(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気流から塵埃を分離するための塵埃分離装置を着脱可能に支持するシャシと、前記塵埃分離装置の吸入口と着脱可能に連通する排出口を有する掃除機ヘッドと、を備えた掃除機であって、前記塵埃分離装置が前記シャシから取外し可能であることにより、前記塵埃分離装置または該塵埃分離装置において吸入口を含む部分は、前記掃除機ヘッドが前記塵埃分離装置の吸入口と連通せず前記塵埃分離装置に代替塵埃空気吸入口が接続される代替位置へと移動可能となっていることを特徴とする掃除機。
【請求項２】
前記代替塵埃空気吸入口は、ホースまたはホース・筒体アッセンブリからなることを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
【請求項３】
前記塵埃分離装置は、剛体外殻または剛体ハウジングを備えるか、あるいは、剛体外殻または剛体ハウジングによって囲繞されていることを特徴とする請求項１または２に記載の掃除機。
【請求項４】
前記剛体外殻または剛体ハウジングは、概して円筒形状であることを特徴とする請求項３に記載の掃除機。
【請求項５】
前記剛体外殻または剛体ハウジングは、該剛体外殻または剛体ハウジングの他の部分に、複数位置で取付け可能とされていることを特徴とする請求項３または４に記載の掃除機。
【請求項６】
概して円筒形状の外殻またはハウジングは、本体と、取外し可能な端部と、を備え、前記端部は、前記本体に複数位置で取付け可能とされていることを特徴とする請求項４または５に記載の掃除機。
【請求項７】
前記端部は、前記本体に、既定の２つの位置で取付け可能とされていることを特徴とする請求項６に記載の掃除機。
【請求項８】
前記既定の２つの位置は、対向する正反対の位置であることを特徴とする請求項７に記載の掃除機。
【請求項９】
前記塵埃分離装置は、遠心分離装置を備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１０】
前記遠心分離装置は、直列配置された２つのサイクロンを備えていることを特徴とする請求項９に記載の掃除機。
【請求項１１】
前記分離装置への吸入口は、接線方向吸入口であることを特徴とする請求項９または１０に記載の掃除機。
【請求項１２】
前記分離装置において吸入口を含む部分は、前記塵埃分離装置の他の部分にフィットするサイクロン体を保持していることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１３】
前記吸入口は開口部を備え、前記排出口はシールを備えた対応する開口部を有していることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１４】
前記塵埃分離装置の吸入口に接続可能であるように構成された接続部分を有するホースまたはホース・筒体アッセンブリをさらに備えていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１５】
前記接続部分は、前記吸入口の開口部に対応する開口部を備えていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の掃除機。
【請求項１６】
前記接続部分の開口部はシールを保持していることを特徴とする請求項１５に記載の掃除機。
【請求項１７】
前記塵埃分離装置の位置、または塵埃分離装置において吸入口を含む部分の位置を検出する手段と、検出した前記位置に基づいて掃除機の作動を制御する手段と、を備えていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の掃除機。
【請求項１８】
該掃除機は領域内で自ら走行可能な自走式掃除機であり、検出された前記吸入口の位置によって、該掃除機の作動モードは、自走モードまたは手動モードのいずれかに制御されることを特徴とする請求項１７に記載の掃除機。
【請求項１９】
前記検出手段が、前記掃除機ヘッドと前記塵埃分離装置の吸入口とが連通していないことを検知した場合、該掃除機のブラシバーの作動が禁止されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掃除機に関するものであり、より詳しくはロボット式掃除機に関するものであるが、これに限定はされない。
【０００２】
【従来の技術】
