(57)【要約】【課題】  掃除機底面の形状に依存することなく、掃除機本体を清掃面に対して停止させることができ、かつ不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることを低減することが出来る掃除機を提供することを課題とする。【解決手段】  掃除機の本体１０１と、車輪６と、本体１０１に付属し、本体１０１と車輪６の間に存在し、車輪６が接することにより、車輪６の回転を停止させる制動部材２とを備えたことを特徴とする。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
車輪と、
前記本体に付属し、前記本体と前記車輪の間に存在し、前記車輪が接することにより、前記車輪の回転を停止させる制動部材とを備えた
ことを特徴とする掃除機。
【請求項２】
前記本体に対して弾性力によって所定の間隔をあけて前記車輪を支持する弾性体を有し、該弾性体の弾性力に抗して前記車輪が前記本体に近づくことによって、前記車輪が前記制動部材に接する
ことを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【請求項３】
前記車輪の表面は凹凸形状を有し、前記制動部材の前記車輪と接する面の形状は、前記車輪の表面とかみ合う形状である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除機の車輪周辺の機構に関するものであり、キャニスター形、スタンド形等の掃除機、特に自走式掃除機などに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
掃除機はその本体の大きさが比較的小さく、ともすれば清掃者や周りに居る者が不意に踏みつけてしまったり、不意に手などをついてしまったりすること（以下、これらをまとめて、不意に踏みつけると記載する）も生じうる。特に自動で清掃を行っているロボット型などの自走式の掃除機では、掃除を均一に行う為ランダムに室内を走行する。その結果、自走式掃除機が知らないうちに人に近寄ってきていることも大いに起こりえ、近くに居る者が自走式掃除機を不意に踏みつけてしまうことが生じやすい。
【０００３】
人が踏みつけた際には、その踏みつけた時の勢いにより、自走式掃除機がその底部に備えられたキャスターや駆動輪によって大きく移動し、踏みつけた人が転倒する可能性のある姿勢に陥る場合がある。
【０００４】
そこで、たとえば特許文献１においては、キャスターを備えた自律移動表面処理装置に装置全体を覆う剛体の外郭カバーが備えられ、当該カバーを押し込む向きに外力が加わった場合には当該カバーが押し込まれて床面と接触することにより、もしくは装置本体底面が床面と接触することにより制動力を発揮し、人が踏みつけた場合に装置がローラースケートのように動いて「滑走飛び出し」を起こす不具合を低減させる技術が開示されている。
【特許文献１】特表２００３−５３４０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、装置の外郭カバーを床と接触させる従来技術によると、外郭カバーを床と接触させることで装置に対する床からの制動力を発揮させるが、普通その外郭カバーと床とが接触する部分の面積は狭く、フローリングなどの平滑な床面の時には外郭カバーが滑って十分な制動力が発揮できない場合がある。
【０００６】
また、装置本体底面が床面と接触することにより上述の制動力を発揮する技術においては、その制動力発揮のために装置本体底面に水平かつ十分な面積を有する面（接触面）が必要である。しかし、掃除機においては、床面の段差や敷物などを乗り超える機能が要求され、そのため、例えば図４に示す曲面８のように掃除機底面の一部分を曲面形状とする場合がある。すなわち、同図のように、掃除機の前方下部における清掃面から見た高さをその後方下部と比して高くとることで、走行時にある程度の高さの床面の段差等を乗り越えることが容易となる。また底面の曲面形状により、床面の段差等に乗り上げてしまったとしても、底面に当該段差等が引っ掛かることなく容易に乗り越えられる確率が高まる。このような形状の場合には、掃除機底面に水平かつ十分な面積を有する接触面を備えることが困難となる。
【０００７】
さらに、掃除の際に掃除機を移動させると、ロボット底面に埃などが付着することが十分予測され、上述の外郭カバーや掃除機本体底面を床面と接触させて制動力を得る技術においては、付着した塵などにより制動力が低下することが懸念される。
【０００８】
一方、センサを用いて外力等を検知して機械的や電気的な制御で自動的にブレーキパッドを動かす技術が存在するが、演算処理や当該演算処理後にブレーキパッドを動かす際に時間を要するので、センサが外力等を検知してからブレーキパッドがブレーキを掛けるまでに時間ロスを要し、当該時間ロスにより空走期間が存在する。よって、上記と同様に、その空走期間の間に掃除機が大きく移動し、結果踏みつけた人が転倒する姿勢に陥る可能性が高まる。
【０００９】
