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発明の名称 自走式掃除機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−130129(P2007−130129A)
公開日 平成19年5月31日(2007.5.31)
出願番号 特願2005−324512(P2005−324512)
出願日 平成17年11月9日(2005.11.9)
代理人 【識別番号】100083231
【弁理士】
【氏名又は名称】紋田 誠
発明者 牛尾 将蔵 / 上西 智明 / 乾 誠貴 / 松本 千寿代
要約 課題
本体支持用の前輪と後輪の間に駆動輪を備えた自走式掃除機において、絨毯等の敷物がめくれ難い自走式掃除機を提供する。

解決手段
清掃機能と移動機能を有すると共に、本体1支持用の前輪10aと後輪10bの間に駆動輪2を備えた自走式掃除機において、本体1の重心Gが駆動輪2と後輪10bとの間に位置する構成とすると共に、駆動輪2と後輪10bが被掃除面Fに接地した走行状態で前輪10aが被掃除面Fから浮く構成とした。
特許請求の範囲
【請求項1】
清掃機能と移動機能を有すると共に、本体支持用の前輪と後輪の間に駆動輪を備えた自走式掃除機において、
前記本体の重心が前記駆動輪と後輪との間に位置する構成とすると共に、前記駆動輪と後輪が被掃除面に接地した走行状態で前記前輪が被掃除面から浮く構成としたことを特徴とする自走式掃除機。
【請求項2】
被掃除面の塵埃を吸い込む吸込口に連通する取込口を有する着脱可能なダストボックスを有し、前記取込口に、付勢手段によって当該取込口を閉鎖する方向に付勢される蓋体を備えると共に、前記ダストボックスを前記本体に装着した状態で前記付勢手段の作用に抗して前記蓋体を開放した状態に支持する支持部材を備えたことを特徴とする請求項1記載の自走式掃除機。
【請求項3】
被掃除面の塵埃を吸い込む吸込口に連通する取込口を有する着脱可能なダストボックスを有し、前記取込口に、付勢手段によって当該取込口を閉鎖する方向に付勢される蓋体を備えると共に、前記本体の上下を検出する上下検出手段と、この上下検出手段によって前記本体の上下順向きが検出されたときは前記付勢手段の作用に抗して前記蓋体を開放する方向に動作させる一方、前記上下検出手段によって前記本体の上下逆さ向きが検出されたときは前記付勢手段を作用させて前記蓋体を閉鎖する開閉部材を備えたことを特徴とする請求項1記載の自走式掃除機。
【請求項4】
着脱可能なダストボックスを有すると共に、前記ダストボックスの装着によって弾性変形する弾性部材と、前記ダストボックスを装着状態に係止する係止手段と、本体運転停止時に前記係止手段の係止状態を解除する解除手段とを備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項5】
前記駆動輪を、駆動軸に取り付けられる硬質部と、この硬質部の外周に取り付けられて接地する軟質部とから構成すると共に、前記硬質部に前記軟質部よりも本体側に突出する凸部を形成したことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項6】
前記駆動輪が当該駆動輪より後側に設けられた支持軸により回動自在に支持されて昇降可能に構成されると共に、前記本体の重心が前記駆動輪の最大降下時の接地点よりも後側に位置する構成としたことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項7】
前記本体のバンパ部に当該バンパ部の障害物との接触を検出する検出手段を備えると共に、前記バンパ部において前記検出手段の検出感度が悪くなる部位の走行方向側にリブを立設したことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の自走式掃除機。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本願発明は、清掃機能と移動機能とを備え、自動的に清掃を行う自走式掃除機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、掃除機に移動機能を付加し、マイクロコンピュータと各種センサを搭載した,いわゆる自立誘導型の自走式掃除機が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1に示された自走式掃除機は、本体支持用の前輪と後輪の間に昇降可能な駆動輪を備えた構成で、重量のある電動送風機は駆動輪より前側で、前輪の上方に配置されている。また、吸込口(吸口体)から吸い込んだ塵埃を取り込む着脱可能なダストボックス(集塵ケース)の取込口は常に開放された状態になっている。
