JP5965709B2

JP5965709B2 - 自走式掃除機

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Publication number: JP5965709B2
Application number: JP2012097758A
Authority: JP
Inventors: 圭石原; 石原　　圭
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-04-23
Filing date: 2012-04-23
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2032-04-23
Also published as: JP2013223650A

Description

本発明は、自走式掃除機に関する。

特許文献１には、両側面に電動送風機による排気を排出させる排気口が設けられ、かつ排出口より排気される風量を調整するように制御する自走式掃除機が開示されている。この場合、排気口から排気される空気は自走式掃除機の走行方向に対して僅かに前方であって、かつ下方へと排気される。

特許文献１に記載の自走式掃除機は、自走して清掃を行っているときに、例えば部屋の壁面を確認（検出）すると、その壁面に対向する筐体の左右一方の側面の排出口より排気を行い、筐体の他の側面の排出口は閉鎖する。このとき、開放された排出口の近傍に設けられた回転ルーバーの排出角度は壁面が近いほど小さくなるよう制御される。すなわち、壁面が近いほど排気方向が下方へ向くように制御される。これにより、壁面に排気され、その排気が壁面に当たって反射し、自走式掃除機の下面に設けられた吸込口へと吸引される。そのため、壁際に溜まる塵埃は、その排気の流れに沿って吸込口へ流れて集塵される。また、部屋の壁面と別の壁面との隅に自走式掃除機が走行しても、排気流が各壁面を反射して吸込口へ流れることにより、部屋の隅の塵埃が排気流に乗って吸引される。

一方、特許文献２に記載の自走式掃除機は、吸込口の横にサイドブラシを有しており、サイドブラシを回転させて床面上の塵埃を吸込口の方へ集め、塵埃を空気と共に吸込口から吸い込んで集塵するものである。

特開２００７−２９４８８号公報特表２００９−５１８０７４号公報

特許文献１の自走式掃除機は、部屋の壁面から離れた場所での清掃時には左右の両排出口を開放して排気している。そのため、当然のこととして、自走式掃除機の左右近傍の床面の塵埃を清掃領域外へと吹き飛ばしてしまうため、清掃を完了した領域に塵埃が吹き飛ばされてしまうといった清掃面での不具合が危惧される。

また、特許文献２の自走式掃除機は、サイドブラシによって壁際の塵埃を吸込口の方へ集めることができるため、壁際に十分に近接させることで清掃は可能である。しかしながら、自走式掃除機は壁面と接触しない程度の距離を保って走行すること、およびサイドブラシは壁面に十分届く長さを有していないことから、壁際の十分な集塵は期待できず、特に、部屋の隅の集塵は困難である。

本発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、室内の床面のみならず、壁際および隅部も清掃できる自走式掃除機を提供するものである。

本発明によれば、吸込口を有する底板と、第１排気口を有する天板と、前記底板と前記天板との間に設けられた第２排気口を有する側板とを有する筐体を備え、
前記吸込口と接続された吸引路と、該吸引路の下流側に設けられた集塵部と、該集塵部の下流側に設けられた吸引部と、該吸引部と前記第１および第２排気口とを接続する排気路と、該排気路の途中に設けられた流路切換部とを前記筐体内に備え、
前記流路切換部が前記第１排気口と前記第２排気口のうちの少なくとも一方が前記吸引部と連通するように前記排気路を切り換えることにより、前記吸込口から前記筐体の内部に吸い込んだ空気が、前記第１排気口と前記第２排気口のうちの少なくとも一方から排出されるように構成された自走式掃除機が提供される。

本発明の自走式掃除機によれば、筐体が壁から離れた床面上を走行する通常モードのときは第１排気口から排気し、筐体が壁際を走行する壁際モードのときは第２排気口または第１排気口と第２排気口の両方から排気することができる。
さらに、自走式掃除機における集塵機構、排気路の切換機構および第２排気口の排気量調整機構を簡素な構成とすることができる。

（本発明の別の形態、態様による効果）
壁際モードでは、第２排気口から放出した排気流の一部が、壁に沿って下降して壁際の塵埃を壁から遠ざける方向に吹き飛ばす。また、隅部付近まで前進した筐体を回転させることにより、第２排気口から放出した排気流が、隅部に当たって反射して隅部の塵埃を隅部から遠ざける方向に吹き飛ばす。これにより、壁際および隅部にあった塵埃が筐体の吸込口から吸引されて壁際および隅部が清掃されることとなる。このとき、第１排気口と第２排気口の両方から排気する場合は、第２排気口の排気量が減少する（風力が弱まる）ように調整されるため、風が強すぎて隅部の塵埃が自走式掃除機の背後に回り込んで清掃済みの床面が再び汚れるという不具合を防止することができる。

また、通常モードでは、筐体の天板の第１排気口から上方に向かって排気されるため、第２排気口から放出された排気流によって床面上の塵埃を舞い上げながら清掃するという不具合を防止することができる。

