(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器部品を収容し底部を有する筐体と、
この筐体を床面上で走行させるよう前記底部から床面側に突出する左右一対の駆動輪と、
前記一対の駆動輪と共に前記筐体を床面上で支持するよう前記底部から床面側に突出する後輪と、
前記筐体の段差への乗り上げを補助するよう前記底部から床面側に突出する１つの前輪と、
前記底部よりも床面側に突出すると共に、前記段差乗り上げ時の衝撃を緩和するように前記底部に設けられた摺接傾斜面と、を備え、
前記前輪は、前記底部において、前記左右一対の駆動輪よりも前方であって、左右方向中央部に設けられており、
前記摺接傾斜面は、左右方向から視て、前記底部の後部へ向かうにつれて床面に接近する平坦なまたは湾曲した傾斜面であって、平面的に視て、前記筐体の前進方向に対して直交する左右方向に沿って延びており、かつ、前記筐体の前進時において前記摺接傾斜面の左右方向全体が前記前進方向に正対しており、
前記摺接傾斜面は、少なくとも前記前輪の左右端部の前方近傍位置に設けられていることを特徴とする自走式電子機器。
【請求項２】
前記摺接傾斜面が１つであり、
前記摺接傾斜面の左右方向の幅が、前記前輪の左右方向の幅よりも広い請求項１に記載の自走式電子機器。
【請求項３】
前記底部における前記摺接傾斜面の前方に床面検知センサが設けられた請求項１または２に記載の自走式電子機器。
【請求項４】
前記前輪は、前記底部に固定される両端を有する軸部と、この軸部を回転可能に挿通させる軸心孔を有するローラとを有し、前記ローラが前記軸部に対して回転する請求項１〜３のいずれか１つに記載の自走式電子機器。
【請求項５】
前記ローラは、前記軸心孔を有する筒形のコア部と、このコア部の外周に設けられた弾性層部とを有してなり、
前記軸部が金属製であり、前記コア部が樹脂製である請求項４に記載の自走式電子機器。
【請求項６】
前記自走式電子機器が、回転ブラシを有する自走式掃除機であり、
前記底部は、前記回転ブラシを回転可能に収納する吸込口と、この吸込口の周縁に着脱可能に設けられた回転ブラシカバーとを有し、
前記前輪が、前記回転ブラシカバーに取り付けられている請求項１〜５のいずれか１つに記載の自走式電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床面上の段差を乗り越え可能な自走式電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の自走式電子機器としては、底部に回転ブラシを有する筐体と、この筐体を床面上で走行させるよう底部から突出して設けられた左右一対の駆動輪と、一対の駆動輪と共に筐体を床面上で支持するよう底部に設けられた後輪と、床面上の段差を転動して筐体の段差への乗り上げを補助する底部に設けられた前輪とを備えた自走式掃除機が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
前輪は、軸部を有するローラからなり、筐体底部に形成された凹部に回転可能に配置されている。具体的には、凹部の左右両側には前輪の軸部両端を回転可能に保持する溝状の保持部が設けられており、左右の保持部に軸部両端を嵌め入れることによって底部からローラが突出した状態で前輪が取り付けられる。
【０００４】
この自走式掃除機によれば、筐体が床面上の段差を乗り越える際、前輪のローラが段差に当たり転動して乗り上がることにより、スムーズに筐体が一対の駆動輪の位置まで直進でき、その後、一対の駆動輪および後輪が段差に乗り上がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−７０９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
床面上の段差としては、例えば、洋室と和室の間を仕切る引き戸の敷居、和室の襖や障子の敷居、畳上に敷いた巻き取り可能なフローリング材等の硬い段差がある。このような硬い段差を筐体が乗り越える際、前輪が段差に衝突することによって破損し、特に、軸部の折損が多く観られた。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、段差乗り越え時の前輪の破損を防止できる自走式電子機器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】
【０００８】
かくして、本発明によれば、電子機器部品を収容し底部を有する筐体と、
この筐体を床面上で走行させるよう前記底部から床面側に突出する左右一対の駆動輪と、
前記一対の駆動輪と共に前記筐体を床面上で支持するよう前記底部から床面側に突出する後輪と、
前記筐体の段差への乗り上げを補助するよう前記底部から床面側に突出する前輪と、
前記前輪の前方近傍の左右位置に設けられ、前記底部よりも床面側に突出すると共に、前記段差乗り上げ時の衝撃を緩和するよう、前記底部の後部へ向かうにつれて床面に接近する摺接傾斜面と、を備え、
前記摺接傾斜面は、前記筐体の前進時において前記筐体の前進方向に正対している自走式電子機器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、緩衝突起部によって前輪に加わる段差乗り上げ時の衝撃が緩和されるため、前輪の破損（特に、軸部の折損）が効果的に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の自走式電子機器の実施形態１を示す斜視図である。
【図２】実施形態１の自走式電子機器の底面図である。
【図３】実施形態１の自走式電子機器の制御回路のブロック図である。
【図４】実施形態１の自走式電子機器における筐体のバンパーを取り外した状態を示す図１対応図である。
【図５】実施形態１の自走式電子機器の側断面図である。
【図６】実施形態１の自走式電子機器の平断面図である。
