自走式掃除機
【課題】小回りができ、運転者が乗っても軽快に走行できる自走式掃除機を提供する。
【解決手段】運転員が一人乗って走行しながら路面を掃除する自走式掃除機であって、掃除機本体Sと走行駆動部Dとからなり、掃除機本体Sは、回転ブラシ5A,5Bと従動輪3Aを備えており、走行駆動部Dは、駆動源と操舵機構を取付けたフレームと、フレームの上面に取付けた運転座席8と、フレームの下面に旋回可能に取付けた駆動輪2を備えており、駆動輪2は、運転座席8の直下方に位置しており、駆動輪2は、ホイールにモータを内蔵したホイルインモータである。運転者の体重は座席の直下に位置する駆動輪2にかかるので、従動輪3Aに対する負荷は少なくなる。駆動輪2はホイルインモータであり、低速でも高トルクを出力することから、駆動に必要な床面との摩擦となり、床や路面の掃除中に一定の速度で走行して確実に掃除が行える。
【解決手段】運転員が一人乗って走行しながら路面を掃除する自走式掃除機であって、掃除機本体Sと走行駆動部Dとからなり、掃除機本体Sは、回転ブラシ5A,5Bと従動輪3Aを備えており、走行駆動部Dは、駆動源と操舵機構を取付けたフレームと、フレームの上面に取付けた運転座席8と、フレームの下面に旋回可能に取付けた駆動輪2を備えており、駆動輪2は、運転座席8の直下方に位置しており、駆動輪2は、ホイールにモータを内蔵したホイルインモータである。運転者の体重は座席の直下に位置する駆動輪2にかかるので、従動輪3Aに対する負荷は少なくなる。駆動輪2はホイルインモータであり、低速でも高トルクを出力することから、駆動に必要な床面との摩擦となり、床や路面の掃除中に一定の速度で走行して確実に掃除が行える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自走式掃除機に関する。さらに詳しくは、運転員が一人乗って走行しながら路面や床面を掃除する自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の自走式掃除機として、特許文献1に記載のものがある。
この従来技術は、ゴミや水等の掃き出し等の掃除機能に支障を来すことなく車体のコンパクト化を図るようにした自走式清掃機であり、つぎのように構成されている。
車体を走行可能に支持する少なくとも三つの輪体と、車体に配設され、回転することでゴミを掃き出すブラシと、前記ブラシで掃き出されたゴミを収容するゴミ回収タンクとを備えている、前記三つの輪体のうち2輪は駆動輪で、この駆動輪は車体側に支持されたアウタロータ型モータの回転子で構成されている。残る1輪は小さな従動輪である。
【0003】
しかるに、上記従来技術は、左右2輪の駆動輪は車体に対し固定された位置に取付けられており、車輪自体の向きを変えることはできない。したがって、左右の駆動輪の回転数を互いに変えるか、あるいは小さな従動輪1輪の向きを変えることで、車体の向きを変えなければならない。しかし、左右駆動輪の回転数の相違で車体の向きを変えることは、旋回半径を大きくすることになり、小さな従動輪による方向変換は床との摩擦が小さいので確実な方向転換ができないという欠点がある。よって、自走式掃除機に必要な小回りが効かないという問題がある。
【0004】
また、三つの輪体を取付けた車体は折れ曲がらないので、路面が山状や谷状に傾斜した所では車輪がうまく接地せず、乗越えることができず、掃き残しが生じる等の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平6−179502号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上記事情に鑑み、小回りが効き、運転者が乗っても軽快に走行でき、路面の傾斜凹凸があっても掃き残しがなく掃除できる自走式掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1発明の自走式掃除機は、運転員が一人乗って走行しながら路面を掃除する自走式掃除機であって、掃除機本体と走行駆動部とからなり、前記掃除機本体は、路面清掃具と支持用車輪を備えており、前記走行駆動部は、駆動源と操舵機構を取付けたフレームと、該フレームの上面に取付けた運転座席と、該フレームの下面に旋回可能に取付けた駆動輪を備えており、前記駆動輪は、前記運転座席の直下方に位置しており、前記駆動輪は、ホイールにモータを内蔵したホイルインモータであることを特徴とする。
第2発明の自走式掃除機は、第1発明において、前記駆動輪が、減速機を内蔵し、ディスクブレーキを備えたホイルインモータであることを特徴とする。
第3発明の自走式掃除機は、第1または第2発明において、前記駆動輪が、1輪であって操舵輪を兼ねていることを特徴とする。
