JP6378984B2

JP6378984B2 - 自走式掃除機

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Publication number: JP6378984B2
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Authority: JP
Inventors: 拓哉村松
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Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
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Description

本発明は、自走式掃除機に関する。

従来の自走式掃除機として、特許文献１には、筐体の底部前方の左右両側に設けられたサイドブラシと、筐体の底部における左右一対のサイドブラシの間に設けられた吸込口と、筐体内に設けられて吸込口から床面上の塵埃を空気と共に吸引する吸引装置とを備えた自走式掃除機（従来技術１）が開示されている。

また、特許文献１には、筐体の底部前方の左右両側に設けられたノズル孔と、筐体の底部における左右一対のノズル孔の間に設けられた吸込口と、筐体内に設けられて吸込口から床面上の塵埃を空気と共に吸引する吸引装置と、筐体の後部に設けられて吸引装置内に吸い込まれた空気を外部に排出する排気口とを備えた自走式掃除機（従来技術２）が開示されている。

従来技術１の自走式掃除機は、一対のサイドブラシを回転させることによって床面上の塵埃を吸込口へ集めて吸引装置にて吸い込むように構成されているが、床面上から立ち上がる壁の隅部にサイドブラシが届かない。そのため、壁の隅部に溜まった塵埃をサイドブラシによって掻き出して除去することができない。

従来技術２の自走式掃除機では、従来技術１の自走式掃除機の前記課題を解消するために、排気の一部を一対のノズル孔から左右前方へ排出するように構成されている。すなわち、壁側のノズル孔から吹き出た排気風が壁際や壁の隅部に吹き込まれ、それによって壁際や隅部にある塵埃が吹かれて別の場所へ移動する。そして、別の場所に移動した塵埃は吸込口から吸い込まれて除去される。

また、特許文献２には、筐体の底板に設けられた吸込口および左右一対のサイドブラシと、筐体の天板に設けられた第１排気口と、筐体の側板に設けられた第２排気口とを有し、第２排気口から排気風を吹き出すことによって壁の隅部にある塵埃を別の場所に吹き飛ばしサイドブラシにて吸込口側へ集めて吸い込むように構成された自走式掃除機（従来技術３）が開示されている。

特開平８−８９４４８号公報特開２０１３−２２３６５０号公報

従来技術２および３の各自走式掃除機は、壁際や壁の隅部に向かって排気風を吹き出すための専用の排気風路を筐体内に作り込む必要があるため、部品数が増加する、構造が複雑になる、筐体が大型化するといった問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、部品数が増加せず、構造が複雑化せず、筐体が大型化せずにエアーブラシ機能が付加された自走式掃除機を提供するものである。

かくして、本発明によれば、平盤形の筐体と、この筐体内に設けられた集塵部および電動送風機とを備え、
前記筐体は、底部に設けられた吸込口、第１排気口および平面視外周部に設けられた第２排気口を有し、
前記筐体内には、前記第２排気口と前記電動送風機の間に前記筐体の前記外周部の内面に沿って第２排気風路が形成されると共に、前記第１排気口と前記電動送風機の間に第１排気風路が形成され、
前記第２排気口は、前記筐体の前記平面視外周部における左右側部のうちの少なくとも一方に配置されて前方へ向かって開口しており、
前記筐体は、前記第２排気風路からの空気流を前記筐体が直進する方向と略平行方向へ向けて前記第２排気口から外部へ吹き出すように、前記平面視外周部における前記第２排気口と対向する位置に凹部を有している自走式掃除機が提供される。

本発明の自走式掃除機は、第２排気口と電動送風機の間に筐体の外周部の内面に沿って第２排気風路が形成された構造であるため、前方へ空気流を吹き出す第２排気口と電動送風機との間の第２排気風路を筐体の一部を利用して形成することができる。そのため、部品数が増加せず、構造が複雑化せず、筐体が大型化せずにエアーブラシ機能が付加された自走式掃除機を提供することができる。
また、エアーブラシによって自走式掃除機の走路前方へ塵埃を移動させることができるため、自走式掃除機にサイドブラシを設ければ、その塵埃をその後の走行時にサイドブラシで吸込口へ導いて効率よく集塵できる。

