WO2019054129A1 - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】待機状態における占有スペースを小さくすることができる自走式掃除機を提供。 【解決手段】自走式掃除機（１）は、掃除機本体（２）と、充電ステーション（６）と、を備える。充電ステーション（６）は、掃除機本体（２）の後部側に設けられた被係止部（１６）を係止するフック（６４）と、このフック（６４）を昇降させる昇降駆動部（６１）と、掃除機本体（２）が吊り上げ可能な所定位置にくるまでに掃除機本体（２）の一端側を斜め上方に案内する第２スロープ（６１Ｄ）と、を有し、掃除機本体（２）を吊り上げて後部側を上方に向けた起立状態で格納可能に構成される。

Description

自走式掃除機

　本発明は、自走式掃除機に関する。

　従来、走行手段と、床面から除去した塵埃を集塵する集塵部と、走行手段等に電力を供給するバッテリと、を備えた自走式掃除機が知られており（例えば、特許文献１等参照）、この自走式掃除機のバッテリは、床面に別途設置されて電源に接続された充電台から充電されるようになっている。自走式掃除機は、充電台からの帰還用信号を頼りに、走行手段の駆動輪を制御して充電台に帰還し、自走式掃除機の充電端子と充電台の給電端子とが電気的に接続されることで、充電台への帰還が完了したことを検知し、走行手段や集塵部の駆動を停止させる。

特開２０１４－１８８０６２号公報

　しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の自走式掃除機では、充電台に自走式掃除機が帰還して待機した待機状態において、自走式掃除機と充電台とが平面的に接続される。このため、自走式掃除機と充電台とを合わせた投影面積だけ床面のエリアを占有することになってしまい、待機状態における占有スペースが大きいという問題がある。

　本発明の目的は、待機状態における占有スペースを小さくすることができる自走式掃除機を提供することである。

　本発明の自走式掃除機は、床面に沿って走行しつつ清掃可能な自走式掃除機であって、床面の埃等を吸い込む清掃手段を有する掃除機本体と、非清掃時に前記掃除機本体を格納するための格納装置と、を備え、前記格納装置は、前記掃除機本体の一端側の一部を係止する係止部と、前記係止部を昇降させる昇降手段と、前記掃除機本体が吊り上げ可能な所定位置にくるまでに前記掃除機本体の一端側を斜め上方に案内するスロープと、を有し、前記掃除機本体の一部を係止した前記係止部を前記昇降手段によって上昇させることで、前記掃除機本体を吊り上げて一端側を上方に向けた起立状態で格納可能に構成されていることを特徴とする。

　このような本発明によれば、格納装置は、昇降手段によって係止部を上昇させ、係止部で係止した掃除機本体を吊り上げて一端側を上方に向けた起立状態で格納することで、格納した掃除機本体の床面に対する投影面積を小さくすることができ、待機状態にある掃除機本体および格納装置を合わせた占有スペースを小さくすることができる。
　また、格納装置のスロープによって掃除機本体の一端側を斜め上方に案内することで、掃除機本体を傾けてから係止部によって吊り上げることができ、よりスムーズに掃除機本体を吊り上げることができる。また、スロープによって床面よりも高い部分が形成されることで、この部分を係止部の退避スペースとして利用することができる。

　本発明では、前記スロープは、前記掃除機本体の一部を係止した前記係止部を前記昇降手段によって下降させることで、前記掃除機本体の他端側を斜め下方に案内することが好ましい。

　このような構成によれば、格納装置のスロープによって掃除機本体の他端側を斜め下方に案内することで、掃除機本体の一部を係止した係止部を昇降手段によって下降させる場合に、よりスムーズに掃除機本体を下降させることができ、掃除機本体の格納装置側への倒れ込みを防止することができる。

　本発明では、前記掃除機本体および前記格納装置の少なくとも一方には、吊り上げ途中の前記掃除機本体の他端側を転動案内または摺動案内する案内手段が設けられていることが好ましい。

　このような構成によれば、掃除機本体や格納装置に案内手段が設けられ、この案内手段によって掃除機本体の他端側を転動案内または摺動案内することで、掃除機本体の上げ下げに伴って角度が変動する掃除機本体の他端側と床面や格納装置との摺接抵抗を低減させることができ、より一層スムーズに掃除機本体を上げ下げすることができる。

　本発明では、前記係止部は、前記掃除機本体の後部側の一部を係止し、前記案内手段は、前記掃除機本体の前部側に設けられていることが好ましい。

　このような構成によれば、係止部は、掃除機本体の後部側の一部を係止するので、掃除機本体は、格納装置に向かって後退し、吊り上げ可能な所定位置にきた時に掃除機本体の後部側の一部を係止部に係止されることになる。このため、掃除機本体は、格納装置に対する自身の左右位置や距離を検出するセンサを掃除機本体の後部側に備えていればよく、掃除機本体の前部側に設けなくてよいので、掃除機本体の前部側のスペースを有効に利用することができる。

　本発明では、前記係止部は、前記掃除機本体の前部側の一部を係止し、前記案内手段は、前記掃除機本体の後部側に設けられていることが好ましい。

　このような構成によれば、係止部は、掃除機本体の前部側の一部を係止するので、掃除機本体は、格納装置に向かって前進し、吊り上げ可能な所定位置にきた時に掃除機本体の前部側の一部を係止部に係止されることになる。このため、掃除機本体は、格納装置に対する自身の左右位置や距離を検出するセンサを掃除機本体の前部側に備えていればよいので、掃除機本体の後部側に設けられた案内手段の大きさを大きくすることができ、より一層スムーズに掃除機本体を上げ下げすることができる。

　本発明では、前記格納装置は、前記掃除機本体に充電するための充電手段を有し、前記係止部が前記充電手段から前記掃除機本体に向かって給電する給電端子として機能することが好ましい。

　このような構成によれば、格納装置は、掃除機本体を吊り上げるための係止部が給電端子として機能することで、別途の給電端子を準備しなくても吊り上げた掃除機本体に向かって容易に給電することができる。

