JP2009142652A - 床掃除用集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 同種の床掃除形集塵装置を障害物検知の観点でより建設的かつ簡易な構成に改良すること。
【解決手段】 本発明は、モータ駆動機構、集塵容器及びカバー（３）を備えた自立走行型の床掃除用集塵装置（１）であって、少なくとも前方に配置された接触変位エレメント（６）を有する障害物センサ（５）を備え、接触変位エレメント（６）の回動及び移動のうちの１つ以上が障害物（４）の検出のために使用される床掃除用集塵装置（１）に関する。この種の床掃除形集塵装置を障害物検知の観点でより建設的かつ簡易な構成に改良するため、接触変位エレメント（６）の床側での移動がセンサを介して検出される、構成を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ駆動機構、集塵容器及びカバーを備えた自立走行型の床掃除用集塵装置であって、少なくとも前方に配置された接触変位エレメントを有する障害物センサを備え、接触変位エレメントの回動及び移動のうちの１つ以上が障害物の検出のために使用される床掃除用集塵装置に関する。

この種の床掃除用集塵装置は、特許文献１から知られている。もって、障害検知における動作と制御方式に関して、本特許出願の内容が先の出願に係る発明の公開に内容的に十分に含まれ、本特許出願のその目的及び特徴に関しても先の出願に係る発明の特許請求の範囲内に含まれる。さらに、この種の床掃除用集塵装置は、特許文献２から知られている。これはある実施例において先端に複数の接触センサを備え、これらを介して対象と空間方向が検知され、もって装置が迂回及び回避移動の態様の適合応答をすることとなる。この結果、接触センサの接触を介して、障害物検知が実現される。
ドイツ国出願公開第１０２４２２５７Ａ１号公報 国際公開ＷＯ２００５／０８７０７１Ａ２号公報

以上の技術の現状に鑑み、本発明の課題は、この種の床掃除形集塵装置を障害物検知の観点でより建設的かつ簡易な構成に改良することにある。

この課題は、ほぼそして根本的に請求項１に記載の対象によって解決される。ここにおいて、接触変位エレメントの床面方向での移動が、センサを介して検出されるように提案されている。この構成によって、この種の集塵装置における障害物検知の建設的かつ簡易な解決が実現している。少なくとも１つの接触変位エレメントの移動が、床面方向の遠く、より好ましくは接触変位エレメントの障害物接触部分から最も離れた部分で検出される。例えば、接触変位エレメントが床面方向に、より好ましくは筐体内に固定されているのでもよく、さらに床面方向の端部が検出されるのでもよい。接触変位エレメントが床面方向でこのように張られることによって、障害物との接触による回動（移動）それ自身が移動又は膨張若しくは圧縮の態様で床部分で生じ、これが例えば膨張計の線又は同様のものを介して検出されるのでもよい。床面方向での変位検出とすることによって、集塵装置の障害物検出エレメントを、集塵装置の通常の走行方向側の外周部分に広く伸びている接触変位エレメントのみに限定することが可能である。床面方向に配置された一群のセンサの個々の配置に対して、後段の評価電子回路を介して識別可能なデータが対応付けられ、このデータから接触変位エレメントへの障害物の衝突の方向が検出される。

さらに特徴が記載されている。これらは、好ましくは請求項１の特徴部分との組み合わせにおいて重要である、しかしながら原則的には請求項１の幾つかの特徴部分のみとの組み合わせにおいても又は単独でも重要でありうる。

