(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム部材と、
中空の円筒形ハウジング部を有する表面処理駆動アダプタ手段と、
前記円筒形ハウジング部内に一端部が収容される駆動モータシャフトアダプタとモータ駆動シャフトを介して連結されると共に、前記フレーム部材に取り付けられている駆動手段と、
前記円筒形ハウジング部の内部に、前記円筒形ハウジング部の下部表面と前記駆動モータシャフトアダプタの一端部の下部表面とに接触して配置される弾性部材と、
処理対象面の方向に向けて前記表面処理駆動アダプタ手段に取り付けられ、前記弾性部材を有する弾性取り付け構造によって前記フレーム部材に対して弾性的に動く表面処理部材、を有する表面処理ヘッド構造と、
を備えることを特徴とする表面処理装置。
【請求項２】
請求の範囲１に記載の装置において、
前記弾性部材は、圧縮バネを含むことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求の範囲１又は２に記載の装置において、
前記弾性取り付け構造は、前記弾性部材と前記駆動モータシャフトアダプタの一端部の下部表面との間に配置された平板状の接触プレートを含むことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求の範囲１から３のいずれか１つに記載の装置において、
前記表面処理駆動アダプタ手段、前記駆動手段、前記弾性部材及び前記表面処理ヘッド構造を組み合わせた構造を複数備え、
前記複数の組み合わせた構造に含まれる前記表面処理ヘッド構造の各々を介して前記処理対象面に作用する圧力に応じて、前記複数の組み合わせた構造が独立して動作することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求の範囲１に記載の装置において、
前記円筒形ハウジング部の内部に、前記表面処理ヘッド構造によって前記処理対象面に加えられる圧力が高まると、前記弾性部材のそれ以上の付勢を阻止するべく前記駆動モータシャフトアダプタの一端部に作用する係合形状を備えたハウジングを含むことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求の範囲５に記載の装置において、
前記係合形状は、前記弾性部材に近接して配置されたショルダ部を含むことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求の範囲５に記載の装置において、
前記係合形状は、前記円筒形ハウジング部の内周に形成された円形ショルダ部材を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求の範囲３に記載の装置において、
前記接触プレートを介して前記弾性部材に接触すべく構成された、前記駆動モータシャフトの一端部の下部表面は、面取りされた、部分的に凸型のまたは部分的な球状表面を備え、
前記球状表面は、前記円筒形ハウジング部の前記駆動モータシャフトアダプタに対するジンバル運動を補助することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求の範囲１から８のいずれか１つに記載の装置であって、
前記駆動モータシャフトアダプタを前記円筒形ハウジング部の内部に保持すべく機能する弾性クリップ手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求の範囲９に記載の装置において、
前記駆動モータシャフトアダプタは、前記クリップ手段を収容すべく構成された係合形状を有し、前記駆動モータシャフトアダプタの横断面は、この係合形状が位置する角領域を表していることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求の範囲１０に記載の装置において、
少なくとも１つの開口部が前記円筒形ハウジング部の側壁に形成されて、
前記駆動モータシャフトアダプタに対する前記クリップ手段をガイドすべく機能することを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求の範囲１１に記載の装置であって、
前記円筒形ハウジング部を形成する側壁の外表面が、前記クリップ手段の少なくとも一部分に対する傾斜として機能し、
前記クリップ手段がこの傾斜に沿って移動すると、前記クリップ手段が前記駆動モータシャフトアダプタの中心に対して外向きに変形することにより、前記駆動モータシャフトアダプタを前記円筒形ハウジング部から取り外すことができるように構成された装置。
【請求項１３】
請求の範囲１から１２のいずれか１つに記載の装置であって、
前記表面処理部材として、それぞれが異なる表面処理特性を有する種々の部材を前記表面処理ヘッド構造に取り外し可能に取り付けることのできる装置。
【請求項１４】
請求の範囲１３に記載の装置であって、
前記駆動手段が前記表面処理ヘッド構造を駆動する速度を、処理特性に応じて選択的に変更する手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求の範囲１４に記載の装置であって、
前記表面処理ヘッド構造が駆動される速度を選択的に変更する手段は、要求される処理操作に基づき決定されるギア比を選択可能な複数のギアを含むことを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求の範囲１５に記載の装置において、
前記ギアは、一定にかみ合った各ギアの対と、前記対の１つを選択して駆動力を伝達する手段とを含むことを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求の範囲１６に記載の装置において、
前記対の１つを選択する手段は、かみ合いクラッチ手段として形成されたクラッチ手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求の範囲１７に記載の装置であって、
ギア比の切り換えを制御する手段であって、前記表面処理ヘッド構造によって供給される圧力を選択する手段に関連づけられ、ギア比の切り換えを、１つ以上のしきい値を超える又は超えないいずれかの特定圧力値の選択または特有値の選択に応答して行うべく構成された手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求の範囲１から１８のいずれか１つに記載の装置であって、
前記表面処理ヘッド構造を前記処理対象面に向けて付勢する手段である懸架バネと、前記懸架バネに張力を与えて前記表面処理ヘッド構造の圧力を設定する張力手段と、を備えたアクチュエータ構造を含み、
前記懸架バネは、前記張力手段により連続する範囲にわたって調節されることで、前記処理対象面に向けた付勢力を前記表面処理ヘッド構造に対して供給することを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求の範囲１から１９のいずれか１つに記載の装置であって、
前記フレーム部材と前記表面処理ヘッド構造との間に取り付けられ、前記表面処理ヘッド構造を昇降させるアクチュエータ構造と、
前記表面処理ヘッド構造に接続され、前記表面処理ヘッド構造を介して前記処理対象面に作用する力を少なくとも部分的に中和し、前記表面処理ヘッド構造によって表面に印加される圧力を、ゼロから前記表面処理ヘッド構造の重量に対応する圧力までを含む範囲に制御する手段と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項２１】
