JP4703239B2 - フイルタ目詰まり検出機能を備えた床面清掃機 - Google Patents

Description

本発明は、走行しながらロールブラシ（回転ブラシ）を回転することによって、絨毯面や床面、或いは路面等からなる清掃面を清掃することができる床面清掃機の技術分野に属するものであって、具体的には、ブロアー（バキュームファン）の吸引作用によってブラシ室から吸引したダストを捕集するフイルタの目詰まり具合を検知する機能を備えた床面清掃機に関するものである。

特許文献１に記載の「スイーパー用防塵装置」には、バキュームファンの吸引力が及ぶブラシ室の内部に設けた回転ブラシにより、床面上のゴミをバケットに掃き込むと共に、掃き込み時に発生した塵埃を吸引して捕集するバキュームファンとフイルタとを備えたスイーパーに関する記載があり、更に特許文献１では、ブラシ室の周囲に防塵スカートを設け、バキュームファンの吸引作用によって室内を負圧にして、ブラシの回転によって発生する塵埃が外部に洩れないように構成されている。

また、特許文献２に記載の「集塵機用フイルタ除塵装置」には、ファンの回転によってダストをフイルターボックス内に取付けたフイルタに捕集させて集塵する集塵機（特許文献１に記載の集塵機と同等なもの）において、ファンの排気側にファンの排気圧を検出し、検出した排気圧が設定圧以下に下がると、フイルタの除塵装置を作動する圧力スイッチを設けたフイルタ用除塵装置に関する記載がある。
実開平２−１０６１６８号公報 特開平７−２１３８４２号公報

上記特許文献１、２に記載の集塵機では、フイルタに堆積されたダストの量が多くなるにつれて、排気側の圧力が変化するので、ダスト除去処理の時期や、フイルタ交換の時期を検知するには、この圧力変化を検知するためのセンサーを新たに設ける必要がある。

また、上記特許文献１に記載の集塵機では、ブラシ室の周囲に除塵スカート部が設けられていて、常時床面との間がシール状態になっている。しかしながら、この集塵機で例えば絨毯面の清掃を行う場合は、清掃時はブラシ並びにスカート部を床面に降ろして行うが、移動時は床面から離した方がよく、作業の状況に応じてスカート部を上下するようになる。

従って、フイルタ排気側における圧力変化は、ダスト量の増加に起因する変化量と、スカートを上げ下げした時のそれぞれの変化量とが重なった状態で発生するものであるから、真のフイルタの目詰まりを正しく捉えて判断することが難しかった。

本発明は上述した問題点を解消するために成されたものであって、その技術的課題は、作業状態の如何に係わらず、フイルタの目詰まりを正しく判断して、除塵動作、または、フイルタの交換を促すことができるようにすると共に、圧力センサー等の機器を使用せずに、フイルタの目詰まりの検出を可能にして、コストを下げることができるように工夫したフイルタ目詰まり検出機能を備えた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に係る発明は、走行しながらロールブラシを回転することにより、絨毯面や床面、或いは、路面等からなる清掃面上のゴミをホッパに掃き上げて回収すると共に、ロールブラシを覆うブラシ室の内部にブロアーの吸引作用を及ぼすことによって、ロールブラシの回転によってブラシ室内に舞い上がったダストを吸引してフイルタに捕集するように構成した床面清掃機であって、清掃時に上記のロールブラシをブラシ室と共に清掃面上に降ろし、清掃を行わない時及び移動時には、ロールブラシをブラシ室と共に清掃面から上昇させるブラシ上下手段と、当該ブラシ上下手段によってロールブラシがブラシ室と共に清掃面から上昇された時に、上昇したロールブラシ或いはブラシ室、又はブラシ上下手段自身のいずれかを検知することができるブラシ上昇検知器と、このブラシ上昇検知器によるブラシ上昇の検知に従って、所定時間だけ上記ブロアーの運転を行う手段と、 当該所定時間の運転を始めたブロアーの電流値を計測して、フイルタの目詰まりに起因する電流の変化から、上記フイルタの目詰まりを検出するフイルタ目詰まり検知手段と、当該検知手段がフイルタの目詰まりを検出すると作動する警報部とを備えて成ることを特徴としている。

