TWI680735B

TWI680735B - 電動掃除機

Info

Publication number: TWI680735B
Application number: TW106104915A
Authority: TW
Inventors: 矢吹祐輔; 小田原博志; 松井康博; 伊藤則和; 平野幸利
Original assignee: 日商日立環球生活方案股份有限公司
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2020-01-01
Also published as: TW201729748A; JP6546863B2; CN107088027B; CN107088027A; JP2017144006A

Abstract

提供減低死角的電動掃除機。

本發明之電動掃除機係具備有：本體；位於本體的左側的左驅動輪；位於本體的右側，且與左驅動輪相對向的右驅動輪；在左右方向具有旋轉軸的旋轉刷；及集塵部，藉由左驅動輪及右驅動輪的旋轉，朝前後方向移動，集塵部係針對前後方向，在旋轉刷的一部分或全部的正上方的區域具有容積的一部分，在與區域相比為遠離本體的中心之側的區域具有容積的其他一部分或剩餘部分。

Description

電動掃除機

本發明係關於電動掃除機。

以一邊自律地移動一邊掃除的自律行走型掃除機而言，已知一種在動力源裝載充電池，一邊控制驅動驅動輪的行走馬達而進行自律行走，一邊使用馬達驅動的旋轉刷來撥入塵埃，且以吸引風扇吸引來進行掃除者。

自律行走型掃除機係以亦可進入至狹窄通路或家具下側的間隙等來清掃為宜，因此本體係以例如寬幅或高度尺寸小的小型形狀為宜。自律行走型掃除機係將充電池或刷子等配置在外殻或其內部的布局，但是在決定形狀時，期望形成為可達成小型化，並且取得本體的重量平衡；將刷子的掃除面積、充電池容積、及塵埃收容容積等維持較高等的一部分，較佳為全部的本體布局。

專利文獻1係形成為在驅動輪的旋轉軸上設置集塵部30，相對集塵部30，在一方側配置電動送風機22及旋轉刷9，在另一方側配置電池14的本體布局，此外，相對旋轉刷9，電動送風機22位於一方側，集塵部 30位於另一方側(圖2、0051)。

〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本特開2013-070951號公報

專利文獻1係將電動送風機22及集塵部30相連的吸氣路12(流路)的容積容易變大，結果其形成死角，難以確保集塵部30的容積。此外，若欲加大集塵部30的容積，必須擴張驅動輪的間隔、或加高本體高度，導致本體大型化。

鑑於上述情形而完成的第1本發明係一種電動掃除機，其係具備有：本體；位於該本體的左側的左驅動輪；位於該本體的右側，且與前述左驅動輪相對向的右驅動輪；在水平方向具有旋轉軸的旋轉刷；及集塵部，藉由前述左驅動輪及前述右驅動輪的旋轉，朝前後方向移動，該電動掃除機的特徵為：前述集塵部係在前述旋轉刷的一部分或全部的正上方的區域具有容積的一部分，在與該區域相比為遠離前述本體的中心之側具有容積的其他一部分或剩餘部分。

此外，鑑於上述情形而完成的第2本發明係一種電動掃除機，其係具備有：本體；位於該本體的左側的左驅動輪；位於該本體的右側，且與前述左驅動輪相對向的右驅動輪；在水平方向具有旋轉軸的旋轉刷；及集塵部，藉由前述左驅動輪及前述右驅動輪的旋轉，朝前後方向移動，該電動掃除機的特徵為：前述集塵部係在前述旋轉刷的一部分或全部的正上方的區域具有容積的一部分，在與該區域相比為遠離前述左驅動輪及前述右驅動輪之間的區域之側具有容積的其他一部分或剩餘部分。

藉由本發明，可提供一種減低作為死角的流路的電動掃除機。

1s‧‧‧下外殼

1u‧‧‧上外殼

2、3‧‧‧驅動輪(車輪)

2B‧‧‧軸襯

4‧‧‧輔助輪

5‧‧‧旋轉刷

5m‧‧‧旋轉刷馬達(馬達)