　本発明では、前記充電手段は、前記係止部に接触して給電可能な給電部を有し、前記給電部は、前記掃除機本体を吊り上げる前の係止位置にある前記係止部に接触可能な第１端子と、前記掃除機本体を吊り上げた後の格納位置にある前記係止部に接触可能な第２端子と、を有して構成されていることが好ましい。

　このような構成によれば、充電手段は、係止部に接触して給電可能な給電部を有し、この給電部が第１端子と第２端子とを有することで、吊り上げ前の係止位置および吊り上げ後の格納位置の両位置において各端子が係止部に接触して通電させ、係止部を介して掃除機本体に給電することができる。また、可動する係止部に給電用の配線を直接接続する必要がなくなるため、配線が絡んだり、配線が動くスペースを確保したりする必要がない。

　本発明では、前記格納装置は、前記掃除機本体が吊り上げ可能な所定位置にあるか否かを検知する検知手段を有し、前記昇降手段は、前記検知手段による検知に基づき、前記掃除機本体が所定位置にくるまでは前記係止部を退避位置に下降させ、前記掃除機本体が所定位置にきた時に前記係止部を係止位置まで上昇させることが好ましい。

　このような構成によれば、格納装置は、掃除機本体が所定位置にくるまで昇降手段が係止部を退避位置に下降させておくことで、係止部が突出しないようにして人の足や衣服などが引っ掛かることを防止するとともに、掃除機本体の一部と係止部とが摺接することを防止し、係止部の摩耗を低減させることができる。また、格納装置は、掃除機本体が所定位置にきたことを検知手段が検知してから、昇降手段が係止部を係止位置まで上昇させることで、係止部によって掃除機本体の一部を確実に係止することができ、掃除機本体を安定して吊り上げることができる。

　本発明では、前記昇降手段は、前記掃除機本体に対し後方かつ上方に向かう傾斜方向に沿って前記係止部を昇降させることが好ましい。

　このような構成によれば、傾斜方向に沿って昇降手段が係止部を昇降させることで、掃除機本体の一端側を斜め上方に吊り上げることができ、鉛直方向に向かって吊り上げる場合に比較して、安定的かつスムーズに掃除機本体を吊り上げることができる。

　本発明では、前記係止部は、前記掃除機本体に向かって延びる延出片を有し、この延出片の上面には、円弧状に凹んだ係止凹部が形成され、前記掃除機本体の一部には、前記係止凹部よりも小径な円柱状に形成されて前記係止凹部に係止される被係止部が設けられていることが好ましい。

　このような構成によれば、係止部の延出片の上面に円弧状に凹んだ係止凹部が形成され、掃除機本体の一部に係止凹部よりも小径な円柱状に形成された被係止部が設けられていることで、係止凹部によって被係止部を確実に係止することができる。また、掃除機本体の一端側を吊り上げるにしたがって掃除機本体と格納装置との角度が変動することになるが、円弧状の係止凹部の中で円柱状の被係止部が回転することができるので、安定した係止状態を維持しつつ抵抗を抑制してスムーズに掃除機本体を吊り上げることができる。

本発明の一実施形態に係る自走式掃除機の正面図 前記自走式掃除機における掃除機本体の側面図および格納装置の断面図 前記自走式掃除機における掃除機本体の吊り上げ状態を示す側面図 前記自走式掃除機における掃除機本体の格納状態を示す側面図 前記自走式掃除機の概略構成を示す機能ブロック図 前記掃除機本体を上方から見た斜視図 前記掃除機本体を下方から見た斜視図 前記掃除機本体における周囲清掃手段の突出状態を上方から見た斜視図 前記掃除機本体における周囲清掃手段の突出状態を下方から見た斜視図 前記掃除機本体における周囲清掃手段の突出状態を示す正面図 前記掃除機本体における周囲清掃手段の突出状態を示す右側面図 前記掃除機本体における周囲清掃手段の突出状態を示す背面図 前記自走式掃除機の格納装置を示す斜視図 前記格納装置を示す正面図 前記格納装置を示す断面図 （Ａ）～（Ｄ）は、前記格納装置の動作を示す断面図 （Ａ），（Ｂ）は、前記格納装置の一部を拡大して示す断面図 前記格納装置の検知手段を示す断面図 （Ａ），（Ｂ）は、前記格納装置の昇降手段を示す断面図 前記格納装置の昇降手段を拡大して示す断面図 前記格納装置の昇降手段を拡大して示す断面図 前記格納装置の動作を示す側面図および断面図 図２２に続く前記格納装置の動作を示す側面図および断面図 図２３に続く前記格納装置の動作を示す側面図および断面図 図２４に続く前記格納装置の動作を示す側面図および断面図 （Ａ）～（Ｃ）は、前記格納装置の充電手段を拡大して示す断面図 本発明の変形例に係る掃除機本体を下方から見た斜視図 前記掃除機本体における周囲清掃手段の突出状態を下方から見た斜視図

　以下、本発明の一実施形態を図１～図２６に基づいて説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る自走式掃除機の正面図であり、図２は、自走式掃除機における掃除機本体の側面図および格納装置の断面図である。
　自走式掃除機１は、床面Ｆに沿って走行しつつ床面Ｆを清掃する掃除ロボットである掃除機本体２と、非清掃時に掃除機本体２を格納するための格納装置としての充電ステーション６と、を備える。

　掃除機本体２は、後述するように、自走するための左右一対の車輪１２１を有した走行駆動部１２と、ボディ１０の上面部１０１から上方に昇降自在に設けられた昇降部１３と、床面Ｆの塵や埃を吸い込むための吸込み部１４と、掃除機本体２を操作するための本体操作部１５（図５参照）と、を備える。充電ステーション６は、部屋の中の所定位置に移動不能に設置されるとともに、コンセント等の電源に接続されている。

