JP7316490B2 - 自律走行型掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、自律走行型掃除機に関する。

近年では、使用者が留守中でも自動的に走行して掃除を行う、自律走行型掃除機が数多く製品化されている。また、特許文献においてもこの自律走行型掃除機に関する技術が数多く公開されており、例えば特許文献１には、床面に噴射された液体を清掃パッドで擦りつけて清掃を行う自律走行型掃除機が開示されている。

特表２０１６－５１１６７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自律走行型掃除機では、清掃パッドで床面を擦りつける構成であるために、例えば床面パッドの前方のみ極端に汚れる可能性があり、床面パッド全体を有効利用できない可能性がある。

本発明は、本体と、本体の底面側に配置された駆動輪及びローラーと、駆動輪を駆動するための駆動輪モータと、ローラーを回転させるためのローラーモータと、制御部と、を有し、ローラーには床面を拭くための布部材、シートの少なくともいずれかを巻き付けることが可能であり、制御部は、駆動輪モータにより駆動輪が回転している際に、ローラーの回転と停止を繰り返すように、ローラーモータを制御し、制御部は、ローラーにシートを巻き付ける際に、ローラーを回転させると共に、本体が後退、停止、後退の順に移動するように、ローラーモータと駆動輪モータを制御する、自律走行型掃除機である。

本発明では、ローラーを用いて床面を拭くため、従来のパッドを用いて床面を清掃する
際に、パッドの特定の部分のみ汚れる事をできるだけ回避することができる。

また、本発明では、ローラー駆動用のモータと駆動輪を駆動するためのモータのトルクが異なる場合等でも、ローラーの回転と駆動輪の回転の同期をとることができ、ローラーにシートを効率よく巻き付けることができる他、スムーズに本体を走行させることができる。

実施例１の自律走行型掃除機の斜視図である。 実施例１の自律走行型掃除機の斜視図である。 実施例１の自律走行型掃除機を下方から見た斜視図である。 実施例１の本体からローラーを外した状態の底面図である。 実施例１の本体にローラーを装着した状態の底面図である。 実施例１の本体のベースからカバーを外した状態を示す斜視図である。 実施例１のローラーの斜視図である。 実施例１のローラーの斜視図である。 実施例１の布部材の一部をローラーに取り付けた状態を示す斜視図である。 実施例１の布部材をローラーに取り付けた状態を示す斜視図である。 実施例１の自律走行型掃除機のブロック図である。 実施例１の自律走行型掃除機の動作を示すフロー図である。 実施例１の自律走行型掃除機にシートをセットした状態を示す斜視図である。 実施例２の自律走行型掃除機の布部材の部分拡大図である。 実施例３の自律走行型掃除機の動作を示すフロー図である。 実施例４の自律走行型掃除機の斜視図である。 実施例５の自律走行型掃除機の斜視図である。 実施例５の自律走行型掃除機の分解斜視図である。 実施例５の自律走行型掃除機の平面図である。 実施例５の自律走行型掃除機の平面図である。 実施例６の自律走行型掃除機の平面図である。 実施例６の自律走行型掃除機の側面図である。 実施例６の自律走行型掃除機の底面図である。 実施例７の自律走行型掃除機の平面図である。 実施例７の自律走行型掃除機の側面図である。 実施例７の自律走行型掃除機の断面図である。

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、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、本実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。 本実施の形態では、パッドを床面に擦り付けるのではなく、シートを巻き付けたローラーを回転させているため、シートの一部分のみ汚れることをできるだけ低減させることができる。また、ローラーと本体を動かすための駆動輪との回転の同期をとっているため、ローラーが床面に引きずられるといった不安定な走行をできるだけ回避することができる。

第１の実施態様は、本体と、本体底面に配置された駆動輪及びローラーと、駆動輪を駆動するための駆動輪モータと、ローラーを回転させるためのローラーモータと、制御部と、を有し、制御部は、ローラーの回転中に駆動輪の回転と停止を行うように、駆動輪モータを制御する、自律走行型掃除機である。

第１の実施態様によれば、パッドを床面に擦り付けるのではなく、シートを巻き付けたローラーを回転させているため、シートの一部分のみ汚れることをできるだけ低減させることができる。また、ローラーと本体を動かすための駆動輪との回転の同期をとっているため、できるだけ安定した走行を実現させている。

第２の実施態様は、ローラーには、床面を拭くためのシートを巻き付けることが可能であり、制御部は、ローラーにシートを巻き付ける際に、ローラーの回転中に駆動輪の回転と停止を行うように、駆動輪モータを制御する、自律走行型掃除機である。

第２の実施態様によれば、ローラーにシートを巻き付ける際に、できるだけスムーズにローラーにシートを巻き付けることができる。

第３の実施態様は、ローラーは、時計周りである正回転と、反時計周りである逆回転に回転可能であり、制御部は、ローラーを逆回転に回転させた後に正回転に回転させるように、ローラーモータを制御し、ローラーが逆回転に回転している際に、駆動輪の回転と停止を行うように、駆動輪モータを制御する、自律走行型掃除機である。

第３の実施態様によれば、ローラーにシートを巻き付ける際に、できるだけスムーズにローラーにシートを巻き付けることができる。

第４の実施態様は、制御部は、ローラーが逆回転に回転している際に、駆動輪の少なくとも回転、停止、回転を順に行うように、駆動輪モータを制御する、自律走行型掃除機である。

第４の実施態様によれば、ローラーにシートを巻き付ける際に、できるだけスムーズにローラーにシートを巻き付けることができる。

第５の実施態様は、駆動輪は、時計周りである正回転と、反時計周りである逆回転に回転可能であり、駆動輪の回転は、駆動輪を反時計周りに回転することを含む、自律走行型掃除機である。

