JP2006212121A - 自走型掃除機のバンパー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自走型掃除機において、バンパー部材に設けるセンサー要素の数を増やさず、ばねやショックアブソーバなどの大掛かりな部品を追加せずに、当該掃除機が室内壁面などの障害物に衝突するときの衝撃を緩和する。
【解決手段】 バンパー部材１０と、回転ブラシ２と回転ブラシ２の上側の出隅部１１との対向空間に配備した樹脂製のダンパー４と、バンパー部材１０の端部及びダンパー４を連続させてそのダンパー４を内外方向に変位させる樹脂ヒンジ部５とを備える。バンパー部材１０とダンパー４とのうちのバンパー部材１０だけに、走行方向前方に存在する障害物を検出するためのセンサー要素１２を設け、ダンパー４にはセンサー要素を設けない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自走型掃除機のバンパー装置に関する。特に、前部にバンパー部材を備えている自走型掃除機において、上記バンパー部材を挟む左右両側部分が室内壁面などの障害物に当たったときの衝撃を緩和するための対策を講じている自走型掃除機のバンパー装置に関する。

図６は従来のバンパー部材１０を装備する自走型掃除機の概略全体斜視図、図７は同掃除機のバンパー部材１０の取付箇所を示した平面図、図８は従来のバンパー部材１０の概略斜視図である。

この掃除機Ａは、自走しながら床面清掃を行うのに必要な諸機構、たとえば塵埃吸込口やそれにつながる塵埃収容袋の収容室、吸込みファンとその駆動用モータ、排気口、走行駆動モータといった機構部品を備えているほか、図６又は図７のように、その筐体１の前側左右に出隅部１１，１１が設けられ、それらの出隅部１１，１１の下側に回転ブラシ２，２が装備されていてこれらの回転ブラシ２，２が上記出隅部１１，１１から下向きに突き出た回転軸２１，２１に連結されている。また、左右の回転ブラシ２，２の相互間に配備されたバンパー部材１０に障害物を検出するためのセンサー要素１２…が備わっていて、そのバンパー部材１０は筐体１に取り付けられている。さらに、筐体１の底板部の複数箇所に走行輪３などが取り付けられている。この掃除機は、走行輪３の転動を通じて床面上で自走し、その走行中に吸入した塵埃が塵埃収容袋に捕集され、回転ブラシ２による床面の清掃や室内入隅部分の清掃などが行われる。また、自走方向や自走速度などは図示していない制御手段の作動によって制御される。ここで、図８のように、バンパー部材１０は横長に形成された樹脂一体成形体でなり、掃除機Ａの自走中にその筐体１の前部が障害物に強く衝突したりすることを防ぐ機能を備えている。

一方、無人搬送車にバンパー装置を取り付けて衝撃を吸収させること（たとえば特許文献１参照）、自動車車体に衝撃吸収バンパー部材を取り付けること（たとえば特許文献２参照）などが従来より知られている。このうち、特許文献１に記載されているバンパー装置は、車体にカムやばねを介してバンパー部材本体を取り付けてあり、そのバンパー部材本体に加わる衝撃がばねの変形によって吸収されるようになっている。また、特許文献２に記載されているバンパー装置でも、車体フレームにショックアブソーバを介してバンパー部材を取り付けてあり、バンパー部材に加わる衝撃がショックアブソーバの機能によって吸収されるようになっている。また、特許文献１に記載されているバンパー部材本体及び特許文献２に記載されているバンパー部材は、いずれも、車体の前部に配備される部分と車体の前側左右のコーナ部を覆う部分とを略同一幅に形成して一体に曲り形状に連設したものであって、それらのバンパー部材本体やバンパー部材自体には緩衝作用を発揮するような対策が講じられていない。
特開平５−２０１２９６号公報 特開平１１−４８８８３号公報

図６又は図７を参照して説明した自走型掃除機Ａでは、バンパー部材１０が左右の回転ブラシ２，２の相互間だけに亘って配備されているに過ぎなかったので、筐体１の左右の出隅部１１，１１が室内壁面などに衝突するときの衝撃をバンパー部材１０によって緩和させることができなかった。

