JP2007289460A - Brush rotary driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブラシを回転駆動させることにより研磨や洗浄等を行う装置において、回転方向によって生じるブラシの変形を防止することを目的としたブラシ回転駆動装置に関する。
The present invention relates to a brush rotation drive device for preventing deformation of a brush caused by a rotation direction in an apparatus that performs polishing, cleaning, and the like by rotating a brush.
床面を洗浄する装置として、例えば特許文献1に示すように装置本体にブラシを設け、これを回転させながらハンドル操作によって床面を移動しながら洗浄する装置が広く利用されている。
このような洗浄装置は、回転するリング状のブラシを床面に押し付けて床面の汚れを落とす構造であって、ブラシの回転方向に応じて装置本体の傾きを代えながら移動して洗浄作業を行うもので、操作にコツを要する。また、回転するブラシを3乃至4つ設けた構造の洗浄装置もある。これらは可回転に取り付けられた回転板に回転ブラシを設け、一回の移動で洗浄残しが生じないように各回転ブラシが回動するようにしている。これは、各回転ブラシが回転することにより必然的に回転板が回転する機構を利用した構造であり、例えば、各回転ブラシが右回転のときは回転板は左方向に回転する。このように、複数の回転ブラシを設けた洗浄装置においてもかなりの力でハンドルを保持しておかなければ、装置自体が回転したりあらぬ方向に行ってしまうことになる。 Such a cleaning apparatus has a structure in which a rotating ring-shaped brush is pressed against the floor surface to remove the dirt on the floor surface, and the cleaning operation is performed by moving the apparatus body while changing the inclination according to the rotation direction of the brush. It's what you do, and it requires some tricks. There is also a cleaning device having a structure in which three to four rotating brushes are provided. In these, a rotating brush is provided on a rotating plate attached so as to be rotatable, and each rotating brush is rotated so that no cleaning residue is generated by one movement. This is a structure using a mechanism in which the rotating plate inevitably rotates as each rotating brush rotates. For example, when each rotating brush rotates to the right, the rotating plate rotates to the left. As described above, even in a cleaning apparatus provided with a plurality of rotating brushes, unless the handle is held with a considerable force, the apparatus itself rotates or does not rotate.
基本的に床面洗浄装置における回転ブラシの押付力は、装置本体の重量に依存しており、回転ブラシの押付力を大きくすることで洗浄力が高められる。ところが、押付力を大きくするとブラシが回転方向と反対側に変形し、ブラシ先端による洗浄効果が著しく低下する。しかも、ブラシの変形により床面との摩擦抵抗が大きくなる場合があり、装置本体を回転させる力も大きくなってより操作しにくくなる。いずれにしても、回転ブラシによる洗浄装置においては、所定の押付力が必要であるものの、押付力に比例してブラシが変形しやすくなるという相反する構造上の問題があり、洗浄効率を高めることができない大きな要因となっていた。
Basically, the pressing force of the rotating brush in the floor cleaning apparatus depends on the weight of the apparatus main body, and the cleaning power can be increased by increasing the pressing force of the rotating brush. However, when the pressing force is increased, the brush is deformed in the direction opposite to the rotation direction, and the cleaning effect by the brush tip is significantly reduced. In addition, the frictional resistance with the floor surface may be increased due to the deformation of the brush, and the force for rotating the apparatus main body is also increased, making it more difficult to operate. In any case, although the cleaning device using a rotating brush requires a predetermined pressing force, there is a conflicting structural problem that the brush is likely to be deformed in proportion to the pressing force, which increases cleaning efficiency. It was a big factor that could not.
そこで本発明者は上記問題に鑑み鋭意研究の結果、本発明を成し得たものであり、その特徴とするところは、円周上に配設したブラシを該円周の中心軸で回転させることによって、対象面の洗浄等を行う装置において、モータにより回転駆動するもので複数のブラシを円周上に配する支持部材、該支持部材に可回転に設けられ各ブラシを取り付ける回転部材、各回転部材の偏心位置で可回転に連結する駆動リング、該駆動リングに接当させることにより該駆動リングの回転中心が該支持部材の回転中心から外れた位置に支持する偏心支持ピンとによって構成したことにある。 Therefore, the present inventor has achieved the present invention as a result of intensive studies in view of the above problems, and the feature thereof is that the brush disposed on the circumference is rotated about the central axis of the circumference. Thus, in a device for cleaning the target surface, etc., a support member that is rotationally driven by a motor and that has a plurality of brushes arranged on the circumference, a rotary member that is rotatably provided on the support member and attaches each brush, A drive ring that is rotatably connected at an eccentric position of the rotating member, and an eccentric support pin that supports the rotation center of the drive ring at a position away from the rotation center of the support member by contacting the drive ring. It is in.
