JP2015123342A

JP2015123342A - 自走式電気掃除機

Info

Publication number: JP2015123342A
Application number: JP2013272223A
Authority: JP
Inventors: 康弘岡; Yasuhiro Oka; 梅原　尚子; Naoko Umehara; 尚子梅原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2015-07-06
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: US20160206164A1; KR101801493B1; CN105473045A; EP3087893A4; KR20160037221A; JP6207388B2; WO2015098161A1; CN105473045B; EP3087893A1; US9918600B2

Abstract

【課題】床検知センサを、掃除機の他の構成要素から干渉されることなく配置すること。
【解決手段】掃除機本体と、掃除機本体を床面上に走行させる走行部と、塵埃を吸引する吸引部と、床面の塵埃を吸引部へ導くサイドブラシと、床面の有無を検知する床面検知センサと、床面検知センサの出力をうけて前記走行部、吸引部およびサイドブラシを駆動制御する制御部とを備え、前記サイドブラシは貫通孔を同軸に有する回転軸と、回転軸の一端から放射状に伸びる複数のブラシ束とを備え、前記床面検知センサは前記回転軸の他端側に設けられて前記貫通孔を介して対象物の有無を検知する光学センサからなる自走式電気掃除機。
【選択図】図８

Description

この発明は自走式電気掃除機に関する。

この発明の背景技術としては、シャーシの床面に対向する面に、多数の駆動車輪、塵埃吸引口、主掃除ブラシ、サイドブラシ、および床面のクリフ（大きな段差）を検知する床面検知センサなどが設けられた自走式電気掃除機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１３０７８１号公報

しかしながら、従来のこのような自走式電気掃除機では、シャーシの床面対向面に、多数の駆動車輪や塵埃吸引口、主掃除ブラシやサイドブラシなどの構成要素が存在するため、それらに干渉されずに、かつ、効果的に床面を検知するように床面検知センサを配置することが容易でなく、設計の自由度が制限されるという問題があった。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、他の構成要素に干渉されることなく床面検知センサを配置することが可能な自走式電気掃除機を提供するものである。

この発明は、掃除機本体と、掃除機本体を床面上に走行させる走行部と、塵埃を吸引する吸引部と、床面の塵埃を吸引部へ導くサイドブラシと、床面の有無を検知する床面検知センサと、床面検知センサの出力をうけて前記走行部、吸引部およびサイドブラシを駆動制御する制御部とを備え、前記サイドブラシは貫通孔を同軸に有する回転軸と、回転軸の一端から放射状に伸びる複数のブラシ束とを備え、前記床面検知センサは前記回転軸の他端側に設けられて前記貫通孔を介して対象物の有無を検知する光学センサからなる自走式電気掃除機を提供するものである。

サイドブラシが貫通孔を同軸に有する回転軸と、回転軸の下端から放射状に伸びる複数のブラシとを備え、床面検知センサがサイドブラシの回転軸の貫通孔を介して対象物の有無を検知する光学センサであるので、床面検知センサは、駆動車輪や塵埃吸引口、主掃除ブラシやサイドブラシなどに干渉されずに配置でき、かつ、効果的に対象物の有無を検知することができる。

この発明に係る自走式電気掃除機の実施形態１の上面側の斜視図である。図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図１に示す自走式電気掃除機の底面側の斜視図である。集塵装置を取り出した状態を示す図２対応図である。図１に示す自走式電気掃除機の要部斜視図である。図１に示す自走式電気掃除機のサイドブラシの斜視図である。図５に示す要部の分解斜視図である。図５に示す要部の縦断面図である。図１に示す自走式電気掃除機の制御系を示すブロック図である。この発明に係る自走式電気掃除機の実施形態２の床面検知センサの制御回路を示す電気回路図である。この発明に係る自走式電気掃除機の実施形態３の床面検知センサの制御回路を示す電気回路図である。図１０に示す電気回路の動作を示す波形図である。図１０と図１１に示す電気回路の動作を示す波形図である。この発明の実施形態３の図８対応図である。この発明の実施形態４の図６対応図である。この発明の実施形態４の図６対応図である。

