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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6724169
(24)【登録日】2020年6月26日
(45)【発行日】2020年7月15日
(54)【発明の名称】ロボット掃除機
(51)【国際特許分類】
A47L 9/28 20060101AFI20200706BHJP
A47L 9/10 20060101ALI20200706BHJP
A47L 9/00 20060101ALI20200706BHJP
A47L 9/16 20060101ALI20200706BHJP
【ＦＩ】
A47L9/28 E
A47L9/10 D
A47L9/00 101
A47L9/00 D
A47L9/16
【請求項の数】15
【全頁数】53
(21)【出願番号】特願2018-560941(P2018-560941)
(86)(22)【出願日】2017年5月19日
(65)【公表番号】特表2019-518527(P2019-518527A)
(43)【公表日】2019年7月4日
(86)【国際出願番号】KR2017005247
(87)【国際公開番号】WO2017200351
(87)【国際公開日】20171123
【審査請求日】2018年12月26日
(31)【優先権主張番号】10-2016-0062415
(32)【優先日】2016年5月20日
(33)【優先権主張国】KR
(31)【優先権主張番号】10-2016-0072690
(32)【優先日】2016年6月10日
(33)【優先権主張国】KR
(31)【優先権主張番号】10-2016-0141106
(32)【優先日】2016年10月27日
(33)【優先権主張国】KR
(31)【優先権主張番号】10-2016-0184447
(32)【優先日】2016年12月30日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】502032105
【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100165191
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 章
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100159259
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 実
(72)【発明者】
【氏名】ナム ボヒョン
(72)【発明者】
【氏名】シム インボ
(72)【発明者】
【氏名】ソン チフン
(72)【発明者】
【氏名】パク ソチン
(72)【発明者】
【氏名】ソン スンヒョン
(72)【発明者】
【氏名】イ サンギュ
(72)【発明者】
【氏名】チョン ウチャン
【審査官】
東 勝之
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１６−０４７２７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−０１９０９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
欧州特許出願公開第０２３２４７４８（ＥＰ，Ａ１）
【文献】
特開２００７−１４３６６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−００８９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−２４０５９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−２８９６８７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ４７Ｌ ９／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
制御部を備え、ダストボックス収容部が後方及び上方に開放されるように形成される掃除機本体と、
前記掃除機本体に装着され、前記制御部により駆動が制御されるホイールユニットと、
前記掃除機本体に装着され、塵を含む空気を吸入する吸入ユニットと、
前記ダストボックス収容部に着脱可能に装着され、吸入された空気から塵を濾過して集塵するダストボックスと、
前記掃除機本体に回動可能に結合されるヒンジ部を備え、前記ダストボックスの上面を覆うように前記ダストボックスに着脱可能に結合されるダストボックス蓋とを含み、
前記ダストボックスの後端部は、前記ダストボックス収容部の後方に開放された部分を介して前記掃除機本体の後端部よりも突出するように形成され、
前記ダストボックスの後部にはロック部が備えられ、前記ダストボックス蓋の後部には前記ロック部に締結可能に構成されるフック部が備えられる、ロボット掃除機。
前記掃除機本体に装着され、前記制御部により駆動が制御されるホイールユニットと、
前記掃除機本体に装着され、塵を含む空気を吸入する吸入ユニットと、
前記ダストボックス収容部に着脱可能に装着され、吸入された空気から塵を濾過して集塵するダストボックスと、
前記掃除機本体に回動可能に結合されるヒンジ部を備え、前記ダストボックスの上面を覆うように前記ダストボックスに着脱可能に結合されるダストボックス蓋とを含み、
前記ダストボックスの後端部は、前記ダストボックス収容部の後方に開放された部分を介して前記掃除機本体の後端部よりも突出するように形成され、
前記ダストボックスの後部にはロック部が備えられ、前記ダストボックス蓋の後部には前記ロック部に締結可能に構成されるフック部が備えられる、ロボット掃除機。
【請求項2】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記ダストボックスは、前記ダストボックス収容部からの離脱が制限されることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項3】
前記ダストボックス収容部の底面には、装着突起が突設され、
前記ダストボックスの底面には、前記装着突起に対応する装着凹部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
前記ダストボックスの底面には、前記装着突起に対応する装着凹部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項4】
前記掃除機本体には、前記ダストボックス収容部の外周に沿ってリセス部が形成され、
前記ダストボックス蓋の一部は、前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記リセス部に収容されることを特徴とする請求項３に記載のロボット掃除機。
前記ダストボックス蓋の一部は、前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記リセス部に収容されることを特徴とする請求項３に記載のロボット掃除機。
【請求項5】
前記ダストボックスの上部には、位置合わせマークが形成され、
前記リセス部には、前記位置合わせマークに対応するガイドマークが形成されることを特徴とする請求項４に記載のロボット掃除機。
前記リセス部には、前記位置合わせマークに対応するガイドマークが形成されることを特徴とする請求項４に記載のロボット掃除機。
【請求項6】
前記リセス部には、前記リセス部より凹んだ収容凹部が形成され、
前記ダストボックスの外周には、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に収容される際に前記収容凹部の段差に係止される係止フックが突設されることを特徴とする請求項４に記載のロボット掃除機。
前記ダストボックスの外周には、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に収容される際に前記収容凹部の段差に係止される係止フックが突設されることを特徴とする請求項４に記載のロボット掃除機。
【請求項7】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記ヒンジ部は、前記収容凹部に収容されることを特徴とする請求項６に記載のロボット掃除機。
【請求項8】
前記ダストボックスの外周には、係止フックが突設され、
前記掃除機本体には、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に収容される際に前記係止フックが係止される段差が形成されることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
前記掃除機本体には、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に収容される際に前記係止フックが係止される段差が形成されることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項9】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記ダストボックス蓋は、前記係止フックを覆うように配置されることを特徴とする請求項８に記載のロボット掃除機。
【請求項10】
前記ロック部は、前記掃除機本体の後方に露出していることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項11】
前記ダストボックスは、
上面に形成される取っ手収容部と、
前記取っ手収容部にヒンジ結合されて回動可能に構成され、前記取っ手収容部に収容可能に構成される取っ手と、
前記取っ手が前記上面に対して傾斜して突出した状態に置かれるように、前記取っ手を付勢する弾性部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
上面に形成される取っ手収容部と、
前記取っ手収容部にヒンジ結合されて回動可能に構成され、前記取っ手収容部に収容可能に構成される取っ手と、
前記取っ手が前記上面に対して傾斜して突出した状態に置かれるように、前記取っ手を付勢する弾性部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項12】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記取っ手は、前記ダストボックス蓋により加圧されて前記取っ手収容部内に収容されることを特徴とする請求項１１に記載のロボット掃除機。
【請求項13】
前記ダストボックス蓋と前記ダストボックスとの締結が解除されると、前記ダストボックス蓋は、前記ダストボックスに対して上向きに傾斜するようにティルトすることを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
【請求項14】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに対して上向きに傾斜するようにティルトすると、前記ホイールユニットの駆動が停止されることを特徴とする請求項１３に記載のロボット掃除機。
【請求項15】
前記ダストボックスは、前記ダストボックス収容部の上方に開放された部分を介して前記ダストボックス収容部に着脱可能に装着されたことを特徴とする請求項１に記載のロボット掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、所定領域を自律走行しながら床面を掃除する機能を実行するロボット掃除機に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、ロボットは、産業用に開発されて工場自動化の一部分を担ってきた。近年、ロボットの応用分野がさらに拡大し、宇宙航空ロボット、医療用ロボットだけでなく、一般家庭で用いられる家庭用ロボットも製作されている。
【0003】
家庭用ロボットの代表的な例としてはロボット掃除機が挙げられる。ロボット掃除機は、所定領域を自律走行しながら床面を掃除する機能を実行する。例えば、家庭用ロボット掃除機は、家の内部を自律走行しながら床面の塵（異物が含まれる）を吸入したり床面を拭くように構成される。
【0004】
このようなロボット掃除機は、一般的に充電可能なバッテリ及び走行中に障害物を回避できるようにする各種センサを備え、家の内部を自律走行しながら掃除機能を実行する。
【0005】
ロボット掃除機の円滑な自律走行のためには、全体の経路を設定して走行経路上の障害物を検知することが重要である。ロボット掃除機は、自律走行特性を利用して家の内部を撮影、監視する機能などを実行することもある。前述した機能を実行するために、ロボット掃除機には各種センサが用いられているが、最適化された設計については未だ研究が進んでいないのが現状である。
【0006】
また、通常のロボット掃除機は、掃除機本体の底部に吸入部が備えられる構造を有する。しかし、このように吸入部が掃除機本体に内蔵される構造には、吸引力が低下し、ブラシローラを分離できないなどの問題があった。よって、下記特許文献のように吸入ユニットが掃除機本体から突出した形態で配置される構造が提案されているが、上記構造は、吸入ユニットと障害物が衝突する可能性が増加し、吸入ユニットが掃除機本体に備えられる検知ユニットの死角地帯に位置するなどの観点から解決しなければならない点が多かった。
【0007】
さらに、掃除機本体にダストボックスが結合され、ダストボックスにダストボックス蓋が結合される構造は、各構成の正確な組立、及び前記組立の容易性が重要であるが、上記構造を有する製品は未だ商品化されていない。
【0008】
さらに、ロボット掃除機の内部に流入した空気は排気口から排出される前に通常微細塵を濾過するＨＥＰＡフィルタを通過するが、従来のロボット掃除機は、前記ＨＥＰＡフィルタの交換や掃除のためには掃除機本体の一部を分解しなければならないという不便があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１３／０３０５４８４号明細書（２０１３年１１月２１日公開）
【特許文献2】米国特許出願公開第２０１３／００６１４２０号明細書（２０１３年３月１４日公開）
【特許文献3】米国特許出願公開第２０１３／００６１４１７号明細書（２０１３年３月１４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明の第１の目的は、検知部を最小化しながらも、前方監視／撮影機能、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）機能及び障害物検知機能を実現し、障害物検知性能を向上させることができる新たな検知ユニットを提供することにある。
【0011】
本発明の第２の目的は、前記検知ユニットを補完して、障害物との衝突をより直接的に検知することができ、前方に急な下り段差や断崖がある場合にそれを予め検知することができる吸入ユニットを提供することにある。
【0012】
本発明の第３の目的は、ダストボックスをダストボックス収容部に強固に固定することができ、掃除機本体、ダストボックス及びダストボックス蓋の相互組立の利便性を向上させることができる構造を提供することにある。
【0013】
本発明の第４の目的は、掃除機本体の高さの制約を考慮しながらもダストボックスの容量を増加させることができるダストボックス内部の新たな流動構造を提供することにある。
【0014】
本発明の第５の目的は、微細塵を濾過するフィルタを容易に交換することができる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明のロボット掃除機は、自律走行のためのホイールユニットを備える掃除機本体と、前記掃除機本体の一側から突出した形態で配置され、塵を含む空気を吸入する吸入ユニットと、前記掃除機本体の一側に配置される検知ユニットと、前記掃除機本体の他側に形成されるダストボックス収容部に収容され、吸入された空気から濾過された塵を集塵するダストボックスと、前記掃除機本体にヒンジ結合されて回動可能に構成され、前記ダストボックスに結合されると前記ダストボックスの上面を覆うように配置されるダストボックス蓋とを含む。
【0016】
本発明の第１の目的を達成するために、本発明のロボット掃除機は、ホイールユニット、及び前記ホイールユニットの駆動を制御する制御部を備える掃除機本体と、前記掃除機本体の一側から突出した形態で配置され、塵を含む空気を吸入する吸入ユニットと、前記掃除機本体の一側に配置される検知ユニットとを含み、前記検知ユニットは、前記検知ユニットの前方及び上方を共に撮影するように、前記掃除機本体の一面に対して傾斜して配置される第１検知部と、前記第１検知部と交差する方向に配置され、前記前方に位置する障害物を検知する第２検知部とを含む。
【0017】
前記検知ユニットは、前記掃除機本体の上下方向に前記吸入ユニットと重なるように配置されてもよい。
【0018】
前記第１検知部は、前記掃除機本体の上面と側面が接する上側角部に配置されてもよい。
【0019】
前記第２検知部は、前記掃除機本体の側面に配置されてもよい。
【0020】
前記制御部は、前記第１検知部により撮影された上方画像を用いて走行領域内の現在の位置を検知するようにしてもよい。
【0021】
前記制御部は、予め設定された時間間隔をおいて前記第１検知部により撮影された前方画像を互いに比較し、前記前方画像が異なる場合、制御信号を発生するようにしてもよい。
【0022】
前記第２検知部は、前方下側に向かって第１パターンの光を照射する第１パターン照射部と、前方上側に向かって第２パターンの光を照射する第２パターン照射部と、予め設定された撮影領域内で、前記第１及び第２パターン照射部により照射される前記第１及び第２パターンの光を撮影する画像取得部とを含んでもよい。
【0023】
前記第１パターン照射部、前記第２パターン照射部及び前記画像取得部は、前記掃除機本体の上下方向に一列に配置されてもよい。
【0024】
前記第１パターン照射部は、前記掃除機本体の側面に対して下向きに傾斜して配置され、前記第２パターン照射部は、前記掃除機本体の側面に対して上向きに傾斜して配置されてもよい。
【0025】
前記制御部は、前記画像取得部により撮影された第１及び第２パターンの光の遮断や歪みが検知されると、前方に障害物が位置すると判断して前記ホイールユニットの駆動を制御するようにしてもよい。
【0026】
前記撮影領域には、床面から前記掃除機本体の上部までの領域が含まれるようにしてもよい。
【0027】
前記検知ユニットは、前記第１及び第２検知部を覆うように配置され、透光性材質で形成されるウィンドウ部と、前記掃除機本体に装着され、前記ウィンドウ部の少なくとも一部を収容するケースとを含んでもよい。
