(57)【要約】【課題】掃除機本体の家具などへの衝突回数を減らすことが可能で、衝突した後、速やかに安全に走行可能になって、操作性の向上を図ることができる電気掃除機を提供する。【解決手段】掃除機本体２に、障害物を検知する障害物検知手段Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）と、該障害物検知手段を介して障害物を検知すると外向きに突出する反発部材を備えた反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）と、これらを駆動制御する制御手段と、を備えた構成の電気掃除機１とした。【選択図】図１
2014030645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機と集塵部を備えた掃除機本体に接続ホースとハンドル部と延長管と吸込みノズルを有する吸込具を接続した電気掃除機であって、
前記掃除機本体に、障害物を検知する障害物検知手段と、該障害物検知手段を介して障害物を検知すると外向きに突出する反発部材を備えた反発用アクチュエータと、これらを駆動制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記反発用アクチュエータは前記反発部材として、前記掃除機本体の内部に収納された待機位置と突出位置との間を進退可能なアクチュエータ軸と該アクチュエータ軸の先端に装着される押し板を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記反発用アクチュエータは、水平方向に所定間隔離れて配設される左右一対の前記アクチュエータ軸を備え、前記押し板は、左右一対の当該アクチュエータ軸の先端を連結するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記反発用アクチュエータは、マグネット式反発装置であって、前記掃除機本体に配設される固定側マグネット部と、前記反発部材に配設される移動側マグネット部とを有すると共に、前記固定側マグネット部は電磁石を備え、前記移動側マグネット部は永久磁石を備えることを特徴とする請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記掃除機本体は、４輪の車輪を有し、当該車輪の全てが自在車輪もしくはボール車輪などの自在キャスタを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床移動型の電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動送風機と集塵部とを備えた掃除機本体に、屈曲自在な接続ホースとこの接続ホースに連結する延長管と該延長管の先端に取付ける吸込みノズルを一体に接続した床移動型（キャニスター型）の電気掃除機が一般に知られている。
【０００３】
また、人が立った姿勢で容易に掃除できるように、接続ホースの先端に曲がった形状のハンドル部が接続されており、このハンドル部に延長管が接続される。そして、このハンドル部を把持して先端の吸込みノズルを床に沿わせて前後に動かして床上の塵埃を吸引収集している。
【０００４】
このような床移動型の電気掃除機においては、使用者が掃除機本体を引き回しながら室内を移動するため、掃除機本体が家具などに衝突して傷付けてしまうことがある。また、掃除機本体が家具などに引っ掛かることにより掃除機本体の走行が妨げられてしまうことがある。
【０００５】
そこで、掃除機本体を、上部本体と、車輪を有し上部本体を回動自在に軸支する車輪台とで構成し、この車輪台は、上部本体の外周よりも大きく構成し、その最大外形部に弾性材を設けた電気掃除機が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、掃除機本体が障害物に衝突した際の衝撃を緩和して、家具などへの傷付けや引っ掛かりを抑制するために、掃除機本体を上部本体と車輪台とで構成し、これらの間にダンピング機構を介装した電気掃除機が既に提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開第２９０７８５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１０４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、弾性材を掃除機本体の最大外形部に設けたものにあっては、家具などへの傷付けや引っ掛かりなどを回避する対策は弾性材の弾性に依存する部分が大きく、弾性材そのものの厚みを厚くしたり、弾性材の内部を中空にしたりする構成を採る必要が生じる。そのため、掃除機本体の幅方向サイズが大きくなり、掃除機本体が家具と家具との間をすり抜けられず、掃除機本体の家具などへの衝突回数が多くなってしまい問題となる。
【０００９】
また、上部本体と車輪台との間にダンピング機構を介装した構成の場合は、掃除機本体が障害物に衝突した際の衝撃を緩和することは可能であるが、掃除機本体の家具などへの衝突回数を減らすことはできず、衝突した後、速やかに走行可能になるものでもない。
【００１０】
