JP6556016B2 - 自律走行型掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、自律走行型掃除機に関する。

従来、室内を自律的に移動しつつ掃除する自律走行型掃除機が知られている。自律走行型掃除機は、動力源として充電池を搭載し、制御装置で、車輪ユニットを駆動する走行モータを制御して自律走行を行いつつ、モータ駆動の回転ブラシを用いて塵埃を掻き込み、吸引ファンで吸引して掃除を行う。

自律走行型掃除機は、自動走行のため、車輪ユニットが段差乗り越え時に上下移動する必要がある。そのため、車輪ユニットには、サスペンションが設けられ、床面の段差に応じて上下移動させている。
例えば、特許文献１に記載の表面清掃ロボットは、車輪（駆動ホイール）の回転軸方向と平行に配置された回動軸を中心に車輪が本体へ鉛直方向に出入りする。その際、回動軸から車輪を支承するアームを前後方向に延伸させ、アームにばねを係合させることで付勢し、車輪ユニットを地面へ押し出す力を得ている。

特表2015-520639号公報（FIG．１２ｃ等）

ところで、特許文献１では、車輪の鉛直方向のストロークを確保するために、アームの前後方向の長さが必要となり、車輪ユニットおよびサスペンションの構造が大型化してしまう。
つまり、車輪ユニットとサスペンションの占める体積が大きくなると掃除機本体の大型化につながる。掃除機本体の大型化は、狭い場所の清掃が困難になることから望ましくない。そのため、車輪ユニットとサスペンションをコンパクトにまとめることが望まれる。

また、車輪を支承するアームが前後方向に延びると、他の構成要素のスペースまで占有してしまう。例えば、充電池の置き場所が無くなったり、回転ブラシや塵埃の吸い口が短くなり機能的にも問題が生じる。

本発明は上記実状に鑑み、車輪ユニットの小型化が行え、部品の配置スペースに余裕がある小型の自律走行型掃除機の提供を目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の自律走行型掃除機は、各走行モータの駆動でそれぞれ回転する一対の駆動輪と、前記一対の駆動輪の間に少なくとも一部が位置する本体部と、前記駆動輪の車軸方向に沿って延び、前記本体部と前記駆動輪との間に回動自在に支持される第１アーム部材と、前記駆動輪を任意に回転駆動させて前記本体部を前後左右に自在に走行させる走行モータを有し、一端と他端を有する前記第１アーム部材の前記一端を中心とした回動により前記他端を自由端として前記駆動輪が上下方向に移動され、前記走行モータは、前記第１アーム部材の他端側の上方、かつ、前記駆動輪の真横に、前記第１アームとは別体に配置されている。

本発明によれば、車輪ユニットの小型化が行え、部品の配置スペースに余裕がある小型の自律走行型掃除機を実現できる。

本発明の実施形態に係る自律走行型掃除機を左前方から見た斜視図。 自律走行型掃除機の下面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 自律走行型掃除機のケースを外した内部構成を示す斜視図。 図４のＢ−Ｂで切断した斜視図 通常走行時（車輪ユニットの圧縮ばねが圧縮した状態）の駆動輪を含む車輪ユニットを斜め上後方から見た斜視図。 段差に乗り上げた際（車輪ユニットの圧縮ばねが伸長した状態）の駆動輪を含む車輪ユニットを斜め上後方から見た斜視図。 自律走行型掃除機が通常走行時の駆動輪と車輪ユニットとを後方から見た断面図。 自律走行型掃除機が通常走行時の駆動輪と車輪ユニットとを上斜め後方から見た斜視図。 自律走行型掃除機が段差を乗り越えるに際しての駆動輪と車輪ユニットとを後方から見た断面図。 自律走行型掃除機が段差を乗り越えるに際しての駆動輪と車輪ユニットとを上斜め後方から見た斜視図。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る自律走行型掃除機を左前方から見た斜視図である。なお、自律走行型掃除機Ｓが進行する向きのうち、サイドブラシ７を設けた側を前方、鉛直上向きを上方、駆動輪２、３が対向する方向であって駆動輪２側を左方、駆動輪３側を右方とする。すなわち図１等に示すように前後、上下、左右方向を定義する。
図２は、自律走行型掃除機の下面図である。

自律走行型掃除機Ｓは、所定の掃除領域（例えば、部屋の床面Ｙ）を自律的に移動しながら自動的に掃除する電気機器である。
自律走行型掃除機Ｓは、外郭を成すケース１（１ｕ、１ｓ）と、下部の一対の駆動輪２、３（図２参照）および補助輪４とを備えている。また、自律走行型掃除機Ｓは、下部に回転ブラシ５、ガイドブラシ６およびサイドブラシ７を備え、周囲にセンサ８（８ａ、８ｂ、８ｃ）（図２、図３、図４参照）を備えている。