　図３は、自走式掃除機における掃除機本体の吊り上げ状態を示す側面図であり、図４は、自走式掃除機における掃除機本体の格納状態を示す側面図である。
　図３、４に示すように、充電ステーション６は、掃除機本体２を吊り上げて一端側である後部側を上方に向けた起立状態で格納可能に構成されている。充電ステーション６は、掃除機本体２の後部側に設けられた被係止部１６（後述）を係止する係止部としてのフック６４と、このフック６４を昇降させる昇降手段としての昇降駆動部５１（後述）と、を有して構成されている。

　図５は、自走式掃除機の概略構成を示す機能ブロック図である。
　図５に示すように、掃除機本体２は、掃除機本体２の周囲を清掃するための周囲清掃手段３と、掃除機本体２の周囲の障害物を検知するためのセンサ部４と、掃除機本体２、周囲清掃手段３およびセンサ部４を駆動制御する制御手段としての制御部５と、を備えている。

　周囲清掃手段３は、掃除機本体２の前部において左右一対で設けられ、掃除機本体２から側方に突出して回動可能なアーム２１と、アーム２１を回動駆動するモータ２２と、モータ２２に外部から作用する負荷を検出する負荷センサ２３と、アーム２１の回動角度を検出する角度センサ２４と、を備える。

　センサ部４は、掃除機本体２の前部に設けられた前方センサ３１と、昇降部１３に設けられた周囲センサ３２と、掃除機本体２の後部に設けられた後方センサ３３と、を備える。

　制御部５は、走行駆動部１２を制御する走行制御部４１と、吸込み部１４を制御する吸込制御部４２と、センサ部４の前方センサ３１、周囲センサ３２、後方センサ３３および周囲清掃手段３の負荷センサ２３、角度センサ２４からの検出信号を処理する検出演算部４３と、周囲清掃手段３のモータ２２を駆動制御してアーム２１を回動させるアーム制御部４４と、を備える。

　充電ステーション６は、フック６４を昇降させる昇降手段としての昇降駆動部５１と、掃除機本体２のバッテリに給電して充電するための充電手段としての充電部５２と、充電ステーション６に帰還してきた掃除機本体２の位置を検出する検知手段としての位置検出部５３と、充電部５２による給電を制御する充電制御部５４と、を備える。

　次に、図６～図１２に基づいて掃除機本体２の構造を説明する。
　図６は、掃除機本体を上方から見た斜視図であり、図７は、掃除機本体を下方から見た斜視図である。図８は、掃除機本体において周囲清掃手段の突出状態を上方から見た斜視図であり、図９は、掃除機本体において周囲清掃手段の突出状態を下方から見た斜視図である。図１０～図１２は、掃除機本体において周囲清掃手段の突出状態を示す正面図、右側面図および背面図である。

　掃除機本体２は、上面部１０１、前面部１０２、左右の側面部１０３および背面部１０４を有したボディ１０と、底面部１０５を構成するシャーシ１１と、自走するための左右一対の車輪１２１を有した走行駆動部１２と、ボディ１０の上面部１０１から上方に昇降自在に設けられた昇降部１３と、ボディ１０の底面部１０５に設けられて床面Ｆの塵や埃を吸い込むための吸込み部１４と、掃除機本体２を操作するための本体操作部１５（図５）と、を備える。本体操作部１５は、例えば、掃除機本体２の上面部１０１に設けられたタッチセンサ式のスイッチ（不図示）であって、使用者によるタッチ操作によって掃除機本体２を作動させ、作動中のタッチ操作によって掃除機本体２を停止させる。

　周囲清掃手段３のアーム２１は、掃除機本体２に一端側が回転自在に支持された第１アーム２１Ａと、第１アーム２１Ａの他端側に回転自在に支持された第２アーム２１Ｂと、を有して構成されている。第１アーム２１Ａは、全体中空状に形成され、その一端側がシャーシ１１に回転自在に支持されている。第２アーム２１Ｂは、下方に開口した全体長尺椀状に形成され、その中間部が第１アーム２１Ａの他端側に回転自在に支持されている。第２アーム２１Ｂは、下方に開口して床面Ｆの埃等を吸い込む副吸込み口２５を有し、副吸込み口２５は、第２アーム２１Ｂおよび第１アーム２１Ａの内部空間を通して吸込み部１４のダクトおよび集塵室に連通されている。また、第２アーム２１Ｂの下面には、後述するように、充電ステーション６によって吊り上げ途中の掃除機本体２の前部側（他端側）を転動案内する案内手段としての回転球２６が設けられている。

　センサ部４は、ボディ１０の前面部１０２に設けられた前方センサ３１と、昇降部１３に設けられた周囲検知手段としての周囲センサ３２と、ボディ１０の背面部１０４に設けられた後方センサ３３と、を有して構成されている。前方センサ３１は、超音波センサや赤外線センサ等で構成され、掃除機本体２の前方の障害物を検知する。周囲センサ３２は、昇降部１３の内部で回転駆動されるとともに、赤外線レーザー等のレーザー光を照射して距離を測定するレーザースキャナ（ＬＩＤＡＲ（Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging））であって、障害物までの距離や障害物の形状を算出するものである。なお、周囲センサ３２は、昇降部１３に設けられたものに限らず、ボディ１０の任意の位置に設けられていればよい。後方センサ３３は、充電ステーション６に対する距離や位置を検出するためのものであって、充電ステーション６の位置検出部５３の赤外線発光部５３Ｃ（図１３参照）との間で赤外線等による通信を行う。

　走行駆動部１２は、左右一対の車輪１２１と、一対の車輪１２１を各々独立して回転駆動するモータ（不図示）と、を備えている。また、シャーシ１１の後部には、補助輪１２２が設けられている。吸込み部１４には、ローラーブラシ１４１、図示しないダクト、吸引ファン、集塵室および排気口が接続されており、吸い込んだ塵等を集塵室のフィルタで集塵するとともに、吸い込んだ空気を排気口から排気するようになっている。吸込み部１４のダクトと周囲清掃手段３のアーム２１の内部空間とが連通されている。

