JP2023171672A - 表面処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】使用者によるシートの交換作業が頻繁には必要とせず、未使用のシートで被処理面を連続的に湿式拭き処理することができる表面処理装置を提供する。【解決手段】表面処理装置1の本体部2は、シート23を床面55に接触させるローラからなるシート接触体40と、車輪6、7を回転させる車輪用モータ20、21と、床面55に接触前のシート23を床面55に接触する位置へ移動させるシート移動用モータ22と、床面55に接触前のシートに付与される液体を射出する射出口17a~17dと、前記射出口17a~17dから液体を射出させるための液体射出器17と、車輪用モータ20、21の駆動の制御とシート移動用モータ22の駆動の制御と液体射出器17からの射出動作を制御する制御部10と、を含む。【選択図】図2
Description
本発明は、表面処理装置に関し、例えば、拭き掃除によって床などの表面から塵埃を取得処理する表面処理装置に関する。
床清掃作業を行うために、清掃表面上で清掃要素を自律的に移動させるように構成された移動駆動システムを備える自律的ロボットが特許文献1に記載されている。このロボットは、前記清掃表面上を移動するように支持された筐体を備え、該筐体には、第一回収装置と、液体塗布器と、塗抹要素と、スクラブ要素と、第二回収装置と、が取り付けられている。第一回収装置は、清掃幅にわたって前記清掃表面から遊離した粒子状物質を回収するように構成されている。液体塗布器は、洗浄液を清掃表面に塗布するように構成されている。塗抹要素は、前記清掃表面に塗布される前記洗浄液を塗抹して前記清掃表面上に洗浄液を均一に広げるように構成されている。スクラブ要素は、前記清掃表面上を磨くように構成されている。前記第二回収装置は、前記液体塗布器によって塗布される前記洗浄液および前記洗浄液によって前記清掃表面から取り除かれるあらゆる汚染物質を含む廃液を清掃表面から回収するように構成されている。前記筐体を順方向に移動させる時に、前記清掃表面上で、前記第一回収装置を前記液体塗布器に先行させ、前記液体塗布器を前記塗抹要素に先行させ、前記液体塗布器を前記スクラブ要素に先行させ、前記スクラブ要素を前記第二回収装置に先行させている。前記スクラブ要素は、清掃動作中に清掃表面に接触して清掃表面上に塗布された洗浄液を撹拌し、撹拌することにより洗浄液を乳化、分解、あるいは汚染物質と化学反応するように汚染物質と混合させるものであり、使用者によって交換できるよう、または自動的に補給されるように構成されている。
すなわち、第二回収装置よりスクラブ要素が先行し、スクラブ要素および塗抹要素より液体塗布器が先行し、液体塗布器より第一回収装置が先行する構成である。
スクラブ要素は、使用者によって交換する構成である。自律的ロボットによる長時間の清掃を行うためには、スクラブ要素を洗浄するために使用者が定期的に交換しなければならない。そのため、使用者は自律的ロボットの傍にいなければならないという制約があった。また、自動的に補給される構成の実現方法の開示がなされていなかったので、その実現が要望されていた。また、自律的ロボットが順方向に移動して壁に追突してしまった場合、第二回収装置より液体塗布器が先行しているので、液体塗布器が塗布した洗浄液を回収できる位置に第二回収装置が到着できず、液体塗布器が塗布した洗浄液を回収できない場合が発生してしまう。そこで、このような事態を回避するためには、自律的ロボットの順方向先に壁や机、椅子などの障害物がある部屋では、障害物近傍で液体塗布器の動作を制限しなければならないという課題を有していた。
本開示の一態様は、未使用のシートを自動供給して長時間の床拭き清掃等の表面処理を行うことができる表面処理装置を提供する。さらには、壁の近くでも拭き掃除等の表面処理ができるようにした表面処理装置を提供する。
本発明に係る表面処理装置は、被処理面上を移動して該被処理面を処理する本体部を備えた表面処理装置であって、前記本体部が、長尺シートを収容する第1シート収容部と、該第1シート収容部から移動してきた前記長尺シートを収容する第2シート収容部と、前記本体部の前進移動中に前記長尺シートを前記第1シート収容部から引き出して前記第2シート収容部に向けて移動させるシート駆動部と、前記本体部の前進移動中に前記第1シート収容部から前記第2シート収容部に向けて移動する前記長尺シートの一面に前記長尺シートの移動に伴って回転しながら接触して、前記長尺シートの他面を前記被処理面に接触させるシート接触体と、車輪部と、前記第1シート収容部、前記第2シート収容部、前記シート駆動部、前記シート接触体および前記車輪部を保持する筐体と、を備えていることを特徴とする。
前記本体部は、自走するものに限らず、外力を受けて走行するものであってもよい。
前記本体部は、一体物である必要はない。本体部の一部分がその他の部分に対して着脱自在に構成されていてもよい。例えば、第1シート収容部と第2シート収容部とシート接触体と、あるいはこれらの全部もしくは一部を含む部分がユニット化され、このユニットが本体部の残りの部分に対して着脱自在に、つまりユニットごと交換可能に構成してもよい。
前記シート駆動部は、本体部の前進移動中常に長尺シートを移動させるものである必要はなく、本体部の移動中の少なくとも一部期間に長尺シートを移動させるものであれば良い。
前記前進は、直前進に限らず、右折前進および左折前進も含む。
前記「長尺シートの移動に伴って回転」には、長尺シートの移動に伴って従動回転する場合は勿論、長尺シートの移動速度と同一の周速度で駆動回転する場合も含まれる。
前記車輪部は、被処理面に接触して本体部の移動に寄与する部分であれば良く、被処理面ところがり接触する車輪に限らず車輪と同等の機能を有するもの、例えば一対のローラーと該一対のローラー間に架け渡されて移動する無端ベルトからなるベルト組体等であっても良い。
前記表面処理装置は、被処理面を拭き掃除するものに限らない。被処理面に長尺シートを接触させながら移動して被処理面に何らかの変化をもたらすもの、例えばワックスを含浸した長尺シートを用いて被処理面をワックスがけする装置のようなものも含む。
前記本体部は、自走するものに限らず、外力を受けて走行するものであってもよい。
前記本体部は、一体物である必要はない。本体部の一部分がその他の部分に対して着脱自在に構成されていてもよい。例えば、第1シート収容部と第2シート収容部とシート接触体と、あるいはこれらの全部もしくは一部を含む部分がユニット化され、このユニットが本体部の残りの部分に対して着脱自在に、つまりユニットごと交換可能に構成してもよい。
前記シート駆動部は、本体部の前進移動中常に長尺シートを移動させるものである必要はなく、本体部の移動中の少なくとも一部期間に長尺シートを移動させるものであれば良い。
前記前進は、直前進に限らず、右折前進および左折前進も含む。
前記「長尺シートの移動に伴って回転」には、長尺シートの移動に伴って従動回転する場合は勿論、長尺シートの移動速度と同一の周速度で駆動回転する場合も含まれる。
前記車輪部は、被処理面に接触して本体部の移動に寄与する部分であれば良く、被処理面ところがり接触する車輪に限らず車輪と同等の機能を有するもの、例えば一対のローラーと該一対のローラー間に架け渡されて移動する無端ベルトからなるベルト組体等であっても良い。
前記表面処理装置は、被処理面を拭き掃除するものに限らない。被処理面に長尺シートを接触させながら移動して被処理面に何らかの変化をもたらすもの、例えばワックスを含浸した長尺シートを用いて被処理面をワックスがけする装置のようなものも含む。
本発明によれば、本体部が移動する際、長尺シートの未使用部分を被処理面に供給し、且つこの供給された長尺シートの未使用部分を被処理面に接触させることができる。これにより、未使用の例えばきれいなシート部分を用いて床等の被処理面の清掃等の表面処理が行える。しかも、自動で移動可能な本体部にすれば、無人での長時間清掃等の表面処理を行うことができる。さらに、シート接触体が長尺シートの移動に伴って回転しない場合は、長尺シートの移動時に長尺シートはシート接触体上を滑って移動することとなり摩擦により移動がスムーズに行い得ない、つまりシート接触体が長尺シートの移動を阻害する問題が生じ得るが、本発明によれば、シート接触体が長尺シートの移動に伴って回転するように構成したので、長尺シート移動時に長尺シートとシート接触体との間に滑りが生じず、長尺シートをスムーズに移動させることができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1において、本発明の表面処理装置の一実施の形態である床拭き機1は、平面視では略四角形の筐体2aを有する本体部2を備えている。筐体2aの上面には、開閉蓋3と、操作部4と、表示部5が設けられ、筐体2aの中には、第1車輪6(破線で図示)と、第2車輪7(破線で図示)と、電気回路部8と、電池9とが設けられている。電気回路部8は制御部10(図10に図示)を有する。第1車輪6と第2車輪7は車輪部の一例である。なお、本体部2については、上、下、左、右を図1および図2の矢印C1,C2,C3で示す方向として説明する。
図2について説明する。本体部2は、さらに、容器15と、チューブ16と、液体射出器17と、第1モータ20と、第2モータ21(図10に図示)と、長尺シート23と、第1円筒部材24と、第2円筒部材25と、第1シート収容部27と、シート接触部29と、第2シート収容部31と、を有する。第1シート収容部27は、第1ローラー33と、第2ローラー34と、第3ローラー35と、第1ばね36と、を有する。シート接触部29は、シート接触体の一例である第3円筒部材40と、第4ローラー41と、第5ローラー42と、第6ローラー43と、第4軸44(図3に図示)と、第5軸45(図3に図示)と、第6軸46(図3に図示)と、ベルト47と、取付板48と、を有する。第2シート収容部31は、第7ローラー50と、第8ローラー51と、第9ローラー52と、第2ばね53と、を有する。図2に示す床拭き機1は、平坦な被処理面の一例である床面(木床やタイル、ラミネートフロアなどの表面)55上に移動可能に置かれている状態である。なお、本体部2の筐体2a以外の構成要素、即ち車輪部(第1車輪6、第2車輪7)、第1シート収容部27、シート接触部29、第2シート収容部31、後述するシート駆動部60(制御部10、第3モータ22、第8ローラ51)等は、いずれも直接的にあるいは間接的に筐体2aに保持されている。なお、本明細書において保持とは、直接的あるいは間接的に保持することを意味する。
