JP4935580B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、電気掃除機の走行を補助する自走機能を有する電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電気掃除機として、人が、電気掃除機本体をホースなどで引っ張ったときに、電気掃除機本体に加わる負荷を検知して、電気掃除機を自動的に走行させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図７は、上記特許文献１に開示された従来の電気掃除機の外観図である。図７において、従来の電気掃除機の掃除機本体１は、電動送風機（図示せず）およびこの電動送風機の吸気側に連通する集塵室（図示せず）を内部に有するとともに、この集塵室に連通する接続口２を外面部に備え、この掃除機本体１の接続口２に、一端部が接続されるとともに手元把持部３を他端側に有するホース４と、前記掃除機本体１に設けられ、この掃除機本体１を被掃除面上で移動させるための走行手段５と、前記掃除機本体１に設けられ、前記走行手段５を駆動する駆動手段（図示せず）と、前記ホース４に加えられる引張力を検出する検出手段（図示せず）と、この検出手段の検出信号に応じて、前記駆動手段を制御する駆動制御手段（図示せず）とを備え、この駆動制御手段は、前記ホース４に加えられる引張力が大きいほど、
（１）前記駆動手段による走行手段の駆動速度をより大きくするように制御することで、使用者は、電気掃除機のホース４を強く引けば、掃除機本体１を、長い距離に渡って移動させ、ホース４を軽く引けば、少しだけ移動させることができる。
（２）前記駆動手段による走行手段の駆動時間をより短くし、かつ、駆動速度をより早くするように制御することで、ホース４を引っ張った時に、掃除機本体１が、移動する距離を引張力によらず同じ位にする、というもので、使用者の歩行に対する掃除機本体１の追従性が向上するというものである。
特開平４−９２６３４号公報

しかしながら、このような従来の電気掃除機においては、走行するための走行手段５は直進するだけの軸構造であり、方向転換については、別途キャスタ６を、掃除機本体１の前部に設け、ホース４の引っ張り方向に、掃除機本体１が追従する構成をとっていた。キャスタ６は、その車輪（図示せず）の走行方向が、３６０度どの方向でも向くよう車輪の軸（図示せず）を固定する保持部品（図示せず）が、掃除機本体１に対して回動自在に設置してある構成が一般的である。

しかしながら、掃除機本体１が家具などにぶつかった時は、ホース４を引く力で掃除機本体１が家具などに圧接するため、方向を変えるための、掃除機本体１の横移動ができず、方向転換がしにくかった。特に、ホース４の引張力を検出して掃除機本体１が自動走行する従来構成では、自動走行によって家具などに、より強く押し当たるため、方向転換がさらに困難なものとなった。

この現象を回避するために、走行するための走行手段５もキャスタ同様方向転換できるようにすれば、前方のキャスタ６が横移動できなくても、後方の走行手段５の向きが変わることにより、掃除機本体１の後方が横移動して、当たっている家具などからすり抜けることができる。

但しこの構成をとるためには、駆動手段に連結した走行手段５を、駆動手段との連結状態を維持しながら、スムーズに方向転換できる回動構成をとらなければならず、構造が複雑になるとともに、掃除機本体１が大型化するなどの課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、使用者が掃除機を引っ張る操作力を軽減するとともに、家具などにぶつかったときに、容易に家具を回避する追従性の良い自走機能を備えた電気掃除機を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、掃除機本体の底部より突出すると共に前記掃除機本体を走行させるためのローラと、前記ローラを駆動する駆動モータと、前記掃除機本体の走行状態を検出して前記駆動モータを制御する制御手段とを備え、前記ローラは、前記駆動モータに連結された原動カムと、前記原動カムに接して移動する摺動体と、前記摺動体を摺動自在に保持するガイド部材とを有し、前記摺動体の移動により、前記掃除機本体の走行を補助するグリップ体が、前記ローラの外周より突出するもので、駆動モータに駆動力が印加されているときは、原動カムが駆動され、摺動体が移動してグリップ体がローラ外周から突出することにより、自動走行が確実に行なわれるとともに、掃除機本体が家具などにぶつかり、駆動モータが停止したときに、摺動体を内方に移動させて、グリップ体を同じく内方に移動させるようにすれば、グリップ体の突出がなくなってローラが比較的すべり安い状態になり、ローラを横滑りさせて、掃除機本体を、家具などから容易に回避させることができる。そのため、自走効果により使用者がほんの少しの引張力で引っ張るだけで掃除機本体を移動でき、家具などの障害物も容易に回避する追従性のよい電気掃除機を提供することができる。

本発明の電気掃除機は、電気掃除機本体を引っ張るとき自走することによって軽い力で引き回せるとともに、家具などの障害物にぶつかっても容易に回避することができる、快適な追従性を備えた電気掃除機を提供できるものである。

