JP6272543B2 - 掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、補助ブラシを備えた掃除機に関する。

近年、走行手段を備え、所定の走行パターンにて自走しながら自律的に床面を掃除する自走式掃除機が知られている。（例えば、特許文献１）。

図１０は、特許文献１に記載の掃除ロボット３０１を示す底面図である。掃除ロボット３０１の本体筐体には、底面から突出して床面と水平な回転軸３２９ａで回転する一対の駆動輪３２９が配されている。また、本体筐体の前部には、本体筐体の底面に凹設した凹部の開放面によって吸込口３０６が下面に設けられている。該凹部内には、床面と水平な回転軸で回転するメインブラシ３０９が配され、凹部の両側方には、床面と垂直な回転軸で回転するサイドブラシ３１０が配されている。

そして、本体筐体の前進によって床面上の塵埃やゴミが吸込口３０６から吸い込まれる。この時、メインブラシ３０９の回転によって床面上の塵埃が掻き上げられて凹部内に導かれるとともに、サイドブラシ３１０の回転によって吸込口３０６の側方の塵埃が吸込口３０６に導かれる。

特開２０１３−７０９５３号公報（平成２５年４月２２日公開）

しかしながら、特許文献１に記載の掃除ロボット３０１においては、サイドブラシ３１０によって、床面の塵埃をまき散らすことなく効率的に吸込口３０６に導くためにサイドブラシ３１０を吸込口３０６の周囲に配置させる要請があるところ、サイドブラシ３１０と吸込口３０６とをさらに近づけた場合には、サイドブラシ３１０が吸込口３０６と床面との間に挟まってサイドブラシ３１０の回転が阻害されたり、互いに回転するサイドブラシ３１０とメインブラシ３０９との衝突によってそれぞれのブラシ毛が摩耗されたりすることが考えられる。

本願発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、補助ブラシと吸込口との重なり合いを低減させることで、補助ブラシの回転阻害及びブラシの摩耗を低減させた掃除機を提供することにある。

本発明に係る掃除機は、底面に吸込口が設けられ、内部に発生させた負圧によって吸込口から床面の塵埃を吸引する筐体と、筐体に床面と略垂直な回転軸で回転可能に設けられ、外側の塵埃を吸込口に掃いて導く補助ブラシとを備え、
吸込口と補助ブラシとは、その一部が平面視で重なり合うように配置されており、吸込口の外周部には、補助ブラシと重なり合う部分に切欠きが形成されている。

本発明によれば、補助ブラシと吸込口、または補助ブラシと吸込口を形成するボトムカバーとの重なり合いを低減させることで、補助ブラシの回転阻害及びブラシの摩耗を低減
させた掃除機を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る掃除機１の平面図である。 本発明の実施形態１に係る掃除機１の底面図である。 図１の掃除機１のＡＡ矢視断面の模式図である。 図１の掃除機１のＢＢ矢視断面の模式図である。 本発明の実施形態１に係るメインブラシ９の斜視図である。 本発明の実施形態１に係るボトムプレート９１の斜視図である。 図２の掃除機１の要部拡大図であり、サイドブラシ８が回転された場合のサイドブラシ８と吸込口９０及びボトムプレート９１との関係を説明する模式図である。 本発明の実施形態２に係るボトムプレート１９１の斜視図である。 本発明の実施形態２に係るボトムプレート２９１の斜視図である。 特許文献１に記載の掃除ロボット３０１を示す底面図である。

［実施形態１］
本発明の実施形態１に係る掃除機１について説明する。掃除機１は、走行手段を備え、該走行手段によって自走して掃除を行う自走式の掃除機である。

掃除機１の具体的な構造について、図面を参照して説明する。
（掃除機１の構造）
図１は、掃除機１の平面図である。掃除機１が自走して掃除を行う際の進行方向を前方とし、図１に矢印Ｄ１で示す。また、進行方向と逆方向を後方とする。

掃除機１は、上面視で円形の筐体２を備えている。筐体２の上面には、後述する集塵部６を出し入れする際に筐体２に対して開閉する蓋部２ａ、及び集塵部６によって塵埃が除去された空気が排気される排気口２ｂが設けられている。

