JP2016154597A

JP2016154597A - 自走式掃除機用の補助ブラシ

Info

Publication number: JP2016154597A
Application number: JP2015032849A
Authority: JP
Inventors: 佑毅矢戸; Yuki YATO
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-02-23
Filing date: 2015-02-23
Publication date: 2016-09-01
Anticipated expiration: 2035-02-23
Also published as: JP6496569B2

Abstract

【課題】床面上の掃き残しを低減することができる自走式掃除機用の補助ブラシを提供すること。
【解決手段】自走式掃除機の筐体底面から垂直状に露出する回転軸に取り付けられるブラシ基台と、床面に接触するように前記ブラシ基台に植設された複数のブラシ毛束とを備え、
前記複数のブラシ毛束は、床面と接触する先端部および前記ブラシ基台に植設される基端部をそれぞれ有し、
前記ブラシ基台は、前記複数のブラシ毛束の各先端部から前記回転軸の軸心と床面との交点までの距離がそれぞれ異なるように、前記複数のブラシ毛束の基端部を収納する複数の収納部を有していることを特徴とする自走式掃除機用の補助ブラシ。
【選択図】図３

Description

この発明は、自走式掃除機用の補助ブラシに関する。

従来の自走式掃除機として、特許文献１には、内部に電動送風機および集塵ボックスを有する走行可能な筐体を備え、この筐体の下面に、回転ブラシを有する吸込口と、吸込口よりも前方でかつ左右両側に配置された一対の補助ブラシ（サイドブラシ）とが設けられた自走式掃除機が開示されている。
この自走式掃除機の補助ブラシは、筐体の下面から垂直状に突出した回転軸に取り付けられるブラシ基台と、ブラシ基台に植設された複数のブラシ毛束とを有してなる。

前記自走式掃除機の清掃時において、筐体内の電動送風機が駆動して床面上の塵埃を空気と共に集塵ボックス内に吸引する。この際、回転ブラシが回転して床面上の塵埃を吸込口へ掻き込むと共に、補助ブラシも回転して筐体左右側の塵埃を吸込口の方へ掻き集めるようにしている。

特開２０１４−９７２３５号公報

特許文献１に記載の自走式掃除機の補助ブラシにおいて、複数のブラシ毛束は、同じ長さのものが使用されており、回転軸の軸心に対してそれぞれ同じ傾斜角度でブラシ基台から放射状に突出している。また、髪の毛や糸屑等の繊維状ダストが補助ブラシに絡みつき難くなるよう、ブラシ基台は床面からある程度離した高さ位置に配置される。この構成により、各ブラシ毛束は、ブラシ基台の真下およびその近傍周囲を掃くことができず、補助ブラシによる床面上の掃き残しが発生し易くなっている。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、ブラシ毛束による床面上の掃き残しを低減することができる自走式掃除機用の補助ブラシを提供することを目的とする。

かくして、本発明によれば、自走式掃除機の筐体底面から垂直状に露出する回転軸に取り付けられるブラシ基台と、床面に接触するように前記ブラシ基台に植設された複数のブラシ毛束とを備え、
前記複数のブラシ毛束は、床面と接触する先端部および前記ブラシ基台に植設される基端部をそれぞれ有し、
前記ブラシ基台は、前記複数のブラシ毛束の各先端部から前記回転軸の軸心と床面との交点までの距離がそれぞれ異なるように、前記複数のブラシ毛束の基端部を収納する複数の収納部を有している自走式掃除機用の補助ブラシが提供される。

本発明の自走式掃除機用の補助ブラシによれば、清掃時、複数のブラシ毛束の先端は床面上の異なる領域を摺動回転するため、床面上におけるブラシ基台の真下の近傍領域からその外周領域に亘る広い範囲を掃くことができる。そのため、補助ブラシによる床面上の掃き残しが発生し難くなる。

本発明に係る実施形態１の補助ブラシを備えた自走式掃除機を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図である。実施形態１の自走式掃除機の底面図である。実施形態１の補助ブラシを示す斜視図である。図４の補助ブラシの底面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は図４の補助ブラシにおける各ブラシ毛束の位置での断面図である。図４の補助ブラシの各ブラシ毛束の清掃範囲を説明する図である。実施形態２の補助ブラシを示す底面図である。実施形態２の補助ブラシの各ブラシ毛束の清掃範囲を説明する図である。実施形態３の補助ブラシを示す側面図である。実施形態３の補助ブラシの各ブラシ毛束の清掃範囲を説明する図である。実施形態４の補助ブラシを備えた自走式掃除機を示す底面図である。図１２の自走式掃除機における補助ブラシ付近の構造を示す断面図である。図１２の自走式掃除機における補助ブラシ付近の別の構造を示す断面図である。

（実施形態１）
図１は本発明に係る実施形態１の補助ブラシを備えた自走式掃除機を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、図３は実施形態１の自走式掃除機の底面図であり、図４は実施形態１の補助ブラシを示す斜視図である。
本発明に係る自走式掃除機１は、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の掃除機である。