本発明の実施形態１に係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。本発明の実施形態１に係る自走式掃除機の平面図である。図１に示される自走式掃除機の正面図である。図１に示される自走式掃除機の側面図である。図１に示される自走式掃除機の背面図である。図１に示される自走式掃除機の底面図である。図１に示される自走式掃除機の平断面図である。図１に示される自走式掃除機の別の平断面図である。図１に示される自走式掃除機の側断面図である。図１に示される自走式掃除機の側断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は実施形態１の自走式掃除機が壁際から隅部に向かって清掃する状態を示す説明図である。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。

（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電気的な構成を示すブロック図である。また、図２は本発明の実施形態１に係る自走式掃除機の平面図であり、図３は図１に示される自走式掃除機の正面図であり、図４は図１に示される自走式掃除機の側面図であり、図５は図１に示される自走式掃除機の背面図であり、図６は図１に示される自走式掃除機の底面図である。また、図７は図１に示される自走式掃除機の平断面図であり、図８は図１に示される自走式掃除機の別の平断面図である。また、図９は図１に示される自走式掃除機の側断面図であり、図１０は図１に示される自走式掃除機の側断面図である。

≪自走式掃除機の構成≫
図１〜図１０に示すように、実施形態１に係る自走式掃除機１は、平盤形の筐体２と、この筐体２内に設けられた集塵部１５および電動送風機１１５とを備える。なお、実施形態１の場合、筐体２は円盤形であるが、これに限定されず、平面的に視た形状は楕円形あるいは四角形、五角形、六角形等の多角形であってもよい。

筐体２は、底部に設けられた吸込口３１、第１排気口３２および外周部に設けられた第２排気口３３を有する。
筐体２内には、第２排気口３３と電動送風機１１５の間に筐体２の外周部後半の内面に沿って第２排気風路３５が形成されると共に、第１排気口３２と電動送風機１１５の間に第１排気風路３４が形成される。
第２排気口３３は、筐体２の外周部における左右側部のうちの少なくとも一方に配置されて前方へ向かって開口し、第２排気風路３５からの空気流を前方へ向けて吹き出すように構成されている。なお、ここで言う「前方」とは、自走式掃除機が直進する方向と平行方向を意味するが、厳密に平行方向でなくてもよく、多少の斜め方向も含まれる。

詳しく説明すると、筐体２は、底部を構成する底板２ａと、天部を構成する天板２ｂと、外周部を構成する側板２ｃと、底板２ａ、天板２ｂおよび側板２ｃにて覆われる内部構造壁２ｄとを含む。なお、内部構造壁２ｄは複数の構造部材を組み合わせて構成される。

図６に示すように、底板２ａは、円形に形成されており、内部構造壁２ｄの下面に取り付けられている。底板２ａは、その前半部には、長方形の前記吸込口３１と、吸込口３１の左右斜め前方位置に形成された後述するサイドブラシ１０を収容する一対の円形孔部２ａ₁と、吸込口３１の左右斜め後方位置に形成された後述する左右一対の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒを収容する一対の開口部２ａ₂とが設けられている。また、底板２ａの後半部の左右中間位置には後輪２６を回転自在に収容する凹部２ａ₃が設けられている。なお、図４と図６と図９においては、後輪２６が前方へ１８０°回動した状態を二点差線で記している。

図２に示すように、筐体２の天板２ｂは、円形に形成されており、内部構造壁２ｄの上面に取り付けられている。天板２ｂは、その前部を構成する前板部２ｂ₁と、中間部から後部に亘って構成する蓋部２ｂ₂とによって分割可能に構成されている。蓋部２ｂ₂における前板部２ｂ₁との境界側の端部には、蓋部２ｂ₂を開閉可能に支持する図示しない一対のヒンジ部が設けられており、各ヒンジ部は天板２ｂに枢着されている。

図１、図４および図６に示すように、側板２ｃは、それぞれ円弧形の前半部２ｃ₁と後半部２ｃ₂とに分割された状態で内部構造壁２ｄに取り付けられており、前半部２ｃ₁はバンパーとして機能するよう図示しない弾発部材を介して内部構造壁２ｄに取り付けられている。前半部２ｃ₁には、前半部２ｃ₁の衝突を検出する衝突センサ１４Ｃが内部に設けられている。さらに、前半部２ｃ₁には、前方および左右斜め前方の３箇所に超音波受信部１４Ａが配置されると共に、３箇所の超音波受信部１４Ａの間の２箇所に超音波送信部１４Ｂが配置されている。誘導信号受信部２４および充電用接続部１３は、筐体２の前部表面の外部から視認できる位置に設けられている。

