以下、添付の図面を参照して、実施の形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については適宜に簡略化または省略する。なお、本発明は、以下の実施の形態で開示される構成のあらゆる組み合わせを含み得るものである。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の自走式掃除機10の平面図である。図2は、実施の形態1の自走式掃除機10の底面図である。図3、図4、図5および図6は、実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。また、図7は、実施の形態1の自走式掃除機10の正面図である。本実施の形態では、原則として、自走式掃除機10が水平面に置かれた状態を基準として方向を定義する。
図1の平面図は、水平面に置かれた自走式掃除機10を上方向から見た図である。図1における紙面上の左方向を、自走式掃除機10の前方向とする。自走式掃除機10の進行方向は、この前方向である。また、図1における紙面上の右方向を、自走式掃除機10の後方向とする。一例として、自走式掃除機10は、この後方向に向けて後進する。本実施の形態の自走式掃除機10は、前方および後方に移動可能である。また、図1における紙面上の上下方向を、自走式掃除機10の右左方向とする。
図2の底面図は、水平面に置かれた自走式掃除機10を下方向から見た図である。図2における紙面上の左方向は、自走式掃除機10の前方向である。図2における紙面上の右方向は、自走式掃除機10の後方向である。図2における紙面上の上下方向は、自走式掃除機10の左右方向である。
図3の縦断面図は、図1および図2におけるA-A位置での自走式掃除機10の断面を示す。図3の縦断面図は、水平面に置かれた自走式掃除機10の縦方向に沿った断面を側方から見た図である。図3における紙面上の左方向は、自走式掃除機10の前方向である。図3における紙面上の右方向は、自走式掃除機10の後方向である。図3における紙面上の上下方向は、自走式掃除機10の上下方向である。
図4の縦断面図は、図1および図2におけるD-D位置での自走式掃除機10の断面を示す。また、図5および図6の縦断面図は、図1および図2におけるE-E位置での自走式掃除機10の断面を示す。図4、図5および図6の縦断面図は、図3と同様、水平面に置かれた自走式掃除機10の縦方向に沿った断面を側方から見た図である。
図7の正面図は、水平面に置かれた自走式掃除機10を前方から見た図である。図7における紙面上の上下方向は、自走式掃除機10の上下方向である。図7における紙面上の左右方向は、自走式掃除機10の右左方向に対応する。
自走式掃除機10は、清掃対象領域内を自動走行して、当該清掃対象領域内の被清掃面を清掃する装置である。自走式掃除機10によって掃除される面である被清掃面には、例えば、室内の床面および室内に敷かれた敷き布団F1の上面等が含まれる。以下、本実施の形態においては、清掃対象領域が布団およびベッド等の寝具であって、被清掃面が寝具の上面である場合の例を説明する。ただし、自走式掃除機10の清掃対象領域は、寝具の上面に限られず、例えば、部屋の床面または家具の上面等であってもよい。
本実施の形態の自走式掃除機10は、ボディ20を備える。ボディ20は、自走式掃除機10の外枠を形成する部材である。ボディ20には、自走式掃除機10に備えられた各種の機器が設けられる。
自走式掃除機10は、一例として、駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50、集塵ユニット60および乾燥ユニット70を備える。駆動ユニット30は、ボディ20および当該ボディ20に設けられた機器を移動させるためのものである。図8は、実施の形態1の駆動ユニット30の斜視図である。
清掃ユニット40は、被清掃面の上のごみを取り込むものである。清掃ユニット40は、被清掃面を清掃する清掃手段の一例である。清掃ユニット40によって取り込まれるごみには、例えば、塵埃が含まれる。
吸引ユニット50は、空気と共にごみを吸引するためのものである。清掃ユニット40は、吸引ユニット50が動作することによって、ごみを取り込む。集塵ユニット60は、清掃ユニット40によって取り込まれたごみを捕集するものである。また、集塵ユニット60からは、空気が排出される。乾燥ユニット70は、集塵ユニット60から排出された空気を加熱するためのものである。乾燥ユニット70によって加熱された高温の空気は、自走式掃除機10の外部へ供給される。
また、自走式掃除機10は、例えば、制御ユニット80および電源ユニット90を備える。制御ユニット80は、駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50および乾燥ユニット70を制御する。制御ユニット80は、自走式掃除機10の動作を制御するための制御手段の一例である。電源ユニット90は、駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50、乾燥ユニット70および制御ユニット80に電力を供給する。
ボディ20には、一例として、上カバー21と下ケース22とが含まれる。本実施の形態のボディ20は、上カバー21と下ケース22とが結合することによって形成される。上カバー21は、ボディ20の上側部分を形成する。下ケース22は、ボディ20の下側部分を形成する。
上カバー21は、ボディ20の内部に備えられた機器を上方から覆うように配置される。下ケース22は、自走式掃除機10が使用される際に当該下ケース22の底面22aが被清掃面に対向するように設けられる。本実施の形態において、下ケース22の底面22aは、ボディ20の底面でもある。また、下ケース22の底面22aは、自走式掃除機10の底面の一部となる。すなわち、水平面に置かれた自走式掃除機10の底面は、水平面に対向する。
なお、上カバー21と下ケース22とは、一体的に形成されてもよい。ボディ20は、単一の部材によって形成されてもよい。また、上カバー21は、当該上カバー21の底面が下ケース22の底面22aより下方に位置するように設けられてもよい。ボディ20の底面は、上カバー21の底面であってもよい。
上カバー21を上方から見た形状は、図1に示すように、例えば、矩形状の四隅を円弧状にした形状である。なお、上カバー21を上方から見た形状は、例えば、真円形状または楕円形状等であってもよい。
ボディ20の上側部分を形成する上カバー21は、自走式掃除機10の上部を形成する。上カバー21の上面21aは、自走式掃除機10の上面となる。上カバー21は、上面21aが山型の三次元曲面になるように形成される。すなわち自走式掃除機10の上面は山型の三次元曲面である。上カバー21のうち、上面21aの中央21bを含む一定範囲の領域は、底面22aが水平面に対向している状態で、この領域の周囲よりも高くなる。
また、上面21aには、上面前部21cおよび上面後部21dが含まれる。上面前部21cは、上カバー21の前端部から中央21bに向かう一定の範囲に亘って形成される。上面後部21dは、上カバー21の後端部から中央21bに向かう一定の範囲に亘って形成される。上面前部21cは、ボディ20の進行方向の端部から一定の範囲に亘って形成される第1部分の一例である。また、上面後部21dは、ボディ20の進行方向の反対方向の端部から一定の範囲に亘って形成される第2部分の一例である。
図4に示すように、自走式掃除機10を側方から見た時、上面前部21cの稜線は、上面後部21dの稜線よりも緩やかに傾斜する。例えば、自走式掃除機10を側方から見た時、上面前部21cの稜線を近似した直線と水平面とがなす角度は、上面後部21dの稜線を近似した直線と水平面とがなす角度よりも小さくなる。本実施の形態の自走式掃除機10の前側部分は、自走式掃除機10の後側部分に比べて、水平面に対して緩やかに傾斜する。また、図7に示すように、自走式掃除機10を前方から見た時、上面21aは左右対称に形成される。
また、上面21aには、上面左部21eおよび上面右部21fが含まれる。上面左部21eは、上カバー21の左端部から中央21bに向かう一定の範囲に亘って形成される。上面右部21fは、上カバー21の右端部から中央21bに向かう一定の範囲に亘って形成される。上面左部21eおよび上面右部21fは、水平面に対し、上面後部21dと同様に傾斜する。すなわち、上面前部21cは、水平面に対し、上面左部21eおよび上面右部21fに比べて緩やかに傾斜する。本実施の形態の自走式掃除機10の前側部分は、自走式掃除機10の右側部分および左側部分に比べて、水平面に対して緩やかに傾斜する。
上カバー21は、一例として、開閉可能な蓋23を有する。蓋23は、上カバー21の上部を形成する。上カバー21の中央21bは、この蓋23に含まれる。蓋23の上面は、例えば、平坦な面であってもよい。すなわち、上面21aのうち中央21bを含む一定範囲の領域は、平坦な面であってもよい。なお、上カバー21には、平坦な面が含まれていなくてもよい。上カバー21は、中央21bが最も高くなるように形成されてもよい。
駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50、集塵ユニット60、乾燥ユニット70、制御ユニット80および電源ユニット90は、上記のように構成されたボディ20に取り付けられる。駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50、集塵ユニット60、乾燥ユニット70、制御ユニット80および電源ユニット90は、一例として、下ケース22に収容される。
駆動ユニット30は、自走式掃除機10が移動するための移動手段の一例である。自走式掃除機10は、例えば1対の駆動ユニット30を備える。1対の駆動ユニット30は、下ケース22の左側面と右側面とに、それぞれ取り付けられる。1対の駆動ユニット30は、左右対称な位置になるように配置される。
駆動ユニット30は、車輪31、車輪用モーター32、ギヤユニット33およびハウジング34を有する。車輪31は、自走式掃除機10が被清掃面上を走行するためのものである。車輪31は、被清掃面に接触することで駆動力を発生させる。車輪31は、自走式掃除機10が移動するための駆動力を発生させる駆動体の一例である。
図9は、実施の形態1の車輪用モーター32の斜視図である。車輪用モーター32は、当該車輪用モーター32の回転軸となるモーター軸32aを有する。そして、車輪用モーター32には、図9に示すように、エンコーダー32bが設けられる。エンコーダー32bは、例えば、車輪用モーター32の回転量を検出するための光学式の装置である。エンコーダー32bは、制御ユニット80に電気的に接続される。エンコーダー32bは、モーター軸32aの回転に合わせて、制御ユニット80へ信号を出力する。
一例として、エンコーダー32bは、円盤32cと回路部32dとで構成される。円盤32cは、モーター軸32aの一側に設置される。回路部32dは、円盤32cの回転を検出して、円盤32cの回転に応じた信号を出力するものである。
円盤32cには図9に示すように、スリット32eが形成される。また、回路部32dは、スリット32eが形成された円盤32cを挟んで対向するように設けられた発光素子32fと受光素子32gとを有する。回路部32dは、発光素子32fと受光素子32gとによって、光の通過状態を検出する。光の通過状態とは、発光素子32fからの光が円盤32cによって遮断された状態と、当該光がスリット32eを通過して受光素子32gに到達した状態と、を意味している。回路部32dは、発光素子32fと受光素子32gとによる検出結果を、モーター軸32aの回転量の情報を含む信号に変換して出力する。
なお、エンコーダー32bは、光学式の装置に限られるものではない。エンコーダー32bは、例えば、磁気式の装置でもよい。磁気式のエンコーダー32bは、磁性体が備えられた円盤32cと、ホール素子が備えられた回路部32dと、を有する。ホール素子は、円盤32cに備えられた磁性体の通過を検出するためのものである。磁気式のエンコーダー32bは、磁性体とホール素子とを利用することで、モーター軸32aの回転量を検出する。
車輪用モーター32は、車輪31が回転するための動力を供給する。車輪31と車輪用モーター32とは、ギヤユニット33を介して接続される。ギヤユニット33は、車輪用モーター32によって供給される動力を車輪31へ伝達する。ギヤユニット33は、車輪31の回転数が適切になるように、車輪用モーター32の回転数を変換する。
車輪31、車輪用モーター32およびギヤユニット33は、ハウジング34に収容される。車輪31は、ハウジング34内で回転可能な状態で支持される。車輪31の下端は、図3に示すように、下ケース22の底面22aよりも下方に向けて突出する。例えば、被清掃面が水平面である場合、底面22aよりも車輪31の下端がこの被清掃面に対して近い。
車輪31は、一例として、上下方向に移動可能に設けられる。車輪31の外周には、被清掃面に対する車輪31の滑りを抑制する軟質材料が設けられてもよい。
また、本実施の形態の自走式掃除機10は、異物侵入検出センサー35を備える。異物侵入検出センサー35は、車輪31に巻き込まれた異物を検出するものである。異物侵入検出センサー35は、移動手段の一例である駆動ユニット30への異物の侵入を検出する異物侵入検出手段の一例である。異物侵入検出センサー35は、例えば、機械式スイッチ等によって構成される。
異物侵入検出センサー35は、左右の駆動ユニット30に、それぞれ、1対ずつ設けられる。異物侵入検出センサー35は、ハウジング34から突出する車輪31と当該ハウジング34との境界部に設けられる。異物侵入検出センサー35は、車輪31を前後方向から挟んで対向するように設けられる。異物侵入検出センサー35は、車輪31に対して、自走式掃除機10の進行方向の一側と他側との両側に設けられている。
異物侵入検出センサー35は、スイッチ部35aおよびレバー35bを備える。レバー35bは、スイッチ部35aに一端側を軸支される。レバー35bに上方向の力が加わると、当該レバー35bの軸支されていない他端側が回動する。これにより、スイッチ部35aのスイッチ回路が短絡される。レバー35bは、当該レバー35bに力が加わらない状態では水平位置に復元されるように付勢されている。レバー35bは、回動する他端側が車輪31に近接するように設けられる。また、レバー35bの回動する他端側の先端面は曲面になっている。
車輪31、車輪用モーター32およびギヤユニット33は、ハウジング34内で一体となって回動可能に構成される。車輪31、車輪用モーター32およびギヤユニット33は、回動軸36を中心に回動する。車輪31、車輪用モーター32およびギヤユニット33が回動すると、車輪31の底面22aからの突出量が変わる。駆動ユニット30および異物侵入検出センサー35は、車輪31の突出量に依らず、車輪31と異物侵入検出センサー35のレバー35bとが近接するように構成される。一例として、異物侵入検出センサー35は、車輪31と異物侵入検出センサー35のレバー35bとの距離が2ミリメートルから4ミリメートルの範囲に収まるように設置される。
また、ギヤユニット33の前部には、複数の調節穴33aが形成されている。ハウジング34は、底面側にガイド部37を有する。このガイド部37には、ストッパー38がスライド可能に設けられる。ストッパー38は、水平方向にスライド可能であるが、ガイド部37に規制されることによって上下方向には動かない。
ストッパー38は、先端部が調節穴33aに嵌合するように構成されている。ストッパー38の先端部が調節穴33aに嵌合すると、ギヤユニット33の上下方向の回動が規制される。ストッパー38の調節穴33aに嵌合する先端部の反対側、すなわち前方側には、バネ39が設けられる。ストッパー38は、このバネ39によって、後方側に付勢される。ストッパー38は、バネ39によって付勢されることで、通常時は、調節穴33aに嵌合した状態となる。