本発明の実施形態１に係る自走式掃除機の斜視図である。図１に示される自走式掃除機の概略底面図である。図１に示される自走式掃除機の電気的な構成を示すブロック図である。実施形態１の自走式掃除機における吸込口から排気口までの経路を説明する側方から見た説明図である。図４（Ａ）の自走式掃除機を上方から見た説明図である。排気流路を右の第２排気口に切り換えた状態を示す図４（Ｂ）対応図である。排気流路を左の第２排気口に切り換えた状態を示す図４（Ｂ）対応図である。第２排気口からの排気量を調整した状態を示す図４（Ｂ）対応図である。実施形態１の自走式掃除機における右の第２排気口から壁に向かって排気された状態を示す説明図である。実施形態１の自走式掃除機が壁際を清掃する状態を示す第１の説明図である。右の第２排気口から隅部に向かって排気する状態を示す図８（Ａ）に引き続く第２の説明図である。隅部を清掃し再び壁際を清掃する状態を示す図８（Ｂ）に引き続く第３の説明図である。実施形態２の自走式掃除機における吸込口から排気口までの経路を説明する側方から見た説明図である。図９（Ａ）の自走式掃除機を上方から見た説明図である。実施形態２の自走式掃除機が壁際を清掃する状態を示す第１の説明図である。右の第２排気口から隅部に向かって排気する状態を示す図１０（Ａ）に引き続く第２の説明図である。隅部を清掃し再び壁際を清掃する状態を示す図１０（Ｂ）に引き続く第３の説明図である。実施形態３の自走式掃除機における吸込口から排気口までの経路を説明する側方から見た説明図である。図１１（Ａ）の自走式掃除機を上方から見た説明図である。実施形態４の自走式掃除機における吸込口から排気口までの経路を説明する上方から見た説明図である。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る自走式掃除機の斜視図であり、図２は図１に示される自走式掃除機の概略底面図であり、図３は図１に示される自走式掃除機の電気的な構成を示すブロック図である。また、図４（Ａ）は実施形態１の自走式掃除機における吸込口から排気口までの経路を説明する側方から見た説明図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の自走式掃除機を上方から見た説明図である。以下、「自走式掃除機」を「掃除ロボット」と言う場合がある。

本発明に係る掃除ロボット（自走式掃除機）１は、設置された場所の床面を自走しながら、床面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掃除ロボットである。
掃除ロボット１Ａは、円盤形の筐体２を備え、この筐体２の内部および外部に、回転ブラシ３、サイドブラシ４、集塵部２０、吸引部としての電動送風機３０、一対の駆動輪５、後輪７および前輪８、前記電動送風機３０を有するモータユニット、バッテリー、各種センサを含む制御部等の構成要素が設けられている。

また、筐体２内には、図４に示すように後述する吸引口１１と接続された吸引路１０と、吸引路１０の下流側に設けられた前記集塵部２０と、集塵部２０の下流側に設けられた前記吸引部１０と、吸引部１０と後述する第１および第２排気口４１、４２とを接続する排気路４０と、排気路４０の途中に設けられた流路切換部４３とを備える。なお、排気路４０について詳しくは後述する。

筐体２は、前方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、蓋２ｂ₁およびこの蓋２ｂ₁の後方位置に形成された前記第１排気口４１を有する平面視円形の天板２ｂと、底板２ａおよび天板２ｂの外周部に沿って設けられた平面視円環形の側板２ｃとを備えている。底板２ａには前輪８、一対の駆動輪５および後輪７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ている。側板２ｃは、前後にほぼ二分され、前方の側板前部には衝突時の衝撃を緩和するように機能するバンパー部材が設けられている。また、側板２ｃの後方の側板後部の左右前端には左右一対の前記第２排気口４２が設けられている。

一対の駆動輪５は、筐体２の底板２ａと平行な軸心５ａ廻りに回転可能に設けられており、一対の駆動輪５が同一方向に回転すると筐体２が進退し、各駆動輪５が逆方向に回転すると筐体２が回転する。
一対の駆動輪５の回転軸は、図示しない一対の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８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５が接地する床面から少し浮き上がるよう筐体２の底板２ａの一部に回転自在に設けられている。
後輪７は自在車輪からなり、駆動輪５が接地する床面と接地するよう筐体２の底板２ａの一部に回転自在に設けられている。
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５を配置し、前輪８を床面から浮かせ、掃除ロボット１Ａの重量を一対の駆動輪５と後輪７によって支持できるよう、筐体２に対して前後方向に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８によって遮ることなく吸込口１１に導くことができる。

前記回転ブラシ３は、筐体２の底板２ａと平行な軸心廻りに回転可能に吸込口１１に設けられている。また、底板２ａにおける吸込口１１の左右両側には底板２ａと垂直な軸心廻りに回転する前記サイドブラシ４が設けられている。回転ブラシ３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４は、回転軸と、回転軸の下端に放射状に設けられた複数本のブラシ束を有している。回転ブラシ３の回転軸および一対のサイドブラシ４の回転軸は、筐体２の底板２ａの一部に枢着されると共に、その付近に設けられた図示しないブラシ駆動モータ、プーリおよびベルト等を含む動力伝達機構等を介して独立的に連結されている。

