JP5410067B2 - 床面洗浄機 - Google Patents

Description

本発明は、床面を水を使って洗浄する床面洗浄機に関する。

従来から、オフィスや店舗等のカーペット床の上を自走して清掃する清掃ロボットが知られている。このような清掃ロボットは、バキューム機を備え、バキューム機がカーペット床の埃等の汚れを吸引して清掃する。しかし、トイレ、屋外、建物のエントランス等では、床面が汚れ易いため、カーペットはほとんど用いられず、磁器タイル、石、Ｐタイル等の硬質床が用いられる。硬質床は、バキューム吸引だけでは汚れを落とすことができず、汚れを落とすには、水を使った洗浄が必要である。従前では、硬質床は、水洗い、ブラシ洗浄、モップがけ等の手作業によって洗浄するのが一般的である。硬質床の洗浄の機械化を図るものとして、散水してブラシ洗浄し、洗浄時に生じる汚水を吸引して回収する床面洗浄機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の床面洗浄機について図１０を参照して説明する。図１０は、従来の床面洗浄機１００を上方から見た透視図である。床面洗浄機１００は、洗浄機本体（車体）１０１と、洗浄機本体１０１を走行させるための駆動輪１０２と、洗浄機本体１０１を走行自在に床面から支えるキャスタ輪１０３を備える。洗浄機本体１０１には、洗浄水を入れた洗浄水タンク１０４と、汚水を溜める汚水タンク１０５が搭載されている。洗浄機本体１０１は、前側下部に、洗浄水タンク１０４からの洗浄水を吐出する吐水口１０６と、床面をブラシ洗浄する回転ブラシ１０７を備え、後側下部に、洗浄時に発生する汚水を掻き集めるスクイジ１０８と、掻き集められた汚水を吸引する吸水口１０９を備える。

床面洗浄機１００は、駆動輪１０２によって前方に走行しながら、洗浄水を吐水口１０６から吐出して床面に散布する。なお、図１０において、床面洗浄機１００は屋内の隅、すなわち壁１１０のコーナー部に位置する状態を示している。洗浄水が散布された床面は、回転ブラシ１０７によってブラシ洗浄される。ブラシ洗浄によって発生した汚水は、床面洗浄機１００の前進走行によって、スクイジ１０８に達して掻き集められる。掻き集められた汚水は、洗浄機本体１０１に搭載されたバキューム機によって吸水口１０９から汚水タンク１０５に吸引される。

上記のように動作する床面洗浄機１００は、前進走行時にしか床面を洗浄できない。また、前方に壁１１０等があって、床面洗浄機１００が前進できない場合、前方の壁１１０とスクイジ１０８との間ＤＬについては、汚水を回収できず、床面を洗浄できない。壁１１０が前方及び側方にある屋内の隅については、床面洗浄機１００を方向転換しても、床面に洗浄できない領域が残る。もし、洗浄機本体１０１を小型化できれば、洗浄できない領域が小さくなる。しかし、洗浄機本体１０１は、洗浄水タンク１０４、汚水タンク１０５、バキューム機等が搭載されるため、小型化が困難である。

このため、従来の床面洗浄機１００は、広い場所でしか床面を洗浄できず、屋内の隅やトイレの個室等の狭い箇所では洗浄できない。また、トイレにおいて、床面洗浄機１００は、小便器及び洋式便器の水平方向に張り出している部分と干渉するため、小便器や洋式便器の下の上下に狭い箇所では床面を洗浄することができない。従って、狭い箇所は、作業員が手作業で床面洗浄をしている。水を使った床面洗浄は、作業員にとって過酷な作業であり、特に、トイレの床面洗浄は、汚い作業であるため、作業員の確保が難しく、作業の機械化が求められていた。
特開平８−２４３０６４号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、床面を水を使って洗浄する床面洗浄機において、狭い箇所の床面を洗浄できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、床面に洗浄水を供給するための洗浄水タンクと、回転して床面を洗浄する回転ブラシと、洗浄時に発生する汚水を集めるスクイジと、集められた汚水を床面から吸い上げて回収するバキューム機と、回収された汚水を溜める汚水タンクと、を備えた床面洗浄機であって、前記洗浄水タンクと前記汚水タンクが搭載された洗浄機本体と、前記洗浄機本体とは別に設けられ、前記回転ブラシと中心部に汚水を集める前記スクイジを下部に有するブラシ部と、前記ブラシ部を旋回自在に前記洗浄機本体に支持するアーム部と、を備え、前記ブラシ部を前記アーム部によって前記洗浄機本体の外側に支持して床面を洗浄する構成とされ、前記アーム部は、平面運動する複数本の連鎖するリンクアームと前記リンクアーム間を旋回自在に接続する平面回転ジョイントとを有し、該リンクアームの連鎖によって、前記洗浄機本体に対して延び縮み自在とされ、該アーム部を縮めることによって、前記ブラシ部の全体が前記洗浄機本体に収納され、該アーム部を延ばすことによって、前記ブラシ部の全体が前記洗浄機本体を垂直投影した領域の外側に支持されるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の床面洗浄機において、前記ブラシ部には、洗浄水を床面に吐出する吐水口が周縁部近傍に、汚水を吸引する吸水口が前記回転ブラシの回転中心近傍に、複数の前記スクイジが略放射状に、それぞれ配置され、前記スクイジは、前記回転ブラシと共に回転され、回転する前記スクイジによって集められた床面の汚水を、前記バキューム機によって前記吸水口から吸引して前記汚水タンクに回収するものである。

