JP2005524999A - 自動送り／巻戻式電気コードリール - Google Patents

Abstract

電気器具の電源コードを制御する自動送り/巻戻式電気コードリール装置は、コードリール20が回転可能に取り付けられているリールブラケット12を含む。モータブラケット32は、リールブラケット12と関連して移動可能に取り付けられ、リンケージ86は、リールブラケット12をモータブラケット32に接続する。リンケージ86を選択的に作動させ、リールブラケット12と関連させてモータブラケット32を移動させるために、第１モータ84が備えられる。第２モータ68も備えられ、第１モータ84から間隔をおいて配置される。コードリールを少なくとも一つの方向に選択的に回転させるために、この第２モータによってアセンブリが駆動される。

Description

本発明は、概して、電源コードの引込み供給装置および電気器具内で電源コードの張力を管理する方法に関する。具体的には、該電源コードの張力を管理するための装置および方法は、電気用差込口を基準とする電気器具の動作に対応して、電源コードを引き込み、かつ供給することに関連する。

標準的な自律性もしくは自走式の電気器具またはロボットにおいては、電気器具から電気コードを提供するため、その電気器具が電気用差込口から離れるにつれて、コードリールから強制的に電気コードが引っ張り出される。電気器具内にコードを引き込むためには、機構を押圧または作動させることで、螺旋状板ばねにより付勢し、かなり高速にコードが器具内に引き込まれるようにする。電気器具と電気用差込口の間の距離が大きくなるほど、螺旋状板ばねによりコードに与えられる張力が大きくなり、コードが器具内に引き込まれる際の速度がより高速になる。このように、従来の自走式コード付電気器具においては、電源コードが器具から供給される場合と器具に向かって引き込まれる場合における方法に欠点が見られる。

上記の問題を解決するために、新規かつ改良型のコード管理装置および方法を開発することが望ましいと考えられている。

そこで、本発明は、電気器具と差込口の距離にかかわらず、常時、コードに最小の張力が維持され管理されるようにすることを目的とする。

本発明の一態様は、自動送り/巻戻式電気コードリールに関する。特に、本発明のこの態様により、電気器具の電源コードを制御するための装置が提供され、この装置は、コードリールが回転可能に搭載されたリールブラケットを備える。モータブラケットは、リールブラケットと関連して移動可能に取り付けられる。リンケージは、リールブラケットをモータブラケットに接続する。第１のモータは、選択的にリンケージを作動させて、リールブラケットに関連してモータブラケットを移動させる。第２のモータは第１のモータから間隔をおいて配置され、少なくとも一方向にコードリールを選択的に回転させるアセンブリを駆動させる。

本発明の別の態様によれば、電気器具の電源コードの張力を管理するための方法が提供され、ここでコードは電気器具により担持される回転式コードリール上に巻回され、コードの供給および引き込みが実現される。この方法は、電気器具の動作に対応してコード上の軸力を検出するステップと、コード上において軸力が全く検出されない場合にコードを選択的に引き込むステップと、所定の最小限量の軸方向張力が検出された場合にコードを選択的に供給するステップとからなる。

発明を実施するための最良の実施の形態

ここで図面を参照すると、図示されたものは本発明の好ましい実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を限定することを目的とするものではなく、ある特定の種類の自動送り/巻戻式電気コードリール（コード管理）装置１０を示すものである。ここにおいて、電源コードＣの張力維持機能が具体化されている。本装置は、電源コードＣを差し込むことができる壁コンセントを基準として移動するコード付電気器具であればいかなる種類のものにも関連させて使用することが可能である。

添付の図面を参照して、本発明の実施形態の動作について詳細に説明する。なお、装置１０は、図面に示された構成とは別に、他の多くの構成をとり得ることを理解されたい。

図１および図２は、それぞれ上部斜視図および下部斜視図であり、電気器具Ａに対して電力を供給するために、電源コードＣを管理する電源コード管理装置１０を示す。本電気器具は、例えば、自律式掃除機である。