【特許文献1】特開2004−267236号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1に示された自走式掃除機では、重量のある電動送風機等が駆動輪より前側にあって本体の重心が駆動輪より前にあり、通常走行時には前輪が接地する構成であるので、前輪が絨毯等の敷物の端部を当たって、めくれ易くなる。
【0005】
また、上記特許文献1のものに限らず、バッテリ駆動の自走式掃除機では、吸引力が弱く、ダストボックスの取込口に吸引力によって開放するような蓋体を設けることができずに開放されたままになっているので、ゴミ捨て時や、回転ブラシの手入れ等で本体を上下逆さ向きにすると、捕集したゴミがこぼれ落ちることがあった。
【0006】
また、一般的に、駆動輪は、駆動軸に取り付けられる硬質部と、この硬質部の外周に取り付けられて接地する軟質部とから構成されるが、上記特許文献1に示されているような昇降する駆動輪の場合、駆動輪の軟質部と本体ケースが接触すると、駆動輪の昇降や回転動作が悪くなる。駆動輪のガタを完全に無くして駆動輪と本体ケースとの接触を防ぐようにしたり、駆動輪と一体で上下する硬質カバーを設け、この硬質カバーが本体ケースに接触するようにして滑りを良くすることもできるが、いずれもコストが掛かる。
【0007】
そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、絨毯等の敷物がめくれ難い自走式掃除機を提供することを目的とするものである。
【0008】
また、吸引力の弱い自走式掃除機であっても、ダストボックスの取込口に蓋体を設けて捕集したゴミがこぼれ落ちるの防ぐことができるようにすることを目的とするものである。
【0009】
また、駆動輪の軟質部が本体ケースに接触して、駆動輪の昇降や回転動作が悪くなるのを低コストで防ぐことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記のような目的を達成するために、本願発明は、清掃機能と移動機能を有すると共に、本体支持用の前輪と後輪の間に駆動輪を備えた自走式掃除機において、前記本体の重心が前記駆動輪と後輪との間に位置する構成とすると共に、前記駆動輪と後輪が被掃除面に接地した走行状態で前記前輪が被掃除面から浮く構成としたことを特徴とするものである。
【0011】
さらに、被掃除面の塵埃を吸い込む吸込口に連通する取込口を有する着脱可能なダストボックスを有し、前記取込口に、付勢手段によって当該取込口を閉鎖する方向に付勢される蓋体を備えると共に、前記ダストボックスを前記本体に装着した状態で前記付勢手段の作用に抗して前記蓋体を開放した状態に支持する支持部材を備えたことを特徴とするものである。
【0012】
あるいは、被掃除面の塵埃を吸い込む吸込口に連通する取込口を有する着脱可能なダストボックスを有し、前記取込口に、付勢手段によって当該取込口を閉鎖する方向に付勢される蓋体を備えると共に、前記本体の上下を検出する上下検出手段と、この上下検出手段によって前記本体の上下順向きが検出されたときは前記付勢手段の作用に抗して前記蓋体を開放する方向に動作させる一方、前記上下検出手段によって前記本体の上下逆さ向きが検出されたときは前記付勢手段を作用させて前記蓋体を閉鎖する開閉部材を備えたことを特徴とするものである。
【0013】
また、着脱可能なダストボックスを有すると共に、前記ダストボックスの装着によって弾性変形する弾性部材と、前記ダストボックスを装着状態に係止する係止手段と、本体運転停止時に前記係止手段の係止状態を解除する解除手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0014】
また、前記駆動輪を、駆動軸に取り付けられる硬質部と、この硬質部の外周に取り付けられて接地する軟質部とから構成すると共に、前記硬質部に前記軟質部よりも本体側に突出する凸部を形成したことを特徴とするものである。
【0015】
また、前記駆動輪が当該駆動輪より後側に設けられた支持軸により回動自在に支持されて昇降可能に構成されると共に、前記本体の重心が前記駆動輪の最大降下時の接地点よりも後側に位置する構成としたことを特徴とするものである。
【0016】
また、前記本体のバンパ部に当該バンパ部の障害物との接触を検出する検出手段を備えると共に、前記バンパ部において前記検出手段の検出感度が悪くなる部位の走行方向側にリブを立設したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0017】