請求項３の発明は、請求項１に記載の床面洗浄機において、前記洗浄機本体は、前記回転ブラシを回転するためのブラシ回転用モータを備え、前記アーム部は、前記ブラシ回転用モータの回転を前記ブラシ部に伝える伝動装置を備えるものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の床面洗浄機において、前記伝動装置は、複数の歯車が前記アーム部に沿って配列された歯車列であるものである。

請求項５の発明は、請求項１に記載の床面洗浄機において、前記ブラシ部は、前記回転ブラシを回転するためのブラシ回転用モータを備えるものである。

請求項６の発明は、請求項１に記載の床面洗浄機において、１台の前記洗浄機本体に、前記ブラシ部及び前記アーム部を複数組備えるものである。

請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の床面洗浄機において、前記洗浄機本体は、自走するための走行駆動部と、前記アーム部を動かすアーム部駆動部と、障害物を検知する障害物センサと、前記走行駆動部及び前記アーム部駆動部を制御する制御部と、を備え、前記ブラシ部は、障害物を検知する障害物センサをさらに備え、前記制御部は、該床面洗浄機が前記障害物センサによって検知された障害物に対し所定の離隔を保つように前記走行駆動部及び前記アーム部駆動部を制御するものである。

請求項８の発明は、請求項７に記載の床面洗浄機において、所定の洗浄エリアの地図情報を記憶する記憶部を備え、前記地図情報を参照して前記洗浄エリア内を自律的に走行して床面を洗浄するものである。

請求項１の発明によれば、回転ブラシを有するブラシ部を洗浄機本体から分けて構成し、洗浄機本体の外側、すなわち、洗浄機本体を垂直投影した領域の外側に
ブラシ部を支持したので、垂直投影した洗浄機本体の大きさよりも狭くて洗浄機本体が入っていけないような箇所でも、床面を洗浄することができ、洗浄機本体 の高さより低く、洗浄機本体が入っていけないようなところでも、床面を洗浄することができる。また、アーム部が平面内において延び縮み自在とされているので、アーム部を適宜に延ばして狭い箇所の床面を洗浄することができる。また、ブラシ部全体が洗浄機本体に収納されるので、ブラシ部全体を収納した状態で、洗浄機本体の幅よりも狭いところを通過して走行することができる。

請求項２の発明によれば、ブラシ部の直下の床面を、ブラッシング洗浄しつつ汚水を回収するので、ブラシ部の寸法と同程度の狭い箇所の床面を洗浄することができる。また、汚水は、回転するスクイジによってブラシ部３の中心部に掻き集められるので、汚水を集めるために床面洗浄機を前進させる必要がなく、床面洗浄機の走行及び停止に関わらず、床面を洗浄することができる。

請求項３の発明によれば、ブラシ回転用モータを洗浄機本体に備えたので、ブラシ部の高さを低くすることができ、上下に狭い箇所の床面を洗浄することができる。

請求項４の発明によれば、伝動装置をアーム部に沿って配列された歯車列としたので、アーム部を薄くすることができ、洗浄機本体に収納された状態のアーム部と他の部材との干渉を避ける艤装設計が容易となる。また、アーム部は、各リンクアームを曲線形状に形成しても歯車列を内蔵することができるので、設計の自由度が向上する。

請求項５の発明によれば、ブラシ回転用モータを洗浄機本体ではなく、ブラシ部に備えるので、ブラシ回転用モータの回転をブラシ部に伝える伝動装置が不要であり、アーム部の構造を簡易にすることができる。

