JPH0747007B2 - 自動掃除装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ）産業上の利用分野 本発明は遠隔制御により掃除作業を行う自動掃除装置に
関するものである。

ロ）従来の技術 現在家庭の主婦はパートタイマ等で働きに出る場合が多
くなって来ており、それに伴い家庭内の掃除をする時間
が少なく、更に床面積が広い場合は手が行き届かないこ
とが多くなっている。

また人が多く集まる所はゴミも発生し床面も汚れ易いも
のであるが、中でもホテル、病院、デパートやスーパー
マーケット或は銀行などでは毎日掃除しなければ汚れの
目立つ所である。この場合の掃除は中高年者やパート等
に依存しているが、場所によっては24時間勤務の所もあ
り、作業環境の悪い所もあり、無人化、省力化による自
走式掃除機の開発が要望されている。

この要望を満たすものとしては、床面に設けたレールや
導電線等に沿って走行する誘導走行式（例えば特開昭58
−149724号公報参照）、計算機やメモリを搭載して障害
物を検出したときに走行進路を自動的に変更する自動走
行方式（例えば特開昭54−110663号公報、特開昭55−97
608号公報等参照）が既に提案されている。これらのも
のはいずれも、１台のみでしかもそれ自体で走行可能な
ように考えられているが利用範囲も限定されまた１台当
りのコストも高くつくという欠点がある。

更に最近のように床面積が広くなったり、店の開店して
いる時間が長くなってくると短時間に掃除しなければな
らない等の要求も高まって来ている。又一方留守中に電
話回線等を使用して外出先からの指令で家庭内の掃除を
行いたいという要求も生じている。

そしてこれらの要求を満たす掃除機が提供できたとして
も、実際すぐに使用できる場所はごく限られており、ほ
とんどの場合、掃除場所の指定、床面状況による掃除パ
ワー、走行速度及び走行順序の指定等が必要になり、こ
れらの情報インプットに手間がかかると共に掃除終了後
のゴミの排出処理も問題となる。

ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので自動掃除機に
おいて次の課題を解決するものである。

掃除時間が短いこと、 遠く離れた所から掃除ができること、 価格が安く、増設も容易に行い得ること、 設置及び取扱いが簡単であること、 小型、軽量であること、 ゴミの排出処理が容易に行い得ること、 ニ）問題点を解決するための手段 本発明の自動掃除装置は、走行部、集塵部、位置検出部
及びこれらを遠隔制御するための送受信部とを備えた自
走式掃除機本体と、該掃除機本体とは分離して設けられ
て該掃除機本体を自動的に走行制御して掃除を行わせる
ためのデータ処理部と送受信部とを備えた指令装置部
と、部屋等に設置されたホース差込口を有するセントラ
ルクリーナとより構成し、前記指令装置部の指令に基づ
き前記掃除機本体を制御するとともに前記セントラルク
リーナを制御し、前記掃除機本体の集塵部に集められた
塵埃等を前記セントラルクリーナに吸塵することを特徴
とする。

ホ）作用 自走式掃除機本体は、指令装置部とは分離して設けら
れ、該指令装置部によって遠隔制御されるから、掃除機
本体には走行制御のためのデータ処理部がなく、小型化
が可能である。また、指令装置部の指令によって、自走
式掃除機本体をセントラルクリーナシステムと接続し
て、掃除機本体内にたまった塵埃をセントラルクリーナ
に吸塵するので、完全な自動化が可能となっている。

ヘ）実施例 以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明による自動掃除装置の全体システム図
で、（１）は自走式掃除機本体で走行部、集塵部、位置
検出部及びこれらを制御するための無線送受信部とを備
えている。（２）は指令装置部でコンピューターを使用
した各種のデータ処理部、前記掃除機本体（１）と通信
を行うための送受信部、セントラルクリーナ（３）との
通信、外部との通信機能を備えている。（４）は外部と
の通信線、（５）は前記掃除機本体（１）との通信アン
テナである。前記セントラルクリーナ（３）のホース差
込口（６）（７）は掃除をする部屋（８）（９）のコー
ナー部に配管を介して設けられており、部屋（９）に位
置している自走式掃除機本体（１）がセントラルクリー
ナ（３）に捕集したゴミを排出するためホース差込口
（７）の上で停車し、ゴミ排出中の状態を示している。
（10）は自走式掃除機本体（１）の走行軌跡を示してい
る。

第２図及び第３図は自走式掃除機本体（１）の内部構成
を示す上面図と側面図である。

走行は無限軌道式であり、左右のキャタピラ（11L）（1
1R）を夫々左右の走行モータ（12L）（12R）で駆動して
いる。前記走行モータ（12L）（12R）の回転軸には夫々
エンコーダ（13L）（13R）が取り付けられており、正確
な走行ができるようにしている。前記キャタピラ（11
L）（11R）は車輪（14−１）（14−２）…（14−６）に
より保持されており、そのうち（14−６）は駆動輪であ
る。

