JP2007151730A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸込口体が障害物に衝突して走行が規制されるのを低減し、また進行方向がずれるのを低減することができる電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸込口体２を掃除機本体１に縦軸１５周りに揺動自在に連結し、直進時に障害物に当たったときでも、吸込口体２が揺動して障害物を回避して前進できるようにする。吸込口体２は、掃除機本体の前部底面に形成された凹部１４に配置され、その後端部には吸込口体２の姿勢を元に戻すための制御機構１６が縦軸１５を挟んで左右両側に配置され、左右のバランスをとることにより、障害物に当たったとしても素早く元の状態に吸込口体２を戻し、直進させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、特に、自動走行式掃除機に好適な電気掃除機に関するものである。

従来の電気掃除機として、特許文献１には、シャーシに取り付けられた支持車輪と、支持車輪を駆動するために支持車輪に連結された駆動手段と、掃除面上で掃除機をガイドするために駆動手段を制御する制御機構と、掃除面に面する塵埃空気吸入口を備えた掃除機ヘッドと、シャーシに支持され掃除機ヘッドと連通し塵埃空気吸入口を通じて掃除機本体に吸入された空気から塵埃を分離するための分離装置とを備えた掃除機が開示されている。
特表２００２−５３２１７８

しかしながら、特許文献１に示すような自走式の掃除機では、掃除機ヘッドが障害物に衝突して走行が規制されたり、あるいは進行方向がずれ、所望の方向に走行できなくなる等の不具合が発生するといった自走式掃除機特有の課題が未だ解決されていない機種が多い。

本発明は、上記に鑑み、吸込口が障害物に衝突して走行が規制されるのを低減し、また進行方向がずれるのを低減することができる電気掃除機の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、掃除機本体の前部に吸込口体が縦軸周りに揺動自在に連結され、該吸込口体に吸込口が形成され、前記吸込口体から掃除機本体側に至る吸込路が形成されたことを特徴とする。

上記構成によると、吸込口体が掃除機本体に縦軸周りに揺動自在に連結されているので、直進時に障害物に当たったときでも、吸込口体が揺動して障害物を回避して前進することができる。

この際、吸込口体から掃除機本体側に至る吸込路は、縦軸部分で連結する以外は、縦軸を中心として円弧状の軌跡を描くことになるので、縦軸周辺に吸込路を配置したときは、吸込口体と掃除機本体との連結部において可撓性部材により伸縮自在とし、吸込口体の揺動を許容できるようにする必要がある。

また、掃除機本体に床面を走行する主車輪を設け、吸込口体に補助輪を設ける構成が好ましい。この構成によると、補助輪により吸込口体の縦軸周りの揺動もスムーズに行える。

また、吸込口体は、掃除機本体の前部底面に形成された凹部に配置され、その後端部には吸込口体の姿勢を元に戻すための制御機構を配置することができる。

上記構成によると、直進時に障害物に当たったとき、これを緩衝して吸込口体は元の状態に戻すことができる。すなわち、制御機構はショックアブソーバとして機能させることができる。

この制御機構は、吸込口体を揺動する縦軸の左右両側に対称に配置する。これにより、左右のバランスをとり、障害物に当たったとしても素早く元の状態に吸込口体を戻し、直進させることができる。

また、制御機構は、例えば、前記凹部の後面と対峙し前記吸込口体に前後方向に移動自在に支持された移動ピンと、該移動ピンを後方に付勢するバネとを備えた構成を挙げることができる。

上記構成によると、移動ピンがバネにより後方へ付勢されているので、移動ピンが凹部の後面と当たったときバネによる反発力で吸込口体を素早く元の状態に戻すことができる。

また、本発明は、ハンドルを持って手動で操作する電気掃除機にも適用可能であるが、吸込口体を素早く元の状態に戻し、進行軌跡のずれを防止する上では、床面を走行する走行手段と、走行方向を制御する操舵手段とを備えた自動走行可能な自走式掃除機に適用するのが好ましい。

この場合の走行手段としては、床面を走行する車輪と、これを駆動する駆動モータとを備えた構成を例示することができる。また、操舵は、掃除機本体の左右の駆動輪の一方を停止又は逆転し、他方の駆動輪を前進駆動することにより換向させることができるので、操舵手段としては、左右の駆動輪と、該駆動輪を制御する制御部とを備えた構成を例示することができる。

以上のとおり、本発明によれば、吸込口体が掃除機本体に縦軸周りに揺動自在に連結されているので、直進時に障害物に当たったときでも、吸込口体が揺動して障害物を回避して前進することができ、また、掃除機本体の凹部に収容した吸込口体に、吸込口体の姿勢を元に戻すための制御機構を縦軸を挟んでその左右両側に対称に配置すれば、直進時に障害物に当たったとしても、元の状態に素早く戻すことができ、これにより、進行軌跡のずれを防止することができる。

