(57)【要約】【課題】  回転掃除具の内側にボール車輪を位置する構成とすることより、本体の直進性能を向上させ、掃除する部屋の床面の起伏や微小段差を容易に乗越えることができる高性能の自走式掃除機を提供する。【解決手段】  本体を自走させる走行部と床面の掃除を行う掃除機部とを備えた自走式掃除機において、前記走行部では、制御手段が障害物を検出するセンサーからの信号により、駆動モータを制御し、駆動輪に必要な進路の方向性を決定する回転角を与え、本体を自走させる。前記掃除機部では、床面を掃除する回転掃除具と、該回転掃除具を回転駆動する清掃用モータと、前記駆動輪と共に本体を支持するボール車輪と備え、該掃除用モータのシャフトに同心軸上となるよう回転掃除具とボール車輪を配置したことを特徴とする。【選択図】  図１
2005143625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を自走させる駆動輪と、駆動モータを有し且つ前記駆動輪を駆動する駆動装置と、前記駆動モータに電力を供給する電源部と、障害物を検出するセンサーと、該センサーからの信号を得て、前記駆動モータを制御し、前記駆動輪に必要な進路の方向性を決定する回転角を与える制御手段と、本体に設置され床面の掃除を行う掃除機部とを備え、前記掃除機部は、床面を掃除する回転掃除具と、該回転掃除具を回転駆動する清掃用モータと、前記駆動輪と共に本体を支持し、回転掃除具の内側に設けられて自在に回転し床面を移動するボール車輪とで構成されたことを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
前記掃除用モータのシャフトに同心軸上となるよう前記回転掃除具とボール車輪を配置したことを特徴とする請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項３】
前記回転掃除具にブラシ部を備え、該ブラシ部を合成樹脂材に形成した事を特徴とする請求項１または請求項２に記載の自走式掃除機。
【請求項４】
前記回転掃除具は、本体の縦軸を中心として左右対称位置となるよう取り付け、そのブラシ部の毛足の長さを本体横幅よりはみ出す寸法としたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
前記回転掃除具のブラシ部と前記駆動輪との間に、前記駆動輪を遮断するカバー部材を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の自走式掃除機。
【請求項６】
前記掃除機部に取り付けられたボール車輪は、清掃剤を貯留したタンクを備え、該ボール車輪の回転を利用して前記タンク内の清掃剤を床面に導出するようにしたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走して部屋の床面を自動的に清掃、研磨する自走式掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自走式掃除機を使った床面の掃除は、リビングルーム、和室、寝室、キッチン、廊下、洗面所など住宅の様々な部屋において行われ、床の材質、敷物の有無とその種類によってさまざまな掃除方法が要求される。例えば、リビングルームにおいては、床がフローリングの場合もあるし、絨毯が引かれている場合もある。部屋の隅が奥まっていたり、角が突出していたりする場合があるし、部分的に細い隙間を有する部屋もある。さらに、部屋の中にはテーブルや椅子等の障害物もある。したがって、このような部屋を掃除するには、いかなる場所にも対応できる走行性の優れた掃除機が要求されている。
【０００３】
従来の自走式掃除機は図７に示すような構造となっており、本体１に設けた走行部では、前記本体の後部左右に設けた一対の駆動輪４と、前記駆動輪４を駆動する駆動モータ（図示せず）と、駆動輪４と共に本体を支える従輪２２（キャスター）とを備える。掃除機部では、回転ブラシ２３と該回転ブラシを水平方向に回転駆動する清掃用モータ５とを備える。本体１の周囲に設けられたセンサー３は前記本体１の前後・左右側方、即ち本体外周にある障害物を検出して制御手段（図示せず）に信号を送り、該制御手段は前記駆動モータを制御し、本体１の走行制御を行うようになっている。電源部２からは掃除機全体に電力を供給する。
【０００４】
この種の構造は現在多くの自走式掃除機で採用されているものであるが、前記キャスターではその構造上、未だ掃除機本体の直進性が得られないことや、該キャスターや清掃部の回転ブラシが段差を乗越えにくい等の問題点がある。
