JP2000093360A - 水泳プ―ルの掃除の作業方法及びそのための掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】水泳プール（１）内を前進及び後進することが
できる掃除機（２）が、前進または後進に切り換えるこ
とができる駆動機構を有しており、この駆動機構の左側
部分に１つのモータが、右側部分に１つのモータが設け
られており、さらに、駆動機構を制御する制御装置が設
けられている。制御装置は、駆動機構の各部分に対して
速度調整装置を有しており、さらに、２つのモータの速
度の差動制御を行う手段を有している。掃除機は、駆動
機構の両部分に前進または後進で進んだ距離（ｄ１、ｄ
２）を測定する手段を備えている。測定された進行距離
（ｄ１、ｄ２）及びそれぞれの移動軌道のオフセット幅
（ｖ）に基づいて、制御装置が方向転換角度（Ｒ１、Ｒ
２）を計算して差動制御する。 【効果】方向転換角度を正確に実行することができ、所
望形状の水泳プールを確実に掃除できることにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の前文に従っ
た水泳プールの掃除用の掃除機の作業方法及び請求項８
の前文に従った水泳プールの掃除用の掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】水泳プールの底部上を自動的に前進及び
後進する掃除機は長年にわたって知られている。しか
し、ほとんどの場合、それらは不規則形状のプールを自
動的に確実に掃除することができないという欠点を備え
ている。特に低コストで適当かつ簡単な装置が必要とさ
れている。

【０００３】ドイツ特許第３，１１０，２０３号は、公
知のように、水を満たした水泳プールの底部上を前進及
び後進し、その際に吸引によってそれの掃除をする水泳
プールの掃除方法及び掃除機を記載している。掃除機は
２つのモータを備えており、駆動機構の２側部が互いに
独立的に前進または後進するか、静止していることがで
きる。この掃除機にはまた、掃除機のコーナー部分に配
置された４つのセンサで支配されて、向き合った水泳プ
ール壁間で水泳プールの底部上をジグザグ経路で進む掃
除機の移動を制御する制御装置が設けられている。掃除
機は前進及び後進を交互に行う。それは水泳プール壁の
位置で旋回しないで、毎回その位置でわずかな旋回移動
を実施する。これらの旋回移動によって、第１に掃除機
を水泳プール壁に対して位置合わせすることができ、第
２に新しい移動方向を設定することができる。掃除機は
駆動機構の２側部の各々に１つのモータを備えているの
で、位置合わせ移動及び方向転換を行うために毎回２つ
のモータの一方を停止させると共に、その位置合わせ作
業中または遅動期間中、他方のモータを作動させ続け
る。その結果、掃除機は停止している駆動部分を中心に
回転する。

【０００４】この掃除機の問題点の１つは、方向転換を
比較的不正確にしか実施できないことにある。これによ
って得られる方向転換角度の正確度は、例えば駆動部の
２側部の（特に、始動状態での）動的性能の差異や、遅
動期間に大きく依存していることなどの、制御が困難な
要因によって左右される。その結果、特に比較的長い移
動距離の場合、掃除軌道を確実に重合させ、それによっ
てプール底部を完全に掃除することが一定の状況では保
証されないであろう。しかし、重大な問題は、この掃除
機が遅動期間を注意深く調整しなければ様々な寸法のプ
ールに適さず、また、矩形または正方形のプールに向い
ているだけである点にある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、様々な寸法のプール及び様々な形状のプールの両方
に使用できると共に、プール底部の確実な掃除を保証す
ることができる簡単な掃除方法及び妥当な価格の掃除機
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本目的は本発明によれ
ば、請求項１及び８の特徴部分の特徴によって達成され
る。本目的は実際に、駆動機構の左側及び右側部分に対
して、プール底部上を進んだ距離を測定する手段及び駆
動機構の２部分のモータを異なった速度で差動制御する
手段を用いることで達成される。これによってまず、掃
除機の制御装置が次の掃除経路に必要な方向転換角度を
自動的かつ独立的に計算し、必要な制御機能を実行する
ことができる。しかし、特に、移動方向センサなどの高
コストの制御技法に頼ることなく、方向転換角度を非常
に正確に設定できるという効果が達成される。