そこで、本発明は、掃除機底面の形状に依存することなく、不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした場合でも掃除機本体を清掃面に対して停止させることができ、かつ不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることを低減することが出来る掃除機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る掃除機は、掃除機の本体と、車輪と、前記本体に付属し、前記本体と前記車輪の間に存在し、前記車輪が接することにより、前記車輪の回転を停止させる制動部材とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
前記本体と前記車輪の間に存在し、前記車輪が接することにより、前記車輪の回転を停止させる制動部材を備えることで、掃除機底面の形状に依存することなく、不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした場合でも掃除機本体を清掃面に対して停止させることができ、かつ不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることを低減することが出来る。
【００１２】
なお、前記本体に対して弾性力によって所定の間隔をあけて前記車輪を支持する弾性体を有し、該弾性体の弾性力に抗して前記車輪が前記本体に近づくことによって、前記車輪が前記制動部材に接してもよい。
【００１３】
また、前記車輪の表面は凹凸形状を有し、前記制動部材の前記車輪と接する面の形状は、前記車輪の表面とかみ合う形状であってもよい。
【００１４】
上記のように制動部材の車輪側の形状が車輪の表面とかみ合う形状をなすことで、より高い制動力の確保が可能となり、掃除機底面の形状に依存することなく、不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした場合でも掃除機本体を清掃面に対して停止させることができ、かつ不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることを低減することが出来る。
【００１５】
なお、制動部材が「本体に付属する」とは、当該制動部材が本体に固定されて取り付けられる場合や、ある程度の範囲で移動が可能な態様で本体に取り付けられる場合を含むものである。
【００１６】
車輪の表面とかみ合う形状とは、例えば制動部材の車輪側の形状の凸部分と車輪の表面の凹部分とが対応する形状、または制動部材の車輪側の形状の凹部分と車輪の表面の凸部分とが対応する形状を含むものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、掃除機底面の形状に依存することなく、不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした場合でも掃除機本体を清掃面に対して停止させることができ、かつ不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることを低減することが出来る掃除機を提供することができる。
【００１８】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。
【００１９】
ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２１】
まず、図１、図２に実施の形態に係る掃除機の構成を示す。なお、本実施形態ではロボット型などの自走式掃除機を使用して説明を行うが、キャニスター形、スタンド形等の清掃者が集塵ノズルを使用して掃除する掃除機であっても、人が自走式掃除機を不意に踏みつけてしまい転倒する可能性のある姿勢に陥るといった不具合を同じく有するので、自走式掃除機に制限するものではない。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る自走式掃除機を左方から見た図（すなわち掃除機の本体１が進行する方向を前としたときの自走式掃除機の左側面図）、図２は、本実施形態に係る自走式掃除機を後方から見た図である。
【００２３】
図１、図２において、自走式掃除機本体１０１には、清掃面の塵を効率よく集塵するために使用されるブラシ１０２、清掃面の塵を集塵するための吸い込み口１０３が備えられており、本実施形態では吸い込み口１０３が掃除機本体の中央付近に位置しブラシ１０２は吸い込み口１０３の前方に存在する。なお、ブラシ１０２の位置は図１、図２に表された所に限らず、吸い込み口１０３の直近や内部に存在してもよい。自走式掃除機本体１０１は、内部にホイールハウス３などを有し、さらに底面と側面と上面を有し、底面には前輪キャスター１０４、左右両輪である駆動輪１０５、後輪キャスター１０６のための穴を有し、当該前輪キャスター１０４、左右両輪である駆動輪１０５、後輪キャスター１０６を有する。これらにより、掃除機は自走することができる。
