JP2003038401A - 掃除装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円滑に自走する電気掃除機を提供する。 【解決手段】 電動送風機13および制御回路15が、電池
パック16が供給した電力にて作動する。制御回路15にて
モータを駆動して掃除機本体１が自走する。電動送風機
13の駆動にて吸気口４から塵埃を吸気する。吸気した塵
埃を集塵ケース12へと運び、集塵ケース12と電動送風機
13との間に取り付けた集塵フィルタにて集塵する。塵埃
を除去した吸気は電動送風機13を通過し、電動送風機13
を収容した風路14を通って排気管へと流入する。排気管
は連通している被清掃面付近の排気口から吸気を被清掃
面に向けて排気する。排気により掃除機本体１に被清掃
面に対して垂直な反対方向の力を与える。吸気の際に掃
除機本体１が被清掃面を吸引する力を弱めることができ
るので、掃除機本体１が円滑に自走する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輪を駆動して自
走する掃除装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の掃除装置として、たとえ
ば特開平３−２８４２２７号公報に記載の構成が知られ
ている。

【０００３】この特開平３−２８４２２７号公報に記載
の掃除装置は、略円柱状の中空部を備えた掃除機本体を
具備しており、この掃除機本体の底面の周縁部付近には
一対の車輪が設けられている。また、この底面の略中心
域には、掃除機本体の中空部に連通する吸気口が開口さ
れており、この吸気口内には、吸込ノズルが下向きに設
けられている。さらに、この吸気口の周縁部には、被清
掃面に密着するように側壁が設けられている。一方、吸
込ノズルの上方には集塵フィルタが取り付けられ、この
集塵フィルタの上方には、吸塵手段が取り付けられて、
吸込ノズルおよび集塵フィルタと掃除機本体の中空部と
に挟まれた空間は、吸気を循環させて排気する排気還流
路になっている。

【０００４】そして、この掃除装置は、車輪を駆動する
駆動手段としての走行装置を遠隔制御などすることで自
走する。さらに、モータを駆動させて吸気ファンを回転
させ、吸込ノズルから塵埃を吸気して掃除する。その
後、この吸込ノズルから吸引された塵埃を含んだ吸気
は、集塵フィルタによって集塵され、塵埃を除去された
吸気は排気還流路を通って、吸気口の周縁部の側壁にて
囲まれた吸込ノズルの周囲の被清掃面に向けて排気され
る。この排気により被清掃面の塵埃を舞い上げて掃除し
やすくするとともに、吸気ファンによる吸込負圧を、排
気の圧力と吸気ファンの吸込圧力との差にして、吸気フ
ァンの吸引力を向上させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
特開平３−２８４２２７号公報に記載の掃除装置では、
吸気口の周縁部に設けられた側壁にて被清掃面の一部を
密閉し、この密閉された領域において塵埃を吸込ノズル
から吸引していることにより、吸塵手段にて被清掃面を
吸引する力により掃除機本体が被清掃面に吸い付けられ
るため、この掃除機本体が円滑に自走できないという問
題点を有している。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
で、円滑に自走する掃除装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の掃除装置
は、掃除機本体と、この掃除機本体に被清掃面に向けて
開口された吸気口と、前記吸気口から塵埃を吸気する吸
塵手段と、前記掃除機本体に回転自在に取り付けられ、
前記吸塵手段からの排気を被清掃面へ向けて排気させる
排気口を備えた車輪と、この車輪を駆動して前記掃除機
本体を自走させる駆動手段とを具備したものである。

【０００８】そして、掃除機本体に被清掃面に向けて開
口された吸気口から吸塵手段にて塵埃とともに吸引した
吸気を、車輪の排気口から被清掃面へ向けて排気させる
ことにより、吸塵手段の吸引によって掃除機本体が被清
掃面に吸い付けられる力が弱められるため、この掃除機
本体が被清掃面に吸い付けられることが防止される。こ
の結果、掃除機本体が円滑に自走できる。