【０００７】本発明の効果的な実施例によれば、掃除機
の制御装置は、２つ以上の異なった作業プログラムを選
択できるように構成されている。このため、例えば、第
１作業プログラムを所望形状の水泳プールの掃除用に設
けて、この作業プログラムでは掃除機が水泳プール壁の
位置で位置合わせ作業をまったく実施しないようにする
ことができる。さらなる作業プログラムを、例えば少な
くとも１つの適当な直線状の基準水泳プール壁を有する
水泳プールの掃除用に設けて、この作業プログラムでは
掃除機が毎回基準水泳プール壁に対して位置合わせを行
うようにすることができる。

【０００８】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながらこの形式の
２つの作業プログラムを有する本発明の実施例を以下に
さらに詳細に説明する。

【０００９】図１及び図２に従った以下の説明に使用さ
れている掃除機は、前進または後進に切り換えることが
できる駆動機構を有しており、この駆動機構は駆動ホィ
ールまたは駆動軌道に作動連結されている。この構造で
は、駆動機構の左側及び右側の各部分に１つのモータが
設けられている。制御装置が、駆動機構の２つの部分の
モータの相互作用を制御する。制御装置は、２つのモー
タの速度を調節するための個別の速度調節装置を備えて
いる。制御装置はまた、２つのモータの速度を差動調節
するように構成されている。すなわち、２つのモータは
異なった公称速度で作動することができる。直線移動
（前進または後進）の場合、２つの速度調節装置に同一
公称速度が指定される。

【００１０】掃除機が水泳プール壁または障害物に接近
した場合に制御信号を発生する接触手段が掃除機の前後
コーナー部分に設けられている。簡単な形式では、接触
手段は、（水泳プール壁または障害物との実際の衝突を
回避するために）緩衝距離を相当に長くした機械式切り
換えスイッチとして構成することができる。

【００１１】掃除機はさらに、前進及び後進で進んだそ
れぞれの距離を測定する手段を駆動機構の両部分に備え
ている。好ましくは、これらは両側部か駆動ホイール
（または駆動軌道上で動作する駆動ホイール）に配置さ
れたパルス発生器である。合計進行距離は、駆動ホイー
ル毎の回転数（またはパルス）とそれによって生じる進
行距離との間の、周知であって構造によって決まる関係
に基づいて確定することができる。

【００１２】図１は、不規則形状の水泳プール１を第１
作業プログラムに従った掃除経路の概略的軌道と共に示
している。この作業プログラムは、水泳プール壁３の位
置での掃除機２の位置合わせ作業を含んでいない。

【００１３】掃除機２は、水泳プール壁３の適当な地点
の開始位置４から所望の初期移動方向Ａに出発する。掃
除機はまず、この方向に直線的に対向壁まで移動する。
この移動中に掃除機が進んだ距離が継続的に測定され
る。対向壁に接触した時、掃除機の前部に配置されてい
る接触手段が制御信号を発生し、これによって掃除機が
水泳プール壁に実際に衝突する前に駆動機構が切り換え
られる。掃除機が静止状態にある間に、制御装置は直前
に進んだ距離ｄ１に関する測定データを利用することが
できる。

【００１４】この時に使用できる掃除機が直前に進んだ
距離ｄ１の値と既知のオフセット幅ｖ（掃除機の掃除軌
道の幅）に基づいて、制御装置が必要な方向転換角度Ｒ
１を計算する。満足できる概算として、 ｔａｎ（Ｒ１）＝ｖ／ｄ１ を適用でき、その結果として、水泳プールの幅が一定の
変化を示す場合でもそれぞれの掃除軌道を確実に重合さ
せることができる。

【００１５】実施しようとする方向転換をできる限り正
確に実行するために、移動方向の切り換え後に駆動機構
の２つの部分の２つのモータを第１移動段階で緩やかな
線形速度増加で公称速度まで一緒に加速する。これによ
って、急激な、従って作用を予測できない駆動部の加速
度変化を回避することができる。次の第２移動段階で、
２つのモータを方向転換中、一定であるが異なった公称
速度で作動させる。進行距離が駆動機構の両部分で測定
されているので、特定の方向転換角度を得るための異な
った円弧長さに基づいて２つのモータの公称速度の特定
の組み合わせでの第２作動段階の時間長さを確定するこ
とができる。好ましくは、方向転換の期間中、一方のモ
ータは、方向転換作業の最後で到達して水泳プールの底
部を横断する際に保持する公称速度より高い公称速度に
なるようにする。これによって、方向転換が衝撃を伴わ
ないで穏やかに行われるため、移動の安定度が高くな
る。駆動機構の各部分に独立的な速度調整回路が装備さ
れているので、高い正確度が得られる。

