(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行装置により移動しつつ清掃作業を行う清掃装置の清掃装置用フレームにおいて、
比較的大重量の構成部品であるタンク及びバッテリを載置支持すると共に走行装置が設けられる下部フレームと、
該下部フレームの上方に配置され、比較的軽量の構成部品である制御装置を取付支持する上部フレームと、
前記下部フレームと前記上部フレームとの間に介在されて前記下部フレームと前記上部フレームとを連結し、前記下部フレームが締結される取付部と前記上部フレームが締結される取付座とが近接して設けられる中間フレームと、
を有することを特徴とする清掃装置用フレーム。
【請求項２】
前記下部フレームが、前後方向に所定長さで延在し平行配置される一対の閉断面形状の縦フレーム部材と、該縦フレーム部材間に架設される閉断面形状の横フレーム部材と、を有することを特徴とする請求項１に記載の清掃装置用フレーム。
【請求項３】
前記下部フレームが、前記縦フレーム部材間に複数のフレーム部材が架設され、略梯子状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の清掃装置用フレーム。
【請求項４】
前記下部フレームに比較的大重量の構成部品である前記タンク部及び前記バッテリを載置支持すると共に前記走行装置を設ける組付工程と、
前記上部フレームに比較的軽量の構成部品である前記制御装置を取付支持する組付工程と、
前記上部フレームを前記中間フレームを介して前記下部フレーム上に載置支持する組付工程と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の清掃装置用フレームの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床面を清掃する装置、特に車輪により駆動され移動する床面清掃装置用のフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人間の活動空間における清掃作業は、環境衛生の上で必須の作業であるが、例えば駅、空港、工場、大規模店舗等に代表される広域空間の清掃には多くの労力を必要とし、また労働条件も過酷である。この清掃作業の省力化、省人化を狙いとして床面の清掃を目的とした自走式の清掃装置が開発されている。
【０００３】
この自走式清掃装置はその所望される機能に応じて、各種センサ、タンク部、洗浄部、汚水吸入部（スクィージ）、駆動部、制御部、電源部、カバー部及びこれらを支持・内蔵するフレームから構成されるものが一般的である。また、カーペット等が敷かれた床面に用いられる床面清掃装置は、上記洗浄部及び汚水吸入部に替えてゴミ吸引部を有している。
【０００４】
これら従来の清掃装置にあっては、一般の機械と同様に溶接技術によって全体の必要部品を支持・内蔵するための各フレームが一体的に溶着され製作されているのが現状である。
【０００５】
このような一体的に構成されるフレーム構造は、清掃装置に必要な構造強度を一体的に結合されたフレーム全体で確保している。特にバッテリ、タンク部等の比較的重量の大きい部品を搭載し、走行装置が配設される下部フレームは例えば直進性等の走行性能を確保するため、十分な剛性と共に高組付精度が要求されることから、フレーム部材を格子状に組み合わせ溶接接合して形成され、この下部フレームに比較的軽量な部品である制御部、カバー部等を支持する上部フレームを一体的に溶接結合している。更に特に強度が必要な箇所には、リブとなる部材を追加的に溶着して構成していた。また清掃用装置の各機能部品を溶接組立後の各フレーム部材に取付支持するため、ブラケット等の板金部品をフレーム部材に配設しこれを介して組み付けていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記フレーム構造によると、フレーム全体で剛性を確保することからその構造が複雑になり、かつフレーム構成に係る部品点数が増加するとともにフレーム全体の重量が増加し、かつその組立作業が複雑になり作業工数の増大を招き、製造コストの高騰を招来するものであった。