JP2005334316A

JP2005334316A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2005334316A
Application number: JP2004157466A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Yoshida; 敏之吉田
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】使い勝手を向上した電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸込センサ17が吸込口の近傍の状態を検知し、吸込センサ17の検知により異常特定部44が異常状態を特定して被吸着物を吸込口に吸着したことを検知手段50が検知すると、制御手段５が、掃除機本体を予め設定した所定の位置に移動させて電動送風機３を停止させることで、吸込口に吸着した被吸着物を、予め設定した所定の位置に集めることができるので、使い勝手を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自立移動可能な電気掃除機に関する。

従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を備えた掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通する吸込口が、床面に対向して開口形成されている。また、掃除機本体には、モータにより駆動される駆動輪が設けられている。さらに、掃除機本体には、電動送風機およびモータの駆動を制御して掃除機本体を自走可能にする制御手段が設けられている。この制御手段は、センサなどを介して床面を検知し、床面上の掃除機本体の位置を認識している（例えば、特許文献１参照。）。

そして、この種の電気掃除機には、電動送風機の吸込圧力などにより吸込口に紙などの被吸着物が吸着されているかどうかを検知し、吸込口に紙などが吸着されたと検知した場合に、電動送風機およびモータを停止させ、エラーを表示するものがある。
特開２００２−３１２０３５号公報（第３−６頁、図１−５）

しかしながら、上述の電気掃除機では、吸込口に吸着された紙などは、電動送風機およびモータが停止することでその場に再度放置されてしまい、掃除できないなど、使い勝手が良好でないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、使い勝手を向上した電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明は、自立移動可能な掃除機本体と、電動送風機の吸込側に連通する吸込口に被吸着物が吸着されたかどうかを検知する検知手段と、吸込口に被吸着物が吸着されたことを検知手段により検知した際に、掃除機本体を予め設定された所定の位置に移動させて電動送風機を停止させる制御手段とを具備したものである。

本発明によれば、吸込口に被吸着物が吸着されたことを検知手段により検知すると、制御手段が、掃除機本体を予め設定された所定の位置に移動させて電動送風機を停止させることで、吸込口に吸着された被吸着物を、予め設定された所定の位置に集めることができるので、使い勝手が向上する。

以下、本発明の一実施の形態の電気掃除機の構成を図面を参照して説明する。

図２ないし図４において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、工場や住居内などの被掃除面としての床面上を自立移動である自立走行、すなわち自走可能な電気掃除機である。この掃除機本体１は、ケース体としての円柱状の中空な本体ケース２を備えている。この本体ケース２内には、電動送風機３と、この電動送風機３の吸込側に連通した集塵部４と、回路基板などからなる制御手段５と、電動送風機３および制御手段５などに電力を供給し図示しない充電台により充電可能な二次電池６とがそれぞれ収容されている。

なお、以下、掃除機本体１の走行方向に沿った方向を前後方向、この走行方向に対して直交する方向に沿った方向を側方、すなわち左右方向として説明する。

本体ケース２は、床面に対向する略円板状の底面部11の上側に、有蓋円筒状の上ケース12を嵌合させて形成されている。

底面部11は、集塵部４に連通する横長四角形状の吸込口15が前側に開口形成され、前後方向中心部の両側方に、前後に長い四角形状の嵌合口16がそれぞれ開口形成されている。そして、集塵部４の上面には、吸込口15に被吸着物が吸着されたかどうかを検知する検知手段としての吸込センサ17が設けられている。また、底面部11の吸込口15の前方で底面部11の幅方向の中心線上には、自立走行する際に妨げとなる段差や障害物などの走行妨害対象物を検知する走行妨害対象物検知手段としての段差センサ20が設けられている。そして、各嵌合口16には、掃除機本体１を床面上で走行、すなわち移動させる駆動輪18が回転自在にそれぞれ取り付けられている。

吸込センサ17は、例えば圧力センサなどのセンサである。そして、この吸込センサ17は、吸込口15から集塵部４へと吸い込むことができない大きさの被吸着物が吸込口15に吸い付いている状態などで、吸込口15から電動送風機３までの風路中の圧力が急激に減少することによって、上述の被吸着物が吸込口15に吸い付いている状態を検知することが可能である。

駆動輪18は、下端部が底面部11の下方に突出し、床面に接地可能となっている。そして、これら駆動輪18のそれぞれは、右走行モータ21および左走行モータ22により駆動される。

上ケース12には、掃除機本体１の外部の画像を取得する画像取得手段としての視覚センサ25と、壁などの障害物を検知する障害物検知手段としての複数の障害物センサ26とが設けられている。また、上ケース12の上面には、制御手段５などに掃除場所などの設定を外部入力する際などに操作される複数の設定ボタン27と、掃除機本体１の駆動状態、あるいは二次電池６の容量の残量などの情報を表示する表示部としての表示パネル28とがそれぞれ設けられている。

視覚センサ25は、例えば画像センサなどであり、上ケース12の前側中央に配置されている。そして、この視覚センサ25は、例えば掃除機本体１の走行中に外部の画像を常時取得している。

