JP2016185189A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのユニットの間で塵埃を移送するにあたり、塵埃を受け入れる側のユニットで塵埃を圧縮して、より大量の塵埃を蓄積可能な電気掃除機を提案する。【解決手段】電気掃除機１は、被掃除面の塵埃を捕集する掃除ユニット２と、掃除ユニット２が捕集した塵埃を収集するステーションユニット５と、を備えている。掃除ユニット２は、第一電動送風機１３と、第一電動送風機１３へ吸い込まれる空気から塵埃を分離し捕集する第一塵埃容器１２と、を備え、ステーションユニット５は、第二電動送風機６９と、第二電動送風機５９へ吸い込まれる空気から塵埃を分離し捕集する第二塵埃容器６８と、第二電動送風機６９が生じさせる吸い込み負圧によって第一塵埃容器１２から第二塵埃容器６８へ塵埃を移送する塵埃移送管２５と、を備え、塵埃を移送する移送流の発生よりも後に、移送流よりも流速の早い塵埃圧縮流を生じさせて第二塵埃容器６８内へ流入させる。【選択図】 図５

Description

本発明に係る実施形態は、電気掃除機に関する。

被掃除面の塵埃を捕集する掃除ユニットと、掃除ユニットが捕集した塵埃を蓄積するステーションユニットと、を備える電気掃除機が知られている。

この従来の電気掃除機は、台状のステーションユニットへ掃除ユニットを結合させ、電動送風機の吸込負圧を利用して掃除ユニットが捕集した塵埃をステーションユニット内の塵埃容器へ収集する。

特開２０１２−２４５３４４号公報

従来の電気掃除機は、掃除ユニット側の塵埃容器内に電動送風機から空気を吹き込んでステーションユニット側の塵埃容器へ塵埃を移送する。このとき、電動送風機は、掃除ユニット側の塵埃容器内に蓄積される塵埃に空気を吹き付けるブロワーとして機能する。

このブロワーとしての電動送風機から掃除ユニット側の塵埃容器内に吹き込まれる空気は、掃除ユニット側の塵埃容器から塵埃を吹き飛ばすエネルギーを有する一方で、ステーションユニット側の塵埃容器が破裂することを防ぐために、エネルギーの上限を抑制されている。このため、ステーションユニット側の塵埃容器に吹き込む空気は、ステーションユニット側の塵埃容器に移送された塵埃に作用して、その体積を小さくする（圧縮して密度を高める）ことには寄与できない。

そこで、本発明は、２つのユニットの間で塵埃を移送するにあたり、塵埃を受け入れる側のユニットで塵埃を圧縮して、より大量の塵埃を蓄積可能な電気掃除機を提案する。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電気掃除機は、前記被掃除面の塵埃を捕集する掃除ユニットと、前記掃除ユニットが捕集した塵埃を収集するステーションユニットと、を備え、前記掃除ユニットは、吸い込み負圧を生じさせる第一電動送風機と、前記第一電動送風機へ吸い込まれる空気から塵埃を分離し捕集する第一塵埃容器と、を備え、前記ステーションユニットは、吸い込み負圧を生じさせる第二電動送風機と、前記第二電動送風機へ吸い込まれる空気から塵埃を分離し捕集する第二塵埃容器と、前記第一塵埃容器と前記第二塵埃容器とを流体的に接続して前記第二電動送風機が生じさせる吸い込み負圧によって前記第一塵埃容器から前記第二塵埃容器へ塵埃を移送する塵埃移送管と、を備え、前記塵埃を移送する移送流の発生よりも後に、前記移送流よりも流速の早い塵埃圧縮流を生じさせて前記第二塵埃容器内へ流入させる。

本発明の実施形態に係る電気掃除機の外観の斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の自律型掃除ユニットを底面から見た斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機のステーションユニットの斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機のステーションユニットの縦断面。 本発明の実施形態に係る電気掃除機のステーションユニットの横断面。 本発明の実施形態に係る電気掃除機のステーションユニットの他の例を示す横断面。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の自律型掃除ユニットおよびステーションユニットの連結部分を示す縦断面図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の自律型掃除ユニットおよびステーションユニットの連結部分を示す縦断面図。

本発明に係る電気掃除機の実施形態について図１から図８を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の外観の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、被掃除面の塵埃を捕集する掃除ユニット２と、掃除ユニット２の充電電極３を有するステーションユニット５と、を備えている。掃除ユニット２は、居室内の被掃除面の全域に渡って自律で移動して塵埃を捕集する。この後、掃除ユニット２は、ステーションユニット５へ自律して帰巣し、捕集した塵埃をステーションユニット５側へ引き渡す。

なお、掃除ユニット２がステーションユニット５へ帰巣する帰巣位置とは、掃除ユニット２の充電電極３がステーションユニット５に電気的に接続される位置であって、掃除ユニット２は、充電が必要な状態や、居室の掃除を終えた場合には、この帰巣位置へ自律して帰巣する。掃除ユニット２がステーションユニット５の充電電極３に電気的に接続される位置は、自律移動する掃除ユニット２と任意の場所に設置可能なステーションユニット５との間の相対的な位置関係である。

