JP7076467B2 - 自走式電子機器の車輪支持構造 - Google Patents

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Description

本発明は自走式電子機器の車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。
また、特許文献２には、引っ張りバネを用いて駆動輪を筐体の底部から下方へ突出させる車輪支持構造を備えた自走式電子機器が開示されている。この自走式電子機器では、筐体の底部に設けた左右の孔部から駆動輪を下方へ突出させるように構成されている。
特開平９－２８６３３７号公報 特開２０１６－１４３２３１号公報
特許文献２のようにバネによって駆動輪を筐体の底部の孔部から外部へ突出させる車輪支持構造を備えた自走式電子機器では、駆動輪がバネによって常に外部へ突出する方向に付勢されている。また、この車輪支持構造では、駆動輪が段差を乗り越える際に強い力で外部へ突出できるようバネによる強い付勢力を維持しており、段差乗り越え時に必要な突出寸法よりも大きい突出寸法で突出できるようバネによる駆動輪への付勢を強い力で維持している。
そのため、例えば、自走式電子機器を裏返して指で駆動輪を押したり回したりしていると、孔部から大きな突出量（強い力）で駆動輪が飛び出すおそれがあった。
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、駆動輪が外部へ突出するときには強い力で勢いよく飛び出さないという安全性を考慮した自走式電子機器の車輪支持構造を提供することを目的とする。
かくして、本発明によれば、筐体を床面上で支持し走行させる駆動輪と、前記駆動輪を回転可能に支持しかつ揺動軸を中心に上下方向へ揺動可能に前記筐体の底部に枢着する揺動支持部と、前記駆動輪を下方へ揺動させるように前記揺動支持部を下方へ付勢する付勢部材を含む付勢機構部とを備え、
前記付勢機構部は、前記筐体が床面上に載置された状態では前記付勢部材にて前記揺動支持部を下方へ付勢し、かつ前記駆動輪が床面から離れた状態では前記付勢部材による前記揺動支持部への付勢が解除されているように構成された自走式電子機器の車輪支持構造が提供される。
本発明の自走式電子機器の車輪支持構造によれば、筐体を持ち上げるあるいは裏返しにするといった駆動輪が床面から離れた状態では、付勢部材による揺動支持部への付勢が解除されている。つまり、駆動輪が筐体の底部からある程度突出すると付勢部材の負荷がかからない。そのため、例えば、自走式電子機器を裏返して指で駆動輪を押したり回したりしているときに、底部の孔部から大きな突出量（強い力）で駆動輪が飛び出すことを低減することができる。
本発明に係る車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。 図１に示す自走式電子機器の前後方向に沿った垂直断面図である。 実施形態１の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。 実施形態２の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。 実施形態３の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。 実施形態４の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。 実施形態５の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。 実施形態６の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。 実施形態７の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。 実施形態８の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。
本発明に係る自走式電子機器として、図面を用いた以下の実施形態では自走式掃除機の場合を例示するが、本発明の自走式電子機器は自走式掃除機に限定されるものではない。
（実施形態１）
図１は本発明に係る車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り、図３は図１に示す自走式電子機器の前後方向に沿った垂直断面図である。また、図４は実施形態１の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。なお、以下の説明において、前後方向とは自走式掃除機が床面Ｇ上を前方へ直進する直線上の方向であり、左右方向とは前後方向と直交する水平な直線上の方向である。
＜自走式掃除機の構成＞
図１～図３に示すように、実施の形態１に係る車輪支持構造３Ｌを備えた自走式掃除機１は、平盤形の筐体２を備える。なお、実施の形態１の場合、筐体２は円盤形であるが、これに限定されず、例えば平面視の形状が楕円形状あるいは多角形状であってもよい。