集塵はモータによるバキューム式であり、吸込口（1
5）、集塵箱（16）、該集塵箱に設けられるフィルター
（17）、集塵用ファン（18）及び該ファンを駆動する集
塵用モータ（19）とからなり、前記集塵箱（16）内のフ
ィルター（17）の前後には圧力センサー（20）（21）が
設けられている。

走行時の障害物の検出は自走式掃除機本体（１）の前後
に取付けた超音波センサー（22F）（22R）により行われ
る。また位置検出は前記エンコーダ（13L）（13R）を利
用している。

（23L）（23R）は電源内のバッテリーで左右の重量バラ
ンスを考慮して配置されている。（24）は自走式掃除機
本体（１）の電気回路部、（25）は外装カバーである。

次に自走式掃除機本体（１）における信号の流れを第４
図のブロック図について説明する。

（26）は送信部、（27）は受信部、（28）は送受信兼用
アンテナである。超音波センサー（22F）（22R）は自走
式掃除機本体（１）から前方、後方の障害物あるいは壁
面までの距離を測定するもので超音波センサー駆動回路
（29F）（29R）を介して距離に対応した信号を得る。こ
の信号は送信部（26）に入力されアンテナ（28）より指
令装置部（２）に送信される。

（30）はスタートスイッチであり、該スイッチを押すと
電源遮断部（31）を解除し、各部に電源を供給すると共
にスタート信号発生回路（32）を作動させてスタート信
号を得る。このスタート信号は送信部（26）に入力され
アンテナ（28）より指令装置部（２）に送信される。

圧力センサー（20）（21）はフィルター（17）の前後の
圧力を測定するもので、圧力センサー駆動回路（33）
（34）を介して圧力に対応した信号を得る。この信号は
送信部（26）に入力され、アンテナ（28）より指令装置
部（２）に送信される。エンコーダ（13L）（13R）はキ
ャタピラ（11L）（11R）が進んだ距離をあらわしてお
り、エンコーダ検知回路（35L）（35R）を介して距離に
対応した信号を得る。この信号は送信部（26）に入力さ
れ、アンテナ（28）より指令装置部（２）に送信され
る。

次に指令装置部（２）より送信された信号はアンテナ
（28）でキャッチされ受信部（27）に入力される。受信
部（27）は送られてきた各種の信号を分離し次のものを
コントロールする。

一つは走行モータ（12L）（12R）をコントロールするた
めモータ制御部（36L）（36R）に信号を伝え、これを通
して走行モータ（12L）（12R）を制御し、それぞれのモ
ータの正転、逆転の回転数をコントロールし自走式掃除
機本体（１）を前進、後進、旋回、ななめ走行、停止等
をおこなう。なおここで走行モータ（12L）（12R）の回
転軸に連結されているエンコーダ（13L）（13R）の信号
は、走行モータ制御部（36L）（36R）にも送り込まれ、
前記走行モータ（12L）（12R）を円滑に回転させるため
にフィードバック制御を行っている。又、受信部（27）
からの信号は、集塵モータ制御部（37）に伝えられてか
ら、集塵モータ（19）をゼロから最大パワーまでコント
ロールする。

次に電源についての説明であるが、自走式掃除機本体
（１）は小型、軽量化を図るため必要最小限のバッテリ
ー容量としている。そのため停車中あるいは待機中は電
力消費を最小限にする必要がある。そこで停車、待機中
は指令装置部（２）からの信号にもとづいて受信部（2
7）が信号を出し電源遮断部（31）を働かせて、送信部
（26）、超音波センサー（22F）（22R）等の電源を遮断
しておく。なおバッテリー（23L）（23R）の電圧は受信
部（27）にだけ常時通電しておく。この様にしておけ
ば、指令装置部（２）の信号によりいつでも自走式掃除
機本体（１）の全機能を働かせることが可能である。又
必要最小限のバッテリーであるため掃除途中においてバ
ッテリー容量が低下してしまうこともありうる。そのた
めバッテリー容量感知部（38）を設けており、その出力
信号は送信部（26）を介して指令装置部（２）に伝えら
れる。このとき指令装置部（２）は、自走式掃除機本体
（１）に次の信号を伝えてくる。それは掃除中であれば
掃除を一時中止し、電力消費を最少にしてから、あらか
じめ決められた充電場所に走行して来るというものであ
る。