この発明の自走式電気掃除機は、掃除機本体と、掃除機本体を床面上に走行させる走行部と、塵埃を吸引する吸引部と、床面の塵埃を吸引部へ導くサイドブラシと、床面の有無を検知する床面検知センサと、床面検知センサの出力をうけて前記走行部、吸引部およびサイドブラシを駆動制御する制御部とを備え、前記サイドブラシは貫通孔を同軸に有する回転軸と、回転軸の一端から放射状に伸びる複数のブラシ束とを備え、前記床面検知センサは前記回転軸の他端側に設けられて前記貫通孔を介して対象物の有無を検知する光学センサであることを特徴とする。

前記サイドブラシの回転軸の前記他端が離脱可能に同軸に結合する第１ギアと、第１ギアを回転可能に支持する支持部と、第１ギアと噛み合ってサイドブラシに回転力を伝達する第２ギアとをさらに備え、第１ギアがサイドブラシの貫通孔に連通する貫通孔を有し、前記光学センサはサイドブラシと第１ギアの両貫通孔を介して対象物の有無を検知してもよい。

第１ギアと第２ギアはウォームギアを構成し、第１ギアがウォームホイールであり、第２ギアがウォームであってもよい。
前記光学センサは赤外線発光素子と赤外線受光素子から構成されることが好ましい。
第２ギアに結合される電動機をさらに備えてもよい。

以下、図面に示す自走式電気掃除機の実施形態を用いてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。

（実施形態１）
（１）自走式電気掃除機の構成
図１はこの発明に係る自走式電気掃除機の上面斜視図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図１に示される自走式電気掃除機の底面斜視図、図４は集塵装置が取り出された状態を示す図２対応図である。

図１〜図３に示されるように、実施形態に係る自走式電気掃除機１は、設置された場所の床面（被清掃面）Ｆ（図２）を自走しながら、床面Ｆ上の塵埃を含む空気を吸い込み、塵埃を除去した空気を排気することにより床面上を掃除するように構成されている。

自走式電気掃除機１は、円盤状の筐体２を備え、この筐体２の内部および外部に、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、ダストボックス（以下、集塵装置という）３０、電動送風機２２、一対の駆動輪２９、後輪２６および前輪２７などが設けられている。
この自走式電気掃除機１において、前輪２７が配置されている部分が前方部、後輪２６が配置されている部分が後方部、集塵装置３０が配置されている部分が中間部である。

筐体２は、前方部における中間部との境界付近の位置に形成された吸込口６を有する平面視円形の底板２ａと、筐体２に対して集塵装置３０を出し入れする際に開閉する蓋部３を中間部に有している天板２ｂと、底板２ａおよび天板２ｂの外周部に沿って設けられた側板２ｃとを備えている。

また、底板２ａには前輪２７、一対の駆動輪２９および後輪２６の下部を筐体２内から外部へ突出させる複数の孔部が形成され、天板２ｂにおける前方部と中間部との境界には排気口７が形成されている。なお、側板２ｃは、前後に二分割されており、側方前部はバンパーとして機能するように、変位可能に設けられている。

また、図１に示されるように、筐体２の天板２ｂにおける前方部には太陽光のような強い外来光を検知する外来光検知センサ９０と、排気口７を備えている。筐体２の天板２ｂにおける後方部には、電源スイッチ（押釦スイッチ）６２と、ユーザーが操作する起動スイッチや後述する集塵量の満杯チェック用のスイッチやその他各種条件を入力するスイッチを備えた入力部（入力パネル）６３と、集塵量の満杯の警報を表示したり、掃除機の状況を表示する表示部（表示パネル）６４を備えている。

