JP5758437B2 - 自律型真空掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、自律型又は「ロボット型」真空掃除機に関する。

移動ロボットは、益々一般的になり、宇宙探査、芝刈り、及び床掃除のような様々な分野で使用されている。過去１０年間に特にロボット型床掃除デバイス、取りわけ真空掃除機の分野で急速な発展が見られ、その主目的は、床を掃除しながら住居又はオフィスのある一定の区域を自律的にかつ目立たないようにナビゲートすることである。

カバーを有するハウジングを支持するシャーシと、シャーシに対して移動可能であり、かつ衝突検出システムの一部を形成する前部とを含む公知の自己案内型真空掃除機は、欧州特許第０８０３２２４号に例示されている。床面からごみを拾い上げるために、真空掃除機は、床と対面するブラシノズルを含み、ブラシノズルは、ごみ容器が内部に格納されたチャンバ（１６）に連通した開口部に至り、ごみ容器は、ここではバッグの形態とされている。ごみは、空気がバッグから流出する時にバッグの孔隙によって空気から分離され、その後、空気は、機械の本体内へ流入し、モータ及びファンユニットを過ぎ、１組の出口開口部を通って雰囲気へ至る。ごみ及びほこりを空気流から分離するそのような手段は、ごみ容器の孔隙が詰まる可能性があり、それが電気器具の真空掃除機能の効率を低下させるという通常の問題を有することは認められるであろう。

主に床掃除機として機能する他の自律型真空掃除機も公知であるが、それらは、機械からのごみ発生を制御する真空機能も小さい。

自律型真空掃除機の別の例は、国際公開第００／３６９６８号に説明されている。ここでは、ロボット型ユニットは、吸引開口部と回転駆動されるブラシバーとを有する掃除機ヘッドが装着されたシャーシを含む。シャーシはまた、汚れた空気を掃除機ヘッドの吸引開口部を通じて真空掃除機内へ引き込むように構成されたモータ及びファンユニットを含む。サイクロン分離器が、シャーシ上に担持され、汚れ空気流は、掃除機ヘッドからサイクロン分離器の中にダクトで運ばれる。汚れた空気がサイクロン分離器で清浄化された状態で、出ていく空気は、空気が機械から雰囲気へ排出される前にモータを冷却することができるようにモータ及びファンユニットを通って案内される。任意的に、サイクロン分離器によって空気流から除去されなかった場合がある微細な汚染物質を濾過するために、モータ及びファンユニットの下流位置にモータを組み込むことができる。上述のサイクロン分離器を備えたロボット型真空掃除機は、従来のバッグ及びフィルタの必要性を回避するが、サイクロン分離システムは、非常に高い効率度で作動しなければならず、これは、ロボット型真空掃除機に固有の小さな空間外包に達成するのが困難である。

欧州特許第０８０３２２４号 国際公開第００／３６９６８号 国際公開第２００８／００９８８６号 国際公開第００／３８０２５号

本発明を工夫したのは、ロボット型真空掃除機の分離効率を改善するという見知によるものである。

第１の態様において、本発明は、汚れ空気入口と、清浄空気出口と、汚れ空気入口と清浄空気出口の間の空気流経路と、汚れ空気入口と清浄空気出口の間の空気流経路に配列された１次分離装置とを有する主本体を含む自律型真空掃除機を提供する。１次分離装置は、少なくとも１つのサイクロンを含み、主本体は、１次分離装置の下流の空気流経路に２次分離装置を含む。２次分離装置は、容器及びフィルタ要素を含み、容器は、空気が容器及びフィルタ要素を通って流れるように空気流内に配列される。

好ましくは、容器は、空気入口を更に含み、それを通して空気は容器内へ流れ、その後にフィルタ要素を通って容器から流れ出ることができる。このようにして、汚染物質は、フィルタ要素の材料内に留まることができるが、より大きい汚染物質は、容器に収集することができる。そのような構成は、２次分離システムが、サイクロンシステムが空気流から除去しなかったどのような汚染物質も収集するように作動可能であるので、より効率が低い１次サイクロン分離装置が使用されることを可能にする。ある意味では、従って、分離システムは、１次分離装置及び２次分離装置にわたって分散され、これらは、両方とも機械の主本体から独立に取り外し可能とすることができる。より効率が低い１次サイクロンシステムを使用することができるので、これをよりコンパクトに構成することができ、それは移動自律型電気器具において有益である。

１次分離装置は、主本体上に実質的に直立の向きで、すなわち、その縦軸線が、ロボットが走行する床面に対して実質的に垂直になるように配列される。一実施形態において、主本体は、１次分離装置がその中へ受け入れられるドッキング区画を形成し、ドッキング区画の壁は、分離装置の外側プロフィールを補完する形状にすることができる。すなわち、１次分離装置は、ユーザに対して視覚的に目立つ位置における主本体上の補完的形状を有する区画又は凹部内にぴったり受け入れることができる。

