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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】
(24)【登録日】2023-08-08
(45)【発行日】2023-08-17
(54)【発明の名称】自律型掃除機
(51)【国際特許分類】
A47L 9/28 20060101AFI20230809BHJP
A47L 9/04 20060101ALI20230809BHJP
A47L 9/00 20060101ALI20230809BHJP
【ＦＩ】
A47L9/28 E
A47L9/04 A
A47L9/00 102A
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020017364
(22)【出願日】2020-02-04
(65)【公開番号】P2021122448
(43)【公開日】2021-08-30
【審査請求日】2022-09-02
(73)【特許権者】
【識別番号】503376518
【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】竹本 律雄
(72)【発明者】
【氏名】大島 郁夫
【審査官】東 勝之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１６６１１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１０６８２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２２２２２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５０３２６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－１６７１０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６２－２９２１２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０１８４５１８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ４７Ｌ ９／００ － ９／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体と、前記本体の底面に設けられる掃除部と、
前記本体を移動させる移動部と、
前記移動部を制御して前記本体を自律で移動させる制御部と、を備えた自律型掃除機であって、
前記本体は、超信地旋回する時の超信地旋回中心から前記本体の側端までの第一距離を半径とする第一円の外側領域に突出し、かつ前記超信地旋回中心よりも前側に位置する前半部を有し、
前記前半部は、直線状の前縁部と、信地旋回する時の信地旋回中心から遠い方の側縁部と、を有し、
平面視において前記本体の前記前縁部および前記側縁部は、前記自律型掃除機の外形線の一部を描き、
前記側縁部は、前記信地旋回中心から前記本体の前記側端までの第二距離を半径とする第二円と、前記前縁部の延長線である第一仮想線と、前記第一仮想線に直行し、かつ前記側端を通る第二仮想線と、に囲まれる領域の内側に配置され、
前記側縁部の前端部は、前記前縁部に鈍角をなして交わって前記本体が信地旋回中に障害物に接した場合には前記本体と前記障害物との干渉を緩和する形状を有し、
前記掃除部は、前記前縁部に沿って前記自律型掃除機の前記外形線より内側に配置される自律型掃除機。
【請求項2】
前記側縁部は、前記本体の外側へ向かって膨らむ形状を有する請求項１に記載の自律型掃除機。
【請求項3】
前記側縁部は、曲線形状を有する請求項２に記載の自律型掃除機。
【請求項4】
前記側縁部に設けられる緩衝部を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の自律型掃除機。
【請求項5】
前記掃除部は、前記前縁部に沿って延びる回転中心線の周りに回転可能な回転ブラシであって、前記回転ブラシのブラシ毛は、前記前縁部の前方へ突出して延びている請求項１から４のいずれか１項に記載の自律型掃除機。
【請求項6】
前記本体の前記前縁部に揺動可能に設けられて前記回転ブラシの一部を覆うブラシカバーを備える請求項５に記載の自律型掃除機。
【請求項7】
前記前縁部は、前記第一円の外側領域に突出し、かつ前記信地旋回中心を通って真正面へ向かって延びる左右一対の第三仮想線に挟まれる領域の内側に位置する請求項１から６のいずれか１項に記載の自律型掃除機。
【請求項8】
自律移動時に前記本体に前記障害物が接近したこと、および接触したことの少なくともいずれかを検知する検知部を備え、前記制御部は、前記検知部が前記本体の前方および一方の側方に前記障害物を検知した場合には、前記検知部の検出結果を参照して前記障害物を回避しながら自律移動するのを止めて、前記信地旋回によって前記本体の進行方向を変える請求項１から７のいずれか１項に記載の自律型掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明に係る実施形態は、自律型掃除機に関する。
【背景技術】
【0002】
平面視において、差渡しの幅が常に一定の定幅図形、例えばルーローの三角形（Reuleaux Triangle）の本体を備える自律型電気掃除機が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１６／００２１８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
自律型掃除機は、例えば吸込口、および不織布のような拭き掃除部材の少なくとも一方を有する掃除部を備えている。
【0005】
そして、掃除場所の壁際や掃除場所の角、あるいは隅を掃除するためには、掃除部は、自律型掃除機の本体の底面の前縁部に設けられていることが好ましい。この前縁部は、極力隙間なくぴったりと壁際や角に接近できることが好ましい。つまり、自律型掃除機の本体は、直線状の前縁部を有することが好ましい。
【0006】
ところで、平面視において、例えば円形やルーローの三角形のような定幅図形の本体を有する自律型掃除機は、掃除部を壁際や角に隙間なくぴったりと接近させることが難しい一方で、壁際や角において、その場で旋回する、いわゆる超信地旋回を容易に行うことができる。そのため、従来の自律型掃除機は、壁際や角における掃除能力に劣るものの、その場で超信地旋回して向きを変えて、次の掃除場所へスマートに移動できる。
【0007】
しかしながら、直線状の前縁部を有する自律型掃除機は、壁際や角における掃除能力に勝るものの、本体が壁際や角に接した状態では、壁際や角が邪魔になって超信地旋回を行うことは難しい。
【0008】
そこで、本発明は、掃除場所の壁際や角における掃除能力に優れ、かつ除場所の壁際や角から円滑に脱して移動可能な自律型掃除機を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る自律型掃除機は、本体と、前記本体の底面に設けられる掃除部と、前記本体を移動させる移動部と、前記移動部を制御して前記本体を自律で移動させる制御部と、を備えている。前記本体は、超信地旋回する時の超信地旋回中心から前記本体の側端までの第一距離を半径とする第一円の外側領域に突出し、かつ前記超信地旋回中心よりも前側に位置する前半部を有している。前記前半部は、直線状の前縁部と、信地旋回する時の信地旋回中心から遠い方の側縁部と、を有している。平面視において前記本体の前記前縁部および前記側縁部は、前記自律型掃除機の外形線の一部を描いている。前記側縁部は、前記信地旋回中心から前記本体の前記側端までの第二距離を半径とする第二円と、前記前縁部の延長線である第一仮想線と、前記第一仮想線に直行し、かつ前記側端を通る第二仮想線と、に囲まれる領域の内側に配置される。前記側縁部の前端部は、前記前縁部に鈍角をなして交わって前記本体が信地旋回中に障害物に接した場合には前記本体と前記障害物との干渉を緩和する形状を有している。前記掃除部は、前記前縁部に沿って前記自律型掃除機の前記外形線より内側に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の斜視図。
【図2】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の左側面図。
