JP2014188062A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 掃除ブラシに発生する癖を軽減することにより、例えば掃除ブラシの交換等のメンテナンスの頻度を減少させた自走式掃除機を提供する。
【解決手段】 筐体を走行させる走行手段と、床面から除去した塵埃を集塵する集塵部と、筐体に回転可能に設けられ、回転することで床面を掃いて掃除する掃除ブラシと、掃除ブラシを駆動する掃除ブラシ駆動部と、走行手段を制御して走行させると共に、掃除ブラシ駆動部を制御して掃除ブラシを回転させる制御部とを備え、制御部は、掃除ブラシを、塵埃を集塵部に導く正方向に回転させるように制御し、且つ、所定の期間、掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御する
【選択図】 図８

Description

本発明は、自走式掃除機に係り、特に床面を掃いて掃除する掃除ブラシを備えた自走式掃除機に関する。

近年、ユーザが操作ハンドルを把持して掃除機本体及び吸口体を床面に対して移動させることで床面の掃除を行う掃除機の他に、走行手段を備え、該自走手段によって自走して自律的に掃除を行う自走式の掃除機が開発されている。例えば、特許文献１には、床面の清掃を行うカバレッジロボットが記載されている。

図１４は、特許文献１に記載のカバレッジロボット２０１の斜視図であり、（ａ）は、カバレッジロボット２０１の上面斜視図、（ｂ）は、カバレッジロボット２０１の底面斜視図をそれぞれ示している。カバレッジロボット２０１は、床面の清掃を行う主要清掃アセンブリ２１０、及び側部清掃アセンブリ２２０を備えている。

図１５は、カバレッジロボット２０１が備える側部清掃アセンブリ２２０の斜視図である。側部清掃アセンブリ２２０は、作業面に垂直な垂直軸の周りで回転する側部清掃ブラシ２２１、側部清掃ブラシ２２１に付いている第１端部及び回転軸から放射状に広がる第２端部を備えたブラシ要素２２２、並びに側部清掃ブラシ２２１を駆動する清掃駆動モータ２２３を備えている。

そして、カバレッジロボット２０１は、側部清掃アセンブリ２２０を駆動し、側部清掃ブラシ２２１を回転させることによって、カバレッジロボット２０１の周縁の外側にあるゴミを主要清掃アセンブリ２１０へ向かわせるようにして床面の掃除を行う。

特開２０１２−１８３３６７号公報（平成２４年９月２７日公開）

しかしながら、特許文献１に記載のカバレッジロボット２０１では、床面の清掃を行うために、側部清掃ブラシ２２１を所定の方向に回転させる必要があるところ、ブラシ要素２２２には、その回転中、例えば床面との摩擦力によって、常に回転と反対方向の力が加わっている。その結果、側部清掃ブラシ２２１が長時間に亘って回転された場合には、ブラシ要素２２２が回転と反対方向に変形する癖が発生する。そして、ブラシ要素２２２に癖が発生した場合には、掃除効率が低下することになり、例えば側部清掃アセンブリ２２０を交換する等のメンテナンスが必要であった。

本願発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、掃除ブラシに発生する癖を軽減することにより、例えば掃除ブラシの交換等のメンテナンスの頻度を減少させた自走式掃除機を提供することにある。

本発明に係る自走式掃除機は、筐体を走行させる走行手段と、床面から除去した塵埃を集塵する集塵部と、筐体に回転可能に設けられ、回転することで床面を掃いて掃除する掃除ブラシと、掃除ブラシを駆動する掃除ブラシ駆動部と、走行手段を制御して走行させると共に、前記掃除ブラシ駆動部を制御して掃除ブラシを回転させる制御部とを備え、制御部は、掃除ブラシを、塵埃を集塵部に導く正方向に回転させるように制御し、且つ、所定の期間、掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御する。

本発明によれば、掃除ブラシに発生する癖を軽減することにより、例えば掃除ブラシの交換等のメンテナンスの頻度を減少させた自走式掃除機を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１の外観斜視図である。 本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１の底面図である。 図１の自走式掃除機１のＡＡ矢視断面の模式図である。 本発明の実施形態１に係る充電台４０の外観斜視図である。 本発明の実施形態１に係るサイドブラシ１０の外観斜視図である。 図１の自走式掃除機１のＢＢ矢視断面の要部を拡大した模式図である。 本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１の主な構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１が行う自動帰還運転の処理の流れを示すフローチャートである。 回転停止時及び回転時におけるサイドブラシ１０の状態を示す説明図である。 本発明の実施形態２に係る自走式掃除機１が行う自動帰還運転の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係り、自走式掃除機１が静止する所定の位置の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態３に係り、自走式掃除機１が静止する所定の位置の一例について説明する模式図である。 本発明の実施形態３に係り、サイドブラシ１０を逆方向へ回転させた場合の、サイドブラシ１０の状態を示す説明図である。 特許文献１に記載のカバレッジロボット２０１の斜視図である。 特許文献１に記載のカバレッジロボット２０１が備える側部清掃アセンブリ２２０の斜視図である。

［実施形態１］
本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１について、以下に説明する。

自走式掃除機１は、床面を自走すると共に、床面の塵埃を吸引して掃除を行う掃除機である。また、自走式掃除機１は、床面を掃いて掃除するための掃除ブラシとして、床面と垂直に軸支された回転軸で回転するサイドブラシを備えている。そして、自走式掃除機１は、掃除運転中、掃除ブラシを塵埃を集塵部に導く正方向に回転させるように制御する。また、自走式掃除機１は、充電場所への帰還運転中、掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御する。

