JP2013106820A - 自走式掃除機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 駆動輪を備え、この駆動輪により被清掃面上を移動する本体と、本体の前端下部に設けられた塵埃吸込口と、本体に設けられた壁面に対する本体の位置を検知する為の検知手段とを備えた自走式掃除機において、掃除動作中に、本体の前端が壁面に近接した場合、本体の前端が壁面に近接した状態で、本体を同じ位置に所定時間の間留めるように自走式掃除機を構成する。
【選択図】図1
Description
しかしながら、前記塵埃吸引口が壁から離れているため、塵埃を吸引できない領域が生じてしまうという課題があった。
しかしながら、略水平回転する補助ブラシは、塵埃を容易に移動することができるフローリングなどの床面においては、塵埃の掻き出し効果が得られるが、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面においては、塵埃を十分に掻き出して吸引することが困難であるという課題があった。
しかしながら、壁際の塵埃を吸塵する領域が、自走式掃除機本体が壁に接触した部分に限られるため、部屋の壁際全体を効率よく掃除することができないという課題があった。
(実施の形態1)
図1(a)は本発明の実施の形態1に係る自走式掃除機の構成を示す平面図、図1(b)は底面図、図2(a)は側面断面図、図2(b)は壁際における回転ブラシの動作を示す説明図である。
駆動輪2、2'はそれぞれ独立のモーター3、3'により駆動され、本体1に内蔵された制御部(図示せず)の制御信号に従って回転、停止を行う。従動輪4は本体1の移動および、方向転換に対応して360度方向に自在に向きを変えながら本体1の後方底面を支持する。
尚、制御部は、操作部(図示せず)への入力操作や後述する各種検知手段からの入力に基づき、所定のプログラムで本体1に設けられている各種電気部品の制御を行う。
回転ブラシ7は軸の周囲に波状に複数列植毛された毛ブラシ8を備え、両端を軸支されて、駆動モーター(図示せず)により連結ベルト(図示せず)を介して回転駆動される。
また、回転ブラシ7の駆動モーターは、制御部からの制御信号に従って、回転・停止・回転数の変化が行われる。これにより、回転ブラシ7の回転数を変化させることが可能となっている。
塵埃受け部9は端部がゴムなどの軟質材もしくは植毛によって形成され、床面の凸状部などに当接しても破損したり、床面側に傷をつけたりしないように構成される。
そして、吸引された空気と共に床面から掻き上げられた塵埃は、吸込口6を介して集塵部11に入り、集塵部11とダクト13の接続部に設けられたフィルター14によって、塵埃が取り除かれて清浄空気のみが送風ファン12によって吸引され、排気口15より排出される。
尚、送風ファン12は、制御部からの制御信号に従って、回転・停止・回転数の変化が行われることで風量を調整し、吸込口6における吸引力の調整が行われる。
したがって、壁に吸込口体5を押し当てるように本体1を移動させると、壁際の塵埃を捕集することができる。
また、吸込口体5の上部には、超音波の送受信による距離計測を行う第1の距離計測センサー18、第2の距離計測センサー19、第3の距離計測センサー20が設けられている。
このように制御部は、距離計測センサーや接触センサーからの情報に基づき、壁や障害物に対する本体の位置関係を認識する。つまり、距離計測センサーや接触センサーは、壁や障害物に対する本体の位置関係を検知する検知手段となっている。
また、第1の距離計測センサー18は、本体の左側に配置され、本体の左斜め前方に向けて超音波を送信することにより、上記のように本体の左側から前方に亘る領域に位置する壁や障害物と本体との距離を計測する。
また、第3の距離計測センサー20は、本体の右側に配置され、本体の右斜め前方に向けて超音波を送信することにより、上記のように本体の右側から前方に亘る領域に位置する壁や障害物と本体との距離を計測する。
また、第1の距離計測センサー18と第3の距離計測センサー20は、第2の距離計測センサー19を中心に、左右対称の位置となるように本体に設けられている。
また、本体1の後方左右側面には、後方側面に向けて光を照射する発光部と、近接する壁や障害物によって反射する光の受光部を備え、受光部の検出する光の強度により、壁や障害物と本体1との距離を検出する近接センサー22、22'を備える。
尚、図4及び図5に示す(1a)〜(1f)は、(1a)から(1f)に向かって、一連の動きを示している。また、図6の(1a)〜(1f)は、図4及び図5の(1a)〜(1f)の状態に対応している。
