JP2019111161A - Autonomous travel type vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律走行型電気掃除機に関する。 The present invention relates to an autonomously traveling vacuum cleaner.
特許文献1は、内蔵された無線通信手段により外部機器と通信を行い動作信号及び情報のやり取りを行う自律走行型電気掃除機を開示している(請求項10、0065、図15)。
特許文献1は、自律走行型電気掃除機に無線通信手段(無線通信モジュール)を設置するに際してどのような態様で設ければ好ましいかといった観点での検討は一切していない。しかし、無線通信モジュールの配置によっては自律走行型電気掃除機本体の傾き、方向や、本体動作時のノイズにより、動作がし難くなることが想定される。
上記事情に鑑みてなされた本発明は、本体と、該本体を移動させる一対の駆動輪と、該駆動輪を自律駆動させる制御装置と、無線通信を行うことが可能な無線通信モジュールと、を有し、該無線通信モジュールは、アンテナ部を有し、前記無線通信モジュールは、前記一対の駆動輪を結ぶ軸に上面視で重なる位置に設けられている自律走行型電気掃除機である。 The present invention made in view of the above circumstances includes a main body, a pair of drive wheels for moving the main body, a control device for autonomously driving the drive wheels, and a wireless communication module capable of wireless communication. The wireless communication module is an autonomous traveling vacuum cleaner provided at a position overlapping the shaft connecting the pair of drive wheels in a top view, the wireless communication module having an antenna unit.
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、電気掃除機1が進行する向きのうち、電気掃除機1が通常進行する方向を前方、重力方向と反対の方向を上方、駆動輪116(図5参照)が対向する方向を左方および右方とする。すなわち、図1などに示すように前後、上下、左右を定義する。本実施形態では、電気掃除機1の前方側にサイドブラシ15が取り付けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Among the directions in which the
[無線通信モジュール23の取付]
本実施形態の無線通信モジュール23にはアンテナ231が配されており、アンテナ231により通信範囲に指向性が設けられている。自律走行型電気掃除機1は、超信地旋回、旋回動作、段差乗り越え動作等、頻繁に位置や向きを変更することから、無線通信時の外部機器の信号に対するアンテナ231の向き及び傾きが頻繁に変動し、無線通信モジュール23の配置態様によっては通信感度が変化しやすい。
[Installation of wireless communication module 23]
In the
また、電動送風機16近傍に無線通信モジュール23が設置される場合、電動送風機16の回転によりラジアル方向に電磁ノイズが発生する。これにより無線通信モジュール23の通信感度に悪影響を及ぼすことが考えられる。
When the
[自律走行型電気掃除機1]
図1は本実施形態に係る自律走行型電気掃除機の外観斜視図、図2は本実施形態に係る電気掃除機の上ケース111から上面カバー111aを取り外した状態の斜視図、図3は本実施形態に係る電気掃除機の上ケース111とダストケース4を取り外した状態の斜視図である。上面カバー111aは、自律走行型電気掃除機1のユーザが着脱自在に構成され、上ケース111の底面は着脱不能又は少なくとも上面カバー111aよりも着脱困難に構成されている。
自律走行型電気掃除機1(以下、電気掃除機1とも略記する)は、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。
電気掃除機1は、外郭を構成する本体11、本体11のうち上面に設けた上ケース111やスイッチシート22、上ケース111内に配された通信モジュール23、本体11のうち下面に設けた下ケース112、上ケース111及び下ケース112の間に設けた制御装置2、電動送風機16、走行モータ1161,1161、回転ブラシモータ1133、を備える。
[Autonomy type vacuum cleaner 1]
FIG. 1 is an external perspective view of the autonomous traveling type vacuum cleaner according to the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a state in which the
The autonomous traveling type vacuum cleaner 1 (hereinafter also abbreviated as the vacuum cleaner 1) is a vacuum cleaner which cleans while moving autonomously a cleaning area (for example, the room).