図1と図2の両方を用いて詳述する。開閉蓋3は、使用者によって自由自在に開けられる。開閉蓋3を矢印A方向(図2に図示)へ開くと容器15が露見する。図2に、開閉蓋3が開いた状態を2点鎖線で示す。容器15は、洗浄液等の液体(水や油剤、アルコールを含んだ混合液など)を収容するものである。チューブ(液体供給部)16は、中空状であって、一端は容器15の底部に接続され、他端は液体射出器17に接続されており、容器15に収容された液体を液体射出器17へと供給する。液体射出器17が動作すると、液体射出器17は供給された液体を長尺シート23に向けて適量射出する。射出量が多過ぎると、長尺シートから液体が垂れ落ち、液体の跡が床に残ってしまう。少な過ぎると、汚れを溶かしたり浮き上がらせる効果が低減してしまう。液体射出器17には、容器15に蓄えられた液体がチューブ16の中を通って供給される。また、液体射出器17には液体を射出する第1射出口17a、第2射出口17b、第3射出口17c、第4射出口17d(いずれも図1に図示)を有し、容器15から供給された液体を各々の射出口17a、17b、17c、17dから射出して、長尺シート23の全幅(矢印C方向に直交する方向の全幅)に液体を均一に塗布することができるようになっている。液体射出器17から射出された液体は17e(図2参照)で示す。各々の射出口17a、17b、17c、17dから液体を連続射出すると、長尺シート23に付与される液体は多過ぎてしまうため、時には、長尺シート23から垂れ落ちてしまう。本実施形態では、液体を断続射出することにより、液体の射出量が適量になるようにしている。
第1車輪6は第1モータ20に接続されている。第1車輪6に平行で、且つ第1車輪6と同径な第2車輪7は第2モータ21に接続されている。第1車輪6と第2車輪7は、ともに床面55上を走行するときに、床面55に接触しながら回転動作をする車輪である。例えば、本体部2が床面55上に置かれているとき、第1車輪6と第2車輪7が同じ回転数で、且つ、ともに同方向へ回転するように第1モータ20と第2モータが動作すると、第1車輪6と第2車輪7が正回転(図2に示す矢印B方向の回転)であれば、本体部2は矢印C方向(図1及び図2に図示)即ち前方へ移動する(この移動を直前進と称する)。第1車輪6と第2車輪7が同じ回転数で、ともに逆回転(矢印Bの反対方向の回転)であれば、本体部2は矢印Cの反対方向即ち後方へ移動する(この移動を直後進と称する)。第1車輪6より第2車輪7の回転数が高く、ともに正回転であれば、本体部2は矢印D方向へ移動する(図1に示し、この移動を右折前進と称する)。第1車輪6より第2車輪7の回転数が低く、ともに正回転であれば、本体部2は矢印E方向へ移動する(図1に示し、この移動を左折前進と称する)。第1車輪6より第2車輪7の回転数が高く、ともに逆回転であれば、本体部2は矢印Dの反対方向へ移動する(この移動を右折後進と称する)。第1車輪6より第2車輪7の回転数が低く、ともに逆回転であれば、本体部2が矢印Eの反対方向へ移動する(この移動を左折後進と称する)。本明細書で単に前進というときは、基本的に直前進、右折前進および左折前進を含み、単に後進というときは、基本的に直後進、右折後進および左折後進を含む。
長尺シート23は、所定の長さを有し、ポリエステルやナイロン、レーヨン、綿などの材質からなり、繊維を織ったり編んだりした織物や編み物、或いは、紙やフェルトなど織ったり編んでいない不織布から細長い帯状に形成されたものである。この長尺シート23は、一端23e(図9に図示)が長尺シート23の一端を保持する第1保持部材の一例である第1円筒部材24に保持されて固定されているとともに、図2では反時計方向に複数回巻かれている。第1円筒部材24の上側から延出し第3円筒部材40の表面を経由した長尺シート23の他端は長尺シート23の他端を保持する第2保持部材の一例である第2円筒部材25に保持されて固定されているとともに、図2では時計方向に複数回巻かれている。第1円筒部材24、第3円筒部材40および第2円筒部材25は、いずれもその軸心方向が前後方向に直交する左右方向に平行となるように配設され、長尺シート23は第1円筒部材24から第3円筒部材40を経て第2円筒部材25に向けて本体部2内で前後方向に移動する。本体部2に長尺シート23が装着されているとき、平面視(図1の状態)において、筐体2aに対して第3円筒部材40は、その右端部40aおよび左端部40bが、右側および左側にともにPだけ突出し、さらに、第3円筒部材40に対して長尺シート23は、その右端部および左端部がともにQだけ突出するように取り付けられている。
なお、突出量Pに対して、筐体2aから同方向に突出する第1円筒部材24の突出量、および筐体2aから同方向に突出する第2円筒部材25の突出量は、ともにP以下にしている。この理由は、本体部2が清掃のために部屋の中を移動する際、壁に平行して前進をすると、第3円筒部材40より先に第1円筒部材24や第2円筒部材25が壁に接触して、部屋の隅の清掃が行えなくなる事態を回避するためである。
第1ローラー33と第2ローラー34は離間して配置されるとともに、回転自在に筐体2aに保持されている。第1ばね36の一端は筐体2aに回転自在に保持された第3ローラー35の軸受に当接もしくは固定されている。第1ばね36の他端は筐体2aに当接もしくは固定されている。第1ローラー33と第2ローラー34と第3ローラー35は、第1円筒部材24の外周に巻かれた長尺シート23に当接する。第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23の巻き数が多ければ太径となるため、第1ばね36は圧縮されつつ、第3ローラー35が第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23を第1ローラー33および第2ローラー34に向けて付勢するようになっている。第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23の巻き数が少なければ細径となるため、第1ばね36は伸長しつつ、第3ローラー35が第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23を第1ローラー33および第2ローラー34に向けて付勢するようになっている。
従って、第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23の多少に関わらず、第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23は、第1ローラー33と第2ローラー34と第3ローラー35との間に、それらのローラー間から簡単に抜け出さないように収容される。
第7ローラー50は、筐体2aに回転自在に保持されている。第7ローラー50とは離間して配設され第3モータ22に接続された第8ローラー51は、表面に凹凸を有し、第3モータ22に回転駆動されるようになっている。第2ばね53の一端は回転自在の第9ローラー52の軸受に当接もしくは固定されている。第2ばね53の他端は筐体2aに当接もしくは固定されている。第7ローラー50と第8ローラー51と第9ローラー52は、第2円筒部材25の外周に巻かれた長尺シート23に当接する。第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23の巻き数が多ければ太径となるため、第2ばね53は圧縮されつつ、第9ローラー52が第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23を第7ローラー50および第8ローラー51に向けて付勢するようになっている。第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23の巻き数が少なければ細径となるため、第2ばね53は伸長しつつ、第9ローラー52が第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23を第7ローラー50および第8ローラー51に向けて付勢するようになっている。図2では、第1円筒部材24には長尺シート23が多く巻かれて太径になっており、第2円筒部材25には長尺シート25が少なく巻かれて細径になっている。
第3モータ22が動作すると、第8ローラー51は矢印F方向へ回転する。第8ローラー51は第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23に当接しており、しかも、表面に凹凸を有するため、第8ローラー51の回転動作に連動して第2円筒部材25は矢印G方向へ回転する。第2円筒部材25には長尺シート23が矢印H方向から引き込まれ、第2円筒部材25に巻かれて太径化しながら、第2円筒部材25の周囲に長尺シート23が巻かれて回収される。第3円筒部材40は、長尺シート23が矢印H方向へ送り出されることに連動して矢印J方向へ従動回転し、第3円筒部材40に当接している第4ローラー41と第5ローラー42も連動して従動回転する。また、第3円筒部材40と第6ローラー43にはベルト47が架け渡され、第3円筒部材40の回転に連動してベルト47が回動しベルト47の回動に連動して第6ローラー43が矢印K方向へ回転する。第1円筒部材24側から第3円筒部材40側へ長尺シート23が矢印L方向に移動すると、第1円筒部材24は矢印M方向へ周りながら細径化する。第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23の減少量は、第2円筒部材25に巻かれる長尺シート23の増加量と等しい。
