JP7516002B2 - 電気掃除装置 - Google Patents

Description

本発明に係る実施形態は、電気掃除装置に関する。

拭き掃除具を備える掃除機本体と、掃除機本体が帰還するステーションと、を備える自走式掃除機が知られている。ステーションは、洗浄液としての殺菌性金属イオン水が注入される洗浄槽を備えている。ステーションに帰還した掃除機本体は、拭き掃除具を洗浄槽の洗浄液に浸して洗浄する。

特開２００５－２１１４２６号公報

ところで、人為的な処理によって有用な機能を獲得した水溶液の中で、処理と機能に関して科学的根拠が明かにされたもの、および明らかにされようとしているものとして、機能水が知られている。機能水の一例として、電解水が知られている。電解水は、水道水や塩化ナトリウム（NaCl）などの塩化物イオン（Cl-）を含む水溶液を、直流電圧で電解処理することで得られる。電解水は、例えば、衛生管理に使われる殺菌性電解水（酸性電解水、次亜塩素酸ナトリウム希釈液とみなされている電解次亜水、電解製オゾン水）である。

そして、電気掃除機で電解水を掃除に利用するためには、殺菌性電解水を生成し、かつ電気掃除機とともに運搬しなければならない。

しかしながら、電気掃除機に電解水を生成する電解水生成装置を搭載することは、電気掃除機の重量を増加させたり、電気掃除機の消費電力を増加させたりする。つまり、電気掃除機の軽量化が阻害されたり、電気掃除機のコードレス化（内蔵電池による運転）が阻害されたり、内蔵電池による運転時間が短縮されたりして、電気掃除機の利便性が低下させる。

また、電気掃除機に電解水や、電解水を生成するための水を必要以上に貯留しておくことは、電気掃除機の重量をさらに増加させたり、水漏れが発生した際の不都合を拡大したりする。

そこで、本発明は、適量の電解水を利用可能であり、かつ消費電力や、軽快性の観点において利便性を損なうことのない電気掃除装置を提案する。

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装置は、電気掃除機と、前記電気掃除機を連結、および切り離し可能なステーションと、を備え、前記電気掃除機は、掃除機本体と、前記掃除機本体の底面に設けられた吸込口と、前記掃除機本体に収容された電動送風機と、集塵容器と、を備え、前記電動送風機により生じさせた負圧を前記吸込口に作用させて、被掃除面上の塵埃を、前記吸込口を介して空気とともに吸い込み、前記集塵容器に蓄積するものであって、電解水を貯留可能な第一貯留部と、前記吸込口よりも前記電気掃除機の後側に配置され、前記第一貯留部から供給される前記電解水を利用して前記被掃除面を掃除する第一掃除部と、をさらに備え、前記ステーションは、水を電気分解して前記電解水を生成する電解水生成装置と、前記電解水生成装置を内部に含み、前記水の供給を受けるとともに、前記電解水生成装置により生成された前記電解水を貯留する第二貯留部と、前記電気掃除機が前記ステーションに連結された状態で、前記電解水生成装置により生成された前記電解水を前記第一貯留部へ供給する供給部と、を備え、前記第一貯留部の前記電解水の残量を検知する残量検知部をさらに備え、前記残量検知部により検知された残量をもとに、前記電気掃除機の一回の掃除運転当たりの前記電解水の消費量を、一運転当たりの消費量として算定し、前記第一貯留部の前記電解水の残量が前記一運転当たりの消費量に満たない場合に、前記電解水の残量が前記一運転当たりの消費量以上となるように、前記供給部により前記第二貯留部から前記第一貯留部へ前記電解水を供給する。

本発明の実施形態に係る電気掃除装置の斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の右側面図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の底面図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機のブロック図。 本発明の実施形態に係り、第一例のステーションを備える電気掃除装置の概略的な側面図。 本発明の実施形態に係り、第二例のステーションを備える電気掃除装置の概略的な側面図。 本発明の実施形態に係り、第三例のステーションを備える電気掃除装置の概略的な側面図。 本発明の実施形態に係り、図７の電気掃除装置の変形例の概略的な側面図。

本発明に係る電気掃除装置の実施形態について図１から図８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装置の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置１は、電気掃除機２と、電気掃除機２を連結、および切り離し可能なステーション３と、を備えている。

