特許 6928514 ロボット集塵機及び自走式機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6928514

(24)【登録日】2021年8月11日

(45)【発行日】2021年9月1日

(54)【発明の名称】ロボット集塵機及び自走式機器

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/28 20060101AFI20210823BHJP

   A47L 9/00 20060101ALI20210823BHJP

   B60G 11/50 20060101ALI20210823BHJP

【ＦＩ】

   A47L9/28 E

   A47L9/00 102Z

   B60G11/50

【請求項の数】11

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-167545(P2017-167545)

(22)【出願日】2017年8月31日

(65)【公開番号】特開2019-42040(P2019-42040A)

(43)【公開日】2019年3月22日

【審査請求日】2020年5月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137292

【氏名又は名称】株式会社マキタ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小浦 健太郎

【審査官】 石井 茂

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０１６３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１２３８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１１３０７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ４７Ｌ ５／００

Ａ４７Ｌ ９／００

Ａ４７Ｌ ９／２８

Ｂ６０Ｇ １／００−９９／００

Ｂ６２Ｂ １／００−５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸込口から吸い込まれた塵埃を貯蔵する貯蔵部を収容する本体部と、
前記本体部を支持する車輪と、
前記車輪を回転させる動力を発生する車輪モータと、
中心軸を中心に前記車輪を回転可能に支持する支持部材と、前記車輪を前記本体部の底面から突出させる付勢力を発生するために前記支持部材に原動力を与える原動力発生機構と、前記底面からの前記車輪の突出量に基づいて前記付勢力を調整する調整機構とを有し、前記調整機構で調整された前記付勢力を前記車輪に与える懸架装置と、を備え、
前記原動力発生機構は、一端部が前記本体部に連結されるばねを含み、
前記調整機構は、前記支持部材に設けられ前記ばねの他端部をガイドするガイド部を含み、
前記ばねの他端部は、前記支持部材の回動により前記ガイド部を移動する、
ロボット集塵機。

【請求項2】

前記懸架装置は、前記車輪が前記底面から第１突出量で突出する第１突出位置と前記第１突出量よりも大きい第２突出量で突出する第２突出位置との間で移動するように前記車輪を支持し、
前記調整機構は、前記第２突出量の前記車輪に与える付勢力を前記第１突出量の前記車輪に与える付勢力よりも大きくする、
請求項１に記載のロボット集塵機。

【請求項3】

前記懸架装置は、前記車輪が前記底面から第１突出量で突出する第１突出位置と前記第１突出量よりも大きい第２突出量で突出する第２突出位置との間で移動するように前記車輪を支持し、
前記調整機構は、前記第１突出量の前記車輪に与える付勢力と前記第２突出量の前記車輪に与える付勢力との差を小さくする、
請求項１に記載のロボット集塵機。

【請求項4】

前記中心軸と直交する面内において前記中心軸とは異なる位置に規定された回動軸を中心に前記支持部材を回動可能に支持する支持部を備え、
前記支持部材の回動により前記突出量が変化する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のロボット集塵機。

【請求項5】

前記ばねの他端部の移動により前記ばねの他端部と前記回動軸との距離が変化する、
請求項４に記載のロボット集塵機。

【請求項6】

前記ばねの他端部は、前記回動軸と第１距離だけ離れた第１ガイド位置と前記第１距離よりも長い第２距離だけ離れた第２ガイド位置との間を移動する、
請求項４又は請求項５に記載のロボット集塵機。

【請求項7】

電動工具用のバッテリが装着されるバッテリ装着部を備え、
前記車輪モータは、前記バッテリから供給される電力により作動する、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のロボット集塵機。

【請求項8】

本体部と、
前記本体部を支持する車輪と、
前記車輪を回転させる動力を発生する車輪モータと、
前記車輪及び前記車輪モータを支持する支持部材と、
一端部が前記本体部に連結され、他端部が前記支持部材に設けられているガイド部にガイドされるばねと、を備え、
前記ばねの他端部は、前記支持部材の回動により前記ガイド部を移動する、
自走式機器。

【請求項9】

前記支持部材は、中心軸を中心に前記車輪を回転可能に支持し、
前記中心軸と直交する面内において前記中心軸とは異なる位置に規定された回動軸を中心に前記支持部材を回動可能に支持する支持部を備える、
請求項８に記載の自走式機器。

【請求項10】

前記ばねの他端部の移動により前記ばねの他端部と前記回動軸との距離が変化する、
請求項９に記載の自走式機器。

【請求項11】

前記ばねの他端部は、前記回動軸と第１距離だけ離れた第１ガイド位置と前記第１距離よりも長い第２距離だけ離れた第２ガイド位置との間を移動する、
請求項９又は請求項１０に記載の自走式機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボット集塵機及び自走式機器に関する。