また、筐体２の上面の前方側には、掃除機１の充電台（不図示）からの帰還信号、及びリモコン（不図示）からのリモコン信号を受信する信号受信部３が設けられている。掃除機１は、例えば掃除が終了した場合に、該帰還信号を受信して、自律的に充電台に帰還することができる。また、掃除機１は、該リモコン信号を受信して、ユーザからの各種指示及び設定を受け付けることができる。ここで、信号の送信媒体は特に限定されない。帰還信号の送信媒体は、例えば、ＩｒＤＡ若しくはリモコンなどの赤外線、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）若しくはＩＥＥＥ８０２．１１などの無線を用いてもよい。

筐体２の後方側面には、充電台に帰還したとき、充電台に設けられた給電端子と電気的に接続される充電端子１１が設けられている。また、筐体２の底面には、後述するサイドブラシ８が設けられている。図示するようにサイドブラシ８は、平面視でその一部が筐体からはみ出すように配置されている。ここで、サイドブラシ８は、本発明に係る補助ブラシの一例である。

図２は、掃除機１の底面図である。図２においても、掃除機１が自走して掃除を行う際の進行方向を前方とし、矢印Ｄ１で示す。また、進行方向と逆方向を後方とする。

筐体２底面の中央部には、後述する吸気路６０に連通する凹部（不図示）が設けられている。凹部には、底面と平行に軸支された回転軸で回転するメインブラシ９が配されている。メインブラシ９は、ブラシ駆動部によって駆動されることで、床面の塵埃を掻き出し
て吸気路６０に導くものである。また、凹部には、その一部を覆い、掃除運転中にメインブラシ９が脱落するのを防止するボトムプレート９１が設けられている。ボトムプレート９１の開口によって、塵埃を吸込むための吸込口９０が形成されている。メインブラシ９は、床面を掃くためにその一部がボトムプレート９１からはみ出すように設けられている。ボトムプレート９１については、後で詳述する。

吸込口９０の外側には、底面に垂直に軸支された回転軸で回転する左右１対のサイドブラシ８が設けられている。図２において、サイドブラシ８が回転される方向を矢印Ｄ２及びＤ３にて図示する。サイドブラシ８は、ブラシ駆動部によって駆動されることで、吸込口９０よりも外側に存在する塵埃を、吸込口９０の方に掃いて導くものである。

サイドブラシ８は、ブラシ束８ａ及び複数のブラシ束８ａが放射状に埴設されたブラシ基部８ｂを備えている。

ブラシ束８ａは、可撓性のブラシ毛が束ねられたものである。ブラシ毛の材質は、床面に合わせて適宜選択することができる。例えば、ブラシ毛は、ナイロン若しくはポリプロピレンなどの化学繊維、動物繊維、植物繊維又はそれらを混合したものを用いることができる。

また、ブラシ束８ａは、下方に所定の角度をもってブラシ基部８ｂに埴設されている。そして、ブラシ束８ａは、掃除機１に取り付けられた状態において、床面と接触するように構成されており、その先端部が床面に沿って変形している。

ブラシ基部８ｂの中央部には、筐体２の底面から突出する回転軸（不図示）が挿入される貫通孔（不図示）が形成されている。サイドブラシ８は、回転軸を貫通孔に挿入した状態で、筐体２に例えばネジ及びワッシャによって取り付けられる。

また、筐体２の底面の中央部には、底面から突出するように進行方向から見て左右一対の駆動輪５が設けられている。駆動輪５は、車輪駆動部によって、左右それぞれが別個に駆動される。そして、掃除機１は、駆動輪５の両輪が同一方向に回転することで前進又は後退し、両輪が互いに逆方向に回転することで方向を転換する。筐体２の底面の後方側には、後輪５１が設けられている。後輪５１は駆動されず、掃除機１の進退及び回転に合わせて従動される。

