(57)【要約】【課題】  被掃除面の状態に応じてブラシと被掃除面との間の距離が常に一定に維持され、ブラシのメンテナンスが容易であるように構造の改善された掃除ロボットを提供する。【解決手段】  本発明の掃除ロボットは、ヒンジ収容部を含む掃除ロボット本体と、ヒンジ収容部に回動自在に結合されるヒンジ突起と、掃除ロボット本体に設けられた吸塵部と密封状態で連結される吸入ポートを含むブラシフレームと、ブラシフレームとブラシカバーロック手段によって着脱可能に結合されるブラシカバーと、ブラシフレームとブラシカバーとの間に回転自在に設けられる回転ブラシとを備えている。【選択図】      図３
2005040577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定値に応じて被掃除面を走行しつつ自動に掃除できるようにプログラムされた制御部と、前記制御部の制御信号によって動作される駆動部と、吸入モータによって汚物を捕集する吸塵部および被掃除面を対向するように突設されたヒンジ収容部を有する掃除ロボット本体と；
前記ヒンジ収容部に回動自在に結合されるヒンジ突起と、前記掃除ロボット本体に設けられた吸塵部と密封状態で連結される吸入ポートを有するブラシフレームと；
前記ブラシフレームとブラシカバーロック手段によって着脱自在に結合されるブラシカバーと；
前記ブラシフレームとブラシカバーとの間に回転自在に設けられる回転ブラシとを含み、
前記ブラシフレームが被掃除面の状態に応じて上下回動することを特徴とする掃除ロボット。
【請求項２】
前記ヒンジ収容部は、
前記掃除ロボット本体に前記ブラシフレームが収容されるように設けられたブラシフレーム収容部に突設されていることを特徴とする請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項３】
前記ブラシフレームは、
前記ヒンジ収容部が貫通結合されるように、その対応位置にヒンジ収容部挿入孔が形成され、前記ヒンジ収容部挿入孔の内周面にヒンジ突起が突設されていることを特徴とする請求項２に記載の掃除ロボット。
【請求項４】
前記ヒンジ突起は、
前記ヒンジ収容部挿入孔の内周面において円柱状に突出するボス部と；
前記ボス部が軸方向に離脱するのを防止するディスク部材とを備えることを特徴とする請求項３に記載の掃除ロボット。
【請求項５】
前記ブラシフレームは、
前記ヒンジ突起を中心に床のような硬い面では自重で床面に密着される第１の位置から、カーペットのような多数の毛が植毛された面においては前記毛の上方面に支持されて床面と離隔する第２の位置に回動され、床面との過度な密着が防止されることを特徴とする請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項６】
前記ブラシフレームは、
前記回転ブラシが回転自在に取り付けられる回転ブラシ収容溝と、前記回転ブラシ収容溝と前記吸入ポートとの間を連結する吸入流路とを有することを特徴とする請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項７】
前記ブラシカバーは、
複数のリブ部材によって区画された吸入孔を有することを特徴とする請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項８】
前記回転ブラシは、
その外周面に少なくとも１つ以上のブレードが螺旋状に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の掃除ロボット。
【請求項９】
前記ブレードは、
前記複数のリブ部材と対応する位置が切り取られていることを特徴とする請求項８に記載の掃除ロボット。
【請求項１０】
前記ブラシカバーロック手段は、
前記ブラシカバーに形成されたロッカー取付孔を介して前記ブラシカバーに正・逆方向に回転するように設けられ、一側には長軸および短軸を有するロッカーが設けられ、他側には前記ロッカーをロック位置と解除位置に回転移動させるための円形操作部が設けられた少なくとも１つ以上のロック部材と；
前記ブラシフレームの前記ロック部材に対応する位置に設けられ、前記ロッカーと対応する形状の少なくとも１つ以上のロックホールとを有することを特徴とする請求項１に記載の掃除ロボット。
【請求項１１】