【図3】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の底面図。
【図4】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例の概略的な平面図。
【図5A】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例における掃除手順の一例を示す図。
【図5B】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例における掃除手順の一例を示す図。
【図5C】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例における掃除手順の一例を示す図。
【図5D】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例における掃除手順の一例を示す図。
【図5E】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例における掃除手順の一例を示す図。
【図7A】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例における掃除手順の一例を示す図。
【図7B】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例における掃除手順の一例を示す図。
【図7C】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例における掃除手順の一例を示す図。
【図7D】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例における掃除手順の一例を示す図。
【図7E】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例における掃除手順の一例を示す図。
【図7F】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例における掃除手順の一例を示す図。
【図7G】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例における掃除手順の一例を示す図。
【図8】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第三例の斜視図。
【図9】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第三例の左側面図。
【図10】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第三例の底面図。
【図11】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の側縁部の拡大平面図。
【図12】本発明の実施形態に係る自律型掃除機の側縁部の拡大平面図。
【図13】本発明の実施形態に係る自律型掃除機のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
【0012】
図１は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の斜視図である。
【0013】
図１に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、いわゆるロボットクリーナである。自律型掃除機１は、本体２に搭載される二次電池３の電力を消費して自律で移動する。自律型掃除機１は、掃除場所としての被掃除領域Ａの被掃除面ｆ、つまり床面を網羅的に動き回って掃除する。自律型掃除機１は、掃除運転の後、充電台５へ帰巣して次の掃除運転を待機する。充電台５に帰巣した自律型掃除機１は、次の掃除運転を待機している最中、二次電池３を充電する。そのため、自律型掃除機１は、使用者による充電の手間を省き、かつ使用者の求めによる突発的な掃除運転に対応できる。
【0014】
充電台５は、居室内の被掃除面ｆに設置可能である。充電台５は、自律型掃除機１を円滑に接続または離脱可能である。充電台５は、自律型掃除機１が接続された状態で、商用交流電源から二次電池３へ電力を導く電源コード６を備えている。電源コード６は、二次電池３へ送電する電路である。
【0015】
図２は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の左側面図である。
【0016】
図３は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の底面図である。
【0017】
図１に加えて、図２および図３に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、本体２と、本体２を移動させる移動部１１と、本体２の下方の被掃除面ｆを掃除する掃除部１２と、本体２の周囲の被検知物を検知する検知部１３と、検知部１３、移動部１１、および掃除部１２を制御して自律型掃除機１の運転を制御する制御部１５と、移動部１１、掃除部１２、検知部１３、および制御部１５を含む自律型掃除機１の各部へ電力を供給する二次電池３と、を備えている。
【0018】
【0019】
本体２は、例えば合成樹脂製の本体ケース２１と、本体ケース２１の側面に設けられるバンパー２２と、を備えている。本体２は、平面視において非定幅図形状を有している。本体２の前縁部２３は直線状の形状を有している。
【0020】
本体ケース２１は、本体２の外殻である。
【0021】
バンパー２２は、本体２の側縁部２５に設けられている。
【0022】
移動部１１は、複数の駆動輪２６と、対応する駆動輪２６を個別に駆動させる複数の電動機２７と、複数の駆動輪２６とともに被掃除面ｆ上の本体２を支える従動輪２８と、を備えている。
【0023】
それぞれの駆動輪２６は、本体２を移動させる力を被掃除面ｆへ伝える。それぞれの駆動輪２６は、本体２の幅方向、つまり本体２の左右幅方向に延びる車軸のまわりに転がる。複数の駆動輪２６は、少なくとも本体２の幅方向、つまり本体２の左右方向に離間する一対の駆動輪２６を含んでいる。駆動輪２６は、懸架装置、いわゆるサスペンションによって被掃除面ｆに押さえつけられている。
【0024】
それぞれの電動機２７は、それぞれの駆動輪２６を個別に独立して駆動させる。換言すると、自律型掃除機１は、それぞれの電動機２７を個別かつ独立に制御して、それぞれの駆動輪２６を個別かつ独立に駆動させる。自律型掃除機１は、本体２の幅方向に離間する一対の駆動輪２６を同じ方向へ回転させることによって直進し、一対の駆動輪２６を異なる方向へ回転させることによって旋回する。また、自律型掃除機１は、左右の駆動輪２６の出力を上下させて前進、または後退の速度を調整したり、左右の駆動輪２６の出力を相違させて旋回半径の大小を調整したりすることができる。自律型掃除機１の直進は、自律型掃除機１の前進、および自律型掃除機１の後退を含んでいる。自律型掃除機１の旋回は、自律型掃除機１の右旋回、およびは、自律型掃除機１の左旋回を含んでいる。
【0025】
自律型掃除機１は、左右の電動機２７を異なる方向に回転させ、かつ左右の電動機２７を同程度の出力で駆動させて、その場で旋回する、いわゆる超信地旋回（spin turn、neutral turn、counter-rotation turn）を行うことができる。また、自律型掃除機１は、左右いずれか一方の電動機２７を停止させ、左右いずれか他方の電動機２７を駆動させて、停止している駆動輪２６を軸にして旋回する、いわゆる信地旋回（pivot turn、skid turn）を行うことができる。さらにまた、自律型掃除機１は、左右の電動機２７を異なる回転速度で駆動させて、前進または後退しながら弧を描いて進路を変える、いわゆる緩旋回（power turn）を行うことができる。なお、超信地旋回、信地旋回、および緩旋回を総称して単に旋回と言う。
【0026】
なお、本実施形態に係る自律型掃除機１の移動部１１は、左右一対の駆動輪２６に代えて無限軌道を備えていても良い。また、移動部１１は、左右それぞれに複数、配置される駆動輪２６を備えていても良い。いずれの場合であっても、超信地旋回する時の旋回中心を超信地旋回中心Ｃｎ１と呼び、信地旋回をするときの旋回中心を信地旋回中心Ｃｎ２と呼び、緩旋回をするときの旋回中心を緩旋回中心と呼ぶ。超信地旋回中心Ｃｎ１は本体２の重心に一致していることが好ましい。