第５の実施態様によれば、ローラーにシートを巻き付ける際に、できるだけスムーズにローラーにシートを巻き付けることができる。

（実施例１）
以下、本実施の形態１における自律走行型掃除機について説明する。

図１は、本実施例の自律走行型掃除機の斜視図である。本実施例の自律走行型電気掃除機は、筐体１と、筐体１前方に配置されたバンパー２と、を有している。

筐体１の上面略中央には水を貯めるためのタンク３が配置されている。使用者はこのタンク３を筐体１から外して水道水等を入れた後に、筐体１に装着する。

図２は、筐体１からタンク３を外した状態を示す斜視図である。図２に示すように、筐体１からタンク３を着脱することができる。

図１に示すように、筐体１の上面後方には操作部４が形成されている。この操作部４は、例えば電源のオンオフを切り替えるための電源ボタン５、後述するシートをローラーに巻き付ける際に使用する開始ボタン６、シートをローラーから外す際に使用するシート外しボタン７、ドライモードに設定するためのドライボタン８、ウエットモードに設定するためのウエットボタン９と、を有している。

筐体１の前方にはバンパー２が配されている。このバンパー２は、筐体１の前面と上面前方と左右側面前方を囲うように配されている。障害物がバンパー２に当たると、バンパー２が筐体１側に押し込まれ、バンパー２内部に配されているスイッチがオンする。このスイッチのオンを制御部が検知することにより、制御部は、バンパー２が押し込まれたと判定する。

バンパー２の前面には前面センサ１０が配置されている。この前面センサ１０は、例えば赤外線センサの発光部と受光部からなり、前方にある障害物等を検知するためのセンサである。尚、前面センサ１０は１つでも良いし複数配置されていても良い。

バンパー２の側面には側面センサ１１が配置されている。この側面センサ１１は、例えば赤外線センサの発光部と受光部からなり、左右側にある障害物等を検知するためのセンサである。尚、側面センサ１１は１つでも良いし複数配置されていても良い。

図３は、本実施例の自律走行型掃除機を下方から見た斜視図である。

筐体１裏面側の略中央にはバッテリー１２が配置されており、バッテリー１２の左右両側には夫々右駆動輪１３と左駆動輪１４が配置されている。

筐体１前方にはバンパー２が配置されており、バンパー２から筐体１後方に向かって順にベロ１５とローラー１６が配置されている。本実施例装置では、ローラー１６にウエットシート或いは乾いたシートを巻き付けることが可能である。ベロ１５は、このローラー１６に巻き付いたシートを外す際に使用する。

また、ベロ１５はスプリング等の弾性部材により、図４に示すローラー装着部１８側に付勢されている。尚、このベロ１５は、モータ等により角度が変化するようにし、ローラー１６に巻き付かれたシート３４を外す時はローラー装着部１８側に傾き、シート３４を外す時以外にはローラー装着部１８から離れる方向に傾くようにしても良い。

筐体１裏面側前方と後方には床面センサ１７が配置されている。この床面センサ１７は、例えば赤外線センサの発光部と受光部からなり、床面の段差等を検知するためのセンサである。本実施例では、この床面センサ１７は筐体１裏面後方の左右に２か所、筐体１裏面前方の左右に２か所配置されている。

図４は、筐体１からローラーを外した状態を示す底面図である。

図４において、筐体１前方に形成されたローラー装着部１８にローラー１６が着脱可能に装着される。また、ローラー装着部１８の内、図４において、紙面左側には、ローラー１６を回転自在に支持するローラー支持部材１９が配置されており、図４において紙面右側には、ローラー蓋を装着するためのローラー横開口部２１が形成されている。

本実施例装置では、ローラー１６とローラー蓋２０とが一体となっており、ローラー１６からローラー蓋２０が着脱できないようになっているが、ローラー１６からローラー蓋２０を着脱可能な構成としても良い。

使用者がローラー１６を筐体１に装着する際には、ローラー１６をローラー装着部１８に挿入し、まずローラー１６の一端をローラー支持部材１９に接続した後に次にローラー１６の他端に形成されているローラー蓋２０をローラー横開口部２１に装着する。このような手順により、使用者はローラー１６をローラー装着部１８に装着できる。

筐体１裏面の前方側、より具体的にはベロ１５とバンパー２との間の部分には、タンク３内部の水を噴射するための噴水孔２２が複数（本実施例では８個）形成されている。本実施例装置では、この噴水孔２２から水滴を床面に放出し、ローラー１６に巻かれたシートにより床面の水滴を拭くことができる。尚、ローラー１６又はローラー１６に巻き付かれた布により床面の水滴を拭く構成としても良い。

図５は、筐体１にローラー１６を装着した状態を示す底面図である。

図５に示すように、図５において、紙面右側に存在するローラー開口部がローラー蓋２０により塞がれている。このように、本実施例装置では、図１に示す筐体１の、図１紙面右側の側面ではローラー１６部分が隠れているが、筐体１の、図１紙面左側の側面では、ローラー１６をローラー装着部１８に装着した状態でローラー蓋２０が外部に露出するようになっている。

図６は筐体１のベース２３部分からカバー２４を外した状態を示す斜視図である。本実施例の自律走行型掃除機は、ベース２３部分にカバー２４を被せた構造となっている。

ベース２３の前方側にはローラー装着部１８が形成されている。また、ローラー装着部１８の図６紙面右側後方には、ローラー１６を回転駆動させるためのローラーモータ２５が配置されている。一方、ローラー装着部１８の図６紙面左側後方には、噴水孔２２から水を放出するためのポンプ（図示せず）を駆動させるためのポンプモータ２６が配置されている。