第4発明の自走式掃除機は、第1,2または第3発明において、前記駆動輪が、車輪支持体を介して垂直な支軸によって水平面内で旋回可能に前記フレームに取付けられており、前記フレームにおける前記運転座席の横には操作レバーが傾動自在に取付けられており、該操作レバーと前記車輪支持体との間はリンク機構で連結され、前記操作レバーの傾動動作を前記駆動輪の旋回動作に変換するようになっていることを特徴とする。
第5発明の自走式掃除機は、第1,2,3または第4発明において、前記掃除機本体と前記走行駆動部とは、水平軸まわりで回転可能なピンを介して着脱自在に連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
第1発明によれば、運転者の体重は運転座席の直下に位置する駆動輪にかかるので、支持用輪の荷重負担は少なくなる。一方で駆動輪はホイルインモータであり、低速でも高トルクを出力することから、駆動輪に運転者の重量がかかっても、それが駆動に必要な床面との摩擦となる。よって、安定した走行が可能となり、床や路面の掃除中に一定の速度で走行して確実に掃除が行える。
第2発明によれば、駆動輪が低速で高トルクを出力するので、発進しやすく清掃作業時の低速走行時にも高トルクを出力するので、登り坂や段差があってもスムーズに走行することができる。また、減速機を内蔵しているので、高トルクを出力する割に駆動輪自体が小形になるので、掃除機自体をコンパクトにでき、かつ掃き残しも生じないようにできる。
第3発明によれば、駆動輪が操舵輪を兼ねているので、方向転換が坂道のような抵抗の大きい場所でも可能となる。しかも、一輪のみで方向転換させるので旋回半径が非常に小さくなり、その場旋回に近い旋回が可能である。
第4発明によれば、運転座席の横の操作レバーを傾動させると、リンク機構を介して駆動輪を転舵できるので、運転員が座席に座ったままで手動で方向転換できる。このため、思いどおりの場所を掃き残しを生ずることなく清掃できる。
第5発明によれば、掃除機本体と走行駆動部を連結するピンは水平軸まわりに回転するので、坂道の頂上付近や谷底付近でも駆動輪も支持用車輪も路面に接地する。このため、自走式掃除機を走行させながら掃除機本体による清掃が可能である。また、掃除機本体に走行駆動部をピンで結合離脱できるので、走行駆動部のみを後付けで付加して自走式掃除機を組立てることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態に係る自走式掃除機Aの基本構造を示す側面外観図である。
【図2】同実施形態の自走式掃除機Aの基本構造を示す平面外観図である。
【図3】同実施形態の自走式掃除機Aの側面図である。
【図4】図3の自走式掃除機Aの背面図である。
【図5】図3の自走式掃除機Aの平面図である。
【図6】図3の自走式掃除機Aの正面図である。
【図7】自走式掃除機Aが山越えしている状態の説明図である。
【図8】自走式掃除機Aが谷越えしている状態の説明図である。
【図9】自走式掃除機Aが掃除機本体と走行駆動部に分離した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図1および図2に基づき自走式掃除機Aの基本構造を説明する。
本実施形態の自走式掃除機Aは、その構造を掃除機本体Sと走行駆動部Dに二分することができる。
【0011】
掃除機本体Sは、本体フレーム7に路面清掃具である回転ブラシ5Aや支持用車輪である従動輪3Aとキャスター3Bを取付けて構成されている。
従動輪3Aは左右の2輪があり、その間には回転ブラシ5Bが取付けられている。本体フレーム7の下面には、ゴミ箱6が着脱自在に取付けられている。
本体フレーム7から斜め上方に延びているのは、手押しハンドル4である。
この掃除機本体Sは、それ単体で人力用の掃除機として使えるものであり、作業員は、手押しハンドル4で押すことができる。
【0012】
走行駆動部Dはフレーム1を有しており、これにはラダー形その他の任意の形式のフレームが用いられる。走行駆動部Dを構成する全ての部品は、このフレーム1に取付けられる。2は駆動輪で、フレーム1の後端部下面に取付けられている。
【0013】
フレーム1には、駆動源であるバッテリーや制御機器などが取付けられている。8は運転座席でフレーム1の後端部上面に設置されている。9は駆動輪2の操作レバーであり、運転座席8の横に配置されている。
本実施形態の自走式掃除機Aは、この走行駆動部Dによって、動力走行しながら床面を清掃できるようにしたものである。
【0014】
