JP2019084096A - 自律走行型電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】回転ブラシモータにより駆動する回転ブラシの回転異常を検知することを可能とした、信頼性のある自律走行型掃除機を提供する。【解決手段】回転ブラシモータの回転パルス波形Ｒ１と電流波形Ｒ２を検出することで、回転ブラシの回転異常検知を行う。回転ブラシの電気コードなどが絡まり、回転ブラシモータに高負荷がかかると、回転異常（回転数低下）をきたすため、回転パルス波形Ｒ１は減少し、電流波形Ｒ２は急激に上昇する。レスポンスの早い電流波形Ｒ２を用いた場合は、早期に異常を検知できる。具体的には電流波形Ｒ２に閾値Ｒ２ａを設け、電流検知時間Ｒ２ｂの間電流値が閾値以上だと判定した場合、回転異常であると判断して回転ブラシモータを停止させ回転ブラシの回転を停止させる。【選択図】図１３

Description

本発明は、自律走行型掃除機に関する。

従来、部屋を自律的に移動しながら掃除する自律走行型掃除機が知られている。自律走行型掃除機は、動力源として充電池を搭載し、制御装置で走行モータとモータ駆動の回転ブラシの回転を制御して自律走行を行いながら塵埃を掻き込み、送風機で吸引して掃除を行う。自律走行型掃除機の使用状況として、使用者近傍で清掃をさせる又は外出時に本体予約機能を用いて無人清掃をさせる状況があり、本体に予期せぬ回転異常をきたした場合速やかに動作を停止し使用者に報知する必要がある。

特許文献１においては、掃除機本体に加速度センサと駆動輪を回転駆動させるモータへの印加電圧を検出する手段を設けており、モータへ電圧が印加されているのにも関わらず掃除機本体が移動していない場合、走行回転異常判定手段に従い判定を行う。その結果、回転異常と判定がなされた場合に音及び/又は光により使用者へ報知する方法を提案している。

特開２００５-２１８５６０号公報

自律走行型掃除機は吸込部の回転ブラシをモータで回転駆動させながら、駆動輪及び送風機を制御し塵埃の吸引を行いながら走行を行う。走行時、回転ブラシにコード類及び過剰な毛が絡みついた際又は異物を巻き込んだ際に、回転ブラシ駆動モータにかかる負荷が増大するため、回転異常が検知されず放置された状態でいると回転ブラシ駆動モータ及び動力伝達機構の破損及び消費電力の増大に繋がる。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、本体に設置され、モータにより駆動する回転ブラシと、前記本体の回転ブラシの回転異常を検知する回転異常検知手段と、を備える自律走行型掃除機である。

本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機を左前方から見下ろした斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の上ケースを取り外した状態を左前方から見下ろした斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機を下から見上げた図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の吸込部を下面から見上げた図であり、回転ブラシ、掻取りブラシを取り外した状態の図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の吸込部を左前方から見下ろした斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の回転ブラシの斜視図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の掻取りブラシの斜視図であり、（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る自律走行型掃除機の掻取りブラシの斜視図であり、（ｃ）は、本発明の第３実施形態に係る自律走行型掃除機の掻取りブラシの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の吸口カバー組立体の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の吸込部の側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機本体における集塵ケースの位置関係を示す分解模式図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の制御装置、及び制御装置に接続される機器を示す構成図である。 本発明の第１実施形態に係る自律走行型掃除機の回転ブラシの回転異常検知方法を示す図 本発明の第２実施形態に係る自律走行型掃除機の吸込部の側断面図である。 第一の実施例における掃除時の自律走行型掃除機の走行軌跡。 その場回転の詳細動作を示す図。 その場回転における右車輪の速度変化を示す図。 旋回動作を示す図。 旋回の詳細動作を示す図。

本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内において適宜変更可能である。なお、自律走行型掃除機Ｃ（図１参照）が進行する向きを前方、鉛直上向きを上方とし、図１等に示す様に前後、上下、左右を定義する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る自律走行型掃除機を左前方から見下ろした斜視図である。自律走行型掃除機Ｃは、所定の掃除領域（例えば、室内）を自律的に移動しながら掃除する掃除機である。自律走行型掃除機Ｃは、上壁である上ケース９１と、底壁（及び一部の側壁）である下ケース５１（図２参照）と、前部に設置されるバンパ９２と、を含んで構成される本体５０を備える。上ケース９１には、後記する集塵ケースＫ（図１１参照）を出し入れするための蓋９３が設けられている。

（本体）
図２は、上ケース９１を取り外した状態を左前方から見下ろした斜視図である。図３は、自律走行型掃除機を下から見上げた図である。下ケース５１は、走行モータ、回転ブラシモータ２１、送風機８１、制御装置９５等を載置する筐体であり、その外形は薄型の円板状を呈している。

下ケース５１には、駆動輪６１を露出させて、駆動輪６１と、走行モータと、減速機構とを含んで構成される駆動機構６０を収容する駆動機構収容部５４と、サイドブラシ取付部８２と、吸込部１０を固定する孔部５２と、排気口５３と、充電池Ｂ（図４参照）を収納する電池収容部５５（図４参照）とが形成されている。

平面視で円板状を呈する下ケース５１の直径上左右両側に駆動機構収容部５４が形成されている。又、平面視で円形を呈する下ケース５１の中心付近であり、駆動機構収容部５４に挟まれた位置に排気口５３が複数形成されている。

下ケース５１の中心よりも前側には、電池収容部５５が形成されている。電池収容部５５の左右には、サイドブラシ４０を取り付けるサイドブラシ取付部８２が形成されている。

下ケース５１の中心よりも後側、つまり、排気口５３、及び、駆動機構収容部５４の後側に吸込部１０が固定される孔部５２が形成されている。

孔部５２に固定される吸込部１０は、吸口１７（図５参照）が形成されるとともに、掻取りブラシ１、及び、回転ブラシ５を収容する部材である。

図４は、図１のＡ−Ａ線で切断した側断面図である。

バンパ９２は、外部から作用する押圧力に応じて前後方向で移動可能に設置されている。バンパ９２は、左右一対のバンパばね（図示省略）によって外向きに付勢されている。バンパばねは、その先端がＪ字状に湾曲しており、この湾曲箇所がバンパ９２の内壁面に接している。

バンパ９２を介して障害物からの抗力がバンパばねに作用すると、バンパばねは平面視で内側に倒れ込むように変形し、バンパ９２を外向きに付勢しつつバンパ９２の後退を許容する。バンパ９２が障害物から離れて前記した抗力がなくなると、バンパばねの付勢力によってバンパ９２は元の位置に戻る。ちなみに、バンパ９２の後退（つまり、障害物との接触）は、後記するセンサ類９６（フォトカプラ）によって検知され（図２参照）、その検知結果が制御装置９５（図１２参照）に入力される。

（駆動輪）
図３に示す様に、駆動輪６１は、駆動輪６１自体が回転することで本体５０を前進、後退、旋回させるための車輪である。駆動輪６１は、直径上左右両側に配置されている。

