JPH10276950A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の自走式掃除機では、カウンタでの計測
時間を短縮することはむづかしく、高速化のためにパル
スエッジ検出を行っているが外来ノイズにより誤動作が
発生したり、起動直後には異常検知が困難な解決すべき
課題があった。 【解決手段】 走行モータ２１の起動直後は、初期電流
比較部２７により走行モータ２１の電流が最低電流にい
たるまでの時間またはタイマー部２８にて設定された時
間までの間は第一の走行論理部２９から走行論理信号が
出力されるが、タイマー部２８で設定された時間を過ぎ
ても最低電流にいたらない場合には停止論理信号が走行
モータ駆動部２３に出力されるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は清掃機能と移動機能
とを備えた自走式掃除機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、掃除機に移動機能を付加して
清掃時の操作性の向上を図った掃除機が開発されてお
り、一般にはマイクロコンピュータと各種センサ類を塔
載することにより、清掃場所を自分で判断しながら移動
して清掃するいわゆる自立誘導型の自走式掃除機の開発
が行われている。

【０００３】図８に従来例の自走式掃除機についての断
面図を、図９に同自走式掃除機の清掃経路を示し、以下
その動作を説明する。

【０００４】図８、図９中、１は進行方向の前方に存在
する障害物を検知する距離センサ、２は自走式掃除機本
体（以下、本体と称す）で、前記距離センサ１からの信
号を処理し、本体２の移動方向や移動状態を制御する駆
動装置（図示せず）を内蔵している。また本体２の下部
には、前記駆動装置からの信号で左右それぞれ独立に駆
動される一対の操舵兼駆動輪３と、首振り自在な補助輪
４と、障害物から本体２を保護するためのバンパー５が
設けられており、移動機能を構成している。また、本体
２の下部にはさらに吸い込みノズルや回転ブラシなどを
（図示せず）を備え、吸い込みノズルや回転ブラシを清
掃モータで駆動する清掃機能を構成している。６は本体
２に備えられた充電端子、７はこれに対向する位置の充
電装置８に備えられた給電端子である。また９は充電装
置８に内蔵された充電回路である。なお、本体２には電
源として蓄電池などの充電可能な電源が内部（図示せ
ず）に備えられている。また１０はこの本体２が清掃を
行う床面である。

【０００５】以上の構成で、まず図９の様に本体２はイ
の地点よりスタートし、側壁との距離を一定に保ちなが
ら壁に沿って床面１０を清掃しながらロに到して一周す
る。その後、慣性航法手段などを利用して走行制御を行
い、その内部を進行方向の障害物を距離センサ１で検知
するまで床面１０を清掃しながら前進し、障害物を検知
した時点で方向を変えながら前進して清掃区域を隈なく
清掃するものである。

【０００６】なお走行異常を含めた検知や制御は、一般
に走行モータに取り付けられたエンコーダ信号を入力
し、マイクロコンピュータまたは専用のＩＣにてカウン
タにて計測され走行方向や走行速度を検知してそれに応
じた処理がされている。

【０００７】また図１０に同自走式掃除機のブロック図
を示し、以下その動作を説明する。図１０における１１
は清掃用のファンモータ、１２は前記ファンモータ１１
を制御する清掃制御部、１３は掃除機本体を移動させる
走行モータ、１４は前記走行モータ１３を制御する走行
制御部、１５は掃除機本体の進行方向や左右方向の障害
物を検知する接触式または非接触式の障害物検知部で、
その信号は走行制御部１４に入力されている。

【０００８】１６は直流電源部で一般的に充電可能な蓄
電池が用いられている。１７は前記ファンモータ１１が
停止するなどにより清掃継続困難な異常を検知する清掃
異常検知部、１８は前記走行モータ１３の停止や障害物
への衝突などにより走行継続困難な異常を検知する走行
異常検知部、１９は本体の運転継続困難な直流電源部６
の電圧異常を検知する電圧異常検知部である。

【０００９】２０は前記清掃異常検知部１７、走行異常
検知部１８または電圧異常検知部１９からの出力を受け
清掃、走行などを含め本体の運転継続困難なことを報知
する異常状態報知部であり、何らかの異常が発生した場
合にはその場で緊急停止して異常状態が発生したことを
作業者や周囲にいる人に音や光で報知する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の自
走式掃除機では、精度向上のためにカウンタでの計測時
間を短縮することはむづかしく、高速化のためにパルス
エッジ検出を行っているが、このため外来ノイズの影響
により誤動作が発生するという課題があった。

【００１１】また、起動後エンコーダパルスの回転数が
安定する時間（約１秒）が経過してからエンコーダパル
スを測定して、それが設定範囲内か否かにより異常検知
を行っているため、上記安定に要する時間（約１秒）の
間は異常検知ができないという課題もあった。

【００１２】さらにエンコーダパルスの信号レベル検知
は行っていなかったために、エンコーダの劣化や振幅変
動など出力異常により誤信号が出力されていても、それ
は検知できなかった。

【００１３】そして自走式掃除機を使用する場合には、
清掃作業効率向上のため人の作業区域とは分担され、無
人運転が行われているので一般に作業者は近くにいな
い。

【００１４】このためトラブルが発生して異常状態報知
部２０により報知を行っても、作業者は異常に気がつく
のが遅れてしまい、復旧までに時間を要するため清掃作
業の効率向上の阻害要因となっていた。

【００１５】本発明はこのような従来の課題を解決する
もので、起動直後の走行異常検知を短時間で行い、更に
走行中の異常検知を高速短時間で確実に行い、走行信頼
性を向上させた自走式掃除機を提供することを目的とし
ている。

