JPS62241664A - 表面保守作業機械用の工具力自動補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、表面保守作業に使用される作業工具の力を自
動的に補償する補償装置に関し、特に保守作業しつつあ
る表面の高さまたは状態の変化あるいは摩耗による作業
工具の変化に応じて、表面保守作業工具の上げ下げを制
御する電気的な制御に通用されるものである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の主な目的は、保守作業しつつある表面に所定の
力を維持するために使用される作業工具の力を自動的に
補償する装置であって、表面の高さの変化を補償する装
置を提供することである。

本発明の他の目的は、過大な力が保守作業工具により表
面に付加されることを阻止し、こねにより作業工具の損
傷と摩耗を減らし、作業工具の寿命を伸ばすことができ
る作業工具の力を自動的に補償する装置を提供すること
である。

本発明の別の目的は、保守作業しつつある表面に所定の
力を維持するために使用される作業工具の力を自動的に
補償する装置であって、摩耗による工具の変化を補償す
る装置を提供することである。

本発明の別の目的は、工具駆動モータの荷重をモニタす
ることにより保守作業しつつある表面の状態の変化を検
知し、設定された限界内にモータの荷重を維持するよう
表面に付加される作業工具の力を調節するようにされた
作業工具の力を自動的に補償する装置を提供することで
ある。

本発明の別の目的は、保守作業しつつある表面に保守作
業工具により付加される力を測定するためのロードセル
を使用し、所要の限界内に前記力を維持するため必要に
応じて航記力を変更するようにされた作業工具の力を自
動的に補償する装置を提供することである。

本発明の別の目的は、表面作業工具を上げ下げするアク
チュエータを利用し、これにより保守作業しつつある表
面に作業工具が付加する力を変え、この力を設定された
限界内に保持するようにされた作業工具の力を自動的に
補償する装置を提供することである。

本発明の別の目的は、反対の向きの作業工具移動信号が
作業工具アクチュエータに同時に付加されることを阻止
するようにされた作業工具の力を自動的に補償する装置
を提供することである。

本発明の別の目的は、構造が簡単で、動作が確実な上記
形式の作業工具の力を自動的に補償する装置を提供する
ことである。

本発明のその他の目的は、以下の説明と図面を参照する
ことにより明らかになる。

（問題点を解決するための手段、作用）本発明は、表面
保守作業機械に関し、さらに詳しく言えば、前記機械に
使用される作業工具の力を自動的に補償する装置に関す
る。本発明はとくに床面こすり洗い機と関連して説明さ
れているが、本発明が非常に広い通用分野をもっている
ことは勿論である。ここに開示されている補償装置は、
清掃機のような他のブラシタイプの機械ならびにポリッ
シング作業、クリーニング作業またはバニシ作業に使用
されるパッド、すりへった床面コーティングを取り除く
サンディングドラムまたはベルト、固まった汚物または
すりへったコーティングを取り除く掻き落し工具のごと
き他のタイプの床面作業工具、または表面保守作業工具
にも適用することができる。さらに、ここでは床面を処
理することと関連して機械が説明されているが、歩道、
駐車場、一般道路のごときその他のタイプの表面も本発
明を利用した機械により処置することができる。

ここに開示されている作業工具の力を補償する装置は、
床面にはブラシにより付加され、他のタイプの表面には
他のタイプの作業工具により付加される力のごとく、処
理しつつある表面に作業工具により付加される力を制御
することを意図したものである。このような制御は、表
面を処理するに際しもっとも高い効率を得るために必要
である。ざらに詳しく言えば、ブラシの場合、実情にあ
った特定のパターンのブラシと床面との接触状態を保持
し、ブラシが床面に回転運動を与えている程度を作業者
が知っていることが望ましい。力が付加されるパターン
は、付加される力とブラシの剛毛の硬さの関数である。

剛毛は摩耗して短くなるに従って硬くなるので、つねに
一定の力が付加されているにせよ、ブラシが摩耗するに
従って力が付加されるパターンは狭くなる。従って、力
を付加する作業工具のパターンは作業者による制御の面
からみて重要であるが、本発明においては、力が付加さ
れるパターンよりも力により生じる摩耗を補整する装置
について詳しく説明されている。

使用例によっては、検知された力は実際は作業工具の重
量であることがある。これは、とくに、こすり洗いブラ
シに当てはまることである。しかし、別の使用例におい
ては、作業工具の重量より大きい下向きの力を地面に作
用させることが要求される。これは、とくに、砂まき装
置または路面かき起し用作業工具に当てはまる場合であ
る。

