JP2016047220A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】壁との接触を回避しつつ壁の下端部や巾木に付着する塵埃を掃除可能な電気掃除機を提案する。
【解決手段】電気掃除機１は、被掃除場所の床面に対向する底面に吸込口２１を有する本体ケース５と、床面上で本体ケース５を移動させる移動部８と、移動部８を駆動させる駆動部９と、本体ケース５に収容されて吸込口２１に吸込負圧を生じさせる電動送風機６と、本体ケース５と被掃除場所の壁面との距離を検知する距離検知部１１と、駆動部９を制御して床面上の本体ケース５を自律移動させ、かつ本体ケース５を予め定める近接距離まで壁面に近づける制御部１２と、本体ケース５が近接距離を隔てて壁面に近づくと壁面に接する側面部清掃体１９と、を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明に係る実施形態は、電気掃除機に関する。

乗り越え不可能な段差や壁への接触を回避して被掃除場所の床面上を自律走行しながら床面を清掃する電気掃除機が知られている。このような従来の電気掃除機は、赤外線センサや画像センサによって乗り越え不可能な段差や壁を検知し、これらの障害物との接触を回避する。

特開２００１−２４１０６０号公報

ところで、壁の下端部には床面に沿って巾木が設けられている。この巾木や巾木近傍の壁には、塵が付着している場合がある。

一方、従来の自律走行型の電気掃除機は、乗り越え不可能な段差や壁との接触を回避するために、これらの障害物から離れた場所を走行する。

したがって、従来の自律走行型の電気掃除機は、巾木や巾木近傍の壁に付着した塵埃を掃除することが難しかった。

そこで、本発明は、壁との接触を回避しつつ壁の下端部や巾木に付着する塵埃を掃除可能な電気掃除機を提案する。

前記の課題を解決するため本発明に係る電気掃除機は、被掃除場所の床面に対向する底面に吸込口を有する本体ケースと、前記床面上で前記本体ケースを移動させる移動部と、前記移動部を駆動させる駆動部と、前記本体ケースに収容されて前記吸込口に吸込負圧を生じさせる電動送風機と、前記本体ケースと前記被掃除場所の壁面との距離を検知する距離検知部と、前記駆動部を制御して前記床面上の前記本体ケースを自律移動させ、かつ前記本体ケースを予め定める近接距離まで前記壁面に近づける制御部と、前記本体ケースが前記近接距離を隔てて前記壁面に近づくと前記壁面に接する清掃体と、を備えている。

本発明の実施形態に係る電気掃除機の外観を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機を示す底面図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の第２の例を示す底面図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の第３の例を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の第３の例を示す底面図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の第４の例を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の第４の例を示す底面図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の第５の例を示す底面図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の第６の例を示す底面図。

本発明に係る電気掃除機の実施形態について図１から図９を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の外観を示す斜視図である。

図２は、本発明の実施形態に係る電気掃除機を示す底面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、被掃除場所の床面上を自律走行して床面を掃除する、いわゆる自走式のロボットクリーナである。

電気掃除機１は、中空円盤形状の本体ケース５と、本体ケース５内に収容される電動送風機６と、本体ケース５に設けられて電動送風機６の吸込側に接続される集塵部７と、床面上で本体ケース５を移動させる移動部８と、移動部８を駆動させる駆動部９と、本体ケース５と被掃除場所の壁面との距離を検知する距離検知部１１と、駆動部９を制御して床面上の本体ケース５を自律移動させる制御部１２と、電源としての二次電池１３と、を備えている。

また、電気掃除機１は、本体ケース５の底面５ａに設けられる吸込口用清掃体１５と、吸込口用清掃体１５を駆動させる吸込口用駆動部１６と、本体ケース５の底面５ａに設けられる左右一対の底面側部清掃体１７と、底面側部清掃体１７のそれぞれを駆動させる底面側部駆動部１８と、本体ケース５の側面５ｂに設けられる左右一対の側面部清掃体１９と、を備えている。