【背景技術】

【0002】

ロボット集塵機、ロボット芝刈り機、ロボットゴミ掻き取り機、及びロボット運搬車のような自走式機器が知られている。特許文献１にはロボット集塵機（自走式集塵ロボット）の一例が開示されている。自走式機器は、車輪モータの作動により車輪を回転させて作業対象面を自走する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−０７３３９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車輪は、懸架装置に支持される。懸架装置は、車輪を作業対象面に押し付ける付勢力を発生する。付勢力が適正でないと、自走式機器は安定して自走することが困難となる可能性がある。例えば付勢力が大き過ぎると、車輪に支持される自走式機器の本体部が作業対象面から浮き上がってしまう。その結果、自走式機器は安定して自走することが困難となる。一方、付勢力が小さ過ぎると、車輪が作業対象面の段差を乗り上げるときにスリップする可能性が高くなる。

【0005】

本発明の態様は、安定して自走できるロボット集塵機及び自走式機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に従えば、吸込口から吸い込まれた塵埃を貯蔵する貯蔵部を収容する本体部と、前記本体部を支持する車輪と、前記車輪を回転させる動力を発生する車輪モータと、中心軸を中心に前記車輪を回転可能に支持する支持部材と、前記車輪を前記本体部の底面から突出させる付勢力を発生するために前記支持部材に原動力を与える原動力発生機構と、前記底面からの前記車輪の突出量に基づいて前記付勢力を調整する調整機構とを有し、前記調整機構で調整された前記付勢力を前記車輪に与える懸架装置と、を備えるロボット集塵機が提供される。

【0007】

本発明の第２の態様に従えば、本体部と、前記本体部を支持する車輪と、前記車輪を回転させる動力を発生する車輪モータと、前記車輪及び前記車輪モータを支持する支持部材と、一端部が前記本体部に連結され、他端部が前記支持部材に設けられているガイド部にガイドされるばねと、を備える自走式機器が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明の態様によれば、安定して自走できるロボット集塵機及び自走式機器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態に係る自走式機器の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る自走式機器の一例を示す底面図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る懸架装置の一例を示す側面図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る懸架装置の動作の一例を示す図である。

【図5】図５は、本実施形態に係る懸架装置の動作の一例を示す図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る突出量に対する付勢力の変化特性の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［ロボット集塵機］
図１は、本実施形態に係る自走式機器１の一例を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る自走式機器１の一例を示す底面図である。本実施形態においては、「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、及び「下」の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、自走式機器１の中心部を基準とした相対位置又は方向を示す。

【0011】

本実施形態においては、自走式機器１がロボット集塵機である例について説明する。ロボット集塵機は、作業対象面である清掃対象面ＦＬを自走しながら清掃作業を実施する。以下の説明においては、自走式機器１を、ロボット集塵機１、と称する。

【0012】

ロボット集塵機１は、清掃対象面ＦＬを自走する。ロボット集塵機１は、自走しながら清掃対象面ＦＬの塵埃を吸い込む。図１及び図２に示すように、ロボット集塵機１は、本体部２と、本体部２に設けられバッテリ３が装着されるバッテリ装着部４と、本体部２に収容され塵埃を吸引する吸引力を発生するファンユニット５と、本体部２に収容され塵埃を貯蔵する貯蔵部６と、本体部２に回転可能に支持されるキャスタ７及びローラ８と、本体部２を移動可能に支持する車輪９と、車輪９を回転させる動力を発生する車輪モータ１０と、車輪９を上下方向に移動可能に支持する懸架装置３０とを備える。

【0013】

本体部２は、上面２Ａと、清掃対象面ＦＬと対向する底面２Ｂと、上面２Ａの周縁部と底面２Ｂの周縁部とを結ぶ側面２Ｃとを有する。上面２Ａと平行な面内において、本体部２の外形は、実質的に円形状である。

【0014】

本体部２は、内部空間を有するハウジング１１を含む。ハウジング１１は、上ハウジング１１Ａと、上ハウジング１１Ａに接続される下ハウジング１１Ｂとを含む。上面２Ａは、上ハウジング１１Ａに配置される。底面２Ｂは、下ハウジング１１Ｂに配置される。

【0015】

本体部２は、障害物センサ１２と、障害物センサ１２の少なくとも一部を覆うセンサカバー１３とを有する。障害物センサ１２は、側面２Ｃの前部に配置される。障害物センサ１２は、間隔をあけて複数設けられる。障害物センサ１２は、ロボット集塵機１の前方の障害物を非接触で検出する。

【0016】

また、本体部２は、吸込口１５が形成された底板１４を有する。吸込口１５は、清掃対象面ＦＬの塵埃を吸い込む。底板１４は、下ハウジング１１Ｂに固定される。吸込口１５は、清掃対象面ＦＬと対向する。吸込口１５は、底面２Ｂの前部に設けられる。吸込口１５は、左右方向に長い矩形状である。

【0017】

また、本体部２は、吸込口１５に配置されるメインブラシ１６と、メインブラシ１６を回転させる動力を発生するメインブラシモータ１７とを有する。メインブラシ１６は、清掃対象面ＦＬと対向する。メインブラシ１６は、左右方向に長い。メインブラシ１６は、左右方向に延在するロッド部材１６Ｒと、ロッド部材１６Ｒの外面に螺旋状に接続された複数のブラシ１６Ｂとを有する。ロッド部材１６Ｒの左端部及び右端部のそれぞれは、本体部２に回転可能に支持される。ロッド部材１６Ｒは、ブラシ１６Ｂの少なくとも一部が底面２Ｂから下方に突出するように、本体部２に支持される。メインブラシモータ１７は、ハウジング１１の内部空間に配置される。メインブラシモータ１７の作動により、メインブラシ１６が回転する。

