特開 2022-143136 建築現場用スイーパー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022143136

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】建築現場用スイーパー

(51)【国際特許分類】

   E01H 1/04 20060101AFI20220926BHJP

   E01H 1/05 20060101ALI20220926BHJP

   B08B 1/04 20060101ALI20220926BHJP

   A47L 11/24 20060101ALI20220926BHJP

   A47L 11/283 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

E01H1/04

E01H1/05

B08B1/04

A47L11/24

A47L11/283

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021043488

(22)【出願日】2021-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】517261338

【氏名又は名称】株式会社スマートロボティクス

(71)【出願人】

【識別番号】000150615

【氏名又は名称】株式会社長谷工コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110002103

【氏名又は名称】特許業務法人にじいろ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 悠介

(72)【発明者】

【氏名】石川 直生

(72)【発明者】

【氏名】上原 正志

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 哲矢

(72)【発明者】

【氏名】林 徹

(72)【発明者】

【氏名】小林 祐亮

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 大徹

【テーマコード（参考）】

2D026

3B116

【Ｆターム（参考）】

2D026AA02

2D026AB01

3B116AA31

3B116AB51

3B116BA02

3B116BA13

3B116BA35

(57)【要約】      （修正有）

【課題】建築現場での使用に適したスイーパーを提供する。
【解決手段】スイーパー１は、走行用の前後車輪７，９を有し、床面を自走しながら建築廃棄物を掻き集めるスイーパー本体３と、掻き集められた建築廃棄物を収容するダストボックス５とを具備し、スイーパー本体３の進行方向前方部にはブラシ毛材が円錐台形を成す一対のディスクブラシ１７が本体の中心線を挟んでブラシ毛材が互いに部分的に重なるように配される。スイーパー本体３には前方右側の障害物を検知するための超音波式の複数の第１の距離センサと、前方左側の障害物を検知するための超音波式の複数の第２の距離センサが装備される。第１の距離センサの感度中心線は平面視において他の第１の距離センサの感度中心線に対して交差する。第２の距離センサの感度中心線はは平面視において他の第２の距離センサの感度中心線に対して交差する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行用の前後車輪を有し、床面を自走しながら建築廃棄物を掻き集めるスイーパー本体と、
前記掻き集められた建築廃棄物を収容するダストボックスとを具備し、
前記スイーパー本体の進行方向前方部にはブラシ毛材が円錐台形を成す一対のディスクブラシが前記スイーパー本体の中心線を挟んで前記ブラシ毛材が互いに部分的に重なるように配され、
前記スイーパー本体内には、前記ディスクブラシがその後方部分において部分的に重なり、且つ前記ディスクブラシの毛先に沿うように掃上板が傾設され、
前記スイーパー本体内には、前記ディスクブラシにより前記掃上板の上面に沿って掃き上げられた前記建築廃棄物を後方に送り出すとともに、前記床面上の粉塵を捕集するために円柱形のローラーブラシが架設され、
前記ダストボックスは、前板上部に受入口が開口された箱形状を有しており、前記ローラーブラシで送り出された前記建築廃棄物及び前記捕集された粉塵を前記受入口から受け入れ、後方の前記ダストボックス内に落下させるように、前記ローラーブラシの後方に前記スイーパー本体に装着され、
前記スイーパー本体には前方右側の障害物を検知するための超音波式の複数の第１の距離センサ(S5,S6,S7,S8)が装備され、
前記スイーパー本体には前方左側の障害物を検知するための超音波式の複数の第２の距離センサ(S13,S14,S15,S16)が装備され、
前記スイーパー本体にはまっすぐ前方の障害物を検知するための超音波式の２つの第３の距離センサ(S17,S18)が装備され、
前記第１の距離センサのうち特定の第１の距離センサ(S6)は平面視及び正面視において感度中心線が他の少なくとも２つの第１の距離センサ(S7,S8)の感度中心線に対して交差するように配置され、
前記第２の距離センサのうち特定の第２の距離センサ(S14)は平面視及び正面視において感度中心線が他の少なくとも２つの第２の距離センサ(S15,S16)の感度中心線に対して交差するように配置される、スイーパー。

【請求項2】

前記他の少なくとも２つの第１の距離センサ(S7,S8)の感度中心線は平面視及び正面視において互いに交差せず、前記他の少なくとも２つの第２の距離センサ(S15,S16)の感度中心線は平面視及び正面視において互いに交差しない、請求項１記載のスイーパー。

【請求項3】

前記他の少なくとも２つの第１の距離センサ(S7,S8)の感度中心線は、平面視において互いに平行であり、前記他の少なくとも２つの第２の距離センサ(S15,S16)の感度中心線は、平面視において互いに平行である、請求項２記載のスイーパー。

【請求項4】

前記特定の第１の距離センサ(S6)の感度中心線は平面視及び正面視において前記他の少なくとも２つの第２の距離センサ(S15,S16)の感度中心線に対して交差し、
前記特定の第２の距離センサ(S14)の感度中心線は平面視及び正面視において前記他の少なくとも２つの第1の距離センサ(S7,S8)の感度中心線に対して交差する、請求項２記載のスイーパー。