前記掃除機本体Sと前記走行駆動部Dとは、水平軸まわりで回転可能なピン41を介して着脱自在に連結されている。42は掃除機本体S側のブランケットであり、このブランケット42に走行駆動部Dのフレームの先端部が挿入されるようになっている。そして、ピン41をブラケット42とフレーム1の先端部に差し込んで、掃除機本体Sと走行駆動部Dとが連結されている。上記構造に基づき、掃除機本体Sと走行駆動部Dは、互いに連結離脱が可能であり、連結状態において、掃除機本体Sと走行駆動部Dは互いに傾動することも可能である。
【0015】
つぎに、本実施形態の自走式掃除機Aの詳細を説明する。
図4に示すように、駆動輪2はフレーム1に対し以下に説明するように旋回自在に取付けられている。
11は駆動輪2の車軸であり、その両端には、断面逆U字形の車輪支持体12が取付けられている。この車輪支持体12の内側において、車軸11にはディスクブレーキ13が取付けられている。
車輪支持体12の上端には垂直な支軸14が取付けられ、この支軸14はブラケット15内で水平面内において回転するようになっている。ブラケット15はフレーム1に固定されている。
【0016】
図3および図4に示すように、前記運転座席8は、駆動輪2のほぼ真上に位置している。換言すれば、運転座席8の直下に駆動輪2が位置しているので、運転者の体重は、ほぼ全部が駆動輪2にかかり、従動輪3Aの負担は小さくなっている。
このため従動輪3Aの走行抵抗が大きくなることはない。この一方、駆動輪2には運転者の体重が走行に必要な摩擦力を大きくするので、坂道や路面抵抗の大きいところでも安定した走行が可能となる。
【0017】
駆動輪2は運転者が操作レバー9を傾動し手動で操舵できるようになっている。
駆動輪2と操作レバー9との間は、つぎのリンク機構20で連結されている。
図4および図5に示すように、車輪支持体12の中心後部には、第1リンク21の一端が取付けられており、その他端はL字形リンク22の一端に連結されている。L字形リンク22は、その中心がピン23が車体フレームに回動自在に軸支されている。L字形リンク22の他端には、第2リンク24の一端が連結されている。第2リンク24の他端には垂直リンク25の一端が連結されており、この垂直リンク25の他端は、水平な回動軸26に固定されている。回動軸26はパイプ等でフレーム1に固定されている。そして、回動軸26には前記操作レバー9が連結され、この操作レバー9は運転座席8の横で前方に向け延びている。操作レバー9の先端には握り部10が固定され、これにはスロットルレバー30とブレーキレバー31が取付けられている。
【0018】
図3に示すように、操作レバー9は前後方向に傾動できるようになっており、この操作レバー9を中立位置Nから前方位置Lへ押し倒すと、その動きが前記リンク機構20を経て車輪支持体12に伝わり、駆動輪2を左旋回させる。反対に操作レバー9を中立位置Nから後方位置Rへ引き戻すと、その動きが前記リンク機構20を経て車輪支持体12に伝わり、駆動輪2を右旋回させる。
また、スロットルレバー30を操作すると駆動輪2の走行速度を加減速することができ、ブレーキレバー31を握ると前記ディスクブレーキ13が効くようになっている。
【0019】
図3に示すように、駆動輪2と前記従動輪3Aとの間の後軸間距離Drは、従動輪3Aとキャスター3Bとの間の前軸間距離Dfに比べ半分以下に短くなっている。このため、駆動輪3Aを旋回して駆動させたとき、掃除機Aは従動輪3Aを中心として向きを変えるので、その場合回転が可能であり、非常に小さい旋回軌跡を実現できる。
しかも、駆動輪2は運転座席8の直下方にあり、後方へ出っ張っているものは何もない。このため、運転者は座席8に座って前方を見たまま操作するのであるが、自分の体の後方を気遣う必要はないので、精神的に疲れにくく、安全性も高い。
【0020】
前記駆動輪2は、ホイールの外周にタイヤを嵌めた構成である。ホイールは、モータを内蔵したホイールインモータを用い、タイヤはウレタン発泡メッシュタイプを用いている。
【0021】
ホイルインモータは、ステータやロータの一部または全部が車輪のホイール内に内蔵されているタイプのモータである。また、ホイルインモータには、インナロータ型とアウタロータ型とがあり、本発明ではどちらを用いてもよい。
インナロータ型は、車軸側に磁石を円周方向に配置し、ホイールの内側に鉄芯とコイルからなる電機子を円周方向に配置したものである。
アウタロータ型は、ホイールの内側に磁石を円周方向に配置し、車軸側に鉄芯とコイルからなる電機子を円周方向に配置したものである。
【0022】
駆動輪2のケーシング内部では、遊星歯車減速機が内蔵されており、モータ出力を減速して高トルクで取り出せるようになっている。
この駆動輪2はダイレクトドライブ方式の利点である部品点数の少ない簡素な構成と、直径を大きくとることによって低速で高トルクが得られるという利点を有するものである。
【0023】