図２に示されるように、筐体２の底板２ａにおける前輪２７の前方および左右の駆動輪５の前方には床面Ｆを検知する床面検知センサ１２、１３が配置されている。床面検知センサ１２によって下り階段を検知すると、その検知信号が制御部に送信され、制御部が両駆動輪５が停止するよう制御する。また、床面検知センサ１２が故障した場合、床面検知センサ１３が下り階段を検知して両駆動輪５を停止することができるため、掃除ロボット１Ａの下り階段への落下が防止されている。また、床面検知センサ１２が、下り階段を検知すると、その検知信号が制御部に送信され、制御部が駆動輪５に下り階段を回避して走行するように制御してもよい。

制御部には、掃除ロボット１Ａにおける駆動輪５、回転ブラシ３、サイドブラシ４、電動送風機３０等の各要素を制御する制御回路を有する制御基板が設けられている。
筐体２の側板２ｃの後端には、バッテリーの充電を行う充電端子が設けられている。室内を自走しながら掃除する掃除ロボット１Ａは、室内に設置されている充電台に帰還する。これにより、充電台に設けられた端子部に充電端子が接触し、バッテリーの充電が行われる。商用電源（コンセント）に接続される充電台は、通常、室内の側壁に沿って設置される。
バッテリーは、充電端子を介して充電台から充電され、制御基板、駆動輪５、回転ブラシ３、サイドブラシ４、電動送風機３０、各種センサ等の各要素に電力を供給する。

集塵部２０は、吸引路１０と接続する導入口および電動送風機３０の吸引ダクトと接続する排出口を有する集塵ボックス２１と、集塵ボックス２１の前記排出口に着脱可能に設けられたフィルター２２（図４等参照）とを有してなる。集塵ボックス２１は、通常、筐体２内に収納されており、集塵ボックス３１内に捕集された塵埃を廃棄する際は、筐体２の蓋２ｂ₁を開いて集塵ボックス２１を出し入れすることができる。

図３に示すように、掃除ロボット１Ａ全体の動作制御を行う制御部は、ＣＰＵ１５ａおよびその他の電子部品で構成された前記制御回路を有する前記制御基板と、走行マップ１８ａを記憶する記憶部１８、電動送風機３０を駆動するためのモータドライバ３０ａ、駆動輪５の走行モータ５１を駆動するためのモータドライバ５１ａ、筐体２内の第１排気口４１付近に回動可能に設けられたルーバー１７およびそれを駆動するための制御ユニット１７ａ、臭いセンサ５２およびその制御ユニット５２ａ、湿度センサ５３およびその制御ユニット５３ａ、人感センサ５４およびその制御ユニット５４ａ、接触センサ５５およびその制御ユニット５５ａ、イオン発生装置２５等を備えて構成される。

ＣＰＵ１５ａは中央演算処理装置であり、記憶部１８に予め記憶されたプログラムデータに基いて、モータドライバ３０ａ、５１ａおよび制御ユニット１７ａに個別に制御信号を送信し、電動送風機３０、走行モータ５１およびルーバー１７を駆動制御して、一連の掃除運転、あるいは必要に応じてイオン放出運転を行う。なお、プログラムデータには、床面の広い領域を清掃する通常モード用と、壁際に沿って清掃する壁際モード用のプログラムデータが含まれる。また、ＣＰＵ１５ａは、ユーザーによる掃除ロボット１Ａの動作に係る条件設定を操作パネル（図示省略）から受け付けて記憶部１８に記憶させる。この記憶部１８は、掃除ロボット１Ａの設置場所周辺の走行マップ１８ａを記憶することができる。走行マップ１８ａは、掃除ロボット１Ａ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記憶部１８に記憶させるか、あるいは掃除ロボット１Ａ自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。

臭いセンサ５２は、筐体２の外部周辺の臭いを検知する。臭いセンサ５２としては、例えば、半導体式や接触燃焼式の臭いセンサを用いることができる。掃除ロボット１Ａの外部周辺の臭いを検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で臭いセンサ５２が配置される。ＣＰＵ１５ａは制御ユニット５２ａを介して臭いセンサ５２と接続されており、臭いセンサ５２からの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の臭い情報を得る。

湿度センサ５３は、筐体２の外部周辺の湿度を検知する。湿度センサ５３としては、例えば、高分子感湿材料を用いた静電容量式や電気抵抗式の湿度センサを用いることができる。掃除ロボット１Ａの外部周辺の相対湿度を検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で湿度センサ５３が配置される。ＣＰＵ１５ａは制御ユニット５３ａを介して湿度センサ５３と接続されており、湿度センサ５３からの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の湿度情報を得る。