本願発明によれば、本体の重心が駆動輪と後輪との間に位置する構成とすると共に、駆動輪と後輪が被掃除面に接地した走行状態で前輪が被掃除面から浮く構成としたことにより、絨毯等の敷物の端部を乗り越える際、前輪は当たらずに駆動輪が先に当たり、前輪が絨毯等の敷物を抑える役割を果たすため、めくれ難くなる。
【0018】
さらに、着脱可能なダストボックスの取込口に、付勢手段によって当該取込口を閉鎖する方向に付勢される蓋体を備えると共に、ダストボックスを本体に装着した状態で付勢手段の作用に抗して蓋体を開放した状態に支持する支持部材を備えることにより、ダストボックス装着状態では、ダストボックス取込口の蓋体が支持部材により開放状態に支持されることで流路が確保され、ゴミ捨て時には、ダストボックス取込口の蓋体が付勢手段によって閉鎖されることで、ゴミ捨て時に、捕集したゴミがこぼれ落ちるのを防ぐことができる。
【0019】
あるいは、着脱可能なダストボックスの取込口に、付勢手段によって当該取込口を閉鎖する方向に付勢される蓋体を備えると共に、本体の上下を検出する上下検出手段と、この上下検出手段によって本体の上下順向きが検出されたときは付勢手段の作用に抗して蓋体を開放する方向に動作させる一方、上下検出手段によって本体の上下逆さ向きが検出されたときは付勢手段を作用させて蓋体を閉鎖する開閉部材を備えることにより、掃除時の本体が上下順向きの時は、上下検出手段によって作動する開閉部材により取込口の蓋体が開放状態とされることで流路が確保され、回転ブラシの手入れ等で本体を上下逆さ向きにしした時は付勢手段により取込口の蓋体が閉鎖されることで、捕集したゴミがこぼれ落ちるのを防ぐことができる。
【0020】
また、着脱可能なダストボックスの装着によって弾性変形する弾性部材と、ダストボックスを装着状態に係止する係止手段と、本体運転停止時に係止手段の係止状態を解除する解除手段とを備えることにより、本体運転停止時にダストボックスを浮き上がらせることで、ユーザにゴミ捨ての必要性を明示的に促すことができる。
【0021】
また、駆動輪の硬質部に軟質部よりも本体側に突出する凸部を形成することにより、駆動輪にガタが生じても、軟質部よりも先に硬質部の凸部が本体側に当たるので、接触しても滑りが良く、低コストで駆動輪の動作に対する影響が少なくなる。
【0022】
また、駆動輪が当該駆動輪より後側に設けられた支持軸により回動自在に支持されて昇降可能に構成されると共に、本体の重心が駆動輪の最大降下時の接地点よりも後側に位置する構成とすることにより、段差乗り越えや凸凹面走行時に駆動輪が降下した際にも本体の重心が駆動輪の接地点より後に残るので、前のめりになることなく、段差乗り越えや凸凹面走行に有利となる。
【0023】
また、本体のバンパ部に当該バンパ部の障害物との接触を検出する検出手段を備えると共に、バンパ部において検出手段の検出感度が悪くなる部位の走行方向側にリブを立設することにより、少ない検出手段で広範囲をカバーすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0025】
図1は、本願発明の一実施形態に係る自走式掃除機本体の側面図、図2は正面図、図3は平面図、図4は内部構成を示す平面図、図5は縦断面図、図6は各車輪と本体重心との位置関係を示す模式図、図7は制御ブロック図である。
【0026】
本実施形態における自走式掃除機の掃除機本体1は略円盤形状で、左右両側には操舵走行用駆動輪2a,2bが備えられており、それらの回転方向により前進,後進を行い、左右の駆動輪2a,2bを反対方向に回転させることにより、その場での回転が可能となっている。
【0027】
上記各駆動輪2a,2bは、それぞれ減速機を内部に有する駆動ユニット3の駆動軸4に固定されており、各駆動ユニット3は内部のバネにより前側にある駆動ユニット支持軸5を中心に回動し、下方に突出するように構成されている。各駆動ユニット支持軸5は下ケース6に軸受を介し水平に保持されている。
【0028】
各駆動ユニット3自体は、下ケース6と上ケース7で構成される本体1に対して下向きに突出するように位置し、上向きに回動可能であるが、バネにより常に下向きの力で押された状態となっている。つまり、各駆動ユニット3に取り付けられた駆動輪2a,2bは床面に対して常に突出するような力が加えられているが、床面に置かれた状態では本体1の重量とバネの力とのつり合いにより本体1から駆動輪2a,2bは余り出ていない(最も引っ込んだ)状態を定常状態としている。このように両側の駆動輪2a,2bが独立して昇降可能に構成されていることにより、段差乗り越えや凸凹面走行も行うことができるようになっている。
【0029】
また、各駆動ユニット3の入力側には走行モータ8a,8bが設けてあり、各走行モータ8a,8bの走行距離検出用のエンコーダ部9a,9b(図7に図示)がモータ後部に取り付けられている。本体1の下部前方および後方には本体支持用の前輪10aと後輪10bが設けられている。
