TWI410362B - 自走式清掃機 - Google Patents

Description

自走式清掃機

本發明係關於自走式清掃機。更詳細而言，係關於駕駛員單人搭乘行駛並清掃路面或地板面之自走式清掃機。

專利文獻1中記載有以往的自走式清掃機。

此習知技術的自走式清掃機，係欲在不妨礙對於雜屑或水等進行掃除等清掃機能的情況下，達成車體之緊緻化，且如以下構成。

包含：至少三個輪體，以可行駛的方式支持車體；刷具，配置在車體，利用旋轉掃除雜屑；以及雜屑回收槽，收納該刷具所掃除的雜屑；該三個輪體之中有兩輪係驅動輪，且此驅動輪係利用在車體側受到支持的外轉子式馬達之旋轉子構成。餘下1輪，係較小的從動輪。

但是，上述習知技術中，左右兩輪驅動輪在車體係安裝於固定位置，無法改變車輪本身的方向。所以，必須藉由改變左右驅動輪彼此的轉速，或改變單輪之較小從動輪的方向，來改變車體的方向。但是，利用左右驅動輪的轉速差異改變車體的方向，有使得迴轉半徑變大之缺點；利用較小從動輪進行轉向，則因與地板的摩擦小，而有無法確實地進行轉向之缺點。所以，其問題，係無法達到對於自走式清掃機而言係必要的小半徑迴轉。

又，因為安裝有三個輪體的車體無法彎折，故在路面傾斜成突起或凹下之處，具有車輪無法確實地觸地、無法跨越地形、留下未清掃處等問題。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

專利文獻1：日本特開平6-179502號公報

本發明鑑於上述緣由，目的在於提供自走式清掃機，可達到小半徑迴轉，且即使搭載駕駛者亦能輕快地行駛，即使路面有傾斜凹凸，亦能加以清掃而不留下未清掃處。

第1發明的自走式清掃機，係駕駛員單人搭乘行駛並清掃路面，由清掃機本體與行駛驅動部構成，該清掃機本體包含：路面清掃具；以及支持用車輪；該行駛驅動部包含：框架，安裝有驅動源與方向控制機構；駕駛座，安裝在該框架的頂面；以及驅動輪，以可旋動的方式安裝在該框架的底面；該驅動輪位於該駕駛座的正下方，且該驅動輪係輪圈中內置有馬達的輪內式馬達。

第2發明的自走式清掃機係如第1發明，其中，該驅動輪係內置有減速機並包含有碟盤式煞車的輪內式馬達。

第3發明的自走式清掃機係如第1或第2發明，其中，該驅動輪係單輪，且兼作為方向控制輪。

第4發明的自走式清掃機係如第1、2或第3發明，其中，該驅動輪，係透過車輪支持體而藉由垂直的支軸以可在水平面上旋動的方式安裝在該框架，在該框架的該駕駛座側方，以自由傾斜的方式安裝有操作桿，該操作桿與該車輪支持體之間利用連桿機構加以連結，使得該操作桿的傾斜動作轉換為該驅動輪的旋轉動作。

第5發明的自走式清掃機，係如第1、2、3或第4發明，其中，該清掃機本體與該行駛驅動部，係藉由可繞著水平軸旋轉的銷，以自由裝卸的方式進行連結。

依據第1發明，因為駕駛者的體重係施加於位在駕駛座正下的驅動輪，所以支持用輪的荷重負擔變少。另一方面，由於驅動輪係輪內式馬達，即使在低速亦輸出高扭矩，所以即使將駕駛者的重量施加在驅動輪，亦變成驅動時與地板面所必要的摩擦。所以，可穩定地行駛，在地板或路面的清掃中以固定的速度行駛而確實地進行清掃。

依據第2發明，因為驅動輪在低速輸出高扭矩所以容易起步，即使在清掃作業時的低速行駛亦輸出高扭矩，所以，即使有上坡或落差，也能平順地行駛。又，因為內置有減速機，所以輸出高扭矩，而驅動輪本身成為小型，可使清掃機本身小巧，且亦不留下未清掃處。

依據第3發明，因為驅動輪兼作為方向控制輪，故亦可在如坡道之阻力較大的場所進行轉向。而且，因為僅使用單輪進行轉向，所以迴轉半徑變得非常小，可進行接近於原地迴轉的迴轉。

