JP5898812B2

JP5898812B2 - 自走式掃除機

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Publication number: JP5898812B2
Application number: JP2015224857A
Authority: JP
Inventors: 佑毅矢戸
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: JP2016026856A

Description

この発明は、自走式掃除機に関する。より詳しくは、筐体の底面にサイドブラシを備えた自走式掃除機に関する。

床面等の塵埃を清掃するための自走式掃除機として、特許文献１には、下面に吸込口を有する自走可能な筐体と、吸込口に回転可能に設けられたメインブラシと、筐体の下面におけるメインブラシよりも前方に回転可能に設けられた左右一対のサイドブラシとを備えた自走式掃除機が提案されている。

この自走式掃除機のサイドブラシは、サイドブラシモータの回転軸に取り付けられる支持ブラケットを具備している。この支持ブラケットは、サイドブラシモータの回転軸に取り付けられる円柱形状の取付部と、ブラシ毛が植設される略円板形状の支持板と、支持板の下面に設けられたテーパ外周面を有する補助部材とから構成されている。取付部と支持板と補助部材は樹脂成型により一体的に形成されている。ブラシ毛は、支持板における周縁部に形成されたテーパ面に対して円環状に、かつ斜め下方に向かって延びるように植設されている。補助部材は、ブラシ毛が延びる方向に沿って前記テーパ外周面が配置されている。

この自走式掃除機の清掃動作中には、サイドブラシモータによりサイドブラシが駆動され、水平方向に回転する。このとき、ブラシ毛が床面の凹部に嵌り込むことによりブラシ毛が内側に撓むと、ブラシ毛が補助部材のテーパ外周面に当接する。そして、さらにブラシ毛が内側に撓むような力が加わると、ブラシ毛の弾力性によりブラシ毛が反対側（補助部材の外側）に跳ね出される。これにより、ブラシ毛に大きな癖がついてしまうことを防止し、ブラシ毛の塵埃掃き出し能力を維持させるようにしている。

特開２００６−２８０５０６号公報

前記自走式掃除機のサイドブラシにおいて、支持ブラケットの支持板の上面は平坦面であり、サイドブラシを取り付ける掃除機本体の底面も平坦面であるため、これらの平坦面の間の隙間に髪の毛といった極細繊維が入り込み易い。この極細繊維としては、髪の毛（特に、長い髪の毛）が代表例として挙げられる。
そのため、自走式掃除機の清掃動作時、サイドブラシの支持ブラケットと掃除機本体の底面との間の平坦な隙間に入り込んだ髪の毛が回転する取付部に巻き付き、取付部に巻き付いた髪の毛の本数が増加すると、サイドブラシの回転が妨げられてしまう。この結果、サイドブラシモータに過剰な負荷がかかって故障したり寿命が短くなると共に、清掃効率が低下してしまうという問題が生じる。

本発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、故障および清掃効率の低下を防止した自走式掃除機を提供するものである。

かくして、本発明によれば、下面に吸込口を有し、かつ内部に集塵部を有する自走可能な筐体と、自走するために設けられた一対の駆動輪と、筐体の底面に対し垂直な軸心廻りに回転可能として筐体の底面に設けられたサイドブラシとを備え、筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置には、凹部が形成されると共に、前記凹部から回転軸が突出して設けられており、サイドブラシは、前記回転軸に着脱可能に取り付けられるブラシ基台と、ブラシ基台に設けられたブラシ束とを有しており、前記凹部は、前記ブラシ基台の外周部まで収納する大きさに形成されており、筐体の前記凹部と回転軸に取り付けられたブラシ基台との間に、かつ、前記回転軸の周囲の全周に亘って、断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形の隙間が形成され、自走式掃除機が、前記集塵部から前記吸込口の方向へ自走する方向を前方としたときに、サイドブラシは、前記駆動輪の前方に配置されることを特徴と
する自走式掃除機が提供される。