【0027】
また、本実施形態では、説明を簡単にするために、駆動輪２６は左右一対あり、左右の駆動輪２６の車軸は一直線に配置されているものとする。超信地旋回中心Ｃｎ１は、左右の駆動輪２６の中間にあって、車軸の延長線上に位置するものとする。信地旋回中心Ｃｎ２は、左右いずれか一方の駆動輪２６の接地点に位置するものとする。
【0028】
従動輪２８は、本体２の下部の幅方向の略中央部、かつ後部に配置されている。従動輪２８は、円形の回転体であり、例えばキャスターである。従動輪２８は、自律型掃除機１の前進、後退、および旋回に容易に追従して向きを変え、自律型掃除機１の移動を安定させる。なお、駆動輪２６および従動輪２８に支えられる自律型掃除機１の重心は、一対の駆動輪２６と従動輪２８とがなす三角形の内側に配置されていることが好ましい。換言すると、自律型掃除機１は、より安定して移動することができる。従動輪２８はなくても良い。
【0029】
掃除部１２は、本体２の底部に設けられている。掃除部１２は、本体２の真下、およびその周囲の被掃除面ｆの塵埃を掃除する。掃除部１２は、例えば、負圧を生じさせて塵埃を吸引する吸込掃除部３１、および本体２の下方の床面を拭き掃除もしくは磨き掃除する拭き掃除部３２のいずれかを含んでいる。
【0030】
吸込掃除部３１は、本体２の底面に設けられる吸込口３４と、吸込口３４に配置される回転ブラシ３５と、回転ブラシ３５を回転駆動させるブラシ用電動機３６と、本体２の後部に設けられる塵埃容器３７と、本体２内に収容されて塵埃容器３７に流体的に接続される電動送風機３８と、を備えている。
【0031】
吸込口３４は、電動送風機３８が発生させる負圧によって空気とともに塵埃を吸い込む。吸込口３４は、本体２の底部の前縁部２３に配置されている。吸込口３４は、本体２の幅方向に延びている。換言すると、吸込口３４の左右方向の開口幅は、吸込口３４の前後方向の開口幅よりも大きい。本体２の底面が自律走行時に被掃除面ｆに対向し、対面しているため、吸込口３４は、被掃除面ｆ上の塵埃、または回転ブラシ３５が被掃除面ｆから掻き上げた塵埃を容易に吸い込むことができる。
【0032】
回転ブラシ３５の回転中心線は、自律型掃除機１の幅方向に向けられている。自律型掃除機１を被掃除面ｆ上に走行可能な状態で置いたとき、回転ブラシ３５は、被掃除面ｆに接触する。そのため、回転駆動する回転ブラシ３５は、被掃除面ｆ上の塵埃を掻き上げる。掻き上げられた塵埃は、吸込口３４へ効率的に吸い込まれる。
【0033】
ブラシ用電動機３６は、回転ブラシ３５を正転または逆転させる。回転ブラシ３５の正転方向は、前進時に自律型掃除機１の推進力を補助する方向である。回転ブラシ３５の逆転方向は、後退時に自律型掃除機１の推進力を補助する方向である。
【0034】
塵埃容器３７は、電動送風機３８が発生させる吸込負圧によって吸込口３４から吸い込まれる塵埃を蓄積する。塵埃容器３７は、塵埃を濾過捕集するフィルターや、遠心分離や直進分離などの慣性分離によって塵埃を蓄積する分離装置である。遠心分離は、サイクロン分離とも呼ばれる。直進分離は、直進する空気と塵埃との慣性力の差で塵埃と空気とを分離する分離方式である。塵埃容器３７は、本体２へ着脱可能であり、また開閉可能である。使用者は、塵埃容器３７を本体２から一時的に取り外して、塵埃容器３７を開いて塵埃容器３７に蓄積された塵埃を容易に廃棄したり、塵埃容器３７を清掃したり、洗浄したりすることができる。
【0035】
電動送風機３８は、二次電池３の電力を消費して駆動する。電動送風機３８は、塵埃容器３７から空気を吸い込んで吸込負圧を生じさせる。塵埃容器３７に発生した負圧は、吸込口３４に作用する。本体２は、電動送風機３８の排気（清浄な空気）を、本体２の外側へ流出させる排気口を有している。
【0036】
拭き掃除部３２は、本体２の底部、かつ吸込口３４の真後ろに配置されている。拭き掃除部３２は、例えば本体２の底面に着脱可能な不織布等の繊維材料製の拭き掃除シート３９を備えている。拭き掃除シート３９は、自律型掃除機１を被掃除面ｆ上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面ｆに接触する。拭き掃除シート３９は、駆動輪２６が被掃除面ｆで空転しない程度の圧力で、被掃除面ｆに押し当てられていることが好ましい。拭き掃除シート３９と本体２の底面との間には、発泡樹脂などの弾性部材が設けられている。この弾性部材は、拭き掃除シート３９を被掃除面ｆに均一の圧力で押し当てる。
【0037】
なお、吸込掃除部３１と拭き掃除部３２との配置の前後は逆であっても良い。つまり、図２のように、吸込掃除部３１が本体２の底部の前縁部２３に配置され、拭き掃除部３２が吸込掃除部３１の直後に配置されていても良いし、拭き掃除部３２が本体２の底部の前縁部２３に配置され、吸込掃除部３１が拭き掃除部３２の直後に配置されていても良い。いずれの配置関係であっても、吸込掃除部３１および拭き掃除部３２のいずれか一方は、前縁部２３に沿って配置されている。換言すると、掃除部１２は、本体２の底部において、最も前側に配置されている。
【0038】
検知部１３は、本体２の移動にともなって本体２に近づく被検知物Ｏ、または本体２に接触する被検知物Ｏを検知する。検知部１３は、本体２に設けられて自律型掃除機１の周囲の画像を撮影するカメラ部４１と、本体２に設けられて本体２が自律型掃除機１以外の物体、つまり被検知物Ｏに接近したことを検知する近接検知部４２と、本体２に設けられて本体２が自律型掃除機１以外の物体、つまり被検知物Ｏに接触したことを検知する接触検知部４３と、を含んでいる。
【0039】
カメラ部４１は、本体２の正面に設けられている。カメラ部４１は、自律型掃除機１の前方、つまり前進時の走行方向を撮影する。
【0040】
自律型掃除機１は、カメラ部４１に代えて、または加えて、ステレオカメラとは異なる原理によって撮影範囲における奥行きの情報を得る距離測定装置４５を備えていても良い。
【0041】
近接検知部４２は、例えば赤外線センサーや、超音波センサーである。赤外線センサーを利用する近接検知部４２は、赤外線を発する発光素子と、光を受けとって電気信号に変換する受光素子と、を備えている。近接検知部４２は、発光素子から赤外線を放ち、被検知物Ｏで反射される赤外線を受光素子で受光して電力に変換し、変換された電力が一定以上になると、被検知物Ｏが一定距離内に近づいたことを検知する。つまり、近接検知部４２は、本体２が被検知物Ｏに接触する以前に検知する。超音波センサーを利用する近接検知部４２は、赤外線に代えて超音波を利用して被検知物Ｏを検知する。
【0042】
接触検知部４３は、いわゆるバンパーセンサーである。接触検知部４３は、移動する本体２が被検知物Ｏに接触した際に、本体２への衝撃を緩和するバンパー２２に連動している。バンパー２２は、被検知物Ｏに接触した際に、本体２の内側へ向かって押し込まれるように変位する。接触検知部４３は、このバンパー２２の変位を検知して本体２が被検知物Ｏに接触したことを検知する。接触検知部４３は、例えばバンパー２２の変位によって入り、切りされるマイクロスイッチ、またはバンパー２２の変位量を非接触で測定する赤外線センサーや、超音波センサーを含んでいる。
【0043】
二次電池３は、移動部１１、掃除部１２、検知部１３、および制御部１５を含む自律型掃除機１の各部で消費される電力を蓄えている。二次電池３は、例えばリチウムイオン電池であり、充放電を制御する制御回路を有している。この制御回路は、二次電池３の充放電に関する情報を制御部１５へ出力している。
【0044】
次いで、自律型掃除機１の本体２について詳細に説明する。なお、第一例の本体２、第二例の本体２Ａ（以下、単に「本体２Ａ」と言う。）、および第三例の本体２Ｂ（以下、単に「本体２Ｂ」と言う。）において、同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0045】
図４は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第一例の概略的な平面図である。
【0046】
