(57)【要約】【課題】より高い耐故障性及び汎用性を有する自走式清掃装置を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態に係る自走式清掃装置１００は、液体収容部２０と、駆動輪１２を駆動するための電力を供給する蓄電部３０とを有する。液体収容部２０と蓄電部３０は進行方向前後に並ぶように配置されると共に少なくとも一部が同一平面上に位置する。また、液体収容部２０及び蓄電部３０は何れも車両中心線ＣＬを含む鉛直面に関して対称となるように形成され且つ配置される。【選択図】図１
2015163151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体収容部と、
少なくとも駆動輪を駆動するための電力を供給する蓄電部と、を有し、
前記液体収容部と前記蓄電部は進行方向の前後に並ぶように配置されると共に少なくともそれぞれの一部が同一平面上に位置する、
自走式清掃装置。
【請求項２】
前記液体収容部は前記蓄電部の進行方向後方に配置される、
請求項１に記載の自走式清掃装置。
【請求項３】
二つの駆動輪と一つの従動輪とを有し、
前記液体収容部が空の状態で、前記二つの駆動輪及び前記一つの従動輪のそれぞれの接地点によって形成される三角形の重心を通る鉛直線が当該自走式清掃装置の質量中心を通る、
請求項１又は２に記載の自走式清掃装置。
【請求項４】
前記液体収容部及び前記蓄電部は何れも車両中心線を含む鉛直面に関して対称となるように形成され且つ配置される、
請求項１乃至３の何れか一項に記載の自走式清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走式清掃装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水タンク及び燃料電池を搭載する自走式清掃装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されている自走式清掃装置は、車輪を駆動するための駆動モータ、この駆動モータに電力を供給するための燃料電池、これらを制御する制御装置等で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の自走式清掃装置は、駆動モータを制御する制御装置が水タンクの下方に配置されているため、水タンクで水漏れが発生した場合に電気・電子回路を短絡させてしまうおそれがある。また、水タンクを比較的高い位置に設置しているため、装置高さを増大させ、装置が入り込める場所を制限してしまうおそれがある。
【０００５】
上述の点に鑑み、より高い耐故障性及び汎用性を有する自走式清掃装置の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による自走式清掃装置は、液体収容部と、少なくとも駆動輪を駆動するための電力を供給する蓄電部とを有し、前記液体収容部と前記蓄電部は進行方向の前後に並ぶように配置される。
【発明の効果】
【０００７】
上述の手段により、より高い耐故障性及び汎用性を有する自走式清掃装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による自走式清掃装置の側面図である。
【図２】図１の一点鎖線で示す仮想平面を＋Ｚ側から見た図である。
【図３】液体収容部の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初に、本発明の一実施形態による自走式清掃装置１００の全体構成について説明する。図１は自走式清掃装置１００の側面図である。図２は、図１の一点鎖線ＤＬで示す仮想平面を＋Ｚ側から見た図である。
【００１０】
