KR20070024631A

KR20070024631A - 바닥 청소 기계

Info

Publication number: KR20070024631A
Application number: KR1020067027020A
Authority: KR
Inventors: 하인리히 티토 마이어
Original assignee: 존슨디버세이, 인크.
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2007-03-02
Also published as: DE602004002288D1; ATE338503T1; MXPA06013690A; CA2568203C; KR101248251B1; ES2270225T3; US20090038105A1; US8561256B2; US20120266395A1; BRPI0511488A; AU2005249392A1; DE602004002288T2; US8863351B2; CA2568203A1; CN1988836A; EP1604605A1; NZ551426A; US20140013524A1; US8234748B2; CN100569169C

Abstract

본 발명은 청소 시스템(2, 3, 4)와 적어도 하나의 전방 휠(5, 5'; 5a, 5b)과 두 개의 후방 휠(6a, 6b; 6a', 6b')와 구동 기구(7; 1a, 7b)를 갖고, 상기 구동 기구는 전기 모노 휠 구동 장치이고 작업자(8)는 그 위에 위치되는 바닥 청소 기계(1)에 관한 것이며, 작업자(8)는 기계의 두 개의 후방 휠들 사이에서 기하학적 중심축(Z)을 따라 위치된 플랫폼(9) 상에 직립하게 되며, 플랫폼과 바닥 사이의 최대 수직 거리는 200 mm이다. 전방 휠은 캐스터 휠(5)일 수 있고, 후방 휠(6a, 6b)은 구동 모터(7a, 7b)에 의해 독립적으로 구동될 수 있으며, 하나의 캐스터 휠 대신 두 개의 독립적인 캐스터 휠(5a, 5b)이 구비될 수 있다. 전방 휠은 구동 장치(7)에 의해 구동되는 조향 휠(5')일 수도 있고, 후방 휠(6a', 6b')은 독립적으로 현가될 수 있지만 구동되지 않는다.

바닥 청소 기계, 청소 시스템, 전방 휠, 후방 휠, 구동 기구, 플랫폼, 캐스터 휠, 조향 휠

Description

바닥 청소 기계{FLOOR CLEANING MACHINE}

본 발명은 제1항의 전제부에 따른 바닥 청소 기계에 관한 것이다.

다양한 전력 구동식 바닥 청소 기계가 이 기술 분야에 공지되고, 첫 번째 경우에서 작업자는 바닥에 서서 기계["워크-비하인드(walk-behind)" 기계] 뒤에서 보행하고, 두 번째 경우에서 작업자는 기계["라이드-온(ride-on)" 기계] 자체 위에 착좌하는, 두 개의 카테고리로 나뉠 수 있다. 이들 두 개 시스템 모두는 장점 및 단점을 갖는다.

핸들링 시에 공간 절약 및 유연성의 이점을 갖는 예로써, EP 0 788 761호 및 1 262 138호에 개시된 것과 같은"워크-비하인드" 기계는 다음의 단점을 갖는다. 우선, 상기 기계가 작업자에 의해 이동되어야 하기 때문에 청소 속도가 제한되고 작업자의 피로감으로 인해 청소 속도는 청소 작업 중에 더 감소될 수 있다. 또한, 작업자는 기계의 뒤에서 보행하므로 작업 영역에 대한 시야가 제한되거나 또는 볼 수 없게 된다. 따라서, 모서리의 청소나 정밀한 조향이 어렵고, 이것은 기계와 설비에 손상의 원인이 될 수 있다. 또한, 전체 기계의 구동 및 조향은 수작업에 의해 수행되어야 한다. 그러나, 회전식 청소 부재로 인해, 상기 기계는 수동 조향에 부가적인 문제점을 부여하는 양호한 이동 방향으로부터 이탈되는 경향이 있고, 이 러한 문제점은 EP 0 788 761에 설명하였다. 결국, 청소 용액과 먼지를 픽업하기 위해 벽에 접근하는 후방 보행은 불가능하지는 않더라고 어렵다.