特に空間効率的な構成では、分離装置は、ドッキング区画部分に形成された凹部に受け入れることができ、かつドッキング区画部分の壁の一部分を形成する閉鎖部材を含む。また、閉鎖部材は、１次分離装置の出口にそれがドッキング位置にある時に直接に当接することができる２次分離装置の空気入口を形成することができる。従って、１次及び２次分離装置は、密接に接続され、これは、損失を最小にしてコンパクトな配列を保証する。

ユーザが２次分離装置を容易に取り外して交換することができるように、閉鎖部材には、リブ又は他の適切な指が係合する特徴部の形態とすることができる把持部分を備えることができる。

好ましい実施形態において、第２の分離装置は、１次分離装置に当接し、かつ従って空気流発生器の流体的に上流の位置に置かれる。ロボットの全体分離システムの更に別の部分として、第２のフィルタ部材又は「モータ後のフィルタ」を空気流発生器の下流に位置決めすることができ、かつ機械の取り外し可能な外部パネル内へ組み込むことができる。

従って、第２の態様において、本発明は、汚れ空気入口と、清浄空気出口と、汚れ空気入口と清浄空気出口の間に延びる空気流経路と、汚れ空気入口と清浄空気出口の間の空気流経路に配列された分離装置と、汚れ空気入口から清浄空気出口への空気流経路に沿って空気流を発生させるための空気流発生器とを含む主本体を含む自律型真空掃除機を提供する。空気流発生器は、主本体に形成されたチャンバ内へ空気流を排出する排出部分を有し、チャンバは、取り外し可能パネルによって閉鎖可能な開口部を含み、電源は、主本体に形成されたチャンバ内へ受け入れ可能であり、かつ開口部を通してチャンバから取り外し可能である。

好ましくは、空気流発生器からチャンバ内へ排出された空気が取り外し可能パネルを通ってチャンバを出るように、取り外し可能パネルは、空気にそれを通過させるように構成される。更に、取り外し可能パネルは、パネルを通過する空気がフィルタ要素を通過しなければならないようなフィルタ要素を組み込むことができる。

電源は、従って、機械の空気流経路の一部を形成するチャンバに格納される。この１つの恩典は、空気流発生器からの空気の流れを有用に使用して、バッテリパック又は他の適切な電源とすることができる電源を冷却することができることである。しかし、空気流経路においてチャンバをこのように使用することは、機械内に専用の個別のバッテリコンパートメントを設けることが不要であるので空間効率的である。

好ましくは機械の外皮の一部を形成する取り外し可能パネルは、定位置に簡単にクリック式に入りかつ外れることができるが、より確実な選択肢として、パネルには、パネルを機械へ固定する留め具を備えることができる。

一実施形態において、分離装置は、第１の上流サイクロンと、互いに平行であり、かつ第１のサイクロンの軸線の周りに実質的に放射状に配列することができる複数の第２のサイクロンとを含む。そのような多重サイクロン構成は、１次分離装置の分離効率を改善する。

本発明の第１の態様の好ましい及び／又は任意的な特徴は、本発明の第２の態様と組み合わせることができ、かつその逆も成り立つことを認めるべきである。

本発明をより容易に理解することができるように、ここで添付図面を単に一例として参照する。

本発明の実施形態による電気器具の前面斜視図である。 図１の移動ロボットの下側からの図である。 本発明の移動ロボットのそのシャーシアセンブリを示している分解斜視図である。 サイクロン分離装置が切り離された図１の移動ロボットの斜視図である。 代わりの角度から見た更なる詳細を示している図４と同様の斜視図である。 図４の線Ａ−Ａに沿った分離装置の断面図である。 図６ａの線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 ２次分離装置が取り外された図４と同様の図である。 ２次分離装置と係合して示すサイクロン分離装置を上側から見た斜視図である。 ２次分離装置の異なる図である。 ２次分離装置の異なる図である。 ２次分離装置の異なる図である。 ２次分離装置の異なる図である。 図１の移動ロボットを後側から見た斜視図である。 後部パネルが本体から取り外された図１０の移動ロボットの図である。 後部フィルタアセンブリの分解組立図である。 バッテリパックが移動ロボットの内部空洞から取り外された図１０の移動ロボットの図である。 空気流経路が通るロボットの概略図である。 ロボットの制御システムの概略図である。

図面のうちの図１、図２、図３、図４、及び図５を参照すると、ロボット型真空掃除機２（以下では「ロボット」）の形態とされた自律型面処理電気器具は、４つの主なアセンブリ、すなわち、シャーシ（又はソールプレート）４と、シャーシ４上に担持された本体６と、シャーシ４上に装着可能かつロボット２にほぼ円形のプロフィールを提供するほぼ円形の外側カバー８と、本体６の前方部分上に担持され、かつ外側カバー８の補完的形状の切欠き１２を通って突出する１次分離装置１０とを含む主本体を有する。

本明細書の目的のために、ロボットに関連する用語「前部」及び「後部」は、作動中のその前方向及び逆方向の意味で使用され、分離装置１０は、ロボットの前部に位置決めされる。同様に、用語「左」及び「右」は、ロボットの前方移動の方向に関連して使用される。

