(57)【要約】【課題】掃除の際に炎を確実に回避できる電気掃除機を提供する。【解決手段】電気掃除機11は、本体ケース12を有する。電気掃除機11は、本体ケース12に設けられ塵埃を溜める集塵部14を有する。電気掃除機11は、本体ケース12を床面Ｆ上で移動可能とする移動手段を有する。電気掃除機11は、炎FLを検出する炎センサ22を有する。電気掃除機11は、移動手段の動作を制御することで本体ケース12を床面Ｆ上で自律移動させる制御手段を有する。制御手段は、炎センサ22により炎FLを検出したときには、この炎FLが位置する掃除領域CAの炎FL側に位置する暖房器具Ｓへの当接を回避するように本体ケース12を移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケースと、
この本体ケースに設けられ塵埃を溜める集塵部と、
前記本体ケースを被掃除面上で移動可能とする移動手段と、
炎を検出する炎検出手段と、
前記移動手段の動作を制御することで前記本体ケースを被掃除面上で自律移動させるとともに、前記炎検出手段により炎を検出したときには、この炎が位置する掃除領域の炎側に位置する障害物への当接を回避するように前記本体ケースを移動させる制御手段と
を具備したことを特徴とした電気掃除機。
【請求項２】
障害物との距離を検出する非接触型の距離検出手段を備えている
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
制御手段は、炎検出手段により炎を検出したときに、この炎が位置する掃除領域の炎側に位置する障害物と一定の距離以上の位置を移動するように本体ケースの移動を制御する
ことを特徴とした請求項２記載の電気掃除機。
【請求項４】
本体ケースに設けられ駆動により塵埃を集塵部へと吸い込む電動送風機を具備し、
前記本体ケースは、前記電動送風機からの排気を外部に排出する排気口を備え、
制御手段は、炎検出手段により炎を検出したときに、少なくともこの炎から所定の距離範囲内ではこの炎側に前記排気口を向けないように前記本体ケースの移動を制御する
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項５】
制御手段は、炎検出手段により炎を検出したときに、掃除領域の掃除動作を停止させる
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、被掃除面上で自律移動する電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば赤外線センサ、超音波センサ、あるいは接触センサなどの各種センサによって部屋などの掃除領域内の障害物(壁部)の位置や距離を検出し、この検出した障害物を回避しながら掃除領域内を自律掃除する、いわゆる自律走行型の電気掃除機(掃除ロボット)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１２５８６１号公報
【特許文献２】特開平７−３２２９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
掃除領域には、例えば石油ストーブなどの暖房器具、あるいは仏壇の蝋燭など、炎を用いる障害物がある場合が想定され、このような炎に対して電気掃除機が必要以上に接近することは好ましくない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、掃除の際に炎を確実に回避できる電気掃除機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の電気掃除機は、本体ケースを有する。また、この電気掃除機は、本体ケースに設けられ塵埃を溜める集塵部を有する。さらに、この電気掃除機は、本体ケースを被掃除面上で移動可能とする移動手段を有する。また、この電気掃除機は、炎を検出する炎検出手段を有する。さらに、この電気掃除機は、移動手段の動作を制御することで本体ケースを被掃除面上で自律移動させる制御手段を有する。この制御手段は、炎検出手段により炎を検出したときには、この炎が位置する掃除領域の炎側に位置する障害物への当接を回避するように本体ケースを移動させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態の電気掃除機の掃除動作を示す斜視図である。
【図２】同上電気掃除機を上方から示す平面図である。
