(57)【要約】【課題】導電性の塵埃を集塵しても回路基板で短絡等の不具合を生じにくくする。【解決手段】センサ回路基板２３を有する落下防止センサ２１を備え、落下防止センサ２１からの信号に基づいて制御される自走式集塵ロボットにおいて、センサ回路基板２３には、コネクタ２４が、複数の足２６を貫通させて実装されており、センサ回路基板２３を貫通した各足２６は、非導電性のシール部材４７によって覆われている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板とセンサとを備え、前記センサからの信号に基づいて制御される自走式集塵ロボットであって、
前記回路基板には、コネクタが、複数の足を貫通させて実装されており、
前記回路基板を貫通した各前記足は、非導電性のシール部材によって覆われていることを特徴とする自走式集塵ロボット。
【請求項２】
制御回路を形成する回路基板を有する自走式集塵ロボットであって、
前記回路基板の表面に、コネクタが、複数の足を前記表面上に固定させて実装されており、
各前記足は、非導電性のシール部材によって覆われていることを特徴とする自走式集塵ロボット。
【請求項３】
前記コネクタは、前記回路基板の外周寄りに配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自走式集塵ロボット。
【請求項４】
第１の回路基板と、前記第１の回路基板とリード線で接続されるコネクタを搭載した第２の回路基板とを有する自走式集塵ロボットであって、
前記第２の回路基板の表面に、前記コネクタが、複数の足を前記表面上に固定させて実装されており、
各前記足は、非導電性のシール部材によって覆われていることを特徴とする自走式集塵ロボット。
【請求項５】
前記コネクタは、前記第２の回路基板の外周寄りに配置されていることを特徴とする請求項４に記載の自走式集塵ロボット。
【請求項６】
外部と無線通信をするための無線モジュール回路基板を有する自走式集塵ロボットであって、
前記無線モジュール回路基板は、他の回路基板に設けられたコネクタに接続するためのヘッダを有し、前記ヘッダの露出部分は、非導電性のシール部材によって覆われていることを特徴とする自走式集塵ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走しながら床面の清掃を行う自走式集塵ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内蔵したモータで車輪を回転駆動させて自走しながら床面上の塵埃を回収して清掃を行う自走式集塵ロボットが知られている。この自走式集塵ロボットは、例えば特許文献１に開示されるように、吸込口の前方に、モータ駆動で回転する回転ブラシを備えて、回転ブラシで床面上の塵埃を寄せ集めるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−８８４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような自走式集塵ロボットは、導電性を有することが殆どない家庭の塵埃を集塵する際には支障はないが、工場や倉庫等において使用すると、金属粉などの導電性を有する塵埃を集塵する場合がある。この場合、本体部に内蔵する回路基板まで塵埃が侵入すると、回路基板上に実装されるコネクタの足に塵埃が付着する等して短絡等の不具合を生じさせるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、導電性の塵埃を集塵することがあっても回路基板で短絡等の不具合が生じにくくなる自走式集塵ロボットを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回路基板とセンサとを備え、センサからの信号に基づいて制御される自走式集塵ロボットであって、
回路基板には、コネクタが、複数の足を貫通させて実装されており、回路基板を貫通した各足は、非導電性のシール部材によって覆われていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、制御回路を形成する回路基板を有する自走式集塵ロボットであって、
回路基板の表面に、コネクタが、複数の足を当該表面上に固定させて実装されており、各足は、非導電性のシール部材によって覆われていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、コネクタは、回路基板の外周寄りに配置されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、第１の回路基板と、第１の回路基板とリード線で接続されるコネクタを搭載した第２の回路基板とを有する自走式集塵ロボットであって、