図１を参照すると、電源コード管理装置１０は、リールブラケット１２を含む。このリールブラケット１２は、間にハブ１８（図２）を挟んで、上部プレート１４と下部プレート１６を有する。コードリールまたはスプール２０は、上部プレート１４と下部プレート１６の間でハブ１８を中心にして回転可能に取り付けられる。ハブ１８は、スプール２０の回転動作を制御する際に補助できるようにスリップリングアセンブリ１９の使用を組み入れている。上部プレート１４と下部プレート１６はさらに、接続プレート２８と、プレート１４、１６の間を直交して延びる複数の固着支持柱３０により支持されている。電源コードＣは、以下に説明するように、選択的にコードリール２０の回りに巻き取られ、かつ巻き解かれる。

コード管理装置１０はまたリールブラケット１２と関連して移動可能に搭載されるモータブラケット３２を含む。モータブラケット３２は、上部プレート３４と下部プレート３６を有する。ここで、図２を参照すると、プレート３４，３６は、固着された接続プレート３８と、プレート３４と３６の間を直交して延びる支持柱４０により支持される。図１に示すように、モータブラケット３２の上部プレート３４に取り付けられているのは、ベルトプーリアセンブリ４６である。ベルトプーリアセンブリ４６は、第１プーリ４８と第２プーリ５０とを備える。第１および第２プーリ４８、５０に巻回されているのはベルト５２であり、これは、第１と第２プーリ４８，５０を互いに回転可能に接続する。

ここで図３を参照すると、第１プーリ４８は、モータブラケット３２の上部プレート３４を貫通して延びるシャフト５８を有する。モータ台４２は、上部プレート３４に接続される。上部プレート３４とモータ台４２の間のシャフト５８に回転可能に接続されているのは、フリクションホイール６０である。シャフト５８は、モータ台４２の下部で、直流モータなどのモータ６８に接続され、このモータは、シャフト５８、フリクションホイール６０、および第１プーリ４８を右方向または時計方向に回すために選択的に回転させることができる。

実施形態の一例において、モータ６８は一方向のみに回転させる。

再度、図１を参照すると、モータブラケット３２の上部プレート３４は、曲線スロット７０を有する。リールブラケット１２の上部プレート１４は、その上部に引張り装置７２が搭載され、それはモータブラケット３２の近傍に位置する。図３に示すように、アイドラ装置７２は、シャフト７４と、その上に回転可能に搭載されたフリクションホイール７６を有する。フリクションホイール７６は、ベルト５２と位置を合わせて配置され、ホイール７６が選択的にベルト５２に接触し、ベルト５２を引っ張るとシャフト７４を中心に回転可能となる。シャフト７４は、モータブラケット３２の上部プレート３４上にある曲線スロット７０内に受け入れ可能なサイズになっている。

図１において最適に示されているように、リールブラケット１２は、モータ８４を支持する取付けフランジ８０を有する。モータは、直流（ＤＣ）モータであってもよい。例えば、モータ８４の正の（＋）端子と負の（−）端子に印加される１２Ｖの直流電圧の極性が変化すると、モータ８４は時計回りおよび反時計回りの両方に回転することが可能である。モータ８４の回転方向の切替えは、周知のマイクロプロセッサまたは電子制御装置（図示せず）によって調整することが可能であり、それにはマイクロプロセッサと交信する一連のセンサからの入力が用いられる。同様に、モータ６８の選択的回転も、マイクロプロセッサと交信する一連のセンサからの入力を用いてマイクロプロセッサによって調整することが可能である。これらのセンサは、コード上のマーキングを検出するために光学（視力）カメラを使用する光学認識センサを備えてもよい。あるいは、これらのセンサは、プッシュプルゲージの形式によるねじりセンサまたは張りセンサを備えてもよい。さらに、図２に示すように、一対の位置感知装置７８，７９、すなわち、マイクロプロセッサと交信するマイクロスイッチを採用して、リールブラケット１２を基準としたモータブラケット３２の位置を決定してもよい。