筐体２は、円形に形成された天板を含む。天板は、その前部を構成する天板前部２ｂ1と、中間部から後部に亘って構成する蓋部２ｂ2から構成され、蓋部２ｂ2は天板前部２ｂ1との境界側の側部に配置された図示しないヒンジ部を支点にして上方へ開く。天板前部２ｂ1の前端部には、内部に配置された回路基板（不図示）の熱を逃がす複数の空気孔２ｂ11が形成されている。
また、筐体２は環状に形成された側板および底板２ａを含む。また、図３に示すように筐体２は内部構造壁２ｄを含む。底板２ａは、その前端部２ａ1が前方へ向かって上昇する湾曲面または傾斜面となっている（図３参照）。
側板は、それぞれ円弧形の側板前半部２ｃ1と側板後半部２ｃ2とから構成される。側板前半部２ｃ1はバンパーとして機能するよう、図示しない弾発部材を介して内部構造壁２ｄに対して移動可能に嵌め合わされている。側板前半部２ｃ1には、側板前半部２ｃ1の衝突を検出する障害物接触センサ（不図示）が内部に設けられている。さらに、側板前半部２ｃ1には、前方および左右斜め前方の３箇所に超音波受信部１４Ａが配置されると共に、３箇所の超音波受信部１４Ａの間の２箇所に超音波送信部１４Ｂが配置されている。
さらに、筐体２の前部表面の外部から視認できる位置に誘導信号受信部２４および充電用接続部１３が設けられている。
筐体２は、底部の底板２ａに設けられた吸込口３１と、後部の斜め上方に設けられた排気口３２とを有し、筐体２の内部には集塵部１５および電動送風機（不図示）が配置されている。集塵部１５は、室内の塵埃を集める部分であり、集塵容器１５ａと、集塵フィルター１５ｂとを備える。集塵容器１５ａには、吸込口３１と連通する流入路に通じる流入口と、電動送風機（不図示）と連通するダクト部１１４に通じる排気口とが形成されている。
自走式掃除機１の底面の前半部には、吸込口３１の奥に配置された回転ブラシ９と、吸込口３１の左右斜め前方に配置されたサイドブラシ１０と、吸込口３１の左右斜め後方位置に配置された駆動輪（左駆動輪２２Ｌおよび右駆動輪２２Ｒ）を含む駆動輪ユニット（図４参照）とが設けられている。なお、駆動輪の下部は筐体２の底板２ａに設けられた左右の孔部２ａ11を通して外部へ突出している。
回転ブラシ９およびサイドブラシ１０は、ブラシモータ（不図示）によって駆動され回転する。また、底面の後半部の左右方向における中間位置には回動自在な後輪２６が設けられている。後輪２６の車輪は回転自在である。なお、図２と図３においては、後輪２６が前方へ１８０°回動した状態を二点差線で記している。
自走式掃除機１は、筐体２の底部における前後方向の前端部および後端部、並びに左右のサイドブラシ１０の軸心位置の合計４カ所にそれぞれ配置された床面検出センサ１８を有している。
また、自走式掃除機１の前半部には回路基板１１Ｓが配置され、後半部には充電池１２およびイオン発生器１２０が配置されている。
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（走行面）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。自走式掃除機１は、障害物検出部としての超音波受信部１４Ａにより検出された障害物を自律的に回避して走行すると共に、床面検知センサ１８にて床面より低い段差を検知して段差を自律的に回避して走行する。そして、自走式掃除機１は、掃除が終了すると自律的に図示しない充電台に帰還する機能を有する。
＜車輪支持構造＞
図２～図４に示すように、実施形態１の自走式掃除機１は、左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒを個別に支持する左右の車輪支持構造３Ｌ（右の車輪支持構造は不図示）を備える。
以下、左側の車輪支持構造３Ｌについて説明するが、左右の車輪支持構造は自走式掃除機１の前後方向の中心線Ｐ（図２参照）に対して対称的な構造であるため、右側の車輪支持構造についての説明は省略する。
車輪支持構造３Ｌは、筐体２を床面上で支持し走行させる駆動輪２２Ｌと、駆動輪２２Ｌを回転可能に支持しかつ左右方向の揺動軸２１ａを中心に上下方向（矢印Ａ方向）へ揺動可能に筐体２の底板２ａに枢着する揺動支持部２１Ｌと、駆動輪２２Ｌを下方へ揺動させるように揺動支持部２１Ｌを下方へ付勢する付勢部材２３ａを含む付勢機構部２３とを備える。
また、車輪支持構造３Ｌには、揺動支持部２１Ｌおよび付勢機構部２３を筐体２の底板２ａに固定する底板２ａに設けられた後述の固定部も含まれる。
底板２ａに設けられた固定部としては、底板２ａにおける孔部２ａ11の前端側近傍に設けられた揺動軸取付用リブ２ｆ1と、底板２ａにおける揺動軸取付用リブ２ｆ1の前方に設けられた付勢部材取付用リブ２ｆ2とが含まれる。なお、底板２ａにおける揺動軸取付用リブ２ｆ1と付勢部材取付用リブ２ｆ2との間に、揺動支持部２１Ｌと当接して揺動支持部２１Ｌの上方への揺動を規制する当接リブ２ｆ3を設けてもよい。
揺動支持部２１Ｌは、揺動アーム部２１ｂと、揺動アーム部２１ｂの一端部側の下面に取り付けられた前記揺動軸２１ａとを含み、揺動軸２１ａを中心に下方から前方へ向かう方向（矢印Ａ方向）に揺動可能に筐体２の底部２ａに取り付けられている。
