(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、該本体上に可動状態で取付けられた掃除機ヘッドと、を備え、該掃除機ヘッドが、下方を向く吸引開口部と少なくとも１つの連結部材とを有するハウジングを備えている掃除機であって、前記掃除機ヘッドは少なくとも１つの関節部材を介して前記本体上に取付けられ、前記関節部材または前記各関節部材は、前記連結部材に回動可能に取付けられた第１端部と、前記本体に回動可能に取付けられた第２端部と、を備え、前記関節部材は前記連結部材の略上方に配置され、かつ前記関節部材及び前記連結部材は、該掃除機の進行方向に延在していることを特徴とする掃除機。
【請求項２】
前記連結部材または前記各連結部材は、前記吸引開口部より前方で前記掃除機ヘッドに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【請求項３】
前記連結部材または前記各連結部材は、上方に向けて傾斜する下面を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の掃除機。
【請求項４】
前記関節部材または前記各関節部材の第２端部は、対応する前記連結部材の基端部の略上方に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項５】
前記連結部材及び前記各関節部材、または前記連結部材の対及び前記各関節部材の対は、一方の部材が他方の部材に設けられた溝内または通路内に収容可能であるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の掃除機。
【請求項６】
前記連結部材または前記各連結部材は、対応する前記関節部材を収容可能な通路を備えていることを特徴とする請求項５に記載の掃除機。
【請求項７】
前記関節部材または前記各関節部材は、前記関節部材が前記掃除機ヘッドに連結されている点より後方の点において前記本体に回動可能に取付けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項８】
前記掃除機ヘッドに沿って互いに離隔配置された２つの関節部材を備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項９】
前記２つの関節部材は、互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の掃除機。
【請求項１０】
前記掃除機ヘッドにおける吸引開口部の前方及び後方には、支持ホイールまたは支持ローラが設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１１】
前記掃除機ヘッド内には、回転可能な状態でブラシバーが取付けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１２】
前記掃除機ヘッドは、前記ブラシバーを駆動するためのモーターを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の掃除機。
【請求項１３】
前記掃除機ヘッドと前記掃除機本体との間には、可撓性管路が設けられていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１４】
前記可撓性管路は、前記掃除機ヘッドの開口部にシール状態で接続されたスリーブであることを特徴とする請求項１３に記載の掃除機。
【請求項１５】
前記本体は、空気流から塵埃を分離するためのサイクロン式分離装置を保持または収容していることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１６】
前記サイクロン式分離装置は、直列配置された２つのサイクロンを備えていることを特徴とする請求項１５に記載の掃除機。
【請求項１７】