ベース２３の後方には回路基板２７が配置されており、この回路基板２７の下方に右駆動輪１３と左駆動輪１４夫々を駆動するための２つの駆動輪モータ（図６では図示せず）とバッテリー（図６では図示せず）が配置されている。

尚、本実施例装置のバッテリーは充電可能な二次電池である。本実施例では、二次電池としてニッケル水素電池を用いているが、例えば、ニッケルカドミウム電池やリチウムイオン電池を用いても良い。或いは、一次電池を用いても良い。

図７及び図８は、ローラー１６の斜視図である。図７、８に示すように、ローラー１６の上部にはローラー１６の延在する方向に延びているローラー頂部２８が形成され、このローラー頂部２８の左右両側には、同じくローラー１６の延在する方向に延びている第１の面ファスナー２９が形成されている。更に、ローラー１６の端部には、ローラー１６の周囲を取り囲むように、第２の面ファスナー３０が形成されている。

このローラー頂部２８は、シートをローラー１６に取り付けるためのものであり、表面は例えばアクリル等の繊維で形成されている。またこの繊維は直線や曲がった形状の繊維であっても良いし、ループ状或いはフック状の繊維でも良い。

第１の面ファスナー２９と第２の面ファスナー３０は、布部材３１をローラー１６に取り付けるための面ファスナーである。第１の面ファスナー２９と第２の面ファスナー３０は、表面がフック状に起毛されたものが複数形成された構造或いは、ループ状に起毛されたものが複数形成された構造となっている。

図７及び図８に示すように、ローラー１６の側面にはローラー頂部２８の両側夫々に２つ矢印が形成されている。この矢印は、使用者が布部材の予め指定された部分をあてるための表示となっている。また、ローラー１６の図７において、左側の先端には、ローラー蓋２０が形成されており、使用者のこのローラー蓋２０の中央部分を押下するように指示するための手が描かれている。使用者が筐体１からローラー１６を取り外す際に、使用者がローラー蓋２０の中央を押下することにより、筐体１とローラー蓋２０との係合が解除され、本来からローラー蓋２０及びローラー１６を取り外すことが可能である。

また、図８において、右側のローラー１６先端には、６つの孔部３２が形成されている。また、この６つの孔部３２の内、２つの孔部３２に介在するローラー１６の表面は黒く塗られている。尚、図８に示すローラー１６の端部表面と孔部３２は白い樹脂で形成されており、ローラー１６の端部表面に１か所だけ黒く塗られている。

ローラー１６を筐体１に装着した状態で、図８において、ローラー１６の右側端部と対向する筐体１部分には、ローラー１６の回転位置或いは回転距離を検知するためのローラーセンサ３８（図８では図示せず）が配置されている。このローラーセンサ３８は例えば赤外線の発光部と受光部からなる。

このローラーセンサ３８の発光部から照射された光が、ローラー１６端部に形成された孔部３２或いは端部表面の白い部分或いは黒い部分に当たり反射し、ローラーセンサ３８の受光部がこの反射した光を検知することにより、このローラーセンサ３８と接続された
制御部３５が、ローラー１６の回転位置或いは回転距離を判定する。

図９は、布部材３１の一部をローラー１６に取り付けた状態を示す斜視図である。図９に示すように、布部材３１は略四角形の形状であり、この布部材３１の上面の２つの長辺の内一辺側には、表面が例えばアクリル等の繊維で形成されている複数の直線或いは曲線の形状である起毛部３３が形成されている。またこの繊維はループ状或いはフック状の形状でも良い。布部材３１の起毛部３３を除く上面は、例えば起毛状の繊維がない布により形成されている。

一方、布部材３１の裏面側は、表面がフック状に起毛されたものが複数形成された構造或いは、ループ状に起毛されたものが複数形成された面ファスナーの構造となっている。

次に使用者がローラー１６に布部材３１を取り付ける手順について説明する。

図７、図８に示すローラー１６の手前側に形成されている第１の面ファスナー２９に、布部材３１の上面に起毛部３３が形成されている部分を取り付ける（図９参照）。続いて、使用者がローラー１６に布部材３１を巻き、布部材３１の上面に起毛部３３が形成されている長辺とは反対側の長辺の部分を、図９において、ローラー１６の奥側に形成されている第１の面ファスナー２９を取り付ける。このようにして、使用者はローラー１６に布部材３１を取り付けることができる（図１０参照）。

更に、使用者が本実施例装置を使用する際には、布部材３１が取り付けられたローラー１６にシート３４（例えば、ウエットシート或いは乾いたシート）を巻き付けて使用する。

シート３４をローラー１６に巻き付ける際には、自律走行型掃除機の筐体１をシート上に置いて、ローラー１６を回転させることにより、図９に示すローラー頂部２８と起毛部３３にシート３４が付着し、シート３４がローラー１６に巻き付けられる。この動作については後程詳細に説明する。

図１１は、本実施例装置のブロック図である。尚、本実施例に関連のあるブロックのみ説明し、他の構成については従来からある自律走行型掃除機と同様な構成であるため説明を省略する。

図１１において、制御部３５は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のような半導体素子からなり、各回路の制御を司る。

記憶部４２は、例えばフラッシュメモリやＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体記憶素子からなり、制御部３５が動作するためのプログラムや各種パラメータ等を格納する。

右駆動輪モータ３６は右駆動輪１３を駆動するためのモータであり、左駆動輪モータ３７は左駆動輪１４を駆動するためのモータである。制御部３５は、右駆動輪モータ３６と左駆動輪モータ３７を制御することにより、例えば、右駆動輪１３のみ駆動、或いは左駆動輪１４のみ駆動することができる。このような制御により筐体１を旋回させることができる。もちろん、右駆動輪１３と左駆動輪１４の両方を同時に駆動させて、筐体１を直進或いは後退させることもできる。