【０００９】請求項２記載の掃除装置は、請求項１記載
の掃除装置において、排気口は、この排気口を開閉させ
る開閉手段を有し、この開閉手段は、被清掃面に接した
場合にのみ前記排気口を開口させるものである。

【００１０】そして、開閉手段は被清掃面に接した場合
にのみ排気口を開口させてこの開口した排気口から吸塵
手段にて吸引した吸気を排気させることにより、この排
気を被清掃面に集中させて吹き付けることができる。こ
の結果、掃除機本体が被清掃面を吸引する力がより弱く
なるため、この掃除機本体がより円滑に自走できる。

【００１１】請求項３記載の掃除装置は、請求項１また
は２記載の掃除装置において、排気口からの排気が掃除
機本体側に排気されるとともに、この排気の少なくとも
一部を吸気口が吸引するものである。

【００１２】そして、吸気口は排気口から掃除機本体側
に排気された排気の少なくとも一部を吸引することによ
り、この排気によって吸気口近傍の被清掃面の塵埃を浮
き上げて吸気口から吸引させるため、この排気にて掃除
の補助ができ、掃除の効率が向上する。

【００１３】請求項４記載の掃除装置は、請求項１また
は２記載の掃除装置において、排気口からの排気を、吸
気口と反対側に排気するものである。

【００１４】そして、排気口からの排気は、吸気口と反
対側に排気されることにより、この排気口からの排気は
吸気口に吸引されにくい。このため、この排気口からの
排気により、吸塵手段に排気ばかりが吸引されたり塵埃
が舞い上がったりなどしないので、塵埃が吸引されにく
くならず吸塵手段の吸引力が低下しない。この結果、掃
除の効率が維持される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の掃除装置の第１の
実施の形態の構成を図１ないし図６を参照して説明す
る。

【００１６】図１において、１は掃除装置としての電気
掃除機の自走可能な掃除機本体である。この掃除機本体
１は略半球状の中空な本体ケース２を備えており、この
本体ケース２は底板2aと、この底板2aが下部の開口を閉
塞した中空な半球状のカバー2bとで構成されている。こ
れら底板2aおよびカバー2bは、図示しないねじなどにて
互いに組み付けられている。また、図３に示すように、
この本体ケース２は、外周面に掃除機本体１と障害物と
の距離を検知する距離検知手段としての赤外線センサな
どの複数のセンサ３が、底板2aの径方向に向けて外周に
沿って取り付けられている。

【００１７】さらに、図４に示すように、底板2aの略中
心域には、掃除機本体１の進行方向に対して交差する方
向、たとえば直交方向に沿って長手方向を有した吸気口
４が開口されている。また、底板2aにおける掃除機本体
１の進行前後方向の端部には、それぞれ旋回輪５が回転
自在に取り付けられ、進行方向に対して交差する方向、
たとえば直交方向に対向するように一対の車輪６が同軸
上に回転自在に取り付けられている。これら車輪６にて
この掃除機本体１は走行可能で、旋回輪５によって移動
方向が設定される。

【００１８】そして、これらの車輪６には、外周面に沿
ってこれらの車輪６の厚さ方向に長軸方向を有した略楕
円状の排気口７が複数開口されている。さらに、図２に
示すように、これらの車輪６の回転軸6aには、これら一
対の車輪６を回転して駆動させる駆動手段としてのモー
タ８が接続されている。そして、これら回転軸6aには、
図５および図６に示すように可撓性を有する略Ｓ字円筒
状の排気管９が回転自在に取り付けられており、この排
気管９は、一方の端を下方へ向けて車輪６に接続され、
排気口７と被清掃面付近で連通されている。

【００１９】また、図２に示すように、吸気口４には、
長手方向に沿って回転軸10aを有した回転体としての回
転ブラシ10が取り付けられており、この回転軸10aに
は、電力により駆動する回転体駆動手段としてのモータ
11が接続されている。このモータ11は、回転軸10aを介
して回転ブラシ10を回転して駆動させる。