【0028】
前記ウィンドウ部は、透光性材質で形成され、前記第１検知部を覆うように配置される第１ウィンドウと、半透光性材質で形成され、前記第２検知部を覆うように配置される第２ウィンドウとを含んでもよい。
【0029】
前記第２ウィンドウにおいて前記第１検知部に対応する部分には貫通孔が形成され、前記第１ウィンドウは前記貫通孔を覆うように配置されてもよい。
【0030】
前記第２ウィンドウは、前記貫通孔を備える第１部分と、前記第１部分から傾斜状に下向きに延び、前記第１及び第２パターン照射部を覆うように配置される第２部分と、前記第２部分から下向きに延び、前記ケースにより覆われる延長部分と、前記延長部分から下向きに延びて前記ケースの外側から突出し、前記画像取得部を覆うように配置される第３部分とを含んでもよい。
【0031】
本発明の第２の目的を達成するために、本発明のロボット掃除機は、ホイールユニット、及び前記ホイールユニットの駆動を制御する制御部を備える掃除機本体と、前記掃除機本体の一側から突出した形態で配置され、塵を含む空気を吸入する吸入ユニットとを含み、前記吸入ユニットは、ケースと、前記ケースの少なくとも一面を覆うように配置され、障害物との接触時に加圧されて前記制御部に接触信号を伝達するバンパースイッチとを含む。
【0032】
前記制御部は、前記バンパースイッチにより接触信号が伝達されると、障害物に当接したと判断して前記ホイールユニットの駆動を制御するようにしてもよい。
【0033】
前記バンパースイッチは、前記ケースの前側に備えられるフロントバンパースイッチと、前記ケースの両側にそれぞれ備えられるサイドバンパースイッチとを含んでもよい。
【0034】
前記サイドバンパースイッチは、前記掃除機本体の両側より横方向に突出するように配置されてもよい。
【0035】
前記バンパースイッチは、前記ケースに装着されて外部に露出し、障害物との接触時に加圧されて内側に移動可能に構成されるバンパーと、前記バンパーの内側に配置され、前記バンパーが内側に移動すると加圧されて電気的信号を発生するように構成されるスイッチとを含んでもよい。
【0036】
前記バンパースイッチは、前記バンパーと前記ケース間に介在して前記バンパーを加圧する弾性部材をさらに含んでもよい。
【0037】
前記吸入ユニットは、前記ケースの底部側前端部に配置され、下方の地形を検知するクリフセンサをさらに含んでもよい。
【0038】
前記制御部は、前記クリフセンサにより下方の地形が所定レベル以上に低くなることが検知されると、前記ホイールユニットの駆動を制御するようにしてもよい。
【0039】
前記吸入ユニットは、前記ケースの底部側前端部に配置され、充電ステーションに接続可能に構成される充電端子をさらに含んでもよい。
【0040】
前記クリフセンサは、前記充電端子の両側にそれぞれ備えられてもよい。
【0041】
前記ケースは、内部に回転可能に構成されるブラシローラを備えるメインケース部と、前記メインケース部の一側に備えられる開口を開閉するように前記メインケース部に着脱可能に結合されるカバーケース部とを含んでもよい。
【0042】
前記吸入ユニットは、前記メインケース部に操作可能に構成され、前記操作により前記メインケース部に対する前記カバーケース部のロックが解除される操作部をさらに含んでもよい。
【0043】
前記吸入ユニットは、前記メインケース部の他側の内部に備えられ、前記ブラシローラを付勢する弾性部材をさらに含んでもよい。
【0044】
本発明の第３の目的を達成するために、本発明のロボット掃除機は、制御部を備え、ダストボックス収容部が形成される掃除機本体と、前記掃除機本体に装着され、前記制御部により駆動が制御されるホイールユニットと、前記掃除機本体に装着され、塵を含む空気を吸入する吸入ユニットと、前記ダストボックス収容部に着脱可能に装着され、吸入された空気から塵を濾過して集塵するダストボックスと、前記掃除機本体に回動可能に結合されるヒンジ部を備え、前記ダストボックスの上面を覆うように前記ダストボックスに着脱可能に結合されるダストボックス蓋とを含む。
【0045】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記ダストボックスは、前記ダストボックス収容部からの離脱が制限される。
【0046】
前記ダストボックス収容部の底面には、装着突起が突設され、前記ダストボックスの底面には、前記装着突起に対応する装着凹部が形成されてもよい。
【0047】
前記掃除機本体には、前記ダストボックス収容部の外周に沿ってリセス部が形成され、前記ダストボックス蓋の一部は、前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記リセス部に収容されるようにしてもよい。
【0048】
前記ダストボックスの上部には、位置合わせマークが形成され、前記リセス部には、前記位置合わせマークに対応するガイドマークが形成されてもよい。
【0049】
前記リセス部には、前記リセス部より凹んだ収容凹部が形成され、前記ダストボックスの外周には、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に収容される際に前記収容凹部の段差に係止される係止フックが突設されてもよい。
【0050】
前記ダストボックス蓋は、前記掃除機本体に回動可能に連結されるヒンジ部を含み、前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記ヒンジ部は、前記収容凹部に収容されるようにしてもよい。
【0051】
前記ダストボックスの外周には、係止フックが突設され、前記掃除機本体には、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に収容される際に前記係止フックが係止される段差が形成されてもよい。
【0052】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記ダストボックス蓋は、前記係止フックを覆うように配置されてもよい。
【0053】
前記ダストボックス蓋は、前記ダストボックスのロック部に締結可能に構成されるフック部を備えてもよい。
【0054】
前記ロック部は、前記掃除機本体の後方に露出するようにしてもよい。
【0055】
前記ダストボックスは、上面に形成される取っ手収容部と、前記取っ手収容部にヒンジ結合されて回動可能に構成され、前記取っ手収容部に収容可能に構成される取っ手と、前記取っ手が前記上面に対して傾斜して突出した状態に置かれるように、前記取っ手を付勢する弾性部とを含んでもよい。
【0056】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに結合された状態で、前記取っ手は、前記ダストボックス蓋により加圧されて前記取っ手収容部内に収容されるようにしてもよい。
【0057】
前記ダストボックス蓋と前記ダストボックスとの締結が解除されると、前記ダストボックス蓋は、前記ダストボックスに対して上向きに傾斜するようにティルトしてもよい。
【0058】
前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに対して上向きに傾斜するようにティルトすると、前記ホイールユニットの駆動が停止されるようにしてもよい。
【0059】
前記ダストボックス蓋には、タッチキーが備えられてもよい。
【0060】
前記ダストボックス蓋には、視覚情報を出力し、前記視覚情報へのタッチ入力が入力されるタッチスクリーンが備えられてもよい。
【0061】
前記ダストボックス蓋には、視覚情報を出力するディスプレイ部が備えられてもよい。
【0062】
前記ダストボックス蓋の内部には、前記掃除機本体に備えられるメイン回路基板に電気的に接続されるサブ回路基板が備えられ、前記サブ回路基板には、赤外線信号を受信する赤外線受信ユニットが実装されてもよい。
【0063】
前記赤外線受信ユニットが前記ダストボックス蓋の側面を介して流入する赤外線信号を受信できるように、前記ダストボックス蓋は、前記掃除機本体の上面より突出するように配置されてもよい。
【0064】
また、本発明の第３の目的は、後方及び上方に開口したダストボックス収容部を備える掃除機本体と、上方に開口した部分を介して前記ダストボックス収容部に着脱可能に装着され、吸入された空気から塵を濾過して集塵するダストボックスと、前記掃除機本体に回動可能に結合されるヒンジ部を備え、前記ダストボックスの上面を覆うように前記ダストボックスに着脱可能に結合されるダストボックス蓋とを含み、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に装着された状態で、前記ダストボックスの後方移動が制限され、前記ダストボックス蓋が前記ダストボックスに締結された状態で、前記ダストボックスの上方移動が制限されるロボット掃除機によっても達成することができる。
【0065】
本発明の第４の目的を達成するために、本発明のロボット掃除機は、制御部を備え、ダストボックス収容部が形成される掃除機本体と、前記掃除機本体に装着され、前記制御部により駆動が制御されるホイールユニットと、前記ダストボックス収容部に着脱可能に結合されるダストボックスとを含み、前記ダストボックス収容部の内側壁には、第１開口及び第２開口が同じ高さに配置され、前記ダストボックスは、周面に沿って並んで配置され、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に収容された場合に前記第１及び第２開口にそれぞれ連通する入口及び出口と、前記ダストボックスの内周に沿って下向きに傾斜して延び、前記入口から流入する空気の流動と前記出口に向けて排出される空気の流動を下部と上部にそれぞれ分離してガイドするガイド部とを含む。
【0066】
前記入口から流入する空気が前記ガイド部の下部で流動するように、前記入口は、前記ガイド部の下に備えられ、前記出口に向けて排出される空気が前記ガイド部の上部で流動するように、前記出口は、前記ガイド部の上に備えられてもよい。
【0067】
前記ガイド部は、前記入口の上側から前記出口の下側に延びてもよい。
【0068】
前記出口は、前記入口の真横に形成されてもよい。
【0069】
前記ガイド部は、前記入口と前記出口間を塞ぐように形成されてもよい。
【0070】
前記ダストボックスの内部には、前記ダストボックスの内部に流入した空気中の塵を濾過する少なくとも１つのサイクロンが備えられてもよい。
【0071】
前記サイクロンは、前記入口から流入した空気から塵を濾過する第１サイクロンと、前記ガイド部により規定される収容部内に収容され、前記第１サイクロンの内部に配置されて微細塵を濾過する第２サイクロンとを含んでもよい。
【0072】
前記ロボット掃除機は、前記収容部を覆うように配置され、前記第２サイクロンを通過した空気中の塵を濾過するフィルタをさらに含んでもよい。
【0073】
前記フィルタは、前記収容部の内周面に密着していてもよい。
【0074】
前記フィルタを通過した空気が前記ガイド部の上部に流入できるように、前記フィルタの外周には、前記ガイド部の上部に連通する空間が形成されてもよい。
【0075】
前記ダストボックスは、前記入口、前記出口、前記収容部及び前記ガイド部を備え、内部に前記第１及び第２サイクロンを収容する外部ケースと、前記外部ケースの上部に結合され、前記収容部と重なる上側開口部を備える上部ケースと、前記上側開口部を開閉するように前記上部ケースに着脱可能に結合され、背面に前記フィルタが装着される上部カバーとをさらに含んでもよい。
【0076】
また、本発明の第４の目的は、ダストボックス収容部が形成される掃除機本体と、前記ダストボックス収容部に着脱可能に結合されるダストボックスとを含み、前記ダストボックスは、前記ダストボックスの周面に形成され、前記ダストボックスが前記ダストボックス収容部に収容された場合に前記ダストボックス収容部の内側壁に形成される第１及び第２開口にそれぞれ連通する入口及び出口と、前記ダストボックスの内周に沿って延び、前記入口から流入する空気の流動と前記出口に向けて排出される空気の流動を下部と上部にそれぞれ分離してガイドするガイド部と、前記入口から流入した空気から塵を濾過する第１サイクロンと、前記ガイド部により規定される収容部内に収容され、前記第１サイクロンの内部に配置されて微細塵を濾過する第２サイクロンと、前記収容部を覆うように配置され、前記第２サイクロンを通過した空気中の塵を濾過するフィルタとを含む掃除機によっても達成することができる。
【0077】
前記フィルタは、前記ガイド部の上面に密着していてもよく、前記収容部の内周面に密着していてもよい。
【0078】
前記フィルタを通過した空気が前記ガイド部の上部に流入できるように、前記フィルタの外周には、前記ガイド部の上部に連通する空間が形成されてもよい。
【0079】
前記ダストボックスは、前記入口、前記出口、前記収容部及び前記ガイド部を備え、内部に前記第１及び第２サイクロンを収容する外部ケースと、前記外部ケースの上部に結合され、前記収容部と重なる上側開口部を備える上部ケースと、前記上側開口部を開閉するように前記上部ケースに着脱可能に結合され、背面に前記フィルタが装着される上部カバーとをさらに含んでもよい。
【0080】
本発明の第５の目的を達成するために、本発明のロボット掃除機は、吸気口及び排気口を備える掃除機本体と、前記掃除機本体の内部に収容されて前記排気口の前方に配置され、微細塵を濾過するフィルタユニットとを含み、前記フィルタユニットは、フィルタ収容部を備え、前記掃除機本体にヒンジ結合されて前記フィルタ収容部が外部に露出するように回動可能に構成されるフィルタケースと、前記フィルタ収容部に装着されるフィルタとを含む。
【0081】
前記掃除機本体には、ダストボックス収容部が形成され、前記排気口は、前記ダストボックス収容部を規定する前記掃除機本体の内側壁に形成されてもよい。
【0082】
前記フィルタケースは、前記内側壁に形成される開口から前記掃除機本体の内部に収納可能に構成され、前記掃除機本体の内部に収納された状態で前記内側壁と共に前記ダストボックス収容部を規定するようにしてもよい。
【0083】
前記フィルタケースは、前記開口を開放するように回動した状態で、前記ダストボックス収容部内に配置されてもよい。
【0084】
前記フィルタケースには、前記フィルタ収容部に連通して前記排気口に対向して配置される通気口が形成されてもよい。
【発明の効果】
【0085】
前述した解決手段により得られる本発明の効果は次の通りである。
【0086】
第一に、検知ユニットの第１検知部が掃除機本体の一面に対して傾斜して配置されて前方及び上方を共に撮影し、制御部が撮影された前方画像及び上方画像を異なる目的に応じて使い分けるので、第１検知部をより効率的に用いることができ、従来の目的別に備えられていた検知部を１つにまとめることができる。
【0087】
また、検知ユニットの第２検知部が、前方下側及び前方上側に向かってそれぞれ第１及び第２パターンの光を照射する第１及び第２パターン照射部と、前記第１及び第２パターンの光を撮影する画像取得部とを備えるので、前方の地形地物及び上方の障害物を共に検知することができ、その結果、ロボット掃除機の障害物回避能力が向上する。
【0088】
さらに、第１検知部と第２検知部をまとめて検知ユニットという１つのモジュールを構成するので、新たなフォームファクタ（form factor）を有するロボット掃除機を提供することができる。
【0089】
第二に、掃除機本体の一側から突出した形態で配置される吸入ユニットが機械式に作動するバンパースイッチを備えるので、障害物との衝突時にそれを直接検知することができる。また、吸入ユニットの両側にそれぞれ備えられるサイドバンパースイッチが掃除機本体の両側より横方向に突出するように配置されるので、横方向の障害物も効果的に検知することができる。
【0090】
前述したバンパースイッチを前記検知ユニットに組み付けた場合、より向上した障害物検知及びそれに伴う方向転換機能を実現することができる。
【0091】
さらに、吸入ユニットの傾斜部にクリフセンサが装着されるので、前方に急な下り段差や断崖がある場合にそれを予め検知して適切な回避駆動を行うことができる。
【0092】
さらに、吸入ユニットのカバーケース部がメインケース部の開口を開閉するように構成されるので、メインケース部に内蔵されるブラシローラを外部に引き出せるように構成することができる。従って、ブラシローラの掃除を容易に行うことができる。
【0093】
第三に、ダストボックスがダストボックス収容部に装着された状態ではダストボックスとダストボックス収容部との係止構造によりダストボックスの後方移動が制限され、ダストボックス蓋がダストボックスに締結された状態ではダストボックスの上方移動まで制限されるので、ダストボックスをダストボックス収容部に強固に固定することができ、掃除機本体、ダストボックス及びダストボックス蓋の相互組立の利便性を向上させることができる。
【0094】
また、ダストボックス蓋のミドルフレームに、赤外線受信ユニットの上部を覆うように配置され、赤外線を受信できるように前方が開放された形態の収容部が備えられるので、天井に配置される三波長ランプ又は太陽光による赤外線受信ユニットの誤作動を防止することができる。さらに、ダストボックス蓋の側面が掃除機本体の上面より突出するように配置されるので、赤外線受信ユニットの受信性能が向上する。
【0095】
第四に、ダストボックスの出口及び入口が同じ高さに形成されるので、掃除機本体の高さを高くすることなく、ダストボックスの容量を増加させることができる。また、ダストボックスの出口が入口の真横に形成されるので、入口から流入する空気の流動と出口に向けて排出される空気の流動を下部と上部にそれぞれ分離してガイドするガイド部の下向き傾斜角が小さくなり、入口から流入した空気が十分な回転流動を形成することができ、ダストボックスの底部に集塵された塵の飛散を防止することができる。
【0096】
第五に、フィルタケースが掃除機本体にヒンジ結合されてダストボックス収容部の内側壁に形成される開口を開閉するように構成されるので、前記フィルタケースが前記開口を開放するように回動した状態で、前記ダストボックス収容部内に配置されてフィルタ収容部が外部に露出し、フィルタを容易に交換することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0097】
【図1】本発明によるロボット掃除機の一例を示す斜視図である。
【図9】第２検知部を用いた障害物回避に関する主要部を示すブロック図である。
【図10】第１及び第２パターン照射部の光照射範囲と画像取得部の障害物検知範囲を説明するための図である。
【図11】第１パターン照射部により照射される第１パターンの光を示す概念図である。
【図12】障害物の形態別に障害物に照射される第１及び第２光パターンの形態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0098】
