JP2015134297A - 自走式電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 底板を有する筐体と、前記筐体を支持する左右一対の駆動輪ユニットと、この駆動輪ユニットを前記底板から下方へ突出させる方向に弾発付勢する弾発部材とを備え、
前記駆動輪ユニットは、駆動輪と、この駆動輪を第1軸心廻りに回転可能に保持する駆動輪ホルダとを有し、
前記駆動輪ホルダは、前記第1軸心よりも後方に配置され、前記第1軸心と平行な第2軸心廻りに回動可能として前記筐体に取り付けられており、
前記第1軸心と前記第2軸心とを結んだ直線に垂直かつ前記第1軸心から前記駆動輪の外周方向に向かう押圧力が、前記筐体の重力方向よりも進行方向前方に向くように、前記駆動輪ユニットに対して前記弾発部材の付勢力を加えるように構成されたことを特徴とする自走式電子機器。
【選択図】 図4
Description
前記駆動輪ユニットは、駆動輪と、この駆動輪を第1軸心廻りに回転可能に保持する駆動輪ホルダとを有し、
前記駆動輪ホルダは、前記第1軸心よりも後方に配置され、前記第1軸心と平行な第2軸心廻りに回動可能として前記筐体に取り付けられており、
前記第1軸心と前記第2軸心とを結んだ直線に垂直かつ前記第1軸心から前記駆動輪の外周方向に向かう押圧力が、前記筐体の重力方向よりも進行方向前方に向くように、前記駆動輪ユニットに対して前記弾発部材の付勢力を加えるように構成された自走式電子機器が提供される。
また、本発明によれば、底板を有する筐体と、
該筐体を支持する左右一対の駆動輪ユニットと、
該駆動輪ユニットを前記底板から下方へ突出させる方向に弾発付勢する弾発部材とを備え、
前記一対の駆動輪は、同一方向に正回転して前進し、同一方向に逆回転して後退するように制御され、
前記駆動輪ユニットは、駆動輪と、該駆動輪を第1軸心廻りに回転可能に保持する駆動輪ホルダとを有し、
前記駆動輪ホルダは、前記第1軸心よりも後方に配置され、前記第1軸心と平行な第2軸心廻りに回動可能として前記筐体に取り付けられており、
前記弾発部材は、前端が前記筐体内の特定位置に取り付けられ、後端が前記駆動輪ホルダに取り付けられており、
前記駆動輪が床面に接地した状態において、床面から前記第2軸心の高さが前記第1軸心の高さよりも低く設定されている自走式電子機器が提供される。
また、本発明によれば、前記底板に設けられ、前記駆動輪ユニットの前方に配置された前輪と、
前記底板に設けられ、前記駆動輪ユニットの後方に配置された後輪とを備えた自走式電子機器であっても良い。
また、本発明によれば、前記自走式電子機器の重心は、前記第1軸心よりも後方にある自走式電子機器であっても良い。
また、本発明によれば、前記自走式電子機器は、掃除機能を備える自走式掃除機、またはイオン発生機能を備えた自走式イオン発生装置である自走式電子機器であっても良い。
この構成により、自走式電子機器の段差乗り越え性能が向上する。
図1は本発明の実施形態1に係る自走式電子機器の斜視図であり、図2は図1に示される自走式電子機器の底面図であり、図3は実施形態1の自走式電子機器における駆動輪ユニットの配置を説明する図であり、図4は実施形態1における駆動輪ユニットの斜視図である。
なお、実施形態1では、本発明に係る自走式電子機器1が、設置された場所の床面を自走しながら、床面上の塵埃を含む空気を吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面上を掃除する自走式掃除機の場合を例示している。
前記駆動輪ユニットU1は、前記駆動輪29と、この駆動輪29を第1軸心P1廻りに回転可能に保持する駆動輪ホルダ41とを有する。
詳しく説明すると、駆動輪ホルダ41は、内部にギアを有する側面視略靴底形のギアケースであり、第1軸心P1が配置される前部と、第2軸心P2が配置される後部を有すると共に、その後部には後方突出片41aおよび第2軸心P2となる枢支軸41bを有している。さらに、駆動輪ホルダ41は、その後部の内側面に正逆回転可能なモータMが取り付けられており、モータMの回転力をギアおよび第1軸心P1上の図示しない駆動軸を介して駆動輪29に伝達するように構成されている。また、駆動輪ホルダ41の前部の内側面には、駆動輪29のホイール部を覆うホイールカバー部41dが設けられている。
