WO2020158513A1 - 移動型空気清浄機 - Google Patents

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WO2020158513A1
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mobile air
air cleaner
mode
person
propulsive force
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French (fr)
Inventor
梓 網野
浩平 京谷
小谷　正直
大平　昭義
健太郎 佐野
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/003—Ventilation in combination with air cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a mobile air cleaner.
  • the mobile air purifier can be moved to a place where the air is dirty in the house for cleaning. That is, the mobile air purifier can clean a wide space by moving between rooms.
  • the mobile air purifier has the advantage that it can be cleaned with a small amount of air and noise because it can be moved to a dirty place for cleaning.
  • JP-A-2016-220174 paragraphs 0589, 0591, etc.
  • JP-A-2005-181778 paragraph 0031 etc.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2013-230294 paragraphs 0044 to 0046, FIG. 5, etc.
  • a mode in which a mobile air cleaner operates while a person is sleeping is called a sleep mode.
  • Vibration noise is generated when the mobile air purifier gets over the cable or rides on the carpet in the sleep mode. Since the user is sleeping, the vibration noise may be felt as noise.
  • the mobile air purifier runs in the dark with the lights off, which may hit the user walking indoors.
  • Patent Document 1 describes that when the user sets the manner mode (sleep mode), the volume and exhaust volume generated from the robot cleaner are reduced.
  • the robot cleaner automatically determines that the user is sleeping. Then, the automatic setting to the manner mode state is described.
  • Patent Document 2 describes that, in the case of "night” and “dark”, it is highly possible that a person is sleeping, so that the operation mode is set to "quiet” and the message volume is set to "low”. ..
  • Patent Document 3 describes switching the operation mode to the silent mode when the self-propelled cleaner detects the presence of a person within the proximity limit by a human sensor or the like.
  • Patent Documents 1 to 3 describe the sleep mode of the mobile air cleaner, they do not describe the sound generated during the sleep mode. Further, Patent Documents 1 to 3 do not describe a configuration for notifying the presence of a mobile air cleaner in the sleep mode.
  • the present invention was created in view of the above situation, and an object thereof is to provide a mobile air cleaner that can suppress the sound generated in the sleep mode.
  • formula air cleaner of this invention WHEREIN: The wheel which moves a housing
  • Determining means for determining the first mode or the second mode in which the driving sound is smaller than the first mode, and the maximum propulsive force of the drive motor in the case of the second mode, in the case of the first mode
  • a propulsive force setting means for setting a predetermined propulsive force smaller than the maximum propulsive force of the drive motor.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line II of FIG. 2.
  • the block diagram of the control structure of a mobile air cleaner. The figure which shows the change of the drive propulsion force with respect to time when a mobile air cleaner climbs over a step.
  • FIG. 5 is a travel control flow chart in a sleep mode of the mobile air cleaner. Control flow of people's alerting means in sleep mode.
  • FIG. 1 shows a mobile air cleaner 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a top view of the mobile air cleaner 1 of the embodiment.
  • FIG. 3 shows a II cross section of FIG.
  • the mobile air cleaner 1 has a normal mode (first mode) and a sleep mode (second mode).
  • the normal mode is a mode in which air purification is performed while traveling in the daytime.
  • the sleep mode is a mode in which the rotation speed of the fan (centrifugal impeller 6) is reduced during nighttime sleep to clean the air.
  • the mobile air cleaner 1 travels while avoiding a step in order to suppress vibration noise of the vehicle body when passing through the step.
  • the maximum value of the driving propulsive force of the traveling wheels is limited so that the step cannot be climbed.
  • the mobile air cleaner 1 By suppressing the operating noise, that is, suppressing the noise of the fan and suppressing the vibration noise, it becomes difficult to know where the mobile air cleaner 1 is in the room. Therefore, it is equipped with a means 11c for alerting people (FIG. 6).
  • a person's attention calling means for example, an LED or the like
  • the mobile air cleaner 1 has a substantially columnar vehicle body 1H.
  • the vehicle body 1H of the mobile air cleaner 1 includes a blower unit 1w, a traveling unit 1r, a filter 3, sensors (11b and 11d), a human attention unit 11c, a control board 5a, and a storage battery 5b. , And an exterior cover 2 that contains them.
  • An upper lid 2f that can be opened and closed is attached to the upper surface of the exterior cover 2.
  • the upper lid 2f When replacing the filter 3, the upper lid 2f can be opened and the filter handle 3h (FIG. 3) can be gripped to lift the filter 3.
  • a vehicle body suction port 2i is provided on the entire upper surface of the exterior cover 2 along the entire circumference.
  • the vehicle body suction port 2i may be provided in a part of the side portion of the mobile air cleaner 1.
  • FIG. 4A shows a side view of the mobile air cleaner 1
  • FIG. 4B shows a II-II cross section of FIG. 4A
  • FIG. 4C shows a III-III cross section of FIG. 4A.
  • a vehicle body outlet 2o is provided at the bottom of the vehicle body 1H.
  • the intake port 2i provided on the entire circumference of the side sucks the air in the room from the entire circumference of the side.
  • the air cleaned by removing dust and the like by the filter 3 is discharged downward from the lower discharge port 2o as shown by an arrow ⁇ 2 in FIG.
  • the blower unit 1w shown in FIG. 3 has a centrifugal impeller 6, an impeller motor 6m, and a scroll 7.
  • the impeller motor 6m is arranged coaxially with the centrifugal impeller 6 and drives the centrifugal impeller 6.
  • the centrifugal impeller 6 is arranged substantially upward. By rotating, the centrifugal impeller 6 sucks air from the upper side to the lower side through the suction port 6i and discharges the air downward through the discharge port 2o (arrow ⁇ 2 in FIG. 3).
  • the suction port 6i means the upper end surface 6h1 (FIG. 3) of the blade 6h of the centrifugal impeller 6.
  • the scroll 7 is provided in a spiral shape on the outer circumference of the centrifugal impeller 6 in a top view.