ローラーモータ２５は、ローラー１６を回転させるためのモータである。

ポンプモータ２６は、噴水孔２２から水を噴水するためのポンプを駆動するためのモータである。

ローラーセンサ３８は、ローラー１６の回転位置或いは回転距離等を検知するためのセンサである。例えば、赤外線の発光部と受光部からなる光学センサにより構成されている。このローラーセンサ３８は、ローラー１６の端部に配置されている凹凸面に光を照射し、反射された光を検知する。

報知部３９は、例えば右駆動輪モータ３６や左駆動輪モータ３７の回転異常或いは、ローラーモータ２５の回転異常等を制御部３５が検知した際に、使用者に異常を報知する。報知部３９は、例えばスピーカーや、液晶表示装置等からなる。

操作部４は、例えばボタン等からなり、使用者からの入力操作を受け付ける。

以下、本実施例装置の動作について説明する。図１２は、本実施例装置の動作を示すフロー図である。尚、図１２に示す動作に入る前に、図１０に示すようにローラー１６に布部材３１が巻かれた状態で、ローラー１６を筐体１に装着している必要がある。

ステップＳ１において、制御部３５は、操作部４からシート巻付け動作の開始指示操作、即ち開始ボタン６の押下があると判定すると、ステップＳ２に処理を進める。

ステップＳ２では、制御部３５は、ローラーモータ２５を制御することにより、ローラー１６を３０度回転させた後に、後述するステップＳ３でローラーセンサ３８が第１の位置を検知するまでローラー１６を回転させる。

ステップＳ３では、制御部３５は、ローラーセンサ３８から第１の位置を検知したことを示す信号を検知すると、ローラー１６が第１の位置で停止したと判定する。尚、この第１の位置とは、図８に示すローラー１６の端部表面の１か所だけ黒く塗られている部分である。

ステップＳ４では、制御部３５は、ローラーモータ２５を制御することによりローラー１６を１４５度回転させる。この１４５度回転させた位置を本実施例では第２の位置と称している。この第２の位置は、使用者がシート３４の上に筐体１をセットする際にローラー１６が存在すべき位置であり、ローラー１６の初期位置（デフォルトの位置）である。

この第２の位置とは、より具体的には、ステップＳ３で、ローラーセンサ３８がローラー１６の端部表面の黒く塗られている部分を検知した際の、ローラー１６の回転角度から、ローラー１６を１４５度回転させた位置である。尚、ステップＳ４でローラー１６を回転させる速度は例えば１０ｒｐｍである。

ステップＳ５では、制御部３５は、ステップＳ２でローラー１６を回転させてから所定時間以内にローラーセンサ３８が第１の位置を検知しなかったと判定し、報知部３９から使用者にエラーが発生したことを報知させる。例えば、報知部３９がスピーカーであれば音声により使用者に対してエラーが発生したことを報知させることが可能であり、報知部３９が液晶表示装置等であれば、表示により使用者に対してエラーが発生したことを報知させることが可能である。

ステップＳ６では、制御部３５は再度、開始ボタン６の押下操作があると判定すると、ステップＳ７に処理を進め、そうでなければＳ１１ステップへ処理を進める。尚、ステップＳ６で使用者がボタン操作を行う前に、使用者はシート３４の上に筐体１をセットする
。例えば、図１３に示すように、シート３４の略中央に筐体１の前端が合うように筐体１をシート３４上にセットする。

ステップＳ７では、制御部３５は、ローラーモータ２５を制御することにより、ローラー１６を１８５度逆回転させると共に、右駆動輪モータ３６と左駆動輪モータ３７を制御することにより、筐体１の後退、停止、後退を順に行わせる。

より詳細に説明すると、ローラー１６を１８０度逆回転させる際のローラー１６の回転速度は例えば１０ｒｐｍである。一方、２つの駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）は例えば０．４秒後退、１．２秒停止、０．４秒後退を繰り返すものであり、後退速度は例えば８ｃｍ／秒である。

このように、ローラーモータ２５を回転させている際に右駆動輪１３と左駆動輪１４を後退と停止させているのは、ローラーモータ２５と右駆動輪モータ３６及び左駆動輪モータ３７のトルクの違い等により、ローラー１６と右駆動輪１３及び左駆動輪１４との回転速度が異なる場合でもスムーズにローラー１６にシート３４を巻き付けるためである。

尚、本実施例では、右駆動輪１３及び左駆動輪１４を後退、停止、後退と繰り返したが、後退と停止を組み合わせる動作があればよく、例えば後退、停止、後退、停止、後退と順に繰り返す動作としても良く、後退と停止の期間も上述した時間に限らず、変更しても良い。

ステップＳ８では、制御部３５は、ローラーモータ２５を制御することにより、ローラー１６を例えば９００度回転させる。尚、このときのローラー１６の回転速度は、例えば１０ｒｐｍである。この時点で、ローラー１６にはシート３４が巻付かれた状態となっている。

ステップＳ９では、制御部３５は、ステップＳ１やステップＳ６で押下された開始ボタン６の押下操作があると判定すると、ステップＳ１０へ処理を進め、所定時間の間、開始ボタン６の押下操作がなければ処理を終了する。

ステップＳ１０では、制御部３５は、ローラーモータ２５を制御することによりローラー１６を回転させると共に右駆動輪モータ３６と左駆動輪モータ３７を制御することにより、駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）を回転させる。より具体的には、ローラー１６を５秒回転させた後に２秒停止を繰り返す。この時、ローラー１６の回転速度は例えば、１３ｒｐｍである。また、２つの駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）を前進させる。この時、２つの駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）の走行速度は例えば１５ｃｍ／秒である。