なお、図２中の矢印Ａは電気掃除機１の前進方向Ａ、矢印Ｂは電気掃除機１の後退方向Ｂである。電気掃除機１の幅方向は、矢印Ａおよび矢印Ｂに対して直交する方向である。

円盤形状の本体ケース５は、例えば合成樹脂の成形品であり、床面上を容易に旋回できる。底面５ａの後半部の幅方向中央部には、横長の吸込口２１が開口されている。

吸込口２１は、本体ケース５の幅寸法、つまり直径寸法の３分の２程度の幅寸法を有している。吸込口２１は、集塵部７に流体的に接続されている。

集塵部７は、電動送風機６が発生させる吸込負圧によって吸込口２１から吸い込まれる塵埃を捕集する。紙パックなどの集塵袋、塵埃を濾過捕集するフィルタ、遠心分離(サイクロン分離)や直進分離などの慣性分離によって塵埃を分離して捕集する分離装置などが集塵部７に適用される。集塵部７は、本体ケース５の後部であって吸込口２１の上方に配置されている。集塵部７は、本体ケース５へ着脱できる。

移動部８は、本体ケース５の底面５ａに配置される左右一対の駆動輪２２と、本体ケース５の底面５ａに配置される旋回輪２３と、を備えている。

一対の駆動輪２２は、本体ケース５の底面５ａから突出しており、電気掃除機１を床面上に置いた状態で床面に接地する。また、一対の駆動輪２２は、本体ケース５の前後方向において略中央部に配置され、かつ吸込口２１の前方を避けて本体ケース５の左右の側部寄りに配置されている。一対の駆動輪２２の回動軸は、本体ケース５の幅方向に沿って延びる直線上に配置されている。電気掃除機１は、左右の駆動輪２２を互いに同一方向に回転させることによって床面上で前進または後退し、左右の駆動輪２２を互いに反対方向に回転させることによって床面上で旋回する。

旋回輪２３は、床面で旋回自在な従動輪である。本体ケース５の幅方向の略中央部、かつ、前部に配置されている。

駆動部９は、一対の駆動輪２２のそれぞれに接続される一対の電動機である。駆動部９は、左右の駆動輪２２をそれぞれ独立に駆動させることができる。駆動部９は、各駆動輪２２に直接的に接続されていてもよいし、ギヤやベルトなど伝達手段（図示省略）を介して駆動輪２２に間接的に接続されていてもよい。

距離検知部１１は、超音波センサや、赤外線センサなどの測距センサ、または障害物に直接接触することでバンパとなる接触センサである。距離検知部１１は、本体ケース５の前部、側部、および下部の少なくともいずれかの箇所に配置されている。距離検知部１１は、本体ケース５の前方の障害物または壁、側方の障害物または壁、および下部の障害物および段差の有無や、それらと本体ケース５との距離を検出する。

制御部１２は、マイクロプロセッサ（図示省略）、およびマイクロプロセッサが実行する各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する記憶装置（図示省略）を備えている。制御部１２は、電動送風機６、吸込口用駆動部１６、駆動部９、底面側部駆動部１８、および距離検知部１１に電気的に接続されている。

制御部１２は、距離検知部１１の検知結果に基づいて、電動送風機６、吸込口用駆動部１６、駆動部９、および底面側部駆動部１８の駆動を制御している。具体的には、制御部１２は、距離検知部１１の検知結果に基づいて、本体ケース５を予め定める近接距離まで壁面に近づけて被掃除箇所の床面上を移動する。

二次電池１３は、電動送風機６、吸込口用駆動部１６、駆動部９、底面側部駆動部１８、距離検知部１１、および制御部１２の電源である。二次電池１３は、例えば旋回輪２３の後方に配置されている。二次電池１３は、本体ケース５の底面５ａに配置される充電端子（図示省略）に電気的に接続されている。例えば、被掃除場所の任意の箇所に設置された充電台（図示省略）の端子に充電端子が接続されることによって、二次電池１３が充電される。

吸込口用清掃体１５は、吸込口２１に設けられている。吸込口用清掃体１５は、本体ケース５の幅方向に延びる回転中心線回りに回転可能な軸状のブラシである。吸込口用清掃体１５は、例えば長尺な軸部と、軸部の径方向に延び、かつ軸部の長手方向へ螺旋状に並ぶ複数条のブラシと、を備えている。吸込口用清掃体１５は、吸込口２１から本体ケース５の底面５ａよりも下方へと突出しており、電気掃除機１を床面上に置いた状態でブラシが床面に接触する。