請求項６の発明によれば、ブラシ部を複数備えるので、床面の洗浄を迅速に行うことができる。

請求項７の発明によれば、障害物に対し所定の離隔を保つように走行制御及びブラシ部の旋回制御がされるので、人や壁等の障害物への衝突が防止される。

請求項８の発明によれば、洗浄エリア内を自律的に走行して床面を洗浄するので、水を使って床面洗浄するという過酷な作業から作業員を解放することができる。

本発明の実施形態に係る床面洗浄機を図１乃至図５を参照して説明する。図１は本実施形態の床面洗浄機１の外観を示し、図２は床面洗浄機１の構成を示す。床面洗浄機１は、床面ＦＳに洗浄水を供給するための洗浄水タンク２１と、回転して床面を洗浄する回転ブラシ３１と、洗浄時に発生する汚水を集めるスクイジ３２と、集められた汚水を床面ＦＳから吸い上げて回収するバキューム機２９と、回収された汚水を溜める汚水タンク２２とを備える。洗浄水タンク２１と汚水タンク２２は、洗浄機本体２に搭載されている。回転ブラシ３１と中心部に床面ＦＳの汚水を集めるスクイジ３２は、洗浄機本体２とは別に設けられたブラシ部３の下部に有する。バキューム機２９は、ブラシ部３を小型化するために洗浄機本体２に搭載することが好ましい。ブラシ部３は、アーム部４によって旋回自在に支持されている。床面洗浄機１は、ブラシ部３をアーム部４によって洗浄機本体２の外側に支持して床面ＦＳを洗浄する。

洗浄機本体２は、狭い場所での自機の回転（自転）を容易にするために、筐体２３が略円形の平面形状に形成されている。筐体２３の一部は、透光性材料から成る透光部２３ａとなっており、透光部２３ａの内側に、床面洗浄機１の接近を周囲に報知する回転灯２４が設けられている。筐体２３の表面には、適宜に意匠が施される。

洗浄機本体２の下部には、走行するための駆動輪２６とキャスタ輪２７が取り付けられている。床面洗浄機１は、モータ駆動される駆動輪２６を二輪有し、各駆動輪２６を同一回転数で回転駆動することにより直進し、速度差を設けて回転駆動することにより換向し、互いに逆回転に駆動することにより自転する。このような駆動輪２６の二輪速度差ステアリングは、制御部５によって制御される。制御部５は、制御用集積回路（Micro Controller)等から成り、洗浄機本体２内に搭載される。制御部５等への電力は、洗浄機本体２内に搭載された蓄電池２８から供給される。

ブラシ部３は、アーム部４と洗浄機本体２の接続部分を中心にアーム部４を回動することによって旋回され、洗浄機本体２を駆動輪２６によって自転することによっても旋回される。

洗浄水タンク２１と汚水タンク２２は、洗浄機本体２内に並べて搭載してもよいし、タンク内水量の変化によって床面洗浄機１の前後左右の重量バランスが変化し難いように、上下に配置してもよい。洗浄水タンク２１は、床面に散布する洗浄水が貯えられる。洗浄水は、清水又は洗浄効果を高めるための洗浄剤を混合した水である。フレキシブルホース等から成る洗浄水管２１１が、洗浄水タンク２１から給水ポンプ２１２を経由してブラシ部３まで、アーム部４に沿って配管される。また、汚水管２２１が、ブラシ部３からアーム部４に沿って配管され、バキューム機２９を経由して汚水タンク２２に接続される。汚水タンク２２の底部には、汚水を排水するための排水管２２３が接続される。汚水タンク２２に溜まった汚水は、排水バルブ２２２を開くことによって排水管２２３から排水される。排水バルブ２２２は、制御部５によって開閉制御される電動バルブである。また、洗浄機本体２に電気ヒータと送風機等から成る温風発生装置（図示せず）を搭載し、洗浄機本体２の下部から温風を吹き出して、床面ＦＳの乾燥を促進するようにしてもよい。

本実施形態の床面洗浄機１は、駆動輪２６によって所定の洗浄エリアまで走行し、洗浄を開始する。洗浄水タンク２１に貯えられた洗浄水は、給水ポンプ２１２の動作によって、洗浄水管２１１を介してブラシ部３から床面ＦＳに散布される。洗浄水が散布された床面ＦＳは、回転する回転ブラシ３１によってブラシ洗浄される。ブラシ洗浄によって発生した床面ＦＳの汚水は、スクイジ３２によって集められる。スクイジ３２によって集められた汚水は、バキューム機２９によって床面ＦＳから吸い上げられ、汚水管２２１を介して汚水タンク２２に回収される。

