(57)【要約】【課題】手動操作で塵を吸引して掃除を行う掃除機を自立走行により自動的に掃除できるように変更できるものにおいて、自立走行時の構成を十分に小型化する。【解決手段】左右に車輪４，５を回転自在に設けるとともにこの車輪の車軸５ａ，５ｂに車輪ギア６，７を設け、空気流路接合部９に連通した集塵室１０及びこの集塵室を介して吸引空気流を発生させるクリーナモータ１１を内蔵し、手動吸引機構を着脱自在に設けた掃除機本体１と、手動吸引機構を離脱した状態で掃除機本体１に着脱自在に設けられ、駆動モータ１４，１５及び掃除機本体への装着時駆動モータの回転を掃除機本体の車輪ギアに伝達する伝達ギア機構１６，１７を設けるとともに、掃除機本体への装着時空気流路接合部９に連通し、クリーナモータの動作により床面から吸引した塵を空気流路接合部に案内する空気流路１８を形成した自立走行吸引機構３を備えている。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右に車輪を回転自在に設けるとともにこの車輪の車軸に車輪ギアを設け、空気流路接合部に連通した集塵室及びこの集塵室を介して吸引空気流を発生させるクリーナモータを内蔵し、前記空気流路接合部に対して床面から吸引した塵を案内する空気流路を形成した手動吸引機構を着脱自在に設けた掃除機本体と、
前記手動吸引機構を離脱した状態で前記掃除機本体に着脱自在に設けられ、駆動モータ及び前記掃除機本体への装着時前記駆動モータの回転を前記掃除機本体の車輪ギアに伝達する伝達ギア機構を設けるとともに、前記掃除機本体への装着時前記空気流路接合部に連通し、前記クリーナモータの動作により床面から吸引した塵を前記空気流路接合部に案内する空気流路を形成した自立走行吸引機構と、
を備えたことを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手動吸引操作によって掃除を行うことも自立走行によって掃除を行うこともできる電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気掃除機としては、前後の中央にキャスタを配置するとともに中央部の左右に走行輪を配置し、各走行輪をそれぞれ独立した駆動モータで回転駆動する走行部を設け、この走行部の上に家庭用電気掃除機を搭載する搭載部を載せ、この搭載部の前部に家庭用電気掃除機のノズルバルブを保持する保持部を設けた自立移動台車を使用し、家庭用電気掃除機を搭載部に搭載し、ノズルバルブを保持部で保持した状態で走行部の駆動モータを動作して台車を走行させるとともに電気掃除機を駆動して清掃を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１１８９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このように家庭用電気掃除機をそのまま台車に載せて走行させるものでは、電気掃除機に備えられている車輪を全く使用せず、台車に設けた走行輪及びキャスタを使用して走行するため、全体としては電気掃除機と自立移動台車をそのまま合わせた構成となり、装置が大型化する問題があった。
【０００４】
本発明は、手動操作で塵を吸引して掃除を行う掃除機を自立走行により自動的に掃除できるように変更できるものにおいて、自立走行時の構成を十分に小型化できる電気掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、左右に車輪を回転自在に設けるとともにこの車輪の車軸に車輪ギアを設け、空気流路接合部に連通した集塵室及びこの集塵室を介して吸引空気流を発生させるクリーナモータを内蔵し、空気流路接合部に対して床面から吸引した塵を案内する空気流路を形成した手動吸引機構を着脱自在に設けた掃除機本体と、手動吸引機構を離脱した状態で掃除機本体に着脱自在に設けられ、駆動モータ及び掃除機本体への装着時駆動モータの回転を掃除機本体の車輪ギアに伝達する伝達ギア機構を設けるとともに、掃除機本体への装着時空気流路接合部に連通し、クリーナモータの動作により床面から吸引した塵を空気流路接合部に案内する空気流路を形成した自立走行吸引機構を備えたものにある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、手動操作で塵を吸引して掃除を行う掃除機を自立走行により自動的に掃除できるように変更できるものにおいて、自立走行時の構成を十分に小型化できる。従って、運搬も容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。  