そこで、この点を改善するために、バンパー部材１０を左右に延長して筐体１の左右の出隅部の下側にバンパー部材１０の延長部分を位置させておくことが考えられるけれども、そのようにすると、そのバンパー部材の延長部分が室内壁面などの障害物に衝突したときの衝撃が、筐体に対する当該バンパー部材１０の取付箇所に直接的に伝わって両者の取付構造部分が損傷するおそれが生じる。

また、図６に示したように、バンパー部材１０には障害物を検出するためのセンサー要素１２を具備させてあり、自走時に前方の障害物をそれらのセンサー要素１２の作用によって検出することができるようにはなっているけれども、バンパー部材１０が左右の回転ブラシ２，２の相互間だけに亘って配備されているに過ぎなかったために、バンパー部材１０に具備させたセンサー要素１２だけでは走行方向斜め前方の障害物を確実に検出させることには無理がある。

この点に関し、バンパー部材１０に設けるセンサー要素の数を増やして走行方向斜め前方の障害物をも検出させ得るようにすることが可能であるけれども、そのようにすると、センサー要素の数が増大してコスト高になり、また、回転ブラシ２が室内入隅部分を移動することによってはじめてその入隅部分の清掃が可能になることを勘案すると、センサー要素により室内壁面を検出させて左右の出隅部１１，１１が室内壁面に衝突しないようにすることは適切でない。言い換えると、回転ブラシ２によって室内入隅部分を清掃させるためには、左右の出隅部１１，１１が室内壁面に接触する程度に当該掃除機Ａが室内壁面に近付くことが必要である。

一方、特許文献１に記載されているバンパー装置は無人倉庫などで用いられる無人搬送車に採用されているものであり、特許文献２に記載されているバンパー装置は、自動車に採用されているものであるため、図６などを参照して説明した室内清掃などに用いられる自走型掃除機Ａのバンパー装置に比べて大形でかつ高強度であることが要求される。そのため、特許文献１や特許文献２に記載されているバンパー装置の構造を自走型掃除機Ａのバンパー装置にそのまま適用して、筐体１の左右の出隅部１１，１１が室内壁面などに衝突するときの衝撃を緩和するという対策を講じることは実際上困難であり、仮にその構造をそのまま採用すると、上記掃除機Ａのバンパー装置のバンパー部材１０を筐体１にばね又はショックアブソーバで支えさせるという構造になるために、ばねやショックアブソーバが余分に必要になってコストが大幅に高くつくだけでなく、それらのばねやショックアブソーバの設置スペースが余分に必要になったり重量が重くなったりして、当該掃除機Ａが大形化重量化して室内清掃のための掃除機Ａに要求される軽量小形化を図りにくくなる。

本発明は以上の状況の下でなされたものであり、バンパー部材に設けるセンサー要素の数を増やすことなく、しかも、ばねやショックアブソーバなどの大掛かりな部品を追加することなく、筐体の左右の出隅部が室内壁面などの障害物に衝突するときの衝撃を緩和することができ、しかも、バンパー部材と筐体との取付箇所にその衝撃が直接的に伝わって両者の取付構造部分が損傷するというおそれのない自走型掃除機のバンパー装置を提供することを目的とする。

本発明に係る自走型掃除機のバンパー装置は、筐体の前側左右の出隅部の下側に床面に接して回転する回転ブラシが装備され、それら左右の回転ブラシの相互間に樹脂成形体でなるバンパー部材が装備されている。そして、上記回転ブラシとその回転ブラシの上側の上記出隅部との対向空間に配備した樹脂製のダンパーを、上記バンパー部材の端部に、当該ダンパーを内外方向に変位させる弾性を備える樹脂ヒンジ部を介して片持ち状に一体成形してある。