そのために、掃除機本体が家具などの障害物に衝突するときの衝撃を緩和できる構成であることが望ましく、衝突した後は、速やかに障害物から離れて走行可能になることが望ましい。また、衝突回数を減らせる構成であれば、電気掃除機の操作上さらに望ましい。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑み、掃除機本体の家具などへの衝突回数を減らすことが可能で、衝突した後、速やかに安全に走行可能になって、操作性の向上を図ることができる電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、電動送風機と集塵部を備えた掃除機本体に接続ホースとハンドル部と延長管と吸込みノズルを有する吸込具を接続した電気掃除機であって、前記掃除機本体に、障害物を検知する障害物検知手段と、該障害物検知手段を介して障害物を検知すると外向きに突出する反発部材を備えた反発用アクチュエータと、これらを駆動制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、使用者が電気掃除機を使用中に、掃除機本体が家具などの障害物に接触すると、障害物検知手段がこの障害物を検知して、制御手段を介して反発用アクチュエータが備える反発部材を外向きに突出するので、この反発部材が障害物を押すことになって、掃除機本体を障害物から引き離すことができる。従って、掃除機本体が障害物から離れた位置を走行することになり、掃除機本体の家具などへの衝突回数を減らすことが可能で、衝突した後は再び衝突しないので、速やかに安全に走行可能になって、操作性の向上を図ることができる電気掃除機を得ることができる。
【００１４】
また本発明は上記構成の電気掃除機において、前記反発用アクチュエータは前記反発部材として、前記掃除機本体の内部に収納された待機位置と突出位置との間を進退可能なアクチュエータ軸と該アクチュエータ軸の先端に装着される押し板を備えていることを特徴としている。この構成によると、掃除機本体の側面部に配設した押し板を突出して家具などの障害物を押すので、家具などを傷付けることなく掃除機本体を障害物から安全に引き離すことができる。
【００１５】
また本発明は上記構成の電気掃除機において、前記反発用アクチュエータは、水平方向に所定間隔離れて配設される左右一対の前記アクチュエータ軸を備え、前記押し板は、左右一対の当該アクチュエータ軸の先端を連結するように設けられていることを特徴としている。この構成によると、反発用アクチュエータは左右一対のアクチュエータ軸を備え、このアクチュエータ軸の先端を連結する押し板を設けているので、家具などの障害物を安定して押し出すことができ、掃除機本体を家具などの障害物から安全に、また、確実に離すことができる。
【００１６】
また本発明は上記構成の電気掃除機において、前記反発用アクチュエータは、マグネット式反発装置であって、前記掃除機本体に配設される固定側マグネット部と、前記反発部材に配設される移動側マグネット部とを有すると共に、前記固定側マグネット部は電磁石を備え、前記移動側マグネット部は永久磁石を備えることを特徴としている。この構成によると、磁力の反発力を用いて左右一対のアクチュエータ軸を突出させることができ、磁力の吸引力を用いてアクチュエータ軸（反発部材）を引き戻すことができる。すなわち、簡単な構成で操作も容易となる反発用アクチュエータを得ることができる。また、固定側の電磁石に通電する電流を制御することにより、その磁力の極性と強度を制御することができ、強く押し出すことや緩やかに押し出すことも可能になる。また、押し出す際の電流と引き戻す際の電流を制御することにより、ゆっくり押し出して素早く引き戻すことも可能になる。
【００１７】
また本発明は上記構成の電気掃除機において、前記掃除機本体は、４輪の車輪を有し、当該車輪もしくはボール車輪などの自在キャスタを備えることを特徴としている。この構成によると、掃除機本体は３６０°移動自在となるので、どの反発部材が突出駆動されても、自在に移動して直ちに障害物から引き離すことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、掃除機本体が家具などの障害物に接触すると、障害物検知手段がこの障害物を検知して、制御手段を介して反発用アクチュエータが備える反発部材を外向きに突出するので、この反発部材が障害物を押すことになって、掃除機本体を障害物から引き離すことができる。従って、一旦衝突した後は、掃除機本体が障害物から離れた位置を走行することになり、掃除機本体の家具などへの衝突回数を減らすことが可能で、衝突した後は再び衝突しないので、速やかに安全に走行可能になって、操作性の向上した電気掃除機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る電気掃除機の一例を示す全体外観図である。
【図２】反発用アクチュエータの第１実施形態を示す断面構成図である。
【図３】反発用アクチュエータの第２実施形態を示す断面構成図である。
【図４】反発用アクチュエータの第３実施形態を示す断面構成図である。
【図５】反発用アクチュエータの作動時の状態を示す平面図である。
【図６】反発システム構成を示す制御ブロック図である。
【図７】反発システムのフローチャートである。
【図８Ａ】車輪フレームを備えた変形例の電気掃除機を示す概略側面図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す電気掃除機の掃除機本体の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。
【００２１】
〈第１実施形態〉
図１は、第１実施形態の電気掃除機１の全体外観図を示す。図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、電動送風機と集塵部を内蔵する掃除機本体２と可撓性を有し屈曲自在な接続ホース３とハンドル部４と延長管５と吸込ノズル６を備えている。ハンドル部４と延長管５との間にジョイント部７を介装してもよい。また、掃除機本体２には車輪１１（前部車輪）、１２（後部車輪）が配設されており、使用者がハンドル部４を把持して移動しながら掃除する操作に応じて移動自在とされる。