シャーシ４は、ロボットのいくつかの構成要素を支持し、好ましくは、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）のような、高強度射出成形プラスチック材料から製造されるが、それはまた、アルミニウム又は鋼のような適切な金属又は炭素繊維複合材のような複合材料から作ることができる。後述するように、シャーシ４の主な機能は、駆動プラットホームとして、ロボットがその上を走行する面を清掃する清掃装置を運ぶことである。

シャーシ４の前部分１４は、比較的平坦かつトレイ状の形態とされ、かつロボット２の前部を形成する湾曲へさき１５を形成する。シャーシの前部分１４の各フランクは、凹部１８を有し、その凹部にそれぞれの牽引ユニット２０が装着可能である。この実施形態において、牽引ユニット２０は、前側プーリ及び後側プーリの周囲に拘束された連続ラバーベルト又は軌道を有する電気駆動式のキャタピラ軌道ユニットの形態とされるが、簡単な車輪配置も代替案として使用することができる点に注意すべきである。牽引ユニットは本発明の中心ではないので、詳しい説明は省略する。

牽引ユニット２０の対は、シャーシ４の両側に位置付けられて独立して作動可能であり、ロボットが前方向及び逆方向に駆動され、左側又は右側に向う湾曲経路に追従し、又は牽引ユニット２０の速度及び回転の方向に応じて即座にいずれの方向にも転回することを可能にする。このような配置は、時に差動駆動装置として公知である。牽引ユニットの正確な形態は、本発明の中心ではないので、詳細には説明しない。

シャーシ４の比較的狭い前部分１４は、後部分２２の中に広がり、これは、ほぼ円筒形の形態を有する掃除機ヘッド２４を含み、かつロボットの前後方向に向いたその縦軸線「Ｌ」に対してシャーシ４を横切って横断方向に延びる。

掃除機ヘッド２４は、支持面と対面してロボット２が作動している時に汚れ及びごみがその中へ吸い込まれる矩形状の吸引開口部２６を形成する。細長形状のブラシバー２８が、掃除機ヘッド２４に収容され、駆動ベルト配置３２を通じて電気モータ３０によって従来の方式で駆動されるが、ギヤ付き伝達装置のような他の駆動構成も想定される。

吸引開口部２６の前方のシャーシ４の下面は、吸引開口部２６へ向けて引き込まれる汚れ空気の通路を提供する複数のチャンネル３３（簡略化のためにそれらの２つだけに参照番号を付した）を含む。シャーシ４の下面はまた、それが床面の上に静止し又は床面にわたって移動する時にシャーシ４に更に別の支持点を提供する複数（図示の実施形態では４つ）の受動輪又はローラ３１を担持する。

この実施形態において、掃除機ヘッド２４及びシャーシ４は、単一プラスチック成形品であり、従って、掃除機ヘッド２４は、シャーシ４と一体化される。しかし、そのようになっている必要はなく、２つの構成要素は、別々とすることができ、掃除機ヘッド２４は、ネジ又は適切な結合によってシャーシ４に適切に固定される。

掃除機ヘッド２４は、シャーシ４の縁部まで延びてロボットのカバー８と一直線である第１の端面２７及び第２の端面２９を有する。掃除機ヘッドの端面２７、２９は、平坦であり、かつロボット２の横軸線「Ｘ」に沿って直径方向で反対の地点にあるカバー８に接線方向に延びることを見ることができる。これによる利点は、ロボットが「壁伝い」モードで横切る時に、掃除機ヘッド２４は部屋の壁の非常に近くを移動することができ、それによってロボットのいずれの側の壁の直前までも清掃することができるという点である。

清掃作動中に吸引開口部２６内へ吸い込まれた汚れは、掃除機ヘッド２４から上向きに延びかつそれが前方向に向くまで約９０度の円弧でシャーシ４の前部に向けて湾曲する導管３４を通って掃除機ヘッド２４を出る。導管３４は、本体６上に設けられた補完的形状のダクト４２と係合する形状にされた可撓性ベローズ配置３８を有する矩形状の口部３６で終端する。ベローズ配置は任意的であり、簡単な発泡シールをその代わりに使用することができることにこの時点で注意すべきである。

ダクト４２が、本体６の前部分４６上に設けられ、内壁を有して前方を向いたほぼ半円筒形の凹部５０の中に開き、その基部縁がほぼ円形の基部プラットホーム４８を形成する。凹部５０及びプラットホーム４８は、使用時はその中に分離装置１０が装着され、次に、空にする目的のために分離装置をそこから外すことができるドッキング区画部分を提供する。内壁は、円形プロフィールを有し、分離装置１０の円筒形の外側プロフィールを補完する。