【００２０】さらに、本体ケース２の内部における吸気
口４の上方には、この吸気口４と連通する略矩形状の集
塵ケース12が取り付けられており、この集塵ケース12の
上方には、図示しない集塵フィルタを介して、電力によ
り駆動する吸塵手段としての電動送風機13がこの集塵ケ
ース12に対して気密に取り付けられている。そして、こ
の電動送風機13の排気側と連通する風路14が、集塵ケー
ス12および電動送風機13を収容し本体ケース２の内壁に
沿って設けられている。この風路14は、本体ケース２内
の略円弧状の上側面に沿って設けられ、この本体ケース
２内の前側と後側とにそれぞれ分岐風路14aと分岐風路1
4bとを形成している。さらに、これら分岐風路14aおよ
び分岐風路14bは、本体ケース２内の側面に下方へ沿っ
て設けられている。また、これら分岐風路14aおよび分
岐風路14bは、先端へ向けて細く形成されており、車輪
６の外側付近で再び広くなってそれぞれ排気管９と連通
している。

【００２１】そして、掃除機本体１の内部における前側
にはモータ８および電動送風機13などの駆動を制御する
制御手段としての制御回路15が取り付けられている。ま
た、掃除機本体１の内部における後側には、たとえば１
０本の電池を略矩形状に並設した電池パック16がそれぞ
れ配設されている。この電池パック16は、モータ８およ
び電動送風機13などを駆動させるための電力を供給して
いる。

【００２２】次に、上記第１の実施の形態の動作を説明
する。

【００２３】まず、電池パック16にて電力を供給し、モ
ータ８、電動送風機13および制御回路15などを作動させ
る。

【００２４】その後、掃除機本体１は、センサ３にて障
害物との距離を検知しつつ制御回路15にてモータ８を駆
動させて、障害物を避けながら自走する。

【００２５】さらに、電動送風機13の駆動により、吸気
口４から塵埃を上方へ吸気する。

【００２６】この吸気された塵埃は、集塵ケース12に達
し、この集塵ケース12と電動送風機13との間に取り付け
られた図示しない集塵フィルタにて集塵される。

【００２７】また、塵埃を除去された吸気は電動送風機
13を通過してこの電動送風機13の上側の風路14に流入し
た後、略円弧状の上側面に沿って分岐風路14aおよび分
岐風路14bへと流入する。

【００２８】これら分岐風路14aおよび分岐風路14bで
は、吸気は下方へ向けて流量を絞られて流速が増した
後、車輪６の外側から排気管９へと達する。

【００２９】そして、吸気は排気管９内をこの排気管９
に沿って略Ｓ字状に移動して整流され、この排気管９に
連通している被清掃面付近の排気口７から被清掃面に向
けて排気される。

【００３０】上述したように、上記第１の実施の形態に
よれば、排気を車輪６に設けた排気口７から被清掃面に
向けて排気させていることにより、この排気により掃除
機本体１に被清掃面に垂直な反対方向の力を与える。こ
の結果、通常被清掃面に向けて開口した吸気口４から吸
気する際に掃除機本体１にかかる、被清掃面を吸引する
力が弱められるため、掃除機本体１が被清掃面に吸い付
きにくくなるので、この掃除機本体１が円滑に自走でき
る。

【００３１】また、排気によって掃除機本体１の被清掃
面への吸い付きを防止できることにより、吸い付き防止
のために電動送風機13の出力を弱くするなどの必要がな
いため、掃除機本体１の吸引力を維持できて掃除効率を
向上できるとともに、掃除機本体１が円滑に移動できる
ため、この掃除機本体１の移動に使われる電力が小さく
て済むので、電池の消耗を抑えることができる。

