JP7249496B2 - 自律走行型掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、自律走行型掃除機に関する。

従来、ボディと、駆動ユニットと、メインブラシと、吸引ユニットと、サイドブラシなどを有する自律走行型掃除機が開示されている（例えば、特許文献１から特許文献４参照）。上記自律走行型掃除機のボディは、各種の構成要素を搭載する。駆動ユニットは、ボディを移動させる。メインブラシは、ボディに形成される吸込口に配置され、清掃面上に存在するごみを集める。吸引ユニットは、ボディの吸込口からごみを吸引する。サイドブラシは、ボディの機体底面に存在する床面のごみを捕集する。つまり、上記自律走行型掃除機は、サイドブラシを回転させて、清掃面上のごみなどの塵埃を捕集し、塵埃を吸込口に誘導するように構成される。

上記各特許文献に記載の従来の自律走行型掃除機は、ボディの機体底面の前方に設けられたサイドブラシを回転させて、床面の塵埃を捕集するように構成される。そのため、サイドブラシで掻き集められた塵埃の多くは、ボディ底面の吸込口を通して捕集される。

特開２０１２－２３１９３７号公報 特開２０１３－１４６３０３号公報 特開２０１６－１１６５４１号公報 特開２０１６－１５４５９７号公報

しかしながら、サイドブラシに付着した塵埃の一部は、サイドブラシの回転で生じる遠心力により、再び、機体の外に掃き出され、床面上に、ばら撒かれる虞がある。

また、サイドブラシは、床面の塵埃の捕集性能を上げるため、ボディの機体底面の前方側に設けられる。そして、サイドブラシは、床面から比較的近い位置で回転する。そのため、カーペットや繊維質の塵埃などが、サイドブラシに絡み易く、サイドブラシの回転をロックさせる様な強い絡み付きが発生した際には、サイドブラシの根元（接着部）に、モーターの回転駆動による応力が、直接加わる。これにより、植毛されたブリッスル束の縮れ、抜け落ちが発生しやすい。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、サイドブラシの回転により塵埃が、再び機体の外に掃き出されることがなく、さらに塵埃のサイドブラシへの絡み付きを抑制して、サイドブラシのブリッスル束の寿命を延ばすことができる自律走行型掃除機を提供することを目的とする。

本発明の自律走行型掃除機は、ボディと、ボディの底面に設けられ、床面の塵埃を掃き寄せるサイドブラシと、ボディの底面に配され、塵埃を吸い込む吸込口を有するブラシカバーと、ブラシカバーのサイドブラシの回転領域内にサイドブラシに付着した塵埃を掃き落とす清掃起毛布と、を備え、サイドブラシは、ブラシ軸と、ブリッスル束を含み、清掃起毛布は、床面との間に所定の隙間を有して配置されており、サイドブラシは回転時にお
いて、ブリッスル束が、清掃起毛布と床面との隙間を通り、清掃起毛布に接触しながら通過することで、ブリッスル束に付着した塵埃を拭き落とすように構成した。

ボディの底面に設けられ床面の塵埃を掃き寄せるサイドブラシと、サイドブラシの回転領域内にサイドブラシに付着した塵埃を掃き落とす清掃起毛布を備え、清掃起毛布を床面との間に所定の隙間を設けることで、サイドブラシは回転時において、清掃起毛布と床面との隙間を通り、清掃起毛布に接触しながら通過することでサイドブラシ付着した塵埃を拭き落とすことができる。

図１は、本発明の実施の形態１における自律走行型掃除機の全体斜視図 図２は、同自律走行型掃除機の平面図 図３は、同自律走行型掃除機の底面図 図４は、同自律走行型掃除機の正面図 図５は、同自律走行型掃除機の左側面図 図６は、同自律走行型掃除機の蓋が開いた状態の平面図 図７は、同自律走行型掃除機のごみ箱ユニットを取り出した状態の斜視図 図８は、同自律走行型掃除機のロアーユニットの斜視図 図９は、同自律走行型掃除機のアッパーユニットの斜視図 図１０は、同自律走行型掃除機の左断面図 図１１は、同自律走行型掃除機のごみ箱ユニットを取り出した状態の左断面図 図１２は、同自律走行型掃除機の底面からみたサイドブラシの回転領域を示す部分図 図１３は、図１２のＡ－Ａ断面を示し、サイドブラシの要部断面図 図１４は、図１２のＢ－Ｂ断面を示し、清掃起毛布の要部断面図 図１５は、同自律走行型掃除機の底面からみたサイドブラシの回転時の状態を示す部分図 図１６は、同自律走行型掃除機の底面からみたサイドブラシの回転時の状態を示す部分図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下に、本実施の形態における自律走行型掃除機１０（単に、「掃除機１０」と記す場合がある）の構成について、図１から図１６を参照して、説明する。