この構成であれば、ダンパーが障害物に衝突したときに樹脂ヒンジ部が弾性変形してそのときの衝撃が吸収されるので、バンパー部材に衝撃が直接的に伝わることがなくなるだけでなく、筐体の出隅部が障害物に当たるときの衝撃も緩和される。また、バンパー部材に樹脂ヒンジ部を介してダンパーを一体成形するだけであるにもかかわらず、バンパー部材で走行方向前方の障害物を検出させ、かつ、ダンパーで走行方向斜め前方の障害物を検出させることができるために、バンパー部材に設けるセンサー要素の数を増やすことなく、しかも、ばねやショックアブソーバなどの大掛かりな部品を追加することなく、走行方向前方及び斜め前方の障害物の有無の検出幅を拡大させることが可能になる。加えて、ダンパーは、筐体の左右の入隅部とその入隅部の下側の回転ブラシとの対向空間に配備されてバンパー部材に樹脂ヒンジ部を介して連設されているので、図６などを参照して説明したようなダンパーを備えていない自走型掃除機に対してその筐体の形状変更を行うことなくダンパーを追加することが容易に可能になって、それだけ安価に本発明の自走型掃除機を提供することが可能になるという利点もある。

本発明において、上記ダンパーは、その内面が上記出隅部から下向きに突き出た回転ブラシの回転軸を外側から囲い込む湾曲形状に形作られていると共に、その外面が上記出隅部の外面に沿う形状に形作られて上記出隅部の外面よりも外方に位置している、という構成を採用することが望ましい。これによれば、回転ブラシの回転軸によってダンパーの変位がじゃまされるという事態が起こらなくなってダンパーによる衝撃緩和作用が円滑にかつ確実に発揮されるようになるだけでなく、ダンパーの外面形状が筐体の出隅部の外面形状によく馴染んでダンパーを追加したことによるデザイン面での違和感を無くすることが可能になる。

本発明では、上記バンパー部材の横方向中央部が、上記筐体に水平揺動可能及び前後移動可能に取り付けられているという構成を採用することが可能であり、この場合には、上記バンパー部材の横方向中央部と上記筐体との取付部では、筐体側に設けられた丸軸にバンパー部材からその内側に突出された支持体の開口部が水平揺動可能及び前後移動可能に嵌合されているという構成を採用することが望ましい。これによれば、バンパー部材の横方向中央部と筐体との取付部を支点としてバンパー部材が水平揺動可能及び前後移動可能になっているので、バンパー部材が障害物に当たったときにそのバンパー部材が水平揺動又は前後移動してそのときの衝撃が緩和される。また、ダンパーが障害物に当たったときには、そのダンパーとバンパー部材とを連結している上記樹脂ヒンジ部が変形してそのときの衝撃を吸収緩和するので、バンパー部材や上記取付部に衝撃が直接的に伝わることがなくなる。したがって、上記取付部を、筐体側の丸軸にバンパー部材からその内側に突出された支持体の開口部を嵌合するだけの簡単な構成としてあるにもかかわらず、その取付部が衝撃を受けて損壊するという事態がなくなる。

本発明では、上記バンパー部材が常時前方に付勢されていることが望ましい。これによれば、バンパー部材に加わっている付勢力によっても、バンパー部材やダンパーが障害物に当たったときの衝撃が吸収されるようになる。

本発明に係る自走型掃除機のバンパー装置は、筐体の前側左右の出隅部の下側に床面に接して回転する回転ブラシが装備され、それら左右の回転ブラシの相互間に樹脂成形体でなるバンパー部材が装備されている自走型掃除機において、上記回転ブラシとその回転ブラシの上側の上記出隅部との対向空間に配備された樹脂製のダンパーと、常時前方に弾発付勢された上記バンパー部材の端部及び上記ダンパーを連続させてそのダンパーを内外方向に変位させる弾性を備える樹脂ヒンジ部とを備え、上記ダンパーは、その内面が上記出隅部から下向きに突き出た回転ブラシの回転軸を外側から囲い込む湾曲形状に形作られ、かつ、その外面が上記出隅部の外面に沿う形状に形作られて上記出隅部の外面よりも外方に位置していると共に、筐体側に設けられた丸軸にバンパー部材の横方向中央部からその内側に突出された支持体の開口部を水平揺動可能及び前後移動可能に嵌合することによってそのバンパー部材が上記筐体に水平揺動可能及び前後移動可能に取り付けられ、上記バンパー部材と上記ダンパーとのうちのバンパー部材だけに、走行方向前方に存在する障害物を検出するためのセンサー要素が設けられている、という構成を採用することによっていっそう具体化される。この発明の作用については後述する実施形態を参照して詳細に説明する。