自走式清掃装置１００は、自律的に走行しながら平らな走行面を清掃する装置である。本実施形態では、自走式清掃装置１００は、汚水吸引機能を有する自走式清掃装置（以下、「汚水吸引型清掃装置」とする。）であり、洗浄機能を有する別の自走式清掃装置（以下、「洗浄型清掃装置」とする。）に追従する。なお、洗浄機能は、走行面を洗浄する機能であり、例えば、走行面に散水し、回転ブラシで走行面を擦って走行面を洗浄するポリッシング機能を含む。また、汚水吸引機能は、洗浄後の走行面に残された汚水を吸引する機能である。そして、走行面の清掃は、洗浄型清掃装置及び汚水吸引型清掃装置の２台１組で行われる。
【００１１】
なお、自走式清掃装置１００は、汚水吸引型清掃装置の前を走行する洗浄型清掃装置であってもよい。また、自走式清掃装置１００は、洗浄機能及び汚水吸引機能を有する一体型清掃装置であってもよい。
【００１２】
自走式清掃装置１００は、主に、走行部１０、液体収容部２０、蓄電部３０、清掃部４０、駆動部５０、及び制御部６０を含む。そして、自走式清掃装置１００は、矢印ＡＲ１で示すように、＋Ｘ方向を進行方向前方として進行する。
【００１３】
走行部１０は、自走式清掃装置１００の走行に関する機能要素であり、主に、フレーム１１、駆動輪１２、及び従動輪１３を含む。
【００１４】
フレーム１１は、駆動輪１２及び従動輪１３を回転可能に支持し、且つ、液体収容部２０、蓄電部３０、清掃部４０、駆動部５０、及び制御部６０を固定的に支持する構造体である。
【００１５】
駆動輪１２は、推進力を発生させる車輪である。本実施形態では、駆動部５０によって駆動される左右一対の車輪１２Ｌ、１２Ｒである。自走式清掃装置１００は、車輪１２Ｌの回転速度と車輪１２Ｒの回転速度とを異ならせることで操舵機能を実現する。
【００１６】
従動輪１３は、駆動輪１２が発生させた推進力に応じて回転する車輪である。本実施形態では、従動輪１３は、その回転軸がＹ軸方向に平行となるように固定的に配置された単輪である。なお、図２は、フレーム１１の−Ｚ側において一点鎖線ＣＬで示す車両中心線に沿って固定的に配置される従動輪１３を点線で表す。この構成により、従動輪１３は、回転軸の配置が変化するキャスタを用いる場合に比べ、自走式清掃装置１００の進行方向を安定化させることができる。但し、従動輪１３は、Ｚ軸と平行な軸回りにも向きを変えることができるキャスタ等の操舵機能を備える車輪であってもよい。
【００１７】
液体収容部２０は、液体を収容する機能要素である。汚水吸引型清掃装置である本実施形態では、液体収容部２０は、汚水を収容する汚水タンクである。なお、洗浄型清掃装置の場合、液体収容部２０は、散水用の清水を収容する清水タンクである。
【００１８】
蓄電部３０は、少なくとも駆動輪１２を駆動するための電力を蓄電し且つ供給する機能要素である。本実施形態では、バッテリ（二次電池）が採用される。なお、バッテリは、例えば、鉛蓄電池、ニッケル・カドニウム蓄電池、ニッケル・水素充電池等を含む。また、蓄電部３０は、燃料電池等の他の電力供給源であってもよい。
【００１９】
清掃部４０は、清掃作業を実行する機能要素である。本実施形態では、汚水吸引型清掃装置としての自走式清掃装置１００に搭載される清掃部４０は、主に、スクイージ４１及びブロワ４２を含む。
【００２０】
スクイージ４１は、平らな走行面の水分を取り除くための装置である。また、ブロワ４２は、スクイージ４１の内部で負圧を発生させるための装置である。本実施形態では、自走式清掃装置１００は、蓄電部３０から電力の供給を受けて作動するブロワ４２によってスクイージ４１の内部で負圧を発生させる。ブロワ４２は、汚水タンクとしての液体収容部２０に接続され、さらに、液体収容部２０及び図示しないホースを介してスクイージ４１に接続される。なお、ブロワ４２は、液体収容部２０に直結されてもよく、図示しないホースを介して液体収容部２０に接続されてもよい。そして、自走式清掃装置１００は、走行面に残る汚水をスクイージ４１の開口を通じて吸い取り、吸い取った汚水を汚水タンクとしての液体収容部２０に収容する。なお、図２は、フレーム１１の−Ｚ側でＹ軸方向に延在するスクイージ４１を点線で表す。また、図２では、スクイージ４１のＹ軸方向長さは、蓄電部３０のＹ軸方向長さより小さくなっているが、蓄電部３０のＹ軸方向長さ以上であってもよい。