【請求項5】

前記第１、第２の距離センサは、側面視において感度中心線が前傾するように配置される、請求項４記載のスイーパー。

【請求項6】

前記第３の距離センサ(S17,S18)の一方の第３の距離センサ(S18)は平面視において感度中心線が前記スイーパー本体の中心線に対して平行であって、側面視において感度中心線が前記スイーパー本体の中心線に対して平行になるように配置され、
前記第３の距離センサ(S17,S18)の他方の第３の距離センサ(S17)は平面視において感度中心線が前記スイーパー本体の中心線に対して平行であって、側面視において感度中心線が前傾するように配置される、請求項５記載のスイーパー。

【請求項7】

前記第１の距離センサの感度中心線が側面視において前記スイーパー本体の走行面に達する位置が互いに相違する、請求項６記載のスイーパー。

【請求項8】

前記スイーパー本体には右側方の障害物の有無を検知するための超音波式の複数の第４の距離センサ(S1,S2,S3,S4)が装備され、
前記スイーパー本体には左側方の障害物の有無を検知するための超音波式の複数の第５の距離センサ(S9,S10,S11,S12)が装備される、請求項１記載のスイーパー。

【請求項9】

走行用の前後車輪を有し、床面を自走しながら建築廃棄物を掻き集めるスイーパー本体と、
前記掻き集められた建築廃棄物を収容するダストボックスとを具備し、
前記スイーパー本体の進行方向前方部にはブラシ毛材が円錐台形を成す一対のディスクブラシが前記スイーパー本体の中心線を挟んで前記ブラシ毛材が互いに部分的に重なるように配され、
前記スイーパー本体には前方右側の障害物を検知するための超音波式の複数の第１の距離センサ(S5,S6,S7,S8)が装備され、
前記スイーパー本体には前方左側の障害物を検知するための超音波式の複数の第２の距離センサ(S13,S14,S15,S16)が装備され、
前記第１の距離センサのうち特定の第１の距離センサ(S6)は平面視において感度中心線が他の少なくとも２つの第１の距離センサ(S7,S8)の感度中心線に対して交差するように配置され、
前記第２の距離センサのうち特定の第２の距離センサ(S14)は平面視において感度中心線が他の少なくとも２つの第２の距離センサ(S15,S16)の感度中心線に対して交差するように配置される、スイーパー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、建築現場用スイーパーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から様々な自律走行型のスイーパーが存在する。多くのスイーパーは、主に床面上の粉塵等比較的細かく軽いゴミを吸引し、収容する。一方、建築現場で発生するゴミ（建築廃棄物）としては、粉塵はもちろんではあるが、それとともにコンクリート塊、木材等の端材、金属片、金属くず、ガラス片、ガラスくずなど、比較的大きく比較的重いものがある。

【0003】

そのためこれら建築廃棄物を吸引により集積し、収容することは困難であった。

【0004】

また、建設廃棄物はその物量が多く、従来のスイーパーのダストボックスの容積ではすぐに満杯になってしまう。仮に大容量のダストボックスを備えていたとしても、建築廃棄物を満載したダストボックスは非常に重くなり、建築廃棄物をダストボックスからゴミ集積所へ移し替える作業は容易ではない。そして建設作業時にはスイーパーを作業場所から離れた場所に移送させる必要があるが、重く大きなスイーパーを人力で移送することも容易ではない。

【0005】

さらに、前方に壁等の障害物が存在するときに方向転換するためにスイーパーの前方部分には距離センサが装備されている。距離センサとしては、粉塵の多い建築現場では多くの場合、超音波式センサが採用されている。超音波式センサは周知の通り振動子面積等に応じたそれ固有の指向特性を有している。例えば音圧が最も高い感度中心線を中心に１０°程度の音圧半減角の範囲が実用域である。従って死角を解消するには膨大な数の距離センサを上下左右に分散して配置させる必要があるが、コスト面だけでなく、センサの設置領域の制限があり、現実的ではない。特に柱体の角、パイプなどが死角に入ってしまいスイーパーが走行不能な事態に陥ってしまうこともあった。

【0006】

また床面に桟木材を適宜配置してスイーパーが走行する区域や走行禁止エリアを設定することも試みられている。しかし桟木材を建築廃棄物、ポール、柱体の角部等と区別することは難しく、建築廃棄物が残留してしなう事態や、走行区域が過剰に狭くなり、また走行禁止エリアに侵入してしまう事態も生じえる。また、桟木材を壁面等と区別することも難しく、そのため建築廃棄物が集まりがちな隅を良好に掃除できないこともあった。

【0007】

このように建築現場ではそれに対応したスイーパーが望まれている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