【図７】（Ａ）は実施形態１の自走式電子機器における回転ブラシカバーの平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は実施形態１の自走式電子機器が段差を乗り越えていく状態を説明する図である。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は段差乗り越え時の緩衝突起部と前輪の状態を説明する図である。
【図１０】実施形態１におけるバンパーの被衝突物への衝突前の状態を示す説明図である。
【図１１】図１０に引き続くバンパーの被衝突物への衝突後の状態を示す説明図である。
【図１２】実施形態１の自走式電子機器における駆動輪ユニットを示す平面図である。
【図１３】図１２の駆動輪ユニットの平断面図である。
【図１４】実施形態１における駆動輪ユニットの駆動輪の変形例であって（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は図１４（Ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図である。
【図１５】実施形態２の自走式電子機器の概略底面図である。
【図１６】実施形態３の自走式電子機器の概略底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
図１は本発明の自走式電子機器の実施形態１を示す斜視図であり、図２は実施形態１の自走式電子機器の底面図であり、図３は実施形態１の自走式電子機器の制御回路のブロック図である。また、図４は実施形態１の自走式電子機器における筐体のバンパーを取り外した状態を示す図１対応図であり、図５は実施形態１の自走式電子機器の側断面図であり、図６は実施形態１の自走式電子機器の平断面図である。
なお、実施形態１では、自走式電子機器として自走式掃除機１の場合を例示して説明するが、本発明は掃除機以外の自走式電子機器（例えば、自走式イオン発生機）にも適用可能である。
【００１２】
実施形態１の自走式掃除機１は、円盤形の筐体２を備え、この筐体２の内部および外部に、衝突検知部４３、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、集塵室１５を構成する集塵ボックス１５ａ、電動送風機５０、筐体２を前後方向へ直進および左右方向へ旋回させる左右一対の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒ、前輪２３、後輪２６、左右一対の充電端子１３、複数の床面検知センサ１８および電子機器部品等を含む制御部、駆動輪２２Ｌ、２２Ｒ、回転ブラシ９、サイドブラシ１０および電動送風機５０等を駆動する駆動源としてのバッテリーなどの構成要素が設けられている。
【００１３】
この自走式掃除機１において、後輪２６が配置されている部分が後方部、後輪２６と反対側が前方部、左右一対の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒが配置されている部分が中間部であり、停止時および水平面の走行時は、左右一対の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒおよび後輪２６の三輪で筐体２を支持している。よって、本明細書において、前進方向（前方）とは自走式掃除機１が前方部側へ進む方向を指し、後退方向（後方）とは自走式掃除機１が後方部側へ進む方向を指し、左右方向とは自走式掃除機１が前進するときの左側と右側の方向を指し、上下方向とは筐体２が三輪にて床面上で支持された状態での上下方向を指す。
【００１４】
筐体２は、前方部における中間部との境界付近の位置に形成された吸込口３１を有する平面視円形の底板２ａと、筐体２に対して集塵ボックス１５ａを出し入れする際に開閉する蓋部を有する天板２ｂと、底板２ａおよび天板２ｂの外周部に沿って設けられた平面視円環形の側板２ｃとを備えている。
【００１５】
底板２ａには左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒの一部を筐体２内に収納するための左右一対の開口部２ａ2が形成さている。また、底板２ａの内面における各開口部２ａ2の周囲には支持部材２ａ4が設けられている。さらに、各駆動輪２２Ｌ、２２Ｒは、後述の走行モータ５１および走行モータ５１の回転駆動力を各駆動輪２２Ｌ、２２Ｒに伝達するギヤを有する駆動力伝達機構２７（図１３参照）を備えた駆動輪ユニットＵＬ、ＵＲにそれぞれ組み込まれており、各駆動輪ユニットＵＬ、ＵＲは各支持部材２ａ4に水平な第２軸心Ｐ2（図１２参照）を介して揺動可能に支持されている。なお、駆動輪ユニットＵＬ、ＵＲについて詳しくは後述する。
【００１６】
また、底板２ａにおいて、吸込口３１の近傍前方であって左右方向の中間位置には、緩衝突起部２４が設けられている。実施形態１の場合、一対の緩衝突起部２４が横並びに設けられており、具体的には、一対の緩衝突起部２４は筐体２の底板２ａと樹脂にて一体成形されたリブである。
【００１７】
この緩衝突起部２４は、自走式掃除機１が床面上の段差を乗り越える際に、前輪２３が段差に勢いよく衝突しないよう衝撃を和らげる役割を担うものであり、段差に摺接するように筐体２の後部へ向かうにつれて床面Ｆに接近する摺接傾斜面２４ａを有している（図８および図９参照）。なお、これについて詳しくは後述する。
【００１８】
また、側板２ｃは、前部のバンパー２ｃ1と後部側板２ｃ2とに二分割された構成であり、後部側板２ｃ2には排気口３２が形成されている。以下、筐体２におけるバンパー２ｃ1を除く部分を筐体本体２ｘという。
【００１９】