前記本体は、掃除面上で該掃除機を誘導するための誘導制御装置を備えていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掃除機に関するものであり、特に、掃除機ヘッドを備えた掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アップライト型掃除機は、通常、掃除機本体またはケーシングに対して回動可能に取付けられた掃除機ヘッドを備えている。この構成により（ハンドル部を含む）本体ケーシングは、通常の鉛直アップライト状態から傾斜することができる。回動可能な掃除機ヘッドを備えたアップライト型掃除機の例は、欧州特許文献第0 037 674号、及び同0 134 654号に記載されている。同様の方式で取付けられた掃除機ヘッドを有する多くの掃除機が、一般市場で購入可能である。掃除機ヘッドと本体ケーシングとの回動可能な接続形態によって、掃除作業中に掃除機ヘッドが床面上の障害物または凹凸に遭遇した場合に、掃除機ヘッドが床面から離れるように浮き上がることも可能になっている。しかしながら、公知のアップライト型掃除機の構成では、掃除機ヘッドは掃除機本体に対して弧を描くようにしか動くことができない。この種の浮き上がりが起きた場合、掃除機ヘッドが必要な時間あるいは望ましい時間よりも長く浮き上がっているということが起こり得る。そのような場合、掃除されるべき面の一部では満足できる掃除結果が得られない。
【０００３】
ロボット式掃除機に関して種々の提案がなされてきた。ロボット式掃除機は、備え付けの誘導制御装置によって、閉鎖空間すなわち掃除されるべき部屋において自らを誘導し、部屋内の家具に引っ掛かることなく、ユーザーから独立して作動可能な掃除機である。従来技術においては、掃除機ヘッドは掃除機本体の下側に非可動状態で設けられている（米国特許第5,109,566号明細書及び同5,682,640号明細書参照）。これらの掃除機は、滑らかで規則的な面のみを掃除するように構成されており、従って、家庭での使用、または種々の異なる面の掃除が要求されるその他の環境内での使用には適していない。別の提案として、例えば米国特許第5,781,960号明細書及び同5,534,762号明細書は、掃除機ヘッドが本体またはシャシの下側に回動可能状態で取付けられ掃除面に対して浮き上がり可能になっている、すなわち、アップライト型掃除機で一般的な方式で掃除機ヘッドが浮き上がり可能とされている掃除機を開示している。しかしながら、これらの提案による掃除機は、障害物または凹凸面が存在する場合に、床面の一部が適切に掃除されないという欠点をなお有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、小さな障害物及び／または凹凸面が存在しても掃除面に近接し続けることのできる掃除機ヘッドを備えた掃除機を提供することである。本発明のさらなる目的は、小さな障害物及び／または凹凸面が存在する場合に、公知の掃除機より掃除性能が優れている掃除機を提供することである。本発明のさらなる目的は、掃除面の傾斜にかかわらず掃除面に略平行な状態を維持することのできる掃除機ヘッドを備えた掃除機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明が提供する掃除機は、本体と、該本体上に可動状態で取付けられた掃除機ヘッドと、を備え、掃除機ヘッドが、下方を向く吸引開口部と少なくとも１つの連結部材とを有するハウジングを備えている掃除機であって、掃除機ヘッドが少なくとも１つの関節部材を介して本体上に取付けられ、関節部材が、連結部材に回動可能に取付けられた第１端部と、本体に回動可能に取付けられた第２端部と、を備え、前記関節部材は前記連結部材の略上方に配置され、かつ前記関節部材及び前記連結部材は、該掃除機の進行方向に延在していることを特徴とする。
【０００６】
一端が掃除機ヘッドに、他端が掃除機本体に回動可能に取付けられた少なくとも１つの関節部材を設けることによって、掃除機ヘッドに、凹凸を有する掃除面の輪郭に従って動くような自由度を与えることができる。この構成はまた、掃除面から必要以上に長い間離れることなしに、掃除機ヘッドが小さい障害物を乗り越えることを可能にする。このような２つの関節部材を、互いに平行にかつ掃除機ヘッドに沿って互いに離隔して配置すれば、掃除機本体に対する掃除機ヘッドのアライメントを適切に維持しながら動きの自由度が確保されるという点で、特に好ましい配置となる。
【０００７】
さらなる好ましい特徴は従属請求項に記載されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る例示のための実施形態を説明する。
【０００９】
