JP3926378B1 - 吸引式清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 負圧発生部の吸引作用を利用して逆止め弁を開閉作動することにより、作動不良や故障の発生を回避するとともに、製造コストを抑制し、省エネルギー化を図ることのできる吸引式清掃装置を提供する。
【解決手段】 負圧発生部の作動時に吸引作用を受けることにより、昇降体１５ａが内筒１１ｂの内周面に沿って上昇移動するとき、自重を超える揚力によって逆止め弁１５が昇降体１５ａとともに上昇して外筒１１ａの底部から離れて吸引流路９と汚水タンク１３とを連通させる。負圧発生部８の非作動時に吸引作用が停止することにより、自重によって逆止め弁１５が昇降体１５ａとともに下降して吸引流路９と汚水タンク１３とを遮断する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、被清掃面の汚れを湿潤状態として吸引清掃する吸引式清掃装置に関する。

従来より、床面（被清掃面）の汚れを湿式清掃するための吸引式清掃装置として、床面に蒸気を噴射して床面の汚れを湿潤状態となし、この汚れを蒸気、汚水（汚濁液）とともに吸引し、蒸気から汚れ及び汚水を分離・回収するタイプのものが知られている。そして、本願出願人はこのような吸引式清掃装置において、吸引部から負圧発生部に至る吸引流路にサイクロン（遠心分離器）と汚水タンク（汚濁液貯留部）とを有する遠心分離部を備えるとともに、汚水タンクに貯留された汚水（汚濁液）が吸引流路に流出するのを防止する逆止め弁をソレノイドによって作動することを提案した（特許文献１参照）。これにより、ソレノイドにより逆止め弁の安定した開閉動作が可能となる。

特許第３６１９２４４号公報

しかし、特許文献１では、蒸気から汚れ及び汚水を遠心分離するサイクロンや分離された汚れ及び汚水を回収する汚水タンクの内部に、逆止め弁を開閉するための電気機器であるソレノイドを配置しているので、ソレノイドやその配線部が浸水したり濡れたりすると、作動不良等の原因にもなる。このような作動不良等を防止し、電気的絶縁性を高めることによって、製造コストが増大するおそれもある。

本発明の課題は、負圧発生部の吸引作用を利用して逆止め弁を開閉作動することにより、作動不良や故障の発生を回避するとともに、製造コストを抑制し、省エネルギー化を図ることのできる吸引式清掃装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を解決するために、本発明の吸引式清掃装置は、
洗浄液を霧化又は気化して被清掃面に吹き付ける吹出し部と、その被清掃面の汚れ及び汚濁液を空気とともに吸引する吸引部と、前記汚れ及び汚濁液を吸引するための負圧を発生しその吸引作用を吸引流路を介して前記吸引部に及ぼす負圧発生部と、前記吸引流路中に配置されて、吸引した空気から汚れ及び汚濁液を遠心分離する遠心分離器と遠心分離された汚れ及び汚濁液を貯留する汚濁液貯留部とを有する遠心分離部とを備える吸引式清掃装置であって、
前記遠心分離部は、
前記汚濁液貯留部に貯留された汚濁液が前記吸引流路に流出するのを防止するための逆止め弁と、
その逆止め弁に連接され、前記負圧発生部の吸引作用により生じる揚力を利用して浮上するために軸線周りに回転可能な回転翼を含む昇降体とを有し、
前記負圧発生部の作動時に吸引作用を受けることにより、自重を超える揚力によって前記逆止め弁が前記昇降体とともに上昇して前記吸引流路と汚濁液貯留部とを連通させる一方、
前記負圧発生部の非作動時に吸引作用が停止されることにより、自重によって前記逆止め弁が前記昇降体とともに下降して前記吸引流路と汚濁液貯留部とを遮断することを特徴とする。

このように、負圧発生部の吸引作用により生じる揚力を利用して昇降体を浮上させ、昇降体に連接された逆止め弁を開放作動できる。これにより、逆止め弁を電気的に開閉するための電気機器やその配線部を要しないため、浸水したり濡れたりしても、作動不良や故障を発生しない。また、このような作動不良や故障を防止するために、電気的絶縁性を高める必要もないので、製造コストの増大を抑制することができる。さらに、逆止め弁の開閉作動のために電力を必要としないので、省エネルギー化を図ることができる。

なお、洗浄液には、冷水、温水、石けん水、オゾン水、強アルカリイオン水等を使用することができ、吹出し部は、例えば、浄水を加熱した高温水蒸気を被清掃面に噴射したり、霧化（微粒化）したオゾン水を被清掃面に吹き付けたりする機能を有する。また、遠心分離器には、一般に用いられるサイクロンの他、汚れや汚濁液を壁に衝突させたときの衝撃力で空気等と分離させる衝撃式遠心分離器等を用いてもよい。

その際、遠心分離器は外筒と内筒とを有するサイクロンで構成され、
昇降体は内筒の内部に配置される一方、逆止め弁は外筒の底部に着座して吸引流路と汚濁液貯留部との間を閉鎖可能に配置され、
負圧発生部の吸引作用により昇降体が内筒の内周面に沿って上昇移動するとき、逆止め弁は外筒の底部から離れて汚濁液貯留部を吸引流路に連通させることができる。

このように、昇降体をサイクロンの内筒の内部に配置することによって、負圧発生部の吸引作用に基づく吸引流路と汚濁液貯留部との開閉機構である逆止め弁を遠心分離器内にコンパクトに収納できる。また、昇降体が内筒の内周面に沿って移動するため、逆止め弁を円滑に開閉することができる。

具体的には、サイクロンの内筒の内周面には凹溝状又は突起状の内筒側係合部が形成されるとともに、昇降体にはその内筒側係合部に係合する突起状又は凹溝状の昇降体側係合部が形成され、昇降体は内筒の内部で内筒側係合部に沿って昇降移動可能であってもよい。このような凹溝と係合突起との係合により、昇降体が内筒の内周面に沿って円滑に昇降できるので、負圧発生部による吸引作用を効率よく受け止めることができる。

