JP7519758B2 - ロボット集塵機 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット集塵機に関する。

清掃作業においてロボット集塵機が使用される。ロボット集塵機は、自律走行しながら集塵する。ロボット集塵機は、周囲の物体を検出する物体センサを備える。特許文献１には、床面を撮影するカメラ部を備える自走式掃除機が開示されている。

特許第３６２６７２４号公報

物体センサは、物体センサの少なくとも一部がロボット集塵機の本体の外面に配置されるように本体に支持される場合がある。物体センサの周囲の間隙を介して異物が侵入する可能性がある。

本発明の態様は、物体センサを備えるロボット集塵機において、異物の侵入を抑制することを目的とする。

本発明の態様に従えば、吸込口を有する本体と、検出波を射出して前記本体の周囲の物体を検出する物体センサと、前記物体センサの周囲に配置されるシール部材と、を備えるロボット集塵機が提供される。

本発明の態様によれば、物体センサを備えるロボット集塵機において、異物の侵入を抑制することができる。

図１は、第１実施形態に係るロボット集塵機を示す斜視図である。 図２は、第１実施形態に係るロボット集塵機を示す上面図である。 図３は、第１実施形態に係るロボット集塵機を示す底面図である。 図４は、第１実施形態に係るロボット集塵機を示す側面図である。 図５は、第１実施形態に係るロボット集塵機を示す断面図である。 図６は、第１実施形態に係る光学センサユニットを示す断面図である。 図７は、第１実施形態に係る光学センサユニットを示す分解斜視図である。 図８は、第１実施形態に係るシール部材及び光学センサユニットを模式的に示す図である。 図９は、第２実施形態に係る超音波センサユニットを示す断面図である。 図１０は、第２実施形態に係る超音波センサユニットを示す分解斜視図である。

［第１実施形態］
＜ロボット集塵機＞
図１は、本実施形態に係るロボット集塵機１を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係るロボット集塵機１を示す上面図である。図３は、本実施形態に係るロボット集塵機１を示す底面図である。図４は、本実施形態に係るロボット集塵機１を示す側断図である。図５は、本実施形態に係るロボット集塵機１を示す断面図である。

本実施形態においては、「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、及び「下」の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、ロボット集塵機１の中心を基準とした相対位置又は方向を示す。

ロボット集塵機１は、清掃対象面ＦＬを自律走行しながら集塵する。図１、図２、図３、図４、及び図５に示すように、ロボット集塵機１は、本体２と、バンパ３と、バッテリ装着部４と、ファンユニット５と、ダストボックス６と、キャスタ７と、ローラ８と、走行装置１２と、メインブラシ１６と、メインブラシモータ１７と、ガイド部材１４と、サイドブラシ１８と、サイドブラシモータ１９と、ハンドル２０と、物体センサ４０と、インタフェース装置５０とを備える。

本体２は、上面２Ａと、清掃対象面ＦＬに対向する底面２Ｂと、上面２Ａの周縁部と底面２Ｂの周縁部とを結ぶ側面２Ｃとを有する。上面２Ａに平行な面内において、本体２の外形は、実質的に円形状である。

本体２は、内部空間を有するハウジング１１を含む。ハウジング１１は、上ハウジング１１Ａと、上ハウジング１１Ａよりも下方に配置され、上ハウジング１１Ａに接続される下ハウジング１１Ｂと、上ハウジング１１Ａに開閉可能に装着されるカバー板１１Ｃと、下ハウジング１１Ｂに装着されるボトムプレート１１Ｄとを含む。上面２Ａは、上ハウジング１１Ａ及びカバー板１１Ｃに配置される。底面２Ｂは、下ハウジング１１Ｂ及びボトムプレート１１Ｄに配置される。

本体２は、底面２Ｂに吸込口１５を有する。吸込口１５は、ボトムプレート１１Ｄに設けられる。吸込口１５は、清掃対象面ＦＬの塵埃を吸い込む。吸込口１５は、清掃対象面ＦＬに対向する。吸込口１５は、底面２Ｂの前部に設けられる。吸込口１５は、左右方向に長い矩形状である。左右方向において、吸込口１５の中心と本体２の中心とは一致する。なお、吸込口１５の中心と本体２の中心とは一致しなくてもよい。

バンパ３は、側面２Ｃの少なくとも一部に対向した状態で移動可能である。バンパ３は、本体２に移動可能に支持される。バンパ３は、側面２Ｃの前部に対向する。バンパ３は、ロボット集塵機１の周囲に存在する物体に衝突したとき、本体２に対して移動することにより、本体２に作用する衝撃を緩和する。

バッテリ装着部４は、バッテリＢＴを支持する。バッテリＢＴは、バッテリ装着部４に装着される。バッテリ装着部４は、本体２の外面の少なくとも一部に設けられる。上ハウジング１１Ａの後部に凹部が設けられる。バッテリ装着部４は、上ハウジング１１Ａの凹部の内側に設けられる。バッテリ装着部４は、２つ設けられる。

バッテリＢＴは、バッテリ装着部４に装着された状態で、ロボット集塵機１に搭載されている電気機器又は電子機器に電力を供給する。バッテリＢＴは、電動工具用のバッテリである。バッテリＢＴは、電動工具の電源として使用されるリチウムイオンバッテリを含む。バッテリＢＴは、充電可能な充電式電池を含む。バッテリ装着部４は、電動工具のバッテリ装着部と同等の構造を有する。

