JP6785602B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、往復揺動動作するパッドやブラシで床面等を洗浄したり磨いたりする洗浄装置に関する。

従来の床面艶出機や床面研磨機、あるいは床面洗浄機は、モータの回転に従ってモータ軸に連結したディスク状（円盤状）に造ったパッドやブラシを回転することによって、床面を磨いたり洗浄したりしていたが、パッド又はブラシが円形であるため、床面の角張った隅部にはパッド又はブラシによる洗浄作用を及ぼすことができなかった。

特に、階段を一段毎に磨いたり洗浄したりする場合等には、洗浄残りの問題に加えて、操作性や安全面の問題もあった。そこで、これらの回転式パッド等での床面洗浄装置に替えて、振動式や揺動式ポリッシャが提案された。

例えば特許文献１には、床面の隅部でも磨きもれができにくいとともに機体を床面上に良好に安定させながら作業できる電動床面ポリッシャを得るために、一対の矩形のパッドそれぞれをパッド取付体に取り付けて支持レール上に摺動自在に支持させ、一対のパッド取付体を支持レールに沿わせて往復移動させることによって一対のパッドを互いに相反する方向で、かつ、一対のパッドが並ぶ方向に往復移動させるパッド操作機構と、このパッド操作機構を駆動する電動モータとを備えた技術が開示されている。

また、特許文献２には、パッドが全面にわたって等速で床面に作用するように、かつ、パッドに床面から作用する反力が打ち消し合うように一対のパッドを駆動できるとともに、駆動音を抑制できる電動床面ポリッシャを提供するために、一対のパッドホルダを、機枠に対してこれの前後方向に並べて各別摺動自在に支持させ、電動モータの出力軸に駆動プーリを一体回転自在に取り付け、駆動プーリに対して一対のパッド駆動体を歯付きベルトによって各別に連動させて、一方のパッド駆動体の偏心部位の出力部をパッド操作杆によって一方のパッドホルダに連結し、他方のパッド駆動体の偏心部品の出力部をパッド操作杆によって他方のパッドホルダに連結してある技術が開示されている。

また、これらの振動式の電動床面ポリッシャでは、高速で回転振動する電動モータの周辺に負荷が掛かるために、振動の問題やモータの耐久性の問題も解消しなければならない。そこで、昨今では、電動モータの負荷を低減してモータの耐久性の問題を解消する手段として、特許文献３のような技術も提案されている。

特許文献３には、モータの駆動シャフトにかかる負荷が過大とならないようにして、モータの故障を誘発する虞を低減し得る床面清掃装置を提供するために、モータ台座を下方に貫通する駆動シャフトを備えてなる電動モータと、パッドを装着してなるパッド台を内包する円筒状カバーと、駆動シャフトに機械的に連結されたシャフト支持部材と、シャフト支持部材を回転自在に支持することにより駆動シャフトを支持する上側ベアリングと、重石が回転非対称に設けられた扁平状の偏心フライホイールと、シャフト支持部材の下部に結合され、駆動シャフトの中心線とは平行にずらされた位置に中心線を有するドライバ支持軸と、ドライバ支持軸の回転を、パッド台と結合されてなるパッドハウジングに伝達する下側ベアリングと、を備えたポリッシャの技術が開示されている。

特開２００２−２２４００７号公報 特開２００４−７３５６６号公報 特開２０１６−５５０５１号公報

特許文献１や特許文献２の電動床面ポリッシャ―では、床面の隅部を磨いたり洗浄したりすることはできるが、階段を一段ずつ洗浄等する場合には、電動モータの高さが高いために重心位置が高くなり、段を移動する際などに少しでも傾くと、ポリッシャが転倒したり階段から落下する危険性があり、安全面での難題がある。また、振動機構が複雑であり、全体の重量や容量がかなり重く大きくなっているため、操作性に問題がある。

また、特許文献３の床面清掃装置では、モータの駆動シャフトに掛かる負荷を低減することはできるとしても、他の機構部分の構成はやはり複雑であり、重心位置も高く不安定であり、仮にこの構成で矩形のパッドを揺動させるようにして床面の隅部や階段の隅部を磨いたり洗浄したりするようにしたとしても、依然として操作性の課題が残る。

なお、特許文献１は階段を磨き処理するのにも言及し、また、特許文献２には、パッドが全面にわたって等速で床面に作用するように、かつ、パッドに床面から作用する反力が打ち消し合うように一対のパッドを駆動できるとともに、駆動音を抑制できるとしている。これらは、階段を洗浄するには大掛かりで扱いにくく、振動や騒音が大きいので、特にオフィス等に付随する階段の洗浄には不向きだった。

さらに、これら以外の先行技術においても、例えば立設部や階段面やさらには階段の蹴上部の洗浄にまで配慮している文献は見当たらず、このような様々な被洗浄部の洗浄・清掃に有効な洗浄装置の技術が切望されていた。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、床面の磨きや洗浄のみならず、階段や立設部や、さらには階段の蹴上部の洗浄・清掃にも配慮して、駆動音が静かで取り回ししやすい、洗浄装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る洗浄装置は、取付フレームと、複数の可動部と、複数の駆動部とを具備する。
上記取付フレームは、第１の面と、上記第１の面とは反対の第２の面とを有する。
上記複数の可動部は、洗浄パッド又はブラシを支持し、上記第１の面に配置される。
上記複数の駆動部は、上記第２の面に配置され上記複数の可動部に各々対応する複数のモータを有し、上記複数の可動部を上記第１の面に平行な面内において移動させることが可能に構成される。

上記複数の可動部のそれぞれは、上記洗浄パッド又はブラシを保持する矩形の可動板と、上記可動板に立設され上記第１の面に接続される少なくとも２つの可動支点をさらに有してもよい。この場合、上記複数の駆動部は、上記複数のモータの駆動により上記複数の可動板を上記第１の面に平行な面内で振動させる複数の偏心機構部をさらに有する。

