自走式掃除機
【課題】 絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面を有する部屋の壁際全体を、効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を提供する。
【解決手段】 駆動輪を備え、この駆動輪により被清掃面上を移動する本体と、本体の前端下部に設けられた塵埃吸込口と、本体に設けられた壁面に対する本体の位置を検知する為の検知手段とを備えた自走式掃除機において、掃除動作中に、本体の前端が壁面に近接した場合、本体の前端が壁面に近接した状態で、本体を同じ位置に所定時間の間留めるように自走式掃除機を構成する。
【解決手段】 駆動輪を備え、この駆動輪により被清掃面上を移動する本体と、本体の前端下部に設けられた塵埃吸込口と、本体に設けられた壁面に対する本体の位置を検知する為の検知手段とを備えた自走式掃除機において、掃除動作中に、本体の前端が壁面に近接した場合、本体の前端が壁面に近接した状態で、本体を同じ位置に所定時間の間留めるように自走式掃除機を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動手段を備えた自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自走式掃除機は、自走式掃除機本体と壁の距離を計測する手段を備え、壁際を掃除する際に、本体の側面を壁に対向させた状態で、壁に沿って移動していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の他の自走式掃除機は、自走式掃除機本体と壁の距離を計測する手段を備えるとともに、本体端部に略水平回転する補助ブラシを備え、前記補助ブラシを壁に当接させながら移動していた（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、従来の他の自走式掃除機は、自走式掃除機本体前端の左右に接触センサーを備え、左右一方の接触センサーが壁との接触を検知した場合に、他方の接触センサーが壁との接触を検知するまで、本体が廻り込むように移動していた（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４６２４６号公報
【特許文献２】特公平７−３２７５２号公報
【特許文献３】特許第２７４４６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す自走式掃除機は、自走式掃除機本体が壁に接触しない範囲で近接し、本体の側面を壁に対向させた状態で、壁に沿って移動し、自走式掃除機本体下部に設けられた塵埃吸引口から塵埃を吸引していた。
しかしながら、前記塵埃吸引口が壁から離れているため、塵埃を吸引できない領域が生じてしまうという課題があった。
【０００７】
また、特許文献２に示す自走式掃除機は、壁際の塵埃を補助ブラシにより自走式掃除機本体下部に設けられた塵埃吸引口に向けて掻き出し、塵埃吸引口から吸引していた。
しかしながら、略水平回転する補助ブラシは、塵埃を容易に移動することができるフローリングなどの床面においては、塵埃の掻き出し効果が得られるが、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面においては、塵埃を十分に掻き出して吸引することが困難であるという課題があった。
【０００８】
また、特許文献３に示す自走式掃除機は、自走式掃除機本体左右の一方が壁と接触した後に、他方が壁に接触するまで自走式掃除機本体が廻り込むように移動するため、集塵部を自走式掃除機本体前面に設けた場合、壁際の塵埃を吸塵することができる。
しかしながら、壁際の塵埃を吸塵する領域が、自走式掃除機本体が壁に接触した部分に限られるため、部屋の壁際全体を効率よく掃除することができないという課題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するものであり、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面を有する部屋の壁際全体を、効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を提供する。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するものであり、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面を有する部屋の壁際全体を、効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決する為には、駆動輪を備え、この駆動輪により被清掃面上を移動する本体と、本体の前端下部に設けられた塵埃吸込口と、本体に設けられた壁面に対する本体の位置を検知する為の検知手段とを備えた自走式掃除機において、掃除動作中に、本体の前端が壁面に近接した場合、本体の前端が壁面に近接した状態で、本体を同じ位置に所定時間の間留めるように自走式掃除機を構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面を有する部屋の壁際全体を、効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示す平面図、（ｂ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示す底面図。
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示す側面断面図、（ｂ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の壁際における回転ブラシの動作を示す説明図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の距離検出センサーの距離計測領域、および本体１の旋回時の本体１の最外周と駆動輪２、２'の軌跡を示す説明図。
【図４】（１ａ）〜（１ｃ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が壁際を掃除するときの動作を示す平面図。
【図５】（１ｄ）〜（１ｆ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が壁際を掃除するときの動作を示す平面図。
【図６】本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が壁際を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図。
【図７】（２ａ）〜（２ｂ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図。
【図８】（２ｃ）〜（２ｄ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図。
【図９】（２ｅ）〜（２ｆ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１０】（２ｇ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図。
【図１２】（３ａ）〜（３ｂ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１３】（３ｃ）〜（３ｄ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１４】（３ｅ）〜（３ｆ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１５】（３ｇ）〜（３ｈ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示す平面図、図１（ｂ）は底面図、図２（ａ）は側面断面図、図２（ｂ）は壁際における回転ブラシの動作を示す説明図である。
【００１５】
図において、本実施の形態における自走式掃除機は、前方が矩形で後方が円形を成す本体１の内部に、本体１を移動させる移動手段である一対の駆動輪２、２'を備える。一対の駆動輪２、２'は本体１の前後方向の略中央に配置され、本体１の底面より突出して被清掃面である床面に接地し、本体１を支持する。
駆動輪２、２'はそれぞれ独立のモーター３、３'により駆動され、本体１に内蔵された制御部（図示せず）の制御信号に従って回転、停止を行う。従動輪４は本体１の移動および、方向転換に対応して３６０度方向に自在に向きを変えながら本体１の後方底面を支持する。
尚、制御部は、操作部（図示せず）への入力操作や後述する各種検知手段からの入力に基づき、所定のプログラムで本体１に設けられている各種電気部品の制御を行う。
【００１６】
