JP5986794B2 - 自走式電子機器 - Google Patents

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Description

この発明は、自走式掃除機および自走式イオン発生機を含む自走式電子機器に関する。さらに詳しくは、例えば温度センサや湿度センサ等の周囲環境を検知する環境センサを備えた自走式電子機器に関する。
近年、温度センサを有し、周囲の温度をモニタリングする機能を備えた自走式電子機器が知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1の自走式掃除機は、掃除機本体の上面前側に周囲温度を検知するサーミスタ等から成る温度センサを備え、障害物センサ(音波式センサ)を用いて対象物との距離を検知する際に、温度センサによって検知される周囲温度を用いて温度補正するようにしたものである。
特開2007−122327号公報
しかしながら、特許文献1記載の自走式掃除機では、周囲速度を検知する温度センサを、筐体の外部に設けているので、自走式掃除機が室内を自走して、エアコンや温風機などの送風源に近づいた場合、筐体外部に設置された環境センサがこれらの送風源から来る風の影響を直に受けて、周囲環境の温度を正確に検知できないおそれがある。また、自走式電子機器がストーブやヒータなどの高熱源に近づいた場合、温度センサがこれら高熱源からの高熱による損傷を受けるおそれがあり、温度センサの誤動作が生じて正確な熱の検知ができなくなるおそれもある。
一方、筐体の外部ではなく、筐体の内部に例えば温度センサや湿度センサ等の環境センサを設置した場合、電源回路、駆動系回路を構成する基板部品またはモータなど、筐体内部の駆動部からの熱の影響を受けやすくなるため、例えば温度または湿度等の周囲環境を正確に検知できないおそれがある。特に、自走式電子機器の場合、一般の掃除機よりも内部のスペースが限られていることもあり、これらの熱が筐体内部にこもるため、環境センサの誤動作が生じる可能性が高い。また、ユーザの操作による一般の掃除機の動作と異なり、自走式電子機器は自らの判断に従って障害物との衝突を回避しながら動作するため、その動作には規則性がなく、動作状態によっては駆動部からの熱の影響が大きく変動することもあり、温度補正が容易でないという実情もある。
本願発明は、このような自走式電子機器特有の事情に鑑み、自走中の外部環境の変化および筐体内部の発熱源の影響によらず、例えば温度または湿度等の筐体の周囲環境を正確に検知することが可能な自走式電子機器を提供することにある。
この発明は、吸気口および排気口を有し、前記吸気口から空気を吸引して前記排気口から排出するための送風機を収容する筐体と、前記筐体を走行させるための駆動部と、前記筐体の周囲環境の状態を検出するための環境センサと、前記送風機、前記駆動部および前記環境センサを制御するための制御部と、前記筐体の内部に配置され、前記吸気口から吸引された空気を前記排気口に導く主通風路と、前記主通風路から分岐した副通風路とを備え、前記環境センサは、前記副通風路内に設けられる自走式電子機器を提供するものである。
この発明によれば、自走中の外部環境の変化および筐体内部の発熱源の影響によらず、例えば温度または湿度等の筐体の周囲環境を正確に検知可能な自走式電子機器が実現できる。
この発明の第1実施形態に係る自走式電子機器の構成を示す斜視図である。 図1に示される自走式電子機器のA−A矢視断面図である。 図1に示される自走式電子機器の底面図である。 筐体の蓋部が開放され集塵部が取り出された状態を示す図2対応図である。 図1に示される自走式電子機器の筐体の天板および制御基板等を取り外した状態を示す斜視図である。 図1に示される自走式電子機器の電気的な構成を示すブロック図である。 回転ブラシの駆動モータをさらに取り外した分解状態を示す図5対応図である。 図1に示される自走式掃除機における排気路用ダクトが取り付けられたモータユニットを示す斜視図である。 図1に示される自走式掃除機のモータユニットを示す斜視図である。 図1に示される自走式掃除機のモータユニットを示す平面図である。 図1に示される自走式掃除機のモータユニットを示す正面図である。 図1に示される自走式掃除機のモータユニットを示す右側面図である。 図1に示される自走式電子機器における温度センサの実行処理のフローチャートである。 この発明の第2実施形態に係る自走式電子機器の構成を示す斜視図である。 図14に示される自走式電子機器から上部カバーを取り外した状態を示す斜視図である。 図14に示される自走式電子機器のB−B矢視断面図である。 図14に示される自走式電子機器の電気的な構成を示すブロック図である。
この発明は、吸気口および排気口を有し、前記吸気口から空気を吸引して前記排気口から排出するための送風機を収容する筐体と、前記筐体を走行させるための駆動部と、前記筐体の周囲環境の状態を検出するための環境センサと、前記送風機、前記駆動部および前記環境センサを制御するための制御部と、前記筐体の内部に配置され、前記吸気口から吸引された空気を前記排気口に導く主通風路と、前記主通風路から分岐した副通風路とを備え、前記環境センサは、前記副通風路内に設けられる自走式電子機器を提供するものである。
この発明による自走式電子機器において「自走式」とは、駆動部を収容する筐体、筐体を走行させる駆動輪、駆動輪の回転、停止および回転方向等を制御する制御部などを備え、制御部が走行、停止および走行の方向を自ら判断して自立的に走行動作する電子機器を意味し、後述の図面を用いた実施形態によって一例が示される。
「環境センサ」とは、自走中に変化する自走式電子機器の周囲の状態を検知するセンサである。例えば、環境センサは、温度センサ、湿度センサまたは臭いセンサ等である。
「主通風路」とは、吸気口および排気口と連通し、送風機によって吸気口から吸引された空気が排気口に流れる経路である。