電気掃除機２は、いわゆるロボットクリーナ（自律型掃除機）である。電気掃除機２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（走行）する。電気掃除機２は、居室内の被掃除領域Ａ（掃除場所）の被掃除面（床面）を動き回って（被掃除領域を網羅的に移動して）拭き掃除を行う。電気掃除機２は、掃除運転の後、ステーション３へ帰巣して次の掃除運転を待機する。

なお、電気掃除機２は、ステーション３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３は、居室内の被掃除面に設置可能である。ステーション３は、電気掃除機２を円滑に接続または離脱可能である。ステーション３は、いわゆる充電台の機能を有している。ステーション３は、電気掃除機２が接続された状態で、商用交流電源から二次電池６へ電力を導く電源コード７を備えている。電源コード７は、二次電池６へ送電する電路である。

ステーション３に帰巣した電気掃除機２は、次の掃除運転を待機している最中、二次電池６を充電する。そのため、電気掃除機２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。

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装置１の電気掃除機２は、本体５と、本体５を移動させる移動部１１と、本体５の下方の被掃除面を掃除する掃除部１２と、本体５の周囲の被検知物Ｏ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を制御して電気掃除機２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を含む電気掃除機２の各部へ電力を供給する二次電池６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。本体ケース２１は、扁平な円柱形状（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。

バンパー２２は、本体ケース２１の側面に設けられている。

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）に延びる車軸（図示省略）のまわりに転がる。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。そのため、電気掃除機２は、容易に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、図示省略）によって被掃除面に押さえつけられている。電気掃除機２は、駆動輪２６に代えて、無限軌道（図示省略）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２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２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、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、電気掃除機２の前進、後退、および旋回に容易に追従して向きを変え、電気掃除機２の走行（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２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。その場合、電気掃除機２が転倒する危険性は低下する。換言すると、電気掃除機２は、より安定して移動（走行）することができる。従動輪２８はなくても良い。

掃除部１２は、本体５の真下の被掃除面の塵埃を掃除する。掃除部１２は、電解水を貯溜可能な第一貯留部３１と、第一貯留部３１から供給される電解水を利用して被掃除面を掃除する第一掃除部３２と、を備えている。

第一掃除部３２は、例えば、本体５の下方の床面を拭き掃除もしくは磨き掃除する。第一掃除部３２は、本体５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３３を備えている。拭き掃除シート３３は、第一貯留部３１から供給される電解水で湿った状態で、被掃除面を水拭きする。拭き掃除シート３３は、本体５の底部の後端部に配置されている。拭き掃除シート３３は、電気掃除機２を被掃除面上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面に接触する。拭き掃除シート３３は、駆動輪２６が被掃除面で空転しない程度の圧力で、被掃除面に押し当てられていることが好ましい。拭き掃除シート３３と本体５の底面との間には、発泡樹脂などの弾性部材（図示省略）が設けられている。この弾性部材は、拭き掃除シート３３を被掃除面に均一の圧力で押し当てる。

第一貯留部３１は、本体５に設けられて電解水を貯溜する容器である。なお、第一貯留部３１は、吸水性を有する第一掃除部３２そのものであっても良い（図中に二点鎖線で示す第一貯留部３１）。例えば、第一貯留部３１は、拭き掃除シート３３に一体化された高吸水性高分子（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）製の部材であっても良い。

第一掃除部３２は、第一貯留部３１から拭き掃除シート３３へ供給される電解水の供給量を調整する調整機構３５、例えば電磁調整弁と、第一貯留部３１と拭き掃除シート３３とを繋いで電解水を導く供給管３６と、を備えていても良い。調整機構３５は、供給管３６の途中に設けられている。

また、第一掃除部３２は、第一貯留部３１内の電解水の残量を検知する残量検知部３７を備えていても良い。残量検知部３７は、例えば第一貯留部３１の水位を検知する水位計である。

さらに、掃除部１２は、第一掃除部３２に代えて、または加えて第一貯留部３１から供給される電解水を被掃除面へ噴霧する（または撒布する）ノズル部３８を備えていても良い。ノズル部３８から噴霧される（撒布される）電解水は、常温であっても良いし、加熱装置（図示省略）で気化された蒸気であっても良い。