【００１６】また本発明は、機器トラブル時の復旧効率
を向上させた自走式掃除機を提供することを目的として
いる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記の目的のうち走行異
常検知を短時間で確実に行う目的を達成するため本発明
の請求項１に記載した発明の手段では、掃除機本体を移
動させる走行モータと、前記走行モータを駆動する走行
モータ駆動部と、前記走行モータ電流を検知する電流検
知部と、前記電流検知部で検知されたモータ電流と所定
値との比較を行う初期電流比較部と、前記走行モータの
起動信号により一定時間動作するタイマー部と、前記初
期電流比較部及びタイマー部からの出力により前記走行
モータ駆動部に走行論理や停止論理を与える第一の走行
論理部とにより構成され、前記所定値を走行モータのス
リップ時の電流に、また前記タイマー部の動作時間を走
行モータの起動時の突入電流が最大になるまでの時間に
各々設定し、走行モータの起動直後初期電流比較部によ
り走行モータの電流が最低電流にいたるまでの時間がタ
イマー部にて設定された時間より少ない時に走行論理信
号を出力して、掃除機本体を運転し、タイマー部にて設
定された時間を過ぎても所定値に至らない時は停止論理
信号を出力して掃除機本体を停止させることができるよ
うにしたものである。従って、走行モータの起動直後は
初期電流比較部により走行モータの電流が最低電流にい
たるまでの時間またはタイマー部にて設定された時間ま
での間は第一の走行論理部から走行論理信号が出力され
るが、タイマー部にて設定された時間を過ぎても最低電
流にいたらない場合には停止論理信号が出力される。す
なわち走行モータ不動作時など異常発生時にはタイマー
部にて設定された時間以内には掃除機本体を停止させる
ことができる。

【００１８】また、本発明の目的のうち復旧効率を向上
させるためには、請求項７記載のように異常信号発信部
を内蔵した自走式掃除機と、前記異常信号発信部からの
発信を受信する受信装置を組み合わせることにより自走
式掃除機の異常を受信装置によって迅速に把握すること
ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は各請求項に記載の形態に
て実施することができる。すなわち、本発明の請求項１
記載の発明のように、掃除機本体を移動させる走行モー
タと、前記走行モータを駆動する走行モータ駆動部と、
前記走行モータ電流を検知する電流検知部と、前記電流
検知部で検知されたモータ電流と所定値との比較を行う
初期電流比較部と、前記走行モータの起動信号により一
定時間動作するタイマー部と、前記初期電流比較部及び
タイマー部からの出力により前記走行モータ駆動部に走
行論理や停止論理を与える第一の走行論理部とにより構
成され、前記所定値を走行モータのスリップ時の電流
に、また前記タイマー部の動作時間を走行モータの起動
時の突入電流が最大になるまでの時間に各々設定し、走
行モータの起動直後初期電流比較部により走行モータの
電流が最低電流にいたるまでの時間がタイマー部にて設
定された時間より少ない時に走行論理信号を出力して、
掃除機本体を運転し、タイマー部にて設定された時間を
過ぎても所定値に至らない時は停止論理信号を出力する
ことにより、掃除機本体を停止させることができる。

【００２０】また、本発明の請求項２記載の発明のよう
に、走行モーターに取り付けられその回転数に応じたパ
ルス信号を出力するエンコーダ部を備え、エンコーダ部
から出力されるパルス信号電圧の’Ｈ’レベルの最低値
と’Ｌ’レベルの最高値を設定する基準電圧設定部と、
前記基準電圧設定部とエンコーダ部からの信号レベルと
を比較する電圧比較部と、エンコーダ部から出力される
パルス信号の最低周波数値と最高周波数値を設定する基
準周波数設定部と、前記基準周波数設定部とエンコーダ
部からの周波数信号とを比較する周波数比較部と、前記
電圧比較部及び周波数比較部からの出力により走行モー
タ駆動部に走行論理や停止論理を与える第二の走行論理
部を設けることにより、電圧比較部と周波数比較部によ
りエンコーダ部からの出力パルスの’Ｈ’、’Ｌ’レベ
ル及び周波数の値が適正かどうかを判定して適切な出力
の場合には第二の走行論理部から走行論理信号を、適切
でなければ停止論理信号を走行モータ駆動部に出力する
ことができる。

【００２１】また、本発明の請求項３記載の発明のよう
に、エンコーダ部から出力されるパルス信号をその周波
数に応じた電圧に変換するＦ−Ｖ変換部と、エンコーダ
部から出力されるパルス信号の最低周波数及び最高周波
数に応じた電圧に設定する基準擬似周波数設定部と、前
記Ｆ−Ｖ変換部と前記基準擬似周波数設定部とを比較す
る擬似周波数比較部と、前記擬似周波数比較部及び電圧
比較部からの出力により走行モータ駆動部に走行論理や
停止論理を与える第三の走行論理部を設けることによ
り、電圧比較部と擬似周波数比較部によりエンコーダ部
からの出力パルスの’Ｈ’、’Ｌ’レベル及び周波数の
値が適正かどうかを判定して適切な出力の場合には第三
の走行論理部から走行論理信号を、適切でなければ停止
論理信号を走行モータ駆動部に出力することができる。