図１は、本発明の実施の形態における自律走行型掃除機の全体斜視図である。図２は、同自律走行型掃除機の平面図である。図３は、同自律走行型掃除機の底面図である。図４は、同自律走行型掃除機の正面図である。図５は、同自律走行型掃除機の左側面図である。図６は、同自律走行型掃除機の蓋が開いた状態の平面図である。図７は、同自律走行型掃除機のごみ箱ユニットを取り出した状態の斜視図である。図８は、同自律走行型掃除機のロアーユニットの斜視図である。図９は、同自律走行型掃除機のアッパーユニットの斜視図である。図１０は、同自律走行型掃除機の左断面図である。図１１は、同自律走行型掃除機のごみ箱ユニットを取り出した状態の左断面図である。図１２は、同自律走行型掃除機の底面からみたサイドブラシの回転領域を示す部分図である。図１３は、図１２のＡ－Ａ断面を示し、サイドブラシの要部断面図である。図１４は、図１２のＢ－Ｂ断面を示
し、清掃起毛布の部分断面図である。図１５は、同自律走行型掃除機の底面からみたサイドブラシの回転時の状態であり、清掃起毛布が床面から０．５ｍｍ以下の状態を指す。図１６は、同自律走行型掃除機の底面からみたサイドブラシの回転時の状態であり、清掃起毛布が床面から０．５ｍｍ以上離れた時の状態を指す。

本実施の形態の自律走行型掃除機１０は、対象領域の清掃面上を自律的に走行し、清掃面上に存在するごみなどの塵埃を吸引するロボット型の掃除機が例示される。掃除機１０は、複数の構造的な機能ブロックを含む。なお、対象領域は、例えば部屋などである。また、清掃面は、例えば部屋の床面などである。

図１から図１３に示すように、本実施の形態の掃除機１０は、以下の各種構成要素を搭載するボディ２０、清掃ユニット４０、吸引ユニット５０、ごみ箱ユニット６０、一対の駆動ユニット３０、制御ユニット７０、電源ユニット８０などを含む。駆動ユニット３０の一部、清掃ユニット４０の一部、ごみ箱ユニット６０、吸引ユニット５０、制御ユニット７０および電源ユニット８０は、ボディ２０内に配置される。

なお、以降では、図中に示すように、ボディ２０の前面２１側を前方向、後方頂部２４側を後方向として、説明する。また、ボディ２０の被清掃面側を下方、反対側を上方とし、さらに、ボディ２０の前面２１に向かって右側を右方、左側を左方として、説明する。

具体的には、清掃ユニット４０は、部屋などの対象領域に存在するごみを集める。吸引ユニット５０は、集められたごみを、ボディ２０の内部に吸引する。ごみ箱ユニット６０は、吸引ユニット５０により吸引されたごみを溜める。

駆動ユニット３０は、図３に示すように、例えば一対で構成され、ボディ２０の底面側に設けられる。駆動ユニット３０は、後述する、駆動ユニット３０の回転に追従して回転するキャスター９０と協働して、ボディ２０を所定の方向に移動させる。制御ユニット７０は、駆動ユニット３０、清掃ユニット４０、吸引ユニット５０などの動作を制御する。電源ユニット８０は、駆動ユニット３０、清掃ユニット４０、吸引ユニット５０、制御ユニット７０などに、電力を供給する。

ボディ２０は、ロアーユニット１００（図８参照）、および、アッパーユニット２００（図９参照）を含む。ロアーユニット１００は、ボディ２０の下側の外形を形成する。アッパーユニット２００は、ボディ２０の上側の外形を形成する。ロアーユニット１００とアッパーユニット２００とを組み合わせることにより、ボディ２０の外郭が構成される。

アッパーユニット２００は、カバー２１０、蓋２２０（図１、図７参照）、バンパー２３０などを含む。カバー２１０は、アッパーユニット２００の主要な部分を形成する。蓋２２０は、カバー２１０に開閉自在に配設される。バンパー２３０は、カバー２１０の前面２１側に設けられる。バンパー２３０はアッパーユニット２００の外郭を構成し、ロアーユニット１００に対して変位可能に構成され、障害物などとの衝突による衝撃を、吸収または緩和する。

また、駆動ユニット３０は、図３に示すように、ロアーユニット１００の底面側に配置され、複数の要素を含む。複数の要素は、一対の、例えばタイヤ３４、ホイール３３（図１０参照）、走行用モーター３１、ハウジング３２、支持軸３５などが含まれる。タイヤ３４は、清掃面上を走行し、ボディ２０を移動させる。ホイール３３は、タイヤ３４を保持する。走行用モーター３１は、ホイール３３に回転トルクを与える。ハウジング３２は、走行用モーター３１を収容する。ハウジング３２は、ロアーユニット１００に形成される凹部（図示せず）に収容される。ハウジング３２は、ロアーユニット１００により、タ
イヤ３４を回転可能に支持する。