【００１６】方向転換作業を完了する際に、２つのモー
タを同一の公称速度にし、これによって直前に得られた
速度が水泳プールの底部を横断する際に保持される。こ
の時、掃除機は直線方向Ｂに開始側の壁に向かって後進
する。開始側の壁と接触すると、掃除機の後部に配置さ
れている接触手段が制御信号を発生し、そのため、掃除
機が水泳プール壁３に実際に衝突する前に駆動機構が再
び停止する。

【００１７】掃除機の再開前進中は方向Ａに平行な方向
Ｃを進むことになるので、先に対向側で計算された方向
転換角度Ｒ１をこの時に実施される方向転換にも採用し
なければならない。それ以外の点では上記と同様にして
方向転換作業が実施される。

【００１８】掃除機の再開前進で、進行距離ｄ２が測定
される。図示の例では、進行距離ｄ２が最初に測定した
進行距離ｄ１より大きい。その結果、対向壁に次に接触
した時に新しく計算される方向転換角度Ｒ２が方向転換
角度Ｒ１より小さくなる。これによって、掃除機の掃除
経路が常に重合状態で延びるようにすることができる。

【００１９】信頼できる機能を保証するためには、各接
触位置（接触手段が水泳プール壁または障害物との接触
を報告する位置）で最小迎え角ＷＡが確保されるように
するだけでよい。この角度の大きさは、使用する接触手
段によって決まり、機械的接触ストリップの場合は約６
０°である。図１では、わかりやすくするために迎え角
ＷＡが開始位置４に示されている。

【００２０】図２は、矩形の水泳プールを第２作業プロ
グラムに従った掃除経路の概略的進路と共に示してい
る。この作業プログラムは、掃除機を基準水泳プール壁
に対して位置合わせする作業を含んでいる。

【００２１】この作業プログラムは、適当な直線的な基
準水泳プール壁３’を使用できる水泳プール形状の場合
に使用することができる。従って、図２に示されている
矩形は単なる一例であることを理解されたい。

【００２２】この作動プログラムでも、掃除機２が水泳
プール壁３の適当な地点の開始位置４に配置される。し
かし、最初にそれを後進させて自動的に基準水泳プール
壁３’に平行に位置合わせする。その後、初期移動の方
向Ａに出発させる。

【００２３】開始方向Ａの前進及び方向Ｂの後進は、方
向転換角度Ｒ１の計算及び制御と共に、図１に従った作
業プログラムと全く同様に実施される。

【００２４】しかし、掃除機が第２方向決め位置５で基
準水泳プール壁３’に再び衝突した時、掃除機はその壁
に対して再び位置合わせされる。その結果、方向Ｃの前
進は最初の開始方向Ａに平行に行われ、これによって掃
除軌道の完全な重合が確保される。従って、基準水泳プ
ール壁が存在するため、この場合は正確に制御された曲
線移動に代えて、制御技術に関する要求が少ない位置合
わせ作業が用いられる

【００２５】信頼できる機能を確保するためには、基準
水泳プール壁３’に対して直角を成す水泳プール壁３か
ら最小距離ｍを監視するだけでよい。上記の掃除機構造
の場合、最小距離ｍは約０．２ｍ以内である。それは、
最大距離ｄの場合でも、（位置合わせ誤差のために）掃
除機と水泳プール壁との間に破壊的な横接触が絶対に起
きないようにするためである。

【００２６】本発明に従った掃除機を製造するために、
以下の部品を用いるのが好都合である。

【００２７】駆動機構の部品の２つのモータは、好まし
くは電気駆動装置であり、いずれの場合のモータも、両
側に配置された駆動ベルトに対して減速歯車及び駆動ホ
ィールを介して非確動的に作用する。最適重量分布の点
から、駆動装置は前後に対称配置されている。調整を簡
単にするために、回転カウンタを備えた直流モータを使
用するのが好ましい。電子モータ調整器が、制御装置で
分析されたパルス及びコマンド信号を電気補正変数に変
換する。

【００２８】制御装置によって事前設定された公称モー
タ速度または公称移動速度がそれぞれのモータ調整器に
送られる。２つの駆動部の各々について、実際の回転速
度または実際の移動速度が回転カウンタで別に記録さ
れ、やはりそれぞれのモータ調整器に送られる。このた
め、各駆動部は独自の速度調整回路を有しており、そこ
で公称値及び実際値を比較して正確に調節する。

