JP2021069647A - 電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気分解前の水における雑菌の繁殖を抑え、除菌効果の低下を防ぐことが可能な電気掃除機を提案する。【解決手段】電気掃除機1は、水を貯留可能な第一容器部82Aと、第一容器部82Aを連結および分離可能な第二容器部83Aと、第一容器部82Aが第二容器部83Aに連結されると、第一容器部82Aの内部と第二容器部83Aの内部とを繋いで水を流通させる通水部91と、第一容器部82Aが第二容器部83Aに連結されると、第一容器部82Aの内部と第二容器部83Aの内部とを繋いで第一容器部82A内の気体と第二容器部83A内の気体とを流通させる通気部92と、第二容器部83Aに収容される電極61を有して、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置17と、を備えている。【選択図】 図5
Description
本発明に係る実施形態は、電気掃除機に関する。
スプレーノズルから洗浄液を清掃表面に塗布するとともに、清掃表面と接触するように保持されたパッドを用いて清掃表面を拭き掃除または磨き掃除する清掃ロボットが知られている。
洗浄液を用いた拭き掃除または磨き掃除では掃除場所の除菌効果に検討の余地が残されていた。
そこで、洗浄液に代えて次亜塩素酸を含む電解水で掃除場所を除菌する電気掃除機の開発が進められている。例えば、貯槽に電気分解前の水を貯留し、水を電気分解して電解水を生成し、この電解水で掃除場所を除菌する電気掃除機の開発が進められている。
しかしながら、電気分解前の水を長期に貯留すると、この水に雑菌が繁殖してしまい、除菌効果が低下する。
そこで、本発明は、電気分解前の水における雑菌の繁殖を抑え、除菌効果の低下を防ぐことが可能な電気掃除機を提案する。
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電気掃除機は、水を貯留可能な第一容器部と、前記第一容器部を連結および分離可能な第二容器部と、前記第一容器部が前記第二容器部に連結されると、前記第一容器部の内部と前記第二容器部の内部とを繋いで前記水を流通させる通水部と、前記第一容器部が前記第二容器部に連結されると、前記第一容器部の内部と前記第二容器部の内部とを繋いで前記第一容器部内の気体と前記第二容器部内の気体とを流通させる通気部と、前記第二容器部に収容される電極を有して、前記水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置と、を備えている。
また、前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電気掃除機は、水を貯留可能な第一容器部と、前記第一容器部を連結および分離可能な第二容器部と、前記第一容器部が前記第二容器部に連結されると、前記第一容器部の内部と前記第二容器部の内部とを繋いで前記第一容器部から前記第二容器部へ水頭差で前記水を移動させ、その後に前記第一容器部内の気体と前記第二容器部内の気体とを流通させる通水通気部と、前記第二容器部に収容される電極を有して、前記水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置と、を備えている。
さらに、前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電気掃除機は、水を貯留可能な第一容器部と、前記第一容器部を連結および分離可能な第二容器部と、前記第一容器部が前記第二容器部に連結されると、前記第一容器部の内部と前記第二容器部の内部とを繋いで前記水を流通させる通水部と、前記第二容器部に収容される電極を有して、前記水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置と、前記第二容器部から前記第一容器部へ前記電解水を供給するポンプと、を備えている。
本発明に係る電気掃除機の実施形態について図1から図10を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号が付されている。
図1は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係る電気掃除機1、いわゆる自律型電気掃除機、ロボットクリーナーである。電気掃除機1は、本体5に搭載される二次電池6の電力を消費して自律で移動する。電気掃除機1は、走行することで居室内の掃除場所としての被掃除領域Aの被掃除面f、いわゆる床面を移動する。電気掃除機1は、被掃除領域Aの被掃除面fを動き回って掃除を行う。電気掃除機1は、被掃除領域Aを網羅的に移動して掃除を行う。電気掃除機1は、被掃除面fの掃除を終えると、ステーション7へ自律で帰還(「帰巣」とも言う。)して次の掃除運転を待機する。
なお、電気掃除機1は、ステーション7に連結して収納しておくことが可能な非自律型、例えばキャニスター型、アップライト型、スティック型、またはハンディ型であってもよい。
ステーション7は、被掃除領域Aの被掃除面fに設置することができる。ステーション7は、電気掃除機1を円滑に接続または離脱可能である。ステーション7は、いわゆる充電台の機能を有している。ステーション7は、商用交流電源から電力を導く電源コード8と、電源コード8を介して供給される交流電圧を直流電圧に変換して二次電池6を充電する充電回路9と、を備えている。
ステーション7に帰還した電気掃除機1は、例えば、次の掃除運転を待機している最中に二次電池6を充電する。そのため、電気掃除機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。
図2は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の右側面図である。
図3は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の底面図である。
なお、図2および図3の実線矢印Fは、電気掃除機1の前進方向を示している。
図1に加えて、図2および図3に示すように、本実施形態に係る電気掃除機1は、本体5と、本体5を移動させる移動部11と、本体5の下方の被掃除面fを掃除する掃除部12と、本体5の周囲の被検知物を検知する検知部13と、電気掃除機1の運転を制御する制御部15と、電気掃除機1の各部へ電力を供給する二次電池6と、を備えている。
また、電気掃除機1は、本体5に設けられて水を貯留する貯槽16と、貯槽16に蓄えられている水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置17と、貯槽16に蓄えられている電解水を本体5外へ供給する第一供給部18と、貯槽16に蓄えられている電解水を本体5内へ供給する第二供給部19と、を備えている。
本体5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。本体ケース21は、本体5の外殻である。バンパー22は、本体ケース21の側面に設けられている。
本体5は、扁平な円柱形状、換言すると円盤形状を有している。平面視で実質的に円形の本体5は、他の形状に比べて旋回時の旋回半径を小さく抑制できる。なお、平面視において、本体5は、正方形のような形状であっても良いし、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)のような形状であっても良い。
本体ケース21と貯槽16とは、協働して平面視における本体5の外形線を画定している。本実施形態では、本体ケース21および貯槽16は、平面視において、弦で切り取られた円弧形の外形線を有している。本体ケース21の円弧形の外形線と、貯槽16の円弧形の外形線とが、それぞれの弦で組み合わさって本体5の円形の外形線を描く。本体5が円形以外の形状であっても同様に、本体ケース21の外形線と貯槽16の外形線とが組み合わさって本体5の外形線を描く。なお、貯槽16は、本体5を超信地旋回(spin turn、neutral turn、counter-rotation turn)させた際に本体ケース21の外形線が描く軌跡の内側に納まっていることが好ましい。
本体ケース21の高さと貯槽16の高さとは、実質的に同じである。なお、本体ケース21の高さと貯槽16の高さとは、異なっていても良い。例えば、貯槽16の高さが本体ケース21の高さよりも高く、貯槽16が上方へ突出していても良い。また、貯槽16の高さが本体ケース21の高さよりも低く、貯槽16が凹没していても良い。さらに、貯槽16の高さが本体ケース21の高さよりも低く、貯槽16が本体ケース21の上面に搭載されていても良い。このような場合には、本体ケース21の上面は、貯槽16を搭載する部位と、その他の部位との間に段差を有していても良い。そして、貯槽16を本体ケース21に搭載した状態で、貯槽16の上面と本体ケース21の上面との高さは、実質的に一致していることが好ましい。
移動部11は、複数の駆動輪26と、それぞれの駆動輪26を個別に駆動させる複数の電動機27と、駆動輪26とともに被掃除面f上の本体5を支える従動輪28と、を備えている。
それぞれの駆動輪26は、本体5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5の幅方向(左右幅方向)に延びる軸を回転中心として回転する。複数の駆動輪26は、少なくとも一対の駆動輪26を含んでいる。一対の駆動輪26の車軸は、実質的に同一線上に配置されている。電気掃除機1は、一対の駆動輪26により直進および旋回することができる。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。電気掃除機1は、駆動輪26に代えて、無限軌道を備えていても良い。
