JP2019111007A - 自走式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】高さの低い隙間も確実に掃除することができる自走式掃除機を提供する。【解決手段】塵埃を集めるための集塵装置２と、掃除機本体１の略内側の収納位置と掃除機本体１から突出した掃除位置との間を自在に駆動可能な補助清掃装置６と、補助清掃装置６を使用して掃除可能な場所を検知する障害物センサ８と、掃除機本体１を走行させる駆動輪９と、駆動輪９と集塵装置２と補助清掃装置６とを制御する制御装置１０とを備え、障害物センサ８を補助清掃装置６より上方に配置すると共に検出範囲を床方向に向けて障害物の高さ方向の形状を認識する共に障害物の下側に補助清掃装置６の高さ以上の隙間を検知すれば補助清掃装置６を駆動するもので、障害物の下に補助清掃装置６の入り込む空間の有無を確実に検知し、高さの低い隙間でも補助清掃装置６を家具や障害物に衝突させることなく、掃除機本体が入り込めない空間の奥まで掃除することが可能となる。【選択図】図６

Description

本発明は、自走式掃除機に関するものである。

従来の自走式掃除機として、メインノズルの一部だけ突出させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１３（ａ）は、上記特許文献１に記載された従来の自走式掃除機の斜視図、図１３（ｂ）は、同自走式掃除機の斜視図（吸引口を突出させた状態）、図１４（ａ）は、同自走式掃除機の断面図、図１４（ｂ）は、同自走式掃除機の断面図（吸引口を突出させた状態）である。

図１３、図１４において、従来の自走式掃除機は、掃除機本体４０に固定された吸引口２６および掃除機本体１から直線状に突出可能な吸引口２７から塵埃を吸引する吸引ファン２８と、吸引した塵埃を吸引ファン２８に進入させないように分離する集塵バッグ２９と、集塵バッグ２９と吸引口２６とを連通接続する吸引経路３０と、吸引経路３０と吸引口２７とを連通接続させる蛇腹ホース３１と、吸引口２７を突出させるためのシャフト３２およびギア付モータ３３と、駆動輪３４とからなり、掃除機本体４０が入り込めないような狭い場所の塵埃を掃除する際に、吸引口２７を突出させてその場所の塵埃を吸引できるように構成されている。

実開平４−１１６９３８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の自走式掃除機の構成では、家具などと壁の間にできる本体が入れない幅の隙間の奥は掃除することができないという課題があった。このような課題に対応するために掃除機本体の進行方向に向かって側方の略端部に伸縮自在の補助清掃装置を設置するようにしたものがある。このような補助清掃装置で自走式掃除機が入り込めないテレビ台の下の隙間を掃除することができる。しかし、このような狭所の掃除を行うためには、従来よりも詳細な掃除場所の形状を検知することが必要となり、この形状検知が不十分であると補助清掃装置が家具や障害物に頻繁に衝突して傷つけてしまうという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高さの低い隙間でも補助清掃装置を家具や障害物に衝突させて傷つけてしまうことを極力避けることができるとともに、使用者が後から追加で掃除する手間を低減させた自走式掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の自走式掃除機は、掃除機本体と、塵埃を集めるための集塵装置と、前記掃除機本体の略内側の収納位置と前記掃除機本体から突出した掃除位置との間を自在に駆動可能な補助清掃装置と、前記補助清掃装置を使用して掃除可能な場所を検知するための障害物センサと、前記掃除機本体を被掃除面上で走行可能とする駆動輪と、前記駆動輪と前記集塵装置と前記補助清掃装置とを制御する制御装置とを備え、前記障害物センサを前記補助清掃装置より上方に配置すると共に前記障害物センサ
の検出範囲を床方向に向けることにより、前記制御装置は障害物の高さ方向の形状を認識するとともに前記障害物の下側に前記補助清掃装置の高さ以上の隙間を検知すれば前記補助清掃装置を駆動するもので、障害物の下に補助清掃装置の入り込む空間の有無を確実に検知し、高さの低い隙間でも補助清掃装置を家具や障害物に衝突させて傷つけてしまうことを極力避けて、掃除機本体が入り込めない空間の奥まで掃除することが可能となる。

