本发明是关于用于清扫的清扫工具。
背景技术:
用于从待清扫面(如:地板或桌子)去除灰或尘埃等垃圾(被吸附物、被清扫物)的清扫工具在如专利文献1~6中被记载。
在专利文献1中,记载了具备清扫布、装设有清扫布的头部及柄的清扫工具。在上述清扫工具中,该头部装设有清扫布的同时,头部的清扫面一侧还设有凹部。凹部内设有粘着性部件,清扫布上设有让粘着性部件露出的开口部。在清扫时,细小的垃圾被清扫布的纤维的网络等收集,颗粒粗大的垃圾被粘着性部件收集。
在专利文献2中,记载了使高分子凝胶与比如是地板表面接触,使地板上的垃圾等附着到凝胶上,从而进行自动清洁的清扫装置。此外,上述清扫装置具备用于使凝胶回流的回流部,从而使凝胶的新的部分接触地板。
在专利文献3中,记载了滚筒主体的外周面设有粘着膜层的旋转式粘着清洁器。通过将旋转式粘着清洁器按压清扫对象物,从而使附着到清扫对象物的表面的尘或污渍向粘着膜层粘着转移。
在专利文献4中,记载了将含有除锈成分的基材层设置于支撑片的粘贴清扫片。基材层含有用以使该基材层粘着到被清扫部的亲水性粘着材料。
在专利文献5中,记载了具备支撑片、除锈成分、水溶性片的粘贴清扫片。水溶性片通过水合或者/及溶解在水中从而呈现出粘着性。粘贴清扫片通过水溶性片及水被粘着到被清扫部。
在专利文献6中,记载了支撑体上设有粘着材料层的清洁膜。粘着材料层含有溶胀凝胶,在将有细微凹凸的基材表面上的异物去除的情况中,可以循着细微的凹凸并去除异物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特许第3621197号公报(2005年2月16日公开)
专利文献2:特开平11-137504号公报(1999年5月25日公开)
专利文献3:特开2014-64833号公报(2014年4月17日公开)
专利文献4:特开平10-179498号公报(1998年7月7日公开)
专利文献5:特开2000-41935号公报(2000年2月15日公开)
专利文献6:特开2010-58040号公报(2010年3月18日公开)
非专利文献
非专利文献1:mariammir,murtazanajabatali,javariasami,andumaransari,”reviewofmechanicsandapplicationsofauxeticstructures”,hindawipublishingcorporationadvancesinmaterialsscienceandengineeringvolume2014.
技术实现要素:
发明要解决的技术问题
然而,专利文献1和3~6中被记载的现有技术中的每一个都因为吸附的被吸附物在清扫完成后仍是暴露的状态,而存在不卫生这样的问题。此外,专利文献2中被记载的清扫装置具有如上所述的让凝胶回流的回流部。然而,因为随同凝胶回流的被吸附物被认为会在凝胶与地板接触的面以外的面上暴露,因此一样不卫生。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于实现相较于现有技术在卫生方面更优异的清扫工具。
用于解决技术问题的手段
为解决上述问题,本发明的一实施方式相关的清扫工具包括将被吸附物吸附的粘着部、将上述粘着部收容在内的膜部,在上述膜部设有根据被施加到该膜部的外力而被扩张的孔部,在特定大小以上的外力被施加于上述膜部的情况下,上述粘着部通过上述孔部暴露于上述膜部的外部。
发明效果
根据本发明的一方式相关的清扫工具,取得可实现相较于现有技术在卫生方面更优异的清扫工具这样的效果。
附图说明
图1(a)是表示实施方式一相关的清扫工具的结构的截面图,(b)是表示(a)所示的清扫工具上施加了压力之后的状态的截面图,(c)是(a)中虚线标示区域放大后的图,(d)是(b)中虚线标示区域放大后的图。
图2(a)是表示实施方式一的变形实施例相关的清扫工具的结构的截面图,(b)是表示通过张力施加部给膜部施加张力后的状态下的(a)所示的清扫工具的截面图。
图3(a)是表示实施方式二相关的清扫工具的结构的截面图,(b)是用以针对泊松比进行说明的图。
图4(a)~(d)分别是用以针对实施方式二相关的清扫工具的动作进行说明的图。
图5(a)是表示实施方式三相关的清扫工具的结构的截面图,(b)是压力没有被施加于网状部的情况下的(a)中虚线标示的区域的放大图,(c)是压力没有被施加于网状部的情况下的网状部的下表面的示意图,(d)是压力正被施加于网状部的情况下的(a)中虚线标示的区域的放大图,(e)是压力正被施加于网状部的情况下的网状部的下表面的示意图。
图6(a)是表示实施方式四相关的清扫工具的结构的截面图,(b)是压力被施加于网状部的状态下的清扫工具的示意图,(c)是(b)中虚线标示区域a的放大图,图6(d)是(b)中虚线标示区域b的放大图,(e)是表示网状部内部的粘着部及膜部的移动的示意图。