ロボット集塵機１の使用者は、ハウジング１１の外部空間において、バッテリ装着部４にバッテリＢＴを装着する作業及びバッテリ装着部４からバッテリＢＴを外す作業を実施することができる。バッテリ装着部４は、装着されるバッテリＢＴをガイドするガイド部材と、バッテリＢＴに設けられているバッテリ端子に接続される本体端子とを有する。使用者は、バッテリＢＴを上方からバッテリ装着部４に挿入することにより、バッテリＢＴをバッテリ装着部４に装着することができる。バッテリＢＴは、ガイド部材にガイドされながらバッテリ装着部４に挿入される。バッテリＢＴがバッテリ装着部４に装着されることにより、バッテリＢＴのバッテリ端子とバッテリ装着部４の本体端子とが電気的に接続される。ロボット集塵機１の使用者は、バッテリＢＴを上方に移動することにより、バッテリ装着部４からバッテリＢＴを外すことができる。

ファンユニット５は、本体２に収容される。ファンユニット５は、塵埃を吸引するための吸引力を吸込口１５に発生させる。ファンユニット５は、ハウジング１１の内部空間に配置される。ファンユニット５は、本体２の後部において２つのバッテリ装着部４の間に配置される。ファンユニット５は、ダストボックス６を介して吸込口１５に接続される。ファンユニット５は、ダストボックス６を介して吸込口１５に吸引力を発生させる。

図５に示すように、ファンユニット５は、ハウジング１１の内部空間に配置されたケーシング５Ａと、ケーシング５Ａの内側に設けられた吸引ファン５Ｂと、吸引ファン５Ｂを回転させる動力を発生する吸引モータ５Ｃとを有する。ケーシング５Ａは、ダストボックス６に接続される吸気口５Ｄと、排気口５Ｅとを有する。

吸引モータ５Ｃは、バッテリＢＴから供給される電力により駆動する。吸引モータ５Ｃが駆動し、吸引ファン５Ｂが回転すると、吸気口５Ｄから排気口５Ｅに向かって気流が生成される。吸気口５Ｄは、ダストボックス６を介して吸込口１５に接続される。吸引ファン５Ｂが回転すると、吸込口１５から排気口５Ｅに向かって気流が生成される。これにより、吸込口１５に吸引力が発生する。

ダストボックス６は、本体２に収容される。ダストボックス６は、吸込口１５から吸い込まれた塵埃を貯蔵する。ダストボックス６は、ハウジング１１の内部空間に配置される。ダストボックス６は、吸込口１５とファンユニット５との間に配置される。ダストボックス６は、吸込口１５から吸い込まれた塵埃を回収して貯蔵する。

図５に示すように、ダストボックス６は、本体部材６Ａと、本体部材６Ａの上端部に配置されるトレイ部材６Ｂと、トレイ部材６Ｂの上端部に配置される上板部材６Ｃとを有する。本体部材６Ａの上端部に開口が設けられる。トレイ部材６Ｂは、本体部材６Ａの上端部の開口を塞ぐように配置される。トレイ部材６Ｂの上端部に開口が設けられる。上板部材６Ｃは、トレイ部材６Ｂの上端部の開口を塞ぐように配置される。

ダストボックス６は、内部に貯蔵空間Ｓを有する。吸込口１５からの塵埃は、ダストボックス６の貯蔵空間Ｓに貯蔵される。貯蔵空間Ｓは、本体部材６Ａとトレイ部材６Ｂとの間に規定される下側貯蔵空間Ｓ１と、トレイ部材６Ｂと上板部材６Ｃとの間に規定される上側貯蔵空間Ｓ２とを含む。

ダストボックス６は、下側貯蔵空間Ｓ１に接続され、吸込口１５からの塵埃を回収する下側回収口６Ｄと、上側貯蔵空間Ｓ２に接続され、吸込口１５からの塵埃を回収する上側回収口６Ｅと、上側貯蔵空間Ｓ２に接続され、上側貯蔵空間Ｓ２からの空気が排出される排気口６Ｆとを有する。

下側回収口６Ｄは、本体部材６Ａの前部に設けられる。上側回収口６Ｅは、下側回収口６Ｄよりも上方に配置される。上側回収口６Ｅは、トレイ部材６Ｂの前部に設けられる。排気口６Ｆは、下側回収口６Ｄ及び上側回収口６Ｅよりも後方に配置される。排気口６Ｆは、トレイ部材６Ｂの後部に設けられる。下側貯蔵空間Ｓ１は、下側回収口６Ｄを介して吸込口１５に接続される。上側貯蔵空間Ｓ２は、上側回収口６Ｅを介して吸込口１５に接続される。排気口６Ｆは、ファンユニット５の吸気口５Ｄに接続される。ファンユニット５は、排気口６Ｆ及び上側貯蔵空間Ｓ２を介して吸込口１５に接続される。排気口６Ｆと上側貯蔵空間Ｓ２との間に塵埃を捕集するフィルタ６Ｇが配置される。

カバー板１１Ｃは、上ハウジング１１Ａに開閉可能に装着される。カバー板１１Ｃは、上ハウジング１１Ａに設けられている開口を塞ぐように配置される。ロボット集塵機１の使用者は、上ハウジング１１Ａの開口を介して、ハウジング１１の内部空間からダストボックス６を取り出すことができる。ロボット集塵機１の使用者は、上ハウジング１１Ａの開口を介して、ハウジング１１の内部空間にダストボックス６を収容することができる。

キャスタ７及びローラ８のそれぞれは、本体２を移動可能に支持する。キャスタ７及びローラ８のそれぞれは、本体２に回転可能に支持される。キャスタ７は、底面２Ｂの後部に２つ設けられる。一方のキャスタ７は、本体２の左部に設けられる。他方のキャスタ７は、本体２の右部に設けられる。ローラ８は、底面２Ｂの前部に１つ設けられる。

走行装置１２は、本体２を前方及び後方の少なくとも一方に移動させる。走行装置１２は、車輪９及び車輪モータ１０を含む。

車輪９は、本体２を移動可能に支持する。車輪９は、回転軸ＡＸを中心に回転する。回転軸ＡＸは、左右方向に延在する。車輪９は、２つ設けられる。一方の車輪９は、本体２の左部に設けられる。他方の車輪９は、本体２の右部に設けられる。