本発明の自走式掃除機は、高さの低い隙間でも補助清掃装置を家具や障害物に衝突させて傷つけてしまうことを極力避けることができるとともに、使用者が後から追加で掃除する手間を低減する自走式掃除機を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１における自走式掃除機の断面図 （ａ）同自走式掃除機の底面図（補助清掃装置が収納された状態）、（ｂ）同自走式掃除機の底面図（補助清掃装置が突出した状態） （ａ）同自走式掃除機の平面図（補助清掃装置が収納された状態）、（ｂ）同自走式掃除機の平面図（補助清掃装置が突出した状態） （ａ）同自走式掃除機の断面図（補助清掃装置が収納された状態）、（ｂ）同自走式掃除機の断面図（補助清掃装置が突出した状態） （ａ）同自走式掃除機の補助清掃装置と吸引経路の断面図（補助清掃装置が収納された状態）、（ｂ）同補助清掃装置と吸引経路の断面図（補助清掃装置が突出した状態） 同自走式掃除機の縦断面図（補助清掃装置が突出した状態） （ａ）同自走式掃除機の要部断面図、（ｂ）同自走式掃除機の要部断面図 同自走式掃除機の障害物センサによる検出距離の推移を示すグラフ （ａ）本発明の実施の形態２における自走式掃除機の平面図、（ｂ）同自走式掃除機を反時計方向に回転させたときの平面図 同自走式掃除機の補助清掃装置の他の例を示す要部断面図 本発明の実施の形態３における自走式掃除機の縦断面図 同自走式掃除機の要部側面図 （ａ）従来の自走式掃除機の斜視図、（ｂ）同自走式掃除機の斜視図（吸引口を突出させた状態） （ａ）同自走式掃除機の縦断面図、（ｂ）同自走式掃除機の縦断面図（吸引口を突出させた状態）

第１の発明は、掃除機本体と、塵埃を集めるための集塵装置と、前記掃除機本体の略内側の収納位置と前記掃除機本体から突出した掃除位置との間を自在に駆動可能な補助清掃装置と、前記補助清掃装置を使用して掃除可能な場所を検知するための障害物センサと、前記掃除機本体を被掃除面上で走行可能とする駆動輪と、前記駆動輪と前記集塵装置と前記補助清掃装置とを制御する制御装置とを備え、前記障害物センサを前記補助清掃装置より上方に配置すると共に前記障害物センサの検出範囲を床方向に向けることにより、前記制御装置は障害物の高さ方向の形状を認識するとともに前記障害物の下側に前記補助清掃装置の高さ以上の隙間を検知すれば前記補助清掃装置を駆動するもので、障害物の下に補助清掃装置の入り込む空間の有無を確実に検知し、高さの低い隙間でも補助清掃装置を家具や障害物に衝突させて傷つけてしまうことを極力避けて、掃除機本体が入り込めない空間の奥まで掃除することが可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明の障害物センサは、略線状の範囲を検知するもので、障害物の下の空間の幅方向の形状も検知することができるので、より詳細な空間検知が可
能となり、さらに家具や障害物を傷つけることを低減することができ、掃除機本体が入り込めない空間の奥まで掃除することが可能となる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の補助清掃装置の先端部に第２の障害物センサを設けたもので、障害物の下の空間が奥深い場合でも補助清掃装置を家具や障害物に衝突させることを低減することができ、掃除機本体が入り込めない空間のおくまで掃除することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における自走式掃除機の断面図、図２（ａ）は、同自走式掃除機の底面図（補助清掃装置が収納された状態）、図２（ｂ）は、同自走式掃除機の底面図（補助清掃装置が突出した状態）、図３（ａ）は、同自走式掃除機の平面図（補助清掃装置が収納された状態）、図３（ｂ）は、同自走式掃除機の平面図（補助清掃装置が突出した状態）、図４（ａ）は、同自走式掃除機の断面図（補助清掃装置が収納された状態）、図４（ｂ）は、同自走式掃除機の断面図（補助清掃装置が突出した状態）、図５（ａ）は、同自走式掃除機の補助清掃装置と吸引経路の断面図（補助清掃装置が収納された状態）、図５（ｂ）は、同補助清掃装置と吸引経路の断面図（補助清掃装置が突出した状態）、図６は、同自走式掃除機の断面図（補助清掃装置が突出した状態）、図７（ａ）は、同自走式掃除機の要部断面図、図７（ｂ）は、同自走式掃除機の要部断面図、図８は、同自走式掃除機の障害物センサによる検出距離の推移を示すグラフである。