图7(a)是表示实施方式五相关的清扫工具的结构的截面图,(b)是压力通过压力施加部被施加的状态下的清扫工具的示意图,(c)是被用于清扫之后的清扫工具的状态的示意图,(d)是从(c)所示清扫工具上将最外层的粘着部去除后的状态的示意图。
图8(a)是表示实施方式六相关的清扫工具的结构的截面图,(b)是表示给膜部施加压力后的状态的截面图,(c)是(a)中虚线圈起区域的放大图,(d)是(b)中虚线圈起区域的放大图。
图9(a)是表示实施方式七相关的清扫工具的结构的截面图,(b)是给膜部施加压力后的状态的截面图,(c)是(a)中虚线圈起区域的放大图,(d)是(b)中虚线圈起区域的放大图。
图10是表示实施方式八相关的清扫机器人的主要部分的结构的示意图,(a)是清扫机器人的外观的简要示意图,(b)是清扫机器人的的俯视图,(c)是清扫机器人的侧面图,(d)是(c)中a-a线向视截面图。
图11是表示由实施方式八相关的清扫机器人进行清扫的一例子的部分截面图,(a)是压力被施加于清扫工具之前的状态的示意图,(b)是压力被施加于清扫工具之后的状态的示意图。
具体实施方式
〔实施方式一〕
关于本发明的实施方式一,根据图1进行说明,则如下所述。首先,参照图1的(a),针对本实施方式的清扫工具1的结构进行陈述。图1的(a)是表示清扫工具1的结构的截面图。
如下所述,清扫工具1可以是用户手动将待清扫面100(例如:地板或者桌子)清扫所用的工具(手持清洁器)。
〔清扫工具1的结构〕
清扫工具1具有粘着部11、膜部12及压力施加部13。粘着部11是将待清扫面100上存在的灰或者尘等垃圾(被吸附物)吸附的部件。粘着部11由具有非压缩性(变形前后密度不变的性质)且表面具有高粘着性(瞬间粘着性)的材料构成。
作为粘着部11的材料的具体例子,可举出弹性体或者凝胶(水凝胶、干凝胶、有机凝胶)等高分子材料、pva(聚乙烯醇)、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、或者硅树脂等。此外,作为粘着部11的材料也可以使用通常的橡胶材料。
膜部12是将粘着部11收容在内的膜状的部件。膜部12由具有柔性的材料构成。膜部12的材料为通常的高分子材料,可举出例如作为粘着部11的材料的上述的弹性体或凝胶等高分子材料、pva、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、或者硅树脂等。
并且,作为膜部12的材料,ptfe(聚四氟乙烯)、聚乙烯、或者pet(聚对苯二甲酸乙酯)等被普遍使用且没有粘着性的高分子材料也可使用。
并且,膜部12预先形成有根据被施加于膜部12的压力(外力)而被扩张的孔部12a(参照后述的图1的(c)及(d))。在特定大小以上的压力被施加于膜部12的情况下,孔部12a被扩张到能使粘着部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(摩擦系数低)。因此,粘着部11不粘着于膜部12。此外,粘着部11也可以进一步含有洗涤成分。
如上所述,粘着部11由橡胶、凝胶、或者弹性体等材料形成。因此,粘着部11具有大的弹性范围。因而,粘着部11即使是在比较大的压力(外力)被施加的情况下,也不会产生永久性变形。因此,粘着部11即使由于压力被施加而暂时产生大的变形,在去掉该压力的情况下也会恢复到原来的形状。
这样,粘着部11具有针对压力(外力)的自我复原性。此外,即使使用超弹性材料作为粘着部11的材料,也可以赋予粘着部11上述的自我复原性。
此外,膜部12即使没有上述的自我复原性也可以。在膜部12变形的情况下,例如可以通过施加与上述压力不同方向的外力,使膜部12的形状复原。此外,也可以随着粘着部11的自我复原力,使膜部12的形状复原。但是,也可以赋予膜部12上述的自我复原性。
压力施加部13是由使用清扫工具1的用户把持住,并用以给粘着部11及膜部12施加压力的部件。压力施加部13可以由用户手动操作。压力施加部13与膜部12的一部分接触。此处,关于膜部12,将与待清扫面100相对的一侧作为下侧,将与该下侧相反的一侧作为上侧。以下,将参照这个上下方向进行说明。
清扫工具1中,压力施加部13与膜部12的顶面接触。由于通过压力施加部13,针对膜部12的顶面施加向下方向的压力,产生使膜部12在上下方向上压缩的压缩力。而且,根据该压缩力的产生,产生使膜部12向周向扩张的张力。
(清扫工具1的动作)
接下来,关于清扫工具1的动作,进一步参照图1的(b)~(d)进行说明。图1的(b)是表示清扫工具1上施加了上述压力之后的状态的截面图。图1的(c)是上述图1的(a)中虚线圈住区域的放大图。并且,图1的(d)是图1的(b)中虚线圈住区域的放大图。
图1的(a)中的白箭头表示使用清扫工具1时压力从施加部13被施加到膜部12的方向(压力施加方向)。图1中,压力施加方向为向下方向的情况被举例示出。