  • FIG. 5 shows a rear view of the mobile air cleaner 1.
  • the traveling means 1r shown in FIGS. 3 and 5 has left/right wheels 9s1 and 9s2, wheel motors 9m1 and 9m2 (see FIG. 3), and rear wheels 9k. Wheel motors 9m1 and 9m2 drive left and right wheels 9s1 and 9s2, respectively.
  • the mobile air cleaner 1 is provided with a pair of left and right wheels 9s1 and 9s2 and a rear wheel 9k protruding downward.
  • the left and right wheels 9s1 and 9s2 are driving wheels, and the rear wheel 9k is a driven wheel.
  • Belts are used as power transmission means from the wheel motors 9m1 and 9m2 to the left and right wheels 9s1 and 9s2, respectively. Power from the wheel motors 9m1 and 9m2 is transmitted to the left and right wheels 9s1 and 9s2 via pulleys (not shown), respectively.
  • the rear wheel 9k is fixed to the lower plate 2s (see FIG. 3) via casters (not shown).
  • the casters are rotatably held by the lower plate 2s.
  • the filter 3 shown in FIGS. 3 and 4B has a pre-filter for removing dust with a large particle size, a HEPA filter for removing dust with a small particle size, and a deodorizing filter for removing odorous components. Is configured.
  • the filter 3 is provided inside the vehicle body inlet 2i in a substantially circumferential shape when viewed from above. As shown in FIG. 3, the filter 3 is provided on the upper side of the vehicle body 1H in the height direction.
  • the filter 3 may be continuously provided in an annular shape as long as it is provided in the upper portion of the vehicle body 1H, or may be intermittently provided so as to present an annular shape.
  • the filter 3 is provided on the side of the vehicle body 1H, and the air flow (arrow ⁇ 1 in FIG. 3) is deflected at a substantially right angle so that the suction port 6i (FIG. 3) of the centrifugal impeller 6 faces upward. Is flowing into. That is, the air that has passed through the filter 3 is deflected at a substantially right angle (downward in the vertical direction) and flows into the suction port 6i of the centrifugal impeller 6.
  • the lower end surface 3a (see FIG. 3) of the filter 3 arranged on the side of the mobile air cleaner 1 is arranged above the lower end surface 6h2 of the impeller 6h of the centrifugal impeller 6.
  • FIG. 6 shows a lower perspective view of the mobile air cleaner 1.
  • a human attention calling means 11c for calling attention of a person is provided so as to project downward. That is, the human attention calling means 11c is provided at a position where it is not directly visible.
  • the LED of the person alerting means 11c blinks or lights up.
  • the LED of the person alerting means 11c is provided so as to project downward, so that it blinks or lights toward the floor Y. Therefore, the silhouette of the mobile air cleaner 1 can be raised in the dark without dazzling the user.
  • the human attention calling means 11c such as an LED may be provided at a position on the vehicle body 1H other than the bottom plate 2t as long as it is provided downward.
  • Control system The control board 5a shown in FIG. 3 is supplied with power from the storage battery 5b.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the control configuration of the mobile air cleaner 1.
  • a microcomputer and various circuits are mounted on the control board 5a.
  • the mobile air cleaner 1 includes an action control unit 11 and an operation control unit 12.
  • the behavior control unit 11 determines the control of the mobile air cleaner 1 based on the information of the sensors (11b, 11d) and the like.
  • the operation control unit 12 controls each component of the mobile air cleaner 1 based on the information from the action control unit 11.
  • the behavior control unit 11 has a computing device 11a to which the information of the human detection means 11b and the dust sensor 11d is input.
  • the person alerting means 11c is blinked or turned on by the arithmetic unit 11a.
  • the arithmetic unit 11a is composed of hardware and software.
  • the arithmetic unit 11a may be configured by a circuit (only hardware).
  • the human detection means 11b is composed of an ultrasonic sensor, an infrared camera, a laser sensor, a ToF sensor, etc., and is installed in the vehicle body 1H.
  • the infrared camera detects obstacles.
  • the ToF sensor measures the distance to the obstacle.
  • the human alerting means 11c is composed of LEDs.
  • the LED of the person alerting means 11c blinks or lights toward the floor Y to notify the user of the presence of the mobile air cleaner 1.
  • the dust sensor 11d detects dust.
  • an odor sensor (not shown) that detects odor may be used as the sensor.
  • the operation control unit 12 has an arithmetic unit 12a, left and right wheel torque designating means 12b, and left and right wheel rotation detecting means 12c.
  • the impeller motor 6m, the left/right wheel motors 9m1 and 9m2, and the display unit s2 are controlled by the arithmetic unit 12a.
  • the arithmetic unit 12a is composed of hardware and software.
  • the arithmetic unit 11a may be configured by a circuit (only hardware).
  • the left and right wheel torque designating means 12b is a torque control driver, and applies a current corresponding to a predetermined torque to the left and right wheel motors 9m1 and 9m2.
  • the left/right wheel rotation detecting means 12c is an encoder, a hall element, etc., and is built in the left/right wheel motors 9m1 and 9m2.
  • the left/right wheel rotation detecting means 12c may be provided outside the left/right wheel motors 9m1 and 9m2.
  • Information of the left/right wheel rotation detection means 12c is input to the arithmetic unit 12a.
  • the left and right wheel motors 9m1 and 9m2 are controlled by the arithmetic unit 12a via the left and right wheel torque designating means 12b.
  • the display unit s2 displays the operation and operation of the mobile air cleaner 1.
  • Information on the motion control unit 12 and the action control unit 11 is displayed on the display unit s2.
  • the mobile air cleaner 1 purifies the air in the room by passing through the filter 3 while autonomously traveling.
  • the mobile air cleaner 1 has the normal mode and the sleep mode.
  • the rotation speed of the centrifugal impeller 6 is reduced to suppress the driving noise so as not to disturb the sleep of the user.