また、多くのフレーム部材を溶接結合してフレームを形成することから、各フレーム部材相互間の溶接時に発生する熱的影響に起因した形状精度の低下が各部で生じ、フレーム全体における寸法精度は期待できなかった。従って、清掃装置の機能面で組立精度が必要とされる部分では精度を確保するために、その組立作業には作業の熟練を要する等の不具合があった。特に車輪走行式の清掃装置においては、清掃装置の走行性を決定する車輪に十分な直進性等の精度が発揮されるよう組立時の取付調整が厄介で多くの時間を費やさざるを得なかった。
【０００７】
また各部品の組付作業は、一体的に構成されて作業空間が極めて制限されたフレームに施すことから、組立の順序及び各部品間の配線作業では接続の順序等を考慮しながら行わねばならずその作業が複雑となり、更に一体的に結合された組立後のフレーム全体は大ぶりでかつ重量が大きく、部品組付を自由な方向から行うためのフレームの反転に支障がある等の弊害を有していた。
【０００８】
一方、点検・修理に際しても、点検等の必要な部品に至る以前に各部品を取り外し、点検等の後には再度組み立てる事が必要であり、これに多大な労力を要することから結果として作業に係る時間を徒に要していた。
【０００９】
本発明はこうした点を鑑みてなされたもので、その目的は組立作業性に優れ、高品質な清掃用装置のフレームを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、以下に示すフレームをその手段として構成する。すなわち、請求項１に係る清掃装置用フレームは、比較的大重量の構成部品であるタンク部及びバッテリを載置支持すると共に走行装置が設けられる下部フレームと、下部フレームの上方に配置され、比較的軽量の構成部品である制御装置を取付支持する上部フレームと、下部フレームと上部フレームとの間に介在されて下部フレームと上部フレームとを連結し、下部フレームが締結される取付部と上部フレームが締結される取付座とが近接して設けられる中間フレームとを有する。
【００１１】
かかる構成の清掃装置用フレームによれば、下部フレームと上部フレームを別部材により構成することができる。したがって、比較的大重量の構成部品であるタンク部とバッテリ、及び走行装置が設けられて走行性確保のため高精度が要求される下部フレームを高剛性を有する部材により構成することが可能である。また、上部フレーム５０は、比較的軽重量部品である制御装置が取り付けられ、高剛性及び高精度が要求されないので、軽量部材により比較的ラフに製造することが可能である。
【００１２】
また、上部フレームと下部フレームとの間に介在されて互いに分離可能に連結する中間フレームは、中間フレームの取付座と取付部とが近接して設けられた構成を有するので、上部フレームから中間フレームに伝達された荷重を、取付座に近接して設けられた取付部を介して下部フレームに伝達することができる。したがって、中間フレームにおける荷重伝達距離を短くすることができ、中間フレームにせん断応力を発生させるモーメント荷重を極力減少させることができる。
【００１３】
請求項２に係る清掃装置用フレームでは、上記の下部フレームが、前後方向に所定の長さで延びて平行配置される一対の閉断面形状を有する縦フレーム部材と、この縦フレーム部材間に架設される閉断面形状の横フレーム部材とを有している。
【００１４】
かかる構成のフレームによれば、剛性の高い閉断面形状の縦及び横フレーム部材を用いることにより、比較的大重量の部品及び走行装置が設けられて走行性確保のため高精度が要求される請求項１に記載の下部フレームを確実に形成することができる。
【００１５】
請求項３に係る清掃装置用フレームでは、上記の下部フレームが、縦フレーム部材間に複数のフレーム部材が架設されて略梯子状に形成されている。
【００１６】
これにより、フレーム部材が下部フレームの剛性向上に寄与するので下部フレームをより高精度に形成することができる。
【００１９】