図４に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１の本体２は、超信地旋回する時の超信地旋回中心Ｃｎ１から本体２の前端５０および左右それぞれの側端５１までの第一距離Ｒ１を半径とする第一円Ｃｉ１の外側領域ＯＲ１に突出する前半部５２と、前半部５２に連接する後半部５３と、を有している。本体２の前半部５２は、超信地旋回中心Ｃｎ１よりも前側の部位であって、本体２の後半部５３は、超信地旋回中心Ｃｎ１よりも後ろ側の部位である。本体２の前端５０は、超信地旋回中心Ｃｎ１を通って真正面へ向かって延びる仮想的な線分、つまり本体２の前後方向へ延びる中心線ＣＬと本体２の前縁部２３とが交わる部位である。中心線ＣＬは、本体２を左右に二分する。本体２の側端５１は、超信地旋回中心Ｃｎ１を通って左右それぞれの側方へ向かって延びる仮想的な線分、つまり本体２の左右方向へ延びる線分と本体２の側縁部２５とが交わる部位である。線分は、本体２を前後に二分する。
【0047】
また、本体２の前後長、および本体２の最大幅は、実質的に第一距離Ｒ１の２倍である。換言すると、本体２は、一辺の長さが第一距離Ｒ１の２倍であって、各辺が前後左右に延びる仮想的な正方形に納まる。この正方形の対角線の交点は、超信地旋回中心Ｃｎ１に実質的に一致する。
【0048】
さらに、信地旋回中心Ｃｎ２は、本体２を囲む仮想的な正方形を本体２の前後方向へ二等分し、かつ超信地旋回中心Ｃｎ１を通る線分の上に配置される。
【0049】
前半部５２は、直線状の前縁部２３と、左右一対の側縁部２５と、を有している。
【0050】
前縁部２３は、本体２の前端５０を含み、かつ超信地旋回中心Ｃｎ１を通って本体２の前後方向へ延びる中心線ＣＬに実質的に直交する。前縁部２３は、直線状に延びている。換言すると、前縁部２３は、本体２の左右方向、または幅方向へ延びている。自律型掃除機１が被掃除領域Ａの境界、例えば壁Ｗへ向かって真っ直ぐに前進すると、本体２の前縁部２３は、壁Ｗに正対して向き合い、対面し、対向する。そして、自律型掃除機１が前進して壁Ｗに到達すると、本体２の前縁部２３は、壁Ｗに微小な隙間を隔てて、または壁Ｗに接触した状態で壁Ｗに倣う。したがって、本体２の底面、かつ本体２の前縁部２３に沿って配置される掃除部１２は、壁際を掃除することができる。
【0051】
なお、自律型掃除機１は、本体２の前縁部２３に正面へ向けて設けられる近接検知部４２の検出結果や、前縁部２３に設けられるバンパーの変位を検出する接触検知部４３の検出結果に基づいて、本体２を壁際に接近させる。
【0052】
左右一対の側縁部２５は、右側の駆動輪２６を信地旋回中心Ｃｎ２Ｒにして信地旋回する場合に信地旋回中心Ｃｎ２Ｒから遠い方の左側の側縁部２５Ｌと、左側の駆動輪２６を信地旋回中心Ｃｎ２Ｌにして信地旋回する場合に信地旋回中心Ｃｎ２Ｌから遠い方の右側の側縁部２５Ｒと、を含んでいる。
【0053】
前縁部２３と側縁部２５とは、鈍角をなして交わっている。換言すると、前縁部２３と側縁部２５との連接部５６は、鈍角の形状を有している。そして、側縁部２５の前端部は、前縁部２３に鈍角をなして交わって本体２が信地旋回中に障害物、例えば壁Ｗに接した場合には本体２と壁Ｗとの干渉を緩和する形状を有している。つまり、前縁部２３および左側の側縁部２５Ｌとの連接部５６Ｌは、鈍角の形状を有している。そして、左側の側縁部２５Ｌの前端部は、前縁部２３に鈍角をなして交わって本体２が信地旋回中に障害物、例えば壁Ｗに接した場合には本体２と壁Ｗとの干渉を緩和する形状を有している。また、前縁部２３および右側の側縁部２５Ｒとの連接部５６Ｒは、鈍角の形状を有している。そして、右側の側縁部２５Ｒの前端部は、前縁部２３に鈍角をなして交わって本体２が信地旋回中に障害物、例えば壁Ｗに接した場合には本体２と壁Ｗとの干渉を緩和する形状を有している。
【0054】
ここで、前縁部２３の延長線である第一仮想線ＶＬ１を設定する。
【0055】
また、それぞれの本体２の側端５１を通って自律型掃除機１の真正面へ向かって延びる仮想線ＶＬ２を設定する。仮想線ＶＬ２は左右一対ある。つまり、一対の仮想線ＶＬ２は、左側の側端５１Ｌを通って真正面へ向かって延びる仮想線ＶＬ２Ｌと、右側の側端５１Ｒを通って真正面へ向かって延びる仮想線ＶＬ２Ｒと、を含んでいる。それぞれの仮想線ＶＬ２は、本体２を左右に二分する中心線ＣＬに平行な線分であって、対応する側端５１Ｌ、５１Ｒを通っている。
【0056】
そして、側縁部２５は、信地旋回中心Ｃｎ２から本体２の側端５１までの第二距離Ｒ２を半径とする第二円Ｃｉ２と、前縁部２３の延長線である第一仮想線ＶＬ１と、第一仮想線ＶＬ１に直行し、かつ側端５１を通る第二仮想線ＶＬ２と、に囲まれる領域の内側に配置されている。つまり、左側の側縁部２５Ｌは、右側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｒから本体２の左側の側端５１Ｌまでの第二距離Ｒ２Ｒを半径とする第二円Ｃｉ２Ｒと、第一仮想線ＶＬ１と、左側の側端５１Ｌを通る第二仮想線ＶＬ２Ｌと、に囲まれる領域ＳＬの内側に配置されている。右側の側縁部２５Ｒは、左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌから本体２の右側の側端５１Ｒまでの第二距離Ｒ２Ｌを半径とする第二円Ｃｉ２Ｌと、第一仮想線ＶＬ１と、右側の側端５１Ｒを通る第二仮想線ＶＬ２Ｒと、に囲まれる領域ＳＲの内側に配置されている。
【0057】
側縁部２５は、本体２の外側へ向かって膨らむ形状を有している。つまり、側縁部２５は、連接部５６と側端５１とを通る直線よりも本体２の外側へ突出している。また、側縁部２５は、本体２の外側へ向かって膨らむ凸状の曲線形状、または曲面形状を有している。
【0058】
側縁部２５の一部、または全部には、バンパー２２が設けられている。バンパー２２は、本体２の緩衝部であって、本体２の前後方向において、側縁部２５の全長に設けられていることが好ましい。バンパー２２は、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene、PTFE）を含むフッ素樹脂（fluorocarbon polymers）のように高い滑性を有していたり、シリコーンゴム（silicone rubber）のように弾性を有していたり、起毛のように緩衝性および滑性に優れている素材で構成されていることが好ましい。
【0059】
なお、本体２は、右方向へ旋回する場合であっても、左側へ旋回する場合であっても、同じような態様で旋回できることが好ましい。そこで、本体２は、左右対称な形状であることが好ましい。したがって、左右の側縁部２５Ｌ、２５Ｒは、平面視において、実質的に本体２を左右に二分する中心線ＣＬを対称軸とする線対称な形状を有することが好ましい。
【0060】
ここで、それぞれの信地旋回中心Ｃｎ２Ｌ、Ｃｎ２Ｒを通って自律型掃除機１の真正面へ向かって延びる第三仮想線ＶＬ３を設定する。第三仮想線ＶＬ３は左右一対ある。つまり、一対の第三仮想線ＶＬ３は、左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌを通って真正面へ向かって延びる第三仮想線ＶＬ３Ｌと、右側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｒを通って真正面へ向かって延びる第三仮想線ＶＬ３Ｒと、を含んでいる。それぞれの第三仮想線ＶＬ３は、本体２を左右に二分する中心線ＣＬに平行な線分であって、対応する信地旋回中心Ｃｎ２Ｌ、Ｃｎ２Ｒを通っている。
【0061】
そして、前縁部２３と側縁部２５との連接部５６は、それぞれの信地旋回中心Ｃｎ２Ｌ、Ｃｎ２Ｒを通って自律型掃除機１の真正面へ向かって延びる左右一対の第三仮想線ＶＬ３に挟まれる領域Ｇの内側に位置している。換言すると、前縁部２３と左側の側縁部２５Ｌとの連接部５６Ｌは、領域Ｇの内側に位置し、前縁部２３と右側の側縁部２５Ｒとの連接部５６Ｒは、領域Ｇの内側に位置している。
【0062】
後半部５３は、超信地旋回中心Ｃｎ１を中心とし、超信地旋回中心Ｃｎ１から側縁部２５Ｌ、２５Ｒの後端までの第三距離Ｒ３を半径とする第三円Ｃｉ３の内側領域に納まっている。第三距離Ｒ３は、第一距離Ｒ１に実質的に等しい。
【0063】
図４に、被掃除領域Ａを画定し、かつ直交する２つの壁Ｗ、つまり被掃除領域Ａの角、あるいは隅を二点鎖線で示す。一方の壁Ｗｆは、自律型掃除機１の本体２の真正面に位置し、他方の壁Ｗｒは、自律型掃除機１の本体２の右側方に位置している。自律型掃除機１は、本体２の直線状の前縁部２３を微小な隙間を隔てて壁Ｗに寄せた状態、または前縁部２３を壁Ｗに接触させた状態で壁際を掃除する。掃除部１２が本体２の前縁部２３に沿って配置されているため、自律型掃除機１は、壁際を確実に掃除することができる。前縁部２３を微小な隙間を隔てて壁Ｗに寄せた状態、または前縁部２３を壁Ｗに接触させた状態を、以下、単に「前縁部２３が壁際に沿った状態」と言う。
【0064】