この自走式掃除機１は、回転ブラシ９、前記サイドブラシ１０、制御部１１を有する回路基板１１Ｓ、充電池１２、充電用接続部１３、障害検出部１４、前記集塵部１５を備えると共に、ジャイロセンサ２０、動力部２１、左右一対の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒ、誘導信号受信部２４、後輪２６を備える。さらにまた、入力部５１、記憶部６１、前記電動送風機１１５、ブラシモータ１１９およびイオン発生器１２０を備える。

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（走行面）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。自走式掃除機１は、障害検出部１４により検出された障害物を自律的に回避して走行し、掃除が終了すると自律的に図示しない充電ステーションに帰還する機能を有する。

また、筐体２の底板２ａにおける前方中央位置と左右のサイドブラシ１０の軸心位置には床面検出センサ１８がそれぞれ配置されている。
自走式掃除機１は、右駆動輪２２Ｒおよび左駆動輪２２Ｌが同一方向に正回転して前進し、中央の超音波受信部１４Ａが配置されている前方へ走行する。また、左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒが同一方向に逆回転して後退し、互いに逆方向に回転しまたは互いに異なる速度で回転することにより旋回する。一方の駆動輪のみが停止する場合を含む。例えば、自走式掃除機１は、障害検出部１４の各センサにより掃除領域の周縁に到達した場合左右の駆動輪を減速させた後に停止させる。その後、左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒを互いに逆方向に回転させて９０°旋回し吸込口３１の大きさに略等しい距離だけ進んでさらに９０°旋回して元の進路と逆方向へ進む。

また、進路上に障害物を検出した場合、自走式掃除機１は減速もしくは停止した後に旋回して障害物を避けるように向きを変え、その障害物が検知されなくなると元の進路の延長に近づくように旋回して走行を続ける。また、各床面検出センサ１８が床面を検知しないときに一旦停止して後退および／または旋回し階段等から落下しないように走行する。このようにして、自走式掃除機１は、設置場所の全体あるいは所望範囲全体に渡って障害物を避けながら自走する。
ここで、前方とは、自走式掃除機１の前進方向（図２において、紙面に沿う上方）をいうものとし、後方とは、自走式掃除機１の後退方向（図２において、紙面に沿う下方）いうものとする。

さらに、自走式掃除機１は、充電台２０１の誘導信号送信部２０３から出射される信号を誘導信号受信部２４で検知し、充電台２０１のある方向を認識する。そして、掃除が終了した場合、充電池１２の充電残量が少なくなった場合、あるいは予め定められた清掃作業の期間が経過した場合などに、充電台２０１のある方向のルートを自律的に走行して、充電台２０１まで帰還する。ただし、障害物があれば、それを避けながら充電台２０１の方向へ移動する。

以下、図１に示す各構成要素を説明する。
図１の制御部１１は、自走式掃除機１の各構成要素の動作を制御する部分であり、主として、ＣＰＵ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ、タイマー等からなるマイクロコンピュータによって実現される。制御部１１は、自走式掃除機１の走行を制御する走行制御部１１ａの機能を含む。

制御部１１を含む回路基板１１Ｓは、集塵部１５より前の内部構造壁１１ｄの前部に設置されている。それに伴い、筐体２の天板２ｂの前板部２ｂ₁の前端部には、回路基板１１Ｓの熱を逃がす複数の空気孔２ｂ₁₁が設けられている。

ＣＰＵは、後述する記憶部６１に予め格納されＲＡＭに展開された制御プログラムに基づいて処理を実行し、各ハードウェアを有機的に動作させてこの発明の清掃機能、走行機能などを実行する。

充電池１２は、自走式掃除機１の各機能要素に対して電力を供給する部分であり、主として、清掃機能および走行制御を行うための電力を供給する部分である。たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、などの充電池が用いられる。
充電池１２の充電は、自走式掃除機１を充電台２０１にドッキングさせた状態で、自走式掃除機１の充電用接続部１３と充電台２０１の充電端子部２０２とを接触させて行う。

障害検出部１４、特に超音波受信部および送信部１４Ａ、１４Ｂは、自走式掃除機１が走行中に、室内の壁や机、いすなどの障害物に接触又は近づいたことを検出する部分であり、壁面や障害物を検出しながらそれに沿って自走式掃除機１が走行するために用いられる。障害検出部１４は、超音波受信部および送信部１４Ａ、１４Ｂを用いて障害物への近接を検出する。超音波受信部および送信部１４Ａ、１４Ｂに代えて、あるいは超音波受信部および送信部１４Ａ、１４Ｂと共に、赤外線測距センサなど他の方式の非接触センサを用いてもよい。
衝突センサ１４Ｃ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出するために、例えば、筐体２の側板２ｃの内部に配置される。ＣＰＵは、衝突センサ１４Ｃからの出力信号に基づいて側板２ｃが障害物に衝突したことを知る。