本発明の対象の典型的な構成においては、接触変位エレメントが床面方向に回動（移動）可能に集塵装置に固定されていて、−接触変位エレメントの先端からの−移動が軸（支点）の反対側で少なくとも部分的に検出されることが提案されている。これに対応して、接触変位エレメントは床に沿った面上の軸（支点）を越えて集塵装置の内部へ向かってさらに伸びていく。ここで、この軸（支点）を越えて筐体内へ入っていく部分、特にその端部で回動（移動）の検出が行われる。接触変位エレメントのセンサ検出部分は、接触変位エレメントの平行移動可能な軸（支点）によって、計器の針のようにセンサ群に作用する。接触変位エレメントの集塵装置への平行移動可能な軸支は、簡易な態様で、軸から出て行く接触変位エレメントが障害物との衝突で水平面内のいずれの方向へも逃げることができるように、解決している。さらに、しかしながらまた軸は、衝突時の逃げる移動が接触変位エレメントの面内に加えて、垂直方向にも実現されるように構成されているのでもよい。対応するセンサ群と関連付けるによって、集塵装置が走行する床に離れて位置し、装置が潜り込んだときに危険を起こす障害物の検知が可能となる。その結果、この場合、センサ群は例えば右上からの障害物との衝突を検知することになる。

更に、接触変位エレメントは、ヤジロベエ状に構成され、対応してより好ましくは、集塵装置と１つの固定点のみで連結されているのでもよい。好ましくは更に、接触変位エレメントの移動が１つのセンサのみで検出され、更にこれが複数の個別センサからなるセンサの１つを構成するのでもよい。本発明の意味において、センサは、好ましくは接触変位エレメントの計器の針状突出部のみの個々の回動（移動）を検出するための複数の計測点が集中的に配列したものをいう。

ヤジロベエ状の固定は、本発明の対象の好ましい構成においては、板バネを介して達成されている。これを介して、障害物との衝突後の基本位置への、接触変位エレメントの自立的な状態復帰が達成可能である。バネは、対応して接触変位エレメントのこの移動開始位置を決定する。板バネは、更にまた、特に板バネの長手方向中央で好ましくは装置の筐体と点状に固定され、その一方でこの固定点から両側に橋状に伸びていく板バネ部分が接触変位エレメントを支持する固定を、実現する。これによって、接触変位エレメントの固定とバネ支持復元が達成される。これに関連してさらに、板バネは、水平に、より好ましくは集塵装置が自立走行する床に平行に伸びるように提案されている。これに関連して更に、板バネは集塵装置のシャーシ筐体に外側から取り付けられ、更に例えば、カバーに外側から取り付けられる。また、板バネを介して走行駆動部が設けられた筐体台の走行方向に関して前方に固定される構成も可能である。接触変位エレメントは、そのような構成においてカバーの一部をなすのでも、更に代わりに、走行方向に関して間を置いて形成されたバンパー状の先端部分として構成されるのでもよい。

接触変位エレメントは１つの構成においてＴ字状に形成されていて、Ｔ字状エレメントのバーが障害物と接触していく接触面をなす。その一方、これ（バー）から直角に突き出すＴ字状エレメントの脚はその端部側が計器の針状で装置内に入っていきセンサ群と一体に機能するように構成されている。板バネは、本発明の対象の１つの構成において、Ｔ字状エレメントのバー部分で接触変位エレメントと連結され、更に好ましくは板バネの端部で連結される。もって板バネが中央で筐体に固定され、それによって、接触変位エレメントのヤジロベエ状のバネ弾性連結が達成されている。代わりに又はこれとの組合せで、板バネがＴ字状エレメントの脚部分で接触変位エレメントと連結されるのでもよい。

提案されたヤジロベエ状の固定は、接触変位エレメントの移動を可能とし、その結果さらにまた、好ましくも筐体内に入っていく接触変位エレメントの計器の針状部分の動きも３つの方向全て、即ち特に水平面に関して基本位置から左側、右側、装置の通常の走行方向の反対側、へ可能とする。

