(57)【要約】【課題】電源ケーブルを撓ませた状態で、電源ケーブルの長さを調整できる掃除機を提供する。【解決手段】ケーブル支持ユニット７における電源ケーブル４の垂直下方向に対してなす角がθ１とされる。そして、θ１が４５°以上の場合は、電源ケーブル管理装置３が電源ケーブル４の送り出しを行なう。また、θ１が１０°以下の場合は、電源ケーブル管理装置３は、電源ケーブル４の巻き取りを行なう。なお、電源ケーブル管理装置３は、制御部から送信される、電源ケーブル４の送り出しまたは巻き取りを指示する信号に基づいて、上記の電源ケーブル４の送り出しまたは巻き取りを行なう。【選択図】図１
2009000345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引手段と、
前記吸引手段の外郭を覆う吸引用本体と、
前記吸引手段に電力を供給するために前記吸引用本体の外部の電力供給手段と前記吸引手段とを接続する電源ケーブルと、
前記吸引用本体に固定され、前記電源ケーブルを支持するケーブル支持手段と、
前記ケーブル支持手段を通過する前記電源ケーブルの、鉛直面において垂直方向に対してなす角度を検出する鉛直支持角検出手段と、
前記鉛直支持角検出手段が検出する角度に基づいて前記電源ケーブルの巻き取りまたは送り出しを指示する信号を生成する信号生成手段とを備える、掃除機。
【請求項２】
前記信号生成手段は、前記鉛直支持角検出手段の検出する角度が、第１の角度よりも小さい場合には前記電源ケーブルの巻き取りを指示する信号を生成し、前記第１の角度以上の角度である第２の角度よりも大きい場合には前記電源ケーブルの送り出しを指示する信号を生成する、請求項１に記載の掃除機。
【請求項３】
前記吸引用本体を移動させる移動手段と、
前記ケーブル支持手段を通過する前記電源ケーブルの、前記吸引用本体の進行方向に対して水平面においてなす角度を検出する水平支持角検出手段と、
前記信号生成手段は、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づいて、前記移動手段の左右方向の旋回を制御する制御手段とをさらに備える、請求項１または請求項２に記載の掃除機。
【請求項４】
前記吸引手段に接続された吸引ホースと、
前記吸引用本体に固定され、前記吸引ホースを支持するホース支持手段と、
前記ホース支持手段を通過する前記吸引ホースの、前記吸引用本体の進行方向に対して水平面においてなす角度を検出するホース水平角検出手段とをさらに備え、
前記制御手段は、ホース水平角検出手段の検出する角度に基づいて、前記移動手段の左右方向の旋回を制御する、請求項３に記載の掃除機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づく制御が左右一方の旋回を指示するものであり、前記ホース水平角検出手段の検出する角度に基づく制御が左右方向の他方の旋回を指示するものである場合に、その旨を報知する、請求項４に記載の掃除機。
【請求項６】
前記制御手段は、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づく制御が左右一方の旋回を指示するものであり、前記ホース水平角検出手段の検出する角度に基づく制御が左右方向の他方の旋回を指示するものである場合に、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づく制御のみを実行する、請求項４に記載の掃除機。
【請求項７】
前記制御手段は、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づく制御内容と前記ホース水平角検出手段の検出する角度に基づく制御内容を合成して、前記移動手段の左右方向の旋回を制御する、請求項４に記載の掃除機。
【請求項８】
前記吸引手段に接続された吸引ホースと、
前記吸引用本体に固定され、前記吸引ホースを支持するホース支持手段と、
前記ホース支持手段を通過する前記吸引ホースの、前記吸引用本体の進行方向に対して鉛直面においてなす角度を検出するホース鉛直角検出手段とをさらに備え、
前記制御手段は、ホース鉛直角検出手段の検出する角度に基づいて、前記移動手段の前進または後退を制御する、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の掃除機。
【請求項９】
前記信号生成手段は、前記ホース鉛直角検出手段の検出する角度が、所定の角度よりも小さい場合には前記電源ケーブルの巻き取りを指示する信号を生成し、前記所定の角度以上の角度である特定の角度よりも大きい場合には前記電源ケーブルの送り出しを指示する信号を生成する、請求項８に記載の掃除機。
【請求項１０】
前記吸引手段に接続された吸引ホースと、
前記吸引用本体に固定され、前記吸引ホースを支持するホース支持手段と、