また、図４は集塵装置３０を取り出した状態を示す図２対応図である。同図に示されるように、筐体２は、その内部において、前方部に電動送風機２２を収納する前方収納室Ｒ１を有し、中間部に集塵装置３０を収納する中間収納室Ｒ２を有する。

また、後方部に制御部の制御基板１５、バッテリー１４（蓄電池）、充電端子４等を収納する後方収納室Ｒ３を有し、前方部と中間部との境界付近に吸引路１１および排気路１２を有している。

吸引路１１は吸込口６（図３）と中間収納室Ｒ２とを連通し、排気路１２は中間収納室Ｒ２と前方収納室Ｒ１とを連通している。なお、これらの各収納室Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、吸引路１１および排気路１２は、筐体２の内部に設けられてこれらの空間を構成する仕切り壁３９によって仕切られている。

一対の駆動輪２９は、筐体２の中心を通る中心線Ｃ（図２）と直角に交わる一対の回転軸に固定されており、一対の駆動輪２９が同一方向に回転すると筐体２が進退し、各駆動輪２９が逆方向に回転すると筐体２が中心線Ｃの回りに回転する。

一対の駆動輪２９の回転軸は、一対の駆動輪用モータからそれぞれ個別に回転力が得られるように連結されており、各モータは筐体の底板２ａに直接またはサスペンション機構を介して固定されている。

前輪２７はローラからなり、進路上に現れた段差に接地し、筐体２が段差を容易に乗り越えられるよう、駆動輪２９が接地する床面Ｆ（図２）から少し浮き上がるよう筐体２の底板２ａの一部に回転可能に設けられている。
後輪２６は自在車輪からなり、駆動輪２９が接地する床面Ｆと接地するよう筐体２の底板２ａの一部に回転可能に設けられている。

このように、筐体２に対して前後方向中間に一対の駆動輪２９を配置し、前輪２７を床面Ｆから浮かせ、自走式電気掃除機１の重量を一対の駆動輪２９と後輪２６によって支持できるよう、筐体２に対して前後方向の重量が配分されている。これにより、進路前方の塵埃を前輪２７によって遮ることなく吸込口６に導くことができる。

図３の吸込口６は、床面Ｆに対面するよう筐体２の底面（底板２ａ）に形成された凹部８の開放面であり、この凹部８に吸口体としてのボトムプレート６０（図３参照）が嵌め入れられることにより吸込口６が形成される。この凹部８内には、筐体２の底面と平行な軸心の廻りに回転する回転ブラシ９が設けられ、凹部８の左右両側には底板２ａに垂直な回転軸心の廻りに回転するサイドブラシ１０が設けられている。

回転ブラシ９は、回転軸であるローラの外周面に螺旋状にブラシを植設することにより形成されている。サイドブラシ１０は、回転軸の下端に４束のブラシ束１０ａを放射状に設けることにより形成されている。

なお、後述のように、回転ブラシ９の回転軸はブラシ駆動モータに連結され、サイドブラシ１０の回転軸はサイドブラシの駆動モータに連結されている。
また、図３に示すように吸込口６の後方の縁には吸込口６で吸い込まれなかった塵埃を捕捉し塵埃の散乱を防止するためのブレード状の捕捉部材としての起毛ブラシ６５が設けられている。

制御基板１５（図２，図４）には、後述する制御系（図５）を構成する制御回路、つまり、自走式電気掃除機１を制御するマイクロコンピュータや、駆動輪２９、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、電動送風機２２等の各要素を駆動するモータドライバ回路などの制御回路が設けられている。

筐体２の側板２ｃの後端には、バッテリー１４の充電を行う充電端子４が設けられている。室内を自走しながら掃除する自走式電気掃除機１は、室内に設置されている充電台４０（図２）に帰還する。これにより、充電台４０に設けられた端子部４１に充電端子４が接触し、バッテリー１４の充電が行われる。商用電源（コンセント）に接続される充電台４０は、通常、室内の側壁Ｓに沿って設置される。

