JP7071798B2

JP7071798B2 - 電気掃除機

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Publication number: JP7071798B2
Application number: JP2016224640A
Authority: JP
Inventors: 則和伊藤; 祐輔矢吹; 遼山谷; 尚樹加藤; 拓也橘川; 博志小田原; 康博松井
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2016-11-18
Filing date: 2016-11-18
Publication date: 2022-05-19
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: CN108065867A; JP2018079171A

Description

本発明は、電気掃除機に関する。

回転ブラシモータの駆動力を、減速機構を介して回転ブラシに伝達する構成を吸口体に設けた電気掃除機が知られている。

特開２０１１－２１７９０１号公報

減速比を確保しつつ吸口体（吸口部）や電気掃除機を小形に形成する点について、特許文献１には改善の余地がある。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、水平方向に回転軸を有する回転ブラシを収納する吸口部と、前記回転ブラシに減速機構を介して駆動力を伝達する回転ブラシモータと、前側に設けられる充電池と、後側に設けられる掻取りブラシと、を有し、前記回転ブラシモータは、前記回転ブラシの回転軸の斜め上方に配されており、前記回転ブラシモータの下端部は、前記吸口部の上面の上端よりも下方に位置し、前記掻取りブラシ内に重りが固定され、前記吸口部は、水平方向に回転軸を有する前記回転ブラシを収納可能な空間と、前記減速機構を収納可能な空間と、吸引口と、前記回転ブラシモータのモータ載置部と、補助輪とを有し、前記減速機構を収納可能な空間は、前記回転ブラシを収納可能な空間及び前記補助輪の間に設けられており、前記モータ載置部は、前記吸引口に対して、前記減速機構を収納可能な空間側に設けられており、前記吸引口及び前記モータ載置部は、前記回転ブラシを収納可能な空間の径方向外側に位置していることを特徴とする。

実施形態１に係る自走式電気掃除機の斜視図である。実施形態１に係る自走式電気掃除機の上ケースとダストケースを取り外した状態の斜視図である。実施形態１に係る自走式電気掃除機の底面図である。図１のＡ－Ａ断面図である。実施形態１に係る減速機構の分解斜視図である。実施形態１に係る減速機構の（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。実施形態１に係る自走式電気掃除機の吸口部、塵埃センサユニットおよびダストケースの斜視図である。実施形態１に係る自走式電気掃除機の吸口部、塵埃センサユニットおよびダストケースの分解図である。実施形態１に係る自走式電気掃除機の塵埃センサユニットの正面図である。実施形態１に係るダストケースを取外した状態の自走式電気掃除機の斜視図である。図７のＢ－Ｂ断面図である。実施形態１に係る回転ブラシの中心軸に沿い、前後方向に垂直な断面で切断した回転ブラシ及び減速機構の断面図である。実施形態１に係る自走式電気掃除機の制御装置、及び制御装置に接続される機器を示す構成図である。実施形態１に係る回転ブラシ１４の斜視図である。

本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、同様の説明は繰り返さない。本発明の各種の構成要素は、必ずしも一の部材で構成される必要はなく、例えば、一の構成要素が複数の部材で構成されること、複数の構成要素が一の部材で構成されること、或る構成要素の一部と他の構成要素の一部とが互いに重複すること、を許容する。

なお、自走式電気掃除機１（図１参照）が進行する向きのうち、自走式電気掃除機１が通常進行する方向を前方、重力方向と反対の方向を上方、駆動輪１１６（図３参照）が対向する方向を左方及び右方とする。すなわち図１等に示す様に前後、上下、左右を定義する。本実施形態では、自走式電気掃除機１の前方側にサイドブラシ１５が取付けられている。

＜実施形態１＞
［自走式電気掃除機１］
図１は、本実施形態に係る自走式電気掃除機１の斜視図である。
自走式電気掃除機１は、掃除領域（例えば、室内）を自律的に移動しながら掃除する掃除機である。自走式電気掃除機１は、上壁（及び一部の側壁）である上ケース１１１、底壁（及び一部の側壁）である下ケース１１２、及び前部に設置されるバンパ１８、を含んで構成される本体１１を備える。上ケース１１１には、スイッチシート２２と、自走式電気掃除機１の制御部２に対してユーザが指令を与える操作ボタンとしての円形操作ボタン２２１及び環形操作ボタン２２２が配置されている。