分離装置１０がドッキング部分５０に係合すると、分離装置１０の汚れ空気入口５２は、ダクト４２によって受け入れられ、ダクト４２の他端は、ブラシバー導管３４の口部３６に接続可能であり、その結果、ダクト４２は、掃除機ヘッド２４からの汚れ空気を分離装置１０まで運ぶ。ベローズ配置３８は、それが、分離装置１０の汚れ空気入口５２と少しの角度的ミスアラインメントがあってもダクト３４の口部３６に密封的に嵌合することができるように、ある程度の弾力性を提供することができる。しかし、ダクト４２と導管３４間で移動が許されない場合は、可撓性ベローズ配置３８は必要ないと考えられることを認めるべきである。

汚れ空気は、この実施形態においては本体６の左側に位置付けられたモータハウジング６０内に位置付けられた電動モータ及びファンユニット５８である空気流発生器により、分離装置１０を通って引き込まれる。空気流発生器のインペラ５８ａは、図７に見ることができる。

モータハウジング６０は、ドッキング部分５０の円筒形の壁部で開いた湾曲した入口口部６１を含み、それによって分離装置１０の曲率に適合する。

この実施形態において、分離装置１０は、その内容が参照によって本明細書に組み込まれている国際公開第２００８／００９８８６号に開示するようなサイクロン分離器１０から構成される点に注意すべきである。サイクロン分離器１０は、外部が図１、図４、及び図５に異なる角度で示され、その内部構成は、図６ａ及び図６ｂから最も良く理解することができる。

サイクロン分離装置は、内側チャンバ６６を形成する外壁６４によって形成されたほぼ円筒形のビン６２の形態を有し、ビン６２は、分離装置がドッキング部分５０のドッキング位置にある時にその縦軸線Ｚが実質的に垂直であり、すなわち、主本体の前後方向軸線Ｌと直交するような向きとされる。プッシュ式留め具６７が設けられ、１次分離器をドッキング部分５０に解除可能に保持する。ビン６２を形成する外壁６４は、好ましくは、透明なプラスチック材料であり、ユーザがビンの内部を見ることを可能にするが、これは本発明には必須ではないことに注意すべきである。

全体的に、サイクロン分離器は、内側チャンバ６６の上側領域によって形成される第１のサイクロン６８と、ビン６２内へ実質的に受け入れられる２次サイクロンアセンブリ７２によって形成されて円錐形チャンバの形態とされた複数の２次サイクロン７０とを含む。第１のサイクロン６８は、従って、２次サイクロンアセンブリ７２の外側の周りに形成される。これに関連して「サイクロン」という用語は、使用時にその中に実際の空気の流れそれ自体よりも空気のサイクロンが発生するチャンバの意味で使用されることを認めるべきである。この用語の使用は、技術的に慣例となっている。

上述したように、第１のサイクロン６８は、汚れ空気入口５２によって形成される流入部分７４を有し、それは、外壁６４に対して接線になるように延び、従って、第１のサイクロン６８の周りに循環する空気流を設定する。ビン６２の下側領域は、平坦な基部７６によって閉じられ、それは、そこから上側に延びてチャンバ６６の下側領域における空気流を中断し、循環する空気流へごみが再度取り込まれることを阻止するように役立ついくつかのフィン７８を含む。

ここで、２次サイクロンアセンブリ７２を参照すると、穿孔された円筒形の壁の形態とされたシュラウド８０が、第１のサイクロン６８内の空気に関する出口経路を提供して２次サイクロン７０へ至るチャンネル８２を形成する。この実施形態において、シュラウド８０は、プラスチックメッシュの形態を取るが、それは、金属メッシュ又は貫通穴の均一なアレイを含むより厚い壁とすることができる。シュラウド８０の基部にリップ８４が設けられ、外壁６４へ向けて半径方向外向きに延びる。これは、内側チャンバ６６内のほこりが上述の循環空気流へ再度取り込まれることを更に阻止する

複数の第２のサイクロン７０は、流体的に互いに並列にかつ第１のサイクロンの下流に配列される。この実施形態において、合計８個の第２のサイクロン７０が設けられるが、要求される場合には、ビン６２の寸法に応じてより多い又はより少ないサイクロンが設けることができることを認めるべきである。８個のサイクロンのうちの７個は、分離装置１０の中心軸線の周りで角度的に離間した放射パターンで配列される。第２のサイクロン７０のうちの１個は、垂直方向の向きに配列され、第２のサイクロン７０の残りによって取り囲まれる。この配置は、図６ｂに明らかに示されている。

２次サイクロン７０の各々は、それに対してほぼ接線になるその上端の空気入口８６と、サイクロンの直径が最大になるその上端に同様に位置付けられた中心配置の空気出口８８とを有する。排出開口部９０が、サイクロンの各々の第２の最下端部の最小の直径部分に位置付けられる。排出開口部９０は、ビンの基部７６から立ち上がり、かつビン６２の外壁６４の半径方向内側に位置付けられてこれと同心の円筒形壁９４によって形成される微細ほこり収集チャンバ９２内へ突出する。第２のサイクロン７０の軸線は、排出開口部９０が微細ほこり収集チャンバ９２に収束するように傾く。