【0018】

また、本体部２は、底面２Ｂの前部に配置されるサイドブラシ１８と、サイドブラシ１８を回転させる動力を発生するサイドブラシモータ１９とを有する。サイドブラシ１８は、清掃対象面ＦＬと対向する。サイドブラシ１８は、２つ設けられる。一方のサイドブラシ１８は、吸込口１５よりも左方に設けられる。他方のサイドブラシ１８は、吸込口１５よりも右方に設けられる。サイドブラシ１８は、円板部材１８Ｄと、円板部材１８Ｄに放射状に接続された複数のブラシ１８Ｂとを有する。円板部材１８Ｄは、本体部２に回転可能に支持される。円板部材１８Ｄは、ブラシ１８Ｂの少なくとも一部が側面２Ｃよりも外側に突出するように、本体部２に支持される。サイドブラシモータ１９は、ハウジング１１の内部空間に配置される。サイドブラシモータ１９の作動により、サイドブラシ１８が回転する。サイドブラシ１８が回転することによって、清掃対象面ＦＬの塵埃が吸込口１５に送られる。

【0019】

また、本体部２は、清掃対象面ＦＬの有無を検出する複数の落下防止センサ２０と、清掃対象面ＦＬに設けられた反射部材を検出する赤外線センサ２１とを有する。落下防止センサ２０及び赤外線センサ２１は、底面２Ｂに設けられる。落下防止センサ２０は、底面２Ｂと対向する位置に清掃対象面ＦＬが存在するか否かを非接触で検出する。落下防止センサ２０は、底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとの距離を検出する。底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとが規定距離以上離れている場合、ロボット集塵機１は、落下防止センサ２０の検出データに基づいて、底面２Ｂと対向する位置に清掃対象面ＦＬが存在しないと判定する。底面２Ｂと対向する位置に清掃対象面ＦＬが存在しないと判定した場合、ロボット集塵機１は、自走を停止する。赤外線センサ２１は、清掃対象面ＦＬに設けられた反射部材を検出する。反射部材によって清掃対象範囲が規定される。反射部材は、例えばロボット集塵機１の使用者によって清掃対象面ＦＬに設けられる。ロボット集塵機１は、赤外線センサ２１の検出データに基づいて、反射部材を超えないように自走する。これにより、ロボット集塵機１が清掃対象範囲の外側に移動することが抑制され、ロボット集塵機１は、清掃対象範囲を清掃することができる。

【0020】

また、本体部２は、上ハウジング１１Ａに設けられたハンドル２２を有する。使用者は、ハンドル２２を持って、ロボット集塵機１を持ち運びすることができる。

【0021】

また、上ハウジング１１Ａの後部には、使用者に操作される操作部２３が設けられる。操作部２３は、電源ボタン２３Ａ、バッテリ３の残量表示部２３Ｂ、及び運転モードの選択ボタン２３Ｃを含む。また、上ハウジング１１Ａの前部には、例えば発光ダイオードを含む発光部２４が設けられる。

【0022】

バッテリ装着部４は、上ハウジング１１Ａの後部に設けられる。上ハウジング１１Ａの後部に凹部が設けられる。バッテリ装着部４は、上ハウジング１１Ａの凹部の内側に設けられる。バッテリ装着部４は、２つ設けられる。一方のバッテリ装着部４は、ファンユニット５よりも左方に設けられる。他方のバッテリ装着部４は、ファンユニット５よりも右方に設けられる。

【0023】

バッテリ装着部４に装着されるバッテリ３は、電動工具の電源として使用されるリチウムイオンバッテリを含む。バッテリ装着部４は、電動工具のバッテリ装着部と同等の構造を有する。バッテリ装着部４は、装着されるバッテリ３をガイドするガイド部材と、バッテリ３の端子と接続される端子とを有する。バッテリ３は、ガイド部材にガイドされながらバッテリ装着部４に上方から挿入される。バッテリ３がバッテリ装着部４に装着されることにより、バッテリ３の端子とバッテリ装着部４の端子と電気的に接続される。バッテリ３は、ロボット集塵機１に搭載されている電気機器又は電子機器に電力を供給する。

【0024】

ファンユニット５は、貯蔵部６を介して吸込口１５と接続され、塵埃を吸引するための吸引力を発生する。ファンユニット５は、ハウジング１１の内部空間に配置される。本体部２は、ファンユニット５を収容する。ファンユニット５は、本体部２の後部において２つのバッテリ装着部４の間に配置される。

【0025】

ファンユニット５は、ハウジング１１の内部空間に配置されたケーシングと、ケーシングの内側に設けられた吸引ファンと、吸引ファンを回転させる動力を発生する吸引モータとを有する。ケーシングは、貯蔵部６を介して吸込口１５と接続される吸気口と、吸引ファンの作動により吸引された気体の少なくとも一部を排出する排気口とを有する。

