JP4654794B2 - Electric vacuum cleaner - Google Patents
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Description
本発明は、一般家庭などにおいて掃除に使用される電気掃除機の制御に関するものである。 The present invention relates to control of a vacuum cleaner used for cleaning in a general home.
近年、さまざまな機能をもつ掃除機が提案されており、塵埃が通過する空気経路内に設けた塵埃センサーによって、塵埃量を判断し電動送風機の制御などを行うものも提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかしながら、前記従来の電気掃除機の構成では、塵埃の数について検出信号であるパルスの数で、その大きさについてはパルスの幅で判断しているが、この場合に塵埃の大きさをパルス幅で見るための変換部の回路特性を考慮すると、検出できる塵埃の大きさには制限があることが解かってきた。家庭内にある塵埃の大きさは、掃除機で掃除するものだけでも面積的に数千倍以上の差があり、検出回路の特性(主に、信号の増幅率やその周波数特性など)を小さな塵埃に合わせると大きめの塵埃に対し、パルス数としては反応できてもパルス幅での判断は困難であり、その逆にある程度の大きさに特性を合わせると小さい塵埃に対する反応が困難になった。 However, in the configuration of the conventional vacuum cleaner, the number of dust is determined by the number of pulses as a detection signal, and the magnitude is determined by the width of the pulse. In this case, the size of the dust is determined by the pulse width. In view of the circuit characteristics of the conversion unit for viewing in the above, it has been found that there is a limit to the size of dust that can be detected. The size of dust in the home has a difference of more than several thousand times in area even if it is only cleaned with a vacuum cleaner, and the characteristics of the detection circuit (mainly the signal amplification factor and its frequency characteristics) are small. Even if the number of pulses can respond to large dust when matched to dust, it is difficult to judge by the pulse width, and conversely, if characteristics are matched to a certain size, it becomes difficult to react to small dust.
また、吸気の流速とほぼ同速で吸引される検出部より十分に小さい塵埃に対しては、その大きさがパルス信号の幅として判断できるものではなかった。例えば、通過する塵埃の大きさを直径Xの球体、受光部の大きさを直径Yの円、通過速度を吸気速度とほぼ等しいZとすると、通過時間は(X+Y)/Zであるが、ここでX<<Yであるときには通過時間はY/Zとなり、塵埃の大きさによる通過時間の変化はほぼ無くなってしまうことになる。逆に、ある程度の大きさがあれば、通過時間にXの数値が影響を与えるとともに、吸気速度に対してその通過速度も遅くなる傾向もでてくるため、開示されている従来技術のようにパルス信号の幅による塵埃の大きさ判断が可能になる。よって、これまではある程度の大きさの塵埃に特性を合わせており、その制御についても十分に小さな塵埃に対しての有効な電力制御や表示制御を行うことができなかった。 Further, the size of the dust that is sufficiently smaller than the detection part sucked at the same speed as the flow velocity of the intake air cannot be determined as the width of the pulse signal. For example, if the size of the passing dust is a sphere with a diameter X, the size of the light receiving part is a circle with a diameter Y, and the passing speed is Z, which is substantially equal to the intake speed, the passing time is (X + Y) / Z. When X << Y, the transit time is Y / Z, and the change in transit time due to the size of dust is almost eliminated. On the contrary, if there is a certain size, the numerical value of X will affect the passage time, and the passage speed tends to be slower than the intake speed. The size of the dust can be determined based on the width of the pulse signal. Thus, until now, characteristics have been matched to a certain size of dust, and effective power control and display control for sufficiently small dust could not be performed.
本発明は、これら従来の課題を解決するもので、さまざまな塵埃の大きさに対して特性を合わせた複数の検出信号を出力できる検出部を備えた上で、複数の検出信号に対する判断をすることで、より精度よく小さい塵埃に対する制御を行える使用性を向上した電気掃除機を提供することを目的とする。 In order to solve these conventional problems, the present invention includes a detection unit capable of outputting a plurality of detection signals having characteristics matched to various dust sizes, and makes a determination on the plurality of detection signals. Thus, an object of the present invention is to provide a vacuum cleaner with improved usability capable of controlling small dust with higher accuracy.