自走式掃除機１の具体的な構造について、図面を参照して以下に説明する。
（自走式掃除機１の構造）
図１は、自走式掃除機１の外観斜視図である。自走式掃除機１が自走して掃除を行う際の進行方向を前方とし、図１に矢印で示す。また、進行方向と逆方向を後方とする。

自走式掃除機１は、平面視で円形の筐体２を備えている。筐体２の上面２ａには、後述する集塵部６を出し入れする際に筐体２に対して開閉する蓋部２１、及び塵埃が除去された空気が排気される排気口２２が設けられている。

また、筐体２の上面２ａの前方側には、後述する充電台４０からの帰還信号を受信する帰還信号受信部３が設けられている。そして、自走式掃除機１は、例えば、床面の掃除が終了したと判断した場合に、該帰還信号を受信することで自律的に充電台に帰還することができるように構成されている。ここで、帰還信号の送信媒体は特に限定されない。帰還信号の送信媒体は、例えば、ＩｒＤＡ若しくはリモコン等の赤外線、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）若しくはＩＥＥＥ８０２．１１等の無線を用いてもよい。

筐体２の側面２ｂは、前後方向に二分割されている。側面２ｂの前方側は、筐体２のその他の部分に対して前後方向に摺動可能に構成されており、自走式掃除機１が障害物に衝突したときの緩衝部材として機能する。また、筐体２の側面２ｂの前方側には、進行方向に障害物が接近したことを検知する障害物センサが設けられている。障害物センサとしては、例えば、赤外線及び／又は超音波を利用したものを用いてもよい。

筐体２の側面２ｂの後方側には、後述するバッテリ７に充電を行うための充電端子４が設けられている。

筐体２の底面２ｃの後方側には、後輪８２が設けられている。後輪８２については、後述する。

図２は、自走式掃除機１の底面図である。自走式掃除機１が自走して掃除を行う際の進行方向を前方とし、図２に矢印で示す。

筐体２の底面２ｃの中央部には、底面２ｃから突出するように左右一対の駆動輪８が設けられている。駆動輪８は、後述する車輪駆動部８０によって、左右それぞれが別個に駆動される。そして、自走式掃除機１は、駆動輪８の両輪が同一方向に回転することで前進又は後退し、両輪が互いに逆方向に回転することでと方向を転換する。

筐体２の底面２ｃの前方側には、左右一対の前輪８１が設けられている。前輪８１及び後輪８２は駆動されず、自走式掃除機１の進退及び回転に合わせて従動される。

また、筐体２の底面２ｃの中央部には、床面の塵埃を吸い込むための吸込口２３が凹設されている。吸込口２３の内部には、底面２ｃと平行に軸支された回転軸で回転するメインブラシ１１が配されている。吸込口２３には、吸込み口の一部を覆い、掃除運転中にメインブラシ１１が脱落するのを防止する吸込口カバー２６が着脱可能に設けられている。吸込口カバー２６は、平面視矩形で、中央部が塵埃を吸引するために開口した枠体、及び該枠体同士を繋ぐように該枠体の前後方向に延出された複数のポールを備えている。そして、該枠体及び該複数のポールによって、例えば電源ケーブル又はＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル等ケーブルの一部が、吸込み口２３内に巻き込まれることを軽減している。なお、図２においては、複数のポールの内、その一部分を消して模式的に記載している。

吸込口２３の外側には、底面２ｃに垂直に軸支された回転軸で回転する左右１対のサイドブラシ１０が設けられている。サイドブラシ１０は、吸込口２３よりも外側に存在する塵埃を、吸込口２３の方に掃いて導くものである。サイドブラシ１０は、その一部が筐体２からはみ出すように設けられている。サイドブラシ１０及びその取付構造については、後述する。

サイドブラシ１０は、正逆両方向に回転可能に設けられている。図２では、サイドブラシ１０の正方向の回転を白抜きの矢印Ｒ１で示し、逆方向の回転を黒抜きの矢印Ｒ２で示す。サイドブラシ１０が正方向に回転された場合、サイドブラシ１０は、吸込口２３よりも外側に存在する塵埃を、吸込口２３の方に掃いて導くことができる。特に、サイドブラシ１０が、その一部を筐体２からはみ出すように設けられているので、例えば部屋の隅等の塵埃を、効果的に吸込口２３の方に導くことができる。通常の掃除運転中は、サイドブラシ１０は、正方向に回転されている。一方、サイドブラシ１０が逆方向に回転された場合、サイドブラシ１０が正方向にのみ、長時間に亘って回転することによって発生する癖を軽減することができる。

図３は、図１の自走式掃除機１のＡＡ矢視断面の模式図である。図３では、自走式掃除機１が充電台４０とドッキングした充電状態を示している。

筐体２の内部には、床面Ｆの塵埃を吸込口２３から吸引するための気流を発生させる電動送風機５、及び吸込口２３から吸引された空気から塵埃を分離して一時的に溜める集塵部６が配置されている。また、筐体２内部には、電動送風機５によって発生された気流が通過する第１吸気路２４及び第２吸気路２５が配置されている。