ホイール３３は、メインブラシ４３の幅方向（長手方向）において、走行用モーター３１よりも外側に配置される。この配置により、ホイール３３が走行用モーター３１よりも内側に配置される場合と比較して、右側のホイール３３と左側のホイール３３との間隔が広くなる。そのため、走行時などにおける、ボディ２０の安定性が向上する。

本実施の形態の掃除機１０は、対向２輪型の駆動方式で動作される。つまり、掃除機１０は、ボディ２０の幅方向（左右方向）において、右側の駆動ユニット３０と左側の駆動ユニット３０とが対向して配置される。図３に示す、右側のホイール３３の回転軸Ｈおよび左側のホイール３３の回転軸Ｈは、駆動ユニット３０を回動させる支持軸３５に対して平行で同一方向に設けられる。さらに、左右のホイール３３の回転軸Ｈは、支持軸３５を介して、サスペンション３６（図８参照）に固定される。サスペンション３６は、駆動時において、被清掃面などの凹凸によるボディ２０に加わる振動を緩和するクッションの役割を果たす。

また、ロアーユニット１００は、後部下面側で、ボディ２０の後方頂部２４近傍に、上述したキャスター９０を備える。キャスター９０は、支持軸９１を介し、さらに支柱軸９２を介して、ロアーユニット１００に回転自在に軸支される。つまり、ボディ２０は、左右の駆動ユニット３０とキャスター９０の３点で、被清掃面に対して、支持される。そのため、ボディ２０を、常に安定して移動させることができる。

清掃ユニット４０は、図３および図８に示すように、ロアーユニット１００に配置され、複数の要素を含む。複数の要素は、例えばブラシ駆動モーター４１、ギアボックス４２、メインブラシ４３、サイドブラシ４４などが含まれる。ブラシ駆動モーター４１およびギアボックス４２は、ボディ２０の内部に配置される。メインブラシ４３は、ボディ２０の吸込口１０１に配設される。サイドブラシ４４は、図２に示すように、ボディ２０の前面２１と左右の側面２２との交点にある左右の前方頂部２３に配置される。サイドブラシ４４は、ブラシ軸４４Ａと、ブラシ軸４４Ａに固定され、ボディ２０から下方に向かって突出するように配設されるブリッスル束４４Ｂを含む。ブラシ軸４４Ａは、ギアボックス４２（図８参照）に固定される。

サイドブラシ４４は、図１２に示すように、長さの異なる第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢからなるブリッスル束４４Ｂが、例えば２対４本で構成される。このとき、回転方向に対して、第１ブリッスル束４４ＢＡが、第２ブリッスル束４４ＢＢより先に進んだ位置に配置される。そして、第１ブリッスル束４４ＢＡの長さは、第２ブリッスル束４４ＢＢの長さより、長くなるように形成される。このとき、第２ブリッスル束４４ＢＢの長さは、先端部が、回転時において、少なくとも、後述する清掃起毛布１２１（図３参照）と接触する程度の長さで構成される。具体的には、第１ブリッスル束４４ＢＡの長さは５２ｍｍ程度で、第２ブリッスル束４４ＢＢの長さは４４ｍｍ程度である。

また、一方の１対のブリッスル束４４Ｂと、他方の１対のブリッスル束４４Ｂとは、互いに、ブラシ軸４４Ａの回転軸に対して、１８０度の２回回転対称の位置に設けられる。

さらに、１対のブリッスル束４４Ｂを構成する第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢは、ブラシ軸４４Ａに対して、異なる角度で植毛される。具体的には、図１２に示すように、第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢは、回転方向において、ブラシ軸４４Ａに対して、略Ｖ字形状（Ｖ字形状を含む）の異なる回転角度で植毛される。例えば、第２ブリッスル束４４ＢＢを基準に、第１ブリッスル束４
４ＢＡは、ブラシ軸４４Ａに対して、回転方向に、８°から１０°の進んだ回転角度で植毛される。

また、第２ブリッスル束４４ＢＢは、上下方向において、第１ブリッスル束４４ＢＡよりも、より下方側に傾斜する、例えば水平方向から１２°の異なる傾斜角度で植毛される。具体的には、第１ブリッスル束４４ＢＡは、ブラシ軸４４Ａにおける水平方向から３１°の傾斜角度で植毛され、第２ブリッスル束４４ＢＢは、４３°の傾斜角度で植毛される。

つまり、本実施の形態では、１対のブリッスル束４４Ｂを構成する第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢの、それぞれの長さと角度は、回転時の捕集面積が広くなるように、適切に決定される。

サイドブラシ４４は、上述したように、掃除機１０の左右前方に突出した前方頂部２３に配置される（図１参照）。この配置により、部屋の隅の塵埃を、より高い捕集性能で集塵できる。