【００２２】また、本発明の請求項４記載の発明のよう
に、走行モータ電流を検知する電流検知部と、走行モー
タの最高電流を設定する最高電流設定部と、前記電流検
知部と最高電流設定部との比較を行う電流比較部と、前
記電流比較部により走行モータの電流が最高電流値を超
えて一定時間経過したか否かを判定する時間比較部と、
前記電流比較部、時間比較部、エンコーダ部の出力電圧
レベルを比較する電圧比較部及び周波数比較部または擬
似周波数比較部からの出力により走行モータ駆動部に走
行論理や停止論理を与える第四の走行論理部を設けるこ
とにより、電流比較部と時間比較部により走行モータ電
流が最高電流値を超えて一定時間超えた場合やエンコー
ダ部からの出力が適切でない場合には停止論理信号を、
それ以外の場合には走行論理信号を第四の走行論理部か
ら走行モータ駆動部に出力することができる。

【００２３】また、本発明の請求項５記載の発明のよう
に、走行モータ電流を検知する電流検知部と、走行モー
タの異常電流を設定する異常電流設定部と、前記電流検
知部と異常電流設定部との比較を行う異常電流比較部
と、前記異常電流比較部の出力により走行モータ駆動部
に緊急停止論理を与える第五の走行論理部を設けること
により、異常電流比較部の出力により走行モータ電流が
異常電流値を一瞬でも超えると緊急停止論理信号を、そ
うでなければ走行論理信号を第五の走行論理部から走行
モータ駆動部に出力することができる。

【００２４】また、本発明の請求項６記載の発明のよう
に、請求項１ないし５に記載した発明は、その複数を組
み合わせて自走式掃除機とすることができるものであ
り、その組み合わせに係る各発明の効果を加算して奏し
得るものである。

【００２５】また、本発明の請求項７記載の発明のよう
に、清掃を行う清掃モータと、前記清掃モータを制御す
る清掃制御部と、掃除機本体を移動させる走行モータ
と、前記走行モータを制御する走行制御部と、掃除機本
体の進行方向や左右方向の障害物を検知する接触式また
は非接触式の障害物検知部と、直流電源部と、前記清掃
モータの停止により清掃継続困難な異常を検知する清掃
異常検知部と、前記走行モータの停止や障害物への衝突
により走行継続困難な異常を検知する走行異常検知部
と、本体の運転継続困難な直流電源部の電圧異常を検知
する電圧異常検知部と、前記清掃異常検知部、走行異常
検知部または電圧異常検知部からの出力を受け異常信号
を発信する異常信号発信部とを内蔵した自走式掃除機本
体と、前記異常信号発信部の信号を受信する受信部を内
蔵した受信装置とで構成することにより、清掃モータの
停止による清掃継続困難な異常、走行モータの停止や障
害物への衝突などにより走行継続困難な異常または本体
の運転継続困難な電圧異常が発生すると異常信号発信部
により、異常状態が発生したことを受信装置に伝達する
ことができる。

【００２６】また、本発明の請求項８記載の発明のよう
に、清掃を行う清掃モータと、前記清掃モータを制御す
る清掃制御部と、掃除機本体を移動させる走行モータ
と、前記走行モータを制御する走行制御部と、掃除機本
体の進行方向や左右方向の障害物を検知する接触式また
は非接触式の障害物検知部と、直流電源部と、前記清掃
モータの停止により清掃継続困難な異常を検知する清掃
異常検知部と、前記走行モータの停止や障害物への衝突
により走行継続困難な異常を検知する走行異常検知部
と、本体の運転継続困難な直流電源部の電圧異常を検知
する電圧異常検知部と、前記清掃異常検知部、走行異常
検知部または電圧異常検知部からの出力を受け異常信号
を発信する異常信号発信部と、直流電源部の電圧が所定
の電圧よりも低下したことを検知する電池交換予告部
と、前記電池交換予告部からの出力を受け電池交換予告
信号を発信する予告信号発信部とを内蔵した自走式掃除
機本体と、前記異常信号発信部及び予告信号発信部の信
号を受信する受信部を内蔵した受信装置とで構成するこ
とにより、直流電源部の電圧が所定の電圧よりも低下す
ると予告信号発信部により、電池交換予告信号を受信装
置に伝達することができる。

【００２７】

【実施例】

（実施例１）図１に本発明の実施例１における自走式掃
除機のブロック図を示し、以下図１に基づいて説明を行
う。

【００２８】図１において、２１は掃除機本体２２を移
動させる走行モータ、２３は前記走行モータ２１を駆動
する走行モータ駆動部である。２４は前記走行モータ２
１に取り付けられたエンコーダ部で、走行モータ２１の
回転数に応じた信号を出力する。２５は前記走行モータ
２１の電流を検知する電流検知部、２６は前記走行モー
タ２１の最低電流を設定する最低電流設定部であり、本
実施例では前記走行モータ２１のスリップ時の電流、す
なわち掃除機本体２２が前進も後退もできず走行モータ
２１が空転しているときの電流で、１Ａ（なお、定常電
流値は５Ａである。）に設定されている。

【００２９】２７は前記電流検知部２５と最低電流設定
部２６との比較を行う初期電流比較部、２８は前記走行
モータ２１の起動信号により一定時間動作を行うタイマ
ー部であり、本実施例では走行モータ２１の起動時に突
入電流が最大になるまでの時間は０．１秒に設定されて
いる。

【００３０】２９は前記初期電流比較部２７及びタイマ
ー部２８からの出力により前記走行モータ駆動部２３に
走行論理や停止論理を与える第一の走行論理部であり、
初期電流比較部２７により走行モータ２１の電流が最低
電流にいたるまでの時間またはタイマー部２８にて設定
された時間０．１秒までの間は走行論理信号が出力され
るが、０．１秒を過ぎても最低電流にいたらない場合に
は停止論理信号が出力されるように構成されている。