図示の掃除機１０は、２つの被駆動ホイール１４とキャスターホイール１６とによって支持され概して円形に形成された支持シャシ１２を備えている。シャシ１２は、ＡＢＳ樹脂のような高強度型成形プラスチック材から形成することが好ましいが、アルミニウムまたは鋼のような金属から同様に形成することもできる。シャシ１２は、以下に説明する掃除機１０の構成部材を支持している。被駆動ホイール１４は、シャシ１２の直径の両側に配置されている。この直径は、掃除機１０の前後方向軸線１８に対して直交している。被駆動ホイール１４の各々は、高強度型成形プラスチック材から形成され、その外周には比較的軟らかい刻み目付きバンドが巻かれ、こうして、掃除機１０が滑らかな床上を走行する際のホイール１４のグリップが改善されている。被駆動ホイール１４は、支持ベアリング（図示せず）を介して互いに独立してモーター１５に接続されている。モーター１５は、各ホイール１４を前進方向または後退方向に駆動することができる。両ホイール１４を前進方向に同一速度で駆動することにより、掃除機１０を前進方向に駆動することができる。両ホイール１４を後退方向に同一速度で駆動することにより、掃除機１０を後退方向に駆動することができる。両ホイール１４を反対方向に駆動することにより、掃除機１０をその中心軸回りに回転させることができ、こうして転回走行を実現することができる。以上述べた駆動方式は周知技術であるので、さらなる詳細説明は行わない。
【００１０】
キャスターホイール１６の直径は、例えば図３に示すように、被駆動ホイール１４の直径よりずっと小さく形成されている。キャスターホイール１６は駆動されることはなく、単に掃除機１０の後部においてシャシ１２を支持しているだけである。シャシ１２の後端部に配置されたキャスターホイール１６の位置、及びキャスターホイール１６が回動ジョイント２０を介して回動自在にシャシに取付けられていることにより、キャスターホイール１６は、掃除機１０が被駆動ホイール１４によって駆動される際に、その転回性能を阻害することなく掃除機１０の後端で従動する。回動ジョイント２０は、図３に最も明瞭に示されている。キャスターホイール１６は、環状ハウジング２０ｂに受容されかつ上方に向けて延在する円筒部材２０ａに取付けられている。円筒部材２０ａは、環状ハウジング２０ｂ内で自在に回転することができるようになっている。この種の構成は周知技術である。キャスターホイール１６は型成形プラスチック材、またはナイロンのような他の合成材料から形成することができる。
【００１１】
シャシ１２の下面には、掃除機１２が載っている表面に面した吸引開口部２４を含む掃除機ヘッド２２が設けられている。吸引開口部２４は概して矩形をなし、掃除機ヘッド２２のほぼ全幅にわたって延在している。吸引開口部２４内にはブラシバー２６が回転可能に取付けられ、掃除機ヘッド２２にはモーター２８が取付けられている。モーター２８は、そのシャフトとブラシバー２６とに掛けられた駆動ベルト（図示せず）を介してブラシバー２６を駆動する。掃除機ヘッド２２は、掃除機ヘッド２２が掃除面に対して浮遊状態となるように、シャシ１２に取付けられている。この浮遊方式は、掃除機ヘッド２２とシャシ１２との間の二重関節結合を含む取付け部材によって実現されるが、これについては以下に詳細に説明する。掃除機ヘッド２２とシャシ１２との間の二重関節結合によって、掃除機ヘッド２２はシャシ１２に対して上下方向へ自在に動くことができる。このような構成により、掃除機ヘッドは、本、雑誌、じゅうたん縁部といった小さな障害物を乗り越えることができる。このようにして掃除機は、高さ25mm程度までの障害物を越えて走行することができる。キャスターホイール１６もまたランプ部１７を備えており、これも、掃除機１０が障害物に遭遇してこれを乗り越える必要が生じた場合に補助の役割を果たす。こうして、掃除機１０が障害物を乗り越えた後に、キャスターホイール１６が障害物にひっかかることもない。
【００１２】
図２から分かるように、掃除機ヘッド２２は非対称状態でシャシ１２に取付けられている。すなわち、掃除機ヘッド２２の一側はシャシ１２の輪郭から突出している。この構成により、掃除機１０は、掃除機１０において掃除機ヘッド２２が突出している側で、部屋の端を掃除することができる。
【００１３】
シャシ１２には、複数のセンサー４０が取付けられている。センサー４０は、掃除機１０の経路上の障害物、及び壁または家具のようなその他の境界部への接近を検出するように構成され配置されている。センサー４０は、いくつかの超音波センサーといくつかの赤外線センサーとを備えている。図１は、限定のためにセンサーの配置を示しているのではなく、センサーの配置は本発明を構成するものではない。ここでは、掃除機１０が既定領域内でそれ自体をガイドして前記領域が掃除されるように、掃除機１０は適切なセンサー及び検出器４０を備えている、と述べるだけで十分である。誘導制御及び操舵装置を備えた制御ソフトウェアは、制御パネル４４の下方または掃除機１０内のその他の場所に配置されたハウジング４２内に収容されている。バッテリパック４６は、被駆動ホイール１４の内側でシャシ１２に取付けられており、ホイール１４を駆動するモーターのために、及びソフトウェア制御のために電力を供給する。バッテリパック４６は、バッテリ充電装置（図示せず）へと搬送するために、取外すことができる。掃除機１０はまた、シャシ上に支持されかつ掃除機ヘッド２２内の吸引開口部２４を通じて塵埃空気を掃除機１０内へ吸引するためのモーター・ファンユニット５０を備えている。
