特開 2022-164444 清掃装置

(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】P2022164444

(43)【公開日】2022-10-27

(54)【発明の名称】清掃装置

(51)【国際特許分類】

   A47L 11/204 20060101AFI20221020BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20221020BHJP

   A47L 7/00 20060101ALI20221020BHJP

   A47L 9/04 20060101ALI20221020BHJP

   B08B 1/04 20060101ALI20221020BHJP

   B08B 5/04 20060101ALI20221020BHJP

   B08B 3/02 20060101ALI20221020BHJP

   A47L 11/19 20060101ALI20221020BHJP

   A47L 11/24 20060101ALI20221020BHJP

   A47L 11/282 20060101ALI20221020BHJP

   A47L 11/30 20060101ALI20221020BHJP

   A47L 11/33 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

A47L11/204

A47L9/28 E

A47L7/00 A

A47L9/04 A

B08B1/04

B08B5/04 A

B08B3/02 E

A47L11/19

A47L11/24

A47L11/282

A47L11/30

A47L11/33

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021069940

(22)【出願日】2021-04-16

(71)【出願人】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000752

【氏名又は名称】弁理士法人朝日特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】箱守 大典

【テーマコード（参考）】

3B057

3B061

3B116

3B201

【Ｆターム（参考）】

3B057DA00

3B057DE06

3B061AA05

3B061AD05

3B061AD06

3B061AE02

3B061AE12

3B116AA01

3B116AA31

3B116AB51

3B116BA02

3B116BA15

3B116BA35

3B116BB22

3B116BB62

3B116BB72

3B201AA01

3B201AA31

3B201AB51

3B201BA02

3B201BA15

3B201BA35

3B201BB22

3B201BB62

3B201BB72

3B201BB92

(57)【要約】      （修正有）

【課題】被清掃面上を移動しながら回転するブラシにより被清掃面を清掃する清掃装置であって、従来技術と比較し清掃斑の生じにくい清掃装置を提供する。
【解決手段】清掃装置１は、駆動輪である後輪１０２Ｒ及び後輪１０２Ｌの回転により被清掃面上を移動しながら、回転するブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌにより被清掃面からゴミ等を除去し、除去したゴミ等を吸引機構により吸引し回収する。ブラシ１０５Ｒとブラシ１０５Ｌが清掃する領域は、被清掃面に平行で移動方向に垂直な幅方向において、その一部のみが重複するように配置されている。そのため、清掃漏れがなく、ブラシの撓みにより生じる清掃斑が少ない清掃が行われる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被清掃面に平行な軸周りに回転する複数の円柱状のブラシで前記被清掃面を清掃しながら前記被清掃面上を移動する清掃装置であって、
前記複数のブラシは前記被清掃面に平行かつ移動方向に垂直な幅方向において清掃領域の一部のみが重複するように配置されている
清掃装置。

【請求項2】

前記複数のブラシの１以上に関し、当該ブラシの前記幅方向における外縁側の端部が中央側の端部より移動方向において後方に配置されている
請求項１に記載の清掃装置。

【請求項3】

前記複数のブラシの１以上に関し、当該ブラシの前記幅方向における中央側の端部に回転力を与える
請求項１又は２に記載の清掃装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は清掃装置に関する。

【背景技術】

【0002】

道路、床等の被清掃面の上を移動しながら、被清掃面に押し当てられた駆動回転する円柱状のブラシにより被清掃面に付着した汚れを落とす清掃装置がある。

【0003】

例えば、特許文献１には、床に洗浄溶液を散布し、洗浄溶液の散布された床に駆動回転するブラシを押し当てて床に付着しているゴミを取り除き、取り除いたゴミをホッパに回収すると共に、床に残存する溶液をスクイジーで回収し洗浄溶液回収タンクに送る湿式清掃モードと、洗浄溶液の散布されない床に駆動回転するブラシを押し当てて床に付着しているダストを取り除き、取り除いたダストを含む空気をスクイジーで回収し、回収した空気に水粒子を噴霧して空気中のダストが付着した水粒子を回収タンクに回収する乾式清掃モードとの間で切替動作できる清掃装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－９９５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されている清掃装置のように、被清掃面（以下、被清掃面Ｓという）に平行な軸周りに回転する円柱状のブラシ（以下、ブラシＢという）で被清掃面Ｓを清掃しながら被清掃面Ｓ上を移動する清掃装置において、ブラシＢは、図１３に模式的に示すように、中心軸Ａの両端付近の支点ＦＬ及び支点ＦＲにおいて回転可能に支持された状態で、支点ＦＬ及び支点ＦＲにかけられる下方向の荷重により被清掃面Ｓに押し当てられる。従って、被清掃面Ｓから上方向に抗力を受けるブラシは、中心軸Ａの両端付近の支点ＦＬ及び支点ＦＲから中央に向かう程、大きく上方向に撓む。

