(57)【要約】【課題】段差上の塵埃も清掃できる自律走行型掃除機を提供する。【解決手段】底面に吸込口２０Ｂを有するボディ２０に搭載され吸込口２０Ｂから塵埃を吸引するための吸引ユニット６０と、ボディ２０の底面側に配置され床面の塵埃を吸込口２０Ｂに向けてかき集める補助ブラシ１００と、ボディ２０を走行駆動する駆動ユニット３０と、ボディ２０の上方側面に配置され、ボディ２０の側面と対向する壁等にある段差（図示せず）の上の塵埃をボディ２０の前方に移動させる段差清掃手段１５０を備えたもので、段差清掃手段１５０により段差の上の塵埃がボディ２０の前方に移動して吸込口２０Ｂから吸引されるので、ボディ２０の底面周辺の塵埃だけでなく段差上の塵埃も確実に吸引することが可能になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面に吸込口を有するボディと、前記ボディに搭載され前記吸込口から塵埃を吸引するための吸引ユニットと、前記吸込口に配置され床面の塵埃を掻き上げるメインブラシと、前記ボディの底面側に配置され床面の塵埃を前記吸込口に向けてかき集める補助ブラシと、前記ボディが自律走行するように駆動する駆動ユニットと、前記ボディの上方側面に配置されると共に、前記ボディの側面と対向する壁等にある段差の上の塵埃を前記ボディの前方に移動させる段差清掃手段を備えた自律走行型掃除機。
【請求項２】
段差清掃手段をブラシで構成すると共に、補助ブラシと前記段差清掃手段とを一体的に回転させるようにした請求項１に記載の自律走行型掃除機。
【請求項３】
吸引ユニットは吸引風を発生させる電動ファンを内蔵し、前記電動ファンにより発生した排気風を排気する排気口を段差清掃手段とする請求項１に記載の自律走行型掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律して走行することにより清掃対象領域の床面を清掃する自律走行型掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の自律走行型掃除機は、底面に塵埃の吸込口が設けられたボディと、吸込口に配置されるメインブラシ、および、ボディの底面に設けられた補助ブラシを備えている。補助ブラシが回転することにより、ボディ周辺に存在する塵埃がボディの下方にかき集められ、吸込口からボディ内に吸引されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−７７８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたような従来の自立走行型掃除機では、ボディの底面に設けられたメインブラシ、もしくは補助ブラシが接する床面の塵埃は清掃できるが、メインブラシや補助ブラシが接しない段差上の塵埃を清掃することができないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題を解決し、段差上の塵埃も効率よく清掃することができる自立走行型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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自律走行型掃除機は、底面に吸込口を有するボディと、前記ボディに搭載され前記吸込口から塵埃を吸引するための吸引ユニットと、前記吸込口に配置され床面の塵埃を掻き上げるメインブラシと、前記ボディの底面側に配置され床面の塵埃を前記吸込口に向けてかき集める補助ブラシと、前記ボディが自律走行するように駆動する駆動ユニットと、前記ボディの上方側面に配置されると共に、前記ボディの側面と対向する壁等にある段差の上の塵埃を前記ボディの前方に移動させる段差清掃手段を備えたもので、段差清掃手段により段差の上の塵埃がボディの前方に移動して前記吸込口から吸引されるので、ボディの底面周辺の塵埃だけでなく段差上の塵埃も確実に吸引することが可能になる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自律走行型掃除機は、ボディ周辺の底面の塵埃に加え、段差上の塵埃も効率的にかき集めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における自律走行型掃除機の平面図