「副通風路」とは、主通風路から分岐した経路であり、送風機によって主通風路内に生じる空気の流れの影響を直接受けず、主通風路を流れる空気の流れに沿って間接的に空気の流れが生じる経路である。
この発明による自走式電子機器において、前記環境センサは、温度センサ、湿度センサおよび臭いセンサのうち少なくとも1つを含むものであってもよい。
このようにすれば、自走中の外部環境の変化および筐体内部の発熱源の影響によらず、筐体の周囲の温度、湿度、および/または臭いを正確に検知することができる。
この発明による自走式電子機器において、前記副通風路は、下流端が前記送風機よりも下流側で前記主通風路に合流するように分岐し、前記筐体は、前記副通風路内に空気を取り込むための取込口をさらに有し、前記取込口は、前記副通風路の上流端と連通するものであってもよい。
このようにすれば、前記副通風路は、下流端が前記送風機よりも下流側で前記主通風路に合流するように分岐し、前記筐体は、前記副通風路内に空気を取り込むための取込口をさらに有し、前記取込口は、前記副通風路の上流端と連通するため、副通風路内の空気は、主通風路の空気の流れに沿って流れ、取込口から筐体外部の空気が補充された空気を検知することにより、主通風路の空気の流れの影響を直接受けることなく、筐体の周囲環境の温度、および/または湿度を正確に検知可能な自走式電子機器が実現できる。
「取込口」とは、主通風路を流れる空気の流れに沿って副通風路内に間接的に空気の流れが生じたとき、副通風路内に筐体の外部から空気を補充するための開口部である。
この発明による自走式電子機器において、前記副通風路は、上流端が前記送風機よりも上流側で主通風路から分岐し、前記筐体は、前記副通風路内の空気を排出するための排出口をさらに有し、前記取込口は、前記副通風路の下流端と連通するものであってもよい。
このようにすれば、前記副通風路は、上流端が前記送風機よりも上流側で前記主通風路から分岐するため、主通風路の空気の流れの影響を直接受けることなく、主通風路の空気の流れに沿って流れる副通風路内の空気を検知することにより、筐体の周囲環境の温度、および/または湿度を正確に検知可能な自走式電子機器が実現できる。また、前記筐体は、前記副通風路内の空気を排出するための排出口をさらに有し、前記取込口は、前記副通風路の下流端と連通するため、排出口から筐体内部にこもった空気が排出されるため、筐体内部の駆動源の熱による影響を受けにくい。
「排出口」とは、主通風路を流れる空気の流れに沿って副通風路内に間接的に空気の流れが生じたとき、副通風路内にこもった空気を筐体の外部へ排出するための開口部である。
この発明による自走式電子機器において、前記制御部は、前記送風機が動作を開始してから予め定められた時間の経過後に前記環境センサに測定を開始させるものであってもよい。
このようにすれば、前記制御部は、前記送風機が動作を開始してから予め定められた時間の経過後に前記環境センサに測定を開始させるため、送風機が停止中であっても、送風機の動作開始後予め定められた時間の経過後に環境センサに測定を開始させるため、筐体内部にこもった熱の影響を受けにくく、筐体の周囲環境の温度、および/または湿度を正確に検知可能な自走式電子機器が実現できる。
この発明による自走式電子機器において、前記自走式電子機器は、掃除機またはイオン発生機であってもよい。
このようにすれば、前記自走式電子機器は、掃除機またはイオン発生機であるため、自走中の経路上に存在する発熱源の存在によらず、また筐体内部にこもった熱の影響を受けないで正確な温度検知が可能な掃除機またはイオン発生機を実現できる。
〔第1実施形態〕
<自走式掃除機の構成>
次に、この発明の第1実施形態に係る自走式電子機器として、以下に自走式掃除機1を例に説明する。この事例は、単なる一例であり、自走式電子機器としては、上述した概念を含むことはもちろんである。
以下、図面に基づき、この発明の第1実施形態に係る自走式掃除機1について説明する。
図1は、この発明の第1実施形態に係る自走式掃除機1の構成を示す斜視図である。図2は、図1に示される自走式掃除機1のA−A矢視断面図である。図3は、図1に示される自走式掃除機1の底面図である。図4は、筐体の蓋部2が開放され集塵部が取り出された状態を示す図2対応図である。図5は、図1に示される自走式掃除機1の筐体2の天板2bおよび制御基板等を取り外した状態を示す斜視図である。図6は、図1に示される自走式掃除機1の電気的な構成を示すブロック図である。
この発明の第1実施形態に係る自走式掃除機1は、設置された場所の床面F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F上を掃除する自走式の掃除機である。
自走式掃除機1は、円盤形の筐体2を備え、この筐体2の内部または外部に、回転ブラシ9、サイドブラシ10、集塵ボックス30、電動送風機22を有する送風部、一対の駆動輪29、後輪26および前輪27、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。
この自走式掃除機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、集塵ボックス30が配置されている部分が中間部である。
第1実施形態において、この発明の駆動部は、電動送風機22、イオン発生装置28、走行モータ51、駆動モータMなどに相当する。この発明の走行部は、走行モータ51、駆動輪29、後輪26および前輪27によって実現される。また、この発明の環境センサは、湿度センサ53、温度センサ56、および/または臭いセンサ52に相当する。この発明の吸気口は、吸込口6に相当し、この発明の排気口は、排気口7に相当する。また、この発明の主通風路は、矢印MR1,MR2およびMR3(図2、図9および図12)に示される経路(第1吸気路11および第2吸気路12、モータユニット20内の一部の経路)に相当し、この発明の副通風路は、矢印SR1(図2および図12)に示される経路(モータユニット20内の一部の経路)に相当する。