それぞれの電動機27は、それぞれの駆動輪26を独立して駆動させる。電気掃除機1は、左右の駆動輪26を同じ方向へ回転させることによって直進(前進、または後退)し、左右の駆動輪26を異なる方向へ回転させることによって旋回(右旋回、または左旋回)する。また、電気掃除機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。
従動輪28は、本体5の下部の幅方向の略中央部、かつ前部に配置されている。従動輪28は、例えばキャスターである。従動輪28は、電気掃除機1の前進、後退、および旋回に追従して向きを変え、電気掃除機1の移動を安定させる。なお、駆動輪26および従動輪28に支えられる電気掃除機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。これにより、電気掃除機1は安定して移動することができる。
掃除部12は、本体5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、負圧を生じさせて被掃除面fの塵埃を吸引する吸込掃除部31と、本体5の下方の被掃除面fを拭き掃除もしくは磨き掃除する拭き掃除部32と、を含んでいる。
吸込掃除部31は、本体5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5に設けられる集塵部としての塵埃容器37と、本体5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。
なお、吸込口34から塵埃容器37を経て電動送風機38の吸込側に達する風路は、電動送風機38の吸込側に流体的に接続される吸込風路39である。吸込風路39は、吸込口34から塵埃容器37へ至る上流側風路39uと、塵埃容器37から電動送風機38へ至る下流側風路39dと、を備えている。
また、電動送風機38の排気側から本体5の排気口に至る風路は、電動送風機38の吐出側に流体的に接続される排気風路41である。電動送風機38からの排気風は、排気風路41を経て本体5の外へ排気される。
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、拭き掃除部32よりも前進方向Fの前側に配置されている。吸込口34は、本体5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5の底面が自律移動時に被掃除面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。
回転ブラシ35の回転中心線は、電気掃除機1の幅方向に向けられている。回転ブラシ35は、電気掃除機1を被掃除面f上に移動可能な状態で置いたとき、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。
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、前進時に電気掃除機1の推進力を補助する回転方向である。回転ブラシ35の逆転方向は、後退時に電気掃除機1の推進力を補助する回転方向である。
塵埃容器37は、吸込風路39の一部である。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(サイクロン分離)や直進分離(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)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。塵埃容器37は、本体5へ着脱可能である。塵埃容器37は、開閉可能な蓋を有している。使用者は、本体5から塵埃容器37を取り外し、塵埃容器37の蓋を開いて塵埃容器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。
電動送風機38は、二次電池6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5は、電動送風機38の排気を、本体5の外側へ流出させる排気口を有している。
拭き掃除部32は、本体5の底部であって、吸込口34よりも後方に配置されている。
電気掃除機1の前進方向(図2中の実線矢印F)において、吸込口34と拭き掃除部材43とは前後に並び、かつ吸込口34は拭き掃除部材43より前側に配置されている。つまり、拭き掃除部材43は、吸込口34より後ろ側に配置されている。したがって、電気掃除機1が前進すると、吸込口34は拭き掃除部材43よりも先行して移動する。そのため、拭き掃除部32は、吸込掃除部31によって塵埃が除去された後の被掃除面を拭き掃除する。
拭き掃除部32は、例えば、本体5の下方の被掃除面fを拭き掃除または磨き掃除する。拭き掃除部32は、拭き掃除部材43を着脱可能な拭き掃除部材取付部45と、拭き掃除部材43と、を備えている。
拭き掃除部材取付部45は、面ファスナーを利用してシート状の拭き掃除部材43を貼り付けたり、シート状の拭き掃除部材43を巻き付けたり、拭き掃除部材43の一部を差込口に差し込んだりして固定する基台である。拭き掃除部材取付部45は、電気掃除機1を被掃除面fに置いた状態で拭き掃除部材43を被掃除面fに接触させる。拭き掃除部材取付部45自体も、電気掃除機1から着脱可能であっても良い。
拭き掃除部材43は、例えば織布、または不織布等の繊維材料製の拭き掃除シートである。拭き掃除部材43は、例えばワイパーシートや、ダスタークロス、雑巾、モップ(柄の部分を除いた先端の繊維の塊)など、吸湿性を有する種々の掃除用具である。拭き掃除部材43の材料は、綿などの天然繊維、セルロースなどの再生繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46などのポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維などの合成繊維である。拭き掃除部材43は、スポンジであっても良い。また、拭き掃除部材43は、高吸水性高分子(Superabsorbent polymer、SAP)製の部材を一体に有していても良い。高吸水性高分子は、いわゆる吸収性ポリマー、高吸水性樹脂、高分子吸収体である。高吸水性高分子製の部材を一体に有する拭き掃除部材43は、より多量の電解水を保水できる。
拭き掃除部材43は、拭き掃除部材取付部45の底面に着脱することができる。電気掃除機1を被掃除面f上に移動可能な状態で置いたとき、拭き掃除部32は、被掃除面fに接触する。拭き掃除部32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。拭き掃除部32と本体5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、拭き掃除部32を被掃除面fに均一の圧力で押し当てる。
また、拭き掃除部材43は、電解水を本体5外へ供給する第一供給部18の一態様でもある。拭き掃除部材43は、電解水生成装置17から供給される電解水で湿った状態で、被掃除面fを水拭きする。
さらに、電解水を、拭き掃除部材43を介さずに被掃除面fへ供給する場合には、拭き掃除部材43は、被掃除面fに撒布された電解水を拭き取ることもできる。
つまり、拭き掃除部材43は、電解水を含んで湿り、被掃除面fに電解水を塗布する、いわゆる水拭きの用途で用いることも可能であり、被掃除面fに撒布された電解水を拭き取る、いわゆる乾拭きの用途で用いることも可能である。換言すると、電気掃除機1は、移動にともなって次亜塩素酸を含む電解水を被掃除面fに撒布または塗布し、被掃除面fを除菌する。
拭き掃除部材43による拭き掃除が乾拭き、および水拭きのいずれになるのかは、電解水生成装置17から被掃除面fへ撒布される電解水の量、および電解水生成装置17から拭き掃除部材43へ供給される電解水の量に依存する。例えば床面に撒布される電解水の供給量が微量であれば、電解水は拭き掃除部材43を湿らせる以前に蒸発してしまう。このような場合には、拭き掃除部材43による乾拭きが継続する。床面に撒布される電解水の供給量が多量であれば、電解水は蒸発しきらずに拭き掃除部材43を湿らせる。このような場合には、拭き掃除部材43による乾拭きは、いずれ乾拭きから水拭きへ移行する。
検知部13は、本体5の移動にともなって本体5に近づく被検知物、または本体5に接触する被検知物を検知する。検知部13は、本体5に設けられて電気掃除機1の周囲の画像を撮影するカメラ部51と、本体5に設けられて本体5が電気掃除機1以外の物体、つまり被検知物に接近したことを検知する近接検知部52と、本体5に設けられて本体5が電気掃除機1以外の物体、つまり被検知物に接触したことを検知する接触検知部53と、を含んでいる。
カメラ部51は、本体5の正面に設けられて、電気掃除機1の前方、つまり前進時の走行方向を撮影する。
電気掃除機1は、カメラ部51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55を備えていても良い。
