(57)【要約】【課題】バンパーの動作空間や隙間の覆い形状を大きくすることなく緩衝部で大きな衝撃を吸収できる自律走行装置の提供を目的とする。【解決手段】装置本体５に対して、バンパー８を上下方向に回動可能にしたものである。これによって、障害物１３に当った際、バンパー８が上下方向に回動することにより、回動中心から離れた場所ではバンパー８が大きく動作し、回動中心に近い場所ではバンパー８がほとんど動作しなくなる。このため、バンパー８の場所によって動作量を変えた構成をとることができ、回動中心から離れた場所にのみ大きな動作空間を確保すれば大きな動作が可能になり、バンパー８の全体の動作空間や隙間の覆い形状を大きくすることなく緩衝部で大きな衝撃を吸収することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、装置本体を移動させる駆動部と、装置本体の前面側に配置されるバンパーと、装置本体に配置されバンパーを支持するバンパー支持部と、装置本体とバンパー間に配置しバンパーが障害物に当った際の衝撃を吸収する緩衝部とを備え、前記バンパーは障害物に当った際、上下方向に回動可能にバンパー支持部により支持された構成としている自律走行装置。
【請求項２】
バンパー支持部は左右方向から見て円形の軌道を持つ複数の支持レールで構成され、バンパーが支持レールに沿って動作することで上下方向に回動する構成としている請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項３】
バンパーは前後方向にも動作可能に支持されている構成とした請求項１または２に記載の自律走行装置。
【請求項４】
バンパーは前後動作と上下方向への回動動作を個別に行うように構成した請求項３に記載の自律走行装置。
【請求項５】
バンパーは前後動作と上下方向への回動動作が連動する構成とした請求項３に記載の自律走行装置。
【請求項６】
バンパーの上下方向への回動中心がバンパーの重心より装置本体側で、かつバンパーの最も前側に突出した箇所よりも高い場所に位置する請求項１〜５のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項７】
バンパーの上下方向への回動中心がバンパーの重心より装置本体側で、かつバンパー全体よりも高い場所に位置する請求項１〜６のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【請求項８】
バンパーの上下方向への回動中心が左右方向から見てバンパーの円形曲面部の中心と同じ場所に位置する請求項１〜７のいずれか１項に記載の自律走行装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置本体に自走機能を有する自走式掃除機などの自律走行装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自律走行装置としては、装置本体の前面に配置され前後方向に動作可能に支持されたバンパーを有し、バンパーと装置本体間には緩衝部を設け、バンパーが障害物に当り後ろ方向に動作する際に緩衝部によって衝撃を吸収する構成としているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−４０５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、緩衝部で大きな衝撃を吸収するためには緩衝部を大きく構成し、バンパーを前後方向に大きく動作させる必要があった。バンパーを大きく動作させるにはバンパーの背部全体に大きな動作空間が必要となると同時に、バンパーの上端部では隙間を隠すよう大きな覆い形状が必要となるという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、バンパーの動作空間や隙間の覆い形状を大きくすることなく緩衝部で大きな衝撃を吸収できる自律走行装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自律走行装置は、バンパーを上下方向に回動可能にしたものである。
【０００６】
これによって、障害物に当った際、バンパーが上下方向に回動することにより、回動中心から離れた場所ではバンパーが大きく動作し、回動中心に近い場所ではバンパーがほとんど動作しなくなる。このため、バンパーの場所によって動作量を変えた構成をとることができ、回動中心から離れた場所にのみ大きな動作空間を確保すれば大きな動作が可能になり、バンパーの全体の動作空間や隙間の覆い形状を大きくすることなく緩衝部で大きな衝撃を吸収することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の自律走行装置は、バンパーの全体の動作空間や隙間の覆い形状を大きくすることなく緩衝部で大きな衝撃を吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、装置本体と、装置本体を移動させる駆動部と、装置本体の前面側に配置されるバンパーと、装置本体に配置されバンパーを支持するバンパー支持部と、装置本体とバンパー間に配置しバンパーが障害物に当った際の衝撃を吸収する緩衝部とを備え、前記バンパーは障害物に当った際、上下方向に回動可能にバンパー支持部により支持された構成としている自律走行装置とするものである。