(57)【要約】  【課題】フィルタにて捕集した塵埃をフィルタから容易に除去できる電気掃除機を提供する。  【解決手段】集塵部４のフィルタ36への塵埃の詰まりを検知する目詰まりセンサを設ける。目詰まりセンサによりフィルタ36への塵埃の詰まりを検知すると、制御手段が、回転中心Ｏを中心として掃除機本体１を所定の回数回転させることで、掃除機本体１の回転により集塵部４に遠心力を発生させて、フィルタ36にて捕集した塵埃をフィルタ36から容易に除去できる。  【選択図】図１
2006095106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機を収容し、回転可能かつ自立移動可能な掃除機本体と、
前記電動送風機の駆動により吸い込まれた塵埃を捕集するフィルタを備えた集塵部と、
前記掃除機本体の自立移動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、所定の条件時に前記掃除機本体を回転させる
ことを特徴とした電気掃除機。
【請求項２】
フィルタへの塵埃の詰まりを検知する目詰まり検知手段を具備し、
制御手段は、前記目詰まり検知手段により前記フィルタへの塵埃の詰まりを検知した際に掃除機本体を回転させる
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
電動送風機は、掃除機本体が回転する回転中心の近傍に配設されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自立移動可能な電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、この掃除機本体の周囲を検知するセンサが複数設けられている。また、この掃除機本体には、この掃除機本体を移動すなわち走行可能にする駆動輪が設けられている。この駆動輪は、掃除機本体内に収容された制御手段により駆動を制御されるモータに接続される。さらに、掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通する集塵部が設けられている。この集塵部には、塵埃を捕集するフィルタが設けられている。また、掃除機本体には、集塵部に連通した吸込口が開口形成されている。さらに、この電気掃除機は、センサにより掃除機本体の周囲を検知しつつ制御手段がモータを介して駆動輪の駆動を制御することで、被掃除面としての床面上を自立移動である自立走行すなわち自走可能となっている。そして、この電気掃除機は、床面上を自走しながら電動送風機の駆動により吸込口から塵埃を吸い込み、この吸い込んだ塵埃を集塵部に捕集する自立掃除をする。
【０００３】
ところで、この種の自走可能な電気掃除機は、集塵部内のフィルタに塵埃が容易に付着し、集塵部の集塵容量を充分に使い切る前にフィルタがすぐに目詰まりしやすい。
【０００４】
そこで、例えばフィルタの捕集された塵埃を、手動式の塵落としレバーを操作することで除去するキャニスタ型の電気掃除機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特公昭６１−３５８５８号公報（第１−３頁、第２−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１記載の電気掃除機では、塵落としレバーが手動式であるため、目詰まりの度に作業者が手動で塵落としレバーを操作しなければならず、煩雑であり、自走可能な電気掃除機に上述の塵落としレバーを適用すると、電気掃除機の自立掃除の有効性が低下してしまい、また、塵落としレバーを掃除機本体に別個に設けなければならず、部品点数および製造工数なども増加し、製造性が良好でないという問題点を有している。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、フィルタにて捕集した塵埃をフィルタから容易に除去できる電気掃除機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】
【０００７】