また、図１中の矢印Ａは掃除ユニット２の前進方向、矢印Ｂは掃除ユニット２の後退方向である。掃除ユニット２の幅方向は、矢印Ａおよび矢印Ｂに対して直交する方向である。掃除ユニット２は、前進してステーションユニット５から離脱し、居室内を自律で走行する一方、ステーションユニット５へ帰巣する際には後退してステーションユニット５に連結する。掃除ユニット２は、前進してステーションユニット５から離脱し、居室内を自律で走行する一方、ステーションユニット５へ帰巣する際には後退してステーションユニット５に連結する。

さらに、本実施形態に係る掃除ユニット２は、自律して掃除を行う、いわゆるロボットクリーナーであるが、非自律型、つまりキャニスタ型、アップライト型、スティック型、あるいはハンディ型など、被掃除面を移動可能な掃除ユニットであってもよい。これらの掃除ユニットは、掃除ユニット２のようにステーションユニット５へ自律移動はしないが、ユーザーによってステーションユニット５へ連結される。

掃除ユニット２は、中空円盤形状の本体ケース１１と、本体ケース１１の後部に着脱自在に設けられる第一塵埃容器１２と、本体ケース１１内に収容されて第一塵埃容器１２に接続される第一電動送風機１３と、被掃除面の掃除ユニット２を移動させる移動部１５と、移動部１５を駆動させる駆動部１６と、駆動部１６を制御して被掃除面の本体ケース１１を自律的に移動させるロボット制御部１７と、電源としての二次電池１８と、を備えている。

第一電動送風機１３は、吸い込み負圧を発生させる。

第一塵埃容器１２は、本体ケース１１に一体に設けられていて着脱不能なものであっても良い。第一塵埃容器１２は、第一電動送風機１３へ吸い込まれる空気から塵埃を分離し捕集する。

ステーションユニット５は、被掃除面に設置されている。ステーションユニット５は、掃除ユニット２が乗り上げる台座２１と、台座２１に一体化される塵埃回収部２２と、充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう掃除ユニット２を誘導するローラ対２３と、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置関係において、掃除ユニット２の第一塵埃容器１２に気密に連結される塵埃移送管２５と、塵埃移送管２５内から突出するレバー２６と、商用交流電源から電力を導く電源コード２９と、を備えている。

次に、本発明の実施形態に係る掃除ユニット２について詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の自律型掃除ユニットを底面から見た斜視図である。

図２に示すように、本発明の実施形態に係る電気掃除機１の掃除ユニット２は、本体ケース１１の底面１１ａに設けられる吸込口用清掃体３１と、吸込口用清掃体３１を駆動させる吸込口用駆動部３２と、本体ケース１１の底面１１ａに設けられる左右一対の底面側部清掃体３３と、底面側部清掃体３３のそれぞれを駆動させる左右一対の底面側部駆動部３５と、を備えている。

円盤形状の本体ケース１１は、例えば合成樹脂製であり、被掃除面を容易に旋回できる。底面１１ａの後半部の幅方向中央部には、横長の吸込口３６が開口されている。

吸込口３６は、本体ケース１１の幅寸法、つまり直径寸法の３分の２程度の幅寸法を有している。吸込口３６は、第一塵埃容器１２を経て第一電動送風機１３に流体的に接続されている。

また、本体ケース１１は、底面１１ａに塵埃容器口３７を有している。塵埃容器口３７は、第一塵埃容器１２を覆う部分に配置されている。塵埃容器口３７は、角丸矩形状に開口されて、本体ケース１１に装着された第一塵埃容器１２を部分的に露出させている。

第一塵埃容器１２は、第一電動送風機１３が発生させる吸込負圧によって吸込口３６から吸い込まれる塵埃を蓄積する。塵埃を濾過捕集するフィルタ、遠心分離(サイクロン分離)や直進分離などの慣性分離によって塵埃を蓄積する分離装置などが第一塵埃容器１２に適用される。第一塵埃容器１２は、本体ケース１１の後部に配置されている。第一塵埃容器１２は、本体ケース１１に着脱自在に設けられて掃除ユニット２が捕集する塵埃を蓄積する容器本体３８と、本体ケース１１に取り付けられた状態において塵埃容器口３７から露出する連結部３９と、連結部３９に設けられて容器本体３８内の塵埃を廃棄する廃棄口４１と、廃棄口４１を開閉する廃棄蓋４２と、を備えている。

移動部１５は、本体ケース１１の底面１１ａに配置される左右一対の駆動輪４５と、本体ケース１１の底面１１ａに配置される旋回輪４６と、を備えている。

一対の駆動輪４５は、本体ケース１１の底面１１ａから突出しており、掃除ユニット２を被掃除面に置いた状態で被掃除面に接地する。また、一対の駆動輪４５は、本体ケース１１の前後方向において略中央部に配置され、かつ吸込口３６の前方を避けて本体ケース１１の左右それぞれの側部寄りに配置されている。一対の駆動輪４５の回動軸は、本体ケース１１の幅方向に沿って延びる直線上に配置されている。掃除ユニット２は、左右の駆動輪４５を互いに同一方向に回転させることによって前進または後退し、左右の駆動輪４５を互いに反対方向に回転させることによって右回りまたは左回りに旋回する。

旋回輪４６は、被掃除面を旋回自在な従動輪である。本体ケース１１の幅方向の略中央部、かつ、前部に配置されている。

駆動部１６は、一対の駆動輪４５のそれぞれに接続される一対の電動機である。駆動部１６は、左右の駆動輪４５をそれぞれ独立に駆動させる。

ロボット制御部１７は、マイクロプロセッサ（図示省略）、およびマイクロプロセッサが実行する各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する記憶装置（図示省略）を備えている。ロボット制御部１７は、第一電動送風機１３、吸込口用駆動部３２、駆動部１６、および底面側部駆動部３５に電気的に接続されている。