電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に信号を送ることで前記電動送風機への電力供給量を加減する判断制御手段と、塵埃検出手段と、前記塵埃検出手段の検出結果から所定の大きさの塵埃に対して反応する第1塵埃検出信号と前記所定の大きさと異なるより大きな塵埃に対して反応する第2塵埃検出信号とを同時に出力する分別信号出力手段と、前記第1の塵埃検出信号をカウントする第1塵埃計数手段と、前記第2の塵埃検出信号をカウントする第2塵埃計数手段とを備え、前記判断制御手段は、前記第1塵埃計数手段の出力結果及び前記第2塵埃計数手段の出力結果に基づいて、被清掃面の汚れ具合である汚れ度を判定するとともに、前記汚れ度に基づいて、前記駆動手段を介して、前記電動送風機への電力供給量を制御するようにしたものである。 Electric blower, drive means for driving the electric blower, determination control means for adjusting the power supply amount to the electric blower by sending a signal to the drive means, dust detection means, and detection of the dust detection means A classification signal output means for simultaneously outputting a first dust detection signal that reacts to dust of a predetermined size from a result and a second dust detection signal that reacts to larger dust that is different from the predetermined size; A first dust counting unit that counts the first dust detection signal; and a second dust counting unit that counts the second dust detection signal, wherein the determination control unit outputs an output result of the first dust counting unit. and based on the output result of the second dust counting means, with determining the contamination degree is a cleanliness of the surface to be cleaned, on the basis of the dirt degree, through the driving means, to said electric blower It is obtained so as to control the force feed.
これにより、塵埃の大きさについて小さな塵埃に適した検出信号とより大きな塵埃に適した検出信号とで判断して、より精度よく電動送風機の制御を行うことができる。 As a result, the size of the dust can be determined based on the detection signal suitable for small dust and the detection signal suitable for larger dust, and the electric blower can be controlled with higher accuracy.
本発明の電気掃除機は、塵埃の大きさについて小さな塵埃に適した検出信号とより大きな塵埃に適した検出信号とで判断して、より精度よく電動送風機の制御を行うことができるので、使用性を向上した電気掃除機を提供することができる。 The electric vacuum cleaner of the present invention can determine the size of dust based on a detection signal suitable for small dust and a detection signal suitable for larger dust, and can control the electric blower more accurately. A vacuum cleaner with improved performance can be provided.
第1の発明は電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に信号を送ることで前記電動送風機への電力供給量を加減する判断制御手段と、塵埃検出手段と、前記塵埃検出手段の検出結果から所定の大きさの塵埃に対して反応する第1塵埃検出信号と前記所定の大きさと異なるより大きな塵埃に対して反応する第2塵埃検出信号とを同時に出力する分別信号出力手段と、前記第1の塵埃検出信号をカウントする第1塵埃計数手段と、前記第2の塵埃検出信号をカウントする第2塵埃計数手段とを備え、前記判断制御手段は、前記第1塵埃計数手段の出力結果及び前記第2塵埃計数手段の出力結果に基づいて、被清掃面の汚れ具合である汚れ度を判定するとともに、前記汚れ度に基づいて、前記駆動手段を介して、前記電動送風機への電力供給量を制御するもので、塵埃の大きさについて小さな塵埃に適した検出信号とより大きな塵埃に適した検出信号とで判断して、より精度よく電動送風機の制御を行うことができるので、使用性を向上した電気掃除機を提供することができる。 The first invention is an electric blower, drive means for driving the electric blower, determination control means for adjusting the amount of power supplied to the electric blower by sending a signal to the drive means, dust detection means, A classification signal that simultaneously outputs a first dust detection signal that reacts to dust of a predetermined size and a second dust detection signal that reacts to larger dust different from the predetermined size from the detection result of the dust detection means. Output means, first dust counting means for counting the first dust detection signal, and second dust counting means for counting the second dust detection signal, wherein the judgment control means includes the first dust based on the output result of the output result of the counting means and the second dust counting means, with determining the contamination degree is a cleanliness of the surface to be cleaned, on the basis of the dirt degree, through the drive means, said collector Controls the amount of power supplied to the blower. The size of the dust can be determined based on a detection signal suitable for small dust and a detection signal suitable for larger dust, and the electric blower can be controlled more accurately. Therefore, the vacuum cleaner with improved usability can be provided.