ところが、自律型掃除機１は、図４に示すように、前縁部２３が壁際に沿った状態で、その場で進行方向を変えることが難しい。換言すると、自律型掃除機１は、前縁部２３が壁際に沿った状態で超信地旋回することが難しい。前縁部２３が壁際に沿った状態では、第一円Ｃｉ１の外側領域ＯＲ１に突出する部位が壁Ｗに接して自律型掃除機１の超信地旋回を阻害する。
【0065】
そこで、自律型掃除機１は、信地旋回をして壁際から脱し、他の場所へ移動する。図４に示すような状況では、自律型掃除機１は、右側方の壁Ｗｒから遠い方の信地旋回中心Ｃｎ２、つまり左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌを時計回りに信地旋回して壁際から離脱する。このとき、連接部５６Ｌ、５６Ｒを含む本体２の前縁部２３および左側の側縁部２５Ｌは、正面の壁Ｗｆから遠ざかるような軌跡を描いて移動する。また、右側の連接部５６Ｒを含む右側の側縁部２５Ｒは、右側の領域ＳＲ内に納まっているため、右側方の壁Ｗｒに接する。
【0066】
そして、右側の側縁部２５Ｒの前端部は、前縁部２３に鈍角をなして交わっているため、本体２が信地旋回中に右側方の壁Ｗｒに接した場合には本体２と右側方の壁Ｗｒとの干渉を緩和する。このとき、右側の駆動輪２６は、本体２を信地旋回させる駆動力を被掃除面ｆへ伝える一方、信地旋回中心Ｃｎ２Ｌである左側の駆動輪２６は、単に支点として停止している。自律型掃除機１が信地旋回を継続すると、右側の側縁部２５Ｒは右側方の壁Ｗｒを滑りつつ、右側方の壁Ｗｒから受ける反力によって支点である左側の駆動輪２６を接地面である被掃除面ｆ上で滑らせる。左側の駆動輪２６は、右側方の壁Ｗｒから離れる方向へ滑る。したがって、本体２は、右側方の壁Ｗｒから離れる方向へ移動しながら信地旋回して壁際から脱し、他の場所へ移動する。
【0067】
つまり、自律型掃除機１は、前縁部２３と側縁部２５とが被掃除領域Ａの角に、実質的に隙間無く位置した状態で本体２を被掃除領域Ａの角に緩やかに干渉させながら信地旋回することができる。
【0068】
【0069】
【0070】
先ず、図４に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの角に進入し、正面の壁Ｗｆの壁際を掃除する。そして、図５Ａに示すように、自律型掃除機１は、左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌを時計回りに信地旋回して右側方の壁Ｗｒに右側の側縁部２５Ｒを接触させる。この状態では、本体２の側縁部２５Ｒが右側方の壁Ｗｒに干渉して信地旋回は難しい。しかしながら、本実施形態に係る自律型掃除機１は、右側の駆動輪２６の駆動を継続し、側縁部２５Ｒを右側方の壁Ｗｒで滑らせながら信地旋回中心である左側の駆動輪２６を右側方の壁Ｗｒから離れる方向へ滑らせて、側縁部２５Ｒと右側方の壁Ｗｒとの干渉を次第に緩和する。そして、図５Ｂに示すように、側縁部２５Ｒと右側方の壁Ｗｒとの干渉が解消する位置まで信地旋回中心である左側の駆動輪２６が滑ると、自律型掃除機１は、信地旋回することができる。図５Ｃに示すように、信地旋回した自律型掃除機１は、本体２の正面の向きを１８０度転換する。つまり、本体２の後半部５３は、正面の壁Ｗｆを向く。
【0071】
【0072】
次いで、図５Ｄに示すように、自律型掃除機１は、正面の壁Ｗｆの壁際で反時計回りに超信地旋回する。壁際で超信地旋回した自律型掃除機１は、本体２の正面の向きを９０度転換する。つまり、本体２の前半部５２は、右側方の壁Ｗｒを向く。
【0073】
次いで、図５Ｅに示すように、自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの角に進入し、右側方の壁Ｗｒの壁際を掃除する。しかして、被掃除領域Ａの角が掃除される。自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの角を掃除した後、右側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｒを反時計回りに信地旋回して被掃除領域Ａの角から離脱し、または一旦後退して時計回りに超信地旋回して被掃除領域Ａの角から離脱して、移動を継続する。
【0074】
なお、本体２は、左右対称な形状を有しているので、壁Ｗが本体２の正面と左側方とにあった場合であっても、右側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｒを反時計回りに信地旋回することで、自律型掃除機１は、その場を容易に離脱することができる。したがって、自律型掃除機１は、図４に示すように角を本体２の右側方に見た状態、および角を本体２の左側方に見た状態の双方で、被掃除領域Ａの角を掃除できる。そのため、自律型掃除機１は、定幅図形状の本体を有する従来の掃除機に比べて、被掃除領域Ａの角をより奥まで掃除することができる。
【0075】
図６は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第二例の概略的な平面図である。
【0076】
図６に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１の本体２Ａの最大幅は、実質的に第一距離Ｒ１の２倍である。本体２Ａの最大幅は、本体２Ａの左右の側端５１の間の距離に相当する。本体２の前後長は、第一距離Ｒ１の２倍より小さい。
【0077】
そして、側縁部２５は、信地旋回中心Ｃｎ２から本体２の側端５１までの第二距離Ｒ２を半径とする第二円Ｃｉ２と、前縁部２３の延長線である第一仮想線ＶＬ１と、第一仮想線ＶＬ１に直行し、かつ側端５１を通る第二仮想線ＶＬ２と、に囲まれる領域の内側に配置されている。つまり、左側の側縁部２５Ｌは、右側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｒから本体２の左側の側端５１Ｌまでの第二距離Ｒ２Ｒを半径とする第二円Ｃｉ２Ｒと、第一仮想線ＶＬ１と、左側の側端５１Ｌを通る第二仮想線ＶＬ２Ｌと、に囲まれる領域ＳＬの内側に配置されている。右側の側縁部２５Ｒは、左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌから本体２の右側の側端５１Ｒまでの第二距離Ｒ２Ｌを半径とする第二円Ｃｉ２Ｌと、第一仮想線ＶＬ１と、右側の側端５１Ｒを通る第二仮想線ＶＬ２Ｒと、に囲まれる領域ＳＲの内側に配置されている。
【0078】
また、本体２Ａの連接部５６Ａは、それぞれの信地旋回中心Ｃｎ２Ｌ、Ｃｎ２Ｒを通って真正面へ向かって延びる左右一対の第三仮想線ＶＬ３に挟まれる領域Ｇの外側に位置している。換言すると、前縁部２３と左側の側縁部２５Ｌとの連接部５６ＡＬは、領域Ｇの外側に位置し、前縁部２３と右側の側縁部２５Ｒとの連接部５６ＡＲは、領域Ｇの外側に位置している。換言すると、前縁部２３の左側の一部２３ａＬ、および前縁部２３の右側の一部２３ａＲが、領域Ｇの外側に位置している。
【0079】
つまり、第二例の本体２Ａは、第一例の本体２と異なり、左右の連接部５６ＡＬ、５６ＡＲが領域Ｇの外側に位置している。そのため、第二例の本体２Ａの前縁部２３が壁際に沿った状態では、領域Ｇの外側にあり、かつ信地旋回中心Ｃｎ２に近い方の前縁部２３の一部が、壁Ｗに接して自律型掃除機１の信地旋回を阻害する。例えば、第二例の本体２Ａが左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌを中心に信地旋回する場合には、領域Ｇの外側にあり、かつ左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌに近い前縁部２３の左側の一部２３ａＬが、正面の壁Ｗｆに接して自律型掃除機１の信地旋回を阻害する。
【0080】
そこで、第二例の本体２Ａは、前縁部２３と側縁部２５とが被掃除領域Ａの角に、実質的に隙間無く位置した状態で、先ず真後ろへ後退し、その後に信地旋回する。図６に示すような状況では、自律型掃除機１は、真後ろへ後退し、その後に右側方の壁Ｗｒから遠い方の信地旋回中心Ｃｎ２、つまり左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌを時計回りに信地旋回して壁際から離脱する。このとき、自律型掃除機１が真後ろへ後退する距離は、信地旋回中心Ｃｎ２と信地旋回中心Ｃｎ２に近い方の連接部５６Ａとの間の距離Ｌｎ１から信地旋回中心Ｃｎ２と前縁部２３との間の最短の距離Ｌｎ２を引いた距離以上であれば良い。したがって、信地旋回して壁際から離脱するために、自律型掃除機１が真後ろへ後退する距離は、［数１］のように表現できる。