  • the operation unit 1S of the mobile air cleaner 1 is arranged on the upper surface of the vehicle body 1H behind the upper lid 2f.
  • the operation unit 1S has an operation button s1 and a display unit s2.
  • the wiring connected to the operation button s1 of the operation unit 1S and the display unit s2 is connected to the control board 5a (see FIG. 3).
  • FIG. 8 shows a change in drive propulsive force with respect to time when the mobile air cleaner 1 gets over the step Y1.
  • the horizontal axis of FIG. 8 represents time, and the vertical axis of FIG. 8 represents drive propulsion force (torque).
  • the driving propulsive force of the left and right wheels 9s1 and 9s2 rapidly increases. Then, after overcoming the step Y1, the drive propulsion force decreases to the same extent as the drive propulsion force before reaching the step Y1.
  • FIG. 9 shows a change in drive propulsion force with respect to time when the mobile air cleaner 1 limits the maximum drive propulsion force by setting the sleep mode.
  • the horizontal axis of FIG. 9 represents time, and the vertical axis of FIG. 9 represents drive propulsion force.
  • the step having the step overpass propulsion force fa cannot be overridden. That is, when the rest mode is set and the maximum drive propulsion force is smaller than the maximum drive propulsion force in the normal mode, only a step up to a height corresponding to the limited maximum drive propulsion force f1 can be overcome.
  • the maximum driving propulsion force is set by the left and right wheel torque designating means 12b in the sleep mode so as not to get over a step (for example, a cord, a carpet, etc.) that causes a sound when the step gets over.
  • (Maximum torque) f1 is set.
  • FIG. 10 shows a schematic diagram when the left and right wheels 9s1 and 9s2 of the mobile air cleaner 1 pass over the step Y1.
  • the step Y1 has a height h from the floor Y.
  • the left/right wheels 9s1 and 9s2 contact the step Y1 at the point P, the left/right wheels 9s1 and 9s2 contact the floor Y at the point A.
  • the left and right wheels 9s1 and 9s2 have a radius r and are at the center O.
  • the drive propulsive force F that the mobile air purifier 1 overcomes the step Y1 is the weight (mg of the mobile air purifier 1 in which a clockwise moment due to the drive propulsive force F around the point P is applied to the left and right wheels 9s1 and 9s2. ), which is larger than the counterclockwise moment, is represented by the following equation (1).
  • the floor Y on which the mobile air cleaner 1 can travel in the sleep mode is, for example, a smooth and hard floor that does not generate noise during traveling.
  • Drive propulsion force on smooth and hard floor ⁇ Maximum drive propulsion force f1 during sleep mode ⁇ Drive propulsion force over set step height (carpet, cable, etc.) (2)
  • set step height for example, about 2 to 3 mm can be considered.
  • the set step height can be arbitrarily determined.
  • the driving force of formula (2) is due to the left and right wheels 9s1 and 9s2. That is, the driving propulsive force of the equation (2) is the sum of the driving propulsive forces of the left and right wheels 9s1 and 9s2.
  • FIG. 11 shows a travel control flow in the sleep mode of the mobile air cleaner 1.
  • the control in the sleep mode is mainly performed by the arithmetic unit 11a of the behavior control unit 11 and the arithmetic unit 12a of the motion control unit 12.
  • the arithmetic unit 11a determines whether or not the sleep mode is set (step S11 in FIG. 11). When it is not the sleep mode (No in step S11), the mode is shifted to the normal mode (step S12).
  • the arithmetic unit 12a uses the left and right wheel torque designating means 12b to change the maximum drive propulsive force (maximum drive torque) of the left and right wheels 9s1 and 9s2 to the sleep mode setting. .. Further, the arithmetic unit 12a changes the rotation speed of the centrifugal impeller 6 to the sleep mode setting (step S13). Then, the mobile air cleaner 1 randomly moves under the control of the arithmetic unit 12a (step S14).
  • the arithmetic unit 11a determines whether or not to shift to the normal mode (step S15). When it is determined to shift to the normal mode (Yes in step S15), the shift to the normal mode (step S12) is performed.
  • step S15 When it is not determined to shift to the normal mode (No in step S15), the process proceeds to step S16.
  • step S16 the arithmetic unit 11a determines whether or not the operation is stopped.
  • step S16 When the stop button (not shown) is pressed and it is determined to be stopped (Yes in step S16), the operation is stopped. When it is determined that the operation is not stopped (No in step S16), the process proceeds to step S17.
  • step S17 When the left and right wheels 9s1 and 9s2 contact a step Y1 (Fig. 10) that is larger than the set maximum driving propulsion force f1 during random movement, the maximum driving propulsion force f1 is limited and you cannot get over it. Therefore, the mobile air cleaner 1 is stuck (stuck) on the spot. Therefore, the left/right wheel rotation detecting means 12c detects that the left/right wheels 9s1 and 9s2 have stopped rotating for a certain period of time (step S17).
  • step S17 When the stoppage of the left/right wheels 9s1 and 9s2 is detected for a certain period of time (Yes in step S17), the arithmetic units 11a and 12a determine that they are in the stuck state, and the arithmetic unit 12a first performs the back travel (step S18). After that, the mobile air cleaner 1 changes direction (changes direction) (step S19) and returns to random movement (step S14).
  • step S17 when the stop of the rotation of the left/right wheels 9s1 and 9s2 is not detected in step S17 (No in step S17), the random movement (step S14) is continued.
  • the above is the travel control in the sleep mode.
  • a step of determining transition to the normal mode or a step of determining stop may be provided in another flow.
  • a step of determining transition to the normal mode or a step of determining stop may be provided in another flow.
  • the mobile air cleaner 1 runs while avoiding the step Y1.
  • the mobile air cleaner 1 can avoid the vibration that occurs when climbing over the step Y1 and can keep quiet during the sleep mode.
  • a human attention calling means 11c is provided at the center of the bottom plate 2t (see FIG. 6) of the mobile air cleaner 1.