なお、図3において、符号CPは、駆動輪29が床面Kに接地した状態において、床面Kからの第1軸心P1の高さH1よりも高い位置に設定される比較例としての第3水平軸心を示している。
実施形態1の場合、弾発部材Sとして引っ張りバネが用いられ、弾発部材Sの後端は前記フック部41c1に引っ掛けられ、弾発部材Sの後端は筐体2内に設けられた駆動輪カバー2eのフック部2fに引っ掛けられている。
このように構成された実施形態1の自走式電子機器1によれば、図3および図5(A)に示すように、床面Kと床面K上に敷かれた敷物Jとの間の段差部Dを駆動輪29が乗り越えようとする際、先に前輪27が段差部D上に乗り上げる。これにより、筐体2は前輪27と後輪26によって支持される。なお、前輪27の代わりに、筐体2の底面に段差部Dのコーナーに摺接して乗り越えるスロープ面を有する突出部を設けてもよいし、底面に段差部Dのコーナーを摺接してもよい(図示省略)。この場合、自走式電子機器1が段差部Dを乗り越える際、筐体2は、前記突出部乃至筐体底面と後輪26によって支持される。
この押圧力Rは、段差部Dを乗り越える第1分力R1と、第1分力R1と直角方向の第2分力R2との合力として表される。また、第1分力R1は、駆動輪29と段差部Dのコーナーとの接点と、第2軸心P1とを結ぶ線上の分力として表される。
比較例の場合、第2軸心CPと第1軸心P1とを結ぶ線CAに対して直角方向の押圧力CRで駆動輪29が床面Kに押し付けられる。この押圧力CRは、図5(A)の実施形態1における押圧力Rと同等であり、段差部Dを乗り越える第1分力CR1と、第1分力CR1と直角方向の第2分力CR2との合力として表される。また、第1分力CR1は、駆動輪29と段差部Dのコーナーとの接点と、第2軸心CPとを結ぶ線上の分力として表される。
この押圧力RおよびCRは、図3のように自走式電子機器1を床面Kに設置した状態で、自走式電子機器1が浮き上がらない押圧力RおよびCRの最大値RmaxおよびCRmaxと、弾発部材Sの付勢力Fのばらつきを考慮して適宜決められる。
実施形態1の場合、第2軸心P2から第1軸心P1に向かって線Aがやや上昇しているため、押圧力Rの方向は床面Kに対して垂直方向よりもやや前方に傾いている。これに対し、比較例の場合、第2軸心CPから第1軸心P1に向かって線CAがやや下降しているた
め、押圧力CRの方向は床面Kに対して垂直方向よりもやや後方に傾いている。
ここで、図5(A)および(B)に示されるθとCθは、
θ<Cθ
となる。前述したように、RとCRは自走式電子機器1の重量と、弾発部材Sの付勢力Fのばらつきが同程度の場合、
R=CR
とするように付勢力Fと付勢力CFを調整する。したがって、
R1=Rcos(θ)>CRcos(Cθ)=CR1
となり、R1>CR1が成り立つ。
駆動輪29と段差部Dのコーナーとの間の動摩擦係数をμ、動摩擦力をそれぞれFf、
CFfとすれば、
Ff=μR1>μCR1=CFf
となり、Ff>CFfが成り立つ。つまり、段差部Dのコーナーに対する摩擦力について比較した場合、実施形態1の方が比較例よりも大きくなるので、実施形態1は比較例よりも段差乗り越え性能が優れていると言える。
このように、図5(A)に示す本発明の自走式電子機器1では、駆動輪29の段差部Dのコーナーへの押圧力である第1分力R1を大きくして段差乗り越え性能が向上するように、第2軸心P2の高さH2が第1軸心P1の高さH1よりも低く設定され、かつ駆動輪ユニットU1における第2軸心P2の上方位置に弾発部材Sの付勢力Fが加えられるように構成されている。
A×R=L×FR
CA×CR=CL×CFR
また、A=CA、R=CRであるので、
L×FR=CL×CFR
となり、L>CLであれば、FR<CFRが成り立つ。ここで、弾発部材S(引っ張りバネ)の付勢力Fが、第2軸心P2を中心とする円の正接方向に近い時、F=FR、CF=CFRと近似できる。したがって、