在图1的(a)和(c)所示的状态下的清扫工具1中,当用户下押压力施加部13,将向下方向的压力从压力施加部13向膜部12施加时,压力被传递到膜部12及被该膜部12收容在内的粘着部11。其结果是,向下方向的压缩力及周向的张力分别作用于膜部12及粘着部11。
并且,由于上述压缩力及张力,如图1的(b)及(d)所示,粘着部11及膜部12变形。此时,膜部12根据张力(应力)向周向被延伸的同时,膜部12的孔部12a被扩张。
而且,由于孔部12a的扩张,粘着部11的一部分从孔部12a突出(漏出),形成突出部11a。通过使突出部11a与待清扫面100上的垃圾接触,垃圾被吸附到突出部11a。
并且,当用户停止压力施加部13的下押(或者缓和下押的力度)时,从压力施加部13向膜部12被施加的压力被解除(或者被缓和)。其结果是,清扫工具1恢复到图1的(a)和(c)所示的状态。如上所述,是因为粘着部11及膜部12具有形状记忆性。此时,突出部11a以吸附有垃圾的状态被膜部12收容在内(再次导入膜部12的内部)。而且,借由孔部12a收缩,使垃圾被从外部遮掩。
(清扫工具1的效果)
根据本实施方式的清扫工具1,用户想要清扫垃圾的情况下,能够通过压力施加部13手动给膜部12施加大的压力,使粘着部11的一部分(突出部11a)向膜部12的外侧突出,让垃圾吸附到该突出部11a。并且,在清扫完成后,用户缓和施加给膜部12的压力,能够使吸附了垃圾的突出部11a回到(封入)膜部12的内部。
因而,在清扫工具1中,被吸附到粘着部11的垃圾在清扫完成后不会暴露在膜部12的外部。因此,清扫工具1与现有的清扫工具相比,成为在卫生方面优异的清扫工具。
此外,本实施方式中,举例示出了通过用户手动被施加压力(外力)的压力施加部13的结构。但是,压力施加部13的结构并不局限于此。例如,清扫工具1被包含于清扫机器人的情况下,压力施加部13可以被构成为通过该清扫机器人被施加压力。这一点,对于下述的张力施加部13a也是一样。
〔变更实施例〕
接下来,关于实施方式一的变更实施例,基于图2进行说明。图2的(a)是表示作为上述清扫工具1的变更实施例的清扫工具1a的结构的截面图。清扫工具1a在清扫工具1的结构中代替压力施加部13而具有张力施加部13a。
张力施加部13a在膜部12的周缘部上设有两个,并被设在相互对置的位置上。如图2的(a)中白箭头所示,各个张力施加部13a将相反方向的张力(拉力)施加于膜部12。并且,张力通过膜部12也被施加于粘着部11。
图2的(b)是表示张力通过张力施加部13a被施加给膜部12的状态下的清扫工具1a的截面图。如图2的(b)所示,通过张力施加部13a被施加了张力的膜部12,与通过压力施加部13被施加了压力的膜部12一样被延伸,孔部12a被扩张。从被扩张后的孔部12a中,粘着部11的一部分暴露出来并可吸附待清扫面100上的垃圾。当去除张力时,吸附了垃圾的粘着部11恢复到原来的形状并被膜部12收容在内。
根据上述清扫工具1a,被粘着部11吸附的垃圾在清扫完成后被收容在膜部12的内部,不会暴露在外部。因此,清扫工具1a和清扫工具1同样地成为在卫生方面很优异的清扫工具。
如上这样,使粘着部11暴露于膜部12的外部的外力并不局限于压力,也可以是张力。即,本发明的一实施方式相关的清扫工具中,设置有用于施加上述外力的外力施加部就可以。
〔实施方式二〕
关于本发明的实施方式二,基于图3和图4进行说明,则如下所述。此外,为了说明上的方便,针对和上述实施方式中已说明的部件具有相同功能的部件,将附注相同的符号并省略其说明。
(清扫工具2的结构)
图3的(a)是表示本实施方式的清扫工具2的结构的截面图。清扫工具2在清扫工具1的结构中代替膜部12而具有膜部22。膜部22在由具有拉胀(auxetic)性的材料(拉胀材料)构成这一点上与膜部12不同,除此之外则与膜部12相同。
此外,所谓拉胀材料,指的是泊松比为负的材料。并且,所谓拉胀性,指的是泊松比为负的特性。
图3的(b)是用以针对泊松比进行说明的图。图3的(b)中的εx和εy分别是物体中x方向和y方向的变形。在以下说明中,关于物体的变形,将物体向扩张(膨胀)方向的变形作为正,将向收缩方向的变形作为负。此外,y方向是例如上述的上下方向。并且,x方向是与该y方向垂直的方向。此外,将y方向作为压缩·拉伸方向的情况下,x方向为剪应方向。
泊松比ν表示为ν=-εx/εy。没有拉胀性的材料(非拉胀性材料)的情况下,ν为正。因而,εx和εy分别是相反的符号。例如,εy为负的情况下,εx为正。即,由非拉胀材料构成的物体于y方向上被压缩的情况下(参照图3的(b)的白箭头),该物体在x方向上被扩张。
与此相对,拉胀材料的情况下,ν为负。因而,εx和εy皆是相同的符号。例如,εy为负的情况下,εx也为负。即,由拉胀材料构成的物体于y方向上被压缩的情况下,该物体在x方向上也被压缩。
