JP4896122B2 - 硬質及び軟質床清掃ツール及び機械 - Google Patents

Description

発明の分野
一般的に、乾式カーペットバキューム清掃機、湿式カーペットバキューム清掃機、硬質床スイーパ及び硬質床スクラバによって、乾式及び湿式床清掃動作が行われる。通常、乾式カーペットバキューム清掃機は、水平面で（すなわち清掃されている表面に対して平行に）回転する掃き取りブラシと、バキューム駆動廃棄物収集システムとを含む。毛ブラシの回転がカーペットの表面を叩いてこすり、バキューム駆動廃棄物収集システムによって塵埃やごみを除去位置へ掃き入れる。

発明の背景
一般的に、湿式カーペットバキューム清掃機は、磨き洗いブラシ、カーペット洗浄液アプリケータ、及びバキューム駆動廃液収集システムを含む。カーペット洗浄液アプリケータは、カーペットの表面に、きわめて少量の洗浄液又は乾式洗浄液フォームをかける。磨き洗いブラシは洗浄液がかかったカーペットを磨き洗いし、バキューム駆動廃棄物収集システムが、汚れた洗浄液をカーペットから回収タンク内に吸い込む。バキューム駆動廃棄物回収システムが大きなごみ粒子で詰まることを防止するために、一般的にカーペットは、湿式カーペット清掃動作を行う前に、乾式カーペットバキューム清掃機でバキューム清掃される。

硬質床スイーパは、回転する掃き取りブラシを使用して表面から埃やごみを掃き取り、その後バキューム駆動廃棄物収集システムによって埃やごみが収集されるという点において、カーペット清掃機に類似している。そのような硬質床スイーパはしばしば、掃き取りブラシが表面に接する前に表面に水を噴霧して、表面上の塵埃が空気中に掃き出されることを防止する防塵システムを含む。

一般的に、硬質床スイーパは、静電気が蓄積するという問題のため、カーペット面上では用いられず、静電気はスイーパの電子機器をリセットさせる可能性がある。静電気ストラップ、チェーン、及びその他のコンポーネントを用いてスイーパを“接地”した場合でさえ、静電気の蓄積による問題が起こる。

一般的に、硬質床スクラバは、洗浄液アプリケータ、一つ以上の回転スクラバブラシ、及びバキューム駆動廃棄物収集システムを含む。洗浄液アプリケータは通常、回転スクラバブラシによってこれから磨き洗いされる硬質の床面に、洗浄液又はフォーム状の洗浄液を噴霧する。スクラバブラシは、縦軸の周囲を回転する水平な磨き洗い部材（毛ブラシ又は清掃パッド）を含む。バキューム駆動廃棄物収集システムは通常、床に接する磨き洗い部材に隣接して清掃機の後端に位置するスキージを含み、液体及びごみを貯留する。バキュームは貯留された液体及びごみをホースを通して吸い、収集された廃棄物を回収タンク内に堆積させる。

硬質床の磨き洗い動作を行う前に、通常は、最初に床の掃き取り動作を行う必要がある。これは、スクラバのバキューム駆動廃棄物回収システムが、大きなごみ粒子で詰まることを防止するために必要だからである。硬質床スイーパと硬質床スクラバとの両方を含む、兼用の硬質床清掃機が開発されてきており、これにより二つの別個の機械にする必要性がなくなっている。一般的に、このような清掃機は二つのバキューム駆動廃棄物回収システムを含み、一つは掃き取りシステムによって収集されて乾いているか又はわずかに湿ったごみの収集用であり、もう一つは磨き洗いシステムによって発生する汚れた洗浄液用である。

多様な床面の清掃動作、たとえばカーペット面エリアと硬質床面エリアとの両方を含むような場合（たとえば空港、オフィス、学校等）、多様な床面用清掃機、たとえば乾式及び湿式カーペットバキューム清掃機、及び硬質床スイーパ及びスクラバを用いる必要がある。

そのような多様な機械を用いて清掃動作を行うことは、時間がかかる。まず、カーペット面エリアは乾式カーペットバキューム清掃機で吸引されなければならない。次に、カーペット面エリアは湿式カーペットバキューム清掃機で清掃されなければならない。最後に、硬質床面エリアは、硬質床面スイーパ及び硬質床面スクラバを用いて、又は兼用の硬質床面清掃機によって掃き取り及び磨き洗いの両方の動作を行うことによって清掃されなければならない。

そのような多様な面の清掃動作は、関連する機械の数が原因でコストがかかる。それぞれの機械が適切に保守されなければならないのみならず、機械のオペレータは各機について訓練されなければならず、かつ機械を格納するために十分な格納スペースを使用できなければならない。

加えて、乾式及び湿式カーペット清掃機のバキュームシステム、及び硬質床スイーパ及びスクラバは、それらを動作させるために必要とされる多大な割合のエネルギを消費する。高いエネルギーコストに加え、バッテリ駆動システム、たとえばウォークビハインド型硬質床スクラバ及びスイーパの動作実行時間は、そのバキュームシステムによって著しく限定される。結果として、所望の長い実行時間を提供するために、より大きなバッテリが必要となる。そのようなバッテリは、バッテリ自体の費用のために、機械のコストを増加させる。加えて、より大きなバッテリを収納するために機械をより大きくする必要があるため、機械がさらに高価になる。

また、乾式及び湿式カーペット清掃機及び硬質床スイーパ及びスクラバのバキュームシステムによって生じる著しい騒音が問題となる。たとえば、企業では、営業時間外の間に床清掃動作を行わせて、機械が来客者や従業員の妨げになるのを回避することが一般的である。それでも、しばしば清掃動作を営業時間のピーク時間中に実施させる必要が生じ、結果として著しい妨げとなる。

発明の概要
本発明の実施態様は、これらの及びその他の問題に対する解決策を提供し、従来技術に優るその他の利点を提案する。

本発明の実施態様は全体として、清掃ツール、及び清掃ツールを含む移動式床清掃機に向けられる。清掃ツールの実施形態は、長手方向軸と複数の清掃部材とを有するハブを含む。清掃部材は繊維性材料で形成され、ハブに接続される。一つの実施態様では、清掃部材は長手方向軸に沿って配列される。

