(57)【要約】　　　（修正有）【課題】別の動力供給なしに主輪の駆動力を用いて掃除動作が行えるようにする掃除装置を提供する。【解決手段】回転主輪１１を有する本体１０と、外周部が掃除対象床面に接するように、前記本体に回転可能に装着されて掃除を行う回転ブラシ２０と、入口部が前記回転ブラシ及び床面に近接するように前記本体に装着される異物質収集容器と、前記主輪の駆動力を前記回転ブラシの軸に伝達する伝動装置４０とを含み、前記伝達装置は複数のギヤ４１，４２，４３又は複数のスプロケットと無軌道型チェーン若しくは無軌道型ベルトにより構成する。【選択図】　　　　図１
2004081810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転主輪を有する本体と、
外周部が掃除対象床面に接するように、前記本体に回転可能に装着されて掃除を行う回転ブラシと、
入口部が前記回転ブラシ及び床面に近接するように前記本体に装着される異物質収集容器と、
前記主輪の駆動力を前記回転ブラシの軸に伝達する伝動装置とを含んでなることを特徴とする掃除装置。
【請求項２】
前記伝動装置は、前記主輪が前記回転ブラシの軸に連結されるように互いに噛み合う多数のギヤからなることを特徴とする請求項１に記載の掃除装置。
【請求項３】
前記多数のギヤは、前記回転ブラシの軸に固着されたギヤの一つの回転速度が前記主輪の軸に固着されたギヤの一つの回転速度より速くなるようにする増速ギヤ列を形成するように配列されることを特徴とする請求項２に記載の掃除装置。
【請求項４】
前記多数のギヤは、
前記主輪とともに回転するように前記主輪に固着される駆動ギヤと、
前記回転ブラシの軸に固着される従動ギヤと、
前記駆動ギヤを前記従動ギヤに連結する少なくとも一つの仲介ギヤとからなることを特徴とする請求項２に記載の掃除装置。
【請求項５】
前記仲介ギヤの軸は、前記駆動ギヤの回転方向によって、前記駆動ギヤから前記従動ギヤに伝達される動力を制御するため、前記駆動ギヤの回転方向に所定範囲内で移動できるようになることを特徴とする請求項４に記載の掃除装置。
【請求項６】
前記伝動装置は、
前記主輪の軸に固着される駆動スプロケットと、
前記回転ブラシの軸に固着され、前記駆動スプロケットより小さい直径を有する従動スプロケットと、
前記駆動スプロケットと前記従動スプロケット間に動力を伝達するため、前記駆動スプロケット及び前記従動スプロケットの周囲に掛けられる無限軌道形チェーンとからなることを特徴とする請求項１に記載の掃除装置。
【請求項７】
前記駆動スプロケット及び前記従動スプロケットのいずれかには、前記駆動スプロケットの回転方向によって、前記駆動スプロケットから前記従動スプロケットに伝達される動力を制御するため、一方クラッチが設けられることを特徴とする請求項６に記載の掃除装置。
【請求項８】
前記伝動装置は、
前記主輪の軸に固着される駆動プーリと、
前記回転ブラシの軸に固着され、前記駆動プーリより小さい直径を有する従動プーリと、
前記駆動プーリと前記従動プーリ間に動力を伝達するため、前記駆動プーリ及び前記従動プーリの周囲に掛けられる無限軌道形ベルトとからなることを特徴とする請求項１に記載の掃除装置。
【請求項９】
前記駆動プーリ及び前記従動プーリのいずれかには、前記駆動プーリの回転方向によって、前記駆動プーリから前記従動プーリに伝達される動力を制御するため、一方クラッチが設けられることを特徴とする請求項８に記載の掃除装置。
【請求項１０】
前記本体は前記回転ブラシの上部を覆うカバーを含むことを特徴とする請求項１に記載の掃除装置。
【請求項１１】
前記主輪は前記本体の両側面部の対称的位置に回転可能に取り付けられ、前記本体を安定に支持するため、前記主輪から離隔した所定の位置に少なくとも一つの補助輪が取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の掃除装置。
【請求項１２】
