JP2020039511A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】走行時の転倒を抑制できる電気掃除機を提供する。【解決手段】電気掃除機１は、第一車輪25と、二つの第二車輪26と、補助支持部36と、を備える。第一車輪25は、底面側において、走行方向の前方側に設けられて走行面上を走行する。第二車輪26は、底面側において、走行方向の後方側に設けられて走行面上を走行する。補助支持部36は、第一車輪25と第二車輪26との接地位置を結ぶ仮想線Ｌよりも走行方向の前方側において、第一車輪25と第二車輪26とが平面に接地されている場合に該平面から離間する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、車輪により走行面を走行する電気掃除機に関する。

キャニスタ型や自律走行式の電気掃除機において、進行方向を設定する旋回輪が掃除機本体の走行方向の前側に一つ配置され、走行を安定させる走行輪が掃除機本体の後側の左右にそれぞれ配置された電気掃除機が広く知られている。このような電気掃除機では、旋回輪と対をなす走行輪とにより、床面に対して三点支持されるようになっている。

掃除機本体の小型化に連れて、走行方向における旋回輪と走行輪との距離も近くなっている。このように旋回輪と走行輪との距離が近くなると、走行面に対する走行時の安定感が損なわれやすく、走行時に転倒する可能性も高くなってしまう。

特開２００３−１５３８３２号公報

本発明が解決しようとする課題は、走行時の転倒を抑制できる電気掃除機を提供することである。

実施形態の電気掃除機は、第一車輪と、二つの第二車輪と、補助支持部と、を備える。第一車輪は、底面側において、走行方向の前方側に設けられて走行面上を走行する。第二車輪は、底面側において、走行方向の後方側に設けられて走行面上を走行する。補助支持部は、第一車輪と第二車輪との接地位置を結ぶ仮想線よりも走行方向の前方側において、第一車輪と第二車輪とが平面に接地されている場合に該平面から離間する。

一実施形態の電気掃除機を示す底面図である。 同上電気掃除機の補助支持部付近の拡大断面図である。 同上掃除機本体の斜視図である。 同上電気掃除機の側面図である。 同上電気掃除機の斜視図である。

以下、一実施形態について図面を参照して説明する。

図４及び図５において、１は電気掃除機である。本実施形態の電気掃除機１は、ユーザが走行面Ｓ上を走行させて移動させて塵埃を掃除する。本実施形態では、電気掃除機１として、キャニスタ型の電気掃除機を例に挙げて示すが、自律走行式のロボットクリーナ等でもよい。以下、本実施形態において、走行方向の前後方向及び上下方向は、電気掃除機１を走行面Ｓに載置した状態を基準として説明する。また、各図において、電気掃除機１の走行方向の前方側を矢印FRで示し、走行方向の後方側を矢印RRで示す。

電気掃除機１は、掃除機本体２を備え、走行手段３により走行面Ｓ上を走行可能となっている。また、掃除機本体２には、収容物として、例えば吸引源となる電動送風機４、電動送風機４を制御する制御部、及び、これら電動送風機４や制御部に電源を供給する電源部等が収容されている。電源部としては、外部電源を取るためのコードリール装置、あるいは二次電池等が用いられる。本実施形態では、掃除機本体２は、電源部としてコードリール装置を有するとともに、その外形の一部がコードリール装置内の形状に沿った略球体状を呈している。掃除機本体２は、図１に示すように、走行面Ｓに直接対向する底面部６を有しているとともに、底面部６の前方左右から底面部６の両側部全体に亘り、底面部６に対して外側斜め上方に立ち上がる傾斜部７を有している。ここで、底面部６とは、曲率が０又は曲率が所定値以下の平面状のものに限らず、凹凸等の構造が形成されているものを含む。また、傾斜部７は、例えば球面に沿って湾曲したものでもよいし、これに限らず、複数の平面や曲面等が連なって湾曲して形成されているもの等でもよい。

