本発明に係る電気掃除装置の実施形態について図1から図17を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号を付している。
図1は、本発明の実施形態に係る電気掃除装置の外観を示す斜視図である。
図1および図2に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置1は、自律型掃除ユニット2以外の手段、例えばモップや、ほうきや、フロア用掃除具などの掃除具で集められる塵埃、またはモップや、ほうきや、フロア用掃除具などの掃除具自体に付着する塵埃をステーションユニット5で直接的に吸い取ることができる。
また、電気掃除装置1は、自律して被掃除面を移動して被掃除面の塵埃を捕集する自律型掃除ユニット2と、自律型掃除ユニット2の充電電極3を有するステーションユニット5と、を備えている。電気掃除装置1は、自律型掃除ユニット2を居室内の被掃除面の全域に渡って自律で移動させて塵埃を捕集し、この後、自律型掃除ユニット2をステーションユニット5へ帰巣させて自律型掃除ユニット2が捕集した塵埃をステーションユニット5側へ移送して、収集する。
なお、自律型掃除ユニット2がステーションユニット5の充電電極3に電気的に接続される位置とは、ステーションユニット5へ帰巣する自律型掃除ユニット2の帰巣位置である。自律型掃除ユニット2は、充電が必要な場合や、居室の掃除を終えた場合には、この帰巣位置へ帰巣する。なお、自律型掃除ユニット2がステーションユニット5の充電電極3に電気的に接続される位置は、自律移動する自律型掃除ユニット2と任意の場所に設置可能なステーションユニット5との間の相対的な位置関係で決定される。
また、図1中の矢印Aは自律型掃除ユニット2の前進方向、矢印Bは自律型掃除ユニット2の後退方向である。自律型掃除ユニット2の幅方向は、矢印Aおよび矢印Bに直交する方向である。
自律型掃除ユニット2は、前進してステーションユニット5から離脱し、居室内を自律で走行する一方で、ステーションユニット5へ帰巣する際には後退してステーションユニット5に連結する。
先ず、自律型掃除ユニット2は、いわゆるロボットクリーナであり、被掃除面を自律移動して塵埃を捕集する。自律型掃除ユニット2は、中空の第一本体ケース11と、第一本体ケース11の後部に着脱自在に設けられる第一集塵容器12と、第一本体ケース11内に収容されて第一集塵容器12に接続される第一電動送風機13と、被掃除面の自律型掃除ユニット2を移動させる移動部15と、移動部15を駆動させる駆動部16と、駆動部16を制御して被掃除面の第一本体ケース11を自律的に移動させるロボット制御部17と、電源としての二次電池18と、を備えている。
ステーションユニット5は、被掃除面の任意の箇所に設置される。つまり、自律型掃除ユニット2の被掃除面は、ステーションユニット5の設置面でもある。ステーションユニット5は、充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう自律型掃除ユニット2が乗り上がる台座19と、台座19に一体に設けられる塵埃回収部21と、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置関係(帰巣位置)において、自律型掃除ユニット2の第一集塵容器12に気密に連結される塵埃移送管22と、塵埃移送管22内から突出するレバー23と、商用交流電源から電力を導く電源コード25と、を備えている。
塵埃回収部21は、自律型掃除ユニット2が捕集する塵埃とは異なる他の塵埃を吸い込む第二吸込口26を有する第二本体ケース27と、塵埃移送管22を通じて第一集塵容器12から廃棄される塵埃を蓄積する第二集塵容器28と、第二本体ケース27内に収容されて第二集塵容器28に接続される第二電動送風機29と、を備えている。
第二集塵容器28は、塵埃移送管22の他に、第二吸込口26にも接続されている。ステーションユニット5は、第二電動送風機29が発生させる吸込負圧を、第二集塵容器28を介して第二吸込口26に作用させることによって、モップや、ほうきや、フロア用掃除具などの掃除具で集められる塵埃、またはモップや、ほうきや、フロア用掃除具などの掃除具自体に付着する塵埃をステーションユニット5で直接的に吸い取る。
次に、本発明の実施形態に係る自律型掃除ユニット2について詳細に説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る電気掃除装置の自律型掃除ユニットの底面を示す斜視図である。
図2に示すように、本発明の実施形態に係る電気掃除装置1の自律型掃除ユニット2は、第一本体ケース11の底面11aに設けられるセンターブラシ31と、センターブラシ31を駆動させるセンターブラシ用駆動部32と、第一本体ケース11の底面11aに設けられる左右一対のサイドブラシ33と、サイドブラシ33のそれぞれを駆動させる左右一対のサイドブラシ用駆動部35と、を備えている。
円盤形状の第一本体ケース11は、例えば合成樹脂製であり、被掃除面を容易に旋回できる。底面11aの後半部の幅方向中央部には、横長の第一吸込口36が設けられている。
第一吸込口36は、第一本体ケース11の幅寸法、つまり直径寸法の3分の2程度の幅寸法を有している。第一吸込口36は、第一集塵容器12を経て第一電動送風機13に流体的に接続されている。
また、第一本体ケース11は、底面11aに塵埃容器口37を有している。塵埃容器口37は、第一吸込口36よりも後方であって第一集塵容器12の下部を覆う部分に配置されている。塵埃容器口37は、角丸矩形状に開口されて、第一本体ケース11に装着された第一集塵容器12を部分的に露出させている。
第一集塵容器12は、第一電動送風機13が発生させる吸込負圧によって第一吸込口36から吸い込まれる塵埃を蓄積する。空気から塵埃を濾過して捕集するフィルタや、遠心分離(サイクロン分離)や直進分離などの慣性分離によって空気から塵埃を分離して蓄積する分離装置などが第一集塵容器12に適用される。第一集塵容器12は、第一吸込口36よりも後方であって第一本体ケース11の後部に配置されている。第一集塵容器12は、第一本体ケース11に着脱自在に設けられて自律型掃除ユニット2が捕集する塵埃を蓄積する容器本体38と、第一本体ケース11に取り付けられた状態において塵埃容器口37から露出する連結部39と、連結部39に設けられて容器本体38内の塵埃を廃棄する廃棄口41と、廃棄口41を開閉する廃棄蓋42と、を備えている。
移動部15は、第一本体ケース11の底面11aに配置される左右一対の駆動輪45と、第一本体ケース11の底面11aに配置される旋回輪46と、を備えている。
一対の駆動輪45は、第一本体ケース11の底面11aから突出し、自律型掃除ユニット2を被掃除面に置いた状態で被掃除面に接地する。また、一対の駆動輪45は、第一本体ケース11の前後方向において略中央部に配置され、かつ第一吸込口36の前方を避けて第一本体ケース11の左右それぞれの側部に寄せて配置されている。一対の駆動輪45の回動軸は、第一本体ケース11の幅方向に沿って延びる直線上に配置されている。自律型掃除ユニット2は、左右それぞれの駆動輪45を互いに同一方向に回転させることによって前進または後退し、左右それぞれの駆動輪45を互いに反対方向に回転させることによって右回りまたは左回りに旋回する。
旋回輪46は、旋回自在な従動輪である。第一本体ケース11の幅方向の略中央部、かつ、前部に配置されている。
駆動部16は、一対の駆動輪45のそれぞれに接続される一対の電動機である。駆動部16は、左右の駆動輪45をそれぞれ独立に駆動させる。
ロボット制御部17は、マイクロプロセッサ(図示省略)、およびマイクロプロセッサが実行する各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する記憶装置(図示省略)を備えている。ロボット制御部17は、第一電動送風機13、センターブラシ用駆動部32、駆動部16、およびサイドブラシ用駆動部35に電気的に接続されている。