本発明の自走式掃除機は、次のように構成されてもよい。
（１）筐体の底面と、回転軸に取り付けられたブラシ基台との間の隙間が、回転軸の周囲の全周に亘って形成されていてもよい。

（２）筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置に、回転軸の軸心と同心円状に第１環状凸部と第１環状凹部とのうち少なくとも一方が設けられ、
ブラシ基台における筐体の底面と対向する面に、前記第１環状凸部に嵌り合うように近接する第２環状凹部と、前記第１環状凸部の内側もしくは外側の側壁部に近接するかまたは前記第１環状凹部に嵌り合うように近接する第２環状凸部とのうち少なくとも一方が設けられていてもよい。

（３）筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置に、回転軸の軸心と同心円状に第１環状凸部と第１環状凹部とが設けられ、
ブラシ基台における筐体の底面と対向する面に、前記第１環状凸部に嵌り合うように近接する第２環状凹部と、前記第１環状凹部に嵌り合うように近接する第２環状凸部とのうち少なくとも一方が設けられていてもよい。

（４）筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置に、回転軸の軸心と同心円状に第１環状凸部が設けられ、
ブラシ基台における筐体の底面と対向する面に、第１環状凸部の内側もしくは外側の側壁部に近接する第２環状凸部が設けられていてもよい。

（５）筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置に凹部が形成されていてもよい。

本発明の自走式掃除機によれば、清掃動作時において、床面上の髪の毛が回転するサイドブラシによってかき寄せられ、その際、髪の毛の先端が隙間の開口に進入する場合があっても、隙間は断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形に屈曲しているため、髪の毛の先端が隙間を通過することが困難となる。この結果、回転軸に髪の毛が巻き付いてサイドブラシの回転が妨げられてサイドブラシを回転駆動するモータに過剰な負荷がかかることが防止されると共に、清掃効率の低下が防止される。この効果は、断面形状がＳ字形の隙間が最も高く、次いでＵ字形の隙間、Ｌ字形の隙間の順に効果が高い。なお、この効果は、髪の毛に限らず、動物の毛、糸の繊維屑等の極細繊維に対して得ることができる。

また、前記構成（１）によれば、回転軸の周囲の全周に亘って断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形の隙間が形成されているため、あらゆる方向からの隙間への髪の毛先端の進入を確実に防止することができる。
また、前記構成（２）〜（４）によれば、筐体の底面と回転軸に取り付けられたブラシ基台との間に、断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形の隙間を形成することができる。

また、前記構成（５）によれば、筐体底面のサイドブラシ取付位置の凹部と、サイドブラシのブラシ基台における凹部に収納された部分との間によっても、髪の毛といった極細繊維の先端が進入し難い屈曲した隙間が形成される。

本発明の実施形態に係る自走式掃除機の斜視図である。図１に示される自走式掃除機のＡ−Ａ矢視断面図である。図１に示される自走式掃除機の底面側から視た斜視図である。筐体の蓋部が開放され集塵部が取り出された状態を示す図２対応図である。図１に示される自走式掃除機の電気的な構成を示すブロック図である。サイドブラシを取り外した状態を示す図３対応図である。サイドブラシの実施形態１を示す斜視図である。実施形態１のサイドブラシの取付構造を示す概略断面図である。実施形態２のサイドブラシおよびその取付構造を示す概略断面図である。実施形態３のサイドブラシおよびその取付構造を示す概略断面図である。実施形態４のサイドブラシおよびその取付構造を示す概略断面図である。実施形態５のサイドブラシおよびその取付構造を示す概略断面図である。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態に係る自走式掃除機の斜視図であり、図２は図１に示される自走式掃除機のＡ−Ａ矢視断面図であり、図３は図１に示される自走式掃除機の底面側から視た斜視図であり、図４は筐体の蓋部が開放され集塵部が取り出された状態を示す図２対応図であり、図５は図１に示される自走式掃除機の電気的な構成を示すブロック図である。以下、「自走式掃除機」を「掃除ロボット」と言う場合がある。

