JP2006158814A

JP2006158814A - 自走式清掃システム

Info

Publication number: JP2006158814A
Application number: JP2004357648A
Authority: JP
Inventors: Keizo Kamata; 敬三鎌田; Minako Mori; みな子森
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】自走式掃除機が帰還し再充電する機能を持つ固定ターミナルを、自走式掃除機に備わる掃除具を洗浄する場所として利用することで、掃除具を定期的に自動的に洗浄する機能を備える自走式掃除システムを提供する。
【解決手段】自走式掃除機は、所定の場所に配置してなる固定ターミナルに自動的に帰還し、入り口１７から入って、ステージ１９上で位置決めされる。固定ターミナル上の自走式掃除機に対しては、充電器２３によって二次電池に充電しながら、洗浄槽２１において、自走式掃除機に備わる掃除具が自動的に洗浄される。貯水槽２６からは水（洗浄水）が供給され、洗浄液槽２７からは、洗剤等の洗浄液が供給される。洗浄水には殺菌性金属イオン水を含め、洗浄液には研磨剤又は研磨材料を含めることができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、自走しながら床面を掃除する自走式掃除機と、自走式掃除機に備わる清掃具を洗浄する機能を持つ固定ターミナルとを備えた自走式清掃システムに関する。

自走式掃除機を使った床面の掃除は、一般的に、ブラシによる塵や埃の掃き出し、フィルタを使用した吸い込み、或いはサイクロン機構による集塵から成る工程を経て行われている。また、特許文献１に開示された掃除ロボットのように、本体下面にごみ収集シートをばねで付勢して設け、ごみ収集シートによる床の吹き掃除を行う小型簡易な自律走行式掃除ロボットが提案されている。この掃除ロボットは、車体の下フレームに設けられている軸に対してモップ用プレートを揺動自在に支持させている。このモップ用プレートは、ばねによって弾力的に床面に押圧されるとともに、進行方向前後端に上反り面を有しているので、掃除ロボットは段差部を乗り越えて床面を自在に走り回ることができる。掃除ロボットが床を走行することによりペーパモップの下面にごみが吸着され、自動的に床を掃除することができる。
特開平１１−１７８７６５号公報（段落［００１６］〜［００２２］、図１、図７）

一般家庭用として普及している手軽に埃を除去する道具として、ごみ吸着シートを箒に取り付けた商品が開発され、電気掃除機で吸い残した微細な塵や埃を吸着して掃除する家庭が増えてきている。

これに対して、従来の自走式掃除機では、ブラシによる塵や埃の掃き出し、フィルタを使用した吸い込み、サイクロン機構による集塵、床の拭き掃除といった掃除機構を有した製品が提案されてきた。しかし、自走式掃除機においては、一般的なごみ吸着シートのように手軽に交換することは難しく、掃除具が汚れを吸着したままの状態が続くことがあり、汚れ吸着後の清浄性能が低下するという問題があった。また、人手で掃除具の手入れを行うのは手間とコストがかかることであり、敬遠されがちであった。

そこで、自走式掃除機は充電電池式で走行し且つ清掃作業をしており、充電量が低下すると再充電する必要があることに着目し、再充電を行うステーションを掃除具の洗浄する場所として利用する点で解決すべき課題がある。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、自走式掃除機に関して、自走式掃除機が帰還し、本体を充電する機能を持つ固定ターミナルにおいて掃除具を自動的に洗浄する機能を備える自走式掃除システムを提供することである。

この発明による自走式清掃システムは、床面の掃除を行う掃除具を有する自走式掃除機と当該自走式掃除機が自動的に帰還する固定ターミナルとを備えており、固定ターミナルは自走式掃除機の充電を行う充電手段と、掃除部を洗浄する洗浄部を有することから成っている。

この自走式清掃システムによれば、自走式掃除機は、所定の場所に配置してなる固定ターミナルに自動的に帰還する。上記固定ターミナルにおいては、帰還した上記自走式掃除機本体に対して、充電部による充電と洗浄部による掃除具の洗浄が自動的に行われる。即ち、充電部を充電しながら掃除具を洗浄することができる。充電と次の充電との間のインターバルは、電池の機能や掃除量にもよるが、掃除の結果、掃除具が汚れを十分吸着して洗浄をすべき期間として捉えることができる。また、掃除具の洗浄は、固定ターミナルに戻って行う充電毎にする必要は必ずしもなく、充電の回数をカウントして特定のカウント毎に掃除具を洗浄するようにしてもよい。

