JP7104592B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、旋回輪を備える電気掃除機に関する。

従来、掃除機本体が床面等を走行しながら掃除をするキャニスタ型や自走式の電気掃除機は、掃除機本体の進行方向を設定する旋回可能な旋回輪を備える。旋回輪は、上下方向に沿って旋回軸を有して掃除機本体の下部に台座部が支持され、この台座部に対して、回転自在に車輪が保持されている。電気掃除機の小型化により旋回輪が小型化されて、台座部の旋回軸と、走行面への車輪の接地位置との距離が短くなる場合、車輪と走行面との接触により生じる台座部を旋回させるためのトルクが小さくなることで、台座部の旋回性が低下することが懸念される。そこで、小型化された旋回輪であっても台座部の旋回性を保つことが求められる。

特開平７－３２２９７６号公報

本発明が解決しようとする課題は、旋回輪の台座部を円滑に旋回させることができる電気掃除機を提供することである。

実施形態の電気掃除機は、掃除機本体と、旋回輪と、回動体と、を備える。旋回輪は、台座部、及び車輪を有する。台座部は、掃除機本体の走行面に対向する下部に旋回可能に設けられる。車輪は、台座部に回転自在に保持される。回動体は、掃除機本体と台座部との少なくともいずれか一方に台座部の旋回方向に沿って回動可能に複数設けられる。回動体は、台座部が旋回する際に、掃除機本体と台座部との他方と接触して回動する。台座部の軸方向に見て、台座部の旋回軸が車輪の投影内にあるとともに車輪が台座部の外形に対し外形以内又は一部が突出する位置にある。回動体は、台座部の旋回軸の周囲に互いに離れて配置される。複数の回動体の回動軌跡を示す仮想円が台座部の軸方向に見て車輪の接地位置よりも外側かつ車輪の外縁部よりも内側に位置する。

(a)は第１の実施形態の電気掃除機の旋回輪を軸方向から示す平面図、(b)は同上旋回輪の位置での断面図である。 同上電気掃除機の側面図である。 同上電気掃除機の底面図である。 同上電気掃除機の斜視図である。 第２の実施形態の電気掃除機の旋回輪を軸方向から示す平面図である。

(第１の実施形態)
以下、第１の実施形態について、図面を参照して説明する。

図２ないし図４において、１は電気掃除機である。電気掃除機１は、本実施形態において、ユーザが床面上を走行させて移動させ、床面上の塵埃を掃除する床面を掃除する。本実施形態では、電気掃除機１として、キャニスタ型の電気掃除機を例に挙げて説明するが、自律走行式のロボットクリーナ等でもよい。以下、本実施形態において、前後方向、左右方向及び上下方向は、キャニスタ型の電気掃除機１を床面等の平面に載置した状態を基準として説明する。

電気掃除機１は、掃除機本体２を備えている。掃除機本体２には、吸引源となる電動送風機３、電動送風機３を制御する制御部、及び、これら電動送風機３や制御部に電源を供給する電源部等が収容されている。電源部としては、例えば外部電源を取るためのコードリール装置、あるいは二次電池等が用いられる。また、掃除機本体２は、電動送風機３の吸込側と連通する吸込口４を備えている。吸込口４には、本実施形態において、風路体５が着脱可能に接続される。風路体５は、吸込風路を形成するものである。風路体５は、例えば、ホース体、延長管、及び、吸込口体を備えている。また、風路体５は、ユーザが把持操作する操作部を備えている。操作部には、電気掃除機１の起動及び停止を設定する設定手段が配置されている。なお、風路体５は、電気掃除機１がロボットクリーナである場合には不要である。

また、電気掃除機１は、電動送風機３の吸込側と吸込口４との間に介在される集塵部10を備えている。集塵部10は、本実施形態において、掃除機本体２に着脱可能な集塵カップとするが、これに限られず、掃除機本体２に内蔵された集塵装置や、掃除機本体２の集塵室に着脱可能な紙パック等のフィルタとしてもよい。

さらに、電気掃除機１は、掃除機本体２を走行面である床面上で走行させる走行手段12を備えている。走行手段12は、本実施形態では、後車輪である走行輪13と、前車輪である旋回輪14とを備えているが、これに限られず、その他の任意の車輪等を備えていてもよい。

走行輪13は、掃除機本体２の床面に対向する下部にて走行方向後側の両側部に回転自在に取り付けられた固定輪である。

図１(a)、図１(b)及び図３に示すように、旋回輪14は、掃除機本体２の床面に対向する下部にて走行方向前側に配置された自由輪である。旋回輪14は、走行輪13よりも前方に位置している。旋回輪14は、本実施形態において、掃除機本体２の幅方向の中央部に１つ配置されているが、これに限られず、例えば左右に対をなして配置されていてもよい。また、旋回輪14は、集塵部10の下方に配置されている。