  • the LED as the person alerting means 11c blinks or emits light to illuminate the floor Y below the mobile air cleaner 1.
  • the silhouette of the mobile air cleaner 1 is highlighted in the dark, and the user is alerted.
  • FIG. 12 shows a control flow of the human alerting means 11c in the sleep mode.
  • the arithmetic unit 11a determines whether or not there is a person nearby by using the information of the person detecting means 11b (step S21 in FIG. 12).
  • step S21 of FIG. 12 When it is determined that there is a person (Yes in step S21 of FIG. 12), the arithmetic unit 12a stops the left and right wheels 9s1 and 9s2 by the wheel motors 9m1 and 9m2 and blinks the LED of the person alerting means 11c. The light is turned on (step S22). Then, it transfers to step S21.
  • step S21 When it is determined in step S21 that there is no person (No in step S21 of FIG. 12), the arithmetic unit 12a operates the left and right wheels 9s1 and 9s2 and turns off the LED of the person alerting means 11c (step S23) and the process proceeds to step S21.
  • the above is the control of the human alerting means 11c.
  • the LED of the person alerting means 11c blinks or lights up in the dark to make the silhouette of the mobile air cleaner 1 stand out.
  • the size and position of the mobile air cleaner 1 can be accurately notified without causing the user to feel glare. Therefore, it is possible to effectively alert the user to the existence of the mobile air cleaner 1 in the sleep mode.
  • centrifugal impeller 6 may be arranged so as to be inclined from upward or downward.
  • the human attention calling means 11c may be equipped with an organic EL on the surface of the vehicle body 1H instead of the LED.

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Abstract

本発明の移動型空気清浄機(１)は、車輪(９ｓ１、９ｓ２)と、車輪(９ｓ１、９ｓ２)を駆動する駆動用モータ(９ｍ１、９ｍ２)と、吸入口(２ｉ)から吸入された室内の空気中の塵埃を除去するフィルタ(３)と、フィルタ(３)を通過した空気の流れの下流側に設けられるファン(６)と、塵埃が除去された空気を排出する排出口(２ｏ)と、駆動用モータ(９ｍ１、９ｍ２)を制御する制御装置(５ａ)と、第１モードか第２モードかを判定する判定手段(１１ａ)と、前記第２モードの場合に駆動用モータ(９ｍ１、９ｍ２)の最大推進力を、前記第１モードの場合の駆動用モータ(９ｍ１、９ｍ２)の最大推進力より小さい所定の推進力に設定する推進力設定手段(１２ｂ)とを備える。

Description

移動型空気清浄機
　本発明は、移動型空気清浄機に関する。
　従来の据え置き型の空気清浄機は固定して設置されるため、室内の空気の澱み箇所を清浄にできず、澱み箇所を清浄化するためには電力消費が大きくなる。
　これに対して、移動型の空気清浄機は、家の中で空気の汚れた所に移動して清浄にできる。つまり、移動型の空気清浄機は、部屋間を移動することにより広い空間の清浄が可能である。
　また、移動型の空気清浄機は、空気の汚れた所に移動して清浄にできるため、小風量かつ静音で清浄可能であるというメリットがある。
特開２０１６－２２０１７４号公報（段落０５８９、０５９１等） 特開２０１５－１８１７７８号公報（段落００３１等） 特開２０１３－２３０２９４号公報（段落００４４～００４６、図５等）
　ところで、移動型の空気清浄機は、人が就寝中に動作するケースがある。人が就寝中に移動型の空気清浄機が動作するモードをお休みモードと称す。
　お休みモードの場合に移動型の空気清浄機がケーブルを乗り越えたり、絨毯に乗り上げる場合に振動音が発生する。利用者は就寝中なので、振動音を騒音と感じる場合がある。