【００３１】前記構成による作用は以下の通りである。
走行モータ２１に起動信号が出力されると走行モータ２
１は動作を開始し、その電流値は０から徐々に増加し、
０．１秒以内に最大電流値に到達したあとは定常電流値
に向かって徐々に減少していく。この０．１秒以内に最
低電流設定部２６で設定された電流値を超えるため、第
一の走行論理部２９からは走行論理信号が出力され続け
る。

【００３２】しかし、走行モータ２１が動作していない
場合には０．１秒経っても最低電流値にいたらないた
め、第一の走行論理部２９からは０．１秒後に停止論理
信号が出力される。すなわち異常発生時には遅くとも起
動から０．１秒後には掃除機本体を停止させることがで
きる。

【００３３】（実施例２）次に図２に本発明の実施例２
における自走式掃除機のブロック図を示し、以下この図
に基づいて説明を行う。

【００３４】図２において図１と同様の動作を行う構成
部分には同じ符号を付与し、詳細な説明は省略する。

【００３５】図２において、３０はエンコーダ部２４か
ら出力されるパルス信号電圧レベルの’Ｈ’レベルの最
低値と’Ｌ’レベルの最高値を設定する基準電圧設定部
であり、一般的にエンコーダ部２４のそれはそれぞれ約
４Ｖ、約２Ｖであるので、本実施例ではそれぞれを３．
５Ｖ、２．５Ｖに設定してある。

【００３６】３１、３２は前記基準電圧設定部３０とエ
ンコーダ部２４からの電圧レベルとを比較する電圧比較
部であり、エンコーダ部２４から出力される二相のパル
ス信号をそれぞれ入力して、比較している。３３はエン
コーダ部２４から出力されるパルス信号の最低周波数値
と最高周波数値を設定する基準周波数設定部であり、本
実施例ではそれぞれ２．５ｋＨｚ（走行モータ２１が定
常回転時のエンコーダ部２４の出力値の１／２値）、１
０ｋＨｚ（本実施例で使用するエンコーダ部２４からの
最大出力値）に設定してある。３４、３５は前記基準周
波数設定部３３とエンコーダ部２４からの周波数信号と
を比較する周波数比較部であり、エンコーダ部２４から
出力される二相のパルス信号をそれぞれ入力して、比較
している。

【００３７】３６は前記電圧比較部３１、３２及び周波
数比較部３４、３５からの出力により走行モータ駆動部
２３に走行論理や停止論理を与える第二の走行論理部で
あり、エンコーダ部２４からの二相出力の電圧レベル、
周波数値のいずれか一つにでも異常があれば、停止論理
信号が出力されるように構成されている。

【００３８】前記構成による作用は以下の通りである。
走行中に何らかの原因でエンコーダ部２４への配線のい
ずれかが断線などによって、正常出力がなされなくなる
と周波数が変化しなくなるため、周波数比較部３４また
は３５にて周波数の異常を検知することができる。

【００３９】また、エンコーダ部２４の劣化や静電破壊
などにより電圧レベルが変化（’Ｈ’レベルの低下、’
Ｌ’レベルの上昇）すると、電圧比較部３１または３２
にて電圧レベルの異常を検知することができる。いずれ
の場合でも第二の走行論理部３６からは停止論理信号が
出力されて、掃除機本体２２は停止する。

【００４０】そしてこれを実施例１の手段と組み合わせ
ると、掃除機本体２２の起動以前からエンコーダ部２４
に異常が発生していたとしても、起動後０．１秒でその
異常を検知して停止できるため掃除機本体２２はほとん
ど移動することはない。これにより従来１秒必要とされ
た異常判定時間を大幅に短縮することができる。

【００４１】（実施例３）次に図３に本発明の実施例３
における自走式掃除機のブロック図を示し、以下図３に
基づいて説明を行う。

【００４２】図３において図１、図２と同様の動作を行
う構成部分には同じ符号を付与し、詳細な説明は省略す
る。

【００４３】図３において、３７、３８はエンコーダ部
２４から出力される二相のパルス信号をそれらの周波数
に応じた電圧に変換するＦ−Ｖ変換部であり、本実施例
では専用ＩＣを用いて、さらにその出力段にコンデンサ
をそれぞれ挿入している。３９はエンコーダ部２４から
出力されるパルス信号の最低周波数及び最高周波数に応
じた電圧に設定する基準擬似周波数設定部であり、本実
施例ではそれぞれ１Ｖ（２．５ｋＨｚに対応）、４Ｖ
（１０ｋＨｚに対応）に設定してある。

【００４４】４０、４１は前記Ｆ−Ｖ変換部３７、３８
と前記基準擬似周波数設定部３９とを比較する擬似周波
数比較部、４２は前記擬似周波数比較部４０、４１及び
電圧比較部３１、３２からの出力により走行モータ駆動
部２３に走行論理や停止論理を与える第三の走行論理部
であり、エンコーダ部２４からの二相出力の電圧レベル
や周波数に対応したＦ−Ｖ変換部３７、３８の電圧値の
いずれか一つにでも異常があれば、停止論理信号が出力
されるように構成されている。

【００４５】前記構成において、実施例２の構成と同様
に、エンコーダ部２４への配線のいずれかの断線、劣化
や静電破壊などにが発生しても第三の走行論理部４２か
らは停止論理信号が出力されて、掃除機本体２２は停止
する。

【００４６】さらに本発明ではエンコーダ部２４の出力
周波数をＦ−Ｖ変換部３７、３８にていったん電圧変換
し、その出力段にコンデンサを挿入しているため、外来
ノイズに強くて誤動作することはない。