　次に、図１３～図１８を参照して充電ステーション６の構造を説明する。
　図１３は、自走式掃除機の格納装置を示す斜視図であり、図１４は、格納装置を示す正面図である。図１５は、格納装置を示す断面図であり、図１４にＡ－Ａ線で示す位置の断面図である。図１６（Ａ）～（Ｄ）は、格納装置の動作を示す断面図である。図１７（Ａ），（Ｂ）は、格納装置の一部を拡大して示す断面図であり、図２の部分拡大図である。図１８は、格納装置の検知手段を示す断面図である。

　格納装置としての充電ステーション６は、図１３～図１５に示すように、床面Ｆに載置される基部６１と、基部６１の左右から立ち上がる左右一対の柱部６２と、柱部６２の上端部を連結するアーチ状の頂部６３と、係止部としての一対のフック６４と、を備えている。基部６１は、前方側から後方側（図１３の左下側から右上側）に向かって上方に傾斜した楔形の基部前部６１Ａと、基部前部６１Ａの後方にて立ち上がる箱形の基部後部６１Ｂと、を有し、全体中空状に形成されている。柱部６２は、基部後部６１Ｂに連続して立ち上がり、柱前面部６２Ａ、柱内側面部６２Ｂ、柱外側面部６２Ｃ、および柱背面部６２Ｄを有し、全体筒状に形成されている。このような基部６１および柱部６２の内部には、昇降駆動部５１、充電部５２、位置検出部５３および充電制御部（制御基板）５４が設けられている。

　基部前部６１Ａの上面中央部には、掃除機本体２の補助輪１２２を案内するスロープ６１Ｃが設けられている。このスロープ６１Ｃは、前方側から後方側に向かって上り傾斜を有し、充電ステーション６に向かって後退しつつ接近してきた掃除機本体２の補助輪１２２がスロープ６１Ｃに乗り上げることで、図２に示すように、掃除機本体２の後部側（一端側）が斜め上方に向かって案内されるようになっている。スロープ６１Ｃの後端部には、略水平な平坦部（図１８参照）が設けられ、平坦部に補助輪１２２が乗り上げることで、掃除機本体２が前方側に向かって滑り落ちにくくなっている。また、基部前部６１Ａの上面における左右両端部には、第２スロープ６１Ｄが設けられ、この第２スロープ６１Ｄによって図４に示すように、掃除機本体２の前部側（他端側）に設けられた回転球２６を案内するように構成されている。

　基部後部６１Ｂの前面には、位置検出部５３を構成する複数の赤外線発光部５３Ｃが設けられている。これらの赤外線発光部５３Ｃが発光した赤外線を掃除機本体２の後方センサ３３が受光することで、掃除機本体２は、充電ステーション６に向かって後退しつつ充電ステーション６に対する自身の左右位置や距離を検出する。掃除機本体２は、後方センサ３３の検出に基づいて走行駆動部１２を適宜に調節しつつ後退し、充電ステーション６における所定の吊り上げ可能位置（図２に示すドッキング位置）まで進入する。また、基部後部６１Ｂから柱部６２の柱内側面部６２Ｂには、フック６４を上下に案内するスリット６２Ｅが形成されている。柱部６２の柱前面部６２Ａおよびスリット６２Ｅは、上方に向かうにしたがって後方に傾斜して設けられており、これにより図２～図４に示すように、掃除機本体２の後部側が斜め上方に向かって吊り上げられるようになっている。

　フック６４は、図１６に示すように、昇降駆動部５１に駆動されて基部６１から柱部６２に亘って昇降可能に設けられている。すなわち、フック６４は、図１６（Ａ）に示す退避位置から、図１６（Ｂ）に示す係止位置、図１６（Ｃ）に示す吊り上げ途中位置を通って、図１６（Ｄ）に示す格納位置までの間を昇降可能に構成されている。

　フック６４は、図１７に示すように、昇降駆動部５１に連結されるフック基部６４Ａと、フック基部６４Ａから前方すなわち掃除機本体２に向かって略水平に延びる延出片６４Ｂと、を有し、延出片６４Ｂの先端部上面には、円弧状に凹んだ係止凹部６４Ｃが形成されている。一方、掃除機本体２の底面部の後部側（一端側）には、図７、図９および図１７に示すように、フック６４に係止される一対の被係止部１６が設けられている。被係止部１６は、係止凹部６４Ｃよりも小径な円柱状に形成され、係止凹部６４Ｃの内部で前後に微小距離だけ移動可能、かつ、係止凹部６４Ｃに対して回転可能に係止されるようになっている。また、被係止部１６は、掃除機本体２のバッテリ（不図示）に電気的に接続され、後述するように掃除機本体２の充電端子として機能する。

　位置検出部５３は、赤外線発光部５３Ｃに加えて、図１８に示すように、基部前部６１Ａの内部に設けられたホールセンサ基板５３Ａと、このホールセンサ基板５３Ａに設けられたホール素子５３Ｂと、を備える。一方、掃除機本体２の底面部の後部側（一端側）には、磁石１７が設けられている。掃除機本体２が後退して補助輪１２２がスロープ６１Ｃを越えて平坦部に乗り上げると、掃除機本体２がフック６４によって吊り上げ可能なドッキング位置に戻ったことになる。この際、ホール素子５３Ｂが磁石１７を検知し、掃除機本体２がドッキング位置に戻ったことを位置検出部５３が検出する。

　このように位置検出部５３によって掃除機本体２がドッキング位置に戻ったことを検知するまでは、図１７（Ａ）に示すように、昇降駆動部５１は、フック６４を退避位置に下降させておき、掃除機本体２の後退中にフック６４と被係止部１６とが接触しないようになっている。一方、掃除機本体２がドッキング位置に戻ったことを位置検出部５３が検知したら、図１７（Ｂ）に示すように、昇降駆動部５１は、フック６４を係止位置まで上昇させ、係止凹部６４Ｃによって被係止部１６を係止させる。また、フック６４は、充電部５２から掃除機本体２に向かって給電する給電端子として機能し、被係止部１６は、掃除機本体２内部の図示しないバッテリに電気的に接続され、フック６４から給電される電力が被係止部１６を介してバッテリに供給されるようになっている。