第2の発明は、電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、前記駆動手段に信号を送ることで前記電動送風機への電力供給量を加減する判断制御手段と、塵埃検出手段と、前記塵埃検出手段の検出結果から所定の大きさの塵埃に対して反応する第1塵埃検出信号と前記所定の大きさと異なるより大きな塵埃に対して反応する第2塵埃検出信号とを同時に出力する分別信号出力手段と、前記第1の塵埃検出信号をカウントする第1塵埃計数手段と、前記第2の塵埃検出信号をカウントする第2塵埃計数手段とを備え、前記判断制御手段は、前記第1塵埃計数手段の出力結果及び前記第2塵埃計数手段の出力結果に基づいて、被清掃面の汚れ具合である汚れ度を判定するとともに、前記汚れ度を表示させるもので、従来よりも検出できる塵埃の大きさが増えた上で状況を使用者に報知できるの
で、床面の汚れ具合や集塵状況がよりはっきりし、使い勝手のよい電気掃除機を提供することができる。
The second invention includes an electric blower, drive means for driving the electric blower, determination control means for adjusting the power supply amount to the electric blower by sending a signal to the drive means, dust detection means, A classification for simultaneously outputting a first dust detection signal that reacts to dust of a predetermined size and a second dust detection signal that reacts to larger dust different from the predetermined size from the detection result of the dust detection means. A signal output means; a first dust counting means for counting the first dust detection signal; and a second dust counting means for counting the second dust detection signal. The determination control means includes the first dust counting means . output of the dust counting means and on the basis of the output result of the second dust counting means, with determining the contamination degree is a cleanliness of the surface to be cleaned, as it appears in the display the dirt degree, be detected than conventional Since the situation in terms of the size of the dust is increased can be notified to the user, it can be dirty condition and the dust-collecting situation of the floor surface is more clear, to provide an easy-to-use good vacuum cleaner.
第3の発明は、前記判断制御手段は、前記第1塵埃計数手段及び前記第2塵埃計数手段に対し、反応する塵埃の大きさに応じて前記第1塵埃計数手段の出力結果及び前記第2塵埃計数手段の出力結果に重み付けをした上で積算し、前記汚れ度を判定するもので、塵埃量を精度よく判断できるので、使用性を向上した電気掃除機を提供することができる。 According to a third aspect of the present invention, the determination control means outputs an output result of the first dust counting means to the first dust counting means and the second dust counting means according to the size of the reacting dust and the second dust counting means . Since the output result of the dust counting means is weighted and integrated to determine the degree of contamination , the amount of dust can be determined with high accuracy, so that a vacuum cleaner with improved usability can be provided.
第4の発明は、前記判断制御手段は、前記第1塵埃計数手段及び前記第2塵埃計数手段に対し、反応する塵埃の大きさに応じて前記第1塵埃計数手段の出力結果及び前記第2塵埃計数手段の出力結果を一旦個別の制御則で判断した上で統合判断を行い、前記汚れ度を判定するもので、塵埃の大きさも考慮して、床面の汚れ具合や集塵状況がより精度よく判断でき、使用性のよい電気掃除機を提供することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the judgment control means outputs the output result of the first dust counting means to the first dust counting means and the second dust counting means according to the size of the reacting dust and the second dust counting means . The output result of the dust counting means is determined based on individual control rules, and then the integrated judgment is made to judge the degree of dirt.The degree of dirt on the floor and the dust collection status are further considered in consideration of the size of the dust. It is possible to provide a vacuum cleaner that can be judged with high accuracy and has good usability.