より具体的には、サイクロンの内筒の内周面には内筒側係合部として螺旋形状の凹溝が形成されるとともに、昇降体には昇降体側係合部としてその凹溝に係合する突出部が形成され、昇降体は凹溝に沿って回転しながら昇降移動可能であってもよい。負圧発生部の吸引作用を受けたとき、昇降体は、回転翼の回転力（回転トルク）によって凹溝をガイドとして回転・浮上できるので、回転翼に生じる揚力が小さくても昇降体ひいては逆止め弁を円滑に作動（上昇）させることができる。

さらに、昇降体の突出部は、軸線方向から見て中心側を基端部とし先端部が半径方向外側に向って延びる複数の回転羽根で形成されるとともに、その回転羽根の先端部はサイクロンの内筒に形成された螺旋形状の凹溝に係合し、昇降体は、回転羽根の先端部が凹溝に沿って回転しながら昇降移動することができる。昇降体に形成される複数の回転羽根によって上記回転翼が構成され、負圧発生部の吸引作用を安定して受け止めることができるので、小型でも大きな揚力が得られる。したがって、回転羽根を有する昇降体は、凹溝をガイドとして円滑に回転・昇降でき、コンパクトな構成で逆止め弁を安定して作動できる。

さらに具体的には、回転羽根は昇降体の周方向に沿って所定の間隔（例えば等間隔）で複数（例えば３枚）配置されて、上記回転翼を構成することができる。このような回転翼の配置構成によって、吸引流路としての内筒内部を流れる流体の流れを阻害しないように、昇降体及び回転羽根を配置できる。このとき、昇降体及び回転羽根はサイクロンの内外筒間を流れる旋回流には影響を与えないので、遠心分離機能を損なうこともない。

ところで、サイクロンの内筒と逆止め弁との間には、昇降体をその内筒内に保持しつつ逆止め弁を内筒から離間させて外筒に着座させる方向に付勢する付勢部材が介装され、負圧発生部の非作動時において、昇降体は内筒内での昇降移動を停止し、逆止め弁は付勢部材の付勢力によって吸引流路と汚濁液貯留部とを遮断状態に維持することができる。このように、収納保管時、清掃作業中断時などにおける負圧発生部の非作動時には、吸引作用による昇降体の昇降移動が停止されると、逆止め弁は素早く外筒底部を閉鎖し、その閉鎖状態を維持するので、簡易な構造でありながら吸引流路への汚濁液の流出（逆流）を容易に防止できる。また、負圧発生部を非作動にするための操作以外に、逆止め弁で吸引流路と汚濁液貯留部との間を閉鎖するための個別操作が不要となり、単純で簡易な操作性が確保できる。

（実施例）
以下、本発明の実施の形態につき図面に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明に係る吸引式清掃装置の一例を収納保管状態で示す部分断面側面図、図２はその主要部を示す斜視図、図３はそれとは異なる方向から見た斜視図である。図１に示す吸引式清掃装置１は、床面Ｆ（被清掃面）の汚れを湿潤状態とし、この湿潤状態の汚れを空気とともに吸引し、床面Ｆを清掃する。この吸引式清掃装置１は、下端部側に配設される床清掃ユニット２と、床清掃ユニット２に連接する本体部３とで主として構成され、本体部３が収納保管時には直立状態で、清掃作業時（図１０参照）には斜め状態で姿勢保持されるアップライト型と称される小型の清掃装置である。

床清掃ユニット２は、浄水（洗浄液）を霧化して床面Ｆに吹き付ける吹出し部４と、床面Ｆの汚れ及び汚水（汚濁液）を空気とともに吸引する吸引部６とを含む。また、床清掃ユニット２には、吹出し部４に供給するための浄水を貯留する浄水タンク５（洗浄液貯留部）が載置されている。

本体部３は筒状に形成され、上部本体３ａと下部本体３ｂとから構成されている。上部本体３ａの上端部に形成されて、清掃作業時に把持するための把持部７と、汚れ及び汚水を吸引するための負圧を発生する負圧発生部８とが一体化されて、上部ユニット３０を構成する。また、下部本体３ｂの内部又は外部には、負圧発生部８の吸引作用を吸引部６に及ぼすための吸引流路９が付設されて、接続ユニット４０を構成する。吸引流路９は複数（例えば２本）の流路管９ａ，９ｂを含んで構成されている。

図２に示すように、吸引流路９中には、吸引した空気から汚れ及び汚水を遠心分離するための遠心分離部１０が設けられている。この遠心分離部１０には、第一サイクロン１１（遠心分離器）と第二サイクロン１２（遠心分離器）とが上下直列状に配置されている。これら第一サイクロン１１と第二サイクロン１２には、遠心分離された汚れ及び汚水を貯留するための汚濁液貯留部としての汚水タンク１３，１４が、対応するサイクロン１１，１２に対してそれぞれ着脱可能に取り付けられている。

負圧発生部８及び遠心分離部１０は、吸引流路９とともに本体部３に対して清掃作業時の進行方向（図１０参照）の一方側に近接配置され、負圧発生部８は遠心分離部１０よりも上方に位置している。また、浄水タンク５は進行方向の一方側において、吹出し部４及び吸引部６（床清掃ユニット２）の上方であって、遠心分離部１０よりも下位に配置されている（図３参照）。ところで、清掃作業時には大抵の場合、床清掃ユニット２（吹出し部４及び吸引部６）を床面Ｆに沿って往復動させるので、進行方向（例えば作業者から見て前方側と後方側）は交互に切り換わることになる。そこで、進行方向の一方側とは、以下の記載では、例えば作業者から見て前方側を意味する（図３，図１０参照）。