ウレタン発泡メッシュタイプのタイヤは、弾力性があり、重量が軽く、パンクレス構造を有している。また、ホイールとの密着性に優れ、かつ分解性も有している。さらに、モータの発熱を吸収する役目も果たすことができる。
【0024】
つぎに、本実施形態の自走式掃除機Aの使用方法を説明する。
図3に示すように、運転者が運転座席8に座って、スロットル30を開くと駆動輪2が回転しはじめて、発進と加速を行う。スロットル30を閉じると減速する。ブレーキレバー31を握ると減速して停車する。操作レバー9が中立位置Nのとき駆動輪2は車体軸線に沿っているので、自走式掃除機Aは直進する。操作レバー9を前方Lに傾すと駆動輪2は左向きになり、車体は左旋回する。操作レバー9を後方Rに引くと駆動輪2が右向きになり、車体は右旋回する。
車体が走行している間、ブラシ5A,5Bを回転させ、ゴミを吸引していけば、路面や床面を清掃できる。
【0025】
以上のように、本実施形態の自走式掃除機Aでは、運転座席の横の操作レバー9を傾動させると、リンク機構を介して駆動輪2を転舵できるので、運転員が座席に座ったままで手動で方向転換できる。このため、思いどおりの場所を掃き残しを生ずることなく清掃できる。そして、駆動輪2が操舵輪を兼ねているので、方向転換が坂道のような抵抗の大きい場所でも可能となる。しかも、一輪のみで方向転換させるので旋回半径が非常に小さくなり、その場旋回に近い旋回が可能である。
【0026】
掃除機本体Sと走行駆動部Dを連結するピン41は水平軸まわりに回転するので、図7に示すような坂道の頂上付近や図8に示すような谷底付近でも自走式掃除機Aの走行が可能であり掃除機本体Sによる清掃が可能である。もちろん、このような大きな傾斜だけでなく路面上の小さな凹凸にも対応して車体の前後部が屈曲するので、多くの清掃面での掃き残しは生じない。
【0027】
また、図9に示すように掃除機本体Sに走行駆動部Dをピン41を抜いて分離できるので、掃除機本体Sのみを使って手押し作業で掃除することもできる。また、掃除機本体Sに走行駆動部Dのみを後付けで付加して自走式掃除機Aを組立てることが可能となる。さらに、走行駆動部Dを外して手押し型の掃除機本体Sに復元することも可能である。
このことは手押し型の軽量タイプの掃除機本体を自走化できるということを意味するが、この場合にも運転者の体重は駆動輪2で支え、従動輪3Aには重量をかけないので、回転ブラシ5Bをつぶすことはない。
【0028】
本実施形態の自走式掃除機Aでは、駆動輪2が低速で高トルクを出力するので、発進しやすく清掃作業時の低速走行時にも高トルクを出力するので、登り坂や段差があってもスムーズに走行することができる。また、減速機を内蔵しているので、高トルクを出力する割に駆動輪2自体が小形になるので、掃除機自体をコンパクトにでき、かつ掃き残しも生じないようにできる。
【0029】
本実施形態の自走式掃除機Aでは、従動輪3Aの2輪と駆動輪2の1輪からなる3輪で車体を支えており、運転者の体重は座席の直下に位置する駆動輪2にかかるので、従動輪3Aに対する負荷は少なくなる。一方で駆動輪2には重量がかかっても、それが駆動に必要な床面との摩擦となるので、安定した走行が可能となる。また、低速でも高トルクを出力し、床や路面の掃除中に一定の速度で走行して確実に掃除が行える。
【0030】
本発明の自走式掃除機Aは、手押し型掃除機に、駆動輪2やその操作機構を付加して構成してもよく、駆動駆動型として専用設計してもよい。
【符号の説明】
【0031】
S 掃除機本体
D 走行駆動部
1 フレーム
2 駆動輪
3A 従動輪
5A,5B 回転ブラシ
8 運転座席
9 操作レバー
20 リンク機構
41 ピン
【技術分野】
【0001】
本発明は、自走式掃除機に関する。さらに詳しくは、運転員が一人乗って走行しながら路面や床面を掃除する自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の自走式掃除機として、特許文献1に記載のものがある。
この従来技術は、ゴミや水等の掃き出し等の掃除機能に支障を来すことなく車体のコンパクト化を図るようにした自走式清掃機であり、つぎのように構成されている。
車体を走行可能に支持する少なくとも三つの輪体と、車体に配設され、回転することでゴミを掃き出すブラシと、前記ブラシで掃き出されたゴミを収容するゴミ回収タンクとを備えている、前記三つの輪体のうち2輪は駆動輪で、この駆動輪は車体側に支持されたアウタロータ型モータの回転子で構成されている。残る1輪は小さな従動輪である。
【0003】
しかるに、上記従来技術は、左右2輪の駆動輪は車体に対し固定された位置に取付けられており、車輪自体の向きを変えることはできない。したがって、左右の駆動輪の回転数を互いに変えるか、あるいは小さな従動輪1輪の向きを変えることで、車体の向きを変えなければならない。しかし、左右駆動輪の回転数の相違で車体の向きを変えることは、旋回半径を大きくすることになり、小さな従動輪による方向変換は床との摩擦が小さいので確実な方向転換ができないという欠点がある。よって、自走式掃除機に必要な小回りが効かないという問題がある。