また、自走式電気掃除機１の上後方側には、ダストケース４が設けられている。本実施形態の自走式電気掃除機１は、制御装置２の演算処理によって自律的に駆動輪１１６を駆動させて清掃するが、リモコン等によってユーザの指令を受けて駆動してもよい。

［下ケース１１２］
図２は上ケース１１１とダストケース４を取り外した状態の斜視図、図３は自走式電気掃除機１の底面図、図４は図１のＡ－Ａ線で切断した断面図、図７は吸口部１１３、塵埃センサユニット１２およびダストケース４の斜視図である。
下ケース１１２は、駆動輪１１６、走行モータ１１６１、アーム１１４１、及び駆動輪減速機構１１４２を含んで構成される駆動機構を収容する駆動機構収容部１１４、並びに、サイドブラシ取付部１１２１、走行モータ１１６１、回転ブラシモータ１１３３、電動送風機１６、充電池１９、充電池１９を収納する電池収容部１１５（図４（ａ）参照）、制御装置２、及び吸口部１１３が取付られている薄型の円板状の部材である。

下ケース１１２は、側面の下端側、好ましくは下端を含んで、側面全周又は略全周に設けられたバンパーフレーム１１２７を有している。バンパーフレーム１１２７は、側面のその他の部分を形成する部材よりも柔らかい材料で形成されており、例えば、エラストマー等の樹脂材を採用できる。また、バンパーフレーム１１２７は、側面のその他の部分、例えばバンパ１８よりも外周側に出っ張っている。これにより、自走式電気掃除機１が家具等に衝突しても、家具等が破損することを抑制できる。

（自走式電気掃除機１のバランス）
本体１１内に設けられる部材中、比較的重量のあるものは、充電池１９及び電動送風機１６である。充電池１９の方が電動送風機１６よりも重いことが多い。本実施形態の本体１１の重量バランスをとるべく、まず、電動送風機１６が下ケース１１２の略中央に設けられており、充電池１９が前側に設けられている。

ここで、下ケース１１２の中心よりも後側には、回転ブラシ１４を収容した吸口部１１３や、掻取りブラシ１３が設けられている。電動送風機１６が中央側（２つの駆動輪１１６の間）、充電池１９が前側にあることから、後側に重量物を設置してバランスをとることが好ましい。このため、本実施形態では、掻取りブラシ１３の内周には、重りが貼付等により固定されている（不図示）。これにより、掻取りブラシ１３内というデッドスペースを有効に活用できる。

［駆動機構収容部１１４］
図３等に示す駆動機構収容部１１４に収容される駆動機構は、駆動輪１１６を本体１１に支持する機構である。駆動機構は、走行モータ１１６１、駆動輪１１６を左右内側から支持するアーム１１４１、及び駆動輪減速機構１１４２を含む。アーム１１４１は、２つの駆動輪１１６の間に設けられており、一端が前後方向に延在する回動軸、他端が駆動輪１１６に接続した部材であり、回動軸まわりの回動によって駆動輪１１６それぞれを回動させることができる部材である。

［電池収容部１１５］
図４等に示す様に、電池収容部１１５は、内部に充電池１９を収容する空間であり、下ケース１１２の中心よりも前側に位置している。電池収容部１１５は、充電池１９を交換するために下向きの開口を有して構成される。なお、電池収容部１１５の左右には、サイドブラシ１５を取り付けるサイドブラシ取付部１１２１が形成されている。

［駆動輪１１６］
図３等に示す様に、駆動輪１１６はそれぞれ、駆動輪減速機構１１４２それぞれを介して走行モータ１１６１それぞれの駆動力を受ける部材である。これにより駆動輪１１６自体が回転することで本体１１を前進、後退、旋回させることができる。駆動輪１１６は、左右両側に配置されている。

［前方蓋１１７］
前方蓋１１７は、下ケース１１２前端側に形成された電池収容部１１５の開口を下ケース１１２の下面から塞ぐ略長方形板状の部材である。また、前方蓋１１７は、下ケース１１２の中心側付近に補助輪１７を取り付ける円形の補助輪取付部１１２２を備える。