第１の発明は、掃除機本体の底部より突出すると共に前記掃除機本体を走行させるためのローラと、前記ローラを駆動する駆動モータと、前記掃除機本体の走行状態を検出して前記駆動モータを制御する制御手段とを備え、前記ローラは、前記駆動モータに連結された原動カムと、前記原動カムに接して移動する摺動体と、前記摺動体を摺動自在に保持するガイド部材とを有し、前記摺動体の移動により、前記掃除機本体の走行を補助するグリップ体が、前記ローラの外周より突出するもので、駆動モータに駆動力が印加されているときは、原動カムが駆動され、摺動体が移動してグリップ体がローラ外周から突出することにより、自動走行が確実に行なわれるとともに、掃除機本体が家具などにぶつかり、駆動モータが停止したときに、摺動体を内方に移動させて、グリップ体を同じく内方に移動させるようにすれば、グリップ体の突出がなくなってローラが比較的すべり安い状態になり、ローラを横滑りさせて、掃除機本体を、家具などから容易に回避させることができる。そのため、自走効果により使用者がほんの少しの引張力で引っ張るだけで掃除機本体を移動でき、家具などの障害物も容易に回避する追従性のよい電気掃除機を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、駆動モータへ電力または電圧を供給するとともに、電力または電圧の供給停止直後に、前記駆動モータに連結した原動カムを短時間逆転させるもので、原動カムに働く駆動力を解除し、摺動体の移動によってローラの外周に突出したグリップ体が、元の位置に戻りやすくなるよう負荷を解除することにより、摺動体が戻りやすく、駆動モータ停止時にローラの横滑りがスムーズに行なわれるようになる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明のローラのグリップ体が突出する位置以外の床面接地面に、起毛布を配したもので、グリップ体がローラの外周より突出していない場合の横滑り性の向上を図ることができるとともに、ローラ回転時の騒音を低減することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の摺動体を常時内径方向に付勢する付勢体を設けたもので、駆動モータ停止時に、摺動体と連動するグリップ体のローラの外周からの突出を確実に防止し、横滑りがスムーズに行われるものである。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明のローラに回転自在の補助ローラを設け、グリップ体が前記ローラの外周より突出していないときに、前記補助ローラにて、走行時の掃除機本体の自重を受けるもので、電源が入っていないときなどの掃除機本体の移動をスムーズに行うことができるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体の背面図、図２は、同掃除機本体の後部平面断面図、図３（ａ）〜（ｆ）は、同電気掃除機のローラの断面図、図４（ａ）〜（ｅ）は、同電気掃除機の部品の平面図及び裏面図、図５は、同掃除機本体の部分横断面図、図６は、同電気掃除機の外観図である。

図１〜図６において、１０は、本実施の形態における電気掃除機の掃除機本体で、吸込み具１１と延長管１２、及び接続用のホース１３を接続して使用する。１４は、それぞれ車輪１５を有し掃除機本体１０の前方に２個設けたキャスタで、車輪１５の走行方向が３６０度どの方向でも向くよう回動自在に設置してある。１６は、掃除機本体１０の後方中央に設けた走行用のローラで、ローラ軸１７に回動自在に取り付けてある。

ローラ１６は、ローラ軸１７に取り付けた原動カム２２と、原動カム２２に当接する摺動体２３と、摺動体２３の径方向の摺動をガイドし、かつローラ軸１７に回動自在に取り付けたガイド部材としてのガイドリング２４と、摺動体２３を内径方向に付勢する付勢体であるゴム体２８とを有している。

摺動体２３から突出した突起２５が、ガイドリング２４の外輪２６に当たることによって、摺動体２３も突出代を規制されるとともに、前記突起２５は、ガイドリング２４を貫通しており、その突起２５の先端に懸架されたゴム体２８によって常に摺動体２３は内径側に引っ張られる。

摺動体２３には、床面へのグリップ力を伝えるグリップ体２７が一体成形で取り付けられている。原動カム２２の中心軸２９は、駆動ギヤ３０に連結されており、駆動ギヤ３０は、駆動モータ３１の小ギヤ３２と噛み合うことにより、駆動モータ３１の駆動力が原動カム２２に減速されて伝達されるようになっている。

３３は、ローラ軸１７に回転自在に取り付けた補助ローラで、摺動体２３及びグリップ体２７が突出していないときに掃除機本体１０の自重を受けるもので、その外周には長さ１〜２ｍｍの毛を植毛した起毛布３４を貼り付けてある。

３７は、制御手段となる制御回路で、電動送風機（図示せず）の吸引力や駆動モータ３１への供給電圧をコントロールするものである。

以上のよう構成された本実施の形態における電気掃除機の動作、作用は以下の通りである。

掃除機本体１０の運転停止中は、駆動モータ３１には、動力が発生せず、掃除機本体１０を移動するときは、回転自在の補助ローラ３３が回転し、キャスタ１４とともに掃除機本体１０の移動を補助する。この場合は、掃除機本体１０は、自動走行はしないが、補助ローラ３３は、自在に回転するため、掃除機本体１０は、やや重いながらも自由に引き回すことができる。

そのままでは、掃除機本体１０の自重を受けるだけであるが、掃除機本体１０に通電されている場合は、従来の電気掃除機同様、ホース１３に張力が加わると制御回路３７がそれを検知し、駆動モータ３１に電圧を供給し、自動で掃除機本体１０が走行を始める。