本発明は、回転可能かつ自立移動可能な掃除機本体と、電動送風機の駆動により吸い込まれた塵埃を捕集するフィルタを備えた集塵部と、掃除機本体の自立移動を制御する制御手段とを具備し、制御手段は、所定の条件時に前記掃除機本体を回転させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所定の条件時に制御手段が掃除機本体を回転させることで、この回転により集塵部に遠心力を発生させて、フィルタにて捕集した塵埃をフィルタから容易に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態の電気掃除機の構成を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１ないし図３に示すように、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、工場や住居内などの被掃除面としての走行面である床面上を自立移動である自立走行、すなわち自走可能な電気掃除機である。この掃除機本体１は、ケース体としての略円柱状の中空な本体ケース２を備えている。この本体ケース２内には、電動送風機３と、この電動送風機３の吸込側に連通した集塵部４と、回路基板などからなる制御手段５と、電動送風機３および制御手段５などに電力を供給し図示しない充電台により充電可能な図示しない二次電池とがそれぞれ収容されている。
【００１１】
なお、以下、掃除機本体１の走行方向に沿った方向を前後方向、この走行方向に対して直交する方向に沿った方向を側方、すなわち左右方向として説明する。
【００１２】
本体ケース２は、床面に対向する略円板状の底面部11の上側に、上ケース12を嵌合させて形成されている。
【００１３】
底面部11は、図１および図２に示すように、段差乗り越え用の傾斜面14が前側に向けて上方向に傾斜するように前部に設けられ、集塵部４に連通する横長四角形状の吸込口15が後側に偏倚して開口形成され、かつ、前後方向中心部の両側方に、前後に長い四角形状の嵌合口16がそれぞれ開口形成されているとともに、左右方向中心部が吸込口15の後部に前後に長い四角形状の嵌合開口17が開口形成されている。そして、吸込口15には、回転清掃体としての回転ブラシ18が回転可能に配設され、嵌合口16には、掃除機本体１を自走可能にする車輪としての駆動輪19がそれぞれ嵌合され、嵌合開口17には、従動輪である支持後輪20が嵌合されている。
【００１４】
回転ブラシ18は、下端部が吸込口15から下方に若干突出し、床面に接触してこの床面の塵埃を掻き取るものである。そして、この回転ブラシ18は、図３に示すように、制御手段５により駆動を制御される回転清掃体駆動手段としてのブラシモータ21にて回転駆動される。
【００１５】
また、各駆動輪19は、図１に示すように、側面視で掃除機本体１の前後方向の略中心部と重なる位置に中心部が位置している。さらに、これら駆動輪19は、外周部の下端が底面部11の下方に突出し、床面に接地可能となっている。そして、これら駆動輪19のそれぞれは、制御手段５により駆動が制御される電動機としての走行モータ22に図示しないギア部などを介して接続され、この走行モータ22により駆動される。
【００１６】
このため、掃除機本体１には、本体ケース２の中心軸に略一致した回転中心Ｏが形成される。そして、掃除機本体１は、駆動輪19の駆動により回転中心Ｏを中心として周方向に回転可能となっている。
【００１７】
さらに、支持後輪20は、回転自在に設けられ、各駆動輪19とともに掃除機本体１を支持するものである。
【００１８】
一方、上ケース12には、壁などの障害物を検知する障害物検知手段としての複数の走行センサ25が設けられている。これら走行センサ25は、例えば画像センサ、超音波センサ、あるいは赤外線センサなどであり、上ケース12の前側面の上下方向の中心部、あるいは上ケース12の前側面の上部などに、上ケース12の径方向に向けてそれぞれ設けられている。
【００１９】
また、上ケース12の上面には、制御手段５などに掃除場所などの設定を外部入力する際などに操作される図示しない複数の設定ボタンと、掃除機本体１の駆動状態、あるいは二次電池の容量の残量などの情報を表示する報知手段としての表示部である図示しないディスプレイとがそれぞれ設けられている。
【００２０】
