本發明是關于用于清掃的清掃工具。
背景技術:
用于從待清掃面(如:地板或桌子)去除灰或塵埃等垃圾(被吸附物、被清掃物)的清掃工具在如專利文獻1~6中被記載。
在專利文獻1中,記載了具備清掃布、裝設有清掃布的頭部及柄的清掃工具。在上述清掃工具中,該頭部裝設有清掃布的同時,頭部的清掃面一側還設有凹部。凹部內設有粘著性部件,清掃布上設有讓粘著性部件露出的開口部。在清掃時,細小的垃圾被清掃布的纖維的網絡等收集,顆粒粗大的垃圾被粘著性部件收集。
在專利文獻2中,記載了使高分子凝膠與比如是地板表面接觸,使地板上的垃圾等附著到凝膠上,從而進行自動清潔的清掃裝置。此外,上述清掃裝置具備用于使凝膠回流的回流部,從而使凝膠的新的部分接觸地板。
在專利文獻3中,記載了滾筒主體的外周面設有粘著膜層的旋轉式粘著清潔器。通過將旋轉式粘著清潔器按壓清掃對象物,從而使附著到清掃對象物的表面的塵或污漬向粘著膜層粘著轉移。
在專利文獻4中,記載了將含有除銹成分的基材層設置于支撐片的粘貼清掃片。基材層含有用以使該基材層粘著到被清掃部的親水性粘著材料。
在專利文獻5中,記載了具備支撐片、除銹成分、水溶性片的粘貼清掃片。水溶性片通過水合或者/及溶解在水中從而呈現出粘著性。粘貼清掃片通過水溶性片及水被粘著到被清掃部。
在專利文獻6中,記載了支撐體上設有粘著材料層的清潔膜。粘著材料層含有溶脹凝膠,在將有細微凹凸的基材表面上的異物去除的情況中,可以循著細微的凹凸并去除異物。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:特許第3621197號公報(2005年2月16日公開)
專利文獻2:特開平11-137504號公報(1999年5月25日公開)
專利文獻3:特開2014-64833號公報(2014年4月17日公開)
專利文獻4:特開平10-179498號公報(1998年7月7日公開)
專利文獻5:特開2000-41935號公報(2000年2月15日公開)
專利文獻6:特開2010-58040號公報(2010年3月18日公開)
非專利文獻
非專利文獻1:mariammir,murtazanajabatali,javariasami,andumaransari,”reviewofmechanicsandapplicationsofauxeticstructures”,hindawipublishingcorporationadvancesinmaterialsscienceandengineeringvolume2014.
技術實現要素:
發明要解決的技術問題
然而,專利文獻1和3~6中被記載的現有技術中的每一個都因為吸附的被吸附物在清掃完成后仍是暴露的狀態,而存在不衛生這樣的問題。此外,專利文獻2中被記載的清掃裝置具有如上所述的讓凝膠回流的回流部。然而,因為隨同凝膠回流的被吸附物被認為會在凝膠與地板接觸的面以外的面上暴露,因此一樣不衛生。
本發明是鑒于上述問題而完成的,其目的在于實現相較于現有技術在衛生方面更優異的清掃工具。
用于解決技術問題的手段
為解決上述問題,本發明的一實施方式相關的清掃工具包括將被吸附物吸附的粘著部、將上述粘著部收容在內的膜部,在上述膜部設有根據被施加到該膜部的外力而被擴張的孔部,在特定大小以上的外力被施加于上述膜部的情況下,上述粘著部通過上述孔部暴露于上述膜部的外部。
發明效果
根據本發明的一方式相關的清掃工具,取得可實現相較于現有技術在衛生方面更優異的清掃工具這樣的效果。
附圖說明
圖1(a)是表示實施方式一相關的清掃工具的結構的截面圖,(b)是表示(a)所示的清掃工具上施加了壓力之后的狀態的截面圖,(c)是(a)中虛線標示區域放大后的圖,(d)是(b)中虛線標示區域放大后的圖。
圖2(a)是表示實施方式一的變形實施例相關的清掃工具的結構的截面圖,(b)是表示通過張力施加部給膜部施加張力后的狀態下的(a)所示的清掃工具的截面圖。
圖3(a)是表示實施方式二相關的清掃工具的結構的截面圖,(b)是用以針對泊松比進行說明的圖。
圖4(a)~(d)分別是用以針對實施方式二相關的清掃工具的動作進行說明的圖。
圖5(a)是表示實施方式三相關的清掃工具的結構的截面圖,(b)是壓力沒有被施加于網狀部的情況下的(a)中虛線標示的區域的放大圖,(c)是壓力沒有被施加于網狀部的情況下的網狀部的下表面的示意圖,(d)是壓力正被施加于網狀部的情況下的(a)中虛線標示的區域的放大圖,(e)是壓力正被施加于網狀部的情況下的網狀部的下表面的示意圖。
圖6(a)是表示實施方式四相關的清掃工具的結構的截面圖,(b)是壓力被施加于網狀部的狀態下的清掃工具的示意圖,(c)是(b)中虛線標示區域a的放大圖,圖6(d)是(b)中虛線標示區域b的放大圖,(e)是表示網狀部內部的粘著部及膜部的移動的示意圖。
