(57)【要約】【課題】  ゴミ満載状態の検出手段を簡素化した自走式掃除機を提供する。【解決手段】  ゴミ搬送管６には所定位置にマイクロホン２０が設置されている。マイクロホン２０の出力信号、すなわち採取したゴミ搬送管６内の音量に応じた振幅の電圧信号は制御部１０に入力される。制御部１０には予め、集塵室５内にゴミが全くない状態でゴミを吸引した場合のゴミ搬送管６内の音量に応じた初期振幅と、集塵室５内にゴミが満載状態になった場合に初期振幅からどれだけ変化するかを示す振幅変化量とが予め記憶されている。そして、制御部１０は電圧信号の振幅と初期振幅との差分値を算出し、この差分値が前記振幅変化量よりも大きくなるとゴミ満載状態を検出して清掃の停止および本体の移動を停止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
清掃ノズルから取り込んだゴミをゴミ搬送管を介して箱形状の集塵室に収容する清掃手段と、
本体を予め設定された領域内で自動的に移動および転回させる走行手段とを備えた自走式掃除機において、
前記ゴミ搬送管に取り付けられたマイクロホンと、
該マイクロホンで採取した音量と予め設定された基準音量とを用いて、前記集塵室内のゴミの満載を検出するゴミ満載検出手段と、
前記本体の状態を表示する表示手段と、
前記本体に床面の仕様に応じて清掃モードを切り替える切り替え手段とを備え、
前記ゴミ満載検出手段は、前記清掃モードに応じて切り替えられた前記基準音量に基づき、前記集塵室内のゴミの満載を検出した場合に、前記表示手段にゴミ満載を示す表示を行わせるとともに、前記走行手段を制御して本体を停止させるか、または、前記走行手段を制御して通常清掃時とは異なる走行動作を行わせることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
清掃ノズルから取り込んだゴミをゴミ搬送管を介して箱形状の集塵室に収容する清掃手段と、
本体を予め設定された領域内で自動的に移動および転回させる走行手段とを備えた自走式掃除機において、
前記ゴミ搬送管に取り付けられたマイクロホンと、
該マイクロホンで採取した音量と予め設定された基準音量とを用いて前記集塵室内のゴミの満載を検出するゴミ満載検出手段とを備えたことを特徴とする自走式掃除機。
【請求項３】
前記ゴミ満載検出手段が前記集塵室内のゴミの満載を検出した場合に、前記走行手段を制御して本体を停止させることを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
【請求項４】
前記ゴミ満載検出手段が前記集塵室内のゴミの満載を検出した場合に、前記走行手段を制御して、通常清掃時とは異なる走行を行わせることを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
清掃モードを切り替える切り替え手段を備え、
前記ゴミ満載検出手段は、前記清掃モードに応じて前記基準音量を切り替える請求項２〜４のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項６】
前記ゴミ満載検出手段が前記集塵室内のゴミの満載を検出した場合に、ゴミ満載を示す表示を行う表示手段を備えた請求項２〜５のいずれかに記載の自走式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、予め設定された領域内を自動で走行しながら清掃を行う自走式掃除機、特に、自走式掃除機の集塵室のゴミの満載を検出する手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自走式掃除機は、本体を走行させる走行手段と清掃を行う清掃手段とを備え、予め設定された領域を自動で走行しながら清掃を行う。この際、集塵室内のゴミが満載状態であると、確実にゴミを吸引することができず、清掃を行うという掃除機本来の目的を達成することができなくなる。このため、集塵室のゴミの満載を検出する方法が従来から考案されている。
【０００３】