前記ロック部材の円形操作部には、その中央に一文字状の操作突起が設けられ、前記ロッカー取付孔の円周には、前記ロッカーのロック位置および解除位置を表示する位置表示部が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の掃除ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除ロボットに関し、より詳しくは、被掃除面の状態に応じてブラシの高さが自動調節され、ブラシと被掃除面との間の距離を一定に維持することができる掃除ロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、掃除ロボットは、使用者の操作なしに掃除しようとする区域内を自走しながら被掃除面から塵埃などの異物を吸入することによって、掃除しようとする区域を自動に掃除する機器である。
【０００３】
図１および図２には、前述のような掃除ロボットの一例が示されている。図１は、一般の掃除ロボットにおいてカバーの分離された状態を示す斜視図、図２は図１を下面から見た底面図であって、図中、符号１０はロボット本体、２０は吸塵部、３０は吸入口、４０はセンサ部、５０は制御部、６０はバッテリである。
【０００４】
図示のように、ロボット本体１０の両側には、走行のための複数の駆動ホイール１１、１２が設けられている。かかるロボット本体１０は、略円盤状であり、このロボット本体１０には、略半球形状のカバーが設けられているが、図においては、省略されている。
【０００５】
吸塵部２０は、ロボット本体１０に設けられた吸入ポート（図示せず）に強い吸入力を発生させることによって床上の異物を集塵するものであって、真空モータ（図示せず）と、この真空モータによって吸入ポートを介して吸入される塵埃を集塵する集塵室（図示せず）とを備えている。
【０００６】
吸入口３０は、吸入ポートと連通するようにロボット本体１０の下面一側に設けられ、内部には床上の塵埃を払うための回転可能なブラシ３１が設けられている。
【０００７】
センサ部４０は、外部へ信号を送出し、反射された信号を受信することができるようにロボット本体１０の側面周りに所定の間隙を置いて配置されている。かかるセンサ部４０は、障害物検出センサや走行距離検出センサなどを含んでなる。
【０００８】
制御部５０は、送・受信部を介して受信された信号を処理し、それぞれの構成要素を制御する。すなわち、制御部５０は、外部の制御装置やリモコンから信号を受信して駆動ホイール１１、１２を駆動させるとともに吸塵部２０の振動モータを駆動させ、かつ、センサ部４０から受信される信号に基づいて掃除ロボットの走行を制御する。
【０００９】
前述のような掃除ロボットは、センサ部４０を介して掃除区域内の器具や事務用品、壁などの障害物までの距離を判別し、これによってロボット本体１０の駆動ホイール１１、１２を選択的に駆動させることにより、自分で方向を転換しながら掃除区域の掃除を行う。
【００１０】
しかし、かかる従来の掃除ロボットでは、吸入口３０がロボット本体１０に固定されているため、被掃除面と吸入口３０との間の距離を被掃除面の状態に応じて一定に維持することができないため、過度な密着などの問題が発生する。例えば、掃除ロボットがカーペットのように多数の毛が植毛された被掃除面を走行する場合、吸入口３０と被掃除面との間の距離が過度に密着され、吸入モータに過負荷がかかり、これによって吸入効率の減少と騒音が誘発される。また、吸入口３０がロボット本体１０に一体に構成されているため、吸入口３０に汚物が嵌まり込む場合、メンテナンスが容易でないという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、被掃除面の状態に応じてブラシと被掃除面との間の距離を常に一定に維持することができ、ブラシのメンテナンスが容易な、改善された構造の掃除ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明による掃除ロボットは、設定値に応じて被掃除面を走行しながら自動に掃除できるようにプログラムされた制御部と、前記制御部の制御信号によって動作される駆動部と、吸入モータによって汚物を捕集する吸塵部および被掃除面を対向するように突設されたヒンジ収容部を有する掃除ロボット本体と；前記ヒンジ収容部に回動可能に結合されるヒンジ突起と、前記掃除ロボット本体に設けられた吸塵部と密封状態で連結される吸入ポートを有するブラシフレームと；前記ブラシフレームとブラシカバーロック手段によって着脱可能に結合されるブラシカバーと；前記ブラシフレームとブラシカバーとの間に回転可能に設けられる回転ブラシとを含み、前記ブラシフレームが被掃除面の状態に応じて上下回動することを特徴とする。