上記取付フレームは、略矩形の平面形状を有してもよい。この場合、上記取付フレーム及び上記複数の可動部各々の前記短辺方向に沿った長さは、２６ｃｍ以下である。

上記複数のモータは、それぞれ扁平なコアレスモータで構成されてもよい。

上記洗浄装置は、可撓性のフランジ部をさらに具備してもよい。当該フランジ部は、上記取付フレームの周囲に設けられ、上記複数の可動部の移動方向の最外周部まで延出する。

上記洗浄装置は、上記第２の面に設置されたユニバーサルジョイントと、当該ユニバーサルジョイントに一端が接続される操作竿とをさらに具備してもよい。

上記操作竿は、伸縮自在に構成され、最縮小位置で上記ユニバーサルジョイントを可動不能に保持する保持端部を有してもよい。

上記洗浄装置は、脚部をさらに具備してもよい。上記脚部は、上記取付フレームの周囲の一部に設けられ、上記取付フレームの起立姿勢を維持することが可能に構成される。

上記洗浄装置は、可搬性のコントローラをさらに具備してもよい。上記コントローラは、上記操作竿に掛止されることが可能な電源コードを有し、上記複数のモータへ電力を供給する。

以上述べたように、本発明によれば、床面の磨きや洗浄のみならず、階段や立設部や、さらには階段の蹴上部の洗浄・清掃にも好適で、駆動音が静かで取り回しがしやすい洗浄装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る洗浄装置の外観図である。 上記洗浄装置の内部構造を示す図である。 上記洗浄装置の要部の分解部である。 上記洗浄装置の内部構造を示す要部の拡大断面図である。 上記洗浄装置の電気ブロック図である。 上記洗浄装置の使用状態の説明図である。 上記洗浄装置の他の実施例の説明図である。 上記洗浄装置の他の実施例の使用状態の説明図である。 上記洗浄装置の他の実施例の使用状態の説明図である。 上記洗浄装置の他の実施例の動作フロー図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態は、本発明の好適な具体例であって、種々の好ましい技術を開示しているが、本発明の技術範囲はこれらの態様に限定されるものではない。

＜洗浄装置の外観上の構成＞
先ず、本発明の実施形態による洗浄装置の外観について、図１を参照して説明する。

図１Ａ，Ｂは本発明の実施形態に係る洗浄装置１００の外観図であり、床面を洗浄・清掃する際の状態を示した斜視図である。
同図においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は相互に直交する３軸方向を示しており、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向、Ｚ軸は高さ方向にそれぞれ相当する（以下の各図についても同様）。

洗浄装置１００は、装置本体１と、操作竿２とを有する。

装置本体１は、Ｚ軸方向から見て概略矩形状を有し、後述するように、操作竿２のまわりにＸＹ平面内において回転可能に構成される。図１Ａは、装置本体１の長辺がＸ軸方向に略平行となるように回転した姿勢を示しており、図１Ｂは、装置本体１の長辺がＹ軸方向に略平行となるように回転した姿勢を示している。即ち、図１Ａに示した操作竿２を手元側先端部から見て（太線矢印で示した）時計方向に９０度捻転させると、後述する自在継手の構造によって、装置本体１はＺ軸方向から見て（太線矢印で示した）時計方向に９０度回転する。その結果、図１Ｂで示した姿勢になる。

図２は、装置本体１の内部構造を示す概略図であり、Ａは装置本体１が図１Ａの状態のＹ軸方向から見た側断面図、Ｂは一部透過底面図である。図２Ａは、図２Ｂにおける［Ａ］−［Ａ］線方向の断面図に相当する。

図２Ａに示すように、装置本体１は、取付フレーム１１と、複数の可動部１２と、複数の駆動部１３と、カバー１４と、ユニバーサルジョイント１５とを有する。

取付フレーム１１は、全体的に長辺と短辺を有する長方形の平板で構成され、その上側には取付フレーム１１を収容する長方形状のカバー１４が取り付けられている。カバー１４の中央部には、取付フレーム１１の上面に支持具１５０を介して固定されたユニバーサルジョイント１５の支軸１５１が立設している。なお、支軸１５１は支持具１５０に対して回転することはできず、支軸１５１と伸縮竿部２４の下端部との間にある図示しない十字形の継手が、支軸１５１と伸縮竿部２４の下端部とに夫々回転可能に接合されていて、所謂自在継手の構造を成している。

複数の可動部１２は、取付フレーム１１の下面１１１（第１の面）にそれぞれ取り付けられている。本実施形態では２つの可動部１２が取付フレーム１１の長辺方向に間隔をおいて配置される。各可動部１２は、洗浄パッド１２Ｐを保持する矩形の可動板１２１を有しており、これら可動板１２１は、取付フレーム１１と略平行に配列されている。

複数の駆動部１３は、複数の可動部１２に各々対応する（１対１で対応する）複数のモータ１３Ｍを有する。複数のモータ１３Ｍは、取付フレーム１１の上面１１２（第２の面）に配置され、本実施形態では２つのモータ１３Ｍが各可動板１２１の直上に配置される。各駆動部１３は、後述するように、各可動板１２１を取付フレーム１１１の下面に平行な面内において移動させることが可能に構成される。

操作竿２の基端部（装置本体１側の端部）は、ユニバーサルジョイント１５に結合されていて、装置本体１に対して３軸まわりに回動自在に構成されている。また、操作竿２は手元側の先端部及びその近傍には、２つのハンドル２１，２２が取り付けられている。一方のハンドル２１は、操作竿２の先端部を屈曲させた端部に設けられ、利用者が一方の手で保持しやすいように滑り止めの把持部を有する。もう一方のハンドル２２は、ハンドル２１の近傍に操作竿２に直角に接合された短い竿で構成され、利用者が他方の手で保持しやすいように滑り止めの把持部を有する。