集塵装置３０は、通常、筐体２内における両駆動輪２９の回転軸の軸心よりも上方の中間収納室Ｒ２内に収納されており、集塵装置３０内に捕集された塵埃を廃棄する際は、図４に示されるように、筐体２の蓋部３を開いて集塵装置３０を出し入れすることができる。

集塵装置３０は、開口部を有する集塵容器３１と、集塵容器３１の開口部を覆うフィルタ部３３と、フィルタ部３３と集塵容器３１の開口部とを覆うカバー部３２とを備えている。カバー部３２およびフィルタ部３３は、集塵容器３１の前側の開口端縁に回動可能に軸支されている。

集塵容器３１の側壁前部には、集塵装置３０が筐体２の中間収納室Ｒ２内に収納された状態において、筐体２の吸引路１１と連通する流入路３４と、筐体２の排気路１２と連通する排出路３５とが設けられている。

（２）サイドブラシと床面検知センサのアセンブリ
図５はサイドブラシと床面検知センサのアセンブリを示す斜視図、図６はサイドブラシの斜視図、図７は図５に示すアセンブリの分解斜視図、図８は図５に示すアセンブリの縦断面図である。

図６に示すように、サイドブラシ１０は、貫通孔８８を同軸に有する筒状の回転軸１０ｂと、回転軸１０ｂの下端外周のフランジから放射状に伸びる４本の棒状のブラシ１０ａとを備え、回転軸１０ｂには２ヶ所が縦方向に切り込まれて回転軸１０ｂの外周面から突出する２つの弾性係止爪１０ｃが形成されている。

図５に示すアセンブリについて以下に詳述する。図７、図８に示すように、底板２ａの上面には、底板２ａに形成された穴９１の周縁に筒状部７１が立設すると共に、モータ支持板８１ａ、８１ｂと、モータ固定柱８２、８３と、固定部材固定柱８４、８５が立設している。そして、筒状部７１の上端にウォームホイール７３の回転軸７４を回転自在に支持する軸受けとしてのメタルワッシャ７２が嵌入されている。ウォームホイール７３およびその回転軸７４は、同軸に形成された縦方向の貫通孔８９を有すると共に、サイドブラシ１０の２つの弾性係止爪１０ｃをそれぞれ弾性的に受入れて離脱可能に係止するための２つの係止窓７５を側面に備えている。

そして、ウォームホイール７３の回転軸７４がメタルワッシャ７２に嵌着され、ウォームホイール７３に軸受けとしてのメタルワッシャ７６が装着されている。
そして、メタルワッシャ７６に上部からアセンブリ固定部材７８が嵌め込まれ、アセンブリ固定部材７８は図示しないビスを用いて固定部材固定柱８４、８５に固定される。サイドブラシ１０は、回転軸１０ｂが底板２ａの下方から穴９１を介して回転軸７４の貫通孔８９に挿入され、弾性係止爪１０ｃが係止窓７５に離脱可能に係止され、装着される。

一方、サイドブラシ１０を駆動する駆動モータ７０は、モータ支持板８１ａ、８１ｂに支持され、モータカバー８０が被せられ、図示しないビスを用いてモータ固定柱８２、８３に固定される。そして、駆動モータ７０の出力軸に結合されたウォーム７７はウォームホイール７３と噛み合って一対のウォームギアを構成し、駆動モータ７０の回転力がサイドブラシ１０の回転軸１０ｂに伝達されるようになっている。

また、図８に示すように、アセンブリ固定部材７８には上部からセンサモジュール７９が組み込まれる。センサモジュール７９は、透光性ケースの中に床面検知センサ１３を構成する発光素子（赤外線発光ダイオード）８６と受光素子（フォトトランジスタ）８７を備える。発光素子８６からの発射光は貫通孔８９、８８を介して対象物（床面）を照射し、その反射光が貫通孔８８、８９を介して受光素子８７に受光され、それによって床面検知センサ１３は床面の有無、つまり正常な床面と階段のような大きな段差（クリフ）の存在を検知することができるようになっている。