［バンパ１８］
バンパ１８は、外部から作用する押圧力に応じて前後方向、好ましくはさらに左右方向、で移動可能に設置されている。バンパ１８は、左右一対のバンパばね（図示省略）によって前方向に付勢されている。バンパ１８を介して障害物からの抗力がバンパばねに作用すると、バンパばねは変形し、バンパ１８を前方向に付勢しつつバンパ１８の後退を許容する。バンパ１８が障害物から離れて抗力がなくなると、バンパばねの付勢力によってバンパ１８は元の位置に戻る。ちなみに、バンパ１８の後退（つまり、障害物との接触）は、バンパセンサ（赤外線センサ）によって検知され、その検知結果が制御装置２に入力される。障害物等の接触位置に応じてバンパ１８の変位量が異なるため、本体１１に対する障害物等の位置を検知することも可能である。

［掻取りブラシ１３］
掻取りブラシ１３は表面の一部又は略全部に植毛を備え、後述する回転ブラシ１４と略平行な方向に軸を有するブラシであり、本実施形態では床面との接触により従動回転又は回動する。回動の場合は、ストッパ等を設けることで回動範囲を規制する。掻取りブラシ１３の植毛の位置は、絨毯上を掃除する場合は、絨毯の毛と重なることが好ましい。このため、掻取りブラシ１３は絨毯表面から塵埃を掻き出すように回収できる。

掻取りブラシ１３について、ストッパを設けて回動する態様で用いる場合、床面には、所定の領域が接触し続けて塵埃を掻き出すことができる。このとき、掻取りブラシ１３のうち、床面に接触し続けることとなる領域は、平坦な形状であると好ましい。すなわち、掻取りブラシ１３の形状は、軸方向視で、円筒形状のうち、一部を平坦な平面に置換した形状（例えば、円の一部を弦で切り取った形状や、略半月形状）であると好ましい。

［回転ブラシ１４］
図１４は、回転ブラシ１４の斜視図である。回転ブラシ１４は、駆動輪１１６の回転中心を通る軸（左右方向）に略並行に配置されている（図３参照）。回転ブラシ１４は、水平方向（本実施形態では左右方向）に回転軸を有する円筒形であり、吸口部１１３に回転可能に支持されている。回転ブラシ１４は、回転ブラシモータ１１３３（図２参照）により駆動力を受けて回転駆動する。回転ブラシ１４は、減速機構３を介して回転ブラシモータ１１３３の駆動力が伝達される軸部１４１の外周面から、法線方向に突出する複数の植毛１４２を備えている。回転ブラシ１４の植毛１４２は、長さが異なる植毛、硬さが異なる植毛など複数種類の植毛を備え、各植毛が回転軸に対してらせん状に列をなす様に配設されている。

［吸口部１１３］
図８は吸口部１１３、塵埃センサユニット１２およびダストケース４の分解斜視図、図９は塵埃センサユニット１２の正面図である。
吸口部１１３は、回転ブラシ１４を収容するスペースからダストケース４に連通する吸引口１１３１が形成されるとともに、掻取りブラシ１３、回転ブラシ１４を収容する部材である。回転ブラシ１４は、床面側が前方から後方に向かう方向（図４中、ω方向）に回転する。吸口部１１３には、回転ブラシモータ１１３３及び減速機構３が取付けられており、回転ブラシモータ１１３３は、回転ブラシ１４の軸部１４１の斜め上方であって、モータ載置部１１３２上に載置されている。具体的には、回転ブラシモータ１１３３としては、例えばブラシレスモータを用いることができ、吸引口１１３１からダストケース４内に至る道程の側方に配されている。本実施形態では、吸引口１１３１には、枠１２１を介してダクト４２が接続しており、回転ブラシモータ１１３３は吸引口１１３１、枠１２１、ダクト４２の側方に位置している。

また、モータ載置部１１３２は、吸口部１１３の上面１１３４の上端よりも下方に位置している。ここでいう上面１１３４とは、吸口部１１３を形成する面のうち、一方側が回転ブラシ１４に対向する面の他方側をいう。
これにより、上面１１３の上端よりも下方の位置に回転ブラシモータ１１３３の下端位置を配し、回転ブラシモータ１１３３の略全部又は全部を、回転ブラシ１４の径方向外側かつ軸方向内側に配することができるので、高さや幅を抑えた構成にできる。

