JPH06211302A - 自走式清掃機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化、軽量化を図れると共に、清掃及び走
行を確実に行なうことができる自走式清掃機を提供する
こと。 【構成】 車体フレーム３の前部左右に二つの駆動輪５
を配設し、車体フレーム３の後部に少なくとも一つの従
動輪７を配設し、車体フレーム３の前部左右に、夫々鉛
直方向に延在する軸を中心として回転しゴミを車体フレ
ーム３の内側且つ後方に掃き出す一対の縦ブラシ３１を
配設し、車体フレーム３の後部に、車体フレーム３の左
右方向に延在する軸を中心として回転しゴミを前方に掃
き出す横ブラシ３３を配設し、更に、車体フレーム３の
前部に、駆動輪５、縦ブラシ３１、横ブラシ３３の回転
駆動用の電力を供給する発電機５１及び該発電機５１を
駆動するエンジン５３を搭載し、車体フレーム３の後部
に、横ブラシ３３で掃き出されたゴミを回収するゴミ回
収タンク３９を搭載した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自走式清掃機に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設中のオフィスビル等の建物におい
て、スラブ上に堆積したゴミや塵埃、水等を清掃する種
々の方式の自走式清掃機が提供されている。この種の自
走式清掃機は、鉛直方向に延在する軸を中心として回転
しゴミを掃き出す縦ブラシや、車体フレームの左右方向
に延在する軸を中心として回転しゴミを掃きだす横ブラ
シ等を備え、これらブラシで掃き出したゴミを回収しつ
つ走行するように構成されている。そして、車体フレー
ムには、前記駆動輪、縦ブラシ、横ブラシの回転駆動用
の電力を供給する発電機と該発電機を駆動するエンジン
が搭載され、また、ゴミを回収するためのゴミ回収タン
クが搭載される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような自走式清掃
機では、その取り回し性を向上させるため、小型化を図
り軽量化を図ろうとすると、軽量化により駆動輪と接地
面との間の摩擦力が必然的に小さくなる。しかしなが
ら、自走式清掃機では、駆動輪と接地面との間の摩擦力
が小さくなると、縦ブラシや横ブラシが回転しつつ接地
面に接触しており、その反力が車体フレームに作用して
いる関係上、駆動輪と接地面との間に滑りを生じ、自走
式清掃機が蛇行する等、所望する方向に自走式清掃機を
走行させることができなくなる問題が生じる。また、自
走式清掃機では、発電機、エンジン、ゴミ回収タンク等
は夫々比較的大きな容積を持つため、小型化を図り、且
つ、効率良く清掃を行なわせるために、車体フレーム上
に如何に配置するかも重要な問題となる。

【０００４】本発明は前記事情に鑑み案出されたもので
あって、本発明の目的は、小型化、軽量化を図れると共
に、清掃及び走行を確実に行なうことができる自走式清
掃機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明に係る自走式清掃機は、車体フレームの前部左右
に二つの駆動輪を配設し、車体フレームの後部に少なく
とも一つの従動輪を配設し、車体フレームの前部左右
に、夫々鉛直方向に延在する軸を中心として回転しゴミ
を車体フレームの内側且つ後方に掃き出す一対の縦ブラ
シを配設し、車体フレームの後部に、車体フレームの左
右方向に延在する軸を中心として回転しゴミを前方に掃
き出す横ブラシを配設し、更に、車体フレームの前部
に、前記駆動輪、縦ブラシ、横ブラシの回転駆動用の電
力を供給する発電機及び該発電機を駆動するエンジンを
搭載し、車体フレームの後部に、前記横ブラシで掃き出
されたゴミを回収するゴミ回収タンクを搭載したことを
特徴とする。

