JP2020062158A - 自走式電子機器の補助輪支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】走行時の振動、衝撃、着地音等を抑えることができる自走式電子機器の補助輪支持構造を提供すること。【解決手段】走行面上を走行する駆動輪を有する自走式電子機器の筐体の底部に設けられる補助輪支持構造であって、補助輪と、前記補助輪を前記筐体の底部に対して垂直方向に往復移動可能に支持する支持部と、前記支持部に取り付けられて前記補助輪を前記走行面に近づく方向に付勢する第１付勢部材および第２付勢部材とを有し、前記第１付勢部材および前記第２付勢部材は、前記走行面に接触した前記補助輪の前記垂直方向の位置によって前記補助輪に加わる付勢力が変化するように、前記第１付勢部材による前記補助輪への付勢可能な範囲と前記第２付勢部材による前記補助輪への付勢可能な範囲とが異なるように構成されたことを特徴とする自走式電子機器の補助輪支持構造。【選択図】図５

Description

本発明は、自走式電子機器の補助輪支持構造に関する。

従来の自走式電子機器として、例えば特許文献１には、前後の車体フレームと、各車体フレームを支持する補助輪としての複数のキャスタ車輪と、前後の車体フレームの間に設けられた左右のフレームと、左右のフレームを支持する一対の駆動輪とを備えた自走式搬送車が開示されている。この自走式搬送車において、各フレームは、前後の車体フレームの一方に揺動軸を介して揺動可能に連結されると共に、他方の車体フレームに連結軸を介して上下方向に揺動可能に連結されている。さらに、各連結軸を挿通させる圧縮バネが各車体フレームと各フレームの間に設けられており、圧縮バネにてフレームを介して駆動輪を下方へ付勢するよう構成されている。この自走式搬送車によれば、床面などの走行に際して、その床面に凹凸が存在した場合は、その凹凸に応じて駆動輪が揺動軸廻りで昇降して、駆動輪が凹凸面に倣って駆動回転するとされている。

特開平９−２８６３３７号公報

特許文献１の自走式電子機器が走行面、特に、固い材質の走行面の高い位置から段差部を介して少し低い位置へ下りる際、最初に前方の補助輪（キャスタ車輪）が低い位置に着地するが、このとき前方の補助輪が着地によって衝撃を受け、この衝撃がフレームを介して電子部品に伝わるため、好ましくない。また、補助輪自体にも衝撃は好ましくない。なお、後方の補助輪（キャスタ車輪）が段差部を下りる際も同様である。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、走行時の振動、衝撃を抑えることができる自走式電子機器の補助輪支持構造を提供することを目的とする。

本発明によれば、走行面上を走行する駆動輪を有する自走式電子機器の筐体の底部に設けられる補助輪支持構造であって、
補助輪と、前記補助輪を前記筐体の底部に対して垂直方向に往復移動可能に支持する支持部と、前記支持部に取り付けられて前記補助輪を前記走行面に近づく方向に付勢する第１付勢部材および第２付勢部材とを有し、
前記第１付勢部材および前記第２付勢部材は、前記走行面に接触した前記補助輪の前記垂直方向の位置によって前記補助輪に加わる付勢力が変化するように、前記第１付勢部材による前記補助輪への付勢可能な範囲と前記第２付勢部材による前記補助輪への付勢可能な範囲とが異なるように構成された自走式電子機器の補助輪支持構造が提供される。

走行時の振動や衝撃を抑えることができる。

本発明に係る補助輪支持構造を備えた自走式電子機器の外観斜視図である。 図１に示す自走式電子機器の底面図である。 実施形態１の自走式電子機器の内部における通風経路の説明図である。 実施形態１の自走式電子機器の制御系を説明するブロック図である。 実施形態１の補助輪支持構造の内部構造を示す断面図である。 実施形態１の補助輪支持構造における第１および第２圧縮コイルバネの配置を説明する図である。 実施形態１の自走式電子機器が急停車した状態を示す側面図である。 図７の状態の自走式電子機器における補助輪支持構造を示す断面図である。 実施形態１の自走式電子機器が段差部に乗り上がる状態を示す側面図である。 図９の状態の自走式電子機器における補助輪支持構造を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は第１および第２圧縮コイルバネの様々な配置形態を説明する上方から視た配置図である。 （Ａ）および（Ｂ）は実施形態２の自走式電子機器が段差部から下りるときの補助輪の状態を説明する図である。 図１２（Ｂ）の状態の自走式電子機器における補助輪支持構造を示す断面図である。 実施形態３の自走式電子機器における複数の補助輪の配置を説明する概略底面図である。 実施形態４の自走式電子機器における複数の補助輪の配置を説明する概略底面図である。 実施形態５の補助輪支持構造の内部構造を示す断面図である。

（実施形態１）
図１は本発明に係る補助輪支持構造を備えた自走式電子機器の外観斜視図であり、図２は図１に示す自走式電子機器の底面図である。また、図３は実施形態１の自走式電子機器の内部における通風経路の説明図であり、図４は実施形態１の自走式電子機器の制御系を説明するブロック図である。
なお、図２において、自走式電子機器の前後左右の方向を矢印にて示している。また、実施形態１を含む以下の各実施形態では自走式電子機器として自走式掃除機の場合を例示するが、本発明は自走式掃除機に限定されるものではない。例えば、自走式荷物輸送機器、自走式トランクなどであってもよい。

