JP2009100839A - 床面清掃機 - Google Patents

Abstract

【課題】 走行しながらロールブラシを回転して絨毯面を清掃する床面清掃機において、広大なイベント会場やホテルロビー等に敷かれる毛足の長い高級な絨毯を清掃するのに好適な床面清掃機を安価に提供する。
【解決手段】 床面清掃機１の後部に連結軸１１を中心に上下に回動する整毛ブラシユニット体２０を連結し、この整毛ブラシユニット体２０に正逆回転方向選択可能に回転する整毛ブラシ２１を設け、整毛ブラシユニット体２０の自重分の押圧力で整毛ブラシ２１を絨毯Ｋに押圧し、走行用モータ３Ｍの回転速度と走行方向によって、整毛ブラシモータ２１Ｍの回転方向と回転速度を制御すると共に、清掃ブラシモータ７Ｍの回転停止にともなって、整毛ブラシモータ２１Ｍの停止を連動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、走行しながらロール状の清掃ブラシを回転して絨毯面を清掃する床面清掃機に関し、特に広大なイベント会場やホテルロビー等に敷かれる毛足の長い高級な絨毯を清掃する場合に用いて好適な床面清掃機の構成と制御手段に関するものである。

例えば国賓などが招待される特別なイベント会場や各種授賞式などが開催される各国の宮殿などでは、毛足の長い高級な絨毯が会場一面に敷き詰められて、そのイベントの開催前には相当に念入りな清掃と毛並みの調整が必要とされる場合がある。この様な広大な床面いっぱいの絨毯のクリーニングにおいては、現状では例えば特許文献１に記載の清掃機用ブラシ装置を搭載した床面清掃機（スイーパー）を一人が手押し運転して清掃し、もう一人が清掃時の車輪走行跡、足跡などを残さないように、専用のほうき（グルーマー、整毛ブラシなどと言う）を用いて走行跡と足跡部分の絨毯を起毛・整毛し、仕上げ作業（グルーミング）を必要とした清掃を行っていた。若しくは、一人でこの様な作業を交互におこなっていた。

しかし、従来の清掃作業ではこの様に複数の作業者が行い、人手による作業も多いため、効率が悪くある程度の技術が必要であった。そのため、人によるムラも排除し作業効率を上げられるよう、この様な清掃用途には専用のカーペットスイーパーが望まれていた。

そこで特許文献２に記載の技術が開発され、絨毯の表面の走行跡を極力残さない様に工夫がされてきたが、前述の様に高級な毛足の長い絨毯では車輪跡が残ってしまい、結局は人手による仕上げ作業が解消できないでいた。

さらに特許文献３に記載の発明では、専用の電動式起毛ブラシをクリーニング装置の台車後方で牽引し、洗浄工程後に通過する電動起毛ブラシが絨毯の起毛処理をおこなう技術が開発されていた。
特開２００６−２８０６０１号公報 特開平７−４７０３８号公報 実開平７−２４６号公報

しかし、前述の様な高級な毛足の長い絨毯では、台車の走行方向により毛並みの方向（芝目のようなもの）に差が付いてしまい、絨毯全体に縞模様が付いた様な仕上がり状態となってしまう問題があった。

また、この特許文献３の様な構成では、絨毯専用の装置となってしまって用途が限られ、且つ、装置全体が大きくて保管場所も広く必要とすると共に、価格も高くなるため、この様な装置は結局は実用化されないものであった。

従って本発明の技術的課題は、高級な絨毯の清掃に使用して好適であり、且つ、通常のカーペット清掃にも使用でき、装置全体がコンパクトにまとまって取扱のしやすい床面清掃機を提供することである。

（１） 上記の技術的課題を解決するために本発明の請求項１に係る床面清掃機は、走行しながら清掃ブラシを回転して絨毯或いは床面からゴミを掻き集め、この集めたゴミをブロアーの吸引作用によってダストボックスに回収して清掃する搭乗式若しくは自走式の床面清掃機であって、当該床面清掃機の後部に、連結軸を用いて整毛ブラシユニット体を上下に揺動及び回動可能に連結し、この整毛ブラシユニット体には、横幅を上記清掃ブラシよりも広く、且つ、上記床面清掃機に取付けられている走行用車輪の軌跡の最大幅よりも広く構成すると共に、ブラシ面を上記整毛ブラシユニット体の底面より下側に突出して、下側への押圧力を発揮しつつ、整毛ブラシモータにより正逆方向に選択可能に回転する整毛ブラシを設けて、この整毛ブラシと上記清掃ブラシの回転により、清掃ブラシが絨毯或いは床面を清掃し、整毛ブラシが絨毯の毛足を整毛することを特徴としている。

（２） また、本発明の請求項２に係る床面清掃機は、前記床面清掃機を走行させる走行用モータの回転速度と回転方向とに従って、当該清掃機に設けた制御部が前記整毛ブラシモータの回転方向を切換え制御することを特徴としている。

（３） また、本発明の請求項３に係る床面清掃機は、前記整毛ブラシモータの回転速度条件をある一定の条件、若しくは、数段階の条件に設定し、その回転速度条件が前記床面清掃機の走行速度と走行方向の違いによっても、絨毯面と整毛ブラシの相対接触速度で一定の範囲内に収まる様に、前記制御部が上記整毛ブラシモータの回転方向と回転速度を制御することを特徴としている。