圖7(a)是表示實施方式五相關的清掃工具的結構的截面圖,(b)是壓力通過壓力施加部被施加的狀態下的清掃工具的示意圖,(c)是被用于清掃之后的清掃工具的狀態的示意圖,(d)是從(c)所示清掃工具上將最外層的粘著部去除后的狀態的示意圖。
圖8(a)是表示實施方式六相關的清掃工具的結構的截面圖,(b)是表示給膜部施加壓力后的狀態的截面圖,(c)是(a)中虛線圈起區域的放大圖,(d)是(b)中虛線圈起區域的放大圖。
圖9(a)是表示實施方式七相關的清掃工具的結構的截面圖,(b)是給膜部施加壓力后的狀態的截面圖,(c)是(a)中虛線圈起區域的放大圖,(d)是(b)中虛線圈起區域的放大圖。
圖10是表示實施方式八相關的清掃機器人的主要部分的結構的示意圖,(a)是清掃機器人的外觀的簡要示意圖,(b)是清掃機器人的的俯視圖,(c)是清掃機器人的側面圖,(d)是(c)中a-a線向視截面圖。
圖11是表示由實施方式八相關的清掃機器人進行清掃的一例子的部分截面圖,(a)是壓力被施加于清掃工具之前的狀態的示意圖,(b)是壓力被施加于清掃工具之后的狀態的示意圖。
具體實施方式
〔實施方式一〕
關于本發明的實施方式一,根據圖1進行說明,則如下所述。首先,參照圖1的(a),針對本實施方式的清掃工具1的結構進行陳述。圖1的(a)是表示清掃工具1的結構的截面圖。
如下所述,清掃工具1可以是用戶手動將待清掃面100(例如:地板或者桌子)清掃所用的工具(手持清潔器)。
〔清掃工具1的結構〕
清掃工具1具有粘著部11、膜部12及壓力施加部13。粘著部11是將待清掃面100上存在的灰或者塵等垃圾(被吸附物)吸附的部件。粘著部11由具有非壓縮性(變形前后密度不變的性質)且表面具有高粘著性(瞬間粘著性)的材料構成。
作為粘著部11的材料的具體例子,可舉出彈性體或者凝膠(水凝膠、干凝膠、有機凝膠)等高分子材料、pva(聚乙烯醇)、丙烯酸類樹脂、聚氨酯類樹脂、或者硅樹脂等。此外,作為粘著部11的材料也可以使用通常的橡膠材料。
膜部12是將粘著部11收容在內的膜狀的部件。膜部12由具有柔性的材料構成。膜部12的材料為通常的高分子材料,可舉出例如作為粘著部11的材料的上述的彈性體或凝膠等高分子材料、pva、丙烯酸類樹脂、聚氨酯類樹脂、或者硅樹脂等。
并且,作為膜部12的材料,ptfe(聚四氟乙烯)、聚乙烯、或者pet(聚對苯二甲酸乙酯)等被普遍使用且沒有粘著性的高分子材料也可使用。
并且,膜部12預先形成有根據被施加于膜部12的壓力(外力)而被擴張的孔部12a(參照后述的圖1的(c)及(d))。在特定大小以上的壓力被施加于膜部12的情況下,孔部12a被擴張到能使粘著部11暴露在膜部12的外部的大小。
此外,膜部12表面具有很高的平滑性(摩擦系數低)。因此,粘著部11不粘著于膜部12。此外,粘著部11也可以進一步含有洗滌成分。
如上所述,粘著部11由橡膠、凝膠、或者彈性體等材料形成。因此,粘著部11具有大的彈性范圍。因而,粘著部11即使是在比較大的壓力(外力)被施加的情況下,也不會產生永久性變形。因此,粘著部11即使由于壓力被施加而暫時產生大的變形,在去掉該壓力的情況下也會恢復到原來的形狀。
這樣,粘著部11具有針對壓力(外力)的自我復原性。此外,即使使用超彈性材料作為粘著部11的材料,也可以賦予粘著部11上述的自我復原性。
此外,膜部12即使沒有上述的自我復原性也可以。在膜部12變形的情況下,例如可以通過施加與上述壓力不同方向的外力,使膜部12的形狀復原。此外,也可以隨著粘著部11的自我復原力,使膜部12的形狀復原。但是,也可以賦予膜部12上述的自我復原性。
壓力施加部13是由使用清掃工具1的用戶把持住,并用以給粘著部11及膜部12施加壓力的部件。壓力施加部13可以由用戶手動操作。壓力施加部13與膜部12的一部分接觸。此處,關于膜部12,將與待清掃面100相對的一側作為下側,將與該下側相反的一側作為上側。以下,將參照這個上下方向進行說明。
清掃工具1中,壓力施加部13與膜部12的頂面接觸。由于通過壓力施加部13,針對膜部12的頂面施加向下方向的壓力,產生使膜部12在上下方向上壓縮的壓縮力。而且,根據該壓縮力的產生,產生使膜部12向周向擴張的張力。
(清掃工具1的動作)
接下來,關于清掃工具1的動作,進一步參照圖1的(b)~(d)進行說明。圖1的(b)是表示清掃工具1上施加了上述壓力之后的狀態的截面圖。圖1的(c)是上述圖1的(a)中虛線圈住區域的放大圖。并且,圖1的(d)是圖1的(b)中虛線圈住區域的放大圖。
圖1的(a)中的白箭頭表示使用清掃工具1時壓力從施加部13被施加到膜部12的方向(壓力施加方向)。圖1中,壓力施加方向為向下方向的情況被舉例示出。
在圖1的(a)和(c)所示的狀態下的清掃工具1中,當用戶下押壓力施加部13,將向下方向的壓力從壓力施加部13向膜部12施加時,壓力被傳遞到膜部12及被該膜部12收容在內的粘著部11。其結果是,向下方向的壓縮力及周向的張力分別作用于膜部12及粘著部11。