前記ホース支持手段を通過する前記吸引ホースの、前記吸引用本体の進行方向に対して鉛直面においてなす角度を検出するホース鉛直角検出手段と、
外部から操作される操作手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記操作手段が操作されていることを条件として、前記移動手段の左右方向の旋回および前記ホース鉛直角検出手段の検出する角度に基づいた前記移動手段の前進または後退を制御し、
前記信号生成手段は、前記操作手段が操作されていることを条件として前記信号を生成する、請求項４に記載の掃除機。
【請求項１１】
障害物との接触を検知する接触検知手段と、
前記吸引手段に接続された吸引ホースと、
前記吸引用本体に固定され、前記吸引ホースを支持するホース支持手段と、
前記ホース支持手段を通過する前記吸引ホースの、前記吸引用本体の進行方向に対して鉛直面においてなす角度を検出するホース鉛直角検出手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記接触検知手段が障害物との接触を検知した場合には、前記移動手段の左右方向の旋回および前記ホース鉛直角検出手段の検出する角度に基づいた前記移動手段の前進または後退の制御を中止し、
前記信号生成手段は、前記接触検知手段が障害物との接触を検知した場合には前記電源ケーブルの巻き取りまたは送り出しを指示する信号を生成しない、請求項４に記載の掃除機。
【請求項１２】
前記吸引用本体と前記電力供給手段の間に設けられ、前記吸引用本体に対する前記電源ケーブルの巻き取りおよび送り出しを行なうケーブル制御手段を含むケーブル管理装置をさらに備え、
前記ケーブル制御手段は、前記信号生成手段の生成する信号に基づいて、前記電源ケーブルの巻き取りおよび送り出しを行なう、請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除機に関し、特に、吸引手段に電力を供給するための電源ケーブルが当該吸引手段の外郭を覆う本体の外部と接続されている掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、駆動輪を駆動する機構を備えたいわゆる自走式または半自走式の掃除機があった。
【０００３】
このような掃除機に関しては、たとえば、特許文献１（特開昭６２−１５２４２３号公報）には、エンコーダの出力をもとに自走式掃除機の姿勢ないし走行方向を変化させる技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２（特開平１-８６９２５号公報）には、自走式掃除機において、吸込用ホースの張力を検知し、当該張力に基づいて、掃除機本体の操舵手段および駆動手段を制御する技術が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３（特開２００５−２１８６９７号公報）には、掃除ユニットおよび当該掃除ユニットと電源コードで接続された制御ユニットを備える掃除機において、制御ユニットのボディに対する電源ケーブルの角度を検出し、当該角度情報をもとに掃除ユニットの制御ユニットに対する方位角度を検出して掃除ユニットの走行制御を行なう技術が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−１５２４２３号公報
【特許文献２】特開平１−８６９２５号公報
【特許文献３】特開２００５−２１８６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の一般的な掃除機では、電源ケーブルの巻き取りおよび引き出しは、適宜人間の手によって行なわれるものであった。つまり、掃除の途中で、操作者は、必要に応じて電源ケーブルの調整を行なわなければならないため、電源ケーブルの長さが足りない場合には、掃除の手を止めて手動で引き出す必要があり、また、電源ケーブルが必要以上に長く伸びている場合には、当該電源ケーブルが本体の走行の邪魔にならないように巻き取りをする必要があったため、煩雑であったという問題があった。
【０００７】
なお、従来から電源ケーブルの自動送り出し・巻き取りのための技術は存在するが、電源ケーブルにかかる張力を利用するものが主流であった。ただし、電源ケーブルにかかる張力を利用する技術では、たとえば家庭用の掃除機においては、コンセントからプラグが抜ける事態や、電源ケーブルが破損する事態が考えられる。特に、電源ケーブルの巻き取りにおいては、巻き取る際の電源ケーブルの向きが適切でない場合には、電源ケーブルの絡まりや破損が生じる事態が考えられる。
【０００８】