また、掃除部１２は、第一掃除部３２の後方に設けられて、被掃除面を乾拭きする第二掃除部３９を備えていても良い。第二掃除部３９は、本体５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３３を備えている。拭き掃除シート３３は、電気掃除機２を被掃除面上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面に接触する。拭き掃除シート３３は、駆動輪２６が被掃除面で空転しない程度の圧力で、被掃除面に押し当てられていることが好ましい。拭き掃除シート３３と本体５の底面との間には、発泡樹脂などの弾性部材（図示省略）が設けられている。この弾性部材は、拭き掃除シート３３を被掃除面に均一の圧力で押し当てる。

さらに、掃除部１２は、負圧を生じさせて塵埃を吸引する吸込掃除部（図示省略）を備えていても良い。吸込掃除部は、本体５の底面に設けられる吸込口（図示省略）と、吸込口に配置される回転ブラシ（図示省略）と、回転ブラシを回転駆動させるブラシ用電動機（図示省略）と、本体５の後部に設けられる塵埃容器（図示省略）と、本体５内に収容されて塵埃容器に流体的に接続される電動送風機（図示省略）と、を備えている。

吸込口は、電動送風機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。吸込口は、第一掃除部３２よりも前側であって、本体５の底部の中央部に配置されている。吸込口は、本体５の幅方向に延びている。換言すると、吸込口の左右方向の開口幅は、吸込口の前後方向の開口幅よりも大きい。本体５の底面が自律走行時に被掃除面に対向（対面）しているため、吸込口は、被掃除面上の塵埃、または回転ブラシが被掃除面から掻き上げた塵埃を容易に吸い込むことができる。

回転ブラシの回転中心線は、電気掃除機２の幅方向に向けられている。回転ブラシは、電気掃除機２を被掃除面上に走行可能な状態で置いたとき、被掃除面に接触する。そのため、回転駆動する回転ブラシは、被掃除面上の塵埃を掻き上げる。掻き上げられた塵埃は、吸込口へ効率的に吸い込まれる。

ブラシ用電動機は、回転ブラシを正転（前進時に電気掃除機２の推進力を補助する方向）または逆転（後退時に電気掃除機２の推進力を補助する方向）させる。

塵埃容器は、電動送風機が発生させる吸込負圧によって吸込口から吸い込まれる塵埃を蓄積する。塵埃容器は、塵埃を濾過捕集するフィルタや、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。塵埃容器は、本体５へ着脱可能であり、また開閉可能である。使用者は、塵埃容器を本体５から一時的に取り外して、塵埃容器を開いて塵埃容器に蓄積された塵埃を容易に廃棄したり、塵埃容器を清掃したり、洗浄したりすることができる。

電動送風機は、二次電池６の電力を消費して駆動する。電動送風機は、塵埃容器から空気を吸い込んで吸込負圧を生じさせる。塵埃容器に発生した負圧は、吸込口に作用する。本体５は、電動送風機の排気（清浄な空気）を、本体５の外側へ流出させる排気口（図示省略）を有している。

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Ｏ、または本体５に接触する被検知物Ｏを検知する。検知部１３は、本体５に設けられて電気掃除機２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２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５２と、本体５に設けられて本体５が電気掃除機２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２の前方、つまり前進時の走行方向を撮影する。

電気掃除機２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（図示省略）と、光を受けとって電気信号に変換する受光素子（図示省略）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、本体５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５２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。

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Ｏ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Ｏ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する。接触検知部５３は、このバンパー２２の変位を検知して本体５が被検知物Ｏ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。

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２の各部で消費される電力を蓄えている。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（図示省略）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。

図４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４に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置１の電気掃除機２は、移動部１１の電動機２７、第一掃除部３２の調整機構３５、吸込掃除部のブラシ用電動機および電動送風機、検知部１３、制御部１５、および二次電池６に加えて通信部５７を備えている。

通信部５７は、ステーション３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５７ａと、ステーション３やリモートコントローラー（図示省略）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５７ｂと、を備えている。