【0030】
本体1の前面バンパ部11には、前部から左右にかけて、壁等の障害物を検出する音波式センサとして超音波を使用した複数の障害物センサ12が設けられている。具体的には、最前部とその左右に3つの送信部12aが設けられ、それらの両側に4つの受信部12bが設けられている。
【0031】
また、この前面バンパ部11には、左右に、本体1が障害物などに接触したことを検出するためのバンパスイッチ13(図7に示す)が設けられている。
【0032】
また、図4に示すように、下ケース6底面の前側と左右側には下向きに、床面の段差の有無を検出する赤外線を使用した段差検出センサ14が設けられている。これらの段差検出センサ14は、それぞれ赤外発光ダイオード14aとフォトトランジスタ14bで構成されており、赤外光の床面からの反射光により床面との距離検出を行っている。
【0033】
一方、本体1内の後部には、集塵用のダストボックス15が着脱可能に設けられており、その一端側には、フィルタ15aを介して、吸込ファン16とそれを回転駆動する吸込モータ17から成る電動送風機18が配置されている。また、下ケース6の底部には、上記ダストボックス15に連通する横長の吸込口19が形成されており、この吸込口19に臨ませて回転ブラシ20が設けられている。この回転ブラシ20が回転ブラシモータ21(図7に図示)により回転駆動されると、床面の塵埃が掻き上げられ、吸込モータ17により回転駆動される吸込ファン16により吸引されて、ダクトボックス15内に集塵されるようになっている。
【0034】
上記ダストボックス15は、図5(a)に示すように、上述した吸込口19に連通する取込口15bを有し、この取込口15bに、図示しないバネによって当該取込口15bを閉鎖する方向に付勢される蓋体15cが備えられている。一方、本体1の下ケース6側には、上記ダストボックス15を本体1に装着した状態で前記バネの作用に抗して蓋体15cを開放した状態に支持するリブ6aが備えられている。なお、本体1に装着されたダストボックス15は、集塵蓋15dによって覆われるようになっている。
【0035】
また、下ケース6下面は、段差乗り越えや、被掃除面との間への異物噛み込み防止のため、最前部から吸込口19近傍にわたって抉るような緩やかな曲面構成となっている。さらに、上記曲面構成が吸込口19まで達すると、吸込口19周りのシール性が悪くなり、ゴミ掻き揚げ時にゴミを前方にはじき飛ばす虞があるので、吸込口19付近には図5(b)に拡大図示したような平面部19aが設けられている。
【0036】
また、図1,図2に示したように、下ケース6下面の前方斜め左前には、サイドブラシ22が設けられており、壁際等の塵埃を吸込口19に向かって掻き出すように配置されている。このサイドブラシ22には、サイドブラシモータ23の回転がサイドブラシギア24を介して伝達されている。
【0037】
本体1の上面中央部には、図3に示すような操作表示部25が設けられており、キー操作部としては運転/停止キー25aと運転時間切換キー25bがある。また、LED表示部としては、上記運転/停止キー25aの前に停止時赤点灯で運転時緑点灯の運転/停止表示LED25cがあり、運転時間切換キー25bの前に3つのLEDから成る運転時間表示LED25dがある。
【0038】
前述した駆動輪2a,2b(ここでは駆動輪2と総称する)と前輪10a及び後輪10bと本体1の重心の位置関係は図6の模式図に示すように構成されている。
【0039】
すなわち、本実施形態においては、本体1支持用の前輪10aと後輪10bの間に駆動輪2を備えた構成で、重量のある電動送風機18の後部側への配置等により、本体1の重心Gが駆動輪2と後輪10bとの間に位置する構成とすると共に、駆動輪2と後輪10bが平坦な被掃除面Fに接地した走行状態で前輪10aが被掃除面Fから浮く構成としている。
【0040】
上述してきた各部の制御系統は、図7の制御ブロック図に示すように構成されている。すなわち、メイン基板30にはマイクロコンピュータ31が搭載されている。このマイクロコンピュータ31には、操作表示基板に搭載された操作表示部25、バンパスイッチ13、障害物センサ12を制御するためのサブ基板に搭載された超音波センサ制御部32、段差検出センサ14を制御する発光制御・受光増幅部33、スピーカ34、走行モータ8a,8bのドライバ機能や走行モータエンコーダ部9a,9bの波形整形機能を有する走行モータ制御部35、吸込モータ17を駆動する吸込モータ駆動部36、回転ブラシモータ21を駆動する回転ブラシモータ駆動部37、サイドブラシモータ23を駆動するサイドブラシモータ駆動部38、その電流検出部39等が接続されている。なお、回転ブラシモータ駆動部37とサイドブラシモータ駆動部38には、フィルタ15aを介した吸込モータ17と違って回転ブラシモータ21やサイドブラシモータ23が直接塵埃に晒され焼損の虞があるので、焼損防止機能が付加されている。
