JP6852854B2 - 上下左右回転式のロボット清浄機 - Google Patents

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Description

本発明は、清浄部の上下左右の回転が可能なロボット清浄機に関する。
自律走行が可能なロボットが掃除の機能を実行するロボット掃除機（ｒｏｂｏｔ ｃｌｅａｎｅｒ）が広く使用されている。また、自律走行が可能なロボットが、空気清浄の機能を実行するロボット清浄機（ｒｏｂｏｔ ｐｕｒｉｆｉｅｒ）も特許文献１以降、継続的に開発されている。
ロボット掃除機とは異なり、ロボット清浄機は、使用スペースのすべての床面をもれなく走行する必要がない代わりに、単位空間（例えば、一般的な家庭の場合、部屋、キッチン、リビングルームなど）内の一地点に走行して、該当空間の空気清浄が必要と判断されると、空気清浄を行う。
空気清浄機で浄化された空気が吐出される方向を転換させる技術は、公知の技術である。
しかし、空気清浄機は、ある場所に固定されるように設置され、空間全体の空気の循環のために、主に上方に吐出するという点からみると、空気が吐出される方向を転換する必要性が少ない。
これに反して、ロボット清浄機は、移動しながら空気を清浄しなければならないため、空気の質が低下した空間に移動して、空気の質が良くない部分の空気を集中的に吸入するために使用することができ、空気吸入口の方向を調節することが望ましい。
また、使用者によっては、使用者に向けて浄化された空気を集中的に吐出するようにしたり、または上方に吐出して単位空間全体に浄化された空気を循環させようとする。したがって、空気吐出口の方向を調節することもロボット清浄機に要求される機能である。
韓国実用新案番号第２０−０３３３８８０号 米国特許登録番号第９，３９２，９２０号 日本公開特許番号第２００５−１１１４３２号
本発明は、前記のような問題点を解決するために案出されたものである。
具体的には、空気吸入口と空気吐出口の方向を上下左右に回転させることができるロボット清浄機を提供しようとする。
前記のような課題を解決するための本発明の一実施形態は、空気を吸入して浄化した後に吐出する清浄部１００；及び前記清浄部１００の下段に位置して、自律走行が可能な走行部２００を含み、前記清浄部１００は、水平方向に３６０度回転が可能である、ロボット清浄機を提供する。
また、前記清浄部１００の外側下段に下部カバー１１２が位置して、前記下部カバー１１２の中央に前記走行部２００と連結される部分にウィンドウ下部カバー１１４が位置し、前記ウィンドウ下部カバー１１４の一側にギアヘッド１１３が位置して、前記ギアヘッド１１３の外側が前記ギア２２２の内側に締結されることが望ましい。
また、前記ギア２２２の歯車が前記走行部２００の動力部材のギアに係合されることが望ましい。
また、前記ギア２２２の中央と前記ギアヘッド１１３の中央は開放されて、開放された前記ギア２２２の中央と前記ギアヘッド１１３の中央を通過するようにコネクタ２２５が具備され、前記コネクタ２２５によって前記清浄部１００と前記走行部２００が左右回転可能に連結されることが望ましい。
また、開放された前記ギア２２２の中央と前記ギアヘッド１１３の中央を通過するようにケーブルが具備され、前記ケーブルを介して前記走行部２００から前記清浄部１００に電力と電気的信号が送受信されることが望ましい。
また、前記清浄部１００は、水平方向に３６０度回転が可能であると同時に、垂直方向への回転が可能であることが望ましい。
また、前記清浄部１００に空気吐出口が位置して、前記清浄部１００の垂直方向回転時、前記空気吐出口を介して空気が吐出される方向が上方または下方に変更されることが望ましい。
また、前記清浄部１００の外側下段には下部カバー１１２が位置して、前記下部カバー１１２の中央に前記走行部２００と連結された部分にウィンドウ下部カバー１１４が位置し、前記清浄部１００は空気を内側に吸入し、前記下部カバー１１２に締結されるガイドファン組立体１２０をさらに含み、前記ガイドファン組立体１２０はガイドファン１２２を含み、弧（ａｒｃ）形状の上下運動ギアが前記ウィンドウ下部カバー１１４及び前記ガイドファン１２２のいずれか一つに位置して、ピニオンギアが前記ウィンドウ下部カバー１１４及び前記ガイドファン１２２のうち他の一つに位置し、前記上下運動ギアが前記ピニオンギアに係合されて、前記清浄部１００の垂直方向の回転が可能であることが望ましい。