二次電池１８は、第一電動送風機１３、吸込口用駆動部３２、駆動部１６、底面側部駆動部３５、およびロボット制御部１７の電源である。二次電池１８は、例えば旋回輪４６の後方に配置されている。二次電池１８は、本体ケース１１の底面１１ａに配置される一対の充電端子４７に電気的に接続されている。二次電池１８は、ステーションユニット５の充電電極３に充電端子４７が接続されることによって充電される。

吸込口用清掃体３１は、吸込口３６に設けられている。吸込口用清掃体３１は、本体ケース１１の幅方向に延びる回転中心線回りに回転可能な軸状のブラシである。吸込口用清掃体３１は、例えば長尺な軸部と、軸部の径方向に延び、かつ軸部の長手方向へ螺旋状に並ぶ複数条のブラシと、を備えている。吸込口用清掃体３１は、吸込口３６から本体ケース１１の底面１１ａよりも下方へと突出しており、掃除ユニット２を被掃除面に置いた状態でブラシを被掃除面に接触させる。

吸込口用駆動部３２は、本体ケース１１内に収容されている。

一対の底面側部清掃体３３は、吸込口用清掃体３１の前進方向に対する左右の両側方に配置されて、吸込口用清掃体３１が届かない壁際の被掃除面の塵埃を掻き集めて吸込口３６へ導く補助的な清掃体である。それぞれの底面側部清掃体３３は、被掃除面の垂線に対してやや前傾する回転中心となるブラシ基部４８と、ブラシ基部４８の径方向に向けて放射状に突出する例えば３つの線状清掃体４９と、を備えている。

それぞれのブラシ基部４８は、吸込口３６および左右の駆動輪４５よりも前方、かつ旋回輪４６よりも後方であって、吸込口３６よりも左右それぞれの側方寄りに配置されている。また、それぞれのブラシ基部４８の回転中心線は、被掃除面の垂線に対してやや前傾されている。このため、線状清掃体４９は、被掃除面に対して前傾した面に沿って旋回している。つまり、ブラシ基部４８に対して前側に旋回してくる線状清掃体４９は先端側ほど被掃除面に対して押し付けられ、ブラシ基部４８に対して後ろ側に旋回してくる線状清掃体４９は先端側ほど被掃除面から離れることになる。

線状清掃体４９は、ブラシ基部４８から例えば三方向へ等間隔に配置されている。なお、線状清掃体４９は、ブラシ基部４８ごとに４つ以上設けられていてもよい。それぞれの線状清掃体４９は、先端側に清掃部材としての複数のブラシ毛を備えている。さらに、ブラシ毛は、本体ケース１１の外周縁よりも外側へ拡がる軌跡を描いてブラシ基部４８を中心に旋回している。

それぞれの底面側部駆動部３５は、下方に突出して底面側部清掃体３３のブラシ基部４８に接続される回転軸を備えている。それぞれの底面側部駆動部３５は、被掃除面の塵埃を吸込口３６へと掻き集めるように底面側部清掃体３３を回転させる。

また、掃除ユニット２は、ステーションユニット５へ帰巣することを知らせる帰巣報知信号を送信する送信部５１を備えている。送信部５１は、赤外線や無線を利用して帰巣報知信号を送信する。

次に、本発明の実施形態に係るステーションユニット５について詳細に説明する。

図３は、本発明の実施形態に係る電気掃除機のステーションユニットの斜視図である。

図３に示すように、本実施形態に係るステーションユニット５の台座２１は、ステーションユニット５の前側へ張り出して矩形状に拡がっている。台座２１は、塵埃回収部２２の底部に連接する高床部６１と、高床部６１から張り出す低床部６２と、を備えている。低床部６２および高床部６１は、ステーションユニット５の幅方向へ帯状に延びている。低床部６２には、ローラ対２３が配置されている。高床部６１には、充電電極３および塵埃移送管２５の入口が配置されている。

掃除ユニット２は、一対の駆動輪４５を低床部６２に乗り上げ、第一塵埃容器１２を高床部６１の上方に配置する姿勢でステーションユニット５の帰巣位置へ到達する。

ローラ対２３は、台座２１の低床部６２の左右それぞれの端部、かつ前端部に配置されている。

ローラ対２３は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向に交差する方向、つまり幅方向へ掃除ユニット２を誘導する一対の交差方向ローラ６３と、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ到達すると一対の駆動輪４５のそれぞれを空転させる一対の停止用ローラ６５と、を備えている。ローラ対２３、つまり一対の交差方向ローラ６３および一対の停止用ローラ６５は、一対の駆動輪４５の接地面としての台座２１よりも突出している。

一対の交差方向ローラ６３は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かって離間距離の狭まる非平行な回転中心Ｃ１を有している。つまり、一対の交差方向ローラ６３は、台座２１側から塵埃回収部２２に近づくにつれて相互に近づく回転中心Ｃ１を有している。

一対の停止用ローラ６５は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向に交差する回転中心Ｃ２を有している。一対の停止用ローラ６５は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ到達すると一対の駆動輪４５のそれぞれを空転させて掃除ユニット２の進行（後退）を阻止する。なお、一対の停止用ローラ６５の回転中心Ｃ２は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向に対して直交することが望ましい。