以下、本発明に係る電気掃除機の実施形態として、部屋の壁、家具、ベッド等の障害物がある、周囲を囲まれた空間内を自立して移動する自走式掃除機を例に説明する。図１は本発明の実施形態である自走式掃除機の斜視図、図２は同じく自走式掃除機の平面図、図３は自走式掃除機の側断面図である。

自走式掃除機は、図１〜図３に示すように、掃除機本体１と、床面のゴミや埃等の塵埃を吸引する吸込口体２と、掃除機本体の前側に配置されるバンパー３と、掃除機本体１に着脱自在に装着された集塵部としての集塵器４と、床面を走行する走行手段５と、走行方向を制御する操舵手段６とを備えている。

掃除機本体１は、図１及び図２に示すように、小判型のケーシングの上面に半円筒状の収容凹部７が形成され、該収容凹部７にカプセル状の集塵器４が着脱自在に装着されている。収納凹部７には、吸込口体２の吸込口から空気と共に吸い込んだ塵埃を集塵器側に導く導入口８が形成される共に、集塵器４から出た空気をケーシングの後部の電動送風機９側に排出する排気口１０が形成されている。

また、収納凹部７の下方には、掃除機本体１を走行させる駆動輪３６や電動送風機９を制御する制御基板等を備えた制御部１２が設けられる。また、集塵器４の前側には周囲の障害物を検出する障害物検出センサ１３が配設されている。

バンパー３は、掃除機本体の前部側で障害物や壁面等に衝突した際の衝撃を緩和するようバネ（図示略）によって前後方向および左右方向に移動自在に取り付けられている。

次に、吸込口体について説明する。図４は自走式掃除機の吸込口体を示し、同図（ａ）はシャッタの開姿勢を示す側面断面図、同図（ｂ）はシャッタの閉姿勢を示す側面断面図である。図５は吸込口体の斜視図、図６は吸込口体の正面断面図、図７は吸込口体を後方から見た斜視図、図８は自走式掃除機の吸込路の可撓管を示す平面図、図９は図８の側面断面図である。

吸込口体２は、図３〜図９に示すように、床面を清掃する清掃手段を備えたもので、掃除機本体１の前部底面に形成された凹部１４に配置され、その後端部が掃除機本体１に縦軸１５周りに揺動自在に支持されている。

また、吸込口体２の後端部には、縦軸１５を挟んでその左右両側に前記凹部１４の後面１４ａと接触したときに衝撃を緩和して吸込口体の姿勢を元に戻すための制御機構として、ショックアブソーバ１６が設置される。このショックアブソーバ１６により、吸込口体２は、掃除機本体１に対して縦軸１５周りに概ね３０度程度の揺動範囲で揺動可能とされると共に左右にバランスをとりながら直進できるようになっている。

ショックアブソーバ１６は、図７に示すように、凹部１４の後面１４ａと対峙し吸込口体２のケーシング４０に前後方向に移動自在に支持された移動ピン４１と、該移動ピン４１を後方に付勢するバネ４２とを備え、移動ピン４１の後端４３が凹部１４の後面１４ａと対峙し、吸込口体２が縦軸１５周りに揺動して移動ピン４１の後端４３が凹部１４の後面１４ａに当たったときに、これを緩衝し、また、バネ４２の反発力により吸込口体２を元の状態に素早く戻すことができる。

吸込口体２は、下ケース１７ａと上ケース１７ｂとで囲まれた吸込流路１７を備えている。そして、下ケース１７ａの前側底面は半円筒状に凹設され、この凹部１８に回転ブラシ１９が横軸１９ａ周りに回転自在に収容されると共に、凹部１８の前壁面に床面から空気と共に塵埃を吸引する主吸込口２０が形成されている。

回転ブラシ１９は、図６に示すように、周面に植毛が螺旋状に配置されてなるもので、吸込口体２に設けた電動機及びベルト（いずれも図示せず）によって駆動される。なお、電動機は、吸込口体２の回転中心である縦軸１５の近辺で掃除機本体側に配設し、掃除機本体側の動力をベルトで伝達して回転ブラシ１９を駆動するようにしてもよい。回転ブラシ１９の回転方向は、後述する駆動輪３６の前進方向と逆回転するように駆動制御される。これにより、回転ブラシ１９が床面を叩いて塵埃を浮き上がらせ、浮き上がった塵埃を横軸方向で中央側に導くようになっている。

また、図６に示すように、凹部１８の横軸方向で中央位置には仕切壁２１が形成され、その近辺に主吸込口２０が形成され、回転ブラシ１９によって軸方向で中央側に搬送された塵埃を主吸込口２０から吸込流路１７に吸引できるようになっている。

