(57)【要約】【課題】回転ブラシの清掃面積を増やしつつ集塵室などの設置面積を確保して効率的に掃除をすることができる自走式掃除機の提供。【解決手段】自走式掃除機１は、床面Ｆに沿って走行しつつ掃除可能に構成されている。自走式掃除機１は、自走するための移動手段４を有する掃除機本体２と、掃除機本体２に設けられて埃等を吸い込むための吸込み部５と、可撓性を有する回転軸６１を備えた回転ブラシ６と、回転軸６１を回転させる回転軸駆動手段７と、を備える。自走式掃除機１は、可撓性を有する回転軸６１を備えた回転ブラシ６により、回転ブラシ６を湾曲させて配置することができる。自走式掃除機１は、回転ブラシ６の清掃面積を増やし効率的に掃除をすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面に沿って走行しつつ掃除可能な自走式掃除機であって、
自走するための移動手段を有する掃除機本体と、
前記掃除機本体に設けられて埃等を吸い込むための吸込み部と、
可撓性を有する回転軸を備えた回転ブラシと、
前記回転軸を回転させる回転軸駆動手段と、を備え、
前記回転ブラシは、
湾曲させて配置されることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
請求項１に記載された自走式掃除機において、
前記回転ブラシは、
前記掃除機本体の底面の外周に沿って配置されることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された自走式掃除機において、
前記移動手段は、
水平全方向に移動可能に構成され、
前記回転ブラシは、
前記掃除機本体の底面の外周に沿って全周にわたって配置されることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された自走式掃除機において、
前記回転ブラシは、
前記掃除機本体の側方に突出するように配置されることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項５】
請求項４に記載された自走式掃除機において、
前記掃除機本体は、
前記回転ブラシの変形を検出する変形検出手段を備えることを特徴とする自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、床面を掃除するための自走式掃除機（掃除ロボット）として、掃除機本体を移動させるための移動手段と、吸込口から掃除機本体内の集塵室に塵等を吸い込む吸込手段と、を備えたものが知られている（特許文献１参照）。走行手段は、左右一対の車輪と、各車輪を正転方向と逆転方向に駆動する２台のモータと、を備え、掃除機本体を前後方向に走行させるとともに任意の方向に転回させるようになっている。吸込手段は、吸込口に連通されたダクトおよび吸引ファンと、吸込口に設けられた回転ブラシと、を備え、回転ブラシによって掻き上げた埃等を吸込口から吸い込むように構成されている。
このような自走式掃除機の回転ブラシは、左右一対の車輪の軸と平行な回転軸を備え、略円柱状に形成されている。そして、回転ブラシは、左右一対の車輪の間に直線状に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３５３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された回転ブラシは、メインブラシとして直線状に配置されているため、掃除機本体の底面の幅以上の回転ブラシを配置することはできず、回転ブラシの清掃面積を増やすことができない。また、回転ブラシは直線状に配置されていることから、掃除機本体に設置できる集塵室などの面積は制限される。このため、集塵室などを小さく設計して設置しなければならない。集塵室などが小さくなると、吸い込んだ埃等を集めにくくなる。したがって、自走式掃除機は、効率的に掃除をすることができないという問題がある。【０００５】
本発明の目的は、回転ブラシの清掃面積を増やしつつ集塵室などの設置面積を確保して効率的に掃除をすることができる自走式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】
本発明の自走式掃除機は、床面に沿って走行しつつ掃除可能な自走式掃除機であって、自走するための移動手段を有する掃除機本体と、掃除機本体に設けられて埃等を吸い込むための吸込み部と、可撓性を有する回転軸を備えた回転ブラシと、回転軸を回転させる回転軸駆動手段と、を備え、回転ブラシは、湾曲させて配置されることを特徴とする。【０００７】