ステップＳ１０において、２つの駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）を単に前進させるのではなく、制御部３５が２つの駆動輪モータ（右駆動輪モータ３６と左駆動輪モータ３７）を制御することにより、右斜め前方と左斜め前方を交互に進む動き、即ち直線が交互に折れ曲がったような形跡を残すような走行を行っても良いし、部屋の隅々まで掃除できるように、あたかも交互にコの字を描くように動いても良い。

このようにステップＳ１０では、ローラー１６は間欠的に動いているが、２つの駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）は連続して動くか或いは交互に動くような動作を行う。

尚、Ｓ１０ステップでは、噴水孔２２から水を噴射させつつ筐体１を動かすことにより、噴水孔２２から噴射された水により床面を濡らして、その後回転するローラー１６に巻
き付かれたシート３４により先ほど濡らした床面を拭くことにより、筐体１は掃除を行う。

Ｓ１１ステップでは、制御部３５は、Ｓ６ステップとＳ９ステップ夫々において、所定時間の間、開始ボタン６の押下操作がないと判定すると、報知部３９から使用者にエラーが発生したことを報知させる。例えば、報知部３９がスピーカーであれば音声により使用者に対してエラーが発生したことを報知させることが可能であり、報知部３９が液晶表示装置等であれば、表示により使用者に対してエラーが発生したことを報知させることが可能である。

このように、本実施の形態１では、使用者がシート３４の上に筐体１を置いて、ローラー１６にシート３４を巻き付ける際に、ローラー１６を１８５度逆回転させると共に、筐体１の後退、停止、後退を順に行わせている。このため、ローラーモータ２５と右駆動輪モータ３６及び左駆動輪モータ３７のトルクが異なっていてもスムーズにローラー１６にシート３４を巻き付けることができる。

また、回転するローラー１６に巻き付けたシート３４により拭き掃除を行うため、シート３４全体でまんべんなく汚れを拭きとることができる。

尚、ローラーモータ２５と右駆動輪モータ３６及び左駆動輪モータ３７のトルクが異なっている場合だけでなく、例えば、ローラーモータ２５と右駆動輪モータ３６及び左駆動輪モータ３７の径が異なっている或いは、モータの発熱対策として、モータを駆動と停止を繰り返す必要がある場合等でも本実施例を実行することにより、スムーズにローラー１６にシート３４を巻き付けることができる。

また、ローラー１６にシート３４を巻き付ける際に限らず、筐体１が清掃動作を行っている状態でも本実施例のような動作を実行することもできる。

（実施例２）次に本実施の形態２について説明する。実施の形態２の自律走行型掃除機の構造、制御等は全て実施の形態１と同じであるため説明を省略する。実施の形態２では、主に布部材３１の布面側ファスナーの構造に特徴がある。

図１４は、図９に示す起毛部３３の部分拡大図である。起毛部３３の表面には複数の毛４０が形成されている。この毛４０は、直線、曲線、フック状或いはループ状のいずれかの形状であり、全て或いは殆どの毛４０は一方の方向に傾いた形状となっている。例えば、図９、図１３に示すようにローラー１６を回転させてシート３４をローラー１６に巻き付ける際に、シート３４がローラー１６に巻き付きやすいように、毛４０は、シート３４側に向けて傾いている。

より具体的には、図１３に示すように、ローラー１６の下方にシート３４が配置されており、ローラー１６を図１３において、反時計回りに回転させて、ローラー１６にシート３４を巻き付ける場合、起毛部３３の毛４０は、ローラーの下方側、即ちシート３４側に向けて傾いている。

一方、ローラー１６からシート３４を外す場合には、ローラー１６を図１３において時計周りに回転させ、筐体１に設けられたベロ１５によりシートがはがれるようになっている。尚、この時、毛４０が傾いている方向からベロ１５がシート３４に当たり、ベロ１５の先端が毛４０の先端に当接すると毛４０が起き上がり、シート３４が容易にローラー１６からはがれるようになっている。

このように、起毛部３３の複数の毛４０を一方の方向に傾けているため、ローラー１６
を時計回り或いは反時計周りに回転させた際に、ローラー１６にシート３４が付着し易く且つ、ローラー１６からシート３４が剥がれやすいようになっている。

尚、本実施例では、起毛部３３の毛４０を傾けた構造にしたが、ローラー頂部２８、第１の面ファスナー２９、第２の面ファスナー３０等も同様な構成とすることができる。

また、本実施例では、布部材３１の一部に起毛部３３を形成したが、布部材３１全体に起毛部３３を形成しても良い。

（実施例３）以下、実施例３について説明する。実施例３では、制御部３５は、駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）が回転している際に、ローラー１６の回転と停止を繰りかえす制御、或いは、ローラー１６を逆回転させる制御を含んでいる。

このように、駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）が回転している際に、ローラー１６の回転と停止を繰りかえすことにより、ローラー１６の特定の場所が集中して汚れるといった事態をできるだけ回避することができる。

また、駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）が回転している際に、ローラー１６を逆回転させることにより、ローラー１６の回転時に塵埃を後方にそらすことなく拭き集めることができる。

実施例３のブロック図は、実施例１で説明した図１１の構造と同様な構造であるため、説明を省略する。

実施例３の動作について説明する。図１５は、実施例３の動作を示すフロー図である。尚、図１５に示す動作に入る前に、図１０に示すようにローラー１６に布部材３１が巻かれた状態で、ローラー１６を筐体１に装着している必要がある。

ステップＳ２１において、制御部３５は、操作部４から運転開始指示動作、即ち開始ボタン６の押下があると判定すると、ステップＳ２２に処理を進める。

ステップＳ２２では、制御部３５は、右駆動輪モータ３６と左駆動輪モータ３７を制御することにより、駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）を回転させる。この時、２つの駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）の走行速度は例えば１５ｃｍ／秒である。