また、特許文献３は、制御ユニットにケーブル巻き取り装置を持ち、ケーブル巻き取り装置と電源ケーブルが成す角度を検出して掃除ユニットの動作に反映する自動電気掃除機を開示するものであるが、掃除ユニットとケーブル巻き取り装置の間の電源ケーブルがたるんでいない状態（一定以上の張力がかかった状態）であることを前提としている。つまり、ケーブル巻き取り装置が、電源ケーブルの巻き取りのために常に電源ケーブルに一定以上の張力をかけることを前提としている。このような状態にある場合、万が一、掃除ユニットやケーブル巻き取り装置がなんらかの理由で急激に動いたときには、電源ケーブルに想定外の張力がかかり、電源ケーブルや接合部が破損するような事態が考えられる。
【０００９】
本発明は係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、電源ケーブルを撓ませた状態で、電源ケーブルの長さを調整できる掃除機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従った掃除機は、吸引手段と、前記吸引手段の外郭を覆う吸引用本体と、前記吸引手段に電力を供給するために前記吸引用本体の外部の電力供給手段と前記吸引手段とを接続する電源ケーブルと、前記吸引用本体に固定され、前記電源ケーブルを支持するケーブル支持手段と、前記ケーブル支持手段を通過する前記電源ケーブルの、鉛直面において垂直方向に対してなす角度を検出する鉛直支持角検出手段と、前記鉛直支持角検出手段が検出する角度に基づいて前記電源ケーブルの巻き取りまたは送り出しを指示する信号を生成する信号生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の掃除機では、前記信号生成手段は、前記鉛直支持角検出手段の検出する角度が、第１の角度よりも小さい場合には前記電源ケーブルの巻き取りを指示する信号を生成し、前記第１の角度以上の角度である第２の角度よりも大きい場合には前記電源ケーブルの送り出しを指示する信号を生成することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の掃除機は、前記吸引用本体を移動させる移動手段と、前記ケーブル支持手段を通過する前記電源ケーブルの、前記吸引用本体の進行方向に対して水平面においてなす角度を検出する水平支持角検出手段と、前記信号生成手段は、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づいて、前記移動手段の左右方向の旋回を制御する制御手段とをさらに備えることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の掃除機は、前記吸引手段に接続された吸引ホースと、前記吸引用本体に固定され、前記吸引ホースを支持するホース支持手段と、前記ホース支持手段を通過する前記吸引ホースの、前記吸引用本体の進行方向に対して水平面においてなす角度を検出するホース水平角検出手段とをさらに備え、前記制御手段は、ホース水平角検出手段の検出する角度に基づいて、前記移動手段の左右方向の旋回を制御することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の掃除機では、前記制御手段は、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づく制御が左右一方の旋回を指示するものであり、前記ホース水平角検出手段の検出する角度に基づく制御が左右方向の他方の旋回を指示するものである場合に、その旨を報知することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の掃除機では、前記制御手段は、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づく制御が左右一方の旋回を指示するものであり、前記ホース水平角検出手段の検出する角度に基づく制御が左右方向の他方の旋回を指示するものである場合に、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づく制御のみを実行することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の掃除機では、前記制御手段は、前記水平支持角検出手段の検出する角度に基づく制御内容と前記ホース水平角検出手段の検出する角度に基づく制御内容を合成して、前記移動手段の左右方向の旋回を制御することが好ましい。
【００１７】
また、本発明の掃除機は、前記吸引手段に接続された吸引ホースと、前記吸引用本体に固定され、前記吸引ホースを支持するホース支持手段と、前記ホース支持手段を通過する前記吸引ホースの、前記吸引用本体の進行方向に対して鉛直面においてなす角度を検出するホース鉛直角検出手段とをさらに備え、前記制御手段は、ホース鉛直角検出手段の検出する角度に基づいて、前記移動手段の前進または後退を制御することが好ましい。
【００１８】