なお、コード装置１０は、マニュアルモードでも動作可能であり、操作者はマイクロプロセッサを無効にして、手動でモータ６８，８４を制御してもよい。マイクロプロセッサの無効化は、マイクロプロセッサに電気的に接続される従来のスイッチ（図示せず）によって、容易に行うことが可能である。このスイッチにより、自動およびマニュアルモードの設定ができる。マニュアルモードを選択することにより、操作者は、モータ６８、８４の選択的回転を制御することが可能である。例えば、従来のロッカースイッチは、モータ６８を回転させ、およびまたはモータ８４を回転させるために用いることができる。その上、このスイッチは、モータ６８がさらに回転しないように、「ニュートラル」またはアイドルポジションを提供することが可能である。
リンケージ機構８６は、リールブラケット１２およびモータブラケット３２に接続される。リンケージ機構は、その一端部９０がモータ８４に接続されるアーム８８を有する。図１に最適に示されるように、リンクアーム８８は、他端部９２がマウンティングブラケット９４に接続される。マウンティングブラケット９４は、モータブラケット３２の接続プレート３８に取り付けられる。マウンティングブラケット９４により保持されているのは、リンクアーム８８を貫通するピン９６である。また、リンクエンド９２をマウンティングブラケットに固定するために、一対のクリップ９８が備えられる。このように、リンクアーム８８は、マウンティングブラケット９４およびマウンティングフランジ８０と関連して旋回運動を行うことができる。

図３に最適に示されるように、一対のローラ１０８，１１０が上部および下部プレート１４，１６の間に取り付けられる。ローラ１０８，１１０は、互いに隣接して配置される。ローラの各々は、それぞれ溝１１６，１１８含む表面外周部１１２，１１４を有する。溝１１６、１１８は、概ね円形の開口部１２０を形成し、それにより、電気コードＣを通すことができる。ローラ１０８は、第２プーリ５０に接続されたシャフト１２４に回転可能に取り付けられる。第２プーリ５０が回転すると、シャフト１２４およびローラ１０８が駆動回転する。ローラ１１０は、シャフト１２６を軸にして両方向に自由に回転可能である。シャフト１２６は、一対のクリップ１２８と支持部材１２９によって、上部プレート３４と下部プレート３６に固設される。支持部材１２９は、プレート３４の上とプレート３６の下において、シャフト１２６の終端部に取り付けられる。第１ローラ１０８の回転は、例えば、時計回りの方向で、第２ローラ１１０に摩擦を伴って係合し、第２ローラ１１０が反対方向、つまり、反時計回りの方向に回転するようにする。この摩擦係合は、コードＣが開口部１２０を通って供給されるように、コードＣとローラ１０８，１１０との間の圧搾作用を含むものである。

モータブラケット３２は、第１ローラ１０８のシャフト１２４を軸にして旋回する。図４と図５において最適に示されるように、モータブラケット３２は、モータ８４とリンケージアーム８８の作動に応じて、第１ポジションＰ１から第２ポジションＰ２まで旋回する。第１ポジションＰ１において、第１プーリ４８のシャフト５８に接続されているホイール６０は、コードリール２０に摩擦係合する。ホイール６０の時計回り回転により、コードリール２０は反時計回りに回転する。コードリール２０の反時計回りの回転により、コードＣは、リール２０へと引き込まれ巻回される。図４に示すように、第１および第２プーリ４８，５０の間のベルト５２は、この時点において、連続スリップ状態にある。コードリール２０がコードＣを引き込むために回転させられると、ローラ１０８，１１０は、コードＣに対してアイドル状態になる。つまり、ローラ１０８，１１０は、コードＣがその間の開口部１２０を通過する間、空回転する。

図５は、第２のＰ２または供給状態のコードリール装置１０の位置を示す。ポジションＰ２において、ホイール６０は、コードリール２０から外され、リール２０をアイドル状態にする。この時、ベルト５２は、アイドラホイール７６と係合し、それによって、ベルトプーリアセンブリ４６が係合され、第２プーリ５０が駆動回転する。第２プーリ５０が時計回りに回転することにより、第１ローラ１０８が駆動回転する。コードＣは、ローラ１０８，１１０の二つの溝１１６，１１８の間に強制的に入れられる。このように、コードＣは、開口部１２０を通って、コードリール２０から供給される。

図４と図５に示すように、リールブラケット１２の上部プレート１４とモータブラケット３２の上部プレート３４は、それぞれ、マウンティングブラケット１３２、１３４を含む。スプリング１３６は、マウンティングブラケットに固定される。スプリング１３６は、第２ポジションＰ２から第１ポジションＰ１までのモータブラケット３２の動きを補助するための付勢およびまたは戻り力を供給する。このように、モータブラケット３２は、第１ポジションＰ１に付勢されており、モータ８４が稼働したときにポジションＰ２になるようにしている。