［数１］
［数１］
【0081】
（後退する距離）≧（距離Ｌｎ１）－（距離Ｌｎ２）
【0082】
なお、壁際で信地旋回して進行方向を反転させるためには、本体２Ａの後半部５３が壁Ｗに干渉しないように、自律型掃除機１が真後ろへ後退する距離は、超信地旋回中心Ｃｎ１と後端部までの距離、つまり第一距離Ｒ１から距離Ｌｎ２を引いた距離以上後退する。したがって、壁際で信地旋回して進行方向を反転させるために、自律型掃除機１が真後ろへ後退する距離は、［数２］のように表現できる。
［数１］
［数１］
【0083】
（後退する距離）≧（第一距離Ｒ１）－（距離Ｌｎ２）
【0084】
そうすると、左側の連接部５６ＡＬを含む前縁部２３の左側の一部２３ａＬは、正面の壁Ｗｆに一時的に接近するものの、後退した距離（距離Ｌｎ１から距離Ｌｎ２を引いた距離）を超えて正面の壁Ｗｆに近づくことなく移動する。
【0085】
また、右側の連接部５６ＡＲを含む右側の側縁部２５Ｒは、第一例の本体２と同様に、右側方の壁Ｗｒに干渉する。しかしながら、本実施形態に係る自律型掃除機１は、信地旋回を継続し、側縁部２５Ｒを右側方の壁Ｗｒで滑らせながら信地旋回中心である左側の駆動輪２６を右側方の壁Ｗｒから離れる方向へ滑らせ、右側方の壁Ｗｒと右側の側縁部２５Ｒとの干渉を緩和しながら信地旋回を継続する。
【0086】
つまり、自律型掃除機１は、側縁部２５が被掃除領域Ａの角に、実質的に隙間無く位置した状態で被掃除領域Ａの角に本体２Ａを干渉させることなく信地旋回することができる。
【0087】
【0088】
【0089】
先ず、図６に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの角に進入し、正面の壁Ｗｆの壁際を掃除する。そして、図７Ａに示すように、自律型掃除機１は、一旦後退して正面の壁Ｗｆと本体２Ａとの間に適宜の隙間を隔てる。この隙間は、［数１］または［数２］の関係を満たす。そして、図７Ｂに示すように、自律型掃除機１は、左側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｌを時計回りに信地旋回して右側方の壁Ｗｒに右側の側縁部２５Ｒを接触させる。この状態では、本体２Ａの側縁部２５Ｒが右側方の壁Ｗｒに干渉して信地旋回は難しい。しかしながら、本実施形態に係る自律型掃除機１は、右側の駆動輪２６の駆動を継続し、側縁部２５Ｒを右側方の壁Ｗｒで滑らせながら信地旋回中心である左側の駆動輪２６を右側方の壁Ｗｒから離れる方向へ滑らせて、側縁部２５Ｒと右側方の壁Ｗｒとの干渉を次第に緩和する。そして、図７Ｃに示すように、右側方の壁Ｗｒと右側の側縁部２５Ｒとの干渉が解消する位置まで信地旋回中心である左側の駆動輪２６が滑ると、自律型掃除機１は、信地旋回することができる。図７Ｄに示すように、信地旋回した自律型掃除機１は、本体２の正面の向きを１８０度転換する。つまり、本体２の後半部５３は、正面の壁Ｗｆを向く。
【0090】
次いで、図７Ｅに示すように、自律型掃除機１は、本体２Ａを正面の壁Ｗｆの壁際まで後退させる。
【0091】
次いで、図７Ｆに示すように、自律型掃除機１は、正面の壁Ｗｆの壁際で反時計回りに超信地旋回する。壁際で超信地旋回した自律型掃除機１は、本体２Ａの正面の向きを９０度転換する。つまり、本体２Ａの前半部５２は、右側方の壁Ｗｒを向く。
【0092】
次いで、図７Ｇに示すように、自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの角に進入し、右側方の壁Ｗｒの壁際を掃除する。しかして、被掃除領域Ａの角が掃除される。自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの角を掃除した後、一旦後退して右側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｒを反時計回りに信地旋回して被掃除領域Ａの角から離脱し、または一旦後退して時計回りに超信地旋回して被掃除領域Ａの角から離脱して、移動を継続する。
【0093】
自律型掃除機１は、前後方向へ容易に移動できる一方で、真横へ容易に移動できない。そのため、信地旋回または超信地旋回を阻害する壁Ｗが本体２Ａの正面にある場合には、図７Ａに示すように後退することによって、自律型掃除機１は、正面の壁Ｗｆに邪魔されずに旋回できる。しかしながら、信地旋回または超信地旋回を阻害する壁Ｗが本体２Ａの側方にある場合には、自律型掃除機１は、側方の壁Ｗと本体２Ａとの間に旋回のための隙間を隔てるよう、真横へ移動できない。そこで、自律型掃除機１は、壁Ｗに側縁部２５を滑らせることで本体２Ａの信地旋回中心を壁Ｗから遠ざけて信地旋回を継続できる。そのため、自律型掃除機１は、側方の壁Ｗによって超信地旋回することが妨げられていても、壁Ｗから遠い方の信地旋回中心Ｃｎ２の回りに信地旋回することで、容易に転進することができる。
【0094】
なお、本体２Ａは、左右対称な形状を有しているので、壁Ｗが本体２Ａの正面と左側方とにあった場合であっても、先ず後退し、その後に右側の信地旋回中心Ｃｎ２Ｒを反時計回りに信地旋回することで、自律型掃除機１は、その場を容易に離脱することができる。したがって、自律型掃除機１は、図４に示すように角を本体２Ａの右側方に見た状態、および角を本体２Ａの左側方に見た状態の双方で、被掃除領域Ａの角を掃除できる。そのため、自律型掃除機１は、定幅図形状の本体を有する従来の掃除機に比べて、被掃除領域Ａの角をより奥まで掃除することができる。
【0095】
図８は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第三例の斜視図である。
【0096】
図９は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第三例の左側面図である。
【0097】
図１０は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の本体の第三例の底面図である。
【0098】
【0099】
また、吸込掃除部３１Ｂは、本体２Ｂの前縁部２３に揺動可能に設けられて回転ブラシ３５Ｂの一部を覆うブラシカバー５８を備えている。
【0100】
吸込口３４Ｂは、本体２Ｂの底部の前縁部２３および正面に渡っている。換言すると、吸込口３４Ｂは、本体２Ｂの下方および本体２の前方へ向かって開口している。
【0101】
回転ブラシ３５Ｂは、本体２Ｂの前縁部に沿って延びる回転中心線の周りに回転することができる。回転ブラシ３５Ｂの外周部の一部は、吸込口３４Ｂの外側に配置されている。つまり、回転ブラシ３５Ｂのブラシ毛５９は、吸込口３４Ｂの外側に突出して延びている。換言すると、回転ブラシ３５Ｂのブラシ毛５９は、本体２Ｂの底面の下方へ突出して延び、かつ前縁部２３の前方へ突出して延びている。
【0102】
したがって、自律型掃除機１を被掃除面ｆ上に走行可能な状態で置いたとき、回転ブラシ３５Ｂは、被掃除面ｆに接触する。そのため、回転駆動する回転ブラシ３５は、被掃除面ｆ上の塵埃を掻き上げる。掻き上げられた塵埃は、吸込口３４へ効率的に吸い込まれる。
【0103】
また、自律型掃除機１は、壁Ｗに微小な隙間を隔てて、または壁Ｗに接触させた状態で壁Ｗに前縁部２３を倣わせたとき、回転ブラシ３５Ｂは、壁Ｗに接触する。そのため、回転ブラシ３５Ｂは、自律型掃除機１の旋回時に、本体２Ｂの前縁部２３と壁Ｗとの干渉を緩和し、前縁部２３が壁Ｗに接触する以前に、先んじて壁Ｗに接触する。そして、自律型掃除機１は、駆動輪２６の駆動を継続し、回転ブラシ３５Ｂを壁Ｗで滑らせながら旋回中心を壁Ｗから離れる方向へ滑らせて、回転ブラシ３５Ｂと壁Ｗとの干渉を次第に緩和する。
【0104】
ブラシカバー５８は、本体２Ｂの前縁部２３の前方へ突出した位置で中立し、前縁部２３が壁Ｗに接近すると回転ブラシ３５Ｂに押さえ付けられるように後退して本体２Ｂに近づく。ブラシカバー５８が本体２Ｂに近づくことによって、吸込口３４が絞られて吸込口３４に吸い込まれる空気の風速が増し、壁際における塵埃の吸込力が増す。
【0105】
図１１は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の側縁部の拡大平面図である。
【0106】
図１２は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機の側縁部の拡大平面図である。