第3モータ22にはウォームを設け、第8ローラー51または第8ローラー51の回転軸(図示せず)にウォームホイールを設けているので、第3モータ22が回転すると第8ローラー51は回転するが、第8ローラー51を故意に回そうとしても、第3モータ22は回らない。すなわち、本体部2に長尺シート23を装着すれば、故意に第2円筒部材25を回そうとしても、順方向(矢印G方向)または逆方向の何れにも回らないようになっている。第3モータ22の回転を、第8ローラー51が矢印F方向にだけ回るように制御部10が制御すれば、長尺シート23は第2円筒部材25に一方向だけに巻かれ、第2円筒部材25が逆回転しないので第3円筒部材40と第2円筒部材25の間の長尺シート23、および第3円筒部材40と第1円筒部材24の間の長尺シート23にはたるみが発生しない。
シート接触体である第3円筒部材40は弾性材料からなる弾性体で形成されている。長尺シート23が約5時方向から約9時方向まで巻かれた第3円筒部材40は、本体部2の重さによりYだけ圧縮される。同時に、長尺シート23は床面55に対して接触幅Xを形成する。仮に、第3円筒部材40が剛体であれば、Yがほぼ零になりXは限りなく狭くなる(線になる)。第3円筒部材40がYだけ潰れると、第3円筒部材40を介して長尺シート23が床面55に押し付けられる。この状態で本体部2が移動すると、第3円筒部材40によって床面55に押し付けられた長尺シート23は、床面55と擦れることにより床面55上の汚れを取得する。なお、第3円筒部材40は、全体が弾性体で形成されている必要はなく、その外周部分のみが弾性体で形成されていても良い。その場合の外周部分の弾性体層の厚さは、本体部2の重さにより所望量Yの潰れが生じる厚さ以上とすることができる。また、上記弾性材料としては、例えばゴムやスポンジを用いることができ、それらの材料としてはウレタンやシリコンを用いることができる。上述の実施の形態では本体部2の重さを車輪部6,7と第3円筒部材40とで支える構成とすることで第3円筒部材40に本体部2の重さを作用させて弾性体を圧縮させているが、例えは第3円筒部材40を軸体で回転可能に支持し、その軸体を一端が筐体2aに支持されたバネ等の弾性手段で床面55に向けて付勢することにより圧縮変形させても良い。
また、第3円筒部材40は、筐体2aの最先端位置よりNだけ前方に突出している。本体部2が矢印C方向へ前進したとき、進行方向の前方に壁があれば、第3円筒部材40に巻かれた長尺シート23が筐体2aより先に壁に追突する。筐体2aと壁との間には隙間Nを確保することで、筐体2aが壁に追突してしまって第3円筒部材40に巻かれた長尺シート23が隅まで届かない事態が発生することを回避する。すなわち、壁と床が接する隅(角)まで長尺シート23が届いて清掃を行えるようになっている。また、前述したように、第3円筒部材40が弾性体で形成されているので、第3円筒部材40が弾性変形し、より床面55と壁から形成される隅まで長尺シート23が届くようになっている。
第1円筒部材24側から第2円筒部材25側へ長尺シート23を送り出すと、長尺シート23の巻き数が減少する第1円筒部材24は太径状態から細径化し、長尺シート23の巻数が増加する第2円筒部材25は細径状態から太径化する。長尺シート23が多く巻かれた第1円筒部材24から長尺シート23が送出された後の、長尺シート23が巻かれた第1円筒部材24の外径を2点鎖線60aで示す。また、長尺シート23が少し巻かれた第2円筒部材25に長尺シート23が多く巻かれた後の、長尺シート23が巻かれた第2円筒部材25の外径を2点鎖線60bで示す。
また、第1円筒部材24が太径状態のとき、第1円筒部材24と第3円筒部材40の間の長尺シート23を23aとする。第1円筒部材24が細径状態のとき、第1円筒部材24と第3円筒部材40の間の長尺シート23を23bとする。第2円筒部材25が細径状態のとき、第2円筒部材25と第3円筒部材40の間の長尺シート23を23cとする。第2円筒部材25が太径状態のとき、第2円筒部材25と第3円筒部材40の間の長尺シート23を23dとする。第1円筒部材24が太径状態から細径化すると、液体射出器17から長尺シート23までは長尺シート23aから長尺シート23bへと変化するが、変化の程度は微小なので、液体射出器17から射出された液体が長尺シート23に届かない事態が生じないようになっている。
液体射出器17による液体射出は、液体が含浸された長尺シート23を床面55に供給するためである。この目的を達成するためには、第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23に射出してもよい。または、第3円筒部材40の表面に射出し、これに接触する長尺シート23に転写させてもよい。液体射出器17を用いない場合は、予め、液体を含んだ長尺シート23を用いてもよい。この場合、長尺シート23に含浸した液体が気化する場合もあるので、第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23の周囲を密閉構造にすれば、なおよい。
長尺シート23は、液体射出器17から射出された液体を含んでいれば、床面55上を湿式掃除することができ、液体射出器17から射出された液体を含んでいなければ、床面55上を乾式掃除することができる。
次に、図3を用いて、シート接触部29について詳述する。図3は、図1の状態から筐体2aと長尺シート23を除外し、第3円筒部材40の右端部40a周辺を部分的に図示した平面図である。筐体2aに直接的あるいは間接的に固定された取付板48には第4軸44と第5軸45と第6軸46が固定されている。第4軸44には第4ローラー41が回転自在に支承されており、第5軸45には第4ローラー41と同径な第5ローラー42が回転自在に支承されており、第6軸46には第6ローラー43が回転自在に支承されている。ベルト47は、第6ローラー43(破線で示す)と第3円筒部材40に張架されている。ベルト47の張力により、第3円筒部材40は筐体2aに固定された第4ローラー41と第5ローラー42側へ引きつけられる。従って、第3円筒部材40が筐体2aに回転可能に保持される。また、ベルト47は、その厚み分だけ第3円筒部材40の表面から沈下して、沈下していない第3円筒部材40の表面とベルト47の表面はほぼ同一面になるように構成されている。なお、図3に示す第4ローラー41、第5ローラー42、第6ローラ43、第4軸44、第5軸45、第6軸46、ベルト47、取付板48は、同様の態様で第3円筒部材40の左端部40b側にも設けられている。
図4は、図2に示す本体部2の一部を前方から見た図であり、且つ第3円筒部材40の長手方向(左右方向)に延びる中心軸位置で断面にした図である。従って、図の手前方向が矢印C方向と一致する。この図4を用いて、部屋の角付近の床面55上を清掃する場合について説明する。筐体2aに対して第3円筒部材40の左端部40bはPだけ突出している。また、第3円筒部材40の左端部40bから長尺シート23はQだけ突出している。第3円筒部材40の左端部40bからが壁65までの距離をR1(Q<R1の関係がある)とする。長尺シート23は第3円筒部材40によって床面55へ押し付けられ、長尺シート23は床面55と接触して床面55を清掃することができる。Qの範囲は、長尺シート23は第3円筒部材40によって床面55側に押し付けられず、床面55に長尺シート23が軽く触れて塵埃を捕捉する。長尺シート23の左端から壁65までの範囲は、長尺シート23が全く触れないので、床面55の清掃ができない。なお、第3円筒部材40の右端部40aも筐体2aからPだけ突出し、長尺シート23は第3円筒部材40の右端部40aからQだけ突出しているので、床面清掃については、第3円筒部材40の右端部40a側においても、上述の第3円筒部材40の左端部40b側と同様である。
次に、図5を用いて説明する。図5は、図4に示すR1がR2(R2<Qの関係がある)になった場合を示す。この図5を用いて、部屋の角付近の床面55を清掃する場合について説明する。筐体2aに対して第3円筒部材40の左端部40bはPだけ突出している。また、第3円筒部材40の左端部40bから長尺シート23はQだけ突出している。第3円筒部材40の左端部40bから壁65までの距離をR2とする。長尺シート23は第3円筒部材40によって床面55側に押し付けられると、長尺シート23は床面55と接触しながら床面55を清掃することができる。R2<Qであるので、長尺シート23は壁65と当たるが、長尺シート23は柔らかいので第3円筒部材40の左端部40bから上方向へ曲がることにより、R2を零に近づけることができる。R2が零になっても、筐体2aが壁65に当接することはない。その結果、長尺シート23は第3円筒部材40によって壁65近傍の床面55側に押し付けることができるので、長尺シート23は壁65近傍の床面55を清掃することができる。
このように、本実施形態では、筐体2aより第3円筒部材40を、本体部2の幅方向即ち左右方向(第1円筒部材24や第2円筒部材25や第3円筒部材40の軸心方向)へ突出させ、さらに、第3円筒部材40より長尺シート23を本体部2の幅方向へ突出させたので、筐体2aが壁65に当たることによる部屋の角の清掃を妨げない。第3円筒部材40より長尺シート23を本体部2の幅方向へ突出させなくても部屋の中の拭き掃除は行えるが、壁近傍の掃除には不適となる。
次に、本体部2が移動するときの移動距離と長尺シート23の移動距離について説明する。
