JP6360083B2 - 動力制御を備えた減圧掃除機攪拌器クリーナ - Google Patents

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１３年３月１５日に出願された「ＶＡＣＵＵＭ ＣＬＥＡＮＥＲ ＡＧＩＴＡＴＯＲ ＣＬＥＡＮＥＲ ＷＩＴＨ ＰＯＷＥＲ ＣＯＮＴＲＯＬ」と題する米国出願番号第１３／８３５,６９１号と関連し、そしてその利益を主張しており、その内容は、それらの全体が、そしてすべての目的のために参考として本明細書中に援用される。

（発明の分野）
本発明は、一般的には、クリーニング装置に関し、より具体的には、撹拌器から埃やごみ（ｄｅｂｒｉｓ）を取り除くための特徴を有するクリーニング装置撹拌器に関する。

（関連技術の説明）
クリーニング装置の技術分野では、カーペット、内装材、および裸床等の表面をきれいにするため、撹拌器を使用することがよく知られている。これらの撹拌器は、様々に機能し、また様々な形がある。撹拌器の典型的な１つの実施形態は、その長手軸の周りを回転する管またはシャフトで、回転する際にその表面を撹拌する１つまたはそれを上回る特徴を有している。そのような特徴は、典型的には１つまたはそれを上回るブラシ毛房、柔軟なフラップ、突起等を含む。これらは一般に「ブラシロール」と呼ばれるが、これらを表記する別の用語も使用されている。撹拌器は、表面から埃を移動または除去し、埃がクリーニング装置に集められることを容易にする。撹拌器は、減圧掃除機、スイーパー、湿式抽出器、ロボット式掃除機等を含む、様々なクリーニング装置に有用である。スイーパーでは、典型的には、撹拌器が埃を直接貯蔵容器中に動かす、または投入する。減圧掃除機やその他同類の装置では、クリーニング装置内部の減圧によって発生する気流に埃が乗せられ得、それにより減圧掃除機内にあるフィルターバッグ、サイクロン分離器、またはその他の集塵機に運ばれる。本書に組み込まれる参考文献である米国特許第４，３７２，００４号は、このような撹拌器の例を提供する。

減圧掃除機、フロアスイーパー等に使用される回転式撹拌器は、撹拌器自体の上に様々な埃やごみを相当量集め得ることが見出されている。例えば、ごみは、ヒトや動物の毛、糸、糸くず、カーペット繊維や、撹拌器に巻付いたり別様に付着したりする他の長い繊維を含む場合がある。また、蓄積したごみが、様々なかたちで撹拌器の性能を低下させる場合があることも知られている。例えば、ごみが撹拌ブラシ毛を覆い、撹拌器の表面撹拌能力を損なわせることがある。さらに、撹拌器に付いたごみは、回転軸の周囲を包み込む、またはクリーニングヘッドとの付加的摩擦を生み出すことによって撹拌器の回転を妨げる場合もある。このようなごみは、取り除かないと、撹拌器の端部に蓄積または移動し、軸受領域に侵入して、固着、軸受の潤滑除去の原因となる場合があり、または別様に、高摩擦、過熱、あるいは軸受けや取り付け構造に損傷をもたらし得る他の好ましくない状態を生み出す。加えて、撹拌器に集められたごみは、撹拌器が回転するときの音、および／または振動の原因となり得る撹拌器における不均衡を生じる場合もある。

撹拌器上に集められたごみは、撹拌器の周囲を固く包み込み、ブラシ毛と絡み合っているため、多くの場合、除去することが難しい。クリーニング装置のユーザは、多くの場合、装置を逆さにし、ナイフ、ハサミ等の工具やその他の手動の道具でごみを除去する必要がある。手による除去は、非衛生的であり、時間がかかり、ユーザが減圧を停止させる指示に従わない場合、ユーザを動作中の撹拌器と接触する危険にさらし得る。

いくつかの公知の装置は、使用中に撹拌器の周囲を包み込み得る糸および毛等の長い繊維の除去を容易にする機構および特徴を用いている。例えば、いくつかの撹拌器には、一対のハサミまたはナイフブレードを近づけて繊維を手動で切ることが出来るようにするための一体的な溝が設けられている。他のクリーニング装置では、櫛状の機構を用いて繊維の除去を試みている。１つの実施例が、本願に参照により組み込まれている米国特許第２，９６０，７１４号に示されている。

さらに他の装置として、本願に参照により組み込まれている米国特許出願第１２／４０５，７６１号、出願日２００９年３月１７日（米国特許出願公開第２００９／０２２９０７５号明細書（特許文献１））記載の装置は、繊維を切断または摩滅させるように撹拌器に対して選択的に押圧された可動ブレードを用いている。米国特許出願第１２／４０５，７６１号の装置では、撹拌器に、ブレードを押圧するためのしっかりした裏当てとなる一段高い支持面が設けられており、繊維を挟んで切断することができるようになっている。米国特許出願第１２／４０５，７６１号に示さるような装置は、単純で耐久性があり使い勝手の良いクリーニング装置に有効であることが見出されている。