床清掃機械の実施態様は、表面上を進行するように構成された移動体を含む。移動体は清掃ツールを支持し、清掃ツールは表面を磨き洗いするように構成される。加えて、清掃機械は、長手方向軸の周囲での清掃ハブの回転を駆動するモータを含む。

詳細な説明
本発明の一つの態様は、表面清掃機、たとえば硬質及び軟質用移動式床清掃機で用いるように構成された清掃ツールに向けられる。本発明のもう一つの態様は、清掃ツールを含む移動式床清掃機に向けられる。

図１は、本発明の実施形態の代表的な清掃ツール１００の正面平面図である。図２は、清掃ツール１００を含む、本発明の実施形態の代表的な移動式床清掃機械１０２の簡略化された側面図である。機械１０２は、表面１０４と接するための清掃ツール１００を支持し、清掃ツール１００を回転させて、表面１０４を磨き洗いするように構成される。表面１０４の実施形態は、硬質（たとえばセメント、タイル、石等）又は軟質（たとえばカーペット、ラグ等）の床面であることができる。

一つの実施形態では、清掃ツール１００は、ハブ１０８に接続された複数の清掃部材１０６を含む。ハブ１０８は関連する長手方向軸１１０を有し、清掃部材は、清掃機械１０２に装着されたとき長手方向軸の周囲を回転するように構成される。一つの実施形態では、図１に図示されるように、清掃ツール１００が機械１０２に装着されたとき、長手方向軸１１０は実質的に表面１０４に対して平行に延びる。

ハブ１０８は、清掃部材が接続され、清掃機械１０２のモータ１１２によって長手方向軸１１０の周囲を回転する構成を示す。このように、ハブ１０８は、全体として見ると、清掃部材１０４が清掃機械に装着されたとき、長手方向軸１１０の周囲を回転するのを支持する目的のために役立つ、一つ以上のコンポーネントを含む多くの異なる形状を取ることができる。

一つの実施形態では、ハブ１０８は円筒形であり、長手方向軸１１０は円筒形のハブ１０８と同心である。ハブ１０８はまた、代替的な非円筒形状を取ることができると同時に、清掃部材支持機能に依然として役立つ。

一つの実施形態では、たとえば図1に示すように、清掃部材１０６は長手方向軸１１０に沿って配列される。清掃ツール１００の実施形態は、ハブ１０８の４８インチ未満、ハブ１０８の３６インチ未満、及びハブ１０８の２４インチ未満に沿って、清掃部材１０６を配列することを含む。

清掃ツール１００のその他の実施形態では、清掃部材１０６は長手方向軸１１０の周囲に配列される。すなわち、図５Ｂに示すように、清掃部材１０６は長手方向軸１１０の周囲で、互いに角度的にずらされる。

ハブ１０８が機械１０２に装着されると、モータ１１２はハブ１０８及び接続された清掃部材１０６を、長手方向軸１１０の周囲を回転させるように構成される。一つの実施形態では、ハブ１０８は、機械１０２によって受け止められる端部１１４を含む。一つの実施形態では、端部１１４は、着脱容易な機構によって固定され、ツール１００の都合のよい交換が可能になる。もう一つの実施形態では、ハブ１０８は、モータ１１２によって回転する機械１０２のシャフトの上で滑動するように構成されたスリーブを含む。さらにもう一つの実施形態では、ハブ１０８は清掃機械１０２のシャフトを含み、これに清掃部材１０６が接続される。

清掃部材１０６は、直接的に又は間接的に（すなわち中間コンポーネントを介して）ハブ１０８と接続されることができる。一つの実施形態では、図１に示すように、ハブ１０８に清掃部材１０６を接続することは、清掃部材１０６を、ハブ１０８に固定される端部材１１６、たとえば剛性ディスクの間で圧縮することを含む。ハブ１０８又はそのコンポーネントに清掃部材１０６を固定するための他の手段は、接着剤、クランプ、ステープル、ねじ、ブラケット、及びその他の好適な機械的手段を用いることを含む。もう一つの実施形態では、清掃部材１０６はスロットを通じてハブ１０８内に延びる。

清掃部材１０６はさまざまな形状を取ることができる。本発明の一つの実施形態では、図１、２、および３Ａに示すように、清掃部材１０６はディスク状である。さらなる実施形態は代替的な形状を有する清掃部材を含み、その例が図３Ｂ〜３Ｄに図示されている。一つの実施形態では、清掃部材１０６は、図３Ｂに図示するように、スリット又はノッチ１１８を含む。本発明の実施形態の、その他の代表的な清掃部材の形状は、楕円、正方形（図３Ｃ）、矩形（図３Ｄ）、三角形、不整形、対称型、及びその他の形状を含む。

一つの実施形態では、清掃部材１０６は、幅１２０及び長さ１２２（図３Ａ）を有する平らな部材であり、厚さ１２４（図１）よりも大きい。幅方向及び長さ方向の縁、又はディスク状清掃部材の円形の縁は、水平に置かれるか又は平坦に置かれたときに、清掃部材１０６の平面を画定する。一つの実施形態では、厚さ１２４は0.002〜0.25インチの範囲内であり、幅１２０及び長さ１２２は2〜24インチの範囲内である。

一つの実施形態では、清掃部材１０６（すなわち平面１２６）は、図１、４Ａ及び４Ｂに示すように、長手方向軸１１０に対して横方向に向けられる。図４Ａは、代表的な清掃ツール１００の一部分の正面図であり、清掃ツール１００の回転中に表面１０４と接触する代表的な清掃部材１０６を図示している。さらなる清掃部材１０６及びハブ１０８が仮想的に示されている。図４Ｂは、図４Ａの代表的な清掃ツールの側面断面図である。もう一つの実施形態では、清掃部材１０６は長手方向軸１１０とほぼ同心である。一つの実施形態では、図４Ｂに示すように、ハブ１０８が、清掃部材１０６内の開口１２８（図３Ａ〜３Ｃ）を通じて延びる。