各床面検出センサ１８は下り階段等の大きな段差を検出する。
ＣＰＵは、障害検出部１４から出力された信号に基づいて、障害物や段差の存在する位置を認識する。認識された障害物や段差の位置情報に基づいて、その障害物や段差を避けて次に走行すべき方向を決定する。なお、左右の床面検出センサ１８は、前方の床面検出センサ１８が段差の検出に失敗した場合や故障した場合に下り階段を検出し、自走式掃除機１の下り階段への落下を防止する。

ジャイロセンサ２０は、自走式掃除機１が走行するとき走行方向の情報を走行制御部１１ａに提供する。
動力部２１は、自走式掃除機１の左右の駆動輪を回転および停止させる駆動モータによって走行を実現する部分である。この実施形態においては左右の駆動輪を独立して正逆両方向に回転させ得るように駆動モータを構成することにより、自走式掃除機１の前進、後退、旋回、加減速などの走行状態を実現している。

誘導信号受信部２４は、赤外線を受信するための赤外線センサであり、筐体２の前方部に配置される。誘導信号受信部２４は、充電台２０１の誘導信号送信部２０３から出射される位置標識信号（ビーコン）等を受信する。

吸込口３１、第１および第２排気口３２、３３は、それぞれ清掃のための空気の吸気および排気を行う部分である。特に、第２排気口３３は、そこから前方に向かって空気を吹き出すことによって壁際の塵埃を隅部へ集め、かつ隅部の塵埃を壁際へ移動させるエアーブラシを発生させる箇所でもある（図１１参照）。なお、これについて詳しくは後述する。

集塵部１５は、室内のゴミやちりを集める清掃機能を実行する部分であり、主として、図示しない集塵容器１５ａと、フィルター部１５ｂと、集塵容器１５ａおよびフィルター部１５ｂを覆うカバー部１５ｃとを備える。また、集塵容器１５ａには、吸込口３１と連通する流入路に通じる流入口１５ａ₁と、電動送風機１１５と連通するダクト部１１４に通じる排気口１５ａ₂とを有する。

筐体２の内部において、集塵部１５の後方には充電池１２および電動送風機１１５が配置されている。
電動送風機１１５は、その上部にダクト部１１４と接続された上方開口状の吸気孔を有すると共に、外周部に第１排気孔１１５ａと第２排気孔１１５ｂとを有しており、その軸心を垂直方向に向けた状態で集塵部１５の後方の右寄りに配置されている。電動送風機１１５は、吸込口３１から空気を吸い込み、その空気を、流入路を介して集塵容器１５ａ内に導き、集塵後の空気を、ダクト部１１４、電動送風機１１５、第１および第２排気風路３４、３５を介して第１および第２排気口３２、３３から外部へ放出する気流を発生させる。

筐体２の内部において、電動送風機１１５の第１排気孔１１５ａは第１排気風路３４を介して第１排気口３２と連通し、電動送風機１１５の第２排気孔１１５ｂは第２排気風路３５を介して第２排気口３３と連通している。

第２排気風路３５は、筐体２の外周部後半の内面、すなわち、側板２ｃの後半部２ｃ₂の内面と、この内面に沿って設けられたリブとによって形成されている。なお、リブは、筐体２の内部構造壁２ｄを構成するリブ２ｄ₁、２ｄ₂や天板２ｃの下面に設けられたリブ等である。また、第２排気口３３は、側板２ｃの後半部２ｃ₂の右側端部２ｃ₂₁を開放端とすることにより縦長の形状に形成されている。一方、側板２ｃの後半部２ｃ₂の左側端部２ｃ₂₂はＬ形に折れ曲がり、側板２ｃの前半部２ｃ₁の左側端部の内側に隙間をもって重ねられている。

このように、第２排気口３３は、側板２ｃの前半部２ｃ₁と後半部２ｃ₂との境界付近における後半部２ｃ₂に配置されている。これに伴い、図３と図４と図８に示すように、側板２ｃの前半部２ｃ₁の右側端部における第２排気口３３と対向する位置に凹部２ｃ₁₁が設けられている。この凹部２ｃ₁₁によって第２排気口３３は前半部２ｃ₁の右側端部によって塞がれることなく前方へ開口している。なお、凹部２ｃ₁₁は前方へ向かうにつれて浅くなる形状である。