また、前記下部カバー１１２は、半球形であることが望ましい。
また、前記清浄部１００の前面に前記空気吐出口が位置して、前記清浄部１００の左側面、または右側面、または左側面と右側面の両方に空気吸入口が位置し、前記空気吸入口は、前記ガイドファン組立体１２０に具備されたカバーフィルタ１２４であり、前記空気吐出口は、前記ガイドファン組立体１２０に具備された吐出グリル１２９であり、前記吐出グリル１２９は、前記清浄部１００の前面に位置することが望ましい。
前記のような課題を解決するための本発明の他の実施形態は、空気を吸入して浄化した後に吐出する清浄部１００；及び前記清浄部１００の下段に位置して自律走行が可能な走行部２００を含み、前記清浄部１００は、水平方向に３６０度回転が可能であり、垂直方向への回転が可能であり、空気吸入方向及び空気吐出方向の上下左右の制御が可能である、ロボット清浄機を提供する。
本発明によって、清浄部の上下左右に自由回転が可能で、これにより、空気吸入口と空気吐出口の方向調節が可能である。
したがって、空気の質が低下した部分で集中的に空気を吸入する方式も可能で、使用者に直接的に浄化された空気を吐出する方式、単位空間全体の空気を循環させるために、上方に浄化された空気を吐出する方式などの自由な使用設定が可能である。
本発明に係るロボット清浄機の前面上側から見た斜視図である。 本発明に係るロボット清浄機の後面下側から見た斜視図である。 本発明に係るロボット清浄機の前面上側から見た分解斜視図である。 本発明に係るロボット清浄機の後面下側から見た分解斜視図である。
ロボット清浄機でフィルタリングされた空気が吐出される主面（ｍａｉｎ ｆａｃａｄｅ）が存在するところ、以下ではこれを「前面」と称する。図２及び図４を参照すると、ベース部に矢印が示されるが、矢印の方向が前面である。前面を基準に、その反対方向を「後面」と称する。図１〜図４に前面と後面はもちろん上面と下面の方向が示される。
また、「前面」が進行する方向への移動を「前進」と呼び、その反対方向への移動を「後進」と称する。
また、「左右回転」は、前面と後面に連結される水平方向への回転を意味し、「上下回転」は、上面と下面が連結される垂直方向への回転を意味する。
ロボット清浄機の説明
図１〜図４を参照して、本発明に係るロボット清浄機を詳細に説明する。図３及び図４は、分解斜視図を示すが、説明のために内側に実装される動力部材、センサー、バッテリー、基板、ケーブル等の一部の部品は、図示を省略した。
本発明に係るロボット清浄機は、清浄部１００と、走行部２００と、ドッキング部３００に区分することができる。
清浄部１００は、空気を吸入してフィルタリングした後に吐出する機能をする。
清浄部１００の主要部品は、上部カバー１１１と下部カバー１１２で保護されて内側に実装される。
図面で清浄部１００が球形状に示されるが、この場合、上部カバー１１１及び下部カバー１１２は半球形状である。後述するが、清浄部１００の回転のために下部カバー１１２のみ半球形状であれば十分であり、上部カバー１１１の形状は、他のどのような形態であっても構わないことに注意する。
下部カバー１１２の中央で走行部２００と連結される部分にウィンドウ下部カバー１１４が位置し、ウィンドウ下部カバー１１４の一側には、ウィンドウ下部カバー１１４と一体または別個にギアヘッド１１３が位置する。
ギアヘッド１１３の外側凹凸がギア２２２の内側凹凸に連結される。これにより、ギア２２２回転時、清浄部１００の左右回転が可能である。図面では、凹凸による連結として示されるが、スクリュー方式など、他のどのような方法で連結されても構わない。
また、コネクタ２２５がギアヘッド１１３を通過して清浄部１００の内側に動力を供給する。
ガイドファン組立体１２０は、空気を清浄する部品である。
ガイドファン組立体１２０のファン１２１は、動力部材（図示せず）から動力を伝達され回転して、空気を両側面から吸入してフィルタリングされるようにし、フィルタリングされた空気を吐出グリル１２９を介して吐出する。
つまり、吐出グリル１２９が、空気吐出口として機能する。