集塵部６は、有底の集塵容器６１及び集塵容器６１の上部に設けられたフィルタ６２を備えている。ここで、集塵容器６１の塵埃を捨てる場合には、筐体２の蓋部２１を紙面から見て上方に開くことで、筐体２から集塵部６を取り出すことができる。また、集塵部６は、塵埃を含んだ気流を集塵部６に導入する導入路６３、及び集塵部６によって塵埃が除去された空気を排出する排出路６４を備えている。ここで、導入路６３は、第１吸気路２４と連通している。また、排出路６４は、第２吸気路２５と連通している。このように電動送風機５、集塵部６並びに第１吸気路２４及び第２吸気路２５が配置されることによって、吸込口２３から流入した気流は、第１吸気路２４を通過して集塵部６に流入し、集塵部６のフィルタ６２によって気流に含まれる塵埃が分離された後、第２吸気路２５を通過して電動送付機５に至る。そして、電動送風機５から排気された気流は、排気口２２から斜め後方に向けて排気される。図３では、気流の流れを矢印で示している。

筐体２内部の後方側には、バッテリ７、及び制御基板９０が配置されている。制御基板９０には、後述する制御部９及び記憶部９１が設けられている。制御部９及び記憶部９１については、後述する。

バッテリ７は、自走式掃除機１の電力供給源であり、掃除運転が指示されると、バッテリ７から給電されて、電動送風機５、駆動輪８、サイドブラシ１０及びメインブラシ１１等が駆動される。バッテリ７は、繰り返し充放電が可能な大容量の充電池が望ましい。バッテリ７は、例えば、鉛電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池等が用いられる。次に充電台４０の構造について説明する。

図４は、充電台４０の外観斜視図である。図１では、充電台４０を斜め上方から見たところを示している。充電台４０は、自走式掃除機１のバッテリ７を充電するための装置である。充電台４０には、本体筐体２の周面と対向する面であって、自走式掃除機１の充電端子４と接触可能な位置に、給電端子４１が設けられている。自走式掃除機１の充電端子４が充電台４０の給電端子４１と電気的に接続されると、充電台４０が接続された商用電源からの電流が、自走式掃除機１に流れ、バッテリ７を充電することができる。

また、充電台４０には、充電台４０の設置場所及び給電端子４１の位置を示す帰還信号を発信する図示しない信号送信部が設けられている。自走式掃除機１は、掃除終了を検知した場合には、充電台４０から発せられる帰還信号を検知して充電台４０の設置されている場所に自動的に帰還する。
（サイドブラシ１０およびその取付構造）
図５は、サイドブラシ１０の外観斜視図である。サイドブラシ１０は、ブラシ束１０１及び複数のブラシ束１０１が放射状に埴設されたブラシ基部１０２を備えている。

ブラシ束１０１は、可撓性のブラシ毛が束ねられたものである。ブラシ毛の材質は、床面に合わせて適宜選択することができる。例えば、ブラシ毛は、ナイロン若しくはポリプロピレン等の化学繊維、動物繊維、植物繊維又はそれらを混合したものを用いることができる。

また、ブラシ束１０１は、隣のブラシ束１０１と所定の間隔をあけてブラシ基部１０２に埴設されている。さらに、ブラシ束１０１は、下方に所定の角度をもってブラシ基部１０２に埴設されている。その結果、ブラシ束１０１は、床面に対して押さえつけられた状態になり、ブラシ束１０１の先端側が床面に接触するように変形する。

ブラシ基部１０２の中央部には、筐体２に設けられた後述する回転軸２７ｅの先端が嵌め入れされる筒部１０２ｃが設けられている。筒部１０２ｃには、回転軸２７ｅが挿入されるための中央貫通孔１０２ｄが形成されている。筒部１０２ｃの外側には、筒部１０２ｃを取り囲むように円環状の環状凹部１０２ｂが設けられている。環状凹部１０２ｂのさらに外側には、環状凹部１０２ｂを取り囲むように円環状の環状凸部１０２ａが設けられている。

図６は、図１の自走式掃除機１のＢＢ矢視断面の要部を拡大した模式図である。図６を参照して、サイドブラシ１０の筐体２への取付構造について説明する。なお、左右一対のサイドブラシ１０の取付構造は同じであるものとし、その一方のみについて説明する。

筐体２の内部には、サイドブラシ１０を回転可能に軸支するための箱部２７が設けられている。箱部２７の内部には、回転軸２７ｅが、その一部を筐体２の底面から突出するように配置されている。回転軸２７ｅは、床面に垂直な回転軸Ｃの位置で、箱部２７に対して回転可能に設けられている。回転軸２７ｅの先端には、サイドブラシ１０のブラシ基部１０２がネジＮ及びワッシャによって固定されている。ユーザは、ネジＮを取り外すことによって、サイドブラシ１０を取り外すことが可能であり、必要に応じてサイドブラシ１０を交換することができる。

また、箱部２７の内部には、回転軸２７ｅを箱部２７に対して回転可能に連結する連結部２７ｃが設けられている。また、箱部２７の内部には、後述するサイドブラシ駆動部１００が設けられている。サイドブラシ駆動部１００は、回転軸２７ｅを回転駆動するためのものであり、例えば、モータ、及びモータの回転を回転軸２７ｅに伝達する動力伝達機構を備えている。図６では、動力伝達機構の一部として歯車２７ｄを示している。サイドブラシ駆動部１００は、サイドブラシ１０を正逆両方向に回転させることができる。

箱部２７の底面には、サイドブラシ１０のブラシ基部１０２が僅かな隙間を空けて嵌合される嵌合凹部２７ｆが形成されている。嵌合凹部２７ｆの外側には、嵌合凹部２７ｆを取り囲むように、円環状の環状凸部２７ｂが設けられている。環状凸部のさらに外側には、環状凸部２７ｂを取り囲むように、円環状の環状凹部２７ａが設けられている。