本体１の前方には、吸込口体５が前方を上下に回動可能な状態に設置される。吸込口体５は底面から前方下部にかけて塵埃を吸い込む開口である塵埃吸込口６（以下、吸込口６）が設けられ、吸込口６の内部に回転ブラシ７を備える。
回転ブラシ７は軸の周囲に波状に複数列植毛された毛ブラシ８を備え、両端を軸支されて、駆動モーター（図示せず）により連結ベルト（図示せず）を介して回転駆動される。
また、回転ブラシ７の駆動モーターは、制御部からの制御信号に従って、回転・停止・回転数の変化が行われる。これにより、回転ブラシ７の回転数を変化させることが可能となっている。
【００１７】
この回転ブラシ７は回転しながら毛ブラシ８が床面に接触し、床面の塵埃を前方から後方に向けて掻き上げる。回転ブラシ７によって掻き上げられた塵埃は、吸込口６後方に設けられた塵埃受け部９によって本体１内部に連通する風路１０に導かれる。
塵埃受け部９は端部がゴムなどの軟質材もしくは植毛によって形成され、床面の凸状部などに当接しても破損したり、床面側に傷をつけたりしないように構成される。
【００１８】
本体１内部の風路１０の後方には、集塵部１１が本体から取り外し可能な状態で設置される。また、集塵部１１の後方には、負圧を発生する送風ファン１２が設けられ、吸込口６、集塵部１１に連通するダクト１３を介して、空気を吸引する。
そして、吸引された空気と共に床面から掻き上げられた塵埃は、吸込口６を介して集塵部１１に入り、集塵部１１とダクト１３の接続部に設けられたフィルター１４によって、塵埃が取り除かれて清浄空気のみが送風ファン１２によって吸引され、排気口１５より排出される。
尚、送風ファン１２は、制御部からの制御信号に従って、回転・停止・回転数の変化が行われることで風量を調整し、吸込口６における吸引力の調整が行われる。
【００１９】
回転ブラシ７は、毛ブラシ８が吸込口６の前方に突出するように吸込口体５に設置されており、吸込口体５の前端が壁に当接すると、図２（ｂ）に示すように、壁際まで毛ブラシ８が到達して塵埃を掻き上げる。
したがって、壁に吸込口体５を押し当てるように本体１を移動させると、壁際の塵埃を捕集することができる。
【００２０】
吸込口体５の前端には壁面と接触したことを検知して、制御部（図示せず）に信号を伝達する左右一対の接触センサー１６、１７を備える。
また、吸込口体５の上部には、超音波の送受信による距離計測を行う第１の距離計測センサー１８、第２の距離計測センサー１９、第３の距離計測センサー２０が設けられている。
【００２１】
第１の距離計測センサー１８は本体１の左側から前方に亘る領域を計測し、第２の距離計測センサー１９は本体１の前方の領域を計測し、第３の距離計測センサー２０は本体１の右側から前方に亘る領域を計測し、それぞれ、壁や障害物と本体１間の距離計測情報を制御部（図示せず）に伝達する。
このように制御部は、距離計測センサーや接触センサーからの情報に基づき、壁や障害物に対する本体の位置関係を認識する。つまり、距離計測センサーや接触センサーは、壁や障害物に対する本体の位置関係を検知する検知手段となっている。
【００２２】
尚、本実施の形態において、第２の距離計測センサー１９は、本体の左右の略中心に配置され、本体の前方に向けて超音波を送信することにより、上記のように本体の前方の領域に位置する壁や障害物と本体との距離を計測する。
また、第１の距離計測センサー１８は、本体の左側に配置され、本体の左斜め前方に向けて超音波を送信することにより、上記のように本体の左側から前方に亘る領域に位置する壁や障害物と本体との距離を計測する。
また、第３の距離計測センサー２０は、本体の右側に配置され、本体の右斜め前方に向けて超音波を送信することにより、上記のように本体の右側から前方に亘る領域に位置する壁や障害物と本体との距離を計測する。
また、第１の距離計測センサー１８と第３の距離計測センサー２０は、第２の距離計測センサー１９を中心に、左右対称の位置となるように本体に設けられている。
【００２３】
吸込口体５の底面の左右端部には、床面に向けて光を照射する発光部と、床面で反射する光の受光部を備え、受光部の検出する光の強度により段差の深さを検出する一対の段差センサー２１、２１'を備える。
また、本体１の後方左右側面には、後方側面に向けて光を照射する発光部と、近接する壁や障害物によって反射する光の受光部を備え、受光部の検出する光の強度により、壁や障害物と本体１との距離を検出する近接センサー２２、２２'を備える。
【００２４】
図３は、本実施の形態に係る自走式掃除機の第１〜第３の距離検出センサーの距離計測領域、および本体１の旋回時の本体１の最外周と駆動輪２、２'の軌跡を示す説明図である。図４（１ａ）〜（１ｃ）及び図５（１ｄ）〜（１ｆ）は本体１が壁際を掃除するときの動作を示す平面図である。図６は本体１が壁際を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図である。
尚、図４及び図５に示す（１ａ）〜（１ｆ）は、（１ａ）から（１ｆ）に向かって、一連の動きを示している。また、図６の（１ａ）〜（１ｆ）は、図４及び図５の（１ａ）〜（１ｆ）の状態に対応している。
【００２５】
図において、点Ｏは駆動輪２、２'の中間点であり、駆動輪２、２'を同一回転数でそれぞれ逆方向に駆動させる真地旋回を行った場合の本体１の旋回中心である。Ｄ１は本体１が真地旋回を行った場合の駆動輪２、２'の円軌跡である。Ａは旋回中心Ｏから本体１の最遠端である前方側面角までの距離であり、Ｄ２は本体１が真地旋回した場合の本体１の端部の描く半径Ａの外接円である。また、斜線部分は壁を表す。
【００２６】
領域Ｓ１、領域Ｓ２、領域Ｓ３は、それぞれ第１の距離計測センサー１８、第２の距離計測センサー１９、第３の距離計測センサー２０の前方約３０ｃｍ、角度約５０°の範囲の距離計測領域を示す。本体１が壁や障害物に近接して、壁や障害物がこれらの距離計測領域に差し掛かると、近接した距離計測センサーはそれぞれ距離計測情報を制御部（図示せず）に伝達する。
【００２７】
次に、図４〜図６を参照して、本体１が壁際を掃除する場合の清掃面上の動作について説明する。
例えば、図４（１ａ）に示すように、本体１が左側斜め方向から壁に近接する場合、図６に示す時点１ａに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力が、３０ｃｍ以上離間していることを示すＬＯＷレベル（以下、Ｌレベル）から近接を示すＨＩＧＨレベル（以下、Ｈレベル）に向けて徐々に増加し、また、これに遅れて第２の距離計測センサー１９の出力が増加を始める。
【００２８】
この間、制御部は第３の距離計測センサー２０の出力が、Ｌレベルより増加しないことから、領域Ｓ１が領域Ｓ２よりも壁に近接し、領域Ｓ３には壁は存在しないことを認識する。
また、第１の距離計測センサー１８の出力の増加開始時点と、第２の距離計測センサー１９の出力の増加開始時点の時間差、および第１の距離計測センサー１８の出力の増加速度と、第２の距離計測センサー１９の出力の増加速度の差、を利用して、本体１の壁への近接角度を算出することができる。
【００２９】
制御部は、壁に最も近接している第１の距離計測センサー１８の出力を監視し、図３（ａ）に示すように、本体１の外接円Ｄ２が壁に差し掛かかる直前の位置で駆動輪２、２'を停止する。
次に、図４（１ｂ）に示すように、左の駆動輪２を後方に、右の駆動輪２'を前方に同一回転数で回転させて、本体１を、旋回中心Ｏを中心に反時計回りに真地旋回させる。ここで、図４（１ｂ）に示す本体１の形状の破線は、本体１の前の状態を示すものであり、以降の図においても同様に記載するものである。
【００３０】
本体１が真地旋回すると、本体１の左前角部が壁に対して最接近した後、離間に転じる。制御部は図８に示すように時点ａから時点ｂに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力が極大となるのを監視することで、本体１と壁の位置関係を認識することができる。そして、第２の距離計測センサー１９の出力が所定値以上となった時点ｂにおいて、制御部は駆動輪２、２'を停止し、本体１の真地旋回を停止する。
【００３１】
次に、図４（１ｃ）に示すように、制御部は、本体１の前端の全面が同時に壁に当接するよう、第１の距離計測センサー１８の出力と第２の距離計測センサー１９の出力を監視しながら、駆動輪２、２'の回転を制御する。
つまり、図４（１ｂ）に示す本体１の位置から左の駆動輪２を停止したままとするか、もしくは前方に微小に回転させながら、右の駆動輪２'を前方に回転させることにより、本体１の前端を壁に当接させる。
【００３２】
本体１の前端の全面が壁に当接すると、吸込口体５の前端に設けられた左右の接触センサー１７、１８の両方が接触を検知してＨレベルの信号を制御部へ出力する。
つまり、左右の接触センサー１７，１８の両方が壁面に接触し、Ｈレベルの出力を制御部が検知することで、本体１の前端の全面が壁に当接した状態を制御部が認識する。尚、左右の接触センサーのいずれかが壁面と接触して制御部へと出力される信号は、Ｈレベルとならないため、制御部は、本体１の前端の全面が壁に接していないと認識する。