本発明に係る掃除ロボット（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掃除ロボットである。
掃除ロボット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、サイドブラシ１０、集塵ボックス３０、電動送風機２２、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。
この掃除ロボット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、図４に示されるように、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２５（図５参照）等を収納する前方収納室Ｒ１を有し、中間部に集塵ボックス３０を収納する中間収納室Ｒ２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Ｒ３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Ｒ２とを連通し、排気路１２は中間収納室Ｒ２と前方収納室Ｒ１とを連通している
。なお、これらの各収納室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、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３９によって仕切られている。

一対の駆動輪２９は、平面視円形の筐体２の中心を通る中心線Ｃと直角に交わる一対の回転軸に固定されており、一対の駆動輪２９が同一方向に回転すると筐体２が進退し、各駆動輪２９が逆方向に回転すると筐体２が中心線Ｃの回りに回転する。
一対の回転軸は、図示しない一対のモータ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、各モータは筐体の底板２ａ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。

前輪２７はローラからなり、進路上に現れた段差に接地し、筐体２が段差を容易に乗り越えられるよう、駆動輪２９が接地する床面Ｆから少し浮き上がるよう筐体２の底板２ａの一部に回転自在に設けられている。
後輪２６は自在車輪からなり、駆動輪２９が接地する床面Ｆと接地するよう筐体２の底板２ａの一部に回転自在に設けられている。
このように、筐体２に対して前後方向中間に一対の駆動輪２９を配置し、前輪２７を床面Ｆから浮かせ、掃除ロボット１の重量を一対の駆動輪２９と後輪２６によって支持できるよう、筐体２に対して前後方向に重量が配分されている。これにより、進路前方の塵埃を前輪２７によって遮ることなく吸込口６に導くことができる。

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サイドブラシ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。サイドブラシ１０は、回転軸の下端にブラシ束を放射状に設けることにより形成されている。回転ブラシ９の回転軸および一対のサイドブラシ１０の回転軸は、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、サイドブラシ１０およびその取付構造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の底面と前輪２７との間には床面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の側部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、掃除ロボット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、掃除ロボット１における駆動輪２９、回転ブラシ９、サイドブラシ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掃除ロボット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、サイドブラシ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Ｒ２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、図４に示されるように、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Ｒ２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。

掃除ロボット１全体の動作制御を行う制御部は、図５に示されるように、ＣＰＵ１５ａおよびその他の図示しない電子部品で構成された制御回路を有する制御基板１５と、走行マップ１８ａを記憶する記憶部１８、電動送風機２２を駆動するためのモータドライバ２２ａ、駆動輪２９の走行モータ５１を駆動するためのモータドライバ５１ａ、筐体２内の排気口７付近に回動可能に設けられたルーバー１７およびそれを駆動するための制御ユニット１７ａ、臭いセンサ５２およびその制御ユニット５２ａ、湿度センサ５３およびその制御ユニット５３ａ、人感センサ５４およびその制御ユニット５４ａ、接触センサ５５およびその制御ユニット５５ａ等を備えて構成される。

ＣＰＵ１５ａは中央演算処理装置であり、記憶部１８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２２ａ、５１ａおよび制御ユニット１７ａに個別に制御信号を送信し、電動送風機２２、走行モータ５１およびルーバー１７を駆動制御して、一連の掃除運転およびイオン放出運転を行う。
また、ＣＰＵ１５ａは、ユーザーによる掃除ロボット１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１８に記憶させる。この記憶部１８は、掃除ロボット１の設置場所周辺の走行マップ１８ａを記憶することができる。走行マップ１８ａは、掃除ロボット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１８に記憶させるか、あるいは掃除ロボット１自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。