尚、ステップＳ２２において、２つの駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）を単に前進させるのではなく、制御部３５が２つの駆動輪モータ（右駆動輪モータ３６と左駆動輪モータ３７）を制御することにより、右斜め前方と左斜め前方を交互に進む動き、即ち直線が交互に折れ曲がったような形跡を残すような走行を行っても良いし、部屋の隅々まで掃除できるように、筐体を交互に左右に振るように動いても良い。

また、ステップＳ２２では、噴水孔２２から水を噴射させつつ筐体１を動かすことにより、噴水孔２２から噴射された水により床面を濡らして、その後回転するローラー１６に巻き付かれた布部材３１により先ほど濡らした床面を拭くことにより、筐体１は掃除を行う。

ステップＳ２３では、制御部３５は、所定時間Ｔ１（例えば、５分３０秒）の計時を開始する。

ステップＳ２４では、制御部３５は、所定時間Ｔ１（例えば、５分３０秒）が経過した
と判定すると、ステップＳ２５に処理を進める。

ステップＳ２５では、制御部３５は、ローラーモータ２５を制御し、本体進行方向と逆方向に所定の角度Ｄ（例えば、３０度）だけローラー１６を回転させる。このときのローラー１６を回転させる速度は例えば１０ｒｐｍである。尚、この角度Ｄは３０度以外の角度としても良く、回転速度も１０ｒｐｍ以外の数値としても良い。

続くステップＳ２６では、制御部３５は、ローラーセンサ３８からの信号に基づいて、ローラー１６が所定の角度だけ正常に逆方向に回転したと判定すると、ステップＳ２９に処理をすすめ、そうでなければ、ステップＳ２７でエラー報知する。

ステップＳ２７では、制御部３５は、報知部３９から使用者にエラーが発生したことを報知させる。例えば、報知部３９がスピーカーであれば音声により使用者に対してエラーが発生したことを報知させることが可能であり、報知部３９が液晶表示装置等であれば、表示により使用者に対してエラーが発生したことを報知させることが可能である。

ステップ２８では、制御部３５は掃除動作を終了させる。例えば、制御部３５は、右駆動輪モータ３６と左駆動輪モータ３７を制御することにより、駆動輪（右駆動輪１３と左駆動輪１４）の回転を停止させると共に、ローラーモータ２５を制御することにより、ローラー１６の回転を停止させる。尚、ステップＳ２８において、制御部３５は、自律走行型掃除機を充電台に帰還させるように、右駆動輪モータ３６と左駆動輪モータ３７を制御しても良い。

ステップＳ２９では、制御部３５は、所定の回数Ｎ（例えば１０回）を１デクリメントする。尚、この回数Ｎは例えば９回といった他の数値としても良い。

ステップＳ３０では、制御部３５は、ステップＳ２９でデクリメントした回数Ｎが０になったと判定すると、ステップＳ２８へ処理を進め、掃除動作を終了する。一方、Ｎが０ではない場合には、制御部３５は、ステップＳ３１へ処理を進める。

ステップＳ３１では、制御部３５は、所定時間Ｔ２（例えば、５分３０秒）の計時を開始する。

ステップＳ３２では、制御部３５は、所定時間Ｔ２（例えば、５分３０秒）が経過したと判定すると、ステップＳ２５へ処理を戻す。

尚、ステップＳ３０で制御部３５は回数Ｎが０に達したと判定すると掃除を終了する構成としたが、回数Ｎが０に達する前に予め定められた掃除ルートの掃除を終了すると、で掃除を終了する構成としても良い。例えば、予め設定された掃除すべきエリアが狭い場合には、回数Ｎが０に達する前に掃除すべきエリア全てを掃除する可能性もあり、このような場合には回数Ｎが０に達する前に掃除を終了させてもよい。

制御部３５の制御としては、図１５のフロー図の制御を行うと同時に、予め設定された掃除すべきエリアを予め設定されたルートで掃除するように制御部３５は制御し、制御部３５は、予め設定されたルートを全て掃除したと判定すると、ステップＳ２８へ処理を進め、掃除を終了する、制御としても良い。

或いは、予め設定された掃除すべきエリアが広い場合には、回数Ｎが０に達しても予め設定された掃除すべきエリアを全て掃除するまで掃除を継続しても良い。

或いは、予め設定された掃除すべきエリアを掃除するモードか、回数Ｎが０に達するまで掃除するモードかを使用者が選択できるようにしても良い。

実施例３では、Ｔ１とＴ２を５分３０秒と設定したが、この時間は一例であり、他の時間としても良い。

実施例３では、ローラー１６を本体進行方向と逆方向に回転させることにより、ローラー回転時にも床面の埃を後方へそらすことなく拭き集めることができ、また、走行中に汚れが付着する布部材３１接地面（清掃面）の中でも、付着量の多い進行方向前方をより床面より離した位置へと移動させ、床面への汚れの再付着を防ぐことができる。

尚、ステップＳ２５では、制御部３５は、ローラーモータ２５を制御し、本体進行方向と逆方向に所定の角度Ｄ（例えば、３０度）だけローラー１６を回転させたが、このとき、所定の角度Ｄ（例えば、３０度）だけローラー１６を正方向に回転させる構成としても良い。このような構成とすることにより、ローラー１６の特定の場所が集中して汚れるといった事態をできるだけ回避することができる。

このように、実施例３では、本体走行中にローラー１６を回転させることにより、布部材３１の清掃面（床面接地面）を移動させ、布部材３１の一部のみが汚れることを防ぎ、布部材３１全面を有効的に使用することができる。