その場合、駆動モータ３１が回転すると、小ギヤ３２と噛み合う駆動ギヤ３０が回転し、駆動ギヤ３０に連結した原動カム２２に回転力が伝わる。原動カム２２が回転すると、原動カム２２と摺動体２３との間で形成されるカム機構により、摺動体２３を外方に押し広げる力が働き、摺動体２３は、ガイドリング２４に沿って外径方向に広がる。

摺動体２３が広がると、摺動体２３に取り付けたグリップ体２７が広がり、床面に駆動力を伝える。それによって使用者は、掃除機本体１０を軽く引き回すことができ、掃除の負担を軽減することができる。

一定時間走行すると駆動モータ３１は停止し、瞬時に逆方向の回転力が生じる電力の供給を受け、逆回転する。その際、原動カム２２が逆方向に一瞬駆動し、摺動体２３を内径方向に引く作用が働く。具体的には、摺動体２３の小突起３６に、原動カム２２の外輪突起３５が当たり、摺動体２３が内径側に移動する。さらに、ゴム体２８によって内径側に付勢されているため、摺動体２３及びグリップ体２７は、補助ローラ３３より小径となり、床面に対するグリップ力は働かず、床面には、補助ローラ３３の起毛布３４が当たっているだけなので、横滑りができる。

従来、例えば、掃除機本体１０が家具等にぶつかったとき、グリップ体２７が出ていると横滑りはできないため、掃除機本体１０をバックさせないと家具を回避することができなかったが、本実施の形態では、グリップ体２７を引っ込め、起毛布３４が床面に当たるようになるので、容易に横滑りできるようになり、家具を容易に回避することができる。

これらの動きは、駆動停止の一連の動作の中でカム機構により自動的に切換がなされるため、使用者にとっては複雑な操縦は要求されることはない。

また、起毛布３４は横滑りの機能だけでなく、グリップ体２７が突出しているときも、床面に軽く触れており、床面の振動を低減して騒音を下げる作用もなす。

以上のように、本実施の形態においては、掃除機本体１０を引き回す操作力が軽減され、かつ家具などの障害物の回避も容易に行なうことができる使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。

以上のように本発明にかかる電気掃除機は、掃除中の疲労感を低減する高付加価値・高機能な電気掃除機や、更には使用者の移動に合わせて追従する機器にも有用な技術である。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体の背面図 同掃除機本体の後部平面断面図 （ａ）同電気掃除機のローラの断面図（摺動体が収納された状態、Ａ−Ａ断面）、（ｂ）同ローラの断面図（摺動体が収納された状態）、（ｃ）同ローラの面図（摺動体が収納された状態、Ｂ−Ｂ断面）、（ｄ）同ローラの断面図（摺動体が突出した状態、Ａ−Ａ断面）、（ｅ）同ローラの断面図（摺動体が突出した状態）、（ｆ）同ローラの断面図（摺動体が突出した状態、Ｂ−Ｂ断面） （ａ）同ローラの原動カムの平面図、（ｂ）同ローラのガイドリングの平面図、（ｃ）同ローラの摺動体の平面図、（ｄ）同ローラのゴム体の平面図、（ｅ）同摺動体の裏面図 同掃除機本体の部分横断面図 同電気掃除機の外観図 従来の電気掃除機の外観図

符号の説明

１０ 電気掃除機本体
１１ 吸込み具
１２ 延長管
１３ ホース
１４ キャスタ
１５ 車輪
１６ ローラ
１７ ローラ軸
２２ 原動カム
２３ 摺動体
２４ ガイドリング（ガイド部材）
２５ 突起
２６ 外輪
２７ グリップ体
２８ ゴム体（付勢体）
２９ 中心軸
３０ 駆動ギヤ
３１ 駆動モータ
３２ 小ギヤ
３３ 補助ローラ
３４ 起毛布
３５ 外輪突起
３６ 小突起
３７ 制御回路（制御手段）

Claims (5)

1. 掃除機本体の底部より突出すると共に前記掃除機本体を走行させるためのローラと、前記ローラを駆動する駆動モータと、前記掃除機本体の走行状態を検出して前記駆動モータを制御する制御手段とを備え、前記ローラは、前記駆動モータに連結された原動カムと、前記原動カムに接して移動する摺動体と、前記摺動体を摺動自在に保持するガイド部材とを有し、前記摺動体の移動により、前記掃除機本体の走行を補助するグリップ体が、前記ローラの外周より突出することを特徴とする電気掃除機。
2. 制御手段は、駆動モータへ電力または電圧を供給するとともに、電力または電圧の供給停止直後に、前記駆動モータに連結した原動カムを短時間逆転させることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. ローラのグリップ体が突出する位置以外の床面接地面に、起毛布を配したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気掃除機。
4. 摺動体を常時内径方向に付勢する付勢体を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. ローラに回転自在の補助ローラを設け、グリップ体が前記ローラの外周より突出していないときに、前記補助ローラにて、走行時の掃除機本体の自重を受けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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