さらに、上ケース12の後部の一側の下端部には、開口部28が切り欠き形成され、この開口部28には、隅掃除手段としての隅ブラシ29が進退可能に設けられている。この隅ブラシ29は、通常の場所の掃除中には掃除機本体１に収容され、掃除機本体１が部屋の隅などに位置した際などには掃除機本体１から突出され、隅などの床面を掃除するものである。
【００２１】
そして、上ケース12の後部の上端部には、電動送風機３の排気側に連通した排気孔31が複数穿設されている。
【００２２】
電動送風機３は、吸込側を上にして軸方向が上下方向に沿うように配置され、掃除機本体１の回転中心Ｏの近傍に位置している。すなわち、電動送風機３は、掃除機本体１の回転中心Ｏに対して中心軸が略平行となるように配置されている。また、この電動送風機３は、図示しない風路を介して吸込側が集塵部４に連通接続されている。
【００２３】
集塵部４は、集塵部本体としての略有底円筒状の集塵カップ32と、この集塵カップ32の後部に開口形成された吸気口33と、集塵カップ32の上部を閉塞する集塵カップ蓋部34とを備え、掃除機本体１の回転中心Ｏからずれた位置である本体ケース２の前後方向の中心部よりも前寄りに配置され、本体ケース２に対して着脱可能に設けられている。
【００２４】
集塵カップ32は、平面視で左右方向に長い横長状に形成され、円柱状に刳り貫かれた空間部を内部に有し、この空間部の上部にフィルタ36が配置されている。
【００２５】
ここで、フィルタ36は、メッシュ状のフィルタ材で籠状に形成され、集塵カップ32と同軸状に配設されている。さらに、このフィルタ36は、集塵カップ32に対して着脱可能に設けられ、集塵カップ32から取り外した状態で水洗いなどが可能となっている。
【００２６】
また、吸気口33には、吸込口15および隅ブラシ29に連通した図示しない風路の一端部が連通接続されている。
【００２７】
集塵カップ蓋部34は、集塵カップ32の上部を開閉可能に閉塞するもので、集塵部４を操作者が把持可能にする図示しない取手部が上部に設けられている。
【００２８】
そして、集塵部４は、吸気口33から流入した吸込風を集塵カップ32内で旋回させて、比較的大きい塵埃すなわち粗塵をサイクロン分離して内部に収容するとともに、吸込風をフィルタ36に通過させてこのフィルタ36で微細な塵埃すなわち細塵を捕集し、吸込風だけを電動送風機３の吸込側に流すものである。
【００２９】
なお、掃除機本体１は、回転中心Ｏを中心として床面上で周方向に沿って平面的に回転するため、集塵部４は、平面視で回転中心Ｏからずれた位置に配置されていればよい。また、集塵部４は、回転中心Ｏからの平面視での距離が遠いほど掃除機本体１の回転の際に大きい遠心力を得ることができるため、本体ケース２の大きさ、あるいは重量バランスなどを考慮して、その位置を適宜設定する。
【００３０】
そして、制御手段５には、図３に示すように、電動送風機３、ブラシモータ21、走行モータ22、走行センサ25、フィルタ36の目詰まりを検知する目詰まり検知手段としての目詰まりセンサ41および、各駆動輪19の回転数を検知する回転数検知手段としてのエンコーダ42などが接続されている。
【００３１】
また、制御手段５は、図示しないメモリ、カウンタおよびＩＣなどを搭載した制御回路を備え、電動送風機３およびブラシモータ21の駆動を制御することで、吸込口15からの吸い込みおよび回転ブラシ18による塵埃の掻き取りを制御して、掃除機本体１による自立掃除を制御する。さらに、制御手段５は、二次電池により電源のバックアップを受けており、部屋などの大きさと形状とを示す位置座標と充電台の位置、あるいは走行開始位置などとを有するマップ情報、あるいは部屋の掃除パターン情報などを記憶している。
【００３２】
そして、この制御手段５は、走行センサ25により検知した床面、あるいは障害物などの情報に基づいて走行モータ22の駆動を制御することで、掃除機本体１を所定の位置に移動させたり、障害物を回避させたり、壁際を走行させたり、回転中心Ｏを中心として掃除機本体１を回転させたりするなど、掃除機本体１の自立走行を制御する。
【００３３】
ここで、制御手段５は、エンコーダ42の出力に基づいて掃除機本体１の走行距離および走行速度を算出して、この算出した走行距離と走行センサ25の出力および記憶されたマップ情報に基づいて掃除機本体１の自己位置、すなわち部屋のどの位置に掃除機本体１がいるかを認識するとともに、算出した走行速度に基づく掃除の残り時間などをディスプレイに表示可能となっている。