この自走式清掃システムにおいて、自走式掃除機は、掃除具を備えた本体を移動させる駆動輪と、駆動輪を駆動する駆動モータと、固定ターミナルから充電を受けることができるとともに駆動モータに電源を供給する二次電池と、駆動モータを制御して駆動輪に必要な回転角を与える制御部とを有するものとすることができる。この自走式清掃システムによれば、自走式掃除機は、二次電池から電源の供給を受けた駆動モータが駆動輪を駆動することで、自走する。このとき、制御部は駆動モータを制御して駆動輪に必要な回転角を与えて、走行すべき経路を決定し、決定された経路に従って本体に備わる掃除具が走行床を掃除する。二次電池の充電残量が減少すると、自走式掃除機は、制御部が固定ターミナルへ戻る経路を決定し、固定ターミナルへ戻ったときに二次電池は充電を受ける。

この自走式清掃システムにおいて、固定ターミナルの洗浄部は、自走式掃除機の清掃具を洗浄する洗浄槽と、当該清掃具のための洗浄水を蓄える第１貯留手段と、当該第１貯留手段に蓄えられた洗浄水を洗浄槽に供給・注入する第１供給手段と、洗浄液を蓄える第２貯留手段と、当該第２貯留手段に蓄えられた洗浄液を洗浄槽に供給・注入する第２供給手段とを備えることができる。第１貯留手段に蓄えられた洗浄水が第１供給手段によって洗浄槽に供給される。また、第２貯留手段に蓄えられた洗浄液が第２供給手段によって洗浄槽に供給・注入され、清掃具は洗浄槽において洗浄される。

洗浄水及び洗浄液が洗浄槽に供給される上記自走式清掃システムにおいて、洗浄水を殺菌性金属イオン水とすることで、掃除具に殺菌性金属イオン水をコーティングすることができる。また、洗浄液を、研磨剤又は研磨材料を含む溶剤とする場合には、掃除具に研磨剤や溶剤が付着するので、自走式掃除機本体が床面を走行するときに、床面の拭き掃除、研磨又はコーティングを行うことができる。

上記の自走式清掃システムにおいて、洗浄槽は、掃除具を洗浄するための凹凸部を有する構造とすることができる。掃除具の洗浄が洗浄液や余分な水分が付着した状態で終了すると、清掃作業に移行したときに床面が不必要に濡れることがある。そこで、固定ターミナル内の洗浄槽の例えば底面を凹凸形状とし、凹状の部分に洗浄水及び洗浄液を供給し、凸状の部分で掃除具に物理的圧力を与えることで、洗浄及び余分な水分を凹部に移して取り除くことができる。

洗浄槽を、凹凸部を有する構造とした上記自走式清掃システムにおいて、自走式掃除機の掃除具を、回転軸を有し端面が掃除面である回転式の掃除具とし、洗浄槽の凹凸部を、位置合わせされた掃除具の回転軸の回転軸線と中心の位置が合致し且つ当該中心から放射状に延びている構造とすることができる。掃除具は、例えば、掃除布を回転する軸に取り付けたもので、床面の材質に合わせて布の素材も変更することができる。このような構造にすることで、掃除具を固定ターミナル内の洗浄槽内で回転させるときに、洗浄槽の凹凸部は、回転する掃除具に対して常に直角に近い接触が可能となるため、掃除具の効率的な洗浄を行うことができる。また、掃除具の回転駆動する手段として掃除具用モータを有することができ、その場合には掃除具用モータの回転速度が切替え可能であり、床を掃除するときと固定ターミナルに帰還した後に掃除具を洗浄するときとで、掃除具用モータの回転速度をそれぞれ適当な速度に設定することが可能になる。

上記自走式清掃システムにおいて、洗浄槽には、その底部において、掃除具を洗浄した場合に生じる不溶性の塵を所定の箇所に誘導するための連通孔を形成することができる。掃除具を洗浄した場合に生じる不溶性の塵は、洗浄槽の底部に形成されている連通孔を通じて誘導されて洗浄槽から排出可能となる。