【００３２】さらに、電動送風機13は吸気口４の上方に
設けられ吸気をまっすぐ上方へ吸引することにより、吸
気口４と電動送風機13との距離が短くなるため、電動送
風機13による吸引力の損失が少なくなるので吸気の効率
をより向上できる。

【００３３】加えて、風路14は、上側面が略円弧状であ
ることにより、吸気を分岐風路14aおよび分岐風路14b
に、より分岐しやすくできる。

【００３４】そして、吸気は分岐風路14aおよび分岐風
路14bにて流量を絞られて流速が増すことにより、排気
口７から被清掃面に向けてより強く排気されるため、こ
の排気により掃除機本体１に被清掃面に垂直な反対方向
の力をより大きく与えることができる。この結果、被清
掃面を吸引する力がより弱められ、掃除機本体１がより
被清掃面に吸い付きにくくなるため、この掃除機本体１
がより円滑に自走できる。

【００３５】なお、上記第１の実施の形態において、排
気管９は略Ｓ字形状にしたが、図７および図８に示すよ
うに略Ｌ字状の排気管17に、被清掃面付近に略矩形状の
開口18aを有した円筒状の接続部18を接続してもよい。

【００３６】また、排気口７の形状は略楕円状にした
が、被清掃面に向けて排気できれば、図９(a)に示すよ
うな形状だけでなく、図９(b)に示すような円形状のも
のや、図９(c)に示すような円形状を車輪６の厚さ方向
に２列に並べたもの、図９(d)に示すような円形状の中
心位置を車輪６の周方向にずらして車輪６の厚さ方向に
２列に並べたもの、図９(e)に示すような車輪６の厚さ
方向に対向する面付近の外周面を周方向に沿って切り欠
いた形状のもの、図９(f)に示すような車輪６の外周面
の厚さ方向における中心域を周方向に切り欠いた形状の
もの、あるいは図９(g)に示すような矩形状のものなど
でもよい。

【００３７】次に、本発明の第２の実施の形態の構成を
図１０ないし図１２を参照して説明する。

【００３８】この図１０ないし図１２に示す掃除装置
は、基本的には図１ないし図６に示す掃除装置と同様の
構成を有しているが、車輪20の外周面および側面の一方
には、略矩形状に切り欠かれた切り欠き部21が設けられ
ている。これら切り欠き部21には、略円形状の排気口22
が車輪20の径方向に沿った方向に排気管９の一端と連通
するように開口されている。これら排気口22の車輪20の
中心軸側には、これら排気口22を開閉する開閉手段とし
ての開閉弁23が取り付けられており、この開閉弁23は、
排気口22を閉塞する略円柱状の基部23bおよびこの基部2
3bの厚さ方向に貫設された突起23aから構成されてい
る。また、この突起23aは、車輪20の仮想的な外周面か
らわずかに突出している。

【００３９】一方、この突起23aの車輪20の中心軸方向
側には、図１２に示すように付勢手段としてのばね24が
取り付けられ、開閉弁23は、このばね24により排気口22
の開口方向に付勢されている。そして、車輪20は、切り
欠き部21の側壁21aを掃除機本体１の内側方向に向けて
取り付けられている。このため、開閉弁23は、突起23a
が被清掃面に接触した場合にのみ、掃除機本体１の自重
により基部23bが車輪20の中心軸方向に移動して排気口2
2を開口させ、突起23aが被清掃面に接触しなくなるとば
ね24にて基部23bを元の位置に戻して排気口22を閉塞し
ている。

【００４０】次に、上記第２の実施の形態の動作を説明
する。

【００４１】まず、吸気口４から塵埃とともに吸引され
た吸気は、図示しない集塵フィルタにて塵埃を除去され
た後、風路14を経由して排気管９を通過し車輪20の中へ
流入する。