このようにして床面洗浄するとき、回転ブラシ３１を有するブラシ部３は、洗浄機本体２から分けて構成され、洗浄機本体２を垂直投影した領域の外側にブラシ部３が支持されているので、垂直投影した洗浄機本体２の大きさよりも狭くて洗浄機本体２が入っていけないような箇所でも、ブラシ部３が洗浄機本体２の外側にあるので、床面ＦＳを洗浄することができる。また、洗浄機本体２の高さより低くて洗浄機本体２が入っていけないようなところでも、ブラシ部３が洗浄機本体２の外側にあるので、床面ＦＳを洗浄することができる。

図３は、ブラシ部３を底面から示す。ブラシ部３の下部には、円板状のベース部材３０に複数のブラシ部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが回転対称に設けられて回転ブラシ３１を構成しており、洗浄水を床面ＦＳに吐出する吐水口３３が周縁部近傍に、汚水を吸引する吸水口３４が回転ブラシ３１の回転中心近傍に、複数のスクイジ３２が略放射状に、それぞれ配置されている。スクイジ３２は、例えばゴム板から成る、水平方向に細長いへら状の部材であり、下端が床面ＦＳに当接する。各スクイジ３２は、平面視にて、中心から周縁に向けて回転ブラシ３１の回転方向に曲げて取り付けられている。このため、ブラシ部３の底面は、複数のスクイジ３２によって回転方向に周縁が開口した略扇形に区画される。吐水口３３及びブラシ部材３１ａ〜３１ｄは、略扇形の各区画毎に配置されている。吸水口３４は、汚水管２２１に接続されている。吸水口３４の開口部に、汚水管２２１の詰りを防止するための網状のフィルタを設けてもよい。

上記構成のブラシ部３の動作について説明する。洗浄水管２１１からブラシ部３に供給された洗浄水は、吐水口３３から吐水されて床面ＦＳに散布される。洗浄水が散布された床面ＦＳは、回転ブラシ３１によってブラッシング洗浄される。スクイジ３２は、回転ブラシ３１と共に回転される。ブラッシング洗浄によって発生した汚水は、回転するスクイジ３２によって、ブラシ部３の中心部に向かって掻き集められる。掻き集められた床面ＦＳの汚水は、洗浄機本体２のバキューム機２９によって吸水口３４から吸引されることにより床面ＦＳから吸い上げられ、汚水タンク２２に回収される。

このように、床面洗浄機１は、ブラシ部３の直下の床面ＦＳを、ブラッシング洗浄しつつ汚水を回収するので、ブラシ部３の寸法と同程度の狭い箇所の床面ＦＳを洗浄することができる。また、汚水は、回転するスクイジ３２によってブラシ部３の中心部に集められるので、汚水を集めるために床面洗浄機１を前進させる必要がなく、床面洗浄機１の走行及び停止に関わらず、床面ＦＳを洗浄することができる。

図４（ａ）（ｂ）はそれぞれ床面洗浄機１のアーム部４を延ばした状態と、アーム部４を縮めた状態について平面透視して示す。アーム部４は、複数本の連鎖するリンクアームを有し、そのリンクアームの連鎖によって、洗浄機本体２に対して延び縮み自在とされる。図４（ａ）に示すように、アーム部４は、平面運動する開リンク機構であり、第１リンクアーム４１と第２リンクアーム４２とを有し、第１リンクアーム４１の基端側が平面回転ジョイントから成る第１関節４３によって旋回自在に洗浄機本体２に支持されている。第２リンクアーム４２の基端側は、平面回転ジョイントから成る第２関節４４によって旋回自在に第１リンクアーム４１の先端側に支持されている。第２リンクアーム４２の先端側は、ブラシ部３が取り付けられている。床面洗浄機１は、上記のように構成されたアーム部４を適宜に延ばして、ブラシ部３で床面ＦＳを洗浄する。なお、アーム部４は、延び縮み自在であれば、開リンク機構に限定されるものではなく、例えば、多段パンタグラフリンク、Ｚリンク等のリンク機構であってもよい。