（４） また、本発明の請求項４に係る床面清掃機は、前記清掃ブラシを回転する清掃ブラシモータの運転モードが、清掃ブラシモータの運転停止にともなって、前記整毛ブラシを回転する整毛ブラシモータの運転を連動して停止せしめる清掃ブラシモータ連動モードと、前記走行用モータの運転停止にともなって、上記清掃ブラシモータ及び整毛ブラシモータが予め定めた時間後に運転を停止する走行用モータ連動モードとの選択が可能に構成されていることを特徴としている。

（５） また、本発明の請求項５に係る床面清掃機は、前記整毛ブラシユニット体に、前記整毛ブラシの回転により発生する遊び毛を回収する遊び毛ポケット部と、開閉若しくは取り外し可能に構成した上蓋体とを設けると共に、当該整毛ブラシユニット体の内部には、上記整毛ブラシの回転時に、そのブラシ先端に接触してはたきの役目を発揮するブレードを設けたことを特徴としている。

（６） また、本発明の請求項６に係る床面清掃機は、前記連結軸を用いて前記床面清掃機の後部に連結した整毛ブラシユニット体の全体を、上記連結軸を中心にして床面清掃機の後部背面に向けて起立回動させた収納状態に保持可能に構成すると共に、前記清掃ブラシの床面側への押圧力と、床面に対して当該清掃ブラシを所定の高さに離間させることができる高さ調整機構部を設けて、この高さ調整機構部には、当該機構部が上記清掃ブラシを床面から離間させた時に、上記整毛ブラシユニット体を上記連結軸を中心に上方に回動して、上記整毛ブラシユニット体の床面方向への自重モーメントによる下方への回動を妨げることができる連動手段を設けたことを特徴としている。

（７） 更に、本発明の請求項７に係る床面清掃機は、前記床面清掃機に、床面清掃機の運転を遠隔操作可能なラジオコントロール機能と、床面清掃機の走行経路を予め記憶させて自動的に清掃させることができるプログラミング機能を具備させて、遠隔操作によって絨毯の清掃作業と整毛作業を可能にすると共に、自動走行時点で走行方向によって整毛ブラシの回転方向と回転速度を切換え調整し、移動走行時と停止時には、清掃ブラシ並びに整毛ブラシを床面側から離間させて移動或いは停止することを特徴としている。

上記（１）で述べた請求項１に記載の手段によれば、搭乗式、若しくは自走式の床面清掃機が整毛ブラシユニット体を後方に連結して牽引するため、作業者の足跡や走行様車輪の轍の跡が残らず、床面清掃機の進行方向に依って、整毛ブラシの回転方向の切換が可能で、絨毯の毛並みの方向を一定にできるため、仕上がり状態が綺麗になる。また、自重によるモーメント分の押圧、若しくは、トーションバネ等のバネ材の弾発力を加えた押圧で整毛ブラシを加圧するだけであり、構造が簡単で床面（絨毯面）への追従性がよく、整毛状態が一定に保てる。

また、上記（２）と（３）で述べた請求項２、３に記載の手段によれば、整毛ブラシの回転による絨毯の毛先の倒れ方の違いを、走行方向と連動して切換え制御するため、絨毯の毛並みの方向を一定にでき、仕上がり状態がより綺麗になる。
さらに、整毛ブラシと床面の相対接触速度が一定の範囲内に収まるように制御することで、絨毯の毛並みの倒れ具合まで一定にでき、仕上がり状態で遠目に見た縞模様などが発生せず、より綺麗で均一に整毛することができる。

また、上記（４）で述べた請求項４に記載の手段によれば、清掃ブラシの回転を停止した時点では整毛ブラシも停止するため、清掃していない状態で整毛ブラシが回転しつづけて絨毯を損傷する事故を防止できる。また、床面清掃機の走行を停止させた後に、清掃モータ及び整毛ブラシ用モータが予め定めた時間の後に停止するため、同じ場所を長時間清掃及び整毛ブラシが掻きつづけて絨毯を損傷することがない。

また、上記（５）で述べた請求項５に記載の手段によれば、ブラッシングによって生じた遊び毛が走行後に飛散することがなく、さらに、整毛ブラシユニット体の内部に収容した遊び毛が廃棄しやすい。一旦整毛ブラシユニット体の内部に回収した遊び毛が、整毛ブラシの回転に誘導されて再度床面に飛散することがなく、遊び毛の収集性が高まる。

また、上記（６）で述べた請求項６に記載の手段によれば、整毛ブラシユニット体を収容状態に保持固定し、整毛ブラシを用いない通常の清掃運転や清掃を伴わない移動運転が可能であり、清掃機全体がコンパクトになって保管スペースも小さくて済む。

加えて、上記（６）で述べた請求項６に記載の手段によれば、清掃ブラシを非清掃状態で収納した動作を利用して機構変換がなされて、自動的に整毛ブラシユニット体を床面から離す（持ち上げる）ため、移動走行時に床面への損傷がなく、別操作により整毛ブラシユニット体の持ち上げをしなくとも、移動走行に即座に移行できる。また、この様な整毛ブラシの自動持ち上げ動作を、清掃ブラシの動作機構を利用しておこなうため、部品数の増加が少なく、別駆動源の必要もなく、コストアップせずに実現できる。