自走式掃除機10が敷き布団F1上を清掃する場合、車輪31の底面22aからの突出量は、敷き布団F1の柔らかさに応じて調節されるとよい。これにより、自走式掃除機10と敷き布団F1との距離を適切に保ちつつ、車輪31の駆動力を効率よく敷き布団に伝えることができる。
図5の断面図は、車輪31の底面22aからの突出量が最小の状態を示している。また、図6の断面図は、車輪31の底面22aからの突出量が最大の状態を示している。使用者は、ストッパー38を前方側にスライドさせてギヤユニット33との嵌合を解除した状態で車輪31を上下方向に回動させることで、車輪31の底面22aからの突出量を変えることができる。複数の調節穴33aは、回動軸36を中心とする円弧に沿って配列されている。すべての調節穴33aは、ストッパー38に同じ程度の力で嵌合可能に構成される。本実施の形態における調節穴33aおよびストッパー38は、駆動体の一例である車輪31の突出量を調節する突出量調節手段の一例である。
また、本実施の形態において、清掃ユニット40は、ボディ20内に配置される。清掃ユニット40は、吸込口体41および接続管42を有する。吸込口体41は、下ケース22の前方に配置される。接続管42は、管状の部材である。接続管42の一端側は、下ケース22に取り付けられる。接続管42の他端側は、吸込口体41に接続される。
吸込口体41の内部には、風路41aが形成される。また、吸込口体41の底面には、吸込口43が形成される。吸込口43は、ごみおよび空気を吸い込むための開口である。風路41aは、吸込口43を介して自走式掃除機10の外部と連通する。また、風路41aは、接続管42の内部の風路42aと連通する。換言すると、吸込口43は、風路41aを介して風路42aに連通する。
吸込口体41の底面は、下ケース22の底面22aよりも上方に配置される。すなわち吸込口43は、底面22aよりも上方にある。
吸込口体41は、接続管42に対し、左右方向に伸びる軸を中心として上下方向に回動可能に接続される。接続管42は、下ケース22に対し、前後方向に伸びる軸を中心として回動可能に取り付けられる。この前後方向に伸びる軸を基準とした時、一例として、吸込口体41の右側部分の重量と左側部分の重量とは同程度になっている。一例として、吸込口体41は、接続管42の回動中心を基準としたとき左右対称に形成される。
下ケース22に対して接続管42が動くと、吸込口体41は、この接続管42と共に動く。すなわち吸込口体41は、下ケース22に対し、上下方向および左右方向に回動可能である。
また、清掃ユニット40は、アジテーター44を備えていてもよい。アジテーター44は、回転することによって被清掃面からごみを掻き上げるものである。アジテーター44は、吸込口体41に対して回転自在に設けられる。アジテーター44は、風路41aに配置される。アジテーター44は、吸込口43の近傍に設けられる。
図10は、実施の形態1のアジテーター44の斜視図である。アジテーター44は、回転することで被清掃面状の塵埃を除去する部材である。アジテーター44は、複数の除塵体45および軸46を有する。除塵体45は、例えば、軟質の樹脂によって形成される。除塵体45は、アジテーター44の軸方向に沿う板状の部材である。一例として、アジテーター44は、4枚の除塵体45を有する。除塵体45は、軸46の外周に、つるまき状に設けられる。除塵体45同士の間には、一定の間隔が形成される。
アジテーター44は、軸46を中心に回転可能に軸支される。除塵体45は、アジテーター44が回転している際に吸込口43から吸込口体41の外へ突出するように設けられる。また、除塵体45には、複数の矩形状の孔45aが形成されてもよい。なお、孔45aの形状および数は、任意に設定される。また、除塵体45の数および形状も、上記の例に限られない。例えば、軸46の外周には、アジテーター44の軸方向に沿って複数の除塵体45が設けられてもよい。また、除塵体45は、例えば、繊維質のブラシ毛等によって形成されてもよい。
本実施の形態において、清掃ユニット40は、アジテーター44を回転させるための、モーター47およびギヤユニット48を有する。モーター47は、吸込口体41内に設けられる。モーター47は、ギヤユニット48を介してアジテーター44を回転させる。アジテーター44の回転方向は、除塵体45が自走式掃除機10の前方から後方に向かってごみを掻き上げる方向に設定される。
吸引ユニット50は、上記のように構成された清掃ユニット40の後方に配置される。吸引ユニット50は、ファン51およびダクト52を有する。ファン51は、下ケース22に取り付けられる。ファン51は、気流を発生させる。集塵ユニット60は、清掃ユニット40とこの吸引ユニット50との間に配置される。換言すると、吸引ユニット50は、集塵ユニット60の後方に配置される。ファン51が気流を発生させると、集塵ユニット60からダクト52に向けて空気が流れる。
集塵ユニット60は、集塵ボックス61および集塵フィルター62を有する。集塵ボックス61は、例えば、下ケース22に対して着脱自在に形成される。集塵フィルター62は、ごみを捕捉するためのものである。集塵フィルター62は、集塵ボックス61の内部に、着脱自在に設けられる。
下ケース22に取り付けられた状態の集塵ボックス61は、接続管42の一端側に接続される。すなわち、接続管42の他端側に接続された吸込口体41は、当該接続管42を介して、集塵ボックス61に接続される。接続管42に接続された集塵ボックス61の内部の空間は、風路42aに連通する。
使用者は、蓋23を開けることによって、集塵ボックス61をボディ20の上方へ取り外すことができる。また、使用者は、ボディ20から取り外された集塵ボックス61から、集塵フィルター62を取り外すことができる。これにより使用者は、集塵ユニット60に捕集されたごみを捨てることができる。
乾燥ユニット70は、吸引ユニット50の後方に配置される。乾燥ユニット70は、ヒーター71およびヒーターケース72を有する。ヒーター71は、ヒーターケース72の内部に保持される。ヒーターケース72は、ダクト52に接続される。
ヒーターケース72の底面には、温風出口73を有する温風出口カバー74が形成される。本実施の形態において、ヒーターケース72のこの底面は、自走式掃除機10の底面の一部となる。一例として、温風出口カバー74は、下ケース22の底面22aより下側に突出する。温風出口73は、温風出口カバー74の下端から後面に亘って形成された複数の孔で構成される。
ファン51によってダクト52内を流れた空気は、ヒーターケース72の内部へ送られる。ヒーターケース72の内部へ送られた空気は、ヒーター71によって加熱される。ヒーター71によって加熱された空気は、温風出口73を介して、自走式掃除機10の外部へ送られる。本実施の形態の自走式掃除機10は、このようにして、温風を外部へ供給する。
ヒーター71は、例えばPTC特性をもつ発熱素子を使用した装置である。PTCとは、Positive Temperature Cofficientの略称である。PTCとは、正温度係数を意味する。ヒーター71は、自己の温度を制御する機能を有する。例えばヒーターケース72の内部へ送られる空気の量に応じて、ヒーター71の発熱素子の電気抵抗が変化する。ヒーターケース72の内部へ送られる空気の量に応じて、ヒーター71の温度が一定の範囲に保たれる。これにより、自走式掃除機10から供給される温風の温度が、一定の範囲に保たれる。このため、自走式掃除機10は、過度に高温な温風を外部に供給することがない。
制御ユニット80および電源ユニット90は、ボディ20の内部に配置される。制御ユニット80は、例えば、吸引ユニット50の下方に配置される。電源ユニット90は、例えば、集塵ユニット60の下方に配置される。電源ユニット90は、例えば、下ケース22の底部に取り付けられる。電源ユニット90と制御ユニット80とは、電気的に接続される。
電源ユニット90は、例えば、蓄電池91、回路基板92および電源ケース93を有する。回路基板92は、蓄電池91を制御する。回路基板92は、例えば、蓄電池91から供給される電圧および電流の値を制御する。また、回路基板92は、例えば、蓄電池91の温度を制御する。回路基板92は、蓄電池91を保護する。電源ケース93は、蓄電池91および回路基板92を収容するケースである。
また、電源ユニット90は、蓄電池91を充電するための充電端子94を有する。充電端子94は、下ケース22の底面22aから外部へ露出するように形成される。充電端子94は、外部の充電器に接続可能に形成される。蓄電池91には、充電端子94を介して、外部の充電器から電力が供給される。なお、充電端子94は、外部の商用電源等に接続可能に形成されてもよい。
また、本実施の形態の自走式掃除機10は、被清掃面検出センサー81を備える。被清掃面検出センサー81は、斜め下方の被清掃面と自走式掃除機10との位置関係を検出するためのセンサーである。被清掃面検出センサー81は、制御ユニット80に電気的に接続される。
図11は、実施の形態1の被清掃面検出センサー81の斜視図である。被清掃面検出センサー81は、赤外線発光部82と赤外線受光部83とを有する。赤外線発光部82と赤外線受光部83とは、被清掃面に対向するように配置される。赤外線発光部82は、被清掃面に向けて赤外光を発する。赤外線受光部83は、被清掃面で反射した赤外光を受ける。
赤外線受光部83が受ける赤外光の量は、被清掃面検出センサー81と被清掃面との位置関係によって変化する。赤外線受光部83が受ける赤外光の量は、被清掃面検出センサー81が被清掃面に近づくほど多くなる。また、赤外線受光部83が受ける赤外光の量は、被清掃面検出センサー81が被清掃面から離れるほど少なくなる。
一例として、自走式掃除機10は、6つの被清掃面検出センサー81を備える。6つの被清掃面検出センサー81は、例えば、上カバー21の下端部に設けられる。6つの被清掃面検出センサー81は、例えば、水平面および鉛直面に対して傾斜した状態で設けられる。6つの被清掃面検出センサー81のうちの3つは、例えば、上カバー21の下端部の前側部分に配置される。これら3つの被清掃面検出センサー81は、この前側部分の中央と右寄りと左寄りとに、それぞれ配置される。同様に、残りの3つの被清掃面検出センサー81は、上カバー21の下端部の後側部分の中央と右寄りと左寄りとに、それぞれ配置される。本実施の形態において、被清掃面検出センサー81のうちの1つは、ボディ20の前端部に設けられている。
なお、被清掃面検出センサー81の個数および配置は、上記の例に限られない。被清掃面検出センサー81は、被清掃面の状態が検出できる位置に設けられればよい。例えば、被清掃面検出センサー81は、下ケース22の底面22a等に設けられてもよい。
このように、被清掃面検出センサー81は、被清掃面と自走式掃除機10との位置関係を検出することができる。清掃対象領域である寝具の端部では、寝具が置かれる床面等と寝具の上面との間で段差が生じる。被清掃面と自走式掃除機10との距離は、自走式掃除機10が清掃対象エリアの端部に達した時点で大きく変化する。したがって、被清掃面検出センサー81による被清掃面と自走式掃除機10との位置関係の検出結果から、自走式掃除機10の本体が清掃対象領域の端部に達したことを判定することができる。以上のように構成された被清掃面検出センサー81は、本実施の形態において、前進中の自走式掃除機10の本体が清掃対象領域の端部に達したことを検出する領域端部検出手段の一例である。
また、図12は、実施の形態1の制御ユニット80の機能を示すブロック図である。上記したように、制御ユニット80は、被清掃面検出センサー81、異物侵入検出センサー35およびエンコーダー32bに電気的に接続される。また、制御ユニット80は、駆動ユニット30の車輪用モーター32、清掃ユニット40のモーター47、吸引ユニット50のファン51および乾燥ユニット70のヒーター71に接続される。制御ユニット80は、車輪用モーター32、モーター47、ファン51およびヒーター71を制御する。
制御ユニット80は、車輪用モーター32、モーター47、ファン51およびヒーター71を制御するための回路を有する。この回路には、電源ユニット90から電力が供給される。また、車輪用モーター32、モーター47、ファン51およびヒーター71には、制御ユニット80の回路を介し、電源ユニット90から電力が供給される。なお、車輪用モーター32、モーター47、ファン51およびヒーター71は、電源ユニット90に直接的に接続されてもよい。車輪用モーター32、モーター47、ファン51およびヒーター71には、電源ユニット90に直接的に電力が供給されてもよい。
被清掃面検出センサー81は、赤外線受光部83が受けた赤外光の量に応じた信号を制御ユニット80へ送る。制御ユニット80は、被清掃面検出センサー81から送られた信号に基づいて、被清掃面に対する自走式掃除機10の位置を判定する。制御ユニット80は、判定した結果に応じて、車輪用モーター32、モーター47、ファン51およびヒーター71を制御する。
自走式掃除機10は、車輪用モーター32、モーター47、ファン51およびヒーター71が制御ユニット80によって駆動させられることによって、対象物の清掃および乾燥を行う。自走式掃除機10は、対象物の清掃および乾燥を、自律的に走行しながら行う。自走式掃除機10によって清掃および乾燥される対象物には、例えば、敷き布団F1および掛け布団F2が含まれる。
上記したように、吸込口体41は、ボディ20の下ケース22に対し、上下方向および左右方向に回動可能である。本実施の形態にけるボディ20および当該ボディに固定された各種の機器は、自走式掃除機10の本体の一例である。すなわち、吸込口体41は、この自走式掃除機10の本体に対して回動可能である。なお、この「自走式掃除機10の本体」を、記載の簡略化のため、本開示では単に「本体」とも称することがある。
本実施の形態において、自走式掃除機10の本体の上面は、山型の三次元曲面である。また、吸込口体41の底面に形成された吸込口43は、この本体の底面よりも上方にある。温風出口カバー74は、本体の底面に形成されている。
自走式掃除機10の本体は、駆動ユニット30によって前後進及び左右旋回することができる。本実施の形態における駆動ユニット30は、自走式掃除機10の本体を前後進及び左右旋回させる移動手段の一例である。前述したように、駆動ユニット30は、左右に1つずつ設けられている。車輪31も、本体の左右に設けられている。本体を前後進させる場合には、左右の車輪31の両方を同方向に同じ回転速度で回転させればよい。
本体を左右に旋回させる方法には、例えば、次の3つの方法が考えられる。1つめは、いわゆる信地旋回である。すなわち、左右の車輪31の一方を停止させた状態で他方を回転させることで本体を旋回させる旋回方法である。2つめは、いわゆる超信地旋回である。すなわち、左右の車輪31の両方を反対方向に同じ回転速度で回転させることで本体を旋回させる旋回方法である。3つめは、いわゆる緩旋回である。すなわち、左右の車輪31の両方を同方向に異なる回転速度で回転させることで本体を旋回させる旋回方法である。本実施の形態における自走式掃除機10の本体の旋回には、これら3つの旋回方法のうちのどれを用いてもよい。
また、本実施の形態の下ケース22の底面22aには、突出部24が形成されてもよい。突出部24は、下方に向けて突出する。突出部24は、清掃ユニット40の後方に配置される。突出部24は、一例として、下ケース22と一体的に形成される。本実施の形態における突出部24、底面22a、上カバー21、吸込口体41、吸込口43、車輪31および温風出口カバー74の位置関係を、図3を参照して説明する。
突出部24の下端と温風出口カバー74の下端とは、底面22aよりも下方にある。例えば、突出部24の下端と温風出口カバー74の下端とは、底面22aよりも9mm下方にある。なお、突出部24の下端と温風出口カバー74の下端とは、それぞれ異なる高さにあってもよい。