図１〜８において、本実施の形態における自走式掃除機は、掃除機本体１と、回転ブラシ２ａや回転装置（図示せず）などからなる集塵装置２と、塵埃を回収する集塵ボックス３と、集塵装置２で床から浮き上がらせた塵埃を集塵ボックス３に誘導するための集塵経路４と、集塵ボックス３と連通接続された吸引ファン５と、伸縮自在の補助清掃装置６と、補助清掃装置６を駆動させるための補助掃除駆動装置７と、障害物センサ８と、掃除機本体１を移動させるための駆動輪９と、集塵装置２と吸引ファン５と補助掃除駆動装置７と駆動輪９の駆動を制御する制御装置１０とを有している。

掃除機本体１は、進行方向（図中矢印Ａ）に対して、後半は略円形状をしている。掃除機本体１の底面には、５つの落下防止用センサ１１が外周近くに略均等に設けられており、また前方には充電用端子１２が２つ設けられている。

また、壁際の掃除用に床面に略垂直な回転軸（図示せず）で旋回する回転ブラシ１３が掃除機本体１の右側に設けられている。また、掃除機本体１の進行方向（図中矢印Ａ）に対して後方中央の底面には補助輪１４が設けられている。掃除機本体１の前面には障害物センサ８が設けられている。

この障害物センサ８は、前方の障害物の有無を検出する前方センサとしても使用されている。また、自走式掃除機の略側方には、側面の障害物の有無を検出する側面センサ（図示せず）が設けられている。掃除機本体１の進行方向（図中矢印Ａ）に対して右側に補助清掃装置６を設けている。

掃除機本体１の天面には、集塵ボックス３を取り出すための集塵ボックス蓋１５と、表示装置１６と、操作装置１７と、赤外線検知センサ１８とが設けられている。掃除機本体１内の進行方向（図中矢印Ａ）に対して後方には電力を供給するための充電池１９が備えられている。また、充電池１９の上側には制御装置１０が設けられている。

集塵装置２は、回転ブラシ２ａと、回転モータ２ｂ及び補助ブラシ２ｃとからなる。回転ブラシ２ａは進行方向（図中矢印Ａ）に対して左右方向の軸周りに自在に回転するよう構成されている。

集塵ボックス３は、集塵経路４と吸引ファン５とを連通接続させ、床面上の塵埃を貯める部分である。集塵ボックス３内にはフィルター３ａを設けてあり、このフィルター３ａにより塵埃を含んだ空気から塵埃を分離する。

補助清掃装置６は、先端に吸引口６ａと補助ブラシ６ｂとが設けられており、先端経路６ｃと３つの中空経路６ｄとからなっている。先端経路６ｃおよび３つの中空経路６ｄのそれぞれに集塵口６ｅが設けてあり、このいずれかの集塵口６ｅと集塵ボックス３とを連通接続する吸引経路２０が設けられている。

中空経路６ｄは、経路回転軸６ｆで回転可能に固定されている。なお、補助清掃装置６を突出させたときに補助清掃装置６を直線状態で固定させるための固定具６ｇが３つ設けられており、回転軸６ｈで回転可能に固定されている。固定具６ｇの突起部６ｉが先端経路６ｃや中空経路６ｄとかみ合うことによって補助清掃装置６全体が直線状に固定される。なお、図６に示すように、本実施の形態では、補助清掃装置６の高さは掃除機本体１の全高の約半分の高さに構成されている。

図５に示すように、先端経路６ｃは中空になっており、進行方向側の床面に対向する部分に吸引口６ａを、進行方向の反対側に接続口６ｊを、接続口６ｊ近傍の上面に集塵口６ｅを有する。また、先端経路６ｃ内に切替弁６ｋを設けており、切替弁６ｋは、回転自在に取り付けられており、接続口６ｊと集塵口６ｅとのどちらかを閉じる構成となっている。