なお、両サイクロン１１，１２、及び両汚水タンク１３，１４がいずれも透光性材料（例えば透明樹脂材料）で構成されているので、内部の状態を外部から容易に目視確認できる。

図１に戻り、第一サイクロン１１と第二サイクロン１２とは、上下方向の第一軸線Ｓ１，第二軸線Ｓ２を有し、上下一対で構成される。第一サイクロン１１は、床清掃ユニット２の吸引部６に近い側であって吸引流路９の下部側に位置する。第二サイクロン１２は、床清掃ユニット２の吸引部６から遠い側であって吸引流路９の上部側に位置する。第一サイクロン１１の外径（容積）が、第二サイクロン１２の外径（容積）よりも大きく形成され、収納保管時において、第二サイクロン１２の第二軸線Ｓ２は第一サイクロン１１の第一軸線Ｓ１よりも進行方向の一方側に位置する。その結果、本体部３の本体軸線ＣＬは、収納保管時に鉛直線Ｖに対してわずかな傾斜角α（例えばα＝３°）で一方側に傾斜する。また、両サイクロン１１，１２は進行方向一方側の先端面がほぼ面一状態になるように配置されている。

第一サイクロン１１と第二サイクロン１２とは、収納保管時において、本体軸線ＣＬに交差（例えば直交）する方向（すなわち水平方向）に沿う形で、本体部３に対して各々独立して着脱可能に固定されている（図１１（ｂ），（ｃ）参照）。尚、各軸線Ｓ１，Ｓ２，ＣＬは互いに平行であり、床面Ｆに対して垂直状である。

図４に示すように、第一サイクロン１１は、円筒状の外筒１１ａと、円筒状の内筒１１ｂとを備えている。外筒１１ａには、吸引された空気を内筒１１ｂとの間で旋回流にするための吸引口１１ｃを端部に有するエルボ等の吸引管１１ｄが湾曲状に延出形成されている。外筒１１ａの上下には上側開口１１ｅ、下側開口１１ｆが設けられている。内筒１１ｂは、外筒１１ａの下側開口１１ ｆから挿入され、上部側で外筒１１ａに固定されている。

図５に示すように、第二サイクロン１２は、円筒状の外筒１２ａと、円筒状の内筒１２ｂとを備えている。外筒１２ａには、吸引された空気を内筒１２ｂとの間で旋回流にするための吸引口１２ｃを端部に有するエルボ等の吸引管１２ｄが湾曲状に延出形成されている。外筒１２ａの上下には上側開口１２ｅ、下側開口１２ｆが設けられている。内筒１２ｂは、外筒１２ａの下側開口１２ ｆから挿入され、上部側で外筒１２ａに固定されている。また、外筒１２ａの内周面には、径方向内側に向かって縮径する縮径部１２ｇが周方向に沿って等間隔で複数（例えば６箇所）形成されている。内筒１２ｂの外周面には、螺旋状の吸熱フィン１２ｈが突出形成されている。この縮径部１２ｇ、吸熱フィン１２ｈは、空気中の水分から凝縮熱を奪うことによりその水分を冷却・凝集させやすくするために設けられている。

図４に戻り、下部流路管９ａは、下部本体３ｂの内部に固定して設けられている。下部流路管９ａの下端側には、床清掃ユニット２に管接続するための下側接続口９ｃが形成され、その上端側には、第一サイクロン１１の外筒１１ａに管接続するための上側接続口９ｄが形成されている。

そして、第一サイクロン１１の外筒１１ａから延びる吸引管１１ｄの吸引口１１ｃが水平方向へ、その後下方へ移動して、下部流路管９ａの上端接続口９ｄに嵌合されている。これによって、吸引管１１ｄと下部流路管９ａとが連通状態で接続されている。従って、下部流路管９ａの上端接続口９ｄに対して吸引管１１ｄの吸引口１１ｃを脱着する際に、第一サイクロン１１が上下昇降する。なお、下部本体３ｂには、第一サイクロン１１を脱着するときに吸引管１１ｄを上下移動させるための空間３ｂ’が形成されている。

次に、図５に示すように、上部流路管９ｂは、下部本体３ｂの外側において一部が埋設状態となるようにＳ字状に形成されている。このように、上部流路管９ｂの上下方向の直線状部分は、外周面の一部が下部本体３ｂから露出しているので、上部流路管９ｂを通って第二サイクロン１２へ向かう水分の冷却・凝集が促進される。上部流路管９ｂの下端側には、第一サイクロン１１の内筒１１ｂの上端に管接続するための下側接続口９ｅが形成され、その上端側には、第二サイクロン１２の外筒１２ａに管接続するための上側接続口９ｆが形成されている。

そして、第二サイクロン１２の外筒１２ａから延びる吸引管１２ｄの吸引口１２ｃが、水平方向へ、その後下方へ移動して、上部流路管９ｂの上端接続口９ｆに挿入されている。これによって、吸引管１２ｄと上部流路管９ｂとが連通状態で接続されている。従って、上部流路管９ｂの上端接続口９ｆに対して吸引管１２ｄの吸引口１１ｃを脱着する際に、第二サイクロン１２が上下昇降する。なお、下部本体３ｂには、第二サイクロン１２を脱着するときに吸引管１２ｄ及び上部流路管９ｂを上下移動させるための空間３ｂ”が形成されている。

図４及び図５において、各汚水タンク１３，１４は、対応するサイクロン１１，１２に、それぞれ着脱可能に取り付けられている。その際、汚水タンク１３，１４は、対応するサイクロン１１，１２が本体部３に装着された状態及び本体部３から離脱された状態のいずれにおいても、着脱可能に取り付けられている（図１１参照）。