二次電池18は、第一電動送風機13、センターブラシ用駆動部32、駆動部16、サイドブラシ用駆動部35、およびロボット制御部17に電力を供給する。二次電池18は、例えば旋回輪46と第一吸込口36との間に配置されている。二次電池18は、第一本体ケース11の底面11aに配置される一対の充電端子47に電気的に接続されている。二次電池18は、ステーションユニット5の充電電極3に充電端子47が接続されることによって充電される。
センターブラシ31は、第一吸込口36に設けられている。センターブラシ31は、第一本体ケース11の幅方向に延びる回転中心線回りに回転可能な軸状のブラシである。センターブラシ31は、例えば長尺な軸部(図示省略)と、軸部の径方向に延び、かつ軸部の長手方向へ螺旋状に並ぶ複数条のブラシ(図示省略)と、を備えている。センターブラシ31は、第一吸込口36から第一本体ケース11の底面11aよりも下方に突出し、自律型掃除ユニット2を被掃除面に置いた状態でブラシを被掃除面に接触させる。
センターブラシ用駆動部32は、第一本体ケース11内に収容されている。
一対のサイドブラシ33は補助的な清掃体であり、センターブラシ31の前方を避け、第一本体ケース11の底面11aの前部の左右それぞれの側部に配置されている。一対のサイドブラシ33は、センターブラシ31が届かない壁際の被掃除面の塵埃を掻き集めて第一吸込口36へ導く。それぞれのサイドブラシ33は、被掃除面の垂線に対してやや前傾する回転中心を有するブラシ基部48と、ブラシ基部48の径方向に向けて放射状に突出する例えば3つの線状清掃体49と、を備えている。
左右それぞれのブラシ基部48は、第一吸込口36および左右の駆動輪45よりも前方、かつ旋回輪46よりも後方であって、第一吸込口36よりも左右それぞれの側方に寄せて配置されている。また、それぞれのブラシ基部48の回転中心線は、被掃除面の垂線に対してやや前傾されている。このため、線状清掃体49は、被掃除面に対して前傾した面に沿って旋回する。ブラシ基部48よりも前側を旋回する線状清掃体49は先端側ほど被掃除面に対して押し付けられ、ブラシ基部48よりも後ろ側を旋回する線状清掃体49は先端側ほど被掃除面から離れることになる。
複数の線状清掃体49は、ブラシ基部48から放射状に、例えば三方向へ等間隔に配置されている。なお、サイドブラシ33は、ブラシ基部48ごとに4つ以上の線状清掃体49を備えていてもよい。それぞれの線状清掃体49は、先端側に清掃部材としての複数のブラシ毛を備えている。さらに、ブラシ毛は、第一本体ケース11の外周縁よりも外側へ拡がる軌跡を描いて旋回する。
それぞれのサイドブラシ用駆動部35は、下方に突出してサイドブラシ33のブラシ基部48に接続される回転軸(図示省略)を備えている。それぞれのサイドブラシ用駆動部35は、被掃除面の塵埃を第一吸込口36へと掻き集めるようにサイドブラシ33を回転させる。
次に、本発明の実施形態に係るステーションユニット5について詳細に説明する。
図3は、本発明の実施形態に係る電気掃除装置のステーションユニットを示す斜視図である。
図4は、本発明の実施形態に係る電気掃除装置のステーションユニットを示す横断面図である。
図5は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの吸込室を拡大して示す斜視図である。
図3から図5に示すように、本実施形態に係るステーションユニット5の台座19は、ステーションユニット5の前側へ張り出して矩形状に拡がっている。台座19は、塵埃回収部21の底部に連接する高床部51と、高床部51から張り出す低床部52と、を備えている。低床部52および高床部51は、ステーションユニット5の幅方向へ帯状に延びている。高床部51には、充電電極3および塵埃移送管22の入口が配置されている。
自律型掃除ユニット2は、一対の駆動輪45を低床部52に乗り上げ、第一集塵容器12を高床部51の上方に配置する姿勢で帰巣位置へ到達する。
台座19は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう際に一対の駆動輪45のそれぞれの接地面積を減じる凹凸状の走行面53を備えている。走行面53は、台座19の一部に設けられる複数の線状凹凸、格子状凹凸、または複数の半球状凹凸である。
塵埃回収部21は、自律型掃除ユニット2が捕集する塵埃とは異なる他の塵埃を吸い込む第二吸込口26を有する第二本体ケース27と、塵埃移送管22を通じて第一集塵容器12から廃棄される塵埃を分離し、蓄積する第二集塵容器28と、第二本体ケース27内に収容されて第二集塵容器28に接続される第二電動送風機29と、商用交流電源から第二電動送風機29および充電電極3へ電力を導く電源コード25と、を備えている。
第二本体ケース27は、ステーションユニット5の後部に配置されて台座19よりも上方へ延び、居室の被掃除面に置くことができる適宜の形状の箱体であって、設置面に対して高さを有する壁面27aを含んでいる。壁面27aは、第二本体ケース27の右側面に相当する。第二本体ケース27は、自律型掃除ユニット2が帰巣しても干渉しない適宜の形状を有している。
第二本体ケース27は、奥行き方向(自律型掃除ユニット2が帰巣する際に進行する方向)に短く、幅方向に長い。第二本体ケース27は、幅方向における一方の半部、具体的には右側半部に第二集塵容器28を配置し、幅方向における他方の半部、具体的には左側半部に第二電動送風機29を収容している。
第二本体ケース27の正面壁は、自律型掃除ユニット2の後端部に対応する円弧状の凹没部56を備えている。塵埃移送管22の入口は、台座19の高床部51から凹没部56に渡っている。凹没部56には、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ到達したか否かを検知する帰巣確認検知部57が設けられている。
帰巣確認検知部57は、可視光や赤外線を利用して自律型掃除ユニット2との相対距離を検知する所謂、対物センサである。帰巣確認検知部57は、塵埃回収部21の正面方向において自律型掃除ユニット2との相対距離を検知する第一センサ部58と、第二本体ケース27の高さ方向において自律型掃除ユニット2との相対距離を検知する第二センサ部59と、を備えている。
第二吸込口26は、自律型掃除ユニット2以外の手段、例えばモップや、ほうきや、フロア用掃除具で集められる塵埃、またはモップや、ほうきや、フロア用掃除具自体に付着する塵埃を吸い込む用途に適用される。第二吸込口26は、設置面に対して高さを有する壁面27aとしての第二本体ケース27の右壁面の下部に設けられている。第二吸込口26は、設置面に沿う適宜の幅と、被掃除面の法線方向の適宜の高さを有している。
一対の充電電極3は、塵埃移送管22の入口を挟んで配置されている。また、それぞれの充電電極3は、凹没部56の左右の縁の正面に配置されている。
第二本体ケース27内には、塵埃移送管22の他に、第二吸込口26と第二集塵容器28とを流体的に接続する吸込風路61と、第二集塵容器28と第二電動送風機29とを流体的に接続する下流風路管62とが設けられている。
塵埃移送管22および吸込風路61は、いずれも第二集塵容器28の吸込側(空気の流れの上流側)に接続されている。つまり、第二電動送風機29が発生させる負圧は、第二集塵容器28を介して塵埃移送管22および吸込風路61のいずれにも作用する。そこで、ステーションユニット5は、自律型掃除ユニット2から塵埃を移送する際に塵埃移送管22と第二集塵容器28との流体的な接続を確立する一方で、吸込風路61と第二集塵容器28との流体的な接続を遮断し、また、第二吸込口26に負圧を作用させる際に塵埃移送管22と第二集塵容器28との流体的な接続を遮断する一方で、吸込風路61と第二集塵容器28との流体的な接続を確立する風路切換機構63を備えている。