【0004】
また、三つの輪体を取付けた車体は折れ曲がらないので、路面が山状や谷状に傾斜した所では車輪がうまく接地せず、乗越えることができず、掃き残しが生じる等の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平6−179502号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上記事情に鑑み、小回りが効き、運転者が乗っても軽快に走行でき、路面の傾斜凹凸があっても掃き残しがなく掃除できる自走式掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1発明の自走式掃除機は、運転員が一人乗って走行しながら路面を掃除する自走式掃除機であって、掃除機本体と走行駆動部とからなり、前記掃除機本体は、路面清掃具と支持用車輪を備えており、前記走行駆動部は、駆動源と操舵機構を取付けたフレームと、該フレームの上面に取付けた運転座席と、該フレームの下面に旋回可能に取付けた駆動輪を備えており、前記駆動輪は、前記運転座席の直下方に位置しており、前記駆動輪は、ホイールにモータを内蔵したホイルインモータであることを特徴とする。
第2発明の自走式掃除機は、第1発明において、前記駆動輪が、減速機を内蔵し、ディスクブレーキを備えたホイルインモータであることを特徴とする。
第3発明の自走式掃除機は、第1または第2発明において、前記駆動輪が、1輪であって操舵輪を兼ねていることを特徴とする。
第4発明の自走式掃除機は、第1,2または第3発明において、前記駆動輪が、車輪支持体を介して垂直な支軸によって水平面内で旋回可能に前記フレームに取付けられており、前記フレームにおける前記運転座席の横には操作レバーが傾動自在に取付けられており、該操作レバーと前記車輪支持体との間はリンク機構で連結され、前記操作レバーの傾動動作を前記駆動輪の旋回動作に変換するようになっていることを特徴とする。
第5発明の自走式掃除機は、第1,2,3または第4発明において、前記掃除機本体と前記走行駆動部とは、水平軸まわりで回転可能なピンを介して着脱自在に連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
第1発明によれば、運転者の体重は運転座席の直下に位置する駆動輪にかかるので、支持用輪の荷重負担は少なくなる。一方で駆動輪はホイルインモータであり、低速でも高トルクを出力することから、駆動輪に運転者の重量がかかっても、それが駆動に必要な床面との摩擦となる。よって、安定した走行が可能となり、床や路面の掃除中に一定の速度で走行して確実に掃除が行える。
第2発明によれば、駆動輪が低速で高トルクを出力するので、発進しやすく清掃作業時の低速走行時にも高トルクを出力するので、登り坂や段差があってもスムーズに走行することができる。また、減速機を内蔵しているので、高トルクを出力する割に駆動輪自体が小形になるので、掃除機自体をコンパクトにでき、かつ掃き残しも生じないようにできる。
第3発明によれば、駆動輪が操舵輪を兼ねているので、方向転換が坂道のような抵抗の大きい場所でも可能となる。しかも、一輪のみで方向転換させるので旋回半径が非常に小さくなり、その場旋回に近い旋回が可能である。
第4発明によれば、運転座席の横の操作レバーを傾動させると、リンク機構を介して駆動輪を転舵できるので、運転員が座席に座ったままで手動で方向転換できる。このため、思いどおりの場所を掃き残しを生ずることなく清掃できる。
第5発明によれば、掃除機本体と走行駆動部を連結するピンは水平軸まわりに回転するので、坂道の頂上付近や谷底付近でも駆動輪も支持用車輪も路面に接地する。このため、自走式掃除機を走行させながら掃除機本体による清掃が可能である。また、掃除機本体に走行駆動部をピンで結合離脱できるので、走行駆動部のみを後付けで付加して自走式掃除機を組立てることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態に係る自走式掃除機Aの基本構造を示す側面外観図である。
【図2】同実施形態の自走式掃除機Aの基本構造を示す平面外観図である。
【図3】同実施形態の自走式掃除機Aの側面図である。
【図4】図3の自走式掃除機Aの背面図である。
【図5】図3の自走式掃除機Aの平面図である。
【図6】図3の自走式掃除機Aの正面図である。
【図7】自走式掃除機Aが山越えしている状態の説明図である。
【図8】自走式掃除機Aが谷越えしている状態の説明図である。