車輪モータ１０は、車輪９を回転させる動力を発生する。車輪モータ１０は、バッテリＢＴから供給される電力により駆動する。車輪モータ１０は、ハウジング１１の内部空間に配置される。車輪モータ１０は、２つ設けられる。一方の車輪モータ１０は、本体２の左部に設けられている車輪９を回転させる動力を発生する。他方の車輪モータ１０は、本体２の右部に設けられている車輪９を回転させる動力を発生する。車輪９は、車輪モータ１０の駆動により回転する。車輪９が回転することにより、ロボット集塵機１は自律走行する。

車輪モータ１０は、車輪９の回転方向を変更可能である。車輪９が一方向に回転することにより、ロボット集塵機１は前進する。車輪９が他方向に回転することにより、ロボット集塵機１は後進する。２つの車輪モータ１０は、異なる駆動量で駆動可能である。２つの車輪モータ１０が異なる駆動量で駆動することにより、ロボット集塵機１は旋回する。

走行装置１２は、車輪９を支持する懸架装置を有する。懸架装置は、本体２に連結される。懸架装置の少なくとも一部は、ハウジング１１の内部空間に配置される。車輪９は、懸架装置を介して本体２に支持される。懸架装置は、車輪９を上下方向に移動可能に支持する。懸架装置は、回転軸ＡＸを中心に車輪９を回転可能に支持する。懸架装置は、車輪９の少なくとも一部が底面２Ｂから下方に突出するように、車輪９を支持する。車輪９の少なくとも一部は、底面２Ｂから下方に突出する。車輪９が清掃対象面ＦＬに設置された状態において、本体２の底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとは、間隙を介して対向する。

メインブラシ１６は、吸込口１５に配置される。メインブラシ１６は、清掃対象面ＦＬに対向する。メインブラシ１６は、左右方向に長い。メインブラシ１６は、回転軸ＭＸを中心に回転する。回転軸ＭＸは、左右方向に延在する。メインブラシ１６は、左右方向に延在するロッド部材１６Ｒと、ロッド部材１６Ｒの外面に接続された複数のブラシ１６Ｂとを有する。ロッド部材１６Ｒの左端部及び右端部のそれぞれは、本体２に回転可能に支持される。ロッド部材１６Ｒは、ブラシ１６Ｂの少なくとも一部が底面２Ｂから下方に突出するように、本体２に支持される。車輪９が清掃対象面ＦＬに設置された状態において、メインブラシ１６の少なくとも一部は、清掃対象面ＦＬに接触する。メインブラシ１６が回転することにより、清掃対象面ＦＬに存在する塵埃が掻き上げられ、吸込口１５から吸い込まれる。

メインブラシモータ１７は、メインブラシ１６を回転させる動力を発生する。メインブラシモータ１７は、バッテリＢＴから供給される電力により駆動する。メインブラシモータ１７は、ハウジング１１の内部空間に配置される。メインブラシモータ１７の駆動により、メインブラシ１６が回転する。

ガイド部材１４は、清掃対象面ＦＬに存在する塵埃を吸込口１５にガイドする。ガイド部材１４は、吸込口１５の後端部に配置される。ガイド部材１４は、メインブラシ１６の回転軸ＭＸよりも後方に配置される。ガイド部材１４の下端部は、清掃対象面ＦＬに接触する。ガイド部材１４は、メインブラシ１６により掻き上げられた塵埃の少なくとも一部を捕集する。ガイド部材１４は、メインブラシ１６により掻き上げられた塵埃が吸込口１５よりも後方に移動することを抑制する。メインブラシ１６により掻き上げられた塵埃の少なくとも一部は、ガイド部材１４により捕集され、吸込口１５から吸い込まれる。

サイドブラシ１８は、底面２Ｂの前部に配置される。サイドブラシ１８は、清掃対象面ＦＬに対向する。サイドブラシ１８の少なくとも一部は、本体２よりも前方に配置される。サイドブラシ１８は、２つ設けられる。一方のサイドブラシ１８は、吸込口１５よりも左方に設けられる。他方のサイドブラシ１８は、吸込口１５よりも右方に設けられる。サイドブラシ１８は、円板部材１８Ｄと、円板部材１８Ｄに放射状に接続された複数のブラシ１８Ｂとを有する。円板部材１８Ｄは、本体２に回転可能に支持される。円板部材１８Ｄは、ブラシ１８Ｂの少なくとも一部が側面２Ｃよりも外側に突出するように、本体２に支持される。車輪９が清掃対象面ＦＬに設置された状態において、サイドブラシ１８の少なくとも一部は、清掃対象面ＦＬに接触する。

サイドブラシモータ１９は、サイドブラシ１８を回転させる動力を発生する。サイドブラシモータ１９は、バッテリＢＴから供給される電力により駆動する。サイドブラシモータ１９は、ハウジング１１の内部空間に配置される。サイドブラシモータ１９の駆動により、サイドブラシ１８が回転する。サイドブラシ１８が回転することによって、本体２の周囲の清掃対象面ＦＬに存在する塵埃が吸込口１５に移動する。

ハンドル２０は、上ハウジング１１Ａの前部に設けられる。ハンドル２０の一端部及び他端部のそれぞれは、上ハウジング１１Ａに回動可能に連結される。ロボット集塵機１の使用者は、ハンドル２０を保持してロボット集塵機１を持ち上げることができる。ロボット集塵機１の使用者は、ロボット集塵機１を持ち運びすることができる。

インタフェース装置５０は、カバー板１１Ｃの後部に配置される。インタフェース装置５０は、ロボット集塵機１の使用者に操作される複数の操作部及び複数の表示部を有する。インタフェース装置５０の操作部として、電源ボタン５０Ａが例示される。インタフェース装置５０の表示部として、バッテリＢＴの残量表示部５０Ｂが例示される。また、上ハウジング１１Ａの前部には、例えば発光ダイオードを含む発光部５１が設けられる。