塵埃移送管22は、自律型掃除ユニット2と第二集塵容器28とを着脱自在に連結する中継風路である。塵埃移送管22は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)関係において、自律型掃除ユニット2の第一集塵容器12の連結部39に接して廃棄口41に連結される。
塵埃移送管22の入口に配置されるレバー23は、塵埃回収部21の正面方向、かつ上向きに延びるフック65を備えている。
吸込風路61は、第二本体ケース27内に設けられている。吸込風路61は、第二吸込口26に接続される風路としての吸込風路66と、風路切換機構63を介して吸込風路66と第二集塵容器28とを流体的に接続する立ち上がり風路管67と、を備えている。
吸込風路66は、第二集塵容器28の下方に配置され、第二集塵容器28の真下を横断して延びている。吸込風路66は、第二吸込口26に接続される流入側端部66aと、立ち上がり風路管67に接続される流出側端部66bと、を有している。吸込風路66は、立ち上がり風路管67を介して第二吸込口26と第二集塵容器28とを流体的に接続している。
吸込風路66は、流出側端部66bよりも流入側端部66aの方が風路高さが低い。具体的には、ステーションユニット5は、第二吸込口26の開口高さを吸込風路66の高さよりも低くするリブ68を備えている。なお、本実施形態に係るステーションユニット5は、リブ68によって第二吸込口26で吸込風路66の高さを不連続に変化させているが、吸込風路66の底面に対して傾斜する天面、段状に接近する天面、および曲面状の天面などによって吸込風路66内の風路高さを連続的、または不連続に変化させても良い。
また、ステーションユニット5は、第二吸込口26の底辺に連続して設置面に向かって下がる傾斜面69を備えている。傾斜面69は、第二吸込口26に被掃除面(設置面)の塵埃を円滑に導き入れる役割を担い、第二吸込口26よりも外側に張り出していても良いし、第二吸込口26の内側まで到達していても良い。
吸込風路66の風路の奥行き(風路の長さ)、つまり流出側端部66bと流入側端部66aとの距離は、第二集塵容器28の直径Dよりも長い。
立ち上がり風路管67は、吸込風路66の流出側端部66bに接続され、第二集塵容器28に沿って上方へ立ち上がっている。立ち上がり風路管67は、吸込風路66の流出側端部66bに接続される下端部67aと、風路切換機構63に接続される上端部67bと、を備えている。
第二集塵容器28は、塵埃回収部21の右側に着脱自在に装着されて露出している。第二集塵容器28は、塵埃移送管22に流体的に接続され、かつ第二吸込口26に流体的に接続されている。第二集塵容器28は、風路切換機構63、立ち上がり風路管67、および吸込風路66を順次に介して第二吸込口26に流体的に接続されている。第二集塵容器28は、吸込風路66の上方に配置されている。
第二電動送風機29は、下流風路管62および第二集塵容器28を介して塵埃移送管22または第二吸込口26に吸い込み負圧を作用させる。第二電動送風機29が生じさせる吸込負圧は、風路切換機構63によって塵埃移送管22または第二吸込口26に作用する。
図6は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの吸込室を示す平断面図である。
図7は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの第二吸込口の他の例を示す平断面図である。
図8は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの第二吸込口の他の例を示す平断面図である。
図9は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの第二吸込口の他の例を示す平断面図である。
図5に加えて、図6から図9に示すように、本実施形態に係るステーションユニット5の第二本体ケース27の壁面27aは、略平面状の第一壁面78と、第一壁面78とは異形の第二壁面79と、を有している。第二吸込口26は、第一壁面78に設けられる第一開口部81と、第二壁面79に設けられる第二開口部82と、を含んでいる。
なお、ここでいう「異形」とは、第一壁面78に連続し、かつ同一平面を除く形状であって、例えば、第一壁面78に対して零より大きい角度をなす平面、第一壁面78に段状に繋がる平面、および第一壁面78から連続する曲面、不連続の曲面を含む。
具体的には、第二壁面79は、平面視において円弧状の外形を有している(図6)。第二壁面79は、平面視において段状の外形を有していても良い(図7)。第二壁面79は、平面視において第一壁面78との間に角度をなす平面状の外形を有していても良い(図8)。
また、壁面27aは、第一開口部81と第二開口部82とを分断する境界壁83を含んでいても良い(図9)。この場合、ステーションユニット5は、第一開口部81が閉塞されると負圧によって第二開口部82を開く開閉弁85を備えていても良い(図9)。開閉弁85は、第一開口部81の空気の流通が円滑な場合には、ばねなどの弾性体(図示省略)によって第二開口部82を閉じ、第一開口部81に吸込負圧を効率的に作用させる一方、第一開口部81が閉塞されるなどして吸込風路66内の負圧が予め定める閾値よりも高まると、弾性体に抗して第二開口部82を開き、吸込風路66に空気を流入させる。ゴムなどの弾性体を用いて開閉弁85そのものを変形させても良い。
第二吸込口26は、自律型掃除ユニット2以外の手段、例えばモップや、ほうきや、フロア用掃除具などの掃除具で集められる塵埃、またはモップや、ほうきや、フロア用掃除具などの掃除具自体に付着する塵埃を直接的に吸い取るため、掃除具が第二吸込口26の幅寸法よりも大きい場合には負圧で掃除具が吸い付いてしまい、第二吸込口26が閉塞される虞がある。第二吸込口26が閉塞されてしまうと第二集塵容器28内の気流(旋回流)が弱まり、あるいは消失して第二集塵容器28の塵埃分離性能が低下する。また、第二吸込口26が閉塞されてしまうと第二電動送風機29が空転にともなう過負荷状態に陥る虞があり好ましくない。そこで、本実施形態に係る電気掃除装置1は、第一壁面78とは異形の第二壁面79に第二開口部82を設けることで吸込具による第二吸込口26の閉塞を回避し、第二集塵容器28の分離性能を保障し、かつ第二電動送風機29の健全性を確保している。
また、電気掃除装置1は、開閉弁85を備えることによって、第一開口部81の空気の流通が確保されている場合には、第二開口部82を開閉弁85で塞ぎ、吸込負圧を第一開口部81に集中させることで、掃除具から塵埃を除去する性能を高めることができる。
吸込風路66は、第二吸込口26に接続される流入側端部66aと、第二吸込口26よりも幅が狭い流出側端部66bと、を有している。吸込風路66は、流入側端部66aが広く、流出側端部66bが狭い、漏斗状、あるいは扇状の風路である。
吸込風路66の流出側端部66bは、第二吸込口26の幅方向において第二吸込口26の中心よりもいずれか一方側(ここではステーションユニット5の背面5a側)に偏倚している。特に、本実施形態に係る吸込風路66の流出側端部66bは、第二吸込口26の幅方向において第二吸込口26の中心C1よりもいずれか一方側(ここではステーションユニット5の背面5a側)の領域に配置されている。
吸込風路66の流出側端部66bと流入側端部66aとは、平面視において第二集塵容器28を挟んで配置されている。
また、ステーションユニット5は、第二吸込口26の幅方向に設けられる複数の除塵子86を備えている。
それぞれの除塵子86は、第二吸込口26の上下に架け渡され、第二吸込口26を幅方向に分割している。複数の除塵子86は、例えば5つあって、第二吸込口26を複数、例えば6つに分割している。