米国特許出願公開第２００９／０２２９０７５号明細書

減圧掃除機撹拌器および撹拌器クリーニング装置の様々な特徴は公知であるが、このような装置に代替、変更、および改良を施す必要性が依然として存在する。

（要旨）
１つの典型的実施形態では、撹拌器と、撹拌器を回転させるように構成された電動機と、電源と、撹拌器クリーナとを有する、減圧掃除撹拌システムが提供される。撹拌器クリーナは、撹拌器に隣接して取り付けられ、撹拌器クリーナが撹拌器から離れる第１の位置と、撹拌器が電動機によって回転される間に撹拌器クリーナが撹拌器と係合し撹拌器からごみを除去する第２の位置との間を移動することが可能である。また、撹拌器クリーナが第２の位置にあるときを示すように構成された撹拌器クリーニング検出器と、電動機、電源、および撹拌器クリーニング検出器を動作可能に接続する駆動制御システムとがある。駆動制御システムは、駆動制御システムが電源を電動機に接続して電動機を第１のパワーレベルで駆動させる第１の駆動モードと、撹拌器クリーニング検出器から撹拌器クリーナが第２の位置にあることの指令を受けると起動し、駆動制御システムが電源を電動機に接続させて、第２のパワーレベルで電動機を駆動する第２の駆動モードとを含む。第２のパワーレベルは第１のパワーレベルよりも高い。

本発明の要旨の記述は、本願のまたは他のいかなる関連もしくは非関連出願の特許請求範囲を限定することを意図するものではない。特許請求の範囲に記載された発明の他の側面、実施形態、改良、および特徴は、本書の開示を考慮して、当業者にとって明らかとなるであろう。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
撹拌器と、
前記撹拌器を回転させるように構成された電動機と、
電源と
前記撹拌器に隣接して取り付けられた撹拌器クリーナであって、前記撹拌器クリーナおよび前記撹拌器の少なくとも１つが、前記撹拌器クリーナが前記撹拌器から離れる第１の位置と、前記撹拌器が前記電動機によって回転される間に前記撹拌器クリーナが前記撹拌器と係合し前記撹拌器からごみを除去する第２の位置との間を移動可能な撹拌器クリーナと、
前記撹拌器クリーナと前記撹拌器の少なくとも１つが前記第２の位置にあるときを示すように構成された撹拌器クリーニング検出器と、
前記電動機、電源、および撹拌器クリーニング検出器を動作可能に接続する駆動制御システムであって、
前記駆動制御システムが前記電源を前記電動機に接続して前記電動機を第１のパワーレベルで駆動させる第１の駆動モードと、
前記撹拌器クリーニング検出器から、前記撹拌器クリーナが前記第２の位置にあることの指令を受けると起動し、前記駆動制御システムが前記電源を前記電動機に接続して第２のパワーレベルで前記電動機を駆動させ、前記第２のパワーレベルが前記第１のパワーレベルよりも高い第２の駆動モードと、
を備える、駆動制御システムと、
を備える、減圧掃除機撹拌器システム。
（項目２）
前記電源がＡＣ電源を備える、項目１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目３）
前記電源がＤＣ電源を備える、項目１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目４）
前記電源が主電池を備える、項目３に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目５）
前記電源が、補助電池と、前記駆動制御システムが前記第２の駆動モードのときに前記補助電池を前記主電池に直列接続する前記駆動制御システムとを備える、項目４に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目６）
前記撹拌器クリーニング検出器がマイクロスイッチを備える、項目１に記載の減圧掃除機撹拌システム。
（項目７）
前記撹拌器クリーナが前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動可能であって、前記マイクロスイッチは、前記撹拌器クリーナが前記第２の位置にあるとき前記撹拌器クリーナによって接触される位置にある、項目６に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目８）
前記撹拌器クリーナが、前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動可能である、項目１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目９）
前記撹拌器が、前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動可能である、項目１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目１０）
前記駆動制御システムが、前記第２の駆動モードで第１の所定時間動作した後、前記駆動制御システムを前記第１の駆動モードに戻すように構成されたカットオフタイマをさらに備える、項目１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目１１）
前記カットオフタイマがさらに、前記第２の駆動モードでの先の動作の後に第２の所定時間の間、前記駆動制御システムが前記第２の駆動モードに切り替わることを防ぐように構成される、項目１０に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目１２）
前記撹拌器が長手方向に沿って延在し、前記長手方向と平行である回転軸の周りを回転するように構成され、前記撹拌器クリーナが前記長手方向に延在するクリーニングブレードを備える、項目１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目１３）
前記撹拌器が、
第１のスピンドル端部から第２のスピンドル端部に長手方向に延在し、前記長手方向と平行である回転軸の周りで回転可能なスピンドルと、
前記第１のスピンドル端部と前記第２のスピンドル端部との間に設けられ、前記回転軸から第１の半径方向距離で突出した撹拌装置と、
前記回転軸から第２の半径方向距離で突出した１つまたはそれを上回る支持面とを備え、前記第２の半径方向距離が前記第１の半径方向距離より小さい、
項目１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目１４）
前記撹拌装置が、少なくとも一連のらせん状ブラシ毛を備える、項目１３に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目１５）
前記１つ以上の支持面が、少なくとも１つのらせん状突起を備える、項目１３に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目１６）
前記１つ以上の支持面が、前記第１のスピンドル端部に隣接する第１の支持面端部から前記第２のスピンドル端部に隣接する第２の支持面端部まで、均一な第２の半径方向距離で連続的に延在する、項目１５に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
（項目１７）
前記撹拌器が入口ノズルを有する筐体に取り付けられ、
前記撹拌装置は、前記スピンドルが回転するとき前記入口ノズル内に延在し、
前記１つ以上の支持面は、前記スピンドルが回転するとき前記入口ノズルを通して延在しない、項目１３に記載の減圧掃除機撹拌器システム。