【００３３】
本体１は掃除動作中、送風ファン１２のみか、又は、送風ファン１２と回転ブラシ７を同時に駆動しており、本体１の移動する範囲の床面の塵埃を、吸引口６から吸引して集塵部１１に捕集する。図４（１ｃ）に示すように、吸込口体５の前端が壁際に近接（本体１の前端が壁に当接した状態を含む）すると、回転ブラシ７の毛ブラシ８が壁際まで到達して塵埃を掻き出す。
【００３４】
このとき、図６に示すように、時点１ｃにおいて所定の時間の間本体１の位置を移動させない、つまり、同じ位置に留まる停止期間ｔを設けることにより、壁際での塵埃の捕集効果を向上させることができる。
この停止期間ｔの間は、駆動輪を停止させて本体１の清掃面上の動きを停止させるか、本体１が壁に押し当るように駆動輪を動作させる、つまり、本体１が壁に向いて移動するように駆動輪を動作させるとよい。
本体１を壁に押し当てるようにすることで、より回転ブラシ７の毛ブラシ８が壁際まで到達しやすくすることができる。
【００３５】
また、この停止期間ｔの間、壁の近傍まで本体１が移動してきた際の状態より、送風ファン１２の風量を増加させたり、回転ブラシ７の回転数を増加させたりする。
これにより、塵埃が蓄積しやすい壁の近傍で送風ファンの風量や回転ブラシの回転数を大きくするので、塵埃が多く蓄積されやすい被清掃部における捕集効果をさらに向上させることができると共に、塵埃が多い位置でのみ電気部品の出力を大きくするので、省エネ効果を期待できる。
【００３６】
ここで、本体１を壁際で留まらせる時間である停止期間ｔは、壁際の塵埃を捕集可能な時間に設定されており、約１〜３秒である。
また、この停止時間ｔは、被清掃部などの状況に応じて可変にしてもよい。例えば、本体１が留まった位置の塵埃を所定の量以下まで取り除いた後、本体１が動くように制御する。この場合、本体１の風路１０に、塵埃検知センサーを設け、このセンサーが塵埃の通過を検知しなくなる、又は、検知量が所定のレベル以下となったとき、制御部は本体１が留まった位置の塵埃を取り除いたと判断する。
尚、塵埃検知センサーの例として、対向して配置された発光部とこの発行部からの光を受信する受光部からなり、発行部と受光部の光軸間を塵埃が通過して遮光する際の受光部の光量変化により、制御部が塵埃通過の有無を検知するものなどある。
【００３７】
次に制御部は、図４（１ｃ）に示すように、本体１の前端の当接する壁際の掃除を行った後、その右側の壁際、つまり当接した壁面の面方向右側の壁面と対面する位置に、本体１を移動させる。まず、図５（１ｄ）に示すように、本体１を後方右側に旋回させながら後退させ、さらに後方左側に旋回させる。
そして、図６に示すように、本体１が壁から所定距離後退した時点１ｄで駆動輪２、２'を停止する。この間、制御部は右側と左側の旋回量を同じくすることにより、本体１前方が壁に平行に相対するようにする。
このとき、制御部は本体１を図４（１ｃ）の位置からの右方向への移動量を吸込口６の横幅の１／２に等しいか、少し短い距離とする。これにより、吸込口６が満遍なく被清掃面上を通過するので、塵埃の取り残しを少なくすることができる。
【００３８】
次に、制御部は図５（１ｅ）に示すように、本体１を前方右側に旋回させながら前進させ、さらに図５（１ｆ）に示すように、本体１を前方左側に旋回させながら前進させる。
制御部は、図６に示す時点１ｄから時点１ｅに至る間、第１の距離計測センサー１８、第２の距離計測センサー１９を監視し、本体１を前方左側への旋回に転じるタイミングを決定する。
【００３９】
そして、時点１ｅで前方左側への旋回を始めた後は、再び本体１の前端の全面が同時に壁に当接するよう、第１の距離計測センサー１８の出力と第２の距離計測センサー１９の出力を監視しながら、駆動輪２、２'の回転を制御する。
そして、図５（１ｆ）に示すように、吸込口体５の前端を壁際に当接させる。このとき制御部は、本体１を図５（１ｄ）の位置からの右方向への移動量を吸込口６の横幅の１／２に等しいか、少し短い距離となるように動作させる。
つまり、図４（１ｃ）に示す本体１の位置から、図５（１ｆ）に示す本体１の位置までの、本体１の壁に沿った移動量は、吸込口６の横幅に等しいか、少し短い距離となる。
【００４０】
上記図４（１ｃ）から図５（１ｄ）までの動作を壁に沿って繰り返すことにより、壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。また、吸込口６が壁際の同じ箇所を通過することがないため、壁際を効率よく掃除することができる。
【００４１】
次に、本体１が壁沿いを移動中に部屋の隅に差し掛かった場合の動作について説明する。図７〜図１０に示す（２ａ）〜（２ｇ）は本体１が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図、図１１は本体１が部屋の隅を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図である。また、斜線部分は壁を表す。
尚、図７〜図１０に示す（２ａ）〜（２ｇ）は、（２ａ）から（２ｇ）に向かって、一連の動きを示している。また、図１１の（２ａ）〜（２ｇ）は、図７〜図１０の（２ａ）〜（２ｇ）の状態に対応している。
【００４２】
図７（２ａ）は図５（１ｄ）の状態と同様に、本体１が壁際を掃除しながら壁沿いを図面右方向に移動してきた状態であり、本体１は正面の壁際を掃除した後、後方右側に旋回しながら後退し、さらに本体１前方が正面の壁に平行に相対するように後方左側に旋回して停止した状態である。
このとき、図１１に示すように、時点２ａにおける第１の距離計測センサー１８、第２の距離計測センサー１９の出力はＬレベルに減少するが、第２の距離計測センサー２０の出力はＬレベルとならないため、制御部は図４（１ａ）に示すように、本体１の右側に壁が存在し、正面の壁とで作られる隅部が存在することを認識する。
【００４３】
制御部は、本体１の右側が部屋の隅に差し掛かったことを認識すると、右側の壁に対応した処理モードを実行する。図７（２ｂ）に示すように、本体１を右側の壁から所定距離残して右側に向ける。
次に、図６（２ｃ）に示すように、本体１の右前角部が右側の壁に接触しないように近接させながら、本体１の前端が正面の壁に当接するまで前進させる。本体１の前端の全面が正面の壁に当接すると、吸込口体５の前端に設けられた左右の接触センサー１７、１８の両方が接触を検知する。
【００４４】
制御部は、図１１の時点２ｃから本体１の位置を移動させない停止期間ｔを設けた後、図８（２ｄ）に示すように、右側の壁に沿って本体１を後退させる。そして、図９（２ｅ）に示すように、本体１の右端が前壁に沿って横向きになるまで左側前方に旋回させる。そして、図９（２ｆ）に示すように、反時計回りに１８０°真地旋回させた後、図１０（２ｇ）に示すように、右側に直進させて、本体１の前端が右側の壁に当接するまで前進させる。
【００４５】
この後、本体１を右側の壁に沿ってさらに移動させる動作は、図４（１ｃ）から図５（１ｆ）までの動作と同様である。
【００４６】
以上のように、本体１が部屋の隅に差し掛かった場合、隅に面する２つの壁の両方の壁際に本体１の前端を当接させる処理を行うため、部屋の隅の壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。
【００４７】
次に、図１２〜図１６を参照して、本体１が部屋の角を掃除する場合の動作について説明する。尚、図１２〜図１５に示す（３ａ）〜（３ｈ）は、本体１の一連の動きを示す。また、図１６に示す（３ａ）〜（３ｈ）は、図１２〜図１５に示す（３ａ）〜（３ｈ）の状態にそれぞれ対応する。また、斜線部分は壁を表す。
例えば、図１２（３ａ）に示すように、本体１が左側斜め方向から部屋の角付近の壁に近接する場合、図１６に示す時点３ａに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力が、３０ｃｍ以上離間していることを示すＬレベルから近接を示すＨレベルに向けて徐々に増加する。
このとき、第２の距離計測センサー１９の出力がＬレベルのままであることから、制御部は壁への近接角度が小さいか、部屋の角が存在しているかのどちらかであることを認識する。
【００４８】
制御部は第１の距離計測センサー１８の出力を監視し、図１２（３ａ）に示すように、本体１の外接円Ｄ２が壁に差し掛かかる直前の位置で駆動輪２、２'を停止する。
次に、図１２（３ｂ）に示すように、左の駆動輪２を後方に、右の駆動輪２'を前方に同一回転数で回転させて、本体１を反時計回りに真地旋回させる。本体１が真地旋回すると、本体１の左前角部が壁に対して最接近した後、離間に転じる。制御部は図１６に示すように時点３ａから時点３ｂに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力が極大となるのを監視することで、本体１と壁の位置関係を認識することができる。