【０００６】また、本発明は、車体フレームの前部で前
記発電機及びエンジンの上方に、前記電力の供給を制御
する制御装置を配設したことを特徴とする。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に従って
説明する。図１は自走式清掃機の側面図、図２は底面
図、図３は同正面図、図４は同背面図を示す。１は自走
式清掃機で、自走式清掃機１は車体フレーム３と、前記
車体フレーム３の前部左右に配設された二つの駆動輪５
と、車体フレーム３の後部に配設された一つの従動輪７
と、回転軸が鉛直に向けられた二つの縦ブラシ３１と、
回転軸が水平方向に向けられた一つの横ブラシ３３と、
ゴミ等を吸い込む吸引装置３５と、吸い込んだゴミを空
気から分離する分離装置３７と、空気から分離されたゴ
ミを回収するゴミ回収タンク３９と、車体フレーム３を
覆うカバー４１等で構成されている。

【０００８】前記車体フレーム３はパイプ材等により枠
状に形成され、前部下面の左右からは支持板３０１，３
０１（図１及び図２参照）が下方に突設され、また、前
後方向の中央部左右からは支持板３０３，３０３（図４
参照）が下方に突設され、後部下面の中央には従動輪７
を支持するブラケット３０５（図１及び図４参照）が下
方に突設されている。また、図１に示すように、前記車
体フレーム３の前部にはエンジン及び発電機搭載用の空
間３０７が形成され、車体フレーム３の後部にはゴミ回
収タンク収容用の空間３０９が形成され、前記空間３０
７の上方には空間部３０９が設けられ、この空間部３０
９の上方に制御装置収容部３１１が形成されている。

【０００９】図５は駆動輪の一部破断正面図、図６は同
断面側面図を示す。駆動輪５は、アウタロータ型サーボ
モータの回転子をそのまま車輪として利用したもので、
図５に示すように、外形が略円形で軸方向に所定の長さ
を有する固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１の外周に嵌
装された断面略コ字状で環状の回転子１２と、回転子１
２の外周に嵌装された環状のホイール１３と、ホイール
１３の外周に嵌装された環状で弾性を有するウレタンゴ
ム１４（弾性体に相当）とを備えている。

【００１０】図６に示すように、固定子鉄心１１の外周
面１１１で両端面１１２，１１３寄りの縁部には、全周
に亘って丸溝１１４がそれぞれ形成されている。固定子
鉄心１１の外周面１１１で両丸溝１１４の間の箇所に
は、図５に示すように、周方向に等間隔を置いて複数の
凹部１１５が形成されており、隣り合う２つの凹部１１
５の間に突極１１６が形成されている。即ち、突極１１
６は固定子鉄心１１の外周に、その周方向に等間隔を置
いて複数形成されている。また、固定子鉄心１１の外周
面１１１で各突極１１６と両丸溝１１４の間の箇所に
は、図６に示す凹溝１１７が、固定子鉄心１１の全周に
亘って形成されており、各突極１１６には図５及び図６
に示すように、固定子巻線１５がそれぞれ巻回されてい
る。

【００１１】固定子鉄心１１には図５に示す開口１１８
が軸方向に貫通して形成されており、この開口１１８が
臨む支持板３０１箇所にも図６に示すように開口２１１
が形成されている。また、図６に示すように、固定子鉄
心１１の一方の端面１１２と支持板３０１との間には円
盤状のスペーサ２６が介設され、このスペーサ２６を介
して固定子鉄心１１が支持板３０１に、ボルト２２によ
り連結されている。スペーサ２６には図６に示すよう
に、固定子鉄心１１の開口１１８と支持板３０１の開口
２１１とを連絡する通孔２３が軸方向に貫通して形成さ
れており、支持板３０１の固定子鉄心１１が臨む面とは
反対側の面の開口２１１箇所には、図６に示すようにコ
ネクタ２４が設けられている。