ここで図６のフローチャートを参照すると、自律性電気器具Ａのために電気コードＣを管理する方法が示されている。電気器具Ａが、ある場所へと移動させられると、電気器具Ａに電力を供給するために、コードＣは、コードリールからたぐり出され、または巻回を解かれ、電気コードのプラグが電気用差込口に差し込まれる。この電気コードを通って、電気器具とコードリール装置のモータに電力が供給される。センサは、電気器具の動作に対応するコード上の軸力を検出するために起動する。電気器具は、概して電気用差込口に向う方向あるいは電気用差込口から離れる方向に、さまざまな動作をしながら前進する。センサはコードが引っ張られているかどうか、すなわち、コード上に軸力があるかを決定する。

コードに緩みがある場合、コード上の軸力が欠如していると検知され、コードリール装置はモータ６８を作動させ、電力コードをコードリール上に巻回させる（引き込む）ために第１の方向にコードリールを回転させるよう回転力を印加する。センサは、コードに未だ緩みがあるかどうかを絶えず監視する。もし緩みがある場合は、コードリールは第１方向へ回転し続け、コードをコードリールに巻回させる。コードに緩みがなくなった場合、モータ６８はアイドル状態になる。コードが引っ張られている状態になった場合、コードリール装置はモータ８４を作動させ、モータブラケット３２を第１ポジションから第２ポジションへと切り換える。モータブラケットが第２ポジションにある場合、モータ６８の作動により、ベルトプーリアセンブリが駆動される。ベルトプーリアセンブリは、一対のローラに回転力を印加し、それにより第１の方向へとベルトプーリアセンブリが回転して、その対のローラ間から電気コードの巻回が解かれる（電気コートが供給される）。

センサは、絶えず電気コード上の軸力を監視する。コードが未だ引っ張られた状態である場合、ベルトプーリアセンブリは対のローラを駆動させ続け、それにより電気コードの供給を続ける。コードが引っ張られた状態ではなくなったが緩んではいない場合、モータ６８はアイドル状態になる。コードが再び緩んだ状態になった場合、モータブラケットを第２ポジション（図５に示す）から第１ポジション（図４に示す）へと切り換えるために、モータ８４を稼働させる。上記のステップは、電気器具がそのさまざまな動作をしながら前進するに従って繰り返される。コードが引っ張られた状態ではなくかつ緩んだ状態でない場合、モータ６８、８４はアイドル状態になる。

図７は、装置１０を電気器具Ａに固定するための取付け構成の一例を示す。より具体的には、電気器具は、はキャニスタタイプの掃除機として例示されている。なお、装置１０は、電気器具Ａ内において垂直、水平または他の向きでも取り付けられると理解される。また、キャニスタタイプの掃除機が例示されているが、電源コードを制御する装置は、アップライト掃除機、カーペット搾出器、ウェットおよびまたはドライ掃除機および、室内や室外用のさまざまな他の家庭用電気器具と関連させて使用することも可能である。例えば、本発明は、電動芝刈り機や、トリマー、縁取り鋸および電動鋸等、さまざまな他の動力付きガーデニング用具に関連させて使用することも可能である。

本発明は、好ましい実施例に関して記載されてきた。本明細書を読み取り理解する際に、他に修正や変更が起こりうることは明白である。

添付の請求の範囲またはその均等物の範囲を逸脱しない限り、このような修正および変更をすべて含むものとする。

本発明に係る実施形態における自動送り/巻戻式電気コードリールの上部斜視図である。 図１の自動送り/巻戻式電気コードリールの下部斜視図である。 図１の自動送り/巻戻式電気コードリールの正面立面図である。 引き込み方向における、本発明に係る実施形態における自動送り/巻戻式電気コードリールの斜視図である。 供給方向における、図４の自動送り/巻戻式電気コードリールの斜視図である。 本発明に係る実施形態における自動送り/巻戻式電気コードリールの張力維持方法を示すフローチャートである。 電気器具に搭載された、本発明に係る実施形態における自動送り/巻戻式コード装置の斜視図である。

Claims (21)