并且,由于上述壓縮力及張力,如圖1的(b)及(d)所示,粘著部11及膜部12變形。此時,膜部12根據張力(應力)向周向被延伸的同時,膜部12的孔部12a被擴張。
而且,由于孔部12a的擴張,粘著部11的一部分從孔部12a突出(漏出),形成突出部11a。通過使突出部11a與待清掃面100上的垃圾接觸,垃圾被吸附到突出部11a。
并且,當用戶停止壓力施加部13的下押(或者緩和下押的力度)時,從壓力施加部13向膜部12被施加的壓力被解除(或者被緩和)。其結果是,清掃工具1恢復到圖1的(a)和(c)所示的狀態。如上所述,是因為粘著部11及膜部12具有形狀記憶性。此時,突出部11a以吸附有垃圾的狀態被膜部12收容在內(再次導入膜部12的內部)。而且,借由孔部12a收縮,使垃圾被從外部遮掩。
(清掃工具1的效果)
根據本實施方式的清掃工具1,用戶想要清掃垃圾的情況下,能夠通過壓力施加部13手動給膜部12施加大的壓力,使粘著部11的一部分(突出部11a)向膜部12的外側突出,讓垃圾吸附到該突出部11a。并且,在清掃完成后,用戶緩和施加給膜部12的壓力,能夠使吸附了垃圾的突出部11a回到(封入)膜部12的內部。
因而,在清掃工具1中,被吸附到粘著部11的垃圾在清掃完成后不會暴露在膜部12的外部。因此,清掃工具1與現有的清掃工具相比,成為在衛生方面優異的清掃工具。
此外,本實施方式中,舉例示出了通過用戶手動被施加壓力(外力)的壓力施加部13的結構。但是,壓力施加部13的結構并不局限于此。例如,清掃工具1被包含于清掃機器人的情況下,壓力施加部13可以被構成為通過該清掃機器人被施加壓力。這一點,對于下述的張力施加部13a也是一樣。
〔變更實施例〕
接下來,關于實施方式一的變更實施例,基于圖2進行說明。圖2的(a)是表示作為上述清掃工具1的變更實施例的清掃工具1a的結構的截面圖。清掃工具1a在清掃工具1的結構中代替壓力施加部13而具有張力施加部13a。
張力施加部13a在膜部12的周緣部上設有兩個,并被設在相互對置的位置上。如圖2的(a)中白箭頭所示,各個張力施加部13a將相反方向的張力(拉力)施加于膜部12。并且,張力通過膜部12也被施加于粘著部11。
圖2的(b)是表示張力通過張力施加部13a被施加給膜部12的狀態下的清掃工具1a的截面圖。如圖2的(b)所示,通過張力施加部13a被施加了張力的膜部12,與通過壓力施加部13被施加了壓力的膜部12一樣被延伸,孔部12a被擴張。從被擴張后的孔部12a中,粘著部11的一部分暴露出來并可吸附待清掃面100上的垃圾。當去除張力時,吸附了垃圾的粘著部11恢復到原來的形狀并被膜部12收容在內。
根據上述清掃工具1a,被粘著部11吸附的垃圾在清掃完成后被收容在膜部12的內部,不會暴露在外部。因此,清掃工具1a和清掃工具1同樣地成為在衛生方面很優異的清掃工具。
如上這樣,使粘著部11暴露于膜部12的外部的外力并不局限于壓力,也可以是張力。即,本發明的一實施方式相關的清掃工具中,設置有用于施加上述外力的外力施加部就可以。
〔實施方式二〕
關于本發明的實施方式二,基于圖3和圖4進行說明,則如下所述。此外,為了說明上的方便,針對和上述實施方式中已說明的部件具有相同功能的部件,將附注相同的符號并省略其說明。
(清掃工具2的結構)
圖3的(a)是表示本實施方式的清掃工具2的結構的截面圖。清掃工具2在清掃工具1的結構中代替膜部12而具有膜部22。膜部22在由具有拉脹(auxetic)性的材料(拉脹材料)構成這一點上與膜部12不同,除此之外則與膜部12相同。
此外,所謂拉脹材料,指的是泊松比為負的材料。并且,所謂拉脹性,指的是泊松比為負的特性。
圖3的(b)是用以針對泊松比進行說明的圖。圖3的(b)中的εx和εy分別是物體中x方向和y方向的變形。在以下說明中,關于物體的變形,將物體向擴張(膨脹)方向的變形作為正,將向收縮方向的變形作為負。此外,y方向是例如上述的上下方向。并且,x方向是與該y方向垂直的方向。此外,將y方向作為壓縮·拉伸方向的情況下,x方向為剪應方向。
泊松比ν表示為ν=-εx/εy。沒有拉脹性的材料(非拉脹性材料)的情況下,ν為正。因而,εx和εy分別是相反的符號。例如,εy為負的情況下,εx為正。即,由非拉脹材料構成的物體于y方向上被壓縮的情況下(參照圖3的(b)的白箭頭),該物體在x方向上被擴張。
與此相對,拉脹材料的情況下,ν為負。因而,εx和εy皆是相同的符號。例如,εy為負的情況下,εx也為負。即,由拉脹材料構成的物體于y方向上被壓縮的情況下,該物體在x方向上也被壓縮。