以下、図面を参照して、本発明によるロボット掃除機についてより詳細に説明する。
【0100】
図１〜図３に示すように、ロボット掃除機１００は、所定領域を自律走行しながら床面を掃除する機能を実行する。ここで、床面の掃除には、床面の塵（異物が含まれる）を吸入したり床面を拭くことが含まれる。
【0101】
ロボット掃除機１００は、掃除機本体１１０、吸入ユニット１２０、検知ユニット１３０及びダストボックス１４０を含む。
【0102】
掃除機本体１１０には、ロボット掃除機１００の制御のための制御部（図示せず）、及びロボット掃除機１００の走行のためのホイールユニット１１１が備えられる。ホイールユニット１１１により、ロボット掃除機１００は前後左右に移動したり回転することができる。
【0103】
ホイールユニット１１１は、メインホイール１１１ａ及びサブホイール１１１ｂを含む。
【0104】
メインホイール１１１ａは、掃除機本体１１０の両側にそれぞれ備えられ、制御部の制御信号に基づいて一方向又は他方向に回転可能に構成される。それぞれのメインホイール１１１ａは、互いに独立して駆動可能に構成されてもよい。例えば、それぞれのメインホイール１１１ａは、異なる駆動モータにより駆動されてもよい。
【0105】
サブホイール１１１ｂは、メインホイール１１１ａと共に掃除機本体１１０を支持し、メインホイール１１１ａによるロボット掃除機１００の走行を補助するように構成される。このようなサブホイール１１１ｂは、後述する吸入ユニット１２０にも備えられてもよい。
【0106】
前述したように、制御部がホイールユニット１１１の駆動を制御することにより、ロボット掃除機１００は床面を自律走行するように構成される。
【0107】
一方、掃除機本体１１０には、ロボット掃除機１００に電源を供給するバッテリ１８０が装着される。バッテリ１８０は、充電可能に構成され、掃除機本体１１０の底面部に着脱可能に構成されてもよい。
【0108】
吸入ユニット１２０は、掃除機本体１１０の一側から突出した形態で配置され、塵を含む空気を吸入するように構成される。前記一側は、掃除機本体１１０が正方向（Ｆ）に走行する側、すなわち掃除機本体１１０の前側であってもよい。
【0109】
同図においては、吸入ユニット１２０が掃除機本体１１０の一側から前方及び左右両側方の全てに突出した形状であることを示す。具体的には、吸入ユニット１２０の前端部は掃除機本体１１０の一側から前方に離隔した位置に配置され、吸入ユニット１２０の左右両端部は掃除機本体１１０の一側から左右両側にそれぞれ離隔した位置に配置される。
【0110】
掃除機本体１１０が円形に形成され、吸入ユニット１２０の後端部両側が掃除機本体１１０から左右両側にそれぞれ突出するように形成されることにより、掃除機本体１１０と吸入ユニット１２０間には空間、すなわち隙間が形成される。前記空間は、掃除機本体１１０の左右両端部と吸入ユニット１２０の左右両端部間の空間であり、ロボット掃除機１００の内側に凹んだ形状を有する。
【0111】
前記空間に障害物が挟まった場合、ロボット掃除機１００が障害物に引っ掛かって動けなくなるという問題を招くことがある。これを防止するために、カバー部材１２９が前記空間の少なくとも一部を覆うように配置されてもよい。カバー部材１２９は、掃除機本体１１０に備えられてもよく、吸入ユニット１２０に備えられてもよい。本実施形態においては、吸入ユニット１２０の後端部両側にそれぞれカバー部材１２９が突設され、掃除機本体１１０の外周面を覆うように配置されていることを示す。
【0112】
カバー部材１２９は、前記空間、すなわち掃除機本体１１０と吸入ユニット１２０間の空間の少なくとも一部を埋めるように配置される。つまり、カバー部材１２９は、曲面状に形成される掃除機本体１１０の左右外周面と前記左右外周面から突出するように形成される吸入ユニット１２０の左右両端部間の内側に凹んだ空間の少なくとも一部を埋めるように配置される。従って、前記空間に障害物が挟まることを防止でき、前記空間に障害物が挟まったとしても障害物から容易に離脱できる構造を実現することができる。
【0113】
吸入ユニット１２０から突設されるカバー部材１２９は、掃除機本体１１０の外周面に支持されるようにしてもよい。もし、カバー部材１２９が掃除機本体１１０から突設された場合であれば、カバー部材１２９は、吸入ユニット１２０の背面部に支持されるようにしてもよい。上記構造によれば、吸入ユニット１２０が障害物に当接して衝撃を受けると、その衝撃の一部が掃除機本体１１０に伝達されて衝撃が分散する。
【0114】
吸入ユニット１２０は、掃除機本体１１０に着脱可能に結合されるようにしてもよい。吸入ユニット１２０が掃除機本体１１０から分離されると、分離された吸入ユニット１２０を代替してモップモジュール（図示せず）を掃除機本体１１０に着脱可能に結合することができる。よって、ユーザは床面の塵を除去する場合は掃除機本体１１０に吸入ユニット１２０を装着し、床面を拭く場合は掃除機本体１１０にモップモジュールを装着することができる。
【0115】
吸入ユニット１２０が掃除機本体１１０に装着される際に、前述したカバー部材１２９により前記装着がガイドされる。すなわち、カバー部材１２９が掃除機本体１１０の外周面を覆うように配置されることにより、掃除機本体１１０に対する吸入ユニット１２０の相対的位置が決定される。
【0116】
掃除機本体１１０には検知ユニット１３０が配置される。図示のように、検知ユニット１３０は、吸入ユニット１２０が配置される掃除機本体１１０の一側、すなわち掃除機本体１１０の前側に配置されてもよい。検知ユニット１３０は、掃除機本体１１０の上面及び側面から突設されるようにしてもよく、検知ユニット１３０の上端１３４ｂ１は掃除機本体１１０の上面から上方に突出した位置に形成される。
【0117】
検知ユニット１３０は、掃除機本体１１０の上下方向に吸入ユニット１２０と重なるように配置されてもよい。検知ユニット１３０は、吸入ユニット１２０の上部に配置され、ロボット掃除機１００の最も前方に位置する吸入ユニット１２０が障害物に当接しないように前方の障害物や地形地物などを検知するように構成される。
【0118】
検知ユニット１３０は、このような検知機能に加え、他の検知機能をさらに実行するように構成される。これについては後で詳細に説明する。
【0119】
掃除機本体１１０にはダストボックス収容部１１３が備えられ、ダストボックス収容部１１３には吸入された空気中の塵を分離して集塵するダストボックス１４０が着脱可能に結合される。図示のように、ダストボックス収容部１１３は、掃除機本体１１０の他側、すなわち掃除機本体１１０の後側に形成されてもよい。ダストボックス収容部１１３は、掃除機本体１１０の後方及び上方に開口した形状を有する。掃除機本体１１０の後側から前側に向かって凹んだ形状に形成されてもよい。
【0120】
ダストボックス１４０の一部はダストボックス収容部１１３に収容され、ダストボックス１４０の他の一部は掃除機本体１１０の後方［すなわち、正方向（Ｆ）の反対方向である逆方向（Ｒ）］に向かって突出するようにしてもよい。
【0121】
ダストボックス１４０は、塵を含む空気が流入する入口１４０ａ（図２０参照）、及び塵が分離された空気が排出される出口１４０ｂ（図２０参照）を有し、ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３に装着された場合に入口１４０ａ及び出口１４０ｂがダストボックス収容部１１３の内側壁に形成される第１開口１１０ａ（図１９参照）及び第２開口１１０ｂ（図１９参照）にそれぞれ連通するように構成される。
【0122】
掃除機本体１１０の内部の吸気流路は、連通部１２０ｂ’’に連通する流入口１１０’から第１開口１１０ａまでの流路であり、排気流路は、第２開口１１０ｂから排気口１１２までの流路である。
【0123】
このような連結関係により、吸入ユニット１２０を介して流入した塵を含む空気は、掃除機本体１１０の内部の吸気流路を介してダストボックス１４０に流入し、ダストボックス１４０の内部に備えられる少なくとも１つのサイクロンを経て空気と塵が分離される。塵はダストボックス１４０に集塵され、空気はダストボックス１４０から排出された後に掃除機本体１１０の内部の排気流路を介して最終的に排気口１１２から外部に排出される。
【0124】
以下、検知ユニット１３０についてより具体的に説明する。
【0125】
図４は図１のロボット掃除機１００に示す検知ユニット１３０を示す図であり、図５は図４に示す検知ユニット１３０の分解斜視図であり、図６は図４に示す検知ユニット１３０の断面を示す概念図である。なお、図６においては、説明の便宜上、一部の構成を省略又は簡素化している。
【0127】
第１検知部１３１は、掃除機本体１１０の一面に対して傾斜して配置され、前方及び上方を共に撮影するように構成される。第１検知部１３１としては、画像取得部を用いてもよい。ここで、掃除機本体１１０の一面は、床面に平行な面である底面、掃除機本体１１０の上面、又は側面であってもよく、第１検知部１３１は、前記一面に対して鋭角の範囲内で傾斜して配置されるようにしてもよい。例えば、第１検知部１３１は、床面に平行な掃除機本体１１０の上面に対して３０°の角度で傾斜して配置されるようにしてもよい。
【0128】
第１検知部１３１は、掃除機本体１１０の上面と側面が接する上側角部に配置されてもよい。同図においては、第１検知部１３１が掃除機本体１１０の中央の上側角部に配置され、上面及び側面に対してそれぞれ傾斜して配置されていることを示す。
【0129】
このように、第１検知部１３１が掃除機本体１１０の一面に対して鋭角の範囲内で傾斜して配置されることにより、第１検知部１３１は、前方及び上方を共に撮影するように構成される。
【0130】
図７においては、第１検知部１３１により撮影された画像が前方画像（Ａ）と上方画像（Ｂ）に分離される概念を示す。
【0131】
図７に示すように、第１検知部１３１により撮影された前方画像（Ａ）と上方画像（Ｂ）とは、第１検知部１３１の上下方向（すなわち、垂直方向）の画角（α）を基準に分けられる。すなわち、撮影された画像（Ａ＋Ｂ）のうち、前記画角（α）の一部（α１）に対応する画像は前方画像（Ａ）として認識され、前記画角（α）の他の一部（α２）に対応する画像は上方画像（Ｂ）として認識される。図６に示すように、前記画角（α）は鈍角にしてもよい。
【0132】
第１検知部１３１により撮影された前方画像（Ａ）は、前方をリアルタイムにモニタリングするのに用いられる。例えば、ロボット掃除機１００が家庭用に用いられる場合、第１検知部１３１により撮影された前方画像（Ａ）は、留守の家への無断侵入を監視したり、遠隔接続により電子機器（例えば、ユーザが所持する移動端末機）に室内の画像を提供するのに用いることができる。
【0133】
第１検知部１３１により撮影された前方画像（Ａ）が留守の家への無断侵入を監視するように構成された場合、次の制御が行われるようにしてもよい。制御部は、予め設定された時間間隔をおいて第１検知部１３１により撮影された前方画像（Ａ）を互いに比較し、前記前方画像（Ａ）が異なる場合、制御信号を発生するようにしてもよい。前記制御は、掃除機本体１１０が停止した状態で行われるようにしてもよい。前記制御信号は、警告音出力信号、又は遠隔接続により電子機器に通知し、撮影された前方画像（Ａ）などを提供する送出信号であってもよい。
【0134】
第１検知部１３１により撮影された前方画像（Ａ）が遠隔接続により電子機器に室内の画像を提供するように構成された場合、次の制御が行われるようにしてもよい。制御部は、遠隔接続が行われた電子機器から画像要求信号を受信すると、第１検知部１３１により撮影された画像のうち前方画像（Ａ）を分離して電子機器に送出するようにしてもよい。前記制御部は、ホイールユニット１１１の駆動を制御して特定の位置に移動し、その後当該位置での前方画像（Ａ）を電子機器に送出するように構成されてもよい。そのために、図６に示すように、前記画角（α）は、第１検知部１３１が天井を含む上方画像（Ｂ）を撮影できる範囲を有するようにする。
【0135】
第１検知部１３１により撮影された上方画像（Ｂ）は、走行領域の地図を生成し、前記走行領域内の現在の位置を検知するのに用いられる。例えば、ロボット掃除機１００が家庭用に用いられる場合、前記制御部は、第１検知部１３１により撮影された上方画像（Ｂ）における天井と側面との境界を用いて走行領域の地図を生成し、上方画像（Ｂ）の主な特徴点を基準として前記走行領域内の現在の位置を検知するようにしてもよい。
【0136】
前記制御部は、走行領域の地図を生成して前記走行領域内の現在の位置を検知するために、上方画像（Ｂ）だけでなく、前方画像（Ａ）を共に用いるようにしてもよい。
【0137】
第２検知部１３２は、第１検知部１３１と交差する方向に配置され、前方に位置する障害物や地形地物を検知するように構成される。同図においては、第２検知部１３２が掃除機本体１１０の側面に上下方向に長く配置されていることを示す。
【0138】
第２検知部１３２は、第１パターン照射部１３２ａ、第２パターン照射部１３２ｂ及び画像取得部１３２ｃを含む。
【0139】
第１パターン照射部１３２ａは、ロボット掃除機１００の前方下側に向かって第１パターンの光を照射し、第２パターン照射部１３２ｂは、ロボット掃除機１００の前方上側に向かって第２パターンの光を照射するように構成される。第１パターン照射部１３２ａ及び第２パターン照射部１３２ｂは、上下方向に一列に配置されてもよい。同図においては、第１パターン照射部１３２ａの下方に第２パターン照射部１３２ｂが配置されていることを示す。
【0140】
画像取得部１３２ｃは、予め設定された撮影領域内で、第１パターン照射部１３２ａ及び第２パターン照射部１３２ｂにより照射される第１及び第２パターンの光を撮影するように構成される。前記予め設定された撮影領域には、床面からロボット掃除機１００の上端までの領域が含まれる。よって、ロボット掃除機１００が走行する前方の障害物を検知することができ、ロボット掃除機１００が上方の障害物に当接したり挟まる問題を防止することができる。
【0141】
前記予め設定された撮影領域は、例えば上下方向（すなわち、垂直方向）の画角１０５°、左右方向（すなわち、水平方向）の画角１３５°、及び前方２５メートル以内の領域であってもよい。前記予め設定された撮影領域は、第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂの設置位置、第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂの照射角度、ロボット掃除機１００の高さなど、様々な要因により変更することができる。
【0142】
第１パターン照射部１３２ａ、第２パターン照射部１３２ｂ及び画像取得部１３２ｃは、掃除機本体１１０の上下方向に一列に配置されてもよい。同図においては、第２パターン照射部１３２ｂの下方に画像取得部１３２ｃが配置されていることを示す。
【0143】
第１パターン照射部１３２ａは、掃除機本体１１０の側面に対して下向きに傾斜して配置され、第２パターン照射部１３２ｂは、掃除機本体１１０の側面に対して上向きに傾斜して配置される。
【0145】
まず、図８の（ａ）を参照すると、第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂのそれぞれは、少なくとも一方向に延びた形態の第１及び第２パターンの光を照射するように構成される。同図においては、第１パターン照射部１３２ａが互いに交差する直線状の光を照射し、第２パターン照射部１３２ｂが単一の直線状の光を照射することを例示する。これによれば、最下端の光は床部分の障害物を検知するのに用いられ、最上端の光は上方の障害物を検知するのに用いられ、最下端の光と最上端の光間の中間光は中間部分の障害物を検知するのに用いられる。
【0146】
例えば、図８の（ｂ）に示すように、前方に障害物ｏが位置する場合、最下端の光と中間光の一部は障害物ｏにより遮断されたり歪む。画像取得部１３２ｃは、このような遮断や歪みが検知されると、制御部に障害物検知信号を送信する。
【0147】
前記制御部は、前記障害物検知信号を受信すると、前方に障害物ｏが位置すると判断してホイールユニット１１１の駆動を制御するように構成される。例えば、前記制御部は、ロボット掃除機１００が後退するように、メインホイール１１１ａに逆方向の駆動力を供給するようにしてもよい。あるいは、前記制御部は、ロボット掃除機１００が回転するように、いずれか一方のメインホイール１１１ａにのみ駆動力を供給するか、又は両方のメインホイール１１１ａに異なる方向の駆動力を供給するようにしてもよい。
【0148】
以下、第２検知部１３２により障害物が検知される概念についてより具体的に説明する。
【0149】
図９は第２検知部１３２を用いた障害物回避に関する主要部を示すブロック図である。
【0150】
ロボット掃除機１００は、ホイールユニット１１１、データ部１９１、第２検知部１３２、及び動作全般を制御する制御部１９０を含む。
【0151】
制御部１９０は、ホイールユニット１１１を制御する走行制御部１９０ｃを含んでもよい。走行制御部１９０ｃが左メインホイール１１１ａ及び右メインホイール１１１ａの駆動を独立して制御することにより、ロボット掃除機１００が直進走行又は回転走行することになる。そのために、左メインホイール１１１ａ及び右メインホイール１１１ａのそれぞれには走行制御部１９０ｃの制御命令によって駆動が制御される駆動モータが接続されるようにしてもよい。
【0152】
また、制御部１９０は、第２検知部１３２から入力されるデータを分析してパターンを検出するパターン検出部１９０ａと、検出されたパターンから障害物を判断する障害物情報取得部１９０ｂとを含む。
【0153】
パターン検出部１９０ａは、画像取得部１３２ｃにより取得された画像（取得画像）から光パターン（Ｐ１、Ｐ２）を検出する。パターン検出部１９０ａは、取得画像を構成する所定のピクセルで点、線、面などの特徴を検出（特徴検出）し、このように検出された特徴に基づいて光パターン（Ｐ１、Ｐ２）又は光パターン（Ｐ１、Ｐ２）を構成する点、線、面などを検出するようにしてもよい。
【0154】
障害物情報取得部１９０ｂは、パターン検出部１９０ａにより検出されたパターンに基づいて障害物の有無を判断し、障害物の形態を判断する。
【0155】
データ部１９１には、第２検知部１３２から入力される取得画像が保存され、障害物情報取得部１９０ｂが障害物を判断するための基準データが保存され、検知された障害物に関する障害物情報が保存される。また、データ部１９１には、ロボット掃除機１００の動作を制御するための制御データ及びロボット掃除機１００の掃除モードに応じたデータが保存され、生成されるか又は外部から受信されるマップが保存されるようにしてもよい。
【0156】
