JP2005211368A

JP2005211368A - 自走式掃除機

Info

Publication number: JP2005211368A
Application number: JP2004022413A
Authority: JP
Inventors: Naoya Uehigashi; 直也上東
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-11
Also published as: US20050166356A1

Abstract

【課題】掃除機本体の両サイドに、床面上のゴミを掃除機本体の内側に集めるためのサイドブラシを有する自走式掃除機において、ゴミの撒き散らしを防止することより集塵力を向上させる。
【解決手段】上面視反時計回り方向ｒ１に回転する右側ブラシ３０Ｒの回転軸３１Ｒを、下端側３１ａが掃除機本体１の右外方、かつ後方になるように傾斜させ、上面視時計回り方向ｒ２に回転する左側ブラシ３０Ｌの回転軸３１Ｌを、下端側３１ａが掃除機本体１の左外方、かつ後方になるように傾斜させることにより、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの後方部分で、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの外側部分が床面と接しないようにすることができるため、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの前方部分で掻き集めたゴミを、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの後方部分で掃除機本体１の外側に掻き出すことがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、自走式掃除機に関し、特に、床面上のゴミを掃除機本体の内側に集めるためのサイドブラシを有する自走式掃除機に関する。

従来から、車輪を駆動させるための駆動モータを掃除機本体に搭載し、駆動モータを制御することにより掃除機本体の走行を制御して掃除する、いわゆる自走式掃除機が知られている。特に近年においては、複数のセンサからの信号を基に自動的に掃除場所を判断しながら掃除する自律型の自走式掃除機の開発が行われている。

このような自走式掃除機においては、サイドブラシを有するものが知られている。サイドブラシは、掃除機本体の両サイドに取り付けられ、上下方向に伸びる回転軸を中心に回転することにより床面上のゴミを掃除機本体の内側に掻き集める。しかしながら、従来の自走式掃除機においては、サイドブラシの回転軸が鉛直方向に配置され、サイドブラシのブラシ面全体が床面に接触していたため、サイドブラシの前方部分で掃除機本体の内側に掻き集めたゴミを、サイドブラシの後方部分で掃除機本体の外側に掻き出して撒き散らしてしまう虞れがあった。

ところで、サイドブラシの回転軸を掃除機本体の前後方向軸に対して回動自在に取り付けると共に、回転軸を鉛直方向に対して傾斜するように付勢して、サイドブラシの外側先端部から床面に接触するようにした自走式掃除機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２２８０９０号公報

ところが、特許文献１に記載の自走式掃除機においては、サイドブラシの回転軸を鉛直方向に対して傾斜するように掃除機本体に取り付けることにより、サイドブラシのブラシ面の一部を床面に接触しないようにすることができるものの、サイドブラシの外側先端部が床面に接触するように付勢されているため、サイドブラシの後方部分で、サイドブラシの外側先端部が床面に接触してしまい、サイドブラシの後方部分でのゴミの撒き散らしを十分に防止することができなかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、サイドブラシの前方部分で掻き集めたゴミを、サイドブラシの後方部分で掃除機本体の外側に撒き散らすことを防止することより集塵力を向上させることができる自走式掃除機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、掃除機本体の進行方向前方の左右に配置され、床面上のゴミを該掃除機本体の底面内側に集めるために上下方向に伸びる回転軸を中心に上面視反時計回り方向に回転する右側ブラシと、上面視時計回り方向に回転する左側ブラシとからなる一組のサイドブラシと、前記サイドブラシの後方に配置され、前記掃除機本体の横幅方向軸を中心に回転することにより前記サイドブラシで掃除機本体の底面内側に集められたゴミを掻き上げるメインブラシと、前記メインブラシにより掻き上げられたゴミを吸引するゴミ吸引ファンと、前記ゴミ吸引ファンにより吸引されたゴミを溜めるダストボックスとを有する集塵装置と、移動時の障害物を検知する障害物検知手段と、移動時の位置を認識する位置認識手段とを備え、前記障害物検知手段と前記位置認識手段に基づいて自動的に掃除場所を判断しながら、移動し掃除する自走式掃除機であって、前記サイドブラシは、回転駆動される回転軸と、この回転軸の下端部に設けられたブラシホルダと、このブラシホルダに上端側が結束固定され下端側が自由端として円錐台形状に広がるモップ状のブラシ本体から成り、前記右側ブラシの回転軸は、下端側が掃除機本体の右外方、かつ後方になるように傾斜し、前記左側ブラシの回転軸は、下端側が掃除機本体の左外方、かつ後方になるように傾斜しており、前記サイドブラシの内側部分がサイドブラシの外側部分より高い接触圧で床面に接することを特徴とする。

