WO2014196227A1

WO2014196227A1 - 自走式掃除機

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Abstract

　筐体（２）を走行させる走行手段（５０）と、床面の塵埃を筐体（２）内部に吸引するための気流を発生させる送風手段（４）と、気流に含まれる塵埃を検知する塵埃検知手段（６１）と、塵埃検知手段（６１）の検出結果に応じて、掃除モードを切り替えるように走行手段（５０）及び／又は送風手段（４）を制御する制御手段（１００）とを備え、制御手段（１００）は、掃除モードを切り替える閾値を変更することが可能である。

Description

自走式掃除機

　本発明は、走行手段を備えた自走式掃除機に関する。

　近年、走行手段を備え、所定の走行パターンにて自走しながら自律的に床面を掃除する自走式掃除機が知られている。また、該自走式掃除機において、塵埃が部屋の特定の場所に固まって存在している場合でも、塵埃の取り残しを少なくするものが開発されている（例えば、特許文献１）。

　図１９は、特許文献１に記載の自走機器２０１のブロック図である。自走機器２０１は、床面のゴミを検出するゴミ検出手段２０２と、走行手段２０４と、あらかじめ定めた走行パターンを指示するモード制御手段２０６と、走行手段２０４の走行の向きを制御する走行制御手段２０５と、障害物までの距離を測定する測距手段２０３とを備えている。そして、ゴミ検出手段２０２が清掃面のゴミを検出した場合、自走機器２０１は、その周辺を念入りに走行し、その後通常の走行に戻るようにモード制御手段２０６の走行パターンを変更する。ここで、ゴミ検出手段２０２としては、被掃除面のゴミを吸引する吸引手段２０８の途中に光の発光部及び受光部を設置し、そこをゴミが通過するときに発光部から出力する光が遮られることを検出することによりゴミの量を検出するものが記載されている。

特開２００４－２４３２０２号公報（平成１６年９月２日公開）

　しかしながら、特許文献１に記載の自走機器２０１では、例えば床面の種類などの床面の状態によらず、ゴミ検出手段２０２によって同じ様に床面の塵埃を検出するものであるところ、実際には床面の状態によって吸引される塵埃の挙動が変わるので、それによってゴミ検出手段２０２の検出結果も変わることが考えられる。すなわち、従来の自走式掃除機においては、床面の状態に応じた塵埃の検出を行っていなかったので、床面の状態によっては塵埃の取り残しがある領域や、必要以上に念入りに掃除をする領域が生じるものであった。

　本願発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、床面の状態に応じて、塵埃の取り残しが少なく且つ掃除の効率を向上させた自走式掃除機を提供することにある。

　本発明に係る自走式掃除機は、筐体を走行させる走行手段と、床面の塵埃を筐体内部に吸引するための気流を発生させる送風手段と、気流に含まれる塵埃を検知する塵埃検知手段と、塵埃検知手段の検出結果に応じて、掃除モードを切り替えるように走行手段及び／又は送風手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、掃除モードを切り替える閾値を変更することが可能である。

　本発明によれば、床面の状態に応じて、塵埃の取り残しが少なく且つ掃除の効率を向上させた自走式掃除機を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１の平面図である。図１の自走式掃除機１のＡＡ矢視断面の模式図である。図１の自走式掃除機１のＢＢ矢視断面の模式図である。本発明の実施形態１に係るサイドブラシ８の斜視図である。本発明の実施形態１に係るメインブラシ９の斜視図である。本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１の主な構成を示すブロック図である。本発明の実施形態１に係る記憶部１０１に格納されている床面の種類とモータ電流値の関係を示すテーブルである。本発明の実施形態１に係る塵埃検知部６１が塵埃を検知する原理の説明図である。本発明の実施形態１に係るパルス発生回路６１ｄから出力されるパルスの一例を示す模式図である。本発明の実施形態１に係る記憶部１０１に格納されている、床面の種類とパルス回数の閾値の関係を示すテーブルである。本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１が実行する掃除運転のフローチャートである。本発明の実施形態１に係る第２の掃除モードの一例を示す説明図である。本発明の実施形態１に係る第２の掃除モードの他の一例を示す説明図である。本発明の実施形態２に係るパルス発生回路６１ｄから出力されるパルスの一例を示す模式図である。本発明の実施形態２に係る自走式掃除機１ａが実施する掃除運転の一例を示す模式図である。本発明の実施形態３に係る自走式掃除機１ｂの主な構成を示すブロック図である。本発明の実施形態３に係る自走式掃除機１ｂが実行する動作試験のフローチャートである。本発明の実施形態５に係る自走式掃除機１が実行する第２の掃除モードの一例を示すテーブルである。特許文献１に記載の自走機器２０１のブロック図である。

［実施形態１］
　本発明の実施形態１に係る自走式掃除機１について説明する。自走式掃除機１は、吸引気流に含まれる塵埃を検知するための塵埃検知手段を備えており、該塵埃検知手段の検出結果に応じて、掃除モードを切り替えて掃除を行うものである。また、自走式掃除機１は、例えば床面の種類などの床面の状態を検知するための床面検知手段を備えており、床面検知手段の検出結果に応じて掃除モードを切り替える閾値を変更する。

　自走式掃除機１の具体的な構造について、図面を参照して説明する。
（自走式掃除機１の構造）
　図１は自走式掃除機１の平面図である。自走式掃除機１が自走して掃除を行う際の進行方向を前方とし、図１に矢印で示す。また、進行方向と逆方向を後方とする。

　自走式掃除機１は、上面視で円形の筐体２を備えている。筐体２の上面には、後述する集塵部６を出し入れする際に筐体２に対して開閉する蓋部２ａ、及び集塵部６によって塵埃が除去された空気が排気される排気口２ｂが設けられている。