【００４７】（実施例４）次に図４に本発明の実施例４
における自走式掃除機のブロック図を示し、以下図４に
基づいて説明を行う。

【００４８】図４において図１から図３と同様の動作を
行う構成部分には同じ符号を付与し、詳細な説明は省略
する。

【００４９】図４において、４３は走行モータ２１の最
高電流を設定する最高電流設定部であり、本実施例では
走行モータ２１の半ロック時の電流、すなわち掃除機本
体２２が前進も後退もできず走行モータ２１が過熱しな
がらもスリップしているときの電流で、１０Ａ（なお、
定常電流値は５Ａである。）に設定されている。

【００５０】４４は電流検知部２５と最高電流設定部４
３との比較を行う電流比較部、４５は前記電流比較部４
４により走行モータ２１の電流が最高電流値を超えて一
定時間経過したか否かを判定する時間比較部であり、本
実施例では走行モータ２１の起動時に突入電流が最大に
なって定常電流値になるまでの時間は１秒に設定されて
いる。

【００５１】４６は前記電流比較部４４、時間比較部４
５、エンコーダ部２４の出力電圧レベルを比較する電圧
比較部３１、３２及び周波数比較部３４、３５からの出
力により走行モータ駆動部２３に走行論理や停止論理を
与える第四の走行論理部であり、時間比較部４５により
走行モータ２１の電流が最高電流を超えてからの時間が
１秒未満の場合には走行論理信号が出力されるが、最高
電流が１秒以上継続するかエンコーダ部２４からの二相
出力の電圧レベル、周波数値のいずれか一つにでも異常
があれば、停止論理信号が出力されるように構成されて
いる。

【００５２】前記構成による作用は以下の通りである。
走行モータ２１が何らかの原因でロックされると、時間
比較部４５が動作を開始する。同時に周波数比較部３
４、３５の出力が変化する。走行モータ２１が完全にロ
ックされれば周波数比較部３４、３５の出力によって第
四の走行論理部４６は停止論理信号を出力する。走行モ
ータ２１が中途半端にロックされれば、周波数比較部３
４、３５の出力は変化せず、時間比較部４５でその状態
継続時間が計測され、１秒を経過すると、電流比較部４
４、時間比較部４５の出力によって第四の走行論理部は
停止論信号を出力するため、いずれの場合でも掃除機本
体２２は停止する。

【００５３】また、走行中に何らかの原因でエンコーダ
部２４への配線のいずれかが断線などによって、正常出
力がなされなくなると周波数が変化しなくなるため、周
波数比較部３４または３５にて周波数の異常を検知する
ことができる。

【００５４】また、エンコーダ部２４の劣化や静電破壊
などにより電圧レベルが変化（’Ｈ’レベルの低下、’
Ｌ’レベルの上昇）すると、電圧比較部３１または３２
にて電圧レベルの異常を検知することができる。いずれ
の場合でも第四の走行論理部４６からは停止論理信号が
出力されて、掃除機本体２２は停止する。

【００５５】いずれにしても、走行モータがロックされ
たりエンコーダ部に劣化などによる出力振幅、周波数異
常などが発生しても掃除機本体を停止させることがで
き、また走行モータのロックによる損傷を軽減すること
ができる。

【００５６】なお本実施例は実施例１や実施例２と組み
合わせて用いても同様な動作を行うことができる。

【００５７】（実施例５）次に図５に本発明の実施例５
における自走式掃除機のブロック図を示し、以下図５に
基づいて説明を行う。

【００５８】図５において図１から図４と同様の動作を
行う構成部分には同じ符号を付与し、詳細な説明は省略
する。

【００５９】図５において、４７は走行モータ２１の異
常電流を設定する異常電流設定部であり、本実施例では
走行モータ駆動部２３に用いている制御素子の直流絶対
最大定格よりもやや小さい値に設定されている。４８は
前記電流検知部２５と異常電流設定部４７との比較を行
う異常電流比較部、４９は前記異常電流比較部４８の出
力により走行モータ駆動部２３に緊急停止論理を与える
第五の走行論理部であり、走行モータ２１の電流が異常
電流を超えた瞬間に緊急停止論理信号が出力されるよう
に構成されている。

【００６０】前記構成において、走行モータ２１に何ら
かの原因で巻線短絡などが発生して過大電流が流れると
異常電流比較部４８はこれを検知して第五の走行論理部
４９からは緊急停止論理信号が出力されて掃除機本体２
２は緊急停止する。

【００６１】そしてこれを実施例１ないし実施例４の手
段のいずれかと組み合わせることによって、掃除機本体
２２の起動以前から走行モータ２１に異常が発生してい
たとしても、起動直後にその異常を検知して緊急停止で
きるため掃除機本体２２はほとんど移動することはない
し、走行中に前記異常が発生しても同様に緊急停止させ
ることができる。

【００６２】（実施例６）図６に本発明の実施例６にお
ける自走式掃除機のブロック図を示し、以下図６に基づ
いて説明を行う。

【００６３】図６において、５０は清掃を行う清掃モー
タ、５１は前記清掃モータ５０を制御する清掃制御部、
５２は掃除機本体を移動させる走行モータ、５３は前記
走行モータ５２を制御する走行制御部、５４は掃除機本
体の進行方向や左右方向の障害物を検知する接触式また
は非接触式の障害物検知部で、その信号は走行制御部５
３に入力されている。

【００６４】５５は直流電源部であり、本実施例では充
電可能な蓄電池を用いている。５６は前記清掃モータ５
０が停止するなどにより清掃継続困難な異常を検知する
清掃異常検知部、５７は前記走行モータ５２の停止や障
害物への衝突などにより走行継続困難な異常を検知する
走行異常検知部、５８は本体の運転継続困難な直流電源
部５５の電圧異常を検知する電圧異常検知部である。