前記掃除装置は、使用者による前記本体の操作ができるように、前記本体に位置し所定の長さを有する取っ手をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の掃除装置。
【請求項１３】
前記異物質収集容器は引き出し形態で前記本体に着脱可能に装着されることを特徴とする請求項１に記載の掃除装置。
【請求項１４】
外周面が掃除対象床面に接するように、主輪を有する本体に回転可能に取り付けられて掃除を行う回転ブラシと、
入口部が前記回転ブラシ及び前記床面に近接するように、前記本体に装着される異物質収集容器と、
前進の際、前記回転ブラシを回転させるため、前記主輪の駆動力を前記回転ブラシの軸に伝達し、後進の際、前記回転ブラシのの回転を停止させるため、前記回転ブラシの軸から分離される多重ギヤ装置とを含んでなることを特徴とする掃除装置。
【請求項１５】
前記多重ギヤ装置は、前記主輪が前記回転ブラシの軸に連結されるように互いに噛み合う多数のギヤからなることを特徴とする請求項１４に記載の掃除装置。
【請求項１６】
前記回転ブラシの軸に固着されたギヤの一つは前記主輪の軸に固着されたほかのギヤの回転速度より高い回転速度で回転することを特徴とする請求項１５に記載の掃除装置。
【請求項１７】
前記多数のギヤは、
前記主輪の軸に固着された駆動ギヤと、
前記回転ブラシの軸に固着された従動ギヤと、
前記駆動ギヤを前記従動ギヤに連結する少なくとも一つの仲介ギヤとからなることを特徴とする請求項１５に記載の掃除装置。
【請求項１８】
前記多重ギヤ装置は多数のギヤを含むが、前記回転ブラシの軸には一方クラッチを介して従動ギヤが固着され、主輪の前後進によって本体の側面の軸案内スロットに沿って移動する軸には仲介ギヤが固着され、前記主輪の軸には駆動ギヤが固着されることを特徴とする請求項１５に記載の掃除装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は掃除装置に係り、より詳しくは回動する主輪の駆動力を用いて掃除動作が行えるようにした掃除装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、室内空間の床面又は路面の掃除のための掃除装置のうちには、真空吸入部の吸入力を用いて異物質を掃除する真空掃除機と、駆動部の動作により動作する掃除ブラシが路面の異物質を掃き集めて掃除を行う形態の機械式掃除機と、この両者の掃除機能を兼ねている掃除装置とがある。
【０００３】
しかし、かかる従来の掃除装置は真空吸入部又は掃除ブラシの動作のための通常のモータなどの駆動部を内蔵した形態であるため、装置の構成が複雑であるだけでなく値段が高いという問題があった。さらに、かかる掃除装置は、掃除動作のため、動力源である駆動部に電源を供給するか又は燃料を供給しなければならなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明はこのような従来の問題点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、別の動力供給なしに主輪の駆動力を用いて掃除動作が行えるようにする掃除装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的を達成するため、本発明は、回転主輪を有する本体と、外周部が掃除対象床面に接するように、前記本体に回転可能に装着されて掃除を行う回転ブラシと、入口部が前記回転ブラシ及び床面に近接するように前記本体に装着される異物質収集容器と、前記主輪の駆動力を前記回転ブラシの軸に伝達する伝動装置とを含んでなる掃除装置を提供する。
【０００６】
前記伝動装置は、前記主輪が前記回転ブラシの軸に連結されるように互いに噛み合う多数のギヤからなり、前記多数のギヤは、前記回転ブラシの軸に固着されたギヤの一つの回転速度が前記主輪の軸に固着されたギヤの一つの回転速度より速くなるようにする増速ギヤ列を形成するように配列される。
【０００７】