作為拉脹材料的具體例子,可舉出延伸ptfe、高密度聚乙烯、聚氨酯或者石墨烯等。并且,拉脹性是通過于材料內部形成特定的幾何構造就可賦予的特性。因此,關于上述材料以外的材料,通過形成蜂巢構造或手性(chiral)構造這樣的特定的幾何構造,也可以賦予拉脹性。此外,關于該幾何構造的具體例子,在上述非專利文獻1中已被記載。
(清掃工具2的動作)
圖4的(a)~(d)分別是用以針對清掃工具2的動作進行說明的圖。此外,為了容易看,圖4的(a)和(b)中,雖然垃圾200(被吸附物)和膜部22相間隔,實際上垃圾200與膜部22是已接觸的狀態。此外,膜部22的孔部稱為孔部22a。
首先,如圖4的(a)所示,清掃工具2被貼于待清掃面100(參照圖3中的(a)等)上的垃圾200。在這個狀態下,當向下的壓力被施加到膜部22時,如圖4的(b)所示,孔部22a被擴張。如上所述,因為膜部22具有拉脹性,膜部22通過壓力施加部13被施加的壓力而在上下方向上被壓縮,從而在與待清掃面100平行的方向上收縮。因此,孔部22a與上述孔部12a相比,開口面積變大。
并且,如圖4的(c)所示,粘著部11從孔部22a中突出使突出部11a形成,通過該突出部11a使垃圾200被吸附。之后,因為通過壓力施加部13被施加的壓力被去除,如圖4的(d)所示,被吸附于突出部11a的垃圾200被收容于膜部22的內部,孔部22a封閉。因此,可以不讓垃圾200暴露于外部,而是保持于清掃工具2的內部。
(清掃工具2的效果)
如上所述,清掃工具20的膜部22具有拉脹性。因此,能夠將通過壓力施加部13壓力被施加的情況下的孔部22a的開口面積變得比上述的清掃工具1中的孔部12a的開口面積大。因而,根據清掃工具2,壓力施加時能夠使粘著部11更有效率地向外部突出,因此能更有效率地進行清掃。
并且,能夠使孔部22a的開口面積比孔部12a的開口面積大,因此膜部22內部可收容的垃圾的大小的上限與膜部12的內部可收容的垃圾的大小的上限相比更大。因此,清掃工具2與清掃工具1相比,可以回收更大的垃圾,因此能夠比清掃工具1針對更多種類的垃圾(被吸附物)使用。
〔實施方式三〕
關于本發明的實施方式三,基于圖5進行說明,則如下所述。
(清掃工具3的結構)
圖5的(a)是表示本實施方式的清掃工具3的結構的截面圖。如圖5的(a)所示,清掃工具3在清掃工具1的結構中代替膜部12而具有網狀部32。
網狀部32是將粘著部11收容于內部的部件。網狀部32具有由顯示出彈性變形的有機物或金屬纖維編織而成的網狀的構造。上述有機物的材料也可以與上述膜部12的材料相同。并且,作為上述金屬的材料的具體例子,可舉出鋁、鋁合金、銅、黃銅等銅合金、鎳、鈦、或者鎳或鈦的合金、含鐵錳合金等。
圖5的(b)是壓力沒有被施加于網狀部32的情況下的圖5的(a)中虛線標示的區域的放大圖。圖5的(c)是壓力沒有被施加于網狀部32的情況下的網狀部32的下表面的示意圖。如圖5的(b)和(c)所示,壓力沒有被施加于網狀部32的情況下,網狀部32因為纖維相互交錯,遮斷物質在該網狀部32的內部和外部之間的移動。
圖5的(d)是壓力正被施加于網狀部32的情況下的圖5的(a)中虛線標示的區域的放大圖。圖5的(e)是壓力正被施加于網狀部32的情況下的網狀部32的下表面的示意圖。如圖5的(d)和(e)所示,在壓力正在被施加的情況下,通過向網狀部32的表面方向的延伸和向與構成網狀部32的纖維垂直相交的方向的該纖維的收縮,使孔部32a形成。其結果是,與上述的各實施方式一樣,粘著部11的一部分從孔部32a突出并吸附垃圾。
(清掃工具3的效果)
上述清掃工具1中,膜部12中預先形成有孔部12a。因此,在壓力施加時,存在孔部12a中產生應力集中而膜部12的強度降低的可能性。這一點上,上述的清掃工具2也一樣。
與此相對的是,本實施方式的清掃工具3中,在網狀部32中,孔部32a通過向該網狀部32的表面方向的延伸和上述纖維的收縮而被形成。因此,在壓力施加時,在纖維的長度方向上應力產生,因此在孔部32a中應力集中就難以產生。因而,根據網狀部32,與上述膜部12、22相比,可以進一步改善膜部的強度。
〔實施方式四〕
關于本發明的實施方式四,基于圖6進行說明,則如下所述。
(清掃工具4的結構)
圖6的(a)是表示本實施方式的清掃工具4的結構的截面圖。如圖6的(a)所示,清掃工具4具有壓力施加部13、多個清掃部件40、及網狀部44(第二膜,膜部)。并且,清掃部件40分別具備粘著部41和膜部42(也被稱為第一膜)。
在清掃部件40中,粘著部41分別被收容于膜部42內。膜部42收容一個以上的粘著部41。粘著部41的材料和上述的粘著部11的材料相同。并且,膜部42的材料和上述的膜部12(或者膜部22)的材料相同。
如此,清掃部件40除了壓力施加部13,與上述的清掃工具1(或者清掃工具2)具有大致相同的結構。此外,清掃部件40的膜部42上被形成的孔部稱為孔部42a。另一方面,網狀部44中被形成的孔部稱為孔部44a(第二孔部)。