（３）自走式電気掃除機の駆動制御
自走式電気掃除機１全体の駆動制御を行う制御系は、図９に示すように、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３からなるマイクロコンピュータを備える制御部５４、２つの駆動輪２９をそれぞれ駆動するための駆動輪用モータ５５，５６を制御するモータドライバ回路５７、回転ブラシ９を駆動するブラシ駆動モータ５８を制御するモータドライバ回路５９、２つのサイドブラシ１０をそれぞれ駆動する２つの駆動モータ７０を制御するモータドライバ回路９２、電動送風機２２に組込まれた直流モータ６９とバッテリー１４との接続をＯＮ・ＯＦＦするスイッチング素子６８、電源スイッチ６２、各種センサ６７を駆動制御するセンサ制御ユニット６６、入力部６３および表示部６４を備える。各種センサ６７は、床面検知センサ１３や外来光検知センサ９０などを含む。
なお、直流モータ６９には、永久磁石励磁直流モータが用いられる。

電源スイッチ６２がＯＮになると、バッテリー１４の出力電力は、モータドライバ回路５７，９２，５９へそれぞれ供給されると共に、制御部５４、入力部６３、表示部６４、センサ制御ユニット６６へもそれぞれ供給される。

そして、制御部５４のＣＰＵ５１は中央演算処理装置であり、入力部６３と各種センサ６７から受けた信号を、ＲＯＭ５２に予め記憶されたプログラムに基づいて演算処理し、モータドライバ回路５７，９２，５９、スイッチング素子６８、表示部６４などへ出力するようになっている。

なお、ＲＡＭ５３は、入力部６３からユーザーにより入力される各種指令および自走式電気掃除機１の各種動作条件や各種センサ６５の出力などを一時的に記憶するようになっている。

また、ＲＡＭ５３は、自走式電気掃除機１の走行マップを記憶することができる。走行マップは、自走式電気掃除機１の走行経路や走行速度などといった走行に係る情報であり、予めユーザーによってＲＡＭ５３に記憶させるか、あるいは自走式電気掃除機１自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。

（４）自走式電気掃除機の動作
このように構成された自走式電気掃除機１において、ユーザから入力部６３を介して掃除運転が指令されると、最初に集塵装置３０の有無が確認され、集塵装置３０が装着されていると、電動送風機２２、駆動輪２９、回転ブラシ９およびサイドブラシ１０が駆動する。

これにより、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、駆動輪２９および後輪２６が床面Ｆに接地した状態で、筐体２は所定の範囲を自走しながら吸込口６から床面Ｆの塵埃を含む空気を吸い込む。このとき、回転ブラシ９の回転によって床面Ｆ上の塵埃は掻き上げられて吸込口６に導かれる。また、サイドブラシ１０の回転によって吸込口６の側方の塵埃が吸込口６に導かれる。

吸込口６から筐体２内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、図２の矢印Ａ１に示されるように、筐体２の吸引路１１を通り、集塵装置３０の流入路３４を通って集塵容器３１内に流入する。集塵容器３１内に流入した気流は、フィルタ部３３を通過してフィルタ部３３とカバー部３２との間の空間に流入し、排出路３５を通って排気路１２へ排出される。この際、集塵容器３１内の気流に含まれる塵埃はフィルタ部３３によって捕獲されるため、集塵容器３１内に塵埃が堆積する。

集塵装置３０から排気路１２へ流入した気流は、図２の矢印Ａ２に示されるように前方収納室Ｒ１へ流入し、図示しない第１排気路および第２排気路を流通する。そして、筐体２の上面に設けた排気口７から、図２の矢印Ａ３に示されるように、後方の斜め上方にフィルタ部３３にて除塵された綺麗な空気として放出される。

これにより、床面Ｆ上の掃除が行われる。このとき、排気口７から後方の斜め上方に向けて排気するので、床面Ｆの塵埃の巻き上げが防止され、室内の清浄度を向上することができる。