F<CF
となる。このように、弾発部材S(引っ張りバネ)の付勢力Fを小さくすることができるため、バネの小型化や、取り付け時の作業性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、自走式電子機器1の重心が駆動輪29の第1軸心P1よりも後方にある場合でも、駆動輪29の段差乗越え性能を向上させることができる。すなわち、自走式掃除機1の重心が駆動輪29の第1軸心P1よりも後方にある場合、駆動輪29が段差部Dのコーナーに到り、筐体2の駆動輪29よりも前方側が段差部Dを乗り超えたときでも、依然として重心がある筐体2の後方側が段差部Dを乗り越えていないので、駆動輪29による段差乗越え性能を向上させる必要性が強い。以上のように、本実施形態によれば、自走式電子機器1の重心が駆動輪29の第1軸心P1よりも後方にある場合でも、駆動輪29の段差乗越え性能を向上させることができるので、筐体2内部のレイアウトの自由度が向上する。但し、自走式電子機器1の重心が駆動輪29の第1軸心P1より
も前方にある場合にも、本実施形態によれば、同様に段差乗越え性能が向上するものである。
図6は実施形態2における駆動輪ユニットU2を示し、(A)は側面図であり、(B)は斜視図である。図7は実施形態1および2における各駆動輪のタイヤ部の外周形状を比較する側面図である。図8は実施形態2におけるタイヤ部の傾斜角度が大きい台形凸部による段差乗り越え性能を説明する図であり、図9はタイヤ部の傾斜角度が小さい台形凸部による段差乗り越え性能を説明する図である。なお、図6(A)および(B)において、図3および4中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
詳しく説明すると、駆動輪129は、図示しないホイール部と、ホイール部の外周に取り付けられたタイヤ部129aとを有する。また、タイヤ部129aは、外周に複数の台形凸部129a1と複数の凹部129a2とを有し、第1軸心P1方向から視て凹凸外周形状である。
下流側傾斜面部129a12は上流側傾斜面部129a11よりも放射線Gに対して傾斜角度が大きく設定されている。換言すると、上流側傾斜面部129a11は下流側傾斜面部129a12よりも放射線Gに対して平行に近くなるように設定されている。
これに対し、実施形態1のタイヤ部29aの矩形凸部29a1は、第1軸心P1からの放射線Gを挟んだ両側に、放射線Gと概ね平行な垂直面部29a11、29a12を有している。
これに加え、図8に示すように、タイヤ部129aの台形凸部129a1の下流側傾斜面部129a12は放射線Gに対して傾斜角度αが大きく設定されているため、タイヤ部129aの回転力を段差部Dに乗り上げる方向の力に有効に使用することができる。つまり、段差部Dの上面に、タイヤ部129aが平面(下流側傾斜面部129a12)で当たるように溝の切り込み角度を調整している。また、傾斜角度αが大きく設定されることにより、台形凸部129a1が段差部Dに引っ掛かることができる距離W1が長くなるため、台形凸部129a1が段差部Dの奥まで引っ掛かり易くなる。これにより、例えば、角部が
丸くすり減った敷居を自走式電子機器が乗り越える際に有効となる。
実施形態1および2では、自走式電子機器1が、掃除機能を備える自走式掃除機の場合を例示したが、本発明の自走式電子機器はイオン発生機能を備えた自走式イオン発生装置であってもよい。
本発明の自走式電子機器は、底板を有する筐体と、前記筐体を支持する左右一対の駆動輪ユニットと、この駆動輪ユニットを前記底板から下方へ突出させる方向に弾発付勢する弾発部材とを備え、
前記駆動輪ユニットは、駆動輪と、この駆動輪を第1軸心廻りに回転可能に保持する駆動輪ホルダとを有し、
前記駆動輪ホルダは、前記第1軸心よりも後方に配置され、前記第1軸心と平行な第2軸心廻りに回動可能として前記筐体に取り付けられており、
前記第1軸心と前記第2軸心とを結んだ直線に垂直かつ前記第1軸心から前記駆動輪の外周方向に向かう押圧力が、前記筐体の重力方向よりも進行方向前方に向くように、前記駆動輪ユニットに対して前記弾発部材の付勢力を加えるように構成されている。