台座２１は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう際に一対の駆動輪４５のそれぞれの接地面積を減じる凹凸状の走行面６６を備えている。走行面６６は、ローラ対２３、つまり一対の交差方向ローラ６３および一対の停止用ローラ６５に囲まれる部分に配置されている。走行面６６は、台座２１の一部に設けられる複数の線状凹凸、格子状凹凸、または複数の半球状凹凸である。

塵埃回収部２２は、塵埃移送管２５を通じて第一塵埃容器１２から廃棄される塵埃を蓄積する第二塵埃容器６８と、塵埃回収部２２内に収容されて第二塵埃容器６８に接続される第二電動送風機６９と、商用交流電源から第二電動送風機６９および充電電極３へ電力を導く電源コード２９と、を備えている。
第二電動送風機６９は、吸い込み負圧を生じさせる。

塵埃移送管２５は、第一塵埃容器１２と第二塵埃容器６８とを流体的に接続して第二電動送風機６９が生じさせる吸い込み負圧によって第一塵埃容器１２から第二塵埃容器６８へ塵埃を移送する。

塵埃回収部２２は、ステーションユニット５の後部に配置されて台座２１よりも上方へ角丸矩形状に延びている。塵埃回収部２２の正面壁は、掃除ユニット２の後端部に対応する円弧状の凹没部７１を備えている。塵埃移送管２５の入口は、台座２１の高床部６１から凹没部７１に渡っている。また、凹没部７１には、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ到達したか否かを検知する帰巣確認検知部７２が設けられている。帰巣確認検知部７２は、可視光や赤外線を利用して掃除ユニット２との相対距離を検知する所謂、対物センサである。帰巣確認検知部７２は、塵埃回収部２２の正面方向において掃除ユニット２との相対距離を検知する第一センサ部７３と、塵埃回収部２２の高さ方向において掃除ユニット２との相対距離を検知する第二センサ部７５と、を備えている。

また、塵埃回収部２２は、本体８１内に収容される第二塵埃容器６８を覆い隠す蓋体８２を備えている。蓋体８２の下方には、第二塵埃容器６８が配置されている。

充電電極３は、塵埃移送管２５の入口を挟んで一対に設けられている。また、充電電極３のそれぞれは、凹没部７１の左右の縁の正面に配置されている。

また、ステーションユニット５は、掃除ユニット２から帰巣報知信号を受信する受信部８３を備えている。受信部８３は、赤外線や無線を利用して送信される帰巣報知信号を受信する。

図４は、本発明の実施形態に係る電気掃除機のステーションユニットの縦断面である。

図５は、本発明の実施形態に係る電気掃除機のステーションユニットの横断面である。

図４および図５に示すように、本発明の実施形態に係るステーションユニット５の塵埃回収部２２は、塵埃を案内する風路としての塵埃移送管２５を有する本体８１と、本体８１に収納されて塵埃移送管２５に流体的に接続される第二塵埃容器６８と、第二塵埃容器６８に流体的に接続される最下流管８５と、最下流管８５および第二塵埃容器６８を介して塵埃移送管２５に吸い込み負圧を生じさせる第二電動送風機６９と、を備えている。

本体８１は、奥行き方向（掃除ユニット２が帰巣する際に進行する方向）に短く、幅方向に長い。本体８１は、幅方向における一方の半部、具体的には右側半部に第二塵埃容器６８が収容される塵埃容器室９５を有し、幅方向における他方の半部、具体的には左側半部に第二電動送風機６９が収容される送風機室９６を有している。

塵埃移送管２５は、第一塵埃容器１２から第二塵埃容器６８へ塵埃を移送する空気の流れを導く。この、第一塵埃容器１２から第二塵埃容器６８へ塵埃を移送する空気の流れを移送流と呼ぶ。

塵埃移送管２５は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置関係において、第一塵埃容器１２の連結部３９に接して廃棄口４１に気密に連結される。塵埃移送管２５の開口縁には環状のシール部材２５ａが設けられている。シール部材２５ａは、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置関係において、連結部３９に密着する。塵埃移送管２５は、台座２１の高床部６１に配置される入口から後方へ延びて塵埃回収部２２内へ至り、塵埃回収部２２内で屈曲しつつ塵埃容器室９５と送風機室９６との間を上方へ延びて第二塵埃容器６８の側方へ至り、再度屈曲して第二塵埃容器６８へ向かって直線状に延びている。

塵埃移送管２５は、ステーションユニット５の上方へ向かって開口する入口と、第二塵埃容器６８へ向かって側方へ開口する出口と、を有している。

塵埃移送管２５の入口に配置されるレバー２６は、塵埃回収部２２の正面方向、かつ上向きに延びるフック９７を備えている。

第二塵埃容器６８は、第二電動送風機６９へ吸い込まれる空気から塵埃を分離し捕集する。第二塵埃容器６８は、塵埃移送管２５に繋がる塵埃入口１０１と、塵埃入口１０１に併設される圧縮流入口１０２と、塵埃入口１０１および圧縮流入口１０２に対面して第二電動送風機６９に繋がる吐出口１０３と、吐出口１０３の下方に配置される集塵室１０５と、を有する塵埃容器１０６を備えている。

また、第二塵埃容器６８は、吐出口１０３に設けられるネットフィルタ１０７と、吐出口１０３に繋がって塵埃容器１０６の側方に配置される二次フィルタ１０８と、二次フィルタ１０８の下流側風路を有するカバー管１１１と、を備えている。
二次フィルタ１０８は、最下流管８５に連結されている。