また、ブラシ駆動モーター４１およびギアボックス４２は、図８に示すように、ロアーユニット１００に取り付けられる。ブラシ駆動モーター４１の出力軸（図示せず）は、ギアボックス４２、メインブラシ４３（図３参照）および左右前方のサイドブラシ４４に接続される。これにより、ブラシ駆動モーター４１の回転出力が、メインブラシ４３およびサイドブラシ４４に伝達される。

メインブラシ４３の長手方向の長さは、ロアーユニット１００に形成される吸込口１０１の長手方向の長さと、ほぼ同じ長さを有する。メインブラシ４３は、ロアーユニット１００に対して、軸受部（図示せず）により、回転可能に支持される。軸受部は、例えばギアボックス４２およびロアーユニット１００の一方または両方に配設される。このとき、メインブラシ４３は、例えばごみをボディ２０の前方側に送り出す方向に回転する。

また、メインブラシ４３は、図１１および図１２に示すように、ブラシカバー１２０により保護される。ブラシカバー１２０は、被清掃面側に配置される清掃起毛布１２１を備える。清掃起毛布１２１は、図１４に示すように、床面から僅かに離した位置に有する事で床面との間に後述する僅かな隙間Ｅを設けている。

図１６に示すように回転するサイドブラシ４４が清掃起毛布面を通過する際は、床面との間に設けた僅かな隙間をサイドブラシが拡がりながら通る事で、清掃起毛布面を介してサイドブラシ４４に付着する塵埃を掃き落として、清掃することを狙いとしている。

そのため、サイドブラシ４４は、常に、ブリッスル束４４Ｂの床面接地領域部分において、塵埃付着のない状態が維持される。つまり、本体が前後方向に起動している状態で塵埃などを捕集する際、比較的質量のある塵埃は、サイドブラシ４４の回転時に、サイドブラシ４４を介して吸込口１０１に集められ、吸引される。しかし、例えば皮脂成分や繊維質状で質量が小さい細塵は、サイドブラシ４４に付着したままの状態になり易い。そのため、細塵は、吸込口１０１で確実に吸引除去されず、サイドブラシ４４の遠心分離により、再び、外に掃き出される場合がある。そこで、本実施の形態では、サイドブラシ４４の回転領域内に清掃起毛布を設け、清掃起毛布１２１により、サイドブラシ４４の床面接地領域部分に付着した塵埃を掃き落として、吸引除去できるように構成している。

なお、図１４でも示すように、清掃起毛布１２１は、床面から僅かな隙間を設ける事が有効であり、隙間Ｅが少なくとも０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下となる様に設定される
のが望ましく、その範囲の中でもより効果的寸法として、清掃起毛布１２１は、床面からの距離を例えば１．０ｍｍに設定している。

一方、図１５に示されるように、清掃起毛布と床面との隙間が０．５ｍｍを下回る設定のした場合、サイドブラシ４４の第１ブリッスル束４４ＢＡが清掃起毛布１２１と床面との隙間を通過出来ずに、清掃起毛布１２１と当接し、第１のブリッスル束４４ＢＡと第２のブリッスル束４４ＢＢが共にサイドブラシの回転動作に応じてブリッスル束が曲げられた形状となる。

この様な、図１５に示すような状態では、第１のブリッスル束４４ＢＡは清掃起毛布１２１を介し付着している塵埃が掃き落とされるが、第２のブリッスル束４４ＢＢは第１のブリッスル束４４ＢＡの後続に位置し、清掃起毛布１２１に接触されない為、付着している塵埃が掃き落とされていないまま、サイドブラシ４４の遠心分離により、再び、外に掃き出される。

さらに、本実施の形態の掃除機１０は、図１３に示すように、清掃面が水平な平面に掃除機１０を設置した状態において、サイドブラシ４４のブラシ軸４４Ａと床面との距離Ｄが、１０ｍｍ以上、１８ｍｍ以下となるように設定している。

なお、距離Ｄが１８ｍｍを超える場合、サイドブラシ４４の第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢは、上下方向において、ブラシ軸４４Ａにおける水平方向から約６０°を超える傾斜角度で植毛される。これにより、清掃面に対して、第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢが湾曲して接触する面積が減少する。そのため、サイドブラシ４４による清掃面積が減少し、清掃効率が低下する虞がある。

具体的には、本実施の形態の掃除機１０は、タイヤ３４が最も沈んでいる状態で、床面からの距離Ｄを、例えば１２ｍｍに設定している。通常、掃除機１０は、段差乗越え性に対応するため、サスペンション３６によりボディ２０が持ち上がるように構成される。そのため、タイヤ３４がボディ２０から完全に飛び出した状態においては、ボディ２０から４０ｍｍ程度飛び出す。

しかし、実際においては、床面から大きく離れると段差センサーが働く。また、ボディ２０の自重により、サスペンション３６では、４０ｍｍまで持ち上がらない。さらに、床面から大きく離れると、サイドブラシ４４が床面から離れ、清掃面積が減少する。そのため、上記の点を考慮すると、距離Ｄとしては、２０～２５ｍｍ程度以下、好ましく、１８ｍｍ以下がより好ましい。