洗浄槽の底部に連通孔を形成した自走式清掃システムにおいて、洗浄槽には、その底部において、不溶性の塵を誘導するための空洞を更に形成することができる。連通孔を通じて誘導されることで洗浄槽から排出される不溶性の塵は、空洞に導かれる。

上記自走式清掃システムにおいて、固定ターミナルでは、帰還した自走式掃除機に対して充電手段による充電と、洗浄部による掃除具の洗浄とを同時に行うことができ、固定ターミナルでの滞在時間を短くすることができ、自走式掃除機の効率的な運用を図ることができる。

本発明の自走式清掃システムによると、自走式掃除機に備わる掃除具を、充電が必要になる時期を選んで定期的に洗浄し、本体の充電も行いつつ自動的に掃除具の洗浄を行うため、掃除具の洗浄の手間を減らすことができ、自走式掃除機の効率的な運用を行うことができる。

以下、図１〜図４を参照して、本発明による自走式清掃システムの実施の形態について説明する。図１は、本自走式清掃システムの実施の形態において用いられる自走式掃除機の側面断面概略図であり、図２は図１に示す自走式掃除機の下面図、図３は図１に示す自走式掃除機と組み合わせて用いられる固定ターミナルの構造を示す上面図であり、図４は図３に示す固定ターミナル内に設けられる洗浄槽の斜視図である。

図１に示す自走式掃除機１は、後述する掃除具を回転駆動させる掃除具用モータ２、自走式掃除機１の走行用としての駆動用モータ３及び操舵輪用アクチュエータ４をベースシャーシ１０に装着した状態で備えており、更に筐体内部には二次電池としての充電池５及び制御基盤７を収納した状態で備えている。充電池５から出力された電流は、ハーネス６を通じて制御基盤７に送られる。その電流は、更に、ハーネス８を経由して掃除具用モータ２及び駆動用モータ３、並びに操舵輪用アクチュエータ４に入力される。

自走式掃除機１を走行させる駆動輪９は、図２に示すように本体後方において左右一対に設けられており、ベースシャーシ１０に装着された駆動モータ３により駆動される。駆動モータ３の動力はギアボックス１１を介して駆動輪９に伝達される。

自走式掃除機１には、本体前方において、円板ブラシの形態を有する一対の掃除具１２，１２が回転可能に設けられている。掃除具１２は、その中心に配置される回転軸がベースシャーシ１０を貫く縦軸線の回りに回転可能に軸支持されており、掃除具用モータ２の動力がギアボックス１３を介して掃除具１２の回転軸に伝達されることにより、掃除具用モータ２により縦軸回りに回転駆動される。掃除具１２は、図２に示すように左右一対に設けられている。また、ギアボックス１３は制御基盤７からの指令により、出力する回転速度を低速又は高速に切替え可能である。掃除具１２は、床面の清掃を行う場合には高速回転され、後述するように、掃除具１２の洗浄を行う場合は低速回転される。

自走式掃除機１の本体の方向制御は、操舵輪１４によって行われる。操舵輪用アクチュエータ４は、センサ１５からの信号を元に出力される制御基盤７からの信号によって作動し、操舵輪１４を駆動する。

自走式掃除機１に備わる掃除具１２，１２は、プラスチック又は金属製の円柱形部材に不織布などの布材を取り付けて構成されている。各掃除具１２の端面に向いた布部分が掃除面となっている。この布材は、後述するように固定ターミナル内の洗浄槽において洗浄することにより繰り返し使用することができる。

図３に示すように、固定ターミナル１６は、自走式掃除機１が帰還するための入り口１７、スロープ１８、及び掃除具１２を洗浄するときに自走式掃除機１を固定するためのステージ１９備える。自走式掃除機１は、センサ１５により入り口１７及びステージ１９の中心を判別し、自動的に帰還する。自走式掃除機１が固定ターミナル１６に帰還し所定の位置に戻ったことはセンサ１５によって検知され、検知信号を受信した制御基盤７はギアボックス１３に回転速度を減速させる信号を送信する。