（実施例４）以下、実施例４について説明する。実施例１～３と異なる点は、ローラー１６の後方に第２の清掃パッドを設けたことにある。他の構成は実施例１～３と同じであるため説明を省略する。

実施例４では、このようにローラー１６の後方に第２の清掃パッドを設けたことにより、ローラー１６で床面を拭いた後に再度床面を拭きとり床面の汚れを確実にとることが可能であり、また、床面に付着した水分をより確実にとることが可能である。

図１６は、実施例４の自律走行型掃除機を裏側から見た斜視図である。

図１６において、ローラー１６の後方に、ローラー１６の軸方向の長さと略同じ長さを有する第２の清掃パッド４１が配されている。

この第２の清掃パッド４１は、材質は例えば布、シリコン、等からなる。床面を傷つけない材料であればこの材料に限られるものではないが、水分を拭きとることが可能な材料であることが好ましいため、例えば、布等の水分を吸収する材質であることが好ましい。

また、この第２の清掃パッド４１は、破損した場合或いは汚れた場合に交換できることが好ましいため、着脱可能な構成とすることが好ましい。

また、第２の清掃パッド４１の先端は、ローラー１６の床面と接する面と略同じ高さであることが好ましい。

実施例４では、このようにローラー１６の後方に第２の清掃パッド４１を設けたことにより、ローラー１６で床面を拭いた後に再度床面を拭きとり床面の汚れを確実にとることが可能であり、また、床面に付着した水分をより確実にとることが可能である。

（実施例５）以下、実施例５について説明する。実施例５の自律走行型掃除機は、自律走行型掃除機の前方に左右方向に傾くことが可能なパッドを設けている。このような構成
とすることにより、自律走行型掃除機が走行中にパッドに障害物があたってもパッドが傾くため、パッドが固定されている構成に比べてスムーズに走行することができる。特に、部屋の隅等狭い場所でスムーズに旋回等の動作を行うことができる。

図１７は、実施例５の自律走行型掃除機の斜視図である。図１７において、上面が略三角形状である筐体１の前方に床面を清掃するための清掃パッド４３が配置されている。

図１７において、前後左右の方向が記載されている。前後の矢印は筐体の前側、後ろ側を示し、左右の矢印は筐体の左側、筐体の右側を夫々示している。

図１８は、実施例５の自律走行型掃除機の分解斜視図である。例えば、筐体１が上カバーと下カバーを有し、この上カバーを外した状態を示している。図１８に示すように、筐体前方には３つの溝部４４が形成されている。３つの溝部４４の内、筐体左右側に設けられた溝部４４は筐体の前後方向に延在した形状である。一方、筐体前方の中央部分に設けられた溝部４４は、断面が略三角形の形状となっている。

図１７と同様に、図１８において、前後左右の方向が記載されている。前後の矢印は筐体の前側、後ろ側を示し、左右の矢印は筐体の左側、筐体の右側を夫々示している。

清掃パッド４３には３つの柱部４５が形成されており、３つの柱部４５は夫々筐体に形成された３つの溝部４４に滑動可能に挿入されている。また、３つの柱部４５の内筐体左右両側に形成された２つの柱部４５は、夫々スプリング４６が接続されており、この２つの柱部４５はこのスプリング４６により筐体前方に引っ張られている。

図１９は、清掃パッド４３の右側に障害物が当たった際の清掃パッド４３の状態を示す平面図である。

図１７、図１８と同様に、図１９において、前後左右の方向が記載されている。前後の矢印は筐体の前側、後ろ側を示し、左右の矢印は筐体の左側、筐体の右側を夫々示している。

清掃パッド４３の右側に障害物が当たると、清掃パッド４３の右側が障害物に押されて後方に移動すると共に筐体右側に配置されている柱部４５が後方に移動し、図１９に示すように清掃パッド４３の右側が後方に移動した状態となる。

一方、図２０は、清掃パッド４３の左側に障害物が当たった際の、清掃パッド４３を示している平面図である。

図１７～図１９と同様に、図２０において、前後左右の方向が記載されている。前後の矢印は筐体の前側、後ろ側を示し、左右の矢印は筐体の左側、筐体の右側を夫々示している。

清掃パッド４３の左側に障害物が当たると、清掃パッド４３の左側が障害物に押されて後方に移動すると共に筐体左側に配置されている柱部４５が後方に移動し、図２０に示すように清掃パッド４３の左側が後方に移動した状態となる。

図１８に示すように、筐体前方中央にある断面が三角形状の溝部４４に挿入されている柱部４５は、２つのスプリング４６の力により前方に移動しているが、溝部４４の断面が三角形状であるために、清掃パッド４３に障害物が当たった際に、筐体後方だけでなく、右側後方と左側後方にも移動できるようになっている。このため、清掃パッド４３に前方
だけでなく、右側前方、左側前方から障害物が当たった際に清掃パッド４３がスムーズに左右或いは前後方向に動くことができる。

尚、筐体前方中央にある断面が三角形状の溝部４４は、断面が円形であっても良い。断面を円形とした場合でも、柱部４５はスムーズに円形の溝部４４内を移動することができる。

（実施例６）次に実施例６について説明する。実施例６では、筐体の後方に清掃パッドを設けている。このため、自律走行型掃除機が走行中に、筐体の後方側に荷重がかかり、筐体の後方に配置されている清掃パッド４３は床面側に押し付けられる。従って、清掃パッド４３を筐体の前方に配置した構造に比べて、清掃パッド４３が床面に強く押し付けられ、より確実に清掃を行うことができる。