【００４２】ここで、掃除機本体１の自重により、被清
掃面と接触している開閉弁23の突起23aが排気口22の開
口方向と反対方向に押されて排気口22が開口する。

【００４３】そして、車輪20に流入した吸気は、この開
口した排気口22から被清掃面に向けて排気される。

【００４４】次いで、この排気は、車輪20の側壁21aに
衝突し、この側壁21aの面に垂直な方向に向かって流れ
る。

【００４５】このとき、この排気は吸気口４の周辺の塵
埃をこの吸気口４の方向へと運び、この吸気口４から吸
気させる。

【００４６】さらに、掃除機本体１を移動させるために
車輪20を回転させると、被清掃面に接触していた突起23
aは被清掃面に接触しなくなり、ばね24の付勢力により
基部23bが元の位置に戻り再び排気口22を閉塞する。

【００４７】そして、他の開閉弁23の突起23aが被清掃
面と接触してこの開閉弁23にて閉塞されていた排気口22
が開口し、吸気を排気口22から排気させる。

【００４８】上述したように、上記第２の実施の形態に
よれば、排気を被清掃面に対向する排気口22から流出さ
せていることにより、上記第１の実施の形態と同様の作
用効果を奏することができる。

【００４９】さらに、被清掃面に接触した開閉弁23が設
けられた排気口22のみが開口して被清掃面へ向けて排気
させたことにより、この排気にて、被清掃面に垂直な反
対方向の力をより大きく掃除機本体１に与えることがで
きる。この結果、吸気の際に掃除機本体１が被清掃面を
吸引する力をより抑えられるため、より円滑に掃除機本
体１を自走させることができる。

【００５０】また、吸気を被清掃面に向けて排気した
後、掃除機本体１側に流出させたことにより、この排気
にて吸気口４周辺の塵埃をこの吸気口４に移動させて吸
気させられるため、掃除の効率を向上できる。

【００５１】なお、上記第２の実施の形態において、排
気は、掃除機本体１の内側後方などの塵埃の吸引の妨げ
にならない方向に排気させてもよい。

【００５２】また、切り欠き部21は略矩形状としたが、
排気口22からの排気を適切に吸気口４の方向に流れるよ
うにできればよい。そこで、図１３に示すような形状だ
けでなく、図１４に示すように切り欠き部21にもう１つ
の側壁25を設けたり、図１５に示すように切り欠き部21
を車輪20の外周面にのみ形成して車輪20の側壁26の一方
に開口27を設けたり、あるいは図１６に示すように車輪
20の外周面にのみ形成された切り欠き部21の側壁28の一
方に筒状の突起29を設けたりして排気させてもよい。

【００５３】さらに、車輪20は側壁21aを掃除機本体１
側に向けて取り付けたが、この側壁21aを外側方向に向
けて取り付け、排気により塵埃を舞い上げたり塵埃の吸
引を妨げたりしないようにしてもよい。

【００５４】そして、電動送風機13の吸引力を強弱させ
るのに対応させて排気口22の開く数を増減させてもよ
い。

【００５５】また、排気口22を、床面に接する部分では
なく上方に設け、排気を上方に出して掃除の妨げになら
ないようにしてもよい。

【００５６】

【発明の効果】請求項１記載の掃除装置によれば、掃除
機本体に被清掃面に向けて開口された吸気口から吸塵手
段にて塵埃とともに吸引した吸気を、車輪の排気口から
被清掃面へ向けて排気させることにより、吸塵手段の吸
引による掃除機本体が被清掃面を吸引する力を弱められ
るため、この掃除機本体が被清掃面に吸い付きにくくな
り、この掃除機本体が円滑に自走できる。

【００５７】請求項２記載の掃除装置によれば、請求項
１記載の掃除装置の効果に加え、開閉手段は被清掃面に
接した場合にのみ排気口を開口させて、この開口した排
気口から吸塵手段にて吸引した吸気を排気させることに
より、この排気を被清掃面に集中させて吹き付けること
ができる。この結果、掃除機本体が被清掃面を吸引する
力がより弱くなるため、この掃除機本体がより円滑に自
走できる。