＜物体センサ＞
物体センサ４０は、検出波を射出して本体２の周囲の物体を非接触で検出する。物体センサ４０は、検出波の進路に存在する物体を検出することができる。物体センサ４０は、検出波を射出する射出部と、物体で反射した検出波を受信する受信部とを有する。検出波として、検出光、電波、及び超音波の少なくとも一つが例示される。検出波の進路として、検出光の光路、電波の伝播路、及び超音波の伝播路の少なくとも一つが例示される。物体センサ４０として、検出光を射出して物体を検出する光学センサ、電波を射出して物体を検出するレーダセンサ（ＲＡＤＡＲ：Radio Detection and Ranging）、及び超音波を射出して物体を検出する超音波センサ（Ultrasonic Sensor）の少なくとも一つが例示される。光学センサとして、レーザ光を射出することにより物体を検出するレーザセンサ（ＬＩＤＡＲ：Light Detection and Ranging）及び赤外光を射出することにより物体を検出する赤外線センサの少なくとも一方が例示される。

本実施形態において、物体センサ４０は、ロボット集塵機１の周囲の少なくとも一部に存在する物体を検出する障害物センサ４１と、清掃対象面ＦＬの有無を検出する落下防止センサ４２と、清掃対象面ＦＬに設けられた区画部材を検出する部材センサ４３とを含む。

以下の説明においては、障害物センサ４１が超音波センサであり、落下防止センサ４２が光学センサであり、部材センサ４３が光学センサであることとする。なお、障害物センサ４１が光学センサ又はレーダセンサでもよい。落下防止センサ４２がレーダセンサ又は超音波センサでもよい。部材センサ４３がレーダセンサ又は超音波センサでもよい。

障害物センサ４１は、ロボット集塵機１の周囲の少なくとも一部に存在する物体を非接触で検出する。障害物センサ４１は、本体２の側面２Ｃに配置される。障害物センサ４１は、側面２Ｃに間隔をあけて複数設けられる。

障害物センサ４１は、本体２の周囲に超音波を射出することにより物体を検出する。ロボット集塵機１は、制御装置（不図示）を搭載する。制御装置は、コンピュータシステムを含む。制御装置は、障害物センサ４１の検出データに基づいて、ロボット集塵機１の周囲の少なくとも一部に物体が存在するか否かを判定する。制御装置は、障害物センサ４１の検出データに基づいて、ロボット集塵機１の周囲の少なくとも一部に物体が存在すると判定した場合、ロボット集塵機１が物体に接触しないようにロボット集塵機１を走行させる。制御装置は、ロボット集塵機１が物体に接触しないように、例えばロボット集塵機１の進行方向を変更する。なお、制御装置は、ロボット集塵機１が物体に接触しないように、ロボット集塵機１の走行を停止してもよい。なお、ロボット集塵機１は、物体に接触してもよい。制御装置は、ロボット集塵機１が物体に接触した後、ロボット集塵機１の進行方向を変更したり走行を停止したりしてもよい。

落下防止センサ４２は、清掃対象面ＦＬの有無を非接触で検出する。落下防止センサ４２は、底面２Ｂに配置される。図３に示すように、落下防止センサ４２は、底面２Ｂの周縁部に間隔をあけて複数配置される。落下防止センサ４２は、底面２Ｂの前部に設けられた落下防止センサ４２Ｆと、底面２Ｂの後部に設けられた落下防止センサ４２Ｂと、底面２Ｂの左部に設けられた落下防止センサ４２Ｌと、底面２Ｂの右部に設けられた落下防止センサ４２Ｒとを含む。

落下防止センサ４２Ｆは、ローラ８よりも前方に配置される。落下防止センサ４２Ｆは、左右方向において底面２Ｂの中心に１つ配置される。

落下防止センサ４２Ｌは、左側のサイドブラシ１８の回転軸に対する放射方向において、左側のサイドブラシ１８よりも外側に配置される。落下防止センサ４２Ｌは、前後方向において、左側のサイドブラシ１８と左側の車輪９の接地面（左側の車輪９の回転軸ＡＸ）との間に配置される。落下防止センサ４２Ｌは、左右方向において、左側のサイドブラシ１８の回転軸及び左側の車輪９よりも左側に配置される。

落下防止センサ４２Ｒは、右側のサイドブラシ１８の回転軸に対する放射方向において、右側のサイドブラシ１８よりも外側に配置される。落下防止センサ４２Ｒは、前後方向において、右側のサイドブラシ１８と右側の車輪９の接地面（右側の車輪９の回転軸ＡＸ）との間に配置される。落下防止センサ４２Ｒは、左右方向において、右側のサイドブラシ１８の回転軸及び右側の車輪９よりも右側に配置される。

落下防止センサ４２Ｂは、左右方向において底面２Ｂの中心に配置される。

落下防止センサ４２は、底面２Ｂに対向する位置に清掃対象面ＦＬが存在するか否かを非接触で検出する。落下防止センサ４２は、底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとの距離を検出する。落下防止センサ４２は、下方に向かって検出光を射出することにより清掃対象面ＦＬとの距離を検出する。落下防止センサ４２として、レーザ光を射出することにより物体を検出するレーザセンサ、及び赤外光を射出することにより物体を検出する赤外線センサの少なくとも一方が例示される。底面２Ｂと清掃対象面ＦＬとが規定距離以上離れている場合、ロボット集塵機１は、落下防止センサ４２の検出データに基づいて、底面２Ｂに対向する位置に清掃対象面ＦＬが存在しないと判定する。底面２Ｂに対向する位置に清掃対象面ＦＬが存在しないと判定した場合、ロボット集塵機１は、走行を停止する。例えば清掃対象面ＦＬの境界が下方に落ち込む段差に接続されている場合、落下防止センサ４２は、段差を検出する。ロボット集塵機１は、落下防止センサ４２の検出データに基づいて、段差が存在すると判定した場合、走行を停止する。これにより、ロボット集塵機１が段差の下に落下することが抑制される。