　次に、図１９～図２１を参照して充電ステーション６の昇降駆動部（昇降手段）５１を説明する。
　図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、それぞれ格納装置の昇降手段を示す断面図であり、図１４にＢ－Ｂ線およびＣ－Ｃ線で示す位置の断面図である。図２０は、格納装置の昇降手段を拡大して示す断面図であり、図２１は、格納装置の昇降手段を拡大して示す断面図である。

　昇降駆動部５１は、図１９～図２１に示すように、モータ７１と、ドライブシャフト７２と、左右一対のボールねじ軸７３と、左右のフック６４にそれぞれ固定されたボールねじ７４と、ボールねじ７４を上下に案内するリニアガイド７５と、を備える。

　ドライブシャフト７２は、左右に延びて設けられ、その両端部にウォームギア７２Ａが固定されている。図１９に示すように、モータ７１の出力軸にはピニオンギア７１Ａが固定され、ドライブシャフト７２の一方側（図の左側）の中間部に従動ギア７２Ｂが固定されている。モータ７１のピニオンギア７１Ａと従動ギア７２Ｂとの間には、第１ギア７６Ａおよび第２ギア７６Ｂからなるギア列が設けられ、これらの各ギア７１Ａ，７６Ａ，７６Ｂ，７２Ｂを介してモータ７１の出力がドライブシャフト７２に伝達され、ドライブシャフト７２が回転する。

　ボールねじ軸７３は、基部６１から柱部６２に亘って上下に延びて設けられ、その上下端部が軸支されている。ボールねじ軸７３の下端部には、ウォームホイール７３Ａが固定され、このウォームホイール７３Ａは、ドライブシャフト７２のウォームギア７２Ａに噛合し、ドライブシャフト７２が回転すると、その回転がボールねじ軸７３の回転に変換される。ボールねじ７４は、ボールねじ軸７３に噛合し、ボールねじ軸７３が回転すると、ボールねじ７４およびフック６４が上下に移動する。リニアガイド７５は、基部６１から柱部６２に亘って上下に延びて固定されたレール７５Ａと、ボールねじ７４に固定されてレール７５Ａに案内される可動部７５Ｂと、を備え、ボールねじ７４およびフック６４を直線移動可能に案内する。

　次に、図２２～図２６を参照して充電ステーション６の充電部（充電手段）５２を説明する。
　図２２～図２５は、格納装置の動作を示す側面図および断面図であり、各図（Ｂ）は、各図（Ａ）にＡ－Ａ線で示す位置の断面図である。図２６（Ａ）～（Ｃ）は、格納装置の充電手段を拡大して示す断面図であり、図２６（Ａ）は、図２２（Ｂ）の一部を拡大した断面図であり、図２６（Ｂ）は、図２３（Ｂ）の一部を拡大した断面図であり、図２６（Ｃ）は、図２５（Ｂ）の一部を拡大した断面図である。

　充電部５２は、コンセントによって電源に接続された電源部５２Ａ（図１７～図２１参照）を備え、この電源部５２Ａには、図２２～図２５に示すように、左右の柱部６２の内部下方から基部後部６１Ｂの内部に亘って設けられた第１端子５２Ｂと、左右の柱部６２の内部上方に設けられた第２端子５２Ｃと、が電気的に接続されている。第１端子５２Ｂは、柱外側面部６２Ｃ内面の端子固定部５２Ｄに上端部が固定され、下方に向かって片持ち状に取り付けられている。第２端子５２Ｃは、柱外側面部６２Ｃ内面の端子固定部５２Ｅに下端部が固定され、上方に向かって片持ち状に取り付けられている。第１端子５２Ｂは、図２６（Ａ），（Ｂ）に示すように、左右方向内方に向かって突出した第１接点部５２Ｆを有し、第２端子５２Ｃは、図２６（Ｃ）に示すように、左右方向内方に向かって突出した第２接点部５２Ｇを有して形成されている。一方、フック６４には、左右方向外方に向かって突出して第１接点部５２Ｆおよび第２接点部５２Ｇに接触可能な導通部６４Ｄが形成されている。

　第１端子５２Ｂの第１導通部５２Ｆは、図２６（Ａ）に示すように、フック６４が退避位置にあるときは導通部６４Ｄに接触せず、図２６（Ｂ）に示すように、フック６４が係止位置にあるときに導通部６４Ｄに接触する。第２端子５２Ｃの第２接点部５２Ｇは、図２６（Ｃ）に示すように、フック６４が格納位置にあるときに導通部６４Ｄに接触する。一方、図２４に示すように、フック６４が吊り上げ途中位置にある場合、導通部６４Ｄは第１導通部５２Ｆおよび第２接点部５２Ｇのいずれにも接触しないようになっている。

　以上のように、係止位置にあるフック６４は、第１端子５２Ｂを介して充電部５２に導通され、格納位置にあるフック６４は、第２端子５２Ｃを介して充電部５２に導通されている。掃除機本体２の被係止部１６がフック６４に係止されていることから、充電制御部５４によって充電部５２からの電力がフック６４および被係止部１６を介して掃除機本体２内部のバッテリに供給され、バッテリが充電されるようになっている。

　次に、自走式掃除機１の動作について説明する。床面Ｆの清掃を終えた掃除機本体２は、充電ステーション６の近傍まで戻ってくると、その後部側（背面部１０４側）を充電ステーション６に向け、後方センサ３３によって充電ステーション６の赤外線発光部５３Ｃからの赤外線を受光し、充電ステーション６に対する距離や位置を検出しながら後退する。さらに、掃除機本体２は、補助輪１２２が基部前部６１Ａのスロープ６１Ｃに乗り上げて斜め上方に案内され、図２、１７、１８に示すドッキング位置まで後退する。図１８に示すように、位置検出部５３のホール素子５３Ｂが磁石１７を検知することで、掃除機本体２がドッキング位置まで後退したことが検出されると、掃除機本体２は走行駆動部１２の駆動を停止する。

