电动吸尘器的制作方法

本发明的实施方式涉及具备以能够移动地方式设置于主体壳体的清扫部的电动吸尘器。

背景技术：

以往，例如公知有一边使用传感器等检测障碍物等、一边在被扫除面上自主行走并进行扫除的所谓的自主行走型的电动吸尘器(扫地机器人)。这种电动吸尘器在具有集尘部等的主体壳体的下部形成有与集尘部连通的集尘口，并且安装有使主体壳体自主行走的一对驱动轮。并且，在主体壳体上设置有集尘部，利用被收容在主体壳体内的电动送风机、或者配置在集尘口的旋转刷将尘埃从集尘口送入集尘部，由此来进行扫除。

在这种电动吸尘器中，驱动轮位于集尘口的两侧，因此，无法使集尘口朝两侧方向扩展。因而，为了对集尘口无法够到的墙边等进行扫除，在主体壳体下部的两侧且是在驱动轮的前方，设置有将尘埃朝集尘口收集的侧刷。进而，在这种结构的情况下，虽然若使侧刷从主体壳体尽可能地突出的话则能够扫除的范围变宽，但在从主体壳体过度地突出的情况下存在当主体壳体行走时勾挂于障碍物等而妨碍行走的顾虑。因而，对于侧刷，优选使其从主体壳体突出、并在与障碍物接触时迅速地退避。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－89256号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

本发明所要解决的课题在于提供一种能够使相对于主体壳体的外侧面突出的清扫部在与障碍物接触时容易且可靠地退避的电动吸尘器。

用于解决课题的手段

实施方式的电动吸尘器具有主体壳体，该主体壳体具备沿着圆弧和多边形中的任一个形成的外侧面。并且，该电动吸尘器具有使得主体壳体能够在被扫除面上行走的驱动轮。此外，该电动吸尘器具有清扫部，该清扫部以能够沿预定方向移动的方式设置于主体壳体，且通过移动而使从主体壳体的外侧面突出的突出量变化。该清扫部具备清扫部主体，该清扫部主体能够借助与预定方向交叉的方向的外力而以朝主体壳体的外侧面侧退避的方式移动。并且，该清扫部具备清扫体，该清扫体以能够旋转的方式设置于清扫部主体、且通过旋转而对被扫除面进行扫除。

附图说明

图1示意性地示出第1实施方式的电动吸尘器的一部分，(a)示出清扫部相对于主体壳体相对地伸出的状态，(b)示出清扫部相对于主体壳体相对地退避的状态。

图2是从下方示出上述电动吸尘器的平面图。

图3是示出上述电动吸尘器的内部构造的框图。

图4是示出上述电动吸尘器的立体图。

图5示意性地示出第2实施方式的电动吸尘器的一部分，(a)示出清扫部相对于主体壳体相对地伸出的状态，(b)示出清扫部相对于主体壳体相对地退避的状态。

具体实施方式

以下，参照图1至图4对第1实施方式的结构进行说明。

在图1至图4中，11表示电动吸尘器，对于该电动吸尘器11，在本实施方式中，作为该电动吸尘器11，以下，举出一边在被扫除面(地面)上自主行走(自行)一边对被扫除面进行扫除的所谓的自行式的机器人清洁器为例进行说明。

该电动吸尘器11具备中空状的主体壳体12，在该主体壳体12中收容有电动送风机13，并且，与该电动送风机13的吸入侧连通的集尘部14例如位于后部且设置成能够装卸。并且，在该主体壳体12上例如分别设置有多个(一对)作为驱动部的驱动轮15、多个从动轮17、多个作为距离检测单元(距离检测部)的测距传感器18、一对作为清扫部的回转清扫部即侧刷19、19、由电路基板等构成的控制部(控制单元)22、构成电源部的电池即二次电池23。另外，以下，将沿着电动吸尘器11(主体壳体12)的行走方向的方向设为前后方向(图4等所示的箭头FR、RR方向)，将与该前后方向交叉(正交)的左右方向(两侧方向)设为宽度方向，并且，以将电动吸尘器11载置在平坦的被扫除面上的状态作为基准而进行说明。