そして、第２の距離計測センサー１９の出力が所定値以上となった時点３ｂにおいて、制御部は駆動輪２、２'を停止し、本体１の真地旋回を停止する。
【００４９】
次に、図１３（３ｃ）に示すように、制御部は、本体１の前端の全面が同時に壁に当接するよう、第１の距離計測センサー１８の出力と第２の距離計測センサー１９の出力を監視しながら、駆動輪２、２'の回転を制御する。
つまり、左の駆動輪２を停止したままとするか、もしくは、前方に微小に回転させながら、右の駆動輪２'を前方に回転させることにより、本体１の前端を壁に当接させる。このとき、吸込口体５の前端に設けられた左右の接触センサー１７、１８の両方が接触を検知して、図１６に示すように時点３ｃにおいてＨレベルを出力するが、第３の距離計測センサー２０の出力はＬレベルのままである。
制御部はこの状態から、本体１の前端の中央から右端までの間に部屋の角が位置していることを認識する。
【００５０】
制御部は、本体１の右側が部屋の角に差し掛かったことを認識すると、停止期間ｔの後に部屋の角に面する２つの壁に対応した処理モードを実行する。図１３（３ｄ）に示すように、本体１を後方右側に旋回させながら後退させ、さらに後方左側に旋回させる。そして、図１６に示すように、本体１が壁から所定距離の位置となった時点３ｄで駆動輪２、２'を停止する。
この間、制御部は右側と左側の旋回量を同じくすることにより、本体１前方が正面の壁に平行に相対するようにする。このとき、制御部は本体１を図１３（３ｃ）の位置からの右方向への移動量を吸込口６の横幅の１／２に等しいか、少し短い距離とする。
【００５１】
次に、制御部は、本体１を図１３（３ｄ）の状態から図１４（３ｅ）の状態まで動作させる間、第１の距離計測センサー１８の出力を監視しながら、本体１を時計回りに真地旋回させる。つまり、図１６に示す時点３ｄから真地旋回を開始して、第１の距離計測センサー１８の出力が増加して極大となった後、Ｌレベルとなる時点３ｅで、真地旋回を停止させる。この制御により、本体１の進行方向を部屋の角に寄り過ぎず、離れすぎない適切な方向とすることができる。
【００５２】
次に、制御部は、図１４（３ｆ）に示すように、部屋の角を廻り込むのに適した所定半径で本体１を左前方に旋回させる。そして、本体１が、正面の壁に対して直角に対する右側の壁に近接し、本体１の外接円Ｄ２が右側の壁に差し掛かかる直前の位置で駆動輪２、２'を停止させる。そして、図１５（３ｇ）に示すように、本体１を反時計回りに真地旋回させた後、図１５（３ｈ）に示すように左に旋回させて本体１の前端を右側の壁に当接させる。
【００５３】
制御部は、図１６に示す時点３ｇから時点３ｈに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力がＬレベルに転じることで、本体１の左端が部屋の角の外側に位置することを認識し、また、時点３ｈで接触センサー１６、１７の両方の出力がＨレベルとなることから、本体１の前端の中央から左端までの間に部屋の角が位置していることを認識する。
【００５４】
この後、本体１を右側の壁に沿ってさらに移動させる動作は、図４（１ｃ）から図５（１ｆ）までの動作と同様である。
【００５５】
以上のように、本体１が部屋の角に差し掛かった場合、角に面する２つの壁の両方の壁際に本体１の前端を当接させる処理を行うため、部屋の角の壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。
【００５６】
吸込口体５の底面の左右端部に設けられた段差センサー２１、２１'は、本体１の移動中に廊下の縁などから落下することを防止するために備えたもので、段差を検知して制御部に情報を伝達する。制御部はこれを受けて本体１を旋回させて段差のない方向に移動させる。
【００５７】
本体１の後方左右側面に設けられた近接センサー２２、２２'は、本体１が後退しているときに、本体１の後方の進路に障害物が存在することを検知するために備えたもので、本体１の後退動作中に障害物を検知して制御部に情報を伝達する。制御部はこれを受けて本体１の後退動作を停止し、進路を変更させる。
【００５８】
また、本体１が前後動作を繰り返しながら壁沿いを横方向に移動する際に、前後動作の距離を十分確保できないほど、相対する２面の壁が近接する狭い被掃除領域に至った場合、近接センサー２２、２２'の検知により、本体１が狭い被掃除領域に位置していることを認識し、本体１の左右いずれかの端部を壁に沿わせて、移動する動作モードに移行する。
また、予め狭い被掃除領域であることを複数の距離計測センサーで認識した場合にも、本体１の左右いずれかの端部を壁に沿わせて、移動する動作モードで掃除を行う。
【００５９】
なお、本体１内には蓄電池（図示せず）が設置されており、制御部や駆動部、送風ファン、センサー等を動作させる電力を供給する。また、本体１内部に蓄電池の充電回路（図示せず）を備え、外部電源から接続端子（図示せず）を介して、蓄電池に充電する。
【００６０】
以上のように、本実施の形態における自走式掃除機は、本体１の前端に回転ブラシ７を備え、毛ブラシ８が吸込口６の前方に突出するように吸込口体５に設置されているため、壁際まで毛ブラシ８が到達して塵埃を掻き上げる。
したがって、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面の壁際でも塵埃を捕集することができる。
【００６１】
また、本体１の前端を壁際に当接させて、壁沿いに移動させるため、壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。また、部屋の隅や角においても、壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 本体、２ 駆動輪、２' 駆動輪、３ モーター、４ 従動輪、５ 吸込口体、６ 吸込口、７ 回転ブラシ、８ 毛ブラシ、９ 塵埃受け部、１０ 風路、１１ 集塵部、１２ 送風ファン、１３ ダクト、１４ フィルター、１５ 排気口、１６ 接触センサー、１７ 接触センサー、１８ 第１の距離計測センサー、１９ 第２の距離計測センサー、２０ 第３の距離計測センサー、２１ 段差センサー、２１' 段差センサー、２２ 近接センサー、２２' 近接センサー、Ｏ 旋回中心、Ｄ１ 駆動輪２、２'の円軌跡、Ａ 旋回中心Ｏから本体１の最遠端までの距離、Ｄ２ 本体１の外接円、Ｓ１ 距離計測領域、Ｓ２ 距離計測領域、Ｓ３ 距離計測領域、ｔ 停止期間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動手段を備えた自走式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自走式掃除機は、自走式掃除機本体と壁の距離を計測する手段を備え、壁際を掃除する際に、本体の側面を壁に対向させた状態で、壁に沿って移動していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の他の自走式掃除機は、自走式掃除機本体と壁の距離を計測する手段を備えるとともに、本体端部に略水平回転する補助ブラシを備え、前記補助ブラシを壁に当接させながら移動していた（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、従来の他の自走式掃除機は、自走式掃除機本体前端の左右に接触センサーを備え、左右一方の接触センサーが壁との接触を検知した場合に、他方の接触センサーが壁との接触を検知するまで、本体が廻り込むように移動していた（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−４６２４６号公報
【特許文献２】特公平７−３２７５２号公報
【特許文献３】特許第２７４４６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示す自走式掃除機は、自走式掃除機本体が壁に接触しない範囲で近接し、本体の側面を壁に対向させた状態で、壁に沿って移動し、自走式掃除機本体下部に設けられた塵埃吸引口から塵埃を吸引していた。
しかしながら、前記塵埃吸引口が壁から離れているため、塵埃を吸引できない領域が生じてしまうという課題があった。
【０００７】
また、特許文献２に示す自走式掃除機は、壁際の塵埃を補助ブラシにより自走式掃除機本体下部に設けられた塵埃吸引口に向けて掻き出し、塵埃吸引口から吸引していた。
しかしながら、略水平回転する補助ブラシは、塵埃を容易に移動することができるフローリングなどの床面においては、塵埃の掻き出し効果が得られるが、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面においては、塵埃を十分に掻き出して吸引することが困難であるという課題があった。
【０００８】