さらに、上記（７）で述べた請求項７に記載の手段によれば、遠隔操作で走行するリモートコントロール式床面清掃機として、広大な絨毯や床面の清掃および仕上げ作業を運転者が搭乗せずに行え、搭乗時に比べて総重量が減ることで元々車輪跡の付き方自体も減るため、仕上がり状態をより綺麗に出来る。

さらにまた、上記（７）で述べた請求項７に記載の手段によれば、自動走行する床面清掃機ロボットとして、広大な絨毯や床面の清掃および仕上げ作業を自動的に行うことを可能にする。

以上述べた次第で本発明に係る床面清掃機によれば、高級で毛足が長くて広大な絨毯の清掃に用いるのに好適な床面清掃機を提供できるものであって、絨毯の表面の走行跡や遊び毛の飛散を発生させずに、清掃後絨毯面は毛並みが揃って美観性に優れ、清掃作業時は操作性がよく、保管時には場所を大きく必要とせず、通常のカーペットや床面の清掃にも簡単に転用可能な床面清掃機が、低コストで実現できる。

以下に、本発明に係る床面清掃機の実施の形態を図面と共に詳細に説明するが、ここで説明する実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。

図１は本発明に係る床面清掃機の外観を示す斜視図、図２はその側面図であって、これ等の図面において符号１で全体的に示した床面清掃機は、前輪２と後輪３を備えた車台１Ｚと、この車台１Ｚ上に設けた機体１Ｋと、操作ハンドル１Ａと、運転者ＮＫが座る座席１Ｂとを備えていて、車台１Ｚの底面部には、床面清掃機１の進行方向に対して横長のロール状に形成した清掃ブラシ７（図２参照）を備えた清掃ブラシユニット４が取付けられ、また、上記の後輪３は走行用モータ３Ｍ（図３、図５参照）によって駆動されて、床面清掃機１を走行させる仕組みに成っている。

上記の清掃ブラシユニット４は、図２に示すように取付軸５を支点にして昇降用シリンダ６の伸縮作用と引張りバネ９の作用によって、床面或いは絨毯（以下単に絨毯Ｋという）側を弾性的に程良く押圧しながら床面清掃機１と一体に移動し、この移動中に上記の清掃ブラシ７を清掃ブラシモータ７Ｍ（図５参照）によって図面上矢印（Ｘ）方向に回転することにより、絨毯Ｋのゴミを清掃して当該清掃ブラシユニット４内に収集するように構成されている。この様に清掃ブラシユニット４内に収集されたゴミは、ブロアーモーター４Ｍ（図５参照）によって作動するブロアーの吸引作用を受けて機体１Ｋ内に設けたバケット式のダストボックス（図示省略）に回収されて、廃棄処理される。

図２において矢印（Ｙ）は上記清掃ブラシユニット４の絨毯面追従揺動の方向を示したもので、この様に絨毯Ｋの面に追従しながらゴミを清掃する清掃ブラシ７による清掃ブラシ範囲７Ｗ（図１参照）は、上記左右の後輪３，３の外幅間隔とほぼ同一寸法に造られていて、この清掃ブラシ範囲７Ｗは図２に示すように以下に述べる整毛ブラシ範囲２１Ｗよりも狭く造られている。

また、清掃時における上記清掃ブラシ７の回転方向は図の様に床面清掃機１の左側面より見て時計回転方向であり、床面清掃機１が前進方向に走行しながら清掃動作をする場合に、清掃ブラシ７の回転が床面清掃機１の進行に対向して絨毯Ｋの毛（パイル）を掻き上げる方向に設定されている。

床面清掃機１における後部１Ｔの下方には、略Ｌ字形状のアーム１０，１０が本体幅の両側面に取り付けられており、その間を連結軸１１が挿通され、さらに連結軸１１には整毛ブラシユニット体２０が連結されている。

整毛ブラシユニット体２０は連結軸１１を中心に上下方向に揺動及び回動可能であり、横向きに架設した整毛ブラシ２１、整毛ブラシモータ２１Ｍ、整毛ブラシユニット体２０の自重が連結軸１１を支点としてモーメントで整毛ブラシ２１と絨毯Ｋとの接触部に作用する。また、絨毯Ｋの若干の凸凹や傾斜にも自重モーメントにより追従する。整毛ブラシ２１の回転方向は、図で時計方向を正転方向ＦＷ、反時計方向を逆転方向ＲＶと定義したが、これは清掃ブラシ７の回転と同一方向を正転方向ＦＷとして便宜的に合わせたもので、床面清掃機１の進行方向に対向して絨毯Ｋの毛を掻き起こす方向を正転方向ＦＷとした。なお、上記の連結軸１１にトーションバネ等のバネ材を巻装して、整毛ブラシユニット体２０の自重によるモーメントに弾発力を付加することによって、押圧力を設定するようにしてもよい。

実際に清掃するにあたって、必ずしも整毛ブラシ２１の回転を正転方向ＦＷで開始する必要はなく、床面清掃機１の走行速度に応じて、清掃ブラシ７のブラシ跡や走行（主に後輪３）跡を目立たなく仕上げられる様であれば、整毛ブラシ２１の回転方向はまずは逆転方向ＲＶで進んだほうが、絨毯Ｋを痛めることも少なくて良い場合もあるし、絨毯Ｋそのものの起毛状態の傾向がもともと有る方向に傾いている場合もあり、その傾向に合わせて整毛することも可能である。