＜自走式掃除機の構成および動作について＞
実施形態１の自走式掃除機Ａ１は、設置された場所の床面Ｆを自走しながら、床面Ｆ上のダストを含む空気を吸い込み、ダストを除去した空気を排気することにより床面Ｆ上を掃除するように構成されている。
この自走式掃除機Ａ１は、円盤形の筐体１を備え、この筐体１の内部および外部に、回転ブラシ２、左右一対のサイドブラシ３、集塵部４、吸引部としての電動送風機５、電動送風機５用のモータドライバ５ａ、左右方向の同一軸心上に設けられた左右一対の駆動輪６、左右一対の駆動輪６用の一対の走行モータ６ａ、一対の走行モータ６ａ用のモータドライバ６ｂ、補助輪としての後輪７、バッテリー８、床面センサ９およびその他の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。なお、筐体１は円盤形に限定されず、平面的に視て角部が丸い略三角形または略四角形等でもよい。また、サイドブラシ３は、左右どちらか一方のみであってもよい。

筐体１は、吸込口１ａを有する平面視円形の底板１ｂと、開閉蓋１ｃａおよびこの開閉蓋１ｃａの後方位置に形成された排気口１ｃｂを有する平面視円形の天板１ｃと、底板１１ｂおよび天板１ｃの外周部に沿って設けられた平面視円環形の側板１ｄとを備えている。底板１ｂには左右一対の駆動輪６および垂直軸心を中心に首振り可能な前記後輪７が設けられている。側板１ｄは、前後にほぼ二分された側板前部１ｄａと側板後部１ｄｂとを有し、側板前部１ｄａは衝突時の衝撃を緩和するバンパー機能を備えている。

また、筐体１内には、吸引口１ａと集塵部４とを接続する吸引路１０と、集塵部４と電動送風機５とを接続する通風路１１、電動送風機５と排気口１ｃｂとを接続する通風路１２とが設けられている。

左右一対の駆動輪６は、筐体１の底板１ｂと平行な同一軸心廻りに回転可能に設けられており、左右一対の駆動輪６が同一方向に回転すると筐体１が進退し、各駆動輪６が逆方向に同一速度で回転すると筐体１が定置旋回する。
各駆動輪６の回転軸は、各走行モータ６ａからそれぞれ個別に回転力が得られるように連結されており、各走行モータ６ａは筐体１の底板１ｂに直接またはサスペンション機構を介して固定されている。

回転ブラシ２は、筐体１の底板１ｂと平行な軸心廻りに回転可能に吸込口１ａに設けられている。なお、図３において、回転ブラシ２は図示省略されている。
また、底板１ｂにおける吸込口１ａの左右両側には底板１ｂと垂直な軸心廻りに回転する前記サイドブラシ３が設けられている。

回転ブラシ２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。
サイドブラシ３は、回転軸と、回転軸の下端に放射状に設けられた複数本のブラシ束を有している。
回転ブラシ２の回転軸および一対のサイドブラシ３の回転軸は、筐体１の底板１ｂの一部に枢着されると共に、その付近に設けられた図示しないブラシ駆動モータ、プーリおよびベルト等を含む動力伝達機構等を介して独立的に連結されている。

制御部には、自走式掃除機Ａ１における駆動輪６、回転ブラシ２、サイドブラシ３、電動送風機５等の各要素を制御する制御回路を有する制御基板が設けられている。
また、筐体１の側板１ｄの後端には、バッテリー８の充電を行う充電端子（不図示）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Ａ１は、室内に設置されている充電台（不図示）に帰還する。これにより、充電台に設けられた端子部に充電端子が接触し、バッテリー８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は、通常、室内の側壁に沿って設置される。
バッテリー８は、充電端子を介して充電台から充電され、制御基板、駆動輪６用の走行モータ６ａ、ブラシ駆動モータ（不図示）、電動送風機５、各種センサ等の各要素に電力を供給する。

集塵部４は、吸引路１０と接続する導入口および電動送風機５の上流側の通風路（吸引ダクト）１１と接続する排出口を有する集塵ボックス４ａと、集塵ボックス４ａの前記排出口に着脱可能に設けられたフィルター４ｂとを有してなる。集塵ボックス４ａは、通常、筐体１内に収納されており、集塵ボックス４ａ内に捕集されたダストを廃棄する際は、筐体１の蓋１ｃａを開いて集塵ボックス４ａを出し入れ（着脱）することができる。

図４に示すように、自走式掃除機Ａ１全体の動作制御を行う制御部は、ＣＰＵ２０およびその他の電子部品で構成された前記制御回路を有する前記制御基板と、走行マップ２１ａを記憶する記憶部２１、電動送風機５を駆動するためのモータドライバ５ａ、駆動輪６の走行モータ６ａを駆動するためのモータドライバ６ｂ、人感センサ２２ａおよびその制御ユニット２２ｂ、接触センサ２３ａおよびその制御ユニット２３ｂ、床面センサ９およびその制御ユニット９ａ等を備えて構成される。

ＣＰＵ２０は中央演算処理装置であり、記憶部２１に予め記憶されたプログラムデータに基いて、モータドライバ５ａ、６ｂに個別に制御信号を送信し、電動送風機５および走行モータ６ａを駆動制御して、一連の掃除運転を行う。なお、プログラムデータには、床面Ｆの広い領域を清掃する通常モード用と、壁際に沿って清掃する壁際モード用のプログラムデータが含まれる。また、ＣＰＵ２０は、ユーザーによる自走式掃除機Ａ１の動作に係る条件設定を操作パネル（図示省略）から受け付けて記憶部２１に記憶させる。この記憶部２１は、自走式掃除機Ａ１の設置場所周辺の走行マップ２１ａを記憶することができる。走行マップ２１ａは、自走式掃除機１の走行経路や走行速度などといった走行に係る情報であり、予めユーザーによって記憶部２１に記憶させるか、あるいは自走式掃除機Ａ１自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。