【００１４】
シャシ１２はまた、掃除機内へ吸引された空気から塵埃を分離するためのサイクロン式分離装置５２を支持している。サイクロン式分離装置５２の特徴は、図３，４に最もよく示されている。サイクロン式分離装置５２は、同心状に配置された外側サイクロン５４と内側サイクロン５６とを備えている。両サイクロン５４，５６の共通軸は水平に配置されている。サイクロン式分離装置５２は、接線方向吸入口５９を備えた端部５８を有している。接線方向吸入口５９は、その先端に開口部を備えている。開口部は概して円形であるが、一部分は平坦化されて、明瞭ではないＤ字断面をなしている。端部５８の他の部分は概して円筒形であり、概して螺旋状の端壁６０を有している。端部５８は、外壁６４を有する円筒集塵箱６２内に直接開口している。外壁６４の直径は端部５８の直径と同じである。端部５８と円筒集塵箱６２とは、解除可能なクリップによって互いに接続保持されている。このクリップは、公知であるどのようなタイプのものでもよい。図には特定のクリップを示していない。円筒集塵箱６２と端部５２との間には、それら部材間のシールを実現するためにリップシールが設けられている。ユーザーが外側サイクロン５４の内部を見ることができるように、円筒集塵箱６２は透明なプラスチック材から形成されている。集塵箱６２において端部５８から離れた一端は、円錐台形状に形成されかつ封止されている。外壁６４から所定距離離れた位置には集塵箱の端部と一体に位置決めリング６６が形成され、位置決めリング６６の内側には、集塵箱６２の端部と一体にダストリング６８が形成されている。塵埃を廃棄する目的で分離装置５２をシャシ１２から取外すのを補助するために、集塵箱６２の外表面には対向する２つの把持部７０が設けられている。把持部７０は透明集塵箱６２と一体に成形され、外表面６４から上方かつ外方に突出して、図１に示すようにアンダーカット形状をなしている。
【００１５】
内側サイクロン５６は、部分的に円筒形状、部分的に円錐台形状のサイクロン体７２によって構成されている。サイクロン体７２は、端部５８の端面に堅固に取付けられている。サイクロン体７２は、透明集塵箱６２の前後方向軸に沿って集塵箱のほぼ端面にまで延在し、サイクロン体７２の先端部７２ａはダストリング６８によって取り囲まれている。サイクロン体７２の先端部７２ａにおける円錐状開口部と集塵箱６２の端面との間の隙間は、８mm以下であることが好ましい。
【００１６】
集塵箱６２内には微粒ダスト収集器７４が配置され、その一端は位置決めリング６６によって支持されている。微粒ダスト収集器７４の他端は、サイクロン体７２によって支持されている。微粒ダスト収集器７４と、その両支持端部との間にはシール部材７６が設けられている。微粒ダスト収集器７４は、位置決めリング６６内で受容されるように形成された第１円筒部７４ａと、第１円筒部７４ａより小径に形成された第２円筒部７４ｂとを備えている。円筒部７４ａ，７４ｂは、それらと一体成形された円錐台部７４ｃによって接続されている。単一フィンまたは単一仕切り板７８もまた微粒ダスト収集器７４と一体に成形され、第２円筒部分７４ｂ及び円錐台部７４ｃから半径方向外方に延在している。フィン７８の外側縁部は第１円筒部７４ａに整列し、フィン７８において第１円筒部７４ａから離隔した縁部は円錐台部分７４ｃと略平行に形成されている。フィン７８は、微粒ダスト収集器７４から鉛直方向上方に延在している。
【００１７】
第１サイクロン５４と第２サイクロン５６との間にはシュラウド８０が配置されている。シュラウド８０は円筒状をなし、一端を端部５８によって、他端を内側サイクロン５６のサイクロン体７２によって支持されている。公知であるように、シュラウド８０は、それを貫通する穿孔８２と、端部５８から離隔したシュラウド８０の端部から突出するリップ部８３とを備えている。シュラウド８０とサイクロン体７２の外表面との間には通路８４が形成されている。この通路８４は、内側サイクロン５６の内部と通じている導入ポート８６と連通しており、吸引される空気流は渦流螺旋経路に沿って強制的に流される。この作用は、図４に示すように、内側サイクロン５６への導入部位を、接線方向に、または渦を形成する形状に形成することによって実現される。分離作用が終了した後、空気をサイクロン式分離装置５２から排出するために、内側サイクロン５６の大径側端部の中央には渦ファインダ（図示せず）が設けられている。渦ファインダは、サイクロン式分離装置５２をシャシ１２上の所定位置に固定する補助にもなっている。空気は、大気中に排出される前に冷却作用を奏するように、モーター・ファンユニット５０を通過するように流される。さらに、掃除機１０から塵埃が大気中に放出される危険を最小化するために、モーター・ファンユニット５０の下流側にモーター後置フィルタ（図示せず）を設けることもできる。