【0026】

ファンユニット５は、貯蔵部６を介して吸込口１５から清掃対象面ＦＬの塵埃を吸引する。貯蔵部６は、吸込口１５から吸い込まれた塵埃を回収して貯蔵する。貯蔵部６は、ハウジング１１の内部空間に配置される。本体部２は、貯蔵部６を収容する。貯蔵部６は、吸込口１５とファンユニット５との間に配置される。

【0027】

キャスタ７及びローラ８のそれぞれは、本体部２を移動可能に支持する。キャスタ７及びローラ８のそれぞれは、本体部２に回転可能に支持される。キャスタ７は、底面２Ｂの後部に２つ設けられている。一方のキャスタ７は、本体部２の左部に設けられる。他方のキャスタ７は、本体部２の右部に設けられる。ローラ８は、底面２Ｂの前部に１つ設けられる。

【0028】

車輪９は、本体部２を移動可能に支持する。車輪９は、車輪モータ１０の作動により回転する。車輪９が回転することにより、ロボット集塵機１は自走する。車輪９は、２つ設けられる。一方の車輪９は、本体部２の左部に設けられる。他方の車輪９は、本体部２の右部に設けられる。

【0029】

車輪モータ１０は、車輪９を回転させる動力を発生する。車輪モータ１０は、バッテリ３から供給される電力により作動する。車輪モータ１０は、ハウジング１１の内部空間に設けられる。車輪モータ１０は、２つ設けられる。一方の車輪モータ１０は、本体部２の左部に設けられている車輪９を回転させる動力を発生する。他方の車輪モータ１０は、本体部２の右部に設けられている車輪９を回転させる動力を発生する。車輪モータ１０の作動により、車輪９が回転する。車輪モータ１０は、車輪９の回転方向を変更可能である。車輪９が一方向に回転することにより、ロボット集塵機１は前進する。車輪９が他方向に回転することにより、ロボット集塵機１は後進する。２つの車輪モータ１０は、異なる作動量で作動可能である。２つの車輪モータ１０が異なる作動量で作動することにより、ロボット集塵機１は旋回する。

【0030】

懸架装置３０は、車輪９を上下方向に移動可能に支持する。また、懸架装置３０は、中心軸ＡＸを中心に車輪９を回転可能に支持する。中心軸ＡＸは、左右方向に延在する。

【0031】

懸架装置３０は、本体部２に連結される。懸架装置３０の少なくとも一部は、ハウジング１１の内部空間に配置される。車輪９は、懸架装置３０を介して本体部２に支持される。懸架装置３０は、車輪９の少なくとも一部が底面２Ｂから下方に突出するように、車輪９を支持する。車輪９が清掃対象面ＦＬに設置された状態において、本体部２の底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとは、間隙を介して対向する。

【0032】

［懸架装置］
図３は、本実施形態に係る車輪９を支持する懸架装置３０の一例を示す図である。図３に示すように、懸架装置３０は、中心軸ＡＸを中心に車輪９を回転可能に支持する支持部材３１と、車輪９を本体部２の底面２Ｂから突出させる付勢力Ｍを発生するために支持部材３１に原動力Ｆを与える原動力発生機構３２と、底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓに基づいて付勢力Ｍを調整する調整機構３３とを有する。懸架装置３０は、調整機構３３で調整された付勢力Ｍを車輪９に与える。

【0033】

本実施形態において、原動力発生機構３２は、ばね３４を含む。ばね３４は、コイルばねである。ばね３４の一端部３４Ａは、本体部２に連結される。図３に示す例では、ばね３４の一端部３４Ａは、本体部２に設けられたフック部材２Ｐに連結される。

【0034】

懸架装置３０は、中心軸ＡＸと直交する面内において中心軸ＡＸとは異なる位置に規定された回動軸ＰＸを中心に支持部材３１を回動可能に支持する支持部３６を有する。中心軸ＡＸは、左右方向に延在する。回動軸ＰＸは、中心軸ＡＸよりも前方に規定される。支持部３６は、本体部２に固定されたピン部材を含む。支持部材３１は、ピン部材を介して回動軸ＰＸを中心に回動可能に本体部２に支持される。

【0035】

調整機構３３は、ばね３４の他端部３４Ｂを移動可能にガイドするガイド部３５を含む。ガイド部３５は、支持部材３１に設けられる。ばね３４の他端部３４Ｂは、支持部材３１の回動により、ガイド部３５を移動する。

【0036】

支持部材３１は、左右方向に貫くガイド孔３５Ｈを有する。ガイド部３５は、ガイド孔３５Ｈの内面を含む。ガイド部３５は、平坦である。ガイド部３５は、実質的に上下方向に長い。

【0037】

ばね３４の他端部３４Ｂは、連結部材３８を介してローラ３９と連結される。ばね３４の一端部３４Ａは、他端部３４Ｂよりも後方に配置される。ローラ３９は、ガイド部３５にガイドされる。ガイド部３５とローラ３９とは相対移動可能である。ローラ３９は、ガイド部３５を滑るように移動可能である。ローラ３９がガイド部３５にガイドされることによって、ばね３４の他端部３４Ｂがガイド部３５にガイドされる。