図示された図面では、吐出グリル１２９が位置する部分がロボット清浄機の前面を構成する。すなわち、本発明に係るロボット清浄機の前面でフィルタリングされた空気が吐出される構成である。もちろん、空気吐出口である吐出グリル１２９が前面ではなく、上面または後面に位置する構成も可能である。
空気が吸入される部分は左右両側であるが、それぞれガイドファン１２２、空気清浄フィルタ１２３、カバーフィルタ１２４からなる。
カバーフィルタ１２４は、清浄部１００の外側に露出される部品であって、多数の微細孔が備えられていて吸入される空気を１次フィルタリングすると同時に、空気清浄フィルタ１２３を保護する。つまり、カバーフィルタ１２４が空気吸入口として機能する。
空気清浄フィルタ１２３は、吸入された空気をフィルタリングする重要部品であって、従来知られている任意のフィルタを含んでもよい。例えば、脱臭フィルタ、ヘパフィルタなどがここに含まれてもよい。
ガイドファン１２２は、空気清浄フィルタ１２３を通過した空気を内側に案内する。
一方、図では、空気吐出口が前面に位置して、左右の両方に空気吸入口であるカバーフィルタ１２４が位置されたものとして示されるが、他の実施形態では、左右のいずれか一つだけにカバーフィルタ１２４が位置して、一側だけで空気が吸入される方式も可能である。
また、空気吐出口が上面や後面に位置する場合、フィルタを含むガイドファン組立体１２０の位置も同様に前面、後面、上面などにその位置を変更することができる。
走行部２００は清浄部１００を支持し、条件に応じて自律走行機能を実行して、ドッキング部３００にドッキングされて電源を供給される。
走行部２００の外側にボディ２１０が具備される。ボディ２１０は、内側に実装されたバッテリー、基板、カメラ、電動部材、各種センサーなどを保護する。
ボディ２１０の前面にディスプレイ部２１１が位置する。ディスプレイ部２１１は、充電状態、フィルタ状態、使用モードなどの様々な情報を出力する。
ボディ２１０の後面にはカメラ２１６が位置する。
走行部２００の内側には、ボールベアリング２２１と、ギア２２２と、ＬＥＤ基板２２３と、基板カバー２２４が具備され、コネクタ２２５によって清浄部１００と連結される。
ボールベアリング２２１とギア２２２によって、走行部２００上で清浄部１００の回転が可能である。
ギア２２２の歯車は走行部２００内側の動力部材（図示せず）の他のギア（図示せず）に連結されることで回転可能である。ギア２２２の内側凹凸は、前述したギアヘッド１１３の外側凹凸に連結されて、清浄部１００を左右回転させる。
ＬＥＤ基板２２３上には、放射状に多数のＬＥＤが位置する。
基板カバー２２４がＬＥＤ基板２２３の上部に置かれてこれを保護する。基板カバー２２４の一側には、リードスイッチ（図示せず）が具備される。ギア２２２には、磁石が位置するが、リードスイッチ（図示せず）を用いて正位置を確認することができる。マイクロスイッチまたは光センサーを用いて正位置を確認する方式も可能である。
コネクタ２２５は、清浄部１００と走行部２００の結合時、清浄部１００に向かって突出される部分であり、ギアヘッド１１３を通過することになる。コネクタ２２５の内側には、スリップリングワイヤー（図示せず）が具備されて、清浄部１００の左右３６０度回転時にも走行部２００と清浄部１００とを連結するケーブルがねじれないようにすることができ、またはスリップリングワイヤーなしで、正回転と逆回転が繰り返すように設定して、ケーブルのよじれを防止することもできる。
このように、コネクタ２２５によって清浄部１００と走行部２００が連結されることはもちろん、左右及び上下回転においても清浄部１００と走行部２００の分離ないし離脱を防止し、清浄部１００の中心が維持される。
走行部２００の下面には、ベース２３０が位置する。
ベース２３０には、走行部２００を移動させる主車輪２３１と、これを補助する補助輪２３２が具備される。
主車輪２３１及び補助輪２３２のいずれか一つには、ロボット清浄機の進行方向を転換させるための別の方向転換部材（図示せず）がさらに連結されてもよい。
ベース２３０には、ドッキング部３００が挿入されるドッキング溝２３３が具備され、ドッキング溝２３３内に本体接続端子２３８が具備される。本体接続端子２３８は、ドッキング部３００のドッキング接続端子３０８に接続されてもよい。
ドッキング溝２３３は、ロボット清浄機の後面を向くように形成される。
ドッキング部３００は、有線で外部から電力を供給され、ドッキング接続端子３０８を介して走行部２００内のバッテリー（図示せず）に動力を供給する。