（支持機構）
図３に示す駆動機構収容部に収容される支持機構は、駆動機構６０を本体５０に支持する機構である。支持機構は、駆動機構６０を支持するアーム７１を含む。

（電池収容部）
図４に示す様に、電池収容部５５は、下ケース５１に形成された内部に充電池Ｂを収容する空間であり、壁面で囲まれた下向きに開口を有して構成される。

（前方蓋）
図３に示す様に、前方蓋５６は、下ケース５１に形成された電池収容部５５（図４参照）の開口を下ケース５１の下面から塞ぐ略長方形板状の部材である。

前方蓋５６は、前部中央付近に係止爪５６ａを備え、後部左右両側にネジ孔を有する張出部５６ｂを備える。前方蓋５６は、係止爪５６ａと、ネジ孔に挿通されたネジとにより下ケース５１に下方から固定される。

前方蓋５６は、左右両側に円弧状テーパ５６ｃが形成され、後記するサイドブラシ４０との干渉が防止される。これにより、サイドブラシ４０が回転可能となっている。

前方蓋５６は、下ケース５１の中心側付近に補助輪８３を取り付ける円形の補助輪取付部８４を備える。補助輪取付部８４は、前方に突出部分を有する。

前方蓋５６は、下ケース５１に取り付けた状態において、サイドブラシ４０の回転軸と、後記するアーム７１の斜辺とを結ぶ位置にガイドブラシ（Ｌ）４５を固定する溝部を備える。ガイドブラシ（Ｌ）４５（刷毛）は、当該溝部に備わる。

（補助輪）
図３に示す様に、補助輪８３は、本体５０を所定高さで保ちつつ自律走行型掃除機Ｃを円滑に移動させるための補助的な車輪である。補助輪８３は、本体５０の移動に伴い床面との間で生じる摩擦力によって従動回転するように軸支されている。又、補助輪８３は、向きが水平方向に３６０°回転自在に構成されている。

図３に示す補助輪８３は、本体５０の前方の左右方向の中央に設けられ、前記した補助輪取付部８４に取り付けられている。

（吸込部）
図５は、回転ブラシ５、掻取りブラシ１を取り外した状態における本実施形態に係る吸込部１０を下から見上げた図である。図５に示す吸込部１０は、下ケース５１の孔部５２に取り付けられる（図３参照）。

そして、図４に示す様に、吸込部１０は、吸込部１０から下流側に向かって順に、集塵ケースＫ、集塵フィルタＦ、送風機８１、及び、排気口５３（図３参照）につながる空気が流通可能な流路の一部を形成する。吸込部１０は、吸口１７が形成されるとともに、回転ブラシ５、及び、掻取りブラシ１、捕捉部材、重しを収容する部材であり（図５参照）、回転ブラシモータ２１（図６参照）を固定する部材でもある。

図５に示す様に、吸込部１０の前部には、回転ブラシ５を収容する回転ブラシ収容部１５が形成されている。吸込部１０の後部には、掻取りブラシ１を収容する掻取りブラシ収容部１１が形成されている。回転ブラシ収容部１５には回転ブラシ５（図３参照）が配置される。掻取りブラシ収容部１１には掻取りブラシ１が配置される。つまり、自律走行型掃除機Ｃの前部から、回転ブラシ５、掻取りブラシ１の順に配置される。

回転ブラシ５、掻取りブラシ１は、回転可能に取り付けられる。回転ブラシ５、掻取りブラシ１は、取り外し可能に吸込部１０へ取り付けられる。

図６は、吸込部１０を左前方から見下ろした斜視図である。吸込部１０の上面側には、回転ブラシ５を回転する回転ブラシモータ２１が備わるとともに、動力伝達機構２２が備わる。

回転ブラシモータ２１は、吸込部１０の左右方向の一端側に取り付けられている。回転ブラシモータ２１は、回転軸が回転ブラシ５の回転軸５ｂ（図７参照）と平行に配置されている。又、回転ブラシモータ２１の回転軸（図示省略）は、左右方向の一端側に向けて延び、吸込部１０の一端において、動力伝達機構２２を介して回転ブラシ５の回転軸５ｂと連結されている。

（回転ブラシ収容部）
図５、図６に示す様に、回転ブラシ収容部１５は、左右方向に延在する断面が円弧状の曲面を有する凹部である。図５に示す様に、回転ブラシ収容部１５の後側の曲面に吸口１７が形成されている。吸口１７は、集塵ケースＫの開口と連通する（図４参照）。

図５に示す様に、回転ブラシ収容部１５の吸口１７から右側の曲面上に、即ち、吸口１７とは反対側の（離れた）曲面上に集塵リブ１６が複数（この例では３つ）設けられている。同様に、回転ブラシ収容部１５の吸口１７から左側の曲面上に、集塵リブ１６が（この例では１つ）設けられている。吸込部１０の下面側から見て、集塵リブ１６は、後側（後退方向側）よりも前側（前進方向側）の方が、吸口１７に向かうように、斜めに設けられている。又、後記の図１０に示すように、左右方向（回転ブラシ５の回転軸方向）に見て、集塵リブ１６の形状は、回転ブラシ５の外径の形状に沿うように形成されている。

回転ブラシ収容部１５の右側には、回転ブラシ５の回転軸５ｂ（図７参照）の一端を軸支する軸受（Ａ）１８（図５参照）が備わる。軸受（Ａ）１８は、回転ブラシ５の一端に備わる嵌合部６の外形に対応し（図７参照）、嵌合部６が嵌合する嵌合凹部（図示省略）を備える。

回転ブラシ収容部１５の左側には、回転ブラシ５の回転軸５ｂ（図７参照）の他端に備わる軸受（Ｂ）７が係止する係止部１９（図５参照）、及び、回転ブラシ５の回転軸５ｂが非接触で回転可能に収容される凹部１９ａ（図５参照）が形成されている。

（掻取りブラシ収容部）
図５、図６に示す様に、掻取りブラシ収容部１１は、左右方向に延在する断面が円弧状の曲面を有する凹部である。

掻取りブラシ収容部１１の曲面を掻取りブラシ１（植毛）に接近するように設けることにより、吸込部１０の気密が高まり回転ブラシ収容部１５での吸引される空気の流速を高く保つことができ、動圧を確保することができる。このため、自律走行型掃除機Ｃのゴミをとる性能を向上させることができる。

（回転ブラシ）
図７は、回転ブラシ５の斜視図である。回転ブラシ５は、駆動輪６１の回転中心を通る軸（左右方向）に沿って配置されている（図３参照）。回転ブラシ５は、回転ブラシ収容部１５の長手方向（左右方向）の一端側から他端側まで連続して設けられている。回転ブラシ５は、回転軸５ｂを有する円筒形であり、吸込部１０に回転可能に支持されている。

回転ブラシ５は、回転ブラシモータ２１（図６参照）により、本体５０の前から後ろ側（本体５０が前進する方向）に回転駆動する様になっている（図１０参照）。本体５０の前進時に駆動輪６１が回転する方向と同じ方向に回転ブラシ５は回転する。本実施例では、後進時に駆動輪６１の回転方向が変わっても（反転しても）、回転ブラシ５の回転方向は変わらない。

回転ブラシ５は、軸部５ａの外周面から法線方向に突出する植毛５ｃを備え、植毛５ｃの１本１本は、軸部５ａ表面における接線に対して、約９０°を有して備わる。

回転ブラシ５の植毛５ｃは、長さが異なる植毛、硬さが異なる植毛など複数種類の植毛を備え、各植毛が回転軸５ｂ（図参照）に対してらせん状に列をなす様に配設されている。

なお、本実施形態では、２種類の植毛を配設した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、１種類であってもよく、３種類以上であってもよい。又、らせん状に配置された植毛間にゴムなどの弾性材料からなるブレード部材をらせん状に配置する構成を追加してもよく、適宜変更することができる。