この自走式掃除機１は、円盤形の筐体２を備え、この筐体２の内部および外部に、回転ブラシ９、補助ブラシ１０、集塵ボックス３０、電動送風機２２、左右一対の駆動輪２９、後輪２６および前輪２７、各種センサを含む制御部等の構成要素が設けられている。
この自走式掃除機１において、前輪２７が配置されている部分が前方部、後輪２６が配置されている部分が後方部、集塵ボックス３０が配置されている部分が中間部であり、通常は左右一対の駆動輪２９と後輪２６で筐体２を支持している。

筐体２は、前方部における中間部との境界付近の位置に形成された吸込口６を有する平面視円形の底板２ａと、筐体２に対して集塵ボックス３０を出し入れする際に開閉する蓋部３を中間部に有している天板２ｂと、底板２ａおよび天板２ｂの外周部に沿って設けられた平面視円環形の側板２ｃとを備えている。また、底板２ａには前輪２７、一対の駆動輪２９および後輪２６の下部を筐体２内から外部へ突出させる複数の孔部が形成され、天板２ｂにおける前方部と中間部との境界付近には排気口７が形成されている。なお、側板２ｃは、前後に二分割されており、側板前部はバンパーとして機能する。

また、筐体２の内部において、前方部にモータユニット２０、電動送風機２２、イオン発生装置（図示省略）等を収納する前方収納室Ｋ１を有し、中間部に集塵ボックス３０を収納する中間収納室Ｋ２を有し、後方部に制御部の制御基板１５、バッテリー１４、充電端子４等を収納する後方収納室Ｋ３を有し、前方部と中間部との境界付近に吸引路１１および排気路１２を有している。吸引路１１は吸込口６と中間収納室Ｋ２とを連通し、排気路１２は中間収納室Ｋ２と前方収納室Ｋ１とを連通している。なお、これらの各収納室Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、吸引路１１および排気路１２は、筐体２の内部に設けられてこれらの空間を構成する仕切り壁によって仕切られている。

吸込口６は、床面Ｆに対面するよう筐体２の底面（底板２ａの下面）に形成された凹部８の開放面である。この凹部８内には、筐体２の底面と平行な第１軸心廻りに回転する回転ブラシ９が設けられており、凹部８の左右両側には筐体２の底面と垂直な第２回転軸心廻りに回転する一対の補助ブラシ１０が設けられている。回転ブラシ９は、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成されている。

図４に示すように、補助ブラシ１０は、自走式掃除機１の筐体２の底面から垂直状に突出する回転軸５（図６参照）に取り付けられるブラシ基台１０ａと、ブラシ基台１０ａに植設されたストレートな複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃とを備える。

回転ブラシ９の回転軸および一対の補助ブラシ１０の回転軸５は、筐体２の底板２ａの一部に枢着されると共に、その付近に設けられたモータユニット２０とプーリおよびベルト等を含む動力伝達機構を介して独立的に連結されている。なお、補助ブラシ１０について、詳しくは後述する。

図３に示されるように、筐体２の底面において、前輪２７の前方は床面Ｆを検知する床面検知センサ１３が配置され、左右の駆動輪２９の前方には同様の床面検知センサ１９が配置されている。床面検知センサ１３によって下り階段を検知すると、その検知信号が制御部に送信され、制御部が両駆動輪２９が停止するよう制御する。また、床面検知センサ１３が故障した場合、床面検知センサ１９が下り階段を検知して両駆動輪２９を停止することができるため、自走式掃除機１の下り階段への落下が防止されている。また、床面検知センサ１９が、下り階段を検知すると、その検知信号が制御部に送信され、制御部が駆動輪２９に下り階段を回避して走行するように制御してもよい。

制御基板１５には、自走式掃除機１における駆動輪２９、回転ブラシ９、補助ブラシ１０、電動送風機２２等の各要素を制御する制御回路が設けられている。
筐体２の側板２ｃの後端には、バッテリー１４の充電を行う充電端子４が設けられている。室内を自走しながら掃除する自走式掃除機１は、室内に設置されている充電台４０に帰還する。これにより、充電台４０に設けられた端子部４１に充電端子４が接触し、バッテリー１４の充電が行われる。商用電源（コンセント）に接続される充電台４０は、通常、室内の側壁Ｓに沿って設置される。
バッテリー１４は、充電端子４を介して充電台４０から充電され、制御基板１５、駆動輪２９、回転ブラシ９、補助ブラシ１０、電動送風機２２、各種センサ等の各要素に電力を供給する。

集塵ボックス３０は、通常、筐体２内における両駆動輪２９の回転軸の軸心よりも上方の中間収納室Ｋ２内に収納されており、集塵ボックス３０内に捕集された塵埃を廃棄する際は、筐体２の蓋部３を開いて集塵ボックス３０を出し入れすることができる。
集塵ボックス３０は、開口部を有する集塵容器３１と、集塵容器３１の開口部を覆うフィルタ部３３と、フィルタ部３３と集塵容器３１の開口部とを覆うカバー部３２とを備えている。カバー部３２およびフィルタ部３３は、集塵容器３１の前側の開口端縁に回動可能に軸支されている。
集塵容器３１の側壁前部には、集塵ボックス３０が筐体２の中間収納室Ｋ２内に収納された状態において、筐体２の吸引路１１と連通する流入路３４と、筐体２の排気路１２と連通する排出路３５とが設けられている。