このような本発明によれば、自走式掃除機は、可撓性を有する回転軸を備えた回転ブラシを備えるため、回転ブラシを湾曲させた状態で回転させることができる。したがって、自走式掃除機は、回転ブラシを直線状に配置する場合と比較して回転ブラシの清掃面積を増やしつつ集塵室などの設置面積を確保して効率的に掃除をすることができる。
また、自走式掃除機は、回転ブラシを湾曲させて配置することができるため、回転ブラシの形状や配置等の設計の自由度の向上を図ることができる。【０００８】
本発明では、回転ブラシは、掃除機本体の底面の外周に沿って配置されることが好ましい。【０００９】
このような構成によれば、回転ブラシは、掃除機本体の底面の外周に沿って配置されるため、回転ブラシを直線状に配置する場合と比較して、回転ブラシによる清掃範囲を拡大することができる。
また、回転ブラシは、掃除機本体の底面の外周に沿って配置されるため、掃除機本体の底面の中央部にスペースを作ることができる。自走式掃除機は、集塵室やバッテリー等の設置面積を広く確保したり、新たな掃除手段を設ける等、このスペースを有効利用することができる。【００１０】
本発明では、移動手段は、水平全方向に移動可能に構成され、回転ブラシは、掃除機本体の底面の外周に沿って全周にわたって配置されることが好ましい。【００１１】
ここで、例えば回転ブラシを直線状に配置する自走式掃除機において、自走式掃除機が回転ブラシの軸方向に移動した場合、回転ブラシは、直線状に床面と接触するため、自走式掃除機が回転ブラシの軸方向と直交する方向（前進または後退する方向）に移動した場合と比較して清掃範囲が狭くなる。このため、自走式掃除機の移動方向によって回転ブラシによる清掃範囲にムラが生じ、自走式掃除機は、効率的に清掃することができないという問題がある。【００１２】
しかしながら、本発明によれば、自走式掃除機は、水平全方向に移動可能な移動手段と、掃除機本体の底面の外周に沿って全周にわたって配置される回転ブラシと、を備えることで、回転ブラシを直線状に配置する自走式掃除機と比較して、清掃範囲を拡大することができる。すなわち、本発明の自走式掃除機は、水平全方向に移動可能な移動手段によりどの方向に移動したとしても、底面の全周にわたって配置される回転ブラシにより床面の埃等を掻き上げて清掃することができるため、効率的に清掃をすることができる。【００１３】
本発明では、回転ブラシは、掃除機本体の側方に突出するように配置されることが好ましい。【００１４】
このような構成によれば、回転ブラシは、掃除機本体の側方に突出するように配置されるため、他の物体に接触した場合に変形することができる。したがって、回転ブラシは、他の物体に沿って変形することで、部屋の隅等を効率的に掃除することができる。【００１５】
本発明では、掃除機本体は、回転ブラシの変形を検出する変形検出手段を備えることが好ましい。【００１６】
このような構成によれば、自走式掃除機は、回転ブラシの変形を検出する変形検出手段を備えるため、回転ブラシを接触式センサとして利用することができる。例えば、自走式掃除機は、回転ブラシを接触式センサとして利用することで、自走式掃除機の走行を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自走式掃除機の斜視図
【図２】前記自走式掃除機の底面図
【図３】前記自走式掃除機の制御手段を示すブロック図
【図４】前記自走式掃除機の前後方向への動作を示す上面図
【図５】前記自走式掃除機の左右方向への動作を示す上面図
【図６】前記自走式掃除機の回転方向への動作を示す上面図
【図７】本発明の第２実施形態に係る自走式掃除機の斜視図
【図８】前記自走式掃除機の底面図
【図９】前記自走式掃除機の制御手段を示すブロック図
【図１０】前記自走式掃除機の動作を示す上面図
【図１１】回転ブラシの変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る自走式掃除機の斜視図であり、図２は、前記自走式掃除機の底面図である。
自走式掃除機１は、図１，２に示すように、床面Ｆに沿って走行しつつ床面Ｆを掃除する掃除ロボットである。
【００１９】