網狀部44收容多個清掃部件40。即,網狀部44將收容粘著部41的多個膜部42收容在內。網狀部44的材料及構造和上述的網狀部32的材料及構造相同。此外,取代網狀部44,將具有和上述膜部12或膜部22相同結構的膜部作為第二膜也可以。
(清掃工具4的動作)
圖6的(b)是壓力被施加于網狀部44的狀態下的清掃工具4的示意圖。圖6的(c)是圖6的(b)中虛線標示區域a的放大圖。圖6的(d)是圖6的(b)中虛線標示區域b的放大圖。
針對圖6的(a)所示狀態下的清掃工具4,當壓力通過壓力施加部13于白箭頭標示的方向上被施加時,如圖6的(b)所示,網狀部44及被該網狀部44收容在內的多個清掃部件40變形。此時,如上所述,在膜部42中孔部42a被擴張,在網狀部44中孔部44a形成。
此時,如圖6的(c)所示,通過網狀部44及膜部42與待清掃面100(圖6中未顯示)相鄰的粘著部41,其一部分穿過孔部42a和孔部44a向網狀部44的外部突出。如此,多個粘著部41的至少一個通過孔部42a及孔部44a暴露于網狀部44的外部。以后,粘著部41中的突出部稱作突出部41a。通過突出部41a,待清掃面100上的垃圾被吸附。
并且,如圖6的(d)所示,沒有通過網狀部44及膜部42與待清掃面100(圖6中未顯示)相鄰的粘著部41,其一部分通過孔部42a向膜部42的外部突出。其結果是,在網狀部44的內部中也形成突出部41a。
因此,在網狀部44的內部中,可以讓一個清掃部件40(粘著部41)上形成的突出部41a的一部分與其他的清掃部件40(粘著部41)的突出部41a相互接觸。從而,一個清掃部件40吸附的垃圾可以傳遞給其他的清掃部件40。即,清掃部件40之間可以交換垃圾。
此外,圖6的(e)是表示網狀部44的內部中的清掃部件40(粘著部41)的移動的圖。如圖6的(e)所示,在網狀部44的內部中,多個清掃部件40未被緊密地配置,設置有使該清掃部件40可移動的空間(空洞)。
因此,在網狀部44的內部中,通過將多個清掃部件40混合,可以將例如已經吸附垃圾的清掃部件40(粘著部41)移動到與待清掃面100相間隔的位置。并且,也能夠將未吸附垃圾的粘著部41移動到與待清掃面100相鄰的位置。
(清掃工具4的效果)
上述清掃工具1~3中,垃圾僅被吸附到位于膜部(或網狀部)附近的粘著部的部分上。與此相對,本實施方式的清掃工具4則如上所述,具有多個清掃部件40(粘著部41)。
因此,可以讓垃圾吸附到多個清掃部件40中的至少一個(位于網狀部44附近的清掃部件40)上。并且,可以將該清掃部件40吸附的垃圾和其他的清掃部件40進行交換。而且,可以使已經吸附垃圾的清掃部件40向清掃工具4的內側移動。
并且,清掃部件40可移動的空間在網狀部44的內部中被設置,因此通過將已經吸附垃圾的清掃部件40向清掃工具4的內側移動,可以使該垃圾向清掃工具4的內側移動。其結果是,位于清掃工具4的內側的清掃部件40進一步地有助于垃圾的清掃,因此可以增加可通過清掃工具4回收的垃圾的量。
此外,本實施方式中,雖然舉例示出了清掃部件40中多個粘著部41分別被膜部42收容在內(包覆)的結構,但在清掃工具4中,多個粘著部41也可以不被膜部42收容在內,而是直接被網狀部44收容在內。
〔實施方式五〕
關于本發明的實施方式五,基于圖7進行說明,則如下所述。圖7的(a)是表示本實施方式的清掃工具5的結構的側面圖。清掃工具5具有多個粘著部51、多個膜部52、壓力施加部53及隔離膜55。
清掃工具5具有多個粘著部51和膜部52被層疊設置的構造。即,將粘著部51收容在內的多個膜部52具有層狀的構造。粘著部51和膜部52的材料分別和上述粘著部11和膜部12等的材料相同。此外,膜部52上形成的孔部稱為孔部52a。
如上所述,粘著部51和膜部52分別具有層狀的構造。具體而言,粘著部51和膜部52分別于壓力施加部53的旋轉部53a(后述)的周圍形成多個圓筒狀(輥狀)的層。隔離膜55為防止旋轉部53a的周向上的粘著部51的一端和另一端互相吸附而被設置于該端和另一端之間。
壓力施加部53是用以向多個粘著部51和多個膜部52施加壓力的部件。壓力施加部53具有旋轉部53a和把持部53b。旋轉部53a是圓柱形的部件,在其側面形成多個粘著部51和多個膜部52的層。把持部53b是由用戶把持,通過旋轉部53a向膜部52施加壓力所用的部分。旋轉部53a可繞旋轉部53a的軸旋轉地被連接到把持部53b。通過把持部53b被施加的壓力通過旋轉部53a被施加到粘著部51和膜部52。
圖7的(b)是壓力被施加于膜部52的狀態下的清掃工具5的示意圖。通過壓力施加部53被施加了壓力的膜部52和膜部12等一樣,其孔部52a擴張。如圖7的(b)所示,從擴張后的孔部52a中,粘著部51突出并形成突出部51a。因此,可以通過該突出部51a將待清掃面上的垃圾吸附。