【0041】
また、当該自走式掃除機本体1の電源としてのバッテリ40が電源スイッチ41を介して電源回路部42に接続されており、ここから各部に電源が供給されるように構成されている。上記バッテリ40の電源電圧は、電池容量電圧変換部43を介してマイクロコンピュータ31に入力されている。
【0042】
次に、本実施形態の動作について説明する。
【0043】
まず、本体1を近傍の壁に向かうように置き、運転/停止キー25aを押す。これにより、本体1は吸込モータ17、回転ブラシモータ21をONさせ、走行モータ8a,8bを駆動して前進を行う。
【0044】
前進中に前面バンパ部11の障害物センサ12(12a,12b)により、前方の壁等の障害物の認識決定が行われれば、壁等の障害物が前方にあるということで、所定の距離で右回転を行い、壁沿い走行へ移る。
【0045】
壁検出時の回転動作としては、壁と平行になるように右回転中に左端の障害物センサ12で観測を行い、距離が一番小さくなったところで回転を停止させる。実際には距離検出を行い、回転とともに距離が小さくなってきて極小点を通り過ぎたところから増加し始めるのを検出した後、その分逆回転動作を行い、最終的に壁面と平行な向きに本体1が向くようにする。
【0046】
壁面と平行になると、サイドブラシ22を壁と接触させながら回転させ、壁際のゴミを掻き寄せて部屋の外周掃除を行う。
【0047】
外周走行中に階段や玄関などの段差がある場合は、落下しないよう段差検出センサ14により段差を検出する。例えば、玄関上がり口であれば、壁沿い走行中まず玄関の段差を前方の段差検出センサ14により検出し、そのまま右回転すると左側の駆動輪2aが玄関の段差に落ちる虞があるので、若干(例えば3cm)の後退を行ってから右回転する。
【0048】
壁際の掃除を外周に沿って一周した後、掃除は内部のランダム掃除に移る。ランダム掃除の時間は、操作表示部25の運転時間切換キー25bにより設定した時間であり、その運転時間が経過すると運転停止する。
【0049】
この自走式掃除機は、図6に示したように、本体1の重心Gが駆動輪2と後輪10bとの間にあって、駆動輪2と後輪10bが平坦な被掃除面Fに接地した走行状態で前輪10aが被掃除面Fから浮く構成となっているので、上述した走行時において、図8に示すように被掃除面Fに絨毯等の敷物Cがあると、本体1が絨毯等の敷物Cの端部C1を乗り越える際、径の大きな駆動輪2が先に当たり、前輪10aが絨毯等の敷物Cを抑える役割を果たすため、絨毯等の敷物Cがめくれ難くなる。
【0050】
また、本実施形態では、本体1の下面が最前部から吸込口19近傍にわたって抉るような緩やかな曲面構成となっているので、段差乗り越えや、被掃除面との間への異物噛み込みを防止することができる。さらに、図5に示したように吸込口19付近には平面部19aが設けられているので、吸込口19周りのシール性が確保され、回転ブラシ20によるゴミ掻き揚げ時のゴミのはじき飛ばしを防ぐことができる。
【0051】
また、ダストボックス15の取込口15bにバネによって取込口15bを閉鎖する方向に付勢される蓋体15cを備えると、バッテリ駆動の電動送風機18の吸引力では蓋体15cを開放することができない虞がある。そこで、本実施形態においては、ダストボックス15を図9に示すように本体1に装着すると、図10に示すように蓋体15cを開放した状態に支持するリブ6aを備えたことにより、ダストボックス15の装着状態では、ダストボックス15の取込口15bの蓋体15cがリブ6aにより開放状態に支持されることで流路が確保され、ゴミ捨て時には、ダストボックス取込口15bの蓋体15cがバネよって閉鎖されることで、捕集したゴミがこぼれ落ちるのを防ぐことができる。
【0052】
図11〜図13は、本願発明の他の実施形態を示す縦断面図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【0053】
この種の自走式掃除機においては、本体の小型軽量化に伴い、ダストボックスの容量も必然的に小さくなり、ユーザはゴミ捨てを頻繁に行う必要があるが、どうしても忘れがちになって、ダストボックスにゴミが充満したまま掃除をすると吸込性能が悪くなる。
【0054】
そこで、本実施形態では、ユーザに掃除終了時のゴミ捨てを明示的に促すため、掃除が終了して本体1が停止すると、ダストボックス15が自動的に本体1から浮き上がるようにして取り外された状態になるようにしたものである。
【0055】