一方、床面に近い、距離Ｄが１０ｍｍ未満に設定にすると、ボディ２０が、基材の柔らかいカーペットや毛足が長いカーペット上に差し掛かった際に、サイドブラシ４４とカーペットとが絡み付き易くなる。また、段差乗越え時に、ブラシ軸４４Ａが、先に、カーペットの段差と接触し、カーペットを乗越えられなくなる。

そこで、回転体となるサイドブラシ４４のブラシ軸４４Ａが、床面から、１０ｍｍ以上１８ｍｍ以下程度、離れて配置される。これにより、ブラシ軸４４Ａと、カーペットなどとの、絡み付きが抑制される。さらに、ブラシ軸４４Ａと、例えばカーペットの厚みに相当する段差などとの、衝突を回避できる。

吸引ユニット５０は、図８、図１０や図１１に示すように、ロアーユニット１００に配置され、複数の要素を含む。具体的には、吸引ユニット５０は、例えばごみ箱ユニット６０の後方側、かつ電源ユニット８０の前方側に配置される。複数の要素は、例えばファン
ケース５２、ファンケース５２の内部に配置される電動ファン５１などが含まれる。

ファンケース５２は、前方に配置される、ごみ箱ユニット６０の出口６１Ｂと接する吸気口５２Ａを備える。電動ファン５１は、吸気口５２Ａを介して、ごみ箱ユニット６０の出口６１Ｂから内部の空気を吸引する。吸引された空気は、電動ファン５１の後方の外方に排出される。具体的には、電動ファン５１から排出された空気は、ファンケース５２の内部の空間、およびボディ２０の内部の空間を通過する。そして、アッパーユニット２００に形成された排気口２１１（図７参照）を介して、ボディ２０内から外部に排出される。

ごみ箱ユニット６０は、図１０および図１１に示すように、メインブラシ４３の後方側、かつ吸引ユニット５０の前方側で、さらに１対の駆動ユニット３０（図３参照）の間の、ボディ２０の内部に配置される。ごみ箱ユニット６０は、蓋２２０の開放により、ボディ２０に対して、着脱自在に取り付けられる。つまり、ごみ箱ユニット６０は、ボディ２０に取り付けられた状態、および、ボディ２０から取り外された状態が可能な着脱構造を備える。

また、ごみ箱ユニット６０は、ごみ箱収納部２５０に収納され、複数の要素を含む（図１１参照）。複数の要素は、例えば塵埃を集塵する、入口６１Ａ、出口６１Ｂおよび底部６１Ｃを備えるごみ箱６１、細塵を捕集するフィルター６２などが含まれる。

ごみ箱ユニット６０は、以下のように機能する。

まず、吸引ユニット５０により、床面の塵埃が、清掃ユニット４０の吸込口１０１（図３参照）を介して、空気とともに吸引される。吸引された塵埃を含む空気は、ロアーユニット１００に備えられたダクト１１０（図８参照）を介して、入口６１Ａからごみ箱６１内に入る。ごみ箱６１に入った大きな塵埃は、底部６１Ｃに溜まる。一方、ごみ箱６１の内部に入った細塵（小さな塵埃など）を含む空気は、ごみ箱６１の出口６１Ｂと接する、吸引ユニット５０のフィルター６２により、小さな塵埃が濾過される。そして、塵埃が濾過された空気は、吸引ユニット５０を介して、ボディ２０の排気口２１１（図７参照）から外部に排出される。これにより、ごみ箱ユニット６０に、廃棄可能な状態で塵埃が捕集される。

制御ユニット７０は、図８および図１０に示すように、ボディ２０の内部において、吸引ユニット５０の後方側に配置される。

また、本実施の形態の掃除機１０は、図１から図８に示すように、複数のセンサーを備える。複数のセンサーは、例えば障害物検出センサー７１、側面距離測定センサー７２、衝突検出センサー７３、床面検出センサー７４、脱輪検出スイッチ７５などを含む。

障害物検出センサー７１（図１参照）は、ボディ２０の前方の中央に設けられ、前方に存在する障害物を検出する。障害物検出センサー７１は、レーザー発光部７１Ａおよびレーザー受光部７１Ｂを備える。具体的には、障害物検出センサー７１は、レーザー発光部７１Ａからレーザー光を前方に照射する。そして、障害物などからの反射光をレーザー受光部７１Ｂで受光し、読み取る。 更に超音波送波部７１Ｃおよび超音波受波部７１Ｄを備える。具体的には、障害物検出センサー７１は、超音波送波部７１Ｃから超音波を前方に発信する。そして、障害物などからの反射を超音波受波部７１Ｄで受信し、読み取る。これにより、障害物検出センサー７１は、ボディ２０の正面に存在する障害物を検知する。