図７に示す様に、回転ブラシ５の回転軸５ｂの一端（図の左側）には、回転ブラシ収容部１５に備えられた軸受（Ａ）１８（図５参照）の嵌合凹部に嵌合する嵌合部６が備わる。

嵌合部６は、回転軸５ｂに垂直な断面視で奇数の角を有する多角形（本実施形態では５角形）であり、回転軸５ｂ端に向けてテーパが形成されている。

軸受（Ａ）１８（図５参照）は、回転ブラシモータ２１（図６参照）の回転力を回転ブラシ５に伝達する動力伝達機構２２につながる。

動力伝達機構２２は、任意の構成とすることが可能である。動力伝達機構２２は、例えば、プーリを含んで構成されてもよく、ギアを含んで構成されてもよく、歯付きベルトやタイミングベルトを含んで構成されてもよい。

前記のように、回転ブラシ５の回転軸５ｂの他端（図の右側）には、軸受（Ｂ）７（図７参照）が備わる。

軸受（Ｂ）７は、回転ブラシ収容部１５の左側に形成された係止部１９（図５参照）に係止する。

（掻取りブラシ）
図８は、掻取りブラシの図である。掻取りブラシ１は、駆動輪６１の回転中心を通る軸（左右方向）に沿って配置されている（図３参照）。掻取りブラシ１は、掻取りブラシ収容部１１の長手方向（左右方向）の一端側から他端側まで連続して設けられている。掻取りブラシ１は、回転軸４を有する円筒形であり、吸込部１０に回転可能に支持されている。

掻取ブラシ１は軸部表面全面に植毛２を備える。掻取ブラシは、軸部の外周面から（取付時において）本体５０の前方向に突出した植毛２を備え、植毛２の１本１本は、軸部表面における接線に対して、０〜４５°を有して備わる（図１０参照）。

掻取りブラシ１の植毛は、掻き取り力を向上させるには、長いほうが好ましく、硬いほうが好ましい。掻取りブラシ１の植毛は、消費電力を減らすには、柔らかいほうが好ましい。

掻取りブラシ１の植毛が長いと、植毛がじゅうたん等の奥まで到達し、奥から塵埃を掻き取ることが可能となる。掻取りブラシ１の植毛が硬いと、じゅうたんの毛等の抵抗に抗して奥から塵埃を掻き取ることが可能となる。掻取りブラシ１の植毛が柔らかいと、じゅうたんの毛等の接触抵抗が小さくなり、掻取りブラシ１が回転しやすくなるため、走行モータや回転ブラシモータ２１の消費電力が小さくなる。

掻取りブラシ１の植毛の位置は、フローリング（板の間）を掃除する場合は、床面から０．５ｍｍ程度浮かせることが好ましい。又、掻取りブラシ１の植毛の位置は、絨毯上を掃除する場合は、絨毯の毛と重なることが好ましい。

図８（ａ）に示す掻取りブラシ１は、本体５０の移動に伴って清掃面（床面、絨毯）との摩擦により従動回転し続けるタイプのものである。図８（ｂ）、（ｃ）に示す掻取りブラシ１Ａ、１Ｂは、リブ３ａ、３ｂを有し、本体５０の移動に伴って清掃面との摩擦により従動回転を開始した後、リブ３ａ、３ｂにより回転が規制されるため、従動回転し続けることはなく、回転を停止した状態となるタイプのものである。つまり、本体５０は、回転を停止した掻取りブラシ１をスリップさせながら進行する。掻取りブラシ１Ａ、１Ｂの回転については、実施形態２、３として後記する。

（軸受保持部材）
図９は、吸口カバー組立体３０Ａの斜視図である。吸口カバー組立体３０Ａは、吸口カバー３０、吸口カバー取付部材３５、及び、軸受保持部材３７を有する。

吸口カバー組立体３０Ａを構成する軸受保持部材３７は、吸口カバー組立体３０Ａの左側に位置し、回転ブラシ５の回転軸５ｂに備わる軸受（Ｂ）７を下面から保持する部材である。つまり、軸受保持部材３７は、回転ブラシ５の回転軸５ｂを保持する部材である。

図９に示す様に、軸受保持部材３７は、前部にラッチ３７ａを、後部に係止爪３７ｂを備え、ラッチ３７ａと係止爪３７ｂとにより吸込部１０に固定される。軸受保持部材３７は、ラッチ３７ａと係止爪３７ｂとの間に形成された凹部により軸受（Ｂ）７を吸込部１０に保持する。

軸受保持部材３７は、後部の係止爪３７ｂの根元から下面に向けて噛合爪が形成されている（図３参照）。噛合爪は、吸口カバー３０に形成された噛合爪と噛み合うことにより、本体５０下面から床面に向けて回動する蝶番を構成する。

軸受保持部材３７は、下面側に吸口カバー３０との間に挿入される弾性体（図示省略）を係止する係止部（図示省略）を有する。

（吸口カバー取付部材）
吸口カバー組立体３０Ａを構成する吸口カバー取付部材３５は、吸口カバー組立体３０Ａの右側に位置し、吸口カバー３０を吸込部１０の後部に取り付け可能とする部材である。つまり、吸口カバー取付部材３５は、吸込部１０に備わる軸受（Ａ）１８を覆う部材である。

図９に示す様に、吸口カバー取付部材３５は、前部にラッチ３５ａを、後部に係止爪３５ｂを備え、ラッチ３５ａと係止爪３５ｂとにより吸込部１０に固定される。

吸口カバー取付部材３５は、後部の係止爪３５ｂの根元から（取付状態で）本体５０の下面に向けて噛合爪３５ｃが形成されている（図３参照）。噛合爪３５ｃは、吸口カバー３０に形成された噛合爪３０ｃ（図３参照）と噛み合うことにより蝶番を構成する。吸口カバー３０は、噛合爪３０ｃと噛合爪３５ｃにより構成された左右一対の蝶番により、該一対の蝶番を軸に本体５０の下面から清掃面（床面、絨毯）に向けて清掃面の凹凸に応じて清掃面にフィットする様に回動する。

吸口カバー取付部材３５は、下面側に吸口カバー３０との間に挿入される弾性体（図示省略）を係止する係止部（図示省略）を有する。

（吸口カバー）
吸口カバー組立体３０Ａを構成する吸口カバー３０は、吸込部１０の回転ブラシ収容部１５の開口を覆う部材であり、回転ブラシ収容部１５の開口に相対する領域に細い仕切り３０ａにより区分された開口部を有する部材である。

吸口カバー３０は、開口部の前側（進行方向側）が上に向けて傾斜する傾斜部を有する（図９参照）。傾斜部には、上にくぼむ長円形状のテーパが形成されており、テーパと開口部とは開口部の中央付近の長方形状の開口により連通している（図３参照）。

吸口カバー３０は、下面の軸受保持部材３７、及び、吸口カバー取付部材３５の係止部に対応する位置に係止部（図示省略）を有し、係止部を介して弾性体（図示省略）を備える。吸口カバー３０（吸口カバー組立体３０Ａ）は、前記の様に後部に備わる２つの噛合爪３０ｃ、３５ｃが吸口カバー取付部材３５、及び、軸受保持部材３７と噛み合うことにより構成される左右一対の蝶番を軸として揺動可能である。