建築現場での使用に適したスイーパーが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本実施形態に係るスイーパーは、走行用の前後車輪を有し、床面を自走しながら建築廃棄物を掻き集めるスイーパー本体と、前記掻き集められた建築廃棄物を収容するダストボックスとを具備する。前記スイーパー本体の進行方向前方部にはブラシ毛材が円錐台形を成す一対のディスクブラシが前記スイーパー本体の中心線を挟んで前記ブラシ毛材が互いに部分的に重なるように配される。前記スイーパー本体内には、前記ディスクブラシがその後方部分において部分的に重なり、且つ前記ディスクブラシの毛先に沿うように掃上板が傾設される。前記スイーパー本体内には、前記ディスクブラシにより前記掃上板の上面に沿って掃き上げられた前記建築廃棄物を後方に送り出すとともに、前記床面上の粉塵を捕集するために円柱形のローラーブラシが架設される。前記ダストボックスは、前板上部に受入口が開口された箱形状を有しており、前記ローラーブラシで送り出された前記建築廃棄物及び前記捕集された粉塵を前記受入口から受け入れ、後方の前記ダストボックス内に落下させるように、前記ローラーブラシの後方に前記スイーパー本体に装着される。前記スイーパー本体には前方右側の障害物を検知するための超音波式の複数の第１の距離センサが装備される。前記スイーパー本体には前方左側の障害物を検知するための超音波式の複数の第２の距離センサが装備される。前記スイーパー本体にはまっすぐ前方の障害物を検知するための超音波式の２つの第３の距離センサが装備される。前記第１の距離センサのうち特定の第１の距離センサ(S6)は平面視及び正面視において感度中心線が他の少なくとも２つの第１の距離センサ(S7,S8)の感度中心線に対して交差するように配置される。前記第２の距離センサのうち特定の第２の距離センサ(S14)は平面視及び正面視において感度中心線が他の少なくとも２つの第２の距離センサ(S15,S16)の感度中心線に対して交差するように配置される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は本実施形態に係るスイーパーの斜視図である。

【図2】図２は図１のスイーパーの側面図である。

【図3】図３は図１のスイーパー本体からダストボックスを取り外した状態を示す斜視図である。

【図4】図４は図１のスイーパーの縦断面図である。

【図5】図５は図１のスイーパーの縦断面略図である。

【図6】図６は図１のスイーパーを前下方から見た斜視図である。

【図7】図７は図１のスイーパー本体の平面図である。

【図8】図８は図１のスイーパーの正面図である。

【図9】図９は図１のスイーパー本体の左側面図及び右側面図である。

【図10】図１０は本実施形態の距離センサの検知基準距離の違いを示す側面図である。

【図11】図１１は本実施形態の距離センサの配置により死角大幅に減少する状態を示す平面図である。

【図12】図１２は本実施形態に係るスイーパーの走行区域を示す図である。

【図13】図１３は本実施形態の距離センサによる浅木材と壁面との区別を示す側面図である。

【図14】図１４は本実施形態に係るスイーパーによる壁面と浅木材との角部の認識例とそのときの走行軌道を示す図である。

【図15】図１５は本実施形態に係るスイーパーによる壁面と壁面との角部の認識例とそのときの走行軌道を示す図である。

【図16】図１６は本実施形態に係るスイーパーによる段差の認識例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る建築現場用のスイーパーを説明する。
図１、図２には本実施形態に係るスイーパー１の外観を示している。図３にはスイーパー本体３からダストボックス５を取り外した状態を示している。図４はスイーパー１の縦断面図を示し、図５にはスイーパー１の縦断面略図を示している。スイーパー１は、建築現場の床面上を自走しながら、床面に散在されるコンクリート塊、木材等の端材、金属片、金属くず、ガラス片、ガラスくずなどの比較的大きく比較的重いゴミ（建築廃棄物）を掻き集めるスイーパー本体３を有する。スイーパー本体３には、スイーパー本体３により掻き集められた建築廃棄物を収容するダストボックス５が着脱自在(detachable)に嵌め込まれる。

【0012】

スイーパー本体３は、シャーシ１５を有する。シャーシ１５の左右には、建築現場の不整地走行に適するように、自走用の前後の駆動車輪７，９に履帯（クローラー）１１を掛け渡した移動機構１３が装備される。移動機構１３により、図２において紙面左側に向かう方向を進行方向としてスイーパー本体３が走行する。

【0013】

スイーパー本体３の進行方向の前方部には一対のモータ１９が、その回転軸（駆動軸）の中心線ＤＳが側面視において床面に垂直な鉛直線に対して前傾する姿勢で配置される。一対のモータ１９の回転軸には、柔軟性を有する合成樹脂製のブラシ毛材が円錐台形状に基材１８に植毛された一対のディスクブラシ１７がそれぞれ接続されている。一対のディスクブラシ１７はそれら円錐台の中心線ＲＲがモータ１９の回転中心線ＤＳに一致するようにモータ１９の回転軸に直結される。なお、説明の便宜上、回転中心線ＲＲとそれに揃うモータ１９の回転中心線ＤＳとを回転中心線ＲＡと総称するものとする。スイーパー１を床面に接地させたとき、ディスクブラシ１７の前方のブラシ毛材は湾曲して床面に密接する。

【0014】

一対のモータ１９は単一の取付板６１に共通して取り付けられている。一対のモータ１９の回転中心線ＤＳは取付板６１の板面に直交する。一対のモータ１９の間隔は、一対のディスクブラシ１７の相対位置が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬを挟んで互いのブラシ毛材が部分的に重なるように設定されている。