図３に示すように、実施形態１の場合、第２排気口３３は、筐体２の厚み方向の下部に配置されているため、第２排気口３３が床面に近くなっている。これにより、床面と平行に近い空気流を床面に対して吹き付けることができる。この結果、床面上から上方への塵埃の舞い上がりを抑制しながら少ない風量でも効率よく前方へ吹き飛ばすことが可能となる。

一方、第１排気口３２は、側板２ｃの後半部２ｃ２における後部左寄りに形成されている。そして、筐体２内における第１排気口３２と電動送風機１５５の第１排気孔１１５ａとの間の空間が、第１排気風路３４とされている。この第１排気風路３４にはイオン発生器１２０が配置されているため、第１排気口３２から外部へ放出される空気流中にはイオン発生器１２０にて発生させたイオンが含まれる。

吸込口３１の奥には、底面と平行な軸心廻りに回転する回転ブラシ９が設けられており、吸込口３１の左右両側には垂直な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やブレード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。なお、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ブラシモータ１１９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。これは、一例であり、サイドブラシ１０を回転させる専用の駆動モータを設けてもよい。

この発明に係る吸塵機構は、以上に説明した集塵部１５、回転ブラシ９、サイドブラシ１０、ブラシモータ１１９、電動送風機１１５を含む。吸塵機構は、回転ブラシ９の回転によって床等の走行面上の塵埃を吸込口３１内へ取り込み、それに合わせて吸込口３１から空気を吸気して集塵部１５の集塵容器１５ａに吸引された塵埃を取り込む。

図７、図８および図１０中の矢印ＡおよびＢに示されるように、吸引された空気は、集塵容器１５ａに配されたフィルター１５ｂを通過してダクト部１１４に流入する。なお、図７において、集塵部１５はカバー１５ｃおよびフィルター１５ｂが取り外された状態で示されている。

ダクト部１１４に流入した空気は、電動送風機１１５の上方開口部から内部へ流入し、図２および図７中の矢印ＣおよびＤで示されるように、電動送風機１１５の第１排気孔１１５ａから第１排気風路３４を通過して第１排気口３２から外部へ放出され、かつ電動送風機１１５の第２排気孔１１５ｂから第２排気風路３５を通過して第２排気口３３から外部へ放出される。なお、第１排気口３２から放出される空気の風量と第２排気口３３から放出される空気の風量の比率は任意であり、実施形態１の場合はほぼ１：１に設定されている。

入力部５１は、ユーザが、自走式掃除機１の動作を指示入力する部分であり、自走式掃除機１の筐体２の表面に、操作パネル、あるいは操作ボタンとして設けられる。
さらに、前述の掃除機本体に設けられた操作パネルや操作ボタンとは別にリモコンユニットが設けられており、このリモコンユニットも入力部５１に相当する。このリモコンユニットに設けられた操作ボタンを押すと、リモコンユニットから赤外線や無線電波信号が送出され、無線通信により動作の指示入力を行う。

入力部５１は、主電源スイッチ５２Ｍ、電源スイッチ５２Ｓおよび起動スイッチ５３を含む。主電源スイッチ５２Ｍは、充電池１２から制御部１１等への給電を回路的にオン／オフするスイッチである。電源スイッチ５２Ｓは、自走式掃除機１の電源をオン／オフするスイッチである。起動スイッチ５３は、清掃作業をスタートさせるスイッチである。入力部５１としては、その他のスイッチ（例えば、充電要求スイッチ、運転モードスイッチ、タイマスイッチ）がさらに設けられる。入力部５１としてのリモコンがユーザからの指示を受けると、制御部１１はこの指示に応答し、例えば動力部２１を制御してユーザが指示する方向へ走行させあるいは走行を停止させる。

記憶部６１は、自走式掃除機１の各種機能を実現するために必要な情報や、制御プログラムを記憶する部分であり、フラッシュメモリ等不揮発性の半導体記憶素子やハードディスク等の記憶媒体が用いられる。