このように構成された自走式掃除機１において、掃除運転の指令により、電動送風機２２、イオン発生装置、駆動輪２９、回転ブラシ９および補助ブラシ１０が駆動する。これにより、回転ブラシ９、補助ブラシ１０、駆動輪２９および後輪２６が床面Ｆに接地した状態で、筐体２は所定の範囲を自走しながら吸込口６から床面Ｆの塵埃を含む空気を吸い込む。このとき、回転ブラシ９の回転によって床面Ｆ上の塵埃は掻き上げられて吸込口６に導かれる。また、補助ブラシ１０の回転によって吸込口６の側方の塵埃が吸込口６に導かれる。

吸込口６から筐体２内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、図２の矢印Ａ１に示されるように、筐体２の吸引路１１を通り、集塵ボックス３０の流入路３４を通って集塵容器３１内に流入する。集塵容器３１内に流入した気流は、フィルタ部３３を通過してフィルタ部３３とカバー部３２との間の空間に流入し、排出路３５を通って筐体２の排気路１２へ排出される。この際、集塵容器３１内の気流に含まれる塵埃はフィルタ部３３によって捕獲されるため、集塵容器３１内に塵埃が堆積する。

集塵ボックス３０から筐体２の排気路１２へ流入した気流は、図２の矢印Ａ２に示されるように前方収納室Ｋ１へ流入し、図示しない第１排気路および第２排気路を流通する。第１排気路を流通する気流にはイオン発生装置が放出するイオンが含まれる。そして、筐体２の上面に設けた排気口７から、図２の矢印Ａ３に示されるように、後方の斜め上方にイオンを含む気流が排気される。これにより、床面Ｆ上の掃除が行われると共に、自走式掃除機１の排気に含まれるイオンによって室内の除菌および脱臭が行われる。このとき、排気口７から後方の斜め上方に向けて排気するので、床面Ｆの塵埃の巻き上げが防止され、室内の清浄度を向上することができる。
また、図示省略するが、第１排気路を流通する気流の一部は、凹部８に導かれてもよい。このようにすれば、吸込口６から吸引路１１に導かれる気流内にイオンが含まれるため、集塵ボックス３０の集塵容器３１内およびフィルタ部３３の除菌および脱臭を行うことができる。

また、自走式掃除機１は、左右の駆動輪２９が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し、互いに逆方向に回転することにより中心線Ｃを中心に旋回する。例えば、自走式掃除機１は、掃除領域の周縁に到達した場合および進路上の障害物に衝突した場合、駆動輪２９が停止し、左右の駆動輪２９を互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、自走式掃除機１は、設置場所全体あるいは所望範囲全体に障害物を避けながら自走することができる。

＜補助ブラシおよびその取付構造＞
図５は図４の補助ブラシの底面図であり、図６（Ａ）〜（Ｃ）は図４の補助ブラシにおける各ブラシ毛束の位置での断面図であり、図７は図４の補助ブラシの各ブラシ毛束の清掃範囲を説明する図である。なお、図４〜図７では、筐体２の左右両側に設けられた補助ブラシ１０Ｌ、１０Ｒのうちの左側の補助ブラシ１０Ｌを図示している。

ブラシ基台１０ａおよび複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃を有する前記補助ブラシ１０において、複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃は、床面Ｆと接触する先端部１０ｂ₁₁、１０ｂ₂₁、１０ｂ₃₁およびブラシ基台１０ａに植設される基端部１０ｂ₁₂、１０ｂ₂₂、１０ｂ₃₂をそれぞれ有している。なお、実施形態１では、ブラシ毛束の数が３本の場合を例示している。

ブラシ基台１０ａは、タッピングネジ１６が挿通される中心貫通孔１０ａ₁₁を有する円環部１０ａ₁と、円環部１０ａ₁の下端に設けられて複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃の基端部１０ｂ₁₂、１０ｂ₂₂、１０ｂ₃₂を個別に収納する複数の収納部１０ａ₂₁、１０ａ₂₂、１０ａ₂₃とを有する。なお、円環部１０ａ₁の直径としては、例えば、２０〜２５ｍｍ程度である。

円環部１０ａ₁は、回転軸５の下端が嵌め入れられる凹部１０ａ₁₂およびタッピングネジ１６のヘッド部を収納する凹部１０ａ₁₃を上下両面に有し、これらの凹部１０ａ₁₂、１０ａ₁₃の間の仕切壁に前記中心貫通孔１０ａ₁₁が形成されている。なお、回転軸５の軸心と直交する断面形状および凹部１０ａ₁₂の形状は円の一部を切り欠いた形状であり、これにより回転軸５が空回りすることなくブラシ基台１０ａと一体回転する。

また、円環部１０ａ₁の上面の凹部１０ａ₁₂の周囲には円環状溝１０ａ₁₄が形成されている。ブラシ基台１０ａの下方からタッピングネジ１６を中心貫通孔１０ａ₁₁に挿通して回転軸５の軸心Ｐに設けられた軸心孔５ａにねじ込むことにより、補助ブラシ１０を回転軸１０に取り付ける。この際、筐体２の底面に設けられた図示しない円環状リブがブラシ基台１０ａの円環状溝１０ａ₁₄に僅かな隙間をもって嵌り込む。これにより、回転軸５への繊維状ダストの絡みつきを防止することが可能となる。