依據第4發明，因為在使駕駛座側方的操作桿傾斜時，可藉由連桿機構而使得驅動輪轉向，所以駕駛員可乘坐於座席並且手動進行轉向。因此，可清掃任意場所而不留下未清掃處。

依據第5發明，因為將清掃機本體與行駛驅動部加以連結的銷，係繞著水平軸旋轉，所以即使在坡道的頂端附近或底端附近，驅動輪或支持用車輪皆接觸於路面。因此，自走式清掃機可行駛，並且利用清掃機本體進行清掃。又，可在清掃機本體利用銷裝上或拆下行駛驅動部，所以能以再行附加的形式附加行駛驅動部而組裝為自走式清掃機。

(實施發明之最佳形態)

其次依據圖式說明本發明之實施形態。

首先依據圖1及圖2說明自走式清掃機A的基本構造。

本實施形態的自走式清掃機A，可將其構造二分為清掃機本體S與行駛驅動部D。

清掃機本體S，係將路面清掃具，即旋轉刷5A，以及支持用車輪，即從動輪3A與腳輪3B，安裝到本體框架7而構成。

從動輪3A有左右兩輪，之間安裝有旋轉刷5B。在本體框架7的底面，以自由裝卸的方式安裝有雜屑箱6。

手推桿4從本體框架7往斜上方延伸者。

此清掃機本體S，其單體亦可作為人力推動式清掃機而使用，作業員可利用手推桿4來推動。

行駛驅動部D具有框架1，此係使用爬梯式或其他任意形式的框架。構成行駛驅動部D的全部零件安裝在此框架1。元件2係驅動輪，安裝在框架1的後端部底面。

框架1，安裝有驅動源，即電池，以及控制機器等。元件8係駕駛座，並設置在框架1的後端部頂面。元件9係驅動輪2的操作桿，配置在駕駛座8的側方。

本實施形態的自走式清掃機A，係可藉由此行駛驅動部D進行動力行駛並且清掃地板面者。

該清掃機本體S與該行駛驅動部D，以自由裝卸的方式，透過可繞著水平軸旋轉的銷41而連結。元件42係清掃機本體S側的托架，行駛驅動部D的框架前端部插入到此托架42。並且，將銷41插入托架42與框架1的前端部，將清掃機本體S與行駛驅動部D加以連結。依據上述構造，清掃機本體S與行駛驅動部D，可互相連結分離，在連結狀態時，清掃機本體S與行駛驅動部D彼此也可以傾斜轉動。

其次說明本實施形態之自走式清掃機A的細節。

如圖4所示，驅動輪2係如以下說明所述，以自由旋動的方式安裝在框架1。

元件11係驅動輪2的車軸，其兩端安裝有剖面倒U字形的車輪支持體12。此車輪支持體12的內側有碟盤式煞車13安裝在車軸11。

車輪支持體12的頂端安裝有垂直的支軸14，此支軸14係於托架15內並在水平面上旋轉。托架15固定在框架1。

如圖3及圖4所示，該駕駛座8約略位於驅動輪2的正上方。換言之，因為驅動輪2係位於駕駛座8的正下，所以駕駛者的體重，幾乎全部施加到驅動輪2，且從動輪3A的負擔變小。

因此從動輪3A的行駛阻力不會變大。另一方面，因為在驅動輪2，駕駛者的體重增大在行駛時所必要的摩擦力，故在坡道或路面阻力較大處亦能穩定地行駛。

驅動輪2可藉由駕駛者傾斜操作桿9而手動進行方向控制。

驅動輪2與操作桿9之間係利用後述連桿機構20加以連結。

如圖4及圖5所示，車輪支持體12的中心後部，安裝有第1連桿21的一端，且另一端連結到L形連桿22的一端。L形連桿22，其中心有銷23，以自由轉動的方式樞支在車體框架。L形連桿22的另一端，連結到第2連桿24的一端。第2連桿24的另一端連結到垂直連桿25的一端，此垂直連桿25的另一端固定在水平的轉動軸26。轉動軸26係藉由管柱等來固定在框架1。並且，該操作桿9連結到轉動軸26，此操作桿9在駕駛座8側方往前方延伸。握持部10固定在操作桿9的前端，其上安裝油門桿30與煞車桿31。