人感センサ２２ａとしては、例えば、赤外線、超音波、可視光等によって人の存在を検知する人感センサを用いることができる。自走式掃除機Ａ１の外部周辺の人の存在を検知するために、例えば、筐体１の側板１ｄまたは天板１ｃから外部へ露出した状態で人感センサ２２ａが配置される。ＣＰＵ２０は制御ユニット２２ｂを介して人感センサ２２ａと接続されており、人感センサ２２ａからの出力信号に基づいて筐体１の外部周辺の人の存在情報を得る。

接触センサ２３ａは、自走式掃除機Ａ１が走行時に障害物と接触したことを検知するために、例えば、筐体１の側板１ｄの前部に配置される。ＣＰＵ２０は制御ユニット２３ｂを介して接触センサ２３ａと接続されており、接触センサ２３ａからの出力信号に基づいて筐体１の外部周辺の障害物の存在情報を得る。

床面センサ９は、自走式掃除機Ａ１が下り階段などの段差を検知するために、例えば、筐体１の底板１ｂの前部、後部および左右一対のサイドブラシ３の位置に配置される。ＣＰＵ２０は制御ユニット２４ｂを介して床面センサ９ａと接続されており、床面センサ９ａからの出力信号に基づいて筐体１の外部周辺の下り階段などの段差の存在情報を得る。

このように構成された自走式掃除機Ａ１において、掃除運転の指令により、電動送風機５、駆動輪６、回転ブラシ２およびサイドブラシ３が駆動する。これにより、回転ブラシ２、サイドブラシ３、駆動輪６および後輪７が床面Ｆに接触した状態で、筐体１は所定の範囲を自走しながら吸込口１ａから床面Ｆのダストを含む空気を吸い込む。このとき、回転ブラシ２の回転によって床面Ｆ上のダストは掻き上げられて吸込口１ａに導かれる。また、サイドブラシ３の回転によって吸込口１ａの側方のダストが吸込口１ａに導かれる。

吸込口１ａから筐体１内に吸い込まれたダストを含む空気は、筐体１の吸引路１０を通り、集塵ボックス４ａ内に流入する。集塵ボックス４ａ内に流入した気流は、フィルター４ｂを通過して通風路１１を通り電動送風機５に流入して通風路１２に導かれて排気口１ｃｂから外部へ排出される。この際、集塵ボックス４ａ内の気流に含まれるダストはフィルター４ｂによって捕獲されるため、集塵ボックス４ａ内にダストが堆積する。

自走式掃除機Ａ１は、掃除が終了すると充電台に帰還する。これにより、充電端子が端子部に接してバッテリーが充電される。
自走式掃除機Ａ１の上面には操作部（不図示）が設けられており、操作部によって掃除運転を実行させることができる。また、筐体１内に受信部を設けると共に、受信部に指令信号を発信する送信機を設けてリモコン操作できるようにしてもよい。また、スマートフォンと呼ばれる携帯電話からインターネット回線および室内に設けたルーターを介して指令信号を自走式掃除機Ａ１に送信して遠隔操作できるようにしてもよい。

＜補助輪の構成および作用効果について＞
図５は実施形態１の補助輪支持構造の内部構造を示す断面図であり、図６は実施形態１の補助輪支持構造における第１および第２圧縮コイルバネの配置を説明する図である。
実施形態１の自走式掃除機Ａ１は、補助輪としての前記後輪７を含む後述の補助輪支持構造Ａ３０を備えている。

この補助輪支持構造Ａ３０は、補助輪としての前記後輪７と、後輪７を筐体１の底部である底板１ｂに対して垂直方向Ｇに往復移動可能に支持する支持部３１と、支持部３１に取り付けられて後輪７を走行面である床面Ｆに近づく方向に付勢する第１付勢部材４１および第２付勢部材４２とを有し、床面Ｆに接触した後輪７の垂直方向Ｇの位置によって後輪７に加わる付勢力が変化するように、第１付勢部材４１による後輪７への付勢可能な範囲Ｒ１と第２付勢部材４２による後輪７への付勢可能な範囲Ｒ２とが異なるように構成されている。

詳しく説明すると、実施形態１の場合、補助輪支持構造Ａ３０の支持部３１は、後輪７を回動可能に保持する保持部材３１ａと、筐体１の底板１ｂに設けられた円形の開口部１ｂａの近傍に取り付けられて保持部材３１ａを垂直方向Ｇに移動可能にガイドするガイド部材３１ｂとを有する。

ガイド部材３１ｂは、保持部材３１ａを垂直方向Ｇに移動可能に収納する筒形収納部３１ｂａと、筒形収納部３１ｂａに固定されて筒形収納部３１ｂａの内部空間に垂直方向Ｇに突出する支軸部３１ｂｂとを有する。
筒形収納部３１ｂａは上壁部を有する下方開口状の円筒形に形成されており、その上壁部の中心位置に支軸部３１ｂｂの先端部を挿通させる貫通孔３１ｂｃ（図６参照）が形成されている。

支軸部３１ｂｂは、先端部に雄ネジ部を有するネジ部材からなる。
筒形収納部３１ｂａの上壁部の貫通孔３１ｂｃに下方から支軸部３１ｂｂの雄ネジ部が挿通され、雄ネジ部にワッシャを装着しボルト３２を螺着して支軸部３１ｂｂを固定している。なお、支軸部３１ｂｂの雄ネジ部の基端部に設けられた図示しない段部が筒形収納部３１ｂａの上壁部に突き当たっているため、ボルト３２の緩みが規制されている。