近接検知部52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52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52は、発光素子から赤外線を放ち、被検知物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、被検知物が一定距離内に近づいたことを、本体5が被検知物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52は、赤外線に代えて超音波を利用して被検知物を検知する。
接触検知部53は、いわゆるバンパーセンサーである。接触検知部53は、移動する本体5が被検知物に接触した際に、本体5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、被検知物に接触した際に、本体5の内側へ向かって押し込まれるように変位または移動する。接触検知部53は、このバンパー22の変位または移動を検知して本体5が被検知物に接触したことを検知する。接触検知部53は、例えばバンパー22の変位または移動によって入り、切りされるマイクロスイッチ、またはバンパー22の変位量または移動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。
二次電池6は、移動部11、掃除部12、検知部13、制御部15、および電解水生成装置17の電源部57を含む電気掃除機1の各部で消費される電力を蓄えている。二次電池6は、移動部11、掃除部12、検知部13、および制御部15を含む電気掃除機1の各部へ電力を供給する。二次電池6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6の充放電に関する情報を制御部15へ出力している。
貯槽16は、水や、塩水のような水溶液を貯留する容器である。貯槽16に貯留される水は、水道水でよい。貯槽16は、給水の利便性を高めるために、本体5に着脱可能であることが好ましい。貯槽16は、開閉可能な蓋を備えている。貯槽16は、蓋を開いて水や塩水を容易に給水できる。
電解水生成装置17は、例えば、水を電気分解してオゾンが溶解された電解水を生成したり、塩水を電気分解して次亜塩素酸(HClO、Hypochlorous Acid)が溶解された電解水を生成したりする。日本では水道法の定めにより、家庭で容易に入手可能な水道水には、塩素が含まれている。日本の水道法では、水道水の塩素の濃度は、10分の1ppm(質量百万分率、ミリグラム毎リットル)以上に定められている(水道法第22条に基づく水道法施行規則(厚生労働省令)第17条第3号)。電解水生成装置17は、日本の水道水のように塩素が含まれる水、または塩化物を解かした水溶液を電気分解することで次亜塩素酸を含む電解水を容易に生成できる。塩化物は、例えば一般家庭で入手が容易な塩で良い。つまり塩化物を解かした水溶液は、塩水で良い。電解水生成装置17は、正極および負極を含む複数の電極61と、二次電池6から供給される電力で複数の電極61に直流電力を供給する電源部57と、を備えている。
電解水生成装置17の電極61には、水に溶け出しにくい材料、例えばチタンや白金が用いられる。電気分解を促進するために、電極61には、イリジウム、白金、ルテニウムなどの白金族の金属、またはその酸化物が担持されていても良い。電解水には、過酸化水素、活性酸素、OHラジカルなどの化学種が生成される。電極61は、貯槽16内に設けられている。電極61は、電源部57から供給される直流電流を水に印加する。
電源部57は、二次電池6から供給される直流電力の電圧を適宜に調整して電極61へ印可する。
電解水生成装置17は、正極と負極との間に仕切のない1室型であっても良いし、正極と負極との間に仕切を有する2室型、および3室型を含む多室型であっても良い。1室型の電解水生成装置17は、正極側に生成される酸性イオン水と負極側に生成されるアルカリ性イオン水とを中和して、適宜の濃度の次亜塩素酸を含む電解水を生成する。他方、多室型の電解水生成装置17は、正極を収容する部屋に酸性イオン水を生成し、負極を収容する部屋にアルカリ性イオン水を生成する。
なお、多室型の電解水生成装置17は、酸性イオン水とアルカリ性イオン水との使用量が不均一になって、いずれか残留した方のイオン水を処分する負担が生じる場合がある。1室型の電解水生成装置17は、多室型のように残留した方のイオン水を処分する負担が生じず、多室型に比べて使用者の利便に適う場合がある。
ところで、発明者らは、被掃除面fへ10分の1マイクロリットル毎平方センチメートル以上の供給量で、次亜塩素酸の濃度が5ppm以上の電解水を拡散、あるいは散布することで、被掃除面fを除菌できることを見出した。そこで、電解水生成装置17は、塩素の濃度が10分の1ppm以上の水、つまり日本の水道法において水道水に適合する水を電気分解して次亜塩素酸の濃度が5ppm以上の電解水を生成する能力を有している。なお、水道水の塩素濃度が低いために、水道水を電気分解しても次亜塩素酸濃度5ppm以上の電解水を生成することが困難な場合には、水道水に塩化物、例えば塩を溶かせば良い。
第一供給部18は、被掃除面fへ10分の1マイクロリットル毎平方センチメートル以上の供給量で電解水を拡散可能なよう、あるいは散布可能なように電解水を供給する。第一供給部18は、拭き掃除部材43および被掃除面fの少なくともいずれか一方へ電解水を供給する。第一供給部18は、貯槽16から電解水を導く配管62と、貯槽16から拭き掃除部材43へ電解水を供給する第一供給機構部65と、貯槽16から被掃除面fへ電解水を供給する第二供給機構部66と、を備えている。第一供給部18は、第一供給機構部65および第二供給機構部66のいずれか一方を有していれば良い。
第一供給機構部65は、拭き掃除部材43の裏面へ電解水を供給する第一供給口71と、配管62の途中に設けられて第一供給口71への電解水の供給と供給の遮断とを行う第一開閉弁72と、を備えている。
第一供給口71は、複数あっても良い。例えば、第一供給口71は、本体5の幅方向、つまり拭き掃除部材43の幅方向に列をなして並んでいることが好ましい。このように並ぶ第一供給口71は、拭き掃除部材43の広い範囲を電解水で湿らせることができる。また、第一供給口71は、本体5の幅方向に延びる長辺を有する細長く扁平な開口であっても良い。
第一開閉弁72は、いわゆる電磁弁である。第一供給機構部65は、第一開閉弁72を開くことで貯槽16内の電解水の水位と第一供給口71との高低差、つまり水頭差で電解水を供給する。第一供給機構部65は、第一開閉弁72に代えて、貯槽16内の電解水を汲み上げるポンプを備えていても良い。また、第一供給機構部65は、単に貯槽16内の電解水を流出させる流路、例えば細管やオリフィスであっても良い。このような場合には、細管の内径、あるいはオリフィス径は、電解水の所要の供給量(単位時間あたりの供給量)を得るために、適宜、好適に設定される。
第二供給機構部66は、被掃除面fへ電解水を撒布する第二供給口73と、配管62の途中に設けられて第二供給口73への電解水の供給と供給の遮断とを行う第二開閉弁74と、を備えている。
第二供給口73は、例えば電解水を撒布可能なノズルである。吸込口34と拭き掃除部材43との間に挟まれる被掃除面fへ電解水を供給する。換言すると、第一供給部18は、第二供給口73から吸込口34と拭き掃除部材43との間に挟まれる被掃除面fへ電解水を供給する。
第二供給口73は、複数あっても良い。例えば、第二供給口73は、本体5の幅方向、つまり拭き掃除部材43の幅方向に列をなして並んでいることが好ましい。このように並ぶ第二供給口73は、本体5の進行にともなって、より広い範囲に電解水を撒布する。また、第二供給口73は、本体5の幅方向に延びる長辺を有する細長く扁平なノズルであっても良い。
第二開閉弁74は、いわゆる電磁弁である。第二供給機構部66は、第二開閉弁74を開くことで貯槽16内の電解水の水位と第二供給口73との高低差、つまり水頭差で電解水を供給する。第二供給機構部66は、第二開閉弁74に代えて、貯槽16内の電解水を汲み上げるポンプを備えていても良い。また、第二供給機構部66は、単に貯槽16内の電解水を流出させる流路、例えば細管やオリフィスであっても良い。このような場合には、細管の内径、あるいはオリフィス径は、電解水の所要の供給量(単位時間あたりの供給量)を得るために、適宜、好適に設定される。
また、第一供給部18は、貯槽16から本体5の周囲の雰囲気へ電解水を供給する第三供給機構部67を備えている。第三供給機構部67は、電解水を霧状にして本体5の周囲の雰囲気へ供給する第一霧化装置75と、電解水を第一霧化装置75へ導く第一導水経路76と、を備えている。
第一霧化装置75は、貯槽16の頂部に設けられている。第一霧化装置75は、貯槽16の頂部から、本体5の周囲の雰囲気へ霧化した電解水を拡散、あるいは撒布する。
第一霧化装置75は、電解水を加熱して霧化させる加熱式、電解水を超音波で振動させて霧化させる超音波式、ベンチュリー効果を用いたスプレー、例えば霧吹きで電解水を霧化させる方式、コロナ放電を利用して電解水を霧化させる静電霧化、高速回転させたプロペラなどによって電解水を拡散させて水分子を破砕する水破砕式など、種々の霧化方式を利用する。いずれの方式においても、第一霧化装置75は、直径100マイクロメートル以下の微粒子を含むように電解水を霧化し、より好ましくは直径10マイクロメートル以下の微粒子を含むように電解水を霧化する。
第一導水経路76は、貯槽16内の電解水を、例えば毛細管現象で吸い上げる縄や索である。