部材センサ４３は、清掃対象面ＦＬに設けられた区画部材を検出する。部材センサ４３は、底面２Ｂに配置される。図３に示すように、部材センサ４３は、底面２Ｂの前部に間隔をあけて複数配置される。

部材センサ４３は、ローラ８よりも左方及び右方のそれぞれに配置される。２つの部材センサ４３は、左右方向に配置される。左側の部材センサ４３は、左側のサイドブラシ１８の回転軸に対する放射方向において、左側のサイドブラシ１８よりも外側に配置される。左側の部材センサ４３は、左右方向において、左側のサイドブラシ１８とローラ８との間に配置される。右側の部材センサ４３は、右側のサイドブラシ１８の回転軸に対する放射方向において、右側のサイドブラシ１８よりも外側に配置される。右側の部材センサ４３は、左右方向において、右側のサイドブラシ１８とローラ８との間に配置される。

区画部材は、ロボット集塵機１の使用者によって清掃対象面ＦＬの任意の位置に配置される。区画部材として、反射材料を含む反射テープが例示される。

部材センサ４３は、下方に向かって検出光を射出することにより区画部材を検出する。区画部材として、反射材料を含む反射テープが例示される。検出光として、レーザ光又は赤外光のような検出光が例示される。部材センサ４３として、レーザ光を射出することにより反射テープを検出するレーザセンサ、及び赤外光を射出することにより反射テープを検出する赤外線センサの少なくとも一方が例示される。区画部材によって清掃対象範囲が規定される。ロボット集塵機１は、部材センサ４３の検出データに基づいて、区画部材を超えないように走行する。これにより、ロボット集塵機１が清掃対象範囲の外側に移動することが抑制され、ロボット集塵機１は、清掃対象範囲を清掃することができる。

なお、区画部材が、磁性材料を含む磁気テープでもよい。部材センサ４３は、磁気テープを検出可能な磁気センサでもよい。

落下防止センサ４２及び部材センサ４３のそれぞれは、底面２Ｂに平行な面内において、サイドブラシ１８に重複しないように配置される。

＜落下防止センサ＞
図６は、本実施形態に係る落下防止センサ４２を含む光学センサユニット６０の近傍を示す断面図である。図７は、本実施形態に係る落下防止センサ４２を含む光学センサユニット６０を示す分解斜視図である。上述のように、本実施形態において、落下防止センサ４２は、レーザ光又は赤外光のような検出光を射出することにより清掃対象面ＦＬを検出する光学センサである。以下の説明においては、落下防止センサ４２が底面２Ｂの前部に設けられた落下防止センサ４２Ｆであることとする。なお、落下防止センサ４２Ｌ，４２Ｒ、４２Ｂのそれぞれを含む光学センサユニットは、落下防止センサ４２Ｆを含む光学センサユニット６０と同様の構造である。

図６及び図７に示すように、光学センサユニット６０は、本体２の周囲の物体として清掃対象面ＦＬを検出する落下防止センサ４２と、落下防止センサ４２の周囲に配置されるシール部材６１と、落下防止センサ４２を支持する基板６２と、少なくとも一部が落下防止センサ４２と対向する支持部材６３と、落下防止センサ４２を保持する保持部材６４とを備える。

落下防止センサ４２は、検出光を射出する射出部４２Ａと、物体で反射した検出光を受光する受光部４２Ｂとを有する。図７に示すように、射出部４２Ａと受光部４２Ｂとは左右方向に配置される。なお、射出部４２Ａと受光部４２Ｂとは前後方向に配置されてもよい。落下防止センサ４２は、受光部４２Ｂによる検出光の受光結果に基づいて、清掃対象面ＦＬを検出する。

基板６２は、落下防止センサ４２の上方に配置される。基板６２は、落下防止センサ４２と対向する下面を有する。基板６２の下面は、落下防止センサ４２が接続される接続面６２Ａと接続面６２Ａの周囲に配置されるフランジ面６２Ｂとを有する。

基板６２の外形は、四角形である。基板６２は、落下防止センサ４２を制御する制御回路を有する制御基板である。基板６２の上面にコネクタ６５が配置される。コネクタ６５は、ロボット集塵機１が有する制御装置（不図示）とケーブルを介して接続される。落下防止センサ４２の検出データは、コネクタ６５及びケーブルを介して制御装置に出力される。

シール部材６１は、弾性変形することができる。シール部材６１は、柔軟でありクッション性を有する。シール部材６１は、例えばウレタン樹脂製である。なお、シール部材６１は、発泡ゴム製でもよい。

シール部材６１は、落下防止センサ４２の周囲に配置される。シール部材６１は、落下防止センサ４２が配置される開口６１Ｍを有する。図６に示すように、シール部材６１の少なくとも一部は、落下防止センサ４２の射出部４２Ａから射出される検出光の光路の周囲に配置される。検出光は、開口６１Ｍの内側を通過することができる。落下防止センサ４２が開口６１Ｍに配置された状態で、シール部材６１は、基板６２のフランジ面６２Ｂに接触する。

支持部材６３は、シール部材６１を支持する。支持部材６３は、シール部材６１を介して基板６２及び落下防止センサ４２を支持する。支持部材６３は、検出光の光路に配置され検出光が透過可能な窓部６３Ａと、窓部６３Ａの周囲に配置され窓部６３Ａを支持するリング部６３Ｂと、リング部６３Ｂを支持する底板部６３Ｃと、底板部６３Ｃの周縁部に接続されるフレーム部６３Ｄと、フレーム部６３Ｄに接続されるアーム部６３Ｅと、アーム部６３Ｅの上端部に設けられるフック部６３Ｆとを有する。