また、揺動アーム部２１ｂの他端部に駆動輪２２Ｌが回転可能に取り付けられると共に、 揺動アーム部２１ｂの一端部側の上面に上方へ突出する突片２１ｂ1が設けられており、この突片２１ｂ1を付勢部材２３ａが押圧する。なお、揺動アーム部２１ｂの全体的な高さが付勢部材２３ａにて押圧されるのに十分な高さであれば突片２１ｂ1は不要である。
さらに、揺動支持部２１Ｌには、駆動モータ２１ｃと、駆動モータ２１ｃの出力軸の回転力を駆動輪２２Ｌに伝える回転力伝達機構（不図示）とが設けられてもよい。この場合、例えば、ケース型の揺動アーム部２１ｂ内に回転力伝達機構を設け、揺動アーム部２１ｂの側面に駆動モータ２１ｃを固定する。
回転力伝達機構は、例えば、ケース型の揺動アーム部２１ｂ内に突出する駆動モータ２１ｃの出力軸に固定された出力ギアと、揺動アーム部２１ｂ内に突出する駆動輪２２Ｌの支軸に固定された入力ギアと、揺動アーム部２１ｂ内に回転可能に設けられて出力ギアおよび入力ギアと噛合する１つ以上の伝達ギアとを有する構成とされる。あるいは、回転力伝達機構は、揺動アーム部２１ｂ内に突出する駆動モータ２１ｃの出力軸に固定された第１の溝付きプーリと、揺動アーム部２１ｂ内に突出する駆動輪２２Ｌの支軸に固定された第２の溝付きプーリと、第１と第２の溝付きプーリの間に張架されたタイミングベルトとを有する構成とされる。なお、回転力伝達機構にて駆動モータ２１ｃの出力軸の回転速度を減速するように構成してもよく、あるいは駆動モータ２１ｃが回転速度を調整できるものであってもよい。
駆動輪２２Ｌは、ホイール２２Ｌ1と、ホイール２２Ｌ1の中心孔に固定された前記支軸Ｃと、ホイール２２Ｌ1の外周部に嵌め込まれたゴムタイヤ２２Ｌ2とを有する。なお、ゴムタイヤ２２Ｌ2の外周部には凹凸パターン（図２と図３参照）が形成されており、図４では凹凸パターンの図示を省略している。
付勢機構部２３は、筐体２が床面Ｇ上に載置された状態では付勢部材２３ａにて揺動支持部２１Ｌを下方へ付勢し（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）、かつ駆動輪２２Ｌが床面Ｇから離れた状態では付勢部材２３ａによる揺動支持部２１Ｌへの付勢が解除されているように構成されている（図４（Ｃ）参照）。
詳しく説明すると、実施形態１の場合、付勢部材２３ａは、圧縮バネであり、筐体２内に設けられた固定部である付勢部材取付用リブ２ｆ2に固定された基端部２３ａ1と、揺動支持部２１Ｌに当接可能な先端部２３ａ2とを有する。なお、この場合、圧縮バネの先端部２３ａ2に、揺動支持部２１Ｌの揺動アーム部２１ｂの突片２１ｂ1に当接可能な当接部材２３ｂが設けられていてもよい。この当接部材２３ｂは、揺動アーム部２１ｂの突片２１ｂ1に対して滑りにくい素材（例えばゴム）にて形成されることが好ましい。それに加えて、の突片２１ｂ1の当接部材２３ｂとの接触面に滑り止めとなる微細な凹凸加工を施してもよい。
次に、図１～図４を参照しながら車輪支持構造３Ｌの動きについて説明する。
図４（Ａ）に示すように、自走式掃除機１が床面Ｇ上を矢印Ｆ方向に直進（前進）しているときは、駆動輪２２Ｌは付勢部材２３ａの付勢力に抗して筐体２の底板２ａに対して上方へ揺動した状態に維持される。このとき、揺動アーム部２１ｂの一端部が当接リブ２ｆ3に当たることにより揺動アーム部２１ｂの上方への揺動が規制され、筐体２の底板２ａから突出した駆動輪２２Ｌの突出寸法Ｈ１が最小に維持される。また、図４（Ａ）の状態において、揺動アーム部２１ｂの突片２１ｂ1が付勢部材２３ａに当接部材２３ｂを介して押圧することにより付勢部材２３ａが圧縮されている。
自走式掃除機１が、底板２ａの高さよりも高くかつ底板２ａの前端部２ａ1（図３参照）に接触可能な高さの段差に接近すると、筐体２の前端部２ａ1が段差の角に当接する。そして、段差に当接した自走式掃除機１がさらに前進すると、筐体２の湾曲または傾斜した前端部２ａ1が段差の角を摺動して段差に乗り上がり、筐体２は底板２ａを段差の角に擦り付けながら前進する。この際、筐体２の底板２ａは前端部２ａ1側が段差から浮き上がってやや傾斜した状態となり、図４（Ｂ）に示すように、駆動輪２２Ｌ近傍の底板２ａと床面Ｇとの間の隙間が大きくなる。なお、図４（Ｂ）では便宜上筐体２の底板２ａを床面Ｇと平行に図示している。
このとき、付勢部材２３（圧縮バネ）は揺動支持部２１Ｌの揺動アーム部２１ｂを下方へ付勢しているため、底板２ａに対して駆動輪２２Ｌが下方へ大きく突出した状態となり、駆動輪２２Ｌは下方へ大きく突出した状態で段差Ｓを乗り越えていく。この際、付勢部材２３は未だ伸びきった状態になっておらず、付勢部材２３によって駆動輪２２Ｌを下方へ付勢した状態が継続しており、付勢継続状態での筐体２の底板２ａから突出した駆動輪２２Ｌの突出寸法Ｈ２が概ね最大となる。