さらに、データ部１９１は、マイクロプロセッサにより読み取り可能なデータを保存するものであり、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Disk）、ＳＤＤ（Silicon Disk Drive）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピディスク、光データ記憶装置が含まれる。
【0157】
第２検知部１３２は、第１パターン照射部１３２ａ、第２パターン照射部１３２ｂ及び画像取得部１３２ｃを含む。
【0158】
第２検知部１３２は、掃除機本体１１０の前方に設置され、第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂがロボット掃除機１００の前方に第１及び第２パターンの光（Ｐ１、Ｐ２）を照射し、画像取得部１３２ｃが照射されたパターンの光を撮影して画像を取得するように構成される。
【0159】
制御部１９０は取得画像をデータ部１９１に保存し、パターン検出部１９０ａは取得画像を分析してパターンを抽出する。すなわち、パターン検出部１９０ａは、第１パターン照射部１３２ａ又は第２パターン照射部１２３ｂから照射されたパターンの光が床面又は障害物に照射されて表示される光パターンを抽出する。障害物情報取得部１９０ｂは、抽出された光パターンに基づいて障害物を判断する。
【0160】
制御部１９０は、第２検知部１３２から入力される取得画像に基づいて障害物を判断して移動方向又は走行経路を変更することにより、障害物を回避して走行するようにホイールユニット１１１を制御する。
【0161】
制御部１９０は、近くに断崖がある場合、ロボット掃除機１００が走行中に墜落することがあるので、取得画像により断崖を検知し、クリフセンサ１２４により断崖の有無を再確認し、断崖から落ちないように走行を制御することができる。制御部１９０は、断崖と判断された場合、取得画像により光パターンの変化を判断して断崖に沿って走行するようにホイールユニット１１１を制御することができる。
【0162】
また、制御部１９０は、所定の大きさ以下の領域に複数の障害物が存在して走行に制約が発生した場合、ロボット掃除機１００が拘束状況であるか否かを判断し、拘束状況から脱出するように脱出モードを設定することができる。
【0163】
制御部１９０は、現在設定されているモードが基本モードであるか迅速掃除モードであるかによってそれぞれ周辺の障害物に関する情報に基づいて脱出経路を設定し、ロボット掃除機１００を拘束状況から脱出させることができる。
【0164】
例えば、基本モードにおいて、制御部１９０は、周辺の全ての障害物に関する情報を取得して周辺領域の地図を生成し、その後脱出経路を設定するようにしてもよい。迅速掃除モードにおいて、制御部１９０は、検知される障害物と障害物間の距離によって進入できるか否かを判断して脱出経路を設定するようにしてもよい。
【0165】
制御部１９０は、検知される障害物に対して、取得画像の光パターンを分析し、障害物と障害物間の距離を判断し、障害物間の距離が所定値以上であると走行及び進入が可能であると判断し、走行するように制御することにより、拘束状況から脱出させることができる。
【0166】
図１０は第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂの光照射範囲と画像取得部１３２ｃの障害物検知範囲を示すものである。
【0167】
図１０に示すように、第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂは、光源と、光源から照射された光が透過することにより所定のパターン光を生成するＯＰＰＥ（Optical Pattern Projection Element）とを含んでもよい。
【0168】
光源は、レーザダイオード（LD: Laser Diode）、発光ダイオード（LED: Light Emitting Diode）などであってもよい。レーザ光は、単色性、直進性及び接続特性において他の光源に比べて優れており、精密な距離測定が可能であるという利点がある。特に、赤外線又は可視光線は対象体の色や材質などの要因によって距離測定精度のばらつきが大きいという問題があるので、光源としてはレーザダイオードが好ましい。
【0169】
ＯＰＰＥは、レンズ、ＤＯＥ（Diffractive Optical Element）を含んでもよい。第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂのそれぞれに備えられるＯＰＰＥの構成によって様々なパターンの光を照射することができる。
【0170】
第１パターン照射部１３２ａは、第１パターンの光（Ｐ１、以下、第１パターン光という。）を本体１０の前方下側に向かって照射するようにしてもよい。こうすることにより、第１パターン光（Ｐ１）は掃除区域の床面に入射する。
【0171】
第１パターン光（Ｐ１）は、水平線の形態で構成されてもよい。また、第１パターン光（Ｐ１）は、水平線と垂直線が交差する十字パターンの形態で構成されてもよい。
【0172】
第１パターン照射部１３２ａ、第２パターン照射部１３２ｂ及び画像取得部１３２ｃは、垂直に一列に配置されてもよい。本実施形態においては、画像取得部１３２ｃが第１パターン照射部１３２ａと第２パターン照射部１３２ｂの下方に配置されることを示すが、必ずしもこれに限定されるものではなく、第１パターン照射部１３２ａと第２パターン照射部１３２ｂの上方に配置されてもよい。
【0173】
一実施形態において、第１パターン照射部１３２ａは、前方下側に向かって第１パターン光（Ｐ１）を照射し、第１パターン照射部１３２ａより下方に位置する障害物を検知し、第２パターン照射部１３２ｂは、第１パターン照射部１３２ａの下方に配置され、前方上側に向かって第２パターンの光（Ｐ２、以下、第２パターン光という。）を照射するようにしてもよい。こうすることにより、第２パターン光（Ｐ２）は、壁面や、掃除区域の床面からの高さが少なくとも第２パターン照射部１３２ｂより高い障害物又は障害物の所定部分に入射する。
【0174】
第２パターン光（Ｐ２）は、第１パターン光（Ｐ１）とは異なるパターンからなるようにしてもよく、水平線が含まれて構成されることが好ましい。ここで、水平線は、必ずしも連続した線分でなくてもよく、点線からなるようにしてもよい。
【0175】
一方、第１パターン照射部１３２ａから照射される第１パターン光（Ｐ１）の水平照射角（すなわち、第１パターン光（Ｐ１）の両端が第１パターン照射部１３２ａとなす角度）は、１３０゜〜１４０゜の範囲で定められることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。第１パターン光（Ｐ１）は、ロボット掃除機１００の前方に対して対称の形態で構成されてもよい。
【0176】
第２パターン照射部１３２ｂも、第１パターン照射部１３２ａと同様に、水平照射角が１３０゜〜１４０゜の範囲で定められることが好ましい。一実施形態において、第２パターン照射部１３２ｂは、第１パターン照射部１３２ａと同じ水平照射角で第２パターン光（Ｐ２）を照射するようにしてもよく、この場合、第２パターン光（Ｐ２）も、ロボット掃除機１００の前方に対して対称の形態で構成されてもよい。
【0177】
画像取得部１３２ｃは、掃除機本体１１０の前方の画像を取得することができる。特に、画像取得部１３２ｃにより取得された画像（以下、取得画像という。）にはパターン光（Ｐ１、Ｐ２）が表示され、以下、取得画像に表示されたパターン光（Ｐ１、Ｐ２）の像を光パターンという。これは、実質的に実際の空間に入射したパターン光（Ｐ１、Ｐ２）がイメージセンサに結ばれた像であるので、パターン光（Ｐ１、Ｐ２）と同じ符号を付し、第１パターン光（Ｐ１）及び第２パターン光（Ｐ２）にそれぞれ対応する像を第１光パターン（Ｐ１）及び第２光パターン（Ｐ２）という。
【0178】
画像取得部１３２ｃは、被写体の像を電気的信号に変換してさらにデジタル信号に変換してメモリ素子に記憶させるデジタル画像取得部を含んでもよく、デジタル画像取得部は、イメージセンサ（図示せず）及び画像処理部（図示せず）を含んでもよい。
【0179】
イメージセンサは、光学画像を電気的信号に変換する装置であって、複数の光ダイオードが集積されたチップで構成され、光ダイオードとしてはピクセルが挙げられる。レンズを通過した光によってチップに結ばれた画像によりそれぞれのピクセルに電荷が蓄積され、ピクセルに蓄積された電荷は電気的信号（例えば、電圧）に変換される。イメージセンサとしては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などがよく知られている。
【0180】
画像処理部は、イメージセンサから出力されたアナログ信号に基づいてデジタル画像を生成する。画像処理部は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、ＡＤコンバータから出力されたデジタル信号に応じて一時的にデジタル情報（デジタルデータ）を記録するバッファメモリと、バッファメモリに記録された情報を処理してデジタル画像を構成するデジタルシグナルプロセッサ（DSP: Digital Signal Processor）とを含んでもよい。
【0181】
パターン検出部１９０ａは、取得画像を構成する所定のピクセルで点、線、面などの特徴を検出（特徴検出）し、このように検出された特徴に基づいて光パターン（Ｐ１、Ｐ２）又は光パターン（Ｐ１、Ｐ２）を構成する点、線、面などを検出するようにしてもよい。
【0182】
例えば、パターン検出部１９０ａは、周辺より明るいピクセルが連続することにより構成される線分を抽出し、第１光パターン（Ｐ１）を構成する水平線、第２光パターン（Ｐ２）を構成する水平線を抽出することができる。
【0183】
しかし、これに限定されるものではなく、デジタル画像から所望の形態のパターンを抽出する様々な技法が既に示されているので、パターン検出部１９０ａは、これらの公知の技術を用いて第１光パターン（Ｐ１）と第２光パターン（Ｐ２）を抽出することができる。
【0184】
第１パターン照射部１３２ａと第２パターン照射部１３２ｂとは、距離ｈ３だけ離れて上下に配置される。第１パターン照射部は、下方に第１パターン光を照射し、第２パターン照射部は、上方に第２パターン光を照射するので、第１及び第２パターン光が前方で互いに交差する。
【0185】
画像取得部１３２ｃは、第２パターン照射部から距離ｈ２だけ離れた下方に配置され、上下方向に対して画角θｓで本体１０の前方の画像を撮影する。画像取得部１３２ｃは、床面から距離ｈ１の位置に設置される。画像取得部１３２ｃは、吸入ユニット１２０の形態を考慮して、前方撮影を妨げない位置に設置されることが好ましい。
【0186】
第１パターン照射部１３２ａ又は第２パターン照射部１３２ｂは、それぞれのパターン照射部１３２ａ、１３２ｂを構成するレンズの主軸（光軸）が向かう方向が所定の照射角を形成するように設置される。
【0187】
第１パターン照射部１３２ａは、第１照射角（θｒ１）で第１パターン光（Ｐ１）を下方に照射し、第２パターン照射部１３２ｂは、第２照射角（θｒ２）で第２パターン光（Ｐ２）を上方に照射する。ここで、第１照射角（θｒ１）と第２照射角（θｒ２）とは異なることを基本とするが、場合によっては同一に設定されてもよい。第１照射角（θｒ１）及び第２照射角（θｒ２）は５０゜〜７５゜の範囲で定められることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、第１照射角（θｒ１）は６０°〜７０゜、第２照射角（θｒ２）は５０°〜５５゜に設定されてもよい。第１及び第２照射角（θｒ１、θｒ２）は、吸入ユニット１２０の形態、検知する上方の高さによって変更することができる。
【0188】
第１パターン照射部１３２ａ及び／又は第２パターン照射部１３２ｂから照射されたパターン光が障害物に入射した場合、障害物が第１パターン照射部１３２ａから離れた位置によって、取得画像での光パターン（Ｐ１、Ｐ２）の位置が異なる。例えば、第１パターン光（Ｐ１）と第２パターン光（Ｐ２）が所定の障害物に入射した場合、障害物がロボット掃除機１００の近くに位置するほど、取得画像で第１光パターン（Ｐ１）は高い位置に表示され、逆に、第２光パターン（Ｐ２）は低い位置に表示される。
【0189】
すなわち、画像取得部１３２ｃにより生成される画像を構成する行（横方向に配列されたピクセルからなる線）に対応する障害物までの距離データを予め保存しておき、画像取得部１３２ｃにより取得された画像において検出された光パターン（Ｐ１、Ｐ２）が所定の行で検出されると、その行に対応する障害物までの距離データから障害物の位置を推定することができる。
【0190】
画像取得部１３２ｃの画角（θｓ）は、１００゜以上の値に設定され、１００゜〜１１０゜であることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【0191】
また、掃除区域の床面から画像取得部１３２ｃまでの距離は約６０ｍｍ〜７０ｍｍで定められてもよく、この場合、画像取得部１３２ｃにより取得された画像において、掃除区域の床面は画像取得部からＤ１以降に表示され、Ｄ２は取得画像に表示された床面の中で第１光パターン（Ｐ１）が表示される位置である。
【0192】
Ｄ２に障害物が位置する場合、画像取得部１３２ｃにより、障害物に第１パターン光（Ｐ１）が入射した画像を取得することができる。障害物がＤ２よりロボット掃除機１００に近接した場合、入射した第１パターン光（Ｐ１）に対応して第１光パターンは基準位置（ｒｅｆ１）より上側に表示される。
【0193】
ここで、本体１０からＤ１までの距離は１００ｍｍ〜１５０ｍｍであることが好ましく、本体１０からＤ２までの距離は１８０ｍｍ〜２８０ｍｍであることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。一方、Ｄ３は本体の前面部のうち最も突出した部分から第２パターン光が入射する位置までの距離を示すものであり、本体は移動中に障害物を検知するので、障害物に衝突せずに前方（上部）の障害物を検知できる最小限の距離である。Ｄ３は約２３ｍｍ〜３０ｍｍに設定されてもよい。
【0194】
一方、障害物情報取得部１９０ｂは、本体１０の走行中に、取得画像に表示された第１光パターン（Ｐ１）が正常状態で消えた場合又は第１光パターンの一部のみ表示された場合、ロボット掃除機１００の周辺に断崖が存在すると判断する。
【0195】
障害物情報取得部１９０ｂは、取得画像に第１光パターン（Ｐ１）が表示されていない場合、ロボット掃除機１００の前方に断崖があると認識することができる。ロボット掃除機１００の前方に断崖（例えば、階段）が存在する場合、第１パターン光が床面に入射しないので、取得画像から第１光パターン（Ｐ１）が消える。
【0196】
障害物情報取得部１９０ｂは、Ｄ２の長さに基づいて、本体１０からＤ２だけ離れた前方に断崖があると判断することができる。ここで、第１パターン光（Ｐ１）が十字形状である場合は、水平線は消えて垂直線のみ表示されることにより断崖を判断することができる。
【0197】
また、障害物情報取得部１９０ｂは、第１光パターンの一部が表示されていない場合、ロボット掃除機１００の左側又は右側に断崖が存在すると判断することができる。第１光パターンの右側の一部が表示されていない場合、右側に断崖が存在すると判断することができる。
【0198】
よって、障害物情報取得部１９０ｂにより把握された断崖情報に基づいて、走行制御部１９０ｃは、ロボット掃除機１００が断崖から落ちない経路を走行できるようにホイールユニット１１１を制御することができる。
【0199】
また、走行制御部１９０ｃは、前方に断崖が存在する場合、所定距離、例えばＤ２又はそれ以下の距離を前進し、本体の下部に設けられた断崖センサを用いて、断崖であるか否かをもう一度確認することができる。ロボット掃除機１００は、取得画像により断崖の１次確認を行い、所定距離走行して断崖センサにより断崖の２次確認を行うことができる。
【0200】
図１１は第１パターン照射部１３２ａにより照射される第１パターンの光を示す図である。
【0201】
パターン検出部１９０ａは、画像取得部１３２ｃから入力される取得画像から第１光パターン又は第２光パターンを検出して障害物情報取得部１９０ｂに送る。
【0202】
障害物情報取得部１９０ｂは、取得画像から検出された第１光パターン又は第２光パターンを分析し、第１光パターンの位置を定められた基準位置（ｒｅｆ１）と比較して障害物を判断する。
【0203】
図１１の（ａ）に示すように、第１光パターン（Ｐ１）の水平線が基準位置（ｒｅｆ１）に位置する場合、正常状態と判断する。ここで、正常状態とは、床に高低がなく均一な、平坦な状態をいい、前方に障害物が存在しないので継続して走行できる状態をいう。
【0204】
第２光パターン（Ｐ２）は、前方の上部に障害物が存在する場合にのみ障害物に入射して取得画像に表示されるので、正常状態では第２光パターン（Ｐ２）は表示されないのが一般的である。
【0205】
図１１の（ｂ）に示すように、第１光パターン（Ｐ１）の水平線が基準位置（ｒｅｆ１）より上方に位置する場合、障害物情報取得部１９０ｂは前方に障害物が存在すると判断する。
【0206】
走行制御部１９０ｃは、図示のように、障害物情報取得部１９０ｂにより障害物が検知されると、障害物を回避して走行するようにホイールユニット１１１を制御する。一方、障害物情報取得部１９０ｂは、第１光パターン（Ｐ１）及び第２光パターン（Ｐ２）の位置と第２光パターン（Ｐ２）が表示されているか否かに対応して、検知された障害物の位置と大きさを判断することができる。また、障害物情報取得部１９０ｂは、走行中に取得画像に表示される第１光パターン（Ｐ１）及び第２光パターン（Ｐ２）の変化に対応して、障害物の位置と大きさを判断することができる。
【0207】
走行制御部１９０ｃは、障害物情報取得部１９０ｂから入力される障害物に関する情報に基づいて、障害物に対して継続して走行できるか又は回避して走行するかを判断し、ホイールユニット１１１を制御する。例えば、走行制御部１９０ｃは、障害物の高さが所定高さ以下のように低い場合、又は障害物と床面間の空間に進入可能な場合は、走行できると判断する。
【0208】
図１１の（ｃ）に示すように、第１光パターン（Ｐ１）が基準位置（ｒｅｆ１）より低い位置に表示されることがある。障害物情報取得部１９０ｂは、第１光パターン（Ｐ１）が基準位置より低い位置に表示された場合、下り傾斜路が存在すると判断する。断崖の場合、第１光パターン（Ｐ１）が消えるので断崖とは区分される。
【0209】
図１１の（ｄ）に示すように、第１光パターン（Ｐ１）が表示されていない場合、障害物情報取得部１９０ｂは、走行方向に断崖が存在すると判断する。
【0210】
また、図１１の（ｅ）のように、第１光パターン（Ｐ１）の一部が表示されていない場合、障害物情報取得部１９０ｂは、左側又は右側に断崖が存在すると判断することができる。この場合、障害物情報取得部１９０ｂは、本体１０の左側に断崖が存在すると判断する。
