(57)【要約】【課題】無線通信性能を改善させた自律走行型電気掃除機を提供する。【解決手段】本体と、本体を移動させる一対の駆動輪と、駆動輪を自律駆動させる制御装置と、無線通信を行うことが可能な無線通信モジュールと、を有し、無線通信モジュールは、アンテナ部を有し、無線通信モジュールは、一対の駆動輪を結ぶ軸に上面視で重なる位置に設けられている自律走行型電気掃除機。【選択図】図２
2019111161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
該本体を移動させる一対の駆動輪と、
該駆動輪を自律駆動させる制御装置と、
無線通信を行うことが可能な無線通信モジュールと、を有し、
該無線通信モジュールは、アンテナ部を有し、
前記無線通信モジュールは、前記一対の駆動輪を結ぶ軸に上面視で重なる位置に設けられている自律走行型電気掃除機。
【請求項２】
送風機及び電動機を有する電動送風機を備え、
前記無線通信モジュールは、前記電動機よりも前記送風機に近くに位置することを特徴とする請求項１に記載の自律走行型電気掃除機。
【請求項３】
前記本体は、
上面側に設けた上ケースと、
下面側に設けた下ケースと、
制御装置と、
電動送風機と、を有し、
前記無線通信モジュールは、前記上ケースに設けられ、
前記電動送風機及び前記制御装置は、前記上ケースと前記下ケースとの間の領域に設けられており、
前記制御装置及び前記無線通信モジュールは、配線で電気的に接続されており、
前記アンテナ部は、前記軸の略中点に上面視で重なる位置に配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自律走行型電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行型電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、内蔵された無線通信手段により外部機器と通信を行い動作信号及び情報のやり取りを行う自律走行型電気掃除機を開示している（請求項１０、００６５、図１５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１０５８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、自律走行型電気掃除機に無線通信手段（無線通信モジュール）を設置するに際してどのような態様で設ければ好ましいかといった観点での検討は一切していない。しかし、無線通信モジュールの配置によっては自律走行型電気掃除機本体の傾き、方向や、本体動作時のノイズにより、動作がし難くなることが想定される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記事情に鑑みてなされた本発明は、本体と、該本体を移動させる一対の駆動輪と、該駆動輪を自律駆動させる制御装置と、無線通信を行うことが可能な無線通信モジュールと、を有し、該無線通信モジュールは、アンテナ部を有し、前記無線通信モジュールは、前記一対の駆動輪を結ぶ軸に上面視で重なる位置に設けられている自律走行型電気掃除機である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る電気掃除機の外観斜視図である。
【図２】実施形態に係る電気掃除機の上ケースから上面カバーを取り外した状態の斜視図である。
【図３】実施形態に係る電気掃除機の上ケースとダストケースを取り外した状態の斜視図である。
【図４】実施形態に係る電気掃除機に設置される無線通信モジュールの外観斜視図である。
【図５】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施形態に係る電動送風機の断面図である。
【図７】実施形態に係る電気掃除機の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、電気掃除機１が進行する向きのうち、電気掃除機１が通常進行する方向を前方、重力方向と反対の方向を上方、駆動輪１１６（図５参照）が対向する方向を左方および右方とする。すなわち、図１などに示すように前後、上下、左右を定義する。本実施形態では、電気掃除機１の前方側にサイドブラシ１５が取り付けられている。
【０００８】
［無線通信モジュール２３の取付］