吸込口用駆動部１６は、本体ケース５内に収容されている。

一対の底面側部清掃体１７は、吸込口用清掃体１５の前進方向に対する左右の両側方に配置されて、吸込口用清掃体１５が届かない壁際の床面上の塵埃を掻き集めて吸込口２１へ導く補助的な清掃体である。それぞれの底面側部清掃体１７は、床面に対して上下に延びる回転中心となるブラシ基部２５と、ブラシ基部２５の径方向に向けて放射状に突出する例えば３つの線状清掃体２６と、を備えている。

それぞれのブラシ基部２５は、吸込口２１および左右の駆動輪２２よりも前方、かつ旋回輪２３よりも後方であって、吸込口２１よりも左右の側方寄りに配置されている。また、それぞれのブラシ基部２５の回転中心線は、前傾されている。このため、線状清掃体２６は、床面に対して前傾した面に沿って旋回している。つまり、ブラシ基部２５に対して前側に旋回してくる線状清掃体２６は先端側ほど床面に対して押し付けられ、ブラシ基部２５に対して後ろ側に旋回してくる線状清掃体２６は先端側ほど床面から離れることになる。

線状清掃体２６は、ブラシ基部２５から例えば三方向へ等間隔に配置されている。なお、線状清掃体２６は、ブラシ基部２５ごとに４つ以上設けられていてもよい。それぞれの線状清掃体２６は、先端側に清掃部材としての複数のブラシ毛２６ａを備えている。さらに、ブラシ毛２６ａは、本体ケース５の外周縁から外側へと突出する軌跡を描いてブラシ基部２５を中心に旋回している。

それぞれの底面側部駆動部１８は、下方に突出して底面側部清掃体１７のブラシ基部２５に接続される回転軸を備えている。それぞれの底面側部駆動部１８は、床面上の塵埃を吸込口２１へと掻き集めるように底面側部清掃体１７を回転させる。

側面部清掃体１９は、本体ケース５が予め定める近接距離を隔てて壁面に近づくと壁面に接する。側面部清掃体１９は、予め定める近接距離よりも長い毛足の複数のブラシ毛１９ａを備えている。

また、側面部清掃体１９は、吸込口２１よりも本体ケース５の前側に配置されている。また、側面部清掃体１９は、本体ケース５の最大幅寸法部に配置されている。側面部清掃体１９は、本体ケース５から着脱自在である。

本実施形態に係る電気掃除機１は、被掃除場所の床面を移動して掃除を行う際、距離検知部１１の検知結果に基づいて壁や障害物に予め定める近接距離まで近づくと壁や障害物との距離をこの近接距離程度に保って接触を回避しつつ、壁際や障害物近傍の床面の掃除を行う。

そして、本実施形態に係る電気掃除機１は、被掃除場所の壁や障害物に予め定める近接距離まで近づくと、これら壁や障害物に側面部清掃体１９を接触させる。壁や障害物に側面部清掃体１９を接触させた状態で電気掃除機１が壁や障害物に沿って移動すると、側面部清掃体１９は、巾木、巾木近傍の壁、壁の下端部、および障害物の下端部に付着した塵埃を掃除する。

また、本実施形態に係る電気掃除機１は、本体ケース５へ着脱可能な側面部清掃体１９を備えているため、側面部清掃体１９を容易に手入れできる。

次に、実施形態に係る電気掃除機１の他の例を説明する。なお、各例で説明する電気掃除機１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、および１Ｆにおいて電気掃除機１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図３は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第２の例を示す底面図である。

図３に示すように本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、側面部清掃体１９を壁面へ向かって押し付ける押圧部３１を備えている。

押圧部３１は、コイルスプリングやシリコンゴムなどの弾性体であり、弾性変形することによって側面部清掃体１９を壁面へ向かって押し付ける。

本体ケース５Ａは、押圧部３１を収容して側面部清掃体１９を出没自在に保持する清掃体収容凹部３２を備えている。

このように構成された、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、ブラシ毛１９ａの腰の強さだけで塵埃を除去する電気掃除機１に比べて、押圧部３１によってブラシ毛１９ａをより強い力で壁や障害物へ押し付けて、塵埃をより確実に除去できる。