図４（Ｃ）に示すように、例えば、自走式掃除機１を持ち上げて駆動輪２２Ｌが床面Ｇから離れると、揺動支持部２１Ｌは付勢部材２３ａと連結していないため、駆動輪２２Ｌは自重によって最大突出寸法Ｈ３まで下方へ揺動し、かつ付勢部材２３ａは伸びきった状態となる。この際、例えば、揺動アーム部２１ｂの下面が筐体２の底板２ａにおける孔部２ａ11の前端部に当接することにより駆動輪２２Ｌの下方への揺動が最大突出寸法Ｈ３に規制される。最大突出寸法Ｈ３より下方への移動は、底板２ａにおける孔部２ａ11の周縁部Ｘと揺動アーム部２１ｂとが接触する（図４（ｃ）参照）ことで停止される。また、停止させるための部材を底板２ａに取り付けてもよい。
すなわち、この車輪支持構造３Ｌによれば、駆動輪２２Ｌが段差Ｓを乗り越えることができる程度に大きく下方へ突出させるよう付勢部材２３ａにて揺動支持部２１Ｌを付勢し、それより駆動輪２２Ｌが大きく外部へ突出する場合は付勢部材２３ａによる揺動支持部２１Ｌへの付勢を解除することができる。
したがって、自走式掃除機１を裏返した状態にすると、図４（Ｂ）で示した突出寸法Ｈ２に余裕分を加えた寸法（付勢部材２３ａが伸びきった状態）で駆動輪２２Ｌは外部へ突出するが、それより駆動輪２２Ｌが外部へ突出する場合は付勢部材２３ａからの付勢力が加わらないため、駆動輪２２Ｌが概ね突出寸法Ｈ２を超えて勢いよく飛び出しにくくなっている。したがって、例えば、自走式電子機器を裏返して指で駆動輪を押したり回したりしているときに、底部の孔部から大きな突出量（強い力）で駆動輪が飛び出すことを低減することができる。
（実施形態２）
図５は実施形態２の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。なお、図５において、図４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の車輪支持構造１０３Ｌは、その付勢機構部１２３の構成が実施形態１における付勢機構部２３の構成とは異なる以外は、実施形態１の車輪支持構造３Ｌと概ね同様である。以下、実施形態２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２において、付勢機構部１２３は、先端部に当接部材２３ｂを有しかつ基端部２３ｂ1が付勢部材取付用リブ２ｆ2に固定された付勢部材２３ａ（圧縮バネ）を備えることに加え、付勢部材２３ａの伸長を規制するストッパ部１２３ｃを備えている。
このストッパ部１２３ｃは、駆動輪２２Ｌが筐体２の底板２ａから所定突出寸法を超えて下方へ突出すると付勢部材２３ａの先端部（この場合は当接部材２３ｂ）による揺動支持部２１Ｌへの押圧を阻止する機能を有する。
ストッパ部１２３ｃは筐体２内の固定部に設けられていればよく、実施形態２ではＬ形突片状のストッパ部１２３ｃの基端部が付勢部材取付用リブ２ｆ2の上端部に取り付けられている。この際、当接部材２３ｂと当接可能なようにストッパ部１２３ｃの先端部は下方へ折れ曲がっている。
さらに、実施形態２の場合、揺動支持部１２１Ｌの揺動アーム部１２１ｂの突片１２１ｂ1には上下方向のスリット１２１ｂ11が形成されており、ストッパ部１２３ｃの先端部が突片１２１ｂ1のスリット１２１ｂ11を通れるようにしている。なお、付勢機構部１２３の当接部材２３ｂは揺動アーム部１２１ｂの突片１２１ｂ1におけるスリット１２１ｂ11の左右両側に当接可能である。
このように構成された車輪支持構造１０３Ｌによれば、図５（Ａ）に示すように、自走式掃除機が床面Ｇ上を直進する際は、実施形態１と同様に、付勢部材２３ａにて揺動アーム部１２１ｂを下方へ揺動させるように付勢する。
また、図５（Ｂ）に示すように、自走式掃除機が段差Ｓを乗り越えようとする際は、付勢部材２３ａにて付勢された揺動アーム部１２１ｂが下方へ大きく揺動するが、揺動アーム部１２１ｂの突片１２１ｂ1はスリット１２１ｂ11によってストッパ部１２３ｃに当接することはない。なお、この状態では、付勢部材２３ａの当接部材２３ｂがストッパ部１２３ｃの先端部に近接する。
また、図５（Ｃ）に示すように、自走式掃除機を持ち上げて駆動輪２２Ｌが床面Ｇから離れると、揺動支持部１２１Ｌは付勢部材２３ａと連結していないため、付勢部材２３ａによる付勢が解除された駆動輪２２Ｌは自重によって最大突出寸法Ｈ３まで下方へ揺動する。
一方、付勢部材２３ａの当接部材２３ｂはストッパ部１２３ｃの先端部に当接するため、伸びきった状態とならない。すなわち、この状態における付勢部材２３ａは伸びきって付勢力が０にはなっておらず、余力を残している。
すなわち、実施形態２の車輪支持構造１０３Ｌによれば、付勢部材２３ａ（圧縮バネ）によって強い押圧力を揺動支持部１２１Ｌに伝えることができる。つまり、圧縮バネは伸びきった状態から徐々に短縮していくにつれて付勢力が０から徐々に増加していくため、圧縮バネが所定の長さまで伸長した時点（所定付勢ポイント）でストッパ部１２３ｃに当接するようにすれば、圧縮バネにて揺動支持部１２１Ｌを付勢する間は強い押圧力が維持される状態に設定することができる。したがって、この構成によれば、筐体２の段差乗り越え時に圧縮バネが所定付勢ポイントで揺動支持部１２１Ｌを押圧するように設定できるため、自走式掃除機の段差乗り越え性能を向上させることができる。また、付勢部材２３ａ（圧縮バネ）の押圧力を容易に設定することができる。
そして、実施形態２においても、実施形態１と同様の効果、すなわち、駆動輪２２Ｌが突出寸法Ｈ２をある程度超えて外部へ突出するときには強い力で勢いよく飛び出さないという安全性を考慮した効果を奏する。