サイドブラシ１０が筐体２に取り付けられた状態において、環状凸部２７ｂは、ブラシ基部１０２の環状凹部１０２ｂと対応するように配置されている。また、環状凹部２７ａは、ブラシ基部１０２の環状凸部１０２ａと対応するように配置されている。その結果、筐体２及びサイドブラシ１０の間には、Ｓ字の隙間が生じる。隙間がＳ字となっていることによって、例えば髪の毛等の繊維状のゴミが筐体２及びサイドブラシ１０の間に入り込むことを軽減することができる。

なお、本実施形態においては、サイドブラシ１０が床面と垂直に軸支された回転軸で回転する場合について説明するが、それだけに限定されない。例えば、サイドブラシ１０は、床面と垂直から所定の角度だけ傾斜して軸支された回転軸で回転するように構成されてもよい。

また、本実施形態においては、サイドブラシ１０のブラシ束１０１が、隣のブラシ束１０１と所定の間隔をあけてブラシ基部１０２に埴設されている場合について説明するが、ブラシ束１０１は、隣のブラシ束１０１と間隔をあけずにブラシ基部１０２に埴設されてもよい。

さらに、ブラシ束１０１は、ブラシ基部１０２に直接埴設されていなくてもよく、例えば、ブラシ基部１０２から延出された柄の先に埴設されてもよい。
（自走式掃除機１の構成）
図７は、自走式掃除機１の主な構成を示すブロック図である。図７では、自走式掃除機１の構成の内、制御部９に関係する構成を示している。以下において、上述した説明と同一の符号を付した構成要素については、同様の機能を有するものとして説明を省略する。

自走式掃除機１は、サイドブラシ駆動部１００、メインブラシ駆動部１１０及び車輪駆動部８０を備えている。

サイドブラシ駆動部１００は、サイドブラシ１０を正逆両方向に回転駆動するものである。サイドブラシ駆動部１００は、モータ、並びに例えばベルト及びプーリ等のモータの回転をサイドブラシ１０に伝達する動力伝達機構を備えている。なお、サイドブラシ駆動部１００は、これだけに限定されない。サイドブラシ駆動部１００は、例えば、モータによってサイドブラシ１０を直接回転駆動するものでもよい。また、左右のサイドブラシ１０それぞれについて、モータを備えてもよいし、動力伝達機構を利用することで、左右のサイドブラシ１０を共通のモータで駆動させてもよい。

メインブラシ駆動部１１０は、メインブラシ１１を回転駆動するものである。メインブラシ駆動部１１０は、例えば、モータ及びモータの回転をメインブラシ１１に伝達する動力伝達機構を備えている。

車輪駆動部８０は、駆動輪８を回転駆動するものである。車輪駆動部８０は、例えば、例えば、モータ及びモータの回転を駆動輪８に伝達する動力伝達機構を備えている。

自走式掃除機１は、制御部９及び記憶部９１をさらに備えている。

記憶部９１は、後述する制御部９が実行する各種プログラム、各種プログラムを実行する際に使用及び作成される各種データ並びに自走式掃除機１に入力される各種データ等を記憶するものである。記憶部９１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性記憶装置及び作業領域を構成するＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶装置から構成されている。記憶部９１には、掃除運転を行うための掃除運転プログラム、及び掃除運転の終了を検知した場合に、自走式掃除機１を充電台４０に自動帰還させるための自動帰還プログラムを含んでいる。

制御部９は、記憶部９１に記憶されたプログラム又はデータに基づいて、自走式掃除機１の各部を統括して制御するものである。

次に、自走式掃除機１の動作及び効果について説明する。
（自走式掃除機１の動作及び効果）
以下に示す動作は、自走式掃除機１の制御部９が、記憶部９１に記憶されたプログラムを実行することでなされる。まず、自走式掃除機１が自走しながら床面１の塵埃を吸引する掃除運転について説明する。掃除運転は、制御部９が記憶部９１に記憶されている掃除プログラムを実行することで開始される。

掃除運転が開始されると、制御部９は、電動送風機５を制御して塵埃を吸引する気流を発生させると共に、車輪駆動部８０を制御して駆動輪８を回転させて所定の走行パターンを走行させる。このように制御することによって、自走式掃除機１は、床面の塵埃を吸込口２３から吸引しながら自走することで、自律的に掃除運転を行うことができる。

また、掃除運転が行われている間、制御部９は、サイドブラシ駆動部１００及びメインブラシ駆動部１１０を制御して、サイドブラシ１０及びメインブラシ１１を回転させる。このとき、制御部９は、サイドブラシ１０を正方向に回転させるように制御する。このように制御することによって、サイドブラシ１０が正方向に回転され、吸込口２３の外側にある塵埃を吸込口２３の内側に掃き寄せると共に、吸込口２３の内部に配置されたメインブラシ１１の回転によって、掃き寄せられた塵埃を吸込口２３内部へ効率的に導くことができる。

自走式掃除機1による掃除運転は、制御部９が掃除運転の終了を検知した場合に終了する。ここで、制御部９が掃除運転の終了を検知する方法は、適宜選択することができる。以下その典型例について説明する。
（Ｅ１）所定の時間掃除運転を行った場合
自走式掃除機１が所定の時間掃除運転を行った場合に、制御部９は、掃除運転の終了を検知してもよい。ここで、所定の時間は、予め定められたものでもよく、ユーザによって設定されたものでもよい。

