JP2009050594A - 掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】掃除時に、掃除機の本体を移動させる使用者の負担を軽減することが可能な掃除機を提供する。
【解決手段】掃除機１００は、吸気口を有する吸込口体１１０と、吸気を発生させる電動送風機と集塵室とを有する本体１２０と、本体１２０を支持する台車１３０と、台車１３０を移動させるための第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂと、吸込口体１１０と本体１２０との間を接続する延長管１５１、接続管１５２、サクションホース１５３、連結管１５４と、台車１３０に対して本体１２０を回動させるための第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂと、第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂを中心とした本体１２０の回動に基づいて第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂを駆動させるための制御部１９０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的には掃除機に関し、特定的には、自走することが可能な掃除機に関するものである。

従来、掃除機の本体や、掃除機の本体と別個に形成されている吸込口体を移動させるために必要な力を軽減することが可能な掃除機がある。

例えば、特開平７−３０８２７５号公報（特許文献１）に記載の自走式掃除機は、左右の後輪を個別に駆動するモータを備え、使用者によってハンドルが標準位置から前方に倒されていれば、モータを正転方向に駆動させて前進し、ハンドルが標準位置から後方に倒されていれば、モータを逆転方向に駆動させて後退する。また、ハンドルの握り部が左右のどちらに回転されているかを検知して、左右のモータの回転数を異ならせたり、互いに逆回転させたりして、掃除機の走行方向を転換する。このようにして、使用者が掃除機を移動させるために必要な力を軽減している。

また、例えば、特開平１１−９５２１号公報（特許文献２）に記載の電気掃除機の床用吸込具においては、ヘッド部の回転ブラシの回転力を利用して、掃除機ヘッド部の操作に必要な力を軽減している。
特開平７−３０８２７５号公報 特開平１１−９５２１号公報

しかしながら、特開平７−３０８２７５号公報（特許文献１）に記載の自走式掃除機においては、電動送風機や集塵室を有する本体の下部に吸込口を含む吸込口体が一体的に形成されている。このような、いわゆるアップライト式の掃除機は、家具の下や狭い部分を掃除するのに不都合がある。また、掃除時には、使用者は本体全体を移動させながら掃除を行なわなくてはならない。そのため、吸込口を有する吸込口体が本体と別個に形成されている、いわゆるキャニスター型の掃除機と比較すると移動させる重量が大きい。また、アップライト型の掃除機を用いて高い部分の掃除を行なうことは、使用者にとって非常に大きな負担となる。

一方、特開平１１−９５２１号公報（特許文献２）に記載の電気掃除機の床用吸込具は、集塵室や電動送風機を有する本体とは別個に形成されている。そのため、使用者は、床用吸込具だけを移動させて掃除を行なうことができる。しかしながら、床用吸込具と本体とは延長管やサクションホース等によって接続されているので、本体から一定の距離以上、離れた場所を掃除するためには、その場所に、吸込口体だけでなく本体をも近づけるように、ホースを引っ張って、ホースと接続されている本体を移動させる必要がある。キャニスター型の掃除機の本体は、アップライト型掃除機の本体と同様、重いので、このように、本体を移動させながら掃除を行なうことは、使用者にとって負担となる。

そこで、この発明の目的は、掃除時に、掃除機の本体を移動させる使用者の負担を軽減することが可能な掃除機を提供することである。

この発明に従った掃除機は、吸気口を有する吸込口体と、吸気を発生させる電動送風機と集塵室とを有する本体と、本体を支持する台車と、台車を移動させるための駆動輪と、吸込口体と本体との間を接続する吸気管と、台車に対して本体を回動させるための回動軸と、回動軸を中心とした本体の回動に基づいて駆動輪を駆動させるための制御部とを備える。

このように構成される掃除機においては、吸込口体と本体とが別個に形成されているので、使用者は、本体の周辺の床面や家具等を掃除する場合には、本体を一定の場所に静止させたまま、吸気管を手で保持して吸込口体を移動させて掃除を行うことができる。また、本体周辺の高所を掃除する場合にも、本体を動かす必要はなく、吸気管を手で保持して、吸込口体を持ち上げて掃除を行なうことができる。

一方、広い範囲を掃除する場合には、本体を移動させる必要がある。本体から離れた場所を掃除するために吸込口体を移動させようとして、使用者が吸込口体と接続されている吸気管を引っ張ると、吸気管は本体に接続されているので、本体が吸気管に引っ張られて、本体が回動軸を中心として台車に対して回動する。本体が回動すると、この回動に基づいて、制御部は台車の駆動輪を駆動させて、本体を支持する台車が使用者に近付く方向に移動するように制御することができる。回動軸を中心にして本体を回動させるために必要な力は、本体全体を移動させるために必要な力よりも少ない。回動軸を中心にして本体を回動させることによって、駆動輪が駆動されて本体を支持している台車が移動するので、本体全体を移動させるために必要な力よりも少ない力で掃除機を移動させることができる。