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に対して集塵ボックス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平面視円環形の側板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付近には排気口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、側板2cの前部は前後に摺動可能なバンパー2dとして機能する。
また、図4に示されるように、筐体2の内部において、前方部に電動送風機22を有するモータユニット(送風部)20、イオン発生装置28(図5参照)等を収納する前方収納室R1を有し、中間部に集塵ボックス30を収納する中間収納室R2を有し、後方部に制御部の制御基板15、バッテリー14、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第1吸気路11および第2吸気路12を有している。第1吸気路11は吸込口6と中間収納室R2とを連通し、第2吸気路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、第1吸気路11および第2吸気路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、平面視円形の筐体2の中心を通る中心線C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、それぞれの駆動輪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2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27によって遮ることなく吸込口6に導くことができる。
吸込口6は、床面Fに対面するよう筐体2の底面(底板2aの下面)に形成された凹部8の開放面である。この凹部8内には、筐体2の底面と平行な第1軸心廻りに回転する回転ブラシ9が設けられており、凹部8の左右両側には筐体2の底面と垂直な第2回転軸心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、回転軸の下端にブラシ束を放射状に設けることにより形成されている。回転ブラシ9の回転軸および一対のサイドブラシ10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駆動モータM(図5参照)とプーリおよびベルト等を含む動力伝達機構を介して連結されている。
図3に示されるように、筐体2の底面と前輪27との間には床面Fを検知する床面検知センサ13が配置され、左右の駆動輪29の側部前方には同様の床面検知センサ19が配置されている。床面検知センサ13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、一対の駆動輪29が停止するように制御部が制御する。また、床面検知センサ13が故障した場合、床面検知センサ19が下り階段を検知して一対の駆動輪29を停止することができるため、自走式掃除機1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19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29に下り階段を回避して走行するように制御してもよい。
制御基板15には、自走式掃除機1における駆動輪29、回転ブラシ9、サイドブラシ10、電動送風機22等の各要素を制御する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掃除機1は、室内に設置されている充電台40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。
バッテリー14は、充電端子4を介して充電台40から充電され、制御基板15、駆動輪29、回転ブラシ9、サイドブラシ10、電動送風機22、各種センサ等の各要素に電力を供給する。
集塵ボックス30は、通常、筐体2内における一対の駆動輪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、集塵ボックス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を開いて集塵ボックス30を出し入れすることができる。
集塵ボックス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、集塵ボックス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の第1吸気路11と連通する流入路34と、筐体2の第2吸気路12と連通する排出路35とが設けられている。
自走式掃除機1全体の動作制御を行う制御部は、図6に示されるように、CPU15aおよびその他の図示しない電子部品で構成された制御回路を有する制御基板15と、走行マップ18aを記憶する記憶部18、電動送風機22を駆動するためのモータドライバ22a、駆動輪29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内の排気口7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、温度センサ56およびその制御ユニット56a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づいて、モータドライバ22a、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22、走行モータ51およびルーバー17を駆動制御して、一連の掃除運転およびイオン放出運転を行う。