【００２２】
また、ハンドル部４は、例えば、吸込気流が流通する吸気通路を有する連結管部４１と把手部４２とが環状に連なった形状とされ、把手部４２の上面には各種ボタンが設置された操作部が設けられている。そして、使用者が操作部を操作して掃除運転が実行され、把手部４２を把持して吸込ノズル６を移動させる。
【００２３】
吸込ノズル６は、床面に当接して床面上のゴミなどを吸い込むために、使用者は、掃除する床面の全面に亘って吸込ノズル６を移動させる。そのために、使用者の移動に伴い掃除機本体２も引っ張られるようにして移動する。使用者がハンドル部４を把持して移動すると、柔軟性を有する接続ホース３を介して掃除機本体２が引っ張られて移動するので、少なくとも前部車輪１１は自在キャスタであることが好ましい。
【００２４】
自在キャスタは車輪方向を３６０°どこにでも自在に変更可能な車輪であって、例えば、自在車輪もしくはボール車輪などを用いることができる。前部車輪１１が自在キャスタであれば、後部車輪１２は自在型でなくても、通常の掃除作業には十分対応できる。ただし、本実施形態では、掃除機本体２に反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）を設けて、掃除機本体２が家具などの障害物に近接したり当接したりすると反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）を介して掃除機本体２を障害物から引き離す構成としたので、掃除機本体２がどの方向にも容易に変位して移動できるように、前部車輪１１と後部車輪１２を共に自在キャスタとしている。
【００２５】
反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）は、掃除機本体２の両方の側面部の略同じ高さに沿ってそれぞれ複数（例えば、図に示すように片側に３個）設けられている。また、それぞれが外向きに突出する反発部材を備えている。この構成であれば、掃除機本体２の移動中に家具などの障害物に当接し易い掃除機本体２の両方の側面部に反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）がそれぞれ複数設けられているので、掃除中の掃除機本体２が障害物に当接することを確実に検知でき、一旦障害物に当接しても、その当接した部位にある反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）が備える反発部材を突出させることにより、直ちにその障害物から離れることができる。
【００２６】
すなわち、本実施形態に係る電気掃除機１は、障害物を検知する障害物検知手段Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）と、該障害物検知手段Ｓを介して障害物を検知すると外向きに突出する反発部材を備えた反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）と、これらを駆動制御する制御手段と、を設けた構成とされる。
【００２７】
障害物検知手段Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）は、家具などの障害物が極近接した状態および接触した状態を検知できる光学式センサが好ましい。また、後述するように、予め定める所定距離（例えば、１ｃｍ）以内に接近した状態を検知できるセンサであればさらに好ましい。
【００２８】
使用者が電気掃除機１を使用中に、掃除機本体２が家具などの障害物に接触すると、障害物検知手段Ｓがこの障害物を検知して、反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）を駆動して反発部材が外向きに突出するので、この反発部材が障害物を押すことになって、掃除機本体２を障害物から引き離すことができる。従って、掃除機本体２が障害物から離れた位置を走行することになり、掃除機本体２の家具などへの衝突回数を減らすことが可能で、衝突した後は再び衝突しないので、速やかに安全に走行可能になって、操作性の向上を図ることができる電気掃除機１を得ることができる。
【００２９】
反発用アクチュエータ３０は、掃除機本体２の走行移動中に掃除機本体２の側面が家具などの障害物に当接すると、掃除機本体２を障害物から引き離す方向に障害物を押し込む機能を有しておればよい。すなわち、掃除機本体２が障害物に当接すると、その当接部にあるか近くにある反発部材が外向きに突出して、障害物を押し込む構成であればよい。
【００３０】
そこで本実施形態では、掃除機本体２の側面部の複数個所に反発部材を露出した反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）を設け、それぞれの近傍（上でも下でも横でもよい。例えば、図に示すようなそれぞれの下側）に障害物検知手段Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）を設けた構成としている。
【００３１】
この構成であれば、掃除機本体２の移動中に障害物に当接し易い掃除機本体２の両方の側面部の複数個所に反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）と障害物検知手段Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）がそれぞれ設けられているので、掃除中の掃除機本体２が障害物に当接することを確実に検知できる。また、一旦障害物に当接しても、その当接部の近くにある反発部材が外向きに突出操作されるので、直ちにその障害物から離れることができる。
