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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5997239
(24)【登録日】2016年9月2日
(45)【発行日】2016年9月28日
(54)【発明の名称】自己清掃式動物用トイレ
(51)【国際特許分類】
A01K 23/00 20060101AFI20160915BHJP
A01K 1/01 20060101ALI20160915BHJP
【ＦＩ】
A01K23/00 C
A01K1/01 Z
A01K1/01 D
【請求項の数】8
【外国語出願】
【全頁数】33
(21)【出願番号】特願2014-244684(P2014-244684)
(22)【出願日】2014年12月3日
(62)【分割の表示】特願2011-17257(P2011-17257)の分割
【原出願日】2004年9月30日
(65)【公開番号】特開2015-77138(P2015-77138A)
(43)【公開日】2015年4月23日
【審査請求日】2014年12月3日
(31)【優先権主張番号】60/507,416
(32)【優先日】2003年9月30日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502293371
【氏名又は名称】ラジオ システムズ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100102185
【弁理士】
【氏名又は名称】多田 繁範
(74)【代理人】
【識別番号】100129399
【弁理士】
【氏名又は名称】寺田 雅弘
(72)【発明者】
【氏名】アラン ジェイ クック
(72)【発明者】
【氏名】クリスティン ウィリアム グルーブ
(72)【発明者】
【氏名】トーマス エドワード デブリン
(72)【発明者】
【氏名】ジェフ リード グレアソン
(72)【発明者】
【氏名】カール タッチャー ウルリッヒ
(72)【発明者】
【氏名】ネイサン タッチャー ウルリッヒ
(72)【発明者】
【氏名】チ ラム ヤウ
【審査官】
竹中 靖典
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許第０５０４８４６５（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開２００１−３０９７３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−１３６２３６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ０１Ｋ ２３／００
Ａ０１Ｋ １／００ − ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
リターを含む取り外し可能なリターカートリッジを自動的に清掃する自己清掃式リターボックスアセンブリであって、
前記自己清掃式リターボックスアセンブリは、
開放底部を有するリターボックスと、
取り外し可能なリターカートリッジであって、前記リターカートリッジは、自己清掃式リターボックスの底部を形成する、取り外し可能なリターカートリッジと、
複数の歯を有する可動性の熊手アセンブリとを含み、
前記熊手アセンブリは、前向き移動方向において、前記リター内で移動し、後ろ向き移動方向において、下段トラックから上段トラックへ移動して前記リターの上方で移動するように構成されている、自己清掃式リターボックスアセンブリ。
前記自己清掃式リターボックスアセンブリは、
開放底部を有するリターボックスと、
取り外し可能なリターカートリッジであって、前記リターカートリッジは、自己清掃式リターボックスの底部を形成する、取り外し可能なリターカートリッジと、
複数の歯を有する可動性の熊手アセンブリとを含み、
前記熊手アセンブリは、前向き移動方向において、前記リター内で移動し、後ろ向き移動方向において、下段トラックから上段トラックへ移動して前記リターの上方で移動するように構成されている、自己清掃式リターボックスアセンブリ。
【請求項2】
前記歯は、前記熊手アセンブリの移動方向に対して実質的な角度だけ後ろ向きに角度が付けられている、請求項１に記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
【請求項3】
前記歯の前記後ろ向きの角度は、前記リターボックス内の移動の両方の方向において、
０°よりも大きいが、６０°よりもほぼ小さく、固体の動物用排泄物に対して前記リターを掻くときに、前記リターを鋤くことを防ぐ、請求項１又は２に記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
０°よりも大きいが、６０°よりもほぼ小さく、固体の動物用排泄物に対して前記リターを掻くときに、前記リターを鋤くことを防ぐ、請求項１又は２に記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
【請求項4】
前記リターカートリッジがリター区画及び排泄物区画を含む、請求項１から３のいずれかに記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
【請求項5】
前向き移動方向および後ろ向き移動方向を有する線形運動要素とともに、ハウジング上に搭載された可動性の前記熊手アセンブリと、
閉鎖位置および開放位置を有する、前記ハウジング上に搭載された回転可能な機械蓋であって、前記蓋は、前記熊手アセンブリの線形運動と協働して、前記閉鎖位置から開放位置に回転し、そして、前記閉鎖位置に戻るように構成されている、回転可能な機械蓋を含む、請求項１から４のいずれかに記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
閉鎖位置および開放位置を有する、前記ハウジング上に搭載された回転可能な機械蓋であって、前記蓋は、前記熊手アセンブリの線形運動と協働して、前記閉鎖位置から開放位置に回転し、そして、前記閉鎖位置に戻るように構成されている、回転可能な機械蓋を含む、請求項１から４のいずれかに記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
【請求項6】
前記ハウジング上に搭載された別個の回転可能なリフトアームであって、前記リフトアームは、上向き方向に回転するように構成されており、前記機械蓋に係合するためのピンを有する、リフトアームとを含む、請求項５に記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
【請求項7】
前記線形運動要素は、前記前向き移動方向の間に、前記リフトアームに係合し、前記リフトアームを上向き方向に回転させ、これにより、前記機械蓋に、前記閉鎖位置から前記開放位置に、上向き方向に回転させる、請求項６に記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
【請求項8】
前記線形運動要素は、前記後ろ向き移動方向の間に、前記リフトアームに係合し、前記リフトアームを下向き方向に回転させ、これにより、前記機械蓋が、前記開放位置から前記閉鎖位置に、下向き方向に回転することを可能にする、請求項７に記載の自己清掃式リターボックスアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）本件は、２００３年９月３０日に出願の米国仮特許出願第６０／５０７，４１６号の便益を主張する。
【0002】
１．技術分野本発明は、自己清掃式動物用トイレ（ｓｅｌｆ ｃｌｅａｎｉｎｇ ｌｉｔｔｅｒ ｂｏｘ）、より具体的には、一実施形態において、使い捨てリターカートリッジおよび自動熊手アセンブリを含む、自己清掃式動物用トイレに関連する。
【背景技術】
【0003】
２．先行技術の説明当技術分野においては多様な動物用トイレが周知である。再利用可能な、および使い捨て式の動物用トイレの両方が知られている。再利用可能な動物用トイレは通常プラスチックで形成され、３〜４インチの側壁を持つ長方形のトレイとして構成される。通常そのような再利用可能な動物用トイレは毎日、あるいは数日ごとに清掃を必要とする。動物用トイレの管理や清掃を容易にするため、使い捨て動物用トイレが開発された。そのような使い捨て動物用トイレの例が、米国特許第４，１７１，６８０号、４，２７１，７８７号および６，０６５，４２９号に開示されている。そのような使い捨て動物用トイレには通常、一般的に猫用リターとして知られる吸湿材を充填した使い捨ての箱あるいはトレイが含まれる。
【0004】
そのような動物用トイレの維持をさらに容易にするために、自己清掃式動物用トイレが開発された。市販の自己清掃式動物用トイレは主に「粘土」あるいは「凝集性」リターを使用し、定期的に新しい猫用リターを加え、数日ごとに排泄物を取り除く必要がある。そのような自己清掃式動物用トイレの例は、米国特許第４，５７４，７３５号、５，０４８，４６５号、５，４７７，８１２号、６，０８２，３０２号、６，３７８，４６１号、および再発行特許３６，８４７で開示されており、参照することによりここに含まれる。
【0005】
米国特許第４，５７４，７３５号は、略円形の上段の小室と、下段の使い捨ての容器、および回転可能な熊手アセンブリを含む自己清掃式動物用トイレについて開示している。回転可能な熊手アセンブリは、中央に位置する心棒に水平方向に接続された複数の歯を含む。一方その心棒はギア構成を介して電気モーターにより動く。従って電気モーターに電圧が加えられると、歯が回転し、それにより固形の排泄物が、下段の排泄物容器と連通している上段の小室の吐き出し口の方へ押しやられる。残念ながらそのような構造は、周知の通り排泄物の全てが下段の排泄物容器に排出されるわけではないので、完全に効率的であるとはいえない。
【0006】
この問題を解決するために、動物用トイレの一方の末端に位置する排泄物区画に排泄物を集積するために、熊手アセンブリの直線運動に頼る自己清掃式動物用トイレが開発された。例えば、米国特許第５，０４８，４６５号は、熊手アセンブリ、取り外し可能で再利用可能なリタートレイ、および前記再利用可能なリタートレイの一方の末端に配置した使い捨て式あるいは再利用可能な汚物容器を含む自己清掃式動物用トイレを開示している。熊手アセンブリには、動物用トイレを横切って直線的に掻くために使用される複数の歯が含まれる。歯は旋回可能なように取り付けられている。リタートレイの一方の末端に取り付けられた歯止めが歯を回転させ、固形排泄物を上へ、リタートレイと排泄物区画を隔てている壁を越えて持ち上げる。歯の突き出した末端が壁の上で回転すると、続く熊手アセンブリの動きによって、歯の突き出した末端が蓋を持ち上げ、固形の排泄物を排泄物区画の中に落とす。特許第５，０４８，４６５号で開示された自己清掃式動物用トイレシステムは、動物用トイレの維持を容易にするが、リタートレイはしばしば補充が必要で、煩わしい作業である。さらに、清掃のためにシステム全体を定期的に空にして分解する必要があり、やはり煩わしい作業である。また装置が比較的複雑である結果、装置の費用が比較的高くなる。
【0007】
米国特許第５，４７７，８１２号、６，０８２，３０２号、６，３７８，４６１号、および再発行特許３６，８４７でも自己清掃式動物用トイレが開示されている。特許第５，０４８，４６５号と同様、これらの特許で開示されている自己清掃式動物用トイレにも再利用可能なリタートレイおよび使い捨て排泄物容器が含まれている。