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、図示省略）と、撮像素子５１ａに像を結ぶ（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２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（図示省略）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２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２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（図示省略）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２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２から被検知物Ｏ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、図示省略）、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、図示省略）、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、図示省略）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、第一掃除部３２の調整機構３５、吸込掃除部のブラシ用電動機および電動送風機、検知部１３、二次電池６、および通信部５７に電気的に接続されている。制御部１５は、通信部５７を介してステーション３、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、第一掃除部３２の調整機構３５、吸込掃除部のブラシ用電動機および電動送風機、検知部１３、二次電池６を制御する。

制御部１５は、電気掃除機２の自律移動を制御する自律移動制御部６１と、検知部１３の動作を制御する検知制御部６２と、を含んでいる。自律移動制御部６１、および検知制御部６２は、演算プログラムである。

自律移動制御部６１は、掃除場所の環境地図情報（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｍａｐ、図示省略）を記憶する地図情報記憶部６３と、移動部１１の電動機２７の動作を制御する移動制御部６５と、第一掃除部３２の調整機構３５、吸込掃除部のブラシ用電動機、および電動送風機の動作を制御する掃除制御部６６と、を備えている。

地図情報記憶部６３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６３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２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２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２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２は、検知部１３の他に、エンコーダなどの種々のセンサー（図示省略）を備えていることが好ましい。移動制御部６５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６５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２を自律で移動させる。移動制御部６５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６５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。

掃除制御部６６は、第一掃除部３２の調整機構３５を制御して第一貯留部３１から拭き掃除シート３３へ供給される電解水の供給量を制御する。

また、掃除制御部６６は、残量検知部３７が検知する第一貯留部３１の残量に基づいてステーション３から第一貯留部３１へ供給される電解水の要求量を算定する。掃除制御部６６は、残量検知部３７が検知する第一貯留部３１の残量に基づいて、一回の掃除で使用される電解水の量、例えば電気掃除機２がステーション３から切り離され、再度連結されるまでに消費される電解水の量を、記憶装置に記憶する。そして、掃除制御部６６は、一回の掃除運転あたりの電解水の消費量の履歴を統計的な手法で解析し、ステーション３から第一貯留部３１へ供給される電解水の要求量を算定する。具体的には、統計的解析によって、一回の掃除運転あたりの電解水の消費量が満水時の５０パーセントに相当することが予測される場合には、掃除制御部６６は、満水時の５０パーセントに数パーセントの余裕を加えて第一貯留部３１に継ぎ足す電解水の要求量を算定する。算定した電解水の要求量は、通信部５７を介してステーション３へ送信される。

検知制御部６２は、カメラ部５１の動作を制御する。検知制御部６２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６２は、カメラ部５１で撮影された画像を検知結果記憶部６７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６７は、主記憶装置に確保されている。検知結果記憶部６７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６７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６７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６７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６７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６２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６２は、近接検知部５２の検出結果、つまり被検知物Ｏが本体５に接近したこと、およびその時の被検知物Ｏと本体５との離間距離を検知結果記憶部６７に記憶する。

また、検知制御部６２は、接触検知部５３の検出結果、つまり被検知物Ｏが本体５に接触したことを検知結果記憶部６７に記憶する。

次に、本実施形態に係るステーション３の例を説明する。なお、各例で説明するステーション３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃにおいて、ステーション３と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５は、本発明の実施形態に係り、第一例のステーションを備える電気掃除装置の概略的な側面図である。

なお、図５の電気掃除機２は、第一貯留部３１と第一掃除部３２とを個別に備えている。

図５に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置１のステーション３（第一例のステーション）は、本体８１と、本体８１に設けられて、水を貯留可能な第二貯留部８２と、第二貯留部８２内の水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置８３と、電気掃除機２がステーション３に連結された状態で、電解水生成装置８３が生成した電解水を第一貯留部３１へ供給する供給部８５と、第二通信部８６と、第二制御部８７と、を備えている。

第二貯留部８２は、水や塩水を貯留する容器である。第二貯留部８２は、開閉可能な蓋（図示省略）を備えている。第二貯留部８２は、蓋を開いて水や塩水を容易に充填できる。第二貯留部８２は、本体８１に着脱自在であっても良い。第二貯留部８２は、電気掃除機２の第一貯留部３１で貯留される電解水よりも大量の水や塩水を貯留可能な容量を有していることが好ましい。第一貯留部３１で貯留される電解水よりも大量の水を貯留可能な第二貯留部８２は、使用者による給水の頻度を減じて利便性を向上させる。