添付の図面を参照することによって、例示的実施形態をより良く理解することができるであろう。添付の図面では同様の番号は同様の部分を示す。これらの図面は例示的なものであり、請求項を限定することを意図するものでは決してない。
図１は、本発明の１つまたはそれを上回る側面を組み込んだ例示的な直立型減圧掃除機の等角図である。 図２は、例示的な撹拌器および撹拌器クリーナの等角図である。 図３Ａは、アイドル位置で示される例示的な撹拌器クリーニングシステムの模式的側面図である。 図３Ｂは、動作位置で示される図３Ａの撹拌器クリーニングシステムの模式的側面図である。 図４Ａは、アイドル位置で示される別の例示的な撹拌器クリーニングシステムの模式的側面図である。 図４Ｂは、動作位置で示される図５Ａの撹拌器クリーニングシステムの模式的側面図である。

（詳細な説明）
直立型減圧掃除機１００の例示的実施形態が図１に示されている。一般的に、減圧掃除機１００は、ベース１０２と、ハンドル１０４と、ベース１０２をハンドル１０４に接続させるピボット継手１０６とを含む。

典型的なハンドル１０４は、バッグ室やサイクロン分離器等の集塵機１０８と、集塵機１０８を通して空気を吸い込むように構成された吸引モータ１１０（すなわち、組み合わせられた羽根車と電動機）とを含む。ハンドル１０４は、吸引ホース１１２によってベース１０２に結合され、また吸引ホース１１２は、ベース１０２の底部に位置する吸入口１１４に流体的に結合されている。減圧掃除機１００は、電池パック１１６、家庭用電源につながったコード、またはそれらの組み合わせ等によって動いてもよい。

典型的なベース１０２は、回転式床撹拌器１１８と、撹拌器クリーナ１２０とを含む。これらは、ベース１０２の表面にある窓１２２を通じてユーザに見えるようになっていてもよい。撹拌器クリーナ１２０を動作させるため、フットペダル１２４、またはその他の機構が設けられていてもよい。撹拌器１１８および撹拌器クリーナ１２０の詳細を以下に示す。

ピボット継手１０６は、ベース１０２をハンドル１０４に結合し、これらが相対的に動くようにする。ピボット継手１０６は、単一枢動軸（例えば、横方向に延在するピボットの周りで前後に傾斜）、または複数の枢動軸（例えば、横方向に延在する枢動軸の周りを傾斜し、かつ、ハンドル１０４の長軸の周りを旋回、もしくは、前後方向に延在する第２の枢動軸の周りを回転）、を提供してもよい。枢動軸は、ブッシング、シャフト、軸受等、公知のもので定義されてもよい。ハンドル１０４が立位を維持するため、または他の目的のために、１つまたはそれを上回る数のロック機構（図示せず）を設け、ハンドル１０４が１つまたはそれを上回る数の軸の周りを旋回することを選択的に防いでもよい。

減圧掃除機１００は、その他の各種特徴を含んでもよい。例えば、ハンドル１０４は、握り、付属工具入れ、取り外し可能なクリーニングホース、付帯するワンド、および直立型減圧掃除機の他の典型的な特徴を含んでもよい。また減圧掃除機１００は、細塵を分離するための補助フィルターを含む場合もある。また、吸引モータ１１０および集塵機１０８等の各種稼動部品の配置は、これらの１つまたは両方を、ベース１０２内に配置するか、または継ぎ手１０６の拡大バージョンの内側に配置する等の変更を行ってもよい。他の変形および変更は、本開示に照らして当業者にとって明らかになるであろう。