　また、筐体２の上面の前方側には、自走式掃除機１の充電台（不図示）からの帰還信号、及びリモコン（不図示）からのリモコン信号を受信する信号受信部３が設けられている。自走式掃除機１は、例えば掃除が終了した場合に、該帰還信号を受信して、自律的に充電台に帰還することができる。また、自走式掃除機１は、該リモコン信号を受信して、ユーザからの各種指示及び設定を受け付けることができる。ここで、信号の送信媒体は特に限定されない。帰還信号の送信媒体は、例えば、ＩｒＤＡ若しくはリモコンなどの赤外線、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）若しくはＩＥＥＥ８０２．１１などの無線を用いてもよい。

　筐体２の後方側面には、充電台に帰還したとき、充電台に設けられた給電端子と電気的に接続される充電端子１１が設けられている。また、筐体２の底面には、後述するサイドブラシ８が設けられている。図示するようにサイドブラシ８は、平面視でその一部が筐体からはみ出すように配置されている。

　図２は、図１の自走式掃除機１のＡＡ矢視断面の模式図である。筐体２の内部には、床面の塵埃を吸引するための気流を発生させる電動送風機４、吸引された空気から塵埃を分離して一時的に溜める集塵部６、及び吸引された空気を集塵部６に導く吸気路６０が設けられている。ここで、電動送風機４は、本発明に係る送風手段の一例である。

　集塵部６は、有底の集塵容器６ａ及び集塵容器６ａの上部に設けられたフィルタ６ｂを備えている。ここで、集塵容器６ａの塵埃を捨てる場合には、筐体２の蓋部２ａを紙面から見て上方に開くことで、筐体２から集塵部６を取り出すことができる。

　このように電動送風機４、集塵部６及び吸気路６０を配置することによって、吸込口から流入した気流は、吸気路６０を通過して集塵部６に流入し、集塵部６のフィルタ６ｂによって気流に含まれる塵埃が分離された後、集塵部６から流出して電動送風機４に至る。そして、電動送風機４から排気された気流は、排気口２ｂから斜め後方に向けて排気される。図２では、気流の流れを矢印で示している。なお、吸気路６０には、電動送風機４によって吸引された塵埃を検知する塵埃検知部６１が設けられている。塵埃検知部６１については、後で詳述する。

　筐体２の底面の中央部には、底面から突出するように進行方向から見て左右一対の駆動輪５が設けられている。駆動輪５は、後述する車輪駆動部５０によって、左右それぞれが別個に駆動される。そして、自走式掃除機１は、駆動輪５の両輪が同一方向に回転することで前進又は後退し、両輪が互いに逆方向に回転することで方向を転換する。ここで、駆動輪５及び車輪駆動部５０は、本発明に係る走行手段の一例である。筐体２の底面の後方側には、後輪５１が設けられている。後輪５１は駆動されず、自走式掃除機１の進退及び回転に合わせて従動される。

　また、筐体２底面の中央部には、床面の塵埃を吸い込むために凹設された矩形の吸込口（不図示）が設けられている。吸込口の内部には、底面と平行に軸支された回転軸で回転するメインブラシ９が配されている。メインブラシ９は、後述するブラシ駆動部９０によって駆動されることで、床面の塵埃を掻き出して吸気路６０に導くものである。吸込口には、吸込口の一部を覆い、掃除運転中にメインブラシ９が脱落するのを防止する吸込口カバー９１が着脱可能に設けられている。なお、メインブラシ９は、床面を掃くためにその一部が吸込口カバー９１からはみ出すように設けられている。

　吸込口の外側には、底面に垂直に軸支された回転軸で回転する左右１対のサイドブラシ８が設けられている。サイドブラシ８は、ブラシ駆動部９０によって駆動されることで、吸込口よりも外側に存在する塵埃を、吸込口の方に掃いて導くものである。ここで、メインブラシ９及びサイドブラシ８は、本発明に係るブラシ手段の一例である。

　筐体２内部の後方側には、バッテリ７、及び制御基板１０が設けられている。制御基板１０には、後述する制御部１００及び記憶部１０１が設けられている。

　バッテリ７は、自走式掃除機１の電力供給源であり、掃除運転の指示を受け付けると、バッテリ７から給電されて、電動送風機４、駆動輪５並びにサイドブラシ８及びメインブラシ９などが駆動される。バッテリ７は、繰り返し充放電が可能な大容量の充電池が望ましい。バッテリ７には、例えば、鉛電池、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池などが用いられる。

　図３は、図１の自走式掃除機１のＢＢ矢視断面の模式図である。塵埃検知部６１は、吸引路６０の途中において互いに対向するように設けられた発光部６１ａ及び受光部６１ｂを備えている。ここで、塵埃検知部６１は、本発明に係る塵埃検知手段の一例である。

　図４は、サイドブラシ８の斜視図である。サイドブラシ８は、ブラシ束８０及び複数のブラシ束８０が放射状に埴設されたブラシ基部８１を備えている。

　ブラシ束８０は、可撓性のブラシ毛が束ねられたものである。ブラシ毛の材質は、床面に合わせて適宜選択することができる。例えば、ブラシ毛は、ナイロン若しくはポリプロピレンなどの化学繊維、動物繊維、植物繊維又はそれらを混合したものを用いることができる。

　また、ブラシ束８０は、下方に所定の角度をもってブラシ基部８１に埴設されている。
そして、ブラシ束８０は、自走式掃除機１に取り付けられた状態において、床面と接触するように構成されており、その先端部が床面に沿って変形している。

　ブラシ基部８１の中央部には、筐体２の底面から突出する回転軸（不図示）が挿入される貫通孔８２が形成されている。サイドブラシ８は、回転軸を貫通孔８２に挿入した状態で、筐体２にネジ及びワッシャによって取り付けられる。