主体壳体12例如通过组合由硬质的合成树脂等形成的多个壳体而构成为扁平的圆柱状(圆盘状)等。构成该主体壳体12的下部的下表面25俯视观察形成为圆形状。在该下表面25分别开设有将来自电动送风机13的排气排出的多个排气口26、和与集尘部14连通的集尘口即吸入口27，并且，在该吸入口27的两侧靠前方的位置配置有驱动轮15、15。该吸入口27位于主体壳体12的宽度方向的大致中央部且是前后方向的靠后部的位置(集尘部14的前方)，形成为在宽度方向呈长条状、即横长的四边形状。并且，在该吸入口27，以能够旋转的方式安装有作为旋转清扫体的旋转刷28。该旋转刷28在外周面配置有毛刷或刮片等清扫部件28a，且借助作为旋转驱动单元(旋转驱动部)的刷马达29(图3)旋转，从而上述清扫部件28a与被扫除面反复接触，由此来刮扫被扫除面的尘埃。

另一方面，构成主体壳体12的上部的上表面31俯视观察形成为圆形状。在该上表面31，用于进行与外部装置之间的无线通信的通信部33配置在前端部的宽度方向的大致中央部。

进而，在构成主体壳体12的侧部的外侧面即外周面34，侧刷19、19以能够沿着径向、即与外周面34的切线方向交叉(正交)的法线方向(径向)往复移动的方式、换言之能够朝从外周面34突出的方向及其相反方向(突出方向的反方向)移动的方式定位。

电动送风机13例如在驱动轮15、15间的位置被收容在主体壳体12。该电动送风机13的吸入侧与集尘部14气密地连接。

集尘部14是将通过电动送风机13的驱动而从吸入口27被吸入的尘埃积存在内部的部件，在本实施方式中，形成为能够相对于主体壳体12进行装卸的集尘盒。

驱动轮15、15是使得主体壳体12能够在被扫除面上行走(自主行走)的、即行走用的部件，形成为沿着水平方向(宽度方向)具有旋转轴的圆盘状，且在主体壳体12下部的前后方向的中心附近的位置在宽度方向上相互离开地配置。进而，上述驱动轮15、15经由作为驱动单元(驱动部)的马达36、36(图3)而被旋转驱动。

上述马达36、36经由未图示的作为驱动传递单元(驱动传递部)的齿轮箱而与上述驱动轮15、15分别连接，能够独立地驱动驱动轮15、15。进而，上述马达36、36与驱动轮15、15以及各齿轮箱一起借助未图示的悬架单元(悬架部((悬挂系统))而被朝从主体壳体12的下表面25朝下方突出的方向一体地施力，借助该作用力，确保驱动轮15、15相对于被扫除面的抓地力。

从动轮17(图2)在主体壳体12的下表面25中适当地旋转自如地配置在能够与驱动轮15、15一起平衡良好地支承电动吸尘器11的重量的位置。特别是处于主体壳体12下表面25的宽度方向的大致中央部、且是前部的位置的从动轮17形成为以能够相对于被扫除面平行地回转的方式安装在下表面25的回转轮39。

测距传感器18例如是超声波传感器或者红外线传感器等非接触型的传感器，例如配置在主体壳体12外周的前部直至两侧部，能够分别检测主体壳体12前方的障碍物W(壁部)以及侧方的障碍物W(壁部)等的有无、以及这些障碍物W与主体壳体12之间的距离等。

侧刷19、19是收集并扫除位于吸入口27无法够到的该吸入口27的两侧、特别是相比障碍物W附近(墙边)等的主体壳体12的外轮廓(外周面34)更靠外侧或者驱动轮15、15的前方的位置的尘埃的部件，例如配置在主体壳体12的宽度方向的两侧、在本实施方式中配置在相比主体壳体12的前后方向的中心部更靠前方的斜向两侧(主体壳体12的前方左右45°方向)的位置，且能够沿着预定方向即主体壳体12的径向分别呈放射状地移动。上述侧刷19、19分别具备：作为清扫部主体的刷主体41；对该刷主体41朝从主体壳体12的外轮廓(外周面34)突出的方向施力的作为清扫部施力单元(清扫部施力体)的螺旋弹簧即螺旋弹簧42；以能够旋转的方式配置在刷主体41的与被扫除面对置的下部的清扫体43；以及使该清扫体43旋转的作为回转驱动单元(回转驱动部)的回转马达44。