圖7的(c)是被用于清掃之后的清掃工具5的狀態的示意圖。圖7的(d)是從圖7的(c)所示清掃工具5上將最外層的粘著部51(以下所述的使用過的粘著部51a)去除后的狀態的示意圖。
通過清掃工具5進行清掃時,位于清掃工具5最外層的粘著部51將垃圾吸附,如圖7的(c)所示,就會變成使用過的粘著部51a。使用過的粘著部51a與未吸附垃圾的粘著部51相比較,其將垃圾吸附的效率較低。因此,通過于最外層具有使用過的粘著部51a的清掃工具5繼續進行清掃作業會導致作業效率降低。
這樣的情況下,在清掃工具5中,可以以隔離膜55為起始點,將(i)使用過的粘著部51a及(ii)覆蓋(收容)使用過的粘著部51a的膜部52去除(剝離)。通過將使用過的粘著部51a和膜部52去除,如圖7的(d)所示,原先位于使用過的粘著部51a的內側的粘著部51新晉為位于最外層,通過該粘著部51可以將垃圾吸附。
本實施方式的清掃工具5也和上述清掃工具1等一樣成為在衛生方面很優異的清掃工具。特別是,在清掃工具5中,有垃圾被積蓄的最外層的粘著部51容易去除,而相對于該最外層曾位于內側的粘著部51可以用來進行清掃。因此,同上述清掃工具4一樣,原先位于內部的粘著部51有助于清掃,因此可以增加可回收垃圾的量。
此外,本實施方式中,舉例示出了清掃工具5中的粘著部51和膜部52分別于旋轉部53a的側面形成圓筒狀的層的結構。但是,粘著部51和膜部52也可以分別形成多個例如球狀或者平面狀的層。
〔實施方式六〕
關于本發明的實施方式六,基于圖8進行說明,則如下所述。圖8的(a)是表示本實施方式的清掃工具6的結構的截面圖。清掃工具6在清掃工具1的結構中分別取代粘著部11和膜部12而具有粘著部61和膜部62。
粘著部61和膜部62的材料分別和上述粘著部11和膜部12等相同。但是,膜部62被設定為相較于粘著部61其楊氏模量(young’smodulus)更大。即,膜部62相較于粘著部61難以變形(彈性高)。并且,膜部62和粘著部61物理性或化學性相結合。因此,粘著部61和膜部62的相對位置關系不會改變。
并且,膜部62上形成有縫隙62a。而且,粘著部61上的與縫隙62a一致的位置(與縫隙62a連續的位置)上,形成有縫隙61b。
接下來,進一步參照圖8的(b)~(d),針對清掃工具6的動作進行說明。圖8的(b)是表示給膜部62施加壓力后的狀態的截面圖。圖8的(c)是圖8(a)中虛線圈起區域的放大圖。圖8的(d)是圖8的(b)中虛線圈起區域的放大圖。
圖8的(a)和(c)所示狀態下的清掃工具6中,于圖8的(a)中白箭頭所示的方向上,使粘著部61和膜部62彈性變形的范圍內的壓力通過壓力施加部13被施加。
并且,如圖8的(b)和(d)所示,通過被施加的壓力,粘著部61和膜部62變形。此時,粘著部61和膜部62分別以縫隙62a和縫隙61b為中心變形。
具體而言,縫隙62a擴大(開口),縫隙61b的內側的區域通過縫隙62a暴露于膜部62的外部,形成突出部61a。通過使突出部61a與待清掃面100上的垃圾接觸,使垃圾被吸附于突出部61a。通過將縫隙61b和縫隙62a加深,能夠使粘著部61不單是表面,連內部也暴露出來。
本實施方式的清掃工具6也和上述清掃工具1等一樣成為在衛生方面優異的清掃工具。特別是在清掃工具6中,能夠使粘著部61不單是表面,連內部的區域也暴露于膜部62的外部。而且,通過使粘著部61的內部的區域暴露,增加了可用于吸附垃圾的粘著部61的區域的面積。因而,通過粘著部61能夠增加可吸附的垃圾的量。
〔實施方式七〕
關于本發明的實施方式七,基于圖9進行說明,則如下所述。圖9的(a)是表示本實施方式的清掃工具7的結構的截面圖。清掃工具7于清掃工具1的結構中代替膜部12而具備皮膜材料72。
皮膜材料72是形成覆蓋粘著部11的皮膜的粒子狀的部件。此外,皮膜材料72被粘著部11吸附。作為皮膜材料72,可以使用硅樹脂或者氟樹脂等通常的聚合物材料。皮膜材料可具有例如球狀、圓筒狀、或者長方體(矩形)等形狀。
皮膜材料72通過噴涂涂敷、浸漬涂敷、蒸鍍、或者濺射等方法被形成。皮膜材料72與粘著部11物理性或化學性結合。另一方面,皮膜材料72之間沒有相互接合。
圖9的(b)是表示給皮膜材料72施加壓力后的狀態的截面圖。圖9的(c)是圖9的(a)中虛線圈起區域的放大圖。圖9的(d)是圖9的(b)中虛線圈起區域的放大圖。
針對圖9的(a)和(c)所示的狀態下的清掃工具7,當通過壓力施加部13施加如白箭頭所示的向下的壓力時,如圖9的(b)和(d)所示,粘著部11和皮膜材料72變形。
此處,因為皮膜材料72之間沒有相互接合,彼此之間吸附力不起作用。因此,被皮膜材料72收容在內的粘著部11的形狀因為壓力而變化,穿過皮膜材料72之間形成向外突出的突出部11a。由此,在清掃工具7中,皮膜材料72之間的空隙作為孔部起作用。并且,與上述實施方式一等一樣,通過突出部11a使垃圾被吸附。