【００２１】
なお、洗浄型清掃装置の場合、清掃部４０は、蓄電部３０から電力の供給を受けて作動する図示しない回転ブラシ機構及び散水部を含む。回転ブラシ機構は、回転ブラシを走行面に押し付けて回転させる機構である。また、散水部は、走行面に液体を撒く機能要素であり、例えば液体収容部２０に収容された液体の自重を利用して液体を走行面に垂れ流す。なお、散水部は、散水ポンプ、散水ノズル、散水スプリンクラー等を用いて液体を走行面に供給してもよい。
【００２２】
駆動部５０は、駆動輪１２を回転駆動する機能要素である。本実施形態では、左右一対の駆動部５０Ｌ、５０Ｒはそれぞれ、蓄電部３０から電力の供給を受けて作動する電動モータと減速機構とを含む。減速機構は、例えば、ベルト・プーリ機構、チェーン・スプロケット機構、ギア機構等で構成される。そして、駆動部５０Ｌは、駆動軸１２ＡＬを介して、電動モータの駆動力を駆動輪１２Ｌに伝える。同様に、駆動部５０Ｒは、駆動軸１２ＡＲを介して、電動モータの駆動力を駆動輪１２Ｒに伝える。
【００２３】
制御部６０は、自走式清掃装置１００を制御する機能要素である。本実施形態では、制御部６０は、主に、通信制御、走行制御、及び清掃制御を実行する。通信制御は、洗浄型清掃装置又は他の外部装置と汚水吸引型清掃装置である自走式清掃装置１００との間の無線通信を制御する。また、走行制御は、自走式清掃装置１００の走行を制御する。また、清掃制御は、清掃部４０による清掃作業を制御する。
【００２４】
また、本実施例では、制御部６０を構成する各種電気回路は、第１電気回路ケース６１及び第２電気回路ケース６２のそれぞれに分散して配置される。個々の電気回路ケースの高さをできるだけ低くして自走式清掃装置１００の高さの低減を図るためである。なお、第１電気回路ケース６１は、蓄電部３０の上に配置され、第２電気回路ケース６２は、駆動部５０の上に配置される。但し、制御部６０は、単一の電気回路ケース内にまとめて配置されてもよく、３つ以上の電気回路ケース内に分散して配置されてもよい。
【００２５】
次に、フレーム１１上に搭載される各部の配置について説明する。図２に示すように、フレーム上には、進行方向前方から順に、駆動部５０、蓄電部３０、及び液体収容部２０が並ぶように配置される。この配置により、駆動部５０が駆動輪１２の近くに位置付けられ、減速機構を構成するベルト等の動力伝達部材のサイズが大きくなってしまうのを防止できる。また、液体収容部２０は、その最低部分が蓄電部３０より高くならないように配置される。本実施形態では、液体収容部２０と蓄電部３０は、少なくともそれぞれの一部が同一平面上に位置するように配置されている。具体的には、図１に示すように、液体収容部２０の最低部分である−Ｚ側の面（底面）と蓄電部３０の最低部分である−Ｚ側の面（底面）とが何れもフレーム１１の＋Ｚ側の面（表面）を含む同一平面上に位置するように配置されている。なお、本実施形態では、駆動部５０の最低部分である−Ｚ側の面（底面）も同様にフレーム１１の＋Ｚ側の面（表面）を含む同一平面上に位置するように配置されている。この配置により、仮に液体収容部２０の液漏れが発生した場合であっても電気系に悪影響が及ぶのを最小限に抑えることができる。具体的には、液漏れによる電気的短絡の発生等を防止できる。
【００２６】
また、液体収容部２０の上に配置されるブロワ４２を除き、蓄電部３０、駆動部５０、及び制御部６０を含む電気系が二点鎖線ＢＬで示す仮想平面を挟んで液体収容部２０の反対側（＋Ｘ側）に集約される。さらに、液体収容部２０がフレーム１１の−Ｘ側の端部（後端）に位置付けられる。すなわち、電気系は、液体収容部２０の＋Ｘ側及び＋Ｚ側にのみ存在する。そのため、仮に液体収容部２０の液漏れが発生した場合であっても電気系に悪影響が及ぶのを最小限に抑えることができる。具体的には、液漏れによる電気的短絡の発生等を防止できる。なお、二点鎖線ＢＬで示す仮想平面の位置に隔壁が形成されてもよく、フレーム１１上の仮想平面に対応する位置に溝、グリッド穴、段部、傾斜部等が形成されてもよい。段部又は傾斜部は、電気系が液体収容部２０よりも高い位置に配置されるよう構成される。漏れ出した液体がフレーム１１を伝って電気系にまで及ぶのを防止するためである。
