TWI678178B

TWI678178B - 電動掃除機

Info

Publication number: TWI678178B
Application number: TW106104916A
Authority: TW
Inventors: 加藤尚樹; Naoki Kato; 小田原博志; Hiroshi Odawara; 松井康博; Yasuhiro Matsui; 伊藤則和; Norikazu Ito; 矢吹祐輔; Yusuke Yabuki; 山谷遼; Ryo Yamaya; 橘川拓也; Takuya Kitsukawa; 奧古斯丁羅傑馬丁; Rogermartin Agustin
Original assignee: 日商日立環球生活方案股份有限公司; Hitachi Global Life Solutions, Inc.
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2019-12-01
Also published as: CN107088026A; CN107088026B; JP6877089B2; TW201729749A; JP2017144007A

Abstract

提升側面刷的減速機構的便利性。

本發明之電動掃除機係具備有：馬達；及將馬達的動力傳至側面刷的動力傳達機構，側面刷及馬達係具備有彼此大致平行的旋轉軸，動力傳達機構係具有與馬達的旋轉軸呈大致垂直的旋轉軸。

Description

電動掃除機

本發明係關於電動掃除機。

已知一種在馬達驅動的側面刷安裝有減速機構的電動掃除機。專利文獻1係揭示使用第1蝸桿齒輪34的側面刷的機構(0024，圖10)。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2014-208271號公報

專利文獻1係使用時序皮帶(第一樞接部31、傳動零件33)作為驅動構成構件3的減速機構(動力傳達機構)，因此減速機構容易大型化。此外，由與時序皮帶的連接的觀點來看，馬達3的旋轉軸與第一樞接部31的軸係被形成為平行，因此構件設置場所的自由度低。

鑑於上述情形而完成的本發明係一種電動掃除機，其係具備有：馬達；及將該馬達的動力傳至側面刷的動力傳達機構，該電動掃除機之特徵為：前述側面刷及前述馬達係具備有彼此大致平行的旋轉軸，前述動力傳達機構係具有與前述馬達的旋轉軸呈大致垂直的旋轉軸。

藉由本發明，可提供提升側面刷之減速機構的便利性的電動掃除機。

1‧‧‧外殼

1b‧‧‧減震器

1s‧‧‧下外殼

1s1‧‧‧車輪單元收容部

1s3‧‧‧側面刷安裝部

1s4‧‧‧孔部

1s5‧‧‧排氣口

1s6‧‧‧電池收容部

1u‧‧‧上外殼

1u1‧‧‧蓋

2、3‧‧‧驅動輪(車輪)

4‧‧‧輔助輪

5‧‧‧吸口刷

5m‧‧‧吸口刷馬達

6‧‧‧塵埃誘導構件

7‧‧‧側面刷

7a‧‧‧側面刷基底部

8、8a、8b、8c‧‧‧感測器(障礙物偵測手段)

9‧‧‧充電池

10‧‧‧控制裝置

11‧‧‧吸引風扇

12‧‧‧集塵外殼

12i‧‧‧吸入口

13‧‧‧集塵過濾器

14‧‧‧吸入部

14b‧‧‧吸口刷收容部

14i‧‧‧吸口

20、30‧‧‧側面刷單元

21‧‧‧馬達

22‧‧‧第1蝸桿

23a、23b‧‧‧側面刷外殼

24‧‧‧軸

24a‧‧‧第1蝸輪

24b‧‧‧第2蝸桿

25‧‧‧第1軸

26‧‧‧第2軸

27‧‧‧第2蝸輪

28‧‧‧減速機構(動力傳達機構)

bu‧‧‧操作按鍵

S‧‧‧自律行走型掃除機

Sh‧‧‧本體部

Y‧‧‧地板面

α1‧‧‧箭號

圖1係由左前方觀看本發明之實施形態之自律行走型掃除機的斜視圖。

圖2係圖1的A-A剖面圖。

圖3係顯示將自律行走型掃除機的外殼卸下的內部構成的斜視圖。

圖4係以圖4的B-B切斷的斜視圖。

圖5係自律行走型掃除機的下面圖。

圖6係側面刷單元的分解斜視圖。

以下一邊適當參照圖示，一邊詳加說明本發明之實施形態。

圖1係由左前方觀看作為本發明之實施形態之電動掃除機之一例的自律行走型掃除機的斜視圖。其中，在自律行走型掃除機S行進方向之中，將設有側面刷7之側設為前方，將鉛直朝上設為上方，將驅動輪2、3相對向的方向且為驅動輪2側設為左方、驅動輪3側設為右方。亦即，如圖1等所示，定義前後、上下、左右方向。