如圖3所示，可將操作桿9往前後方向傾斜，將此操作桿9從中立位置N推往前方位置L時，此動作經由該連桿機構20傳至車輪支持體12，使得驅動輪2向左轉。相反地，將操作桿9從中立位置N拉往後方位置R時，其動作經由該連桿機構20傳至車輪支持體12，使得驅動輪2向右轉。

又，操作油門桿30時可對於驅動輪2的行駛速度進行加減速，握住煞車桿31時使該碟盤式煞車13發揮功效。

如圖3所示，相較於從動輪3A與腳輪3B之間的前軸距Df而言，驅動輪2與該從動輪3A之間的後軸距Dr較短，為一半以下。因此，當旋動並驅動驅動輪3A時，因為清掃機A能以從動輪3A為中心而改變方向，所以可進行原地迴轉，可實現非常小的迴轉軌跡。

而且，驅動輪2係在駕駛座8的正下方，沒有任何東西向後方伸出。因此，駕駛者係乘坐於座席8並觀看前方而進行操作，不需要注意自己的後方，所以精神上不容易疲勞，安全性也較高。

該驅動輪2係將輪胎嵌至輪圈外周之構成。輪圈使用內置有馬達的輪內式馬達，輪胎使用PU泡棉網類型者。

輪內式馬達，係將定子或轉子部分或全部內置於車輪輪圈內之形式的馬達。又，輪內式馬達有內轉子式與外轉子式，本發明可使用其中任一者。

內轉子式，係在車軸側將磁石配置於圓周方向，並在車輪內側將由鐵心與線圈構成的電樞配置於圓周方向。

外轉子式，係在輪圈內側將磁石配置於圓周方向，並在車軸側將由鐵心與線圈構成的電樞配置於圓周方向。

在驅動輪2的罩殼內部，內置有行星齒輪減速機，使馬達輸出減速而取得高扭矩。

此驅動輪2具有直接驅動方式之優點，亦即，零件量少的簡單構成與藉由大直徑而在低速獲得高扭矩之優點。

PU泡棉網類型的輪胎，具有彈性，重量輕，且具有不爆胎構造。又，與輪圈之密合性優異，且亦具有分解性。再者，亦可發揮吸收馬達發熱之功能。

其次說明本實施形態之自走式清掃機A的使用方法。

如圖3所示，駕駛者乘坐於駕駛座8，當開啟油門30時，驅動輪2開始旋轉，並進行起步與加速。當關閉油門30時，進行減速。當握住煞車桿31時，進行減速並停車。當操作桿9在中立位置N時，因為驅動輪2循著車體軸線，所以自走式清掃機A直線前進。當操作桿9傾斜到前方L時，驅動輪2變成朝左，車體向左轉。當操作桿9拉往後方R時，驅動輪2變成朝右，車體向右轉。

在車體行駛期間，若使刷具5A、5B旋轉，並且吸附雜屑，則可清掃路面或地板面。

如以上所述，本實施形態之自走式清掃機A，因為將駕駛座側方的操作桿9傾斜時，可藉由連桿機構使驅動輪2轉向，所以駕駛員可乘坐於座席上而手動進行轉向。因此可清掃任意場所，而不留下未清掃處。並且，因為驅動輪2兼作為方向控制輪，所以在如坡道之阻力較大的場所亦可進行轉向。而且，因為僅以單輪進行轉向，所以迴轉半徑變得非常小，可達成接近於原地迴轉的迴轉。

將清掃機本體S與行駛驅動部D加以連結的銷41，因為係繞著水平軸旋轉，所以自走式清掃機A在如圖7所示的坡道頂端附近或圖8所示的底端附近皆可行駛，且可利用清掃機本體S進行清掃。當然，因為車體前後部的彎曲不僅對應於此種較大傾斜，亦對應於路面上的小凹凸，故不會在眾多清掃面留下未清掃處。

又，如圖9所示，因為在清掃機本體S拔起銷41，可將行駛驅動部D分離，所以亦可僅使用清掃機本體S以手推式作業的方式進行清掃。又，能以再行附加的形式將行駛驅動部D附加到清掃機本體S而組裝為自走式清掃機A。再者，亦可拆下行駛驅動部D而回復為手推式的清掃機本體S。