筐体２の内部には、走行モータ５１、ブラシ用モータ５２、電動送風機５０、イオン発生器１２０、集塵ボックス１５ａ、制御回路、バッテリー等の部品が設けられ、左右一対の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒおよび後輪２６の三輪で筐体２を支持できるよう筐体２の重心位置は後方部側に配置されている。なお、図６において、筐体２内の中間スペース２ｓ1は集塵ボックス１５ａを収納するスペースであり、後方スペース２ｓ2はバッテリーを収納するスペースである。
【００２０】
図３に示すように、自走式掃除機１全体の動作制御を行う制御回路は、制御部４０、自走式掃除機１の動作に係る設定条件や作動指令を入力する操作パネル４１、走行マップ４２ａを記憶する記憶部４２、電動送風機５０を駆動するためのモータドライバ５０ａ、駆動輪２２Ｌ、２２Ｒの走行モータ５１を駆動するためのモータドライバ５１ａ、回転ブラシ９とサイドブラシ１０を駆動するブラシ用モータ５２を駆動するためのモータドライバ５２ａ、床面検知センサ１８を制御する制御ユニット１８ａ、後述する超音波センサ６を制御する制御ユニット６ａ、後述する移動物検知部４３ｂを制御する制御ユニット４３ａ等を備える。
【００２１】
制御部４０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなるマイクロコンピュータを備え、記憶部４２に予め記憶されたプログラムデータに基いて、モータドライバ５０ａ、５１ａ、５２ａに個別に制御信号を送信し、電動送風機５０、走行モータ５１およびブラシ用モータ５２を駆動制御して、一連の掃除運転を行う。なお、プログラムデータには、床面の広い領域を清掃する通常モード用と、壁際に沿って清掃する壁際モード用のプログラムデータなどが含まれる。
【００２２】
また、制御部４０は、ユーザーによる設定条件や作動指令を操作パネル４１から受け入れて記憶部４２に記憶させる。この記憶部４２に記憶される走行マップ４２ａは、自走式掃除機１の設置場所周辺の走行経路や走行速度などといった走行に係る情報であり、予めユーザーによって記憶部４２に記憶させるか、あるいは自走式掃除機１自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。
【００２３】
また、自走式掃除機１は、図１に示される超音波センサ６を構成する超音波送信部６ｂ1および超音波受信部６ｂ2によって進路上の障害物を検知した場合および掃除領域の周縁に到達した場合、駆動輪２２Ｌ、２２Ｒが一旦停止し、次に左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒを互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、自走式掃除機１は、設置場所全体あるいは所望範囲全体に障害物を避けながら自走して掃除をすることができる。
【００２４】
この自走式掃除機１では、超音波センサ６によって進行方向に障害物が検知されると、その検知信号が制御部４０に送信され、制御部４０が自走式掃除機１を停止又は方向転換するように制御する。
【００２５】
一方、自走式掃除機１の走行時において、超音波センサ６によって障害物が検知されない場合、バンパー２ｃ1が障害物に衝突する。この際、移動物検知部４３ｂによってバンパー２ｃ1が障害物に衝突したことを検知すると、その検知信号が制御部４０に送信され、制御部４０が自走式掃除機１を停止又は方向転換するよう制御する。これについて詳しくは後述する。
【００２６】
図２に示される筐体２の底板２ａにおける前部中央位置および左右のサイドブラシ１０の位置には、前述のように床面を検知する床面検知センサ１８が配置されているので、床面検知センサ１８によって下りの段差が検知されると、その検知信号が後述の制御部に送信され、制御部が両駆動輪２２Ｌ、２２Ｒを停止するよう制御する。それによって、自走式掃除機１の下り段差への落下が防止される。また、制御部４０は、床面検知センサ１８が下りの段差を検知すると、下りの段差を回避して走行するように制御してもよい。
【００２７】
筐体２の底板２ａの前端には、内蔵するバッテリーの充電を行う左右一対の充電用端子１３が設けられている。室内を自走しながら掃除する自走式掃除機１は、掃除が終了すると室内に設置されている充電台に帰還する。
これにより、充電台に設けられた給電端子部に自走式掃除機１の充電用端子１３が接触し、給電端子部が充電用端子１３を介してバッテリーの正極端子および負極端子に接続され、バッテリーへの充電が行われる。商用電源（コンセント）に接続される充電台は、通常、室内の側壁に沿って設置される。なお、バッテリーは、各種モータ等の各駆動制御要素や制御回路に電力を供給する。
【００２８】
自走式掃除機１は、前述のように、左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒと後輪２６の３点で床面Ｆに接触しており、前進時に急停止しても後輪２６が床面Ｆから浮き上がらないようなバランスで重量配分されている（図８（Ａ）参照）。
そのため、自走式掃除機１が前進中に下りの段差の手前で急停止しても、それによって自走式掃除機１が前のめりに傾いて下りの段差へ落下するということが防止されている。なお、駆動輪２２Ｌ、２２Ｒは、急停止してもスリップしないよう、溝を有するゴムタイヤをホイールに嵌め込んで形成されている。
【００２９】
吸込口３１は、床面に対面するよう筐体２の底面（底板２ａの下面）に形成された凹部の開放面である。この凹部内には、筐体２の底面と平行な左右方向の軸心を中心に回転する回転ブラシ９が設けられており、凹部の左右両側には筐体２の底面と垂直な軸心を中心に回転するサイドブラシ１０が設けられている。
【００３０】
また、筐体２の底板２ａにおける吸込口３１の周囲には、前輪２３を有する回転ブラシカバー２５が着脱可能に取り付けられている（図１および図７参照）。なお、回転ブラシカバー２５および前輪２３について詳しくは後述する。
【００３１】