（２） また、本発明の請求項２に係る発明は、前記ブラシ上下手段によってロールブラシがブラシ室と共に清掃面に降ろされた時に、ブラシ室の底面側が清掃面に密接して、ロールブラシをブラシ室が清掃面との間で密閉状態に覆うように構成し、この密閉状態に覆われたブラシ室の内部に、前記ブロアーから吸引作用が及ぼされるように構成したことを特徴としている。

（３） 更に、本発明の請求項３に係る発明は、ブロアーの静圧が、３〜１．５ｋＰａであることを特徴としている。

上記（１）と（２）で述べた手段によれば、清掃時にはブラシが床面に降ろされると共に、ブラシ室も床面に降ろされてブラシを床面との間で密閉状態に覆い、且つ、ブロアーからの吸引作用を上記ブラシ室内に及ぼすから、ブラシの回転によって床面上のゴミが掻き出されると共に、ブラシ室内に舞い上がったダストを、ブロアーによって吸引してフイルタに捕集することができる。また、床面に対してブラシ室が密閉状態で接しているから、外から吸引される空気は、床面、特に絨毯の繊維を通じてブラシ室に吸引されるため、絨毯面に入り込んだゴミを効率よく吸引することを可能にする。

そして、ブロアーはブラシ室における吸引負荷と、フイルタにおけるダストの目詰まり負荷の両負荷を受けるため、相当な電流が流れて、相当な電流値を検出することができる。一方、清掃を行わない場合、または移動時において、ブラシは床面から離れた位置に上昇し、それと一緒にブラシ室も床面から離れた位置に上昇するから、ブラシ室に吸引される空気はなんら抵抗が掛からなくなって、ブロアーに掛かる負荷はフイルタの目詰まりによって発生する分に留まる値になる。

従って、前者のブラシ並びにブラシ室が床面に降ろされた清掃状態に比較して、後者の場合、つまり、清掃を行わない場合や、または移動時のように、ブラシが床面から離れた位置に上昇し、それと一緒にブラシ室も床面から離れた位置に上昇した場合の方が、電流値が低く、且つ、フイルタの目詰まりに起因する電流の変化が明確になるため、この電流の変化に従ってフイルタの交換、或いは、除塵時期を適格に判断することが可能となる。

また、上記（１）で述べた手段によれば、ブラシによる清掃運転を終了した時点、即ち、ブラシ上昇検知器がブラシの上昇を検知した時点で、ブロアーを所定の時間だけ回転させて、その間にフイルタの目詰まりを正確に検知することができるから、フイルタ交換等の処置が行いやすく、また、次に作業を行うに際して、フイルタ汚れによる作業の開始ができない、といったトラブルの発生を防止することができる。

以上述べた次第で、本発明に係るフイルタ目詰まり検出機能を備えた床面清掃機によれば、作業状態の如何に関係なく、フイルタの目詰まりを正確に検出して、除塵やフイルタ交換等の対策を速やかに講じることができるため、フイルタの目詰まりに起因する床面清掃の不具合や、ブロアーモータの加熱及び故障といった各種問題の発生を防止して、清掃機による絨毯や床面、或いは、路面等の清掃を効果的に行うことができるものであって、圧力センサー等の検知機器を使用せずにフイルタの目詰まりを検出できる点と相俟って、フイルタ目詰まり検出機能を備えた床面清掃機を、比較的低コストにて提供できる経済性を備えている。