この主吸込口２０は、凹部１８の前部上側で接線方向に形成され、吸込流路１７に連通されている。したがって、凹部１８には、回転ブラシ１９の回転による旋回流が発生し、電動送風機９の駆動によって主吸込口２０に作用する接線方向の吸引流と相俟って塵埃の吸引能力を高めるようになっている。

さらに、主吸込口２０よりも前側には、床面に開口しかつ吸込流路１７に連通する前方吸込口２２が形成され、例えば、壁際の塵埃を吸引できるようになっている。前方吸込口２２から吸引された塵埃は、空気と共に内部の吸込流路１７を通って可撓性のエルボ管２３および同じく可撓性の連結管２３ａを経由して掃除機本体１側の収容凹部７の導入口８に導かれる。そして、導入口８から集塵器４内に流入して集塵器内の旋回流によって塵埃と空気とが分離され、塵埃は集塵器内に回収され、空気は集塵室中央の排気筒４ａから収容凹部７の排気口１０を通り、送風機９により室外へ排出される。

このように、主吸込口２０から空気と共に吸い込んだ塵埃を分離回収する吸込路２５は、上述のような経路を辿ることになる。また、吸込口体２の吸込流路１７は、前方吸込口２２が後方に向けて側面視で円弧状の経路１７ｃを形成し、途中で主吸込口２０に開口すると共に後端側で左右方向に拡がる後方流路１７ｄとされ、この後方流路１７ｄの端部に可撓性のエルボ管２３を連結するようになっている。

図８及び図９に示すように、吸込路１７の一部を形成するエルボ管２３およびこれに連結される連結管２３ａは、可撓性のゴム弾性材料で構成される共に一部が蛇腹状に形成され、吸込口体２が縦軸１５周りに回動したときも吸込路１７の経路を確保できるようにしている。

また、前方吸込口２２は、吸込口体２の前端において、ほぼ左右全幅で開口され、この前方吸込口２２を開閉するシャッタ２７が設けられている。

シャッタ２７は、図４に示すように、吸込口体２に横軸２８周りに開閉回動自在に支持された板状部材から構成され、その下端には補助輪３７が横軸周りに回転自在に設けられている。この補助輪３７は、シャッタ２７の閉姿勢で床面を走行すると共に前方吸込口２２を閉塞し、シャッタ２７の開姿勢で床面から離れ前方吸込口２２を開放するようになっている。この補助輪３７付きのシャッタ２７により、床面の段差もスムーズに乗り上げて走行することができ、しかも補助輪３７を前方吸込口２２の閉塞手段として利用しているので部品点数も少なくて済む。

また、シャッタ２７の前面にはバンパー３が後退したときにバンパー３と接触する突起２９が左右方向に形成され、バンパー３と突起２９とが接触してシャッタ２７が横軸２８周りに開回動して前方吸込口２２が開口するようになっている。また、シャッタ２７の前端面は、前端から後端に向かって下り傾斜する傾斜面３１とされ、床面の段差を乗り越えやすくしている。

さらに、吸込口体２には、図５及び図６に示すように、その左右両側に側方吸込口３４が設けられている。側方吸込口３４は、ゴム等から構成されるＬ字形状のノズルとされ、側方吸込口３４から吸い込んだ塵埃を空気と共に凹部１８から吸込流路１７に流入するようになっている。また、側方吸込口３４は、掃除機本体１の側面よりも側方に突出され、バンパー３の横幅と同程度か、あるいはわずかに側方に突出させ、壁際などの塵埃の除去を行いやすくしている。なお、側方吸込口３４は、ゴム等の可撓性部材から構成されているため、バンパー３よりも側方に突出させても撓んで走行することができる。

集塵器４は、掃除機本体１の上面に形成された収容凹部７に着脱自在に収納されるものであって、吸込口体２から集塵室内に吸引されたゴミや埃等の塵埃を含む吸気を集塵室内で旋回させ、排気筒のフィルタにより空気と塵埃とを分離させると共に、吸い込んだ空気を集塵室外へ排出するサイクロン式のものである。

また、掃除機本体を走行させる走行手段５は、駆動輪３６と補助輪３７とを備えてなる。駆動輪３６は、左右が夫々独立して回転し、各駆動輪を制御することで直線走行および旋回ができるようになっている。したがって、駆動輪３６およびこれを制御する制御部１２とにより走行方向を制御する操舵手段６が構成されている。

