JP2019033804A - 床面洗浄装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の床面洗浄装置は、床面洗浄具の床面への押し付け状態をハンドル操作で微妙に調整しながら前後左右への移動を行わなければならず、危険性を伴い作業員の熟練を要し、また、床面に凹凸があると洗浄状態にムラが生じるという問題があった。【解決手段】電動モーターの回転によって回転する垂設された回転主軸の下部の水平方向に、回転主軸の周りを回転(公転)する4個の床面洗浄具を90度の角度間隔で放射状に配設してなり、かつ前記4個の床面洗浄具が回転主軸の回転方向とは逆方向に回転(自転)するよう構成され、公転によって生じる床面洗浄具と床面との間に生じる摩擦反力を、4個の床面洗浄具の自転による床面洗浄具と床面との摩擦反力によって打ち消して床面洗浄装置の横振れを抑止してなる床面洗浄装置による。【選択図】図1
Description
本発明は、安全に操作でき、かつ洗浄能力に優れた床面洗浄装置に関する。
従来から大型店舗、オフィスビルなどの床面洗浄作業において、比較的狭い領域を洗浄する場合には、電動モーターで円形の洗浄具を回転させ、ハンドル操作によって床面を前後左右に移動させて床面を洗浄する床面洗浄装置が使用されてきている。
図6(a)に従来の床面洗浄装置の代表例の側面から見た構成を、図6(b)に上面から見た構成を示した。この床面洗浄装置40は、図6に見られるように電動モーターと減速機とを収納した円筒形のボディー41と、該ボディー41の下部に嵌合されたカバー42と、減速機の回転軸に装着した回転基盤43と、該回転基盤43に装着した床面洗浄具44と、床面洗浄装置40を移動させるためのハンドル軸45aと操作ハンドル45とで構成されている。そして前記カバー42には操作ハンドル軸45aの傾きを変更可能にする角度調整具46が締結され、また1対の車輪47が前記カバー42に固定された車輪昇降具48を介して取り付けられている。
前記角度調整具46にはその円弧状の外周に複数の切欠溝46aが設けられており、またハンドル軸45aの基部には前記切欠溝46aに挿入してハンドル軸45aの傾斜角度を選択して固定する圧縮バネを備えた爪(図示せず)が備えられ、該ハンドル軸45aに装着した足踏みペダル49を踏むことで、切欠溝46aに挿入されていた爪が上昇して前記溝から離脱し、ハンドル軸45aの傾斜角度を段階的に調節できる構造となっている。
なお前記の車輪昇降具48には圧縮バネとリンクを備えており、床面洗浄装置40を単に移動するだけのときには手動で車輪を降下させ、また洗浄作業時には車輪を床面より高い位置に手動で移動させる構造となっている。
そして、床面洗浄具44としては直径9インチ(230mm)から15インチ(380mm)のパッド又はブラシが使用されるのが一般的で、装置全体の重量は20〜40kgとなる。
図6(a)に従来の床面洗浄装置の代表例の側面から見た構成を、図6(b)に上面から見た構成を示した。この床面洗浄装置40は、図6に見られるように電動モーターと減速機とを収納した円筒形のボディー41と、該ボディー41の下部に嵌合されたカバー42と、減速機の回転軸に装着した回転基盤43と、該回転基盤43に装着した床面洗浄具44と、床面洗浄装置40を移動させるためのハンドル軸45aと操作ハンドル45とで構成されている。そして前記カバー42には操作ハンドル軸45aの傾きを変更可能にする角度調整具46が締結され、また1対の車輪47が前記カバー42に固定された車輪昇降具48を介して取り付けられている。
前記角度調整具46にはその円弧状の外周に複数の切欠溝46aが設けられており、またハンドル軸45aの基部には前記切欠溝46aに挿入してハンドル軸45aの傾斜角度を選択して固定する圧縮バネを備えた爪(図示せず)が備えられ、該ハンドル軸45aに装着した足踏みペダル49を踏むことで、切欠溝46aに挿入されていた爪が上昇して前記溝から離脱し、ハンドル軸45aの傾斜角度を段階的に調節できる構造となっている。
なお前記の車輪昇降具48には圧縮バネとリンクを備えており、床面洗浄装置40を単に移動するだけのときには手動で車輪を降下させ、また洗浄作業時には車輪を床面より高い位置に手動で移動させる構造となっている。
そして、床面洗浄具44としては直径9インチ(230mm)から15インチ(380mm)のパッド又はブラシが使用されるのが一般的で、装置全体の重量は20〜40kgとなる。
このような床面洗浄装置40による洗浄作業は、車輪47を上昇した状態、即ち床面洗浄装置40の全荷重をパッド又はブラシの下面で受ける状態で行われる。床面洗浄具44を床面に対し平行な状態に保持して電動モーターを駆動させると、床面洗浄装置40はその位置に留まった状態を保持するが、操作ハンドル45を操作して床面洗浄具44の床面に対する角度を水平から僅かに変化させると、床面洗浄具44は傾けた方向の前方部分は床面から浮き上がり気味になり、手前部分は床面に押し付けられる状態となり、床面洗浄具44と床面との摩擦抵抗が部分的に異なってきて、浮き上がった方を床面洗浄具44の回転の向きと逆方向に振る応力が発生する。床面洗浄装置40はこの原理を応用して移動せている。電動モーターの回転が左回り(反時計回り)だとすると、床面洗浄装置40を左方向に移動させるには操作ハンドル45を持ち上げ、右方向へ移動させるにはハンドル45を手前に引き、前方向へ移動させるにはハンドル45を左方向へ、後方向へ移動させるにはハンドルを右方向へ傾斜させることによって前後左右の移動が可能となる。
上記のように従来の床面洗浄装置40においては、床面洗浄具44の床面への押付状態をハンドル操作によって微妙に調整しながら前後左右の移動を行わなければならず、作業員の熟練した能力を必要とし、馴れない作業員が操作すると、床面洗浄装置40に振り回されてしまい危険であるとともに周囲の器物を損傷させる虞も生じる。