側面距離測定センサー７２（図４参照）は、ボディ２０の側面の前方側の左右に、例えば２つ設けられ、側面側に存在する障害物とボディ２０との距離を検出し、壁際の掃除を実現する。衝突検出センサー７３（図９参照）は、ボディ２０のアッパーユニット２００の前方に設けられ、ボディ２０と周囲の物体との衝突を検出する。床面検出センサー７４（図３参照）は、ボディ２０のロアーユニット１００の各所に複数設けられ、ボディ２０の底面側に被清掃面が存在するか否かを、検出する。脱輪検出スイッチ７５（図８参照）は、左右の駆動ユニット３０の後方にそれぞれ配置され、タイヤ３４などの脱輪を検知する。

上記障害物検出センサー７１、側面距離測定センサー７２、衝突検出センサー７３、床面検出センサー７４および脱輪検出スイッチ７５は、それぞれ制御ユニット７０に検出信号を出力する。制御ユニット７０は、入力された検出信号に基づいて、各ユニットを制御する。

さらに、本実施の形態の掃除機１０は、図６に示すように、インターフェース部２４０を備える。インターフェース部２４０は、例えばパネル２４１、操作ボタン２４２、表示部２４３などを含む。使用者は、インターフェース部２４０を介して、掃除機１０の各操作状況や運転状態などを確認できる。

具体的には、インターフェース部２４０の表示部２４３は、上記障害物検出センサー７１、側面距離測定センサー７２、衝突検出センサー７３、床面検出センサー７４および脱輪検出スイッチ７５で検出された、掃除機１０のエラー状態などを表示する。これにより、使用者は、表示部２４３を介して、掃除機１０のエラーの状況を確認できる。

また、使用者は、インターフェース部２４０の操作ボタン２４２およびパネル２４１の各ボタンを介して、ボディ２０の各操作を指示することができる。

また、本実施の形態の掃除機１０は、図１０に示すように、複数の要素を含む電源ユニット８０を、さらに備える。電源ユニット８０は、上記駆動ユニット３０、清掃ユニット４０、吸引ユニット５０、制御ユニット７０に電力を供給する。具体的には、電源ユニット８０は、ボディ２０の前後方向の中心よりも後方側で、吸引ユニット５０よりも後方側に配置される。複数の要素は、例えば電池ケース８１、蓄電池８２などが含まれる。電池ケース８１は、ロアーユニット１００に取り付けられる。蓄電池８２は、電池ケース８１内に収容される。蓄電池８２は、例えばリチウム電池などの２次電池で例示される。

上記のように、本実施の形態の自律走行型掃除機１０は、床面の塵埃を捕集する自律走行型の掃除機である。具体的には、掃除機１０は、吸引風を発生させる吸引ユニット５０と、塵埃を捕集するごみ箱ユニット６０を内蔵する。掃除機１０は、底面側に、塵埃を捕集するメインブラシ４３を搭載する吸込口１０１と、床面上の塵埃を吸込口１０１に集めるために吸込口１０１の前方の左右に配置されるサイドブラシ４４を搭載する。そして、掃除機１０は、吸引ユニット５０で、塵埃を吸い込む空気の流れを発生させる。これにより、吸込口１０１から、床面上の塵埃を吸い込み、吸い込んだ塵埃をごみ箱ユニット６０に捕集するように構成される。

また、掃除機１０は、駆動ユニット３０と、電源ユニット８０と、制御ユニット７０などを、さらに備える。駆動ユニット３０は、掃除機１０の底面側の左右に設けられ、床面上で前後方向の移動、および左右方向に旋回させるタイヤ３４を備える。電源ユニット８０は、吸引ユニット５０と駆動ユニット３０に搭載される走行用モーター３１などに、電力を供給する。

制御ユニット７０は、障害物などを検知する、障害物検出センサー７１、側面距離測定センサー７２、衝突検出センサー７３、床面検出センサー７４などを有し、それらの検出信号に基づいて、吸引ユニット５０や駆動ユニット３０などを制御するように構成される。これにより、掃除機１０は、制御ユニット７０の制御に基づいて、駆動ユニット３０のタイヤ３４を駆動し、被清掃面上を走行しながら、清掃可能に構成される。

本実施の形態の掃除機１０は、掃除機１０の底面側に配置される、少なくとも１対のサイドブラシ４４を備える。具体的には、サイドブラシ４４は、掃除機１０の左側と右側の前方頂部２３に設けられる。右側のサイドブラシ４４の回転軌道および左側のサイドブラシ４４の回転軌道は、それぞれ、掃除機１０の外周りで、前面２１から吸込口１０１に向かう方向に回転する。

つまり、左右のそれぞれのサイドブラシ４４は、互いに反対方向に回転する。これにより、掃除機１０が前進しているときに、サイドブラシ４４により塵埃が吸込口１０１に向かって、掻き集められる。その結果、床面の塵埃が、掃除機１０に捕集され、部屋が清掃される。

