JPH06254020A - 自動清掃車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駅コンコース等の壁面の形状や柱の径および
形状に関わらず、また、壁面や柱等に接触することな
く、簡単な制御で安全に良好な清掃を行うことができる
自動清掃車を提供する。 【構成】 自動清掃車は、建造物内を壁面や柱に沿って
自走し、サイドブラシ５を壁面の形状、柱の径や形状に
応じて車体の幅方向に出し入れして、壁面や柱に押圧さ
せつつ床面に接して回転させて壁面や柱近傍の床面上の
ゴミを掃き集める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば、駅のコン
コース等において、自動的に清掃を行う際に用いて好適
な自動清掃車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、運転者が操縦することによ
り、駅のコンコース等を清掃する清掃車が知られてい
る。この種の清掃車においては、車体下部の左右からそ
れぞれ所定量はみ出したサイドブラシを回転させること
によって砂やタバコの吸殻、あるいは小さな紙屑等のゴ
ミを掃き集め、これをそれより後方で車体中央下部に設
けられたメインブラシ（掃き上げブラシ）で掃き上げ
て、内部に設けられたホッパに収容するようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、無人で走行
し、自動的に清掃を行う自動清掃車があれば、省力化が
図れ、極めて好適である。この場合、駅コンコース等に
おいては、風等の影響により壁際や柱近傍等の隅の部分
にゴミが集まる傾向があるため、人が歩く中央の部分
は、ゴミ清掃はあまり必要がない。したがって、自動清
掃車を駅コンコース等の隅の部分に沿って一定の間隔を
開けつつ走行させ、上述した清掃車と同様、車体下部の
左右からそれぞれ所定量はみ出したサイドブラシを回転
させることによって隅の部分のゴミを掃き集めるように
すれば、必要充分な清掃を行うことが可能である。

【０００４】しかしながら、駅コンコース等の壁面は様
々な形状をしており、また、駅コンコース等には様々な
径、様々な形状の柱が設けられているため、サイドブラ
シの車体下部の左右からのはみ出し量を一定にしたまま
自動清掃車を駅コンコース等の隅の部分に沿って走行さ
せるだけでは、自動清掃車本体の構造によって決まる最
小旋回半径より半径の小さな柱近傍や複雑な構造をした
壁際に集まったゴミを掃き集めることができない。そこ
で、隅の部分の形状に応じて隅の部分との距離を狭める
ことが考えられるが、この場合には、走行の制御が面倒
であるばかりでなく、自動清掃車の車体が駅コンコース
等の壁面や柱等に接触する恐れがある。この発明は、こ
のような背景の下になされたもので、駅コンコース等の
壁面の形状や柱の径および形状に関わらず、また、車体
が壁面や柱等に接触することなく、簡単な制御で安全に
良好な清掃を行うことができる自動清掃車を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明による自動清掃
車は、建造物内を壁面や柱に沿って自走する車両と、床
面に接して回転することにより前記壁面や柱近傍の前記
床面上のゴミを掃き集めるサイドブラシと、前記サイド
ブラシを前記車両の幅方向に移動自在に支持する支持機
構と、前記壁面の形状、前記柱の径や形状に応じて前記
支持機構を駆動し、前記サイドブラシを前記壁面や柱に
押圧すべく前記車両の幅方向に出し入れ駆動するブラシ
張出駆動手段とを具備することを特徴としている。

【０００６】

【作用】上記構成によれば、ブラシ張出駆動手段は、壁
面の形状、柱の径や形状に応じて支持機構を駆動し、サ
イドブラシを壁面や柱に押圧すべく車両の幅方向に出し
入れ駆動するので、サイドブラシは、壁面や柱に押圧さ
れつつ、床面に接して回転することにより壁面や柱近傍
の床面上のゴミを掃き集める。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。 Ａ：実施例の構成 図３はこの発明の一実施例による自動清掃車１の構成を
示す側面図である。この自動清掃車１は、車体下部に駆
動輪２を有している。駆動輪２は、車体の幅方向に所定
距離隔てて２個設けられており、後述するように個別の
モータで駆動されるようになっている。自動清掃車１の
走行方向制御は、２個の駆動輪の回転数差、回転速度
差、あるいは速度差を制御することにより行われる。３
はキャスタ方式の後輪である。