また、円盤状の洗浄パッドでは、床面に凹凸があると、凸部は洗浄パットから受ける面圧が高くなり、凹部は逆に面圧が低くなるためパッドの押圧が不均一になって洗浄面の部分的なムラが生じるという問題もある。
また、円盤状の洗浄パッドでは、床面に凹凸があると、凸部は洗浄パットから受ける面圧が高くなり、凹部は逆に面圧が低くなるためパッドの押圧が不均一になって洗浄面の部分的なムラが生じるという問題もある。
また、操作ハンドル軸45a、操作ハンドル45、車輪47、車輪昇降具48などの構成部品が洗浄作業の進行方向に対し後方に配設されているため、床面洗浄装置40全体の重心は後方に位置することになる。一方、前記の通り床面洗浄具44をほぼ水平に保持しなければ床面との摩擦反力で床面洗浄装置40は前後左右に振られてしまい作業不能となる。したがって、作業者は床面洗浄装置40を前後左右へ移動するための微妙なハンドル操作に加えて、床面洗浄具44を水平に保持するために常に操作ハンドル40を上方へ持ち上げていなければならず、これも作業者にとっては大きな負荷となっている。
この対策として、例えば特許文献1には、「素人が柄を把持して安全容易に操し得る床面磨き機を得ようとする」ことを目的として考案された「床面ポリッシャー」として、
「機筐の底部に直立軸の回りに回転しかつ下面が床面に接する回転面材を設け、上記機筐の側面機枠に柄を設けてなる床面磨き機において、柄の基部に弾性体を介してキャスターを昇降自在に支持し、同弾性体によって上記側面機枠を持ち上げるよう形成してなる床面ポリッシャー。」が開示されている。
「機筐の底部に直立軸の回りに回転しかつ下面が床面に接する回転面材を設け、上記機筐の側面機枠に柄を設けてなる床面磨き機において、柄の基部に弾性体を介してキャスターを昇降自在に支持し、同弾性体によって上記側面機枠を持ち上げるよう形成してなる床面ポリッシャー。」が開示されている。
特許文献1の発明は、その効果として「柄2を把持し回転面材9を回転させ、柄2を操作してきわめて容易に同面材9を床面10に沿って前後左右に摺動させ得て熟練を要せず簡便に床面10を磨くことができる」としている。
しかしながら、柄(本発明のハンドル軸に相当)の基部に弾性体(バネ)を介してキャスターを昇降支持して側面機枠を持ち上げる方法では回転面材9の床面押圧力がキャスターを床面へ押し付ける分だけ低減することになるため十分な洗浄力が得られず、かつ弾性体によるキャスターの床面押圧保持調整の煩雑さが課題となる。また、前記のように1個の円盤状の床面洗浄具を回転させる従来の床面洗浄装置における凹凸面の洗浄ムラの解決に至っていない。
しかしながら、柄(本発明のハンドル軸に相当)の基部に弾性体(バネ)を介してキャスターを昇降支持して側面機枠を持ち上げる方法では回転面材9の床面押圧力がキャスターを床面へ押し付ける分だけ低減することになるため十分な洗浄力が得られず、かつ弾性体によるキャスターの床面押圧保持調整の煩雑さが課題となる。また、前記のように1個の円盤状の床面洗浄具を回転させる従来の床面洗浄装置における凹凸面の洗浄ムラの解決に至っていない。
本発明者らは上記の課題を、下記の手段により解決した。
(1)ハンドル操作によって床面洗浄具を前後左右に移動して床面を洗浄する床面洗浄装置であって、
電動モーターの回転によって回転する垂設された回転主軸の下部の水平方向に、回転主軸の周りを回転(公転)する4個の床面洗浄具を90度の角度間隔で放射状に配設してなり、かつ前記4個の床面洗浄具が回転主軸の回転方向とは逆方向に回転(自転)するよう構成され、公転によって生じる床面洗浄具と床面との間に生じる摩擦反力を、4個の床面洗浄具の自転による床面洗浄具と床面との摩擦反力によって打ち消して床面洗浄装置の横振れを抑止してなることを特徴とする床面洗浄装置。
(2)垂設された回転主軸の下部の水平方向に4本のアームを90度の角度間隔で取着し、かつ、各アームの先端に床面洗浄具を回転(自転)自在に装着してなり、そして床面洗浄具は回転主軸の回転力を伝達する回転力伝達機構によって、回転主軸の回転方向とは逆の方向に回転(自転)するよう構成されてなることを特徴とする(1)に記載の床面洗浄装置。
(3)前記回転力伝達機構が、遊星歯車型減速機のハウジング底面に締結吊設された環状体の外側面に回転歯を刻設してなる主歯車と、前記回転主軸の下部に配設されたアームの先端部に設けられ、その回転軸の下部に床面洗浄具が取着されてなる従歯車と、前記主歯車と従歯車との間に配設され両歯車に噛み合って主歯車と従歯車の回転方向を変えるアイドラー歯車とで構成されてなることを特徴とする(2)に記載の床面洗浄装置。
(4)前記4個の床面洗浄具の床面に対する相対回転速度を、回転主軸の周りの公転速度の2倍以上としてなることをことを特徴とする(1)〜(3)に記載の床面洗浄装置。 (5)電動モーターをはじめとする床面洗浄具の駆動機構、操作ハンドルをはじめとする床面洗浄装置の操作機構、及び車輪を含む床面洗浄装置全体の重心を駆動用電動モーターの中心を通る垂直軸線上に位置するよう構成してなることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載の床面洗浄装置。
(1)ハンドル操作によって床面洗浄具を前後左右に移動して床面を洗浄する床面洗浄装置であって、
電動モーターの回転によって回転する垂設された回転主軸の下部の水平方向に、回転主軸の周りを回転(公転)する4個の床面洗浄具を90度の角度間隔で放射状に配設してなり、かつ前記4個の床面洗浄具が回転主軸の回転方向とは逆方向に回転(自転)するよう構成され、公転によって生じる床面洗浄具と床面との間に生じる摩擦反力を、4個の床面洗浄具の自転による床面洗浄具と床面との摩擦反力によって打ち消して床面洗浄装置の横振れを抑止してなることを特徴とする床面洗浄装置。