【0211】
一方、第１光パターン（Ｐ１）が十字形状である場合は、水平線の位置と垂直線の長さの両方を考慮して障害物を判断することができる。
【0212】
図１２は障害物の形態別に障害物に照射される第１及び第２光パターン（Ｐ１、Ｐ２）の形態を示す概念図である。
【0213】
図１２に示すように、第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂから照射される光が障害物に入射し、撮影された取得画像に光パターンが表示されることにより、障害物情報取得部１９０ｂは障害物の位置、大きさ、形態を判断することができる。
【0214】
図１２の（ａ）に示すように、走行中に前方に壁面が存在する場合、第１パターン光は床面に入射して第２パターン光は壁面に入射する。それにより、取得画像には第１光パターン（Ｐ１）と第２光パターン（Ｐ２）が２本の水平線として表示される。ここで、壁面との距離がＤ２より遠い場合、第１光パターン（Ｐ１）は基準位置（ｒｅｆ１）に表示されるが、第２光パターン（Ｐ２）も共に表示されるので、障害物情報取得部１９０ｂは障害物が存在すると判断することができる。
【0215】
一方、本体１０と壁面との距離がＤ２未満のように近い場合、第１パターン光が床面ではなく壁面に入射するので、取得画像には第１光パターンが基準位置（ｒｅｆ１）より上側に表示され、その上側に第２光パターンが表示される。第２光パターン（Ｐ２）は障害物に近接するほどその位置が下側に表示されるので、壁面と掃除機本体１１０との距離がＤ２より遠い場合よりは下側に表示される。ただし、第２パターン光（Ｐ２）は、基準位置及び第１光パターン（Ｐ１）よりは上側に表示される。
【0216】
それにより、障害物情報取得部１９０ｂは、第１光パターン（Ｐ１）と第２光パターン（Ｐ２）により障害物である壁面までの距離を算出することができる。
【0217】
図１２の（ｂ）に示すように、ベッド、収納家具などの障害物が前方に存在する場合、第１パターン光（Ｐ１）と第２パターン光（Ｐ２）が床面と障害物に２本の水平線でそれぞれ入射する。
【0218】
障害物情報取得部１９０ｂは、第１光パターン（Ｐ１）と第２光パターン（Ｐ２）に基づいて障害物を判断する。第２光パターン（Ｐ２）の位置及び障害物への接近中に表示される第２光パターン（Ｐ２）の変化に基づいて障害物の高さを判断することができる。それにより、走行制御部１９０ｃは、障害物の下方空間に進入できるか否かを判断し、ホイールユニット１１１を制御する。
【0219】
例えば、床面との間に所定の空間が形成されるベッドのような障害物が掃除区域内に位置する場合、空間を認知することができ、好ましくは空間の高さを把握して障害物を通過するか回避するかを判断することができる。
【0220】
空間の高さが本体１０の高さより低いと判断された場合、走行制御部１９０ｃは、本体１０が障害物を回避して走行するようにホイールユニット１１１を制御することができる。逆に、空間の高さが本体１０の高さより高いと判断された場合、走行制御部１９０ｃは、本体１０が空間内に進入又は空間を通過するようにホイールユニット１１１を制御することができる。
【0221】
なお、前述した図１２の（ａ）においても第１光パターン（Ｐ１）と第２光パターン（Ｐ２）が２本の水平線として表示されるものの、障害物情報取得部１９０ｂは、第１光パターン（Ｐ１）と第２光パターン（Ｐ２）との距離が異なるのでそれを区分することができる。また、図１２の（ａ）の場合は、障害物に近接するほど第１光パターン（Ｐ１）の位置が基準位置（ｒｅｆ１）より上側に表示されるが、図１２の（ｂ）のように上方に位置する障害物の場合は、所定距離近接しても、第１光パターン（Ｐ１）は基準位置（ｒｅｆ１）に表示され、第２光パターン（Ｐ２）の位置が変更されるので、障害物情報取得部１９０ｂは障害物の種類を区分することができる。
【0222】
図１２の（ｃ）のように、ベッド又は収納家具の角部の場合、第１パターン光（Ｐ１）は、床面に水平線状に照射され、第２パターン光（Ｐ２）は、障害物の角部に照射されることにより、その一部は水平線として表示されて他の一部は障害物に斜線状に入射して表示される。第２光パターン（Ｐ２）は本体１０から遠ざかるほど上昇するので、障害物の側面の場合、前面に照射される水平線より上側に折曲された斜線となる。
【0223】
図１２の（ｄ）に示すように、本体１０が壁面の角部に所定距離以上近接した場合、第１パターン光（Ｐ１）は、一部が基準位置より上側に水平線として表示され、角部の側面に一部が照射されて下部に折曲された斜線として表示され、床面においては基準位置で水平線として表示される。
【0224】
一方、第２パターン光は、前述した図１２の（ｃ）のように一部は水平線として表示され、角部の側面に照射される一部は上部に折曲された斜線状に入射して表示される。
【0225】
また、図１２の（ｅ）のように、壁面から突出した障害物の場合、第１光パターンは、基準位置（ｒｅｆ１）に水平線として表示され、第２光パターン（Ｐ２）は、突出面に一部が水平線として表示され、一部は突出面の側面に照射されて上部に折曲された斜線として表示され、他の一部は壁面に照射されて水平線として表示される。
【0226】
それにより、障害物情報取得部１９０ｂは、第１パターン光と第２パターン光の位置及び形態に基づいて、障害物の位置、形態、大きさ（高さ）を判断することができる。
【0227】
以下、検知ユニット１３０の詳細構成について説明する。
【0228】
図５に示すように、検知ユニット１３０は、第１検知部１３１及び第２検知部１３２に加え、ウィンドウ部１３３及びケース１３４をさらに含む。
【0229】
ウィンドウ部１３３は、第１及び第２検知部１３１、１３２を覆うように配置され、透光性を有する。ここで、透光性とは、入射する光の少なくとも一部が透過する性質であって、半透光性を含む概念である。
【0230】
ウィンドウ部１３３は、合成樹脂材質やガラス材質で形成されてもよい。ウィンドウ部１３３が半透光性を有する場合、その材質自体が半透光性を有するように形成されてもよく、その材質自体は透光性を有するようにし、その材質に貼り付けられるフィルムが半透光性を有するように形成されてもよい。
【0231】
ケース１３４は、掃除機本体１１０に装着され、第１及び第２検知部１３１、１３２とウィンドウ部１３３を固定するように構成される。図示のように、ケース１３４は、ウィンドウ部１３３の少なくとも一部を収容するように構成される。ケース１３４は、合成樹脂材質や金属材質で形成されてもよく、不透光性を有する。
【0232】
図示のように、ケース１３４は、装着フレーム１３４ａ及びカバーフレーム１３４ｂを含んでもよい。
【0233】
装着フレーム１３４ａは、第１及び第２検知部１３１、１３２が装着及び支持される空間を設ける。そのために、装着フレーム１３４ａには、第１検知部１３１の装着のための第１装着部１３４ａ１、及び第２検知部１３２の装着のための第２装着部１３４ａ２がそれぞれ備えられてもよい。第２装着部１３４ａ２には、第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂと画像取得部１３２ｃが実装された基板１３２’が装着されてもよい。第２装着部１３４ａ２は、第１装着部１３４ａ１に対して傾斜して配置されてもよい。
【0234】
装着フレーム１３４ａには、カバーフレーム１３４ｂ及びウィンドウ部１３３との締結のための第１及び第２締結フック１３４ａ’、１３４ａ’’がそれぞれ備えられる。第１締結フック１３４ａ’はカバーフレーム１３４ｂの締結孔１３４ｂ’に締結され、第２締結フック１３４ａ’’はウィンドウ部１３３の締結孔１３３ｂ’’に締結される。装着フレーム１３４ａは、掃除機本体１１０に装着されてもよい。
【0235】
カバーフレーム１３４ｂは、装着フレーム１３４ａに結合され、ウィンドウ部１３３の少なくとも一部を収容した状態で掃除機本体１１０に装着される。カバーフレーム１３４ｂは、「Ｌ」字状に形成され、掃除機本体１１０の角部に上面及び側面を覆うように配置されてもよい。
【0236】
カバーフレーム１３４ｂの上端１３４ｂ１は、第１検知部１３１の上方に位置し、前後に傾斜して形成されて尖った形状を有するようにしてもよい。前記形状によれば、ロボット掃除機１００が走行中に家具やその他の隙間に挟まっても容易に離脱することができ、第１及び第２検知部１３１、１３２より上方に位置する上端１３４ｂ１により第１及び第２検知部１３１、１３２を保護することができる。同図においては、上端１３４ｂ１が後述するホール１３４ｂ’’の端部に形成されていることを例示する。
【0237】
カバーフレーム１３４ｂの内部に形成されたホール１３４ｂ’’には、第１検知部１３１と、第２検知部１３２の少なくとも一部が収容されるようにしてもよい。同図においては、第１検知部１３１と、第２検知部１３２の第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂがホール１３４ｂ’’内に収容されていることを示す。
【0238】
ウィンドウ部１３３は、第１ウィンドウ１３３ａ及び第２ウィンドウ１３３ｂを含んでもよい。
【0239】
第１ウィンドウ１３３ａは、透光性材質で形成され、第１検知部１３１を覆うように配置される。第２ウィンドウ１３３ｂは、半透光性を有し、第２検知部１３２を覆うように配置される。図示のように、第２ウィンドウ１３３ｂにおいて第１検知部１３１に対応する部分には貫通孔１３３ｂ’が形成されてもよく、第１ウィンドウ１３３ａは貫通孔１３３ｂ’を覆うように配置されてもよい。
【0240】
第１ウィンドウ１３３ａが透光性材質で形成されるので、前方及び上方の画像を鮮明に撮影することができる。また、第２ウィンドウ１３３ｂが半透光性を有するので、外部から目視したときに第２ウィンドウ１３３ｂの背面上の第１パターン照射部１３２ａ、第２パターン照射部１３２ｂ及び画像取得部１３２ｃがよく見えず、美麗な外観を実現することができる。
【0241】
第２ウィンドウ１３３ｂは、第１部分１３３ｂ１、第２部分１３３ｂ２、延長部分１３３ｂ４及び第３部分１３３ｂ３に区画されてもよい。
【0242】
第１部分１３３ｂ１は、貫通孔１３３ｂ’を備える部分であって、掃除機本体１１０の上面に対して傾斜して配置される。貫通孔１３３ｂ’に装着される第１ウィンドウ１３３ａは、第１検知部１３１を覆うように配置される。
【0243】
第２部分１３３ｂ２は、第１部分１３３ｂ１から傾斜状に下向きに延び、第１及び第２パターン照射部１３２ａ、１３２ｂを覆うように配置される。本実施形態においては、第２部分１３３ｂ２が掃除機本体１１０の側面と平行に下向きに延びていることを示す。
【0244】
延長部分１３３ｂ４は、第２部分１３３ｂ２から下向きに延び、カバーフレーム１３４ｂにより覆われる。図示のように、延長部分１３３ｂ４は、第２部分１３３ｂ２から内側に向かって下向きに延びてもよい。すなわち、延長部分１３３ｂ４は、画像取得部１３２ｃの上下方向への画角に干渉を起こさないように、第３部分１３３ｂ３に対して上向きに傾斜して配置される。同様に、カバーフレーム１３４ｂにおいて延長部分１３３ｂ４を覆う部分は、画像取得部１３２ｃの上下方向への画角に干渉を起こさないように傾斜して配置される。
【0245】
第３部分１３３ｂ３は、延長部分１３３ｂ４から下向きに延びてカバーフレーム１３４ｂの外側から突出し、画像取得部１３２ｃを覆うように配置される。第３部分１３３ｂ３は、第２部分１３３ｂ２と平行に掃除機本体１１０の側面に沿って下向きに延びてもよい。
【0246】
以下、吸入ユニット１２０についてより具体的に説明する。
【0247】
図１３は図１に示す吸入ユニット１２０を示す図であり、図１４は図１３に示す吸入ユニット１２０の側面図であり、図１５は図１３に示す吸入ユニット１２０の正面図であり、図１６は図１３に示す吸入ユニット１２０の底部を示す図である。
【0248】
本実施形態のように、吸入ユニット１２０が掃除機本体１１０から突出した形態を有する場合は、吸入ユニット１２０に別途の検知ユニット１３０が備えられないと、障害物に当接する可能性が増加する。当然ながら、掃除機本体１１０に備えられる検知ユニット１３０が吸入ユニット１２０の前方の障害物を検知するものの、検知ユニット１３０が検知できない死角地帯に障害物がある場合は、ロボット掃除機１００と障害物間の物理的衝突が起こることがある。このような物理的衝突が起こった場合、後退や方向転換による障害物の回避が行われなければならず、そのためには、障害物との物理的衝突の検知が優先的に要求される。
【0249】
吸入ユニット１２０は、ケース１２１と、前記物理的衝突を検知するバンパースイッチ１２２とを含む。
【0250】
ケース１２１は、吸入ユニット１２０の外形を形成し、塵を含む空気を吸入する吸気口１２０ｂ’と掃除機本体１１０の内部の吸気流路に連通する連通部１２０ｂ’’とを含む。ケース１２１の少なくとも一部は内部が見えるように透光性に形成されてもよい。
【0251】
ケース１２１の少なくとも一面にはバンパースイッチ１２２が配置される。バンパースイッチ１２２は、障害物との接触時に加圧されて制御部に接触信号を伝達するように構成される。
【0252】
バンパースイッチ１２２は、ケース１２１を囲むように配置されてもよい。同図においては、ケース１２１の前側にフロントバンパースイッチ１２２ａが備えられ、ケース１２１の左右両側にそれぞれサイドバンパースイッチ１２２ｂ、１２２ｃが備えられていることを例示する。
【0253】
上記構成によれば、吸入ユニット１２０の前方に位置する障害物との物理的衝突だけでなく、吸入ユニット１２０の側方に位置する障害物との物理的衝突を検知することができる。従って、障害物との物理的衝突の検知範囲が拡大する。
【0254】
上記図２を参照すると、サイドバンパースイッチ１２２ｂ、１２２ｃが掃除機本体１１０の両側に接する仮想の延長線より突出するように配置されていることを確認できる。すなわち、サイドバンパースイッチ１２２ｂ、１２２ｃは、掃除機本体１１０の両側より横方向に突出するように配置されてもよい。
【0255】
こうすることにより、ロボット掃除機１００の側方に障害物が位置する場合、掃除機本体１１０よりサイドバンパースイッチ１２２ｂ、１２２ｃの方が先に障害物に衝突し、障害物の検知が効果的に行われる。
【0256】
バンパースイッチ１２２は、バンパー１２２’及びスイッチ１２２’’を含む。
【0257】
バンパー１２２’は、ケース１２１に装着されて外部に露出する部分であって、障害物との接触時に加圧されて内側に移動可能に構成される。
【0258】
バンパー１２２’が障害物から離れるとバンパー１２２’が元の状態に復元されるように、バンパー１２２’の内側にはバンパー１２２’を外側に加圧する弾性部材（図示せず）が配置されてもよい。弾性部材は、バンパー１２２’とケース１２１にそれぞれ支持されるようにしてもよい。
【0259】
スイッチ１２２’’は、バンパー１２２’の内側に配置され、バンパー１２２’が内側に移動すると加圧されて電気的信号を発生するように構成される。スイッチ１２２’’としては、公知のマイクロスイッチが用いられてもよい。
【0260】
制御部は、バンパースイッチ１２２により障害物との接触信号が伝達されると、障害物に当接したと判断してホイールユニット１１１の駆動を制御するように構成される。例えば、制御部は、ロボット掃除機１００が後退するように、メインホイール１１１ａに逆方向の駆動力を供給することができる。あるいは、制御部は、ロボット掃除機１００が回転するように、いずれかのメインホイール１１１ａにのみ駆動力を供給するか、又は両方のメインホイール１１１ａに異なる方向に駆動力を供給することができる。
【0261】
以上、バンパースイッチ１２２がフロントバンパースイッチ１２２ａとサイドバンパースイッチ１２２ｂ、１２２ｃに分けられて構成されていることを説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。バンパースイッチ１２２は、コ字状に形成されてケース１２１の前面及び左右面を覆うように配置されてもよい。
【0262】
この場合、バンパースイッチ１２２は、後側［ケース１２１の前面に配置される部分が障害物と接触したとき］、右側［ケース１２１の左側面に配置される部分が障害物と接触したとき］、及び左側［ケース１２１の右側面に配置される部分が障害物と接触したとき］に移動可能に構成される。
【0263】
このように、吸入ユニット１２０に機械式に作動するバンパースイッチ１２２が備えられた場合、電子式センサ（例えば、加速度センサ、ＰＳＤセンサなど）が備えられた場合に比べて、障害物との衝突をより直接的に検知することができ、製造コストを低減することができ、回路構成を単純化することができるという利点を有する。
【0264】
また、バンパースイッチ１２２と前述した掃除機本体１１０に備えられる検知ユニット１３０との組み合わせで、より向上した障害物検知及びそれに伴う方向転換機能を実現することができる。
【0265】
一方、ロボット掃除機１００が正方向（Ｆ）に走行中に急な下り段差や断崖などの近くに位置するようになったときには、適切な回避駆動が要求される。もし、このような状況の検知及び対応する制御が行われないと、ロボット掃除機１００は段差から落下して破損したり段差を登れなくなることがある。
【0266】
そのために、吸入ユニット１２０の底部側前端部には、下方の地形を検知するクリフセンサ１２４が配置される。クリフセンサ１２４は、発光部及び受光部を備え、発光部から床面Ｇに照射された光を受光部で受信した時間を測定してクリフセンサ１２４と床面Ｇ間の距離を測定するように構成される。よって、前方に急な下り段差がある場合は、前記受信した時間が急激に増加する。前方に断崖がある場合は、受光部に光が受信されなくなる。
【0267】
同図においては、吸入ユニット１２０の底部側前端部に床面Ｇに対して上向きに傾斜した傾斜部１２０ａが形成され、傾斜部１２０ａにクリフセンサ１２４が床面Ｇに向かうように設けられていることを示す。上記構造により、クリフセンサ１２４は前方下側の床面Ｇに向かって傾斜して配置される。よって、クリフセンサ１２４により吸入ユニット１２０の前方下側の地形を検知することができる。
【0268】
上記配置とは異なり、クリフセンサ１２４は、床面Ｇに垂直に配置され、クリフセンサ１２４の真下の地形を検知するように構成されてもよい。
【0269】
制御部は、クリフセンサ１２４により下方の地形が所定レベル以上に低くなることが検知されると、ホイールユニット１１１の駆動を制御するように構成される。例えば、制御部は、ロボット掃除機１００が逆方向（Ｒ）に後退するように、メインホイール１１１ａに逆方向の駆動力を供給することができる。あるいは、制御部は、ロボット掃除機１００が回転するように、いずれかのメインホイール１１１ａにのみ駆動力を供給するか、又は両方のメインホイール１１１ａに異なる方向に駆動力を供給することができる。