臭いセンサ５２は、筐体２の外部周辺の臭いを検知する。臭いセンサ５２としては、例えば、半導体式や接触燃焼式の臭いセンサを用いることができる。掃除ロボット１の外部周辺の臭いを検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で臭いセンサ５２が配置される。ＣＰＵ１５ａは制御ユニット５２ａを介して臭いセンサ５２と接続されており、臭いセンサ５２からの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の臭い情報を得る。

湿度センサ５３は、筐体２の外部周辺の湿度を検知する。湿度センサ５３としては、例えば、高分子感湿材料を用いた静電容量式や電気抵抗式の湿度センサを用いることができる。掃除ロボット１の外部周辺の相対湿度を検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で湿度センサ５３が配置される。ＣＰＵ１５ａは制御ユニット５３ａを介して湿度センサ５３と接続されており、湿度センサ５３からの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の湿度情報を得る。

なお、走行マップ１８ａには、掃除ロボット１が設置される設置場所における所定閾値以上の臭気が漂う箇所および所定閾値以上に湿気が高い箇所が特定箇所として予め記憶されていてもよい。このようにすれば、ＣＰＵ１５ａがこの特定箇所を筐体２の周辺環境に
基づいて定めた箇所であると判断することができる。つまり、走行マップ１８ａが、臭いセンサ５２および湿度センサ５３と同様に、筐体２の周辺環境を検知する環境検知装置としての役割を果たすことになる。

人感センサ５４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。掃除ロボット１の外部周辺の人の存在を検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で人感センサ５４が配置される。ＣＰＵ１５ａは制御ユニット５４ａを介して人感センサ５４と接続されており、人感センサ５４からの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の人の存在情報を得る。

接触センサ５５は、掃除ロボット１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２の側板２ｃの前部に配置される。ＣＰＵ１５ａは制御ユニット５５ａを介して接触センサ５５と接続されており、接触センサ５５からの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の障害物の存在情報を得る。

このように構成された掃除ロボット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２５、駆動輪２９、回転ブラシ９およびサイドブラシ１０が駆動する。これにより、回転ブラシ９、サイドブラシ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、サイドブラシ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５０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Ｒ１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２５が放出するイオン（プラズマクラスターイオン）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、掃除ロボット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、掃除ロボット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、掃除ロボット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、掃除ロボット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。

また、掃除ロボット１は、左右の駆動輪２９と後輪２６の３点で接地しており、前進時に急停止しても後輪２６が床面Ｆから浮き上がらないようなバランスで重量配分されている。そのため、掃除ロボット１が前進中に下り階段の手前で急停止し、それによって掃除ロボット１が前のめりに傾いて下り階段へ落下するということが防止されている。なお、駆動輪２９は、急停止してもスリップしないよう、溝を有するゴムタイヤをホイールに嵌め込んで形成されている。
また、集塵ボックス３０が駆動輪２９の回転軸の上方に配置されているため、集塵によって重量が増加しても掃除ロボット１の重量バランスが維持される。

掃除ロボット１は、環境検知装置である臭いセンサ５２、湿度センサ５３、走行マップ１８ａおよび人感センサ５４から得られる情報に基づいて独特の動作を実行することができる。例えば、掃除ロボット１は、環境検知装置が検知した周辺環境に基づいて定めた特定箇所に一定時間留まり、排気口７からイオンを含む気流を放出することができる。
掃除ロボット１は、掃除が終了すると充電台４０に帰還する。これにより、充電端子４が端子部４１に接してバッテリー１４が充電される。

また、掃除ロボット１は、充電台４０に帰還した状態で電動送風機２２およびイオン発生装置２５を駆動することができる。これにより、排気口７から後方の斜め上方にイオンを含む気流が放出され、イオンを含む気流は側壁Ｓに沿って上昇し、室内の天井壁および対向する側壁に沿って流通する。この結果、イオンが室内全体に行き渡り、除菌効果や脱臭効果を向上させることができる。このように、掃除ロボット１は、イオン放出運転を単独で実行することも可能である。

