JPH11178765A - 掃除ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型簡易な自律走行式掃除ロボットを提供す
る。 【解決手段】 車体８の下フレーム９には軸４１に対し
て揺動自在に支持されたモップ用プレート４４が設けら
れている。このプレート４４はばね４３によって弾力的
に床面に押圧されるとともに、進行方向前後端に上反り
面を有しているので、掃除ロボット１は段差部を乗り越
えて床面を自在に走り回ることができる。掃除ロボット
１が床を走行することによりペーパモップ４５の下面に
ごみが吸着され、自動的に掃除できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掃除ロボットに関
し、特に、壁面等との衝突を避けつつ床を走行し、自動
的に室内の掃除をすることができる掃除ロボットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、超音波距離センサや赤外線センサ
等の非接触式センサにより壁面や障害物（以下、「障害
物等」という）を検知し、かつこれらを回避しつつ自律
走行して掃除する掃除ロボットが開発されている。例え
ば、特公平７−３４７９１号公報に記載された自走式掃
除機は、本体の周囲に設けられた非接触式の障害物セン
サとバンパ内に設けた接触式の衝突センサとを備えた掃
除ロボットである。この自走式掃除機は、前記各センサ
の検知に従って自律走行するとともに、開口部を床に対
向させた集塵ノズルでごみを集めていくように構成され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記自走式掃除機は、
集塵ノズルで床面のごみを吸引する掃除機である。した
がって、電動送風機、フィルタおよび集めたごみを収容
する集塵スペースが必要であることから全体に装置が大
型化する。このような大型化が予想される装置を、業務
用ならばともかく、家庭用掃除ロボットとして家庭内で
簡易に走り回らせるのは適当でないことがあり、より小
形で簡易化された掃除ロボットが要請されている。

【０００４】本発明は、この問題点を解消し、小形かつ
簡易に床面の掃除をすることができる掃除ロボットを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、センサで検知された障害
物を回避しつつ床面を自律走行する掃除ロボットにおい
て、車体の下面に設けたごみ収集シートと、前記ごみ収
集シートを床面に対して弾力的に押圧する押圧手段とを
具備した点に特徴がある。

【０００６】上記特徴によれば、押圧手段によりごみ収
集シートが床面に弾力的に押圧され、この状態で当該掃
除ロボットが床面を走行することにより、床面のごみが
まんべんなく収集されて自動的に掃除が行われる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図３は本発明の一実施形態に係る掃除
ロボットの外観を示す斜視図、図４は同平面図である。
掃除ロボット１は、底面にごみ収集シートとして、例え
ば、ごみ吸着シートつまりペーパモップ（後述）を装着
可能にした掃除ロボットである。該ロボット１は進行方
向前部に４つの赤外線センサ２Ｆを有し、後部には２つ
の赤外線センサ２Ｂを有する。この赤外線センサ２Ｆ，
２Ｂは、樹脂成型品、例えば塩化ビニールを成型した椀
状の外殻（カバー）３に装着されている。カバー３は、
一例として厚さ０．５ｍｍに成型されている。カバー３
の下縁には該カバー３の外形を保つための補強リム４が
設けられている。補強リム４はカバー３よりも剛性のあ
る樹脂、例えば、カバー３よりも厚みのある樹脂を使用
できる。

【０００８】カバー３の上部にはグリップ５が設けら
れ、該グリップ５は、カバー３内部に収容されている車
体つまり筐体（後述する）に対してボルト６で固定され
ている。すなわち、カバー３はグリップ５によって前記
筐体にしっかりと固定される。

【０００９】掃除ロボット１は、前記赤外線センサ２
Ｆ，２Ｂに加えて、カバー３で覆われたロボット本体つ
まり筐体に固定された接触式スイッチ７Ｆ，７Ｂ，７
Ｒ，７Ｌを有している。