(1)前記駆動輪が床面に接地した状態において、床面からの前記第2軸心の高さが前記第1軸心の高さよりも低く設定されてもよい。
この構成は、床面からの前記第2軸心の高さが前記第1軸心の高さよりも高く設定され、かつ前記駆動輪ユニットにおける前記第2軸心の上方位置に前記弾発部材の付勢力が加えられる場合と比べて、前進しながら段差部のコーナーを駆動輪が押さえ付ける力が増加するため、自走式電子機器の段差乗り越え性能が向上する。本発明のこの効果は、自走式電子機器の重心が後部にある場合に特に有効である。
このようにすれば、筐体内における駆動輪ユニットを配置するスペースに弾発部材を配置することができるため、好都合となる。
このようにすれば、駆動輪外周の凹凸が段差に引っ掛かり易くなるため、駆動輪と段差部との摩擦抵抗が増加し、自走式電子機器の段差乗り越え性能がより向上する。
このようにすれば、段差乗り越え性能が向上した自走式電子機器、または自走式イオン発生装置が得られる。
2 筐体
2a 底板
29、129 駆動輪
41 駆動輪ホルダ
41c 突起部
H1、H2 高さ
K 床面
P1 第1軸心
P2 第2軸心
S 弾発部材
U 駆動輪ユニット
Claims (4)
- 底板を有する筐体と、
該筐体を支持する左右一対の駆動輪ユニットと、
該駆動輪ユニットを前記底板から下方へ突出させる方向に弾発付勢する弾発部材とを備え、
前記一対の駆動輪は、同一方向に正回転して前進し、同一方向に逆回転して後退するように制御され、
前記駆動輪ユニットは、駆動輪と、該駆動輪を第1軸心廻りに回転可能に保持する駆動輪ホルダとを有し、
前記駆動輪ホルダは、前記第1軸心よりも後方に配置され、前記第1軸心と平行な第2軸心廻りに回動可能として前記筐体に取り付けられており、
前記弾発部材は、前端が前記筐体内の特定位置に取り付けられ、後端が前記駆動輪ホルダに取り付けられており、
前記駆動輪が床面に接地した状態において、床面から前記第2軸心の高さが前記第1軸心の高さよりも低く設定されていることを特徴とする自走式電子機器。 - 前記底板に設けられ、前記駆動輪ユニットの前方に配置された前輪と、
前記底板に設けられ、前記駆動輪ユニットの後方に配置された後輪とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の自走式電子機器。 - 前記自走式電子機器の重心は、前記第1軸心よりも後方にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の自走式電子機器。
- 前記自走式電子機器は、掃除機能を備える自走式掃除機、またはイオン発生機能を備えた自走式イオン発生装置であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の自走式電子機器。
Priority Applications (1)
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JP2015095539A JP2015134297A (ja) | 2015-05-08 | 2015-05-08 | 自走式電子機器 |
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CN107548676A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 罗伯特·博世有限公司 | 地面加工器具 |
JP2018068825A (ja) * | 2016-11-01 | 2018-05-10 | 三菱電機株式会社 | 自走式掃除機 |
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KR20070070658A (ko) * | 2005-12-29 | 2007-07-04 | 에이스로봇 주식회사 | 청소로봇용 휠 어셈블리 |
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