これによって、障害物に当った際、バンパーが上下方向に回動することにより、回動中心から離れた場所ではバンパーが大きく動作し、回動中心に近い場所ではバンパーがほとんど動作しなくなる。このため、バンパーの場所によって動作量を変えた構成をとることができ、回動中心から離れた場所にのみ大きな動作空間を確保すれば大きな動作が可能になり、バンパーの全体の動作空間や隙間の覆い形状を大きくすることなく緩衝部で大きな衝撃を吸収することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、バンパー支持部は左右方向から見て円形の軌道を持つ複数の支持レールで構成され、バンパーが支持レールに沿って動作することで上下方向に回動する構成としていることにより、回動中心に軸を設ける必要がなくなり任意の位置に回動中心を配置することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、バンパーは前後方向にも動作可能に支持されている構成としたことにより、バンパーの動作を大きくでき衝撃をより吸収することができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第３の発明において、バンパーは前後動作と上下方向への回動動作を個別に行うように構成したことにより、バンパーの動作量に応じてバンパーの動き方を大きく変えることができるため、バンパーの動作量に応じて容易にバンパーの動作しやすさを変えることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第３の発明において、バンパーは前後動作と上下方向への回動動作が連動する構成としたことにより、バンパーの動作量に応じてバンパーの動作が大きく変わることがなくなり、バンパーを滑らかに動作させることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、バンパーの上下方向への回動中心がバンパーの重心より装置本体側で、かつバンパーの最も前側に突出した箇所よりも高い場所に位置することにより、障害物にバンパーの最も前側に突出した箇所が当った場合には、バンパーは重心が上方向に移動するよう動作する。そのためバンパーが障害物から離れると、バンパーは自らの重量によって自然に元の状態に戻る。
【００１４】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれか１つの発明において、バンパーの上下方向への回動中心がバンパーの重心より装置本体側で、かつバンパー全体よりも高い場所に位置することにより、バンパーのどの箇所に障害物が当ってもバンパーは重心が上方向に移動するよう動作する。そのためバンパーが障害物から離れると、バンパーは自らの重量によって自然に元の状態に戻る。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１〜第７のいずれか１つの発明において、バンパーの上下方向への回動中心が左右方向から見てバンパーの円形曲面部の中心と同じ場所に位置することにより、バンパーが回動してもバンパーの円形曲面部は移動せず、動作空間を設ける必要がなくなり、隙間の覆い形状は小さくても十分である。
【００１６】
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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自律走行装置として自走式掃除機を例示している。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、装置本体５内には電動送風機６と駆動部７が設けられており、装置本体５の前面にはバンパー８が設けられている。バンパー８は装置本体５に設けられたバンパー支持部９によって前後方向に動作可能に支持されている。バンパー８と装置本体５間にはバネなどの緩衝部１０が設けられている。
【００１９】
バンパー支持部９は、バンパー８に設けられた回動軸１１と、装置本体５に設けられた支持レール１２によって構成されている。バンパー８は回動軸１１を中心として上下方向に回動可能になっている。また、回動軸１１は支持レール１２の溝部に前後動が可能なように取り付けられており、バンパー８は前後方向にも動作可能となっている。緩衝部１０は回動軸１１から離れた下方位置に設けられている。
【００２０】
図１（ｂ）において、バンパー８は障害物１３に当り動作している。バンパー８全体が支持レール１２に沿って後ろ方向に動作するとともにバンパー８は回動軸１１を中心として下方向に回動している。バンパー８の動作によって緩衝部１０は変形している。
【００２１】
以上のように構成された自律走行装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、自律走行装置を起動すると、電動送風機６と駆動部７が駆動される。電動送風機６によって空気が流されて床面上の塵埃が吸引され、駆動部７によって装置本体５が移動する。
【００２３】
装置本体５の移動によってバンパー８が障害物１３に衝突する。障害物１３から衝撃を受けることでバンパー８は支持レール１２に沿って全体に後ろ方向に動作するとともに、回動軸１１を中心として回動する。回動軸１１と緩衝部１０は離れた位置に設けられているため、バンパー８が動作する際に緩衝部１０の付近は回動軸１１よりも大きく後ろ方向（装置本体５側）に動作する。そのため、緩衝部１０付近のみ動作のため広い空間を確保すればよい。