また、本発明の掃除機では、前記信号生成手段は、前記ホース鉛直角検出手段の検出する角度が、所定の角度よりも小さい場合には前記電源ケーブルの巻き取りを指示する信号を生成し、前記所定の角度以上の角度である特定の角度よりも大きい場合には前記電源ケーブルの送り出しを指示する信号を生成することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の掃除機は、前記吸引手段に接続された吸引ホースと、前記吸引用本体に固定され、前記吸引ホースを支持するホース支持手段と、前記ホース支持手段を通過する前記吸引ホースの、前記吸引用本体の進行方向に対して鉛直面においてなす角度を検出するホース鉛直角検出手段と、外部から操作される操作手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記操作手段が操作されていることを条件として、前記移動手段の左右方向の旋回および前記ホース鉛直角検出手段の検出する角度に基づいた前記移動手段の前進または後退を制御し、前記信号生成手段は、前記操作手段が操作されていることを条件として前記信号を生成することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の掃除機は、障害物との接触を検知する接触検知手段と、前記吸引手段に接続された吸引ホースと、前記吸引用本体に固定され、前記吸引ホースを支持するホース支持手段と、前記ホース支持手段を通過する前記吸引ホースの、前記吸引用本体の進行方向に対して鉛直面においてなす角度を検出するホース鉛直角検出手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記接触検知手段が障害物との接触を検知した場合には、前記移動手段の左右方向の旋回および前記ホース鉛直角検出手段の検出する角度に基づいた前記移動手段の前進または後退の制御を中止し、前記信号生成手段は、前記接触検知手段が障害物との接触を検知した場合には前記電源ケーブルの巻き取りまたは送り出しを指示する信号を生成しないことが好ましい。
【００２１】
また、本発明の掃除機は、前記吸引用本体と前記電力供給手段の間に設けられ、前記吸引用本体に対する前記電源ケーブルの巻き取りおよび送り出しを行なうケーブル制御手段を含むケーブル管理装置をさらに備え、前記ケーブル制御手段は、前記信号生成手段の生成する信号に基づいて、前記電源ケーブルの巻き取りおよび送り出しを行なうことが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、吸引用本体から外部に延びる電源ケーブルの垂直方向の角度を検出することにより、電源ケーブルの巻き取りまたは送り出しを指示できるようになる。つまり、当該電源ケーブルがどの程度たるんでいるのかまたは電源ケーブルに対してどの程度張力がかかっているのかを間接的に検出し、その検出結果に基づいて電源ケーブルの巻き取りまたは送り出しが指示されるため、従来のように電源ケーブルに常に張力がかかっている必要はない。
【００２３】
したがって、本発明によれば、掃除機において、電源ケーブルを適度に撓ませた状態で電源ケーブルの長さを調整できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施の形態の掃除機について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態である掃除機の概観を模式的に示す図である。本実施の形態の掃除機は、半自走式掃除機である。
【００２５】
図１を参照して、掃除機１は、主に、掃除機本体１Ａと、それに可撓性を有する吸引用ホース６で接続された吸込口２、および、電源ケーブル管理装置３から構成される。
【００２６】
掃除機本体１Ａの内部には、当該掃除機本体１Ａを半自走式で駆動する機構が備えられている。図１では、矢印Ｃ１により、掃除機本体１Ａの進行方向が示されている。そして、掃除機本体１Ａの（上記進行方向を前面として場合の）左側面には、当該駆動機構により駆動される車輪１１が取り付けられている。また、掃除機本体１Ａの右側面には、図１では図示を省略されているが、上記駆動機構により駆動される車輪（適宜「車輪１２」と呼ぶ）が取り付けられている。
【００２７】
掃除機本体１Ａは、電源ケーブル４を介して、商用電源から電力を供給されている。なお、商用電源の供給口（コンセント）と掃除機本体１Ａの間に、電源ケーブル管理装置３が設けられている。電源ケーブル４は、電源管理装置３を介して、コンセントに接続される。掃除機本体１Ａの後部には、電源ケーブル４を通過可能に支持するケーブル支持ユニット７が設けられている。ケーブル支持ユニット７の詳細な構成は、図９を参照して後述する。
【００２８】
掃除機本体１Ａには、その前面と後面に、それぞれバンパー２７Ａ，２７Ｂが取り付けられている。
【００２９】
吸込口２の、吸引用ホース６との接続部分には、操作者により操作されるスイッチ１５が設けられている。
【００３０】