さらなるもう一つの実施形態では、清掃部材１０６は、図５Ａ及び５Ｂに図示するように、長手方向軸に対してほぼ平行に向けられ、図５Ａ及び５Ｂはそれぞれ、本発明の実施形態の代表的な清掃ツール１００の正面図及び側面部分図である。図５Ａでは、図を簡略化するために清掃部材１０６が一つだけ描かれ、一方図５Ｂでは、複数の清掃部材１０６が示されている。

もう一つの実施形態では、清掃部材は、ハブ１０８に直接的に又は間接的に接続される近位端１３０と、清掃部材１０６が長手方向軸１１０の周囲に延びるか又は回転するとき、長手方向軸１１０から半径方向に遠位端からずらされる遠位端１３２とを含む。ハブ１０８が清掃部材１０６の開口１２８（図４Ａ及び４Ｂ）を通じて延びるとき、近位端１３０は開口１２８の縁である。

一つの実施形態では、図４Ｂに示すように、近位端１３０は、長手方向軸１１０に対して横方向に向けられた細長い縁（elongate edge）１３３を含む。もう一つの実施形態では、図５Ａに示すように、近位端１３０の細長い縁１３３は、長手方向軸１１０に対してほぼ平行に向けられる。

一つの実施形態では、少なくとも清掃部材１０６の表面接触部（たとえば遠位端１３２又は外縁部）は、繊維性材料を含む。本明細書で用いられる用語“繊維性材料”とは、複数の絡み合った繊維又は単一の繊維の編地を含む材料を記載することが意図されている。よって、従来のスイーパ磨き洗いヘッドの毛が繊維性材料から形成されていないのは、そのような絡み合ったり編まれたりした繊維を含まないためである。

清掃部材１０６の繊維性材料は、清掃動作中、表面１０４から固形状及び液状の廃棄物を収集するか、捕らえるか、又はつかみ取ることを容易にし、廃棄物をその後、機械１０２の廃棄物コンテナ１３４内に排出させることができる。一つの実施形態では、図４Ａ及び５Ｂに示すように、繊維性材料はまた、清掃部材１０６が比較的低圧下で表面１０４と接触する状態になったとき、遠位端１３２で曲がることが可能になる。これにより、清掃部材１０６は、清掃部材１０６の磨き洗い面を遠位端１３２の先端以上に拡張することが可能になる。加えて、清掃部材１０６の遠位端１３２の柔軟性により、清掃部材が、磨き洗いされている表面１０４に適合することが可能になる。以下により詳細に説明するように、清掃部材１０６のそのような廃棄物収集特性により、たとえば従来技術の硬質又は軟質床清掃機械で用いられるようなバキューム駆動廃棄物回収装置の必要がなくなる。

清掃部材で用いられて所望の固形状又は液状廃棄物収集機能を提供することができる一つの代表的な繊維性材料は、マイクロファイバ、たとえばニューヨーク州ニューヨークのToray Ultrasuede Inc.（米国）により製造されているものである。もう一つの実施形態では、繊維性材料は、ポリエステル及びポリアミド、たとえばおよそ７０％のポリエステル及び３０％のポリアミドを含む。もう一つの実施形態では、繊維性材料はスパンデックス（たとえば３％）を含んで清掃部材１０６に弾性を提供し、これにより清掃部材１０６にさらなる柔軟性が提供されて、磨き洗いしている表面に適合することが可能になる。繊維性材料のその他の実施形態は、ケブラー及び／又はナイロンを含む。そのような材料を用いて、清掃部材１０６の耐久性を高めることができる。

各清掃部材１０６は、一つ以上の繊維性材料層を含むことができる。本発明の一つの実施形態では、清掃部材１０６は、所望の厚さ１２４を有する単一の繊維性材料層を形成する。また、好ましくはそれぞれの縁で互いに接続する二種以上の繊維性材料を含む、多層の清掃部材１０６を形成することができる。

一つの実施形態では、図６に図示するように、清掃部材１０６は、繊維性材料で形成される第一の層１３６と、繊維性材料とは異なるもう一つの材料で形成される第二の層１３８とを含み、図６は、図３Ａに描かれた清掃部材１０６の実施形態の線６−６に沿って概略的に取り出された側断面図である。

一つの実施形態では、第二の層１３８は、清掃部材１０６に所望の剛性を提供するように構成される。たとえば、より跳ね返りのある表面、たとえばコンクリート又は石に対する清掃動作で用いるためには、より剛性のある清掃部材１０６を、及びよりデリケートな表面、たとえば硬質な木の床に対しては剛性がより少ない清掃部材１０２を有するか、又は表面に所望の磨き洗い動作を提供するかすることが望ましい場合がある。第二の層１３８を形成する代表的な材料は、フォーム、ゴム、プラスチック、及びその他の材料を含む。

一つの実施形態では、図６に図示するように、第二の層１３８は第一の層１３６によって実質的に囲まれている。このように、第二の層１３８は清掃部材１０６について所望の厚さを画定することができ、清掃部材１０６のさまざまな厚さが含まれる。たとえば、近位端又は縁１３０に隣接する清掃部材１０６の部分は、遠位端１３２に隣接する部分よりも厚くすることができ、そしてこれにより、隣接する清掃部材１０６の遠位端１３２が並列型に配列されると、それらの間に間隙を生じさせることができる。

本発明のもう一つの実施形態では、図１及び４Ａに（仮想的に）示すように、清掃ツール１００は、隣接する清掃部材１０６の間に複数のスペーサ部材１４０を含む。スペーサ部材１４０は、隣接する清掃部材１０６の遠位端１３２の間にさらなるスペースを提供し、これにより清掃部材１０６が表面１０４に対向して平らになることが可能になり（図４Ａ）、清掃性能が向上する。一つの実施形態では、スペーサ部材１４０は液体吸収性ではない材料、たとえばフォーム、プラスチック、ゴム、又はその他の好適な材料で形成される。本発明の一つの実施形態では、図７に示すように、スペーサ部材１４０は清掃部材１０６の片側又は両側にそれぞれ取り付けられ、図７は代表的な清掃部材１０６の側面図である。