障害物センサ26は、例えば超音波、あるいは赤外線などのセンサであり、上ケース12の前側を含む両側部間に、上ケース12の周方向に互いに離間されてそれぞれ設けられている。

そして、視覚センサ25および障害物センサ26により、走行用センサ29が構成されている。

また、制御手段５は、図１に示すように、ＲＡＭなどを備えた記憶部31と、ＩＣなどを備えた制御部32とを有している。

記憶部31は、部屋などの大きさと形状とを示す位置座標と各部屋の出入口位置とを有するマップ情報、あるいは部屋の掃除パターン情報などを記憶するマップ情報記憶部35を内部に備え、二次電池６により電源のバックアップを受けている。

制御部32は、掃除機本体１の走行を制御する走行制御部41と、掃除を制御するクリーナ制御部42と、マップ情報記憶部35に記憶された情報などから掃除機本体１の現在位置および方向を特定する位置・方向特定部43と、電動送風機３の駆動状態の異常などを特定する異常特定部44とを機能として有している。

走行制御部41は、走行用センサ29により検知した床面、あるいは障害物などの情報に基づいてモータ制御部45を介して各モータ21，22の駆動を制御することで、掃除機本体１を所定の位置に移動させたり、障害物を回避したり、壁際を走行したりするなど、掃除機本体１の走行を制御する。

クリーナ制御部42は、電動送風機制御部46を介して電動送風機３の駆動を制御することで、掃除機本体１による掃除を制御する。

位置・方向特定部43は、各駆動輪18の回転を検知する回転検知手段としての左エンコーダ47および右エンコーダ48の出力から、掃除機本体１の移動量および移動方向を算出し、この算出した移動量および移動方向と、視覚センサ25により取得した掃除機本体１の外部の画像と、マップ情報記憶部35に記憶されたマップ情報とから、掃除機本体１の現在位置および方向を特定する。

そして、これらマップ情報記憶部35、位置・方向特定部43および各エンコーダ47，48などにより、部屋などの被掃除領域での掃除機本体１の位置を認識する位置認識手段49が構成されている。

なお、マップ情報記憶部35に記憶されるマップ情報は、部屋などの形状に応じて予め入力されたもの、あるいは掃除機本体１を初期走行させて走行用センサ29によりセンシングして記憶させたものなど、いずれのものでもよい。

異常特定部44は、吸込センサ17に電気的に接続され、この吸込センサ17からの出力に応じて、紙などの被吸着物が吸込口15に吸い付いたか、すなわち吸込口15に被吸着物が吸着されたかどうかを特定する。

そして、これら吸込センサ17と異常特定部44とにより、吸込口15に紙などの被吸着物が吸着されたかどうかを検知する検知手段50が構成されている。

次に、上記一実施の形態の動作を図５に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、吸込口15に紙などが吸着された際に掃除機本体１が戻る位置（以下、場所Ａという）を予め設定する（ステップ１）。なお、場所Ａは、予め制御手段５に記憶されていてもよく、使用者が設定ボタン27を操作するなどして任意に設定してもよい。

この後、制御手段５の走行制御部41がモータ制御部45を介して各モータ21，22の駆動を制御して掃除機本体１を自走させつつ、制御手段５のクリーナ制御部42が電動送風機制御部46を介して電動送風機３の駆動を制御して掃除機本体１が床面を掃除する（ステップ２）。

そして、吸込センサ17が吸込口15の近傍の状態を検知し、この吸込センサ17の出力に基づいて、吸込口15から吸い込みできない大きさの紙などの被吸着物が吸込口15に吸着されているかどうかを異常特定部44が特定することで、紙などの被吸着物が吸込口15に吸着されたかどうかを検知手段50が判断する（ステップ３）。

このステップ３において、吸込口15に紙などの被吸着物が吸着されていると検知手段50が検知した場合には、紙などの被吸着物が吸着した位置（以下、場所Ｂという）の画像を視覚センサ25が取得して、この取得した画像を処理して、制御手段５の記憶部31のマップ情報記憶部35がこの場所Ｂを記憶することで、位置認識手段49が場所Ｂを認識する（ステップ４）。

この後、制御手段５は、紙などの被吸着物を吸着した状態で掃除機本体１を走行させて予め設定された場所Ａに移動させ（ステップ５）、電動送風機３を停止させて（ステップ６）被吸着物を場所Ａに置いた後、掃除機本体１を場所Ｂに走行させて戻し（ステップ７）、電動送風機３を再度駆動させて（ステップ８）掃除を場所Ｂから再開し、ステップ２に戻る。

一方、ステップ３において、吸込口15に紙などの被吸着物が吸着されていないと検知手段50が判断した場合には、掃除が終了したかどうかを制御手段５が判断する（ステップ９）。

このステップ９において、掃除が終了したと制御手段５が判断した場合には、この制御手段５が電動送風機３を停止させ、充電台に掃除機本体１を戻して二次電池６の充電を開始し（ステップ10）、終了する。