支持部材６３は、例えばポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂のような合成樹脂製である。窓部６３Ａは、実質的に透明であり、検出光を透過させる。なお、窓部６３Ａは、検出光を透過可能であればよく、透明でなくてもよい。例えば検出光が赤外光である場合、窓部６３Ａは、赤外線透過フィルタ（ＩＲフィルタ）でもよい。窓部６３Ａは、清掃対象面ＦＬと対向する。窓部６３Ａは、本体２の外面（底面２Ｂ）に配置される。窓部６３Ａは、本体２の外部空間に露出する。

リング部６３Ｂは、窓部６３Ａの周囲に配置され、窓部６３Ａを支持する。窓部６３Ａとリング部６３Ｂとは隙間なく接合される。なお、窓部６３Ａとリング部６３Ｂとは一体でもよい。リング部６３Ｂと底板部６３Ｃとフレーム部６３Ｄとアーム部６３Ｅとフック部６３Ｆとは一体である。

底板部６３Ｃは、窓部６３Ａの周囲に配置される。底板部６３Ｃは、検出光の光路の周囲に配置され、基板６２のフランジ面６２Ｂに対向する支持面６３Ｇを有する。

フレーム部６３Ｄは、底板部６３Ｃの周縁部に接続される。フレーム部６３Ｄは、矩形状である。シール部材６１は、フレーム部６３Ｄの内側に配置される。シール部材６１は、支持面６３Ｇに接触する。

アーム部６３Ｅは、フレーム部６３Ｄの周囲の一部に配置される。アーム部６３Ｅは、フレーム部６３Ｄの左側面及び右側面のそれぞれに配置される。フレーム部６３Ｄの左側面に設けられるアーム部６３Ｅは、フレーム部６３Ｄの左側面から左方に突出する突出部と、突出部の左端部から上方に延在する延在部とを含む。フレーム部６３Ｄの右側面に設けられるアーム部６３Ｅは、フレーム部６３Ｄの右側面から右方に突出する突出部と、突出部の右端部から上方に延在する延在部とを含む。延在部は、フレーム部６３Ｄと間隙を介して対向する。延在部の上端部は、フレーム部６３Ｄよりも上方に配置される。アーム部６３Ｅは、フレーム部６３Ｄに接近する方向及びフレーム部６３Ｄから離れる方向の一方から他方に弾性変形することができる。

フック部６３Ｆは、アーム部６３Ｅの延在部の上端部に設けられる。フック部６３Ｆは、保持部材６４の少なくとも一部に掛けられる。

保持部材６４は、基板６２及び落下防止センサ４２を保持する。保持部材６４は、基板６２が配置される収容空間６４Ａを有する収容部６４Ｂと、収容部６４Ｂに接続され本体２の少なくとも一部に固定される固定部６４Ｃとを有する。

収容部６４Ｂは、収容空間６４Ａに配置された基板６２の上面が接触する当接面６４Ｄと、収容空間６４Ａに配置された基板６２の側面が接触する内壁面６４Ｅとを有する。基板６２の上面が当接面６４Ｄに接触することにより、上下方向における基板６２と保持部材６４との相対位置が固定される。基板６２の側面が内壁面６４Ｅに接触することにより、前後方向及び左右方向における基板６２と保持部材６４との相対位置が固定される。

固定部６４Ｃは、ボルトが挿入される開口６４Ｆを有する。ボルトは、下方から開口６４Ｆに挿入される。ボルトの先端部は、本体２の少なくとも一部に設けられているねじ孔（不図示）に挿入される。ボルトとねじ孔とが結合されることにより、保持部材６４は本体２に固定される。

保持部材６４は、フック部６３Ｆが掛けられるフック孔６４Ｇを有する。フック部６３Ｆがフック孔６４Ｇに掛けられることにより、支持部材６３と保持部材６４とが連結される。フック部６３Ｆがフック孔６４Ｇから外されることにより、支持部材６３と保持部材６４との連結が解除される。フック部６３Ｆにより、支持部材６３は、保持部材６４に解放可能に連結される。

＜シール部材＞
図８は、本実施形態に係るシール部材６１を模式的に示す図である。上述のように、シール部材６１は、基板６２のフランジ面６２Ｂ及び支持部材６３の支持面６３Ｇのそれぞれに接触する。シール部材６１は、フランジ面６２Ｂに接触する第１接触面６１Ａと、支持面６３Ｇに接触する第２接触面６１Ｂとを有する。

図８（Ａ）に示すように、シール部材６１に外力が付与されていない状態で、第１接触面６１Ａと第２接触面６１Ｂとの距離は第１距離Ｄ１である。

シール部材６１が基板６２と支持部材６３との間に配置された状態で、フック部６３Ｆがフック孔６４Ｇに掛けられて、支持部材６３と保持部材６４とが連結される。図８（Ｂ）に示すように、支持部材６３と保持部材６４とが連結された状態で、フランジ面６２Ｂと支持面６３Ｇとの距離は第１距離Ｄ１よりも短い第２距離Ｄ２になる。シール部材６１は、フランジ面６２Ｂと支持面６３Ｇとの距離が第２距離Ｄ２の状態で、フランジ面６２Ｂと支持面６３Ｇとの間に配置される。すなわち、シール部材６１は、押し潰された状態で、基板６２と支持部材６３との間に配置される。

シール部材６１は、落下防止センサ４２と窓部６３Ａとの間の光路Ｋをシールする。シール部材６１は、押し潰された状態で基板６２と支持部材６３との間に配置されるので、落下防止センサ４２及び光路Ｋは密閉される。したがって、異物が落下防止センサ４２に付着したり、異物が光路Ｋに侵入したりすることが効果的に抑制される。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、落下防止センサ４２の周囲にシール部材６１が配置されるので、本体２の内部に配置されている落下防止センサ４２に異物が付着したり、異物が光路Ｋに侵入したりすることが抑制される。したがって、落下防止センサ４２の検出精度の低下が抑制される。