複数の収納部１０ａ₂₁、１０ａ₂₂、１０ａ₂₃は、複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃の基端部１０ｂ₁₂、１０ｂ₂₂、１０ｂ₃₂が差し込まれる差込口を斜め下方に向けて開口した筒部であり、ブラシ基部１０ａの下面に周方向に等間隔で設けられている。実施形態１の場合、３つの収納部１０ａ₂₁、１０ａ₂₂、１０ａ₂₃がブラシ基部１０ａの下面に周方向に中心角度１２０°で等間隔に設けられている。なお、各収納部１０ａ₂₁、１０ａ₂₂、１０ａ₂₃に差し込まれた各ブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃の基端部１０ｂ₁₂、１０ｂ₂₂、１０ｂ₃₂は抜け出ないよう接着剤にて接着される。

さらに、これらの収納部１０ａ₂₁、１０ａ₂₂、１０ａ₂₃は、複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃の各先端部１０ｂ₁₁、１０ｂ₂₁、１０ｂ₃₁から回転軸５の軸心Ｐと床面Ｆとの交点Ｑまでの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３がそれぞれ異なるように、複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃の各基端部１０ｂ₁₂、１０ｂ₂₂、１０ｂ₃₂を収納するよう構成されている。

より詳しく説明すると、実施形態１の場合、図６と図７に示すように、複数の収納部１０ａ₂₁、１０ａ₂₂、１０ａ₂₃は、複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃が軸心Ｐに対してそれぞれ異なる傾斜角度θ₁、θ₂、θ₃で突出するように各ブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃の基端部１０ｂ₁₂、１０ｂ₂₂、１０ｂ₃₂を収納している。例えば、ブラシ毛束１０ｂ₁の傾斜角度θ₁は２５〜３５°程度であり、ブラシ毛束１０ｂ₂の傾斜角度θ₂は４０〜５０°程度であり、ブラシ毛束１０ｂ₃の傾斜角度θ₃は約５５〜６５°程度である。

さらに、複数のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃における先端部１０ｂ₁₁、１０ｂ₂₁、１０ｂ₃₁から複数の収納部１０ａ₂₁、１０ａ₂₂、１０ａ₂₃までの長さがそれぞれ異なっている。すなわち、実施形態１の場合、長さが異なる３種類のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃を用いている。例えば、最も短いブラシ毛束１０ｂ₁の長さは１０〜１５ｍｍ程度であり、中間長さのブラシ毛束１０ｂ₂の長さは２５〜３５ｍｍ程度であり、最も長いブラシ毛束１０ｂ₃の長さは４５〜５５ｍｍ程度である。

このように構成された補助ブラシ１０を備えた自走式掃除機１を床面Ｆ上に載置すると、各ブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃の先端部１０ｂ₁₁、１０ｂ₂₁、１０ｂ₃₁が床面Ｆに沿って接触する。このとき、各先端部１０ｂ₁₁、１０ｂ₂₁、１０ｂ₃₁の床面Ｆとの半径方向の接触範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、例えば、それぞれ５〜１０ｍｍ程度であり、各接触範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から軸心Ｐまでの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３はそれぞれ異なっている。

このとき、距離Ｌ１は、例えば、１５〜２０ｍｍ程度であり、距離Ｌ２は、例えば、２０〜３０ｍｍ程度であり、距離Ｌ３は、例えば、２５〜４０ｍｍ程度である。したがって、清掃時に補助ブラシが回転することにより、３本のブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃によって床面Ｆ上の各接触範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３をそれぞれ掃くことができ、これらの接触範囲Ｒ１〜Ｒ３を合わせた広い清掃範囲Ｒを掃くことができる。つまり、ブラシ基台１０ａの真下近傍からその外周領域に亘る広い清掃範囲Ｒを掃くことができるため、補助ブラシ１０による床面Ｆの掃き残しが発生し難くなる。なお、隣接する接触領域Ｒ１とＲ２、隣接する接触範囲Ｒ２とＲ３は、例えば、１〜３ｍｍ程度重なっていてもよい。

図３に示すように、筐体２には、左右一対の補助ブラシ１０Ｌ、１０Ｒが設けられ、左右の補助ブラシ１０Ｌ、１０Ｒは各ブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃が前方から吸込口６の方へ向かってそれぞれ矢印Ｇ₁、Ｇ₂方向に逆回転する。このとき、左右の補助ブラシ１０Ｌ、１０Ｒにおいて、短いブラシ毛束１０ｂ₁、中間長さのブラシ毛束１０ｂ₂および長いブラシ毛束１０ｂ₃の順で前方から吸込口６の方へ向かうように各ブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃が配置される。