圖2係圖1的A-A剖面圖，圖3係顯示將自律行走型掃除機的外殼卸下的內部構成的斜視圖，圖4係顯示圖3的B-B剖面的斜視圖，圖5係電動掃除機的下面圖，圖6係側面刷單元的分解斜視圖。其中，圖3係顯示將集塵外殼12卸下的狀態。

(自律行走型掃除機S)

自律行走型掃除機S係一邊將預定的掃除區域(例如房間的地板面Y)自律地移動一邊自動掃除的電氣機器。

自律行走型掃除機S係具備有：形成外廓的外殼1(1u、1s)；下部的一對驅動輪2、3、及輔助輪4。此外，自律行走型掃除機S係在下部具備有：吸口刷5、塵埃誘導部6、及側面刷7，且在周圍具備有感測器8(8a、8b、8c)。

驅動輪2、3係分別藉由行走馬達(未圖示)被旋轉驅動。輔助輪4為隨動輪，且為自由旋轉的腳輪。驅動輪2、3係設在自律行走型掃除機S的前後方向的中央側、左右方向的外側，輔助輪4係設在前後方向的前方側、左右方向的中央側。

側面刷7係設在自律行走型掃除機S的前方側、左右方向的外側，如圖1的箭號α1所示，將自律行走型掃除機S的前方外側的區域，以由左右方向外側朝向內側的方向進行掃掠的方式進行旋轉，將地板面上的塵埃集中到中央的吸口刷5側。吸口刷5係相對自律行走型掃除機S的驅動輪2、3，設在後方。

如圖2所示，自律行走型掃除機S係在內部具備有：充電池9、控制裝置10、吸引風扇11、及集塵外殼12。集塵外殼12係在吸口刷5的上方形成有吸入口12i作為入口。此外，集塵外殼12係在出口安裝有集塵過濾器13。

充電池9係例如可藉由充電而再利用的二次電池，被收容在電池收容部1s6。充電池9係遍及自律行走型掃除機S的左右端部作配置。

來自充電池9的電力係被供給至感測器8、驅動裝置等之各馬達、控制裝置10、及吸引風扇11等。

自律行走型掃除機S係藉由控制裝置10總括控制。

如圖3所示，吸引風扇11係被配置在下外殼1s的中心附近。

在藉由吸引風扇11所致之空氣流路係由吸口 14i朝向下游側，依序設有集塵外殼12、集塵過濾器13、吸引風扇11、及排氣口1s5。排氣口1s5係設在吸口刷5的前方、驅動輪2、3的左右方向內側。藉由驅動吸引風扇11，將集塵外殼12內的空氣由排氣口1s5排出至外部而使負壓發生，且由地板面Y透過吸口14i，將塵埃吸入至集塵外殼12內。

在吸口14i附近係設有將地板面上的塵埃耙入的吸口刷5。

吸引風扇11係透過彈性體(未圖示)而設置在與下外殼1s之間。藉由介在彈性體，吸引風扇11的振動衰減而不易傳至下外殼1s，可減低振動、噪音。

若吸引風扇11、及吸口刷馬達5m進行驅動，藉由吸口刷5被耙入地板面等的塵埃。被耙入的塵埃係透過吸入部14、吸口14i、吸入口12i而被導引至集塵外殼12內。以集塵過濾器13被去除塵埃後的空氣係通過排氣口1s5而被排出。其中，集塵外殼12係藉由打開設在上外殼1u的蓋子1u1而可安裝卸下，卸下集塵過濾器13，塵埃被丟棄。

在此，說明自律行走型掃除機S的大概動作。

自律行走型掃除機S係藉由驅動輪2、3及輔助輪4被自律移動，可前進、後進、左右旋回、樞轉等。接著，自律行走型掃除機S係將以側面刷7集塵而附著在吸口刷5周圍的塵埃，透過吸入部14，藉由吸引風扇11 的吸入力，由集塵外殼12入口的吸入口12i吸入至集塵外殼12內，藉由出口的集塵過濾器13，滯留在集塵外殼12內。