吸口カバー３０は、後部の蝶番（前記一対の蝶番）を回動軸とし、弾性部材により床やじゅうたん等の清掃対象に押圧されて当接（清掃面の凹凸にフィット）して、吸引空間の気密性を向上させる。つまり、清掃対象が傾斜している場合でも、段差を有している場合であっても、吸口カバー３０は、清掃対象に追従して、吸引空間の気密性を維持、向上する。

吸口カバー３０は、開口部の左右両側にガイドブラシ（Ｓ）４９、後方に捕捉部材３８が固定される溝部を備える。ガイドブラシ（Ｓ）４９（刷毛）と捕捉部材３８は、当該溝部に備わる（図３参照）。

掃除機Ｃを清掃面上に置いた状態では、吸込部１０は、駆動輪６１、補助輪８３で清掃面に接地する。駆動輪６１、補助輪８３の３か所で接地することから、回転ブラシ５の植毛と清掃面との接地面積が広がりすぎないようになっている。これにより、回転ブラシモータ２１の負荷の増大防止を図っている。

（掻取りブラシの動作等）
図１０は、吸込部１０の側断面図である。図１０を参照しつつ、図８（ａ）の掻取りブラシ１の回転について説明する。

掻取りブラシ１は、回転ブラシ５に接触していることから回転ブラシ５の回転によって回転ブラシ５に対応した回転、つまり、回転ブラシ５とは逆方向の回転力を与えられる。

ここで、掻取りブラシ１が清掃面に接触した状態で本体５０が前進すると、掻取りブラシ１は、清掃面との摩擦により回転ブラシ５により与えられる回転力を打ち消す（前から後ろ）方向の回転力が与えられる。

掻取りブラシ１の植毛は、本体５０の前進時の清掃面に対して逆目であり、かつ、回転ブラシ５の回転に対して順目である。このため、本体５０の前進時において、掻取りブラシ１は、回転ブラシ５からの回転力よりも清掃面からの回転力が勝り、回転ブラシ５の回転の向きと同じ向きに従動回転する。

一方、壁に突き当った場合、障害物を回避する場合等においては、掻取りブラシ１が清掃面に接触した状態で本体５０は後進する。すると、掻取りブラシ１は、清掃面との摩擦により回転ブラシ５により与えられる回転力と同じ（後ろから前）方向の回転力が与えられる。

掻取りブラシ１の植毛は、本体５０の後進時の清掃面に対して順目であり、かつ、回転ブラシ５の回転に対して順目である。このため、本体５０の後進時において、掻取りブラシ１は、清掃面からの回転力が回転ブラシ５からの回転力により強められる。そして、掻取りブラシ１は、本体５０の後ろから前に向けて従動回転する。

掻取りブラシ１の植毛は、掻取りブラシ１の表面から本体５０の前側（進行方向）に向けて逆目で伸びていることから、前進時に清掃面（例えば、絨毯）から塵埃を掻き出す様に掻取りブラシ１の幅方向の全面を使用して連続して塵埃を掻き出す（図１０参照）。

又、掻取りブラシ１の植毛は、後進時に清掃面（例えば、絨毯）に対して順目ではあるが、掻取りブラシ１には回転ブラシ５による回転が加えられるため、清掃面から塵埃をすくい取る様に掻取りブラシ１の幅方向の全面を使用して連続して塵埃を掻き取る（図１０参照）。

つまり、掻取りブラシ１は、本体５０の前進時も後進時も塵埃を掻き取ることができる。

本体５０が前進する場合、掻取りブラシ１が掻き出した塵埃は、掻取りブラシ１の植毛に追従して掻取りブラシ収容部１１を経て、吸口１７から集塵ケースＫに吸引される。又、掻取りブラシ１に残った塵埃は、本体５０の前側から後ろに向けて回転モータ２１により回転する回転ブラシ５の植毛により掻取りブラシ１から掃き取られる。

本体５０が後進する場合、掻取りブラシ１が掻き出した塵埃は、掻取りブラシ１に接触する回転ブラシ５により植毛から掻き取られる。又、掻取りブラシ１の植毛の向きと、回転ブラシ５の植毛の回転方向が同じであるため、回転ブラシ５の植毛は、容易に掻取りブラシ１の植毛から塵埃を除去する（掃き取る）ことが可能となる。

つまり、掻取りブラシ１の表面は、本体５０の前進時も後進時も回転ブラシ５により清掃が行われる。このことにより、床等の清掃面を良好に清掃できる。

本体５０が前進する場合、後進する場合、いずれの場合も、回転ブラシ５により掃き取られた塵埃は、回転ブラシ収容部１５に導入されて、吸口１７を経て、集塵ケースＫに吸引される。

集塵ケースＫで吸引された塵埃が除外された後、空気は、フィルタＦ、送風機８１内を通り、下ケース５１中心部の排気口５３から本体５０の外部に排出される。排気口５３から排出された空気は、ガイドブラシ（Ｍ）４７の間を通り、再び吸込部１０の回転ブラシ収容部１５等を経て吸口１７に吸い込まれる。つまり、空気は循環している。

（サイドブラシ）
図３に示すサイドブラシ４０は、サイドブラシ４０自体が回転駆動されることで本体５０よりも外側にある、部屋の隅など本体５０が行けないところの塵埃を吸込部１０（吸口１７）に導くブラシであり、その一部が平面視で本体５０から露出している。サイドブラシ４０は、平面視において１２０°間隔で放射状に延びる３束の刷毛を有し、吸込部１０よりも前方において左右に配置されている。

右側のサイドブラシ４０は、その根元がサイドブラシホルダ４１に固定されている。サイドブラシ４０の植毛は、先端に向かうにつれて床面に近づくように傾斜しており、その先端付近は床面に接している。

サイドブラシホルダ４１は、下ケース５１の底面付近に設置され、サイドブラシモータ４２に連結されている（図２参照）。サイドブラシモータ４２が駆動することで、サイドブラシ４０が内側に向けて（図３に付した矢印の方向に）回転し、ガイドブラシ（Ｌ）４５の間に塵埃を掻き集めるようになっている。

なお、左側のサイドブラシ４０についても同様である。

（ガイドブラシＬ）
図３に示すガイドブラシ（Ｌ）４５は、前方蓋５６の溝部に固定された植毛である。サイドブラシ４０の回転軸と、アーム７１の斜辺（ガイドブラシ４７の前端付近）とを結ぶ位置に配置される。

ガイドブラシ（Ｌ）４５は、サイドブラシ４０が掻き集めた塵埃をガイドブラシ（Ｍ）４７の間に誘導し、吸込部１０に導くブラシである。ガイドブラシ（Ｌ）４５は、使用時において清掃対象（床面、絨毯）に接触する長さが好ましい。これにより、塵埃をガイドブラシ（Ｌ）４５の間から逃さない様にすることができる。ガイドブラシ（Ｌ）４５の植毛の材質や長さ等は、これらに限られることはなく、適宜選択可能である。

（ガイドブラシＭ）
図３に示すガイドブラシ（Ｍ）４７は、アーム（サスペンションアーム）７１の溝部に固定された植毛である。回転ブラシ収容部１５の側壁の延長線上の内側、かつ、駆動輪６１と平行に配置される。

ガイドブラシ（Ｍ）４７は、サイドブラシ４０が掻き集めた塵埃をガイドブラシ（Ｌ）４５を経て吸込部１０に導くブラシである。ガイドブラシ（Ｍ）４７は、使用時においてアーム７１が上下動しても常に清掃対象に接触する長さが好ましい。ガイドブラシ（Ｍ）４７の植毛の材質や長さ等は、これらに限られることはなく、適宜選択可能である。