吸込口９０の前方には、段差を乗り越えるための凸部２ｃが設けられている。凸部２ｃは、前方側が緩やかに傾斜するように筐体２の底面から突出して形成されている。掃除機１が段差を乗越える際には、まず凸部２ｃが段差に当接して段差を超えていくので、ボトムプレート９１等が段差に引っかかることなくスムーズに段差を乗越えることができる。

図３は、図１の掃除機１のＡＡ矢視断面の模式図である。筐体２の内部には、床面の塵埃を吸引するための気流を発生させる電動送風機４、吸引された空気から塵埃を分離して一時的に溜める集塵部６、及び吸引された空気を集塵部６に導く吸気路６０が設けられている。ここで、電動送風機４は、本発明に係る送風手段の一例である。

集塵部６は、有底の集塵容器６ａ及び集塵容器６ａの上部に設けられたフィルタ６ｂを備えている。ここで、集塵容器６ａの塵埃を捨てる場合には、筐体２の蓋部２ａを紙面から見て上方に開くことで、筐体２から集塵部６を取り出すことができる。

このように電動送風機４、集塵部６及び吸気路６０を配置することによって、吸込口９０から流入した気流は、吸気路６０を通過して集塵部６に流入し、集塵部６のフィルタ６
ｂによって気流に含まれる塵埃が分離された後、集塵部６から流出して電動送風機４に至る。そして、電動送風機４から排気された気流は、排気口２ｂから斜め後方に向けて排気される。図３では、気流の流れを矢印で示している。なお、吸気路６０には、電動送風機４によって吸引された塵埃を検知する塵埃検知部６１が設けられている。塵埃検知部６１については、後述する。

筐体２内部の後方側には、バッテリ７、及び制御基板１０が設けられている。制御基板１０には、後述する制御部１００及び記憶部１０１が設けられている。

バッテリ７は、掃除機１の電力供給源であり、掃除運転の指示を受け付けると、バッテリ７から給電されて、電動送風機４、駆動輪５並びにサイドブラシ８及びメインブラシ９などが駆動される。バッテリ７は、繰り返し充放電が可能な大容量の充電池が望ましい。バッテリ７には、例えば、鉛電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池などが用いられる。

図４は、図１の掃除機１のＢＢ矢視断面の模式図である。塵埃検知部６１は、吸引路６０の途中において互いに対向するように設けられた発光部６１ａ及び受光部６１ｂを備えており、受光部６１ｂの出力の変化から塵埃を検知する光学式のセンサである。発光部６１ａとしては、例えば、赤外発光ダイオードを用いることができる。受光部６１ｂとしては、例えば、フォトトランジスタを用いることができる。

図５は、メインブラシ９の斜視図である。メインブラシ９は、ブラシ束９ａ及びブラシ束９ａが埴設されるシャフト部９ｂを備えている。

ブラシ束９ａは、ブラシ束８０と同様に、可撓性のブラシ毛が束ねられたものである。ブラシ束９ａは、シャフト部９ｂの外周面に螺旋状に埴設されている。なお、シャフト部９ｂには、ブラシ束９ａに加えて、又は、ブラシ束９ａに変えて可撓性のブレードが設けられてもよい。

シャフト部９ｂは、メインブラシ９の回転軸である。シャフト部９ｂの両端は、筐体２の吸込口９０に設けられ、メインブラシ９を回転可能に軸支する一対の軸支部とそれぞれ嵌合するように形成されている。

次にボトムプレート９１の構造について説明する。
（ボトムプレート９１の構造）
図６は、ボトムプレート９１の斜視図である。ボトムプレート９１を筐体２に取り付けた状態において、掃除機１の進行方向と一致する方向を前方とし、図６に矢印Ｄ１で示す。また、進行方向と逆方向を後方とする。

ボトムプレート９１は、吸込口９０としての開口を有する枠部９１ａ、及び枠部の開口に前後方向に沿って設けられたポール９１ｂを有している。枠部９１ａは、筐体２にボトムプレート９１を取り付けた状態において、ボトムプレート９１が筐体２の底面から突出するように、厚みを持って形成されている。ポール９１ｂは、例えば電源コードや筆記具などの異物を吸込むことを軽減するためのものである。なお、ポール９１ｂは、枠部９１aの開口に進行方向に沿って設けられているので、ポール９１ｂによってメインブラシ９
の回転が妨げられることはない。