また、CPU15aは、ユーザによる自走式掃除機1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、自走式掃除機1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、自走式掃除機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、予めユーザによって記憶部18に記憶させるか、あるいは自走式掃除機1自体が掃除運転中に自動的に記録することができる。
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。自走式掃除機1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。自走式掃除機1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、自走式掃除機1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。自走式掃除機1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、自走式掃除機1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。
温度センサ56は、筐体2の外部周辺の温度を検知する。温度センサ56としては、例えば、熱電対やサーミスタなどの温度センサを用いることができる。第1実施形態においては、デジタル温度センサ、TMP175またはTMP75を用いる。CPU15aは制御ユニット56aを介して温度センサ56と接続されており、温度センサ56からの出力信号に基づいて筐体2の外部周辺の温度情報を得る。
このように構成された自走式掃除機1において、掃除運転の指令により、電動送風機22、イオン発生装置28、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の第1吸気路11を通り、集塵ボックス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を通って筐体2の第2吸気路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。
集塵ボックス30から筐体2の第2吸気路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、第1排気路24aおよび第2排気路24bを流通する(図9参照)。後述するが、第2排気路24bを流通する気流にはイオン発生装置28が放出するイオンが含まれる。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、後方の斜め上方にイオンを含む気流が排気される。これにより、床面F上の掃除が行われると共に、自走式掃除機1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、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。なお、イオン発生装置28から放出されるイオンは、負イオンと正イオンのどちらか一方、又はその両方でもよい。負イオンと正イオンの両方を放出する場合、特に優れた空気の浄化、殺菌あるいは消臭の効果がある。
また、後述するが、第2排気路24bを流通する気流の一部は、凹部8に導かれてもよい。このようにすれば、吸込口6から第1吸気路11に導かれる気流内にイオンが含まれるため、集塵ボックス30の集塵容器31内およびフィルタ部33の除菌および脱臭を行うことができる。
また、自走式掃除機1は、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、自走式掃除機1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、自走式掃除機1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、自走式掃除機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、集塵ボックス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掃除機1の重量バランスが維持される。
自走式掃除機1は、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、自走式掃除機1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、排気口7からイオンを含む気流を放出することができる。
自走式掃除機1は、掃除が終了すると充電台40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。
また、自走式掃除機1は、充電台40に帰還した状態で電動送風機22およびイオン発生装置28を駆動することができる。これにより、排気口7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、自走式掃除機1は、イオン放出運転を単独で実行することも可能である。
自走式掃除機1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自走式掃除機1に送信して遠隔操作できるようにしてもよい。
<回転ブラシの駆動モータの冷却構造>