下部表面に表面処理部材が取り付けられる支持プレートを含む表面処理具において、
前記支持プレートは、前記表面処理具を回転させる駆動モータシャフトアダプタの一端部を収容する中空の円筒形ハウジング部を形成する駆動アダプタ手段が取り付けられる上部表面を含み、
前記中空の円筒形ハウジング部の内部は、弾性部材を収容すべく構成され、
前記中空の円筒形ハウジング部の下部表面は、前記弾性部材の最大変形を決定する深さを有し、前記支持プレートの中央領域に形成された前記中空の円筒形ハウジング部と同心的に形成された凹部を有することを特徴とする表面処理具。
【発明の詳細な説明】
本発明は表面処理装置に関し、排他的ではないがより特定的には、複数の表面処理部材を備えた表面処理ヘッド構造を有する表面処理装置に関し、表面処理部材は、つや出し（burnishing）などの操作に特に適し、比較的限定された柔軟性／圧縮性を有する。
つや出しなどの作業を行うべく操作される種々の表面処理装置が知られるが、これらの装置においては、表面処理部材がパット部材を含み、このパット部材はブラシなどの他の表面処理部材と比較すると圧縮性／柔軟性が相対的に欠けている。
効率のよい表面処理装置を提供するために、現在の表面処理ヘッド構造は、複数のこのようなパッド又は他の表面処理部材を適宜備え、複数のパッドまたは他の部材を同時に操作して、つや出し、スクラビング、洗浄又は研磨などの必要な表面処理作業を行う。
しかしながら、このような装置は、一般的に、異なる特質、特に異なる程度の均一性を有する様々な表面に対して操作を行うことが要求される。例えば、処理される表面には、比較的水平でスムーズな表面を含むものもあれば、特に過度の摩耗又は潜在的なダメージを受けやすい表面や時間の経過した表面は起伏があるため、処理される表面が比較的不均一なものになる。
既知の表面処理装置には次のような問題がある。すなわち、複数の表面処理部材が上記のような滑らかでない表面を十分に補正できないために、得ることのできる表面処理の品質が限られてしまう。
本発明は、このような従来の装置に優る効果を有する表面処理装置を提供する。
本発明の一態様によれば、フレーム部材を有し、フレーム部材により処理される表面の方向に支持された複数の表面処理部材を含む表面処理ヘッド構造を含む表面処理装置が提供される。前記複数の表面処理部材はそれぞれ、複数の弾性取り付け構造の１つによって、前記フレーム部材に対して弾性により取り付けられている。
例えばパット部材などの表面処理部材のそれぞれを、独立的にかつ弾性により取り付けることによって、各表面処理部材をフレーム部材に対して効果的に移動させることができる結果、処理される表面の起伏又は凹凸を補正することができる。したがって、起伏のある表面上において、フレーム部材を、印加される圧力により決定する一定の高さに保持したまま、各表面処理部材がその高さに対して移動ができ、独立的に表面の起伏に対応できる。
駆動手段が表面処理装置に関連づけられ、表面処理部材を駆動する。本発明の利点として、この駆動手段はフレーム部材に取り付けられ、表面処理部材が駆動手段に弾性により取り付けられている。最も好ましくは、対応する複数の駆動手段がさらに表面処理装置に設けられる。
好ましくは、弾性取り付け構造は、表面処理ヘッド構造が処理表面に対して要求される特定の力を表すと、ほぼ半分の長さに圧縮されるように構成された圧縮バネを含む。したがって、表面処理部材がパッド部材、ブラシ部材、又は他の適当な部材である場合、圧縮バネの特性は、関連する表面処理部材の特定の本質に整合されるという利点がある。
本発明の利点として、弾性部材は、駆動手段の駆動シャフトと表面処理部材駆動アダプタ手段との間に配置される。さらに、駆動モータアダプタがモータ駆動シャフトと弾性部材との間に駆動可能に配置される。
好ましくは、表面処理駆動アダプタ手段は、モータ駆動シャフトアダプタの一端を収容する中空の円筒ハウジング部材を含む。
こうして、弾性部材が中空ハウジングの内部に、その下部表面とモータ駆動シャフトアダプタの下部表面との間に接して効果的に配置される。
好ましくは、弾性取り付け構造は、表面処理ヘッド構造によって、かつ処理される表面に作用する圧力に応じて、選択的に動作が可能である。これは、次の理由で特に効果的な特性である。すなわち、圧力レベルが、弾性取り付け構造の弾性部材を損傷するレベルを超えると、弾性部材をそれ以上付勢しないことにより、表面に印加される圧力がさらに増加しても弾性部材に対するダメージを防ぐことができる。よって、圧力が上記しきいレベルを超えて増加すると、表面処理ヘッド構造の弾性部材は、それ以上の圧力を供給しない。
上記選択的動作は、弾性部材の取り付け構造内部での運動、また圧力の増減により弾性部材が影響を受ける位置への運動又はその位置からの運動により行われる。
表面処理ヘッド構造によって印加される圧力が、あるレベル、より詳細には予め定められたレベルを超えると、弾性手段は、その機能位置、すなわちさらなる圧縮が可能な位置から外れるよう効果的に運動する。
本発明の効果として、弾性取り付け構造はハウジングを含み、ハウジングは係合形状を有し、表面にかかる圧力が増加すると、弾性部材がそれ以上付勢しないように係合がおこなわれる。
弾性部材は、要求される圧力が表面処理ヘッド構造により表面に印加されると、ほぼ半分の長さに圧縮するような構成の圧縮バネを含む。
さらなる効果として、上記係合形状は、弾性部材に近接して配置されたショルダ部分を含むことができる。また、ハウジングが穴（ボア）部分を含んでいれば、ウェルまたは円筒凹部部分を取り巻く円形ショルダとして形成できる円形ショルダ部材を含むことができる。
ハウジング構造は、表面処理部材のモータ構造から延びる駆動部材に駆動接続すべく配置され、特に、弾性部材は前記駆動部材の下側部に接触すべく配置されている。
さらに、弾性部材は、接触プレートに関連づけられることにより、上記駆動部材と接触してもよい。
さらに、前記接触プレートによって弾性部材に接触すべく配置された駆動部材の下側表面には、面取りされた、一部凸状の、又は部分的な球状表面が形成され、これにより、モータから延びる駆動部材に対する、ハウジング部材のジンバル運動を補助することができる。
さらなる効果に関し、ハウジング部材は弾性クリップ手段を備え、この弾性クリップ手段は、モータ構造から延びる駆動部材をハウジングの内部に保持すべく機能する。
別の効果として、駆動部材は、クリップ手段を収容することによりハウジングからの解除を阻止する係合形状を有する。駆動部材の前記係合形状を、駆動シャフトのショルダ部分の形状にしてもよい。
駆動シャフトの横方向の断面は、多角形、特に六角形を含む。特に、星形またはスカロップ（scallop）六角形の適当な形状を含んでもよい。
いずれの場合にも、前記横方向の断面は角領域を有し、駆動部材を収容する穴の側壁部には凹部を形成し、駆動シャフトのショルダ部分の領域におけるクリップの機能的運動（operative movement）をガイドかつ保持することができる。
クリップ手段は、ハウジングに対する駆動部材の挿入及び退出を可能にすべく変形自在に構成されている。より詳細には、前記六角形の断面により決定する角度のついた側壁が、クリップ手段の少なくとも一部分に対する傾斜手段（ramp means）として機能し、前記部分がこの傾斜手段に沿って移動すると、クリップ手段が駆動部材の中心に対して外側に変形することにより、駆動部材はハウジングから解放される。
本発明のさらなる効果として、上述の装置において用いることのできるパッド又はブラシなどの表面処理具（surface working device）が提供される。