切替弁６ｋは、基本的には図示しないバネにより接続口６ｊを閉じるようになっている。図５（ａ）に示すように、補助清掃装置６を掃除機本体１内に収納している場合には、先端経路６ｃの集塵口６ｅは吸引経路２０と接続されている。図５（ａ）の状態を補助清掃装置６が収納位置にあるという。

なお、図５（ｂ）は、補助清掃装置６が限界まで伸展した状態を示しており、この場合は先端経路６ｃと３つの中空経路６ｄとはかみ合った状態になっており、先端経路６ｃから一番遠い中空経路６ｄの集塵口６ｅが吸引経路２０と接続される。この図５（ａ）の状態を補助清掃装置６は収納位置にあるという。中空経路６ｄと先端経路６ｃとがかみ合うと、中空経路６ｄの先端部６ｍの一部が先端経路６ｃ内に入り込む。入り込んだ先端部６ｍは切替弁６ｋを押し上げて、切替弁６ｋは集塵口６ｅを閉じることとなる。

先端経路６ｃから一番遠い中空経路６ｄ以外の中空経路６ｄの集塵口６ｅは同様に次の中空経路６ｄの先端部６ｍによって切替弁６ｋが押し上げられ、補助清掃装置６の途中の集塵口６ｅはすべて閉じられることで、吸引口６ａで吸い込まれた塵埃が吸引経路２０を通って集塵ボックス３に運ばれることになる。

制御装置１０は、補助清掃装置６の前進の程度を調整することが可能で、１番目の中空経路６ｄに設けられた集塵口６ｅと吸引経路２０が連通接続されるように調整することも可能であるし、２番目の中空経路６ｄに設けられた集塵口６ｅと吸引経路２０が連通接続されるように調整することも可能である。これらの場合は、補助清掃装置６は収納位置でも突出位置でもなく、その中間の位置にあると表現する。このような場合でも吸引口６ａと集塵ボックス３とは連通接続され、それ以外の接続口６ｊや使われていない集塵口６ｅ
は切替弁６ｋによって全て閉じられる。

補助掃除駆動装置７は、モータ７ａおよびピニオン７ｂ、補助清掃装置６に固定された湾曲変形可能なラック７ｃとからなっている。

障害物センサ８は、単焦点のレーザー発光素子（図示せず）および受光素子（図示せず）からなっている。この障害物センサ８は、掃除機本体１の前面かつ補助清掃装置６の上方に配置されている。図７に示すように、障害物センサ８は、その検出範囲が床方向に向かうように、床面に対してあらかじめ定められた角度αの方向にレーザー光を照射し、その反射光から距離を検出する。

以上のように構成された自走式掃除機について、以下その動作、作用について説明する。

自走式掃除機の自動掃除プログラム実行による動作の詳細を以下に説明する。

まず、掃除の手順の概要を示す。自走式掃除機は使用者が操作装置１７のうちスタートボタン（図示せず）を押すことによって掃除を開始する。あるいは、タイマー設定されている場合には、あらかじめ設定された時刻になると、掃除を開始する。

充電台（図示せず）から出発した自走式掃除機は、自律移動を開始するとともに、集塵装置２および吸引ファン５とを動作させる。所定のプログラムに沿って移動しながら、部屋の掃除を行っていく。掃除が完了したと判断すれば、制御装置１０は、吸引ファン５と集塵装置２とを停止して、充電台に向かって移動し、充電台に接続して充電を開始した時点で運転を停止し、掃除行動を完了する。

障害物センサ８が障害物を検出したときは、制御装置１０は駆動輪９を制御して自走式掃除機の前進を中止し、基本的に反時計回りに方向転換し、障害物に接触しないよう進む。そのため、進行中の掃除機本体１の右側は基本的に壁や家具などの障害物と近接して移動することになる。また、側方センサ（図示せず）が障害物を検出したときは、制御装置１０は回転ブラシ１３を駆動させて、障害物のごく近くの塵埃を進行方向である矢印Ａの方向に弾き飛ばす。これにより、壁や障害物のごく近傍の塵埃を掃除することができる。また、壁と家具との間の隙間を掃除するためには、多くの場合に壁と近接する掃除機本体１の右側に補助清掃装置６が存在する方が掃除が容易であるため、本実施の形態では補助清掃装置６は掃除機本体１の右端に設けられている。