第１及び第２のサイクロンに関して使用される用語「下流」及び「上流」は、空気流が初めに第１のサイクロン６８を通って流れ、次に第２のサイクロン７０に続き、その結果、第２のサイクロンは第１のサイクロンの下流にあるという意味である。同様に、第１のサイクロンは、第２のサイクロンの上流にある。

使用の際に、汚れ含有空気は、流入部分７４を通ってビン６２のチャンバ６６内へ引き込まれ、壁６４の内部の螺旋状の螺旋経路に強制的に追従させられ、その濾過作用により、より大きい汚れ及びほこり粒子はサイクロン作用によって分離されてビン６２の底部に収集される。部分的に清掃された空気流は、次に、シュラウド８０を通って流れることによって第１のサイクロン６８を出て、その後空気流は、出口チャンネル８２へ入り、第２のサイクロン７０の各々の接線方向の入口８６へ流入する。第２のサイクロン７０の各々は、第１のサイクロン６８のそれよりも小さい直径を有するので、それらは、部分的に清掃された空気流から汚れ及びほこりのより小さい粒子を分離することができる。分離された汚れ及びほこりは、排出開口部９０を通って第２のサイクロン７０を出て、一方、清浄空気流は、第２のサイクロン７０を逆流してそれぞれの空気出口８０を通って出て、それはマニホルド９６内へ通る。マニホルドは、第２のサイクロンの空気出口８８の全ての上部を横切って延び、従って、２次サイクロンアセンブリ７２のカバーとして役立つ。第２のサイクロン７０の部分集合は、マニホルドと一体でありかつ第２のサイクロン７０の出口８８からの流出空気をマニホルド９６の中心領域へ案内するのに役立つ空気案内部９７を含む。図５にも外部から示すように、空気は、マニホルド９４からサイクロン分離器の出口９８を通って空気流発生器５８へ流れる。サイクロン分離器の出口９８は、マニホルドによって提供され、後述するように、好ましくは、ゴムのような相対的に柔軟な材料のものである。

ビン６２は、汚れ及びごみを外に出すために、２次サイクロンアセンブリ７２から分離可能である。ビン６２は、２次サイクロンアセンブリ７２の外周部と単なる圧入によって係合することができる上側リム１００を有し、又はそれは、適切なクリップ／留め具（図示しない）によって保持することができる。ビン６２が２次サイクロンアセンブリ７２から分離されると、これは、外側チャンバ６６内及び微細ほこり収集チャンバ９２内の汚れを同時に空にすることを可能にする。

図２から特に明らかに見ることができるように、カバー８の一部円形の切欠き１２及び本体６の半円筒形の凹部５０は、２つの突出するローブ又はアーム１０１を形成する馬蹄形の区画を提供し、ローブは、分離装置１００のいずれかの側部に位置し、かつ装置１０の約２０％と５０％の間、より好ましくは、３０％だけ離れかつドッキング部分５０の前部から突出する。従って、分離装置１０の一部分は、カバー８がロボット２の主本体上の所定位置にある時でも露出したままであり、これは、ユーザが、分離装置１０へこれを空にするために容易にアクセスすることを可能にする。従って、ユーザは、分離装置１０へアクセスするためにドア、ハッチ、又はパネルを操作することを必要としない。更に、分離装置は、それがどのくらい充満しているかをユーザが目視することができるように透明とすることができ、従って、機械的又は電子的なビン充満表示器の必要性を回避する。

上述したように、サイクロン分離装置１０は、入口口部６１内へ排出し、それによってモータ及びファンユニット内へ給送する。更に別の濾過機能を提供するために、２次分離装置１０２が入口口部６１内に取り外し可能に位置付けられる。２次分離装置１０２は、空気流発生器５８の直ぐ上流の容積内まで延びるフィルタボックス１０４と、フィルタボックス１０４の前部分を形成しかつほぼ矩形状の閉鎖部材１０６とを含む。閉鎖部材１０６は湾曲したプロフィールを有し、その結果、フィルタボックス１０４が入口口部６１に取り付けられた場合、閉鎖部材１０６は、ドッキング区画部分５０の内壁の形状に適合する。閉鎖部材１０６は、この実施形態では矩形状の開口部１０８を含み、それは、１次分離装置１０がドッキング部分へドッキングされた場合、１次分離装置１０の補完的形状の清浄空気出口９８と位置合わせする。これは、図８に特に明らかに示されている。上述したように、１次分離装置１０の出口９８は、好ましくは、それが閉鎖部材１０６と有効なシールを形成するように柔軟性がある。

フィルタボックス１０４は、ほぼ四角形のフレーム１１８から離れるように延びる第１壁部分１１２、第２壁部分１１４、及び第３壁部分１１６の間にそれぞれ支持されたフィルタ要素１１０を含む。フィルタ要素１１０は、緩んだひだに類似するように折り畳み配置の形状にされる。折り畳み部の横断面形状は、第３の壁部分１１６によって支持され、それは、フィルタ要素１１０の縁がその周りに取り付けられた延長フィンガ１１６ａを形成する。