カバー管１１１は、二次フィルタ１０８の下流風路を最下流管８５に接続する風路を兼ねている。

第二電動送風機６９は、吸込口を上方へ向けて本体８１の送風機室９６に収容されている。

最下流管８５は、第二電動送風機６９の吸込側の風路であって、塵埃移送管２５の上方に配置されて塵埃回収部２２の本体８１内を幅方向へ延びている。最下流管８５の入口は、塵埃容器室９５に繋げられている。最下流管８５の出口は、第二電動送風機６９の吸込口に繋げられている。最下流管８５は、第二塵埃容器６８の二次フィルタ１０８の下流側に連結されている。

また、塵埃回収部２２は、移送流よりも流速の早い塵埃圧縮流を流通させる圧縮流流通管１１２と、塵埃を移送する移送流と塵埃圧縮流とを択一的に流通させる少なくとも１つの切替弁１１３と、を備えている。

圧縮流流通管１１２は、第二塵埃容器６８へ至る塵埃移送管２５の直線部に併設されて、塵埃圧縮流を直進させる直線流路である。圧縮流流通管１１２は、第二塵埃容器６８の圧縮流入口１０２に繋がり、第二塵埃容器６８内へ塵埃圧縮流を流入させる。圧縮流流通管１１２は、塵埃移送管２５よりも流路断面積が小さい。圧縮流流通管１１２は、外気を吸い込む吸気口１１５を有しており、塵埃圧縮流を移送流とはそれぞれ異なる別の入口から流れ込む外気によって生じる。つまり、圧縮流流通管１１２は、掃除ユニット２の吸込口３６からステーションユニット５の第二塵埃容器６８へ至る流路長に比べて極めて短い流路長、具体的には第二塵埃容器６８へ至る塵埃移送管２５の直線部と同程度の流路長を有し、しかも、その流路内には吸込口用清掃体３１や経路内の屈曲部分などの圧力損失を増加させる要素がない。塵埃圧縮流は、圧縮流流通管１１２の吸気口１１５から吸い込まれる空気によって生じ、移送流は、掃除ユニット２の吸込口３６から第一塵埃容器１２を経て塵埃移送管２５を流通する空気によって生じる。したがって、第二電動送風機６９を同じ出力で運転する場合であっても、移送流よりも流速の速い塵埃圧縮流を生じさせることに寄与する。

吸気口１１５から圧縮流流通管１１２へ流れ込む塵埃圧縮流は、圧縮流流通管１１２を直進して圧縮流入口１０２から第二塵埃容器６８へ流入し、さらに直進して第二塵埃容器６８内で対面する吐出口１０３のネットフィルタ１０７へ吹き付ける。塵埃圧縮流は、ネットフィルタ１０７へ吹き付けることによって、ネットフィルタ１０７に濾過されて第二塵埃容器６８内に残置される塵埃を圧縮する。

切替弁１１３は、圧縮流流通管１１２の吸気口１１５に設けられている。切替弁１１３は、電動機１１６によって開閉される。塵埃回収部２２は、第二電動送風機６９の運転中に切替弁１１３を閉じることによって塵埃移送管２５に移送流を生じさせ、切替弁１１３を開くことによって圧縮流流通管１１２に塵埃圧縮流を生じさせる。

なお、切替弁１１３は、第二塵埃容器６８の塵埃入口１０１と圧縮流入口１０２との間に設けられて、いずれか一方を閉ざし、かつ他方を開く弁であっても良い。また、切替弁１１３は、圧縮流流通管１１２の吸気口１１５に設けられる弁と、第二塵埃容器６８の塵埃入口１０１と圧縮流入口１０２との間に設けられて、いずれか一方を閉ざし、かつ他方を開く弁とを組み合わせたものであっても良い。

さらに、塵埃回収部２２は、第二電動送風機６９の運転を制御する制御部１１７と、を備えている。

制御部１１７は、マイクロプロセッサ（図示省略）、およびマイクロプロセッサが実行する各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する記憶装置（図示省略）を備えている。

また、制御部１１７は、第二電動送風機６９の運転を制御して負圧を生じさせ、第一塵埃容器１２に蓄積される塵埃を第二塵埃容器６８へ移送する。制御部１１７は、掃除ユニット２がステーションユニット５へ帰巣した後に、第二電動送風機６９を運転して第一塵埃容器１２から第二塵埃容器６８へ塵埃を移送する。

さらに、制御部１１７は、第一塵埃容器１２から第二塵埃容器６８へ塵埃を移送する移送流の発生よりも後に、この移送流よりも流速の早い塵埃圧縮流を生じさせて第二塵埃容器６８内へ流入させる。制御部１１７は、電動機１１６を制御して切替弁１１３を開閉させることによって移送流と塵埃圧縮流とを切り替えるタイミングを制御している。

次に、実施形態に係る電気掃除機１のステーションユニット５の他の例を説明する。なお、ステーションユニット５Ａにおいてステーションユニット５と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図６は、本発明の実施形態に係る電気掃除機のステーションユニットの他の例を示す横断面である。

図６に示すように、実施形態に係る電気掃除機１のステーションユニット５Ａは、ステーションユニット５の圧縮流流通管１１２に代えて、塵埃移送管２５の流路断面積を絞って塵埃圧縮流を生じさせる圧縮流発生弁１１８を備えている。