【0107】
本実施形態に係る自律型掃除機１の側縁部２５は、図１１に示すような凹凸形状の繰り返しや、波形状の繰り返しであっても良いし、図１２に示すような、一部のみが突出する形状であっても良い。側縁部２５は、図１１および図１２に外形線ＯＬで示すような側縁部２５の突出部位を結んだ線（包絡線）が、連接部５６と側端５１とを通る直線よりも本体２の外側へ突出し、かつ第二円Ｃｉ２と、第一仮想線ＶＬ１と、第二仮想線ＶＬ２と、に囲まれる領域Ｓ内に位置していれば良い。また、側縁部２５が領域Ｓ内に位置していれば、本体２、２Ａ、２Ｂの連接部５６は、本体２、２Ａ、２Ｂの平面視において円弧形状、つまり角Ｒのように明確な角を有していない形状であっても良い。
【0108】
図１３は、本発明の実施形態に係る自律型掃除機のブロック図である。
【0109】
図２から図３に加えて図１３に示すように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、移動部１１の電動機２７、吸込掃除部３１のブラシ用電動機３６および電動送風機３８、検知部１３、制御部１５、および二次電池３に加えて通信部６１を備えている。
【0110】
通信部６１は、充電台５に赤外線信号を送信する、例えば赤外線発光素子を含む送信部６１ａと、および充電台５やリモートコントローラーからの赤外線信号を受信する、例えばフォトトランジスタを含む受信部６１ｂと、を備えている。
【0111】
検知部１３のカメラ部４１は、例えばデジタルカメラである。つまり、カメラ部４１は、撮影した画像を電気信号に変換する撮像素子４１ａ（イメージセンサー）と、撮像素子４１ａに像を結ぶ（生じさせる）光学系４１ｂと、を備えている。撮像素子４１ａは、例えば、ＣＣＤイメージセンサー（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）や、ＣＭＯＳイメージセンサー（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）である。そのため、自律型掃除機１は、カメラ部４１で撮影した画像のデジタルデータを即座に取り扱うことができる。つまり、カメラ部４１で撮影される画像は、例えば画像処理回路を利用することで所定のデータ形式に圧縮したり、二値画像に変換したり、グレースケールに変換したりすることができる。カメラ部４１は、例えば可視光領域の画像を撮影する。可視光領域の画像は、例えば赤外領域の画像に比べて画質が良好であり、複雑な画像処理を施すことなく使用者に視認可能な情報を容易に提供できる。
【0112】
カメラ部４１は、いわゆるステレオカメラである。カメラ部４１は、撮影する画像が、自律型掃除機１の幅方向の中心線を延長した前方の位置を含む撮影範囲で重なり合っている。カメラ部４１は、撮影範囲における奥行き、つまり自律型掃除機１からみた離間距離の情報を得ることができる。奥行きの情報を含む画像を「距離画像」と呼ぶ。
【0113】
カメラ部４１には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や電球などの照明装置が併設されていても良い。照明装置は、カメラ部４１の撮影範囲の一部または全部を照らす。照明装置は、家具などの障害物の陰のような暗い場所や、夜間などの暗い環境下であっても、カメラ部４１による適切な画像の取得を可能にする。
【0114】
撮像素子４１ａの受光面には、多数の画素が並べられている。受光面の各画素は、受けた光を電気信号に変換する。各画素が受けた光の情報を各画素の位置に応じて統合させることで、カメラ部４１が撮影した景色を表す画像が得られる。一般的な撮像素子４１ａは、カラー画像を撮影する。カラー画像は、例えば赤、緑、および青の三つの色を混ぜて表現される。
【0115】
距離測定装置４５は、奥行きの情報を得ようとする範囲に光を照射する発光部４５ａと、発光部４５ａから照射された光の反射光を受光する受光部４５ｂと、を備えている。自律型掃除機１は、発光部４５ａの発光開始から受光部４５ｂで反射光を受光するまでの時間差に基づいて自律型掃除機１から被検知物Ｏまでの距離情報を取得できる。発光部４５ａは、例えば赤外線や、可視光を照射する。
【0116】
制御部１５は、例えば中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＣＰＵ）、中央処理装置で実行（処理）される各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する補助記憶装置（例えば、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、プログラムの作業領域が動的に確保される主記憶装置（例えば、Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）を備えている。補助記憶装置は、例えば不揮発性メモリのように書き換え可能なものであることが好ましい。
【0117】
制御部１５は、移動部１１の電動機２７、吸込掃除部３１のブラシ用電動機３６および電動送風機３８、検知部１３、二次電池３、および通信部６１に電気的に接続されている。制御部１５は、通信部６１を介して充電台５、およびリモートコントローラーから受信する指令に応じて移動部１１の電動機２７、吸込掃除部３１のブラシ用電動機３６および電動送風機３８、検知部１３、二次電池３を制御する。
【0118】
制御部１５は、自律型掃除機１の自律移動を制御する自律移動制御部７１と、検知部１３の動作を制御する検知制御部７２と、を含んでいる。自律移動制御部７１、および検知制御部７２は、演算プログラムである。
【0119】
自律移動制御部７１は、被掃除領域Ａの環境地図情報（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｍａｐ）を記憶する地図情報記憶部７３と、移動部１１を制御して本体２、２Ａ、２Ｂを自律で移動させる移動制御部７８と、吸込掃除部３１のブラシ用電動機３６、および電動送風機３８の動作を制御する掃除制御部７９と、を備えている。
【0120】
地図情報記憶部７３は、補助記憶装置に確保される記憶領域に構築されたデータの集合であって、適宜のデータ構造を有している。地図情報記憶部７３は、補助記憶装置から主記憶装置に読み込まれて利用され、適宜の更新を経て、補助記憶装置へ上書きされる。
【0121】
環境地図情報は、自律型掃除機１の自律移動に用いられる情報であり、少なくとも掃除対象となる場所において、自律型掃除機１が移動可能な領域の形状を含む情報である。環境地図情報は、例えば整然と配列された一辺１０センチメートルの矩形の集合として構築されている。環境地図情報は、自律型掃除機１の使用に際して、事前に準備されるものであっても良いし、Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ（ＳＬＡＭ）によって自己位置推定と同時に作成されるものであっても良い。環境地図情報は、掃除運転にともなう移動の過程で作成、および更新されても良い。ＳＬＡＭで環境地図情報を作成する場合には、自律型掃除機１は、検知部１３の他に、エンコーダなどの種々のセンサーを備えていることが好ましい。移動制御部７８は、これら検知部１３および種々のセンサーから取得する情報に基づいて環境地図情報を作成する。
【0122】
移動制御部７８は、環境地図情報および検知制御部７２の検知結果に基づいて移動部１１を制御して自律型掃除機１を自律で移動させる。移動制御部７８は、電動機２７に流れる電流の大きさ、および向きを制御して、電動機２７を正転、または逆転させる。移動制御部７８は、電動機２７を正転、または逆転させることで、駆動輪２６の駆動を制御している。
【0123】
また、移動制御部７８は、検知制御部７２の検知結果、例えば、近接検知部４２の検出結果に基づいて、被掃除領域Ａ内の障害物を回避したり、被掃除領域Ａの境界、つまり壁際と本体２、２Ａ、２Ｂとの間に所要の隙間を隔てつつ壁際に沿って移動したりする。さらに、移動制御部７８は、検知制御部７２の検知結果、例えば、接触検知部４３の検出結果に基づいて、障害物や壁のギリギリまで接近して障害物の際や壁際を掃除する。
【0124】
掃除制御部７９は、ブラシ用電動機３６、および電動送風機３８を個別に制御する。
【0125】