【0038】

ローラ３９は、ガイド孔３５Ｈに配置される。ローラ３９の右端部及び左端部のそれぞれにフランジが設けられる。フランジは、ガイド孔３５Ｈの外側に配置され、支持部材３１の側面と対向する。フランジと支持部材３１の側面とが接触することにより、ローラ３９がガイド孔３５Ｈから外れてしまうことが抑制される。ガイド孔３５Ｈの一部に凹部３５Ｕが設けられる。凹部３５Ｕの内径は、ローラ３９のフランジの外径よりも大きい。ローラ３９をガイド孔３５Ｈに配置するとき、凹部３５Ｕを介してローラ３９がガイド孔３５Ｈに配置される。連結部材３８は、ローラ３９の右端部及び左端部のそれぞれに連結される。

【0039】

ローラ３９は、ガイド部３５にガイドされながら、ガイド部３５の下端部Ｅ１と上端部Ｅ２との間を移動可能である。ガイド部３５は、下端部Ｅ１と上端部Ｅ２との間に設けられる。ローラ３９がガイド部３５の下端部Ｅ１と上端部Ｅ２との間を移動することにより、ばね３４の他端部３４Ｂが上下方向に移動する。ばね３４の他端部３４Ｂは、本体部２に対して上下方向に移動する。一方、ばね３４の一端部３４Ａは、本体部２に固定される。ばね３４の他端部３４Ｂは、ガイド部３５を移動する移動端であり、ばね３４の一端部３４Ａは、固定端である。

【0040】

車輪モータ１０は、支持部材３１に支持される。支持部材３１は、ガイド部３５が設けられる第１部分３１Ａと、車輪モータ１０を支持する第２部分３１Ｂと、車輪９の周囲の一部に配置される第３部分３１Ｃとを含む。ガイド部３５は、回動軸ＰＸよりも上方に設けられる。上下方向において、車輪モータ１０は、ガイド部３５と回動軸ＰＸとの間に設けられる。車輪モータ１０は、車輪９よりも前方に配置される。車輪モータ１０で発生した動力は、動力伝達機構３７を介して伝達される。動力伝達機構３７は、車輪モータ１０の出力シャフトと車輪９とを連結する複数のギアを含む。

【0041】

支持部材３１は、回動軸ＰＸを中心に回転可能に本体部２に支持される。回動軸ＰＸは、ガイド部３５よりも下方に配置される。回動軸ＰＸを中心に支持部材３１が回動することにより、本体部２に対して車輪９が上下方向に移動する。本体部２に対して車輪９が上下方向に移動することにより、底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓが変化する。

【0042】

懸架装置３０は、車輪９が底面２Ｂから第１突出量Ｓ１で突出する第１突出位置Ｐ１と、第１突出量Ｓ１よりも大きい第２突出量Ｓ２で突出する第２突出位置Ｐ２との間で移動するように車輪９を支持する。第１突出位置Ｐ１は、車輪９の上下方向の可動範囲において底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓが最も小さくなる位置である。第２突出位置Ｐ２は、車輪９の上下方向の可動範囲において底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓが最も大きくなる位置である。

【0043】

車輪９と清掃対象面ＦＬとが接触した状態で、車輪９が第１突出位置Ｐ１に配置されたとき、底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとの距離Ｇは最も短くなる。車輪９と清掃対象面ＦＬとが接触した状態で、車輪９が第２突出位置Ｐ２に配置されたとき、底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとの距離Ｇは最も長くなる。

【0044】

支持部材３１が回動軸ＰＸを中心に回動すると、ローラ３９とガイド部３５とが相対移動する。ローラ３９とガイド部３５とが相対移動することにより、連結部材３８を介してローラ３９に連結されているばね３４の他端部３４Ｂは、ガイド部３５と相対移動する。ばね３４の他端部３４Ｂの移動により、ばね３４の他端部３４Ｂと回動軸ＰＸとの距離Ｌが変化する。

【0045】

回動軸ＰＸと直交する面内において、回動軸ＰＸとガイド部３５の下端部Ｅ１との距離Ｌ１は、回動軸ＰＸとガイド部３５の上端部Ｅ２との距離Ｌ２よりも短い。すなわち、距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも長い。

【0046】

以下の説明においては、下端部Ｅ１の位置を適宜、第１ガイド位置Ｅ１、と称し、上端部Ｅ２の位置を適宜、第２ガイド位置Ｅ２、と称する。ばね３４の他端部３４Ｂは、回動軸ＰＸと距離Ｅ１（第１距離）だけ離れた第１ガイド位置Ｅ１と、距離Ｌ１よりも長い距離Ｌ２（第２距離）だけ離れた第２ガイド位置Ｅ２との間を移動する。

【0047】

本実施形態において、原動力発生機構３２が支持部材３１に与える原動力Ｆは、ばね３４が支持部材３１を引っ張る弾性力である。ばね３４は、回動軸ＰＸを中心とする円の接線方向に支持部材３１を引っ張る弾性力を発生する。以下の説明においては、原動力Ｆを適宜、弾性力Ｆ、と称する。