【図２】同自律走行型掃除機の底面図
【図３】同自律走行型掃除機の斜視図
【図４】同自律走行型掃除機の具体例に関する底面図
【図５】（ａ）同自律走行型掃除機の壁沿い走行制御の一例を示す図、（ｂ）同自律走行型掃除機のランダム走行制御の一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における自律走行型掃除機の斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の発明は、底面に吸込口を有するボディと、前記ボディに搭載され前記吸込口から塵埃を吸引するための吸引ユニットと、前記吸込口に配置され床面の塵埃を掻き上げるメインブラシと、前記ボディの底面側に配置され床面の塵埃を前記吸込口に向けてかき集める補助ブラシと、前記ボディが自律走行するように駆動する駆動ユニットと、前記ボディの上方側面に配置されると共に、前記ボディの側面と対向する壁等にある段差の上の塵埃を前記ボディの前方に移動させる段差清掃手段を備えたもので、段差清掃手段により段差の上の塵埃がボディの前方に移動して前記吸込口から吸引されるので、ボディの底面周辺の塵埃だけでなく段差上の塵埃も確実に吸引することが可能になる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の段差清掃手段をブラシで構成すると共に、補助ブラシと前記段差清掃手段とを一体的に回転させるようにしたもので、ボディの底面周辺の塵埃をかき集めると同時に段差上の塵埃もかき集めることができるため、より効率的な掃除が可能になる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１の発明の吸引ユニットは吸引風を発生させる電動ファンを内蔵し、前記電動ファンにより発生した排気風を排気する排気口を段差清掃手段とするもので、新たな部品等を設けることなく段差上の塵埃を取ることが可能になる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自律走行型掃除機の平面図、図２は、同自律走行型掃除機の底面図、図３は、同自律走行型掃除機の斜視図、図４は、同自律走行型掃除機の具体例に関する底面図、図５（ａ）は、同自律走行型掃除機の壁沿い走行制御の一例を示す図、図５（ｂ）は、同自律走行型掃除機のランダム走行制御の一例を示す図である。
【００１４】
図１〜図５を用いて、本実施の形態における自律走行型掃除機１０（以下、「掃除機１０」という）の構成について説明する。
【００１５】
掃除機１０は、清掃対象領域の床面上を自律的に走行し、床面上に存在する塵埃を吸引するロボット型の掃除機である。清掃対象領域の一例は、部屋である。
【００１６】
掃除機１０は、ボディ２０、駆動ユニット３０（図２参照）、清掃ユニット４０、ごみ箱ユニット５０、吸引ユニット６０、制御ユニット７０および、電源ユニット８０を備えている。駆動ユニット３０の一部、清掃ユニット４０の一部、ごみ箱ユニット５０、吸引ユニット６０、制御ユニット７０、および電源ユニット８０はボディ２０内に配置されている。
【００１７】
ボディ２０の機能は、掃除機１０を構成する各種要素を搭載することである。駆動ユニット３０の機能は、床面を清掃するためにボディ２０を走行させることである。
【００１８】
清掃ユニット４０の機能は、ボディ２０の周辺の塵埃をボディ２０の下方にかき集め、その塵埃をかき上げることである。ごみ箱ユニット５０の機能は、吸引ユニット６０により吸引された塵埃を溜めることである。吸引ユニット６０の機能は、清掃ユニット４０によりかき上げられた塵埃をボディ２０内に吸引することである。制御ユニット７０は、駆
動ユニット３０、清掃ユニット４０、吸引ユニット６０の動作を制御することである。
【００１９】
電源ユニット８０の機能は、駆動ユニット３０、清掃ユニット４０、吸引ユニット６０等に電力を供給することである。
【００２０】
ボディ２０の平面形状の一例は、ルーローの三角形、または、その三角形とおおよそ同じ形状を有する多角形、または、これらの三角形あるいは多角形の頂部にＲが形成された形状である。この形状は、ルーローの三角形が有する幾何学的な性質と同一または類似する性質をボディ２０に持たせることに寄与する。