また、特許文献３に示す自走式掃除機は、自走式掃除機本体左右の一方が壁と接触した後に、他方が壁に接触するまで自走式掃除機本体が廻り込むように移動するため、集塵部を自走式掃除機本体前面に設けた場合、壁際の塵埃を吸塵することができる。
しかしながら、壁際の塵埃を吸塵する領域が、自走式掃除機本体が壁に接触した部分に限られるため、部屋の壁際全体を効率よく掃除することができないという課題があった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するものであり、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面を有する部屋の壁際全体を、効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を提供する。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するものであり、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面を有する部屋の壁際全体を、効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決する為には、駆動輪を備え、この駆動輪により被清掃面上を移動する本体と、本体の前端下部に設けられた塵埃吸込口と、本体に設けられた壁面に対する本体の位置を検知する為の検知手段とを備えた自走式掃除機において、掃除動作中に、本体の前端が壁面に近接した場合、本体の前端が壁面に近接した状態で、本体を同じ位置に所定時間の間留めるように自走式掃除機を構成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面を有する部屋の壁際全体を、効率よく掃除することが可能な自走式掃除機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示す平面図、（ｂ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示す底面図。
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示す側面断面図、（ｂ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の壁際における回転ブラシの動作を示す説明図。
【図３】本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の距離検出センサーの距離計測領域、および本体１の旋回時の本体１の最外周と駆動輪２、２'の軌跡を示す説明図。
【図４】（１ａ）〜（１ｃ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が壁際を掃除するときの動作を示す平面図。
【図５】（１ｄ）〜（１ｆ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が壁際を掃除するときの動作を示す平面図。
【図６】本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が壁際を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図。
【図７】（２ａ）〜（２ｂ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図。
【図８】（２ｃ）〜（２ｄ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図。
【図９】（２ｅ）〜（２ｆ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１０】（２ｇ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の隅を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図。
【図１２】（３ａ）〜（３ｂ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１３】（３ｃ）〜（３ｄ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１４】（３ｅ）〜（３ｆ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１５】（３ｇ）〜（３ｈ）本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの動作を示す平面図。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機が部屋の角を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係る自走式掃除機の構成を示す平面図、図１（ｂ）は底面図、図２（ａ）は側面断面図、図２（ｂ）は壁際における回転ブラシの動作を示す説明図である。
【００１５】
図において、本実施の形態における自走式掃除機は、前方が矩形で後方が円形を成す本体１の内部に、本体１を移動させる移動手段である一対の駆動輪２、２'を備える。一対の駆動輪２、２'は本体１の前後方向の略中央に配置され、本体１の底面より突出して被清掃面である床面に接地し、本体１を支持する。
駆動輪２、２'はそれぞれ独立のモーター３、３'により駆動され、本体１に内蔵された制御部（図示せず）の制御信号に従って回転、停止を行う。従動輪４は本体１の移動および、方向転換に対応して３６０度方向に自在に向きを変えながら本体１の後方底面を支持する。
尚、制御部は、操作部（図示せず）への入力操作や後述する各種検知手段からの入力に基づき、所定のプログラムで本体１に設けられている各種電気部品の制御を行う。
【００１６】
本体１の前方には、吸込口体５が前方を上下に回動可能な状態に設置される。吸込口体５は底面から前方下部にかけて塵埃を吸い込む開口である塵埃吸込口６（以下、吸込口６）が設けられ、吸込口６の内部に回転ブラシ７を備える。
回転ブラシ７は軸の周囲に波状に複数列植毛された毛ブラシ８を備え、両端を軸支されて、駆動モーター（図示せず）により連結ベルト（図示せず）を介して回転駆動される。
また、回転ブラシ７の駆動モーターは、制御部からの制御信号に従って、回転・停止・回転数の変化が行われる。これにより、回転ブラシ７の回転数を変化させることが可能となっている。
【００１７】
この回転ブラシ７は回転しながら毛ブラシ８が床面に接触し、床面の塵埃を前方から後方に向けて掻き上げる。回転ブラシ７によって掻き上げられた塵埃は、吸込口６後方に設けられた塵埃受け部９によって本体１内部に連通する風路１０に導かれる。
塵埃受け部９は端部がゴムなどの軟質材もしくは植毛によって形成され、床面の凸状部などに当接しても破損したり、床面側に傷をつけたりしないように構成される。
【００１８】
本体１内部の風路１０の後方には、集塵部１１が本体から取り外し可能な状態で設置される。また、集塵部１１の後方には、負圧を発生する送風ファン１２が設けられ、吸込口６、集塵部１１に連通するダクト１３を介して、空気を吸引する。
そして、吸引された空気と共に床面から掻き上げられた塵埃は、吸込口６を介して集塵部１１に入り、集塵部１１とダクト１３の接続部に設けられたフィルター１４によって、塵埃が取り除かれて清浄空気のみが送風ファン１２によって吸引され、排気口１５より排出される。
尚、送風ファン１２は、制御部からの制御信号に従って、回転・停止・回転数の変化が行われることで風量を調整し、吸込口６における吸引力の調整が行われる。
【００１９】
回転ブラシ７は、毛ブラシ８が吸込口６の前方に突出するように吸込口体５に設置されており、吸込口体５の前端が壁に当接すると、図２（ｂ）に示すように、壁際まで毛ブラシ８が到達して塵埃を掻き上げる。
したがって、壁に吸込口体５を押し当てるように本体１を移動させると、壁際の塵埃を捕集することができる。
【００２０】
吸込口体５の前端には壁面と接触したことを検知して、制御部（図示せず）に信号を伝達する左右一対の接触センサー１６、１７を備える。
また、吸込口体５の上部には、超音波の送受信による距離計測を行う第１の距離計測センサー１８、第２の距離計測センサー１９、第３の距離計測センサー２０が設けられている。
【００２１】
第１の距離計測センサー１８は本体１の左側から前方に亘る領域を計測し、第２の距離計測センサー１９は本体１の前方の領域を計測し、第３の距離計測センサー２０は本体１の右側から前方に亘る領域を計測し、それぞれ、壁や障害物と本体１間の距離計測情報を制御部（図示せず）に伝達する。
このように制御部は、距離計測センサーや接触センサーからの情報に基づき、壁や障害物に対する本体の位置関係を認識する。つまり、距離計測センサーや接触センサーは、壁や障害物に対する本体の位置関係を検知する検知手段となっている。