【0270】
前述したクリフセンサ１２４は、掃除機本体１１０の底面にも配置されてもよい。クリフセンサ１２４の機能を考慮すると、掃除機本体１１０に備えられるクリフセンサは、掃除機本体１１０の後側に隣接して配置されることが好ましい。
【0271】
なお、吸入ユニット１２０の底部側前端部に傾斜部１２０ａが形成されることにより、低い敷居や障害物を容易に乗り越えることができる。また、図示のように、傾斜部１２０ａに補助ホイール１２３が備えられた場合、前記乗り越えをより簡単に行うことができる。なお、図１４においては、クリフセンサ１２４について説明するために補助ホイール１２３を省略している。
【0272】
一方、ロボット掃除機１００は、無線で駆動されるので、使用中に掃除機本体１１０に備えられるバッテリ１８０の充電が要求される。バッテリ１８０の充電のために、電源供給部としての充電ステーション（図示せず）が備えられ、吸入ユニット１２０には充電ステーションに接続可能に構成される充電端子１２５が備えられる。
【0273】
同図においては、前述したケース１２１の傾斜部１２０ａに充電端子１２５が配置されて前方に露出していることを示す。充電端子１２５は、吸入ユニット１２０の両側にそれぞれ配置されるクリフセンサ１２４間に配置されてもよい。
【0274】
一方、吸入ユニット１２０には、塵の効果的な吸入のためにブラシローラ１２６が備えられてもよい。ブラシローラ１２６は、吸気口１２０ｂ’に回転可能に構成され、床面の塵を掃いて吸入ユニット１２０の内部に流入させるように構成される。
【0275】
ブラシローラ１２６の機能上、使用時間が経過するにつれてブラシローラ１２６には塵が絡みつく。ブラシローラ１２６の掃除のニーズがあるものの、通常吸入ユニット１２０は分解しにくい構造に形成され、実質的にブラシローラ１２６の掃除は困難な現状である。
【0276】
本発明においては、吸入ユニット１２０全体を分解するのではなく、ブラシローラ１２６のみを別に分離して掃除できる構造を開示する。
【0278】
図１７に示すように、ケース１２１は、メインケース部１２１ａ及びカバーケース部１２１ｂを含む。
【0279】
メインケース部１２１ａは、内部に回転可能に構成されるブラシローラ１２６を備え、一側には開口１２１ａ’が形成される。メインケース部１２１ａの前側にはフロントバンパースイッチ１２２ａが装着され、メインケース部１２１ａの他側にはサイドバンパースイッチ１２２ｂ、１２２ｃのいずれか一方が装着される。
【0280】
カバーケース部１２１ｂは、メインケース部１２１ａの一側に備えられる開口１２１ａ’を開閉するように、メインケース部１２１ａに着脱可能に結合される。カバーケース部１２１ｂにはサイドバンパースイッチ１２２ｂ、１２２ｃの他方が装着される。
【0281】
上記構造により、カバーケース部１２１ｂがメインケース部１２１ａから分離されると、メインケース部１２１ａの一側に備えられる開口１２１ａ’が外部に露出する。よって、メインケース部１２１ａの内部に配置されたブラシローラ１２６を開口１２１ａ’から外部に引き出すことができる。
【0282】
吸入ユニット１２０には、操作によりメインケース部１２１ａに対するカバーケース部１２１ｂのロックが解除される操作部１２７が備えられてもよい。操作部１２７は、メインケース部１２１ａに配置されてもよく、カバーケース部１２１ｂに配置されてもよい。操作部１２７の操作方式は、スライド方式、押圧方式など、様々な方式で実現することができる。同図においては、スライド方式の操作部１２７がメインケース部１２１ａに設置されていることを示す。
【0283】
メインケース部１２１ａの他側の内部にはブラシローラ１２６を付勢する弾性部材１２８が備えられてもよい。弾性部材１２８としては、板ばね、コイルばねなどを用いることができる。
【0284】
弾性部材１２８は、カバーケース部１２１ｂがメインケース部１２１ａに締結されているときにはブラシローラ１２６により加圧された状態にあり、操作部１２７の操作により前記締結が解除されるとブラシローラ１２６を加圧するように構成される。よって、ブラシローラ１２６の少なくとも一部を開口１２１ａ’から外部に露出させることができる。このとき、図示のように、カバーケース部１２１ｂはブラシローラ１２６に結合された状態であってもよい。
【0286】
図１８に示すように、吸入ユニット１２０の吸気口１２０ｂ’から吸入ユニット１２０の内部に流入した空気は、連通部１２０ｂ’’を介して掃除機本体１１０の内部に流入する。なお、吸入ユニット１２０により吸入された空気は塵（異物が含まれる）を含む。
【0287】
掃除機本体１１０の内部に流入した空気は、吸気流路を介してダストボックスに流入する。吸気流路は、連通部１２０ｂ’’に連通する流入口１１０’から第１開口１１０ａ（図１９参照）までを連結する流路である。吸気流路は、ダクト、周辺構造物、又はダクトと周辺構造物との組み合わせで形成されてもよい。
【0288】
同図においては、吸気ダクト１１７が流入口１１０’と第１開口１１０ａを連結して吸気流路を形成していることを示す。
【0289】
吸入ユニット１２０の連通部１２０ｂ’’は掃除機本体１１０の前側底面の下に配置されてもよく、この場合、流入口１１０’は掃除機本体１１０の前側底面に形成される。また、ダストボックス１４０が掃除機本体１１０の後方に配置されるので、ダストボックス１４０の前方の左右両側にはファンモータ部１７０とバッテリ１８０がそれぞれ配置される。
【0290】
上記配置により、流入口１１０’に連通する吸気ダクト１１７の前端部は上方向に延設される。また、吸気ダクト１１７は、バッテリ１８０を回避して掃除機本体１１０の一側に延び、前記一側に配置されるファンモータ部１７０の上を通過するように配置されてもよい。
【0291】
第１開口１１０ａは、ダストボックス１４０の上部外周面に形成される入口１４０ａに連通するように、ダストボックス収容部１１３の上部内周面に形成される。よって、吸気ダクト１１７は、流入口１１０’から第１開口１１０ａに向かって上方向に延設される。
【0292】
ダストボックス１４０に流入した空気は、ダストボックス１４０内の少なくとも１つのサイクロンを経る。前記少なくとも１つのサイクロンにより空気に含まれる塵が分離されてダストボックス１４０に集塵され、塵が除去された空気がダストボックス１４０から排出される。
【0293】
具体的には、空気はダストボックス１４０内で回転流動を形成し、空気と塵の遠心力差により空気と塵が分離される。空気はファンモータ部１７０による吸引力により少なくとも１つのサイクロンを経て出口１４０ｂに流動するが、塵は重量による慣性力がファンモータ部１７０による吸引力より大きいので次第に落下してダストボックス１４０の下部に集塵される。
【0294】
図示のように、流入口１１０’は、掃除機本体１１０の前側底面の中央に形成されてもよい。ダストボックス１４０の入口１４０ａは、空気が横方向に流入して自然に回転流動を形成するように、ダストボックス１４０の内周面に接線方向に開口するように形成されてもよい。ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３に収容された状態で、入口１４０ａは、掃除機本体１１０の横方向に配置されてもよい。
【0295】
塵が分離された空気は、ダストボックス１４０から排出され、その後掃除機本体１１０の内部の排気流路を介して最終的に排気口１１２から外部に排出される。
【0296】
排気流路は、第２開口１１０ｂ（図１９参照）から排気口１１２までの流路である。排気流路は、ダクト、周辺構造物、又はダクトと周辺構造物との組み合わせで形成されてもよい。
【0297】
同図においては、排気流路が第２開口１１０ｂとファンモータ部１７０を連結する排気ダクト１１８及びファンモータ部１７０から排気口１１２までの空気の流動をガイドする内部構造物の組み合わせで構成されていることを示す。
【0298】
外部に放出される騒音を減少させるように、ファンモータ部１７０は、掃除機本体１１０の中央部分に隣接して配置されてもよい。これに対応して、第２開口１１０ｂも、掃除機本体１１０の中央部分に隣接して形成されてもよい。
【0299】
図示のように、第２開口１１０ｂに連通する排気ダクト１１８の前端部は、第１開口１１０ａに連通する吸気ダクト１１７の後端部と同じ高さで並んで配置されてもよい。
【0300】
以下、ダストボックス収容部１１３、ダストボックス１４０及びダストボックス蓋１５０についてより具体的に説明する。
【0302】
図１９に示すように、掃除機本体１１０には、ダストボックス１４０を収容するダストボックス収容部１１３が形成される。ダストボックス収容部１１３は、掃除機本体１１０の後側から前側に向かって凹んだ形状を有し、掃除機本体１１０の後方及び上方に開口する。ダストボックス収容部１１３は、ダストボックス１４０を支持する底面とダストボックス１４０の外周の一部を囲む内側壁とにより規定されるようにしてもよい。
【0303】
掃除機本体１１０には、上面から凹んだリセス部１１６がダストボックス収容部１１３の外周に沿って形成される。ダストボックス蓋１５０は、回動によりダストボックス収容部１１３に収容され、このとき、ダストボックス１４０の上面とリセス部１１６を共に覆うように配置される（図２参照）。ダストボックス蓋１５０の一部は、ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０に結合された状態で、リセス部１１６に収容される。
【0304】
ダストボックス収容部１１３の内側壁には第１開口１１０ａ及び第２開口１１０ｂが形成される。第１開口１１０ａ及び第２開口１１０ｂは同じ高さに配置されてもよい。同図においては、第１開口１１０ａと第２開口１１０ｂとがダストボックス収容部１１３の内側壁の上端に左右に隣接して形成されていることを示す。
【0305】
吸気流路、ダストボックス１４０、排気流路と続く空気の流動が形成されるようにするためには、第１開口１１０ａが入口１４０ａに連通して第２開口１１０ｂが出口１４０ｂに連通するように配置しなければならない。また、前記連通のためには、ダストボックス１４０をダストボックス収容部１１３の定位置に装着しなければならない。
【0306】
そのために、ダストボックス収容部１１３の底面には、装着突起１１３ｂが突設され、ダストボックス１４０の底面には、装着突起１１３ｂに対応する装着凹部１４９（図２２参照）が形成される。ダストボックス１４０は、装着突起１１３ｂが装着凹部１４９に収容されることにより、ダストボックス収容部１１３の定位置に装着される。
【0307】
装着突起１１３ｂは、円柱状に形成されたダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３に収容された状態で回転しないように、ダストボックス１４０の中心から離れた位置に形成されることが好ましい。同図においては、装着突起１１３ｂがダストボックス１４０の中心を基準として左右両側にそれぞれ形成されていることを示す。
【0308】
なお、装着突起１１３ｂの位置と装着凹部１４９の位置を入れ替えてもよい。すなわち、ダストボックス１４０の底面に装着突起が突設され、ダストボックス収容部１１３の底面に装着凹部が形成されてもよい。
【0309】
ダストボックス収容部１１３の底面には、突出部１１３ａが突設されてもよく、ダストボックス１４０の底面には、突出部１１３ａに対応する凹部１４８（図２２参照）が形成されてもよい。凹部１４８は、ダストボックス１４０の中心に形成されてもよい。
【0310】
ダストボックス収容部１１３又はダストボックス１４０には、ダストボックス１４０をダストボックス収容部１１３の定位置に装着する際に第１開口１１０ａと入口１４０ａ間の気密、及び第２開口１１０ｂと出口１４０ｂ間の気密を維持するガスケット１１０ａ’、１１０ｂ’が備えられてもよい。ガスケット１１０ａ’、１１０ｂ’は、第１開口１１０ａと第２開口１１０ｂを囲むように形成されてもよく、入口１４０ａと出口１４０ｂを囲むように形成されてもよい。
【0312】
図２０及び図２１に示すように、ダストボックス１４０は、掃除機本体１１０の他側に形成されるダストボックス収容部１１３に収容され、吸入された空気から濾過された塵を集塵するように構成される。図示のように、ダストボックス１４０は、円柱状に形成され、外形を形成する外部ケース１４１ａ、上部ケース１４１ｂ、上部カバー１４１ｄ及び下部ケース１４１ｃを含んでもよい。
【0313】
外部ケース１４１ａは、両端部が開口した円筒状に形成されてダストボックス１４０の側面外観を形成する。ダストボックス１４０には、塵を含む空気が内部に流入する入口１４０ａ、及び塵が濾過された空気が排出される出口１４０ｂがそれぞれ備えられる。同図においては、外部ケース１４１ａの側面に入口１４０ａ及び出口１４０ｂがそれぞれ形成されていることを例示する。入口１４０ａ及び出口１４０ｂは同じ高さに配置されてもよい。同図においては、外部ケース１４１ａの上端に入口１４０ａと出口１４０ｂとが隣接して形成されていることを示す。
【0314】
外部ケース１４１ａの内部には、少なくとも１つのサイクロンが配置されてもよい。例えば、外部ケース１４１ａの内部には、入口１４０ａから流入した空気から塵を濾過する第１サイクロン１４７ａ、及び第１サイクロン１４７ａの内部に配置されて微細塵を濾過する第２サイクロン１４７ｂが備えられてもよい。
【0315】
入口１４０ａからダストボックス１４０の内部に流入した塵を含む空気は、外部ケース１４１ａと内部ケース１４１ｈ間に形成される環状の空間である第１サイクロン１４７ａに沿って流動する。流動過程で、相対的に重い塵は落下して集塵され、相対的に軽い空気は吸引力によりメッシュフィルタ１４１ｈ’を通過して内部ケース１４１ｈの内部に流入する。このとき、微細塵も空気と共に内部ケース１４１ｈの内部に流入することがある。
【0316】
メッシュフィルタ１４１ｈ’は、内部ケース１４１ｈに装着されて内部ケース１４１ｈの内部と外部とを空間的に区画するように構成される。メッシュフィルタ１４１ｈ’は、空気が通過できるように網状又は多孔性形態を有する。
【0317】
塵と微細塵を区分する大きさの基準はメッシュフィルタ１４１ｈ’により決定される。メッシュフィルタ１４１ｈ’を通過する大きさの異物は微細塵に分類され、メッシュフィルタ１４１ｈ’を通過できない大きさの異物は塵に分類される。
【0318】
メッシュフィルタ１４１ｈ’を通過できずに落下した異物と塵はメッシュフィルタ１４１ｈ’の下に配置される第１貯蔵部Ｓ１に集塵される。第１貯蔵部Ｓ１は、異物と塵が貯蔵される空間を形成することから、異物及び塵貯蔵部といってもよい。第１貯蔵部Ｓ１は、外部ケース１４１、内部ケース１４１ｈ及び下部ケース１４１ｃにより規定される。
【0319】
メッシュフィルタ１４１ｈ’の下側には、内部ケース１４１ｈの周面に沿ってスカート１４１ｈ１が突設されてもよい。スカート１４１ｈ１により、スカート１４１ｈ１の下に配置される第１貯蔵部Ｓ１への空気の流入が制限される。従って、第１貯蔵部Ｓ１に集塵された異物と塵が飛散してスカート１４１ｈ１の上側に逆流することを防止することができる。
【0320】
第２サイクロン１４７ｂは、メッシュフィルタ１４１ｈ’を通過して内部に流入した空気から微細塵を分離するように構成される。第２サイクロン１４７ｂは、円筒部分と、その下方に連続する円錐部分とを含む。前記円筒部分では、内部に配置されたガイドベーンにより空気の回転流動が起こり、前記円錐部分では、微細塵と空気の分離が起こる。図示のように、第２サイクロン１４７ｂは、複数備えられてもよい。
【0321】
また、第２サイクロン１４７ｂは、第１サイクロン１４７ａの内側にダストボックス１４０の上下方向に配置されてもよい。上記配置によれば、第１サイクロン上に第２サイクロンが配置される構造に比べて、ダストボックス１４０の高さを低くすることができるという利点がある。
【0322】
内部ケース１４１ｈの内部に流入した空気は、第２サイクロン１４７ｂの上部の流入口１４７ｂ’に流入する。そのために、内部ケース１４１ｈにおいて第２サイクロン１４７ｂが配置されていない空間は、空気が上方に移動する通路として用いられる。前記空間は、隣接する第２サイクロン１４７ｂにより形成されるようにしてもよく、内部ケース１４１ｈ及びそれに隣接する第２サイクロン１４７ｂにより形成されるようにしてもよい。
【0323】
第２サイクロン１４７ｂの上部中心には、微細塵が分離された空気を排出する渦ファインダ１４７ｂ１が備えられる。このような上部構造により、流入口１４７ｂ’は、第２サイクロン１４７ｂの内周と渦ファインダ１４７ｂ１の外周間の環状の空間と規定される。
【0324】
第２サイクロン１４７ｂの流入口１４７ｂ’には、内周に沿って螺旋状に延びるガイドベーンが備えられる。ガイドベーンにより、流入口１４７ｂ’から第２サイクロン１４７ｂの内部に流入する空気に回転流動が生じる。
【0325】
渦ファインダ１４７ｂ１及びガイドベーンは、前述した第２サイクロン１４７ｂの円筒部分に配置される。
【0326】
流入口１４７ｂ’に流入した空気及び微細塵の流動について具体的に説明する。微細塵は、第２サイクロン１４７ｂの内周に沿って螺旋状に旋回して次第に下方に流動し、最終的に排出口１４７ｂ’’から排出されて第２貯蔵部Ｓ２に集塵される。また、微細塵に比べて相対的に軽い空気は、吸引力により上方の渦ファインダ１４７ｂ１に排出される。
【0327】
第２貯蔵部Ｓ２は、微細塵の貯蔵空間を形成することから、微細塵貯蔵部といってもよい。第２貯蔵部Ｓ２は、内部ケース１４１ｈの内部及び下部ケース１４１ｃにより規定される空間である。
【0328】
第２サイクロン１４７ｂの上部にはカバー１４１ｋが配置される。カバー１４１ｋは、第２サイクロン１４７ｂの流入口１４７ｂ’を所定の間隔をおいて覆うように配置される。
【0329】
カバー１４１ｋには、渦ファインダ１４７ｂ１に対応する連通孔１４１ｋ’が形成される。カバー１４１ｋは、渦ファインダ１４７ｂ１を除く内部ケース１４１ｈを覆うように配置されてもよい。
【0330】
一方、第２サイクロン１４７ｂの外周には、メッシュフィルタ１４１ｈ’を通過して内部ケース１４１ｈの内部に流入する空気と、排出口１４７ｂ’’から排出される微細塵とが混ざらないように空間的に区画する区画板１４１ｂ２が設置される。すなわち、区画板１４１ｂ２の上部ではメッシュフィルタ１４１ｈ’を通過した空気が流動し、区画板１４１ｂ２の下部には排出口１４７ｂ’’から排出された微細塵が集塵される。
【0331】
図示のように、第２サイクロン１４７ｂの排出口１４７ｂ’’は、区画板１４１ｂ２を貫通する形態であってもよい。区画板１４１ｂ２は、第２サイクロン１４７ｂと一体に形成されてもよく、別体の部材で形成されて第２サイクロン１４７ｂに装着されてもよい。
【0332】
外部ケース１４１ａの内側上部には、ダストボックス１４０の入口１４０ａから流入する空気の流動とダストボックス１４０の出口１４０ａに向けて排出される空気の流動とを分離する流動分離部材１４１ｇが備えられる。