刷主体41形成为长条状，作为一端侧的前端侧的外轮廓即外侧面形成为从主体壳体12的外周面34(包含外周面34的(沿着外周面34)的假想的圆弧即外轮廓的包络面)朝外侧露出而与障碍物W接触的接触面46。进而，对于该刷主体41，俯视观察(从上方或者下方观察)，相对于主体壳体12的外周面34(外轮廓的包络面)，接触面46朝外侧突出，相比该接触面46的两侧靠基端侧的整体相对于外周面34(外轮廓的包络面)位于内侧。并且，在该刷主体41前端侧的与被扫除面对置的下部，以能够旋转(回转)的方式安装有具备清扫体43的回转部48。此外，在该刷主体41的另一端侧即基端侧，安装有使回转部48旋转(回转)的回转马达44。并且，在该刷主体41的一端部即基端部，设置有承接螺旋弹簧42的作为连接部的弹簧承接部49。进而，该刷主体41形成为能够沿着设置于主体壳体12的各引导部50(仅图示出一方)而在从接触面46相对于主体壳体12的外轮廓即外周面34朝外侧突出的位置(最大突出状态)到接触面46的前端侧与该外周面34大致共面的位置(最大退避状态)之间呈直线状地移动。即、刷主体41能够进退(往复移动)在并未对接触面46(除去由螺旋弹簧42产生的作用力)作用有外力的状态下接触面46从外周面34(外轮廓的包络面)突出的突出量。换言之，刷主体41(侧刷19)形成为通过移动而使从主体壳体12的外周面34突出的突出量变化。并且，在各引导部50上，分别形成有在各侧刷19最大程度地突出的状态下例如与各回转马达44抵接的止挡部51。

接触面46是在侧刷19(刷主体41)最大程度地突出的状态下相比主体壳体12的外周面34更朝外侧方突出的部分，俯视观察形成为沿着圆弧的圆弧面。在本实施方式中，该接触面46形成为沿着与侧刷19(刷主体41)的移动方向即主体壳体12的径向交叉(正交)的方向具有长轴的椭圆形状，遍及刷主体41的两侧间而形成为半圆弧状(半椭圆弧状)。即、在本实施方式中，设为圆弧也包含椭圆弧。并且，该接触面46形成为从两侧朝中央侧逐渐突出的凸弧状。因而，借助该接触面46的形状，沿着与侧刷19(刷主体41)的移动方向即预定方向(主体壳体12的径向)交叉(正交)的方向、即主体壳体12的外周面34的切线的方向T的外力、换言之为具有沿着切线的方向T的矢量成分的外力通过作用于接触面46而被转换成沿着刷主体41的长度方向的方向的力。换言之，即便在对接触面46作用有沿着切线的方向T的外力的情况下，刷主体41也沿朝主体壳体12的外周面34侧退避(从外周面34突出的突出量减小)的方向移动。

回转部48沿着上下方向具有旋转轴，且形成为能够相对于被扫除面大致平行地旋转。

螺旋弹簧42是对各清扫部主体41朝接触面46从主体壳体12的外周面34突出的方向施力的部件，一端侧由清扫部主体41的弹簧承接部49保持、另一端侧由在主体壳体12内与弹簧承接部49对置设置的保持部52保持而形成为直线状。

清扫体43例如是形成为线状的刷毛等，针对每个侧刷19而分别相对于回转部48呈放射状地配置有多个。进而，上述清扫体43的前端侧与被扫除面接触而沿着该被扫除面变形，借助回转部48的旋转(回转)而同该回转部48一体地与被扫除面大致平行地旋转从而刮扫被扫除面的尘埃。

回转马达44构成为使清扫体43相对于被扫除面平行地旋转、即回转。在本实施方式中，回转马达44、44使清扫体43、43相互朝相反方向回转，以便将主体壳体12两侧方的尘埃收集到主体壳体12的宽度方向的中央侧(吸入口27侧)。即、位于左侧的侧刷19的回转马达44使清扫体43顺时针(右旋)回转、位于右侧的侧刷19的回转马达44使清扫体43逆时针(左旋)回转。并且，回转马达44一体地安装于刷主体41，且形成为能够与该刷主体41一起沿着主体壳体12的径向移动。

进而，控制部22例如具备计时器等计时单元(计时部)、存储器等储存单元(储存部)以及微机等控制部主体，与电动送风机13、测距传感器18、刷马达29、通信部33、马达36、36、以及回转马达44、44等电连接，形成为能够一边基于测距传感器18检测到的检测结果而经由马达36、36控制驱动轮15、15的驱动从而使主体壳体12(电动吸尘器11)以避开障碍物W的方式自主行走、一边控制电动送风机13、刷马达29、以及回转马达44、44等的驱动从而使电动吸尘器11进行扫除。