図１では、掃除機本体１Ａに対する座標系として、掃除機本体１Ａの進行方向をｘ軸正方向、（垂直方向の）上方向をｚ軸正方向とした、座標系｛Ａ｝が示されている。
【００３１】
ケーブル管理装置３は、ケーブル送り出し・巻き取りのための動力を持ったリール（図１では図示略）と、掃除機本体１Ａとの無線による通信手段（図１では図示略）と、商用電源を供給するコンセントに接続するためのケーブル５を含む。ケーブル管理装置３は、上記リールにより、電源ケーブル４の送り出しおよび巻き取りを行なう。これにより、掃除機１では、ケーブル管理装置３と掃除機本体１Ａとの間に存在する電源ケーブル４の長さは、変更可能とされる。
【００３２】
図２は、掃除機本体１Ａの概観図である。
図２を参照して、掃除機本体１Ａは、上記したように左右の側面に車輪１１，１２を持つ。車輪１１，１２は、それぞれ独立した駆動源（後述する左車輪駆動部７１，右車輪駆動部７２）に接続されており、状況に応じて、それぞれが互いに独立して、アクティブに、駆動させることができる。
【００３３】
掃除機本体１Ａは、その内部に吸引機構（図示しない）を持ち、吸引用ホース６は、掃除機本体１上部から引き出されている。吸引用ホース６は、固定具８と固定具９を通して設置されているが、固定具８は固定具９に対して、回転軸１３を軸として拘束され、固定具９は掃除機本体１Ａに対して回転軸１４を軸として拘束されている。固定具９には、吸引用ホース６を通す孔１０が形成されている。なお、詳細な図示は省略しているが、固定具８には、固定具９に固定されるための部材が取り付けられており、また、固定具９には、掃除機本体１Ａに固定されるための部材が取り付けられている。
【００３４】
固定具９には、回転軸１３に沿って固定具８と固定具９の間の角度を検出することができるエンコーダ（図示しない）が取り付けられており、掃除機本体１Ａの内部にも回転軸１４に沿って掃除機本体１Ａと固定具９が成す角度を検出するエンコーダ（図示しない）が取り付けられている。これらのエンコーダによってホース６が本体に対して成す２種類の角度（α，β）が検出できる。なお、この２種類の角度の検出については、図５および図６を参照して後述する。
【００３５】
図３は、掃除機本体１Ａのハードウェア構成を模式的に示す図である。
図３を参照して、掃除機本体１Ａには、当該掃除機本体１Ａの各部分の動作を制御するための制御部５０が含まれる。制御部５０は、演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。
【００３６】
掃除機本体１Ａは、さらに、上記ＣＰＵが実行するプログラムおよび当該プログラムの実行に必要な種々のデータを記憶する記憶装置５１、車輪１１，１２を駆動するための駆動部７１，７２、電源ケーブル管理装置３とのデータの送受信を行なうための通信部５５、上記したスイッチ１５を含む入力部５２、および、ゴミを吸込むための吸引装置を駆動する吸引モータ５４を備える。
【００３７】
また、掃除機本体１Ａは、バンパー２７Ａおよびバンパー２７Ｂのそれぞれが受けた衝撃を検出する衝撃検出部５３を含む。
【００３８】
また、掃除機本体１Ａは、図５および図６を参照して後述する吸引用ホース６の掃除機本体１Ａに対する角度を検出するホース角度検出部６１、および、図９を参照して後述する電源ケーブル４の掃除機本体１Ａの進行方向に対する水平方向の角度および垂直方向の角度を検出するケーブル角度検出部６２を備えている。これらの検出部は、それぞれ、エンコーダを含む。
【００３９】
図４は、電源ケーブル管理装置３のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図４を参照して、電源ケーブル管理装置３は、当該電源ケーブル管理装置３の動作を全体的に制御する制御部９０を備えている。制御部９０は、ＣＰＵを含む。
【００４０】
電源ケーブル管理装置３は、さらに、掃除機本体１Ａとの間でデータの送受信を行なうための通信部９２と、上記ＣＰＵが実行するプログラムおよび当該プログラムの実行に必要な種々のデータを記憶する記憶装置９１と、電源ケーブル４の送り出しおよび引き出しを実行するケーブル用モータ９３とを備えている。ケーブル用モータ９３は、電源ケーブル４の送り出しおよび巻き取りを行なうためのリールを駆動するモータである。
【００４１】
図５は、掃除機本体１Ａの上面を模式的に示す図である。
図５を参照して、固定具９は、吸引用ホース６に引っ張られることによって、回転軸１４を中心に（回転軸１４を軸として）、回転移動する。座標系｛Ａ｝のｘ−ｙ平面において、αは、ｘ−ｙ平面においてホースによって駆動される固定具９とｘ軸（掃除機１の進行方向）がなす角度であり、ｘ−ｙ座標平面において逆時計周りを正方向とする。座標系｛Ａ｝のｘ軸とホースの向きが一致するときα＝０°とし、また、本実施の形態では、αは、α＝０°〜９０°およびα＝−９０°〜０°で表現されるものとする。
【００４２】