(2)垂設された回転主軸の下部の水平方向に4本のアームを90度の角度間隔で取着し、かつ、各アームの先端に床面洗浄具を回転(自転)自在に装着してなり、そして床面洗浄具は回転主軸の回転力を伝達する回転力伝達機構によって、回転主軸の回転方向とは逆の方向に回転(自転)するよう構成されてなることを特徴とする(1)に記載の床面洗浄装置。
(3)前記回転力伝達機構が、遊星歯車型減速機のハウジング底面に締結吊設された環状体の外側面に回転歯を刻設してなる主歯車と、前記回転主軸の下部に配設されたアームの先端部に設けられ、その回転軸の下部に床面洗浄具が取着されてなる従歯車と、前記主歯車と従歯車との間に配設され両歯車に噛み合って主歯車と従歯車の回転方向を変えるアイドラー歯車とで構成されてなることを特徴とする(2)に記載の床面洗浄装置。
(4)前記4個の床面洗浄具の床面に対する相対回転速度を、回転主軸の周りの公転速度の2倍以上としてなることをことを特徴とする(1)〜(3)に記載の床面洗浄装置。 (5)電動モーターをはじめとする床面洗浄具の駆動機構、操作ハンドルをはじめとする床面洗浄装置の操作機構、及び車輪を含む床面洗浄装置全体の重心を駆動用電動モーターの中心を通る垂直軸線上に位置するよう構成してなることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載の床面洗浄装置。
本発明の床面洗浄装置により、以下のような効果が得られる。
〈1〉本床面洗浄装置の床面洗浄装置が、電動モーターの回転軸に取着された遊星歯車型減速機のキャリアーの中心部に垂設された回転主軸の下部の水平方向に、回転主軸の周りを回転(公転)する4個の床面洗浄具を90度の角度間隔で放射状に配設してなり、かつ前記4個の床面洗浄具が回転主軸の回転方向とは逆方向に回転(自転)するよう構成され、公転によって生じる床面洗浄具と床面との間に生じる摩擦反力を、4個の床面洗浄具の自転による床面洗浄具と床面との摩擦反力によって打ち消しているので、
従来の1個の床面洗浄具の床面洗浄装置に比較して横振れが抑制され、より安全な洗浄作業が可能となる。
〈2〉回転主軸の周りを周回する4個の床面洗浄具の個々の床面接触面積は従来の1個の床面洗浄具による床面接触面積は小さくなるためそれに応じて床面に対する床面洗浄具の面圧が高くなり洗浄力が向上する。
〈3〉公転の回転数より床面洗浄具の自転回転を2倍以上に早く回転させているため、従来の床面洗浄装置の回転数より2倍以上の高速で洗浄が可能となりより洗浄能力が向上する。
〈4〉電動モーターをはじめとする床面洗浄具の駆動機構、操作ハンドルをはじめとする床面洗浄装置の操作機構、及び車輪を含む床面洗浄装置全体の重心を駆動用電動モーターの中心を通る垂直軸線上に位置するよう構成しているので、
床面との摩擦反力による横振れの抑制と相まって、軽い負荷で左右前後への移動、洗浄が可能となる。
〈1〉本床面洗浄装置の床面洗浄装置が、電動モーターの回転軸に取着された遊星歯車型減速機のキャリアーの中心部に垂設された回転主軸の下部の水平方向に、回転主軸の周りを回転(公転)する4個の床面洗浄具を90度の角度間隔で放射状に配設してなり、かつ前記4個の床面洗浄具が回転主軸の回転方向とは逆方向に回転(自転)するよう構成され、公転によって生じる床面洗浄具と床面との間に生じる摩擦反力を、4個の床面洗浄具の自転による床面洗浄具と床面との摩擦反力によって打ち消しているので、
従来の1個の床面洗浄具の床面洗浄装置に比較して横振れが抑制され、より安全な洗浄作業が可能となる。
〈2〉回転主軸の周りを周回する4個の床面洗浄具の個々の床面接触面積は従来の1個の床面洗浄具による床面接触面積は小さくなるためそれに応じて床面に対する床面洗浄具の面圧が高くなり洗浄力が向上する。
〈3〉公転の回転数より床面洗浄具の自転回転を2倍以上に早く回転させているため、従来の床面洗浄装置の回転数より2倍以上の高速で洗浄が可能となりより洗浄能力が向上する。
〈4〉電動モーターをはじめとする床面洗浄具の駆動機構、操作ハンドルをはじめとする床面洗浄装置の操作機構、及び車輪を含む床面洗浄装置全体の重心を駆動用電動モーターの中心を通る垂直軸線上に位置するよう構成しているので、
床面との摩擦反力による横振れの抑制と相まって、軽い負荷で左右前後への移動、洗浄が可能となる。
本発明の床面洗浄装置を実施するための形態を実施例の図に基づいて説明する。
図1は本発明の床面洗浄装置実施例の構成図で(a)は側面から見た構成を、(b)は上面から見た構成を、(c)は正面から見た構成を示している。
図において1は、後述する床面洗浄具回転機構を駆動する電動モーター7と、該電動モーター7の回転速度を減速して床面洗浄具回転機構の回転主軸に伝達する遊星歯車型減速機8を収容してなる駆動部筐体であり、2は該駆動部筐体1の下部に取り付けられ、前記床面洗浄具回転機構の床面洗浄具6を除く主要部を覆い保護するカバー、3は床面洗浄装置移動時に使用する一対の車輪(固定キャスター)で、3aは車輪取付用ブラケットである。
そして4はハンドル軸4aを介して床面洗浄装置を操作する操作ハンドル、4bはハンドル軸4aを床面洗浄装置に取り付けるためのハンドル軸取付用ブラケットであって、前記ハンドル軸4aの傾斜角度を作業時には図1に示すように後方に仰角40度で、車輪3を使用して移動する時には前方に仰角40度で、また保管時には垂直にして固定できるようヒンジピン4cを挿する孔が3個所に穿設されている。なおハンドル軸4aのハンドル軸取付ブラケット3aへの取り付けは、床面洗浄装置の重心軸に直交する線上に位置されている。
