JP2006034813A - 自走式掃除機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 掃除機本体１に自走機構と掃除機構を配備して、前記自走機構によって床面上を移動しつつ前記掃除機構によって床面を掃除する自走式掃除機において、ブラシ機構が床面から受ける負荷が小さく、然もブラシ機構にコード等が絡み付いて自走の妨げとなることのない自走式掃除機を提供する。
【解決手段】 本発明に係る自走式掃除機において、掃除機構は、床面に沿って回転可能なブラシ機構５と、該ブラシ機構５を回転駆動する駆動機構４とから構成される。ブラシ機構５は、床面に対して垂直に伸びる回転軸51と、該回転軸51の下端部から側方へ突出する１本のアーム52と、該アーム52に植設されたブラシ53とから構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、床面上を自走して床面を掃除する自走式掃除機に関するものである。
従来より自走式掃除機が種々提案されており(特許文献１乃至６参照)、例えば図８に示す自走式掃除機においては、円筒状の掃除機本体(61)に、それぞれ一対の動輪(62)(62)及び補助輪(63)(63)等から構成される自走機構と、円形の回転ブラシ(７)等から構成される掃除機構とが配備されている。
又、掃除機本体(61)には、図９に示す如く吸込み口(75)を有する集塵装置(74)が配備されると共に、回転ブラシ(７)を回転駆動するべく、従動プーリ(71)、ベルト(72)及び原動プーリ(73)からなる駆動機構が配備されている。
上記自走式掃除機においては、図８の如く掃除機本体(61)が壁面(９)に沿って移動する過程で、回転ブラシ(７)が回転して、壁面(９)近傍の塵を掃除機本体(61)の内側へ掻き集め、掻き集められた塵が図９に示す吸込み口(75)から集塵装置(74)内に吸い込まれることになる。
しかしながら、回転ブラシ(７)を具えた自走式掃除機においては、回転ブラシ(７)と床面の間の接触面積が大きいため、回転ブラシ(７)の回転に伴って床面から大きな負荷を受けることになる。このため、回転ブラシ(７)を回転駆動するために大きな動力が必要となる欠点がある。
そこで、図１０に示す如く、掃除機本体(61)の裏面に配備すべきブラシ機構として、回転軸(81)と、該回転軸(81)から両側へ突設された一対のアーム(82)(82)と、両アーム(82)(82)の先端部に植設されたブラシ(83)(83)とから構成されるブラシ機構(８)を装備した自走式掃除機が考えられる。
該自走式掃除機によれば、ブラシ(83)(83)と床面の間の接触面積が小さいので、ブラシ機構(８)の回転に伴って床面から受ける負荷が小さく、ブラシ機構(８)を回転駆動するための動力は小さくて済む。
特開２００３−１１４７１９号公報 特開平５−２２８０９０号公報 特公平７−０３２７５２号公報 特開平８−０８９４５３号公報 特開２００１−２５８８０６号公報 特開２００４−１９５２１５号公報
しかしながら、図１０に示す如く一対のアーム(82)(82)にブラシ(83)(83)を植設したブラシ機構(８)が装備されている自走式掃除機においては、図１１に示す如く、ブラシ機構(８)の回転中に該ブラシ機構(８)に電源コード(91)が絡むことがあり、ブラシ機構(８)の回転軸(81)の周囲にコード(91)が巻き付いた場合、ブラシ機構(８)が回転してもコード(91)は巻き付いたままで外れないので、掃除機本体(61)はコード(91)を引きずって自走することとなり、場合によって前進が困難となる問題がある。
そこで本発明の目的は、ブラシ機構が床面から受ける負荷が小さく、然もブラシ機構にコード等が絡み付いて自走の妨げとなることのない自走式掃除機を提供することである。
本発明に係る自走式掃除機は、掃除機本体に自走機構と掃除機構を配備して構成される。前記掃除機構は、床面に沿って回転可能なブラシ機構と、該ブラシ機構を回転駆動する駆動機構とから構成され、前記ブラシ機構は、基端部が前記駆動機構に連結されて床面に対して垂直若しくは略垂直に伸びる回転軸と、該回転軸の下端部から１方向に突出するアームと、該アームに植設されたブラシとから構成される。