自走式掃除機１は、掃除機本体２と、自走式掃除機１を操作するための本体操作部３と、自走するための移動手段４と、掃除機本体２に設けられて床面Ｆ上の埃等を吸い込むための吸込み部５と、床面Ｆ上の埃等を掻き上げる回転ブラシ６と、回転ブラシ６を回転させる回転軸駆動手段７と、掃除機本体２の周辺を検知するための周辺センサであるセンサ部８と、移動手段４、吸込み部５、回転軸駆動手段７およびセンサ部８を制御する制御手段９と、を備える。
【００２０】
掃除機本体２は、全体円筒状のボディ１０を有する。ボディ１０は、円板状の上面１１と、円筒状の側面１２と、移動手段４や回転ブラシ６等が露出して配置する円板状の底面１３と、を備えて構成されている。
本体操作部３は、ボディ１０の上面１１に設けられている。本体操作部３には、自走式掃除機１の電源を操作するＯＮ／ＯＦＦボタンや、掃除モード選択ボタン、停止ボタン、充電ボタン等が設けられている。
【００２１】
移動手段４は、第１ホイール４１、第２ホイール４２および第３ホイール４３により水平全方向へ移動可能に構成されている。第１ホイール４１、第２ホイール４２および第３ホイール４３は、オムニホイール（登録商標）である。
各ホイール４１，４２，４３は、円板状のホイールを２枚重ねて構成され、各ホイール４１，４２，４３を駆動させるホイール駆動部４０１，４０２，４０３と、各ホイール４１，４２，４３の周方向に沿って配置される樽型の複数の小輪４１１，４２２，４３３と、を備えている。
【００２２】
ホイール駆動部４０１，４０２，４０３は、モータにて構成され、正転方向と逆転方向に駆動する。また、ホイール駆動部４０１，４０２，４０３は、各ホイール４１，４２，４３が回転しないように固定することができる。なお、ホイール駆動部４０１，４０２，４０３は、モータではなく、各ホイール４１，４２，４３を駆動させることができれば、任意の手段を用いることが可能である。
小輪４１１，４２２，４３３は、モータを有さず、本体となる各ホイール４１，４２，４３に図示しない車軸を介して設けられ、自由回転する。
移動手段４による具体的な掃除機本体２の動作は後述する。
【００２３】
吸込み部５は、掃除機本体２の底面１３に設けられ、回転ブラシ６に近接して配置されている。吸込み部５は、図示しないダクト、吸引ファン、集塵室および排気口と接続されている。吸込み部５は、回転ブラシ６が回転することで掻き上げた埃等を吸込み、吸い込んだ埃等を集塵室のフィルタにて集塵するとともに吸い込んだ空気を排気口から排気するようになっている。そのため、吸込み部５は、回転ブラシ６に対して床面Ｆとは反対側に配置されている。
【００２４】
回転ブラシ６は、可撓性を有する回転軸６１と、床面Ｆの埃等を掻き上げるブラシ部６２と、回転ブラシ６を保持する保持部６３と、回転軸６１を回転させる回転軸駆動手段７と、により構成されている。
回転軸６１は、掃除機本体２の底面１３の外周に沿って全周にわたって配置され、ブラシ部６２を有した可撓性を有するワイヤーにて形成されている。なお、回転軸６１は、ワイヤーではなく、バネやシリコン、ゴム、プラスチック等で形成されていてもよい。要するに、回転軸６１は、可撓性を有していればよい。
ブラシ部６２は、ブラシ状に成型されたナイロンにて形成されている。なお、ブラシ部６２は、ブラシ状に成型されたナイロンではなく、回転ブラシ６を回転することで埃等を掻き上げることができれば、どのような構成であってもよい。
【００２５】
保持部６３は、回転軸駆動手段７による回転により回転ブラシ６が掃除機本体２から脱落しないように、回転ブラシ６を回転自在に保持している。
回転軸駆動手段７は、モータにて構成されている。回転軸駆動手段７を駆動することで回転ブラシ６は、掃除機本体２の周辺の埃等を掃除機本体２の内側に掻き込むように図２の矢印方向である内回りに回転する。なお、回転ブラシ６は、内回りではなく、外回りに回転してもよいし、内回りと外回りとを組み合わせて回転させてもよい。要するに、回転ブラシ６は、回転軸駆動手段７を駆動することにより回転すればよい。また、回転軸駆動手段７は、モータでなくてもよく、回転軸６１（回転ブラシ６）を回転駆動させることができれば、任意の駆動手段を用いることが可能である。
【００２６】