フィルタ要素１１０の波状面が、２次分離装置１０２のアクティブな面積を増加させ、それがフィルタ機能を改善するが、例えば、平らなフィルタ部材又は緊密なひだ付きのフィルタ部材などの他のフィルタプロフィールも許容可能であることを認めるべきである。フィルタボックス１０４は、従って、分離装置１０による空気ストリームから濾過されなかった汚れ及びごみを収容することができる実質的に閉鎖したフィルタチャンバを閉鎖部材１０６と共に形成する。この１つの利点は、１次分離装置１０の効率が全体として分離性能に対してそれほど重要でなくなることであり、これは、１次分離装置１０システムがよりコンパクトになることを可能にし、一方、空気流発生器５８の上流における２次分離装置１０２の追加は、全体的に高いフィルタ効率が達成されることを可能にする。また、濾過された汚れが内蔵式のフィルタボックス１０４内に保持されるので、ロボット２の主本体内でほこりが循環する機会がより少ない。これは、従って、ロボットの内部ができる限り清浄化されたままであることを保証し、これは、ユーザの目で見える視覚的な面から重要であるが、これは、機械に収容されたかなりの数の電子部品に関して有害性がより少ない環境をもたらす。ほこりは、フィルタボックス内に収容され、従って、機械からフィルタボックスを取り外す時に排除されないので衛生状態も改善される。

閉鎖部材１０６はまた、２次分離装置１０２を入口口部６１から容易に取り外せるように、中心リブ１２０ｂを有する凹部１２０ａによって形成されてユーザによる把持に適する把持部分１２０を含む。閉鎖部材１０６は、フィルタボックス１０４から解除可能とすることができ、これは、フィルタチャンバの中身を適切な再利用容器内へ空けることを可能にする。しかし、代替案として、閉鎖部材１０６は、解除可能である必要はなく、代わりに、フレームに固定し又はそれと一体にすることができる。この場合、汚れ及びごみは、開口部１０８を通して簡単に空にすることができる。フィルタ要素１１０に関して現在好ましいのは洗浄可能な媒体であることであり、従って、それは、定期的な洗浄によって再生することができる。この目的を達成するために、水の流れをフィルタ要素１１０の外向き部分に向けることができ、その結果、それはフィルタ要素１１０を通ってフィルタチャンバ内へ流入し、開口部１０８から流出する。フィルタ要素１１０は、従って、ユーザによって簡単な手順で容易に清掃することができる。

ここで、ロボット２を後側から示す図１０、図１１、図１２、及び図１３に移って、カバー８の後部分１２２は、ロボット２の内側チャンバ又は空洞１２６の開口部１２４を含むことを見ることができる。取り外し可能パネル１２８が、開口部１２４内へ受け入れ可能であり、空洞１２６へのアクセスを制御する。パネル１２８は、断面がほぼ矩形状であるが、その外面は湾曲してカバー８の側壁の曲率に適合する。この実施形態において、パネル１２８は、カバー８の周囲の周りにほぼ９０度の円弧で延びる。パネル１２８の上縁は、カバー８の上面まで延びる開口部１２４のそれぞれの部分を補完する形状を有するリップ部分１２８ａを形成する。図面から見ることができるように、パネル１２８は、それが開口部１２４と係合し、従って、空洞１２６をシールする第１の位置から、それが空洞１２６を露出させる第２の位置まで移動可能である。この実施形態において、パネル１２８は、その下縁に留め具１３０を有し、この手段によってパネルはロボット２の本体から解除され、開口部１２４との係合から外れることができる。代わりに、パネル１２８は、ピボット回転して開くように構成することができる。

空洞１２６は、電源を収容し、それは、この実施形態ではバッテリパック１３２の形態とされた可搬性の電源である。空洞１２６は、従って、ロボットのバッテリコンパートメントを構成する。図１１にはコンパートメント１２６に収容されたバッテリパック１３２が示されており、図１３にはコンパートメント１２６から取り外されたバッテリパック１３２が示されている。適切な電気的接続配置１３４が、コンパートメント１２６の下側部分に沿って設けられ、バッテリパック１３２に設けられた適切な合わせコネクタ（図示しない）と係合する。

図１３から見ることができるように、モータハウジング６０の一部分は、コンパートメント１２６の内壁１３６の一部を形成する。内壁１３６のこの部分は、空気流発生器の排気からの空気流がそこを通ってコンパートメント１２６内へ排出される開口部１３８を含む。

例示した実施形態において、パネル１２８は、吸引発生器からの排気空気がそこを通ってロボットの外部環境へ流れることができる水平な開口部又は「ルーバ」１４０を含むが、パネル１２８を通る空気流が許される限り、開口部のどのような構成でも許容可能であることに注意すべきである。パネル１２８は、従って、ロボット２の排出口を構成する。本発明の広い概念内では、パネル１２８は濾過機能を組み込む必要はないが、好ましい実施形態において、パネル１２８は高性能のフィルタ部材、好ましくは、ＨＥＰＡ基準に合致するものを含む。