本発明によれば、筐体の前側にバンパー部材が設けられている自走型掃除機において、そのバンパー部材の端部に樹脂ヒンジ部を介してダンパーを連続させるという簡単な構成を追加するだけで、バンパー部材に設けるセンサー要素の数を増やすことなく、しかも、ばねやショックアブソーバなどの大掛かりな部品を追加することなく、筐体の左右の出隅部が室内壁面などの障害物に衝突するときの衝撃を緩和することができ、しかも、バンパー部材と筐体との取付箇所にその衝撃が直接的に伝わって両者の取付構造部分が損傷するというおそれがなくなるという卓越した効果が奏される。また、筐体の前側にバンパー部材が設けられている自走型掃除機の筐体の形状を変更することなく、上記ダンパーを追加することができるという効果も奏される。したがって、軽量化小形化が要求される自走型掃除機のバンパー装置に適し、そのようなバンパー装置を安価に提供することができるようになるだけでなく、バンパー部材やダンパー、ひいてはバンパー部材と筐体との取付部が損壊しにくくなるために、ユーザにとっては持ち運びやすくて使い勝手に優れるという利点を得られるようになる。

図１は本発明に係るバンパー装置を備えた自走型掃除機Ａの外観斜視図、図２は同掃除機の正面図、図３はバンパー部材１０の取付箇所の構造を示した概略平面図、図４はダンパー４と共に一体成形されたバンパー部材１０の概略斜視図、図５はバンパー部材１０の上下動規制ガイド１００を説明するための断面図である。

図１又は図２に示した自走型掃除機Ａは、自走しながら床面清掃を行うのに必要な諸機構を備えているほか、その筐体１の前側左右に出隅部１１，１１が設けられ、それらの出隅部１１，１１の下側に回転ブラシ２，２が装備されていてこれらの回転ブラシ２，２が上記出隅部１１，１１から下向きに突き出た回転軸２１，２１に連結され、さらに、左右の回転ブラシ２，２の相互間に配備されたバンパー部材１０に障害物を検出するためのセンサー要素１２…が備わっているという点で、図６を参照して説明した自走型掃除機Ａと同様である。また、図３のように、筐体１の底板部の複数箇所に走行輪３などが取り付けられていて、走行輪３の転動を通じて床面上で自走し、その自走中に吸入した塵埃が塵埃収容袋に捕集され、回転ブラシ２による床面の清掃や室内入隅部分の清掃などが行われるという点や、自走方向や自走速度などが図示していない制御手段の作動によって制御されるという点でも、図６などを参照して説明した自走型掃除機Ａと同様である。

この実施形態では、バンパー部材１０の左右の端部に、センサー要素を備えていないダンパー４を追加して連設し、そのダンパー４を、図１又は図２のように筐体１の出隅部１１とその下側の回転ブラシ２との対向空間に配備している点などにおいて、図６などを参照して説明したものと相違している。この点を以下に説明する。

図３又は図４のように、バンパー部材１０は横長に形成された樹脂一体成形体でなり、その左右の各端部に、樹脂ヒンジ部５を介してダンパー４が片持ち状に連続して一体成形されている。また、バンパー部材１０は筐体１の前面の湾曲形状に沿う湾曲形状に形成されており、併せて、ダンパー４はその外面４１の形状が筐体１の出隅部１１（図１参照）の外面形状に沿う湾曲形状に形成されていると共に、その外面４１が図２に見られるように出隅部１１の外面よりも外方に位置している。加えて、このダンパー４にあっては、図３のようにその内面４２が湾曲形状に形作られて回転ブラシ２の回転軸２１を外側から囲い込んでいる。このため、ダンパー４と回転軸２１との相互間に形成されるスペースによって、ダンパー４が樹脂ヒンジ部５を支点として図３矢印Ｍのように内外方向に回転軸２１と干渉することなく円滑に変位することが可能である。図４に明瞭に示したように、樹脂ヒンジ部５は薄肉に形成されていることによって樹脂に特有の弾性を発揮する。したがって、ダンパー４は、障害物に衝突したときのように外力を受けて図３に仮想線で示したように内側に変位したとしても、その外力が取り除かれたときには樹脂ヒンジ部５の弾性復元性によって図３に実線で示した初期位置に復帰する。なお、この実施形態では、ダンパー４が、筐体１の出隅部１１の下側で、その出隅部１１の前側から側方に亘って延び出ている。