枠部９１ａの前方側の左右両端には、一対の切欠部９１ｃが形成されている。本実施形態の切欠部９１ｃは、平面視で円弧状に切り欠かれている。また、切欠部９１ｃによって、吸込口９０も前方側の左右両端に円弧状の切欠き９０ｃを有する形状となっている。ま
た、吸込口９０及び切欠部９１ｃの円弧は、サイドブラシ８の回転軸を中心とする円弧とされている（図２参照）。

吸込口９０の後方側には、吸込口９０にて吸い込まれなかった塵埃を捕捉するために捕捉部材９１ｄが設けられている。捕捉部材９１ｄは、例えば、基端となる起毛ベースに多数のブラシ毛が植設された起毛ブラシを用いることができる。

ボトムプレート９１の後方側には、弾性変形可能な係合部９１ｅが設けられている。また、ボトムプレート９１の前方側には、複数の係止片９１ｆがボトムプレート９１から突出させて設けられている。係止片９１ｆを筐体２に設けられた対応する凹部（不図示）に挿入し、係合部９１ｅにて係合させることで、ボトムプレート９１を筐体２の底面に保持することができる。他方、係合部９１ｅを弾性変形させ、筐体２との係合を解除し、係止片９１ｆを凹部から引き出すことで、ボトムプレート９１を筐体２の底面から取外すことができる。すなわち、ボトムプレート９１は、筐体２に対して着脱可能に設けられている。

次に、掃除機１の作用・効果について説明する。
（掃除機１の作用・効果）
上述したように、ボトムプレート９１の周囲には、サイドブラシ８が設けられている。このように構成することによって、サイドブラシ８が床面を掃いて集めた塵埃を周囲に撒き散らすことなく吸込口９０に導くことができる。また、ボトムプレート９１の前方の左右両端には、切欠部９１ｃが形成されているとともに、吸込口９０は、前方の左右両端に切欠き９０ｃを有する形状とされている。

このように構成することによって、サイドブラシ８を吸込口９０の近傍に配置しながら、回転するサイドブラシ８とボトムプレート９１とが平面視で重なり合う領域を狭くすることができるので、サイドブラシ８がボトムプレート９１と床面との間に挟まれることでサイドブラシ８の回転が阻害されることを低減し、また、サイドブラシ８及びメインブラシ９のブラシ毛どうしが接触することでブラシ毛が痛むことを低減することができる。

また、本実施形態においては、切欠部９１ｃ及び吸込口９０の切欠き９０ｃは、サイドブラシ８の回転軸を中心とする円弧状に形成されているので、切欠部９１ｃ及び切欠き９０ｃによって、サイドブラシ８と吸込口９０及びボトムプレート９１との重なり合いを効率的に低減している。

次に、サイドブラシ８が回転された場合のサイドブラシ８及びボトムプレート９１の関係について図面を用いて詳述する。

図７は、図２の掃除機１の要部拡大図であり、サイドブラシ８が回転された場合のサイドブラシ８とボトムプレート９１及び吸込口９０との関係を説明する模式図である。図７において、サイドブラシ８は、紙面より見て左回転で回転される（矢印Ｄ２参照）。また、図７（ａ）〜（ｄ）は、サイドブラシ８が回転される様子を順番に示している。

図７の（ａ）の状態では、サイドブラシ８のいずれのブラシ束８ａもボトムプレート９１と平面視において重なっていない。（ｂ）の状態では、サイドブラシ８が（ａ）の状態から回転されて、ブラシ束８ａの一部が、ボトムプレート９１と平面視で重なっている。（ｃ）の状態では、サイドブラシ８が（ｂ）の状態からさらに回転されて、ブラシ束８ａは、切欠部９１ｃ及び吸込口９０の切欠き９０ｃに到っている。（ｄ）の状態では、サイドブラシ８が（ｃ）の状態からさらに回転されて、ブラシ束８ａは、切欠部９１ｃ及び吸込口９０の切欠き９０ｃを通過している。サイドブラシ８によって掃いて集められた塵埃
は、ブラシ束８ａが切欠部９１ｃ及び吸込口９０の切欠き９０ｃを通過する間に吸込口９０から吸込まれて除去される。