【0048】

ばね３４の他端部３４Ｂが第１ガイド位置Ｅ１に配置されている場合、ばね３４は、弾性力Ｆ１を発生する。ばね３４の他端部３４Ｂが第２ガイド位置Ｅ２に配置されている場合、ばね３４は、弾性力Ｆ２を発生する。弾性力Ｆ（Ｆ１，Ｆ２）は、ばね３４の伸び量に比例する。

【0049】

本実施形態においては、ばね３４の他端部３４Ｂが第１ガイド位置Ｅ１に配置されているときのばね３４の伸び量は、ばね３４の他端部３４Ｂが第２ガイド位置Ｅ２に配置されているときのばね３４の伸び量よりも大きい。なお、ばね３４の他端部３４Ｂが第１ガイド位置Ｅ１に配置されているときのばね３４の伸び量と、ばね３４の他端部３４Ｂが第２ガイド位置Ｅ２に配置されているときのばね３４の伸び量とが等しくてもよい。

【0050】

図４及び図５のそれぞれは、本実施形態に係る懸架装置３０の動作の一例を示す図である。図４は、車輪９が第１突出位置Ｐ１に配置されている状態を示す。図５は、車輪９が第２突出位置Ｐ２に配置されている状態を示す。また、図４（Ａ）及び図５（Ａ）は、本体部２を含む図である。図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示す本体部２は、本体部２の一部の部材を示す。図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）は、本体部２が除かれた図である。

【0051】

図４に示すように、例えばロボット集塵機１が平坦な清掃対象面ＦＬを自走するとき、本体部２の自重により支持部材３１が回動軸ＰＸを中心に回動してローラ３９がガイド部３５の第１ガイド位置Ｅ１に移動する。ローラ３９が第１ガイド位置Ｅ１に移動したとき、上下方向における車輪９の可動範囲において、車輪９は第１突出位置Ｐ１に配置される。第１突出位置Ｐ１は、底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓが最も小さくなる車輪９の位置である。

【0052】

一方、図５に示すように、例えばロボット集塵機１が清掃対象面Ｆの段差を乗り上げるとき、支持部材３１が回動軸ＰＸを中心に回動してローラ３９が第２ガイド位置Ｅ２に移動する。ローラ３９が第２ガイド位置Ｅ２に移動したとき、上下方向における車輪９の可動範囲において、車輪９は第２突出位置Ｐ２に配置される。第２突出位置Ｐ２は、底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓが最も大きくなる車輪９の位置である。

【0053】

ロボット集塵機１は、車輪９と清掃対象面ＦＬとが接触した状態で車輪モータ１０の作動により車輪９を回転させることによって、清掃対象面ＦＬを自走する。ロボット集塵機１が平坦な清掃対象面ＦＬを自走する場合、図４に示すように、車輪９は第１突出位置Ｐ１に配置され、ローラ３９は第１ガイド位置Ｅ１に配置され、底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとは距離Ｇ１だけ離れる。清掃対象面ＦＬに段差があり、ロボット集塵機１が段差を乗り上げようとする場合、図５に示すように、車輪９は第２突出位置Ｐ２に配置され、ローラ３９は第２ガイド位置Ｅ２に配置され、底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとは距離Ｇ１よりも長い距離Ｇ２だけ離れる。すなわち、本体部２は清掃対象面ＦＬから浮き上がる。

【0054】

ばね３４は、車輪９を底面２Ｂから突出させる付勢力Ｍを発生するために支持部材３１に弾性力Ｆを与える。弾性力Ｆは、車輪９を清掃対象面ＦＬに押し付ける力である。

【0055】

ばね３４は、回動軸ＰＸを中心とする円の接線方向に支持部材３１を引っ張るように弾性力Ｆを発生する。ばね３４の他端部３４Ｂが第１ガイド位置Ｅ１に配置されている場合、ばね３４は、ばね３４の伸び量に基づいて弾性力Ｆ１を発生する。ばね３４の他端部３４Ｂが第２ガイド位置Ｅ２に配置されている場合、ばね３４は、ばね３４の伸び量に基づいて弾性力Ｆ２を発生する。

【0056】

車輪９を底面２Ｂから突出させる付勢力Ｍは、支持部材３１に与えられるばね３４の弾性力Ｆと、ばね３４の弾性力Ｆが支持部材３１に作用する作用点と回動軸ＰＸとの距離Ｌとの積によって規定される。すなわち、車輪９を底面２Ｂから突出させる付勢力Ｍは、ばね３４の弾性力Ｆに基づいて回動軸ＰＸを中心に支持部材３１を回動させる力であるモーメントである。本実施形態において、ばね３４の弾性力Ｆが支持部材３１に作用する作用点は、ローラ３９の位置である。

【0057】

ローラ３９が第１ガイド位置Ｅ１に位置し、ローラ３９と回動軸ＰＸとが距離Ｌ１だけ離れている場合、付勢力Ｍ１は、距離Ｌ１と弾性力Ｆ１との積によって規定される。ローラ３９が第２ガイド位置Ｅ２に位置し、ローラ３９と回動軸ＰＸとが距離Ｌ２だけ離れている場合、付勢力Ｍ２は、距離Ｌ２と弾性力Ｆ２との積によって規定される。