【０００８】５は、サイドブラシであり、モータ（後
述）の駆動力を得て回転し、床面４のゴミを自動清掃車
１の車体下方に掃き集める。サイドブラシ５によって掃
き集められたゴミは、メインブラシ６によって車体内部
に掃き上げられる。７はブロアであり、ゴミの掃き上げ
を補助するための空気流を発生する。メインブラシ６お
よびブロア７の作用によって、車体内部に掃き上げられ
たゴミは、所定の通路を経てホッパ８に収納される。１
０，１０は、車体側面に取り付けられている超音波測長
器であり、壁面に送出した超音波の反射時間から壁面ま
での距離を測定するようになっている。

【０００９】次に、図４は本実施例による自動清掃車１
の平面図であり、自動清掃車１と壁面１５との位置関係
を示している。同図に示すように、車体左前部からサイ
ドブラシ５が突出している。なお、実際には、車体右前
部からもサイドブラシ５が突出しているが、図示を省略
した。図４は、自動清掃車１が、壁面１５と距離Ｌを保
って走行する場合を示しており、また、位置Ａがサイド
ブラシ５の標準位置を示している。この図に示すよう
に、サイドブラシ５が標準位置にある場合は、その先端
は壁面１５より距離ｄだけ突出する。このため、突出し
た距離ｄに応じた圧力が、隅の部分（床面４と壁面１５
の交差部）にかかり、隅の部分にたまったゴミを効率よ
く掃き集めることができる。また、サイドブラシ５は、
後述する機構により、位置Ｂまで移動できるようになっ
ている。

【００１０】次に、図１はサイドブラシ５の支持機構を
示す側面図である。図において、１６はサイドブラシを
回転駆動するモータであり、モータ１６の回転は図示せ
ぬ減速機構を介してサイドブラシ５に伝達される。モー
タ１６はサイドブラシアーム１７の一端に取り付けられ
ており、サイドブラシアーム１７の他端はナックル１８
によって旋回自在に支持され、ナックル１８はピン１９
を支点として垂直方向に回転自在になっている。また、
ピン１９は自動清掃車１の本体フレームに固定されてい
る。以上説明した構成により、サイドブラシ５は、ナッ
クル１８を中心にして車両の幅方向に揺動可能であり、
また、ピン１９を中心に垂直方向に回転自在である。

【００１１】図２は図１に示すＡ−Ａ線における矢視図
である。図において、２０はサイドブラシ昇降用のシリ
ンダであり、支点２０ａを中心に垂直方向に回動自在に
支持されている。２１は軸受２２に支持されることによ
り、垂直方向に回動自在なブラシ昇降レバーであり、長
孔２１ａを有している。シリンダ２０のピストンロッド
先端にはピン２３が設けられており、このピン２３が長
孔２１ａに摺動自在に嵌合されている。ブラシ昇降レバ
ー２１は、ボールジョイント２５を介してロッド２６の
一端に接続され、ロッド２６の他端はボールジョイント
２７を介してサイドブラシアーム１７に接続されてい
る。

【００１２】以上の構成において、シリンダ２０のピス
トンロッドが最短位置まで収納されると、ピン２３が長
孔２１ａを図面左方向に摺動しながら、ブラシ昇降レバ
ー２１を反時計方向に回動させる。この結果、ロッド２
６が引き上げられ、これに連結されているサイドブラシ
アーム１７が上方に回動する。したがって、サイドブラ
シアーム１７の先端に取り付けられているモータ１６お
よびサイドブラシ５が上方に移動する。

【００１３】一方、シリンダ２０のピストンロッドが伸
びると、ピン２３が長孔２１ａを図中右方向に摺動して
いく。また、サイドブラシ５およびブラシアーム１７の
重量はロッド２６を介してブラシ昇降レバー２１に伝達
されているから、これらの重量によりブラシ昇降レバー
２１が図中時計方向に回動し、サイドブラシ５が下降し
て接地する。そして、サイドブラシ５の下降は、ブラシ
の毛足の強さと重量とがバランスした位置で停止する。
ここで、ブラシ昇降レバー２１の回転位置は、ブラシの
降下位置に対応する。また、サイドブラシ５の降下が停
止し、ブラシ昇降レバー２１の回動が停止した状態で
も、シリンダ２０のピストンロッドは伸び続け、ピン２
３がブラシ昇降レバー２１の長孔２１ａを右方向に摺動
する。そして、ピストンロッドが最長位置まで伸びきっ
たときに、ピン２３の摺動が停止する。ここで、図１に
示す２８はブラシ昇降レバー２１と一体に回転するピン
であり、ポテンショメータ３０に連結されている。した
がって、ブラシ昇降レバー２１の回転位置、すなわち、
サイドブラシ５の昇降位置に応じて、ポテンショメータ
３０の電気抵抗が変化する。