具体的には、カップ状の汚水タンク１３，１４の上端周囲には、フランジ１３ｂ，１４ｂが突出形成されている。第一及び第二サイクロン１１，１２の外筒１１ａ，１２ａにおける下側開口１１ｆ，１２ｆの周囲にシール材１１ｊ，１２ｊが固定されている。外筒１１ａ，１２ａの外周面には、フランジ１３ｂ，１４ｂと係合する固定係止片１１ｋ，１２ｋと可動クランプ片１１ｍ，１２ｍとが、径方向に対をなすように形成されている。

そして、汚水タンク１３，１４のフランジ１３ｂ，１４ｂを固定係止片１１ｋ，１２ｋに挿入して係止するとともに、可動クランプ片１１ｍ，１２ｍを揺動固定する。これにより、汚水タンク１３，１４の上端面がシール材１１ｊ，１２ｊに圧接され、汚水タンク１３，１４は第一及び第二サイクロン１１，１２に密封固定される。

図１に戻り、負圧発生部８は、本体軸線ＣＬ方向（上下方向）に沿って、第一サイクロン１１及び第二サイクロン１２のいずれに対しても独立して着脱できる（図１１（ａ）参照）。負圧発生部８は、単一の吸引ファン８ａ（吸引装置；吸引式送風機）と、その吸引ファン８ａを駆動するための電動モータ８ｂ（駆動源）とを含んでいる。吸引ファン８ａによって吸気される空気は、矢印Ｌ１のようにスリットを通って外部に排気される。また、冷却ファン８ｄが電動モータ８ｂによって同軸駆動され、外部の空気を吸気する。その空気を矢印Ｌ２のように流して電動モータ８ｂにあてて冷却するようにしている。

本体部３（上部本体３ａ）の上端部に形成される把持部７には、吸引ファン８ａ及び電動モータ８ｂを作動させるために、電気スイッチ８ｃ（回路）が配置されている。これらの負圧発生部８と把持部７とが一体化されて上部ユニット３０を構成しているから、上部ユニット３０は接続ユニット４０に対して上方側へ離脱可能である。

なお、上部本体３ａの下方側は、下部本体３ｂの上端側からその内部に挿入され、かつ任意位置での固定を可能にすることにより、把持部７の高さ位置を調整可能である。

ところで、吸引ファン８ａ（負圧発生部８）は、吹出し部４に吸引作用を及ぼすことにより、増速機構１８及び霧化機構１７において、浄水溜り２ｆ（洗浄液収容部）に収容された浄水を霧化又は微粒化して直接的に床面Ｆに吹き付ける。また、吸引ファン８ａは、吸引部６に吸引作用を及ぼすことにより、螺旋羽根１６ａ（回転体）を回転させて床面Ｆの汚れ及び汚水を空気とともに吸引流路９に吸引・除去する。さらに、吸引ファン８ａは、遠心分離部１０（サイクロン１１，１２）に吸引作用を及ぼすことにより、吸引した汚れ及び汚水を空気から遠心分離する。同時に、吸引ファン８ａは、サイクロン１１，１２内の昇降体１５ａに吸引作用を及ぼすことにより、逆止め弁１５を開放して吸引流路９と汚水タンク１３，１４とを連通する。以下、これらの作用（機能）を達成するための構成について順次説明する。

図４及び図５に示すように、第一及び第二サイクロン１１，１２内には、汚水タンク１３，１４に貯留された汚水が吸引流路９側に流出するのを防止するための逆止め弁１５がそれぞれ設けられている。逆止め弁１５は外筒１１ａ，１２ａの底部の下側開口１１ｆ，１２ｆの周囲に着座して吸引流路９と汚水タンク１３，１４との間を閉鎖可能に配置されている。なお、第一サイクロン１１における逆止め弁１５と第二サイクロン１２における逆止め弁１５とは同一構造を有するので、ここでは前者を例にとって図４により説明する。

図４において、逆止め弁１５には、負圧発生部８（図１参照）の吸引作用により生じる揚力を利用して浮上させるために、第一軸線Ｓ１周りに回転可能な回転翼を含む昇降体１５ａが連結軸１５ｂを介して連接されている。昇降体１５ａは内筒１１ｂの内部に配置され、内筒１１ｂの内周面に沿って昇降移動可能に設けられている。

具体的には、内筒１１ｂの内周面には、螺旋形状の凹溝（螺旋溝）１１ｎ（内筒側係合部）が形成されるとともに、昇降体１５ａには、螺旋溝１１ｎに係合する突出部１５ｃ（昇降体側係合部）が形成されている。さらに詳細には図４（ａ）に示すように、昇降体１５ａの突出部１５ｃは、中心側を基端部とし先端部が半径方向外側に向って等間隔で延びる複数（例えば３枚）の回転羽根１５ｃ１，１５ｃ２，１５ｃ３（回転翼）で形成されている。その回転羽根１５ｃ１，１５ｃ２，１５ｃ３の先端部は、内筒１１ｂに形成された螺旋溝１１ｎにそれぞれ係合する。したがって、昇降体１５ａは、回転羽根１５ｃ１，１５ｃ２，１５ｃ３の各先端部が第一軸線Ｓ１周りに回転可能な回転翼として、螺旋溝１１ｎに沿って回転しながら昇降移動する。

図４に実線で示すように、負圧発生部８の作動時に吸引作用を受けることにより、昇降体１５ａが内筒１１ｂの内周面に沿って上昇移動するとき、自重を超える揚力によって逆止め弁１５が昇降体１５ａとともに上昇して外筒１１ａの底部から離れて吸引流路９と汚水タンク１３とを連通させる。一方、負圧発生部８の非作動時に吸引作用が停止することにより、自重によって逆止め弁１５が昇降体１５ａとともに下降して吸引流路９と汚水タンク１３とを遮断する。