検知制御部７２は、カメラ部４１の動作を制御する。検知制御部７２は、所定の時間間隔毎にカメラ部４１に画像を撮影させる。検知制御部７２は、カメラ部４１で撮影された画像を検知結果記憶部８１に記憶する。カメラ部４１で撮影された画像は、検知結果記憶部８１は、主記憶装置に確保されている。検知結果記憶部８１は、カメラ部４１で撮影された画像を記憶する。検知結果記憶部８１は、複数の画像を記憶可能な容量を有している。
【0126】
検知結果記憶部８１は、カメラ部４１で撮影された画像を表す画像情報を無加工で記憶しても良いし、画像の解析処理に必要な情報を残す限りにおいてデータサイズを減らすように加工した画像情報を記憶しても良い。検知結果記憶部８１に記憶される画像情報は、例えば、カメラ部４１で撮影された画像をグレースケールに変換した画像であっても良い。グレースケールに変換した画像を、カメラ部４１で撮影された元の画像と同じく画像と呼ぶ。グレースケール画像の場合には、画像の画素値は輝度値と一致する。グレースケールに変換した画像を保存する場合には、制御部１５は、元画像を記憶する場合に比べて、検知結果記憶部８１に割り当てるメモリ領域の容量（リソース）を少量で済ませることが可能である。また、グレースケールに変換した画像を以後の解析処理に使用する場合には、制御部１５は、元画像を処理する場合に比べて中央処理装置の負荷を軽減できる。画像のグレースケール化を含む画像処理は、カメラ部４１で実行されても良い。カメラ部４１で画像処理を実行することによって、中央処理装置の負荷が軽減される。
【0127】
また、検知制御部７２は、照明装置の点灯と消灯とを制御する。照明装置は、画像を明るくして解析処理の容易化と精度向上とを容易にする。
【0128】
さらに、検知制御部７２は、近接検知部４２の検出結果、つまり被検知物Ｏが本体２、２Ａ、２Ｂに接近したこと、およびその時の被検知物Ｏと本体２、２Ａ、２Ｂとの離間距離を検知結果記憶部８１に記憶する。
【0129】
また、検知制御部７２は、接触検知部４３の検出結果、つまり被検知物Ｏが本体２、２Ａ、２Ｂに接触したことを検知結果記憶部８１に記憶する。
【0130】
ところで、自律移動制御部７１は、近接検知部４２の検出結果、および接触検知部４３の検出結果の少なくともいずれかを参照して、被検知物Ｏを回避しながら被掃除領域Ａを自律移動する。ただし、図４から図５Ｅ、および図６から図７Ｇに示すように、壁Ｗに接触しながら旋回して進行方向を変える場合には、近接検知部４２の検出結果、および接触検知部４３の検出結果の少なくともいずれかを参照して、被検知物Ｏとしての壁Ｗを回避すると、意図通りの旋回を行えない場合がある。そこで、自律移動制御部７１は、近接検知部４２および接触検知部４３が本体２、２Ａ、２Ｂの前方および一方の側方に被検知物Ｏを検知した場合には、近接検知部４２および接触検知部４３の検知を無効化して超信地旋回、信地旋回、緩旋回を含む旋回によって本体２、２Ａ、２Ｂの進行方向を変える。
【0131】
以上のように、本実施形態に係る自律型掃除機１は、直線状の前縁部２３と、信地旋回中心Ｃｎ２から遠い方の側縁部２５と、前縁部２３に沿って配置される掃除部１２と、を備えている。そして、側縁部２５の前端部は、前縁部２３に鈍角をなして交わって本体２、２Ａ、２Ｂが信地旋回中に障害物、例えば壁Ｗに接した場合には本体２、２Ａ、２Ｂと障害物との干渉を緩和する形状を有している。そのため、自律型掃除機１は、定幅図形状の本体を備える従来の自律型掃除機に比べて、被掃除領域Ａの壁際や角の塵埃をより確実に掃除できる一方で、被掃除領域Ａの壁際や角との干渉を緩和しながら容易に離脱して転進することができる。
【0132】
また、自律型掃除機１は、信地旋回中心Ｃｎ２から本体２、２Ａ、２Ｂの側端５１までの第二距離Ｒ２を半径とする第二円Ｃｉ２と、前縁部２３の延長線である第一仮想線ＶＬ１と、第一仮想線ＶＬ１に直行し、かつ側端５１を通る第二仮想線ＶＬ２と、に囲まれる領域の内側に配置される側縁部２５を備えている。そのため、自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの壁際や角に側縁部２５を接触させ、かつ側縁部２５を被掃除領域Ａの壁際や角で滑らせて、干渉を緩和しながら容易に離脱して転進することができる。
【0133】
さらに、自律型掃除機１は、本体２、２Ａ、２Ｂの外側へ向かって膨らむ形状を有する側縁部２５を備えている。そのため、自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの壁際や角と側縁部２５との接触部位の滑り易さを向上させ、干渉を緩和しながら容易に離脱して転進することができる。
【0134】
さらに、自律型掃除機１は、本体２、２Ａ、２Ｂの外側へ向かって膨らむ曲線形状を有する側縁部２５を備えている。そのため、自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの壁際や角と側縁部２５との接触部位の滑り易さをさらに向上させ、干渉を緩和しながら容易に離脱して転進することができる。
【0135】
さらに、自律型掃除機１は、側縁部２５に設けられるバンパー２２を備えている。そのため、自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの壁際や角で側縁部２５を確実に滑らせて、干渉を緩和しながら容易に離脱して転進することができる。
【0136】
また、自律型掃除機１は、前縁部２３の前方へ突出して延びるブラシ毛５９を有する回転ブラシ３５Ｂを備えている。そのため、自律型掃除機１は、被掃除領域Ａの壁際や角に前縁部２３が接触する前に回転ブラシ３５Ｂを接触させ、かつ回転ブラシ３５Ｂを被掃除領域Ａの壁際や角で滑らせて、干渉を緩和しながら容易に離脱して転進することができる。
【0137】
さらに、自律型掃除機１は、本体２Ｂの前縁部２３に揺動可能に設けられて回転ブラシ３５Ｂの一部を覆うブラシカバー５８を備えている。そのため、自律型掃除機１は、回転ブラシ３５Ｂによる旋回性能を有しつつ、ブラシカバー５８を壁Ｗに接触させて吸込口３４Ｂを絞り、壁際における塵埃の吸込性能を向上できる。
【0138】
また、自律型掃除機１は、信地旋回中心Ｃｎ２を通って真正面へ向かって延びる左右一対の第三仮想線ＶＬ３に挟まれる領域Ｇの内側に位置する連接部５６Ｌ、５６Ｒを有している。そのため、自律型掃除機１は、前縁部２３と側縁部２５とが被掃除領域Ａの角に、実質的に隙間無く位置した状態で本体２の前縁部２３を壁Ｗに干渉させることなく信地旋回することができる。
【0139】
さらに、自律型掃除機１は、近接検知部４２および接触検知部４３が本体２、２Ａ、２Ｂの前方および一方の側方に被検知物Ｏを検知した場合には、近接検知部４２および接触検知部４３の検知を無効化して超信地旋回、信地旋回、緩旋回を含む旋回によって本体２、２Ａ、２Ｂの進行方向を変える。そのため、自律型掃除機１は、通常の自律走行時において被検知物Ｏを容易に回避しながら被掃除領域Ａを掃除できる一方、被掃除領域Ａの角において円滑な旋回動作を行って容易に離脱することができる。
【0140】
したがって、本実施形態に係る自律型掃除機１によれば、被掃除領域Ａの壁際や角における掃除能力に優れ、かつ被掃除領域Ａの壁際や角から円滑に脱して転進できる。
【0141】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0142】
１…自律型掃除機、２、２Ａ、２Ｂ…本体、３…二次電池、５…充電台、６…電源コード、１１…移動部、１２…掃除部、１３…検知部、１５…制御部、２１…本体ケース、２２…バンパー、２３…前縁部、２３ａＬ、２３ａＲ…前縁部の一部、２５、２５Ｌ、２５Ｒ…側縁部、２６…駆動輪、２７…電動機、２８…従動輪、３１、３１Ｂ…吸込掃除部、３２…掃除部、３４、３４Ｂ…吸込口、３５、３５Ｂ…回転ブラシ、３６…ブラシ用電動機、３７…塵埃容器、３８…電動送風機、３９…掃除シート、４１…カメラ部、４１ａ…撮像素子、４１ｂ…光学系、４２…近接検知部、４３…接触検知部、４５…距離測定装置、４５ａ…発光部、４５ｂ…受光部、５０…前端、５１、５１Ｌ、５１Ｒ…側端、５２…前半部、５３…後半部、５６、５６Ｌ、５６Ｒ…連接部、５６Ａ…連接部、５８…ブラシカバー、５９…ブラシ毛、６１…通信部、６１ａ…送信部、６１ｂ…受信部、７１…自律移動制御部、７２…検知制御部、７３…地図情報記憶部、７８…移動制御部、７９…掃除制御部、８１…検知結果記憶部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図7F】
【図7G】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】