車輪31の下端は、一例として、突出部24の下端および温風出口カバー74の下端よりも下方にある。例えば、車輪31の下端は、底面22aよりも17mm下方にある。また、本実施の形態の車輪31は、上記したように、上下方向に移動可能に設けられる。例えば、上下方向に移動可能な車輪31の下端の、底面22aに対する突出量の最大値は40mmである。
また、上カバー21の下端は、底面22aよりも上方にある。例えば、上カバー21の下端は、底面22aよりも5mm上方にある。また、吸込口体41の底面および吸込口43は、例えば、底面22aよりも8mm上方にある。本実施の形態において、吸込口体41の底面および吸込口43は、上カバー21の下端よりも上方にある。
また、図3に示すように、自走式掃除機10を側方から見た時、吸込口43、突出部24、車輪31および温風出口カバー74は、前方から順に並ぶ。本実施の形態の自走式掃除機10の本体の重心Gの前後方向の位置は、図3に示すように、車輪31と温風出口カバー74との間にある。すなわち、自走式掃除機10を側方から見た時、吸込口43、突出部24、車輪31、本体の重心Gおよび温風出口カバー74が順に並んでいる。
本実施の形態において、吸込口43は、突出部24の下端よりも上方にある。また、吸込口43は、温風出口カバー74の下端よりも上方にある。自走式掃除機10を側方から見た時、本体の重心Gは、車輪31を基準として吸込口43の反対側にある。自走式掃除機10を側方から見た時、温風出口カバー74は、本体の重心Gを基準として吸込口43の反対側にある。
次に、上記のように構成された自走式掃除機10の動作および効果について説明する。上記した通り、自走式掃除機10は対象物の一例である敷き布団F1の清掃を行う。敷き布団F1は、繊維およびこの繊維を覆う側生地によって形成される。側生地は、例えば、綿によって形成される。側生地に覆われる繊維は、例えば、綿、羊毛またはポリエステル等の樹脂繊維である。なお、敷き布団F1を形成する繊維は、例えば、綿または羊毛に樹脂繊維を組み合わせた合繊であってもよい。
敷き布団F1は、柔軟性を有する。敷き布団F1の上に物が置かれると、当該物の重量によって、当該敷き布団F1内部の繊維が圧縮される。敷き布団F1の上に物が置かれると、当該敷き布団F1の表面は沈み込む。
敷き布団F1は、主として、シーツSによって覆われた状態で、使用者の就寝時に使用される。シーツSは、例えば綿等の素材によって形成される。以下では、シーツSによって覆われた敷き布団F1の上に置かれた自走式掃除機10について説明する。すなわち、以下の説明における自走式掃除機10は、シーツSによって覆われた敷き布団F1を清掃および乾燥させるために使用される。
自走式掃除機10は、敷き布団F1上を走行しつつ、この敷き布団F1の清掃および乾燥を行う。自走式掃除機10は、例えば、敷き布団F1上を前進および後進する。図13は、敷き布団F1上を前進する実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。また、図14は、敷き布団F1上を後進する実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。
シーツSによって覆われた敷き布団F1の上に自走式掃除機10が置かれると、敷き布団F1の表面およびシーツSは、自走式掃除機10の重量によって沈み込む。敷き布団F1の表面およびシーツSは、突出部24、車輪31および温風出口カバー74によって、下方に押し下げられる。シーツSおよび敷き布団F1の上において、自走式掃除機10の重量は、主として下ケース22の底面22a、突出部24、車輪31および温風出口カバー74によって支持される。特に、突出部24、車輪31および温風出口カバー74は、自走式掃除機10の重量の大半を支持する。突出部24、車輪31および温風出口カバー74は、シーツSおよび敷き布団F1に対する底面22aの接触を抑制する。
本実施の形態において、車輪31の下端は、突出部24の下端および温風出口カバー74の下端よりも下方にある。このため、車輪31は、シーツSおよび敷き布団F1に対してより強く接触する。本実施の形態であれば、車輪31は、自走式掃除機10が走行するための駆動力を、より効率よく発生させることができる。
また、本実施の形態において、上カバー21の下端は、底面22a、車輪31の下端、突出部24の下端および温風出口カバー74の下端よりも上方にある。上カバー21の下端は、シーツSおよび敷き布団F1に対して、強く押し付けられない。例えば、上カバー21の下端は、シーツSに僅かに接触する。なお、上カバー21の下端は、シーツSから離れてもよい。上カバー21の下端には、敷き布団F1およびシーツS表面の凹凸によって、シーツSに接触する部分と接触しない部分との両方が含まれてもよい。
吸込口体41の底面は、上カバー21の下端よりも上にある。シーツSに覆われた敷き布団F1上に自走式掃除機10が置かれた状態で、吸込口体41の底面は、敷き布団F1およびシーツSから離れる。なお、シーツSに覆われた敷き布団F1上に自走式掃除機10が置かれた状態で、吸込口体41の底面の前端は、シーツSに僅かに接触してもよい。
自走式掃除機10は、例えば、図示しない電源スイッチが操作されることによって動作を開始する。電源スイッチが使用者によってオンの状態にされると、制御ユニット80および被清掃面検出センサー81が起動する。被清掃面検出センサー81は、赤外光の発光および受光を行う。被清掃面検出センサー81は、受光した赤外光の量に応じた信号を制御ユニット80へ送る。
制御ユニット80は、被清掃面検出センサー81から送られた信号に基づいて、被清掃面に対する自走式掃除機10の位置の状態を判定する。一例として、制御ユニット80は、被清掃面検出センサー81が受光した赤外光の量が予め設定された閾値以上である場合、自走式掃除機10がシーツSおよび敷き布団F1の上にあると判定する。この閾値は、例えば、制御ユニット80に予め記憶される。
制御ユニット80は、自走式掃除機10がシーツSおよび敷き布団F1の上にあると判定すると、自走式掃除機10が前進するように車輪用モーター32を駆動させる。自走式掃除機10は、図13に示すように前進する。また、制御ユニット80は、ファン51、モーター47およびヒーター71を駆動させる。
ファン51が駆動すると、集塵ボックス61内が減圧する。ファン51は、吸込口43から風路41aおよび風路42aを介して集塵ボックス61内へ向かう気流を、発生させる。これにより、シーツSおよび敷き布団F1に付着したごみと空気とが、吸込口43から風路41aへ吸引される。
また、ファン51が駆動すると、吸込口43が形成された吸込口体41には、敷き布団F1に吸い寄せられる力が加わる。このため、前進する自走式掃除機10の吸込口体41の底面は、図13に示すように、前方下方に向けて傾斜する。
また、ファン51が駆動すると、シーツSは、吸込口43に吸い寄せられる。シーツSは、上方に吸い寄せられる。上方に吸い寄せられたシーツSは、敷き布団F1から離れる。上方に吸い寄せられたシーツSと布団F1との間には、図13に示すように、空間Bが形成される。
この空間Bのうち、平面視において吸込口43とシーツSとが重なっていない部分には、外部から空気が流入する。また、空間B内の空気は、吸込口43から風路41aへ流れる。シーツSと敷き布団F1との間にある微細なごみは、シーツSを形成する繊維同士の隙間を通じて、吸込口43から風路41aへ空気と共に吸引される。
制御ユニット80によってモーター47が駆動させられると、アジテーター44が回転する。吸込口43に吸い寄せられたシーツSは、アジテーター44の除塵体45によって揺らされる。これにより、シーツSと敷き布団F1との間でまとまった状態の微細なごみが揺らされる。まとまった状態の微細なごみは、揺らされることによって分散する。微細なごみは、分散することで、シーツSを形成する繊維同士の隙間を通過しやすい状態になる。また、除塵体45によって揺らされたシーツSと吸込口43との間には、隙間が生じる。シーツSの下のごみは、シーツSの繊維の隙間を通過して、吸込口43から風路41aへ効果的に吸引される。
また、シーツSの上のごみも、吸込口43から風路41aへ吸引される。吸込口43は、自走式掃除機10の移動に伴って移動する。吸込口43はシーツSの上のごみの付近を通過すると、そのごみは吸込口43から風路41aへ吸引される。吸込口43がごみの付近を通過する際にシーツSが吸込口43に吸い寄せられても、このシーツSは回転するアジテーター44によって揺らされる。これにより、シーツSと吸込口43との間に隙間が生じるため、吸込口43に吸い寄せられたシーツS上のごみは、吸込口43から風路41aへ効果的に吸引される。このように、アジテーター44を備える自走式掃除機10は、より効果的にごみを吸引することができる。
シーツS上のごみには、例えば毛髪が含まれる。毛髪は、回転するアジテーター44に絡むことがある。本実施の形態の除塵体45は板状である。板状の除塵体45の端部には、毛髪が引っ掛かりにくい。本実施の形態であれば、アジテーター44に絡んだ毛髪は、アジテーター44が回転し続けることによって、当該アジテーター44から徐々に離れる。アジテーター44から離れた毛髪は、風路41aから風路42aへ吸引される。
また、本実施の形態の除塵体45には、孔45aが形成されている。除塵体45に形成された孔45aは、吸込口43にシーツSが吸い寄せられた状態において、吸込口43から風路41aに吸引される通気量を確保する。除塵体45に孔45aが形成されていることにより、吸込口43にシーツSが吸い寄せられても、風路41aには十分な量の空気が流れる。孔45aは、風路41a内の風量の低下を防止する。
風路41aへ吸引されたごみと空気とは、集塵ボックス61へ流入する。集塵ボックス61内の集塵フィルター62は、ごみを捕捉する。空気は、集塵フィルター62を通過する。集塵ボックス61へ流入したごみと空気とは、集塵フィルター62によって、清浄な空気となる。清浄な空気は、吸引ユニット50を介し、乾燥ユニット70へ送られる。乾燥ユニット70へ送られた空気は、ヒーター71によって加熱される。ヒーター71は、一例として、空気を60度に加熱する。ヒーター71によって加熱された空気は、温風出口73を介して、自走式掃除機10の外部へ送られる。
温風出口カバー74の下端は、敷き布団F1に対して沈み込む。上記したように、温風出口カバー74には、温風出口カバー74の下端から後面側に亘る複数の孔で構成された温風出口73が形成される。温風出口カバー74が敷き布団F1に対して沈み込むことによって、温風出口73から送られる温風が通過する風路が十分に確保される。また、温風出口73が温風出口カバー74の下端から後面に亘って形成されていることで、十分な量の温風が敷き布団F1の表面を通過する。本実施の形態の自走式掃除機10であれば、十分な風量および風速の温風を、敷き布団F1の表面に送ることができる。これにより、敷き布団F1には効率よく熱が伝達される。本実施の形態の自走式掃除機10は、敷き布団F1を、効率よく加熱して乾燥させることができる。
自走式掃除機10は、上記のようにして、前進しながらごみの吸引と温風の供給とを行うことができる。自走式掃除機10は、敷き布団F1等の対象物を、清掃しつつ乾燥させることができる。なお、自走式掃除機10は、例えば対象物を乾燥させる機能を有さないものであってもよい。
また、制御ユニット80は、一例として、自走式掃除機10が前進するように車輪用モーター32を一定時間だけ駆動させた後、車輪用モーター32の回転方向を反転させる。これにより、自走式掃除機10は、図14に示すように後進する。
後進する自走式掃除機10の吸込口体41には、吸込口43に吸い寄せられたシーツSの膨らみを乗り越えるための力が作用する。後進する自走式掃除機10の吸込口体41の底面の前端には、上向きの力が作用する。これにより、吸込口体41の底面の前端が持ち上げられる。図14に示すように、後進する自走式掃除機10の吸込口体41の底面の前端は、前進する自走式掃除機10の吸込口体41の底面の前端よりも上方に動く。
本実施の形態において、吸込口43は、底面22aよりも上方にある。このため、敷き布団F1に吸込口43が密着することが防止される。また、吸込口43は、シーツSに対しても、過度に強く密着することがない。本実施の形態であれば、自走式掃除機10は、柔軟性のある被清掃面の上においても、ごみを吸引する性能と被清掃面上を走行する性能とを保つことができる。なお、自走式掃除機10は、例えば、シーツSが吸込口43へ密着することを防止するリブ等を有するものであってもよい。
また、吸込口43が底面22aよりも上にあるため、シーツSと布団F1との間には空間Bが形成される。自走式掃除機10が動作すると、空間Bの外側から空間Bの内側へ向かう気流と、空間Bの内側から外側へ向かう気流と、が生じる。これにより、十分な量の空気が空間Bから吸込口43へ向かって流れる。本実施の形態であれば、自走式掃除機10は、シーツSと敷き布団F1との間にある微細なごみを、効率よく吸引することができる。
また、吸込口43は、突出部24の下端よりも上方にある。突出部24は、敷き布団F1を下方に押さえ込む。本実施の形態であれば、敷き布団F1に吸込口43が密着することが、より効果的に防止される。例えば、吸込口体41の底面が前方下方に向けて傾斜した場合においても、吸込口43は敷き布団F1に密着することがない。このように、突出部24は、柔軟性を有する被清掃面が吸込口43に吸着してしまうことを防止する。本実施の形態における突出部24は、自走式掃除機10の本体の底面から下方に突出する吸着防止部の一例である。
突出部24は、敷き布団F1と共にシーツSも下方に押さえ込む。突出部24は、吸込口43に吸い寄せられたシーツSのたるみも抑制する。さらに、突出部24は、シーツSが吸込口43に対して過度に強く吸着されることを防止する。突出部24は、シーツSが吸込口43を介して吸込口体41の内部の風路41aの奥へ入り込むことを防止する。このように、突出部24を備える自走式掃除機10は、柔軟性のある被清掃面の上においても、ごみを吸引する性能と被清掃面上を走行する性能とを効果的に保つことができる。また、アジテーター44の回転が風路41aの奥へ入り込んだシーツSによって妨げられることも防止される。
本実施の形態の自走式掃除機10を側方からみた場合、突出部24は、吸込口43と車輪31との間に配置される。突出部24は、吸込口43の近傍に配置される。シーツSのうちの吸込口43に吸い寄せられる部分は、突出部24によって一定の範囲に制限される。シーツSと敷き布団F1との間の空間Bの広さは、突出部24によって制限される。これにより、空間B内には十分な強さの気流が発生する。このため、本実施の形態の自走式掃除機10は、シーツSと敷き布団F1との間の空間Bにある微細なごみを、より効果的に吸引することができる。
なお、突出部24は、下ケース22と別体であってもよい。また、突出部24は、例えば、被清掃面に対して滑りやすい部材であってもよい。突出部24は、例えば、回転自在な円柱状の部材であってもよい。これにより、自走式掃除機10が被清掃面の上を走行する際に突出部24と被清掃面との間で発生する抵抗が低減される。
本実施の形態の自走式掃除機10の本体の重心Gは、車輪31よりも後方にある。このため、敷き布団F1に吸い寄せられる力が吸込口体41に加わっても、自走式掃除機10の本体が前方下方に傾斜しにくい。このため、シーツSと敷き布団F1との間の空間Bが、より確実に生じる。本実施の形態であれば、ごみを吸引する性能がよりよい自走式掃除機10が得られる。
前進する自走式掃除機10には、当該自走式掃除機10が後方下方に向けて傾斜するように、慣性力が作用する。本実施の形態では、重心Gの後方に温風出口カバー74がある。下方に突出したこの温風出口カバー74は、自走式掃除機10が後方下方に傾斜してしまうことを抑制する。これにより、吸込口43が被清掃面から離れてしまうことが防止される。本実施の形態の自走式掃除機10は、ごみを吸引する性能を維持しながら前進することができる。