保持部材３１ａは、筒形収納部３１ｂａ内を垂直方向Ｇに移動可能な円板部３１ａａと、円板部３１ａａの下面から下方へ突出する脚部３１ａｂとを有し、円板部３１ａａの中心位置に、円板部３１ａａおよび脚部３１ａｂを貫通する挿通孔３１ａｃが形成されている。また、脚部３１ａｂの下端部には、筐体１の底板１ｂと平行方向の軸３３を介して後輪７が回動可能に枢支されている。

また、保持部材３１ａは、その脚部３１ａｂが筐体１の底板１ｂの開口部１ｂａを垂直方向Ｇに移動可能に挿通している。なお、保持部材３１ａの円板部３１ａａのサイズは底板１ｂの開口部１ｂａのサイズよりも大きいため、保持部材３１ａは底板１ｂから抜け出ることはない。

保持部材３１ａは、その挿通孔３１ａｃに下方から支軸部３１ｂｂが挿通されることにより、支軸部３１ｂｂを中心として回動（首振り）することができる。また、支軸部３１ｂｂに対して偏心した位置に軸３３を介して後輪７が配置されている。このため、実施形態１の補助輪支持構造Ａ３０は首振り可能なタイプとして筐体１の底板１ｂの後部に設けられている。

第１付勢部材４１および第２付勢部材４２は、サイズおよび荷重が互いに異なる第１圧縮コイルバネおよび第２圧縮コイルバネからなり、第１付勢部材４１および第２付勢部材４２はガイド部材３１ｂと保持部材３１ａとの間に配置されている。
詳しく説明すると、第１付勢部材４１は大径で長さが短くかつ荷重が大きい（重い）圧縮コイルバネからなり、第２付勢部材４２は小径で長さが長くかつ荷重が小さい（軽い）第２圧縮コイルバネからなる。

第１付勢部材４１は、ガイド部材３１ｂと保持部材３１ａとの間の内部空間の中央位置に、かつ支軸部３１ｂｂを挿通させるように配置されている。
第２付勢部材４２は、第１付勢部材４１を中心としてその周囲の前後２箇所に配置されている。

第１付勢部材４１および第２付勢部材４２を収納した支持部３１の内部空間において、筒形収納部１３ｂａの上壁部の下面には、第１付勢部材４１および第２付勢部材４２を位置決めする大小の円形凹部３１ｂｄ、３１ｂｅ（図６参照）が設けられている。さらに、保持部材３１ａの円板部３１ａａの上面には、第１付勢部材４１および第２付勢部材４２と摺接可能な円形凹部３１ａｄおよび円環状凹部３１ａｅ（図５参照）が設けられている。
この構成により、保持部材３１ａは第１付勢部材４１および第２付勢部材４２によって垂直方向Ｇに付勢されながらも支軸部３１ｂｂを中心として首振り可能となっており、首振りの際には第１付勢部材４１の下端と保持部材３１ａの円形凹部３１ａｄとが互いに摺接し、第２付勢部材４２の下端と保持部材３１ａの円環状凹部３１ａｅとが互いに摺接する。なお、第１付勢部材４１および第２付勢部材４２は筒形収納部１３ｂａの上壁部の大小の円形凹部３１ｂｄ、３１ｂｅに、例えば接着剤によって固定される。

図３と図５に示すように、筐体１が静止した状態において、床面Ｆから筐体１の底板１ｂまでの間隔Ｈが所定距離となるように、つまり、底板１ｂが標準ポジションとなるように、第１付勢部材４１および第２付勢部材４２は構成されている。

さらに、筐体１が静止した状態において、第１圧縮コイルバネである第１付勢部材４１および第２圧縮コイルバネである第２付勢部材４２はそれぞれ縮みしろを有している。つまり、図５に示す付勢可能な範囲Ｒ１、Ｒ２の上限位置Ｐ１の高さまで第１付勢部材４１および第２付勢部材４２は縮むことが可能となっている。したがって、例えば、筐体１が凹凸を有する床面Ｆ上を走行する際に発生する振動や、筐体１が段差部から下りる際に発生する衝撃等を第１付勢部材４１および第２付勢部材４２にて吸収することができる。また、着地音も低減することができる。

実施形態１の場合、後輪７の床面Ｆとの接触位置から底板１ｂまでの間隔Ｈが所定距離以下のときに第１付勢部材４１および第２付勢部材４２によって補助輪が下方へ付勢力され（筐体１が上方へ付勢され）、かつ後輪７の床面Ｆとの接触位置から底板１ｂまでの間隔Ｈが所定距離を超えると第２付勢部材４２のみによって後輪７が下方へ付勢力される（筐体１が上方へ付勢される）ようになっている。

換言すると、第１付勢部材４１および第２付勢部材４２のそれぞれの下端部が付勢可能な範囲Ｒ１の下限位置Ｐ２またはそれよりも高い位置にあるときに第１付勢部材４１および第２付勢部材４２によって補助輪が下方へ付勢力され（筐体１が上方へ付勢され）、かつ第１付勢部材４１および第２付勢部材４２のそれぞれの下端部が付勢可能な範囲Ｒ１の下限位置Ｐ２よりも低い位置にあるときに第２付勢部材４２のみによって後輪７が下方へ付勢力される（筐体１が上方へ付勢される）ようになっている。