また、図３に示すように、掃除機本体２には、走行方向の前方側に取付部９を備えている。取付部９は、塵埃を集積する集塵装置10が取り付けられる部分であり、集塵装置10の形状に沿って湾曲している。取付部９は、走行方向の後方側に湾曲した円筒面状に形成されている。また、取付部９には、集塵装置10(図４)と接続される連通口11が設けられている。連通口11は、電動送風機４の吸込側と連通している。

また、電気掃除機１は、含塵空気の吸込口13を備えている。本実施形態において、吸込口13は、走行方向の前方側に位置する吸込部14に形成されているが、これに限られず、例えば電気掃除機１がロボットクリーナである場合には、掃除機本体２の下部等に配置されていてもよい。吸込部14は、走行前後方向に沿って軸方向を有する筒状に形成され、掃除機本体２に対して接続部15により接続されている。接続部15は、アーム状又は帯状に形成され、吸込部14の両側部と掃除機本体２の両側部とを接続している。

また、吸込口13には、図４及び図５に示すように、風路体17が接続される。風路体17は、例えば吸込口体、延長管、ホース体等を備えている。また、風路体17は、ユーザが把持操作する操作部を備えている。操作部には、電気掃除機１の起動及び停止を設定する設定手段が配置されている。なお、風路体17は、電気掃除機１がロボットクリーナである場合には不要である。

さらに、掃除機本体２には、集塵装置10が着脱される。集塵装置10は、掃除機本体２の走行方向の前方側に着脱される。本実施形態において、集塵装置10は、掃除機本体２の取付部９と吸込部14との間に、軸方向である長手方向に沿って挿脱されることで着脱される。本実施形態では、集塵装置10の挿脱方向は上下方向に沿っており、一端を下端として上方から装着され、上方に引き抜かれて取り外されるが、掃除機本体２の傾斜角度等によっては、これに限られない。また、集塵装置10は、本実施形態において、含塵空気を旋回させて塵埃を遠心分離するサイクロン分離式の集塵装置とするが、これに限られず、含塵空気から塵埃を分離捕集して空気を通過させる任意の構成としてよい。

集塵装置10は、円筒状に形成されている。また、集塵装置10は、含塵空気を導入する導入口を備える。導入口は、集塵装置10を掃除機本体２に装着した状態で吸込口13と気密に接続される。さらに、集塵装置10は、塵埃が分離された空気を排出する排出口を備える。排出口は、集塵装置10を掃除機本体２に装着した状態で連通口11(図３)と気密に接続される。また、集塵装置10は、係止手段により掃除機本体２に係止されるとともに、取外し機構19により係止手段による係止が解除されて掃除機本体２から取り外し可能となっている。

さらに、集塵装置10は、受け部材21により下方から支持される。受け部材21は、掃除機本体２の前方側に突設されている。本実施形態の受け部材21は、吸込部14及び接続部15に対して下方に離れて位置しているが、これに限られず、吸込部14や接続部15と連なって形成されていてもよい。また、受け部材21は、取付部９(図３)の下部に位置している。例えば、受け部材21は、取付部９の下部を覆って形成されている。すなわち、受け部材21は、走行面Ｓ側から見て、掃除機本体２の外形に対して前方側に突出している。さらに、本実施形態の受け部材21は、両側の傾斜部７の間に位置している。また、受け部材21は、集塵装置10を長手方向つまり掃除機本体２への着脱方向から見た形状に応じて形成されている。すなわち、本実施形態の受け部材21は、円形の皿状に形成されている。受け部材21の径寸法は、集塵装置10の径寸法に応じて設定され、本実施形態において、集塵装置10の径寸法よりも僅かに大きい。また、受け部材21の幅寸法は、本実施形態において、掃除機本体２の幅寸法よりも小さく設定されている。そのため、本実施形態の受け部材21の両側方には、掃除機本体２の傾斜部７との間に、括れ部22が形成されている。図１に示すように、括れ部22の位置において、掃除機本体２の底面部６と受け部材21とが括れて連なって形成されている。すなわち、括れ部22の位置において、掃除機本体２は、走行面Ｓからの上下方向の距離が、走行面Ｓから底面部６までの上下方向の距離よりも大きくなっている。なお、各括れ部22を覆って、掃除機本体２と受け部材21とに亘り連結部材が配置されていてもよい。