【００１２】固定子鉄心１１の各突極１１６に巻回され
た各固定子巻線１５の両端のリード（図示せず）は、固
定子鉄心１１の開口１１８、スペーサ２６の通孔２３、
及び支持板３０１の開口２１１を通じてコネクタ２４に
達し、コネクタ２４に設けられた不図示の端子に接続さ
れている。コネクタ２４には図６に示すように、不図示
の電源側からの給電ケーブル２５が接続され、この給電
ケーブル２５を介して各固定子巻線１５には、前記不図
示の電源側から交流電力が供給される。尚、各固定子巻
線１５に供給される交流電力の位相は、隣り合う２つの
固定子巻線１５間で異なっている。

【００１３】図６に示すように、回転子１２の内周面１
２１で固定子鉄心１１の両丸溝１１４が臨む箇所には、
全周に亘って丸溝１２２がそれぞれ形成されている。ま
た、回転子１２の内周面１２１で両丸溝１２２の間の箇
所には、図６に示す永久磁石１２３（磁性体に相当）が
埋設され、この永久磁石１２３は図５に示すように周方
向に等間隔を置いて複数設けられている。さらに、固定
子鉄心１１の両丸溝１１４と回転子１２の両丸溝１２２
との間には、図６に示すように鋼球１６がそれぞれ介挿
されており、この鋼球１６は図５に示すように、両丸溝
１１４，１２２間にその全周に亘って隙間なく列設され
ている。この鋼球１６により回転子１２は固定子鉄心１
１に対して回転可能に軸受されている。即ち、本実施例
では、固定子鉄心１１の両丸溝１１４、回転子１２の両
丸溝１２２、及び鋼球１６により軸受が構成されてい
る。

【００１４】また、図５及び図６に示すように、回転子
１２の外周面１２４にはホイール１３が嵌装されてお
り、図６に示すように、回転子１２及びホイール１３
の、支持板３０１に臨む面とは反対側の端面１２５，１
３１にはカバー１７が設けられている。カバー１７はね
じ１７１によって回転子１２及びホイール１３の端面１
２５，１３１に固着されており、このカバー１７により
ホイール１３は回転子１２に固定されている。また、こ
のカバー１７により、固定子鉄心１１の外周面１１１と
回転子１２の内周面１２１との間に塵埃や水等が侵入す
るのを防止している。さらに、図６に示すように、ホイ
ール１３の支持板３０１に臨む端面１３４は、回転子１
２の支持板３０１に臨む端面１２６よりも該支持板３０
１側に延出しており、該延出部分のホイール１３の内周
面１３５とスペーサ２６の外周面２７との間には、リン
グ状のシール部材１８が取着されている。このシール部
材１８により、支持板３０１側において、固定子鉄心１
１の外周面１１１と回転子１２の内周面１２１との間に
塵埃や水等が侵入するのを防止している。

【００１５】ホイール１３の外周面１３２には図５及び
図６に示すようにウレタンゴム１４が嵌装されている。
このウレタンゴム１４の内周面１４１には図６に示すよ
うに、ホイール１３の外周面１３２に形成された凹部１
３３と係合する凸部１４２が形成されており、ホイール
１３の凹部１３３とウレタンゴム１４の凸部１４２との
係合で、ウレタンゴム１４がホイール１３の外周面１３
２から脱落するのを防止している。

【００１６】そして、各固定子巻線１５にコネクタ２４
及び給電ケーブル２５を介して交流電力を供給し、しか
も隣り合う２つの固定子巻線１５間で供給される交流電
力の位相を異ならせると、固定子鉄心１１の外周面１１
１に回転磁界が発生する。この回転磁界は回転子１２の
内周面１２１に埋設された複数の永久磁石１２３に作用
し、これにより回転子１２に回転トルクが生じて回転
し、これと一体にホイール１３及びウレタンゴム１４が
回転し、駆動輪５として機能する。

【００１７】また、各固定子巻線１５に交流電圧を印加
しない状態では、回転子１２に回転トルクが生じず、鋼
球１６により固定子鉄心１１に対し単に回転可能に軸受
された状態となるため、駆動輪５は外力により自由に回
転できる従動輪として機能する。