このように構成された補助輪支持構造Ａ３０から次のような作用効果を得ることができる。
図７は実施形態１の自走式電子機器が急停車した状態を示す側面図であり、図８は図７の状態の自走式電子機器における補助輪支持構造を示す断面図である。
図７と図８に示すように、走行中の筐体１が急停止すると、筐体１がやや前傾姿勢となり、底板１ｂの後部が標準ポジション（間隔Ｈ）よりも高く浮き上がる場合がある。このような状態では、後輪７の床面Ｆとの接触位置から底板１ｂまでの間隔Ｈが所定距離を超えるため、第２付勢部材４２のみによって後輪７が下方へ付勢力され、後輪７は床面Ｆに接触したままの状態に維持される。つまり、保持部材３１ａが第１付勢部材４１の付勢可能な範囲Ｒ１の下限位置Ｐ２よりも下がるため、第１付勢部材４１よりも伸長する第２付勢部材４２のみによって後輪７が下方へ付勢力される。

その後、浮き上がった筐体１の底板１ｂの後部が標準ポジションまで下りる間は第２付勢部材４２のみで後輪７を下方へ付勢力し（筐体１を上方へ付勢し）、底板１ｂの後部が標準ポジションまで下りると第１付勢部材４１および第２付勢部材４２によって後輪７を下方へ付勢力する（筐体１を上方へ付勢する）。
このように、補助輪支持構造Ａ３０は、筐体１が前傾姿勢となっても後輪７を床面Ｆから浮き上がらないようにできるため、従来技術の課題、すなわち浮き上がった後輪７が床面Ｆに着地して衝撃および着地音が生じるという問題を解消することができる。

図９は実施形態１の自走式電子機器が段差部に乗り上がる状態を示す側面図であり、図１０は図９の状態の自走式電子機器における補助輪支持構造を示す断面図である。
図９と図１０に示すように、床面Ｆ上に筐体１が乗り越え可能な高さの段差部Ｆｓがあり、この段差部Ｆｓに筐体１が乗り上がる際、筐体１は前部が徐々に上がって後傾姿勢となる。これにより自走式掃除機Ａ１全体の重心位置が後部に移り、後輪７にかかる荷重が増加する。

このとき、第１付勢部材４１および第２付勢部材４２は縮みしろを有しているため、後輪７にかかる荷重が増加すると第１付勢部材４１および第２付勢部材４２が縮み、それによって後輪７に対して筐体１の底板１ｂの後部が標準ポジション（間隔Ｈ）よりも下がることができる。これにより、筐体１が段差部Ｆｓに乗り上がる際に後傾姿勢をとりやすくなり、筐体１の底板１ｂの後部が標準ポジション（間隔Ｈ）よりも下がらない場合と比べると駆動輪６の段差部Ｆｓへの乗り上がりが容易となるため、筐体１の段差部Ｆｓへの乗り上がりが容易となる。

（実施形態１の変形例）
図１１（Ａ）〜（Ｅ）は第１および第２圧縮コイルバネの様々な配置形態を説明する上方から視た配置図である。なお、図１１（Ａ）〜（Ｅ）において、図５、図６、図８および図１０中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。また、図１１（Ａ）〜（Ｅ）において、自走式電子機器の前後左右の方向を矢印にて図１１（Ａ）中で代表的に示している。

実施形態１で説明した第１圧縮コイルバネである第１付勢部材４１と第２圧縮コイルバネである第２付勢部材４２は、図１１（Ａ）〜（Ｅ）のような配置形態に変更してもよい。
図１１（Ａ）の場合、第１付勢部材４１の周囲の左右位置に一対の第２付勢部材４２が配置されている。
図１１（Ｂ）の場合、第１付勢部材４１の周囲の３箇所に均等な間隔で３つの第２付勢部材４２が配置されている。
図１１（Ｃ）の場合、第１付勢部材４１の周囲の４箇所に均等な間隔で４つの第２付勢部材４２が配置されている。
図１１（Ｄ）の場合、第１付勢部材４１の周囲に第１付勢部材４１よりも大径の１つの第２付勢部材１４２が配置されている。
図１１（Ｅ）の場合、大径の１つの第２付勢部材１４２の周囲に第２付勢部材１４２よりも大径の１つの第１付勢部材１４１が配置されている。

（実施形態２）
図１２（Ａ）および（Ｂ）は実施形態２の自走式電子機器が段差部から下りるときの補助輪の状態を説明する図であり、図１３は図１２（Ｂ）の状態の自走式電子機器における補助輪支持構造を示す断面図である。なお、図１２（Ａ）、（Ｂ）および図１３において、図５〜図１０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の自走式電子機器である自走式掃除機Ａ２は、実施形態１で説明した補助輪支持構造Ａ３０を筐体１の底板１ｂの前部に設けたこと以外は、実施形態１の自走式掃除機１Ａと概ね同様に構成されている。したがって、実施形態３の自走式掃除機Ａ２において、首振り可能な補助輪支持構造Ａ３０の補助輪は前輪５０として機能する。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主に説明する。

図１２（Ａ）、（Ｂ）および図１３に示すように、補助輪支持構造Ａ３０を筐体１の底板１ｂの前部に設けることにより、筐体１が段差部Ｆｓから下りる際、まず前輪５０から下りることとなる。このとき、高い段差部Ｆｓと低い床面Ｆとの境界を通過すると、第２付勢部材４２によって付勢された保持部材３１ａが床面Ｆ側へ飛び出すため、床面Ｆに近接した高さ位置から前輪５０が床面Ｆに着地することができ、着地時の衝撃および着地音を抑えることができる。
なお、図１３の場合、保持部材３１ａが第１付勢部材４１の下端部よりも下がったため、第２付勢部材４２のみによって前輪５０が垂直方向Ｇの下方へ付勢されている。また、保持部材３１ａの円板部３１ａａが筐体１の底板１ｂに当接して下方への移動を規制されると共に、第２付勢部材４２の下端部は付勢可能な範囲Ｒ２の下限位置Ｐ３に達している。