【図9】自走式掃除機Aが掃除機本体と走行駆動部に分離した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、図1および図2に基づき自走式掃除機Aの基本構造を説明する。
本実施形態の自走式掃除機Aは、その構造を掃除機本体Sと走行駆動部Dに二分することができる。
【0011】
掃除機本体Sは、本体フレーム7に路面清掃具である回転ブラシ5Aや支持用車輪である従動輪3Aとキャスター3Bを取付けて構成されている。
従動輪3Aは左右の2輪があり、その間には回転ブラシ5Bが取付けられている。本体フレーム7の下面には、ゴミ箱6が着脱自在に取付けられている。
本体フレーム7から斜め上方に延びているのは、手押しハンドル4である。
この掃除機本体Sは、それ単体で人力用の掃除機として使えるものであり、作業員は、手押しハンドル4で押すことができる。
【0012】
走行駆動部Dはフレーム1を有しており、これにはラダー形その他の任意の形式のフレームが用いられる。走行駆動部Dを構成する全ての部品は、このフレーム1に取付けられる。2は駆動輪で、フレーム1の後端部下面に取付けられている。
【0013】
フレーム1には、駆動源であるバッテリーや制御機器などが取付けられている。8は運転座席でフレーム1の後端部上面に設置されている。9は駆動輪2の操作レバーであり、運転座席8の横に配置されている。
本実施形態の自走式掃除機Aは、この走行駆動部Dによって、動力走行しながら床面を清掃できるようにしたものである。
【0014】
前記掃除機本体Sと前記走行駆動部Dとは、水平軸まわりで回転可能なピン41を介して着脱自在に連結されている。42は掃除機本体S側のブランケットであり、このブランケット42に走行駆動部Dのフレームの先端部が挿入されるようになっている。そして、ピン41をブラケット42とフレーム1の先端部に差し込んで、掃除機本体Sと走行駆動部Dとが連結されている。上記構造に基づき、掃除機本体Sと走行駆動部Dは、互いに連結離脱が可能であり、連結状態において、掃除機本体Sと走行駆動部Dは互いに傾動することも可能である。
【0015】
つぎに、本実施形態の自走式掃除機Aの詳細を説明する。
図4に示すように、駆動輪2はフレーム1に対し以下に説明するように旋回自在に取付けられている。
11は駆動輪2の車軸であり、その両端には、断面逆U字形の車輪支持体12が取付けられている。この車輪支持体12の内側において、車軸11にはディスクブレーキ13が取付けられている。
車輪支持体12の上端には垂直な支軸14が取付けられ、この支軸14はブラケット15内で水平面内において回転するようになっている。ブラケット15はフレーム1に固定されている。
【0016】
図3および図4に示すように、前記運転座席8は、駆動輪2のほぼ真上に位置している。換言すれば、運転座席8の直下に駆動輪2が位置しているので、運転者の体重は、ほぼ全部が駆動輪2にかかり、従動輪3Aの負担は小さくなっている。
このため従動輪3Aの走行抵抗が大きくなることはない。この一方、駆動輪2には運転者の体重が走行に必要な摩擦力を大きくするので、坂道や路面抵抗の大きいところでも安定した走行が可能となる。
【0017】
駆動輪2は運転者が操作レバー9を傾動し手動で操舵できるようになっている。
駆動輪2と操作レバー9との間は、つぎのリンク機構20で連結されている。
図4および図5に示すように、車輪支持体12の中心後部には、第1リンク21の一端が取付けられており、その他端はL字形リンク22の一端に連結されている。L字形リンク22は、その中心がピン23が車体フレームに回動自在に軸支されている。L字形リンク22の他端には、第2リンク24の一端が連結されている。第2リンク24の他端には垂直リンク25の一端が連結されており、この垂直リンク25の他端は、水平な回動軸26に固定されている。回動軸26はパイプ等でフレーム1に固定されている。そして、回動軸26には前記操作レバー9が連結され、この操作レバー9は運転座席8の横で前方に向け延びている。操作レバー9の先端には握り部10が固定され、これにはスロットルレバー30とブレーキレバー31が取付けられている。
【0018】
図3に示すように、操作レバー9は前後方向に傾動できるようになっており、この操作レバー9を中立位置Nから前方位置Lへ押し倒すと、その動きが前記リンク機構20を経て車輪支持体12に伝わり、駆動輪2を左旋回させる。反対に操作レバー9を中立位置Nから後方位置Rへ引き戻すと、その動きが前記リンク機構20を経て車輪支持体12に伝わり、駆動輪2を右旋回させる。
また、スロットルレバー30を操作すると駆動輪2の走行速度を加減速することができ、ブレーキレバー31を握ると前記ディスクブレーキ13が効くようになっている。