【0008】
上述の米国特許で開示されている自己清掃式動物用トイレにはさまざまな問題がある。第一に、これらのトイレにはしばしば凝集性のリターを使用する必要があるため、排泄物箱はすぐに凝集した尿および固形排泄物で満たされる。そのため特に複数の猫が使用する場合、数日ごと、あるいはより頻繁に、排泄物箱を空にしなければならない。第二に、排泄物容器の取り外しは煩わしく、利用者はしばしば排泄物に触れることになる。第三に、リタートレイに新しい猫用リターを継続的に追加しなければならない。第四に、そのような自己清掃式動物用トイレの駆動アセンブリは、リター領域にさらされる鋸歯状のトラック内を熊手アセンブリとともに移動する駆動モーターを含むことが知られている。熊手にモーターを取り付けることによって、電力が可動性の台座に加えられるが、そのため本質的に危険で故障しがちだとして知られている電気コード用の巻き取りリールが必要となる。リタートレイでリターを多く使用し過ぎると、熊手をリターを横切って駆動するにはモーターが不十分で、引っかかって動かなくなり、所有者の介入が必要となる場合がある。逆に、リターが少なすぎる、あるいは猫によりある特定のやり方でリターの分配に偏りができると、リター箱の底に塊ができ、熊手がその部分のリター領域を通過する妨げとなる。別の例では、猫がトラックにリターを集め、駆動システムに損傷を起こす、および／または利用者の介入が必要となる。さらに電気モーターが完全に尿から保護されておらず、猫の通常の使用から損傷を受ける。またこのモーターは、トイレが利用者のそばに置かれていると、騒々しいことは周知である。第五に、既知の自己清掃式動物用トイレは、クリスタルリターの使用には適さない。特に、クリスタルリターの不規則な形状と結合して固まる傾向性のために、熊手アセンブリの前に山のように盛り上がりがちであり、とりわけ、熊手アセンブリが清掃工程を完了する妨げとなる。したがって、既知の自己清掃式動物用トイレより使いやすく、より確実で、電気部品あるいは機構部品を汚染せず、巻き取りリールが不要で、クリスタルリターのような凝集しないリターの使用にも適した自己清掃式動物用トイレが必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、先行技術にさまざまな利点を提供する自己清掃式動物用トイレに関連する。特に一実施形態において、自己清掃式動物用トイレは、すでにリターを充填してあり、リターを供給し、また排泄物を収容するように構成された使い捨てカートリッジを使用して構成され、したがって利用者がリタートレイを清掃し、重いリター供給容器を取り扱う必要性を排除する。別の実施形態において、このシステムは汚染から保護された駆動アセンブリの付いた熊手アセンブリを含む。本発明の別の実施形態によれば、自己清掃式動物用トイレには、クリスタルタイプのリターを含めた全種類のリターが使用できるように構成された複数の間隔をもって配置される歯を含む熊手アセンブリが含まれる。（項目１）
自己清掃式動物用トイレであって、
取り付けられていないリターカートリッジと、
洗浄工程の間に前記リターカートリッジ内を第一の位置から第二の位置までかくための熊手アセンブリと、
前記熊手アセンブリを動かすための駆動アセンブリと、
前記熊手アセンブリを担持するための台座であって、さらに前記取付けられていないリターカートリッジを受けるように構成された台座と、
を備える、自己清掃式動物用トイレ。
（項目２）
前記リターカートリッジが、１つの末端が蝶番により連結されたカバーを含む、項目１に記載の自己清掃式動物用トイレ。
（項目３）
前記熊手アセンブリおよび前記駆動アセンブリが、単一平面上を移動するように構成された、項目１に記載の自己清掃式動物用トイレ。
（項目４）
自己清掃式動物用トイレのための熊手アセンブリであって、該熊手アセンブリは、
間隔をもって配置される複数の歯を備えるフレームであって、該歯は柔軟な部材として構成される、フレームを備える、熊手アセンブリ。
（項目５）
前記歯が金属より成る、項目４に記載の熊手アセンブリ。
（項目６）
前記歯が、２つの脚を定める屈曲部を有して成る、項目５に記載の熊手アセンブリ。
（項目７）
前記歯のそれぞれの組がＵ字型のワイヤより成る、項目４に記載の熊手アセンブリ。
（項目８）
自己清掃式動物用トイレとともに使用するためのリターカートリッジであって、
前記自己清掃式動物用トイレに受けられるように構成されるトレイと、
リターであって、前記取り外し可能なトレイを充填ラインまで充填するリターと、
格納位置において前記取り外し可能なトレイを閉じるための取り外し可能なカバーであって、前記カートリッジが前記自己清掃式動物用トイレに受けられる際に取り外される取り外し可能なカバーと、
を備える、リターカートリッジ。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本発明のこれらおよびその他の利点は、以下の明細および添付の図面を参照することにより容易に理解できる。【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は自己清掃式動物用トイレに関連する。本発明のさまざまな実施形態が考えられる。一実施形態が図１〜１５に図解されている。第二の実施形態が図１６〜２７に図解されている。図解されている両方の実施形態において、自己清掃式動物用トイレは、リタートレイ、熊手アセンブリ、および駆動アセンブリを含む。本発明の広義の原理は、使い捨ておよび再利用可能なリタートレイの両方に適用できる。図１〜１５で図解した実施形態においては使い捨てのリタートレイが提供され、２つの区画、リター区画および排泄物区画で構成される。図１６〜２７に図解した実施形態は、リタートレイが使い捨てであるが区画分けされていない実施形態を図解している。
【0012】
（第一の実施形態）上述のように、第一の実施形態は図１〜１５に図解され、リタートレイ、熊手アセンブリ、駆動アセンブリ、および制御装置を含む。この実施形態では区画分けされた、リター区画および排泄物区画を含む、使い捨てのリタートレイが提供されている。排泄物区画には蝶番により連結されたカバーを備えることができる。熊手アセンブリには、清掃工程中にリター区画を掻くように構成された、可動性の台座によって担持される複数の歯が含まれる。熊手アセンブリが清掃工程を終了すると、熊手アセンブリがさらに排泄物区画の方向に移動することによって、リフトアームあるいはレバーがカバーを持ち上げ、固形汚物は排泄物区画に集積される。格納位置では、熊手アセンブリは動物用トイレの一方の末端で歯をリターの充填レベルよりも下にして静止し、コンパクトに収まる。
【0013】
以下で詳細について述べるように、本発明のさまざまな実施形態は、以下に詳述するように先行のものに対してさまざまな利点を提供する。第一に、前記自己清掃式動物用トイレは使い捨てのリタートレイを使用するように構成できる。第二に、前記熊手の駆動アセンブリは、汚染を防ぐように構成することができる。第三に、前記熊手は、クリスタルリターを含むあらゆる種類のリターを使用するように構成できる。
【0014】
リターカートリッジ図１に図解されているように、本発明の一実施形態において、自己清掃式動物用トイレは、リターカートリッジを受けるように構成され、それは使い捨てであってもよい。ただし、自己清掃式動物用トイレ５０は使い捨てリターカートリッジ２０と共に図解され、説明されているが、本発明の原理は再使用可能なリタートレイにも適用可能である。
【0015】
図１はリター区画と排泄物区画を示す、区画分けされたリターカートリッジを図解している。図１に図解したリターカートリッジは、リター区画と排泄物区画の間に分離壁を含む。そのため、図１に図解したリターカートリッジは、熊手を持ち上げることのできる熊手アセンブリ、例えば、図３〜１３に関連して説明および図解された熊手アセンブリと共に使用する必要がある。
【0016】
使い捨てのリターカートリッジ２０によって、動物用トイレの維持が容易になる。図１Ａに示すように、概して参照番号２０で識別される使い捨てリターカートリッジは、複数の側壁３０と底３２を画定する周辺縁２１のついた略長方形のトレイとして形成される。分離壁２２は、排泄物区画２４とリター区画２６を区切る。さらに強度を加えるために、リター区画２４の底３２にあぜ２８を形成することもできる。排泄物区画２４には蝶番により連結されたカバー３４が提供されてもよい。さまざまな蝶番３６がこの応用に適する。例えば、蝶番３６はリビングヒンジあるいは別の種類の蝶番であってもよい。蝶番の種類は決定的なものではない。カバー３４は該トレイの一方の末端３８で蝶番により連結されている。
【0017】
カートリッジ２０は、以下で説明するカートリッジ２０６と同様、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）あるいはポリプロピレンのような、さまざまなプラスチック材料から、射出成形あるいは真空成形で形成できる。カートリッジ２０は、厚紙に例えばプラスチックの板を裏打ちしたような、その他の材料から作ることもできる。
【0018】
カートリッジ２０は、図２〜１０で図解された自己清掃式動物用トイレ内に収まる寸法になっている。カートリッジが不適切に装着されるのを防ぐためだけでなく、動物用トイレに適合しないリターカートリッジが装着されるのを防ぐために、使い捨てカートリッジ２０と動物用トイレに、登録機能を組み込むことができる。例えば、トレイの底に１つ以上の間隔をもって配置される横溝（図示せず）を形成することができる。間隔をもって配置される溝は、動物用トイレを横切って伸びる棒状のものを受けるように構成してもよい。その他の登録方法も考えられる。
【0019】
本発明の一実施形態において、棚位置にある場合、カートリッジ２０はリターを充填ライン４０まで有し、取り外し可能なカバー（図示せず）を使用して縁２１で密封している。排泄物区画上のカバー３４は、最初は縁２１に塗布した接着剤で密封することもできる。
【0020】
カートリッジ２０の交換は単純で、古くなったカートリッジを取り除いて新しいカートリッジと交換するだけである。そのような構造が既知のシステムと比較して多くの便益を提供する。第一に、前記構造により、比較的重いリター供給容器を取り扱う必要がなくなる。第二に、カートリッジ２０は使い捨て式であるため、トレイを清掃する必要がない。第三に、利用者がリターをリタートレイに充填するときに通常生じる塵雲にさらされることはない。
【0021】
図１４Ａ〜１４Ｃおよび図１５Ａ〜１５Ｃは、図１に図解した使い捨てカートリッジ２０の、典型的な代替の実施形態を図解する。これらの典型的な実施形態は、小売店の棚の間隔を最小限にするために構成されている。第一の代替の実施形態は図１４Ａ〜１４Ｃに図解され、参照番号１００で識別されるが、トレイ１００を半分または３つに畳むための１つ以上の折り目１０２の付いた、略長方形のトレイを含む。図１５Ａ〜１５Ｃに図解された、第二の代替の実施形態は、概して参照番号１０４で識別されるが、２つの区画１０８および１１０を画定する、単一の折り目１０６を含むことができる。２つの区画のうち１つは、図１５Ｂに示すような蛇腹式の襞で構成すると、図１５Ａに示すようにトレイを収縮することができる。
【0022】