内筒１１ｂと逆止め弁１５との間には、昇降体１５ａを内筒１１ｂ内に保持しつつ、逆止め弁１５を内筒１１ｂから離間させて外筒１１ａに着座させる方向に付勢する圧縮コイルばね１５ｆ（付勢部材）が介装されている。負圧発生部８の非作動時において、昇降体１５ａは内筒１１ｂ内での昇降移動を停止し、逆止め弁１５は自重に加えて圧縮コイルばね１５ｆの付勢力によって、吸引流路９と汚水タンク１３とを遮断状態に維持する。

次に、図６〜図９に示すように、床清掃ユニット２は、吹出し部４および吸引部６を内蔵して、床面Ｆ側（下方側）が開放されるように、ボックス状に形成されている。この床清掃ユニット２の進行方向他方側（作業者から見て後方側）の中央には、接続ユニット４０を構成する下部流路管９ａの下側接続口９ｃ（図４（ｂ）参照）と管接続するための接続管２ｂが突出状態で設けられている。

この接続管２ｂはエルボ等の湾曲状に形成され、基端側が回転自在に支持されて、先端側が下部流路管９ａの下側接続口９ｃに首振り可能に挿入されている。なお、床面Ｆに沿って床清掃ユニット２の移動を容易にするために、接続管２ｂを挟んで左右に車輪２ｇが設けられている。なお、接続管２ｂの揺動範囲は、清掃作業時の姿勢等に応じて設定（例えば、図１０において本体部３と床面Ｆとのなす角度βが６５°±１０°）される。

図６及び図７に示す吹出し部４は、負圧発生部８の吸引作用によって吸引される空気流を吸引部６よりも上流側（上手側）で増速する増速機構１８と、浄水溜り２ｆに収容された浄水を霧化又は微粒化する霧化機構１７とを有し、霧化機構１７で霧化又は微粒化された浄水を直接的に床面Ｆに吹き付ける。

浄水溜り２ｆは、床清掃ユニット２上の浄水タンク５から流出する浄水を、床清掃ユニット２内の吸引部６及び床面Ｆの近傍において一時的に収容する。この浄水溜り２ｆは上部が開口し、進行方向に対して左右方向を長手方向とする矩形箱状に形成され、接続管２ｂを介して吸引流路９（図１参照）と連通する中央吸引流路２ｃを挟んで左右対称に各々配置されている。また、浄水溜り２ｆは、床清掃ユニット２の進行方向他方側に、吹出し部４及び吸引部６のいずれからも独立して着脱可能に固定されている。

中央吸引流路２ｃを挟んで両側に霧化流路１７ａ（空気流路）が形成され、各霧化流路１７ａには、各々の浄水溜り２ｆに対応する形で、同数（例えば２組ずつ）の霧化機構１７が配置されている。霧化流路１７ａは、床清掃ユニット２の進行方向他方側（作業者から見て後方側）から、浄水溜り２ｆの水面上方を通り、後述する螺旋羽根１６ａ及びケース体１６ｂに近接して開口する吹出し口１７ｄと連通している。霧化機構１７では、浄水溜り２ｆから毛細管現象（表面張力）を利用して吸い上げられた浄水に、負圧発生部８の吸引作用により発生する空気流を霧吹き状に吹き付けることによって、浄水を霧化又は微粒化する。

具体的には、各霧化機構１７には、上端部を霧化流路１７ａに臨ませるとともに、下端部を浄水溜り２ｆの浄水中に配設した管状の吸上げ管１７ｅが１本ずつ配設されている。したがって、負圧発生部８の吸引作用（負圧）が中央吸引流路２ｃ、ケース体１６ｂを介して霧化流路１７ａに及ぶと、浄水溜り２ｆの水面（大気圧）との間に気圧差を生じ、浄水溜り２ｆの浄水は吸上げ管１７ｅ内を上昇する。このとき、吸上げ管１７ｅの内径は十分小さく（例えば３〜４ｍｍ）形成されているので、毛細管現象（表面張力）によって浄水は吸上げ管１７ｅ内をさらに上昇する。また、負圧発生部８の吸引作用により発生する空気流は吸上げ管１７ｅに霧吹き状に吹き付けられ、吸上げ管１７ｅで霧化又は微粒化された浄水が吹出し口１７ｄから直接床面Ｆに吹き付けられる。

さらに詳細には図７に拡大して示すように、吸上げ管１７ｅの軸線は、床面Ｆに対して斜め方向に吹き付ける霧化流路１７ａの流線に対してほぼ直交状に位置するので、床面Ｆ（浄水溜り２ｆの水面）に対しては斜めに傾斜して配置されている。また、吸上げ管１７ｅの内周面には、螺旋状、断面鋸歯状等の凹凸部１７ｆが形成されている。このように、吸上げ管１７ｅの内周面に連続的又は断続的な凹凸部１７ｆを全体又は一部に形成することによって表面積が大きくなるとともに、吸上げ管１７ｅを斜めに傾斜することによって同じ揚程でも浄水の接触面積が大きくなる。これらの相乗作用によって、吸上げ管１７ｅ内の浄水の表面張力が増大し、吸上げ管１７ｅの上端部に到達しやすくなる。

図６に示す増速機構１８は、ここでは吸引部６よりも上手側（上流側）の霧化流路１７ａの断面積を部分的に縮小することによって、その縮小領域の内部を流れる空気流を増速する、いわゆるベンチュリ機能を有している。具体的には、霧化機構１７毎に床清掃ユニット２の進行方向他方端側に設けられる漏斗状の外気導入口１８ａ（図３参照）と、吸上げ管１７ｅの先端部が臨む絞り部１８ｂとで増速機構１８を構成している。なお、このうち絞り部１８ｂの下手側（下流側）は、霧化流路１７ａの断面積が徐々に拡大するディフューザに形成されている。これらの増速機構１８により、霧化流路１７ａを通過する空気流の速度が増速されるため、霧化又は微粒化される洗浄液の粒子径がより小さくかつ均等化される。