　図５は、メインブラシ９の斜視図である。メインブラシ９は、ブラシ束９ａ及びブラシ束９ａが埴設されるシャフト部９ｂを備えている。

　ブラシ束９ａは、ブラシ束８０と同様に、可撓性のブラシ毛が束ねられたものである。ブラシ束９ａは、シャフト部９ｂの外周面に螺旋状に埴設されている。なお、シャフト部９ｂには、ブラシ束９ａに加えて、又は、ブラシ束９ａに変えて可撓性のブレードが設けられてもよい。

　シャフト部９ｂは、メインブラシ９の回転軸である。シャフト部９ｂの両端は、筐体２の吸込口に設けられ、メインブラシ９を回転可能に軸支する一対の軸支部とそれぞれ嵌合するように形成されている。

　次に、自走式掃除機１の構成について説明する。
（自走式掃除機１の構成）
　図６は、自走式掃除機１の主な構成を示すブロック図である。自走式掃除機１は、記憶部１０１、制御部１００、車輪駆動部５０、ブラシ駆動部９０、電流検知部９２及び塵埃検知部６１を備えている。

　記憶部１０１は、後述する制御部１００が実行する各種プログラム、並びに各種プログラムを実行する際に使用及び作成される各種データなどを記憶するものである。記憶部１０１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性記憶装置及び作業領域を構成するＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性記憶装置から構成されている。

　制御部１００は、記憶部１０１に記憶されたプログラム又はデータに基づいて、自走式掃除機１の各部を統括して制御するものである。プログラムが実行されることで、制御部１００には、後述する塵埃量判定部１００ａ及び床面判定部１００ｂが構築される。ここで、制御部１００は、本発明に係る制御手段の一例である。

　車輪駆動部５０は、駆動輪５を回転駆動するものである。車輪駆動部５０は、例えば、モータ及びモータの回転を駆動輪５に伝達する動力伝達機構を備えている。

　ブラシ駆動部９０は、サイドブラシ８及びメインブラシ９を回転駆動するものである。駆動部９０は、モータ、並びにベルト及びプーリなどのモータの回転をサイドブラシ８及びメインブラシ９に伝達する動力伝達機構を備えている。本実施形態の自走式掃除機１においては、モータの回転がメインブラシ９に伝達されてメインブラシ９が回転されるとともに、メインブラシ９の回転がさらにサイドブラシ８に伝達されてサイドブラシ８が回転される。

　電流検知部９２は、ブラシ駆動部９０のモータ電流を検知するものであり、検知したモータ電流値を制御部１００の床面判定部１００ｂに出力する。なお、電流の検知は、モータを所定の回転数で回転させた状態でなされる。ここで、電流検知部９２は、本発明に係る床面検知手段の一例である。

　床面の種類とモータ電流値との関係は、記憶部１０１に予め格納されており、床面判定部１００ｂは、検知されたモータ電流値、並びに記憶部１０１に予め格納されている床面の種類とモータ電流値の関係に基づいて床面の種類を判定する。

　図７は、記憶部１０１に格納されている床面の種類とモータ電流値との関係を示すテーブルの一例である。図７において、Ｓは、床面の種類、Ａは、それぞれの床面に対応するモータ電流値である。本実施形態において、検知したモータ電流値がａ１未満である場合、床面判定部１００ｂは、床面がフローリングであると判定する。また、検知したモータ電流値がａ１以上ａ２未満である場合、床面判定部１００ｂは、床面が畳であると判断する。また、検知したモータ電流値がａ２以上である場合、床面判定部１００ｂは、床面が絨毯であると判定する。そして、判定された床面に関する情報は、記憶部１０１に格納される。

　塵埃検知部６１は、自走式掃除機１に吸引された気流に含まれる塵埃を検知するものである。ここで、塵埃検知部６１は、本発明に係る塵埃検知手段の一例である。本実施形態においては、塵埃検知部６１は、対向して配置された発光部６１ａ及び受光部６１ｂを備えてなり、受光部６１ｂの出力の変化から塵埃を検知する光学式のセンサである。発光部６１ａとしては、例えば、赤外発光ダイオードを用いることができる。受光部６１ｂとしては、例えば、フォトトランジスタを用いることができる。

　また、塵埃検知部６１は、増幅回路６１ｃ及びパルス発生回路６１ｄをさらに備えている。増幅回路６１ｃは、受光部６１ｂからの出力を増幅する回路である。増幅回路６１ｃとしては、例えば、電流－電圧変換回路を用いることができる。パルス発生回路６１ｄは、増幅回路６１ｃからの出力に応じてパルスを出力するものである。

　制御部１００の塵埃量判定部１００ａは、パルス発生回路６１ｄから出力されるパルスの回数に基づいて、塵埃の多少を判定する。ここで、塵埃の多少の判定方法の具体例について、図８及び図９を併せて参照して説明する。

　図８は、塵埃検知部６１が塵埃を検知する原理の説明図であり、（ａ）は、発光部６１ａからの光が塵埃によって遮られていない場合、（ｂ）は、発光部６１ａからの光が塵埃によって遮られた場合を示している。なお、ｄは、自走式掃除機１に吸引された塵埃を示しており、塵埃ｄは、図面より見て上方に吸引されるものとする。

　（ａ）の場合、発光部６１ａからの光は塵埃ｄによって遮られていないので、受光部６１ｂからの出力は略一定となっている。一方、（ｂ）の場合、発光部６１ａからの光の一部が塵埃Ｄによって遮られる結果、受光部６１ｂからの出力が減少することになる。すなわち、塵埃検知部６１は、塵埃が発光部６１ａ及び受光部６１ｂの間を通過することによる受光部６１ｂの出力の変化から塵埃を検知している。

　図９は、パルス発生回路６１ｄから出力されるパルスの一例を示す模式図である。ここで、塵埃が検知される毎に、パルスが発生する。（ａ）は、床面の塵埃が多いと判定される場合、（ｂ）は、床面の塵埃が少ないと判定される場合である。

