JP2007130129A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】 図６

Description

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。

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）。

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。
特開２００４−２６７２３６号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本実施形態の動作について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 同じく正面図。 同じく平面図。 内部構成を示す平面図。 要部縦断面図。 各車輪と本体重心との位置関係を示す模式図。 制御ブロック図。 各車輪と本体重心との位置関係と作用を示す模式図。 本体へのダストボックス装着時を示す縦断面図。 同じくダストボックス装着状態を示す縦断面図。 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。 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。 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。 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。 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。 本願発明の更に他の実施形態を示す模式図。 同じく、その要部縦断面図。 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。 凸部無しの場合の作用を示す要部縦断面図。 本願発明の更に他の実施形態を示す模式図。 通常走行時の状態を示す模式図。 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。 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。 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。 バンパ部断面図。 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。 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。 本願発明の更に他の実施形態を示す縦断面図。 本願発明の更に他の実施形態を示す下面図。 その側面図。 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

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

Claims (7)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
   

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