筐体2の内部において、集塵ボックス30が収納される中間収納室R2は、仕切り壁39によって四方の周面および底面が覆われた隔離室であり、前壁を除く各壁面は閉塞されている。中間収納室R2の前壁には、凹部8に連通する第1吸気路11と、凹部8の上方に配置されて後述するモータユニット20に連通する第2吸気路12が設けられている。
図7は、回転ブラシ9の駆動モータMをさらに取り外した分解状態を示す図5対応図である。図8は、図1に示される自走式掃除機1における排気路用ダクトが取り付けられたモータユニット20を示す斜視図である。図9は、図1に示される自走式掃除機1のモータユニット20を示す斜視図である。図10は、図1に示される自走式掃除機1のモータユニット20を示す平面図である。図11は、図1に示される自走式掃除機1のモータユニット20を示す正面図である。図12は、図1に示される自走式掃除機1のモータユニット20を示す右側面図である。
送風部であるモータユニット20は、樹脂成形品であるハウジング21と、ハウジング21内に収納される電動送風機22とを備えている。
電動送風機22は、ターボファン(不図示)と、ターボファンを覆うモータケース22bとから構成されている。電動送風機22のモータケース22bは、その正面に吸気口(不図示)を有すると共に、周面における左右両側に排気口(不図示)を有している。なお、筐体2内にモータユニット20が組み付けられた状態において、モータユニット20の正面は筐体2の後方に面しているため、モータユニット20の正面は組付け状態において後面となっている。よって、図9〜12を用いたモータユニット20の説明における「正面」とは、図1〜5においてはモータユニット20の「後面」を意味する。
ハウジング21は、その正面中央位置にモータケース22bの吸気口に対向する開口部23を有し、左右両側にモータケース22bの各排気口にそれぞれ連通する第1排気路24aおよび第2排気路24bを有し、さらに、正面の開口部23の横(この場合、左横)に通風口24cを有している。第1、第2排気路24a、24bは、筐体2の上面に設けられた排気口7(図2参照)に連通している。すなわち、ハウジング21は、筐体2が前進する方向を前方とした前後左右上下方向に面する壁面を有し、後面の中央位置に開口部23が配置され、後面における開口部23の左側に通風口24cが配置され、上面の左右両側に第1、第2排気路24a、24bが配置されている。
また、図8に示されるように、ハウジング21の開口部23には第2吸気路12を構成する第2吸気路用ダクト12Aが取り付けられる。この第2吸気路用ダクト12Aが取り付けられたモータユニット20において、通風口24cは第2吸気路用ダクト12Aによって覆われていない。
図5と図7に示されるように、回転ブラシ9を回転させる駆動モータMは、そのシャフトが水平軸心廻りに回転するよう第2吸気路用ダクト12Aの横(この場合、左横)に配置されている。これにより、モータユニット20の通風口24cは駆動モータMと対向する。
このように、電動送風機22を含む気流の流路が筐体2内の前方収納室R1に集約して配置されている。このため、制御基板15およびバッテリー14を後方収納室R3に集約して配置することができ、この結果、配線等が削減されて筐体2の小型化を図ることができる。また、気流の流路が制御基板15から離れるため、流路から漏れた気流に含まれる塵埃が制御基板15に付着することによって生じる故障を低減することができる。
第2排気路24bには一対の電極28aを有したイオン発生装置28が配置されている。電極28aには交流波形またはインパルス波形から成る電圧が印加され、電極28aのコロナ放電により生成されたイオンが第2排気路24bに放出される。
また、第2排気路24bの下部には正面を開口した戻り口25が設けられている。戻り口25はハウジング21の正面に突出する突出部25aにより上方を覆われ、開口面を凹部8(図2参照)の壁面に沿った曲面に形成される。これにより、戻り口25は凹部8の壁面に設けた孔部(不図示)を介して凹部8内に臨み、第2排気路24bを流通するイオンを含む気流の一部が吸気側に導かれる。
上記構成の自走式掃除機1において、掃除運転が指示されると、電動送風機22、イオン発生装置28、駆動輪29、回転ブラシ9およびサイドブラシ10が駆動される。これにより、筐体2は回転ブラシ9、駆動輪29および後輪26が床面Fに接地して所定の範囲を自走し、吸込口6から床面Fの塵埃を含む気流が吸い込まれる。この時、回転ブラシ9の回転によって床面F上の塵埃が掻き上げられて凹部8内に導かれる。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から吸い込まれた気流は、図2中の矢印A1に示されるように、後方の第1吸気路11を通って集塵ボックス30に流入する。集塵ボックス30に流入した気流はフィルタ部33により塵埃を捕集された後、集塵ボックス30から流出する。これにより、集塵容器31内に塵埃が集塵して堆積する。集塵ボックス30から流出した気流は、図2中の矢印A2に示すように、前方の第2吸気路12を通って開口部23からモータユニット20の電動送風機22に流入する。
電動送風機22を通過した気流は、第1排気路24aおよび第2排気路24bを流通し、第2排気路24bを流通する気流にはイオンが含まれる。そして、図2中の矢印A3に示されるように、筐体2の上面の排気口7から後方斜め上に向けてイオンを含む気流が排気される。これにより、室内の掃除が行われるとともに、自走する筐体2の排気に含まれるイオンが室内に行き渡って室内の除菌や脱臭が行われる。この時、排気口7から上方に向けて排気するので、床面Fの塵埃の巻き上げを防止して室内の清浄度を向上することができる。