例えば、図4(1a)に示すように、本体1が左側斜め方向から壁に近接する場合、図6に示す時点1aに至る間に、第1の距離計測センサー18の出力が、30cm以上離間していることを示すLOWレベル(以下、Lレベル)から近接を示すHIGHレベル(以下、Hレベル)に向けて徐々に増加し、また、これに遅れて第2の距離計測センサー19の出力が増加を始める。
また、第1の距離計測センサー18の出力の増加開始時点と、第2の距離計測センサー19の出力の増加開始時点の時間差、および第1の距離計測センサー18の出力の増加速度と、第2の距離計測センサー19の出力の増加速度の差、を利用して、本体1の壁への近接角度を算出することができる。
次に、図4(1b)に示すように、左の駆動輪2を後方に、右の駆動輪2'を前方に同一回転数で回転させて、本体1を、旋回中心Oを中心に反時計回りに真地旋回させる。ここで、図4(1b)に示す本体1の形状の破線は、本体1の前の状態を示すものであり、以降の図においても同様に記載するものである。
つまり、図4(1b)に示す本体1の位置から左の駆動輪2を停止したままとするか、もしくは前方に微小に回転させながら、右の駆動輪2'を前方に回転させることにより、本体1の前端を壁に当接させる。
つまり、左右の接触センサー17,18の両方が壁面に接触し、Hレベルの出力を制御部が検知することで、本体1の前端の全面が壁に当接した状態を制御部が認識する。尚、左右の接触センサーのいずれかが壁面と接触して制御部へと出力される信号は、Hレベルとならないため、制御部は、本体1の前端の全面が壁に接していないと認識する。
この停止期間tの間は、駆動輪を停止させて本体1の清掃面上の動きを停止させるか、本体1が壁に押し当るように駆動輪を動作させる、つまり、本体1が壁に向いて移動するように駆動輪を動作させるとよい。
本体1を壁に押し当てるようにすることで、より回転ブラシ7の毛ブラシ8が壁際まで到達しやすくすることができる。
これにより、塵埃が蓄積しやすい壁の近傍で送風ファンの風量や回転ブラシの回転数を大きくするので、塵埃が多く蓄積されやすい被清掃部における捕集効果をさらに向上させることができると共に、塵埃が多い位置でのみ電気部品の出力を大きくするので、省エネ効果を期待できる。
また、この停止時間tは、被清掃部などの状況に応じて可変にしてもよい。例えば、本体1が留まった位置の塵埃を所定の量以下まで取り除いた後、本体1が動くように制御する。この場合、本体1の風路10に、塵埃検知センサーを設け、このセンサーが塵埃の通過を検知しなくなる、又は、検知量が所定のレベル以下となったとき、制御部は本体1が留まった位置の塵埃を取り除いたと判断する。
尚、塵埃検知センサーの例として、対向して配置された発光部とこの発行部からの光を受信する受光部からなり、発行部と受光部の光軸間を塵埃が通過して遮光する際の受光部の光量変化により、制御部が塵埃通過の有無を検知するものなどある。
そして、図6に示すように、本体1が壁から所定距離後退した時点1dで駆動輪2、2'を停止する。この間、制御部は右側と左側の旋回量を同じくすることにより、本体1前方が壁に平行に相対するようにする。
このとき、制御部は本体1を図4(1c)の位置からの右方向への移動量を吸込口6の横幅の1/2に等しいか、少し短い距離とする。これにより、吸込口6が満遍なく被清掃面上を通過するので、塵埃の取り残しを少なくすることができる。
制御部は、図6に示す時点1dから時点1eに至る間、第1の距離計測センサー18、第2の距離計測センサー19を監視し、本体1を前方左側への旋回に転じるタイミングを決定する。
そして、図5(1f)に示すように、吸込口体5の前端を壁際に当接させる。このとき制御部は、本体1を図5(1d)の位置からの右方向への移動量を吸込口6の横幅の1/2に等しいか、少し短い距離となるように動作させる。
つまり、図4(1c)に示す本体1の位置から、図5(1f)に示す本体1の位置までの、本体1の壁に沿った移動量は、吸込口6の横幅に等しいか、少し短い距離となる。
尚、図7〜図10に示す(2a)〜(2g)は、(2a)から(2g)に向かって、一連の動きを示している。また、図11の(2a)〜(2g)は、図7〜図10の(2a)〜(2g)の状態に対応している。
このとき、図11に示すように、時点2aにおける第1の距離計測センサー18、第2の距離計測センサー19の出力はLレベルに減少するが、第2の距離計測センサー20の出力はLレベルとならないため、制御部は図4(1a)に示すように、本体1の右側に壁が存在し、正面の壁とで作られる隅部が存在することを認識する。
次に、図6(2c)に示すように、本体1の右前角部が右側の壁に接触しないように近接させながら、本体1の前端が正面の壁に当接するまで前進させる。本体1の前端の全面が正面の壁に当接すると、吸込口体5の前端に設けられた左右の接触センサー17、18の両方が接触を検知する。