掃除ロボット１の上面には操作部が設けられており、操作部によって掃除運転およびイオン放出運転を実行させることができる。また、筐体２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掃除ロボット１に送信して遠隔操作できるようにしてもよい。

＜サイドブラシおよびその取付構造＞
図６はサイドブラシを取り外した状態を示す図３対応図であり、図７はサイドブラシの実施形態１を示す斜視図であり、図８は実施形態１のサイドブラシの取付構造を示す概略断面図である。
図６と図８に示されるように、筐体２の底面（底板２ａの下面）のサイドブラシ取付位置には、サイドブラシ１０の後述するブラシ基台１０ａを収納する凹部２ａ₁が形成され
ていると共に、この凹部２ａ₁から第２軸心Ｐ回りに回転可能な回転軸２ａ₂が突出している。
また、凹部２ａ₁には、回転軸２ａ₂の周囲の全周に亘って、円環状の第１環状凸部２ａ₁₁および第１環状凹部２ａ₁₂が第２軸心Ｐに対して同心円状に設けられている。

回転軸２ａ₂は筒形であり、下端の孔の内周面には雌ネジ２ａ₂₁が形成されている。
筐体２の底板２ａの上面（内面）にはボックス２ａ₃が設けられ、このボックス２ａ₃に連結軸２ａ₄が回転可能に枢着されている。この連結軸２ａ₄の下端部は回転軸２ａ₂の上
端側の孔に挿入され、連結軸２ａ₄と回転軸２ａ₂とが一体的に回転するよう連結している。なお、連結軸２ａ₄は、前記のように図示しない回転ブラシ駆動用のモータの回転力が
プーリおよびベルト等を含む動力伝達機構を介して伝達される。なお、サイドブラシ１０は、回転ブラシ駆動用のモータを共用して回転駆動することなく、単独で設けるモータにて駆動されてもよい。

サイドブラシ１０は、筐体２の底面と垂直な第２軸心Ｐ上に回転可能に設けられた前記回転軸２ａ₂に着脱可能に取り付けられるブラシ基台１０ａと、ブラシ基台１０ａに放射
状に植設された複数のブラシ束１０ｂとを有している。
ブラシ基台１０ａは、中心貫通孔１０ａｂ₁を有すると共に、筐体２の底面の凹部２ａ₁と対向する面に、回転軸２ａ₂の先端を嵌め入れる筒部１０ａｂを有している。さらに、
ブラシ基台１０ａは、筐体２の底面の凹部２ａ₁と対向する面であって筒部１０ａｂの周
囲の全周に亘って、円環状の第２環状凹部１０ａ₁および第２環状凸部１０ａ₂が設けられている。第２環状凹部１０ａ₁および第２環状凸部１０ａ₂は、中心貫通孔１０ａｂ₁の第
２軸心Ｐに対して同心円状に設けられている。また、ブラシ基台１０ａの下端外周面には、複数のブラシ束１０ｂを植え込むための複数の凹部が周方向等間隔で形成されている。

サイドブラシ１０は、中心貫通孔１０ａｂ₁にワッシャを介してネジｎの雄ネジ部を挿
通し、雄ネジ部を回転軸２ａ₂の雌ネジ２ａ₂₁に螺合させることにより筐体２に取り付け
られる。この状態において、第１環状凸部２ａ₁₁は第２環状凹部１０ａ₁に嵌り合うよう
に近接し、第２環状凸部１０ａ₂は第１環状凹部２ａ₁₂に嵌り合うように近接する。
これにより、サイドブラシ１０のブラシ基台１０ａと筐体２の底板２ａの底面との間の隙間Ｇの断面形状はＳ形となる。つまり、ブラシ基台１０ａの第２環状凸部１０ａ₂と筐
体２の凹部２ａ₁の第１環状凹部２ａ₁₂との間に形成された断面形状Ｕ字形の外周側隙間
部分と、凹部２ａ₁の第１環状凸部２ａ₁₁とブラシ基台１０ａの第２環状凹部１０ａ₁との間に形成された断面形状Ｕ字形の内周側隙間部分とで、断面形状Ｓ字形の隙間Ｇ₁が形成
されている。なお、この隙間Ｇ₁の幅としては、例えば、０．１〜１ｍｍ程度である。以
下、「Ｓ字形」、「Ｕ字形」、「Ｌ字形」と言うときは、断面形状を意味するものとする。