壁際を自走式掃除機が進んでいくと、図３に示すように部屋の隅の壁と家具の間に隙間Ｄがある場合を想定する。この隙間Ｄは、掃除機本体１が入り込むことができないが、補助清掃装置６は入り込むことが可能な幅となっている。

本実施の形態では、障害物センサ８は、掃除機本体１の左側から右側にかけて所定の間隔をおいて配置された５つの素子群８ａ〜８ｅで構成されている。掃除機本体１が壁との間に隙間Ｄを有する家具Ｃの前に来ると、左側の素子群８ａ、素子群８ｂ及び素子群８ｃが家具Ｃを障害物として検知し、右側の２列の素子群８ｄおよび素子群８ｅは、障害物を検知していない。

制御装置１０は、障害物センサ８の素子群８ａ〜８ｅの内、一つでも障害物を検出すれば、それ以上掃除機本体１を前進させないが、補助清掃装置６側の２列の素子群８ｄおよび素子群８ｅが障害物を検出しない場合は、補助清掃装置６を前進させる。補助清掃装置６側の２列の素子群８ｄおよび素子群８ｅが検出した奥行に応じて制御装置１０は、補助
清掃装置６の前進幅を決定し、補助清掃装置６が壁Ｂに接触しない範囲で補助清掃装置６を前進させる。

このとき、吸引ファン５は動作しているので、吸引口６ａから床面に落ちている塵埃を吸い込み始める。図３に示すような隙間Ｄであれば、壁Ｂや家具Ｃの際の塵埃も吸引するような吸引力を有しているので、制御装置１０は、補助清掃装置６を徐々に引き戻すことで、隙間Ｄ全体の掃除が可能である。

補助清掃装置６は、掃除機本体１が入り込めないような低い隙間にも入り込んで、掃除をすることが可能である。ＴＶ台の下やキッチンラックの下等、床面と家具の底面との間に隙間が発生する家具が存在する。

図７は、そのような家具の例として家具Ｅを示している。家具Ｅは、床と掃除機本体１の上面の間の位置にあるため、掃除機本体１は入り込めないが、補助清掃装置６は、掃除機本体１の半分程度の高さしかないため、入り込むことができる。制御装置１０は、障害物センサ８により障害物の下の空間の高さを検知し、この高さが補助清掃装置６の高さ以上であれば、掃除機本体１を前進させず、補助清掃装置６を前進させる。これにより、低い位置にある隙間でも掃除が可能になる。

次に、障害物センサ８の障害物の高さの検出方法について説明する。図７（ａ）の場合には床面までの距離Ｆ１を距離として検出する。図８は、掃除機本体１が駆動輪９を駆動させて、一定の速度で進んでいる際の障害物センサ８の検出した結果をグラフ化したものである。図８中の時間ｔ０は、図７（ａ）の状態である。図７（ａ）に示すとおり、掃除機本体１の前方に家具Ｅがある場合でも、家具Ｅがレーザー光の照射と反射の経路をさえぎるまで（図８中のｔ０からｔ１までの間）は、距離Ｆ１を検出し続ける。

次に、レーザー光が家具Ｅで遮られて床まで届かなくなった状態を図８（ｂ）に示している。このとき、レーザー光は家具Ｅで反射するので、検出距離はこれまでの検出距離Ｆ１より短い距離Ｆ２となる。この状態が図８中のｔ１の時点である。その後、掃除機本体１が家具Ｅに近づくと、レーザー光が当たる点は家具Ｅの垂直面上を上側にずれていくにつれて、検出距離は距離Ｆ２より小さくなっていき、家具Ｅの垂直面上の上端に達したときが図８中のｔ２で示されている。その後は、家具Ｅの上側の水平面上にレーザーの焦点がずれていくため、検出距離は一定距離を保つ。

図７（ｂ）の状態の時に検出した距離Ｆ２より、制御装置１０はあらかじめ定められた角度αより掃除機本体１と障害物である家具Ｅとの距離Ｇを計算することが可能であり、掃除機本体１を家具Ｅに接触することなく、停止することが可能となる。また同時に、角度αと距離Ｆ２より家具Ｅの下限と障害物センサ８までの高さＨを計算することが可能である。障害物センサ８と床面との距離は、基本的には定められた距離であるので、障害物である家具Ｅの下空間の高さＩを算出することが可能となる。この結果、制御装置１０は掃除機本体１の前方距離Ｇの位置に、下側に高さＩの空間があることを検出することが可能となる。