【0019】
図3に示すように、駆動輪2と前記従動輪3Aとの間の後軸間距離Drは、従動輪3Aとキャスター3Bとの間の前軸間距離Dfに比べ半分以下に短くなっている。このため、駆動輪3Aを旋回して駆動させたとき、掃除機Aは従動輪3Aを中心として向きを変えるので、その場合回転が可能であり、非常に小さい旋回軌跡を実現できる。
しかも、駆動輪2は運転座席8の直下方にあり、後方へ出っ張っているものは何もない。このため、運転者は座席8に座って前方を見たまま操作するのであるが、自分の体の後方を気遣う必要はないので、精神的に疲れにくく、安全性も高い。
【0020】
前記駆動輪2は、ホイールの外周にタイヤを嵌めた構成である。ホイールは、モータを内蔵したホイールインモータを用い、タイヤはウレタン発泡メッシュタイプを用いている。
【0021】
ホイルインモータは、ステータやロータの一部または全部が車輪のホイール内に内蔵されているタイプのモータである。また、ホイルインモータには、インナロータ型とアウタロータ型とがあり、本発明ではどちらを用いてもよい。
インナロータ型は、車軸側に磁石を円周方向に配置し、ホイールの内側に鉄芯とコイルからなる電機子を円周方向に配置したものである。
アウタロータ型は、ホイールの内側に磁石を円周方向に配置し、車軸側に鉄芯とコイルからなる電機子を円周方向に配置したものである。
【0022】
駆動輪2のケーシング内部では、遊星歯車減速機が内蔵されており、モータ出力を減速して高トルクで取り出せるようになっている。
この駆動輪2はダイレクトドライブ方式の利点である部品点数の少ない簡素な構成と、直径を大きくとることによって低速で高トルクが得られるという利点を有するものである。
【0023】
ウレタン発泡メッシュタイプのタイヤは、弾力性があり、重量が軽く、パンクレス構造を有している。また、ホイールとの密着性に優れ、かつ分解性も有している。さらに、モータの発熱を吸収する役目も果たすことができる。
【0024】
つぎに、本実施形態の自走式掃除機Aの使用方法を説明する。
図3に示すように、運転者が運転座席8に座って、スロットル30を開くと駆動輪2が回転しはじめて、発進と加速を行う。スロットル30を閉じると減速する。ブレーキレバー31を握ると減速して停車する。操作レバー9が中立位置Nのとき駆動輪2は車体軸線に沿っているので、自走式掃除機Aは直進する。操作レバー9を前方Lに傾すと駆動輪2は左向きになり、車体は左旋回する。操作レバー9を後方Rに引くと駆動輪2が右向きになり、車体は右旋回する。
車体が走行している間、ブラシ5A,5Bを回転させ、ゴミを吸引していけば、路面や床面を清掃できる。
【0025】
以上のように、本実施形態の自走式掃除機Aでは、運転座席の横の操作レバー9を傾動させると、リンク機構を介して駆動輪2を転舵できるので、運転員が座席に座ったままで手動で方向転換できる。このため、思いどおりの場所を掃き残しを生ずることなく清掃できる。そして、駆動輪2が操舵輪を兼ねているので、方向転換が坂道のような抵抗の大きい場所でも可能となる。しかも、一輪のみで方向転換させるので旋回半径が非常に小さくなり、その場旋回に近い旋回が可能である。
【0026】
掃除機本体Sと走行駆動部Dを連結するピン41は水平軸まわりに回転するので、図7に示すような坂道の頂上付近や図8に示すような谷底付近でも自走式掃除機Aの走行が可能であり掃除機本体Sによる清掃が可能である。もちろん、このような大きな傾斜だけでなく路面上の小さな凹凸にも対応して車体の前後部が屈曲するので、多くの清掃面での掃き残しは生じない。
【0027】
また、図9に示すように掃除機本体Sに走行駆動部Dをピン41を抜いて分離できるので、掃除機本体Sのみを使って手押し作業で掃除することもできる。また、掃除機本体Sに走行駆動部Dのみを後付けで付加して自走式掃除機Aを組立てることが可能となる。さらに、走行駆動部Dを外して手押し型の掃除機本体Sに復元することも可能である。
このことは手押し型の軽量タイプの掃除機本体を自走化できるということを意味するが、この場合にも運転者の体重は駆動輪2で支え、従動輪3Aには重量をかけないので、回転ブラシ5Bをつぶすことはない。
【0028】
本実施形態の自走式掃除機Aでは、駆動輪2が低速で高トルクを出力するので、発進しやすく清掃作業時の低速走行時にも高トルクを出力するので、登り坂や段差があってもスムーズに走行することができる。また、減速機を内蔵しているので、高トルクを出力する割に駆動輪2自体が小形になるので、掃除機自体をコンパクトにでき、かつ掃き残しも生じないようにできる。
【0029】
