(57)【要約】      （修正有）【課題】煩わしいACコードの弛み処理を行い、AC、DCの両方に使え電流値を抑制し、掃除機の走行に規則性を持たせ、あがり框に落ちた場合は自動的に脱出するよう走行性の改善を図る。【解決手段】X方向に走行する為のギヤーボックスと、Y方向に走行する為のギヤーボックスを備え、二つの接地を交互に切り替えて、X方向,  Y方向,  X方向、Y方向……と走行させ、Y方向の障害物に対してはY方向にセンサーを設け、制御板、ギヤー、SW、ピン等の組み合わせで解決する。形状を角型にして、エンド検出時には排気と吸気を関連させて利用してゴミ・ホコリを寄せて吸い取る。コードはロックしない。X方向のエンド検出はセンサーを設けず機構が自動で検出・切り変わる。エンド検出から切り変わりまでの間は吸引フアンを強力に作動させ、その他は吸引力を抑えて電流の消費を少なくする。床面に接触するセンサーを設け、あがり框での落込みから自動的に脱出する。【選択図】  図３
2006230430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床をX方向とY方向に動く掃除ロボットにおいて、X方向に走行するためのギヤーボックスとY方向に走行するためのギヤーボックスを設け、Y方向の一端にセンサーを設け、センサーが作動した時はY方向の動きを止めてX方向に動き、センサーが作動を止めたときはセンサーが作動した時の方向に動く掃除ロボット。
【請求項２】
駆動するギヤーと駆動されるギヤーを設け、そのセンターを結ぶ線上において、駆動されるギヤーの両端を噛み合わないように切り欠き、且つその線上から上下のどちらかに僅かにズレタ位置に設けたピン状の突起にベアリングを装着し、ベアリングに駆動するギヤーと駆動されるギヤーのセンターを結ぶ線方向に圧が掛かった時は駆動されるギヤーが回転して噛み合うギヤーの組み合わせを持つ掃除ロボット。
【請求項３】
X方向とY方向に動く掃除ロボットにおいてX方向の走行が反対方向に変わるまでの間、走行方向の前面斜め下に向かって排気を吹き出す掃除ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は掃除ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の掃除ロボットはコードの処理が困難で、そのため電源を電池（バッテリー）に頼っているものが多い。しかし搭載出来るバッテリーの数にも限界があり、電流を大量に消費する（吸う機能）をあきらめ，ブラシを回転させて収納部に格納する、いわゆる箒と塵取りの機能を持つものであった。又全方位のセンサーで障害物を検知して走行方向を変えるものであった。その走行には決まった規則性が無く、それがフロアを満遍なく掃除する可能性を狙ったものでもあった。又通常の掃除機は排気を空中に放出するだけであって、排気と吸気を関連させて利用するものは無かった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コードはラチェット等でロックすると、緩んだコードが煩わしい。
【０００４】
掃除機の走行に規則性が無いと、どこまで掃除が済んだか分からなく信頼できない。
【０００５】
Y方向に障害物があった場合に、X方向のみの繰り返し運動となり、Y方向に移動しなくなる。
【０００６】
形体は丸型だと部屋の隅は掃除出来ない。
【０００７】
吸気だけでは壁の隅は掃除出来ない。
【０００８】
上がり框等の段差に如何対処するか。
【０００９】
テーブルの足の陰等の掃除し残したところの処理。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
課題１は専用のコンセントをY方向の壁際の中央に置き、反対側の壁の隅から掃除を開始する。コードをラチェットでロックせず、巻き取り用のゼンマイが自由に作用するようにしてコードの弛みを無くする。
【００１１】
課題２は本体を上下に分けて、上はコードの収納とスイッチ（以下SWと記す）、レバー、ピン等を設けた制御部(1A)と下はX方向に走行するためのギヤーボックスとY方向に走行するためのギヤーボックスを設け、Y方向に走行するためのギヤーボックスを床方向に移動さすことにより走行方向を切り替える走行機構部（1Bとする。）
【００１２】
課題３はＹ方向の障害物を触手（以下センサーと記す）が検知して、Y方向の走行を止めＸ方向に走行し、障害物から離脱した時点でＹ方向に移動し、次にＸ方向の掃除を開始する。