【００１３】
本発明の好適な実施例によれば、前記ヒンジ収容部は、前記掃除ロボット本体に前記ブラシフレームが収容されるように設けられたブラシフレーム収容部に突設されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記ブラシフレームは、前記ヒンジ収容部が貫通結合されるように、その対応位置にヒンジ収容部挿入孔が形成され、前記ヒンジ収容部挿入孔の内周面にヒンジ突起が突設されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記ヒンジ突起は、前記ヒンジ収容部挿入孔の内周面において円柱形状に突出するボス部と、前記ボス部が軸方向に離脱するのを防止するディスク部材を備えることができる。
【００１６】
また、前記ブラシフレームは、前記ヒンジ突起を中心に床のような硬い面では自重で床面に密着される第１の位置から、カーペットのような多数の毛が植毛された面では前記毛の上方面に支持されて床面と離隔する第２の位置に回動され、床面との過度な密着が防止されることが好ましい。
【００１７】
また、前記ブラシフレームは、前記回転ブラシが回転可能に取り付けられる回転ブラシの収容溝と、前記回転ブラシ収容溝と前記吸入ポートとの間を連結する吸入流路とを有することが好ましい。
【００１８】
また、前記ブラシカバーは、複数のリブ部材によって区画された吸入孔を備えることができる。
【００１９】
また、前記回転ブラシは、その外周面に少なくとも１つ以上のブレードが螺旋状に設けられ、前記ブレードは、前記複数のリブ部材と対応する位置が切り取られていることが好ましい。
【００２０】
なお、前記ブラシカバーロック手段は、前記ブラシカバーに形成されたロッカー取付孔を介して前記ブラシカバーに正・逆方向に回転するように設けられ、一側には長軸および短軸を有するロッカーが設けられ、他側には前記ロッカーをロック位置と解除位置に回転移動させるための円形操作部が設けられた少なくとも１つ以上のロック部材、および前記ブラシフレームの前記ロック部材に対応する位置に設けられ、前記ロッカーと対応する形状の少なくとも１つ以上のロックホールを有することができる。
【００２１】
この際、前記ロック部材の円形操作部には、その中央に一文字状の操作突起が設けられ、前記ロッカー取付孔の円周には、前記ロッカーのロック位置および解除位置を表示する位置表示部が９０度間隔で形成されることもできる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のような本発明に係る掃除ロボットによれば、ブラシが掃除ロボット本体とヒンジ結合され、ブラシが床面の状態に応じて旋回しながら吸入ポートと被掃除面との間の距離を一定に維持することができるため、過度な密着による吸入モータの過負荷が防止され、モータの騒音も減少することができる。
【００２３】
また、ブラシフレームカバーが別の道具を用いることなく着脱可能であるため、回転ブラシのメンテナンスが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施例に係る掃除ロボットを添付の図面を参照して説明する。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施例を添付の図面に基づいて説明する。
【００２６】
図３は、本発明による掃除ロボットを示す分解斜視図であって、符号１１０は掃除ロボット本体、１２０はブラシフレーム、１３０はブラシカバー、１４０は回転ブラシである。
【００２７】
掃除ロボット本体１１０は、図示していない駆動モータによって掃除ロボット１１０を停止および駆動させる複数の駆動ホイール１１１ａおよび補助ホイール１１１ｂが設けられ、その内部には、真空モータおよび集塵室が設けられている。前記集塵室は、ブラシフレーム１２０に設けられた吸入ポート１２２と連結され、被掃除面上の汚物を捕集する。また、掃除ロボット本体１１０の内部にブラシフレーム１２０が挿入されるように、好ましくは、ブラシフレーム収容部１１２が設けられ、ブラシフレーム収容部１１２には、ブラシフレーム１２０に突設されたヒンジ突起１２１と対応する位置にヒンジ収容部１１３が設けられている。ヒンジ収容部１１３は、ブラシフレーム収容部１１２の底面から突設された角状柱で、好ましくは、ヒンジ突起１２１の形状と対応するヒンジ収容溝１１４が形成される。ヒンジ突起１２１とヒンジ収容溝１１４との結合方法については後述する。