圧縮流発生弁１１８は、第二塵埃容器６８の繋がる圧縮流流通管１１２の直線部に設けられており、電動機１１６によって駆動されて塵埃移送管２５の流路断面積を絞るフラップである。圧縮流発生弁１１８は、制御部１１７が電動機１１６を制御することによって移送流と塵埃圧縮流とを切り替えるタイミングを制御している。

第二塵埃容器６８Ａは、圧縮流流通管１１２に繋がる圧縮流入口１０２を有しておらず、塵埃移送管２５に繋がる塵埃入口１０１と、塵埃入口１０１に対面して第二電動送風機６９に繋がる吐出口１０３Ａと、吐出口１０３Ａの下方に配置される集塵室１０５と、を有する塵埃容器１０６Ａを備えている。

なお、ステーションユニット５、５Ａのいずれも、塵埃圧縮流を生じさせるタイミングは、移送流によって塵埃が第二塵埃容器６８内に到達した後が好ましく、移送流に連続させて塵埃圧縮流を生じさせても良く、移送流に間欠させて塵埃圧縮流を生じさせても良い。この間欠期間は、掃除ユニット２の次回の掃除運転時であっても良く、すなわち制御部１１７は、帰巣報知信号を受信した後であって、掃除ユニット２が帰巣するまでに第二電動送風機６９を運転して塵埃圧縮流を生じさせても良い。

掃除ユニット２がステーションユニット５、５Ａの帰巣位置へ戻ると、掃除ユニット２の充電端子４７がステーションユニット５の充電電極３に電気的に接続される。このとき、ステーションユニット５、５Ａの塵埃移送管２５は、第一塵埃容器１２の連結部３９に接続される。この後、ステーションユニット５、５Ａは、第二電動送風機６９を運転して、図４から図６中の実線矢印の方向へ空気を吸い込んで移送流を生じさせ、第一塵埃容器１２から第二塵埃容器６８へ塵埃を移動させる。第二塵埃容器６８は、目の粗い粗塵をネットフィルタ１０７で補足する。ネットフィルタ１０７に補足される塵埃は、移送流によってネットフィルタ１０７へ押し付けられるようにして圧縮される。ステーションユニット５、５Ａは、ネットフィルタ１０７で塵埃を補足した後、切替弁１１３または圧縮流発生弁１１８を駆動させて塵埃圧縮流を生じさせてネットフィルタ１０７に補足された塵埃をさらにネットフィルタ１０７へ押し付けて高密度に圧縮する。圧縮された粗塵は、目の細かいフィルタのような役割をして空気の含まれる目の細かい細塵を補足する。圧縮された粗塵と粗塵に補足された細塵は、いずれ自重でネットフィルタ１０７から剥がれ落ち、塵埃容器室９５の底から溜められる。

ネットフィルタ１０７を通過する目の細かい細塵や、圧縮された粗塵を通過する細塵は、二次フィルタ１０８によって補足される。

図７および図８は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の自律型掃除ユニットおよびステーションユニットの連結部分を示す縦断面図である。

図７および図８は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置、つまり帰巣位置へ近づく様子を示している。また、掃除ユニット２がステーションユニット５、５Ａから離れる場合には図８から図７へと逆順の様相となる。

図７および図８に示すように、本実施形態に係る掃除ユニット２の第一塵埃容器１２は、本体ケース１１に設けられて掃除ユニット２が捕集する塵埃を蓄積する容器本体３８と、本体ケース１１に第一塵埃容器１２が装着された状態において塵埃容器口３７から露出する連結部３９と、連結部３９に設けられて容器本体３８内に通じる廃棄口４１と、廃棄口４１を開閉する廃棄蓋４２と、を備えている。

連結部３９は、容器本体３８に一体成形されている。連結部３９は、塵埃容器口３７に対応して角丸矩形状に突出している。連結部３９は、本体ケース１１に第一塵埃容器１２が装着された状態において、塵埃容器口３７に嵌合している。連結部３９は、本体ケース１１の外表面に面一な外周縁部を有する一方、廃棄口４１の周縁部に凹没部を有している。この凹没部の中央には、廃棄口４１が配置されている。また凹没部には、廃棄蓋４２が配置されている。

廃棄口４１は、本体ケース１１に第一塵埃容器１２が装着された状態において、掃除ユニット２の下方へ向かって開口されている。

廃棄口４１は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置関係において、掃除ユニット２の中央よりもステーションユニット５、５Ａに近い側に配置されている。つまり、廃棄口４１は、掃除ユニット２が後退してステーションユニット５、５Ａへ近づき、一対の駆動輪４５をステーションユニット５、５Ａの台座２１に乗り上げると、ステーションユニット５、５Ａの塵埃回収部２２に近づく。

廃棄蓋４２は、掃除ユニット２の外観に露出しており、本体ケース１１の外表面に面一である。廃棄蓋４２には、ステーションユニット５、５Ａのレバー２６を引っ掛けるレバー受１２３が設けられている。

他方、本実施形態に係るステーションユニット５、５Ａのレバー２６は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう途中で掃除ユニット２の廃棄蓋４２に引っ掛かり、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ到達すると廃棄蓋４２を開いて廃棄口４１と塵埃移送管２５とを流体的に接続させる（図８）。