【0058】

すなわち、ロボット集塵機１が平坦な清掃対象面ＦＬを自走する場合、車輪９に付勢力Ｍ１が与えられる。ロボット集塵機１が段差を乗り上げようとする場合、車輪９に付勢力Ｍ２が与えられる。このように、本実施形態においては、清掃対象面ＦＬの状態に応じて付勢力Ｍが調整される。

【0059】

図６は、本実施形態に係る突出量Ｓに対する付勢力Ｍの変化特性の一例を示す図である。図６に示すグラフにおいて、横軸は突出量Ｓを示し、縦軸は付勢力Ｍを示す。図６のラインＡＬで示すように、本実施形態において、調整機構３３は、第２突出位置Ｐ２に配置されている第２突出量Ｓ２の車輪９に与える付勢力Ｍ２を、第１突出位置Ｐ１に配置されている第１突出量Ｓ１の車輪９に与える付勢力Ｍ１よりも大きくする。

【0060】

ロボット集塵機１が平坦な清掃対象面ＦＬを自走する場合、車輪９に小さい付勢力Ｍ１が与えられる。付勢力Ｍ１が小さいため、底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとの距離Ｇ１は短くなる。これにより、本体部２が清掃対象面ＦＬから浮き上がることが抑制され、ロボット集塵機１は安定して走行することができる。また、吸込口１５と清掃対象面ＦＬとの距離が短くなるため、メインブラシ１６及びサイドブラシ１８のそれぞれは、清掃対象面ＦＬと十分に接触することができる。したがって、ロボット集塵機１は、清掃対象面ＦＬを良好に清掃することができる。

【0061】

ロボット集塵機１が清掃対象面ＦＬの段差を乗り上げる場合、車輪９に大きい付勢力Ｍ２が与えられる。付勢力Ｍは、車輪９を清掃対象面ＦＬに押し付ける力である。車輪９に大きい付勢力Ｍ２が与えられることにより、車輪９は清掃対象面ＦＬを十分にグリップすることができる。そのため、車輪９のスリップの発生が抑制される。

【0062】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、車輪９を支持する懸架装置３０は、中心軸ＡＸを中心に車輪９を回転可能に支持する支持部材３１と、車輪９を本体部２の底面２Ｂから突出させる付勢力Ｍを発生するために支持部材３１に原動力Ｆ（弾性力Ｆ）を与える原動力発生機構３２と、底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓに基づいて付勢力Ｍを調整する調整機構３３とを有する。これにより、清掃対象面ＦＬの状態に応じて底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓが変化しても、底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓに基づいて付勢力Ｍが調整されることにより、懸架装置３０は、車輪９に適正な付勢力を与えることができる。本実施形態においては、ロボット集塵機１が平坦な清掃対象面ＦＬを自走する場合、車輪９に小さい付勢力Ｍ１が与えられる。そのため、ロボット集塵機１の本体部２が清掃対象面ＦＬから浮き上がることが抑制され、ロボット集塵機１は安定して自走することができる。ロボット集塵機１が清掃対象面ＦＬの段差を乗り上げる場合、車輪９に大きい付勢力Ｍ２が与えられる。そのため、車輪９は清掃対象面ＦＬをしっかりとグリップすることができる。これにより、車輪９のスリップの発生が抑制される。

【0063】

また、本実施形態においては、原動力発生機構３２は、一端部３４Ａが本体部２に連結され他端部３４Ｂがガイド部３５にガイドされるばね３４を含む。底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓは支持部材３１の回動により変化し、ばね３４の他端部３４Ｂは支持部材３１の回動によりガイド部３５を移動する。これにより、ばね３４の他端部３４Ｂと回動軸ＰＸとの距離Ｌが変化する。距離Ｌが変化することにより、ばね３４の弾性力Ｆと距離Ｌとの積によって規定される付勢力Ｍが調整される。

【0064】

例えば、支持部材３１にガイド部３５が設けられなく、支持部材３１に対するばね３４の他端部３４Ｂの位置が固定されている場合、支持部材３１が回動軸ＰＸを中心に回動しても、ばね３４の他端部３４Ｂと回動軸ＰＸとの距離Ｌは変化しない。支持部材３１が回動して車輪９が第２突出位置Ｐ２に配置された場合、ばね３４が縮んで弾性力Ｆ２が小さくなるものの、距離Ｌは長くならないので、付勢力Ｍは過度に小さくなる。その結果、ロボット集塵機１が清掃対象面ＦＬの段差を乗り上げるとき、車輪９は清掃対象面ＦＬをしっかりとグリップすることができず、スリップする可能性が高くなる。一方、弾性力Ｆが大きいばね３４を採用した場合、車輪９に与えられる付勢力Ｍが大きくなるので、ロボット集塵機１が平坦な清掃対象面ＦＬを自走する場合、本体部２が清掃対象面ＦＬから浮き上がった状態で自走することとなる。この場合、ロボット集塵機１は安定して自走することが困難となる。