"라이드-온" 기계는 예로써, 다른 단점을 희생하더라도 "워크-비하인드" 기계의 상기 설명한 단점을 제거하는 EP 0 951 857에 개시된 것과 유사하다. 우선, "워크-비하인드" 기계에 비해, "라이드-온" 기계는 작업자가 운전자 시트 상에 착좌할 수 있도록 충분히 커야하기 때문에 매우 큰 공간을 소비한다. 또한, 물건들을 방해가 되지 않게 습득하거나 또는 먼지 등을 픽업하기 위해 기계에 올라타거나 또는 뛰어내리게 되어 작업자에게는 매우 불편하였다. 결국, 제한된 영역에서, 작업자는 운전하기 위한 전방과 모서리 근방에서 청소하기 위한 측면 두 방향으로 동시에 제어해야 한다.

US-PS 5 507 138은 후방 휠들 사이에 위치된 플랫폼에서 작업자가 기계에 서있는 잔디 깎기 기계가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 기계는 바닥 청소로 의도된 것이 아니고 잔디 깎는 것으로 의도되어 경사진 언덕도 포함할 수 있는 거친 지면에 사용된다는 점으로 인해, 플랫폼은 가능한 한 지면에 근접하게 위치된다. 또한, 기계는 실외에서 사용하기 위해 프로파일된 휠과, 이러한 거친 실외 조건을 처리할 수 있는 커터용 무거운 내연 기관을 구비한다. 각각의 후방 휠은 유체 정역학 펌프와 연통하는 유체 정역학적 모터로 구동된다. 작동 중에, 커터 엔진이 구동할 때, 유압 유체는 각각의 휠 모터로 전달되며, 모터의 구동 방향은 유체 방향 즉, 대응 도관을 통한 유체 경로에 따라 달라진다. 이러한 방식에서, 작업자는 후방 구동 휠을 전후 방향으로 모두 구동하거나 또는 하나는 전방 방향으로 구동되고 다른 하나는 후방 방향으로 구동되게 할 수 있다. 그러나, 상기 설명한 유체 정역학 모터의 구조로 인해, 작업자는 각각의 모터의 구동 방향을 미리 설정해야 하며, 이 결과 모터의 구동 방향을 변화시킬 때 현저하게 럼블링(rumbling)되게 된다. 따라서, 이러한 종류의 구동은 실내 사용에 적절하지 않고 특히, 청소를 목적을 하기에는 적절하지 않다. 일반적으로, 편평한 지면에서 경량이고 높은 가동성과 관련한 고려는 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 경량, 높은 가동성 등과 같은 실내 바닥 청소 기계에 대한 특정 요구사항을 고려하고 문제를 발생시키지 않으면서 "라이드-온" 및 "워크-비하인드"의 이점을 결합하는 바닥 청소 기계를 제공하는 것이다.

이러한 점은 청구범위 제1항에서 설명한 특징을 갖는 바닥 청소 기계로 달성된다. 본 발명은 청소 속도를 개선하고 후방 이동을 허용하기 위해 기계 상에 작업자가 위치되는 특징을 갖는 "라이드-온" 기계를 사용하는 장치를 개시한다. 본 발명에 따라, 작업자는 종래의 "라이드-온" 기계에서와 같이 그 위에 착좌하는 대신 소정의 높이에서 기계 상에 직립하기 때문에, 작업자는 보다 작업 영역에 대한 좋은 시야를 가질 수 있고 전체적으로 기계는 종래 기술의"라이드-온" 기계보다 현저하게 작아지고 보다 다용도가 된다.

본 발명에 따라, 바닥 청소 기계는 청소 시스템과, 적어도 하나의 전방 휠 및 2개의 후방 휠과, 구동 기구를 포함하며, 상기 구동 기구는 전기 모노 힐 구동 장치이고 상기 작업자는 기계 위에 위치되며, 작업자는 두 개의 후방 휠들 사이에서 기하학적 중심축을 따라 위치된 플랫폼 상에 직립하고, 플랫폼과 바닥 사이의 최대 수직 거리는 200 mm인 것을 특징으로 합니다.