第２の回路基板の表面に、コネクタが、複数の足を当該表面上に固定させて実装されており、各足は、非導電性のシール部材によって覆われていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４の構成において、コネクタは、第２の回路基板の外周寄りに配置されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、外部と無線通信をするための無線モジュール回路基板を有する自走式集塵ロボットであって、
無線モジュール回路基板は、他の回路基板に設けられたコネクタに接続するためのヘッダを有し、ヘッダの露出部分は、非導電性のシール部材によって覆われていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、導電性の塵埃を集塵することがあっても回路基板で短絡等の不具合が生じにくくなり、業務用としても好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】自走式集塵ロボットの斜視図である。
【図２】自走式集塵ロボットの底面図である。
【図３】上側ハウジング及びセンサカバー、集塵ボックスを除いて回路基板の配置を示す平面図である。
【図４】落下防止センサの側面図である。
【図５】メイン回路基板の斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ部分の拡大断面図である。
【図７】無線モジュール回路基板の説明図で、（Ａ）が斜視、（Ｂ）が側面をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、自走式集塵ロボットの一例を示す上方からの斜視図、図２は底面図、図３は、上側ハウジング及びセンサカバー、集塵ボックスを除いて回路基板の配置を示す平面図である。
自走式集塵ロボット（以下単に「集塵ロボット」という。）１は、平面視が円形の箱状の本体部２内に、左右のバッテリ３と、バッテリ３を電源としてそれぞれ回転駆動する左右の車輪モータ（図示略）と、各車輪モータによって単独で正逆回転可能な左右一対の車輪４，４と、バッテリ３，３間に配置されるファンユニット５と、集塵部６とを備えている。車輪４，４は、本体部２内で上下動可能に保持されて、床面に設置した状態では、本体部２の底面から車輪４，４の下部を下方に突出させて本体部２を床面から浮かせた状態で支持する。本体部２の底面後部には、回転可能な左右一対のキャスタ７，７がそれぞれ設けられ、底面前部で左右方向の中央には、前向きで固定されるローラ８が設けられている。
【００１０】
本体部２は、主に底面を形成する下側ハウジング９と、後面及び上面から側面にかけて形成される上側ハウジング１０とを有する。本体部２の前部周面には、前方の障害物を非接触で検出する障害物センサ１２，１２・・を内側に有すると共に、障害物との当接によって後退して内側の図示しない衝突センサをＯＮさせるセンサカバー１１が取り付けられている。
本体部２の前側下部で下側ハウジング９には、左右への横長矩形状の吸込口１４を備えた底面カバー１３がネジ止めされ、吸込口１４の上方に、左右に延びるブラシ収容室１５が形成されて、ブラシ収容室１５にメインブラシ１６が収容されている。
このメインブラシ１６は、左右方向の回転軸の外周に、放射状且つ螺旋状に植設された複数のブラシ１７，１７・・を備えてなり、ブラシ１７を吸込口１４から下方へ突出させている。ブラシ収容室１５の上方には、図示しないメインブラシモータが設けられて、回転軸とメインブラシモータの出力軸との間に張設されたタイミングベルトにより、メインブラシ１６が回転可能となっている。
【００１１】
また、吸込口１４の左右で下側ハウジング９には、左右一対のサイドブラシモータ（図示略）が下向きに取り付けられると共に、各サイドブラシモータによって回転するサイドブラシ１８，１８がそれぞれ設けられている。このサイドブラシ１８は、サイドブラシモータの出力軸と噛合して回転するギヤの下端に、下側ハウジング９の下側で回転する円盤状のブラシベース１９を連結し、このブラシベース１９に、塵埃を吸込口１４に案内する複数のブラシ２０，２０・・を放射状に植設したもので、それぞれ図２の矢印Ａ方向へ回転する。ここではブラシ２０，２０・・のうち、１２０°間隔で位置する３本のブラシ（区別するために「２０Ａ」と表示する。）は、他のブラシ（区別するために「２０Ｂ」と表示する。）よりも長く形成されて、ブラシ２０Ａによる大径の回転領域と、ブラシ２０Ｂによる小径の回転領域とが設定されている。吸込口１４には２つの回転領域が共に重なるようになっている。
【００１２】
さらに、本体部２の底面には、床面の有無を検出する複数の落下防止センサ２１，２１・・が設けられている。この落下防止センサ２１は、図２に示すように、底面の外周に沿って、左右のサイドブラシ１８，１８の間の最前方位置に一箇所、左右のサイドブラシ１８，１８の後方位置に二箇所、左右のキャスタ７，７の間の最後方位置に一箇所で合計４つ設けられる。各落下防止センサ２１は、図４に示すように、コネクタ２４をスルーホール実装したセンサ回路基板２３を上部に組み付けた四角筒状のホルダ２２の内部に、図示しない赤外線発信素子と赤外線受信素子とを有し、ホルダ２２の長手方向の前後端に突設した取付片２５，２５を下側ハウジング９に内部からネジ止めすることで固定される。２６，２６・・はコネクタ２４の足である。