本実施形態の無線通信モジュール２３にはアンテナ２３１が配されており、アンテナ２３１により通信範囲に指向性が設けられている。自律走行型電気掃除機１は、超信地旋回、旋回動作、段差乗り越え動作等、頻繁に位置や向きを変更することから、無線通信時の外部機器の信号に対するアンテナ２３１の向き及び傾きが頻繁に変動し、無線通信モジュール２３の配置態様によっては通信感度が変化しやすい。
【０００９】
また、電動送風機１６近傍に無線通信モジュール２３が設置される場合、電動送風機１６の回転によりラジアル方向に電磁ノイズが発生する。これにより無線通信モジュール２３の通信感度に悪影響を及ぼすことが考えられる。
【００１０】
［自律走行型電気掃除機１］
図１は本実施形態に係る自律走行型電気掃除機の外観斜視図、図２は本実施形態に係る電気掃除機の上ケース１１１から上面カバー１１１ａを取り外した状態の斜視図、図３は本実施形態に係る電気掃除機の上ケース１１１とダストケース４を取り外した状態の斜視図である。上面カバー１１１ａは、自律走行型電気掃除機１のユーザが着脱自在に構成され、上ケース１１１の底面は着脱不能又は少なくとも上面カバー１１１ａよりも着脱困難に構成されている。
自律走行型電気掃除機１（以下、電気掃除機１とも略記する）は、掃除領域（例えば、室内）を自律的に移動しながら掃除する掃除機である。
電気掃除機１は、外郭を構成する本体１１、本体１１のうち上面に設けた上ケース１１１やスイッチシート２２、上ケース１１１内に配された通信モジュール２３、本体１１のうち下面に設けた下ケース１１２、上ケース１１１及び下ケース１１２の間に設けた制御装置２、電動送風機１６、走行モータ１１６１，１１６１、回転ブラシモータ１１３３、を備える。
【００１１】
本体１１は、上壁（及び一部の側壁）である上ケース１１１、底壁（及び一部の側壁）である下ケース１１２、バンパ１８を備えて構成されている。バンパ１８は、本体１１の前面部１８ａと、左右の側面部１８ｂの一部を構成している。
【００１２】
上ケース１１１の上面カバー１１１ａ下方の領域略中央部には、本体１１前後方向に短辺、左右方向に長辺を有する略長方形の基板設置溝１１１ｅが設けられており、基板設置溝１１１ｅに無線通信モジュール２３を格納することができる。略中央部に無線通信モジュール２３が設置されることで、本体１１が超信地旋回、旋回動作、段差乗り越え動作等を行っても、無線通信時の外部機器の信号に対するアンテナの向き及び傾きが無線通信感度に影響を与え難い設置構造となる。特に本実施形態では、基板設置溝１１１ｅの上面視で、左右方向に対向する一対の駆動輪１１６それぞれを結ぶ軸に重なるとともに、この軸（線分）の略中点に位置している。本実施形態においては、電気掃除機１の前後方向の略中央に配置されている。
また、後述するように、電動送風機１６の側面（ラジアル方向における端面）が基板設置溝１１１ｅ真下側に位置している。
【００１３】
（無線通信モジュール２３）
図４は本実施形態に係る電気掃除機１に設置される無線通信モジュール２３の外観斜視図である。
無線通信モジュール２３は、アンテナ部２３１、無線通信モジュールコネクタ２３２、切り欠き２３３及び固定穴２３４を有する。
【００１４】
アンテナ部２３１は、無線信号の送信および受信を行う部分であり、或る方向に対する送信および受信感度が他の方向に対する送信および受信感度よりも高い指向性を有している。本実施形態では、電気掃除機１の水平方向に指向性を有する。アンテナ部２３１は、上面視で一対の駆動輪１１６の軸を結ぶ線に重なる位置に設けられている。好ましくは、この軸（線分）の略中点に重なる位置に設けられている。
【００１５】
無線通信モジュールコネクタ２３２は、信号情報のやり取りをおこなう制御装置２（図３参照）に一端が接続する配線（リード線）の他端が接続するコネクタである。制御装置２は、上ケース１１１としたケース１１２との間の領域に配されており、別体で無線通信モジュール２３が配されている。このため、無線通信モジュール２３を保守し易い構造となる。制御装置２は、アンテナ部２３１を介して電気掃除機１の各種動作ログやセンサの検知状態を無線送信したり、サーバや携帯端末等の外部機器から指令やプログラム等を受信したりできる。制御装置２は、受信した指令に応じて駆動輪１１６等を駆動させたり、ＲＡＭ上のプログラムを更新したりできる。
【００１６】