【００３２】
次に、反発用アクチュエータ３０の具体的な構成について図２を用いて説明する。
【００３３】
図２に示すように、反発用アクチュエータ３０は、掃除機本体２の内部に収納された待機位置と突出位置との間を進退可能なアクチュエータ軸３４と該アクチュエータ軸３４の先端に装着され掃除機本体２の側面部に露出している押し板３５を備えている。そのために、掃除機本体２の側面部に配設した押し板３５を突出して家具などの障害物を押すので、家具などを傷付けることなく掃除機本体２を障害物から安全に引き離すことができる。また、当該押し板３５の外表面に弾性体３６を装着してもよい。このアクチュエータ軸３４を１本用いて、この先端に押し板３５を装着してもよいが、本実施形態では、１枚の押し板３５を左右一対の２本のアクチュエータ軸３４Ａ、３４Ｂを用いて支持し、突出操作する構成としている。
【００３４】
すなわち、本実施形態に係る反発用アクチュエータ３０は、反発部材としてアクチュエータ軸３４と押し板３５を備える。また、この押し板３５は、掃除機本体２の外表面に露出した状態に配設されており、この押し板３５を左右一対のアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）を介して押し出す（突出操作する）構成である。また、左右一対の当該アクチュエータ軸の先端を連結する一枚の当接板３５を設け、この押し板３５の外表面に弾性体３６を装着している。この弾性体３６は、家具などの障害物に衝突したときの衝撃を緩和できる材質と厚みを有していることが好ましく、例えば、板状のゴムやスポンジなどを用いるとよい。
【００３５】
このように、押し板３５の外表面に弾性体３６を装着しているので、この押し板３５が家具などに接触しても、外向きに突出操作されて家具などに衝突しても、家具などを傷付けることがない。また、反発用アクチュエータ３０は左右一対のアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）を備え、このアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）の先端を連結する当接板３５を設けているので、家具などの障害物を安定して押し出すことができ、掃除機本体２を家具などの障害物から安全に、また、確実に離すことができる。
【００３６】
また、それぞれのアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）を押し出す駆動方式は、例えば、電動式のシリンダーやエアー式のシリンダーや磁力式のシリンダーなどを用いることができる。本実施形態では、構成が簡単であり操作も容易な、磁石の反発力と吸引力を用いてアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）の突出操作と復帰操作を行うようにしている。
【００３７】
すなわち、本実施形態では、反発用アクチュエータ３０としてマグネット式反発装置を用いる構成とし、掃除機本体２に配設される固定側マグネット部３２と、反発部材に配設される移動側マグネット部３３とを有すると共に、左右一対のアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）のそれぞれに対応して固定側マグネット部３２を設け、当該アクチュエータ軸３４と移動側マグネット部３３とを一体に固定している。また、移動側マグネット部３３を摺動自在に収容する移動体摺動収容室３１を設けている。
【００３８】
この構成であれば、移動側マグネット部３３の磁極に対応して設置される固定側マグネット部３２の磁極を反転させることにより、磁力の反発力と吸引力を介して移動側マグネット部３３が移動体摺動収容室３１内を摺動移動する。すなわち、固定側マグネット部３２と移動側マグネット部３３との磁力の反発力を用いてアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）を突出させることができ、磁力の吸引力を用いてアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）を引き戻すこともできる。すなわち、簡単な構成で操作も容易となる反発用アクチュエータ３０を得ることができる。
【００３９】
また、この反発力と吸引力の強度を高めるために、固定側マグネット部３２は電磁石製としている。この場合、移動側マグネット部３３は所定磁力の永久磁石でよい。すなわち、固定側マグネット部３２は電磁石を備え、移動側マグネット部３３は永久磁石を備える。この構成であれば、固定側の電磁石に通電する電流の方向と強さを制御することにより、磁石の極性と磁力強度を制御することができ、突出させた所定時間経過後に復帰操作を開始することや強く押し出すことや緩やかに押し出すことも可能になる。また、押し出す際の電流と引き戻す際の電流を制御することにより、ゆっくり押し出して素早く引き戻すことも可能になる。
【００４０】
図の左側には固定側マグネット部３２と移動側マグネット部３３とが吸引状態にある反発用アクチュエータ３０を示し、図の右側には固定側マグネット部３２と移動側マグネット部３３とが反発状態にある反発用アクチュエータ３０´を示す。
【００４１】
また、固定側マグネット部３２に通電する電流の向きを逆方向にして吸引状態から反発状態に変位するときに、移動側マグネット部３３は移動体摺動収容室３１の壁部２ａに当接するまで摺動移動し、押し板３５が移動量Ｌ１だけ突出することを示している。この移動量Ｌ１は、移動側マグネット部３３が摺動移動する距離に相当し、移動体摺動収容室３１のサイズにより規定される。
【００４２】