操作竿２は二重構造となっており、ハンドル２１，２２を有する長尺状の中空パイプ２３と、中空パイプ２３の内部に嵌合する伸縮竿部２４とを有する。伸縮竿部２４の装置本体１側の端部はユニバーサルジョイント１５と接続される操作竿２の上記基端部に相当する。中空パイプ２３の装置本体１側の端部２５近傍には、中空パイプ２３からの伸縮竿部２４の突出量を調整するノブ２６が取り付けられている。これにより、操作竿２は任意の長さに伸縮自在に構成される。

伸縮竿部２４の中空パイプ２３側の端部は、伸縮竿部２４が最大限伸長したときにノブ２６の図示しない雄ネジ部に当接するフランジ部を有し、これら雄ネジ部とフランジ部との当接により伸縮竿部２４がそれ以上伸長できないように構成される。また、中空パイプ２３の端部２５は、伸縮竿部２４を最も縮小させたときに、ユニバーサルジョイント１５の外周面に嵌合し、ユニバーサルジョイント１５を可動不能に保持する保持端部として構成される（図９参照）。

カバー１４の上部の一部からは電源コード３１が突出しており、この電源コード３１を介して各モータ１３Ｍとコントローラ３０（図４、５参照）が電気的に接続されている。操作竿２には電源コード３１を留めるコードクリップ２７が取り付けられている。

後述するように、可動板１２１及び洗浄パッド１２Ｐは駆動部１３によって高速の振動動作をし、それにより洗浄パッド１２Ｐの接触部（床面等）を洗浄・清掃する、所謂ポリッシャとして動作する。床面等に、別途、洗浄水や洗剤が供給されてもよいことは言うまでもない。

洗浄装置１００は、図１Ａ，Ｂに示すとおり、ハンドル２１，２２を介して操作竿２を利用者が捻ることで、ユニバーサルジョイント１５によって、容易に装置本体１の姿勢が回転する。これにより、狭い場所での洗浄・清掃作業が容易となる。なお、カバー１４は、耐振動・耐騒音性等に優れた材料で構成される。この種の材料としては可撓性を有する樹脂材料が好適であり、例えばシリコンゴム製である。

＜洗浄装置の内部の構成＞
取付フレーム１１は、比較的厚肉の矩形の金属板で構成され、好適には、アルミダイキャストや亜鉛ダイキャストで構成される。取付フレーム１１は、２つの円形の開口部１１３を有する。各モータ１３Ｍは、各開口部１１３を塞ぐように取付フレーム１１の上面１１２に搭載されていて、開口部１１３から下側に向けてモータ軸１３ａが突出し、後述する偏心機構部１３１に結合されている。

各モータ１３Ｍは、電源コード３１を介してコントローラ３０に電気的に接続されており、コントローラ３０に内蔵された駆動電源によって所定の回転数で回転するように構成される。モータ１３Ｍは、扁平型のＤＣコアレスモータであり、ブラシレスタイプであってもよい。

各可動部１２は、それぞれ四つのダンパ１２２及びスペーサ１２３をさらに有する。可動板１２１は、後述するように、これらダンパ１２２及びスペーサ１２３を介して取付フレーム１１の下面１１１に懸架されている。

各可動板１２１の下面には、図示しない面ファスナが接着されている。洗浄パッド１２Ｐは面ファスナによって可動板１２１に接合されるが、外力によって接合を離すことで、容易に交換することもできる。洗浄パッド１２Ｐは代表的なものはポリエステル不織布に鉱物粒子を塗布したポリッシャ用のパッドであるが、他の素材や、洗浄ブラシであってもよい。

各可動板１２１は、平面視では３辺が略矩形で１辺が傾斜した概略台形形状であり、図２Ｂに示すように、２つの可動板１２１は互いに斜辺が対向するように取り付けられる。洗浄パッド１２Ｐも同様に、平面視では３辺が矩形で１辺が傾斜した台形形状であり、２つの駆動部は互いに傾斜辺が対向するように取り付けられている。これにより、床面等の被洗浄面の角張った隅部まで洗浄パッド１２Ｐを行き渡らせることができるとともに、各洗浄パッド１２Ｐが相互に接触することなく洗浄領域を最大限広くとることができる。

洗浄パッド１２Ｐは、可動板１２１の平面形状を全て覆っており、さらに２つの洗浄パッド１２Ｐの外形は、平面視でカバーよりも外周まで拡大している。即ち、カバー１４よりも２つの洗浄パッド１２Ｐが成す外形の方が大きくなるように、各洗浄パッド１２Ｐの大きさが設定される。

なお別途、可動板１２１に対する洗浄パッド１２Ｐの上記面ファスナを介しての接合の位置関係を一定させるような位置決め構造が設けられてもよい。例えば洗浄パッド１２Ｐに複数の穿孔を設け、可動板１２１から上記穿孔に対応した複数のピンを突出させて、それらを嵌合させる、といった方法が好適である。

＜偏心機構部の構成＞
続いて、駆動部１３の一部を構成する偏心機構部１３１の詳細について説明する。
図３は、装置本体１の一部の分解斜視図であり、より具体的には偏心機構部１３１の構成を示す斜視図である。図４は図２Ａにおける要部の拡大図である。なお、各駆動部１３の偏心機構部１３１はそれぞれ同様の構成を有し、図３では一方のみを分解して示す。

モータ軸１３ａにはカラー４１が嵌合されていて、扇形のカウンターウェイト４２がその下に取り付けられる。さらに偏心軸４３がモータ軸１３ａに固定されている。ここまでが、モータ軸１３ａと一体的に回転する。