図３は本発明に係る床面清掃機の清掃時の走行方向例を示す。図示の如く、絨毯Ｋが床面に敷き詰められているが、絨毯端部ＫＴと図示しない床面境界（通常は壁面や階段）までは、床面清掃機１が反転する程度の余裕があるものとする。尚、図中ＷＳは床面清掃機１の走行軌跡を簡易的に示したものである。

床面清掃機１が走行方向Ａ（図で上方向）に進行する際に、まず整毛ブラシ２１を正転方向ＦＷに低速で回転させる。床面清掃機１が反対方向の絨毯端部ＫＴ（図で上側）に達すると、一旦清掃ブラシ７の回転と整毛ブラシ２１の回転を停止させ、床面清掃機１が進路を逆方向に転換し、走行方向Ｂ（図で下方向）に進行する。この際、清掃ブラシ７が回転を停止する操作を運転者ＮＫがおこない、それに連動して整毛ブラシ２１が回転を停止することとすれば、余分なエネルギーを消費せずバッテリーの寿命を長持ちさせることが可能となる。

その後、床面清掃機１が絨毯端部ＫＴに達したら、清掃ブラシ７の回転と整毛ブラシ２１の回転を運転者ＮＫの操作により再開し、走行方向Ｂの清掃作業をおこなう。この際、前述の走行方向Ａの際の整毛ブラシ２１の回転方向を切換え、逆転方向ＲＶに高速で回転させる。

図４の（１）と（２）は、本発明に係る床面清掃機１の清掃時の整毛状態を示す説明図であり、図３の清掃方向と整毛状態の関係をデフォルメしている。

図４（１）の走行方向Ａの際の床面清掃機１の定速走行による速度ベクトル量を仮にａとする。その際の整毛ブラシ２１の回転方向は図の様に正転方向ＦＷであり、整毛ブラシ２１の回転速度はその絨毯Ｋとの接触部（ブラシ先端付近）の線速度で、上記と同様にベクトル量をａとする。即ち、床面清掃機１の走行速度と同じ線速度で整毛ブラシ２１が回転しており、各々の速度ベクトル量はａであり、走行方向と整毛ブラシ２１の絨毯Ｋとの接触部の走査方向が同一方向（どちらも進行方向に向かっている）であるため、絨毯Ｋと整毛ブラシ２１の相対走査速度は２×ａとなる。

この状態で走行方向Ａに進行した場合、図４（１）の様に床面清掃機１がまだ到達していない範囲は「初期状態ＫＡ」であり、毛並みはバラバラであるが、先に前輪２が通過した個所は「初期状態及び前輪走行跡ＫＢ」のある状態となり、前輪２で踏まれて倒れた毛並みとバラバラな毛並みが混在する。その後清掃ブラシ７が作用すると「清掃ブラシ跡ＫＣ」が清掃ブラシ７の幅分７Ｗ（図１参照）に付くことになるが、すぐその後で後輪３が通過して「清掃ブラシ跡および後輪走行跡ＫＤ」が残ることになる。最後に牽引された整毛ブラシユニット体２０の整毛ブラシ２１が通過した個所は「整毛済み範囲ＫＥ」と示した様に、一定の毛並み方向で、毛並みの倒れ方も安定した綺麗な絨毯Ｋの仕上げ状態となる。

その際の毛並みの倒れ量は整毛ブラシ２１と床面（絨毯Ｋ）の相対接触速度２×ａ分の量で、方向は図の例では左傾斜方向で一様となっている。

図４（２）の走行方向Ｂに移行した際には、床面清掃機１の定速走行による速度ベクトルはａでその方向が逆となる。その際の整毛ブラシ２１の回転方向は図の様に逆転方向ＲＶに変化させ、整毛ブラシ２１の回転速度はその絨毯Ｋとの接触部（ブラシ先端付近）の線速度で、ベクトル量を３×ａとなる様に変化させる。

即ち、床面清掃機１の走行速度の３倍の線速度で整毛ブラシ２１が逆方向に回転しており、先ほどとは床面清掃機１の進行方向が逆であるため、絨毯Ｋと整毛ブラシ２１の相対接触速度は差し引いて２×ａとなる。この状態で走行方向Ｂに進行した場合、最後に牽引された整毛ブラシユニット体２０の整毛ブラシ２１が通過した個所は「整毛済み範囲ＫＥ」と示した様に、一定の毛並み方向で、毛並みの倒れ方も安定した綺麗な絨毯の仕上げ状態となる。

その際の毛並みの倒れ量は整毛ブラシ２１の相対接触速度２×ａ分の量で、方向は図の例では左傾斜方向で一様となり、前述の走行方向Ａの場合と全く同じ傾向となる。従って、走行方向が異なることで絨毯Ｋの毛並みの倒れ方に差が出来てしまい縞模様の仕上げ状態となる様なことが回避でき、非常に綺麗な絨毯Ｋの清掃状態が実現する。

なお、この実施例では、床面清掃機１の走行速度ａに対して整毛ブラシ２１の線速度をａ〜３×ａで制御する例を示したが、本出願の技術範囲はこれに限るものではなく、本出願人の実験検証においては整毛ブラシ２１の回転速度をもっと高速にした方が整毛状態が綺麗になり、回転速度の変化を少なくすることが出来るが、早すぎると図６に示す遊び毛ＫＳの量が増えるために絨毯Ｋの損傷も多くなることも解っている。また、使用する整毛ブラシモータ２１Ｍの回転速度の可変範囲の制約もあり、整毛ブラシ２１の植毛状態や密度・材質にも左右される。したがって、それらバランスを考慮した数値を設定し、前述の相対接触速度が走行方向によって極力一定になるように制御するのが望ましい。