【００２１】
図１および図３に示されるとおり、掃除機１０はさらに、パネルカバー２１およびバンパー２２を備えている。パネルカバー２１の機能は、ボディ２０の上部に設けられた操作パネル（図示略）を覆うことである。パネルカバー２１は、ボディ２０の上部に取り付けられ、ボディ２０に対して開閉可能である。バンパー２２の機能は、ボディ２０に加わる衝撃を吸収することである。バンパー２２は、ボディ２０の前方に設けられ、ボディ２０に対して変位可能である。
【００２２】
図２および図４に示されるとおり、掃除機１０は、さらにキャスター２３を備える。キャスター２３の機能は、ボディ２０の後部を支持することである。キャスター２３は、駆動ユニット３０の動作に従動して回転する。
【００２３】
ボディ２０は、吸込口２０Ｂを備える。吸込口２０Ｂは、ボディ２０の下方に存在する塵埃をボディ２０内に吸引できるようにボディ２０の底面２０Ａに開口する。
【００２４】
清掃ユニット４０は、第１のブラシ駆動モーター、第２のブラシ駆動モーター、第１の動力伝達部、第２の動力伝達部（いずれも図示略）、メインブラシ４１および、補助ブラシ１００、段差清掃手段１５０を備えている。各ブラシ駆動モーターおよび各動力伝達部は、ボディ２０内に配置される。第１の動力伝達部は、第１のブラシ駆動モーターのトルクをメインブラシ４１に伝達できるようにメインブラシ４１と連結されている。
【００２５】
第２の動力伝達部は、第２のブラシ駆動モーターのトルクを補助ブラシ１００及び段差清掃手段１５０に伝達できるように補助ブラシ１００に連結されている。一例では、各動力伝達部はギア（図示せず）により動力を伝達する。
【００２６】
メインブラシ４１の機能は、ボディ２０の下方の塵埃をかき上げることである。メインブラシ４１は、例えば、回転中心線を有する芯（図示せず）および芯の外周に設けられるブラシ毛（図示せず）を含み、吸込口２０Ｂに配置される。メインブラシ４１の回転方向は、回転中心軸線よりも後方側において塵埃を下方から上方にかき上げることが可能な方向である。
【００２７】
補助ブラシ１００の機能は、ボディ２０周辺の塵埃を吸込口２０Ｂの下方に集めることである。一例では、掃除機１０は、一対の補助ブラシ１００を備えている。各補助ブラシ１００は、ボディ２０の底面２０Ａの前方側部に設けられている。補助ブラシ１００の回転方向は、ボディ２０の前方から吸込口２０Ｂに向けて塵埃をかき集めることが可能な方向である。
【００２８】
掃除機１０の駆動方式は対向２輪型であり、一対の駆動ユニット３０を備えている。駆動ユニット３０は、ホイール駆動モーター（図示略）、駆動輪３１および、ハウジング３２を備えている。
【００２９】
ホイール駆動モーターは、ハウジング３２内に配置され、駆動輪３１にトルクを伝達できるように駆動輪３１の軸（図示せず）と連結される。駆動輪３１は、軸と連結されるホイール（図示せず）およびホイールの外周に取り付けられるタイヤ３１ａを含む。タイヤ３１ａは絨毯等のような表面の形状が変化しやすい場所を安定して走行できるトレッドパターンを有している。
【００３０】
ごみ箱ユニット５０は、ボディ２０の前後方向において吸引ユニット６０の前方側に配置される。一対の駆動ユニット３０は、ボディ２０の平面視においてボディ２０の前後方向に直交する幅方向において、ごみ箱ユニット５０を挟み込むように配置される。ボディ２０およびごみ箱ユニット５０は、ごみ箱ユニット５０がボディ２０に取り付けられた状態、および、ごみ箱ユニット５０がボディ２０から取り外された状態をユーザーが任意に選択できる着脱構造を備える。
【００３１】
吸引ユニット６０は、ボディ２０の前後方向においてごみ箱ユニット５０と電源ユニット８０との間に配置され、電動ファン（図示略）を含む。電動ファンは、ごみ箱ユニット５０の内部の空気を吸引する。電動ファンが動作することにより、メインブラシ４１によりかき上げられた塵埃がごみ箱ユニット５０内に移動する。
【００３２】