The
本体11は、上壁(及び一部の側壁)である上ケース111、底壁(及び一部の側壁)である下ケース112、バンパ18を備えて構成されている。バンパ18は、本体11の前面部18aと、左右の側面部18bの一部を構成している。
The
上ケース111の上面カバー111a下方の領域略中央部には、本体11前後方向に短辺、左右方向に長辺を有する略長方形の基板設置溝111eが設けられており、基板設置溝111eに無線通信モジュール23を格納することができる。略中央部に無線通信モジュール23が設置されることで、本体11が超信地旋回、旋回動作、段差乗り越え動作等を行っても、無線通信時の外部機器の信号に対するアンテナの向き及び傾きが無線通信感度に影響を与え難い設置構造となる。特に本実施形態では、基板設置溝111eの上面視で、左右方向に対向する一対の駆動輪116それぞれを結ぶ軸に重なるとともに、この軸(線分)の略中点に位置している。本実施形態においては、電気掃除機1の前後方向の略中央に配置されている。
また、後述するように、電動送風機16の側面(ラジアル方向における端面)が基板設置溝111e真下側に位置している。
A substantially rectangular substrate installation groove 111e having a short side in the front-rear direction of the
Further, as described later, the side surface (the end surface in the radial direction) of the
(無線通信モジュール23)
図4は本実施形態に係る電気掃除機1に設置される無線通信モジュール23の外観斜視図である。
無線通信モジュール23は、アンテナ部231、無線通信モジュールコネクタ232、切り欠き233及び固定穴234を有する。
(Wireless communication module 23)
FIG. 4 is an external perspective view of the
The
アンテナ部231は、無線信号の送信および受信を行う部分であり、或る方向に対する送信および受信感度が他の方向に対する送信および受信感度よりも高い指向性を有している。本実施形態では、電気掃除機1の水平方向に指向性を有する。アンテナ部231は、上面視で一対の駆動輪116の軸を結ぶ線に重なる位置に設けられている。好ましくは、この軸(線分)の略中点に重なる位置に設けられている。
The
無線通信モジュールコネクタ232は、信号情報のやり取りをおこなう制御装置2(図3参照)に一端が接続する配線(リード線)の他端が接続するコネクタである。制御装置2は、上ケース111としたケース112との間の領域に配されており、別体で無線通信モジュール23が配されている。このため、無線通信モジュール23を保守し易い構造となる。制御装置2は、アンテナ部231を介して電気掃除機1の各種動作ログやセンサの検知状態を無線送信したり、サーバや携帯端末等の外部機器から指令やプログラム等を受信したりできる。制御装置2は、受信した指令に応じて駆動輪116等を駆動させたり、RAM上のプログラムを更新したりできる。
The wireless
無線通信モジュール23の主面(基板の延在面)の縁から、平行な方向に延在して設けられた切欠き233と、円形状の固定穴234とは、無線通信モジュール23のアンテナ取り付け面上で互いに対角の位置に存在し、上ケース111上に無線通信モジュール23を位置決めさせるためのガイドとなる。
The
基板設置溝111eには、無線通信モジュール23の切り欠き233及び固定穴234との位置合わせに用いることができるリブ及びボスがある。これらを用いて、無線通信モジュール23は、アンテナ部231が設けられた面が上向きになるように基板設置溝111eに固定される。
The substrate installation groove 111 e has a rib and a boss that can be used for alignment with the
(電動送風機16)
図5は図1のA−A線断面図、図6は電動送風機16の断面模式図である。電動送風機16は、前後方向を軸方向として配置されており、送風機164を後方向に、回転子165aと固定子165bとを有する電動機165を前方向に備えている。回転子165aと固定子165bとはそれぞれ、一方が永久磁石を有し他方が鉄や磁性鋼板を有しており、電動機165の駆動に伴い電磁ノイズが発生する。
電動送風機16の情報には弾性体163と、上ケース111の底面が位置しており、上ケース111の底面の上側に無線通信モジュール23が設けられている。電動送風機16の軸方向は前後方向に略平行である。
(Electric blower 16)
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1 and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the
The
(無線通信モジュール23と他部材との関係)
無線通信モジュール23は電動送風機16のうち、送風機164の上部に配置され、電動機165から比較的離間されている。このため、無線通信モジュール23に電磁ノイズが伝播し難い構造となる。また、無線通信モジュール23は、走行モータ1161,1161、回転ブラシモータ1133、電動送風機16といった動力機構とは、上ケース111の底面を挟んで別個に配置されるため、動力機構で発生する熱が伝わり難い構造となる。
(Relationship between
The
[その他の構成]