作为拉胀材料的具体例子,可举出延伸ptfe、高密度聚乙烯、聚氨酯或者石墨烯等。并且,拉胀性是通过于材料内部形成特定的几何构造就可赋予的特性。因此,关于上述材料以外的材料,通过形成蜂巢构造或手性(chiral)构造这样的特定的几何构造,也可以赋予拉胀性。此外,关于该几何构造的具体例子,在上述非专利文献1中已被记载。
(清扫工具2的动作)
图4的(a)~(d)分别是用以针对清扫工具2的动作进行说明的图。此外,为了容易看,图4的(a)和(b)中,虽然垃圾200(被吸附物)和膜部22相间隔,实际上垃圾200与膜部22是已接触的状态。此外,膜部22的孔部称为孔部22a。
首先,如图4的(a)所示,清扫工具2被贴于待清扫面100(参照图3中的(a)等)上的垃圾200。在这个状态下,当向下的压力被施加到膜部22时,如图4的(b)所示,孔部22a被扩张。如上所述,因为膜部22具有拉胀性,膜部22通过压力施加部13被施加的压力而在上下方向上被压缩,从而在与待清扫面100平行的方向上收缩。因此,孔部22a与上述孔部12a相比,开口面积变大。
并且,如图4的(c)所示,粘着部11从孔部22a中突出使突出部11a形成,通过该突出部11a使垃圾200被吸附。之后,因为通过压力施加部13被施加的压力被去除,如图4的(d)所示,被吸附于突出部11a的垃圾200被收容于膜部22的内部,孔部22a封闭。因此,可以不让垃圾200暴露于外部,而是保持于清扫工具2的内部。
(清扫工具2的效果)
如上所述,清扫工具20的膜部22具有拉胀性。因此,能够将通过压力施加部13压力被施加的情况下的孔部22a的开口面积变得比上述的清扫工具1中的孔部12a的开口面积大。因而,根据清扫工具2,压力施加时能够使粘着部11更有效率地向外部突出,因此能更有效率地进行清扫。
并且,能够使孔部22a的开口面积比孔部12a的开口面积大,因此膜部22内部可收容的垃圾的大小的上限与膜部12的内部可收容的垃圾的大小的上限相比更大。因此,清扫工具2与清扫工具1相比,可以回收更大的垃圾,因此能够比清扫工具1针对更多种类的垃圾(被吸附物)使用。
〔实施方式三〕
关于本发明的实施方式三,基于图5进行说明,则如下所述。
(清扫工具3的结构)
图5的(a)是表示本实施方式的清扫工具3的结构的截面图。如图5的(a)所示,清扫工具3在清扫工具1的结构中代替膜部12而具有网状部32。
网状部32是将粘着部11收容于内部的部件。网状部32具有由显示出弹性变形的有机物或金属纤维编织而成的网状的构造。上述有机物的材料也可以与上述膜部12的材料相同。并且,作为上述金属的材料的具体例子,可举出铝、铝合金、铜、黄铜等铜合金、镍、钛、或者镍或钛的合金、含铁锰合金等。
图5的(b)是压力没有被施加于网状部32的情况下的图5的(a)中虚线标示的区域的放大图。图5的(c)是压力没有被施加于网状部32的情况下的网状部32的下表面的示意图。如图5的(b)和(c)所示,压力没有被施加于网状部32的情况下,网状部32因为纤维相互交错,遮断物质在该网状部32的内部和外部之间的移动。
图5的(d)是压力正被施加于网状部32的情况下的图5的(a)中虚线标示的区域的放大图。图5的(e)是压力正被施加于网状部32的情况下的网状部32的下表面的示意图。如图5的(d)和(e)所示,在压力正在被施加的情况下,通过向网状部32的表面方向的延伸和向与构成网状部32的纤维垂直相交的方向的该纤维的收缩,使孔部32a形成。其结果是,与上述的各实施方式一样,粘着部11的一部分从孔部32a突出并吸附垃圾。
(清扫工具3的效果)
上述清扫工具1中,膜部12中预先形成有孔部12a。因此,在压力施加时,存在孔部12a中产生应力集中而膜部12的强度降低的可能性。这一点上,上述的清扫工具2也一样。
与此相对的是,本实施方式的清扫工具3中,在网状部32中,孔部32a通过向该网状部32的表面方向的延伸和上述纤维的收缩而被形成。因此,在压力施加时,在纤维的长度方向上应力产生,因此在孔部32a中应力集中就难以产生。因而,根据网状部32,与上述膜部12、22相比,可以进一步改善膜部的强度。
〔实施方式四〕
关于本发明的实施方式四,基于图6进行说明,则如下所述。
(清扫工具4的结构)
图6的(a)是表示本实施方式的清扫工具4的结构的截面图。如图6的(a)所示,清扫工具4具有压力施加部13、多个清扫部件40、及网状部44(第二膜,膜部)。并且,清扫部件40分别具备粘着部41和膜部42(也被称为第一膜)。
在清扫部件40中,粘着部41分别被收容于膜部42内。膜部42收容一个以上的粘着部41。粘着部41的材料和上述的粘着部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,清扫部件40除了压力施加部13,与上述的清扫工具1(或者清扫工具2)具有大致相同的结构。此外,清扫部件40的膜部42上被形成的孔部称为孔部42a。另一方面,网状部44中被形成的孔部称为孔部44a(第二孔部)。