制御ユニット７０は、ボディ２０内において電源ユニット８０上に配置され、電源ユニット８０と電気的に接続され、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のような半導体集積回路および記憶部（図示せず）を含む。記憶部は、例えばフラッシュメモリのような不揮発性の半導体記憶素子により構成され、制御ユニット７０が実行する各種のプログラムおよびパラメーター等を記憶する。
【００３３】
掃除機１０は、さらに複数のセンサを備える。一例によれば複数のセンサは、障害物検出センサ７１、複数の距離測定センサ７２、衝突検出センサ７３、複数の床面検出センサ７４および、ダストセンサ７５を含む。各センサ７１〜７５は、それぞれ制御ユニット７０および電源ユニット８０と電気的に接続され、制御ユニット７０に検出信号を入力する。
【００３４】
障害物検出センサ７１の機能は、ボディ２０の前方側に存在する障害物を検出することである。障害物検出センサ７１の一例は、超音波センサであり、発信部（図示せず）および受信部（図示せず）を備える。
【００３５】
距離測定センサ７２の機能は、ボディ２０の周囲に存在する物体とボディ２０との距離を検出することである。距離測定センサ７２の一例は、赤外線センサ（図示せず）であり、発光部（図示せず）および受光部（図示せず）を備える。
【００３６】
衝突検出センサ７３の機能は、ボディ２０が周囲の物体と衝突したことを検出することである。衝突検出センサ７３の一例は、接触式変位センサ（図示せず）であり、バンパー２２がボディ２０に対して押し込まれることにともないオンされるスイッチ（図示せず）を備える。
【００３７】
床面検出センサ７４の機能は、床面とボディ２０の距離を検出することである。床面検出センサ７４の一例は赤外線センサ（図示せず）であり、発光部（図示せず）および受光部（図示せず）を備える。
【００３８】
ダストセンサ７５の機能は、ごみ箱ユニット５０内の通路を流れる塵埃の量を検出することである。ダストセンサ７５の一例は、赤外線センサ（図示せず）であり、発光部（図示せず）および受光部（図示せず）を備える。
【００３９】
図２および図４に示されるとおり、本実施の形態では複数の床面検出センサ７４は、第１〜第５の床面検出センサ７４ａ〜７４ｅを含む。第１の床面検出センサ７４ａは、ボディ２０の前後方向においてメインブラシ４１よりも前方側に設けられる。第２の床面検出センサ７４ｂは、ボディ２０の前後方向において右側の補助ブラシ１００と右側の駆動ユニット３０との間に設けられる。第３の床面検出センサ７４ｃは、ボディ２０の前後方向において左側の補助ブラシ１００と左側の駆動ユニット３０との間に設けられている。
【００４０】
第４の床面検出センサ７４ｄは、ボディ２０の前後方向において右側の駆動ユニット３０、右側の補助ブラシ１００および、メインブラシ４１よりも後方側に設けられる。
【００４１】
第５の床面検出センサ７４ｅはボディ２０の前後方向において左側の駆動ユニット３０、左側の補助ブラシ１００および、メインブラシ４１よりも後方側に設けられる。ボディ２０の幅方向における第４および第５の床面検出センサ７４ｄ、７４ｅの位置は、駆動ユニット３０、補助ブラシ１００、および、メインブラシ４１が設けられる位置と重なる。
【００４２】
制御ユニット７０は、障害物検出センサ７１から入力される検出信号に基づいて、ボディ２０よりも前方側の所定範囲内に掃除機１０の走行を妨げ得る物体が存在しているか否かを判定する。制御ユニット７０は、距離測定センサ７２から入力される検出信号に基づいて、ボディ２０の側部の周囲に存在する物体とボディ２０の輪郭との距離を算出する。
【００４３】
制御ユニット７０は、衝突検出センサ７３から入力される検出信号に基づいて、ボディ２０が周囲の物体に衝突したか否かを判定する。制御ユニット７０は、床面検出センサ７４から入力される検出信号に基づいて、ボディ２０の底面２０Ａと床面との距離を算出する。
【００４４】
段差清掃手段１５０は、図３に示すようにボディ２０の上面の前方側部に設けられ、補助ブラシ１００と同様にブラシ形状で構成される。段差清掃手段１５０は、補助ブラシ１００と同軸上に設けられ補助ブラシ１００と同時に同じ方向に回転し、ボディ２０の側面と対向する壁等にある幅木等の段差（図示せず）の上の塵埃をボディ２０の前方にかき出し、かき出された塵埃は、床面に落下し吸込口２０Ｂより吸引される。