それぞれの除塵子86は、第二吸込口26に沿う前縁部を有し、流入側端部66aから流出側端部66bへ向かって直線状に延びている。複数の除塵子86のうち隣り合う除塵子86、86の前縁部の間隔W1、または除塵子86と第二吸込口26の側縁26aとの間隔W1は、吸込風路66の流出側端部66bの幅W2よりも狭く設定されている。
それぞれの除塵子86の前縁部は、掃除具を第二吸込口26に宛がうと吸込具に突き当たる。それぞれの除塵子86は、第二吸込口26に宛がわれた吸込具が第二吸込口26の幅方向へ撫で付けられると、吸込具に付着した塵埃を削ぎ落として第二吸込口26へ誘導する。
ところで、電気掃除装置1は、吸込風路66の流出側端部66bに塵埃の塊や、大型の塵埃が詰まって吸込風路66の流出側端部66bが閉塞されると、第二吸込口26から塵埃を吸い込むことができなくなる。そこで、電気掃除装置1は、吸込風路66の流出側端部66bの幅W2よりも狭い間隔W1で設けられる複数の除塵子86によって、吸込風路66の流出側端部66bを塞ぐ虞のある塵埃が吸込風路66に流入することを防いでいる。
次に、本発明の実施形態に係る電気掃除装置1の他の例を説明する。なお、各例で説明する電気掃除装置1A、1B、1Cおよび1Dにおいて電気掃除装置1と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図10は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの吸込室の他の例を拡大して示す斜視図である。
図11は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの吸込室を示す平断面図である。
図10および図11に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置1Aは、第二吸込口26の幅方向に設けられる複数の除塵子86Aと、吸込風路66Aを幅方向(流入側端部66aと流出側端部66bとを結ぶ線に交差する方向)に分割する分割壁87を備えている。
それぞれの除塵子86Aは、第二吸込口26の上側の縁から下方に垂れ下がり、第二吸込口26の底辺との間に隙間を隔てている。複数の除塵子86Aは、例えば5つあって、第二吸込口26を複数、例えば6つに分割している。なお、複数の除塵子86Aは、第二吸込口26の底辺の縁から上方に突出し、第二吸込口26の上側の辺との間に隙間を隔てているものであっても良い。
それぞれの除塵子86Aは、第二吸込口26に沿う前縁部を有し、流入側端部66aから流出側端部66bへ向かって直線状に延びている。複数の除塵子86Aのうち隣り合う除塵子86A、86Aの前縁部の間隔W1、または除塵子86Aと第二吸込口26の側縁26aとの間隔W1は、吸込風路66Aの流出側端部66bの幅W2よりも狭く設定されている。
それぞれの除塵子86Aの前縁部は、掃除具を第二吸込口26に宛がうと吸込具に突き当たる。それぞれの除塵子86Aは、第二吸込口26に宛がわれた吸込具が第二吸込口26の幅方向へ撫で付けられると、吸込具に付着した塵埃を削ぎ落として第二吸込口26へ誘導する。
分割壁87は、吸込風路66Aの上下に架け渡され、流入側端部66aから流出側端部66bへ直線状に延びている。分割壁87は、除塵子86Aを避け、吸込風路66Aの流入側端部66aから流出側端部66bまで到達していても良いし、それぞれの端部66a、66bから離れていても良い。
つまり、分割壁87は、吸込風路66Aの流入側端部66aから流出側端部66bへ向かう途中までで途切れ、流出側端部66bに到達していなくても良い。また、分割壁87は、吸込風路66Aの流入側端部66aから距離を隔て、流出側端部66bに到達していても良い。さらに、分割壁87は、吸込風路66Aの流入側端部66a、および流出側端部66bのいずれからも離れ、吸込風路66A内の中間部分に配置されていても良い。これら場合、分割壁87は、除塵子86Aの延長線上にあっても良い。
さらに、分割壁87は、複数の除塵子86Aのうち少なくとも1つに一体に連続していても良い。換言すれば、複数の除塵子86Aのうち少なくとも1つは、分割壁87に一体に連続していても良い。図10および図11は、分割壁87、および除塵子86Aが一体に連続している形態を示している。なお、図10および図12は、除塵子86Aが第二吸込口26の上側の縁から下方に垂れ下がり、第二吸込口26の底辺との間に隙間を隔てている形態を示している。
分割壁87は複数、例えば2つあって、吸込風路66A内を複数、例えば3つの分割風路88a、88b、88cに分割している。これら分割風路88a、88b、88cは、吸込風路66Aの幅方向に並んでいる。分割風路88aは、ステーションユニット5の背面側に近く、分割風路88cは、ステーションユニット5の正面側、つまり自律型掃除ユニット2が帰巣し、連結される台座19に近い。分割風路88bは、分割風路88a、88cに挟まれ、両側方を分割壁87によって仕切られている。
分割壁87が複数ある場合には、隣り合う分割壁87、87の前縁部の間隔W1、または分割壁87と第二吸込口26の側縁26aとの間隔W1、また分割壁87が単数の場合には、分割壁87と第二吸込口26の側縁26aとの間隔W1は、吸込風路66Aの流出側端部66bの幅W2よりも狭く設定されている。具体的には、隣り合う分割壁87、87の流出側端部66bの間隔W1、または分割壁87の流出側端部66bと吸込風路66Aの側縁26a(側壁)との間隔W1、また分割壁87が単数の場合には、分割壁87の流出側端部66bと吸込風路66Aの側縁(側壁)の縁との間隔W1は、吸込風路66Aの流出側端部66bの幅W2よりも狭い。なお、「分割壁87の流出側端部66bと吸込風路66Aの側縁26a(側壁)との間隔W1」とは、分割壁87の流出側端部66bと吸込風路66Aの側縁26a(側壁)との最短距離である。
ところで、電気掃除装置1Aは、吸込風路66Aの流出側端部66bに塵埃の塊や、大型の塵埃が詰まって吸込風路66Aの流出側端部66bが閉塞されると、第二吸込口26から塵埃を吸い込むことができなくなる。そこで、電気掃除装置1Aは、吸込風路66Aの流出側端部66bの幅W2よりも狭い間隔W1で設けられる分割壁87によって、吸込風路66Aの流出側端部66bを塞ぐ虞のある塵埃が吸込風路66Aの流出側端部66bに到達することを防いでいる。
また、電気掃除装置1Aは、綿ゴミのように体積を縮小できる塵埃の場合には、吸込風路66Aの流出側端部66bに向かって狭くなる分割風路88a、88b、88cによって塵埃を圧縮し、塵埃の体積を縮小して吸込風路66Aの流出側端部66bへ送り込む。
分割壁87は、第二吸込口26の外側近傍における負圧を均等にする。具体的には、分割壁87は、端側の分割風路88a、88cの圧力損失よりも中央側の分割風路88bの圧力損失の方が高く設定されている。
電気掃除装置1は、第二吸込口26よりも幅が狭い流出側端部66bを有しているため、流出側端部66bの正面にあたる第二吸込口26の中央部分(領域A)の方が、それ以外の部分(流出側端部66bの正面から外れた領域B)よりも吸込負圧が作用しやすい。換言すると、電気掃除装置1は、第二吸込口26の中央部分(領域A)で吸込負圧が作用しやすく、第二吸込口26の端部側(領域B)で吸込負圧が作用しにくい。そこで、電気掃除装置1は、端側の分割風路88a、88cの圧力損失よりも中央側の分割風路88bの圧力損失の方を高く設定することで、第二吸込口26の中央部分(領域A)に作用する吸込負圧を抑制し、第二吸込口26の端部側(領域B)に作用する吸込負圧を強めて第二吸込口26の外側近傍における負圧を実質的に均等化する。
また、分割壁87は複数あり、吸込風路66Aの流出側端部66bにおいて、端側の分割風路88a、88cの風路断面積AaOut、AcOutは、中央側の分割風路88bの風路断面積AbOutよりも大きく設定されている。