【００１４】次に、図２に示す３５は、支点３５ａを中
心に垂直方向に回動自在に取り付けられているブラシ張
り出し用のシリンダであり、３６は軸受３７によって垂
直方向に回転自在に取り付けられているレバーである。
レバー３６の上端部はピン３８によってシリンダ３５の
ピストンロッド先端に取り付けられ、レバー３６の他端
はボールジョイント３９を介してロッド４０の一端に接
続されている。ロッド４０の他端はボールジョイント４
１を介してブラシアーム１７に接続されている。

【００１５】上記構成において、シリンダ３５のピスト
ンロッドが引き込まれると、レバー３６が図中時計方向
に回動し、ロッド４０が図中左方向に移動する。この結
果、ブラシアーム１７がナックル１８を中心に、車体の
内側方向に回動し、サイドブラシ５が車体の幅方向内側
に引き込まれる。一方、シリンダ３５のピストンロッド
が伸ばされると、レバー３６が図中反時計方向に回動し
（図面の２点鎖線参照）、ロッド４０が図中右方向に移
動する。この結果、ブラシアーム１７がナックル１８を
中心に、車体の外側方向に回動し、サイドブラシ５が車
体の幅方向に張り出される。なお、図２に示すＭは、駆
動輪２を回転させるモータである。

【００１６】次に、図５は、この実施例による自動清掃
車１に搭載される制御回路の要部の構成を示すブロック
図である。図において、５０は装置各部を制御するＣＰ
Ｕであり、ＲＯＭ５１内のプログラムに基づいて動作す
る。５２はＲＡＭであり、ＣＰＵ５０がプログラムを実
行する際に用いる各種レジスタやフラグ等のエリアが設
けられている他、作業者がキーボード等からなる入力部
５３を操作して入力する、駅コンコース等の清掃すべき
コースに関するコースデータが記憶されるコースデータ
記憶エリア、コースに沿って設けられた壁面の形状、柱
等の径や形状等の形状データが記憶される形状記憶エリ
アが設けられている。なお、ＲＡＭ５２は、自動清掃車
１の電源が遮断された場合でもバッテリ等によってその
記憶内容が保持されるように構成されている。

【００１７】５４はシリンダ駆動部であり、ＣＰＵ５０
の制御の下に、シリンダ２０および３５の各ピストンロ
ッドの伸縮を制御する。５５は、ブラシ張り出し用のシ
リンダ３５のピストンロッドの突出量の基準値Ｌ０およ
び補正値ａ１，ａ２，・・・が記憶されているテーブル
である。５６は、ブラシモータ１６、メインブラシ駆動
用モータおよびブロア駆動用モータを駆動するモータ駆
動部であり、５７は、駆動輪２を回転させるモータＭ
（図２参照）の回転制御を行い、前進、後退および回転
数差による旋回等の走行制御を行う走行制御部である。

【００１８】Ｂ：実施例の動作 次に、上述した構成によるこの実施例の動作について説
明する。まず、自動清掃車１に電源が投入されると、Ｃ
ＰＵ５０は、ＲＡＭ５２内のレジスタやフラグ等をリセ
ットするなどのイニシャライズ処理を行った後、シリン
ダ駆動部５２を制御し、ブラシ昇降用のシリンダ２０の
ピストンロッドを伸長させる。この結果、サイドブラシ
５が自重によって降下し、ブラシの毛足の強さと重量と
がバランスした位置で停止する。次に、ＣＰＵ５０は、
テーブル５３から基準値Ｌ０を読み出した後、シリンダ
駆動部５２を制御し、ブラシ張り出し用シリンダ３５の
ピストンロッドを、基準値Ｌ０に応じた長さだけ伸長さ
せる。