【００４５】
これにより補助ブラシ１００により底面の塵埃を集めると同時に段差上の塵埃を清掃できるため、より効率的に多くの場所を清掃することができる。
【００４６】
図５（ａ）を参照して掃除機１０の走行制御の一例について説明する。掃除機１０は、運転開始後前進を行う。前進走行中に障害物検出センサ７１により前方に障害物を検出すると走行を停止、左回転動作を行う。回転時にはボディ２０の右側面に配置された距離測定センサ７２の値を監視し、一定の距離を検出した時点で回転動作を停止する。
【００４７】
停止後再度前進を開始し距離測定センサ７２の値が一定（例えば１５ｍｍ）になるよう駆動ユニット３０を制御し、壁に沿って走行を行う（以下、壁沿い走行とする）。壁沿い走行中に障害物検出センサ７１により前方に障害物を検出すると、走行を停止、左回転を行う。
【００４８】
以下、上記の制御を繰り返すことで部屋の外周に沿って掃除動作を行う。このように部屋の外周に沿った走行制御を行うことで、補助ブラシ１００により壁際の床面上の塵埃を清掃するのと同時に段差清掃手段１５０により幅木等の段差上の塵埃も集中的にかき出すことができ、効率的に多くの場所の清掃が可能となる。
【００４９】
壁沿い走行を一定時間（例えば１０分）繰り返した後、図５（ｂ）に示すようにランダムに前進回転を繰り返すランダム走行に走行制御を切り替える。外周走行とランダム走行の組み合わせにより部屋全体を走行し網羅することが可能となる。ランダム走行中にも定期的に壁沿い走行制御に切り替えることで部屋の外周上に無い例えば部屋の中心付近にある段差上の塵埃の清掃も可能となる。
【００５０】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における自律走行型掃除機の斜視図である。なお、上記実施の形態１における自律走行型掃除機と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
上記実施の形態１における段差清掃手段１５０は、補助ブラシ１００と同軸上に設けられると共にブラシ形状に構成されていたが、本実施の形態では段差清掃手段１５０を、ボディ２０内に設けられた排気通路（図示略）を介して連通すると共に、吸引ユニット６０に内蔵された電動ファンによって発生した吸引風をボディ２０の上部の外側前方から排出する排気口で構成したものである。
【００５２】
本実施の形態における掃除機１０は、以上のように構成されているので掃除機１０の運転中に段差清掃手段１５０から排出される排気風によりボディ２０の側面と対向する壁などにある段差（図示せず）の上の塵埃がボディ２０の前方に吹き飛ばされ、床面に落下し、吸込口２０Ｂより吸引される。
【００５３】
このように排気経路を工夫することで新たな部品等を設けることなく段差上の塵埃を取ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明に係る自立走行型掃除機は、壁等にある段差の上の塵埃も効率よく清掃できるので、家庭用および業務用をはじめとする各種の自律走行型掃除機に適用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１０  自律走行型掃除機（掃除機）
２０  ボディ
２０Ａ  底面
２０Ｂ  吸込口
２１  パネルカバー
２２  バンパー
２３  キャスター
３０  駆動ユニット
３１  駆動輪
３１ａ  タイヤ
３２  ハウジング
４０  清掃ユニット
４１  メインブラシ
５０  ごみ箱ユニット
６０  吸引ユニット
７０  制御ユニット
７１  障害物検出センサ
７２  距離測定センサ
７３  衝突検出センサ
７４  床面検出センサ
７４ａ  第１の床面検出センサ
７４ｂ  第２の床面検出センサ
７４ｃ  第３の床面検出センサ
７４ｄ  第４の床面検出センサ
７４ｅ  第５の床面検出センサ
７５  ダストセンサ
８０  電源ユニット
１００  補助ブラシ
１５０  段差清掃手段
【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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