JPH05228090A

JPH05228090A - 自走式掃除機

Info

Publication number: JPH05228090A
Application number: JP4033051A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Yabuuchi; 秀隆藪内; Yasumichi Kobayashi; 保道小林; Osamu Eguchi; 修江口; Hirofumi Inui; 弘文乾; Yoshifumi Takagi; 祥史高木; Mitsuyasu Ogawa; 光康小川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1993-09-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】本発明は、床面の種類にかかわらず回転ブラ
シが変形したり、回転ブラシが凹凸に引っかかることの
ない自走式掃除機を提供することを目的としている。【構成】本体１を移動させる駆動装置と、床面のゴミ
を集塵する集塵装置と、水平方向に回転して床面を掃く
サイドブラシ装置５とを本体１に具備し、前記サイドブ
ラシ装置５は、回転ブラシ２０の回転軸２３と、この回
転軸２３を支持するとともに回転駆動する回転駆動部
と、本体１の前後方向軸に対して回動自在に取り付けた
本体１の内側方向に付勢された回動部材２４とを有し、
前記回転駆動部は前記回動部材２４に取り付けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、清掃機能と移動機能と
を備え、床面上を自走しながら清掃を行なう自走式掃除
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、掃除機に移動機能を付加して
清掃時の操作性の向上を図った掃除機が開発されてい
る。特に近年では、これにマイクロコンピュータと各種
センサ類を搭載することにより、清掃場所を自分で判断
しながら移動し清掃する、いわゆる自立誘導型の自走式
掃除機の開発も行なわれている。

【０００３】この種の自走式掃除機は、移動機能として
駆動輪や駆動モータ等の駆動装置を有するとともに、移
動時の障害物を検知する障害物検知手段や移動中の位置
を認識する位置認識手段を備えている。また清掃機能と
して、電動送風機や本体底部に設けた吸い込みノズル等
の集塵装置を備えている。特に壁際や部屋の隅部の清掃
能力を向上させるために、本体側方で回転ブラシを回転
させて床面のゴミを本体中央部に集めるサイドブラシ装
置を備えたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自走式掃除機のサイドブラシ装置は、コンク
リートやタイル等のいわゆるベアフロア上の清掃を想定
して作られているものである。このため清掃領域にカー
ペットやじゅうたんがある場合は、本体の重量による沈
み込みにより回転ブラシと床面との接触圧力が強くな
り、回転ブラシが変形したり凹凸に引っかかったりして
走行に悪影響が生じるという課題を有している。

【０００５】また別の課題として、清掃領域に階段や敷
居等の大きな凹部段差を含む場合には、走行不能や転落
等の危険が生ずるため、この凹部段差を事前に検出し
て、このような事態を回避する手段が必要になるもので
ある。

【０００６】そこで本発明は、このような従来の構成が
有している課題を解決しようとするものであり、床面の
種類に係わらず回転ブラシが変形したり、回転ブラシが
凹凸に引っかかることのない自走式掃除機を提供するこ
とを第一の目的としている。

【０００７】また、走行床面に階段や敷居等の大きな凹
部段差ががある場合でも、走行不能や転落の危険性がな
い自走式掃除機を提供することを第二の目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、本体を移動させる駆動装置
と、床面のゴミを集塵する集塵装置と、水平方向に回転
して床面を掃くサイドブラシ装置とを本体に具備し、前
記サイドブラシ装置は、回転ブラシの回転軸と、この回
転軸を支持するとともに回転駆動する回転駆動部と、本
体の前後方向軸に対して回動自在に取り付けた本体の内
側方向に付勢された回動部材とを有し、前記回転駆動部
は前記回動部材に取り付けられた自走式掃除機とするも
のである。また第二の目的を達成するための本発明の
第二の手段は、前記本発明の第一の手段の構成に加え、
回転駆動部に、回動部材の回動位置を検知する回動検知
手段を備えた自走式掃除機とするものである。

【０００９】

【作用】本発明の第一の手段による自走式掃除機は、回
動部材が本体の前後方向軸に対して回動自在であり、か
つ本体の内側回動方向に付勢されているので、回転ブラ
シの回転軸は鉛直方向から本体外側へ倒れた方向に傾き
角度が自在となる。また回転ブラシの本体外側先端部が
床面に接触するように付勢される。従ってじゅうたん上
で本体が沈み込んで本体と床面との距離が変化しても、
この距離に応じて回転ブラシの回転軸の角度が変化し
て、回転ブラシと床面との接触状態は適正に保たれる。
つまり、回転ブラシが変形したり凹凸に引っかかったり
して走行に悪影響が生ずることはないものである。