請求項４に係る清掃装置用フレームの組立方法では、下部フレームに比較的大重量の構成部品であるタンク及びバッテリを載置支持すると共に走行装置を設ける組付工程と、上部フレームに比較的軽量の構成部品である制御装置を取付支持する組付工程と、上部フレームを中間フレームを介して下部フレーム上に載置支持する組付工程とを有している。
【００２０】
かかる組立方法によれば、上部フレームに比較的軽量の構成部品である制御装置を予め取り付けると共に下部フレームに比較的大重量の構成部品であるタンク及びバッテリを取り付けし、しかる後両フレームを中間フレームを介して互いに組み付ける、いわゆるサブアッセンブリが可能になり、効率的に組立作業が行え、組立作業に係る時間を短縮可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明における清掃装置用フレームの一実施の形態について詳細に説明する。図１は清掃装置１の全体斜視図であり、図２はその内部構造を示す構造説明図であって概略構成が示されている。
【００２２】
この図２に示したように本発明に係るフレーム１０は、タンク部６０、電源部であるバッテリ６２等の比較的大重量の部品を主に搭載すると共に走行装置２が設けられる下部フレーム２０、センサ部６５、カバー部６７等の軽量部品が取付支持されると共に下部フレーム２０と上部フレーム５０とを連結する中間フレーム３０及び操作盤６４、制御装置６８等の比較的軽量な部品が取付支持される上部フレーム５０を主要部としている。
【００２３】
下部フレーム２０は、図３に平面図、図４に図３のＡ方向からの側面図を示すように、清掃装置１の前後方向に所定長さで延在して平行配置される２本の断面略矩形で閉断面形状の縦フレーム部材２２を有している。この平行配置される各縦フレーム部材２２間には、その前後方向略中央部において縦フレーム部材２２と平面視略直交すると共に両端が外方に延伸する断面略矩形で閉断面形状の横フレーム部材２４とが溶接結合されて一体的に構成されている。これら一体的に結合された高剛性を有する縦フレーム部材２２と横フレーム部材２４とによって十分な剛性が確保され、更に両縦フレーム部材２２間には複数のサブフレーム２４ａが架設されて下部フレーム２０は略梯子状に形成されている。
【００２４】
また、取付部品がブラケット等を介さず下部フレーム２０に直接係止され得るよう取り付けられる各部品の配置を予め定め、下部フレーム２０の各部材の所定位置に部品取付用の通し穴（図示せず）等が加工されている。
【００２５】
更に下部フレーム２０は、縦フレーム部材２２の前端部及び後端部位置に両縦フレーム部材２２間に架設された前部キャスタ取付部材２６と後部キャスタ取付部材２７、及び前部キャスタ取付部材２６近傍で両縦フレーム部材２２に延設されたバンパ取付部２５を有している。
【００２６】
下部フレーム２０における中間フレーム３０を取り付けるための取付座２８，２９は、図３に示すように縦フレーム部材２２及び横フレーム部材２４に固着された小部材２４ｂの所定位置にそれぞれボルト挿入孔を有して設けられている。
【００２７】
このように構成された下部フレーム２０には、重量搭載物のタンク部６０、バッテリ６２等が所定位置に載置支持され、かつ走行装置２、清掃部４及び清掃装置の前後方向への転倒を防止するための前部キャスタ６と後部キャスタ８とが回動自在に取着される。
【００２８】
上記の各部品支持と床面からの反力を受け得る強度及び剛性に加え、清掃装置１の実際の使用に際し路面の凹凸及び盲人用タイルの乗越え時の衝撃等の動的荷重に耐え得る強度及び剛性の条件を定めることにより、下部フレーム２０がこれら条件を過不足なく有するように、機械的性能が明らかな部材（例えば角形鋼管）を選定して適切に設計することが可能である。
【００２９】
上記の構成を有する下部フレーム２０は、フレーム部材を格子状に配置する従来のフレームに比し下部フレーム２０を形成する構成部材の個数が少なく、かつ主要部を高剛性を有する縦フレーム部材２２と横フレーム部材２４によって構成することから溶接時の熱変形による下部フレーム２０全体の寸法精度が低下し難い。従って、簡単な組立調整で走行装置２の直進性等の精度が確保される。
【００３０】