吸引口１１３１より上流側（回転ブラシ１４側）は、回転ブラシ１４が収納されるスペースである。回転ブラシ１４が配されている領域を考えると、回転ブラシ１４の軸方向について、回転ブラシ１４の寸法は、吸引口１１３１の寸法より大きい。また、回転ブラシ１４の軸方向について、吸口部１１３の寸法内に、吸引口１１３１及び回転ブラシモータ１１３３が配されているとともに、吸引口１１３１の端部及び回転ブラシモータ１１３３の端部は離間している。これにより、回転ブラシモータ１１３３を吸引口１１３１、枠１２１、ダクト４２の側方に位置させることができるため、小形に構成できる。

また、図３に例示するように、吸口部１１３は補助輪１１３５を有しており、補助輪１１３５は、駆動輪１１６それぞれの後方側に設けられている。
後述する減速機構３は、左右方向について、補助輪１１３５及び回転ブラシ１４の間に設けられている。これにより、吸口部１１３のうち、補助輪１１３５及び回転ブラシ１４の間のスペースを有効に活用でき、小形に構成できる。

本実施形態においては、電動送風機１６の負圧によって吸込まれた空気は、吸引口１１３１、塵埃センサユニット１２、ダストケース４のダクト４２及び主蓄積室４１、集塵フィルタ４６、電動送風機１６、並びに、排気口１１２６の順に通過する。この空気には塵埃が含まれることが多く、集塵フィルタ４６で遮られてダストケース４内に貯塵される。以下、吸引口１１３１及び塵埃センサユニット１２の枠１２１に略垂直な方向（枠１２１の正面視方向）を主方向という。なお、排気口１１２６は、下ケース１１２に設けられており、２つの駆動輪１１６の間に本実施形態では６個位置している。

本実施形態の吸口部１１３は、吸引口１１３１から主方向に延在する部分を有していないが、例えば後述するダストケース４のダクト４２のように、主方向に延在し、吸口部１１３と一体の吸口部ダクトを有しても良い。この場合、吸口部ダクト、塵埃センサユニット１２及びダクト４２が、吸引口１１３１からダストケース４内までの道程を囲むことになる。この点、後述するように、ダストケース４の容積を向上させる観点等から、この道程のうち、吸口部ダクトの長さ（例えば主方向長さ）や枠１２１の長さ（例えば主方向長さ）よりも、ダクト４２の長さ（例えば主方向長さ）の方が長いことが好ましい。

［塵埃センサユニット１２］
塵埃センサユニット１２は、吸口部１１３とダストケース４との間に配置される。
塵埃センサユニット１２は、枠１２１、枠１２１に設けられて互いに対向する発光部１２２及び受光部１２３、枠１２１のダストケース４側に取付けられた密着部材１２４、及び基板１２７を有する。塵埃センサユニット１２は、吸口部１１３及びダストケース４とは別部材として形成されており、枠１２１を吸口部１１３に接触させ、この状態で取り付けることにより、発光部１２２、受光部１２３、コネクタ１２６及び密着部材１２４を同時に取付け可能である。このため、本実施形態の塵埃センサユニット１２は、組立性に優れている。

［減速機構３］
図５は減速機構３の分解斜視図、図６（ａ）は減速機構３の斜視図、図６（ｂ）は減速機構３の側面図、図１２は回転ブラシ１４の中心軸に沿い、前後方向に垂直な断面で切断した回転ブラシ１４及び減速機構３の断面図である。
減速機構３は、回転軸であるシャフト３１として、回転ブラシモータ１１３３に接続するモータシャフト３１１、二段目のプーリに接続する中継シャフト３１２、回転ブラシ１４の軸部１４１に接続するクラッチ３１３、一段目及び二段目のプーリの間に位置するテンションシャフト３１４を有する。