【００２２】
尚、本実施の形態において、第２の距離計測センサー１９は、本体の左右の略中心に配置され、本体の前方に向けて超音波を送信することにより、上記のように本体の前方の領域に位置する壁や障害物と本体との距離を計測する。
また、第１の距離計測センサー１８は、本体の左側に配置され、本体の左斜め前方に向けて超音波を送信することにより、上記のように本体の左側から前方に亘る領域に位置する壁や障害物と本体との距離を計測する。
また、第３の距離計測センサー２０は、本体の右側に配置され、本体の右斜め前方に向けて超音波を送信することにより、上記のように本体の右側から前方に亘る領域に位置する壁や障害物と本体との距離を計測する。
また、第１の距離計測センサー１８と第３の距離計測センサー２０は、第２の距離計測センサー１９を中心に、左右対称の位置となるように本体に設けられている。
【００２３】
吸込口体５の底面の左右端部には、床面に向けて光を照射する発光部と、床面で反射する光の受光部を備え、受光部の検出する光の強度により段差の深さを検出する一対の段差センサー２１、２１'を備える。
また、本体１の後方左右側面には、後方側面に向けて光を照射する発光部と、近接する壁や障害物によって反射する光の受光部を備え、受光部の検出する光の強度により、壁や障害物と本体１との距離を検出する近接センサー２２、２２'を備える。
【００２４】
図３は、本実施の形態に係る自走式掃除機の第１〜第３の距離検出センサーの距離計測領域、および本体１の旋回時の本体１の最外周と駆動輪２、２'の軌跡を示す説明図である。図４（１ａ）〜（１ｃ）及び図５（１ｄ）〜（１ｆ）は本体１が壁際を掃除するときの動作を示す平面図である。図６は本体１が壁際を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図である。
尚、図４及び図５に示す（１ａ）〜（１ｆ）は、（１ａ）から（１ｆ）に向かって、一連の動きを示している。また、図６の（１ａ）〜（１ｆ）は、図４及び図５の（１ａ）〜（１ｆ）の状態に対応している。
【００２５】
図において、点Ｏは駆動輪２、２'の中間点であり、駆動輪２、２'を同一回転数でそれぞれ逆方向に駆動させる真地旋回を行った場合の本体１の旋回中心である。Ｄ１は本体１が真地旋回を行った場合の駆動輪２、２'の円軌跡である。Ａは旋回中心Ｏから本体１の最遠端である前方側面角までの距離であり、Ｄ２は本体１が真地旋回した場合の本体１の端部の描く半径Ａの外接円である。また、斜線部分は壁を表す。
【００２６】
領域Ｓ１、領域Ｓ２、領域Ｓ３は、それぞれ第１の距離計測センサー１８、第２の距離計測センサー１９、第３の距離計測センサー２０の前方約３０ｃｍ、角度約５０°の範囲の距離計測領域を示す。本体１が壁や障害物に近接して、壁や障害物がこれらの距離計測領域に差し掛かると、近接した距離計測センサーはそれぞれ距離計測情報を制御部（図示せず）に伝達する。
【００２７】
次に、図４〜図６を参照して、本体１が壁際を掃除する場合の清掃面上の動作について説明する。
例えば、図４（１ａ）に示すように、本体１が左側斜め方向から壁に近接する場合、図６に示す時点１ａに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力が、３０ｃｍ以上離間していることを示すＬＯＷレベル（以下、Ｌレベル）から近接を示すＨＩＧＨレベル（以下、Ｈレベル）に向けて徐々に増加し、また、これに遅れて第２の距離計測センサー１９の出力が増加を始める。
【００２８】
この間、制御部は第３の距離計測センサー２０の出力が、Ｌレベルより増加しないことから、領域Ｓ１が領域Ｓ２よりも壁に近接し、領域Ｓ３には壁は存在しないことを認識する。
また、第１の距離計測センサー１８の出力の増加開始時点と、第２の距離計測センサー１９の出力の増加開始時点の時間差、および第１の距離計測センサー１８の出力の増加速度と、第２の距離計測センサー１９の出力の増加速度の差、を利用して、本体１の壁への近接角度を算出することができる。
【００２９】
制御部は、壁に最も近接している第１の距離計測センサー１８の出力を監視し、図３（ａ）に示すように、本体１の外接円Ｄ２が壁に差し掛かかる直前の位置で駆動輪２、２'を停止する。
次に、図４（１ｂ）に示すように、左の駆動輪２を後方に、右の駆動輪２'を前方に同一回転数で回転させて、本体１を、旋回中心Ｏを中心に反時計回りに真地旋回させる。ここで、図４（１ｂ）に示す本体１の形状の破線は、本体１の前の状態を示すものであり、以降の図においても同様に記載するものである。
【００３０】
本体１が真地旋回すると、本体１の左前角部が壁に対して最接近した後、離間に転じる。制御部は図８に示すように時点ａから時点ｂに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力が極大となるのを監視することで、本体１と壁の位置関係を認識することができる。そして、第２の距離計測センサー１９の出力が所定値以上となった時点ｂにおいて、制御部は駆動輪２、２'を停止し、本体１の真地旋回を停止する。
【００３１】
次に、図４（１ｃ）に示すように、制御部は、本体１の前端の全面が同時に壁に当接するよう、第１の距離計測センサー１８の出力と第２の距離計測センサー１９の出力を監視しながら、駆動輪２、２'の回転を制御する。
つまり、図４（１ｂ）に示す本体１の位置から左の駆動輪２を停止したままとするか、もしくは前方に微小に回転させながら、右の駆動輪２'を前方に回転させることにより、本体１の前端を壁に当接させる。
【００３２】
本体１の前端の全面が壁に当接すると、吸込口体５の前端に設けられた左右の接触センサー１７、１８の両方が接触を検知してＨレベルの信号を制御部へ出力する。
つまり、左右の接触センサー１７，１８の両方が壁面に接触し、Ｈレベルの出力を制御部が検知することで、本体１の前端の全面が壁に当接した状態を制御部が認識する。尚、左右の接触センサーのいずれかが壁面と接触して制御部へと出力される信号は、Ｈレベルとならないため、制御部は、本体１の前端の全面が壁に接していないと認識する。
【００３３】
本体１は掃除動作中、送風ファン１２のみか、又は、送風ファン１２と回転ブラシ７を同時に駆動しており、本体１の移動する範囲の床面の塵埃を、吸引口６から吸引して集塵部１１に捕集する。図４（１ｃ）に示すように、吸込口体５の前端が壁際に近接（本体１の前端が壁に当接した状態を含む）すると、回転ブラシ７の毛ブラシ８が壁際まで到達して塵埃を掻き出す。
【００３４】
このとき、図６に示すように、時点１ｃにおいて所定の時間の間本体１の位置を移動させない、つまり、同じ位置に留まる停止期間ｔを設けることにより、壁際での塵埃の捕集効果を向上させることができる。
この停止期間ｔの間は、駆動輪を停止させて本体１の清掃面上の動きを停止させるか、本体１が壁に押し当るように駆動輪を動作させる、つまり、本体１が壁に向いて移動するように駆動輪を動作させるとよい。
本体１を壁に押し当てるようにすることで、より回転ブラシ７の毛ブラシ８が壁際まで到達しやすくすることができる。
【００３５】
また、この停止期間ｔの間、壁の近傍まで本体１が移動してきた際の状態より、送風ファン１２の風量を増加させたり、回転ブラシ７の回転数を増加させたりする。
これにより、塵埃が蓄積しやすい壁の近傍で送風ファンの風量や回転ブラシの回転数を大きくするので、塵埃が多く蓄積されやすい被清掃部における捕集効果をさらに向上させることができると共に、塵埃が多い位置でのみ電気部品の出力を大きくするので、省エネ効果を期待できる。
【００３６】
ここで、本体１を壁際で留まらせる時間である停止期間ｔは、壁際の塵埃を捕集可能な時間に設定されており、約１〜３秒である。
また、この停止時間ｔは、被清掃部などの状況に応じて可変にしてもよい。例えば、本体１が留まった位置の塵埃を所定の量以下まで取り除いた後、本体１が動くように制御する。この場合、本体１の風路１０に、塵埃検知センサーを設け、このセンサーが塵埃の通過を検知しなくなる、又は、検知量が所定のレベル以下となったとき、制御部は本体１が留まった位置の塵埃を取り除いたと判断する。
尚、塵埃検知センサーの例として、対向して配置された発光部とこの発行部からの光を受信する受光部からなり、発行部と受光部の光軸間を塵埃が通過して遮光する際の受光部の光量変化により、制御部が塵埃通過の有無を検知するものなどある。
【００３７】
次に制御部は、図４（１ｃ）に示すように、本体１の前端の当接する壁際の掃除を行った後、その右側の壁際、つまり当接した壁面の面方向右側の壁面と対面する位置に、本体１を移動させる。まず、図５（１ｄ）に示すように、本体１を後方右側に旋回させながら後退させ、さらに後方左側に旋回させる。
そして、図６に示すように、本体１が壁から所定距離後退した時点１ｄで駆動輪２、２'を停止する。この間、制御部は右側と左側の旋回量を同じくすることにより、本体１前方が壁に平行に相対するようにする。