また、図４（ｂ）に示すように、アーム部４を縮めることによって、ブラシ部３が洗浄機本体２に収納される。ブラシ部３が洗浄機本体２に収納されると、洗浄機本体２に設けられたモータ等から成る昇降機構（図示せず）によって、ブラシ部３がアーム部４と共に扛上される。また、ブラシ部３は、アーム部４を延ばした状態においても昇降機構によって扛上可能である。従って、床面洗浄機１は、洗浄を行なわずに走行する時は、ブラシ部３を床面ＦＳに接触させず、回転ブラシ３１及びスクイジ３２の損耗を防止する。また、洗浄機本体２の前部に電動シャッタ（図示せず）を設け、ブラシ部３が洗浄機本体２に収納された状態で電動シャッタを閉じ、ブラシ部３が洗浄機本体２の外側にある状態で電動シャッタを開くようにしてもよい。

上記のように、アーム部４が延び縮み自在とされているので、アーム部４を適宜に延ばして狭い箇所の床面ＦＳを洗浄することができる。また、ブラシ部３が洗浄機本体２に収納されるので、ブラシ部３を収納した状態で、洗浄機本体２の幅（径）よりも狭いところを通過して走行することができる。例えば、床面洗浄機１がトイレの個室に入って床面ＦＳを洗浄するのに好適である。

図５は、アーム部４に設けられた伝動装置を透視して示す。洗浄機本体２は、回転ブラシ３１を回転するためのブラシ回転用モータ２５を備え、アーム部４は、ブラシ回転用モータ２５の回転をブラシ部３に伝える伝動装置４５を備える。伝動装置４５は、複数の歯車がアーム部４に沿って配列された歯車列とした。アーム部４は、中空に形成され、アーム部４内に平歯車から成る歯車列が配列される。なお、伝動装置４５は、ベルト伝動装置又はチェーン伝動装置であってもよい。

伝動装置４５についてさらに詳細に説明すると、第１リンクアーム４１は、上下２本のリンクアームからなり、その下側のリンクアーム内と、第２リンクアーム４２内に、ブラシ回転用モータ２５の回転をブラシ部３に伝える歯車列が配列される。これにより、ブラシ回転用モータ２５の回転は、ブラシ部３に伝えられ、回転ブラシ３１とスクイジ３２が回転する。また、２本の第１リンクアームのうち、上側のリンクアーム内に、第２リンクアーム４２を旋回させるための歯車列（図示せず）が配列され、洗浄機本体２に搭載されたサーボモータによって、第２リンクアームが旋回される。

このように、ブラシ回転用モータ２５を洗浄機本体２に備えたことにより、ブラシ部３の高さを低くすることができ、上下に狭い箇所、例えば、洋式便器の周囲や小便器の下の床面ＦＳを洗浄することができる。

また、ブラシ回転用モータ２５の回転をブラシ部３に伝える伝動装置４５を、アーム部４に沿って配列された歯車列としたので、アーム部４を薄くすることができ、洗浄機本体２に収納された状態のアーム部３と他の部材との干渉を避ける艤装設計が容易となる。また、アーム部４は、各リンクアーム４１、４２を曲線形状に形成しても歯車列から成る伝動装置４５を内蔵することができるので、設計の自由度が向上する。

次に、本実施形態の床面洗浄機１の自走について図６（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図６（ａ）（ｂ）は、床面洗浄機１の自走のための構成を主に示す。なお、ブラシ回転用モータ２５の図示は省略する。洗浄機本体２は、自走するための走行駆動部２６Ｄと、アーム部４を動かすアーム部駆動部としての第１リンクアーム駆動部４１Ｄ及び第２リンクアーム駆動部４２Ｄと、人感センサから成る障害物センサ６ａ及び距離センサから成る障害物センサ６ｂとを備える。走行駆動部２６Ｄは、走行用モータと走行用モータの回転を減速して駆動輪２６に伝える歯車等から成る。第１リンクアーム駆動部４１Ｄは、サーボモータと歯車等から成り、第１リンクアームを旋回させる。第２リンクアーム駆動部４２Ｄは、サーボモータと歯車等から成り、第２リンクアームを旋回させる。走行駆動部２６Ｄと、第１リンクアーム駆動部４１Ｄと、第２リンクアーム駆動部４２Ｄは、制御部５によって制御される。

障害物センサ６ａは、洗浄機本体２の筐体２３の外周に、複数個が略等間隔に配置される。障害物センサ６ｂは、洗浄機本体２の前側に、複数個配置される。ブラシ部３は、距離センサから成る障害物センサ６ｃを備える。障害物センサ６ｃは、ブラシ部３における回転しない上部カバー３６の周縁近傍に、複数個配置される。