第二供給部19は、貯槽16に蓄えられている電解水を吸込風路39へ供給する。第二供給部19は、吸込口34と塵埃容器37とを繋ぐ上流側風路39uへ供給しても良いし、貯槽16に蓄えられている電解水を塵埃容器37へ供給しても良いし、塵埃容器37と電動送風機38とを繋ぐ下流側風路39dへ供給しても良い。換言すると、第二供給部19は、貯槽16に蓄えられている電解水を吸込口34と塵埃容器37とを繋ぐ上流側風路39u、塵埃容器37の内部、および塵埃容器37と電動送風機38とを繋ぐ下流側風路39dの少なくとも1つへ供給する。
第二供給部19は、電解水を気化させて電解水を吸込口34と塵埃容器37とを繋ぐ上流側風路39u、塵埃容器37の内部、および塵埃容器37と電動送風機38とを繋ぐ下流側風路39dの少なくとも1つへ供給する。そこで、第二供給部19は、電解水を霧状にして上流側風路39u、塵埃容器37、および塵埃容器37と電動送風機38とを繋ぐ下流側風路39dの少なくとも1つへ供給する第二霧化装置77と、貯槽16から第二霧化装置77へ電解水を導く第二導水経路78と、を備えている。
第二霧化装置77は、上流側風路39u自体、または上流側風路39uに繋がる空間に露出していても良いし、塵埃容器37自体、または塵埃容器37に繋がる空間に露出していても良いし、下流側風路39d自体、または下流側風路39dに繋がる空間に露出していても良い。第二霧化装置77は、上流側風路39u、塵埃容器37、下流側風路39dの少なくとも1つへ霧化した電解水を拡散、あるいは撒布する。
ここで、「上流側風路39uに繋がる空間」、「塵埃容器37に繋がる空間」および「下流側風路39dに繋がる空間」は、電動送風機38が生じさせる吸込負圧が作用して空気の流動が十分に生じる部分を含み、また、電動送風機38が生じさせる吸込負圧が作用する一方で、吸込負圧による空気の流動が十分に生じずに流れの淀む部分を含む。
第二霧化装置77は、電解水を加熱して霧化させる加熱式、電解水を超音波で振動させて霧化させる超音波式、ベンチュリー効果を用いたスプレー、例えば霧吹きで電解水を霧化させる方式、コロナ放電を利用して電解水を霧化させる静電霧化、高速回転させたプロペラなどによって電解水を拡散させて水分子を破砕する水破砕式など、種々の霧化方式を利用する。いずれの方式においても、第二霧化装置77は、直径100マイクロメートル以下の微粒子を含むように電解水を霧化し、より好ましくは直径10マイクロメートル以下の微粒子を含むように電解水を霧化する。
第二導水経路78は、例えば貯槽16と第二霧化装置77とを繋ぐ配管であっても良いし、貯槽16内の電解水を、例えば毛細管現象で吸い上げて第二霧化装置77へ導く縄や索であっても良い。
なお、第二供給部19は、第二霧化装置77に代えて、または加えて、吸込口34と塵埃容器37とを繋ぐ上流側風路39u、塵埃容器37の内部、および塵埃容器37と電動送風機38とを繋ぐ下流側風路39dの少なくとも1つで電解水を気化させる保水体79を備えていても良い。
保水体79は、第二霧化装置77と同じ、または異なる導水経路を介して貯槽16に繋がれている。保水体79は、導水経路を通じて供給される電解水を吸って、電解水で湿気を帯びる。保水体79の一部は、貯槽16と保水体79とを繋ぐ導水経路を通る電解水に接触している。保水体79の一部は、貯槽16内の電解水に、導水経路を介すことなく直接的に接触していても良い。保水体79の他部は、上流側風路39u自体、または上流側風路39uに繋がる空間に露出していても良いし、塵埃容器37自体、または塵埃容器37に繋がる空間に露出していても良いし、下流側風路39d自体、または下流側風路39dに繋がる空間に露出していても良い。
保水体79は、その吸水性によって電解水を保持する。また、保水体79は、その吸水性によって貯槽16と保水体79とを繋ぐ導水経路の電解水を吸い取る。つまり、電気掃除機1は、吸水性を有する部材を電解水に接触させることで、吸込口34と塵埃容器37とを繋ぐ上流側風路39u、塵埃容器37の内部、および塵埃容器37と電動送風機38とを繋ぐ下流側風路39dの少なくとも1つへ電解水を供給する。保水体79は、電解水の供給場所(上流側風路39u、塵埃容器37、または下流側風路39d)が貯槽16よりも高い位置にあっても、毛細管現象によって液体を吸い上げて移動させることができる。保水体79の吸水性の程度や大きさを変えることによって、吸い上げる力と高さとを調節し、過供給を避けることが可能である。なお、保水体79は、貯槽16よりも下方に配置されていても良い。この場合には、電解水は水頭差によって保水体79へ容易に供給される。
保水体79は、例えば織布、または不織布である。保水体79の材料は、綿などの天然繊維、セルロースなどの再生繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46などのポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維などの合成繊維である。保水体79は、スポンジであっても良い。また、保水体79は、高吸水性高分子(Superabsorbent polymer、SAP)製の部材を一体に有していても良い。高吸水性高分子製の部材を一体に有する保水体79は、より対象の電解水を保水できる。
電解水の気化は、吸込風路39内の気体の蒸気圧が飽和蒸気圧になるまで進行する。気化した電解水は、吸込風路39を通じて塵埃容器37に達し、塵埃容器37に蓄積される塵埃を除菌する。
保水体79は、上流側風路39uおよび塵埃容器37の内部の空気の流れによって電解水を気化させて、塵埃容器37へ電解水を供給することができる。空気の流れによって気化した電解水は、塵埃容器37に蓄積される塵埃を除菌する。また、電解水の一部は、吸込負圧によって塵埃容器37を通過し、電動送風機38に達して電動送風機38の排気を除菌する。また、保水体79は、下流側風路39dの空気の流れによって電解水を気化させて、塵埃容器37を通過し、電動送風機38に達して電動送風機38の排気を除菌する。また、保水体79は、電動送風機38が停止している状態で、上流側風路39u、塵埃容器37の内部、下流側風路39dで電解水を気化させて、塵埃容器37へ電解水を供給することができる。気化した電解水は、吸込風路39内で拡散して塵埃容器37に蓄積される塵埃を除菌する。
第二供給部19を下流側風路39dに設ける場合には、電動送風機38が駆動している状態で電解水を気化させることによって、電動送風機38の排気を除菌することができる。換言すると、第二供給部19を下流側風路39dに設ける場合には、電動送風機38が駆動している最中、電気掃除機1から吹き出る排気を除菌するために、気化した電解水の全量を使用し、かつ電動送風機38が停止している状態で、塵埃容器37に蓄積される塵埃を除菌することができる。
他方、第二供給部19を上流側風路39uまたは塵埃容器37に設ける場合には、第二供給部19は、吸込風路39内の空気の流れによって電解水を気化させて、塵埃容器37へ電解水を供給することができる。吸込風路39内の空気の流れによって気化した電解水は、塵埃容器37に蓄積される塵埃を除菌する。また、塵埃容器37に達した電解水の一部は、吸込負圧によって塵埃容器37を通過し、電動送風機38に達して電動送風機38の排気を除菌する。
電気掃除機1は、吸込風路39に設けられて、吸込負圧で吸込風路39に吸い込まれた電解水(水分)を吸収する吸湿部80を備えている。吸湿部80は、電解水が吸込風路39に吸い込まれた場合には、電動送風機38に達する前に、電解水を吸収して、電動送風機38へ電解水が達することを防ぐ。吸湿部80は、例えば織布、または不織布である。吸湿部80の材料は、綿などの天然繊維、セルロースなどの再生繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46などのポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維などの合成繊維である。吸湿部80は、スポンジであっても良い。また、吸湿部80は、高吸水性高分子(Superabsorbent polymer、SAP、いわゆる吸収性ポリマー、高吸水性樹脂、高分子吸収体)製の部材を一体に有していても良い。高吸水性高分子製の部材を一体に有する吸湿部80は、より多量の電解水を保水できる。
吸湿部80は、吸込風路39の上流側風路39uに設けられていても良いし、下流側風路39dに設けられていても良い。吸湿部80は、塵埃容器37内に設けられていても良い。吸湿部80は、第二霧化装置77および保水体79よりも空気の流れの下流側に設けられていれば良い。つまり、吸湿部80は、吸込風路39において第二霧化装置77および保水体79よりも電動送風機38に近い。吸湿部80は、吸込風路39に吸い込まれた含塵空気から塵埃を分離する塵埃容器37のフィルターを兼ねていても良い。
次いで、貯槽16について詳細に説明する。なお、第一例の貯槽16A(以下、単に「貯槽16A」と言う。)、第二例の貯槽16B(以下、単に「貯槽16B」と言う。)、および第三例の貯槽16C(以下、単に「貯槽16C」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。
図4は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第一例の貯槽の平面図である。
図5は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第一例の貯槽の側面図である。