また、この実施形態では、図２に見られるように、ダンパー４の設置高さがバンパー部材１０の設置高さよりもやゝ低位になっている。これは、出隅部１１とその下側の回転ブラシ２との対向空間の高さ位置がバンパー部材１０の設置高さよりもやゝ低位にあるために、その対向空間の高さ位置にダンパー４の設置高さを合わせたためである。こうすることによって、図６などを参照して説明した自走型掃除機Ａの筐体１の形状を変更することなく、ダンパー４を追加することができた。なお、ダンパー４の設置高さをバンパー部材１０の設置高さよりもやゝ低位に定めてそのダンパー４を出隅部１１とその下側の回転ブラシ２との対向空間に無理なく配備するためには、図４によって判るように、バンパー部材１０と略同一幅に形成されてそのバンパー部材１０から水平方向に連設されている樹脂ヒンジ部５の下端にダンパー４を連設しておくとよい。

次に、図３、図４又は図５を参照してバンパー部材１０と筐体１との取付箇所の構造を説明する。

バンパー部材１０の横方向中央部にその内側に向けて板片状の支持体６が突出されていて、その支持体６に具備された開口７が、筐体１の底板部の横方向中央部に突設された丸軸８に遊嵌合されている。そして、開口７の口縁には山形のカム面７１が備わっていて、バンパー部材１０が前方へ押されてそのカム面７１が丸軸８に当接したときには、そのカム面７１の案内作用によってバンパー部材１０の横方向（左右方向）での位置が一箇所に定まるようになっている。また、開口７の前後幅は丸軸８の直径よりもやゝ広くなっていて、丸軸８が開口７内で前後方向に相対的に変位することのできる寸法分だけ、バンパー部材１０が前後移動可能となっている。したがって、バンパー部材１０は、筐体１に丸軸８及び支持体６を介して図３矢印Ｈで示した水平揺動が可能で、かつ、同図矢印Ｖで示した前後移動が可能に取り付けられている。

さらに、バンパー部材１０には、上記支持体６を挟む両側に突出片９，９が備わり、これらの突出片９，９に、筐体１の底板部に取り付けられたねじりコイルばね９１の弾発付勢力が付与されている。そのため、バンパー部材１０がねじりコイルばね９１の弾発付勢力によって常時前方に向けて付勢され、しかも、そのバンパー部材１０の前方への飛出しが、上記丸軸８にカム面７１が当たることによって阻止されている。

また、図３に示したように、筐体１の底板部の左右２箇所にバンパー部材１０の上下変位幅と高さ位置を規制するための上下動規制ガイド１００が備わっている。この上下動規制ガイド１００は図５に示したように、バンパー部材１０に具備されている水平な板片部１０１が前後方向変位可能に嵌合された溝部１１０を備えていて、この溝部１１０の溝幅に見合う幅だけバンパー部材１０に上下方向ａの遊びが付与されている。

以上のように構成されている自走型掃除機Ａの作用を次に説明する。

当該掃除機Ａが室内床面上を自走しているときに、バンパー部材１０に設けられているセンサー要素１２によって前方の障害物が検出された場合には、その検出信号に基づいて自走方向が変更され、掃除機Ａが障害物に衝突して自走不能に陥ることが回避される。

一方、掃除機Ａがたとえば室内壁面に斜め方向から近付いて行き、センサー要素１２によってはその室内壁面が検出されない場合には、室内壁面に近い側のダンパー４が室内壁面に衝突するけれども、このような衝突が起こったときには、ダンパー４が樹脂ヒンジ部５を支点としてその弾性に抗して内側に変位する。そのため、樹脂ヒンジ部５の変形によって衝突の衝撃が吸収緩和され、その後に筐体１の出隅部１１が室内壁面に衝突してもその衝撃で出隅部１１にひび割れを生じたり室内壁面を傷付けたりすることが回避される。併せて、ダンパー４が室内壁面に衝突したときの衝撃がバンパー部材１０に直接的に伝わることがなく、さらに、バンパー部材１０と筐体１との取付箇所、すなわち丸軸８と支持体６の開口７との嵌合箇所によって構成される取付部Ｆにも直接的に伝わることがないので、バンパー部材１０やその取付部Ｆが衝撃で損壊するといった事態の起こるおそれもない。