本実施の形態では、固定具９について、当該固定具９に固定された座標系｛Ｂ｝を定義するものとする。座標系｛Ｂ｝は、その原点を、回転軸１３を持つ左右の支持具の中間（固定具８が固定具９に固定される２点の中間点）に持ち、そして、回転軸１３と直交し地面と平行な方向（水平方向）にｘ軸、回転軸１３と同じ方向にｙ軸、鉛直上方向にｚ軸を持つものとする。
【００４３】
図６は、掃除機本体１Ａの左側面を模式的に示す図である。
図６を参照して、βは、固定具８が掃除機１の進行方向（図６中の線Ｌ４）と鉛直面において成す角度である。なお、βは、吸引用ホース６を通す輪（固定具８）の中心を通り、当該輪が作る円に直交する方向に軸（図６中のＬ６）を取り、軸（図６中のＬ６）と座標系｛Ｂ｝のｘ軸が座標系｛Ｂ｝のｙ軸周りに成す角度とも言える。
【００４４】
吸込口２には、スイッチ１５が取り付けられている。掃除機１では、このスイッチ１５が操作者によって押されている場合、ホースの角度α，βに応じた制御が実行される。
【００４５】
具体的には、たとえば、角度α＜−４５°であり、かつ、スイッチ１５が押されている場合、掃除機本体１Ａがその場で右側に旋回するように、車輪１１，１２が駆動される。このとき、左側の車輪１１は正転（本体が前進するときの回転方向）、右側の車輪１２は逆転（本体が後退するときの方向）する。
【００４６】
また、角度α＞４５°であり、かつ、スイッチ１５が押されている場合、掃除機本体１がその場で左側に旋回するように、車輪１１，１２が駆動される。このとき、左側の車輪１１は逆転、右側の車輪１２は正転する。
【００４７】
−４５°≦α≦４５°の範囲では、特に上記のように掃除機本体１Ａを旋回させるための制御は行なわれない。
【００４８】
以上のように、角度αに関する制御により、掃除機本体１Ａの姿勢は、吸引用ホース６の姿勢と同じ方向にコントロールされる。
【００４９】
また、角度βに基づいた制御としては、次のような制御が行なわれる。
角度β＜４５°であり、かつ、スイッチ１５が押されている場合、掃除機本体１Ａを前進させるため、車輪１１，１２は、正転されるように駆動される。
【００５０】
角度β＞６０°であり、かつ、スイッチ１５が押されている場合、掃除機本体１Ａを後退させるため、車輪１１，１２は、逆転されるように駆動される。
【００５１】
このように角度βに基づいた制御が行なわれることにより、掃除機１の操作者が吸込口２を持って掃除を行なう場合、掃除機本体１Ａと操作者の距離が離れた場合、角度βは小さくなり、本体１と操作者の距離が近い場合、角度βは大きくなる。そして、上記のような角度βに基づいた制御がなされることにより、掃除機本体１Ａは、操作者に対して一定の距離を保つことが出来る。
【００５２】
図９に、ケーブル支持ユニット７の拡大図を示す。
図９を参照して、掃除機本体１Ａに設けられたケーブル支持ユニット７は、２自由度の回転を持ち、それぞれの軸に絶対値エンコーダが取り付けられ角度の検出が可能になっている。ケーブル支持ユニット７は、部品２０、部品２１、エンコーダ（図示略）により構成される。また、図９では、線Ｌ１６は、座標系｛Ａ｝のｘ軸負方向を示し、線Ｌ１３は、垂直下方向を示す。
【００５３】
ケーブル支持ユニット７において、部品２０は、軸Ｌ１４により掃除機本体１Ａに対してｚ軸周りに回転可能に拘束され、部品２１は、部品２０に対して軸Ｌ１１（水平方向）により回転可能に拘束される。
【００５４】
なお、図９の電源ケーブル４において、部分４Ａが電源ケーブル管理装置３側に接続される側であり、部分４Ｂが掃除機本体１Ａの内部に接続される側である。
【００５５】
図９において、θ１は、鉛直面において垂直下方向に対する電源ケーブル４のなす角であり、θ２は、水平面において線Ｌ１６（掃除機１の進行方向（進行の向きと逆向き））に対する電源ケーブル４のなす角である。
【００５６】
電源ケーブル管理装置３とケーブル支持ユニット７（掃除機本体１Ａ）との間で、電源ケーブル４にかけられる張力が大きくなるほど、角度θ１は大きくなり、また、電源ケーブル４が床に落ちるほどに長く送り出されている場合には、角度θ１は小さくなる。
【００５７】
本実施の形態では、電源ケーブル４の長さを最適にするために、以下のような制御がなされる。なお、θ１およびθ２は、ケーブル角度検出部６２によって、それぞれ検出される。
【００５８】
θ１が４５°以上の場合は、電源ケーブル管理装置３が電源ケーブル４の送り出しを行なう。具体的には、θ１がそのような場合、制御部５０は、通信部５５を介して、電源ケーブル管理装置３に、電源ケーブル４の送り出しを指示する信号を送信する。
【００５９】
また、θ１が１０°以下の場合は、電源ケーブル管理装置３は、電源ケーブル４の巻き取りを行なう。具体的には、θ１がそのような場合、制御部５０は、通信部５５を介して、電源ケーブル管理装置３に、電源ケーブル４の巻き取りを指示する信号を送信する。
【００６０】