6‧‧‧導引刷

7‧‧‧側面刷

9‧‧‧充電池

10‧‧‧控制基板

11‧‧‧吸引風扇馬達

12‧‧‧集塵部

12i‧‧‧吸口流路

13‧‧‧集塵過濾器

14i‧‧‧吸口

20、30‧‧‧懸置單元

21‧‧‧行走馬達

22‧‧‧減速機構

24‧‧‧第1臂

24i‧‧‧一方端部

24t‧‧‧另一方端部

25a‧‧‧第1車輪支持軸

25b‧‧‧第2車輪支持軸

25c‧‧‧第3車輪支持軸

26a‧‧‧導軸

26b‧‧‧上壓縮彈簧外殼

26c‧‧‧下壓縮彈簧外殼

27‧‧‧壓縮彈簧

S‧‧‧自律行走型掃除機

Y‧‧‧地板面

圖1係自律行走型掃除機的斜視圖。

圖2係自律行走型掃除機的底面圖。

圖3係圖1的A-A剖面圖。

圖4係解除集塵部之裝設後的狀態下的自律行走型掃除機的斜視圖。

圖5係透視自律行走型掃除機的上外殼而顯示內部構造的圖。

圖6係懸置單元的斜視圖。

以下一邊參照所附圖示，一邊詳加說明本發明之實施形態。對相同構成要素係標註相同符號，此外，不重複相同說明。

〔自律行走型掃除機S〕

圖1係作為電動掃除機之一例的自律行走型掃除機S的斜視圖、圖2係自律行走型掃除機的底面圖。在自律行走型掃除機S行進的方向之中，將設置側面刷7之側設為前方，將鉛直朝上設為上方，將驅動輪2、3相對向的方向且驅動輪2側設為左方，將驅動輪3側設為右方。亦即，如圖1等所示，定義前後、上下、左右方向。

自律行走型掃除機S係具有：形成包含上面的上側的外殻的上外殼1u、及形成包含底面的下側的外殻的下外殼1s。在上面側係具備有可貯留塵埃的集塵部12。將上外殼1u及下外殼1s、以及被配置在該等外殼內的構件統稱，亦稱之為本體。

在自律行走型掃除機S的底面係具備有：可接地於地板面Y的一對驅動輪2、3及輔助輪4、回收地板面Y的塵埃的旋轉刷5及側面刷7、導引塵埃的導引刷6。自律行走型掃除機S係可具備各種周知的感測器，可利用感測器輸出來取得周圍的資訊。驅動輪2、3係以左右方向相對向，藉由左右分別設置的行走馬達21(參照圖6)予以旋轉驅動。輔助輪4係位於比驅動輪2、3更為前方且為左右方向中央側的隨動輪，可採用自由旋轉的腳輪。其中，本實施形態之驅動輪2、3係夾著自律行走型掃除機S本體的中心而相對向，但是亦可以不夾著中心的方式相對向。若行走馬達21的驅動力被傳達至驅動輪2、3，自律行走型掃除機S係可朝前方向或後方向驅動。

旋轉刷5係在水平方向具有旋轉軸，藉由旋轉刷馬達5m(參照圖6)進行旋轉。側面刷7係在上下方向具有旋轉軸，藉由旋轉刷馬達5m進行旋轉。導引刷6係位於針對前後方向與驅動輪2、3的一部分或全部相重疊之處，將衝撞到側面刷7而被彈開的塵埃朝旋轉刷5的方向進行導引的固定刷。導引刷6係針對左右方向，位於旋轉刷5的端部近傍與側面刷7的旋轉軸之間。此外，導引刷6係以前後方向延伸。其中，本實施形態之旋轉刷5係在左右方向具有旋轉軸。

此外，自律行走型掃除機S係針對左右方向，在驅動輪2、3之間具有生成吸引塵埃的氣流的吸引風扇11、及將驅動輪2、3朝上方或下方進行彈壓的懸置單元(suspension unit)20、30。此外，自律行走型掃除機S係具有：充電池9、控制基板10、集塵過濾器13等。針對自律行走型掃除機S內所布局的構成，分別進一步說明如下。

其中，在下外殼1s側係由前方依序設有：側面刷7、輔助輪4、驅動輪2、3、旋轉刷5。與驅動輪 2、3大致重疊設有：導引刷6、懸置單元20、30、吸引風扇馬達11。

此外，在下外殼1s側係由左右方向外側依序設有：驅動輪2、3、懸置單元20、30、吸引風扇馬達11。

〔集塵部12〕 (集塵部12的位置及構造)