リターカートリッジの別の代替の実施形態を図１９に図解する。この実施形態において、リタートレイは区画分けされていない略長方形のトレイとして形成されており、使い捨て式でもよい。前記トレイには排泄物を覆うために一方の末端に小さな蓋をつけることもでき、出荷のためにトレイ全体により大きなカバーをつけることもできる。非区画式のリターカートリッジの重要な側面は、駆動アセンブリおよび熊手アセンブリの簡素化である。特に、図１９に図解したリターカートリッジは分離壁を持たない。そのため、熊手アセンブリが分離壁を越えるために持ち上げられる必要がないため、全ての動作モードの間、熊手アセンブリの高さは１段で良い（つまり、単一の水平面上を移動する）。そのため、図１９で図解されているリターカートリッジは、図１９〜２４で図解されている駆動アセンブリを使用することができる。１段だけの熊手アセンブリの使用により、熊手アセンブリを駆動する機構が簡素化され、確実さを増し、費用を削減できる。
【0023】
非区画式リタートレイの別の便益は、排泄物が常にリターと接触しているという点である。そのため、臭気が減り、排泄物の乾燥が最適化される。他の動物用トイレで通常行われるように固形排泄物をリターから取り除くことない。
【0024】
棚位置にない場合は、リタートレイはクリスタルあるいはその他のリターを含むことができ、収縮包装または同様の、取り外し可能なカバー材料で覆うことができる。トレイ２０６は、一般的に図１７Ａおよび１８Ａに示すように、取り外し可能なカバーを取り除き、自己清掃式動物用トイレ２００をリタートレイ２０６の上に下ろして使用することができる。
【0025】
自己清掃式動物用トイレ本発明に従った自己清掃式動物用トイレを図２に図解するが、概して参照番号５０で識別される。前記自己清掃式動物用トイレは、使い捨てのリターカートリッジ２０と共に、あるいはなしで使用できる。自己清掃式動物用トイレ５０は、間隔をもって配置される１対のサイドレール５２および５４、熊手アセンブリ５６、および駆動アセンブリ５８を含むことができる。サイドレール５２および５４を連結するために、１つ以上のロッド６１を使用することができる。
【0026】
熊手アセンブリ５６は、リタートレイあるいは使い捨てリターカートリッジ２０、１００、１０４のリター区画２６でリターを掻くために使用する多数の歯６４を含む。歯６４は熊手アセンブリのの運動方向に対して後ろ向きに角度がついており、動物用トイレ５０の上方に横に配置した台座あるいはブリッジ６６によって担持される。台座６６は間隔をもって配置される複数の歯６４を担持し、間隔をもって配置される１対の側板６８および７０によって支えられている。
【0027】
駆動アセンブリ５８は、例えば逆転可能な電気モーター（図４）および駆動アセンブリから成る駆動モーター７１を含むことができる。多様な駆動アセンブリが適する。例えば、前記駆動アセンブリは、駆動モーター７１で駆動する間隔をもって配置される１対の親ねじ７２および７４を含むことができる。図２および３に最もよく示されているように、親ねじ７２および７４はサイドレール５２および５４の長溝の中に配置することができる。１対の延長シャフト７６および７８が１対の連結具８０および８２によって駆動モーター７１に連結されている。シャフト７６および７８の延長された両端は、ウォームギアアセンブリ８４および８６に取り付けることができ、そしてそれが親ねじ７２および７４の駆動に使用される。ウォームギアの減速比は、例えば２０：１で、小さなピッチの親ねじ（Ｍ６−１．０ねじ山）と組み合わせて、モーターギアヘッドを必要とすることなく高速の電気モーターと速度の遅い熊手の高い減速比を可能にする。熊手の側板６８および７０は、１対のナット８８（図３）で親ねじ７２および７４に、旋回可能なように接続できる。したがって、親ねじ７２および７４が電気モーター７１によって回転され、ナット８８が親ねじ７２および７４に沿って前進し、それによって熊手アセンブリ５６を前進させる。駆動ベルトや空気圧シリンダーあるいは同様な、その他の駆動アセンブリが、本発明での使用に適する。
【0028】
歯６４の高さと角度は、トラックを確定するサイドレール５２および５４の中に形成された、１対の上段および下段の溝９０および９２（図３）の形状によって自動的に制御される。特に、ガイドあるいはローラー（図示せず）を側版６８に連結することができる。ガイドは、熊手の側板６８および７０に形成された、取付孔６９（図３）に接続される。各ガイドはサイドレール５２および５４に形成された、トラック９０、９２の一方を滑るあるいは転がるように構成されている。
【0029】
図５Ｂに示すように、下段トラック９２によって歯６４は清掃工程中に清掃位置につき、上段トラック９０によって、例えば図１０Ｂに示すように、歯が後退工程中の移動位置につく。清掃工程後、ローラーおよび熊手アセンブリ５６は下段トラック９２から上段トラック９０へ移動する。ローラーが下段トラック９２に戻るのを防ぐために、ばね仕掛けの爪９３を備えることができる。ばね仕掛けの爪９３が時計回りに旋回し、ローラーが下段トラック９２から上段トラック９０へ移動することができる。駆動モーター７１によるローラーの連続した前方への動きにより、ローラーおよび熊手アセンブリ５６が、排泄物区画２４内の固形排泄物が集積されている左（図３）の先端１００へ移動する。
【0030】
電気モーター７１の方向を逆転するために、１対のマイクロスイッチ９４および９８を使用することができる。特に、固形排泄物が排泄物区画２４に落とされた後、下段トラック９２の左の末端（図３）に近接した最初のマイクロスイッチ９４が、熊手アセンブリ５６によって作動する。この働きにより、駆動モーター７１、従って熊手アセンブリ５６の方向が逆転する。特に、最初のマイクロスイッチ９４が作動したあと、熊手アセンブリ５６は右に移動する（図３）。熊手アセンブリ５６が、下段トラック９２の右の末端（図３）に近接した２つ目のマイクロスイッチ９５を作動させるため、駆動モーター７１の方向は、清掃工程中に熊手アセンブリ５６が左（図３）に移動するように、再度逆転する。
【0031】
図５Ｂに示すように、レバーあるいはリフトアーム１０２を備えることができる。リフトアーム１０２は熊手の側板６８、７０の一方にしっかりと取り付けられている。従って、熊手アセンブリ５６上のローラーが下段トラック９２から上段トラック９０に移動するにつれて、リフトアーム１０２が図８Ｂに図解のようにつり上げられ、それがカートリッジ２０の排泄物区画２４の上にリフトアーム３４をつり上げ、固形排泄物が使い捨てリターカートリッジの排泄物区画３４の中に集積される。
【0032】
図２に示すように、光学センサー、例えば赤外線放射体１０８および赤外線検出器１１０を備えて、動物用トイレ５０内の猫の存在を検知することができる。赤外線放射体１０８を一方のサイドレール５４に連結し、赤外線検出器１１０を反対のサイドレール５６に担持させることができる。赤外線検出器１１０の状態は、以下で詳細を論じるように、継続的に監視される。通常動作中、赤外線ビームは赤外線検出センサー１１０によって継続的に検知される。赤外線ビームが中断されると、システムは猫が動物用トイレ５０の中にいるとみなす。ビームの回復後（つまりセンサー１１０が再度ビームを検出する）、システムは予め定められた時間をおいて清掃サイクルを開始し、その時間は利用者が、例えば５分以上というように選択することができる。
【0033】
図４および１２を参照すると、典型的な駆動アセンブリ５８はエレクトロニックボード１１４を含む（図４）。エレクトロニックボード１１４を使用して、赤外線放射体１０８および赤外線検出器１１０と同様、駆動モーター７１を制御する。図１２を参照すると、エレクトロニックボード１１４は、例えば８ビットのマイクロコントローラ、例えばＡｔｍｅｌ社の８ビットＡＤＲマイクロコントローラ、型番ＡＴＴＩＮＹ ２６Ｌ−ＳＣのような、マイクロプロセッサ１１６を含む。マイクロコントローラ１１６の電源は、例えばナショナルセミコンダクター社製造の型番ＬＭ３４０Ｔ−５．０−ＨＴＯＰのような、電源供給装置１２０によって供給される。電源供給装置１２０は、マイクロコントローラ１１６のＶＣＣ／ＡＶＣＣのピンに接続されている＋５ボルトのＤＣ供給を提供する。バイパスコンデンサＣ３はＶＣＣ／ＡＶＣＣのピンの間に連結され、接地して、そこに加えられた電圧を安定させる。特に、コンセントからの従来の１２０ＶＡＣ電源供給（図示せず）を、電源ジャック１１７に加えることができる。１２０ＶＡＣ供給は、今度は例えば１２０ＶＡＣ入力供給電圧の半波整流を供給するダイオードＤ２と直列に連結された、単極双投スイッチＳ１のようなスイッチによって、電源供給装置１２０に加えられる。半波長に整流された電源供給電圧が電源供給装置１２０のの入力に加えられ、安定化した＋５ボルトのＤＣ出力を供給する。１対のバイパスコンデンサＣ２およびＣ４は、それぞれ入力および出力ピンＶＩＮおよびＶＯに交差して連結し、そこに適用する電圧を安定化するために接地できる。
【0034】
＋５ボルトの電源供給装置１２０はまた、赤外線放射体１０８を駆動するために使用される。特に赤外線放射体１０８は、限流抵抗器Ｒ１３によって、＋５ボルトの電源供給装置１２０に連結されている。赤外線放射体１０８のカソードは、トランジスタＱ２によってアース（ｇｒｏｕｎｄ）に連結されている。トランジスタＱ２のベースは、マイクロコントローラ１１６のポートＰＢ５に接続されている。通常赤外線放射体１０８は継続的に作動する。従って、トランジスタＱ２がポートＰＢ５によって継続的に作動する。
【0035】
赤外線検出器１１０は赤外線放射体１０８からの赤外線ビームを継続的に監視する。赤外線検出器１１０は、フォトトランジスタＱ１として実装することができる。フォトトランジスタＱ１は、＋５ボルトの電源供給装置１２０とシステムアースの間に、限流抵抗器Ｒ４によって連結されている。フォトトランジスタＱ１のコレクタは、結合コンデンサＣ１によって、コンパレータ１２１の非反転入力に連結される。コンパレータ１２１の非反転入力は、＋５ボルトＤＣ源および１対の抵抗器Ｒ６およびＲ７から成る分圧器によって、規定電圧値をに合わせられる。図のように、コンパレータ１２１の非反転入力は＋２．５ボルトＤＣに合わせられる。コンパレータ１２１の非反転入力は、複数の分圧抵抗器Ｒ１０、Ｒ１１およびＲ１２および＋５ボルトＤＣ供給によって生み出された基準電圧に合わせられる。図のように、基準電圧は＋５ボルトＤＣあるいは２．３８ボルトＤＣの１０／２１である。コンパレータ１２１の出力は、プルアップ抵抗器Ｒ１４によって＋５ボルトＤＣまで引き上げられる。通常、赤外線放射体１０８からの赤外線ビームが赤外線検出器（つまり、フォトトランジスタＱ１）によって検出されると、それによりフォトトランジスタＱ１が導通し、それによりコンパレータ１２１の非反転入力がアースに接続する。コンパレータ１２１の非反転入力へ接続されたアースによってその出力が低くなり、それが今度はマイクロコントローラ１１６のポートＰＢ３で読み取られる。赤外線ビームが途切れると、フォトトランジスタＱ１は導通を停止し、それによりコンパレータ１２１の非反転入力がプルアップ抵抗器２４によって＋２．５ボルトＤＣに引き上げられる。コンパレータの非反転入力に加えられた＋２．５ボルトＤＣは、非反転入力に加えられた＋２．３８ボルトＤＣの基準電圧より大きくなり、よって、コンパレータ１２１の出力が高くなり、またそれはポートＰＢ３のマイクロコントローラ１１６によって読み取られる。
【0036】