このとき、制御部は本体１を図４（１ｃ）の位置からの右方向への移動量を吸込口６の横幅の１／２に等しいか、少し短い距離とする。これにより、吸込口６が満遍なく被清掃面上を通過するので、塵埃の取り残しを少なくすることができる。
【００３８】
次に、制御部は図５（１ｅ）に示すように、本体１を前方右側に旋回させながら前進させ、さらに図５（１ｆ）に示すように、本体１を前方左側に旋回させながら前進させる。
制御部は、図６に示す時点１ｄから時点１ｅに至る間、第１の距離計測センサー１８、第２の距離計測センサー１９を監視し、本体１を前方左側への旋回に転じるタイミングを決定する。
【００３９】
そして、時点１ｅで前方左側への旋回を始めた後は、再び本体１の前端の全面が同時に壁に当接するよう、第１の距離計測センサー１８の出力と第２の距離計測センサー１９の出力を監視しながら、駆動輪２、２'の回転を制御する。
そして、図５（１ｆ）に示すように、吸込口体５の前端を壁際に当接させる。このとき制御部は、本体１を図５（１ｄ）の位置からの右方向への移動量を吸込口６の横幅の１／２に等しいか、少し短い距離となるように動作させる。
つまり、図４（１ｃ）に示す本体１の位置から、図５（１ｆ）に示す本体１の位置までの、本体１の壁に沿った移動量は、吸込口６の横幅に等しいか、少し短い距離となる。
【００４０】
上記図４（１ｃ）から図５（１ｄ）までの動作を壁に沿って繰り返すことにより、壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。また、吸込口６が壁際の同じ箇所を通過することがないため、壁際を効率よく掃除することができる。
【００４１】
次に、本体１が壁沿いを移動中に部屋の隅に差し掛かった場合の動作について説明する。図７〜図１０に示す（２ａ）〜（２ｇ）は本体１が部屋の隅を掃除するときの動作を示す平面図、図１１は本体１が部屋の隅を掃除するときの距離検出センサーと接触センサーの出力の遷移を示す説明図である。また、斜線部分は壁を表す。
尚、図７〜図１０に示す（２ａ）〜（２ｇ）は、（２ａ）から（２ｇ）に向かって、一連の動きを示している。また、図１１の（２ａ）〜（２ｇ）は、図７〜図１０の（２ａ）〜（２ｇ）の状態に対応している。
【００４２】
図７（２ａ）は図５（１ｄ）の状態と同様に、本体１が壁際を掃除しながら壁沿いを図面右方向に移動してきた状態であり、本体１は正面の壁際を掃除した後、後方右側に旋回しながら後退し、さらに本体１前方が正面の壁に平行に相対するように後方左側に旋回して停止した状態である。
このとき、図１１に示すように、時点２ａにおける第１の距離計測センサー１８、第２の距離計測センサー１９の出力はＬレベルに減少するが、第２の距離計測センサー２０の出力はＬレベルとならないため、制御部は図４（１ａ）に示すように、本体１の右側に壁が存在し、正面の壁とで作られる隅部が存在することを認識する。
【００４３】
制御部は、本体１の右側が部屋の隅に差し掛かったことを認識すると、右側の壁に対応した処理モードを実行する。図７（２ｂ）に示すように、本体１を右側の壁から所定距離残して右側に向ける。
次に、図６（２ｃ）に示すように、本体１の右前角部が右側の壁に接触しないように近接させながら、本体１の前端が正面の壁に当接するまで前進させる。本体１の前端の全面が正面の壁に当接すると、吸込口体５の前端に設けられた左右の接触センサー１７、１８の両方が接触を検知する。
【００４４】
制御部は、図１１の時点２ｃから本体１の位置を移動させない停止期間ｔを設けた後、図８（２ｄ）に示すように、右側の壁に沿って本体１を後退させる。そして、図９（２ｅ）に示すように、本体１の右端が前壁に沿って横向きになるまで左側前方に旋回させる。そして、図９（２ｆ）に示すように、反時計回りに１８０°真地旋回させた後、図１０（２ｇ）に示すように、右側に直進させて、本体１の前端が右側の壁に当接するまで前進させる。
【００４５】
この後、本体１を右側の壁に沿ってさらに移動させる動作は、図４（１ｃ）から図５（１ｆ）までの動作と同様である。
【００４６】
以上のように、本体１が部屋の隅に差し掛かった場合、隅に面する２つの壁の両方の壁際に本体１の前端を当接させる処理を行うため、部屋の隅の壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。
【００４７】
次に、図１２〜図１６を参照して、本体１が部屋の角を掃除する場合の動作について説明する。尚、図１２〜図１５に示す（３ａ）〜（３ｈ）は、本体１の一連の動きを示す。また、図１６に示す（３ａ）〜（３ｈ）は、図１２〜図１５に示す（３ａ）〜（３ｈ）の状態にそれぞれ対応する。また、斜線部分は壁を表す。
例えば、図１２（３ａ）に示すように、本体１が左側斜め方向から部屋の角付近の壁に近接する場合、図１６に示す時点３ａに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力が、３０ｃｍ以上離間していることを示すＬレベルから近接を示すＨレベルに向けて徐々に増加する。
このとき、第２の距離計測センサー１９の出力がＬレベルのままであることから、制御部は壁への近接角度が小さいか、部屋の角が存在しているかのどちらかであることを認識する。
【００４８】
制御部は第１の距離計測センサー１８の出力を監視し、図１２（３ａ）に示すように、本体１の外接円Ｄ２が壁に差し掛かかる直前の位置で駆動輪２、２'を停止する。
次に、図１２（３ｂ）に示すように、左の駆動輪２を後方に、右の駆動輪２'を前方に同一回転数で回転させて、本体１を反時計回りに真地旋回させる。本体１が真地旋回すると、本体１の左前角部が壁に対して最接近した後、離間に転じる。制御部は図１６に示すように時点３ａから時点３ｂに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力が極大となるのを監視することで、本体１と壁の位置関係を認識することができる。
そして、第２の距離計測センサー１９の出力が所定値以上となった時点３ｂにおいて、制御部は駆動輪２、２'を停止し、本体１の真地旋回を停止する。
【００４９】
次に、図１３（３ｃ）に示すように、制御部は、本体１の前端の全面が同時に壁に当接するよう、第１の距離計測センサー１８の出力と第２の距離計測センサー１９の出力を監視しながら、駆動輪２、２'の回転を制御する。
つまり、左の駆動輪２を停止したままとするか、もしくは、前方に微小に回転させながら、右の駆動輪２'を前方に回転させることにより、本体１の前端を壁に当接させる。このとき、吸込口体５の前端に設けられた左右の接触センサー１７、１８の両方が接触を検知して、図１６に示すように時点３ｃにおいてＨレベルを出力するが、第３の距離計測センサー２０の出力はＬレベルのままである。
制御部はこの状態から、本体１の前端の中央から右端までの間に部屋の角が位置していることを認識する。
【００５０】
制御部は、本体１の右側が部屋の角に差し掛かったことを認識すると、停止期間ｔの後に部屋の角に面する２つの壁に対応した処理モードを実行する。図１３（３ｄ）に示すように、本体１を後方右側に旋回させながら後退させ、さらに後方左側に旋回させる。そして、図１６に示すように、本体１が壁から所定距離の位置となった時点３ｄで駆動輪２、２'を停止する。
この間、制御部は右側と左側の旋回量を同じくすることにより、本体１前方が正面の壁に平行に相対するようにする。このとき、制御部は本体１を図１３（３ｃ）の位置からの右方向への移動量を吸込口６の横幅の１／２に等しいか、少し短い距離とする。
【００５１】
次に、制御部は、本体１を図１３（３ｄ）の状態から図１４（３ｅ）の状態まで動作させる間、第１の距離計測センサー１８の出力を監視しながら、本体１を時計回りに真地旋回させる。つまり、図１６に示す時点３ｄから真地旋回を開始して、第１の距離計測センサー１８の出力が増加して極大となった後、Ｌレベルとなる時点３ｅで、真地旋回を停止させる。この制御により、本体１の進行方向を部屋の角に寄り過ぎず、離れすぎない適切な方向とすることができる。
【００５２】
次に、制御部は、図１４（３ｆ）に示すように、部屋の角を廻り込むのに適した所定半径で本体１を左前方に旋回させる。そして、本体１が、正面の壁に対して直角に対する右側の壁に近接し、本体１の外接円Ｄ２が右側の壁に差し掛かかる直前の位置で駆動輪２、２'を停止させる。そして、図１５（３ｇ）に示すように、本体１を反時計回りに真地旋回させた後、図１５（３ｈ）に示すように左に旋回させて本体１の前端を右側の壁に当接させる。
【００５３】
制御部は、図１６に示す時点３ｇから時点３ｈに至る間に、第１の距離計測センサー１８の出力がＬレベルに転じることで、本体１の左端が部屋の角の外側に位置することを認識し、また、時点３ｈで接触センサー１６、１７の両方の出力がＨレベルとなることから、本体１の前端の中央から左端までの間に部屋の角が位置していることを認識する。
【００５４】
この後、本体１を右側の壁に沿ってさらに移動させる動作は、図４（１ｃ）から図５（１ｆ）までの動作と同様である。
