JPH0366346A - 床保守用機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は床掃除機（スクラバ）等の速度及び舵取りを制
御する技術に関する。

（従来の技術及びその課題） 後方から歩く人間により操作される床スクラバは２つの
可逆モータにより個々に駆動される２つの車輪を有して
いる。これらモータの回転速度及び方向によりスクラバ
の前進又は後進、走行速度及び舵取り方向が決まり、こ
れらは全てスクラバフレームの後部に取り付けられた直
線状の横方向ハンドルバーを介して操作者により制御さ
れる。

このハンドルバーは捩って前進又は後進時の走行速度を
制御する一方、傾動させて右方向又は左方向への舵取を
制御することが出来るが、走行速度及び舵取り制御動作
と無関係に、ハンドルバーを介して手操作力をスクラバ
フレームに直接作用させることが出来る。走行速度の速
さ及び舵取りの鋭角な程度は、ハンドルバーを動かす程
度に比例する。舵取は零を含む任意の走行速度にて行う
ことが出来、又、機械の中心線を中心として曲がる程鋭
角な舵取りをすることが出来る。

後方を歩く操作者が機械を駆動する床スクラバ及びスイ
バ−のような動力駆動型式の機械がある。

こうした型式の機械は、工場のような広い床面積を掃除
するために使用され、かかる屋内の用途には、通常バッ
テリ駆動の機械が好まれる。スクラバの場合、掃除され
る面積が広いため、機械に大形の水タンクを必要とし、
このことは重いバッテリを使用すること相俟って、機械
の重量が非常に重くなり、このため、動力による牽引駆
動が必須となり、又、動力支援の舵取りが好まれる。あ
る種の後方歩行者が操作する型式の走行スクラバは１台
の牽引モータを利用し差動歯車を介して２つの駆動車輪
を駆動する。かかるスクラバにおいて、駆動車輪に設け
られた個々のクラッチ又はブレーキを使用して、舵取り
を支援しているが、これらクラッチ等は望ましい程の耐
久性に欠ける。各々、１つの駆動車輪を駆動する２台の
牽引モータを備え、操作者がこれらモータを同時に制御
して速度制御を行い、及び別々に制御して動力舵取りを
行うための手段が設けらたスクラバもある。この型式は
単一のモータを使用する型式のものを改良するものであ
り、少なくとも大型の機械において、一般的な方法とな
りつつある。しかしながら、使用される制御手段は最適
な取扱いが行える程、操作が容易ではない。このため、
かかるスクラバは手動にて舵取りするのに十分軽量であ
るより小型のスクラバよりも応答性が遅くなる。操作者
が手で制御装置を押し、動力舵取りを補助することによ
り機械の舵取を支援するならばより迅速な舵取り応答性
が可能となるが、ある型式の場合、制御装置を押すと、
手動による舵取りを行う前に機械の走行速度が最大とな
り、危険な状態となる。２台のモータの速度差をプログ
ラム制御する機械もあるが、これは、操作者がある状態
下にてより急速に曲がろうとする場合でも、機械は予め
定められた速度でしか曲がらない。

故に、かかる型式の機械において、従来から利用可能で
あった型式のものよりより応答性に優れかつ操作の容易
な機械にする制御装置が必要とされる。このため、舵取
り及び走行速度はプログラム化された速度ではなく、制
御装置に付与される動きの程度に比例して応答すること
が必要とされる。又、機械の中心線を中心として曲がる
程鋭角な曲がり動作を可能とし、又所望であれば、前方
又は後方に走行することなく、狭いスペース内にて最大
の操縦性が得られるようにする必要がある。

本発明はこうした改良を実現するものである。

（課題を達成するための手段） スイバ−、スクラバ等のような床保守機械とすることの
出来る機械はその後方を歩く人により駆動される。床ス
クラバについて説明する。このスクラバはその重量の相
当部分を支持する２つの駆動車輪を備えている。各駆動
車輪は前方又は逆方向に回転することの出来る個々の電
気モータにより駆動される。