障害物(壁等)の検知にはY方向のみにセンサーを設け、X方向はX方向走行用のギヤーボックス自身が検知してX方向の走行を切り替えると共にY方向走行用のギヤーボックスを床（Z方向）に移動圧接し、X方向走行用のギヤーボックスを床から離し、回転ブラシの長さより短い距離をY方向に移動し、そのあとで切り替えたX方向の掃除を開始し走行する。
【００１３】
課題４は形体を角型とし部屋の隅に対応する。
【００１４】
課題５は排気を走行方向に床と壁の隅に向って吹きだし、隅のホコリやゴミをローラーの方向に寄せて吸い取る。又効率の良いタイミングで作動させて電流の消費を抑える。
【００１５】
課題６に対しては本体(制御部、走行機構部)が落ちることによりセンサーが検知して走行方向を切り変える。
【００１６】
課題７はX方向の走行、Y方向の走行だけでは障害物の陰(テーブルの足の陰)などは掃除し残すので、コードを収納し内臓されたバッテリーに切り替えて掃除し残した所に置く。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のコード処理(緩みを無くする)。
【００１８】
X方向の障害物の自動検出と走行方向の自動切換え。
【００１９】
Y方向の障害物の自動回避。
【００２０】
段差・段落からの自動離脱。
【００２１】
吸排気を関連させてタイミング良く作動さすことによってAC・DC電源による強力な吸引力を持ち、しかも電流消費の少ない掃除ロボットを得ることが出の来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
X方向走行用のギヤーボックスの走行輪の車軸の両端にベアリングを装着し、ギヤ-ボックスが本体内で移動、走行方向を切り替えた時Y方向走行用のギヤーボックスが床に圧接、X方向走行用のギヤーボックスが床から離れて、再び床に圧接し、Y方向走行用のギヤボックスが再び床から離れる。そのような動作をコントロールする制御板を設ける。
【実施例】
【００２３】
図１は概観と構成を示す。（１）は制御部と走行機構部で上下に分かれている。図２は図１の前面図である。
上は制御部(1A)，下は走行機構部(1B)。(２)は掃除機の部分でモーターと吸引ファンを一組とする掃除機の心臓部を左右に２個備えている。(３)は回転ブラシ等を含む左のノズル部である。(４)は右のノズル部である。
図３は(1A)の平面図。図４は図３の側面のC−C断面図である。
図５は図３のＤ−Ｄ断面図である。
図３と図５の(5)はメインモーター、(6)(7)は傘歯歯車、（８）は平歯車である。（9A）（９B）は軸、（１０）は小歯車で、モーター（５）の回転は（１０）の小歯車に伝えられる。
図３の(１１)はサブモーター、(１２)はウオーム、(１３)はウォームギヤーである。(１３)にはスイッチをＯＮ，ＯＦＦする為の突起(１４)(１５)が設けてある。(１６)は制御板でバネ(１７)で矢印(１８)方向に引かれている。(１９A)（１９B）は制御板(１６)上に設けられた突起で、ウォームギヤー(１３)が矢印(２０)の方向に回転した時にバネ(１７)に抗し図３の状態に戻す役割を持っている。図３の状態に戻された制御板(１６)は図４でＺ方向に上下するギヤーボックス(２１)とバネ(２２)によって状態を保持される。(２３)はマイクロスイッチで突起(１５)に対応している。突起(１４)は板スイッチ(２４)(常時閉)に対応している。(２５)はマイクロスイッチでY方向のセンサー(２６)に対応している。(２３)(２４)は共に制御板（１６）上にネジ留めされている。マイクロスイッチ(２５)は図４で制御部(１A)と走行機構部(１B)を仕切る仕切り部(２７)にネジ留めされている。図５で(２８)はコードリールで、(２９)のゼンマイ部と繋がっている。(３０)は電源取り出し用の接点である。図５、図６でギヤーボックス(３１),ギヤーボックス(２１)については図１２、図１３、図１４で説明する。
図５でギヤーボックス（３１）（X方向にのみ可動）がX方向の走行を変えたとき、べアリング(３２)も移動し、ギヤーボックス(２１)は突起(３３)〔図１３参照〕によりZ方向（下方向）に移動し、（２１）に組み込まれたロール（３４）（４個）は床に圧接され、ギヤーボックス（３１）のロール（４６）（４個）は床より離れる。図４で（２１）が床方向（Z方向）に移動すると制御板(１６)はバネ(１７)により図７のAの位置に移動し、ギヤーボックス（２１）はZ方向に移動したまま保持される。〔断面  A―A〕の状態。この時マイクロスイッチ（２３）（２５）はOFF、板スイッチ（２４）は閉の状態で、図７のEの回路の太線のように電流が流れモーター（１１）は回転し〔以下モーターと記す〕、ウオームギヤー（１３）を矢印（２０）の方向に回転させる。ウオームギヤー（１３）の突起（１５）は制御板（１６）の突起（１９A）により図３の状態に戻して停止する。ギヤーボックス（２１）もスプリング（２２）により図４の状態に戻り、床から離れる。