図２、８及び９を参照して、床清掃機械１０２の実施形態のより詳細な記述が提供される。図８は、図２に示す代表的な床清掃機械１０２の底面図である。図９は、本発明のさまざまな実施形態の、床清掃機械１０２の簡略化された図である。

床清掃機械１０２は全体として、移動体１５０、上述の清掃ツール１００、及びモータ１１２を含む。清掃ツール１００及びモータ１１２はともに、移動体上に支持される。

一つの実施形態では、モータ１１２は、移動体（図示せず）上に支持されたバッテリ又は適当なケーブルを通したライン電力によって電力供給されるモータである。これに代えて、モータ１１２を燃焼機関にすることができる。

全体としてモータ１１２は、表面１０４の清掃動作中に、清掃ツール１００を、長手方向軸１１０の周囲を回転させるように構成される。一つの好ましい実施形態では、モータ１１２は、図２及び９に示された矢印１４２で表示されるように、清掃ツールを回転させる。本実施形態では、表面１０４に接する清掃部材１０６の遠位端１３２は、矢印１４３により表示される前方に移動する。もう一つの実施形態では、モータ１１２は清掃ツール１００を、矢印１４２により表示された方向と反対の方向に回転させる。

清掃部材１０６の、表面に触れている遠位端１３２が進行する線速度（以下“先端速度”）は、清掃部材が水平軸の周囲を回転している角速度と、遠位端１３２が長手方向軸１１０から半径方向に延びる距離とに依存する。一つの実施形態では、およそ８インチの半径を有するディスク状の清掃部材１０６を含む清掃ツール１００に、およそ２００〜５００の毎分回転数（ｒｐｍ）の角速度が用いられる。これは、従来のスイーパ及びスクラバがそれらのツールを回転させる角速度を著しく低減させ、それはおよそ６００〜８００ｒｐｍであることに留意すべきである。本発明の清掃ツール１００が回転する速度を低減させることは、結果として著しいエネルギの節約になるだけでなく、表面清掃機１０２の動作騒音レベルも低減させる。

移動体１５０の実施形態は、全体として１５２として示される車輪、又はその他の移動支持体が取り付けられたフレーム又はハウジングを含み、これにより移動体１５０が表面１０４上を進行することが可能となる。床清掃機械１０２はウォークビハインド型機械として描かれているが、本機械の実施形態は乗車型移動体も含む。

一つの実施形態では、一つ以上の前輪１５２Ａが旋回して、機械１０２の容易な方向制御を可能にする。もう一つの実施形態では、一つ以上の車輪１５２、たとえば後輪１５２Ｂは、モータ、たとえばモータ１１２又は別個のモータ（図示せず）によって駆動される。

もう一つの実施形態では、車輪１５２のいずれもがモータ駆動されない。その代わりに、移動体はオペレータによって手動で推進される。一つの実施形態では、機械１０２は、移動体から、前方１４３とは反対である後方に延びるハンドル１５４を含む。オペレータはハンドル１５４を押して機械１０２を表面１０４上で前方１４３に推進し、ハンドルを引いて機械１０２を表面１０４上で後方に動かす。

一つの実施形態では、機械１０２は、移動体１５０の一部にできるハウジング１５８を含む。ハウジング１５８は全体として機械１０２のコンポーネントを囲み、その他の機能を提供する。ハウジング１５８の一つの実施形態は、底面開口１６０（図８）を含み、図２に示すように、これを通して清掃ツール１００の遠位端１３２が表面１０４に向かって延びることができる。

ハウジングの一つの実施形態は、清掃ツール１００に廃棄物コンテナ１３４をさらす開口１６２を含む。清掃ツール１００の回転中に清掃部材１０６によって収集された液状及び固形状廃棄物は、開口１６２を通して廃棄物コンテナ１３４内に吐出される。

ハウジング１５８のもう一つの実施形態は、図２及び９に示すように、動作中、清掃ツール１００の上側１６６の少なくとも一部分の外表面（たとえば清掃部材１０６の遠位端１３２）と実質的に適合する囲み部１６４を含む。囲み部１６４は、清掃ツール１００によって収集された廃棄物を開口１６２に案内するように機能し、開口では清掃ツールが矢印１４２によって表示される方向に回転するときに、廃棄物が廃棄物コンテナ１３４内に排出される。本発明の実施形態では、囲み部１６４と清掃部材１０６の上側１６６との間の間隙は0.3インチ未満であり、好ましくは0.2インチ未満である。

ハウジング１５８のその他の実施形態は、着脱可能なカバー（図示せず）を含み、それを通して機械１０２のコンポーネントにアクセスすることができる。

好ましくは、スカーティング１６８（図２及び８）は底部開口１６０の外周部から表面１０４に向かって下向きに延びて、回転する清掃ツール１００からの噴霧が、清掃機１０２の下から漏れることを防止する。スカーティング１６８の実施形態は、開口１６０の両側に位置する柔軟なシールド部材１６８Ａ、開口１６０の後側に位置する柔軟なシールド部材１６８Ｂ、及び／又は開口１６０の正面側に位置する柔軟なシールド部材１６８Ｃを含む。一つの実施形態では、スカーティング１６８は少なくともシールド部材１６８Ａを含む。

廃棄物コンテナ１３４は移動体１５０上に支持され、ハウジング１５８の一部を形成することができる。上述のように、廃棄物コンテナ１３４は、矢印１６９で示される廃棄物（たとえば液状及び固形状廃棄物）を受け止めるように位置し、廃棄物は開口１６２を通って、回転する清掃部材１０６から投棄される。一つの実施形態では、図２及び９に示すように、廃棄物コンテナ１３４は機械１０２及び開口１６２の後側に位置付けられる。

もう一つの実施形態では、廃棄物コンテナ１３４は、清掃ツール１００の正面側に位置し、これは図２及び９に示すコンテナ１３４の場所の反対である。一つの実施形態では、清掃ツール１００は、矢印１４２で示される方向とは反対方向に回転する。