左右の補助ブラシ１０Ｌ、１０Ｒの各ブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂、１０ｂ₃をこのような配置とすることにより、ブラシ基台１０ａ近傍の塵埃は、短いブラシ毛束１０ｂ₁、中間長さのブラシ毛束１０ｂ₂および長いブラシ毛束１０ｂ₃の順で掃かれて外側へ移動するため、吸込口６へ送られ易くなる。

（実施形態１の変形例１）
最も短いブラシ毛束１０ｂ₁および中間長さのブラシ毛束１０ｂ₂の長さを最も長いブラシ毛束１０ｂ₃と同じ長さにしてもよく、この場合、ブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂の床面Ｆとの接触範囲Ｒ１、Ｒ２が広くなり、床面Ｆ上の掃き残しをさらに発生させ難くすることができるが、ブラシ毛束１０ｂ₁、１０ｂ₂の床面Ｆとの摩擦抵抗増加によるモータ負荷の増加を考慮することが好ましい。

（実施形態２）
図８は実施形態２の補助ブラシを示す底面図であり、図９は実施形態２の補助ブラシの各ブラシ毛束の清掃範囲を説明する図である。なお、図８および図９において、図１〜図７中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。

実施形態２の補助ブラシ１１０も、図１〜図７で説明した実施形態１の補助ブラシ１０と同様に、自走式掃除機１の筐体２の底面から垂直状に突出する回転軸５に取り付けられるブラシ基台１１０ａと、ブラシ基台１１０ａに植設された複数のブラシ毛束１１０ｂ₁、１１０ｂ₂、１１０ｂ₃とを備えるが、ブラシ基台１１０ａの構造が実施形態１とは異なる。以下、実施形態２における実施形態１とは異なる点について説明する。

この補助ブラシ１１０のブラシ基台１１０ａは、軸心Ｐに向かって接近する逆テーパ面１１０ａ₁₄を有するコマ形に形成されており、この逆テーパ面１１０ａ₁₄に複数のブラシ毛束１１０ｂ₁、１１０ｂ₂、１１０ｂ₃の各基端部１１０ｂ₁₂、１１０ｂ₂₂、１１０ｂ₃₂を収納する複数の収納部１１０ａ₂₁、１１０ａ₂₂、１１０ａ₂₃が設けられている。

具体的には、複数の収納部１１０ａ₂₁、１１０ａ₂₂、１１０ａ₂₃は、各ブラシ毛束１１０ｂ₁、１１０ｂ₂、１１０ｂ₃の基端部１１０ｂ₁₂、１１０ｂ₂₂、１１０ｂ₃₂を差し込む凹部であり、それらの差込口が逆テーパ面１１０ａ₁₄における点線で示された異なる同心円Ｏ₁、Ｏ₂、Ｏ₃上にそれぞれ配置されている。実施形態２の場合、逆テーパ面１１０ａ₁₄の異なる同心円Ｏ₁、Ｏ₂、Ｏ₃上に中心角度１２０°で位置をずらして３つの収納部１１０ａ₂₁、１１０ａ₂₂、１１０ａ₂₃が設けられている。また、各収納部１１０ａ₂₁、１１０ａ₂₂、１１０ａ₂₃を形成する凹部は、逆テーパ面１１０ａ₁₄に対して略垂直方向に形成されている。

この補助ブラシ１１０を備えた自走式掃除機を床面Ｆ上に載置した際、各ブラシ毛束１１０ｂ₁、１１０ｂ₂、１１０ｂ₃の先端部１１０ｂ₁₁、１１０ｂ₂₁、１１０ｂ₃₁が同程度の接触範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を形成するよう、軸心Ｐに最も近い収納部１１０ａ₂₁には最も短いブラシ毛束１１０ｂ₁、次に最も近い収納部１１０ａ₂₂には中間長さのブラシ毛束１１０ｂ₂、最も遠い収納部１１０ａ₂₃には最も長いブラシ毛束１１０ｂ₃が植設されている。

このように構成された補助ブラシ１１０によれば、複数のブラシ毛束１１０ｂ₁、１１０ｂ₂、１１０ｂ₃の傾斜角度θ₁、θ₂、θ₃（実施形態２では約４０°）を統一しながら各ブラシ毛束１１０ｂ₁、１１０ｂ₂、１１０ｂ₃の先端部１１０ｂ₁₁、１１０ｂ₂₁、１１０ｂ₃₁から交点Ｑまでの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を異ならせることができる。

（実施形態２の変形例１）
傾斜角度θ₁、θ₂、θ₃は自由に設定可能であり、傾斜角度を小さくすることによってブラシ基台１１０ａの真下により近い床面Ｆを掃くことができる。

（実施形態２の変形例２）
最も短いブラシ毛束１１０ｂ₁および中間長さのブラシ毛束１１０ｂ₂の長さを最も長いブラシ毛束１１０ｂ₃と同じ長さにしてもよく、床面Ｆ上の掃き残しをさらに発生させ難くすることができるが、ブラシ毛束１１０ｂ₁、１１０ｂ₂の床面Ｆとの摩擦抵抗増加によるモータ負荷の増加を考慮することが好ましい。