本発明は、作業工具の摩耗を自動的に補償する手段を提
供するだけでなく、処理しつつある表面の高さの変化を
補償するものである。作業工具が固定されている従来の
機械は、床面の変化に順応する能力が非常に少ない。固
定ブラシを取り付けた清掃機またはこすり洗い機の場合
、床面と接触することにより曲がって、床面に順応する
ようにされたブラシの剛毛の弾性だけに頼っている。地
面かき起こし装置のように強固に取り付けられているそ
の他の作業工具は、床面の凹凸に順応する能力、を全く
備えていない。しかし、起伏があることと一様でないこ
とは床面やその他の表面に共通してみられることであフ
て、作業工具が上下動して、このような変動に追従する
ことができる機械は、このような能力を備えていない作
業工具を取り付けた機械より能率がよく、より一様な保
守機能を提供している。

ここに開示されているブラシに使用される駆動モータは
電動機である。本発明は、採血清掃機に一般に使用され
ている油圧モータにも同様に適用することができる。電
動機の過負荷は過大な電流として検知され、一方、油圧
モータの過負荷は油圧モータの前後に過大な圧力差を発
生させる。どちらの形式の荷重も検知することができ、
モータに過負荷が実際にかかっていることを表示する信
号が提供される。このようなモータの過負荷は、処理し
つつある作業表面に付加される過大な力によって生じる
だけでなく、床面の状態の変化によっても生じる。たと
えば、こすり洗い機は、糖密のような粘着性をもった物
質の領域あるいは平滑な床面中のでこぼこしたコンクリ
ートの区画にぶつかることがある。駐車場に備え付けの
清掃機は深い砂のコースにぶつかることがある。ここに
開示されている発明は、作業工具駆動モータの過負荷状
態を検知する手段ならびに作業工具の摩耗を検知する手
段を提供している。

この明細書に説明されているこすり洗い機の使用例の場
合、ブラシ及びブラシ駆動モータを含めた支持機構の重
ｈ１の一部分が実際に床面上で支持されている。ブラシ
が床面と接触する正しいブラシのパターンまたは面積は
、床面により支承されているブラシと支持装置の重量を
検知することにより維持されており、前記重量が変わる
と、ブラシの位置が調節されて、床面上に支持される重
量は元の値に復帰する。従って、ブラシが床面と接触す
る所定の面積を維持するため、床面により支承されてい
る重量によりブラシの位置が調節されるので、床面をこ
すり洗うかあるいは掃除するようブラシが正しく使用さ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明す
る。

第１図、第２図及び第３図において、車両は参照数字１
０により表示されており、支持用車輪１２及び１４を備
えている。車両１ｏは、床面に埋設されたケーブルを追
跡するよう構成された自動的に案内される車両として知
られているタイプの車両でよいが、本発明は特定のタイ
プの車両に限定されるものではない。図示の場合、車両
はフォークリフトトラックであって、参照数字１６によ
り表示されているこすり洗い装置がフォークリフトトラ
ック上に取り付けられている。

こすり洗い装置１６は、溶液タンク１８及び回収タンク
２０と、こすり洗いヘッドアッセンブリ２２を備えてい
る。この技術分野では公知のやり方で溶液はタンク１８
から床面に供給され、こすり洗いヘッドに設けられてい
るブラシが床面をこすり洗いしたあと、真空ホース２４
により吸い上げられる。なお、真空ホース２４のノズル
２６は真空スクイージアッセンブリ２８の中に位置決め
されている。該スクイージアッセンブリ２８及び真空ホ
ース２４から送られてきた溶液は回収タンク２０に流れ
込む。

第２図及び第３図に詳細に図示されているこすり洗いヘ
ッドアッセンブリは、１対の反対方向に回転するブラシ
３０及び３２を備えており、該ブラシ３０及び３２は１
対のブラシ駆動モータ３４及び３６により駆動されてい
る。チェーン駆動機構は参照数字３８により表示さゎて
おり、モータの速度はブラシの回転に適した速度に減速
さゎている。