また、それぞれのサイドブラシ４４は、例えば２対４本のブリッスル束４４Ｂと、ブラシ軸４４Ａを含む。１対２本のブリッスル束４４Ｂは、長さの異なる長短２種類の、第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢを束ねて構成される。長い第１ブリッスル束４４ＢＡは、回転半径が大きく、より遠くの塵埃を拾うことができる。一方、短い第２ブリッスル束４４ＢＢは、回転半径が小さく、近くの塵埃を、より確実に拾うことができる。さらに、第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢのそれぞれは、回転方向および上下方向において、ブラシ軸４４Ａに対して、異なる回転角度または傾斜角度で植毛される。これにより、床面上の塵埃の捕集面積を広くカバーすることができる。

さらに、ブラシカバー１２０は、サイドブラシ４４のブリッスル束４４Ｂの回転領域内に、清掃起毛布１２１を備え、清掃起毛布１２１と床面との間に僅かな隙間を設けている。そのため、ブリッスル束４４Ｂは、清掃起毛布１２１と床面との間の隙間を通り、清掃起毛布１２１に接触しながら通過する。これにより、サイドブラシ４４の回転時にブリッスル束４４Ｂに付着した塵埃は、清掃起毛布１２１との接触により、拭き落とされる。例えば、本実施の形態の掃除機は、より効果的な隙間寸法として、清掃起毛布１２１と床面との隙間を１．０ｍｍに設定している。そして、拭き落とされた塵埃は、吸込口１０１からごみ箱ユニット６０内に吸い込まれる。その結果、ブリッスル束４４Ｂに付着した細塵などの塵埃が、サイドブラシ４４の遠心力により、再び、掃除機１０の外に掃き出されることを防止される。

さらに、本実施の形態の掃除機は、サイドブラシ４４のブラシ軸４４Ａを床面から１０ｍｍ以上、１８ｍｍ以下の位置に配置する。これにより、従来の５ｍｍ程度で配置されるブラシ軸を有する自律走行型掃除機よりも、ブリッスル束４４Ｂへの、カーペットなどの絡み付きを抑制できる。さらに、段差などの乗り越え時において、段差などとの衝突頻度を低減できる。これにより、高い信頼性と、清掃性に優れる掃除機を実現できる。

なお、本実施の形態の掃除機１０の一形態としては、掃除機１０を走行させる複数の駆動ユニット３０を備え、複数の駆動ユニット３０は、第１の駆動ユニット３０および第２の駆動ユニット３０を含む。さらに、第１の駆動ユニット３０および第２の駆動ユニット３０は同軸上に存在する回転軸（図示せず）を有する構成としてもよい。これにより、それぞれの駆動ユニット３０を独立して駆動することができる。

また、本実施の形態の掃除機１０の一形態としては、複数の駆動ユニット３０を制御する制御ユニット７０を備え、制御ユニット７０は、ボディ２０により四角形の軌道の少なくとも一部が形成されるように第１の駆動ユニット３０および第２の駆動ユニット３０を制御してもよい。

上記構成によれば、それぞれの駆動ユニット３０を個別に動作させることにより、掃除機１０の前方部を、清掃する対象領域の隅の頂点、またはその付近に移動させることができる。つまり、掃除機１０の吸込口１０１を、対象領域の隅の頂点に、より一層、接近させることができる。その結果、対象領域の隅に存在するごみを、より多く、確実に吸引して、清掃できる。

以上で説明したように、本発明の自律走行型掃除機は、ボディと、ボディの底面に設けられ床面の塵埃を掃き寄せる複数のサイドブラシ４４と、サイドブラシ４４の回転領域内にサイドブラシ４４に付着した塵埃を掃き落とす清掃起毛布１２１を備える。

そして、清掃起毛布１２１と床面との間に僅かな隙間を設けられておりブリッスル束４４Ｂは、清掃起毛布１２１と床面との間の隙間を通り、清掃起毛布１２１に接触しながら通過する。

サイドブラシ４４は、床面から、所定の距離、離した上方の位置に配置されるブラシ軸と、長さの異なる、１対のブリッスル束４４Ｂを含む。そして、長さの短い第２ブリッスル束４４ＢＢは、少なくとも先端部が清掃起毛布１２１と接触する長さを有するように構成される。

この構成によれば、回転時にサイドブラシに付着している塵埃は、清掃起毛布１２１を介して、掃き落とされる、そのため、サイドブラシ４４に付着する塵埃が、再び、遠心力により、ボディの外へ掃き出されることを防止できる。さらに、サイドブラシ４４に設けたブリッスル束４４Ｂの長さは、先端部が清掃起毛布と接触する程度のため、短い。そのため、髪の毛や繊維質などの塵埃の絡み付きを抑制できる。