請求項２の発明は、床面上のゴミを掃除機本体の底面内側に集めるために上下方向に伸びる回転軸を中心に上面視反時計回り方向に回転する右側ブラシと、上面視時計回り方向に回転する左側ブラシとからなる一組のサイドブラシを備えた自走式掃除機であって、前記右側ブラシの回転軸は、下端側が掃除機本体の右外方で、かつ後方になるように傾斜し、前記左側ブラシの回転軸は、下端側が掃除機本体の左外方で、かつ後方になるように傾斜していることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、前記サイドブラシは、回転駆動される回転軸と、この回転軸の下端部に設けられたブラシホルダと、このブラシホルダに上端側が結束固定され下端側が自由端として円錐台形状に広がるモップ状のブラシ本体から成り、前記サイドブラシの内側部分が、サイドブラシの外側部分より高い接触圧で床面に接することを特徴とする。

以上のように請求項１の発明によれば、上面視反時計回り方向に回転する右側ブラシの回転軸を、下端側が掃除機本体の右外方で、かつ後方になるように傾斜させ、上面視時計回り方向に回転する左側ブラシの回転軸を、下端側が掃除機本体の左外方で、かつ後方になるように傾斜させることにより、サイドブラシの後方部分で、サイドブラシの外側部分が床面と接しないようにすることができるため、サイドブラシの前方部分で掻き集めたゴミを、サイドブラシの後方部分で掃除機本体の外側に掻き出すことがない。特に、自動的に掃除場所を判断しながら移動し掃除する、いわゆる自律型の自走式掃除機においては、通常、掃除済みの領域については、再度、掃除作業を行わないため、サイドブラシの後方部分による掃除済みの領域へのゴミの撒き散らしを防止することにより、掃除機の集塵力を向上させることができる。

また、サイドブラシの内側部分が、サイドブラシの外側部分より高い接触圧で床面に接するようにすることにより、掃除機本体の底面内側部分の集塵力を強化することができる。

また、サイドブラシのブラシ本体の形状を、下端側が自由端として円錐台形状に広がるモップ状とすることにより、サイドブラシの掃除範囲を広くすることができるため、掃除機の集塵力を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、右側ブラシの回転軸を、下端側が掃除機本体の右外方で、かつ後方になるように傾斜させ、左側ブラシの回転軸を、下端側が掃除機本体の左外方で、かつ後方になるように傾斜させることにより、サイドブラシの後方部分で、掃除機本体の外側が床面と接しないようにすることができるため、サイドブラシの後方部分で、ごみを掃除機本体の外側に掻き出すことがない。

請求項３の発明によれば、サイドブラシの内側部分が、サイドブラシの外側部分より高い接触圧で床面に接するようにすることにより、掃除機本体の底面内側部分の集塵力を強化すことができる。また、サイドブラシのブラシ本体の形状を、下端側が自由端として円錐台形状に広がるモップ状とすることにより、サイドブラシの掃除範囲を広くすることができるため、掃除機の集塵力を向上させることができる。