本発明の好適な実施例において、これらモータの各々は
市販のソリッドステート型式の電気モータコントローラ
により制御され、これらコントローラの各々は電位差計
により制御される。電位差計は中間の電圧にて、コント
ローラに対し中位信号、即ちモータ非回転の信号を送る
ように構成される。電位差計をこの中間電圧からより高
圧の電圧にすることにより、モータは一方向に回転され
る一方、電位差計を中間電圧からより低圧の電圧にする
と、モータはその反対方向に回転する。このようにして
、モータを逆転させるための外部のスイッチは不要とな
る。

２つの電位差計は操作者にとって便宜である機械の後部
に位置決めされた直線状の横方向ハンドルバーに機械的
に連結されている。このハンドルパーは中央駆動ブラケ
ットにより機械のフレームに取り付けられ、このハンド
ルバーはそれ自体の長い中心線を中心として回転させ又
は捩ることが出来、又その中心軸を中心として傾動又は
駆動が可能である。この軸線は操作者にとって取り扱い
易いように選択され、ハンドルパーの端部が垂直軸から
約３０°の角度だけ下方に傾動させ及び前方又は上方後
方に傾動させると、平均的な身長の操作者の腕と略−直
線状となるため、この位置が最良であると考えられる。

電位差計をハンドルパーに接続する連結機構により、同
電位差計は、ハンドルパーがその長い中心線を中心とし
て回転されたとき、等しくかつ同一方向に動くが、ハン
ドルパーを傾動させたときは、等しく反対方向に動く。

２つの電位差計が２台の駆動モータを制御するため、こ
の構造の結果、操作者がハンドルパーを前方を回転させ
て真直ぐに走行させるとき、ハンドルパーをさらに回転
させればさせる程、機械の走行速度が速くなるような制
御装置となる。操作者はハンドルパーを後方に回転させ
て後進させる場合にも、該ハンドルパーを回転さらに回
転させればさせる程、機械はより急速に後進する。両方
向への最高速度は安全な限界値に制限され、前進及び後
進の間には、走行速度が零となる安定した中立帯域があ
る。ハンドルパーの適当な端部を下方に傾動させるだけ
で舵取りを行うことが出来る。ハンドルパーを回転させ
ず、従って、走行速度が零であるが、ハンドルパーの一
端を下方に傾動させると、一方の電位差計は前方に動き
、他方の電位差計は後方に動き、これにより、一方の駆
動車輪が前方に回転し、他方の車輪が後方に回転する。

このようにして、機械は所望であれば、前進又は後進す
ることなく、それ自体の中心軸を中心として曲がること
が出来る。これによりこの型式の従来の多数の機械にお
けるよりも応答性に優れた操作が可能になる。

ハンドルパーの回転及び傾動を同時に行うと、電位差計
の動きに差が生じ、これにより両方の駆動モータが同一
方向に回転するが、一方のモータは他方のモータよりも
速く回転する結果となる。この走行速度及び舵取りの組
み合わせにより、操作者の選択に従い前方又は後方の走
行方向の何れかに徐々に曲がる。

ハンドルバーはその中央枢着ブラケットを通じて機械フ
レームに固着されており、このため、操作者は希望する
ならば、ハンドルバーの両端を選択された方向に等しく
押すことにより、機械に対し任意の方向に力を付与させ
ることが出来る。これは、操作者が行うハンドルバーの
回転又は傾動に影響を与えず、従って制御された速度及
び舵取が影響されることはない。しかしながら、これは
動力舵取りを支援し、機械を取り扱うときの自然な感じ
の実現に著しく寄与するものである。

（実施例） 本発明の他の目的は添付図面に関する以下の説明から明
らかになるであろう。

本発明は例えば床スィーパのような他の型式の機械にも
同様に適用可能であるが、床スクラバに適用した場合に
ついて以下説明する。このスクラバは本発明の主題であ
る改良された制御装置を除いて、現在市販されている従
来のスクラバと同様である。第１図に図示するように、
操作者が参照符号１０で示したスクラバの後方を歩き、
機械の後部に便宜な高さにて位置決めされた真直ぐの横
方向ハンドルパーの握り部１２に片手又は両手を載せて
その速度及び舵取りを制御する。