接触変位エレメントの床面方向の移動を検出するセンサとして、１つ又は複数の接近センサ、例えば電磁誘導型、静電誘導型、磁気型又は光学型の接近センサが設けられるのでもよい。さらに、これに関しては、光路遮断型、超音波型又は電磁気型の接近センサでもよい。電磁型のものは、センサとして１つ又は複数の検出子、例えば３つの検出子が設けられたときに実現される。ここにおいて、接触変位エレメントの左又は右への移動をその都度１つの検出子が検出し、他方、３番目の検出子が通常の走行方向と反対側への接触変位エレメントの押し込みを検出する。ここにおいては、衝突方向毎に、少なくとも１つのセンサ又は検出子若しくはスイッチが作動される。しかしながら、通常は、２つのセンサ又は検出子若しくはスイッチが作動され、特に側方へ振れと前方変位と逆方向の変位とを検出するセンサが作動される。この結果、検出される衝突は、単なる正面からのもの又は接触変位エレメントの単なる個々の側方端部でのものに限られない。むしろ、このセンサ群の構成によって、センサを介して評価回路に伝達される構成を介して、接触変位エレメントと作動部全体を介した障害物の位置計測が可能となる。

請求項１に係る発明によれば、モータ駆動機構、集塵容器及びカバーを備えた自立走行型の床掃除用集塵装置であって、少なくとも前方に配置された接触変位エレメントを有する障害物センサを備え、接触変位エレメントの回動及び移動のうちの１つ以上が障害物の検出のために使用される床掃除用集塵装置において、接触変位エレメントの床側での移動がセンサを介して検出されるため、この種の床掃除形集塵装置を障害物検知の観点でより建設的かつ簡易な構成に改良することが可能な床掃除用集塵装置を実現することができる。以降の請求項に関しては、請求項１と同様に課題が解決できると共に、上記の記載のようにより簡易な構成も実現可能となっている。

以下、２つの実施例を示した図面を参照しつつ本発明の実施の形態についてより詳細に説明する。
シャーシ２を備えた掃除ロボット型の床掃除用集塵装置１が図示され記載されている。これ２の下側に、掃除する床に対向し図示しないモータ駆動の走行ローラとシャーシ底縁から突き出し必要に応じてモータ駆動されるブラシとが取り付けられている。シャーシ２は装置筐体状のカバー３によって覆われていて、床掃除用集塵装置１は円形の輪郭を有する。装置１は、しかしながら円形から変形した輪郭を有するのでもよい。ここで、これは、更に例えば半円形の断面形状を有し、これに繋がり矩形状になっていく形状部分と組み合わされるのでもよい。

この種の掃除用ロボットにおいては、障害物４を検知して位置を特定することが条件とされる。さらに、本発明によれば、高い検出感度の障害物センサ５が設けられ、これ５を介して障害物４との接触が検出され、同時に障害物を位置ズレ、転倒又は破損させる前に、床掃除用集塵装置１は停止する。床掃除用集塵装置１は、床の凹凸又は同様のものを横断することが原因で起こる振動等の擾乱によって、誤動作しない。高い衝撃検出感度が、低い不安定さで実現されている。

障害物センサ５は、シャーシ２の先端位置にカバー３に割り当てられた接触変位エレメント６を有する。これ６は、通常の操作方向ｒに関して先端側にバンパー状に取り付けられている。円形状の装置１の外形に対応して、接触変位エレメント６は円弧状の接触変位バー７を有し、これ７は外形に関してシャーシ２と同心円状に伸びている。

接触変位バー７は、外郭において全体的にＴ字状の接触変位エレメントのバー８をなす。ここで、接触変位バー７は、装置の外周の４分の１程度にわたって広がっている。径方向内側の長手方向中央に、接触変位バー７から実質的に直角に突き出すＴ字状エレメントの脚９が接触変位バー７に形成されている。これ９は、計器の針状に装置１側に突き出し、対応するカバー開口部１０を通り抜けてシャーシ２に入っていく。