本発明の一実施形態による自走式掃除機について図面を参照して説明する。図１に示される自走式掃除機は自律走行しながら床面を掃除する機器であり、掃除機本体１は、複数のセンサＳ１，Ｓ２等からの信号を基に掃除場所を判断し、掃除機本体１の掃除動作を制御する運転制御装置２と、運転制御装置２からの制御信号に基づいて場所を移動し、床面上のゴミを掃除する集塵装置３とを備えている。なお、図１においては、運転制御装置２と集塵装置３により構成される掃除機本体1を、運転制御装置２と集塵装置３に分けて示している。

集塵装置３は、床面上のゴミを掃除機本体１の底面内側に集めるための左右一組のサイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌと、これらサイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌを回転駆動させるサイドブラシモータ３４と、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌで掃除機本体１の底面内側に集められたゴミを掻き上げるメインブラシ４０と、このメインブラシ４０を回転駆動させるメインブラシモータ４１と、このメインブラシ４０に従動する従動ローラ４２と、メインブラシ４０により掻き上げられたゴミを吸引するゴミ吸引ファン５１と、ゴミ吸引ファン５１により吸引されたゴミを溜めるダストボックス５２とを備えている。

また、集塵装置３は、掃除機本体１の両サイドに、右車輪６０Ｒ及び左車輪６０Ｌ、並びにこれら両車輪６０Ｒ,６０Ｌを回転駆動させる右車輪モータ６１Ｒ及び左車輪モータ６１Ｌを備えており、これら両車輪６０Ｒ,６０Ｌの前方に、両車輪６０Ｒ,６０Ｌの動作に従動する従動輪６２を備えている。この集塵装置３の各部の詳細については後述する。

次に、掃除機本体１のブロック構成について図２を参照して説明する。掃除機本体１は、障害物等を検知するための障害物検知手段を構成する前方センサＳ１、天井センサＳ２、段差センサＳ３を備えると共に、移動時の位置を認識する位置認識手段を構成する地磁気センサＳ４、加速度センサＳ５、及び地図情報メモリ７１等を備えている。前方センサＳ１、天井センサＳ２、段差センサＳ３としては、例えば、光学式の測距センサが用いられる。前方センサＳ１は、掃除機本体１の前方の斜め下向きを監視し、段差、壁、柱、家具、テーブルやベッドの脚等の障害物までの距離を測定する。天井センサＳ２は、掃除機本体１の前方を斜め上向きに監視し、掃除機本体１の前上方にある障害物（テーブルやベッドの下を通り抜けできるか否か）を検出し、その障害物の高さと障害物までの距離を測定する。段差センサＳ３は、掃除機本体１の僅かに前方を斜め下向きに監視し、障害物までの距離を測定する。加速度センサＳ５は、掃除機本体１に作用する加速度を上下方向、前後方向、左右方向について各々独立して検出する。

さらに、掃除機本体１は、ユーザにより操作される操作部７２と、掃除機本体１の各部を制御する制御部７３と、掃除機本体１に電力を供給するバッテリ７４とを備えている。操作部７２は、掃除機本体１による掃除動作を開始・停止させ、また、その他の各種設定を行うために操作される。

制御部７３は、各種センサＳ１〜Ｓ５等から入力される信号を基に、掃除機本体１の各部を制御するもので、位置・方向判定部７３ａ、走行制御部７３ｂ、及び掃除動作制御部７３ｃを備える。

位置・方向判定部７３ａは、前方センサＳ１、天井センサＳ２、段差センサＳ３からの出力を基に、障害物の存在する領域及び掃除済みの領域についての地図情報を作成し、その地図情報を地図情報メモリ７１に記憶させる。また、加速度センサＳ５からの前後方向の加速度検出値を時間積分することにより掃除機本体１の走行速度を算出し、その走行速度と走行時間を基に走行距離を算出する。また、地磁気センサＳ４からの地磁気の方向に応じた出力値を基に掃除機本体１が向いている方向を判定する。