こすり洗いヘッドアッセンブリ２２は、ばねが装置され
たリンク機構４０と、ねじ付きロッド４２と、ロードセ
ル４４と、ねじ付きロッド４３とにより支持されており
、該ロッド４３は参照数字４８により表示された位置で
ベルクランク５゜に接続されている。該ベルクランク５
ｏの反対側の端部は、電動式アクチュエータ５４の外に
向かって延在したロッド５２に枢着されている。リンク
機構４０は、ばね４６を収容したスリーブ４５に接続さ
れているカラー４１を備えている。ばね４６はロッド５
１上を自由に慴動するプレート４７及び４９の１川に自
由にたわむようにさゎている。ロッド５１は、ブラケッ
ト５３及びビン５５を介してこすり洗いヘッドに取り付
けられている。アクチュエータ５４の押出動作または引
張動作によりばね４６は圧縮されるが又は引き伸ばされ
、これによりこすり洗いヘッドに下向きの力または上向
きの力が作用する。このように構成されて、ばね４６が
弾発的にたわむので、こすり洗いヘッドは床面の凹凸に
ぶつかると、上下動する。

アクチュエータ５４に関しロッド５２が内向きあるいは
外向きに移動すると、ベルクランク５０は軸５６のまわ
りで回動し、ねじ付きロッド４３を引き上げるか又は降
下させる。従って、こすり洗いヘッドアッセンブリ２２
は上下動する。床面に関するこすり洗いヘッドの位置、
従って、床面上におけるブラシの位置と床面に作用する
ブラシの力は、アクチュエータ５４により制御ができる
。こすり洗いヘッドアッセンブリを支持しているねじ付
きロッド４２が受は支えている荷重は荷重セル４４によ
り測定される。ばね４６を介して負荷される力即ちこす
り洗いへラドアッセンブリの全重量は既知であるから、
ロードセル４４は床面に付加されているこすり洗いへラ
ドアッセンブリの力を表示する出力信号を供給する。

制御回路のブロックダイヤグラムを示す第４図を参照す
れば、ユーザアップスイッチと、ユーザダウンスイッチ
は各々参照数字６０と６２により表示されており、ブラ
シに付加される力またはブラシと床面との間の接触面積
を作業者がはじめに設定するために使用される。前記ス
イッチはそれぞれ４ビツトのアップダウンカウンタ６４
に接続されており、該アップダウンカウンタ６４は１０
出力シーケンサ６６に接続されている。該シーケンサ６
６は、アップダウンスイッチを作業者が使用することに
より設定されるブラシの力を表示するディスプレイと回
路接続されている。従来のやり方でスイッチを操作する
ことにより、作業者は設定されたブラシの力を変更する
ことができ、この変更された力はディスプレイ６８に表
示される。ブラシの１０の位置が表示されるが、本発明
はこれにのみ限定されるものではなく、所要のブラシの
力及び調節の程度は機械の大きさ及び保守作業のタイプ
、即ち、こすり洗いなのか、掃除なのか、バニシ仕上な
のか、ポリッシング仕上げなのか、により左右される。

ブラシに付加される１０種の力のうち１つをディジタル
で表示しているシーケンサ６６からの出力は可変電圧基
準セレクタ７０に接続されており、該セレクタ７０は選
択された特定のブラシの力を表示するアナログ出力電圧
を提供する。セレクタ７０からの出力は増幅器７２に接
続されており、該増幅器７２は基準電圧レベルをウィン
ドウコンパレータ７４に提供する。電源は参照数字７６
により表示されてロードセル４４に接続されており、該
ロードセル４４の出力は増幅器７８に接続されている。

該増幅器７８はロードセル４４を介して付加された力を
表わすアナログ電圧を提供し、このアナログ電圧はアッ
プスイッチ６０とダウンスイッチ６２を作業者が操作す
ることにより設定された基準電圧と比較される。ウィン
ドウコンパレータ７４は、実際のブラシの力が基準電圧
により設定されたウィンドウを上回っているのか、ある
いはこれを下回っているのかどうかによって、こすり洗
いヘッドアッセンブリを上げる信号又は下げる信号のう
ちのＬ／４＝ｃ、ＪＩＸ／７’１ノ舌にＬ、−Ｊ、、但
ノ片すＸＬＦＡ−１ｈｌ−レ代を４１曲ｈ＃を表わすコ
ンパレータの出力はライン８０と８２により表示されて
いる。