前記多数のギヤは、前記主輪とともに回転するように前記主輪に固着される駆動ギヤと、前記回転ブラシの軸に固着される従動ギヤと、前記駆動ギヤを前記従動ギヤに連結する少なくとも一つの仲介ギヤとからなる。
【０００８】
前記仲介ギヤの軸は、前記駆動ギヤの回転方向によって、前記駆動ギヤから前記従動ギヤに伝達される動力を制御するため、前記駆動ギヤの回転方向に所定範囲内で移動できるようになる。
【０００９】
前記伝動装置は、前記主輪の軸に固着される駆動スプロケットと、前記回転ブラシの軸に固着され、前記駆動スプロケットより小さい直径を有する従動スプロケットと、前記駆動スプロケットと前記従動スプロケット間に動力を伝達するため、前記駆動スプロケット及び前記従動スプロケットの周囲に掛けられる無限軌道形チェーンとからなり、前記駆動スプロケット及び前記従動スプロケットのいずれかには、前記駆動スプロケットの回転方向によって、前記駆動スプロケットから前記従動スプロケットに伝達される動力を制御するため、一方クラッチが設けられる。
【００１０】
前記伝動装置は、前記主輪の軸に固着される駆動プーリと、前記回転ブラシの軸に固着され、前記駆動プーリより小さい直径を有する従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリ間に動力を伝達するため、前記駆動プーリ及び前記従動プーリの周囲に掛けられる無限軌道形ベルトとからなり、前記駆動プーリ及び前記従動プーリのいずれかには、前記駆動プーリの回転方向によって、前記駆動プーリから前記従動プーリに伝達される動力を制御するため、一方クラッチが設けられる。
【００１１】
前記本体は前記回転ブラシの上部を覆うカバーを含む。
【００１２】
前記主輪は前記本体の両側面部の対称的位置に回転可能に取り付けられ、前記本体を安定に支持するため、前記主輪から離隔した所定の位置に少なくとも一つの補助輪が取り付けられる。
【００１３】
前記本体には、使用者による前記本体の操作ができるように、所定の長さを有する取っ手が設けられる。
【００１４】
前記異物質収集容器は引き出し形態で前記本体に着脱可能に装着される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
本発明の一実施例による掃除装置は、図１ないし図３に示すように、掃除装置の外観をなす箱状本体１０と、前記本体１０の両側面に装着され、転がり運動による本体１０の移動を可能にする主輪１１とを備える。両側主輪１１が装着される軸１２は、主輪１１とともに回転できるように、本体１０の両側面部にベアリング１３を介して回転可能に装着される。両側の主輪１１から離隔した本体１０の後方下部には、両主輪１１とともに本体１０を移動可能に支持するもので、四方に旋回できるキャスター形の補助輪１４が設けられる。そして、本体１０の上部には、使用者が本体１０を押すか引いて移動できるように、取っ手１５が上方に所定長さだけ延長される。
【００１７】
また、主輪１１から所定間隔で離隔した本体１０の前方には、建物などの床面又は路面の掃除のため、掃除用回転ブラシ２０が回転可能に設けられる。該回転ブラシ２０は、両端が本体１０の両側面部に回転可能に結合され、主輪１１の軸１２に平行に配設される軸２１と、該軸２１の外面に装着される円筒部材２２の外面に放射状に設けられるブラシ部２３とからなる。回転ブラシ２０が装着される本体１０の前方は、回転ブラシ２０の外周部が建物などの床面に接したままで回転できるように、下部開放の構造となっており、本体１０の前方上部には、回転ブラシ２０の上部を覆うカバー部１６が設けられる。
【００１８】