図２に、撹拌器１１８および関連する撹拌器クリーナ１２０の実施例を図示する。撹拌器１１８は、第１および第２の軸受２０２によってベースに回転可能に取り付けられたスピンドル２００を備える。ブラシ毛２０４やフラップ等の複数の撹拌装置が、スピンドル２００から第１の半径方向距離で延在し、吸入口１１４の外部まで延在し、下にある表面と接触する。本明細書で使用されるように、用語「半径方向距離」は、問題の部品上で、スピンドルの回転軸２０６に対して直角な平面において測定される、スピンドル回転軸２０６からその最遠点までの距離を指す。ブラシ毛２０４は、繊維の房または列を含んでもよい。示される実施形態では、ブラシ毛２０４には、間隔を置いて配置された繊維房のらせん列が２つ提供される。各列は、スピンドル２００の中点でらせん方向が逆転しており、このことが、動作中に横方向の力が発生することを抑えるのに役立ち、また、埃を中央に位置する吸引通路に掃き出すのに役立つ。他の実施形態も、様々な形で変更可能である。例えば、必要に応じて、間隔を置いて配置された毛房を、スピンドル２００に沿って連続的に延在する繊維の配列で置換し、その際、ベース１０２または吸入口１１４内に配置され得る支持構造との接触を回避するように周期的な間隙を設けてもよい。他の実施形態では、２つを超える数のらせん列を設けるか、方向が逆転しないらせん列を用いるか、または、異なる位置で方向を複数回逆転させる等してもよい。他の変形および変更は、本開示に照らして当業者にとって明らかとなるであろう。

１つまたはそれを上回る支持面２０８はまた、スピンドル２００から第２の半径方向距離にわたって延在してもよい。第２の半径方向距離は、第１の半径方向距離よりも小さく、好ましくは、吸入口１１４の外側に到達するのには十分ではない。これは支持面２０８が下にある表面を叩くことを防ぐためのものであるが、全ての実施形態で厳密に要求されるものではない。支持面２０８は、ブラシ毛２０４に一致するパターンで好ましくは配列され、その場合、支持面２０８は、スピンドル長のほぼ中央で方向が逆転するらせん形状として形成される。この「へリンボン織り（杉綾織り）」パターンは、撹拌器クリーナ１２０によって生じる負荷の分散に役立ち、他の利点をもたらし得る。支持面２０８はまた、好ましくは、スピンドル２００の一端に隣接する各支持面２０８の第１の端部から、スピンドル２００のもう一端に隣接配置された各支持面２０８の第２の端部まで、途切れることなく本質的に一定の半径方向距離だけ延在する。これは、撹拌器の３６０°全回転を通して、連続表面が撹拌器クリーナ１２０を支えるようにする。これは、オペレータの不快感および早期摩耗や損傷の原因となり得る撹拌器１１８の回転に伴う撹拌器クリーナ１２０の上下動を防止する。

代替的支持面２０８は、他の形状を有することができ、撹拌装置と異なる全体形状を有してもよい。支持面２０８は、クリーニングを援助する隣接するリブ２１０の間にポケットを伴う一連の半径方向リブ２１０を含んでもよい。支持面２０８はまた、スピンドルの回転軸２０６を中心とする円の一部分として形成された外面２１２を含み、これは、撹拌器の回転の実質的な円弧に渡って撹拌器クリーナ１２０との接触を促してもよい。外面２１２は全て、回転軸２０６から同一の半径方向距離にあってもよいか、または一部は異なる距離にあってもよい。例えば、２つある支持面２０８の１つの左側を右側より高くし、他の支持面２０８の右側を左側よりも高くしてもよい。これは、回転中の所与の時間で各支持面２０８に沿った単一の点により大きな接触力が加わることによって、より効率的なクリーニングを促し得る。他の変形および変更は、本開示に照らして当業者にとって明らかとなるであろう。

例示的な撹拌器クリーナ１２０は、剛体棒２１６に結合されたクリーニング部材２１４を備える。クリーニング部材２１４は、好ましくは、ブラシ毛２０４、または他の撹拌用部材がそこから延在するスピンドル２００の部分に沿って連続的に延在するブレード状エッジを備える。クリーニング部材２１４に間隙を設け、間隙が無い場合に起こり得る支持体や他の構造体と、クリーニング部材２１４との干渉を防ぐようにしてもよい。クリーニング部材２１４は、随意に、金属材料等の柔軟なシートで作られ、支持面２０８に対する過剰な力の発生を防止するように幾分の撓みを許容してもよい。しかし、他の実施形態では、比較的剛性の高い金属、プラスチック、セラミック等、または他の材料で作られたクリーニング部材２１４を使用してもよい。クリーニング部材２１４は、上述し図１に示したような連続的でまっすぐなエッジを有することが好ましいが、他の実施形態では、鋸刃状、または個別分離した歯を用いて全クリーニング部材２１４のいくつかを形成してもよい。

クリーニング部材２１４と一体化またはこれとは別個に形成され得る棒２１６は、ピボット２１８によってベース１０２に枢動可能に取り付けられる。ピボット２１８は、比較的滑らかに旋回するように、軸受またはブッシング上に取り付けられてもよい。棒２１６は、クリーニング部材２１４をブラシ毛２０４との係合状態に移行させ、撹拌器１１８から繊維を切断、摩滅、または別様に除去するように操縦され得るレバー２２０等のアクチュエータを含む。レバー２２０は直接的に動作する場合もあれば、リンク機構を介して動作する場合もある。例えば、図２のレバー２２０は、フットペダル１２４によって動作される。フットペダル１２４は、ロッカー２２２が回転可能に取り付けられたピボット２２４の一側面上にあるロッカー２２２と接触し、ロッカー２２２は、ピボット２２４のもう一方の側面上でレバー２２０と接触する。ロッカー２２２は、フットペダル１２４に作用する下向きの力を、レバー２２０の底部に作用する上向きの力に変換する。ばね２２６を設けて、ユーザがフットペダル１２４の圧下を停止した後、これらの部品がそれぞれの開始位置に戻るようにしてもよい。別のばね（図示せず）、またはその他の弾性的なリンク機構を、ロッカー２２２と、ペダル１２４、またはレバー２２０の間に置いて、ペダル１２４からレバー２２０に伝わり得る力の大きさを制限してもよい。自動化されたシステムでは、ロッカー２２２およびフットペダル１２４は、レバー２２０または棒２１６を直接またはリンク機構を介してのいずれかで押圧する電気ソレノイドによって置き換えてもよい。