このようにすることにより、掃除時に、掃除機の本体を移動させる使用者の負担を軽減することが可能な掃除機を提供することができる。

この発明に従った掃除機は、本体の回動の量を検知するための変位検知手段を備え、制御部は、変位検知手段で検知された本体の回動の量に基づいて駆動輪を駆動させることが好ましい。

このようにすることにより、本体の回動の量に基づいて駆動輪を駆動させることができる。例えば、回動の量に応じて異なる回転数で駆動輪を駆動して、本体を支持する台車が使用者に近付く方向に移動する速度を制御することができる。また、例えば、回動の量に応じて異なる時間、駆動輪を駆動して、本体を支持する台車が使用者に近付く方向に移動する距離を制御することができる。

この発明に従った掃除機においては、変位検知手段は、回動軸に配置されるエンコーダを含むことが好ましい。

このようにすることにより、より簡単に回動の量を検知することができる。

この発明に従った掃除機においては、駆動輪の回転軸と回動軸とが平行に配置されていることが好ましい。

このようにすることにより、制御部は、本体の回動に基づいて駆動輪を駆動させるように制御することが容易になる。

この発明に従った掃除機においては、変位検知手段は、加速度検知部を含むことが好ましい。

このようにすることにより、回動軸を中心とした本体の回動の向きと回動の量を検知することができる。

この発明に従った掃除機においては、駆動輪は全方向駆動輪であることが好ましい。

このようにすることにより、本体を支持する台車を全方向に容易に移動させることができる。

この発明に従った掃除機においては、台車は本体と着脱が可能であるように構成されていることが好ましい。

吸込口を有する吸込口体と本体とが別個に形成されているので、アップライト型の掃除機のように、高所の掃除時に本体を持ち上げる必要がない。さらに、台車は本体と着脱が可能であるように構成されていることにより、高所を掃除する際には、台車を床面上に置いたまま、本体を持ち上げて吸気管を伸ばして掃除をすることができる。

このようにすることにより、天井等の高所や階段を掃除する際の負担をより軽減することができる。

この発明に従った掃除機は、充電池を備え、充電池からの電力供給によって駆動されるように構成されていることが好ましい。

このようにすることにより、清掃対象の床面や家具が電源ケーブルの長さによって決まる電源から一定の距離の範囲内になくても、掃除を行なうことができる。

この発明に従った掃除機は、本体と周囲の物体との接触を検知するための接触検知部を備えることが好ましい。

このようにすることにより、本体が壁や家具、人に衝突したことを検知して、例えば、台車の移動の方向を変更したり、移動を停止したりすることができる。

この発明に従った掃除機は、本体と周囲の物体との距離を検知するための距離検知部を備えることが好ましい。

このようにすることにより、本体が壁や家具、人に衝突することを回避することができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態として、掃除機の全体を示す図である。

図１に示すように、掃除機１００は、外部の気体とともに塵埃を吸引するための吸込口を有する吸込口体１１０と、電動送風機と集塵室とを有する本体１２０と、本体１２０を支持するための台車１３０と、台車１３０を移動させるための駆動輪１４０と、吸込口体１１０と本体１２０との間を接続する吸気管として延長管１５１と接続管１５２とサクションホース１５３と連結管１５４と、使用者が本体１２０を保持するための把手１６０を備える。

吸込口体１１０は、延長管１５１、接続管１５２、折り曲げ自在のサクションホース１５３と順次連結され、連結管１５４を経由して本体１２０の頂部に接続されている。使用者は、接続管１５２を手で保持して動かすことによって、延長管１５１を介して接続管１５２と接続されている吸込口体１１０を移動させることができる。連結管１５４は、本体１２０に取り付けられている。

本体１２０は、ほぼ球形に形成されている。本体１２０の内部には、吸気を発生させる電動送風機や、本体１２０の内部に吸引される塵埃を捕集するための集塵室、フィルター等が収容されている。また、本体１２０の外周面上には、集塵室において塵埃を取り除かれて清浄化された気体が流出するための排気口が形成されている。本体１２０の内部に吸引された、塵埃を含む気体は、集塵室を通って、排気口から本体１２０の外部に排出される。吸込口体１１０から掃除機１００の本体１２０に吸引された塵埃は、集塵室に集積され、塵埃が取り除かれて清浄化された気体は排気口から本体１２０の外部に排出される。また、本体１２０には、本体１２０と周囲の物体との接触を検知するための接触検知部として接触センサと、本体１２０と周囲の物体との距離を検知するための距離検知部として距離センサが配置されている。

台車１３０の上面には凹部が形成されている。本体１２０は、台車１３０の凹部に台車１３０の上からはめ込まれて台車１３０に支持される。本体１２０を台車１３０の凹部にはめ込むと、台車１３０の壁面によって本体１２０の下部の外周面が覆われる。本体１２０を支持する台車１３０の下部には、床面上において台車１３０を移動自在に支持するために４つの駆動輪１４０が配置されている。４つの駆動輪１４０は、隣り合う駆動輪１４０の回転軸が互いに直交するように配置されている。駆動輪１４０の駆動は、制御部によって制御される。駆動輪１４０が駆動されると、台車１３０は、本体１２０を載せたままで移動する。本体１２０と台車１３０は着脱可能である。