掃除ロボット１による清掃動作時において、床面Ｆ上の髪の毛が回転するサイドブラシ１０によって回転ブラシ９の方へかき寄せられ、その際、髪の毛の先端が隙間Ｇ₁の開口
に進入する場合がある。しかしながら、ブラシ基台１０ａの第２環状凸部１０ａ₂と筐体
２の凹部２ａ₁の第１環状凹部２ａ₁₂との間のＵ字形の外周側隙間部分を髪の毛の先端が
通過することは困難である。また、仮に髪の毛の先端が外周側隙間部分を通過したとしても、凹部２ａ₁の第１環状凸部２ａ₁₁とブラシ基台１０ａの第２環状凹部１０ａ₁との間のＵ字形の内周側隙間部分を髪の毛の先端が通過することは困難である。

よって、本発明によれば、回転軸２ａ₂に髪の毛が巻き付いてサイドブラシ１０の回転
が妨げられてサイドブラシ１０を回転駆動するモータに過剰な負荷がかかることが防止されると共に、清掃効率の低下が防止される。この際、回転軸の周囲の全周に亘って断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形の隙間が形成されているため、あらゆる方向からの隙間への髪の毛先端の進入を確実に防止することができる。なお、この効果は、髪の毛に限らず、動物の毛、糸の繊維屑等の極細繊維に対して得ることができる。
また、筐体２の底面の凹部２ａ₁と、サイドブラシ１０のブラシ基台１０ａにおける凹
部２ａ₁に収納された筒部１０ａｂとの間によっても、髪の毛といった極細繊維の先端が
進入し難い屈曲した隙間が形成される。

（実施形態２）
図９は実施形態２のサイドブラシおよびその取付構造を示す概略断面図である。なお、図９において、図８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では、サイドブラシ１０のブラシ基台１０ａと筐体２の凹部２ａ₁との間に
Ｓ字形の隙間Ｇ₁が設けられた場合を例示したが、実施形態２のように１つのＵ字形の隙
間Ｇ₂のみが設けられてもよい。
実施形態２の場合、筐体２の底板２ａの凹部２ａ₁円環状の第１環状凸部２ａ₂₁が設け
られると共に、第１環状凸部２ａ₂₁に嵌り合うように近接する円環状の第２環状凹部１１
０ａ₁がサイドブラシ１１０のブラシ基台１１０ａの全周に亘って設けられており、これ
らによってＵ字形の隙間Ｇ₂が形成されている。実施形態２において、その他の構成は実
施形態１と同様である。
このように、サイドブラシ１１０のブラシ基台１１０ａと筐体２の凹部２ａ₁との間に
Ｕ字形の隙間Ｇ₂が１つ設けられても、実施形態１と同様の効果が得られる。