次に指令装置部（２）について第５図のブロック図で説
明する。

指令装置部（２）は自走式掃除機本体（１）と信号の通
信を行うためのアンテナ（５）を持っている。（39）は
受信部、（40）は送信部であり（41）がデータ処理部で
各種のコンピューターを内蔵している。（42）はキーボ
ード入力部、（43）はライトペン入力部、（44）はジョ
イスティク入力部である。また（45）はディスプレイ
部、（46）は外部回路インターフェース部で、電話回線
あるいは光ファイバー通信回線等の外部通信線（４）に
接続される。（47）はセントラルクリーナインターフェ
ース部でセントラルクリーナ（３）と通信を行ってい
る。

自走式掃除機本体（１）を設置後始めて働かせるには次
に述べるいくつかの方法がある。

自己走行法 これは掃除しようとする部屋に直結した廊下、ベランダ
等の連続した床が無く部屋のすべてを掃除したい場合に
有効である。

この走行は超音波センサー（22F）（22R）とエンコーダ
（13L）（13R）の信号で壁面あるいは障害物までの距離
を測定しながら自動走行させるもので、順次部屋の形状
を記憶しながら走行掃除を行う。又一度通過した軌跡は
できるだけ次に通らない様走行する。しかし、もしベラ
ンダ、廊下があってもその判別ができない。又掃除して
ほしくない所まで掃除してしまうことである。そのため
次に記載するプリセット走行が有効である。

プリセット走行法 キーボード入力部（42）あるいはライトペン入力部（4
3）でもって部屋の寸法及び掃除範囲をあらかじめプリ
セットしておく。これによりたとえばベランダがあって
も或いは廊下、開け放したドアがあっても室外あるいは
掃除範囲をとびだすことはない。又、あらかじめ走行軌
跡もプリセットが可能である。走行軌跡をプリセットで
きることは非常に有効で汚れの特にひどくなりやすい所
すなわちソファー、イス等が置いてある所は人がゴミを
落すことも多く汚れやすい。そこでその周辺は２度、３
度と掃除を強化することができる。

ジョイスティク走行法 前述のプリセット走行ではキーボードあるいはライトペ
ンを使用して掃除範囲を指定したが、ジョイスティク走
行ではもっと操作を簡単にしてだれでもあつかえる様に
した。これはジョイスティクレバーを操作することによ
り、自走式掃除機本体（１）が走行を開始しジョイステ
ィク部にある掃除用レバーを働かせることにより、前記
掃除機本体（１）の集塵用モータ（19）が指令に応じた
パワーで回転する。そして部屋内の掃除してほしい範囲
を一周させると、次回からはその範囲内を自動的に掃除
する。

もちろん、このジョイスティク走行によって走行軌跡を
指定することも可能であり、さらに汚れのひどい所は掃
除回数の強化も可能である。

以上の様なの走行法で掃除範囲、走行軌跡を指定
すると次回の走行からは、何らはんざつな手を加える必
要はなく、掃除を行いたい部屋の指定と、スタートスイ
ッチ（30）を押すのみである。なおスタートスイッチは
自走式掃除機本体（１）でも、指令装置部（２）のいず
れにも取付けられている。又掃除範囲あるいは走行軌跡
の記憶は指令装置部（２）内のデータ処理部（41）に記
憶される場合と外部回路インターフェース部（46）、電
話回線あるいは光ファイバー通信回線（４）を介して外
部コンピューターに記憶される場合がある。

走行掃除が完了すると、指令装置部（２）はセントラル
クリーナインターフェース部（47）を介してセントラル
クリーナ（３）と通信を行い次の様な動作を行う。

自走式掃除機本体（１）を、セントラルクリーナ（３）
のホース差込口（６）又は（７）上に停車させる。次に
セントラルクリーナ（３）に自走式掃除機本体（１）に
接続するためホース差込口を動作させる様指令を送出す
る。セントラルクリーナ（３）は後述する第６図の機構
を作動させ、前記掃除機本体（１）内のゴミを吸い取る
（第６図破線参照）。セントラルクリーナ（３）が自走
式掃除機本体（１）内のゴミを吸い取り完了すればセン
トラルクリーナ（３）と指令装置部（２）は再び通信を
行い完了したことを前記指令装置部（２）に伝える。こ
の様にして自走式掃除機本体（１）内のゴミは排出され
る。

ここまで動作した自走式掃除機本体（１）は指令装置部
（２）の指示で次の掃除場所又は次の掃除にそなえて指
定の充電場所に行き充電される。ここでデータ処理部
（41）での処理内容についてもうすこしくわしく説明し
ておくと以下の通りである。