図１２は、フィルタパネル１２８の分解組立図を示し、ここでは、パネル１２８は、組み合わされて内側チャンバを形成する２つの半片部分１４２、１４４で形成される。第１の部分１４２は、パネルの外面に通気口を設けた外面の湾曲を形成し、第２の部分１４４は、パネルの内面を形成する。内側チャンバは、洗浄可能なひだ付きフィルタ部材１４６を収容し、上述したように、それは、好ましくは、厳しいＨＥＰＡ基準に合致するフィルタ媒体である。この実施形態において、第２の部分は、第１の部分１４２と係合してフィルタ部材１４６をそれに締結することを保証する矩形状フレームの一般形態である。フィルタ部材１４６は、従って、パネルの第１の部分１４２と第２の部分１４４の間に挟み込まれる。従って、この実施形態のフィルタパネル１２８は、吸引発生器からの排出流に存在するどのような微細な微粒子でも濾過する。

更なる説明の目的で、図１４は、ロボット２の上側からの配置図であり、掃除機ヘッド２４の吸引開口部２６の空気入口からパネル１２８の清浄空気出口までロボット２を通る空気流経路を示している。図示のように、汚れ空気は、吸引開口部２６を通過し、分離装置のブラシバー導管３４及び汚れ空気入口５２を通じて１次分離装置１０へ流入する。汚れ空気が１次分離装置１０で処理された後、比較的清浄な空気は、フィルタボックス（２次分離装置）１０４を通って空気流発生器５８へ流れる。最後に、空気は、バッテリコンパートメントの内壁１３６の開口部１３８を通ってバッテリパックコンパートメント１２６内へ流れ、フィルタパネル１２８を通って雰囲気へ流れる。

排気空気流に露出されるコンパートメントにバッテリパック１３２をこのように配列することは、空気流がバッテリパック１３２の外面から熱を消散させるので、バッテリパック１３２を冷却する有利な手段を提供する。この具体的な実施形態において、バッテリパック１３２の対向した外壁は、空気がバッテリパック１３２を通りかつその中に収容された個々のセルの間を循環することを可能にする開口部１４８を含む。バッテリパック１３２の正確な構造は本発明の中心ではないので、ここでは詳細には説明しない。

更に別の利点は、モータの後にあるフィルタを通って空気がそこへ排出される空気流経路の一部をバッテリコンパートメント１２６が形成するので、空気流から分離した専用バッテリコンパートメントを設ける必要性はないことである。実際に、従って、バッテリコンパートメント１２６は、機械の空気流経路、特にモータの後にあるフィルタを収容する空気流経路の一部へ統合される。これは空間の有用な使用であり、それは、電子機器及び分離装置をなるべく小さな容積にパッケージすることを試みる場合に重要な設計的配慮である。

作動中に、ロボット２は、それ自体をその環境の周りで自律的に推進することができる。これを達成するために、ロボット２は、図１５に概略的に示される適切な制御システムを担持している。制御手段は、適切な制御回路及び処理機能を含むと共にその様々なセンサから受信した信号を処理して適切な方式でロボット２を駆動するコントローラ２００の形態を取る。コントローラ２００は、ロボット２のセンサ一式２０２へインタフェースで接続され、この手段により、ロボットは、その周囲環境に関する情報を集めて、掃除のためにその環境の地図を描きかつ最適ルートを計画する。図には示さないが、センサ一式２０２は、通路を遮るものが前方にない視野を提供するロボットの前側の直立ローブ１０１に位置付けることができる。センサ一式は、赤外線式及び超音波式の送信機及び受信機を含むことができ、それらは、ある一定の環境における様々な特徴部からのロボット２の距離、並びにそれらの特徴部の大きさ及び形状を表す情報をコントローラ２００へ提供する。更に、コントローラ２００は、図１５において番号２１０を付した空気流発生器及びブラシバーモータ２１２へインタフェースで接続され、それらの構成要素を適正に駆動及び制御する。コントローラ２００は、従って、牽引ユニット２０を制御し、掃除すべき部屋の周囲にロボット２をナビゲートするように作動可能である。ロボット型真空掃除機を作動及びナビゲートする特別な方法は、本発明において必須でなく、いくつかのこのような制御方法は、技術的に公知である点に注意すべきである。例えば、１つの特別な作動方法は、国際公開第００／３８０２５号によって詳細に説明されており、そのナビゲーションシステムでは、光検出装置が使用される。これは、光検出装置によって検出された光レベルが、光検出装置によって以前に検出された光レベルと同じか又は実質的に同じである時を識別することにより、掃除機それ自体を部屋の中に位置付けることを可能にする。

メモリモジュール２０１が、コントローラがその処理機能を実施するために設けられ、メモリモジュール２０１は、本明細書に示すような個別の構成要素であることに代えて、代替的にコントローラ２００の中に一体化することができることを認めるべきである。