【００５５】
以上のように、本体１が部屋の角に差し掛かった場合、角に面する２つの壁の両方の壁際に本体１の前端を当接させる処理を行うため、部屋の角の壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。
【００５６】
吸込口体５の底面の左右端部に設けられた段差センサー２１、２１'は、本体１の移動中に廊下の縁などから落下することを防止するために備えたもので、段差を検知して制御部に情報を伝達する。制御部はこれを受けて本体１を旋回させて段差のない方向に移動させる。
【００５７】
本体１の後方左右側面に設けられた近接センサー２２、２２'は、本体１が後退しているときに、本体１の後方の進路に障害物が存在することを検知するために備えたもので、本体１の後退動作中に障害物を検知して制御部に情報を伝達する。制御部はこれを受けて本体１の後退動作を停止し、進路を変更させる。
【００５８】
また、本体１が前後動作を繰り返しながら壁沿いを横方向に移動する際に、前後動作の距離を十分確保できないほど、相対する２面の壁が近接する狭い被掃除領域に至った場合、近接センサー２２、２２'の検知により、本体１が狭い被掃除領域に位置していることを認識し、本体１の左右いずれかの端部を壁に沿わせて、移動する動作モードに移行する。
また、予め狭い被掃除領域であることを複数の距離計測センサーで認識した場合にも、本体１の左右いずれかの端部を壁に沿わせて、移動する動作モードで掃除を行う。
【００５９】
なお、本体１内には蓄電池（図示せず）が設置されており、制御部や駆動部、送風ファン、センサー等を動作させる電力を供給する。また、本体１内部に蓄電池の充電回路（図示せず）を備え、外部電源から接続端子（図示せず）を介して、蓄電池に充電する。
【００６０】
以上のように、本実施の形態における自走式掃除機は、本体１の前端に回転ブラシ７を備え、毛ブラシ８が吸込口６の前方に突出するように吸込口体５に設置されているため、壁際まで毛ブラシ８が到達して塵埃を掻き上げる。
したがって、絨毯などの塵埃を容易に移動することができない床面の壁際でも塵埃を捕集することができる。
【００６１】
また、本体１の前端を壁際に当接させて、壁沿いに移動させるため、壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。また、部屋の隅や角においても、壁際の塵埃を取り残しなく捕集することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 本体、２ 駆動輪、２' 駆動輪、３ モーター、４ 従動輪、５ 吸込口体、６ 吸込口、７ 回転ブラシ、８ 毛ブラシ、９ 塵埃受け部、１０ 風路、１１ 集塵部、１２ 送風ファン、１３ ダクト、１４ フィルター、１５ 排気口、１６ 接触センサー、１７ 接触センサー、１８ 第１の距離計測センサー、１９ 第２の距離計測センサー、２０ 第３の距離計測センサー、２１ 段差センサー、２１' 段差センサー、２２ 近接センサー、２２' 近接センサー、Ｏ 旋回中心、Ｄ１ 駆動輪２、２'の円軌跡、Ａ 旋回中心Ｏから本体１の最遠端までの距離、Ｄ２ 本体１の外接円、Ｓ１ 距離計測領域、Ｓ２ 距離計測領域、Ｓ３ 距離計測領域、ｔ 停止期間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪を備え、該駆動輪により被清掃面上を移動する本体と、
前記本体の前端下部に設けられた塵埃吸込口と、
前記本体に設けられた壁面に対する該本体の位置を検知する為の検知手段と、
を備えた自走式掃除機において、
掃除動作中に、前記本体の前端が壁面に近接した場合、前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体を同じ位置に所定時間の間留めることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
前記本体を同じ位置に所定時間の間留める際に、前記本体の前端を壁面に押し当てることを特徴とする請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項３】
前記塵埃吸引口の内部には、回転ブラシが回転可能に軸支され、
前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体が同じ位置に所定時間の間留まっている状態において、前記塵埃吸込口からの吸引風量を増加させるか、前記回転ブラシの回転数を増加させるか、もしくはその両方を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項４】
前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体を同じ位置に所定時間の間留まる動作を、壁面の面方向に所定距離移動して繰り返すことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
前記所定の移動距離は、前記塵埃吸込口の幅を超えない大きさであることを特徴とする請求項４に記載の自走式掃除機。
【請求項６】
前記検知手段は、前記本体の前端に設けられた接触センサーを含み、該接触センサーが壁面に接触したこと検知して前記本体の前端が壁面に近接したことを検知することを特徴とする請求項１乃至５に記載の自走式掃除機。
【請求項７】
前記検出手段は、３個以上の距離検出センサーを含み、
該距離検出センサーのそれぞれの検出値を比較することにより、壁により構成される被掃除領域の隅又は角を検出し、隅に対応した隅移動制御、又は、角に対応した角移動制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の自走式掃除機。
【請求項１】
駆動輪を備え、該駆動輪により被清掃面上を移動する本体と、
前記本体の前端下部に設けられた塵埃吸込口と、
前記本体に設けられた壁面に対する該本体の位置を検知する為の検知手段と、
を備えた自走式掃除機において、
掃除動作中に、前記本体の前端が壁面に近接した場合、前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体を同じ位置に所定時間の間留めることを特徴とする自走式掃除機。
【請求項２】
前記本体を同じ位置に所定時間の間留める際に、前記本体の前端を壁面に押し当てることを特徴とする請求項１に記載の自走式掃除機。
【請求項３】
前記塵埃吸引口の内部には、回転ブラシが回転可能に軸支され、
前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体が同じ位置に所定時間の間留まっている状態において、前記塵埃吸込口からの吸引風量を増加させるか、前記回転ブラシの回転数を増加させるか、もしくはその両方を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の自走式掃除機。
【請求項４】
前記本体の前端が壁面に近接した状態で、前記本体を同じ位置に所定時間の間留まる動作を、壁面の面方向に所定距離移動して繰り返すことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の自走式掃除機。
【請求項５】
前記所定の移動距離は、前記塵埃吸込口の幅を超えない大きさであることを特徴とする請求項４に記載の自走式掃除機。
【請求項６】
前記検知手段は、前記本体の前端に設けられた接触センサーを含み、該接触センサーが壁面に接触したこと検知して前記本体の前端が壁面に近接したことを検知することを特徴とする請求項１乃至５に記載の自走式掃除機。
【請求項７】
前記検出手段は、３個以上の距離検出センサーを含み、
該距離検出センサーのそれぞれの検出値を比較することにより、壁により構成される被掃除領域の隅又は角を検出し、隅に対応した隅移動制御、又は、角に対応した角移動制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の自走式掃除機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−１０６８２０（Ｐ２０１３−１０６８２０Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４６３７（Ｐ２０１１−２５４６３７）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００１７６８６６）三菱電機ホーム機器株式会社 (1,201)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【出願人】（０００１７６８６６）三菱電機ホーム機器株式会社 (1,201)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]