複数のモードで、すなわちアップライトモードとシリンダモードとで使用可能な掃除機は周知である。アップライトモードにおいて掃除機は、床面またはその他の掃除面を縦横に走行する掃除機ヘッドを通じて塵埃空気を掃除機内に吸引する。シリンダモードでは、塵埃空気は、ホースまたはホース・筒体アッセンブリを通じて掃除機内に吸引される。２つの作動モードに切換え可能な掃除機のほとんどは、恒久的に取付けられシリンダモードにおいて使用可能なホースを有するアップライト型掃除機である。ホースが掃除機の塵埃分離装置の入口に恒久的に取付けられ、アップライトモードではホースの遠方端部が中空ソケット内に保持され、こうしてアップライトモードではホースが塵埃空気吸引経路の一部を構成する場合もある。このような構成の場合、アップライトモードにおける空気の流路は、滑らかな管路またはパイプではなくホースであるので、吸引損失が大きくなる。他の構成として、ホースを掃除機本体に恒久的に取付け、塵埃空気を掃除機内に掃除機ヘッドを通じて吸引するか、ホースを通じて吸引するかを切換えるためのバルブを設ける場合もある。欧州特許第0 134 654号公報において図面と共に説明されているように、上記バルブを、アップライト型掃除機本体の傾斜角に応じて作動させることもできる。このような構成は、アップライトモードの際に塵埃空気がホースを通ることがないという点で先に述べた変更形態より優れている。しかしながら、このような構成では、シリンダモードにおいて空気流路が理想状態より長くなりがちであり、その結果、回避しがたい損失を招くことになる。
【０００３】
自走式またはロボット式掃除機も既に提案されている。ロボット式掃除機は、アップライト型掃除機及びシリンダ型掃除機とは異なる方式で作動する。通常の、つまり自走式の作動においては、掃除機はそれ自体が有する電力と誘導システムとを用いて掃除面上を走行する。人は介在しない。塵埃空気は、アップライト型掃除機をアップライトモードで使用する場合と同様に、掃除機ヘッドを通じて掃除機内に吸引される。ロボット式掃除機は、米国特許第5,781,960号明細書、及び同5,109,566号明細書などに記載されている。これらのうち後者の文献は、ロボット式掃除機で掃除できない部分を手動で掃除するために、従来型ホースをロボット式掃除機に取付けることができることも示唆している。従来の掃除機のように、作動モードに応じて塵埃空気吸入口を選択するように空気通路を切換える装置が含まれている。このような切換装置は故障しやすく、故障した場合、切換装置が配置されている空気通路が閉塞される場合がある。この閉塞は、掃除機において吸引損失及び／または圧力低下を招くことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、２つの異なる作動モード間の切換えが容易かつ便利に行える掃除機を提供することである。本発明のさらなる目的は、２つの異なる作動モード間の切換えが無要な損失なしに、あるいは無要な損失を最小化した形で行える掃除機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明が提供する掃除機は、空気流から塵埃を分離するための塵埃分離装置を着脱可能に支持するシャシと、塵埃分離装置の吸入口と着脱可能に連通する排出口を有する掃除機ヘッドと、を備えた掃除機であって、塵埃分離装置がシャシから取外し可能であることにより、塵埃分離装置または該塵埃分離装置において吸入口を含む部分は、掃除機ヘッドが塵埃分離装置の吸入口と連通せず塵埃分離装置に代替塵埃空気吸入口が接続される代替位置へと移動可能となっていることを特徴とする。
【０００６】
このような構成により、ホース、またはホース・筒体アッセンブリを、直接塵埃分離装置への流入口に取付けることが可能になる。この場合、ホースを通じて流入する空気は、掃除機ヘッドから塵埃空気を通すように構成されたダクトを通る必要がない。掃除機ヘッドが使用されている場合、流入する空気は、ホース、またはホースから空気を通すように構成された他のダクトを通る必要がない。いずれの場合でも、空気流の経路は最小限に制限される。さらに、切換バルブが存在しないので、この領域における誤作動または故障の危険性が低減され、流入する空気が、掃除機における空気通路の不連続部を通る必要もない。
【０００７】
好ましい実施形態では、塵埃分離装置は、剛体外殻または剛体ハウジングを備えるか、あるいは、剛体外殻または剛体ハウジングによって囲繞されている。この構成によれば、ユーザーが、分離装置またはその関連部分を、より容易にかつ確実に動かすことができる。塵埃分離装置を概して円筒形状とし、一端部を、掃除機本体に複数位置で、好ましくは正反対に対向する２つの位置で取付け可能とすると、より好ましい。正反対に対向する前記２つの位置は、ユーザーが意に反して誤った位置を選択する危険性が減少するという意味で好ましい。前記２つの位置を別の間隔で設けることもでき、９０°の間隔も同様に好ましい。塵埃分離装置において吸入口を含む部分を取外し、新たな位置に再組付けする変更形態として、塵埃分離装置において吸入口を含む部分を、塵埃分離装置の他の部分に対して回転可能としてもよい。塵埃分離装置において吸入口を含む部分の回転位置は、適切な目印または物理的形態によって識別することができる。
【０００８】
塵埃分離装置は、遠心分離装置を備えていると好ましく、直列配置された２つのサイクロンを備えているとなお好ましい。このような構成により、空気流から塵埃が、効果的かつ効率的に分離される。
【０００９】
塵埃分離装置の位置、または塵埃分離装置において吸入口を含む部分の位置を検出する手段と、検出した位置に基づいて掃除機の作動を制御する手段と、を備えていると好ましい。該掃除機が領域内で自ら走行可能な自走式掃除機である場合、検出された吸入口の位置によって、該掃除機の作動モードは、自走モードまたは手動モードのいずれかに制御される。
【００１０】