【００５８】請求項３記載の掃除装置によれば、請求項
１または２記載の掃除装置の効果に加え、吸気口は排気
口から掃除機本体側に排気された排気の少なくとも一部
を吸引することにより、この排気によって吸気口近傍の
被清掃面の塵埃を浮き上げて吸気口から吸引させるた
め、この排気にて掃除の補助ができて掃除効率を向上で
きる。

【００５９】請求項４記載の掃除装置によれば、請求項
１または２記載の掃除装置の効果に加え、排気口からの
排気は吸気口と反対側に排気されることにより、この排
気口からの排気を吸気口に吸引されにくくできるととも
に、この排気口からの排気により、吸塵手段に排気ばか
りが吸引されたり塵埃が舞い上がったりなどしない。こ
の結果、塵埃が吸引されにくくならず吸塵手段の吸引力
が低下しないので、掃除の効率を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掃除装置の第１の実施の形態を示す側
面断面図である。

【図２】同上掃除装置を示す正面断面図である。

【図３】同上掃除装置を示す説明断面図である。

【図４】同上掃除装置を示す下面図である。

【図５】同上掃除装置の車輪の風の流れを示す斜視図で
ある。

【図６】同上掃除装置の一部の風の流れを示す斜視図で
ある。

【図７】同上掃除装置の車輪の他の例の風の流れを示す
斜視図である。

【図８】同上掃除装置の他の例の一部の風の流れを示す
斜視図である。

【図９】同上掃除装置の車輪のさらに他の例を示す斜視
図である。 (a) 同上掃除装置の車輪のさらに他の例の斜視図 (b) 同上掃除装置の車輪のさらに他の例の斜視図 (c) 同上掃除装置の車輪のさらに他の例の斜視図 (d) 同上掃除装置の車輪のさらに他の例の斜視図 (e) 同上掃除装置の車輪のさらに他の例の斜視図 (f) 同上掃除装置の車輪のさらに他の例の斜視図 (g) 同上掃除装置の車輪のさらに他の例の斜視図

【図１０】本発明の掃除装置の第２の実施の形態の車輪
を示す斜視図である。

【図１１】同上掃除装置の車輪の一部を示す斜視図であ
る。

【図１２】同上掃除装置の開閉手段の動作を示す説明側
面図である。

【図１３】同上掃除装置の車輪の他の例を示す斜視図で
ある。

【図１４】同上掃除装置の車輪のさらに他の例を示す斜
視図である。

【図１５】同上掃除装置の車輪のさらに他の例を示す斜
視図である。

【図１６】同上掃除装置の車輪のさらに他の例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 掃除機本体 ４ 吸気口 ６，20 車輪 ７，22 排気口 ８ 駆動手段としてのモータ 13 吸塵手段としての電動送風機 23 開閉手段としての開閉弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掃除機本体と、 この掃除機本体に被清掃面に向けて開口された吸気口
   と、 前記吸気口から塵埃を吸気する吸塵手段と、 前記掃除機本体に回転自在に取り付けられ、前記吸塵手
   段からの排気を被清掃面へ向けて排気させる排気口を備
   えた車輪と、 この車輪を駆動して前記掃除機本体を自走させる駆動手
   段とを具備したことを特徴とした掃除装置。
2. 【請求項２】 排気口は、この排気口を開閉させる開閉
   手段を有し、 この開閉手段は、被清掃面に接した場合にのみ前記排気
   口を開口させることを特徴とした請求項１記載の掃除装
   置。
3. 【請求項３】 排気口からの排気が掃除機本体側に排気
   されるとともに、この排気の少なくとも一部を吸気口が
   吸引することを特徴とした請求項１または２記載の掃除
   装置。
4. 【請求項４】 排気口からの排気を、吸気口と反対側に
   排気することを特徴とした請求項１または２記載の掃除
   装置。