センサ部８は、自走式掃除機１の周囲情報を検出する周囲センサであって、赤外線レーザー等のレーザー光を照射して距離を測定するレーザースキャナ（ＬＩＤＡＲ（Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging））である。センサ部８は、掃除機本体２の上面１１の略中央に設けられ、障害物までの距離や障害物の形状を算出するものである。なお、センサ部８は、掃除機本体２の任意の位置に設けられていればよい。センサ部８には、照射するレーザー光および反射光を透過させる窓部８１が周方向に連続して設けられている。
【００２７】
図３は、前記自走式掃除機の制御手段を示すブロック図である。
制御手段９は、図３に示すように、移動手段４を制御する走行制御部９１と、吸込み部５を制御する吸込み制御部９２と、を備える。
走行制御部９１は、予め設定された走行マップや、センサ部８による検知結果に基づき自走式掃除機１の走行を制御する。また、走行制御部９１は、各ホイール４１，４２，４３を駆動させる各ホイール駆動部４０１，４０２，４０３を制御し、自走式掃除機１の走行の速度制御をする。
吸込み制御部９２は、予め設定された掃除情報等と、センサ部８による検知結果に基づき吸込み部５の制御をして自走式掃除機１による掃除を制御する。
制御手段９は、本体操作部３からの操作情報を受け付けるとともに、センサ部８による検出結果に基づいて移動手段４、吸込み部５および回転軸駆動手段７を制御して、床面Ｆの水平全方向を掃除する。
【００２８】
図４〜図６は、前記自走式掃除機の動作を示す上面図である。以下、図４〜図６に基づいて自走式掃除機１の水平全方向への動作を説明する。なお、以下の説明において、紙面左右方向をＸ方向とし、紙面上下方向をＹ方向とし、自走式掃除機１の上下方向であるとともにＸ方向とＹ方向とが直交する方向をＺ方向として説明することがある。また、図４〜図６における点線矢印は、各ホイール４１，４２，４３が駆動する方向を表している。
【００２９】
図４は、前記自走式掃除機の前後方向への動作を示す上面図である。具体的には、図４（Ａ）は、自走式掃除機１が＋Ｙ方向へ移動する様子を示す上面図であり、図４（Ｂ）は、自走式掃除機１が−Ｙ方向へ移動する様子を示す上面図である。
図４（Ａ）に示すように、制御手段９の走行制御部９１は、移動手段４の第２ホイール４２のホイール駆動部４０２および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３をそれぞれ点線矢印方向に駆動することで、自走式掃除機１を＋Ｙ方向へ移動させることができる。この際、第１ホイール４１は駆動しない。走行制御部９１が第２ホイール４２および第３ホイール４３を点線矢印方向へ駆動すると、第１ホイール４１の複数の小輪４１１は、＋Ｙ方向へ回転する。
自走式掃除機１は、第２ホイール４２および第３ホイール４３の点線矢印方向への駆動と、第１ホイール４１の複数の小輪４１１の＋Ｙ方向への回転により＋Ｙ方向へ移動する。
【００３０】
図４（Ｂ）に示すように、走行制御部９１は、第２ホイール４２のホイール駆動部４０２および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３をそれぞれ点線矢印方向に駆動することで、自走式掃除機１を−Ｙ方向へ移動させることができる。この際、第１ホイール４１は駆動しない。走行制御部９１が第２ホイール４２および第３ホイール４３を点線矢印方向へ駆動すると、第１ホイール４１の複数の小輪４１１は、−Ｙ方向へ回転する。
自走式掃除機１は、第２ホイール４２および第３ホイール４３の点線矢印方向への駆動と、第１ホイール４１の複数の小輪４１１の−Ｙ方向への回転により−Ｙ方向へ移動する。
【００３１】
なお、走行制御部９１は、第１ホイール４１のホイール駆動部４０１および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３を駆動することで、第２ホイール４２の複数の小輪４２２の回転により、第２ホイール４２の回転軸方向へ自走式掃除機１を移動させることができる。また、走行制御部９１は、第１ホイール４１のホイール駆動部４０１および第２ホイール４２のホイール駆動部４０２を駆動することで、第３ホイール４３の複数の小輪４３３の回転により、第３ホイール４３の回転軸方向へ自走式掃除機１を移動させることができる。
【００３２】
図５は、前記自走式掃除機の左右方向への動作を示す上面図である。具体的には、図５（Ａ）は、自走式掃除機１が＋Ｘ方向へ移動する様子を示す上面図であり、図５（Ｂ）は、自走式掃除機１が−Ｘ方向へ移動する様子を示す上面図である。
【００３３】
