JP2003010076A

JP2003010076A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2003010076A
Application number: JP2001232831A
Authority: JP
Inventors: Nobukazu Kawagoe; 宣和川越
Original assignee: Figla Co Ltd
Current assignee: Figla Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力の少なく且つ低騒音化、低コスト化、
機器の小型化等の改良点を考慮した機能性に優れた自走
式電気掃除機を提供する。【解決手段】進行方向の後方に設けられると共に前方に
向けて集塵領域を形成する集塵具と、該集塵具の前方に
設けた吸引具を備え、該吸引具は前記集塵具の集塵領域
内で位置変更可能な吸引口を有する。集塵具はブラシま
たはダストクロスであり、吸引具の先端部のノズルが前
記集塵領域に吸引口を向けて可動部材に支持され、該可
動部材を位置変更させる駆動手段が設けられる。また、
電気掃除機は自走手段を有して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平滑床や絨毯床の
清掃を行う電気掃除機に関するものであり、好適には自
走式電気掃除機に応用される電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自走式電気掃除機、所謂、走行速
度に併せて集塵する清掃ロボットが知られているが、一
般には、作業中、常時ファンモータを駆動させて吸引を
行っているのが現状である。例えば、特開平７−３１９
５４２「自走式作業車」においては、作業領域中、広い
領域では走行しながら状況に応じて作業部または本体部
を運動させ、狭窄部では移動可能な作業部を台車から突
出させ、該当の狭い領域に作業部を差し込み、作業部を
移動させることによって直接作業を行う自走式電気掃除
機が開示されている。

【０００３】この自走式電気掃除機は、細長い吸引ノズ
ルをモータで左右に走査しながら前進することにより床
面の清掃作業を行うよう構成したため、狭い作業領域で
も、そこへ吸引ノズルを差し込んで左右に走査すること
により、清掃を可能にするところに特徴がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の電気掃除機の場合、常に走査と吸引を行わなけれ
ばならず、また縦に細長い吸引口が必要になり開口面積
が大きくなるため、強い吸引力を必要とし、消費電力が
大きくなり、より具体的には、電池が大型となって、そ
の結果、ロボットが大型になり使いづらく、かつコスト
高につながるという問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、消費電力の少なく且つ
低騒音化、低コスト化、機器の小型化等の改良点を考慮
した機能性に優れた自走式電気掃除機を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、主として進行方向の後方に設けられる
と共に、走査方向である前方に向けて集塵領域を形成す
る回転型のブラシやダストクロス等の集塵具と、該集塵
具の前方に設けた吸引具を備えた電気掃除機として構成
すると共に、この内、吸引具を前記集塵具の集塵領域内
で位置変更可能な吸引口を有して形成したことを特徴と
する。

【０００７】この構成によれば、本発明の電気掃除機
は、ダストクロスや回転ブラシ等の集塵具でゴミを進行
方向側に掃き集めつつ、集められたゴミを集塵領域内の
適宜な個所で吸引具により吸い込むことで、高い集塵能
力が実現される。

【０００８】また、本発明の他の特徴は、前記吸引具の
先端部のノズルを集塵領域に吸引口を向けて制御可能な
可動部材に支持し、この可動部材を位置変更させる駆動
手段を設けたことである。

【０００９】この構成によれば、吸引具の先端部のノズ
ルを、クロスもしくは回転ブラシ等の集塵具の前辺に沿
って、例えば、左右にスライド駆動させることで、その
強い吸引力で、左右幅の広い範囲に集まったゴミを吸引
できるので、低い消費電力でも高い集塵能力を実現する
ことが可能である。

【００１０】また、本発明に係わるノズルの駆動手段
は、所定の個所で可動部材を固定したタイミングベルト
と、該タイミングベルトを移動させるモータから構成
し、このモータを駆動制御させることにより、ノズルの
吸引口の位置を制御することで、低騒音化を実現してい
る。