ドッキング部３００または走行部２００のいずれか一つにセンサーが具備されて、他の一つに識別子が具備されてもよい。これにより、ドッキング部３００とロボット清浄機との間の距離が確認可能である。
ロボット清浄機の上下左右の回転方法の説明
本発明に係るロボット清浄機は、上部の清浄部１００が左右３６０度回転（つまり、水平方向）が可能であると同時に、上下に所定の角度の回転（つまり、垂直方向）が可能である。上下所定の角度は、図１に示された基準角度を中心に上下約４５度であってもよいが、これは、清浄部１００と走行部２００との連結方式及び連結溝の形状に応じて調節可能である。
このように、上下左右の回転がすべて可能な構造のために、清浄部１００は球形状であることが望ましい。もちろん、前面が円形である円筒状、または上面が円形である円筒状であっても、本発明に係る概念を逸脱することなく可能である。
前述したように、走行部２００はボディ２１０に固定されたボールベアリング２２１と、ここに回転可能に固定され、歯車と内側凹凸を含むギア２２２を含む。
ギア２２２の歯車は、走行部２００の動力部材（図示せず）のギア（図示せず）に係合されて、動力部材によってギア２２２が回転する。
ギア２２２の内側凹凸は、清浄部１００の外側下段のウィンドウ下部カバー１１２の下側末端に位置するギアヘッド１１３の外側凹凸に締結される。
これにより、走行部２００の動力部材によってギア２２２が回転すると、清浄部１００が左右回転することになる。
ここで、ギア２２２の中央とギアヘッド１１３の中央には開放されており、電力と電気的信号が送受信されるケーブルがここを貫通する。
図面に示されるように、清浄部１００が球形状であることを仮定して、上下回転方式を説明する。
ここで、回転される範囲を考慮すると、清浄部１００の下部カバー１１２のみ半球形であれば十分である。上部カバー１１１は、どのような形態であっても構わず、例えば、図に示すように半球形であって清浄部１００が球形状であってもよいが、円筒形、四角形などのどのような形状であっても構わない。
弧（ａｒｃ）形状の上下運動ギアがウィンドウ下部カバー１１４またはガイドファン１２２のいずれか一つに位置して、ピニオンギアが他の一つに位置する。
つまり、ウィンドウ下部カバー１１４に上下運動ギアが位置して、ガイドファン１２２にピニオンギアが位置する方式も可能であり、逆に、ウィンドウ下部カバー１１４にピニオンギアが位置して、ガイドファン１２２に上下運動ギアが位置する方式も可能である。
上下運動ギアとピニオンギアが係合された状態で動力が供給されると、コネクタ２２５などによって固定されたウィンドウ下部カバー１１４に対してガイドファン１２２が上下回転するようになり、これにより、ガイドファン組立体１２０及び上部カバー１１１と下部カバー１１２が上下回転することになる。
以上、本明細書では、本発明を当業者が容易に理解して再現できるように、図面に示した実施形態を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、本発明の実施形態から様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するべきである。したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって定められなければならない。
１００：清浄部
１１１：上部カバー
１１２：下部カバー
１１３：ギアヘッド
１１４：ウィンドウ下部カバー
１２０：ガイドファン組立体
１２１：ファン
１２２：ガイドファン
１２３：空気清浄フィルタ
１２４：カバーフィルタ
１２９：吐出グリル
２００：走行部
２１０：ボディ
２１１：ディスプレイ部
２１６：カメラ
２２１：ボールベアリング
２２２：ギア
２２３：ＬＥＤ基板
２２４：基板カバー
２２５：コネクタ
２３０：ベース
２３１：主車輪
２３２：補助輪
２３３：ドッキング溝
２３８：本体の接続端子
３００：ドッキング部
３０８：ドッキング接続端子

Claims (12)

  1. 空気を吸入して浄化した後に吐出する清浄部（１００）と、
    前記清浄部（１００）の下段に位置して、自律走行が可能な走行部（２００）と
    を含み、