また、走行速度ａが可変した際でも、その時点の走行速度に応じて整毛ブラシ２１の回転を制御したり、予め整毛ブラシ２１の回転状態を「高・中・低回転」などと段階付けしておき、その際の前述の相対接触速度を一定に制御することも適宜実施可能である。

図５は本発明に係る床面清掃機１のブロック構成を示す図である。図５において、３０はＣＰＵ３０Ａとメモリー３０Ｂを備えた制御部で、この制御部３０にはバス３０Ｃを介してインターフェースや駆動回路３１が接続され、このインターフェース／駆動回路３１には、床面清掃機１の各機能要素、即ち、前述したブロアーモーター４Ｍ、清掃ブラシモータ７Ｍ、整毛ブラシモータ２１Ｍ、昇降用シリンダ６、及び、走行用モータ３Ｍに加えて、設定部３２、操作部３３、表示部３４、電源制御部３５、バッテリー３６が接続されていて、これ等が床面清掃機１の本体に内蔵され、特に、設定部３２と操作部３３並びに表示部３４は、座席１Ｂの横に設けたコントロールボックス８に内蔵されている。

また、前述の走行方向の切換に際して、整毛ブラシモータ２１Ｍの回転方向と回転速度を変化させるソフトウエアは、制御部３０のメモリー３０Ｂに保存されたプログラムを実行することで容易に実現出来、その際に方向転換の検知をおこなうための加速度センサー３７も具備されており、一旦清掃ブラシ７と整毛ブラシ２１を停止させた後に、運転者ＮＫがステアリング（ハンドル１Ａ）操作により床面清掃機１を反転させたことを確実に検知可能に構成されている。

なお、破線で示したステアリングモータ４１と赤外線センサー４２や超音波センサー４３、並びに、無線受信部４４等を具備させた自走式遠隔制御部４０を設けて、適宜走行軌跡のプログラムや、学習機能などを盛り込むことで、自動的に広大な床面（絨毯Ｋ）を清掃して、整毛ブラシ２１の回転により仕上げ作業までおこなう自動清掃ロボットも容易に実現出来る。また、無線受信部４４を設けることにより、外部より遠隔操作可能にすることも容易に実現出来、大規模な絨毯Ｋの清掃を仕上げ状態を極めて綺麗に仕上げるためには、どちらも有効な手段であり、本発明の本質的な整毛ブラシ動作を組み合わせることで、更に効果が高まるものである。

また、上記自動清掃ロボットやリモートコントロール式清掃機まででなくとも、清掃ブラシ７の回転を停止した時点では整毛ブラシ２１も停止させて、清掃していない状態で整毛ブラシ２１が回転しつづけて絨毯Ｋを損傷する様なことを防ぐ清掃ブラシ連動停止モードや、床面清掃機１の走行を停止させた後は清掃ブラシモータ７Ｍ及び整毛ブラシモータ２１Ｍを予め定めた時間の後に停止させ、同じ場所を長時間清掃ブラシ７及び整毛ブラシ２１が掻きつづけて絨毯Ｋを損傷することを防ぐ走行モータ連動停止モードなど、完全自動ではなくとも様々な操作の組み合わせをプログラムして、メモリー３０Ｂに保存して実行出来るように構成されている。

図６は本発明に係る床面清掃機の整毛ブラシユニット体２０の内部断面を示す図であり、図７は本発明に係る床面清掃機の整毛ブラシユニット体２０の内部構成を示す分解図である。これ等の図面において、２０Ａ及び２０Ｂ，２０Ｂは整毛ブラシユニット体２０の機枠を構成する背面板と左右の側板であって、これ等の背面板２０Ａと左右の側板２０Ｂ，２０Ｂは平面視形状が上下面を開口した略コ字状を成すように接続構成されていて、その内部には、清掃ブラシモータ２１Ｍによってベルト２２Ｓを介して回転される前述したロール形状の整毛ブラシ２１が、進行方向Ａに対して横向きに架設されている。尚、図中２１Ａは上記整毛ブラシ２１のブラシ軸である。

以上の如く構成した整毛ブラシ２１の長さは、図１に示した幅の広い清掃ブラシ範囲２１Ｗを得られるように、前記左右の後輪３，３の外幅間隔よりも若干長目（幅広）に造られており、また、整毛ブラシ２１の回転によって絨毯Ｋの細かな糸くずや遊び毛ＫＳ…が舞い上がって、それが絨毯Ｋの面に飛散して汚すことを防ぐために、整毛ブラシユニット体２０の内部には遊び毛ＫＳを回収する遊び毛ポケット部２３Ｐ，２３Ｐを備えた遊び毛処理室２３が設けられている。

図６、図７において、２３Ｈ，２３Ｈは上記整毛ブラシユニット体２０の内部で、且つ、上記整毛ブラシ２１の両側に間隔をあけて並設したパネル板で、遊び毛処理室２３を構成するこれ等両パネル板２３Ｈ，２３Ｈの各下端部を、夫々上向きの略コ字状に屈曲形成することによって、上記の遊び毛ポケット部２３Ｐ，２３Ｐが構成され、また、これ等両遊び毛ポケット部２３Ｐ，２３Ｐ間の間隔２３Ｗで、上記整毛ブラシ２１が回転する仕組みに成っている。