网状部44收容多个清扫部件40。即,网状部44将收容粘着部41的多个膜部42收容在内。网状部44的材料及构造和上述的网状部32的材料及构造相同。此外,取代网状部44,将具有和上述膜部12或膜部22相同结构的膜部作为第二膜也可以。
(清扫工具4的动作)
图6的(b)是压力被施加于网状部44的状态下的清扫工具4的示意图。图6的(c)是图6的(b)中虚线标示区域a的放大图。图6的(d)是图6的(b)中虚线标示区域b的放大图。
针对图6的(a)所示状态下的清扫工具4,当压力通过压力施加部13于白箭头标示的方向上被施加时,如图6的(b)所示,网状部44及被该网状部44收容在内的多个清扫部件40变形。此时,如上所述,在膜部42中孔部42a被扩张,在网状部44中孔部44a形成。
此时,如图6的(c)所示,通过网状部44及膜部42与待清扫面100(图6中未显示)相邻的粘着部41,其一部分穿过孔部42a和孔部44a向网状部44的外部突出。如此,多个粘着部41的至少一个通过孔部42a及孔部44a暴露于网状部44的外部。以后,粘着部41中的突出部称作突出部41a。通过突出部41a,待清扫面100上的垃圾被吸附。
并且,如图6的(d)所示,没有通过网状部44及膜部42与待清扫面100(图6中未显示)相邻的粘着部41,其一部分通过孔部42a向膜部42的外部突出。其结果是,在网状部44的内部中也形成突出部41a。
因此,在网状部44的内部中,可以让一个清扫部件40(粘着部41)上形成的突出部41a的一部分与其他的清扫部件40(粘着部41)的突出部41a相互接触。从而,一个清扫部件40吸附的垃圾可以传递给其他的清扫部件40。即,清扫部件40之间可以交换垃圾。
此外,图6的(e)是表示网状部44的内部中的清扫部件40(粘着部41)的移动的图。如图6的(e)所示,在网状部44的内部中,多个清扫部件40未被紧密地配置,设置有使该清扫部件40可移动的空间(空洞)。
因此,在网状部44的内部中,通过将多个清扫部件40混合,可以将例如已经吸附垃圾的清扫部件40(粘着部41)移动到与待清扫面100相间隔的位置。并且,也能够将未吸附垃圾的粘着部41移动到与待清扫面100相邻的位置。
(清扫工具4的效果)
上述清扫工具1~3中,垃圾仅被吸附到位于膜部(或网状部)附近的粘着部的部分上。与此相对,本实施方式的清扫工具4则如上所述,具有多个清扫部件40(粘着部41)。
因此,可以让垃圾吸附到多个清扫部件40中的至少一个(位于网状部44附近的清扫部件40)上。并且,可以将该清扫部件40吸附的垃圾和其他的清扫部件40进行交换。而且,可以使已经吸附垃圾的清扫部件40向清扫工具4的内侧移动。
并且,清扫部件40可移动的空间在网状部44的内部中被设置,因此通过将已经吸附垃圾的清扫部件40向清扫工具4的内侧移动,可以使该垃圾向清扫工具4的内侧移动。其结果是,位于清扫工具4的内侧的清扫部件40进一步地有助于垃圾的清扫,因此可以增加可通过清扫工具4回收的垃圾的量。
此外,本实施方式中,虽然举例示出了清扫部件40中多个粘着部41分别被膜部42收容在内(包覆)的结构,但在清扫工具4中,多个粘着部41也可以不被膜部42收容在内,而是直接被网状部44收容在内。
〔实施方式五〕
关于本发明的实施方式五,基于图7进行说明,则如下所述。图7的(a)是表示本实施方式的清扫工具5的结构的侧面图。清扫工具5具有多个粘着部51、多个膜部52、压力施加部53及隔离膜55。
清扫工具5具有多个粘着部51和膜部52被层叠设置的构造。即,将粘着部51收容在内的多个膜部52具有层状的构造。粘着部51和膜部52的材料分别和上述粘着部11和膜部12等的材料相同。此外,膜部52上形成的孔部称为孔部52a。
如上所述,粘着部51和膜部52分别具有层状的构造。具体而言,粘着部51和膜部52分别于压力施加部53的旋转部53a(后述)的周围形成多个圆筒状(辊状)的层。隔离膜55为防止旋转部53a的周向上的粘着部51的一端和另一端互相吸附而被设置于该端和另一端之间。
压力施加部53是用以向多个粘着部51和多个膜部52施加压力的部件。压力施加部53具有旋转部53a和把持部53b。旋转部53a是圆柱形的部件,在其侧面形成多个粘着部51和多个膜部52的层。把持部53b是由用户把持,通过旋转部53a向膜部52施加压力所用的部分。旋转部53a可绕旋转部53a的轴旋转地被连接到把持部53b。通过把持部53b被施加的压力通过旋转部53a被施加到粘着部51和膜部52。
图7的(b)是压力被施加于膜部52的状态下的清扫工具5的示意图。通过压力施加部53被施加了压力的膜部52和膜部12等一样,其孔部52a扩张。如图7的(b)所示,从扩张后的孔部52a中,粘着部51突出并形成突出部51a。因此,可以通过该突出部51a将待清扫面上的垃圾吸附。