第5の発明は、前記判断制御手段は、前記第1塵埃計数手段の出力結果及び前記第2塵埃計数手段の出力結果から蓄積された塵埃量を判断するもので、掃除機の集塵容量に対する使用者への報知や、運転の停止などを行うことができ、使い勝手のよい掃除機を提供することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the determination control means determines the amount of accumulated dust from the output result of the first dust counting means and the output result of the second dust counting means, and is based on the dust collection capacity of the vacuum cleaner. The user can be notified, the operation can be stopped, etc., and a user-friendly vacuum cleaner can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を用いて説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図4は、電気掃除機の斜視外観図で、図5はその略断面図である。1は掃除機本体(以下、本体と称す)で、2は本体1内に収納される吸引力を発生させる電装送風機2である。本体1にはホース3が接続され、その一部に使用者が操作する操作部4が設けられている。また、本体1内には集塵袋5を収納した集塵室6がある。またホース3に設けられている7は後述する塵埃検出手段10が収納されている塵埃検出部である。
FIG. 4 is a perspective external view of the vacuum cleaner, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view thereof.
次に、図1は、この電気掃除機の制御ブロック図で、8は電動送風機2を駆動するための双方向性サイリスタなどで構成された駆動手段である。9はマイクロコンピュータなどで構成される判断制御手段である。判断制御手段9は操作部4からの操作信号を受けて判断し、駆動手段8へ駆動信号を送る。10は、塵埃検出部7に収納され、赤外発光ダイオードとフォトトランジスタなどで構成された塵埃検出手段である。11は、塵埃検出手段10の出力信号をオペアンプやコンパレータなどで構成し、増幅機能とフィルタ機能を持たせており、所定の第1増幅率をもつ第1増幅部で判定され出力する第1の塵埃検出信号と、さらに大きな第2増幅率をもつ第2増幅部で判定され出力する第2の塵埃検出信号とを出力する分別信号出力手段である。12は第1の塵埃検出信号を受けてカウントする第1塵埃計数手段であり、13は第2の塵埃検出信号を受けてカウントする第2塵埃計数手段である。14はLEDなどで構成された検出表示手段であり、塵埃の検出状況を判断制御手段9からの信号を受けて表示して使用者に報知するもので、15は同様にLEDなどで構成された集塵量表示手段であり、集塵袋5の蓄積量に応じて判断制御手段9からの信号を受けて表示し、使用者に報知するものである。16は、集塵袋5を交換した場合に判断制御手段9が判断している蓄積量をクリア処理するためのスイッチなどで構成された蓄積クリア入力手段であり、この入力によって、判断制御手段9は蓄積量をクリアし、次の蓄積量判断を始める。
Next, FIG. 1 is a control block diagram of this electric vacuum cleaner, and 8 is a drive means composed of a bidirectional thyristor for driving the
以下、その動作を説明する。 Hereinafter, the operation will be described.
まず、本体1を商用電源(図示せず)に接続し、使用者は操作部4によって運転を指示する。操作部4から判断制御手段9に操作信号が送られ、操作された内容にしたがって、判断制御手段9は初期値(例えば300W)の電力で運転が行われるように駆動手段8へ駆動信号を送る。駆動手段8は送られてきた信号によって電動送風機2への通電を行い、電動送風機2は回転を開始し、吸引力が発生する。
First, the
この吸引力によって、吸引された塵埃は、ホース3を経て本体1内の集塵室6の集塵袋5へ集塵される。この間、集塵検出部7の吸引経路内を塵埃が通過する、つまり発光部と受光部の間を塵埃が通過することで受光量が変化するので、塵埃検出手段10は、検出信号として分別信号出力手段11に送る。分別信号出力手段11では受けた信号をまず、第1増幅部で増幅し、この結果が、所定の閾値を越えていれば、第1の塵埃検出信号として出力する。さらに、第1の塵埃検出信号として出力するレベルであるかないかに関わらず、第2増幅部での増幅結果が、所定の閾値を越えていれば、第2の塵埃検出信号として出力する。つまり、比較的大きな塵埃の場合には、第1増幅率でも反応したと判定できるので、第1の塵埃検出信号、第2の塵埃検出信号ともに出力される。小さな塵埃の場合には第1増幅率では判定レベルに達せず、第2増幅率でのみ反応したと判定できるので、第2の塵埃検出信号のみが検出される。増幅率の差で判定を分別することで、受発光部分の通過速度が等しく、パルス幅では十分な差が得られない塵埃(例えば径が0.1mmの塵埃と0.03mmの塵埃)であっても、信号として区別できる。
Due to this suction force, the sucked dust is collected through the hose 3 into the
次に、第1塵埃計数手段12は第1の塵埃検出信号をあらかじめ定めた所定単位時間カウントし、そのカウント結果を判断制御手段9へ送り、第2塵埃計数手段13は第2の塵埃検出信号を同様に所定単位時間カウントし、そのカウント結果を判断制御手段9へ送る。判断制御手段9は、図2に示すように、第1の塵埃計数手段12の計数結果と第2の塵埃計数手段13の計数結果との値を、例えば3倍比で総塵埃量として積算し、被掃除面の汚れ具合の判定を行い、例えば下記に示す表1のように、その度合いに応じた電動送風機2の電力供給量を決定して、駆動手段8への信号を送る。駆動手段8はその信号に従って電動送風機2を駆動し、塵埃量に応じた電動送風機2の運転が可能となる。このとき、総塵埃量の算出については第1増幅率と第2増幅率の比をもとに適量となるよう設定することで、従来では困難であった大きさの塵埃も検出でき、検出可能な塵埃の大きさの領域が広がった上で塵埃量に応じたパワーで運転できる。