また、走行手段３は、本実施形態において、走行方向の前方側に配置された第一車輪25と、走行方向の後方側に配置された二つの第二車輪26と、を備えている。第一車輪25と対をなす第二車輪26とにより、電気掃除機１は走行面Ｓに対し三点支持される。つまり、走行面Ｓとは、第一車輪25と第二車輪26との接平面である。したがって、床面が例えばフローリング等の硬質平面状のものである場合、床面は走行面Ｓと略一致するものの、床面が絨毯等、毛足の長い起毛部材を備えるものである場合、床面は走行面Ｓと必ずしも一致せず、床面の一部をなす起毛部材の先端部が走行面Ｓに対して上方まで延びていることもある。また、電気掃除機１の風路体17を除く部分の重心位置は、上下方向に見て、第一車輪25と対をなす第二車輪26とのそれぞれの接地位置を結ぶ仮想三角形TRにより囲まれる範囲内にある。本実施形態において、仮想三角形TRは、第一車輪25と各第二車輪26とを結ぶ仮想線Ｌの長さが互いに等しい又は略等しい二等辺三角形である。

第一車輪25は、電気掃除機１の底面側に配置された自由輪である。以下、電気掃除機１の底面側とは、電気掃除機１が走行する際に走行面Ｓに対向する部分であって、その形状は面形状に限られるものではない。本実施形態において、第一車輪25は、受け部材21の下方、つまり集塵装置10の下方に配置されている。また、第一車輪25は、左右方向の中央部に配置されている。第一車輪25は、本実施形態において、両側の傾斜部７及び括れ部22の間に位置している。さらに、第一車輪25は、各第二車輪26に対して、走行方向前側に位置している。

本実施形態の第一車輪25は、受け部材21に対して旋回可能に設けられた台座部28と、台座部28に回転自在に保持された車輪本体29と、を備えている。図２に示すように、台座部28は、例えば上下方向に沿う旋回軸31を中心として旋回可能に設けられている。また、車輪本体29は、左右方向に沿う回転軸32を中心として台座部28に回転自在に設けられている。

なお、第一車輪25は、台座部28及び車輪本体29に代えて、球体状に形成されて無軸状に回転自在に支持されていてもよいし、回転軸32を中心として回転自在に配置された固定輪でもよい。

また、第二車輪26は、電気掃除機１の底面側にて両側部に回転自在に配置されて走行を安定させる固定輪である。本実施形態の第二車輪26は、掃除機本体２に左右対称又は略左右対称に配置されている。第二車輪26は、互いに左右方向に離れて位置している。また、第二車輪26は、左右方向に沿う回転軸34を中心として回転自在に設けられている。さらに、第二車輪26は、第一車輪25の車輪本体29よりも径寸法が大きく設定されている。このため、第二車輪26の回転軸34は、走行面Ｓからの距離が、第一車輪25の回転軸32よりも大きく設定されている。

さらに、図１及び図２に示すように、掃除機本体２には、走行時の転倒防止用の補助支持部36が設けられている。補助支持部36は、第一車輪25と第二車輪26との接地位置を結ぶ仮想線Ｌに対して走行方向の前方側に位置している。上記のように、電気掃除機１の風路体17を除く部分の重心位置は、仮想三角形TRにより囲まれる範囲内にあるため、補助支持部36は、仮想三角形TR外の位置に設けられる。このとき、第二車輪26の接地位置を結ぶ仮想線よりも後方側には掃除機本体２が形成されていないため、補助支持部36は、仮想線Ｌに対して走行方向の前方側に位置している。好ましくは、補助支持部36は、第一車輪25に対して走行方向の前方側に位置している。例えば、図示される例では、補助支持部36は、第一車輪25の旋回軸31よりも走行方向の前方側に位置している。