【００１８】前記従動輪７はフリーキャスター輪で、左
右の駆動輪５の回転差による車体の向きの変更時、容易
に追従するように構成されている。

【００１９】前記縦ブラシ３１は各駆動輪５の前方で、
その回転軸３１０１を駆動輪５の内側に位置させて配設
されている。前記縦ブラシ３１は、ブラシ部３１０３
と、該ブラシ部３１０３の中心から上方に延出する前記
回転軸３１０１とで構成され、この回転軸３１０１の上
端に縦ブラシ回転用モータ３１０５が連結され、縦ブラ
シ３１は縦ブラシ上下動用モータ３１０６によりその高
さが調節される。図２に示すように、前記縦ブラシ３１
は縦ブラシ回転用モータ３１０５によりゴミを車体フレ
ーム３の内側で後方に掃き出す方向に回転される。

【００２０】前記横ブラシ３３は駆動輪５の後方で前記
従動輪７の前方に配設されている。前記横ブラシ３３は
円筒状に所定の長さで形成されたブラシ部３３０１と、
このブラシ部３３０１を支持する回転軸３３０３とで構
成され、回転軸３３０３は一対のアーム３３０５の先端
で回転可能に支持され、前記アーム３３０５の基部は前
記支持板３０３に軸３３０７を介して回転可能に支持さ
れている。前記アーム３３０５の一側には横ブラシ回転
用モータ（不図示）が取着され、この横ブラシ回転用モ
ータ（不図示）と前記回転軸３３０３はベルトプーリ機
構３３０９（図４参照）を介して連結され、横ブラシ回
転用モータにより前記横ブラシ３３はゴミを車体の前方
に跳ね上げる方向に回転する。前記アーム３３０５の基
部を支持する支持板３０３にはアーム揺動用モータ（不
図示）が配設され、前記軸３３０７は歯車機構３３１１
（図４参照）を介してこのアーム揺動用モータに連結さ
れ、アーム揺動用モータによりアーム３３０５は上下に
揺動し、このアーム３３０５の揺動により横ブラシ３３
が接地面に離間接触する。

【００２１】前記ゴミ回収タンク３９は前記空間３０９
に配設され、前記吸引装置３５及び分離装置３７は前記
空間３０９の上方における車体フレーム３部分に配設さ
れている。前記吸引装置３５は車体フレーム３で支持さ
れたバキュームポンプ３５０１を含んで構成され、バキ
ュームポンプ３５０１により生じる吸引力は、横ブラシ
３３の前方に配設された吸込口３５０３に作用する。吸
込口３５０３は、横ブラシ３３の前方で該横ブラシ３３
の全長にわたって臨むように扇状に幅広に形成され、横
ブラシ３３及び吸込口３５０３の周囲はブラシ製のカバ
ー３５０４により覆われ、吸込口３５０３での吸引能力
が高められている。前記吸込口３５０３の基端にはバキ
ュームホース３５０５が接続され、該バキュームホース
３５０５は、分離装置３７を構成するサイクロン３７０
１に接続されている。前記サイクロン３７０１は前記バ
キュームホース３５０５が接続される筒状のケース本体
３７０３を備え、ケース本体３７０３の頂部中央にバキ
ュームポンプ３５０１に接続するバキュームホース３７
０５が取着され、吸込口３５０３からゴミと共に吸引さ
れた空気はバキュームポンプ３５０１側に送られ、ゴミ
や水等がケース本体３７０３の内面に沿って回転しつ
つ、いわゆるスパイラルショット方式により下方の底部
開口部に移動し、該底部開口部から下方のゴミ回収タン
ク３９に落下する。