（実施形態３）
図１０は実施形態３のサイドブラシおよびその取付構造を示す概略断面図である。なお、図１０において、図８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の場合、筐体２の底板２ａの凹部２ａ₁に全周に亘って円環状の第１環状凹
部２ａ₃₂が設けられると共に、第１環状凹部２ａ₃₂に嵌り合うように近接する円環状の第２環状凸部２１０ａ₂がサイドブラシ２１０のブラシ基台２１０ａに全周に亘って設けら
れており、これらによってＵ字形の隙間Ｇ₃が形成されている。実施形態３において、そ
の他の構成は実施形態１と同様である。
このように、サイドブラシ２１０のブラシ基台２１０ａと筐体２の凹部２ａ₁との間に
Ｕ字形の隙間Ｇ₃が１つ設けられても、実施形態１と同様の効果が得られる。
なお、実施形態３は、実施形態２との差異は、凹凸の関係が逆になっている。つまり、筺体２の凹部２ａ₁に設けられる実施形態３の第１環状凹部２ａ₃₂に対し、実施形態２に
よれば第１環状凸部２ａ₂₁である。また、サイドブラシ側も同様に実施形態３の第２環状凸部２１０ａ₂に対し、第２実施形態によれば第２環状凹部１１０ａ₁である。

（実施形態４）
図１１は実施形態４のサイドブラシおよびその取付構造を示す概略断面図である。なお、図１１において、図８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の場合、筐体２の底板２ａの凹部２ａ₁に全周に亘って円環状の第１環状凸
部２ａ₄₁が設けられると共に、第１環状凸部２ａ₄₁に嵌り合うように近接する円環状の第２環状凹部３１０ａ₁がサイドブラシ３１０のブラシ基台３１０ａに全周に亘って設けら
れており、これらによってＬ字形の隙間Ｇ₄が形成されている。実施形態４において、そ
の他の構成は実施形態１と同様である。
このように、サイドブラシ３１０のブラシ基台３１０ａと筐体２の凹部２ａ₁との間に
Ｌ字形の隙間Ｇ₄が１つ設けられても、実施形態１と同様の効果が得られる。

（実施形態５）
図１２は実施形態５のサイドブラシおよびその取付構造を示す概略断面図である。なお、図１２において、図８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５の場合、筐体２の底板２ａの凹部２ａ₁に全周に亘って円環状の第１環状凸
部２ａ₅₁が設けられると共に、第１環状凸部２ａ₄₁の外側の側壁部に近接する円環状の第２環状凸部４１０ａ₂がサイドブラシ４１０のブラシ基台４１０ａに全周に亘って設けら
れており、これらによってＬ字形の隙間Ｇ₅が形成されている。実施形態５において、そ
の他の構成は実施形態１と同様である。
このように、サイドブラシ４１０のブラシ基台４１０ａと筐体２の凹部２ａ₁との間に
Ｌ字形の隙間Ｇ₅が１つ設けられても、実施形態１と同様の効果が得られる。
なお、図示省略するが、筐体の第１環状凸部の内側の側壁部にサイドブラシの第２環状凸部が近接するように構成してもよい。
なお、実施形態５は、実施形態４との差異は、凹凸の関係が逆になっている。つまり、実施形態２と実施形態３との関係と一致する。