電解水生成装置８３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、食塩水を電気分解して次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が溶解された電解水を生成したりする。電解水生成装置８３の電極（図示省略）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ている。

電解水生成装置８３は、第二貯留部８２内に設けられている。電解水生成装置８３は、第二貯留部８２の外側、例えば供給部８５に設けられていても良い（図５中に二点鎖線で示す電解水生成装置８３）。つまり、電解水生成装置８３は、第二貯留部８２から第一貯留部３１へ供給される水が第一貯留部３１に達する前に電解水を生成すれば良い。また、電解水生成装置８３は、第二貯留部８２と第一貯留部３１との間に設けられる第三貯留部（図示省略）に移された水を電気分解するものであっても良い。

電解水生成装置８３の電源部８９は、電源コード７に接続されて電気掃除機２の二次電池６を充電する充電用電源部９１から分岐している。

供給部８５は、ステーション３の第二貯留部８２と電気掃除機２の第一貯留部３１とを繋ぐ連結管部９２のうち、ステーション３側の第二管部９３を備えている。電気掃除機２は、連結管部９２のうち、第一管部９５を備えている。第一管部９５と第二管部９３との接続部分には、第一管部９５と第二管部９３とを容易に接続し、または切り離す継手９６が設けられている。

供給部８５は、第二貯留部８２に貯留された水を、重力を利用して第一貯留部３１へ供給する。つまり、供給部８５は、第一貯留部３１に貯留される電解水の液位と第二貯留部８２に貯留される水の液位との高低差を利用して、第二貯留部８２から第一貯留部３１へ電解水を供給する。換言すると、供給部８５は、第一貯留部３１と第二貯留部８２との水頭差を利用して、電解水生成装置８３が生成した電解水を電気掃除機２の第一貯留部３１へ供給する。また、供給部８５は、第一貯留部３１と第二貯留部８２との液位差を利用して、電解水生成装置８３が生成した電解水を滴下させて電気掃除機２の第一貯留部３１へ供給する。第二貯留部８２から第一貯留部３１への供給の態様は、第二貯留部８２から第一貯留部３１の水面の上へと水を落とすように供給してもよいし、第二貯留部８２の水面下と第一貯留部３１の水面下とを水路で繋ぎ、第二貯留部８２の水中から第一貯留部３１の水中へ水を供給するようにしてもよい。

なお、第二貯留部８２に貯留される水の全量を第一貯留部３１へ供給できなくても良い。例えば、第二貯留部８２は、第一貯留部３１よりも低い位置に存在する部分を有していても良い。

供給部８５は、第二管部９３の途中に遮断弁９７、および流量計９８を備えていても良い。遮断弁９７は、例えば電磁弁である。

遮断弁９７は、電源コード７を介してステーション３へ供給される電力を利用して開閉される。ステーション３は、遮断弁９７を開閉させることで、第二貯留部８２から第一貯留部３１へ供給する電解水の供給量を制御することができる。また、ステーション３は、流量計９８によって、第二貯留部８２から第一貯留部３１へ供給する電解水の供給量を測定することができる。

第二通信部８６は、電気掃除機２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（図示省略）と、電気掃除機２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（図示省略）と、を備えている。

第二制御部８７は、例えば中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＣＰＵ、図示省略）、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、図示省略）、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、図示省略）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。

第二制御部８７は、電気掃除機２から第二通信部８６を介して第一貯留部３１に継ぎ足す電解水の要求量を受信することができる。第二制御部８７は、流量計９８の測定値、すなわち電解水の供給量を監視しつつ、要求量を満足すると、供給部８５の遮断弁９７を閉じて第一貯留部３１に継ぎ足す電解水の供給量を制御する。

そして、電気掃除機２の第一貯留部３１は、供給部８５を通じて供給される、電解水生成装置８３が生成した電解水を貯溜可能である。また、第一貯留部３１は、第二貯留部８２で貯留される水よりも少量の電解水を貯留可能である。