図4および図5に示すように、本実施形態に係る第一例の貯槽16Aは、平面視において円盤形の本体5の一部を切り欠いたD形の外観を有し、側面視において本体5と実質的に同じ高さを有している。貯槽16Aは、本体5の側面に連なる円弧と、この円弧の両端を結ぶ弦とで囲まれている。貯槽16Aの弦部は、本体5の外面の一部に向かい合っている。
貯槽16Aは、分離と連結とが可能な複数の容器81を含んでいる。複数の容器81は、電気分解前の水を貯留する第一容器部82Aと、電解水生成装置17の電極61を収容する第二容器部83Aと、を含んでいる。
そして、貯槽16Aの第一容器部82Aと第二容器部83Aとは、水平方向へ分断されて隣り合っている。第一容器部82Aと第二容器部83Aとは、水平方向へ分離し、水平方向へ連結するものであっても良いし、垂直方向へ分離し、垂直方向へ連結するものであっても良い。水平方向へ分離、連結の可能な貯槽16Aは、第一容器部82Aと第二容器部83Aとを水平方向へ遠ざけて分離され、水平方向へ近づけて連結される。垂直方向へ分離、連結の可能な貯槽16Aは、第一容器部82Aと第二容器部83Aとを上下方向へスライドさせて分離され、連結される。
第一容器部82Aは、本体5に着脱可能である。使用者は、本体5から第一容器部82Aを取り外すことによって、容易に給水することができる。また、本体5から第一容器部82Aを取り外すことができるので、給水時に、本体5内の電気部品、例えば電動送風機38や、電子部品、例えば制御部15に水が掛かって、これらが故障することを防ぐことができる。
第一容器部82Aの頂部には、水を第一容器部82A内へ導入するための給水口85と、給水口85を開閉する蓋86と、が設けられている。使用者は、蓋86を開くことで第一容器部82Aへ容易に給水できる。また、使用者は、蓋86を閉ざすことで第一容器部82Aから水が漏れることを容易に防ぐことができる。
第二容器部83Aは、第一容器部82Aに貯留された水を受け入れることができる。第二容器部83Aの底部には、第一供給部18に繋がる電解水の供給口87が設けられている。第二容器部83Aの内部には、第二容器部83Aに蓄えられている水の量、つまり水位WL(電解水の液位)を検知する水位計88が設けられている。
水位計88は、接触式、または非接触式のいずれであっても良い。接触式の水位計88は、例えば、第二容器部83A内に設けられるフロート(浮き)の垂直方向における位置に基づいて水位WLを計測するフロート式、一対の電極間の静電容量を検出して水位WLを計測する静電容量式、など既知の方式を採用できる。非接触式の水位計88は、例えば、電波、超音波、または光波を用いて水位WLを計測する既知の方式を採用できる。
貯槽16Aは、通水部91と、通気部92と、を備えている。
通水部91は、第一容器部82Aおよび第二容器部83Aの底部に設けられている。通水部91は、第一容器部82Aが第二容器部83Aに連結されると、第一容器部82Aの内部と第二容器部83Aの内部とを繋いで水を流通させる。通水部91は、例えば、第一容器部82Aに設けられる半体と、第二容器部83Aに設けられる半体と、を有し、かつ両半体の連結と分離とが容易に可能な継手である。通水部91は、第一容器部82A側の半体と、第二容器部83A側の半体と、を連結することで水の通路を開通させる。第一容器部82A側の半体、および第二容器部83A側の半体は、非連結状態において通路を閉鎖し、容器内の水(電解水)が漏れ出ることを防ぐ。
通水部91は、第一容器部82Aおよび第二容器部83Aの連結にともなって、容易に連結され、かつ第一容器部82Aおよび第二容器部83Aの分離にともなって、容易に切り離れることが好ましい。例えば、水平方向へ分離、連結の可能な貯槽16Aでは、通水部91は、第一容器部82Aの側壁の底部に設けられる半体と、第二容器部83Aの側壁の底部に設けられる半体と、を有している。垂直方向へ分離、連結の可能な貯槽16Aでは、通水部91は、第一容器部82Aおよび第二容器部83Aのいずれか一方の底壁に設けられる半体と、第一容器部82Aおよび第二容器部83Aのいずれか他方から第一容器部82Aおよび第二容器部83Aのいずれか一方の下方へ延びる連結管に設けられる半体と、を有している。
通気部92は、第一容器部82Aが第二容器部83Aに連結されると、第一容器部82Aの内部と第二容器部83Aの内部とを繋いで第一容器部82A内の気体と第二容器部83A内の気体とを流通させる。通気部92は、第一容器部82Aおよび第二容器部83Aの頂部に設けられている。通気部92は、例えば、第一容器部82Aに設けられる半体と、第二容器部83Aに設けられる半体と、を有し、かつ両部位の連結と分離とが容易に可能な継手である。通気部92は、第一容器部82A側の半体と、第二容器部83A側の半体と、を連結することで気体の通路を開通させる。第一容器部82A側の半体、および第二容器部83A側の半体は、非連結状態において通路を閉鎖し、容器内の水(電解水)が漏れ出ることを防ぐ。通気部92は、非連結状態において大気開放されていても良い。通気部92は、第一容器部82Aに設けられる開口と、第二容器部83Aに設けられる開口とを、を有し、かつ両容器82A、83Aの連結にともなって両開口を向かい合わせるものであっても良い。
通気部92は、第一容器部82Aおよび第二容器部83Aの連結にともなって、容易に連結され、かつ第一容器部82Aおよび第二容器部83Aの分離にともなって、容易に切り離れることが好ましい。例えば、水平方向へ分離、連結の可能な貯槽16Aでは、通気部92は、第一容器部82Aの側壁の頂部に設けられる半体と、第二容器部83Aの側壁の頂部に設けられる半体と、を有している。垂直方向へ分離、連結の可能な貯槽16Aでは、通気部92は、第一容器部82Aおよび第二容器部83Aのいずれか一方の頂部に設けられる半体と、第一容器部82Aおよび第二容器部83Aのいずれか他方から第一容器部82Aおよび第二容器部83Aのいずれか一方の下方へ延びる連結管に設けられる半体と、を有している。
少なくとも、第一容器部82Aに貯留される水の水位WLが、第二容器部83Aに貯留される水または電解水の水位WLよりも高い場合には、第一容器部82Aの水は、第二容器部83Aに供給される(実線矢印WF)。換言すると、貯槽16Aは、第一容器部82Aと第二容器部83Aとの水頭差で第一容器部82Aに貯留されている水を第二容器部83Aへ供給する。つまり、第二容器部83Aで生成された電解水が消費される都度、第一容器部82Aに貯留される水が第二容器部83Aへ供給される。そのため、第一容器部82Aの水位WLと第二容器部83Aの水位WLとは、釣り合う。したがって、貯槽16Aの水位WLは、連結された状態における第一容器部82Aの水位WL、および第二容器部83Aの水位WLと同じである。
また、第二容器部83A内で生成される電解水は、環境温度、例えば室温や、水の電気分解にともなう温度の上昇によって、気化する。気化した電解水は、通気部92を通じて第一容器部82Aの空間部分へ拡散する(実線矢印GF)。換言すると、貯槽16Aは、第二容器部83Aで気化した電解水を第一容器部82Aへ供給する。そのため、電解水が生成される第二容器部83Aは当然、電気分解前の水を貯留する第一容器部82Aも電解水によって除菌される。
複数の電極61は、少なくとも1つの正極と、少なくとも1つの負極と、を含んでいる。正極と負極とは、その主面を対向させて交互に並べられる。それぞれの電極61は、板状であって、鉛直方向へ拡がり延びている。換言すると、電極61は、水平方向を臨む主面を有している。
なお、電解水生成装置17の電極61は、水位計88を兼務できる。垂直方向に拡がる電極61は、第二容器部83Aの水位WL(電解水の液位)の変化にともなって、水中(電解水の液中)に没する部位と、第二容器部83A内の気体に晒される部位との割合が変化する。この割合の変化は、電極61の正極と負極との間に流れる電流値を変化させる。そこで、電解水生成装置17は、電極61の正極と負極との間に流れる電流値の変化に基づいて貯槽16Aに蓄えられている水の量を推定する。
第一供給部18、つまり第一供給機構部65、第二供給機構部66、および第三供給機構部67は、貯槽16Aに設けられているが、本体5に設けられていても良い。第一供給機構部65、および第二供給機構部66を貯槽16Aに設ける場合には、第一供給部18の配管62は、貯槽16Aに一体化されて第一供給機構部65、および第二供給機構部66に達する。第一供給機構部65、および第二供給機構部66を本体5に設ける場合には、第一供給部18の配管62は、貯槽16Aから本体5内を経て第一供給機構部65、および第二供給機構部66に達する。第三供給機構部67を貯槽16Aに設ける場合には、第一供給部18の第一導水経路76は、貯槽16A内に設けられて第三供給機構部67に達する。第三供給機構部67を本体5に設ける場合には、第一供給部18の第一導水経路76は、貯槽16Aから本体5内を経て第三供給機構部67に達する。
図6は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第二例の貯槽の平面図である。
図7は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第二例の貯槽の側面図である。
図6および図7に示すように、本実施形態に係る第二例の貯槽16Bは、電気分解前の水を貯留する第一容器部82Bと、電解水生成装置17の電極61を収容する第二容器部83Bと、を含んでいる。