（実施形態３：参考例）
図６は実施形態３の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。なお、図６において、図６中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。以下、実施形態３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３の車輪支持構造２０３Ｌでは、付勢部材２２３ａが引っ張りバネである。この付勢部材２２３ａ（引っ張りバネ）は、筐体２内に設けられた固定部としての付勢部材取付用リブ２０２ｆ2にスライド可能に取り付けられた一端部２２３ａ1と、揺動支持部２２１ｂに取り付けられた他端部２２３ａ2とを有する。
具体的には、付勢部材２２３ａにおいて、一端部２２３ａ1は長孔を有する輪状に形成されると共に、他端部２２３ａ1は丸孔を有する輪状に形成される。
付勢部材取付用リブ２０２ｆ2は、筐体２の底板２ａにおける孔部２ａ11の後端近傍に立設されており、その上端部には付勢部材２２３ａの一端部２２３ａ1を引っ掛ける凹部２０２ｆ21が設けられている。
さらに、揺動支持部２２１Ｌの揺動アーム部２２１ｂの一端部側（揺動軸２１ａ側）にはＬ形の引っ掛け部２２１ｂ1が設けられており、この引っ掛け部２２１ｂ1に付勢部材２２３ａの他端部２２３ａ2が引っ掛けられる。
このように構成された車輪支持構造２０３Ｌによれば、図６（Ａ）に示すように、自走式掃除機が床面Ｇ上を直進する際は、付勢部材２２３ａとしての引っ張りバネによって揺動アーム部２２１ｂの引っ掛け部２２１ｂ1が後方へ引っ張られ、それにより揺動アーム部２２１ｂが揺動方向（矢印Ａ方向）の下方へ付勢されている。
また、図６（Ｂ）に示すように、自走式掃除機が段差Ｓを乗り越えようとする際は、付勢部材２２３ａにて付勢された揺動アーム部２２１ｂが下方へ大きく揺動する。
また、図６（Ｃ）に示すように、自走式掃除機を持ち上げて駆動輪２２Ｌが床面Ｇから離れると、駆動輪２２Ｌが自重によって最大突出寸法Ｈ３まで下方へ揺動する。このとき、駆動輪２２Ｌの突出寸法Ｈ２をある程度超えた時点から付勢部材２２３ａによる揺動アーム部２２１ｂへの付勢が解除されており、縮みきった付勢部材２２３ａは引っ掛け部２２１ｂ1にて後方へ押されることにより一端部２２３ａ1が付勢部材取付用リブ２０２ｆ2の凹部２０２ｆ21を後方へスライドする。これにより、一端部２２３ａ1の輪状と凹部２０２ｆ21との間に隙間が発生して、付勢部材２２３ａの付勢力が無くなることになる。
この実施形態３においても、実施形態１と同様の効果、すなわち、駆動輪２２Ｌが突出寸法Ｈ２をある程度超えて外部へ突出するときには強い力で勢いよく飛び出さないという安全性を考慮した効果を奏する。
（実施形態４）
図７は実施形態４の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。なお、図７において、図１および図４中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。以下、実施形態４における実施形態１および実施形態３とは異なる点を主に説明する。
実施形態４の車輪支持構造３０３Ｌにおいて、付勢機構部３２３は、筐体２内に設けられた前後一対の固定部のうちの一方の固定部としてのガイド部取付用リブ３０２ｆ3に前後方向に突設されたガイド部３２３ｂと、ガイド部３２３ｂの先端部に設けられたストッパ部３２３ｃと、ガイド部３２３ｂに前後方向にスライド可能にかつ揺動支持部２１Ｌと当接可能に取り付けられたスライド部３２３ｄと、前後一対の固定部のうちの他方の固定部としての付勢部材取付用リブ２０２ｆ2とスライド部３２３ｄとに取り付けられた両端部を有する付勢部材３２３ａとしての引っ張りバネとを備える。
ガイド部取付用リブ３０２ｆ3は筐体２の底板２ａにおける孔部２ａ11の前端部側に設けられ、付勢部材取付用リブ２０２ｆ2は実施形態３と同様に孔部２ａ11の前端部側に設けられている。
付勢機構部３２３において、ガイド部３２３ｂは横断面が非円形（例えば正方形）の棒状部材であり、ストッパ部３２３ｃはガイド部３２３ｂの外周面から外方へ突出した突起部であり、スライド部３２３ｄはガイド部３２３ｂを挿通させる孔部（例えば正方形）を有する板状部材である。
このように構成された車輪支持構造３０３Ｌによれば、図７（Ａ）に示すように、自走式掃除機が床面Ｇ上を直進する際は、付勢部材３２３ａとしての引っ張りバネによってスライド部３２３ｄが後方へ引っ張られ、それにより揺動アーム部２１ｂが揺動方向（矢印Ａ方向）の下方へ付勢されている。このとき、スライド部３２３ｄは揺動アーム２１ｂの突片２１ｂ1とガイド部取付用リブ３０２ｆ3との間に挟まれている。
また、図７（Ｂ）に示すように、自走式掃除機が段差Ｓを乗り越えようとする際は、付勢部材３２３ａにて付勢された揺動アーム部２１ｂが下方へ大きく揺動する。このとき、スライド部３２３ｄはストッパ部３２３ｃに当接していない。