【００１０】続いて、掃除ロボット１の内部構造を説明
する。図１は、掃除ロボット１の内部構造を示す断面図
であり、図２は筐体の断面図である。両図において、筐
体８は下フレーム９および該下フレーム９に上から重ね
られた上フレーム１０、該上フレーム１０の下面に接合
された中フレーム１１、および上フレーム１０から外側
に張出した車輪フレーム１２，１３からなる。筐体８を
構成する各部は溶接またはねじ止めにより接合されてい
る。下フレーム９にはモータ１４，１５が固定され、各
モータ１４，１５の軸１６，１７は車輪フレーム１２，
１３側に突出している。車輪フレーム１２，１３および
下フレーム９の間のスペースには車輪１８，１９が軸２
０，２１で支持されて収容されている。

【００１１】モータ１４，１５の軸１６，１７に固定さ
れたプーリ２２，２３および車輪１８，１９間にはベル
ト２４，２５が張架されていて、モータ１４，１５の回
転によってベルト伝動で車輪１８，１９が駆動され、掃
除ロボット１が走行する。このように車輪１８，１９は
モータ１４，１５によってそれぞれ独立して駆動できる
ので、左右の車輪１８，１９の速度をそれぞれ可変する
ことにより掃除ロボット１は直進、旋回、急旋回等の動
作を行うことができる。

【００１２】上フレーム１０にはナット２６が設けられ
ていて、ボルト６を該ナット螺挿さすることにより、グ
リップ５が上フレーム１０に固定される。それと同時
に、グリップ５の下面が上フレーム１０の上面に押圧さ
れ、カバー３の頂部付近は、グリップ５と上フレーム１
０とに挟まれて固定される。

【００１３】下フレーム９には筒状のスペーサ２７を介
して４本のボルト２８で固定された基板２９が装着され
ている。前記スペーサ２７は、金具３０，３１を挟み込
んで支持できるようにそれぞれ上下２つに分割されてい
る。金具３０，３１はそれぞれ掃除ロボット１の前方お
よび後方に突き出し、その先端に前記接触式スイッチ７
Ｆ，７Ｂをそれぞれ有している。

【００１４】詳細には、金具３０の垂直部材に、スペー
サ３２を介してボルト・ナットによりスイッチ基板３３
を固定し、該スイッチ基板３３に接触式スイッチ７Ｆを
固定している。接触式スイッチ７Ｆはアクチュエータ付
きのマイクロスイッチが好適である。該接触式スイッチ
７Ｆのアクチュエータ３４に対向する位置には、アルミ
ニウム等の金属製皿部材３５を固着したクッション３６
が設けられている。該クッョン３６はカバー３の内面に
固着されている。クッション３６としては例えばウレタ
ンゴムを使用できる。

【００１５】金具３１の先端に設けられる後方の接触式
スイッチ７Ｂも接触式スイッチ７Ｆと同様に構成され、
カバー３には接触式スイッチ７Ｂのアクチュエータに対
向する位置に皿部材付きのクッションが設けられる。ま
た、掃除ロボット１の左右に設けられる接触式スイッチ
７Ｒ，７Ｌは、接触式スイッチ７Ｆ，７Ｂと同様の構造
により下フレーム９に取り付けられる。

【００１６】下フレーム９にはハウジング３７でボール
３８を受けてなるキャスタが設けられている。さらに、
下フレーム９の下面には軸受３９，４０が設けられてい
て、一対の軸４１を支持している。軸４１はコイルばね
４２，４３のコイル部を貫通して該コイルばね４２，４
３を保持しており、かつコイルばね４２，４３の端部は
モップ用プレート４４に固定されている。コイルばね４
２，４３の固定手段に関してはさらに後述する。

【００１７】このプレート４４の下面には、後述する止
め具（クリップ）でペーパモップ４５が着脱自在に装着
される。ペーパモップ４５は、一例として、不織布状の
繊維集合体の表面に多数の凹凸を形成したシートを使用
できる。ごみやほこり（ダスト）は、この凹凸部に吸着
される。このようなペーパモップは、例えば、特開平６
−１７３６１号公報に記載されている。