また、自走式掃除機１が掃除領域における自機の位置を検知する位置検知手段、及び該位置検知手段によって検知された位置に基づいて作成された掃除領域の地図を持っている場合には、所定の時間に変えて所定の領域を掃除運転した場合に、掃除運転の終了を検知してもよい。
（Ｅ２）バッテリ７の残量が所定の値以下になった場合
自走式掃除機１のバッテリ７の残量が所定の値以下になった場合に、制御部９は、掃除運転の終了を検知してもよい。ここで、バッテリ７の残量は、例えば、バッテリ７の電圧を測定して、その値を所定の閾値と比較することで推定することができる。
（Ｅ３）ユーザからの帰還指示を受け付けた場合
自走式掃除機１がユーザから帰還指示を受け付けた場合に、制御部９は、掃除運転の終了を検知してもよい。ここで、ユーザからの帰還指示は、ユーザが図示しないリモコンを操作して送信した帰還指示のリモコン信号を、帰還信号受信部３を介して受信して受け付けてもよく、筐体２に設けられた図示しない操作パネル部を介してユーザが直接入力することで受け付けてもよい。また、自走式掃除機１が音声入力手段、及び該音声入力手段から入力された音声を認識する音声認識手段を備える場合には、帰還指示は、ユーザの音声によって受け付けてもよい。

次に、自走式掃除機１が充電台４０に自動で帰還する自動帰還運転について、図面を参照して説明する。

図８は、自動帰還運転の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図８及びそれ以降で説明するフローチャートにおいて、「ステップ」を「Ｓ」で表す。また、文中でも「Ｓ」は「ステップ」を表している。

自走式掃除機１は、制御部９が掃除運転の終了を検知した後、自動帰還運転を行う。自動帰還運転は、制御部９が記憶部９１に記憶されている掃除プログラムを実行することで開始される。

自動帰還運転が開始されると、制御部９は、サイドブラシ駆動部１００を制御して、サイドブラシ１０を逆方向に回転させる（Ｓ１）。サイドブラシ１０の回転数は、適宜設定することができる。サイドブラシ１０の回転数は、例えば、サイドブラシ１０を正方向に回転させるときよりも高い回転数とすることができる。このようにした場合、自動帰還運転の時間が、掃除運転の時間と比較して短い場合にも、サイドブラシ１０に発生する癖を効果的に軽減することができる。

また、自動帰還運転が開始されると、制御部９は、車輪駆動部８０を制御して、駆動輪８を回転させることで、自走式掃除機１に所定の走行パターンを走行させる（Ｓ２）。ここで、所定の走行パターンは、適宜選択することができる。所定の走行パターンは、例えば、部屋の壁際に沿って走行するものである。このように自走式掃除機１を走行させた場合、自走式掃除機１は、通常壁際に設置されることの多い充電台４０に効率的に帰還することができる。

次に、制御部９は、サイドブラシ１０の逆方向への回転開始から所定の時間が経過したか否かを判断する（Ｓ３）。制御部９がサイドブラシ１０の逆方向への回転開始から所定の時間が経過したと判断した場合（Ｓ３でＹＥＳの場合）には、制御部９は、サイドブラシ駆動部１００を制御して、サイドブラシ１０の回転を停止させる（Ｓ４）。

一方、制御部９がサイドブラシ１０の逆方向への回転開始から所定の時間が経過していないと判断した場合（Ｓ３でＮＯの場合）には、制御部９は、サイドブラシ駆動部１００を制御して、サイドブラシ１０の逆方向への回転を継続させる。

ここで、サイドブラシ１０を逆回転させる時間は、適宜決定することができる。サイドブラシ１０を逆回転させる時間は、直前に行った掃除運転の時間に基づいて決定してもよい。例えば、直前に行った掃除運転の時間が所定の閾値よりも大きい場合には、サイドブラシ１０を逆回転させる時間を長くすることができる。

次に、制御部９は、帰還信号受信部３を介して、充電台４０から帰還信号が受信されたか否かを監視する（Ｓ５）。充電台４０から帰還信号を受信した場合（Ｓ５でＹＥＳの場合）には、制御部９は、帰還信号に含まれる充電台４０及び給電端子４１の位置に基づいて車輪駆動部８０を制御することで、自走式掃除機１を充電台４０に帰還させるように制御する（Ｓ６）。制御部９は、例えば、自走式掃除機１の充電端子４と充電台４０の給電端子４１とが電気的に接続されたことをもって、自走式掃除機１の帰還が完了したことを検知し、駆動輪８等の駆動を停止させる。このとき、サイドブラシ１０の逆方向への回転が継続されている場合には、制御部９は、サイドブラシ１０の回転を停止させるように制御してもよく、所定時間の経過を待って回転を停止させるように制御してもよい。

一方、充電台４０から帰還信号が受信されない場合（Ｓ５でＮＯの場合）には、制御部９は、所定の走行パターンで走行を継続する。

次に、サイドブラシ１０に癖が発生する過程、並びに自走式掃除機１の効果について説明する。

図９は、回転停止時及び回転時におけるサイドブラシ１０の状態を示す説明図であり、（ａ）は、回転停止時のサイドブラシ１０、（ｂ）は、回転時のサイドブラシ１０を、上方から見たところを示している。図９では、サイドブラシ１０の回転方向を矢印で示す。

図９（ａ）に示すように、サイドブラシ１０の回転が停止しているとき、サイドブラシ１０のブラシ束１０１は、上面視でブラシ基部１０２から放射状にまっすぐ延びている。また、サイドブラシ１０のブラシ束１０１は、根元側（ブラシ基部１０２側）が床面から離間されると共に、先端側（ブラシ基部１０２と反対側）が床面に接触されて配置されている。