偏心軸４３はその外周部がモータ軸１３ａの回転中心に対して、偏心量δだけずれている。従って、偏心軸４３が回転した場合の外周部の最大振幅は、偏心量δ×２となる。

偏心軸４３の外周部は、ベアリング４４のインナー部に嵌合されている。ベアリング４４のアウター部は、緩衝ゴム４５を介して駆動ボス４６の段付きの内周部に嵌合されている。この段付きの内周部の下側の内側に突出したフランジ部４６ａは、緩衝ゴム４５を介してベアリング４４のアウター部を下側より押える（図４参照）。

一方、ベアリング４４のインナー部の上側は、偏心軸４３の外周に突出したフランジ部４３ａで受ける。また、ベアリング押え板４７が、ベアリング４４のアウター部の上側をその内周部で受ける。さらに抜け止めワッシャ４８がベアリング４４のインナー部を下側より受けて偏心軸４３のフランジ４３ａに挟み込む。これで、偏心軸４３とベアリング４４とが回転可能に装着される。なお、ベアリング４４の上側も別途緩衝ゴムを挟んで押えるようにしてもよい。

モータ軸１３ａが回転し偏心軸４３が回転すると、ベアリング４４のインナー部が回転し、仮に外部より負荷が無い場合には、それに伴ってベアリング４４と駆動ボス４６も一体的に回転することになる。その際、上記のとおり、δ×２の振幅をもって偏心回転する。ただし、下記の構成により、駆動ボス４６が偏心回転することはない。

まず、駆動ボス４６の下面側には、可動板１２１が取り付けられている。そして、可動板１２１の台形の四隅の近傍には、夫々４つのスペーサ１２３を介して４つのダンパ１２２が取り付けられ、さらに夫々のダンパ１２２の上側の支軸部１２２ｔは、取付フレーム１１の開口部１１３の周囲の四隅に対応する位置に取り付けられている（図２Ａ，Ｂ参照）。ダンパ１２２は上下の軸方向にはほとんど伸縮しないものの、上下軸と交差する方向に容易に移動するようになっている。即ち、ダンパ１２２の上下中央部には円筒型のゴムダンパがあり、その上下にダンパの上下軸が突出している。ダンパ１２２の上下軸と交差する方向の移動量は少なくとも上記の偏心量δの移動が可能となっている。

この状態で、取付フレーム１１に４つのダンパ１２２によって可動板１２１が懸架された構成となっているので、モータ１３Ｍが回転してモータ軸１３ａが回転すると、偏心軸４３の回転によってベアリング４４のインナー部が偏心回転するが、ベアリング４４のアウター部は可動板１２１とダンパ１２２によって移動できる範囲の動作しか行わない。つまり、ベアリング４４のアウター部自体は自転せずに可動板１２１と一体となっているが、ベアリング４４のインナー部が偏心回転するに伴って、偏心振動動作をすることとなる。言い換えると、各ダンパ１２２の可動板１２１側の下方向の軸部は、夫々が偏心回転するように半径δの円の軌跡を描くが、４つのダンパ１２２が一枚の可動板１２１に固定されているため、可動板１２１自体も、半径δの円の軌跡を描いて振動動作することとなる。本明細書では、これを便宜的に偏心振動動作と称している。

このような偏心振動動作をする可動板１２１に接合された洗浄パッド１２Ｐが被洗浄面である床面等に押し付けられると、洗浄パッド１２Ｐも同様に偏心振動動作をするが、その際には洗浄パッド１２Ｐの平面のどの場所も同じ軌跡を描くように移動する。

例えば回転する円形の洗浄パッドと比較すると、回転する洗浄パッドでは、外周部の接触速度が最大で、内周部の接触速度が最小となる。また、床面には概ね回転する洗浄パッドの回転軌跡の磨き跡がつきやすく、被洗浄面を傷が付け易い。

これに対して、偏心振動動作の洗浄パッド１２Ｐでは、どの位置でも被洗浄面との接触速度が同じで、軌跡はδ×２の円形動作だけであり、被洗浄面を傷付け難い。また、接触速度に応じて洗浄性能が変わるとすれば、偏心回転の速度を調整することで、洗浄性能のコントロールも容易に行える、という利点がある。特に、絨毯や軟質な樹脂材料で形成された床面や、階段面やノンスリップ（階段縁に沿った滑り止めの凹凸部）などの部分には、通常の回転洗浄ではなく、偏心振動動作による洗浄が好適である。

ここで、ダンパ１２２は、取付フレーム１１に対する可動板１２１の可動支点を構成する。本実施形態においてダンパ１２２は、可動板１２１の四隅に４つ設けられたが、これに限られず、少なくとも２つ、例えば可動板１２１の任意の対角位置に設けられてもよい。

＜電気的構成＞
図５は、本発明の実施形態に係る洗浄装置１００の電気ブロック図である。

コントローラ３０は、制御回路３０１と、モータ駆動回路３０２と、操作入力部３０３と、表示部３０４と、二次電池３０５と、二次電池電圧検出回路３０６とを有する。

制御回路３０１は、モータ１３Ｍを駆動するモータ駆動回路３０２を制御する。制御回路３０２は、典型的には、インターフェイスおよびＣＰＵ、メモリ等で構成される。２つのモータ１３Ｍをモータ１、モータ２とすると、制御回路３０１は、それらを各々が独立で回転制御できるように構成されている。また、制御回路３０１は、モータ１、モータ２を同期させて回転するように回転制御することもできる。さらに、モータ１、モータ２の回転方向を変えたり、一方のみを停止・起動したりも、容易に行えるよう、モータ駆動回路３０２は、モータ１、モータ２用の独立した駆動回路を有している。モータ駆動回路３０２は、電源コード３１（図１参照）を通じて、各モータ１３Ｍ（モータ１、モータ２）に電気的に接続されている。