図３に示すように、本体１０の内部には、回転する回転ブラシ２０により掃き集められた異物質を収集するため、入口３１が回転ブラシ２０及び建物の床面に近接するように異物質収集容器３０が設けられる。この異物質収集容器３０は、内部に収集される異物質が所定量以上となったとき、異物質を排出し得るように、本体１０の後方開口部１７を通して着脱可能な引き出しの形態に構成される。また、異物質収集容器３０の入口３１側には、異物質の収集を容易にするとともに収集される異物質が逆流しないようにするため、その先端が建物の床面（掃除対象面）に近接した状態を維持し、後端が異物質収集容器３０の内側底面３２より高く構成された傾斜部３１が設けられる。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本体１０の側面部には、使用者が本体１０を押して移動させるときに発生する主輪１１の回転力が回転ブラシ２０の軸２１に伝達されるようにして回転ブラシ２０の回転を可能にし、回転ブラシ２０の回転により掃除が行えるようにするため、複数のギヤ４１、４２、４３からなる伝動装置４０が設けられる。
【００２０】
この伝動装置４０は、主輪１１とともに回転するように主輪１１の軸１２に固着される駆動ギヤ４１と、回転ブラシ２０とともに回転するように回転ブラシ２０の軸２１に固着される従動ギヤ４２と、前記駆動ギヤ４１と従動ギヤ４２間の連結を媒介する仲介ギヤ４３とからなる。前記伝動装置４０は、本体１０が低速で移動して主輪１１が徐回転していても、回転ブラシ２０が高速で回転しながら掃除できるようにするため、駆動ギヤ４１から従動ギヤ４２に行くほどに回転速度が増加する増速ギヤ列をなすように構成される。このため、駆動ギヤ４１は従動ギヤ４２より大きい直径を有する。
【００２１】
また、伝動装置４０は、本体１０の前進動作により駆動ギヤ４１が正方向（Ａ方向）に回転するとき、従動ギヤ４２への動力伝達が行われるが、本体１０の後進動作により駆動ギヤ４１が逆方向（Ｂ方向）に回転するとき、従動ギヤ４２への動力伝達が解除されるようにするため、仲介ギヤ４３の軸４４が駆動ギヤ４１の回転方向に所定区間移動可能に設置される。このため、仲介ギヤ４３の軸４４が取り付けられる本体１０の側面部と、伝動装置４０の上部を覆うカバー部材４６とには、仲介ギヤ４３の軸４４の両端を移動可能に支持するように、駆動ギヤ４１の回転方向に所定長の軸案内スロット４５が穿設される。このような構成は、掃除装置が前進しているときにだけ、回転ブラシ２０が回転しながら掃除動作を行うようにするためのものである。
【００２２】
このように構成される本発明による掃除装置の動作及び作用を説明するとつぎのようである。
【００２３】
使用者が本体１０を前方に押すと、主輪１１が回転するにつれて本体１０が移動することになる。この際、図４に示すように、主輪１１の回転力が主輪の軸１２に固着された駆動ギヤ４１に伝達されるので、駆動ギヤ４１がＡ方向に回転し、仲介ギヤ４３は軸案内スロット４５に沿って駆動ギヤ４１の回転方向（Ａ方向）に所定区間移動して、その両側の歯部が駆動ギヤ４１と従動ギヤ４２と噛み合うことになる。この際、駆動ギヤ４１から従動ギヤ４２に伝達された回転力により、回転ブラシ２０が比較的速く回転しながら床面の掃除を行うことになる。そして、回転ブラシ２０の回転により掃き集められる異物質は、図３に示すように、異物質収集容器３０に収集される。この異物質収集容器３０内に所定量以上の異物質が収集されると、異物質容器３０を分離して異物質を除去するとよい。
【００２４】
反対に、使用者が本体１０を引き寄せて後進させる場合、図５に示すように、主輪１１の軸１２に固着された駆動ギヤ４１がＢ方向に回転し、仲介ギヤ４３が軸案内スロット４５に沿って駆動ギヤ４１の回転方向（Ｂ方向）に所定区間移動するので、従動ギヤ４２との噛み合いが解除される。したがって、主輪１１が回転しても回転ブラシ２０が回転できないので、掃除動作が止まった状態で本体１０を移動させることができる。また、本発明による掃除装置は、使用者が本体１０の上部に設けられた取っ手１５を握って移動する代わりに、室内空間を自ら移動するロボット又は運送手段に本体１０を連結して使うこともできる。
【００２５】