上ケース111には、スイッチシート22が設けられている。スイッチシート22は、電気掃除機1の制御装置2に対してユーザが指令を与える操作ボタンとしての、円形操作ボタン221と、この円形操作ボタン221の周囲を取り囲むように設けられる環形操作ボタン222と、を有して構成されている。また、上ケース111は、バンパ18の側面部18bの後方に側壁111dを有している。
[Other configuration]
The upper case 111 is provided with a
制御装置2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おり、駆動輪116等を自律駆動させることができる。また、制御装置2は、スイッチシート22および各センサ類から入力される信号に応じて演算処理を実行し、各駆動装置及び前記無線通信モジュール23に指令信号を出力及び電圧を供給する。制御装置2は上面カバー111a(図1参照)の下方に設けられている。
The
回路基板22a,22bは、それぞれ略矩形状である。また、回路基板22bは、回路基板22aよりも小さく形成されるとともに、回路基板22aよりも後側に隣接して配置されている。
Each of the
また、電気掃除機1の後側には、ダストケース4が設けられている。本実施形態の電気掃除機1は、制御装置2の演算処理によって自律的に駆動輪116を駆動させて清掃するが、リモコンなどによってユーザの指令を受けて駆動してもよい。
Further, a
下ケース112は、側面の下端側、好ましくは下端を含んで、側面全周または略全周に設けられたバンパーフレーム1127を有している。このバンパーフレーム1127は、側面のその他の部分を形成する部材よりも柔らかい材料で形成されており、例えば、エラストマー等の樹脂材を採用できる。
The
バンパ18は、外部から作用する押圧力に応じて前後方向、好ましくはさらに左右方向に移動可能となるように構成されている。バンパ18の後退(つまり、障害物との接触)は、バンパセンサ(赤外線センサ)によって検知され、その検知結果が制御装置2に入力される。障害物等の接触位置に応じてバンパ18の変位量が異なるため、本体11に対する障害物等の位置を検知することも可能である。
The
下ケース112には、前後方向の前側に制御装置2が配置され、前後方向の略中央(回路基板22bの下方)に電動送風機16が配置されている。電動送風機16の左右両側に位置する下ケース112部分に駆動輪116、116を設けている。
In the
測距センサ210(障害物検知手段)は、水平方向の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2箇所と側面2箇所の計4か所(右側面の図示省略)に測距センサ210が設けられている。
The distance measurement sensor 210 (obstacle detection means) is an infrared sensor that detects the distance to an obstacle in the horizontal direction. In the present embodiment,
図5は、本実施形態に係る電気掃除機1の底面図である。下ケース112は、駆動輪116,116、走行モータ1161,1161、アーム1141,1141、および減速機構1142,1142を含んで構成される駆動機構を収容する駆動機構収容部114,114が設けられている。また、下ケース112は、サイドブラシ取付部1121,1121、走行モータ1161,1161、回転ブラシモータ1133、電動送風機16、充電池19、充電池19を収納する電池収容部115、制御装置2、および吸口部113が取り付けられている薄型の円板状の部材である。
FIG. 5 is a bottom view of the
駆動輪116,116は、左右両側に離間して配置されている。それぞれの駆動輪116は、減速機構1142を介して走行モータ1161の駆動力を受ける部材である。制御装置2からの指令信号を受け、駆動輪116自体が回転することで電気掃除機1を前進、後退、旋回、超信地旋回させることができる。
The
下ケース112の中心よりも後側には、回転ブラシ14を収容した吸口部113、掻取りブラシ13などが設けられている。
Behind the center of the
回転ブラシ14は、駆動輪116の回転中心を通る軸(左右方向)に略並行に配置されている。また、回転ブラシ14は、水平方向(本実施形態では左右方向)に回転軸を有する円筒形であり、吸口部113に回転可能に支持されている。また、回転ブラシ14は、回転ブラシモータ1133(図4参照)により駆動力を受けて回転駆動する。
The rotating
前方蓋117は、下ケース112の前端側に形成された電池収容部115(図6参照)の開口を下ケース112の下面から塞ぐ略長方形板状の部材である。
The
以上により、本体略中央上部に無線通信モジュール23があるため、本体の回転動作移動に伴う無線通信モジュール23の位置変動を抑制できるため、電波の受信強度の変化を低減できる。また、電動送風機16の送風機164側上部に配置されていることから、電動機16からのノイズを受け難い。さらに、無線通信モジュール23は動力機構に対して上ケース111を挟んで別個に配置されるため、熱の影響を受け難い位置となる。
As described above, since the
これより、自律走行型電気掃除機1の駆動中、電波を受けやすい位置を探索することを容易にできる。
Thus, while driving the autonomous traveling