駆動輪２、３は、それぞれ走行モータ２ｍ、３ｍ（図６参照）により回転駆動される。補助輪４は、自由回転するキャスタである。駆動輪２、３は、自律走行型掃除機Ｓの前後方向の中央側、左右方向の外側に設けられており、補助輪４は前後方向の前方側、左右方向の中央側に設けられている。
サイドブラシ７は、自律走行型掃除機Ｓの前方側、左右方向の外側に設けられており、図１の矢印α１のように、自律走行型掃除機Ｓの前方外側の領域を、左右方向外側から内側に向かう方向に掃引するよう回転して、床面上の塵埃を中央の回転ブラシ５（図２参照）側に集める。２つのガイドブラシ６は、それぞれ駆動輪２、３に対して左右方向内側に設けられており、サイドブラシ７で集められた塵埃を回転ブラシ５側から外側に逃げないようにガイドする固定ブラシである。
回転ブラシ５は、自律走行型掃除機Ｓの駆動輪２、３に対して後方に設けられている。回転ブラシ５の左右側端部の左右方向位置は、それぞれ駆動輪２、３より内側、又はガイドブラシ６より内側にできる。

図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。
図４は、自律走行型掃除機のケースを外した内部構成を示す斜視図である。なお、図４は、集塵ケース１２を外した状態を示す。
図５は、図４のＢ−Ｂ断面を示す斜視図である。

図３に示すように、自律走行型掃除機Ｓは、内部に電源を供給する充電池９と制御装置１０と吸引ファン１１と集塵ケース１２とを備えている。集塵ケース１２は入口として回転ブラシ５の上方に吸込み口１２ｉが形成されている。また、集塵ケース１２は出口に集塵フィルタ１３が取り付けられている。

充電池９は、例えば、充電することで再利用可能な二次電池であり、電池収容部１ｓ６（図２参照）に収容されている。充電池９は自律走行型掃除機Ｓの左右端部に亘って配置されている（図３、図５参照）。
充電池９からの電力は、センサ８、駆動装置等の各モータ（２ｍ、３ｍ、５ｍ）、制御装置１０、及び吸引ファン１１等に供給される。
自律走行型掃除機Ｓは、制御装置１０により統括的に制御される。

（吸引ファン１１）
図４に示すように、吸引ファン１１は下ケース１ｓの中心付近に配置されている。
吸引ファン１１による空気の流路には、吸口１４ｉ（図３参照）から下流側に向かって順に、集塵ケース１２、集塵フィルタ１３、吸引ファン１１、及び、排気口１ｓ５（図２参照）が設けられている。排気口１ｓ５は、回転ブラシ５の前方、駆動輪２、３の左右方向内側に設けられている。吸引ファン１１（図３、図５参照）を、駆動することで集塵ケース１２内の空気を排気口１ｓ５から外部に排出して負圧を発生させ、床面Ｙから吸口１４ｉを介して塵埃を集塵ケース１２内に吸い込む。吸引ファン１１は、例えば、軸方向を前後方向に略平行にした筒形状にでき、また、左右方向について駆動輪２，３の投影面上に少なくとも一部を設けることができる。筒形状として、円筒形状や直方体形状を採用し得る。

吸口１４ｉ付近には、床面上の塵埃を掻き込む回転ブラシ５（図２参照）が設けられている。
吸引ファン１１は、下ケース１ｓとの間に弾性体（図示せず）を介して設置されている。弾性体を介在させることで、吸引ファン１１の振動が減衰して下ケース１ｓに伝わりにくく、振動、騒音を低減できる。

吸引ファン１１、及び、回転ブラシモータ５ｍ（図４参照）が駆動すると、回転ブラシ５（図３参照）によって床面等の塵埃が掻き込まれる。掻き込まれた塵埃は、吸口１４ｉ、吸込み口１２ｉを介して集塵ケース１２内に導かれる。集塵フィルタ１３で塵埃が取り除かれた空気は、排気口１ｓ５（図２参照）を通して排出される。なお、集塵ケース１２は、上ケース１ｕに設けられた蓋１ｕ１（図１参照）を開けることで着脱可能であり、集塵フィルタ１３を外して塵埃が廃棄される。