上記本発明の自走式掃除機においては、掃除機構を構成するブラシ機構が１本のアームにブラシを植設した構造を有しているので、該ブラシ機構と床面の間の接触面積は小さく、床面から受ける負荷は小さなものとなる。
又、ブラシ機構の回転中にコードが絡まったとしても、アームが回転軸を中心として１回転する過程で、アームは、絡まったコードを引っ掛けた回転角度姿勢から約１８０度回転することによって、コードの絡まりを解放する回転角度姿勢に至り、掃除機本体の進行に伴ってコードはアームから離脱する。
具体的構成において、前記ブラシ機構を構成する回転軸は、掃除機本体の裏面の範囲内に配備され、前記ブラシ機構を構成するアームは、掃除機本体の外周面から外側へ突出する第１の回転角度範囲と、掃除機本体の外周面の範囲内に収容される第２の回転角度範囲とを有し、掃除機本体の裏面には、集塵装置の吸込み口が開口している。
該具体的構成によれば、アームが前記第１の回転角度範囲を回転する過程で、ブラシが掃除機本体から外側へ突出して、例えば垂直壁近傍の塵を掻き集め、アームが前記第２の回転角度範囲を回転する過程で、掻き集めた塵を集塵装置の吸込み口へ向けて掃き出す。
他の具体的構成において、前記ブラシ機構を構成するアームは、弾性材料から形成されている。
該具体的構成によれば、アームにコードが絡まった場合において該コードに張力が作用すると、アームがその張力を受けて湾曲するので、絡まったコードは容易に解き放たれる。
又、他の具体的構成において、前記駆動機構には、ブラシ機構に至る動力伝達経路の途中に、床面からブラシに作用する負荷を超える過負荷が作用したときに動力伝達経路を遮断するスリップ機構が介在している。
該具体的構成においては、ブラシ機構を構成するアームにコードが絡まることによって駆動機構に過負荷が作用したとき、スリップ機構が動作して、駆動機構の動力伝達経路が遮断されるので、駆動機構の動力源となるモータに無理な負荷がかかることはない。
更に具他的な構成において、前記ブラシ機構を構成する回転軸の下端部には、床面との対向面に、床面に向かって膨らむ凸曲面が形成されている。
該具体的構成によれば、アームにコードが絡まった場合において上述の如くアームが１回転してコードがアームから解放される際、該コードは、回転軸の下端部に形成された凸曲面に案内されて、スムーズにアームから離脱する。
また床面に段差などがあった場合にも、回転軸の下端部には凸曲面が形成されているので、該下端部が段差などに引っ掛かることもない。
本発明に係る自走式掃除機によれば、ブラシ機構が床面から受ける負荷が小さく、然もブラシ機構にコード等が絡み付いて自走の妨げとなることはない。
以下、本発明の実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る自走式掃除機は、図１に示す如く、全体が円筒状の掃除機本体(１)を具え、該掃除機本体(１)の外周面からブラシ機構(５)の先端部が突出している。
図２及び図３に示す如く、掃除機本体(１)の裏面(10)には、それぞれ一対の動輪(20)(20)と補助輪(21)(21)が配備されると共に、裏面(10)の一部に形成した凹部(16)に、前記のブラシ機構(５)が水平面上で回転可能に配備されている。又、掃除機本体(１)の裏面(10)には、吸込み口(15)が開設されている。
ブラシ機構(５)は、床面に対して垂直に伸びる回転軸(51)と、該回転軸(51)の下端部から側方へ突出する１本の弾性樹脂製アーム(52)と、該アーム(52)の先端部に床面へ向けて植設されたブラシ(53)とから構成されている。
又、ブラシ機構(５)を構成する回転軸(51)の下端部には、図５及び図６に示す如く、回転軸(51)を包囲して、床面に向かって膨らむ椀状の凸曲面(54)が形成されている。
掃除機本体(１)は、図４に示す如く、円形のベース(11)上に円筒状のフレーム(12)を配備すると共に、該フレーム(12)の上面を円形のカバー(14)で覆い、フレーム(12)の外周面に対向させて、円弧状に湾曲するバンパー(13)を配備している。