【図３】同上電気掃除機を下方から示す平面図である。
【図４】同上電気掃除機の側面図である。
【図５】同上電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、一実施形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。
【０００９】
図１ないし図５において、11は電気掃除機を示し、この電気掃除機11は、部屋、あるいはその部屋の一部の所定の設定された領域などの掃除領域CA内の被掃除面としての床面Ｆ上を自律走行(自走)しつつ床面Ｆを掃除する、いわゆる自走式のロボットクリーナである。
【００１０】
そして、この電気掃除機11は、中空状の本体ケース12と、この本体ケース12内に収容された電動送風機13と、この電動送風機13の吸込側に連通して本体ケース12に設けられた集塵部14と、電気掃除機11を床面Ｆ上で自律走行させる、すなわち自律走行用の例えば複数の駆動部としての駆動輪15と、これら駆動輪15とともに本体ケース12を床面Ｆ上で移動(走行)させる移動手段(走行手段)16を構成する駆動手段としてのモータ17と、本体ケース12の下部に旋回可能に取り付けられた旋回輪18と、本体ケース12の下部に床面Ｆ上を旋回可能に取り付けられた例えば一対の清掃部材としての旋回清掃部であるサイドブラシ19と、これらサイドブラシ19をそれぞれ駆動させる清掃部材駆動手段としての旋回駆動手段である旋回モータ20と、本体ケース12の周囲に取り付けられた複数の距離検出手段としての測距センサ21と、本体ケース12の上部に取り付けられた炎検出手段としての炎センサ22と、回路基板などにより構成された制御手段23と、電源部を構成する電池である二次電池24とを備えている。
【００１１】
なお、以下、電気掃除機11(本体ケース12)の走行方向に沿った方向を前後方向(図２および図３に示す矢印FR，RR方向)とし、この前後方向に対して交差(直交)する左右方向(両側方向)を幅方向として説明する。
【００１２】
本体ケース12は、例えば合成樹脂などにより平坦な円柱状(円盤状)などに形成されており、円形状の下面12aの後部寄りの幅方向中央部に、幅方向に長手状、すなわち横長の集塵口としての吸込口25が床面Ｆに対向して開口形成されている。また、本体ケース12の上部には、図示しないが、各種操作パネルおよび表示部などが配置されている。さらに、この本体ケース12の上面12bの後部には、例えば集塵部14の前方に、電動送風機13の排気側と連通してこの電動送風機13からの排気風を本体ケース12の外部へと排出するスリット状の排気口26が開口されている。
【００１３】
吸込口25は、集塵部14に連通している。さらに、この吸込口25には、回転清掃体としての軸状の回転ブラシ28が回転可能に軸支されており、この回転ブラシ28は、本体ケース12内に取り付けられた清掃体駆動手段としての回転モータ29によって回転駆動される。
【００１４】
また、排気口26は、本体ケース12の任意の複数位置に形成して排気風を分散排気させることができるが、本実施形態の排気口26は、電動送風機13からの排気風を最も強く(最も多く)本体ケース12の外部へと排出するものをいう。
【００１５】
回転ブラシ28は、例えば長尺の軸部の外周面に、径方向に螺旋状に複数の清掃体部が壁状に突出して取り付けられて構成されている。そして、この回転ブラシ28は、下側が吸込口25から本体ケース12の下面12aの下方へと突出しており、電気掃除機11を床面Ｆ上に載置した状態で下側に位置する清掃体部の先端が床面Ｆに接触するように構成されている。
【００１６】
集塵部14は、電動送風機13の駆動により吸込口25から吸い込まれた塵埃を捕集するものであり、例えば紙パックなどの集塵袋やフィルタにより塵埃を濾過捕集する構成、あるいは遠心分離(サイクロン分離)や直進分離などの慣性分離により塵埃を分離して捕集する構成など、任意の構成を用いることができる。また、この集塵部14は、吸込口25の上方である本体ケース12の後部に位置しており、本体ケース12に対して着脱可能となっている。
【００１７】
各駆動輪15は、少なくとも下側が本体ケース12の下面12aから下方へと突出しており、電気掃除機11を床面Ｆ上に載置した状態で床面Ｆに接触して回転可能となっている。また、これら駆動輪15は、例えば吸込口25の前方である本体ケース12の前後方向の略中央部の両側に位置し、前後方向に沿って回転するように構成されている。