この制御装置の機械的構造は第２図に図示されている。

ハンドルパー１４は一本の連続的な丸形鋼管品にて形成
され、その両端には握り部１２が取り付けられている。

このハンドルバーは長い中心線１６を有している。２つ
のブシーＬ１８（その一方のみ図示）がハンドルバーを
舵取りヨーク２０内に回転可能に支持している。取り付
けブラケット２２がスクラバの構造体にボルト止めされ
又はその他の方法にて固着されている。舵取りヨーク２
０は枢着ビン２４によりブラケット２２に枢動可能に取
り付けられ、この枢着ビン２４はその端部付近に穿孔さ
れた横断穴を通じてコツタピンにより適所に保持されて
いる。この構造により、ハンドルパー１４はその長い中
心線１６を中心として回転しかつ枢着ビン２４により国
威された軸線を中心として枢動することも可能である。

ハンドルバーの２つのアーム２６．２８が止めねじ（図
示せず）によりハンドルパー１４に固着されている。こ
れらのアーム２６．２８はハンドルバーを囲繞しハンド
ルバーの端部が舵取りヨーク２０を通って摺動するのを
阻止する一体のハブを有している。ドアノブに使用され
るものと同様の二重スローコイルばね３０がハンドルパ
ー１４の周囲に取り付けられており、ハンドルパー１４
を常時、所定の静止方向に復帰させ得るように配設され
ている。この動作により、機械の速度制御は効果的に中
立とされる。

ハンドルパー１４及び舵取りヨーク２０は枢着ビン２４
に対し垂直方向に向けて一方の握り部１２に力を加える
ことにより、枢着ビン２４を中心として枢動することが
出来る。かかる力が加えられなかった場合、ハンドルパ
ー１４及び舵取りヨーク２０は中立中心決めアーム３２
により中心決めされた水平方向の位置に保持される。こ
の構成要素は中心決めアーム支持体３４に取り付けられ
たプラスチックパーである。この支持体３４はビン３６
により取り付けブラケット２２により枢動可能に取り付
けられる 第２図において、便宜上中立中心決めアーム３２及び舵
取りヨーク２０間には幾分かのスペースが存在するよう
に図示されている。しかし、通常の使用時、この中立中
心決めアーム３２は押しロッド４０を介して作用する圧
縮ばね３８により舵取りヨークの下側に弾性的に押圧さ
れている。この押しロッド４０は中心決めアーム支持体
３４の穴に緩く嵌まる縮小寸法の直径４２を有している
。

押しロッド４０の他端の直径も又、ナツト４４が押しロ
ッド４０のねじ部分４６に螺合し得るように十分に縮小
されている。押しロッド４０は部分的に符号４８で示し
たスクラバフレームの隔壁に形成された穴を通って自由
に摺動する。ばね３８は隔壁及びナツト４４（ばねを所
望通りに圧縮し得るように設定することが出来る）間に
て圧縮される。

操作者がハンドルパーを枢着ビン２４を中心として枢動
させようとする場合、操作者は枢着ビンに対し垂直の方
向に向けて一方の握り部１２に力を作用させる。これに
より、舵取りヨーク２０の一端は下方に動き、その結果
、舵取りアーム３２は下方に押されてばね３８をさらに
圧縮する。操作者が握り部に加えた力を釈放させると、
中立中心決めアーム３２を上方に押していたばねが舵取
りヨーク２０を後方に押し、ハンドルパーはその中立位
置まで復帰される。かくて舵取り制御は中立となる。

２つの電位差計５０．５２が２つの取り付けブラケット
５４に取り付けられている。これら取り付けブラケット
５４はスクラバ構造体に取り付けられている。上記２つ
の電位差計５０．５２はこれらと関係する制御アーム５
６．５８を有している。これらの制御アーム５６．５８
は取り付けブラケット５４のスロット５９を通り、スロ
ット５９の両端はハンドルパー及び電位差計が可能な回
転程度を画成する。その端部に従来のボールジヨイント
を有する２つのリンク６０．６２が設けられている。こ
れらのリンク６０，６２はハンドルパーのアーム２６．
２８を電位差計の制御アーム５６．５８に接続する。