保守作業をしつつある表面に付加されるこすり洗いヘッ
ドアッセンブリの力を検知することに加えて、本発明は
、ブラシ駆動モータを流れる電流を検知して、この電流
をあらかじめ設定された限界内にはいるよう制御する方
法を提供するものである。ブラシの駆動モータは参照数
字８４及び８６により表示されており、駆動モータ８４
及び８６は各々参照数字８８又は９０により表示されて
いる電流センサを備えている。２つの電流センサはウィ
ンドウコンパレータ９２に接続されており、比較される
電流のウィンドウは高電流制限抵抗器９４と低電流制限
抵抗９６とにより選択される。従って、各モータを流れ
る電流は、上記の抵抗器に設定された基準高電流レベル
ならびに基準低電流レベルと比較され、何れかのモータ
を流れる電流がウィンドウの外側にはずれているときは
、コンパレータ９２から１０秒遅延回路９８に信号が発
信される。該遅延回路９８は、過渡的な過負荷のため、
モータ電流が設定された限界から外側にずれているとい
う間違った指示が出ることを防＋ｈする慟らきをしてい
る。遅延回路９８の出力は信号プロセッサ１００に接続
されている。該信号プロセッサ１００は実質的には増幅
器であって、基準負荷電流と実際の負荷電流との比較に
もとづく信号について増幅された出力を提供するもので
ある。

信号プロセッサからの出力は積分器１０２に接続されて
おり、該積分器１０２はウィンドウコンパレータ７４か
ら２つの出力を受は取るようにされている。積分器１０
２は電流増幅器１０３に接続されて、該電流増幅器１０
３はパワー増幅器１０５に接続されており、該パワー増
幅器１０５はこすり洗いヘッドアッセンブリを上下動さ
せる２方向アクチユエータ１０７に接続されている。

従って、積分器１０２は、床面に付加されているブラシ
の力の比較にもとづいてこすり洗いへラドアッセンブリ
を上昇させるかまたは降下させる信号、あるいはブラシ
モーター負荷電流と基準電流との比較にもとついてこす
り洗いヘットアッセンブリを上昇させるかまたは降下さ
せる信号を、コンパレータ７４から受信する。

信号プロセッサ１００からの出力はまた、１０秒タイマ
１０８に出力を接続せしめたオアゲート１０６に接続さ
れている。タイマ１０８は積分器１０２に接続されてい
る。

オアゲート１０６とタイマ１０８とを組み合わせること
により、ブラシを上昇させるかあるいは降下させるよう
積分器が命令を受は取ったあと１０秒間、コンパレータ
７４からの信号に応答して積分器が機能することを阻止
する信号が積分器に提供される。このようなロックアウ
トを伴なわなくとも、２つのコンパレータからの信号は
こすり洗いヘッドアッセンブリを管理して、ブラシを反
対の方向に移動させることができる。もし、ブラシモー
タの過負荷が検知されると、ブラシは持ち上げられ、タ
イマ１０８が機能して、ウィンドウコンパレータ７４か
らの信号にもとづき１０秒間ブラシを降下させることは
できない。

たとえば、床面の保守作業の間、床面上にある粘着性の
ある物質にブラシがぶつかると、ブラシにかかる負荷が
増加するので、さらに大きい電流がブラシ駆動モータに
流れるような状態が生じるが、このような状態はブラシ
の摩耗と関係のあるものではない。このような状態が現
われると、ブラシを持ち上げなければならないが、これ
がブラシの摩耗に影響を及ぼすものではない。従って、
モータ側の制御装置によりブラシは上昇するが、一方、
摩耗側の制御装置はそれが正しくない動作であることを
報知する。このため、オアゲート１０６及びタイマ１０
８は、１０秒間コンパレータ７４からの信号をロックア
ウトする。

しかし、モータ駆動電流が低いと、ブラシが正しく床面
を処理していないことが表示される。この場合、モータ
電流を検知した結果がコンパレータ７４からの信号に加
えられるので、ブラシを降下させなければならないこと
が表示される。