以下に、上述した本発明に係るフイルタ目詰まり検出機能を備えた床面清掃機の実施の形態を説明すると、図１は本発明に係る清掃機の全体を示した斜視図、図２は図１に示した清掃機の内部構造を説明した側面図、図３は本発明におけるブラシ装置の部分を拡大した側面図であって、これ等の図面において、１は清掃機本体、１Ａは本体カバー、２は操作ハンドル、２ａは後述するフイルタの目詰まりを検出する検出装置や、目詰まりが発生すると警報を発生する警報部等が収められたコントロールボックス、３はモータ１５によって駆動する駆動輪、４は前輪、１４は駆動軸１４Ｒに取付けたロールブラシ、１３はブラシ駆動モータで、図示した清掃機は図面上左方向に走行しながらロールブラシ１４を回転して、絨毯面や床面、或いは、路面といった清掃面ＣＰ（以下単に清掃面ＣＰという）を清掃するように構成されている。

更に図中、符号２０で全体的に示したのは、一端側に上記のロールブラシ１４を回転自在に取付け、他端側を取付軸６を用いて車体のシャーシ１Ｋに回動自在に取付けたブラシアーム体で、ブラシアーム体２０の全体は、上記の取付軸６を支点にして、ロールブラシ１４を取付けた一端側が清掃面ＣＰに対して上下回動自在に構成されている。尚、図１において２０Ｈは外カバー体である。

符号３０で全体的に示したのは、一側を支持軸５を用いて上記ブラシアーム体２０の中間上側部に回動自在に取付け、他側の上部側を上記ロールブラシ１４の上側部を覆うブラシ室３４と成したブラシカバー体であって、ブラシカバー体３０の全体は、上記の支持軸５を支点にして、ロールブラシ１４を覆うブラシ室３４を設けた側が、清掃面ＣＰに対して上下作動自在に構成され、且つ、底面部側が直接、又は、間接点に清掃面ＣＰ側に接する仕組みに成っている。

図３において、４０はロールブラシ１４に隣接させて上記ブラシカバー体３０の内部に連接したダストボックスで、前記ロールブラシ１４の回転によって掃き上げたゴミが、上記ブラシ室３４のドーム形状にガイドされて上記のダストボックス４０内に回収される仕組みに成っている。このダストボックス４０は、回収したゴミを処理するために図面において手前方向に引出し自在に構成されており、４１はダストボックス４０の蓋板を兼ねるダクト吸引通路のガイド板を示す。

図２と図３において、９は車体内部に設けたブロアーで、ブロアー９の吸引作用は上記ダストボックス４０及びブラシ室３４に及んでいて、ダストボックス４０及びブラシ室３４内に舞い上がったダスト（粉塵）は、吸引ダクト１８を通って一次及び二次フイルタ１０、１１にて順次濾過され、濾過後の清浄空気がダクト９Ｈからブロアー９を経て本体カバー１Ａの内側に設けたガイド通路１Ｚ及び排気ダクト１２を通って清掃機本体１の外部に排出される仕組みに成っている。

更に図中、１６Ｓは前述したブラシアーム体２０に常時上方への牽引作用を付勢するバネ、８は作業者によって作動操作自在に構成された前記ブラシ上下手段としての昇降用シリンダで、シリンダロッドの下端に設けた振動吸収用のスプリング部８Ｓの先端が上記ブラシアーム体２０に連結されていて、この昇降用シリンダ８を前記コントロールボックス２ａに設けた操作盤を操作することによって、ブラシアーム体２０を上下動して、清掃面ＣＰに対してロールブラシ１４を上下動すると共に、清掃面ＣＰに対するロールブラシ１４の接触圧を加減調節することができるように構成されている。

また、３７は上記ブラシカバー体３０の先端部側面に突設したストッパー軸、２４は上記ブラシアーム体２０の先端部側面に形成したスライド長孔であって、図２、図３に示すようにこのスライド長孔２４内にストッパー軸３７を嵌め込むことにより、ブラシカバー体３０とブラシアーム体２０、即ち、ロールブラシ１４の相対的な上下作動を、所定の範囲内で規制するブラシ上下動規制手段が構成される。尚、図２と図３はロールブラシ１４が新品の時の状態を示したものであることは、前述の通りである。