第2排気路24bを流通する気流の一部は、図11中の矢印A4に示されるように、戻り口25を介して凹部8(図2参照)に導かれる。このため、吸込口6から第1吸気路11に導かれる気流内にイオンが含まれる。これにより、集塵ボックス30の集塵容器31やフィルタ部33の除菌および脱臭を行うことができる。
また、第1排気路24aを流通する気流の一部は、通風口24cからハウジング21の外部へ流出した直後に駆動モータMに当たり、これにより駆動モータMが冷却される(図5、図7参照)。なお、駆動モータMを冷却した気流は、筐体2内の各部品の間をすり抜けて、筐体2内から前輪27、一対の駆動輪29および後輪26を外部へ突出させるために底板2aに形成された貫通孔や筐体2の隙間等から外部へ排出される。
このように、回転ブラシ9の回転駆動時に生じる駆動モータMの熱を、排気される気流の一部を冷却風として利用して除去できるため、駆動モータMの熱による故障を防止できると共に、駆動モータMの耐久期間(寿命)を延ばすことができる。このような駆動モータMの冷却効果は、回転ブラシ9を高速回転させる場合に特に有効である。また、この冷却風により筐体2内に熱がこもることが防止されるため、他のモータや電子部品にも好影響を与えることができると共に、冷却風を生じさせるための専用のファンや通風路を設ける必要がないため、筐体2の大型化とコストアップを回避することができる。
なお、本実施形態では、モータユニット20のハウジング21の正面左側に通風口24cおよび回転ブラシ9の駆動モータMを配置し、モータユニット20の正面の右側に一対の電極28aを有したイオン発生装置28と戻り口25と突出部25aを配置した場合を例示したが、これらは左右逆の位置に配置されてもよい。また、通風口24cはハウジング21の正面における開口部23の左右両側に設けられてもよい。この場合、一方の通風口を駆動モータMの冷却に用い、他方の通風口から筐体2内に気流を積極的に流して筐体2内に熱気がこもらないようにすることができる。
<温度センサの取り付け位置>
次に、温度センサ56の取り付け位置について説明する。なお、以下の説明においては、環境センサの一例として、温度センサ56を取り付ける場合について説明するが、他の環境センサについても同様に取り付けることができるものである。
図2に示されるように、温度センサ56は、図のX部に取り付けられる。電動送風機22の吸引力により吸込口6より吸引された空気は、図2の矢印A1およびA2に示されるように、筐体2の第1吸気路11および第2吸気路12を通って、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、後方の斜め上方にイオンを含む気流が排気される。
一方、上記の経路(主通風路)に分岐するように、モータユニット20内において図2の矢印SR1の経路に沿って副通風路が設けられている。副通風路内の空気は、矢印MR3によって示される主通風路の空気の流れに沿って矢印SR1の向きに流れ、ハウジング21の例えば下面に設けられた開口(不図示)からモータユニット20内にモータユニット20の外部の空気が補充される。ここで、図12に示すように、副通風路SR1は、主通風路MR3がその途中で流路の断面を広げることによって形成されている。なお、副通風路SR1は、主通風路MR3から壁などで物理的に隔てられて形成されてもよい。この場合には、電動送風機22から排気される空気が温度センサ56に直接当たることをより効果的に防止することができる。
また、筐体2には外部の空気をモータユニット20内の副通風路SR1に導くための取込口が設けられてもよい。当該取込口は、例えば筐体2の底板2aに設けられてもよく、バンパー2dと底板2aまたは天板2bとの間に隙間を設けるようにして構成されてもよい。
図9〜図12に示されるように、モータユニット20の第2排気路24b内のX部に温度センサ56が設けられる。図12において、矢印MR3で示される主通風路の空気の流れを受けて、矢印SR1で示されるように、筐体2の下部から副通風路内に空気が引き込まれる。
このように副通風路内に補充された空気を温度センサ56により検知することで、電動送風機22によって吸引される強い空気の流れを直接受けることなく、筐体2の周囲環境の温度を正確に検知できる。
<温度センサの測定前処理>
次に、図13に基づき、温度センサ56の測定前の処理について説明する。図13は、図1に示される自走式掃除機1における温度センサ56の実行処理のフローチャートである。なお、温度センサ56は一例であり、以下に説明する測定前の処理はその他の環境センサについても適用可能である。
図13に示されるように、CPU15aは、温度測定の開始時に電動送風機22が停止中か否かを判断する(ステップS1)。
電動送風機22が停止中の場合(ステップS1の判定がYesの場合)、続くステップS2において、CPU15aは、電動送風機22を起動させ、時間計測を開始する(ステップS2)。
続いて、CPU15aは、電動送風機22の起動開始後60秒を経過すると、温度センサ56に温度測定を開始させる(ステップS4)。
一方、電動送風機22が停止中でない(すなわち、電動送風機22が動作中である)場合(ステップS1の判定がNoの場合)、CPU15aは、ステップS4に進み、直ちに温度センサ56に温度測定を開始させる。なお、電動送風機22が動作を開始してから60秒を経過した場合に温度センサ56に温度測定を開始させてもよい。例えば、電動送風機22が動作を開始してから60秒以内は、温度センサ56による温度測定を中止する処理を行うことが考えられる。
このように、温度測定開始時に電動送風機22が停止中であったとしても、CPU15aは、電動送風機22の起動開始後、予め定められた時間の経過後に温度センサ56に測定を開始させるため、筐体2の内部にこもった空気が排出され、筐体2の外部から取り込まれた周囲の空気の温度が測定の対象となり、筐体2の内部にこもった熱の影響を受けることなく、周囲環境の温度を正確に検知できる。