【0015】

取付板６１はその後端おいてスイーパー本体３の前方の張出部７１に蝶番６９を介して回動自在に取り付けられる。それにより一対のディスクブラシ１７及び一対のモータ１９、さらに取付板６１の自重により、一対のディスクブラシ１７が蝶番６９を支点として取付板６１が回動して前傾姿勢のままで、それらの毛先が床面に押し付けられる。取付板６１、モータ１９及びディスクブラシ１７の回動の支点、つまり蝶番６９のピンの位置を、回転中心線ＲＡ上ではなく、それより後方にずらしたことにより、支点からディスクブラシ１７の毛先前端までの回動半径Ｒを長くすることができる。

【0016】

取付板６１をスイーパー本体３に対して留める留め具６３，６５が取付板６１とスイーパー本体３とにそれぞれに設けられている。留め具６３は取付板６１に装着された可動フック構造を有し、留め具６３を手動により後傾させて、スイーパー本体３の張出部７１から前方に突設されたフック受け構造を有する留め具６５に引っ掛けることにより、取付板６１の回動が禁止され、基準姿勢で固定される。留め具６３を手動により前傾させて、留め具６５から外すことにより、回動禁止状態が解除されて、取付板６１の回動（傾動）が許可される。

【0017】

なお、本スイーパー１は図示しない制御部の制御により、比較的凹凸の少ない床面を広範囲にわたり掃除するのに適した部屋掃除モードと、線条凹部、つまり溝の内側をその線条方向に沿って掃除するのに適した溝掃除モードとで選択的に動作することが可能となっている。部屋掃除モードでは、取付板６１を固定し、一方、溝掃除モードでは、取付板６１の固定を解除して取付板６１を回動自在に設けることが好ましい。

【0018】

取付板６１にはその回動を基準姿勢を含む所定の可動範囲で制限するための制限構造７３が設けられている。制限構造７３として任意の構造が採用されるが、例えば取付板６１の後縁に連結される上方当接板と下方当接板とからなる。取付板６１とともに上方当接板と下方当接板が回動し、スイーパー本体３の張出部７１の前縁に当接することにより、その回動が係止される。取付板６１に対する上方当接板と下方当接板それぞれの交差角が予め設定されており、下方当接板７６の交差角により可動範囲の下限（下方限界）が既定され、上方当接板７４の交差角により可動範囲の上限（上方限界）が既定される。

【0019】

建築廃棄物をスイーパー本体３の両側から中心線ＣＬに掃き寄せるように、図示しないモータドライバは、平面視において、一対のディスクブラシ１７を互いに逆方向に回転させる。左側のディスクブラシ１７は時計回りに回転し、右側のディスクブラシ１７は反時計回りに回転する。

【0020】

スイーパー本体３の内部であって、一対のディスクブラシ１７の後方には、一対のディスクブラシ１７の後方部分が部分的に重なり、且つ一対のディスクブラシ１７の前傾した毛先面に沿うように掃上板２１が後方が前方よりも高い姿勢で傾設される（前傾）。一対のディスクブラシ１７及び掃上板２１の前傾姿勢は、一対のディスクブラシ１７の回転により、建築廃棄物を中心線ＣＬに掃き寄せると、建築廃棄物を掃上板２１に沿って掃き上げる機能とを兼用することを実現している（図４、図５参照）。

【0021】

スイーパー本体３の内部であって、掃上板２１の後方には、円柱形のローラーブラシ２３がその回転軸が中心線ＣＬに直交する向きで架設される。ローラーブラシ２３は円筒又は円柱形の支材の周面に柔軟性を有する合成樹脂製のブラシ毛材が密集して横断面放射状に植毛されてなる。スイーパー１を床面に接地させたとき、ローラーブラシ２３の下部において床面に接地するブラシ毛材は湾曲して床面に密接する。図示しないモータドライバは、ローラーブラシ２３のモータを駆動する。ローラーブラシ２３は床面に接するブラシ毛材が進行方向に抗う方向に回転する。それにより床面上の粉塵はローラーブラシ２３のブラシ毛材により捕集され、掃き上げられる。一対のディスクブラシ１７により掃き寄せられ、掃上板２１に沿って掃き上げられた建築廃棄物は、ローラーブラシ２３の上部においてブラシ毛材により後方に送り出される。

【0022】

スイーパー本体３の内部であって、ローラーブラシ２３の後方にはガイド板２５が、後方に向かって下がる後傾姿勢で設置される。ガイド板２５の先端縁は、例えば櫛形状をなしている。ローラーブラシ２３により捕集された粉塵はガイド板２５の先端縁で掻き落とされる。

【0023】

ローラーブラシ２３により後方に送り出された建築廃棄物は、ガイド板２５に受け渡され、その上面を滑り、後方に誘導される。ローラーブラシ２３により捕集され、ガイド板２５の先端で掻き落とされた粉塵も、ガイド板２５を滑り、後方に誘導される。ガイド板２５で後方に誘導された建築廃棄物や粉塵は、ダストボックス５に受け入れられ、落下し、収容される。建築廃棄物は、掃上板２１に沿って掃き上げられる（図４参照）。一対のディスクブラシ１７で建築廃棄物を掃上板２１に沿って上方に掃き上げるので、ダストボックス５を高く構成することができ、その容量を増大させることができる。