　掃除機本体２がドッキング位置まで後退したら、充電ステーション６の昇降駆動部５１は、フック６４を図１７（Ａ）に示す退避位置から図１７（Ｂ）に示す係止位置まで上昇させ、係止凹部６４Ｃによって被係止部１６を係止させる。このようにフック６４が係止位置にあって被係止部１６を係止することで、図２６（Ｂ）に示すように、第１端子５２Ｂ、フック６４および被係止部１６を介して充電部５２と掃除機本体２のバッテリとが導通され、充電制御部５４によって充電部５２から給電することによりバッテリが充電される。このようにドッキング位置にてバッテリに充電した後、再び清掃を開始する場合には、昇降駆動部５１がフック６４を退避位置まで下降させてから、掃除機本体２が走行駆動部１２を駆動させて前進し、充電ステーション６から離脱する。

　掃除機本体２を充電ステーション６に格納する場合には、被係止部１６を係止したフック６４を昇降駆動部５１が上昇させる。このようにフック６４が上昇することで、図３に示すように、掃除機本体２の後部側が斜め上方に吊り上げられる。この吊り上げの際、掃除機本体２の前部側に設けた回転球２６が床面Ｆに沿って転動し、さらに回転球２６が基部前部６１Ａの第２スロープ６１Ｄに乗り上げて第２スロープ６１Ｄに沿って回転球２６が転動することで、掃除機本体２が円滑に案内されるようになっている。昇降駆動部５１がフック６４をさらに上昇させ、フック６４が格納位置まで到達すると図４に示すように、掃除機本体２が後部側を上方に向けた起立状態で充電ステーション６に格納される。

　このように掃除機本体２が格納された状態において、図２６（Ｃ）に示すように、第２端子５２Ｃ、フック６４および被係止部１６を介して充電部５２と掃除機本体２のバッテリとが導通され、充電制御部５４によって充電部５２から給電することによりバッテリが充電される。

　再び清掃を開始する場合には、被係止部１６を係止したフック６４を昇降駆動部５１が下降させる。この際、掃除機本体２は、自重によって下降するだけでなく、フック６４がシャーシ１１を押し下げることによっても下降することになる。このようにフック６４が下降することで、掃除機本体２の後部側が斜め下方に案内される。この際、掃除機本体２の前部側に設けた回転球２６が基部前部６１Ａの第２スロープ６１Ｄに沿って転動し、さらに回転球２６が床面Ｆに沿って転動することで、掃除機本体２が円滑に案内されるようになっている。昇降駆動部５１がフック６４をさらに下降させ、フック６４が退避位置まで到達すると、掃除機本体２が走行駆動部１２を駆動させて前進し、充電ステーション６から離脱する。

　このような本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏することができる。
（１）充電ステーション６は、掃除機本体２の後部側を吊り上げて起立状態で格納することで、格納した掃除機本体２の床面Ｆに対する投影面積を小さくすることができ、格納状態にある掃除機本体２および充電ステーション６を合わせた占有スペースを小さくすることができる。

（２）充電ステーション６は、掃除機本体２を吊り上げるためのフック６４が給電端子として機能することで、別途の給電端子を準備しなくても吊り上げた掃除機本体２のバッテリに容易に給電し、バッテリを充電することができる。

（３）充電部５２は、フック６４に接触して給電可能な第１端子５２Ｂと第２端子５２Ｃとを有し、吊り上げ前の係止位置にてフック６４が第１端子５２Ｂと導通し、吊り上げ後の格納位置にてフック６４が第２端子５２Ｃと導通することで、可動するフック６４に配線を直接接続することなく、ドッキング位置と格納位置の両位置においてフック６４を介して掃除機本体２のバッテリに充電することができる。

（４）充電ステーション６は、掃除機本体２がドッキング位置にくるまで昇降駆動部５１がフック６４を退避位置に下降させておくことで、掃除機本体２の一部とフック６４とが摺接することを防止し、フック６４の摩耗を低減させることができるとともに、掃除機本体２が充電ステーション６に不在のときにも、基部６１からのフック６４の突出をなくし、フック６４に人の足や衣服が引っ掛かることを防止することができる。

（５）充電ステーション６は、掃除機本体２がドッキング位置にきたことを位置検出部５３が検知してから、昇降駆動部５１がフック６４を係止位置まで上昇させることで、フック６４によって掃除機本体２の被係止部１６を確実に係止することができ、掃除機本体２を安定して吊り上げることができる。

（６）後方に向かう傾斜方向に沿って昇降駆動部５１がフック６４を昇降させることで、掃除機本体２の後部側を斜め上方に吊り上げることができ、鉛直方向に向かって吊り上げる場合に比較して、安定的かつスムーズに掃除機本体２を吊り上げることができる。

（７）後退する掃除機本体２の補助輪１２２をスロープ６１Ｃによって斜め上方に案内することで、掃除機本体２の後部側を上向きに傾けてからフック６４によって吊り上げることができ、よりスムーズに掃除機本体２を吊り上げることができる。

（８）フック６４の延出片６４Ｂの上面に円弧状に凹んだ係止凹部６４Ｃが形成され、掃除機本体２に係止凹部６４Ｃよりも小径な円柱状の被係止部１６が設けられていることで、係止凹部６４Ｃによって被係止部１６を確実に係止することができる。

（９）掃除機本体２の後部側を吊り上げるにしたがって掃除機本体２と充電ステーション６との角度が変動することになるが、円弧状の係止凹部６４Ｃの中で円柱状の被係止部１６が回転することができるので、安定した係止状態を維持しつつ抵抗を抑制してスムーズに掃除機本体２を吊り上げることができる。