掃除ユニット２の廃棄蓋４２およびステーションユニット５、５Ａのレバー２６は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向に交差する回転中心Ｃ３のまわりに回転する。なお、廃棄蓋４２の回転中心Ｃ４およびレバー２６の回転中心Ｃ３は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向に対して直交することが望ましい。

レバー２６の回転中心Ｃ３は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向において塵埃移送管２５の開口縁部のうち掃除ユニット２が最初に到達する縁部に配置されている。

また、レバー２６の回転中心Ｃ３は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向に移動自在に支持されている。つまり、レバー２６の回転中心Ｃ３は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向に移動することによって、掃除ユニット２の帰巣制御における位置精度のばらつきに影響されることなく、レバー受１２３にフック９７を引っ掛けることができる。

さらに、レバー２６の回転中心Ｃ３は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向において塵埃移送管２５の開口縁部のうち掃除ユニット２が最初に到達する縁部に設けられる軸カバー１２５によって覆われている。

廃棄蓋４２の回転中心Ｃ４は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向において廃棄蓋４２の遠方側に配置されている。また、廃棄蓋４２の回転中心Ｃ４は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向においてレバー受１２３よりも遠方側に配置されている。さらに、廃棄蓋４２の回転中心Ｃ４は、掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう方向において廃棄蓋４２のうち、廃棄口４１に接したり離れたりする蓋本体１２６よりも遠方側に配置されている。

これらレバー２６の回転中心Ｃ３および廃棄蓋４２の回転中心Ｃ４の配置によって、廃棄蓋４２は、レバー２６によって開かれると掃除ユニット２の容器本体３８から塵埃移送管２５へ塵埃を案内する傾斜面となる（図８）。

なお、廃棄蓋４２は、コイルバネ１２７によって、閉じる方向へバネ力を受けている。廃棄蓋４２は、コイルバネ１２７のバネ力に掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう推進力が勝ることによって開かれる。コイルバネ１２７は、レバー２６によって廃棄蓋４２が開かれると、押し潰されてエネルギーを蓄える一方、掃除ユニット２がステーションユニット５、５Ａから離脱してレバー受１２３からレバー２６が抜け出すと、エネルギーを解放して廃棄蓋４２を閉じる。

また、レバー２６は、コイルバネ（図示省略）によって、起立する（図７）方向へバネ力を受けている。レバー２６は、コイルバネのバネ力に掃除ユニット２が充電電極３に電気的に接続される位置へ向かう推進力が勝ることによって倒し込まれる。コイルバネは、レバー２６によって廃棄蓋４２が開かれると、押し潰されてエネルギーを蓄える一方、掃除ユニット２がステーションユニット５、５Ａから離脱してレバー受１２３からレバー２６が抜け出すと、エネルギーを解放してレバー２６を起立させる。

このように構成された本実施形態に係る電気掃除機１は、塵埃を移送する移送流の発生よりも後に、移送流よりも流速の早い塵埃圧縮流を生じさせて第二塵埃容器６８内へ流入させることにより、第一塵埃容器１２から移送された塵埃を圧縮して、より大量の塵埃を第二塵埃容器６８に蓄積することができるとともに、第二塵埃容器６８の小容量化とステーションユニット５、５Ａの小型化に寄与できる。

また、本実施形態に係る電気掃除機１は、塵埃圧縮流を流通させる圧縮流流通管１１２を備えることによって、移送流とは別個に塵埃圧縮流を生じさせて塵埃へ吹き付けることができる。

さらに、本実施形態に係る電気掃除機１は、塵埃移送管２５よりも流路断面積が小さい圧縮流流通管１１２を備えることによって、第二電動送風機６９の運転出力を変更することなく、移送流よりも流速の早い塵埃圧縮流を容易に生じさせることができる。

さらにまた、本実施形態に係る電気掃除機１は、切替弁１１３を備えることによって、移送流と塵埃圧縮流との発生を確実に制御できる。

また、本実施形態に係る電気掃除機１は、それぞれ異なる入口から流れ込む外気によって塵埃圧縮流と移送流とを生じさせることによって、移送流とは別個に塵埃圧縮流を生じさせて塵埃へ吹き付けることができる。

さらに、本実施形態に係る電気掃除機１は、圧縮流発生弁１１８を備えることによって、圧縮流流通管１１２を廃してステーションユニット５Ａをさらに小型化できる。

さらにまた、本実施形態に係る電気掃除機１は、塵埃移送管２５に繋がれる塵埃入口１０１と、塵埃圧縮流が流入する圧縮流入口１０２と、塵埃入口１０１および圧縮流入口１０２に面して第二電動送風機６９に繋がれる吐出口１０３と、吐出口１０３の下方に配置される集塵室１０５と、を有する第二塵埃容器６８を備えることによって、第二塵埃容器６８に吹き込む塵埃圧縮流を、ネットフィルタ１０７に補足される塵埃へ確実に吹き付けて塵埃を圧縮することができる。

また、本実施形態に係る電気掃除機１は、塵埃圧縮流を直進させる直線流路を有することによって、ネットフィルタ１０７に溜まる塵埃へ効率良く塵埃圧縮流を吹きかけることができる。

さらに、本実施形態に係る電気掃除機１は、自律して掃除を行う掃除ユニット２を備え、掃除ユニット２がステーションユニット５、５Ａへ帰巣した後に、第二電動送風機６９を運転して第一塵埃容器１２から第二塵埃容器６８へ塵埃を移送することによって、第一塵埃容器１２から塵埃を回収して次回運転に備え、自律型の掃除ユニット２の次回運転時の利便性を高めることができる。