赤外線ビームが途切れた時は、常に、猫が前記動物用トイレに入ったとみなされる。従って、マイクロコントローラ１１６は、自動清掃工程を開始する前に、時間遅延の計測を開始する。図のように、利用者は前記時間遅延を選択することができる。例えば、スイッチＳ３を備えることができる。スイッチＳ３は、単極単投のモーメンタリー型押しボタンスイッチであってもよい。マイクロコントローラ１１６は、前記押しボタンスイッチが押される回数を数えるようにプログラムすることができる。例えば、利用者が選択できる３つの時間遅延を備えることができる。スイッチＳ３を、マイクロコントローラ１１６上のポートＰＡ０に連結する。このポートＰＡ０は、通常１対の抵抗器Ｒ１６およびＲ１５から成る分圧器によって生成される電圧に維持され、今度はそれがＨＶ＿ＩＮとして識別される、ダイオード半波整流器Ｄ２の出力に接続される。図のように、スイッチＳ３が開いているときに、電圧ＨＶ＿ＩＮの約１／１０がマイクロコントローラ１１６のポートＰＡ０に加えられる。スイッチＳ３が閉じられると、ポートＰＡ０の電圧がアースに連結される。従ってスイッチＳ３が押される度に、マイクロコントローラ１１６はポートＰＡ０にパルスを検知する。図のように、３つの典型的な時間遅延、５分、２０分、１時間が備えられている。従って、スイッチＳ３を使用して、赤外線ビームが途切れた後、自動清掃サイクルを開始するための時間遅延を選択することができる。例えば、スイッチＳ３を１度押すと５分の遅延と読み取り、スイッチＳ３を２度押すと２０分の遅延と読み取る。最後に、スイッチＳ３を３度押すと１時間の遅延を示す。利用者がどの時間遅延を選択したかを知るために、複数の赤いＬＥＤ、Ｄ３、Ｄ４、およびＤ５を備えることができる。これらのＬＥＤ、Ｄ３、Ｄ４、およびＤ５は、複数の限流抵抗器Ｒ１７、Ｒ２０、およびＲ２２によって、それぞれマイクロコントローラ１１６のポートＰＡ１、ＰＡ２、およびＰＡ３に、また５ボルト供給に接続されている。従って、利用者は、望ましい時間遅延が選択されるまでスイッチＳ３を押して、ＬＥＤ、Ｄ３、Ｄ４、およびＤ５で確認することができる。
【0037】
駆動モーター７１（図４）は、４つの電源ＦＥＴ、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、およびＱ８によって駆動されている。ＨＶ＿ＩＮで識別される半波整流器Ｄ２の出力で得られる電圧が、通常作動していない電源用トランジスタＱ５およびＱ７のソース端子に加えられる。電源用トランジスタＱ５およびＱ７のドレイン端子は、通常作動している電源用トランジスタＱ６およびＱ８のドレイン端子に結合されている。電源用トランジスタＱ５およびＱ７のドレイン端子は、駆動モーター７１の接続に使用されるモーター出力ジャック１２３にも適用される。
【0038】
通常作動していないトランジスタＱ５およびＱ７のゲート端子Ｇは、１対の抵抗器Ｒ２９およびＲ３３によって、ＨＶ＿ＩＮの半波整流電圧によって駆動される。代わって抵抗器Ｒ２９およびＲ３３は、それぞれ１対のコレクタ抵抗器Ｒ２４およびＲ３４に直列に連結される。代わってコレクタ抵抗器Ｒ２４およびＲ３４は、１対のトランジスタＱ３およびＱ４のコレクタに連結され、その放射体はアースに連結される。トランジスタＱ３およびＱ４のベースは、それぞれ限流抵抗器Ｒ２３およびＲ２６によって、マイクロコントローラのポートＰＡ４およびＰＡ５で得られる、ＯＵＴ＿Ｈ１＿１およびＯＵＴ＿Ｈ１＿２信号によって駆動される。
【0039】
定電圧ダイオードＤ７およびＤ８は、それぞれ抵抗器Ｒ２９およびＲ３３と並列に接続されている。これらの定電圧ダイオードＤ７およびＤ８はトランジスタＱ５およびＱ４のコレクタに加えられる電圧を例えば１０ボルトに制限するために使用される。
【0040】
通常作動していないドランジスタＱ６およびＱ８のゲートは、マイクロコントローラ１１６のポートＰＡ６およびＰＡ７で得られる、信号、ＯＵＴ＿ＬＯ＿１およびＯＵＴ＿ＬＯ＿２によって駆動される。ポートＰＡ６およびＰＡ７は、通常プルダウン抵抗器Ｒ１８およびＲ１９によって引き下げられる。
【0041】
トランジスタＱ５およびＱ６の直列つなぎは、駆動モーター７１を一方向に駆動するために使用され、トランジスタＱ７およびＱ８の直列つなぎは、駆動モーター７１を逆の方向に駆動するために使用される。リミットスイッチ９４および９５は、通常プルアップ抵抗器Ｒ１およびＲ２によって＋５ボルトＤＣに引き上げられ、マイクロコントローラ１１６のポートＰＢ０およびＰＢ１に加えられる。リミットスイッチ９４および９５は、常時開の接点を備えることができる。従って、リミットスイッチのいずれかが閉じられると、＋５ボルトＤＣがポートＰＢ０およびＰＢ１に加えられる。例えば、リミットスイッチ９４が閉じられて熊手アセンブリ５６が動物用トイレ５０の一方の末端にあることを示す場合、ポートＰＢ０は低く駆動される。その低出力がマイクロコントローラ１１６によって検知され、それが例えばＯＵＴ＿Ｈ１＿１およびＯＵＴ＿ＬＯ＿１の信号を生成して、トランジスタＱ５およびＱ６が導通する。この状態の間、トランジスタＱ７およびＱ８は導通していない。熊手アセンブリ５６は、もう一方のマイクロスイッチ９５が作動されるまで、動物用トイレ５０に沿って駆動される。マイクロスイッチ９５が作動されると、トランジスタＱ７およびＱ８を使用して、信号ＯＵＴ＿Ｈ１＿２およびＯＵＴ＿ＬＯ＿２によって駆動モーター７１を駆動する。
【0042】
電気モーター７１の回転方向に関わらず、モーターを流れる電流は複数の電流検知抵抗器Ｒ３５〜Ｒ４２によって検知される。これらの電流検知抵抗器Ｒ３５〜Ｒ４２は、レジスタＲ３２と共に分圧器を形成し、それが今度はコンパレータ１２７の反転入力に接続される。コンデンサＣ５は、反転入力に対する電圧を安定化するために、反転入力とアースの間にも連結される。コンパレータ１２７の非反転入力に基準電圧を加える。前記基準電圧は、複数の抵抗器Ｒ２５、Ｒ２７およびＲ２８から成る、＋５ボルトＤＣ源および分圧器によって生み出される。コンパレータ１２７の出力は、プルアップ抵抗器Ｒ２１によって高く引き上げられる。従って、コンパレータ１２７の出力は通常高く、マイクロコントローラ１１６のポートＰＢ６によって検知される。電流検知抵抗器を流れる電流が予め定められた値、例えば１．９アンペアを超える度に、コンパレータ１２７の出力は低くなり、例えば熊手アセンブリ５６が猫のような障害物のために動けないことを示す、予め定められた時間の間、回転子の固着状態を示す。
【0043】
上述のように、歯６４はリターの高さより下で停止する。使い捨てリタートレイ２０を使用して構成した実施形態において、例えば、モーメンタリー型の、単極単投押しボタンのような押しボタンＳ３を備えることができる。押しボタン５３は、プルアップ抵抗器Ｒ９によって高く引き上げられ、マイクロコントローラ１１６のポートＰＢ５によって検知される。押しボタンＳ２が押される度に、システムは邪魔にならないように熊手アセンブリ５６を自動的に移動させ、古くなった使い捨てトレイの取り外し、および新しい使い捨てトレイの挿入を容易にする。動物用トイレ５０の一方の末端にリミットスイッチ１２９を備えることができる。リミットスイッチ１２９は、モーメンタリー型の、単極単投スイッチであってもよい。リミットスイッチ１２９は、プルアップ抵抗器Ｒ３によって高く引き上げられ、マイクロコントローラ１１６のポートＰＢ２によって検知される。新しい使い捨てのリターカートリッジが挿入された後、リミットスイッチ１２９を使用して、熊手アセンブリ５６をホーム位置へ戻すことができる。
【0044】
図１３は、駆動アセンブリ５８を制御するための制御論理を示す典型的な図式である。最初システムは、ステップ１３０で、継続的にループし、赤外線ビームが赤外線放射体１０８と赤外線検出器１１０の間で途切れていないかを確認する。システムは、ビームが途切れるまでこの状態でループする。赤外線ビームが途切れると直ぐ、ステップ１３２でタイマー１が作動する。システムはステップ１３４で再度確認し、赤外線ビームが途切れているかどうかを判別する。途切れていなければ、システムはステップ１３０にループバックする。ステップ１３６に示すようにタイマーがタイムアウトとなったら、システムはステップ１３８で、猫がトイレ内にいるとみなす。そうでなければ、システムはステップ１３４にループバックし、赤外線ビームが途切れているかを継続して確認する。タイマー１がタイムアウトとなり、猫がトイレ内にいることが判別されると、システムはステップ１４０で再度確認し、赤外線ビームが途切れているかどうかを判別する。途切れていれば、システムはステップ１３８にループバックする。途切れていなければ、システムは猫がトイレを離れたとみなして、ステップ１４２でタイマー２を作動する。前述のように、システムは、ここでは「清掃遅延」として識別されている、利用者が選択可能なタイムアウト時間を開始する。清掃遅延のタイムアウト時間が終了すると、ステップ１４４に示すように、システムはステップ１４６で清掃工程を開始する。そうでなければ、システムはステップ１４５にループバックする。システムは、ステップ１４８で継続的に確認し、ステップ１４８でリミットスイッチ９４の位置を確認することで清掃工程が終了しているかを判別する。清掃サイクルが終了すると、システムはステップ１５０で駆動モーター７１を停止する。駆動モーター７１の停止後、ステップ１５２でその方向が逆転する。駆動モーター７１は、システムがステップ１５４でカートリッジ交換リミットスイッチ１２９がトリップされたことを検出するまで、逆向きに動き続ける。カートリッジ交換リミットスイッチ１２９は、リミットスイッチ９４と９５の間に配置されている。カートリッジ交換モードがステップ１５６で判別されたように開始されない場合、駆動モーター７１は、ステップ１５８に示すように、リミットスイッチ９５がトリップされるまで逆向きに動き続ける。リミットスイッチ９５がステップ１６０で判別されたようにトリップされると、駆動モーター７１はステップ１６２で停止する。清掃サイクルの終了後、システムはステップ１３０にループバックする。
【0045】
上述のように、該システムには、使い捨てカートリッジ２０の取り外しを容易にするために、熊手アセンブリ５６の再配置に使用するスイッチＳ２（図１２）が含まれる。そのため、システムはステップ１６４で確認し、カートリッジ取り外しスイッチＳ２が押されたかどうかを判別する。押された場合は、ステップ１６６で交換モードフラグが設定される。交換モードフラグが設定されると、熊手アセンブリ５６は、ステップ１４６−１５０で清掃工程を通じて循環し、清掃工程中、熊手アセンブリ５６はサイドレール５２にある下段トラック９２（図３）によって導かれる。熊手アセンブリ５６を上げるには、駆動モーターの方向がステップ１５２で逆転し、熊手アセンブリ５６を上段トラック９０に位置付け、これによって歯６４が上に上がる。ステップ１５６で判別されたように、熊手アセンブリ５６は、カートリッジ交換リミットスイッチ１２９がトリップされるまで、逆方向に動き続ける。リミットスイッチ１２９がトリップされると、駆動モーター７１はステップ１６８で停止し、利用者は使い捨てカートリッジ２０（図１）を交換できる。システムは、ステップ１７０でカートリッジ交換スイッチＳ２（図１２）が再度押されるまで待ち、押されるとシステムは熊手アセンブリ５６をホーム位置へ戻す。特に、システムはステップ１５８〜１６２を繰り返す。
【0046】