そして、貯槽16Bの第一容器部82Bと第二容器部83Bとは、垂直方向へ分断されて積み重なっている。第一容器部82Bと第二容器部83Bとは、水平方向へ分離し、水平方向へ連結するものであっても良いし、垂直方向へ分離し、垂直方向へ連結するものであっても良い。水平方向へ分離、連結の可能な貯槽16Bは、第一容器部82Bと第二容器部83Bとを水平方向へスライドさせて分離され、連結される。垂直方向へ分離、連結の可能な貯槽16Bは、第一容器部82Bと第二容器部83Bとを上下方向へ遠ざけて分離され、上下方向へ近づけて連結される。
平面視において、第二容器部83Bの形状は、第一容器部82Bの形状と実質的に同じである。第二容器部83Bの高さは、第一容器部82Bの高さよりも高い。第二容器部83Bの容積は、第一容器部82Bの容積よりも大きい。第一容器部82Bは第二容器部83Bの天面を覆い隠すように第二容器部83Bに連結されている。
第一容器部82Bは、本体5に着脱可能である。使用者は、本体5から第一容器部82Bを取り外すことによって、容易に給水することができる。また、本体5から第一容器部82Bを取り外すことができるので、給水時に、本体5内の電気部品、例えば電動送風機38や、電子部品、例えば制御部15に水が掛かって、これらが故障することを防ぐことができる。
第一容器部82Bの頂部には、水を第一容器部82B内へ導入するための給水口85と、給水口85を開閉する蓋86と、が設けられている。使用者は、蓋86を開くことで第一容器部82Bへ容易に給水できる。また、使用者は、蓋86を閉ざすことで第一容器部82Bから水が漏れることを容易に防ぐことができる。
第二容器部83Bの底部には、第一供給部18に繋がる電解水の供給口87が設けられている。第二容器部83Bの内部には、第二容器部83B内の水位WL(水量、電解水量)を測る水位計88が設けられている。
第一容器部82Bの底部および第二容器部83Bの頂部には、両容器を流体的に繋ぐ通水通気部95が設けられている。通水通気部95は、第一容器部82Bが第二容器部83Bに連結されると、第一容器部82Bの内部と第二容器部83Bの内部とを繋いで第一容器部82Bから第二容器部83Bへ水頭差で水を移動させ、その後に第一容器部82B内の気体と第二容器部83B内の気体とを流通させる。通水通気部95は、例えば、第一容器部82Bに設けられる半体と、第二容器部83Bに設けられる半体と、を有し、かつ両半体の連結と分離とが容易に可能な継手である。通水通気部95は、第一容器部82B側の半体と、第二容器部83B側の半体と、を連結することで通路を開通させる。第一容器部82B側の半体、および第二容器部83B側の半体は、非連結状態において通路を閉鎖し、貯槽16B内の水(電解水)が漏れ出ることを防ぐ。第二容器部83B側の半体は、非連結状態において大気開放されていても良い。
通水通気部95は、第一容器部82Bおよび第二容器部83Bの連結にともなって、容易に連結され、かつ第一容器部82Bおよび第二容器部83Bの分離にともなって、容易に切り離れることが好ましい。例えば、垂直方向へ分離、連結の可能な貯槽16Bでは、通水通気部95は、第一容器部82Bの底壁に設けられる半体と、第二容器部83Bの天井壁に設けられる半体と、を有している。水平方向へ分離、連結の可能な貯槽16Bでは、通水通気部95は、第一容器部82Bの側壁の底部および第二容器部83Bの底壁の頂部のいずれか一方に設けられる半体と、第一容器部82Bおよび第二容器部83Bのいずれか他方から第一容器部82Bおよび第二容器部83Bのいずれか一方の側方へ延びる連結管に設けられる半体と、を有している。
貯槽16Bは、第一容器部82Bと第二容器部83Bとの高低差、つまり水頭差で第一容器部82Bに貯留されている水を第二容器部83Bへ供給する。第一例の貯槽16Aでは、第一容器部82Aの水位WLと第二容器部83Aの水位WLとが釣り合い続ける一方で、第二例の貯槽16Bでは、第一容器部82Bに貯留される水は、第二容器部83Aへ一気に流れ込む。
また、第二容器部83B内で生成される電解水は、環境温度、例えば室温や、水の電気分解にともなう温度の上昇によって、気化する。気化した電解水は、通水通気部95を通じて第一容器部82Bの空間部分へ拡散する(実線矢印GF)。換言すると、貯槽16Bは、第二容器部83Bで気化した電解水を第一容器部82Bへ供給する。そのため、電解水が生成される第二容器部83Bは当然、電気分解前の水を貯留する第一容器部82Bも電解水によって除菌される。
なお、第一容器部82B内には大量の水が残留することはないが、水滴のようなごく少量の水分や、結露による凝縮水が残留することがある。貯槽16Bは、これら少量の水分を除菌して容器部82B、83B内を除菌し、清潔を保つ。
複数の電極61は、少なくとも1つの正極と、少なくとも1つの負極と、を含んでいる。正極と負極とは、その主面を対向させて交互に並べられる。それぞれの電極61は、板状であって、水平方向へ拡がり延びている。換言すると、電極61は、上下方向を臨む主面を有している。
第一供給部18、つまり第一供給機構部65、第二供給機構部66、および第三供給機構部67は、貯槽16Bに設けられていても良いし、本体5に設けられていても良い。第一供給機構部65、および第二供給機構部66を貯槽16Bに設ける場合には、第一供給部18の配管62は、貯槽16Bに一体化されて第一供給機構部65、および第二供給機構部66に達する。第一供給機構部65、および第二供給機構部66を本体5に設ける場合には、第一供給部18の配管62は、貯槽16Bから本体5内を経て第一供給機構部65、および第二供給機構部66に達する。第三供給機構部67を貯槽16Bに設ける場合には、第一供給部18の第一導水経路76は、貯槽16B内に設けられて第三供給機構部67に達する。第三供給機構部67を本体5に設ける場合には、第一供給部18の第一導水経路76は、貯槽16Bから本体5内を経て第三供給機構部67に達する。
図8は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第三例の貯槽の平面図である。
図9は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の第三例の貯槽の側面図である。
図8および図9に示すように、本実施形態に係る第三例の貯槽16Cは、分離と連結とが可能な複数の容器81を含んでいる。複数の容器81は、電気分解前の水を貯留する第一容器部82Cと、電解水生成装置17の電極61を収容する第二容器部83Cと、を含んでいる。
貯槽16Cは、第一例の貯槽16Aのように水平方向へ分断された複数の容器部82A、83Aを備えていても良いし、第二例の貯槽16Bのように垂直方向へ分断された複数の容器部82B、83Bを備えていても良い。説明を簡単にするために、図8および図9では、水平方向へ分断された複数の容器部82C、83Cを有する貯槽16Cが図示されている。
第一容器部82Cは、本体5に着脱可能である。使用者は、本体5から第一容器部82Cを取り外すことによって、容易に給水することができる。また、本体5から第一容器部82Cを取り外すことができるので、給水時に、本体5内の電気部品、例えば電動送風機38や、電子部品、例えば制御部15に水が掛かって、これらが故障することを防ぐことができる。
第一容器部82Cの頂部には、水を第一容器部82C内へ導入するための給水口85と、給水口85を開閉する蓋86と、が設けられている。使用者は、蓋86を開くことで第一容器部82Cへ容易に給水できる。また、使用者は、蓋86を閉ざすことで第一容器部82Cから水が漏れることを容易に防ぐことができる。
第二容器部83Cは、第一容器部82Cに貯留された水を受け入れることができる。第二容器部83Cの底部には、第一供給部18に繋がる電解水の供給口87が設けられている。
第一例の貯槽16Aのような水平方向分割型の貯槽16Cでは、第一容器部82Cに貯留される水の水位が、第二容器部83Cに貯留される水または電解水の水位よりも高い場合には、第一容器部82Cの水は、第二容器部83Cに供給される。換言すると、貯槽16Cは、第一容器部82Cと第二容器部83Cとの水頭差で第一容器部82Cに貯留されている水を第二容器部83Cへ供給する。つまり、第二容器部83Cで生成された電解水が消費される都度、第一容器部82Cに貯留される水が第二容器部83Cへ供給される。そのため、第一容器部82Cの水位と第二容器部83Cの水位とは、釣り合う。したがって、貯槽16Cの水位は、連結された状態における第一容器部82Cの水位、および第二容器部83Cの水位と同じである。
一方、第二例の貯槽16Bのような垂直方向分割型の貯槽16Cでは、第一容器部82Cと第二容器部83Cとの高低差、つまり水頭差で第一容器部82Cに貯留されている水が第二容器部83Cへ供給される。換言すると、貯槽16Cは、第一容器部82Cと第二容器部83Cとの水頭差で第一容器部82Cに貯留されている水を第二容器部83Cへ供給する。
なお、分離された個々の容器部82C、83Cの水量が、第二容器部83Cの満水量を超えている場合には、第一容器部82Cには電気分解前の水が残留する。そうすると、第二容器部83Cで生成された電解水が消費される都度、第一容器部82Cに残留している水が第二容器部83Cへ補給される。
そして、貯槽16Cは、第二容器部83Cと第一容器部82Cとを繋ぐ電解水供給路98と、電解水供給路98を通じて第二容器部83Cから第一容器部82Cへ第二容器部83Cで生成された電解水を供給するポンプ99と、を備えている。