また、自走式電気掃除機１は、前述のように、左右の駆動輪２９が同一方向に正回転して前進し、同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転することにより中心線Ｃを中心に旋回する。

例えば、自走式電気掃除機１は、大きな段差（クリフ）に差しかかったときや掃除領域の周縁に到達した場合および進路上の障害物に衝突した場合、床面検知センサ１３（図８）や図示しないセンサがそれを制御部５４（図９）に通知し、駆動輪２９が停止し、左右の駆動輪２９を互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、自走式電気掃除機１は、設置場所全体あるいは所望範囲全体に大きい段差や障害物を避けながら自走することができる。

また、自走式電気掃除機１は、左右の駆動輪２９と後輪２６の３点で接地しており、前進時に急停止しても後輪２６が床面Ｆから浮き上がらないようなバランスで重量配分されている。そのため、自走式電気掃除機１が前進中に下り階段の手前で急停止し、それによって自走式電気掃除機１が前のめりに傾いて下り階段へ落下するということが防止されている。なお、駆動輪２９は、急停止してもスリップしないよう、溝を有するゴムタイヤをホイールに嵌め込んで形成されている。

また、集塵装置３０が駆動輪２９の回転軸の上方に配置されているため、集塵によって重量が増加しても自走式電気掃除機１の重量バランスが維持される。
自走式電気掃除機１は、掃除が終了すると充電台４０（図２）に帰還する。これにより、充電端子４が端子部４１に接してバッテリー１４が充電される。

（４）床面検知センサの制御回路
実施形態１では床面検知センサ１３はセンサ制御ユニット６６（図９）により駆動制御されるが、床面検知センサ１３の制御回路について、実施形態２と３を用いてさらに詳細説明する。

（実施形態２）
図１０は、床面検知センサ１３の制御回路の実施形態２を示す。この制御回路は図９のセンサ制御ユニット６６に設けられる。
図１０に示すように、発光素子（赤外線発光ダイオード）８６に抵抗Ｒ２とＮＰＮトランジスタＱ１を介して直流定電圧が印加され、トランジスタＱ１のベースにはノード（ａ）から抵抗Ｒ３を介して信号電圧が印加されるようになっている。一方、受光素子（フォトトランジスタ）８７には抵抗Ｒ１を介して前記直流電圧が印加される。そして、抵抗Ｒ１の端子電圧つまりノード（ｂ）の電圧は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ４からなる直流成分除去回路（微分回路）を介してノード（ｃ）からコンパレータＵ１に入力される。入力された電圧はコンパレータＵ１において基準電圧Refと比較され、基準電圧Ref以上であるとノード（ｄ）から「High電圧」の信号が出力され、基準電圧Ref未満であると、ノード（ｄ）から「Low電圧」の信号が出力されるようになっている。

このような構成において、図１２（ａ）に示すパルス信号がノード（ａ）に印加されると、その信号に従って発光素子（赤外線発光ダイオード）８６が発光し、床面Ｆ（図２）を照射する。床面Ｆで反射した光を受光素子（フォトトランジスタ）８７が受光すると、それに伴ってノード（ｂ）に図１２の（ｂ）に示すような信号が表れる。この信号は直流成分除去回路で直流成分が除去され図１２（ｃ）に示す信号がノード（ｃ）に入力される。この信号がコンパレータＵ１において基準電圧Refと比較され、基準電圧Refより大きい波高値を有するので、ノード（ｄ）から図１２の（ｄ）に示す信号が制御部５４（図９）へ出力され、制御部５４は床面Ｆが正常に存在することを認識する。