図７のCについて説明する。
図３の状態では図７のDの回路で電流は流れていない。図３でY方向のセンサー（２６）がマイクロスイッチ（２５）をONにすると、マイクロスイッチ（２３）もONで、板スイッチ（２４）が開であるので図７のFの回路の太線のように電流が流れ、モーターは僅か回転し、マイクロスイッチ（２３）はOFFとなりモーターは停止し、板スイッチ（２４）は閉となり図７のCの状態となりモーターは停止している。回路図もFの点線の状態となる。このとき制御板（１６）は図３の状態で、ギヤーボックス（２１）は図４の状態で、（３４）は床から離れているので本機はX方向に走行を始める。次に図７のCでセンサー（２６）がY方向の障害物から離脱するとマイクロSW（２５）はOFFとなりマイクロSW（２３）もOFFであるので図７のGの回路の太線のように電流が流れ、モーターが回転し、ウオームギヤー（１３）は矢印（２０）の方向に回転を始める。このとき突起（１５）は制御板（１６）の突起（１９B）により（１６）を図７のAの状態にするので、ギヤーボックス（２１）はZ方向に移動し、ロール（３４）は床に着きY方向の走行が可能になる。ロール（３４）の駆動については図１４で説明する。その後図３の状態に戻し、モーターは停止する。図７のGの点線。図３の状態に戻るまでは図７のAの状態でロール（３４）は床に接触し、ギヤーボックス（３１）のロール（４６）は床から離れているのでＹ方向に可動となっている。
図８、図９は図５の状態から走行方向が切り替わった状態を示す図である。
図６のA矢視図は間歇ギヤーの働きと、その制御を説明するためのものである。
（５０）は間欠ギヤ−で、両端はギヤ―を切り欠き、ギヤー（３５）と噛合わないようになっている。（５０）の下面はUカットされた突起を形成している。その平面部分には制御レバー（５１）がスプリン（５２）によって押圧されている。（５３）はガイド軸で（５１）はX方向に可動的になっている。（５４）は押圧力の調整カラーである（５５）はベアリングで、センターCよりY方向に僅かにずれた位置に位置している。（５６）はギヤーボックス（３１）の角孔である。その縦の縁（５７）は（５５）に接している。図５で駆動輪（４６）が回転し本機がX方向に移動したとき障害物があると、図６でギヤーボックス（３１）がX方向に移動しようとしてベアリング（５５）に圧をかける。
（５０）は（５２）に抗してR方向に回転し（５０）と（３５）は噛合い半回転する。この時（５６）の縦の縁（５８）は押されてギヤーボックス（３１）は右に移動し、図８、図９のようにギヤー（４１）とギヤー（４２）は噛合い走行方向が変わる。その変わった走行方向に障害物があれば同じく走行方向は切り替わる。
図１０は図５と同じく断面  Ｄ−Ｄであり、図１１のA矢視図と共に駆動経路を説明する為の図である。
（３５）は小径歯車で（８）と共に（２７）の上と下から軸（９Ａ）に 圧入してある。モーター（５）の回転は（６）（７）（８）を経て（３５）に伝えられる。（３５）と中間ギヤー（３６）とギヤーアッセンブリ（３７）は噛合っている。（３７）と（３８）は傘歯歯車で直角に噛合っている。A矢視図参照。
図１１で（３９）は回転軸で（３８）と（４１）が固定されている。
（４０）は（３９）の支持部である。ギヤー（４２Ａ）（４２Ｂ）は軸（４３）に固定され、（４３）はギヤ−ボックス（３１）のフレーム（４４）に回転自在に取りつけられている。
（４５）はギヤ―で駆動輪（４６）に装着され、フレーム（４４）に回転自在に取り付けられた（４７）に固定されている。（３８）の回転はギヤー（４１）（４２Ａ）を介して（４５）に伝えられる。（４８）はベアリングで、（４７）の両端に装着してある。
（４９）は中間ギヤ-―である。（４２Ｂ）の回転は（４９）を介して（４５）に伝えられる。
図１２は、ギヤーボックス（３１）とギヤーボックス（２１）の関係を示す参考図である。図１２でギヤーボックス（３１）が右に移動すると、ベアリング（３２）も右に移動して図１３で突起（３３）を蹴るので、ギャーボックス（２１）は上に移動して（３４）は床に圧着される。（６５）は（３４）の軸である。図１４はロール（３４）を駆動する機構を示す。