【００１１】より詳細には、モータを常時駆動するので
はなく、間欠的に駆動とすることにより、集塵具で掻き
集められたゴミが、集塵領域内に十分に且つ適度に集ま
った段階で吸引することができるので、効率の良いゴミ
の回収が可能になる。このことで、より一層の低消費電
力化と低騒音化が可能になる。

【００１２】尚、本発明は、好適には自走式の電気掃除
機として実現されるが、手持ちの電気掃除機として応用
する場合には、モータの駆動とノズルの駆動とをＯＮ・
ＯＦＦするスイッチを設けることにより、目視による観
察で、ゴミが多い場合や、ダストクロスを集塵具として
使用した場合は、その表面に相当量が付着して、滞留し
はじめた時にだけ、吸引作業を行うことができるため、
非常に少ない電力での清掃作業を実現でき、また、従来
のダストクロスによる清掃作業に於いて、一箇所にゴミ
を集めて回収するという作業を不要にすることが可能で
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。

【００１４】図１乃至図６は、本発明の第１実施例の図
面である。図１は本発明の電気掃除機の実施形態の一つ
における自走式清掃ロボット１とコントローラ２００の
外観を示す斜視図であり、図２、図３は、それぞれ自走
式清掃ロボット１の上面、側面から観察した概要図であ
り、より詳細な構成を示している。

【００１５】図１に示す如く、本発明に係わる自走式清
掃ロボット１は、自走可能とした本体の上部に集塵部２
４を形成した構成となっている。本体の底面に設けた自
走手段を構成する左右の車輪６ａ．６ｂは、図２に示す
通り、各々走行モータ７ａ．７ｂによって独立に駆動さ
れ、走行モータ７ａ．７ｂは制御部１０により、走行エ
ンコーダ８ａ．８ｂの出力に基づき、回転方向と回転速
度が制御される。ここで、左右の車輪６ａ．６ｂが同じ
方向に回転すれば、前進、もしくは後退を行い、左右の
回転スピードの差によりカーブ走行を行う。また、左右
の車輪６ａ．６ｂを互いに逆向きに回転させることによ
り、その場での旋回動作を行う。

【００１６】前記制御部１０は、図４のブロック図に示
される通り、左右走行エンコーダ８ａ．８ｂの出力の累
積値を計算することにより走行距離を計算し、ジャイロ
センサ４の出力に基づき、ロボット１の方向を算出し
て、ロボット１の位置を計算するとともに、停止位置、
及び、方向の制御を行うものである。

【００１７】また、清掃ロボット１の制御部１０は、各
超音波センサ３の内、図２に示される前方超音波センサ
３ａ、３ｂの値を基に前方の障害物を検出し、走行停止
やＵターンなどの走行制御を行う。また、左右超音波セ
ンサ３ｃ、３ｄの値を基にして、前進もしくは後退時
に、側方の平らな壁までの距離が一定になるようにカー
ブ走行の制御を行う壁倣い走行制御を行う。

【００１８】また、図４のブロック図に示される通り、
リモコン受信部１３からの入力に従い、前進、後退、カ
ーブ、旋回の各動作の制御を行うとともに、領域設定時
においては、走行距離や方向の計算値を基に、作業実行
時に必要な作業用パラメーターを算出し、記憶部９に記
憶する。作業実行時においては、記憶部９に記憶された
作業用パラメーターに基づき、走行の制御と作業部の制
御を行い、図５に図示の通り、走行経路として、指定さ
れた範囲内を所定の間隔を置いて往復走行する、いわゆ
るジグザグ走行を用いることができる。