上述のように、清掃サイクルを開始するための時間遅延は、利用者が選択可能であってもよい。そのため、システムはステップ１７２で確認し、時間遅延選択スイッチＳ３（図１２）が押されたかどうかを判別する。押された場合は、選択された時間遅延がステップ１７４でシステムにより認識され、適切なＬＥＤにステップ１７６で更新される。ステップ１４４で２つ目のタイマーがタイムアウトしていないことが判別されたら、システムはステップ１５０で確認し、赤外線ビームが途切れているかどうか判別する。途切れている場合は、システムはステップ１３８にループバックし、猫がまた該動物用トイレの中にいるとみなす。途切れてなければ、システムはステップ１４４にループバックし、６０秒タイマーのタイムアウトを待つ。
【0047】
図５〜１１は熊手アセンブリ５６のさまざまな位置を図解している。例えば、図５Ａおよび５Ｂは、清掃工程の最初の地点にある、熊手アセンブリ５６の位置を図解している。図６Ａおよび６Ｂは清掃工程中の熊手アセンブリ５６の中間位置を図解している。図７Ａおよび７Ｂは、清掃工程の末端を図解している。図８Ａおよび８Ｂは、リフトアーム１０２が排泄物区画２４の上でカバー３４を持ち上げる位置を図解している。図９Ａおよび９Ｂは歯６４の延長末端がリターカートリッジ２０の排泄物区画２４内に配置される処分位置を図解している。この位置で、歯６４によって集められた凝集したリターだけでなく固形汚物も排泄物区画２４に集積される。処分位置の後、駆動アセンブリ５８は図８Ｂに示す位置に戻る。その後、熊手アセンブリ５６は、後退工程の中間位置を明示する図１０Ａおよび１０Ｂに示すように、動物用トイレ５０の遠端まで、歯６４およびリフトアーム１１２を上げたまま戻る。図１１Ａおよび１１Ｂは後退工程位置の最後にある熊手アセンブリ５６の位置を図解している。
【0048】
歯の構造本発明の一実施形態において、歯６４の構造によって、動物用トイレ５０に凝集するタイプのリターだけでなくクリスタルリターを使用することも可能になる。特に、歯６４の構造により、熊手アセンブリ５６が、クリスタルリターの中を最小限に盛り上げて通り、よって最小限の電力で移動することが可能になる。特に、歯６４の構造は、歯６４がクリスタルリターの中を移動するときに、熊手アセンブリ５６が前方に移動するにつれて、前記リターを持ち上げて、歯６４を通り抜けて落ちるようにした、くさびの作用を提供する。前記の歯の構造は、リターを分配し直してリターの再循環も助け、よって液状排泄物および水分をより効果的に一掃することができる。
【0049】
歯６４のそれぞれは、プラスチックよりはるかに高い剛性を持ち、さらに断面の直径が小さくて済む、例えば１６ＡＷＧのような、円筒型の鋼線で形成することができ、それはクリスタルリターの中を掻く抵抗を減らすために決定的である。その丸い断面はまた、より空力のある形状よりもずっと少ない表面積を持ち、クリスタルリターの中での移動が容易になる。また歯６４の各組は、Ｕ字型に曲げられた単一のワイヤで作ることができる。前記のＵ字型は、熊手に鋭い末端をなくし、利用者および猫を保護する、丸い、滑らかな末端を提供する。加えて、歯６４はクリスタルリターの中を抜けて移動する時に歯を曲げることによって抵抗を減らす、柔軟性を持つように形成されている。清掃工程の間、歯６４は前後および左右に曲がって、クリスタルリターの中を通る移動が容易になる。さらに、例えば図５Ｂで最もよく示されるように、熊手の歯は２つの脚部１０４および１０６から成る。脚部１０６は真っ直ぐな脚部１０４に対して１０°から６０°の間、望ましくは４５°に屈曲している。あるいは、前記の熊手の歯は、１つの脚部１０６を持つことができ、その場合、歯の角度は１０°から６０°の間、望ましくは４５°である。いずれの場合も熊手の歯の角度は、熊手アセンブリの移動の方向に対して後ろに傾いている。
【0050】
各歯６４の間は、３〜２０ｍｍの間隔であってよい。特に、歯６４の各組は、ワイヤをＵ字型に曲げて形成することができ、それは４〜５ｍｍの大きさのクリスタルリターの粒子に望ましい、曲げ半径１から５ｍｍで１０ｍｍ間隔の２つの延長歯を持つ。歯のＵ字型の各組は、隣接するＵ字型の歯の組から１０ｍｍの間隔を持つ。歯の間隔は、クリスタルおよび非クリスタルの両方のリタータイプのリターの最大粒径に応じて選択される。例えば歯の間隔は、リターの最大粒径よりもわずかに大きい寸法からリターの最大粒径の数倍まで選択することができる。ある特定のリターのサンプルには、最大粒径が決まっている粒度分布があるだろう。リターの粒径に対して歯の間隔を決定する際に、前記の熊手がリターの中を容易に通過し、しかも猫がリターの層を掘ってリターを不均一に集めて乱した後、熊手がリターを混ぜて再分配することができる均衡が得られる。歯の間隔がリターの粒径に対して小さ過ぎれば、熊手はリターの中を容易に流れることができず、過剰なすき込みが生じる。熊手の背面角がある特定の歯の間隔とリターの粒径に対して小さ過ぎれば、同じ問題が生じる。しかしながら、熊手の歯の間隔が大き過ぎれば、熊手は猫の固形排泄物を適切に捕らえて除去することができない。また、歯の間隔がリターの大きさに対して大き過ぎれば、今度は猫が乱した後、リターを適切に再分配することができない。歯の間隔と歯の背面角の適切な選択によって、さまざまな大きさのリターに対応できる。例えば、粒度分布が２〜５ｍｍのクリスタルリターに対し、歯の間隔が約１０ｍｍで背面角が４５°であると、上手く混ざって再分配でき、熊手が低電力で、盛り上げるのを抑えてリターの間を抜けて移動でき、リターを層の片方へすくことができ、熊手がリターの層に集積された全てあるいはほとんどの猫の固形排泄物を捕らえて取り除くことができる。
【0051】
汚染保護本発明の重要な側面に従い、電気モーター７１、延長シャフト７６、７８、連結具８０、８２、およびウォームギアアセンブリ８４および８６を含む駆動アセンブリ５８の部分が、自己清掃式動物用トイレ５０の一方の末端に近接した個別のハウジング６１（図２）の中に固定して取り付けられる。このような構造は、駆動アセンブリ５８のこの部分が汚染されるのを防ぐ。加えて、前述のように、親ねじ７２および７４はサイドレール５２および５４の中の溝９０および９２の中に配置されている。図示されてはいないが、溝９０および９２は、サイドレールの上に伸びたプラスチックの屋根か、あるいは駆動アセンブリ５８をラビリンスシールを用いて完全に保護する側面カバーのいずれかで覆われている。図１９〜２４に示す駆動機構の代替の実施形態において、トップハウジングは、熊手アセンブリが移動する全体の長さに沿って、全ての駆動要素をリターおよび排泄物による汚染から保護する、概して参照番号２０１で識別される、ラビリンスシールを提供する。これは図１７Ｄによく示されている。
【0052】
加えて、図３に最もよく示されているように、マイクロスイッチ９４および９５は、上述のようにサイドレール５２および５４の中の空洞９７および９９に配置されている。そのため、既知の自己清掃式動物用トイレとは異なり、本発明に従った駆動アセンブリ５８は、汚染から保護される。
【0053】
代替の実施形態本発明に従った自己清掃式動物用トイレの代替の実施形態が図１６〜２７に図解され、参照番号２００で識別される。図のように、自己清掃式動物用トイレ２００は、トップハウジング２０２、旋回可能なようにとりつけられたシステム蓋２０４、およびリタートレイ２０６を含む。以下に詳細を説明するように、リタートレイ２０６は使い捨て式で非区画式でもよい。
【0054】
本発明の代替の実施形態の一側面に従って、リタートレイ２０６は、使い捨て式であってもよいが、機械的に結合せずに、自己清掃式動物用トイレ２００の底面を形成している。そのような構造は、リタートレイ２０６を自己清掃式動物用トイレ２００から取り外し、また再挿入することを大いに助ける。より具体的には、図１７Ａおよび１８Ａに最もよく示されているように、自己清掃式動物用トイレ２００は床に置かれ、リタートレイ２０６を囲んでいる。従って、リタートレイ２０６を取り外すには、自己清掃式動物用トイレ２００を、例えば図１８Ａおよび１８Ｂに図解のように、例えば軸２０８（図１６）を中心にしてただ上に持ち上げればよい。あるいは、自己清掃式動物用トイレ２００は真っ直ぐ上に持ち上げることもできる。またそのような構造は、動物用トイレはリタートレイの上にあって、全ての排泄物、散乱したリター、あるいは方向を誤った猫の尿がトレイの中に戻ってくるように、トレイの縁を越えて伸びた面を持つことができるという点において、前記動物用トイレの清潔度の維持に役立つ。トレイを垂直に取り外すと、張り出した面を持つことはできず、熊手にはモーターのついた待機位置が必要となり、垂直に取り外すためにカートリッジの縁をつかむという、より煩わしい行為が利用者に必要となるだろう。トレイを横に取り外すと、カートリッジを取り外すためにより広い作業場所と床面積が必要になるだろう。従って、図１８Ａおよび１８Ｂで図解するように、動物用トイレを持ち上げることには利点がある。
【0055】
本発明の一実施形態において、図１６に示すように、ハウジング２０２のパネル２１０に、間隔をもって配置される１対の足部２１２および２１４を形成することができる。間隔をもって配置されるこれらの足部２１２、２１４は、概して図１８Ａおよび１８Ｂで示すように、自己清掃式動物用トイレ２００が垂直位置で支えられるように（つまり、２１２および２１４を床に面して）構成されている。リタートレイ２０６は自己清掃式動物用トイレ２００に機械的に結合されておらず床に置かれているだけなので、自己清掃式動物用トイ２００を、図１８Ａおよび１８Ｂに示すように持ち上げる、あるいは直立させると、リタートレイ２０６は簡単に取り外せ、新しいリタートレイ２０６と交換できる。そして、新しいリタートレイ２０６を床の上に置いた後、自己清掃式動物用トイレ２００を、概して図１７Ａ〜１７Ｃに示すように、外側ハウジング２０２がリタートレイ２０６を囲むような床の位置に置く。
【0056】
上述のようにリターカートリッジを取り除くことによって、図１〜１５で図解した実施形態のように、熊手アセンブリを、リター領域からモーターのついた手段によってリターの外の待機位置へ移動させる必要がなくなる。
【0057】
図１６−２４に図解した実施形態において、熊手の歯は常にリターの中で、ホーム位置の１つの高さに留まることができ、熊手アセンブリを制御する駆動機構および制御装置を単純化することができる。さらに、利用者は熊手を通常のホーム位置とは異なる待機位置へ、またそこから移動させる必要がないので、カートリッジを取り外すために必要な利用者の作業が簡素化される。
【0058】
図１９を見てみると、リタートレイ２０６に沿った自己清掃式動物用トイレ２００の分解斜視図が図解されている。自己清掃式動物用トイレ２００には、トップハウジング２０２、台座アセンブリ２１６、駆動アセンブリ２１８、リフトアーム２２０、システム蓋２０４、熊手アセンブリ２２２、および制御装置３１０（図３２）が含まれる。駆動アセンブリ２１８を使用して、末端パネル２１０（図１６）に近接するホーム位置２２４（図２０）からシステム蓋２０４に近接した排泄物位置２３２（図２０）まで熊手アセンブリ２２２を駆動する。特に、以下に詳細を述べるように、熊手アセンブリ２２２（図１９）は定期的に循環する。矢印２２６（図２７Ａおよび２７Ｂ）の方向の、ホーム位置２２４から排泄物位置２３２までの前進行程中、熊手アセンブリ２２２は、粒径の大きなリターの中も熊手で掻けるように、また前進行程中に熊手アセンブリ２２２の抵抗を最小限にするために、垂直に対して負の角Θになるように構成される。前進工程の間、熊手アセンブリ２２２が前進するにつれて、リターの中の固形排泄物が２３２の方へ熊手で掻かれる。