掃除機本体(１)のベース(11)上には、左右一対の動輪(20)(20)を具えた動輪ユニット(２)(２)と、ブラシ機構(５)及び該ブラシ機構(５)を駆動する駆動機構(４)と、集塵装置(３)とが搭載され、該集塵装置(３)は、ベース(11)に開設された前記の吸込み口(15)に連結されている。
ブラシ機構(５)は、図５に示す如く回転軸(51)が駆動機構(４)に連結されており、該駆動機構(４)によって水平面内で回転駆動される。
該駆動機構(４)においては、図６に示す如く、ハウジング(41)にモータ(40)が取り付けられており、該モータ(40)の出力軸は、ハウジング(41)内に配備された動力伝達経路を経て、ブラシ機構(５)の回転軸(51)に連結されている。
即ち、ハウジング(41)内において、モータ(40)の出力軸には原動ギア(42)が固定され、該原動ギア(42)は、ハウジング(41)に枢支された従動ギア(43)と噛合している。
従動ギア(43)には、互いに摩擦係合する第１回転体(45)と第２回転体(46)からなるスリップ機構(44)を介して、原動プーリ(47)が取り付けられている。スリップ機構(44)を構成する第１回転体(45)と第２回転体(46)は、互いの対向面に摩擦係合面を有し、図示省略する付勢手段によって両回転体(45)(46)の摩擦係合面が互いに圧接されている。
原動プーリ(47)はベルト(48)を介して従動プーリ(49)に繋がっており、該従動プーリ(49)に回転軸(51)の上端部が連結固定されている。
上記駆動機構(４)においては、モータ(40)の回転が原動ギア(42)、従動ギア(43)、スリップ機構(44)、原動プーリ(47)、ベルト(48)及び従動プーリ(49)からなる動力伝達経路を経て、回転軸(51)に伝達され、ブラシ機構(５)が回転駆動される。
ここで、床面に摺接して回転するブラシ機構(５)のブラシ(53)には、床面からある程度の負荷が作用するが、スリップ機構(44)の第１回転体(45)と第２回転体(46)とは前記付勢手段の付勢によって互いに圧接されて摩擦係合しており、両回転体(45)(46)は一体に回転するので、モータ(40)の動力はスリップ機構(44)を経てブラシ機構(５)に伝えられる。
上記本発明の自走式掃除機においては、ブラシ機構(５)のアーム(52)は、掃除機本体(１)の外周面から外側へ突出する第１の回転角度範囲と、掃除機本体(１)の外周面の範囲内に収容される第２の回転角度範囲とを有し、アーム(52)が前記第１の回転角度範囲を回転する過程で、ブラシ(53)が掃除機本体(１)から外側へ突出して、例えば壁面近傍の塵を掻き集め、アーム(52)が前記第２の回転角度範囲を回転する過程で、掻き集めた塵を吸込み口(15)へ向けて掃き出す。
この結果、集塵装置(３)に塵が能率的に吸い込まれることになり、高い集塵効率が得られる。
上記本発明の自走式掃除機においては、ブラシ機構(５)が１本のアーム(52)にブラシ(53)を植設した構造を有しているので、ブラシ(53)と床面の間の接触面積は小さく、床面から受ける負荷は小さなものとなる。
又、ブラシ機構(５)の回転中に図７(ａ)に示す如くコード(91)がブラシ機構(５)に絡まったとしても、アーム(52)が回転軸(51)を中心として１回転する過程で、アーム(52)は、絡まったコードを引っ掛けた回転角度姿勢から図７(ｂ)の如く約１８０度回転することによって、コード(91)の絡まりを解放することが出来る回転角度姿勢に至り、掃除機本体(１)の進行に伴ってコード(91)はブラシ機構(５)のアーム(52)から離脱する。
ここで、ブラシ機構(５)のアーム(52)は弾性樹脂から形成されているので、図７(ａ)の如くアーム(52)にコード(91)が絡まった場合において該コード(91)に大きな張力が作用すると、アーム(52)はその張力を受けて湾曲する。この結果、絡まったコード(91)はアーム(52)から容易に解き放たれることになる。