第３図には、スクラバの電気回路及び牽引駆動装置の路
線図が図示されている。この機械は参照符号６４で示し
たバッテリーバックにより駆動される。駆動車輪６６．
６８は全体として符号７４で示した２つのチェーン及び
スプロケット駆動装置を介して２つの電気モータ７０．
７２により駆動される。駆動車輪は２つの独立的な同軸
状の駆動車軸７６．７７に取り付けられており、これら
駆動車軸７６．７７の各々はスクラバ構造体に取り付け
られた２つの密封玉軸受け７８により回転可能に支持さ
れている。２つのモータ７０，７２は２つのモータコン
トローラ８０１８２により制御される。これらモータコ
ントローラは例えばカルフォルニア州、ダブリン（Ｄｕ
ｂｌｉｎ）のカーティス（Ｃｕｒｔｉｓ）　ＰＭＣから
販売されているような市販の装置とすることが出来る。

これら２つのモータコントローラは２つの電位差計５０
．５２により制御される。モータコントローラは、制御
されるモータが電位差計か゛らの中間帯域の電圧によっ
て零回転となり、その中間帯域以下の電圧により一方向
に回転し、その中間帯域以上の電圧によりその反対方向
に回転するように設計されている。

電圧が中間帯域以上であればある程、制御されるモータ
はより高速にて回転する。このようにして、この制御装
置は機械に対し、２つの電位差計をその帯域内で動かす
だけで、前方走行、中立、及び後方走行の可変速度を実
現する。中立又は後進のための外部スイッチを使用する
必要はない。

第３図には、右側モータコントローラ８０及び駆動車輪
６６を制御する左側電位差計５２と、左側モータコント
ローラ８２及び駆動車輪６８を制御する右側電位差計５
０とが図示されている。この構成により、第４図に示す
ような舵取り応答性が得られ、前方走行中、左側握り部
を下方に押すと左方向に曲がる。第３図に示すように線
を交差させず、右側電位差計５０を右側モータコントロ
ーラ５０に、左側電位差計５２を左側モータコントロー
ラ８２に接続することにより別の構成とすることも可能
である。これにより第５図に示すような舵取り応答性が
得られ、前方走行中、右側握り部を下方に押すと左方向
に曲がる。画構成ともに可能であり、何れも本発明の新
規な特徴を損なうことなく採用することが出来る。何れ
の構成の場合でも、例えば機械が後進しているときに左
方向に曲がろうとする場合、前方に走行しているときに
左方向に曲がるために押したのとは別の握り部を下方に
押すことが必要である。又何れの構成の場合でも、及び
前方又は後方に走行している何れの場合でも、左方向に
曲がるために押したのとは反対の握り部を下方に押すこ
とにより右方向に曲がることが出来ることが明らかであ
る。

第１図に示した角度ｒＡＪが３０乃至４５°のとき最も
快適な舵取りが行われることが分かった。しかし、０°
乃至９０’の範囲の任意の角度を採用することも出来る
。第６図に図示するように、枢着ビン２４は選択された
角度に対し直角に位置する。