制御回路３０１には、さらに操作入力部３０３、表示部３０４が接続される。また、二次電池電圧検出回路３０５が接続されていて、二次電池３０５に接続される。即ち、コントローラ３０は洗浄装置用のポータブルの電源・操作装置として構成される。ただし、コントローラ３０は、商用電源等のＡＣ電源に接続されてもよい。またはこれらの併用が可能となるように、電源制御回路を構成していてもよい。なお、少なくとも操作入力部３０３のうち、モータ駆動ＯＮ／ＯＦＦスイッチのみ、洗浄装置１００の装置本体１に設けるようにしてもよい。

＜使用状態の説明＞
図６は、以上のように構成される本実施形態の洗浄装置１００の使用状態の説明図である。ここでは、典型的な階段の洗浄・清掃作業を洗浄装置１００で行う場合を説明する。

図６に示すように、階段には踏面Ｖ１が段々に連なっていて、その間の略鉛直な面を蹴上面Ｖ２という。また、踏面Ｖ１と蹴上面Ｖ２が壁面Ｗに接する部分には、両側に段幅木Ｖ３が装着されている。さらに、各踏面Ｖ１の先端部の蹴上面Ｖ２との交差部には、ノンスリップＶ４と称される滑り止めが踏面Ｖ１に平行に装着されている。

ノンスリップＶ４は弾力性のある樹脂材料で形成されていて、踏面Ｖ１と蹴上面Ｖ２の角に接着固定されている。段幅木Ｖ３は、元々は木材で、壁面Ｗから踏面Ｖ１を離間させて、壁面Ｗを傷付けたり脚で汚したりしないように保護するものであるが、昨今はシート状の材料を壁面に貼って形成させていることが多い。

なお当然ながら、踏面Ｖ１及び蹴上面Ｖ２は、屋内の階段であれば、床面材料と同じような色や模様が施された、シート状の床材を貼り付けて仕上げている場合が多い。従って、洗浄に使用する洗剤や艶出しに使用するワックスなども、床面用途のものを使用することになる。

このような階段を作業者Ｕが清掃・洗浄・艶出し作業など（以下洗浄作業）を行う場合、階段からの転落が最も懸念される。そこで、作業者Ｕの脚などに絡みつきやすいＡＣ電源線などはなくし、図のようにポータブルのコントローラ３０を作業者Ｕの腰などにウエストポーチ状に取り付け、若しくは肩掛けベルトなどで括り付けられる。コントローラ３０から洗浄装置１００の装置本体１には電源コード３１が接続されていて、電源コード３１がばらつかないように操作竿２にコードクリップ２７で一部が固定された状態での洗浄作業となっている。

洗浄作業に先立って、作業者Ｕの身長や手の長さに応じて、操作竿２の伸縮竿部２４の伸縮状態を調整してノブ２６で固定しておくことで、作業者Ｕが無理に腰を屈めたりストレスを感じたりすることなく、洗浄作業ができるようになっている。

このような洗浄作業を想定している本実施形態の洗浄装置１００では、洗浄パッド１２Ｐの奥行き方向（装置本体１の短辺に平行な方向）の寸法は、階段の踏面Ｖ１の奥行き寸法よりも若干短くしておくのが好適である。踏面Ｖ１は建築基準法によって、公共の場所や物販店舗などでは、奥行き２６ｃｍ以上とされている。同様に蹴上面Ｖ２は１８ｃｍ以下である。よって、洗浄パッド１２Ｐの奥行きは、蹴上面Ｖ２の寸法以上、踏面Ｖ１の寸法以下であれば、後述する蹴上面Ｖ２の洗浄作業も容易となるため、２０ｃｍ程度が好適である。

ただし、幅方向（装置本体１の長手方向）の寸法は任意である。このようにすれば、踏面Ｖ１にノンスリップＶ４が装着されていても、洗浄パッド１２ＰがノンスリップＶ４に乗り上げ難い。ノンスリップＶ４が洗浄パッド１２Ｐによって剥がれてしまうようなことも防止できる。

以上のように本実施形態の洗浄装置１００は、一面（上面１１２）にモータ１３Ｍを搭載した取付フレーム１１の反対面（下面１１１）に略平行に移動する可動板１２１を複数有して、各々の可動板１２１が夫々別のモータ１３Ｍによって駆動されるように構成される。
これにより、各々の可動板１２１を選択的に動作させることができる。例えば、可動板１２１ごとに移動方向や移動速度を変えることで、洗浄装置１００が洗浄パッド１２Ｐと被洗浄面との接触部の摩擦の反動で振り回されることを軽減、または防止できる。また、移動速度に最適な清掃具（洗浄パッド、ブラシ等）を装着することで、異なる特性の洗浄作業を同時に実行することができる。

また、各可動板１２１は、取付フレーム１１の下面１１に少なくとも２本の可動支点（ダンパ１２２）を介して全体を矩形に形成した洗浄パッド１２Ｐを可動自在に取り付けて、洗浄パッド１２Ｐをモータ１３Ｍによる偏心作動によって取付フレーム１１に略平行に振動させるように構成される。これにより、被洗浄面の損傷を防止できるとともに、洗浄装置１００の操作が容易で、さらに被洗浄面が床面の隅などの場合に洗浄残りを無くすことができる。

また、取付フレーム１１および矩形の可動板１２１の端部同士の幅は、一般的な階段の踏面の長さよりも短いので、一般的な階段の踏面を清掃・洗浄するのに適している。

また、モータ１３Ｍは、扁平なコアレスモータで構成される。これにより、取付フレーム１１の上部が突出せず、装置本体１が薄型化・小型化でき、携帯に便利で、装置本体１の重心が低く抑えられるので、洗浄・清掃時の姿勢が安定する。