固定ターミナル１６内のステージ１９は、自走式掃除機１の駆動輪９，９を収めるための凹部２０，２０を備える。駆動輪９，９が凹部２０，２０に嵌合したときの自走式掃除機１の位置・姿勢によって、自走式掃除機１に備わる掃除具１２，１２を洗浄槽２１において洗浄するときの洗浄槽２１に対する位置合わせを行うことができる。したがって、固定ターミナル１６に進入した自走式掃除機１の駆動輪９が固定ターミナル１６内の凹部２０に嵌まり込んだ位置では、掃除具１２，１２は、固定ターミナル１６内の洗浄槽２１の凸部２２，２２に対応した位置を占める。

固定ターミナル１６は、充電器２３及び自走式掃除機１に設けられている充電池５を充電するための給電端子２４を備える。自走式掃除機１が固定ターミナル１６に帰還したときに、自走式掃除機１の本体側の充電端子２５（図１に示す）が固定ターミナルの給電端子２４に接続されることで、自走式掃除機１本体の充電池５の充電が開始される。固定ターミナル１６内の充電器２３は外部の電源（図示せず）に接続されている。

固定ターミナル１６は、水を貯留する第１貯留手段としての貯水槽２６、洗浄液を貯留する第２貯留手段としての洗浄液槽２７、及び洗浄槽２１への注入口２８を備える。配管２９により貯水槽２６、洗浄液槽２７に貯留された洗浄水及び洗浄液が洗浄槽２１に運ばれ、必要に応じて弁３０又は弁３１を開閉し、洗浄水又は洗浄液の液量を調整する。配管２９及び弁３０，３１は、洗浄水又は洗浄液の供給・注入のための第１及び第２の供給手段を構成している。また、洗浄槽２１を挟んだ反対側に、洗浄後の液を貯留する槽３２を備え、洗浄槽２１の液はポンプ３３を用いて槽３２に貯留される。

洗浄槽２１の凸部２２，２２は、固定ターミナルにおいて位置決めされた自走式掃除機に備わる掃除具１２，１２の回転軸の回転軸線と位置が合致し、その中心から放射状に伸びる形状を備えている。したがって、掃除具１２，１２をそれぞれ凸部２２，２２に当接させた状態で、掃除具用モータ２を駆動するとき、掃除具１２，１２の布材が凸部２２，２２によって短い時間間隔で連続して叩かれることになり、汚れた掃除具１２，１２の自動洗浄を行うことができる。

洗浄槽２１は、その下部に、空洞３５及び洗浄槽２１と空洞３５を繋ぐスリット状の複数の連通孔３４が形成されている。洗浄行程で生じた不溶性の塵は、連通孔３４を通して下部の空洞３５に導かれる。これにより、洗浄槽２１に不溶性の塵が留まることに起因した掃除具の洗浄性能の低下を防ぐことができる。

洗浄槽２１に形成されている空洞３５には、洗浄槽２１に供給される洗浄液とは別個に水を供給し、空洞３５に導かれた塵を強制的に流し出すことができる。この場合、空洞３５に供給される水の圧力は、洗浄槽２１に供給される洗浄水の圧力よりも高いことが望ましい。

洗浄槽２１に代表的な殺菌性金属イオン水であるＡｇ⁺イオン水を注入することができる。Ａｇ⁺イオン水を注入すると、掃除具１２，１２の布にＡｇ⁺イオンが付着し、洗浄の際に優れた除菌効果が期待できる。なお、殺菌性金属イオン水は、貯水槽２６に予め投入しておくこともできる。

Ａｇ⁺イオンでコーティングされた掃除具１２を使って、自走式掃除機１による床の掃除を行えば、床面の除菌と防臭を行うことができる。Ａｇ⁺イオン水には、除菌及び防臭効果があり、しかもその効果が持続することが知られており、例えば洗濯機において実用化され、効果が認められている。

洗浄槽２１に、研磨剤又は研磨材料を含む溶剤を注入することもできる。この場合、溶剤が付着した掃除具１２によって例えばフローリングの床面を掃除する際には、床面の研磨を行うことが可能になる。フローリングの研磨には、従来、ポリッシャが使われていたが、本実施の形態の自走式掃除機によれば洗浄液を変更することでフローリングの研磨を行うことができる。なお、上記溶剤は、洗浄液槽２７において予め投入しておくこともできる。