したがって、本発明の別の態様によれば、表面処理部材をその下部表面に支持する支持プレートを含む表面処理具が提供される。前記支持プレートは、凹部を備えた中央領域を有する上部表面を含み、ここに、前記表面処理具を回転させる駆動部材を収容する。前記凹部は、駆動部材によって係合する弾性部材を収容する形状を含む。
前記凹部に与えられた形状は、弾性部材の少なくとも一部を、弾性部材の別の部分が駆動手段と係合できるように係合し、弾性部材を変形させながら駆動部材と支持プレートとの相対運動が得られるようにする。
本発明の効果として、前記中央領域は、凹部が形成された直立領域を含む。必要であれば、この直立中央領域の内部に凹部を形成し、凹部の深さが支持プレートの厚さに依存しないようにすることができる。
特に、直立領域は、凹部が形成され、支持プレートと同心を有する直立円筒部材を含むことができる。
支持プレート自体が、前記中央領域を決定する部分を収容するための形状を備えることが可能であるが、凹部を形成する中央領域を支持プレートと一体形成するのが効果的である。
特定の一実施形態においては、前記凹部は、概して凹型の断面を有する端部表面を備える実質的な止り穴（blind bore）を含む。
前記概して凹型の断面は、駆動部材と表面処理具との間の、要求されるジンバル効果を強化すべく機能することができる。
好ましくは、弾性部材を収容するための前記形状は、それ自体が、支持プレートの中央領域に形成された前記凹部と同心上に形成可能な、さらなる凹部を含むことができる。
前記さらなる凹部は、実質的な止り穴の形状にすることができる。いずれにしろ、凹部の深さは、弾性部材の最大変形を決定すべく選択される。
さらなる効果として、弾性部材は、前記さらなる凹部及び支持プレートの中央領域に形成された凹部と同心的に延びるよう配置された圧縮バネを含むことができる。
特定の一実施形態においては、支持プレートの中央領域に設けられた凹部は、実質的に六角形の横断面を有し、駆動部材の実質的に六角形のヘッドを収容するよう構成されている。
前記中央領域に形成された凹部の深さは、駆動部材のヘッドの深さより少なくともわずかに大きく形成されている。こうして、支持プレートの前記中央領域には、バネ保持クリップを備えることができる。バネ保持クリップは、支持プレートの中央領域内部に形成された凹部に対する駆動ヘッドの挿入又は退出を可能にするために変形が必要である。
本発明は、次のような少なくとも３つの表面処理部材を有する表面処理ヘッド構造により実施された場合に特に効果を現す。すなわち、少なくとも３つの表面処理部材は、上から見て、表面処理ヘッド構造のフレーム上に三角形の形状に設けることができる。すでに説明したように、このような表面処理部材は、特に、処理される表面をつや出しすべく配置されるパッドを含む。
前述の方法で、表面処理ヘッド構造のフレーム部材は、横方向に延びるデッキ部材を含むことができる。前記デッキ部材は、その上部表面から延びる複数の駆動モータと、下部表面から延び、前記モータにそれぞれ位置合わせされた複数の表面処理部材とを有する。
本発明の効果として、表面処理装置は、モータ駆動される表面処理ヘッド構造を支持するマシンフレームと、前記ヘッド構造によって前記表面に作用する圧力を選択的に変える手段と、前記モータにより前記ヘッド構造を駆動する速度を選択的に変える手段とを含む。
好ましくは、表面処理ヘッド構造は、種々の表面処理部材を取り外し可能に取り付ける。さらに、表面処理ヘッド構造は、それぞれが異なる表面処理特性を有する、複数の表面処理部材を取り外し可能に取り付けるべく構成することができる。
表面処理ヘッドによって印加される圧力を選択的に変える手段は、異なる処理特性を表す前記表面処理ヘッド手段の使用に応じて前記圧力を変える。
さらに、前記モータにより前記ヘッド構造を駆動する速度を選択的に変える手段は、異なる特性を表す前記表面処理ヘッド手段の使用に応じて前記速度を変更できるように構成されている。
効果的には、前記装置は、表面処理ヘッド構造を処理される表面に向かって付勢する手段を含む懸架手段として作用すべく取り付けられたバネ手段と、前記バネ手段を引っ張り、表面処理ヘッド構造の圧力を設定する張力手段とを含む、アクチュエータ構造を含む。前記バネ手段は、前記張力手段により、連続的な範囲にわたって選択的に調節でき、表面の方向に必要な付勢力を供給する。
張力手段は、バネ手段の張力を制御し、表面処理ヘッド構造の付勢力を変化させる手段を含んでもよい。さらに、前記アクチュエータ構造は、バネ手段を圧縮すべく構成することができる。
装置は、フレームと表面処理ヘッド構造との間で作用し、表面処理ヘッド構造に、処理表面に向かう選択的な付勢力を与える、フレームと表面処理ヘッド構造との間で懸架手段として作用すべく取り付けられた付勢手段と、印加された処理圧力のモニタリングと測定の少なくともいずれかを行う手段と、表面処理ヘッド構造の所望の処理圧力をオペレータが入力するための手段と、オペレータが入力した圧力を、測定された圧力と比較し、所望の圧力と測定された圧力との差に応答して制御信号を生成する比較手段と、制御信号を圧力印加手段に供給する手段とをさらに含んでもよい。
前記表面処理ヘッド構造により表面に供給される圧力を選択的に変化させる手段は、前記フレームと前記表面処理ヘッド構造との間で作用し、第１の部材と、これから伸張が可能な第２の部材とを有するアクチュエータを含む付勢手段を含むことができる。ここで、前記アクチュエータは、より好ましくは、手動で、油圧により又は電気的に操作が可能である。
前記付勢手段は、バネ手段を含み、このバネ手段は、さらに、アクチュエータの一部分と表面処理ヘッド構造との間で作用する少なくとも１つのバネ装置を含むことができる。このバネ装置は、前記アクチュエータ手段の前記部分に固定されたスリーブと、このスリーブの内部でスライド可能な内側端部を有し、前記スリーブから表面処理ヘッド構造に突出するロッドと、前記スリーブの内部に配置されロッドの内側端部に係合するバネとを含むことができる。
さらに、装置は、フレームと表面処理ヘッド構造との間に取り付けられた、表面処理ヘッド構造を昇降させるアクチュエータ構造と、表面処理ヘッド構造に機能的に接続され、表面処理ヘッド構造を介して表面に与えられる力を少なくとも部分的に中和し、かつ表面処理ヘッド構造によって表面に印加される圧力を、ゼロ圧力から表面処理ヘッド構造の重量に対応する圧力までを含む範囲に制御するべく構成された手段とを含むことができる。
特に、アクチュエータによって表面処理ヘッド構造に作用する力を中和する手段は、釣り合い（counterbalance）手段を含むことができる。
前記中和手段は、表面処理ヘッド構造に機能的に接続された弾性手段を含むことができる。
効果的には、前記弾性手段の弾力は、選択的に変えることができる。
好ましくは、弾性手段は、弾力によって相対的に移動自在に配置された少なくとも２つの相対的に移動自在の部材を含む。効果的には、弾性手段は円筒及びピストン構造を含む。
前記弾性手段は、ガスストラット（gas strut）構造を含むことができる。
あるいは、弾性手段は、バネ手段を含むことができる。
さらには、表面処理ヘッド構造に作用する圧力を選択的に変える手段は、回動自在にフレームに接続され、アクチュエータの一端部に接続されてこれと共に移動し、さらにカウンタバランスが取り付けられたアクチュエータの他端部に接続された細長い平衡ビーム（balance beam）を含む。
ヘッド構造を駆動する速度を選択的に変える手段は、要求される処理操作に基づき決定するギア比を有する選択的な複数のギア構造を含むことができる。