【0024】

ダストボックス５は、建築廃棄物及び粉塵の受入口２７として前板の上部が開口された直方体様の箱形状を有している。ダストボックス５の前後の長さはスイーパー本体３の約半分の長さを有している。ダストボックス５の左右の幅はスイーパー本体３の幅とほぼ同等である。ダストボックス５の高さはスイーパー本体３と同等又はそれより高く構成されている。スイーパー本体３にはダストボックス５を着脱自在に嵌め込むための窪み（嵌込部）６０（図３（ｂ）参照）が、移動機構１３の上方に設けられている。スイーパー本体３の嵌込部６０に嵌め込んだ状態でダストボックス５の上面及び後端上面は露出しており、露出したダストボックス５の上面には後述のハンドル３３が取り付けられ、また後端上面には後述の台座４３が取り付けられている。ダストボックス５はスイーパー本体３の嵌込部２９に嵌め込まれ、固定具３１により固定される。固定具３１を解除したとき、スイーパー本体３からダストボックス５を取り外し、分離することが可能である。

【0025】

ディスクブラシ１７及びローラーブラシ２３をスイーパー本体３の前方部に集設し、それらの後方にダストボックス５及び移動機構１３を配置したことにより、ダストボックス５をスイーパー本体３の約半分の長さのサイズに構成することが可能となり、それによりダストボックス５の容量を増大させることを可能としており、それとともにスイーパー本体３の底部と床面との間に建設廃棄物が侵入して走行不能になる事態を抑えることが可能になる。

【0026】

またダストボックス５を移動機構１３の上方に設置することにより、耐荷重性能を向上させて、収容する建築廃棄物の増量を許容することができ、さらに建築廃棄物がダストボックス５にどのように落下しようともダストボックス５及び建築廃棄物の全体の重心が移動機構１３の前後車輪７，９の間に位置するので、スイーパー１の姿勢変動を抑えることができる。

【0027】

ダストボックス５にはその上部表面においてハンドル３３が装着されている。ハンドル３３は、折り畳み可能なように、ダストボックス５に固定されるハンドル部分３５と、ハンドル部分３５に蝶番３９により連結されるハンドル部分３７とに２分割されている。スイーパー１の前後範囲に収まるように、折り畳まれたハンドル３３の全長はスイーパー１の全長よりも短く構成される。それによりハンドル３３を折り畳むことにより、ハンドル３３はスイーパー１の走行を妨害しない。ハンドル３３を展開することにより、ハンドル３３は伸長する。ハンドル３３の伸長状態はフック構造の留め具４１とフック受け４２により係止される。作業員はハンドル３３を把持して、スイーパー本体３から分離したダストボックス５をそれ単独で運搬することができ、またスイーパー本体３にダストボックス５を装着した状態で、スイーパー本体３をダストボックス５とともに、つまりスイーパー１の全体を運搬することもできる。

【0028】

ダストボックス５の後端部には台座４３が設けられる。台座４３は角錐台形の台座本体４５を有する。台座本体４５の一側面には車輪４６が取り付けられる。台座本体４５の底部にはゴム等の弾性材による４つの脚部４７が取り付けられる。台座本体４５はダストボックス５の後方部上面に蝶番４９を介して回動自在に取り付けられる。台座本体４５をダストボックス５の上部に跳ね上げて、退避させることができる。ダストボックス５の後方部上面にはフック構造の留め具５１が取り付けられ、台座本体４５の底部のフック受け部（図示しない）に引っ掛けることによりダストボックス５の後方部上面に台座４３を留めることができる。それにより台座４３はスイーパー１の走行を妨害しない。

【0029】

留め具５１を外したとき、台座４３をダストボックス５の後端面側に回動し、下ろすことができる。ダストボックス５の後端面にはダストボックス５の後端面側に下ろした台座４３を留める留め具４８が設けられている。作業者は、固定具３１を解除してスイーパー本体３からダストボックス５を取り外すとともに、台座４３をダストボックス５の後端側に回動し、留め具４８で留める。そしてハンドル３３を把持して、徐々に持ち上げて、台座４３の車輪４６を接地させる。この持ち上げる動作の中では脚部４７より先に車輪４６を接地するように脚部４７と車輪４６とが構成され、配置されている。

【0030】

車輪４６を接地させてハンドル３３を引っ張ることにより、車輪４６の転動により建築廃棄物等を満載したダストボックス５をそれ単独で楽に運搬することができる。さらに直立するまで持ち上げることにより、車輪４６が床面から離れ、脚部４７が接地し、スイーパー本体３から取り外したダストボックス５をそれ単独で床面上に直立安置することができる。

【0031】

またスイーパー本体３にダストボックス５を装着したままで、ハンドル３３を把持し持ち上げ、台座４３の車輪４６を接地させて、移動させることにより、車輪４６の転動によりスイーパー１を楽に運搬することができる。さらに直立するまで持ち上げて、車輪４６を床面から離し、脚部４７を接地させることにより、スイーパー１全体を床面上に直立安置することができる。