本實施方式的清掃工具7也與上述的清掃工具1等一樣成為在衛生方面優異的清掃工具。特別是在清掃工具7中,通過將皮膜材料72的大小變小(例如,將皮膜材料72的厚度設為數10μ到數mm的程度),可以于粘著部11的表面有效地將垃圾吸附。
〔實施方式八〕
關于本實施方式八,基于圖10和圖11進行說明,則如下所述。本實施方式中,將針對具有本發明的一實施方式相關的清掃工具的清掃機器人800進行說明。本實施方式中,作為清掃機器人800,將以可以在待清掃面100(行走面,地面)上自動行走(自動移動)的機器人吸塵器進行舉例說明。
圖10是清掃機器人800的主要部分的結構的示意圖。圖10中,(a)是清掃機器人800的外觀的簡要示意圖,(b)是清掃機器人800的俯視圖,(c)是清掃機器人800的側面圖,(d)是(c)中a-a線向視截面圖。
清掃機器人800具有清掃工具8、罩部80、壓力施加部83、車輪部84、驅動裝置85、控制器86、傳感器87、及電源88。并且,清掃工具8具備粘著部81、膜部82及壓力施加部83。
粘著部81和膜部82分別可以是和上述的實施方式一的粘著部11和膜部12相同的東西。但是,也可以將實施方式一以外的上述各實施方式和變更實施例中的粘著部和膜部分別用作粘著部81和膜部82。并且,壓力施加部83除了由控制器86控制動作這一點之外,與上述的壓力施加部13等相同。
罩部80是將驅動裝置85、控制器86、傳感器87及電源88覆蓋的保護部件。并且,罩部80也作為支撐清掃機器人800的各個部件的支撐部件而起作用。此外,粘著部81和膜部82相對于罩部80被設置于外側。
控制器86統一控制清掃機器人800的各部件的動作。電源88將使清掃機器人800的各部件動作所需的電力提供給該各個部件。傳感器87是探測對象物體的接近的傳感器(接近傳感器),例如可以是紅外線傳感器等。
傳感器87的探測結果(接近探測結果)被用作顯示清掃機器人800的附近有無障礙物存在的信號。此外,所謂障礙物,可以是例如后述的壁面150,也可以是待清掃面100中的高低差。
車輪部84是為了讓清掃機器人800在待清掃面100上自動行走而被設置的部件。驅動裝置85是驅動車輪部84的部件,例如可以由馬達等驅動機構構成。此外,將車輪部84和驅動裝置85進行統稱,可以稱為行走單元。通過使清掃機器人800于待清掃面100上自動行走,可以由清掃機器人800對待清掃面100自動清掃。
控制器86可以基于傳感器87的探測結果控制驅動裝置85。例如,控制器86可以在清掃機器人800接近障礙物的情況下,控制驅動裝置85,為讓清掃機器人800避開障礙物800而設定(變更)該清掃機器人800的行走方向。
并且,控制器86可以基于傳感器87的探測結果控制驅動裝置85以設定(變更)清掃機器人800的行走速度。例如,控制器86可以在清掃機器人800接近障礙物的情況下,使該清掃機器人800的行走速度減少。
圖11是表示清掃機器人800進行清掃的一例子的部分截面圖,(a)是壓力被施加于清掃工具8之前的狀態的示意圖,(b)是壓力被施加于清掃工具8之后的狀態的示意圖。此外,圖11中,為了簡單,僅有位于清掃工具8附近的一部分的部件被顯示。
此處,將被連接到待清掃面100且不與該待清掃面100平行的面稱為壁面150。圖11中,舉例示出了壁面150為與待清掃面100垂直的面的情況。以下,將與壁面150平行的方向稱為豎直方向。如圖11(及上述圖10)所示,粘著部81和膜部82也被設置于清掃機器人800的外緣部附近的豎直方向上。
如圖11的(b)所示,在壓力被施加于清掃工具8的情況下,粘著部81的一部分從膜部82的孔部中突出,形成多個突出部81a。其結果是,突出部81a的一部分(朝向待清掃面100突出的突出部81a)與待清掃面100上的垃圾接觸并將該垃圾吸附。
并且,突出部81a的一部分(朝向壁面150突出的突出部81a)與壁面150上的垃圾接觸并將該垃圾吸附。由此,通過使清掃面機器人800位于壁面150的附近,除了待清掃面100之外,也可以對壁面150進行清掃。
并且,通過將粘著部81和膜部82設置于清掃機器人800的外緣部附近,可以防止清掃機器人800的其他部件(特別是驅動裝置85、控制器86、傳感器87及電源88)與障礙物直接接觸。即,可以將粘著部81和膜部82作為清掃機器人800的緩沖部件(緩沖部)使用。由此,即使是在清掃機器人800行走時與障礙物接觸(碰撞)的情況下,也可以防止該障礙物及清掃機器人800的各部件的破損。
如以上那樣,本發明的一方式相關的清掃工具可以被設置于清掃機器人。但是,本發明的一方式相關的清掃機器人的結構并不局限于上述清掃機器人800的結構。例如,也可以在待清掃面100上可自動步行(自動移動)的人形機器人或動物形機器人的腳底設置本發明的一方式相關的清掃工具。
這樣,本發明的一方式相關的清掃機器人只要被構成為通過于待清掃面100上自動移動,借由清掃工具可清掃該待清掃面100即可。