例えば、自走式掃除機の集塵室のゴミの満載を検出する方法として、集塵室にゴミを導くパイプ内の音の周波数を測定し、この周波数が所定値となれば集塵室内のゴミが満載状態であると検出する方法がある（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−３９４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前述の特許文献１に記載の自走式掃除機では、マイクロホンでパイプ内の音を採取して、この音の周波数をフィルタを介して検出し、Ｆ−Ｖ変換器でＦ−Ｖ変換し、さらにコンパレータでＦ−Ｖ変換により得られた電圧と予め設定された基準電圧と比較することで集塵室内のゴミの満載を検出している。すなわち、特許文献１に記載の自走式掃除機では、まず、マイクロホンで取得した音の信号の周波数検出を行う。次に、検出された周波数に応じた振幅の電圧信号を発生する。次に、この電圧信号の振幅と予め設定された振幅とを比較し、電圧信号の振幅が予め設定された振幅よりも大きい場合に集塵室内のゴミが満載であると判断する。このように特許文献１に記載の自走式掃除機では、マイクロホンで採取した音の周波数を一旦検出しなければならず、ゴミの満載検出手段の構成が複雑になってしまう。
【０００５】
この発明の目的は、ゴミ満載の検出手段を簡素化した自走式掃除機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、清掃ノズルから取り込んだゴミをゴミ搬送管を介して箱形状の集塵室に収容する清掃手段と、本体を予め設定された領域内で自動的に移動および転回させる走行手段とを備えた自走式掃除機において、ゴミ搬送管に取り付けられたマイクロホンと、該マイクロホンで採取した音量と予め設定された基準音量とを用いて集塵室内のゴミの満載を検出するゴミ満載検出手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
この構成では、集塵室内のゴミの収容状況に応じて、ゴミ搬送管内の音量が変化することを利用している。すなわち、マイクロホンはゴミ搬送管内の音を採取して、この音量に応じた振幅の電圧信号を出力する。ゴミ満載検出手段は、この電圧信号の振幅と予め設定されている振幅とを比較して、これらの差が所定値よりも大きくなった場合に、集塵室内のゴミが満載状態であると判断する。
【０００８】
また、この発明は、ゴミ満載検出手段が集塵室内のゴミの満載を検出した場合に、走行手段を制御して本体を停止させることを特徴としている。
【０００９】
この構成では、ゴミ満載検出手段が音量によりゴミの満載を判断すると、走行手段は本体の移動を停止して集塵室内のゴミが捨てられるまで待機する。
【００１０】
また、この発明は、ゴミ満載検出手段が集塵室内のゴミの満載を検出した場合に、走行手段を制御して、通常清掃時とは異なる走行を行わせることを特徴としている。
【００１１】
この構成では、ゴミ満載検出手段が音量により集塵室内のゴミが満載状態であると判断すると、走行手段は本体に通常清掃時とは異なる走行動作を行わせる。
【００１２】
また、この発明は、清掃モードを切り替える切り替え手段を本体に備え、ゴミ満載検出手段に清掃モードに応じて基準音量を切り替えさせることを特徴としている。
【００１３】
この構成では、フローリング、絨毯、畳等の床面の仕様に応じて集塵室内のゴミ満載を検出する基準音量が切り替えられる。
【００１４】
また、この発明は、本体に表示手段を備え、ゴミ満載検出手段がゴミ満載状態を検出した場合に、表示手段にゴミ満載を示す表示を行わせることを特徴としている。
【００１５】
この構成では、前記本体の停止や通常清掃動作と異なる走行動作とともに、表示手段によりユーザにゴミ満載が通知される。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、ゴミ搬送管内の音量、すなわちマイクロホンから出力される電圧信号の振幅を基準振幅と比較するだけでゴミの満載状態を判断することができるので、ゴミ満載状態を検出できる簡素な構造の自走式掃除機を構成することができる。