圖3係圖1的A-A線剖面圖。集塵部12係具備可貯留塵埃的容積，且具有2個開口的容器。集塵部12的容積的一部分係相對旋轉刷5的一部分或全部，位於正上方的區域，容積的其他一部分或剩餘部分係位於與旋轉刷5相比為遠離自律行走型掃除機S本體的中心之側的區域。在本實施形態中，容積的剩餘部分位於與旋轉刷5相比為遠離自律行走型掃除機S本體的中心之側的區域。此外，自律行走型掃除機S的中心係大致位於驅動輪2、3之間。

驅動輪2、3設在位於自律行走型掃除機S的中心或中心近傍，因此容易取得自律行走型掃除機S的重心平衡。其中，旋轉刷5及吸口14i係位於遠離驅動輪2、3之間的區域的區域。因此，容易加大旋轉刷5的左右尺寸。此外，旋轉刷5及吸口14i被設在不在驅動輪2、3之間的區域的區域，因此可將集塵部12的容積的全部或相對較大比例的部分設在不在驅動輪2、3之間的區域的區域。藉此，輕易加大集塵部12的容積。

集塵部12的2個開口係分別設在集塵過濾器13側與吸口14i側。

集塵過濾器13係位於後述之吸引風扇馬達11與集塵過濾器13側的開口之間。針對前後方向，吸口14i係在相較於旋轉刷5的旋轉軸為較遠離自律行走型掃除機S本體的中心之側(在本實施形態中為後方)，作為塵埃可流通的流路的入口而設。吸口14i係在與集塵部12的吸口14i側的開口相連接的吸口流路12i相連。此外，針對前後方向，旋轉刷5的一部分或全部係在吸口14i側的開口及集塵過濾器13側的開口之間。

吸口14i側的開口係相較於集塵過濾器13側的開口，被配置在較遠離自律行走型掃除機S本體的中心的位置。其中，集塵過濾器13側的開口係可藉由集塵過濾器13來進行開閉。

藉由將集塵部12的形狀、與旋轉刷5或吸引風扇馬達11等的位置關係形成為如上所述，容易縮短吸口流路12i而減小死角、或將集塵部12配置在自律行走型掃除機S的外周側。

具體而言，與吸口14i側的開口相比，在接近自律行走型掃除機S本體的中心之側具有集塵過濾器13側的開口，因此集塵部12亦可達成作為對自律行走型掃除機S本體的中心的流路的功能。藉此，可一邊減小流路容積一邊加大集塵部12的容積。此時，在旋轉刷5的正上方存在集塵部12的容積的一部分，因此可有效使用容易形成死角的區域。此外，如上所示若將集塵部12配置在自律行走型掃除機S的外周側，可藉由加大自律行走型掃除機S的外周側尺寸來輕易達成集塵部12的大容積化。此外，吸口14i側的開口係在遠離自律行走型掃除機S本體的中心之側形成開口，因此容易進行集塵部12安裝卸下。

(集塵部12的安裝卸下)

圖4係將集塵部12的裝設解除後的狀態下的自律行走型掃除機S的斜視圖。集塵部12係連同例如集塵過濾器13一起可朝上方向或後方向安裝卸下，藉由卸下集塵過濾器13，使用者係可丟棄塵埃。集塵部12亦可將上外殼1u的一部分作為蓋子，且配置在該蓋子的下側，但是如本實施形態所示，若上外殼1u與集塵部12的上面的高度形成為大致相一致，由於可一邊維持美感一邊加大集塵部12，因此容易確保集塵容積。

〔集塵過濾器13〕

如圖3之例示，集塵過濾器13係針對前後方向，位於吸引風扇11與旋轉刷5之間，設置成與水平方向呈大致垂直(在本實施形態中係設置成與前後方向呈大致垂直)。集塵過濾器13較佳為與旋轉刷5的旋轉軸相比，位於自律行走型掃除機S本體的中心側，較佳為相較於旋轉刷5的端部，位於自律行走型掃除機S本體的中心側為佳。此係由於旋轉刷5為大致圓筒形狀，因此在旋轉軸的位置，上下尺寸為最大，因此相較於旋轉軸，在自律行走型掃除機S本體的中心側配置集塵過濾器13，藉此輕易配置更大的集塵過濾器13之故。