図２は、本体を台車から離した状態の掃除機を示す斜視図である。

図２に示すように、掃除機１００の本体１２０には、コンセントから電源を入力するための電源ケーブル１７１が接続されている。電源ケーブル１７１を通して、本体１２０の内部に収容されている電動送風機や制御部等に電力が供給される。また、本体１２０は、台車１３０に電力を供給したり、本体１２０と台車１３０が信号を送受信したりするための接続ケーブル１７２によって台車１３０と接続されている。使用者は、例えば高所の掃除を行なう場合には、台車１３０を床面上に置いたまま、本体１２０の把手１６０を持って本体１２０を台車１３０から取り外して掃除を行なうことができる。

台車１３０の内側には、揺動機構１３１が配置されている。揺動機構１３１は、台車１３０に対して、回動軸としての揺動軸を中心にして回動することができる。揺動軸は、互いに直交する方向に配置されている第一揺動軸１３２ａと第二揺動軸１３２ｂを含む。第一揺動軸１３２ａと第二揺動軸１３２ｂには、それぞれ、変位検知手段として第一エンコーダと第二エンコーダが配置されている。第一エンコーダは、第一揺動軸１３２ａを中心とした揺動機構１３１の回動の量を検知するためのエンコーダであり、第二エンコーダは、第二揺動軸１３２ｂを中心とした揺動機構１３１の回動の量を検知するためのエンコーダである。

本体１２０を台車１３０にはめ込むと、本体１２０は揺動機構１３１の内側にはめ込まれて、本体１２０の外周面上に配置されている突起状のハンガー１２１が、第一揺動軸１３２ａと第二揺動軸１３２ｂに嵌合する。ハンガー１２１は本体１２０の外周面上に、９０°ずつ間隔をあけて４つ配置されている。４つのハンガー１２１のうち、２つは第一揺動軸１３２ａと嵌合するための第一ハンガーであり、互いに対向するように配置されている。他の２つは第二揺動軸１３２ｂと嵌合するための第二ハンガーである。

ハンガー１２１が第一揺動軸１３２ａ、第二揺動軸１３２ｂと嵌合すると、本体１２０は揺動機構１３１とともに、第一揺動軸１３２ａまたは第二揺動軸１３２ｂを中心にして、振り子のように前後左右に回動することができる。本体１２０は揺動機構１３１とともに回動するので、本体１２０の回動の量を第一エンコーダまたは第二エンコーダによって検知することができる。

図３は、台車の駆動輪と駆動輪の駆動機構の構成を示す斜視図である。図４は、台車の駆動輪と駆動機構を上から見た上面図である。

図３と図４に示すように、台車１３０の内部には、駆動輪の駆動機構が配置されている。駆動輪の駆動機構は、第一駆動輪１４０ａと、第一駆動輪１４０ａを駆動するための第一モータ１８０ａと、第一モータ１８０ａの第一モータ軸１８１ａと第一駆動輪１４０ａの回転軸として第一駆動輪軸１４１ａとを接続する第一ベルト１８２ａと、第二駆動輪１４０ｂと、第二駆動輪１４０ｂを駆動するための第二モータ１８０ｂと、第二モータ１８０ｂの第二モータ軸１８１ｂと第二駆動輪１４０ｂの回転軸として第二駆動輪軸１４１ｂとを接続する第二ベルト１８２ｂと、制御部とから構成されている。第一駆動輪１４０ａと第二駆動輪１４０ｂは、それぞれ、回転軸が平行になるように配置される２つの駆動輪を含む。第一モータ１８０ａと第二モータ１８０ｂは、第一モータ軸１８１ａと第二モータ軸１８１ｂが互いに直交する方向を向くように配置されている。

第一駆動輪軸１４１ａは、第一揺動軸と平行になるように配置されている。第二駆動輪軸１４１ｂは、第二揺動軸と平行になるように配置されている。第一駆動輪１４０ａと第二駆動輪１４０ｂは、それぞれ、第一揺動軸と第二揺動軸を中心とした本体の回動の大きさに基づいて駆動される。

図５は、それぞれの駆動輪の全体を示す図である。図５の（Ａ）は、駆動輪軸方向に垂直な方向から見た図であり、図５の（Ｂ）は、駆動輪軸の方向から見た図である。

図５に示すように、それぞれの駆動輪１４０は全方向駆動輪である。駆動輪１４０は、中心に駆動輪軸１４１が配置される円盤１４２と、円盤１４２の外周上に配置される６個の小駆動輪１４３とから構成されている。小駆動輪１４３は、外形が樽のような形状に形成されており、小駆動輪軸１４４を中心にして、図中の一点鎖線で示す方向に回転することができる。小駆動輪軸１４４の両端は、円盤１４２に固定されている。駆動輪１４０は、駆動輪軸１４１を中心にして、図中に二点鎖線で示す方向に回転することができる。

このようにすることにより、駆動輪１４０は、駆動輪軸１４１を中心にして円盤１４２の周に沿った方向に回転することができるし、駆動輪軸１４１に平行な方向にも抵抗なく移動することができる。