【００１８】
各モータ17は、例えば駆動輪15のそれぞれに対応して配置されており、各駆動輪15を独立して駆動させることが可能となっている。これらモータ17は、各駆動輪15に直接接続されていてもよいし、ギヤ、あるいはベルトなどの図示しない伝達手段を介して各駆動輪15と接続されていてもよい。
【００１９】
旋回輪18は、本体ケース12の幅方向の略中央部で、かつ、前部に位置しており、床面Ｆに沿って旋回可能な従動輪である。
【００２０】
各サイドブラシ19は、旋回清掃部基部としての旋回中心部である円板状のブラシ基部31と、このブラシ基部31から径方向へと放射状に突出して床面Ｆに向けて傾斜する例えば３つの清掃体32とをそれぞれ有している。そして、サイドブラシ19，19は、回転中心となるブラシ基部31，31が吸込口25および駆動輪15，15の前方でかつ旋回輪18の後方の両側方の位置で本体ケース12の下面12aに取り付けられている。
【００２１】
また、清掃体32は、例えば３つ設定されており、ブラシ基部31，31の周方向に互いに略等間隔に離間されている。なお、清掃体32は、例えば４つ以上設定されていてもよい。
【００２２】
そして、各清掃体32は、ブラシ基部31から径方向に沿って突出する軸部32aと、この軸部32aの先端に植毛された清掃部材としての複数のブラシ毛32bとをそれぞれ備えている。これらブラシ毛32bは、合成樹脂などにより軸部32aよりも細い線状に形成されている。そして、各清掃体32は、ブラシ毛32bの少なくとも先端側、本実施形態では略全体が、電気掃除機11を床面Ｆ上に載置した状態でこの床面Ｆに対して弾性的に接触されるように構成されている。
【００２３】
また、各旋回モータ20は、下方に突出する回転軸が各ブラシ基部31に対して接続されており、各サイドブラシ19を、本体ケース12の幅方向中心側へと、換言すれば右側のサイドブラシ19を左側へと、左側のサイドブラシ19を右側へと、すなわち各サイドブラシ19により塵埃を吸込口25側へと掻き集めるようにそれぞれ回転可能である。
【００２４】
また、測距センサ21は、例えば超音波センサ、赤外線センサ、あるいは画像センサなどの非接触のセンサであり、例えば本体ケース12の外周の前部ないし両側部に亘って配置され、本体ケース12の前方の障害物(壁部)および側方の障害物(壁部)などの有無、およびそれらと本体ケース12との距離などをそれぞれ検出可能となっている。
【００２５】
また、炎センサ22は、例えば金属の光電効果とガス増倍効果とを利用した紫外線センサであり、感度波長は１８５ｎｍ〜２６０ｎｍで、本体ケース12の数ｍ圏内に位置する炎FLを検出することが可能となっている。すなわち、炎FL以外の熱源は赤外線を出し紫外線を殆ど出さないので、炎センサ22は紫外線を検出することで炎FLを検出可能となっている。また、この炎センサ22は、本体ケース12の上面12bの幅方向の中央部の前方に配置されており、例えば紫外線を遮断(吸収)する部材を後方に配置することにより、本体ケース12(電気掃除機11)の前方、より具体的には炎センサ22を中心とする所定半径のドーム状(半球状)の領域内のうち炎センサ22の前側に位置する炎FLのみを検出可能となっている。したがって、この炎センサ22は、この炎センサ22よりも前方である本体ケース12(電気掃除機11)の両側から前方に亘る略１／４球状の範囲を検出領域として有している。
【００２６】
また、制御手段23は、例えばメモリなどの記憶手段、および、マイコンなどの制御部を備えており、電動送風機13、回転モータ29、各モータ17、各旋回モータ20、測距センサ21および炎センサ22などと電気的に接続され、測距センサ21および炎センサ22による検出結果に基づいて、電動送風機13、回転モータ29、各モータ17および各旋回モータ20などの駆動を制御可能である。
【００２７】
また、二次電池24は、制御手段23、電動送風機13、回転モータ29、各モータ17、各旋回モータ20、測距センサ21および炎センサ22などに給電するものである。この二次電池24は、例えば旋回輪18の後方の位置に配置されている。そして、この二次電池24は、旋回輪18の両側にて本体ケース12の下面12aに位置する充電端子35，35と電気的に接続されており、例えば室内(部屋)の所定位置などに設置された所定の図示しない充電台に対して充電端子35，35が接続されることによって充電可能となっている。