【００１８】
分離装置５２は、その全体がシャシ１２から取外せるようになっている。シャシ１２上には、回動点９２回りに回動可能な状態でシールアーム９０（図６参照）が取付けられている。シールアーム９０は、ロールシール３０を介して掃除機ヘッド２２と連通している吸入ポート３２を保持している。シールアーム９０は、シールアーム９０のシート部９４とシャシ１２の固定部分（図示せず）との間で作用する圧縮スプリング９５によって上方（すなわち、図６ａ，６ｂにおいては反時計回り）へ付勢されている。吸入ポート３２は、該吸入ポート３２の下流側開口部付近に配置されたリップシール３３を備えている。サイクロン式分離装置５２がシャシ１２上に配置されている場合、吸入ポート３２は、端部５８の接線方向吸入口５９の開口部に押し付けられ、その部分でシール状態を形成し、空気は掃除機ヘッド２２から外側サイクロン５４へと直接流れることができる。シールアーム９０において吸入ポート３２に近接している部分、及びモーター・ファンユニット５０から離間している側部には、フック型留め具９６が設けられている。掃除機の使用時にサイクロン式分離装置５２は、フック型留め具９６によって（及び端部の端部壁が有する開口部内に配置された渦ファインダの位置に関連して）所定位置に保持される。制御パネル４４内に設けられたボタン３４がロッド（図示せず）を介してシールアーム９０上の突起９７に接続されており、ボタン３４を押すとシールアーム９０は、スプリング９５の付勢力に抗して時計回り（図６において）に動く。吸入ポート３２は、接線方向吸入口５９の開口部から離隔するように動き、その部分のシール状態が解除される。次いで、フック型留め具９２が接線方向吸入口５９の開口部から解放され、こうして把持部７０を持ってサイクロン式分離装置５２をシャシ１２から持ち上げることができるようになる。続いて、集塵箱６２を端部５８（端部５８はシュラウド８０及び内側サイクロン体７２を保持している）から外し、容易に収集物を廃棄することができる。サイクロン式分離装置５２を再度シャシ１２に接続する場合、サイクロン式分離装置５２を接続位置にもって行く。この移動時には、接線方向吸入口５９の前縁部が、傾斜側面９６ａを有するフック型留め具９６に当接する。接線方向吸入口５９が所定位置に向けて移動する際に、フック型留め具９６は下方に向けて移動する。接線方向吸入口５９が所定位置に到達すると、フック型留め具９６は上方に向けて付勢されて図６に示す使用状態となり、このときサイクロン式分離装置５２はシャシ１２上で、再び所定位置に保持される。２つの部材、すなわちシャシ１２とサイクロン式分離装置５２との相対移動の間、シール３３は接線方向吸入口５９に接触しないので、シール３３が無用に摩耗することがない。
【００１９】
以下、掃除機ヘッド２２の特徴について詳細に説明する。掃除機ヘッドアッセンブリの詳細は図５に示しており、また図４，６からも、その特徴を読取ることができる。掃除機ヘッド２２は、後方部分１０２と前方部分１０４とを含むハウジング１００を備えている。後方部分１０２は概して卵型断面を有し、湾曲上面１０２ａと端壁部１０２ｂとを備えている。後方部分１０２の下面１０２ｃは概して平面状であるが、床面または掃除面１０６を向いて下方に開口している吸引開口部２４をも構成している。ハウジング１００の下面１０２ｃにおける吸引開口部２４の前方には、掃除機ヘッド２２を支持するための支持ローラー１０７（図２参照）が設けられている。後方部分１０２には、ベアリング（図示せず）を介した通常の方式でブラシバー２６（図６参照）が取付けられている。公知であるように、優れた吸引性能を実現するために、ブラシバー２６は、ブラシバー２６の剛毛２６ａが吸引開口部２４の平面から突出する形態で、後方部分１０２に取付けられている。
【００２０】