以上のように構成されるこの発明の掃除機の本体の移動について説明する。

図６は、この発明の第１実施形態にかかる掃除機の制御関連の構成を示すブロック図である。

図６に示すように、本発明の掃除機１００の制御部１９０は、第一エンコーダ１９１ａと、第二エンコーダ１９１ｂと、接触センサ１９３と、距離センサ１９４とから制御信号を受信し、第一モータ１８０ａと第二モータ１８０ｂに制御信号を送信する。

図７は、本体が台車に対して揺動軸を中心に回動している状態の掃除機を示す正面図である。図８は、図７に示す掃除機を上方向から見た上面図である。

図７と図８に示すように、使用者が接続管１５２（図１）を手で保持して吸込口体１１０（図１）を移動させて掃除を行なっているときに、使用者が接続管１５２を動かすことによってサクションホース１５３が矢印Ｐの方向に引っ張られると、連結管１５４を介してサクションホース１５３と接続されている本体１２０が、揺動機構１３１とともに揺動軸を中心に、サクションホース１５３が引っ張られている方向に回動する。図７には、第二揺動軸１３２ｂを中心にして、本体１２０が揺動機構１３１とともに角度θ回動しているときの状態を示す。

図９は、使用者によって図中の矢印Ｑの方向に力が加えられている状態の掃除機を上方向から見た上面図である。

図９に示すように、使用者が接続管１５２（図１）を保持して掃除を行いながら、サクションホース１５３を第一揺動軸１３２ａまたは第二揺動軸１３２ｂのいずれにも直交しない方向に引っ張ると、連結管１５４を介してサクションホース１５３と接続されている本体１２０は、揺動機構と台車１３０とともに、水平面内で回転する。このとき、本体１２０は、サクションホース１５３が第一揺動軸１３２ａと第二揺動軸１３２ｂのいずれか一方に垂直に引っ張られる位置になるまで回転する。図９に示す矢印Ｑの方向に引っ張られた場合には、本体１２０と揺動機構と台車１３０が水平面内で時計回りに、矢印Ｑの方向が第一揺動軸１３２ａと平行に、第二揺動軸１３２ｂと垂直になる位置まで回転する。使用者がそのままサクションホース１５３を引っ張り続けると、本体１２０が揺動機構とともに第二揺動軸１３２ｂを中心に、サクションホース１５３が引っ張られている方向に回動する。

図６から図９に示すように、サクションホース１５３が引っ張られて本体１２０が揺動機構１３１とともに第二揺動軸１３２ｂを中心に回動すると、第二エンコーダ１９１ｂが揺動機構１３１の回動の量を検知し、制御部１９０に制御信号を送信する。第二エンコーダ１９１ｂから制御信号を受信した制御部１９０は、揺動機構１３１の回動の量に応じて第二モータ１８０ｂを駆動して、本体１２０を載せた台車１３０がサクションホース１５３の引っ張られている方向に向かって移動するように制御する。このようにして、使用者が本体１２０全体を移動させるために必要な力でサクションホース１５３を引っ張る必要なく、本体１２０を移動させることができる。

図３と図８、図９に示すように、第一揺動軸１３２ａは第一駆動輪１４０ａの第一駆動輪軸１４１ａと平行に配置され、第二揺動軸１３２ｂは第二駆動輪１４０ｂの第二駆動輪軸１４１ｂと平行に配置されている。そのため、第一エンコーダ１９１ａと第二エンコーダ１９１ｂが検出する、それぞれの軸を中心とした揺動機構１３１の回動の量に応じて、第一モータ１８０ａ、第二モータ１８０ｂの出力の量を容易に求めることができる。

また、第一揺動軸１３２ａと第二揺動軸１３２ｂ、第一駆動輪１４０ａと第二駆動輪１４０ｂは、それぞれ設置方向が異なるが、同様の動作を行なうため、同じ部品を用いて作製することができる。このようにすることにより、部品の種類と製作工程数を減らすことができる。

図１０は、この発明の第１実施形態にかかる、本発明の掃除機の移動に係る駆動輪の制御処理を順に示すフローチャートである。

図１から図１０に基づいて本発明の掃除機１００の移動を説明する。以下の工程において、所定の判断を行なう主体は制御部１９０である。

使用者が接続管１５２（図１）を手で保持して吸込口体１１０（図１）を移動させて掃除を行なっているときに、使用者が接続管１５２を動かすことによってサクションホース１５３が引っ張られると、連結管１５４（図１）を介してサクションホース１５３と接続されている本体１２０が揺動機構１３１（図２）とともに第一揺動軸１３２ａまたは第二揺動軸１３２ｂを中心にして回動する。