【００１９】そして、ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５２のコー
スデータ記憶エリアから出発点におけるコースデータを
読み出し、そのコースデータに基づいて走行制御部５６
を制御することにより、超音波測長器１０，１０が測定
する車体と壁面１５との間の距離が所定値に一致するよ
うに、駆動輪の回転数を制御する。また、モータ駆動部
５５に指令を与え、ブラシモータ１６等を回転させる。
以上の処理によって、サイドブラシ５の張り出し位置
は、図４の位置Ａになる。

【００２０】次に、ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５２のコース
データ記憶エリアからコースデータを順次読み出しつ
つ、そのコースデータに基づいて走行制御部５６を制御
することにより、超音波測長器１０，１０が測定する車
体と壁面１５との間の距離が所定値に一致するように、
駆動輪の回転数を制御するので、自動清掃車１は、コー
スデータに従って、図６に示すように壁面５８に対し、
距離Ｌを保ちながら走行する。したがって、サイドブラ
シ５は、隅部分に対して適度の接触圧を保ちながら回転
し、ゴミを掃き集めていく。

【００２１】次に、ＣＰＵ５０は、ＲＡＭ５２のコース
データ記憶エリアから読み出したコースデータの中に壁
面５８の凸部５８ａに関するデータが含まれていた場合
には、その凸部５８ａの形状に関する形状データをＲＡ
Ｍ５２の形状記憶エリアから読み出し、その形状データ
に応じた補正値ａ１，ａ２，……をテーブル５３から読
み出す。

【００２２】そして、読み出した補正値と基準値Ｌ０と
を演算し、この演算結果に応じた量だけシリンダ３５の
ピストンロッドを短縮させる。これにより、サイドブラ
シ５は、凸部５８ａに対応した分だけ、車体の幅方向内
側に引き込む。このように、サイドブラシ５が引き込む
ため、自動清掃車１は、コースを変えずに、また、壁面
５８の凹部５８ａに接触することなく、しかも、サイド
ブラシ５の隅の部分に対する接触圧が適度に保たれたま
ま、良好にゴミを掃き集めていく。

【００２３】また、ＲＡＭ５２のコースデータ記憶エリ
アから読み出したコースデータの中に、図７に示す壁面
５８の凹部５８ｂに関するデータが含まれていた場合に
は、ＣＰＵ５０は、凹部５８ｂの形状に関する形状デー
タをＲＡＭ５２の形状記憶エリアから読み出し、その形
状データに応じた補正値ａ１，ａ２，……をテーブル５
３から読み出す。

【００２４】そして、読み出した補正値と基準値Ｌ０と
を演算し、この演算結果に応じた量だけシリンダ３５の
ピストンロッドを伸長させる。これにより、サイドブラ
シ５は、凹部５８ｂに対応した分だけ、車体の幅方向外
側に張り出す。このように、サイドブラシ５が張り出す
ため、自動清掃車１は、コースを変えることなく、ま
た、サイドブラシ５の隅の部分に対する接触圧が適度に
保たれたまま、良好にゴミを掃き集めていく。

【００２５】さらに、ＲＡＭ５２のコースデータ記憶エ
リアから読み出したコースデータの中に、図８や図９に
示す柱５９や６０の回りの旋回に関するデータが含まれ
ていた場合にも、上述した場合と同様、ＣＰＵ５０は、
柱５９や６０の径や形状に関する形状データをＲＡＭ５
２の形状記憶エリアから読み出し、その形状データに応
じた補正値ａ１，ａ２，……をテーブル５３から読み出
す。

【００２６】そして、読み出した補正値と基準値Ｌ０と
を演算し、この演算結果に応じた量だけシリンダ３５の
ピストンロッドを伸縮させる。これにより、サイドブラ
シ５は、柱５９や６０の径や形状に応じて、車体の幅方
向外側に張り出すか、あるいは内側に引き込む。このよ
うに、サイドブラシ５が張り出したり、引き込んだりす
るため、自動清掃車１は、柱の径や形状に関わらず、サ
イドブラシ５の隅の部分に対する接触圧が適度に保たれ
たまま、良好にゴミを掃き集めていく。

【００２７】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。たとえば、上
述した一実施例においては、入力部５３は、キーボード
等によって構成されている例を示したが、これに限定さ
れない。たとえば、入力部５３は、無線信号を受信する
機能を備え、外部の機器や中央制御室（図示略）から伝
送される各種データを受信してＣＰＵ５０に転送するよ
うに構成してもよい。これにより、作業者が個々の自動
清掃車１の入力部５３を操作して個々にコースデータ等
を入力せず、外部の機器や中央制御室においてすべての
自動清掃車１に関するコースデータ等をまとめて入力
し、各自動清掃車１に無線で一括して伝送することがで
きる。