接触変位エレメント６は、板バネ１１を介して固定されている。これ１１は、水平、その結果装置１が走行する床１２に対して平行に伸びている。

板バネ１１の両端は、それぞれ接触変位エレメント６とＴ字状エレメントのバー８部分で連結されている。板バネ１１の長手方向中央で、例えば図４に図示されているリベット１３を介して、シャーシ２への連結が実現されている。板バネ１１は、無負荷状態で図３に示すように外側に若干凹状に湾曲している。

リベット１３を介して、接触変位エレメント６は、ヤジロベエ状にシャーシ２に固定されている。その結果、リベット１３は、接触変位エレメント６に対して偏向点（支点）をなす。

シャーシ２に計器の針状に入っていくＴ字状エレメントの脚９は、図３に示す基本状態即ち接触変位エレメント６の無負荷状態で、接触変位エレメント６の連結部のリベット１３部を垂直方向で覆うように通過する。その結果、Ｔ字状エレメントの脚９は、射影において、シャーシ台１４上でリベットに覆い被さっている。

シャーシ内部に向かうＴ字状エレメントの脚９の開放端部１５は、センサＳによって検出される。このセンサＳは図１〜図８に図示された第１の実施例において３つのキースイッチ１６、１７、１８によって構成されていて、これら１６〜１８は集中的に矩形金属板１９上に保持され且つスイッチングする。これらのキースイッチ１６〜１８又はセンサＳを介して情報が図示しない評価電子回路に伝達され、この電子回路を介して障害物検出時に装置の対応する走行制御が行われる。

３つのキースイッチ１６〜１８は、Ｔ字状エレメントの脚９の各偏向を水平面内の３つの方向のうちから検出することに役立つ。例えば、Ｔ字状エレメントの脚９によってキースイッチ１６が押されているのであれば、接触変位エレメント６は走行方向ｒに関して右側で障害物４に当たっている（図６参照。）。キースイッチ１６に対向するキースイッチ１７は、対応して左からの障害物への衝突を検出する（図５参照。）。第３のキースイッチ１８は、Ｔ字状エレメントの脚９の延長上に位置して接触変位エレメント６の正面からの衝突の検出に役立ち、走行方向ｒと反対に作動する（図７参照。）。

例えば図８の描画から理解されるように、第２のキースイッチ１６、１８又は１７からの信号の重なりも起こる。これは、接触変位エレメント６が例えば右前方から障害に衝突したときに起こる。

キースイッチ１６〜１８を介して評価電子回路に出力された信号に対して、例えば左から、前から、右から、また左前から又は右前からと、接触変位エレメント６の衝突が起こる方向を通知するデータを対応付けることが可能となっている。これによって、衝突の方向が、異なる検出信号を介して識別可能となる。

図９に、他の実施例が示されている。この構成でも、軸支され回動（移動）する接触変位エレメント６の、計器の針状のＴ字状エレメントの脚９の移動は、キースイッチ１６〜１８を介して検出される。上記の実施例１との違いは、これでは接触変位エレメント６のヤジロベエ状の固定が別の方法で解決されている。板バネ１１は、この実施例において更なる固定部材なしにシャーシ２の対向する面上に緩く支持されている。接触変位エレメント６の固定はシャーシ２内においてＴ字状エレメントの脚９部分で実現され、これ９はこのために下側に軸２０を有する。これ２０はシャーシ２内に設けられた軸受開口２１と係合し、ここでも左右への自由な回動可能性及び走行方向ｒと逆側への入り込みの可能性が確保されているため、これを介して接触変位エレメント６の回動（移動）軸受が達成されている。ここにおいて、さらに、軸−軸受結合を介して走行方向及び逆方向において衝突止めが形成されている。軸受開口２１がＴ字状エレメントの脚９に、軸２０がシャーシに形成されているのでもよい。

さらに、代わりに図１０に描出されているように、Ｔ字状エレメントの脚９はそれ自身が、センサＳの一部として使用されるのでもよい。このセンサにおいては、例えば、障害物４との接触変位エレメント６の衝突において、これ９を介して回動（移動）し、これに応じて既設のセンサエレメント２２〜２４と接触し、これによって微弱電流回路がオンされ、これが内臓の評価電子回路によって検出される。