（自律走行型掃除機Ｓの動作概要）
ここで、自律走行型掃除機Ｓの大まかな動作について説明する。
自律走行型掃除機Ｓは、駆動輪２、３と補助輪４（図２参照）とにより自律的に移動される。そして、自律走行型掃除機Ｓは、サイドブラシ７、ガイドブラシ６で集塵して回転ブラシ５の周りに付着した塵埃を、吸口１４ｉを介して、吸引ファン１１の吸込み力により、集塵ケース１２入口の吸込み口１２ｉから集塵ケース１２内に吸込み、出口の集塵フィルタ１３により集塵ケース１２内に滞留させる。
集塵ケース１２内に塵埃が溜まると、適宜、利用者により集塵ケース１２が本体部Ｓｈより取り出され、集塵フィルタ１３が取り外され、塵埃が廃棄される。

以下、自律走行型掃除機Ｓのその他の構成について詳述する。
（ケース１）
ケース１は、外郭を成し、走行モータ２ｍ、３ｍ、回転ブラシモータ５ｍ、吸引ファン１１、集塵ケース１２、制御装置１０等を収容する筐体である。
ケース１は、上壁を成す上ケース１ｕと、底壁（及び一部の側壁）を成す下ケース１ｓ（図２参照）と、ケース１の前下部に設置されるバンパ１ｂとを備えている。

上ケース１ｕには、集塵ケース１２（図３参照）を出入れするための蓋１ｕ１（図１参照）が設けられている。
図２に示すように、下ケース１ｓには、車輪ユニット収容部１ｓ１とサイドブラシ取付部１ｓ３と孔部１ｓ４と排気口１ｓ５と電池収容部１ｓ６とが形成されている。

車輪ユニット収容部１ｓ１は、図２の平面視で略円形を呈する下ケース１ｓの中央左右両側に形成されている。
車輪ユニット収容部１ｓ１には、駆動輪２、３が支持、駆動される車輪ユニット２０、３０が収容される。
孔部１ｓ４には、吸込部１４が設けられる。排気口１ｓ５は、下ケース１ｓの中央付近であり、左右の車輪ユニット収容部１ｓ１に挟まれた位置に複数形成される。

電池収容部１ｓ６は、下ケース１ｓの中心よりも前側に形成されている。
電池収容部１ｓ６には、充電池９が収納される。電池収容部１ｓ６の左右には、サイドブラシ７を取り付けるサイドブラシ取付部１ｓ３が形成されている。
下ケース１ｓの後側、つまり、排気口１ｓ５、及び、車輪ユニット収容部１ｓ１の後側に吸込部１４（図２参照）が設けられる孔部１ｓ４が形成されている。

バンパ１ｂ（図１、図２参照）は、壁等の障害物に衝突した際に外部から作用する力に応じて前後方向に移動可能に設置されている。バンパ１ｂは、左右一対のバンパばね（図示省略）によって外向きに付勢されている。

バンパ１ｂを介して障害物と衝突した際の作用力がバンパばねに作用すると、バンパばねは平面視で内側に倒れ込むように変形し、バンパ１ｂを外向きに付勢しつつバンパ１ｂの後退を許容する。バンパ１ｂが障害物から離れて前記した作用力がなくなると、バンパばねの付勢力によってバンパ１ｂは元の位置に復帰する。ちなみに、バンパ１ｂの後退（つまり、障害物との接触）は、後記するバンパセンサ８ａ（図４参照）によって検知され、その検知結果が制御装置１０に入力される。

（吸込部１４）
吸込部１４は、吸引ファン１１で吸引する塵埃を含む空気の流路の一部を形成する。吸込部１４から下流の流路は、順に、集塵ケース１２、集塵フィルタ１３、吸引ファン１１及び、排気口１ｓ５（図２参照）に連通する。
吸込部１４には、塵埃を掻き込む回転ブラシ５が配置され、回転ブラシ５を駆動する回転ブラシモータ５ｍ（図４参照）が固定される。吸込部１４は、回転ブラシ５で掻き込まれた塵埃を集塵ケース１２に吸込む吸口１４ｉが形成されている。吸口１４ｉは、回転ブラシ５（図２参照）と略同じ長さを有して形成されている。
図３に示すように、吸口１４ｉは、集塵ケース１２の開口の吸込み口１２ｉと連通し、塵埃が吸口１４ｉ、吸込み口１２ｉを介して集塵ケース１２に集められる。

吸込部１４には、回転ブラシ５を収容する回転ブラシ収容部１４ｂが下ケース１ｓに形成され、回転ブラシ収容部１４ｂに上述の回転ブラシ５が配置される。回転ブラシ５は、吸込部１４に回転可能に取り付けられる。回転ブラシ５は、吸込部１４に取り外し可能に取り付けられる。