【００２８】
ブラシフレーム１２０は、ヒンジ収容部１１３に回動可能に結合されるヒンジ突起１２１と、掃除ロボット本体１１０に設けられた図示していない吸塵部と密封状態で連結される吸入ポート１２２と、ヒンジ収容部１１３が貫通結合されるようにブラシフレーム１２０の対応位置に貫設されたヒンジ収容部挿入孔１２３と、回転ブラシ１４０が回転可能に取り付けられる回転ブラシ収容溝１２４とを備えている。
【００２９】
ヒンジ突起１２１は、ヒンジ収容溝１１４と対応する径を有するボス１２１ａと、ボス１２１ａの端部にヒンジ突起１２１の離脱を防止するためのディスク部材１２１ｂとが設けられ、後述のヒンジ収容部挿入孔１２３の内周面に突設される。ボス１２１ａは、掃除ロボット本体１１０に設けられた駆動ホイール１１１ａの駆動軸と相互平行するように、ヒンジ収容部挿入孔１２３の内周面に一対が突設されることが好ましい。
【００３０】
なお、ヒンジ収容部挿入孔１２３は、ヒンジ収容部１１３と対応する形状であることが好ましいが、本発明の好適な実施例では、図示のようにヒンジ収容部１１３と対応するように、図３および図４に示されたように四角形状となっている。ヒンジ収容部挿入孔１２３の内周面にヒンジ突起１２１が突設される。なお、ヒンジ収容溝１１４に収容されるヒンジ突起１２１は、図５に示されたように、ねじ（Ｓ）で固定される結合部材１２５によって離脱が防止される。
【００３１】
回転ブラシ収容溝１２４は、回転ブラシ１４０が回転可能に設けられる個所であって、回転ブラシ１４０が回転しながら被掃除面を打って飛散する塵埃が容易に吸入されるように、吸入流路１２２ａを介して吸入ポート１２２と連結されている。
【００３２】
上記のような構成のブラシフレーム１２０は、図６に示されたように、ヒンジ突起１２１を中心に、床のような硬面（Ｆ）では自重で床面に密着される第１の位置から、図７に示されたようにカーペットのような多数の毛が植毛された面（Ｃ）では前記毛の上方面に支持されて床面と離隔する第２の位置に回動され、床面との過度な密着が防止される。
【００３３】
ブラシカバー１３０は、ブラシフレーム１２０にブラシカバーロック手段２００によって着脱可能に結合される。ブラシカバー１３０は、複数のリブ部材１３１によって区画された吸入孔１３２を有している。
【００３４】
回転ブラシ１４０は、その外周面に少なくとも１つ以上のブレード１４１が螺旋状に設けられ、ブレード１４１は、ゴムまたはこれと類似した材質で構成され、被掃除面を打つことができる。ブレード１４１は、図示のように、複数のリブ部材１３１と対応する位置が切り取られていることが好ましいが、これによって、リブ部材１３１に吸着される汚物または塵埃を減少させることができる。
【００３５】
ブラシカバーロック手段２００は、ブラシカバー１３０に設けられたロッカー取付孔１３３を介してブラシカバー１３０に正・逆方向に回転するように設けられ、一側には長軸および短軸を有するロッカー２１０ａが設けられ、他側には、ロッカー２１０ａをロック位置と解除位置に回転移動させるための円形操作部２１０ｂが設けられた少なくとも１つ以上のロック部材２１０、およびブラシフレーム１２０のロック部材２１０に対応する位置に形成され、前記ロッカーと対応する形状を有する少なくとも１つ以上のロックホール２２０を備えている。
【００３６】
なお、ロック部材２１０の円形操作部２１０ｂには、図３に示されたように、その中央に一文字状の操作突起２１１が形成され、ロッカー取付孔１３３の円周には、前記ロッカーのロック位置および解除位置を表示する位置表示部１３４が９０度間隔で表示されることもできる。
【００３７】
以下、本発明による掃除ロボットの動作を添付の図面に基づいて説明する。使用者が掃除ロボットの作動を開始すると、掃除ロボットは、室内の被掃除面をセンサ部の信号によって位置を判断しながら掃除を行う。
【００３８】
一般に、被掃除面は、図６に示されたように、床面のような硬い面（Ｆ）のものがほとんどであるため、この場合、掃除ロボットのブラシフレーム１２０は、自重でヒンジ突起１２１を中心に回動し、被掃除面と接触する第１の位置において被掃除面上の汚物を捕集する。
【００３９】