【０００５】
特開平７−５９７０２号公報によれば、回転ブラシを水平回転して床面を掃くサイドブラシ装置と、本体底部の前後方向に水平に配置し、後端部を本体に軸着した上下方向に回転自在のレバーアームと備え、前記サイドブラシ装置は前記レバーアームの前端部に配置されると共に、その下部にキャスターを設けた自走式掃除機が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、特開２００１−２５８８０６号公報によれば、掃除機部は走行部に着脱自在に連結されており、モップ、雑巾、回転ブラシまたは吸引式掃除機の何れか二種以上変更可能に装着できる、あるいは取り外して使用できる自走式掃除機が提案されている。実施例では、従輪として従動性に優れた球状の車輪を用いることが記載されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−５９７０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２５８８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特開平７−５９７０２号公報のように、本体を支持する従輪はキャスターが使用されることが多い。キャスターは安価で構造も簡単であるが、自走式掃除機の従輪に使用した場合、掃除機が直進せず、超音波センサーや赤外線センサーを使ったきめ細かいセンシングを行い、掃除機の進行方向を所定の進路に修正する必要があり、掃除に時間が掛かる。また、従輪として装着されたキャスターや掃除機部の回転ブラシが段差乗越えの邪魔になり、掃除機が進路を妨げられ、所定の進路を進むことができない。
【０００８】
また、特開２００１−２５８８０６号公報に示したように、従輪にボール車輪を使用している例もあるが、ボール車輪の前方に床面を擦る回転ブラシを装着した掃除機部を設けた構造となっているため、絨毯の縁や電源コードのような微小段差を乗越えることができなかったり、乗越えても進行方向が変わったりして、掃除可能なエリアが限定されていた。
【０００９】
さらに、掃除手段として回転ブラシを使用している自走式掃除機に関しては、毛足の長い回転ブラシを装着しようとすると、従輪を設けるスペースが無く、従って、必然的に毛足の短い回転ブラシとならざるを得ず、そのため、部屋の壁際を掃除する際、前記毛足の長い回転ブラシを使った埃の掻き出しや、毛足の長い静電吸着ブラシを使った埃の吸着ができないという欠点があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、自走式掃除機の直進性能を向上させ、段差乗越えを容易にし、部屋の隅や狭い領域を清掃したり、障害物周辺の埃などを取り除いたりすることが可能な高性能の自走式掃除機を提供すると共に、本構造を実現することにより、フローリングのワックスかけや床面洗浄剤を使ったブラッシングが可能になり、幅広い用途に使える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】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明は、本体を自走させる駆動輪と、駆動モータを有し且つ前記駆動輪を駆動する駆動装置と、前記駆動モータに電力を供給する電源部と、障害物を検出するセンサーと、該センサーからの信号を得て、前記駆動モータを制御し、前記駆動輪に必要な進路の方向性を決定する回転角を与える制御手段と、本体に設置され床面の掃除を行う掃除機部とを備え、前記掃除機部は、床面を掃除する回転掃除具と、該回転掃除具を回転駆動する清掃用モータと、前記駆動輪と共に本体を支持し、回転掃除具の内側に設けられて自在に回転し床面を移動するボール車輪とで構成されたことを特徴とする自走式掃除機の構造にある。このように回転掃除具の内側にボール車輪を位置する構成とすることにより自走式掃除機の直進性能を向上させ、掃除する部屋の床面の起伏や微小段差を容易に乗越えることができる。
【００１２】
本発明の請求項２に係る発明は、前記掃除用モータのシャフトに同心軸上となるよう前記回転掃除具とボール車輪を配置したことを特徴とするものであり、このように構成することにより自走式掃除機の直進性能を向上させ、微小段差を容易に乗越えることができる他、掃除用モータのシャフトに回転掃除具を直結することが可能となり、構造が簡単で、小型化でき、しかも前記回転掃除具は前記シャフトに着脱自在に取り付けることで、用途に応じてブラシ、モップ等に使い分けることができる。