（集塵ケース１２）
図３に示す集塵ケース１２は、床面Ｙから、吸込部１４に形成される吸口１４ｉを介して吸いこまれた塵埃を回収する容器である。集塵ケース１２は、回転ブラシ５と略同じ左右方向寸法を有している。
集塵ケース１２は、回収した塵埃を収容する本体と、回収した塵埃を取出し可能とする蓋と、本体上部の折り畳み可能な取っ手とを備える。集塵ケース１２の本体は、下面が吸込部１４の上部の形状に対応する形状であり、吸口１４ｉに対向して略同じ開口形状の吸込み口１２ｉを備えている。蓋は、吸引ファン１１の吸引口に対向し、前記した集塵フィルタ１３を備えている。

（センサ８）
図４に示すバンパセンサ８ａは、バンパ１ｂ（図１参照）が障害物と接触したことをバンパ１ｂの後退で検知するセンサ、例えばフォトカプラである。バンパ１ｂに障害物が接触した場合、バンパ１ｂの後退でセンサ光が遮られる。この変化に応じた検知信号が制御装置１０に出力される。

図４に示す測距センサ８ｂは、障害物までの距離を検出する赤外線センサである。本実施形態では、測距センサ８ｂを正面と両側面の計３か所に設けている。
測距センサ８ｂは、赤外線を発光させる発光部（図示せず）と、赤外線が障害物で反射して戻ってくる反射光を受光する受光部（図示せず）とを有している。当該受光部によって検出される反射光の強さに基づき、障害物までの距離が算出される。なお、バンパ１ｂのうち少なくとも測距センサ８ｂの近傍は、赤外線を透過させる樹脂又はガラスで形成されている。
ちなみに、測距センサ８ｂとして他の種類のセンサ（例えば、超音波センサ、可視光センサ）を用いてもよい。

図２に示す床面用測距センサ８ｃは、床面までの距離を計測する赤外線センサであり、下ケース１ｓの下面前後左右４か所に設置されている。床面用測距センサ８ｃによって階段等の大きな段差を検知することで、自律走行型掃除機Ｓの落下を防止できる。例えば、床面用測距センサ８ｃによって前方に３０ｍｍ程度以上の段差が検知された場合、制御装置１０（図３参照）は走行モータ２ｍ、３ｍを制御して本体部Ｓｈを後退させ、自律走行型掃除機Ｓの進行方向を転換させる。

（制御装置１０）
制御装置１０は、例えばマイコン（Microcomputer）と周辺回路とが基板に実装され、構成される。マイコンは、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶された制御プログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が実行することで各種処理が実現される。周辺回路は、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａ変換器、各種モータの駆動回路、センサ回路、充電池９の充電回路等を有している。

制御装置１０は、利用者による操作ボタンｂｕの操作、及び、センサ８から入力される信号に応じて演算処理を実行し、各モータ（２ｍ、３ｍ、５ｍ）、センサ８、吸引ファン１１等と信号を入出力する。

（補助輪４）
図２に示す補助輪４は、下ケース１ｓの前方の左右方向の中央に設けられている。補助輪４は、駆動輪２、３とともに本体部Ｓｈを所定高さで保って自律走行型掃除機Ｓを円滑に移動させるための車輪である。補助輪４は、本体部Ｓｈの移動に伴い床面Ｙとの間で生じる摩擦力によって回転し、向きが水平方向に３６０°回転するように、下ケース１ｓに軸支されている。

（駆動輪２、３と車輪ユニット２０、３０）
図６は、通常走行時（車輪ユニットの圧縮ばね２７、３７が圧縮した状態）の駆動輪を含む車輪ユニットを斜め上後方から見た斜視図である。図７は、段差に乗り上げた際（車輪ユニットの圧縮ばね２７（３７）が伸長した状態）の駆動輪を含む車輪ユニットを斜め上後方から見た斜視図である。

図２に示すように、下ケース１ｓには、車輪ユニット収容部１ｓ１が、壁面で囲まれた左右の下向きの開口として形成されている。車輪ユニット収容部１ｓ１には、駆動輪２、３をそれぞれ支持、駆動する車輪ユニット２０、３０が収容されている。