上記構成において、自走式掃除機が部屋の中央領域の床面を走行するとき、前方吸込口２２はシャッタ２７により閉じられている。この状態で、駆動輪３６を走行させ、送風機９を駆動し、また、吸込口体２の凹部１８にある回転ブラシ１９を回転すると、回転ブラシ１９によって叩かれた塵埃は浮き上がり、凹部１８の前側にある主吸込口２０から空気と共に吸引され、吸込口体２内の吸込路１７からエルボ管２３を通じて掃除機本体側の導入口から集塵器４内に導入される。集塵器４内では送風機９の駆動により発生した旋回流により、集塵室内で塵埃と空気とが分離され、塵埃は集塵室内に回収され、空気は排気筒４ａを通って掃除機本体側の排気口から外部に放出される。

自走式掃除機が壁際まで走行し、バンパー３が壁などに衝突すると、バンパー３が後退してシャッタ２７の突起２９と接触し、シャッタ２７を横軸２８周りに上方に回動する。そうすると、前方吸込口２２を閉塞していた補助輪３７が上方に回動して前方吸込口２２を開放する。

この状態で、送風機９並びに回転ブラシ１９を駆動すると、回転ブラシ１９により生じた旋回流により塵埃は回転ブラシ１９の軸方向で中央部に導かれ、中央部にある主吸込口２０から塵埃を吸引すると共に、前方吸込口２２から壁際の塵埃を吸引して吸込流路１７に導入することができる。

自走式掃除機が壁際を離れると、バンパー３から外力が除かれるので、バンパー３は図示しないバネにより元の前方位置に復帰し、これに伴って、シャッタ２７も自重あるいは図示しないバネにより閉方向に回動し、補助輪３７によって前方吸込口２２を閉塞する。したがって、吸込流路１７は、主吸込口２０と側方吸込口３４の２系統で清掃を行うことになる。

また、走行中は、障害物センサー１３により障害物を避けて移動するが、万一、センサー１３で検知できない障害物に当たった場合は、吸込口体２が掃除機本体１に縦軸１５周りに揺動し、障害物を回避しつつ前進することができる。この際、吸込口体２には縦軸１５を挟んでその左右両側に吸込口体２の姿勢を元に戻すためのショックアブソーバ１６が左右対称に配置されているので、直進時に障害物に当たったときでも、これを緩衝して吸込口体２を元の状態に戻すことができる。これにより、進行軌跡のずれを防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、上記実施形態では自走式掃除機を例に本発明を説明したが、手動で操作する電気掃除機についても本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、吸込口体に主吸込口、前方吸込口さらには側方吸込口を設けた例を説明したが、主吸込口を有し、前方吸込口あるいは側方吸込口が形成されていない吸込口体であってもよい。

本発明の実施形態である自走式掃除機の斜視図 図１の自走式掃除機の平面図 図１の自走式掃除機の側断面図 自走式掃除機の吸込口体を示し、同図（ａ）はシャッタの開姿勢を示す側面断面図、同図（ｂ）はシャッタの閉姿勢を示す側面断面図 吸込口体の斜視図 吸込口体の正面断面図 吸込口体を後方から見た斜視図 自走式掃除機の吸込路の可撓管を示す平面図 図８の側面断面図

符号の説明

１ 掃除機本体
２ 吸込口体
３ バンパー
４ 集塵器
５ 走行手段
６ 操舵手段
７ 収容凹部
８ 導入口
９ 電動送風機
１０ 排気口
１２ 制御部
１３ 障害物検出センサ
１４ 凹部
１５ 縦軸
１６ ショックアブソーバ
１７ 吸込流路
１８ 凹部
１９ 回転ブラシ
２０ 主吸込口
２２ 前方吸込口
２３ エルボ管
２７ シャッタ
２８ 横軸
２９ 突起
３１ 傾斜面
３４ 側方吸込口
３６ 駆動輪
３７ 補助輪

Claims (7)

1. 掃除機本体の前部に吸込口体が縦軸周りに揺動自在に連結され、該吸込口体に吸込口が形成され、前記吸込口体から掃除機本体側に至る吸込路が形成されたことを特徴とする電気掃除機。
2. 前記吸込路は、吸込口体と掃除機本体との連結部において可撓性部材により連結されたことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 掃除機本体に床面を走行する主車輪が設けられ、吸込口体に補助輪が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気掃除機。
4. 吸込口体は、掃除機本体の前部底面に形成された凹部に配置され、その後端部には吸込口体の姿勢を元に戻すための制御機構が配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気掃除機。
5. 前記制御機構は、吸込口体を揺動する縦軸の左右両側に対称に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電気掃除機。
6. 前記制御機構は、前記凹部の後面と対峙し前記吸込口体に前後方向に移動自在に支持された移動ピンと、該移動ピンを後方に付勢するバネとを備えていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電気掃除機。
7. 床面を走行する走行手段と、走行方向を制御する操舵手段とを備え、自動走行可能とされたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電気掃除機。
   

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