ここで、切欠部９１ｃ及び吸込口９０の切欠き９０ｃが形成されていることによって、図７の（ｂ）及び（ｃ）の状態において、サイドブラシ８のブラシ束８ａと吸込口９０及びボトムプレート９１との重なり合いが低減されている。その結果、ブラシ束８ａがボトムプレート９１と床面との間に挟まってサイドブラシ８の回転が阻害されることを低減している。また、同様にサイドブラシ８及びメインブラシ９のブラシ毛どうしの接触も低減されている。その結果、サイドブラシ８及びメインブラシ９のブラシ毛の摩耗が低減される。

なお、図７の（ｂ）及び（ｃ）の状態において、ブラシ束８ａの先端側は、ボトムプレート９１と重なっており、該先端側のブラシ束８ａがボトムプレート９１と床面との間に挟まることが考えられるが、一般にブラシ毛の先端側は、床面に当接された状態で広がって厚みが薄くなっているので、ボトムプレート９１と床面との間に挟まってもサイドブラシ８の回転は阻害されにくい。
［実施形態２］
本発明の実施形態２として、吸込口９０に形成された切欠き９０ｃの形状に係る変形例について説明する。なお、実施形態１で説明した構成要素については、実施形態１と同じ機能を有するものとし、特に記載する場合を除いて説明を省略する。

図８は、変形例に係るボトムプレート１９１の平面図である。本変形例の切欠き１９０ｃは、切欠部１９１ｃによって平面視で直線状に切り欠かれたものである。

図９は、さらなる変形例に係るボトムプレート２９１の平面図である。本変形例の切欠２９０ｃは、切欠部２９１ｃによって平面視で前方側が円弧状且つ後方側が直線状に切り欠かれている。また、切欠き２９０ｃ及び切欠部２９１ｃの円弧の部分は、サイドブラシ８の回転軸を中心とする円弧とされている。

以上説明したように、吸込口９１の切欠き９１ｃ及び切欠部９１ｃの形状は、サイドブラシ８と吸込口９０及びボトムプレート９１との重なり合いを低減することができる形状であれば、上記以外の形状であってもよい。
［実施形態３］
本発明の実施形態３として、吸込口９０に形成される切欠き９０ｃの位置に係る変形例について説明する。すなわち、吸込口９０に形成される切欠き９０ｃの位置は、サイドブラシ８と吸込口９０及びボトムプレート９１との位置関係を考慮して、両者の重なりを少なくするように適宜設定すればよい。

例えば、サイドブラシ８が、上述の実施形態よりも前方側に配置された場合には、吸込口９０及びボトムプレート９１における前方側の一辺の一部に切欠きを形成してもよい。なお、そのときの切欠き９０ｃの形状は、適宜選択することができる。切欠き９０ｃの形状は、Ｕ字、Ｖ字などでもよい。

また、例えば、掃除機１が、進行方向から見て左右の何れかにのみサイドブラシ８を備えている場合には、吸込口９０及びボトムプレート９１におけるサイドブラシ８に対応する側のみに切欠き９０及び切欠部９１ｃを形成してもよい。
［その他の実施形態］
上述の実施形態においては、掃除機１が取り外し可能なボトムプレート９１を備えている場合について説明したが、それだけに限定されない。例えば、掃除機１がボトムプレート９１を備えない場合においても、筐体２の底面に形成される吸込口の形状を、切欠きを
有したものとすることで吸込口とサイドブラシ８との重なり合いを低減することができる（実施形態４）。