乾式清掃の場合について説明する。本体部2が前進開始から第1の所定時間だけ前進(直前進に限らず、右折前進および左折前進も含む)を継続していれば、本体部2が前進開始から第1の所定時間経過後に第3モータ22が始動して長尺シート23の移動を開始させる。第3モータ22が始動してから第2の所定時間だけ本体部2の前進が継続していれば、第3モータ22は第2の所定時間だけ動作後に停止する。第3モータ22が始動してから第2の所定時間以内に本体部2が後進(直後進に限らず、右折後進および左折後進も含む)または停止をすれば、本体部2の前進の終了からΔtだけ遅れて第3モータ22は停止する。
湿式清掃の場合、本体部2の移動が開始される前に、液体射出器17から液体を長尺シート23に供給し、その後、長尺シート23のうち液体を含有した部分が第3円筒部材40と床面55との間に位置するまで第3モータ22が動作してから停止する。その後本体部2の移動が開始される。
以下、前述の内容を含めて、図6を用いて、乾式清掃の場合における、本体部2の移動量と長尺シート23の移動量について説明する。図6において、第3モータ22が停止しているということは、長尺シート23の移動は生じず、第3モータ22が動作しているということは、長尺シート23の移動が発生していることを表わす。
図6は、床拭き機1が平らな床面の上を前進および後進して乾式清掃をする場合の、時間と移動距離(本体部2と長尺シート23の移動距離)を示している。横軸は時間を表わし、縦軸は移動距離を示す。本体部2が前進と後進をした場合について説明する。本体部2の始動地点をS0とする。S0から第1地点までの距離をS1とする。S0から第2地点までの距離をS2とする。S0から第3地点までの距離をS3とする。S3はS2より長く、S2はS1より長い関係にある。また、前進および後進時の単位時間当たりの本体部2の移動距離はθ1、単位時間当たりの長尺シート23の移動距離はθ2とする。θ1はθ2より大きい関係にある。
本体部2が時刻t0から時刻t1の間S0に停止中であり、第3モータ22も停止中である。時刻がt1になってから本体部2が第1地点に向けて前進を開始し、本体部2が始動してから時刻がt2になる(t1からt2までの時間をT1とする)とき、本体部2の前進は継続しているので、第3モータ22が始動して長尺シート23の移動が開始する。即ち、時刻t2では、本体部2が所定時間T1移動して長尺シート23に所定量の塵埃が捕捉されたと考えられるので、長尺シート23を移動させてシート接触体40に未使用のシート部分を供給する。
時刻t3(第3モータ22が始動してからt3までに経過した時間をT2とする)では本体部2の前進が継続しているが、時刻がt3のときに時刻t2から時間T2だけ経過しているので第3モータ22が停止して長尺シート23の移動が停止する。T2は、長尺シート23のシート接触体40に接している部分が完全に未使用のシート部分に置き換わるに必要な時間もしくはそれ以上の時間とすることが望ましい。その後、本体部2は第1地点を通過し、第3モータ22が停止後から時間T1が経過しても本体部2の前進は継続しているので、第3モータ22が停止後から時間T1経過後(時刻t4)に、再び第3モータ22が始動して長尺シート23の移動が開始する。その後、時刻t5で本体部2が第2地点に到着して停止した場合、第3モータ22は、動作開始からT2以下しか経っていないが、本体部2が停止してからΔt後に停止する。長尺シート23が移動中であるということは長尺シート23に所定量の塵埃が捕捉されているということであり、所定量の塵埃を捕捉している使用済みシート部分の未使用シート部分への置き換えを十分に行うためΔtだけ長尺シート23の移動を継続するようにしている。なお、長尺シート23の移動中に本体部23が移動停止したときは、長尺シート23の移動をΔtだけ継続すると共に、その間、つまり長尺シート23の移動が完了するまでは、本体部2の移動停止を継続するようにしている。長尺シート23の移動が完了する前に例えば後進移動を開始すると、塵埃を床面55上に残したままになる恐れが生じるからである。
本体部2が第2地点に停止後、時刻がt6になってから本体部2は後進し、時刻がt7になると本体部2が第1地点に到着して停止する。後進中は第3モータ22は動作しないようになっている。時刻がt8になると、本体部2は第2地点の先にある第3地点に向けて、再び前進する。
本体部2が時刻t8から前進を開始し、時刻がt9になると、本体部2が前進し始めてから時間がT1経過するので第3モータ22が始動し、長尺シート23が移動開始する。本体部2が第2地点を通過し、時刻がt10になると本体部2は第3地点に到着して停止する。時刻がt10のとき、第3モータ22が始動し始めてからT2以下しか時間が経過していないので、本体部2が停止してからΔt経過後の時刻t11に第3モータ22が停止する。時刻t11で第3モータ22が停止したのち時刻t12で本体部2が前進を再開し時刻t13で停止する。この場合、本体部2が前進を再開してから停止するまでの時間(時刻t12から時刻t13までの時間)がT1以下であるので、第3モータ22は停止したままであり、長尺シート23は時刻t11以降移動を停止したままである。t13では本体部2の前進移動時間がT1以下であるので長尺シート23には所定量以下の塵埃しか未だ捕捉されておらず、従って、t13以降、長尺シート23の移動を停止したままで本体部2の移動を再開することができる。なお、長尺シート23の移動中に本体部2が前進から停止に変わった場合、本体部2の停止後時間Δt経過するまでは長尺シート23の移動を継続するが、その間は本体部2は停止を継続し、前進も後進もしない。また、図6中には記載されていないが、本体部2が前進から停止に変わった時点で長尺シート23が移動していなければ、長尺シート23の移動停止を継続することができる。
湿式掃除をする場合、図6において、液体射出器17は第3モータ22が始動する直前に所定時間動作して長尺シート23を湿らせ、第3モータ22が動作することにより、湿った長尺シート23がシート接触体29に接触して床面55にも接触することにより、湿式掃除を行うことができるようになっている。液体射出器17による射出は、本体部2が前進移動を開始した後に第3モータ22の始動直前から、第3モータ22が停止するまで行われるようになっている。
図7について説明する。図7は、図6における時刻がt1からt2の間の状態である(Uの状態という)。本体部2が矢印C方向へ前進し、第3円筒部材40の表面に密着した長尺シート23と床面55との境に、床面55上にあった埃が集積して埃80aが溜まっている状態である。埃80aは複数の埃が集積した状態なので、床面55であって、未だ長尺シート23に未接触の埃80b、80c、80d、80eは、集積した埃80aより十分小さい状態である。
図8について説明する。図8は、図6における時刻がt2からt3の間の状態である(Vの状態という)。本体部2が矢印C方向へ前進しつつ長尺シート23が第3モータ22の作動により第3円筒部材40の矢印J方向への回転を伴いつつ移動しているので、長尺シート23に接触していた埃80aは長尺シート23によって捕捉され、第3円筒部材40の矢印J方向への回転と共に行われる長尺シートの移動により床面55から離れる。第3円筒部材40の表面に密着した長尺シート23と床面55との境には、新たに埃80bと埃80cが集積して一体となり、図7に示す埃80bと埃80cより大きくなる。本体部2の前進と長尺シート23の移動により、これら埃80bと埃80cは長尺シート23によって順次捕捉されることで、床面55が清掃される。
第3円筒部材40に接触した長尺シート23の一面(これを裏面という)には塵埃が付着しておらず、長尺シート23の裏面とは反対側の面である他面(これを表面という)には取得された塵埃が付着する。第3円筒部材40を通過した長尺シート23は第2円筒部材25に巻かれるが、塵埃が付着した表面は第3円筒部材25の軸心に向くように即ち内側に向くように巻かれる。言い換えれば、塵埃が付着している表面には第7ローラー50と第8ローラー51と第9ローラー52が接触しないので、これら第7ローラー50と第8ローラー51と第9ローラー52の表面に塵埃が移行することにより、スムーズな回転を妨げる事態の発生を回避できるようになっている。また、第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23は、取得された塵埃が付着している表面が第3円筒部材25の軸心に向くように巻かれているので、塵埃が長尺シート23から床面55に落下してしまうことも防止する。また、第3円筒部材40を通過した長尺シート23から塵埃が床面55に落ちにくいようにするために、第3円筒部材40を通過した長尺シート23の表面が上方を向くように(床面55を向かないように)第2円筒部材25の配置位置を決めている。
本体部2が矢印C方向へ前進移動しているとき、第3円筒部材40の表面にある長尺シート23は、第3モータ22が動作することにより、第3円筒部材40と床面55との間で(シート接触体40を通過する位置すなわち床面55に接触する位置で)、本体部2が移動する移動方向と同方向(矢印W方向)に移動する。言い換えれば、第1車輪6や第2車輪7の回転方向と第3円筒部材40の回転方向は、反対方向になる。
図9について説明する。図9は、第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23の一周目23fと、長尺シート23の二周目23gと、長尺シート23の一端23eを第1円筒部材24の表面に保持させる第1保持部67とを図示している。第1円筒部材24は長尺シート23の一端23eを収容する凹部24aを有する。長尺シート23の一端23eは第1円筒部材24の凹部24aに収容されたあと、この長尺シート23の一端23eと第1円筒部材24とに跨ってそれぞれを第1保持部67が覆うことで、第1円筒部材24の凹部24aに長尺シート23の一端23eを保持させるようになっている。第1保持部67は、第1円筒部材24の表面に対向する対向面に粘着面を有するシートであったり、ばね部材で長尺シート23の一端23eを第1円筒部材24の表面に押し付けて、第1円筒部材24の凹部24aから長尺シート23の一端23eが抜けないようにするなど、様々な構成で実現が可能である。