图7的(c)是被用于清扫之后的清扫工具5的状态的示意图。图7的(d)是从图7的(c)所示清扫工具5上将最外层的粘着部51(以下所述的使用过的粘着部51a)去除后的状态的示意图。
通过清扫工具5进行清扫时,位于清扫工具5最外层的粘着部51将垃圾吸附,如图7的(c)所示,就会变成使用过的粘着部51a。使用过的粘着部51a与未吸附垃圾的粘着部51相比较,其将垃圾吸附的效率较低。因此,通过于最外层具有使用过的粘着部51a的清扫工具5继续进行清扫作业会导致作业效率降低。
这样的情况下,在清扫工具5中,可以以隔离膜55为起始点,将(i)使用过的粘着部51a及(ii)覆盖(收容)使用过的粘着部51a的膜部52去除(剥离)。通过将使用过的粘着部51a和膜部52去除,如图7的(d)所示,原先位于使用过的粘着部51a的内侧的粘着部51新晋为位于最外层,通过该粘着部51可以将垃圾吸附。
本实施方式的清扫工具5也和上述清扫工具1等一样成为在卫生方面很优异的清扫工具。特别是,在清扫工具5中,有垃圾被积蓄的最外层的粘着部51容易去除,而相对于该最外层曾位于内侧的粘着部51可以用来进行清扫。因此,同上述清扫工具4一样,原先位于内部的粘着部51有助于清扫,因此可以增加可回收垃圾的量。
此外,本实施方式中,举例示出了清扫工具5中的粘着部51和膜部52分别于旋转部53a的侧面形成圆筒状的层的结构。但是,粘着部51和膜部52也可以分别形成多个例如球状或者平面状的层。
〔实施方式六〕
关于本发明的实施方式六,基于图8进行说明,则如下所述。图8的(a)是表示本实施方式的清扫工具6的结构的截面图。清扫工具6在清扫工具1的结构中分别取代粘着部11和膜部12而具有粘着部61和膜部62。
粘着部61和膜部62的材料分别和上述粘着部11和膜部12等相同。但是,膜部62被设定为相较于粘着部61其杨氏模量(young’smodulus)更大。即,膜部62相较于粘着部61难以变形(弹性高)。并且,膜部62和粘着部61物理性或化学性相结合。因此,粘着部61和膜部62的相对位置关系不会改变。
并且,膜部62上形成有缝隙62a。而且,粘着部61上的与缝隙62a一致的位置(与缝隙62a连续的位置)上,形成有缝隙61b。
接下来,进一步参照图8的(b)~(d),针对清扫工具6的动作进行说明。图8的(b)是表示给膜部62施加压力后的状态的截面图。图8的(c)是图8(a)中虚线圈起区域的放大图。图8的(d)是图8的(b)中虚线圈起区域的放大图。
图8的(a)和(c)所示状态下的清扫工具6中,于图8的(a)中白箭头所示的方向上,使粘着部61和膜部62弹性变形的范围内的压力通过压力施加部13被施加。
并且,如图8的(b)和(d)所示,通过被施加的压力,粘着部61和膜部62变形。此时,粘着部61和膜部62分别以缝隙62a和缝隙61b为中心变形。
具体而言,缝隙62a扩大(开口),缝隙61b的内侧的区域通过缝隙62a暴露于膜部62的外部,形成突出部61a。通过使突出部61a与待清扫面100上的垃圾接触,使垃圾被吸附于突出部61a。通过将缝隙61b和缝隙62a加深,能够使粘着部61不单是表面,连内部也暴露出来。
本实施方式的清扫工具6也和上述清扫工具1等一样成为在卫生方面优异的清扫工具。特别是在清扫工具6中,能够使粘着部61不单是表面,连内部的区域也暴露于膜部62的外部。而且,通过使粘着部61的内部的区域暴露,增加了可用于吸附垃圾的粘着部61的区域的面积。因而,通过粘着部61能够增加可吸附的垃圾的量。
〔实施方式七〕
关于本发明的实施方式七,基于图9进行说明,则如下所述。图9的(a)是表示本实施方式的清扫工具7的结构的截面图。清扫工具7于清扫工具1的结构中代替膜部12而具备皮膜材料72。
皮膜材料72是形成覆盖粘着部11的皮膜的粒子状的部件。此外,皮膜材料72被粘着部11吸附。作为皮膜材料72,可以使用硅树脂或者氟树脂等通常的聚合物材料。皮膜材料可具有例如球状、圆筒状、或者长方体(矩形)等形状。
皮膜材料72通过喷涂涂敷、浸渍涂敷、蒸镀、或者溅射等方法被形成。皮膜材料72与粘着部11物理性或化学性结合。另一方面,皮膜材料72之间没有相互接合。
图9的(b)是表示给皮膜材料72施加压力后的状态的截面图。图9的(c)是图9的(a)中虚线圈起区域的放大图。图9的(d)是图9的(b)中虚线圈起区域的放大图。
针对图9的(a)和(c)所示的状态下的清扫工具7,当通过压力施加部13施加如白箭头所示的向下的压力时,如图9的(b)和(d)所示,粘着部11和皮膜材料72变形。
此处,因为皮膜材料72之间没有相互接合,彼此之间吸附力不起作用。因此,被皮膜材料72收容在内的粘着部11的形状因为压力而变化,穿过皮膜材料72之间形成向外突出的突出部11a。由此,在清扫工具7中,皮膜材料72之间的空隙作为孔部起作用。并且,与上述实施方式一等一样,通过突出部11a使垃圾被吸附。