前記ギア構造は、一定してかみ合った（in constant mesh）ギアの各対と、前記対の１つを選択して、前記ギアボックスから上向きの駆動力を送る手段とを含む。
前記対の１つを選択する手段は、かみ合いクラッチの形状を有するクラッチを含む。
装置は、さらに、ソレノイドロック手段によって２つ以上の可能な機能的位置に保持されるべく構成されたソレノイドアクチュエータを有する制御手段を含むことができる。
好ましくは、ギアボックスにおける切り換えを制御し、表面処理ヘッド構造により供給される圧力を選択する手段に関連づけられた手段をさらに設けることにより、ギアボックスの切り換えを、１つ以上のしきい値を超える又は超えないいずれかの特定の圧力の選択又は特定値の選択に応答して行う。
好ましくは、装置は、任意の特定圧力の値又は範囲がギアボックスの切り換えに応答するように構成された制御構造を有する。さらなる効果として、ギア構造は、１：１のギア比を有する第１のギア対と５：１のギア比を有する第２のギア対とを含む。
制御手段を設け、モータが表面ヘッド構造を駆動している間は、ギア機構における変化が阻止される。より特定的には、制御手段は、高速ギア比が選択されると、表面処理ヘッド構造を介して供給される圧力を制限すべく構成される。
効果的には、装置は、フロアのスクラブ装置とつや出し装置の合同装置を含む。
添付の図面を参照して、以下に本発明を例示的にのみさらに説明する。
図１は、本発明を実施する、表面処理ヘッド構造及び関連するアクチュエータの一部の断面図を示す。
図２は、本発明を実施し、図１のアクチュエータとともに作用すべく構成された表面処理ヘッド構造の斜視図である。
図３は、図２の表面処理ヘッド構造のデッキ構造の側面図である。
図４は、図２及び図３の表面処理ヘッド構造の表面処理部材の１つを表す概略分解図である。
図５Ａから図５Ｃは、本発明を実施する装置の異なる操作段階において、図４の表面処理部材を示した概略図である。
図６Ａから図６Ｅは、本発明の一実施形態による表面処理部材の取り付け形状、さらに本発明の一実施形態に関するバネラッチ部材を示す。
図７は、本発明の装置に関連するブラシ／パッド圧力アセンブリの側面図である。
図８は、本発明の実施形態に関連する別のブラシ／パッド圧力アセンブリの側面図である。
図９は、本発明の実施形態に関連するさらに別のブラシ／パッド圧力アセンブリの側面図である。
図１０Ａから図１０Ｈは、本発明を実施する装置に関連づけられる制御手段を示す回路図を含む。
図１１は、本発明の表面処理手段を駆動する速度を選択するために用いられる、選択的に動作可能なギア構造の断面図である。
図１２は、本発明の一態様を実施する表面処理具の中央領域の平面図であり、図１３はその長さ方向の断面図である。
図１４は、図１２に示した中央領域の平面図であるが、本発明の一態様のこの実施形態の取り付け及び保持特性をさらに示している。
図１５は、図１２から図１５の装置を回転自在に駆動する駆動手段の側面図である。
図１６は、図１５の駆動部材の平面図である。
図１７は、本発明の一態様を実施する完全な表面処理装置の各部分を示す分解図である。
図１において、ブラシ／パッドアセンブリは、バネ２を収容する２つのバネ管１を含む。図１において右側の管は、バネ２を示すために切り取って示されている。各バネは、その一端部が管の上端部３に、他端部がバネロッド４に固定されている。バネロッド４は、アパーチャ５を通過して各バネ管１内部にスライドする。バネロッド４は、ボルト６により互いに接続され、さらにアセンブリ７を介してブラシ／パッド支持デッキ８に固定されている。ブラシ／パッド支持デッキ８には、ブラシヘッド又はパッドなどを接続することができる。ブラシ又はパッドは、アセンブリに取り外し可能に固定され、必要に応じて別のヘッドとの交換が簡単に行える。
管１の回転又は傾斜（skewing）は、固定プレート９により防止されている。アクチュエータ１０が清浄機の隔壁（bulkhead）に固定されている。アクチュエータ１０は、図において実質的に閉じた上方位置に示されるアクチュエータロッド１２を駆動する。アクチュエータロッド１２は、ピン１３によってアクチュエータプレート１４に固定され、アクチュエータプレート１４は、クランプボルト１５によって両方のバネ管１にクランプされる。よって、アクチュエータがアクチュエータロッド１２を下方に駆動すると、バネ管１が下方に移動してバネ２が圧縮されることにより、平坦でないフロア及びブラシ摩耗に適応する懸架を供給しながら、より高い圧力をブラシヘッドアセンブリに作用させる。通常、有効なバネ長さは、圧縮されない状態で、約１５インチ（約３８．１センチメートル）であり、これは２６／３２インチ（約６６／８２．３センチメートル）のブラシ圧力システムに特に適している。このような構成により、従来の装置で得られる最大２００ｌｂ（９０．８ｋｇ）の圧力に対して、本発明による装置に装着される、負荷歩行型清掃機（loaded pedestrian cleaning machine）においては０から４５０ｌｂ（２０４ｋｇ）の圧力を供給することができる。当然ながら、他の形状の付勢手段を使用することもできる。ねじりバネは、清掃機において占める垂直方向のスペースが小さいという利点がある。さらに、ねじりバネは、この目的に特に適した低いばね定数を一般的に有する。さらに、ガスストラット又は油圧あるいは気圧システムを用いることもできる。
さらに、ばね管のクランプ位置を変更できる異なる長さ又は異なる強度のばねに、ばねを交換することによっても圧力の調節は可能である。しかしながら、これらの変更にはサービスエンジニアが必要である。
このシステムは、アクチュエータをそのストロークのどこででも停止できるので特に調節しやすい。
通常、支持デッキ８には、フロア（または清浄、清掃又はスクラブされる表面）にほぼ平行な平面において回転する少なくとも２つの円形又は楕円形のブラシ又はパッドが装着されている。清掃機によっては最高４つまでのブラシ又はパッドが使用され、本発明の装置は、これら４つのブラシの全てを、まとめて又は交互に独立して（この場合には各ブラシに対して個別のアクチュエータを用いる）制御すべく用いられる。もちろん、円筒形のブラシヘッドを、ブラシ支持デッキ８に取り付けて同様に簡単に制御することもできるし、あるいは、そのシャフトの各端部において図１の個別アセンブリのそれぞれによって制御することもできる。
ブラシ／パッド圧力の測定に用いることのできるひずみゲージビーム２０が、バネ管クランププレート１３の下部に配置されている。
図２は、図１に示されるようなアクチュエータ構造と共に用いる表面処理ヘッド構造の斜視図であり、表面処理ヘッド構造は、図１に示されるバネ管１及びアクチュエータ１０を含む。
表面処理ヘッド構造は、さらに図１に示されるブラシ／パッドデッキ８を含み、このデッキ８の他表面に取り付けられた３つの電気駆動モータ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有する。対応する３つのブラシ／パッドヘッド２２ａ，２２ｂ，２２ｃがデッキの下部から延び、それぞれの駆動シャフトにより、対応するモータ２１ａ，２１ｂ，２１ｃに駆動自在に接続されている。
３つのモータ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び関連するブラシ／パッドヘッド２２ａ，２２ｂ，２２ｃによる三角形の構成からわかるように、ブラシ／パッドヘッド２２ａと２２ｂとの間、及びブラシ／パッドヘッド２２ｂと２２ｃとの間に所定の重複があるので、図２のブラシ／パッド構造によって、ブラシ／パッド２２ａ，２２ｃの外周面端部によって決定する全幅の範囲において、表面の清浄、清掃、つや出し、研磨またはその他の処理を行うことができる。