【００２８】また、上述した一実施例においては、コー
スデータや壁面等の形状データをあらかじめＲＡＭ５２
のコースデータ記憶エリアに記憶する例を示したが、こ
れに限定されず、上記受信機能を有する入力部５３を介
して外部の機器や中央制御室からリアルタイムでコース
データを転送するようにしてもよい。さらに、壁面等の
形状が変化する手前の壁面や旋回すべき柱等に次に通過
すべき壁面や旋回すべき柱等の形状等に関するデータが
記憶された記憶手段や形状等を報知する報知器などを設
置するとともに、自動清掃車１に記憶手段の記憶内容や
報知器からの報知内容を読み取る読取器を設け、読取器
によってそれらの情報を事前に読み取りつつ、走行する
ようにしてもよい。

【００２９】さらに、上述した一実施例においては、柱
を旋回する場合、サイドブラシ５の張り出し量を柱の径
や形状等によって決定する例を示したが、これに限定さ
れず、まず、自動清掃車１が柱に接触しない旋回半径を
演算し、その演算結果と柱の径とからサイドブラシ５の
張り出し量を求めるようにしてもよい。この場合、サイ
ドブラシ５の張り出し量を標準的な値にしたままで自動
清掃車１がある柱を最小旋回半径で旋回できる場合で
も、自動清掃車１の旋回半径をできるだけ大きくしてサ
イドブラシ５の張り出し量を調整してその柱近傍を旋回
できるようにしたほうが、清掃作業のスピードをアップ
できるとともに、柱旋回時の自動清掃車１の走行が安定
する。

【００３０】加えて、上述した一実施例においては、自
動清掃車１が凸部５８ａや凹部５８ｂが形成された壁面
５８近傍や、柱５９および６０近傍を清掃する例を示し
たが、自動清掃車１が、隅の部分がＬ字状に形成された
壁面５８近傍を清掃する場合には、一旦壁面５８の直前
まで直進して隅の部分を清掃した後、自身が壁面５８に
対して右折、あるいは左折できる位置まで後退した後、
右折、あるいは左折するようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、駅コンコース等の壁面の形状や柱の径および形状に
関わらず、また、壁面や柱等に接触することなく、簡単
な制御で、安全に良好な清掃を行うことができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による自動清掃車１を構成
するサイドブラシ５の支持機構を示す側面図である。

【図２】図１に示すＡ−Ａ線における矢視図である。

【図３】この発明の一実施例による自動清掃車１の外観
構成を示す側面図である。

【図４】この発明の一実施例による自動清掃車１の外観
構成を示す平面図である。

【図５】この発明の一実施例による自動清掃車１に搭載
される制御回路の構成を示すブロック図である。

【図６】この発明の一実施例による自動清掃車１の走行
の一例を説明するための図である。

【図７】この発明の一実施例による自動清掃車１の走行
の一例を説明するための図である。

【図８】この発明の一実施例による自動清掃車１の走行
の一例を説明するための図である。

【図９】この発明の一実施例による自動清掃車１の走行
の一例を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 自動清掃車（車両） ５ サイドブラシ １７ サイドブラシアーム（支持機構） １８ ナックル（支持機構） １９ ピン（支持機構） ３５ ブラシ張り出し用のシリンダ（ブラシ張出駆動手
段） ３６ レバー（ブラシ張出駆動手段） ３９ ボールジョイント（ブラシ張出駆動手段） ４０ ロッド（ブラシ張出駆動手段） ４１ ボールジョイント（ブラシ張出駆動手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建造物内を壁面や柱に沿って自走する車
   両と、 床面に接して回転することにより前記壁面や柱近傍の前
   記床面上のゴミを掃き集めるサイドブラシと、 前記サイドブラシを前記車両の幅方向に移動自在に支持
   する支持機構と、 前記壁面の形状、前記柱の径や形状に応じて前記支持機
   構を駆動し、前記サイドブラシを前記壁面や柱に押圧す
   べく前記車両の幅方向に出し入れ駆動するブラシ張出駆
   動手段とを具備することを特徴とする自動清掃車。