駆動輪２および車輪ユニット２０と駆動輪３および車輪ユニット３０とは、自律走行型掃除機Ｓの左右の中央の鉛直面に対して、面対称に構成されている。
駆動輪２、３は、回動することで自律走行型掃除機Ｓを前進、後退、旋回させるための車輪である。図２に示すように、駆動輪２、３は、自律走行型掃除機Ｓの底部中央の左右両側に配置されている。
図６に示すように、駆動輪２は、内側の外周面に摩擦力が大きいゴムの円筒面２ｉが形成され、外側の外周面に凹部２ｏ１および凸部２ｏ２を有する凹凸状の外筒面２ｏが形成されている。

同様に、駆動輪３は、内側の外周面に摩擦力が大きいゴムの円周面３ｉが形成され、外側の外周面に凹部３ｏ１および凸部３ｏ２を有する凹凸状の外周面３ｏが形成されている。
駆動輪３および車輪ユニット３０の構成は、駆動輪２および車輪ユニット２０の構成と同様であるから、車輪ユニット２０について説明を行い、車輪ユニット３０の説明は省略する。車輪ユニット３０の各構成要素は、車輪ユニット２０の２０番台の符号に代えて３０番台の符号を付して示す。

駆動輪２は、樹脂製の車軸ブッシュ２Ｂに回動自在に支持されている。
駆動輪２の軸は、減速機構２２の一部に固定されている。
これにより、駆動輪２は、走行モータ２ｍの駆動力が、複数段の歯車で構成された減速機構２２を介し、減速して伝達される。走行モータ２ｍと減速機構２２とは、ギアケース２３内に収容されている。

下ケース１ｓの吸引ファン１１下方には、駆動輪２（３）を回動自在に支持するために、前後方向に延在する第１車輪支持軸２５ａ（３５ａ）が設けられている。つまり、吸引ファン１１下方のデッドスペースには、前後方向に延在する第１車輪支持軸２５ａ（３５ａ）が設けられている。また、車軸ブッシュ２Ｂ（３Ｂ）の駆動輪２（３）に対する反対側の面には、第３車輪支持軸２５ｃ（３５ｃ）が前後方向に沿って配置されている。

第１車輪支持軸２５ａ（３５ａ）には、駆動輪２を回動自在に支持する第１のアーム２４（３４）が、回動自在に支持されている。また、第１のアーム２４（３４）と車軸ブッシュ２Ｂ（３Ｂ）との間には、第３車輪支持軸２５ｃ（３５ｃ）が前後方向に沿って配置されている。

こうして、第１のアーム２４の一方端部２４ｉは、第１車輪支持軸２５ａを介して、下ケース１ｓに対して回動自在に支持され（図６の矢印β１）、第１のアーム２４の他方端部２４ｔは、第３車輪支持軸２５ｃを介して、駆動輪２が支持される軸ブッシュ２Ｂに対して回動自在（図６の矢印β２）に接続されている。

また、駆動輪２（３）上端近くであって、駆動輪２（３）に対して軸ブッシュ２Ｂ（３Ｂ）と同じ側には、駆動輪２（３）を回動自在に支持するために、前後方向に延在する第２車輪支持軸２５ｂ（３５ｂ）が設けられている。
前後方向に延在する第２車輪支持軸２５ｂには、案内シャフト２６ａが固定される有底円筒状の上圧縮ばねケース２６ｂ（３６ｂ）が回動自在に支持されている。

駆動輪２が回動自在に支持される軸ブッシュ２Ｂには、案内シャフト２６ａが挿通された有底円筒状の下圧縮ばねケース２６ｃ（３６ｃ）が固定されている。なお、下圧縮ばねケース２６ｃ（３６ｃ）は、第２のアームを構成する。
上圧縮ばねケース２６ｂと下圧縮ばねケース２６ｃとの内部には、駆動輪２を下方に付勢する圧縮ばね２７（３７）が設けられている。これにより、駆動輪２が外部から力を受けない場合は、下ケース１ｓから突出する。一方、駆動輪２が第３車輪支持軸２５ｃから第２車輪支持軸２５ｂに向かう方向の力、例えば床面Ｙ等による上方への力を受けた場合には、駆動輪２は下ケース１ｓ内部に押し込まれる。圧縮ばね２７（３７）の内側、例えば中央には案内シャフト２６ａが挿通されている。

これにより、駆動輪２（３）は、第１のアーム２４（３４）を用いて、下側の第１車輪支持軸２５ａ（３５ａ）を介して、本体部Ｓｈに対して回動自在（図６、図７の矢印β１）に支持されるとともに、第３車輪支持軸２５ｃ（３５ｃ）を介して第１のアーム２４（３４）に対して回動自在（図６、図７の矢印β２）に支持される。駆動輪２（３）は、圧縮ばね２７（３７）の付勢力、駆動輪２（３）又は軸ブッシュ２Ｂ（３Ｂ）の自重により下向きに回動し、また、例えば床面Ｙによる上方への力により上向きに回動することができる。