図１は掃除機本体１に手動吸引機構２を装着した電気掃除機を示し、これは通常家庭で使用する電気掃除機の構成になっている。図２は前記掃除機本体１に自立走行吸引機構３を装着した自立走行電気掃除機を示している。
【０００８】
前記掃除機本体１は、図３及び図４に示すように、左右に車輪４、５を回転自在に設けるとともにこの各車輪４、５の車軸４ａ、５ａに車輪ギア６、７を車輪４、５と一体化して設けている。また、前記掃除機本体１は、前記手動吸引機構２に形成されている空気流路８の後端に設けた接合部８ａを接合する空気流路接合部９、この空気流路接合部９に連通した集塵室１０及びこの集塵室１０を介して吸引空気流を発生させるクリーナモータ１１を内蔵している。また、底部後方部に方向が自在に変化する従動輪２１を設けている。
【０００９】
前記手動吸引機構２は、空気流路８の先端部を、吸込口を設けたノズル部１２に連通している。前記手動吸引機構２は、接合部８ａを図中点線の矢印で示すように空気流路接合部９に接合した状態でノズル部１２を床面に接触させて、手元に設けられた操作スイッチ（図示せず）を操作してクリーナモータ１１を駆動させると、図中実線の矢印で示すような吸引空気流を発生する。すなわち、ノズル部１２→空気流路８→空気流路接合部９→集塵室１０→クリーナモータ１１→排気口１３の順に流れる吸引空気流を発生する。そして、このとき、ノズル部１２の吸込口から吸い込んだ塵を集塵室１０に集めることで床面を掃除する。
【００１０】
この電気掃除機を自立走行電気掃除機として機能させるときには、掃除機本体１から手動吸引機構２を離脱させる。代わって、自立走行吸引機構３を掃除機本体１に装着させる。前記自立走行吸引機構３は、図５及び図６に示すように、前記左右の車輪４、５を駆動するための左右の駆動モータ１４、１５と、この左右の駆動モータ１４、１５の回転をそれぞれ各車輪ギア６、７に伝達するための伝達ギア機構１６、１７と、床面から塵を吸引して搬送する空気流路１８と、外部の障害物との距離を測定するための距離センサ１９と、段差など低い位置の障害物を直接波検知するバンパセンサ２０を備えている。
【００１１】
自立走行吸引機構３を掃除機本体１に装着させると、空気流路１８の後端部１８ａが前記空気流路接合部９に接合する。また、前記伝達ギア機構１６、１７が車輪ギア６、７にそれぞれ歯合する。なお、自立走行吸引機構３には後述するバッテリや電源回路が搭載されている。
【００１２】
従って、自立走行吸引機構３を掃除機本体１に装着したときには、左右の駆動モータ１４、１５の動作により、その回転が伝達ギア機構１６、１７、車輪ギア６、７を介して車輪４、５に伝達される。これにより、掃除機本体１は自立走行する。そして、左右の駆動モータ１４、１５の回転速度を変えることで左右の車輪４、５の回転が変化し、左右に方向を変更することができる。
【００１３】
図７は自立走行吸引機構３を掃除機本体１に装着して自立走行電気掃除機として機能させるときの制御部の構成を示すブロック図で、３１は制御部本体を構成するＣＰＵ（中央処理装置）、３２はこのＣＰＵ３１が各部を制御するためのプログラムデータ等を格納したＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）、３３は前記ＣＰＵ３１が演算に使用するメモリ等を設けたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、３４はＩ／Ｏポートである。前記ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、Ｉ／Ｏポート３４は互いにバスライン３５によって電気的に接続されている。これらの回路部品は掃除機本体１側に収納されている。
【００１４】