具体的に説明すると、ダストボックス15の下面にクランプフック15eを突設すると共に、このクランプフック15eを囲繞するようにコイルバネ15fが装着されたバネ座15gを取り付け、このバネ座15gの中央部にクランプフック15eが突出する孔15hを形成している。一方、下ケース6側の底面には、上記クランプフック15eの挿通孔6bを形成して、その内側に上記クランプフック15eが着脱可能に係止される係止孔51aが形成された係止部材51を設け、この係止部材51が前述したマイクロコンピュータ31で制御されるソレノイド52によって横方向に駆動されるように構成している。
【0056】
ダストボックス15の本体1装着状態では、図11に示すように、ダストボックス15は、下面に取り付けされたコイルバネ15fを圧縮した状態でクランプフック15eが本体1側の係止部材51の係止孔51aに引っ掛かった状態で保持されている。本体1運転停止時にマイクロコンピュータ31の制御で数秒間ソレノイド52に電流を流すことにより、係止部材51を引き寄せて係止孔51aとクランプフック15eの係止状態を解除する。係止状態が解除されると、圧縮されたバネ15fの復元力で図12に示すようにダストボックス15を浮き上がらせることで、ユーザにゴミ捨ての必要性を明示的に促すことができる。これにより、ユーザにゴミ捨ての必要性を確実に認識させることができると共に、ダストボックス15を本体1から取り外す手間なく図13に示すように持ち上げるだけで良いので、ゴミ捨ても容易となる。
【0057】
図14,図15は、本願発明の更に他の実施形態を示す縦断面図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【0058】
上述してきた実施形態では、ダストボックス15を本体1から取り外した状態で、その取込口15bの蓋体15cがバネによって閉鎖されているので、捕集したゴミのこぼれ落ちを防ぐことはできるが、装着状態では開放されたままとなっているので、回転ブラシ20の手入れ等で本体1を上下逆さ向きにすると、ゴミがこぼれ落ちる虞がある。
【0059】
そこで、本実施形態では、前記実施形態同様、ダストボックス15の取込口15bにバネによって当該取込口15bを閉鎖する方向に付勢される蓋体15cを備えると共に、本体1の上下を検出する上下検出機構53と、この上下検出機構53によって本体1の上下順向きが検出されたときはバネの作用に抗して蓋体15cを開放する方向に動作させる一方、上下検出機構53によって本体1の上下逆さ向きが検出されたときはバネを作用させて蓋体15cを閉鎖するレバー(開閉部材)54を備えたものである。
【0060】
上記上下検出機構53には鉄球53aを用い、鉄球53aが自重でレバー54の一方の操作部側を押し下げることにより、他方の作用部側がダストボックス15の蓋体15cを押し上げる構成としている。
【0061】
これにより、本体1の上下を検出し、通常の掃除時のように本体1が上下順向きのときは、図14に示すように鉄球53aが自重でレバー54を回動してダストボックス15の蓋体15cを押し上げ開放することにより、流路を確保することができる。また、回転ブラシ20の手入れ等で本体1が上下逆さ向きとなったときは、図15に示すように鉄球53aがレバー54に作用せず蓋体15cがバネにより取込口15bを閉じることができるので、ダストボックス15からのゴミのこぼれ落ち等のゴミ漏れを防ぐことができる。
【0062】
図16〜図18は、本願発明の更に他の実施形態を示す模式図と要部縦断面図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【0063】
図16(a),(b)に示すように昇降する駆動輪2では、図19に示すように駆動輪2の硬質部2cと軟質部2dのうち軟質部2dが本体ケース1a側に接触すると、駆動輪2の昇降や回転動作が悪くなる。そこで、本実施形態では、駆動輪2の硬質部2dの側面に環状の凸部2eを形成し、軟質部2dよりも先に硬質の凸部2eが本体ケース1a側に当たる構成としている。なお、図16では、前述してきた実施形態とは逆に、駆動輪2が当該駆動輪2より後側に設けられた支持軸5により回動自在に支持されて昇降可能に構成されたものを示しているが、支持軸5の前後には限定されない。
【0064】
具体的に説明すると、図17に示すように、駆動輪2を、駆動軸4に取り付けられる硬質部2cと、この硬質部2cの外周に取り付けられて接地する軟質部2dとから構成すると共に、硬質部2cの外周側側面に軟質部2dよりも本体ケース1a側に突出する環状の凸部2eを形成したものである。
【0065】
以上のように構成することにより、図18に示すように駆動輪2にガタが生じても、軟質部2dよりも先に硬質の凸部2eが本体ケース1a側に当たるので、接触しても滑りが良く、駆動輪2の昇降や回転動作に対する影響が少なくなる。