超音波センサー、エンコーダ信号受信において走行
進路の決定及び走行モータへの指示値決定、集塵モータ
への指示値決定それ等への信号の伝達、 圧力センサー受信においての自走式掃除機本体内の
ゴミ量感知器及びその排出指示と排出完了にともなうセ
ントラルクリーナとの通信、 圧力センサー受信においての吸込口のつまり感知
（吸込口ふさぎ）それにともなう集塵用モータの停止
と、吸込口つまり防止のため走行をさせてから再び掃除
開始の指示、 バッテリー容量低下検知にともなう集塵用モータの
停止及び指定充電場所への走行移動、 受信部、キーボード部、ライトペン部、ジョイステ
ィク部の信号受信と送信部、ディスプレイ部への信号送
信及びセントラルクリーナとのインターフェース、 〜を外部コンピューターに一部をまかせるため
あるいは電話回線による掃除の指示、又は故障における
情報の伝達のための外部回線とのインターフェース、 最後にセントラルクリーナ（３）のホース差込口（６）
（７）について第６図で説明する。（６）（７）は前記
の如くホース差込口であり床面（48）に丸穴があけられ
ている。（49）はセントラルクリーナ（３）で使用され
る配管である。（50）はホース差込口（６）（７）の蓋
であり、通常のセントラルクリーナ用のホースの差込時
は手で開閉可能で→印方向に移動できる。

上記の構成において自走式掃除機本体（１）内のゴミを
吸い取る時の動作を説明する。

まず指令装置部（２）とセントラルクリーナ（３）が通
信を行い「開」信号が発生すると蓋開閉モータ（51）が
回転しそのモータ軸に取り付けたギヤ（52）及び中間ギ
ヤ（53）を通して蓋（50）にきざまれた直線ギヤを駆動
して蓋（50）が開く。次にジョイント用モータ（54）が
回転し、そのモータ軸に取り付けられたギヤ（55）及び
中間ギヤ（56）を通してジョイント（57）側面にきざま
れた直線ギヤを駆動してジョイント（57）が上方に飛び
出し自走式掃除機本体（１）の吸込口（15）に接合す
る。この動作が終わるとセントラルクリーナ（３）は吸
込を開始し前記掃除機本体（１）内の集塵箱（16）内の
ゴミを排出させ完了すると前述とは逆の動作でそれぞれ
のモータは逆転してジョイント（57）を収納して蓋（5
0）を閉じる。ここで（58）はジャバラ、（59）は配管
（49）にジャバラ（（58）を固定するバンドである。又
ジャバラ（58）は、ジョイント（57）とバンド（59）と
に密着させており、固定バンド（59）は配管（49）に密
着させている。これは自走式掃除機本体（１）よりゴミ
を吸い出す時に気密を保ち効率よく排出させるためであ
る。

尚位置検出は超音波以外にレーザー送受信機、赤外線送
受信機を使用しても良い。又走行にはキャタピラを使用
したがタイヤ式車輪を使用しても良い。指令装置部
（２）がセントラルクリーナ（３）のコントロール機能
すべてを持たせても良い。

（ト）発明の効果 本発明の自動掃除装置によると、データ処理部が掃除機
本体と分離して設けられており、また、塵埃が掃除機本
体からセントラルクリーナに吸塵されるので集塵部を小
さく構成でき、自走式掃除機本体が小型計量化できると
ともに、複数台の掃除機本体の使用も可能となる。ま
た、自走式掃除機本体で集塵された塵埃は指令装置部の
指令に基づきセントラルクリーナに吸塵されるので、い
ちいち掃除機本体の塵埃を廃棄する手間が省け、セント
ラルクリーナに溜った塵埃をまとめて廃棄するだけでよ
くなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による自動掃除装置を示し、第１図は全体
システム図、第２図及び第３図は自走式掃除機本体の内
部構成を示す上面図と側面図、第４図は自走式掃除機本
体のブロック図、第５図は指令装置部のブロック図、第
６図はセントラルクリーナのホース差込口と自走式掃除
機本体の吸込口を連結してゴミの排出を行う場合の要部
断面せる側面図である。 （１）……自走式掃除機本体、（２）……指令装置部、
（３）……セントラルクリーナ、（６）（７）……ホー
ス差込口、（８）（９）……部屋。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅善 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−95684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−192113（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行部、集塵部、位置検出部及びこれらを
   遠隔制御するための送受信部とを備えた自走式掃除機本
   体と、該掃除機本体とは分離して設けられて該掃除機本
   体を自動的に走行制御して掃除を行わせるためのデータ
   処理部と送受信部とを備えた指令装置部と、部屋等に設
   置されたホース差込口を有するセントラルクリーナとよ
   り構成し、前記指令装置部の指令に基づき前記掃除機本
   体を制御するとともに前記セントラルクリーナを制御
   し、前記掃除機本体の集塵部に集められた塵埃等を前記
   セントラルクリーナに吸塵することを特徴とする自動掃
   除装置。