【0006】

そのため、図１４に模式的に示すように、清掃装置により清掃される被清掃面Ｓには、被清掃面Ｓに平行かつ清掃装置の移動方向（以下、移動方向Ｍという）に垂直な方向（以下、幅方向Ｗという）における清掃斑Ｅが生じる。すなわち、被清掃面Ｓの清掃された領域の幅方向Ｗにおける両端付近は十分に汚れが除去されているが、中央付近は汚れが十分に除去されていない、という状態が生じる。

【0007】

上記の事情に鑑み、本発明は、被清掃面上を移動しながら回転するブラシにより被清掃面を清掃する清掃装置であって、従来技術と比較し清掃斑の生じにくい清掃装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、被清掃面に平行な軸周りに回転する複数の円柱状のブラシで前記被清掃面を清掃しながら前記被清掃面上を移動する清掃装置であって、前記複数のブラシは前記被清掃面に平行かつ移動方向に垂直な幅方向において清掃領域の一部のみが重複するように配置されている清掃装置を第１の態様として提案する。

【0009】

第１の態様に係る清掃装置によれば、清掃領域の幅方向を１本のブラシでカバーする従来技術に係る清掃装置と比較しブラシの撓み量が小さいため、清掃斑が生じにくい。

【0010】

上記の第１の態様に係る清掃装置において、前記複数のブラシの１以上に関し、当該ブラシの前記幅方向における外縁側の端部が中央側の端部より移動方向において後方に配置されている、という構成が第２の態様として採用されてもよい。

【0011】

第２の態様に係る清掃装置によれば、ブラシにより被清掃面から除去されたゴミ、埃等を含む洗浄液や空気が清掃領域の外側に飛散しにくい。

【0012】

上記の第１又は第２の態様に係る清掃装置において、前記複数のブラシの１以上に関し、当該ブラシの前記幅方向における中央側の端部に回転力を与える、という構成が第３の態様として採用されてもよい。

【0013】

第３の態様に係る清掃装置によれば、幅方向における中央側の端部に回転力が与えられるブラシに関し、その交換が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施形態に係る清掃装置の斜視図。

【図2】一実施形態に係る清掃装置の底面図。

【図3】一実施形態に係る清掃装置が備える２本のブラシの清掃領域が幅方向における一部のみにおいて重複している状態を示した図。

【図4】一実施形態に係る清掃装置が備える２本のブラシの中心軸が被清掃面から受ける抗力により上方向に撓んだ状態を模式的に示した図。

【図5】一実施形態に係る清掃装置が備える２本のブラシにより清掃される被清掃面に生じる清掃斑を模式的に示した図。

【図6】一実施形態に係る清掃装置において駆動装置により生成される回転力が２本のブラシに伝達される構造を示した図。

【図7】一実施形態に係る清掃装置におけるブラシの交換の手順を示した図。

【図8】一変形例に係る清掃装置の底面図。

【図9】一変形例に係る清掃装置において駆動装置により生成される回転力が２本のブラシに伝達される構造を示した図。

【図10】一実施形態に係る清掃装置と比較した場合の、一変形例に係る清掃装置の効果を説明するための図。

【図11】一変形例に係る清掃装置が備える複数のブラシの配置の例を示した図。

【図12】一変形例に係る清掃装置が備える複数のブラシの配置の例を示した図。

【図13】従来技術に係る清掃装置が備えるブラシの中心軸が被清掃面から受ける抗力により上方向に撓んだ状態を模式的に示した図。

【図14】従来技術に係る清掃装置が備えるブラシにより清掃される被清掃面に生じる清掃斑を模式的に示した図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［実施形態］
以下に、本発明の一実施形態に係る清掃装置１を説明する。なお、以下の説明において、清掃装置１における上下とは、水平な被清掃面上に通常の使用状態で置かれた状態の清掃装置１における上下を意味し、清掃装置１における前後とは、清掃装置１が清掃時に移動する方向（以下、清掃方向という）を前とした場合の前後を意味し、清掃装置１における左右とは、清掃方向に向いたときの左右を意味する。