図６は本発明による掃除装置に適用できる伝動装置のほかの実施例を示すもので、伝動装置５０が複数のスプロケット５１、５２と無限軌道形のチェーン５３とからなる例を示すものである。すなわち、この実施例は、主輪１１の軸１２に固着される駆動スプロケット５１の直径を回転ブラシの軸２１に固着される従動スプロケット５２の直径より大きく形成し、両スプロケット５１、５２間に、動力伝達を媒介するチェーン５３を連結した構成である。また、従動スプロケット５２を通常の一方クラッチ５４を介して回転ブラシの軸２１に連結することにより、駆動スプロケット５１が一方向に回転するときに限り、回動ブラシ２０が回転しながら掃除動作が行えるように構成する。
【００２６】
図７は本発明の掃除装置に適用できる伝動装置のさらにほかの実施例を示すもので、伝動装置６０が複数のプーリ６１、６２と、無限軌道形のベルト６３とからなる例を示すものである。この実施例は、主輪１１の軸１２に固着される駆動プーリ６１の直径を回転ブラシ２０の軸２１に固着される従動プーリ６２の直径より大きく形成し、両プーリ６１、６２間に、動力伝達を媒介するベルト６３を掛けた構成である。先の実施例と同様、前記従動プーリ６２を通常の一方クラッチ６４を介して回転ブラシの軸２１に連結することにより、駆動プーリ６１が一方向に回転するときに限り、回動ブラシ２０が回転しながら掃除動作が行えるように構成する。
【００２７】
図６及び図７に示す実施例は、複数のギヤを用いる伝動装置４０と同一の伝動原理で、回転ブラシ２０を主輪１１より速く回転させるものであり、いずれか一方にだけ動力伝達ができるようにして、掃除装置が前進するときにだけ、回転ブラシ２０が回転しながら掃除動作が行えるようにしたものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による掃除装置は、主輪の回転力が伝動装置を介して回転ブラシに伝達されるので、別の動力供給なくても掃除動作が円滑に行える効果がある。
【００２９】
また、本発明は別の動力源が不要であるので、従来に比べ構成が単純であって製造が容易であるだけでなく、製造費用の面で有利な効果がある。
【００３０】
また、本発明は、本体が前進するとき、回転ブラシが回転しながら掃除動作を行い、本体が後進するときには、回転ブラシが回転しないので、使用の便利さがあるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による掃除装置の斜視図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩ′についての断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩ′についての断面図である。
【図４】本発明の第１実施例による掃除装置の伝動装置を示すもので、駆動ギヤから従動ギヤに動力が伝達される状態を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例による掃除装置の伝動装置を示すもので、駆動ギヤから従動ギヤに動力が伝達できない状態を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例による掃除装置の伝動装置を示す図である。
【図７】本発明の第３実施例による掃除装置の伝動装置を示す図である。
【符号の説明】
１０　本体
１１　主輪
１２　主輪の軸
１３　ベアリング
１４　補助輪
１５　取っ手
２０　回転ブラシ
２１　回転ブラシの軸
３０　異物質収集容器
４０、５０、６０　伝動装置
４１　駆動ギヤ
４２　従動ギヤ
４３　仲介ギヤ
４５　軸案内スロット
５１　駆動スプロケット
５２　従動スプロケット
５３　チェーン
５４、６４　一方クラッチ
６１　駆動プーリ
６２　従動プーリ
６３　ベルト
【図１】
2004081810.tif 000003
【図２】
2004081810.tif 000004
【図３】
2004081810.tif 000005
【図４】
2004081810.tif 000006
【図５】
2004081810.tif 000007
【図６】
2004081810.tif 000008
【図７】
2004081810.tif 000009