一方、図９（ｂ）に示すように、サイドブラシ１０が回転しているとき、ブラシ束１０１は、その先端側を床面に接触させており、床面から回転と反対方向に摩擦力を受ける結果、特にその先端側が、回転と反対方向に湾曲している。通常、一旦サイドブラシ１０の回転が停止されると、湾曲したブラシ束１０１は、ブラシ束１０１が有する弾性の作用により、即座にまっすぐに戻る。一方、サイドブラシ１０が、長時間に亘って同じ方向に回転された場合、ブラシ束１０１に長時間、同一方向の力が加わる結果、ブラシ束が有する弾性に打ち勝って、ブラシ束１０１に回転方向と反対に湾曲した癖が発生する。また、ブラシ束１０１全体に癖が発生しない場合にも、ブラシ束１０１に含まれる一部の毛に癖が発生する結果、ブラシ束１０１の毛先が広がってしまう。そして、ブラシ束１０１に癖又は毛先の広がりが発生した場合には、サイドブラシ１０によって床面の塵埃を掃き寄せる効果が低減することになる。

以上のように構成された自走式掃除機１においては、自走式掃除機１が自動帰還運転中において、サイドブラシ１０を逆方向に回転させるので、自動帰還運転中は、サイドブラシ１０のブラシ束１０１に掃除運転時と反対の力が加わる結果、ブラシ束１０１に発生する癖を軽減することができる。また、自走式掃除機１は、ブラシ束１０１に癖が発生している場合にも、癖が軽度であれば、発生した回転癖を矯正することができる。

なお、サイドブラシ１０を逆方向に回転させた場合には、床面の塵埃を外側に掃き飛ばすこととなるが、サイドブラシ１０が逆回転される自動帰還運転は、掃除終了後に実行されるので、床面の塵埃を外側に掃き飛ばし、床面に塵埃が散らかされる心配は少ない。

また、自走式掃除機１が自動帰還運転中に上記制御を行うので、自動帰還するまでの時間を有効に利用することができ、自走式掃除機１は、充電台４０に帰還した後、すぐに充電を開始することができる。
［実施形態２］
本発明の実施形態２に係る自走式掃除機１について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る自走式掃除機１は、充電場所に帰還した後、掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御する点で上述の実施形態と異なる。ここで、充電場所に帰還した後とは、自走式掃除機１が充電場所に完全に帰還した場合に限らず、自走式掃除機１が充電場所近傍の所定の位置に帰還した場合も含むものとする。なお、実施形態１で説明した構成要素については、実施形態１と同じ機能を有するものとし、特に記載する場合を除いて説明を省略する。

図１０は、自走式掃除機１が行う自動帰還運転の処理の流れを示すフローチャートである。

自動帰還運転が開始されると、制御部９は、車輪駆動部８０を制御して、駆動輪８を回転させることで、自走式掃除機１に所定の走行パターンを走行させる（Ｓ１１）。ここで、該走行パターンの走行中、自走式掃除機１は、電動送風機５、サイドブラシ１０及びメインブラシ１１を、掃除運転のときと同様に駆動させてもよい。その場合には、自動帰還運転中も床面の掃除を行うことができる。

次に、制御部９は、帰還信号受信部３を介して、充電台４０から帰還信号が受信されたか否かを監視する（Ｓ１２）。ここで、本実施形態においては、帰還信号に、充電台４０及び給電端子４１の位置に加えて、一旦静止する所定の位置に関する情報が含まれている。

充電台４０から帰還信号を受信した場合には、制御部９は、帰還信号に含まれる所定の位置に関する情報に基づいて、車輪駆動部８０を制御することで、自走式掃除機１を所定の位置に移動させ、該所定の位置で停止させる（Ｓ１３）。

一方、充電台４０から帰還信号が受信されない場合（Ｓ１２でＮＯの場合）には、制御部９は、帰還信号が受信されたか否かの監視を継続する。

図１１は、自走式掃除機１が静止する所定の位置の一例を示す模式図であり、（ａ）は、自走式掃除機１を上方から見たところ、（ｂ）は、自走式掃除機１を側方からみたところを示している。所定の位置は、例えば、自走式掃除機１の前方側を充電台４０の方に向けて、充電台４０から所定の距離を離間させた位置である。

次に、制御部９は、サイドブラシ駆動部１００を制御して、サイドブラシ１０を逆方向に回転させる（Ｓ１４）。

次に、制御部９は、サイドブラシ１０の逆方向への回転開始から所定の時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１５）。制御部９がサイドブラシ１０の逆方向への回転開始から所定の時間が経過したと判断した場合（Ｓ１５でＹＥＳの場合）には、制御部９は、サイドブラシ駆動部１００を制御して、サイドブラシ１０の回転を停止させる（Ｓ１６）。

一方、制御部９がサイドブラシ１０の逆方向への回転開始から所定の時間が経過していないと判断した場合（Ｓ１５でＮＯの場合）には、制御部９は、サイドブラシ駆動部１００を制御して、サイドブラシ１０の逆方向への回転を継続させる。

サイドブラシ１０の逆方向への回転を停止した後、制御部９は、帰還信号に含まれる充電台４０及び給電端子４１の位置に基づいて車輪駆動部８０を制御することで、自走式掃除機１を充電台４０に帰還させるように制御する（Ｓ１７）。

以上のように構成された自走式掃除機１においては、自走式掃除機１が所定の位置において、サイドブラシ１０を逆方向に回転させるので、実施形態１の場合と同様に、ブラシ束１０１に発生する癖及びの毛先の広がりを軽減することができる。

また、自走式掃除機１は、充電台４０に帰還した後、サイドブラシ１０を逆方向に回転させるように制御するので、万が一掃除運転で除去されなかった塵埃が床面に残っている場合にも、サイドブラシ１０の逆方向への回転によって、該塵埃が巻き散らかされることが防止できる。