二次电池23(图3)是对控制部22、电动送风机13、测距传感器18、刷马达29、马达36、36以及回转马达44、44等供电的部件。该二次电池23例如在回转轮的后方配置在驱动轮15、15之间的位置。进而，该二次电池23与位于主体壳体12的下表面25的充电端子电连接，例如能够通过充电端子与设置在室内(房间内)的预定位置等的预定的未图示的充电座连接而进行充电。

其次，对上述第1实施方式的动作进行说明。

若将电动吸尘器11载置在被扫除面上，在驱动轮15、15与被扫除面接触，借助电动吸尘器11的自重，驱动轮15、15克服悬架单元(悬架部)的施力而同各齿轮箱一起朝主体壳体12内沉入至从动轮17(回转轮39)与被扫除面接触的位置。进而，对于该电动吸尘器11，例如若成为在控制部22预先设定的预定时刻等，则驱动电动送风机13，例如从充电座开始进行扫除。另外，扫除的开始位置能够设定成电动吸尘器11的行走开始位置、或者房间的出入口等任意的场所。

对于该电动吸尘器11，控制部22驱动电动送风机13，并且，马达36、36通过经由测距传感器18检测例如与包围扫除区域的周围的墙壁部或扫除区域内的障碍物W等之间的距离来监视电动吸尘器11的位置或行走状态，并对应于来自测距传感器18的检测而一边避开障碍物W一边在被扫除面上行走。此时，控制部22根据需要而经由各回转马达44使各侧刷19旋转、或者经由刷马达29驱动旋转刷28。

此处，对于各侧刷19，在通常的扫除状态下，刷主体41的接触面46相比主体壳体12的外周面34(外轮廓的包络面)更朝外侧突出，因此，从设置于该刷主体41的前端部的回转部48突出的各清扫体43延伸至墙壁等障碍物W附近的被扫除面，通过借助回转马达44使回转部48回转，刮扫障碍物W附近的被扫除面上的尘埃(图1的(a))。

并且，例如当测距传感器18检测到房间的角落等、障碍物W位于电动吸尘器11的前方的情况下，控制部22利用一方的马达36将一方的驱动轮15朝前进方向驱动、并且利用另一方的马达36将另一方的驱动轮15朝后退方向驱动，由此使电动吸尘器11(主体壳体12)在该位置回转(原地回转)，由此来改变朝向(前进方向)。此时，若主体壳体12接近障碍物W，则相比主体壳体12的外周面34(外轮廓的包络面)更朝外侧突出的侧刷19的刷主体41的接触面46相对于障碍物W而相对地在主体壳体12的回转方向、即沿着主体壳体12的外周面34的切线的方向T接触(碰撞)。此时，相比接触面46更朝外侧突出的清扫体43因与障碍物W的接触而相对于主体壳体12的回转方向朝相反方向弯曲，因此不会妨碍接触面46与障碍物W的接触。进而，由于接触面46呈沿着圆弧的形状，因此，随着主体壳体12进一步回转，从障碍物W作用于侧刷19的接触面46的外力被转换成刷主体41朝主体壳体12的外周面34侧退避的方向的力，从而刷主体41朝主体壳体12的内侧移动，直至刷主体41的接触面46的前端侧的外轮廓即外侧面位于与主体壳体12的外周面34(包含外周面34(沿着外周面34)的假想的外轮廓的包络面)大致相同的位置、换言之为刷主体41(侧刷19)从外周面34(包含外周面34(沿着外周面34)的假想的外轮廓的包络面)突出的突出量大致为0的位置为止，因此，不会出现该刷主体41勾挂于障碍物W而妨碍主体壳体12的回转的情况(图1的(b))。此后，若刷主体41的接触面46相对于障碍物W离开，则借助螺旋弹簧42的施力，使刷主体41朝主体壳体12的外侧恢复移动，接触面46再次成为从主体壳体12的外周面34(外轮廓的包络面)朝外侧突出的位置。并且，因与障碍物W的接触而相对于主体壳体12的回转方向朝相反方向弯曲的清扫体43具有弹性，因此，通过解除与障碍物W的接触，清扫体43朝原来的状态恢复变形。

进而，对于该电动吸尘器11，利用通过电动送风机13的驱动产生的负压所作用到的吸入口27将对置的被扫除面上的尘埃或者由侧刷19、19收集的尘埃与空气一起吸入。并且，旋转驱动的旋转刷28从吸入口27刮扫被扫除面的尘埃。