도1은 전방 캐스터 휠과 두 개의 독립적인 구동 후방 휠을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 바닥 청소 기계의 측면도를 도시한다.

도2는 후방 휠의 전방에 고무 청소기가 위치된 것을 제외하고는 도1과 동일한 기계의 후면도를 도시한다.

도3은 제1의 기계의 개략 평면도를 도시한다.

도4는 두 개의 독립적인 전방 캐스터 휠과 두 개의 독립적인 구동 후방 휠을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 바닥 청소 기계의 개략 평면도를 도시한다.

도5는 조향 및 구동 전방 휠과 두 개의 독립적으로 현가 후방 휠을 갖는 본 발명의 제3 실시예에 따른 바닥 청소 기계의 개략 평면도를 도시한다.

도1 내지 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바닥 청소 기계의 구조를 도시한다. 바닥 청소 기계(1)의 청소 시스템은 탱크(2)와, 브러시 유닛(3)과, 브러시 유닛 뒤의 흡입 풋(footd(고무 청소기; 4)을 포함한다. 상기 기계는 전방 캐스터(castor) 휠(5)과, 두 개의 구동 모터(7a, 7b)에 의해 각각 독립적으로 구동되는 두 개의 전력 구동식 후방 휠(6a, 6b) 상에서 걸쳐있다. 고무 청소기(4)는 후방 휠(6a, 6b) 뒤에(도1) 뒤에 그리고 그들의 전방(도2)에 위치될 수 있고, 이러한 위치의 차이는 청소 결과나 또는 기계의 가동성/이동 거동에 영향을 주지 않는다라는 점을 알아야 한다. 따라서, 기계의 후방 측면을 보다 잘 볼 수 있도록, 도2에서 고무 청소기(4)는 후방 휠(6a, 6b)의 전방에 도시한다. 휠(6a, 6b)은 볼트 또는 체인에 의해 각각의 모터(7a, 7b)에 연결되지만, 다른 연결부가 예로써 허브 모터에 사용될 수도 있다. 작업자(8)는 탱크 뒤의 플랫폼(9) 상에 직립하여 사용자 인터페이스(계기판; 10)를 통해 기계를 조종한다.

상기 기계는 조향 수단(10a)을 통해 후방 휠(6a, 6b)의 구동 속도에 영향을 미침으로써 조향된다. 사용되는 모터는 전기 모터이기 때문에, 후방 휠(6a, 6b)은 다음의 방식으로 조향된다. 조향 수단(10a)은 종래의 조향 휠의 형태를 갖고, 조향 휠(10a)을 간단하게 회전시킴으로써 작업자에 의해 선택되는 조향 각은 처리 유닛(도시 생략)에 의해 전기 모터(7a, 7b)의 회전 속도에 상응하게 변환된다. 따라서, 후방 휠(6a, 6b)은 조향 휠(10a)의 위치에 따라 소정의 상대 속도에서 소정 방향으로 구동된다. 이러한 방식에서, 기계의 회전 반경은 계속적으로 변하고, 휠의 구동 방향의 연속적인 즉, 스텝리스(stepless) 변화는 미리 선택된 구동 방향을 갖지 않은 상태로 가능하다. 조향 휠의 형태를 갖는 대신, 조향 수단(10a)은 다른 디자인을 가질 수도 있다. 예로써, 전방 또는 후방 등으로 당겨지는, 하나가 각각의 휠에 대한, 두 개의 기어 또는 레버로 구성될 수 있다.