好ましくは、検出手段が、掃除機ヘッドと塵埃分離装置の吸入口とが連通していないことを検知した場合、該掃除機のブラシバーの作動が禁止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る例示のための実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図示の掃除機１０は、２つの被駆動ホイール１４とキャスターホイール１６とによって支持され概して円形に形成された支持シャシ１２を備えている。シャシ１２は、ＡＢＳ樹脂のような高強度型成形プラスチック材から形成することが好ましいが、アルミニウムまたは鋼のような金属から同様に形成することもできる。シャシ１２は、以下に説明する掃除機１０の構成部材を支持している。被駆動ホイール１４は、シャシ１２の直径の両側に配置されている。この直径は、掃除機１０の前後方向軸線１８に対して直交している。被駆動ホイール１４の各々は、高強度型成形プラスチック材から形成され、その外周には比較的軟らかい刻み目付きバンドが巻かれ、こうして、掃除機１０が滑らかな床上を走行する際のホイール１４のグリップが改善されている。被駆動ホイール１４は、支持ベアリング（図示せず）を介して互いに独立してモーター１５に接続されている。モーター１５は、各ホイール１４を前進方向または後退方向に駆動することができる。両ホイール１４を前進方向に同一速度で駆動することにより、掃除機１０を前進方向に駆動することができる。両ホイール１４を後退方向に同一速度で駆動することにより、掃除機１０を後退方向に駆動することができる。両ホイール１４を反対方向に駆動することにより、掃除機１０をその中心軸回りに回転させることができ、こうして転回走行を実現することができる。以上述べた駆動方式は周知技術であるので、さらなる詳細説明は行わない。
【００１３】
キャスターホイール１６の直径は、例えば図３に示すように、被駆動ホイール１４の直径よりずっと小さく形成されている。キャスターホイール１６は駆動されることはなく、単に掃除機１０の後部においてシャシ１２を支持しているだけである。シャシ１２の後端部に配置されたキャスターホイール１６の位置、及びキャスターホイール１６が回動ジョイント２０を介して回動自在にシャシに取付けられていることにより、キャスターホイール１６は、掃除機１０が被駆動ホイール１４によって駆動される際に、その転回性能を阻害することなく掃除機１０の後端で従動する。回動ジョイント２０は、図３に最も明瞭に示されている。キャスターホイール１６は、環状ハウジング２０ｂに受容されかつ上方に向けて延在する円筒部材２０ａに取付けられている。円筒部材２０ａは、環状ハウジング２０ｂ内で自在に回転することができるようになっている。この種の構成は周知技術である。キャスターホイール１６は型成形プラスチック材、またはナイロンのような他の合成材料から形成することができる。
【００１４】
シャシ１２の下面には、掃除機１２が載っている表面に面した吸引開口部２４を含む掃除機ヘッド２２が設けられている。吸引開口部２４は概して矩形をなし、掃除機ヘッド２２のほぼ全幅にわたって延在している。吸引開口部２４内にはブラシバー２６が回転可能に取付けられ、掃除機ヘッド２２にはモーター２８が取付けられている。モーター２８は、そのシャフトとブラシバー２６とに掛けられた駆動ベルト（図示せず）を介してブラシバー２６を駆動する。掃除機ヘッド２２は、掃除機ヘッド２２が掃除面に対して浮遊状態となるように、シャシ１２に取付けられている。このような取付け方式は、本実施形態では、掃除機ヘッド２２を第１回動点２９ａ回りに回動可能な状態でアーム２７に取付け（図５参照）、このアーム２７を第２回動点２９ｂ回りに回動可能な状態でシャシ１２の下面に取付けることによって実現されている（明瞭化のため図５にはシャシ１２を示していない）。掃除機ヘッド２２とシャシ１２との間の二重関節結合によって、掃除機ヘッド２２はシャシ１２に対して上下方向へ自在に動くことができる。このような構成により、掃除機ヘッド２２は、本、雑誌、じゅうたん縁部といった小さな障害物を乗り越えることができる。このようにして掃除機は、高さ25mm程度までの障害物を越えて走行することができる。掃除機ヘッド２２の後方部分とシャシ１２内に配置された吸入ポート３２との間には可動接続部３０（図４，５参照）が設けられている。可動接続部３０はロールシールからなり、その一端は吸入ポート３２の上流側開口部にシール状態で取付けられ、他端は掃除機ヘッド２２内の開口部輪郭にシール状態で取付けられている。掃除機ヘッド２２がシャシ１２に対して上方に動くとき、ロールシール３０は巻き畳まれて収縮し、掃除機ヘッド２２の上方に向けた動きを吸収する。掃除機ヘッド２２がシャシ１２に対して下方に動くとき、ロールシール３０は巻き出されて伸長し、下方への動きを吸収する。
【００１５】
障害物に遭遇した際の掃除機ヘッド２２の上下方向の動きを補助するために、掃除機ヘッド２２の前端部から前方へ向けて、突出ランプ部３６が設けられている。障害物に遭遇した場合、障害物はまずランプ部３６に当たり、ランプ部３６の傾斜によって掃除機ヘッド２２は障害物を乗り越えるように持ち上げられ、障害物に掃除機１０がひっかかることが回避される。掃除機ヘッド２２は、図３，５では下降位置で示している。キャスターホイール１６もまたランプ部１７を備えており、これも、掃除機１０が障害物に遭遇してこれを乗り越える必要が生じた場合に補助の役割を果たす。こうして、掃除機ヘッド２２が障害物を乗り越えた後に、キャスターホイール１６が障害物にひっかかることもない。