角度１０°〜４５°の範囲においては、掃除機本体１Ａと電源ケーブル管理装置３の間に存在する電源ケーブル４の長さが適正であるとされて、ケーブルの送り出し・巻き取りに関しては制御を行なわれない。
【００６１】
また、軸Ｌ１４周りの角度を利用して本体がケーブルと成す角度を適正にコントロールする。これにより半自走式の掃除機において、ケーブルが本体や車輪に絡む問題を解決できる。
【００６２】
軸Ｌ１４周りの角度θ２（逆時計回りを正とする）が−４５°より小さい場合、掃除機本体１Ａが右旋回するように、車輪１１，１２が駆動される。
【００６３】
また、軸Ｌ１４周りの角度θ２が４５°より大きい場合は掃除機本体１Ａが左旋回するように、車輪１１，１２が駆動される。
【００６４】
なお、角度θ２が−４５°〜４５°の範囲では、掃除機本体１Ａと電源ケーブル４の成す角度を許容し、上記したような旋回のための制御は行なわれない。
【００６５】
以上の制御により、操作者は掃除機本体１Ａと電源ケーブル４の取り回しを意識せずに吸込口２を操作するだけで掃除を行なえる。ただし、これらの制御は接触検知手段２７により何らかの物体との衝突が確認された場合、スイッチ１５が押されている状態であっても中止されるものとする。
【００６６】
なお、本実施の形態では、制御部５０のＣＰＵは、電源ケーブル４の送り出しおよび巻き取りについての制御を、吸引用ホース６の角度（α，β）に基づく左右旋回および前進・後退の制御に優先させて、制御を行なっている。このような制御動作を、当該制御動作のためのフローチャートである図７および図８を参照して説明する。なお、このフローチャートに記載された処理は、１００ｍｓ程度の周期で繰り返される制御であり、図中の「前進・後退」、「右旋回・左旋回」、「ケーブル巻き取り・送り出し」は、そのブロックで実際に実施されるわけではなく、ただそれぞれの指令値を設定するだけである。実際の駆動車輪・巻き取り機構に対するこの指令値の反映は、図７または図８に示したループと並行して動作する別の制御ループによって実行される。
【００６７】
図７を参照して、ステップＳ１０では、制御部５０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と呼ぶ）は、スイッチ１５が押されている状態であるか否かを判断し、そうであると判断するとステップＳ２０へ処理を進める。
【００６８】
ステップＳ２０では、ＣＰＵは、衝撃検出部５３がバンパー２７Ａまたはバンパー２７Ｂのいずれかが衝撃を受けたことを検出したか否かを判断し、受けていないと判断するとステップＳ３０以降に処理を進め、受けたと判断するとステップＳ１０に処理を戻す。なお、ステップＳ３０以降の処理では、電源ケーブル管理装置３に対してケーブルの巻き取り等を指示する信号の生成や、車輪１１，１２に対する駆動制御（前進／後退、および／または、右旋回／左旋回）が行なわれる。そして、ステップＳ２０において衝撃を受けたことを検出したことによってステップＳ３０以降の処理を行なわずにステップＳ１０に処理を戻すことにより、上記の信号の生成や車輪１１，１２の駆動制御が中止されることになる。
【００６９】
ステップＳ３０では、ＣＰＵは、上記したθ１が１０°未満であるかまたは４５°を越えているかを判断し、そうであると判断するとステップＳ４０へ処理を進め、そうではないと判断すると、つまり、４５°以上または１０°以下であると判断すると、ステップＳ７０へ処理を進める。
【００７０】
ステップＳ４０では、ＣＰＵは、上記したθ２が−４５°未満であるかまたは４５°を越えているかを判断し、そうであると判断するとステップＳ５０へ処理を進め、そうではないと判断すると、つまり、−４５°≦θ２≦４５°であると判断すると、ステップＳ７０へ処理を進める。
【００７１】
ステップＳ５０では、ＣＰＵは、上記したように、θ２の値に応じて、車輪１１，１２を右旋回または左旋回させるための制御信号（ＳＧ１）を生成して、ステップＳ６０に処理を進める。
【００７２】
ステップＳ６０では、ＣＰＵは、上記したように、θ１の値に応じて、電源ケーブル管理装置３に送信するための、電源ケーブル４の巻き取りまたは送り出しを指示する信号（ＳＧ２）を生成して、ステップＳ７０へ処理を進める。
【００７３】
図８を参照して、ステップＳ７０では、ＣＰＵは、βが４５°未満かまたは６０°以上であるかを判断し、そうであると判断するとステップＳ８０へ処理を進め、そうではないと判断するとステップＳ９０へ処理を進める。
【００７４】
ステップＳ８０では、ＣＰＵは、上記したようにβの値に応じて車輪１１，１２に対して正転または逆転させるための信号（ＳＧ３）を生成して、ステップＳ９０へ処理を進める。
【００７５】
ステップＳ９０では、ＣＰＵは、αが−４５°未満であるかまたは４５°を越えているかを判断し、そうであると判断するとステップＳ１００へ処理を進め、そうではないと判断すると、つまり、−４５°≦α≦４５°であると判断すると、ステップＳ１０へ処理を戻す。
【００７６】