此係意指可將手推式的輕量型清掃機本體加以動力化，此時因為駕駛者的體重係利用驅動輪2支撐，並未施加重量在從動輪3A，所以不會壓壞旋轉刷5B。

在本實施形態之自走式清掃機A中，因為驅動輪2在低速輸出高扭矩所以容易起步，即使在清掃作業時的低速行駛時亦輸出高扭矩，所以，即使有上坡或落差，也能平順地行駛。又，因為內置有減速機，所以輸出高扭矩，而驅動輪2本身成為小形，可使清掃機本身小巧，亦不會留下未掃除處。

在本實施形態之自走式清掃機A中，因為利用由從動輪3A兩輪與驅動輪2單輪構成的三輪來支持車體，並將駕駛者的體重施加於位在座席正下的驅動輪2，所以給予從動輪3A的負荷變少。另一方面，即使將重量施加到驅動輪2，亦成為在驅動時與地板面所必要的摩擦，所以可穩定地行駛。又，即使在低速亦輸出高扭矩，可在地板或路面的清掃中以固定的速度行駛並確實進行清掃。

本發明之自走式清掃機A，可將驅動輪2或操作機構附加到手推式清掃機而構成，亦可專門設計為驅動驅動型。

S．．．清掃機本體

D．．．行駛驅動部

1．．．框架

2．．．驅動輪

3A．．．從動輪

3B．．．腳輪

4．．．手推桿

5A、5B．．．旋轉刷(刷具)

6．．．雜屑箱

7．．．框架

8．．．駕駛座

9．．．操作桿

10．．．握持部

11．．．車軸

12．．．車輪支持體

13．．．碟盤式煞車

14．．．支軸

15．．．托架

20．．．連桿機構

21．．．第1連桿

22．．．L形連桿

23．．．銷

24．．．第2連桿

25．．．垂直連桿

26．．．轉動軸

30．．．油門桿(油門)

31．．．煞車桿

41．．．銷

42．．．托架

A．．．自走式清掃機

Df．．．前軸距

Dr．．．後軸距

N．．．中立位置

L．．．前方位置

R．．．後方位置

圖1係顯示本發明一實施形態之自走式清掃機A的基本構造之外觀側視圖。

圖2係顯示同一實施形態之自走式清掃機A的基本構造之外觀上視圖。

圖3係顯示同一實施形態之自走式清掃機A的側視圖。

圖4係圖3之自走式清掃機A的後視圖。

圖5係圖3之自走式清掃機A的上視圖。

圖6係圖3之自走式清掃機A的前視圖。

圖7係自走式清掃機A跨越突起的狀態之說明圖。

圖8係自走式清掃機A跨越凹陷的狀態之說明圖。

圖9係將自走式清掃機A分離為清掃機本體與行駛驅動部的狀態之說明圖。

1．．．框架

2．．．驅動輪

3A．．．從動輪

3B．．．腳輪

4．．．手推桿

5A、5B．．．旋轉刷(刷具)

6．．．雜屑箱

7．．．框架

8．．．駕駛座

9．．．操作桿

41．．．銷

42．．．托架

A．．．自走式清掃機

S．．．清掃機本體

D．．．行駛驅動部

Claims (5)

1. 一種自走式清掃機，係由駕駛員單人搭乘一面行駛一面清掃路面，由清掃機本體與行駛驅動部構成，該清掃機本體，包含：路面清掃具；以及支持用車輪，該行駛驅動部，包含：框架，安裝有驅動源與方向控制機構；駕駛座，安裝在該框架的頂面；以及驅動輪，以可旋動的方式安裝在該框架的底面，該驅動輪，係位在該駕駛座的正下方，該驅動輪，係輪圈中內置有馬達的輪內式馬達。
2. 如申請專利範圍第1項之自走式清掃機，其中，該驅動輪，係內置有減速機並且包含有碟盤式煞車的輪內式馬達。
3. 如申請專利範圍第1或2項之自走式清掃機，其中，該驅動輪係單輪並且兼作為方向控制輪。
4. 如申請專利範圍第1或2項之自走式清掃機，其中，該驅動輪，係透過車輪支持體，藉由垂直的支軸以可在水平面上旋動的方式安裝在該框架，在該框架的該駕駛座側方，以自由傾斜的方式安裝有操作桿，該操作桿與該車輪支持體之間利用連桿機構加以連結，將該操作桿的傾斜動作轉換為該驅動輪的旋轉動作。
5. 如申請專利範圍第1或2項之自走式清掃機，其中，該清掃機本體與該行駛驅動部，係藉由可繞著水平軸旋轉的銷，以自由裝卸的方式進行連結。