　まず、塵埃量判定部１００ａは、パルスを検知した時点を開始点、該開始点から期間ｔ２経過後の時点を終点とする期間ｔ２におけるパルスの回数をカウントする。ここで、本実施形態においては、期間ｔ２を所定の数に均等に分割した期間ｔ１において複数のパルスが存在する場合には、該期間におけるパルスの回数を１回としてカウントしている。塵埃検知部６１においては、細塵であっても感度良く検出するため、塵埃量としては微少であっても検出回数としては多く検出されてしまうことがある。上記のような方法により、パルスの回数をカウントすることによって、例えば吸引された塵埃に細塵が多く含まれている場合などにおいて、パルス回数が極端に大きくなることを防止し、塵埃の多少を適正に判定することができる。

　次に、塵埃量判定部１００ａは、カウントしたパルス回数と、記憶部１０１に予め格納されているパルス回数の閾値とを比較することで塵埃の多少を判定する。

　図１０は、記憶部１０１に格納されている、床面の種類とパルス回数の閾値の関係を示すテーブルである。図１０おいて、Ｓは、床面の種類、Ｎは、それぞれの床面に対応するパルス回数の閾値である。本実施形態において、パルス回数の閾値Ｎは、床面判定部１００ｂが判定した床面の種類に対応付けられている。

　例えば、直前に判定された床面がフローリングである場合、塵埃量判定部１００ａは、カウントしたパルス回数と、パルス回数の閾値ｎ１を比較する。そして、塵埃量判定部１００ａは、カウントしたパルス回数がｎ１未満であるとき塵埃が少ないと判定し、カウントしたパルス回数がｎ１以上であるとき塵埃が多いと判定する。また、直前に判定された床面が畳である場合、塵埃量判定部１００ａは、カウントしたパルス回数と、パルス回数の閾値ｎ２を比較する。そして、塵埃量判定部１００ａは、カウントしたパルス回数がｎ２未満であるとき塵埃が少ないと判定し、カウントしたパルス回数がｎ２以上であるとき塵埃が多いと判定する。また、直前に判定された床面が絨毯である場合、塵埃量判定部１００ａは、カウントしたパルス回数と、パルス回数の閾値ｎ３を比較する。そして、塵埃量判定部１００ａは、カウントしたパルス回数がｎ３未満であるとき塵埃が少ないと判定し、カウントしたパルス回数がｎ３以上であるとき塵埃が多いと判定する。

　ここで、ｎ１は、ｎ２及びｎ３よりも大きい値であり、ｎ２は、ｎ３よりも大きい値である。すなわち、床面がフローリングである場合、床面に存在する塵埃は、自走式掃除機１によって、比較的短時間でその大半が吸引されて掃除されるので、床面の塵埃が同程度であっても他の床面と比較して、塵埃の検出回数が多くなる傾向にある。したがって、ｎ１は、ｎ２及びｎ３よりも大きい値に設定されている。一方、床面が絨毯である場合、塵埃の大部分は、絨毯の毛と毛の隙間に侵入しており、自走式掃除機１によって吸引されるまでに比較的長時間を要すこととなり、床面の塵埃が同程度であっても他の床面と比較して、塵埃の検出回数が少なくなる傾向がある。したがって、ｎ３は、ｎ１及びｎ２よりも小さい値に設定されている。また、床面が畳である場合、塵埃の一部が畳の目に侵入しており、フローリング及び絨毯の中間の傾向を示す。したがって、ｎ２は、ｎ１よりも小さく、ｎ３よりも大きい値に設定されている。

　次に、自走式掃除機１の動作について説明する。
（自走式掃除機1の動作）
　以下に示す動作は、自走式掃除機１の制御部１００が、記憶部１０１に記憶されたプログラムを実行することでなされる。

　図１１は、自走式掃除機１が実行する掃除運転のフローチャートである。なお、図１１及びそれ以降で説明するフローチャートにおいて、「ステップ」を「Ｓ」で表す。また、文中でも「Ｓ」は、「ステップ」を表している。

　自走式掃除機１は、掃除開始の指示を受けつけたときに掃除運転を開始する。掃除開始の指示は、例えば、ユーザが自走式掃除機１に設けられた操作パネル（不図示）を操作することや、リモコン（不図示）を操作することでなされる。また、掃除開始の指示は、予め設定されたタイマー運転の時刻の到来によってなされてもよい。

　掃除運転が開始されると、制御部１００は、第１の掃除モードを開始するように、自走式掃除機１の各構成を制御する（Ｓ１）。具体的には、制御部１００は、電動送風機４を駆動して自走式掃除機１の内部に負圧を発生させて床面の塵埃を吸引する気流を発生させるとともに、車輪駆動部５０を制御して駆動輪５にて所定の走行パターンを走行させる。また、制御部１００は、ブラシ駆動部９０を制御して、メインブラシ９及びサイドブラシ８を回転駆動させる。

　次に、制御部１００の床面判定部１００ｂは、床面の種類を判定する（Ｓ２）。具体的には、制御部１００は、電流検知部９２によってブラシ駆動部９０のモータ電流値を検知させ、床面判定部１００ｂは、電流検知部９２が検出したブラシ駆動部９０のモータ電流の値、及び記憶部１０１に格納された床面の種類とモータ電流値との関係を示すテーブルに基づいて、床面の種類を判定する。

　次に、制御部１００の塵埃量判定部１００ａは、床面の塵埃の多少を判定する（Ｓ３）。具体的には、制御部１００は、塵埃検知部６１によって塵埃を検知させ、塵埃検知部６１から出力されたパルス回数と、記憶部１０１に予め格納されているパルス回数の閾値とを比較することで塵埃の多少を判定する。ここで、パルス回数の閾値は、Ｓ２で判定された床面の種類に応じたものが用いられる。