電気掃除装置1は、端側の分割風路88a、88cの風路断面積AaOut、AcOutを、中央側の分割風路88bの風路断面積AbOutよりも大きく設定することで、第二吸込口26の中央部分(領域A)に作用する吸込負圧を抑制し、第二吸込口26の端部側(領域B)に作用する吸込負圧を強めて第二吸込口26の外側近傍における負圧を実質的に均等化する。
なお、本実施形態に係る電気掃除装置1は、吸込風路66Aを3つの分割風路88a、88b、88cに分割しているが、吸込風路66Aを4つ以上の分割風路(図示省略)に分割する場合には、第二吸込口26の外側近傍における負圧が実質的に均等化される範囲において、最も端に位置する分割風路の風路断面積が中央側の分割風路の風路断面積よりも大きく設定されている必要は必ずしもない。本実施形態に係る電気掃除装置1は、第二吸込口26の外側近傍における負圧の実質的な均等化に影響のない範囲で、中央側の分割風路の風路断面積よりも小さい風路断面積を有する分割風路を吸込風路66Aの端に設けることを除外するものではない。
分割壁87で分割される複数の分割風路88a、88b、88cは、流出側端部66bにおける風路断面積比(風路断面積AaOut:風路断面積AbOut:風路断面積AcOut)と流入側端部66aにおける風路断面積比(風路断面積AaIn:風路断面積AbIn:風路断面積AcIn)とが略同じに設定されている。
電気掃除装置1は、流出側端部66bの風路断面積比と流入側端部66aの風路断面積比とを略同じに設定することで、分割風路88a、88b、88cの形状を簡潔にし、直線的な分割壁87による吸込風路66Aの分割を可能にし、解析等の予測精度を高める。
図12は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの吸込室の他の例を示す平断面図である。
図12は、分割壁87、および除塵子86Aが別体に分かれている形態を示している。
図12に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置1Bは、吸込風路66Bを備えている。
吸込風路66Bの分割壁87Bは、除塵子86Aおよび第一開口部81との間に第二開口部82に通じる隙間89を隔てて離間し、第一開口部81の吸込側(つまり、流出側端部66b)へ向かって延びている。
電気掃除装置1Bは、分割壁87Bの前縁と除塵子86Aおよび第一開口部81との間の隙間89が第二開口部82に通じていることによって、第一開口部81に吸込具が吸い付いた際、第二開口部82から隙間89へ空気を流通させ(図12中に破線矢印で示す流れ)、第一開口部81と吸込具との間に作用する負圧を緩和し、負圧で第一開口部81に吸い付いた掃除具を容易に取り外すことができる。
図13は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの吸込室の他の例を示す平断面図である。
図13に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置1Cは、吸込風路66Cを備えている。
吸込風路66Cの流出側端部66bにおいて、他方の端側の分割風路88cの風路断面積AcOutは、一方の端側の分割風路88aの風路断面積AaOutよりも大きく設定されている。つまり、(分割風路88cの風路断面積AcOut)>(風路断面積AaOut)>(風路断面積AbOut)の関係にある。
電気掃除装置1Cは、第二吸込口26の幅方向において第二吸込口26の中心よりもいずれか一方側(ここではステーションユニット5の背面5a側)に吸込風路66Cの流出側端部66bが偏倚しているため、他方の端側の分割風路88cは風路の長さが他の分割風路88a、88bよりも長くなる。そこで、電気掃除装置1Cは、他方の端側の分割風路88cの風路断面積AcOutを一方の端側の分割風路88aの風路断面積AaOutより大きく設定することで、分割風路88cに作用する負圧を分割風路88aに作用する負圧よりも強めて第二吸込口26の外側近傍における負圧を実質的に均等化する。
図14は、本発明の実施形態に係るステーションユニットの吸込室の他の例を示す平断面図である。
図14に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置1Dは、吸込風路66Dを備えている。
吸込風路66Dにおいて、他方の端側の分割風路88cを分割する分割壁87bは、一方の端側の分割風路88aを分割する分割壁87aよりも吸込風路66の流出側端部66bの近くに延びている。この場合、分割風路88cは、分割風路88aよりも流出側端部66bの近くに達することになり、より負圧の影響を受けやすくなる。
これら、電気掃除装置1、1A、1B、1C、1Dにおいて、分割風路88a、88b、88c、および分割壁87a、87bの配置の関係は、第二吸込口26の中心に対して流出側端部66bが第二吸込口26の幅方向いずれに偏倚しているか否かによって決まる。つまり、流出側端部66bが第二吸込口26の幅方向において第二吸込口26の中心よりもいずれか他方側(ここではステーションユニット5の正面側)に偏倚している場合には、分割風路88a、88b、88c、および分割壁87a、87bの配置の関係は逆転する。
図15は、本発明の実施形態に係る電気掃除装置の第二集塵容器の第二遠心分離部の断面図である。
図4に加え、図15に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置1の第二集塵容器28は、塵埃移送管22または第二吸込口26から流れ込む塵埃を空気から遠心分離する遠心分離部91を備えている。遠心分離部91は多段型であり、塵埃移送管22または第二吸込口26から流れ込む塵埃を空気から遠心分離する第一遠心分離部92と、第一遠心分離部92を通過する塵埃を空気から分離する第二遠心分離部93と、を備えている。
第一遠心分離部92は、第二集塵容器28に導かれる空気から粗い塵埃を遠心分離する。第二遠心分離部93は、第一遠心分離部92を通過する空気から細かい塵埃を遠心分離する。なお、粗い塵埃とは、もっぱら糸くずや綿埃などの繊維状の塵埃や砂粒のような質量の大きい塵埃であり、細かい塵埃とは、粒子状または粉末状で質量の小さい塵埃である。
また、第二集塵容器28は、第二遠心分離部93を通過する空気を第二電動送風機29へ送る排気風路95と、排気風路95を覆う頂部カバー96と、を備えている。
第一遠心分離部92は、第二集塵容器28の一方側、具体的には下半側に配置されている。第二遠心分離部93、第二分離部上カバー97、排気風路95および頂部カバー96は、第二集塵容器28の他方側、具体的には上半側に配置されている。第一遠心分離部92と第二遠心分離部93とは、円筒形状の第二集塵容器28の高さ方向に隣接して並び、積み重なっている。
第一遠心分離部92、第二分離部上カバー97および頂部カバー96は、協働して第二集塵容器28の外観を略円筒形状に整えている。
第一遠心分離部92は、遠心分離方式(サイクロン式)で含塵空気から塵埃を分離する。第一遠心分離部92は、第一遠心分離室101の外殻としてのカップ状の集塵容器102と、集塵容器102内に配置される円筒形状の第一フィルタ部103と、集塵容器102内に配置されて第一フィルタ部103に連接される塵埃捕捉カップ105と、を備えている。
集塵容器102は、第二集塵容器28の下半部の外殻であって、第一遠心分離室101および集塵室107の外殻を兼ねている。集塵容器102の側壁には、吸気口108が設けられている。吸気口108は、塵埃移送管22および吸込風路61に流体的に接続されている。
また、集塵容器102は、開放端部に配置されている大径部111と、大径部111に連接して小径に窄まる傾斜部112と、傾斜部112に連接して略一様な径寸法で底壁に達する小径部113と、を備えている。
大径部111と小径部113との連接部分、つまり傾斜部112は、集塵容器102の内側に大径部111から小径部113へ向かって窄まる傾斜面を有している。