【００１７】
また、この発明によれば、ゴミ満載を検出した時点で本体の走行が停止するので、掃除できないまま走行する等の不必要な走行が抑制される自走式掃除機を構成することができる。
【００１８】
また、この発明によれば、ゴミ満載を検出した時点で通常とは異なる走行動作を行うことで、ユーザはゴミ満載状態を確実に認識することができる。これにより、簡素な構造でありながら、ゴミ満載状態を検出して確実にユーザに通知できる自走式掃除機を構成することができる。
【００１９】
また、この発明によれば、床面の仕様に応じて異なる基準音量が設定されるので、清掃中の床面に応じて正確にゴミ満載状態を検出する自走式掃除機を構成することができる。
【００２０】
また、この発明によれば、前記走行動作の変化とともに、表示手段によりゴミ満載状態が外部に通知されるので、簡素な構造でありながら、ゴミ満載状態を検出してより確実にユーザに通知できる自走式掃除機を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る自走式掃除機について図を参照して説明する。
【００２２】
図１は本実施形態に係る自走式掃除機の概略構成を示すブロック図である。
【００２３】
自走式掃除機は、清掃領域内の予め設定された軌道に沿って本体１を移動させる走行手段と、前記清掃領域内の床面のゴミを取り除き収容する清掃手段とから構成される。
【００２４】
本体１の後方下部の左右には、駆動輪２と、該駆動輪２のそれぞれに接続して駆動輪２を回転させる駆動モータ１４とが備えられており、本体１の前方下部には従動輪３が備えられている。また、駆動モータ１４は本体１の走行を制御する走行制御部１１に電気的に接続されている。これら、走行制御部１１、駆動輪２、駆動モータ１４、および従動輪３が本発明の「走行手段」に相当する。
【００２５】
また、本体１には、前方下部に設けられ、床面のゴミを取り除くノズル４と、ゴミを収容する箱形状の集塵室５と、ノズル４と集塵室５とを接続してゴミを集塵室５に導くゴミ搬送管６とが備えられており、ノズル４の内部にはブラシ４０が配置されている。また、集塵室５のゴミ搬送管６と対向する側の側壁には排送ファン１３が設置されている。そして、本体１には清掃動作を制御する清掃制御部１２が備えられており、排送ファン１３とブラシ４０に電気的に接続されている。これら、ノズル４、ブラシ４０、集塵室５、排送ファン１３、ゴミ搬送管６、および清掃制御部１２が本発明の「清掃手段」に相当する。また、ゴミ搬送管６の所定位置には、ゴミ搬送管６内の音を採取するマイクロホン２０が設置されている。なお、マイクロホン２０はゴミ搬送管６内に設けても、ゴミ搬送管６外の近傍に設けてもよく、ゴミ搬送管６内の音が安定して採取できる位置に設置されていればよい。
【００２６】
さらに、本体１には、自走式掃除機全体の動作を制御する制御部１０が備えられており、制御部１０は、走行制御部１１および清掃制御部１２を介してそれぞれ走行動作および清掃動作を制御する。また、制御部１０はマイクロホン２０に電気的に接続しており、マイクロホン２０から出力される電圧信号を検出する。
【００２７】
次に、このような自走式掃除機の動作について説明する。
【００２８】
ユーザから清掃開始命令が入力されたり、予め設定された清掃開始時間が検出されると、清掃制御部１２はブラシ４０を回転させて床面上のゴミをはね上げてノズル４内に取り込む。これと同時に清掃制御部１２は排送ファン１３を作動させて集塵室５内の空気を外部に排出する。これにより、ノズル４内に取り込まれたゴミはゴミ搬送管６を介して集塵室５に導かれ、集塵室５内に順次堆積して収容される。
【００２９】