前述した典型的実施形態には、様々な変更を行うことができる。例えば、他の実施形態では、クリーニング部材２１４を直線往復運動またはその他の動きをするように取り付けてもよい。他の実施形態では、クリーニング部材２１４に関節運動するるため、他のリンク機構装置等、別の機構等を用いてもよい。このような変形のいくつかは、前に組み込まれた参考文献に示されており、他の変形および変更は、本開示に照らして当業者にとって明らかとなるであろう。

図３Ａおよび３Ｂは、図２の撹拌器１１８および撹拌器クリーナ１２０を組み込んだ例示の撹拌器クリーニングシステムを図示する。図３Ａは、アイドル位置にあるシステムを示し、図３Ｂは動作位置にあるシステムを示す。撹拌器１１８は、撹拌器モータ３００によって回転される。撹拌器モータ３００は任意の好適な電動機を備え、限定ではないが、ブラシレスモータ、ＡＣ（交流）またはＤＣ（直流）整流子モータ、サーボモータ、位相制御モータ、インバータ駆動誘導モータ、リラクタンスモータ等の選択肢を含み得る。撹拌器モータ３００は、吸引モータ１１０であってもよいが、より好ましくは、撹拌器１１８駆動専用の別のモータである。

撹拌器モータ３００は、ベルト３０２、歯車等により、撹拌器１１８に操作可能に結合している。示される実施形態では、ベルト３０２が、撹拌器１１８に取り付けられたプーリ３０４の周りを包み込んでもよい。他の実施形態では、撹拌器１１８の側面がベース１０２内に分離して取り付けられたプーリと当接し、互いにかみ合う歯が、分離したプーリから撹拌器１１８にトルクを伝達する側面駆動配列を用いてもよい。後者の配列は、空気通路からベルトおよびプーリを外すために用いることができ、一般にベルト交換を必要としない小型装置に好適であり得る。

撹拌器モータ３００は、ＡＣ電源３０６またはＤＣ電源３０８（例えば、電池１１６）で動かされてもよい。電子制御ユニット（「ＥＣＵ」）３１０は、撹拌器モータ３００の動作を制御するための電力供給を調節するモータ駆動コントローラとして設けられている。ＥＣＵ３１０は、多数の独立したマイクロコンピューターおよび他の電子装置を含む他の装置の集まりとして構成されてもよく、また、単一ユニットに統合されてもよい。ＥＣＵ３１０にプログラムされる特定の制御アルゴリズムは、電源の種類（ＡＣまたはＤＣ）、および撹拌器モータ３００として使用されるモータの種類に応じて様々とすることができる。例えば、ＤＣモータを、「チョッパ」回路制御を形成し周波数変調および／またはパルス幅変調でモータを駆動するソリッドステートコントローラ（トランジスタ、サイリスタ等）を有するＥＣＵ３１０を用いたＤＣ電源で駆動してもよい。ＤＣモータはまた、位相制御または他のアルゴリズムを用いる適当なコンバータを介して、ＡＣ電源を使用して駆動してもよい。ＡＣモータは、トライアックまたは他のソリッドステート制御を用いた同様な制御回路によって駆動してもよい。そのような制御システムおよび関連するハードウェアは本技術分野で一般に公知である。ＥＣＵ３１０として使用され得る制御回路およびシステムの非限定的な例として、本書に参照により組み込まれる米国特許第４，３７０，６９０号、４，３９８，２３１号、４，６５４，９２４号、４，９２０，６０５号、５，０７５，９２２号、および５，２４３，７３２号に示されたものが含まれる。なお、前述した制御のいくつかは減圧掃除機吸引モータの動作用として記述されているが、代わりに、これらを撹拌器モータ３００の制御に用いられてもよいことに留意されたい。