（送風機）
図４に示す送風機８１は、駆動することで集塵ケースＫ内の空気を外部に排出して負圧を発生させ、床面から吸口１７（吸込部１０）を介して塵埃を吸い込む機能を有している。送風機８１は、下ケース５１との間に弾性体（図示せず）を介して設置されている。このように弾性体を介在させることで、送風機８１の振動が減衰して本体５０に伝わりにくくなり、本体５０の振動、騒音を低減できる。

図２に示す様に、本実施形態では、送風機８１は下ケース５１の中心付近に配置されている。

図１１は、本体５０内における、吸込部１０（吸口１７）と、集塵ケースＫと、送風機８１との位置関係を示す模式図である。

図１１に示す様に、吸口１７から下流側に向かって順に、集塵ケースＫ、集塵フィルタＦ、送風機８１、及び、排気口５３（図３参照）が設けられている。吸口１７付近には、床面上の塵埃を掻き込む回転ブラシ５が設けられている（図１０参照）。

送風機８１、及び、回転ブラシモータ２１が駆動すると、床面等の塵埃は吸口１７（吸込部１０）を介して吸引され、回転ブラシ５（図１０参照）によって掻き込まれる。この塵埃は、流入口Ｋ１を介して集塵ケースＫに導かれる。集塵フィルタＦで塵埃が取り除かれた空気は、排気口５３（図３参照）を介して排出される。なお、集塵ケースＫは、上ケース９１に設けられた蓋９３（図１１参照）を開けることで着脱可能である。

（センサ類）
図１２は、自律走行型掃除機の制御装置９５、及び制御装置９５に接続される機器を示す概略構成図である。

バンパセンサ（障害物検知手段）は、バンパ９２の後退（つまり、障害物との接触）を検知するフォトカプラである。図４に示すように、本体５０の前方にフォトカプラを備える。例えば、バンパ９２に障害物が接触した場合、センサ光（の反射光）の受光時間が短くなる。この受光時間の変化に応じた検知信号が制御装置９５に出力される。

測距センサ（障害物検知手段）は、障害物までの距離を検出する赤外線センサである。本実施形態では、正面と側面の計３か所に測距センサを設けた。

測距センサは、赤外線を発光させる発光部（図示せず）と、赤外線が障害物で反射して戻ってくる反射光を受光する受光部（図示せず）と、を有している。この受光部によって検出される反射光の強さに基づいて、障害物までの距離が算出される。なお、バンパ９２のうち少なくとも測距センサの近傍は、赤外線を透過させる樹脂又はガラスで形成されている。

ちなみに、測距センサとして他の種類のセンサ（例えば、超音波センサ、可視光センサ）を用いてもよい。

床面用測距センサ（障害物検知手段）は、床面までの距離を計測する赤外線センサであり、下ケース５１の下面前後左右４か所に設置されている（図３参照）。床面用測距センサによって階段等の大きな段差を検知することで、自律走行型掃除機Ｃの（階段からの）落下を防止できる。例えば、床面用測距センサによって前方に３０ｍｍ程度の段差が検知された場合、制御装置９５（図１１参照）は走行モータを制御して本体５０を後退させ、進行方向を転換させる。

図１２に示す走行モータ用エンコーダは、走行モータの回転速度、回転角度を検出する検出器である。なお、走行モータ用エンコーダによって検出される回転速度、回転角度と、減速機構の歯車比と、駆動輪６１の径と、に基づいて、制御装置９５は本体５０の移動速度、移動距離を算出する。

走行モータ電流計測器は、走行モータの電機子巻線に流れる電流を計測する計測器である。同様に、送風機用電流計測器は送風機８１の電流値を計測し、回転ブラシモータ用電流計測器は回転ブラシモータ２１の電流値を計測する。２つのサイドブラシモータ用電流計測器はサイドブラシモータ４２の電流値を計測する。それぞれの電流計測器は、計測した電流値を制御装置９５に出力する。

（操作ボタン）
操作ボタン９７は、ユーザの操作に応じた操作信号を制御装置９５に出力するボタンであり（図１参照）、例えば、電源ボタンと、掃除の開始／終了ボタンと、掃除モードを変更するための掃除モード選択ボタンと、を有している。

表示パネル駆動装置は、制御装置９５からの指令に応じて、表示パネルの電極に電圧を印加する装置である。

表示パネル（図示省略）は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：図示せず）と、７セグメントディスプレイ（図示省略）と、を有しており、自律走行型掃除機Ｃの運転状態等を表示する。

充電池Ｂは、例えば、充電することで再利用可能な二次電池であり、電池収容部５５（図４参照）に収容されている。充電池Ｂからの電力は、センサ類９６（図２参照）、各モータ、各駆動装置、及び制御装置９５に供給される。

（駆動装置）
図１２に示す走行モータ駆動装置（左）（右）は、左右側の走行モータを駆動するインバータであり、制御装置９５からの指令に応じて動作する。送風機駆動装置、回転ブラシ用モータ駆動装置、サイドブラシ用モータ駆動装置（左）（右）についても同様である。これら各駆動装置は、本体５０内の制御装置９５（図１２参照）に設置されている。

（制御装置）
制御装置９５は、例えばマイコン（Microcomputer：図示省略）であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭ（Random Access Memory）に展開し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が各種処理を実行するようになっている。

制御装置９５は、操作ボタン９７（図１参照）、及び、前記したセンサ類９６から入力される信号に応じて演算処理を実行し、前記した各駆動装置に指令信号を出力する。

（回転ブラシ回転異常検知）
本実施形態における自律走行型掃除機Ｃは、回転ブラシ５にコード類、過剰な毛が絡みついた場合や塵埃吸引時に誤って回転ブラシ５を囲う吸口カバー３０及び回転ブラシ収容部１５との間の空隙内に異物が侵入した場合など回転ブラシ５を駆動する回転ブラシモータ２１に高負荷がかかった時に制御装置９５の指令により回転異常検知を行う。図１３は制御装置９５にて監視している回転ブラシモータ２１の回転パルス波形R１と電流波形R2を利用して回転異常検知を行う方法を示す図である。

本実施形態では回転異常検知の方法を少なくとも２段階に分けて行う。回転ブラシ５に回転異常をきたし、回転ブラシモータ２１に高負荷がかかると、回転パルス波形R1は回転を阻害されるため減少し、電流波形R2は負荷が大きくなるため電流値が急激に上昇する。１段階目の回転異常検知は早期に回転異常を発見するためレスポンスの早い電流波形R2により行う。具体的には電流波形R2に閾値R2aを設け、電流検知時間R2ｂの間電流値が閾値以上だと判定した場合に制御装置９５の指令により回転ブラシモータ２１を停止させることで回転ブラシ５の回転を停止させる。２段階目の回転異常検知は完全に回転ブラシ５が停止していることを確認した上で行うため、回転パルス波形R1のパルス数がパルス検知時間R1aの間０の時1段階目と同様に回転ブラシモータ２１を停止させる。

（掻取りブラシの清掃）
本実施形態における自律走行型掃除機Ｃは、清掃が終了した場合や充電池Ｂの電気容量が少なくなった場合に搭載されている制御装置９５の指令により充電装置に帰還して充電を行う。充電装置に帰還中の自律走行型掃除機Ｃは、駆動輪６１の回転を停止した状態で回転ブラシ５を本体５０の前から後ろへ従動回転させることにより、回転ブラシ５に接触している掻取りブラシ１を本体５０の後ろから前へ回転させることが可能である。