【００２２】前記ゴミ回収タンク３９は平面視矩形状を
呈し、上部が開放状で、上部の開口縁にはゴム材３９０
１が取着されている。ゴミ回収タンク３９の底部にはキ
ャスター輪３９０３が設けられ、スラブ上を移動できる
ように構成されている。ゴミの吸引時には、車体フレー
ム３側に複数配設されたジャッキ３９０５によりゴミ回
収タンク３９が上昇し、前記ケース本体３７０３の底部
開口部に気密に当接される。

【００２３】前記発電機搭載用の空間３０７には、発電
機５１と、該発電機５１を駆動するガソリンエンジン５
３が搭載され、前記制御装置収容部３１１には制御装置
５５が配設され、前記空間部３０９と、該空間部３０９
の底面に敷設したグラスウール（不図示）によりエンジ
ン５３の熱が制御装置５５へ伝達されないように構成さ
れている。発電機５１とエンジン５３はカバー５７で覆
われ、ゴムダンパー５９を介して車体フレーム３上で支
持され、車体フレーム３の前部側には燃料タンク６１が
配設されている。尚、エンジン５３の排気は排気管（不
図示）により車体の外方に排出されるが、この排気の温
度をゴミ回収タンク３９に与え、ゴミ回収タンク３９内
の水を蒸発させるために利用すると、ゴミ回収タンク３
９のゴミ回収高率を高める上で有利となる。前記発電機
５１により生じた電力は制御装置５５に供給されると共
に、リモートコントローラの操作に基づく制御装置５５
の作動により、夫々駆動輪５を構成する各固定子巻線１
５や、縦ブラシ回転用モータ３１０５、縦ブラシ上下動
用モータ３１０６、横ブラシ回転用モータ、アーム揺動
用モータ、バキュームポンプ３５０１へ供給され、ブラ
シ３１，３３や吸引装置３５による床面の掃除動作及び
駆動輪５による走行操舵が制御され、図１において６３
は自走式清掃機１の位置認識用の光を発するハロゲンラ
ンプである。

【００２４】本実施例によれば、駆動輪５の回転により
車体フレーム３が走行し、縦ブラシ３１によりゴミや水
が車体の内側に掃き出されると共に、このゴミや水は横
ブラシ３３により前方で斜め上方に跳ね上げられ、この
ゴミは吸込口３５０３から吸い込まれる。そして、サイ
クロン３７０１によりゴミや水から空気が分離され、空
気と分離されたゴミや水はゴミ回収タンク３９に落下
し、回収される。

【００２５】以上において、大きな重量を有する発電機
５１とエンジン５３を、車体フレーム３の前部の空間３
０７に搭載するようにしたので、自走式清掃機１の重心
がその中心よりも前部寄りに偏位して自走式清掃機１の
多くの重量が駆動輪５に作用する。従って、自走式清掃
機１の小型化、軽量化を図った場合であっても、駆動輪
５と接地面との間の摩擦力を確保することができ、スリ
ップ等を生じることなく自走式清掃機を所望する方向に
確実に走行させることができ、縦ブラシ３１や横ブラシ
３３による清掃を確実に行なうことができる。

【００２６】また、縦ブラシ３１の反対箇所である車体
フレーム３の後部にゴミ回収タンク３９を搭載したの
で、実施例のようにゴミ回収タンク３９を車体フレーム
３に対して出し入れする場合や、或は、ゴミ回収タンク
３９からゴミを直接排出するような場合、縦ブラシ３１
の回転軸３１０１や縦ブラシ回転用モータ３１０５、縦
ブラシ上下動用モータ３１０６等のような邪魔になるも
のがなく、左右方向や後方のいずれの方向からもこれら
の作業を何ら支障なく行なえ、従って、回収したゴミの
処理を簡単に行なえ清掃作業の効率を高める上で有利と
なり、更には、ゴミ回収タンク３９についての設計上の
自由度も増す等、設計上も有利となる。