以上本発明の好適した実施例を説明したが、本発明の範
囲を逸脱しない限り、本発明に適宜修正あるいは変更を
加えてさしつかえないことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、床面保守蓋こすり洗いブラシを取り付けた車
両の側面図、第２図は、ブラシを上下動させる手段を備
えたブラシ支持機構の拡大側面図、第３図は、第１図に
示されているブラシ機構の拡大端面図、第４図は、床面
上のブラシの位置を維持するために使用される制御回路
を示すブロック線図である。 （主要部分の符号の説明） １０−−−−一車両、 ＋６−−−−−こすり洗い装置、 １８−−−−一溶液タンク、 ２０−−−−一回収タンク、 ２２−−一−−こすり洗いアッセンブリ、３０．３２−
−−−−ブラシ、 ３４．３６−−−−−ブラシ駆動モータ、４４−−−−
一ロードセル、 ５０−−−−−ベルクランク、 ５４−−−−一電動式アクチュエータ、６０−−−−−
ユーザアップスイッチ、６２−−−−−ユーザダウンス
イッチ、６４−−−−−アップダウンカウンタ、６６−
−−−−１０出力シーケンサ、 ６８−−−−−ディスプレイ、 ７２．７８−−−−一増幅器、 ８８．９０−−−−一定流センサ、 ９４．９Ｂ−−−−一定流制限抵抗器、９８−−一−−
１０秒遅延回路、 １００−−−−一信号プロセッサー、 １０５−−−−−パワー増幅器、 ＋０６−−−−−オアゲート、 １０７−−−−−２方向アクチユエータ、１０８−−−
−−１０秒タイマ。 か］・１・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面保守作業機械に使用される作業工具の力を自動
   的に補償する装置であって、 表面保守作業工具を上げ下げする手段と、 表面に付加することが必要な作業工具の付加力の程度を
   設定し、該作業工具の付加力の程度を表わす電気信号を
   提供する手段と、 表面に付加された工具付加力の実際の程度を測定し、該
   工具付加力の実際の程度を表わす電気信号を提供する手
   段と、 前記電気信号を比較し、工具付加力の所要の程度を提供
   するため前記電気信号に従って表面保守作業工具を上げ
   下げする前記上下動手段を動作させる手段と、 より成ることを特徴とする工具力自動補償装置。 ２、工具付加力の実際の程度を測定する手段が、表面上
   にある作業工具の重量を測定する手段を備えている特許
   請求の範囲第１項に記載の補償装置。 ３、作業工具の付加力の実際の程度を測定する手段がロ
   ードセルを備えている特許請求の範囲第２項に記載の補
   償装置。 ４、作業工具を駆動する手段と、 該駆動手段の付加を検知し、該負荷を表わす電気信号を
   提供する手段と、 作業工具を駆動する手段の負荷信号を基準と比較する手
   段とを更に備えており、 駆動手段の負荷信号を基準値と比較する手段の出力が、
   表面保守作業工具を上げ下げする前記手段に接続されて
   おり、該手段の動作信号を提供するようになっている特
   許請求の範囲第１項に記載の補償装置。 ５、前記電気信号を比較する前記手段、及び作業工具駆
   動モータの負荷信号を基準値と比較する前記手段に接続
   された積分手段を更に備えており、該積分手段が表面保
   守作業工具を上げ下げする前記手段に接続されており、
   前記比較手段の一方が作業工具の位置を変更している間
   、前記比較手段の他方からの信号が作業工具の変更を阻
   止する特許請求の範囲第４項に記載の補償装置。 ６、表面保守作業機械に使用される作業工具の力を自動
   的に補償する装置であって、 表面保守作業工具を上げ下げする手段と、 表面に付加することが必要な作業工具の付加力の程度を
   設定し、該作業工具の付加力の程度を表わす電気信号を
   提供する手段と、 作業工具により表面に付加された力を測定して、該力を
   表わす電気信号を提供する手段と、前記電気信号を比較
   する第１の比較手段と、作業工具駆動手段の負荷を検知
   する手段と、作業工具駆動手段の負荷を基準値と比較す
   る第２の比較手段と、 作業工具駆動手段の負荷を表わす電気信号を提供する手
   段と、 前記第１及び第２の比較手段からの信号を組み合わせて
   、表面保守作業工具を上げ下げする前記手段の駆動信号
   を提供する手段と、 より成ることを特徴とする工具力自動補償装置。 ７、表面保守作業工具を上げ下げする手段が前記第２の
   比較手段から駆動信号を受け取っている間、前記第１の
   比較手段からの信号が表面保守作業工具を上げ下げする
   手段に信号を提供することを阻止する手段を更に備えて
   いる特許請求の範囲第６項に記載の補償装置。 ８、前記第１の比較手段からの信号を阻止する前記手段
   が、前記第２の比較手段からの駆動信号のあと、所定の
   時間間隔のあいだ、表面保守作業工具を上げ下げする手
   段に前記第１の比較手段から信号が伝達されることを阻
   止するタイマを備えている特許請求の範囲第７項に記載
   の補償装置。 ９、前記第２の比較手段が高い負荷基準と低い負荷基準
   を備えており、前記第２の比較手段から伝達された電気
   信号が、前記比較に応答して表面保守作業工具を上げる
   かあるいは下げるよう機能する特許請求の範囲第６項に
   記載の補償装置。 １０、作業工具により表面に付加された力を測定する手
   段がロードセルを備えている特許請求の範囲第６項に記
   載の補償装置。