特表 2022-540232 スマートノズルおよびスマートノズルを実装する表面クリーニング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-14

(54)【発明の名称】スマートノズルおよびスマートノズルを実装する表面クリーニング装置

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/28 20060101AFI20220907BHJP

   A47L 5/24 20060101ALI20220907BHJP

【ＦＩ】

A47L9/28 A

A47L9/28 N

A47L9/28 U

A47L5/24 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022501312

(86)(22)【出願日】2020-07-10

(85)【翻訳文提出日】2022-03-03

(86)【国際出願番号】 US2020041724

(87)【国際公開番号】W WO2021007568

(87)【国際公開日】2021-01-14

(31)【優先権主張番号】62/872,862

(32)【優先日】2019-07-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＪＡＶＡ

２．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【識別番号】510053422

【氏名又は名称】シャークニンジャ オペレーティング エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】ハワード，ダミアン

(72)【発明者】

【氏名】ブラウン，アンドレ ディー．

【テーマコード（参考）】

3B057

【Ｆターム（参考）】

3B057DA09

(57)【要約】

一般に、本開示は、攪拌器などの一つまたは複数の構成要素を通電する前に、ユーザーによるクリーニング動作の開始を検出することによって、好ましくは、表面クリーニング装置の全体的な電力消費を低減する表面クリーニング装置で使用するノズル制御回路を対象とする。ノズル制御回路は、一つまたは複数のセンサー（本明細書では動作センサーとも呼ぶ）から出力されたデータに基づいて、クリーニング動作を検出することができる。例えば、ノズル制御回路は、発生された吸引の存在を検出するために、汚れ空気入口内に動作可能に結合された加速度計などの動きセンサー、ジャイロスコープなどの配向センサー、および／または気圧センサーのうちの少なくとも一つと通信することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面クリーニング装置であって、
ハンドル部分および汚れ空気通路を画定する本体と、
前記汚れ空気通路内に空気を引き込む吸引を生成するための吸引モーターと、
前記本体に結合され、前記汚れ空気通路と流体連結される汚れ空気入口を有するノズルと、
前記ノズルに結合されたセンサーと、
一つまたは複数のブラシロールを駆動するためのブラシロールモーターと、
ノズル制御回路であって、前記センサーからの出力データに基づいて前記表面クリーニング装置の使用を検出し、前記出力データを受信することに応答して、前記ブラシロールモーターに通電させる、ノズル制御回路と、を含む、表面クリーニング装置。

【請求項2】

前記センサーが、前記ノズル内の前記汚れ空気通路の一部分に沿って配置される気圧センサーを含み、前記ノズル制御回路が、前記ブラシロールモーターに、所定の閾値を超える気圧値を示す前記出力データに基づいて、通電を引き起こす、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項3】

前記ノズル制御回路が、前記センサーから前記出力データを受信するためのコントローラーを含み、前記ノズル制御回路が、前記コントローラーおよび前記センサーを一定時間にわたって切り替え可能に通電して、前記センサーから前記出力データを受信し、前記表面クリーニング装置の使用を検出する、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項4】

前記センサーが、前記吸引モーターによって生成される吸引を検出するように構成されるセンサーを含み、前記ノズル制御回路が、検出された吸引の量が所定の閾値を下回ることを示す、前記センサーからの圧力測定値に基づいて、前記コントローラーおよび／または前記センサーを非通電状態にする、請求項３に記載の表面クリーニング装置。

【請求項5】

前記センサーが、前記吸引モーターによって生成される吸引を検出する気圧センサー、掃除される表面に対して前記ノズルによって供給される力の量を検出する力センサー、前記掃除される表面に対する前記表面クリーニング装置の配向を検出する配向センサー、および／または前記表面クリーニング装置の加速度を検出する加速度センサーのうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項6】

前記センサーが、少なくとも前記吸引モーターによって生成される吸引を検出する第一のセンサー、および前記表面クリーニング装置の加速度を検出する第二のセンサーを含む、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項7】

前記ノズル制御回路が、前記ブラシロールモーターに通電させ、前記一つまたは複数のブラシロールを毎分当たり所定の回転（ＲＰＭ）で回転させる駆動信号を提供する、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項8】

前記表面クリーニング装置が、床タイプセンサーをさらに含み、前記ノズル制御回路が、前記床タイプセンサーからの出力に基づき、前記ブラシロールモーターに、前記所定のＲＰＭで前記一つまたは複数のブラシロールを駆動させる、請求項７に記載の表面クリーニング装置。