走行制御部１１は、駆動モータ１４を制御して駆動輪２を回転させて清掃開始位置から移動を開始する。この際、図示されていないメモリには、本体１の移動経路（軌道）が予め記憶されている。例えば、長方形状の室内を清掃領域とした場合、長辺方向に沿って移動し（往路）、境界に達すると短辺方向に転回して短辺方向に沿って所定距離だけ移動する。次に、長辺方向に転回し、往路と逆方向で長辺方向に沿って移動する。そして、短辺方向へ転回して所定距離だけ移動する。以下、この動作を繰り返すものであり、一般にこの軌道はジグザグ走行軌道といわれる。走行制御部１１は、この軌道に沿って移動するように駆動モータ１４を制御し、駆動モータ１４はこの制御に応じて駆動輪２を所定方向に回転させる。ここで、本体１には、図示していない複数のセンサが取り付けられており、これらセンサ類が本体１の周囲の状況を感知する。この感知結果は走行制御部１１に入力され、走行制御部１１はこの感知結果に基づいて駆動モータ１４を駆動することで、周囲の障害物や壁に衝突することを防いでいる。
【００３０】
このように所定領域内を走行しながら清掃を行っている間、マイクロホン２０はゴミ搬送管６内の音を採取して、この音量に応じた振幅の電圧信号を出力する。
【００３１】
制御部１０には、集塵室５内にゴミが全く堆積していない状態でゴミを吸引した場合のゴミ搬送管６内の音量に応じた初期振幅と、集塵室５内にゴミが満載となった状態でゴミを吸引した場合に初期振幅に対してどれだけ振幅が変化したかを示す振幅変化量とが予め記憶されいる。そして、制御部１０は、図２に示すフローに基づいて、集塵室５内のゴミ満載状態を検出し、清掃および走行動作を引き続き行うか、停止するかの制御を行う。この構成とすることで、制御部１０が本発明の「ゴミ満載検出手段」として機能する。そして、この場合、初期振幅および振幅変化量に応じる音量が本発明の「基準音量」に相当する。
【００３２】
図２はゴミ満載状態の検出と、走行、清掃制御とを行うフローを示すフローチャートである。
【００３３】
制御部１０は、マイクロホン２０から出力された電圧信号の振幅を所定周期で検出する（ｓ１）。次に、制御部１０は、この検出された振幅と予め記憶されている前記初期振幅との差分値を算出する（ｓ２）。次に、制御部１０は、この差分値と予め記憶されている振幅変化量とを比較し（ｓ３）、差分値が振幅変化量以下であれば、清掃動作および移動動作を引き続き行うように走行制御部１１および清掃制御部１２を制御する。そして、制御部１０は、所定領域内の清掃を終了するまで、または、前記差分値が前記振幅変化量よりも大きくなるまで、所定周期でこの動作を繰り返す。
【００３４】
制御部１０は、前記差分値が前記振幅変化量よりも大きくなると、集塵室５内のゴミが満載であると判断し、清掃制御部１２にゴミ吸引動作を停止する制御を行うとともに（ｓ４）、走行制御部１１に本体１の移動を停止する制御を行う（ｓ５）。
【００３５】
清掃制御部１２は、ゴミ吸引動作の停止制御を受けると、ブラシ４０の回転を停止させるとともに、排送ファン１３の動作を停止する。一方、走行制御部１１は移動停止制御を受けると、駆動モータ１４の駆動を停止する。
【００３６】
このように、本実施形態の自走式掃除機は、集塵室内のゴミの収容状態に応じてゴミ吸引時のゴミ搬送管内の音量が変化することを利用し、この音量をゴミ満載検出の閾値に用いることができる。これにより、従来例のような複雑な構成を用いることなく、簡素な構造でありながら、確実にゴミ満載状態を検出する自走式掃除機を実現することができる。
【００３７】
また、ゴミ満載状態を検出すると走行および清掃を停止することで、ゴミの吸引能力が殆どないままで清掃動作を続行する等の不必要な動作を防止する自走式掃除機を実現することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、集塵室内にゴミが無い状態でのゴミ搬送管内の音量に対応する振幅と、ゴミ満載状態になった場合にどれだけ振幅が変化するを示す振幅変化量とを用いて、ゴミ満載状態を検出した。しかしながら、ゴミが集塵室内に堆積するにつれて音量が大きくなるか小さくなるかを予め把握しておけば、ゴミ満載状態での音量に基づく振幅を基準振幅として予め記憶しておき、この基準振幅よりも大きくなるかまたは小さくなるかを判断することでゴミ満載状態を検出してもよい。この場合、予め記憶しておく振幅量が一つとなり、この振幅とマイクロホンから出力される電圧信号の振幅とを比較するだけでゴミ満載状態を検出できるので、さらに簡素なフローでゴミ満載状態を検出することができる。