なお、第2円筒部材25には長尺シート23の他端が第2保持部(図示せず)によって保持されるが、第2円筒部材25に長尺シート23の他端を固定する方法は、前述の一端23eを保持させる構成と同じなので、説明は省略する。また、第1保持部67と第2保持部は必ずしも同じ構成で実現する必要はなく、コストや周囲のスペースの広さから適宜選択するとよい。
図10について説明する。制御部10は、操作部4と、表示部5と、電池9と、液体射出器17と、第1モータ20と、第2モータ21と、第3モータ22と、水位検知部70と、シート検知部73と、情報処理部74と、カメラ部75と、に接続されている。制御部10と、第3モータ22と、第8ローラー51とでシート駆動部60が構成される。図6に示す長尺シート23の移動はこのシート駆動部60により制御される。シート駆動部60は、あらかじめ上記のT1,T2、Δt、θ2(長尺シート23の移動速度)およびシート移動の規則を記憶しておき、タイマーを用いて第1モータ20の回転開始からの経過時間および回転停止からの経過時間を計測し、第3モータ22の回転開始からの経過時間および回転停止からの経過時間を計測し、それらに基づいて第3モータの回転(回転開始、回転停止、回転速度)を制御することにより、上述のシート移動制御を実現する。なお、制御部10は、典型的な集積回路であるLSIとして実現される。集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Feild Programmable
Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
操作部4は、本体部2の電源をオン・オフするスイッチを有する。また、本体部2の動作の開始機能と停止機能も有する。本体部2の動作を開始する操作を行うと、本体部2は前進や後進により、部屋の中を移動しながら床拭き清掃を開始するように制御部10より制御される。動作の終了操作を行うと、本体部2の移動は停止するようになっている。表示部5は、本体部2の電源がオンされているとき、容器15に収容された液体の容量や電池9の残容量情報を表示するように制御部10によって制御される。電池9は、制御部10による制御により、操作部4と、表示部5と、液体射出器17と、水位検知部70と、第1モータ20と、第2モータ21と、第3モータ22と、シート検知部73と、情報処理部74と、カメラ75へ電源を供給する。水位検知部70は容器15の中に設けられ、容器15の中にある液体の容量を検知するものである。液体が所定量以下になれば、液体の残存量が少ないことを使用者に報知するために、表示部5に残存量が所定量以下であることを示す表示がされる。
なお、操作部4の操作によって、液体を含まずに清掃を行う乾式清掃や少量の液体を含有して清掃を行う湿式清掃を選択することができるようになっており、湿式清掃を選択したときのみ、液体射出器17は前述の射出動作を行う。水位検知部70が所定量以下の水位であることを検知すれば、使用者が湿式清掃を選択することはできない。
シート検知部73は、第1シート収容部27に設けられ、第1円筒部材24の表面に長尺シート23が巻かれているか否か或いは巻かれている長尺シート23の厚みが所定量を有しているか否かを検出する。長尺シート23が巻かれているか否かは、例えば第1円筒部材24の表面が露出しているか否かを検出して判断することができる。シート検知部73によって第1円筒部材24の表面に長尺シート23が無い或いは巻かれている長尺シート23の厚みが所定量以下と判断されれば、第3モータ22が動作しないように制御されるとともに、表示部5には、第1円筒部材24上に長尺シート23が無いことを使用者に報知する表示がなされる。
情報処理部74は、カメラ部75が撮影した撮影情報から得られる本体部2の位置情報を処理し、部屋の中の未清掃領域を無くすために、第1モータ20や第2モータ21や第3モータ22に指示する情報の処理を行う。これにより、部屋の中の全域を清掃することができる。カメラ部75は、本体部2内に設けられている。本体部2が前進や後進を組み合わせて部屋中を隅々まで移動する際、制御部10に制御されたカメラ部75が周囲を撮影し、撮影した撮影情報から本体部2が始動した位置からどの方向へどのくらいの距離を移動したかを検出できるようになっている。
図11は、第1円筒部材24に巻かれた長尺シートに取り付け具77を取り付けた状態を示す図である。第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23において、第2円筒部材25側へ延出する部位を除くように、C字状の形をした取り付け具77で長尺シート23を覆うよう取り付ければ、第1円筒部材24から長尺シート23の巻回が解消されることが防止される。これにより、長尺シート23を有する第1円筒部材の第1シート収容部27への収容前における取り扱い性が良好になる。勿論、長尺シート23を有する第1円筒部材24を第1シート収容部27に収容する際は取り付け具77は取り外される。C字状とは、開口部77aを有し、開口部77aの端部であって長尺シート23に接する第1端部77bと第1円筒部材24の中心とを結ぶ形成される線分と、取り付け具77の開口部77aの端部であって長尺シート23に接する第2端部77cと第1円筒部材24の中心とを結んで形成される線分とが成す角度αが180度未満で、かつ第1端部77bと第2端部77cの間隔D1が第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23が形成する直径D2より小さい形状をいう。αが180度以上になると、長尺シート23を覆うように取り付け具77を装着しても、図11中右側へ容易に外れてしまう。αが180度未満であれば、図11中右側へ外れるためには、第1端部77bと第2端部77cの間隔D1がD2以上になるまで開口部77aが拡開しないと外れない。
次に、部屋の中の床面55を清掃するときの動作について説明する。
使用者が操作部4を操作して本体部2の電源をオンにすると、本体部2は移動可能になる。さらに、使用者が操作部4を操作して、湿式清掃モードか乾式清掃モードかを選択すると、その後の移動動作中に、液体射出器17から液体を射出するか否かが決定される。さらに、使用者が操作部4を操作して始動操作を行うと、長尺シート23が本体部2に装着されていて、かつ第1円筒部材24の表面に長尺シート23が巻かれていることを検出すれば、本体部2は移動開始ができる。カメラ部75が撮影した撮影情報を処理しながら、第1モータ20と第2モータ21を制御することにより、本体部2は部屋の中を自走移動する。本体部2が移動すると、第3円筒部材40によって床面に押し付けられた長尺シート23が床面を清掃する。清掃に当たっては、図1に示されているように、長尺シート23は本体部2の前後方向に移動し、即ち長尺シート23の幅方向が本体部2の左右方向となっており、かつ、本体部2の前方から見たとき、第1車輪6と第2車輪7とは長尺シートの幅領域内に位置するように配設されているので、本体部2が前進して清掃を行っているとき、第1車輪6と第2車輪7は長尺シート23で清掃済みの床面上を走行することとなり、第1車輪6および第2車輪7に床面上の塵埃が付着することが防止される。清掃中は、始動前の操作で乾式清掃モードを選択していれば、液体射出器17からは液体が射出されず、湿式清掃モードを選択していれば、液体射出器17から液体が射出される。
長尺シート23の動作について説明する。第3モータ22が動作して、長尺シート23が巻かれた第2円筒部材25が矢印G方向へ回転すると、第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23が第1円筒部材24から引き出され、第3円筒部材40によって床面に押し付けられて床面を清掃する。湿式清掃の場合、床面とは未接触で、且つ液体射出器17から噴射された液体を含有した長尺シート23が床面と接触して床面上の清掃が行われる。乾式清掃と湿式清掃の相違点は、液体射出器17からの液体射出の有無だけである。この動作を繰り返すことで、床面とは未接触な長尺シート23が順次供給され、この供給された長尺シート23を床面に接触させて清掃できるので、床面を清潔に清掃することができる。汚れた長尺シート23を床面に接触させ続けることで、長尺シート23が床面の汚れを取得できなくなってしまうことを回避できるようになっている。
次に、長尺シート23の交換動作について説明する。図2のように、本体部2に長尺シート23が取り付けられた状態から説明する。第1シート収容部27に収容された第1円筒部材24を矢印C方向に引き出すと、第1ばね36が圧縮されながら第1円筒部材24が矢印C方向へ移動し始め、第2ローラー34の中心と第3ローラー35の中心とを結ぶ仮想線を、第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23の巻回部の最大太径部が通過すると、第1シート収容部27からの取り外しが完了する。また、第2シート収容部31に収容された第2円筒部材25を矢印Hと反対方向へ引き出すと、第2ばね53が圧縮されながら第2円筒部材25が矢印Hと反対方向へ移動し始め、第7ローラー50の中心と第9ローラー52の中心とを結ぶ仮想線を、第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23の巻回部の最大太径部が通過すると、第2シート収容部31からの取り外しが完了する。前述の取り外しの操作を逆順で行うと、長尺シート23を本体部2に装着することができる。