（実施形態３）
図１４は実施形態３の自走式電子機器における複数の補助輪の配置を説明する概略底面図である。なお、図１４において、図２、図３および図５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の自走式電子機器である自走式掃除機Ａ３は、実施形態１で説明した首振り可能な補助輪支持構造Ａ３０を筐体１の底板１Ｂの前部と後部の各１箇所に設けたこと以外は、実施形態１の自走式掃除機Ａ１と概ね同様に構成されている。
実施形態３の自走式掃除機Ａ３によれば、実施形態１における補助輪支持構造Ａ３０の作用効果と実施形態２における補助輪支持構造Ａ３０の作用効果の両方を得ることができる。

（実施形態４）
図１５は実施形態４の自走式電子機器における複数の補助輪の配置を説明する概略底面図である。なお、図１５において、図２、図３および図５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の自走式電子機器である自走式掃除機Ａ４は、実施形態１で説明した首振り可能な補助輪支持構造Ａ３０を筐体１の底板１Ｂの前部１箇所と後部２箇所に設けたこと以外は、実施形態１の自走式掃除機Ａ１と概ね同様に構成されている。
実施形態４の自走式掃除機Ａ４によれば、実施形態１における補助輪支持構造Ａ３０の作用効果と実施形態２における補助輪支持構造Ａ３０の作用効果の両方を得ることができる。さらに、実施形態４によれば、筐体１を１つの前輪５０、一対の駆動輪６および２つの後輪７の５点で支持することができるため、例えば、筐体１内に重量物であるバッテリーを複数設けた大型の自走式掃除機に好適である。

（実施形態５）
図１６は実施形態５の補助輪支持構造の内部構造を示す断面図である。なお、図１６において、図５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１〜４では首振り可能な補助輪支持構造Ａ３０を例示したが、実施形態５のように首振りしない補助輪支持構造Ｂ３０を筐体１の底板１ｂの後部または前部に設けてもよい。なお、図１６では首振りしない補助輪支持構造Ｂ３０を筐体１の底板１ｂの後部に設けた場合を例示している。
以下、実施形態５における実施形態１とは異なる点を主に説明する。

実施形態５の場合、補助輪支持構造Ｂ３０は、補助輪としての後輪７と、後輪７を筐体１の底板１ｂに対して垂直方向Ｇに移動可能に支持する支持部１３１と、支持部１３１に取り付けられて後輪７を垂直方向Ｇに付勢する第１付勢部材４１および第２付勢部材４２とを有する。

支持部１３１は、後輪７を回動可能に保持する保持部材１３１ａと、筐体１の底板１ｂに設けられた開口部１ｂａの近傍に取り付けられて保持部材１３１ａを垂直方向Ｇに移動可能にガイドするガイド部材１３１ｂとを有する。

ガイド部材１３１ｂは、保持部材１３１ａを垂直方向Ｇに移動可能に収納しかつ垂直方向Ｇのガイドスリット１３１ｂｂを有する筒形収納部１３１ｂａを有する。実施形態５の場合、筒形収納部１３１ｂａの前後２箇所にガイドスリット１３１ｂｂが設けられている。

保持部材１３１ａは、筒形収納部１３１ｂａ内を垂直方向Ｇに移動可能な円板部１３１ａａと、円板部１３１ａａの下面から下方へ突出する脚部１３１ａｂとを有し、脚部１３１ａｂの下端部には、筐体１の底板１ｂと平行方向の軸３３を介して後輪７が回動可能に枢支されている。また、保持部材１３１ａは、筒形収納部１３１ｂａ内に収納された状態において、前後一対のガイドスリット１３１ｂｂを挿通した状態で垂直方向Ｇに移動可能な突片１３１ａｃを円板部１３１ａａに有している。

このように構成された支持部１３１の内部に、実施形態１と同様にして、それぞれ圧縮コイルバネからなる第１付勢部材４１および第２付勢部材４２が収納されている。
この補助輪支持構造Ｂ３０も、保持部材１３１ａが首振りしないこと以外は実施形態１と同様に、後輪７の床面Ｆとの接触位置から底板１ｂまでの間隔Ｈが所定距離以下のときに第１付勢部材４１および第２付勢部材４２によって後輪７が下方へ付勢力され、かつ後輪７の床面Ｆとの接触位置から底板１ｂまでの間隔Ｈが所定距離を超えると第２付勢部材４２のみによって後輪７が下方へ付勢力されるように構成されている。
したがって、この補助輪支持構造Ｂ３０からも、実施形態１の補助輪支持構造Ａ３０と同様の作用効果を得ることができる。

（他の実施形態）
実施形態１〜５では、第１付勢部材４１および第２付勢部材４２としてそれぞれ圧縮コイルバネを用いた場合を例示したが、伸縮可能でありかつ長さが概ね復元可能な弾性部材であれば圧縮コイルバネの替わりに使用することも可能であり、例えば、弾性発泡体を用いてもよい。