　塵埃が多いと判定された場合（Ｓ４で「ＹＥＳ」の場合）、制御部１００は、第２の掃除モードを実行するように、自走式掃除機１の各構成を制御する（Ｓ５）。ここで、第２の掃除モードは、塵埃が多いと判定された場所を念入りに掃除するモードである。

　塵埃が少ないと判定された場合（Ｓ４で「ＮＯ」の場合）、及び第２の掃除モードを終了した場合、制御部１００は、掃除運転を終了するか否かを判断する（Ｓ６）。ここで、制御部１００は、例えば掃除運転の開始から所定の時間が経過した場合に、掃除運転を終了すると判断する。また、制御部１００は、バッテリ７の残量が所定の値以下になった場合に、掃除運転を終了すると判断してもよい。また、制御部１００は、ユーザからの掃除運転終了の指示を受け付けた場合に、掃除運転を終了すると判断してもよい。

　掃除運転を終了するとした場合（Ｓ６で「ＹＥＳ」の場合）、制御部１００は、掃除運転を終了して充電台に帰還するように自走式掃除機１の各構成を制御する（Ｓ７）。掃除運転を終了しないとした場合（Ｓ６で「ＮＯ」の場合）、Ｓ１に戻って第１の掃除モードにて掃除運転を続行する。

　次に、第２の掃除モードの具体例について説明する。
ｉ）塵埃が多いと判定された領域を繰り返し掃除する
　図１２は、第２の掃除モードの一例を示す説明図であり、（ａ）は、自走式掃除機１が１度目の掃除を行ったところ、（ｂ）は、自走式掃除機１が２度目の掃除を行ったところ、（ｃ）は、自走式掃除機１が３度目の掃除を行ったところを示している。ここで、Ｄは、塵埃の多い領域を示している。なお、図１２においては、３度目の掃除において塵埃が除去されるように模式的に図示しているが、実際には、複数回の掃除の度に床面の塵埃が減少するものである。

　塵埃が多いと判定された場合、制御部１００は、次に塵埃が少ないと判定された地点まで１度目の掃除を行った後（図１２（ａ）の状態）、その場で反転して、同じ領域をもう一度掃除するように自走式掃除機１を制御する。次に、塵埃の多い領域の２度目の掃除を行った後（図１２（ｂ）の状態）、その場で反転して、同じ領域をさらにもう一度掃除するように自走式掃除機１を制御する。そして、同じ領域について３度掃除を行った後（図１２（ｃ）の状態）、制御部１００は、第１の掃除モードにて掃除運転の続きを行うように自走式掃除機１を制御する。

　なお、上述の例では、最初に塵埃が多いと判定された地点から次に塵埃が少ないと判定された地点までの領域について、繰り返し掃除を行う場合について説明したがこれだけに限定されない。例えば、最初に塵埃が多いと判定された地点から所定の距離までの領域について、繰り返し掃除を行ってもよい。

　また、上述の例では、繰り返し３度掃除を行うこととしているが、繰り返し掃除を行う回数は適宜選択することができる。ここで、繰り返し掃除を行う回数を３度や、５度などの奇数回とした場合には、第２掃除モードを開始した地点の続きから掃除を続行することができる。
ｉｉ）塵埃が多いと判定された地点の周囲の掃除を行う
　図１３は、第２の掃除モードの他の一例を示す説明図であり、（ａ）は、自走式掃除機１が塵埃が多いと判定したところ、（ｂ）は、自走式掃除機１が第２の掃除モードを実行しているところ、（ｃ）は、自走式掃除機１が第２の掃除モードを終了したところを示している。

　塵埃が多いと判定された場合（図１３（ａ）の状態）、制御部１００は、塵埃が多いと判定された地点の周囲を、所定の走行パターンにて走行させて掃除運転を行うように自走式掃除機１を制御する（図１３（ｂ）の状態）。そして、所定の走行パターンにて掃除を終了した後（図１３（ｃ）の状態）、制御部１００は、第１の掃除モードにて掃除運転の続きを行うように自走式掃除機１を制御する。

　なお、上述の例では、所定の走行パターンは、平面視で螺旋状となるものであるがこれだけに限定されない。走行パターンは、例えば、ジグザグに走行するものでもよい。
ｉｉｉ）電動送風機４の回転数などを変化させて掃除を行う
　塵埃が多いと判定された場合、制御部１００は、電動送風機４の回転数を大きくして掃除を行うように自走式掃除機１を制御する。電動送風機４の回転数を大きくすることで、自走式掃除機１内部により強い負圧を発生させてより強い吸引力にて塵埃を吸引することができる。

　なお、電動送風機４の回転数の変化に変えて、又は電動送風機４の回転数の変化とともに、例えばメインブラシ９、サイドブラシ８及び／又は駆動輪５の回転数を変化させてもよい。メインブラシ９又はサイドブラシ８の回転数を大きくした場合、ブラシの回転によってより多くの塵埃を掻き出したり、掃き寄せたりすることができ、掃除能力が向上する。駆動輪５の回転数を小さくした場合、塵埃の多い領域を時間をかけて掃除することができ、掃除能力が向上する。
ｉｖ）ｉ～ｉｉｉの掃除モードを組み合せて実施する
　塵埃が多いと判定された場合、制御部１００は、上記ｉ～ｉｉｉの掃除モードを適宜組み合わせて実施することができる。

　また、上述したように塵埃検知部６１によって塵埃が検知されてから第２の掃除モードに切り替わるまでの間には、少なくともｔ２の期間が必要である。その時間差を解消するために、制御部１００は、第２の掃除モードに切り替える前に、又は切り替えた後に、所定の距離だけ後退し、その後再度前進して第２の掃除モードを実行するように制御してもよい。
［実施形態２］
　本発明の実施形態２に係る自走式掃除機１について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る自走式掃除機１ａは、塵埃の多少の判定を行う際、予め定められた期間における塵埃の検知を除外して判定を行う点で上述の実施形態と異なる。なお、実施形態１で説明した構成要素については、実施形態１と同じ機能を有するものとし、特に記載する場合を除いて説明を省略する。