上記の接触センサのほかに、例えば接近検出器が設けられるのでもよい。

全ての開示された特徴は、（それ自体が）発明の要部をなす。これでもって、同封／添付の優先権の基礎書面（先の出願のコピー）の公開内容も本願の開示内に十分取り込まれ、また、本書面の目的及び特徴に関しても先の出願の特許請求の範囲内に含まれている。

本発明による床掃除用集塵装置は、これを製造する家電製造業、電子部品製造業等において利用可能であり、このような製品の有用性を増進する。

床掃除用集塵装置の斜視図である。 図１に対応する斜視図であるが、第１の実施例に関しカバーの一部を取り去った状態のものである。 カバーの一部を取り去ったときの集塵装置の断面図であって、接触変位エレメントの平面図に関する。 図３における部分ＩＶの拡大図である。 図３に対応する図面であって接触変位エレメントが集塵装置の走行方向左から障害物と衝突したときのものに関する。 図５に対応する図面であるが、右からの衝突時のものである。 図５に対応する図面であるが、先端側での前からの衝突時のものである。 図５に対応する図面であるが、側面側での斜め前からの衝突時のものである。 図４に対応する拡大断面図であるが、第２の実施例に関する。 図３に対応する図面であるが、第３の実施例に関する。

符号の説明

１ 床掃除用集塵装置
２ シャーシ
３ カバー
４ 障害物
５ 障害物センサ
６ 接触変位エレメント
７ 接触変位バー
８ Ｔ字状エレメントのバー
９ Ｔ字状エレメントの脚
１０ カバー開口部
１１ 板バネ
１２ 床
１３ リベット
１４ シャーシ台
１５ 開放端部
１６〜１８ キースイッチ
１９ 矩形金属板
２０ 軸
２１ 軸受開口
２２〜２４ センサ素子
Ｓ センサ

Claims (13)

1. モータ駆動機構、集塵容器及びカバー（３）を備えた自立走行型の床掃除用集塵装置（１）であって、少なくとも前方に配置された接触変位エレメント（６）を有する障害物センサ（５）を備え、接触変位エレメント（６）の回動及び移動のうちの１つ以上が障害物（４）の検出のために使用される床掃除用集塵装置（１）において、
   接触変位エレメント（６）の床側での移動がセンサを介して検出される、ことを特徴とする床掃除用集塵装置。
2. 接触変位エレメント（６）が床側で回動可能に集塵装置（１）に固定されていて、接触変位エレメント（６）の先端からの移動が少なくとも部分的に軸の反対側で検出される、ことを特徴とする請求項１に記載の床掃除用集塵装置。
3. 接触変位エレメントがヤジロベエ状に構成されている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の床掃除用集塵装置。
4. 接触変位エレメント（６）の移動がセンサ（Ｓ）のみで検出される、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
5. 接触変位エレメント（６）のヤジロベエ状の固定が板バネ（１１）を介して達成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
6. 板バネ（１１）が水平に伸びている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
7. 前記板バネが、集塵装置（１）のシャーシ（２）に外側から取り付けられている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
8. 接触変位エレメント（６）が、Ｔ字状に形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
9. 板バネ（１１）が、Ｔ字状エレメントのバー（８）部分で接触変位エレメント（６）に連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
10. 板バネ（１１）が、Ｔ字状エレメントの脚（９）部分で接触変位エレメント（６）に連結されている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
11. ヤジロベエ状の固定が、３つの全ての方向に移動を可能とする、ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
12. センサ（Ｓ）として、１つ又は複数の接近センサが設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。
13. センサ（Ｓ）として、１つ又は複数のキースイッチ（１６〜１８）が設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の床掃除用集塵装置。

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