【００１６】
図２から分かるように、掃除機ヘッド２２は非対称状態でシャシ１２に取付けられている。すなわち、掃除機ヘッド２２の一側はシャシ１２の輪郭から突出している。この構成により、掃除機１０は、掃除機１０において掃除機ヘッド２２が突出している側で、部屋の端を掃除することができる。
【００１７】
シャシ１２には、複数のセンサー４０が取付けられている。センサー４０は、掃除機１０の経路上の障害物、及び壁または家具のようなその他の境界部への接近を検出するように構成され配置されている。センサー４０は、いくつかの超音波センサーといくつかの赤外線センサーとを備えている。図１は、限定のためにセンサーの配置を示しているのではなく、センサーの配置は本発明を構成するものではない。ここでは、掃除機１０が既定領域内でそれ自体をガイドして前記領域が掃除されるように、掃除機１０は適切なセンサー及び検出器４０を備えている、と述べるだけで十分である。誘導制御及び操舵装置を備えた制御ソフトウェアは、制御パネル４４の下方または掃除機１０内のその他の場所に配置されたハウジング４２内に収容されている。バッテリパック４６は、被駆動ホイール１４の内側でシャシ１２に取付けられており、ホイール１４を駆動するモーターのために、及びソフトウェア制御のために電力を供給する。バッテリパック４６は、バッテリ充電装置（図示せず）へと搬送するために、取外すことができる。掃除機１０はまた、シャシ上に支持されかつ掃除機ヘッド２２内の吸引開口部２４を通じて塵埃空気を掃除機１０内へ吸引するためのモーター・ファンユニット５０を備えている。
【００１８】
シャシ１２はまた、掃除機内へ吸引された空気から塵埃を分離するためのサイクロン式分離装置５２を支持している。サイクロン式分離装置５２の特徴は、図３，４に最もよく示されている。サイクロン式分離装置５２は、同心状に配置された外側サイクロン５４と内側サイクロン５６とを備えている。両サイクロン５４，５６の共通軸は水平に配置されている。サイクロン式分離装置５２は、接線方向吸入口５９を備えた端部５８を有している。接線方向吸入口５９は、その先端に開口部を備えている。開口部は概して円形であるが、一部分は平坦化されて、明瞭ではないＤ字断面をなしている。端部５８の他の部分は概して円筒形であり、概して螺旋状の端壁６０を有している。端部５８は、外壁６４を有する円筒集塵箱６２内に直接開口している。外壁６４の直径は端部５８の直径と同じである。端部５８と円筒集塵箱６２とは、解除可能なクリップによって互いに接続保持されている。このクリップは、公知であるどのようなタイプのものでもよい。図には特定のクリップを示していない。円筒集塵箱６２と端部５２との間には、それら部材間のシールを実現するためにリップシールが設けられている。ユーザーが外側サイクロン５４の内部を見ることができるように、円筒集塵箱６２は透明なプラスチック材から形成されている。集塵箱６２において端部５８から離れた一端は、円錐台形状に形成されかつ封止されている。外壁６４から所定距離離れた位置には集塵箱の端部と一体に位置決めリング６６が形成され、位置決めリング６６の内側には、集塵箱６２の端部と一体にダストリング６８が形成されている。塵埃を廃棄する目的で分離装置５２をシャシ１２から取外すのを補助するために、集塵箱６２の外表面には対向する２つの把持部７０が設けられている。把持部７０は透明集塵箱６２と一体に成形され、外表面６４から上方かつ外方に突出して、図１に示すようにアンダーカット形状をなしている。
【００１９】
内側サイクロン５６は、部分的に円筒形状、部分的に円錐台形状のサイクロン体７２によって構成されている。サイクロン体７２は、端部５８の端面に堅固に取付けられている。サイクロン体７２は、透明集塵箱６２の前後方向軸に沿って集塵箱のほぼ端面にまで延在し、サイクロン体７２の先端部７２ａはダストリング６８によって取り囲まれている。サイクロン体７２の先端部７２ａにおける円錐状開口部と集塵箱６２の端面との間の隙間は、８mm以下であることが好ましい。
【００２０】
集塵箱６２内には微粒ダスト収集器７４が配置され、その一端は位置決めリング６６によって支持されている。微粒ダスト収集器７４の他端は、サイクロン体７２によって支持されている。微粒ダスト収集器７４と、その両支持端部との間にはシール部材７６が設けられている。微粒ダスト収集器７４は、位置決めリング６６内で受容されるように形成された第１円筒部７４ａと、第１円筒部７４ａより小径に形成された第２円筒部７４ｂとを備えている。円筒部７４ａ，７４ｂは、それらと一体成形された円錐台部７４ｃによって接続されている。単一フィンまたは単一仕切り板７８もまた微粒ダスト収集器７４と一体に成形され、第２円筒部分７４ｂ及び円錐台部７４ｃから半径方向外方に延在している。フィン７８の外側縁部は第１円筒部７４ａに整列し、フィン７８において第１円筒部７４ａから離隔した縁部は円錐台部分７４ｃと略平行に形成されている。フィン７８は、微粒ダスト収集器７４から鉛直方向上方に延在している。