【００２８】
次に、上記一実施形態の動作を説明する。
【００２９】
電気掃除機11は、例えば制御手段23に予め設定された所定時刻などとなると、電動送風機13を駆動させ、例えば充電台から掃除を開始する。なお、掃除の開始位置は、電気掃除機11の走行開始位置、あるいは部屋の出入り口など、任意の場所に設定可能である。
【００３０】
そして、電気掃除機11は、制御手段23がモータ17，17を回転駆動させて駆動輪15，15により床面Ｆ上を自律走行する。このとき、制御手段23は、測距センサ21を介して例えば掃除領域CAの周囲を囲む壁部、あるいは掃除領域CA内に配置された家具(什器)などの障害物Ｗとの距離などを検出することで電気掃除機11の位置や走行状態を監視しているとともに、炎センサ22を介して前方に炎FLがないかどうかを検出しており、これら測距センサ21および炎センサ22での検出に対応して、障害物Ｗを回避しながら床面Ｆ上を走行する。そして、この電気掃除機11は、電動送風機13の駆動によって発生した負圧が集塵部14を介して作用した吸込口25により、床面Ｆ上の塵埃を空気とともに吸い込む。
【００３１】
また、同時に、制御手段23は、回転モータ29および旋回モータ20，20をそれぞれ適宜駆動させることにより、回転ブラシ28を床面Ｆに沿って回転させるとともにサイドブラシ19，19を床面Ｆ上で旋回させることで、床面Ｆに入り込んだ塵埃を回転ブラシ28の清掃体部および各サイドブラシ19のブラシ毛32bなどにより掻き出して、この塵埃を本体ケース12の幅方向の中心側、すなわち吸込口25側へと掻き集めて吸込口25から吸い込む。
【００３２】
そして、吸込口25から空気とともに吸い込まれた塵埃は、集塵部14により分離および捕集されるとともに、塵埃が分離された空気は、電動送風機13に吸い込まれ、この電動送風機13を冷却した後、排気風となって本体ケース12の排気口26から外部へと排気される。
【００３３】
例えば、電気掃除機11の自律走行中に、電気掃除機11(本体ケース12)の前方に炎FLが位置していることを炎センサ22が検出したときには、制御手段23は、測距センサ21によって炎FL側に位置する(炎FLを備える)障害物としての例えば石油ストーブなどの暖房器具Ｓとの距離を検出し、この暖房器具Ｓなどへの当接を回避するように電気掃除機11(本体ケース12)を走行制御する。具体的に、制御手段23は、測距センサ21によって本体ケース12(電気掃除機11)との距離を測定しつつ、暖房器具Ｓに対して一定の距離L1以上の位置を走行して暖房器具Ｓに接触しないように移動手段16を駆動させて電気掃除機11(本体ケース12)を走行制御する。この距離L1は、暖房器具Ｓ以外の障害物Ｗに接近して掃除をする場合にこれら障害物Ｗに接近可能に設定されている距離L2(≧０)よりも大きく設定されており、電気掃除機11は暖房器具Ｓ近傍の床面Ｆを掃除しない。また、この掃除の際には、制御手段23は、炎FLに対して所定の距離範囲内では排気口26を炎FL側(暖房器具Ｓ)に直接向けないように電気掃除機11(本体ケース12)を走行制御する。この所定の距離範囲は任意に設定できるが、例えば本実施形態では暖房器具Ｓに対して距離L1の範囲内とする。
【００３４】
したがって、電気掃除機11は、制御手段23により、炎FLの周囲を掃除する際、この炎FLに対して所定の距離範囲の境界(暖房器具Ｓに対して距離L1の領域Ａの縁部)に沿って、平面視で本体ケース12の中心位置と炎FLとを結ぶ仮想的な直線上に排気口26が位置しないように走行制御される(図１)。すなわち、暖房器具Ｓの正面側では、制御手段23は、移動手段16の駆動を制御することで、本体ケース12(電気掃除機11)を旋回させて前側を暖房器具Ｓの正面に対して略平行な方向に向け、この暖房器具Ｓの正面に対して距離L1離れた仮想線に沿って走行させる。また、暖房器具Ｓの側面側では、制御手段23は、移動手段16の駆動を制御することで、本体ケース12(電気掃除機11)を旋回させて前側を暖房器具Ｓの側面に対して略平行な方向に向け、この暖房器具Ｓの側面に対して距離L1離れた仮想線に沿って走行させる。さらに、壁部などの障害物Ｗ近傍に位置する場合には、制御手段23は、移動手段16の駆動を制御することで、本体ケース12(電気掃除機11)を旋回させて前側を暖房器具Ｓと反対方向に向けて、この障害物Ｗに対して距離L2の位置に沿って暖房器具Ｓから離間するように走行させる。
【００３５】