回転ブラシ９は、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成されている。サイドブラシ１０は、回転軸の下端にブラシ毛束を放射状に設けることにより形成されている。回転ブラシ９の回転軸および一対のサイドブラシ１０の回転軸は、筐体２の底板２ａの一部に枢着されると共に、その付近に設けられたブラシ用モータ５２、プーリおよびベルト等を含む動力伝達機構を介して回転可能に連結されている。
【００３２】
筐体２の内部において、吸込口３１と集塵ボックス１５ａの間には吸引路が設けられ、集塵ボックス１５ａと排気口３２の間には排気路が設けられている。
図５に示すように、吸込口３１から筐体２内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、矢印Ａのように吸引路および集塵ボックス１５ａの吸引口１５ａ1を通って集塵ボックス１５ａ内に導かれる。このとき、回転ブラシ９が回転して床面上の塵埃を吸込口体３１へ掻き込むと共に、一対のサイドブラシ１０が回転して吸込口３１の左右側の塵埃を吸込口３１へ掻き集めている。
【００３３】
集塵ボックス１５ａ内に塵埃が集められた後、フィルター１５ｂを通過して塵埃が除去された空気は、矢印Ｂのように集塵ボックス１５ａの排出口１５ａ2、この排出口１５ａ2と接続されたダクト１１４、ダクト１１４に接続された電動送風機５０および排気路３４を通って排気口３２から外部に放出される。なお、図５において、符号１５ｃはフィルター１５ｂを覆う集塵ボックス１５ａのカバーである。
【００３４】
この自走式掃除機１は、左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒが同一方向に正回転して前進し、同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転することにより旋回する。例えば、自走式掃除機１は、掃除領域の周縁に到達した場合および進路上の障害物に衝突した場合、駆動輪２２Ｌ、２２Ｒが停止し、左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒを互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、自走式掃除機１は、設置場所全体あるいは所望範囲全体に障害物を避けながら自走することができる。
【００３５】
＜回転ブラシカバーおよび前輪について＞
図７（Ａ）は実施形態１の自走式電子機器における回転ブラシカバーの平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
図１と図７に示すように、回転ブラシカバー２５は、筐体２の吸込口３１を露出させる開口を有する左右方向に長い枠部２５ａと、枠部２５ａの前端の左右および中間位置に設けられた係止凸部２５ｂと、枠部２５ａの後端の左右位置に設けられた操作凸部２５ｃと、枠部２５ａの前辺部２５ａ1の左右方向中間位置（緩衝突起部２４の後方位置）に設けられた前輪取付用の凹部２５ｄと、枠部２５ａの後辺部２５ａ2に植設された起毛ブラシ２５ｅとを有する。
【００３６】
一方、筐体２の底板２ａの吸込口３１の周縁には、回転ブラシカバー２５の各係止凸部２５ｂおよび各操作凸部２５ｃを係止させる係止凹部が設けられており、各係止凹部に各係止凸部２５ｂおよび各操作凸部２５ｃが係止することにより回転ブラシカバー２５が底板２ａに着脱可能に取り付けられる。なお、操作凸部２５ｃは弾性変形可能であり、ユーザーは指で各操作凸部２５ｃを前方へ押すことにより各操作凸部２５ｃが各係止凹部から外れるため、回転ブラシカバー２５を傾けて取り外すことができる。
【００３７】
前輪２３は、筐体２の底部に固定される両端を有する軸部２３ａと、この軸部２３ａを回転可能に挿通させる軸心孔を有するローラ２３ｂとを有し、ローラ２３ｂが軸部２３ａに対して回転するように構成されている。さらに詳しく説明すると、ローラ２３ｂは、軸心孔を有する筒形のコア部２３ｂ1と、このコア部２３ｂ1の外周に設けられた弾性層部２３ｂ2とを有してなる。なお、ここで言う筐体２の「底部」とは、筐体２の底板２ａおよび回転ブラシカバー２５を含む部分を意味する。
【００３８】
前輪２３において、軸部２３ａは金属製（例えば、ステンレス鋼）である。また、前輪２３のローラ２３ｂにおいて、コア部２３ｂ1は低摩擦特性を有する樹脂製（例えば、ポリアセタール系、ポリアミド系、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂等）であり、弾性層部２３ｂ2は弾性材料製（例えば、ゴム、発泡樹脂等）である。
【００３９】
回転ブラシカバー２５の前輪取付用の凹部２５ｄは、前輪２３のローラ２３ｂの一部を収容するローラ収容部と、ローラ２３ｂから突出した軸部２３ａの両端を収容する左右の軸収容部とを有している。また、左右の軸収容部において、一方の軸収容部には軸部２３ａの一端が差し込まれるボス部２５ｄ1が設けられると共に、他方の軸収容部には軸部２３ａの他端が挟み込まれる一対の挟持片２５ｄ2が設けられている。
【００４０】
前輪２３の軸部２３ａの一端を前輪取付用の凹部２５ｄのボス部２５ｄ1に差し込み、軸部２３ａの他端を一対の挟持片２５ｄ2の間に押し込むことによって、軸部２３ａが筐体２の底部に固定され、固定された軸部２３ａに対してローラ２３ｂは回転することができる。なお、前輪２３を回転ブラシカバー２５から取り外す際は、例えば、針や針金等をローラ収容部に差し込み、てこの原理によって軸部２３ａを一対の挟持片２５ｄ2から抜き出して外部へ引き出すことにより前輪２３を凹部２５ｄから取り出すことができる。前輪２３の取り付けの際はこの逆の手順である。
【００４１】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は実施形態１の自走式電子機器が段差を乗り越えていく状態を説明する図であり、図９（Ａ）および（Ｂ）は段差乗り越え時の緩衝突起部と前輪の状態を説明する図である。