長尺シート23の着脱操作をより簡単にするためには、複数の部品の集合化、集約化をすることが望ましい。第1円筒部材24と、第1シート収容部27と、シート接触部29と、第2シート収容部31と、第2円筒部材25と、長尺シート23と、を集約し、一体的に構成した一体構成品(クリーニングカートリッジと呼ぶ)80を本体部2に着脱可能にすれば、使用者による交換作業の短時間化を図ることができる。第3モータ22から第8ローラー51に動力を伝達する構成は、例えば、第3モータ22にウォームを設け、第8ローラー51の回転軸と同軸にウォームホイールを設けるとよい。クリーニングカートリッジを取り外す際は、ウォームとウォームホイールの噛みあいが解消され、クリーニングカートリッジを本体部2に取り付ける際は、ウォームとウォームホイールを噛みあわせることができる。なお、クリーニングカートリッジは、少なくとも、長尺シート23の一端23aを保持する第1円筒部材24と他端を保持する第2円筒部材25と、を備えていれば良く、適宜、構成部品を追加したり態様を変えてもよい。この場合、第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23において、第2円筒部材25側へ引き出される部位を除くように、前述の取り付け具77で長尺シート23を覆えば、第1円筒部材24から長尺シート23の巻回が解けることを防止できるので、長尺シート23を有する第1円筒部材24或いはクリーニングカートリッジ80の取り扱い性が良好になる。
本体部2は各構成要素が一体化された一体物である必要はなく、本体部2の一部をユニット化し、このユニットを本体部2の残りの部分に対して着脱自在に構成しても良い。例えば、第1シート収容部27とシート接触体40(あるいはシート接触部29)と第2シー収容部31とを1つのユニットにしても良いし、それら3つの一部を1つのユニットにしても良いし、それら3つの全部或いは一部と他の部分を1つのユニットにしても良い。上述のクリーニングカートリッジは、このユニットの一例である。
また、第2円筒部材25を回転させて長尺シート23を移動させるために、第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23の表面に、第3モータ22が発生する駆動力が伝達される第8ローラー51を当てて長尺シート23を移動させるように構成したが、この第8ローラー51により長尺シート23に移動させる力を付与する方法の代替として、長尺シート23表面から離間した第8ローラーと、この第8ローラーとは別に新たなローラーを設け、この新たなローラーと第8ローラーとにベルト部材を架け渡し、このベルト部材を第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23の表面に当てて回動させれば、長尺シート23とベルト部材との間で大きな接触面積を確保することができ、スリップ(第8ローラー51が回っても第2円筒部材25に巻かれた長尺シート23が移動しない状態)の発生を回避しやすくなり、より確実に長尺シート23に移動する力(或いは、第2円筒部材25に回転する力)を付与することができる。なお、長尺シート23の移動は、第2円筒部材25を直接回転駆動することにより行っても良い。
なお、本実施形態で説明した湿式掃除とは、長尺シート23を水で濡らして絞ってから清掃対象面を拭く動作ではなく、絞る必要が無い程度の液体が供給された長尺シート23を清掃対象面上に接触させながら移動させて、清掃対象面上の塵埃を捕捉、取得することである。
なお、第1円筒部材24と第3円筒部材40の間に、長尺シート23の進路を変更するために、長尺シート23が一部に接触するローラー部材を適宜設けてもよい。また、第2円筒部材25と第3円筒部材40の間に、長尺シート23の進路を変更するために、長尺シート23が一部に接触するローラー部材を適宜設けてもよい。
また、シート接触体40は、円筒部材で構成した形態として説明したが、必ずしもこの形態である必要はない。
以上の実施形態についてまとめる。なお、以下においては、本発明の表面処理装置を床面を清掃する床拭き機として構成した場合を想定して作用効果を説明する。
第1の発明は、被処理面上を移動して該被処理面を処理する本体部を備えた表面処理装置であって、前記本体部が、長尺シートを収容する第1シート収容部と、該第1シート収容部から移動してきた前記長尺シートを収容する第2シート収容部と、前記本体部の前進移動中に前記長尺シートを前記第1シート収容部から引き出して前記第2シート収容部に向けて移動させるシート駆動部と、前記本体部の前進移動中に前記第1シート収容部から前記第2シート収容部に向けて移動する前記長尺シートの一面に前記長尺シートの移動に伴って回転しながら接触して、前記長尺シートの他面を前記被処理面に接触させるシート接触体と、車輪部と、前記第1シート収容部、前記第2シート収容部、前記シート接触体、前記シート駆動部および前記車輪部を保持する筐体と、を備えていることを特徴とする。例えば、第1シート収容部には長尺シートの一端を保持する第1保持部材が収容される。第2シート収容部には長尺シートの他端を保持する第2保持部材が収容される。
この構成によれば、本体部が床面上を移動する際、床面上の塵埃を捕捉、取得する長尺シートは該長尺シートの移動に伴って回転するシート接触体に接触しながら移動するので、長尺シート移動時に長尺シートとシート接触体との間にすべりは生じず、シート接触体に接触する長尺シートを使用済み部分(床面に接触済みの部分)から未使用部分(床面に未接触の部分)へスムーズに切り替えることができる。これにより、順次未使用の長尺シートを用いて床面の拭き清掃を行うことができる。
第2の発明は、第1の発明において、前記シート接触体の一部もしくは全部が、前記第1シート収容部および前記第2シート収容部よりも前方に配置されるように構成したものである。
この構成によれば、シート接触体に接触する長尺シートを第1シート収容部および第2シート収容部よりも先に前方位置に到着させることができるので、本体部が前進しながら清掃する際、前方に障害物があった場合、第1シート収容部や第2シート収容部が障害物に衝突する前に障害物の麓(近傍)までシート接触体に接触している長尺シートを到達させることができる。よって、障害物の麓も清掃できる等、清掃可能な領域を広くすることができ、いわゆる拭き残し領域を少なくすることができる。
第3の発明は、第1または第2の発明において、前記本体部の前進移動時に、前記シート接触体の一部もしくは全部が、前記筐体の最前端位置よりも前方に位置するように構成したものである。なお、シート接触体は、その一部もしくは全部が筐体の最前端位置よりも前方に位置するように配設されていても良いし、本体部の前進移動時に一部もしくは全部が筐体の最前端位置よりも前方に位置するように前方に移動させる構成であってもよい。
この構成によれば、シート接触体に接触する長尺シートを本体部の筐体よりも先に前方位置に到着させることができるので、本体部が前進しながら清掃する際、前方に障害物があった場合、筐体が障害物に衝突する前に障害物の麓(近傍)までシート接触体に接触している長尺シートを到達させることができる。よって、障害物の麓も清掃できる等、清掃可能な領域を広くすることができ、いわゆる拭き残し領域を少なくすることができる。
第4の発明は、第1または第2の発明において、前記本体部の前進移動時に、前記シート接触体の一部もしくは全部が、前記本体部を上側から見た場合前記筐体の最前端位置よりも前方で露見する位置に位置するように構成したものである。なお、シート接触体は、その一部もしくは全部が筐体の最前端位置よりも前方で露見する位置に配設されていても良いし、本体部の前進移動時に一部もしくは全部が筐体の最前端位置よりも前方で露見する位置まで前方に移動させる構成であってもよい。
この構成による作用効果は、前記第3の発明の作用効果と同様である。
第5の発明は、第1乃至第4のいずれか一つの発明において、前記長尺シートは前記本体部の前後方向に移動し、前記シート接触体が前記車輪部よりも前方に配設され、前記車輪部は前記本体部を前側から見たときに前記長尺シートの幅領域内に配設されるように構成したものである。なお、「長尺シートが本体部の前後方向に移動」とは、長尺シートが第1シート収容部からシート接触体を経て第2シート収容部に移動するときの長尺シートの移動方向が、本体部の前後方向である、即ちシートの幅方向(長尺シートの長手方向に直交する方向)が本体部の左右方向に一致する状態で移動することを意味する。
この構成によれば、本体部が前進するとき、車輪部は床面上のシート接触体に接触する長尺シートが通過した領域を通過することになるので、車輪部が汚れることを防止できる。車輪部が汚れなければ、車輪部から汚れが落ちて清掃後の床面が汚れることを回避できる。
第6の発明は、第1乃至第5のいずれか一つの発明において、前記シート接触体が、外周に弾性体を有し、前記本体部の重みが作用して該重みにより前記被処理面上において前記弾性体が圧縮変形するように構成したものである。
この構成によれば、本体部の重みにより長尺シートがシート接触体を介して床面上に向けて押し付けられることにより、比較的取り除きづらい汚れが床面上に付着していても、強く擦り付けることによる汚れ取得清掃をすることができる。また、弾性体を床面上において圧縮変形させることにより、長尺シートの床面への接触面積を大きくすることができ、より確実な清掃を行うことができる。
第7の発明は、第1乃至第6のいずれか一つの発明において、前記シート接触体を通過した前記長尺シートが、該長尺シートの前記他面を上側にして前記第2シート収容部に向けて移動し、かつ、前記第2シート収容部において前記長尺シートは前記他面を内側に向けて巻き取られるように構成したものである。なお、「長尺シートの前記他面を上側にして」とは、本体部を床面上に載置したときに他面が床面に対向しない状態でという意味であり、他面を真上に向けて移動する場合の他、他面を斜め上側にして移動する場合も含む。また、「他面を内側に向けて巻き取られる」とは、長尺シートの一面が外側に向いて露出されながら巻き取られ、長尺シートの他面が、巻き取られている長尺シートの一面に対面して該一面の上に重ねられて巻き取られることを意味する