電磁石である固定側マグネット部３２の磁力が十分強力であれば、所定サイズの移動体摺動収容室３１内を移動側マグネット部３３が、磁力の吸引力と反発力に応じて、摺動自在になる。しかし、吸引力を作用させて移動側マグネット部３３を復帰移動させ始める際には、固定側マグネット部３２と移動側マグネット部３３とが離れた状態であるので、この移動開始運動を補助する付勢手段を介装することも有効である。
【００４３】
そのために、この付勢手段としてコイルバネを用いた実施形態を図３を用いて第２実施形態として説明する。
【００４４】
〈第２実施形態〉
図３には、移動体摺動収容室３１の壁部２ａと移動側マグネット部３３との間にコイルバネ３７を介装した第２実施形態の反発用アクチュエータ３０Ａの断面構成図を示す。
【００４５】
このコイルバネ３７以外の構成は前述した第一実施形態の反発用アクチュエータ３０と同じであるので、ここでは、このコイルバネ３７を用いた構成や作用について主に説明する。
【００４６】
図３の左側には固定側マグネット部３２と移動側マグネット部３３とが吸引状態にあるときを示し、図の右側には固定側マグネット部３２と移動側マグネット部３３とが反発状態にあるときを示す。吸引状態にあるときには、移動側マグネット部３３のＮ極側に対向する固定側マグネット部３２の極性をＳ極とし、Ｓ極側に対向する固定側マグネット部３２の極性をＮ極とするように通電制御している。
【００４７】
また、制御手段を介して固定側マグネット部３２に通電する電流の向きを逆方向とすることにより、移動側マグネット部３３のＮ極側に対向する固定側マグネット部３２の極性を同じＮ極とし、Ｓ極側に対向する固定側マグネット部３２の極性を同じＳ極に変位させて、反発力を発生してコイルバネ３７のバネ力に抗して移動側マグネット部３３を押し出すように移動させる。
【００４８】
従って、コイルバネ３７のバネ力はこの反発力も小さくしていることは明らかであるが、このバネ力を変更することによっても、移動側マグネット部３３の移動速度、言い換えれば、反発部材（押し板３５）の突出速度を変化させることができる。すなわち、障害物検知手段Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）が障害物を検知すると反発用アクチュエータ３０Ａが備える反発部材を素早く押し出すことも、ゆっくり押し出すことも可能になる。
【００４９】
また、このコイルバネ３７は、反発部材の突出操作時には緩衝機能を発揮し反発部材を待機位置に戻す復帰操作時には戻す方向に付勢する付勢機能を発揮する付勢手段であるので、反発部材の突出操作時には緩衝機能を発揮して家具などを傷付けない。また、反発部材を押し出す制御を停止すると直ちに待機位置に引き戻す力が作用するので、一旦突出した反発部材を速やかに待機位置に納めることが可能になって、障害物に引っ掛かることなく掃除機本体２を引き回すことができる。
【００５０】
上記したように、反発用アクチュエータ３０Ａは、突出操作時に反発部材（押し板３５）を強く押し出しても、コイルバネ３７の緩衝機能により家具などを傷付けることがない。また、固定側マグネット部３２への通電を停止した時に、一旦縮んだコイルバネ３７が伸びる復元力を利用して反発部材を引き戻すことができる。そのために、固定側マグネット部３２の磁力が強力でなくても、コイルバネ３７の付勢機能により反発部材を確実に引き戻すことが可能になる。
【００５１】
この反発用アクチュエータ３０Ａが備えるアクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）は、例えば一本物のアクチュエータ軸からなり、押し板３５に固定される先端側と移動側マグネット部３３に固定される基端側を有する。すなわち、アクチュエータ軸３４の両端に押し板３５と移動側マグネット部３３を一体に組み付けることで反発部材を容易に組み立てることができる。また、アクチュエータ軸３４（３４Ａ、３４Ｂ）が移動側マグネット部３３と共に一体に移動することにより、押し板３５の突出操作と復帰操作を確実に行うことができる。
【００５２】
また、固定側マグネット部３２が発生する磁力が強力である場合は、反発部材を突出する距離を長くすることができるので、この反発部材の突出距離を長くできるアクチュエータ軸構成とした実施形態を図４を用いて第３実施形態として説明する。
【００５３】
〈第３実施形態〉
図４には、伸縮自在に連結される連結式のアクチュエータ軸３４Ｃ（例えば、３４Ｃａ、３４Ｃｂ、３４Ｃｃ、の３連式から成る）を備え、この軸の先端に押し板３５を設置し、この押し板３５に移動側マグネット部３３ａ、３３ｂを装着した第３実施形態の反発用アクチュエータ３０Ｂの断面構成図を示す。
【００５４】
この反発用アクチュエータ３０Ｂにおいては、押し板３５に移動側マグネット部３３ａ、３３ｂを装着しているので、押し板３５が待機位置にあるときに、当該移動側マグネット部３３ａ、３３ｂと磁着する位置に固定側マグネット部３２ａ、３２ｂを配設している。また、掃除機本体２の移動側マグネット部３３ａ、３３ｂが嵌り込む部位に凹部２ｂを設け、この凹部２ｂの奥側に固定側マグネット部３２ａ、３２ｂを配設する構成としている。
【００５５】
図４の左側には固定側マグネット部３２ａ、３２ｂと移動側マグネット部３３ａ、３３ｂとが吸引状態にあるときを示し、図の右側には固定側マグネット部３２ａ、３２ｂと移動側マグネット部３３ａ、３３ｂとが反発状態にあるときを示す。吸引状態にあるときには、移動側マグネット部３３ａのＮ極側に対向する固定側マグネット部３２ａの極性をＳ極とし、移動側マグネット部３３ｂのＳ極側に対向する固定側マグネット部３２ｂの極性をＮ極としている。
【００５６】