本発明の一つの実施形態では、廃棄物コンテナ１３４は、その中に収容された廃棄物を容易に廃棄するために、清掃機１０２から着脱可能である。本発明のもう一つの実施形態では、廃棄物コンテナ１３４は廃棄可能なコンテナ又はライナを含み、この中に清掃ツール１００からの廃棄物１６９が収集される。廃棄可能なコンテナは、満杯になったときに排出することができる。本発明のこの実施形態は、清掃機１０２のユーザと収集された廃棄物との間の接触を減らす。

床清掃機械１０２の一つの実施形態は、移動体１５０上に支持された洗浄液ディスペンサ１７０を含む。ディスペンサ１７０の一つの実施形態は、図９に示すように、洗浄液１７２の供給を含む。一つの実施形態では、洗浄液１７２の供給は、移動体１５０上に支持されたコンテナ１７３（図２）内に保持される。コンテナ１７３の実施形態は、固定されたタンク及び着脱可能なコンテナを含む。

ディスペンサ１７０は全体として、図２及び９に矢印１７４で示されるように、清掃ツール１００の清掃部材１０６に洗浄液１７２をかけるように構成される。もう一つの実施形態では、洗浄液ディスペンサ１７０は、矢印１７６で示されるように、表面１０４に供給１７２から洗浄液をかけるが、好ましくは、図９に示すように清掃ツール１００の後側ではなく正面側にかける。さらなるもう一つの実施形態では、洗浄液ディスペンサ１７０は、表面１０４と清掃部材１０６との両方に洗浄液をかける。

洗浄液１７２の供給１７２の一つの実施形態は、単に水１７８（たとえば水道水、蒸留水、脱イオン水、脱イオン高ろ過水（軟水）供給等）を含む。当業者においては、そのような洗浄液は給水中に通常見られる追加の要素を含むであろうことが理解される。

洗浄液１７２の供給のもう一つの実施形態は、混合水（たとえば、水道水、蒸留水、脱イオン水等）及び洗浄剤（たとえば、合成洗剤又はその他の化学添加剤）を含む。一つの実施形態では、水及び洗浄剤は予め混合されて、洗浄液としてコンテナ１７３内に蓄えられる。もう一つの実施形態では、図９に示すように、ディスペンサ１７０は、移動体１５０上に支持された、水１７８及び洗浄剤１８０の別個の供給を含み、これらは混合部材１８２によって混合されて洗浄液１７２がつくられる。一つの実施形態では、洗浄剤１８０の供給は、移動体１５０上に支持された着脱可能なコンテナ内に収容される。

混合部材１８２の実施形態は、流体流ジャンクション、たとえば、洗浄剤供給１８０からの配管に、給水１７８からの配管を接合するＴ字継手、バルブ、及び／又はその他の流量調節コンポーネントを含む。一つの実施形態では、混合部材１８２はインジェクタを含み、所望の混合率を達成する所定の割合で、水１７８の流れの中に洗浄剤１８０の流れを注入する。一つの実施形態では、インジェクタは、ベンチュリ部材を用いて洗浄剤１８０を吸い上げるように動作する。動作中、インジェクタを通した水１７８の流れが、所望の割合で、洗浄剤１８０の流れを水１７８の流れの中に引き入れるバキュームを生じさせる。一つのそのような好適なインジェクタは、イリノイ州ホイートンのSpraying Systems Companyによって製造される50580サイホンである。

本発明の一つの実施形態では、洗浄剤供給１８０は高濃度（たとえば固体分３０％以上）である。洗浄剤１８０の一つの実施形態は、ポリマー性界面活性剤を含み、スカム、カビ、白カビ、汚染及び臭気を洗浄し、消毒して除去するか又は分解するかする。加えて、界面活性剤は好ましくは、カーペット、天然繊維、取付具、タイル、クロム、ガラス繊維、焼付けエナメル、磁器、ビニール、ステンレス鋼、人造大理石及びその他の材料への適用に対して安全である。

一つ以上の界面活性剤を含むことに加え、洗浄剤１８０は、ビルダ、溶媒、又はその他の成分を含んでもよい。本発明の一つの実施形態では、洗浄剤はアニオン系界面活性剤、非アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、又はそれらの組合せを含む。特に好ましい界面活性剤は、フロリダ州ボカラトンのDeForest Enterprises, Inc.によって製造されるDETERIC CP-Na-38である。

洗浄液１７２のさらなる実施形態は、一つ以上の添加剤、たとえば抗真菌性添加剤及び／又は抗菌性添加剤を含む。

一般的な洗浄液は、硬質な鉱物、たとえば鉄及びマンガンを含有する(contain)ろ過されていない水道水（すなわち硬水）を使用する。もしきれいに拭い取らないと、表面が乾くのに長い時間がかかる可能性がある。加えて、拭い取られていない表面上には、水分中の硬質な鉱物のために、しばしばしみ又は残留物が形成される。本発明の一つの実施形態では、洗浄液１７２を形成するために用いられる水は、脱イオン化高ろ過水（すなわち軟水）からなり、これにより清掃動作後の表面上に形成される残留物の可能性が低減される。

本発明のもう一つの実施形態では、洗浄液ディスペンサ１７０は、洗浄液１７２の流れに合わせたフィルタ１８４を含む。フィルタ１８４は、洗浄液の水が清掃ツール１００又は表面１０４にかけられる前に、洗浄液１７２の水から硬質な鉱物（たとえば鉄及びマンガン）を除去するように動作する。一つの実施形態では、水１７８及び洗浄剤１８０の別個の供給が使用されると、フィルタ１８４は水の供給１７８に合わせることができるが、それは混合部材１８２よりも前である。フィルタ１８４の実施形態は、フィルタリング部材、たとえばセラミック、ガラス繊維、硬質ブロック炭素、及び／又はその他の水フィルタリング材料を含む。一つの好ましい水フィルタは、General Electricの”SmartWater” model Cフィルタシステムであり、これは塩素の沈殿、鉱物及びさびという、すべての残留物に加わるものを低減させる。