図４は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第３の例を示す斜視図である。

図５は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第３の例を示す底面図である。

図４および図５に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１Ｂは、吸込口用清掃体１５のような側面部清掃体１９Ｂと、側面部清掃体１９Ｂを回転駆動させる側面部駆動部３５と、を備えている。

側面部清掃体１９Ｂは、例えば長尺な軸部と、軸部から放射状に延びる複数のブラシと、を備えている。側面部清掃体１９Ｂは、本体ケース５の側方へと突出しており、被掃除場所の壁や障害物に予め定める近接距離まで近づくと、これら壁や障害物に接触する。

また、側面部清掃体１９Ｂは、本体ケース５の上下方向へ延びる回転中心線の回りに回転自在に支持されている。

側面部駆動部３５は、壁面に付着する塵埃を本体ケース５の前進方向へ掻き取るように側面部清掃体１９Ｂを回転させる（図５に示す実線矢の方向）。

制御部１２Ｂは、側面部清掃体１９Ｂが壁面に接する距離まで本体ケース５が壁面へ近づいたことを距離検知部１１が検知しているときに、側面部駆動部３５を駆動させる。

このように構成された、本実施形態に係る電気掃除機１Ｂは、本体ケース５の駆動力だけで塵埃を除去する電気掃除機１に比べて、側面部清掃体１９Ｂの回転によって壁や障害物に付着した塵埃をより確実に除去できる。

図６は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第４の例を示す斜視図である。

図７は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第４の例を示す底面図である。

図６および図７に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１Ｃは、吸込口用清掃体１５のような側面部清掃体１９Ｃと、側面部清掃体１９Ｃを回転駆動させる側面部駆動部３５と、を備えている。

側面部清掃体１９Ｃは、例えば長尺な軸部と、軸部から放射状に延びる複数のブラシと、を備えている。側面部清掃体１９Ｃは、本体ケース５の側方へと突出しており、被掃除場所の壁や障害物に予め定める近接距離まで近づくと、これら壁や障害物に接触する。

また、側面部清掃体１９Ｃは、本体ケース５の前後方向へ延びる回転中心線の回りに回転自在に支持されている。

側面部駆動部３５は、壁面に付着する塵埃を床面側へ掻き取るように側面部清掃体１９Ｃを回転させる（図６に示す実線矢の方向）。

制御部１２Ｃは、側面部清掃体１９Ｃが壁面に接する距離まで本体ケース５が壁面へ近づいたことを距離検知部１１が検知しているときに、側面部駆動部３５を駆動させる。

このように構成された、本実施形態に係る電気掃除機１Ｃは、本体ケース５の駆動力だけで塵埃を除去する電気掃除機１に比べて、側面部清掃体１９Ｂの回転によって壁や障害物に付着した塵埃をより確実に除去できる。

図８は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第５の例を示す底面図である。

図８に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１Ｄは、吸込口用清掃体１５のような側面部清掃体１９Ｄと、側面部清掃体１９Ｄを回転駆動させる側面部駆動部３５と、側面部清掃体１９Ｄを支持する腕部３７と、を備えている。

側面部清掃体１９Ｄは、例えば長尺な軸部と、軸部から放射状に延びる複数のブラシと、を備えている。側面部清掃体１９Ｄは、腕部３７の先端部に設けられており、被掃除場所の壁や障害物に予め定める近接距離まで近づくと、これら壁や障害物に接触する。

また、側面部清掃体１９Ｄは、本体ケース５の上下方向へ延びる回転中心線の回りに回転自在に支持されている。

側面部駆動部３５は、壁面に付着する塵埃を本体ケース５の前進方向へ掻き取るように側面部清掃体１９Ｄを回転させる（図８に示す実線矢の方向）。

腕部３７は、本体ケース５から突出して底面側部清掃体１７の回転範囲の上方に側面部清掃体１９Ｄを支えている。腕部３７は、本体ケース５に固定されていても良いし、本体ケース５内に収納されている状態から図８の展開状態へと揺動するものであっても良い。