（まとめ）
本発明の自走式電子機器の補助輪支持構造は、走行面上を走行する駆動輪を有する自走式電子機器の筐体の底部に設けられる補助輪支持構造であって、
補助輪と、前記補助輪を前記筐体の底部に対して垂直方向に往復移動可能に支持する支持部と、前記支持部に取り付けられて前記補助輪を前記走行面に近づく方向に付勢する第１付勢部材および第２付勢部材とを有し、
前記第１付勢部材および前記第２付勢部材は、前記走行面に接触した前記補助輪の前記垂直方向の位置によって前記補助輪に加わる付勢力が変化するように、前記第１付勢部材による前記補助輪への付勢可能な範囲と前記第２付勢部材による前記補助輪への付勢可能な範囲とが異なるように構成されている。
この構成によれば、例えば、走行中の筐体が急停止して筐体後部が少し浮き上がる状態、筐体が走行面上の段差部を乗り上がるときに筐体が傾斜する状態、筐体が走行面上の段差部から下りるときに筐体が傾斜する状態等において、筐体の底部から走行面までの間隔が変化するが、この間隔の変化に応じて補助輪が走行面から離れにくくなるよう垂直方向に移動し、かつ走行面へ補助輪を押し付ける付勢力（走行面に対して筐体を持ち上げる力）を前記間隔に応じて変化させることができる。これにより、補助輪に加わる衝撃による電子部品への伝動および着地音を抑えることができる。

本発明の自走式電子機器の補助輪支持構造は、次のように構成されてもよく、それらが適宜組み合わされてもよい。
（１）前記第１付勢部材の荷重と前記第２付勢部材の荷重とが異なるものであってもよい。
この構成によれば、補助輪に重い重量がかかる場合は第１付勢部材および第２付勢部材によって筐体を支持（付勢）し、補助輪に軽い重量がかかる場合は第１付勢部材および第２付勢部材のうち荷重が軽い方のみで筐体を支持（付勢）することができる。つまり、走行中の筐体の状態によって自動的に筐体を支持する力（付勢力）を変化させることができる。また、第１付勢部材および第２付勢部材のうち荷重が軽い方は軽量かつコンパクトなものを採用することができる。

（２）前記第１付勢部材の荷重が前記第２付勢部材の荷重よりも大きく、
前記補助輪の前記走行面との接触位置から前記底部までの間隔が所定距離以下のときに前記第１付勢部材および前記第２付勢部材によって前記補助輪が付勢力され、かつ前記補助輪の前記走行面との接触位置から前記底部までの間隔が所定距離を超えると前記第２付勢部材のみによって前記補助輪が付勢力されるように構成されてもよい。

この構成によれば、筐体の静止時、筐体の平坦な走行面の走行時、筐体が走行面上の段差部に乗り上がる等の際には、第１付勢部材および第２付勢部材（主に第１付勢部材）による大きな付勢力によって補助輪が走行面側へ付勢される。
また、筐体の底部の後部に補助輪を配置した場合、走行する筐体が急停止して底部の後部が走行面から浮き上がっても、補助輪が走行面から離れないよう少なくとも第２付勢部材によって補助輪を走行面側へ押し付け、その後、浮き上がった筐体の底部の後部が下がると第１付勢部材および第２付勢部材（主に第１付勢部材）による大きな付勢力によって筐体が支持される。このように、第１付勢部材および第２付勢部材がサスペンションとして機能するため、筐体の急停止で補助輪が浮き上がり、浮き上がった補助輪が走行面に着地して電子部品等に衝撃が伝わったり、着地音が発生することを低減できる。
また、筐体の底部の前部に補助輪を配置した場合、筐体が走行面上の段差部から下りる際には、まず第２付勢部材のみによって付勢された補助輪が下がって低い走行面上に着地し、その後に駆動輪が段差部を下りることとなる。そのため、駆動輪が段差部を下りるまでの間に補助輪が低い走行面に接した状態で筐体を支持し、筐体が徐々に下がって補助輪にかかる重量が大きくなってくると第１付勢部材と第２付勢部材の両方で筐体を支持することができる。この場合も、第１付勢部材および第２付勢部材がサスペンションとして機能するため、補助輪が低い走行面に着地して電子部品等に衝撃を与えかつ着地音が発生するといった不具合を回避できる。

（３）前記支持部は、前記補助輪を回動可能に保持する保持部材と、前記筐体の底部に設けられた開口部の近傍に取り付けられて前記保持部材を前記垂直方向に移動可能にガイドするガイド部材とを有し、
前記ガイド部材と前記保持部材との間に前記第１付勢部材および前記第２付勢部材が配置されると共に、前記保持部材が前記筐体の底部の開口部を前記垂直方向に移動可能に挿通しているものであってもよい。
この構成によれば、簡素な構造の補助輪支持構造を作製することができる。

（４）前記ガイド部材は、前記保持部材を前記垂直方向に移動可能に収納する筒形収納部と、前記筒形収納部に固定されて前記筒形収納部の内部空間に前記垂直方向に突出する支軸部とを有し、
前記保持部材は、前記支軸部を中心として回動するように前記支軸部を挿通させる挿通孔を有すると共に、前記支軸部に対して偏心した位置でかつ前記筐体の底部と平行方向の軸を介して前記補助輪を回動可能に枢支しているものであってもよい。
この構成によれば、筐体が旋回する際に補助輪が支軸部を中心に回動（首振り）可能なタイプの補助輪支持構造を得ることができる。

（５）前記ガイド部材は、前記保持部材を前記垂直方向に移動可能に収納しかつ前記垂直方向のガイドスリットを有する筒形収納部を有し、
前記保持部材は、前記ガイドスリットを挿通した状態で前記垂直方向に移動可能な突片を有すると共に、前記筐体の底部と平行方向の軸を介して前記補助輪を回動可能に枢支しているものであってもよい。
この構成によれば、筐体が旋回する際に補助輪が首振りしないタイプの補助輪支持構造を得ることができる。