さらにまた、本実施形態に係る電気掃除機１は、帰巣報知信号を受信した後であって、掃除ユニット２が帰巣するまでに第二電動送風機６９を運転して塵埃圧縮流を生じさせることによって、掃除ユニット２の帰巣直前に第二塵埃容器６８内の塵埃を圧縮して、塵埃の移送準備を行うことができる。

したがって、本実施形態に係る電気掃除機１によれば、２つのユニットの間で塵埃を移送するにあたり、塵埃を受け入れる側のステーションユニット５、５Ａで塵埃を圧縮して、より大量の塵埃を蓄積できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 電気掃除機
２ 掃除ユニット
３ 充電電極
５、５Ａ ステーションユニット
１１ 本体ケース
１１ａ 底面
１２ 第一塵埃容器
１３ 第一電動送風機
１５ 移動部
１６ 駆動部
１７ ロボット制御部
１８ 二次電池
２１ 台座
２２ 塵埃回収部
２３ ローラ対
２５ 塵埃移送管
２５ａ シール部材
２６ レバー
２９ 電源コード
３１ 吸込口用清掃体
３２ 吸込口用駆動部
３３ 底面側部清掃体
３５ 底面側部駆動部
３６ 吸込口
３７ 塵埃容器口
３８ 容器本体
３９ 連結部
４１ 廃棄口
４２ 廃棄蓋
４５ 駆動輪
４６ 旋回輪
４７ 充電端子
４８ ブラシ基部
４９ 線状清掃体
５１ 送信部
６１ 高床部
６２ 低床部
６３ 交差方向ローラ
６５ 停止用ローラ
６６ 走行面
６８、６８Ａ 第二塵埃容器
６９ 第二電動送風機
７１ 凹没部
７２ 帰巣確認検知部
７３ 第一センサ部
７５ 第二センサ部
８１ 本体
８２ 蓋体
８３ 受信部
８５ 最下流管
９５ 塵埃容器室
９６ 送風機室
９７ フック
１０１ 塵埃入口
１０２ 圧縮流入口
１０３、１０３Ａ 吐出口
１０５ 集塵室
１０６、１０６Ａ 塵埃容器
１０７ ネットフィルタ
１０８ 二次フィルタ
１１１ カバー管
１１２ 圧縮流流通管
１１３ 切替弁
１１５ 吸気口
１１６ 電動機
１１７ 制御部
１１８ 圧縮流発生弁
１２３ レバー受
１２５ 軸カバー
１２６ 蓋本体
１２７ コイルバネ

Claims (10)

1. 前記被掃除面の塵埃を捕集する掃除ユニットと、
   前記掃除ユニットが捕集した塵埃を収集するステーションユニットと、を備え、
   前記掃除ユニットは、
   吸い込み負圧を生じさせる第一電動送風機と、
   前記第一電動送風機へ吸い込まれる空気から塵埃を分離し捕集する第一塵埃容器と、を備え、
   前記ステーションユニットは、
   吸い込み負圧を生じさせる第二電動送風機と、
   前記第二電動送風機へ吸い込まれる空気から塵埃を分離し捕集する第二塵埃容器と、
   前記第一塵埃容器と前記第二塵埃容器とを流体的に接続して前記第二電動送風機が生じさせる吸い込み負圧によって前記第一塵埃容器から前記第二塵埃容器へ塵埃を移送する塵埃移送管と、を備え、
   前記塵埃を移送する移送流の発生よりも後に、前記移送流よりも流速の早い塵埃圧縮流を生じさせて前記第二塵埃容器内へ流入させる電気掃除機。
2. 前記塵埃圧縮流を流通させる圧縮流流通管を備える請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記圧縮流流通管は、前記塵埃移送管よりも流路断面積が小さい請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記移送流と前記塵埃圧縮流とを択一的に流通させる少なくとも１つの切替弁を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. 前記塵埃圧縮流を前記移送流とは、それぞれ異なる入口から流れ込む外気によって生じる請求項１から４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
6. 前記塵埃移送管の流路断面積を絞って前記塵埃圧縮流を生じさせる圧縮流発生弁を備える請求項１に記載の電気掃除機。
7. 前記第二塵埃容器は、前記塵埃移送管に繋がれる塵埃入口と、前記塵埃圧縮流が流入する圧縮流入口と、前記塵埃入口および前記圧縮流入口に面して前記第二電動送風機に繋がれる吐出口と、前記吐出口の下方に配置される集塵室と、を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
8. 前記塵埃圧縮流を直進させる直線流路を有する請求項１から７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
9. 前記掃除ユニットは、自律して掃除を行うロボットクリーナーであって、前記ステーションユニットへ自律して帰巣し、
   前記掃除ユニットが前記ステーションユニットへ帰巣した後に、前記第二電動送風機を運転して前記第一塵埃容器から前記第二塵埃容器へ塵埃を移送する請求項１から８のいずれか１項に記載の電気掃除機。
10. 前記掃除ユニットは、前記ステーションユニットへ帰巣することを知らせる帰巣報知信号を送信する送信部を備え、
    前記ステーションユニットは、前記掃除ユニットから前記帰巣報知信号を受信する受信部を備え、前記帰巣報知信号を受信した後であって、前記掃除ユニットが帰巣するまでに前記第二電動送風機を運転して前記塵埃圧縮流を生じさせる請求項１から９のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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