小径部113は、集塵容器102の底壁に連接している。
第一フィルタ部103は、集塵容器102内に納められて略同心に配置されている。第一フィルタ部103と集塵容器102とを隔てる環状の空間は、集塵容器102の吸気口108から第一遠心分離部92に流れ込む含塵空気を旋回させて粗い塵埃を遠心分離する第一遠心分離室101である。
第一フィルタ部103は、第二遠心分離部93に固定されて、集塵容器102内部に突出して集塵容器102の底壁へ向かって延びている。第一フィルタ部103は、第一遠心分離室101と第二遠心分離部93とを流体的に接続して中継している。第一フィルタ部103は、互いに離間されて円筒形状に配置される複数の骨を有する枠体117と、枠体117の周囲を円筒形状に囲む第一メッシュフィルタ118と、を備えている。枠体117の骨の間の開口は、第一遠心分離室101から第二遠心分離部93へ空気を流出させる。第一フィルタ部103の側面、詳しくは、第一メッシュフィルタ118は、吸気口108を臨んでいる。
第一メッシュフィルタ118は第二電動送風機29の始動直後や停止過渡など、第一遠心分離室101内の旋回流が十分に発達していない期間において、また旋回流が発達した後も当然に、第一遠心分離部92から第二遠心分離部93側へ粗い塵埃が流れ込むことを防いでいる。
なお、第一フィルタ部103は、粗い塵埃が下流側へ流れ込むことを阻止できる程度において、必ずしも第一メッシュフィルタ118を必要としない。例えば、第一フィルタ部103の枠体117が、粗い塵埃の通過を阻止できる程度に目の細かい格子状であったり、粗い塵埃の通過を阻止できる程度に小さい孔を有していたりする場合には、必ずしも第一メッシュフィルタ118を必要としない。
塵埃捕捉カップ105は、第一フィルタ部103のうち集塵容器102の底壁に近い端部、つまり突出端部、または下端部に設けられている。有底円筒形状の塵埃捕捉カップ105は、第一フィルタ部103に連接する底壁と、集塵容器102の底壁に向かって延びる側壁と、を有している。つまり、塵埃捕捉カップ105は、集塵容器102の底壁に向かって開放されている。塵埃捕捉カップ105の側壁は、隙間を隔てて集塵容器102の内周面に対向している。塵埃捕捉カップ105は、第一フィルタ部103よりも大径であり、第一フィルタ部103に連接する底壁に開口121を有している。
塵埃捕捉カップ105と集塵容器102とを隔てる空間は、第一遠心分離部92で分離された塵埃を蓄積する集塵室107である。集塵室107内の空気は、開口121を通じて第一遠心分離室101へ戻る。
開口121には、第二メッシュフィルタ122が設けられている。第二メッシュフィルタ122は、集塵室107に流れ込んだ粗い(糸くずや綿埃などの繊維状の)塵埃が第一遠心分離室101へ戻らない程度に目の粗いもので良い。
第二集塵容器28から集塵容器102を取り外すと、第一フィルタ部103および塵埃捕捉カップ105は、第二遠心分離部93に随伴して集塵容器102から抜け出る。
第二遠心分離部93は、第一遠心分離部92を通過する含塵空気から細かい塵埃を分離する。第二遠心分離部93は、第一遠心分離室101を通過した空気を導く中継風路123と、中継風路123から流れ込む空気から細かい塵埃を分離する第二遠心分離室125と、細かい塵埃が分解された後に第二遠心分離室125から流出する空気を第二電動送風機29へ導く排気風路95と、を備えている。
第二遠心分離部93は、集塵容器102に着脱自在に連結されて集塵容器102の開放端102aを塞いでいる。また、第二遠心分離部93は、第一フィルタ部103および塵埃捕捉カップ105を集塵容器102の中心線C上に支持している。
第二遠心分離部93の外殻に相当する第二分離部上カバー97は円筒形状である。第二分離部上カバー97の内側には、複数の第二遠心分離室125が環状に並べられている。また、環状に並ぶ複数の第二遠心分離室125の内側には、環状の中継風路123が配置されている。さらに、環状の中継風路123の内側であって集塵容器102の中心線Cの延長線上、あるいは円筒形状の第二遠心分離部93の中心部には、排気風路95が配置されている。換言すると、第二遠心分離部93は、第二分離部上カバー97側から順に、環状に配置される第二遠心分離室125、環状の中継風路123および排気風路95が配置される3重構造体である。
中継風路123は、第一フィルタ部103から流入する空気(含塵空気)を集塵容器102から遠ざける方向へ導き、第二遠心分離室125へ案内する。
第二遠心分離室125は複数あり、円筒形状の第二分離部上カバー97の内周に沿って、あるいは中継風路123を囲んで略環状に並んでいる。それぞれの第二遠心分離室125は、旋回流を生じさせる円筒形状壁126と、螺旋流を生じさせる円錐台形状壁127と、を備えている。
円筒形状壁126および円錐台形状壁127は、実質的に同一線上に並ぶ中心線を有している。この中心線、つまり第二遠心分離室125の中心線は、円筒形状の第二集塵容器28の中心線Cに対して平行に配置されている。なお、第二遠心分離室125の中心線は、第一遠心分離部92側で集まり、第二遠心分離部93で拡がる円錐面を描くように、放射状に傾いていても良い。また、複数の第二遠心分離室125全体で見ると、円筒形状壁126および円錐台形状壁127の中心線は、第二集塵容器28の中心線Cの周囲に円形に配置されている。
また、円錐台形状壁127は、大径な上底と、上底よりも小径な下底とを有している。円錐台形状壁127の上底は第一遠心分離部92から遠い側に配置され、下底は第一遠心分離部92に近い側に配置されている。円筒形状壁126は、実質的に円錐台形状壁127の上底と同じ直径を有しており、円錐台形状壁127の上底に連接している。
円筒形状壁126は、円錐台形状壁127よりも第一遠心分離部92から遠い側に配置されている。円筒形状壁126の側壁には、含塵空気の導入口128が設けられている。導入口128は、円筒形状壁126の側面であって、第二集塵容器28の中心側に配置され、中継風路123に接続されている。
また、円筒形状壁126は、第一遠心分離部92から最も遠い部位に底板を有している。円錐台形状壁127の底板には、円筒形状壁126内を中心線に沿って延びる管状の内筒139が設けられている。内筒139の内側は、第二遠心分離室125で含塵空気から分離された清浄な空気を排気する排気口131である。排気口131は、排気風路95に接続されている。内筒139の外側は、導入口128を臨んでいる。内筒139と円筒形状壁126とを隔てる環状の空間は、導入口128から流れ込む含塵空気の流れを旋回させる。
さらに、円筒形状壁126は、第一遠心分離部92に最も近い部位が開放されていて、円錐台形状壁127の上底の開口に繋がれている。
円錐台形状壁127は、第一遠心分離部92へ近づくほど縮径されている。円錐台形状壁127の上底は、円筒形状壁126内に繋がる開口を有し、円筒形状壁126と内筒139との間に発生した旋回流を導き入れて、円錐台形状壁127内に螺旋流を生じさせる。円錐台形状壁127の下底は、集塵容器102内に繋がる廃棄口132を有している。
第二遠心分離室125は、導入口128から含塵空気を導入する。導入口128から第二遠心分離室125へ流れ込む含塵空気は、円筒形状壁126の内面に沿って旋回し、さらに円錐台形状壁127の内面に沿って廃棄口132へ向かう渦巻き螺旋流を生じて、空気から細かい塵埃を分離する。分離された細かい塵埃は、廃棄口132から集塵容器102側へ排出される。塵埃が分離された清浄な空気は、第二遠心分離室125の中心線、つまり円筒形状壁126および円錐台形状壁127の中心線上を流動して内筒139内を通って排気口131から排気風路95へ流出する。