【００１８】前記赤外線センサ２Ｆ，２Ｂは、予定の赤
外線照射角度を保持してカバー３に固定されている。基
板２９には、赤外線センサ２Ｆ，２Ｂや接触式スイッチ
７Ｆ，７Ｂ，７Ｒ，７Ｌ等の検知信号に基づいて掃除ロ
ボット１の動作を制御するためのマイクロコンピュータ
や制御部品が装着される。また、中フレーム１１上のス
ペースには図示しないバッテリが搭載される。

【００１９】上述のように構成された掃除ロボット１
は、赤外線スイッチ２Ｆ，２Ｂや接触式スイッチ７Ｆ，
７Ｂ，７Ｒ，７Ｌで障害物等を検知すると、これらの検
知信号に従い、予定のプログラムに従って走行し、その
走行範囲でペーパモップ４５にごみやほこりを吸着して
自動的に掃除を行う。

【００２０】特に、カバー３の下縁に設けられた補強リ
ム４が障害物等に接触すると、可撓性のカバー４が変形
し、その接触位置に応じて、４か所に設けられたクッシ
ョン３６のいずれかが内側に偏倚する。その結果、接触
式スイッチ７Ｆ，７Ｂ，７Ｒ，７Ｌのいずれかが作動し
て衝突を検知することができる。

【００２１】続いて、前記モップ用プレート４４の取付
構造を説明する。図５は筐体へのプレート４４の取付状
態を示す掃除ロボット１の要部拡大側面図であり、図６
は同正面図である。プレート４４は掃除ロボット１の直
進方向前後端が上方に反り返えり、中央部分は平面をな
したスキー板状に形成されていて、軸４１に対してコイ
ルばね４３を介して揺動自在に支持されている。軸４１
はボルトであり、ナット４１ａと組み合わされて軸受３
９に固定されている。図５はコイルばね４３での支持状
態のみを示しているが、図２に示したようにコイルばね
４２も同様に軸４１で支持され、プレート４４と下フレ
ーム９とを連結している。コイルばね４３の先端はプレ
ート４４にろう付け等で接合された押さえ金具４６によ
ってプレート４に保持されている。

【００２２】プレート４４の、前記反り返った部分には
ペーパモップ４５を装着するためのクリップ４７が設け
られている。クリップ４７は、プレート４４の前後に、
ボルト４８を軸として揺動自在にそれぞれ設けられてい
て、コイルばね４９によって矢印Ａ方向に付勢されてい
る。ペーパモップ４５の端部はプレート４４の端部を包
むように折り込まれ、クリップ４７とプレート４４の上
面とで挟まれて固定される。

【００２３】図７はクリップ４７の要部断面平面図であ
る。プレート４４の両側端には軸受を構成する張出部４
４ａが形成されていて、前記ボルト４８がこの張出部４
４ａのねじ孔に螺挿されている。ボルト４８の先端はク
リップ４７の下面を部分的に減厚して形成した凹部４７
ａまで貫通していてクリップ４７を支持している。ま
た、凹部４７ａはコイルばね４９を収容するスペースを
形成していて、ボルト４８の先端にコイルばね４９のコ
イル部分が係合している。

【００２４】こうして、コイルばね４９の一端はプレー
ト４４の上面に当接し、他端はクリップ４７の凹部４７
ａ下面に当接して前記矢印Ａ方向の付勢力を生じさせて
いる。ペーパモップ４５はこのクリップ４７を操作する
ことによって簡単に着脱できるので、交換作業は容易で
ある。