【００２１】
第１サイクロン５４と第２サイクロン５６との間にはシュラウド８０が配置されている。シュラウド８０は円筒状をなし、一端を端部５８によって、他端を内側サイクロン５６のサイクロン体７２によって支持されている。公知であるように、シュラウド８０は、それを貫通する穿孔８２と、端部５８から離隔したシュラウド８０の端部から突出するリップ部８３とを備えている。シュラウド８０とサイクロン体７２の外表面との間には通路８４が形成されている。この通路８４は、内側サイクロン５６の内部と通じている導入ポート８６と連通しており、吸引される空気流は渦流螺旋経路に沿って強制的に流される。この作用は、図４に示すように、内側サイクロン５６への導入部位を、接線方向に、または渦を形成する形状に形成することによって実現される。分離作用が終了した後、空気をサイクロン式分離装置５２から排出するために、内側サイクロン５６の大径側端部の中央には渦ファインダ（図示せず）が設けられている。渦ファインダは、サイクロン式分離装置５２をシャシ１２上の所定位置に固定する補助にもなっている。空気は、大気中に排出される前に冷却作用を奏するように、モーター・ファンユニット５０を通過するように流される。さらに、掃除機１０から塵埃が大気中に放出される危険を最小化するために、モーター・ファンユニット５０の下流側にモーター後置フィルタ（図示せず）を設けることもできる。
【００２２】
分離装置５２は、その全体がシャシ１２から取外せるようになっている。シャシ１２上には、回動点９２回りに回動可能な状態でシールアーム９０が取付けられている。シールアーム９０は、上述したようにロールシール３０を介して掃除機ヘッド２２と連通している吸入ポート３２を保持している。シールアーム９０は、シールアーム９０のシート部９４とシャシ１２の固定部分との間で作用するスプリング（図示せず）によって上方（すなわち、図５ａ，５ｂにおいては反時計回り方向）へ付勢されている。サイクロン式分離装置５２が図５ａに示す位置に配置されている場合、吸入ポート３２は、端部５８の接線方向吸入口５９の開口部に押し付けられ、その部分でシール状態を形成し、空気は掃除機ヘッド２２から外側サイクロン５４へと直接流れることができる。シールアーム９０において吸入ポート３２に近接している部分、及びモーター・ファンユニット５０から離間している側部には、フック型留め具９６が設けられている。図５ａに示すように、掃除機の使用時にサイクロン式分離装置５２は、フック型留め具９６によって（及び端部の端部壁が有する開口部内に配置された渦ファインダの位置に関連して）所定位置に保持される。制御パネル４４内に設けられたボタン３４がロッド（図示せず）を介してシールアーム９０に接続されており、ボタン３４を押すとシールアーム９０は、スプリング９５の付勢力に抗して時計回り方向（図５において）に動く。次いで、フック型留め具９２が接線方向吸入口５９の開口部から解放され、こうして把持部７０を持ってサイクロン式分離装置５２をシャシ１２から持ち上げることができるようになる。続いて、集塵箱６２を端部５８（端部５８はシュラウド８０及び内側サイクロン体７２を保持している）から外し、容易に収集物を廃棄することができる。
【００２３】
集塵箱６２を端部５８から外した場合、ユーザーは２部材を再配置する際に異なる形態をとる選択肢を有している。接線方向吸入口５９を下方の吸入ポート３２に向けた形で端部５８を集塵箱６２に配置する替わりに、端部５８を１８０°回転させて接線方向吸入口５９が鉛直上方を向くように配置することもできる。集塵箱６２に対する端部５８の２つの配置は正反対の向きである。これらの部材が他の形態で接続されることがないように、集塵箱６２及び端部５８に特別な形状部（図示せず）を設けてもよい。集塵箱６２に対する端部５８の回転操作は、まず２つの部材を分離し、回転させ、次いでそれらを適切に接続することによって簡単に行うことができる。
【００２４】
上記のように端部５８を集塵箱６２に対して回転させた場合、接線方向吸入口５９は鉛直上方を向く。こうして接線方向吸入口５９は図４ｂに示すように配置され、ホースまたはホース・筒体アッセンブリを接線方向吸入口５９に直接取付けることができる。ホース１００は、接線方向吸入口５９の内側にぴったりと嵌るように寸法決めされた筒状管路１０４と該管路１０４から外方に向けて延在するフランジ１０６とを有するコネクタ１０２を備えている。フランジ１０６はシール１０７を備えている。シール１０７は、コネクタ１０２が接線方向吸入口５９に挿入された際に接線方向吸入口５９の開口部に当接する。ホース１００が接線方向吸入口５９に取付けられた場合、モーター・ファンユニット５０を作動させると、空気は掃除機ヘッド２２ではなくホース１００を通じて掃除機１０内へと吸引される。ホースまたはホース・筒体アッセンブリは、掃除機がロボットモードのときに掃除できないカーペットまたはその他の面、例えば小さい領域または狭い領域を掃除するために使用することができる。
【００２５】