若塵埃積存在集塵外殼12內，適當藉由利用者，集塵外殼12由本體部Sh被取出，集塵過濾器13被卸下，塵埃被丟棄。

以下詳述自律行走型掃除機S的詳細構成。

外殼1係形成外廓，收容行走馬達、吸口刷馬達5m、吸引風扇11、集塵外殼12、控制裝置10等的框體。

外殼1係具備有：形成上壁的上外殼1u、形成底壁(及一部分側壁)的下外殼1s、及設置在外殼1的前下部的減震器1b。

在上外殼1u設有用以將集塵外殼12取出放入的蓋1u1。

在下外殼1s係形成有：車輪單元收容部1s1、側面刷安裝部1s3、孔部1s4、排氣口1s5、及電池收容部1s6。

車輪單元收容部1s1係形成在圖5的平面視下呈大致圓形的下外殼1s的中央左右兩側。

在車輪單元收容部1s1係收容支持、驅動驅動輪2、3的車輪單元20、30。

在孔部1s4係設有吸入部14。排氣口1s5係在下外殼1s的中央附近且被左右的車輪單元收容部1s1 夾著的位置形成複數個。

電池收容部1s6係形成在比下外殼1s的中心較為前側。

在電池收容部1s6係收納充電池9。在電池收容部1s6的左右係形成有安裝側面刷7的側面刷安裝部1s3。

在下外殼1s的後側，亦即排氣口1s5、及車輪單元收容部1s1的後側形成有設置吸入部14的孔部1s4。

減震器1b係設置為可按照當衝撞到牆壁等障礙物時由外部所作用的力而以前後方向移動。減震器1b係藉由左右一對減震器彈簧(未圖示)而朝外彈壓。

若透過減震器1b，與障礙物衝撞時的作用力作用在減震器彈簧時，減震器彈簧係以在平面視下朝內側倒入的方式變形，一邊將減震器1b朝外彈壓一邊容許減震器1b後退。若減震器1b遠離障礙物而前述作用力消失時，藉由減震器彈簧的彈壓力，減震器1b係恢復到原來的位置。順帶一提，減震器1b的後退(亦即與障礙物接觸)係藉由後述之減震器感測器8a被偵測，其偵測結果被輸入至控制裝置10。

側面刷7係藉由樹脂等較細的線狀構件的毛束(刷毛)形成且具有可撓性，以接觸地板面的方式斜向連接在側面刷基底部7a。側面刷7係左右各3支，以周方向彼此大致等間隔作配置。其中，側面刷7係可配置例如左右各4支，亦可配置在左右任一方。

此外，側面刷7的長度較佳為比外殼1較朝外側突出，俾以當電動掃除機本體S移動至被掃除面的角部時會達至被掃除面的端部，但是較佳為比驅動輪2、3的中心軸為更短，俾以不會妨礙驅動輪2、3旋動。

此外，若加長側面刷7，為了增加強度，亦可以彈性體覆蓋至刷毛的中途。

吸入部14係形成包含以吸引風扇11吸引的塵埃的空氣流路的一部分。由吸入部14為下游的流路依序與集塵外殼12、集塵過濾器13、吸引風扇11、及排氣口1s5相連通。

在吸入部14係配置有耙入塵埃的吸口刷5，固定驅動吸口刷5的吸口刷馬達5m。吸入部14係形成有在集塵外殼12吸入以吸口刷5被耙入的塵埃的吸口14i。吸口14i係具有與吸口刷5為大致相同長度而形成。

吸口14i係與集塵外殼12的開口的吸入口12i相連通，塵埃透過吸口14i、吸入口12i被集中在集塵外殼12。

在吸入部14係在下外殼1s形成收容吸口刷5的吸口刷收容部14b，在吸口刷收容部14b配置上述之吸口刷5。吸口刷5係可旋轉地被安裝在吸口部14。吸口刷5係可卸下地被安裝在吸入部14。

集塵外殼12係由地板面Y回收透過形成在吸入部14的吸口14i而被吸入的塵埃的容器。集塵外殼12 係具有與吸口刷5為大致相同的左右方向尺寸。

集塵外殼12係具備有：收容經回收的塵埃的本體；可取出所回收的塵埃的蓋子；及本體上部可折疊的把手。集塵外殼12的本體係下面為對應吸入部14的上部的形狀的形狀，具備有：與吸口14i相對向而大致相同的開口形狀的吸入口12i。蓋子係與吸引風扇11的吸引口相對向，且具備有前述之集塵過濾器13。