床面洗浄機１は、障害物センサ６ａ、６ｂ、６ｃによって検知された障害物に対し所定の離隔を保つように、制御部５によって走行駆動部２６Ｄを走行制御すると共に、第１リンクアーム駆動部４１Ｄ及び第２リンクアーム駆動部４２Ｄを制御してブラシ部３を旋回制御する。所定の離隔距離は、各障害物センサ６ａ、６ｂ、６ｃ毎に設定される。例えば、人感センサから成る障害物センサ６ａについては、長い離隔距離が設定され、床面洗浄機１は、人に対しては安全に配慮した比較的大きな離隔を保つ。また、ブラシ部３に配置された障害物センサ６ｃについては、短い離隔距離が設定され、狭い箇所の洗浄を可能としている。なお、ブラシ部３に配置された障害物センサ６ｃによって、例えば、下部が床まで届いているストレートタイプの小便器と、下部が床に届いていない中空タイプの小便器とを識別することができる。このようにして、床面洗浄機１は、障害物に対し所定の離隔を保つように走行制御及びブラシ部３の旋回制御がされるので、人や壁等の障害物への衝突が防止される。

なお、床面洗浄機１は、洗浄機本体２に非常停止ボタン７を備える。非常停止ボタン７を人が操作することにより、走行駆動部２６Ｄ、第１リンクアーム駆動部４１Ｄ、第２リンクアーム駆動部４２Ｄの各動作及び回転ブラシ３１の回転が、全て速やかに停止する。

本実施形態の床面洗浄機１は、自律的に床面洗浄を行う、いわゆる床面洗浄ロボットとしているが、作業員によって走行等がリモコン操作されるものであってもよい。床面洗浄機１は、所定の洗浄エリアの地図情報を記憶する記憶部５１を備え、記憶部５１に記憶された地図情報を参照して洗浄エリア内を自律的に走行して床面を洗浄する。記憶部５１は、例えば制御部５の内蔵メモリである。記憶部５１を制御部５に外部接続される不揮発性メモリとしてもよい。地図情報は、洗浄エリアの壁の配置の情報であり、洗浄エリアがトイレであれば、それに加え、便器等の配置の情報である。

上記のように構成された床面洗浄機１の動作について説明する。床面洗浄機１は、例えば、トイレの入口の壁の配置を障害物センサ６ｂによって検知し、制御部５が地図情報を参照し、地図情報の壁の配置と、障害物センサ６ｂによって検知した壁の配置とを照合することによって自機の現在位置がトイレの入口付近であることを認識し、トイレ内に走行する。床面洗浄機１の走行距離及び方向は、左右の駆動輪２６の回転数から、制御部５が算出して認識される。トイレ内に入った床面洗浄機１は、駆動輪２６の累積回転数から現在位置を認識すると共に、トイレ内の壁等を障害物センサ６ｂ、６ｃで検知し、地図情報を参照して自機の現在位置と方向の認識を補正する。トイレの壁面又は床面ＦＳにＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグを設置し、床面洗浄機１がＲＦＩＤタグを検知して現在位置の認識を補正するようにしてもよい。また、床面洗浄機１にジャイロを搭載して方向を認識するようにしてもよい。

床面洗浄機１は、制御部５によって地図情報に基づいて走行経路等を決定し、走行駆動部２６Ｄ、第１リンクアーム駆動部４１Ｄ、第２リンクアーム駆動部４２Ｄ及びブラシ部３を制御して床面ＦＳを自律的に洗浄する。床面洗浄機１の走行経路及びブラシ部３の移動経路は、地図情報に基づいて予め定めたものを記憶部５１に記憶しておいてもよい。床面洗浄機１は、洗浄が済んだ領域を記憶部５１に記憶し、重複した洗浄を行わず、洗浄しない領域が残らないように床面ＦＳを洗浄する。

このように、床面洗浄機１は、洗浄エリア内を自律的に走行して床面ＦＳを洗浄するので、水を使って床面洗浄するという過酷な作業から作業員を解放することができる。

床面洗浄機１による床面の洗浄の具体例について説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本実施形態の床面洗浄機１によるトイレの個室の床面洗浄の状況を示す。ブラシ部３、アーム部４、駆動輪２６及びキャスタ輪２７は、洗浄機本体２内を透視して示している。このトイレは、洗浄対象の施設の一例であり、公共施設である高速道路のサービスエリアにある実際のトイレと類似の構造とした。トイレの個室は、壁８１によって囲まれており、入口に扉８２がある。個室に人が入っていないときは、扉８２は開いている。個室内には洋式便器８３が設置されている。個室の奥の壁には、張り出し部８４があり、張り出し部８４に手すり８５が取り付けられている。