【0065】

本実施形態においては、底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓに基づいて、付勢力Ｍが適正に調整される。そのため、ロボット集塵機１は安定して自走することができる。

【0066】

また、本実施形態においては、ロボット集塵機１の電源として電動工具用のバッテリ３が使用される。そのため、作業現場で使用される装置毎に異なるバッテリ３を用意する必要がなくなり、コスト面及び管理の容易さにおいて有利である。

【0067】

また、本実施形態においては、ばね３４の他端部３４Ｂは、第１ガイド位置Ｅ１と第２ガイド位置Ｅ２との間を移動する。これにより、ばね３４の他端部３４Ｂの可動範囲が定められ、他端部３４Ｂの可動範囲において適正な付勢力Ｍを得ることができる。

【0068】

なお、図６のラインＢＬで示すように、調整機構３３は、第１突出量Ｓ１の車輪９に与える付勢力Ｍ１と第２突出量Ｓ２の車輪９に与える付勢力Ｍ２との差を小さくしてもよい。すなわち、調整機構３３は、付勢力Ｍ１と付勢力Ｍ２とが等しくなるように付勢力Ｍを調整してもよい。上述のように、付勢力Ｍは、弾性力Ｆと距離Ｌとの積によって規定される。付勢力Ｍ１（Ｆ１×Ｌ１）と付勢力Ｍ２（Ｆ２×Ｌ２）の差が小さくなるように、距離Ｌ１及び距離Ｌ２が定められたり、ばね３４の伸び量に基づいて変化する弾性力Ｆ１及び弾性力Ｆ２が定められたりしてもよい。距離Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）及び弾性力Ｆ（Ｆ１，Ｆ２）は、例えばガイド部３５の傾斜角度又は長さを含むガイド部３５の構造を調整することにより調整可能である。

【0069】

すなわち、ガイド部３５の構造などを調整することによって、底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓに対する付勢力Ｍの変化特性を任意に設定することができる。例えば、ロボット集塵機１に装着されるバッテリ３の数又は重量に基づいて、適正な付勢力Ｍが得られるように、ガイド部３５の構造などが調整されてもよい。

【0070】

なお、上述の実施形態においては、支持部材３１の回動によりばね３４の他端部３４Ｂがガイド部３５を移動することによって付勢力Ｍが調整されることとした。調整機構３３がアクチュエータを有し、アクチュエータの作動により底面２Ｂからの車輪９の突出量Ｓに対して適正な変化特性の付勢力Ｍを車輪９に与えてもよい。例えば、本体部２に支持されているアクチュエータが支持部材３１に原動力を与えてもよい。アクチュエータが発生する原動力が調整されることにより、付勢力Ｍの変化特性が調整される。

【0071】

なお、上述の実施形態においては、自走式機器１がロボット集塵機であることとしたが、ロボット集塵機に限定されない。自走式機器１として、例えば、ロボット芝刈り機、ロボットゴミ掻き取り機、及びロボット運搬車の少なくとも一つが例示される。これらの自走式機器１も、作業対象面を走行しながら所定の作業を実施することができる。ロボット芝刈り機は、作業対象面である芝生を自走しながら芝刈り作業を実施する。ロボットゴミ掻き取り機は、作業対象面を自走しながらゴミ掻き取り作業を実施する。ロボット運搬車は、作業対象面である走行面を自走しながら運搬作業を実施する。これらの自走式機器１に上述の懸架装置３０が設けられることにより、自走式機器１は、作業対象面を安定して自走することができる。

【符号の説明】

【0072】

１…ロボット集塵機（自走式機器）、２…本体部、２Ａ…上面、２Ｂ…底面、２Ｃ…側面、２Ｐ…フック部材、３…バッテリ、４…バッテリ装着部、５…ファンユニット、６…貯蔵部、７…キャスタ、８…ローラ、９…車輪、１０…車輪モータ、１１…ハウジング、１１Ａ…上ハウジング、１１Ｂ…下ハウジング、１２…障害物センサ、１３…センサカバー、１４…底板、１５…吸込口、１６…メインブラシ、１６Ｂ…ブラシ、１６Ｒ…ロッド部材、１７…メインブラシモータ、１８…サイドブラシ、１８Ｂ…ブラシ、１８Ｄ…円板部材、１９…サイドブラシモータ、２０…落下防止センサ、２１…赤外線センサ、２２…ハンドル、２３…操作部、２３Ａ…電源ボタン、２３Ｂ…残量表示部、２３Ｃ…選択ボタン、２４…発光部、３０…懸架装置、３１…支持部材、３１Ａ…第１部分、３１Ｂ…第２部分、３１Ｃ…第３部分、３２…原動力発生機構、３３…調整機構、３４…ばね、３４Ａ…一端部、３４Ｂ…他端部、３５…ガイド部、３５Ｈ…ガイド孔、３５Ｕ…凹部、３６…支持部、３７…動力伝達機構、３８…連結部材、３９…ローラ、ＡＸ…中心軸、Ｅ１…下端部（第１ガイド位置）、Ｅ２…上端部（第２ガイド位置）、Ｐ１…第１突出位置、Ｐ２…第２突出位置、ＰＸ…回動軸。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】