図１０に示すように、ステップＳ００１では、第一エンコーダ１９１ａが第一揺動軸１３２ａを中心とした本体１２０と揺動機構１３１の回動の量を検知し、制御部１９０に制御信号を送信する。ステップＳ００２では、制御部１９０が、第一エンコーダ１９１ａが検出した第一揺動軸１３２ａを中心とする揺動機構１３１の回動の量が予め定められた閾値以上であるかどうかを判断する。第一エンコーダ１９１ａが検出した第一揺動軸１３２ａを中心とする本体１２０の回動の量が予め定められた閾値以上であれば、ステップＳ００３に進む。第一エンコーダ１９１ａが検出した第一揺動軸１３２ａを中心とする本体１２０の回動の量が予め定められた閾値以上でなければ、ステップＳ００５に進む。

ステップＳ００３では、制御部１９０が、第一エンコーダ１９１ａが検出した本体１２０と揺動機構１３１の回動量に基づいて第一駆動輪１４０ａを駆動させるために、第一エンコーダ１９１ａの検出値を第一モータ１８０ａの出力値に変換する。この変換は、台車１３０が本体１２０と揺動機構１３１の回動の方向に向かって移動するように第一駆動輪１４０ａを駆動するように行なう。ステップＳ００４では、ステップＳ００３で得られた第一モータ１８０ａの出力値で第一モータ１８０ａを駆動する。このようにして、第一揺動軸１３２ａを中心とする本体１２０の回動量に基づいて第一駆動輪１４０ａを駆動させ、本体１２０が回動している方向に向かって本体１２０と台車１３０を移動させる。

ステップＳ００５では、第二エンコーダ１９１ｂが第二揺動軸１３２ｂを中心とした本体１２０と揺動機構１３１の回動の量を検知し、制御部１９０に制御信号を送信する。ステップＳ００６では、制御部１９０が、第二エンコーダ１９１ｂが検出した第二揺動軸１３２ｂを中心とする揺動機構１３１の回動の量が予め定められた閾値以上であるかどうかを判断する。第二エンコーダ１９１ｂが検出した第二揺動軸１３２ｂを中心とする本体１２０の回動の量が予め定められた閾値以上であれば、ステップＳ００７に進む。第二エンコーダ１９１ｂが検出した第二揺動軸１３２ｂを中心とする本体１２０の回動の量が予め定められた閾値以上でなければ、駆動輪の制御処理を終了する。

ステップＳ００７では、制御部１９０が、第二エンコーダ１９１ｂが検出した本体１２０の回動量に基づいて第二駆動輪１４０ｂを駆動させるために、第二エンコーダ１９１ｂの検出値を第二モータ１８０ｂの出力値に変換する。この変換は、台車１３０が本体１２０と揺動機構１３１の回動の方向に向かって移動するように第二駆動輪１４０ｂを駆動するように行なう。ステップＳ００８では、ステップＳ００７で得られた第二モータ１８０ｂの出力値で第二モータ１８０ｂを駆動して、駆動輪の制御処理を終了する。このようにして、第二揺動軸１３２ｂを中心とする本体１２０の回動量に基づいて第二駆動輪１４０ｂを駆動させ、本体１２０が回動している方向に向かって本体１２０と台車１３０を移動させる。

図７に示すように、本体１２０と揺動機構１３１が第二揺動軸１３２ｂを中心に角度θ回転している場合には、第二エンコーダ１９１ｂは、揺動機構１３１が第二揺動軸１３２ｂを中心に角度θ回動していることを検知して、制御部１９０に制御信号を送信する。制御部１９０は、角度θが予め定められた閾値以上であるかどうかを判断し、角度θが閾値以上であれば、角度θを第二モータ１８０ｂの出力値に変換して、この出力値で第二モータ１８０ｂを駆動する。第二モータ１８０ｂが駆動されると、第二駆動輪１４０ｂが第二駆動輪１４０ｂ軸を中心にして図７の矢印Ｍで示す方向に回転し、図７の矢印Ｎで示す方向に台車１３０が本体１２０とともに移動する。

このように、掃除機１００は、吸気口を有する吸込口体１１０と、吸気を発生させる電動送風機と集塵室とを有する本体１２０と、本体１２０を支持する台車１３０と、台車１３０を移動させるための第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂと、吸込口体１１０と本体１２０との間を接続する延長管１５１、接続管１５２、サクションホース１５３、連結管１５４と、台車１３０に対して本体１２０を回動させるための第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂと、第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂを中心とした本体１２０の回動に基づいて第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂを駆動させるための制御部１９０とを備える。

このように構成される掃除機１００においては、吸込口体１１０と本体１２０とが別個に形成されているので、使用者は、本体１２０の周辺の床面や家具等を掃除する場合には、本体１２０を一定の場所に静止させたまま、延長管１５１、接続管１５２、サクションホース１５３、連結管１５４を手で保持して吸込口体１１０を移動させて掃除を行うことができる。また、本体１２０周辺の高所を掃除する場合にも、本体１２０を動かす必要はなく、延長管１５１、接続管１５２、サクションホース１５３、連結管１５４を手で保持して、吸込口体１１０を持ち上げて掃除を行なうことができる。