また、移動側マグネット部３３ａのＮ極側に対向する固定側マグネット部３２ａの極性を同じＮ極とし、移動側マグネット部３３ｂのＳ極側に対向する固定側マグネット部３２ｂの極性を同じＳ極に変位させることにより、反発力を発生して移動側マグネット部３３ａ、３３ｂ、すなわち押し板３５を移動させることは前述した反発用アクチュエータ３０、３０Ａと同じである。
【００５７】
アクチュエータ軸３４Ｃは例えば３連式とされ、第一段目のアクチュエータ軸３４Ｃａを掃除機本体２の内壁部２ｃに固定し、第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂを第一段目のアクチュエータ軸３４Ｃａの外形に沿って摺動自在な構成とし、第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃを第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂの外形に沿って摺動自在な構成とし、この第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃを押し板３５に固定している。
【００５８】
また、第一段目のアクチュエータ軸３４Ｃａと第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂとの移動を制限する係止端を形成するために、第一段目のアクチュエータ軸３４Ｃａに拡径環部を設け、第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂに縮径環部を設けている。同様に、第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂと第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃとの移動を制限する係止端を形成するために、第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂに拡径環部を設け、第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃに縮径環部を設けている。
【００５９】
そのために、固定側マグネット部３２ａと移動側マグネット部３３ａとが反発すると、移動側マグネット部３３ａと共に押し板３５と第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃとが同時に移動し、第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃが第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂの先端に設けた係止端に当接する。
【００６０】
第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃの縮径環部が第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂの拡径環部に係合して係止状態になると、固定側マグネット部３２ａと移動側マグネット部３３ａとの反発力に応じて第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂが移動を開始する。すなわち、押し板３５がさらに外向きに突出する。
【００６１】
次いで、第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂの縮径環部が第一段目のアクチュエータ軸３４Ｃａの拡径環部に係合して係止状態になり、押し板３５の外向きの移動が停止する。すなわち、掃除機本体２側に固定された第一段目のアクチュエータ軸３４Ｃａに対して、第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂと第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃが伸びきった位置が押し板３５の突出端となる。
【００６２】
この時の移動量Ｌ２は、第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃの第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂに対する摺動移動量と、第二段目のアクチュエータ軸３４Ｃｂの第一段目のアクチュエータ軸３４Ｃａに対する移動量との合計移動量に相当し、この３連式の伸縮量により規定される。
【００６３】
上記したように、本実施形態のアクチュエータ軸３４Ｃは、伸縮自在に連結される多段式のアクチュエータ軸からなり、少なくとも、掃除機本体２に固定される基端側アクチュエータ軸（第一段目のアクチュエータ軸３４Ｃａ）と、押し板３５に固定される移動側アクチュエータ軸（第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃ）とを備え、移動側マグネット部を移動側アクチュエータ軸もしくは押し板に配設した構成である。この構成であれば、固定側マグネット部３２が発生する磁力を強力なものとし、反発部材を突出する距離を長くすることができる。この場合でも、例えば、第三段目のアクチュエータ軸３４Ｃｃと内壁部２ｃとの間に引っ張りバネ（不図示）を介装することにより、前述した緩衝機能と付勢機能を発揮する付勢手段を介装することが可能である。
【００６４】
次に、上記した反発用アクチュエータ３０（３０Ａ、３０Ｂ）を掃除機本体２の側面部の両方の略同じ高さに沿ってそれぞれ３個設けた具体的な実施例について図５を用いて説明する。
【００６５】
（実施例）
図５は、反発用アクチュエータの作動時の状態を示す平面図であって、例えば、３個並設している反発用アクチュエータ３０ａ、３０ｂ、３０ｃの中で、真ん中の反発用アクチュエータ３０ｂが作動した状態を示している。