Next, the first dust counting means 12 counts the first dust detection signal for a predetermined unit time, sends the count result to the judgment control means 9, and the second dust counting means 13 sends the second dust detection signal. Is counted for a predetermined unit time, and the count result is sent to the judgment control means 9. As shown in FIG. 2, the judgment control means 9 integrates the value of the count result of the first dust count means 12 and the count result of the second dust count means 13 as a total dust amount at a triple ratio, for example. Then, the degree of contamination of the surface to be cleaned is determined, for example, as shown in Table 1 below, the power supply amount of the
もちろん初期値については、使用者が操作する操作部4の設定で異なるようにできるようにそれに適した汚れ度による電力設定すなわち電力上昇設定を持たせるようにするだけでなく、電力の上昇レベルを使用者に選択させるようにして、使用者の使い勝手をよくするようにしてもよい。 Of course, the initial value is set not only to have a power setting based on the degree of contamination suitable for the setting of the operation unit 4 operated by the user, that is, a power increase setting, but also to increase the power increase level. The user may be allowed to make a selection so as to improve the usability of the user.
また、図3に示すように、第1の塵埃計数手段12と第2の塵埃計数手段13の結果を積算するのではなく、個別に判断し、制御する手段もある。例えば、表2に示すようにそれぞれのカウントされた塵埃量に対し、電力設定を持たせる。第2の塵埃計数手段13によってカウントされる塵埃は、第1の塵埃計数手段12によってカウントされる塵埃より小さく、その数は多くなる。このことから、汚れ度判定の絶対値は大きくし、同時に必要な吸引力は少なくてよい。これを考慮して、下記に示す表2のような個別に適応させた設定ができる。もちろん、複数の制御則を準備して、操作部4により選択させることで使用者が使いたい運転を選択させてもよい。このとき、第1の塵埃計数手段12でカウントできる塵埃は、第2の塵埃計数手段13でも同時にカウントされるので、通常はこれを考慮したうえで設定するが、回路構成によって第1の塵埃検出信号と第2の塵埃検出信号の出力が排他的な処理を行ってどちらかしか出力されないようにし、通信回路の効率化を図ることでコストを抑える方法もあるので、その場合には、判断制御手段9において自動的に第1の塵埃計数結果を第2の塵埃計数結果に加算する選択機能を持たせることで、回路構成に左右されることなく制御を合わせることができる。 Further, as shown in FIG. 3, there is a means for individually determining and controlling the results of the first dust counting means 12 and the second dust counting means 13 instead of integrating the results. For example, as shown in Table 2, a power setting is given to each counted amount of dust. The dust counted by the second dust counting means 13 is smaller than the dust counted by the first dust counting means 12, and the number thereof is increased. For this reason, the absolute value of the degree of contamination determination is increased, and at the same time, the required suction force may be reduced. Taking this into consideration, settings individually adapted as shown in Table 2 below can be made. Of course, it is also possible to prepare a plurality of control laws and select the operation that the user wants to use by selecting them with the operation unit 4. At this time, the dust that can be counted by the first dust counting means 12 is also counted by the second dust counting means 13 at the same time, and is usually set in consideration of this, but the first dust detection is performed depending on the circuit configuration. There is also a method of suppressing the cost by making the output of the signal and the second dust detection signal exclusive to perform only one of them and improving the efficiency of the communication circuit. By providing the selection function of automatically adding the first dust count result to the second dust count result in the means 9, the control can be adjusted without depending on the circuit configuration.