一方、掃除機が大きい段差（クリフ）に差しかかり、受光素子８７の受光する床面Ｆからの反射光が弱くなると、ノード（ｂ）に表れる信号は図１２の（ｅ）に示すように小さくなる。この信号の交流成分が除去され、図１２の（ｆ）に示す信号がノード（ｃ）に入力される。コンパレータＵ１において基準電圧Refと比較され、基準電圧Refより小さいので、ノード（ｄ）からは図１２の（ｇ）に示すように信号が表れず、制御部５４は、掃除機が大きい段差（クリフ）に差しかかったことを認識し、掃除機の移動を停止させるか、進行方向を変更させる。

ところで、掃除機が屋外で使用されるときのように、日光のような強い外来光（赤外線）が床面Ｆに反射して受光素子（フォトトランジスタ）８７に入射すると、受光素子８７が飽和してしまう。従って、ノード（ａ）から図１３の（ａ）に示すパルス信号が印加されて、発光素子８６がそれに伴って発光して床面から反射しても、ノード（ｂ）の信号は図１３の（ｂ）に示す一定の大きな直流信号となり、ノード（ｃ）およびノード（ｄ）には図１３の（ｃ）、（ｄ）に示すように信号が表れず、制御部５４は、床面Ｆが正常に存在しない、つまり大きい段差であると誤認識してしまう。

そこで、床面検知センサ１３の制御回路では、図１０に示す抵抗Ｒ１の代わりに図１１に示すような抵抗値を変化させる回路を使用して、それに対応するようにしている。
つまり、図１１に示す回路は抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１３との直列回路の抵抗Ｒ１３に、抵抗Ｒ１２とＮＰＮトランジスタＱ１１との直列回路を並列接続したものである。

従って、この回路の両端の抵抗値はトランジスタＱ１１がオフのときには、
Ｒ１１＋Ｒ１３＝Ｒ１
となるが、トランジスタＱ１１がオンのときには、
Ｒ１１＋Ｒ１３×Ｒ１２／（Ｒ１２＋Ｒ１３）
となり、Ｒ１１＋Ｒ１３つまりＲ１より小さくなる。

そこで、図１に示す外来光センサ９０によって日光のような強い赤外線を検知したときには、その信号を受けてセンサ制御ユニット６６（図９）が図１１に示すトランジスタＱ１１をオンにする。それによって図１０における抵抗Ｒ１に対応する抵抗値が小さくなり、強い外来光（日光）が床面Ｆに反射して受光素子８７に入射してもノード（ｂ）の信号は図１３の（ｅ）のように直流信号にパルス信号が重畳した信号となる。

この信号は直流成分除去回路で直流分が除去され図１３の（ｆ）に示す信号がノード（ｃ）に入力される。この信号がコンパレータＵ１において基準電圧Refと比較され、基準電圧Refより大きいので、ノード（ｄ）から図１３の（ｇ）に示す信号が制御部５４（図９）へ出力され、制御部５４は床面が正常に存在することを認識する。

一方、掃除機が大きい段差（クリフ）に差しかかり、受光素子８７の受光する床面Ｆからの反射光が弱くなると、ノード（ｂ）に表れる信号は図１３の（ｈ）に示すように小さくなる。
従って、ノード（ｃ）に入力される信号も図１３の（ｉ）に示すように基準電圧Refよりも小さくなり、ノード（ｄ）からは図１３の（ｊ）に示すように信号が表れず、制御部５４は掃除機が大きい段差（クリフ）に差しかかったことを認識し、掃除機の移動を停止させるか、進行方向を変更させる。
このようにして床面検知センサ１３は強い外来光による干渉を防止することができる。