5は床面洗浄装置の操作時における重心を電動モーター7の中心軸上に位置させるためのカウンターウェイトであり、5aは該カウンターウエイト5を床面洗浄装置に取り付けるカウンターウエイト取付用ブラケットであり、6は床面洗浄具を示す。
図1は本発明の床面洗浄装置実施例の構成図で(a)は側面から見た構成を、(b)は上面から見た構成を、(c)は正面から見た構成を示している。
図において1は、後述する床面洗浄具回転機構を駆動する電動モーター7と、該電動モーター7の回転速度を減速して床面洗浄具回転機構の回転主軸に伝達する遊星歯車型減速機8を収容してなる駆動部筐体であり、2は該駆動部筐体1の下部に取り付けられ、前記床面洗浄具回転機構の床面洗浄具6を除く主要部を覆い保護するカバー、3は床面洗浄装置移動時に使用する一対の車輪(固定キャスター)で、3aは車輪取付用ブラケットである。
そして4はハンドル軸4aを介して床面洗浄装置を操作する操作ハンドル、4bはハンドル軸4aを床面洗浄装置に取り付けるためのハンドル軸取付用ブラケットであって、前記ハンドル軸4aの傾斜角度を作業時には図1に示すように後方に仰角40度で、車輪3を使用して移動する時には前方に仰角40度で、また保管時には垂直にして固定できるようヒンジピン4cを挿する孔が3個所に穿設されている。なおハンドル軸4aのハンドル軸取付ブラケット3aへの取り付けは、床面洗浄装置の重心軸に直交する線上に位置されている。
5は床面洗浄装置の操作時における重心を電動モーター7の中心軸上に位置させるためのカウンターウェイトであり、5aは該カウンターウエイト5を床面洗浄装置に取り付けるカウンターウエイト取付用ブラケットであり、6は床面洗浄具を示す。
次いで、本発明の床面洗浄装置の駆動機構と、床面洗浄具回転機構の構造について図2、図3によって説明する。
図2は本発明の床面洗浄装置の駆動機構と床面洗浄具回転機構を側面から見た構成図、図3は本発明の床面洗浄装置の床面洗浄具回転機構を、図2に示すA−A断面から見た平面構成図である。なお、図2の2点鎖線からの左半分は図3に示すa−a視部分の横断面を、右半分は図3に示すb−b視部分の横断面を示している。
7は床面洗浄装置の駆動源となる電動モーター、8は遊星歯車型減速機であって、9は前記電動モーター7の回転軸に取着された太陽歯車、11は前記電動モーター7を載置した減速機上側ハウジング13の内壁に固着された内歯車、10は太陽歯車9と内歯車11とに嵌合して回転する複数の遊星歯車、そして12は複数の遊星歯車が前記減速機上側ハウジング13内を回転することによって減速された回転の出力軸を備えてなるキャリアーである。キャリアー12の出力軸下端部には床面洗浄具回転機構を取り付けるキー溝が設けられている。14は前記キャリアー12の出力軸を円滑に回転させるためのベアリングを組み込んだ減速機下側ハウジングを示している。
図2は本発明の床面洗浄装置の駆動機構と床面洗浄具回転機構を側面から見た構成図、図3は本発明の床面洗浄装置の床面洗浄具回転機構を、図2に示すA−A断面から見た平面構成図である。なお、図2の2点鎖線からの左半分は図3に示すa−a視部分の横断面を、右半分は図3に示すb−b視部分の横断面を示している。
7は床面洗浄装置の駆動源となる電動モーター、8は遊星歯車型減速機であって、9は前記電動モーター7の回転軸に取着された太陽歯車、11は前記電動モーター7を載置した減速機上側ハウジング13の内壁に固着された内歯車、10は太陽歯車9と内歯車11とに嵌合して回転する複数の遊星歯車、そして12は複数の遊星歯車が前記減速機上側ハウジング13内を回転することによって減速された回転の出力軸を備えてなるキャリアーである。キャリアー12の出力軸下端部には床面洗浄具回転機構を取り付けるキー溝が設けられている。14は前記キャリアー12の出力軸を円滑に回転させるためのベアリングを組み込んだ減速機下側ハウジングを示している。
床面洗浄具の回転機構は、減速機下側ハウジング14の底面にボルトで締結された主歯車装着用ブラケット17a、17bの下面に複数のボルトによって締結して吊設された環状体の外側面に回転歯を刻設してなる主歯車18(図3参照)と、前記駆動機構のキャリア12の出力軸に締結され、床面洗浄具回転機構の公転を司る回転主軸となる回転基台カップリング部材15と、該回転基台カップリング部材15の下部の水平方向に、4個の床面洗浄具6を90度の角度間隔で放射状に配設するための十文字形状の回転基台16(図3参照)と、回転基台16の先端部にその回転軸21が回転基台16に対し自在に回転するようベアリングを介して配設された従歯車20と、前記回転基台16の中央部に立設された軸体に装着されたアイドラー歯車19とで構成され、前記アイドラー歯車19が主歯車18と従歯車20とに嵌合して前記主歯車18の外周を周回して前記回転基台16の回転方向と逆方向の回転を従歯車20に生じさせ、従歯車20の回転軸21の下端に締結された円形の床面洗浄具取付基盤22に装着されたパッドやブラシ等の床面洗浄具6を自転させる構造としている。
上記構造の床面洗浄装置、即ち床面洗浄具6を4個備え、回転主軸の周りを回転(公転)しながら4個の床面洗浄具6が回転主軸の回転方向とは反対方向に自転する床面洗浄装置の回転作用を図3に基づいて説明する。
図2に示した電動モーター7を上方からみて左回りに回転させると遊星歯車型減速機8のキャリアー12も左周りに回転する。したがってキャリアー12に連結された回転主軸としての回転基台カップリング部材15の下部に取着された十文字形状の回転基台16も左周りに回転し始める。