【0066】
図20は、本願発明の更に他の実施形態を示す模式図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【0067】
前記実施形態のように、駆動輪2が当該駆動輪2より後側に設けられた支持軸5により回動自在に支持されて昇降可能に構成されたものでは、図21に示すように本体中心Aと駆動輪2の接地点Bが一致した通常走行時から、段差乗り越えや凸凹面走行時に図22に示すように駆動輪2が降下すると、駆動輪2の接地点Bが本体中心Aに対して相対的に後に移動する。そうした場合、図23に示すように重心Gが接地点Bより前にあると前のめりになり、乗り越え等の動作が不利になる。
【0068】
そこで、本実施形態においては、図20に示すように、駆動輪2が当該駆動輪2より後側に設けられた支持軸5により回動自在に支持されて昇降可能に構成されると共に、本体1の重心Gが駆動輪2の最大降下時の接地点Bよりも後側に位置する構成としたものである。
【0069】
以上のように構成することにより、段差乗り越えや凸凹面走行時に駆動輪2が降下した際にも本体1の重心Gが駆動輪2の接地点Bより後に残るので、前のめりになることなく、段差乗り越えや凸凹面走行に有利となる。
【0070】
図24は、本願発明の更に他の実施形態を示す外観図で、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は斜め上方から見た斜視図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【0071】
上述してきた自走式掃除機本体1は、デザイン的にソフトさを持たすため、全周の上側エッジに大きな曲率(R)を取っている。また、図25のバンパ部断面図に示すように、コスト面を考慮して、矢印で示す進行方向に対応させて左右に2つだけバンパスイッチ13,13を設けている。これらにより、図26(a)の平面図や(b)の正面図に示すように、障害物(家具D等)と自走式掃除機本体1の角度や障害物の形状等の条件によっては、図27に斜線を付した部位Eにバンパスイッチ13の検出感度が悪くなる部分が発生する。
【0072】
そこで、本実施形態では、上述したバンパスイッチ13の検出感度が悪くなる部位Eに当たる前に、バンパスイッチ13の検出感度が良い条件でバンパ部11が動作するように、図24に示す如く、バンパスイッチ13の検出感度が悪くなる部位Eの走行方向(前方)側にリブ11aを立設している。
【0073】
以上のように構成することで、少ないバンパスイッチ13で、広範囲をカバーできるバンパセンサが構成できる。
【0074】
図28は、本願発明の更に他の実施形態を示す縦断面図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【0075】
上述してきた実施形態を含む一般的な自走式掃除機では、本体前方にバネで支持された可動式のバンパ部を備え、障害物と衝突したときにバンパ部が作動し、バンパ部の後方に内蔵されたスイッチが入ることで衝突を検知している。ところが、衝突によるバンパ部の作動をバンパスイッチに伝達する経路が他の部材などとの関係で直線状に取れないことが多く、バンパ部の作動がバンパスイッチに斜めに作用すると、バンパスイッチへの作用に「よじれ」や「ひねり」が発生してバンパスイッチの検出精度が低下してしまう。
【0076】
そこで、本実施形態では、図28に示すように、バンパ部11の作動をバンパスイッチ13に伝達する操作部材55に、他の部材を迂回する断面略U字状部55aを形成して、図示しないバネを保持するバネ保持部55bと、バンパスイッチ13の操作片13aを押し込むスイッチ押込部55cとが同一線上に配置されるように構成したものである。
【0077】
このように構成することにより、バンパスイッチ押込時の「よじれ」や「ひねり」を防止することができ、バンパスイッチ13の検出精度を上げることができる。
【0078】
図29,図30は、本願発明の更に他の実施形態を示す下面図と側面図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【0079】
上述してきた自走式掃除機では、様々な段差や障害物を乗り越えるために左右に駆動輪2a,2bを設け、本体1前方から駆動輪位置にかけて本体1下面を抉るようにして床面との距離をとってある。この形状では、それぞれの駆動輪2a,2bの前にきた障害物は乗り越えられるが、両駆動輪2a,2bの間に入り込んだ小さな障害物はそのまま本体1下面と床面との間に挟み込んだまま引きずってしまう虞がある。
【0080】