　図１４は、パルス発生回路６１ｄから出力されるパルスの一例を示す模式図である。ここで、パルスは、塵埃が検知されたことを示しており、（ａ）は、吸引された塵埃が多いと判定される場合、（ｂ）は、ある期間に塵埃の塊を吸引した場合である。

　本実施形態においても、実施形態１と同様に、塵埃量判定部１００ａは、パルスを検知した時点を開始点、該開始点から期間ｔ２経過後の時点を終点とする期間ｔ２におけるパルスの回数をカウントするものとし、また、期間ｔ２を所定の数に均等に分割した期間ｔ１において複数のパルスが存在する場合には、該期間におけるパルスの回数を１回としてカウントする。

　また、本実施形態の塵埃量判定部１００ａは、期間ｔ２に含まれる任意の期間ｔ３においてパルスが偏在している場合には、該期間ｔ３におけるパルスを除外してパルス回数をカウントすることとしている。例えば、塵埃量検知部１００ａは、期間ｔ３におけるパルス回数が所定の値より大きくなった場合に、該期間ｔ３に含まれるパルス回数を除外することとしてもよい。

　なお、図１４（ｂ）においては、期間ｔ３が期間ｔ２の最初に出現する場合を示しているが、期間ｔ３が期間ｔ２のその他の位置に出現する場合にも同様に期間ｔ３におけるパルス回数を除外することができる。

　また、図１４（ａ）においても、期間ｔ２において最初にパルスが多く検出される期間を期間ｔ３として、該期間ｔ３におけるパルスを除外してパルス回数をカウントすればよい。ここで、（ｂ）の期間ｔ３に偏在した複数のパルスは、吸引した小さな塵埃の塊に対応するものである。すなわち、塵埃の塊を吸引した場合、短期間に多くのパルスが検出される。本実施形態においては、塵埃の塊に対応するパルスを除外するために、期間ｔ３におけるパルスをカウントから除外することとしている。　そして、塵埃量判定部１００ａは、カウントしたパルス回数と、記憶部１０１に予め格納されているパルス回数の閾値とを比較することで塵埃の多少を判定する。すなわち、（ｂ）においては、期間ｔ３におけるパルスがカウントから除外されるので、カウントされたパルス回数は少なくなり、塵埃が少ないものと判定される。

　図１５は、自走式掃除機１ａが実施する掃除運転の一例を示す模式図であり、（ａ）は、自走式掃除機１ａが塵埃の塊に差し掛かったところ、（ｂ）は、自走式掃除機１ａが塵埃の塊を通過するところ、（ｃ）は、自走式掃除機１ａが塵埃の多い領域に差し掛かって第２の掃除モードを実行するところをそれぞれ示している。ここで、Ｄ１は、塵埃の塊であり、Ｄは、塵埃の多い領域である。

　自走式掃除機１ａが塵埃の塊に差し掛かったとき（図１５（ａ）の状態）、塵埃検知部６１によって塵埃が検知され、検知された塵埃に対応する出力として期間ｔ２の一部においてパルスが偏在したもの出力される。塵埃量判定部１００ａは、この期間ｔ２の一部において偏在するパルスを除外して期間ｔ２のパルス回数をカウントする。その結果、塵埃量判定部１００ａは、この地点の塵埃は少ないものと判定し、自走式掃除機１ａは、第２の掃除モードを実行することなく、塵埃の塊Ｄ１を通過して第１の掃除モードにて掃除運転を継続する（図１５（ｂ）の状態）。一方、自走式掃除機１ａが塵埃の多い領域Ｄに差し掛かった場合には、塵埃量判定部１００ａは、塵埃が多いと判定するので自走式掃除機１ａは、塵埃の多い領域Ｄを第２の掃除モードにて掃除する。図１５に示す例においては、自走式掃除機１ａは、第２の掃除モードとして塵埃が多いと判定された領域を繰り返し掃除を行う。
［実施形態３］
　本発明の実施形態３に係る自走式掃除機１ｂについて、図面を参照して説明する。本実施形態に係る自走式掃除機１ｂは、所定のタイミングにて塵埃検知手段の動作試験を行う点で上述の実施形態のいずれとも異なる。なお、実施形態１で説明した構成要素については、実施形態１と同じ機能を有するものとし、特に記載する場合を除いて説明を省略する。

　図１６は、自走式掃除機１ｂの主な構成を示すブロック図である。

　塵埃検知部６１は、増幅度変更部６１ｅを備えている。増幅度変更部６１ｅは、増幅回路６１ｃによって受光部６１ｂからの出力を増幅する際の増幅度を変化させるものである。例えば、増幅回路６１ｃとして、電流－電圧変換回路を用いた場合、増幅度変更部６１ｅは、電流－電圧変換回路に含まれる抵抗の抵抗値を変化させることで増幅度を切り替えることができる。

　また、自走式掃除機１ｂは、報知部１２をさらに備えている。報知部１２は、自走式掃除機１ｂに発生した異常を、ユーザに対して報知するものである。報知部１２は、例えば、スピーカなどから構成され、ユーザに対して音声で報知するもの又は、ＬＥＤ若しくは液晶表示装置などから構成され、該ＬＥＤの点灯・点滅若しくは該液晶表示装置の表示によってユーザに報知するものでもよい。また、自走式掃除機１ｂがインターネット又は宅内のＬＡＮ（Local Area Network）などの通信網と接続されている場合には、報知部１２は、該通信網を介して、例えば、外部のサーバ装置、又はユーザの携帯電話，スマートフォン若しくはＰＣ（Personal Computer）などに自走式掃除機１ｂの異常に関する情報を送信することで報知してもよい。