本実施の形態の清掃システムによると、床面の拭き掃除、床磨き、コーティングの一連の清掃作業を、自走式掃除機１及び固定ターミナル１６によって掃除具自身の洗浄を繰り返しながら連続的に行うことができる。これにより、ブラシ交換や洗浄といった手作業で行っていた保守作業を省くことができる。

なお、今回開示した上記実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上気した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

この発明による自走式清掃システムの一実施形態において用いられる自走式掃除機の側面断面概略図である。図１に示す自走式掃除機の下面図である。図１に示す自走式掃除機と組み合わせて用いられる固定ターミナルの構造を示す上面図である。図３に示す固定ターミナル内に設けられる洗浄槽の斜視図である。

符号の説明

１自走式掃除機２掃除具用モータ
３駆動用モータ４操舵輪用アクチュエータ
５充電池６ハーネス
７制御基盤８ハーネス
９，９駆動輪１０ベースシャーシ
１１ギアボックス１２，１２掃除具
１３ギアボックス１４操舵輪
１５センサ１６固定ターミナル
１７入り口１８スロープ
１９ステージ２０，２０凹部
２１洗浄槽２２，２２凸部
２３充電器２４給電端子
２５充電端子２６貯水槽（第１貯留手段）
２７洗浄液槽（第２貯留手段）２８注入口２９配管
３０弁３１弁
３２槽３３ポンプ
３４連通孔３５空洞

Claims

床面の掃除を行う掃除具を有する自走式掃除機と前記自走式掃除機が自動的に帰還する固定ターミナルとを備えており、前記固定ターミナルは前記自走式掃除機の充電を行う充電手段と、掃除部を洗浄する洗浄部を有することから成る自走式清掃システム。
前記自走式掃除機は、前記掃除具を備えた本体を移動させる駆動輪と、前記駆動輪を駆動する駆動モータと、前記固定ターミナルから充電を受けることができるとともに前記駆動モータに電源を供給する二次電池と、前記駆動モータを制御して前記駆動輪に必要な回転角を与える制御部とを有することから成る請求項１に記載の自走式清掃システム。
前記固定ターミナルの前記洗浄部は、前記自走式掃除機の前記清掃具を洗浄する洗浄槽と、前記清掃具のための洗浄水を蓄える第１貯留手段と、前記第１貯留手段に蓄えられた洗浄水を前記洗浄槽に供給・注入する第１供給手段と、洗浄液を蓄える第２貯留手段と、前記第２貯留手段に蓄えられた洗浄液を前記洗浄槽に供給・注入する第２供給手段とを備えていることから成る請求項１に記載の自走式清掃システム。
前記洗浄水は、殺菌性金属イオン水であることから成る請求項３に記載の自走式清掃システム。
前記洗浄液は、研磨剤又は研磨材料を含む溶剤であることから成る請求項３又は４に記載の自走式清掃システム。
前記洗浄槽は、前記掃除具を洗浄するための凹凸部を有することから成る請求項３〜５のいずれか１項に記載の自走式清掃システム。
前記自走式掃除機の前記掃除具は、回転軸を有し端面が掃除面である回転式の掃除具であり、前記洗浄槽の凹凸部は、位置合わせされた前記掃除具の前記回転軸の回転軸線と中心の位置が合致し且つ前記中心から放射状に延びていることから成る請求項６に記載の自走式清掃システム。
前記洗浄槽は、その底部に、前記掃除具を洗浄した場合に生じる不溶性の塵を所定の箇所に誘導するための連通孔が形成されていることから成る請求項３〜７のいずれか１項に記載の自走式清掃システム。
前記洗浄槽は、その底部に、前記不溶性の塵を誘導するための空洞が形成されていることから成る請求項８に記載の自走式清掃システム。
前記固定ターミナルにおいては、帰還した前記自走式掃除機に対して前記充電手段による充電と、前記洗浄部による前記掃除具の洗浄とが同時に行われることから成る請求項１〜９のいずれか１項に記載の自走式清掃システム。