掻取りブラシ１の植毛が本体５０の後ろから前に向いていることから、回転ブラシ５の植毛は、容易に掻取りブラシ１の植毛が掻き取った塵埃を除去（掃き取る）可能である。掻取りブラシ１は、回転ブラシ５により清掃される。

（回転ブラシの清掃）
本実施形態における自律走行型掃除機Ｃは、清掃が終了した場合や充電池Ｂの電気容量が少なくなった場合に搭載されている制御装置９５の指令により充電装置に帰還して充電を行う。充電装置に帰還中の自律走行型掃除機Ｃは、駆動輪６１の回転を停止した状態で回転ブラシ５を（走行時の回転方向とは逆の）本体５０の後ろから前へ回転させることにより、回転ブラシ５に付着した塵埃を走行時とは反対側から吸引する。これにより、回転ブラシ５に巻き付く、回転方向裏側に付着する等走行時には吸引し難い塵埃を吸引して回転ブラシ５を清掃することが可能となる。

（集塵ケース）
集塵ケースＫは、床面から吸口１７（吸込部１０）を介して吸いこまれた塵埃を回収する容器である（図１１参照）。

集塵ケースＫは、回収した塵埃を収容する本体と、回収した塵埃を取出し可能とする蓋と、折り畳み可能な取っ手とを備える。集塵ケース本体は、下面が吸込部１０の上部の形状に対応する円筒状の曲面を主体として構成される形状であり、吸口１７に対向する位置には吸口１７に対応する形状の流入口Ｋ１を備え、全体として略直方体形状である。蓋は、送風機の吸引口に対向し、集塵フィルタＦを備える。取っ手は、本体の上部に備わる。

本実施形態に係る自律走行型掃除機は、以下の効果を奏する。

掻取りブラシ１は、本体５０の移動の際に清掃面との摩擦力によって従動回転するように構成されている。掻取りブラシ１は、モータを必要としないため、消費電力を削減しつつ清掃能力を向上させることが可能となる。

回転ブラシ５が回転することにより、自律走行型掃除機Ｃの清掃能力が向上する。加えて、回転ブラシ５が回転することにより、自律走行型掃除機Ｃの走行性能が向上する。

嵌合部６（図７参照）の形状が奇数の角を有する多角形であることにより、回転ブラシ５に加わる力が法線方向を向き打ち消されなくなるため、常に回転中心に力が働き、回転ブラシの回転が安定する。

本体５０の下面には、吸口カバー３０が備わる。吸口カバー３０は前記のとおり、弾性体を備える。弾性体の反発力により、吸口カバー３０と清掃面との気密性が向上する。

吸口カバー３０は、開口部に形成された細い仕切り３０ａにより、回転ブラシ５が電源コード等の細長いひも状の物体を巻き込むことを防止する。

吸込部１０が清掃面と接触していない状態では、回転ブラシ５の植毛、及び、掻取りブラシ１は、駆動輪６１よりも下に突出する様になっている。このため、本体５０を清掃面に接触させた状態では、清掃面に接触した回転ブラシ５の植毛が変形して、植毛と清掃面との接地面積が大きくなる。回転ブラシ５が回転することにより掃除機Ｃの走行性能を確保して、稼働時間を向上させることができる
回転ブラシ収容部１５の下側曲面を回転ブラシ５（植毛）に接近するように設けることにより、回転ブラシ収容部１５での吸引される空気の流速を高く保つことができ、動圧を確保することができるため、自律走行型掃除機Ｃのゴミをとる性能を向上させることができる。

ガイドブラシ（Ｓ）４９は、弾性部材により清掃対象に押圧されることで、気密性を向上させて吸引力を向上させる。又、ガイドブラシ（Ｓ）４９は、掻き込まれた塵埃が回転ブラシ収容部１５の開口から外れることを防止する。

ガイドブラシ（Ｍ）４７が使用時においてアーム７１が上下動しても常に清掃対象に接触することにより、塵埃をガイドブラシ（Ｍ）４７の間から逃さない様にすることができる。

床面のゴミは、回転する回転ブラシ５の植毛により、植毛の後側（後退方向側）で掻き上げられるが、掻き上げられたゴミは集塵リブ１６に沿って左側に向かい、最終的には左側に設けられた吸口１７に吸引させることができる。

下ケース５１に中心付近に配置された排気口５３は、ガイドブラシ（Ｍ）４７の間に空気を吹き出し、ガイドブラシ（Ｍ）４７に沿って塵埃を吸込部１０に送り込む。このため、前進時の塵埃の収集が行いやすくなり、自律走行型掃除機Ｃの清掃効率は向上する。

排気口５３からの排気が吸込部１０を経て循環するため（特に前進時）、気密性、吸引力が低下し難い。

質量が大きい送風機８１が下ケース５１の中心付近に配置されることにより、掃除機本体５０の重心が中心付近になるため、自律走行型掃除機Ｃが浮き上がりにくくなり、自律走行型掃除機Ｃの走行安定性は増す。

電池収容部５５が下ケース５１の前方中心付近に配置されることにより、質量が比較的大きい充電池Ｂ（図４参照）が下ケース５１の前方中心付近に配置されることになる。つまり、本体５０の前部の質量が大きくなるため、本体５０の前部が浮き上がりにくくなる。従って、自律走行型掃除機Ｃが段差を乗り越える際にひっくり返りにくくなり、自律走行型掃除機Ｃの走行安定性が増す。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、掻取りブラシの形態を変更した実施形態である。

以下、第１実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。又、第１実施形態と同様の効果についても重複する説明は省略する。

（掻取りブラシ）
図８（ｂ）は、本実施形態に係る掻取りブラシの外観斜視図である。

本実施形態に係る掻取りブラシ１Ａは、回転軸方向にリブ３ａを有する。掻取りブラシ１Ａの回転は、リブ３ａにより規制されている。

（掻取りブラシの動作）
図１４は、吸込部１０の側断面図である。図１４を参照しつつ、図８（ｂ）の掻取りブラシ１Ａの回転について説明する。

掻取りブラシ１Ａは、回転ブラシ５に接触していることから回転ブラシ５の回転によって回転ブラシ５に対応した回転、つまり、回転ブラシ５とは逆方向の回転力を与えられる。

ここで、掻取りブラシ１Ａが清掃面に接触した状態で本体５０が前進すると、掻取りブラシ１Ａは、清掃面との摩擦により回転ブラシ５により与えられる回転力を打ち消す（前から後ろ）方向の回転力が与えられる。

掻取りブラシ１Ａの植毛は、本体５０の前進時の清掃面に対して逆目であり、かつ、回転ブラシ５の回転に対して順目である。このため、本体５０の前進時において、掻取りブラシ１Ａは、回転ブラシ５からの回転力よりも清掃面からの回転力が勝り、回転ブラシ５の回転の向きと同じ向きに従動回転を開始する。

掻取りブラシ１Ａは、本体５０の後ろから掻取りブラシ収容部１１を経て前に向けて回動する。従動回転を続ける掻取りブラシ１Ａは、やがてリブ３ａが掻取りブラシ収容部１１の前端の係止部１１ａに接触して、従動回転が停止する。掻取りブラシ１Ａは、従動回転が停止した後、スリップして清掃面（床面、絨毯）の上を掻き取る様に清掃する。