床面洗浄機１は、例として、上記のトイレの床面洗浄に適合するように設計諸元を定めた。洗浄機本体２の外形寸法は、径５７ｃｍ、高さ７８ｃｍである。洗浄幅としての回転ブラシ３１の径は３２ｃｍである。走行用モータの消費電力は１００Ｗ×２台であり、床面洗浄機１の走行速度は１１．３ｍ／分以下であり、洗浄能力は走行速度により変動するが、概ね毎時２００平方ｍ以上である。洗浄水タンク２１及び汚水タンク２２の容量は、それぞれ９リットルである。バキューム機２９のバキュームモータの消費電力は３００Ｗである。ブラシ回転用モータの消費電力は２００Ｗであり、回転ブラシ３１の回転速度は２３０ｒｐｍである。蓄電池２８の容量は、使用可能時間が約２時間になるように定めた。床面洗浄機１の総重量は、約１００ｋｇになった。

図７（ａ）に示すように、床面洗浄機１は、ブラシ部３を洗浄機本体２に収納して個室の入口に接近する。洗浄機本体２の径が個室の入口幅よりも小さいので、床面洗浄機１は個室の入口を通過して中に入ることができる。図７（ｂ）に示すように、床面洗浄機１は、個室内に前進して入り、アーム部４を延ばし、ブラシ部３で床面を洗浄する。ブラシ部３の高さが低いので、張り出し部８４の下の床面洗浄することができる。図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、ブラシ部３を旋回して、洋式便器８３の周囲の床面を洗浄することができ、個室内の壁際の隅も洗浄することができる。なお、和式便器については、水平方向に張り出している部分が無いので、和式便器の周囲の床面の洗浄は、洋式便器の場合よりも容易である。なお、床面洗浄機１の設計諸元は、上記の例に限られず、洗浄対象の施設の構造に適合するように決定される。

次に、本実施形態の変形例について説明する。図８は、床面洗浄機の本実施形態の一変形例を示す。本変形例の床面洗浄機１０は、回転ブラシ３１を回転するためのブラシ回転用モータ３５を洗浄機本体２ではなく、ブラシ部３に備える。ブラシ回転用モータ３５は、例えば、薄型ダイレクトドライブモータである。また、床面洗浄機１０は、アーム部４の第２関節４４に、第２リンクアーム４２を旋回するためのロータリーアクチュエータ４６を備える。ブラシ回転用モータ３５とロータリーアクチュエータ４６は、制御部５によって制御される。

本変形例では、ブラシ回転用モータ３５を洗浄機本体２ではなく、ブラシ部３に備えるので、ブラシ回転用モータ３５の回転をブラシ部３に伝える伝動装置が不要であり、アーム部４の構造を簡易にすることができる。なお、ブラシ回転用モータを、洗浄機本体２とブラシ部３とのいずれに備えるかは、ブラシ部３の高さ制限並びにブラシ回転用モータの必要出力及びコスト等を勘案して選択される。また、第２関節４４に第２リンクアーム４２を旋回するためのロータリーアクチュエータ４６を備えることにより、第２リンクアーム４２を旋回するための伝動装置が不要になる。

図９は、床面洗浄機の本実施形態の別の変形例を示す。本変形例の床面洗浄機１３は、洗浄機本体２に、ブラシ部３及びアーム部４を複数組、例えば２組備える。複数のブラシ部は、同じ径であってもよいし、異なる径としてもよい。

本変形例では、床面洗浄機１３は、ブラシ部３を複数備えるので、床面ＦＳの洗浄を迅速に行うことができる。また、複数のブラシ部３を異なる径とすることにより、大径のブラシ部によって、効率良く洗浄を行い、小径のブラシ部によって、さらに狭い箇所の床面ＦＳを洗浄することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、床面洗浄機１は、電源コードを備えて、電源コードが電源コンセントに接続された状態で床面を洗浄するように構成してもよい。