走行制御部７３ｂは、右車輪モータ６１Ｒ及び左車輪モータ６１Ｌの回転方向と回転速度をそれぞれ独立に制御することにより掃除機本体１の進行方向及び走行速度を制御する。地図情報メモリ７１の地図情報は、掃除動作中に随時更新され、掃除機本体１はこれを参照して掃除動作を進めてゆく。

掃除動作制御部７３ｃは、サイドブラシモータ３４、メインブラシモータ４１、及びゴミ吸引ファン５１を回転駆動させるゴミ吸引用モータ５１ａの駆動を制御してゴミを掻き集めて吸引する力を調節する。

次に、集塵装置３について図３を参照してより詳細に説明する。サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌは、サイドブラシモータ３４により回転駆動される回転軸３１Ｒ，３１Ｌと、この回転軸３１Ｒ，３１Ｌの下端部に設けられたブラシホルダ３２Ｒ，３２Ｌと、このブラシホルダ３２Ｒ，３２Ｌに上端側が結束固定され下端側が自由端として円錐台形状に広がるモップ状のブラシ本体３３Ｒ，３３Ｌから構成されている。サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌのブラシ本体３３Ｒ，３３Ｌの形状を、下端側が自由端として円錐台形状に広がるモップ状とすることにより、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの掃除範囲を広くすることができるため、掃除機本体１の集塵力を向上させることができる。

また、右側ブラシ３０Ｒの回転軸３１Ｒは、下端側３１ａが掃除機本体１の右外方、かつ後方になるように傾斜し、左側ブラシ３０Ｌの回転軸３１Ｌは、下端側３１ａが掃除機本体１の左外方、かつ後方になるように傾斜している。回転軸３１Ｒ，３１Ｌには、サイドブラシモータ３４が取り付けられており、右側ブラシ３０Ｒが上面視反時計回り方向ｒ１に回転し、左側ブラシ３０Ｌが上面視時計回り方向ｒ２に回転することにより、床面上のゴミが掃除機本体１の内側に集められる。

また、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの回転軸３１Ｒ，３１Ｌを傾けて、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの内側部分が、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの外側部分より高い接触圧で床面に接するようにすることにより、掃除機本体１の底面内側部分の集塵力を強化することができる。

メインブラシ４０は、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの後方に配置されており、メインブラシモータ４１で掃除機本体１の横幅方向軸４０ａを中心に矢印ｒ３方向に回転駆動されることにより、掃除機本体１の底面内側に集められたゴミを掻き上げる。また、メインブラシ４０の前方には、従動ローラ４２が配置されている。従動ローラ４２は、メインブラシ４０の動作に従動して矢印ｒ４方向に回転することにより、メインブラシと４０共にゴミを掻き上げる。

メインブラシ４０の上方にはノズル５３が配置されており、ゴミ吸引ファン５１により作り出された空気の流れによりメインブラシ４０等で掻き上げられたゴミをダストボックス５２内に吸引する。なお、ノズル５３のメインブラシ４０側の入口には、ゴミ吸引ファン５１の稼動時のみゴミを通過させる弁５３ａが取り付けられている。

次に、掃除機本体１の掃除動作について図４を参照して説明する。掃除機本体１は、右車輪６０Ｒ及び左車輪６０Ｌを回転駆動させることにより進行方向Ｆに移動しながらサイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌ、メインブラシ４０、ゴミ吸引ファン５１等を利用して掃除動作を行う。例えば、床面上Ｐ１位置にあったゴミは、左側ブラシ３０Ｌがｒ２方向に回転駆動されることによって、Ｐ２位置を通って掃除機本体１の底面内側に掻き集められる。サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの回転軸３１Ｒ，３１Ｌを上述のように傾斜させることにより、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの後方部分では、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの外側部分が床面に接触しないため、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの前方部分で掻き集めたゴミを、例えばＰ５位置に掻き出すことがなく、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌの後方部分によるゴミの撒き散らしを防止することができる。上述したように、自律型の自走式掃除機においては、掃除作業が終了した場所を記憶し、一度掃除が終了した領域については再度掃除を行わないため、サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌによる掃除済みの領域へのゴミの撒き散らしを防止することにより、掃除機の集塵力を向上させることができる。