　また、お休みモードでは、照明が消された暗がりで移動型の空気清浄機が走行するため、室内を歩く利用者に当たるおそれがある。
　特許文献１には、マナーモード（お休みモード）設定を利用者が行った場合、ロボットクリーナーから発生する音量や排気量を下げることが記載されている。
　利用者の事前設定モードとして“就寝中の掃除許可（マナーモード）”を利用者が設定した際、夜中に部屋の照明が消灯状態の場合、ロボットクリーナーは利用者が就寝中と自動的に判断してマナーモード状態に自動的に設定することが記載されている。
　特許文献２には、「夜」および「暗い」場合は、人が寝ている可能性が高いため、運転モードは「静か」、メッセージ音量は「小」に設定されているとの記載がある。
　特許文献３には、自走式掃除機が人感センサ等で近接限界内に人が存在することを感知すると、運転モードを静音モードに切り替えることが記載されている。
　しかし、特許文献１～３には、移動型の空気清浄機のお休みモードに係る記載はあるものの、お休みモード時に発生する音については記載がない。
　また、特許文献１～３には、お休みモード時における移動型の空気清浄機の存在を知らせる構成については記載がない。
　本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、お休みモード時に発生する音を抑制できる移動型空気清浄機の提供を目的とする。
　前記課題を解決するため、本発明の移動型空気清浄機は、筐体を移動させる車輪と、前記車輪を駆動する駆動用モータと、前記筐体内に配置され吸入口から吸入された室内の空気中の塵埃を除去するフィルタと、前記フィルタを通過した空気の流れの下流側に設けられるファンと、前記塵埃が除去された空気を排出する排出口と、前記駆動用モータを制御する制御装置と、第１モードか、前記第１モードよりも運転音が小さい第２モードかを判定する判定手段と、前記第２モードの場合に前記駆動用モータの最大推進力を、前記第１モードの場合の前記駆動用モータの最大推進力より小さい所定の推進力に設定する推進力設定手段とを備えている。
　本発明によれば、お休みモード時に発生する音を抑制できる移動型空気清浄機を提供することができる。
本発明に係る実施形態の移動型空気清浄機の斜視図。 実施形態の移動型空気清浄機の上面図。 図２のＩ－Ｉ断面図。 実施形態の移動型空気清浄機の側面図。 図４ＡのII－II断面図。 図４ＡのIII－III断面図。 移動型空気清浄機の後面図。 移動型空気清浄機の下方斜視図。 移動型空気清浄機の制御構成のブロック図。 移動型空気清浄機が段差を乗り越えたときの時刻に対する駆動推進力の変化を示す図。 移動型空気清浄機がお休みモードの設定によって最大駆動推進力に制限をかけたときの時刻に対する駆動推進力の変化を示す図。 移動型空気清浄機の左・右車輪が段差を乗り越える際の模式図。 移動型空気清浄機におけるお休みモード時の走行制御フロー図。 お休みモード時の人注意喚起手段の制御フロー。
　以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１に、本発明に係る実施形態の移動型空気清浄機１を示す。
　図２に、実施形態の移動型空気清浄機１の上面図を示す。
　図３に、図２のＩ－Ｉ断面を示す。
　本発明の実施形態の移動型空気清浄機１は、通常モード（第１モード）とお休みモード（第２モード）とを有している。
　通常モードとは、昼間に走行しつつ空気清浄を行うモードである。
　お休みモードとは、夜間の睡眠中にファン（遠心羽根車６）の回転速度を落とし、空気清浄を行うモードである。
　お休みモード時、移動型空気清浄機１は、段差を通過する際の車体の振動音を抑えるために段差を回避する走行を行う。具体的には、お休みモード中は、走行車輪の駆動推進力の最大値に制限をかけ、段差を上れなくする。
　運転音を抑えることで、すなわちファンの音を抑えて振動音を抑えることで、移動型空気清浄機１が部屋のどこにいるか分るずらくなる。そのため、人への注意喚起手段１１ｃ（図６）を搭載している。お休みモード中に人が接近すると、人注意喚起手段（例えばＬＥＤ等）を点滅または点灯させ注意喚起を行う。
　図１、図２に示すように、移動型空気清浄機１は、略円柱形状の車体１Ｈを有している。
　図３に示すように、移動型空気清浄機１の車体１Ｈは、送風手段１ｗ、走行手段１ｒ、フィルタ３、センサ（１１ｂ、１１ｄ）、人注意喚起手段１１ｃ、制御基板５ａ、および蓄電池５ｂと、これらを内包する外装カバー２とにより構成されている。
　外装カバー２の上面には、開閉自在な上蓋２ｆが付いている。
　フィルタ３を交換する際には、上蓋２ｆを開け、フィルタ持ち手部３ｈ（図３）を把持してフィルタ３を持ち上げることができる。
　図１、図２に示すように、外装カバー２の上方側面には、全周に車体吸入口２ｉが設けられている。なお、車体吸入口２ｉは、移動型空気清浄機１の側部の一部に設けてもよい。
　図４Ａに、移動型空気清浄機１の側面図を示し、図４Ｂに図４ＡのII－II断面を示し、図４Ｃに図４ＡのIII－III断面を示す。
　図４Ｃに示すように、車体１Ｈの下部には、車体排出口２ｏが設けられている。
　図３の矢印α１に示すように、側方の全周に設けられた吸入口２ｉは、室内の空気を側方の全周から吸い込む。フィルタ３で塵埃等が除去され清浄にされた空気は、図３の矢印α２に示すように、下部の排出口２ｏから下方に向けて排出される。
　図３に示す送風手段１ｗは、遠心羽根車６と羽根車用モータ６ｍとスクロール７とを有している。
　羽根車用モータ６ｍは、遠心羽根車６と同軸に配置され、遠心羽根車６を駆動する。
　遠心羽根車６は、略上向きに配置されている。遠心羽根車６は、回転することで吸入口６ｉを介して上方から下方へ空気を吸い込み、排出口２ｏを介して下方に排出する（図３の矢印α２）。なお、吸入口６ｉとは、遠心羽根車６の羽根６ｈの上端面６ｈ１（図３）をいう。