【0032】

図６、図７、図８、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、スイーパー本体３には、前方、右側、左側の障害物を検知するために超音波式の複数の距離センサＳ１－Ｓ１８が装備されている。距離センサＳ１－Ｓ１８は送波器と受波器とを別体で分離装備しているものとして図示しているが、単一の送受波器を装備するものであってもよい。以下説明では、距離センサＳ１－Ｓ１８各々の「感度中心線」との用語を用いるが、感度中心線とは送波器と受波器とを別体で設ける場合には送波器の振動面の中心点を通り振動面に垂直な中心線と、受波器の中心線との中央線として定義され、送受波器の場合にはその振動面の中心線として定義される。

【0033】

距離センサＳ１－Ｓ８は、スイーパー本体３の右側の障害物を検知するために配置されている。距離センサＳ９－Ｓ１６はスイーパー本体３の左側の障害物を検知するために配置されている。距離センサＳ１７、Ｓ１８はスイーパー本体３のまっすぐ前方の障害物を検知するために配置されている。以下詳細に説明する。

【0034】

図７に示すように距離センサＳ１は、その感度中心線（１）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに直交し、図８，図９（ａ）に示すように正面視及び側面視においては水平基準線ＨＬに対してやや下向きに傾斜するようにスイーパー本体３の後部に配置される。距離センサＳ２は、その感度中心線（２）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに直交し、正面視においては水平基準線ＨＬに平行になるようにスイーパー本体３の前部に配置される。距離センサＳ３は、その感度中心線（３）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに対してやや前向きに傾斜し、正面視及び側面視においてほぼ下向きになるようにスイーパー本体３の中央部に配置される。距離センサＳ４は、その感度中心線（４）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに対してやや前向きに傾斜し、正面視及び側面視においてやや下向きに傾斜するようにスイーパー本体３の中央部に配置される。

【0035】

距離センサＳ８は、その感度中心線（８）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに直交し、図８，図９（ｂ）に示すように正面視及び側面視においては水平基準線ＨＬに対してやや下向きに傾斜するようにスイーパー本体３の後部に配置される。距離センサＳ１０は、その感度中心線（１０）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに直交し、正面視においては水平基準線ＨＬに平行になるようにスイーパー本体３の前部に配置される。距離センサＳ１１は、その感度中心線（１１）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに対してやや前向きに傾斜し、正面視及び側面視においてほぼ下向きになるようにスイーパー本体３の中央部に配置される。距離センサＳ１１は、その感度中心線（１１）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに対してやや前向きに傾斜し、正面視及び側面視においてやや下向きに傾斜するようにスイーパー本体３の中央部に配置される。

【0036】

距離センサＳ５－Ｓ８（第１の距離センサ）は前方右側の障害物を検知するために配備されている。距離センサＳ１３－Ｓ１６（第２の距離センサ）は前方左側の障害物を検知するために配備されている。

【0037】

距離センサＳ５－Ｓ８は感度中心線（５）－（８）が平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに対して左側に少し傾斜するように配置される。距離センサＳ５はその感度中心線（５）が中心線ＣＬに対して４０°の角度で右方に傾斜するようにスイーパー本体３の前端部の右側に設置される。距離センサＳ７、Ｓ８は感度中心線（７）、（８）が中心線ＣＬに対して２０°の角度で右方に傾斜し、互いに平行になるようにスイーパー本体３の前端部の中央付近に一定の間隔を隔てて設置される。

【0038】

距離センサＳ６（特定の距離センサ）はその感度中心線（６）が中心線ＣＬに対して５２．５°の角度で右方に傾斜し、且つ他の少なくとも２つの距離センサＳ７、Ｓ８の感度中心線（７）、（８）に対して交差し、好ましくは他の３つの距離センサＳ５、Ｓ７、Ｓ８の感度中心線（５）、（７）、（８）の感度中心線（５）、（７）、（８）及び前方左側の障害物を検知する距離センサＳ１４－Ｓ１６の感度中心線（１４）－（１６）に対して交差するように、スイーパー本体３の前端部の距離センサＳ５とは反対側の左側に設置される。

【0039】

前方左側用の距離センサＳ１３－Ｓ１６についても同様である。距離センサＳ１３－Ｓ１６の感度中心線（１３）－（１６）は、平面視においてスイーパー本体３の中心線ＣＬに対して左側に少し傾斜する。距離センサＳ１３はその感度中心線（１３）が中心線ＣＬに対して４０°の角度で左方に傾斜するようにスイーパー本体３の前端部の左側に設置される。距離センサＳ１５、Ｓ１６は感度中心線（１５）、（１６）が中心線ＣＬに対して２０°の角度で左方に傾斜し、互いに平行になるようにスイーパー本体３の前端部の中央付近に一定の間隔を隔てて設置される。

【0040】

距離センサＳ１４（特定の距離センサ）はその感度中心線（１４）が中心線ＣＬに対して５２．５°の角度で左方に傾斜し、且つ他の少なくとも２つの距離センサＳ１５、Ｓ１６の感度中心線（１５）、（１６）に対して交差し、好ましくは他の３つの距離センサＳ１３、Ｓ１５、Ｓ１６の感度中心線（１３）、（１５）、（１６）及び前方右側の障害物を検知する距離センサＳ６－Ｓ８の感度中心線（６）－（８）に対して交差するように、スイーパー本体３の前端部の右側に設置される。