도1 및 도2로부터 명료해지는 바와 같이, 본 발명에 따라 작업자는 종래의 "라이드-온" 기계와 같이 그 위에 착좌하는 대신 기계 상에 직립한다. 그러나, 휠의 배치와, 이러한 휠이 조향되는 방식과, 기계의 구동 및 이동/회전 속도와 같은 조건에 따라서, 작업자는 예로써 원심력인 상당한 힘을 받을 수 있다. 종래의 "라 이드-온" 기계에 비해, 작업자가 더 이상 기계에 착좌하지 않고 플랫폼(9) 상에서 자유로이 직립하면서 균형을 잡아야 하는 이러한 힘들을 받게 되기 때문에, 상기의 힘들은 본 경우에서 상당히 중요하다. 바닥 청소 기계는 편평면 위에서 종종 현저한 속도와 매우 작은 회전 반경으로 실내를 이동하기 때문에, 이러한 원심력들은 매우 커질 수 있다. 따라서, 바닥 청소 기계 상에 작업자가 직립하는 새로운 특징을 실제 사용하기 위해서는 플랫폼(9)의 정확한 수평 및 수직 위치에 관한 고려가 중요하다. 예로써, 플랫폼이 실제 회전 중심에 근접하게 위치될수록, 작업자가 자유로이 직립하여 받게 되는 원심력은 작게 된다.

플랫폼(9)의 수평 위치에 관하여, 도3은 어떠한 위치가 바닥 청소 기계의 플랫폼에 대한 최상의 위치인지를 알 수 있도록 도시하는 데 조력한다. 본 실시예에서, 바닥 청소 기계는 전방 캐스터 휠(5)과, 각각 두 개의 구동 모터(7a, 7b)에 의해 독립적으로 구동되는 두 개의 전력 구동식 후방 휠(6a, 6b)에 놓여진다. 상기 설명한 바와 같이, 이러한 모터들은 역방향으로 구동될 수도 있는 전기 모터이다. 따라서, 작업 중에 조향될 때, 바닥 청소 기계는 일반적으로 두 개의 휠(6a, 6b)을 통과하는 기하학적 형상의 중심축(Z) 상에 위치된 회전 중심 주위로 회전된다. 두 개의 휠들 사이에서의 가변 구동 속도 관계로 인해, 회전 중심은 고정 지점이 아닌 기하학적 중심축(Z) 상의 임의의 지점에 위치될 수 있다는 점을 알 수 있다. 몇몇 특정 경우에서는 이러한 사실을 설명할 수 있다. 표준적인 경우는 휠(6a, 6b)들 사이에서 속도차를 가지면서 기계의 전방 이동한다. 예로써, 양 휠이 기계의 전방 이동을 위해 구동되지만 좌측휠(6a)이 우측휠(6b)보다 고속으로 구동되면, 상기 기 계는 회전 중심(X2)을 따르는 아치형 경로를 따라 전방으로 이동한다. 마찬가지로, 우측 휠(6b)의 구동 속도가 높으면, X1이 회전 중심이 된다. 물론, 두 개의 휠들 사이에서의 속도차가 높으면 높을수록, 휠들 중 하나를 향해 축(Z)을 따라 내측 이동하는 각각의 회전 중심(X1 또는 X2)은 더 근접해 진다. 제한된 경우, 즉 구동 휠(6a 또는 6b) 중 하나의 구동 속도가 0이 되면, 구동 휠(6a 또는 6b) 스스로 회전 중심이 된다. 예로써, 좌측 구동 휠(6a)의 구동 속도가 0이고 우측 구동 휠(6b)의 구동 속도가 0보다 크면, 회전 중심(X1)은 휠(6a)과 일치하게 되며 즉, 상기 기계는 구동 휠(6a)을 중심으로 회전하게 된다. 마찬가지로, 휠(6b)의 구동 속도가 0이면, 회전 중심(X2)은 휠(6b)과 일치하게 되며 즉, 상기 기계는 구동 휠(6b)을 중심으로 회전하게 된다. 그러나, 회전 중심이 두 개의 휠(6a 및 6b)들 사이에서 축(Z) 상의 지점까지 더 변위될 수도 있다. 이러한 점은 두 개의 휠을 대향 방향, 즉 하나는 기계의 전방 이동을 위한 것이고 다른 하나는 기계의 후방 이동을 위한 것, 으로 구동시킴으로써 달성될 수 있다. 예로써, 휠(6a)이 전방 이동을 위해 구동되고 휠(6b)은 휠(6a)보다는 느린 속도로 후방 이동을 위해 구동되는 경우 회전 중심은 중간과 휠(6b) 사이에서 축(Z) 상에 위치된다. 마찬가지로, 휠(6b)의 속도가 높으면, 회전 중심은 중간과 휠(6a) 사이의 축(Z) 상에 위치된다. 제한된 경우에서, 횔(6a, 6b)의 구동 속도가 동일한 값을 갖지만 대향 방향으로 지향될 때, 회전 중심은 축(Z)의 중간과 일치한다. 이러한 기계의 구동 방식 및 이로부터 얻어진 현저한 원심력은 바닥 청소 기계와 같은 모노 휠 구동 장치를 갖는 기계를 위해서만 적용된다는 것을 알 수 있다.

