸（太陽軸６３）を回転可能に支持した清掃具１０において、支持部材６２のフレーム１５に対する揺動中心Ｃ1に対し、タイヤ１７の回転中心Ｃ2は同軸にし、掻き上げ部材１６Ｂの回転軸の回転中心Ｃ3は偏心させた。従って、支持部材６２をフレーム１５に対して揺動させてその取付角度を調整することにより、掻き上げ部材１６Ｂの回転軸の回転中心Ｃ3をフレーム１５に対し上下に変位させ得る。これにより、掻き上げ部材１６Ｂの外径（ブラシ径）サイズに多少の製作誤差があっても、タイヤ１７を床面上で転動させるときの、床面に対する掻き上げ部材１６Ｂの相対位置を調整できる。清掃具１０の前進時には、掻き上げ部材１６Ｂがタイヤ１７と床面の接触を妨げることのない適度な下方側に設定され、タイヤ１７の回転によって掻き上げ部材１６Ｂを確実に増速回転せしめながら、この掻き上げ部材１６Ｂにより紙シート等の薄いゴミや細かいゴミを掻き上げできる。後進時には、掻き上げ部材１６Ｂを適度に上方側に設定し、掻き上げ部材１６Ｂと床面、塵取部２３のすくい面部２３Ｂ等との接触抵抗を低減して清掃具１０に加える操作力を軽減できる。

（請求項２に対応する作用効果）
(2)支持部材６２の取付角度を、（ａ）前進時には第１の取付位置（図３）に調整することにより、掻き上げ部材１６Ｂを下方側に設定し、(b)後進時には第２の取付位置（図４）に調整することにより、掻き上げ部材１６Ｂを上方側に設定できる。

（請求項３に対応する作用効果）
(3)支持部材６２に設けた取付角度規制凸部７２により、支持部材６２の取付角度を上述(2)の第１の取付位置と第２の取付位置に容易に設定替えできる。
（請求項４に対応する作用効果）

(4)タイヤ１７の内部に設ける増速手段６０を遊星歯車列にて構成することにより、上述(1)〜(3)を簡易に実現できる。

本発明では、タイヤ内蔵する増速手段を、遊星歯車列からなるものに限定せず、他の歯車列、又は摩擦車列等により構成するものでも良い。

図１は清掃具を示す模式側面図である。 図２は清掃具の前進状態を示す模式図である。 図３は清掃具の後進状態を示す模式図である。 図４は清掃具の内部を示す横断面図である。 図５は増速タイヤを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う模式矢視図である。 図６は増速タイヤを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は組立斜視図である。

符号の説明

１０ 清掃具
１５ フレーム
１６Ｂ 掻き上げ部材
１７ 増速タイヤ
６０ 増速手段
６２ 支持部材
７１Ａ 円形孔
７１Ｂ 揺動規制部
７２ 揺動角度規制凸部（揺動角度規制手段）

Claims (4)

1. フレームに掻き上げ体とゴミ捕集手段を支持し、掻き上げ体が床面上を転動するタイヤと、該タイヤの回転に連動して回転し、床面上のゴミをゴミ捕集手段の側に掻き上げる掻き上げ部材とを有してなる清掃具であって、
   タイヤをフレームに設けた支持部材の外周に回転可能に摺動支持するとともに、該支持部材に掻き上げ部材の回転軸を回転可能に支持し、タイヤの回転を増速して掻き上げ部材の回転軸に伝える増速手段をタイヤの内部に設けてなり、
   支持部材をフレームに対し揺動させて該支持部材のフレームに対する取付角度を調整可能にし、
   支持部材の揺動中心に対し、タイヤの回転中心は同軸にし、掻き上げ部材の回転軸の回転中心は偏心させた清掃具。
2. 前記掻き上げ部材の回転軸の回転中心を、前進時には鉛直方向の下方側に、後進時には鉛直方向の上方側にそれぞれ設定する、第１と第２の取付位置に、支持部材の取付角度を調整可能にする請求項１に記載の清掃具。
3. 前記支持部材のフレームに対する揺動範囲を規制する取付角度規制手段を設け、取付角度規制手段により、支持部材の取付角度を前進時には第１の取付位置に、後進時には第２の取付位置に設定可能にする請求項２に記載の清掃具。
4. 前記増速手段が、掻き上げ部材の回転軸に設けた太陽歯車と、タイヤの側に枢着支持されて太陽歯車に噛合い、該太陽歯車の周囲を公転する複数の遊星歯車と、支持部材の側に設けられて各遊星歯車に噛合う内歯歯車とからなる遊星歯車列である請求項１〜３のいずれかに記載の清掃具。

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