一方、広い範囲を掃除する場合には、本体１２０を移動させる必要がある。本体１２０から離れた場所を掃除するために吸込口体１１０を移動させようとして、使用者が吸込口体１１０と接続されているサクションホース１５３を引っ張ると、サクションホース１５３は本体１２０に接続されているので、本体１２０がサクションホース１５３に引っ張られて、本体１２０が第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂを中心として台車１３０に対して回動する。本体１２０が回動すると、この回動に基づいて、制御部１９０が台車１３０の第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂを駆動させて、本体１２０を支持する台車１３０が使用者に近付く方向に移動するように制御することができる。第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂを中心にして本体１２０を回動させるために必要な力は、本体１２０全体を移動させるために必要な力よりも少ない。第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂを中心にして本体１２０を回動させることによって、第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂが駆動されて本体１２０を支持している台車１３０が移動するので、本体１２０全体を移動させるために必要な力よりも少ない力で掃除機１００を移動させることができる。

このようにすることにより、掃除時に、掃除機１００の本体１２０を移動させる使用者の負担を軽減することが可能な掃除機１００を提供することができる。

また、掃除機１００は、本体１２０の回動の量を検知するための変位検知手段を備え、制御部１９０は、変位検知手段で検知された本体１２０の回動の量に基づいて第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂを駆動させる。

このようにすることにより、本体１２０の回動の量に基づいて第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂを駆動させることができる。例えば、回動の量に応じて異なる回転数で第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂを駆動して、本体１２０を支持する台車１３０が使用者に近付く方向に移動する速度を制御することができる。また、例えば、回動の量に応じて異なる時間、第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂを駆動して、本体１２０を支持する台車１３０が使用者に近付く方向に移動する距離を制御することができる。

また、掃除機１００においては、変位検知手段は、第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂに配置される第一エンコーダ１９１ａ，第二エンコーダ１９１ｂを含む。

このようにすることにより、より簡単に回動の量を検知することができる。

また、掃除機１００においては、第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂの第一駆動輪軸１４１ａ，第二駆動輪軸１４１ｂと第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂとが平行に配置されている。

このようにすることにより、制御部１９０は、本体１２０の回動に基づいて第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂを駆動させるように制御することが容易になる。

また、掃除機１００においては、第一駆動輪１４０ａ，第二駆動輪１４０ｂは全方向駆動輪である。

このようにすることにより、本体１２０を支持する台車１３０を全方向に容易に移動させることができる。

また、掃除機１００においては、台車１３０は本体１２０と着脱が可能であるように構成されている。

吸込口を有する吸込口体１１０と本体１２０とが別個に形成されているので、アップライト型の掃除機のように、高所の掃除時に本体１２０を持ち上げる必要がない。さらに、台車１３０は本体１２０と着脱が可能であるように構成されていることにより、高所を掃除する際には、台車１３０を床面上に置いたまま、本体１２０を持ち上げてサクションホース１５３を伸ばして掃除をすることができる。

このようにすることにより、天井等の高所や階段を掃除する際の負担をより軽減することができる。

次に、第１実施形態の掃除機の衝突回避の動作について説明する。

図１１は、この発明の第１実施形態にかかる、本発明の掃除機の移動に係る衝突回避の制御処理を順に示すフローチャートである。

図１、図６と図１１に基づいて本発明の掃除機１００の衝突回避の動作を説明する。以下の工程において、所定の判断を行なう主体は制御部１９０である。

図１１に示すように、ステップＳ２０１において、距離センサ１９４が周囲の物体と本体１２０との距離を検知して、制御部１９０に制御信号を送信する。ステップＳ２０２においては、距離センサ１９４が検知した、本体１２０と周囲の物体との距離が予め定められた閾値以下であるかどうかを制御部１９０が判断する。本体１２０と周囲の物体との距離が予め定められた閾値以下であれば、ステップＳ２０３に進む。本体１２０と周囲の物体との距離が予め定められた閾値以下でなければ、衝突回避の制御処理を終了する。

ステップＳ２０３では、制御部１９０が、距離センサ１９４の検出値を第一モータ１８０ａの出力値に変換する。制御部１９０は、距離センサ１９４の検出値に応じて、距離センサ１９４によって検知された距離にある物体と本体１２０とが衝突しないように、第一モータ１８０ａの出力を調整するように制御し、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、制御部１９０が、ステップＳ２０３で得られた出力値で第一モータ１８０ａを駆動するように制御し、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、制御部１９０が、距離センサ１９４の検出値を第二モータ１８０ｂの出力値に変換する。制御部１９０は、距離センサ１９４の検出値に応じて、距離センサ１９４によって検知された距離にある物体と本体１２０とが衝突しないように、第二モータ１８０ｂの出力を調整するように制御し、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、制御部１９０が、ステップＳ２０５で得られた出力値で第二モータ１８０ｂを駆動するように制御し、制御処理を終了する。

このように、掃除機１００は、本体１２０と周囲の物体との距離を検知するための距離センサ１９４を備える。

このようにすることにより、本体１２０が壁や家具、人に衝突することを回避することができる。

また、掃除機１００が備える接触センサ１９３は、本体１２０と周囲の物体との接触を検知した場合には、制御部１９０に制御信号を送信する。接触センサ１９３から制御信号を受信した制御部１９０は、第一モータ１８０ａと第二モータ１８０ｂに制御信号を送信して、第一モータ１８０ａと第二モータ１８０ｂの駆動を停止するように制御する。また、接触センサ１９３から制御信号を受信した制御部１９０は、第一モータ１８０ａと第二モータ１８０ｂに制御信号を送信して、本体１２０が接触した物体から離れる方向に移動するように、第一モータ１８０ａと第二モータ１８０ｂの駆動を調整するように制御してもよい。