【００１０】また本発明の第二の手段は、前記本発明の
第一の手段による作用に加え、回動検知手段の検知信号
によって、本体を停止し、回避動作を行なうことができ
るよう作用する。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第一の手段の実施例の構成
を図１・図２に基づいて説明する。１は自走式掃除機の
本体、２は本体１の左右後方に設けた駆動輪で、駆動モ
ータ３で左右独立に駆動される。４は本体１の前方に回
転自在に取り付けた従輪である。以上、駆動輪２・駆動
モータ３・従輪４は本体１を移動させる駆動装置を構成
している。５は本体１前方の底部左右に設けたサイドブ
ラシ装置で、詳細な構成は後述する。６は本体１の周囲
に取り付けた弾性体からなるパンパである。７は電動送
風機、８は集塵室、９・１０はその内部に設けたフィル
ターである。１１は本体１の底部後方に設けた床ノズル
で、接続パイプ１２を介して集塵室８と接続している。
以上、電動送風機７・集塵室８・フィルタ９・１０・床
ノズル１１・接続パイプ１２は、床面Ａ上のゴミを集塵
する集塵装置を構成している。１３は操作部１４に設け
た操作ボタンである。１５は本体１の方向を計測する方
向計測装置で、本実施例ではレートジャイロおよびこの
出力を積分する積分器などからなっている。１６は本体
１の周囲に設けた超音波センサ等からなる測距センサ
で、本体１の前方・左右側方および後方にある物体まで
の距離を測定して障害物を検出する障害物検知装置を構
成している。１７は方向計測装置１５および障害物検知
装置等からのデータに基づいて駆動モータ３を制御し、
本体１の走行制御を行なう走行制御装置である。１８は
全体に電力を供給する蓄電池等からなる電源である。

【００１２】ここで図２に基づいて、サイドブラシ装置
５の構成を説明する。サイドブラシ装置５は、本体１の
左右に２組設けられている。サイドブラシ装置５を構成
する回転ブラシ２０Ｌ・２０Ｒは、それぞれ矢印ａ・ｂ
の方向に回転し、本体１の左右外側の床面Ａ上のゴミを
内側に集めるように作用する。つまり集塵装置の集塵能
力を高めるように作用するものである。この回転ブラシ
２０Ｌ・２０Ｒは、それぞれモータ２１Ｌ・２１Ｒと減
速機２２Ｌ・２２Ｒからなる回転駆動部の出力回転軸２
３Ｌ・２３Ｒに取り付けられている。２４Ｌ・２４Ｒは
本体１の前後方向に設けた回動軸２５Ｌ・２５Ｒに対し
て回動自在に取り付けた回動部材で、それぞれ矢印ｃ・
ｄに示す本体１の内側回動方向に付勢されている。この
ように回転ブラシ２０Ｌ・２０Ｒの回転駆動部は回動部
材２４Ｌ・２４Ｒに取り付けられているため、回転ブラ
シ２０Ｌ・２０Ｒの回転軸２３Ｌ・２３Ｒは鉛直方向か
ら本体１の外側へ倒れた方向に傾き角度が自在となると
共に、回転ブラシ２０Ｌ・２０Ｒの本体１の外側先端部
２０’Ｌ・２０’Ｒが常に床面に接触する。

【００１３】また図３（ａ）（ｂ）に示しているよう
に、２６は検知レバー２６’により回動部材２４の回動
位置を検知する回動検知手段で、左右２組設けている。
本実施例では回動検知手段２６は、回転軸２３の倒れ角
度が一定値以上に達するとリミットスイッチがオンする
構成となっている。２７は回動部材２４を矢印ｅの回動
方向に付勢するねじりバネからなるスプリングである。

【００１４】以下本実施例の動作について図３（ａ）
（ｂ）に基づいて説明する。図３（ａ）は本体１がコン
クリートやタイル等のベアフロアである床面Ａ上にある
場合を示している。床面Ａと本体１の底面との間の距離
Ｌ₁は、駆動輪２および従輪４の設定寸法により決定さ
れている。このとき回動部材２４はスプリング２７の付
勢力によって回転し、回転ブラシ２０の回転軸２３は、
鉛直方向から本体１の外側方向に２０゜〜３０゜程度の
傾き角度を有し、回転ブラシ２０の外側先端部２０’は
床面Ａに押圧される。従って回転ブラシ２０が回転する
と、床面Ａ上の本体１の外側のゴミのみが本体１の中央
部に集められる。図３（ｂ）は例えば本体１が前記床面
Ａ上から、カーペットやじゅうたん等の床面Ｂ上に移動
した場合を示している。床面Ｂと本体１の底面との間の
距離Ｌ₂は、本体１の重量による沈み込みのため前記Ｌ₁
よりも小さくなる。しかしながら、このときは回転ブラ
シ２０の外側先端部２０’が床面Ｂから矢印ｆの方向に
力を受けるので、回動部材２４はスプリング２７の付勢
力に抗して回動し、回転ブラシ２０の回転軸２３の傾き
角度は小さくなる。つまり、回転ブラシ２０と床面Ｂと
の接触圧が極端に大きくなることはない。