記憶部６１には、例えば、充電池１２の残容量等の状態を示す電池情報６２、自走式掃除機１の走行経路の履歴、現在位置および方向を示す位置情報６３、自走式掃除機１の動作モードを示す動作モード情報７１を格納する。動作モード情報７１は、運転モード７２、スタンバイモード７３およびスリープモード７４を格納する。運転モード７２は、清掃作業中であることを示すデータである。スタンバイモード７３は、自走式掃除機の状態が起動スイッチ５３に応答して掃除を開始できるスタンバイモードであることを示すデータである。スリープモード７４は、節電状態のスリープモードであることを示すデータである。

充電台２０１は、充電端子部２０２および誘導信号送信部２０３を備える。充電台２０１の充電端子部２０２と自走式掃除機１の充電用接続部１３とを電気的に接触することにより、自走式掃除機１は充電台２０１からの電力の供給を受け、自走式掃除機１の充電池１２が充電される。誘導信号送信部２０３は、ビーコン信号を生成する信号生成回路と生成された信号を放射するＬＥＤからなる。

≪自走式掃除機の走行制御≫
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は実施形態１の自走式掃除機が壁際から隅部に向かって清掃する状態を示す説明図である。
通常、充電台２０１は壁際に設置されており、自走式掃除機１は壁際の充電台２０１からスタートする。すなわち、起動スイッチ５３がオンされると、走行制御部１１ａは、動力部２１の駆動モータを回転させて走行を開始する。また、制御部１１は電動送風機１１５およびブラシモータ１１９を回転させて清掃作業をスタートする。また、各超音波受信部１４Ａおよび各超音波送信部１４Ｂが作動する。
なお、ここでは、図１１を参照しながら、自走式掃除機１の走行モードの一例としてジグザグ走行を説明する。

走行を開始すると、図１１（Ａ）に示すように、走行制御部１１ａは、充電台２０１から壁面Ｗ１を右側に見ながら壁面Ｗ１を沿うように自走式掃除機１を矢印Ｘ方向（Ｘ軸方向）へ走行させる。この間、筐体２の右側の第２排気口３３から吹き出る空気流Ｆ₁がエアーブラシのように作用して壁際の塵埃Ｑを前方へ吹き飛ばすと共に、左右一対のサイドブラシ１０が相互に逆回転して周囲の塵埃Ｑを吸込口３１へ集める。

このとき、空気流Ｆ₁は、右側のサイドブラシ１０の回転範囲Ｒ（仮想線の範囲内）を含む前方の領域に吹き付けられる。このようにすれば、サイドブラシ１０をすり抜けた塵埃Ｑをサイドブラシ１０の前方に吹き飛ばすことができるため、サイドブラシ１０によってより確実に塵埃Ｑを吸込口３１側へ掻き集めて除去することができる。すなわち、サイドブラシ１０による掻き集め残しを低減することができる。

そして、障害検出部１４の前方の超音波受信部１４Ａが前方の壁面Ｗ２を検出するまで移動させる。壁面Ｗ１に沿う走行は、右側の超音波受信部１４Ａによる検出に基づいて行う。走行制御部１１ａは、壁面Ｗ１に沿って直進するときの方向をジグザグ走行の開始地点および終了地点を判断するうえでの基準座標軸、即ちＸ軸方向とする。壁面Ｗ１に沿って走行しながら、走行制御部１１ａは、Ｘ軸方向およびそれに直角なＹ方向の位置をジャイロセンサ２０及び左右の駆動輪２２Ｌ、２２Ｒの回転数からの情報に基づいて逐次算出する。そして、走行した位置の履歴を位置情報６３に逐次記録していく。

図１１（Ｂ）に示すように、前方の超音波受信部１４Ａが走行方向前方の障害物である壁面Ｗ２を検出すると、走行制御部１１ａは、その手前の地点で自走式掃除機１を左側（上方から見て反時計方向）へ９０°旋回させる。このとき、壁面Ｗ１と壁面Ｗ２との間の隅部Ｋに押しやられた塵埃Ｑは、空気流Ｆ１が前方の壁面Ｗ２に当たることによってこの壁面Ｗ２に沿って移動するため、隅部Ｋから塵埃Ｑが除去される。またこの際、隅部Ｋを念入りに掃除するために、反時計方向へ９０°旋回した後、逆方向へ旋回し、再び反時計方向へ旋回するようにしてもよく、これを複数回（例えば、２〜５回）繰り返してもよい。