【００６６】
このように、真ん中の反発用アクチュエータ３０ｂが家具などの障害物ＯＢ１に接近または当接すると、障害物検知手段Ｓ２がこの障害物ＯＢ１を検知する。そして、図示しない制御手段を介して前述した固定側マグネット部３２に所定の電力を供給して反発用アクチュエータ３０ｂが備える反発部材を突出させる。
【００６７】
すると、図５の右側に示すように、反発用アクチュエータ３０ｂの反発部材が移動量Ｌ１突出して、掃除機本体２が距離Ｌ１だけ障害物ＯＢ１から離れることになる。これは、掃除機本体２が備える前部車輪１１と後部車輪１２を共に自在キャスタとしているため、反発用アクチュエータ３０ｂの反発部材が突出して障害物ＯＢ１を押し出す際に、その力の方向に応じて掃除機本体２が滑らかに移動できるからである。
【００６８】
掃除機本体２が距離Ｌ１だけ障害物ＯＢ１から離れた後、突出していた反発用アクチュエータ３０ｂの反発部材は待機位置に復帰するので、掃除機本体２は障害物ＯＢ１から距離Ｌ１離れた状態となり、掃除機本体２を家具などの障害物ＯＢ１から離した状態で安全に引き回すことができる。
【００６９】
もちろん、真ん中の反発用アクチュエータ３０ｂではなく、前側の反発用アクチュエータ３０ａの押し板が障害物ＯＢ１に接触すると前側の反発用アクチュエータ３０ａが突出操作され、後側の反発用アクチュエータ３０ｃの押し板が障害物ＯＢ１に接触すると後側の反発用アクチュエータ３０ｃが突出操作される。また、複数の反発用アクチュエータを同時に駆動させる場合も起こり得る。いずれの場合でも、掃除機本体２が距離Ｌ１だけ障害物ＯＢ１から離れることは同じである。
【００７０】
次に、図６および図７を用いて上記の反発システムの好ましい制御構成について説明する。図６は、反発システム構成を示す制御ブロック図であり、図７は、反発システムのフローチャートである
【００７１】
図６に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、障害物検知手段２１、測距手段２２、方向検知手段２３、計時手段２４、および、これらを一体に管理制御する制御手段２０と、反発用アクチュエータ３０を掃除機本体２に備えた構成とされる。
【００７２】
障害物検知手段２１は前述した障害物検知手段Ｓ１〜Ｓ３が相当する。測距手段２２は障害物との距離が判別できるものであればよく、例えば、１ｃｍ以内に接近していることが判別可能な光学式の近接センサを用いることができる。また、同一の障害物検知手段Ｓ１〜Ｓ３が障害物検知手段２１と測距手段２２を兼務する構成であってもよい。
【００７３】
方向検知手段２３は、例えば、方向や傾斜度合いが判別可能なジャイロセンサを用いるとよい。このような方向検知手段２３を用いることにより、掃除機本体２の方向や傾斜度合いを検知することができ、傾斜度合いに応じて反発用アクチュエータ３０の反発速度や反発強度を変更することが可能になる。
【００７４】
計時手段２４は、時間を計測するタイマー手段であって、反発用アクチュエータ３０の突出操作時間を制御することに用いる。そのために、一旦突出操作した反発用アクチュエータ３０を所定時間経過後に待機位置に戻す操作を行うことが可能になる。
【００７５】
図６に示す反発システム構成を備えた電気掃除機であれば、図７のフローチャートに示す反発システムを実行することができる。
【００７６】
電気掃除機１を駆動開始すると、上記の各手段がオン状態となり反発システムも動作開始（ステップＳ１）となる。ステップＳ２で障害物検知手段２１が障害物を検知すると、測距手段２２を介して障害物との距離計測が実行（ステップＳ３）され、予め定める距離以内であることが検知されると、図中のＹＥＳ方向に進み、反発用アクチュエータ３０が突出操作される（ステップ４：反発用アクチュエータ作動）。
【００７７】
ステップＳ３にて障害物との距離計測が実行され、予め定める距離よりも離れていることが検知されると、図中のＮＯ方向に進み、反発用アクチュエータ３０の突出操作は行われない。
【００７８】
ステップＳ４にて反発用アクチュエータ３０が突出操作されると、ステップＳ５の計時手段２４を用いた所定時間計測に進み、所定時間経過したことが検知されると、図中のＹＥＳ方向に進み、反発用アクチュエータ３０が待機位置に戻され収納され（ステップ６：反発用アクチュエータ収納）、動作終了（ステップ７）となる。
【００７９】
ステップＳ５にて所定時間計測が実行され所定時間経過したことが検知されない間は、図中のＮＯ方向に進み、反発用アクチュエータ３０の収納操作は行われない。
【００８０】
このように、測距手段２２と計時手段２４を備えた構成であれば、掃除機本体２が障害物に接触する前の近接した状態を検知して、反発用アクチュエータ３０の突出操作を行うことができる。また、一旦突出した反発部材を待機位置に戻して収納するまでの時間を予め定めておくことができる。
【００８１】
例えば、測距手段２２を介して、障害物までの距離が１ｃｍ以下になったことを検知すると反発用アクチュエータ３０の突出操作を行うことができる。また、この場合の反発用アクチュエータ３０の移動量Ｌ１は１ｃｍ以上、例えば、３ｃｍとしておく。すなわち、障害物までの距離が１ｃｍ以下になったことを検知すると反発用アクチュエータ３０の突出操作を行い反発部材が３ｃｍ突出して、掃除機本体２と障害物との離間距離を３ｃｍ以上に維持することができる。
【００８２】
また、計時手段２４を介して。所定時間経過後（例えば３秒後）に反発用アクチュエータ３０の復帰操作を行うことにより、一旦突出した反発用アクチュエータ３０の反発部材を速やかに引き戻す構成となって、その後の掃除機本体２の走行移動の際に障害物との衝突を抑制することが可能になる。すなわち、掃除機本体２が家具などの障害物に衝突する回数を減らすことができる。また、一旦衝突しても、その後、速やかに走行可能になる。