表面処理方向から見た前記幅を、さらに図３に示す。図３は、表面２３の、例えばつや出しなどの処理に使用中の、デッキ８、モータ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及びブラシ／パッドヘッド２２ａ，２２ｂ，２２ｃの前面立面図である。
ここで、図３は、本発明の特に重要な態様を示している。すなわち、つや出しされている表面２３における起伏のために、表面はつや出し装置に対して幾分平坦でない表面を提供し、その結果、表面２３はデッキ８の横方向の延長線に対し、一定して平行に延びていないことがわかる。
したがって、このような起伏及び凹凸により、デッキ８の下部と処理表面２３との間の距離は、図３において右側の領域の方が左側の領域より小さい。
従来の装置の場合、このために、モータ２１ａ及び２１ｂの下方の表面２３の領域が十分につや出しまたは処理されず、この結果、表面２３全体が十分に処理されないか、装置に何度も表面を通過させなければならず、複数ヘッドのつや出しまたは表面処理装置を使用する利点が損なわれてしまう。
すでに述べたように、図３には、以下にさらに詳しく説明する本発明の特に重要な態様が示されているが、図３からは次のことがわかる。すなわち、デッキ８の下部に取り付けられたブラシ／パッドヘッド２２ａ，２２ｂ，２２ｃそれぞれがデッキ８に対して従属的に移動できるよう取り付けられているので、デッキ８の下方にパッドヘッド２２ａ，２２ｂ，２２ｃが延びる深さは、独立的に変えることができ、図３の表面２３に示されるように、処理される表面の起伏に合わせることができる。
このように、表面２３に起伏があってもこれをブラシ／パッドヘッド２２ａ，２２ｂ，２２ｃにより十分に処理できるので、起伏のあるまたはその他の平坦でない表面を処理する場合でも、複数ヘッド装置の使用によって得られる効果を維持することができる。
図４には、ここに例示される本発明の実施形態において用いられる独立した取り付け構造の一つがより詳細に示されている。したがって、図４には、モータとブラシ／パッドヘッドのうち２１ａと２２ａだけが示されている。
モータ駆動シャフト２４は、モータ２１ａの下方に、デッキ８に形成された適当な開口部を通過して延び、駆動シャフトアダプタ２５の凹部係合部分に収容される。モータ駆動シャフト２４は、駆動シャフトアダプタ２５内に効果的にロック（keyed）されている。
駆動シャフトアダプタ２５は、上部円筒部分２６と、六角形の横断面を有するヘッド部分２７とを含む。六角形ヘッド部分２７は、丸みをつけることにより面取りされた、または凸部に形成された、または部分的に球状の表面２８として形成された下部を有する。駆動シャフトアダプタ２５は、さらにその長さ軸に沿って延び、モータ駆動シャフト２４をロックする穴２９を有する。
ヘッド部分２７のこのような下部の形状により、ブラシ／パッドヘッド２２ａはデッキ８に対してわずかに揺動して動くことができ、さらには処理される表面の領域における傾斜の変化に追従することができる。
駆動シャフトアダプタ２５は、駆動プレートアダプタ３０に収容されてこれと駆動自在に係合するよう構成されている。駆動プレートアダプタ３０は、直立するカラー部３１を含む。カラー部３１は、円筒形の外表面を有し、駆動シャフトアダプタ２５のヘッド部分２７の六角形断面に一致する六角形の横断面を有する内側穴を形成する。カラー部３１によって形成された穴の下部領域には、円筒形のウェル３２が設けられている。ウェル３２は、カラー部３１の穴内部の領域においてショルダ部３３を形成する。
圧縮バネがウェル３２に挿入されて、ここに収容され保持される。ウェル３２から遠い圧縮バネ３４の端部には、星形またはスカロップ六角形の六角形接触プレート３５が設けられる。接触プレート３５は、駆動シャフトアダプタ２５が駆動プレートアダプタ３０のカラー部３１に挿入されると、その下部表面２８に接触すべく構成されている。
カラー部３１の内側表面及び駆動シャフトアダプタ２５のヘッド部分２７のそれぞれの六角形または星形断面により、駆動シャフトアダプタ２５は効果的に駆動プレートアダプタ３０内にロックされて、駆動プレートアダプタ３０を駆動力により回転させる。駆動プレートアダプタ３０は円形駆動プレート３６に接続され、駆動プレート３６には円形のつや出しパッド３７が取り付けられている。したがって、モータ駆動シャフト２４の回転により、つや出しパッド３７が回転する。
図５Ａ，５Ｂ及び５Ｃには、本発明のブラシ／パッドのそれぞれに対する弾性取り付け構造がさらに詳細に示されている。図５Ａにおいては、図４に示した取り付け構造がより詳細に示されているが、ここではモータ２１ａとブラシ／パッドデッキ８が省略されている。さらに、駆動シャフトアダプタ２５は、ヘッド部分２７の丸みをつけた下部表面２８が、圧縮バネ３４に関連する接触プレート３５に接触するようにカラー部３１に挿入されている。
同図は、ブラシヘッド構造のアクチュエータ１０によって既知の圧力が印加された場合における、取り付け構造の各部材の位置を一般的に示している。
図５Ｂにおいては、図５Ａの特性が示されているが、ここでは圧縮バネ３４は弱い圧力によって部分的に圧縮されている。本発明の効果として、圧縮バネ３４は、特定の表面処理作用に適した圧力が印加されるとほぼ半分の長さに圧縮されるように構成され、図よりわかるように、処理されている表面にうねりがあれば、圧縮バネ３４の圧縮によって円形パッド３７をデッキ８に対して下方に移動させることができる。
図５Ｃには、本発明のさらなる態様が示されている。すなわち、スクラブ（scrub）のための高い圧力を供給すべく装置が制御された場合、圧縮バネ３４の圧縮は、その位置に関して、駆動プレートアダプタ３０のウェル３２の内部に制限される。図５Ｃからわかるように、かかる高圧力の下では、駆動シャフトアダプタ２５はカラー部３１の穴に最大限に挿入されるので、六角形の接触プレート３５は、ウェル３２に隣接するカラー部３１の内側表面のショルダ部分３３に抗して圧接する。ここで、圧力がさらに高まると、駆動シャフトアダプタ２５によって供給される圧力は、六角形の接触プレート３５によって、駆動プレートアダプタ３０に直接作用し、圧縮バネ３４がさらに圧縮されることはない。したがって、ウェル３２の深さを、圧縮バネ３４を損傷させずに簡単に得られるバネの長さに一致させることが重要である。
図６は、本発明の表面処理ヘッドの取り付け構造のさらなる平面図を表す図６Ａとして示され、駆動プレートアダプタ３０のカラー部３１の内部に位置する駆動シャフトアダプタ２５の平面図である。
図からわかるように、直線ラッチバネ（rectilinear latch spring）３８（図６Ｃ参照）が示されている。直線ラッチバネ３８は、駆動シャフトアダプタ２５のヘッド部分２７の星形またはスカロップ六角形状の上部表面に形成された２つの角を越えて延びるように形成されている。
このように、駆動シャフトアダプタ２５は、駆動プレートアダプタ３０のカラー部３１の内部に保持されている。
しかしながら、ラッチバネ部材３８は、カラー部３１により形成された穴に対する出入りを可能にするために変形が自在な弾性部材を含んでいる。
直線ラッチバネ３８はデタント部３９を含み、これにより図６Ａにおける矢印Ａの方向にラッチバネ３８を引っ張ることができる。ラッチバネ構造３８を矢印Ａの方向に引っ張ることにより、ヘッド部分２７の側壁の下方に延びる横方向のレッグ部が、ヘッド部２７の星形断面の外側壁によって決定する移動ラインに沿って外向きに移動するので、ラッチバネ３８の横方向に延びる部分は、その位置から外側に、ヘッド部分２７の上部表面の上方まで移動する。矢印Ａの方向に移動したラッチバネ３８のこのような解除位置が図６Ａにおいて鎖線で示されている。