上述のように旋回した後、走行制御部１１ａは、壁面Ｗ２を右側に見ながら壁面Ｗ２に沿うように自走式掃除機１を矢印Ｙ方向（Ｙ軸方向）へ走行させる。この間も空気流Ｆ１によって壁際の塵埃Ｑが前方へ吹き出される。そして、例えば、自走式掃除機１の直径程度の距離を進んだ後、図１１（Ｃ）中の実線矢印で示すように、自走式掃除機１を反時計方向へ９０°旋回させ、その後前進させ、このように直進と旋回を繰り返しながらジグザグに走行させる。あるいは、図１１（Ｃ）中の点線矢印で示すように、壁面Ｗ２に沿って自走式掃除機１を走行させ、壁面Ｗ２と直角に交わる図示しない壁面まで接近すると、反時計方向へ９０°旋回し、その壁際に沿って自走式掃除機１の直径程度の距離を進んだ後、自走式掃除機１を反時計方向へ９０°旋回させ、その後前進させ、このように直進と旋回を繰り返しながらジグザグに走行させる。なお、いずれの場合も、９０°の旋回は、反時計方向と時計方向にそれぞれ２回ずつ交互に行う。これにより、自走式掃除機１がジグザグに走行する。

走行モードが壁際走行の場合、自走式掃除機１は壁面に沿って走行を続け、部屋の各隅部の塵埃をエアーブラシで除去し、サイドブラシ１０で吸込口３１へ集めて集塵部１５に集塵する。
そして、部屋の掃除が終了すると、自走式掃除機１は充電台２０１へ帰還する。この際、自走式掃除機１は前部から充電台２０１へ帰還し、自走式掃除機１の底板２ａの前部に設けられた一対の充電用接続部１３が充電台２０１の充電端子部２０２に接触し、充電池１２が充電される。

なお、自走式掃除機１は、内部構造を左右反転させて左側から空気流を吹き出しながら壁際および隅部を清掃するように構成してもよい。あるいは、左右両側から空気流が吹き出る構造であってもよい。

（実施形態２）
実施形態１では、筐体２の側板２ｃの後半部２ｃ₂および内部構造壁２ｄに設けたリブ２ｄ₁、２ｄ₂等によって第２排気風路３５を形成した場合を例示したが、内部構造壁２ｄに設置する各種部品と側板２ｃの後半部２ｃ₂との間に隙間を形成して第２排気風路を形成してもよい。

（実施形態３）
実施形態１の場合、電動送風機１１５の出力が一定であるために、第２排気口３３からの空気流Ｆ₁の風量も一定であった。
そこで、実施形態３では、図１１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、自走式掃除機１において、前方の超音波受信部１４Ａが前方の壁面Ｗ２を検知すると電動送風機１１５の出力を通常レベルよりも増加させ（例えば、１．３〜１．５倍）、それに伴って第２排気口３３から吹き出る空気流Ｆ₂の風量を増加させてもよい。これにより、塵埃Ｑが溜まりやすい隅部Ｋの清掃力を高めることができる。なお、前方の超音波受信部１４Ａが壁面を検知しなくなれば電動送風機１１５の出力を通常レベルに戻す。

（実施形態４）
実施形態１の場合、自走式掃除機１が壁際以外を走行するときも第２排気口３３から空気流が吹き出す構成であった。
そこで、実施形態４では、例えば、第１および第２排気風路３４、３５にそれぞれ電磁弁を設け、壁際を走行する際は第２排気風路３５の電磁弁のみを開いて全排気を第２排気口３３から吹き出させ、壁際以外を走行する際は第１排気風路３４の電磁弁のみを開いて全排気を第１排気口３２から吹き出させるようにしてもよい。

これにより、電動送風機１１５の出力を増加させることなく隅部の清掃力を高めると共に、壁際以外の走行時には床面に空気流を吹き付けて床面上の塵埃を拡散させないようにすることが可能となる。
なお、電動送風機１１５の排気孔を１箇所とし、排気を２方向に切り替え可能な切替弁を排気孔に設け、切替弁の２箇所の出口に第１および第２排気風路を接続し、切替弁にて第１または第２排気風路に空気を送るように構成してもよい。

（まとめ）
本発明の自走式掃除機は平盤形の筐体と、この筐体内に設けられた集塵部および電動送風機とを備え、
前記筐体は、底部に設けられた吸込口、第１排気口および平面視外周部に設けられた第２排気口を有し、
前記筐体内には、前記第２排気口と前記電動送風機の間に前記筐体の前記外周部の内面に沿って第２排気風路が形成されると共に、前記第１排気口と前記電動送風機の間に第１排気風路が形成され、
前記第２排気口は、前記筐体の前記平面視外周部における左右側部のうちの少なくとも一方に配置されて前方へ向かって開口しており、
前記筐体は、前記第２排気風路からの空気流を前記筐体が直進する方向と略平行方向へ向けて前記第２排気口から外部へ吹き出すように、前記平面視外周部における前記第２排気口と対向する位置に凹部を有している。