また、タイミングベルト３２として、モータシャフト３１１まわりのプーリ３２１１と、中継シャフト３１２まわりのプーリのうち径が大きい方のプーリ３２１２とに噛み合わせた第１のベルト３２１、中継シャフト３１２まわりのプーリのうち径が小さい方のプーリ３２２１と、クラッチ３１３まわりのプーリ３２２２に噛み合わせた第２のベルト３２２を有する。クラッチ３１３は、一端側が軸部１４１の五角形状に嵌合する凹部であり、他端側がプーリ３２２２を有する部分である。クラッチ３１３のうち、プーリ３２２２の軸方向端部は、プーリ３２２２の径より大径となっている。これにより第２のベルト３２２が脱落する虞を低減している。
第１のベルト３２１及び第２のベルト３２２は、ともに中継シャフト３１２まわりのプーリ何れかに噛み合わされているが、第１のベルト３２１はそこから第１の方向（本実施形態では前後方向）に延び、第２のベルト３２２はそこから第１の方向に直交する第２の方向（本実施形態では上下方向）に延びている。すなわち、第１のベルト３２１及び第２のベルト３２２は略Ｌ字型に配されている。
ここで、プーリについて、モータシャフト３１１まわりのプーリを第１の入力側プーリ３２１１と呼称し、中継シャフト３１２まわりのプーリのうち径が大きい方のプーリを第１の出力側プーリ３２１２と呼称し、径が小さい方のプーリを第２の入力側プーリ３２２１と呼称し、クラッチ３１３まわりのプーリを第２の出力側プーリ３２２２と呼称する。また、テンションシャフト３１４まわりのプーリをテンションプーリ３３と呼称する。
減速機構３は、これらプーリ及びタイミングベルトをケーシング３４内に収納している。

第１の入力側プーリ３２１１の径及び歯数は、第１の出力側プーリ３２１２の径及び歯数より小さい及び少ない。
第１の出力側プーリ３２１２の径及び歯数は、第２の入力側プーリ３２２１の径及び歯数より大きい及び多い。
第２の入力側プーリ３２２１の径及び歯数は、第２の出力側プーリ３２２２の径及び歯数より小さい及び少ない。
これら４つのプーリのうち、第１の出力側プーリ３２１２の径及び歯数が最も大きい及び多い。
また、上述の通り、第１の出力側プーリ３２１２及び第２の入力側プーリ３２２１は、同一の回転軸である中継シャフト３１２まわりのプーリである。このため、減速機構３は、第１の入力側プーリ３２１１、第１の出力側プーリ３２１２、及び第１のベルト３２１を有する第１の減速部と、第２の入力側プーリ３２２１、第２の出力側プーリ３２２２、及び第２のベルト３２２を有する第２の減速部とによって減速する構成である。

モータシャフト３１１及び中継シャフト３１２は略水平方向に離間して配されており、中継シャフト３１２及びクラッチ３１３は略鉛直方向に離間して配されている。

鉛直方向について、モータシャフト３１１は、中継シャフト３１２よりも一方側（本実施形態では鉛直下側）に変位した位置に配されている。これにより、回転ブラシモータ１１３３をより下側に配することができ、自走式電気掃除機１（いわゆるキャニスター型の電気掃除機等に適用する場合は、吸口体）の高さを低減できる。この場合、第１のベルト３２１の鉛直上側部分がプーリから「浮く」虞が大きくなるため、これを抑制すべく、中継シャフト３１２より他方側（本実施形態では鉛直上側）にテンションプーリ３３を配している。鉛直方向について、第１のベルト３２１がモータシャフト３１１及びテンションシャフト３１４の間、かつ、中継シャフト３１２及びテンションシャフト３１４の間を通過するように配することで、第１のベルト３２１が「浮く」ことを抑制している。テンションプーリ３３は、歯を有していても有していなくても良い。

ケーシング３４は、第２の入力側プーリ３２２１及び第２の出力側プーリ３２２２の間に、吸口部１１３の上面１１３５に接触する接触部３４１を有している。回転ブラシモータ１１３３は、減速機構３に比して重量が大きいことが多い。このため、本実施形態の様な略Ｌ字型の減速機構３の端部に回転ブラシモータ１１３３を接続すると、バランスが崩れやすい。このことから、回転ブラシモータ１１３３をモータ載置部１１３２で支持するとともに、中継シャフト３１２を挟んで、回転ブラシモータ１１３３が接続するモータシャフト３１１の反対側に接触部３４１を設けることで、安定して減速機構３を配することができるようにしている。