圖3所示之減震器感測器8a係以減震器1b的後退來偵測減震器1b與障礙物相接觸的感測器，例如光耦合器。若障礙物接觸到減震器1b，以減震器1b的後退來遮蔽感測器光。按照該變化的偵測訊號被輸出至控制裝置10。

測距感測器8b係檢測至障礙物的距離的紅外線感測器。在本實施形態中，在正面與兩側面之計3處設有測距感測器8b。

測距感測器8b係具有：使紅外線發光的發光部(未圖示)、及接受紅外線在障礙物作反射而返回的反射光的受光部(未圖示)。根據藉由該受光部被檢測的反射光的強度，算出至障礙物的距離。其中，減震器1b之中至少測距感測器8b的近傍係以透過紅外線的樹脂或玻璃所形成。

順帶一提，亦可使用其他種類的感測器(例如超音波感測器、可見光感測器)作為測距感測器8b。

圖5所示之地板面用測距感測器8c係計測至地板面的距離的紅外線感測器，被設置在下外殼1s的下面前後左右4處。藉由地板面用測距感測器8c來偵測階梯等較大段差，可防止自律行走型掃除機S落下。例如，若藉由地板面用測距感測器8c被偵測到在前方有30mm左右以上的段差時，控制裝置10係控制行走馬達而使本體部Sh後退，且使自律行走型掃除機S的行進方向轉換。

控制裝置10係例如在基板構裝微電腦(Microcomputer)與周邊電路而構成。微電腦係讀出被記憶在ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)的控制程式而在RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)展開，且由CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)執行，藉此實現各種處理。周邊電路係具有：A/D‧D/A轉換器、各種馬達的驅動電路、感測器電路、充電池9的充電電路等。

控制裝置10係按照藉由利用者所為之操作按鍵bu的操作、及由感測器8被輸入的訊號，執行運算處理，且與各馬達、感測器8、吸引風扇11等輸出入訊號。

輔助輪4係設在下外殼1s的前方的左右方向的中央。輔助輪4係連同驅動輪2、3一起在預定高度保持本體部Sh而用以使自律行走型掃除機S平順移動的車輪。輔助輪4係藉由伴隨本體部Sh的移動而在與地板面Y之間所產生的摩擦力進行隨動旋轉，另外以方向為水平方向旋轉360°的方式被軸支在下外殼1s。

(側面刷單元20、30)

接著，說明包含側面刷7的側面刷單元20、30。包含側面刷7的側面刷單元20與側面刷單元30係相對自律行走型掃除機S的左右的中央面形成為面對稱，而可形成為相同構成，因此針對側面刷單元20的構成的說明係可與側面刷單元30相同，故不再反覆說明側面刷單元30。

圖6係由斜上前方觀看側面刷單元的分解斜視圖，說明側面刷7與驅動側面刷7的馬達21之間的減速機構。

馬達21係在自身的下側具有以上下方向延伸的驅動軸(輸入軸)。藉由配置成馬達21的驅動軸以上下方向延伸，可有效利用側面刷7上方的空間。

在馬達21的驅動軸係以壓入等而固定有作為蝸桿齒輪的第1蝸桿22。馬達21係被固定在上側側面刷外殼23a。

上側側面刷外殼23a係具有支持馬達21之側面的支持面。上側側面刷外殼23a係具有收納第1蝸桿22的空間。

在比第1蝸桿22較為下側係與第1蝸桿22的軸方向呈垂直地配置有軸24及第1軸25。

軸24係具有：位於馬達21的下方側的第1蝸輪24a、及位於側面刷7的旋轉軸側的第2蝸桿24b。第1 蝸輪24a及第2蝸桿24b係位於相對馬達21的驅動軸為大致垂直的直線上。第1蝸輪24a的旋轉軸係與該直線大致相一致。

第1蝸輪24a係配置成與第1蝸桿22相咬合。第2蝸桿24b係配置成與第2軸26相咬合。

第1軸25係配置在與軸24為同軸上。軸24及第1軸25係以上側側面刷外殼23a與下側側面刷外殼23b予以固定。軸24係若可使第1蝸輪24a與第2蝸桿24b連動進行動作，可為一體，亦可為不同個體。