【００１９】本発明に係わる自走式ロボット１は、図１
及び詳細には、図６に示される遠隔操作用のコントロー
ラ２００により制御することができる。このコントロー
ラ２００は、清掃ロボット１を遠隔操作するだけでな
く、予め作業領域や走行経路を設定するために用いられ
る。コントローラ２００の入力部として、作業領域や走
行経路の設定を開始するための設定開始ボタン２２１
と、設定を終了するための設定終了ボタン２２２と、設
定された作業工程の実行を指示するための実行ボタン２
２８と清掃ロボット１を緊急停止させるための緊急停止
ボタン２２９と、清掃ロボット１を前進させる前進ボタ
ン２２３と、ロボットを後退させる後退ボタン２２４
と、ロボット１が停止中には左９０度旋回を行わせ、前
進もしくは後退中には左カーブを行わせる左ボタン２２
５と、清掃ロボット１が停止中には右９０度旋回を行わ
せ、前進もしくは後退中には右カーブを行わせる右ボタ
ン２２６と、前進動作、後退動作を停止させる停止ボタ
ン２２７を備える。

【００２０】次に、本発明の要旨に係わる実施例の詳細
について説明する。本発明に係わる自走式掃除ロボット
１は、図２及び図３に示される通り、進行方向の後方に
設けられると共に前方に向けて集塵領域Ａを有する集塵
具を備えている。第１実施例においては、自走式掃除ロ
ボット１の集塵具は、左右方向に沿って長さを有する平
板状のダクトクロス１４であり、このダストクロス１４
は、ダストクロスホルダー１５により、清掃ロボット１
の車体部と、床に対して上下動可能に連結されており、
床の凹凸に対応できるよう構成されている。また、ダス
トクロス１４の場合は、その側縁部の長さ方向の際に集
塵領域Ａが形成される。

【００２１】一方、自走式掃除ロボット１の本体の上部
に設けられた吸引集塵部２４は、一般の電気掃除機と同
じく、吸引力を発生させるためのファンモータ２５と吸
引したゴミを収納する集塵ボックス２６と吸引した空気
からゴミを分けて集塵ボックスに溜めるためのフィルタ
ー２７を内蔵しており、前述の如く、該ファンモータ２
５を制御部１０によってＯＮ・ＯＦＦ制御して、前記集
塵領域Ａに捕集された塵埃の吸引動作を行う。

【００２２】前記吸引集塵部２４からは可撓性を有する
ホース２３を介して吸引ノズル２１が延出されており、
該吸引ノズル２１は、本体に固定されたスライド台２２
に固定され、その吸引口２１ａを集塵領域Ａに向けて開
口している。

【００２３】吸引集塵部２４のファンモータ２５がＯＮ
になると、ダストクロス１４の際の集塵領域Ａで拡散さ
れた床上のゴミや塵埃は、前記吸引ノズル２１から吸引
され、ホース２３を通って吸引集塵部２４に送られ、フ
ィルター２７によって選り分けられて集塵ボックス２６
に溜まる。

【００２４】また、前記吸引ノズルを固定したスライド
台２２は、タイミングベルト１７に連結されており、ス
ライド駆動用モータ１９が左回転、右回転することによ
って、スライド台２１が、スライドレール１６上を左右
に移動する。これにより、吸引ノズル２１の吸引口２１
ａは、集塵領域Ａ内で変移して、拡散した塵埃を効率よ
く回収することができる。

【００２５】前記吸引ノズル２１は、スライド台２２
に、上下動可能に連結されており、床の凹凸に対応でき
る。また、吸引ノズル２１が直接床に接触して床が傷つ
けられることが無いように、吸引ノズル２１の底面に
は、小さなブラシ２８が設けられている。スライド駆動
用モータ１９の回転数は、スライド用エンコーダ２０に
よって制御部１０に送られ、制御部１０は、スライド用
エンコーダ２０の出力値を基にして、スライド駆動用モ
ータ１９を制御し吸引ノズルの位置を制御する。

【００２６】本発明の第１実施例は、集塵具にダストク
ロス１４を採用したことで、特にピータイルやフローリ
ングなどの平滑な床に適した装置となっている。本実施
例では、清掃ロボット１が前進する時に、ダストクロス
１４により、比較的大きなゴミは前方に押されていき、
小さなゴミや塵埃はダストクロスに絡め取られ、発生す
る静電気で吸着される。そして、作業が進むにつれ、ゴ
ミがダストクロス１４の前側に溜まっていき、綿ボコリ
のようなゴミも溜まるようになる。そして、あまり多く
溜まると、ゴミがダストクロス１４を乗り越えて後ろへ
行ってしまい、取り残す場合が生じてくるし、方向転換
時には溜まったゴミを取り残す場合が生じてくるため、
溜まり過ぎる前に溜まったゴミを吸引ノズル２１から吸
い込んで回収する。