【0059】
熊手アセンブリ２２２が排泄物位置２３２の方へ前進するにつれて、駆動アセンブリ２１８がリフトアーム２２０と係合し、システム蓋２０４が上に回転する（図２２Ａ〜２２Ｃ、２７Ａおよび２７Ｂ）。戻りの工程で、矢印２３４（図２７Ｃおよび２７Ｄ）で示すように、駆動アセンブリ２１８が方向を逆転し、以下に述べるように、熊手アセンブリ２２２が垂直軸に対して正の角Θになるように、熊手アセンブリ２２２を反転させる（つまり半時計方向に回転）。
【0060】
本発明の一側面に従い、リターカートリッジ２０６にトレイ蓋２２８（図１９）を備えることができる。より具体的には、リターカートリッジ２０６は、蝶番により連結されたカバー２２８を備えることのできる、排泄物末端２３２を定める。蝶番により連結されたカバー２２８は汚物を覆うために使用され、臭気の制御を改善し、動物用トイレのシステム蓋を汚染から保護し、カートリッジを処分するために取り外す際、利用者がつかむことのできる清潔な部分を提供する。以下に述べるように、カバー２２８にリビングヒンジを備え、磁気によって引き寄せるプレート２３６を含む、あるいはシステム蓋２０４の裏面に配置した１つ以上の磁石と働く、磁気によって引き付ける材料から形成することができる。また前記トレイには、トレイ全体の表面を覆う大きなカバーを備えることもできる。このカバーは輸送中にリターを含み、カートリッジを強固にして取扱いを容易にし、使用済みのカートリッジの処分を容易にする。
【0061】
システム蓋２０４およびトレイ蓋２２８は、システム蓋２０４が上に回転するとき、トレイ蓋２２８も同様に上に回転するように、磁気によって連結することができる。あるいは、システム蓋２０４およびトレイ蓋２２８を連結するために、さまざまな機械的な連結方法が考えられる。例えば、トレイ蓋２２８の一方の末端に固定したゴムひものループを、利用者がシステム蓋２０４の中に設けた延長ピン（図示せず）の上に引っ掛けることができる。システム蓋２０４およびトレイ蓋２２８の連結に、クリップ、テープ、ラッチおよび同種の、その他のさまざまな手段を使用することもできる。
【0062】
磁石による結合は、自己清掃式動物用トイレ２００を素早くそして簡単に、リタートレイ２０６から分断し、分離することを可能にする。特に、システム蓋２０４の裏面に磁石２０７（図２７Ｃ）を備えることができる。トレイ蓋２２８には、磁性体２３６を備え、リタートレイ２０６が自己清掃式動物用トイレ２００内にあるときに、システム蓋２０４によって運ばれる、１つ以上の磁石と並ぶように位置することができる。そのため、システム蓋２０４が上に回転するとき、磁気によって引き付けられてトレイ蓋２２８が同じ方向に回転する。磁石２０７の強度は、リタートレイ２０６が簡単に取り外して交換できるように、自己清掃式動物用トイレ２００が持ち上げられる、あるいは傾けられるときに、システム蓋２０４がトレイ蓋２２８から容易に磁気的に分断できるような強さである。
【0063】
システム蓋２０４およびリタートレイ２０６上の対応するトレイ蓋２２８が、例えば図２７Ｂに示すような位置に回転すると、熊手アセンブリ２２２は排泄物をリタートレイ２０６の排泄物末端２３２の方へ、できるだけ遠くに押すことができる。駆動アセンブリ２１８は矢印２２６（図２７Ｂ）の方向への前進工程中に末端へ到達し、熊手アセンブリ２２２が後退工程で矢印２３４（図２７Ｃ）の方向へ移動するにつつれて、熊手アセンブリ２２２はは半時計方向に回転する。
【0064】
代替の実施形態の構成部品の説明台座アセンブリ
図１９を参照すると、台座アセンブリ２１６には、フロントレール２４２で排泄物末端２３２に接続されている、間隔をもって配置される１対のサイドレール２３８、２４０が含まれる。リアレール２４４は、サイドレール２３８および２４０をホーム末端２２４（図２０）に接続するために使用される。組み立てられると、台座アセンブリ２１６はリタートレイ２０６の全周よりもわずかに長い全周を持つ、底が開いた長方形の構造を形成する。
【0065】
駆動アセンブリ駆動アセンブリ２１８には１対の親ねじ２４６が含まれ、サイドレール２３８および２４０によって担待される。親ねじ２４６の一方の末端は、排泄物末端２３２上のブラケット軸受２４８および反対のホーム末端２２４上の軸受け２５０によって担持される。
【0066】
親ねじ２４６は駆動アセンブリ２１８の一部を成す。駆動アセンブリの均衡は、リアレール２４４によって取られる。特に、リアレール２４４は駆動モーター２５２を担持し、モーター取付台２５４によってリアレール２４４に固定されている。ウォーム２５６は、ウォームおよびプーリアセンブリ２５８と一緒に働き、サイドレール２３８によって担持される１つの親ねじ２４６を駆動する。間隔をもって配置されるプーリ２６０は、もう一方の親ねじ２４６に連結され、サイドレール２４０によって担持される。
【0067】
ベルト２６２を使用して、プーリ２６０を、そして次にサイドレール２４０上のもう一方の親ねじ２４６を回す。一実施形態において、ナットフォロワ２６４を使用して、熊手アセンブリ２２２を駆動アセンブリ２１８に連結し、前進および後退の両方の工程の間、熊手アセンブリ２２２がリタートレイ２０６を横切って掃けるようにすることができる。以下により詳しく述べるように、駆動ナット２６３およびナットフォロワ２６４は、傾斜アーム２９６（図２６Ｂ）およびバイアススプリング３０８（図２８Ｂ）によって、機械的に連結されている。
【0068】
リフトアーム図２２Ａ〜Ｃを参照すると、熊手アセンブリ２２２が排泄物末端２３２に近付くにつれて、リフトアーム２２０がシステム蓋２０４を持ち上げるために使用されている。より具体的には、ナットフォロワ２６４は前進工程で排泄物末端２３２の方へ前進するにつれて、リフトアーム２２０を持ち上げ、それが今度は図２２Ｂおよび２２Ｃに示すように、システム蓋２０４を半時計方向に回転させる。
【0069】
図２１に示すように、リフトアーム２２０は、ピン２６７によって一方の末端のサイドレール２４０に旋回可能なように接続されるレバーとして構成されている。リフトアーム２２０の回転運動は、別のピン２６８および長溝２７０によって制限される。長溝２７０はピン２６８を受け、リフトアーム２２０を溝２７０によって定義された弓形進路に沿って回転させる。またリフトアーム２２０は内側に突き出たピン２７２も含む。ピン２７２はシステム蓋２０４の裏面に形成されたカム表面２７８（図２２Ａ）と協調し、システム蓋の持ち上げの制御に使用される。
【0070】
図２２Ａ〜Ｃに示すように、ナットフォロワ２６４が排泄物末端２３２の方へ前進するにつれて、リフトアーム２２０は時計回りの方向に回転し、システム蓋２０４を持ち上げ、半時計方向に回転させる。特に、リフトアーム２２０の一部分にはカム表面２７４が備えられている。リフトアーム２２０上のカム表面２７４は、ナットフォロワ２６４上のカム表面２７６と係合するようになっている。従って、ナットフォロワ２６４が矢印２２６（図２０）の方向へ移動するにつれて、ナットフォロワ２６４上のカム表面２７６は、リフトアーム２２０上のカム表面２７４と係合し、リフトアーム２２０を図２２Ｂおよび２２Ｃに示すように持ち上げる。カム表面２７４は、ナットフォロワ２６４が横切るときに、定速で持ち上げるように形成されている。ナットフォロワ２６４が矢印２２６（図２０）の方向への移動を継続すると、ピン２７２はは、システム蓋２０４の裏面に形成されたカム表面２７８に沿って前進する。ナットフォロワ２６４が矢印２２６の方向への移動をさらに継続すると、リフトアーム２２０は上への移動を継続し、それがシステム蓋２０４を半時計方向に回転させる。ナットフォロワ２６４が前進工程で移動する末端に達すると、リフトアーム２２０は引き続き持ち上げ、それによりシステム蓋２０４が半時計方向に回転する。システム蓋２０４は磁気によって、あるいは機械的にトレイ蓋２２８に連結されているので、図２７Ｂに最もよく示されているように、システム蓋を持ち上げることで、またトレイ蓋２２８が持ち上げられる。ナットフォロワ２６４が前進工程で移動位置の末端に達すると、「末端」リミットスイッチがトリップされ、以下に述べるように、それが駆動モーター２５２の回転方向を逆転させる。駆動モーター２５２の方向が逆転した後、駆動ナット２６３は方向を逆転し、戻り行程の間、矢印２３４（図２０）の方向へ移動する（つまり、排泄物末端２３２からホーム位置２２４の方へ）。駆動ナット２６３が方向を逆転（つまり、矢印２３４の方向へ移動）すると、ナットフォロワ２６４もまた、それらの間の機械的な連結のために方向を逆転し、リフトアーム２２０を図２２Ａに示すように開始位置に落とすことになり、それが今度はシステム蓋２０４およびトレイ蓋２２８を、図２２Ａに示すようにその開始位置に回転して戻させる。戻り行程の間、ナットフォロワ２６４の継続した動きによって、ナットフォロワ２６４のカム表面２７６がリフトアーム２２０のカム表面２７４から離れる。
【0071】
熊手アセンブリ熊手アセンブリ２２２は、図１９に最もよく図解されている。図のように、熊手アセンブリ２２２は、ワイヤフレーム２８６にしっかり固定した複数の歯２８４を含む。ワイヤフレーム２８６は、１対の垂直脚部２８８および２９０を含む。図２１に示すように、例えば、垂直脚部２８８および２９０は、枢軸２９４（図２５Ｂ）で自己清掃式動物用トイレ２００の両側のナットフォロワ２６４に旋回可能なように連結されている。枢軸点２９４は、熊手アセンブリ２２２を、垂直軸２２３（図２７Ａおよび２７Ｄ）でプラスおよびマイナスΘ°、例えばプラスあるいはマイナス４５°に旋回させる。特に、熊手アセンブリ２２２を熊手アセンブリ２２２の底辺で旋回することによって、熊手アセンブリ２２２がリターを横切る直線運動によって、熊手アセンブリ２２２は、例えば概して図２７Ｃおよび２７Ｄに示すように、戻り行程２３４の間プラス４５°に、そして例えば図２７Ａおよび２７Ｂに示すように、垂直軸２２３に対して前進工程２２６の間マイナス４５°に旋回させる。回転量は、熊手アセンブリ２２２のサイドレール２３８および２４０の頂点との接触によって制限される。従って、熊手アセンブリ２２２が図２７Ｂおよび２７Ｃに示すように方向を変えると、熊手アセンブリ２２２は位置を反転する。また熊手アセンブリ２２２は、移動範囲に沿った枢軸点のどこかに抵抗を導入することによって、機能的な要件の必要に応じて、予め決められた場所で反転するように作ることもできる。歯２８４の構造は、上述とは異なるものであってもよい。
【0072】
クリスタルリターのような大きな寸法のリターを使用する場合、熊手の歯の角度が移動方向に対して後ろ向きである重要性は、熊手アセンブリの前の盛り上げをなくし、それにより自己清掃式動物用トイレにクリスタルリターを使用することが可能になる点にある。別の重要な、自己反転式の熊手のデザインの便益は、熊手が移動方向を変えると、熊手は自動的に角度を逆転させることである。この動作が両方向の掻き集めを促進し、リターが混ざる程度が増す。リターがよく混ぜられると、リターは尿の臭気をより良く吸収して長持ちし、利用者が介入する作業の間隔が長くなる。さらに、自己反転式熊手は、熊手が移動する両方向でリターを均一に分配し、時間が経つうちにリターカートリッジの一方の末端にリターが偏るのを防ぐ。さらに、完全にリターの中に配置した歯を備えた双方向の掻き集めは、猫がリターを掘って不均一に集めてリターの層を乱した後、リターの層を分配し直して平らにする。
【0073】