上記に説明した掃除機１０は、ロボットモードでは次のように作動する。掃除機１０を掃除面上で走行させるために、バッテリ４６から電力供給を受けるモーター１５によってホイール１４が駆動される。掃除機１０の移動方向は、センサー４０と交信する制御ソフトウェアによって決定される。センサー４０は、掃除領域内で掃除機１０を誘導するために、掃除機１０の経路上の障害物を検出するように構成されている。掃除室内またはその他の領域内でロボット式掃除機１０を誘導するための制御方法及び制御システムは、各所で文書化され周知であって本発明における発明の思想を構成するものではない。適切な誘導システムを実現するためには、公知のいかなる方法またはシステムを採用してもよい。
【００２６】
バッテリ４６は、掃除機ヘッド２２に設けられた吸入開口部２４を通じて空気を掃除機に吸引するモーター・ファンユニット５０を駆動するために電力を供給する。端部５８は、外側サイクロン５６に通じている接線方向吸入口５９が掃除機ヘッド２２と連通するように配置されている。モーター２８もまたバッテリ４６によって駆動され、ブラシバー２６を回転させて、掃除機１０が特にカーペット清掃用に用いられる際に、優れた吸引性能を発揮させる。塵埃空気は掃除機ヘッド２２に吸引され、伸縮式管路３０及び吸入ポート３２を通じてサイクロン式分離装置５２へと流される。塵埃空気は、次いで接線方向に沿って導入部５８へ入り、螺旋壁体６０の形状に従って螺旋状に流れる。次いで空気は、集塵箱６２の外側壁体６４の内部を螺旋状に流れ、この移動の際に、比較的大きな塵及び毛玉などが空気流から分離される。分離された塵及び毛玉などは、導入部５８から離隔した集塵箱６２内の一端に集まる。フィン７８は、塵及び毛玉などが不均等に蓄積されるのを防止し、塵及び毛玉などが集塵箱６２内の一端で比較的均等に収集されるように作用する。
【００２７】
塵及び毛玉などが分離された空気は、集塵箱６２の外側壁体６４から離れるように内側へと流れ、微粒ダスト収集器７４の外壁面に沿いながらシュラウド８０に向けて戻る。公知であるように、シュラウド８０が存在することによって、大きな塵及び毛玉などが外側サイクロン５４から内側サイクロン５６へと流れることが防止される。比較的大きな粒子及び塵が分離された空気は、次いでシュラウド８０を通過し、シュラウド８０と内側サイクロン体７２の外表面とによって形成された通路に沿って、内側サイクロン５６の吸入ポートに到達するまで流れる。次いで空気は、螺旋を描きながら内側サイクロン５６へと入り、サイクロン体７２の内表面に沿って螺旋状に流れる。サイクロン体７２が円錐台形状をなしているので、空気流の速度は極めて高くなり、空気流に含まれていた微粒ダストが分離される。内側サイクロン５６内で分離された微粒ダストは、ダストリング６８の外側に配置された微粒ダスト収集器７４内に収集される。ダストリング６８は、分離された塵埃が再び空気に混入することを阻止する。
【００２８】
空気流から微粒ダストが分離されると、清浄化された空気は渦ファインダ（図示せず）を通じてサイクロン式分離装置から排出される。この空気は、モーター・ファンユニット５０を、またはその周りを通過して、大気に放出される前にモーターを冷却する。ホース、またはホース・筒体アッセンブリで掃除を行う場合、サイクロン式分離装置５２はシャシ１２から外され、端部５８は、接線方向吸入口５９にホース１００が取付けられるような形態に配置される。次いで、サイクロン式分離装置がシャシ１２上に再組付けされ、ホースが吸入口５９に取付けられる。次にモーター・ファンユニット５０が始動され掃除が再開される。集塵箱６２を空にする必要がある場合にもサイクロン式分離装置５２が取外される。
【００２９】
掃除機ヘッド２２（自動モード）によって掃除を行いたいか、ホース１００を用いて手動（ホースモード）で掃除を行いたいかによって、ユーザーは、端部５８を回転させて接線方向吸入口５９を適当な向きに配置する。掃除機は、接線方向吸入口５９の位置を自動的に検出してこれに応答する。接線方向吸入口５９の位置を検出する方法は種々ある。再び図４ａ，４ｂを参照すると、これらの図は、赤外線源のような光源と、端部５８の下方に位置するシャシ部分に取付けられた反射体１１２とを備えた光学的検出装置を示している。この装置は図３にも示している。端部５８は２枚のラベル１１０，１１１を備えている。ラベルは、端部５８が自動モード位置またはホースモード位置で掃除機に挿入された際に、センサー１１２に直接対面するような端部上の外表面に取付けられている。検出装置は、光源１１２からラベル１１０，１１１に光を当て、ラベル１１０，１１１で反射された光を検出することによって作動する。ラベルは図４ｃに示している。ラベル１１０，１１１の各々は、反射率の異なる２つの部分を有している。ラベル１１０は、黒色（低反射率）部分１１３と、銀色（高反射率）部分１１４とを有している。もちろん、他の色を用いることもできる。ラベル１１０は、黒色／銀色部分１１３，１１４の並び順序が、ラベル１１１の黒色／銀色部分１１５，１１６の並び順序と反対になるように端部５８上に取付けられている。センサー１１２は、ラベルの半分からの反射光を検知するように配置されており、従って、黒色／銀色ラベル部分の並び順序の相違、及び、センサー１１２に近接しているのがラベル１１０であるか、ラベル１１１であるかによって、検知される光の量が異なり、電気信号が掃除機の制御システムに送られる。