また、駆動輪２（３）は、他方端部２４ｔより上側に設けられた第２車輪支持軸２５ｂ（３５ｂ）を介して、本体部Ｓｈに対して回動自在（図６、図７の矢印β３）に支持されるとともに、上下方向に略水平に設けられた圧縮ばね２７により、上下動する（図６、図７の矢印β４）ように支持される。なお、圧縮ばねに代えて、その他の弾性体や永久磁石を採用してもよい。
図８は、自律走行型掃除機が通常走行時の駆動輪と車輪ユニットとを後方から見た断面図であり、図９は、自律走行型掃除機が通常走行時の駆動輪と車輪ユニットとを上斜め後方から見た斜視図である。

図８、図９に示すように、自律走行型掃除機Ｓは、掃除に際しての通常走行時、圧縮ばね２７（３７）が圧縮変形して、左右の駆動輪２、３が床面Ｙに対して略鉛直方向をなす姿勢で回動する。この際、駆動輪２の内側のゴムの円筒面２ｉが外側の凹凸状の外筒面２ｏより外径側に突出しているので、円筒面２ｉが床面Ｙに接触するとともに、駆動輪３の内側のゴムの円筒面３ｉが床面Ｙに接触して、円滑かつ静かに走行することができる。

図１０は、自律走行型掃除機が段差を乗り越えるに際しての駆動輪と車輪ユニットとを後方から見た断面図であり、図１１は、自律走行型掃除機が段差を乗り越えるに際しての駆動輪と車輪ユニットとを上斜め後方から見た斜視図である。
掃除に際して床面Ｙの段差Ｙｄが左右の駆動輪２、３の片側にある場合について説明する。例えば駆動輪３が下り段差に至った場合、図１０、図１１に示すように、自律走行型掃除機Ｓは駆動輪３側を下にするように傾き、上圧縮ばねケース２６ｂが第２車輪支持軸２５ｂ周りに回動し（図１０、図１１の矢印β３１）、圧縮ばね２７が伸長し駆動輪２を床面Ｙに付勢する。また、第１のアーム２４が第１車輪支持軸２５ａ周りに回動する（図１０、図１１の矢印β１１）とともに、駆動輪２が支持される車軸ブッシュ２Ｂは、第１のアーム２４に対して第３車輪支持軸２５ｃを介して回動し（図１０、図１１の矢印β２１）、駆動輪２が下ケース１ｓから突出した姿勢で走行することとなる。

この際、駆動輪２が支持される車軸ブッシュ２Ｂは、第１車輪支持軸２５ａと第３車輪支持軸２５ｃとを介して本体部Ｓｈに対して回動するため、駆動輪２は床面Ｙに接触している側が傾斜角θ（図１０参照）をもって内側に傾斜する。駆動輪２，３は、駆動輪２，３の間に回動軸を有する第１のアーム２４（３４）等によって回動するため、回動した駆動輪２，３は車輪外側が接地する。このため、段差Ｙｄ等によって本体が浮き上がった場合、車輪外側に設けられた外筒面２ｏによって床面Ｙをしっかり捉えることができる。
なお、傾斜角θは、自律走行型掃除機Ｓが乗り上げ可能な段差Ｙｄを乗り降りする際に約４度〜約１０度になるよう設定すると走行が安定するので好適である。

これにより、駆動輪２の外側の凹凸状の外筒面２ｏが床面Ｙに接触し、外筒面２ｏの凹部２ｏ１および凸部２ｏ２により床面Ｙをしっかりと把えて、自律走行型掃除機Ｓは段差Ｙｄ（Ｙ）を確実に乗り越えることができる。

他の例として、障害物等が本体部Ｓｈの左右方向中央に接触して自律走行型掃除機Ｓが持上げられることで駆動輪２と駆動輪３とが下ケース１ｓから突出した姿勢で走行する場合は、さらに、上圧縮ばねケース３６ｂが第２車輪支持軸３５ｂ周りに回動し（図１０、図１１の矢印β３１）、圧縮ばね３７が伸長し駆動輪３を床面Ｙに付勢する。また、第１のアーム３４が第１車輪支持軸３５ａ周りに回動する（図１０、図１１の矢印β１１）とともに、駆動輪３が支持される車軸ブッシュ３Ｂは、第１のアーム３４に対して第３車輪支持軸３５ｃを介して回動し（図１０、図１１の矢印β２１）、駆動輪３が下ケース１ｓから突出した姿勢で走行することとなる。そのため、駆動輪２の外側の凹凸状の外筒面２ｏが段差Ｙｄ（Ｙ）に接触するとともに、駆動輪３の外側の凹凸状の外筒面３ｏが段差Ｙｄ（Ｙ）に接触する。