筐体２の底部における前輪２３の前方位置に緩衝突起部２４が設けられたことにより、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、床面Ｆ上を前進する自走式掃除機１が敷居のような硬い段差Ｓを乗り越える際に、前輪２３が段差Ｓに勢いよく衝突することが防止される。
【００４２】
詳しく説明すると、図８（Ａ）、（Ｂ）および図９（Ａ）に示すように、段差乗り越え時、先ず、段差Ｓの角部に緩衝突起部２４の摺接傾斜面２４ａが当たる。すると、摺接傾斜面２４ａが段差Ｓに摺接しながら緩衝突起部２４は段差Ｓを矢印Ａ方向に上る。その後、図９（Ｂ）に示すように、緩衝突起部２４が段差Ｓに乗り上がると、前輪２３が段差Ｓの角部に当たる。
【００４３】
このとき、図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、筐体２の底部から前輪２３の段差Ｓとの当接位置までの距離Ｌ3は、筐体２の底部から緩衝突起部２４の頂部までの距離Ｌ1とほぼ等しく、かつ筐体２の底部から突出した前輪２３の突出寸法Ｌ2よりも短く設定されている。但し、距離Ｌ1は前輪２３の軸部２３ａよりも突出していることが条件である。
【００４４】
距離Ｌ3が小さいほど、段差Ｓの角部に衝突した前輪２３に加わる衝撃は大きくなり、その衝撃によって前輪２３の軸部２３ａが折損する場合がある。本発明において、距離Ｌ3は距離Ｌ2と同じ程度に大きく設定されているため、段差Ｓの角部に衝突した前輪２３の軸部２３ａに加わる衝撃力が大幅に軽減され、その衝撃力の大部分はローラ２３ｂの矢印Ｂ方向の回転力へと変換される。よって、前輪２３の破損（特に、軸部２３ａの折損）が効果的に抑制され、軸部２３ａが金属製であることでより折損し難くなっている。また、それ以前の段差Ｓから受ける緩衝突起部２４の衝撃力の大部分も緩衝突起部２４が矢印Ａ方向へ移動することにより受け流されるため、緩衝突起部２４の破損も抑制されている。
【００４５】
図９（Ｂ）に示す前輪２３が段差Ｓの角部へ当接した状態の後、前輪２３は段差Ｓの角部を転動し、図８（Ｃ）に示すように前輪２３は段差Ｓ上に乗り上がる。段差乗り越えのこれら一連の動作は、振動も少なくスムーズに行われるため、筐体２内に収容された電子機器部品の振動によるダメージも軽減される。また、前輪２３はローラ２３ｂのみが回転し、軸部２３ａは回転しないため、段差Ｓ上の繊維状ダストが軸部２３ａに巻き付き難くなっている。
【００４６】
なお、実施形態１の場合、一対の緩衝突起部２４を横並びに設けた場合を例示したが、これらの緩衝突起部２４は１本に繋がっていてもよい。
【００４７】
＜バンパー、衝突検知部およびそれらの周辺構成について＞
図１に示すように、半円弧形状のバンパー２ｃ1は、周方向中央位置および中央位置の左右複数箇所に円形の孔部を有しており、各孔部から露出するようにバンパー２ｃ1の内面に超音波センサの超音波送信部６ｂ1および超音波受信部６ｂ2が設けられている。実施形態１の場合、バンパー２ｃ1には５個の孔部が一列に形成されており、中央位置と左右両端の孔部に超音波受信部６ｂ2が配置され、中央位置に隣接する２個の孔部に超音波送信部６ｂ1が配置されている。
【００４８】
制御ユニット６ａ（図３）は、超音波センサ６の超音波送信部６ｂ1から超音波を発信させ、発信させた超音波が障害物で反射されて超音波受信部６ｂ2で受信されるまでの時間から障害物までの距離を算出し制御部４０へ検知信号として送信する。
【００４９】
バンパー２ｃ1は、底板２ａ、天板２ｂおよび後部側板２ｃ2の端部で構成された筐体本体２ｘの前方開口部２ｘ1（図４参照）を覆うように、その前方開口部２ｘ1の周縁部に嵌め込まれている。この際、バンパー２ｃ1は、筐体本体２ｘに対して前後および左右方向に可動でありかつ前方開口部２ｘ1から脱落しない嵌め込み構造によって支持されている。
【００５０】
また、図１に示すように、バンパー２ｃ1は、その左右両側の下方位置に隆起部２ｃ12が設けられている（図１０参照）。この隆起部２ｃ12は、バンパー２ｃ1の側面よりも外側へ１〜５ｍｍ程度の突出寸法Ｔで突出している。
【００５１】
図１０は実施形態１におけるバンパーの被衝突物への衝突前の状態を示す説明図であり、図１１は図１０に引き続くバンパーの被衝突物への衝突後の状態を示す説明図である。
図３、図４、図６、図１０および図１１に示すように、衝突検知部４３は、被衝突物である障害物に衝突したバンパー２ｃ1を非接触で検知するよう筐体本体２ｘ内に設けられている。
【００５２】
この衝突検知部４３は、筐体本体２ｘ内に設けられて障害物に衝突したバンパー２ｃ1からの衝撃を吸収する緩衝部４３ｃと、筐体本体２ｘ内に固定された前記移動物検知部４３ｂおよび制御ユニット４３ａとを備え、筐体２内の前部に左右一対設けられている。なお、左右一対の衝突検知部４３は線対称的な同一構造であり、以下では一方（右側）の衝突検知部４３についてのみ説明する。
【００５３】
緩衝部４３ｃは、移動物検知部４３ｂに対して接近離間する方向に移動可能に筐体本体２ｘ内に取り付けられた可動部材４３ｃ1と、可動部材４３ｃ1を介してバンパー２ｃ1の内面を外側へ付勢する付勢部材４３ｃ2とを有する。実施形態１の場合、可動部材４３ｃ1は、バンパー２ｃ1の内面に沿った弓形であり、その前端に短筒部４３ｃ11を有している。付勢部材４３ｃ2としてはコイルスプリング（圧縮バネ）が用いられている。
【００５４】
一方、筐体本体２ｘの底板２ａの前端にはボス部２ａ1が設けられており、このボス部２ａ1と押え部材３とによって可動部材４３ｃ1の短筒部４３ｃ11が挟み込まれ、タッピングネジによって押え部材３が短筒部４３ｃ11を介してボス部２ａ1に固定されている。これにより、可動部材４３ｃ1は短筒部４３ｃ11の垂直方向の軸心Ｐを中心として筐体本体２ｘに対して揺動可能に取り付けられている。
【００５５】