図２１は、実施例６の自律走行型掃除機の平面図であり、図２２は、実施例６の自律走行型掃除機の側面図、図２３は、実施例６の自律走行型掃除機の背面図である。

図２１、図２３において、前後左右の方向が記載されている。前後の矢印は筐体の前側、後ろ側を示し、左右の矢印は筐体の左側、筐体の右側を夫々示している。

図２２に示すように、筐体後方下側に清掃パッド４３が配置されている。図２３に示すように、筐体底面側には駆動輪１３、１４が配置されており、清掃パッド４３の前方にこの駆動輪１３、１４が位置している。

このように実施例６では、筐体１の後方に清掃パッド４３が設けられている。このため、自律走行型掃除機が走行中に、筐体１の後方側に荷重がかかり、筐体１の後方に配置されている清掃パッド４３は床面側に押し付けられる。従って、清掃パッド４３を筐体１の前方に配置した構造に比べて、清掃パッド４３が床面に強く押し付けられ、より確実に清掃を行うことができる。

尚、筐体１の後方の清掃パッド４３上部分に二次電池等のバッテリー（図示せず）やモータ等重量のある部品を配置しても良い。このような構成とすることにより、清掃パッド４３は床面に強く押し付けられることになり、更により確実に床面を清掃することができる。

（実施例７）次に実施例７について説明する。実施例７の自律走行型掃除機では、筐体の上方からローラーに巻き付けるシートを挿入し、ローラーにシートを巻き付ける構造となっている。このような構成とすることにより、使用者は容易にローラーにシートを巻き付けることができる。

図２４は実施例７の自律走行型掃除機の平面図であり、図２５は、図２４の自律走行型掃除機の側面図であり、図２６は、図２４に示す自律走行型掃除機のＡ－Ａ線断面図である。

図２４には、前後左右の方向が記載されている。前後の矢印は筐体の前側、後ろ側を示し、左右の矢印は筐体の左側、筐体の右側を夫々示している。

図２４において、筐体の上面にはシートを挿入するための挿入口４７が形成されている。図２６に示すように、挿入口４７から下方には徐々に前後方向の幅が狭くなった空洞部４８が形成されており、その断面は略三角形状となっている。この空洞部４８の前方側は筐体底面に対して垂直に立設した前方壁部４９が形成されており、一方、空洞部４８の後
方側は筐体底面に対して傾斜した後方壁部５０が形成されている。この後方壁部５０は、前方から後方に向けて上り坂となるような形状となっている。また、後方壁部５０の後方には駆動輪１３、１４が、前方壁部４９の前方にはローラー１６が配置されている。

前方壁部４９の下端と後方壁部５０の下端との間には空間が形成されており、挿入口４７から挿入されたシートは、空洞部４８とこの空間を通ってローラー１６に巻き付けられる。

また、シートをローラー１６に巻き付ける際には、駆動輪１３、１４は停止した状態でローラー１６のみが回転することにより、ローラー１６にシートが巻き付けられる。尚、この際に駆動輪１３、１４も回転させ、筐体を移動させながらローラー１６にシートを巻き付ける構成としても良い。

このように、実施例７では、使用者が筐体の上面に形成された挿入口４７からシートを挿入することによりローラー１６にシートを巻き付ける構造となっている。このような構成であるため、使用者は容易にシートをローラー１６に巻き付けることが可能である。

尚、ローラー１６の接線方向に後方壁部５０が位置するように設計しても良い。

本発明の自律走行型除機は、家庭用の電気掃除機、或いはオフィスや工場等で使用される業務用の自律走行型掃除機等に広く利用することができる。

１ 筐体
２ バンパー
３ タンク
４ 操作部
５ 電源ボタン
６ 開始ボタン
７ シート外しボタン
８ ドライボタン
９ ウエットボタン
１０ 前面センサ
１１ 側面センサ
１２ バッテリー
１３ 右駆動輪
１４ 左駆動輪
１５ ベロ
１６ ローラー
１７ 床面センサ
１８ ローラー装着部
１９ ローラー支持部材
２０ ローラー蓋
２１ ローラー横開口部
２２ 噴水孔
２３ ベース
２４ カバー
２５ ローラーモータ
２６ ポンプモータ
２７ 回路基板
２８ ローラー頂部
２９ 第１の面ファスナー
３０ 第２の面ファスナー
３１ 布部材
３２ 孔部
３３ 起毛部
３４ シート
３５ 制御部
３６ 右駆動輪モータ
３７ 左駆動輪モータ
３８ ローラーセンサ
３９ 報知部
４０ 毛
４１ 第２の清掃パッド
４２ 記憶部
４３ 清掃パッド
４４ 溝部
４５ 柱部
４６ スプリング
４７ 挿入口
４８ 空洞部
４９ 前方壁部
５０ 後方壁部

Claims (2)

1. 本体と、当該本体の底面側に配置された駆動輪及びローラーと、前記駆動輪を駆動するための駆動輪モータと、前記ローラーを回転させるためのローラーモータと、制御部と、を有し、
   前記ローラーには床面を拭くための布部材、シートの少なくともいずれかを巻き付けることが可能であり、
   前記制御部は、前記駆動輪モータにより前記駆動輪が回転している際に、前記ローラーの回転と停止を繰り返すように、前記ローラーモータを制御し、
   前記制御部は、前記ローラーに前記シートを巻き付ける際に、前記ローラーを回転させると共に、前記本体が後退、停止、後退の順に移動するように、前記ローラーモータと前記駆動輪モータを制御する、自律走行型掃除機。
2. 前記制御部は、前記駆動輪モータにより前記駆動輪が回転し前記本体が前進している際に、前記ローラーモータを制御することにより、前記ローラーを、前記駆動輪の回転方向と逆の回転方向に所定の角度だけ回転させ、所定の角度の回転後前記ローラーの回転を停止させる、請求項１に記載の自律走行型掃除機。

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