（実施形態２の変形例３）
実施形態２の補助ブラシ１１０において、逆テーパ面１１０ａ₁₄を半球面に変えてもよい。

（実施形態２の変形例４）
逆テーパ面１１０ａ₁₄または半球面において、複数の収納部１１０ａ₂₁、１１０ａ₂₂、１１０ａ₂₃が設けられていない部分に減肉のために凹みを形成してもよい。

（実施形態２の変形例５）
逆テーパ面１１０ａ₁₄または半球面において、軸心Ｐに最も近いブラシ毛束１１０ｂ₁の傾斜角度θ₁を最も小さくし、軸心Ｐに最も遠いブラシ毛束１１０ｂ₃の傾斜角度θ₃を最も大きくしてもよい。

（実施形態３）
図１０は実施形態３の補助ブラシを示す側面図であり、図１１は実施形態３の補助ブラシの各ブラシ毛束の清掃範囲を説明する図である。なお、図１０および図１１において、図１〜図７中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。

実施形態３では、実施形態１の補助ブラシ１０（図５〜図７参照）のブラシ基台１０ａおける３つの収納部１０ａ₂₁、１０ａ₂₂、１０ａ₂₃の向きをそれぞれ異ならせたこと以外は概ね同様に補助ブラシ２１０を構成している。以下、実施形態３における実施形態１とは異なる点について説明する。

実施形態３の補助ブラシ２１０は、実施形態１と同様の円環部２１０ａ₁およびその下面に設けられた３つの収納部２１０ａ₂₁、２１０ａ₂₂、２１０ａ₂₃を有するブラシ基台２１０ａと、各収納部２１０ａ₂₁、２１０ａ₂₂、２１０ａ₂₃に植設された３つのブラシ毛束２１０ｂ₁、２１０ｂ₂、２１０ｂ₃とを備える。この場合、３つのブラシ毛束２１０ｂ₁、２１０ｂ₂、２１０ｂ₃の長さは同一である。

このブラシ基台２１０ａにおいて、３つの収納部２１０ａ₂₁、２１０ａ₂₂、２１０ａ₂₃は、３つのブラシ毛束２１０ｂ₁、２１０ｂ₂、２１０ｂ₃を半径方向に対してそれぞれ異なる突出角度で突出させる差込口２１０ａ₂₁₁、２１０ａ₂₂₁、２１０ａ₂₃₁を有している。実施形態３の場合、軸心Ｐ方向から視て、先端部２１０ｂ₁₁が最も軸心Ｐに近い接触範囲Ｒ₁に位置するブラシ毛束２１０ｂ₁は突出角度α₁（例えば９０°）で突出しており、先端部２１０ｂ₂₁が次に軸心Ｐに近い接触範囲Ｒ₂に位置するブラシ毛束２１０ｂ₂は突出角度α₂（例えば７５°）で突出しており、先端部２１０ｂ₃₁が最も軸心Ｐに遠い接触範囲Ｒ₃に位置するブラシ毛束２１０ｂ₃は半径方向と一致した突出角度０°で突出している。

実施形態３の補助ブラシ２１０によれば、同じ長さの複数のブラシ毛束２１０ｂ₁、２１０ｂ₂、２１０ｂ₃を用いながら各ブラシ毛束２１０ｂ₁、２１０ｂ₂、２１０ｂ₃の先端部２１０ｂ₁₁、２１０ｂ₂₁、２１０ｂ₃₁から軸心Ｐと床面Ｆとの交点Ｑまでの距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を異ならせることができる。

（実施形態３の変形例１）
先端部２１０ｂ₁₁が最も軸心Ｐに近いブラシ毛束２１０ｂ₁の長さを最も短く設定し、かつ先端部２１０ｂ₁₂が次に軸心Ｐに近いブラシ毛束２１０ｂ₂の長さを中間長さに設定してもよく、これによって各ブラシ毛束２１０ｂ₁、２１０ｂ₂の突出角度α₁、α₂をそれぞれ小さくすることができる。

（実施形態４）
図１２は実施形態４の補助ブラシを備えた自走式掃除機を示す底面図であり、図１３は図１２の自走式掃除機における補助ブラシ付近の構造を示す断面図である。なお、図１２および図１３において、図１〜図７中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。

実施形態４における自走式掃除機３０１は、左右の補助ブラシ３１０の構成と位置、左右の床面検知センサ３１９の位置が実施形態１と異なること以外は概ね同様に構成されている。以下、実施形態４における実施形態１とは異なる点について説明する。

実施形態４の場合、左右の補助ブラシ３１０と左右の床面検知センサ３１９とは、筐体２の底板２ａにおける同じ位置、具体的には、左右の駆動輪２９の前方かつそれらよりも外側に設けられている。なお、左右の駆動輪２９の外側とは、図１２中の左右の点線ＸＬ、ＸＲよりも外側であることを意味する。
実施形態４の補助ブラシ３１０およびその周辺の構造について以下に詳述する。

図１２および図１３に示すように、補助ブラシ３１０は、貫通孔８８を有する筒状のブラシ基台３１０ａと、ブラシ基台３１０ａの下端外周のフランジから放射状に伸びる長さが異なる４本のブラシ毛束３１０ｂ₁〜３１０ｂ₄とを備える。
ブラシ基台３１０ａは、２ヶ所が縦方向に切り込まれてブラシ基台３１０ａの外周面から突出する２つの弾性係止爪３１０ｃと、前記フランジに中心角度９０°で等間隔に設けられた４つの収納部３１０ａ₂とを有する。