次に、上述したブラシアーム体２０とブラシカバー体３０の具体的な構成を図面と共に説明すると、図４（Ａ）は上記ブラシアーム体２０の実施例を示した平面図、（Ｂ）はその左側面図、（Ｃ）は右側面図、図６は全体の斜視図であって、これ等の図面において、２０Ａ，２０Ｂは左右のアーム板、２０Ｅと２０Ｆはこれ等左右のアーム板２０Ａ，２０Ｂを連結する前後の連結板で、２０Ｄは連結杆、２１，２１は前記取付軸５用の取付穴、２７，２７は前記ブラシカバー体３０を回動自在に支持する支持軸５を挿入する軸受部、２２はブラシ駆動モータ１３の駆動軸が挿入される穴、２３…はブラシ駆動モータ１３の取付穴、２０Ｄは前記ブラシ上下手段としての昇降用シリンダ８の振動吸収用スプリング８Ｓの下端部（具体的にはシリンダロッドの下端部）が懸掛される係止杆、２５は前記ロールブラシ１４の駆動軸１４Ｒの取付穴、２０Ｃは一方のアーム板２０Ｂの外側面に設けたダストボックス４０のカバー室、２６は前記ダストボックス４０の装着室を示す。

以上の如く構成されたブラシアーム体２０の全体は、取付軸６を支点に上下動し、また、その先端部、具体的には前記連結板２０Ｅには、前述した上方に牽引作用が働くバネ１６Ｓの下端が懸掛されて、ロールブラシ１４がその重量によって清掃面ＣＰ側に必要以上に強く接することを防止している。

次に、図６（Ａ）は上記ブラシカバー体３０の実施例を示した平面図、（Ｂ）はその左側面図、（Ｃ）は右側面図であって、これ等の図面において、３０Ａと３０Ｂはブラシカバー体３０のダスト吸引部とカバー部であって、ダストボックス４０へのロールブラシ１４によるゴミの掃き込みに際して、前記ブラシ室３４及びダストボックス４０内に舞い上がったダストは、前記ブロアー９の吸引作用を受けてダストボックス４０の上部室３３を通ってその天井面に設けた排気口３１，３１から上記ダスト吸引部３０側に接続されている前記のダスト１８及びフイルタ１０，１１を経て、ブロアー９側に吸引される仕組みに成っている。

また、３２，３２はブラシカバー体３０の一方の外側壁根端部側と支持板３０Ｃの夫々に設けた前記支持軸５を挿入する軸受部で、ブラシカバー体３０はこの支持軸５を支点にして上下回動自在であることは前述の通りである。更に、ブラシカバー体３０の左右両外側壁の先端部側には、前述したストッパー軸３７，３７が突設されている。

上記のカバー部３０Ｂは、前述したブラシ室３４と、ロールブラシ１４を収めるブラシ室の内部空間３４Ａと、ロールブラシ１４の駆動軸１４Ｒを挿通する縦長の軸穴３５と、ロールブラシ１４用の底面開口部３４Ｂ’とを備えていて、ロールブラシ１４の回転によって清掃面ＣＰより掃き上げたゴミを、カバー部３０Ｂがガイドして通路部３９を通して前記ダストボックス４０内に送り込むことができるように構成されている。

図７と図８は、上記本発明の要部を拡大して示した断面図であって、図７は前記ブラシ上下手段としての昇降用シリンダ８によって、上記ブラシアーム体２０及びブラシカバー体３０の全体が清掃面ＣＰ上に降下されて、ロールブラシ１４による清掃面ＣＰの清掃が行われている状態を示し、また、図８は上記昇降用シリンダ８によってブラシアーム体２０とブラシカバー体３０が引き上げられて、ロールブラシ１４が清掃面ＣＰから上昇した状態を示す。

これ等の図面において、夫々符号５０で全体的に示したのは、上記ブラシカバー体３０の底面に設けたロールブラシ１４用の開口部３４Ｂの部分に取付けるシール部材であって、シール部材５０の全体は、中央部５０Ａと、先端部５０Ｂと、根端部５０Ｃとによって構成されている。