ＥＣＵ３１０は、ハンドル１０４またはベース１０２上に配置された電源スイッチ１２６によって制御される。スイッチ１２６が起動したとき、ＥＣＵ３１０は、電源３０６、３０８を撹拌器モータ３００に接続し、これを通常動作モードで駆動する。好適な実施形態では、ＥＣＵ３１０がまた、制御サブルーチン（そして場合により関連する回路要素）を含み、撹拌器クリーナ１２０の使用時に撹拌器モータ３００のパワーを増大する。図３Ｂに示されるように、撹拌器クリーナ１２０は、クリーニング部材２１４が支持面２０８と係合する動作位置に移行することができる。この位置では、クリーニング部材２１４と支持面２０８との間の接触により、撹拌器モータの駆動力に対抗する摩擦が生じる。ブラシ毛２０４がクリーニング部材２１４と接触し、屈曲し、その下方を通過するにつれて付加的な摩擦も生じる。この摩擦に起因する回転抵抗の総和は大きく、撹拌器モータ３００を減速させ、場合によっては、停止させ得る。幾分かの減速は許容されるが、撹拌器１１８の回転が低下し過ぎると、撹拌器クリーナ１２０は、ごみの除去が非常に非効率的または非効果的となり得る。また、撹拌器モータ３００を低い速度で動作させると、そこを通過する冷却空気の流れが減じて撹拌器モータ３００を損傷させ得る。このような理由から、撹拌器モータ３００の過剰な減速を防ぐために、撹拌器クリーニングプロセスの間は撹拌器モータ３００へのパワーを増大させることが望ましくあり得る。

撹拌器モータ３００へのパワーを自動的に増大させるための１つの選択肢は、速度調節制御システムを用いて、起動後の撹拌器モータ３００を、予め設定された、またはユーザが調整可能な、一定の速度で連続的に駆動することである。そのようなシステムは、当技術分野で公知であり、ここに記述する必要はないが、その実施例は、前掲の引用された参考文献のいずれかに記されている。しかしながら、このような制御システムは、別の入力が無い限り、撹拌器クリーニング動作と故障状態とを区別することができない。使用時に物体が撹拌器を係止または妨害し、撹拌器モータの電流引き込みが、突然、連続的に増大する場合がある。そのような状態下で撹拌器モータ３００を損傷から守るため、撹拌器モータ制御回路は、多くの場合、撹拌器モータ３００の電流引き込みを監視し、電流が所定の値を超えると動作を停止する過電流検知回路を採用する。ある場合、制御回路は、電流と時間の両方を、モータ動作停止の因子として用いてもよい。例えば、比較的低い閾値を超える過電流は比較的長い時間許容され得る一方で、より高い閾値を超える過電流はより短い時間だけ許容されてもよい。撹拌器クリーニング動作は、撹拌器モータ３００の停止に用いられる閾値を超える過電流状態の原因となることが見出されている。そのような場合、撹拌器クリーニングの間、それを回転し続けるために撹拌器モータ３００へのパワーを単純に増大させる制御システムは、撹拌器モータ３００の電源を切る制御に反することとなり、撹拌器クリーニングを行うたびに、予期せぬ遮断を招く結果となるであろう。米国特許出願第１２／４０５，７６１号に提案されるこの問題の解決策は、過電流カットオフの閾値を撹拌器クリーニングの間増大させるものであるが、この解決策は、撹拌器が減速し撹拌器のクリーニング効率が低下するという問題を必ずしも解決しない。

上述の問題を克服するため、ＥＣＵ３１０のある実施形態は、撹拌器クリーナ１２０が動作状態にあるときを検知する撹拌器クリーニング検出器と、撹拌器クリーナ１２０が動作しているとき、撹拌器モータ３００へのパワーを一時的に増大させる関連制御回路とを含んでもよい。図３Ａおよび３Ｂに示されるように、撹拌器クリーニング検出器は、撹拌器クリーナ１２０との接触で入り切りするマイクロスイッチ３１２を含むが、他の実施形態では、光トリガ、圧電スイッチ等の他の装置を使用してもよい。マイクロスイッチは、図３Ａの位置で開、図３Ｂの位置で閉となっているが、制御回路の詳細に応じて、これらを逆にすることもできることは当然であろう。

マイクロスイッチ３１２が起動されると、ＥＣＵ３１０は、減圧掃除機１００が撹拌器クリーニング状態に置かれたことを示す信号を受ける。このとき、ＥＣＵ３１０は、様々な方法のいずれかで撹拌器モータ３００へのパワーを増大させることができる。例えば、マイクロスイッチ３１２がＥＣＵ３１０に対し、撹拌器クリーナ１２０が使用状態にあることを示したとき、ＥＣＵ３１０が別の回路を閉じて補助電池３１４をＤＣ電源３０８に直列接続してもよい。そのような制御回路の設計は、不要な実験を行わなくても当業者の能力範囲内のである。補助電池を接続するために適当な回路の１つが、本明細書に参照により組み込まれる米国特許第４，９６９，２２９号に示されている。同様な回路では、ＥＣＵ３１０を中継器として使う代わりに、付加的電源を直接つなぎ込むためのマイクロスイッチを使用する場合もある。撹拌器モータ３００の動作パワーを増大させる他の方法では、ＥＣＵ３１０が速度制御回路を起動させて、増大したデューティサイクル（例えば、位相制御モータの各半波のより大きなフラクションの間に動作させる）、増大した電圧レベル、変更した位相角度等で撹拌器１１８を動作させることであろう。当然のことながら、撹拌器モータ３００へのパワーを増大させる要件は、モータの種類および電源の種類によって様々であり、そして本結果を有効にするための制御システムは、当技術分野において公知であり、不要な実験を行わなくても当業者に理解されるであろう。撹拌器クリーニングが動作している間、撹拌器モータの動作を中断するためのいずれの電流閾値も、上述したように、無効とする、または増大されてもよい。