ここでは左右のサイドブラシ１８，１８の後方位置の二箇所の落下防止センサ２１，２１は、平面視でサイドブラシ１８のブラシ２０Ａによる回転領域内に、ホルダ２２の下端開口に設けられた透明板２７が位置し、平面視でブラシ２０Ｂによる回転領域に透明板２７の一部が重なる位置に配置されている。
【００１３】
一方、メインブラシ１６の後方で集塵部６内には、図示しない集塵ボックスが出し入れ可能に収容されており、下側ハウジング９には、ブラシ収容室１５から集塵ボックスに繋がる集塵経路が形成されている。上側ハウジング１０には、集塵ボックスの上方を開閉して集塵ボックスを出し入れするための蓋体２８が設けられている。
蓋体２８の後方で上側ハウジング１０には、電源ボタン３１及びバッテリ３の残量表示部３２，３２に加えて、走行パターンの選択ボタン等の各操作ボタンを備えた操作部３０が設けられている。
【００１４】
そして、上側ハウジング１０の後部でファンユニット５の左右には、バッテリ３，３の装着部３３，３３が切欠き状に形成されている。この装着部３３は、本体部２の前後方向の中心線に対して左右対称に配置されている。装着部３３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で、装着部３３は、電動工具に設けられる装着部と同様の構造を有している。すなわち、装着部３３の最奥には、バッテリ３の結合部に設けたレールに外側から嵌合する図示しない一対のガイドレールが上向きに形成されると共に、ガイドレール間に正負の端子板を備えた端子台３４（図３）が上向きに設けられている。よって、バッテリ３は、装着部３３に対して上方から差し込むことで、レールがガイドレールに嵌合して結合されると共に、端子台３４がバッテリ３の結合部に設けた接続端子に電気的に接続される。このように電動工具用のバッテリ３を電源として使用するため、機種ごとに異なる電池を用意する必要がなく、汎用性が得られてコストや管理の手間が掛からない。
【００１５】
ここでの装着部３３は、バッテリ３が結合される最奥の面が本体部２の接線方向に沿うように前後方向から傾けて形成されて、バッテリ３，３の装着状態では、本体部２の中心を向くように設定されている。このようにバッテリ３を傾けて放射状に装着するようにしたことで、本体部２の外形状に沿ってバッテリ３を最外に配置でき、バッテリ３の外側に無駄なスペースが生じなくなる。
さらに、バッテリ３は本体部２の前後方向の中心線に対して左右にバランスよく配置されるので、バッテリ３が２つあっても重心の偏りは生じない。特にキャスタ７，７が、装着したバッテリ３，３の真下に位置することになるため、走行時の安定性もよく、一方のバッテリ３が未装着であっても直進性が悪化することはない。
【００１６】
そして、本体部２の内部には、集塵ロボット１を制御するための複数の回路基板が設けられている。この回路基板は、図３に示すように、落下防止センサ２１のセンサ回路基板２３の他、各センサからの信号に基づいて集塵ロボット１の自律走行を制御する制御回路を構成するメイン回路基板４０と、各センサや装着部３３の端子台３４とメイン回路基板４０との間に位置する中継回路基板４１と、図示しないリモコンとの間で無線通信を行う無線モジュールを備えた無線モジュール回路基板４２と、が設けられている。
【００１７】
メイン回路基板４０上で外周寄りには、各センサやモータ、操作部等に接続されたリード線を接続するための複数のコネクタ４３，４３・・が、複数の足４３ａ，４３ａ（図６）をメイン回路基板４０の表面に固定することで実装されている。また、中継回路基板４１上で外周寄りにも、端子台３４やメイン回路基板４０との間を繋ぐリード線が接続される複数のコネクタ４４，４４が、複数の足を中継回路基板４１の表面に固定することで実装されている。なお、無線モジュール回路基板４２は、図７に示すように、端部に設けたピンヘッダ４５を、メイン回路基板４０に設けられたピンソケット４６に接続することでメイン回路基板４０上に搭載される。
【００１８】
ここで、落下防止センサ２１において、センサ回路基板２３を貫通したコネクタ２４の各足２６の下端を含む領域は、図４に示すように、ホットメルト等の非導電性のシール部材４７によって覆われている。同様に、メイン回路基板４０上に表面実装される各コネクタ４３の各足４３ａを含む領域も、図５，６に示すように、メイン回路基板４０の上面でシール部材４７によって覆われている。これは、中継回路基板４１上に表面実装される各コネクタ４４の複数の足についても同様で、当該足を含む領域が中継回路基板４１の上面でシール部材４７によって覆われている。また、無線モジュール回路基板４２では、図７に示すように、無線モジュール回路基板４２上に露出するピンヘッダ４５の上端を含む領域が、シール部材４７によって覆われている。
【００１９】