【００２４】
バンパー８が動作する際に、緩衝部１０は変形しバンパー８が障害物１３に衝突したことによる衝撃を吸収する。バンパー８が全体の前後動に加え回動することで緩衝部１０付近は大きく動作し、緩衝部１０は大きく変形し衝撃を吸収する。
【００２５】
装置本体５が障害物１３から離れると緩衝部１０は元の状態に戻るよう動作し、それに伴ってバンパー８も初期位置に戻る。
【００２６】
なお、本実施の形態において、バンパー支持部９は回動軸１１と支持レール１２から構成し、バンパー８は支持レール１２に沿って前後に動作すると同時に回動軸１１を中心に回転する構成としたが、バンパー支持部９を回動軸１１のみで構成し上下方向に回動可能とする構成としても構わない。
【００２７】
このように、本実施の形態では、バンパーを上下方向に回動可能にし、障害物に当った際、バンパーが上下方向に回動することにより、回動中心から離れた場所ではバンパーが大きく動作し、回動中心に近い場所ではバンパーがほとんど動作しなくなる。このため、バンパーの場所によって動作量を変えた構成をとることができ、回動中心から離れた場所にのみ大きな動作空間を確保すれば大きな動作が可能になり、バンパーの全体の動作空間や隙間の覆い形状を大きくすることなく緩衝部で大きな衝撃を吸収することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における自律走行装置として自走式掃除機を例示している。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、装置本体５の前面のバンパー８は装置本体５に設けられたバンパー支持部９によって前後方向に動作可能に支持されている。バンパー支持部９はバンパー８に設けられた複数の回動軸１１と複数の支持レール１２によって構成されており、バンパー８はこの複数の支持レール１２に沿って動作する。
【００３０】
それぞれ支持レール１２はレール水平部１４とレール円形部１５から構成されており、初期状態でバンパー８はレール水平部１４上に位置している。レール水平部１４の軌道は前後方向に向いており、レール円形部１５の軌道は左右方向から見て円軌道で円軌道中心１６は全ての支持レール１２で同じ点になっている。緩衝部１０は円軌道中心１６から離れた場所に設けられており、円軌道中心１６はバンパー８の重心より前側（装置本体５側）でかつバンパー８の最も前側に突出した箇所よりも高い場所に位置している。
【００３１】
バンパー８の上端部は左右方向から見て円形となっており、バンパー８が回動する際この円形曲面部１７の中心位置は円軌道中心１６と一致している。
【００３２】
図２（ｂ）において、バンパー８は最も前側に突出した箇所が障害物１３に当り動作している。バンパー８は複数の支持レール１２に沿って動作しレール円形部１５上に位置している。バンパー８の動作によって緩衝部１０が変形している。
【００３３】
以上のように構成された自律走行装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３４】
まず、自律走行装置の移動によってバンパー８が障害物１３に衝突する。障害物１３から衝撃を受けることでバンパー８は支持レール１２のレール水平部１４に沿って全体に後ろ方向に動作する。やがてレール水平部１４上からレール円形部１５上へと移動し、レール円形部１５に沿って動作する。すなわち、レール水平部１４とレール円形部１５に沿った動作を個別に行うことで、バンパー８の動作量に応じてバンパー８の動き方を大きく変えることができるため、バンパー８の動作量に応じて容易にバンパー８の動作しやすさを変えることができる。
【００３５】
バンパー８は全体として円軌道中心１６を回動中心として回動することによって緩衝部１０が変形し、バンパー８が衝突したことによる衝撃を吸収する。円軌道中心１６と緩衝部１０は離れた位置に設けられているため、バンパー８が動作する際に緩衝部１０付近は円軌道中心１６よりも大きく後ろ方向に動作する。またバンパー８が回動する際、バンパー８上端部の円形曲面部１７の中心位置は円軌道中心１６と一致している。このためバンパー８が回動する際に円形曲面部１７は移動せず、バンパー８と装置本体５との隙間を覆っている。
【００３６】
バンパー８は最も前側に突出した箇所が障害物１３に当って力を受け、円軌道中心１６はバンパー８の重心より装置本体５側でかつバンパー８の最も前側に突出した箇所よりも高い場所に位置している。このためバンパー８が障害物１３から受ける力によって回動しようとする回転方向とレール円形部１５に沿って動くことでバンパー８が回動しようとする方向が一致するため、バンパー８は自然と円軌道中心１６を中心として回動する。また、バンパー８が回動する際には障害物１３から受ける力によって重心が上方向に移動する。重心を上方向に移動させるよう動作させるため、バンパー８を動作させるのに必要な力は前後方向に動かす場合から変化し、より大きくなってより衝撃を吸収することができる。
【００３７】
装置本体５が障害物１３から離れると緩衝部１０は元の状態に戻るよう動作する。また、回動に伴ってバンパー８の重心が上方向へと移動したため、重心が元の位置に戻るよう下方向へと移動しバンパー８は初期位置に戻る。
【００３８】