【００３４】
また、制御手段５には、掃除機本体１の回転回数に対する閾値THが設定されている。この閾値THは、掃除機本体１の回転回数が連続して所定回数となったかどうかを制御手段５が判断するためのものである。
【００３５】
なお、制御手段５に記憶されるマップ情報は、部屋などの形状に応じて予め入力されたもの、あるいは掃除機本体１を初期走行させて走行センサ25によりセンシングして記憶させたものなど、いずれのものでもよい。
【００３６】
さらに、目詰まりセンサ41は、例えば集塵部４の内部の気圧変化を検知することでフィルタ36の目詰まりを検知する圧力センサなどである。そして、制御手段５は、この目詰まりセンサ41を介して集塵部４でのフィルタ36への塵埃の目詰まりを検知し、フィルタ36の目詰まりを検知した場合には、回転中心Ｏを中心として掃除機本体１を回転させて、フィルタ36に捕集された塵埃を除去、すなわち塵落としする。
【００３７】
そして、二次電池は、電動送風機３と同様に掃除機本体１の回転中心Ｏの近傍に配設されている。
【００３８】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００３９】
まず、電気掃除機は、制御手段５に予め設定された所定の時刻などとなると、電動送風機３を駆動させ、例えば充電台から掃除を開始する。
【００４０】
なお、掃除の開始位置は、掃除機本体１の走行開始位置、あるいは部屋などの出入口など、任意の場所に設定することが可能である。
【００４１】
そして、電気掃除機は、走行センサ25により掃除機本体１の周囲をセンシングしながら走行モータ22を介して駆動輪19を駆動させて自立走行し、走行センサ25で検知した障害物などを回避しつつ、予め設定された掃除パターンなどに応じて床面を自立掃除する。
【００４２】
このとき、制御手段５は、エンコーダ42からの出力に応じて掃除機本体１の走行速度および充電台からの走行距離などを算出し、制御手段５に記憶されたマップ情報などと照合して自己位置を認識している。
【００４３】
また、制御手段５が、床面の種類などに応じて適宜ブラシモータ21を駆動させて回転ブラシ18を回転させ、床面上の塵埃を掻き取る。
【００４４】
さらに、部屋の隅などに掃除機本体１がある場合には、必要に応じて隅ブラシ29を掃除機本体１から突出させ、この部屋の隅の床面上の塵埃を隅ブラシ29から吸い込む。
【００４５】
そして、回転ブラシ18により床面から掻き取られ、電動送風機３の駆動により吸込口15から空気とともに吸い込まれた塵埃、および、隅ブラシ29から吸い込まれた塵埃は、風路および吸気口33を介して集塵部４へと流入し、この集塵部４内でサイクロン分離される。
【００４６】
また、フィルタ36の目詰まりを制御手段５が検知した際には、後述する塵落とし制御によりフィルタ36の目詰まりを解消する。
【００４７】
この後、集塵部４を通過して塵埃が捕集された空気は、電動送風機３の吸込側からこの電動送風機３内へと流入した後、電動送風機３の図示しない排気口から排気され、排気孔31から本体ケース２の外部へと排気される。
【００４８】
そして、掃除が終了すると、電動送風機３を停止させ、制御手段５にて認識している自己位置に基づいて走行制御して充電台に戻り、掃除機本体１を充電台に接続して停止する。
【００４９】
ここで、上記第１の実施の形態の塵落とし制御を図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
制御手段５は、目詰まりセンサ41により、集塵部４の集塵カップ32内のフィルタ36の目詰まりを検知し（ステップ１）、フィルタ36が目詰まりしているかどうかを判断する（ステップ２）。
【００５１】
このステップ２において、フィルタ36が目詰まりしていないと制御手段５が判断した場合には、制御手段５内のカウンタをリセットして（ステップ３）、ステップ１に戻る。
【００５２】
一方、ステップ２において、フィルタ36が目詰まりしていると制御手段５が判断した場合には、制御手段５内のカウンタのカウント数Ｃに１を加算、すなわちＣ＝Ｃ＋１とし（ステップ４）、このカウンタのカウント数Ｃが閾値THより大きいかどうか、すなわちＣ＞THかどうかを制御手段５が判断する（ステップ５）。