【００１３】
本発明の請求項３に係る発明は、前記回転掃除具にブラシ部を備え、該ブラシ部を合成樹脂材に形成した事を特徴とするものであり、このように構成することにより例えばポリプロピレン製の硬質刷毛を使って狭い場所の埃を掻き出したり、また、例えばポリエチレン製の軟質刷毛を使って埃を静電吸着することが可能となる。
【００１４】
本発明の請求項４に係る発明は、回転掃除具は、本体の縦軸を中心として左右対称位置となるよう取り付け、そのブラシ部の毛足の長さを本体横幅よりはみ出す寸法としたことを特徴とするものであり、このように構成することにより部屋の壁際やテーブル、椅子の脚等障害物周辺においても、清掃用ブラシ部を本体の外側へ突出させ、障害物周辺の埃などを取り除くことが可能である。
【００１５】
本発明の請求項５に係る発明は、前記回転掃除具のブラシ部と前記駆動輪との間に、前記駆動輪を遮断するカバー部材を設けたことを特徴とするものであり、このように構成することにより毛足の長いブラシ部が駆動輪に巻き込まれることがない。
【００１６】
また、本発明の請求項６に係る発明は、前記掃除機部に取り付けられたボール車輪は、清掃剤を貯留したタンクを備え、該ボール車輪の回転を利用して前記タンク内の清掃剤を床面に導出するようにしたことを特徴とするものであり、このように構成することより球体から染み出した液体を回転清掃具の回転により、床面に一様に拡散し、回転掃除具を使って床面を擦ることができ、床面の清掃或いは研磨を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、自走式掃除機の直進性能を向上させ、段差乗越えを容易にし、部屋の隅や狭い領域を清掃したり、障害物周辺の埃などを取り除いたりすることが可能な高性能の自走式掃除機を提供すると共に、フローリングのワックスかけや床面洗浄剤を使ったブラッシングが可能になり、幅広い用途に使用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
添付図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、第１の実施形態に係る自走式掃除機の外観側面図である。上記従来の実施の形態と同一部分は同一符号を示す。
【実施例１】
【００１９】
図１において、本体１に設けた走行部では、前記本体の後部左右に設けた一対の駆動輪４と、駆動モータ（図示せず）を有し且つ前記駆動輪４を駆動する駆動装置（図示せず）とを備えている。該駆動装置は、前記駆動モータに通電されることにより動力伝達手段を介して駆動輪４に前記駆動モータの回転力を伝達する構成となっている。また、一対の駆動輪４は、本体１の進行方向を自在に変えられるように左右の車輪が独立して駆動される構成となっており、例えば右に曲がるときは左側の駆動輪を制御し、右側の駆動輪は停止または進行方向と逆方向に回転させる制御を行うことで、本体１の走行方向が変更される。本体１の周囲に設けられた超音波センサー３は本体外周にある障害物を検出して、該センサーからの信号を検出回路を介して制御手段に送るものであり、該制御手段では前記センサー３からの信号を受けて駆動モ−タを制御すると共に、前記一対の駆動輪４それぞれに制御信号を送り、必要な進路の方向性を決定して、本体１の走行制御を行うようになっている。本体１に設けた掃除機部は、床面を掃除する回転掃除具７と該回転掃除具７を回転駆動する清掃用モータ５と、前記駆動輪と共に本体を支持し、回転掃除用具の内側に設けられて自在に回転し床面を移動するボール車輪８とで構成されている。前記清掃用モータ５を駆動することより、前記回転掃除具７が水平方向に回転され、ブラシ部１０を使って部屋の隅や狭い領域を清掃したり、障害物周辺の埃などを取り除いたりすることができる。本体１の後部には掃除機全体に電力を供給する電源部２が設けられている。
【００２０】
図２の掃除機部構造の一部詳細拡大図及び図３の掃除機部の要部分解図に示したように、回転掃除具７は、筒状をなす回転体１１の下端外周縁部に放射状に延びる概略ドーナツ形状のブラシ部１０を装着してなり、該回転体１１の下端部には球体からなるボール車輪８を回転自在に抱持した断面略半球状のボール支持体９の外周縁部を固着している。該ボール支持体９の下端開口部の直径部分は前記ボール車輪８の直径より、やや小径に形成することで、前記ボール車輪８はボール支持体９より脱落することなく、その内部で自在に回転し、床面を移動する。また、前記回転掃除具７は、ボール支持体９の上部に突出された突出杆１２の雌螺子部１８に、清掃用モータ５のシャフト６に形成した雄螺子部１７を螺合することで、前記シャフト６と同心軸上に連結されており、前記清掃用モータ５を駆動することで、前記回転掃除具７が回転し、床面に接触したブラシ部１０が床面を擦り、清掃する。