図５（Ａ）に示すように、走行制御部９１は、第１ホイール４１のホイール駆動部４０１を＋Ｘ方向に駆動し、第２ホイール４２のホイール駆動部４０２および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３を点線矢印方向に駆動することで、自走式掃除機１を＋Ｘ方向に移動させることができる。この際、走行制御部９１は、第１ホイール４１の速度と、第２ホイール４２および第３ホイール４３の＋Ｘ方向成分の速度と、が同じになるように速度制御をする。
【００３４】
例えば、第１ホイール４１が＋Ｘ方向に１０ｃｍ／ｓで走行するように速度制御されている場合、第２ホイール４２および第３ホイール４３は、ともに＋Ｘ方向成分が１０ｃｍ／ｓとなるように速度制御される。
この際、第２ホイール４２における＋Ｙ方向成分と、第３ホイール４３における−Ｙ方向成分とは、同じ大きさ、かつ、異なる向きであることから互いに相殺するため、第２ホイール４２および第３ホイール４３のＹ方向成分は０となる。
これにより、自走式掃除機１は、第１ホイール４１のホイール駆動部４０１の＋Ｘ方向への駆動と、第２ホイール４２のホイール駆動部４０２および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３の点線矢印方向への駆動により＋Ｘ方向へ移動する。
【００３５】
図５（Ｂ）に示すように、走行制御部９１は、第１ホイール４１のホイール駆動部４０１を−Ｘ方向に駆動し、第２ホイール４２のホイール駆動部４０２および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３を点線矢印方向に駆動することで、自走式掃除機１を−Ｘ方向に移動させることができる。この際、走行制御部９１は、第１ホイール４１の速度と、第２ホイール４２および第３ホイール４３の−Ｘ方向成分の速度と、が同じになるように速度制御をする。
【００３６】
例えば、第１ホイール４１が−Ｘ方向に１０ｃｍ／ｓで走行するように速度制御されている場合、第２ホイール４２および第３ホイール４３は、ともに−Ｘ方向成分が１０ｃｍ／ｓとなるように速度制御される。
この際、第２ホイール４２における−Ｙ方向成分と、第３ホイール４３における＋Ｙ方向成分とは、同じ大きさ、かつ、異なる向きであることから互いに相殺するため、第２ホイール４２および第３ホイール４３のＹ方向成分は０となる。
これにより、自走式掃除機１は、第１ホイール４１のホイール駆動部４０１の−Ｘ方向への駆動と、第２ホイール４２のホイール駆動部４０２および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３の点線矢印方向への駆動により−Ｘ方向へ移動する。
【００３７】
図６は、前記自走式掃除機の回転方向への動作を示す上面図である。具体的には、図６（Ａ）は、自走式掃除機１が紙面反時計回り方向（Ｚ軸反時計回り方向）へ回転する様子を示す上面図であり、図６（Ｂ）は、自走式掃除機１が紙面時計回り方向（Ｚ軸時計回り方向）へ回転する様子を示す上面図である。
【００３８】
図６（Ａ）に示すように、走行制御部９１は、第１ホイール４１のホイール駆動部４０１を−Ｘ方向に駆動させ、第２ホイール４２のホイール駆動部４０２および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３を点線矢印方向に駆動させることで、自走式掃除機１をＺ軸反時計回り方向へ回転させる。この際、走行制御部９１は、ホイール駆動部４０１，４０２，４０３のそれぞれが同じ速度で駆動するように速度制御するため、自走式掃除機１はその場でＺ軸反時計回りに回転する。
【００３９】
図６（Ｂ）に示すように、走行制御部９１は、第１ホイール４１のホイール駆動部４０１を＋Ｘ方向に駆動させ、第２ホイール４２のホイール駆動部４０２および第３ホイール４３のホイール駆動部４０３を点線矢印方向に駆動させることで、自走式掃除機１をＺ軸時計回り方向へ回転させる。この際、走行制御部９１は、ホイール駆動部４０１，４０２，４０３のそれぞれが同じ速度で駆動するように速度制御するため、自走式掃除機１はその場でＺ軸時計回りに回転する。
【００４０】
以上のように、図４〜図６に示す自走式掃除機１の動作を組み合わせることで、自走式掃除機１は、水平全方向へ移動することができる。自走式掃除機１は、底面１３の全周にわたって回転ブラシ６を備えているため、底面１３に回転ブラシを直線状に配置する場合と比較して、自走式掃除機１が水平全周方向のどの方向へ移動したとしても床面Ｆを掃除することができるため、効率的に掃除をすることができる。