また、図７（Ｃ）に示すように、自走式掃除機を持ち上げて駆動輪２２Ｌが床面Ｇから離れると、駆動輪２２Ｌが自重によって最大突出寸法Ｈ３まで下方へ揺動する。このとき、駆動輪２２Ｌの突出寸法Ｈ２をある程度超えた時点から付勢部材３２３ａによる揺動アーム部２１ｂへの付勢が解除されているが、付勢部材３２３ａはストッパ部３２３ｃに当接することにより縮みきった状態にはなっていない。すなわち、この状態における付勢部材３２３ａは縮みきって付勢力が０にはなっておらず、余力を残している。
すなわち、実施形態４の車輪支持構造３０３Ｌによれば、付勢部材３２３ａ（引っ張りバネ）によって強い押圧力を揺動支持部２１Ｌに伝えることができる。つまり、引っ張りバネは縮みきった状態から徐々に伸長していくにつれて付勢力が０から徐々に増加していくため、引っ張りバネが所定の長さまで短縮した時点（所定付勢ポイント）でストッパ部３２３ｃに当接するようにすれば、引っ張りバネにて揺動支持部２１Ｌを付勢する間は強い押圧力が維持される状態に設定することができる。したがって、この構成によれば、筐体２の段差乗り越え時に引っ張りバネが所定付勢ポイントで揺動支持部２１Ｌを押圧するように設定できるため、自走式掃除機の段差乗り越え性能を向上させることができる。また、付勢部材２３ａ（圧縮バネ）の押圧力を容易に設定することができる。
そして、実施形態４においても、実施形態１と同様の効果、すなわち、駆動輪２２Ｌが突出寸法Ｈ２をある程度超えて外部へ突出するときには強い力で勢いよく飛び出さないという安全性を考慮した効果を奏する。
（実施形態５）
図８は実施形態５の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。なお、図８において、図４中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。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の車輪支持構造４０３Ｌでは、揺動支持部２１Ｌと摺接しながら回転可能なローラー部２３ｃが付勢部材２３ａとしての圧縮バネの先端部２３ａ2に設けられている。
ローラー部２３ｃは、ローラー本体２３ｃ1と、ローラー本体２３ｃ1を左右方向の軸２３ｃ3を介して回転可能に保持するローラー保持部材２３ｃ2とを有し、ローラー保持部材２３ｃ2が圧縮バネの先端部２３ａ2に取り付けられている。
実施形態５の場合、付勢部材２３ａがローラー部２３ｃを介して揺動支持部２１Ｌを押圧して揺動させる際、揺動支持部２１Ｌがローラー部２３ｃのローラー本体２３ｃ1を摺動し、このときローラー本体２３ｃ1が回転するため、揺動支持部２１Ｌの揺動がスムーズに行われる。
（実施形態６）
図９は実施形態６の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。なお、図９において、図５および図８中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。以下、実施形態６における実施形態２とは異なる点を主に説明する。
実施形態６の車輪支持構造５０３Ｌでは、揺動支持部１２１Ｌと摺接しながら回転可能なローラー部２３ｃが付勢部材２３ａとしての圧縮バネの先端部２３ａ2に設けられている。
ローラー部２３ｃは、実施形態５と同様に、ローラー本体２３ｃ1とローラー保持部材２３ｃ2とを有する。
実施形態６の場合も、実施形態５と同様に、付勢部材２３ａがローラー部２３ｃを介して揺動支持部１２１Ｌを押圧して揺動させる際、揺動支持部１２１Ｌがローラー部２３ｃのローラー本体２３ｃ1を摺動し、このときローラー本体２３ｃ1が回転するため、揺動支持部１２１Ｌの揺動がスムーズに行われる。
なお、ローラー本体２３ｃ1は、付勢部材２３ａが伸びきる前にストッパ部１２３ｃに当接する。
（実施形態７）
図１０は実施形態７の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。なお、図１０において、図７中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。以下、実施形態７における実施形態４とは異なる点を主に説明する。
実施形態７の車輪支持構造６０３Ｌでは、揺動支持部２１Ｌと摺接しながら回転可能なローラー部６２３ｃとしてのローラーが、スライド部６２３ｄの下端部に設けられた下方に開放する切欠き部６２３ｄ1に左右方向の軸を介して回転可能に取り付けられている。
実施形態７の場合、付勢部材３２３ａとしての引っ張りバネがスライド部６２３ｄおよびローラー部６２３ｃを介して揺動支持部２１Ｌを押圧して揺動させる際、揺動支持部２１Ｌがローラー部６２３ｃを摺動し、このときローラー部６２３ｃが回転するため、揺動支持部２１Ｌの揺動がスムーズに行われる。
（実施形態８）
図１１は実施形態８の車輪支持構造の説明図であって（Ａ）は床面走行時の状態、（Ｂ）は段差乗り越え時の状態、（Ｃ）は駆動輪が床面から離れた状態を示す。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。以下、実施形態８における実施形態５とは異なる点を主に説明する。