（１０）掃除機本体２の前部側に回転球２６が設けられ、回転球２６が床面Ｆや充電ステーション６の第２スロープ６１Ｄに沿って転動することで、上げ下げに伴って角度が変動する掃除機本体２の前部側と床面Ｆや充電ステーション６との摺接抵抗を低減させることができ、より一層スムーズに掃除機本体２を上げ下げすることができる。

（１１）充電ステーション６の第２スロープ６１Ｄによって掃除機本体２の後部側を斜め下方に案内することで、掃除機本体２の被係止部１６を係止したフック６４を昇降駆動部５１によって下降させる場合に、よりスムーズに掃除機本体２を下降させることができ、掃除機本体２の充電ステーション６側への倒れ込みを防止することができる。

（１２）フック６４は、掃除機本体２の後部側の一部を係止するので、掃除機本体２は、充電ステーション６に向かって後退し、吊り上げ可能な所定位置にきた時に掃除機本体２の後部側の一部をフック６４に係止されることになる。このため、掃除機本体２は、充電ステーション６に対する自身の左右位置や距離を検出する後方センサ３３を掃除機本体２の後部側に備えていればよく、掃除機本体２の前部側に設けなくてよいので、掃除機本体２の前部側のスペースを有効に利用することができる。

〔実施形態の変形〕
　なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
　例えば、前記実施形態の自走式掃除機１では、掃除機本体２に周囲清掃手段３が設けられていたが、周囲清掃手段３は省略されてもよい。また、周囲清掃手段３のアーム２１に回転球２６が設けられ、回転球２６が床面Ｆや充電ステーション６の第２スロープ６１Ｄに沿って転動することで案内手段が構成されていたが、回転球２６は掃除機本体２のボディ１０の前部下部に設けられていてもよい。また、案内手段は、回転球２６が転動案内されるものに限らず、摩擦抵抗の小さな摺動面が掃除機本体２の前部に設けられ、この摺動面が床面Ｆや第２スロープ６１Ｄに沿って摺動案内される構成であってもよい。さらに、案内手段としては、掃除機本体に設けられるものに限らず、格納装置（例えば、第２スロープ６１Ｄなど）に設けられた転動部や摺動部によって構成されていてもよい。

　前記実施形態では、フック６４が給電端子として機能し、フック６４および被係止部１６を介して掃除機本体２のバッテリに給電される構成であったが、フック６４とは別に給電端子が設けられていてもよい。この場合、格納装置において、給電端子が係止部と同期して昇降するように構成されていてもよいし、給電端子が昇降せずに所定の高さに１つまたは複数設けられていてもよい。さらに、掃除機本体２のバッテリに給電する給電構造としては、端子同士が接触する接触式のものに限らず、例えば、電磁誘導方式の非接触給電構造であってもよい。

　前記実施形態では、充電部５２が第１端子５２Ｂと第２端子５２Ｃとを有し、吊り上げ前の係止位置と吊り上げ後の格納位置にて掃除機本体２のバッテリに充電する構成であったが、充電可能な位置は係止位置および格納位置の２位置に限らず、係止位置および格納位置のいずれかであってもよいし、係止位置および格納位置の２位置に加えて３以上の充電可能な位置が設けられていてもよい。また、充電部（充電手段）５２としては、第１端子５２Ｂと第２端子５２Ｃとがそれぞれ別個に設けられたものに限らず、これらの各端子が連続する一体の端子部材で構成されていてもよい。

　前記実施形態では、充電ステーション６の位置検出部（検知手段）５３のホール素子５３Ｂが掃除機本体２の磁石１７を検知することで、掃除機本体２が吊り上げ可能なドッキング位置にあることが検出され、この検出に基づいてフック６４の上昇を開始したが、検知手段の構成は限定されず、例えば接触式のセンサが用いられてもよい。また、掃除機本体２がドッキング位置にくるまでフック（係止部）６４が退避位置に下降しているものに限らず、掃除機本体の被係止部が係止位置まで下降して係止部と係止する構成であってもよい。

　前記実施形態では、フック（係止部）６４が係止凹部６４Ｃを有し、被係止部１６が円柱状に形成されていたが、係止部および被係止部の構造は前記実施形態に限らず、任意の係止構造が採用可能である。例えば、係止部が円柱状に形成され、被係止部の下面に上方に凹んだ凹部が形成され、この凹部に係止部が係止するものであってもよい。

　前記実施形態では、充電ステーション６の昇降駆動部（昇降手段）５１がモータ７１、ドライブシャフト７２、左右一対のボールねじ軸７３、ボールねじ７４、およびリニアガイド７５を備えて構成されていたが、昇降手段の構成は特に限定されない。昇降手段としては、例えば、係止部を昇降させるためのワイヤやベルト等を備えて構成されたものであってもよいし、直動モータによって係止部を昇降させるものであってもよい。

　前記実施形態では、フック６４は、掃除機本体２の後部側の一部を係止し、回転球２６は、掃除機本体２の前部側に設けられていたが、係止部によって係止する掃除機本体の部位や案内手段を設ける位置は特に限定されない。例えば、係止部は、掃除機本体の前部側の一部を係止し、案内手段は、掃除機本体の後部側に設けられていてもよい。

　図２７は、本発明の変形例に係る掃除機本体を下方から見た斜視図である。図２８は、掃除機本体において周囲清掃手段の突出状態を下方から見た斜視図である。
　前記実施形態では、掃除機本体２の底面部の後部側には、フック６４に係止される一対の被係止部１６が設けられていたが、本変形例では、掃除機本体２の底面部の前部側（一端側）には、図２７および図２８に示すように、フック６４に係止される一対の被係止部１６Ａが設けられている。

　また、前記実施形態では、第２アーム２１Ｂの下面には、充電ステーション６によって吊り上げ途中の掃除機本体２の前部側を転動案内する案内手段としての回転球２６が設けられていたが、本変形例では、掃除機本体２の底面部の後部側には、充電ステーション６によって吊り上げ途中の掃除機本体２の後部側を転動案内する案内手段としての回転球２６Ａが設けられている。