【００４１】
このような本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏することができる。
（１）自走式掃除機１は、可撓性を有する回転軸６１を備えた回転ブラシ６を備えるため、回転ブラシ６を湾曲させた状態で回転させることができる。したがって、自走式掃除機１は、回転ブラシ６を直線状に配置する場合と比較して回転ブラシ６の清掃面積を増やしつつ集塵室などの設置面積を確保して効率的に掃除をすることができる。
（２）自走式掃除機１は、回転ブラシ６を湾曲させて配置することができるため、回転ブラシ６の形状や配置等の設計の自由度の向上を図ることができる。
【００４２】
（３）回転ブラシ６は、掃除機本体２の底面１３の外周に沿って配置されるため、回転ブラシ６を直線状に配置する場合と比較して、回転ブラシ６による清掃範囲を拡大することができる。
（４）回転ブラシ６は、掃除機本体２の底面１３の外周に沿って配置されるため、掃除機本体２の底面１３の中央部にスペースを作ることができる。自走式掃除機１は、集塵室やバッテリー等の設置面積を広く確保したり、新たな掃除手段を設ける等、このスペースを有効利用することができる。
（５）自走式掃除機１は、水平全方向に移動可能な移動手段４によりどの方向に移動したとしても、底面１３の全周にわたって配置される回転ブラシ６により床面Ｆの埃等を掻き上げて清掃することができるため、効率的に清掃をすることができる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図７〜図１０に基づいて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る自走式掃除機の斜視図であり、図８は、前記自走式掃除機の底面図である。
本実施形態の自走式掃除機１Ａは、掃除機本体２Ａと、移動手段４Ａと、吸込み部５Ａと、回転ブラシ６Ａと、回転軸駆動手段７Ａと、センサ部８Ａと、制御手段９Ａと、を除き、前記第１実施形態の自走式掃除機１と略同様の構成を備える。
【００４４】
前記第１実施形態の自走式掃除機１は、図１，２に示すように、水平全方向に移動可能な移動手段４と、掃除機本体２の底面１３の全周にわたって配置される回転軸６１を有する回転ブラシ６と、センサ部８と、自走式掃除機１を制御する制御手段９と、を備え、回転ブラシ６をメインブラシとして用いていた。
本実施形態の自走式掃除機１Ａは、図７，８に示すように、左右一対の車輪からなる移動手段４Ａと、掃除機本体２Ａの側方に突出するように配置される回転ブラシ６Ａと、掃除機本体２Ａの前方を検知する前方センサであるセンサ部８Ａと、回転ブラシ６Ａの変形を検出する変形検出手段６０Ａと、変形検出手段６０Ａの検出結果に基づき自走式掃除機１Ａを制御する制御手段９Ａと、を備え、回転ブラシ６Ａをサイドブラシとして用いている点で、前記第１実施形態と異なる。
【００４５】
移動手段４Ａは、左右一対の車輪４１Ａと、左右一対の車輪４１Ａを各々独立して回転駆動させるモータ４０１Ａと、を備えている。左右一対の車輪４１Ａは、図示しない車軸により固定されている。モータ４０１Ａは、掃除機本体２Ａを前後方向に走行させるとともに任意の方向に転回させるようになっている。また、掃除機本体２Ａの底面１３Ａの前部側には、補助輪４２Ａが設けられている。
【００４６】
左右一対の車輪４１Ａおよび補助輪４２Ａの略中間位置には、左右一対の車輪４１Ａの車軸と平行な中心軸を有する円柱状のメインブラシ５０Ａが設けられている。
吸込み部５Ａは、掃除機本体２Ａの底面１３Ａに設けられ、メインブラシ５０Ａを覆うように配置されている。吸込み部５Ａは、メインブラシ５０Ａが回転することで掻き上げた床面Ｆの埃等を吸い込み、吸い込んだ埃等を図示しない集塵室のフィルタにて集塵するとともに吸い込んだ空気を図示しない排気口から排気するようになっている。そのため、吸込み部５Ａは、回転ブラシ５０Ａに対して床面Ｆとは反対側に配置されている。
【００４７】