また、上述の実施形態においては、掃除機１として走行手段を備え、該走行手段によって自走して掃除を行う自走式の掃除機について説明したがそれだけに限定されない、例えば、掃除機１は、所謂キャニスタ型やアップライト型のものでもよく、その場合には、掃除機１が備える吸口体に設けられた吸込口の形状について上述した切欠きを有するものとすることができる（実施形態５）。
［まとめ］
以上説明したように、掃除機は、底面に吸込口が設けられ、内部に発生させた負圧によって吸込口から床面の塵埃を吸引する筐体と、筐体に床面と略垂直な回転軸で回転可能に設けられ、外側の塵埃を前記吸込口に掃いて導く補助ブラシとを備え、吸込口と補助ブラシとは、その一部が平面視で重なり合うように配置されており、吸込口には、補助ブラシと重なり合う部分に切欠きが形成されている。

このように掃除機を構成することによって、補助ブラシと吸込口との重なり合いを低減させることで、補助ブラシの回転阻害及び補助ブラシの摩耗を低減させることができる。

また、掃除機は、筐体の底面に着脱可能に設けられたボトムプレートをさらに備え、吸込口は、ボトムプレートの開口によって形成されており、ボトムプレートには、補助ブラシと重なり合う部分に切欠部が形成されていてもよい。

このように掃除機を構成することによって、補助ブラシとボトムプレートとの重なり合いを低減させることで、補助ブラシの回転阻害及び補助ブラシの摩耗を低減させることができる。

また、切欠きは、少なくともその一部において、サイドブラシの回転軸を中心とする円弧とされていてもよい。

このように掃除機を構成することによって、切欠きによって、補助ブラシと吸込口との重なり合いを効率的に低減することができる。

また、掃除機は、吸込口からその一部がはみ出すように筐体の内部に配置され、床面と略平行な回転軸で回転するメインブラシをさらに備えてもよい。

このように掃除機を構成することによって、補助ブラシと吸込口との重なり合いが低減される結果、お互いに回転する補助ブラシとメインブラシとの接触による摩耗を低減することができる。

また、掃除機は、自走手段を備え該自走手段によって自走して掃除を行う自走式の掃除機でもよい。

今回開示された実施の形態は、すべ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。本発明の範囲は上記した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などの意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る掃除機は、補助ブラシを備えた掃除機に広く利用可能である。

１ 掃除機
２ 筐体
２ａ 蓋部
２ｂ 排気口
２ｃ 凸部
３ 信号受信部
４ 電動送風機
５ 駆動輪（走行手段）
６ 集塵部
７ バッテリ
８ サイドブラシ（補助ブラシ）
９ メインブラシ
９０、１９０、２９０ 吸込口
９０ｃ、１９０ｃ、２９０ｃ 切欠き
９１、１９１、２９１ ボトムプレート
９１ａ 枠部
９１ｂ ポール
９１ｃ、１９１ｃ、２９１ｃ 切欠部
９１ｄ 捕捉部材
９１ｅ 係合部
９１ｆ 係止片
１０ 制御基板
１１ 充電端子
６１ 塵埃検知部
６１ａ 発光部
６１ｂ 受光部

Claims (3)

1. 底面に吸込口が設けられ、内部に発生させた負圧によって前記吸込口から床面の塵埃を吸引する筐体と、
   前記筐体の底面に着脱可能に設けられたボトムプレートと、
   前記筐体に床面と略垂直な回転軸で回転可能に設けられ、外側の塵埃を前記吸込口に掃いて導く左右一対の補助ブラシとを備え、
   前記回転軸は、前記吸込口の前部よりも前方に位置し、
   前記吸込口は、前記ボトムプレートの開口によって形成され、
   前記吸込口と前記補助ブラシとは、その一部が平面視で重なり合うように配置されており、
   前記補助ブラシは、前記吸込口の前方から後方へ通過するように回転し、
   前記ボトムプレートには、前記補助ブラシと重なり合う部分の少なくとも一部に補助ブラシの前記回転軸を中心とした円弧状の切欠部が形成されている掃除機。
2. 前記掃除機は、前記吸込口からその一部がはみ出すように前記筐体の内部に配置され、床面と略平行な回転軸で回転するメインブラシをさらに備えている請求項１に記載の掃除機。
3. 前記掃除機は、自走手段を備え該自走手段によって自走して掃除を行う自走式の掃除機である請求項１または２に記載の掃除機。