第1の塵埃計数手段12及び第2の塵埃計数手段13の結果にもとづく電力設定から判断制御手段9は電動送風機2の電力供給量を決定して、駆動手段8への信号を送る。駆動手段8はその信号に従って電動送風機2を駆動し、塵埃量に応じた電動送風機2の運転が可能となる。第1塵埃計数手段12の出力による第1汚れ度と、第2塵埃計数手段13の出力による第2汚れ度の判定に対して、個々の汚れ具合に適応させた電力設定値を、強いものに合わせることで、必要なパワーを設定するようにすれば、よりきめ細かい汚れ度に対する必要なパワー設定が可能なので、エネルギー効率もよい使用性の高い制御が可能になる。
From the power setting based on the results of the first dust counting means 12 and the second dust counting means 13, the judgment control means 9 determines the power supply amount of the
また、これらの汚れ度に応じて、検出表示手段14を用いて表示することで、使用者に検出状況を報知すれば、汚れ度すなわち清掃状況に応じた掃除ができるので、効率的な清掃が可能となる。また、小さい塵埃とより大きな塵埃とを区別して表示すればさらに塵埃の分布などもわかり、汚れのたまり具合なども予想できるため、さらに効率的な運転ができる。もちろん、表示ではなく、音声などによる報知でも同様の効果がある。 Moreover, if the detection status is displayed to the user according to the degree of contamination using the detection display means 14, cleaning can be performed according to the degree of contamination, that is, the cleaning status. It becomes possible. Further, if the small dust and the larger dust are displayed separately, the distribution of dust and the like can be understood, and the accumulation of dirt can be predicted, so that more efficient operation can be performed. Of course, the same effect can be obtained by notifying the display but using voice or the like.
また、判断制御手段9は、第1の塵埃計数手段12及び第2の塵埃計数手段13の結果から集塵袋5へ集塵された蓄積量が大きさを考慮して判断できるので従来のものより精度よく、その蓄積量を集塵量表示手段15によって使用者へ報知できる。このとき集塵袋5を交換するなどした場合には、その蓄積量のクリア処理を行うよう蓄積クリア入力手段16から行えるようにする。集塵袋5の交換を集塵室6内にスイッチやセンサなどを設けて自動的に処理するようにしてもよいのは言うまでもない。
Further, the judgment control means 9 can judge the accumulated amount collected in the
また、本発明では分別信号出力を2種類で行ったが、周波数特性などを考慮して、より多数の信号にわけて制御してもよい。 In the present invention, the classification signal output is performed in two types. However, in consideration of the frequency characteristics and the like, the control may be performed by dividing into more signals.
以上のように、塵埃の大きさに対して特性を合わせた複数の検出信号を判断することで、より精度よく電力制御を行え、使用性の高い電気掃除機を提供することができる。 As described above, by determining a plurality of detection signals having characteristics matched to the size of dust, it is possible to perform power control with higher accuracy and to provide a highly usable vacuum cleaner.
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、塵埃検出について小さな塵埃に適した検出信号とより大きな塵埃に適した検出信号とを分別判断し制御することで、より精度よく電力制御を行え、塵埃検出制御を行う電気掃除機に特に有用である。 As described above, the vacuum cleaner according to the present invention can perform power control more accurately by separately determining and controlling a detection signal suitable for small dust and a detection signal suitable for larger dust. It is particularly useful for a vacuum cleaner that performs dust detection control.
1 本体
2 電動送風機
4 操作部
5 集塵袋
8 駆動手段
9 判断制御手段
10 塵埃検出手段
11 分別信号出力手段
12 第1の塵埃計数手段
13 第2の塵埃計数手段
14 検出表示手段
15 集塵量表示手段
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