【００２７】
また、フレーム１１上に搭載される構造物は、主に、駆動部５０が配置される部分、蓄電部３０が配置される部分、及び液体収容部２０が配置される部分の３つの部分に分けられる。そして、３つの部分のそれぞれは、Ｚ軸方向の距離（高さ）がほぼ等しくなるように構成される。本実施形態では、駆動部５０及び第２電気回路ケースの合計高さと、蓄電部３０及び第１電気回路ケースの合計高さと、液体収容部２０及びブロワ４２の合計高さとがほぼ等しくなるように構成される。自走式清掃装置１００の扁平化を図りその最大高さを低くするためである。なお、この構成は、制御部６０のような分割可能な構成要素を必要に応じて分割すること、各構成要素の高さを最適化すること、及び、構成要素の積み重ねの組み合わせを最適化することによって実現される。また、３つの部分のそれぞれは、Ｙ軸方向の距離（幅）がほぼ等しくなるように構成される。自走式清掃装置１００の幅をできるだけ狭くするためである。また、３つの部分のそれぞれはＸ軸方向に並ぶように配置される。自走式清掃装置１００の重量バランスを安定させるためである。具体的には、自走式清掃装置１００の質量中心ＣＭを、車両中心線ＣＬを含む鉛直面に近づけ、或いはその鉛直面上に位置付けるためである。
【００２８】
また、フレーム１１上に搭載される各部の配置は、自走式清掃装置１００の走行時の安定性を考慮して決定される。本実施形態では、フレーム１１上に搭載される各部は、液体収容部２０が空の状態で、二つの駆動輪１２Ｌ、１２Ｒ及び一つの従動輪１３のそれぞれの接地点によって形成される三角形の重心ＣＧを通る鉛直線が自走式清掃装置１００の質量中心ＣＭを通るように配置される。なお、「液体収容部２０が空の状態」を条件とする理由は、「液体収容部２０が空でない状態」に比べて自走式清掃装置１００の質量中心ＣＭが高い位置にあり、自走式清掃装置１００が不安定な状態となるためである。また、汚水が液体収容部２０に蓄積されるにつれて自走式清掃装置１００の質量中心ＣＭの位置が−Ｚ側に移動し、自走式清掃装置１００の安定性が増すためである。但し、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、フレーム１１上に搭載される各部は、液体収容部２０が所定のレベルまで液体で満たされた状態で、三角形の重心ＣＧを通る鉛直線が自走式清掃装置１００の質量中心ＣＭを通るように配置されてもよい。液体収容部２０が所定のレベルまで液体で満たされたときの安定性をより重視するためである。
【００２９】
また、液体収容部２０は、車両中心線ＣＬを含む鉛直面に関して対称となるように形成され且つ配置される。同様に、蓄電部３０は、車両中心線ＣＬを含む鉛直面に関して対称となるように形成され且つ配置される。車両中心線ＣＬを挟んだ両側の質量ができるだけ等しくなるようにするためである。本実施形態では、上述の理由により、液体収容部２０及び蓄電部３０は何れも略直方体の外形を有する。但し、液体収容部２０及び蓄電部３０は直方体以外の外形を有していてもよい。また、本実施形態では、液体収容部２０及び蓄電部３０は何れもＹ軸方向における長さがＸ軸方向における長さより長くなるように配置される。車長を小さくできるためである。但し、液体収容部２０及び蓄電部３０は、所望の車幅を実現するために、Ｙ軸方向における長さがＸ軸方向における長さより短くなるように形成され且つ配置されてもよい。車幅を小さくできるためである。
【００３０】
図３は、液体収容部２０の別の構成例である液体収容部２０Ｘを示す。なお、図３は、液体収容部２０Ｘの上面図である。液体収容部２０Ｘは、−Ｘ側の２つの隅部のところに凹部２１を形成した点で、略直方体の外形を有する液体収容部２０と相違する。これら２つの凹部２１は、例えば、フレーム１１から垂直に＋Ｚ方向に延びる縦フレームのための空間を確保するために形成される。また、液体収容部２０Ｘは、凹部２１を有する場合であっても、液体収容部２０と同様、車両中心線ＣＬを含む鉛直面に関して対称となるように形成され且つ配置される。車両中心線ＣＬを挟んだ両側の質量ができるだけ等しくなるようにするためである。