さらに、取付フレーム１１の中央にはユニバーサルジョイント１５を介して、操作竿２が装着されているため、操作竿２を回転させることで取付フレーム１１が回転し、可動板１２１（洗浄パッド１２Ｐ）の向きや姿勢が自由に変えられるので、洗浄・清掃作業が容易となる。

そして、モータ１３Ｍを駆動させる電源装置（コントローラ３０）は、取付フレーム１１若しくは操作竿２から切り離された状態で清掃・洗浄作業が可能に構成されている。これにより、操作竿２を操作しての清掃作業において装置本体１の重心が低く抑えられているので、姿勢が安定して装置本体１が転倒する危険性も少なく、清掃・洗浄作業が容易で、さらに持ち運びがし易い。また、電源部を二次電池で駆動するにも好適である。

＜他の実施例の説明＞
図７Ａ，Ｂは、本実施形態に係る洗浄装置１００の他の実施例の説明図であり、Ａは被洗浄面の洗浄作業の一例を示し、Ｂは被洗浄面の隅部を洗浄する洗浄装置１００の要部を拡大して示している。

上記構成の洗浄装置１００で階段の踏面Ｖ１や床面（以下、被洗浄面Ｈという）を洗浄作業するうえで、洗浄パッド１２Ｐが矩形である利点を最大に発揮できるのは、被洗浄面Ｈの隅部まで洗浄パッド１２Ｐが隙間なく洗浄作業できることである。

ところが、実際に階段の被洗浄面Ｈに洗浄水や洗剤（以下、洗浄液Ｌという）を撒いて洗浄装置１００で洗浄作業をした場合、段幅木Ｖ３との接触部（床面であれば幅木の接触部）で偏心振動動作する洗浄パッド１２Ｐが段幅木Ｖ３を高速で振動を与えるような状態になると、振動が生じるということではないが、段幅木Ｖ３に洗浄パッド１２Ｐが押し付けられたり離れたりを高速で繰り返すことで、洗浄パッド１２Ｐに浸透している洗浄液Ｌが、段幅木Ｖ３に叩きつけられて飛び散ってしまい、飛沫の跡が段幅木Ｖ３を超えて壁面を汚してしまうことがある。折角の洗浄作業において、壁面Ｗを洗浄汚水の飛沫で汚してしまっては元も子もない。

そこで本実施形態では、図７に示すように、装置本体１の周囲に、洗浄パッド１２Ｐよりも平面視で拡大した面積を有するようにフランジ部６０が設けられている。フランジ部６０は、取付フレーム１１を収容するカバー１４の周囲から、各可動板１２１（洗浄パッド１２Ｐ）の移動方向の最外周部まで延出するように構成される。より具体的に、各洗浄パッド１２Ｐの偏心振動動作によるカバー１４から外方への変位量Ｇ（図７Ａ参照）よりも大きな幅で、フランジ部６０がカバー１４の周囲から突出するように構成される。フランジ部６０は、典型的には装置本体１の全周囲にわたって設けられる。

フランジ部６０は、カバー１４と一体的に構成されていてもよいし、カバー１４の周囲に取り付けられたブレード状の部材で構成されてもよい。好適には、カバー１４自体がモータ１３Ｍの騒音や偏心機構部１３１の防音の効果のために、可撓性の樹脂材料、たとえばシリコンゴム製の素材で形成されていて、その端部がそのままフランジ状に拡大して突出していればよい。

フランジ部６０は、作業者Ｕが段幅木Ｖ３の方向に操作竿２を操作して洗浄装置１００の装置本体１を押し付けた場合には、容易に撓んで洗浄パッド１２Ｐの端部が段幅木Ｖ３に当接するようになってもよい。その際に生じる洗浄液Ｌの飛沫は、図７Ｂに示すように、すぐ上のフランジ部６０が段幅木Ｖ３を押さえ付けているために、フランジ部６０より上に飛散することはない。これによって、壁面Ｗを不用意に洗浄汚水の飛沫で汚してしまうことが防止できる。

図８は、本実施形態に係る洗浄装置１００の他の実施例の使用状態の説明図であり、蹴上面Ｖ２を洗浄作業する際の状態を示している。

蹴上面Ｖ２は、同図に示すように若干段鼻と言われる踏面Ｖ１の先端部が突出した形状をしている場合が多い。よって蹴上面Ｖ２は９０度鉛直よりもさらにオーバーハングを持って、概ね９５度程度の角度で立設されているので、このような蹴上面Ｖ２を洗浄作業するのは、従来は容易ではなかった。

そこで本実施形態では、モータ１３Ｍを扁平な形状としているので、洗浄装置１００の装置本体１が図のようにオーバーハングする様に起立しても、手前に倒れてしまうようなことが起こり難い。これは、装置本体１の内部の取付フレーム１１も含めた重心の位置が、ユニバーサルジョイント１５の支軸１５１の位置よりも、若干でも蹴上面Ｖ２側に位置していれば、装置本体１の重量に拠るモーメントは図のように蹴上面Ｖ２に向かって作用する様になる。仮に逆に作用するような位置関係であっても、その位置のずれが少なければ、蹴上面Ｖ２側から手前に倒れる方向のモーメントの発生は極めて少なくて済む。

作業者Ｕが操作竿２を蹴上面Ｖ２方向に押し付けるだけで、装置本体１は安定的に蹴上面Ｖ２に洗浄パッド１２Ｐを押し付けるように作用する。また、その際には、可撓性のフランジ部６０のカバー１４の長手方向に設けられる２辺のうちの１辺にのみ、補強リブ６１を入れて撓みを抑えておくと、図の様な姿勢での清掃作業の際に、安定してモーメントが蹴上面Ｖ２に作用し、洗浄パッド１２Ｐの端部が踏面Ｖ１を叩いて振動する、若しくは洗浄汚水が飛散する、ということを防止することができる。