また、可動部材４３ｃ1において、長手方向の中間部には筐体本体２ｘの内側へ突出する突片４３ｃ12が設けられ、突片４３ｃ12よりも後端側にはバンパー２ｃ1の内面に対向する凹部４３ｃ13が設けられ、さらに、突片４３ｃ12よりも前端側には筐体本体２ｘの内側へ突出して付勢部材４３ｃ2であるコイルスプリングの一端に挿入される突起部４３ｃ14が設けられている。
【００５６】
一方、筐体本体２ｘの前部であって可動部材４３ｃ1の上方には回路基板を支持する支持プレート４が設けられ、この支持プレート４の下面の左右位置に前記移動物検知部４３ｂが設けられている。この移動物検知部４３ｂは、バンパー２ｃ1が障害物に衝突することによって相対的に接近する可動部材４３ｃ1の一部（この場合、突片４３ｃ12）を非接触で検知するセンサである。実施形態１では、移動物検知部４３ｂとして、可動部材４３ｃ1の突片４３ｃ12が移動する空間を挟む位置に設けられた投光部４３ｂ1および受光部４３ｂ2を有する光電センサが用いられている。
【００５７】
また、筐体本体２ｘの底板２ａには、前記付勢部材４３ｃ2の他端に挿入される突起部２ａ3が設けられている。これにより、付勢部材４３ｃ2は可動部材４３ｃ1を外側へ弾発的に付勢している。
【００５８】
また、バンパー２ｃ1の内面には、可動部材４３ｃ1の前記凹部４３ｃ13に嵌め込まれる台形凸部２ｃ11が設けられている。これにより、バンパー２ｃ1は、可動部材４３ｃ1を介して付勢部材４３ｃ2によって外側へ弾発的に付勢されており、図７に示す通常の状態においてバンパー２ｃ1と筐体本体２ｘとの間には所定の間隙Ｇ11、Ｇ12が形成されている。このとき、可動部材４３ｃ1の突片４３ｃ12は投光部４３ｂ1と受光部４３ｂ2の間よりも外側に位置しているため、投光部４３ｂ1から照射された光が受光部４３ｂ2にて受光されることになる。
【００５９】
一方、自走式掃除機１の走行時にバンパー２ｃ1が障害物に衝突すると、図１１に示すように付勢部材４３ｃ2の付勢力に抗してバンパー２ｃ1が内側へ押し込まれ、これによって自走式掃除機１および障害物が受ける衝撃が緩和される。このとき、バンパー２ｃ1と筐体本体２ｘとの間が間隙Ｇ21、Ｇ22まで狭まる。すなわち、間隙Ｇ21、Ｇ22となるまでバンパー２ｃ1によって可動部材４３ｃ1が内側へ押し込まれ、それによって突片４３ｃ12が投光部４３ｂ1と受光部４３ｂ2の間に入り込み、突片４３ｃ12によって投光部４３ｂ1から受光部４３ｂ2へ向かって照射される光が遮られる。
【００６０】
制御ユニット４３ａ（図３）は、移動物検知部４３ｂにおける投光部４３ｂ1から受光部４３ｂ2に照射される光が遮られると、遮光されたことを検知して検知信号を制御部４０へ送信する。これにより、制御部４０は、自走式掃除機１が後退または旋回して障害物を回避するようモータドライバ５１ａを介して走行モータ５１を制御する。なお、可動部材４３ｃ1が過度に内側へ押し込まれないよう筐体本体２ｘ内にストッパが設けられており、実施形態１では駆動輪ユニットＵＬ、ＵＲを支持する支持部材２ａ4およびその外面に設けられたクッション材２ａ41がストッパとして機能している。
【００６１】
図１１に示すように、バンパー２ｃ1の左右両側の下部に隆起部２ｃ12を設けたことにより、比較的低い障害物Ｖ、すなわち、筐体２の底面より僅かに高い障害物Ｖ（例えば、敷居、テーブルまたはソファーの逆Ｔ形の脚等）に向かって平行に近い状態で筐体２が接近した場合、隆起部２ｃ12が障害物Ｖに当接してバンパー２ｃ1が押し込まれ易くなっている。そのため、このような低い障害物Ｖに対してもバンパー２ｃ1が感度よく作動し、筐体２は低い障害物Ｖに乗り上げることなく回避できる。
【００６２】
なお、バンパー２ｃ1に隆起部２ｃ12が設けられていない場合、障害物Ｖに向かって平行に近い状態で筐体２が接近すると、障害物Ｖによってバンパー２ｃ1の側部が押し込まれず、障害物Ｖに筐体２が乗り上げてしまう場合がある。その結果、筐体２はその底面（駆動輪より外側）を障害物Ｖ上に擦りながら走行したり、このような走行の途中でエラーが出て停止することがある。
【００６３】
＜駆動輪ユニットについて＞
図１２は実施形態１の自走式電子機器における駆動輪ユニットを示す平面図であり、図１３は図１２の駆動輪ユニットの平断面図である。なお、図１２および図１３では、左側の駆動輪ユニットＵＬを示しており、右側の駆動輪ユニットＵＲの構造は左側の駆動輪ユニットＵＬの構造と左右対称であること以外は同様である。以下、左側の駆動輪ユニットＵＬについて説明する。
【００６４】
駆動輪ユニットＵＬは、駆動輪２２Ｌと、駆動輪２２Ｌを左右方向の第１軸心Ｐ1を中心に回転可能に保持する駆動輪ホルダー２１と、駆動輪ホルダー２１に取り付けられた走行モータ５１と、走行モータ５１の回転力を駆動輪２２Ｌに伝達する駆動輪ホルダー２１内に設けられた駆動力伝達機構２７とを有する。なお、駆動力伝達機構２７は、走行モータ５１の出力軸の回転を減速しながら駆動輪２２Ｌへ伝達する複数のギヤおよび軸を有してなる。
【００６５】
駆動輪ホルダー２１は、外周部の複数箇所にネジにて連結可能とするボス部をそれぞれ有する内側ケース部２１ａおよび外側ケース部２１ｂを備え、その内部は駆動力伝達機構２７を収納するギヤ収納室２１ｒとなっている。また、駆動輪ホルダー２１は、内側ケース部２１ａに走行モータ５１を嵌め入れる円筒部２１ａ1を有している。
【００６６】
前記円筒部２１ａ1は、内側ケース部２１ａの長手方向の一端（前端）側に設けられており、その中心位置には左右方向に貫通する貫通孔２１ａ11が形成されている。そして、この円筒部２１ａ1には貫通孔２１ａ11に出力軸を挿通させるように走行モータ５１が嵌め入れられて固定される。これにより、円筒部２１ａ1の第２軸心Ｐ2上に走行モータ５１の出力軸の軸心が一致する。なお、第１軸心Ｐ1と第２軸心Ｐ2とは平行である。
【００６７】