【００５３】
このステップ５において、カウンタのカウント数Ｃが閾値TH以下、すなわちＣ＞THでないと制御手段５が判断した場合には、制御手段５が走行モータ22の駆動を制御して掃除機本体１を、回転中心Ｏを中心として所定の方向に１回、回転させ（ステップ６）、ステップ１に戻る。
【００５４】
一方、ステップ５において、カウンタのカウント数Ｃが閾値THより大きい、すなわちＣ＞THであると制御手段５が判断した場合には、これ以上掃除機本体１の回転を繰り返してもフィルタ36の目詰まりが解消されない状態であると制御手段５が判断し、掃除を中断する。
【００５５】
このとき、図示しないディスプレイなどにより、掃除が中断されたことを外部に報知するように制御してもよい。
【００５６】
上述したように、上記一実施の形態では、所定の条件時、具体的には集塵部４のフィルタ36への塵埃の詰まりを、目詰まりセンサ41を介して制御手段５が検知すると、この制御手段５が、回転中心Ｏを中心として掃除機本体１を所定の回数回転させる構成とした。
【００５７】
この結果、掃除機本体１の回転により集塵部４に遠心力を発生させて、フィルタ36にて捕集された塵埃をフィルタ36から容易に除去でき、フィルタ36の目詰まりが発生して一旦掃除を中断することになっても、すぐに掃除を再開できるので、掃除時間を長く確保できる。
【００５８】
特に、集塵部４を回転中心からずれた位置に設けることにより、掃除機本体１を回転させた際に集塵部４に効率よく遠心力を発生させることができ、フィルタ36の目詰まりを効率よく解消できる。
【００５９】
また、重量物、特に電動送風機３よび二次電池を、掃除機本体１の回転中心Ｏの近傍に配設することで、回転の際に不必要な慣性力が電動送風機３などの重量物に働くことを防止でき、掃除機本体１をより円滑に回転させることができる。
【００６０】
さらに、フィルタ36の目詰まりを解消するための別個の塵落とし用の構成を掃除機本体１に設けることなくフィルタ36の目詰まりを容易に解消できるので、部品点数の増加を抑制でき、製造工程を簡素化でき、製造性を向上できる。
【００６１】
そして、掃除機本体１を回転させるだけで塵落としできる程度のフィルタ36の目詰まりの度に操作者がフィルタ36を掃除機本体１から取り外してフィルタ36を掃除する必要がなくなるので、使い勝手が良好になる。
【００６２】
また、掃除機本体１を所定回数回転させてもフィルタ36の目詰まりが解消できない場合には、掃除を中断して電気掃除機を停止させるため、フィルタ36の目詰まりの程度が大きい場合などに、制御手段５が掃除機本体１の回転を際限なく繰り返してしまうこともない。
【００６３】
なお、上記一実施の形態において、目詰まりセンサ41としては、他の様々なものを用いることができる。
【００６４】
また、掃除機本体１は、目詰まりセンサ41によりフィルタ36の目詰まりを検知した場合に限らず、例えば電源を投入した際に回転させたり、あるいは所定時間毎に定期的に回転させたりなど、回転させる条件を任意に設定可能である。
【００６５】
さらに、掃除機本体１を回転させる際には、一方向にのみ回転させるだけでなく、双方向に交互に回転させるように制御してもよく、この場合には、１回転未満の角度で繰り返し回転させるように制御してもよい。
【００６６】
そして、電気掃除機の細部は、上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施の形態の電気掃除機を示す側面図である。
【図２】同上電気掃除機を示す底面図である。
【図３】同上電気掃除機を示すブロック図である。
【図４】同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１    掃除機本体
３    電動送風機
４    集塵部
５    制御手段
36    フィルタ
41    目詰まり検知手段としての目詰まりセンサ
Ｏ    回転中心
【図１】
2006095106.tif 000003
【図２】
2006095106.tif 000004
【図３】
2006095106.tif 000005
【図４】
2006095106.tif 000006