本実施の形態における温風出口カバー74は、自走式掃除機10の本体に形成される傾斜抑制部の一例である。傾斜抑制部とは、自走式掃除機10が後方下方に傾斜してしまうことを抑制するためのものである。自走式掃除機10は、温風出口カバー74とは別の部材を、傾斜抑制部として備えても良い。
本実施の形態において、上カバー21の下端は、吸込口43よりも下にある。上記したように、後進する自走式掃除機10の吸込口体41の底面の前端は、前進する自走式掃除機10の吸込口体41の底面の前端よりも上方に動く。また、上カバー21の下端の前部は、吸込口43の前方でシーツSを押さえる。これらにより、自走式掃除機10が後進する際にシーツSが吸込口43に吸い寄せられることでたるむことが防止される。また、自走式掃除機10が後進する際にシーツSが吸込口43から風路41aの奥へ引き込まれることも防止される。
次に、敷き布団F1上の凹部Uを前進する自走式掃除機10と敷き布団F1上の傾斜部Lを走行する自走式掃除機10とについて説明する。凹部Uとは、敷き布団F1上の下方に凹んだ場所である。傾斜部Lとは、敷き布団F1上の左右方向に傾いた場所である。一例として、傾斜部Lは、右方から左方に向けて上方へ傾斜する。図15は、敷き布団F1上の凹部Uを前進する実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。図16は、敷き布団F1上の傾斜部Lを走行する実施の形態1の自走式掃除機10の正面図である。
上記したとおり、吸込口体41は、本体に対して回動可能である。自走式掃除機10が凹部Uの上を通過する際、吸込口体41は、凹部Uの形状に応じて回動する。吸込口体41は、左右方向に伸びた軸を中心にして回動する。一例として、吸込口体41の前端は、図14に示すように、下方へ回動する。吸込口体41が回動することによって、吸込口43も同様に回動する。吸込口体41および吸込口43が凹部Uの形状に応じて回動することによって、空間B内のごみが効果的に吸引される。
また、図15に示すように、自走式掃除機10が傾斜部Lの上を通過する際、吸込口体41は、傾斜部Lの形状に応じて回動する。吸込口体41の左側は、傾斜部Lの形状に応じて上方へ動く。吸込口体41および吸込口43が傾斜部Lの形状に応じて回動することによって、空間B内のごみが効果的に吸引される。
本実施の形態において吸込口体41は、本体に対し、前後方向に伸びる軸および左右方向に伸びる軸に対して回動可能である。起伏のある被清掃面の上を自走式掃除機10が走行する場合、吸込口体41および吸込口43は、この起伏に追従して動く。本実施の形態の自走式掃除機10であれば、起伏のある被清掃面の上においても、ごみを吸引する性能を保つことができる。
なお、吸込口体41は、前後方向に伸びる軸および左右方向に伸びる軸の一方を中心に回動可能であってもよい。また、吸込口体41は、例えば、右斜め前方から左斜め後方にかけて伸びる軸等を中心に回動可能であってもよい。吸込口体41は、自走式掃除機10の本体の底面が水平面に対向している状態で、水平面に平行な軸を中心にして回動可能であればよい。これにより、吸込口体41は、被清掃面の上の起伏に追従して動く。
吸込口体41は、一例として、左右対称に形成されているが、吸込口体41の右側部分の重量と左側部分の重量とは異なっていてもよい。自走式掃除機10は、吸込口体41の右側部分と左側部分とのうちの重い方を持ち上げるためのバネを備えてもよい。吸込口体41は、被清掃面の上の起伏に追従して動くことができればよい。
また、自走式掃除機10は、例えば、アジテーター44を備えていなくてもよい。アジテーター44を備えていない自走式掃除機10であれば、より少ない電力で動作することができる。また、例えば、アジテーター44を備えていない自走式掃除機10は、吸込口43の面積がより狭くなるように構成されてもよい。アジテーター44を備えていない自走式掃除機10は、底面22aから吸込口43までの距離がより長くなるように構成されてもよい。このように自走式掃除機10を構成することで、自走式掃除機10の消費電力が削減されつつ吸込口43にシーツSが密着することも防止され、自走式掃除機10の清掃性能が確保される。
上記の実施の形態において、吸込口43は、下ケース22に対して独立して設けられた吸込口体41の底面に形成されている。吸込口43は、上記の実施の形態以外にも、例えば、底面22aよりも高い位置で下ケース22に一体的に形成されてもよい。吸込口43が下ケース22の底面22aよりも高い位置に形成されることにより、上記の実施の形態と同様に、吸込口43にシーツSが密着することを防止する効果が得られる。
次に、敷き布団F1の端部を検出する自走式掃除機10について説明する。図17は、敷き布団F1の端部を検出する実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。
図17に示すように、ボディ20の前端部が敷き布団F1の端部に差し掛かると、上カバー21の下端部の前側部分に設けられた被清掃面検出センサー81が受ける赤外光の量が、ボディ20の前端部が敷き布団F1の端部に差し掛かっていない時に比べて少なくなる。自走式掃除機10がベッド等の上に置かれた敷き布団F1の端部に向けて前進し続けると、被清掃面検出センサー81が受ける赤外光の量はゼロに近づく。
制御ユニット80は、例えば、上カバー21の下端部の前側部分に設けられた被清掃面検出センサー81が受ける赤外光の量が予め設定された閾値を下回ると、自走式掃除機10が敷き布団F1の端部に差し掛かったと判定する。自走式掃除機10が敷き布団F1の端部に差し掛かったと判定した制御ユニット80は、車輪用モーター32を停止させる。車輪用モーター32を停止させた制御ユニット80は、車輪用モーター32の回転方向が車輪用モーター32を停止させる前の回転方向に対して反転するように、再び車輪用モーター32を駆動させる。再び車輪用モーター32が駆動することによって、自走式掃除機10は後進する。
例えば、上カバー21の下端部の後側部分に設けられた被清掃面検出センサー81が受ける赤外光の量が予め設定された閾値を下回ると、制御ユニット80は、自走式掃除機10が敷き布団F1の端部に差し掛かったと判定する。自走式掃除機10が敷き布団F1の端部に差し掛かったと判定した制御ユニット80は、車輪用モーター32を停止させる。車輪用モーター32を停止させた制御ユニット80は、車輪用モーター32の回転方向が車輪用モーター32を停止させる前の回転方向に対して反転するように、再び車輪用モーター32を駆動させる。再び車輪用モーター32が駆動することによって、自走式掃除機10は前進する。
なお、自走式掃除機10が敷き布団F1の端部に差し掛かったと判定した制御ユニット80は、1対の駆動ユニット30のそれぞれの車輪用モーター32の回転速度の変更をしてもよい。制御ユニット80は、1対の駆動ユニット30のそれぞれの車輪用モーター32の回転速度を変更することによって、自走式掃除機10の進行方向を変更させてもよい。上記のようにして、自走式掃除機10は、敷き布団F1の端部を検出し、前進と後進および進行方向の変更とを繰り返す。本実施の形態の自走式掃除機10は、敷き布団F1から落下することなく、敷き布団F1の清掃および乾燥を自律的に継続することができる。
被清掃面検出センサー81の向きが鉛直方向に対して傾斜する角度は、当該被清掃面検出センサー81が赤外光を受光できるように設定される。被清掃面検出センサー81の向きが鉛直方向に対して傾斜する角度を、以下、被清掃面検出センサー81の傾斜角度と称する。被清掃面検出センサー81は、被清掃面検出センサー81の傾斜角度が大きいほど、ボディ20の外周からより遠い位置の敷き布団F1表面の状態を検出できる。すなわち、被清掃面検出センサー81の傾斜角度が大きいほど、自走式掃除機10が敷き布団F1から落下するリスクがより低減される。
また、被清掃面検出センサー81は、被清掃面検出センサー81の傾斜角度が小さいほど、より正確に被清掃面と自走式掃除機10との位置関係を検出することができる。例えば、被清掃面検出センサー81の傾斜角度が小さいほど、自走式掃除機10が敷き布団F1表面の凸部を乗り越えた時に、自走式掃除機10が敷き布団F1の端部に差し掛かったと制御ユニット80によって判定されるリスクが低減される。また、被清掃面検出センサー81の傾斜角度が小さいほど、自走式掃除機10が敷き布団F1表面の凹部に差し掛かった時に、自走式掃除機10が敷き布団F1の端部に差し掛かったと制御ユニット80によって判定されるリスクが低減される。また、被清掃面検出センサー81の傾斜角度が小さいほど、自走式掃除機10が傾いた時に、自走式掃除機10が敷き布団F1の端部に差し掛かったと制御ユニット80によって判定されるリスクが低減される。このように、被清掃面検出センサー81の傾斜角度が小さいほど、被清掃面と自走式掃除機10との位置関係が誤って検出される可能性が小さくなる。
一例として、被清掃面検出センサー81の傾斜角度が5°から50°に設定されると、自走式掃除機10が敷き布団F1から落下するリスクが十分に低減され、且つ、被清掃面と自走式掃除機10との位置関係が誤って検出される可能性が十分に小さくなる。被清掃面検出センサー81の傾斜角度は、一例として、20°から30°の範囲に設定することが望ましい。これにより、自走式掃除機10が敷き布団F1から落下するリスクがより低減され、且つ、被清掃面と自走式掃除機10との位置関係がより適切に検出される。
自走式掃除機10は、例えば、被清掃面検出センサー81の向きを調整可能に構成されていてもよい。これにより、自走式掃除機10は、敷き布団F1の表面の起伏、敷き布団F1の端部の形状等、敷き布団F1の状態に応じて適切に動作することができる。
また、赤外線受光部83には、例えば、ポジションセンシングデバイスまたはCMOSイメージセンサが使用されてもよい。赤外線受光部83は、被清掃面から受けた赤外光の入射角度を検出するものであってもよい。被清掃面検出センサー81は、赤外線受光部83が検出した入射角度に応じた信号を制御ユニット80へ送信してもよい。制御ユニット80は、赤外線受光部83が検出した入射角度に基づいて、被清掃面検出センサー81から被清掃面までの距離を算出してもよい。上記のように構成された制御ユニット80および被清掃面検出センサー81であれば、被清掃面の赤外光の反射率の違いに依らず、被清掃面と自走式掃除機10との位置関係をより正確に検出することができる。被清掃面の赤外光の反射率は、例えば、当該被清掃面を形成する物体の材質に依る。
次に、敷き布団F1上でたるんだシーツSが駆動ユニット30へ侵入したことを検出する自走式掃除機10について説明する。図18は、たるんだシーツSに覆われた敷き布団F1上を前進する実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。図19は、たるんだシーツSに覆われた敷き布団F1上を後進する実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。
たるんだシーツSに覆われた敷き布団F1上で自走式掃除機10が旋回動作および往復動作を行うと、シーツと車輪31の外周との接触面積が大きくなる。車輪31外周にまとわりついたシーツSの一部は、当該車輪31の上部まで持ち上げられる。自走式掃除機10の前進時は、図18に示すように、たるんだシーツSは車輪31の後ろ側に持ち上がる。自走式掃除機10の後進時は、図19に示すように、たるんだシーツSは車輪31の前側に持ち上がる。
車輪31によって持ち上げられたシーツSは、やがて、異物侵入検出センサー35の位置まで持ち上げられる。異物侵入検出センサー35の位置まで持ち上げられたシーツSは、レバー35bを押し上げる。これにより、スイッチ部35aのスイッチ回路が短絡する。スイッチ部35aのスイッチ回路が短絡することよって、駆動ユニット30への異物侵入が検出される。異物侵入検出センサー35によって異物侵入が検出されると、制御ユニット80は、左右両方の車輪用モーター32の駆動を停止する。その後、制御ユニット80は、車輪用モーター32を数秒間逆回転させる。これにより、自走式掃除機10は逆方向に移動する。
このように、本実施の形態であれば、シーツSが、車輪31とハウジング34の間の奥に巻き込まれる前に、シーツSが駆動ユニット30に侵入したことが検出される。このため、シーツSが車輪31に巻きついて傷むことが防止される。また、車輪31へのシーツSの巻き込みによる車輪用モーター32の過熱を防止することができる。
なお、駆動ユニット30への異物侵入が検出されて、自走式掃除機10が逆方向に移動する際に、制御ユニット80は、ファン51を停止させることが望ましい。たるんだシーツSは、吸込口43に引き込まれ易い。ファン51が停止することにより、シーツSは、吸込口43に引き込まれない。これにより、シーツSの車輪31への接触圧力が低減し、車輪31へのシーツSの巻き込みがより効果的に防止される。
また、シーツSのたるみ具合によっては、自走式掃除機10が旋回動作および往復動作を繰り返すと、異物侵入検出センサー35による異物侵入の検出が短い間隔で発生することがある。また、左右の異物侵入検出センサー35による異物侵入の検出が同時に発生する場合もある。すなわち、自走式掃除機10が前進しても後進しても、車輪31へのシーツSの巻き込みが生じる可能性がある状況になりうる。
制御ユニット80は、上記のような状況が検出された際に、車輪用モーター32とファン51の駆動を停止するように構成されてもよい。また、自走式掃除機10は、上記のような状況が検出された際に、使用者に対して警告の表示や音声報知を行うように構成されてもよい。自走式掃除機10は、警告の表示や音声報知を行う報知手段を備えていてもよい。また、自走式掃除機10は、異物侵入検出センサー35によって異物侵入が検出された場合にアジテーター44の回転が停止するように構成されてもよい。
次に、自走式掃除機10が、たるんだシーツSに覆われた柔らかい敷き布団F3上を走行した場合の動作について説明する。自走式掃除機10は、柔らかい敷き布団F3で走行する前に、使用者によって、予め図6のように車輪31の突出量が大きくなるように調節されているものとする。
図20は、たるんだシーツSに覆われた柔らかい敷き布団F3上を前進する実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。図21は、たるんだシーツSに覆われた柔らかい敷き布団F3上を後進する実施の形態1の自走式掃除機10の縦断面図である。
柔らかい敷き布団F3上では、車輪31が敷き布団F3に深く沈み込む。上記したように、車輪31が大きく突出した状態においても、異物侵入検出センサー35のレバー35bは車輪31と近接した状態で保たれる。このため、本実施の形態の自走式掃除機10は、柔らかい敷き布団F3上でも、シーツSが車輪31とハウジング34の間に侵入することを検出することができる。
なお、上記の実施の形態において異物侵入検出センサー35は、機械式スイッチで構成されているが、その他の方式で構成されていてもよい。異物侵入検出センサー35は、例えば、異物が光を遮ることを利用した光学式センサーによって構成されてもよい。異物侵入検出センサー35は、駆動ユニット30への異物の侵入を検出可能なものであれば、任意のものであってよい。
次に、自走式掃除機10が敷き布団F1上の清掃を行う工程について説明する。敷き布団F1は、矩形の清掃対象領域の一例である。本実施の形態において、制御手段の一例である制御ユニット80は、自走式掃除機10の本体が第1の工程と第2の工程とを実行するように、駆動ユニット30、清掃ユニット40、吸引ユニット50および乾燥ユニット70を制御する。
第1の工程は、自走式掃除機10の本体が初期位置から清掃基準位置まで移動する工程である。第2の工程は、自走式掃除機10の本体が清掃基準位置から移動しながら清掃対象領域内の清掃を行う工程である。また、本実施の形態において、この第2工程では、清掃対象領域である敷き布団F1の乾燥も行われる。