電解水供給路98は、第二容器部83Cの底部から第一容器部82Cの適宜の箇所、例えば頂部に繋がれている。電解水供給路98は、第一供給機構部65の第一導水経路76、および第二供給機構部66の第二導水経路78など、電解水が流通する経路から分岐していても良い。電解水供給路98は、第二容器部83Cで生成された電解水を第二容器部83Cから第一容器部82Cへ導く。
ポンプ99は、継続的に駆動していても良いし、間欠的に駆動していても良い。ポンプ99は、電解水供給路98を通じて第二容器部83Cで生成された電解水を吸い上げて第一容器部82Cへ供給する(実線矢印CF)。そのため、電解水が生成される第二容器部83Cは当然、電気分解前の水を貯留する第一容器部82Cも電解水によって除菌される。
図10は、本発明の実施形態に係る電気掃除機のブロック図である。
図2から図3に加えて図10に示すように、本実施形態に係る電気掃除機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、二次電池6、電解水生成装置17、および第一供給部18に加えて通信部111を備えている。
通信部111は、ステーション7に赤外線信号を送信する送信部111aと、ステーション7やリモートコントローラーが送信する赤外線信号を受信する受信部111bと、を備えている。送信部111aは、例えば赤外線発光素子を含んでいる。受信部111bは、例えばフォトトランジスタを含んでいる。
検知部13のカメラ部51は、例えばデジタルカメラである。つまり、カメラ部51は、撮影した画像を電気信号に変換する撮像素子51a(イメージセンサー)と、撮像素子51aに像を結び、生じさせる光学系51bと、を備えている。撮像素子51a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、電気掃除機1は、カメラ部51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51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51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。
カメラ部51は、いわゆるステレオカメラである。カメラ部51は、撮影する画像が、電気掃除機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51は、撮影範囲における奥行き(電気掃除機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。
カメラ部51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51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51による適切な画像の取得を可能にする。
撮像素子51a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51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51a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。
距離測定装置55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55aと、発光部55aから照射された光の反射光を受光する受光部55bと、を備えている。電気掃除機1は、発光部55aの発光開始から受光部55bで反射光を受光するまでの時間差に基づいて電気掃除機1から被検知物までの距離情報を取得できる。発光部55aは、例えば赤外線や、可視光を照射する。
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。
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6、および通信部111に電気的に接続されている。制御部15は、通信部111を介してステーション7、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6を制御し、電気掃除機1の自律運転、自律移動を行う。
制御部15は、電気掃除機1の自律移動を制御する自律移動制御部121と、検知部13の動作を制御する検知制御部122と、を含んでいる。自律移動制御部121、および検知制御部122は、演算プログラムである。
自律移動制御部121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123と、移動部11の電動機27の動作を制御する移動制御部125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の動作を制御する吸込掃除制御部126と、を備えている。
地図情報記憶部123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123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。
環境地図情報は、電気掃除機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、電気掃除機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、電気掃除機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、電気掃除機1は、検知部13の他に、エンコーダー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125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。
移動制御部125は、環境地図情報に基づいて移動部11を制御して電気掃除機1を自律で移動させる。移動制御部125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125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。
吸込掃除制御部126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。
検知制御部122は、カメラ部51の動作を制御する。検知制御部122は、所定の時間間隔毎にカメラ部51に画像を撮影させる。検知制御部122は、カメラ部51で撮影された画像を検知結果記憶部127に記憶する。カメラ部51で撮影された画像は、検知結果記憶部127は、主記憶装置に確保されている。検知結果記憶部127は、カメラ部51で撮影された画像を記憶する。検知結果記憶部127は、複数の画像を記憶可能な容量を有している。
検知結果記憶部127は、カメラ部51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127に記憶される画像情報は、例えば、カメラ部51で撮影された画像をグレースケールに変換した画像(以下、カメラ部51で撮影された元の画像と同じく「画像」と呼ぶ。)であっても良い。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127に割り当てるメモリ領域の容量、つまり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51で実行されても良い。カメラ部51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。
また、検知制御部122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。
さらに、検知制御部122は、近接検知部52の検知結果、つまり被検知物が本体5に接近したこと、およびその時の被検知物と本体5との離間距離を検知結果記憶部127に記憶する。
また、検知制御部122は、接触検知部53の検知結果、つまり被検知物が本体5に接触したことを検知結果記憶部127に記憶する。
電解水生成装置17は、移動部11が本体5を移動させている間に、電極61の正極と負極との間に電圧を印加して、貯槽16(貯槽16A、16B、16C)に蓄えられている水を二次電池6の電力で電気分解して電解水を生成する。ここで、電解水生成装置17は、移動部11が本体5を移動させている間中、電解水を生成するようにしても良いし、予め設定された移動部11が本体5を移動させている間における所定の期間で電解水を生成するようにしても良い。所定の期間は特に限られるものではなく、適宜設定可能である。所定の期間は、例えば、以下に詳細を説明するように、生成している電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度や、貯槽16に蓄えられている水の量や、二次電池6の残量などに応じて決められるものであっても良い。
また、電解水生成装置17は、移動部11が本体を移動させていない間に、電極61の正極と負極との間に電圧を印加して、貯槽16に蓄えられている水を二次電池6の電力で電気分解して電解水を生成しても良い。例えば、被掃除領域Aにおいて本体5が停止している場合や、本体5がステーション7に接続されている場合において、電極61の正極と負極との間に電圧を印加して、電解水を生成しても良い。