中間フレーム３０は図５に平面図及び図６に図５のＢ方向からの正面図を示すように、清掃装置１の前後方向に所定長さで延在し平行配置される２本の主フレーム部材３２を有している。また、各主フレーム部材３２の前端位置に固着される略円弧状で断面略逆Ｌ形の前部円弧部材３４、各主フレーム部材３２の後端位置に固着される略円弧状で断面逆Ｌ形の後部円弧部材３６、及び前部円弧部材３４の端部と後部円弧部材３６の両端部との間に略直線状に架け渡され、主フレーム部材３２に平行な２本の直線部材３７から構成されるリング状部材４０を併せて有している。これら部材は溶接結合され一体的に構成されている。
【００３１】
中間フレーム３０の主フレーム部材３２には、下部フレーム２０に設けられた取付座２８，２９にボルト・ナットによる締結で取り付けられるボルト挿入孔を有する取付部３８，３９が設けられ、更に、中間フレーム３０には上部フレーム５０を取り付けるためのボルト挿入孔を有する取付座４８，４９が、図５に示したように上記の取付部３８，３９に近接して設けられている。また下部フレーム２０と同様、センサ部６５、カバー部６７等の部品が直接中間フレーム３０に取着されるように主フレーム部材３２及びリング状部材４０に部品取付用の丸穴や長穴（図示せず）が穿設されている。
【００３２】
このような構成を有する中間フレーム３０には、軽量部品であるセンサ部６５やカバー部６７等が所定位置で支持される。かつ制御装置５８等の各部品が取付支持された上部フレーム５０が取付座４８，４９にて締結される。各部品が取付支持された上部フレーム５０の荷重は主フレーム部材３２を介して下部フレーム２０の縦フレーム部材２２及び横フレーム部材２４に伝達されるが、上述のように取付座４８，４９と取付部３８，３９を近接して設け、図５における荷重伝達距離Ｘ１，Ｘ２を短くすることにより、各主フレーム部材３２の縦断面にせん断応力を発生させるモーメント荷重を極力減少させている。
【００３３】
上記の支持が可能な強度及び剛性に加え、清掃装置１の実際の使用における路面の凹凸の乗越え時に代表される衝撃入力等の動的荷重に耐え得る強度及び剛性の条件を定めることにより、中間フレーム３０がこれら条件を過不足なく有するように、機械的性能が明らかな部材（例えば軽量山型鋼）を使用して適切に設計することが可能である。
【００３４】
上部フレーム５０は図７に斜視図を示したように、各々一対の後部柱状部材５２及び前部柱状部材５４が所定の各々間隔をもって垂直に配置されている。各柱状部材５２，５４は断面略矩形で閉断面形状に形成され、各後部柱状部材５２の中間部間及び各前部柱状部材間５４の上端間には互いに平行配置される横梁部材５６が水平に架設され、前部柱状部材５４の上端と後部柱状部材５２との中間部位間及び前部柱状部材５４と後部柱状部材５２との下端近傍間には各々縦梁部材５７が水平に架設されて溶接結合されている。各柱状部材５２，５４の下端部近傍には、中間フレーム３０との接続を行うためブラケット５８，５９が設けられている。このブラケット５８，５９に穿設された穴を用いてボルト・ナットにより上部フレーム５０が中間フレーム３０に設けられた取付座４８，４９に締結される。また、上述の各フレームと同様、操作盤６４、走行装置用ドライバ６６、制御装置６８等が所定位置で支持されるよう後部柱状部材５２、前部柱状部材５４、５６及び縦梁部材５７に部品取付用の丸穴や長穴（図示せず）が穿設されている。
【００３５】
更に後部柱状部材５２の上端間では上部梁部材５９が架設され、この上部梁部材５９の両端に操作ハンドル６９を取付けるための棒体５５が溶接により立設されている。このように上部フレーム５０には、取着される部品の形状、個数、機能等に応じて別の梁や部材を付設してよい。
【００３６】
上記の所定位置における支持が可能な強度及び剛性に加え、清掃装置１の実際の使用における衝撃入力等の動的荷重に耐え得る強度及び剛性の条件を定めることにより、上部フレーム５０がこれら条件を過不足なく有するように、機械的性能が明らかな部材を使用して適切に設計することが可能である。
【００３７】