実施形態８の車輪支持構造７０３Ｌでは、自走式掃除機が床面Ｇ上に載置された状態（図１１（Ａ））において、揺動支持部７２１Ｌの揺動アーム部７２１ｂの突片７２１ｂ1を含むローラー部２３ｃとの当接面７２１ｂ1が、床面Ｇと垂直な鉛直線Ｐに対してローラー部２３ｃ側へ所定角度θで傾斜している。
この構成によれば、自走式掃除機が段差を乗り越えようとする状態（図１１（Ｂ））のときに、付勢部材２３ａの付勢力を揺動アーム部７２１ｂの当接面７２１ｂ1に垂直方向に伝えることができるため、大きな付勢力を揺動アーム部７２１ｂに伝えやすくなって駆動輪２２Ｌの段差乗り越えに有利となる。
（他の実施形態）
１．実施形態１において、回転力伝達機構を省略し、駆動モータ２１ｃの出力軸を直接駆動輪２２Ｌ、２２Ｒに結合させてもよい。この場合、回転速度調整可能でかつ正逆回転可能なモータを用いることができる。実施形態２～８についても同様である。
２．実施形態１～８における左右の車輪支持構造はそれらが左右逆の位置に配置されてもよい。これらの場合、駆動輪は揺動軸を中心に下方から後方へ向かって揺動可能となる。
３．実施形態５～８（図８～１１）に示したローラー本体の外周面にゴムリングを装着したゴムローラーを有するローラー部を構成してもよい。
この構成によれば、揺動支持部が揺動する際、ゴムローラーであるため揺動支持部に対して滑りにくくなり確実に回転することができる。
４．実施形態５～８（図８～１１）に示したローラー部の代わりにボール部を用いてもよい。このボール部は、ボール本体と、ボール本体を回転可能に保持するカシメ部を有するボール保持部材とを備え、ボール保持部材が付勢部材としての圧縮バネの先端部に取り付けられる。
この構成によれば、付勢部材がボール部を介して揺動支持部を押圧して揺動させる際、揺動支持部がボール部のボール本体を摺動し、このときボール本体が回転するため、揺動支持部の揺動がスムーズに行われる。
５．実施形態８（図１１）で説明した揺動支持部７２１Ｌの揺動アーム部７２１ｂの当接面７２１ｂ１を所定角度θで傾斜させた構成は、実施形態１～７（図４～１０）にも適用可能である。
（まとめ）
本発明の自走式電子機器の車輪支持構造は、筐体を床面上で支持し走行させる駆動輪と、前記駆動輪を回転可能に支持しかつ揺動軸を中心に上下方向へ揺動可能に前記筐体の底部に枢着する揺動支持部と、前記駆動輪を下方へ揺動させるように前記揺動支持部を下方へ付勢する付勢部材を含む付勢機構部とを備え、
前記付勢機構部は、前記筐体が床面上に載置された状態では前記付勢部材にて前記揺動支持部を下方へ付勢し、かつ前記駆動輪が床面から離れた状態では前記付勢部材による前記揺動支持部への付勢が解除されているように構成されている。
本発明の自走式電子機器の車輪支持構造は、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）前記付勢部材は、圧縮バネであり、前記筐体内に設けられた固定部に固定された基端部と、前記揺動支持部に当接可能な先端部とを有してもよい。
この構成によれば、筐体が床面上に載置された状態では圧縮バネの先端部にて揺動支持部を押圧して下方へ揺動させるように付勢させることができ、シンプルな車輪支持構造を得ることができる。
（２）前記付勢機構部は、前記駆動輪が前記筐体の底部から所定突出寸法を超えて下方へ突出すると前記付勢部材の前記先端部による前記揺動支持部への押圧を阻止するストッパ部をさらに有してもよい。
この構成によれば、前記構成（１）における圧縮バネによって強い押圧力を揺動支持部に伝えることができる。つまり、圧縮バネは伸びきった状態から徐々に短縮していくにつれて付勢力が０から徐々に増加していくため、圧縮バネが所定の長さまで伸長した時点（所定付勢ポイント）でストッパ部に当接するようにすれば、圧縮バネにて揺動支持部を付勢する間は強い押圧力が維持される状態に設定することができる。したがって、この構成によれば、筐体の段差乗り越え時に圧縮バネが所定付勢ポイントで揺動支持部を押圧するように設定できるため、自走式電子機器の段差乗り越え性能を向上させることができる。
（３）前記付勢部材は、引っ張りバネであり、前記筐体内に設けられた固定部にスライド可能に取り付けられた一端部と、前記揺動支持部に取り付けられた他端部とを有してもよい。
この構成によれば、筐体が床面上に載置された状態では揺動支持部を下方へ揺動させる方向に付勢するよう引っ張りバネにて揺動支持部を引っ張り、かつ駆動輪が床面から離れた状態では一端部が固定部をスライドして揺動支持部への付勢が解除される。
（４）前記付勢機構部は、前記筐体内に設けられた前後一対の固定部のうちの一方の固定部に前後方向に突設されたガイド部と、前記ガイド部の先端部に設けられたストッパ部と、前記ガイド部に前後方向にスライド可能にかつ前記揺動支持部と当接可能に取り付けられたスライド部と、前記前後一対の固定部のうちの他方の固定部と前記スライド部とに取り付けられた両端部を有する前記付勢部材としての引っ張りバネとをさらに備えてもよい。