　図１７は、自走式掃除機１ｂが実行する塵埃検知部６１の動作試験のフローチャートである。塵埃検知部６１の動作試験は、例えば、掃除運転の開始前に実行される。

　まず、制御部１００は、例えば、掃除開始の指示を受けつけたときに塵埃検知部６１を作動させる（Ｓ１１）。掃除開始の指示は、実施形態１の場合と同様にして受けつければよい。

　次に、制御部１００は、塵埃検知部６１の発光部６１ａを所定のパターンにて点滅させるように制御する（Ｓ１２）。そして、制御部１００は、塵埃検知部６１のパルス出力の有無を判定する。

　Ｓ１３においてパルス出力があった場合（Ｓ１４で「ＹＥＳ」の場合）、制御部１００は、塵埃検知部６１の動作試験を終了する。その後、自走式掃除機１ｂは、所定の掃除運転を実行する。

　一方、Ｓ１３においてパルス出力が無かった場合（Ｓ１４で「ＮＯ」の場合）、制御部１００は、増幅度変更部６１ｅによって、増幅回路６１ｃの増幅度を大きくするように制御する。次に、制御部１００は、塵埃検知部６１のパルス出力の有無につき再度判定を行う（Ｓ１６）。

　Ｓ１６においてパルス出力があった場合（Ｓ１７で「ＹＥＳ」の場合）、制御部１００は、塵埃検知部６１の動作試験を終了する。その後、自走式掃除機１ｂは、所定の掃除運転を実行する。

　Ｓ１７においてパルス出力が無かった場合（Ｓ１７で「ＮＯ」の場合）、制御部１００は、塵埃検知部６１に異常がある旨を、報知部１２によってユーザに報知する（Ｓ１８）。報知部１２による報知は、例えば、「ゴミセンサが汚れています」とスピーカから音声出力してなされる。また、報知部１２による報知は、「ゴミセンサを掃除してください」など、塵埃検知部６１の掃除を促すものでもよい。そして、制御部１００は、塵埃検知部６１の動作試験を終了する。その後、ユーザによって塵埃検知部６１のお手入れがされたことを検知した場合には、制御部１００は、塵埃検知部６１の動作試験を再度実施してもよい。ここで、塵埃検知部６１のお手入れがされたことの検知は、例えば、筐体２からメインブラシ９が取外し、又は、取付されたことを検知してなされてもよく、自走式掃除機１に設けられたエラーの解除ボタンが操作されたことを検知してなされてもよい。一方、塵埃検知部６１の動作試験の終了後、ユーザによって塵埃検知部６１のお手入れがされないまま所定期間が経過した場合には、自走式掃除機１ｂは、塵埃検知による第１及び第２の掃除モードの切替機能を停止させた状態にて、掃除運転を実行する。
［実施形態４］
　次に、実施形態４について説明する。上述の実施形態においては、床面検知手段がブラシ手段の駆動部の負荷を検知することで床面の状態を検知する場合について説明したが、これだけに限定されない。本実施形態では、本発明に係る他の床面検知手段の例について説明する。

　床面検知手段は、走行手段の駆動部の負荷を検知することで床面の状態を検知するものでもよい。例えば、床面がフローリングと絨毯の場合では、走行手段の負荷は、絨毯の方が大きくなる傾向がある。

　また、床面検知手段は、床面を撮像する撮像手段を備えてなり、該撮像手段によって撮像した床面の画像を解析することで床面の状態を検知するものでもよい。

　また、床面検知手段は、床面に関する情報を含む掃除領域の地図に基づいて、床面の状態を検知するものでもよい。ここで、掃除領域の地図は、例えば、ユーザが予め作成して自走式掃除機に記憶させておけばよい。

　また、本発明に係る自走式掃除機は、床面検知手段を備えることに変えて、床面の状態をユーザが選択できるように構成されてもよい。例えば、ユーザは、これから掃除を行う部屋の床面の種類を選択してから自走式掃除機に掃除運転を行わせることができる。
［実施形態５］
　次に、実施形態５について説明する。

　上述の実施形態においては、塵埃検知手段の検出結果に応じて第１の掃除モードと、該第１の掃除モードよりも念入りに掃除を行うための第２の掃除モードとを切り替える自走式掃除機について説明したが、それだけに限定されない。例えば、自走式掃除機は、３種類以上の掃除モードを備え、塵埃検知手段の検出結果に応じて、該３種類以上の掃除モードを段階的に切り替えてもよい。また、自走式掃除機は、床面検知手段の検出結果に応じて、異なる第２の掃除モードを実施してもよい。

　図１８は、本実施形態に係る自走式掃除機１が実施する第２の掃除モードの一例を示すテーブルである。ここで、図１８おいて、Ｓは、床面の種類、Ｍは、それぞれの床面に対応する第２の掃除モードの一例である。

　床面がフローリングであると判定された場合、制御部１００は、第２の掃除モードとして、電動送風機４を強運転で駆動させるとともに、メインブラシ９を第１の掃除モードと同じ回転数（図１８及び以下の説明において「弱」とする）にて回転させるようにブラシ駆動部９０を制御する。また、制御部１００は、塵埃が多いと判定された領域を繰り返し掃除するように車輪駆動部９０を制御する。

　床面が畳であると判定された場合、制御部１００は、第２の掃除モードとして、電動送風機４を強運転で駆動させるとともに、メインブラシ９を弱運転させるようにブラシ駆動部９０を制御する。なお、制御部１００は、塵埃が多いと判定された領域を繰り返し掃除は行わない。

　床面が絨毯であると判定された場合、制御部１００は、第２の掃除モードとして、電動送風機４を強運転で駆動させるとともに、メインブラシ９を第１の掃除モードよりも高い回転数（図１８及び以下の説明において「強」とする）にて回転させるようにブラシ駆動部９０を制御する。また、制御部１００は、塵埃が多いと判定された領域を繰り返し掃除するように車輪駆動部９０を制御する。