　図４Ｃに示すように、スクロール７は、上面視で遠心羽根車６の外周に渦巻き状に設けられている。
　図５に、移動型空気清浄機１の後面図を示す。
　図３、図５に示す走行手段１ｒは、左・右車輪９ｓ１、９ｓ２と車輪モータ９ｍ１、９ｍ２（図３参照）と後方車輪９ｋとを有している。車輪モータ９ｍ１、９ｍ２は、それぞれ左・右車輪９ｓ１、９ｓ２を駆動する。
　移動型空気清浄機１には、一対の左・右車輪９ｓ１、９ｓ２と後方車輪９ｋとが下方に突出して設けられている。左・右車輪９ｓ１、９ｓ２は、駆動輪であり、後方車輪９ｋは、従動輪である。
　車輪モータ９ｍ１、９ｍ２から左・右車輪９ｓ１、９ｓ２それぞれへの動力伝達手段としてベルトを用いている。車輪モータ９ｍ１、９ｍ２からの動力は、それぞれプーリ（図示せず）を介して左・右車輪９ｓ１、９ｓ２に伝達される。
　後方車輪９ｋはキャスタ（図示せず）を介して下板２ｓ（図３参照）に固定されている。キャスタは下板２ｓに回転可能に保持されている。
　図３、図４Ｂに示すフィルタ３は、粒径の大きい塵埃を除去するためのプレフィルタ、粒径の小さい塵埃を除去するためのＨＥＰＡフィルタ、および臭い成分を除去するための脱臭フィルタを有して構成されている。
　フィルタ３は、車体吸入口２ｉの内側に、上面視で略円周状に設けられている。図３に示すように、フィルタ３は、高さ方向には車体１Ｈの上部側方に設けられている。
　なお、フィルタ３は、車体１Ｈの上側部に設けられれば、環状に連続して設けてもよいし、環状を呈するように間欠的に設けてもよい。
　＜フィルタ３と遠心羽根車６の配置＞
　移動型空気清浄機１では、フィルタ３を車体１Ｈの側方に設け、空気の流れ（図３の矢印α１）を略直角に偏向して上向きの遠心羽根車６の吸入口６ｉ（図３）に流入させている。つまり、フィルタ３を通過した空気は、略直角（鉛直方向下方）に偏向されて遠心羽根車６の吸入口６ｉに流入する。
　また、移動型空気清浄機１の側部に配置されたフィルタ３の下端面３ａ（図３参照）は、遠心羽根車６の羽根車６ｈの下端面６ｈ２より上方に配置されている。
　図６に、移動型空気清浄機１の下方斜視図を示す。
　移動型空気清浄機１の底板２ｔのほぼ中央に、人の注意を喚起する人注意喚起手段１１ｃが下方に突出して設けられている。つまり、人注意喚起手段１１ｃは直接目視されない位置に設けられている。
お休みモード時、暗闇の中で人が近づくと人注意喚起手段１１ｃのＬＥＤが点滅または点灯する。
　人注意喚起手段１１ｃのＬＥＤは下方に突出して設けられるので床Ｙに向けて点滅または点灯する。そのため、利用者にまぶしくなく暗闇の中で移動型空気清浄機１のシルエットを浮き上がらせられる。なお、ＬＥＤ等の人注意喚起手段１１ｃは、下方に向けて設ければ、底板２ｔ以外の車体１Ｈの箇所に設けてもよい。
＜制御系＞
　図３に示す制御基板５ａは、蓄電池５ｂから電源が供給されている。
　図７に、移動型空気清浄機１の制御構成をブロック図に示す。
　制御基板５ａには、マイコンと各種回路とが実装されている。
　移動型空気清浄機１は、行動制御部１１と動作制御部１２とを備えている。行動制御部１１は、センサ（１１ｂ、１１ｄ）の情報等を基に移動型空気清浄機１の制御を決定する。動作制御部１２は、行動制御部１１からの情報を基に、移動型空気清浄機１の各構成要素を制御する。
　＜行動制御部１１＞
　行動制御部１１は、人検知手段１１ｂとほこりセンサ１１ｄの情報が入力される演算装置１１ａを有している。人注意喚起手段１１ｃは、演算装置１１ａにより点滅または点灯される。
　演算装置１１ａは、ハードウェアとソフトウェアで構成される。なお、演算装置１１ａは回路（ハードウェアのみ）で構成してもよい。
　人検知手段１１ｂは、超音波センサ、赤外線カメラ、レーザセンサ、ＴｏＦセンサ等で構成され、車体１Ｈに設置されている。赤外線カメラは障害物を検知する。ＴｏＦセンサは障害物との距離を測定する。
　前記したように、人注意喚起手段１１ｃは、ＬＥＤで構成されている。人注意喚起手段１１ｃのＬＥＤは、床Ｙに向けて点滅または点灯して移動型空気清浄機１の存在を利用者に知らせる。ほこりセンサ１１ｄは、塵埃を検知する。
　なお、センサとして他に、においを検知するにおいセンサ（図示せず）等を用いてもよい。
　＜動作制御部１２＞
　動作制御部１２は、演算装置１２ａと左右車輪トルク指定手段１２ｂと左・右車輪回転検出手段１２ｃとを有している。
　羽根車用モータ６ｍ、左・右車輪モータ９ｍ１，９ｍ２、および表示部ｓ２は、演算装置１２ａで制御される。
　演算装置１２ａは、ハードウェアやソフトウェアで構成される。なお、演算装置１１ａは回路（ハードウェアのみ）で構成してもよい。
　左右車輪トルク指定手段１２ｂは、トルク制御ドライバであり、所定のトルクに応じた電流を左・右車輪モータ９ｍ１，９ｍ２に流す。
　左・右車輪回転検出手段１２ｃは、エンコーダやホール素子等であり、左・右車輪モータ９ｍ１，９ｍ２に内蔵されている。なお、左・右車輪回転検出手段１２ｃは、左・右車輪モータ９ｍ１，９ｍ２の外部に設けてもよい。
　左・右車輪回転検出手段１２ｃの情報は、演算装置１２ａに入力される。左・右車輪モータ９ｍ１，９ｍ２は、演算装置１２ａによって左右車輪トルク指定手段１２ｂを介して制御される。
　表示部ｓ２は、移動型空気清浄機１の運転や操作の表示を行う。表示部ｓ２には、動作制御部１２や行動制御部１１の情報が表示される。表示部ｓ２は、例えば７セグメントの液晶ディスプレイが使用される。
　上記構成により、移動型空気清浄機１は、自律走行しながら部屋の空気をフィルタ３を通過させて清浄にする。
　前記したように、移動型空気清浄機１は通常モードとお休みモードとを有している。お休みモード中は利用者の睡眠を妨げないように、遠心羽根車６の回転速度を低下させて運転音を抑える制御を行う。
　＜操作部１Ｓ＞
　図１に示すように、移動型空気清浄機１の操作部１Ｓは上蓋２ｆの後方の車体１Ｈの上面に配設されている。