この構成によれば、長尺シートが床面上から捕捉した塵埃が床面上に落下してしまうことを防止できる。また、捕捉した塵埃を含む長尺シート(使用済みの長尺シート部分)が第2シート収容部に収容された状態では、使用面(床面に接触した面)は外側に向けて露出しないので、清掃後の床面上に捕捉、取得した塵埃が長尺シートから落下してしまうことを回避できる。
第8の発明は、第1乃至第7のいずれか一つの発明において、前記シート駆動部が、前記本体部が所定距離前進移動するとき、該本体部が所定距離移動する間の前記長尺シートの移動距離が前記所定距離よりも短くなるように前記長尺シートを移動させるように構成したものである。ここで「長尺シートの移動距離」は、長尺シートが第1シート収容部から第2シート収容部に向けて移動する距離、即ちシート接触体を通過する長さを意味する。
この構成によれば、未使用の長尺シートをシート接触体へ供給しながら、かつ長尺シートの未使用部分が減少する量を少なくすることができるので、有限な長さの長尺シートで広い領域の清掃を行うことができる。
第9の発明は、第1乃至第8のいずれか一つの発明において、前記シート駆動部が、前記本体部が前進移動するとき、該本体部の移動速度よりも小さい移動速度で前記長尺シートを移動させるように構成したものである。
この構成によれば、未使用の長尺シートをシート接触体へ供給しながら、かつ長尺シートの未使用部分が減少する量を少なくすることができるので、有限な長さの長尺シートで広い領域の清掃を行うことができる。
第10の発明は、第1乃至第9のいずれか一つの発明において、前記シート駆動部が、前記長尺シートが移動停止した状態で前記本体部が前進移動を開始するとき、前記長尺シートの移動停止を所定期間継続させる構成にしたものである。なお、「所定期間」は、どのような方法によって定められた期間であっても良い、例えば予め定められた時間が経過するまでの期間、予め定められた距離だけ本体部が前進するまでの期間とすることができる。
この構成によれば、本体部が前進移動する際、長尺シートに所定量の塵埃を蓄積させた後に長尺シートの移動を開始させることができるので、有限な長さの長尺シートで広い領域の清掃を行うことができる。
第11の発明は、第1乃至第10のいずれか一つの発明において、前記シート駆動部が、前記本体部が前進移動開始後所定期間経過した後に前記長尺シートの移動を開始し、前記長尺シートの移動開始後所定期間経過した後に前記本体部が前進移動中であっても前記長尺シートの移動を停止するように構成したものである。なお、「所定期間」は、どのような方法によって定められた期間であっても良い。例えば予め定められた時間が経過するまでの期間、予め定められた距離だけ本体部が前進するまでの期間とすることができる。また、「本体部が前進移動開始後所定期間」と「長尺シートの移動開始後所定期間」とにおける「所定期間」は同じ長さの期間であっても良いし、異なる長さの期間であっても良い。また、上記「所定期間」をあらかじめ定められた距離だけ本体部が前進するまでの期間として長尺シートの移動を制御する場合は、例えば本体部が前進するときの車輪部の回転数を検出する等により前進距離を検知し、検知した前進距離に基づいて制御することができる。
この構成によれば、本体部の移動中であっても長尺シートを適宜停止状態とすることができるので、有限な長さの長尺シートで広い領域の清掃を行うことができる。
第12の発明は、第1乃至第11のいずれか一つの発明において、前記シート駆動部が、前記長尺シートの移動中に前記本体部が前進移動を停止した場合、前記本体部の前進移動停止後所定期間前記長尺シートの移動を継続した後該長尺シートの移動を停止するように構成したものである。なお、「所定期間」は、どのような方法で定められた期間であっても良い、例えば予め定められた時間が経過するまでの期間とすることができる。
この構成によれば、本体部が前進移動を停止した場合、シート接触部に接触している長尺シート部分を、長尺シートの使用済み部分から未使用部分へ切り替えておくことができるので、本体部が停止後に再前進、或いは後進したときに、長尺シートの未使用部分で清掃を再開することができる。
第13の発明は、第1乃至第12のいずれか一つの発明において、前記シート駆動部が、前記長尺シートが移動停止しているときに前記本体部が前進移動を停止した場合、少なくとも前記本体部が移動停止している間は前記長尺シートの移動停止を継続するように構成したものである。
本体部が前進移動しているのに長尺シートが移動停止している状態は、長尺シートには未だ所定量以下の塵埃しか捕捉されておらず、本体部が停止後再度前進を開始するときも床面に接触している長尺シート部分はそのまま継続して塵埃の捕捉に供することが可能な状態である。従って、上記構成によれば、少なくとも本体部が移動を停止している間は長尺シートの移動停止を継続することにより無駄に長尺シートを移動させて未使用部分をシート接触体に供給することを回避でき、長尺シートの未使用部分の減少を少なくすることができる。
第14の発明は、第1乃至第13のいずれか一つの発明において、前記本体部が、該本体部が後進移動しているときに前記長尺シートが前記被処理面との摩擦により前記第1シート収容部から前記第2シート収容部に向けて移動することを抑制するシート移動抑制部を有するように構成したものである。前述の実施の形態においては、第1バネ36と第3ローラー35とでシート移動抑制部が構成されている。第1バネ36により第3ローラーを第1円筒部材24に巻かれた長尺シート23に押し付けることで、第1円筒部材24が容易に回転しないようにしている。
この構成によれば、本体部の後進移動時に、シート接触体に押されて被処理面に接触している長尺シートが被処理面との摩擦により第1シート収容部から第2シート収容部に向けて移動することを抑制でき、その結果長尺シートの未使用部分がシート接触部に供給されてシートの未使用部分が減少することを抑制することができる。
第15の発明は、第1乃至第14のいずれか一つの発明において、前記本体部が、液体を収容する容器と、該容器に収容された前記液体を前記シート接触部に至る前の前記長尺シートに付与する液体付与部と、を有するように構成したものである。
この構成によれば、液体を含んだ長尺シートで床面を拭く湿式清掃を行うことができ、より床面をきれいに清掃することができる。さらに、液体がアルコールを含む液体であれば、より床面をきれいに仕上げ、かつ除菌も行うことができる。
第16の発明は、第1乃至第15のいずれか一つの表面処理装置の一部を構成するクリーニングカートリッジであって、前記筐体に対して着脱可能であり、前記長尺シートと、前記長尺シートの一端が保持される第1保持部材と、前記長尺シートの他端が保持される第2保持部材と、を備えたものである。なお、「筐体に対して着脱可能」とは、クリーニングカートリッジが本体部のクリーニングカートリッジ以外の部分に対して着脱可能という意味である。
この構成によれば、使用済の長尺シートを新品の長尺シートに交換する際、使用者による交換作業の短時間化を図ることができる。
第17の発明は、表面処理装置であって、長尺シートが収容される第1シート収容部と、前記長尺シートが収容される第2シート収容部と、前記長尺シートに接触するシート接触部と、移動可能であって前記第1シート収容部と前記第2シート収容部と前記シート接触部とを有する本体部と、を備え、前記本体部に装着される前記長尺シートは、前記第1シート収容部から前記シート接触部を経由して前記第2シート収容部へ移動するようにし、前記本体部が移動面を移動する際に前記長尺シートは前記シート接触部に接触しながら該移動面にも接触するように構成したことを特徴とする。より詳しくは、第1シート収容部には長尺シートの片端を保持する第1保持部材が収容される。第1シート収容部には前記長尺シートの他端を保持する第2保持部材が収容される。
この構成によれば、未使用(新品)の長尺シートを移動面(床表面)に供給し、本体部が移動する際に、供給された長尺シートを床に接触させることができる。これにより、きれいな長尺シートを用いて床の乾式清掃が行える。しかも、自動で移動可能な本体部にすれば、無人での長時間清掃を行うことができる。
第18の発明は、第17の発明において、前記本体部が第1の所定位置から第2の所定位置へ移動する移動距離より、前記本体部が第1の所定位置から第2の所定位置へ移動するときに前記第1シート収容部から前記シート接触部へ向けて前記長尺シートが移動する移動距離が小さくなるように構成した、または前記本体部が第1の所定位置から第2の所定位置へ移動するときに前記シート接触部から前記第2シート収容部へ向けて前記長尺シートが移動する移動距離が小さくなるように構成したものである。
この構成によれば、未使用(新品)の長尺シートをシート接触部へ供給しながらも、長尺シートの未使用部分が減少する量を少なくすることができるので、有限な長さの長尺シートで広い領域の清掃が行えるようにすることができる。
第19の発明は、第17または第18の発明において、前記本体部が第1の所定位置から第2の所定位置へ移動するとき前記シート接触部は前記第1シート収容部及び前記第2シート収容部よりも前記第2の所定位置に近くになるように構成したものである。
この構成によれば、長尺シートを第1及び第2収容部よりも先に第2の所定位置へ到着させられるので、移動面(床表面)の一部である第2の所定位置を確実に清掃することができる。
第20の発明は、第17乃至第19のいずれか一つの発明において、前記本体部が第1の所定位置から第2の所定位置へ移動するとき前記シート接触部は該本体部の最外形よりも前記第2の所定位置に近くになるように構成したものである。
この構成によれば、進行先に障害物があった場合、本体部が障害物に衝突する前に障害物の麓までシート接触部が届くので、障害物の麓も清掃できるようにするなど、清掃可能な領域を広くすることができる。いわゆる、拭き残し領域を小さくすることができる。