【００６５】５９は前記清掃異常検知部５６、走行異常
検知部５７または電圧異常検知部５８からの出力を受け
清掃、走行などを含め本体の運転継続困難なことを示す
異常信号を発信する異常信号発信部であり、本実施例で
は無線送信を用いている。

【００６６】６０はこれら清掃モータ５０、清掃制御部
５１、走行モータ５２、走行制御部５３、障害物検知部
５４、直流電源部５５、清掃異常検知部５６、走行異常
検知部５７、電圧異常検知部５８及び異常信号発信部５
９を内蔵した自走式掃除機本体である。

【００６７】また６１は前記異常信号発信部５９の信号
を受信する受信部６２を内蔵した受信装置であり、作業
者が携帯したりまたは自走式掃除機本体６０から離れた
場所に設置してある。

【００６８】前記構成による作用は以下の通りである。
自走式掃除機本体６０に清掃モータ５０が停止するなど
による清掃継続困難な異常、走行モータ５２の停止や障
害物への衝突などにより走行継続困難な異常または自走
式掃除機本体６０の運転継続困難な電圧異常が発生する
と、その内容に応じて清掃異常検知部５６、走行異常検
知部５７または電圧異常検知部５８のいずれかから異常
信号発信部５９に信号が送られ、自走式掃除機本体６０
はその場で緊急停止すると同時に異常信号発信部５９か
らは異常状態が発生したことを即時に自走式掃除機本体
６０から離れたところにいる作業者が、携帯しているか
または設置してある受信装置６１に送信する。

【００６９】したがって、作業者は離れた場所にいなが
ら即時に異常状態が発生したことを知ることができるの
で、即時異常に対応することが可能となる。

【００７０】（実施例７）図７は、本発明の実施例７に
おける自走式掃除機のブロック図を示し、以下図７に基
づいて説明を行う。

【００７１】図７において、６３は直流電源部５５の電
圧が所定の電圧よりも低下したことを検知する電池交換
予告部であり、本実施例ではその設定値は電圧異常検知
部５８の動作の１０分前の電圧に設定されている。

【００７２】６４は前記電池交換予告部６３からの出力
を受け電池交換予告信号を発信する予告信号発信部であ
り、実施例６と同様に無線送信を行う。

【００７３】６５は実施例６における自走式掃除機の各
ブロックに加えて、これら電池交換予告部６３及び予告
信号発信部６４をも内蔵した自走式掃除機本体である。

【００７４】また６６は異常信号発信部５９の信号及び
前記予告信号発信部６４の信号をともに受信する受信部
６７を内蔵した受信装置であり、実施例６における場合
と同様に、作業者が携帯したり、または自走式掃除機本
体６５から離れた場所に設置してある。

【００７５】前記構成による作用は以下の通りである。
自走式掃除機本体６５に清掃モータ５０が停止するなど
による清掃継続困難な異常または走行モータ５２の停止
や障害物への衝突などにより走行継続困難な異常が発生
した場合は実施例６と同様に、自走式掃除機本体６５は
その場で緊急停止すると同時に異常信号発信部５９から
は異常状態が発生したことを即時に自走式掃除機本体６
５から離れたところにいる作業者が携帯しているかまた
は設置してある受信装置６６に送信する。

【００７６】一方直流電源部５５の電圧が低下して所定
の電圧よりも低くなると、電池交換予告部６３から信号
が出力され、予告信号発信部６４は電池交換予告信号を
発信する。

【００７７】この信号は、離れた場所にいる作業者に即
時に伝わるため、作業者はスペア電池を持って現場にい
き、自走式掃除機本体６５が停止する前に電池交換を行
うことができる。

【００７８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の請求項１記載の発明によれば、走行モータの起動直
後は初期電流比較部により走行モータの電流が最低電流
にいたるまでの時間またはタイマー部にて設定された時
間までの間は第一の走行論理部から走行論理信号が出力
されるが、走行モータ不動作時など異常発生時にタイマ
ー部にて設定された時間を過ぎても最低電流にいたらな
い場合には停止論理信号が出力され、すみやかに掃除機
本体を停止させることができる。

【００７９】また本発明の請求項２記載の発明によれ
ば、電圧比較部と周波数比較部によりエンコーダ部から
の出力パルスの’Ｈ’、’Ｌ’レベル及び周波数の値が
適正かどうかを判定して、適切な出力の場合には第二の
走行論理部から走行論理信号が、適切でなければ停止論
理信号が走行モータ駆動部に出力されるため、エンコー
ダ部に劣化などによる出力振幅、周波数異常などが発生
しても掃除機本体を停止させることができる。これを前
記する請求項１記載の発明の手段と組み合わせることに
より、エンコーダ部の異常は遅くとも起動から０．１秒
後には検知でき、従来１秒必要とされた異常判定時間を
大幅に短縮することができる。

【００８０】次に本発明の請求項３記載の発明によれ
ば、電圧比較部と擬似周波数比較部によりエンコーダ部
からの出力パルスの’Ｈ’、’Ｌ’レベル及び周波数の
値が適正かどうかを判定して、適切な出力の場合には第
三の走行論理部から走行論理信号が、適切でなければ停
止論理信号が走行モータ駆動部に出力されるため、前記
する請求項２に記載する発明の効果のように、エンコー
ダ部に劣化などによる出力振幅、周波数異常などが発生
しても掃除機本体を停止させることができる。さらに、
Ｆ−Ｖ変換部によりエンコーダ部から出力された周波数
を電圧に変換しているため、外来ノイズによる誤動作は
なくカウンタでの高速処理の負担を軽減することができ
る。