第二遠心分離室125の廃棄口132の先には、塵埃捕捉傘135が設けられている。塵埃捕捉傘135は、第一遠心分離部92と第二遠心分離部93とを区画する隔壁を兼ねて第一フィルタ部103の根元に設けられている。塵埃捕捉傘135の外径は、第二遠心分離部93よりも小さく、かつ第一フィルタ部103よりも大きい。塵埃捕捉傘135は、第二遠心分離室125の廃棄口132から排出される細かい塵埃を集塵容器102へ導く一方の面135aと、集塵容器102内へ向かって広がり傾斜する他方の面135bと、を有する。
また、塵埃捕捉傘135は、集塵容器102の傾斜部112に突き当って集塵容器102を塞いでいる。集塵容器102の大径部111、傾斜部112および塵埃捕捉傘135は、第二遠心分離室125から排出される塵埃を蓄積する細塵集塵室136を仕切っている。細塵集塵室136は、大径部111の内面、傾斜部112の傾斜面、および塵埃捕捉傘135の一方の面135aに挟まれて第二遠心分離室125から遠ざかるほど、つまり、第二遠心分離室125の廃棄口132から遠ざかるほど狭くなる略楔形状の空間である。
塵埃捕捉傘135の他方の面135bは、第一フィルタ部103および塵埃捕捉カップ105よりも大径であり、かつ第一フィルタ部103および塵埃捕捉カップ105に向かって拡径されている。
排気風路95は、第二遠心分離室125に覆い被さるようにして排気口131に接続される最外周部から縮径しつつ第二遠心分離部93の中心部側へ向かい、集塵容器102の中心線C上で中継風路123の中心部に入り込む。そして、排気風路95は、複数の第二遠心分離室125に囲まれる部分から集塵容器102の中心線Cの延長線(第二集塵容器28の中心線)に対して交差する方向へ折れ曲がり、第二遠心分離部93の側壁に設けられる第二排気口137へ至る。排気風路95は、第一遠心分離部92から最も遠い部分であり、頂部カバー96に隣り合う部分に第一遠心分離部92へ向かって窪む凹部138を備えている。排気風路95は、第二遠心分離室125の排気口131から流出する空気を第二集塵容器28の中心側へ向けて集約しつつ、凹部138によって一旦、第一遠心分離部92へ指向させ、その後に略直角に流れの向きを変えて第二排気口137へ排気する。第二排気口137は、下流風路管62に接続されている。
排気風路95には、HEPAフィルタやプリーツフィルタなどの濾過方式のフィルタ139が設けられている。
自律型掃除ユニット2がステーションユニット5の帰巣位置へ戻ると、自律型掃除ユニット2の充電端子47は、ステーションユニット5の充電電極3に電気的に接続される。このとき、ステーションユニット5の塵埃移送管22は、第一集塵容器12の連結部39に接続される。この後、ステーションユニット5は、第二電動送風機29を駆動させて空気を吸い込んで、第一集塵容器12から第二集塵容器28へ塵埃を移動させる。第二集塵容器28は、第一遠心分離部92で空気から粗い粗塵を分離して集塵室107に蓄積する。また、第二集塵容器28は、第二遠心分離部93で第一遠心分離部92を通過した空気から細かい塵埃を分離して細塵集塵室136に蓄積する。
また、ステーションユニット5は、自律型掃除ユニット2が帰巣位置に帰巣していても帰巣していなくても、直接的な指令や、第二吸込口26にモップや、ほうきや、フロア用掃除具自体を近づけたことを感知するセンサ(図示省略)の働きによって第二電動送風機29を運転する。第二電動送風機29の運転によって生じる負圧は、第二集塵容器28を経てステーションユニット5の第二吸込口26に作用して、第二吸込口26から塵埃を吸い込む。第二吸込口26から吸い込まれる塵埃は、自律型掃除ユニット2以外の手段、例えばモップや、ほうきや、フロア用掃除具で集められる塵埃、またはモップや、ほうきや、フロア用掃除具自体に付着する塵埃である。
図16および図17は、本発明の実施形態に係る電気掃除装置の自律型掃除ユニットおよびステーションユニットの連結部分を示す縦断面図である。
図16および図17は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置、つまり帰巣位置へ近づく様子を示している。また、自律型掃除ユニット2がステーションユニット5から離れる場合には図17から図16へと逆順の様相になる。
図17および図18に示すように、本実施形態に係る自律型掃除ユニット2の第一集塵容器12は、第一本体ケース11に着脱自在に設けられて自律型掃除ユニット2が捕集する塵埃を蓄積する容器本体38と、第一本体ケース11に取り付けられた状態において塵埃容器口37から露出する連結部39と、連結部39に設けられて容器本体38内の塵埃を廃棄する廃棄口41と、廃棄口41を開閉する廃棄蓋42と、を備えている。
連結部39は、容器本体38に一体成形されている。連結部39は、塵埃容器口37に対応して角丸矩形状に突出している。連結部39は、第一集塵容器12を第一本体ケース11に取り付けられると、塵埃容器口37に嵌合する。連結部39は、第一本体ケース11の外表面に面一な外周縁部を有する一方で、廃棄口41の周縁部に凹没部を有している。この凹没部の中央には、廃棄口41が配置されている。また凹没部には、廃棄蓋42が配置されている。
なお、連結部39は、第一集塵容器12が第一本体ケース11に取り付けられた状態において塵埃容器口37を臨む箇所に配置されていても良い。この場合、連結部39は、第一本体ケース11の内側であって塵埃容器口37から見通すことができる場所に配置される。塵埃移送管22は、塵埃容器口37を通じて連結部39に到達可能な突出長さを有することが好ましい。
廃棄口41は、第一集塵容器12が第一本体ケース11に取り付けられた状態において、自律型掃除ユニット2の下方へ向かって開口されている。
廃棄口41は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)関係において、自律型掃除ユニット2の中央よりもステーションユニット5に近い側に配置されている。つまり、廃棄口41は、自律型掃除ユニット2が後退してステーションユニット5へ近づき、一対の駆動輪45をステーションユニット5の台座19に乗り上げると、ステーションユニット5の塵埃回収部21に近づく。
廃棄蓋42は、自律型掃除ユニット2の外観に露出しており、第一本体ケース11の外表面に面一である。廃棄蓋42は、ステーションユニット5のレバー23を引っ掛けるレバー受141を備えている。なお、廃棄蓋42も、連結部39と同様に第一本体ケース11に取り付けられた状態において塵埃容器口37を臨む箇所に配置されていても良い。この場合、廃棄蓋42は、第一本体ケース11の内側であって塵埃容器口37から見通すことができる場所に配置される。
他方、本実施形態に係るステーションユニット5のレバー23は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう途中で自律型掃除ユニット2の廃棄蓋42に引っ掛かり、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ到達すると廃棄蓋42を開いて廃棄口41と塵埃移送管22とを流体的に接続させる(図17)。
自律型掃除ユニット2の廃棄蓋42およびステーションユニット5のレバー23は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置へ向かう方向に交差する回転中心線C3のまわりに揺動する。なお、廃棄蓋42の回転中心線C4およびレバー23の回転中心線C3は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう方向に対して直交していることが望ましい。
レバー23の回転中心線C3は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう方向において塵埃移送管22の開口縁部のうち自律型掃除ユニット2が最初に到達する縁部、つまり塵埃移送管22の開口縁の前端部に配置されている。