ここで、本明細書中でいう「ブラシ」とは、複数円周上に配し該円周の中心軸で回転駆動することにより、洗浄や研磨などに供する部材をいう。本発明においては、金属、プラスチック、布などをブラシ状にしたもので、オフィス、学校、病院などの床面洗浄や、金属の研磨、錆落とし、塗装の除去作業などに供する。本発明の最大の特徴は、ブラシを自転させながら公転させることによって、ブラシの変形を防止しブラシの機能を最大限に発揮させることにある。ここでいう自転と公転は、それぞれ強制駆動させることが要件であり、これによって稼働時におけるブラシの変形防止が達成できる。ブラシとしての形態は刷毛状、筆状、たわし状、リング状など特に限定するものではない。 Here, the “brush” in the present specification refers to a member that is arranged on a plurality of circumferences and is used for cleaning, polishing, and the like by being driven to rotate around the central axis of the circumference. In the present invention, metal, plastic, cloth, or the like is made into a brush shape, and is used for cleaning floors of offices, schools, hospitals, etc., polishing metal, removing rust, and removing paint. The greatest feature of the present invention is to prevent the deformation of the brush and maximize the function of the brush by revolving the brush while rotating. In this case, the rotation and revolution are required to be forcibly driven, thereby preventing the deformation of the brush during operation. The form as a brush is not particularly limited, such as a brush shape, a brush shape, a scrub shape, or a ring shape.
「支持部材」とは、複数のブラシを円周上に配する部材であり、これをモータで回転駆動させることによって、各ブラシを公転させる。支持部材には各ブラシを取り付けるための回転部材が可回転に設けられ、各ブラシはその位置でそれぞれ回転できる状態に支持される。支持部材は同心円上に2つ設け、相互に逆回転させることで、装置本体(床面洗浄機や研磨用手動工具など)が回転するのを打ち消したり緩和することができる。この場合、支持部材をバネなどの弾性体で懸架させることによって、より効果を高めることができる。 The “support member” is a member that arranges a plurality of brushes on the circumference, and rotates each brush by rotating it with a motor. The support member is rotatably provided with a rotating member for attaching each brush, and each brush is supported in a state where it can rotate at that position. Two support members are provided on concentric circles and rotated reversely to cancel or alleviate the rotation of the apparatus main body (such as a floor cleaning machine or a polishing manual tool). In this case, the effect can be further enhanced by suspending the support member with an elastic body such as a spring.
「駆動リング」とは、支持部材に設けられた各回転部材を所定の偏心位置で可回転に連結する部材をいう。従って、支持部材に設けた回転部材のピッチ円と駆動リングの各回転部材との連結部のピッチ円は同じ径であり、駆動リングを偏心半径で回動させると、各回転部材及び各ブラシの全てが同方向に回転する。 The “drive ring” refers to a member that rotatably connects each rotary member provided on the support member at a predetermined eccentric position. Therefore, the pitch circle of the rotating member provided on the support member and the pitch circle of the connecting portion of each driving member of the driving ring have the same diameter, and when the driving ring is rotated with an eccentric radius, each rotating member and each brush Everything rotates in the same direction.
「偏心支持ピン」とは、駆動リングに接当させることによって該駆動リングの回転中心が支持部材の回転中心から外れた位置に支持する部材をいう。駆動リングは、支持部材をモータで回転駆動させると同時に回動するが、偏心支持ピンで支持することにより、回動することなくほぼ定位置で回転する。この場合、支持部材が1回転すると、各回転部材及び各ブラシが支持部材に対して逆方向に1回転する。つまり、各ブラシは自転しながら公転するため、各ブラシが一定の方向を保った状態で回動することになり、稼働時における各ブラシの曲がり方向がほぼ周面全域に渡って推移し曲がり癖の防止が図れる。このことは、偏心支持ピンが一定の位置で駆動リングを支持した場合であり、偏心支持ピンを回転駆動させることで、自転速度を調節することも可能となる。 The “eccentric support pin” refers to a member that supports the drive ring at a position where the rotation center of the drive ring deviates from the rotation center of the support member by contacting the drive ring. The drive ring rotates at the same time as the support member is driven to rotate by the motor, but rotates at a substantially fixed position without rotating by being supported by the eccentric support pin. In this case, when the supporting member rotates once, each rotating member and each brush rotate once in the opposite direction with respect to the supporting member. In other words, since each brush revolves while rotating, each brush rotates while maintaining a certain direction, and the bending direction of each brush during operation changes over almost the entire circumferential surface. Can be prevented. This is a case where the eccentric support pin supports the drive ring at a fixed position, and the rotational speed can be adjusted by rotationally driving the eccentric support pin.