洗浄液１７２が水及び洗浄剤を含む場合、洗浄液１７２内の洗浄剤／添加剤に対する水の割合は、好ましくはきわめて高く、たとえば１０００：１である。本発明の好ましい実施形態では、洗浄剤に対する水の割合はおよそ３０００：１である。そのような、洗浄剤に対する水の高い割合は、表面１０４の効果的な清掃を提供すると同時に、後に残される目に見える残留物の可能性を低減させる。加えて、洗浄液中の洗浄剤の比率が低いことにより、結果として清掃動作に由来する化学的廃棄物がほとんどなくなる。結果として、本発明の実施形態は、表面１０４への適用後に洗浄剤残留物をほとんど残さず、化学的廃棄物をほとんど発生させず、洗浄剤１８０の供給の寿命を長くする。

洗浄液ディスペンサ１７０の一つの実施形態は、ポンプ１８６及び洗浄液分配器１８８を含む。ポンプ１８６は、供給１７２からの洗浄液の流れを分配器１８８に推し進めるように構成される。本発明の実施形態は、毎分１００平方センチメートル（cc/min.）未満、５０cc/min.、２０cc/min.及び１０cc/min.の流量で洗浄液を推し進めることを含む。一つの好適なポンプ１８６は、ShurFloによって製造されるSLV10-AC41である。

本発明の一つの実施形態では、ポンプ１８６は脈動して、分配器に所望の流量の洗浄液を提供する。たとえば、ポンプ１８６は、１３秒のサイクル毎に０．５秒間使用可能である。ポンプ１８６のそのような脈動は、清掃部材１０６へ毎分およそ２０平方センチメートルの洗浄液の流量を提供する。その他の洗浄／すすぎサイクルはまた、以下に述べるように、異なる脈動期間を用いて行うことができる。

分配器１８８は、所望の場所（たとえば清掃部材１０６及び／又は表面１０４）に、洗浄液１７２を放出する。一つの実施形態では、図１に示すように、分配器１８８は少なくとも一つのノズル１９０を含み、これが清掃部材１０６（図示する）又は表面１０４に洗浄液の流れを向かわせる。一つの実施形態では、図１に示すように、分配器１８８は単一の広角噴霧ノズル１９０を含み、清掃部材１０６の表面全体にわたって洗浄液１７２を噴霧する。一つのそのような好適なノズルは、Rain Drip, Inc.によって製造されるR187Cである。

本発明のもう一つの実施形態では、機械１０２は、洗浄液に空気を含ませてフォームにするように構成されるエアレータを含む。エアレータは、エアレーティングノズルの形状で洗浄液分配器１８８と組み合わせることができる。

制御部２００（図９）は、モータ１１２及びポンプ１８６の動作を含む機械１０２の動作を制御する。制御部２００にはユーザ入力部２０２を設けて、以下に述べる各種の清掃動作又はサイクルを始動させることができる。ユーザ入力部２０２は、たとえばハンドル１５４に装備された制御パネル２０４を介してアクセス可能である。

機械１０２の一つの実施形態は、バキュームされた廃棄物回収システム、たとえばバキュームされたスキージが欠落している。その代わり、機械１０２は、繊維性清掃部材１０６の液状及び固形状廃棄物収集特性に依拠して、特に洗浄液によって湿っている場合に、表面１０４上の固形及び液体を拾得するとともに表面１０４を磨き洗いし、清掃部材１０６の回転によって生じる遠心力に応じて、廃棄物コンテナ１３４内に、収集された廃棄物１７０を排出する。

バキュームされた廃棄物回収システムが欠落していることによって、結果として清掃動作がより静かになり、機械１０２のエネルギ効率がかなり高くなる。結果として、本発明の機械１０２は、バキュームされた廃棄物回収システムを有する従来技術の清掃機よりも、営業時間中に用いるのに、より適当となる。加えて、本発明の機械１０２は、従来技術の清掃機よりもより小型で軽量に形成され、かつより長い稼働時間（たとえばバッテリを動力源として）を有することができる。

機械１０２の一つの実施形態は、移動体１５０上に支持されたバキュームされた廃棄物回収システムを含む。バキュームされた廃棄物回収システムの実施形態は、廃棄物コンテナ１３４及び／又は機械１０２から離れた場所（たとえばバキュームホースを通して）、表面１０４から収集されたごみを除去するように構成される。

清掃部材１０６で用いられる繊維性材料（たとえばマイクロファイバ）を湿潤させることにより、清掃部材１０６が静電気を逃がすことが可能となり、それにより静電気放電部材、たとえばチェーンの必要がなくなる。結果として、機械１０２は、従来の表面清掃機を破損させる可能性のある静電気放電の問題を回避して、機械１０２を、硬質及び軟質床清掃動作の両方にとって好適にする。

結果として、清掃ツール１００は、機械１０２を調整する必要なく、カーペットと硬質床面の両方の清掃動作を行うことが可能である。このように、一人の人間によって操作される単一の機械１０２は、一時点でカーペット清掃動作を行い、他の時点で機械１０２を止めて調整することなく、硬質床清掃動作に直接移動することが可能である。これにより、硬質及び軟質床清掃動作のための異なる機械を用いることを含む従来技術の清掃方法を越える著しい利点が提供される。

低い洗浄液の流量の使用はまた、硬質及び軟質床面１０４の速乾に役立つ。

本発明の一つの実施形態は、機械１０２を再構成することなく機械１０２を用いて、硬質及び軟質床面を清掃する方法を含む。本方法では、機械１０２は、清掃ツール１００を回転させて清掃部材１０６が硬質床面に接するようにしながら硬質床面上を移動し、その後清掃ツール１００の回転を維持して清掃部材１０６が軟質床面に接するようにしながら軟質床面上を移動する。さらなる実施形態は、清掃部材に洗浄液をかけることと、清掃部材１０６を回転させて表面で前方（矢印１４３）に移動させることと、廃棄物コンテナ１３４内に、清掃部材１０６によって拾得された廃棄物１７０を収集することとを含む。