なお、走行マップ１８ａには、掃除ロボット１Ａが設置される設置場所における所定閾値以上の臭気が漂う箇所および所定閾値以上に湿気が高い箇所が特定箇所として予め記憶されていてもよい。このようにすれば、ＣＰＵ１５ａがこの特定箇所を筐体２の周辺環境に基づいて定めた箇所であると判断することができる。つまり、走行マップ１８ａが、臭いセンサ５２および湿度センサ５３と同様に、筐体２の周辺環境を検知する環境検知装置としての役割を果たすことになる。

人感センサ５４としては、例えば、赤外線、超音波、可視光等によって人の存在を検知する人感センサを用いることができる。掃除ロボット１Ａの外部周辺の人の存在を検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃまたは天板２ｂから外部へ露出した状態で人感センサ５４が配置される。ＣＰＵ１５ａは制御ユニット５４ａを介して人感センサ５４と接続されており、人感センサ５４からの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の人の存在情報を得る。

接触センサ５５は、掃除ロボット１Ａが走行時に障害物と接触したことを検知するために、例えば、筐体２の側板２ｃの前部に配置される。ＣＰＵ１５ａは制御ユニット５５ａを介して接触センサ５５と接続されており、接触センサ５５からの出力信号に基づいて筐体２の外部周辺の障害物の存在情報を得る。

このように構成された掃除ロボット１Ａにおいて、掃除運転の指令により、電動送風機３０、駆動輪５、回転ブラシ３およびサイドブラシ４が駆動する。また、必要時にはイオン発生装置２５も作動する。これにより、回転ブラシ３、サイドブラシ４、駆動輪５および後輪７が床面に接地した状態で、筐体２は所定の範囲を自走しながら吸込口１１から床面の塵埃を含む空気を吸い込む。このとき、回転ブラシ３の回転によって床面上の塵埃は掻き上げられて吸込口１１に導かれる。また、サイドブラシ４の回転によって吸込口１１の側方の塵埃が吸込口１１に導かれる。

吸込口１１から筐体２内に吸い込まれた塵埃を含む空気は、筐体２の吸引路１０を通り、集塵ボックス２１内に流入する。集塵ボックス２１内に流入した気流は、フィルター２２を通過して電動送風機３０に流入して排気路４０に導かれ、流路切換部４３を通って第１排気口４１または第２排気口４２から外部へ排出される。この際、集塵ボックス２１内の気流に含まれる塵埃はフィルター２２によって捕獲されるため、集塵ボックス２１内に塵埃が堆積する。

集塵ボックス３０から排気路４０へ流入した気流にはイオン発生装置２５が作動することで、生成されたイオン（プラズマクラスターイオン）が含まれる。これにより、床面上の掃除が行われると共に、掃除ロボット１Ａの排気に含まれるイオンによって室内の除菌および脱臭が行われる。このとき、第１排気口４１から後方の斜め上方に向けて排気する場合、床面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。このとき、この第1排気口４１に設けられているルーバー１７の角度を制御ユニット１７ａにて調整することで、排出される角度を任意に設定することができる。また、該ルーバー１７にて第１排気口４１を閉鎖することも可能である。
また、図示省略するが、排気路４０を流通する気流の一部は、吸込口１１に導かれてもよい。このようにすれば、吸引路１０に導かれる気流内にイオンが含まれていれば、集塵ボックス２１内およびフィルター２２の除菌および脱臭を行うことができる。さらに、集塵された塵埃の除電を行うことができ、集塵ボックス３０等に塵埃が吸着させるのを抑制できる。

また、掃除ロボット１Ａは、左右の駆動輪５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旋回する。例えば、掃除ロボット１Ａは、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、駆動輪５が停止し、左右の駆動輪５を互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、掃除ロボット１Ａは、設置場所全体あるいは所望範囲全体に障害物を避けながら自走することができる。

また、掃除ロボット１Ａは、左右の駆動輪５と後輪７の３点で接地しており、前進時に急停止しても後輪７が床面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、掃除ロボット１Ａが前進中に下り階段の手前で急停止し、それによって掃除ロボット１Ａ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５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。

掃除ロボット１Ａは、環境検知装置である臭いセンサ５２、湿度センサ５３、走行マップ１８ａおよび人感センサ５４から得られる情報に基づいて独特の動作を実行することができる。例えば、掃除ロボット１Ａは、環境検知装置が検知した周辺環境に基づいて定めた特定箇所に一定時間留まり、第１排気口４１または第２排気口４２からイオンを含む気流を放出することができる。
掃除ロボット１Ａは、掃除が終了すると充電台に帰還する。これにより、充電端子が端子部に接してバッテリーが充電される。

また、掃除ロボット１Ａは、充電台に帰還した状態で電動送風機３０およびイオン発生装置２５を駆動することができる。これにより、第１排気口４１から後方の斜め上方にイオンを含む気流が放出され、イオンを含む気流は側壁に沿って上昇し、室内の天井壁および対向する側壁に沿って流通する。この結果、イオンが室内全体に行き渡り、除菌効果や脱臭効果を向上させることができる。このように、掃除ロボット１Ａは、イオン放出運転を単独で実行することも可能であり、イオン発生機として機能する。