なお、ステーション３は、第二貯留部８２から第一貯留部３１以外の箇所、例えばステーション３の側面近傍へ、電解水生成装置８３が生成した電解水を供給する第二供給部９９を備えていても良い。第二供給部９９は、例えばモップのような電気掃除機２以外の掃除道具へ電解水を供給する。第二供給部９９は、ステーション３に接近した掃除道具を近接センサ（図示省略）で検知し、第二遮断弁１００を開いて掃除道具へ電解水を供給する自動型であっても良いし、使用者が第二遮断弁１００を操作して掃除道具へ電解水を供給する手動型であっても良い。

図６は、本発明の実施形態に係り、第二例のステーションを備える電気掃除装置の概略的な側面図である。

図６に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置１のステーション３Ａ（第二例のステーション）は、電解水生成装置８３が生成した電解水を第一貯留部３１へ供給する供給部８５Ａを備えている。

供給部８５Ａは、電解水生成装置８３が生成した電解水を昇圧して第一貯留部３１へ供給する。供給部８５Ａは、電解水生成装置８３が生成した電解水を昇圧するポンプ１０１を備えている。ポンプ１０１は、電源コード７を介してステーション３Ａへ供給される電力を利用して電解水を昇圧する。ポンプ１０１は、昇圧された電解水を電気掃除機２の第一貯留部３１へ供給する。そのため、ステーション３Ａは、第一例のステーション３のように第二貯留部８２と第一貯留部３１との間に高低差を設ける必要がない。換言すると、ステーション３Ａの第二貯留部８２は、第一貯留部３１よりも高い位置に配置されていても良いし、第一貯留部３１よりも低い位置に配置されていても良いし、第一貯留部３１と同程度の高さに位置に配置されていても良い。

第二制御部８７Ａは、流量計９８の測定値、すなわち電解水の供給量を監視しつつ、要求量を満足すると、ポンプ１０１を停止させる。

図７は、本発明の実施形態に係り、第三例のステーションを備える電気掃除装置の概略的な側面図である。

なお、図７の電気掃除機２は、第一掃除部３２に一体化された第一貯留部３１を備えている。

図７に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置１のステーション３Ｂ（第三例のステーション）は、電解水生成装置８３が生成した電解水を第一貯留部３１へ供給する供給部８５Ｂを備えている。

供給部８５Ｂは、吸水性を有している。供給部８５Ｂは、電解水生成装置８３が生成した電解水を毛細管現象で吸い上げて第一貯留部３１へ供給する。供給部８５Ｂの一方の端部は、ステーション３Ｂの第二貯留部８２に貯留される水に接触している。供給部８５Ｂの他方の端部は、電気掃除機２がステーション３Ｂに連結された状態で、第一貯留部３１または第一掃除部３２に接触する位置に配置されている。供給部８５Ｂは、電気掃除機２がステーション３Ｂに連結された状態で、第一貯留部３１に直接的に接触する、または第一掃除部３２を介して間接的に接触する。

ステーション３Ｂの供給部８５Ｂは、その吸水性によって第二貯留部８２に貯留された電解水を吸い上げている。そして、電気掃除機２の第一貯留部３１がステーション３Ｂの供給部８５Ｂに接触すると、第一貯留部３１は、供給部８５Ｂから電解水を吸水する。第三例の電気掃除装置１は、吸水性を有する部材を液体に接触させることで、ステーション３Ｂ側から電気掃除機２側へ電解水を供給する。供給部８５Ｂは、電気掃除機２の第一貯留部３１がステーション３Ｂの第二貯留部８２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。供給部８５Ｂ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、ステーション３Ｂの第二貯留部８２は、第一貯留部３１よりも低い位置に配置されていることが好ましい。供給部８５Ｂは、ステーション３の遮断弁９７や、ステーション３Ａのポンプ１０１のように作動させるために電力を必要としない。また、供給部８５Ｂは、電気掃除機２の第一貯留部３１内の電解水の水位が、第二貯留部８２から電解水を表面張力で吸い上げることが可能な高さに達すると、自動的に電解水の供給を停止する。

図８は、本発明の実施形態に係り、図７の電気掃除装置の変形例の概略的な側面図である。

図８に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置１の電気掃除機２Ａは、ステーション３Ｂの供給部８５Ｂに代えて、第一貯留部３１Ａを直接的に第二貯留部８２へ浸すものであっても良い。