制御装置１０は、高さＩの空間があると判断すると、検出距離がＦ１になるまで後退し、左右に首振り運動を行う。この首振り運動により、この高さＩの空間が幅方向にどこまで広がっているかを検知する。例えば、家具Ｅに脚（図示せず）やキャスター（図示せず）が取り付けられており、首振り運動をしている最中に障害物センサ８が床よりも近い距離を検知すれば、そこには障害物があると認識し、高さＩの空間の幅方向の限界を認識する。制御装置１０は、幅方向の障害物である脚やキャスターに補助清掃装置６が接触しないように制御しつつ、補助清掃装置６を伸ばして集塵しながら、掃除機本体１を首振り運
動させるなどして可能な範囲をすべて掃除する。

以上の構成により、本実施の形態における自走式掃除機は、障害物センサ８を補助清掃装置６より上方に視野を床面に向けて設置し、自走式掃除機を前進させながら障害物を検知することで、障害物の高さ方向の形状を詳細に検知することができ、障害物の下に補助清掃装置６が侵入するのに十分な高さを検知した場合のみ補助清掃装置６を障害物の下に前進させることにより、高さの低い隙間でも補助清掃装置６を家具や障害物に衝突させて傷つけてしまうことを極力避けて、掃除機本体１が入り込めない空間の奥まで掃除することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、補助清掃装置６は掃除機本体１の右端に設けられているが、障害物回避の方法を時計回りにすると、掃除機本体１の左側が障害物に近接しやすくなるので、掃除機本体１の左端に補助清掃装置６を取り付けた方が適している。

また、本実施の形態においては、補助清掃装置６が突出位置にある際の掃除機本体１からの補助清掃装置６の突出幅は掃除機本体１の前後寸法の約半分程度であるが、さらに長く突出させれば、例えばＴＶ台の奥など人が掃除しにくい部分も掃除しやすくなるので、さらに使い勝手が向上してよい。

なお、本実施の形態において、補助清掃装置６の高さは掃除機本体１の高さの約半分に限定するものではなく、掃除機本体１の高さよりも低ければよい。

なお、本実施の形態において、集塵装置２は、回転ブラシ２ａや吸引ファン５からなるが、必ずしもこれらの構成が必須ではなく、例えば回転ブラシ２ａのみの集塵装置２であったり、吸引ファン５のみの集塵装置２であったり、さらには拭き掃除のための布からなるなど他の構成であっても、集塵できればよい。また、補助清掃装置６についても同様に、回転ブラシのみの集塵装置であったり、吸引ファンのみの集塵装置であったり、さらには拭き掃除のための布からなるなど他の構成であっても、集塵できればよい。

（実施の形態２）
図９（ａ）は、本発明の実施の形態２における自走式掃除機の平面図、図９（ｂ）は、同自走式掃除機を反時計方向に回転させたときの平面図である。なお、上記実施の形態１における自走式掃除機と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

上記実施の形態１における自走式掃除機では、障害物センサ８として、単焦点のレーザー発光素子と受光素子を用いたが、本実施の形態における自走式掃除機では、障害物センサ８を、図９に示すように、掃除機本体１の略前面の略中央部でかつ補助清掃装置６よりも上に水平方向に線状のレーザー光を照射する発光素子（図示せず）と、障害物から反射されるレーザー光を受光する受光素子（図示せず）で構成したもので、他の構成は、上記実施の形態１における自走式掃除機と同一である。

以上のように構成された本実施の形態における自走式掃除機の動作、作用について以下に説明する。

自走式掃除機の自動掃除プログラム実行による動作の詳細について、実施の形態１と異なる部分のみ以下に説明する。

図９は、壁Ｂと家具Ｊとの間により広い幅の隙間Ｋがある場合を示している。このような隙間Ｋに対して、床面に水平な線状のレーザー光を照射すると、隙間Ｋの範囲は床面との距離Ｆ１を検知するが、側方の壁Ｂに照射された光はより近い距離を検出し、また反対
側の家具Ｊに照射された光もより近い距離を検出する。