【0016】

図１は、清掃装置１の斜視図であり、図２は、清掃装置１の底面図である。清掃装置１は、清掃装置１の動作の制御を行うコントロールユニット等（図示略）を収容する筐体１０１と、筐体１０１の底面上の後方右側に配置された後輪１０２Ｒと、後輪１０２Ｒに回転力を与える駆動装置１０３Ｒと、筐体１０１の底面上の後方左側に配置された後輪１０２Ｌと、後輪１０２Ｌに回転力を与える駆動装置１０３Ｌと、筐体１０１の底面上の前方中央に配置された前輪１０４を備える。

【0017】

清掃装置１は、コントロールユニットの制御下で動作する駆動装置１０３Ｒから与えられる回転力で回転する後輪１０２Ｒと、コントロールユニットの制御下で動作する駆動装置１０３Ｌから与えられる回転力で回転する後輪１０２Ｌにより、被清掃面の上を自律移動する。なお、前輪１０４は駆動されず、清掃装置１の移動に伴い回転する。

【0018】

清掃装置１は、さらに、筐体１０１の底面上の前輪１０４と後輪１０２Ｒの間に配置された円柱状のブラシ１０５Ｒと、筐体１０１の底面上の前輪１０４と後輪１０２Ｌの間に配置された円柱状のブラシ１０５Ｌと、ブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌに回転力を与える駆動装置１０６を備える。

【0019】

ブラシ１０５Ｒとブラシ１０５Ｌは、それらの中心軸が幅方向Ｗに平行となるように配置されている。また、ブラシ１０５Ｒとブラシ１０５Ｌは、それらが清掃する領域（以下、清掃領域という）の一部のみが幅方向Ｗにおいて重複するように配置されている。そのような配置とするために、ブラシ１０５Ｒの中心軸とブラシ１０５Ｌの中心軸は前後方向において異なる位置に配置されている。

【0020】

図３は、ブラシ１０５Ｒの清掃領域ＣＲと、ブラシ１０５Ｌの清掃領域ＣＬが、幅方向Ｗにおける一部の領域ＣＷのみにおいて重複している状態を示した図である。このように配置されるブラシ１０５Ｒとブラシ１０５Ｌにより、被清掃面Ｓは、幅方向Ｗの全域において隙間無く清掃される。

【0021】

また、上記のように配置されるブラシ１０５Ｒとブラシ１０５Ｌにより清掃される被清掃面Ｓには、図１４に示した従来技術に係るブラシＢにより清掃される被清掃面Ｓにおける場合と比較し、清掃斑Ｅが生じにくい。

【0022】

図４は、ブラシ１０５Ｒとブラシ１０５Ｌの中心軸が被清掃面Ｓから受ける抗力により上方向に撓んだ状態を模式的に示した図である。なお、図１３に示したブラシＢの清掃領域の幅方向Ｗの長さと、図４に示すブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌの清掃領域の幅方向Ｗの長さは同じであるものとする。ブラシ１０５Ｒの中心軸が支持される支点ＦＲＲと支点ＦＲＬの間の距離は、ブラシＢの中心軸Ａが支持される支点ＦＲと支点ＦＬの間の距離より短い。また、ブラシ１０５Ｌの中心軸が支持される支点ＦＬＲと支点ＦＬＬの間の距離は、ブラシＢの中心軸Ａが支持される支点ＦＲと支点ＦＬの間の距離より短い。従って、被清掃面Ｓから受ける抗力によりブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌに生じる撓みの量は、ブラシＢに生じる撓みの量よりも小さい。

【0023】

図５は、ブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌにより清掃される被清掃面Ｓに生じる清掃斑Ｅを模式的に示した図である。図５に示すように、清掃装置１が備えるブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌにより清掃が行われる場合、図１４に示した従来技術に係るブラシＢにより清掃が行われた場合と比較し、被清掃面Ｓに生じる清掃斑Ｅが大幅に低減される。

【0024】

図２を参照し、清掃装置１の構成の説明を続ける。清掃装置１は、さらに、駆動装置１０６で生成される回転力をブラシ１０５Ｒに伝達する駆動ベルト１０７Ｒと、駆動ベルト１０７Ｒにより回転されると共にブラシ１０５Ｒの中心軸の一方の端部に連結される駆動側連結部１０８Ｒと、ブラシ１０５Ｒの中心軸の他方の端部に連結される非駆動側連結部１０９Ｒを備える。また、清掃装置１は、駆動装置１０６で生成される回転力をブラシ１０５Ｌに伝達する駆動ベルト１０７Ｌと、駆動ベルト１０７Ｌにより回転されると共にブラシ１０５Ｌの中心軸の一方の端部に連結される駆動側連結部１０８Ｌと、ブラシ１０５Ｌの中心軸の他方の端部に連結される非駆動側連結部１０９Ｌを備える。