また、円筒部２１ａ1の外周面の上部には、付勢部材４１としての引っ張りバネの一端を引っ掛ける突起部２１ａ12が設けられている。なお、付勢部材４１の他端は、第２軸心Ｐ2を中心として駆動輪ユニットＵＬを揺動可能に支持する支持部材２ａ4の側面に設けられた突起部２ａ411に引っ掛けられている。
【００６８】
そのため、付勢部材４１の付勢力によって突起部２１ａ12は突起部２ａ411側に引き寄せられ、駆動輪ユニットＵＬは第２軸心Ｐ2を中心として下方へ揺動するよう付勢される。なお、支持部材２ａ4は、駆動輪ホルダー２１の円筒部２１ａ1を回動可能に嵌め入れる孔部をそれぞれ有する内側ケース部２ａ41および外側ケース部２ａ42を有し、下方開口キャップ形に構成されており、筐体２の底板２ａにおける開口部２ａ2の周囲に固定されている。
【００６９】
また、駆動輪ホルダー２１の内側ケース部２１ａおよび外側ケース部２１ｂは、駆動力伝達機構２７のギヤ２７ａと一体化された中空軸２７ｂおよびその中空軸２７ａの孔に挿入されて中空軸２７ｂを回転可能に支持する支持軸２７ｃを第１軸心Ｐ1の位置に回転可能に保持している。さらに、内側ケース部２１ａは、中空軸２７ｂを回転可能に支持しかつ外部へ突出さる孔部を有すると共に、第１軸心Ｐ1を中心とする円環形リブ２１ａ2を外面に有している。
【００７０】
駆動輪２２Ｌは、円環形リブ２１ａ2に隣接するように配置され、円環形リブ２１ａ2側に凹部２２Ｌａを有すると共に、第１軸心Ｐ1を中心とするボス部２２Ｌｂを有している。ボス部２２Ｌｂは、外部に突出した中空軸２７ｂが所定寸法だけ挿入されるよう内部に内フランジ２２Ｌｂ1を有している。
【００７１】
駆動輪２２Ｌの中空軸２７ｂへの取り付けは、内フランジ２２Ｌｂ1に当接するまで中空軸２７ｂをボス部２２Ｌｂ内に挿入し、図示しないタッピングネジを中空軸２７ｂ内にねじ込んで内フランジ２２Ｌｂ1を中空軸２７ｂへ押し付けることにより行われる。なお、中空軸２７ｂおよびボス部２２Ｌｂの凹断面形状を円形ではなく、例えば、円の一部をカットした形状とすることにより、中空軸２７ｂが空転せずに確実に駆動輪２２Ｌへ回転力を伝達できるようにしている。
【００７２】
駆動輪２２Ｌを中空軸２７ｂに取り付けた状態において、駆動輪２２Ｌの凹部２２Ｌａと駆動輪ホルダー２１の内側ケース部２１ａの円環形リブ２１ａ2との間には僅かな隙間（例えば、１ｍｍ程度）が形成されている。特に、凹部２２Ｌａの内周面と内側ケース部２１ａの円環形リブ２１ａ2との間の隙間Ｇｘは１ｍｍ以下が好ましい。
【００７３】
また、内側ケース部２１ａにおいて、円筒部２１ａ1とは反対側の端部と円環形リブ２１ａ2との間には斜めにカットしたテーパ面２１ａ3が設けられている。角部に丸みをつける曲面ではなくテーパ面２１ａ3とすることにより、テーパ面２１ａ3と円環形リブ２１ａ2と駆動輪２２Ｌとで形成されたスペースの開口部および奥部が広くなる。この結果、例えば、自走式掃除機１の走行時に、前記スペースに電子機器のケーブルＪ（例えば、パーソナルコンピューターの電源ケーブル）が入いり奥部に食い込んで中空軸２７ｂに巻き付くということがなく、前記スペースにケーブルＪが入っても容易に外れる。
【００７４】
さらに、例えば、ケーブルＪが携帯電話の充電器の電源コードのように細くても、前記隙間Ｇｘは１ｍｍ程度と狭いためこの隙間ＧｘにケーブルＪが食い込むことはない。また、円環形リブ２１ａ2が無く、かつテーパ面２１ａ3の代わりに曲面とした場合、内側ケース部２１ａと駆動輪２２Ｌとの間の隙間を１ｍｍ程度に狭くしていても細いケーブルであれば駆動輪２２Ｌの回転によって隙間に食い込んで中空軸２７ｂに巻き付くおそれがあるが、第１軸心Ｐ1と略平行に突出した円環形リブ２１ａ2を設けることにより中空軸２７ｂへの巻き付きが効果的に防止されている。
【００７５】
図１４は実施形態１における駆動輪ユニットの駆動輪の変形例であって（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は図１４（Ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図である。なお、図１４（Ｃ）において、図１３中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
【００７６】
図１４に示すように、駆動輪２２Ｒｍは、ホイール２２ａと、ホイール２２ａの外周に嵌め込まれたタイヤ２２ｂとを有してなり、この構成は図５、図１２および図１３で示した駆動輪２２Ｌも同様であり、駆動輪２２Ｌ、２２Ｒｍのホイールは同じものである。なお、図１４では右側の駆動輪２２Ｒｍを示している。
【００７７】
図１４に示す駆動輪２２Ｒｍの場合、タイヤの幅方向（第１軸心Ｐ1方向）に凹凸のトレッドパターンが２分割されており、一方のトレッドパターン２２ｂ1は凸部２２ｂ11と凹部２２ｂ12とが周方向に交互に繰り返されてなり、他方のトレッドパターン２２ｂ2も凸部２２ｂ21と凹部２２ｂ22とが周方向に交互に繰り返されてなる。このとき、一方のトレッドパターン２２ｂ1の凸部２２ｂ11と他方のトレッドパターン２２ｂ2の凹部２２ｂ22が隣接するよう配置されている。ここまでは、図５、図１２および図１３に示す駆動輪２２Ｌの場合も同様である。
【００７８】
図１４に示す駆動輪２２Ｒｍの特徴点は、一方のトレッドパターン２２ｂ1において、駆動輪２２Ｒｍの回転方向（矢印Ｑ方向）に凸部２２ｂ11から小さな凸部２２ｂ111が凹部２２ｂ12に向かって突出している点と、前記凸部２２ｂ11から中間的な大きさの凸部２２ｂ112が他方のトレッドパターン２２ｂ2の凹部２２ｂ22に向かって突出している点である。
【００７９】
図１４に示す駆動輪２２Ｒｍのさらなる特徴点は、各凸部２２ｂ11、２２ｂ21が外側へ向かうにつれて回転方向（矢印Ｑ方向）に傾斜している点である。これら３つの特徴点は他方のトレッドパターン２２ｂ2においても同様である。これら３つの特徴点を有する駆動輪２２Ｒｍによれば、駆動輪２２Ｒｍの回転力を床面および段差へ伝達する性能が向上する。