    前記清浄部（１００）は、前記走行部（２００）に対して水平方向に回転可能である、ロボット清浄機。
  2. 前記走行部（２００）は、
    ボディ（２１０）と、
    前記ボディ（２１０）に固定されたボールベアリング（２２１）と、
    前記ボールベアリング（２２１）上で回転可能に固定され、歯車を含むギア（２２２）と
    を含み、
    前記清浄部（１００）の外側下段に下部カバー（１１２）が位置して、前記下部カバー（１１２）の中央において前記走行部（２００）と連結される部分にウィンドウ下部カバー（１１４）が位置し、前記ウィンドウ下部カバー（１１４）の一側にギアヘッド（１１３）が位置して、
    前記ギアヘッド（１１３）の外側が前記ギア（２２２）の内側に締結される、請求項１に記載のロボット清浄機。
  3. 前記ギア（２２２）の歯車が、前記走行部（２００）の動力部材のギアに係合される、請求項２に記載のロボット清浄機。
  4. 前記ギア（２２２）の中央と前記ギアヘッド（１１３）の中央は開放されて、
    開放された前記ギア（２２２）の中央と前記ギアヘッド（１１３）の中央を通過するようにコネクタ（２２５）が具備され、
    前記コネクタ（２２５）によって前記清浄部（１００）と前記走行部（２００）が左右回転可能に連結される、請求項３に記載のロボット清浄機。
  5. 開放された前記ギア（２２２）の中央と前記ギアヘッド（１１３）の中央を通過するようにケーブルが具備され、前記ケーブルを介して前記走行部（２００）から前記清浄部（１００）に電力と電気的信号が送受信される、請求項４に記載のロボット清浄機。
  6. 前記清浄部（１００）は、水平方向に３６０度回転可能である、請求項１に記載のロボット清浄機。
  7. 前記清浄部（１００）は、前記走行部（２００）に対して水平方向への３６０度回転が可能であると同時に、前記走行部（２００）に対して垂直方向への回転が可能である、請求項６に記載のロボット清浄機。
  8. 前記清浄部（１００）に空気吐出口が位置して、
    前記清浄部（１００）の垂直方向回転時、前記空気吐出口を介して空気が吐出される方向が上方または下方に変更される、請求項７に記載のロボット清浄機。
  9. 前記清浄部（１００）の外側下段には下部カバー（１１２）が位置して、前記下部カバー（１１２）の中央に前記走行部（２００）と連結される部分にウィンドウ下部カバー（１１４）が位置し、
    前記清浄部（１００）は、空気を内側に吸入し、前記下部カバー（１１２）に締結されるガイドファン組立体（１２０）をさらに含み、
    前記ガイドファン組立体（１２０）は、ガイドファン（１２２）を含み、
    弧（ａｒｃ）形状の上下運動ギアが前記ウィンドウ下部カバー（１１４）及び前記ガイドファン（１２２）のいずれか一つに位置して、ピニオンギアが前記ウィンドウ下部カバー（１１４）及び前記ガイドファン（１２２）の他の一つに位置して、
    前記上下運動ギアが前記ピニオンギアに係合されて、前記清浄部（１００）の垂直方向回転が可能である、請求項８に記載のロボット清浄機。
  10. 前記下部カバー（１１２）は、半球形である、請求項９に記載のロボット清浄機。
  11. 前記清浄部（１００）の前面に前記空気吐出口が位置して、前記清浄部（１００）の左側面、または右側面、または左側面と右側面の両方に空気吸入口が位置し、
    前記空気吸入口は、前記ガイドファン組立体（１２０）に具備されたカバーフィルタ（１２４）であり、前記空気吐出口は、前記ガイドファン組立体（１２０）に具備された吐出グリル（１２９）であり、前記吐出グリル（１２９）は、前記清浄部（１００）の前面に位置し、
    前記前面は前記空気吐出口が向く第１の方向に向けられている、請求項９に記載のロボット清浄機。
  12. 空気を吸入して浄化した後に吐出する清浄部（１００）と、
    前記清浄部（１００）の下段に位置して自律走行が可能な走行部（２００）と
    を含み、
    前記清浄部（１００）は、前記走行部（２００）に対して水平方向に３６０度回転が可能であり、前記走行部（２００）に対して垂直方向への回転が可能であり、空気吸入方向及び空気吐出方向の上下左右の制御が可能である、ロボット清浄機。
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