【００３９】
また、前述の実施形態では、ゴミ満載状態を検出すると本体の移動を停止させたが、ゴミ満載状態になると、通常の走行動作と異なる動作を行わせてもよい。例えば、清掃動作を停止した後に、その位置で連続回転したり、通常の走行経路に対して所定角で所定範囲内を往復動する等の動作を行わせてもよい。このような構成とすることで、ユーザは自走式掃除機本体の挙動を見て、すぐにゴミ満載状態を識別することができる。これにより、簡素な構造で確実にゴミ満載状態を検出するとともに、ユーザにゴミ満載状態をさらに明確に通知する自走式掃除機を実現することができる。
【００４０】
また、前述の実施形態では、基準となる振幅および振幅変化量がそれぞれ１種類であったが、清掃領域内の床面の種類に応じて基準となる振幅および振幅変化量を複数記憶して用いてもよい。例えば、床面がフローリングの場合の振幅および振幅変化量、床面が絨毯の場合の振幅および振幅変化量、床面が畳の場合の振幅および振幅変化量をそれぞれ記憶しておく。そして、本体には床面の仕様に応じて清掃モードを切り替える切り替えスイッチを設けておく。なお、このスイッチは本体表面に設けられた手動スイッチでも、センサ等により構成され、自動で床面を検出する自動スイッチでもよい。これにより、床面の仕様に応じて切り替えられた清掃モードに基づいて、基準となる振幅および振幅変化量が変化するので、床面の仕様に関係なく、確実にゴミ満載状態を検出することができる。
【００４１】
次に、第２の実施形態に係る自走式掃除機について図３を参照して説明する。
【００４２】
図３は本実施形態に係る自走式掃除機の概略構成を示すブロック図である。
【００４３】
図３に示す自走式掃除機は、本体１の上面側に表示部１５を備えたものであり、他の構成は図１に示した自走式掃除機と同じである。
【００４４】
表示部１５は、例えば、複数のＬＥＤランプを備え、本体１の動作状態等を発光色および発光パターンを変化させることにより外部に通知する。表示部１５の発光制御は制御部１０により行われ、制御部１０は走行制御部１１および清掃制御部１２に各制御命令を出力するとともに、表示部１５に前記制御命令に応じた発光制御命令を出力する。
【００４５】
このような自走式掃除機において、前述のように、マイクロホン２０が採取した音量が予め設定された初期音量（振幅）に対して所定変化量よりも大きく変化すると、制御部１０は集塵室５内のゴミ満載状態を検出して、走行制御部１１および清掃制御部１２を制御するとともに、表示部１５がゴミ満載状態を示す表示を行う制御をする。例えば、通常清掃、走行時には緑色ＬＥＤを点灯させておき、ゴミ満載状態になると赤色ＬＥＤを点灯させる等の制御を行う。
【００４６】
このような構成とすることで、本体の動作の変化とともに、表示部からの発光状態によりゴミ満載状態を外部に通知することができるので、ユーザはより確実にゴミが満載状態であり、集塵室内のゴミを捨てなければならないことを認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施形態に係る自走式掃除機の概略構成を示すブロック図
【図２】第１の実施形態に係る自走式掃除機のゴミ満載検出、走行制御、清掃制御のフローチャート
【図３】第２の実施形態に係る自走式掃除機の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４８】
１−自走式掃除機の本体
２−駆動輪
３−従動輪
４−ノズル
４０−ブラシ
５−集塵室
６−ゴミ搬送管
１０−制御部
１１−移動制御部
１２−清掃制御部
１３−排送ファン
１４−駆動モータ
１５−表示部
２０−マイクロホン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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