　操作部１Ｓは、操作釦ｓ１と表示部ｓ２とを有している。操作部１Ｓの操作釦ｓ１と表示部ｓ２とに接続される配線は、制御基板５ａ（図３参照）に接続されている。
　＜左・右車輪９ｓ１、９ｓ２の駆動推進力と段差＞
　移動型空気清浄機１は床Ｙの段差Ｙ１（図１０）を回避する走行を行う。
　そこで、左・右車輪９ｓ１、９ｓ２が段差Ｙ１を乗り越える際の駆動推進力について説明する。
　図８に、移動型空気清浄機１が段差Ｙ１を乗り越えたときの時刻に対する駆動推進力の変化を示す。図８の横軸に時刻をとり、図８の縦軸に駆動推進力（トルク）をとっている。
　段差Ｙ１を乗り越える際、左・右車輪９ｓ１、９ｓ２の駆動推進力は急激に上昇する。そして、段差Ｙ１を乗り越えた後には駆動推進力は段差Ｙ１に至る前の駆動推進力と同程度まで低下する。
　図８より、左・右車輪９ｓ１、９ｓ２が段差Ｙ１に接触した場合、駆動推進力が段差乗り越え駆動推進力ｆａを超えると車体１Ｈは段差を乗り越えることができることが分る。
　図９に、移動型空気清浄機１がお休みモードの設定によって最大駆動推進力に制限をかけたときの時刻に対する駆動推進力の変化を示す。図９の横軸に時刻をとり、図９の縦軸に駆動推進力をとっている。
　お休みモード時に最大駆動推進力ｆ１を段差乗り越え駆動推進力ｆａ（図８）より小さく設定することで、段差乗り越え駆動推進力ｆａをもつ段差は乗り越えられなくなる。
　すなわち、お休みモードの設定により、通常モードの最大駆動推進力より小さい最大駆動推進力に制限すると、制限された最大駆動推進力ｆ１に応じた高さまでの段差のみ乗り越え可能となる。
　そこで、移動型空気清浄機１では、段差乗り越え時に音が発生するような段差（例えばコード、じゅうたん等）を乗り越えないように、お休みモード時は、左右車輪トルク指定手段１２ｂによって最大駆動推進力（最大トルク）ｆ１を設定する。
　＜段差Ｙ１乗り越え時の左・右車輪９ｓ１、９ｓ２の駆動推進力＞
　次に、段差Ｙ１乗り越え時の左・右車輪９ｓ１、９ｓ２の駆動推進力について説明する。
　図１０に、移動型空気清浄機１の左・右車輪９ｓ１、９ｓ２が段差Ｙ１を乗り越える際の模式図を示す。
　段差Ｙ１は床Ｙからの高さｈをもつ。左・右車輪９ｓ１、９ｓ２が段差Ｙ１に点Ｐで当接した際、左・右車輪９ｓ１、９ｓ２は、点Ａで床Ｙと接触する。
　左・右車輪９ｓ１、９ｓ２は半径ｒをもち、中心Ｏである。
　移動型空気清浄機１が段差Ｙ１を乗り越える駆動推進力Ｆは、点Ｐ周りの駆動推進力Ｆによる時計周りのモーメントが左・右車輪９ｓ１、９ｓ２に加わる移動型空気清浄機１の重量（ｍｇ）による反時計周りのモーメントより大きいという関係から、下式（１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　移動型空気清浄機１がお休みモードで走行可能な床Ｙは、例えば走行時に音が発生しない滑らかな硬い床とする。音が発生しない滑らかな硬い床は、転がり抵抗（＝左・右車輪９ｓ１、９ｓ２による駆動推進力）が小さい。
　そして、下式（２）の関係が成立する。
滑らかな硬い床での駆動推進力＜お休みモード時の最大駆動推進力ｆ１＜設定段差高さ（絨毯、ケーブル等）の乗越え駆動推進力　　　　　　（２）
　設定段差高さとしては、一例として例えば２～３ｍｍ程度が考えられる。なお、設定段差高さは任意に決定できる。
　式（２）の駆動推進力は左・右車輪９ｓ１、９ｓ２によるものである。つまり、式（２）の駆動推進力は左・右車輪９ｓ１、９ｓ２それぞれの駆動推進力の和である。
　＜お休みモード時の走行制御フロー＞
　次に、移動型空気清浄機１におけるお休みモード時の走行制御の流れについて説明する。
　図１１に、移動型空気清浄機１におけるお休みモード時の走行制御フローを示す。
　お休みモード時の制御は、主に行動制御部１１の演算装置１１ａと、動作制御部１２の演算装置１２ａとで行われる。
　移動型空気清浄機１がスタートされると、まず、演算装置１１ａでお休みモードか否か判定される（図１１のステップＳ１１）。
　お休みモードでない場合（ステップＳ１１でＮｏ）、通常モードに移行する（ステップＳ１２）。
　お休みモードの場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、演算装置１２ａは、左右車輪トルク指定手段１２ｂを用いて、左右車輪９ｓ１、９ｓ２の最大駆動推進力（最大駆動トルク）をお休みモード設定に変更する。また、演算装置１２ａは、遠心羽根車６の回転速度をお休みモード設定に変更する（ステップＳ１３）。
　そして、移動型空気清浄機１は、演算装置１２ａの制御でランダム移動を行う（ステップＳ１４）。
　ランダム移動中、演算装置１１ａで、通常モードに移行するか否か判定される（ステップＳ１５）。
　通常モードに移行と判定された場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、通常モード（ステップＳ１２）に移行する。
　通常モードに移行と判定されない場合（ステップＳ１５でＮｏ）、ステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１６では、演算装置１１ａで、停止か否か判定される。
　停止ボタン（図示せず）が押下されて停止と判定された場合（ステップＳ１６でＹｅｓ）、停止する。
　停止でないと判定された場合（ステップＳ１６でＮｏ）、ステップＳ１７に移行する。
　ランダム移動中、設定された最大駆動推進力ｆ１より大きな段差Ｙ１（図１０）に左・右車輪９ｓ１、９ｓ２が接触すると、最大駆動推進力ｆ１が制限されているため、乗り越えることができない。そのため、移動型空気清浄機１はその場でスタック（立ち往生）する。そこで、一定時間左・右車輪９ｓ１、９ｓ２が回転を停止したことを左・右車輪回転検出手段１２ｃで検出する（ステップＳ１７）。
　一定時間左・右車輪９ｓ１、９ｓ２の停止を検出した場合（ステップＳ１７でＹｅｓ）、演算装置１１ａ、１２ａはスタック状態にあると判断し、まず演算装置１２ａによってバック走行を行う（ステップＳ１８）。