図６Ｂには、本発明の実施形態による駆動プレートアダプタ３０の特定の一バージョンを表す断面図が示されている。図において、駆動プレートアダプタ３０は、駆動プレートアダプタ３０のカラー部３１の外表面の作用のために設けられた一対の開口部４０を含んでいる。
図６Ｃ，６Ｄ及び６Ｅは、上述のラッチバネ３８の平面図、側面図及び端面図である。
ラッチバネ３８は、図６Ａに示した保持位置にあるときには開口部４０の内部に収容され、ヘッド部分２７の上部表面の角部を越えて延びている。しかしながら、ラッチバネ３８は開口部４０の内部において横方向の移動が簡単にできるので、上述のようにラッチバネ３８を解除して、駆動シャフトアダプタ２５を駆動プレートアダプタ３０のカラー部３１から取り外すことができる。
ラッチバネ構造３８により、駆動シャフトアダプタ２５のヘッド部分２７を駆動プレートアダプタ３０のカラー部３１内に簡単にはめ込むことができるとともに、パッドまたはブラシなどの表面処理部材を交換する際には簡単に取り外すことができるので、ラッチバネ構造３８は本発明の特に効果的な特性である。
図７，８及び９には、ピボットベアリング１３３によってピボット支持部１３４の一端部に取り付けられた平衡ビーム１３２が示されている。ピボット支持部１３４の他端部はフレームに接続されている。ビーム１３２はアチュエータアーム１にも接続され、ピボットベアリング１３３と逆側において、ガスストラットＢ５，Ｂ７（チャンバ１３５とピストン部材１３７からなる）である釣り合い手段に接続され、ブラシヘッドの重量の釣り合いをとる。ビーム１３２の他端部は、ターンバックルリンク機構１３６によってブラシヘッドに連結されている。ターンバックルリンク機構１３６は、異なる長さのブラシの釣り合いを調節し、例えばフロアに抗するブラシの妨害（jamming）を防ぐのに用いられる。
ブラシの摩耗を測定する電位差計が、平衡ビーム１３２とピボット支持部１３４との間に接続されている。
ブラシヘッドとメインフレームの側部との間に設けられた平行四辺形のリンク機構１３８によりブラシヘッドはさらに支持され、ブラシデッキはその位置を維持する。
装置の駆動ホィール１３９が示されるが、通常、このようなホィールはシャーシまたはフレームの各角部において位置決めされている。
釣り合いおもりの移動経路が矢印Ａで示され、ブラシは下向きの線（lower line）により上昇し、上向きの線（upper line）により下降する。アクチュエータ１０によってブラシがフロアまで下降すると、平衡ビーム１３２はピボットベアリング１３３を中心に回転し、ガスストラット構造１３５，１３７を圧縮する。デッキ８はアクチュエータ１の伸張によりフロアまで下降する。しかしながら、デッキ８がフロアに近づくと、デッキ８によりフロアに働く圧力がガスストラット手段１３５，１３７によって効果的に平衡する。このような平衡作用は、チャンバ１３５の内部に密閉された体積を有することにより、チャンバ１３５の内部をピストン部材１３７が弾性によりスライドできる程度を限定するガスストラット構造１３５，１３７の圧縮によって得られる。このように、ガスストラット構造１３５，１３７による限定及び平衡効果が、アクチュエータ１によって生成されデッキ８を通過してフロアに供給される圧力を効果的に弱めるので、ピストン部材１３７とチャンバ１３５との相対運動により、正確に決定された低い圧力をブラシヘッド８に作用させることができるという効果がもたらされる。
アクチュエータ１によってデッキ８に作用する力が除去されると、すなわち、アクチュエータ１が後退してデッキ８が上昇すると、チャンバ１３５内部の圧縮された圧力が解放されて、ガスストラット構造１３５，１３７が伸張し、伸張したガスストラット構造１３５，１３７がデッキ８をこのように上昇した位置において簡単に支持できるように、チャンバ１３５に導入される流体の体積が選択される。
平衡力として作用することにより、ガスストラット構造１３５，１３７は、ブラシヘッド８の重量に対する支持を提供し、アクチュエータ１によりデッキ８を介してフロアに働く正味力（ネットフォース）を、特にゼロ圧力からデッキ８の重量に対応する圧力の範囲に正確に制御することを可能にする。
図８は、本発明の別の実施形態の側面図であり、図７と共通する特性には同一の符号が用いられている。
図８に示される平衡構造は、図７に示された平衡構造と同様の動作を行う。すなわち、アクチュエータ１によってデッキ８がフロアの方向に下降すると、ガスストラット構造１３５ａ，１３７ａが圧縮される。
図８からわかるように、図示される装置は、図７に比べて短い平行四辺形構造１３８ａを含み、ガスストラット構造１３５ａ，１３７ａは、この平行四辺形構造１３８ａの下部ストラットとの接続によって、清掃／清浄装置のフレーム部分とデッキ８との間に機能的に接続されている。なお、デッキ８が清掃または清浄されるフロア表面と接触する方向に移動すると、平行四辺形構造１３８ａが時計回りに回動し、ピストン部材１３７ａをガスストラット構造のチャンバ１３５ａ内に移動させる。このような相対運動は、チャンバ１３５ａ内部で増加する圧力によって次第に阻止される。図８に示されるガスストラット構造１３５ａ，１３７ａにより提供される平衡力により、デッキ８において、特にゼロ圧力からデッキ８の重量に対応する圧力までの範囲に簡単に制御できる正味力（ネットフォース）が得られる。
図９には、本発明のさらに別の実施形態が示され、図７及び図８と共通の特性には同様の符号が用いられている。
図９の実施形態と図７及び図８の実施形態との主な違いは、ブラシまたはパッドによって表面に作用する必要な正味力が、ガスストラット構造１３５ｂ，１３７ｂを圧縮ではなく伸張したときに得られる点である。ここでも、ピストン部材１３７ｂがチャンバ１３５ｂから延びる程度を制限するのはチャンバ１３５ｂ内部の圧力であり、これがアクチュエータ１によって働く力の平衡をとる。図９の実施形態のガスストラット構造１３５ｂ，１３７ｂは、清掃装置のフレーム１３０の延長ブラケット１４０とデッキ８の接続ラグ１４１との間に機能的に接続されている。図９からわかるように、ブラシヘッド構造を清掃／清浄されるグランドに向けて下降させるべくアクチュエータが操作されると、ガスストラット構造１３５ｂ，１３７ｂは伸張し、チャンバ１３５ｂ内部で生成された圧力に関して効果的に張力を持った状態になる。逆に、ブラシヘッド構造がフロアから上昇すると、チャンバ１３５ｂとピストン部材１３７ｂとによる上述の相対運動によってチャンバ１３５ｂ内に生成された圧力が、フロアを清掃するブラシヘッド構造の重量を支持する。
ここに説明した各実施例と同様に、ガスストラット構造は、ブラシ圧力構造が静止しているとき、すなわちブラシヘッド構造がフロアから上昇しているときに、そのチャンバ内部の圧力が、任意の特定値に選択的に変更できるように効果的に設けることができる。
図１０Ａから図１０Ｈに分割して示す回路は、システムの制御システムとして使用でき、本発明の要求される圧力及び速度を正確に制御するための効果的な構造を提供する。図示される回路は、標準的な集積回路からなり、プログラムされたマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサＵ３、電力供給ＩＣ、Ｕ１，Ｕ４及びＵ６、不揮発性メモリ記憶部Ｕ２、及びアナログディジタル変換器Ｕ５を含む。
清掃ヘッドに取り付けられた圧力ブリッジ又はひずみゲージからの測定された圧力信号が、計装用増幅器Ｕ７及びアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）Ｕ５を介して、マイクロプロセッサＵ３に入力される。