【0041】

さらに平面視において、距離センサＳ６，Ｓ８，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８はそれらの感度中心線（６），（８）、（１４），（１６），（１７），（１８）が、スイーパー本体３の中心線ＣＬ上の一点で交差するように配置されている。

【0042】

図８に示すように、距離センサＳ５－Ｓ８の感度中心線（５）－（８）は、正面視において水平基準線ＨＬに対して右側に少し傾斜する。距離センサＳ６（特定の距離センサ）は感度中心線（６）が他の少なくとも２つの距離センサＳ７、Ｓ８の感度中心線（７）、（８）に対して交差するように設置される。距離センサＳ１３－Ｓ１６の感度中心線（１３）－（１６）は、正面視において水平基準線ＨＬに対して左側に少し傾斜する。距離センサＳ１４（特定の距離センサ）は感度中心線（１４）が他の少なくとも２つの距離センサＳ１５、Ｓ１６の感度中心線（１５）、（１６）に対して交差するように設置される。さらに平面視において、距離センサＳ６，Ｓ８，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１７はそれらの感度中心線（６），（８）、（１４），（１６），（１７）が一点で交差するように配置されている。

【0043】

図９（ａ）、図１０（ａ）に示すように、側面視において、距離センサＳ５、Ｓ６はそれらの感度中心線（５）、（６）がスイーパー本体３の前端から距離（検知基準距離）ＡＤ２を隔てて床面に到達する前傾角度で取り付けられる。距離センサＳ５、Ｓ６はスイーパー本体３の前端から距離ＡＤ２以内に接近した障害物を検知する。距離センサＳ７はその感度中心線（７）がスイーパー本体３の前端から、距離ＡＤ２より短い距離ＡＤ１を隔てて床面に到達する前傾角度で取り付けられる。距離センサＳ７はスイーパー本体３の前端から距離ＡＤ１以内に接近した障害物を検知する。距離センサＳ８はその感度中心線（８）がスイーパー本体３の前端から、距離ＡＤ２より長い距離ＡＤ３を隔てて床面に到達する前傾角度で取り付けられる。距離センサＳ８はスイーパー本体３の前端から距離ＡＤ３以内に接近した障害物を検知する。なお、距離センサＳ１７はその感度中心線（１７）がスイーパー本体３の前端から、距離ＡＤ３よりさらに長い距離ＡＤ４を隔てて床面に到達する前傾角度で取り付けられ、距離ＡＤ４以内に接近した障害物を検知する。

【0044】

図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示すように、側面視において、距離センサＳ１３、Ｓ１４はそれらの感度中心線（１３）、（１４）がスイーパー本体３の前端から距離ＡＤ２を隔てて床面に到達する前傾角度で取り付けられ、スイーパー本体３の前端から距離ＡＤ２以内に接近した障害物を検知する。距離センサＳ１５はその感度中心線（１５）がスイーパー本体３の前端から、距離ＡＤ２より短い距離ＡＤ１を隔てて床面に到達する前傾角度で取り付けられ、距離ＡＤ１以内に接近した障害物を検知する。距離センサＳ１６はその感度中心線（１６）がスイーパー本体３の前端から、距離ＡＤ２より長い距離ＡＤ３を隔てて床面に到達する前傾角度で取り付けられ、距離ＡＤ３以内に接近した障害物を検知する。

【0045】

図１１に示すように、前方距離センサＳ５－Ｓ８、Ｓ１３－Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８のうち距離センサＳ６（特定の距離センサ）の感度中心線（６）は少なくとも２つの距離センサＳ７、Ｓ８の感度中心線（７）、（８）に対して交差し、同様に距離センサＳ１４（特定の距離センサ）の感度中心線（１４）は少なくとも２つの距離センサＳ１５、Ｓ１６の感度中心線（１５）、（１６）に対して交差するので、前方について広範囲（広角）に建築廃棄物、さらにポール及び柱体等の障害物を検知することができ、且つそれらが感度中心線（５）、（７）、（８）の間や感度中心線（１３）、（１５）、（１６）の間に入り込んだとしても、検知することができ、検知不能な死角を大幅に減少させることができる。

【0046】

また、より多くの距離センサＳ６、Ｓ８、Ｓ１４、Ｓ１６の感度中心線（６）、（８）、（１４）、（１６）を真正面の距離センサＳ１７の感度中心線（１７）上の交点Ｃ１で交差させることにより、その交点Ｃ１付近の死角をほぼ解消させることができ、それによりスイーパー１が正面から障害物に衝突する事態を効果的に回避することができる。

【0047】

さらにスイーパー１の真正面の交点Ｃ１の左右両側であって、当該交点Ｃ１よりも少し遠方の交点Ｃ２，Ｃ３において、距離センサＳ６、Ｓ７の感度中心線（６）、（７）を交差させ、距離センサＳ１４、Ｓ１５の感度中心線（１４）、（１５）を交差させたことにより、それら交点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の死角がほぼ解消することから,スイーパー１がその場で旋回したときに障害物に接触する事態を効果的に回避することができる。

【0048】

また、上述したように本実施形態では、比較的凹凸の少ない床面を広範囲にわたり掃除するのに適した部屋掃除モードと、溝の内側をその線条方向に沿って掃除するのに適した溝掃除モードとで選択的に動作することが可能となっており、それら各モードでスイーパー１の走行区域を複数の浅木材を適宜配置させることで設定させることを可能としている（図１２参照）。