そこで、本実施形態では、段差乗り越え等の妨げとならないように本体1前方の抉りはそのままに、下ケース6下面に前輪10aから両側の駆動輪2a,2bにかけて左右に扇状に突出する扇状凸部6cを形成したものである。
【0081】
このように構成することにより、本体1下に潜り込んだ障害物を扇状凸部6cによって走行しながら駆動輪2a,2bの前に移動させて乗り越えることができ、本体1と床面の間に挟み込むことなく走行できる。
【0082】
図31は、本願発明の更に他の実施形態を示す横断面図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示している。
【0083】
上述してきた実施形態を含むこの種の自走式掃除機では、本体前方にバンパ部を設け、障害物に衝突した際にバンパ部と連動してセンサが作動することで、障害物を検知している。この検知には、リミットスイッチやタクトスイッチといった機構的スイッチが用いられることが多いが、強い衝撃が加わったときに衝撃音が大きくなったり、スイッチが破損する虞がある。
【0084】
そこで、本実施形態では、バンパ部11と本体ケース1aとの間に風船状のクッション材56を配置し、障害物との衝突時にバンパ部11が押されてクッション材11が変形するときのクッション材内圧を、図示しない圧力センサにより検出するように構成したものである。
【0085】
このように構成することにより、障害物との衝突を検知することができると共に、衝突時の衝撃を和らげることができ、衝撃音や検出機構の破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0086】
【図1】本願発明の一実施形態に係る自走式掃除機本体の側面図。
【図2】同じく正面図。
【図3】同じく平面図。
【図4】内部構成を示す平面図。
【図5】要部縦断面図。
【図6】各車輪と本体重心との位置関係を示す模式図。
【図7】制御ブロック図。
【図8】各車輪と本体重心との位置関係と作用を示す模式図。
【図9】本体へのダストボックス装着時を示す縦断面図。
【図10】同じくダストボックス装着状態を示す縦断面図。
【図11】本願発明の他の実施形態を示す図で、ダストボックスの装着状態を示す縦断面図。
【図12】同じく、ダストボックスの係止状態が解除されてダストボックスが浮き上がった状態を示す縦断面図。
【図13】同じく、ダストボックスを持ち上げている状態を示す縦断面図。
【図14】本願発明の更に他の実施形態を示す図で、本体が上下順向きのときのダストボックスの状態を示す縦断面図。
【図15】同じく、本体が上下逆さ向きのときのダストボックスの状態を示す縦断面図。
【図16】本願発明の更に他の実施形態を示す模式図。
【図17】同じく、その要部縦断面図。
【図18】本実施形態における凸部有りの場合の作用を示す要部縦断面図。
【図19】凸部無しの場合の作用を示す要部縦断面図。
【図20】本願発明の更に他の実施形態を示す模式図。
【図21】通常走行時の状態を示す模式図。
【図22】段差乗り越えや凸凹面走行時に駆動輪が降下した状態を示す模式図。
【図23】上記において重心が接地点より前にある場合を示す模式図。
【図24】本願発明の更に他の実施形態を示す外観図で、(a)は平面図、(b)は正面図、(c)は斜め上方から見た斜視図。
【図25】バンパ部断面図。
【図26】障害物と自走式掃除機本体の角度や障害物の形状等のバンパスイッチの検出感度が悪くなる条件を説明するための図で、(a)は平面図、(b)は正面図。
【図27】バンパスイッチの検出感度が悪くなる部位に斜線を付して示した斜視図。
【図28】本願発明の更に他の実施形態を示す縦断面図。
【図29】本願発明の更に他の実施形態を示す下面図。
【図30】その側面図。
【図31】本願発明の更に他の実施形態を示す横断面図。
【符号の説明】
【0087】
1 掃除機本体
2a,2b,2 駆動輪
2c 硬質部
2d 軟質部
2e 凸部
3 駆動ユニット
4 駆動軸
5 駆動ユニット支持軸
6 下ケース
6a リブ
6b 挿通孔
6c 扇状凸部
7 上ケース
8a,8b 走行モータ
10a 前輪
10b 後輪
11 前面バンパ部
11a リブ
13 バンパスイッチ
15 ダストボックス
15a フィルタ
15b 取込口
15c 蓋体
15d 集塵蓋
15e クランプフック
15f コイルバネ
15g バネ座
15h 孔
16 吸込ファン
17 吸込モータ
18 電動送風機
19 吸込口
19a 平面部
20 回転ブラシ
31 マイクロコンピュータ
51 係止部材
51a 係止孔
52 ソレノイド
53 上下検出機構
53a 鉄球
54 レバー(開閉部材)
55 操作部材
56 クッション材





 

 


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