【００２１】
この回転掃除具７はブラシ部１０を有するものであるが、その用途によっては布製のモップや化学雑巾でも良く、又、ポリプロピレン製の硬質のブラシ毛や、ポリエチレン製の軟質のブラシ毛で形成することも可能である。硬質のブラシ毛の場合には、埃を掻きだす機能が大きく、またポリエチレン製の軟質のブラシ毛の場合には埃を静電吸着する機能がある。
【００２２】
図４は本発明の自走式掃除機が室内の壁際を掃除している状態を示す平面図であり、１５は壁、１０は回転掃除具７のブラシ部である。このブラシ部１０の半径をｒ、自走式掃除機１の幅寸法の１/２を１３、自走式掃除機１と壁１５の距離をｌ４とすると、
ｒ＞ｌ３＋ｌ４
の関係式が成り立つ位置関係に配置した。
【００２３】
このように、前記回転掃除具７を、本体の縦軸を中心として左右対称位置となるよう取り付け、そのブラシ部１０の毛足の長さを本体１横幅よりはみ出す寸法としたものであるから、前記ブラシ部１０が壁と常に接触しつつ掃除を行うこととなり、コンパクトな形状で壁際の掃除ができ、かつ壁際の掃除残しが無くなる。
【実施例２】
【００２４】
図５は、第２の実施形態に係る自走式掃除機の外観側面図である。本発明では掃除機部に取り付けられたブラシ部１０が、駆動輪４に巻き込まれることなく回転できるよう、前記ブラシ部１０と前記駆動輪の間に前記駆動輪のカバー部材１６を装着したことを特徴とするものである。
【実施例３】
【００２５】
図６は、第３の実施形態に係る自走式掃除機の外観側面図である。本発明では掃除機部に取り付けられたボール支持体１９は、床面洗浄剤やワックス等の清掃剤２０を貯留したタンク２１を装備したことを特徴としており、該ボール車輪８の回転を利用して、タンク２１内の清掃剤を床面に導出し、ブラシ部１０の回転により床面の隅々までを洗浄若しくは研磨するようになっている。
【００２６】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と前に記載する特許請求の範囲内で、種々変更して、実施することができるものである．
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によれば、直進性能を向上させ、段差乗越えを容易にし、部屋の隅や狭い領域を清掃したり、障害物周辺の埃などを取り除いたりすることが可能な高性能の自走式掃除機を提供すると共に、フローリングのワックスかけや床面洗浄剤を使ったブラッシングが可能になり、幅広い用途に使用することが可能になり、工業的規模で量産することができ、市場規模の拡大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る自走式掃除機の外観側面図である。
【図２】同上自走式掃除機一部の詳細拡大図である。
【図３】同上自走式掃除機の要部分解図である。
【図４】同上自走式掃除機の掃除中における平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る自走式掃除機の外観側面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る自走式掃除機の外観側面図である。
【図７】従来技術の自走式掃除機の外観側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  本体
３  超音波センサー
４  駆動輪
５  清掃用モータ
６  モータシャフト
７  回転掃除具
８  ボール車輪
９  ボール支持体
１０  ブラシ部
１１  回転体
１２  突出杆
１６  カバー部材
２０  清掃剤
２１  タンク
【図１】
2005143625.tif 000003
【図２】
2005143625.tif 000004
【図３】
2005143625.tif 000005
【図４】
2005143625.tif 000006
【図５】
2005143625.tif 000007
【図６】
2005143625.tif 000008
【図７】
2005143625.tif 000009