コントローラ２００はまた、ユーザインタフェース２０４と、バンプ検出手段２０６と、牽引ユニット２０上に設けた回転符号化器のような適切な回転感知手段２０８とからの適切な入力を有する。電力及び制御入力は、コントローラ２００から牽引ユニット２０へ、並びに吸引モータ２１０及びブラシバーモータ２１２へも供給される。

最後に、電力入力が、バッテリパック１３４からコントローラ２００に供給され、充電器インタフェース２１６が設けられ、この手段によってコントローラ２００は、バッテリ供給電圧が好ましい閾値を下回って低下した場合にバッテリパック１３４の充電を行うことができる。

多くの変形が、特許請求の範囲に定められた本発明の概念から逸脱することなく可能である。例えば、電源はバッテリパックの形態であると説明したが、当業者は、バッテリパックはリチウムイオン電池及びニッケル水素のようないずれの適切な動力電池も含むことができることを認めるであろう。更に代替的に、電源は、例えば燃料電池又は容量性電源のようなあらゆる種類の適切な電源とすることができる。

以上の実施形態における取り外し可能パネルは、その中に組み込まれたフィルタ要素を含むとして説明され、これは、真空掃除機におけるフィルタの配置及び電源の格納に関して便宜的かつ空間効率の良い解決法を提供する。その結果、フィルタパネルは、電源よりもかなり大きい。しかし、代替的な構成では、フィルタパネルは、単に取り外し可能なドアとすることができ、フィルタは、その他の方法で電源を収容するチャンバに位置付けることができる。そのような構成では、ドアが通気手段を有することは必須ではなく、代わりに通気孔は、ドアのいずれかの側で機械の側壁上に設けることができる。

１０ １次分離装置
２０ 牽引ユニット
６２ ビン
９７ 空気案内部
１０１ ローブ又はアーム

Claims (13)

1. 自律型真空掃除機であって、
   汚れ空気入口と、清浄空気出口と、該汚れ空気入口と該清浄空気出口の間を延びる空気流経路と、該汚れ空気入口と該清浄空気出口の間で該空気流経路に配列された分離装置と、該汚れ空気入口から該清浄空気出口までの該空気流経路に沿って空気流を発生させるための空気流発生器とを含む主本体、
   を含み、
   前記空気流発生器は、前記主本体に形成されたチャンバの中に空気流を排出する排出部分を有し、該チャンバは、取り外し可能パネルによって閉鎖可能である開口部を含み、
   電源が、前記主本体に形成された前記チャンバ内に受け入れ可能であり、かつ前記開口部を通して該チャンバから取り外し可能であり、
   前記取り外し可能パネルは、空気がそれを通過することを可能にし、そのために前記空気流発生器から前記チャンバの中に排出される空気が該取り外し可能パネルを通って該チャンバから出るように構成され、
   前記取り外し可能パネルは、前記電源及びフィルタ要素へのアクセスを制御する、
   ことを特徴とする自律型真空掃除機。
2. 前記取り外し可能パネルは、該パネルを通過する空気がフィルタ要素を通過しなければならないようにフィルタ要素を組み込むことを特徴とする請求項１に記載の真空掃除機。
3. 前記取り外し可能パネルは、前記フィルタ要素を保持するチャンバを形成するように互いに係合可能である第１及び第２の部分から形成されることを特徴とする請求項２に記載の真空掃除機。
4. 前記電源は、前記チャンバ内の前記空気流の一部分が該バッテリパックを通って流れることを可能にするように、開口部が設けられた壁部分を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の真空掃除機。
5. 前記取り外し可能パネルは、留め具によって前記開口部上に解除可能に保持されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の真空掃除機。
6. 前記取り外し可能パネルは、前記主本体の外皮の一部を形成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の真空掃除機。
7. 前記取り外し可能パネルは、前記主本体の側壁の一部を形成することを特徴とする請求項６に記載の真空掃除機。
8. 前記取り外し可能パネルは、７０と１２０度の間の範囲の円弧の長さにわたって前記主本体の前記側壁の周りに延びることを特徴とする請求項７に記載の真空掃除機。
9. 前記取り外し可能パネルは、ほぼ９０度の円弧の長さにわたって前記主本体の前記側壁の周りに延びることを特徴とする請求項８に記載の真空掃除機。
10. 前記分離装置は、少なくとも１つのサイクロンを含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の真空掃除機。
11. 前記分離装置は、シャーシ上に、該分離装置の縦軸線を該シャーシに対して実質的に垂直に向けて支持されることを特徴とする請求項１０に記載の真空掃除機。
12. 前記分離装置は、第１の上流サイクロンと、互いに平行に配列され、かつ該第１のサイクロンの下流に位置付けられた複数の第２のサイクロンと、を含むことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の真空掃除機。
13. 前記上流サイクロンは、形状がほぼ円筒形であり、
    前記複数の下流サイクロンは、形状が切頭円錐形である、
    ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の真空掃除機。

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