【００８３】
次に、方向検知手段２３を用いる場合に好適な電気掃除機の変形例について図８Ａ、図８Ｂを用いて第４実施形態として説明する。
【００８４】
〈第４実施形態〉
図８Ａに、車輪フレームを備えた変形例の電気掃除機（第４実施形態の電気掃除機１Ａ）を示す。図に示すように、この電気掃除機１Ａは、ダンパー１５およびスプリング１６を介して接続される車輪フレーム１３に自在キャスタから成る前部車輪１１と後部車輪１２を備えた構成とされている。
【００８５】
車輪フレーム１３は、その中央部を掃除機本体２に支軸１４を介して旋回自在に、また搖動自在に装着され、支軸１４を中心にしてその四方がスプリング１６を介装したダンパー１５を介して弾性支持されている。また、同じく支軸１４を中心にしてその四方に前部車輪１１と後部車輪１２とが配設されている。
【００８６】
上記構成の電気掃除機１Ａであれば、スプリング１６を介装したダンパー１５がサスペンション機能を発揮して、掃除機本体２が障害物に衝突した際、もしくは、障害物に当接して反発用アクチュエータ３０ａ〜３０ｃが突出操作された際に、掃除機本体２に付加される衝撃力を緩和して、本体の傾きを調整し、安定した反発移動を行うことができる。
【００８７】
また、この電気掃除機１Ａが前述した方向検知手段２３を備えていれば、掃除機本体２の傾きを検出できるので、この傾きに応じて複数のアクチュエータ３０ａ〜３０ｃの突出操作を制御することが可能になる。
【００８８】
すなわち、掃除機本体２の傾きを所定範囲内の傾きに抑えるようにして、複数のアクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）の突出操作を制御することができる。また、傾きすぎた掃除機本体２の姿勢を修正するように、下側に傾いた側のアクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）の突出操作を制御することができる。
【００８９】
この場合に、ダンパー１５およびスプリング１６を介して接続される車輪フレーム１３に自在キャスタから成る前部車輪１１と後部車輪１２を備えた構成であれば、掃除機本体２が障害物に衝突して反発用アクチュエータ３０（３０ａ〜３０ｃ）が突出操作された際に、掃除機本体２に付加される衝撃力を緩和して、掃除機本体２が大きく傾くことを効果的に抑制して、安定した反発移動を行うことができる。
【００９０】
上記したように、本発明によれば、掃除機本体が家具などの障害物に接触すると、障害物検知手段がこの障害物を検知して、制御手段を介して反発用アクチュエータが備える反発部材を外向きに突出するので、この反発部材が障害物を押すことになって、掃除機本体を障害物から引き離すことができる。従って、一旦衝突した後は、掃除機本体が障害物から離れた位置を走行することになり、掃除機本体の家具などへの衝突回数を減らすことが可能で、衝突した後は再び衝突しないので、速やかに安全に走行可能になって、操作性の向上した電気掃除機を得ることができる。
【００９１】
また、反発部材を構成する押し板の外表面に弾性体を装着し、この押し板を掃除機本体の側面部に露出しているので、この押し板が家具などに当接しても、押し板が外向きに突出操作されてこの押し板が衝突しても、家具などを傷付けることがない。
【００９２】
また、反発用アクチュエータを固定側マグネット部と移動側マグネット部を備えるマグネット式反発装置とし、固定側マグネット部は電磁石から成り、移動側マグネット部は永久磁石から成る構成とすることにより、固定側の電磁石の磁力を通電する電流の向きと大きさを制御することで、磁力の極性と強度を制御することができる。従って、固定側マグネット部と移動側マグネット部とを吸引させることも反発させることも容易に制御でき、その強度も調整できるので、強く押し出すことや緩やかに押し出すこと、また、ゆっくり押し出して素早く引き戻すことも可能になる。
【００９３】
従って、本発明に係る電気掃除機は、掃除機本体の家具などへの傷付けや引っ掛かりを抑制し、操作性が向上して利便性の高い電気掃除機となる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
そのために、本発明に係る電気掃除機は、掃除中に家具などに衝突して家具などを傷つけたり引っ掛かったりしないで、操作性が向上して利便性を高くすることが求められる電気掃除機に好適に利用可能となる。
【符号の説明】
【００９５】
１    電気掃除機
２    掃除機本体
３    接続ホース
４    ハンドル部
５    延長管
６    吸込ノズル
１１    車輪（前部車輪）
１２    車輪（後部車輪）
１３    車輪フレーム
３０、３０Ａ、３０Ｂ    反発用アクチュエータ
３１    移動体摺動収容室
３２    固定側マグネット部
３３    移動側マグネット部
３４、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ    アクチュエータ軸
３５    押し板
３６    弾性体
３７    コイルバネ（付勢手段）
Ｌ１    移動量（距離）
ＯＢ１  障害物
Ｓ、Ｓ１〜Ｓ３    障害物検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014030645.tif 000009
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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