また、整毛ブラシ２１の上側部間に架設した取付け部材２５には、整毛ブラシ２１の先端がかすかにかする位置に、櫛条のはたきブレード２６，２６を設けて、遊び毛ＫＳをはたきおとして遊び毛ポケット２３Ｐ，２３Ｐに収集されやすくしている。これ等遊び毛ポケット２３Ｐ，２３Ｐ及びはたきブレード２６，２６は、正逆回転を考慮して整毛ブラシ２１の前後に配置し、遊び毛ＫＳの回収時には取り外し可能な取っ手２３Ｔ付きの上蓋２３Ａにて通常は遮蔽している。

図８は本発明に係る床面清掃機の移動時・非稼働時の状態を示す側面図であって、移動時・非稼働時には、整毛ブラシユニット体２０を連結軸１１を中心に上に引き上げ、フック１２で固定して保持することで、移動時と非稼働時の保管スペースの削減に寄与している。また、整毛ブラシユニット体２０を用いない通常のカーペット床の清掃には、この状態で清掃ブラシ７による通常どおりの清掃作業が可能であり、整毛ブラシユニット体２０を有する高級絨毯専用機とならずに汎用的に利用できる。

図９は本発明の他の実施例に係る床面清掃機１の移動時の状態を示す側面図であって、昇降用シリンダ６による清掃ブラシユニット４の可動機構とレバー２８を用いて、清掃ブラシユニット体２０の動作を変換して整毛ブラシユニット体２０の床面Ｆからの開放をおこなう。

即ち、上記のレバー２８はその中間部が取付軸２９によって床面清掃機１の後部側面に回動自在に取付けられていて、昇降用シリンダ６によって図９に示す非稼働位置に清掃ブラシユニット４が取付軸５を支点に上昇回動されると、この清掃ブラシユニット４の先端部側面に突設されている係止軸２９が上記レバー２８の根端部を上方に押し上げる。その結果、レバー２８の全体が上記取付軸２９を中心に図面上時計回転方向に回動するため、レバー２８の先端部２８Ｔが整毛ブラシユニット体２０に設けた従動軸２７を押して、整毛ブラシユニット体２０の全体を連結軸１１を中心にして床面Ｆから離す方向に回動して、整毛ブラシユニット体２０の床面Ｆからの開放を行うことが可能となる。

これにより、清掃ブラシ７での清掃を完全に終了して、清掃ブラシ７を上方に格納した動作に連動して、整毛ブラシ２１が床面Ｆから離れるため、保管場所までの移動の際にいちいち運転者が降りて整毛ブラシユニット体２０を収納状態に固定しなくてもよく、また、ワンタッチで清掃作業状態、即ち、整毛ブラシ２１の稼働状態に移行することが可能で、駆動源は従来よりある清掃ブラシ７の駆動機構を流用していることで、コストアップを抑えて、操作性の向上が実現し、取扱しやすい床面清掃機１を市場に提供できる。

なお、清掃はおこなわずに整毛ブラシ２１による整毛作業だけを行いたい場合には、前述の昇降用シリンダ６の昇降工程の中間付近に、清掃ブラシユニット４のみが床面Ｆから離れ、整毛ブラシユニット体２０は床面Ｆに着いている状態となるような中間的なモードを設ければよく、整毛専用作業への移行も容易に可能である。

次に、前記メモリー３０Ｂに格納されているプログラムに基づいて制御される本発明に係る床面清掃機１の動作を、図１０に記載したフロー図に従って説明すると、まずステップＳ１で予め整毛ブラシ２１の回転速度や方向等を入力設定したり、設定部３２の切換スイッチで選択設定するものとする。その際の設定項目は、整毛ブラシ２１の初期回転方向が正方向回転か逆方向回転か、さらに、整毛ブラシ２１の回転速度設定を例えば３段階選択式とし、低・中・高速回転（Ｌｏ・Ｍｉｄ・Ｈｉ）を選択する。また、同様に床面清掃機の走行モータも速度可変であるとする。なお、この実施例ではまず、整毛ブラシ２１の回転速度を低速回転（Ｌｏ）で、正方向回転に設定したとする。

ステップＳ２でブラシユニットの図示しない操作レバー等でＯＮ（清掃ブラシ７・整毛ブラシ２１共に動作）を選択すると、ステップＳ３で昇降用シリンダ６が下降し（昇降用シリンダ６が清掃ブラシユニット４を床面方向に押圧し）、ステップＳ４で清掃ブラシ７が正方向に回転スタート（清掃ブラシ７は常に正方向回転）し、ステップＳ５で整毛ブラシモータ２１Ｍがまず予め設定された最低速で正方向回転スタートする。

次のステップＳ６で走行用モータ３Ｍの回転がスタートしたかどうかを監視し、その間に予め設定した時間（Ｔ１ｓｅｃ）以上経過すると、ステップＳ１５でＹＥＳとなり、後述するステップＳ１０に移行するが、設定時間内であれば再度ステップＳ６で走行用モータ３Ｍの回転を監視しつづけ、ステップＳ６で走行用モータ３Ｍが回転開始するとＹＥＳとなり、ステップＳ７の整毛ブラシ２１の回転制御へ移行するが、整毛ブラシ２１回転制御の詳細は後述する。