清掃機における外部スイッチ入力の状態は、バッファＪＰ２を介してサンプリングされる。
マイクロプロセッサＵ３は、サンプリングされた値及び設定システム変数に基づいて適当な計算を行い、ＭＯＳ（金属酸化物半導体）電界効果トランジスタＱ５からＱ８、中継器ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３及びＲＬ４、及びバッファＪＰ１を介して、制御信号を接触中継器（contact relays）に出力し、清掃装置自体のアクチュエータを操作する。例えば、中継器ＲＬ４を起動（trip）すると、清掃ヘッドには３６５ボルトが印加されてアクチュエータが下降し、中継器ＲＬ３を起動すると３６ボルトが印加されて清掃ヘッドは上昇し、中継器ＲＬ１が起動すると、清掃装置の駆動制御又は牽引は禁じられる。ＲＬ２を起動すると、ブラシ／パッドモータソレノイドがオンにスイッチする。これは、実際のブラシ圧力と所望されるブラシ圧力が均衡されているときで、かつ静止状態でブラシがフロアを傷つけないように装置が動いている時にのみ発生するようプログラムされている。
バッファＪＰ１のＳＥＮＳＥ入力は、清掃装置が移動しているかどうかを検知する。装置が移動中であれば、回路は圧力の変化を禁じ、ブラシの損傷を防ぐ。
バッファＪＰ１のＳＰＥＥＤ入力は、ブラシが高速に選択されているか低速に選択されているかを検出する。この情報がプロセッサＵ３に送られ、ここで、高速のブラシ圧力が所定の範囲に制限され、ブラシのモータを保護する。
バッファＪＰ２が装置制御パネルに信号を送り、実際の測定圧力表示と設定値の表示がそれぞれＬＥＤディスプレイに現れる。
この回路はさらなる修正が可能であり、例えば、バッテリモニタを組み込み、総使用時間を記録してバッテリの充電状態をモニタすることができる。ある所定の条件においては、システムパラメータメモリ回路Ｕ２にプログラムされているように、清掃ブラシを自動的に上昇させることもできる。通常、このような条件とは、バッテリの使用時間が長いこと、あるいはバッテリの充電が低いことの少なくともいずれかである。よって、オペレータは必然的に装置を補給所（depot）に戻し、バッテリを再充電又は交換してバッテリの保証を維持しなければならない。
本発明の制御回路は、非常に緻密な調整が可能であり、極めて正確なブラシヘッドの圧力設定が実現する。
マイクロコントローラＵ３は、好ましくは、ブラシが下方に移動するような方向で常に圧力を変更するようプログラムされ、これによって設定が正確になる。例えば、オペレータが１００ｌｂｓから４０ｌｂｓ（４５．４ｋｇから１８．２ｋｇ）に圧力を変更したい場合、コントローラは２０ｌｂｓ（９．０ｋｇ）周辺の値に圧力をジャンプさせ、それから要求される４０ｌｂｓ（１８．２ｋｇ）周辺の値までゆっくりと圧力を高める。このような構造により、装置の静止摩擦が解消される。マイクロコントローラにより進相計算（phase advance calculations）がさらに用いられ、マイクロコントローラが圧力変化が発生している速度を計算して適当な調節を行う場合には、上記の特性はさらに効果的である。
さらに好ましくは、回路は外部のブラシヘッド上昇／下降スイッチの状態をモニタし、ある操作を行うかどうかの判断においてこのスイッチの状態を考慮するようにマイクロプロセッサＵ３をプログラムすることができる。
図１１には、本発明の一実施形態による、処理ヘッド駆動構造１４０の断面図が示される。処理ヘッド駆動構造は、ギアボックス１４２に関連してモータ１４１を含む。
モータ内部に設けられた駆動シャフト１４３は、ギアボックス１４２に回転入力を供給し、ギアボックス１４２から延びる出力シャフト１４４は、装置の回転自在の清掃／つや出しヘッドに、構造の駆動出力を供給する。
モータは、モータシャフト１４３と平行する方向に延びるハウジング１４５を含み、モータハウジング１４５のギアボックス１４２に近い端部にはモータ密閉プレート１４６が取り付けられている。ギアボックスは、ギアボックス１４２の出力シャフト１４４がモータシャフト１４３の長さ方向軸と平行に延びるように、ボルト手段によってこのモータ密閉プレート１４６に取り付けられている。
ギアボックス１４２は、モータ密閉プレート１４６から延びるハウジングを含み、ハウジングは、モータ密閉プレート１４６から遠い端部において、ギアボックス密閉プレート１４７により密閉されている。出力シャフト１４４は、このギアボックス密閉プレート１４７を通過して延びている。
入力シャフト１４３は、スタブシャフト１４８に係合する。スタブシャフト１４８は、ギアボックス１４２の内部に延び、入力シャフト１４３との係合から遠い端部において、ギアボックス密閉プレート１４７の内側表面に形成された位置決め穴（locating recess）１４９に回転自在に固定されている。位置決め穴１４９は、スタブシャフト１４８をギアボックス内部に回転自在に取り付ける。
スタブシャフト１４８はその軸方向の長さに沿って２つのギアを備える。第１ギア１５０は、穴１４９に近いスタブシャフト１４８の端部に設けられ、スタブシャフト１４８よりわずかに小さい直径を有する。一方、モータ密閉プレート１４６に近接してスタブシャフト１４８上に設けられた第２ギア１５１は、スタブシャフト１４８より大きい直径を有する。
後述するように、スタブシャフト１４８に取り付けられた第１ギア１５０及び第２ギア１５１は、ギアボックス１４２のギア構造内部において所定のギア比を提供する。
出力シャフト１４４は、ギアボックス内部に回転自在に取り付けられ、図示されるように、モータ密閉プレート１４６及びギアボックス密閉プレート１４７に近接して配置されたそれぞれのベアリングセットの間に延びている。
スタブシャフト１４８と同様に、出力シャフト１４４も２つのギアを含む。これらの２つのギアは、一方のギア１５２が、スタブシャフト１４８に第１ギア１５０とかみ合い、他方のギア１５３がスタブシャフト１４８の第２にギア１５１とかみ合うように、出力シャフト１４４の軸方向に沿って間隔をあけて配置されている。
出力シャフト１４４のギア１５３は、スタブシャフト１４８の第２ギア１５１と同じ直径を有し、ギア１５１と１５３のギア比が１：１になるように構成されている。
一方、出力シャフト１４４に設けられたギア１５２は、スタブシャフト１４８のギア１５０よりも、さらにはギア１５１，１５３よりも大きい直径を有する。
ギア１５２は、ギア１５０とギア１５２のギア比が５：１になるように選択されている。
上記のギア比によって、フロアのスクラビング操作とつや出し操作の切り換え時に必要な減速が行われる。よって、図９に示されるギアボックスは有効な２速ギアボックスを提供する。すなわち、ギア対１５１，１５３が出力シャフト１４４に回転を行うと、出力シャフト１４４はモータの速度、例えば１，０００ｒｐｍ（回転／分）に一致する速度で回転する。しかしながら、ギア対１５０，１５２が出力シャフト１４４を駆動するようにギアボックスが切り換えられると、このギア対のギア比５：１により、出力シャフトの速度、よって表面処理ヘッド部材への駆動力を２００ｒｐｍに減速することが決定される。
上述の速度はそれぞれスクラブ及びつや出し操作に適した速度であり、表面処理ヘッド部材を表面に作用させる圧力の適当な制御とともに、スクラブ操作及びつや出し操作が装置によって提供できる。
図１１からさらにわかるように、ギアの対１５１，１５３及び１５０，１５２は、一定のかみ合いで取り付けられ、出力シャフトのギア１５２，１５３は、モータの作動中は空走し（free running）、かみ合いクラッチ１５４によって出力シャフト１４４の駆動を選択的に制御する。