また、通常、充電台４０は、例えば部屋の隅等の邪魔になりにくい場所に配置されるところ、自走式掃除機１は、充電台４０近傍に帰還した後、サイドブラシ１０を逆方向に回転させるように制御するので、ユーザの邪魔になることがない。
［実施形態３］
本発明の実施形態３に係る自走式掃除機１及び充電台４０ａについて、図面を参照して説明する。本実施形態に係る自走式掃除機１は、その充電場所に、回転する掃除ブラシと接触し、該掃除ブラシに発生した癖を矯正する矯正手段が設けられている点で上述の実施形態のいずれとも異なる。

自走式掃除機１は、充電台４０ａに帰還した後、所定の位置に静止し、サイドブラシ１０を逆方向に回転させるように制御を行う。なお、実施形態１で説明した構成要素については、実施形態１と同じ機能を有するものとし、特に記載する場合を除いて説明を省略する。

図１２は、自走式掃除機１が静止する所定の位置の一例について説明する模式図であり、（ａ）は、自走式掃除機１を上方から見たところ、（ｂ）は、自走式掃除機１を側方からみたところを示している。なお、図１２では、自走式掃除機１が所定の位置の手前まで移動したところを示しており、自走式掃除機１がこのまま進行方向に直進し、サイドブラシ１０と矯正用突起４２とが接触した位置が所定の位置である。

充電台４０ａは、充電台４０ａの自走式掃除機１と対向する側に、回転するサイドブラシ１０と接触することでブラシ束１０１の回転癖を矯正するための矯正用突起４２、及び矯正用突起４２の下部が固定される扁平板状の台部４３を備えている。また、自走式掃除機１は、第２の実施形態と同様に、充電台４０ａから送信された帰還信号に含まれる所定の位置に関する情報に基づいて、所定の位置まで移動する。

図１３は、サイドブラシ１０を逆方向へ回転させた場合の、サイドブラシ１０の状態を示す説明図である。図１３では、サイドブラシ１０を上方から見たところを示している。

（ａ）のときのサイドブラシ１０は、回転を停止させた場合を示している。サイドブラシ１０は、長時間に亘って正方向への回転を継続したため、ブラシ束１０１の先端部分において、回転方向と逆方向の癖が発生している。

（ｂ）のときのサイドブラシ１０は、（ａ）の状態から、逆方向の回転が所定の回転数にて開始された状態である。図１３において、回転方向を矢印で図示する。サイドブラシ１０のブラシ束１０１は、いずれも矯正用突起４２と接触されていない。このとき、ブラシ束１０１には、ブラシ束１０１と床面又は充電台４０ａの台部４３との間の摩擦力により、回転方向と反対側の力が加わる結果、ブラシ束１０１は、発生した癖と反対側に湾曲されている。

（ｃ）のときのサイドブラシ１０は、（ｂ）の状態からさらに回転されて、ブラシ束１０１の内の一つが矯正用突起４２に当接している状態である。このとき、矯正用突起４２に接触しているブラシ束１０１には、床面又は充電台４０ａの台部４３との間の摩擦力に加えて、ブラシ束１０１が接触した矯正用突起４２から発生した癖と反対方向の抗力が加わっている。その結果、矯正用突起４２に接触しているブラシ束１０１は、発生した癖と反対方向に大きく変形されている。

（ｄ）のときのサイドブラシ１０は、（ｃ）の状態からさらに回転されて、矯正用突起４２と接触していたブラシ束１０１が矯正用突起４２を超えた状態を示している。サイドブラシ１０のブラシ束１０１は、いずれも矯正用突起４２と接触されていない。このとき、ブラシ束１０１には、ブラシ束１０１と床面又は充電台４０ａの台部４３との間の摩擦力により、回転方向と反対側の力が加わる結果、ブラシ束１０１は、発生した癖と反対側に湾曲されている。サイドブラシ１０が逆回転している間、（ｂ）から（ｄ）の状態が何度も繰り返される。

以上のように構成された自走式掃除機１においては、自走式掃除機１がサイドブラシ１０を逆方向に回転させている間、サイドブラシ１０のブラシ束１０１のそれぞれが、充電台４０ａに設けられた矯正用突起と繰り返し衝突する結果、ブラシ束１０１に対して、床面との摩擦力に加えて摩擦用突起からの抗力が加えられるので、ブラシ束１０１に多少の癖が発生している場合にも、発生した癖を矯正することができる。
［その他の実施形態］
上述の実施形態においては、床面を掃いて掃除する掃除ブラシとして、サイドブラシ１０について、逆方向に回転制御を行う場合を説明したが、逆方向に回転制御を行う掃除ブラシは、これだけに限定されない。例えば、掃除ブラシとして、メインブラシ１１について、逆方向に回転制御を行ってもよい。

また、上述の実施形態においては、掃除ブラシを逆方向に回転させる所定の期間として、自走式掃除機１の充電場所への帰還中、及び充電場所への期間後に行う場合について説明したが、これだけに限定されない。例えば、所定の期間として、掃除運転の開始前に逆方向の回転制御を行ってもよい。また、例えば、掃除運転中であっても、自走式掃除機１が方向転換をする場合等、床面の塵埃を外側に掃き飛ばす心配がないときに逆方向の回転制御を行ってもよい。