一方、ステップ９において、掃除が終了していないと制御手段５が判断した場合には、ステップ２に戻る。

上述したように、上記一実施の形態では、吸込口15から集塵部４へと吸い込みできない紙などの被吸着物が吸込口15に吸着されたことを検知手段50が検知すると、制御手段５が、掃除機本体１を予め設定された場所Ａに移動させて電動送風機３を停止させる構成とした。

この結果、掃除機本体１が、吸込口15に吸着された被吸着物を場所Ａで離し、この場所Ａに被吸着物を集めることができるので、場所Ａに集められた被吸着物を使用者がまとめて回収して容易に廃棄でき、使い勝手を向上できる。

また、吸込口15に被吸着物が吸着したままの状態で掃除を継続することがないので、電動送風機３が過熱などにより破損することなどを防止できる。

さらに、掃除機本体１が場所Ａに戻った後は、位置認識手段49で認識した場所Ｂに戻って電動送風機３を再度駆動させて掃除を再開するので、被吸着物が吸込口15に吸着されても掃除全体が中断することがなく、部屋全体の掃除を完了できる。

そして、掃除機本体１が移動する場所Ａを任意に設定できるため、被吸着物を集める位置を、例えば使用者が所望する位置に設定することなども可能になり、使い勝手をより向上できる。

なお、上記一実施の形態において、掃除を再開する場所は、吸着により掃除を一旦中断した領域を掃除できる位置であれば、被吸着物が吸着された位置以外でも任意に設定することが可能である。

このとき、吸着により掃除を一旦中断する領域の手前となるように掃除を再開する場所（以下場所Ｃという。）を設定しておくことにより、被吸着物が吸い着いてから吸込センサ17が検知するまでに走行した領域を確実に掃除できると同時に、仮に被吸着物が妨げとなって掃除が不完全な領域があっても的確に掃除できる。

掃除再開場所Ｃを任意に設定する方法としては、例えば、掃除機本体１の走行中に所定の距離間隔（例えば１ｍ）毎または所定の時間間隔（例えば１０秒）毎あるいは掃除機本体１の方向転換時（例えば部屋の角部に到達したときなど）毎などに、その時点での自分の現在位置を掃除再開場所Ｃとして随時設定を更新させるようにしておけば、掃除再開時に再び掃除を初めからやり直すことなく、スムーズに場所Ｃに戻ることができるので、掃除時間や二次電池６の容量を節約できる。

また、吸込センサ17は、例えば紙などの吸着を直接検知する以外にも、電動送風機３の吸込圧力、電流値、あるいは温度などを検知して被吸着物の吸着を間接的に検知する構成も可能である。

このとき、吸込センサ17が赤外線を用いたセンサである場合には、この吸込センサ17は、吸込口15の近傍に設けられ、下方に向けて配置されている。さらに、この吸込センサ17は、吸込口15から集塵部４へと吸い込みできない大きさの被吸着物が吸込口15に吸い付いている状態などでの、吸込口15からはみ出した被吸着物の端部などを検知可能である。

さらに、位置認識手段としては、例えばＧＰＳ(Global Positioning System)、あるいは室内の複数の所定位置から発信される信号などに基づいて位置を認識する構成など、他の様々な構成を使用することが可能である。

また、位置認識手段は、被吸着物を吸着した時に位置を認識するものや、走行中常に位置認識するものであってもよい。

さらに、掃除機本体１は、吸込口15に被吸着物が吸着したことを吸込センサ17にて検知した際に、場所Ａに移動して電動送風機３を停止させて被吸着物を廃棄した後に、必ずしも場所Ｂあるいは場所Ｃに戻らなくてもよい。

そして、電気掃除機の細部は、上記構成に限定されるものではない。

本発明の一実施の形態の電気掃除機を示すブロック図である。同上電気掃除機を示す平面図である。同上電気掃除機を示す側面図である。同上電気掃除機を示す底面図である。同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１掃除機本体
３電動送風機
５制御手段
15 吸込口
49 位置認識手段
50 検知手段

Claims

電動送風機を備え、この電動送風機の吸込側に連通する吸込口が開口形成され、かつ自立移動可能な掃除機本体と、
前記吸込口に被吸着物が吸着されたかどうかを検知する検知手段と、
前記吸込口に被吸着物が吸着されたことを前記検知手段により検知した際に、前記掃除機本体を予め設定された所定の位置に移動させて前記電動送風機を停止させる制御手段と
を具備したことを特徴とした電気掃除機。
掃除機本体の位置を認識する位置認識手段を具備し、
制御手段は、吸込口に被吸着物が吸着されたことを検知手段により検知した際に、この検知した位置を前記位置認識手段により認識し、前記掃除機本体を予め設定された所定の位置に移動させて電動送風機を停止させた後に、前記掃除機本体を前記位置記憶手段で認識した位置へと復帰させて前記電動送風機を駆動させる
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
制御手段は、掃除機本体を移動させる所定の位置を任意に設定可能である
ことを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。