第2軸26(輸出軸)與第2蝸輪27係以與軸24呈垂直的方向，而且透過軸24配置在與上側側面刷外殼23a為相反側。

第2蝸輪27係配置成與第2蝸桿24b相咬合。第2蝸輪27係配置在與第2軸26為同軸上，第2軸26的馬達21側的端部係以壓入等而被固定在上側側面刷外殼23a。

第2蝸輪27亦可配置在相對第1蝸桿22，隔介軸24的相反側、及同一側任一者。亦即，在圖6中，第2蝸輪27及第1蝸桿22可相對軸24為右側，亦可為左側。

軸24係可配置在與左右方向及前後方向呈大致平行的平面內，此外，軸24的長度的自由度大，第1蝸輪24a與第2蝸桿24b的間隔係可相對較自由地設定。因此，可提高第2蝸輪27的位置布局自由度。

此外，馬達21的驅動軸及第2軸26(輸出軸)為連接在與該等呈大致垂直的第1軸25等的構成，因此在馬達21及側面刷7之間容易配置側面刷外殼23。更具體而言，例如在側面刷外殼23的正上側容易配置馬達21，在側面刷外殼23的正下側容易配置側面刷7。藉此，容易實現減低死角的有效布局。其中，某構件位於其他構件的「正上」或「正下」係指若由與上下方向呈平行的方向觀察其他構件時，某構件的一部分或全部看起來與其他構件的一部分或全部相重疊。較佳為包含某構件的剖面重心的部分看起來與其他構件的一部分或全部相重疊。

側面刷7係配置成可安裝在與第2蝸輪27為同軸上。在本實施形態中，具有第2蝸輪27的構件的一端被插入在側面刷7的旋轉軸，但是亦可與第2蝸輪27為不同個體的構件被插入在側面刷7的旋轉軸。側面刷7的旋轉軸係與馬達21的驅動軸為大致平行。

設置藉由上述構成所得之減速機構，藉此可一邊取得較大的力矩，一邊達成側面刷單元的小型化。藉由將自律行走型掃除機S全體小型化，狹窄場所亦可掃除，可加寬掃除範圍。

上側側面刷外殼23a及下側側面刷外殼23b係在內部組入有：第1蝸桿22、第1蝸輪24a、第2蝸桿24b、及第2蝸輪27。因此，可構成減速機構為單元，可提升組裝性。其中，上側側面刷外殼23a及下側側面刷外殼23b係可另外在內部組入第1軸25、及第2軸26。

其中，本實施形態係顯示本發明之一例者，在本發明之技術思想範圍內可為各種具體形態。

Claims

一種電動掃除機，其係具有：相對驅動輪，設在後方的吸口刷；設在前述電動掃除機的前方側、左右方向的外側，將地板面上的塵埃集中到中央的前述吸口刷的一對側面刷，該電動掃除機之特徵為：一對側面刷的各個係具備有：馬達；及將該馬達的動力傳至側面刷的動力傳達機構，前述側面刷及前述馬達係具備有彼此大致平行的旋轉軸，前述動力傳達機構係具有與前述馬達的旋轉軸呈大致垂直的旋轉軸，前述動力傳達機構係具有：被固定在前述馬達的驅動軸的第1蝸桿；位於前述馬達的下方側，與該第1蝸桿相咬合的第1蝸輪；設在與該第1蝸輪為同軸上而進行連動之位於前述側面刷的旋轉軸側的第2蝸桿；與該第2蝸桿相咬合的第2蝸輪；及在兩端設有該第1蝸輪、及該第2蝸桿，且被配置在與前述電動掃除機的左右方向及前後方向呈大致平行的平面內的軸。
如申請專利範圍第1項之電動掃除機，其中，前述第1蝸輪、及前述第2蝸桿為一體的零件。
如申請專利範圍第1項之電動掃除機，其中，具備有在內部具有：前述第1蝸桿、前述第1蝸輪、前述第2蝸桿、及前述第2蝸輪的側面刷外殼。
如申請專利範圍第3項之電動掃除機，其中，在前述側面刷的正上側具有前述側面刷外殼。
如申請專利範圍第2項或第4項之電動掃除機，其中，將前述馬達配置在前述側面刷外殼的正上側。