集塵過濾器13係與重力方向相比，以相對水平方向者更為垂直，因此可將集塵部12的集塵過濾器13側的開口接近吸引風扇馬達11。因此，容易將集塵部12的容積朝吸引風扇馬達11側擴張，因此可加大集塵部12的容積。

以對照而言，考慮例如將集塵過濾器13配置成與重力方向呈大致垂直。比集塵過濾器13更為下游的區域係在集塵部12的外部，亦即成為流路之處，此時衍生出在自律行走型掃除機S內，必須形成朝重力方向延伸的流路及自該處彎曲而朝水平方向延伸的流路。結果，流路容積變大，集塵部12的容積容易變小。

〔吸引風扇馬達11〕

圖5係透視自律行走型掃除機S的上外殼1u而顯示內部構造的圖。吸引風扇馬達11係一部分或全部位於驅動輪2、3之間的區域。亦即，針對前後方向，連同驅動輪2、3一起位於自律行走型掃除機S本體的中心側。在本實施形態中，針對前後方向，吸引風扇馬達11的80%以上的尺寸與驅動輪2、3相重疊。

吸引風扇馬達11係可使由吸口14i流至集塵過濾器13側的氣流發生。氣流係將旋轉刷5上撥的塵埃等，依吸口14i、吸口流路12i、集塵部12的吸口14i側的開口、集塵部12內、集塵部12的集塵過濾器13側的開口、集塵過濾器13、吸引風扇馬達11、排氣口1s5(參照圖2)、自律行走型掃除機S本體的外部的順序流通。

吸引風扇馬達11的形狀係可形成為大致圓筒形，且其軸方向係可形成為與水平方向(在本實施形態中為前後方向)呈大致平行。以吸引風扇馬達11而言，係可採用例如螺槳風扇或西洛哥風扇(sirocco fan)。

若欲構成外殼1為相對較小的自律行走型掃除機S，考慮將驅動輪2、3之間的距離設定為較短，因此若形成為在驅動輪2、3之間的區域配置旋轉刷5或集塵部12的布局，有難以確保旋轉刷5的左右長度、或難以確保集塵部12的容積之虞。另一方面，吸引風扇馬達11係使用例如螺槳，因此大多需要為與水平方向為相同程度的尺寸的高度方向尺寸。因此，由抑制外殼1的高度的觀點來看，容易被選擇配置在驅動輪2、3之間的區域的程度的大小。亦即，藉由在驅動輪2、3之間的區域配置吸引風扇馬達11，容易配置大型的旋轉刷5或集塵部12。其中，充電池9亦以大型為更佳。在本實施形態中，充電池9亦被設在驅動輪2、3之間的區域以外的區域。其中，集塵部12及充電池9係並非分別其全部體積必須位於驅動輪2、3之間的區域以外的區域。例如，體積或容積的50%以上或80%以上可存在於驅動輪2、3之間的區域以外的區域。

〔懸置單元20、30〕

在大致圓筒形狀的吸引風扇馬達11的下方係不易配置其他構件，容易形成死角。但是，本實施形態之懸置單元20、30係相對驅動輪2、3，朝左右方向延伸，而且其構造的一部分容易配置在吸引風扇馬達11下方的空間的構造。藉此，在驅動輪2、3之間的空間，可連同吸引風扇馬達11一起配置懸置單元20、30。具體而言，可將懸置單元20、30的大致全部，針對前後方向，收納在驅動輪2、3內。

懸置單元30的構成係可形成為與懸置單元20呈對稱，因此在此說明懸置單元20。圖6係懸置單元20的斜視圖。本實施形態之懸置單元20係將驅動輪2朝下方向彈壓，且使其繞旋轉軸25a、25b、25c旋動，藉此繞自律行走型掃除機S(繞外殻1u、1s)旋動的機構。