【００２５】掃除ロボット１を床面から離した状態で
は、プレート４４の下面は前記車輪１８，１９とキャス
タの下端を含む面から下方に位置している。一方、掃除
ロボット１を床面に置くと、該掃除ロボット１の自重に
よってプレート４４は床面に押しつけられ、コイルばね
４２，４３の力に抗してその下面が前記車輪１８，１９
とキャスタの下端を含む面と一致するまで持ち上がる。
こうして、プレート４４は、掃除ロボット１が走行中は
床面に弾力的に押しつけられている。

【００２６】したがって、絨毯などの段差では、前記プ
レート４４の反り返った先端部分が該段差に乗り上がる
ことができ、かつプレート４４はコイルばね４２，４３
に打ち勝って持ち上げられるので、車輪１８，１９から
浮き上がることはなく難なく走行を継続できる。前記ク
リップ４７はプレート４４の上面に配置されているの
で、前記段差等の走行に支障が生じることがないのはも
ちろんである。

【００２７】前記プレート４４やクリップ４７は軽量で
あることが望ましく、アルミやアルミ合金等の軽金属で
製作できるが、樹脂の成型品として製作してもよい。ま
た、プレート４７を支持するコイルばね４２，４３は、
押さえ金具４６で保持するのに限定されず、プレート４
４に接着やろう付け等で直接接合してもよいし、押さえ
金具４６に相当する止め部をプレート４７上に一体的に
形成し、これで保持させるようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ごみ吸着シートで床面のごみを吸着する小型
の掃除ロボットを提供することができる。この掃除ロボ
ットはノズル吸引式とは異なり騒音も少なく、家庭用の
簡易な掃除機として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る掃除ロボットの断
面図である。

【図２】 掃除ロボットの筐体の正面図である。

【図３】 掃除ロボットの外観を示す斜視図である。

【図４】 掃除ロボットの外観を示す平面図である。

【図５】 モップ用プレートの取付状態を示す掃除ロボ
ットの要部拡大側面図である。

【図６】 モップ用プレートの取付状態を示す掃除ロボ
ットの要部拡大正面図である。

【図７】 モップ装着用クリップの平面図である。

【符号の説明】

１…掃除ロボット、 ３…車体カバー、 ４…補強リ
ム、 ５…グリップ、 １４，１５…モータ、 １８，
１９…車輪、 ４３…コイルばね、 ４４…モップ用プ
レート、 ４５…ペーパモップ、 ４７…クリップ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサで検知された障害物を回避しつつ
   床面を自律走行する掃除ロボットにおいて、 車体の下面に設けたごみ収集シートと、 前記ごみ収集シートを床面に対して弾力的に押圧する押
   圧手段とを具備したことを特徴とする掃除ロボット。
2. 【請求項２】 センサで検知された障害物を回避しつつ
   床面を自律走行する掃除ロボットにおいて、 ごみ収集シートと、 前記ごみ収集シートを車体下面に装着するプレート部材
   と、 前記プレート部材を揺動自在に保持する軸受手段と、 前記プレート部材を床面に対して弾力的に押圧するばね
   手段とを具備するとともに、 前記プレート部材の、直進方向前後端に上反り面を形成
   したことを特徴とする掃除ロボット。
3. 【請求項３】 前記ごみ収集シートを前記プレート部材
   に装着するため、前記上反り面にそれぞれ設けられたク
   リップを具備したことを特徴とする請求項２記載の掃除
   ロボット。
4. 【請求項４】 前記クリップは、前記プレート部材の上
   面に折り曲げられた前記ごみ収集シートの端部を固定す
   るように構成されたことを特徴とする請求項３記載の掃
   除ロボット。
5. 【請求項５】 直進方向左右に振分けて配置された駆動
   車輪と、 前記駆動車輪間の中間部後方に配置された一つの従動車
   後輪とを具備し、 前記プレート部材は前記駆動車輪と従動車輪との間に配
   置したことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載
   の掃除ロボット。
6. 【請求項６】 前記ごみ収集シートが、表面にごみを吸
   着する凹凸を有する吸着シートであることを特徴とする
   請求項１〜５のいずれかに記載の掃除ロボット。