【００８１】さらに本発明の請求項４記載の発明によれ
ば、電流比較部と時間比較部により走行モータの電流が
最高電流（本発明では走行モータのロック電流）値を超
えて一定時間（本発明では１秒）超えた場合やエンコー
ダ部からの出力振幅や周波数が適切でない場合には停止
論理信号が、それ以外の場合には走行論理信号が第四の
走行論理部から走行モータ駆動部に出力されるため、走
行モータがロックされたりエンコーダ部に劣化などによ
る出力振幅、周波数異常などが発生しても掃除機本体を
停止させることができ、走行モータのロックによる損傷
を軽減することができる。

【００８２】そして本発明の請求項５記載の発明によれ
ば、異常電流比較部の出力により走行モータの電流が異
常電流値（本発明では走行モータ駆動部に使用している
制御素子の直流絶対最大定格値よりやや小さな値）を一
瞬でも超えると緊急停止論理信号が、そうでなければ走
行論理信号が第五の走行論理部から走行モータ駆動部に
出力されるため、走行モータの短絡などが発生しても掃
除機本体を緊急停止させることができるし、制御素子を
保護することもできる。

【００８３】また本発明の請求項６記載の発明によれ
ば、請求項１ないし５に記載する発明のうちの複数を組
み合わせて自走式掃除機とすることができ、その効果は
当然組み合わせた発明が発揮する効果を加えた状態で奏
し得るものである。

【００８４】また本発明の請求項７記載の発明によれ
ば、清掃モータが停止するなどによる清掃継続困難な異
常、走行モータの停止や障害物への衝突などにより走行
継続困難な異常または本体の運転継続困難な電圧異常が
発生すると異常信号発信部により、異常状態が発生した
ことを直後に本体から離れたところにいる作業者が携帯
しているかまたは設置してある受信装置に伝達すること
ができるため、即時に異常状態が発生したことを知るこ
とができるので、即時対応が可能となり、復旧までの作
業時間のロスを最小限にとどめることができる。

【００８５】また本発明の請求項８記載の発明によれ
ば、前記の請求項７記載の発明の効果に加えて、直流電
源部の電圧が所定の電圧よりも低下すると予告信号発信
部により、本体が運転継続困難な電圧になる以前に、電
池交換予告信号を受信装置に伝達することができるた
め、作業者はスペア電池を持って現場にいき、本体停止
前に電池交換を行うことができるため、電圧低下による
本体停止を未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における自走式掃除機のブロ
ック図