（実施形態３）
実施形態１では図７と図８に示すようにサイドブラシ１０の回転軸１０ｂと駆動モータ７０の出力軸とが互いに直交し、ウォームホイール７３とウォーム７７からなるウォームギアを介して結合されている。この実施形態では、図１４に示すように、ウォームホイール７３とウォーム７７と駆動モータ７０とをそれぞれスパーギア（平歯車）７３ａ，７７ａと駆動モータ７０ａとに置換し、サイドブラシ１０の回転軸１０ｂと駆動モータ７０ａの出力軸を平行に結合するようにしている。これによって駆動モータのトルクの伝達効率がウォームギアを用いた場合よりも向上するが、減速比が不足する場合には、駆動モータ７０ａに減速機付モータ（ギアードモータ）を用いればよい。なお、駆動モータ７０ａは、適当な締結部品（ビスやスプリングワッシャなど）を用いて、底板２ａに固定される。
（実施形態４）
実施形態４では、サイドブラシ１０の交換について説明する。床面検知センサー１３がサイドブラシの形状によって影響されることが無いため、床面（フローリング、畳、絨毯等）の状況に適合したサイドブラシを装着することができるようにサイドブラシ１０を容易に交換可能としている。
例えば、フローリングや畳の場合、掃除効率を上げるため、図１５に示すように細い棒状の芯の外周全面に樹脂製の細毛ブラシを配置したブラシ１０ｄや、図１６に示すように複数の細長い樹脂を束にしたブラシ１０ｅを使用する。
なお、絨毯の場合、このようなブラシを用いると、絨毯に絡まる可能性が高いため、図６に示すような樹脂製の棒状のブラシ１０ａを使用する。また、サイドブラシ１０の交換は、前述のように図７、図８に示す弾性係止爪１０ｃを係止窓７５に着脱することにより簡単に行うことができる。

１自走式電気掃除機
２筐体
２ａ底板
９回転ブラシ
１０サイドブラシ
１０ａブラシ
１０ｂ回転軸
１０ｃ係止爪
１０ｄブラシ
１０ｅブラシ
１３床面検知センサ
２２電動送風機
２９駆動輪
５５駆動輪用モータ
５６駆動輪用モータ
５８ブラシ駆動モータ
６１シャント抵抗器
６２電源スイッチ
６８スイッチング素子
６９直流モータ
７０駆動モータ
７１筒状部
７２メタルワッシャ
７３ウォームホイール
７４回転軸
７５係止窓
７６メタルワッシャ
７７ウォーム
７８アセンブリ固定部材
７９センサモジュール
８０モータカバー
８１ａ，８１ｂモータ支持板
８２モータ固定柱
８３モータ固定柱
８４固定部材固定柱
８５固定部材固定柱
８６発光素子
８７受光素子
８８貫通孔
８９貫通孔
９０外来光検知センサ
９１穴
９２モータドライバ回路
Ｒ１前方収納室
Ｒ２中間収納室
Ｃ中心線
Ｆ床面
Ｓ側壁
Ｒ３後方収納室

Claims

掃除機本体と、掃除機本体を床面上に走行させる走行部と、塵埃を吸引する吸引部と、床面の塵埃を吸引部へ導くサイドブラシと、床面の有無を検知する床面検知センサと、床面検知センサの出力をうけて前記走行部、吸引部およびサイドブラシを駆動制御する制御部とを備え、前記サイドブラシは貫通孔を同軸に有する回転軸と、回転軸の一端から放射状に伸びる複数のブラシとを備え、前記床面検知センサは前記回転軸の他端側に設けられて前記貫通孔を介して対象物の有無を検知する光学センサからなる自走式電気掃除機。
前記サイドブラシの回転軸の前記他端が離脱可能に同軸に結合する第１ギアと、第１ギアを回転可能に支持する支持部と、第１ギアと噛み合ってサイドブラシに回転力を伝達する第２ギアとをさらに備え、第１ギアがサイドブラシの貫通孔に連通する貫通孔を有し、前記光学センサはサイドブラシと第１ギアの両貫通孔を介して対象物の有無を検知する請求項１記載の自走式電気掃除機。
第１ギアと第２ギアはウォームギアを構成し、第１ギアがウォームホイールであり、第２ギアがウォームである請求項１記載の自走式電気掃除機。
前記光学センサは赤外線発光素子と赤外線受光素子からなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の自走式電気掃除機。
サイドブラシが交換可能に設けられる請求項１〜４のいずれか１つに記載の自走式電気掃除機。