回転ブラシ６Ａは、掃除機本体２Ａの側方、具体的には掃除機本体２Ａの前進方向である前方に突出して配置されている。回転ブラシ６Ａは、回転軸駆動手段７Ａを備える。図８に示すように、回転ブラシ６Ａは回転軸駆動手段７Ａにより、図中の矢印方向に回転する。回転ブラシ６Ａは、矢印方向に回転することで床面Ｆ上の埃等を掃除機本体２Ａ方向に掻き集める。回転ブラシ６Ａにより掻き集められた埃等は、メインブラシ５０Ａにより吸込み部５Ａに向かって掻き上げられ集塵室に集塵される。なお、回転ブラシ６Ａは、図中の矢印方向ではなく、矢印方向とは反対の方向へ回転してもよいし、矢印方向への回転と矢印方向とは反対の方向への回転とを組み合わせて回転してもよい。要するに、回転ブラシ６Ａは、回転軸駆動手段７Ａを駆動することにより回転すればよい。
また、回転ブラシ６Ａは、回転ブラシ６Ａが変形したことを検出する変形検出手段６０Ａを有する。回転ブラシ６Ａは、可撓性を有する回転軸６１Ａを備えて掃除機本体２Ａの前進方向に突出して配置されることで、接触センサおよびバンパとして機能する。
【００４８】
具体的には、回転ブラシ６Ａが図示しない障害物等に接触し変形すると、変形検出手段６０Ａは、回転ブラシ６Ａが変形したことを検知する。そのため、変形検出手段６０Ａは、変位計を有して構成されている。変位計は、例えば回転ブラシ６Ａが障害物等と接触することで変化する電圧の変位等を検出する。なお、変形検出手段６０Ａは、回転ブラシ６Ａが変形したことを検出できればどのような構成であってもよく、電圧の変位を検出する変位計ではなく、他の手段を用いて回転ブラシ６Ａの変形を検出してもよい。
回転ブラシ６Ａおよび変形検出手段６０Ａの検出結果に基づく制御手段９Ａの動作については後述する。
【００４９】
センサ部８Ａは、掃除機本体２Ａの走行方向前方の床面Ｆや図示しない障害物との距離を検知する前方センサであって、例えば位置検出素子であるＰＳＤ（Position Sensitive Detector）を用いて構成されている。センサ部８Ａは、赤外線レーザー等のレーザー光を照射し、床面Ｆや障害物に当って反射したスポット光に基づいて床面Ｆや障害物との距離を算出するものである。センサ部８Ａは、走行中に床面Ｆまでの距離を計測することで、床面Ｆに段差がある場合には、この段差を検知して段差に落下することを防止する段差センサとしても機能する。
【００５０】
図９は、前記自走式掃除機の制御手段を示すブロック図である。
前記第１実施形態では、図３に示すように、走行制御部９１は、予め設定された走行マップや、センサ部８による検知結果に基づき自走式掃除機１の走行を制御していた。
本実施形態の走行制御部９１Ａは、予め設定された走行マップや、センサ部８Ａによる検知結果および変形検出手段６０Ａによる検出結果に基づき自走式掃除機１Ａの走行を制御する点で前記第１実施形態と異なる。
【００５１】
図１０は、前記自走式掃除機の動作を示す上面図である。具体的には、図１０（Ａ）は、自走式掃除機１Ａが床面Ｆ上を走行している様子を示す上面図であり、図１０（Ｂ）は、自走式掃除機１Ａの回転ブラシ６Ａが壁Ｓに接触した様子を示す上面図である。
以下、図１０に基づき回転ブラシ６Ａおよび変形検出手段６０Ａの検出結果に基づく制御手段９Ａの動作について説明する。
【００５２】
例えば、図１０（Ａ）に示すように、掃除機本体２Ａは、床面Ｆ上を障害物である壁Ｓに向かって移動する。
掃除機本体２Ａが壁Ｓに近づくと、図１０（Ｂ）に示すように、回転ブラシ６Ａは、掃除機本体２Ａが壁Ｓに近づくにつれて壁Ｓに沿って変形する。この際、変形検出手段６０Ａは、回転ブラシ６Ａがどの程度、壁Ｓに接触しているかを検出する。
そして、制御手段９Ａの走行制御部９１Ａは、回転ブラシ６Ａが所定の値以上に変形したか否かの変形検出手段６０Ａによる検出結果に基づき、モータ４０１Ａを制御する。
【００５３】
例えば、変形検出手段６０Ａにより回転ブラシ６Ａが所定の値以内の変形であると検出された場合、走行制御部９１Ａは、掃除機本体２Ａを旋回させる等、回転ブラシ６Ａを壁Ｓに沿わせて走行させる。自走式掃除機１Ａは、回転ブラシ６Ａの変形を用いて、壁Ｓ等の隅を掃除する。
図１０（Ｂ）に示すように、変形検出手段６０Ａにより回転ブラシ６Ａが所定の値以上の変形であると検出された場合、走行制御部９１Ａは、回転ブラシ６Ａが配置された方向とは反対側に掃除機本体２Ａを後退させる。壁Ｓと掃除機本体２Ａとの接触を避けて自走式掃除機１Ａが破損することを防止するためである。
以上のように、走行制御部９１Ａは、変形検出手段６０Ａによる検出結果に基づき、自走式掃除機１Ａの走行を制御する。
【００５４】
このような本実施形態によれば、前記（１），（２）の効果に加え以下の作用・効果を奏することができる。