後方部分１０２の後縁部からは、該後縁部に沿って互いに離間した２つの突出部１１０が上方に向けて延在している。突出部１１０の各々は、上方に向けて延在し間に間隙を有する２つの脚部１１０ａと、オーバーハングリップ部１１０ｂとから構成されている。突出部１１０は、掃除機ヘッド２２をシャシ１２上に保持しながら、なおかつ掃除機ヘッド２２を、上下方向に突出部１１０で規定される範囲内で移動自在とするために設けられている。このような構成は、シャシ１２に設けられ下方を向く開口部を有する凹所が突出部１１０を受容することにより実現される。前記凹所の開口部は、脚部１１０ｂが通るように構成されている。また、この開口部は、オーバーハングリップ部１１０ｂが縁部に突き当たるように寸法決めされている。リップ部１１０ｂがシャシ１２に設けられた開口部を通過し、しかし、開口部を通って抜け出ることがないように、脚部１１０ａは、わずかに弾性を示すプラスチック材から形成される。このようにして、掃除機ヘッド２２はシャシ１２上に保持されるが、上下方向には、掃除機ヘッド２２がシャシ１２に接触する位置とリップ部１１０ｂがシャシ１２の開口部に当接する位置との間で自由に移動可能となっている。ハウジング１００の後方部分１０２の後縁部から外方に向けて付加的ランプ部３６ａが延在している。付加的ランプ部の目的については以下に説明する。
【００２１】
ハウジング１００の前方部分１０４は後方部分１０２から前方に向けて突出し、概して矩形の断面を有している。前方部分の下面１０４ｃは後方部分１０２の下面１０２ａから連続的に形成されている。前方部分１０４は後方部分１０２に向けて開口しており、従って使用時には、吸引開口部２４から吸引された空気は、後方部分１０２から前方部分１０４へと流れる。前方部分１０４は後方部分１０２より幅が狭く、後方部分１０２の一側にはショルダー部１０８が形成されている。ショルダー部１０８には、前方に向けて傾斜するランプ部１０９が形成されている。ランプ部の目的は追って説明する。前方部分１０４の上面１０４ａ上には、モーター２８が支持されている。モーター２８は、適切な方式でブラシバー２６に接続されており、こうして、ブラシバー２６がモーター２８によって駆動可能となっている。この接続方式は、モーター２８のシャフトとブラシバーのプーリーとの間に掛けられた駆動ベルト（図示せず）の形態であってもよい。ベルトを保護するため、及びユーザーが怪我をする危険性を排除するために、駆動ベルトは、前方部分１０４の上面１０４ａの形状によって被覆される。
【００２２】
前方部分１０４の上面１０４ａには開口部１１２が設けられている。開口部１１２は掃除機ヘッド２２のハウジング１００からの唯一の空気出口であり、吸引開口部２４は唯一の空気流入口である。ハウジング１００におけるその他の部位はシールされている。開口部１１２の輪郭周りには、ゴムまたは合成ゴムからなるロールシール３０が取付けられている。ロールシール３０の他方の端部は、上述のように、シールアーム９０の吸入ポート３２に取付けられている。ロールシール９０はこうして、掃除機ヘッド２２から、サイクロン式分離装置５２に連通している吸入ポート３２に至る気密空気通路を形成している。ロールシール９０は柔軟であるので、シャシ１２に対する掃除機ヘッド２２の上下方向の動きを吸収する。シャシ１２に対して掃除機ヘッド２２が上方へ移動すると、ロールシール９０は単に折畳まれ、またはつぶされて相対変位を吸収する。この状態は図６ａ，６ｂに示している。
【００２３】
前方部分１０４の前部からは２つの連結部材１１４が延在している。両連結部材１１４は前方部分１０４の前縁部に沿って互いに離隔配置され、掃除機シャシ１２の前後方向に対して平行に、すなわち掃除機１０の前進方向に向けて突出している。特に両連結部材１１４は、シャシ１２の中心線に対して対称的に配置されている。両連結部材１１４は前方部分１０４に堅固に取付けられているが、前方部分と一体に型成形することもできる。各連結部材１１４は、連結部材１１４内に設けられた開口部内で自在に回転するホイール１１６を保持している。ホイール１１６の各々は、掃除機ヘッド２２を掃除面１０６上で支持する（図６ａ参照）。
【００２４】
各連結部材１１４の断面は、概してＵ字形であり、その上側には凹所１１８が形成されている。各連結部材１１４の前端部１１４ａには、関節部材１２０が回動継手１２２を介して回動自在に取付けられている。関節部材１２０は、概して正方形または矩形の断面を有して延在し、その断面の大きさは、関節部材１２０が連結部材に近接する位置に回動した際に関節部材１２０が連結部材１１４の凹所１１８に収容されるように、十分小さく形成されている。同様の作用は、連結部材が凹所内に収容されるように関節部材の凹所の方を構成することによっても得られることを理解されたい。連結部材１１４は、上方に向けて傾斜するランプ部３６の形態の下面を有している。ランプ部の目的は以下に説明する。