掃除領域CAの掃除が終了したと判断した場合には、制御手段23は、電気掃除機11を充電台の位置まで自律走行させ、電動送風機13および各モータ20，29などを停止させるとともに、充電台に充電端子35，35を(物理的および電気的に)接続させてモータ17，17を停止させ、運転を終了して二次電池24を充電する。
【００３６】
以上説明した一実施形態によれば、炎センサ22により炎FLを検出したときには、この炎FLが位置する掃除領域CAの炎FL側に位置する障害物、例えば暖房器具Ｓへの当接を回避するように制御手段23が移動手段16の動作を制御して本体ケース12を自律走行させることにより、掃除の際に炎FLを確実に回避できる。
【００３７】
また、非接触型の測距センサ21によって電気掃除機11(本体ケース12)と障害物である暖房器具Ｓとの距離を検出することにより、本体ケース12を暖房器具Ｓに当接させることなく炎FLと電気掃除機11(本体ケース12)との距離を容易かつ確実に検出できる。
【００３８】
さらに、制御手段23が、炎センサ22により炎FLを検出したときに、この炎FLが位置する掃除領域CAの炎FL側に位置する障害物、例えば暖房器具Ｓと一定の距離L1以上の位置を走行するように移動手段16の動作を制御して本体ケース12を走行制御することにより、本体ケース12(電気掃除機11)の暖房器具Ｓへの当接を確実に回避でき、本体ケース12(電気掃除機11)との衝突によって誤って暖房器具Ｓを転倒させることなどがない。
【００３９】
また、炎FLが例えば仏壇に使用される蝋燭の炎など、床面Ｆに対して上方に位置する場合には、本体ケース12(電気掃除機11)が仏壇に接近するに従い、炎センサ22と炎FLとの間に仏壇の一部が介在されるなどして炎センサ22によって炎FLを検出できなくなることがあるため、炎センサ22によって一旦炎FLを検出すると、制御手段23が、移動手段16の動作を制御して、この炎FL側に位置する障害物に対して予め一定の距離L1以上近づかないように本体ケース12を走行制御することで、障害物への接近によって炎FLが検出できなくなることを確実に防止できる。
【００４０】
そして、制御手段23が、炎センサ22により炎FLを検出したときに、少なくともこの炎FLから所定の距離範囲内ではこの炎FL側に排気口26を向けないように移動手段16の動作を制御して本体ケース12を走行制御することにより、排気風によって炎FLを煽らないようにできる。
【００４１】
なお、上記一実施形態において、炎センサ22により掃除領域CAに炎FLを検出したときには、掃除動作を停止するように制御してもよい。ここで、掃除動作を停止するとは、例えば現在掃除している掃除領域CAと異なる掃除領域に移動してその掃除領域の床面Ｆを掃除する、あるいは掃除を終了して充電台に戻ることをいう。なお、このとき、制御手段23は、炎FLに対して所定の距離範囲内、本実施形態では暖房器具Ｓに対して距離L1の範囲内では排気口26を炎FL側(暖房器具Ｓ)に直接向けないように電気掃除機11(本体ケース12)を走行制御する。この場合には、測距センサ21を用いた制御などが不要となり、電気掃除機11(本体ケース12)をより容易に走行制御できる。
【００４２】
また、電気掃除機11は、電動送風機13を備えず、回転ブラシ28によって床面Ｆ上の塵埃を集塵部14に掻き上げる構成としてもよい。この場合には、排気口26が不要であるとともに、電動送風機13からの排気風によって炎FLが煽られることがないので、排気風と炎FLとの位置関係および距離などを考慮することなく電気掃除機11(本体ケース12)をより容易に走行制御できる。
【００４３】
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。
【符号の説明】
【００４４】
11    電気掃除機
12    本体ケース
13    電動送風機
14    集塵部
16    移動手段
21    距離検出手段としての測距センサ
22    炎検出手段としての炎センサ
23    制御手段
26    排気口
CA    掃除領域
Ｆ    被掃除面としての床面
FL    炎
Ｓ    障害物としての暖房器具
【図１】
2014054321.tif 000003
【図２】
2014054321.tif 000004
【図３】
2014054321.tif 000005
【図４】
2014054321.tif 000006
【図５】
2014054321.tif 000007