【0025】

駆動側連結部１０８Ｒは、筐体１０１に対し回転可能に取り付けられており、駆動ベルト１０７Ｒを介して駆動装置１０６から与えられる回転力により回転する。駆動側連結部１０８Ｒには、ブラシ１０５Ｒの中心軸の一方の端部が連結される。ブラシ１０５Ｒの中心軸は駆動側連結部１０８Ｒの回転に伴い回転する。非駆動側連結部１０９Ｒは、筐体１０１に対し回転不可能に取り付けられており、ブラシ１０５Ｒの中心軸の他方の端部と連結されて、ブラシ１０５Ｒの中心軸を回転可能に支持する。

【0026】

駆動側連結部１０８Ｌは、筐体１０１に対し回転可能に取り付けられており、駆動ベルト１０７Ｌを介して駆動装置１０６から与えられる回転力により回転する。駆動側連結部１０８Ｌには、ブラシ１０５Ｌの中心軸の一方の端部が連結される。ブラシ１０５Ｌの中心軸は駆動側連結部１０８Ｌの回転に伴い回転する。非駆動側連結部１０９Ｌは、筐体１０１に対し回転不可能に取り付けられており、ブラシ１０５Ｌの中心軸の他方の端部と連結されて、ブラシ１０５Ｌの中心軸を回転可能に支持する。

【0027】

図６は、駆動装置１０６により生成される回転力がブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌに伝達される構造を示した図である。

【0028】

清掃装置１において、駆動装置１０６は、駆動ベルト１０７Ｒを介して、ブラシ１０５Ｒの幅方向Ｗにおける中央側の端部（図２における右側の端部）に回転力を与える。また、駆動装置１０６は、駆動ベルト１０７Ｌを介して、ブラシ１０５Ｌの幅方向Ｗにおける中央側の端部（図２における左側の端部）に回転力を与える。そのため、ブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌは、交換が容易にできる。

【0029】

図７は、ブラシ１０５Ｌを例とし、その交換の手順を示した図である。図７（ａ）はブラシ１０５Ｌが取り付けられている通常の状態を示している。ユーザ（保守員等）は、ブラシ１０５Ｌを交換する際、図７（ｂ）に示すように、非駆動側連結部１０９Ｌを取り外す。続いて、ユーザは、図７（ｃ）に示すように、古いブラシ１０５Ｌを矢印Ｘの方向に抜き取る。ユーザは、古いブラシ１０５Ｌを取り外した手順と逆の手順で、新しいブラシ１０５Ｌを取り付ける。

【0030】

仮に、駆動装置１０６がブラシ１０５Ｌの幅方向Ｗにおける外縁側の端部に回転力を与える場合、ユーザは、非駆動側連結部１０９Ｌの取り外し等を行う際、清掃装置１の側方からでは手が届かず、清掃装置１を持ち上げたり、裏返したりする必要がある。しかしながら、駆動装置１０６がブラシ１０５Ｌの幅方向Ｗにおける中央側の端部に回転力を与えるように構成されているため、ユーザは、非駆動側連結部１０９Ｌの交換の作業を清掃装置１の側方から容易に行うことができる。ブラシ１０５Ｒに関しても同様である。

【0031】

図２を参照し、清掃装置１の構成の説明を続ける。清掃装置１は、さらに、筐体１０１の後方に取り付けられたスクイジー１１０を備える。また、清掃装置１は、図２では図示を省略している吸引機構を備える。スクイジー１１０は、洗浄液の散布された被清掃面Ｓからブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌにより除去されたゴミ、埃等を含む洗浄液を集める役割を果たす。スクイジー１１０により集められた洗浄液は、吸引機構により筐体１０１内へと吸引され、筐体１０１内の洗浄液回収タンクに回収される。

【0032】

なお、清掃装置１が、ブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌよりも前方に被清掃面Ｓに向けて洗浄液を散布するノズルを備え、筐体１０１内の洗浄液供給タンクに収容されている使用前洗浄液を、筐体１０１内のポンプによりノズルから散布してもよい。その場合、清掃装置１において被清掃面Ｓを清掃する際、予め別の装置等を用いて被清掃面Ｓに対し洗浄液を散布する手間を要さない。

【0033】

上記の構成は、清掃装置１が洗浄液を用いた清掃（湿式清掃）を行う場合の構成であるが、清掃装置１が洗浄液を用いない清掃（乾式清掃）を行うように構成されてもよい。その場合、清掃装置１は、筐体１０１内に洗浄液回収タンクに代えて、ゴミ、埃等を含む空気からゴミ、埃等を分離するフィルタ等と、分離したゴミ、埃等を回収する除去物回収タンクを備え、吸引機構により吸引した空気からゴミ、埃等を分離回収する。