初期位置は、第1の工程を開始する際の自走式掃除機10の位置である。例えば、使用者が自走式掃除機10を置いた位置が初期位置となる。清掃基準位置は、第2の工程を開始する際の自走式掃除機10の位置である。第2の工程において、自走式掃除機10は、この清掃基準位置を基準にして、清掃対象領域である敷き布団F1の清掃および乾燥を行う。
また、本実施の形態において、制御ユニット80は、自走式掃除機10の本体が中点検出動作を行うように駆動ユニット30を制御する。中点検出動作とは、清掃対象領域である敷き布団F1の対向する2か所の端部間の中点に移動する動作である。
中点検出動作は、一例として、次の3つの動作からなる。まず、自走式掃除機10は、現在位置から前方および後方の一方に、本体が敷き布団F1の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまで進行する。例えば、自走式掃除機10は、本体が敷き布団F1の前方の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまで前進する。
次に、自走式掃除機10は、前方および後方の他方に進行する。自走式掃除機10は、本体が敷き布団F1の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまでこの他方に進行する。例えば、自走式掃除機10は、本体が敷き布団F1の後方の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまで後進する。
その後、自走式掃除機10は、前方および後方の一方へ再び進行する。例えば、自走式掃除機10は、再び前進する。自走式掃除機10は、被清掃面検出センサー81により本体が敷き布団F1の端部に達したことが中点検出動作の開始後に最初に検出されてから次に検出されるまでの当該本体の移動距離の半分だけ、上記の一方の方向へ進行する。具体的には、自走式掃除機10は、敷き布団F1の上記の前方の端部と上記の後方の端部の中間位置まで前進する。
上記のような3つの動作を続けて行うことで、自走式掃除機10の本体は、敷き布団F1の対向する2か所の端部間の中点に移動する。敷き布団F1の対向する2か所の端部間の中点とは、すなわち、敷き布団F1の2か所の端部を結ぶ直線上であり、かつ、これら2か所の端部から等距離にある点である。そして、この中点が清掃基準位置として設定される。清掃基準位置は、このように設定されることで、敷き布団F1の端部側ではなく中央側に設定される。本実施の形態であれば、自走式掃除機10は、敷き布団F1の中央側から清掃を開始することができる。
上記のような中点検出動作の具体例においては、制御ユニット80は、自走式掃除機10の本体の移動距離を検出する必要がある。本体の移動距離の検出方法としては、例えば、次の2つの方法が考えられる。
1つめは、駆動ユニット30の車輪31の回転量に基づいて、本体の移動距離を検出する方法である。本体の移動距離は、車輪31の回転量に比例する。よって、本体の移動距離は、モーター軸32aの回転量で表すことができる。制御ユニット80は、車輪31を駆動する車輪用モーター32のモーター軸32aの回転量を、エンコーダー32bによって検出する。本体の移動距離は、移動中のモーター軸32aの回転量と、ギヤユニット33のギヤ比と、車輪31の周長と、を乗じることで求められる。この例において、エンコーダー32bは、本体の移動距離を検出するための移動距離検出手段の一例である。
2つめは、本体の前後進の経過時間に基づいて、本体の移動距離を検出する方法である。この方法では、本体の前後進の速度と経過時間とを乗じることで、本体の移動距離を求めることができる。なお、本体の前後進の速度を一定にすれば、本体の移動距離は前後進の継続時間のみに比例する。この場合には、本体の移動距離は前後進の継続時間で表すことができる。つまり、前述の中点検出動作の具体例では、前進する本体が敷き布団F1の端部に達してから、後進する本体が敷き布団F1の端部に達するまでの本体の後進時間を検出し、この後進時間の1/2だけ本体を再度前進させればよい。
上記の中点検出動作は、一例として、複数回実行される。中点検出動作は、例えば、第1の工程において2回実行される。本実施の形態において、制御ユニット80は、第1の工程において1回目の中点検出動作の後に本体が90度旋回してから2回目の中点検出動作が行われるように、駆動ユニット30を制御する。自走式掃除機10の本体は、第1の工程開始時の初期位置から1回目の中点検出動作を行う。本体は、一回目の中点検出動作の後、90度旋回してから2回目の中点検出動作を行う。そして、この2回目の中点検出動作を行った結果として本体のある位置が、清掃基準位置として設定される。清掃基準位置は、このように設定されることで、敷き布団F1の中央により近い位置になる。
次に、本実施の形態の自走式掃除機10が実行する第1の工程の流れについて、フロー図を参照して説明する。図22および図23は、実施の形態1の自走式掃除機10の第1の工程の流れの一例を示すフロー図である。
第1の工程において、制御ユニット80は、まず、自走式掃除機10の本体が前進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を正転させる(ステップS101)。ここで、ステップS101において自走式掃除機10が前進する方向を、本開示では「縦方向」と定義する。
自走式掃除機10が縦方向に前進すると、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されたか否かを判定する(ステップS102)。この端部を、本開示では「縦方向前端」と称する。
本体が縦方向前端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されない場合、ステップS101およびステップS102の処理が継続される。すなわち、自走式掃除機10は、本体が縦方向前端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまで縦方向へ前進する。一方、ステップS102において本体が縦方向前端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出された場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS103)。
制御ユニット80は、ステップS103で車輪31を停止させた後、自走式掃除機10の本体が後進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を反転させる(ステップS104)。また、このステップS104においては、モーター軸32aの回転量の計測が行われる。モーター軸32aの回転量の計測は、本体の後進中において常時行われる。具体的には、制御ユニット80は、本体の後進中にエンコーダー32bから出力される信号を取り込んで記憶する。
ステップS104で自走式掃除機10が後進すると、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されたか否かを判定する(ステップS105)。この端部を、本開示では「縦方向後端」と称する。
本体が縦方向後端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されない場合、ステップS104およびステップS105の処理が継続される。すなわち、自走式掃除機10は、本体が縦方向後端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまで後進する。
一方、ステップS105において本体が縦方向後端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出された場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS106)。
このステップS106において、制御ユニット80は、ステップS104で本体が縦方向前端から後進を開始してから縦方向後端に達するまでのモーター軸32aの回転量に基づいて、縦方向前端から縦方向後端までの距離を算出する。制御ユニット80は、算出したこの距離の値を、縦方向距離L1として設定する。また、制御ユニット80は、縦方向距離L1の半分の距離を算出して、算出した値を縦方向中点距離M1として設定する。さらに、制御ユニット80は、縦方向中点距離M1だけの長さを移動するためのモーター軸32aの回転量N1を設定する。
上記のステップS106の処理が行われた後、制御ユニット80は、自走式掃除機10の本体が前進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を正転させる(ステップS107)。また、このステップS107においては、モーター軸32aの回転量の計測が行われる。モーター軸32aの回転量の計測は、本体の前進中において常時行われる。
ステップS107で自走式掃除機10が前進すると、制御ユニット80は、ステップS107で本体が前進を開始してからのモーター軸32aの回転量が、ステップS106で設定された回転量N1以上となったか否かを判定する(ステップS108)。モーター軸32aの回転量が、回転量N1以上でない場合、ステップS107およびステップS108の処理が継続される。一方、モーター軸32aの回転量が、回転量N1以上になった場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS109)。これにより、1回目の中点検出動作が完了する。
ステップS109で1回目の中点検出動作が完了すると、制御ユニット80は、自走式掃除機10の本体を時計回りに90°だけ超信地旋回させるように、駆動ユニット30を制御する(ステップS110)。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左の車輪31を正転させ、右の車輪31を反転させる。
ステップS110の後、処理は図23のフロー図へと進む。図23に示すフロー図は、2回目の中点検出動作の処理を示している。制御ユニット80は、ステップS110で本体が旋回した後、本体が前進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を正転させる(ステップS111)。ここで、ステップS111において自走式掃除機10が前進する方向を、本開示では「横方向」と定義する。
自走式掃除機10が横方向に前進すると、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されたか否かを判定する(ステップS112)。この端部を、本開示では「横方向前端」と称する。
本体が横方向前端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されない場合、ステップS111およびステップS112の処理が継続される。すなわち、自走式掃除機10は、本体が横方向前端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまで横方向へ前進する。一方、ステップS102において本体が横方向前端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出された場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS113)。
制御ユニット80は、ステップS113で車輪31を停止させた後、自走式掃除機10の本体が後進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を反転させる(ステップS114)。また、このステップS114においては、モーター軸32aの回転量の計測が行われる。モーター軸32aの回転量の計測は、本体の後進中において常時行われる。具体的には、制御ユニット80は、本体の後進中にエンコーダー32bから出力される信号を取り込んで記憶する。
ステップS114で自走式掃除機10が後進すると、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されたか否かを判定する(ステップS115)。この端部を、本開示では「横方向後端」と称する。
本体が横方向後端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されない場合、ステップS114およびステップS115の処理が継続される。すなわち、自走式掃除機10は、本体が横方向後端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまで後進する。
一方、ステップS115において本体が横方向後端に達したことが被清掃面検出センサー81により検出された場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS116)。
このステップS116において、制御ユニット80は、ステップS114で本体が横方向前端から後進を開始してから横方向後端に達するまでのモーター軸32aの回転量に基づいて、横方向前端から横方向後端までの距離を算出する。制御ユニット80は、算出したこの距離の値を、横方向距離L2として設定する。また、制御ユニット80は、横方向距離L2の半分の距離を算出して、算出した値を横方向中点距離M2として設定する。さらに、制御ユニット80は、横方向中点距離M2だけの長さを移動するためのモーター軸32aの回転量N2を設定する。
上記のステップS116の処理が行われた後、制御ユニット80は、自走式掃除機10の本体が前進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を正転させる(ステップS117)。また、このステップS117においては、モーター軸32aの回転量の計測が行われる。モーター軸32aの回転量の計測は、本体の前進中において常時行われる。
ステップS117で自走式掃除機10が前進すると、制御ユニット80は、ステップS117で本体が前進を開始してからのモーター軸32aの回転量が、ステップS116で設定された回転量N2以上となったか否かを判定する(ステップS118)。モーター軸32aの回転量が、回転量N2以上でない場合、ステップS117およびステップS118の処理が継続される。
一方、モーター軸32aの回転量が、回転量N2以上になった場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS119)。これにより、2回目の中点検出動作が完了する。そして、2回目の中点検出動作が完了した時点での本体の位置が、清掃基準位置として設定される。上記したように、自走式掃除機10は、この清掃基準位置から第2の工程を実行する。
さらに、本実施の形態の自走式掃除機10は、清掃対象領域のサイズを自動で検出し、検出したサイズに基づいて動作する機能を有している。本実施の形態の自走式掃除機10は、異なるサイズの清掃対象領域に対応することができる。制御手段の一例である制御ユニット80は、上記したように、自走式掃除機10の本体の移動距離を算出する。そして、制御ユニット80は、算出した本体の移動距離に基づいて、矩形の清掃対象領域の短辺の長さと長辺の長さとの情報を含む寸法情報を設定する。制御ユニット80は、設定した寸法情報に基づいて動作する。
本実施の形態において、清掃対象領域のサイズは、上記した中点検出動作の際の本体の移動距離に基づいて検出される。具体的には、ステップS119において中点検出動作を完了した自走式掃除機10は、以下のようにして、清掃対象領域である敷き布団F1のサイズの設定を行う。
ステップS119で中点検出動作が完了すると、制御ユニット80は、上記した縦方向距離L1が横方向距離L2より大きいか判定する(ステップS119)。制御ユニット80は、縦方向距離L1と横方向距離L2との比較結果に応じて敷き布団F1の長辺の長さRLと短辺の長さRSとを設定する。