【００２７】また、前記発電機５１及びエンジン５３の
上方箇所に、駆動輪５を構成する各固定子巻線１５や、
縦ブラシ回転用モータ３１０５、縦ブラシ上下動用モー
タ３１０６、横ブラシ回転用モータ、アーム揺動用モー
タ、バキュームポンプ３５０１への電力の供給を制御す
る制御装置５５を配設したので、実施例のように、横ブ
ラシ３３で前方に掃き出したゴミを吸引する吸引装置３
５や、空気とゴミを分離する分離装置３７を設ける場
合、これら吸引装置３５や分離装置３７をゴミ回収タン
ク３９の直上に配設でき、従って、ゴミの回収について
の種々の処理を車体フレーム３の後部で集中して行な
え、自走式清掃機１の小型化、軽量化を図る上でより一
層有利となる。

【００２８】また、実施例では、駆動輪５の内部に駆動
源と動力伝達機構とを内蔵させたので、従来の如く動力
源や動力伝達機構が駆動輪５の内側箇所に位置せず、一
対の縦ブラシ３１によりゴミや水を円滑に後方に掃き出
すことができ、また、左右の駆動輪５間の距離を小さく
しても、一対の縦ブラシ３１による後方へのゴミの掃き
出しのためのスペースを駆動輪５間に大きく確保でき、
自走式清掃機１の小型化、軽量化を図る上で有利とな
る。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明に係
る自走式清掃機によれば、車体フレームの前部左右に二
つの駆動輪を配設し、車体フレームの後部に少なくとも
一つの従動輪を配設し、車体フレームの前部左右に、夫
々鉛直方向に延在する軸を中心として回転しゴミを車体
フレームの内側且つ後方に掃き出す一対の縦ブラシを配
設し、車体フレームの後部に、車体フレームの左右方向
に延在する軸を中心として回転しゴミを前方に掃き出す
横ブラシを配設し、更に、車体フレームの前部に、前記
駆動輪、縦ブラシ、横ブラシの回転駆動用の電力を供給
する発電機及び該発電機を駆動するエンジンを搭載し、
車体フレームの後部に、前記横ブラシで掃き出されたゴ
ミを回収するゴミ回収タンクを搭載したので、小型化、
軽量化を図れると共に、清掃及び走行を確実に行なうこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自走式清掃機の側面図である。

【図２】自走式清掃機の底面図である。

【図３】自走式清掃機の正面図である。

【図４】自走式清掃機の背面図である。

【図５】駆動輪の一部破断正面図である。

【図６】駆動輪の断面側面図である。

【符号の説明】

１ 自走式清掃機 ３ 車体フレーム ５ 駆動輪 ７ 従動輪 ３１ 縦ブラシ ３３ 横ブラシ ３５ 吸引装置 ３７ 分離装置 ３９ ゴミ回収タンク ５１ 発電機 ５３ エンジン ５５ 制御装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 1/02 Ｌ 9323−3Ｈ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体フレームの前部左右に二つの駆動輪
   を配設し、 車体フレームの後部に少なくとも一つの従動輪を配設
   し、 車体フレームの前部左右に、夫々鉛直方向に延在する軸
   を中心として回転しゴミを車体フレームの内側且つ後方
   に掃き出す一対の縦ブラシを配設し、 車体フレームの後部に、車体フレームの左右方向に延在
   する軸を中心として回転しゴミを前方に掃き出す横ブラ
   シを配設し、 更に、車体フレームの前部に、前記駆動輪、縦ブラシ、
   横ブラシの回転駆動用の電力を供給する発電機及び該発
   電機を駆動するエンジンを搭載し、 車体フレームの後部に、前記横ブラシで掃き出されたゴ
   ミを回収するゴミ回収タンクを搭載した、 ことを特徴とする自走式清掃機。
2. 【請求項２】 車体フレームの前部で前記発電機及びエ
   ンジンの上方に、前記電力の供給を制御する制御装置を
   配設した請求項１記載の自走式清掃機。