本発明のもう一つの実施形態では、機械１０２は、図９に例示的に図示される、移動体１５０によって支持された電動式清掃ツールリフト２１０を含む。清掃ツールリフト２１０は、ハウジング２０２及び清掃されている表面１０４に関連して、清掃ツール１００を上下させるように構成される。本発明の好ましい実施形態では、清掃ツールリフト２１０は、清掃ツール１００の位置を自動的に調整し、清掃ツール１００が表面１０４に対し、実質的に一定の下向きの力を加えるようにする。下向きの力は、ユーザ入力部２０２を介して、たとえば制御パネル２０４を介して調整可能にすることができる。このように、たとえば機械１０２がカーペット面から硬質床面に移行し、その間どちらの面にも実質的に同じ下向きの力が加えられている場合、清掃ツール１００を下げることができる。米国特許番号第4,675,935号、4,679,271号及び4,757,566号に、好適な清掃ツールリフトが記載されている。

清掃ツール１００の回転によって生じる遠心力が働いて、廃棄物コンテナ２０６内に、清掃部材１０６によって収集された液体及びごみの多くを排出しても、清掃部材１０６は清掃動作の後でわずかに湿ったままである場合がある。したがって、最後の清掃動作の後、長時間が経過した場合、清掃ツールにバクテリア及びカビが発現する可能性がある。この問題は、乾燥サイクルを実行することと、洗浄液中に抗真菌性及び／又は抗菌性成分を含ませることとにより改善することができる。

本発明の一つの実施形態では、機械１０２は、放射源を有する紫外線殺菌装置２２０（図９）を含み、この装置は制御部２００（たとえばDirect Logic型番D0-05DR-D）の制御下で動作する。紫外線殺菌装置２２０は、矢印２２２によって表示するように、清掃ツール１００のバクテリア及び真菌の増殖を制御するように構成される。放射源は好ましくはハウジング１５８内部に収容され、紫外線放射の著しい漏れを防止し、オペレータが目を保護する必要がないよう、十分に覆われる。紫外線放射源は好ましくは、清掃部材１０６の表面にある程度の消毒(sanitization)を提供するために十分な規模で、清掃ツール１００の幅全体にわたる清掃部材１０６の表面に対して、実質的に一定の紫外線放射量を与えるように構成される。好ましくは、清掃部材１０６の表面に与えられる放射量は、１０〜６０ｍＷ／ｃｍ^２の範囲内である。

紫外線放射源は、一つ以上の紫外線ランプ又はその他の好適な紫外線源を含むことができる。紫外線ランプは好ましくは、ランプに組み込まれた安定器を有する（安定器内蔵型）水銀フラッドランプである。これに代えて、紫外線ランプは、外部安定器駆動にすることができる。任意的な冷却装置、たとえばファンを設けて、紫外線源の十分な冷却を確実にしてもよい。一つの実施形態では、紫外線源により生じる紫外線放射の波長は紫外線Ｃ波の範囲内であり、２８０ナノメートル未満である。本発明の一つの実施形態では、紫外線源の一次エネルギは、２４０〜２６０ナノメートルの範囲内の波長である。一つの好適な紫外線源は、カリフォルニア州アップランドのUVP-Inc.によって製造される、製造番号90-0012-01であり、これは２５４ナノメートルの波長の一次エネルギにより水銀スペクトルを発する。

本発明のもう一つの実施形態では、紫外線殺菌装置２２０の紫外線放射源、又はもう一つの紫外線源は、表面１０４に紫外線放射（矢印２２４）を与えて、その上のバクテリア及びその他の細菌を死滅させる。表面１０４に与えられる紫外線放射の実施形態は、上述の放射量を含む。

機械１０２の実施形態は、いくつかの異なる清掃動作又はサイクルを行うことができる。サイクルは、制御部２００によって、又はユーザ入力部２０２に応じて、自動的に行うことができる。そのような清掃サイクルの例を以下に述べる。

機械１０２の開始又は予備湿潤サイクルを清掃動作の前に行い、洗浄液で清掃ツール１００を十分に湿らせることを確実にすることができる。本発明の一つの実施形態では、清掃ツール１００がモータ１１２によって回転している間に、洗浄液ディスペンサ１７０によって清掃部材１０６に所定量の洗浄液がかけられる。清掃ツール１００の回転によって生じる、洗浄液に加えられる遠心力によって、この予備湿潤サイクルの完了時に清掃部材１０６に残る洗浄液の量が制限される。

本発明の一つの実施形態では、予備湿潤サイクルは、清掃ツール１００の液体含有の判定によって、実行する必要があることが表示された場合のみに行われる。本発明の一つの実施形態では、動作情報の履歴が機械１０２の内蔵メモリ２２６に維持され、これには清掃ツール１００の湿潤度を判定するために用いることができる情報が含まれる。たとえば、機械１０２が最後に動作したときに関する情報、洗浄液が清掃ツール１００に最後にかけられた時間及び量に関する情報、予備湿潤サイクルが最後に実施された時間に関する情報等を、メモリ２２６に保存することができ、それらから、予備湿潤サイクルを実行すべきかどうかの判断をすることができる。

本発明のもう一つの実施形態では、センサを用いて清掃ツール１００の湿潤度を判定し、湿潤度が閾値以下であることをセンサが表示した場合、予備湿潤サイクルを実行する。

一般に、表面清掃動作は、清掃ツール１００がモータ１１２によって回転しているとき、清掃ツール１００の清掃部材１０６に所望の量の洗浄液をかけることにより実行される。清掃部材１０６は、表面１０４（たとえば、タイル、石、セメント、カーペット、木等）から固形状及び液状廃棄物を拾得すると同時に、洗浄液で湿らせた清掃部材１０６で表面１０４を磨き洗いする。図４Ａ及び５Ｂに示すように、清掃部材１０６は清掃ツール１００に応じて曲がり、表面１０４と適合する。このように、表面１０４と接する清掃部材１０６の遠位端１３２は、好ましくはわずかに平らにされて、表面１０４の所望の磨き洗いを提供すると同時に、硬質面上で機械１０２の結果として残留物の“筋”を形成する可能性を低減させる。加えて、清掃部材１０６は垂直に向けられたとき、すき間に入り込んで、中にあるごみ及び液体を除去することができる。