掃除ロボット１Ａの上面には操作部が設けられており、操作部によって掃除運転およびイオン放出運転を実行させることができる。また、筐体２内に受信部を設けると共に、受信部に指令信号を発信する送信機を設けてリモコン操作できるようにしてもよい。また、スマートフォンと呼ばれる携帯電話からインターネット回線および室内に設けたルーターを介して指令信号を掃除ロボット１Ａに送信して遠隔操作できるようにしてもよい。

＜排気路について＞
（実施形態１）
図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、排気路４０の上流側に設けられた流路切換部４３は、平坦かつ平行な円形の上下壁および上下壁の間に設けられた外周壁とを有してなる円筒形の切換室４３ａと、切換室４３ａ内に回動可能に設けられた横断面Ｕ字形の切換弁４３ｂと、切換室４３ａの上壁または下壁の中心部を貫通して切換弁４３ｂと連結する回動軸４３ｃと、回転軸４３ｃを回動させる図示しない駆動部とを有する。回動軸４３ｃの駆動部としては、例えば、モータまたは電磁弁を備えたラック・ピニオン機構、クランク機構等が挙げられ、駆動部は所定のプログラムに基づき作動する前記制御部によって制御される。なお、実施形態１では、流路切換部４３が筐体２の中心位置に設けられた場合を例示しているが、流路切換部４３の位置は特に限定されない。

切換室４３ａの外周壁には４つの連通孔が等間隔で形成されている。つまり、切換室４３ａの外周壁に形成された４つの連通孔は、回動軸４３ｃを中心として中心角度９０°の間隔で配置されている。一方、左右一対の第２排気口４２は、筐体２の前半部分と後半部分の境界線Ｘ上にかつ左右対称位置に配置されている。そして、切換室４３ａにおける前後に対向する２つの連通孔は排気路４０を介して電動送風機３０と第１排気口４１に接続され、左右に対向する他の２つの連通孔は排気路４０を介して左右一対の第２排気口４２と接続されている。このように、電動送風機３０の下流側に設けられた排気路４０は、流路切換部４３から３方向に分岐して第１排気口４１および左右一対の第２排気口４２と接続している。なお、左右の第２排気口４２付近で排気路４０を細く絞り込むことにより、第２排気口４２から勢いよく排気流が噴出するようにしている。

このように、実施形態１の掃除ロボット１Ａにおいて、第２排気口４２は筐体２の側板２ｃの左側と右側の左右対称位置に１個ずつ配置されており、吸込口１１から筐体２の内部に吸い込んだ空気の排出が、左側の第２排気口４２と右側の第２排気口４２のうち選択された一方から排出されるように構成されている。

この掃除ロボット１Ａが通常モードのとき、流路切換部４３の切換弁４３ｂは、電動送風機３０と第１排気口４１とを連通させて電動送風機３０からの排気を第１排気口４１へ導く位置にある（図４（Ｂ）参照）。このとき、切換弁４３ｂは横断面Ｕ字形であるため、切換弁４３ｂの両端の立上壁によって、左右一対の第２排気口４２は相互に閉塞される。

掃除ロボット１Ａが通常モードから壁際モードに変わると、図５（Ａ）または図５（ｂ）に示すように、切換弁４３ｂが所定角度（例えば、４５°）回動する。これにより、電動送風機３０と右または左の第２排気口４２とが連通し、電動送風機３０からの排気が右または左の第２排気口４２へ導かれる。このとき、排気しない方の第２排気口４２および第１排気口４１は相互に連通し、電動送風機３０および排気する方の第２排気口４２は相互に連通するが、排気しない方と排気する方とは遮断されている。

また、壁際モードでは、一方の第２排気口４２からの排気流の強さを調整してもよい。この場合、図６に示すように、電動送風機３０からの排気流の一部を第１排気口４１へ逃がすことができる位置に切替弁４３ｂが回動する。これにより、一方の第２排気口４２の排気流の風力（風量）を低減することができる。なお、切換弁４３ｂが図４（Ｂ）の状態から図５（Ａ）の状態まで段階的にまたは無段階で回動することにより、一方の第２排気口４２の排気流の風力が段階的または無段階で調整されてもよい。

図７は実施形態１の自走式掃除機における右の第２排気口から壁に向かって排気された状態を示す説明図である。壁際モードのとき、掃除ロボット１Ａの進行方向（図面の手前から奥に向かっての走行）に向かって右側に壁Ｗがある場合は右の第２排気部４２から排気し（図５（Ａ））、左側に壁Ｗがある場合は左の第２排気部４２から排気する（図５（Ｂ））。このとき、回転ブラシ３および左右のサイドブラシ４（図２参照）が回転し、かつ筐体２が前進しながら、第２排気口４２から壁Ｗに向かってほぼ直角に排気流が噴出し、排気流の一部（矢印Ｊ）は壁Ｗに沿って下降する。これにより、壁際の床面Ｆの塵埃が壁Ｗから離れた筐体２の斜め前方に吹き飛ばされることにより、壁際の塵埃は筐体２の吸込口１１から吸い込まれ易い位置に移動する。