撹拌器モータ３００を撹拌器クリーナ１２０の抵抗に逆らって動作させることは、撹拌器モータ３００およびそれに関連するエレクトロニクスへの負荷が大幅に増大させ得る。したがって、関係する部品の負荷容量を増大させてもよいが、これは、比較的高価な選択肢であり、またより大きく、重い部品の使用が要求されてもよい。他の実施形態では、撹拌器モータ３００を自動的にオフにする、または通常のモータ動作に戻す前の所定時間だけ増大したパワーレベルで動作するよう、ＥＣＵ３１０がプログラムされてもよい。例えば、ＥＣＵ３１０は、通常の動作状態に自動的に戻る前の２０秒間、ＥＣＵ３１０が増大したパワーレベルで動作できるようにするカットオフタイマ３１６を有してもよい。好ましくは、カットオフタイマ３１６は、撹拌器マイクロスイッチ３１２よりも優先され、仮にユーザが撹拌器クリーナ１２０を動作位置に保持し、マイクロスイッチ３１２を起動させようとしても、所定時間経過後には、ＥＣＵ３１０が通常の撹拌器モータ３００パワー制御を再び始める。ＬＥＤやその他のライト等、１つまたはそれを上回る状態表示器を減圧掃除機１００上に設け、カットオフタイマ３１６がハイパワー動作を中断し、通常のモータ駆動状態に戻ったことを表示してもよい。この時点で撹拌器クリーナ１２０を使用し続けると、撹拌器の速度低下や動作音の変化を招く場合がある。したがって、状態表示器は、撹拌器クリーナ１２０の使用を中断させるためのユーザに対する指示を含んでもよい。デジタルタイマや一連のライトを使用してカットオフタイマ３１６の秒読みを行うことも想定の範囲内である。

カットオフタイマ３１６は、全ての実施形態に必須のものではないが、ユーザが、不注意に、撹拌器モータ３００を増大したパワーレベルで、撹拌器モータ３００または関連するシステムを損傷させるほどの長い時間、動作させることを防ぐ上で望ましい。通常のモータ駆動状態に戻った後、ユーザが尚早に増大パワーモードを再起動させることを防ぐため、カットオフタイマ３１６は、第２の所定時間（例えば、１０分）の間、撹拌器モータ３００のハイパワー動作をさらに防ぐためのリセットタイマを含んでもよい。また、ユーザが、減圧掃除機１００をオフにし、またオンに戻すことでカットオフタイマ３１６（そのリセットタイマを含む）を無効化することを防ぐため、ＥＣＵ３１０は、主スイッチ１２６がオフ、または電源が切られたとき、カットオフタイマ３１６の状態を記憶するメモリ構造を含んでもよい。

他の特徴および装置が、上述の実施形態に組み込まれている場合があり、そしてそり他の変形および変更は本開示に照らして当業者にとって明らかとなるであろう。例えば、ＥＣＵ３１０は、半導体機器、またはワイヤ類、スイッチ類の集合体等を含んでもよい。別の実施例として、当技術分野で公知のように、撹拌器モータ３００は撹拌器１１８のハブに同心設計で統合されてもよい。さらに別の実施例として、クリーニングサイクル終了時に撹拌器モータ３００の動作を意図的に止め、所定時間だけ再起動できなくする様にＥＣＵ３１０がプログラムされてもよい。また、例示の実施形態は、コード付きまたはコードレス直立型減圧掃除機の文脈で本明細書に記述されているが、他の実施形態が、キャニスタ型またはセントラル型減圧掃除機パワーヘッド、ロボット式減圧掃除機、湿式抽出器、および繊維の包み込みによる汚れに晒されるような回転式撹拌器を有する他のクリーニング装置に用いられ得ることは容易に明白であろう。他の変形物および変更物は、本開示に照らして当業者にとって明らかとなるであろう。

上述したパワー制御システムは、いずれの撹拌器クリーニング機構とも併用されてもよいことが認識される。例えば、図４Ａおよび４Ｂを参照すると、代替的撹拌器１１８はピボットアーム４００上でベース１２０に取り付けてもよい。撹拌器をこのように取り付けるための配置は当技術分野で公知であり、例えば、本書に参照により組み込まれる米国特許第６，２８６，１８０号に記載されている。この実施形態では、ペダルレバー２２０は、リンク機構４０２によって撹拌器ピボットアーム４００に結合されてもよい。図４Ａに示されるように、レバー２２０がアイドル位置にあるとき、撹拌器１１８はベース１０２の外側まで延在し、下にある表面４０４と接触することができる。図４Ｂに示されるように、レバー２２０が動作位置に押し下げられたとき、レバー２２０はリンク機構４０２を回転し、撹拌器１１８をベース１０２内に持ち上げ、そこで撹拌器が表面４０４と接触できないようにする。この実施形態では、撹拌器クリーナ１２０が、持ち上げられた撹拌器１１８がそれと接触してクリーニング動作が行えるベース１０２内の位置で撹拌器クリーナ１２０を固定的に取り付けられてもよい。この実施形態では、マイクロスイッチ３１２は、それがレバー２２０、リンク機構４０２、ピボットアーム４００、または本システムのいくつかの別の要素と接触できる位置に配置されてもよい。