【0034】

上述した清掃装置１によれば、被清掃面Ｓに清掃斑Ｅが生じにくい。また、上述した清掃装置１によれば、ブラシ１０５Ｌ及びブラシ１０５Ｒの交換が容易である。

【0035】

［変形例］
上述した実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で様々に変形されてよい。以下にそれらの変形例を示す。なお、以下に示す変形例の２以上が適宜組み合わされてもよい。

【0036】

（変形例１）
上述した実施形態において、ブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌは、それらの中心軸が幅方向Ｗに平行に延伸するように配置されている。これに代えて、清掃装置１が備える複数のブラシの１以上に関し、そのブラシの幅方向Ｗにおける外縁側の端部が中央側の端部より移動方向Ｍにおいて後方に配置されていてもよい。

【0037】

図８は、この変形例の一例に係る清掃装置１の底面図である。この変形例においては、ブラシ１０５Ｒとブラシ１０５Ｌが「ハ」の字形状を成すように配置されている。すなわち、ブラシ１０５Ｒの幅方向Ｗにおける外縁側の端部（図８の左側の端部）が、中央側の端部（図８の右側の端部）よりも、移動方向Ｍにおいて後方に配置されている。そして、ブラシ１０５Ｌの幅方向Ｗにおける外縁側の端部（図８の右側の端部）が、中央側の端部（図８の左側の端部）よりも、移動方向Ｍにおいて後方に配置されている。

【0038】

図９は、図８に示した構成の清掃装置１において、駆動装置１０６により生成される回転力がブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌに伝達される構造を示した図である。この清掃装置１が備える駆動装置１０６は、ブラシ１０５Ｒを回転させるための駆動装置１０６Ｒと、ブラシ１０５Ｌを回転させるための駆動装置１０６Ｌで構成される。

【0039】

図１０は、上述した清掃装置１と比較した場合の、この変形例に係る清掃装置１の効果を説明するための図である。ブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌにより被清掃面Ｓから除去されたゴミ等は、後方に向かい、やや拡がるように飛散する。

【0040】

従って、上述した実施形態に係る清掃装置１による場合、図１０（ａ）に示すように、ブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌにより被清掃面Ｓから除去されたゴミ等の一部が、清掃領域より左右外側に飛散してしまう。従って、それらの左右外側に飛散するゴミ等を回収するために、スクイジー１１０の幅を広くしたり、吸引機構による吸引力を高めたりする必要が生じる。

【0041】

一方、この変形例に係る清掃装置１による場合、図１０（ｂ）に示すように、ブラシ１０５Ｒ及びブラシ１０５Ｌにより被清掃面Ｓから除去されたゴミ等の一部が、清掃領域より左右外側に飛散してしまう危険性が低い。従って、上述した実施形態に係る清掃装置１と比較し、スクイジー１１０の幅を狭くでき、また、吸引機構に要求される吸引力を小さくできる。

【0042】

（変形例２）
上述した実施形態において、清掃装置１が備えるブラシの数は２本である。清掃装置１が備えるブラシの数は３本以上であってもよい。図１１は、清掃装置１が３本のブラシを備える場合の、それらのブラシの配置の例を示した図である。このように、幅方向Ｗに沿った方向に配置されるブラシの数を増やすことで、各ブラシの中心軸の長さを短くすることができる。その結果、各ブラシに生じる撓みの量が小さくなり、被清掃面Ｓに生じる清掃斑Ｅがより低減できる。

【0043】

図１２は、清掃装置１が４本のブラシを備える場合の、それらのブラシの配置の例を示した図である。このように、移動方向Ｍに沿った方向に配置されるブラシの数を増やすことで、被清掃面Ｓの同じ位置を複数回、ブラシで擦ることができる。その結果、清掃装置１の汚れ除去能力を高めることができる。

【0044】

（変形例３）
上述した実施形態に係る清掃装置１は、コントロールユニットの制御下で自律走行するものとしたが、清掃装置１が作業員等のユーザによる移動方向の調整を受けながら移動してもよい。

【符号の説明】

【0045】

１…清掃装置、１０１…筐体、１０２Ｌ・１０２Ｒ…後輪、１０３Ｌ・１０３Ｒ…駆動装置、１０４…前輪、１０５Ｌ・１０５Ｒ…ブラシ、１０６…駆動装置、１０７Ｌ・１０７Ｒ…駆動ベルト、１０８Ｌ・１０８Ｒ…駆動側連結部、１０９Ｌ・１０９Ｒ…非駆動側連結部、１１０…スクイジー。

【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】