ところで、貯槽16Aは、第二容器部83Aの水位が第一容器部82Aの水位よりも低い場合には、第一容器部82Aの水が直ちに第二容器部83Aへ水頭差で供給される。貯槽16B、および垂直分離型水平分離型の貯槽16Cは、第一容器部82Bの水が直ちに第二容器部83Bへ水頭差で供給される。したがって、貯槽16内の水、または電解水が不足している場合に、第一容器部82A、82Bに水を補給すると、概ね、第二容器部83A、83Bに電気分解前の水が流れ込み、第二容器部83A、83B内の電解水の次亜塩素酸濃度が低下する。
そこで、本体5の移動を開始させる以前に、所望の濃度の次亜塩素酸を含む電解水を得られるように、電解水生成装置17は、移動部11が本体5を移動させる以前に電解水の生成を開始することが好ましい。例えば、第二容器部83A、83Bが電気分解前の水で満たされた状態で、所望の濃度、例えば5ppm以上の次亜塩素酸を含む電解水が得られる時間を確保できるよう、電解水生成装置17は、移動部11が本体5を移動させる以前に電解水の生成を開始する。電解水生成装置17は、水位計88で測定される第二容器部83A、83Bの水量に基づいて電解水が得られる時間を確保できるよう、移動部11が本体5を移動させる以前に電解水の生成を開始しても良い。
また、本体5の移動を開始させた後に、所望の濃度の次亜塩素酸を含む電解水を早期に得られるように、電解水生成装置17は、少なくとも移動部11が本体5を移動させ始めてから所定の時間が経過するまで、電極61の正極と負極との間に印加する電圧値を、他の場合よりも大きくする。このときの電圧値を、大電圧値と呼ぶ。例えば、第二容器部83A、83Bの満水量の電気分解前の水から次亜塩素酸を5ppm含んだ電解水が得られる時間が経過するまで、電解水生成装置17は、電極61に大電圧値、例えば10ボルトの電圧を印加する。電解水生成装置17は、水位計88で測定される第二容器部83A、83Bの水量に基づいて電解水が得られる時間が経過するまで、電極61に大電圧値の電圧を印加しても良い。
さらに、電解水生成装置17は、第二容器部83A、83Bに蓄えられている水の残量に基づいて、電極61の正極と負極との間に印加する電圧値を変更しても良い。
以上のように、本実施形態に係る電気掃除機1は、第一容器部82Aが第二容器部83Aに連結されると、第一容器部82Aの内部と第二容器部83Aの内部とを繋いで第一容器部82A内の気体と第二容器部83A内の気体とを流通させる通気部92を備えている。そのため、電気掃除機1は、第二容器部83Aで生成され、気化する電解水を第一容器部82Aへ供給し、第一容器部82A内を除菌できる。
また、本実施形態に係る電気掃除機1は、第一容器部82Bが第二容器部83Bに連結されると、第一容器部82Bの内部と第二容器部83Bの内部とを繋いで第一容器部82Bから第二容器部83Bへ水頭差で水を移動させ、その後に第一容器部82B内の気体と第二容器部83B内の気体とを流通させる通水通気部95を備えている。そのため、電気掃除機1は、第二容器部83Bで生成され、気化する電解水を第一容器部82Bへ供給し、第一容器部82B内を除菌できる。
さらに、本実施形態に係る電気掃除機1は、第二容器部83Cから第一容器部82Cへ電解水を供給するポンプ99を備えている。そのため、電気掃除機1は、第二容器部83Cで生成され、気化する電解水を第一容器部82Cへ供給し、第一容器部82C内を除菌できる。また、電気掃除機1は、ポンプ99で2つの容器部82C、83Cに電解水を循環させて貯槽16C内の次亜塩素酸の濃度を容易に均質化し、ひいては供給部18、19を通じて供給する電解水に含まれる次亜塩素酸の濃度を安定させる。
したがって、本実施形態に係る電気掃除機1は、電気分解前の水における雑菌の繁殖を抑え、除菌効果の低下を防ぐことができる。
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。
1…電気掃除機、5…本体、6…二次電池、7…ステーション、8…電源コード、9…充電回路、11…移動部、12…掃除部、13…検知部、15…制御部、16、16A、16B、16C…貯槽、17…電解水生成装置、18…第一供給部、19…第二供給部、21…本体ケース、22…バンパー、26…駆動輪、27…電動機、28…従動輪、31…吸込掃除部、32…拭き掃除部、34…吸込口、35…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…吸込風路、39u…上流側風路、39d…下流側風路、41…排気風路、43…拭き掃除部材、45…拭き掃除部材取付部、51…カメラ部、51a…撮像素子、51b…光学系、52…近接検知部、53…接触検知部、55…距離測定装置、55a…発光部、55b…受光部、57…電源部、61…電極、62…配管、65…第一供給機構部、66…第二供給機構部、67…第三供給機構部、71…第一供給口、72…第一開閉弁、73…第二供給口、74…第二開閉弁、75…第一霧化装置、76…第一導水経路、77…第二霧化装置、78…第二導水経路、79…保水体、80…吸湿部、81…容器、82A、82B、82C…第一容器部、83A、83B、83C…第二容器部、85…給水口、86…蓋、87…供給口、88…水位計、91…通水部、92…通気部、95…通水通気部、98…電解水供給路、99…ポンプ、111…通信部、111a…送信部、111b…受信部、121…自律移動制御部、122…検知制御部、123…地図情報記憶部、125…移動制御部、126…吸込掃除制御部、127…検知結果記憶部。
Claims (3)
- 水を貯留可能な第一容器部と、
前記第一容器部を連結および分離可能な第二容器部と、
前記第一容器部が前記第二容器部に連結されると、前記第一容器部の内部と前記第二容器部の内部とを繋いで前記水を流通させる通水部と、
前記第一容器部が前記第二容器部に連結されると、前記第一容器部の内部と前記第二容器部の内部とを繋いで前記第一容器部内の気体と前記第二容器部内の気体とを流通させる通気部と、
前記第二容器部に収容される電極を有して、前記水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置と、を備える電気掃除機。 - 水を貯留可能な第一容器部と、
前記第一容器部を連結および分離可能な第二容器部と、
前記第一容器部が前記第二容器部に連結されると、前記第一容器部の内部と前記第二容器部の内部とを繋いで前記第一容器部から前記第二容器部へ水頭差で前記水を移動させ、その後に前記第一容器部内の気体と前記第二容器部内の気体とを流通させる通水通気部と、
前記第二容器部に収容される電極を有して、前記水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置と、を備える電気掃除機。 - 水を貯留可能な第一容器部と、
前記第一容器部を連結および分離可能な第二容器部と、
前記第一容器部が前記第二容器部に連結されると、前記第一容器部の内部と前記第二容器部の内部とを繋いで前記水を流通させる通水部と、
前記第二容器部に収容される電極を有して、前記水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置と、
前記第二容器部から前記第一容器部へ前記電解水を供給するポンプと、を備える電気掃除機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019197819A JP2021069647A (ja) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 電気掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019197819A JP2021069647A (ja) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 電気掃除機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021069647A true JP2021069647A (ja) | 2021-05-06 |
Family
ID=75712144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019197819A Pending JP2021069647A (ja) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021069647A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024202561A1 (ja) * | 2023-03-28 | 2024-10-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 掃除機 |
-
2019
- 2019-10-30 JP JP2019197819A patent/JP2021069647A/ja active Pending
Cited By (1)
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| WO2024202561A1 (ja) * | 2023-03-28 | 2024-10-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 掃除機 |
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