かみ合いクラッチ１５４は、アクチュエータ１５５によって矢印Ａに示される、相反する方向に駆動され、ギア１５２の表面又はギア１５３の表面のいずれかに係合する。かみ合いクラッチ１５４は、ギア穴１５６を含む互いに向き合う表面を有し、ギア穴１５６には、ギア１５２，１５３の前記表面に形成されたギアスタブ１５７が収容される。
図１１に示される位置においては、かみ合いクラッチ１５４はギア１５２のギアスタブに係合すべく移動しており、この結果、表面処理ヘッド部材が２００ｒｐｍの速度で回転駆動される。
アクチュエータ１５５は、ギアチェンジ（変速）アクチュエータアセンブリにより駆動される。ギアチェンジアクチュエータアセンブリは、効果的にソレノイド駆動ができ、ソレノイドロック手段をさらに含むことにより、出力シャフト１４４の特定の速度回転が選択されるとかみ合いクラッチの運動を阻止する。
すでに説明したように、ギアチェンジアクチュエータアセンブリ１５８は、制御手段に関連づけることができる。よって、表面処理ヘッド構造によって印加される特定の圧力を選択することにより、ギアチェンジアセンブリ１５８を作動させて特定のギア比を選択する。あるいは、特定のギア比を選択し、選択されたギア比に応じて選択された圧力供給手段により供給される圧力を印加または制限する。
図１２から図１７には、本発明の別の態様の一特定実施形態が示される。この実施形態は、前述ような表面処理装置の下方に支持された駆動部材に解除自在に取り付けられた実際の表面処理具に関連する。
実際には、図１２から図１７の実施形態により示される発明の態様は、本願の例えば図４に示された駆動プレート取り付け構造の特に効果的な一バージョンに関連する。
図１２に示すように、取り外し可能なアタッチメント２００である表面処理具は、外方向に延びる円形支持プレート２０２と一体形成されたほぼ円筒形の直立中央部２０４を含む（図１３においてのみ示される）。
中央部２０４は止り穴２０６を有する。止り穴２０６は、図１２に明らかに示されるように、六角形の横断面を有し、その下部表面２０８には凸型断面が形成されている。
アタッチメント２００は下部表面２１０を有し、ここにパッド又はブラシなどの表面処理部材を取り外し可能にまたは固定して取り付けることができる。
図１３から明らかなように、アタッチメントの直立中央部２０４に形成された止り穴２０６の凸型下部表面２０８自体にも円筒形の止り穴２１２が形成されている。図１２及び図１３から明らかなように、この止り穴２１２は、主要な止り穴２０６及び直立する円筒形中央部２０４のいずれとも同心を有する。
凸型表面２０８に形成された小さい方の止り穴２１２は、以下に説明するような係合形状を有し、弾性部材を収容することにより、アタッチメント２００とその穴２０６に収容される駆動部材との間の弾性による運動を可能にする。
図１４には、表面処理装置の駆動部材に取り外し可能に装着すべく組み立てられた表面処理アタッチメントの中央領域の平面図が示されている。
図１２と図１４に示される構造の大きな違いは次の通りである。すなわち、図１４の構造においては、六角形の中央開口を有する上部保持プレート２１３がネジＡ（図示せず）によって中央領域２００の上部表面に固定され、さらにばね保持クリップ２１４が間に挿入されて図１４の矢印Ｂの方向に横方向の運動を行う。
図１４からわかるように、保持ばねクリップ２１４は図６Ａに示されたばねクリップ３８と同様の形状を有し、六角形の止り穴２０６の対向する領域において延びる領域２１４Ａ，２１４Ｂを含むレッグ部分を有する。
ばね保持クリップ２１４の部分２１４Ａ，２１４Ｂは、直立中央部２０４の半径方向の外向きに、弾性によって変形することにより、止り穴２０６の六角形の断面と同様の大きさを有する六角形の断面を持つ駆動ヘッドを有する駆動部材の挿入を可能にする。そして、駆動部材の六角形の駆動ヘッドが止り穴を通過すると、バネクリップ２１４の部分２１４Ａ，２１４Ｂは図１４に示す位置に戻ることにより、駆動部材の六角形の駆動ヘッドの運動を要求されるまで阻止する。このような解除が要求されると、バネ保持クリップ２１４の領域２１４Ａ，２１４Ｂは再び直立部分２０４の半径方向外側に変形することにより、駆動部材の六角形ヘッドの取り外しを可能にする。
このような駆動部材の一例が図１５及び図１６に示されている。図において、駆動部材２１６は、その下端部に六角形の駆動ヘッドが形成された、中央円筒シャフト２１８を含む。
駆動ヘッドの下部表面２２２は、なだらかな凸型形状に形成されている。
このようななだらかな凸型表面２２２は、図１３に示される止り穴２０６のなだらかな凸型表面２０８と協動することにより、駆動シャフト２１６とアタッチメント２００とのわずかなジンバル効果を可能にする。
図１７には、組み立てられる配置において、図１２から１６に示した各部材の分解図が示されている。
図示されるように、取り付けプレート２１３がネジ２３２によって直立する中央円筒部分２０４の上部表面に固定され、両者の間にバネ保持クリップ２１４を挟む。
この状態において、穴２０６には駆動部材２１６のヘッド２２０を挿入することができ、ヘッド２２０はネジ保持クリップ２１４によって穴２０６に保持される。
ここで、駆動部材２１６を止り穴２０６に挿入する前に、圧縮バネ２２６を、その下部領域が図１３に示される小さい方の止り穴２１２に収容されるように、止り穴２０６の内部にこれと同心的に配置される。
バネ２２６が小さい方の止り穴２１２に収容されると、係合プレート２２４がバネ２２６の上部に配置される。こうして、プレート２２４自体が、バネ２２６の上部領域と駆動部材２１６の六角形のヘッドの下部表面との間に配置される。
小さい止り穴２１２の深さは、バネ２２６が受けなければならない最大圧縮を決定するのに効果的に選定される、かつ表面処理部材の支持プレートの中央領域に設けられた止り穴内部に形成されるバネ−係合構成の特に効果的な例である。
図１７は、さらに、支持プレート２０２の下方に支持され、取り付けネジ２３０によって小さいプレートに固定できるように構成された、ブラシ２２８などの表面処理部材の特質を示している。
駆動部材を収容するために任意の適当な穴を設けることが可能であり、この穴自体が、弾性部材の一部を受ける適当な構成を含むことができ、さらに、この弾性部材ももちろん適当な形状にすることができるので、図１２から図１７に示される本発明のさらなる態様は、図示された特定の詳細に限定されるものではない。
例えば、図１７において、取り付けプレート２１３を、駆動部材２１６の固定または解除の可能なそれぞれの位置に回転するように構成することもできる。なお、図示される部材の寸法は必要に応じて決めることが可能であるが、直立中央部２０４の高さは、２分の１インチ（１．２７センチメートル）以上が好ましい。
しかしながら、図１２から図１７に示される実施形態に共通して、本発明のさらなる態様は、次のような、簡単かつ合理的に固定できる表面処理具を提供する点において効果的である。すなわち、本発明による表面処理具は、適当な弾性による取り付けを可能にし、同一の表面処理装置の１つに装着できる、他の任意の表面処理具の運動とは独立して、処理される表面のいかなる起伏にも独立的に追従できる。
なお、本発明の表面処理ヘッド構造は、ここに例示したつや出し／スクラブ合同装置以外のいかなる適当な表面処理装置においても実施が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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