縦方向距離L1が横方向距離L2よりも大きい場合、制御ユニット80は、敷き布団F1の長辺の長さRLを、縦方向距離L1に自走式掃除機10の本体の前後方向の長さFBを加算したものとして設定する。また、制御ユニット80は、敷き布団F1の短辺の長さRSを、横方向距離L2に自走式掃除機10の本体の前後方向の長さFBを加算したものとして設定する。(ステップS121)。
一方、横方向距離L2が縦方向距離L1よりも大きい場合、制御ユニット80は、敷き布団F1の長辺の長さRLを、横方向距離L2に自走式掃除機10の本体の前後方向の長さFBを加算したものとして設定する。また、制御ユニット80は、敷き布団F1の短辺の長さRSを、縦方向距離L1に自走式掃除機10の本体の前後方向の長さFBを加算したものとして設定する。(ステップS122)。上記のステップS121およびステップS122によって、矩形状の敷き布団の短辺の長さRSと長辺の長さRLとの情報を含む寸法情報が設定される。
上記した自走式掃除機10の本体の前後方向の長さFBは、清掃対象領域のサイズの検出結果を補正するためのものである。本体の前後方向の長さFBの情報は、制御ユニット80に予め記憶される。ステップS116において算出された横方向距離L2は、横方向前端と横方向後端との実際の端部間の距離よりも本体の前後方向の長さFBだけ短くなる。ステップS106において算出された縦方向距離L1は、縦方向前端と縦方向後端との実際の距離よりも本体の前後方向の長さFBだけ短くなる。そこで、上記したように、敷き布団F1のサイズ設定の際、縦方向距離L1および横方向距離L2には、補正のために、本体の前後方向の長さFBが加算される。
本実施の形態において、制御ユニット80は、1回目の中点検出動作において本体が達した2つの端部間の距離を第1長さとして算出する。また、制御ユニット80は、2回目の中点検出動作において本体が達した2つの端部間の距離を第2長さとして算出する。制御ユニット80は、第1長さと第2長さとのうちの長い一方を矩形の清掃対象領域の長辺の長さRLとして設定する。また、制御ユニット80は、第1長さと第2長さのうちの短い他方を矩形の清掃対象領域の短辺の長さRSとして設定する。制御ユニット80は、上記のようにして、清掃対象領域のサイズを簡易的に検出する。清掃対象領域の長辺の長さRLおよび短辺の長さRSは、第2の工程における自走式掃除機10の移動量を設定するためのパラメータとなる。
本実施の形態においては、第1の工程において、清掃基準位置を設定する動作と清掃対象領域のサイズを設定する動作との両方が実行される。なお、清掃基準位置を設定する動作と清掃対象領域のサイズを設定する動作とは、一方のみが行われても良い。また、本実施の形態においては、清掃基準位置の設定と清掃対象領域のサイズの設定とは、共に、中点検出動作の結果に基づいて行われている。清掃基準位置の設定と清掃対象領域のサイズの設定とは、それぞれ、異なる動作の結果によって行われてもよい。また、例えば、清掃対象領域のサイズの設定が行われるタイミングは、第1の工程でなくてもよい。
次に、以上のように構成された自走式掃除機10の第1の工程での動作例について説明する。図24および図25は、実施の形態1の自走式掃除機10の本体の第1の工程における移動経路の例を示すものである。本実施の形態における清掃対象領域である敷き布団F1の実寸サイズは、例えば、長辺が2メートルで短辺が1メートルである。図24および図25においては、センチメートル単位で、清掃対象領域である敷き布団F1のサイズを示している。
図24および図25では、第1の工程開始時の初期位置を白丸で示している。この初期位置は、例えば、使用者が自走式掃除機10を置いた位置である。また、図24および図25では、一回目の中点検出動作が完了した時点において自走式掃除機10がある位置を三角で示している。すなわち、この三角で示される位置は、縦方向前端と縦方向後端との間の中点である。図24および図25では、縦方向前端と縦方向後端との間の中点を、縦方向中点と表記している。また、第1の工程終了時に自走式掃除機10がある位置、すなわち、清掃基準位置を黒丸で示している。1回目の中点検出動作における本体の移動経路は、実線Y1で示される。2回目の中点検出動作における本体の移動経路は、破線Y2で示される。
図24および図25の例では、いずれも、初期位置は、敷き布団F1上における下側であって、敷き布団F1の端部に比較的近い位置である。なお、この下側とは、図24および図25の紙面上における位置を意味している。
図24の例では、初期位置における自走式掃除機10の本体の前後方向は、敷き布団F1の長手方向に対して3度だけ反時計回りに傾いている。図24の例において、第1の工程終了時に本体がある位置、すなわち、清掃基準位置は、敷き布団F1のほぼ中央となる。また、図25の例では、初期位置における自走式掃除機10の本体の前後方向は、敷き布団F1の長手方向に対して10度だけ反時計回りに傾斜している。図25の例において、第1の工程終了時に本体がある位置、すなわち、清掃基準位置は、敷き布団F1のほぼ中央となる。図25の例における清掃基準位置は、図24の例における清掃基準位置に比べて、敷き布団F1の中央から遠くなっている。一例として、図25の例における清掃基準位置は、敷き布団F1の中央から約40mmの位置となる。
このように、敷き布団F1のような矩形の清掃対象領域の対向する2ヶ所の端部間の中点に移動する中点検出動作が2回繰り返されることで、自走式掃除機10の本体は清掃対象領域のほぼ中央に移動することとなる。そして、清掃対象領域のほぼ中央が清掃基準位置として設定され、自走式掃除機10は、この清掃基準位置から清掃対象領域の清掃を開始する。本実施の形態であれば、自走式掃除機10は、清掃対象領域の中央側を端部側よりも重点的に清掃できる。
具体的に、例えば、自走式掃除機10の本体は、第2工程において、清掃基準位置を基点として、第1動作と第2動作と第3動作とを順に繰り返す。本実施の形態において、制御ユニット80は、自走式掃除機10の本体が第1動作と第2動作と第3動作とを順に繰り返すように、駆動ユニット30を制御する。
第1動作は、前進する動作である。第1動作は、前進中の本体が清掃対象領域の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されるまで行われる。すなわち、自走式掃除機10は、第1動作によって、上記の基点から清掃対象領域の端部まで移動する。前進中の本体が清掃対象領域の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されると、第2動作が行われる。第2動作は、予め設定された後進距離だけ後進する動作である。第2動作によって、自走式掃除機10は、清掃対象領域の端部から基点または基点付近まで戻る。第2動作の次に行われる第3動作は、予め設定された旋回角度だけ旋回する動作である。第3動作によって、自走式掃除機10の前後方向が変更される。第3動作の後に再び第1動作及び第2動作が実行される。
このように、本実施の形態の自走式掃除機10は、清掃基準位置を基点として、前進と後進と進行方向の変更とを繰り返す。自走式掃除機10がこのような方法で移動する場合、清掃基準位置が清掃対象領域の中央に近い位置となることで、自走式掃除機10の移動経路の重複の偏りを少なくすることができる。
なお、第1の工程によって清掃基準位置の設定と清掃対象領域のサイズの設定する場合、初期位置における自走式掃除機10の本体の前後方向は、清掃対象領域の長手方向または短手方向に対して平行であることが望ましい。初期位置での自走式掃除機10の本体の前後方向と清掃対象領域の長手方向とがなす角または当該前後方向と清掃対象領域の短手方向とがなす角が小さいほど、清掃基準位置は清掃対象領域の中央に近くなる。
また、初期位置での自走式掃除機10の本体の前後方向と清掃対象領域の長手方向とがなす角または当該前後方向と清掃対象領域の短手方向とがなす角が小さいほど、長辺の長さRLおよび短辺の長さRSはより実寸に近い正確な値に設定される。そして、長辺の長さRLおよび短辺の長さRSの設定値と清掃対象領域の実寸との誤差が小さいほど、第2工程における自走式掃除機の動作をより適切にすることができる。
例えば、敷き布団F1の長手方向に対する初期位置での自走式掃除機10の本体の前後方向の傾斜角度が3度の場合、敷き布団F1の実寸に対する長辺の長さRLおよび短辺の長さRSの設定値の誤差率は、約0.14パーセントとなる。また、敷き布団F1の長手方向に対する初期値での自走式掃除機10の本体の前後方向の傾斜角度が10度の場合、敷き布団F1の実寸に対する長辺の長さRLおよび短辺の長さRSの設定値の誤差率は、約1.5パーセントとなる。
このように、敷き布団F1の長手方向に対する初期位置での自走式掃除機10の本体の前後方向の傾斜角度が10度以下であれば、長辺の長さRLおよび短辺の長さRSの設定値の誤差率は小さくなる。これにより、第2工程における自走式掃除機の動作をより適切にすることができる。具体的には、第2工程において自走式掃除機10が繰り返し通過する領域および未清掃のまま残してしまう領域を小さくすることができる。
次に、本実施の形態の自走式掃除機10が実行する第2の工程の流れについて、フロー図を参照して説明する。図26は、実施の形態1の自走式掃除機10の第2の工程の流れの一例を示すフロー図である。上記したように、第2の工程では、第1動作と第2動作と第3動作とが順に繰り返される。第2の工程では、自走式掃除機10は、敷き布団F1の端部を検出しつつ、前進と後進と進行方向の変更とを繰り返す。
第2の工程において、制御ユニット80は、まず、後進距離DBおよび旋回角度θを設定する(ステップS201)。第2動作は、この後進距離DBだけ後進する動作である。また、第3動作は、この旋回角度θだけ旋回する動作である。本実施の形態において、制御ユニット80は、第1の工程で設定された長辺の長さRLおよび短辺の長さRSに基づいて、清掃対象領域のサイズに適した後進距離DBおよび旋回角度θを設定する。
具体的には、制御ユニット80は、長辺の長さRLと短辺の長さRSとを変数とする数式に基づいて、後進距離DBを設定する。これにより、後進距離DBは、清掃対象領域のサイズに応じた適切な値に設定される。
より具体的には、制御ユニット80は、第1の係数をK、第2の係数をC1、第3の係数をC2として、後進距離DBを次式(1)によって設定する。
(1) DB=(RS-K)×C1+((RL-K)-(RS-K))×C2
後進距離DBを式(1)に基づいて設定することで、第2の工程における自走式掃除機10の走行経路を適切にすることができ、自走式掃除機10が繰り返し通過する領域および未清掃のまま残してしまう領域を小さくすることができる。
第1の係数Kは、自走式掃除機10の本体の中心から吸込口43までの距離に本体の先端から吸込口43までの距離を加算したものである。第1の係数Kは、吸込口43が通過しない部分の長さを考慮して後進距離DBを補正するための係数である。第2の係数C1は、敷き布団F1の短辺の長さRSを基準とする係数である。第3の係数C2は、敷き布団F1の長辺の長さRLと短辺の長さRSとの差を基準とする係数である。第3の係数C2は、清掃対象領域の縦横比に基づいて後進距離DBを補正するための係数である。
また、制御ユニット80は、清掃手段の清掃可能な有効幅、具体的には、吸込口43の幅をVL、補正角度をαとして、旋回角度θを次式(2)によって設定する。
(2) θ=sin-1(VL/DB)+α
旋回角度θを式(2)に基づいて設定することで、清掃対象領域において吸込口43が通過する回数の偏りを少なくすることができる。
補正角度αが小さいほど、第3動作によって本体が旋回する前に吸込口43が往復して通過した領域と第3動作によって本体が旋回した後に吸込口43が往復して通過した領域との重複が大きくなる。また、補正角度αが小さいほど、第3動作によって本体が旋回する前に吸込口43が往復して通過した領域と第3動作によって本体が旋回した後に吸込口43が往復して通過した領域とが重ならない領域、すなわち未清掃の領域が小さくなる。
一方、補正角度αが大きいほど、第3動作によって本体が旋回する前に吸込口43が往復して通過した領域と第3動作によって本体が旋回した後に吸込口43が往復して通過した領域との重複が小さくなる。また、補正角度αが大きいほど、第3動作によって本体が旋回する前に吸込口43が往復して通過した領域と第3動作によって本体が旋回した後に吸込口43が往復して通過した領域とが重ならない領域、すなわち未清掃の領域が大きくなる。
このため、補正角度αが小さいほど、自走式掃除機10が清掃対象領域の全域を清掃する運転時間が長くなるが、清掃効果および乾燥効果が大きくなる。一方、補正角度αが大きいほど、上記の運転時間が短くなるが、清掃効果および乾燥効果が小さくなる。補正角度αは、上記の特徴を考慮して、例えば、0度から4度の範囲の角度として設定される。
制御ユニット80は、ステップS201で上記のようにして後進距離DBおよび旋回角度θを設定した後、モーター47、ファン51およびヒーター71を駆動させる(ステップS202)。モーター47が駆動することにより、アジテーター44が回転する。アジテーター44が回転することで、被清掃面からごみが掻き上げられる。また、ファン51が発生させる気流により、ごみが空気と共に吸込口43から吸引される。吸引された空気は、集塵ユニット60を通過し、ヒーター71により加熱される。ヒーター71により加熱された空気は、温風出口73から送出される。これにより、敷き布団F1が加熱される。ステップS202の処理が実施されることで、自走式掃除機10は、敷き布団F1の清掃および乾燥を開始する。
上記のステップS201およびステップS202の処理が実行される時点において、自走式掃除機10の本体は清掃基準位置にある。制御ユニット80は、ステップS202の処理の後、自走式掃除機10の本体が前進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を正転させる(ステップS203)。このステップS203の処理により、上記した第1動作が開始される。自走式掃除機10の本体が前進することで、吸込口43も前方へ移動する。これにより、吸込口43が通過した敷き布団F1上の領域が清掃される。
自走式掃除機10の本体が第1動作を開始すると、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されたか否かを判定する(ステップS204)。本体が端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されない場合、ステップS203およびステップS204の処理が継続される。すなわち、自走式掃除機10の本体は、敷き布団F1の端部に達するまで第1動作を行う。一方、ステップS204において本体が端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出された場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS205)。
制御ユニット80は、ステップS205で車輪31を停止させた後、自走式掃除機10の本体が後進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を反転させる(ステップS206)。このステップS206の処理により、上記した第2動作が開始される。また、このステップS206においては、モーター軸32aの回転量の計測が行われる。モーター軸32aの回転量の計測は、本体の後進中において常時行われる。具体的には、制御ユニット80は、本体の後進中にエンコーダー32bから出力される信号を取り込んで記憶する。