整毛ブラシ２１の回転制御をおこないながら、ステップＳ８でブラシユニットの操作レバーのＯＦＦ操作か、ステップＳ９で走行用モータ３Ｍの停止の監視を繰り返しながら、どちらかがＹＥＳとなると、ステップＳ１０で昇降用シリンダ６の上昇に移行し、ステップＳ１１で清掃ブラシ７の回転を停止し、ステップＳ１２で整毛ブラシ２１の回転を停止する。即ち、一旦操作レバーでＯＦＦとするか、床面清掃機１の走行を停止した場合は、清掃ブラシ７と整毛ブラシ２１の回転が停止して上記の各ブラシ７，２１が床面Ｆから離れて待機するようになっている。なお、ステップＳ９で走行用モータ３Ｍの停止から予め設定した時間（Ｔ２ｓｅｃ）経過した場合に、ＹＥＳでステップＳ１０に移行する様なタイマーを設けても良い。

その後ステップＳ１３で走行方向が反転したかどうかを、加速度センサー３７か、ステアリング（ハンドル１Ａ）の操作角度の検出か、或いは運転者のマニュアル操作により、床面清掃機１の方向転換を検出した場合、ステップＳ１４で整毛ブラシ２１の回転設定を反転側の設定に変更するが、これも詳細は後述する。

また、ステップＳ１３で走行方向が反転していないうちに、ステップＳ２で再度ブラシユニットＯＮの操作がおこなわれた場合は、前述と同様の整毛ブラシ２１の回転設定（初期設定では正方向回転で低速度）でステップＳ３以降のフローを繰り返すことになる。

なお、ステップＳ１３とＳ２の個所では、床面清掃機１が停止した状態では繰り返し両方を監視している様になっているが、簡単化のためフローの矢印を一方向（ステップＳ１３からＳ２）だけで示している。さらにその繰り返しの監視中に、同様にステップＳ１６で電源ＯＦＦを監視しており、電源がＯＦＦされることで床面清掃機１の動作を終了する。

次に、図１１に本発明の他の実施例に係る床面清掃機１の整毛ブラシ２１の回転制御を示す。図１１（１）で整毛ブラシ２１の回転設定がＬｏの場合を示し、図１１（２）はＨｉを示し、Ｍｉｄの状態はその中間として省略した。前述の図１０のフローにおいて、当初は整毛ブラシ２１の設定は正方向回転でＬｏとなっており、まず図１１（１）の左のグラフの条件で運転される。これは横軸に床面清掃機１の走行速度調整（アクセルの調整量）を示し、縦軸には走行用モータ３Ｍと整毛ブラシモータ２１Ｍの回転速度を示す。ここでは簡単化のために、走行用モータ３Ｍと整毛ブラシモータ２１Ｍはほぼ同速度の回転速度ａを中心値として±数％の速度可変が可能なこととする。なお、横軸の低速・中速・高速は走行速度の大まかな振りわけであるが、この様に３段階程度のステップで速度が可変となるものであれば、条件のグラフも階段状になればよいが、ここでは速度可変範囲内では無段階に低速から高速まで可変できるものとする。なお、グラフ中で実線は走行用モータ３Ｍの回転速度を示し、破線は整毛ブラシモータ２１Ｍの回転速度を示す。

図１１（１）では、前述の図４で説明したのと同様で、整毛ブラシモータ２１Ｍが正方向回転の際に速度ａで回転している場合、図１０のステップＳ１３で走行方向反転が検出出来た場合には、右側の逆方向回転の条件のグラフに設定が変更される。これが図１０のステップＳ１４の意味である。逆方向回転では、走行用モータ３Ｍの回転が中速でａの際でも、整毛ブラシモータ２１Ｍの回転速度は３×ａとなる。なお、この際の整毛ブラシモータ２１Ｍの回転方向は当然逆回転方向となる。

また、正方向回転の条件に戻って説明するが、床面清掃機１の進行方向と同じ正方向回転に整毛ブラシモータ２１Ｍが回転している場合、床面清掃機１の走行速度が高速になるに従い、整毛ブラシモータ２１Ｍの回転速度は遅くなり、床面清掃機１の走行速度が低速になるに従い、整毛ブラシモータ２１Ｍの回転速度は速くなるよう、図の様に×状の特性になるように設定されている。これは、床面清掃機１が高速になるに従い、整毛ブラシ２１の絨毯Ｋとの相対接触速度が速くなるため、それを一定に保つために整毛ブラシモータ２１Ｍの回転を遅くする様な制御をしている。

逆に、逆方向回転の際には床面清掃機１が高速になるに従い、整毛ブラシ２１の絨毯Ｋとの相対接触速度が遅くなるため、それを一定に保つために整毛ブラシモータ２１Ｍの回転を早くする様な制御をしている。

図１１（２）は整毛ブラシモータ２１Ｍの回転設定をＨｉとした場合であるが、図１１（１）と同様な床面清掃機１の走行速度に対する整毛ブラシモータ２１Ｍの回転制御の手法をとっているが、元々の整毛ブラシ２１の回転速度はＬｏの２倍の２×ａとしており、逆方向回転の際には４×ａを中心とした回転可変範囲で整毛ブラシモータ２１Ｍを回転させることになる。但し、実際には整毛ブラシモータ２１Ｍと走行モータは求められる仕様が異なるモータであり、走行用モータ３Ｍほどの駆動力が必要でないため、整毛ブラシモータ２１Ｍを予め高速で回転させる設定の方が容易であり、さらに高速にすればするほど、正方向と逆方向の回転数の差が少なくなり、整毛ブラシモータ２１Ｍの回転速度可変範囲は少なくて済む様になる。