　その後、移動型空気清浄機１は方向転換（方向を変更）して（ステップＳ１９）、ランダム移動（ステップＳ１４）に復帰する。
　一方、ステップＳ１７で、左・右車輪９ｓ１、９ｓ２の回転の停止が検出されない場合（ステップＳ１７でＮｏ）、ランダム移動（ステップＳ１４）を継続する。
　以上が、お休みモード時の走行制御である。
　なお、ステップＳ１５、Ｓ１６を設けることなく、別フローで通常モードへの移行の判定のステップや、停止の判定のステップを設けてもよい。
　上記構成によれば、お休みモード時に左・右車輪９ｓ１、９ｓ２が所定以上の段差Ｙ１（図１０）に当たると、移動型空気清浄機１は、段差Ｙ１を回避して走行する。
　そのため、移動型空気清浄機１は段差Ｙ１を乗り越える際に発生する振動を回避でき、お休みモード時に静寂を保つことができる。
　＜お休みモード時の人注意喚起手段１１ｃの制御＞
　人の注意を喚起する人注意喚起手段１１ｃの制御について説明する。
　図６に示すように、移動型空気清浄機１の底板２ｔ（図６参照）の中央には、人注意喚起手段１１ｃが設けられている。
　お休みモード時に移動型空気清浄機１の近くに人がいる場合、人注意喚起手段１１ｃであるＬＥＤを点滅または発光させ、移動型空気清浄機１の下方の床Ｙを照らす。これにより、暗闇中で移動型空気清浄機１のシルエットを浮かび上がらせ、利用者に注意を喚起する。
　図１２に、お休みモード時の人注意喚起手段１１ｃの制御フローを示す。
　お休みモードが開始されると、人検知手段１１ｂの情報を用いて近くに人がいるか否か演算装置１１ａで判定される（図１２のステップＳ２１）。
　人がいると判定された場合（図１２のステップＳ２１でＹｅｓ）、演算装置１２ａが車輪モータ９ｍ１、９ｍ２により左・右車輪９ｓ１、９ｓ２を停止するとともに、人注意喚起手段１１ｃのＬＥＤを点滅または点灯する（ステップＳ２２）。その後、ステップＳ２１に移行する。
　ステップＳ２１で、人がいないと判定された場合（図１２のステップＳ２１でＮｏ）、演算装置１２ａが左・右車輪９ｓ１、９ｓ２を稼動するとともに、人注意喚起手段１１ｃのＬＥＤを消灯し（ステップＳ２３）、ステップＳ２１に移行する。
　以上が人注意喚起手段１１ｃの制御である。
　上記構成によれば、お休みモード時に人が近くにいる場合に暗闇中で人注意喚起手段１１ｃのＬＥＤを点滅または点灯して移動型空気清浄機１のシルエットを浮かび上がらせる。これにより、利用者にまぶしさを感じさせることなく、移動型空気清浄機１のサイズと位置を正確に知らせることができる。そのため、お休みモード時の移動型空気清浄機１の存在を利用者に効果的に注意喚起できる。
＜＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態では様々な構成を説明したが、各構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
２．前記実施形態では、遠心羽根車６を上向きまたは下向きに配置する場合を説明したが、上向きまたは下向きから傾けて配置してもよい。
３．なお、人注意喚起手段１１ｃは、ＬＥＤに代えて、車体１Ｈの表面に有機ＥＬを装備してもよい。
４．前記実施形態で説明した構成は、本発明の一例であり、特許請求の範囲で記載した範囲内でその他の様々な形態が可能である。
　１　　　移動型空気清浄機
　１Ｈ　　車体
　２　　　外装カバー（筐体）
　２ｉ　　本体吸入口（吸入口）
　２ｏ　　本体排出口（排出口）
　３　　　フィルタ
　６　　　遠心羽根車（ファン）
　９ｍ１　左車輪モータ（駆動用モータ）
　９ｍ２　右車輪モータ（駆動用モータ）
　９ｓ１　左車輪（車輪）
　９ｓ２　右車輪（車輪）
　１１ａ　演算装置（判定手段、点灯制御手段）
　１１ｂ　人検知手段
　１１ｃ　人注意喚起手段
　１２ａ　演算装置（制御装置）
　１２ｂ　左右車輪トルク指定手段（推進力設定手段）
　Ｙ１　　段差

Claims (4)

  1. 　筐体を移動させる車輪と、
    　前記車輪を駆動する駆動用モータと、
    　前記筐体内に配置され吸入口から吸入された室内の空気中の塵埃を除去するフィルタと、
    　前記フィルタを通過した空気の流れの下流側に設けられるファンと、
    　前記塵埃が除去された空気を排出する排出口と、
    　前記駆動用モータを制御する制御装置と、
    　第１モードか、前記第１モードよりも運転音が小さい第２モードかを判定する判定手段と、
    　前記第２モードの場合に前記駆動用モータの最大推進力を、前記第１モードの場合の前記駆動用モータの最大推進力より小さい所定の推進力に設定する推進力設定手段とを
    　備えていることを特徴とする移動型空気清浄機。
  2. 　請求項１に記載の移動型空気清浄機において、
    　人がいるかいないかを検知する人検知手段と、
    　人の注意を喚起する人注意喚起手段と、
    　前記第２モードの場合に人がいると検知された際に前記人注意喚起手段を点灯させる点灯制御手段とを
    　備えていることを特徴とする移動型空気清浄機。
  3. 　請求項１に記載の移動型空気清浄機において、
    　前記所定の推進力は、
    　所定の段差を乗り越える推進力未満に設定されている
    　ことを特徴とする移動型空気清浄機。
  4. 　請求項１に記載の移動型空気清浄機において、
    　人がいるかいないかを検知する人検知手段と、
    　人の注意を喚起する人注意喚起手段と、
    　前記第２モードの場合に、人がいると検知された際に前記人注意喚起手段を点滅または点灯させる点灯制御手段とを備え、
    　前記人注意喚起手段は、車体の下面または下方に向けて設けられている
    　ことを特徴とする移動型空気清浄機。
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