本实施方式的清扫工具7也与上述的清扫工具1等一样成为在卫生方面优异的清扫工具。特别是在清扫工具7中,通过将皮膜材料72的大小变小(例如,将皮膜材料72的厚度设为数10μ到数mm的程度),可以于粘着部11的表面有效地将垃圾吸附。
〔实施方式八〕
关于本实施方式八,基于图10和图11进行说明,则如下所述。本实施方式中,将针对具有本发明的一实施方式相关的清扫工具的清扫机器人800进行说明。本实施方式中,作为清扫机器人800,将以可以在待清扫面100(行走面,地面)上自动行走(自动移动)的机器人吸尘器进行举例说明。
图10是清扫机器人800的主要部分的结构的示意图。图10中,(a)是清扫机器人800的外观的简要示意图,(b)是清扫机器人800的俯视图,(c)是清扫机器人800的侧面图,(d)是(c)中a-a线向视截面图。
清扫机器人800具有清扫工具8、罩部80、压力施加部83、车轮部84、驱动装置85、控制器86、传感器87、及电源88。并且,清扫工具8具备粘着部81、膜部82及压力施加部83。
粘着部81和膜部82分别可以是和上述的实施方式一的粘着部11和膜部12相同的东西。但是,也可以将实施方式一以外的上述各实施方式和变更实施例中的粘着部和膜部分别用作粘着部81和膜部82。并且,压力施加部83除了由控制器86控制动作这一点之外,与上述的压力施加部13等相同。
罩部80是将驱动装置85、控制器86、传感器87及电源88覆盖的保护部件。并且,罩部80也作为支撑清扫机器人800的各个部件的支撑部件而起作用。此外,粘着部81和膜部82相对于罩部80被设置于外侧。
控制器86统一控制清扫机器人800的各部件的动作。电源88将使清扫机器人800的各部件动作所需的电力提供给该各个部件。传感器87是探测对象物体的接近的传感器(接近传感器),例如可以是红外线传感器等。
传感器87的探测结果(接近探测结果)被用作显示清扫机器人800的附近有无障碍物存在的信号。此外,所谓障碍物,可以是例如后述的壁面150,也可以是待清扫面100中的高低差。
车轮部84是为了让清扫机器人800在待清扫面100上自动行走而被设置的部件。驱动装置85是驱动车轮部84的部件,例如可以由马达等驱动机构构成。此外,将车轮部84和驱动装置85进行统称,可以称为行走单元。通过使清扫机器人800于待清扫面100上自动行走,可以由清扫机器人800对待清扫面100自动清扫。
控制器86可以基于传感器87的探测结果控制驱动装置85。例如,控制器86可以在清扫机器人800接近障碍物的情况下,控制驱动装置85,为让清扫机器人800避开障碍物800而设定(变更)该清扫机器人800的行走方向。
并且,控制器86可以基于传感器87的探测结果控制驱动装置85以设定(变更)清扫机器人800的行走速度。例如,控制器86可以在清扫机器人800接近障碍物的情况下,使该清扫机器人800的行走速度减少。
图11是表示清扫机器人800进行清扫的一例子的部分截面图,(a)是压力被施加于清扫工具8之前的状态的示意图,(b)是压力被施加于清扫工具8之后的状态的示意图。此外,图11中,为了简单,仅有位于清扫工具8附近的一部分的部件被显示。
此处,将被连接到待清扫面100且不与该待清扫面100平行的面称为壁面150。图11中,举例示出了壁面150为与待清扫面100垂直的面的情况。以下,将与壁面150平行的方向称为竖直方向。如图11(及上述图10)所示,粘着部81和膜部82也被设置于清扫机器人800的外缘部附近的竖直方向上。
如图11的(b)所示,在压力被施加于清扫工具8的情况下,粘着部81的一部分从膜部82的孔部中突出,形成多个突出部81a。其结果是,突出部81a的一部分(朝向待清扫面100突出的突出部81a)与待清扫面100上的垃圾接触并将该垃圾吸附。
并且,突出部81a的一部分(朝向壁面150突出的突出部81a)与壁面150上的垃圾接触并将该垃圾吸附。由此,通过使清扫面机器人800位于壁面150的附近,除了待清扫面100之外,也可以对壁面150进行清扫。
并且,通过将粘着部81和膜部82设置于清扫机器人800的外缘部附近,可以防止清扫机器人800的其他部件(特别是驱动装置85、控制器86、传感器87及电源88)与障碍物直接接触。即,可以将粘着部81和膜部82作为清扫机器人800的缓冲部件(缓冲部)使用。由此,即使是在清扫机器人800行走时与障碍物接触(碰撞)的情况下,也可以防止该障碍物及清扫机器人800的各部件的破损。
如以上那样,本发明的一方式相关的清扫工具可以被设置于清扫机器人。但是,本发明的一方式相关的清扫机器人的结构并不局限于上述清扫机器人800的结构。例如,也可以在待清扫面100上可自动步行(自动移动)的人形机器人或动物形机器人的脚底设置本发明的一方式相关的清扫工具。