（６）回転ブラシ６Ａは、掃除機本体２Ａの側方（前方）に突出するように配置されるため、他の物体（壁Ｓ）に接触した場合に変形することができる。したがって、回転ブラシ６Ａは、壁Ｓに沿って変形することで、壁Ｓと床面Ｆとによる隅等を効率的に掃除することができる。
（７）自走式掃除機１Ａは、回転ブラシ６Ａの変形を検出する変形検出手段６０Ａを備えるため、回転ブラシ６Ａを接触式センサとして利用することができる。例えば、自走式掃除機１Ａは、回転ブラシ６Ａを接触式センサとして利用することで、自走式掃除機１Ａの走行を制御することができる。
【００５５】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００５６】
図１１は、回転ブラシの変形例を示す図である。具体的には、図１１（Ａ）は、前記第１実施形態における回転ブラシ６の変形例を示す底面図であり、図１１（Ｂ）は、前記第２実施形態における回転ブラシ６Ａの変形例を示す上面図である。
【００５７】
前記第１実施形態の回転ブラシ６は、掃除機本体２の底面１３の外周に沿って全周にわたって配置されていたが、図１１（Ａ）に示すように、回転ブラシ６Ｂは、掃除機本体２Ｂの底面１３の外周に沿って一部に配置されていてもよい。また、自走式掃除機は、例えば図１１（Ａ）に示す回転ブラシ６Ｂを２つ備えて掃除機本体の底面の外周に沿って全周に配置する等、複数の回転ブラシを備えていてもよい。さらに、回転ブラシは、掃除機本体の底面にＳ字状に配置される等、外周に沿って配置されていなくてもよい。
【００５８】
また、前記第２実施形態の回転ブラシ６Ａは、掃除機本体２Ａの前方に突出するように配置されていたが、図１１（Ｂ）に示すように、自走式掃除機１Ｃは、掃除機本体２Ｃの外周に沿って複数の回転ブラシ６Ｃを突出するように配置してもよい。この際、自走式掃除機１Ｃは、前記第１実施形態の移動手段４を備え、水平全方向に移動可能に構成されていてもよい。
また、前記第２実施形態の回転ブラシ６Ａは、変形検出手段６０Ａを備えていたが、変形検出手段を備えず、回転ブラシを緩衝部材として用いてもよい。
要するに、回転ブラシは、可撓性を有する回転軸を備え、湾曲させて配置されていればよい。
【００５９】
前記各実施形態では、回転ブラシ６，６Ａは、１つの回転軸駆動手段７，７Ａを備えていたが、回転ブラシは複数の回転軸駆動手段を備えていてもよい。要するに、回転軸駆動手段は、回転軸を回転させて回転ブラシを回転させることができればよい。
前記各実施形態では、本体操作部３は、図１に示すようなボタン式の操作部であったが、リモコン等の通信により操作する操作部であってもよい。要するに、本体操作部は、自走式掃除機を操作することができればよい。
【００６０】
前記第１実施形態では、移動手段４は、第１ホイール４１、第２ホイール４２および第３ホイール４３の３つのホイールにより構成されていたが、ホイールは３つではなく、３つ以上備えて構成されていてもよい。また、オムニホイール（登録商標）ではなく、任意の車輪等を用いて移動手段４を構成してもよい。要するに、移動手段は、水平全方向に移動可能に構成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明は、自走式掃除機に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１，１Ａ〜１Ｃ      自走式掃除機
２，２Ａ            掃除機本体
４，４Ａ            移動手段
５，５Ａ            吸込み部
６，６Ａ〜６Ｃ      回転ブラシ
７，７Ａ            回転軸駆動手段
８，８Ａ            センサ部
９，９Ａ            制御手段
４１                第１ホイール
４２                第２ホイール
４３                第３ホイール
６０Ａ              変形検出手段
６１，６１Ａ        回転軸
Ｆ                  床面
Ｓ                  壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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