本発明に係る床面清掃機の外観を示した斜視図。 本発明に係る床面清掃機の外観を示した側面図。 本発明に係る床面清掃機の清掃時の走行方向例を示す説明図。 本発明に係る床面清掃機の清掃時の整毛状態を示す説明図。 本発明に係る床面清掃機における電気的構成を示したブロック図。 本発明に係る床面清掃機の整毛ブラシユニット体の内部構造を示した断面図。 本発明に係る床面清掃機の整毛ブラシユニット体の内部構成を示す分解図。 本発明に係る床面清掃機の移動時・非稼働時の状態を示す側面図。 本発明の他の実施例に係る床面清掃機の移動時の状態を示す側面図。 本発明の実施例に係る床面清掃機の動作を示すフロー図。 本発明の実施例に係る床面清掃機の整毛ブラシの回転制御を示す説明図。

符号の説明

１ 床面清掃機
３ 後輪
３Ｍ 走行用モータ
４ 清掃ブラシユニット
４Ｍ ブロアーモータ
６ 昇降用シリンダ
７ 清掃ブラシ
７Ｍ 清掃ブラシモータ
１１ 連結軸
２０ 整毛ブラシユニット体
２１ 整毛ブラシ
２１Ｍ 整毛ブラシモータ
２３Ａ 上蓋
２３Ｐ 遊び毛ポケット部
２３Ｔ 取っ手
２６ はたきブレード
Ｋ 絨毯
ＫＳ 絨毯の遊び毛

Claims (7)

1. 走行しながら清掃ブラシを回転して絨毯或いは床面からゴミを掻き集め、この集めたゴミをブロアーの吸引作用によってダストボックスに回収して清掃する搭乗式若しくは自走式の床面清掃機であって、
   当該床面清掃機の後部に、連結軸を用いて整毛ブラシユニット体を上下に揺動及び回動可能に連結し、この整毛ブラシユニット体には、横幅を上記清掃ブラシよりも広く、且つ、上記床面清掃機に取付けられている走行用車輪の軌跡の最大幅よりも広く構成すると共に、ブラシ面を上記整毛ブラシユニット体の底面より下側に突出して、下側への押圧力を発揮しつつ、整毛ブラシモータにより正逆方向に選択可能に回転する整毛ブラシを設けて、この整毛ブラシと上記清掃ブラシの回転により、清掃ブラシが絨毯或いは床面を清掃し、整毛ブラシが絨毯の毛足を整毛することを特徴とする床面清掃機。
2. 前記床面清掃機を走行させる走行用モータの回転速度と回転方向とに従って、当該清掃機に設けた制御部が前記整毛ブラシモータの回転方向を切換え制御することを特徴とする請求項１に記載の床面清掃機。
3. 前記整毛ブラシモータの回転速度条件をある一定の条件、若しくは、数段階の条件に設定し、その回転速度条件が前記床面清掃機の走行速度と走行方向の違いによっても、絨毯面と整毛ブラシの相対接触速度で一定の範囲内に収まる様に、前記制御部が上記整毛ブラシモータの回転方向と回転速度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の床面清掃機。
4. 前記清掃ブラシを回転する清掃ブラシモータの運転モードが、清掃ブラシモータの運転停止にともなって、前記整毛ブラシを回転する整毛ブラシモータの運転を連動して停止せしめる清掃ブラシモータ連動モードと、前記走行用モータの運転停止にともなって、上記清掃ブラシモータ及び整毛ブラシモータが予め定めた時間後に運転を停止する走行用モータ連動モードとの選択が可能に構成されていることを特徴とする請求項１、２及び３に記載の床面清掃機。
5. 前記整毛ブラシユニット体に、前記整毛ブラシの回転により発生する遊び毛を回収する遊び毛ポケット部と、開閉若しくは取り外し可能に構成した上蓋体とを設けると共に、当該整毛ブラシユニット体の内部には、上記整毛ブラシの回転時に、そのブラシ先端に接触してはたきの役目を発揮するブレードを設けたことを特徴とする請求項１に記載の床面清掃機。
6. 前記連結軸を用いて前記床面清掃機の後部に連結した整毛ブラシユニット体の全体を、上記連結軸を中心にして床面清掃機の後部背面に向けて起立回動させた収納状態に保持可能に構成すると共に、
   前記清掃ブラシの床面側への押圧力と、床面に対して当該清掃ブラシを所定の高さに離間させることができる高さ調整機構部を設けて、
   この高さ調整機構部には、当該機構部が上記清掃ブラシを床面から離間させた時に、上記整毛ブラシユニット体を上記連結軸を中心に上方に回動して、上記整毛ブラシユニット体の床面方向への自重モーメントによる下方への回動を妨げることができる連動手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の床面清掃機。
7. 前記床面清掃機に、床面清掃機の運転を遠隔操作可能なラジオコントロール機能と、床面清掃機の走行経路を予め記憶させて自動的に清掃させることができるプログラミング機能を具備させて、遠隔操作によって絨毯の清掃作業と整毛作業を可能にすると共に、自動走行時点で走行方向によって整毛ブラシの回転方向と回転速度を切換え調整し、移動走行時と停止時には、清掃ブラシ並びに整毛ブラシを床面側から離間させて移動或いは停止することを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の床面清掃機。

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