また、補助支持部36は、電気掃除機１が平面の走行面Ｓに接地されている通常時、走行面Ｓに対して離れて位置し、電気掃除機１が走行方向の前方側に傾斜時に走行面Ｓに対し接触して掃除機本体２を支持可能となっている。つまり、補助支持部36は、通常時、走行面Ｓに対して上方に距離Ｈ(図２)離れて配置されている。距離Ｈは、好ましくは、補助支持部36が走行面Ｓに接触した状態で電気掃除機１が大きく傾かないように、例えば２〜３ｍｍ程度の僅かな距離に設定されている。このため、床面が走行面Ｓに対して上方に延びる起毛部材を備える絨毯等である場合、起毛部材の先端側に補助支持部36が接触していてもよい。

また、補助支持部36は、好ましくは第二車輪26の接地位置を結ぶ仮想線を第一仮想線L1、第一仮想線L1の中点と第一車輪25の接地位置を結ぶ仮想線を第二仮想線L2として、第二仮想線L2を挟んで両側にそれぞれ配置されている。なお、本実施形態の補助支持部36は、左右方向に離れて対をなして配置されているが、これに限られず、掃除機本体２の左右方向の中心を挟む両側に亘り連続的に一つ配置されていてもよい。例えば、図示される例では、補助支持部36は、第一車輪25を挟んで配置されている。

本実施形態では、補助支持部36は、集塵装置10を支持する受け部材21に設けられており、また、補助支持部36は、受け部材21の下部に走行面Ｓに向かい凸形状に形成された配置部37に配置されている。配置部37は、例えば受け部材21の走行面Ｓに対向する下部に走行方向の前方側から後方側へと下方に傾斜する傾斜面部38に連なって形成されている。なお、図示される例では、補助支持部36は、括れ部22に対して走行方向の前方側に位置しているが、これに限られず、括れ部22を覆う連結部材を備える構成の場合、この連結部材に配置されていてもよい。

また、補助支持部36は、走行面Ｓ側に向かい凸状となる単なる構造部としてもよいし、車輪としてもよい。好ましくは、補助支持部36は、左右方向に沿う回転軸40を中心として回転自在に支持された車輪である。この場合、補助支持部36は、回転軸40が傾く方向に沿って斜めに傾斜して配置されていてもよい。また、補助支持部36は、第一車輪25の車輪本体29、及び第二車輪26に対して径寸法が小さく形成されていることが好ましい。図示される例では、補助支持部36の中心の走行面Ｓからの距離は、第一車輪25の車輪本体29及び第二車輪26のそれぞれの中心の走行面Ｓからの距離より小さい。なお、補助支持部36は、例えば球体状に形成されて無軸状に回転自在に支持されていてもよい。

また、補助支持部36には、好ましくは表面に滑り性が良好な起毛布や不織布等の滑り部材が配置されていてもよい。

次に、一実施形態の動作を説明する。

電気掃除機１は、通常時、第一車輪25と第二車輪26とにより走行面Ｓに支持され、第一車輪25と第二車輪26とが走行面Ｓに沿って回転することで走行面Ｓ上を走行可能となっている。このとき、補助支持部36は、走行面Ｓに対して離れて位置していることで、電気掃除機１の走行を妨げない。

例えば停止状態にある電気掃除機１に対して、ユーザが風路体17を引っ張って走行を開始させる場合、又は、走行中の電気掃除機１が停止する場合等には、走行方向前側に慣性力が生じることで、第一車輪25、又は、第一車輪25及びいずれかの第二車輪26を支点として、電気掃除機１が走行方向の前方側に傾斜する場合がある。このとき、掃除機本体２をその収容物の形状に応じて小型化している場合には、第一車輪25と対をなす第二車輪26とによる三点支持の仮想三角形TRが小さくなるとともに、第二車輪26に対して走行方向の前方側の部分の底面部６の面積が狭くなることで、傾斜した電気掃除機１を走行面Ｓに対して支持する部分が狭くなり、電気掃除機１が走行面Ｓに対して傾斜しやすくなる。そこで、本実施形態では、第一車輪25と第二車輪26とが平面に接地されている場合に該平面から離間する補助支持部36を仮想線Ｌよりも走行方向の前方側に配置しているので、電気掃除機１が仮に傾斜しても補助支持部36が走行面Ｓに接触して支持し、転倒を抑制できる。