さらに、旋回輪14は、掃除機本体２に旋回可能に支持された台座部16を備えている。台座部16は、床面等の走行面に対して垂直又は略垂直な方向に沿って旋回軸17を有する。また、台座部16は、掃除機本体２に凹設された旋回輪取付部18に上側が収容され、下側が旋回輪取付部18から下方に突出している。さらに、台座部16は、掃除機本体２に軸支されて旋回中心となる円筒状の被軸支部20を有する。また、台座部16は、被軸支部20から径方向に延びる台座本体部21を有する。台座本体部21は、旋回輪14の軸方向から見て所定の径寸法を有する円形状に形成されている。また、台座本体部21の掃除機本体２に対向する対向部である上部22は、旋回輪取付部18の上面部である天面部23と間隙を介して対向している。

また、旋回輪14は、掃除機本体２の走行方向を設定するものである。旋回輪14は、台座部16に回転自在に支持された車輪25を備えている。車輪25は、走行輪13よりも径寸法が小さく設定されている。また、車輪25は、左右幅方向に沿って回転軸26を有している。車輪25は、台座部16の台座本体部21に支持されている。

ここで、台座部16は、旋回軸17を中心として掃除機本体２に対して相対的に旋回するが、図１及び図３に示される台座部16の位置では、車輪25は、台座部16の幅方向の中央部に位置している。さらに、車輪25は、台座部16の後部に位置している。車輪25の回転軸26は、台座部16の旋回軸17に対して走行方向後方に所定距離離れて位置している。つまり、旋回輪14は、車輪25が台座部16に対して偏心して位置している。本実施形態の旋回輪14は小型であるため、旋回軸17からの車輪25の偏心距離は小さい所定値となっている。また、車輪25は、台座部16の旋回軸方向に見て、台座部16の外形以内に位置するものであっても、台座部16の外形から一部が突出してもよい。さらに、車輪25は、床面に接地する外周が、例えばエラストマ等の軟質の部材により形成されている。

また、電気掃除機１は、掃除機本体２に対する旋回輪14の台座部16の旋回を補助する回動体27を複数備えている。回動体27は、本実施形態において、台座部16に回転自在に配置され、掃除機本体２と接触して回動することにより掃除機本体２に対する台座部16の旋回を補助する。回動体27は、車輪25よりも小径のコロ状に形成されている。回動体27は、台座部16の旋回軸17の周囲に互いに離れて配置されている。回動体27は、台座部16の旋回軸17の周囲に等配されている。本実施形態において、回動体27は３つ設けられ、旋回軸17の周囲に１２０°毎に配置されているが、回動体27の数はこれに限られるものではなく、これよりも多くても少なくてもよい。複数の回動体27は、被軸支部20から離れて配置されている。また、複数の回動体27は、図１(a)に示すように、台座部16の旋回軸方向に見て、仮想円Ｃ上に中心部が位置している。仮想円Ｃは、旋回軸17を中心とする所定の径寸法を有する円であり、径寸法が台座本体部21の外形よりも小さい。また、回動体27は、仮想円Ｃの接線方向、すなわち台座部16の旋回方向に沿って回動して台座部16の旋回を補助するようになっている。すなわち、仮想円Ｃは回動体27の回動軌跡を示している。本実施形態では、回動体27は、台座部16の旋回軸17に対して、一つが走行方向後方に位置し、残りの二つが走行方向前方に位置している。また、旋回軸17に対して走行方向後方に位置する回動体27は、台座部16の軸方向に見て車輪25と重複する位置に配置されている。旋回軸17に対して走行方向後方に位置する一つの回動体27は、台座部16の軸方向に見て、車輪25の幅方向の中心線上に中心が位置している。また、各回動体27は、台座本体部21の上部22から突出する軸支部28に回転自在に支持され、掃除機本体２に対して、旋回輪取付部18の天面部23と接触する。回動体27は、水平方向又は略水平方向に沿って回動軸29を有している。回動軸29は、仮想円Ｃの径方向に沿って配置されている。また、回動体27の接触部となる外周部は、例えばエラストマ等の軟質の部材により形成されている。さらに、台座部16の軸方向に見て、仮想円Ｃは、車輪25の接地位置Ｐよりも外側に位置している。また、台座部16の軸方向に見て、旋回軸17からの回動体27の掃除機本体２との接触位置までの距離、つまり仮想円Ｃの半径が、旋回軸17からの車輪25の回転軸26までの距離よりも大きい。図１(a)に示すように、仮想円Ｃにより囲まれる領域内に車輪25の接地位置Ｐが位置している。