無線通信モジュール２３の主面（基板の延在面）の縁から、平行な方向に延在して設けられた切欠き２３３と、円形状の固定穴２３４とは、無線通信モジュール２３のアンテナ取り付け面上で互いに対角の位置に存在し、上ケース１１１上に無線通信モジュール２３を位置決めさせるためのガイドとなる。
【００１７】
基板設置溝１１１ｅには、無線通信モジュール２３の切り欠き２３３及び固定穴２３４との位置合わせに用いることができるリブ及びボスがある。これらを用いて、無線通信モジュール２３は、アンテナ部２３１が設けられた面が上向きになるように基板設置溝１１１ｅに固定される。
【００１８】
（電動送風機１６）
図５は図１のＡ−Ａ線断面図、図６は電動送風機１６の断面模式図である。電動送風機１６は、前後方向を軸方向として配置されており、送風機１６４を後方向に、回転子１６５ａと固定子１６５ｂとを有する電動機１６５を前方向に備えている。回転子１６５ａと固定子１６５ｂとはそれぞれ、一方が永久磁石を有し他方が鉄や磁性鋼板を有しており、電動機１６５の駆動に伴い電磁ノイズが発生する。
電動送風機１６の情報には弾性体１６３と、上ケース１１１の底面が位置しており、上ケース１１１の底面の上側に無線通信モジュール２３が設けられている。電動送風機１６の軸方向は前後方向に略平行である。
【００１９】
（無線通信モジュール２３と他部材との関係）
無線通信モジュール２３は電動送風機１６のうち、送風機１６４の上部に配置され、電動機１６５から比較的離間されている。このため、無線通信モジュール２３に電磁ノイズが伝播し難い構造となる。また、無線通信モジュール２３は、走行モータ１１６１，１１６１、回転ブラシモータ１１３３、電動送風機１６といった動力機構とは、上ケース１１１の底面を挟んで別個に配置されるため、動力機構で発生する熱が伝わり難い構造となる。
【００２０】
［その他の構成］
上ケース１１１には、スイッチシート２２が設けられている。スイッチシート２２は、電気掃除機１の制御装置２に対してユーザが指令を与える操作ボタンとしての、円形操作ボタン２２１と、この円形操作ボタン２２１の周囲を取り囲むように設けられる環形操作ボタン２２２と、を有して構成されている。また、上ケース１１１は、バンパ１８の側面部１８ｂの後方に側壁１１１ｄを有している。
【００２１】
制御装置２は、例えばマイコン（Microcomputer：図示省略）であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が各種処理を実行するようになっており、駆動輪１１６等を自律駆動させることができる。また、制御装置２は、スイッチシート２２および各センサ類から入力される信号に応じて演算処理を実行し、各駆動装置及び前記無線通信モジュール２３に指令信号を出力及び電圧を供給する。制御装置２は上面カバー１１１ａ（図１参照）の下方に設けられている。
【００２２】
回路基板２２ａ，２２ｂは、それぞれ略矩形状である。また、回路基板２２ｂは、回路基板２２ａよりも小さく形成されるとともに、回路基板２２ａよりも後側に隣接して配置されている。
【００２３】
また、電気掃除機１の後側には、ダストケース４が設けられている。本実施形態の電気掃除機１は、制御装置２の演算処理によって自律的に駆動輪１１６を駆動させて清掃するが、リモコンなどによってユーザの指令を受けて駆動してもよい。
【００２４】
下ケース１１２は、側面の下端側、好ましくは下端を含んで、側面全周または略全周に設けられたバンパーフレーム１１２７を有している。このバンパーフレーム１１２７は、側面のその他の部分を形成する部材よりも柔らかい材料で形成されており、例えば、エラストマー等の樹脂材を採用できる。
【００２５】
バンパ１８は、外部から作用する押圧力に応じて前後方向、好ましくはさらに左右方向に移動可能となるように構成されている。バンパ１８の後退（つまり、障害物との接触）は、バンパセンサ（赤外線センサ）によって検知され、その検知結果が制御装置２に入力される。障害物等の接触位置に応じてバンパ１８の変位量が異なるため、本体１１に対する障害物等の位置を検知することも可能である。
【００２６】
下ケース１１２には、前後方向の前側に制御装置２が配置され、前後方向の略中央（回路基板２２ｂの下方）に電動送風機１６が配置されている。電動送風機１６の左右両側に位置する下ケース１１２部分に駆動輪１１６、１１６を設けている。
【００２７】