なお、電動送風機22の起動開始後温度測定開始までの経過時間は、電動送風機22の特性等に合わせて予め調整する。
〔第2実施形態〕
<自走式イオン発生機の構成>
次に、この発明の第2実施形態に係る自走式電子機器として、以下に自走式イオン発生機201を例に説明する。この事例は、単なる一例であり、自走式電子機器としては、上述した概念を含むことはもちろんである。
以下、図面に基づき、この発明の第2実施形態に係る自走式イオン発生機201について説明する。
なお、第1実施形態に係る自走式掃除機1に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
図14は、この発明の第2実施形態に係る自走式イオン発生機201の構成を示す斜視図である。図15は、図14に示される自走式イオン発生機201の筐体2の天板2bおよび制御基板等を取り外した状態を示す斜視図である。図16は、図14に示される自走式イオン発生機201のB−B矢視断面図である。図17は、図14に示される自走式イオン発生機201の電気的な構成を示すブロック図である。
イオンを含む空気を放出する部屋の所定の位置に充電台40が設置される。充電台40と自走式イオン発生機201とを接続することにより、自走式イオン発生機201は充電台40と接触した状態で充電台40からの電力の供給を受け、自走式イオン発生機201のバッテリー206を充電する。また、自走式イオン発生機201は、充電台40から離れ自動、走行しながらイオン発生機能を実行する。
この発明の自走式イオン発生機201は、設置された場所の床面Fを自走しながら、周囲の空気を吸い込み、生成されたイオンを含む空気を排気することにより除菌等を行うものである。この発明の自走式イオン発生機201は、充電池の容量が低下したり、所定の消臭等の処理が終了したりすると、自律的に充電台40に帰還する機能を有する。
図14に示されるように、自走式イオン発生機201は、円盤形の筐体2を備え、この筐体2の内部または外部に、イオン発生装置28、制御部213、バッテリー206、モータドライバ22a、複数の駆動輪215、後輪217および前輪216からなる車輪、排気口241、吸込口242、受信部292、吸込口242を開閉する吸込口用蓋209、吸込口用蓋209を駆動する吸込口用蓋駆動部210、排気口241を開閉する排気口用蓋211、排気口用蓋211を駆動する排気口用蓋駆動部212および各部を統合的に制御する制御部213が設けられている。その他の構成要素が設けられている。
図14および図16において、受信部292および前輪216が配置されている部分を前方部、後輪217が配置されている部分を後方部と呼ぶ。
第2実施形態において、この発明の駆動部は、電動送風機22、イオン発生装置28、走行モータ51、駆動モータMなどに相当する。この発明の走行部は、走行モータ51、駆動輪215、後輪217および前輪216によって実現される。また、この発明の環境センサは、湿度センサ53、温度センサ56、および/または臭いセンサ52に相当する。この発明の吸気口は、吸込口242に相当し、この発明の排気口は、排気口241に相当する。また、この発明の主通風路は、矢印MR1,MR2およびMR3(図15および図16)に示される経路(第1吸気路11および第2吸気路12など)に相当し、この発明の副通風路は、矢印SR1(図15および図16)に示される経路に相当する。
筐体2は、図1に示される第1実施形態に係る自走式電子機器と同様に、シャシーを構成する平面視円形の底板2aおよび側板2cと、バンパー2dと、側板2cおよびバンパー2dの上部を塞ぐ平面視円形の天板2bとから構成されている。
吸込口242は天板2bの中心よりもやや後方側に形成され、排気口241は天板2bの中心よりもやや前方側に形成されている。
吸込口242と排気口241は、充電等の非稼働時に、ほこりや異物が吸込口242や排気口241から侵入することを防止するために、可動式の吸込口用蓋209や排気口用蓋211によって開閉可能となっている。
また、自走式イオン発生機201は、一対の駆動輪215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静止した状態で旋回する。例えば、自走式イオン発生機201が、室内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215が停止し、一対の駆動輪215を互いに逆方向に回転して向きを変える。これにより、自走式イオン発生機201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。
また、自走式イオン発生機201は、受信部292によって、充電台40の送信部202から出射される信号を検知して充電台40のある方向を認識し、たとえば、バッテリー206の充電残量が少なくなった場合、あるいは設定された自動運転タイマーの設定時間が経過した場合に、自動的に、充電台40のある方向にほぼ直線的に進行して、充電台40まで帰還する。
さらに、この発明では、帰還しようとするときに、充電台40からの信号が検知できない場合は、自走式イオン発生機201は、一旦静止して、その場で1回転(360°回転)し、充電台40からの信号が検知されるか否かを確認し、充電台40が存在する方向を検知するようにしてもよい。
信号が検知された場合、検知されたときの受信部292の前方方向に、充電台40があると認識し、直線的に充電台40の方向へ向かって走行する。ただし、障害物があれば、それを避けながら、充電台40の方向へ移動する。
以下、図17に示す各構成要素を説明する。