【００３０】
図６ａ〜６ｃは端部５８の位置検出装置の変更形態を示している。この形態では、端部５８の位置は機械的に検出される。ラベル１１０，１１１及び光学センサー１１２に替えて、掃除機のシャシ１２において端部５８の位置決めリブに近接した部分にマイクロスイッチ１２０が取付けられている。端部５８の外表面に設けられた２つの位置決めリブ１２１，１２２は異なる形状とされている。リブ１２１（図６ｃでより明瞭に示している）が中実形状であるのに対してリブ１２２は切欠きを有する形状である。端部が掃除機のシャシに装着された際、中実リブ１２１は、マイクロスイッチ１２０の作動部材１２３をスイッチケーシング内に格納された状態に保持する。一方、切欠きリブ１２２は、作動部材１２３を切欠き内に突出させる。マイクロスイッチ１２０はこれら２つの状態において異なるように作動し、掃除機の制御システムに電気信号を送る。マイクロスイッチを他の部位に取付け、端部５８の他の機械的形態に対して作動するように構成することもできることを理解されたい。例えば、位置決めリブ１２２の前後方向軸の途中に、すなわち図６ａ，６ｂの紙面垂直方向に形成すると好ましい場合もある。
【００３１】
光学的検出手段または機械的検出手段に替わるさらなる形態として、電気的検出装置を用いることもできる。この場合、端部５８の一側に反射ラベル１１０に替えて導電性帯材を設け、シャシ１２上に光学センサー１１２に替えて一対の接点を配置する。端部５８の１つの配置では両接点が導電性帯材によって接続され接点間を電流が流れる。端部５８の他の配置では両接点が端部５８の絶縁プラスチックケーシングによって隔離され、電流は流れない。
【００３２】
図７は掃除機の制御システムの一部を示している。例えばHitachi社製H8/3334マイクロプロセッサのような中央処理装置１４０がユーザーインターフェースボード１３５に接続されている。ユーザーは、スイッチ１３０，１３１，１３２を用いて掃除機を制御することができる。スイッチ１３０，１３１，１３２はプロセッサ１４０に入力を与え、プロセッサ１４０は、警告及び作動モードをユーザーに知らせるライト１３３を点灯させる出力信号を発生する。プロセッサ１４０はまた、誘導のためのセンサー１９，４０、及び吸入口５９の位置を検出するセンサー１１２，１２０から入力を受ける。プロセッサ１４０は掃除機の部材を制御する出力信号も発生する。簡略化のため、図には本出願に関連する制御信号のみを示している。
【００３３】
ユーザーは、制御スイッチ１３０，１３１，１３２との相互作用を通じて掃除機１０を制御する。スイッチ１３０はプロセッサ１４０に直接作用する包括的なオン／オフスイッチである。スイッチ１３０をオンの状態にするとプロセッサ１４０が作動し、電力供給が開始される。スイッチ１３１は掃除機の自走モードにおいて低速または高速前進作動の切換えを行い、スイッチ１３２は前進／停止ボタンである。
【００３４】
図８は、掃除機を制御するために制御プロセッサ１４０によって実行される方法を示している。ユーザーがオン／オフスイッチ１３０を押すと制御プロセッサ１４０は端部５８のセンサー、すなわち光学的センサーまたはマイクロスイッチ１２０の出力を監視する。制御プロセッサはセンサーによって検出した出力を、端部５８の２つの配置に対応して予め貯蔵されているセンサー出力と比較し（図８における段階１５１）、検出された吸入口５９の位置に応じた適切なモードを選択する。すなわち、吸入口５９が上方を向く配置になっている場合（図４ａ）にはホースモードを、吸入口５９が下方を向く配置になっている場合（図４ｂ）には自動モードを選択する。ホースモードが選択されている状態でユーザーが“開始”スイッチ１３２を押すと、プロセッサ１４０は、真空ファンモーターを始動させ（図７における出力１３６）るがブラシバーは始動させない（図７における出力１３７，１３８）制御出力を発する。制御プロセッサ１４０はまた、ホースモード作動であることを示す表示ランプ１３３を点灯させるために、ユーザーインターフェース１３５に信号を出力することもできる。ホースモード作動中、制御プロセッサ１４０は誘導システムを作動させる必要はない。
【００３５】
自走モードにおいては、制御プロセッサ１４０は、真空ファンモーターのための制御信号（図７における出力１３６）、駆動モーター及びブラシバーの制御信号（図７における出力１３７，１３８）を出力する。制御プロセッサ１４０はまた、自走モード作動であることを示す表示ランプ１３３を点灯させるために、ユーザーインターフェース１３５に信号を出力する。自走モードにおいて、制御プロセッサ１４０は外部センサー１９，４０から入力を受け、その情報を領域内での誘導に使用する。
【００３６】