本発明に係るバンパー装置を備えた自走型掃除機の外観斜視図である。 同掃除機の正面図である。 バンパー部材の取付箇所の構造を示した概略平面図である。 ダンパーと共に一体成形されたバンパー部材の概略斜視図である。 バンパー部材の上下動規制ガイドを説明するための断面図である。 従来のバンパー部材を装備する自走型掃除機の概略全体斜視図である。 図６の掃除機のバンパー部材の取付箇所を示した平面図である。 従来のバンパー部材の概略斜視図である。

符号の説明

Ａ 自走型掃除機
２ 回転ブラシ
４ ダンパー
５ 樹脂ヒンジ部
８ 丸軸
６ 支持体
７ 開口部
１０ バンパー部材
１１ 出隅部
１２ センサー要素
２１ 回転軸
４１ ダンパーの外面
４２ ダンパーの内面

Claims (6)

1. 筐体の前側左右の出隅部の下側に床面に接して回転する回転ブラシが装備され、それら左右の回転ブラシの相互間に樹脂成形体でなるバンパー部材が装備されている自走型掃除機において、
   上記回転ブラシとその回転ブラシの上側の上記出隅部との対向空間に配備された樹脂製のダンパーと、常時前方に弾発付勢された上記バンパー部材の端部及び上記ダンパーを連続させてそのダンパーを内外方向に変位させる弾性を備える樹脂ヒンジ部とを備え、
   上記ダンパーは、その内面が上記出隅部から下向きに突き出た回転ブラシの回転軸を外側から囲い込む湾曲形状に形作られ、かつ、その外面が上記出隅部の外面に沿う形状に形作られて上記出隅部の外面よりも外方に位置していると共に、筐体側に設けられた丸軸にバンパー部材の横方向中央部からその内側に突出された支持体の開口部を水平揺動可能及び前後移動可能に嵌合することによってそのバンパー部材が上記筐体に水平揺動可能及び前後移動可能に取り付けられ、上記バンパー部材と上記ダンパーとのうちのバンパー部材だけに、走行方向前方に存在する障害物を検出するためのセンサー要素が設けられていることを特徴とする自走型掃除機のバンパー装置。
2. 筐体の前側左右の出隅部の下側に床面に接して回転する回転ブラシが装備され、それら左右の回転ブラシの相互間に樹脂成形体でなるバンパー部材が装備されている自走型掃除機において、
   上記回転ブラシとその回転ブラシの上側の上記出隅部との対向空間に配備した樹脂製のダンパーを、上記バンパー部材の端部に、当該ダンパーを内外方向に変位させる弾性を備える樹脂ヒンジ部を介して片持ち状に一体成形してあることを特徴とする自走型掃除機のバンパー装置。
3. 上記ダンパーは、その内面が上記出隅部から下向きに突き出た回転ブラシの回転軸を外側から囲い込む湾曲形状に形作られていると共に、その外面が上記出隅部の外面に沿う形状に形作られて上記出隅部の外面よりも外方に位置している請求項２に記載した自走型掃除機のバンパー装置。
4. 上記バンパー部材の横方向中央部が、上記筐体に水平揺動可能及び前後移動可能に取り付けられている請求項２又は請求項３に記載した自走型掃除機のバンパー装置。
5. 上記バンパー部材の横方向中央部と上記筐体との取付部では、筐体側に設けられた丸軸にバンパー部材からその内側に突出された支持体の開口部が水平揺動可能及び前後移動可能に嵌合されている請求項４に記載した自走型掃除機のバンパー装置。
6. 上記バンパー部材が常時前方に付勢されている請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載した自走型掃除機のバンパー装置。

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