又、駆動機構(４)にはスリップ機構(44)が配備されているので、ブラシ機構(５)にコード等が絡み付いたり、ブラシ機構(５)が障害物に衝突した場合、ブラシ機構(５)に作用する負荷が大きくなって、スリップ機構(44)を構成する第１回転体(45)と第２回転体(46)の間に滑りが発生する。そして、負荷が所定値を越えて過大になると、第２回転体(46)の回転が停止して第１回転体(45)のみが回転する状態となって、動力伝達経路が遮断されることになる。
従って、モータ(40)に無理な負荷がかかってモータ(40)が焼損する事態は回避される。
更に、ブラシ機構(５)の回転軸(51)の下端部には、床面に向かって膨らむ凸曲面(54)が形成されているので、図７(ａ)の如くアーム(52)にコード(91)が絡まった場合において図７(ｂ)の如くコード(91)がアーム(52)から解放される際、コード(91)は、凸曲面(54)に案内されて、スムーズにアーム(52)から離脱する。
上述の如く、本発明に係る自走式掃除機によれば、ブラシ機構(５)が床面から受ける負荷が小さく、然もブラシ機構(５)にコード等が絡みついて自走の妨げとなることはない。
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、ブラシ機構(５)のアーム(52)はＶ字状に二股に分かれて各アーム部にブラシを植設した構成や、アーム(52)が先の拡大した扇形であって該アームにブラシを扇形に植設した構成も採用可能であり、この様な構成においても上述の実施例と同様の効果が得られる。
又、駆動機構(４)のスリップ機構(44)としては周知の種々の構成を採用することが出来、例えばモータ電流制御によってスリップ機構を実現することも可能である。
本発明に係る自走式掃除機の外観を示す斜視図である。 該自走式掃除機を裏面側から見た斜視図である。 該自走式掃除機の裏面図である。 該自走式掃除機の分解斜視図である。 ブラシ機構及び駆動機構の斜視図である。 ブラシ機構及び駆動機構の一部破断側面図である。 ブラシ機構に絡み付いたコードが解放される過程を示す裏面図である。 従来の自走式掃除機の斜視図である。 該自走式掃除機を裏返して示す一部破断斜視図である。 従来の他の自走式掃除機を裏面側から見た斜視図である。 該自走式掃除機においてブラシ機構にコードが絡まった様子を示す裏面図である。
符号の説明
(１) 掃除機本体
(20) 動輪
(３) 集塵装置
(４) 駆動機構
(44) スリップ機構
(５) ブラシ機構
(51) 回転軸
(52) アーム
(53) ブラシ
(54) 凸曲面

Claims (5)

  1. 掃除機本体に自走機構と掃除機構を配備して、前記自走機構によって床面上を移動しつつ前記掃除機構によって床面を掃除する自走式掃除機において、前記掃除機構は、床面に沿って回転可能なブラシ機構と、該ブラシ機構を回転駆動する駆動機構とから構成され、前記ブラシ機構は、基端部が前記駆動機構に連結されて床面に対して垂直若しくは略垂直に伸びる回転軸と、該回転軸の下端部から１方向に突出するアームと、該アームに植設されたブラシとから構成されることを特徴とする自走式掃除機。
  2. 前記ブラシ機構を構成する回転軸は、掃除機本体の裏面の範囲内に配備され、前記ブラシ機構を構成するアームは、掃除機本体の外周面から外側へ突出する回転角度範囲と、掃除機本体の外周面の範囲内に収容される回転角度範囲とを有し、掃除機本体の裏面には、集塵装置の吸込み口が開口している請求項１に記載の自走式掃除機。
  3. 前記ブラシ機構を構成するアームは、弾性材料から形成されている請求項１又は請求項２に記載の自走式掃除機。
  4. 前記駆動機構には、ブラシ機構に至る動力伝達経路の途中に、床面からブラシに作用する負荷を超える過負荷が作用したときに動力伝達経路を遮断するスリップ機構が介在している請求項１乃至請求項３の何れかに記載の自走式掃除機。
  5. 前記ブラシ機構を構成する回転軸の下端部には、床面との対向面に、床面に向かって膨らむ凸曲面が形成されている請求項１乃至請求項４の何れかに記載の自走式掃除機。
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