回転基台16が回転し始めると減速機下側ハウジング14に締結された主歯車18の外周をアイドラー歯車19が噛み合って左回転しながら周回し、さらに前記アイドラー歯車に噛み合った従歯車20が右回りに回転する。したがって従歯車20に締結された回転軸21と同回転軸21の下部に締結された床面洗浄具取付基板22、及び同床面洗浄具取付基板22に装着された床面洗浄具6も右周りに回転することになる。即ち、電動モーター7を左回りに回転させると十文字形状の回転基台16が右回りに回転し、回転基台16が回転すると回転基台16の先端部に設けられた4個の従歯車20の回転軸21にそれぞれ締結された4個の床面洗浄具取付基板22に装着された床面洗浄具6が左回りに回転しながら、回転主軸となる回転基台カップリング部材15の中心から前記従歯車20の回転軸21との間隔距離を半径とした円に沿って右回りに周回することとなる。
図2に示した電動モーター7を上方からみて左回りに回転させると遊星歯車型減速機8のキャリアー12も左周りに回転する。したがってキャリアー12に連結された回転主軸としての回転基台カップリング部材15の下部に取着された十文字形状の回転基台16も左周りに回転し始める。
回転基台16が回転し始めると減速機下側ハウジング14に締結された主歯車18の外周をアイドラー歯車19が噛み合って左回転しながら周回し、さらに前記アイドラー歯車に噛み合った従歯車20が右回りに回転する。したがって従歯車20に締結された回転軸21と同回転軸21の下部に締結された床面洗浄具取付基板22、及び同床面洗浄具取付基板22に装着された床面洗浄具6も右周りに回転することになる。即ち、電動モーター7を左回りに回転させると十文字形状の回転基台16が右回りに回転し、回転基台16が回転すると回転基台16の先端部に設けられた4個の従歯車20の回転軸21にそれぞれ締結された4個の床面洗浄具取付基板22に装着された床面洗浄具6が左回りに回転しながら、回転主軸となる回転基台カップリング部材15の中心から前記従歯車20の回転軸21との間隔距離を半径とした円に沿って右回りに周回することとなる。
本床面洗浄装置においては、回転主軸の回転(公転)方向と床面洗浄具6が装着された従歯車20の回転軸21の回転(自転)方向は逆としている。したがって発明の床面洗浄装置において、回転主軸の公転速度と床面洗浄具6の回転速度を同じとした場合、床面洗浄具6は床面に対して静止した状態で公転することとなり、床面の洗浄性が劣るばかりでなく、回転主軸の回転に伴う摩擦反力によって生じる横振れが従来の床面洗浄具1個を回転させてなる床面洗浄装置と同様に大きくなる。
この問題を解消するため、本発明では4個の床面洗浄具6の床面に対する相対回転速度を回転主軸の回転速度より速くさせて床面の摩擦反力を減じている。即ち、回転主軸が左回転することにより生じる右方向の摩擦反力を、床面洗浄具6を床面に対して右方向に回転させることによって左方向摩擦反力を生じさせて打ち消すことによって、床面洗浄装置全体の摩擦反力を減じて横振れを抑制している。この結果本発明の床面洗浄装置では、ハンドル軸を前後左右に軽く動かすことのみによって前後左右へ移動させられ、従来の床面洗浄具1個を回転させてなる床面洗浄装置に比べて横振れが少なく、作業者に対する人的な危険性と器物に与える損傷とを大幅に減少させられるものとなっている。
この問題を解消するため、本発明では4個の床面洗浄具6の床面に対する相対回転速度を回転主軸の回転速度より速くさせて床面の摩擦反力を減じている。即ち、回転主軸が左回転することにより生じる右方向の摩擦反力を、床面洗浄具6を床面に対して右方向に回転させることによって左方向摩擦反力を生じさせて打ち消すことによって、床面洗浄装置全体の摩擦反力を減じて横振れを抑制している。この結果本発明の床面洗浄装置では、ハンドル軸を前後左右に軽く動かすことのみによって前後左右へ移動させられ、従来の床面洗浄具1個を回転させてなる床面洗浄装置に比べて横振れが少なく、作業者に対する人的な危険性と器物に与える損傷とを大幅に減少させられるものとなっている。
また、1個の床面洗浄具を回転させてなる従来の床面洗浄装置では、床面に凹凸がある場合には、洗浄状態にムラが生じるという欠点があったが、本発明では4個の床面洗浄具を備えて回転主軸の公転と、床面洗浄具6による二重回転によって床面の凹凸への追随性が向上し、さらに同じ洗浄幅(洗浄径)では4個の床面洗浄具6それぞれの洗浄面積は従来の1個の床面洗浄具の洗浄面積より小さくなり、床面への面圧が高くなって床面の洗浄性をより高めることが可能となる。
また、従来の床面洗浄装置は車輪とハンドル軸が後方にあるため洗浄作業時には塗布具を水平に保持するための力が必要となり作業者にとって負荷の大きい洗浄作業となっていたが、本発明では床面洗浄時における床面洗浄装置の重心を電動モーター7の中心軸上に位置するよう車輪3とカウンターウエイト5を前方に配して前記4個の洗浄具6が床面に平行して載置可能にしているので.操作ハンドルを4を持ち上げるのに力を要することなく、作業者への労力負担を著しく低減させることが可能となっている。
なお車輪3を前方に配置したため、前述したように車輪3を使用して移動する時にはハンドル軸4aを前方に仰角40度でハンドル軸取付ブラケット5bに固定するように構成している。
なお車輪3を前方に配置したため、前述したように車輪3を使用して移動する時にはハンドル軸4aを前方に仰角40度でハンドル軸取付ブラケット5bに固定するように構成している。
本発明の床面洗浄装置における回転主軸の公転速度Aと床面洗浄具6の自転速度Bとの回転速度比B/Aによる横振れの度合いと、従来の床面洗浄装置の横振れとの比較とによって本発明の床面洗浄装置の効果を確認する実験を行った。
比較実験で比較対象とした従来型の床面洗浄装置として、図4に示すように、本発明の床面洗浄装置の回転基台カップリング部材15に直接床面洗浄具6を取着し、床面洗浄具6の自転のみによる床面洗浄装置を構成した。