制御装置１０は、最も近く検出された距離に応じて、障害物に接触しないように駆動輪９を制御して停止する。制御装置１０は、補助清掃装置６の前方である部分は距離Ｆ１を検出するので障害物がないと判断し、補助清掃装置６を前進させる。その後、制御装置１０は、掃除機本体１を一定程度後退させた後、補助清掃装置６を前進させた状態のまま反時計回りに回転させる（図９（ｂ）に示す）。

このとき、制御装置１０は、補助清掃装置６の前進直前の状態（図９（ａ）の状態）で障害物センサ８が距離Ｆ１を検出した範囲の左限界である線Ｌを超えて左側に行かないように、回転角度Ｍを計算して制限している。

その後、制御装置１０は、掃除機本体１を元の位置まで時計回りに回転させ、補助清掃装置６を一定距離後退させた後、再び反時計回りに掃除機本体１を回転させる。このときの回転角度も線Ｌを超えないように決めるので、前回の回転角度Ｍよりも大きな角度となる。その後、制御装置１０は、再び掃除機本体１の元の位置まで時計回りに掃除機本体１を回転させる。掃除機本体１を回転させる際の回転速度は、補助清掃装置６の前進距離と関連して決定される。

具体的には、制御装置１０は、補助清掃装置６の前進距離が長いほど、回転速度が遅くなるようにあらかじめ決められている。これにより補助清掃装置６の先端部の隙間Ｋの奥行に応じて、制御装置１０は、これらの回転移動を繰り返すことで、隙間Ｋのような広い幅の隙間に対しても掃除が可能である。補助清掃装置６を回転させて掃除するので、補助清掃装置６の先端と壁Ｂとの間に隙間Ｎが生じてしまう場合も生じる。このような場合は、補助清掃装置６が十分壁Ｂの近傍にまで届くような位置に掃除機本体１を移動させた後、再び上記のような回転移動を伴う動きで掃除すると、隅々まで問題なく掃除できる。

以上の構成により、本実施の形態における自走式掃除機は、線状の光を照射して受光することにより、障害物の高さ方向の形状のみならず幅方向の形状も瞬時に詳細に検知することができるので、掃除機本体１が家具や障害物に衝突することなく隅々までより早く清掃することが可能となる。

また、図１０に示すように補助清掃装置６の先端部である先端経路６ｃの先端部に第２の障害物センサとして近接センサ２１を設けると、補助清掃装置６と壁Ｂとの距離をより正確に検出することができ、障害物センサ８で正確に距離を検出できない場合でも補助清掃装置６を壁Ｂにぶつけてしまうことがなく、家具Ｊや壁Ｂを傷つけない自走式掃除機を提供することができる。なお、近接センサ２１は、補助清掃装置６の前方向の障害物を検知するだけでなく、側面方向の障害物を検知できるように側面側にも設けられていると、より壁Ｂや家具Ｊに補助清掃装置６が衝突しにくくなるのでよい。

なお、本実施の形態において、集塵装置２は、回転ブラシ２ａや吸引ファン５からなるが、必ずしもこれらの構成が必須ではなく、例えば回転ブラシ２ａのみの集塵装置２であったり、吸引ファン５のみの集塵装置２であったり、さらには拭き掃除のための布からなるなど他の構成であっても、集塵できればよい。また、補助清掃装置６についても同様に、回転ブラシのみの集塵装置であったり、吸引ファンのみの集塵装置であったり、さらには拭き掃除のための布からなるなど他の構成であっても、集塵できればよい。

（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における自走式掃除機の断面図、図１２は、同自走式掃除機の要部側面図である。なお、上記実施の形態における自走式掃除機と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。

上記実施の形態における自走式掃除機では、集塵装置２は、回転ブラシ２ａと、回転モータ２ｂと、補助ブラシ２ｃで構成されていたが、本実施の形態における自走式掃除機の集塵装置２２は、図１１に示すように、塵埃を絡め取る布からなる拭き掃除手段からなるもので、固定装置２３は、集塵装置２２を固定するための装置である。