【0049】

そのためには浅木材と壁とを識別するとともに、浅木材と壁それぞれまでの距離を認知する必要があるが、本実施形態では図１３に示すように、前方距離センサＳ５－Ｓ８、Ｓ１３－Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８のうち距離センサＳ１８をその感度中心線（１８）が水平になるように配置し、他の距離センサＳ５－Ｓ８（Ｓ１３－Ｓ１６）をそれらの感度中心線（５）－（８）（（１３）－（１６））の前傾角度が相違するように配置したことにより、浅木材と壁とを明瞭に識別するとともに、浅木材と壁それぞれまでの距離を認知することを簡易化している。

【0050】

典型的には距離センサの出力値をそれぞれの検知距離に応じた参照値とコンパレータで比較し、検知距離が検知基準距離未満になったときに、信号処理上の状態を変化させる回路構成を採用する。また浅木材に対しては距離ＡＤ３まで接近したときに方向転換し、壁面に対しては距離ＡＤ１まで接近したときに方向転換することが予め設定されていると仮定する。この場合、前方距離センサＳ５－Ｓ８、Ｓ１３－Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８のうち、距離センサＳ８、Ｓ１６、Ｓ１７が状態変化を示し、他の距離センサは状態変化を示さないときに、図示しない制御部はその障害物が浅木材であり、距離ＡＤ３まで接近したことを認識することができる。一方、前方距離センサＳ５－Ｓ８、Ｓ１３－Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８の全てが状態変化を示したときに、制御部はその障害物が壁であり、距離ＡＤ１まで接近したことを認識することができる。

【0051】

具体的な動作例を説明する。例えば図１４（ａ）に示すように、スイーパー１は例えば距離センサＳ１０により壁面に対して所定距離まで接近しながら壁面に沿って移動する。そして図１４（ｂ）に示すように、距離センサＳ１０により壁面を検知し、さらに距離センサＳ１７により前方であって所定距離の位置に障害物が存在することを検知した上で、距離センサＳ１８では障害物を検知しないとき、それら検知結果の組み合わせにより、前方の障害物が浅木材であること、さらに壁面と浅木材との角部であることを認識することができる。図１４（ｃ）に示すように、前方の障害物が浅木材であり、壁面と浅木材との角部であるとの認識結果に従って浅木材に対して所定距離の間隔を維持しながら壁面から離れる方向に旋回し、進入禁止エリアへの進入を回避することができる。

【0052】

また、図１５（ａ）に示すように、スイーパー１は例えば距離センサＳ１０により壁面に対して所定距離まで接近しながら壁面に沿って移動する。そして距離センサＳ１０により壁面を検知し、さらに図１５（ｂ）に示すように、距離センサＳ１７と距離センサＳ１８とにより共に前方であって所定距離の位置に障害物が存在することを検知するとき、それら検知結果の組み合わせにより、前方の障害物が壁面であり、それらの角部であることを認識することができる。壁面の角部であることを認識したときには、図１５（ｃ）に示すように、スイーパー１は所定距離だけ後退し、そして図１５（ｄ）に示すように、前方の壁面までディスクブラシが１７の毛先が壁面に到達するまで最接近する。後退と最接近とを１回又は所定回数繰り返す。その後、図１５（ｅ）に示すように、スイーパー１は９０°旋回し、壁面に沿って移動する。それにより壁面の角部を好適に掃除することができる。

【0053】

図１６に示すように、床面には段差スラブと呼ばれるユニットバスを入れるための凹みや玄関の段差が存在することがあり、この段差の存在は感度中心が左右側部から前傾した例えば距離センサＳ３，Ｓ１１の検知距離が各々から床面までの所定距離を超過することにより検知することができる。スイーパー１は段差も進入禁止エリアとして認識し、適宜停止及び旋回して落下を回避することができる。

【0054】

以上のように本実施形態によれば、ダストボックスを大容量すること、スイーパー本体から分離してダストボックスだけを搬送すること及びその搬送負担を低減すること、スイーパー全体として搬送するその負担を低減すること、走行不能事態の発生可能性を抑えること、ダストボックス単体で容易に且つ専有面積を極小化して安置すること、スイーパー全体で容易に且つ専有面積を極小化して安置すること等の建築現場に好適な機能を装備したスイーパーをその構造を複雑化することなく無く実現することができる。さらにディスクブラシを傾動自在に設けたことにより、床目の凹凸に追従して、床面と凸部戸の境界や溝底部の建築廃棄物を掃き寄せ、収集することができる。

【0055】

さらに本実施形態では、上記死角を減少させる等の様々な作用効果を、膨大な数の距離センサを稠密に配備させることなく実現することを可能としている。

【0056】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0057】

１…スイーパー、３…スイーパー本体、５…ダストボックス、７，９…駆動車輪、１１…履帯、１３…移動機構、１５…シャーシ、１９…モータ、１７…ディスクブラシ、２１…掃上板、２３…ローラーブラシ、２５…ガイド板、Ｓ１－Ｓ１８…距離センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】