このように、掃除機１００は、本体１２０と周囲の物体との接触を検知するための接触センサ１９３を備える。

このようにすることにより、本体１２０が壁や家具、人に衝突したことを検知して、例えば、台車１３０の移動の方向を変更したり、移動を停止したりすることができる。

第１実施形態の掃除機１００は、電源ケーブル１７１を備え、電源ケーブル１７１から電力を供給されているが、掃除機１００は充電池を備え、充電池からの電力供給によって駆動されるように構成されていてもよい。

このようにすることにより、清掃対象の床面や家具が電源ケーブル１７１の長さによって決まる電源から一定の距離の範囲内になくても、掃除を行なうことができる。

（第２実施形態）
この発明の第２実施形態の掃除機は、第１実施形態の掃除機と異なる点としては、第一エンコーダと第二エンコーダを備えず、変位検出手段の加速度検知部として加速度センサを備える。加速度センサは、揺動機構に配置される。第２実施形態の掃除機のその他の構成は、第１実施形態の掃除機１００と同様である。

この実施の形態では、加速度センサとして３軸加速度センサを用いる。３軸加速度センサは、加速度センサに働く加速度を、互いに直交する３つの軸のそれぞれの軸方向の分力として出力する。加速度センサは、掃除機の静止時に、加速度センサの各軸が鉛直方向、第一揺動軸、第二揺動軸と平行になるように配置される。このようにすることにより、加速度センサは、重力加速度の向きを基準として、揺動機構がどの方向にどれだけの量、回動しているかを検知することができる。

図７は、本体が台車に対して揺動軸を中心に回動している状態の掃除機を示す正面図である。図８は、図７に示す掃除機を上方向から見た上面図である。

図７と図８に示すように、使用者が接続管１５２（図１）を手で保持して吸込口体１１０（図１）を移動させて掃除を行なっているときに、使用者が接続管１５２を動かすことによってサクションホース１５３が矢印Ｐの方向に引っ張られると、連結管１５４を介してサクションホース１５３と接続されている本体１２０が、揺動機構１３１とともに揺動軸を中心に回動する。図７には、第二揺動軸１３２ｂを中心にして、本体１２０が揺動機構１３１とともに角度θ回動しているときの状態を示す。

図１２は、この発明の第２実施形態にかかる掃除機の制御関連の構成を示すブロック図である。

図１２に示すように、本発明の掃除機の制御部１９０は、加速度センサ１９２と、接触センサ１９３と、距離センサ１９４とから制御信号を受信し、第一モータ１８０ａと第二モータ１８０ｂに制御信号を送信する。

図１３は、この発明の第２実施形態にかかる、本発明の掃除機の移動に係る駆動輪の制御処理を順に示すフローチャートである。

図７、図８、図１２と図１３に基づいて本発明の掃除機の移動を説明する。以下の工程において、所定の判断を行なう主体は制御部１９０である。

図１３に示すように、ステップＳ３０１では、加速度センサ１９２は、揺動機構１３１が第一揺動軸１３２ａまたは第二揺動軸１３２ｂを中心にして、どの方向にどれだけ回動しているかを検知する。

ステップＳ３０２では、制御部１９０は、揺動機構１３１が第一揺動軸１３２ａを中心として、予め定められている閾値以上に回動しているかどうかを判断する。揺動機構１３１が第一揺動軸１３２ａを中心として、予め定められている閾値以上に回動していれば、ステップＳ３０３に進む。揺動機構１３１が第一揺動軸１３２ａを中心として、予め定められている閾値以上に回動していなければ、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０３では、制御部１９０が、加速度センサ１９２の出力値を第一モータ１８０ａの出力値に変換する。この変換は、台車１３０が本体１２０と揺動機構１３１の回動の方向に向かって移動するように第一駆動輪１４０ａを駆動するように行なう。ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３において得られた第一モータ１８０ａの出力値で第一モータ１８０ａを駆動するように、制御部１９０が第一モータ１８０ａを制御する。このようにして、本体１２０の回動の向きに本体１２０を載せた台車１３０が移動する。

ステップＳ３０５では、制御部１９０は、揺動機構１３１が第二揺動軸１３２ｂを中心として、予め定められている閾値以上に回動しているかどうかを判断する。揺動機構１３１が第二揺動軸１３２ｂを中心として、予め定められている閾値以上に回動していれば、ステップＳ３０６に進む。揺動機構１３１が第二揺動軸１３２ｂを中心として、予め定められている閾値以上に回動していなければ、駆動輪の制御処理を終了する。