〔總結〕
本發明的實施方式一相關的清掃工具(1)具有吸附被吸附物(垃圾200)的粘著部(11)和將上述粘著部收容在內的膜部(12),在上述膜部上設有根據被施加于該膜部的外力而被擴張的孔部(12a),在特定大小以上的外力被施加于上述膜部的情況下,上述粘著部通過上述孔部暴露于膜部的外部。
根據上述結構,清掃工具中,在特定大小以上的外力被施加于膜部的情況下,使粘著部從孔部向膜部的外部暴露。并且,通過暴露在外部的粘著部,使被吸附物被吸附。
因而,由于用戶給膜部施加壓力,可以使粘著部暴露于膜部的外部,通過該粘著部將被吸附物吸附,以進行清掃。在清掃完成后,通過緩和上述壓力,可以將粘著部連同被吸附于粘著部的被吸附物收容于膜部中。因此,被吸附的被吸附物在清掃完成后不會暴露于膜部的外部,因此取得可實現相較于現有在衛生方面很優異的清掃工具這樣的效果。
本發明的實施方式二相關的清掃工具,優選為上述實施方式一中的上述膜部具有拉脹性。
根據上述結構,外力被施加的情況下膜部收縮,因此孔部的開口面積變大。因此,取得可以更有效地進行清掃這樣的效果。
本發明的實施方式三相關的清掃工具,優選為上述實施方式一或者二中的上述膜部具有網狀的結構。
根據上述結構,在給膜部施加壓力時,網狀結構中的纖維的長度方向上應力產生,因此膜部中難以產生應力集中。因此,取得可以提升膜部的強度這樣的效果。
本發明的實施方式四相關的清掃工具,優選為上述方式一到三中任意一個的上述膜部(網狀部44)將多個上述粘著部(41)收容在內,在特定大小以上的壓力被施加于上述膜部的情況下,多個上述粘著部中的至少一個通過上述孔部,暴露于上述膜部的外部。
根據上述結構,通過給膜部施加壓力,通過多個上述粘著部中的至少一個可將被吸附物吸附。并且,在膜部的內部中,相鄰的粘著部之間也可以交換已吸附的被吸附物。因此,通過將已吸附的被吸附物移動到清掃工具的內側,使位于內側的粘著部有助于清掃,因此取得可以增加可回收的被吸附物的量這樣的效果。
本發明的實施方式五相關的清掃工具,優選為上述方式四的上述膜部的內部設有上述多個粘著部可移動的空間。
根據上述結構,例如,可以將位于孔部的附近的粘著部向膜部的內部移動。從而,隨著粘著部的移動,可以將被粘著部吸附的被吸附物移動到清掃工具的內側。因此,取得可以增加可回收的被吸附物的量這樣的效果。
本發明的實施方式六相關的清掃工具,優選為上述實施方式一到三中任意一個中,進一步包括將收容上述粘著部的多個上述膜部(42)收容在內的第二膜(網狀部44),在上述第二膜設有根據被施加于該第二膜上的外力而被擴張的第二孔部(孔部44a),在特定大小以上的外力被施加于上述第二膜的情況下,多個上述粘著部中的至少一個通過上述孔部和上述第二孔部,暴露于上述第二膜的外部。
根據上述結構,取得與上述實施方式四相關的清掃工具相同的效果。
本發明的實施方式七相關的清掃工具,優選為上述實施方式一到三中任意一個中,將上述粘著部(51)收容在內的多個上述膜部(42)具有層狀的構造。
根據上述結構,可以通過最表層的粘著部將被吸附物吸附之后,去除該粘著部,使用原先位于內側的粘著部進行清掃。因此,清掃工具中位于內側的粘著部有助于清掃,因此取得可以增加可回收的被吸附物的量這樣的效果。
本發明的實施方式八相關的清掃工具,優選為上述實施方式一或二中,上述孔部是被形成于上述膜部的縫隙(62a),在與上述孔部的縫隙一致的位置上,形成有上述粘著部的縫隙(61b)。
根據上述結構,可以通過向粘著部和膜部施加壓力,使粘著部的內部暴露并將被吸附物吸附。因此,取得增加可用以將被吸附物吸附的區域的面積,從而可以增加可回收的被吸附物的量這樣的效果。
本發明的實施方式九相關的清掃工具,優選為上述實施方式一或二中,上述膜部由被上述粘著部吸附的粒子狀的皮膜材料(72)構成。根據上述結構,例如,通過將皮膜材料的大小變小,取得可以通過粘著部的表面更有效地將被吸附物吸附這樣的效果。
本發明的實施方式十相關的清掃機器人(800),優選為包括上述實施方式一到九中任意一個相關的清掃工具。
根據上述結構,取得與本發明的一方式相關的清掃工具相同的效果。
〔附記事項〕
本發明,并非被限定于所述的各實施方式,可在權利要求所示的范圍內進行種種變更,將已在不同的實施方式分別被揭示的技術方案進行適當地組合而得到的實施方式也被包含在本發明的技術范圍內。進而,通過將已在各實施方式分別被揭示的技術方案進行組合,可以形成新的技術特征。
符號說明
1、1a、2、3、4、5、6、7、8清掃工具
800清掃機器人
11、41、51、51a、61、71粘著部
12、22、42、52、62膜部
12a、22a、32a、42a、52a、62a孔部
32網狀部
44網狀部(第二膜)
44a孔部(第二孔部)
61b、62a縫隙
72皮膜材料
200垃圾(被吸附物)