この構成によれば、筐体が床面上に載置された状態では揺動支持部を下方へ揺動させる方向に付勢するよう引っ張りバネにてスライド部を引っ張ってスライド部にて揺動支持部を押圧し、かつ駆動輪が筐体の底部から所定突出寸法を超えて下方へ突出するとスライド部がストッパ部に当接してスライド部による揺動支持部への押圧が阻止されて揺動支持部への付勢が解除される。
また、この構成によれば、引っ張りバネによって強い押圧力を揺動支持部に伝えることができる。つまり、引っ張りバネは縮みきった状態から徐々に伸長していくにつれて付勢力が０から徐々に増加していくため、引っ張りバネが所定の長さまで短縮した時点（所定付勢ポイント）でストッパ部に当接するようにすれば、引っ張りバネにて揺動支持部を付勢する間は強い押圧力が維持される状態に設定することができる。したがって、この構成によれば、筐体の段差乗り越え時に引っ張りバネが所定付勢ポイントで揺動支持部を押圧するように設定できるため、自走式電子機器の段差乗り越え性能を向上させることができる。
（５）前記揺動支持部に摺接しながら回転可能なローラー部またはボール部が前記付勢部材の前記先端部に設けられてもよい。
この構成によれば、付勢部材（圧縮バネ）の付勢力により揺動支持部が揺動する際にローラー部またはボール部が揺動支持部に摺接しながら回転するため、揺動支持部がスムーズに揺動することができる。
（６）前記揺動支持部に摺接しながら回転可能なローラー部またはボール部が前記スライド部材に設けられてもよい。
この構成によれば、付勢部材（引っ張りバネ）の付勢力により揺動支持部が揺動する際にローラー部またはボール部が揺動支持部に摺接しながら回転するため、揺動支持部がスムーズに揺動することができる。
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。
本発明の自走式電子機器の車輪支持構造は、前記実施形態で説明した自走式電子機器の他に、例えば、イオンを吹き出しながら走行する自走式イオン発生装置、荷物を搬送する自走式搬送車等にも適用可能である。
１ 自走式掃除機（自走式電子機器）
２ 筐体
２ａ 底板（底部）
２ｆ2、２０２ｆ2 付勢部材取付用リブ（固定部）
３Ｌ、１０３Ｌ、２０３Ｌ、３０３Ｌ 車輪支持構造
２１ａ 揺動軸
２１Ｌ、１２１Ｌ、２２１Ｌ 揺動支持部
２２Ｌ、２２Ｒ 駆動輪
２３、１２３、２２３、３２３ 付勢機構部
２３ａ、２２３ａ、３２３ａ 付勢部材
２３ｂ 当接部材
２３ｂ1 基端部
１２３ｃ、３２３ｃ ストッパ部
２２３ａ1 一端部
２２３ａ2 他端部
３０２ｆ3 ガイド部取付用リブ（固定部）
３２３ｂ ガイド部
３２３ｄ スライド部
Ｇ 床面

Claims (7)

  1. 筐体を床面上で支持し走行させる駆動輪と、前記駆動輪を回転可能に支持しかつ揺動軸を中心に上下方向へ揺動可能に前記筐体の底部に枢着する揺動支持部と、前記駆動輪を下方へ揺動させるように前記揺動支持部を下方へ付勢する付勢部材を含む付勢機構部とを備え、
    前記揺動支持部は、前記筐体が床面上に載置された状態では前記付勢機構部と接触し、かつ前記駆動輪が床面から離れて前記底部から所定突出寸法を超えて下方へ突出すると前記付勢機構部から離間して非接触となるよう前記底部に枢着しており、
    前記付勢機構部は、前記筐体が床面上に載置された状態では前記付勢部材にて前記揺動支持部を下方へ付勢し、かつ前記駆動輪が前記底部から所定突出寸法を超えて下方へ突出した状態では前記揺動支持部と非接触となって前記付勢部材による前記揺動支持部への付勢が解除され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車輪支持構造。
  2. 前記付勢部材は、圧縮バネであり、前記筐体内に設けられた固定部に固定された基端部と、前記揺動支持部に当接可能な先端部とを有する請求項１に記載の車輪支持構造。
  3. 前記付勢機構部は、前記駆動輪が前記筐体の底部から所定突出寸法を超えて下方へ突出すると前記付勢部材の前記先端部による前記揺動支持部への押圧を阻止するストッパ部をさらに有する請求項２に記載の車輪支持構造。
  4. 前記付勢部材は、引っ張りバネであり、前記筐体内に設けられた固定部にスライド可能に取り付けられた一端部と、前記揺動支持部に取り付けられた他端部とを有する請求項１に記載の車輪支持構造。
  5. 前記付勢機構部は、前記筐体内に設けられた前後一対の固定部のうちの一方の固定部に前後方向に突設されたガイド部と、前記ガイド部の先端部に設けられたストッパ部と、前記ガイド部に前後方向にスライド可能にかつ前記揺動支持部と当接可能に取り付けられたスライド部と、前記前後一対の固定部のうちの他方の固定部と前記スライド部とに取り付けられた両端部を有する前記付勢部材としての引っ張りバネとをさらに備える請求項１に記載の車輪支持構造。
  6. 前記揺動支持部に摺接しながら回転可能なローラー部またはボール部が前記付勢部材の前記先端部に設けられている請求項２または３に記載の車輪支持構造。
  7. 前記揺動支持部に摺接しながら回転可能なローラー部またはボール部が前記スライド部材に設けられている請求項５に記載の車輪支持構造。
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