本実施形態において、シール部材６１は、落下防止センサ４２の周囲のみならず、落下防止センサ４２の検出光の光路の周囲にも配置される。したがって、光路Ｋに異物が侵入することが十分に抑制される。

本実施形態において、落下防止センサ４２は基板６２に支持される。基板６２は、落下防止センサ４２が接続される接続面６２Ａと接続面６２Ａの周囲に配置されるフランジ面６２Ｂとを有する。シール部材６１の第１接触面６１Ａは、フランジ面６２Ｂに接触する。したがって、異物が落下防止センサ４２に付着したり、異物が光路Ｋに侵入したりすることが効果的に抑制される。

本実施形態において、シール部材６１の第２接触面６１Ｂは、フランジ面６２Ｂに対向する支持部材６３の支持面６３Ｇに接触する。これにより、異物が落下防止センサ４２に付着したり、異物が光路Ｋに侵入したりすることが効果的に抑制される。

図８を参照して説明したように、シール部材６１は、フランジ面６２Ｂと支持面６３Ｇとの距離が第２距離Ｄ２の状態で、フランジ面６２Ｂと支持面６３Ｇとの間に配置される。すなわち、シール部材６１は、押し潰された状態で基板６２と支持部材６３との間に配置される。これにより、落下防止センサ４２及び光路Ｋは密閉される。したがって、異物が落下防止センサ４２に付着したり、異物が光路Ｋに侵入したりすることが効果的に抑制される。

支持部材６３は、検出光が透過可能な窓部６３Ａを有する。落下防止センサ４２と窓部６３Ａとの間の光路Ｋがシール部材６１によりシールされることにより、落下防止センサ４２の検出精度の低下が抑制される。

落下防止センサ４２は、保持部材６４に保持される。支持部材６３は、フック部６３Ｆを介して保持部材６４に解放可能に連結される。これにより、例えば落下防止センサ４２をメンテナンスする場合、支持部材６３と保持部材６４との連結を解除することにより、落下防止センサ４２をメンテナンスすることができる。また、支持部材６３が劣化した場合、新たな支持部材６３と交換することができる。

落下防止センサ４２は、清掃対象面ＦＬと対向する本体２の底面２Ｂに配置される。すなわち、ロボット集塵機１は、落下防止センサ４２に異物が付着しやすい状況で使用される。異物は、清掃対象面ＦＬに存在する塵埃を含む。本実施形態によれば、シール部材６１が設けられることにより、異物が落下防止センサ４２に付着したり、異物が光路Ｋに侵入したりすることが効果的に抑制される。

なお、本実施形態においては、落下防止センサ４２の周囲にシール部材６１が配置されることとした。部材センサ４３の周囲にシール部材６１が配置されてもよい。落下防止センサ４２と同様、部材センサ４３は、本体２の底面２Ｂに配置される。部材センサ４３の周囲にシール部材６１が配置されることにより、部材センサ４３の検出光の光路に異物が侵入することが抑制される。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成要素について同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

本実施形態においては、障害物センサ４１の周囲にシール部材が配置される例について説明する。以下の説明においては、障害物センサ４１が本体２の側面２Ｃの前部に設けられた障害物センサ４１であることとする。

図９は、本実施形態に係る障害物センサ４１を含む超音波センサユニット７０の近傍を示す断面図である。図１０は、本実施形態に係る障害物センサ４１を含む超音波センサユニット７０を示す分解斜視図である。図９及び図１０に示すように、超音波センサユニット７０は、本体２の周囲の物体として障害物を検出する障害物センサ４１と、障害物センサ４１の周囲に配置されるシール部材７１と、障害物センサ４１を支持する基板７２と、シール部材７１を介して障害物センサ４１を支持する支持部材７３と、基板７２を介して障害物センサ４１を保持する保持部材７４とを備える。

障害物センサ４１は、超音波を射出する射出部４１Ａを有する。障害物センサ４１の外形は、円柱状である。射出部４１Ａは、障害物センサ４１の前端面を含む。障害物センサ４１は、超音波を射出して、障害物で反射した超音波を受信することによって、障害物を検出する。

基板７２は、障害物センサ４１の後方に配置される。基板７２は、障害物センサ４１と対向する前面を有する。基板７２の前面は、障害物センサ４１が接続される接続面７２Ａと接続面７２Ａの周囲に配置されるフランジ面７２Ｂとを有する。

基板７２の外形は、四角形である。基板７２は、障害物センサ４１を制御する制御回路を有する制御基板である。

シール部材７１は、弾性変形することができる。シール部材７１は、柔軟でありクッション性を有する。シール部材７１は、ゴム製である。シール部材７１は、発泡ゴム製でもよい。なお、シール部材７１は、例えばウレタン樹脂製でもよい。

シール部材７１は、障害物センサ４１の周囲に配置される。シール部材７１は、円筒状である。本実施形態において、シール部材７１は、フランジ部７１Ａと、フランジ部７１Ａよりも後方に配置され、フランジ部７１Ａよりも外径が小さいストレート部７１Ｂとを有する。シール部材７１は、障害物センサ４１が配置される開口７１Ｍを有する。シール部材７１のフランジ部７１Ａの前端面は、障害物センサ４１の射出部４１Ａよりも後方に配置される。障害物センサ４１が開口７１Ｍに配置された状態で、シール部材７１のストレート部７１Ｂの後端面は、基板７２のフランジ面７２Ｂに接触する。

支持部材７３は、シール部材７１を支持する。支持部材７３は、シール部材７１を介して基板７２及び障害物センサ４１を支持する。支持部材７３は、超音波の伝播路の周囲に配置される。本実施形態において、支持部材７３は、バンパ３を含む。射出部４１Ａは、本体２の外面（側面２Ｃ）に配置される。射出部４１Ａは、支持部材７３の開口７３Ａを介して本体２の外部空間に露出する。