自走式イオン発生機201全体の動作制御を行う制御部213は、図17に示されるように、制御部およびその他の図示しない電子部品で構成された制御回路を有する制御基板214と、走行マップ18aを記憶する記憶部18、電動送風機22を駆動するためのモータドライバ22a、駆動輪215の走行モータ51を駆動するためのモータドライバ51a、吸込口242を開閉する吸込口用蓋209、吸込口用蓋209を駆動する吸込口用蓋駆動部210、排気口241を開閉する排気口用蓋211、排気口用蓋211を駆動する排気口用蓋駆動部212、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、温度センサ56およびその制御ユニット56a等を備えて構成される。各構成要素の詳細は、第1実施形態に係る自走式掃除機1と同様である。
<温度センサの取り付け位置>
以下において、環境センサの一例として温度センサ56の取り付け位置について説明する。
図15および図16に示されるように、温度センサ56は、筐体2の内部のX部に取り付けられる。図16に示されるように、電動送風機22の吸引力により吸込口242より吸引された空気は、図2の矢印MR1およびMR2に示されるように、筐体2の主通風路内を通って、筐体2の上面に設けた排気口241から、図16の矢印MR3に示されるように、前方の斜め上方にイオンを含む気流が排気される。
一方、上記の経路(主通風路)に分岐するように、図15および図16の矢印SR1の経路に沿って副通風路SR1が設けられている。副通風路SR1内の空気は、主通風路(矢印MR1,MR2およびMR3)の空気の流れに沿って矢印SR1の向きに流れ、副通風路SR1内に筐体2の外部の空気が補充される。また、副通風路SR1内に空気がこもらないよう、副通風路SR1の先には、空気が排出するための排出口(隙間など)を筐体2の内部に設ける。なお、本実施形態においても、副通風路SR1は、主通風路MR1から壁などで物理的に隔てられて形成されてもよい。
第2実施形態の自走式イオン発生機201においても、第1実施形態の自走式掃除機1と同様に、主通風路MR1を流れる空気の流れに沿って副通風路SR1内に補充された空気を温度センサ56により検知することで、電動送風機22によって吸引される強い空気の流れを直接受けることなく、筐体2の周囲環境の温度を正確に検知できる。また、図13に示されるような処理に従って、電動送風機22の起動開始後予め定められた時間の経過後に温度センサ56の測定を開始する。
また、自走式掃除機1や自走式イオン発生機201の他、一般の自走式電子機器においても、同様の位置に環境センサを設置することにより、同じ効果が得られる。
1:自走式掃除機
2:筐体
2a:底板
2b:天板
2c:側板
2d:バンパー
3:蓋部
4:充電端子
6:吸込口
7:排気口
8:凹部
9:回転ブラシ
10:サイドブラシ
11:第1吸気路
12:第2吸気路
12A:第2吸気路用ダクト
13:床面検知センサ
14:バッテリー
15:制御基板
15a:CPU
17:ルーバー
17a:制御ユニット
18:記憶部
18a:走行マップ
19:床面検知センサ
20:モータユニット
21:ハウジング
22:電動送風機
22a:モータドライバ
22b:モータケース
23:開口部
24a:第1排気路
24b:第2排気路
24c:通風口
25:戻り口
25a:突出部
26:後輪
27:前輪
28:イオン発生装置
28a:電極
29:駆動輪
30:集塵ボックス
31:集塵容器
32:カバー部
33:フィルタ部
34:流入路
35:排出路
39:仕切り壁
40:充電台
41:端子部
51:走行モータ
51a:モータドライバ
52:臭いセンサ
52a:制御ユニット
53:湿度センサ
53a:制御ユニット
54:人感センサ
54a:制御ユニット
55:接触センサ
55a:制御ユニット
56:温度センサ
56a:制御ユニット
201:自走式イオン発生機
202:送信部
206:バッテリー
208:フィルタ
209:吸込口用蓋
210:吸込口用蓋駆動部
211:排気口用蓋
212:排気口用蓋駆動部
213:制御部
214:制御基板
215:駆動輪
216:前輪
217:後輪
220:充電端子
241:排気口
242:吸込口
292:受信部
C:中心線
F:床面
M:駆動モータ
MR1,MR2,MR3:主通風路
R1:前方収納室
R2:中間収納室
R3:後方収納室
S:側壁
SR1:副通風路

Claims (5)

  1. 吸気口および排気口を有し、前記吸気口から空気を吸引して前記排気口から排出するための送風機を収容する筐体と、
    前記筐体を走行させるための駆動部と、
    前記筐体の周囲環境の状態を検出するための環境センサと、
    前記送風機、前記駆動部および前記環境センサを制御するための制御部と、
    前記筐体の内部に配置され、前記吸気口から吸引された空気を前記排気口に導く主通風路と、
    前記主通風路から分岐した副通風路とを備え、
    前記環境センサは、前記副通風路内に設けられ
    前記副通風路は、上流端が前記送風機よりも上流側で前記主通風路から分岐し、
    前記筐体は、前記副通風路内に空気を取り込むための取込口および前記副通風路内の空気を排出するための排出口をさらに有し、
    前記取込口は、前記副通風路の下流端と連通することを特徴とする自走式電子機器。
  2. 前記制御部は、前記送風機が動作を開始してから予め定められた時間の経過後に前記環境センサに測定を開始させる請求項1に記載の自走式電子機器。
  3. 前記環境センサは、温度センサ、湿度センサおよび臭いセンサのうち少なくとも1つを含む請求項1または2に記載の自走式電子機器。
  4. 前記副通風路は、下流端が前記送風機よりも下流側で前記主通風路に合流するように分岐し、
    前記筐体は、前記副通風路内に空気を取り込むための取込口をさらに有する請求項1に記載の自走式電子機器。
  5. 前記自走式電子機器は、掃除機またはイオン発生機である請求項1ないし4のいずれか1つに記載の自走式電子機器。
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