このように、本実施の形態では、バンパー支持部は左右方向から見て円形の軌道を持つ複数の支持レールで構成され、バンパーが支持レールに沿って動作することで上下方向に回動する構成としていることにより、回動中心に軸を設ける必要がなくなり任意の位置に回動中心を配置することができる。
【００３９】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における自律走行装置として自走式掃除機を例示している。実施の形態１と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、バンパー８は複数の支持レール１２によって支持されており、バンパー８はこの複数の支持レール１２に沿って動作する。支持レール１２の軌道はバンパー８が前後動作しながら回動動作するよう、円を水平方向に動かしながら回転させた際に円上のある点が描く軌道とし、この円の中心が動作する中心軌跡１８は全ての支持レール１２で同じになっている。緩衝部１０は中心軌跡１８から離れた場所に設けられている。
【００４１】
中心軌跡１８はバンパー８の重心より装置本体５側でかつバンパー８全体よりも高い場所に位置する。バンパー８は支持レール１２に沿って動作するため回動中心は中心軌跡１８上に位置する。したがって回動中心はバンパー８の重心より装置本体５側でかつバンパー８全体よりも高い場所に位置する。
【００４２】
図３（ｂ）において、バンパー８はその上方に障害物１３（実施の形態１、２におけるものとは形状が異なる）が当り動作している。バンパー８全体が支持レール１２に沿って後ろ方向に動作すると同時にバンパー８は回動している。バンパー８の動作によって緩衝部１０は変形している。
【００４３】
以上のように構成された自律走行装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４４】
まず、自律走行装置の移動によってバンパー８が障害物１３に衝突する。障害物１３から衝撃を受けることでバンパー８は支持レール１２に沿って動作する。支持レール１２の軌道は円を水平方向に動かしながら回転させた際に円上のある点が描く軌道となっているため、バンパー８は後ろ方向に動作しながら中心軌跡１８上の点を回動中心として回動する。すなわち、バンパー８は前後動作と上下方向への回動動作が連動する構成となり、バンパー８の動作量に応じてバンパー８の動作が大きく変わることがなくなり、バンパー８を滑らかに動作させることができる。
【００４５】
この動作によって緩衝部１０が変形し、バンパー８が衝突したことによる衝撃を吸収する。中心軌跡１８と緩衝部１０は離れた位置に設けられているため、バンパー８が動作する際に緩衝部１０付近は中心軌跡１８よりも大きく後ろ方向（装置本体５方向）に動作する。
【００４６】
中心軌跡１８はバンパー８の重心より装置本体５側でかつバンパー８全体よりも高い場所に位置する。このため障害物１３がバンパー８のどの箇所（バンパー８の上方部）に当っても、バンパー８が障害物１３から受ける力によって回動しようとする方向と支持レール１２に沿って動くことでバンパー８が回動しようとする方向が一致するため、バンパー８は自然と回動する。また、バンパー８が回動する際には障害物１３から受ける力によって重心が上方向に移動する。重心を上方向に移動させるよう動作させるため、バンパー８を動作させるのに必要な力は前後方向に動かす場合から変化しより大きくなって、より衝撃を吸収することができる。
【００４７】
装置本体５が障害物１３から離れると緩衝部１０は元の状態に戻るよう動作する。また、回動に伴ってバンパー８の重心が上方向へと移動したため、重心が元の位置に戻るよう下方向へと移動しバンパー８は初期位置に戻る。
【００４８】
このように、本実施の形態では、バンパーは前後動作と上下方向への回動動作が連動する構成としたことにより、バンパーの動作量に応じてバンパーの動作が大きく変わることがなくなり、バンパーを滑らかに動作させることができる。
【００４９】
なお、上記した各実施の形態１〜３における構成は、必要に応じて適宜組み合わせて使用することができるものであり、実施の形態そのものの構成に限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる自律走行装置は、バンパーの全体の動作空間や隙間の覆い形状を大きくすることなく緩衝部で大きな衝撃を吸収することができるので、自走式掃除機に限らず自律走行装置全般に適用することができる。すなわち、掃除ロボット、監視ロボット、搬送ロボット、芝刈り機など障害物を回避走行する装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における自律走行装置の断面図（ｂ）同自律走行装置のバンパー押し込み時の断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２における自律走行装置の断面図（ｂ）同自律走行装置のバンパー押し込み時の断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３における自律走行装置の断面図（ｂ）同自律走行装置のバンパー押し込み時の断面図
【符号の説明】
【００５２】
５  装置本体
８  バンパー
９  バンパー支持部
１０  緩衝部
１２  支持レール
１３  障害物
【図１】
2009034304.tif 000003
【図２】
2009034304.tif 000004
【図３】
2009034304.tif 000005