【００２９】前述したように、２つのモータが制御装置
で定められた線形加速パターンで緩やかに一緒に加速さ
れることによって、駆動部が始動する時の駆動ベルトの
滑りが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】不規則形状の水泳プールを掃除経路の概略的進
路と共に示す図である。

【図２】矩形の水泳プールを掃除経路の概略的進路と共
に示す図である。

【符号の説明】

２ 掃除機 ３ 水泳プール壁

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水泳プール（１）内を前進及び後進す
   る掃除機（２）において、前進または後進に切り換える
   ことができる駆動機構を有しており、該駆動機構は駆動
   ホィールまたは駆動軌道に作動連結され、前記駆動機構
   の左側及び右側の各部分に１つのモータが設けられてお
   り、さらに、前記駆動機構を制御する制御装置と、前後
   に配置されて前記掃除機が水泳プール壁（３）または障
   害物に接近した場合に制御信号を発生する接触手段とを
   有する掃除機（２）の作業方法であって、前記制御装置
   は、前記駆動機構の各部分に対して速度調整装置と、２
   つのモータの速度の差動制御を行う手段とを有してお
   り、前記掃除機は、前記駆動機構の両部分に前進または
   後進で進んだ距離（ｄ１、ｄ２）を測定する手段を備え
   ており、前記制御手段は、測定された進行距離（ｄ１、
   ｄ２）及びそれぞれの移動軌道のオフセット幅（ｖ）に
   基づいて移動中の前記掃除機の方向転換角度（Ｒ１、Ｒ
   ２）を計算して差動制御することを特徴とする作業方
   法。
2. 【請求項２】 移動中の掃除機（２）の方向転換を実施
   するために、前記２つのモータは、方向転換期間中に一
   定であるが異なった公称速度で作動することを特徴とす
   る請求項１記載の作業方法。
3. 【請求項３】 前記方向転換角度（Ｒ１、Ｒ２）の大き
   さは、前記２つのモータの異なった公称速度と、前記２
   つのモータが異なった公称速度で作動する時間長さとに
   よって決まり、これらのパラメータの１つまたは複数を
   変化させることによって制御されることを特徴とする請
   求項２記載の作業方法。
4. 【請求項４】 方向転換の作業は、前後に配置されて制
   御信号を発生ずる前記接触手段の１つが水泳プール壁
   （３）と接触した後に開始され、これを行うために、最
   初に前記掃除機（２）を停止させて移動方向を切り換
   え、それに続く第１移動段階で、前記２つのモータを線
   形速度増加で加速し、それに続く第２移動段階で、前記
   ２つのモータを方向転換期間中、一定であるが異なった
   公称速度で作動させ、方向転換の作業の最後に前記２つ
   のモータを同一公称速度にし、最終的に該速度に到達し
   て水泳プールの底部を横断する際にそれを保持するよう
   にしたことを特徴とする請求項３記載の作業方法。
5. 【請求項５】 方向転換の期間中、前記モータの一方
   を、方向転換の作業の最後に到達して水泳プール底部を
   横断する際に保持する公称速度より高い公称速度にする
   ことを特徴とする請求項４記載の作業方法。
6. 【請求項６】 さらに、前記掃除機（２）を水泳プール
   壁（３）に位置合わせする作業を含むことを特徴とする
   請求項１から５までのいずれか１項記載の作業方法。
7. 【請求項７】 前記掃除機（２）は、水泳プール（１）
   の各基準壁（３’）の位置でそれに自動的に位置合わせ
   されるように前記制御装置で設定できるプログラムによ
   って制御されることを特徴とする請求項６記載の作業方
   法。
8. 【請求項８】 前進または後進に切り換えることができ
   る駆動機構を有しており、該駆動機構は駆動ホィールま
   たは駆動軌道に作動連結され、前記駆動機構の左側及び
   右側の各部分に１つのモータが設けられており、さら
   に、前記駆動機構を制御する制御装置と、前後に配置さ
   れて水泳プールの壁（３）または障害物に接近した場合
   に制御信号を発生する接触手段とを有して請求項１に従
   った作業方法を実施するための掃除機（２）であって、
   前記制御装置は、前記駆動機構の各部分に対して速度調
   整装置と前記２つのモータの速度の差動制御を行う手段
   とを有しており、前記駆動機構の両部分に前進または後
   進で進んだ距離を測定する手段を備えており、前記制御
   手段は、測定された進行距離及びそれぞれの移動軌道の
   オフセット幅に基づいて移動中の方向転換を計算して差
   動制御する手段を備えていることを特徴とする掃除機
   （２）。