本実施形態の自走式掃除機Aでは、従動輪3Aの2輪と駆動輪2の1輪からなる3輪で車体を支えており、運転者の体重は座席の直下に位置する駆動輪2にかかるので、従動輪3Aに対する負荷は少なくなる。一方で駆動輪2には重量がかかっても、それが駆動に必要な床面との摩擦となるので、安定した走行が可能となる。また、低速でも高トルクを出力し、床や路面の掃除中に一定の速度で走行して確実に掃除が行える。
【0030】
本発明の自走式掃除機Aは、手押し型掃除機に、駆動輪2やその操作機構を付加して構成してもよく、駆動駆動型として専用設計してもよい。
【符号の説明】
【0031】
S 掃除機本体
D 走行駆動部
1 フレーム
2 駆動輪
3A 従動輪
5A,5B 回転ブラシ
8 運転座席
9 操作レバー
20 リンク機構
41 ピン
【特許請求の範囲】
【請求項1】
運転員が一人乗って走行しながら路面を掃除する自走式掃除機であって、
掃除機本体と走行駆動部とからなり、
前記掃除機本体は、路面清掃具と支持用車輪を備えており、
前記走行駆動部は、駆動源と操舵機構を取付けたフレームと、該フレームの上面に取付けた運転座席と、該フレームの下面に旋回可能に取付けた駆動輪を備えており、
前記駆動輪は、前記運転座席の直下方に位置しており、
前記駆動輪は、ホイールにモータを内蔵したホイルインモータである
ことを特徴とする自走式掃除機。
【請求項2】
前記駆動輪が、減速機を内蔵し、ディスクブレーキを備えたホイルインモータである
ことを特徴とする請求項1記載の自走式掃除機。
【請求項3】
前記駆動輪が、1輪であって操舵輪を兼ねている
ことを特徴とする請求項1または2記載の自走式掃除機。
【請求項4】
前記駆動輪が、車輪支持体を介して垂直な支軸によって水平面内で旋回可能に前記フレームに取付けられており、
前記フレームにおける前記運転座席の横には操作レバーが傾動自在に取付けられており、
該操作レバーと前記車輪支持体との間はリンク機構で連結され、前記操作レバーの傾動動作を前記駆動輪の旋回動作に変換するようになっている
ことを特徴とする請求項1,2または3記載の自走式掃除機。
【請求項5】
前記掃除機本体と前記走行駆動部とは、水平軸まわりで回転可能なピンを介して着脱自在に連結されている
ことを特徴とする請求項1,2,3または4記載の自走式掃除機。
【請求項1】
運転員が一人乗って走行しながら路面を掃除する自走式掃除機であって、
掃除機本体と走行駆動部とからなり、
前記掃除機本体は、路面清掃具と支持用車輪を備えており、
前記走行駆動部は、駆動源と操舵機構を取付けたフレームと、該フレームの上面に取付けた運転座席と、該フレームの下面に旋回可能に取付けた駆動輪を備えており、
前記駆動輪は、前記運転座席の直下方に位置しており、
前記駆動輪は、ホイールにモータを内蔵したホイルインモータである
ことを特徴とする自走式掃除機。
【請求項2】
前記駆動輪が、減速機を内蔵し、ディスクブレーキを備えたホイルインモータである
ことを特徴とする請求項1記載の自走式掃除機。
【請求項3】
前記駆動輪が、1輪であって操舵輪を兼ねている
ことを特徴とする請求項1または2記載の自走式掃除機。
【請求項4】
前記駆動輪が、車輪支持体を介して垂直な支軸によって水平面内で旋回可能に前記フレームに取付けられており、
前記フレームにおける前記運転座席の横には操作レバーが傾動自在に取付けられており、
該操作レバーと前記車輪支持体との間はリンク機構で連結され、前記操作レバーの傾動動作を前記駆動輪の旋回動作に変換するようになっている
ことを特徴とする請求項1,2または3記載の自走式掃除機。
【請求項5】
前記掃除機本体と前記走行駆動部とは、水平軸まわりで回転可能なピンを介して着脱自在に連結されている
ことを特徴とする請求項1,2,3または4記載の自走式掃除機。
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図1】
【図2】
【図7】
【図8】
【図9】
【図4】
【図5】
【図6】
【図1】
【図2】
【図7】
【図8】
【図9】
【公開番号】特開2011−12462(P2011−12462A)
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−157651(P2009−157651)
【出願日】平成21年7月2日(2009.7.2)
【出願人】(591120000)株式会社福本ボデー (6)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年1月20日(2011.1.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年7月2日(2009.7.2)
【出願人】(591120000)株式会社福本ボデー (6)
【Fターム(参考)】
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