ハンドルパーアーム２６．２８はその中立位置において
枢着ビン２４に対し平行に位置する。電位差計のブラケ
ット５４は、中立においてボールジヨイント連結機構６
０．６２がハンドルバーアーム２６．２８及び電位差計
のアーム５６．５８に対して直角を形成する一方、電位
差計のアームがブラケット５４のスロット５９の中間に
あるように位置決めする必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を利用する床スクラバを操作する人間を
示す側面図、 第２図は本発明の好適な実施例を示す第１図のスクラバ
の速度及び舵取りを制御する装置の略斜視図、 第３図はスクラバの電気回路及び牽引駆動装置の路線図
、 第４図は前方に走行中、左方向に曲がるための制御技術
を示す図、 第５図は前方に走行中、左方向に曲がるための別の制御
技術を示す図、 第６図は第２図の一部断面図とした側面図である。 １２：握り部　　　　　１４：ハンドルパー１６：中心
線　　　　　１８ニブシュ ２０二舵取りヨーク ２２ニブラケツト ２４：枢着ピン ２６．２８；ハンドルパーアーム ３０：ばね ３２：アーム ３４：アーム支持体 ３６：ビン　　　　　　３８：ばね ４０：押しロッド　　　４２：直径 ４４：ナツト　　　　　４６：ねじ部分５０．５２：電
位差計 ５４： ５６、 ９ ６０． ６６． ７０． ７６． ７８： ８０゜ ブラケット ５８：制御アーム スロット ６２ニリンク ロ８：駆動車輪 ７２：モータ ７７：駆動車軸 軸受け ８２：モータコントローラ 図面の浄書（内容に変更なし） 第１図 外グ名 第４ 図 手 続 補 正 書 １、事件の表示 平底 ２年特許願第１６３９６３号 ２、発明の名称 床保守用機械 ３゜ 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称　　テナント・カンパニー 新大手町ビル ２０６区 別紙の通り（尚、明細書及び図面の内容には変更ない（
裏５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、その後方を歩く操作者により駆動され、床に沿って
   前方又は後方に走行し得るようにした床保守用機械にし
   て、 少なくとも一部分が２つの駆動車輪により支持されたフ
   レームの組み合わせ体を備え、 各駆動車輪が個々の電気モータにより駆動され、各モー
   タが前方又は逆方向に回転することが出来、 ２つのモータが１つの手操作制御装置により等しく又は
   別異に制御され、 前記主操作制御装置が機械の縦軸に交差する長い軸線を
   有し、その端部付近が操作者により把持され得るように
   した真直ぐの細長い部材を備え、前記細長い部材がその
   長い軸線を中心してある程度回転する第１の動作により
   可動であり、及び機械の縦軸線の垂直面にて軸線を中心
   としてある程度枢動可能である第２の動作により可動で
   あるようにし、 さらに、前記細長い部材が両モータに作用可能に接続さ
   れ、これにより、その第１の動作のみを付与すると、両
   モータが前方又は逆方向に等速度にて回転し、又はその
   第２の動作のみを付与すると、一方のモータが前方に回
   転し、その他方のモータが反対方向に回転し、又はその
   第１及び第２の動作を同時に付与すると、前記両モータ
   が前方又は逆方向に異なる速度にて回転するようにし、
   何れの場合にもモータ速度は前記細長い部材に付与され
   る動作の程度に比例するようにしたことを特徴とする床
   保守用機械。 ２、請求項１記載の手操作制御装置にして、細長い横方
   向部材の両端に同一方向に向け等しくかつ同時に付与さ
   れた並進力が、機械の速度又は舵取り制御に影響を及ぼ
   すことなく機械に伝達されるようにしたことを特徴とす
   る手操作制御装置。 ３、請求項１記載の第２の運動枢軸にして、水平に対し
   て３０゜乃至４５゜の角度に位置し、機械の走行方向に
   対する軸の前端が後端より高い位置にあるようにしたこ
   とを特徴とする枢軸。 ４、請求項１記載の床保守用機械にして 細長い部材及びモータ間の作用可能な接続部分が、細長
   い部材に取り付けられた第１のアーム及び第２のアーム
   と、 第１の制御装置及び第２の制御装置と、 前記第１のアームを前記第１の制御装置に接続する第１
   のリンク及び前記第２のアームを前記第２の制御装置に
   接続する第２のリンクと、を備え、前記第１及び第２の
   制御装置がそれぞれ第１のモータコントローラ及び第２
   のモータコントローラを制御する一方、 前記コントローラの各々が２つの駆動モータの一方を制
   御することを特徴とする床保守用機械。 ５、請求項４記載の作用可能な接続手段にして、制御装