通常、ブラシは高回転で回動させて洗浄や研磨に供するが、本発明の目的であるブラシの変形防止を図る点から、各ブラシの自転速度はあまり高める必要はない。このため、偏心支持ピンを支持部材と同方向に減速回転させたり、支持部材よりやや高回転させることで各ブラシの自転速度を低くすることができる。逆に、自転速度を高くする場合は、偏心支持ピンを支持部材に対して逆方向に回転させたり、同方向に高速で回転させればよい。 Normally, the brushes are rotated at a high rotation speed and used for cleaning and polishing. However, the rotation speed of each brush does not need to be increased so much in order to prevent the deformation of the brush, which is the object of the present invention. For this reason, the rotational speed of each brush can be lowered by rotating the eccentric support pin at a reduced speed in the same direction as the support member or by rotating it slightly higher than the support member. Conversely, in order to increase the rotation speed, the eccentric support pin may be rotated in the reverse direction with respect to the support member, or may be rotated in the same direction at a high speed.
「支持プレート」とは、支持部材の内側に設けることによって、装置本体を支持する部材をいう。特に、カーペット敷きの床面を洗浄する場合に有効であり、装置本体の重みによるブラシの曲がりを低減することができる。上述したように相互に逆回転する内側の支持部材に代えて支持プレートを取り付ければ、装置本体にかかる回転トルクを低減でき、しかも支持プレートが回転することで移動時の摩擦抵抗も低くなる。
The “support plate” refers to a member that supports the apparatus main body by being provided inside the support member. In particular, it is effective when cleaning the floor surface of the carpet floor, and the bending of the brush due to the weight of the apparatus main body can be reduced. As described above, if a support plate is attached instead of the inner support members that rotate reversely to each other, the rotational torque applied to the apparatus main body can be reduced, and the friction resistance during movement is also reduced by the rotation of the support plate.
本発明に係る回転駆動装置は、ブラシを強制的に自転及び公転させることにより、ブラシの周面のほぼ全体が公転する方向に順次向くため、ブラシが作業面との接触抵抗によってつく曲がり癖を防止でき、洗浄能力や研磨能力を長期に渡って維持することができる。しかもブラシが寝てしまうことによる抵抗がほとんど無くなるため、ブラシの回転による装置本体の挙動が安定し、手動操作による作業性が向上すると共に、安全性も高くなるなど実用上極めて有益な効果を有するものである。
In the rotary drive device according to the present invention, by forcing the brush to rotate and revolve, the entire circumference of the brush is directed in the direction of revolving one after another, so that the brush is bent by contact resistance with the work surface. The cleaning ability and polishing ability can be maintained for a long time. In addition, since there is almost no resistance caused by the brush falling asleep, the behavior of the device body by the rotation of the brush is stabilized, the workability by manual operation is improved, and the safety is also enhanced, which has extremely useful effects in practice. Is.
ブラシを回転させることによって洗浄や研磨等を行う装置において、複数のブラシを強制的に自転及び公転させることによって、ブラシをより好適な状態に保持し、ブラシの機能をほとんど損なうことなく作業させる。
In a device that performs cleaning, polishing, and the like by rotating a brush, a plurality of brushes are forcibly rotated and revolved so that the brush is held in a more suitable state and is operated without substantially impairing the function of the brush.