全体を金属板を打ち抜いて形成されたシール部材５０は、図７、図８に示すように中央部５０Ａと先端部５０Ｂとは、互いに内側に傾斜していて、その平坦な底面５０Ｔの上側部に、前記ブラシカバー体３０の底面開口部３４Ｂの部分が嵌め込まれる仕組みになっており、且つ、この底面５０Ｔにロールブラシ１４が入る大きな清掃口５１が開口されている。

また、上記先端部５０Ｂの傾斜している板５３は、前記ブラシカバー体３０の底面開口部３４Ｂに設けた傾斜板３８の底面側に沿設され、その屈曲した先端部５３Ａをブラシカバー体３０の傾斜板３８の前縁に金属が持つ弾性を利用して係合すると共に、根端部５０Ｃに設けた屈接片５５を、図示するように上記ブラシカバー体３０の底面一側部に設けた取付台３６にネジ５９を用いて止めることによって、上記ブラシカバー体３０の底面側に交換自在に取付けられている。

本発明は、以上の如く構成された床面清掃機に実施されるものであって、図２と図３、及び、図７、図８において、１００は取付板１０１を用いて機体の内部に取付けた前記ブラシ上昇検知器としてのスイッチである。このスイッチ１００は清掃の終了時、或いは、清掃機の移動に際して、上下作動用シリンダ８によってブラシアーム体２０及びブラシカバー体３０が図８の如く引き上げられて、ロールブラシ１４が清掃面ＣＰから離れると、上昇したブラシアーム体２０（ブラシカバー体３０でもシリンダ８であってもよい）に押されてスイッチＯＮする仕組みに成っていて、スイッチ１００がＯＮすると、予め設定された時間（例えば３〜５秒）だけブロアー９の運転を継続するように構成されている。

図８の如くロールブラシ１４が引き上げられると、ブラシカバー体３０の底面開口部３４Ｂと、シール部材５０の清掃口５１が、いずれも清掃面ＣＰから離れて開放状態になるため、上記ブロアー９の運転によって外気がこれ等各清掃口５１及び底面開口部３４Ｂを通して安定した状態でブラシ室３４内に吸い込まれて、ダストボックス４０及び両フイルタ１０，１１を通ってブロアー９側に吸引されることになる。

本発明は、上記ブロアー９の運転が継続される設定時間中に、フイルタ１０，１１の目詰まりに起因するブロアー駆動モータ９Ｋ（図１０参照）に流れる電流値の変化を検出して、この電流値の変化からフイルタ１０，１１の除塵時期や、交換時期を明確にするものである。即ち、上記清掃口５１と底面開口部３４Ｂが清掃面ＣＰから離れると、それと一緒にブラシ室３４も清掃面ＣＰから離れる。その結果、ブラシ室３４に吸引される空気はなんら抵抗が掛からなくなるので、ブロアー駆動モータ９Ｋに掛かる負荷は、フイルタ１０，１１の目詰まりによって発生する分に留まる値になって、フイルタ１０，１１の目詰まりに起因する電流の変化が明確になるため、この電流の変化を捉えることによって、上記フイルタ１０，１１の目詰まり状態を検出することができる。また、静圧が３〜１．５ｋＰａの如く比較的低い低圧ブロアー９（バキュームファン）を使用する場合は、同じ圧損変化でも静圧が高い高圧ブロアーに比較すると電流変化が大きくなるため、目詰まりの判断が容易になる。

図９は上記高圧ブロアーと低圧ブロアーの違いを説明したものであって、高圧と低圧とでは同じ圧損（図示の場合１ｋＰａ）であっても、電流変化（風量変化）が大きくなる。同様に、上記清掃口５１と底面開口部３４Ｂが清掃面ＣＰによってシールされている状態においては、高圧ブロアーの場合は、図９では圧力損失の比率は１０ｋＰａに対して１ｋＰａで１／１０であるのに対し、低圧ブロアーの場合は、３ｋＰａに対して１ｋＰａで１／３となるため、その差を見る場合に無視できなくなる。