また、本発明の自律走行型掃除機は、所定の距離が、１０ｍｍ以上１８ｍｍ以下であればよい。これにより、ブラシ軸へのカーペットなどの絡み付きを抑制できる。また、段差などを乗り越える時に生じる、サイドブラシ４４のブラシ軸と段差との衝突が、大幅に回避される。そのため、サイドブラシ４４のブラシ軸の傷付きや破損を回避できる。

また、本発明の自律走行型掃除機は、サイドブラシ４４を、ボディの左右前方の突出した位置に配置してもよい。これにより、部屋の隅角に存在する塵埃を、より確実に捕集できる。

また、本発明の自律走行型掃除機は、１対のブリッスル束４４Ｂが、植毛により形成される第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢを含む。第１ブリッスル束４４ＢＡは、サイドブラシの回転方向における植毛方向が、第２ブリッスル束４４ＢＢに対して、所定の回転角度を設けて植毛してもよい。また、本発明の自律走行型掃除機は、所定の異なる回転角度は、８°以上、１０°以下であればよい。

また、本発明の自律走行型掃除機は、１対のブリッスル束４４Ｂは、植毛により形成される第１ブリッスル束４４ＢＡおよび第２ブリッスル束４４ＢＢを含む。第１ブリッスル束４４ＢＡは、上下方向における植毛方向が、第２ブリッスル束４４ＢＢに対して、所定の異なる傾斜角度を設けて植毛してもよい。

また、本発明の自律走行型掃除機は、所定の異なる傾斜角度は、３１°以上、４３°以下であればよい。

また、本発明の自律走行型掃除機は、清掃起毛布１２１と床面との隙間が０．５ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下であればよい。

これらの構成によれば、捕集性能を確保しながら、サイドブラシのお手入れ頻度を低減できる。

本発明の自律走行型掃除機は、塵埃のサイドブラシのブリッスル束への絡み付きが抑制して、縮れや抜け落ちを防止し、ブリッスル束の寿命を延ばすことができる。そのため、サイドブラシのメンテナンス頻度の低減が要望される、家庭用、業務用を問わず色々な環境で使用される各種自律走行型掃除機に適用可能である。

１０ 自律走行型掃除機（掃除機）
２０ ボディ
２１ 前面
２２ 側面
２３ 前方頂部
２４ 後方頂部
３０ 駆動ユニット
３１ 走行用モーター
３２ ハウジング
３３ ホイール
３４ タイヤ
３５ 支持軸
３６ サスペンション
４０ 清掃ユニット
４１ ブラシ駆動モーター
４２ ギアボックス
４３ メインブラシ
４４ サイドブラシ
４４Ａ ブラシ軸
４４Ｂ ブリッスル束
４４ＢＡ 第１ブリッスル束
４４ＢＢ 第２ブリッスル束
５０ 吸引ユニット
５１ 電動ファン
５２ ファンケース
５２Ａ 吸気口
６０ ごみ箱ユニット
６１ ごみ箱
６１Ａ 入口
６１Ｂ 出口
６１Ｃ 底部
６２ フィルター
７０ 制御ユニット
７１ 障害物検出センサー
７１Ａ レーザー発光部
７１Ｂ レーザー受光部
７１Ｃ 超音波送波部
７１Ｄ 超音波受波部
７２ 側面距離測定センサー
７３ 衝突検出センサー
７４ 床面検出センサー
７５ 脱輪検出スイッチ
８０ 電源ユニット
８１ 電池ケース
８２ 蓄電池
９０ キャスター
９１ 支持軸
９２ 支柱軸
１００ ロアーユニット
１０１ 吸込口
１１０ ダクト
１２０ ブラシカバー
１２１ 清掃起毛布
２００ アッパーユニット
２１０ カバー
２１１ 排気口
２２０ 蓋
２３０ バンパー
２４０ インターフェース部
２４１ パネル
２４２ 操作ボタン
２４３ 表示部
２５０ ごみ箱収納部

Claims (2)

1. ボディと、前記ボディの底面に設けられ、床面の塵埃を掃き寄せるサイドブラシと、
   前記ボディの底面に配され、塵埃を吸い込む吸込口を有するブラシカバーと、
   前記ブラシカバーの前記サイドブラシの回転領域内に前記サイドブラシに付着した塵埃を掃き落とす清掃起毛布と、を備え、
   前記サイドブラシは、ブラシ軸と、ブリッスル束を含み、
   前記清掃起毛布は、前記床面との間に所定の隙間を有して配置されており、前記サイドブラシは回転時において、前記ブリッスル束が、前記清掃起毛布と前記床面との前記隙間を通り、前記清掃起毛布に接触しながら通過することで、前記ブリッスル束に付着した塵埃を拭き落とす、自律走行型掃除機。
2. 前記清掃起毛布は、前記ブラシカバーの前記吸込口よりも前方に配置されている、請求項１に記載の自律走行型掃除機。

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