図4においても図2と同様に2点鎖線の左部分と右部分とは、互いに位相差90度を持つそれぞの横断面を示している。
比較実験で比較対象とした従来型の床面洗浄装置として、図4に示すように、本発明の床面洗浄装置の回転基台カップリング部材15に直接床面洗浄具6を取着し、床面洗浄具6の自転のみによる床面洗浄装置を構成した。
図4においても図2と同様に2点鎖線の左部分と右部分とは、互いに位相差90度を持つそれぞの横断面を示している。
本発明の床面洗浄装置の公転速度Aと、床面洗浄具6の自転速度Bとの回転速度比B/Aによる横振れへの影響を調べるために主歯車18と噛み合うアイドラー歯車19と、従歯車車20の歯数を変えた下記の実施例1〜4に示すの床面洗浄具回転機構を試作して用いた。
実施例1は、床面洗浄具6を回転させる動力源としての電動モーター7に出力1200W、回転数190rpmのACモーターを使い、回転基台16は図3に示した十文字形状のものとし、床面洗浄具6にはポリエステル製表面洗浄用の直径155mmの白パッドを用いて床面洗浄具取付基板22に装着した。
そして主歯車18にはモジュール1.5、歯数80(基準円直径120mm)のものを、アイドラー歯車19にはモジュール1.5、歯数25のものを、従歯車20には歯数30ものを使用した。したがって本実施例1における床面洗浄具6が主歯車18の回りを周回する公転径は、主歯車の基準円直径(歯数80×モジュール1.5=120mm)と、2つのアイドラー歯車の基準円直径の和(25×1.5×2=75mm)と、2つの従歯車の基準円半径の和(30×1.5=45mm)と2つの洗浄パッドの半径の和155mmの総和であることから395mmとなっている。
また、実施例1の塗布具の床面に対する相対自転回転数は、電動モーター7の回転数を減速機を介して減速させてはいるが、その回転数と床面洗浄具の回転数との比は主歯車18と従歯車20との歯数比によって決まることと、主歯車18の回転方向と従歯車20の回転方向とがアイドラー歯車19によって逆になっていることから、電動モーター7の回転数190に主歯車18の歯数と従歯車20との歯数比80/30を乗じた後電源モーターの回転数190を差し引くことで求められ316rpmとなっている。
そして主歯車18にはモジュール1.5、歯数80(基準円直径120mm)のものを、アイドラー歯車19にはモジュール1.5、歯数25のものを、従歯車20には歯数30ものを使用した。したがって本実施例1における床面洗浄具6が主歯車18の回りを周回する公転径は、主歯車の基準円直径(歯数80×モジュール1.5=120mm)と、2つのアイドラー歯車の基準円直径の和(25×1.5×2=75mm)と、2つの従歯車の基準円半径の和(30×1.5=45mm)と2つの洗浄パッドの半径の和155mmの総和であることから395mmとなっている。
また、実施例1の塗布具の床面に対する相対自転回転数は、電動モーター7の回転数を減速機を介して減速させてはいるが、その回転数と床面洗浄具の回転数との比は主歯車18と従歯車20との歯数比によって決まることと、主歯車18の回転方向と従歯車20の回転方向とがアイドラー歯車19によって逆になっていることから、電動モーター7の回転数190に主歯車18の歯数と従歯車20との歯数比80/30を乗じた後電源モーターの回転数190を差し引くことで求められ316rpmとなっている。
実施例2は、歯車の歯数構成を除いては実施例1と同じ構成としたものであって、主歯車18には実施例1と同じモジュール1.5、歯数80のものを、アイドラー歯車19にはモジュール1.5、歯数25、従歯車20の歯数を25とした。したがって床面洗浄具が主歯車45の回りを周回する公転径は主歯車の基準円直径(80×1.5=120mm)と2つのアイドラー歯車の基準円直径の和(2×25×1.5=75mm)と、2つの従歯車の基準円半径の和(25×1.5=37.5mm)と2つの洗浄パッドの半径の和155mmの総和であることから387.5mmとなっており、また、塗布具の床面に対する相対自転回転数は190×80/25−190=418rpmとなている。
実施例3は、歯車の歯数構成を除いては実施例1と同じ構成としたものであって、主歯車18には実施例1と同じモジュール1.5で歯数80のものを、アイドラー歯車19にはモジュール1.5で歯数を30のもの、従歯車20の歯数を20としたものである。したがって床面洗浄具が主歯車45の回りを周回する公転径は主歯車の基準直径(80×1.5=120mm)、2つのアイドラー歯車の基準直径の和(2×19×1.5=57mm)、2つの従歯車20の基準半径の和(20×1.5=30mm)、2つの洗浄パッドの半径の和155mmの総和として395mmとなっており、また、床面塗布具の床面に対する相対自転回転数は190×80/20−190=570rpmとなっている。
実施例4は、歯車の歯数構成を除いては実施例1と同じ構成としたものであって、主歯車18には実施例1と同じモジュール1.5で歯数80のものを、アイドラー歯車19にはモジュール1.5で歯数が28のもの、従歯車20の歯数を18としたものである。したがって床面洗浄具が主歯車18の回りを周回する公転径は主歯車の基準直径(80×1.5=120mm)、2つのアイドラー歯車の基準直径の和(2×28×1.5=84mm)、2つの従歯車20の基準半径の和(18×1.5=27mm)、2つの洗浄パッドの半径の和155mmの総和として386mmとなっており、また、床面塗布具の床面に対する相対自転回転数は190×80/18−190=654rpmとなっている。