【００１５】このように走行床面の種類や状態によっ
て、床面と本体１との間の距離が変化しても、回転ブラ
シ２０と床面との接触圧力が適正に調整されるので、走
行中に回転ブラシ２０が変形したり、凹凸に回転ブラシ
２０が引っかかったりして走行に悪影響が生ずることは
ない。なお集塵性能上、カーペットやじゅうたん等の床
面の場合は、回転ブラシ２０と床面との接触圧力をベア
フロアの床面の場合より大きくした方が良い。スプリン
グ２７の付勢力をこのように適正に設定しておけば、サ
イドブラシ装置５の最適調整の自動化も可能となるもの
である。

【００１６】次に、図４を用いて本発明の第二の手段の
実施例の動作について説明する。図はサイドブラシ装置
５近傍の詳細な構成を示しており、本体１が床面Ｄ上を
走行中に段差Ｅに近づいた場合を示している。

【００１７】本体１が床面Ｄ上を移動して清掃している
間は、前記図３で説明したと同様に回転ブラシ２０の外
側先端部２０’が床面Ｄに接触しているので、回動部材
２４の傾き角度は一定値以内にある。従って回動検知手
段を構成しているリミットスイッチ２６はオフ状態とな
っている。しかし、図４に示すように回転ブラシ２０の
外側先端部２０’が段差Ｅにさしかかると、スプリング
２７の付勢力によって外側先端部２０’は矢印ｇの方向
に落ち込むことになる。従って回動部材２４の傾き角度
は大きくなり、回動検知手段２６の検知レバー２６’が
矢印ｈの方向に押され、回動検知手段２６がオンする。
本実施例では、リミットスイッチ２６は走行制御装置１
７に接続されており、回動検知手段２６がオンすると障
害物検知装置が作動した場合と同等の処理を行って、本
体１は一旦移動を停止して段差Ｅを回避する動作を行う
ようになっている。

【００１８】このように本実施例によれば、本体１の移
動中に段差が前方にあっても、左右どちらかのサイドブ
ラシ装置５がこの存在を検知して回避動作を行うため、
走行不能や転落等の危険性はなくなるものである。

【００１９】なおサイドブラシ装置５は、本実施例では
本体１の左右に２組設けているが、２組に限定する必要
はなく、１組あるいは３組以上であってもよい。

【００２０】さらに回動検知手段２６は、本実施例では
回転軸２３Ｌ・２３Ｒの鉛直方向から本体１外側への倒
れ角度が一定値以上に達すると作動するリミットスイッ
チにより構成したが、例えばポテンショメータ・エンコ
ーダ等によって回動部材２４の回動角度を連続的に検出
する構成であっても同様の効果を得ることができるもの
である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明の第一の手段は、本
体を移動させる駆動装置と、床面のゴミを集塵する集塵
装置と、水平方向に回転して床面を掃くサイドブラシ装
置とを本体に具備し、前記サイドブラシ装置は、回転ブ
ラシの回転軸と、この回転軸を支持するとともに回転駆
動する回転駆動部と、本体の前後方向軸に対して回動自
在に取り付けた本体の内側方向に付勢された回動部材と
を有し、前記回転駆動部は前記回動部材に取り付けられ
た自走式掃除機として、回転ブラシが変形したり、凹凸
に回転ブラシが引っかかって走行に悪影響が生じたりす
ることのない、清掃性能に優れた装置を実現するもので
ある。

【００２２】また本発明の第二の手段は、本発明の第一
の手段を構成する回転駆動部に、回動部材の回動位置を
検知する回動検知手段を備えた自走式掃除機とすること
によって、凹部段差にさしかかると本体の移動を停止し
て、段差を回避する回避動作を行うことができ、安全性
・信頼性に優れた装置を実現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例の自走式掃除機の
側断面図

【図２】同実施例の自走式掃除機の正断面図

【図３】（ａ）同ベアフロア床面での動作を説明する
断面図（ｂ）同じゅうたん床面での動作を説明する断面図

【図４】同第二の手段の実施例の自走式掃除機の動作を
説明する断面図

【符号の説明】

１本体２駆動輪３駆動モータ４従輪５サイドブラシ装置７電動送風機８集塵室９・１０フィルター１１床ノズル１２接続パイプ１７走行制御装置２０回転ブラシ２１モータ２２減速機２３回転軸２４回動部材２５回動軸２６回動検知手段２７スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者乾弘文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者高木祥史大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小川光康大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体を移動させる駆動装置と、床面のゴ
ミを集塵する集塵装置と、水平方向に回転して床面を掃
くサイドブラシ装置とを本体に具備し、前記サイドブラ
シ装置は、回転ブラシの回転軸と、この回転軸を支持す
るとともに回転駆動する回転駆動部と、本体の前後方向
軸に対して回動自在に取り付けた本体の内側方向に付勢
された回動部材とを有し、前記回転駆動部は前記回動部
材に取り付けられた自走式掃除機。
【請求項２】回転駆動部は、回動部材の回動位置を検
知する回動検知手段を備えた請求項１記載の自走式掃除
機。