이러한 사상을 고려할 때, 플랫폼(9)의 수평 위치는 다음과 같이 알 수 있다. 축(Z) 상의 가능한 모든 회전 중심이 플랫폼의 최적 위치를 연산할 때 고려되기 때문에, 절충안이 발견될 수 있다. 예로써, 실제 회전 중심이 X1일 경우, 어느 정도에 X1이 기계의 외측에 놓이는 지는 문제가 되지 않고, 임의의 경우 원심력을 고려한 플랫폼(9)의 최적 위치는 구동 휠(6a)에 놓일 수 있다. 마찬가지로, X2가 실제 회전 중심인 경우, 플랫폼의 최적 위치는 구동 휠(6b)에 놓일 수 있다. 물론, 회전 중심이 각각의 휠들 중 하나와 일치하는 경우에도 동일한 점이 적용된다. 두 가지 모든 회전의 경우가 바닥 청소 기계의 작동 중에 발생하기 때문에, 플랫폼(9)의 수평 위치에 대한 최적의 절충안은 두 개의 구동 휠(6a, 6b)들 사이에서 기하학적 중심축(Z)의 중심 지점이다. 회전 중심이 휠(6, 6b)들 사이의 기하학적 축 상의 지점에 위치되는 경우에는 이러한 선택이 더 뒷받침된다.

기계 상의 플랫폼(9)에 대한 수평 위치를 알았다면, 플랫폼의 수직 위치에 관한 고려, 즉 바닥 상에서의 그 높이가 반드시 고려되어져야 한다. 후방 휠(6a, 6b)이 독립적으로 구동되기 때문에, 이들은 독립적으로 현가되고 후방 휠들 사이에서 기하학적 축(Z)에 따른 물리적 축이 없다. 따라서, 플랫폼(9)에 대한 하향 제한은 휠들 사이의 물리적 축은 아니고 바닥 자체이고, 제한 요인은 40 mm 정도인 적당한 그라운드 클리어런스(ground clearance)이다. 후방 휠이 독립적으로 현가되는 모든 실시예에 대해 이러한 고려가 유지된다는 점을 알아야 한다. 플랫폼의 수직 위치의 다른 제한, 즉 바닥 상의 최대 높이와 관련하여, 몇 가지 요인을 고려해야 한다. 일반적으로, 상기 설명한 바와 같이 연속의 가능성 즉, 스텝리스, 구 동 휠의 구동 방향의 변화는 어떠한 럼블링(rumbling)이 발생하지 않기 때문에 플랫폼(9)의 높은 위치에서 유지된다는 점을 알아야 하다. 우선, 제한 요인들 가운데 플랫폼의 높이를 증가시키는 것은 무게 중심을 상승시켜 기계의 안정성을 감소시킨다. 두 번째, 플랫폼이 높으면 높을수록 바닥 상에서 덜컹거림이 많아져 기계의 안전에 대한 작업자의 직관적 확신이 용납하기 힘들게 불안해 진다. 바닥 상의 플랫폼(9)의 높이가 200 mm를 초과하지 않아야 한다는 점이 광범위한 실험으로 알 수 있다. 이러한 결과는 청소되는 바닥, 예로써 그 위에 전형적인 잔류물이 있는 슈퍼마켓에서의 크고 일반적으로 편평한 바닥 등에 적용된 특정 상황을 고려하여 이루어진 점을 알아야 한다. 플랫폼의 최대 높이를 제한하는 상기 설명한 요인으로 인해, 이러한 고려는 바닥 처리 기계의 모든 실시예에서 적용된다.