支持部材７３は、超音波の伝播路の周囲に配置され、基板７２のフランジ面７２Ｂに対向する支持面７３Ｇを有する。シール部材７１のフランジ部７１Ａの前端部は、支持面７３Ｇに接触する。

保持部材７４は、基板７２及び障害物センサ４１を保持する。保持部材７４は、本体２の少なくとも一部に固定される。保持部材７４は、基板７２の後面が接触する第１当接部７４Ａと、基板７２の側面が接触する第２当接部７４Ｂとを有する。基板７２の後面が第１当接部７４Ａに接触することにより、前後方向における基板７２と保持部材７４との相対位置が固定される。基板７２の側面が第２当接部７４Ｂに接触することにより、上下方向及び左右方向における基板７２と保持部材７４との相対位置が固定される。

以上説明したように、本実施形態においては、障害物センサ４１の周囲にシール部材７１が配置されるので、開口７３Ａを介して本体２の内部に異物が侵入することが抑制される。また、障害物センサ４１は超音波センサであり、超音波の発生により振動する。シール部材７１が設けられることにより、障害物センサ４１で発生した振動がハウジング１１に伝達されることが抑制される。

１…ロボット集塵機、２…本体、２Ａ…上面、２Ｂ…底面、２Ｃ…側面、３…バンパ、４…バッテリ装着部、５…ファンユニット、５Ａ…ケーシング、５Ｂ…吸引ファン、５Ｃ…吸引モータ、５Ｄ…吸気口、５Ｅ…排気口、６…ダストボックス、６Ａ…本体部材、６Ｂ…トレイ部材、６Ｃ…上板部材、６Ｄ…下側回収口、６Ｅ…上側回収口、６Ｆ…排気口、６Ｇ…フィルタ、７…キャスタ、８…ローラ、９…車輪、１０…車輪モータ、１１…ハウジング、１１Ａ…上ハウジング、１１Ｂ…下ハウジング、１１Ｃ…カバー板、１１Ｄ…ボトムプレート、１２…走行装置、１４…ガイド部材、１５…吸込口、１６…メインブラシ、１６Ｂ…ブラシ、１６Ｒ…ロッド部材、１７…メインブラシモータ、１８…サイドブラシ、１８Ｂ…ブラシ、１８Ｄ…円板部材、１９…サイドブラシモータ、２０…ハンドル、４０…物体センサ、４１…障害物センサ、４１Ａ…射出部、４２…落下防止センサ、４２Ａ…射出部、４２Ｂ…受光部、４２Ｆ…落下防止センサ、４２Ｌ…落下防止センサ、４２Ｒ…落下防止センサ、４３…部材センサ、５０…インタフェース装置、５０Ａ…電源ボタン、５０Ｂ…残量表示部、５１…発光部、６０…光学センサユニット、６１…シール部材、６１Ａ…第１接触面、６１Ｂ…第２接触面、６１Ｍ…開口、６２…基板、６２Ａ…接続面、６２Ｂ…フランジ面、６３…支持部材、６３Ａ…窓部、６３Ｂ…リング部、６３Ｃ…底板部、６３Ｄ…フレーム部、６３Ｅ…アーム部、６３Ｆ…フック部、６３Ｇ…支持面、６４…保持部材、６４Ａ…収容空間、６４Ｂ…収容部、６４Ｃ…固定部、６４Ｄ…当接面、６４Ｅ…内壁面、６４Ｆ…開口、６４Ｇ…フック孔、６５…コネクタ、７０…超音波センサユニット、７１…シール部材、７１Ａ…フランジ部、７１Ｂ…ストレート部、７１Ｍ…開口、７２…基板、７２Ａ…接続面、７２Ｂ…フランジ面、７３…支持部材、７３Ａ…開口、７３Ｇ…支持面、７４…保持部材、７４Ａ…第１当接部、７４Ｂ…第２当接部、ＦＬ…清掃対象面。

Claims (7)

1. 吸込口を有する本体と、
   検出光を射出して清掃対象面の有無を検出する落下防止センサである物体センサと、
   前記物体センサの周囲及び前記物体センサから射出された前記検出光の光路の周囲に配置されるシール部材と、
   前記光路に配置され前記検出光が透過可能な窓部を有する支持部材と、を備え、
   前記シール部材は、前記物体センサと前記窓部との間の光路をシールして、前記物体センサ及び前記光路を密閉する、
   ロボット集塵機。
2. 前記物体センサを支持する基板を備える、
   請求項１に記載のロボット集塵機。
3. 前記基板は、前記物体センサが接続される接続面と前記接続面の周囲に配置されるフランジ面とを有し、
   前記シール部材は、前記フランジ面に接触する、
   請求項２に記載のロボット集塵機。
4. 前記支持部材は、前記検出光の光路の周囲に配置され、前記フランジ面に対向する支持面を有し、
   前記シール部材は、前記支持面に接触する、
   請求項３に記載のロボット集塵機。
5. 前記シール部材は、前記フランジ面に接触する第１接触面と、前記支持面に接触する第２接触面とを有し、
   前記シール部材に外力が付与されていない状態で、前記第１接触面と前記第２接触面との距離は第１距離であり、
   前記フランジ面と前記支持面との距離が前記第１距離よりも短い第２距離の状態で、前記シール部材は、前記フランジ面と前記支持面との間に配置される、
   請求項４に記載のロボット集塵機。
6. 前記本体は、側面と前記吸込口が設けられる底面とを有し、
   前記物体センサは、前記底面に配置される、
   請求項１に記載のロボット集塵機。
7. 前記物体センサを保持する保持部材を備え、
   前記支持部材は、前記保持部材に解放可能に連結される、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のロボット集塵機。

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