図８（Ａ）は実施形態１の自走式掃除機が壁際を清掃する状態を示す第１の説明図であり、図８（Ｂ）は右の第２排気口から隅部に向かって排気する状態を示す図８（Ａ）に引き続く第２の説明図であり、図８（Ｃ）は隅部を清掃し再び壁際を清掃する状態を示す図８（Ｂ）に引き続く第３の説明図である。
図８（Ａ）に示すように、壁際に沿って掃除する掃除ロボット１Ａが壁Ｗ１と壁Ｗ２が交わる隅部Ｎに接近すると、図８（Ｂ）に示すように、掃除ロボット１Ａは定位置で旋回する。これにより、第２排気口４２から隅部Ｎに向かって噴出した排気流（矢印Ｊ）が隅部Ｎを反射し、隅部Ｎの塵埃Ｄが排気流によって隅部Ｎから離れる方向に吹き飛ばされる。掃除ロボット１Ａの旋回中、回転ブラシ３および左右のサイドブラシ４は回転を継続しているため、掃除ロボット１Ａの近くに吹き飛ばされた塵埃Ｄは吸込口１１の方へ集められる。その後、掃除ロボット１Ａは突き当たりの壁Ｗ２と衝突する寸前まで前進し、方向転換し、第２排気部４２から排気しながら壁Ｗ２に沿って清掃を継続する。

あるいは、壁Ｗ１に沿って前進する掃除ロボット１Ａは、突き当たりの壁Ｗ２に衝突する寸前の定位置で旋回してもよく、壁Ｗ２に衝突した後に僅かに後退してから定位置で旋回してもよい。このようにしても、隅部Ｎの塵埃Ｄを吸い込んで清掃することができる。このとき、掃除ロボット１Ａと隅部Ｎとの距離が短いため、第２排気口４２からの排気流が隅部Ｎに強く当たり過ぎて塵埃Ｄが舞い上がったり、清掃が済んだ掃除ロボット１Ａの背後（壁Ｗ１側）に回り込むような場合は、図６で説明した要領で第２排気口４２からの排気流を弱めてもよい。このように隅部Ｎを清掃した後、図８（Ｃ）に示すように、掃除ロボット１Ａは突き当たりの壁Ｗ２に向かって前進し、その後９０度方向転換転した後、壁Ｗ２に沿って前進しながら清掃を継続する。

以上説明したように本発明の掃除ロボット１Ａによれば、壁際での走行時以外では、排気は上部の第１排気口４１から行われるため、掃除面の塵埃を巻き上げることがなく、掃除を効率よく行うことができる。そして、壁Ｗ（一例では１０ｃｍ程度）が確認されれば、その壁面に対応する第２排気口４２から集塵後の空気の排気が行われる。このときには、壁際の塵埃を排気流に沿って吸込口側へと導くことが可能であり、たとえ第１排気口４１から空気が排気されても、壁際Ｗの塵埃に影響を与えることはない。

（実施形態２）
図９（Ａ）は実施形態２の自走式掃除機における吸込口から排気口までの経路を説明する側方から見た説明図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の自走式掃除機を上方から見た説明図である。また、図１０（Ａ）は実施形態２の自走式掃除機が壁際を清掃する状態を示す第１の説明図であり、図１０（Ｂ）は右の第２排気口から隅部に向かって排気する状態を示す図１０（Ａ）に引き続く第２の説明図であり、図１０（Ｃ）は隅部を清掃し再び壁際を清掃する状態を示す図１０（Ｂ）に引き続く第３の説明図である。なお、図９（Ａ）〜図１０（Ｃ）において、図４（Ａ）〜図８中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。

図４（Ｂ）で説明した実施形態１の掃除ロボット１Ａの場合、左右一対の第２排気口４２は、筐体２の前半部分の側板であって、筐体２の左半部分と右半部分の境界線Ｙに対して左右に９０°ずれた位置に配置されている。
これに対し、図９（Ｂ）に示すように、実施形態２の掃除ロボット１Ｂの場合、左右一対の第２排気口１４２は、筐体２の前半部分の側板であって、筐体２の左半部分と右半部分の境界線Ｙに対して左右に４５°ずれた位置に配置されている。なお、左右の第２排気口１４２がこの位置に形成されたことにより、流路切換部４３と各第２排気口１４２とを接続する排気路１４０の形状も変更している。実施形態２におけるその他の構成は実施形態１と同様である。

このように構成された実施形態２の掃除ロボット１Ｂによれば、左または右の第２排気口１４２から斜め前方に排気流が噴射される。よって、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実施形態２の掃除ロボット１Ｂによる壁際モードでの清掃は、実施形態１と基本的には同じであるが、掃除ロボット１Ｂが壁Ｗ１に沿って走行しながら一方の第２排気口１４２から噴射した排気流は壁Ｗに斜めに当たる。これにより、壁際の塵埃Ｄは、掃除ロボット１Ｂの吸込口１１にて吸い込み易い前方位置に吹き飛ばされる。