駆動ナットおよび駆動フォロワ上述のように、駆動アセンブリ２１８（図１９）には１対の親ねじ２４６が含まれる。また駆動アセンブリ２１８は、モーター２５２のシャフト（図示せず）に連結したウォーム２５６も含む。ウォーム２５６は、一体化した、あるいは親ねじ２４６に直接連結されたプーリ２５８に直接連結されたウォームギア２５８と協働する。第二プーリ２６０は、もう一方の親ねじ２４６に直接連結されている。ベルト２６２は、２つのプーリ２５８および２６０を連結する。テンションアーム２９１およびテンションプーリ２９２（図１７）を使用して、ベルト２６２の緊張を保つことができる。親ねじ２４６を使用して、駆動ナット２６３、および機械的に連結されたナットフォロワ２６４を駆動する。
【0074】
駆動モーター２５２（図１９）に電圧が加えられると、駆動モーター２５２の回転がウォーム２５６およびウォームギア２５８を回転させ、今度はそれが親ねじ２４６の１つおよびプーリ２５８を駆動する。プーリ２５８はベルト２６２によってプーリ２６０を駆動する。プーリ２５８、２６０の回転によって、もう一方の親ねじ２４６が回転する。親ねじ２４６が前方向に回転すると、駆動ナット２６３およびナットフォロワ２６４が前進行程中、排泄物末端２３２の方へ前進する。親ねじ２４６が逆方向へ回転すると、駆動ナット２６２およびナットフォロワ２６３は、戻り行程で逆方向にホーム位置まで戻る。
【0075】
図２３Ａに示すように、熊手アセンブリ２２２の垂直脚部２８８および２９０は、枢軸２９４によって、一方の末端でナットフォロワ２６４に旋回可能なように接続されている。傾斜アーム２９６は、枢軸２９８によって、駆動ナット２６３に旋回可能なように接続されている。傾斜アーム２９６を使用して、ナットフォロワ２６４を駆動ナット２６３から離し、それが今度は図２３Ａ〜Ｄに示すように、熊手アセンブリ２２２を駆動ナット２６３から離す。傾斜アーム２９６には、カム表面３０２と協調するフック３００が含まれ、ナットフォロワ２６４に形成される。より具体的には、図２３Ａに示すように、傾斜アーム２９６上のフック３００は、通常位置にあるナットフォロワ２６４のカム表面３０２と係合し、熊手アセンブリ２２２を、例えば図２３Ａに示すように駆動する。上述のように、駆動ナット２６３がホーム位置２２４（図２０）の移動末端に近づくと、傾斜アーム２９６の斜面がサイドレール上の歯止めと係合し、傾斜アーム２９６を、図２３Ｂに示すように時計回りの方向に回転させる。傾斜アーム２９６の時計回りの回転によって、図のようにフック３００を傾斜アーム２９６上のカム表面３０２から離す。図２３Ｂに示すように、サイドレール２４０の中に形成された歯止め３０４は、さらにナットフォロワ２６４の直線移動を停止させる。親ねじ２４６の継続した回転により、傾斜アーム２９６と同様駆動ナット２６３がホーム位置の方へさらに前進する。傾斜アーム２９６の一方の末端に形成されたピン３０６は、熊手アセンブリ２２２の垂直脚部２９０の１つと係合し、それを時計回りの方向に回転させる。駆動ナット２６３が矢印２３４（図２０）の方向へ継続して動くことにより、駆動ナット２６３が、図２３Ｃに示すようにさらに右に前進する。この動作により、熊手アセンブリをホーム位置へ置くために必要な力を最小限に抑え、熊手の後ろのホーム位置にリターの堆積を低減して、熊手アセンブリ２２２が直線移動を停止して回転する。ナットフォロワ２６４を駆動ナット２６３へ接続するバイアススプリング３０８は、駆動ナット２６３が図２３Ｃに示すように移動末端に達すると、バイアスをかけられる。そのサイクルが繰り返される（つまり前進工程が再開される）と、バイアススプリング３０８の緊張により、フック３００を傾斜アーム２９６のカム表面３０２にラッチする。
【0076】
反転アーム駆動アセンブリ２１８の代替の実施形態が、図２４Ａ〜Ｃに図解されている。本実施形態において、駆動アセンブリ２１８には、例えば図２３Ａに図解のような駆動ナット２６３およびナットフォロワ２６４の代わりに、駆動ナット２６７（対応するナットフォロワなしで）および反転アーム３０９が含まれている。本実施形態において、熊手アセンブリ２２２の垂直脚部２８８、２９０は、旋回可能なように、枢軸点２６９で駆動ナット２６７に接続されている。反転アーム３０９は、旋回可能なように、枢軸点３１２（図２４Ａ）で駆動ナット２６７に接続されている。反転アーム３０９は、一方の末端に形成されたピン３１４でＬ字型の部材として形成されている。戻り行程の間、熊手アセンブリの垂直脚部２９０はピン３１４に向かう。サイドレール２４０に形成された歯止め３１６は、反転アーム３０９の一方の末端と係合する。戻り行程方向での継続した動きによって、反転アーム３０９が枢軸軸３１２を中心に回転する。これにより、反転アーム３０９が時計回りの方向に回転する。反転アーム３０９の時計回りの方向の回転により、ピン３１４が熊手アセンブリの垂直脚部２９０と係合し、それもまた時計回りの方向に動かし、図３１Ａに概して示すように、熊手アセンブリを待機位置に押しやる。反転アーム３０９は、熊手アセンブリ２２２が回転する間、熊手アセンブリ２２２の直線移動を停止しない。
【0077】
制御装置自己清掃式動物用トイレ２００の制御装置が図２５に図解され、概して参照番号３１０で識別される。制御装置３１０は、例えばマイクロプロセッサ３１１、また型ＡＴＴＩＮＹ２６−ＳＣを含む。制御装置３１０には、前進工程の第一方向へ、また戻り工程の逆方向へ駆動モーター２５２を駆動する、モーター駆動回路３１２が含まれる。モーター制御装置３１２には、複数のトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ６、およびＱ７が含まれる。加えて、モーター制御装置回路３１２にはまた、複数のダイオードＤ２、Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６、抵抗器Ｒ７、Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、およびコンデンサＣ１０およびＣ１１が含まれる。トランジスタＱ１、Ｑ３およびＱ７は、そのモーターへのＤＣ電源をある方向へ制御し、一方トランジスタＱ２、Ｑ４およびＱ６は駆動モーター２５２へのＤＣ電源を逆方向へ制御する。より具体的には、トランジスタＱ１およびＱ２は通常開いている。電源投入時には、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿１、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿２、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿３およびＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿４の全ての信号は低く、その結果駆動トランジスタＱ１〜Ｑ７は全て切れる。また、駆動信号、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿１、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿２、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿３およびＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿４を低くすることで、駆動モーター２５２を停止することができる。
【0078】
ダイオードＤ２、Ｄ３、Ｄ５、およびＤ６はモーター供給電圧ＨＶ＿ＩＮの全波整流を提供する。特に、ダイオードＤ２、Ｄ３、Ｄ５、およびＤ６ダイオードＤ２およびＤ５間のノードで正供給電圧、またダイオードＤ３およびＤ６間のノードで０ボルトを生み出す。
【0079】
前進方向では、駆動信号、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿１およびＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿４が高くなる。高いＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿１信号によってトランジスタＱ３が閉じ、それが今度はトランジスタＱ１を閉じる。トランジスタＱ１が閉に切り替わると、駆動モーター２５２の供給電圧がＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿Ａ端子に、０ボルトがＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿Ｂ端子に接続され、それらが今度は駆動モーター２５２に接続される。
【0080】
逆方向では、信号、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ２およびＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿３は高くなる。高いＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ２の信号によって駆動トランジスタＱ４が閉じ、それが次に駆動トランジスタＱ２を閉じる。これによって、正供給電圧がトランジスタＱ２によって、モーター端子、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿Ｂに接続される。高いＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿３の信号によって駆動トランジスタＱ６が閉じられ、それが０ボルトをモーター端子、ＭＯＴＯＲ＿Ａに接続する。
【0081】
駆動モーター２５２の回転方向にかかわらず、モーター駆動電流は、図のように並列に接続された複数の電流検知抵抗器Ｒ３５、Ｒ３２を含む電流検知回路３１２によって検知される。これらの検知抵抗器Ｒ３５〜Ｒ４２は抵抗器Ｒ２３と分圧器を形成し、それが今度は、コンパレータ３１４の反転入力に接続される。コンパレータ３１４の非反転入力には、基準電圧が加えられる。基準電圧は、抵抗器Ｒ２８およびＲ２９から成る分圧器の＋５ボルトＤＣ源によって作り出される。出力を安定させるために、バイパスコンデンサＣ４をコンパレータ３１４の反転入力に連結することができる。プルアップ抵抗器Ｒ２６によって、コンパレータ３１４の出力が高く引き上げられる。コンパレータ３１４の出力は通常高く、マイクロプロセッサ３１１のＰＢ６／ＩＮＴＯによって検知される。モーター駆動電流が予め定められている、例えば５５０ミリアンペアのような値を超えると常に、反転入力に加えられる電圧がコンパレータ３１４を作動させるほど高くなり、予め定められた時間、回転子の固着状態、例えば、熊手アセンブリ２２２が動けずに駆動モーター２５２の回転子が固着状態にあるということを示し、猫が熊手アセンブリ２２２を妨害している可能性があることを表す。コンパレータ３１４のトリップ設定点は、抵抗器Ｒ２８およびＲ３２によって決定される。コンパレータ３１４が作動されると、その出力が低くなる。この低い信号、ＣＵＲ＿ＬＩＭ＿ＩＮがマイクロプロセッサ３１１に加えられ、高く、例えば２５０マイクロ秒後に信号を有効にする、いずれかの駆動信号、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿３あるいはＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿４を閉じる。５５０ミリアンペアの状態が、予め定められた、例えば２００ミリ秒の間続くと、駆動モーター２５２は失速して止まるとみなされる。