また、図4に示すように本発明の床面洗浄装置のキャリアー12の下部に前記実施例1〜4で使用したのと同じポリエステル製の14インチ(381mm)径の白パッドの床面洗浄具6を取り付けて比較例1とし、これによって床面洗浄具1個を回転させて床面を洗浄する床面洗浄装置と本発明の床面洗浄装置との横振れの相違を明確にした。
また市販品(株式会社リンレイ製)の出力1,200W、回転数190rpmのAC電動モーターを用いた床面洗浄装置を比較例2として取り上げ、床面塗布具に前記実施例1〜4及び比較例1で使用したものと同じポリエステル製の14インチ(381mm)径の白パッドを装着した。
また市販品(株式会社リンレイ製)の出力1,200W、回転数190rpmのAC電動モーターを用いた床面洗浄装置を比較例2として取り上げ、床面塗布具に前記実施例1〜4及び比較例1で使用したものと同じポリエステル製の14インチ(381mm)径の白パッドを装着した。
床面洗浄装置の操作性、安全性の比較試験は、床面洗浄装置の床面洗浄具6を床面に水平状態に保持した状態から操作ハンドルを上方へ持ち上げた場合に生じる床面洗浄装置の横に振れようとする力を測定したもので、図5に示すように、床面洗浄装置40の操作ハンドルをコード33aが左右に振れないように固定するためのフレーム31と、前記操作ハンドルを垂直方向に持ち上げるコード33bと、該コード33bを水平方向へ引っ張るための滑車34とで構成された試験装置30を使用して行った。
床面としては塩化ビニル樹脂を配合した硬質のPタイルを用い、床面には予め洗浄液として市販品[(株)リンレイ製:商品名;店舗用化学床用クリーナー]を100倍希釈したものを散布した状態で実施した。測定は水準器で床面洗浄装置40を床面に水平に載置した後、操作ハンドルが左右に振れないようコード33aをフレーム31に固定した状態からバネ秤32aで上方に垂直に2kgの力で引っ張ったときの摩擦反力をフレーム31の下部と床面洗浄装置の先端部との間に懸架されたバネ秤32b測定した。試験結果を表1に示す。
床面としては塩化ビニル樹脂を配合した硬質のPタイルを用い、床面には予め洗浄液として市販品[(株)リンレイ製:商品名;店舗用化学床用クリーナー]を100倍希釈したものを散布した状態で実施した。測定は水準器で床面洗浄装置40を床面に水平に載置した後、操作ハンドルが左右に振れないようコード33aをフレーム31に固定した状態からバネ秤32aで上方に垂直に2kgの力で引っ張ったときの摩擦反力をフレーム31の下部と床面洗浄装置の先端部との間に懸架されたバネ秤32b測定した。試験結果を表1に示す。
表1に示すように回転主軸の左回りとした場合、4個の床面洗浄具が右回りに回転する実施例1〜実施例4の場合は、いずれも1個の床面洗浄具が左回りする比較例1、比較例2の場合に比べて床面洗浄装置を右方向に動かそうとする摩擦反力が小さい結果が得られた。床面との摩擦反力が顕著に減少し、その結果、横振れが小さく、より安全に洗浄作業が可能となった。
表1に示す横振れの力の測定とは別に、床面洗浄装置を左右に移動さる時のハンドル軸を上下に動かし、もとに戻す感覚はいずれの実施例でも軽く、特に相対回転速度が400を超えた実施例2、実施例3,実施例4の床面洗浄装置はより軽く左右前後に移動が可能であった。したがって、本発明の床面洗浄装置においては、電動モーター7の回転速度Aと床面洗浄具6の回転速度Bとの回転速度比(B/A)を2よりも大きくし横振れ力を1kgf以下とすることがより望ましい。
これに対し1つの床面洗浄具を回転せてなる床面洗浄装置を移動させる比較例1、比較例2の場合、実施例1〜4と同じ程度にハンドル軸を上下に動かすと急激に左右に振れ、もとに戻そうとする力も大きくり、それだけ危険性が高まる結果を得、本発明の床面洗浄装置の安全性と、作業効率向上への寄与が確認できた。
表1に示す横振れの力の測定とは別に、床面洗浄装置を左右に移動さる時のハンドル軸を上下に動かし、もとに戻す感覚はいずれの実施例でも軽く、特に相対回転速度が400を超えた実施例2、実施例3,実施例4の床面洗浄装置はより軽く左右前後に移動が可能であった。したがって、本発明の床面洗浄装置においては、電動モーター7の回転速度Aと床面洗浄具6の回転速度Bとの回転速度比(B/A)を2よりも大きくし横振れ力を1kgf以下とすることがより望ましい。
これに対し1つの床面洗浄具を回転せてなる床面洗浄装置を移動させる比較例1、比較例2の場合、実施例1〜4と同じ程度にハンドル軸を上下に動かすと急激に左右に振れ、もとに戻そうとする力も大きくり、それだけ危険性が高まる結果を得、本発明の床面洗浄装置の安全性と、作業効率向上への寄与が確認できた。
本発明の二重回転機構は、床面洗浄装置に限らず手動走行式床面洗浄機や、搭乗式床洗浄機も適用できる。また、床面洗浄具を床面へのワックス塗布装置等バーニッシャーとしても利用が可能である。
1:駆動部筐体
2:カバー
3:車輪
3a:車輪取付用ブラケット
4:操作ハンドル
4a:ハンドル軸
4b:ハンドル軸取付用ブラケット
4c:ヒンジピン
5:カウンタウエイト
5a:カウンタウエイト取付用ブラケット
6:床面洗浄具
7:電動モーター
8:遊星歯車型減速機
9:太陽歯車
10:遊星歯車
11:内歯車
12:キャリアー
13:減速機上側ハウジング
14:減速機下側ハウジング
15:回転基台カップリング部材
16:回転基台
17a、17b:主歯車装着用ブラケット
18:主歯車
19:アイドラー歯車
20:従歯車
21:床面洗浄具回転軸
22:床面洗浄具取付基板
30:比較実験装置
31:フレーム
32a、32b:バネ秤
33a、33b:コード
40:被試験床面洗浄装置
2:カバー
3:車輪
3a:車輪取付用ブラケット
4:操作ハンドル
4a:ハンドル軸
4b:ハンドル軸取付用ブラケット
4c:ヒンジピン