以下に、本明細書に開示されている発明を付記する。
（１）本発明によれば、下面に吸込口を有する自走可能な筐体と、筐体の底面に対し垂直な軸心廻りに回転可能として筐体の底面に設けられたサイドブラシとを備え、
筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置には、第２軸心回りに回転する回転軸が突出して設けられており、
サイドブラシは、前記回転軸に着脱可能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ブラシ束とを有しており、
筐体の底面と回転軸に取り付けられたブラシ基台との間に、断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形の隙間が形成されている自走式掃除機が提供される。
本発明の自走式掃除機は、次のように構成されてもよい。
（２）筐体の底面と、回転軸に取り付けられたブラシ基台との間の隙間が、回転軸の周囲の全周に亘って形成されていてもよい。
（３）筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置に、回転軸の軸心と同心円状に第１環状凸部と第１環状凹部とのうち少なくとも一方が設けられ、
ブラシ基台における筐体の底面と対向する面に、前記第１環状凸部に嵌り合うように近接する第２環状凹部と、前記第１環状凸部の内側もしくは外側の側壁部に近接するかまたは前記第１環状凹部に嵌り合うように近接する第２環状凸部とのうち少なくとも一方が設けられていてもよい。
（４）筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置に、回転軸の軸心と同心円状に第１環状凸部と第１環状凹部とが設けられ、
ブラシ基台における筐体の底面と対向する面に、前記第１環状凸部に嵌り合うように近接する第２環状凹部と、前記第１環状凹部に嵌り合うように近接する第２環状凸部とのうち少なくとも一方が設けられていてもよい。
（５）筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置に、回転軸の軸心と同心円状に第１環状凸部が設けられ、
ブラシ基台における筐体の底面と対向する面に、第１環状凸部の内側もしくは外側の側壁部に近接する第２環状凸部が設けられていてもよい。
（６）筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置に凹部が形成されていてもよい。
本発明の自走式掃除機によれば、清掃動作時において、床面上の髪の毛が回転するサイドブラシによってかき寄せられ、その際、髪の毛の先端が隙間の開口に進入する場合があっても、隙間は断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形に屈曲しているため、髪の毛の先端が隙間を通過することが困難となる。この結果、回転軸に髪の毛が巻き付いてサイドブラシの回転が妨げられてサイドブラシを回転駆動するモータに過剰な負荷がかかることが防止されると共に、清掃効率の低下が防止される。この効果は、断面形状がＳ字形の隙間が最も高く、次いでＵ字形の隙間、Ｌ字形の隙間の順に効果が高い。なお、この効果は、髪の毛に限らず、動物の毛、糸の繊維屑等の極細繊維に対して得ることができる。
また、前記構成（２）によれば、回転軸の周囲の全周に亘って断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形の隙間が形成されているため、あらゆる方向からの隙間への髪の毛先端の進入を確実に防止することができる。
また、前記構成（３）〜（５）によれば、筐体の底面と回転軸に取り付けられたブラシ基台との間に、断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形の隙間を形成することができる。
また、前記構成（６）によれば、筐体底面のサイドブラシ取付位置の凹部と、サイドブラシのブラシ基台における凹部に収納された部分との間によっても、髪の毛といった極細繊維の先端が進入し難い屈曲した隙間が形成される。

２筐体
２ａ₁ 凹部
２ａ₁₁、２ａ₂₁、２ａ₄₁、２ａ₅₁ 第１環状凸部
２ａ₁₂、２ａ₃₂ 第１環状凹部
２ａ₂ 回転軸
６吸込口
９回転ブラシ
１０サイドブラシ
１０ａ、１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ、４１０ａブラシ基台
１０ｂブラシ束
１０ａ₁、１１０ａ₁、３１０ａ₁ 第２環状凹部
１０ａ₂、２１０ａ₂、４１０ａ₂ 第２環状凸部
３０集塵ボックス
Ｆ床面
Ｇ₁、Ｇ₂、Ｇ₃、Ｇ₄、Ｇ₅隙間
Ｐ第２軸心

Claims

下面に吸込口を有し、かつ内部に集塵部を有する自走可能な筐体と、自走するために設けられた一対の駆動輪と、筐体の底面に対し垂直な軸心廻りに回転可能として筐体の底面に設けられたサイドブラシとを備え、
筐体の底面におけるサイドブラシ取付位置には、凹部が形成されると共に、前記凹部か
ら回転軸が突出して設けられており、
サイドブラシは、前記回転軸に着脱可能に取り付けられるブラシ基台と、ブラシ基台に設けられたブラシ束とを有しており、
前記凹部は、前記ブラシ基台の外周部まで収納する大きさに形成されており、
筐体の前記凹部と回転軸に取り付けられたブラシ基台との間に、かつ、前記回転軸の周
囲の全周に亘って、断面形状がＳ字形、Ｕ字形またはＬ字形の隙間が形成され、自走式掃除機が、前記集塵部から前記吸込口の方向へ自走する方向を前方としたときに、サイドブラシは、前記駆動輪の前方に配置されることを特徴とする自走式掃除機。