这样,本发明的一方式相关的清扫机器人只要被构成为通过于待清扫面100上自动移动,借由清扫工具可清扫该待清扫面100即可。
〔总结〕
本发明的实施方式一相关的清扫工具(1)具有吸附被吸附物(垃圾200)的粘着部(11)和将上述粘着部收容在内的膜部(12),在上述膜部上设有根据被施加于该膜部的外力而被扩张的孔部(12a),在特定大小以上的外力被施加于上述膜部的情况下,上述粘着部通过上述孔部暴露于膜部的外部。
根据上述结构,清扫工具中,在特定大小以上的外力被施加于膜部的情况下,使粘着部从孔部向膜部的外部暴露。并且,通过暴露在外部的粘着部,使被吸附物被吸附。
因而,由于用户给膜部施加压力,可以使粘着部暴露于膜部的外部,通过该粘着部将被吸附物吸附,以进行清扫。在清扫完成后,通过缓和上述压力,可以将粘着部连同被吸附于粘着部的被吸附物收容于膜部中。因此,被吸附的被吸附物在清扫完成后不会暴露于膜部的外部,因此取得可实现相较于现有在卫生方面很优异的清扫工具这样的效果。
本发明的实施方式二相关的清扫工具,优选为上述实施方式一中的上述膜部具有拉胀性。
根据上述结构,外力被施加的情况下膜部收缩,因此孔部的开口面积变大。因此,取得可以更有效地进行清扫这样的效果。
本发明的实施方式三相关的清扫工具,优选为上述实施方式一或者二中的上述膜部具有网状的结构。
根据上述结构,在给膜部施加压力时,网状结构中的纤维的长度方向上应力产生,因此膜部中难以产生应力集中。因此,取得可以提升膜部的强度这样的效果。
本发明的实施方式四相关的清扫工具,优选为上述方式一到三中任意一个的上述膜部(网状部44)将多个上述粘着部(41)收容在内,在特定大小以上的压力被施加于上述膜部的情况下,多个上述粘着部中的至少一个通过上述孔部,暴露于上述膜部的外部。
根据上述结构,通过给膜部施加压力,通过多个上述粘着部中的至少一个可将被吸附物吸附。并且,在膜部的内部中,相邻的粘着部之间也可以交换已吸附的被吸附物。因此,通过将已吸附的被吸附物移动到清扫工具的内侧,使位于内侧的粘着部有助于清扫,因此取得可以增加可回收的被吸附物的量这样的效果。
本发明的实施方式五相关的清扫工具,优选为上述方式四的上述膜部的内部设有上述多个粘着部可移动的空间。
根据上述结构,例如,可以将位于孔部的附近的粘着部向膜部的内部移动。从而,随着粘着部的移动,可以将被粘着部吸附的被吸附物移动到清扫工具的内侧。因此,取得可以增加可回收的被吸附物的量这样的效果。
本发明的实施方式六相关的清扫工具,优选为上述实施方式一到三中任意一个中,进一步包括将收容上述粘着部的多个上述膜部(42)收容在内的第二膜(网状部44),在上述第二膜设有根据被施加于该第二膜上的外力而被扩张的第二孔部(孔部44a),在特定大小以上的外力被施加于上述第二膜的情况下,多个上述粘着部中的至少一个通过上述孔部和上述第二孔部,暴露于上述第二膜的外部。
根据上述结构,取得与上述实施方式四相关的清扫工具相同的效果。
本发明的实施方式七相关的清扫工具,优选为上述实施方式一到三中任意一个中,将上述粘着部(51)收容在内的多个上述膜部(42)具有层状的构造。
根据上述结构,可以通过最表层的粘着部将被吸附物吸附之后,去除该粘着部,使用原先位于内侧的粘着部进行清扫。因此,清扫工具中位于内侧的粘着部有助于清扫,因此取得可以增加可回收的被吸附物的量这样的效果。
本发明的实施方式八相关的清扫工具,优选为上述实施方式一或二中,上述孔部是被形成于上述膜部的缝隙(62a),在与上述孔部的缝隙一致的位置上,形成有上述粘着部的缝隙(61b)。
根据上述结构,可以通过向粘着部和膜部施加压力,使粘着部的内部暴露并将被吸附物吸附。因此,取得增加可用以将被吸附物吸附的区域的面积,从而可以增加可回收的被吸附物的量这样的效果。
本发明的实施方式九相关的清扫工具,优选为上述实施方式一或二中,上述膜部由被上述粘着部吸附的粒子状的皮膜材料(72)构成。根据上述结构,例如,通过将皮膜材料的大小变小,取得可以通过粘着部的表面更有效地将被吸附物吸附这样的效果。
本发明的实施方式十相关的清扫机器人(800),优选为包括上述实施方式一到九中任意一个相关的清扫工具。
根据上述结构,取得与本发明的一方式相关的清扫工具相同的效果。
〔附记事项〕
本发明,并非被限定于所述的各实施方式,可在权利要求所示的范围内进行种种变更,将已在不同的实施方式分别被揭示的技术方案进行适当地组合而得到的实施方式也被包含在本发明的技术范围内。进而,通过将已在各实施方式分别被揭示的技术方案进行组合,可以形成新的技术特征。
符号说明
1、1a、2、3、4、5、6、7、8清扫工具
800清扫机器人
11、41、51、51a、61、71粘着部
12、22、42、52、62膜部
12a、22a、32a、42a、52a、62a孔部
32网状部
44网状部(第二膜)
44a孔部(第二孔部)
61b、62a缝隙
72皮膜材料
200垃圾(被吸附物)