また、キャニスター型の電気掃除機や、スティック型の電気掃除機においても同様に、例えば上面視において駆動輪116の軸近傍に無線通信モジュール23を配置し同様の効果を得ることが可能である。
Similarly, in the canister type vacuum cleaner and the stick type vacuum cleaner, for example, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。たとえば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
1 自走式電気掃除機
11 本体
111 上ケース
112 下ケース
1126 排気口
1127 バンパーフレーム
113 吸口部
1131 吸引口
1133 回転ブラシモータ
114 駆動機構収容部
1141 アーム(サスペンション)
1142 減速機構
115 電池収容部
116 駆動輪
1161 走行モータ
117 前方蓋
13 掻取りブラシ
14 回転ブラシ
15 サイドブラシ
16 電動送風機
163 弾性体
164 送風機
165 電動機
165a 回転子
165b 固定子
17 補助輪
18 バンパ
19 充電池
2 制御装置
21 制御基板
210 センサ類(測距センサ)
211 センサ類(床面用測距センサ)
22 スイッチシート
221 円形操作ボタン
222 環形操作ボタン
23 無線通信モジュール
231 アンテナ部
232 コネクタ
233 切り欠き
234 固定穴
4 ダストケース
DESCRIPTION OF
1142
211 Sensors (ranging sensors for floor)
22
Claims (3)
該本体を移動させる一対の駆動輪と、
該駆動輪を自律駆動させる制御装置と、
無線通信を行うことが可能な無線通信モジュールと、を有し、
該無線通信モジュールは、アンテナ部を有し、
前記無線通信モジュールは、前記一対の駆動輪を結ぶ軸に上面視で重なる位置に設けられている自律走行型電気掃除機。 Body and
A pair of drive wheels for moving the body;
A control device for autonomously driving the drive wheel;
And a wireless communication module capable of performing wireless communication,
The wireless communication module has an antenna unit,
The autonomous traveling type vacuum cleaner provided at a position where the wireless communication module overlaps the shaft connecting the pair of drive wheels in a top view.
前記無線通信モジュールは、前記電動機よりも前記送風機に近くに位置することを特徴とする請求項1に記載の自律走行型電気掃除機。 A blower and an electric blower having a motor,
The autonomous traveling type vacuum cleaner according to claim 1, wherein the wireless communication module is positioned closer to the blower than the electric motor.
上面側に設けた上ケースと、
下面側に設けた下ケースと、
制御装置と、
電動送風機と、を有し、
前記無線通信モジュールは、前記上ケースに設けられ、
前記電動送風機及び前記制御装置は、前記上ケースと前記下ケースとの間の領域に設けられており、
前記制御装置及び前記無線通信モジュールは、配線で電気的に接続されており、
前記アンテナ部は、前記軸の略中点に上面視で重なる位置に配されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の自律走行型電気掃除機。 The body is
An upper case provided on the upper surface side,
A lower case provided on the lower side,
A controller,
And an electric blower,
The wireless communication module is provided in the upper case,
The electric blower and the control device are provided in an area between the upper case and the lower case.
The control device and the wireless communication module are electrically connected by wiring.
The autonomous traveling vacuum cleaner according to claim 1 or 2, wherein the antenna unit is disposed at a position overlapping the substantially middle point of the shaft in a top view.
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