表面清掃動作中、清掃ツール１００は、廃棄物コンテナ１３４内に廃棄物１７０（液体及び微粒子）を排出することにより、また清掃部材１０６に新しい洗浄液１７２をかけることにより、継続的に清掃される。ツール清掃動作は、清掃ツール１００を湿潤させて、機械１０２を動作させることなく汚れた表面１０４上で回転させることにより実行することができる。複数のツール清掃動作を行って、清掃部材１０６から過度なごみを除去することができる。

場合によっては、たとえば表面１０４上のしみ又は乾いた汚れ(mess)を清掃するために、清掃ツール１００又は表面１０４に、洗浄液の噴射を与えることが望ましい場合がある。本発明の一つの実施形態では、機械１０２のオペレータは、制御部２００にユーザ入力部２０２（たとえばボタン押圧）を適用し、これにより、洗浄液ディスペンサ１７０によって放出される洗浄液１７２の量を暫時的に増加させることができる。

表面１０４の所望の磨き洗い動作を提供するために、さらなるユーザ入力部２０２によって、清掃ツール１００の回転速度及び／又は清掃ツール１００によって表面１０４に加えられる圧力を調整することができる。

また、機械１０２はすすぎサイクルを実行して、清掃ツール１００からごみ及び洗浄液を除去することができる。一般に、清掃ツール１００には回転中に水がかけられ、これによりツールをすすぐ。本発明の一つの実施形態では、洗浄液１７２は水１７８及び洗浄剤１８０の別個の供給（図９）を混合することによってつくられ、内蔵の給水１７８からの水を、洗浄液ディスペンサ１７０又はその他の装置を通して、清掃ツール１００に向かわせることができる。

また、機械１０２によって、洗浄液をかけずに高角速度で清掃ツール１００を回転させることにより、乾燥サイクルを実行することができる。清掃ツール１００の高回転速度により、清掃部材１０６に吸収された液体を廃棄物コンテナ１３４内に放出する。

また、機械１０２を用いて、表面にコーティング剤、たとえばワックスコーティングをかけることができる。本発明の本実施形態では、洗浄液１７２を清掃ツール１００又は表面１０４にかける液状ワックスに置き換えて、所望の圧力での清掃部材１０６の回転により、表面１０４に適用している。

好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、当業者においては、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく形状及び詳細に改変を加えてもよいことが理解されよう。たとえば、清掃ツールは、移動式床清掃機とともに用いられるものとして説明されているが、当業者には、清掃ツールは、モータによる清掃ツールの回転を備えるように構成されたその他の表面清掃機械とともに動作可能であることが理解される。

本発明の実施形態の代表的な清掃ツールの正面平面図である。 清掃ツールを含む、本発明の実施形態の代表的な移動式床清掃機械の簡略化された側面図である。 本発明の実施形態の代表的な清掃部材の簡略化された平面図である。 本発明の実施形態の代表的な清掃部材の簡略化された平面図である。 本発明の実施形態の代表的な清掃部材の簡略化された平面図である。 本発明の実施形態の代表的な清掃部材の簡略化された平面図である。 いくつかのコンポーネントが仮想的に図示された、清掃ツール回転中に表面と接触する代表的な清掃部材を図示する、代表的な清掃ツールの一部分の正面図である。 図４Ａの代表的な清掃ツールの側断面図である。 本発明の実施形態の代表的な清掃ツールの部分正面図である。 本発明の実施形態の代表的な清掃ツールの部分側面図である。 本発明の実施形態の、図３Ａに描かれた清掃部材の線６−６で概略的に取り出された清掃部材の側断面図である。 本発明の実施形態の代表的な清掃部材の側面図である。 図２に示された代表的な床清掃機械の底面図である。 本発明の様々な実施形態の床清掃機械の、簡略化された図である。

Claims (4)

1. 表面上を進行するように構成された移動体と、
   移動体上に支持されて表面を磨き洗いするように構成された清掃ツールであって、
   周囲を回転するための長手方向軸を有するハブと、
   ハブに接続されて、長手方向軸に沿って配列され、マイクロファイバーを含む繊維性材料によって形成された第一の層、及び繊維性材料とは異なる材料で形成された第二の層を含む複数のディスク状の清掃部材であって、第一の層が第二の層を囲むことによって清掃部材の外縁部には繊維性材料が位置し、表面との接触に応じて曲がるように構成された清掃部材と、
   一対の清掃部材の間にそれぞれ位置する複数のスペーサ部材と、
   を含む清掃ツールと、
   移動体上に支持されて、長手方向軸の周囲でのハブの回転を駆動するように構成されたモータと、
   移動体上に支持され、清掃ツールの後側に位置する廃棄物コンテナと、及び
   底面開口を通して清掃ツールの一部分が延びる底面開口を有するハウジングと、清掃ツールの上側に実質的に適合する囲み部と、廃棄物コンテナの開口と、
   を含み、
   移動体が、バキュームされた廃棄物収集システムを有しない、床清掃機械。
2. 移動体上に支持された洗浄液ディスペンサをさらに含む機械であって、洗浄液ディスペンサが、
   水の供給を収容するように構成されたコンテナと、
   コンテナからの水の流れを受けるように構成された水フィルタと、
   水フィルタを通してコンテナからの水の流れを推し進めるように構成されたポンプと、
   清掃部材の一つ及び表面に水の流れを放出するように構成された分配器と、
   を含む、請求項１記載の床清掃機械。
3. 移動体から後方に延びるハンドルをさらに含み、モータが、ハブの回転を、清掃部材が表面に接しているときに後方とは反対である前方に動かすように駆動するように構成される、請求項２記載の床清掃機械。
4. 清掃ツールを清潔にするためにハウジング内に収納された紫外線（ＵＶ）源を含む、請求項１記載の床清掃機械。

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