本発明の自走式掃除機は次のように構成されてもよい。
（１）前記第２排気風路は、前記筐体の外周部の内面とこの内面に沿って設けられたリブとによって形成されてもよい。
このようにすれば、リブを含む筐体を利用して容易に第２排気風路を形成することができる。

（２）前記筐体の底部から回転可能に突出したサイドブラシをさらに備え、
前記サイドブラシの回転範囲内に向かって前記第２排気口から空気流が吹き出されるようにしてもよい。
このようにすれば、サイドブラシをすり抜けた塵埃があっても、その塵埃をサイドブラシの前方に吹き飛ばすことができるため、サイドブラシによってより確実に塵埃を吸込口側へ掻き集めて除去することができる。なお、ここで言う回転範囲とは、ブラシ先端が回転して描く円の内側領域を意味する。

（３）前記筐体の前記外周部は、前半部と後半部とに分割されてなり、
前記第２排気口は、前記外周部の前記前半部と前記後半部との境界付近における前記後半部に配置されてもよい。
このようにすれば、筐体の外周部の前半部をバンパーとして機能させることができると共に、前記境界付近における後半部の端部を開放端にして第２排気口とすることができるため好都合となる。なお、前半部と後半部は均等に分割されてもよく、均等に分割されていなくてもよい。

（４）前記筐体は、円盤形に形成されると共に、前記境界付近における前記前半部の前記第２排気口と対向する位置に凹部が設けられてもよい。
このようにすれば、円盤形の筐体の前記境界付近と接する接線の方向と進行方向（前方）とが一致するため、第２排気口から前方へ空気流を吹き出させる構造として好適となる。この場合、前半部に凹部を設けることにより、前半部の曲率半径を後半部の曲率半径よりも小さくして第２排気口から前方へ吹き出す空気流を妨げないようにすることが不要となる。したがって、平面的に視て外周部を大きな段差のない連続的なほぼ円形にデザインすることができる。

なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

２筐体
２ａ底板（底部）
２ｂ天板（天部）
２ｃ側板（外周部）
２ｃ₁ 前半部
２ｃ₂ 後半部
２ｃ₁₁ 凹部
２ｄ₁、２ｄ₂ リブ
１０サイドブラシ
１５集塵部
３１吸込口
３２第１排気口
３３第２排気口
３４第１排気風路
３５第２排気風路
１１５電動送風機
Ｆ₁、Ｆ₂ 空気流
Ｒ回転範囲

Claims

平盤形の筐体と、この筐体内に設けられた集塵部および電動送風機とを備え、
前記筐体は、底部に設けられた吸込口、第１排気口および平面視外周部に設けられた第２排気口を有し、
前記筐体内には、前記第２排気口と前記電動送風機の間に前記筐体の前記外周部の内面に沿って第２排気風路が形成されると共に、前記第１排気口と前記電動送風機の間に第１排気風路が形成され、
前記第２排気口は、前記筐体の前記平面視外周部における左右側部のうちの少なくとも一方に配置されて前方へ向かって開口しており、
前記筐体は、前記第２排気風路からの空気流を前記筐体が直進する方向と略平行方向へ向けて前記第２排気口から外部へ吹き出すように、前記平面視外周部における前記第２排気口と対向する位置に凹部を有していることを特徴とする自走式掃除機。
前記第２排気風路は、前記筐体の前記平面視外周部の内面とこの内面に沿って設けられたリブとによって形成されている請求項１に記載の自走式掃除機。
前記筐体の前記底部から回転可能に突出したサイドブラシをさらに備え、
前記サイドブラシの回転範囲内に向かって前記第２排気口から空気流が吹き出される請求項１または２に記載の自走式掃除機。
前記筐体の前記平面視外周部は、前半部と後半部とに分割されてなり、
前記第２排気口は、前記平面視外周部の前記前半部と前記後半部との境界付近における前記後半部に配置された請求項１〜３のいずれか１つに記載の自走式掃除機。
前記筐体は、円盤形に形成されると共に、前記境界付近における前記前半部の前記第２排気口と対向する位置に前記凹部が設けられている請求項４に記載の自走式掃除機。