ステップＳ３０６では、制御部１９０が、加速度センサ１９２の出力値を第二モータ１８０ｂの出力値に変換する。この変換は、台車１３０が本体１２０と揺動機構１３１の回動の方向に向かって移動するように第二駆動輪１４０ｂを駆動するように行なう。ステップＳ３０７では、ステップＳ３０６において得られた第二モータ１８０ｂの出力値で第二モータ１８０ｂを駆動するように、制御部１９０が第二モータ１８０ｂを制御して駆動輪の制御処理を終了する。このようにして、本体１２０の回動の向きに本体１２０を載せた台車１３０が移動する。

図７に示すように、本体１２０と揺動機構１３１が第二揺動軸１３２ｂを中心に角度θ回転している場合には、加速度センサ１９２は、揺動機構１３１が第二揺動軸１３２ｂを中心に角度θ回動していることを検知して、制御部１９０に制御信号を送信する。制御部１９０は、角度θが予め定められた閾値以上であるかどうかを判断し、角度θが閾値以上であれば、角度θを第二モータ１８０ｂの出力値に変換して、この出力値で第二モータ１８０ｂを駆動する。第二モータ１８０ｂが駆動されると、第二駆動輪１４０ｂが第二駆動輪１４０ｂ軸を中心にして図７の矢印Ｍで示す方向に回転し、図７の矢印Ｎで示す方向に台車１３０が本体１２０とともに移動する。

このように、掃除機においては、変位検知手段は加速度センサ１９２を含む。

このようにすることにより、第一揺動軸１３２ａ，第二揺動軸１３２ｂを中心とした本体１２０の回動の向きと回動の量を検知することができる。

第２実施形態の掃除機のその他の構成と効果は、第１実施形態の掃除機１００と同様である。

以上に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慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、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修正と変形を含むものである。

この発明の第１実施形態として、掃除機の全体を示す図である。 本体を台車から離した状態の掃除機を示す斜視図である。 台車の駆動輪と駆動輪の駆動機構の構成を示す斜視図である。 台車の駆動輪と駆動機構を上から見た上面図である。 それぞれの駆動輪の全体を示す図である。図５の（Ａ）は、駆動輪軸方向に垂直な方向から見た図であり、図５の（Ｂ）は、駆動輪軸の方向から見た図である。 この発明の第１実施形態にかかる掃除機の制御関連の構成を示すブロック図である。 本体が台車に対して揺動軸を中心に回動している状態の掃除機を示す正面図である。 図７に示す掃除機を上方向から見た上面図である。 使用者によって図中の矢印Ｑの方向に力が加えられている状態の掃除機を上方向から見た上面図である。 この発明の第１実施形態にかかる、本発明の掃除機の移動に係る駆動輪の制御処理を順に示すフローチャートである。 この発明の第１実施形態にかかる、本発明の掃除機の移動に係る衝突回避の制御処理を順に示すフローチャートである。 この発明の第２実施形態にかかる掃除機の制御関連の構成を示すブロック図である。 この発明の第２実施形態にかかる、本発明の掃除機の移動に係る駆動輪の制御処理を順に示すフローチャートである。

符号の説明

１００：掃除機、１１０：吸込口体、１２０：本体、１３０：台車、１３２ａ：第一揺動軸、１３２ｂ：第二揺動軸、１４０：駆動輪、１４０ａ：第一駆動輪、１４０ｂ：第二駆動輪、１４１：駆動輪軸、１４１ａ：第一駆動輪軸、１４１ｂ：第二駆動輪軸、１５１：延長管、１５２：接続管、１５３：サクションホース、１５４：連結管、１９０：制御部、１９１ａ：第一エンコーダ、１９１ｂ：第二エンコーダ、１９２：加速度センサ、１９３：接触センサ、１９４：距離センサ。

Claims (10)

1. 吸気口を有する吸込口体と、
   吸気を発生させる電動送風機と集塵室とを有する本体と、
   前記本体を支持する台車と、
   前記台車を移動させるための駆動輪と、
   前記吸込口体と前記本体との間を接続する吸気管と、
   前記台車に対して前記本体を回動させるための回動軸と、
   前記回動軸を中心とした前記本体の回動に基づいて前記駆動輪を駆動させるための制御部とを備える、掃除機。
2. 前記本体の回動の量を検知するための変位検知手段を備え、前記制御部は、前記変位検出手段で検知された前記本体の回動の量に基づいて前記駆動輪を駆動させる、請求項１に記載の掃除機。
3. 前記変位検知手段は、前記回動軸に配置されるエンコーダを含む、請求項２に記載の掃除機。
4. 前記駆動輪の回転軸と前記回動軸とが平行に配置されている、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の掃除機。
5. 前記変位検知手段は、加速度検知部を含む、請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の掃除機。
6. 前記駆動輪は全方向駆動輪である、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の掃除機。
7. 前記台車は前記本体と着脱が可能であるように構成されている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の掃除機。
8. 充電池を備え、前記充電池からの電力供給によって駆動されるように構成されている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の掃除機。
9. 前記本体と周囲の物体との接触を検知するための接触検知部を備える、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の掃除機。
10. 前記本体と周囲の物体との距離を検知するための距離検知部を備える、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の掃除機。

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