［ダストケース４］
図１１は図７のＢ－Ｂ断面図である。
ダストケース４は、床面から吸引口１１３１（吸口部１１３）を介して吸い込まれた塵埃を蓄積する容器である。ダストケース４は、吸引口１１３１側に形成されたダクト４２、回収した塵埃を主に蓄積する主蓄積室４１、蓄積した塵埃をフィルタ４６側（上方側）から取出し可能とする蓋４５、回動して主蓄積室７７下方側（ダクト４２側）の開口を開閉可能な逆流抑制弁４４、及び折り畳み可能なハンドル４３を備える。ダストケース４は、本体１１の斜め上から斜め下に向けて取り付けられる。
逆流抑制弁４４は、ダクト４２の他端としての開口を塞ぐことができる主面、及び、主面を回動させる方向に付勢する付勢部を有している。

付勢部は、主面が開口を塞ぐ方向に逆流抑制弁４４を付勢する部材であり、種々公知のものを用いることができるが、例えばばねを用いることができる。このため、外力が働かない状態では、逆流抑制弁４４はダクト４２の他端を塞いでいる。

ダストケース４の本体１１への装着に伴うダストケース４の下方への移動で、逆流抑制弁４４は自走式電気掃除機１の一部に接触及び摺動し、主面が開口を開放する方向に力を受ける。これにより、逆流抑制弁４４は付勢部の付勢力に抗して、ダクト４２の他端を開放する。

ダストケース４が本体１１に装着されている状態では、逆流抑制弁４４は、回転ブラシ１４の上側に格納されている。ダストケース４を本体１１から取り外すと、付勢部の付勢力により逆流抑制弁４４は回動し、ダクト４２側他端の開口を塞ぐ。これにより、ダクト４２内に塵埃が蓄積されていても、ダストケース４から塵埃がこぼれ落ちることを抑制できる。

［センサ類］
図１３は、自走式電気掃除機の制御装置２、及び制御装置２に接続される機器を示す概略構成図である。バンパセンサ（障害物検知手段）は、バンパ１８の後退（つまり、障害物との接触）を検知するセンサである。

図２等に例示する測距センサ２１０（障害物検知手段）は、障害物までの距離を検出する赤外線センサである。本実施形態では、正面３箇所と側面２箇所の計５か所に測距センサを設けた。

測距センサ２１０は、赤外線を発光させる発光部（図示せず）と、赤外線が障害物で反射して戻ってくる反射光を受光する受光部（図示せず）とを有している。この受光部によって検出される反射光に基づいて、障害物までの距離が算出される。なお、バンパ１８のうち少なくとも測距センサの近傍は、赤外線を透過させる樹脂又はガラスで形成されている。

図３等に例示する床面用測距センサ２１１（床面検知手段）は、床面までの距離を計測する赤外線センサであり、下ケース１１２の下面の前後左右４か所に設置されている。より具体的には、補助輪１７の前側、回転ブラシ１４及び掻取りブラシ１３の後側、各駆動輪１１６の前側かつ左右方向外側に位置している。

床面用測距センサによって階段等の大きな段差を検知することで、自走式電気掃除機１の（階段などからの）落下を防止できる。例えば、床面用測距センサによって前方に３０ｍｍ程度の段差が検知された場合、制御装置２は走行モータを制御して本体１１を後退させ、進行方向を転換させる。

なお、補助輪１７前側（下ケース１１２の前端側）の床面用測距センサ２１１が床面からの距離が遠い旨を検出し、かつ、回転ブラシ１４後側（下ケース１１２の後端側）の床面要素距センサ２１１が床面からの距離が近い旨を検出した場合、制御装置２は、本体１１をそのまま前進させ続けてもよい。このような検出の組合せの場合、自走式電気掃除機１は、段差を登っていることが多いと考えられるためである。同様に、補助輪１７前側の床面用測距センサ２１１が床面からの距離が近い旨を検出し、かつ、回転ブラシ１４後側の床面要素距センサ２１１が床面からの距離が遠い旨を検出した場合、制御装置２は、本体１１をそのまま前進させ続けてもよい。ここでいう「近い」とは、例えば、平坦な床面上を自走式電気掃除機Ｃが走行している場合に床面用測距センサ２１１が検出する距離以下であり、「遠い」とは、例えば、平坦な床面上を自走式電気掃除機Ｃが走行している場合に床面用測距センサ２１１が検出する距離超である。その他、適当な閾値を１つ又は２つ設定し、これと比較した結果であってもよい。

図１３に示す走行モータパルス出力を利用して、走行モータ１１６１の回転速度、回転角度を検出する。なお、走行モータパルス出力より検出される回転速度、回転角度と、減速機構の歯車比と、駆動輪１１６の径とに基づいて、制御装置２は本体１１の移動速度、移動距離を算出する。