固定装置２３は、床に集塵装置２２を押し付けるように掃除機本体１に弾性的に支持されている。

以上のように、本実施の形態における自走式掃除機は、集塵装置２２を押し付けながら走行することで、床面上の汚れを集塵装置２２に絡め取る拭き掃除を行うことができる。

掃除機本体１の前面中央上部には、障害物センサ２４が設けられている。図１２において、補助清掃装置２５は、掃除機本体１が入り込めない部分を掃除するための小型の布からなる拭き掃除手段２５ａを備えている。

以上のように構成された本実施の形態における自走式掃除機について、動作は上記実施の形態と同様であるので省略する。

以上のように構成された本実施の形態における自走式掃除機は、障害物センサ２４を補助清掃装置２５より上方に視野を床面に向けて設置し、自走式掃除機を前進させながら障害物を検知することで、障害物の高さ方向の形状を詳細に検知することができ、障害物の下に補助清掃装置２５が侵入するのに十分な高さを検知した場合のみ補助清掃装置２５を障害物の下に前進させることにより、高さの低い隙間でも補助清掃装置２５を家具や障害物に衝突させて傷つけてしまうことを極力避けて、掃除機本体１が入り込めない空間の奥まで掃除することが可能となる。

なお、本実施の形態では、集塵装置２２は布からなるが、必ずしもこれらの構成が必須ではなく、例えば回転ブラシのみの集塵装置であったり、吸引ファンのみの集塵装置であったり、それらの組み合わせなど他の構成であっても、集塵できればよい。また、補助清掃装置についても同様に、回転ブラシのみの集塵装置であったり、吸引ファンのみの集塵装置であったり、それらの組み合わせなど他の構成であっても、集塵できればよい。

なお、上記すべての実施の形態において、距離の検知のために照射するのはレーザー光に限定するものではなく、例えば、赤外線領域の光や可視光でも照射する範囲を絞って照射すれば同様の効果が得られるのでよい。

以上のように、本発明にかかる自走式掃除機は、壁の近くに家具等の障害物があっても、壁と家具の間の隙間の掃除が可能になるので、掃除ロボット以外にも、片付けロボットなど他の補助清掃装置を有する機器の用途にも適用できる。

１ 掃除機本体
２、２２ 集塵装置
２ａ、１３ 回転ブラシ
２ｂ 回転モータ
２ｃ、６ｂ 補助ブラシ
３ 集塵ボックス
３ａ フィルター
４ 集塵経路
５ 吸引ファン
６、２５ 補助清掃装置
６ａ 吸引口
６ｃ 先端経路
６ｄ 中空経路
６ｅ 集塵口
６ｆ 経路回転軸
６ｇ 固定具
６ｈ 回転軸
６ｉ 突起部
６ｊ 接続口
６ｋ 切替弁
７ 補助掃除駆動装置
７ａ モータ
７ｂ ピニオン
７ｃ ラック
８、２４ 障害物センサ
８ａ〜８ｅ 素子群
９ 駆動輪
１０ 制御装置
１１ 落下防止用センサ
１２ 充電用端子
１４ 補助輪
１５ 集塵ボックス蓋
１６ 表示装置
１７ 操作装置
１８ 赤外線検知センサ
１９ 充電池
２０ 吸引経路
２１ 近接センサ（第２の障害物センサ）
２３ 固定装置
２５ａ 拭き掃除手段

Claims (3)

1. 掃除機本体と、塵埃を集めるための集塵装置と、前記掃除機本体の略内側の収納位置と前記掃除機本体から突出した掃除位置との間を自在に駆動可能な補助清掃装置と、前記補助清掃装置を使用して掃除可能な場所を検知するための障害物センサと、前記掃除機本体を被掃除面上で走行可能とする駆動輪と、前記駆動輪と前記集塵装置と前記補助清掃装置とを制御する制御装置とを備え、前記障害物センサを前記補助清掃装置より上方に配置すると共に前記障害物センサの検出範囲を床方向に向けることにより、前記制御装置は障害物の高さ方向の形状を認識するとともに前記障害物の下側に前記補助清掃装置の高さ以上の隙間を検知すれば前記補助清掃装置を駆動する自走式掃除機。
2. 障害物センサは、略線状の範囲を検知する請求項１に記載の自走式掃除機。
3. 補助清掃装置の先端部に第２の障害物センサを設けた請求項１または２に記載の自走式掃除機。