5:カウンタウエイト
5a:カウンタウエイト取付用ブラケット
6:床面洗浄具
7:電動モーター
8:遊星歯車型減速機
9:太陽歯車
10:遊星歯車
11:内歯車
12:キャリアー
13:減速機上側ハウジング
14:減速機下側ハウジング
15:回転基台カップリング部材
16:回転基台
17a、17b:主歯車装着用ブラケット
18:主歯車
19:アイドラー歯車
20:従歯車
21:床面洗浄具回転軸
22:床面洗浄具取付基板
30:比較実験装置
31:フレーム
32a、32b:バネ秤
33a、33b:コード
40:被試験床面洗浄装置
Claims (5)
- ハンドル操作によって床面洗浄具を前後左右に移動して床面を洗浄する床面洗浄装置であって、
電動モーターの回転によって回転する垂設された回転主軸の下部の水平方向に、回転主軸の周りを回転(公転)する4個の床面洗浄具を90度の角度間隔で放射状に配設してなり、かつ前記4個の床面洗浄具が回転主軸の回転方向とは逆方向に回転(自転)するよう構成され、公転によって生じる床面洗浄具と床面との間に生じる摩擦反力を、4個の床面洗浄具の自転による床面洗浄具と床面との摩擦反力によって打ち消して床面洗浄装置の横振れを抑止してなることを特徴とする床面洗浄装置。 - 垂設された回転主軸の下部の水平方向に4本のアームを90度の角度間隔で取着し、かつ、各アームの先端に床面洗浄具を回転(自転)自在に装着してなり、そして床面洗浄具は回転主軸の回転力を伝達する回転力伝達機構によって、回転主軸の回転方向とは逆の方向に回転(自転)するよう構成されてなることを特徴とする請求項1に記載の床面洗浄装置。
- 前記回転力伝達機構が、遊星歯車型減速機のハウジング底面に締結吊設された環状体の外側面に回転歯を刻設してなる主歯車と、前記回転主軸の下部に配設されたアームの先端部に設けられ、その回転軸の下部に床面洗浄具が取着されてなる従歯車と、前記主歯車と従歯車との間に配設され両歯車に噛み合って主歯車と従歯車の回転方向を変えるアイドラー歯車とで構成されてなることを特徴とする請求項2に記載の床面洗浄装置。
- 前記4個の床面洗浄具の床面に対する相対回転速度を、回転主軸の周りの公転速度の2倍以上としてなることを特徴とする請求項1に記載の床面洗浄装置。
- 電動モーターをはじめとする床面洗浄具の駆動機構、操作ハンドルをはじめとする床面洗浄装置の操作機構、及び車輪を含む床面洗浄装置全体の重心を駆動用電動モーターの中心を通る垂直軸線上に位置するよう構成してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の床面洗浄装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017155593A JP2019033804A (ja) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | 床面洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017155593A JP2019033804A (ja) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | 床面洗浄装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019033804A true JP2019033804A (ja) | 2019-03-07 |
Family
ID=65635969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2017155593A Pending JP2019033804A (ja) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | 床面洗浄装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019033804A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111096715A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-05-05 | 北京石头世纪科技股份有限公司 | 智能清洁装置控制方法、装置与智能清洁装置 |
WO2021233702A1 (de) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | Carl Freudenberg Kg | Reinigungsgerät |
CN114504274A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-17 | 安克创新科技股份有限公司 | 一种清洁装置 |
CN115251770A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-11-01 | 中国华冶科工集团有限公司 | 地面自清洁装置和自清洁地面及地面自清洁方法 |
-
2017
- 2017-08-10 JP JP2017155593A patent/JP2019033804A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111096715B (zh) * | 2019-12-24 | 2021-09-14 | 北京石头世纪科技股份有限公司 | 智能清洁装置控制方法、装置与智能清洁装置 |
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