【図２】本発明の実施例２における自走式掃除機のブロ
ック図

【図３】本発明の実施例３における自走式掃除機のブロ
ック図

【図４】本発明の実施例４における自走式掃除機のブロ
ック図

【図５】本発明の実施例５における自走式掃除機のブロ
ック図

【図６】本発明の実施例６における自走式掃除機と受信
装置とのブロック図

【図７】本発明の実施例７における自走式掃除機と受信
装置とのブロック図

【図８】従来の自走式掃除機の断面図

【図９】同自走式掃除機の清掃経路の説明図

【図１０】同自走式掃除機のブロック図

【符号の説明】

２１、５２ 走行モータ ２２ 掃除機本体 ２３ 走行モータ駆動部 ２４ エンコーダ部 ２５ 電流検知部 ２６ 最低電流設定部 ２７ 初期電流比較部 ２８ タイマー部 ２９ 第一の走行論理部 ３０ 基準電圧設定部 ３１、３２ 電圧比較部 ３３ 基準周波数設定部 ３４、３５ 周波数比較部 ３６ 第二の走行論理部 ３７、３８ 下−Ｖ変換部 ３９ 基準擬似周波数設定部 ４０、４１ 擬似周波数比較部 ４２ 第三の走行論理部 ４３ 最高電流設定部 ４４ 電流比較部 ４５ 時間比較部 ４６ 第四の走行論理部 ４７ 異常電流設定部 ４８ 異常電流比較部 ４９ 第五の走行論理部 ５０ 清掃モータ ５１ 清掃制御部 ５３ 走行制御部 ５４ 障害物検知部 ５５ 直流電源部 ５６ 清掃異常検知部 ５７ 走行異常検知部 ５８ 電圧異常検知部 ５９ 異常信号発信部 ６０、６５ 自走式掃除機本体 ６１、６６ 受信装置 ６２、６７ 受信部 ６３ 電池交換予告部 ６４ 予告信号発信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藪内 秀隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小川 光康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 江口 修 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 乾 弘文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 高木 祥史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石橋 崇文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 黒木 義貴 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 妹尾 裕之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掃除機本体を移動させる走行モータと、
   前記走行モータを駆動する走行モータ駆動部と、前記走
   行モータ電流を検知する電流検知部と、前記電流検知部
   で検知されたモータ電流と所定値との比較を行う初期電
   流比較部と、前記走行モータの起動信号により一定時間
   動作するタイマー部と、前記初期電流比較部及びタイマ
   ー部からの出力により前記走行モータ駆動部に走行論理
   や停止論理を与える第一の走行論理部とにより構成さ
   れ、前記所定値を走行モータのスリップ時の電流に、ま
   た前記タイマー部の動作時間を走行モータの起動時の突
   入電流が最大になるまでの時間に各々設定し、走行モー
   タの起動直後初期電流比較部により走行モータの電流が
   最低電流にいたるまでの時間がタイマー部にて設定され
   た時間より少ない時に走行論理信号を出力して、掃除機
   本体を運転し、タイマー部にて設定された時間を過ぎて
   も所定値に至らない時は停止論理信号を出力して掃除機
   本体を停止させる自走式掃除機。
2. 【請求項２】 掃除機本体を移動させる走行モータと、
   前記走行モータを駆動する走行モータ駆動部と、前記走
   行モータに取り付けられその回転数に応じたパルス信号
   を出力するエンコーダ部を備え、エンコーダ部から出力
   されるパルス信号電圧の’Ｈ’レベルの最低値と’Ｌ’
   レベルの最高値を設定する基準電圧設定部と、前記基準
   電圧設定部とエンコーダ部からの信号レベルとを比較す
   る電圧比較部と、エンコーダ部から出力されるパルス信
   号の最低周波数値と最高周波数値を設定する基準周波数
   設定部と、前記基準周波数設定部とエンコーダ部からの
   周波数信号とを比較する周波数比較部と、前記電圧比較
   部及び周波数比較部からの出力により走行モータ駆動部
   に走行論理や停止論理を与える第二の走行論理部を設け
   た自走式掃除機。
3. 【請求項３】 掃除機本体を移動させる走行モータと、
   前記走行モータを駆動する走行モータ駆動部と、前記走
   行モータに取り付けられたエンコーダ部から出力される
   パルス信号をその周波数に応じた電圧に変換するＦ−Ｖ
   変換部と、エンコーダ部から出力されるパルス信号の最
   低周波数及び最高周波数に応じた電圧に設定する基準擬
   似周波数設定部と、前記Ｆ−Ｖ変換部と前記基準擬似周
   波数設定部とを比較する擬似周波数比較部と、前記擬似
   周波数比較部及び電圧比較部からの出力により走行モー
   タ駆動部に走行論理や停止論理を与える第三の走行論理
   部を設けた自走式掃除機。
4. 【請求項４】 掃除機本体を移動させる走行モータと、
   前記走行モータを駆動する走行モータ駆動部と、前記走
   行モータ電流を検知する電流検知部と、走行モータの最
   高電流を設定する最高電流設定部と、前記電流検知部と
   最高電流設定部との比較を行う電流比較部と、前記電流
   比較部により走行モータの電流が最高電流値を超えて一
   定時間経過したか否かを判定する時間比較部と、前記電
   流比較部、時間比較部、前記走行モータに取り付けたエ
   ンコーダ部の出力電圧レベルを比較する電圧比較部及び
   周波数比較部または擬似周波数比較部からの出力により
   前記走行モータ駆動部に走行論理や停止論理を与える第
   四の走行論理部を設けた自走式掃除機。
5. 【請求項５】 掃除機本体を移動させる走行モータと、
   前記走行モータを駆動する走行モータ駆動部と、前記走
   行モータ電流を検知する電流検知部と、走行モータの異
   常電流を設定する異常電流設定部と、前記電流検知部と
   異常電流設定部との比較を行う異常電流比較部と、前記
   異常電流比較部の出力により前記走行モータ駆動部に緊
   急停止論理を与える第五の走行論理部を設けた自走式掃
   除機。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載する
   第一刃至第四の走行論理部の複数を組み合わせて構成し
   た自走式掃除機。
7. 【請求項７】 清掃を行う清掃モータと、前記清掃モー
   タを制御する清掃制御部と、掃除機本体を移動させる走
   行モータと、前記走行モータを制御する走行制御部と、
   掃除機本体の進行方向や左右方向の障害物を検知する接
   触式または非接触式の障害物検知部と、直流電源部と、
   前記清掃モータの停止により清掃継続困難な異常を検知
   する清掃異常検知部と、前記走行モータの停止や障害物
   への衝突により走行継続困難な異常を検知する走行異常
   検知部と、本体の運転継続困難な直流電源部の電圧異常
   を検知する電圧異常検知部と、前記清掃異常検知部、走
   行異常検知部または電圧異常検知部からの出力を受け異
   常信号を発信する異常信号発信部とを内蔵した自走式掃
   除機本体と、前記異常信号発信部の信号を受信する受信
   部を内蔵した受信装置とで構成しており、清掃モータの
   停止による清掃継続困難な異常、走行モータの停止や障
   害物への衝突により走行継続困難な異常または本体の運
   転継続困難な電圧異常が発生すると異常信号発信部によ
   り、異常状態が発生したことを受信装置に伝達すること
   ができる自走式掃除機。
8. 【請求項８】 清掃を行う清掃モータと、前記清掃モー
   タを制御する清掃制御部と、掃除機本体を移動させる走
   行モータと、前記走行モータを制御する走行制御部と、
   掃除機本体の進行方向や左右方向の障害物を検知する接
   触式または非接触式の障害物検知部と、直流電源部と、
   前記清掃モータの停止により清掃継続困難な異常を検知
   する清掃異常検知部と、前記走行モータの停止や障害物
   への衝突により走行継続困難な異常を検知する走行異常
   検知部と、本体の運転継続困難な直流電源部の電圧異常
   を検知する電圧異常検知部と、前記清掃異常検知部、走
   行異常検知部または電圧異常検知部からの出力を受け異
   常信号を発信する異常信号発信部と、直流電源部の電圧
   が所定の電圧よりも低下したことを検知する電池交換予
   告部と、前記電池交換予告部からの出力を受け電池交換
   予告信号を発信する予告信号発信部とを内蔵した自走式
   掃除機本体と、前記異常信号発信部及び予告信号発信部
   の信号を受信する受信部を内蔵した受信装置とで構成し
   た自走式掃除機。