本発明の実施形態に係る床面洗浄機の外観図。 同床面洗浄機の側面図。 同床面洗浄機におけるブラシ部の底面図。 （ａ）は同床面洗浄機のアーム部を延ばした状態における平面透視図、（ｂ）はアーム部を縮めた状態における平面透視図。 同床面洗浄機におけるアーム部に設けられた伝動装置（歯車列）の平面透視図。 （ａ）は同床面洗浄機における自走のための構成を示す側面図、（ｂ）は同構成を示す平面透視図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同床面洗浄機によるトイレの個室の床面洗浄の状況を示す平面図。 本発明の実施形態の変形例に係る床面洗浄機の側面図。 本発明の実施形態の別の変形例に係る床面洗浄機の平面図。 従来の床面洗浄機の平面透視図。

符号の説明

１、１０、１３ 床面洗浄機
２ 洗浄機本体
２１ 洗浄水タンク
２２ 汚水タンク
２５ ブラシ回転用モータ
２６ 駆動輪
２６Ｄ 走行駆動部
２９ バキューム機
３ ブラシ部
３１ 回転ブラシ
３２ スクイジ
３３ 吐水口
３４ 吸水口
３５ ブラシ回転用モータ（変形例）
４ アーム部
４１ 第１リンクアーム
４１Ｄ 第１リンクアーム駆動部（アーム部駆動部）
４２ 第２リンクアーム
４２Ｄ 第２リンクアーム駆動部（アーム部駆動部）
４５ 伝動装置
５ 制御部
５１ 記憶部
６ａ、６ｂ、６ｃ 障害物センサ

Claims (8)

1. 床面に洗浄水を供給するための洗浄水タンクと、回転して床面を洗浄する回転ブラシと、洗浄時に発生する汚水を集めるスクイジと、集められた汚水を床面から吸い上げて回収するバキューム機と、回収された汚水を溜める汚水タンクと、を備えた床面洗浄機であって、
   前記洗浄水タンクと前記汚水タンクが搭載された洗浄機本体と、
   前記洗浄機本体とは別に設けられ、前記回転ブラシと中心部に汚水を集める前記スクイジを下部に有するブラシ部と、
   前記ブラシ部を旋回自在に前記洗浄機本体に支持するアーム部と、を備え、
   前記ブラシ部を前記アーム部によって前記洗浄機本体の外側に支持して床面を洗浄する構成とされ、
   前記アーム部は、平面運動する複数本の連鎖するリンクアームと前記リンクアーム間を旋回自在に接続する平面回転ジョイントとを有し、該リンクアームの連鎖によって、前記洗浄機本体に対して延び縮み自在とされ、該アーム部を縮めることによって、前記ブラシ部の全体が前記洗浄機本体に収納され、該アーム部を延ばすことによって、前記ブラシ部の全体が前記洗浄機本体を垂直投影した領域の外側に支持されることを特徴とする床面洗浄機。
2. 前記ブラシ部には、洗浄水を床面に吐出する吐水口が周縁部近傍に、汚水を吸引する吸水口が前記回転ブラシの回転中心近傍に、複数の前記スクイジが略放射状に、それぞれ配置され、
   前記スクイジは、前記回転ブラシと共に回転され、
   前記洗浄機本体は、回転する前記スクイジによって集められた床面の汚水を、前記バキューム機によって前記吸水口から吸引して前記汚水タンクに回収することを特徴とする請求項１に記載の床面洗浄機。
3. 前記洗浄機本体は、前記回転ブラシを回転するためのブラシ回転用モータを備え、
   前記アーム部は、前記ブラシ回転用モータの回転を前記ブラシ部に伝える伝動装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の床面洗浄機。
4. 前記伝動装置は、複数の歯車が前記アーム部に沿って配列された歯車列であることを特徴とする請求項３に記載の床面洗浄機。
5. 前記ブラシ部は、前記回転ブラシを回転するためのブラシ回転用モータを備えることを特徴とする請求項１に記載の床面洗浄機。
6. １台の前記洗浄機本体に、前記ブラシ部及び前記アーム部を複数組備えることを特徴とする請求項１に記載の床面洗浄機。
7. 前記洗浄機本体は、自走するための走行駆動部と、前記アーム部を動かすアーム部駆動部と、障害物を検知する障害物センサと、前記走行駆動部及び前記アーム部駆動部を制御する制御部と、を備え、
   前記ブラシ部は、障害物を検知する障害物センサをさらに備え、
   前記制御部は、該床面洗浄機が前記障害物センサによって検知された障害物に対し所定の離隔を保つように前記走行駆動部及び前記アーム部駆動部を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の床面洗浄機。
8. 所定の洗浄エリアの地図情報を記憶する記憶部を備え、
   前記地図情報を参照して前記洗浄エリア内を自律的に走行して床面を洗浄することを特徴とする請求項７に記載の床面洗浄機。

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