左右の補助ブラシ３１０Ｌ、３１０Ｒは各ブラシ毛束３１０ｂ₁〜３１０ｂ₄が前方から吸込口６の方へ向かってそれぞれ矢印Ｇ₁、Ｇ₂方向に逆回転する。このとき、実施形態１と同様に、左右の補助ブラシ３１０Ｌ、３１０Ｒにおいて、最も短いブラシ毛束３１０ｂ₁、２番目に短いブラシ毛束１０ｂ₂、３番目に短いブラシ毛束１０ｂ₃および最も長いブラシ毛束３１０ｂ₄の順で前方から吸込口６の方へ向かうように各ブラシ毛束３１０ｂ₁〜３１０ｂ₄が配置される。

さらに、各ブラシ毛束３１０ｂ₁〜３１０ｂ₄は、実施形態１と同様に、各収納部３１０ａ₂から異なる傾斜角度で突出している。すなわち、最も短いブラシ毛束３１０ｂ₁はブラシ基台３１０ａの真下の近傍を掃くことができるよう突出角度が最も小さく、２番目に短いブラシ毛束１０ｂ₂は突出角度θ₂が２番目に小さく、３番目に短いブラシ毛束１０ｂ₃は突出角度が３番目に小さく、最も長いブラシ毛束３１０ｂ₄は突出角度θ₄が最も大きい。

この補助ブラシ３１０によっても４本のブラシ毛束３１０ｂ₁〜３１０ｂ₄によって床面上の広い清掃範囲を掃くことができるため、補助ブラシ３１０による床面の掃き残しが発生し難くなる。

筐体の底板３０２ａの上面には、底板３０２ａに形成された穴９１の周縁に筒状部７１が立設すると共に、モータ支持板８１と、モータ固定柱８２と、図示しない固定部材固定柱が立設している。そして、筒状部７１の上端にウォームホイール７３の回転軸７４を回転自在に支持する軸受けとしてのメタルワッシャ７２が嵌入されている。ウォームホイール７３およびその回転軸７４は、同軸に形成された縦方向の貫通孔８９を有すると共に、補助ブラシ３１０の２つの弾性係止爪１０ｃをそれぞれ弾性的に受入れて離脱可能に係止するための２つの係止窓７５を側面に有している。

そして、ウォームホイール７３の回転軸７４がメタルワッシャ７２に嵌着され、ウォームホイール７３に軸受けとしてのメタルワッシャ７６が装着されている。
そして、メタルワッシャ７６に上部からアセンブリ固定部材７８が嵌め込まれ、アセンブリ固定部材７８はビスを用いて図示しない固定部材固定柱に固定される。補助ブラシ３１０は、ブラシ基台３１０ａが底板２ａの下方から穴９１を介して回転軸７４の貫通孔８９に挿入され、弾性係止爪３１０ｃが係止窓７５に離脱可能に係止され、装着される。

一方、補助ブラシ３１０を駆動する駆動モータ７０は、モータ支持板８１に支持され、モータカバー８０が被せられ、ビスを用いて図示しないモータ固定柱に固定される。そして、駆動モータ７０の出力軸に結合されたウォーム７７はウォームホイール７３と噛み合って一対のウォームギアを構成し、駆動モータ７０の回転力が補助ブラシ３１０のブラシ基台３１０ａに伝達されるようになっている。

また、アセンブリ固定部材７８には上部からセンサモジュール７９が組み込まれる。センサモジュール７９は、透光性ケースの中に床面検知センサ３１９を構成する発光素子（赤外線発光ダイオード）３１９ａと受光素子（フォトトランジスタ）３１９ｂを備える。発光素子３１９ａからの発射光は貫通孔８９、８８を介して対象物（床面）を照射し、その反射光が貫通孔８８、８９を介して受光素子３１９ｂに受光され、それによって床面検知センサ３１９は床面の有無、つまり正常な床面と階段のような大きな段差（クリフ）の存在を検知することができるようになっている。

実施形態４によれば、補助ブラシ３１０と床面検知センサ３１９を一体化させたユニットが駆動輪２９よりも外側に配置されているため、脱輪の防止と壁際の掃除性能を向上させることができる。この構成は、特に、筐体のサイズが大きい自走式掃除機に好適である。

（実施形態４の変形例１）
図１４は図１２の自走式掃除機における補助ブラシ付近の別の構造を示す断面図である。なお、図１４において、図３中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。

前記実施形態４では、図１３に示すように、補助ブラシ３１０のブラシ基台３１０ａと駆動モータ７０の出力軸とが互いに直交し、ウォームホイール７３とウォーム７７からなるウォームギアを介して結合されている場合を例示した。実施形態４の変形例１では、図１４に示すように、ウォームホイール７３とウォーム７７と駆動モータ７０とをそれぞれスパーギア（平歯車）７３ａ，７７ａと駆動モータ７０ａとに置換し、補助ブラシ３１０のブラシ基台３１０ａと駆動モータ７０ａの出力軸を平行に結合するようにしている。これによって駆動モータのトルクの伝達効率がウォームギアを用いた場合よりも向上するが、減速比が不足する場合には、駆動モータ７０ａに減速機付モータ（ギアードモータ）を用いればよい。なお、駆動モータ７０ａは、適当な締結部品（ビスやスプリングワッシャなど）を用いて、底板２ａに固定される。