走行モータ電流計測器は、走行モータ１１６１の電機子巻線に流れる電流を計測する計測器である。同様に、電動送風機用電流計測器は電動送風機１６の電流値を計測し、回転ブラシモータ用電流計測器は回転ブラシモータ１１３３の電流値を計測する。２つのサイドブラシモータ用電流計測器はサイドブラシモータ１５２の電流値を計測する。それぞれの電流計測器は、計測した電流値を制御装置２に出力する。電流値の検知結果を利用して、例えば回転ブラシに異物が絡まり回転が停止した異常を検知でき、操作ボタンによりユーザに報知できる。

また、回転ブラシモータ１１３３の電流値と走行モータ１１６１の電流値から、本体１１が走行している床面の状態を検知し、例えば絨毯上だと認識すると電動送風機１６の入力を増加させ吸引力を大きくし、フローリング上では、電動送風機１６の入力を小さく設定して充電池１９の消費電力を抑える制御を行う。

塵埃センサユニット１２により塵埃を検出すると、電動送風機１６の入力を一定時間増加させる。検出した塵埃量に応じて電動送風機１６の入力増加時間を決定する（例えば延ばす）ことは行わない。これにより、電動送風機１６の消費電力を抑える。また、塵埃を検出しても本体１１の反転や往復動作は行わない。これにより、移動速度の低下を避けることができる。

［駆動装置］
図１３に示す走行モータ駆動装置（左）（右）は、左右側の走行モータ１１６１を駆動するインバータ、または、ＰＷＭ制御によるパルス波形発生装置であり、制御装置２からの指令に応じて動作する。電動送風機駆動装置、回転ブラシ用モータ駆動装置、サイドブラシ用モータ駆動装置（左）（右）についても同様である。これら各駆動装置は、本体１１内の制御装置２（図２参照）に設置されている。

［制御装置２］
制御装置２は、例えばマイコン（Microcomputer：図示省略）であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が各種処理を実行するようになっている。制御装置２は、スイッチシート２２（図１参照）、及び、前記した各センサ類から入力される信号に応じて演算処理を実行し、前記した各駆動装置に指令信号を出力する。

以上、本発明に係る自走式電気掃除機について実施形態を示して詳細に説明した。なお、本発明の内容は実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲内において適宜改変・変更等することができることはいうまでもない。また、本実施形態においては、自走式電気掃除機を例に取り説明したが、キャニスター式、スティック式及び、ハンディ式の電気掃除機へ適用しても同様な効果がある。

１自走式電気掃除機
１１本体
１１１上ケース
１１２下ケース
１１２１サイドブラシ取付部
１１２２補助輪取付部
１１２６排気口
１１２７バンパーフレーム
１１２８取付爪係止部
１１３吸口部
１１３１吸引口
１１３２モータ載置部
１１３３回転ブラシモータ
１１３４上面
１１３５補助輪
１１４駆動機構収容部
１１４１アーム（サスペンション）
１１４２駆動輪減速機構
１１５電池収容部
１１６駆動輪
１１６１走行モータ
１１７前方蓋
１１８気密部材
１２塵埃センサユニット
１２１枠
１２２発光部
１２２１発光素子
１２３受光部
１２３２受光素子
１２４密着部材
１２５配線
１２６コネクタ
１２７基板
１３掻取りブラシ
１４回転ブラシ
１５サイドブラシ
１５１サイドブラシホルダ
１５２サイドブラシモータ
１６電動送風機
１６１立体格子
１６２凹部
１６３弾性体
１６４吸引口
１６５後面（吸引側面）
１７補助輪
１８バンパ
１９充電池
２制御装置
２１制御基板
２１０センサ類（測距センサ）
２１１センサ類（床面用測距センサ）
３減速機構
３１シャフト
３１１モータシャフト
３１２中継シャフト
３１３クラッチ
３１４テンションシャフト
３２タイミングベルト
３２１第１のベルト
３２２第２のベルト
３２１１第１の入力側プーリ
３２１２第１の出力側プーリ
３２２１第２の入力側プーリ
３２２２第２の出力側プーリ
３３テンションプーリ
３４ケーシング
４ダストケース
４１主蓄積室
４２ダクト
４２１直立部
４３ハンドル
４４逆流抑制弁
４５蓋
４６フィルタ