また、隅部Ｎに接近した掃除ロボット１Ｂは旋回しなくても第２排気口１４２からの排気流（矢印Ｊ）が隅部Ｎに当たって反射する。これにより、隅部Ｎの塵埃Ｄが排気流によって隅部Ｎから離れる方向に吹き飛ばされる。そして、掃除ロボット１Ｂが突き当たりの壁Ｗ２と衝突する寸前まで前進し、方向転換し、第２排気部１４２から排気しながら壁Ｗ２に沿って清掃を継続することにより、隅部Ｎにあった塵埃Ｄが吸込口１１に吸い込まれて除去される。なお、実施形態２の場合も、実施形態１と同様に、掃除ロボット１Ｂが旋回しながら第２排気口１４２からの排気流を隅部Ｎに当てるようにしてもよい。
この実施形態２による掃除ロボット１Ｂにおいても、実施形態１による掃除ロボット１Ａと同様の効果を奏する。さらに、上述したように第１排気口１４２から排気される排気流は壁Ｗに沿って進行方向へと向かうため、塵埃は掃除ロボット１Ｂの前方へと吹出される。これにより吸込口にて吸引する効果が助長される。

（実施形態３）
図１１（Ａ）は実施形態３の自走式掃除機における吸込口から排気口までの経路を説明する側方から見た説明図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の自走式掃除機を上方から見た説明図である。なお、図９（Ａ）〜図１０（Ｃ）において、図４（Ａ）〜図８中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態３の掃除ロボット１Ｃは、第２排気口４２、１４２が、筐体２の側板の前半部分であって、左側と右側に２個ずつ配置されている。

具体的には、実施形態３の掃除ロボット１Ｃは、実施形態１の掃除ロボット１Ａにおける左右の第２排気部４２および排気路４０（図４（Ｂ）参照）と、実施形態２の掃除ロボット１Ｂにおける左右の第２排気部１４２および排気路１４０（図９（Ｂ）参照）とを備えたものである。実施形態３におけるその他の構成は、実施形態１および２と同様である。
実施形態３の掃除ロボット１Ｃによれば、左または右の第２排気口４２、１４２から排気流が排出されるため、実施形態１および２と同様に壁際および隅部を清掃することができる。但し、排気流は、進行方向に対して斜め前方と直角方向の２方向に分散するため、第２排気口４２の排気量および第２排気口１４２の排気量は、実施形態１および２の場合の約半分に減少している。
そのため、排気される空気により壁際に溜まっている塵埃が吹き飛ばされる度合いが抑制され、塵埃が舞いあがって分散するといったことが軽減される。この結果、より効率よく塵埃の吸引、清掃を行える。

（実施形態４）
図１２は実施形態４の自走式掃除機における吸込口から排気口までの経路を説明する上方から見た説明図である。なお、図１２において、図１１（Ｂ）中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
実施形態４の掃除ロボット１Ｄは、第２排気口４２、１４２が、筐体２の側板の前半部分であって、左側と右側に２個ずつ配置されている。さらに、排気路３４０は、流路切換部３４の下流側に一対の副流路切換部１４３を有している。

具体的には、実施形態４の掃除ロボット１Ｄは、実施形態３の掃除ロボット１Ｃにおける左右の第２排気部４２、１４２および排気路２４０を備え、流路切換部４３の下流側で分岐した排気路２４０の分岐部に副流路切換部１４３が設けられたものである。この副流路切換部１４３は、軸部を有する切換弁１４３ａと、切換弁１４３ａの軸部を回動させる図示しない駆動部とを有する。切換弁１４３ａの軸部の駆動部としては、例えば、モータまたは電磁弁を備えたラック・ピニオン機構、クランク機構等が挙げられ、駆動部は所定のプログラムに基づき作動する前記制御部によって制御される。

このように構成された実施形態４の掃除ロボット１Ｄによれば、副流路切換部１４３によって、左側または右側の２個の第２排気口４２、１４２のうちの一方が電動送風機３０と連通するように排気路３４０を切り換えられる。図１２では、右側の２つの第２排気口４２、１４２のうち後方の第２排気口４２から排気流が噴出するよう流路切換部４３および副流路切換部１４３によって排気路３４０が切り換えられた場合を例示している。
実施形態４の場合、実施形態１および２のうちの一方の壁際モードを選択することができる。なお、図示省略するが、前方の第２排気口４２または後方の第２排気口１４２から排気している間に、切換弁１４３ａを回動させることにより前後の第２排気口４２、１４２から風量を調節しながら排気するようにしてもよい。
以上、第４の実施形態による掃除ロボット１Ｄによれば、第２排気口４２、１４２のいずれか一方を利用して壁際、また隅部の塵埃を清掃することができる。このとき、壁際と隅部とで第２排気口４２または１４２を切り替えるように調整（制御）できる。例えば、壁際の場合には、第２排気口４２を、隅部の場合には第２排気口１４２から排気するようにできる。