補強リブ６１は、取付フレーム１１を含む装置本体１の起立姿勢を維持することが可能な脚部として構成される。本実施形態において補強リブ６１は、カバー１４と一体的に設けられた比較的剛性の高い固定フランジで構成される。当該脚部は、補強リブ６１の代わりに、踏面Ｖ１上を転がるキャスターで構成されてもよい。また、そのキャスターを洗浄装置１００の移動時にも使用してもよい。この場合、操作竿２を上記キャスターとは反対側に固定する様なクリップがカバー１４等に設けられることで、移動時の持ち運びが容易となる。

＜さらに他の実施例の説明＞
図９は、本実施形態に係る洗浄装置１００の他の実施例の使用状態の説明図である。

本実施形態の洗浄装置１００において、操作竿２の伸縮竿部２４を最も縮小させると、操作竿２（中空パイプ２３）のユニバーサルジョイント１５側の端部２５が、ユニバーサルジョイント１５の支軸に被さるように構成される。このようにしてノブ２６を締め込んで伸縮竿部２４の位置が固定されると、ユニバーサルジョイント１５の作用を全く無効にする事ができる。即ち、ユニバーサルジョイント１５の可動不能状態が保持される。

また、この際の操作竿２の長さは最も短い状態となる。この様な状態にある洗浄装置１００の装置本体１は、操作竿２に対して固定されるので持ち運びがしやすく、また、階段や床面以外の、例えば壁面Ｗや立設した被洗浄物を横から押圧しながら洗浄する場合に好適な構成となる。市販のオービタルサンダーと類似の磨き作業ができるツールにも使用できるということで、洗浄パッド１２Ｐの素材をそのような磨き作業用のものに取り替えるなどで、洗浄装置１００の有効活用にも繋がる。

＜モータ制御の実施例の説明＞
図１０は、本実施形態に係る洗浄装置１００の他の実施例の動作フロー図である。

本実施形態の洗浄装置１００におけるモータ１３Ｍ（モータ１、モータ２）は、上述のように、夫々が独立で制御出来る様になっていて、コントローラ３０の操作入力部３０３（図５参照）から、例えば、低速振動回転数ω×０．８、中速振動回転数ω、高速振動回転数ω×１．２、といった回転数そのものの設定値を可変とすることができる。また、モータ１とモータ２を独立で停止、起動したり、夫々の回転方向を逆転させたりすることもできる。そのなかで、特にモータに掛かる負荷電流により、一時的に回転数を変化させる制御をすることで、洗浄装置１００による被洗浄物へのダメージの軽減を図ることができる。

例えば図６に示す階段の洗浄作業において、踏面Ｖ１をモータ１、モータ２とも中速振動回転数ωで洗浄する場合を想定する。

まずステップＳ１でコントローラ３０は、モータ１、モータ２を起動させ、夫々が停止状態から速度（ω）になるまでに、徐々にスピードアップするように制御する。その際の回転方向は互いに逆方向とする。
速度（ω）になるまでに３秒程度の時間を掛けるようにしたとすれば、作業者Ｕが操作開始した途端にモータ１とモータ２が急速に回転し出して、その際に洗浄装置１００の装置本体１を床面に正対するように置いていない場合など、いきなり洗浄パッド１２Ｐが床面等を叩いて騒音が起こる、さらにそれに驚いて階段を踏み外すとか、装置本体１を落下させてしまうといった、ミスや事故を未然に防ぐことができる。

ステップＳ１を完了して速度（ω）で定速回転になった場合には、モータ速度独立制御のサブルーチンに移行する。そのサブルーチンの最中にステップＳ１０の停止操作が割り込み処理で実行されない限り、モータ速度独立制御の動作が継続する。

モータ速度独立制御は、モータ１であれば、ステップＳ２でモータ１の速度（ω）の駆動を継続しながら、ステップＳ３でモータ１の電流値即ち負荷が予め設定した負荷電流の閾値以上となったかどうかを監視する。この閾値は、通常通りの洗浄作業をしている場合には到達しない閾値とすればよい。ステップＳ３で、閾値以上の負荷電流が発生した場合、ＹＥＳとなってステップＳ４に移行し、モータ１の速度を（ω／２）に減速する。またその状態で、ステップＳ５では別途設定した閾値以下に下がったかどうかを監視する。閾値以下に負荷が下がった場合には、ＹＥＳとなって、モータ１を速度（ω）に増速し、モータ独立制御を継続する。

この動作は、ステップＳ５からステップＳ９までのモータ２に対しても、同様に実行される。

作業者Ｕはいつでも停止操作をすることでステップＳ１０がＹＥＳとなって、ステップＳ１１に移行してモータ１、モータ２とも停止させて、処理を完了する。なお、停止操作以外に、低速振動回転数への変更、高速振動回転数への変更の操作の判断が、ステップＳ１０に並列におこなわれてもよい。

このようにモータ速度独立制御を行う本実施形態の洗浄装置１００によれば、階段清掃作業の場合など、踏面Ｖ１に対して平行に装置本体１を移動させるよう、操作竿２を操作している状態では、ステップＳ３等での閾値以上の電流値は発生しない。しかし、操作竿２を捻るだけで容易に洗浄装置の姿勢が変化できる構成であるために、作業者Ｕが操作竿２を捻った結果踏面Ｖ１のノンスリップＶ４側にモータ１或いは２側の一方の洗浄パッド１２Ｐだけが乗り上げる場合がある。

その場合、踏面Ｖ１よりも若干突出して、さらに滑り止めのための凹凸が設けられたノンスリップＶ４上を一方の洗浄パッド１２Ｐが偏心振動動作で擦ることになると、いきなりそのモータの負荷電流が上昇する。これを検知した場合には、負荷に応じてモータを停止させるというよりも、モータの速度（ω）を半分に落とし、偏心振動の周波数を下げておいて、洗浄作業を継続するほうが、２つの洗浄パッド１２Ｐが夫々被接触面を擦っている状態を維持することで、装置本体１や操作竿２が振動によって振られる、といった状態を避けることができる。