【００２７】尚、吸引回収するタイミングは、常時行う
場合や定期的に行う場合等に応じて制御することが望ま
しい。常時行う場合は、吸引ノズル２１を左右にスライ
ド移動させるので、作業幅のどの場所も周期的に強い吸
引力で吸引され、効率よくゴミを回収できるため、ファ
ンモータのパワーを低く押さえることができ省電力とな
る。定期的に行う場合には、より省電力にするため、常
時行うことはせず、間欠的に行う。その間隔は、床の汚
れ具合に応じて予めユーザーが設定しておくようにして
も良いし、一般に家庭用掃除機で用いられているダスト
センサで、吸引ノズルから吸込まれる空気中のゴミの量
を計測し、ゴミの量が多いほど、吸引回収を実行する間
隔を短くするように制御部１０で制御するように構成し
ても良い。また、方向転換時には、ダストクロス１４の
前に溜まったゴミを取り残す可能性が大きいことから、
その際は、この方向転換の前に、吸引回収を実行するよ
う制御することが好ましい。

【００２８】次に、本発明に係わる第２実施例の清掃用
ロボット１について説明する。図７は、その構成を示し
たもので、第１実施例のダストクロス１４の替わりに、
集塵具に回転ブラシ２９を採用している。この実施例
は、絨毯の床の清掃をする場合に適している。

【００２９】前記回転ブラシ２９は、ブラシ駆動用モー
タ３０により、床面を前方に掃く方向に回転駆動され
る。このブラシ駆動用モータ３０は、前述の制御部１０
によって、ＯＮ・ＯＦＦ制御され、ユーザーがリモート
コントローラ２００で作業中にブラシ２９を回転させる
かどうかを選択することができ、回転させるように選択
された場合は、前進中は常にＯＮとなるように制御部１
０によって制御される。

【００３０】ブラシカバー３１は、ゴミがブラシ２９の
回転で、後ろや上側や横方向に飛び散らないよう覆い、
またブラシ２９の前斜め上側にカバー３１が接触するよ
うに出っ張りを設けてあり、ブラシ２９に絡みついたゴ
ミを前方に掻き落とす動きをする。吸引ノズル２１がブ
ラシ２９の前の近傍を左右に移動できるように、ブラシ
カバー３１の前面の一部は開口しており、この開口を塞
ぎゴミが前方に強く飛散することを防ぐために、上から
下へ向かって直毛のブラシ３２が植え込まれている。吸
引ノズル２１は、このブラシカバー３１の前面のブラシ
３２を掻き分けながら左右に移動する。

【００３１】次に、本発明に係わる第３実施例の掃除機
１１について説明する。図８は、その構成を示したもの
で、本実施例は、上記第１及び第２実施例と異なり、ロ
ボットではなく、手で持ちながら走査する電気掃除機に
応用した例である。

【００３２】この実施例の場合は、人が把手３４を手で
持ち、前に押しながら使用することになる。前述の各実
施例と異なる点は、コントローラ２００の代わりにスラ
イドスイッチ３５を本体、実施例では把手３４に設けた
ことである。