前記Ｉ／Ｏポート３４には、前記左駆動モータ１４を駆動制御するモータドライバ３６、前記左駆動モータ１４の回転を検知して左車輪４の回転角を検出する左車輪回転角エンコーダ３７、前記右駆動モータ１５を駆動制御するモータドライバ３８、前記右駆動モータ１５の回転を検知して右車輪５の回転角を検出する右車輪回転角エンコーダ３９が接続されている。また、前記Ｉ／Ｏポート３４には、前記距離センサ１９、バンパセンサ２０、ユーザインターフェース４０が接続されている。前記ユーザインターフェース４０は掃除機本体１側に収納されるが、その他は全て自立走行吸引機構３側に設けられている。
【００１５】
前記自立走行吸引機構３には、また、バッテリ４１とこのバッテリ４１から電源の供給を受けて各部に所望の電源電圧を供給する電源回路４２が設けられている。そして、自立走行吸引機構３を掃除機本体１に装着したとき、同時に両者間の電気的接続も行うようになっている。  
なお、図示はしないが前記ＣＰＵ３１はＩ／Ｏポート３４を介して前記クリーナモータ１１も駆動制御するようになっている。
【００１６】
従って、自立走行吸引機構３を掃除機本体１に装着して自立走行電気掃除機として機能させるときには、ＣＰＵ３１がモータドライバ３６を制御して左駆動モータ１４を回転駆動するとともにモータドライバ３８を制御して右駆動モータ１５を回転駆動する。これにより、左右の車輪４、５が回転し自立走行する。そして、左車輪回転角エンコーダ３７、右車輪回転角エンコーダ３９の検出出力によって左右の車輪４、５の回転角を検出できるので、走行距離や方向を演算によって求めることができる。また、距離センサ１９やバンパセンサ２０からの検出出力によって障害物を避けながらの走行ができる。そして、このような走行制御を行いつつクリーナモータ１１を駆動することで床面を掃除することができる。
【００１７】
このように、自立走行吸引機構３を掃除機本体１に装着して自立走行電気掃除機として機能させるときには、自立走行吸引機構３に設けた駆動モータ１４、１５の回転を伝達ギア機構１６、１７及び車輪ギア６、７を介して車輪４、５に伝達するようになっているので、手動吸引機構２を装着した通常の電気掃除機のときに使用する掃除機本体１を車輪も含めてそのまま使用することができる。従って、別途台車を使用することはなく、自立走行時の構成を十分に小型化できる。従って、このような構成の自立走行電気掃除機は容易に運搬することができる。
【００１８】
なお、この実施の形態では左右の車輪に対して個々に駆動モータを設ける構成としたが必ずしもこれに限定するものではなく、左右の車輪を１本の車軸に固定し、この車軸に操舵も可能なギア機構を取り付け、１個の駆動モータの回転を、伝達ギア機構を介して操舵も可能なギア機構に伝達し、左右の車輪を回転する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る、掃除機本体に手動吸引機構を装着した電気掃除機を示す図。
【図２】同実施の形態に係る、掃除機本体に自立走行吸引機構を装着した自立走行電気掃除機を示す図。
【図３】同実施の形態において手動吸引機構を装着する電気掃除機の内部構成を示す側面図。
【図４】同実施の形態において手動吸引機構を装着する電気掃除機の内部構成を示す平面図。
【図５】同実施の形態に係る自立走行電気掃除機の自立走行吸引機構と掃除機本体の内部構成を示す側面図。
【図６】同実施の形態に係る自立走行電気掃除機の自立走行吸引機構と掃除機本体の内部構成を示す平面図。
【図７】同実施の形態に係る自立走行電気掃除機の制御部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２０】
１…掃除機本体、２…手動吸引機構、３…自立走行吸引機構、４，５…車輪、６，７…車輪ギア、９…空気流路接合部、１０…集塵室、１１…クリーナモータ、１４，１５…駆動モータ、１６，１７…伝達ギア機構、１８…空気流路。
【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】
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