本開示は、新規、有用で進歩性のある数々の特徴、および／または、単独もしくは複数で用いられ得る特徴の組み合わせについて述べている。本明細書に記載される実施形態は全て例示的なものであり、発明の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書に記載される発明は、様々かつ等価な方法で変更および適応され得るものであり、そのような変更および適応は、全て本開示と添付の特許請求範囲内にあることを意図するものである。

Claims (17)

1. 撹拌器と、
   前記撹拌器を回転させるように構成された電動機と、
   電源と
   前記撹拌器に隣接して取り付けられた撹拌器クリーナであって、前記撹拌器クリーナおよび前記撹拌器の少なくとも１つが、前記撹拌器クリーナが前記撹拌器から離れる第１の位置と、前記撹拌器が前記電動機によって回転される間に前記撹拌器クリーナが前記撹拌器と係合し前記撹拌器からごみを除去する第２の位置との間を移動可能な撹拌器クリーナと、
   前記撹拌器クリーナおよび前記撹拌器の少なくとも１つが前記第２の位置にあるときを示すように構成された撹拌器クリーニング検出器と、
   前記電動機、電源、および撹拌器クリーニング検出器を動作可能に接続する駆動制御システムであって、
   前記駆動制御システムが前記電源を前記電動機に接続して前記電動機を第１のパワーレベルで駆動させる第１の駆動モードと、
   前記撹拌器クリーニング検出器から、前記撹拌器クリーナが前記第２の位置にあることの指令を受けると起動し、前記駆動制御システムが前記電源を前記電動機に接続して第２のパワーレベルで前記電動機を駆動させ、前記第２のパワーレベルが前記第１のパワーレベルよりも高い第２の駆動モードと、
   を備える、駆動制御システムと、
   を備える、減圧掃除機撹拌器システム。
2. 前記電源がＡＣ電源を備える、請求項１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
3. 前記電源がＤＣ電源を備える、請求項１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
4. 前記電源が主電池を備える、請求項３に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
5. 前記電源が、補助電池を備え、前記駆動制御システムは、前記駆動制御システムが前記第２の駆動モードのときに前記補助電池を前記主電池に直列接続する、請求項４に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
6. 前記撹拌器クリーニング検出器がマイクロスイッチを備える、請求項１に記載の減圧掃除機撹拌システム。
7. 前記撹拌器クリーナが前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動可能であり、前記マイクロスイッチは、前記撹拌器クリーナが前記第２の位置にあるとき前記撹拌器クリーナによって接触される位置にある、請求項６に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
8. 前記撹拌器クリーナが、前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動可能である、請求項１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
9. 前記撹拌器が、前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動可能である、請求項１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
10. 前記駆動制御システムが、前記第２の駆動モードで第１の所定時間動作した後、前記駆動制御システムを前記第１の駆動モードに戻すように構成されたカットオフタイマをさらに備える、請求項１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
11. 前記カットオフタイマがさらに、前記第２の駆動モードでの先の動作の後に第２の所定時間の間、前記駆動制御システムが前記第２の駆動モードに切り替わることを防ぐように構成される、請求項１０に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
12. 前記撹拌器が長手方向に沿って延在し、前記長手方向と平行である回転軸の周りを回転するように構成され、前記撹拌器クリーナが前記長手方向に延在するクリーニングブレードを備える、請求項１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
13. 前記撹拌器が、
    第１のスピンドル端部から第２のスピンドル端部に長手方向に延在し、前記長手方向と平行である回転軸の周りで回転可能なスピンドルと、
    前記第１のスピンドル端部と前記第２のスピンドル端部との間に設けられ、前記回転軸から第１の半径方向距離で突出した撹拌装置と、
    前記回転軸から第２の半径方向距離で突出した１つ以上の支持面とを備え、前記第２の半径方向距離が前記第１の半径方向距離より小さい、
    請求項１に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
14. 前記撹拌装置が、少なくとも一連のらせん状ブラシ毛を備える、請求項１３に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
15. 前記１つ以上の支持面が、少なくとも１つのらせん状突起を備える、請求項１３に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
16. 前記１つ以上の支持面が、前記第１のスピンドル端部に隣接する第１の支持面端部から前記第２のスピンドル端部に隣接する第２の支持面端部まで、均一な第２の半径方向距離で連続的に延在する、請求項１５に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
17. 前記撹拌器が入口ノズルを有する筐体に取り付けられ、
    前記撹拌装置は、前記スピンドルが回転するとき前記入口ノズル内に延在し、
    前記１つ以上の支持面は、前記スピンドルが回転するとき前記入口ノズルの外側に到達しない、請求項１３に記載の減圧掃除機撹拌器システム。
    

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