従って、タンク部６０、バッテリ６２等の比較的大重量の部品及び走行装置が設けられて走行性確保のため高精度が要求される下部フレーム２０を高剛性を有する縦フレーム部材２２と横フレーム部材２４とで主要部として構成することにより、容易に高精度が確保できる。一方、操作盤６４、制御装置６８等比較的軽重量の部品を取り付けし、かつ高剛性及び高精度が要求されない上部フレーム５０等は軽量部材により比較的ラフに製造することが可能になり、その結果フレーム１０の軽量化及びその構成の簡素化、製造コストの低減が得られる。
【００３８】
清掃装置１の組立艤装時においては、まず下部フレーム２０、中間フレーム３０及び上部フレーム５０の各々について各取付部品を取り付ける。各フレームに所定の部品が取り付けられた後、中間フレーム３０が下部フレーム２０の取付座２８，２９位置に載置され、続いて上部フレーム５０が中間フレーム３０の取付座３８，３９位置に載置され、ボルト・ナット等により締結される。ここで、清掃装置１全体に係る部品であるカバー部６７は各フレームを締結した後に取付支持される。
【００３９】
こうした組立方法によれば、各フレームが軽量かつ小型で取扱性に優れることから、各フレームの反転を簡単に行って任意の方向より各部品を取り付けることができる、いわゆるサブアッセンブリが可能になり、効率的な組立作業が実現される。また各フレーム間の電気的接続は、フレーム間の締結が終了した後、予め設けられたコネクタ等を接合させることで行われるので、部品毎に逐次他の部品へ配線していた従来の電気的接続に比して分別判断が容易で効率的な接続作業が実現される。これら効率化により組立作業に係る時間を短縮できる。
【００４０】
上記のフレーム１０の構成は、左右に２分割された上部フレームが下部フレーム２０に載置され係止されるものでもよい。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上述の各フレームの構成部材における溶接部分はボルト・ナット等を使用した結合によっても実現が可能である。また、ボルト・ナット等による締結部分は、ナットに替え弾性支持が可能なウェルナット（図示せず）等を用いて結合すれば、特に実際の使用における振動入力に起因した不具合の回避を図ることが可能で好適である。各フレーム構成に使用される各々の部材は上述の他、一般に入手可能でその機械的性能が明らかな部材、例えばＩ型鋼、Ｌ型鋼、Ｃ型鋼等を選定すれば、設計作業が簡単になり好適である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる清掃装置用フレームによれば、フレームを分割構成することから組立作業性に優れ、各フレームに要求される強度及び精度に相応して構成することが可能になり、軽量化、構成の簡素化及び製造コスト等の低減が得られ高品質な構造を実現できるという優れた効果を呈する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る清掃装置の全体斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る清掃装置の内部構造説明図である。
【図３】本実施の形態に係る清掃装置の下部フレームの平面図である。
【図４】図３のＡ方向からの下部フレームの左側面図である。
【図５】本実施の形態に係る清掃装置の中間フレームの平面図である。
【図６】図５のＢ方向からの中間フレームの正面図である。
【図７】本実施の形態に係る清掃装置の上部フレームの斜視図である。
【符号の説明】
１    清掃装置
２    走行装置
１０  フレーム
２０  下部フレーム
２２  縦フレーム部材
２４  横フレーム部材
３０  中間フレーム
５０ 上部フレーム
６０  タンク部
６２  バッテリ
６８  制御装置
６６  ドライバ
【図１】
0004070263.tif 000002
【図２】
0004070263.tif 000003
【図３】
0004070263.tif 000004
【図４】
0004070263.tif 000005
【図５】
0004070263.tif 000006
【図６】
0004070263.tif 000007
【図７】
0004070263.tif 000008