例えば、図12(3a)に示すように、本体1が左側斜め方向から部屋の角付近の壁に近接する場合、図16に示す時点3aに至る間に、第1の距離計測センサー18の出力が、30cm以上離間していることを示すLレベルから近接を示すHレベルに向けて徐々に増加する。
このとき、第2の距離計測センサー19の出力がLレベルのままであることから、制御部は壁への近接角度が小さいか、部屋の角が存在しているかのどちらかであることを認識する。
次に、図12(3b)に示すように、左の駆動輪2を後方に、右の駆動輪2'を前方に同一回転数で回転させて、本体1を反時計回りに真地旋回させる。本体1が真地旋回すると、本体1の左前角部が壁に対して最接近した後、離間に転じる。制御部は図16に示すように時点3aから時点3bに至る間に、第1の距離計測センサー18の出力が極大となるのを監視することで、本体1と壁の位置関係を認識することができる。
そして、第2の距離計測センサー19の出力が所定値以上となった時点3bにおいて、制御部は駆動輪2、2'を停止し、本体1の真地旋回を停止する。
つまり、左の駆動輪2を停止したままとするか、もしくは、前方に微小に回転させながら、右の駆動輪2'を前方に回転させることにより、本体1の前端を壁に当接させる。このとき、吸込口体5の前端に設けられた左右の接触センサー17、18の両方が接触を検知して、図16に示すように時点3cにおいてHレベルを出力するが、第3の距離計測センサー20の出力はLレベルのままである。
制御部はこの状態から、本体1の前端の中央から右端までの間に部屋の角が位置していることを認識する。
この間、制御部は右側と左側の旋回量を同じくすることにより、本体1前方が正面の壁に平行に相対するようにする。このとき、制御部は本体1を図13(3c)の位置からの右方向への移動量を吸込口6の横幅の1/2に等しいか、少し短い距離とする。
また、予め狭い被掃除領域であることを複数の距離計測センサーで認識した場合にも、本体1の左右いずれかの端部を壁に沿わせて、移動する動作モードで掃除を行う。
したがって、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面の壁際でも塵埃を捕集することができる。
Claims (7)
- 駆動輪を備え、該駆動輪により被清掃面上を移動する本体と、
前記本体の前端下部に設けられた塵埃吸込口と、
前記本体に設けられた壁面に対する該本体の位置を検知する為の検知手段と、
を備えた自走式掃除機において、
掃除動作中に、前記本体の前端が壁面に近接した場合、前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体を同じ位置に所定時間の間留めることを特徴とする自走式掃除機。 - 前記本体を同じ位置に所定時間の間留める際に、前記本体の前端を壁面に押し当てることを特徴とする請求項1に記載の自走式掃除機。
- 前記塵埃吸引口の内部には、回転ブラシが回転可能に軸支され、
前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体が同じ位置に所定時間の間留まっている状態において、前記塵埃吸込口からの吸引風量を増加させるか、前記回転ブラシの回転数を増加させるか、もしくはその両方を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の自走式掃除機。 - 前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体を同じ位置に所定時間の間留まる動作を、壁面の面方向に所定距離移動して繰り返すことを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の自走式掃除機。
- 前記所定の移動距離は、前記塵埃吸込口の幅を超えない大きさであることを特徴とする請求項4に記載の自走式掃除機。
- 前記検知手段は、前記本体の前端に設けられた接触センサーを含み、該接触センサーが壁面に接触したこと検知して前記本体の前端が壁面に近接したことを検知することを特徴とする請求項1乃至5に記載の自走式掃除機。
- 前記検出手段は、3個以上の距離検出センサーを含み、
該距離検出センサーのそれぞれの検出値を比較することにより、壁により構成される被掃除領域の隅又は角を検出し、隅に対応した隅移動制御、又は、角に対応した角移動制御を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項6に記載の自走式掃除機。
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