Claims

水平方向に回転軸を有する回転ブラシを収納する吸口部と、
前記回転ブラシに減速機構を介して駆動力を伝達する回転ブラシモータと、
前側に設けられる充電池と、
後側に設けられる掻取りブラシと、を有し、
前記回転ブラシモータは、前記回転ブラシの回転軸の斜め上方に配されており、
前記回転ブラシモータの下端部は、前記吸口部の上面の上端よりも下方に位置し、
前記掻取りブラシ内に重りが固定され、
前記吸口部は、
水平方向に回転軸を有する前記回転ブラシを収納可能な空間と、前記減速機構を収納可能な空間と、吸引口と、前記回転ブラシモータのモータ載置部と、補助輪とを有し、
前記減速機構を収納可能な空間は、前記回転ブラシを収納可能な空間及び前記補助輪の間に設けられており、
前記モータ載置部は、前記吸引口に対して、前記減速機構を収納可能な空間側に設けられており、
前記吸引口及び前記モータ載置部は、前記回転ブラシを収納可能な空間の径方向外側に位置している
ことを特徴とする電気掃除機。
水平方向に回転軸を有する回転ブラシを収納する吸口部と、
前記回転ブラシに減速機構を介して駆動力を伝達する回転ブラシモータと、
駆動輪を駆動する走行モータと、
吸引口から塵埃を含む空気を吸込むための電動送風機と、
前記回転ブラシモータの電流値を計測する回転ブラシモータ用電流計測器と、
前記走行モータの電機子巻線に流れる電流を計測する走行モータ電流計測器と、
前記走行モータと前記電動送風機とを制御する制御装置と、を有し、
前記回転ブラシモータは、前記回転ブラシの回転軸の斜め上方に配されており、
前記回転ブラシモータの下端部は、前記吸口部の上面の上端よりも下方に位置し、
前記制御装置は、
前記回転ブラシモータの電流値と前記走行モータの電流値とから床面の状態を検知し、絨毯上と認識すると前記電動送風機の入力を増加させて吸引力を大きくし、フローリング上と認識すると前記電動送風機の入力を小さく設定し、
前記吸口部は、
水平方向に回転軸を有する前記回転ブラシを収納可能な空間と、前記減速機構を収納可能な空間と、吸引口と、前記回転ブラシモータのモータ載置部と、補助輪とを有し、
前記減速機構を収納可能な空間は、前記回転ブラシを収納可能な空間及び前記補助輪の間に設けられており、
前記モータ載置部は、前記吸引口に対して、前記減速機構を収納可能な空間側に設けられており、
前記吸引口及び前記モータ載置部は、前記回転ブラシを収納可能な空間の径方向外側に位置している
ことを特徴とする電気掃除機。
水平方向に回転軸を有する回転ブラシを収納する吸口部と、
前記回転ブラシに減速機構を介して駆動力を伝達する回転ブラシモータと、
駆動輪を駆動する走行モータと、
吸引口から塵埃を含む空気を吸込むための電動送風機と、
塵埃を検出する塵埃センサユニットと、
前記走行モータと前記電動送風機とを制御する制御装置と、を有し、
前記回転ブラシモータは、前記回転ブラシの回転軸の斜め上方に配されており、
前記回転ブラシモータの下端部は、前記吸口部の上面の上端よりも下方に位置し、
前記制御装置は、
検出した塵埃量に応じて前記電動送風機の入力増加時間を決定し、塵埃を検出した場合に前記電動送風機の入力を増加させ、
塵埃を検出した場合に本体の反転や往復動作は行わず、
前記吸口部は、
水平方向に回転軸を有する前記回転ブラシを収納可能な空間と、前記減速機構を収納可能な空間と、吸引口と、前記回転ブラシモータのモータ載置部と、補助輪とを有し、
前記減速機構を収納可能な空間は、前記回転ブラシを収納可能な空間及び前記補助輪の間に設けられており、
前記モータ載置部は、前記吸引口に対して、前記減速機構を収納可能な空間側に設けられており、
前記吸引口及び前記モータ載置部は、前記回転ブラシを収納可能な空間の径方向外側に位置している
ことを特徴とする電気掃除機。