（６）前記第１付勢部材および前記第２付勢部材は、第１圧縮コイルバネおよび第２圧縮コイルバネからなり、
前記筐体が静止した状態において、前記第１圧縮コイルバネおよび前記第２圧縮コイルバネはそれぞれ縮みしろを有していてもよい。
この構成によれば、筐体が凹凸を有する走行面を走行したときに生じる振動や、補助輪が走行面の高い位置から低い位置に着地する際の衝撃等を第１および第２圧縮コイルバネ（主に第１圧縮コイルバネ）によって吸収することができる。また、筐体が段差部に乗り上がる際、第１および第２圧縮コイルバネが縮んで補助輪が底部側へ接近することができるため、筐体が傾斜しやすくなって段差部に乗り上がりやすくなる。

（７）前記第１圧縮コイルバネまたは前記第２圧縮コイルバネを中心として前記第２圧縮コイルバネまたは前記第１圧縮コイルバネが周囲に配置されてもよい。
この構成によれば、第１圧縮コイルバネおよび前記第２圧縮コイルバネをコンパクトなスペースにバランスよく配置することができる。
（８）上述した自走式電子機器の補助輪支持構造を有する、自走式電子機器。

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 筐体
１ｂ 底板（底部）
１ｂａ 開口部
６ 駆動輪
７ 後輪（補助輪）
３１、１３１ 支持部
３１ａ、１３１ａ 保持部材
３１ａｃ 挿通孔
３１ｂ、１３１ｂ ガイド部材
３１ｂａ、１３１ｂａ 筒形収納部
３１ｂｂ 支軸部
３３ 軸
４１、１４１ 第１付勢部材
４２、１４２ 第２付勢部材
５０ 前輪（補助輪）
１３１ａｃ 突片
１３１ｂｂ ガイドスリット
Ａ１〜Ａ４ 自走式掃除機（自走式電子機器）
Ａ３０、Ｂ３０ 補助輪支持構造
Ｆ 床面（走行面）
Ｆｓ 段差部（走行面）
Ｇ 垂直方向
Ｈ 間隔
Ｒ１、Ｒ２ 付勢可能な範囲

Claims (8)

1. 走行面上を走行する駆動輪を有する自走式電子機器の筐体の底部に設けられる補助輪支持構造であって、
   補助輪と、前記補助輪を前記筐体の底部に対して垂直方向に往復移動可能に支持する支持部と、前記支持部に取り付けられて前記補助輪を前記走行面に近づく方向に付勢する第１付勢部材および第２付勢部材とを有し、
   前記第１付勢部材および前記第２付勢部材は、前記走行面に接触した前記補助輪の前記垂直方向の位置によって前記補助輪に加わる付勢力が変化するように、前記第１付勢部材による前記補助輪への付勢可能な範囲と前記第２付勢部材による前記補助輪への付勢可能な範囲とが異なるように構成されたことを特徴とする自走式電子機器の補助輪支持構造。
2. 前記第１付勢部材の荷重と前記第２付勢部材の荷重とが異なる請求項１に記載の補助輪支持構造。
3. 前記第１付勢部材の荷重が前記第２付勢部材の荷重よりも大きく、
   前記補助輪の前記走行面との接触位置から前記底部までの間隔が所定距離以下のときに前記第１付勢部材および前記第２付勢部材によって前記補助輪が付勢力され、かつ前記補助輪の前記走行面との接触位置から前記底部までの間隔が所定距離を超えると前記第２付勢部材のみによって前記補助輪が付勢力されるように構成された請求項２に記載の補助輪支持構造。
4. 前記支持部は、前記補助輪を回動可能に保持する保持部材と、前記筐体の底部に設けられた開口部の近傍に取り付けられて前記保持部材を前記垂直方向に移動可能にガイドするガイド部材とを有し、
   前記ガイド部材と前記保持部材との間に前記第１付勢部材および前記第２付勢部材が配置されると共に、前記保持部材が前記筐体の底部の開口部を前記垂直方向に移動可能に挿通している請求項１〜３のいずれか１つに記載の補助輪支持構造。
5. 前記ガイド部材は、前記保持部材を前記垂直方向に移動可能に収納する筒形収納部と、前記筒形収納部に固定されて前記筒形収納部の内部空間に前記垂直方向に突出する支軸部とを有し、
   前記保持部材は、前記支軸部を中心として回動するように前記支軸部を挿通させる挿通孔を有すると共に、前記支軸部に対して偏心した位置でかつ前記筐体の底部と平行方向の軸を介して前記補助輪を回動可能に枢支している請求項４に記載の補助輪支持構造。
6. 前記ガイド部材は、前記保持部材を前記垂直方向に移動可能に収納しかつ前記垂直方向のガイドスリットを有する筒形収納部を有し、
   前記保持部材は、前記ガイドスリットを挿通した状態で前記垂直方向に移動可能な突片を有すると共に、前記筐体の底部と平行方向の軸を介して前記補助輪を回動可能に枢支している請求項４に記載の補助輪支持構造。
7. 前記第１付勢部材および前記第２付勢部材は、第１圧縮コイルバネおよび第２圧縮コイルバネからなり、
   前記筐体が静止した状態において、前記第１圧縮コイルバネおよび前記第２圧縮コイルバネはそれぞれ縮みしろを有している請求項１〜６のいずれか１つに記載の補助輪支持構造。
8. 前記第１圧縮コイルバネまたは前記第２圧縮コイルバネを中心として前記第２圧縮コイルバネまたは前記第１圧縮コイルバネが周囲に配置されている請求項７に記載の補助輪支持構造。

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