（まとめ）
以上説明したように本発明の自走式掃除機が構成されている。そこで、本発明の理解を高めるために以下に本発明をまとめる。
本発明の自走式掃除機は、吸込口を有する底板と、第１排気口を有する天板と、前記底板と前記天板との間に設けられた第２排気口を有する側板とを有する筐体を備え、
前記吸込口と接続された吸引路と、該吸引路の下流側に設けられた集塵部と、該集塵部の下流側に設けられた吸引部と、該吸引部と前記第１および第２排気口とを接続する排気路と、該排気路の途中に設けられた流路切換部とを前記筐体内に備え、
前記流路切換部が前記第１排気口と前記第２排気口のうちの少なくとも一方が前記吸引部と連通するように前記排気路を切り換えることにより、前記吸込口から前記筐体の内部に吸い込んだ空気が、前記第１排気口と前記第２排気口のうちの少なくとも一方から排出されるように構成されている。
本発明の自走式掃除機は、前記構成を備えていればよく、例えば、吸込口に回転ブラシ（メインブラシ）を設けて清掃効率を高めてもよく、さらに以下のように構成されてもよい。

（１）前記第２排気口が、前記筐体の前半部分と後半部分の境界線上から前の領域に配置されていてもよい。
このようにすれば、自走式掃除機が壁際を前進しながら第２排気口から壁に向かって排気することにより、壁際の塵埃を壁から遠ざかる斜め前方へ吹き飛ばすことができ、壁際の清掃効率を高めることができる。

（２）前記第２排気口が、前記側板の左側と右側の左右対称位置に配置されてもよい。
このようにすれば、自走式掃除機が壁に沿って進む方向が右回りであって左回りであっても同じように壁際および隅部の清掃を行うことができる。

（３）前記吸込口から前記筐体の内部に吸い込んだ空気の排出が、左側の第２排気口と右側の第２排気口のうち選択された一方から排出されるように構成されてもよい。
このようにすれば、壁際の清掃時に、壁と反対側の第２排気口からの排気を停止し、壁側の第２排気口からのみ排気することができ、排気流による壁際の塵埃の吹き飛ばしを効率よく行うことができる。

（４）前記第２排気口が、前記側板の左側と右側に２個ずつ配置されており、
前記排気路は、前記流路切換部の下流側に副流路切換部を有し、
前記副流路切換部は、前記側板の左側または右側の２個の第２排気口のうちの少なくとも一方が前記吸引部と連通するように前記排気路を切り換えるよう構成されてもよい。
このようにすれば、例えば、側板の左側または右側において、２個の第２排気口のうちの一方または両方から排気することができるため、自走式掃除機を使用する室内の壁際および隅部に応じて効果的な清掃を行える排気パターンを選択することができる。

１掃除ロボット（自走式掃除機）
２筐体
２ａ底板
２ｂ天板
２ｃ側板
１０吸引路
１１吸込口
２０集塵部
３０吸引部（電動送風機）
４０、１４０、２４０、３４０排気路
４１第１排気口
４２、１４２第２排気口
４３流路切換部
１４３副流路切換部
Ｘ、Ｙ境界線

Claims

吸込口を有する底板と、第１排気口を有する天板と、前記底板と前記天板との間に設けられた第２排気口を有する側板とを有する筐体を備え、
前記吸込口と接続された吸引路と、該吸引路の下流側に設けられた集塵部と、該集塵部の下流側に設けられた吸引部と、該吸引部と前記第１および第２排気口とを接続する排気路と、該排気路の途中に設けられた流路切換部とを前記筐体内に備え、
前記流路切換部が前記第１排気口と前記第２排気口のうちの少なくとも一方が前記吸引部と連通するように前記排気路を切り換えることにより、前記吸込口から前記筐体の内部に吸い込んだ空気が、前記第１排気口と前記第２排気口のうちの少なくとも一方から排出されるように構成された自走式掃除機。
前記第２排気口が、前記筐体の前半部分と後半部分の境界線上から前の領域に配置されている請求項１に記載の自走式掃除機。
前記第２排気口が、前記側板の左側と右側の左右対称位置に配置されている請求項１または２に記載の自走式掃除機。
前記吸込口から前記筐体の内部に吸い込んだ空気の排出が、左側の第２排気口と右側の第２排気口のうち選択された一方から排出されるように構成された請求項３に記載の自走式掃除機。
前記第２排気口が、前記側板の左側と右側に２個ずつ配置されており、
前記排気路は、前記流路切換部の下流側に副流路切換部を有し、
前記副流路切換部は、前記側板の左側または右側の２個の第２排気口のうちの少なくとも一方が前記吸引部と連通するように前記排気路を切り換えるよう構成された請求項４に記載の自走式掃除機。