【0333】
上部ケース１４１ｂは、流動分離部材１４１ｇを覆うように配置され、下部ケース１４１ｃは、外部ケース１４１ａの下部を覆うように配置される。
【0334】
流動分離部材１４１ｇ、上部ケース１４１ｂ、上部カバー１４１ｄ及びフィルタ１４１ｆについては後述する。
【0335】
ダストボックス１４０はダストボックス収容部１１３に着脱可能に構成されるので、着脱を容易にするために、ダストボックス１４０には取っ手１４３が備えられてもよい。本実施形態に開示された構造を具体的に説明すると、取っ手１４３は、上部ケース１４１ｂにヒンジ結合されて回動可能に構成される。上部ケース１４１ｂには、取っ手１４３を収容する取っ手収容部１４２が形成される。
【0336】
取っ手１４３は、ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０を覆うようにダストボックス１４０に結合された状態では、ダストボックス蓋１５０により加圧されて取っ手収容部１４２内に収容され、ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０から分離された状態では、取っ手収容部１４２から突出した状態に置かれるようにしてもよい。そのために、上部ケース１４１ｂには、取っ手１４３を付勢する弾性部（図示せず）が備えられてもよい。
【0337】
上部ケース１４１ｂには、係止フック１４５が突設されてもよい。係止フック１４５は、上部ケース１４１ｂの前側に形成される。ここで、上部ケース１４１ｂの前側とは、ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３の定位置に装着された場合に掃除機本体１１０の前方に向かう側を意味する。
【0338】
係止フック１４５は、掃除機本体１１０のリセス部１１６に形成された収容凹部１１６ａに収容される。係止フック１４５は、上部ケース１４１ｂの外周面から突出して下方に折曲された形状を有するようにしてもよい。収容凹部１１６ａには段差１１６ａ’が形成され、係止フック１４５は段差１１６ａ’に係止可能に構成されてもよい。
【0340】
下部ケース１４１ｃは、ヒンジ部１４１ｃ’により外部ケース１４１ａに回動可能に結合されてもよい。下部ケース１４１ｃに備えられるロック部材１４１ｃ’’は、外部ケース１４１ａに着脱可能に結合され、結合されると下部ケース１４１ｃを外部ケース１４１ａに固定し、結合が解除されると下部ケース１４１ｃを外部ケース１４１ａに対して回動可能にする。
【0341】
下部ケース１４１ｃは、外部ケース１４１ａに結合されて第１貯蔵部Ｓ１及び第２貯蔵部Ｓ２の底面を形成する。下部ケース１４１ｃがヒンジ部１４１ｃ’により回動して第１貯蔵部Ｓ１と第２貯蔵部Ｓ２が同時に開放されると、塵と微細塵が同時に排出される。
【0342】
ヒンジ部１４１ｃ’とロック部材１４１ｃ’’とは、下部ケース１４１ｃの中心を挟んで対向する位置に備えられてもよい。ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３の定位置に装着された場合、ヒンジ部１４１ｃ’及びロック部材１４１ｃ’’は、ダストボックス収容部１１３の内側壁に覆われて外部に露出しないように構成されてもよい。
【0343】
下部ケース１４１ｃの底面には、前述した装着突起１１３ｂに対応する装着凹部１４９が形成される。図示のように、装着凹部１４９は、ヒンジ部１４１ｃ’とロック部材１４１ｃ’’に隣接する位置に形成されてもよい。
【0344】
また、下部ケース１４１ｃの底面には、前述した突出部１１３ａに対応する凹部１４８が形成されてもよい。凹部１４８は、ダストボックス１４０の中心に形成されてもよい。
【0346】
図２３を参照すると、ダストボックス収容部１１３にダストボックス１４０が装着されていない状態で、ダストボックス蓋１５０は、上方に付勢力を供給するヒンジ部１５０ａにより上向きに傾斜して配置されるようにしてもよい。よって、ダストボックス１４０は、ダストボックス収容部１１３の後側上方から下方に傾けて移動させてダストボックス収容部１１３に収容することができる。
【0347】
ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３の定位置に収容されると、ダストボックス１４０の外周から突設された係止フック１４５は掃除機本体１１０のリセス部１１６に形成された収容凹部１１６ａに収容される。収容凹部１１６ａは、リセス部１１６より相対的にさらに凹んだ形状を有する。
【0348】
よって、収容凹部１１６ａに段差１１６ａ’が形成されるようにしてもよい。段差１１６ａ’は、係止フック１４５の内側に挿入され、係止フック１４５が横方向に移動すると係止されるように構成される。ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０に結合された状態で、ダストボックス蓋１５０は、係止フック１４５を覆うように配置される。
【0349】
ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３に収容された状態で、上部ケース１４１ｂの上面は、リセス部１１６と同一平面を形成するようにしてもよい。
【0350】
係止フック１４５を収容凹部１１６ａの定位置に収容できるように、ダストボックス１４０の上部には位置合わせマーク１４６が形成され、リセス部１１６には位置合わせマーク１４６に対応するガイドマーク１１６’が形成されてもよい。同図においては、上部ケース１４１ｂに位置合わせマーク１４６が陰刻で形成され、リセス部１１６にガイドマーク１１６’が陰刻で形成されていることを示す。
【0351】
収容凹部１１６ａは、掃除機本体１１０の前方に向かって長く延設されてもよい。ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０に結合された状態で、ダストボックス蓋１５０のヒンジ部１５０ａは、収容凹部１１６ａに収容されるようにしてもよい。
【0352】
前述したように、係止フック１４５が収容凹部１１６ａの段差１１６ａ’に係止されることにより、ダストボックス１４０は、ダストボックス収容部１１３において横方向に移動することが制限される。
【0353】
また、前述したように、ダストボックス収容部１１３の装着突起１１３ｂは、ダストボックス１４０に形成された装着凹部１４９に挿入される。この場合も、ダストボックス１４０は、ダストボックス収容部１１３において横方向に移動することが制限される。
【0354】
よって、ダストボックス１４０は、上方に移動しなければダストボックス収容部１１３から離脱しない。ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０に締結されてダストボックス１４０を覆うように配置された状態では、ダストボックス１４０の上方移動まで制限され、ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３から離脱しない。
【0355】
図２４は図２０に示すダストボックス１４０の正面図であり、図２５及び図２６は図２４に示す流動分離部材１４１ｇを異なる方向から見た斜視図である。また、図２７は図２４のＡ−Ａ線断面図であり、図２８は図２０に示すダストボックス１４０の左側面図である。ダストボックス１４０の内部での空気の流動についての理解を助けるために、図２９では図２０に示すダストボックス１４０において上部ケース１４１ｂを除いて示し、図３０では図２０に示すダストボックス１４０において上部ケース１４１ｂ及び上部カバー１４１ｄが分離された状態を示す。
【0356】
図２４〜図３０を上記図２０と共に参照すると、上部カバー１４１ｄは、ダストボックス１４０の上側開口部１４１ｂ’を開閉するように構成される。本実施形態においては、上部ケース１４１ｂに上側開口部１４１ｂ’が形成され、上部カバー１４１ｄが上側開口部１４１ｂ’を開閉するように上部ケース１４１ｂに着脱可能に結合される構造を示す。上側開口部１４１ｂ’は、カバー１４１ｋ上に重なるように配置される。
【0357】
上部カバー１４１ｄには、上部ケース１４１ｂとの締結及び締結解除のための操作部１４１ｄ’が備えられる。操作部１４１ｄ’は、上部カバー１４１ｄの左右両側にそれぞれ形成され、互いに対向する方向、すなわち内側への押圧操作及び付勢力による原状復帰が可能に構成されてもよい。
【0358】
上部カバー１４１ｄには、操作部１４１ｄ’の操作に連動して上部カバー１４１ｄの外周から引き出されるか又は引き込まれる固定突起１４１ｄ’’が備えられる。固定突起１４１ｄ’’は、操作部１４１ｄ’を押圧操作すると、上部カバー１４１ｄに形成された収容部に引き込まれて外周から突出しない状態に置かれ、付勢力により原状復帰すると、上部カバー１４１ｄの外周から突出した状態に置かれる。
【0359】
上側開口部１４１ｂ’を形成する上部ケース１４１ｂの内側面には、固定突起１４１ｄ’’が挿入されて固定される固定溝１４１ｂ’’が形成される。固定溝１４１ｂ’’は、固定突起１４１ｄ’’に対応する位置にそれぞれ形成され、互いに対向して配置されてもよい。あるいは、固定溝１４１ｂ’’は、上部ケース１４１ｂの内側面に沿ってループ状に延設されてもよい。この場合、固定突起１４１ｄ’’の設置自由度が向上するという利点がある。
【0360】
ダストボックス１４０には、入口１４０ａから流入する空気の流動と出口１４０ａに向けて排出される空気の流動とを分離し、前記流動をガイドする流動分離部材１４１ｇが備えられる。同図においては、流動分離部材１４１ｇが外部ケース１４１ａの内側上端部に結合されていることを示す。
【0361】
より具体的に説明すると、外部ケース１４１ａには、ダストボックス１４０の入口１４０ａ及び出口１４０ｂにそれぞれ対応する第１ホール１４１ａ’及び第２ホール１４１ａ’’がそれぞれ形成される。流動分離部材１４１ｇには、第１ホール１４１ａ’及び第２ホール１４１ａ’’にそれぞれ対応する第１開口部１４１ｇ’及び第２開口部１４１ｇ’’が形成される。上記構造により、流動分離部材１４１ｇが外部ケース１４１ａの内側に結合されると、第１ホール１４１ａ’と第１開口部１４１ｇ’とが連通してダストボックス１４０の入口１４０ａを形成し、第２ホール１４１ａ’’と第２開口部１４１ｇ’’とが連通してダストボックス１４０の出口１４０ｂを形成する。
【0362】
流動分離部材１４１ｇには、外部ケース１４１ａの内周面に形成された溝１４１ａ１に挿入される嵌合突起１４１ｇ２が形成されてもよい。また、流動分離部材１４１ｇの上部には、支持リブ１４１ｇ３が周面に沿って突設され、外部ケース１４１ａの上端に支持されてもよい。
【0363】
流動分離部材１４１ｇは、中空部を備え、内周に沿って前記中空部を囲む流動分離部１４１ｇ１が形成される。流動分離部材１４１ｇの中空部は、カバー１４１ｋ上に重なり、連通孔１４１ｋ’から排出される空気が流動分離部１４１ｇ１の上部に流入できるように構成される。
【0364】
第１開口部１４１ｇ’と第２開口部１４１ｇ’’とは流動分離部材１４１ｇの反対面上に形成される。図示のように、第１開口部１４１ｇ’は流動分離部材１４１ｇの下面上に備えられ、入口１４０ａから流入する空気が流動分離部材１４１ｇの下部で流動する。第２開口部１４１ｇ’’は流動分離部材１４１ｇの上面上に備えられ、出口１４０ｂに向けて排出される空気が流動分離部材１４１ｇの上部で流動する。
【0365】
流動分離部材１４１ｇは、第１開口部１４１ｇ’と第２開口部１４１ｇ’’間を塞ぐように形成され、第１開口部１４１ｇ’から流入する空気と第２開口部１４１ｇ’’に向けて排出される空気とを分離するように構成される。
【0366】
第１開口部１４１ｇ’には、ダストボックス１４０に流入する空気が回転流動を形成するようにガイドするために、第１開口部１４１ｇ’の一側から延びるガイド部１４１ｇ４が形成されてもよい。
【0367】
ダストボックス１４０の出口１４０ｂは、流動損失を最小限に抑え、周辺構造物と干渉することなく調和するように形成されることが好ましい。
【0368】
第１開口部１４１ｇ’及び第２開口部１４１ｇ’’は、流動分離部材１４１ｇの上部周面に沿って左右に並んで配置されてもよい。よって、第１開口部１４１ｇ’及び第２開口部１４１ｇ’’にそれぞれ対応するダストボックス１４０の入口１４０ａ及び出口１４０ｂは、ダストボックス１４０の同じ高さに形成されてもよい。
【0369】
入口１４０ａは、ダストボックス１４０に流入する空気がダストボックス１４０の底部に集塵された塵を飛散させないように、ダストボックス１４０の上部に形成される。
【0370】
マルチサイクロンの高さの制約が少ない掃除機（例えば、アップライト型、キャニスター型など）の場合、一般的には出口の方が入口に比べて高い位置に設置される。しかし、本発明のロボット掃除機１００のように高さの制約を考慮しながらもダストボックス１４０の容量を増加させなければならない場合、出口１４０ｂ及び入口１４０ａは、ダストボックス１４０の同じ高さに形成されてもよい。
【0371】
また、入口１４０ａに流入した空気が下向きに傾斜した流動分離部１４１ｇ１によりガイドされる本願発明の構造において、入口１４０ａに流入した空気が下方に向かう角度は流動分離部１４１ｇ１の傾斜に関連する。つまり、流動分離部１４１ｇ１の傾斜が大きい場合、入口１４０ａに流入した空気は、十分な遠心力を受けることができないだけでなく、ダストボックス１４０の底部に集塵された塵を飛散させることもある。
【0372】
このような観点から、流動分離部材１４１ｇの傾斜はできるだけ小さいことが好ましい。流動分離部材１４１ｇは、第１開口部１４１ｇ’の上側から第２開口部１４１ｇ’’の下側につながるので、入口１４０ａ及び出口１４０ｂがダストボックス１４０の同じ高さに形成された場合、流動分離部１４１ｇが長いほど流動分離部１４１ｇの下向き傾斜は緩やかになる。よって、流動分離部１４１ｇは、第２開口部１４１ｇ’’が第１開口部１４１ｇ’の真横に配置される場合に最も長く形成され、その結果、傾斜が最も緩やかになる。
【0373】
同図においては、入口１４０ａ及び出口１４０ｂが外部ケース１４１ａの上端に左右に並んで形成された構造を示す。流動分離部材１４１ｇは、第１開口部１４１ｇ’の上端から第２開口部１４１ｇ’’の下端に向かって外部ケース１４１ａの内周面に沿って螺旋状に下向きに傾斜した形状を有するようにしてもよい。
【0374】
内部ケース１４１ｈ、カバー１４１ｋ及び流動分離部材１４１ｇは互いに結合される。図示のように、内部ケース１４１ｈには、カバー１４１ｋ及び流動分離部材１４１ｇとの結合のための締結ボス１４１ｈ’’が備えられてもよい。
【0375】
ダストボックス１４０内に備えられるマルチサイクロンは、入口１４０ａから内部に流入した空気中の異物や塵を濾過する。異物や塵が濾過された空気は上昇して流動分離部１４１ｇ１の上部で出口１４０ｂに向かって流動する。本発明のダストボックス１４０は、このように流動する空気が最終的に出口１４０ｂから排出される前にさらに異物や塵を濾過する構造を備える。
【0376】
上部カバー１４１ｄの背面には、前記マルチサイクロンを通過して出口１４０ｂに向けて排出される空気中の異物や塵を濾過するフィルタ１４１ｆが備えられる。フィルタ１４１ｆは、カバー１４１ｋを覆うように配置され、第２サイクロン１４７ｂの渦ファインダを通過した空気中の塵を濾過する。
【0377】
上部カバー１４１ｄが上部ケース１４１ｂに装着された状態で、フィルタ１４１ｆはカバー１４１ｋを覆うように配置される。例えば、フィルタ１４１ｆは、流動分離部１４１ｇ１の上面に密着するようにしてもよく、カバー１４１ｋの上面に密着するようにしてもよい。
【0378】
フィルタ１４１ｆは、上部カバー１４１ｄの背面から突出した装着リブ１４１ｅに装着されてもよい。同図においては、装着リブ１４１ｅが複数の突出部１４１ｅ’及び装着部１４１ｅ’’を含む構造を示す。装着リブ１４１ｅは、上部カバー１４１ｄの射出成形時に一体に形成されてもよい。
【0379】
突出部１４１ｅ’は、上部カバー１４１ｄの背面から突設され、複数箇所に備えられる。装着部１４１ｅ’’は、上部カバー１４１ｄの背面から所定間隔離隔して配置され、複数の突出部１４１ｅ’により複数箇所で支持される。装着部１４１ｅ’’は、流動分離部材１４１ｇの中空部より大きいループ状に形成されてもよい。
【0380】
フィルタ１４１ｆは、フィルタ部１４１ｆ’及びシール部１４１ｆ’’を含む。
【0381】
フィルタ部１４１ｆ’は、流動分離部材１４１ｇの中空部又はカバー１４１ｋを覆うように配置され、カバー１４１ｋの連通孔１４１ｋから排出される空気中の異物や塵を濾過するように構成される。フィルタ部１４１ｆ’は、メッシュ形状を有するようにしてもよい。
【0382】
シール部１４１ｆ’’は、フィルタ部１４１ｆ’を囲むように配置され、装着部１４１ｅ’’に装着されてフィルタ１４１ｆが装着リブ１４１ｅに固定されるようにする。前記固定のために、シール部１４１ｆ’’には、装着部１４１ｅ’’が挿入される凹部が形成されてもよい。シール部１４１ｆ’’は、流動分離部１４１ｇ１の上面又はカバー１４１ｋの上面に密着してカバー１４１ｋの連通孔１４１ｋ’を覆うように配置されてもよい。
【0383】
上記構造によれば、前記マルチサイクロンにより異物や塵が濾過された空気は、フィルタ部１４１ｆ’を通過して突出部１４１ｅ’間の空間を介して出口１４０ｂから排出される。ここで、前記空間は、フィルタ１４１ｆの外周に形成され、流動分離部１４１ｇ１の上部に連通する。また、シール部１４１ｆ’’がフィルタ１４１ｆとそれに密着する流動分離部１４１ｇ１の上面又はカバー１４１ｋの上面間の隙間をシールするように構成されるので、空気中の異物や塵が前記隙間を介して出口１４０ｂから排出されることが防止される。
【0384】
ダストボックス１４０の他の詳細構成はダストボックス蓋１５０と構造的関連性を有するので、ダストボックス蓋１５０と共に説明する。
【0386】
図３１及び図３２と上記図１〜図３を共に参照すると、ダストボックス蓋１５０は、ヒンジ部１５０ａにより掃除機本体１１０に回動可能に結合され、ダストボックス１４０に結合されるとダストボックス１４０の上面を完全に覆うように配置される。上記配置状態で、ダストボックス蓋１５０の一部はダストボックス収容部１１３に収容され、ダストボックス蓋１５０の他の一部は掃除機本体１１０の後方［すなわち、正方向（Ｆ）の反対方向である逆方向（Ｒ）］に向かって突設されてもよい。ヒンジ部１５０ａは、ダストボックス蓋１５０を上方に付勢するように構成され、ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０に結合されていない場合、ダストボックス１４０の上面に対して上向きに傾斜するようにティルトした状態にある。
【0387】