図１０は、本発明に係る清掃機に実施されるフイルタ目詰まり検出装置ＦＸの構成例を示したブロック図であって、図中、１１１はブロアー駆動モータ９Ｋの電流値を検出する電流検出部、１１０はＣＰＵを備えた制御部であって、電流検出部１１１が検出するブロアー駆動モータ９Ｋの電流値を監視して、その電流が設定値以下になると、前記コントロールボックス２ａに設けた警報部１１２を作動して、フイルタ１０，１１が目詰まりしてしまったことを知らせるように構成されている。図１１に示したステップＳ１〜Ｓ１０は、上記目詰まり検出の操作手順を説明したものであって、これ等の手順を実行するプログラムは、前記制御部１１０のメモリ（図示省略）に格納されている。

本発明に係るフイルタ目詰まり検出機能を備えた清掃機の一例を示した斜視図。 本発明に係る清掃機の内部構造を説明した側面図。 ロールブラシが新品の時における本発明の要部構成を拡大して示した側面図。 （Ａ）は本発明で使用するブラシアーム体の一例を示した平面図、（Ｂ）はの左側面図、（Ｃ）は右斜視図。 ブラシアーム体の全体を説明した斜視図。 （Ａ）は本発明で使用するブラシカバー体の一例を示した平面図、（Ｂ）はの左側面図、（Ｃ）は右斜視図。 ロールブラシが清掃面に接地している状態の要部の拡大断面図。 ロールブラシが清掃面から引き上げられた状態の要部の拡大断面図。 低圧ブロアーと高圧ブロアーの違いを説明した線図。 フイルタ目詰まり検出装置のブロック図。 本発明の操作手順を説明したフローチャート。

１ 清掃機本体
５ 支持軸
６ 取付軸
８ 昇降用シリンダ
９ ブロアー
９Ｋ ブロアー駆動モータ
１０，１１ フイルタ
１４ ロールブラシ
ＣＰ 清掃面
１６Ｓ バネ
２０ ブラシアーム体
３０ ブラシカバー体
３４ ブラシ室
４０ ダストボックス
５０ シール部材
１１２ 警報部
１００ ブラシ上昇検知用スイッチ
ＦＸ フイルタ目詰まり検出装置

Claims (3)

1. 走行しながらロールブラシを回転することにより、絨毯面や床面、或いは、路面等からなる清掃面上のゴミをホッパに掃き上げて回収すると共に、ロールブラシを覆うブラシ室の内部にブロアーの吸引作用を及ぼすことによって、ロールブラシの回転によってブラシ室内に舞い上がったダストを吸引してフイルタに捕集するように構成した床面清掃機であって、
   清掃時に上記のロールブラシをブラシ室と共に清掃面上に降ろし、清掃を行わない時及び移動時には、ロールブラシをブラシ室と共に清掃面から上昇させるブラシ上下手段と、
   当該ブラシ上下手段によってロールブラシがブラシ室と共に清掃面から上昇された時に、上昇したロールブラシ或いはブラシ室、又はブラシ上下手段自身のいずれかを検知することができるブラシ上昇検知器と、
   このブラシ上昇検知器によるブラシ上昇の検知に従って、所定時間だけ上記ブロアーの運転を行う手段と、
   当該所定時間の運転を始めたブロアーの電流値を計測して、フイルタの目詰まりに起因する電流の変化から、上記フイルタの目詰まりを検出するフイルタ目詰まり検知手段と、
   当該検知手段がフイルタの目詰まりを検出すると作動する警報部とを備えて成ることを特徴とするフイルタ目詰まり検出機能を備えた床面清掃機。
2. 前記ブラシ上下手段によってロールブラシがブラシ室と共に清掃面に降ろされた時に、ブラシ室の底面側が清掃面に密接して、ロールブラシをブラシ室が清掃面との間で密閉状態に覆うように構成し、この密閉状態に覆われたブラシ室の内部に、前記ブロアーから吸引作用が及ぼされるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のフイルタ目詰まり検出機能を備えた床面清掃機。
3. ブロアーの静圧が、３〜１．５ｋＰａであることを特徴とする請求項１又は２に記載のフイルタ目詰まり検出機能を備えた床面清掃機。