도4에서, 제2 실시예가 도시되고, 하나의 캐스터 휠은 그들 사이의 거리가 두 개의 독립적으로 구동되는 후방 휠(6a, 6b) 사이에서의 거리보다 적은 두 개의 독립적인 캐스터 휠(5a, 5b)에 의해 대체된다. 제1 실시예에서의 두 개의 후방 휠의 동일한 구동으로 인해 기계의 거동은 구동 휠(6a, 6b)의 상대적 구동 속도에 따라 동일해 진다. 따라서, 작업자에 대한 플랫폼(9)의 위치와 관련된 동일한 고려가 적용된다.

도5에서, 제3 실시예가 도시되며, 전방 휠(5')은 구동 장치(7)에 의해 조종되고 구동되며, 후방 휠(6a' 및 6b'; 도시 생략)은 독립적으로 현가되지만 구동되지는 않는다. 두 개의 후방 휠(6a' 및 6b')의 역 구동은 본 실시예에서 이루어지지 않기 때문에, 바닥 청소 기계는 회전 중심(X1) 주위로 회전되거나 또는 회전 중 심(X2) 주위로 회전된다. 따라서, 작업자에 대한 플랫폼(9)의 위치와 관련된 동일한 고려가 적용된다.

상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 기계의 플랫폼 상에 직립하는 작업자의 특성으로 인해, 본 발명에 따른 바닥 청소 기계는 청소 속도를 개선시킬 수 있고 후방 이동을 허용한다. 작업자가 착좌하는 대신 기계 상에 직립하기 때문에, 작업 영역에 대한 시야가 좋아지고 기계는 종래 기술의 "라이드-온" 기계보다 현저하게 작고 보다 다용도가 된다. 작업 영역에 대한 작업자의 시야는 플랫폼을 상부 한계값까지 상승시킴으로써 개선될 수 있다. 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 상이한 실시예들은 본 발명의 단지 예시하기 위해 설명된 점을 알아야 한다. 또한, 다양한 변경예가 첨부한 청구범위에서 한정된 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있다. 예로써, 청소 수단의 배치는 변경될 수 있고, 즉 브러시 유닛은 전방 휠의 전방에도 위치될 수 있고 고무 청소기는 후방 휠의 전방에도 위치될 수 있다.

Claims

청소 시스템(2, 3, 4)과 적어도 하나의 전방 휠(5, 5'; 5a, 5b)과 두 개의 후방 휠(6a, 6b; 6a', 6b')와 구동 기구(7; 7a, 7b)를 갖는 바닥 청소 기계로써, 상기 구동 기구는 전기 모노 휠 구동 장치이고, 작업자(8)는 기계 상에 위치되는, 바닥 청소 기계(1)에 있어서,

작업자(8)는 기계의 두 개의 후방 휠들 사이에서 기하학적 중심축(Z)을 따라 위치된 플랫폼(9) 상에 직립하게 되며, 플랫폼과 바닥 사이의 최대 수직 거리는 200 mm인 것을 특징으로 하는 바닥 청소 기계.
제1항에 있어서, 전방 휠은 캐스터 휠(5)이고, 두 개의 후방 휠(6a, 6b)은 두 개의 구동 모터(7a, 7b)에 의해 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 바닥 청소 기계.
제1항에 있어서, 두 개의 전방 캐스터 휠(5a, 5b)이 구비되고, 두 개의 후방 휠(6a, 6b)은 두 개의 구동 모터(7a, 7b)에 의해 독립적으로 구동되고, 캐스터 휠(5a, 5b)들 사이의 거리는 후방 휠(6a, 6b)들 사이의 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 바닥 청소 기계.
제1항에 있어서, 전방 휠은 구동 모터(7)에 의해 구동되는 조향 휠(5')이고, 두 개의 후방 휠(6a', 6b')은 독립적으로 현가되는 것을 특징으로 하는 바닥 청소 기계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 구동 기구(7; 7a, 7b)는 허브 모터인 것을 특징으로 하는 바닥 청소 기계.