ステーション３Ｃの供給部８５Ｃは、電気掃除機２がステーション３に連結された状態で、電気掃除機２Ａより下方に配置される。また、供給部８５Ｃは、電解水を溜める凹部１０２を有している。

電気掃除機２Ａの第一貯留部３１Ａは、吸水性を有し、電気掃除機２Ａがステーション３Ｃに連結された状態で凹部１０２に浸される。つまり、第一貯留部３１Ａは、ステーション３Ｂの供給部８５Ｂのように、電解水生成装置８３が生成した電解水を凹部１０２から毛細管現象で直接的に吸い上げる。第一貯留部３１Ａは、拭き掃除シート３３に一体化された高吸水性高分子（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）製の部材である。

以上のように、本実施形態に係る電気掃除装置１は、第一貯留部３１、３１Ａを有する電気掃除機２、２Ａと、水を貯留可能な第二貯留部８２、第二貯留部８２内の水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置８３、および電気掃除機２がステーション３に連結された状態で、電解水生成装置８３が生成した電解水を第一貯留部３１、３１Ａへ供給する供給部８５、８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃを有するステーション３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃと、を備えている。そのため、電気掃除装置１は、電気掃除機２、２Ａではなく、ステーション３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃで水を溜め、かつ電解水を生成し、電気掃除機２、２Ａが掃除に使用される際に、適量の電解水を、適時に電気掃除機２、２Ａへ供給して電解水を利用した掃除を行うことができる。また、電気掃除装置１は、電気掃除機２、２Ａに電解水生成装置８３を搭載する必要が無く、電気分解に必要な電力を二次電池６から供給する必要も無く、軽量化、コードレス化、二次電池６による駆動時間の長時間化に資する。さらに、電気掃除装置１は、掃除に使用する都度、使用者自ら給水する煩わしさを軽減できる。

また、本実施形態に係る電気掃除装置１は、重力を利用して電解水生成装置８３が生成した電解水を第一貯留部３１へ容易に供給することができる。

さらに、本実施形態に係る電気掃除装置１は、電解水生成装置８３が生成した電解水を昇圧して第一貯留部３１へ供給する供給部８５Ａを備えている。そのため、電気掃除装置１は、上下方向における第一貯留部３１および第二貯留部８２の位置関係を自由に設定できる。

また、本実施形態に係る電気掃除装置１は、電解水生成装置８３が生成した電解水を毛細管現象で吸い上げて第一貯留部３１へ供給する供給部８５Ｂを備えている。そのため、電気掃除装置１は、駆動源や電力を要することなく電解水を電気掃除機２へ供給可能であり、かつ電解水の供給量を調整したり、電解水の供給を停止させたりする機構を必要としない。

さらに、本実施形態に係る電気掃除装置１は、電気掃除機２がステーション３Ｃに連結された状態で、電気掃除機２Ａより下方に配置され、電解水を溜める凹部１０２を有する供給部８５Ｃと、吸水性を有し、電気掃除機２Ａがステーション３Ｃに連結された状態で凹部１０２に浸される第一貯留部３１Ａと、を備えている。そのため、電気掃除装置１は、駆動源や電力を要することなく電解水を電気掃除機２へ供給可能であり、かつ電解水の供給量を調整したり、電解水の供給を停止させたりする機構を必要としない。

また、本実施形態に係る電気掃除装置１は、第一貯留部３１内の電解水の残量に基づいて第一貯留部３１へ供給する電解水の供給量を制御する。そのため、電気掃除装置１は、第一貯留部３１を溢れさせることがなく、第一貯留部３１に余計な電解水を供給してしまい電気掃除機２の重量を無為に増加させず、万一、第一貯留部３１から電解水が漏れた場合の漏洩量を抑制する。また、電気掃除装置１は、第一貯留部３１へ供給する電解水の供給量を電気掃除機２の運転履歴に応じて最適化することができる。

さらに、本実施形態に係る電気掃除装置１は、第一掃除部３２の後方に設けられて、被掃除面を乾拭きする第二掃除部３９を備えている。そのため、電気掃除装置１は、電解水で湿った第一掃除部３２による拭き掃除と、乾いた第二掃除部３９による乾拭き掃除と、を一括して効率的に実施できる。また、電気掃除装置１は、電解水で湿った第一掃除部３２と乾いた第二掃除部３９との取り替え作業のような煩わしさが無く、高い利便性を有する。