【００２５】
関節部材１２０において回動継手１２２から離れた端部には、シャシ１２の下側に配置された連結点に連結できるように構成された連結部１２４が設けられている。シャシ１２上の連結点は、関節部材１２０がシャシ１２に連結された際に連結部１２４が連結部材１１４の基端部の略上方に配置されるように、すなわち、連結部材１１４においてハウジング１００に最も近い端部の上方に配置されるように設けられている。このようにして、関節部材１２０は連結部材の略上方に配置され、かつ連結部材と同じ方向に延在している。掃除機ヘッドは掃除面から引き離されるのではなく、掃除面に対して効果的に押し付けられるようになっている。図５，６においては、明瞭化のためにシャシ１２及びそれに関連する連結点は省略している。各関節部材１２０の連結部１２４がシャシ１２上の固定点に連結され、連結部１２４は、関節部材１２０が前記固定点回りに回動自在であるように構成されていれば十分である。このような関節部材１２０のシャシ１２に対する回動連結、及び関節部材１２０と連結部材１１４との間の回動連結によって、掃除機ヘッド２２とシャシ１２との間の二重関節結合が実現されている。その結果、掃除機ヘッド２２の上方への動きは、弧状運動ではなく略上下方向の動きとなる。このようにして、掃除機ヘッド２２とサイクロン式分離装置５２へ通じる吸入ポート３２との接続が、より簡単に製造でき、より信頼性の高いものとなる。
【００２６】
上記に説明した掃除機１０は、ロボットモードにおいて次のように作動する。掃除機１０を掃除面上で走行させるために、バッテリ４６から電力供給を受けるモーター１５によってホイール１４が駆動される。掃除機１０の移動方向は、センサー４０と交信する制御ソフトウェアによって決定される。センサー４０は、掃除領域内で掃除機１０を誘導するために、掃除機１０の経路上の障害物を検出するように構成されている。掃除室内またはその他の領域内でロボット式掃除機１０を誘導するための制御方法及び制御システムは、各所で文書化され周知であって本発明における発明の思想を構成するものではない。適切な誘導システムを実現するためには、公知のいかなる方法またはシステムを採用してもよい。
【００２７】
バッテリ４６は、掃除機ヘッド２２に設けられた吸入開口部２４を通じて空気を掃除機に吸引するモーター・ファンユニット５０を駆動するために電力を供給する。端部５８は掃除機ヘッド２２と連通している。モーター２８もまたバッテリ４６によって駆動され、ブラシバー２６を回転させて、掃除機１０が特にカーペット清掃用に用いられる際に、優れた吸引性能を発揮させる。塵埃空気は掃除機ヘッド２２に吸引され、伸縮式管路３０及び吸入ポート３２を通じてサイクロン式分離装置５２へと流される。塵埃空気は、次いで接線方向に沿って導入部５８へ入り、螺旋壁体６０の形状に従って螺旋状に流れる。次いで空気は、集塵箱６２の外側壁体６４の内部を螺旋状に流れ、この移動の際に、比較的大きな塵及び毛玉などが空気流から分離される。分離された塵及び毛玉などは、導入部５８から離隔した集塵箱６２内の一端に集まる。フィン７８は、塵及び毛玉などが不均等に蓄積されるのを防止し、塵及び毛玉などが集塵箱６２内の一端で比較的均等に収集されるように作用する。
【００２８】
塵及び毛玉などが分離された空気は、集塵箱６２の外側壁体６４から離れるように内側へと流れ、微粒ダスト収集器７４の外壁面に沿いながらシュラウド８０に向けて戻る。公知であるように、シュラウド８０が存在することによって、大きな塵及び毛玉などが外側サイクロン５４から内側サイクロン５６へと流れることが防止される。比較的大きな粒子及び塵が分離された空気は、次いでシュラウド８０を通過し、シュラウド８０と内側サイクロン体７２の外表面とによって形成された通路に沿って、内側サイクロン５６の吸入ポート８６に到達するまで流れる。次いで空気は、螺旋を描きながら内側サイクロン５６へと入り、サイクロン体７４の内表面に沿って螺旋状に流れる。サイクロン体７２が円錐台形状をなしているので、空気流の速度は極めて高くなり、空気流に含まれていた微粒ダストが分離される。内側サイクロン５６内で分離された微粒ダストは、ダストリング６８の外側に配置された微粒ダスト収集器７４内に収集される。ダストリング６８は、分離された塵埃が再び空気に混入することを阻止する。空気流から微粒ダストが分離されると、清浄化された空気は渦ファインダ（図示せず）を通じてサイクロンから排出される。この空気は、モーター・ファンユニット５０を、またはその周りを通過して、大気に放出される前にモーターを冷却する。集塵箱６２を空にする必要がある場合、サイクロン式分離装置５２は上述の方式でシャシ１２から取外される。