これにより、駆動輪２の外筒面２ｏの凹部２ｏ１および凸部２ｏ２と駆動輪３の外筒面３ｏの凹部３ｏ１および凸部３ｏ２とで段差Ｙｄ（Ｙ）をしっかりと把えて段差Ｙｄ（Ｙ）を確実に乗り越えることができる。

上記自律走行型掃除機Ｓの構成によれば、下記の効果を奏する。
１．自律走行型掃除機Ｓの本体部Ｓｈが床面Ｙから浮きあがった際も圧縮ばね２７、３７による力で駆動輪２、３は段差Ｙｄ（Ｙ）へ付勢される。この際、車輪ユニット２０、３０は補助輪４が接地するように動作する。
この場合、上述したように、駆動輪２の外側の凹凸状の外筒面２ｏが段差Ｙｄ（Ｙ）に接触するまたは／および駆動輪３の外側の凹凸状の外筒面３ｏが段差Ｙｄ（Ｙ）に接触するので、段差Ｙｄ（Ｙ）を確実に乗り越えられる。また、通常走行時には、駆動輪２の内側の摩擦力が大きいゴムの円筒面２ｉと駆動輪３の内側の摩擦力が大きいゴムの円筒面３ｉとが接地して、静かにかつ確実に走行することができる。

２．駆動輪２を駆動する走行モータ２ｍおよび減速機構２２と駆動輪３を駆動する走行モータ３ｍおよび減速機構３２をそれぞれ、駆動輪２、３の真横に配置したので、省スペース化を果たせる。

３．駆動輪２（３）を回動自在に支持する第１のアーム２４（３４）を駆動輪２、３の車軸方向に設けるので、車輪ユニット２０、３０が前後方向のスペースを占有せずに済む。そのため、車輪ユニット２０、３０の前方または後方に、集塵ケース１２、充電池９、回転ブラシ５のうちの少なくとも何れかを配置できるので、自律走行型掃除機Ｓの大型化を抑制できる。

４．駆動輪２を回動自在に支持する第１のアーム２４と駆動輪３を回動自在に支持する第１のアーム３４とが、それぞれ駆動輪２、３の車軸方向に延び、かつ圧縮ばね２７、３７でそれぞれ駆動輪２、３を上下動作させるとともに、第２のアームの下圧縮ばねケース２６ｃ（３６ｃ）で駆動輪２、３が回動される。そのため、駆動輪２の車輪ユニット２０と駆動輪３の車輪ユニット３０とを前後方向に駆動輪２、３の大きさで配置できる。その結果、駆動輪２の車輪ユニット２０と駆動輪３の車輪ユニット３０が占有するスペースを小さくできる。
従って、集塵ケース１２、充電池９、および回転ブラシ５を、駆動輪２、３の車輪ユニット２０、３０により制限されることなく、左右の幅方向に大きく配置できる。そのため、自律走行型掃除機Ｓを小型化することが可能である。

５．第１のアーム２４（３４）を本体部Ｓｈに支持する第１車輪支持軸２５ａ（３５ａ）が吸引ファン１１の下方のデッドスペースに設けられるので、車輪ユニット２０（３０）の更なる省スペース化を図れる。

６．駆動輪２の荷重を、第１のアーム２４と上・下圧縮ばねケース２６ｂ、２６ｃ、案内シャフト２６ａで受け、駆動輪３の荷重を、第１のアーム３４と上・下圧縮ばねケース３６ｂ、３６ｃ、案内シャフト３６ａで受けるので、駆動輪２、３が定常状態（図６、図８、図９）から外れて駆動輪２、３が下ケース１ｓから突出した姿勢（図７、図１０、図１１）になっても、駆動輪２、３の動作に影響することなく、円滑な動作が可能である。

７．駆動輪２は、内側の外周面に摩擦力が大きいゴムの円筒面２ｉが形成され、外側の外周面に凹部２ｏ１および凸部２ｏ２を有する凹凸状の外筒面２ｏが形成されている。
また、駆動輪３は、内側の外周面に摩擦力が大きいゴムの円周面３ｉが形成され、外側の外周面に凹部３ｏ１および凸部３ｏ２を有する凹凸状の外周面３ｏが形成されている。