なお、左側の駆動輪は、右の駆動輪２２Ｒｍのホール２２ａにタイヤ２２ｂを逆向きに取り付けることにより構成される。
【００８０】
（実施形態２）
図１５は実施形態２の自走式電子機器の概略底面図である。なお、図１５において、図１〜図１４中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
図１５に示すように、実施形態２の自走式掃除機１０１の場合、前輪１２３は筐体２の底板２ａにおける前方の床面検知センサ１８と吸込口３１との間に設けられ、左右方向に延びる１本の緩衝突起部１２４が底板２ａにおける床面検知センサ１８と前輪１２３との間に設けられている。実施形態２において、その他の構成は実施形態１と同様である。
【００８１】
緩衝突起部１２４は、実施形態１と同様の摺接傾斜面１２４ａを有している。したがって、実施形態２の自走式掃除機１０１の場合も、図８および図９での説明と同様に、段差乗り越え時の前輪１２３に加わる衝撃を緩和することができ、前輪１２３の破損を効果的に抑制することができる。
【００８２】
（実施形態３）
図１６は実施形態３の自走式電子機器の概略底面図である。なお、図１６において、図１〜図１５中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態３の自走式掃除機２０１の場合、実施形態２のように前輪１２３は筐体２の底板２ａに設けられているが、緩衝突起部２２４は前輪１２３の前方だけではなく周囲全周に設けられている。実施形態３において、その他の構成は実施形態２と同様である。
【００８３】
図１６に示すように、実施形態３の場合、緩衝突起部２２４は平面視略楕円形であり、その楕円形の中央に前輪１２３が配置されている。また、緩衝突起部２２４は、前輪１２３を完全に包囲する凸形の湾曲面を有し、この湾曲面における前部が摺接傾斜面２２４ａとなっている。したがって、実施形態３の自走式掃除機２０１の場合も、図８および図９での説明と同様に、段差乗り越え時の前輪１２３に加わる衝撃を緩和することができ、前輪１２３の破損を効果的に抑制することができる。
【００８４】
なお、実施形態３において、緩衝突起部２２４の平面視形状は長方形でもよい。この場合、前輪１２３の前後左右に４面の傾斜面が設けられ、前部の傾斜面が摺接傾斜面となる。また、このように前輪１２３を完全に包囲する緩衝突起部２２４における吸込口３１に臨む後部は省略してもよい。
【００８５】
（他の実施形態）
本発明において、緩衝突起部は実施形態１〜３で説明した形状のもの以外でもよい。例えば、実施形態１〜３の緩衝突起部２４、１２４、２２４に前後方向の切り込みを１つまたは複数形成してもよい。また、実施形態１および２の緩衝突起部２４、１２４の代わりに半球形の緩衝突起部を複数個横並びに筐体底部に設けてもよい。
【００８６】
（まとめ）
本発明の自走式電子機器は、電子機器部品を収容し底部を有する筐体と、
この筐体を床面上で走行させるよう前記底部から床面側に突出する左右一対の駆動輪と、
前記一対の駆動輪と共に前記筐体を床面上で支持するよう前記底部から床面側に突出する後輪と、
前記筐体の段差への乗り上げを補助するよう前記底部から床面側に突出する前輪と、
前記前輪の前方近傍の左右位置に設けられ、前記底部よりも床面側に突出すると共に、前記段差乗り上げ時の衝撃を緩和するよう、前記底部の後部へ向かうにつれて床面に接近する摺接傾斜面と、を備え、
前記摺接傾斜面は、前記筐体の前進時において前記筐体の前進方向に正対している。
このようにすれば、摺接傾斜面が段差に摺接しながら緩衝突起部が段差を上っていく。これにより、段差との衝突時に加わる緩衝突起部への衝撃力が緩衝突起部の上方への移動として逃がされるため、緩衝突起部の破損を抑制することができる。また、摺接傾斜面によって緩衝突起部及び前輪が段差をより一層スムーズに乗り越えることができるようになる。
【００８８】
本発明の自走式電子機器は次のように構成されてもよく、これらが適宜組み合わされてもよい。
（１）前記前輪は、前記底部に固定される両端を有する軸部と、この軸部を回転可能に挿通させる軸心孔を有するローラとを有し、前記ローラが前記軸部に対して回転するようにしてもよい。
このようにすれば、軸部に糸屑や髪の毛等の繊維状ダストの巻き付きを抑制することができる。
【００８９】
（２）前記ローラは、前記軸心孔を有する筒形のコア部と、このコア部の外周に設けられた弾性層部とを有してなり、
前記軸部が金属製であり、前記コア部が樹脂製であるのもよい。
このようにすれば、軸部が折損し難くなると共に、軸部に対してローラが滑らかに回転する。また、ローラの弾性層部によって前輪が段差を乗り越える際の振動を吸収することができ、段差乗り越え時の振動による電子機器部品のダメージを軽減することができる。
【００９０】
（３）前記自走式電子機器が、回転ブラシを有する自走式掃除機であり、
前記底部は、前記回転ブラシを回転可能に収納する吸込口と、この吸込口の周縁に着脱可能に設けられた回転ブラシカバーとを有し、
前記前輪が、前記回転ブラシカバーに取り付けられていてもよい。
このようにすれば、底部から取り外した回転ブラシカバーと共に前輪を水洗いすることができる。
【００９１】
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９２】
１、１０１、２０１  自走式掃除機
２  筐体
９  回転ブラシ
２２Ｌ、２２Ｒ  駆動輪
２３、１２３  前輪
２３ａ  軸部
２３ｂ  ローラ
２３ｂ1  コア部
２３ｂ2  弾性層部
２４、１２４、２２４  緩衝突起部
２４ａ、１２４ａ、２２４ａ  摺接傾斜面を
２５  回転ブラシカバー
２６  後輪
３１  吸込口
Ｆ  床面
Ｓ  段差
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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