サイドブラシ３０Ｒ，３０Ｌにより掃除機本体１の底面内側に集められたゴミは、メインブラシ４０及び従動ローラ４２によりノズル５３のメインブラシ側の入口５３ａ付近（Ｐ３位置）まで掻き上げられ、ゴミ吸引ファン５１が作り出す空気の流れに乗ってノズル５３内のＰ４位置に移動し、ダストボックス５２内に吸引される。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、掃除機本体１は、いわゆる自律型の掃除機でなくてもよく、右側ブラシ３０Ｒと左側ブラシ３０Ｌとからなるサイドブラシを少なく一組以上備えた自走式掃除機であればよい。

本発明の一実施形態による自走式掃除機本体の分解斜視図。同掃除機本体のブロック構成図。（ａ）は同掃除機の集塵装置を説明する上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図。（ａ）は同掃除機の集塵動作を説明する上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図。

符号の説明

１掃除機本体
３集塵装置
３０Ｌ，３０Ｒサイドブラシ
３１Ｌ，３１Ｒ回転軸
３２Ｌ，３２Ｒブラシホルダ
３３Ｌ，３３Ｒブラシ本体
４０メインブラシ
５１ゴミ吸引ファン
５２ダストボックス

Claims

掃除機本体の進行方向前方の左右に配置され、床面上のゴミを該掃除機本体の底面内側に集めるために上下方向に伸びる回転軸を中心に上面視反時計回り方向に回転する右側ブラシと、上面視時計回り方向に回転する左側ブラシとからなる一組のサイドブラシと、
前記サイドブラシの後方に配置され、前記掃除機本体の横幅方向軸を中心に回転することにより前記サイドブラシで掃除機本体の底面内側に集められたゴミを掻き上げるメインブラシと、
前記メインブラシにより掻き上げられたゴミを吸引するゴミ吸引ファンと、
前記ゴミ吸引ファンにより吸引されたゴミを溜めるダストボックスとを有する集塵装置と、
移動時の障害物を検知する障害物検知手段と、移動時の位置を認識する位置認識手段とを備え、
前記障害物検知手段と前記位置認識手段に基づいて自動的に掃除場所を判断しながら、移動し掃除する自走式掃除機であって、
前記サイドブラシは、回転駆動される回転軸と、この回転軸の下端部に設けられたブラシホルダと、このブラシホルダに上端側が結束固定され下端側が自由端として円錐台形状に広がるモップ状のブラシ本体から成り、
前記右側ブラシの回転軸は、下端側が掃除機本体の右外方、かつ後方になるように傾斜し、前記左側ブラシの回転軸は、下端側が掃除機本体の左外方、かつ後方になるように傾斜しており、
前記サイドブラシの内側部分がサイドブラシの外側部分より高い接触圧で床面に接することを特徴とする自走式掃除機。
床面上のゴミを掃除機本体の底面内側に集めるために上下方向に伸びる回転軸を中心に上面視反時計回り方向に回転する右側ブラシと、上面視時計回り方向に回転する左側ブラシとからなる一組のサイドブラシを備えた自走式掃除機であって、
前記右側ブラシの回転軸は、下端側が掃除機本体の右外方で、かつ後方になるように傾斜し、
前記左側ブラシの回転軸は、下端側が掃除機本体の左外方で、かつ後方になるように傾斜していることを特徴とする自走式掃除機。
前記サイドブラシは、回転駆動される回転軸と、この回転軸の下端部に設けられたブラシホルダと、このブラシホルダに上端側が結束固定され下端側が自由端として円錐台形状に広がるモップ状のブラシ本体から成り、
前記サイドブラシの内側部分が、サイドブラシの外側部分より高い接触圧で床面に接することを特徴とする請求項２に記載の自走式掃除機。