この霧化又は微粒化された浄水の吹き付け作用線ＦＬは、負圧発生部８の吸引作用により回転する螺旋羽根１６ａの先端回転軌跡ＲＬに対して進行方向他方側に位置して、互いに近接するように配置されている。これによって、床面Ｆの汚れ除去を素早く円滑に行なえる。しかも、浄水が床面Ｆに吹付けられる範囲が特定されているため、湿潤状態の汚れが他の個所に拡散せず、湿式清掃が効率よく行える。

図８に示す吸引部６には、進行方向と交差（例えば直交）し床面Ｆと平行状に位置する回転軸１６ｄ（軸線）周りで回転可能な螺旋羽根１６ａ（回転体）が配置されている。吸引部６には螺旋羽根１６ａを収容するケース体１６ｂが配置されている。ケース体１６ｂは、螺旋羽根１６ａによって床面Ｆの汚れ及び汚水を除去するために、床面Ｆ側に向かって開口している。またケース体１６ｂは、回転軸１６ｄの軸線方向の中央付近において進行方向他方側の中央吸引流路２ｃと連通するとともに、進行方向一方側において、外部空気を取り入れるための吸気スリット１６ｃを有している。

吹出し部４と螺旋羽根１６ａとの間に汚れ及び汚水を吸い込むための吸引口２ｄが開口し、上方で中央吸引流路２ｃと合流する。中央吸引流路２ｃは、床清掃ユニット２内で進行方向他方側へ延びて、吸引流路９（図１参照）と連通している。

螺旋羽根１６aは回転軸１６ｄの軸線方向の中央で分割形成されている。この分割形成された両側の螺旋羽根１６ａの螺旋方向は逆方向（右周りと左周り）に設けられている。このように構成した螺旋羽根１６ａの表面が回転案内面に形成されている。

そして、負圧発生部８の吸引作用が吸引流路９及び中央吸引流路２ｃを介してケース体１６ｂに及ぶと、吸気スリット１６ｃから導入される外部空気によって螺旋羽根１６ａが回転する。これによって床面Ｆの汚れ及び汚水は空気とともに、螺旋方向を異にする両側の螺旋羽根１６ａの回転案内面によって回転軸１６ｄの軸線方向の中央に誘導されて中央吸引流路２ｃへと導入される。

また、螺旋羽根１６ａと共通する軸線の周りには、その螺旋羽根１６ａと一体となって回転するとともに、螺旋羽根１６ａとほぼ等しい外径を有する螺旋ブラシ１６ｇ（掻取体）が配置されている。螺旋ブラシ１６ｇは回転軸１６ｄ周面に設けられる螺旋羽根１６ａの間に配置されている。このようにして螺旋ブラシ１６ｇが床面Ｆに接触しつつ一体回転して汚れを掻き取り、掻き取った汚れを螺旋羽根１６ａの回転案内面に受け渡す。

なお、図８（ａ）に破線で示すように、床清掃ユニット２の下端部には、吹出し口１７ｄと吸引口２ｄとを取り囲んでカーテン状のスクレーパー２ｅが配設されている。スクレーパー２ｅは閉鎖状に形成され、床清掃ユニット２から一部下方へ突出するように設けられている。したがってスクレーパー２ｅが床面Ｆに接したとき、上記した霧化流路１７ａ及び中央吸引流路２ｃは密閉された負圧空間に保持される。

図９に示す浄水タンク５は、汚水タンク１３，１４と同様に透光性材料で形成される。この汚水タンク５は、吹出し部４及び吸引部６の上方であって、遠心分離部１０よりも下位に配置され、浄水溜り２ｆの上方の床清掃ユニット２上に、着脱可能に固定載置される（図２，図３参照）。浄水タンク５は、進行方向左右の浄水溜り２ｆと流下路５ａによってそれぞれ接続されている。浄水タンク５の下部には、床清掃ユニット２上に載置されたとき自重で開き、取り外されたときにばね等の付勢部材５ｃの付勢力で閉じる開閉弁５ｂが、流下路５ａ毎に設置されている。浄水タンク５の内部を左右に仕切る隔壁５ｄが設けられ、吸引式清掃装置１が傾いたときに浄水タンク５内の浄水表面の波立ちを起こりにくくしている。ただし、隔壁５ｄで仕切られた浄水タンク５の左右の水位を揃えるとともに、共通の給水口５ｆからの給水を行うために、隔壁５ｄには連通孔５ｅが形成されている。

次に、以上のように構成された吸引式清掃装置の作動（作用）について説明する。図１０に示すような吸引式清掃装置１の清掃作業時には、作業者は把持部７を保持した状態で本体部３を手前側に倒すようにして床清掃ユニット２を進行方向に小刻みに往復動しながら、一方側（例えば作業者から見て前方側）又は他方側（例えば作業者から見て後方側）に移動して床面Ｆの汚れを清掃する。

作業者が把持部７の電気スイッチ８ｃをＯＮ操作すると、負圧発生部８の電動モータ８ｂが駆動回転して吸引ファン８ａを作動させる。

（１）まず、吸引ファン８ａは、吸引流路９を介して吹出し部４に吸引作用を及ぼすことにより、増速機構１８及び霧化機構１７を介して、浄水溜り２ｆに収容された浄水を霧化又は微粒化して吹出し口１７ｄから床面Ｆに吹き付ける。
（２）次に、吸引ファン８ａは、吸引流路９を介して吸引部６に吸引作用を及ぼすことにより、螺旋羽根１６ａを回転させて、床面Ｆで湿潤化された汚れ及び汚水を空気とともに吸引流路９に吸引・除去する。
（３）さらに、吸引ファン８ａは、吸引流路９を介して遠心分離部１０に吸引作用を及ぼすことにより、第一及び第二サイクロン１１，１２において、吸引した汚れ及び汚水を空気から遠心分離する。
（４）同時に、吸引ファン８ａは、吸引流路９を介して上記サイクロン１１，１２内の昇降体１５ａに吸引作用を及ぼすことにより、逆止め弁１５を開放して吸引流路９と汚水タンク１３，１４とを連通する。