第21の発明は、第17乃至第20のいずれか一つの発明において、前記本体部は車輪を有し、前記シート接触部は、前記車輪が前記移動面の上にあるときには該移動面と対向し、かつ前記第1シート収容部及び前記第2シート収容部よりも該移動面に近接する位置に配置するように構成したものである。
この構成によれば、移動面に本体部があるとき、この移動面に長尺シートを確実に接触させることができる。
第22の発明は、第17乃至第21のいずれか一つの発明において、前記長尺シートの一部が前記シート接触部に接触しているときに、前記第1シート収容部には該長尺シートの片端側が折り畳まれた状態または巻かれた状態で収容されるように構成した、または前記第2シート収容部には該長尺シートの他端側が巻かれた状態で収容されるように構成したものである。
この構成によれば、この構成によれば、使用済の長尺シートを乱雑に堆積させるのではなく、規則正しく巻かれた状態で収容でき、また収容する領域の省スペース化を図ることで本体部の小型化もでき、結果として低廉化な装置を提供することができる。
第23の発明は、第17乃至第22のいずれか一つの発明において、前記シート接触部は、最表面が弾性材料からなる円筒部材を有し、前記本体部が前記移動面の上にあるとき、前記円筒部材に接触する前記長尺シートは前記円筒部材が潰れながら前記移動面に押し付けられて接触するように構成したものである。
この構成によれば、長尺シートを移動面に向けて押し付けられることにより、比較的取り除きづらい汚れが移動面に付着していても、強く擦る汚れ除去清掃をすることができる。
第24の発明は、第17乃至第23のいずれか一つの発明において、前記シート接触部には前記長尺シートの裏面が接触し該裏面とは反対側の反対面は接触しないようにし、前記シート接触部を通過した前記長尺シートは該長尺シートの反対面が前記第2シート収容部の中で隠れて収容されるように構成したものである。
この構成によれば、第2シート収容部に収容された長尺シートから、長尺シートが移動面から捕捉、取得した塵埃が、清掃し終わった移動面に落下してしまうことが回避できるので、清掃のやり直しの必要性が生じない。
第25の発明は、第17乃至第24のいずれか一つの発明において、前記シート接触部を通過した前記長尺シートは、前記裏面が該移動面側を向くように構成したものである。
この構成によれば、長尺シートが移動面から捕捉、取得した塵埃が、清掃し終わった移動面に落下してしまうことが回避できるので、清掃のやり直しの必要性が生じない。
第26の発明は、第17乃至第25のいずれか一つの発明において、前記第2シート収容部に収容される前記長尺シートが前記シート接触部側へ逆戻り移動をすることを防止する逆戻り移動防止手段を設けた構成にしたものである。
この構成によれば、塵埃を取得した長尺シートを第2シート収容部に回収した後に接触部へ送出することを防止するので、常に、床の清掃は未使用な長尺シートで清掃できる。
第27の発明は、第17乃至第26のいずれか一つの発明において、液体を収容する容器と、前記容器に収容された前記液体を前記液体射出器へ供給する液体供給部と、前記液体を射出する液体射出器と、を有し、前記液体射出器から射出された液体は、前記第1シート収容部と前記シート接触部との間に位置する前記長尺シートに付与されるように構成したものである。
この構成によれば、液体を含んだ長尺シートで床を拭く湿式清掃を行うことができるので、より床をきれいに清掃することができる。
第28の発明は、車輪を有する本体部に着脱可能であり該車輪が移動する移動面を処理するクリーニングカートリッジであって、長尺シートの片端が保持される第1保持部材と、前記長尺シートの他端が保持される第2保持部材と、前記長尺シートに接触するシート接触部と、を備え、前記長尺シートは、前記第1保持部材から前記シート接触部を経由して前記第2保持部材へ移動可能にし、前記長尺シートが前記シート接触部に接触しながら前記本体部が移動する移動面にも接触するように構成したものである。
この構成によれば、未使用(新品)の長尺シートを移動面(床表面)に供給し、本体部が移動する際に供給された長尺シートを床に接触させることができる。これにより、きれいな長尺シートを用いて床の乾式清掃が行える。しかも、自動で移動可能な本体部にすれば、無人での長時間清掃を行うことができる。
第29の発明は、第28の発明において、前記本体部が第1の所定位置から第2の所定位置へ移動するとき、前記シート接触部は前記第1保持部材及び前記第2保持部材よりも前記第2の所定位置に近くになるように構成したものである。
この構成によれば、長尺シートを第1及び第2保持部材よりも先に第2の所定位置へ到着させられるので、移動面(床表面)の一部である第2の所定位置を確実に清掃することができる。
第30の発明は、第28または第29の発明において、前記本体部が第1の所定位置から第2の所定位置へ移動するとき前記シート接触部は該本体部の最外形よりも前記第2の所定位置に近くになるように構成したものである。
この構成によれば、進行先に障害物があった場合、本体部が障害物に衝突する前に障害物の麓までシート接触部が届くので、障害物の麓も清掃できるようにするなど、清掃可能な領域を広くすることができる。いわゆる、拭き残し領域を小さくすることができる。
第31の発明は、第28乃至第30のいずれか一つの発明において、前記シート接触部は、前記車輪が前記移動面の上にあるときには該移動面と対向し、かつ前記第1保持部材及び前記第2保持部材よりも前記移動面に近接する位置に配置するように構成したものである。
この構成によれば、移動面に本体部があるとき、本体部が移動する移動面に長尺シートを確実に接触させることができる。
第32の発明は、第28乃至第31のいずれか一つの発明において、前記長尺シートの一部が前記シート接触部に接触しているときに、前記第1保持部材には該長尺シートの片端側が巻かれた状態で保持されるように構成した、または前記第2保持部材には該長尺シートの他端側が巻かれた状態で保持されるように構成したものである。
この構成によれば、この構成によれば、使用済の長尺シートを乱雑に堆積させるのではなく、規則正しく巻かれた状態で保持でき、また保持する領域の省スペース化を図ることで本体部の小型化もでき、結果として低廉化な装置を提供することができる。
第33の発明は、第28乃至第32のいずれか一つの発明において、前記シート接触部は、最表面が弾性材料からなる円筒部材を有し、前記本体部が前記移動面の上にあるとき、前記円筒部材に接触する前記長尺シートは前記円筒部材が潰れながら前記移動面に押し付けられて接触するように構成したものである。
この構成によれば、長尺シートを移動面に向けて押し付けられることにより、比較的取り除きづらい汚れが移動面に付着していても、強く擦る汚れ除去清掃をすることができる。
第34の発明は、第28乃至第33のいずれか一つの発明において、前記シート接触部には前記長尺シートの裏面が接触し該裏面とは反対側の反対面は接触しないようにし、前記シート接触部を通過した前記長尺シートは該長尺シートの反対面が前記第2シート収容部の中で隠れて収容されるように構成したものである。
この構成によれば、第2保持部材に保持された長尺シートから、長尺シートが移動面から捕捉、取得した塵埃が、清掃し終わった移動面に落下してしまうことが回避できるので、清掃のやり直しの必要性が生じない。
第35の発明は、第28乃至第34のいずれか一つの発明において、前記シート接触部を通過した前記長尺シートは、前記移動面に接触しない反対面が該移動面を向くように該移動面に対して平行または傾斜するように構成したものである。
この構成によれば、長尺シートが移動面から捕捉、取得した塵埃が、清掃し終わった移動面に落下してしまうことが回避できるので、清掃のやり直しの必要性が生じない。
1 表面処理装置
2 本体部
2a 筐体
6,7 車輪部
17 液体射出器
23 長尺シート
24 第1保持部材(第1円筒部材)
25 第2保持部材(第2円筒部材)
27 第1シート収容部
29 シート接触部
31 第2シート収容部
40 シート接触体(第3円筒部材)
55 被処理面
60 シート駆動部
65 壁
2 本体部
2a 筐体
6,7 車輪部
17 液体射出器
23 長尺シート
24 第1保持部材(第1円筒部材)
25 第2保持部材(第2円筒部材)
27 第1シート収容部
29 シート接触部
31 第2シート収容部
40 シート接触体(第3円筒部材)
55 被処理面
60 シート駆動部
65 壁
Claims (3)
- 被処理面上を自走し、本体部に装着されるシートが前記被処理面を拭き処理する表面処理装置であって、
前記本体部の底面側に配置され前記被処理面上を走行する車輪と、
前記本体部の底面側に前記車輪と対向して配置され該車輪の走行方向と交差する方向に延伸している回転可能なローラからなり該ローラに巻かれた前記シートを前記被処理面に接触させるシート接触体と、
前記車輪を回転させる車輪用モータと、
前記被処理面上に接触前のシートを該被処理面に接触する位置へ移動させるシート移動用モータと、
前記被処理面上に接触前のシートに付与される液体が射出される射出口と、
前記射出口から前記液体を射出させるための液体射出器と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記本体部が前進走行中に前記シートは移動と停止が行われるとともに前記射出口からは前記液体が射出されるように、前記車輪用モータの駆動の制御と前記シート移動用モータの駆動の制御と前記液体射出器の駆動の制御を行う、表面処理装置。
- 前記射出口は前記シート接触体の長手方向に沿って複数配置した、ことを特徴とする請求項1に記載の表面処理装置。
- 前記制御部は、前記液体が前記射出口から断続射出されるように前記液体射出器を制御する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の表面処理装置。
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