　以上のように第２の掃除モードを実施することによって、床面が畳の場合には、メインブラシ９を弱運転するとともに繰り返し掃除を行わないこととしているので、メインブラシ９又は駆動輪５によって、畳の表面が傷つくことを防止することができる。また、床面が絨毯の場合には、メインブラシ９を強運転させるので、絨毯の毛と毛の隙間に入り込んだ塵埃を掻き出して掃除することができる。すなわち、床面の種類に応じて第２の掃除モードの内容を適切に設定することで、より効果的に掃除を行うことができる。
［その他の実施形態］
　上述の実施形態において、制御部１００と記憶部１０１の全部または要部を含む制御基板１０をユニット化して流通させ、本体に組み込むことで完成品として製造するようにしてもよい。（実施形態６）
　また、自走式掃除機１の制御部１００の少なくとも一部は、集積回路上に形成された論理回路によってハードウェアとして構成してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを用いてソフトウェアによって実現してもよい。（実施形態７）
　ソフトウェアによって実現する場合は、自走式掃除機１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ、上記プログラムを展開するＲＡＭ、プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである自走式掃除機１の制御プログラムのプログラムコードをコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、自走式掃除機１に供給し、そのコンピュータが記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。（実施形態８）
　記録媒体としては、適宜用いることができる。記録媒体は、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ－ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ－Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）／ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、ＰＬＤ（Programmable logic device）等の論理回路類などを用いることができる。

　また、自走式掃除機１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを、通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）、ＶＡＮ（value added network）、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９３、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。
［まとめ］
　以上説明したように、自走式掃除機は、筐体を走行させる走行手段と、床面の塵埃を筐体内部に吸引するための気流を発生させる送風手段と、気流に含まれる塵埃を検知する塵埃検知手段と、塵埃検知手段の検出結果に応じて、掃除モードを切り替えるように走行手段及び／又は送風手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、掃除モードを切り替える閾値を変更することが可能である。

　このように自走式掃除機を構成することによって、床面の状態に応じて掃除モードを切り替える閾値を変更することができるので、床面の状態に応じて、塵埃の取り残しが少なく且つ掃除の効率を向上させた自走式掃除機を実現できる。

　また、自走式掃除機は、床面の状態を検知する床面検知手段をさらに備え、制御手段は、床面検知手段の検出結果に応じて、掃除モードを切り替える閾値を変更してもよい。

　このように自走式掃除機を構成することによって、自走式掃除機が自律的に掃除モードを切り替える閾値を変更することができるので、ユーザの利便性が向上するとともに、同じ部屋でも場所によって床面の状態が異なる場合にも掃除モードを適切に切り替えて効率的に掃除を行うことができる。

　また、制御手段は、予め定められた第１の期間における塵埃の検知回数に応じて掃除モードを切り替えてもよい。

　このように自走式掃除機を構成することによって、塵埃の検知回数を均すことができ、塵埃検知手段による誤検知を軽減することができる。

　また、制御手段は、前記第１の期間における予め定められた第２の期間を除外して塵埃の検知回数をカウントしてもよい。

　このように自走式掃除機を構成することによって、小さな塵埃の塊を検知する度に掃除モードを切り替えることを軽減することができ、掃除の効率がさらに改善される。

　また、自走式掃除機は、駆動部を有し、該駆動部によって床面を掃くように駆動されるブラシ手段をさらに備え、床面検知手段は、ブラシ手段の駆動によって生じる駆動部への負荷を検知することで床面の状態を検知してもよい。

　このように自走式掃除機を構成することによって、掃除のためのブラシ手段を床面検知にも利用することができる。

　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均などの意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　本発明に係る自走式掃除機は、走行手段を備えた自走式掃除機に広く利用可能である。

　１、１ａ、１ｂ　自走式掃除機
　２　筐体
　２ａ　蓋部
　２ｂ　排気口
　３　信号受信部
　４　電動送風機（送風手段）
　５　駆動輪（走行手段）
　５０　車輪駆動部（走行手段）
　６　集塵部
　７　バッテリ
　８　サイドブラシ（ブラシ手段）
　９　メインブラシ（ブラシ手段）
　９０　ブラシ駆動部
　９２　電流検知部（床面検知手段）
　１０　制御基板
　１１　充電端子
　６１　塵埃検知部（塵埃検知手段）
　６１ａ　発光部
　６１ｂ　受光部
　６１ｃ　増幅回路
　６１ｄ　パルス発生回路
　６１ｅ　増幅度変更部
　１００　制御部（制御手段）
　１００ａ　塵埃量判定部
　１００ｂ　床面判定部

Claims

　筐体を走行させる走行手段と、
　床面の塵埃を前記筐体内部に吸引するための気流を発生させる送風手段と、
　前記気流に含まれる塵埃を検知する塵埃検知手段と、
　前記塵埃検知手段の検出結果に応じて、掃除モードを切り替えるように前記走行手段及び／又は前記送風手段を制御する制御手段とを備え、
　前記制御手段は、前記掃除モードを切り替える閾値を変更することが可能である
自走式掃除機。
　前記自走式掃除機は、床面の状態を検知する床面検知手段をさらに備え、
　前記制御手段は、前記床面検知手段の検出結果に応じて、前記閾値を変更する
請求項１に記載の自走式掃除機。
　前記制御手段は、予め定められた第１の期間における塵埃の検知回数に応じて前記掃除モードを切り替える
請求項１又は２に記載の自走式掃除機。
　前記制御手段は、前記第１の期間において予め定められた第２の期間を除外して前記塵埃の検知回数をカウントする
請求項３に記載の自走式掃除機。
　前記自走式掃除機は、駆動部を有し、該駆動部によって床面を掃くように駆動されるブラシ手段をさらに備え、
　前記床面検知手段は、前記ブラシ手段の駆動によって生じる駆動部への負荷を検知することで床面の状態を検知する
請求項２に記載の自走式掃除機。