次に、第１の実施形態の動作を説明する。

掃除時には、回転可能な走行輪13と旋回輪14の車輪25とが床面等に接触し、掃除機本体２を床面等の上で走行可能とする。例えば電気掃除機１がキャニスタ型の場合には、ユーザが風路体５を引っ張ることで、掃除機本体２を追従走行させる。また、電気掃除機１がロボットクリーナの場合には、走行輪13の回転数や回転方向の制御により、掃除機本体２が走行方向を転換しながら走行する。

このような掃除機本体２の方向転換時には、車輪25と床面等との接触抵抗により生じたトルクによって旋回軸17を中心として台座部16が掃除機本体２に対して相対的に旋回することで、旋回輪14が掃除機本体２の方向性を決定し、走行輪13が掃除機本体２の走行方向を安定させる。

上記の旋回輪14の台座部16の旋回の際、小型の旋回輪14では、車輪25の偏心距離が小さくなるため、偏心距離に比例して生じるトルクが小さくなり、台座部16の旋回性が低下する。これに対し、本実施形態に係る電気掃除機１では、旋回輪14の台座部16に設けられた回動自在の回動体27が掃除機本体２と接触して回動することにより掃除機本体２に対する台座部16の旋回を補助するので、旋回輪14を小型化しつつ、台座部16を容易かつ円滑に旋回させることができる。

また、台座部16を旋回しやすくするためにベアリング等の部品を用いていないため、小型軽量化が可能になる。

さらに、仮想円Ｃが台座部16の軸方向に見て車輪25の接地位置Ｐよりも外側に位置するため、台座部16の大きさを大きくすることなく回動体27の接触位置で生じるトルクを大きくすることができ、台座部16が旋回しやすくなる。

また、複数の回動体27を台座部16の旋回方向に等配することで、掃除機本体２の重量により車輪25の接地によって床面等から生じる反力を回動体27によって均等に保持しつつ、台座部16の旋回を補助できる。

(第２の実施形態)
次に、第２の実施形態について図５を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成及び作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態の回動体27は、台座部16の軸方向に見て、少なくとも二つが車輪25を挟む位置に配置されている。図５に示す例では、車輪25の回転軸26の両端側にそれぞれ回動体27が配置されている。本実施形態の回動体27は、台座部16の旋回軸17に対して、二つが走行方向後方に位置し、残りの一つが走行方向前方に位置している。

本実施形態では、掃除機本体２の重量により車輪25の接地によって床面等から生じる反力を、台座部16の軸方向に見て車輪25を挟んで位置する回動体27が掃除機本体２との接触により分散して受けることが可能となっている。

なお、上記各実施形態において、回動体27は旋回輪14の台座部16に取り付けられているものとして説明したが、これに限られず、掃除機本体２と台座部16との少なくともいずれか一方に配置され、他方に対して接触して回動可能であればよい。回動体27が掃除機本体２に設けられる場合、回動体27は、例えば、旋回輪取付部18の天面部23に設けられ、台座本体部21の上部22と接触して回転するものであればよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 電気掃除機
２ 掃除機本体
14 旋回輪
16 台座部
17 旋回軸
25 車輪
27 回動体
Ｃ 仮想円
Ｐ 接地位置

Claims (4)

1. 掃除機本体と、
   前記掃除機本体の走行面に対向する下部に旋回可能に設けられた台座部、及び該台座部に回転自在に保持された車輪を有する旋回輪と、
   前記掃除機本体と前記台座部との少なくともいずれか一方に前記台座部の旋回方向に沿って回動可能に複数設けられ、前記台座部が旋回する際に、前記掃除機本体と前記台座部との他方と接触して回動する回動体と、を備え、
   前記台座部の軸方向に見て、前記台座部の旋回軸が前記車輪の投影内にあるとともに前記車輪が前記台座部の外形に対し該外形以内又は一部が突出する位置にあり、
   前記回動体は、前記台座部の前記旋回軸の周囲に互いに離れて配置され、
   複数の前記回動体の回動軌跡を示す仮想円が前記台座部の軸方向に見て前記車輪の接地位置よりも外側かつ前記車輪の外縁部よりも内側に位置する
   ことを特徴とする電気掃除機。
2. 複数の前記回動体の少なくとも一つは、前記台座部の軸方向に見て前記車輪と重複する位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 複数の前記回動体の少なくとも二つは、前記台座部の軸方向に見て少なくとも前記車輪を挟む位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
4. 複数の前記回動体は、前記台座部の旋回方向に等配されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。

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