ステップS206で自走式掃除機10の本体が後進すると、制御ユニット80は、本体が後進距離DBだけ移動したか否かを判定する(ステップS207)。具体的には、制御ユニット80は、ステップS206で本体が後進を開始してからのモーター軸32aの回転量に基づいて、自走式掃除機10の本体の移動距離を算出する。上記したように、本体の移動距離は、モーター軸32aの回転量と、ギヤユニット33のギヤ比と、車輪31の周長と、を乗じることで求められる。
自走式掃除機10の本体が後進距離DBだけ後進していない場合には、ステップS206およびステップS207の処理が継続される。一方、本体が後進距離DBだけ移動した場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS208)。このようにして、予め設定された後進距離DBだけ後進する第2動作が終了する。
制御ユニット80は、ステップS208で車輪31を停止させた後、自走式掃除機10の本体を時計回りに旋回角度θだけ超信地旋回させるように、駆動ユニット30を制御する(ステップS209)。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左の車輪31を正転させ、右の車輪31を反転させる。このステップS209の処理によって、上記した第3動作が実行される。
自走式掃除機10の本体が旋回角度θだけ旋回した後、制御ユニット80は、過去に実行された第3動作によって本体が旋回した旋回角度θの総和が360度以上であるか否かを判定する(ステップS210)。旋回角度θの総和が360度に達していない場合には、ステップS203の処理が再び実行される。すなわち、第1動作が再び実行される。このようにして、自走式掃除機10の本体は、第1動作と第2動作と第3動作とを順に繰り返す。
一方で、旋回角度θの総和が360度以上になった場合、制御ユニット80は、モーター47、ファン51およびヒーター71を停止させる(ステップS211)。これにより、第2の工程が終了する。旋回角度θの総和が360度以上になった状態とは、清掃対象領域である敷き布団F1の大部分の清掃が完了した状態を意味している。本実施の形態の自走式掃除機10は、敷き布団F1の大部分の清掃が完了した後、自動的に停止する。
次に、以上のように構成された自走式掃除機10の第2の工程での動作例について説明する。図27は、実施の形態1の自走式掃除機10の本体の第2の工程における移動経路の例を示すものである。なお、図27においては、メートル単位で、清掃対象領域である敷き布団F1のサイズを示している。
図27では、第2の工程開始時に自走式掃除機10の本体がある位置、すなわち清掃基準位置を黒丸で示している。また、図27では、第2の工程における第1動作での本体の前進時の移動経路を実線Y3、第2動作での後進時の移動経路を破線Y4で示している。
図27の例では、第1の係数Kは0.08メートルに、第2の係数C1は0.5に、第3の係数C2は0.22に設定されている。また、図27の例では、清掃基準位置は敷き布団F1の中央である。また、清掃基準位置から自走式掃除機10が前進をする方向は、図27における紙面上の右水平方向である。図27の例では、敷き布団F1の長辺の長さRLは、第1の工程によって2メートルに設定されている。また、図27の例では、敷き布団F1の短辺の長さRSは、第1の工程によって1メートルに設定されている。さらに、図27の例においては、後進距離DBは、式(1)より、0.68メートルに設定される。また、図27の例においては、旋回角度θは、吸込口43の幅VLを0.12メートル、補正角度αを0度として、式(2)より、10度に設定されている。
図27の例において、自走式掃除機10の本体は、清掃基準位置から右水平方向に前進を開始し、敷き布団F1の右側端部が被清掃面検出センサー81によって検出されると、停止する。自走式掃除機10の本体は停止したのち、後進距離DB、すなわち0.68メートル後進する。後進距離DBだけ後進した自走式掃除機10の本体は、敷き布団F1の中央を越えた位置で停止する。そして、自走式掃除機10の本体は、時計回りに旋回角度θ、すなわち10度の角度だけ超信地旋回する。自走式掃除機10の本体は、旋回した後、再び前進する。自走式掃除機10の本体は、進行方向を変更しつつ、前進と後進との往復動作を繰り返す。自走式掃除機10の本体の往復経路は、図27に示すように、放射状になる。これにより、自走式掃除機10の本体は、矩形の清掃対象領域の角の付近まで移動することができる。
自走式掃除機10が上記のように矩形の清掃対象領域を移動する場合において、後進距離DBは、当該掃対象領域の短辺の0.4倍から0.8倍までの長さとして設定されることが望ましい。後進距離DBがこのように設定されることで、自走式掃除機10は、清掃対象領域の全体を、角付近を含めて清掃することができる。
図28は、図27に示す第2工程における本体の移動経路の例と吸込口43の移動軌跡の例とを重ねて示した図である。吸込口43の移動軌跡とは、本体の移動に伴って吸込口43が通過した領域を、吸込口43の通過回数毎に塗り分けて示したものである。なお、吸込口43の移動軌跡は、清掃領域を1辺が1センチメートルの微小正方形の領域に分割して、吸込口43の長辺が通過する回数を計測するシミュレーションによって求めた結果のイメージである。このシミュレーションの計算方法において、微小正方形を吸込口43の長辺が通過する回数は、微小正方形に対して吸込口43の長辺が通過する角度によって通過回数に誤差を生じるため、必ずしも、実際の動作における通過回数とは一致しない。ただし、吸込口43の移動軌跡のイメージは、通過回数の分布の傾向を捉えることは十分可能であるため、誤差を含んだ移動軌跡として例示する。
また、図29は、図28に示す吸込口43の移動軌跡の例を示した図である。すなわち、図28は、図27と図29とを重ね合わせたものに相当する。
上記したように、図28の例において、本体の移動経路は、敷き布団F1の端部側に向かう放射状の経路となる。また、図28および図29の例において、吸込口43が複数回通過する領域は、敷き布団F1の端部側では少なく、敷き布団F1の中央側では多くなる。図28および図29の例において、自走式掃除機10の本体が停止するまでの総走行距離は、約50メートルである。
一般的に、敷き布団F1の端部は傾いている。車輪31が敷き布団F1の端部に近接した場合、当該車輪31に対し、敷き布団F1の端部に形成された傾斜面を下る力が加えられる。車輪31が敷き布団F1の端部に近接した場合には、自走式掃除機10の本体が敷き布団F1から落下するリスクがある。一方で、上記したように自走式掃除機10の本体を敷き布団F1の中央側から端部側に向けて移動させる移動方法においては、被清掃面検出センサー81が敷き布団F1の端部に到達した時点で、車輪31が敷き布団F1の中央側にある。これにより、本体が敷き布団F1から落下するリスクが低減される。本実施の形態のように、敷き布団F1の中央側から端部側に向けて移動する移動方法は、敷き布団F1の端部付近を端部に沿って走行する移動方法よりも、本体が敷き布団F1から落下するリスクが低い。
自走式掃除機10の本体の端部と吸込口43とは、一定の距離だけ離れている。このため、敷き布団F1の端部付近には、図28および図29に示すように、未清掃の領域が少なからず残ってしまう場合がある。そこで、例えば、吸込口43を、より前方に設けたり、被清掃面検出センサー81の閾値の設定を変更することによって本体が敷き布団F1の端部により近接できるようにしたりすることで、敷き布団F1の端部付近の未清掃の領域を少なくすることができる。
上記したように、図28および図29の例において、吸込口43が通過する回数は、敷き布団F1の端部側の領域よりも、中央側の領域の方が多くなる。本実施の形態では、自走式掃除機10の本体が、敷き布団F1の中央側から放射状に前進と後進とを繰り返す。このため、敷き布団F1の中央側では吸込口43の移動軌跡の重複が多く、端部側では吸込口43の移動軌跡の重複が少なくなる。このように、本実施の形態の自走式掃除機10は、清掃対象領域である敷き布団F1の中央側を端部側よりも重点的に清掃することができる。また、自走式掃除機10は、清掃対象領域である敷き布団F1の中央側を端部側よりも重点的に乾燥することもできる。
一般的に、敷き布団F1等の寝具の使用者は、当該寝具の中央で寝ることが多い。このため、寝具の中央側の方が端部側よりも、皮脂等のごみが多く付着する。また、寝具の中央側ほど、寝汗による湿りも多い。したがって、寝具の清掃および乾燥を行う際には、寝具全体を均一に清掃および乾燥するよりも、寝具の中央側を重点的に清掃および乾燥したほうが、効率がよい。清掃対象領域の中央側を重点的に清掃および乾燥することができる本実施の形態の自走式掃除機10は、清掃対象領域の清掃および乾燥を、効率よく行うことができる。
また、図30は、実施の形態1の補正角度αが2度の場合の吸込口の移動軌跡の例を示した図である。図30における実線Y3は、一回目の第1動作における本体の前進時の移動経路を示している。図30の例において、旋回角度θは12度である。また、図30の例において、自走式掃除機10の本体が停止するまでの総走行距離は、約42メートルである。
図30の例における吸込口43の移動軌跡は、図29の例における吸込口43の移動軌跡よりも、重複が少ない。図30の例において吸込口43から吸引される塵埃の総量は、図29の例において吸込口43から吸引される塵埃の総量よりも少なくなる可能性がある。一方で、図30の例であれば、図29の例よりも短時間で、敷き布団F1のほぼ全体の清掃および乾燥が完了する。
図31は、実施の形態1の補正角度αが4度の場合の吸込口の移動軌跡の例を示した図である。図31における実線Y3は、一回目の第1動作における本体の前進時の移動経路を示している。図31の例において、旋回角度θは14度である。図31の例において、自走式掃除機10の本体が停止するまでの総走行距離は、約36メートルである。
図31の例における吸込口43の移動軌跡は、図30の例における吸込口43の移動軌跡よりも、重複が少ない。図31の例において吸込口43から吸引される塵埃の総量は、図30の例において吸込口43から吸引される塵埃の総量よりも少なくなる可能性がある。一方で、図31の例であれば、図30の例よりもさらに短時間で、敷き布団F1のほぼ全体の清掃および乾燥が完了する。
このように、旋回角度θの補正角度αの設定を変更することで、敷き布団F1の全体を清掃するために必要な時間と自走式掃除機10の清掃能力とを調節することができる。
また、図32は、実施の形態1の第1の工程において設定された清掃対象領域のサイズに誤差が含まれる場合の吸込口43の移動軌跡の例を示した図である。図32における実線Y3は、一回目の第1動作における本体の前進時の移動経路を示している。
図32は、図25に示した例のように、初期位置における自走式掃除機10の本体の前後方向が敷き布団F1の長手方向に対して10度だけ反時計回りに傾斜していたときの例を示している。このとき、敷き布団F1の長辺の長さRLは2.03メートルに、短辺の長さRSは1.015メートルに、第1の工程で設定される。
図32の例では、第1の係数Kは0.08メートルに、第2の係数C1は0.5に、第3の係数C2は0.22に設定されている。図32の例において、後進距離DBは、式(1)より、0.691メートルに設定される。また、図32の例では、吸込口43の幅VLを0.12メートル、補正角度αを0度として、式(2)より、旋回角度θは10度に設定されている。
図32の例における吸込口43の移動軌跡は、図29の例における吸込口43の移動軌跡と比較して、通過回数が多い領域に偏りがある。ただし、吸込口43の通過領域は、敷き布団F1のほぼ全体にわたっている。このように、第1の工程において設定された清掃対象領域のサイズに誤差が含まれていても、自走式掃除機10は、第2の工程で、清掃対象領域のほぼ全体の清掃および乾燥を行うことができる。
図33は、図32の例における後進距離DBを変更した場合の吸込口43の移動軌跡の例を示した図である。図33の例では、後進距離DBは0.714メートルに設定されている。図33の例における後進距離DBは、図29の例における後進距離DBに対し、5パーセント、すなわち0.034メートルだけ長い。図33の例における吸込口43の移動軌跡は、図32の例における吸込口43の移動軌跡と比較して、通過回数が多い領域に偏りがある。ただし、図33の例においても、吸込口43の通過領域は、敷き布団F1のほぼ全体にわたっている。このように、後進距離DBが式(1)によって算出される値から5パーセント程度ずれていても、自走式掃除機10は、第2の工程で、清掃対象領域のほぼ全体の清掃および乾燥を行うことができる。
また、図34は、長辺の長さが2メートルで短辺の長さが1.45メートルの敷き布団F1を清掃する実施の形態1の自走式掃除機10の吸込口43の移動軌跡の例を示した図である。図34における実線Y3は、一回目の第1動作における本体の前進時の移動経路を示している。図34の例では、上記した第1の工程によって、清掃対象領域の長辺の長さRLが2メートル、短辺の長さRSが1.45メートルに設定されている。
図34の例において、後進距離DBは、式(1)により、0.806メートルに設定されている。また、吸込口43の幅VLを0.12メートル、補正角度αを0度として、式(2)より、旋回角度θは8.6度に設定されている。図34の例において、吸込口43の移動軌跡は、図29から図33の各例と同様に、敷き布団F1のほぼ全体にわたっている。
図35は、長辺の長さが1.5メートルで短辺の長さが1メートルの敷き布団F1を清掃する実施の形態1の自走式掃除機10の吸込口43の移動軌跡の例を示した図である。図35における実線Y3は、一回目の第1動作における本体の前進時の移動経路を示している。図35の例では、上記した第1の工程によって、清掃対象領域の長辺の長さRLが1.5メートル、短辺の長さRSが1メートルに設定されている。
図35の例において、後進距離DBは、式(1)により、0.57メートルに設定されている。また、吸込口43の幅VLを0.12メートル、補正角度αを0度として、式(2)より、旋回角度θは12.2度に設定されている。図35の例においても、図34の例と同様、吸込口43の移動軌跡は、敷き布団F1のほぼ全体にわたっている。
図36は、長辺の長さが2メートルで短辺の長さが0.8メートルの敷き布団F1を清掃する実施の形態1の自走式掃除機10の吸込口43の移動軌跡の例を示した図である。図36における実線Y3は、一回目の第1動作における本体の前進時の移動経路を示している。図36の例では、上記した第1の工程によって、清掃対象領域の長辺の長さRLが2メートル、短辺の長さRSが0.8メートルに設定されている。
図36の例において、後進距離DBは、式(1)により、0.624メートルに設定されている。また、吸込口43の幅VLを0.12メートル、補正角度αを0度として、式(2)より、旋回角度θは11.1度に設定されている。図36の例においても、吸込口43の移動軌跡は、敷き布団F1のほぼ全体にわたっている。
また、図37は、一辺の長さが1メートルの正方形の敷き布団F1を清掃する実施の形態1の自走式掃除機10の吸込口43の移動軌跡の例を示した図である。図37における実線Y3は、一回目の第1動作における本体の前進時の移動経路を示している。図37の例では、上記した第1の工程によって、清掃対象領域の長辺の長さRLおよび短辺の長さRSは、共に1メートルに設定されている。
図37の例において、後進距離DBは、式(1)により、0.46メートルに設定されている。また、吸込口43の幅VLを0.12メートル、補正角度αを0度として、式(2)より、旋回角度θは15.1度に設定されている。図37の例においても、吸込口43の移動軌跡は、敷き布団F1のほぼ全体にわたっている。図34から図37によって示すように、本実施の形態の自走式掃除機10は、清掃対象領域の縦横比に依らずに、清掃対象領域のほぼ全体の清掃および乾燥を行うことができる。
実施の形態2.