図1に本発明に係る回転駆動装置1の一実施例を示すもので、リング状の支持部材2に複数(図では19個)の回転部材21を可回転に設けている。各回転部材21は、それぞれ偏心位置を駆動リング22で可回転に連結している。この駆動リング22を偏心支持ピン23に接当させて支持しながら、支持部材2を白抜き矢印の方向に回転させると、駆動リング22がその位置で同方向に回転すると共に、各回転部材21はそれぞれ塗りつぶし矢印の方向に自転しながら白抜き矢印の方向に公転する。本例では、駆動リング22の内周面に偏心支持ピン23を接当させているが、外周面側に接当させるように設けてもよい。
FIG. 1 shows an embodiment of a
図の○印は支持部材2の回転中心で、×印は駆動リング22の回転中心である。理論的には、○と×の中心間距離と回転部材21に連結する駆動リング22の偏心長さは等しいが、偏心支持ピン23をやや内側に設けて中心間距離が偏心長さより短くなっても回転部材21を1回転自転させることができる。図2のようにこの回転部材21にそれぞれブラシBを取り付けることにより、各ブラシBを自転させながら公転させる。
The circle mark in the figure is the rotation center of the
ブラシBが自転しながら公転することにより、個々のブラシBはあたかも回転することなく静止した状態で公転運動することとなる。このため、ブラシBは図3の白抜き矢印の公転方向に伴って、(a)の位置では左、(b)では上、(c)では右、(d)では右に曲がり、順次曲がる方向が推移して曲がり癖がつかなくなる。 When the brush B revolves while rotating, each brush B revolves as if it is stationary without rotating. For this reason, the brush B bends in the direction of the revolution of the white arrow in FIG. 3 to the left at the position (a), upward at the position (b), right at the position (c), and right at the position (d). Changes, and it becomes difficult to bend.
支持部材2や偏心支持ピン23は、例えば図4のように配置する。支持部材2及び偏心支持ピン23はカバー3の内部に設けられ、支持部材2はモータ等により駆動力を伝達する駆動プーリー4、駆動板31、連結具32を介して回転駆動される。偏心支持ピン23はカバー3の内底面に固定している。本例では、分かりやすくするためブラシBや回転部材21は2つのみ表示している。
The
固定した偏心支持ピン23に駆動リング22を接当させて支持部材2を回転させた場合、ブラシBは1回転公転する毎に1回転自転する。このため、必要以上に自転させないようにするには、図5のように偏心支持ピン23を支持部材2の回転方向に減速して回転させればよい。本例では、偏心支持ピン23を回転板33に設け、該回転板33をチェーンとスプロケットホイールにより支持部材2に対して減速回転させている。上側の駆動ホイール34は駆動プーリー4と駆動板31を連結する駆動軸に固定し、下側の減速ホイール35と回転板33は該駆動軸に可回転に設けており、両者をアイドルホイール36を介してチェーンで連結して回転板33を減速回転させている。本例の駆動ホイール34は歯数を30、減速ホイール35は歯数を33としている。アイドルホイール36の歯数は同じであるが、これの歯数を変えて増減速させてもよい。
When the
ブラシBは同心円上に内側と外側に配し、相互に逆回転させることによって装置本体にかかる回転トルクを軽減させることができる。この場合、相互に逆回転させる駆動方式としては、図6(a)(b)のようにベルト6の両面を使って駆動力を伝達することにより、極めて簡単な構造にすることができる。これは、モータMに連結する主軸5に第1プーリ51と内側ブラシB1を設け、該主軸5に外側ブラシB2を設けた第2プーリ52を可回転に設けた構造である。第1プーリ51と第2プーリ52を上述のようにベルト掛けし、第1プーリ51の動力を回転方向を逆にして第2プーリ52に伝達させる。
The brush B is arranged on the inner side and the outer side on a concentric circle, and the rotational torque applied to the apparatus main body can be reduced by rotating the brush B backward. In this case, as a driving method for mutually rotating in reverse, the driving force can be transmitted using both surfaces of the
主軸5は、図7(a)のようにバネ53で下方に付勢支持することで、装置本体を傾けた場合でも、内側ブラシB1と外側ブラシB2が作業面から離反することなく接当させることができる。外側ブラシB2も同図(b)のようにバネ53で付勢支持させるようにしてもよい。
The