以上の如く構成された集塵ロボット１においては、装着部３３にそれぞれバッテリ３を装着して床面上にセットした状態では、メインブラシ１６のブラシ１７とサイドブラシ１８，１８のブラシ２０とがそれぞれ床面に当接する。ここで操作部３０の電源ボタン３１を押して運転モードを選択すると、車輪モータが駆動して車輪４，４が回転し、メイン回路基板４０上のマイコンの記憶部に設定されたプログラムに従って床面上を走行する。同時にメインブラシモータ及びサイドブラシモータが駆動してメインブラシ１６及びサイドブラシ１８，１８がそれぞれ回転すると共に、ファンユニット５も駆動して内部の吸引ファンが回転する。よって、床面上の塵埃は、回転するメインブラシ１６によって掻き上げられると共に、吸引ファンによる吸引力で吸込口１４から吸い込まれて後方の集塵ボックスに送られる。同時にサイドブラシ１８，１８によって外側の塵埃もメインブラシ１６側へ寄せられる。
【００２０】
また、走行中は、障害物センサ１２による走行方向の障害物の事前検出、落下防止センサ２１による床面の有無の検出、衝突センサによる衝突の検出等をそれぞれ行って障害物のない略平坦な床面上を走行できるようにマイコンが車輪モータを制御している。
このうち落下防止センサ２１は、前述のようにサイドブラシ１８，１８の回転領域に位置しているので、床面上を走行する際には回転するブラシ２０が床面によって上方に押されることで、落下防止センサ２１の透明板２７にブラシ２０が接触する。よって、透明板２７に塵埃等が付着してもブラシ２０で払い落とすことができ、検出精度を維持することができる。
【００２１】
一方、バッテリ３，３は、片方ずつ順番に電源として使用されるようになっており、バッテリ３の残容量は操作部３０に設けた残量表示部３２，３２によって表示される。よって、先に一方のバッテリ３の残容量がなくなった場合は、当該バッテリ３を装着部３３から抜き外して、外部の充電器によって充電できる。この場合他方のバッテリ３のみで駆動可能であるが、前述のように左右対称にキャスタ７，７が設けられているので、１つのバッテリ３で本体部２の重心が偏ることがあっても、左右のキャスタ７，７によって安定した走行が可能である。
【００２２】
そして、走行中に金属粉などの導電性を有する塵埃を回収し、これが本体部２内に侵入することがあっても、各回路基板２３及び４０〜４２では、コネクタ２４，４３，４４の足が非導電性のシール部材４７によって覆われているので、金属粉などが付着してもコネクタ２４，４３，４４の実装部分で短絡等を生じさせるおそれが低減される。
【００２３】
このように、上記形態の集塵ロボット１によれば、センサ回路基板２３を貫通した各足２６と、メイン回路基板４０及び中継回路基板４１の表面に実装されたコネクタ４３，４４の各足と、無線モジュール回路基板４２のピンヘッダ４５の露出部分とを、それぞれシール部材４７によって覆うようにしたことで、導電性の塵埃を集塵することがあっても各回路基板で短絡等の不具合が生じにくくなる。よって、業務用として倉庫や工場等でも好適に使用できる。
【００２４】
なお、上記形態では、コネクタの複数の足を含む領域をシール部材で覆うようにしているが、各足ごとにシール部材で覆ってもよい。また、センサ回路基板ではコネクタがスルーホール実装、メイン回路基板や中継回路基板ではコネクタが表面実装されているが、実装形態はこれに限らず、それぞれ逆にしてもよいし、全ての回路基板がスルーホール実装又は表面実装であってもよい。
さらに、コネクタの数や配置、回路基板の種類や形状等は上記形態に限らず、短絡等のおそれがあるコネクタであれば，同様にシール部材による保護は可能である。シール部材もホットメルト以外の絶縁材料が採用できる。
加えて、回路基板で絶縁保護が望ましい場合は、コネクタの足を含んで他の電子部品にまで跨がる領域をシール部材で覆うことも可能である。
【００２５】
その他、集塵ロボットにおいて、メインブラシとサイドブラシとを共に備える必要はなく、サイドブラシを省略してメインブラシのみとしてもよい。また、集塵ボックスがなく、本体部に直接塵埃を貯留するものであっても差し支えない。
さらに、バッテリの数は２つに限らず、左右にバランスよく配置できれば３つ以上用いることもできる。そして、進行方向が逆になるタイプ、すなわちバッテリ及びキャスタが本体部の前部にあり、吸込口が本体部の後部にあるような自走式集塵ロボットであっても本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・自走式集塵ロボット、２・・本体部、３・・バッテリ、４・・車輪、５・・ファンユニット、６・・集塵部、９・・下側ハウジング、１０・・上側ハウジング、１１・・センサカバー、１４・・吸込口、１６・・メインブラシ、１８・・サイドブラシ、２１・・落下防止センサ、２３・・センサ回路基板、２４，４３，４４・・コネクタ、２６，４３ａ・・足、３０・・操作部、４０・・メイン回路基板（第１の回路基板）、４１・・中継回路基板（第２の回路基板）、４２・・無線モジュール回路基板、４５・・ピンヘッダ、４７・・シール部材。
【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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