1. 電気器具の電源コードを制御するための装置であって、
   コードリールが回転可能に搭載されるリールブラケットと、
   前記リールブラケットと関連させて移動可能に取り付けられたモータブラケットと、
   前記リールブラケットを前記モータブラケットに接続するリンケージと、
   前記リンケージを選択的に作動させ、前記リールブラケットと関連させて前記モータブラケットを移動させるための第１モータと、
   前記第１モータから間隔をおいて配置される第２モータと、
   少なくとも一方向に、前記コードリールを選択的に回転させるために第２モータによって駆動されるアセンブリと、を備えることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記アセンブリは、一対の回転部材を備えることを特徴とする装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、前記一対の回転部材は、第１プーリ、第２プーリ、および前記第１および第２プーリを巻回するベルトを含むことを特徴とする装置。
4. 請求項３に記載の装置であって、前記リールブラケットは、アイドラ装置を備え、前記アイドラ装置は、前記ベルトと位置を合わせて配置されて選択的に前記ベルトと接触する回転可能なホイールを含むことを特徴とする装置。
5. 請求項４に記載の装置であって、前記リールブラケットは、前記リールブラケットに回転可能に搭載された一対のローラを含むことを特徴とする装置。
6. 請求項５に記載の装置であって、前記一対のローラは、第１ローラと第２ローラを含み、前記第１ローラは、前記第２プーリの出力シャフトに回転可能に固定されることを特徴とする装置。
7. 請求項６に記載の装置であって、前記第１ローラは、前記第２ローラに隣接して位置し、前記第１ローラと前記第ニローラは各々、規定された溝を含む周辺部を有することを特徴とする装置。
8. 請求項１に記載の装置であって、前記リールブラケットは前記コードリールに接続されるスリップリングアセンブリを備えることを特徴とする装置。
9. 請求項１に記載の装置はさらに、前記電気器具の動作に対応して前記コードの軸力を検知するセンサを備えることを特徴とする装置。
10. 請求項９に記載の装置であって、前記センサは光学認識センサを備えることを特徴とする装置。
11. 請求項９に記載の装置であって、前記センサはプッシュプルゲージを備えることを特徴とする装置。
12. 請求項１に記載の装置であって、前記リールブラケットは、コードガイドが搭載されたスクリューコンベヤを含むことを特徴とする装置。
13. 電気器具の電源コード上の張力を管理するための方法であって、該コードは、その供給および引き込みを行うために、電気器具によって担持される回転コードリールに巻回され、
    前記方法は
    ａ）前記電気器具の動作に対応するコード上の軸力を検知するステップと、
    ｂ）コード上で軸力が全く検知されない場合に、選択的にコードを引き込むステップと、
    ｃ）所定の最小量の軸方向張力が検知された場合に、選択的にコードを供給するステップを備えることを特徴とする方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、ステップ（ｂ）は、前記コードリールを回転させることによってコードを引き込むステップを備えることを特徴とする方法。
15. 請求項１３に記載の方法であって、ステップ（ｃ）は、一対のローラを回転させることによってコードを供給するステップを備えることを特徴とする方法。
16. 請求項１３に記載の方法であって、ステップ（ｂ）は、前記コードリールに回転力を印加するためのモータを作動させるステップを備えることを特徴とする方法。
17. 請求項１４に記載の方法であって、回転コードリールはリールブラケットに取り付けられ、モータブラケットはリールブラケットに関連して移動可能なように取り付けられ、前記引き込みステップおよび供給ステップは、リールブラケットに関連してモータブラケットを移動させる従属ステップ（ｄ）を含むことを特徴とする方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、ステップ（ｄ）は、第１ポジションから第２ポジションまでリンケージ機構を作動させるステップを備え、前記リンケージ機構は、前記モータブラケットと前記リールブラケットに接続されることを特徴とする方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、ステップ（ｃ）は、前記ベルトプーリアセンブリを作動させるために、アイドラ装置をベルトに係合させるステップを備えることを特徴とする方法。
20. 請求項１３に記載の方法であって、ステップ（ｃ）は、前記コードリール上に前記コードを取り付ける従属ステップ（ｅ）を備えることを特徴とする方法。
21. 請求項２０に記載の方法であって、ステップ（ｅ）は、コードガイドをスクリューコンベヤの上下で作動させるステップを備えることを特徴とする方法。

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