掃除ロボットが掃除作業を行いながら図７に示されたようにカーペットのように多数の毛の植毛された面（Ｃ）を掃除する場合、掃除ロボットのブラシフレーム１２０は、前記毛の上端部と接触しながらヒンジ突起１２１が中心に上方に持ち上げられ、前記毛の上端部によって前記掃除ロボットのブラシフレーム１２０が支持される第２の位置において掃除作業を行う。
【００４０】
このように、ブラシフレーム１２０が被掃除面の状態に応じて上昇および降下することができるため、被掃除面と吸入孔１３２との過度な密着が防止され、吸入効率の減少や掃除時に発生する騒音の増加を防止することができる。
【００４１】
なお、長時間掃除ロボットを使用すると、回転ブラシ１４０およびブラシフレーム１２０の回転ブラシ収容溝１２４には異物が嵌まり込むようになるが、この場合、ブラシカバー１３０を取り外して異物を容易に除去することができる。ブラシカバー１３０は、ブラシカバーロック手段２００によって別の道具を用いることなく着脱可能に結合される。前述のように、ロック部材２１０の円形操作部２１０ｂには、その中央に一文字状の操作突起２１１が形成されているため、別の道具を用いることなく手で把持して正逆方向に回転させることによってロックおよび解除が可能となる。
【００４２】
以上、本発明を、本発明の原理を例示するための好適な実施例をあげて図示および説明してきたが、本発明は、以上の実施例の構成および作用に限定されるものではなく、特許請求の範囲の思想および範疇を逸脱することなく本発明を種々に変更および修正して実施することができることはいうまでもなく、そのような全ての変更および修正と均等物も本発明の範囲に属するものとみなされるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のような本発明の掃除ロボットによれば、ブラシが掃除ロボット本体に対してヒンジ結合された個所を中心に旋回しながら被掃除面の状態に応じて吸入ポートと被掃除面との間の距離を一定に維持することができるため、過度な密着による吸入モータの過負荷が防止され、また、モータの騒音も減少するという効果が得られる。
【００４４】
また、ブラシフレームカバーが別の道具を用いることなく着脱可能となっているため、回転ブラシのメンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】一般の掃除ロボットを示す斜視図である。
【図２】図１の底面図である。
【図３】本発明による掃除ロボットを下面から見て示した分解斜視図である。
【図４】本発明による掃除ロボットの下面を示す平面図である。
【図５】本発明による掃除ロボットのブラシフレームカバーと回転ブラシが取り外された状態のブラシフレームが掃除ロボット本体に結合された状態を抜き取って示した斜視図である。
【図６】本発明による掃除ロボットが平らな床面を被掃除面とする場合においてブラシフレームの位置を示す側面図である。
【図７】本発明による掃除ロボットがカーペットのように多数の毛が植毛された面を被掃除面とする場合においてブラシフレームの位置を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１０    掃除ロボット本体
１１１ａ  駆動ホイール
１１１ｂ  補助ホイール
１１２    ブラシフレーム収容部
１１３    ヒンジ収容部
１１４    ヒンジ収容溝
１２０    ブラシフレーム
１２１    ヒンジ突起
１２１ａ  ボス
１２１ｂ  ディスク部材
１２２    吸入ポート
１２２ａ  吸入流路
１２３    ヒンジ収容部挿入孔
１２４    回転ブラシ収容溝
１２５    結合部材
１３０    ブラシカバー
１３１    リブ部材
１３２    吸入孔
１４０    回転ブラシ
１４１    ブレード
２００    ロック手段
２１０    ロック部材
２１０ａ  ロッカー
２１０ｂ  円形操作部
２１１    操作突起
２２０    ロックホール
【図１】
2005040577.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005040577.tif 000005
【図４】
2005040577.tif 000006
【図５】
2005040577.tif 000007
【図６】
2005040577.tif 000008
【図７】
2005040577.tif 000009