【００３１】
上述のように、自走式清掃装置１００は、液体収容部２０と蓄電部３０が進行方向の前後に並ぶようにそれらを搭載する。そのため、液体収容部２０から漏れ出た液体が蓄電部３０を短絡させるといった状況が発生するのを防止できる。また、フレーム１１上に搭載される構造物の高さが揃えられて扁平化が実現されるようにする。その結果、より高い耐故障性及び汎用性を実現できる。
【００３２】
また、自走式清掃装置１００は、液体収容部２０が蓄電部３０の進行方向後方に配置されるようにする。具体的には、液体収容部２０がフレーム１１の後端に位置付けられるようにする。そのため、液体収容部２０を電気系から隔離し易くする。その結果、さらに高い耐故障性を実現できる。
【００３３】
また、液体収容部２０及び蓄電部３０は何れも車両中心線ＣＬを含む鉛直面に関して対称となるように形成され且つ配置される。そのため、車両中心線ＣＬを挟んだ両側の質量をできるだけ等しくすることができる。その結果、自走式清掃装置１００の走行安定性を高めることができる。
【００３４】
また、自走式清掃装置１００は、液体収容部２０が空の状態で、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒ及び従動輪１３のそれぞれの接地点によって形成される三角形の重心を通る鉛直線が自走式清掃装置１００の質量中心ＣＭを通るように蓄電部３０等を搭載する。その結果、走行安定性をさらに高めることができる。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３６】
例えば、上述の実施形態では、自走式清掃装置１００は、２つの駆動輪１２Ｌ、１２Ｒと１つの従動輪１３とを用いた３点支持を採用する。３点支持は、４点支持以上の多点支持のときのように１又は複数の車輪が走行面から浮き上がるのを防止できる点で有利である。しかしながら、本発明は３点支持に限定されるものではない。自走式清掃装置１００は、２つの駆動輪１２Ｌ、１２Ｒと２つ以上の従動輪とを用いた４点支持以上の多点支持を採用してもよい。また、４点支持の場合、２つの従動輪は、車両中心線ＣＬの両側に配置される左右一対の従動輪であってもよく、２つの駆動輪１２Ｌ、１２Ｒの前後に配置される前後一対の従動輪であってもよい。フレーム１１上に搭載される各部の配置、フレーム１１の形状、自走式清掃装置１００の加速特性等を柔軟に決定できるようにするためである。
【００３７】
また、上述の実施形態では、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒは、従動輪１３よりも進行方向前方に配置される。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。駆動輪１２Ｌ、１２Ｒは、従動輪１３よりも進行方向後方に配置されてもよい。例えば、自走式清掃装置１００は、−Ｘ方向を進行方向前方としてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０・・・走行部  １１・・・フレーム  １２、１２Ｌ、１２Ｒ・・・駆動輪  １２Ａ、１２ＡＬ、１２ＡＲ・・・駆動軸  １３・・・従動輪  ２０、２０Ｘ・・・液体収容部  ３０・・・蓄電部  ４０・・・清掃部  ４１・・・スクイージ  ４２・・・ブロア  ５０、５０Ｌ、５０Ｒ・・・駆動部  ６０・・・制御部  ６１・・・第１電気回路ケース  ６２・・・第２電気回路ケース  １００・・・自走式清掃装置  ＣＧ・・・三角形の重心  ＣＭ・・・質量中心
【図１】
2015163151.tif 000003
【図２】
2015163151.tif 000004
【図３】
2015163151.tif 000005