ステップＳ１００では、すでにθ２の条件が満たされているか、つまり、ステップＳ９０で判断したαの値に従った車輪１１，１２に対して右旋回または左旋回を制御するための信号が、ステップＳ５０で生成した信号（ＳＧ１）と同じものとなるか否かを判断し、そうであると判断するとそのまま処理をステップＳ１０に戻し、そうではないと判断すると、ステップＳ１１０へ処理を進める。
【００７７】
ステップＳ１１０では、αの値に従った、車輪１１，１２に対して右旋回または左旋回を制御するための信号（ＳＧ４）を生成して、ステップＳ１０に処理を戻す。
【００７８】
上記したように、掃除機１では、掃除機本体１Ａが旋回される状況として、上記角度θ２（電源ケーブルと本体の角度）の条件を満たす場合と、角度α（ホース固定具９と本体の角度）の条件を満たす場合の２通りがある。なお、条件によっては、この二つの場合において、旋回するべき方向が干渉する（逆の方向になる）、つまり、信号ＳＧ１で指示される旋回方向と信号ＳＧ４で指示される旋回方向が異なるという事態が生じると考えられる。このような事態を回避するために、掃除機１では、掃除機本体１Ａが電源ケーブル４による旋回を行なう場合は、吸引用ホース６の固定具９の角度αにかかわらず、旋回に関する信号は信号ＳＧ１のみを採用されることが好ましい。また、図７を参照して説明したように、電源ケーブル４の角度に基づく車輪１１，１２に対する左右旋回の信号（ＳＧ１）は、電源ケーブル４の巻き取り・送り出しの信号（ＳＧ２）が生成される場合（θ１がステップＳ３０に示された条件を満たすとき）のみ、生成される。
【００７９】
このような特別な事情がなければ、図７または図８に示したループと並行して実行される別の制御ループでは、信号ＳＧ１〜ＳＧ４が適宜合成される。
【００８０】
例えば、θ２により回転スピードＲ［ｒａｄ／ｓ］，βにより前進スピードＶ［ｃｍ／ｓ］と決定された場合を考える。ここで、θ２による回転スピードＲ［ｒａｄ／ｓ］を達成するために、信号ＳＧ１として、左側の車輪１１の回転速度をＬＲ［ｒｐｍ］とし，右側の車輪１２の回転速度ＲＲ［ｒｐｍ］とする信号が生成されたとする。また、βによる前進スピードＶを達成するために、信号ＳＧ３として、車輪１１の回転速度をＬＶ［ｒｐｍ］とし，右側の車輪１２の回転速度をＲＶ［ｒｐｍ］とする信号が生成されたとする。このとき、合成された最終的な車輪１１に対する速度指令値をＬＢ［ｒｐｍ］，車輪１２に対する速度指令値をＲＢ［ｒｐｍ］とすると、ＬＢとＲＢは、次の式（１），式（２）に従って算出できる。
【００８１】
ＬＢ＝Ｃ１×ＬＲ＋Ｃ２×ＬＶ  …（１）
ＲＢ＝Ｃ１×ＲＲ＋Ｃ２×ＲＶ  …（２）
なお、Ｃ１，Ｃ２は、旋回と直進のバランスをとるための係数であり、本実施の形態では、いずれも０．７５としている。
【００８２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施の形態である掃除機の概観を模式的に示す図である。
【図２】図１の掃除機本体の概観を模式的に示す図である。
【図３】図１の掃除機本体のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図４】図１の電源ケーブル管理装置のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図５】図１の掃除機本体の上面を模式的に示す図である。
【図６】図１の掃除機本体の左側面を模式的に示す図である。
【図７】図３の掃除機本体における制御動作を実現されるために、ＣＰＵが実行する処理のフローチャートである。
【図８】図３の掃除機本体における制御動作を実現されるために、ＣＰＵが実行する処理のフローチャートである。
【図９】図１のケーブル支持ユニットの拡大図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  掃除機、１Ａ  掃除機本体、２  吸込口、３  電源ケーブル管理装置、６  吸引用ホース、７  ケーブル支持ユニット、８，９  固定具、１１，１２  車輪、１３，１４  回転軸、１５  スイッチ、２７Ａ，２７Ｂ  バンパー、５０，９０  制御部、５１，９１  記憶装置、５２  入力部、５３  衝撃検出部、５４  吸引モータ、５５，９２  通信部、６１  ホース角度検出部、６２  電源ケーブル角度検出部、７１  左車輪駆動部、７２  右車輪駆動部。
【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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【図８】
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【図９】
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