【００２４】
図３に本実施形態における車輪６周辺の一例が示されており、同図（ａ）は掃除機本体に外力を受けていないときの側面図であり、同図（ｂ）は例えば掃除機が踏みつけられるなどして外力を受けたときの側面図である。外力とは、例えば掃除機の本体を清掃面に対して押し付ける方向の力を含むものである。なお、同図（ｃ）は同図（ａ）の正面図である。
【００２５】
同図において、支持部材１は掃除機本体１０１に取り付けられており、本体１０１の一部たるホイールハウス３と車輪６の間に存在して車輪を支持している。ブレーキパッド等の制動部材２は掃除機本体の一部であり車輪６が納まる弧状の部位であるホイールハウス３に付属し、本体１０１と車輪６の間に存在する。具体的には、ホイールハウス３の弧状の面の下側、すなわち弧状の車輪６側の面に取り付けられる。弾性を有するバネなどである弾性体４は支持部材１の中に設けられ、弾性体４の上端は支持部材１内部のストッパーに接し、下端は回転軸７に接している。弾性体４は本体１０１の一部たるホイールハウス３と車輪６の間に存在しており、本体１０１と車輪６を離す方向へ弾性力を及ぼし、当該弾性力によって本体１０１の一部たるホイールハウス３に対して所定の間隔、少なくとも後述の間隙距離以上あけて車輪６を支持する。ガイド５は矩形状の窓で支持部材１に設けられ、車輪の回転軸７の上下方向の移動をガイドし、上限下限を有する。ガイド５の上限は、掃除機が清掃面に腹打ちしないように定められ、一方下限は吸い込み口１０３における集塵能力がある一定能力以下とならない程度に定められる。なお、車輪６と制動部材２が接触するまで回転軸７が上方へ移動せねばならないことから、回転軸７の上限はガイド５の上限以下となる。尚、ガイド５は窓となっていなくても、例えば溝状であっても良い。車輪６と制動部材２との間は上記のように間隙距離だけ離れている。車輪６の回転軸７は、ガイド５に沿って上限〜下限の範囲内で上下に動くことが可能である。なお図３においては、回転軸７自身は回転しないで、内部にボールベアリング等を有する車輪６が回転軸７に対して回転する。
【００２６】
支持部材１の形状は長方形を成し、その上部付近が掃除機本体１０１に対してねじで固定される。制動部材２の形状はホイールハウス３の弧状に合致するような弧状となっている。なお制動部材２は、車輪６を停止させる確実性が向上するようにホイールハウス３に対してねじで固定されており、当該ねじの上部が制動部材２からはみ出して車輪６とねじとが接触することが無い様にねじ全体が制動部材２中に収まるようになっている。更に制動部材２は、車輪６を停止させる確実性が向上するように接着剤が塗布されてホイールハウス３（すなわち掃除機本体１０１）に接着される。ホイールハウス３の形状は車輪６が収まる様に弧状形状、即ち車輪６を覆うような形状を成す。弾性体４の形状は円柱状の平バネであり、その一端はストッパーに他端は回転軸７に脱落しない構造で固定される。ガイド５の形状は短径状の窓の形状をしている。車輪６の材質には例えばゴムや樹脂が用いられる。回転軸７の形状は棒状をなし、ガイド５を通る部分の断面形状は、ガイド５の短辺部の長さをその一辺の長さとする正方形を成す。また回転軸７の長さ方向の中央付近部分の断面形状は円形を成し、ホールベアリングに接する。
【００２７】
同図（ａ）および（ｂ）においては、他の符号の部位の説明のため、支持部材１を点線で記載し透明化している。また同図は車輪６周辺の説明をするために模式化された図である。
【００２８】
具体的には、同図中の制動部材２はホイールハウス３の表面に固定される。車輪６は、前輪キャスター１０４、駆動輪１０５、後輪キャスター１０６のうちの少なくとも一つに相当するものであるが、駆動源との結合機構を有しない前輪キャスター１０４や後輪キャスター１０６に用いられるのが好ましい。
【００２９】
掃除機本体に外力が印加されていない通常時は、回転軸７は弾性体４によって支えられ、弾性体４が車輪６を掃除機本体から離す方向へ力を及ぼすことにより、ホイールハウス３の表面に固定された制動部材２と接触することなく、スムーズに車輪が回転できる。すなわち、弾性体４は少なくとも掃除機本体の重量を支えられる弾性力が必要である。（同図（ａ）の状態。）
掃除機本体が外力を受けた場合には、支持部材１方向の成分の力、具体的には清掃面に対する法線方向の成分の力（この場合は分力）によって、弾性体４の長さが縮められて、同時に車輪６と制動部材２の間隙距離が縮まり、車輪６の回転軸７はガイド５に沿って上方へ移動する。この結果、車輪６はホイールハウス３の表面に固定された制動部材２に押し付けられ、制動部材２は車輪６と接する。この結果、車輪６の回転は掃除機本体１０１に対して停止する。一方、車輪６と清掃面との間にも車輪６が清掃面をグリップする摩擦力によって清掃面から制動力が発生し、車輪６は清掃面に対して停止する。よって、掃除機本体は清掃面に対して停止する。なお、弾性体４は掃除機本体の重量を支えられることに加え、例えば子供の体重であっても更には子供の体の一部である片足分の重量であっても、その長さが充分縮むことができるような範囲の弾性力である必要がある。（同図（ｂ）の状態。）