したがって、本実施形態に係る電気掃除機２によれば、適量の電解水を利用可能であり、かつ消費電力や、軽快性の観点において高い利便性を維持できる。

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…電気掃除装置、２、２Ａ…電気掃除機、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ…ステーション、５…電気掃除機の本体、６…二次電池、７…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、２６…駆動輪、２７…電動機、２８…従動輪、３１、３１Ａ…第一貯留部、３２…第一掃除部、３３…拭き掃除シート、３５…調整機構、３６…供給管、３７…残量検知部、３８…ノズル部、３９…第二掃除部、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…通信部、５７ａ…送信部、５７ｂ…受信部、６１…自律移動制御部、６２…検知制御部、６３…地図情報記憶部、６５…移動制御部、６６…掃除制御部、６７…検知結果記憶部、８１…ステーションの本体、８２…第二貯留部、８３…電解水生成装置、８５、８５Ａ、８５Ｂ、８５Ｃ…供給部、８６…第二通信部、８７、８７Ａ…第二制御部、８９…電源部、９１…充電用電源部、９２…連結管部、９３…第二管部、９５…第一管部、９６…継手、９７…遮断弁、９８…流量計、９９…第二供給部、１００…第二遮断弁、１０１…ポンプ、１０２…凹部。

Claims (7)

1. 電気掃除機と、前記電気掃除機を連結、および切り離し可能なステーションと、を備え、
   前記電気掃除機は、
   掃除機本体と、
   前記掃除機本体の底面に設けられた吸込口と、
   前記掃除機本体に収容された電動送風機と、
   集塵容器と、を備え、前記電動送風機により生じさせた負圧を前記吸込口に作用させて、被掃除面上の塵埃を、前記吸込口を介して空気とともに吸い込み、前記集塵容器に蓄積するものであって、
   電解水を貯留可能な第一貯留部と、
   前記吸込口よりも前記電気掃除機の後側に配置され、前記第一貯留部から供給される前記電解水を利用して前記被掃除面を掃除する第一掃除部と、をさらに備え、
   前記ステーションは、
   水を電気分解して前記電解水を生成する電解水生成装置と、
   前記電解水生成装置を内部に含み、前記水の供給を受けるとともに、前記電解水生成装置により生成された前記電解水を貯留する第二貯留部と、
   前記電気掃除機が前記ステーションに連結された状態で、前記電解水生成装置により生成された前記電解水を前記第一貯留部へ供給する供給部と、を備え、
   前記第一貯留部の前記電解水の残量を検知する残量検知部をさらに備え、
   前記残量検知部により検知された残量をもとに、前記電気掃除機の一回の掃除運転当たりの前記電解水の消費量を、一運転当たりの消費量として算定し、
   前記第一貯留部の前記電解水の残量が前記一運転当たりの消費量に満たない場合に、前記電解水の残量が前記一運転当たりの消費量以上となるように、前記供給部により前記第二貯留部から前記第一貯留部へ前記電解水を供給する電気掃除装置。
2. 前記供給部は、前記電解水生成装置により生成された前記電解水を、重力を利用して前記第一貯留部へ供給する請求項１に記載の電気掃除装置。
3. 前記供給部は、前記電解水生成装置により生成された前記電解水を昇圧して前記第一貯留部へ供給する請求項１に記載の電気掃除装置。
4. 前記供給部は、前記電解水生成装置により生成された前記電解水を毛細管現象で吸い上げて前記第一貯留部へ供給する請求項１に記載の電気掃除装置。
5. 前記供給部は、前記電気掃除機が前記ステーションに連結された状態で、前記電気掃除機より下方に配置され、前記電解水を溜める凹部を有し、
   前記第一貯留部は、吸水性を有し、前記電気掃除機が前記ステーションに連結された状態で前記凹部に浸される請求項１に記載の電気掃除装置。
6. 前記電気掃除機は、前記第一掃除部の後方に設けられて、前記被掃除面を乾拭きする第二掃除部を備える請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除装置。
7. 前記ステーションは、前記電解水生成装置により生成された電解水を前記第一貯留部以外へ供給する第二供給部を備える請求項１から６のいずれか１項に記載の電気掃除装置。

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