また、レバー23の回転中心線C3は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう方向に移動自在に支持されている。つまり、フック65は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう方向にレバー23の回転中心線C3が移動することによって、自律型掃除ユニット2の帰巣制御における位置精度のばらつきに影響されることなく、レバー受141に引っ掛かることができる。
さらに、レバー23の回転中心線C3は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう方向において塵埃移送管22の開口縁部のうち自律型掃除ユニット2が最初に到達する縁部、つまり塵埃移送管22の開口縁の前端部に設けられる軸カバー142によって覆われている。
廃棄蓋42の回転中心線C4は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう方向において廃棄蓋42の遠方側に配置されている。また、廃棄蓋42の回転中心線C4は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう方向においてレバー受141よりも遠方側に配置されている。さらに、廃棄蓋42の回転中心線C4は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう方向において廃棄蓋42のうち、廃棄口41に接したり離れたりする蓋本体143よりも遠方側に配置されている。
これらレバー23の回転中心線C3および廃棄蓋42の回転中心線C4の配置によって、廃棄蓋42は、レバー23によって開かれると自律型掃除ユニット2の容器本体38から塵埃移送管22へ塵埃を案内する傾斜面になる(図17)。
なお、廃棄蓋42は、閉じる方向へコイルバネ145のバネ力を受けている。廃棄蓋42は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう推進力がコイルバネ145のバネ力に勝ることによって開かれる。コイルバネ145は、レバー23によって廃棄蓋42が開かれると、押し潰されてエネルギーを蓄える一方、自律型掃除ユニット2がステーションユニット5から離脱してレバー受141からレバー23が抜け出すと、エネルギーを解放して廃棄蓋42を閉じる。
レバー23は、起立する(図16)方向へコイルバネ(図示省略)のバネ力を受けている。レバー23は、自律型掃除ユニット2が充電電極3に電気的に接続される位置(帰巣位置)へ向かう推進力がコイルバネのバネ力に勝ることによって倒し込まれる。コイルバネは、レバー23によって廃棄蓋42が開かれると、押し潰されてエネルギーを蓄える一方、自律型掃除ユニット2がステーションユニット5から離脱してレバー受141からレバー23が抜け出すと、エネルギーを解放してレバー23を起立させる。
このように構成される本実施形態に係る電気掃除装置1は、第二吸込口26の上下に架け渡され、第二吸込口26を幅方向に分割する複数の除塵子86を備えることによって、塵埃が吸込風路66に入り込むことを防ぎ、ひいては吸込風路61の閉塞を防いで吸込機能を良好に保つことができる。
また、本実施形態に係る電気掃除装置1は、第二吸込口26を幅方向に分割する複数の除塵子86を備えることによって、掃除具に付着した塵埃を削ぎ落とし、第二吸込口26へ誘導できる。
さらに、本実施形態に係る電気掃除装置1は、複数の除塵子86のうち隣り合う除塵子86、86の間隔W1、または除塵子86と第二吸込口26の側縁26aとの間隔W1が、吸込風路66の流出側端部66bの幅W2よりも狭く設定されることによって、流入側端部66aよりも幅の狭い流出側端部66bを有し、例えば扇状に狭まる吸込風路66であっても、塵埃が吸込風路66の流出側端部66bに到達することを防ぎ、ひいては吸込風路61の閉塞を防いで吸込機能を良好に保つことができる。
さらに、本実施形態に係る電気掃除装置1Aは、吸込風路66の上下に架け渡され、吸込風路66を幅方向に分割する分割壁87を備えることによって、複数の除塵子86Aが第二吸込口26を縦断していなくても、塵埃が吸込風路66の流出側端部66bに到達することを防ぎ、ひいては吸込風路61の閉塞を防いで吸込機能を良好に保つことができる。また、電気掃除装置1Aは、分割壁87によって第二吸込口26近傍の吸込負圧を均一化し、除塵子86Aが掃除具から削ぎ落とした塵埃を確実に吸い込むことができる。
さらにまた、本実施形態に係る電気掃除装置1Aは、第二吸込口26を幅方向に分割する複数の除塵子86Aを備えることによって、掃除具に付着した塵埃を削ぎ落とし、第二吸込口26へ誘導できる。
また、本実施形態に係る電気掃除装置1Aは、分割壁87が複数ある場合には、隣り合う分割壁87a、87bの前縁部の間隔W1、または分割壁87と第二吸込口26の側縁26aとの間隔W1、また分割壁87が単数の場合には、分割壁87と第二吸込口26の側縁26aとの間隔W1が、吸込風路66の流出側端部66bの幅W2よりも狭く設定されることによって、流入側端部66aよりも幅の狭い流出側端部66bを有し、例えば扇状に狭まる吸込風路66であっても、塵埃が吸込風路66の流出側端部66bに到達することを防ぎ、ひいては吸込風路61の閉塞を防いで吸込機能を良好に保つことができる。
さらに、本実施形態に係る電気掃除装置1Aは、複数の除塵子86Aのうち少なくとも1つが分割壁87に一体に連続していることで、除塵子86Aが掃除具から削ぎ落とした塵埃を吸込風路66の流出側端部66bへ円滑に導くことができる。
さらにまた、電気掃除装置1、1A、1B、1C、および1Dは、第二吸込口26から流れ込む塵埃を空気から遠心分離する遠心分離部91を備えることによって、掃除具による第二吸込口26の閉塞を回避し、遠心分離機能を常に維持することができる。
さらにまた、電気掃除装置1、1A、1B、1C、および1Dは、多段式の遠心分離部91を備えることによって、塵埃の蓄積量が増加しても分離性能がほとんど低下せずに維持され、ひいては吸込負圧が維持され、第二吸込口26での吸い込み負圧の均一化と相俟って、掃除具から塵埃を強力に、かつ継続的に除去し続けることができる。
さらにまた、本実施形態に係る電気掃除装置1、1A、1B、1C、および1Dは、自律型掃除ユニット2のステーションユニット5に適用することができるため、居室の一部を局所的に掃除したい場合、例えば子供が食べこぼした菓子の屑のような塵埃を清掃する場合には、自律型掃除ユニット2以外の手段、例えばモップや、ほうきや、フロア用掃除具で居室内を局所的に掃除し、数十秒から数分単位で塵埃を掃き集め、第二吸込口26から即座に吸い取って蓄積できる一方、時間単位で居室を不在にする場合には、自律型掃除ユニット2を自律的に運転して居室全体を掃除し、しかも自律型掃除ユニット2が他詰める塵埃をステーションユニット5へ移送することで、長期間に亘ってゴミ捨ての手間を省くこともできる。
したがって、本実施形態に係る電気掃除装置1、1A、1B、1C、および1Dによれば、吸い込んだ塵埃で吸込風路61を閉塞することなく、第二吸込口26に吸込負圧を作用させることができる。
なお、本実施形態に係る電気掃除装置1、1A、1B、1C、および1Dは、自律型掃除ユニット2に代えて非自律型電気掃除ユニット(図示省略)、例えばキャニスター型、アップライト型、スティック型、あるいはハンディ型など、使用者が直接的に使用して塵埃を捕集する電気掃除ユニットとステーションユニット5とを組み合わせたものであっても良い。非自律型電気掃除ユニットは、電池などの内蔵電源で作動するコードレス型であっても良いし、商用交流電源から電力を導く電源コードを備えるものであっても良い。この場合、塵埃移送管22は、非自律型掃除ユニットと第二集塵容器28とを着脱自在に連結する中継風路として機能する。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。