その後外力の印加が失われると、回転軸７は弾性体４の弾性力によりガイド５に沿って下方に移動し、制動部材２と車輪６との接触がなくなり、再びスムーズに車輪６が動くようになる。（同図（ａ）の状態に戻る。）
以上の構成によると、掃除機底面の形状に依存することなく、人が転倒する可能性を引き起こす掃除機への踏みつけに連動して、車輪６を清掃面に対して停止させることができ、掃除機本体を清掃面に対して停止させることができる。
【００３０】
なお図３中の制動部材２は、ホイールハウス３の表面に固定されていると述べたが、車輪６に対して制動力を与え、最終的に車輪の掃除機本体に対して停止させることができるのであれば、掃除機本体に対してある程度の範囲で移動が可能な態様で本体に取り付けられていてもよい。すなわち、制動部材２に対して車輪６を急に停止させた場合にも、掃除機を踏みつけた人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることが考えられるので、ホイールハウス３の表面において制動部材２がある程度の範囲で移動が可能な態様で本体に取り付けられていることで、掃除機を踏みつけた人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることをより低減することができる。なお、制動部材２とホイールハウス３との間にバネなどの弾性体を有して、制動部材２の当該範囲の中心からの移動距離に比例して制動部材２を当該範囲の中心へ戻す復元力が生じるような態様であることが好ましい。
【００３１】
また制動部材２は例えばその車輪と接する面に凹凸形状を有していてもよく、車輪６は例えばその表面に凹凸形状を有していてもよい。更に、制動部材２の凹凸形状の凸部分と車輪の表面の凹部分とが対応する形状、または制動部材２の凹凸形状の凹部分と車輪の表面の凸部分とが対応、一致する形状であってもよい。この場合の方が、制動部材２に対して車輪６を停止させる確実性が向上することから、好ましい形状である。
【００３２】
上述の間隙距離は、不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることを低減するために、掃除機を踏みつけてからその人が掃除機を踏みつけていることを認識できるまでの掃除機の移動距離（すなわち空走距離）に依存して決定されてよい。すなわち、人が掃除機を踏みつけたために、車輪６が制動部材２に押し付けられて車輪６に対して制動力が発生し車輪６が掃除機本体に対して停止するまでの間は掃除機は空走しており、その距離が長くなるほど掃除機を踏みつけた人は掃除機に足を取られて転倒する可能性のある姿勢に陥る。そこで空走距離が、掃除機を踏みつけた人が転倒する可能性のある姿勢に陥らないような距離以下である必要がある。
【００３３】
また上述の間隙距離は、不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることを低減するために、踏みつけてからその人が踏みつけていることを認識できるまでの時間（＝認識時間）に依存して決定されてもよい。すなわち、掃除機を踏みつけた人が踏みつけていることに気付くまでの間に、踏みつけた人が転倒する可能性のある姿勢に陥るような距離未満の距離で掃除機が停止する必要がある。そこで、掃除機本体に踏みつけた人から荷重（＝外力の印加）を受けてから、車輪６が制動部材２に押し付けられて車輪６に対して制動力が発生し車輪６の掃除機本体に対して停止させるまでの時間が認識時間よりも短い必要がある。
【００３４】
以上により、本実施形態によれば、掃除機底面の形状に依存することなく、掃除機本体を清掃面に対して停止させることができ、かつ不意に踏みつけるなどして掃除機に外力を及ぼした人が転倒する可能性のある姿勢に陥ることを低減することができる。
【００３５】
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態に係る自走式掃除機の左側面図である。
【図２】本実施形態に係る自走式掃除機の背面図である。
【図３】本実施形態に係る車輪周辺の一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る自走式掃除機の底面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  支持部材
２  制動部材
３  ホイールハウス
４  弾性体
５  車輪回転軸ガイド
６  車輪
７  車輪回転軸
８  曲面形状
１０１  自走式掃除機本体
１０４  前輪キャスター
１０５  駆動輪
１０６  後輪キャスター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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