ダストボックス蓋１５０は、掃除機本体１１０の前後方向に長い楕円形に形成され、ダストボックス１４０に結合されると円形のダストボックス１４０を完全に覆うように配置される。掃除機本体１１０には、掃除機本体１１０の上面から凹んだリセス部１１６がダストボックス収容部１１３の外周に沿って形成される（図１９及び図２３参照）。ダストボックス蓋１５０は、回動によりダストボックス収容部１１３に収容され、このとき、ダストボックス１４０の上面とリセス部１１６を共に覆うように配置される。掃除機本体１１０の前後方向に対応するダストボックス蓋１５０の前後長さは、掃除機本体１１０の左右方向に対応するダストボックス蓋１５０の左右長さより長くてもよく、前記左右長さは、ダストボックス蓋１５０の半径と同じか又は前記半径より長い。
【0388】
ダストボックス蓋１５０には、タッチキー１５０’、タッチスクリーン１５０’’及びディスプレイ部（図示せず）の少なくとも１つが備えられてもよい。タッチスクリーン１５０’’は、視覚情報を出力して前記視覚情報へのタッチ入力を受け取るように構成されるという点で、視覚情報を出力するがタッチ機能は備えないディスプレイとは区別される。
【0389】
ダストボックス蓋１５０は、トップカバー１５１、ボトムカバー１５２、及びトップカバー１５１とボトムカバー１５２との間のミドルフレーム１５３を含んでもよい。上記各構成は合成樹脂材質で形成されてもよい。
【0390】
トップカバー１５１は、透光性を有するように構成されてもよい。例えば、トップカバー１５１自体が半透光性を有するように形成されてもよく、トップカバー１５１自体は透光性を有するようにし、トップカバー１５１の背面に貼り付けられるフィルムが半透光性を有するように形成されてもよい。トップカバー１５１が透光性を有するので、タッチキー１５０’のピクトグラム（pictogram）又はタッチスクリーン１５０’’もしくはディスプレイから出力される視覚情報がトップカバー１５１を介してユーザに伝達される。
【0391】
トップカバー１５１の背面には、トップカバー１５１へのタッチ入力を検知するタッチセンサが取り付けられてもよい。前記タッチセンサは、後述するタッチキーモジュール１５４ａ及び／又はタッチスクリーンモジュール１５４ｂを構成するようにしてもよい。
【0392】
ボトムカバー１５２は、トップカバー１５１と結合され、トップカバー１５１と共にダストボックス蓋１５０の外観を形成する。ボトムカバー１５２は、不透光性材質で形成されてもよく、ダストボックス蓋１５０の内部に電子素子やサブ回路基板１５７を装着するための装着面を形成する。
【0393】
トップカバー１５１又はボトムカバー１５２には、掃除機本体１１０に回動可能に結合されるヒンジ部１５０ａが結合されてもよい。ヒンジ部１５０ａは、トップカバー１５１又はボトムカバー１５２自体に備えられてもよい。
【0394】
ボトムカバー１５２には電子素子やサブ回路基板１５７が装着される。例えば、ボトムカバー１５２には、掃除機本体１１０のメイン回路基板（図示せず）に電気的に接続されるサブ回路基板１５７が装着される。ここで、メイン回路基板は、ロボット掃除機１００の各種機能を動作させるための制御部の一例として構成されてもよい。
【0395】
サブ回路基板１５７には各種電子素子が装着される。同図においては、サブ回路基板１５７上にタッチキーモジュール１５４ａ、タッチスクリーンモジュール１５４ｂ及び赤外線受信ユニット１５６（例えば、ＩＲセンサ）が電気的に接続されていることを示す。前記電気的接続は、電子素子がサブ回路基板１５７に実装されることだけでなく、電子素子がフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を介してサブ回路基板１５７に接続されることを含む。
【0396】
タッチキーモジュール１５４ａ上のトップカバー１５１にはピクトグラムが印刷され、タッチキーモジュール１５４ａはトップカバー１５１のピクトグラム部分へのタッチ入力を検知するように構成される。タッチキーモジュール１５４ａは、タッチセンサを含み、前記タッチセンサは、トップカバー１５１の背面に取り付けられてもよく、トップカバー１５１に隣接して配置されてもよい。タッチキーモジュール１５４ａは、ピクトグラムを照らすバックライトユニットをさらに含んでもよい。
【0397】
タッチスクリーンモジュール１５４ｂは、視覚情報の出力によりロボット掃除機１００とユーザ間の出力インタフェースを提供すると共に、トップカバー１５１へのタッチ入力を検知するように構成されてロボット掃除機１００とユーザ間の入力インタフェースを提供する。タッチスクリーンモジュール１５４ｂは、トップカバー１５１を介して視覚情報を出力するディスプレイ、及びトップカバー１５１へのタッチ入力を検知するタッチセンサを含み、これらはレイヤ構造をなすか又は一体に形成されることによりタッチスクリーンを実現する。
【0398】
タッチスクリーンモジュール１５４ｂは、ミドルフレーム１５３の貫通孔１５３ｂに収容されてボンディング、フック結合などによりミドルフレーム１５３に結合されるようにしてもよい。この場合、タッチスクリーンモジュール１５４ｂは、フレキシブルプリント基板を介してサブ回路基板１５７に電気的に接続されてもよい。タッチスクリーンモジュール１５４ｂは、トップカバー１５１の背面に取り付けられてもよく、トップカバー１５１に隣接して配置されてもよい。
【0399】
ダストボックス蓋１５０には加速度センサ１５５が備えられてもよい。加速度センサ１５５は、サブ回路基板１５７に実装されてもよく、フレキシブルプリント基板を介してサブ回路基板１５７に電気的に接続されてもよい。加速度センサ１５５は、加速度センサ１５５に作用する重力加速度を互いに垂直なＸ、Ｙ、Ｚベクトルに分けて検知する。
【0400】
制御部は、このような加速度センサ１５５により検知されたＸ、Ｙ、Ｚベクトル値を用いてダストボックス蓋１５０の開閉を検知するようにしてもよい。具体的には、ダストボックス蓋１５０の閉状態を基準とすると、ダストボックス蓋１５０の開状態（ティルト状態）では、少なくとも２つのベクトル値が異なる。すなわち、ダストボックス蓋１５０の傾斜の程度に応じて加速度センサ１５５により検知されるベクトル値が異なる。
【0401】
制御部は、前記２つの状態でのベクトル値の差が予め設定された基準値以上の場合、ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０に締結されていない状態と判断し、対応する制御信号を発生するようにしてもよい。例えば、ダストボックス蓋１５０が開いたティルト状態の場合、制御部は、加速度センサ１５５によりそれを検知してホイールユニット１１１の駆動を停止してアラームを発生するようにしてもよい。
【0402】
また、ダストボックス蓋１５０に振動が加わると、加速度センサ１５５により検知されるベクトル値が異なる。制御部は、所定時間内に予め設定された基準値以上のベクトル値の変化が検知された場合、タッチスクリーンモジュール１５４ｂを非アクティブ化（ＯＦＦ）状態からアクティブ化（ＯＮ）状態に切り替えるようにしてもよい。例えば、タッチスクリーンモジュール１５４ｂが非アクティブ化された状態でユーザがダストボックス蓋１５０を複数回叩くと、制御部は、加速度センサ１５５によりそれを検知してタッチスクリーンモジュール１５４ｂをアクティブ化状態に切り替えるようにしてもよい。
【0403】
前述した加速度センサ１５５の代わりにジャイロセンサを用いてもよい。あるいは、加速度センサ１５５とジャイロセンサを共に用いて相互補完により向上した検知性能を実現するようにしてもよい。
【0404】
赤外線受信ユニット１５６は、サブ回路基板１５７の各角部に配置され、異なる方向から送信される赤外線信号を受信するように形成されてもよい。ここで、赤外線信号は、ロボット掃除機１００を制御するためのリモコン（図示せず）の操作時に前記リモコンから出力される信号であってもよい。
【0405】
ミドルフレーム１５３は、サブ回路基板１５７を覆うように配置され、サブ回路基板１５７上に実装されたタッチキーモジュール１５４ａ及びタッチスクリーンモジュール１５４ｂにそれぞれ対応する貫通孔１５３ａ、１５３ｂを備える。貫通孔１５３ａ、１５３ｂを規定する内側面は、タッチキーモジュール１５４ａ及びタッチスクリーンモジュール１５４ｂのそれぞれを囲むように形成される。
【0406】
ミドルフレーム１５３の各角部には、それぞれの赤外線受信ユニット１５６の上部を覆うように配置され、赤外線を受信できるように前方が開放された形態の収容部１５３ｃが備えられてもよい。上記配置によれば、赤外線受信ユニット１５６は、ダストボックス蓋１５０の側面［具体的には、透光性を有するトップカバー１５１の側面］に対向して配置される。赤外線受信ユニット１５６の上部が収容部１５３ｃにより覆われるので、天井に配置される三波長ランプ又は太陽光による赤外線受信ユニット１５６の誤作動を防止することができる。
【0407】
ダストボックス蓋１５０は、少なくとも一部が掃除機本体１１０の上面より突出するように配置されてもよい。図示のように、トップカバー１５１は、上面から外側下向きに傾斜して延びるテーパ部１５１ａを備えてもよい。テーパ部１５１ａは、トップカバー１５１の外周に沿って延設され、上記図３に示すように、ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０に結合された状態で掃除機本体１１０の上面より突出するように配置されてもよい。
【0408】
もし、トップカバー１５１の上面から垂直下向きに延びる側面が連続して形成された場合は、トップカバー１５１の角部においてトップカバー１５１に流入する赤外線信号が屈折又は反射し、赤外線受信ユニット１５６の受信性能が低下することがある。また、トップカバー１５１の側面が掃除機本体１１０の上面により完全に遮蔽された場合は、赤外線受信ユニット１５６の受信性能がさらに低下せざるを得ない。
【0409】
しかし、上記構造によれば、テーパ部１５１ａにより、トップカバー１５１に流入する赤外線信号がほとんど屈折又は反射することなく、テーパ部１５１ａの内側に隣接配置される赤外線受信ユニット１５６に流入するようにすることができる。また、テーパ部１５１ａが掃除機本体１１０の上面より突出するように配置され、赤外線受信ユニット１５６が複数備えられてテーパ部１５１ａの内側に所定間隔離隔して配置されることにより、四方から赤外線信号を受信することができる。従って、赤外線受信ユニット１５６の受信性能が向上する。
【0410】
以下、ダストボックス１４０の固定構造について説明する。
【0412】
図３３及び図３４と上記図２０を共に参照すると、ダストボックス蓋１５０は、ダストボックス１４０のロック部１４４に締結可能に構成されるフック部１５８を備える。同図においては、ボトムカバー１５２の底面一側にフック部１５８が突設されていることを例示する。フック部１５８は、ヒンジ部１５０ａの反対側に備えられてもよい。
【0413】
フック部１５８がロック部１４４に締結されると、ダストボックス１４０の上部に備えられる取っ手１４３はダストボックス蓋１５０により加圧されて取っ手収容部１４２内に収容される。フック部１５８とロック部１４４との締結が解除されると、取っ手１４３は弾性部により加圧されて取っ手収容部１４２から突出する。上記図に示すように、取っ手１４３は、上部ケース１４１ｂに対して傾斜して配置されてもよい。
【0414】
ダストボックス１４０に備えられるロック部１４４は、ボタン部１４４ａ及び係止部１４４ｂを含む。ロック部１４４は、掃除機本体１１０の後方に露出する。
【0415】
ボタン部１４４ａは、ダストボックス１４０の側面に押圧操作可能に構成され、係止部１４４ｂは、ダストボックス蓋１５０のフック部１５８が係止されるように構成され、ボタン部１４４ａの押圧操作によりフック部１５８との係止が解除されるように構成される。係止部１４４ｂは、ダストボックス１４０の上部に形成されてもよい。
【0416】
以上、ダストボックス蓋１５０にフック部１５８が形成され、ダストボックス１４０にロック部１４４が備えられた場合を例に挙げて説明したが、フック部１５８の形成位置とロック部１４４の形成位置を入れ替えてもよい。すなわち、ダストボックス蓋１５０にロック部が備えられ、ダストボックス１４０にフック部が備えられるようにしてもよい。
【0417】
このように、ダストボックス蓋１５０は、フック部１５８とロック部１４４との締結構造によりダストボックス１４０に着脱可能に結合される。すなわち、ダストボックス蓋１５０と掃除機本体１１０との直接的な締結関係は存在せず、ダストボックス蓋１５０がダストボックス収容部１１３に収容されたダストボックス１４０に締結される構造といえる。
【0418】
前述したように、ダストボックス収容部１１３に収容されたダストボックス１４０は、前述した装着突起１１３ｂ及び装着凹部１４９と係止フック１４５及び段差１１６ａ’により横方向への移動が制限される。ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３に収容された状態で、ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０を覆うようにダストボックス１４０に締結されると、ダストボックス１４０の上方移動も制限され、ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３から離脱することを防止することができる。
【0419】
ダストボックス１４０が装着されていない場合は、ダストボックス蓋１５０がヒンジ部１５０ａを中心に自由に回動可能な状態、すなわち非固定状態に置かれる。前述したように、このような非固定状態で、ダストボックス蓋１５０は、上方にティルトして配置されるようにしてもよい。
【0420】
ダストボックス蓋１５０は、ダストボックス１４０に締結されると、水平な状態に配置される。ダストボックス蓋１５０は、ダストボックス１４０に締結されないと、上向きに傾斜するようにティルトした状態に置かれる。ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３に収容されていない状態で、ダストボックス蓋１５０が上向きに傾斜するようにティルトした状態に置かれることは言うまでもない。
【0421】
よって、ユーザはダストボックス蓋１５０がティルトした状態にあるか否かを肉眼で確認することにより、ダストボックス蓋１５０がダストボックス１４０に締結されているか否かを直観的に確認することができる。
【0422】
一方、ダストボックス１４０で濾過された空気は、ダストボックス１４０から排出され、最終的に排気口１１２から外部に排出される。ここで、排気口１１２の前方には、前記濾過された空気に含まれる微細塵を濾過するフィルタユニット１６０が配置される。以下、フィルタユニット１６０について説明する。
【0423】
図３５は図１９に示すダストボックス収容部１１３の内側を示す図であり、図３６は図３５に示すフィルタユニット１６０が回動した状態を示す概念図であり、図３７は図３６に示すフィルタユニット１６０の分解斜視図である。
【0424】
図３５〜図３７に示すように、フィルタユニット１６０は、掃除機本体１１０の内部に収容され、排気口１１２の前方に配置される。フィルタユニット１６０は、ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３から分離されると外部に露出する。ここで、排気口１１２は、ダストボックス収容部１１３を規定する掃除機本体１１０の内側壁に形成されてもよい。排気口１１２は、ダストボックス収容部１１３を囲む掃除機本体１１０の一端部（左側端部又は右側端部）に形成されてもよい。本実施形態においては、図面上でダストボックス収容部１１３の左側端部に排気口１１２が掃除機本体１１０の高さ方向に長く形成されていることを示す。
【0425】
前述したように、第２開口１１０ｂから排出される空気は排気流路を介して排気口１１２にガイドされる。排気口１１２が掃除機本体１１０の一端部に形成された構造により、前記排気流路は掃除機本体１１０の一端部に延びる。フィルタユニット１６０は前記排気流路上に配置される。
【0426】
フィルタユニット１６０は、フィルタケース１６１及びフィルタ１６２を含む。
【0427】
フィルタケース１６１は、ダストボックス収容部１１３を規定する掃除機本体１１０の内側壁にヒンジ結合されるヒンジ部１６１ｃを備える。従って、フィルタケース１６１は、掃除機本体１１０に対して回動可能に構成される。
【0428】
フィルタケース１６１は、フィルタ収容部１６１ａ、及びフィルタ収容部１６１ａに連通して排気口１１２に対向して配置される通気口１６１ｂを備える。フィルタケース１６１に流入する空気は、フィルタ収容部１６１ａに装着されたフィルタ１６２を経て通気口１６１ｂから排出される。
【0429】
フィルタ１６２は、フィルタ収容部１６１ａに装着される。フィルタ１６２としては、微細塵を濾過するためのＨＥＰＡフィルタが用いられてもよい。フィルタ１６２には取っ手１６２ａが備えられてもよい。
【0430】
同図においては、フィルタケース１６１の前面にフィルタ収容部１６１ａが形成され、フィルタケース１６１の側面に通気口１６１ｂが形成されていることを例示する。より具体的には、フィルタケース１６１の側面に貫通孔１６１ｅが形成され、貫通孔１６１ｅからのフィルタ１６２の挿入をガイドするように、フィルタケース１６１の底面にフィルタ１６２の挿入方向に沿ってガイドレール１６１ｆが突設される。
【0431】
フィルタケース１６１へのフィルタ１６２の装着構造がこれに限定されるものではない。他の例として、同図に示す構造とは異なり、フィルタ１６２は、フィルタケース１６１の前面から装着されてフィルタ収容部１６１ａに収容されるようにしてもよい。この場合、フィルタ１６２は、フィルタ収容部１６１ａにフック結合により固定されるようにしてもよい。
【0432】
フィルタケース１６１は、内側壁に形成された開口１１５により掃除機本体１１０の内部に収納可能に構成され、掃除機本体１１０の内部に収納された状態で外面が外部に露出して掃除機本体１１０の内側壁と共にダストボックス収容部１１３を規定するように構成される。そのために、フィルタケース１６１の外面は、曲面状に形成されるようにしてもよく、ダストボックス収容部１１３の内側壁と実質的に同じ曲率を有する曲面状に形成されることが好ましい。
【0433】
掃除機本体１１０の内側壁と共にダストボックス収容部１１３を規定するフィルタケース１６１の一面には、ノブ１６１ｄが形成されてもよい。図２及び図１９を参照すると、ダストボックス１４０がダストボックス収容部１１３に収容された状態で、ダストボックス１４０はフィルタケース１６１を覆って遮蔽し、ノブ１６１ｄはダストボックス１４０に覆われて外部に露出しない。
【0434】
フィルタケース１６１は、開口１１５を開放するように回動した状態で、ダストボックス収容部１１３内に配置されるようにしてもよい。上記構造によれば、フィルタ収容部１６１ａが外部に露出し、フィルタ１６２を容易に交換することができる。