（２１）の突出部（６１）は傘歯歯車（６３）（６４）を常に噛合いを保つように構成してある。（６２）は（６３）の軸である。（６０）は（６２）に固定され、図７のAに示すように、ウオームギヤ−（１３）によって（５９）を介して駆動される。
図１４で（２１）が上に移動すれば（６０）も上に移動する。（１３）と（６０）は厚みが違い、噛合いは保たれる。
図１５は掃除機の部分で図１の（２）（３）（４）の詳細図である。
図１６は図１５の正面図である。
（６６）は吸気フアン、（６７）はACモーターで、取付け壁（７４）によって吸気エリヤと排気エリヤに分かれている。
吸気エリヤは図１７の〔断面  G−G〕に示すように吸引する。排気エリヤは図１８の〔断面  H−H〕に示すように、斜め下に向かって排気する。（７０）は回転ブラシで，モーター（７２）によって、ベルト（７３）を介して駆動される。（７１）は従動ブラシである。（７０）のブラシはゆっくり回転して、ゴミ・ホコリを従動ブラシ（７１）との間に送り込み、モップの機能を持たせた（７１）によってゴミ・ホコリを上方に送り込む。（７１）は（７０）とギヤーで連動させても良い。本機が壁等の障害物を検知して走行方向を変える間だけ（６６）の吸気フアンを強力に作動させれば排気も強力に吹き出しゴミ・ホコリは収納部に格納される。走行方向を変える間だけ吸気フアンを強力に作動させ、他は作動を抑えるので電流の消費を大幅に減らすことが出来、しかも強力な吸引力を使用出来る。（７５）はDCモーターで、ACモーターとベルト（７６）で繋がっている。
図１９は段差からの脱出の構造を示すものである。
図２０は図１９の裏面図である。
（７７）はZ方向のセンサーで、押しバネ（７８）によって床に接触又は非接触の状態で保たれていて、４隅の切り欠き（７９）は（４６）に接触しないように保たれている。図１９のように（４６）が段差に落ちこむと切り欠き（７９）が（４６）の回転を止めるので図６で（X方向に圧が掛かった状態）となり、走行方向が切り替わり、図８の方向に回転して段差から脱出する。（７７）の床に接する面に布などを装着すればモップ効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
図１に示すように本機は制御部・走行機構部（１）と掃除機（２）の部分が区分されているので、（２）（３）（４）からモーター・ブラシ等を取り払い、例えば既存の掃除機を上に載せて（２）のエリアに吸気・排気を接続すれば掃除ロボットとのアダプターして使用できる。又エリア（１）はアナログ式で電子部品などの高価な部品を使用していないので安価に掃提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】は外観と大まかな構成区分を示す。
【図２】は図１の正面図で制御部と走行機構部を示す。
【図３】は図２の１Aの平面図である。
【図４】図３の側面の断面C−Cである。
【図５】は図３の断面D−Dである。
【図６】は図５の裏面図である。
【図７】はギヤーとスイッチ（SW）の関連を説明するもである。
【図８】はギヤーボックス（３１）がX方向に移動した図である。
【図９】は図８の裏面図である。
【図１０】は駆動経路を説明するための図である。
【図１１】は図１０の裏面図である。
【図１２】はギヤーボックス（２１）とギヤーボックス（３１）の関連を示すものである。
【図１３】はギヤーボックス（３１）がX方向に移動した時ギヤーボックス（２１）がZ方向に移動する構造を示すものである。
【図１４】はY方向走行用ロール（３４）を駆動する経路を示す。
【図１５】は掃除機部分の平面図である。
【図１６】掃除機部分の前面図である。
【図１７】は図１５のG−G断面図である。
【図１８】は図１５のH−H断面図である。
【図１９】は段差からの脱出の構造を示す。
【図２０】は図１９の裏面図である。
【符号の説明】
【００２６】
２１    ギヤーボックス
３１    ギヤーボックス
２６    センサー
５０    間歇ギヤー
８０    排気口スリット
【図１】
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【図２】
2006230430.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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