以上説明したように、自走式掃除機は、筐体を走行させる走行手段と、床面から除去した塵埃を集塵する集塵部と、筐体に回転可能に設けられ、回転することで床面を掃いて掃除する掃除ブラシと、掃除ブラシを駆動する掃除ブラシ駆動部と、走行手段を制御して走行させると共に、掃除ブラシ駆動部を制御して掃除ブラシを回転させる制御部とを備えている。そして、制御部は、掃除ブラシを、塵埃を集塵部に導く正方向に回転させるように制御し、且つ、所定の期間、掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御する。

このように自走式掃除機を構成することによって、自走式掃除機が、所定の期間、掃除ブラシを逆方向に回転させるので、掃除ブラシに発生する癖を軽減することができる。その結果、例えば掃除ブラシの交換等のメンテナンスの頻度を減少させることができる。

また、掃除ブラシは、床面に対して垂直又は略垂直な回転軸で回転するサイドブラシであってもよい。

このように自走式掃除機を構成することによって、吸込口の外側にある塵埃を掃いて集めるために長いブラシ毛のサイドブラシを用いた場合でも、サイドブラシに発生する癖を軽減することができる。

また、自走式掃除機は、走行手段、掃除ブラシ駆動部及び制御部に電力を供給するバッテリをさらに備え、制御部は、所定の条件を検知した場合に、前記バッテリを充電する充電場所に前記筐体を帰還させるように制御し、且つ、充電場所への帰還中に、掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御してもよい。

このように自走式掃除機を構成することによって、自走式掃除機が、自動帰還運転中に、掃除ブラシを逆方向に回転させる制御を行うので、充電場所に自動帰還するまでの時間を有効に利用することができ、自走式掃除機は、充電場所に帰還した後、すぐに充電を開始することができる。

また、自走式掃除機は、走行手段、掃除ブラシ駆動部及び制御部に電力を供給するバッテリをさらに備え、制御部は、所定の条件を検知した場合に、筐体をバッテリを充電する充電場所に帰還させるように制御し、且つ、充電場所に帰還した後、掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御してもよい。

このように自走式掃除機を構成することによって、自走式掃除機が、充電場所に帰還した後、掃除ブラシを逆方向に回転させる制御を行うので、万が一掃除運転で除去されなかった塵埃が床面に残っている場合にも、サイドブラシの逆方向への回転によって、該塵埃が巻き散らかされることが防止できる。

また、通常、充電場所は、例えば部屋の隅等の邪魔になりにくい場所に配置されるところ、自走式掃除機が例えば部屋の真ん中等で静止することでユーザの邪魔になることを防止することができる。

また、充電場所には、回転する掃除ブラシと接触する矯正手段が設けられており、制御部は、掃除ブラシを矯正手段に接触させるように制御してもよい。

このように自走式掃除機を構成することによって、掃除ブラシに多少の癖が発生している場合にも、発生した癖を矯正することができる。

今回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えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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変更が含まれることが意図される。

本発明に係る自走式掃除機は、床面を掃いて掃除する掃除ブラシを備えた自走式掃除機に広く利用可能である。

１、１ａ 自走式掃除機１
２ 筐体
２ａ 上面
２ｂ 側面
２ｃ 底面
２１ 蓋部
２２ 排気口
２３ 吸込口
２４ 第１吸気路
２５ 第２吸気路
２６ 吸込口カバー
３ 帰還信号受信部
４ 充電端子
４０、４０ａ 充電台
４１ 給電端子
４２ 矯正用突起
４３ 台部
５ 電動送風機
６ 集塵部
７ バッテリ
８ 駆動輪
８０ 車輪駆動部
９ 制御部
９１ 記憶部
１０ サイドブラシ
１００ サイドブラシ駆動部
１０１ ブラシ束
１０２ ブラシ基部
１１ メインブラシ
１１０ メインブラシ駆動部

Claims (5)

1. 筐体を走行させる走行手段と、
   床面から除去した塵埃を集塵する集塵部と、
   前記筐体に回転可能に設けられ、回転することで床面を掃いて掃除する掃除ブラシと、
   前記掃除ブラシを駆動する掃除ブラシ駆動部と、
   前記走行手段を制御して走行させると共に、前記掃除ブラシ駆動部を制御して前記掃除ブラシを回転させる制御部とを備えた自走式掃除機であって、
   前記制御部は、前記掃除ブラシを、塵埃を前記集塵部に導く正方向に回転させるように制御し、且つ、所定の期間、前記掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御する
   自走式掃除機。
2. 前記掃除ブラシは、床面に対して垂直又は略垂直な回転軸で回転するサイドブラシである
   請求項１に記載の自走式掃除機。
3. 前記自走式掃除機は、
   前記走行手段、前記掃除ブラシ駆動部及び前記制御部に電力を供給するバッテリをさらに備え、
   前記制御部は、
   所定の条件を検知した場合に、前記バッテリを充電する充電場所に前記筐体を帰還させるように制御し、且つ、
   前記充電場所への帰還中に、前記掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御する
   請求項１又は２に記載の自走式掃除機。
4. 前記自走式掃除機は、
   前記走行手段、前記掃除ブラシ駆動部及び前記制御部に電力を供給するバッテリをさらに備え、
   前記制御部は、
   所定の条件を検知した場合に、前記筐体を前記バッテリを充電する充電場所に帰還させるように制御し、且つ、
   前記充電場所に帰還した後、前記掃除ブラシを逆方向に回転させるように制御する
   請求項１又は２に記載の自走式掃除機。
5. 前記充電場所には、回転する前記掃除ブラシと接触する矯正手段が設けられおり、
   前記制御部は、前記掃除ブラシを前記矯正手段に接触させるように制御する
   請求項４に記載の自走式掃除機。