この際、掻取りブラシ１Ａの植毛２の１本１本は、掻取りブラシ１Ａの表面から本体５０の前側（進行方向）に向けて逆目で延びていることから、掻取りブラシ１Ａの植毛２の１本１本は、前進時にスリップしながら掻取りブラシ１Ａの幅方向の清掃面と接触する部分のみを使用して清掃面（例えば、絨毯）から連続して塵埃をすくい取る様に掻き取る（図１４参照）。掻取りブラシ１Ａの回転が規制されることにより、掻取りブラシ１Ａの植毛２の１本１本が本体５０の前側（進行方向）に向けて固定されるため、第１実施形態よりも植毛２を使用してより確実に塵埃を掻き取ることが可能となる。

一方、壁に突き当った場合、障害物を回避する場合等において、掻取りブラシ１Ａが清掃面に接触した状態で本体５０は後進する。すると、掻取りブラシ１Ａは、本体５０の後進移動に伴って清掃面との摩擦により本体５０の前から掻取りブラシ収容部１１を経て後ろに向けて（回転ブラシ５により与えられる回転力と同じ、図１４において時計回りに）従動回動を開始する。

従動回転を続ける掻取りブラシ１Ａは、やがてリブ３ａが掻取りブラシ収容部１１の前端の係止部１１ａに回転ブラシ収容部１５側から接触して、従動回転が停止する。

掻取りブラシ１Ａの植毛は、後進時に清掃面（例えば、絨毯）に対して順目であり、又、掻取りブラシ１Ａは、前進時に掻き取った塵埃を保持しつつ本体５０の後ろ側から前に向けて徐々に回動する。掻取りブラシ１には回転ブラシ５による回転が加えられるため、幅方向の清掃面と接触する部分のみを使用して清掃面から連続して塵埃をすくい取る様に掻き取る（図１４参照）。

つまり、掻取りブラシ１は、本体５０の前進時も後進時も塵埃を掻き取ることができる。

本体５０が前進する場合、（リブ３ａにより回転が規制されるまでは）掻取りブラシ１が掻き出した塵埃は、掻取りブラシ１の植毛に追従して掻取りブラシ収容部１１を経て、吸口１７から集塵ケースＫに吸引される。

又、本体５０が前進する場合、第１実施形態とは異なり、本体５０前側から後ろに向けて回転モータ２１により回転する回転ブラシ５は、本体５０の前側から後ろに向けて回動する塵埃を掻き出す前の掻取りブラシ１を清掃する。

本体５０が前進する場合、（リブ３ａにより回転が規制された後も）本体５０前側から後ろに向けて回転モータ２１により回転する回転ブラシ５は、掻取りブラシ１と接触する部分の掻き出された塵埃を除去する（掃き取る）。

本体５０が後進する場合、掻取りブラシ１が掻き出した塵埃は、掻取りブラシ１が本体５０の後ろ側から前に向けて回動しつつ、本体５０前側から後ろに向けて回転モータ２１により回転する掻取りブラシ１に接触する回転ブラシ５により掻き取られる。又、掻取りブラシ１の植毛の向きと、回転ブラシ５の植毛の回転植毛から方向が同じであるため、回転ブラシ５の植毛は、容易に、かつ、確実に掻取りブラシ１の植毛から塵埃を除去する（掃き取る）ことが可能であり、第１実施形態よりも確実に掻取りブラシ１Ａの清掃を行うことが可能となる。

つまり、第２実施形態においては、掻取りブラシ１は、主に本体５０の後進時に回転ブラシ５により塵埃を除去する（掃き取る）清掃が行われる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態は、掻取りブラシの形態を変更した実施形態である。

（掻取りブラシ）
図８（ｃ）は、本実施形態に係る掻取りブラシ１Ｂの外観斜視図である。図１４を参照しつつ、図８（ｃ）の掻取りブラシ１Ｂの回転について説明する。

本実施形態に係る掻取りブラシ１Ｂは、回転軸４方向にリブ３ｂを有する。又、本実施形態に係る掻取りブラシ１Ｂは、中央部と左右両端とでは植毛の向きが反対であり、中央部の植毛２は第１実施形態、第２実施形態と同様、掻取りブラシ１Ｂの表面から本体５０の前側（進行方向）に向けて延びる。本実施形態に係る掻取りブラシ１Ｂは、左右両端の植毛２ｂでは表面から本体５０の後側（後退方向）に向けて延びる。

本実施形態に係る掻取りブラシ１Ｂは、本体５０の後進時に左右両端の植毛２ｂが清掃面に対向するため、掻取りブラシ１Ｂと清掃面との摩擦力が大きくなり、第１実施形態、第２実施形態より確実に回動することが可能となり、回動速度も低下する。つまり、第２実施形態よりも確実に植毛２から塵埃を除去する（掃き取る）ことが可能となる。

（変形例）
第２実施形態、第３実施形態において、掻取りブラシは、リブを１つ有していたが、リブを２つ以上有していてもよい。掻取りブラシは、リブを複数有することにより、回動範囲がより規制されることになる。例えば、係止部１１ａを挟んでリブを２４０°離して形成することにより、掻取りブラシは清掃面と回転ブラシ５との間の回転軸を中心とした１２０°の範囲を往復回動する。つまり、回転ブラシ５により掻き取った塵埃を重点的に除去する（掃き取る）ことができる。

（走行制御）
次に、走行制御について図１５を用いて説明する。図１５は掃除時の走行軌跡を示す。

図１５のＳは自律走行型掃除機であり、部屋１００内を走行している。部屋１００は壁１０１で囲まれており、その左下側に机があり、図１５には机の脚１０５を記載している。部屋１００内の点線１０２は走行軌跡を示している。

反射走行は、前方測距用センサもしくはバンパセンサにより障害物を検出したら進行方向を変える走行である。自律走行型掃除機Ｓは図中Ｐ１より出発し、障害物となる部屋１００の壁１０１ｂに近づくと（Ｐ２）、左回りにその場で回転（超信地旋回）することで進行方向を変え、壁５１ｂで反射しているかのような走行軌跡を示す。

その後も壁１０１に近づいては進行方向を変える動作（その場回転の角度はランダムに変更）を繰り返し、机の脚１０５ａに近づく（Ｐ３）。机の脚１０５aのように細い（小さい）障害物と判断したら、その障害物のごく近い所を回り込むように本体を旋回させ、その障害物の先をさらに掃除する。

その後、壁１０１ｃに近づき、進行方向を変え、壁１０１ａに近づき、さらに進行方向を変え、机の脚１０５ｃに近づく（Ｐ４）。机の脚１０５ｃのように細い（小さい）障害物と判断したら、その障害物のごく近い所を一周以上旋回するように本体を移動させる。
上記では机の脚１０５aに近づいた場合と１０５ｃに近づいた場合とで旋回距離（角度）が異なっているが、本実施例ではランダム的に変化させているが、細い障害物の検出頻度を基準に旋回距離を変化させても良い。細い障害物がたくさんある状況、たとえば食卓の下など複数の椅子がある場合、椅子の脚まわりのごみをしっかり掃除するためにも旋回距離を長くして、しつこく掃除させるほうが望ましい。