从吸入口27被吸入的尘埃或者被刮扫至吸入口27的尘埃被导入集尘部14而被捕集，并且，尘埃被分离后的空气被吸入电动送风机13，在对该电动送风机13进行冷却后，成为排气风而被从排气口26朝主体壳体12的外部排气。

当判断为扫除区域的扫除已结束的情况下，控制部22使电动吸尘器11自主行驶到充电座的位置，使电动送风机13等停止，并且使充电端子与充电座(物理地以及电气地)连接，使马达36、36等停止，结束运转，对二次电池23充电。

这样，根据上述第1实施方式，由于将从主体壳体12的外周面34朝外侧突出并露出的刷主体41的前端侧的外轮廓(接触面46)沿着圆弧形成，因此美观性好，并且，当在接触面46作用有沿着主体壳体12的外周面34的切线的方向T的外力时，利用该接触面46将该外力的方向转换成刷主体41朝主体壳体12的外周面34侧退避的方向，刷主体41能够容易地朝该方向移动。因而，例如即便在主体壳体12回转时等侧刷19的接触面46与障碍物W在沿着切线的方向T接触的情况下，也能够更容易且可靠地使侧刷19退避。

另外，在上述第1实施方式中，如图5所示的第2实施方式那样，也可以将刷主体41的前端侧的外轮廓(接触面46)形成为俯视观察呈大致三角形状。在本实施方式中，接触面46利用弯曲成相对大径的圆弧状并朝外侧鼓出的倾斜部即接触部46a、46a和连结上述接触部46a、46a之间的弯曲成相对小径的圆弧状的连续部46b形成为所谓的鲁洛三角形状(饭团形状)。即、在本实施方式中，作为三角形状，可以是接触部46a、46a形成为平面状的三角形，也包含上述那样接触部46a、46a朝外侧鼓出的形状。此时，接触部46a的方向(接触部46a的切线的方向)以相对于沿着主体壳体12的外周面34的切线的方向T的角度θ呈锐角状、优选为小于45°的方式倾斜。进而，在本实施方式中，在从主体壳体12的外周面34朝外侧突出并露出的刷主体41的前端侧的外轮廓(接触面46)具备相对于沿着切线的方向T倾斜的接触部46a、46a，因此，当沿着主体壳体12的外周面34的切线的方向T的外力作用于接触面46的接触部46a、46a时，能够利用该接触面46的接触部46a、46a将该外力的方向更可靠地转换成刷主体41朝主体壳体12的外周面34侧退避的方向，从而刷主体41能够容易地朝该方向移动。因而，例如即便在主体壳体12回转时等侧刷19的接触面46相对于障碍物W在沿着切线的方向T接触的情况下，也能够更容易且可靠地使侧刷19退避。

另外，在上述第2实施方式中，即便将刷主体41的前端侧形成为例如将接触部46a、46a间用平面状的连续部46b连接的梯形状，也能够起到同样的作用效果。

并且，在上述各实施方式中，在主体壳体12上，也可以在外周面设置例如通过与障碍物W接触来检测该障碍物W的接触型的障碍物传感器等。

此外，侧刷19也可以仅配置在主体壳体12的吸入口27的前方的一侧。

并且，对于电动送风机13，若能够利用旋转刷28将尘埃从吸入口27刮扫至集尘部14，则并非必须的结构。

同样，对于旋转刷28，若能够利用电动送风机13将尘埃从吸入口27朝集尘部14吸入，则并非必须的结构。在不设置旋转刷28的情况下，也不需要刷马达29，能够进一步简化结构。

此外，主体壳体12的外周面34形成为沿着圆弧形成的形状，但例如也可以沿着多边形(四边形以上的多边形)形成。

进而，电动吸尘器11为一边利用测距传感器18等检测障碍物一边自主行走的自行式，但例如也可以是使用者用遥控器等进行遥控操作的电动吸尘器等。

根据以上说明了的至少一个实施方式，通过将侧刷19的刷主体41形成为能够借助与该刷主体41的移动方向即预定方向(主体壳体12的径向)交叉的方向、即沿着主体壳体12的外周面34的切线的方向T的外力而以朝主体壳体12的外周面34侧退避的方式移动，由此例如即便在主体壳体12回转时等侧刷19的接触面46相对于障碍物W在沿着切线的方向T接触的情况下，也能够容易且可靠地使侧刷19退避。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过是作为例子加以提示，并非意图限定发明的范围。该新的实施方式能够以其他各种各样的方式实施，能够在不脱离发明的主旨的范围进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围或主旨中，并且包含于技术方案所记载的发明及与其等同的范围中。