本発明は、上記に説明した実施形態の細部に限定されることを意図していない。以上の説明は、サイクロン式分離装置を備えた掃除機、またはロボット式掃除機への適用を例に行ったが、最も重要なことは、本発明がこれらの用途のみに適用可能というわけではないことである。図面に示したサイクロン式分離装置を、構造部を与えるために外殻または部分外殻が設けられたバッグフィルターに置き換えたり、剛体吸入口が設けられたバッグフィルタに置き換えたりしてもよい。後者の場合、剛体吸入口は一形態として掃除機ヘッドに取付け可能であり、別の形態として、クリップまたはホルダーに取付け、ホースが取付けられるようにすることもできる。図示のサイクロン式分離装置（または同等の非サイクロン式分離装置）を全体として回転可能、さもなければ移動可能とすること、すなわち、端部は常に同形態で集塵箱に接続されているが、接線方向吸入口を第１位置から第２位置へと動かすために、サイクロン式分離装置全体を１８０°回転させてもよい。この構成は、サイクロン式分離装置または吸入口を含む一部が第１位置と第２位置との間で１８０°以外の角度、例えば９０°回転するような構成と同様に本発明の範囲に含まれる。もちろん、本発明は、塵埃空気が掃除機ヘッドを通じて吸引される第１モードと塵埃空気がホースを通じて吸引される第２モードとの間で切換えを必要とするどのようなタイプの掃除機にも適用可能である。以上の説明から、掃除面上で掃除機を推進させる手段、掃除機ヘッドをシャシに取付ける手段、（ロボットモードにある）掃除機が障害物を検知し回避するための手段、及びその他の必須要件ではない特性は、本発明にとって重要ではないことを理解されたい。
【００３７】
本発明の一変更形態では、掃除機ヘッドが使用されているか、代替塵埃空気吸入口が使用されているかに応じて、掃除機ヘッド内に設けられた攪拌装置が制御される。本発明におけるこの形態では、塵埃分離装置の吸入口または吸入口を含む塵埃分離装置全体を、２つの位置の間で移動可能としてもよい。さらなる変更形態として、塵埃分離装置が２つの吸入口を有するように構成してもよい。この場合、第１の吸入口は掃除機ヘッドに、第２の吸入口は代替塵埃空気吸入口に通じるように構成される。図９は、この変更形態を示している。塵埃分離装置５２は、掃除機ヘッド２２または代替塵埃空気吸入口から塵埃空気が流入する吸入ダクト２２０を備えている。代替塵埃空気吸入口にはセンサー２０２が設けられ、該吸入口におけるホースの存在を検知して、吸入口におけるホースの存在を示す検知信号２１０またはホースを挿入するために移動された別の吸入口へのカバーの存在を示す検知信号を発信する。吸入口検知信号２１０を受信すると、プロセッサ１４０は、掃除機ヘッド吸入口制御信号２１２を吸入バルブ２０４を制御するために、または、吸入口切換制御信号２０６を切換バルブ２０６を作動させるために信号を発し、塵埃分離装置へ一方の吸入経路のみから空気流が流入するように、他方の吸入経路を閉鎖する。代替塵埃空気吸入口が使用されている場合、制御プロセッサ１４０は、ブラシバーの作動を禁止するためにブラシバー制御信号１３８を発する。掃除機ヘッドには、掃除機ヘッド２２の下方の床面を攪拌するためのブラシバーまたはその他の装置を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による掃除機の斜視図である。
【図２】  図１に示す掃除機の下面図である。
【図３】  図１に示す掃除機を図２におけるIII-III線で切断した断面図である。
【図４ａ】  図１の掃除機を分離装置が第１位置にある状態で示す横断方向断面図である。
【図４ｂ】  図１の掃除機を分離装置が第２位置にある状態で示す横断方向断面図である。
【図４ｃ】  接線方向吸入口の位置を検出する光学的検出装置の反射ラベルを拡大して示す図である。
【図５ａ】  図１の掃除機を分離装置がシャシに接続された状態で示す前後方向断面図である。
【図５ｂ】  図１の掃除機を分離装置がシャシから分離された状態で示す前後方向断面図である。
【図６ａ】  吸入口の位置を検出する他の形態を図４ａと同様に示す横断方向断面図である。
【図６ｂ】  吸入口の位置を検出する他の形態を図４ｂと同様に示す横断方向断面図である。
【図６ｃ】  図６ａ，６ｂにおける検出装置をさらに詳細に示す図である。
【図７】  図１の掃除機のための制御システムのブロック図である。
【図８】  図７に示す制御システムで実行可能な掃除機作動用フローチャートである。
【図９】  使用されている吸入口が掃除機ヘッドであるか、代替塵埃空気吸入口であるかに従って掃除機ヘッドの作動を制御する装置のブロック図である。
【符号の説明】
１０掃除機
１２  シャシ
２２  掃除機ヘッド
２６  ブラシバー（攪拌装置）
３０  ロールシール
３２  吸入ポート（掃除機ヘッドの排出口）
５２  サイクロン式分離装置（塵埃分離装置）
５８  分離装置の端部
５９  接線方向吸入口
７２  サイクロン体
１００  ホース
１１０，１１１  反射ラベル（塵埃分離装置検出手段）
１１２  光学センサー（塵埃分離装置検出手段）
１２０  マイクロスイッチ（塵埃分離装置検出手段）
１２１，１２２  位置決めリブ（塵埃分離装置検出手段）
１２３  作動部材（塵埃分離装置検出手段）
１４０  制御プロセッサ（制御手段）
２０２  センサー（吸入口センサー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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