（まとめ）
本発明の自走式掃除機用の補助ブラシは、自走式掃除機の筐体底面から垂直状に露出する回転軸に取り付けられるブラシ基台と、床面に接触するように前記ブラシ基台に植設された複数のブラシ毛束とを備え、
前記複数のブラシ毛束は、床面と接触する先端部および前記ブラシ基台に植設される基端部をそれぞれ有し、
前記ブラシ基台は、前記複数のブラシ毛束の各先端部から前記回転軸の軸心と床面との交点までの距離がそれぞれ異なるように、前記複数のブラシ毛束の基端部を収納する複数の収納部を有している。

本発明の自走式掃除機用の補助ブラシは、次のように構成されてもよい。
（１）前記複数の収納部は、前記複数のブラシ毛束が前記軸心に対してそれぞれ異なる傾斜角度で突出するようにブラシ毛束の基端部を収納してもよい。
このようにすれば、傾斜角度を大きくすればブラシ毛束の先端をブラシ基台から遠くに配置できると共に、傾斜角度を小さくすればブラシ毛束の先端をブラシ基台の近くに配置できる。

（２）前記ブラシ基台は逆テーパ面または半球面を有し、
前記複数の収納部は、前記逆テーパ面または前記半球面における異なる同心円上にそれぞれ配置されてもよい。
このようにすれば、複数のブラシ毛束の傾斜角度を統一しながら各ブラシ毛束の先端部から前記交点までの距離を異ならせることができる。

（３）前記複数の収納部は、前記複数のブラシ毛束が半径方向に対してそれぞれ異なる突出角度で突出するようにブラシ毛束の基端部を収納してもよい。
このようにすれば、同じ長さの複数のブラシ毛束を用いながらブラシ毛束の先端部から前記交点までの距離を異ならせることができる。

（４）前記複数のブラシ毛束における前記先端部から前記複数の収納部までの長さがそれぞれ異なってもよい。
このようにすれば、複数のブラシ毛束の長さを床面上を掃くのに適した長さに調整することができる。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１自走式掃除機
２筐体
５回転軸
１０ａ、１１０ａ、２１０ａ、３１０ａブラシ基台
１０ａ₂₁〜１０ａ₂₃、１１０ａ₂₁〜１１０ａ₂₃、２１０ａ₂₁〜２１０ａ₂₃、３１０ａ₂ 収納部
１０ｂ、１０ｂ₁〜１０ｂ₃、１１０ｂ₁〜１１０ｂ₃、２１０ｂ₁〜２１０ｂ₃、３１０ｂ₁〜３１０ｂ₄ ブラシ毛束
１０ｂ₁₁〜１０ｂ₃₁、１１０ｂ₁₁〜１１０ｂ₃₁、２１０ｂ₁₁〜２１０ｂ₃₁先端部
１０ｂ₁₂〜１０ｂ₃₂、１１０ｂ₁₂〜１１０ｂ₃₂基端部
１１０ａ₁₄ 逆テーパ面
Ｆ床面
Ｌ１〜Ｌ３距離
Ｏ₁〜Ｏ₃ 同心円
Ｐ軸心
Ｑ交点
α₁、α₂ 突出角度
θ₁〜θ₄ 傾斜角度

Claims

自走式掃除機の筐体底面から垂直状に露出する回転軸に取り付けられるブラシ基台と、床面に接触するように前記ブラシ基台に植設された複数のブラシ毛束とを備え、
前記複数のブラシ毛束は、床面と接触する先端部および前記ブラシ基台に植設される基端部をそれぞれ有し、
前記ブラシ基台は、前記複数のブラシ毛束の各先端部から前記回転軸の軸心と床面との交点までの距離がそれぞれ異なるように、前記複数のブラシ毛束の基端部を収納する複数の収納部を有していることを特徴とする自走式掃除機用の補助ブラシ。
前記複数の収納部は、前記複数のブラシ毛束が前記軸心に対してそれぞれ異なる傾斜角度で突出するようにブラシ毛束の基端部を収納している請求項１に記載の自走式掃除機用の補助ブラシ。
前記ブラシ基台は逆テーパ面または半球面を有し、
前記複数の収納部は、前記逆テーパ面または前記半球面における異なる同心円上にそれぞれ配置されている請求項１に記載の自走式掃除機用の補助ブラシ。
前記複数の収納部は、前記複数のブラシ毛束が半径方向に対してそれぞれ異なる突出角度で突出するようにブラシ毛束の基端部を収納している請求項１に記載の自走式掃除機用の補助ブラシ。
前記複数のブラシ毛束における前記先端部から前記複数の収納部までの長さがそれぞれ異なる請求項１〜４のいずれか１つに記載の自走式掃除機用の補助ブラシ。