   置が電位差計であることを特徴とする作用可能な接続手
   段。 ６、請求項４又は５に記載の制御装置にして、制御装置
   の中間電圧がその関係するモータを零回転とする一方、
   より大きい電圧が前記モータを一方向に回転させ、より
   小さい電圧が前記モータを反対方向に回転させるように
   したことを特徴とする制御装置。 ７、その後方を歩く操作者により駆動され、床に沿って
   前方又は後方に走行し得るようにした床保守用機械にし
   て、 縦軸を有し、少なくとも一部分が２つの駆動車輪により
   支持されたフレームと、 電気モータにより駆動されて前方及び逆方向に回転する
   各駆動車輪と、 ２つのモータを制御する手操作制御装置にして、機械の
   縦軸に交差する長い軸線を有し、その端部付近が操作者
   により把持され得るようにした真直ぐの細長い部材を有
   する前記手操作装置と、細長い部材が機械の縦軸の垂直
   面内にてその横軸線を中心として回転すると同時に、軸
   線を中心として枢動可能であるようにする細長い部材の
   取り付け手段と、 前記細長い部材を両軸線を中心とする中間の静止位置に
   中心決めするばね偏倚手段と、 フレームに取り付けられてモータを制御する、各モータ
   に１つずつの一対のコントローラと、細長い部材及び各
   コントローラ間に設けられ、細長い部材がその横軸線を
   中心として回転するのに応答して、両モータが前方又は
   逆方向に等速度にて作動し、かつ細長い部材が機械の縦
   軸線の垂直面内にてその軸線を中心として枢動するのに
   応答して、モータが反対方向に作動するような構造とさ
   れかつそのように配設された連結機構と、を備えること
   を特徴とする床保守用機械。 ８、請求項７記載の構造体にして、 前記連結機構が、縦部材から半径方向に伸長する一対の
   略平行なレバーにして、各々が各コントローラから半径
   方向に伸長しかつ相互に略平行である前記一対のレバー
   と、 細長い部材の各レバー及び１つのコントローラに設けら
   れたレバー間におけるリンクと、を備えることを特徴と
   する構造体。 ９、請求項８記載の構造体にして、 前記リンクが細長い部材がその中間の静止位置にあると
   き、略直角に位置することを特徴とする構造体。 １０、請求項７記載の構造体にして、 機械の縦軸の垂直面における枢軸が水平面に対して傾斜
   されていることを特徴とする構造体。 １１、請求項７記載の構造体にして、 その後方を歩く操作者により駆動され、床に沿って前方
   又は後方に走行し得るようにした床保守用機械にして、 縦軸を有し、少なくとも一部分が２つの駆動車輪により
   支持されたフレームと、 電気モータにより駆動されて前方及び逆方向に回転する
   各駆動車輪と、 フレームの後部に設けられ、２つのモータを制御する手
   操作制御装置と、 機械の縦軸に対し直交する軸線上に配設されかつその端
   部付近が操作者により把持され得るようにした真直ぐな
   ハンドルバーの細長い部材と、その横軸線を中心として
   回転すると同時に機械の縦軸線の垂直面内にて軸線を中
   心として枢動可能である細長い部材の取り付け手段と、 細長い部材を両軸線を中心とする中間の静止位置に中心
   決めするばね偏倚機構と、 フレームに取り付けられてモータを制御する、例えば電
   位差計のような各モータに１つずつ設けられる一対のモ
   ータコントローラと、 細長い部材及び各モータコントローラ間に設けられて、
   細長い部材の回転動作及び枢動動作を一体化し、細長い
   部材がその横軸線を中心として回転する動作と細長い部
   材が機械の縦軸の垂直面内にてその軸線を中心として枢
   動する動作とが組み合わさって、各モータコントローラ
   に一回の動作を付与するように構成されかつそのように
   配設された接続手段と、を備えることを特徴とする床保
   守用機械。 １２、請求項１１記載の構造体にして、 接続手段が細長い部材から半径方向に伸長する一対の略
   平行なレバーにして、各コントローラからかつ相互に略
   平行に半径方向に伸長するレバーを有する前記一対のレ
   バーと、 細長い部材の各レバー及び１つのコントローラの間に設
   けられたリンクと、を備えることを特徴とする構造体。 １３、請求項１２記載の構造体にして、 リンクが細長い部材がその中間の静止位置にあるとき、
   レバーに対し略直角に位置することを特徴とする構造体
   。 １４、請求項１２記載の構造体にして、 細長い部材から半径方向に伸長するレバーが細長い部材
   の枢軸に対し略平行であることを特徴とする構造体。