従って、自律走行型掃除機Ｓが床面Ｙ上を通常走行時には、駆動輪２の内側の円筒面２ｉと駆動輪３の内側の円筒面３ｉとで移動できる。そのため、自律走行型掃除機Ｓは静かで円滑な走行が可能である。
また、床面Ｙの段差Ｙｄ上を移動するに際しては、駆動輪２の外側の凹凸状の外筒面２ｏまたは／および、駆動輪３の外側の凹凸状の外筒面３ｏで段差Ｙｄを乗り越えるので、段差Ｙｄを円滑にかつ確実に乗り越えられる。

８．以上のことから、車輪ユニット２０、３０の小型化が行え、部品の配置スペースに余裕がある小型の自律走行型掃除機Ｓを実現できる。
なお、前記実施形態では、本発明の一例を示したものであり、特許請求の範囲内で様々な具体的形態が可能である。

２、３ 駆動輪
２Ｂ、３Ｂ 軸ブッシュ（車輪固定部）
２ｉ、３ｉ 円筒面（駆動輪の内側の外周面）
２ｏ、３ｏ 外筒面（駆駆動輪の外側の外周面）
２ｍ、３ｍ モータ（走行モータ）
１１ 吸引ファン
１２ 集塵ケース
２４、３４ 第１のアーム（第１アーム部材）
２５ａ 第１車輪支持軸（第１支持軸）
２５ｂ 第２車輪支持軸（第２支持軸）
２５ｃ 第３車輪支持軸（第３支持軸）
２６ｃ、３６ｃ 下圧縮ばねケース（第２アーム部材）
Ｓ 自律走行型掃除機
Ｓｈ 本体部

Claims (5)

1. 各走行モータの駆動でそれぞれ回転する一対の駆動輪と、
   前記一対の駆動輪の間に少なくとも一部が位置する本体部と、
   前記駆動輪の車軸方向に沿って延び、前記本体部と前記駆動輪との間に回動自在に支持される第１アーム部材と、
   前記駆動輪を任意に回転駆動させて前記本体部を前後左右に自在に走行させる走行モータを有し、
   一端と他端を有する前記第１アーム部材の前記一端を中心とした回動により前記他端を自由端として前記駆動輪が上下方向に移動され、
   前記走行モータは、前記第１アーム部材の他端側の上方、かつ、前記駆動輪の真横に、前記第１アーム部材とは別体に配置されている
   ことを特徴とする自律走行型掃除機。
2. 請求項１に記載の自律走行型掃除機において、
   前記第１アーム部材は、前記一対の駆動輪の間に設けられ、
   前記第１アーム部材の前方または後方に、集塵ケース、充電池、回転ブラシのうちの少なくとも何れかの一部又は全部が配置されている
   ことを特徴とする自律走行型掃除機。
3. 請求項１に記載の自律走行型掃除機において、
   前記一対の駆動輪の間に、空気を吸引する吸引ファンを有し、
   前記第１アーム部材の一端側は、前記吸引ファンの下方に配置される第１支持軸周りに回動自在に支持される
   ことを特徴とする自律走行型掃除機。
4. 請求項１に記載の自律走行型掃除機において、
   前記第１アーム部材の一端側に設けられ、前後方向に沿って延びる第１支持軸と、
   前記第１アーム部材の他端側に設けられ、前後方向に沿って延びる第３支持軸と、
   前記第３支持軸の上方に設けられ、前後方向に沿って延びる第２支持軸と、
   前記第２支持軸を介して前記本体部に対して回動自在に支持されるとともに前記本体部に対して上下動自在に支持される第２アーム部材と、
   前記駆動輪が回動自在に支持される車輪固定部と、を有し、
   前記第３支持軸には、前記車輪固定部と前記第１アーム部材とが接続され、
   前記第１アーム部材は、
   前記第１支持軸を介して前記本体部に対して回動自在に支持されるとともに前記第３支持軸を介して前記車輪固定部に対して回動自在に支持され、
   前記車輪固定部は、
   前記第１アーム部材を介して前記本体部に対して回動自在に支持されるとともに、前記第２アーム部材を介して前記本体部に対して回動自在かつ上下動自在に支持されている
   ことを特徴とする自律走行型掃除機。
5. 請求項１に記載の自律走行型掃除機において、
   前記駆動輪における内側の外周面は円筒面形状であり、
   前記駆動輪における外側の外周面は凹凸を有する形状である
   ことを特徴とする自律走行型掃除機。

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