また、補助支持部36が第一車輪25よりも走行方向の前方側に位置することで、第一車輪25の両側の括れ部22を避けて、より配置スペースが広い位置に補助支持部36を配置できるとともに、仮想線Ｌに対して補助支持部36を離して配置できるため、電気掃除機１の傾斜が相対的に小さい時点で補助支持部36を走行面Ｓに対して接触させることができるので、電気掃除機１が大きく傾きにくく、転倒をより確実に抑制できる。

さらに、補助支持部36が第二仮想線L2を挟んで両側にそれぞれ配置されているため、電気掃除機１が走行方向の前方側の両側いずれに傾斜した場合でも、補助支持部36によって確実に支持することができる。

また、補助支持部36を車輪とすることで、例えば走行面Ｓに凸状の段差が生じている場合等に、補助支持部36が当該段差と接触しても引っ掛かりにくく、段差を乗り越えやすいとともに、補助支持部36が電気掃除機１を走行面Ｓに対して支持した状態で回転して走行方向の前方側に生じる慣性力を逃がすため、補助支持部36を支点としたさらなる電気掃除機１の傾斜を抑制でき、より転倒しにくくできる。特に、補助支持部36を配置した配置部37は、傾斜面部38に連なって傾斜して形成されているので、補助支持部36の周辺の位置で走行面Ｓの上記段差等に引っ掛かりにくくなる。

また、補助支持部36の中心の走行面Ｓからの距離を、第一車輪25及び第二車輪26のそれぞれの中心の走行面Ｓからの距離より小さくすることで、例えば補助支持部36として小型の車輪を用いた場合でも、補助支持部36を走行面Ｓに対して近接させて配置することができ、補助支持部36周辺での電気掃除機１の大型化を抑制できる。

特に、集塵装置10を小型化する場合には、受け部材21も小型化することができるものの、その場合、掃除機本体２に対する受け部材21の幅が狭くなることで、掃除機本体２から突出する受け部材21の両側で走行方向の前方側の位置に掃除機本体２の支持構造を形成することが難しい。そこで、本実施形態では、受け部材21に第一車輪25と補助支持部36とを設けることにより、受け部材21の配置スペースを利用して、第一車輪25と補助支持部36とを効率よく配置できるとともに、電気掃除機１の意匠性を損ないにくく、かつ、二つの第二車輪26は掃除機本体２に設けることで、第二車輪26を左右に大きく離して配置するスペースを取ることができる。

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 掃除機本体
10 集塵装置
21 受け部材
25 第一車輪
26 第二車輪
36 補助支持部
Ｌ 仮想線
L1 第一仮想線
L2 第二仮想線
Ｓ 走行面

Claims (6)

1. 底面側において、走行方向の前方側に設けられて走行面上を走行する第一車輪と、
   底面側において、走行方向の後方側に設けられて走行面上を走行する二つの第二車輪と、を備えた電気掃除機であって、
   前記第一車輪と前記第二車輪との接地位置を結ぶ仮想線よりも走行方向の前方側において、前記第一車輪と前記第二車輪とが平面に接地されている場合に該平面から離間した補助支持部を備える
   ことを特徴とする電気掃除機。
2. 前記補助支持部は、前記第一車輪よりも走行方向前方側に位置する
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 二つの前記第二車輪の接地位置を結ぶ仮想線を第一仮想線とし、該第一仮想線の中点と前記第一車輪とを結ぶ仮想線を第二仮想線としたとき、
   前記補助支持部は、前記第二仮想線を挟んで両側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の電気掃除機。
4. 前記補助支持部は、車輪である
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
5. 前記補助支持部の中心の前記走行面からの距離は、前記第一車輪及び前記第二車輪の中心の前記走行面からの距離より小さい
   ことを特徴とする請求項４記載の電気掃除機。
6. 掃除機本体と、
   塵埃を集積する集塵装置と、
   前記掃除機本体の前方に突設され、前記集塵装置を保持する受け部材と、を備え、
   前記第一車輪及び前記補助支持部は、前記受け部材に設けられ、
   前記第二車輪は、前記掃除機本体に設けられる
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の電気掃除機。

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