制御部１２Ｄは、側面部清掃体１９Ｄが壁面に接する距離まで本体ケース５が壁面へ近づいたことを距離検知部１１が検知しているときに、側面部駆動部３５を駆動させる。

このように構成された、本実施形態に係る電気掃除機１Ｄは、本体ケース５の駆動力だけで塵埃を除去する電気掃除機１に比べて、側面部清掃体１９Ｄの回転によって壁や障害物に付着した塵埃をより確実に除去できる。

また、本実施形態に係る電気掃除機１Ｄは、腕部３７によって、側面部清掃体１９Ｄを底面側部清掃体１７の回転範囲の上方に配置できるので、壁や障害物から除去した塵埃をより確実に吸込口２１へ誘導できる。

図９は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第６の例を示す底面図である。

図９に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１Ｅは、平面視において矩形の本体ケース５Ｅを備えている。

側面部清掃体１９は、本体ケース５Ｅの左右の側面の前端部であって、底面側部清掃体１７の回転範囲の上方に配置されている。

このように構成された、本実施形態に係る電気掃除機１Ｅは、本体ケース５Ｅによって、側面部清掃体１９を底面側部清掃体１７の回転範囲の上方に配置できるので、側面部清掃体１９によって壁や障害物から除去した塵埃を底面側部清掃体１７によって吸込口２１へより確実に誘導できる。

したがって、本実施形態に係る電気掃除機１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、および１Ｅによれば、壁との接触を回避しつつ壁の下端部や巾木に付着する塵埃を掃除できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 電気掃除機
５、５Ａ、５Ｅ 本体ケース
５ａ 底面
５ｂ 側面
６ 電動送風機
７ 集塵部
８ 移動部
９ 駆動部
１１ 距離検知部
１２、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ 制御部
１３ 二次電池
１５ 吸込口用清掃体
１６ 吸込口用駆動部
１７ 底面側部清掃体
１８ 底面側部駆動部
１９、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ 側面部清掃体
１９ａ ブラシ毛
２１ 吸込口
２２ 駆動輪
２３ 旋回輪
２５ ブラシ基部
２６ 線状清掃体
２６ａ ブラシ毛
３１ 押圧部
３２ 清掃体収容凹部
３５ 側面部駆動部
３７ 腕部

Claims (9)

1. 被掃除場所の床面に対向する底面に吸込口を有する本体ケースと、
   前記床面上で前記本体ケースを移動させる移動部と、
   前記移動部を駆動させる駆動部と、
   前記本体ケースに収容されて前記吸込口に吸込負圧を生じさせる電動送風機と、
   前記本体ケースと前記被掃除場所の壁面との距離を検知する距離検知部と、
   前記駆動部を制御して前記床面上の前記本体ケースを自律移動させ、かつ前記本体ケースを予め定める近接距離まで前記壁面に近づける制御部と、
   前記本体ケースが前記近接距離を隔てて前記壁面に近づくと前記壁面に接する清掃体と、を備える電気掃除機。
2. 前記清掃体は、前記吸込口よりも前記本体ケースの前側に配置されている請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記本体ケースの底面に設けられて前記床面上の塵埃を前記吸込口へ誘導する回転ブラシを備え、
   前記清掃体は、前記回転ブラシの回転中心よりも前記本体ケースの前側に配置されている請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. 前記清掃体は、前記本体ケースから着脱自在である請求項１から３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. 前記清掃体を前記壁面へ向かって押し付ける押圧部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
6. 前記清掃体を回転駆動させる清掃体駆動部を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
7. 前記清掃体駆動部は、前記壁面に付着する塵埃を前記本体ケースの前進方向へ掻き取るように前記清掃体を回転させる請求項６に記載の電気掃除機。
8. 前記清掃体駆動部は、前記壁面に付着する塵埃を前記床面側へ掻き取るように前記清掃体を回転させる請求項６に記載の電気掃除機。
9. 前記制御部は、前記清掃体が前記壁面に接する距離まで前記本体ケースが前記壁面へ近づいたことを前記距離検知部が検知しているときに、前記清掃体駆動部を駆動させる請求項６から８のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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