　なお、本変形例では、第２アーム２１Ｂは、一対の被係止部１６Ａを掃除機本体２の底面部に配置すべく前記実施形態と比較して短くなっている。また、本変形例では、磁石１７は、掃除機本体２の底面部の前部側に設けられ、後方センサ３３は、掃除機本体２の前部に設けられている（不図示）。

　このような変形例によれば、フック６４は、掃除機本体２の前部側の一部を係止するので、掃除機本体２は、充電ステーション６に向かって前進し、吊り上げ可能な所定位置にきた時に掃除機本体２の前部側の一部をフック６４に係止されることになる。このため、掃除機本体２は、充電ステーション６に対する自身の左右位置や距離を検出する後方センサ３３を掃除機本体２の前部側に備えていればよいので、掃除機本体２の後部側に設けられた回転球２６Ａの大きさを大きくすることができ、より一層スムーズに掃除機本体２を上げ下げすることができる。

　また、掃除機本体２の前部に設けられた前方センサ３１などの他のセンサを後方センサ３３と共に充電ステーション６に対する自身の左右位置や距離を検出するために利用することができるので、掃除機本体２は、充電ステーション６における所定の吊り上げ可能位置まで確実に進入することができる。
　また、掃除機本体２は、その後部側の幅よりも前部側の幅が広くなるように形成されているので、一対の被係止部１６Ａの間隔は、前記実施形態における一対の被係止部１６の間隔と比較して広くすることができる。これによれば、充電ステーション６は、掃除機本体２を安定して吊り上げることができる。なお、このように一対の被係止部１６Ａの間隔を広くする場合には、一対のフック６４の間隔も一対の被係止部１６Ａの間隔に合わせて広くすればよい。

　以上のように、本発明は、待機状態における占有スペースを小さくすることができる自走式掃除機に好適に利用できる。

　１　　　自走式掃除機
　２　　　掃除機本体
　６　　　充電ステーション（格納装置）
２６　　　回転球（案内手段）
１４　　　吸込み部（清掃手段）
１６　　　被係止部
５１　　　昇降駆動部（昇降手段）
５２　　　充電部（充電手段）
５２Ｂ　　第１端子
５２Ｃ　　第２端子
５３　　　位置検出部（検知手段）
６１Ｃ　　スロープ
６４　　　フック（係止部）
６４Ｂ　　延出片
６４Ｃ　　係止凹部
１２１　　車輪
Ｆ　　　　床面

Claims (10)

1. 　床面に沿って走行しつつ清掃可能な自走式掃除機であって、
   　床面の埃等を吸い込む清掃手段を有する掃除機本体と、
   　非清掃時に前記掃除機本体を格納するための格納装置と、を備え、
   　前記格納装置は、
   　前記掃除機本体の一端側の一部を係止する係止部と、
   　前記係止部を昇降させる昇降手段と、
   　前記掃除機本体が吊り上げ可能な所定位置にくるまでに前記掃除機本体の一端側を斜め上方に案内するスロープと、を有し、
   　前記掃除機本体の一部を係止した前記係止部を前記昇降手段によって上昇させることで、前記掃除機本体を吊り上げて一端側を上方に向けた起立状態で格納可能に構成されていることを特徴とする自走式掃除機。
2. 　請求項１に記載された自走式掃除機において、
   　前記スロープは、前記掃除機本体の一部を係止した前記係止部を前記昇降手段によって下降させることで、前記掃除機本体の他端側を斜め下方に案内することを特徴とする自走式掃除機。
3. 　請求項１または請求項２に記載された自走式掃除機において、
   　前記掃除機本体および前記格納装置の少なくとも一方には、吊り上げ途中の前記掃除機本体の他端側を転動案内または摺動案内する案内手段が設けられていることを特徴とする自走式掃除機。
4. 　請求項３に記載された自走式掃除機において、
   　前記係止部は、前記掃除機本体の後部側の一部を係止し、前記案内手段は、前記掃除機本体の前部側に設けられていることを特徴とする自走式掃除機。
5. 　請求項３に記載された自走式掃除機において、
   　前記係止部は、前記掃除機本体の前部側の一部を係止し、前記案内手段は、前記掃除機本体の後部側に設けられていることを特徴とする自走式掃除機。
6. 　請求項１から請求項５のいずれかに記載された自走式掃除機において、
   　前記格納装置は、前記掃除機本体に充電するための充電手段を有し、
   　前記係止部が前記充電手段から前記掃除機本体に向かって給電する給電端子として機能することを特徴とする自走式掃除機。
7. 　請求項６に記載された自走式掃除機において、
   　前記充電手段は、前記係止部に接触して給電可能な給電部を有し、
   　前記給電部は、前記掃除機本体を吊り上げる前の係止位置にある前記係止部に接触可能な第１端子と、前記掃除機本体を吊り上げた後の格納位置にある前記係止部に接触可能な第２端子と、を有して構成されていることを特徴とする自走式掃除機。
8. 　請求項１から請求項７のいずれかに記載された自走式掃除機において、
   　前記格納装置は、前記掃除機本体が吊り上げ可能な所定位置にあるか否かを検知する検知手段を有し、
   　前記昇降手段は、前記検知手段による検知に基づき、前記掃除機本体が所定位置にくるまでは前記係止部を退避位置に下降させ、前記掃除機本体が所定位置にきた時に前記係止部を係止位置まで上昇させることを特徴とする自走式掃除機。
9. 　請求項１から請求項８のいずれかに記載された自走式掃除機において、
   　前記昇降手段は、前記掃除機本体に対し後方かつ上方に向かう傾斜方向に沿って前記係止部を昇降させることを特徴とする自走式掃除機。
10. 　請求項１から請求項９のいずれかに記載された自走式掃除機において、
    　前記係止部は、前記掃除機本体に向かって延びる延出片を有し、この延出片の上面には、円弧状に凹んだ係止凹部が形成され、
    　前記掃除機本体の一部には、前記係止凹部よりも小径な円柱状に形成されて前記係止凹部に係止される被係止部が設けられていることを特徴とする自走式掃除機。

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