【００２９】
冒頭に述べたように、掃除機ヘッドが弧を描いて上昇する場合、掃除機ヘッドを掃除面に沿って動かすこと、及び、吸引開口部が掃除面から必要以上に長く浮き上がることなく小さな障害物を乗り越えさせることは困難である。上記に述べた構成によれば、動きの柔軟性がより高い掃除機ヘッド２２が提供され、吸引開口部２４は掃除面に近接した状態を保つことができる。特に、掃除面１０６の形態によって、後縁部と前縁部とが交互に持ち上げられるような前後揺動運動が要求される場合、本発明の掃除機ヘッド２２はそれに応じて動くことができることを理解されたい。結合されず互いに独立した連結部及び関節部材の対がシャシ１２の中心線の両側に設けられているので、掃除機ヘッドは、一方の側が他方の側より高くなるような傾斜配置をとることもでき、そのような状態で良好に作動することができる。ロールシール９０の柔軟性によって、シャシ１２に対する掃除機ヘッド２２の動きを吸収することが可能である。
【００３０】
掃除機ヘッド２２は、その経路上にある小さな障害物を乗り越えるように、自体を持ち上げることができる。掃除機１００が乗り越えようとする障害物はランプ部３６の存在によって傾斜面に当たり、その結果、掃除機１０が前進するにつれ掃除機ヘッド２２が持ち上げられる。万が一、障害物が掃除機ヘッドにランプ部３６の一側から近づいた場合、ランプ部１０９に障害物が当たると、ランプ部１０９が掃除機ヘッド２２を持ち上げる。掃除機１０が後退している際に障害物に近づくと、後方部分１０４の後縁部に設けられている付加的なランプ部３６ａが掃除機ヘッド２２を持ち上げる。ランプ部３６，３６ａ及びランプ面１０９は、掃除機ヘッド２２をシャシ１２に取付ける連結部に直接関わっていないので、これらの面は比較的短く、急峻に形成することができる。このことは、掃除機ヘッド２２の掃除面１０６からの浮き上がりが接近の最終段階で起こり、掃除機ヘッド２２は従来よりも長く掃除面１０６に接触し続けることを意味する。このことは、掃除機１０によってなされる掃除動作の効率向上に大きく貢献する。
【００３１】
本発明は、以上説明した実施形態の範囲に限定されるものではない。特に、いかなるタイプの掃除機の掃除機ヘッドでも、上記に説明した方式で掃除機のシャシまたは本体に取付けることができる点を理解されたい。ここで掃除機はロボット式である必要はなく、アップライト型掃除機であってもよい。本発明の構成は、シリンダ型掃除機または背負い型掃除機の床面ツールに採用することもできる。しかしながら、本発明は特に、わずかな人の介在で、または人の介在なしに、基本的には一方向に進行し、変則条件においても作動を続けることが要求される掃除機に適していることを認識されたい。従って、好ましい用途はロボット式掃除機である。上記の詳細説明は例示のみのためになされたものであり、本発明の範囲に完全に含まれる等価形態が存在することは、当業者であれば理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による掃除機の斜視図である。
【図２】  図１に示す掃除機の下面図である。
【図３】  図１に示す掃除機を、図２おけるIII-III線で切断して示す断面図である。
【図４ａ】  図１に示す掃除機の横断方向断面図であり、掃除機ヘッドを第１位置で示している。
【図４ｂ】  図１に示す掃除機の横断方向断面図であり、掃除機ヘッドを第２位置で示している。
【図５】  図１に示す掃除機の掃除機ヘッドの斜視図である。
【図６ａ】  図５に示す掃除機ヘッドの断面図であり、掃除機ヘッドを図４ａと同様に第１位置で示している。
【図６ｂ】  図５に示す掃除機ヘッドの断面図であり、掃除機ヘッドを図４ｂと同様に第２位置で示している。
【符号の説明】
１０  掃除機
１２  シャシ（本体）
２２  掃除機ヘッド
２４  吸引開口部
２６  ブラシバー
２８  モーター
３０  ロールシール（可撓性管路）
３６  ランプ部（連結部材の傾斜下面）
４０  センサー（誘導制御装置）
５２  サイクロン式分離装置
５４  外側サイクロン
５６  内側サイクロン
１００  ハウジング
１１４  連結部材
１１６  ホイール（支持ホイール）
１１８  凹所（溝，通路）
１２０  関節部材
１２２  回動継手（第１端部）
１２４  連結部（第２端部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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