【0082】
制御装置３１０にもまた赤外線（ＩＲ）回路検出器が含まれ、猫が自己清掃式動物用トイレ２００の中に存在するかどうかを検出するために使用される。赤外線検出回路には、赤外線ダイオード（図示せず）、フォトトランジスタ（図示せず）トランジスタＱ５、１対の限流抵抗器Ｒ９およびＲ１２、コンパレータ３１６、複数の抵抗器Ｒ２７、Ｒ３４、Ｒ３１、Ｒ３３、Ｒ２５、およびＲ３０が含まれる。赤外線ダイオードおよびフォトトランジスタへの電源は、５ボルト電源供給および抵抗器Ｒ２によって端子、ＩＲ＿ＯＵＴ＿１（接続器Ｊ１のピン８）へ常時供給される。赤外線センサー制御信号、ＩＲ＿ＬＥＤ＿ＯＵＴは通常低い。この赤外線センサー制御信号、ＩＲ＿ＬＥＤ＿ＯＵＴは定期的に、例えば１０秒間高くなり、トランジスタＱ５を作動させる。これによって、例えば２５０ミリアンペアを超えるような比較的大きな電流が、端子、ＩＲ＿ＯＵＴ＿２によって赤外線ダイオード（図示せず）を通って流れる。これによって赤外線ダイオードが点滅し、それが今度は接続器Ｊ１のピン５に接続されているフォトトランジスタ（図示せず）に検出される。フォト、トランジスタの出力はパルス信号、ＩＲ＿ＳＥＮＳＥ＿ＩＮで、接続器３１７の端子５に接続され、コンパレータ３１６の非反転入力に加えられる。前記ビームが途切れていないときは、猫の不在を表し、非反転入力は低く下げられ、コンパレータ３１６をトリップし、それによってコンパレータ出力３１６が低くなる。ＩＲ＿ＳＥＮＳＥ＿ＩＮパルスの通過（つまり、フォトトランジスタが閉じられる）後、コンパレータ３１４の非反転入力は高くなり、それによってコンデンサＣ６上の電圧が通常のレベルに戻り、その結果コンパレータ３１６は高い状態に戻る。
【0083】
マイクロプロセッサ３１１は、たとえ駆動モーター２５２が作動している間も、継続的に赤外線検出器の活動を監視する。マイクロプロセッサ３１１がＩＲ＿ＳＥＮＳＥ＿ＩＮパルスを継続的に受信していれば、システムはビームは途切れていないとみなす。例えば３回以上の間、パルスが受信されなければ、ビームが途切れているとみなされ、猫が動物用トイレの中にいることをあらわす。
【0084】
またマイクロコントローラ３１１には、もう２つのシステム入力がある。特に、リミットスイッチが２つあり、排泄物末端２３２の「末端」リミットスイッチ、およびホーム位置２２４の「ホーム」リミットスイッチとして識別される。これらのリミットスイッチ入力は接続器３７のピン１および３へ、次にマイクロプロセッサ３１１のポートＰＢ３およびＰＢ４／ＸＴＡＬ１へ加えられる。これらの入力は、プルアップ抵抗器Ｒ１６およびＲ１７によって引き上げられる。リミットスイッチを使用して、マイクロコントローラ３１１に信号を与え、駆動モーター２５２を前進サイクルの末端で停止させて方向を逆にする。またシステムは任意のサイクルスイッチＳ１を含むこともでき、それによって熊手アセンブリ２２２および駆動アセンブリ２１８が操作の１サイクルを通して循環できる。サイクルスイッチはマイクロコントローラ３１１のポートＰＡ１／ＡＤＣ１に連結されている。サイクルスイッチは、プルアップ抵抗器Ｒ１によって高く引き上げられる。
【0085】
回路の電源は電源供給装置３１９によって生み出される。例えば、ナショナルセミコンダクター社の型番ＬＭ７８Ｍ０５ＣＴである。任意でバイパスコンデンサＣ１０およびＣ１１を使用して、電源供給を安定させることも可能である。
【0086】
ＬＥＤ３２０を備えて、以下に述べるように、掻き集めサイクルのさまざまな状態を表すこともできる。ＬＥＤ３２０は、ポートＰＡ２／ＡＤＣ２に、限流抵抗器Ｒ１２で接続されている。
【0087】
制御装置３１０の論理図が図２６に図解されている。最初、システムは最初にステップ３５０で確認し、サイクルスイッチＳ１が押されたかどうかを判別する。押された場合は、システムはステップ３５２で、ＬＥＤ３２０を８Ｈｚで点滅させ、ステップ３５０に循環して戻る。サイクルスイッチＳ１が押されていなければ、システムは次にステップ３５３で確認し、ナットフォロワ２６４がホーム位置２２４に到達したことを示す、「ホーム」リミットスイッチが開いているかどうかの判別を行う。開いている場合は、ＬＥＤ３２０は、ステップ３５４でしっかりと点灯する。次にシステムはステップ３５６で確認し、赤外線ビームが途切れているかどうか判別する。そうでない場合、ＬＥＤ３２０はステップ３５８で点灯し、システムはステップ３６０に進んでサイクルスイッチＳ１が押されたかどうかを判別する。サイクルスイッチＳ１が押されていない場合は、システムはステップ３５６にループバックする。サイクルスイッチが押されていなければ、システムは以下に述べるようにサイクルを開始する。赤外線ビームが途切れていれば、ＬＥＤ３２０はステップ３６２で１秒の点滅速度で点滅する。その後システムはステップ３６４で、赤外線ビームが途切れてからの時間を測定する。３秒未満しか経過していない場合は、システムはステップ３５６にループバックする。３秒を超えて経過した場合は、システムはステップ３６６に進み、ＬＥＤ３２０を４Ｈｚで点滅させる。システムはその後ステップ３６８で確認し、赤外線ビームを遮るものがないかどうかを判別し、そうでなければ、ステップ３６６にループバックし、ＬＥＤ３２０を４Ｈｚで点滅し続ける。赤外線ビームを遮るものがなければ、システムはステップ３７０でタイマーを規定値に戻し、ステップ３７２に進んで再度赤外線ビームが途切れていることを確認する。そうであれば、ステップ３７４でＬＥＤ３２０を４Ｈｚの速度で点滅し、システムはステップ３７０にループバックする。ステップ３７２で判別されたように赤外線ビームが途切れていなければ、システムはステップ３７６でＬＥＤを１Ｈｚで点滅させる。その後システムはタイマーを確認し、ステップ３７８で、例えば２０分のような予め定められた以上の時間が経過したかを確認する。経過している場合は、システムは以下に述べるように清掃サイクルを開始する。そうでなければ、システムはステップ３８０に進み、サイクルスイッチＳ１が押されたかどうかを確認する。押されている場合は、システムはステップ３５４にループバックする。サイクルスイッチＳ１が押されていなければ、システムはステップ３７２にループバックする。
【0088】
清掃サイクルが開始されると常に、マイクロプロセッサ３１１は信号のＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ１あるいはＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿２を生成することで、前進方向に駆動モーター２５２を稼動し、ステップ３８２でトランジスタＱ１あるいはＱ７を閉じる。駆動モーター２５２がステップ３８２で前方に駆動された後、ステップ３８４でＬＥＤ３２０が１Ｈｚの速度で点滅される。次にシステムはステップ３８６で確認し、サイクルスイッチＳ１が停止しているかを判別する。その場合は、システムは清掃サイクルから抜け出て、ステップ３８８に進んでモーターを停止させる。サイクルスイッチＳ１が押されていなければ、システムは次にステップ３９０で確認して、上述のようにモーターが失速した状態かどうかを判別する。失速した状態であれば、システムはステップ３８８でモーターを停止させる。ステップ３９０でモーターの失速した状態が検出されなければ、システムはステップ３９２で確認して、駆動アセンブリ２１８および熊手アセンブリ２２２が前進工程の末端に到達したことを示す、排泄物末端リミットスイッチが開いた状態かどうかを判別する。そうでなければ、システムはステップ３８２にループバックし続け、駆動モーター２５２を作動し続ける。排泄物末端リミットスイッチが開いている場合は、システムはステップ３９４でモーターを停止させ、例えば１秒および３９６のような予め定められた時間の間一時停止する。続いてシステムは、適切なＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿１およびＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿３を低く、そして信号、ＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿２およびＭＯＴＯＲ＿ＯＵＴ＿４を高くすることで、駆動モーター２５２の方向を逆転する。上述のように、これによってトランジスタＱ２およびＱ６が閉じ、それがステップ３９８で駆動モーター２５２の方向を逆転させる。駆動モーター２５２が逆方向に駆動された後（つまり、戻り工程に）、ステップ４００でＬＥＤ３２０を１Ｈｚの速度で点滅させる。その後システムはステップ４０２で確認して、サイクルスイッチＳ１が押されたかどうかを判別する。その場合は、システムはステップ３８８でモーターを停止させる。システムがステップ４０２でサイクルスイッチＳ１が停止していないと判別すると、ステップ４０４でモーターの失速状態かどうかを確認する。ステップ４０４でモーターの失速状態が検出されると、上述のように、ステップ３８８で駆動モーター２５２が停止される。ステップ４０４でモーターの失速状態が検出されない場合は、システムはステップ４０６で、「ホーム」リミットスイッチが開いているかどうか確認して判別する。これは駆動アセンブリ２１８および熊手アセンブリ２２２がホーム位置２２４へ戻ったことを表す。そうでなければ、システムはステップ３９８にループバックし、駆動モーター２５２を逆方向へ作動し続ける。ホームリミットスイッチが開いていれば、ステップ４０８でモーターが停止され、４１０で例えば１秒間のような。予め定められた時間の間一時停止する。その後システムはステップ３５４にループバックする。モーターがステップ３８８で停止された後、ステップ４１２でＬＥＤ３２０を８Ｈｚの速度で点滅させる。続いてシステムは、サイクルスイッチＳ１がステップ４１４で停止しているかどうか確認して判別する。そうでない場合は、システムはステップ３８８にループバックする。そうであれば、システムはステップ３９８にループバックし、駆動モーター２５２を逆方向に循環する。信号、ＩＰＳ＿ＭＯＳＩ、ＩＳＰ＿ＲＳＴ、ＩＳＰ＿ＳＣＫ、およびＩＳＰ＿ＭＩＳＯを使用して、最初に制御装置３１０のプログラムを組むことができる。これらの信号、ＩＰＳ＿ＭＯＳＩ、ＩＳＰ＿ＲＳＴ、ＩＳＰ＿ＳＣＫ、およびＩＳＰ＿ＭＩＳＯは、接続器ＪＰ１に加えられる外部プログラミング信号で、複数のプルアップ抵抗器Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６によって高く引き上げられ、それぞれポートＰ０１、Ｐ０２、Ｐ０３およびＰ０４に、あるいはマイクロコントローラ３１１に加えられる。プルアップ抵抗器Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６と同様、接続器ＪＰ１は制御装置３１０の初期プログラミングにのみ必要で、システムはすでにプログラムを組まれているので、商業的な実施形態においては必要でない。明らかに、上記の説明を鑑みると、本発明の多くの修正や変形物が可能である。従って、添付の請求項の範囲内において、本発明は、上記に具体的に述べた以外の方法でも実施できることが理解されるべきである。
【0089】
特許状によって請求され、含まれることが所望されるものは以下の通りである。