為了旋動自如地支持驅動輪2，設有朝前後方向延伸的第1車輪支持軸25a。在上述之吸引風扇馬達11下方容易成為死角的空間係設有第1車輪支持軸25a。更具體而言，雖在圖6中未圖示，但是在第1車輪支持軸25a的上方，而且減速機構22的右方配置有吸引風扇馬達11。

相對驅動輪2，在左右方向內側設有車軸襯2B。在驅動輪2與第1車輪支持軸25a之間，沿著前後方向，配置有第3車輪支持軸25c。

第1臂24係旋動自如地被支持在第1車輪支持軸25a及第3車輪支持軸25c。

如此一來，第1臂24的一方端部24i係透過第1車輪支持軸25a，相對下外殼1s，旋動自如地予以支持(箭號β 1)，第1臂24的另一方端部24t係透過第3車輪支持軸25c，相對支持驅動輪2的軸襯2B，旋動自如(箭號β 2)地相連接。

此外，接近驅動輪2上端且相對驅動輪2與軸襯2B為相同側，係設有朝前後方向延伸的第2車輪支持軸25b，俾以旋動自如地支持驅動輪2。

在第2車輪支持軸25b係旋動自如地支持有固定導軸26a的有底圓筒狀的上壓縮彈簧外殼26b。

在軸襯2B係固定有插通導軸26a的有底圓筒狀的下壓縮彈簧外殼26c。其中，下壓縮彈簧外殼26c係對驅動輪2而言，構成第2臂。

在上壓縮彈簧外殼26b與下壓縮彈簧外殼26c的內部係設有將驅動輪2朝下方彈壓的壓縮彈簧27。藉此，若驅動輪2由外部未受力時，係由下外殼1s突出。另一方面，若驅動輪2接受到由第3車輪支持軸25c朝向第2車輪支持軸25b的方向的力，例如因地板面Y等所致之朝上方的力時，驅動輪2係被按入至下外殼1s內部。在壓縮彈簧27的內側，例如中央，係***通導軸26a而設。

藉此，驅動輪2係使用第1臂24，透過下側的第1車輪支持軸25a，相對自律行走型掃除機S本體，旋動自如地(箭號β 1)被支持，並且透過第3車輪支持軸25c，相對第1臂24，旋動自如地(箭號β 2)被支持。驅動輪2係可藉由壓縮彈簧27的彈壓力、驅動輪2或軸襯2B的本身重量，朝下旋動，此外，藉由例如因地板面Y所致之朝上方的力，朝上旋動。

此外，驅動輪2係相對自律行走型掃除機S，透過設在比另一方端部24t較為上側的第2車輪支持軸25b，相對自律行走型掃除機S，旋動自如地(箭號β 3)被支持，並且藉由設成與上下方向呈大致水平的壓縮彈簧27，以上下移動(箭號β 4)的方式被支持。

〔驅動輪2、3與旋轉刷5的位置關係〕

如圖2之例示，針對前後方向，在旋轉刷5的端部之中接近自律行走型掃除機S本體的中心之側的端部，與在驅動輪2、3的端部之中接近旋轉刷5之側的端部相比，係位於遠離自律行走型掃除機S本體的中心之側。例如柱本實施形態中，旋轉刷5的前端位於比驅動輪2、3的後端更為後方。藉此，當由左右方向觀察時，旋轉刷5並不會與驅動輪2、3相重疊，因此即使加大旋轉刷5的左右尺寸，亦可容易在小型的狀況下維持自律行走型掃除機S。

〔充電池9、控制基板10〕

如圖3、圖5之例示，充電池9及控制基板10係相對吸引風扇馬達11，位於與集塵部12為相反側。在被收容在自律行走型掃除機S的構件之中，相對較具質量的吸引風扇馬達11係位於自律行走型掃除機S的中心近傍，旋轉刷馬達5m係位於與旋轉刷5相同側，充電池9係位於與旋轉刷馬達5m為相反側。因此，容易確保自律行走型掃除機S的平衡。

此外，在與充電池9為相同側配置有控制基板10，因此容易進行配線。此時，藉由在控制基板10的正上方或正下方配置充電池9，可更容易進行配線。

此外，如圖5之例示，控制基板10係形成為吸引風扇馬達11近傍呈凹陷的形狀。藉此，容易設置大型的吸引風扇馬達11。