このようにして、汚れ及び汚水は汚水タンク１３，１４に貯留される。一方、汚れ及び汚水が除去されて清浄化された空気は負圧発生部８から外部へ排気される。そして、汚水タンク１３，１４が汚れ及び汚水で満杯になったときには、図１１（ａ）に示すように、可動クランプ片１１ｍ，１２ｍの操作によって汚水タンク１３，１４をサイクロン１１，１２から個別に取り外すことができる。これによって汚水タンク１３，１４内の汚水を廃棄したり、汚水タンク１３，１４内部を水洗いによって洗浄することが容易に行なえる。

図１１により、内部に付着する汚れの洗浄等のメンテナンスの際の吸引式清掃装置の分解手順を説明する。

（１）把持部７及び負圧発生部８を有する上部ユニット３０を、下部本体３ｂから上方へ引き抜く。これによって電気系統が集約されている上部ユニット３０を単独で他の部材から離脱させてメンテナンスができる（図１１（ａ））。
（２）第二サイクロン１２を若干上方へ持上げてから水平方向へ移動させて、上部流路管９ｂから取り外す。これによって第二サイクロン１２内を水洗いによって個別に洗浄できる（図１１（ｂ））。
（３）上部流路管９ｂを若干上方へ持上げた後、第一サイククロン１１を若干上方へ持上げてから水平方向へ移動させて、下部流路管９ａから取り外す。これによって第一サイクロン１１内を水洗いによって個別に洗浄できる（図１１（ｃ））。
（４）下部本体３ｂを床清掃ユニット２から上方へ引き抜く。これによって筒状の下部本体３ｂを水洗いによって個別に洗浄できる。なお、浄水タンク５を床清掃ユニット２から取り外すことによって、浄水タンク５への給水作業が容易に行える（図１１（ｄ））。

このように、電気系統の集約された上部ユニット３０を最初に取り外してしまえば、他の部分を順次取り外して水洗いできるので、メンテナンスに伴う故障の発生を防止できる。なお、洗浄後の組み立て作業は、分解時と逆の手順で行えばよい。

（変形例）
図１２に、逆止め弁１５の変形例を含む第一サイクロンの断面を示す。図１２の逆止め弁１５は、円板状に形成された昇降体１５ａの外周には、第一サイクロン１１の内筒１１ｂの螺旋溝１１ｎ（凹溝；内筒側係合部）と係合する突出部１５ｃ（昇降体側係合部）が形成されている。この昇降体１５ａの中心には、上下方向に貫通する貫通孔１５ｄが形成されている。この貫通孔１５ｄの周囲には、上下方向に貫通する連通孔１５ｅが形成されている。この連通孔１５ｅによって内筒１１ｂの上下方向に空気流が流れる。連結軸１５ｂの上端には、連通孔１５ｅを流れる空気流を受けて回転するプロペラ１５ｇ（回転翼）が固定して設けられる。このプロペラ１５ｇの外径は内筒１１ｂ内径より小さく形成している。連結軸１５ｂの下端は、昇降体１５ａの貫通孔１５ｄを貫通して逆止め弁１５に連結されており、この連結軸１５ｂの回転にともなって昇降体１５ａが回転するように、貫通孔１５ｄと連結軸１５ｂは固定されている。したがって、負圧発生部８の吸引作用が内筒１１ｂに及ぶと、内筒内１１ｂの空気流によってプロペラ１５ｇが回転する。するとプロペラ１５ｇと連結されている昇降体１５ａが螺旋溝１１ｎに沿って回転しながら昇降移動して逆止め弁１５が開閉される。なお、この変形例の説明において、上述した実施例と共通する部分は同一符号を付し、その詳細説明は省略する。また、この変形例は第二サイクロンにも同様に適用できる。

以上の説明では、遠心分離部１０において、内筒側係合部を螺旋溝１１ｎで構成し、昇降体側係合部を突出部１５ｃで構成したが、これらを相互に入れ替えて実施してもよい。また、下部本体３ｂに対して下部流路管９ａ（第一サイクロン１１）と上部流路管９ｂ（第二サイクロン１２）とが個別に着脱可能に固定されていたが、下部本体３ｂを２分割し、分割した下部本体と下部流路管９ａ（第一サイクロン１１）又は上部流路管９ｂ（第二サイクロン１２）とを一体化して互いに着脱可能としてもよい。

なお、吸引式清掃装置として、アップライト型の他に、キャニスタ型や、洗浄液供給と汚水回収とを外部で集中管理するセントラルクリーナシステムに用いてもよい。また蒸気噴射タイプに用いてもよい。また、霧化機構には、実施例のような霧吹き方式の他に、エジェクタ方式、遠心方式、超音波加振方式等を用いてもよい。

（参考例）
なお、図１３に逆流防止機能を有するバタフライ式の逆流防止弁１１５を参考例として示す。図１３の逆流防止弁１１５は、上述の実施例における第一サイクロン１１（図４参照）に代えて吸引流路９中に配置することも可能である。外容器１１６内に配置される出口管１１７の下端には、その下端口１１７ａを開閉する第一バタフライ弁１１８が装着される。出口管１１７の側方に隣接して入口管１１９が配置され、入口管１１９の下端には、その下端口１１９ａを開閉する第一バタフライ弁１１８と連結される第二バタフライ弁１２０が装着される。したがって、この逆流防止弁１１５の出口管１１７に負圧発生部８（図２参照）の作動によって吸引作用が及ぶと、第一バタフライ弁１１８が上方に揺動して下端口１１７ａが開口されると同時に、第二バタフライ弁１２０が下方に揺動して下端口１１９ａが開口される。また、負圧発生部８が非作動になると、第一バタフライ弁１１８は下方へ揺動して下端口１１７ａが閉鎖されると同時に、第二バタフライ弁１２０は上方へ揺動して下端口１１９ａを閉鎖する。このように、外容器１１６下部に装着する外部タンク１２１内の汚れ及び汚水は外容器１１６内から外部に漏れなくなる。なお、第一バタフライ弁１１８及び第二バタフライ弁１２０は、コイルばね１２２によって閉鎖方向に付勢されている。この参考例を使用する場合にも、実施例に示す第二サイクロン（図５参照）と組み合わせて実施することができる。