【００３３】本実施例におけるスライドスイッチ３５
は、ブラシ２９の回転や吸引ノズル２１の左右移動のオ
ン・オフを切り替えるための３段階のスライドスイッチ
として構成してあり、１．回転ブラシ２９と、スライド
台２２の駆動、ファンモータ（図示せず）の全てをオ
フ、２．回転ブラシ２９をオンにし、ファンモータとス
ライド台２２の駆動はオフ、３．回転ブラシ２９とファ
ンモータとスライド台２２の駆動をオンするといった、
３段階の切り替えを想定して設けている。尚、これら全
ての機能の内、何れかの機能を欠落させることについて
も本発明が包含することは、前述の説明から明らかであ
ることは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、前述の如く構成したので、バ
ッテリー駆動の自律移動清掃ロボットに応用する場合に
は、消費電力を低減できることにより、搭載するバッテ
リーが小型になり、その結果、ロボット本体の小型化、
コストの低減、低騒音化が図れる。また、手持ちの掃除
機に応用した場合においても、軽量化、低騒音化、低コ
スト化が図れると共に、ダストクロスを用いた人力によ
る掃き掃除における、ゴミの回収作業を自動化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気掃除機における第１実施例の自走
式清掃ロボットとコントローラの外観を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の電気掃除機における第１実施例の自走
式清掃ロボットの上面から観察した概要図である。

【図３】本発明の電気掃除機における第１実施例の自走
式清掃ロボットの側面から観察した概要図である。

【図４】本発明の電気掃除機における制御装置のブロッ
ク図である。

【図５】本発明の電気掃除機における作業範囲と移動レ
ーンの説明図である。

【図６】本発明の電気掃除機における遠隔操作用のコン
トローラの概要図である。

【図７】本発明の電気掃除機における第２実施例の自走
式清掃ロボットの側面から観察した概要図である。

【図８】本発明の電気掃除機における第３実施例の自走
式清掃ロボットの側面から観察した概要図である。

【符号の説明】

１自走式清掃ロボット（電気掃除機）３ａ、３ｂ：前方の障害物までの距離を測定するための
前方超音波センサ３ｃ：左側方の障害物までの距離を測定するための左側
超音波センサ３ｄ：右側方の障害物までの距離を測定するための右側
超音波センサ４：清掃ロボット１の向きを測定するためのジャイロセ
ンサ５：自在キャスター６ａ：左側走行車輪６ｂ：右側走行車輪７ａ：左側走行モータ…左側走行車輪を駆動する７ｂ：右側走行モータ…右側走行車輪を駆動する８ａ：左側走行エンコーダ…左側の車輪の回転数を測定
する８ｂ：右側走行エンコーダ…右側の車輪の回転数を測定
する９：記憶部１０：制御部１１：電池１２：電源部１３：リモコン受信部１４：ダストクロス１５：ダストクロスホルダー１６：スライドレール１７：タイミングベルト１８：プーリー１９：スライド駆動用モータ２０：スライド用エンコーダ２１：吸引ノズル２２：スライド台２３：ホース２４：吸引集塵部２５：ファンモータ２６：集塵ボックス２７：フィルター２８：吸引ノズル下側ブラシ２９：回転ブラシ３０：ブラシ駆動用モータ３１：ブラシカバー３２：ブラシカバー前面ブラシ３３：柄３４：把手３５：スライドスイッチ３６：キャスター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】進行方向の後方に設けられると共に前方
に向けて集塵領域を形成する集塵具と、該集塵具の前方
に設けた吸引具を備え、該吸引具は前記集塵具の集塵領
域内で位置変更可能な吸引口を有することを特徴とする
電気掃除機。
【請求項２】前記集塵具がブラシまたはダストクロス
であることを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】前記吸引具の先端部のノズルが前記集塵
領域に吸引口を向けて可動部材に支持され、該可動部材
を位置変更させる駆動手段が設けられていることを特徴
とする請求項１記載の電気掃除機。
【請求項４】前記駆動手段が所定の個所で可動部材を
固定したタイミングベルトと、該タイミングベルトを移
動させるモータから成り、該モータを駆動させることに
より、前記吸引口の位置を制御することを特徴とする請
求項３記載の電気掃除機。
【請求項５】前記吸引具の吸引及び／または位置変更
が間欠的に駆動されることを特徴とする請求項１乃至請
求項４記載の電気掃除機。
【請求項６】前記電気掃除機は自走手段を有する請求
項１乃至請求項５記載の電気掃除機。