測距センサ２１０（障害物検知手段）は、水平方向の障害物までの距離を検出する赤外線センサである。本実施形態では、正面２箇所と側面２箇所の計４か所（右側面の図示省略）に測距センサ２１０が設けられている。
【００２８】
図５は、本実施形態に係る電気掃除機１の底面図である。下ケース１１２は、駆動輪１１６，１１６、走行モータ１１６１，１１６１、アーム１１４１，１１４１、および減速機構１１４２，１１４２を含んで構成される駆動機構を収容する駆動機構収容部１１４，１１４が設けられている。また、下ケース１１２は、サイドブラシ取付部１１２１，１１２１、走行モータ１１６１，１１６１、回転ブラシモータ１１３３、電動送風機１６、充電池１９、充電池１９を収納する電池収容部１１５、制御装置２、および吸口部１１３が取り付けられている薄型の円板状の部材である。
【００２９】
駆動輪１１６，１１６は、左右両側に離間して配置されている。それぞれの駆動輪１１６は、減速機構１１４２を介して走行モータ１１６１の駆動力を受ける部材である。制御装置２からの指令信号を受け、駆動輪１１６自体が回転することで電気掃除機１を前進、後退、旋回、超信地旋回させることができる。
【００３０】
下ケース１１２の中心よりも後側には、回転ブラシ１４を収容した吸口部１１３、掻取りブラシ１３などが設けられている。
【００３１】
回転ブラシ１４は、駆動輪１１６の回転中心を通る軸（左右方向）に略並行に配置されている。また、回転ブラシ１４は、水平方向（本実施形態では左右方向）に回転軸を有する円筒形であり、吸口部１１３に回転可能に支持されている。また、回転ブラシ１４は、回転ブラシモータ１１３３（図４参照）により駆動力を受けて回転駆動する。
【００３２】
前方蓋１１７は、下ケース１１２の前端側に形成された電池収容部１１５（図６参照）の開口を下ケース１１２の下面から塞ぐ略長方形板状の部材である。
【００３３】
以上により、本体略中央上部に無線通信モジュール２３があるため、本体の回転動作移動に伴う無線通信モジュール２３の位置変動を抑制できるため、電波の受信強度の変化を低減できる。また、電動送風機１６の送風機１６４側上部に配置されていることから、電動機１６からのノイズを受け難い。さらに、無線通信モジュール２３は動力機構に対して上ケース１１１を挟んで別個に配置されるため、熱の影響を受け難い位置となる。
【００３４】
これより、自律走行型電気掃除機１の駆動中、電波を受けやすい位置を探索することを容易にできる。
【００３５】
また、キャニスター型の電気掃除機や、スティック型の電気掃除機においても同様に、例えば上面視において駆動輪１１６の軸近傍に無線通信モジュール２３を配置し同様の効果を得ることが可能である。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。たとえば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１        自走式電気掃除機
１１      本体
１１１    上ケース
１１２    下ケース
１１２６  排気口
１１２７  バンパーフレーム
１１３    吸口部
１１３１  吸引口
１１３３  回転ブラシモータ
１１４    駆動機構収容部
１１４１  アーム（サスペンション）
１１４２  減速機構
１１５    電池収容部
１１６    駆動輪
１１６１  走行モータ
１１７    前方蓋
１３      掻取りブラシ
１４      回転ブラシ
１５      サイドブラシ
１６      電動送風機
１６３    弾性体
１６４    送風機
１６５    電動機
１６５ａ  回転子
１６５ｂ  固定子
１７      補助輪
１８      バンパ
１９      充電池
２        制御装置
２１      制御基板
２１０    センサ類（測距センサ）
２１１    センサ類（床面用測距センサ）
２２      スイッチシート
２２１    円形操作ボタン
２２２    環形操作ボタン
２３      無線通信モジュール
２３１    アンテナ部
２３２    コネクタ
２３３    切り欠き
２３４    固定穴
４        ダストケース
【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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