本発明に係る吸引式清掃装置の一例を収納保管状態で示す部分断面側面図。 図１の吸引式清掃装置の主要部を示す斜視図。 図２とは異なる方向から見た斜視図。 第一サイクロンの平面図及び断面図。 第二サイクロンの平面図及び断面図。 床清掃ユニットの吹出し部を示す一部省略平面図及びＡ−Ａ断面図。 図６（ｂ）のＢ部を拡大して示す断面図。 床清掃ユニットの吸引部を示す一部省略平面図及びＣ−Ｃ断面図。 図３の背面視説明図。 吸引式清掃装置の清掃作業時の状態を示す説明図。 吸引式清掃装置の分解手順を示す説明図。 逆止め弁の変形例を示す第一サイクロンの断面図。 逆流防止機能を有する逆流防止弁の参考例を示す断面図。

符号の説明

１ 吸引式清掃装置
４ 吹出し部
６ 吸引部
７ 把持部
８ 負圧発生部
９ 吸引流路
１０ 遠心分離部
１１ 第一サイクロン（遠心分離器）
１１ａ 外筒
１１ｂ 内筒
１１ｎ 螺旋溝（凹溝；内筒側係合部）
１２ 第二サイクロン（遠心分離器）
１２ａ 外筒
１２ｂ 内筒
１２ｎ 螺旋溝（内筒側係合部）
１３ 汚水タンク（汚濁液貯留部）
１４ 汚水タンク（汚濁液貯留部）
１５ 逆止め弁
１５ａ 昇降体
１５ｃ 突出部（昇降体側係合部）
１５ｃ１,１５ｃ２,１５ｃ３ 回転羽根（回転翼）
１５ｆ 圧縮コイルばね（付勢部材）
Ｆ 床面（被清掃面）

Claims (6)

1. 洗浄液を霧化又は気化して被清掃面に吹き付ける吹出し部と、その被清掃面の汚れ及び汚濁液を空気とともに吸引する吸引部と、前記汚れ及び汚濁液を吸引するための負圧を発生しその吸引作用を吸引流路を介して前記吸引部に及ぼす負圧発生部と、前記吸引流路中に配置されて、吸引した空気から汚れ及び汚濁液を遠心分離する遠心分離器と遠心分離された汚れ及び汚濁液を貯留する汚濁液貯留部とを有する遠心分離部とを備える吸引式清掃装置であって、
   前記遠心分離部は、
   前記汚濁液貯留部に貯留された汚濁液が前記吸引流路に流出するのを防止するための逆止め弁と、
   その逆止め弁に連接され、前記負圧発生部の吸引作用により生じる揚力を利用して浮上するために軸線周りに回転可能な回転翼を含む昇降体とを有し、
   前記負圧発生部の作動時に吸引作用を受けることにより、自重を超える揚力によって前記逆止め弁が前記昇降体とともに上昇して前記吸引流路と汚濁液貯留部とを連通させる一方、
   前記負圧発生部の非作動時に吸引作用が停止されることにより、自重によって前記逆止め弁が前記昇降体とともに下降して前記吸引流路と汚濁液貯留部とを遮断することを特徴とする吸引式清掃装置。
2. 前記遠心分離器は外筒と内筒とを有するサイクロンで構成され、
   前記昇降体は前記内筒の内部に配置される一方、前記逆止め弁は前記外筒の底部に着座して前記吸引流路と汚濁液貯留部との間を閉鎖可能に配置され、
   前記負圧発生部の吸引作用により前記昇降体が前記内筒の内周面に沿って上昇移動するとき、前記逆止め弁は前記外筒の底部から離れて前記汚濁液貯留部を前記吸引流路に連通させる請求項１に記載の吸引式清掃装置。
3. 前記サイクロンの内筒の内周面には凹溝状又は突起状の内筒側係合部が形成されるとともに、前記昇降体にはその内筒側係合部に係合する突起状又は凹溝状の昇降体側係合部が形成され、
   前記昇降体は前記内筒の内部で前記内筒側係合部に沿って昇降移動可能である請求項２に記載の吸引式清掃装置。
4. 前記サイクロンの内筒の内周面には前記内筒側係合部として螺旋形状の凹溝が形成されるとともに、前記昇降体には前記昇降体側係合部としてその凹溝に係合する突出部が形成され、
   前記昇降体は前記凹溝に沿って回転しながら昇降移動可能である請求項３に記載の吸引式清掃装置。
5. 前記昇降体の突出部は、軸線方向から見て中心側を基端部とし先端部が半径方向外側に向って延びる複数の回転羽根で形成されるとともに、その回転羽根の先端部は前記サイクロンの内筒に形成された螺旋形状の凹溝に係合し、
   前記昇降体は、前記回転羽根の先端部が前記凹溝に沿って回転しながら昇降移動する請求項４に記載の吸引式清掃装置。
6. 前記サイクロンの内筒と逆止め弁との間には、前記昇降体をその内筒内に保持しつつ前記逆止め弁を当該内筒から離間させて前記外筒に着座させる方向に付勢する付勢部材が介装され、
   前記負圧発生部の非作動時において、前記昇降体は前記内筒内での昇降移動を停止し、前記逆止め弁は前記付勢部材の付勢力によって前記吸引流路と汚濁液貯留部とを遮断状態に維持する請求項２ないし５のいずれか１項に記載の吸引式清掃装置。

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