次に、実施の形態2について説明する。実施の形態1と同一または相当する部分については、説明を簡略化および省略する。本実施の形態の自走式掃除機10は、実施の形態1と同様に構成されている。自走式掃除機10の本体は、実施の形態1と同様、第1の工程と第2の工程とを実施する。第1の工程は、実施の形態1と同一であるため、説明を省略する。図38は、実施の形態2の自走式掃除機10の第2の工程の流れの一例を示すフロー図である。以下、図38のフロー図を参照し、実施の形態1との相違点を中心に、実施の形態2における第2の工程について説明する。
実施の形態1と同様、第2の工程が開始すると、制御ユニット80は、まず、後進距離DBおよび旋回角度θを設定する(ステップS301)。制御ユニット80は、第1の工程で設定された長辺の長さRLおよび短辺の長さRSに基づいて、清掃対象領域のサイズに適した後進距離DBおよび旋回角度θを設定する。後進距離DBは、実施の形態1で示した式(1)によって設定される。旋回角度θは、実施の形態1で示した式(2)によって設定される。
制御ユニット80は、ステップS301で後進距離DBおよび旋回角度θを設定した後、モーター47、ファン51およびヒーター71を駆動させる(ステップS302)。モーター47が駆動することにより、アジテーター44が回転する。アジテーター44が回転することで、被清掃面からごみが掻き上げられる。また、ファン51が発生させる気流により、ごみが空気と共に吸込口43から吸引される。吸引された空気は、集塵ユニット60を通過し、ヒーター71により加熱される。ヒーター71により加熱された空気は、温風出口73から送出される。これにより、敷き布団F1が加熱される。
上記のステップS301およびステップS302の処理が実行される時点において、自走式掃除機10の本体は清掃基準位置にある。制御ユニット80は、ステップS302の処理の後、自走式掃除機10の本体が前進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を正転させる(ステップS303)。このステップS303の処理により、第1動作が開始される。自走式掃除機10の本体が前進することで、吸込口43も前方へ移動する。これにより、吸込口43が通過した敷き布団F1上の領域が清掃される。
自走式掃除機10の本体が第1動作を開始すると、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されたか否かを判定する(ステップS304)。本体が端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出されない場合、ステップS303およびステップS304の処理が継続される。すなわち、自走式掃除機10の本体は、敷き布団F1の端部に達するまで第1動作を行う。
一方、ステップS204において本体が端部に達したことが被清掃面検出センサー81により検出された場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる。また、制御ユニットは、モーター47、ファン51、ヒーター71を停止させる(ステップS305)。
制御ユニット80は、ステップS305で車輪31、モーター47、ファン51およびヒーター71を停止させた後、自走式掃除機10の本体が後進するように駆動ユニット30を制御する。具体的には、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を反転させる(ステップS306)。このステップS306の処理により、第2動作が開始される。本実施の形態では、第2動作が開始した時点において、モーター47、ファン51およびヒーター71は停止している。また、このステップS306においては、モーター軸32aの回転量の計測が行われる。具体的には、制御ユニット80は、本体の後進中にエンコーダー32bから出力される信号を取り込んで記憶する。
ステップS306で自走式掃除機10の本体が後進すると、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部から初期後進距離だけ移動したか否かを判定する。初期後進距離は、後進距離DBよりも短い距離として、予め設定される。図38に示す例においては、初期後進距離は、0.1メートルとして設定されている。すなわち、図38に示す例においては、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部から0.1メートル以上移動したか否かを判定する(ステップS307)。
本体が後進した距離が初期後進距離である0.1メートルに満たない場合には、ステップS306およびステップS307の処理が継続される。一方、本体が後進した距離が初期後進距離である0.1メートルに達した場合、制御ユニット80は、モーター47、ファン51、ヒーター71を再び駆動させる(ステップS308)。
このように、本実施の形態では、第2動作が実行されている間において、初期後進距離を本体が後進している間は、モーター47、ファン51およびヒーター71が停止している。モーター47が停止しているということは、すなわち、アジテーター44が停止しているということである。また、ファン51が停止しているということは、吸込口43への空気の吸引が停止しているということである。
敷き布団F1を覆うシーツSは、敷き布団F1の端部でたるんでいる場合がある。自走式掃除機10の本体が敷き布団F1の端部の近くにある間、シーツSが吸込口43に引き込まれるリスクおよびシーツSがアジテーター44に巻き込まれるリスクが比較的高い。上記の初期後進距離を後進している本体は、清掃対象領域である敷き布団F1の端部に近い位置にある。本実施の形態であれば、敷き布団F1の端部から初期後進距離だけ本体が後進している間にファン51が停止しているため、シーツSが吸込口43に引き込まれるリスクが低減される。また、敷き布団F1の端部から初期後進距離だけ本体が後進している間にアジテーター44が停止しているため、シーツSがアジテーター44に巻き込まれるリスクも低減される。
なお、本実施の形態ではアジテーター44およびファン51の両方が停止しているが、どちらか一方のみが停止してもよい。また、本実施の形態においては、ファン51が停止している間はヒーター71も停止することで、ヒーター71の過熱が防止される。
制御ユニット80は、上記のステップS308の処理の後、引き続き自走式掃除機10の本体が後進するように、駆動ユニット30を制御する。また、モーター軸32aの回転量の計測が、引き続き行われる(ステップS309)。そして、制御ユニット80は、本体が敷き布団F1の端部から後進距離DBだけ移動したか否かを判定する(ステップS310)。
自走式掃除機10の本体が後進距離DBだけ後進していない場合には、ステップS309およびステップS310の処理が継続される。一方、本体が後進距離DBだけ移動した場合、制御ユニット80は、左右の駆動ユニット30の車輪用モーター32を制御して、左右両方の車輪31を停止させる(ステップS311)。このようにして、予め設定された後進距離DBだけ後進する第2動作が終了する。
制御ユニット80は、ステップS311で車輪31を停止させた後、自走式掃除機10の本体を時計回りに旋回角度θだけ超信地旋回させるように、駆動ユニット30を制御する(ステップS312)。このステップS312の処理によって、第3動作が実行される。自走式掃除機10の本体が旋回角度θだけ旋回した後、制御ユニット80は、過去に実行された第3動作によって本体が旋回した旋回角度θの総和が360度以上であるか否かを判定する(ステップS313)。旋回角度θの総和が360度に達していない場合には、ステップS303の処理が再び実行される。すなわち、第1動作が再び実行される。このようにして、自走式掃除機10の本体は、第1動作と第2動作と第3動作とを順に繰り返す。
一方で、旋回角度θの総和が360度以上になった場合、制御ユニット80は、モーター47、ファン51およびヒーター71を停止させる(ステップS314)。これにより、第2の工程が終了する。旋回角度θの総和が360度以上になった状態とは、清掃対象領域である敷き布団F1の大部分の清掃が完了した状態を意味している自走式掃除機10は、敷き布団F1の大部分の清掃が完了した後、自動的に停止する。
実施の形態2の自走式掃除機10は、上記のように動作する。実施の形態2の自走式掃除機10であれば、上記したように、シーツSが吸込口43に引き込まれるリスクおよびシーツSがアジテーター44に巻き込まれるリスクを低減することができる。
上記の各実施の形態において、自走式掃除機10は、第1の工程によって清掃対象領域のサイズを自動で検出し、検出したサイズに基づいて動作している。自走式掃除機10は、例えば、使用者によって手動で設定された清掃対象領域のサイズに基づいて動作するように構成されていてもよい。自走式掃除機10は、矩形の清掃対象領域の短辺の長さRSと長辺の長さRLとの情報を含む寸法情報を使用者が入力するための入力手段となる機器を備えていてもよい。制御手段の一例である制御ユニット80は、この入力手段となる機器によって入力された寸法情報に基づいて後進距離DBおよび旋回角度θの少なくとも一方を設定するように構成されてもよい。上記の入力手段となる機器が自走式掃除機10に備えられている場合には、第1の工程の時間が短縮される。なお、後進距離DBおよび旋回角度θを算出するため矩形の清掃対象領域の短辺の長さRSと長辺の長さRLとは、例えば、一般的な寝具に合わせて予め設定されていてもよい。
また、自走式掃除機10は、後進距離DBおよび旋回角度θの少なくとも一方を使用者が任意に設定するための設定手段となる機器を備えていてもよい。これにより、使用者は、第2の工程によって清掃および乾燥される領域と、第2の工程における自走式掃除機10の動作時間を、任意に変更することができる。なお、後進距離DBおよび旋回角度θは、例えば、一般的な寝具に合わせて予め設定されていてもよい。
自走式掃除機10の本体の旋回は、車輪用モーター32が制御されることで行われる。本体の旋回角度の検出は、例えば、車輪用モーター32のモーター軸32aの回転量を検出するためのエンコーダー32bから出力される信号に基づいて行われる。上記の各実施の形態において、制御ユニット80は、エンコーダー32bから出力される信号に基づいて、旋回角度θだけ本体が旋回するように、車輪用モーター32を制御している。
自走式掃除機10は、例えば、前進方向を検出する方向検出手段となる検出センサー等をさらに備えていてもよい。制御ユニット80は、この検出センサーの検出結果に基づいて、本体の旋回動作を制御してもよい。また、検出センサーは、例えば、ジャイロセンサーである。自走式掃除機10は、ジャイロセンサーを備えている場合には、より高精度の旋回が可能になる。また、上記の各実施の形態において、制御ユニット80は、旋回角度θの総和が360度以上になった場合に制御ユニット80は、モーター47、ファン51およびヒーター71を停止させている。制御ユニット80は、ジャイロセンサー等の検出センサーが検出した前進方向に基づいて、第3動作によって旋回した本体の前進方向が1回目の第1動作における本体の前進方向になったらモーター47、ファン51およびヒーター71を停止するように構成されてもよい。
また、制御ユニット80は、第1の工程が開始してから予め設定された基準時間以上の時間が経過しても当該第1の工程が終了しない場合に、本体が第1の工程を最初からやり直すように各機器を制御してもよい。本例であれば、例えば、外部の物が自走式掃除機10の本体の移動を妨げることによって当該本体が清掃基準位置まで移動できなかった場合であっても、第1の工程が自動的にやり直される。
上記の各実施の形態における第2の工程は、清掃対象領域である敷き布団F1上の清掃および乾燥を行う工程である。第2の工程において、制御ユニット80は、モーター47、ファン51およびヒーター71を動作させる。これに対し、第1の工程においては、モーター47、ファン51およびヒーター71は、動作していてもしなくてもよい。制御ユニット80が第1の工程においてモーター47、ファン51およびヒーター71を動作させた場合には、本体が初期位置から清掃基準位置に移動するまでの間にも、被清掃領域の清掃および乾燥が行われる。一方、制御ユニット80が第1の工程においてモーター47、ファン51およびヒーター71を動作させない場合には、本体が初期位置から清掃基準位置に移動するまでにおける消費電力量が低減され、蓄電池91を長持ちさせることができる。
また、第1の工程と第2の工程とで、本体の移動速度を異なるようにしてもよい。すなわち、制御ユニット80は、第1の工程における本体の移動速度が第1の速度になるように駆動ユニット30を制御する。そして、制御ユニット80は、第2の工程における本体の移動速度が第2の速度になるように駆動ユニット30を制御する。第2の速度は、前述の第1の速度とは、異なる速度である。特に、第1の速度は、第2の速度より速くするとよい。このようにすることで、初期位置から清掃基準位置まで短時間で本体を移動させて、より早く第2の工程での清掃を開始させることができる。
上記の各実施の形態の被清掃面検出センサー81は、一例として、床面に置かれた敷き布団F1を清掃対象領域として検出するように構成されている。例えば、敷き布団F1の一部が壁に密着している場合などにおいて、被清掃面検出センサー81は清掃対象領域の端部を検出することが難しい。そこで、自走式掃除機10は、領域端部検出手段の一例として、被清掃面検出センサー81に加えて、自走式掃除機10の本体の側方に位置する壁面を検出する壁面検出センサーを備えていてもよい。これにより、敷き布団F1の一部が壁に密着している場合においても、清掃対象領域の端部が精度良く検出される。この壁面検出センサーには、例えば、光学式センサー、超音波センサー、接触式スイッチ等を使用することができる。