このように、自律走行型掃除機Ｓは直進以外にも、その場で回転したり、障害物近傍を旋回したりしている。

その場で回転する時の詳細な動作を図１６に示す。図１６は自律走行型掃除機Sを簡略化して示しており、本体Sｈと右の駆動輪６１ａ、左の駆動輪６１ｂのみを示し、P１１は本体Sｈの前方（先頭）を示している。また、図中の破線は本体Ｓｈがその場で回転した後の車輪位置を示し、Ｐ１２は移動後の本体の先頭の位置を示している。図１６は反時計回りにその場で回転する場合を示しており、右の車輪６１ａを前方向に、左の車輪６１ｂを後ろ方向に略同じ角速度で回転させる。この回転時の車輪の角速度を直進時の車輪の角速度より速くすることで、本体の回転速度を高め、短時間で回転させる。

具体的には図１７に車輪（右側）の角速度の変化を示す。直進時の移動速度は３００mm/sであり、左右の車輪６１ａ、６１ｂはともに前向きに約５１０ｄｅｇ／ｓ（Ｌ１）で回転している（車輪直径６８ｍｍ）が、回転時では右の車輪６１ａは前向きに約６３０ｄｅｇ／ｓ（Ｌ２）、左の車輪６１ｂは後ろ向きに約６３０deg／sで回転させる。直進時の角度速度に対して、回転時の車輪の角速度は約１．２倍となっている。

また、本体Ｓｈの動きとして本体先頭Ｐ１１の移動速度も直進時に比べて速く移動しており、回転時には約５５０ｍｍ／ｓとなる。

このように回転時の車輪速度を直進時の車輪の角速度と略同等、もしくはより速くすることにより、時間を短縮することができる。もし、その場回転時における車輪の角速度を直進時における車輪の角速度より減速した場合、たとえば３５％減速した場合、本体を１５０度回転させるのに要する時間は約１．２秒であるが、本実施例のように車輪の角速度を速めた場合は約０．６秒となり、約０．６秒の時間を短縮できる。自律走行型掃除機Ｓによる１回の掃除運転中の反射回数は約２００回あり、走行距離を約３６ｍ長くすることができる。

なお、図１７に示すように直進時およびその場回転時の角速度は床面の状態等により、一定ではなく、時間とともに直進時はＬ１a〜Ｌ１ｂ、その場回転時はＬ２a〜Ｌ２ｂの範囲で上下しており、その場回転時の角速度Ｌ２ｂは少なくともＬ１ａより高くする。
次に、旋回中の車輪の角速度に関して、図１８、１９を用いて説明する。図１８は旋回動作の例として、本体幅より狭い障害物６１の周りを回り込む動作を示す。

まず、本体は障害物１１１に近接もしくは接触し（図８の実線Ｓｈ１）、障害物１１１が本体Ｓｈ１の左右どちらかにあるか測距センサおよび/もしくはバンパセンサで確認する。図１８では本体Ｓｈ１の左側にあり、その場合は時計回りにその場回転を行う（矢印Ａ）。このとき、測距センサを監視しながら、障害物１１１が本体の略側面に位置するまでその場回転させる。その後、本体外周より外側の点を回転中心として反時計回りに旋回する（矢印Ｂ）。

図１９は旋回時の自律走行型掃除機Sを簡略化して示しており、本体Sｈと右の駆動輪６１ａ、左の駆動輪６１ｂのみを示し、P２１は本体Sｈの前方（先頭）を示している。また、図中の破線は旋回した後の本体および車輪位置を示し、Ｐ２２は移動後の本体Ｓｈの先頭の位置を示している。反時計回りの旋回時において、左右の車輪は前方向に回転させているが、右の車輪６１ａのほうが、左の車輪６１ｂより速い角速度で回転させる。
本体の側面に設けた測距センサにより障害物までの距離を把握し、旋回時の回転半径（旋回半径）Rを決め、その旋回半径に基づいて左右車輪の角速度を制御しながら旋回させる。このとき障害物６１と本体Ｓｈ外郭の隙間が約５mm程度となるように、旋回半径Rを設定する。

この旋回半径Rに基づいて旋回する時、旋回方向とは逆側の車輪（図９では右車輪２）の角速度を、直進時における右車輪の角速度より速くすることにより、旋回に要する時間を短縮させる。

具体的には旋回時の本体先頭の移動速度を、直進時の本体先頭の移動速度と略同等、もしくはより速い速度にする。直進時の本体先頭の移動速度３００ｍｍ／ｓに対して、旋回時の本体先頭の移動速度は３２０ｍm/sとした。回転中心Oから旋回方向とは逆側の車輪（右車輪６１ａ）までの距離は、回転中心Oから本体先頭Ｐ２１までの距離とほぼ同じもしくは若干短く、右車輪２の移動速度も約３２０ｍｍ／ｓである。

以上、本発明に係る自律走行型掃除機について最良の実施の形態を示して詳細に説明した。なお、本発明の内容は、前記実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲内において適宜改変・変更等することができることはいうまでもない。

１、１Ａ、１Ｂ 掻取りブラシ
２、２ｂ 植毛
３ａ、３ｂ リブ
４ 回転軸
５ 回転ブラシ
５ａ 軸部
５ｂ 回転軸
５ｃ 植毛
６ 嵌合部
７ 軸受（Ｂ）
１０ 吸込部
１１ 掻取りブラシ収容部
１１ａ 係止部
１５ 回転ブラシ収容部
１６ 集塵リブ
１７ 吸口
１８ 軸受（Ａ）
１９ 係止部
２１ 回転ブラシモータ
２２ 動力伝達機構
３０ 吸口カバー
３０Ａ 吸口カバー組立体
３０ａ 仕切り
３０ｂ テーパ
３０ｃ 噛合爪
３５ 吸口カバー取付部材
３５ａ ラッチ
３５ｂ 係止爪
３５ｃ 噛合爪
３７ 軸受保持部材
３７ａ ラッチ
３７ｂ 係止爪
３７ｃ 噛合爪
３８ 捕捉部材
４０ サイドブラシ
４１ サイドブラシホルダ
４２ サイドブラシモータ
４５ ガイドブラシ（Ｌ）
４７ ガイドブラシ（Ｍ）
４９ ガイドブラシ（Ｓ）
５０ 本体
５１ 下ケース
５２ 孔部
５３ 排気口
５４ 駆動機構収容部
５５ 電池収容部
５６ 前方蓋
５６ａ 係止爪
５６ｂ 張出部
５６ｃ テーパ
６０ 駆動機構
６１ 駆動輪
７０ 支持機構
７１ アーム（サスペンション）
８１ 送風機
８２ サイドブラシ取付部
８３ 補助輪
８４ 補助輪取付部
９１ 上ケース
９２ バンパ
９３ 蓋
９５ 制御装置
９６ センサ類（障害物検知手段）
９７ 操作ボタン
Ｃ 自律走行型掃除機
Ｋ 集塵ケース
Ｋ１ 流入口
Ｆ 集塵フィルタ
Ｂ 充電池

Claims (3)

1. 本体に設置され、モータにより駆動する回転ブラシと、
   前記本体の回転ブラシの回転異常を検知する回転異常検知手段と、を備える自律走行型掃除機。
2. 前記回転異常検知手段は、少なくとも２段階で回転異常を検知することを特徴とする請求項１に記載の自律走行型掃除機。
3. 前記回転異常検知手段として前記回転ブラシモータの回転パルス及び電流の時間応答を制御装置にて監視し判定することを特徴とする請求項２に記載の自律走行型掃除機。

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