図8は本発明に係る回転駆動装置1を応用した床面洗浄機の一実施例を示すもので、同図(a)に示す回転駆動装置1は、内側ブラシB1及び外側ブラシB2をそれぞれ自転及び公転させると共に、相互に公転方向を逆にした構造である。図ではブラシBと回転部材21の一部を省略して表示している。内側ブラシB1と外側ブラシB2を相互に逆回転する構造は、基本的に図6(b)に示した構造と同じである。各ブラシBを自転及び公転させるため、主軸5に内側の支持部材2、主軸5に設けた第1プーリ51から回転方向を逆にして動力が伝達される第2プーリ52に外側の支持部材2を設けている。また、本例では各ブラシBの自転回転数を少なくするため、それぞれの偏心支持ピン23を回転させながら駆動リング22に接当させている。
FIG. 8 shows an embodiment of a floor cleaning machine to which the
図では各部材の動きが複雑であるため、一体的に作動する複数の部材は同じハッチングで示している。網目状のハッチングは、カバー3など固定的に設けられる部材である。例えば、モータMからベルト駆動される駆動プーリ4、主軸5、主軸5を下方に付勢するバネ53、主軸5の下方に設けた内側の支持部材2は一体的に回転する。本例では、主軸5はパイプであり、このパイプにバネ53及び付勢部材54を設けている。そして、内側の支持部材2に設けた連結軸55を該付勢部材54に螺合により取り付ける構造とし、分解しやすくしている。パイプ状の主軸5には駆動ホイール34及び第1プーリ51が固定される。さらに、主軸5には減速ホイール35を設けたパイプを回転可能に外嵌し、この下端部に偏心支持ピン23を設けて減速回転させている。
以上が内側の支持部材2の回転駆動と、駆動リング22に接当させる偏心支持ピン23の減速回転構造である。
In the drawing, since the movement of each member is complicated, a plurality of members that operate integrally are indicated by the same hatching. The mesh hatching is a member such as the cover 3 that is fixedly provided. For example, the
The above is the rotational drive of the
減速ホイール35を設けたパイプには、第2プーリ52を設けた回転体56が回転可能に外嵌され、これに駆動ホイール34及び外側の支持部材2を回転させるための駆動板31を設けている。そして、回転体56に減速ホイール35と偏心支持ピン23を設けた回転板33を回転可能に設け、駆動ホイール34からチェーンを介して偏心支持ピン23を減速回転させている。
同図(b)は、内側の支持部材2だけでなく外側の支持部材2もバネ53で懸架する構造の一例を示している。
A
FIG. 2B shows an example of a structure in which not only the
ブラシBの回転部材21への取り付けは、ネジ止めしたり図9ように回転部材21に設けたバネ24に嵌め込んで固定し、容易に取り替えできるようにする。
The brush B is attached to the rotating
図10は本発明に係る回転駆動装置1を応用した手動工具7の実施例であり、同心円上に配した2つの支持部材2を相互に逆回転させて研磨する工具である。この金属製のブラシBも強制的に自転及び公転させているため、ブラシBに曲がり癖がつくことなく常にブラシB先端で研磨することができる。しかも内側と外側の支持部材2を相互に逆回転させているため、高速回転による研磨作業を危険を伴うことなく短時間で遂行することが可能となる。
FIG. 10 shows an embodiment of a
図11は、本発明に係る回転駆動装置1を応用した床面洗浄機のさらに他の実施例を示すもので、洗浄ブラシBの内側に装置本体を支えるための支持プレート8を設ける構造である。この支持プレート8で装置本体を支えてカーペット敷きの床面を滑らせながら洗浄する。本例では、前述した内側の支持部材2を設けた連結軸55に代えて支持プレート8を設けた連結軸55を取り付ける構造としているため、バネ53による懸架及び外側の支持部材2との相互の逆回転効果が得られる。
FIG. 11 shows still another embodiment of the floor cleaning machine to which the
1 回転駆動装置
2 支持部材
21 回転部材
22 駆動リング
23 偏心支持ピン
24 バネ
3 カバー
31 駆動板
32 連結具
33 回転板
34 駆動ホイール
35 減速ホイール
36 アイドルホイール
4 駆動プーリー
5 主軸
51 第1プーリ
52 第2プーリ
53 バネ
54 付勢部材
55 連結軸
56 回転体
6 ベルト
7 手動工具
8 支持プレート
M モータ
B ブラシ
B1 内側ブラシ
B2 外側ブラシ
1
21 Rotating member
22 Drive ring
23 Eccentric support pin
24 Spring 3 Cover
31 Drive plate
32 coupler
33 Rotating plate
34 Drive wheel
35 Reduction wheel
36
51 First pulley
52 Second pulley
53 Spring
54 Biasing member
55 Connecting shaft
56
B1 Inner brush
B2 outer brush
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