速度（ω）を半分にした状態でのモータの電流値が閾値以下に落ち着いた場合には、速度（ω）を元に戻して通常の洗浄作業を継続すればよい。これは、例えば、洗浄パッド１２Ｐが取り付いた可動板１２１に、何らかの突出物が当接してしまい、叩くような状態となった場合等でも、モータの負荷電流が瞬間的にピークを示すなどを検出することになり、一時的に速度（ω）を低速化しておいて、打撃騒音を低下させ、作業者Ｕが慌てることも無い様、配慮した動作となる。

なお、モータ独立制御はこれ以外にも、モータ１とモータ２を夫々独立で制御できるために、様々な被洗浄物の形状や状態に応じて、洗浄パッドの偏心振動動作の周波数を可変できるので、モータ独立制御の詳細な制御動作については、さらに工夫することができるのも、本発明の利点の一つである。

また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う洗浄装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

例えば以上の実施形態では、複数の可動部１２（可動板１２１）および駆動部１３（モータ１３Ｍ）をそれぞれ２つずつ備えた洗浄装置１００を例に挙げて説明したが、可動部１２および駆動部１３の数を３つ以上備えていてもよい。また、その場合でも階段での洗浄作業を容易におこなうためには、ユニバーサルジョイント１５を中心にして、長手方向に３つの駆動部１３を並設した構成が望ましい。即ち、ユニバーサルジョイント１５を中心にして複数の駆動部１３を長片方向に対称に配置することで、短辺方向を短く（２６ｃｍ以下）抑えつつ、操作竿２の操作性を良好に維持し、階段面の洗浄作業が容易となる。

また、モータ１３Ｍは可動板１２１の直上に配置される例に限られず、可動板１２１の直上位置から離れた位置にモータ１３Ｍが配置されてもよい。この場合、ギヤやベルト等を含む動力伝達機構を介してモータ１３Ｍの回転動力を偏心機構部１３１および可動板１２１へ伝達することができる。

さらに以上の実施形態では、取付フレーム１１の上面にモータ１３Ｍを被覆するカバー１４が取り付けられたが、これに限られず、カバー１４は省略されてもよい。この場合、取付フレーム１１が装置本体１の外形を構成する。したがって、例えば、フランジ部６０や補強リブ６１は、取付フレーム１１の周面に設けられてもよい。

本発明の技術は、床面や階段の踏面を洗浄・清掃する洗浄装置に関するもので、単に床面洗浄装置に限定されず、階段の蹴上げ面や、立設した壁面などの被洗浄物の洗浄・清掃作業にも好適で、複数の用途に使用できる多目的な洗浄装置として利用することができ、業務用の洗浄装置として使用されること可能性が高いものである。

１…装置本体
２…操作竿
１１…取付フレーム
１２…可動部
１２Ｐ…洗浄パッド
１３…駆動部
１３Ｍ…モータ
１４…カバー
１５…ユニバーサルジョイント
２１，２２…ハンドル
２４…伸縮竿部
２６…ノブ
３０…コントローラ
３１…電源コード
６０…フランジ部
６１…補強リブ（脚部）
１００…洗浄装置
１２１…可動板
１３１…偏心機構部

Claims (8)

1. 第１の面と、前記第１の面とは反対の第２の面とを有する取付フレームと、
   洗浄パッド又はブラシを支持し、前記第１の面に配置された複数の可動部と、
   前記第２の面に配置され、前記複数の可動部に１対１で対応し、前記第２の面から前記複数の可動部に向けて突出するモータ軸をそれぞれ有する複数のモータを有し、前記複数の可動部を前記第１の面に平行な面内において移動させることが可能に構成された複数の駆動部と
   を具備し、
   前記複数の可動部のそれぞれは、前記洗浄パッド又はブラシを保持し、互いに１辺が対向する四角形状の可動板と、前記可動板に立設され前記第１の面に接続される複数の可動支点とを有し、
   前記複数の駆動部は、前記複数のモータ軸に固定される偏心軸をそれぞれ有する複数の偏心機構部を有し、
   前記偏心機構部は、前記複数のモータの駆動により前記複数の偏心軸を介して、前記複数の可動板を前記第１の面に平行な面内で振動させる
   洗浄装置。
2. 請求項１に記載の洗浄装置であって、
   前記取付フレームは、略矩形の平面形状を有し、
   当該取付フレーム及び前記複数の可動部各々の前記平面形状の短辺方向に沿った長さは、２６ｃｍ以下である
   洗浄装置。
3. 請求項１又は２に記載の洗浄装置であって、
   前記複数のモータは、それぞれ扁平なコアレスモータで構成される
   洗浄装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の洗浄装置であって、
   前記取付フレームの周囲に設けられ、前記複数の可動部の移動方向の最外周部まで延出する可撓性のフランジ部をさらに具備する
   洗浄装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の洗浄装置であって、
   前記第２の面に設置されたユニバーサルジョイントと、
   当該ユニバーサルジョイントに一端が接続される操作竿と
   をさらに具備する洗浄装置。
6. 請求項５に記載の洗浄装置であって、
   前記操作竿は、伸縮自在に構成され、最縮小位置で前記ユニバーサルジョイントを可動不能に保持する保持端部を有する
   洗浄装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の洗浄装置であって、
   前記取付フレームの周囲の一部に設けられ、前記取付フレームの起立姿勢を維持することが可能な脚部をさらに具備する
   洗浄装置。
8. 請求項５〜７のいずれか１つに記載の洗浄装置であって、
   前記操作竿に掛止されることが可能な電源コードを有し、前記複数のモータへ電力を供給する可搬性のコントローラをさらに具備する
   洗浄装置。

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