【請求項9】

前記センサーが加速度計を含み、前記ノズル制御回路が、前記加速度計によって検出された動きに基づいて、前記ブラシロールモーターに、毎分当たり所定の回転で前記一つまたは複数のブラシロールを通電および駆動させる、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項10】

前記本体内に配置される第一の電源と、前記ノズル内に配置される第二の電源とをさらに含み、前記吸引モーターが前記第一の電源から電力を引き込み、前記ブラシロールモーターが前記第二の電源から電力を引き込む、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項11】

前記ノズルが前記表面クリーニング装置の前記本体から分離されたときに、前記ノズルおよびセンサーが共に結合されたままになるように、前記ノズルが前記本体に取り外し可能に結合される、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項12】

前記ノズル、前記センサー、および前記ブラシロールモーターが、前記ノズルが前記表面クリーニング装置の前記本体から分離されたときに一緒に結合されたままである、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項13】

手持ち式表面クリーニング装置であって、
ハンドル部分および汚れ空気通路を画定する本体と、
前記汚れ空気通路内に汚れおよび破片を引き込む吸引を生成するための吸引モーターと、
前記本体に結合され、前記汚れ空気通路と流体的に結合された汚れ空気入口を有するノズルであって、空洞を画定する、ノズルと、
前記ノズルの前記空洞内で一つまたは複数のブラシロールを駆動するためのブラシロールモーターと、
前記ノズルの前記空洞内に配置されるノズル制御回路であって、
クリーニング動作中に前記手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出し、
前記手持ち式表面クリーニング装置の前記使用を検出することに応答して、前記ブラシロールモーターに駆動信号を送信して、前記ブラシロールモーターに、前記一つまたは複数のブラシロールを毎分当たり所定の回転（ＲＰＭ）で回転させる、ノズル制御回路と、を含む、手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項14】

前記ノズル制御回路は、前記吸引モーターによって生成される吸引、前記ノズルと掃除される表面との間の接触を示す力値、前記手持ち式表面クリーニング装置の加速度、および／または前記掃除される表面に対する前記手持ち式表面クリーニング装置の配向を検出することのうちの少なくとも一つに基づいて、前記手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出する、請求項１３に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項15】

前記ノズル制御回路に給電するための前記ノズル内に配置される第一の電源と、前記吸引モーターに給電するための前記本体内に配置される第二の電源とをさらに含む、請求項１３に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項16】

前記ノズル制御回路は、前記汚れ空気通路に沿って圧力を測定するために前記ノズル内に配置される圧力センサーをさらに含み、前記ノズル制御回路は、前記汚れ空気通路内の平均圧力が所定の閾値を超えるかどうかを検出するために、前記圧力センサーからのサンプリング圧力値に基づいて、前記手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出するように構成される、請求項１３に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項17】

前記ノズル制御回路は、動きセンサーをさらに含み、前記動きセンサーは、ジャイロスコープ、加速度計および／または磁気計のうちの少なくとも一つを含む、請求項１３に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項18】

前記ノズル制御回路は、前記本体が掃除される表面に対して実質的に横方向に延在するように、前記手持ち式表面クリーニング装置が移動している、および／または角度付けられていることを示す、前記動きセンサーに基づいて、前記手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出するように構成される、請求項１７に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項19】

前記ノズル制御回路が、前記動きセンサーによって検出された前記手持ち式表面クリーニング装置の前向きおよび／または後向きの動きの検出に基づいて、前記ブラシロールモーターに前記一つまたは複数のブラシロールのＲＰＭを変化させる、請求項１８に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項20】

前記ノズル制御回路は、床タイプ検出器を含み、前記ノズル制御回路は、前記床タイプ検出器からの出力に基づいて、前記ブラシロールモーターに、前記一つまたは複数のブラシロールのＲＰＭを調整させる、請求項１８に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項21】

前記ノズルが前記本体に取り外し可能に結合される、請求項１３に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項22】

表面クリーニング装置内のブラシロール速度を制御するための方法であって、
コントローラーによって、吸引モーターが吸引を生成して、汚れおよび破片を前記表面クリーニング装置の入口に引き込むことを検出することと、
前記吸引モーターによって生成される吸引を検出することに応答して、前記表面クリーニング装置の前記入口に隣接する床タイプを検出するためのノズル制御回路の一部分を通電することと、
駆動信号をブラシロールモーターに送信して、前記検出された床タイプに基づいて、一つまたは複数の関連するブラシロールの毎分当たりの回転（ＲＰＭ）を調整することと、を含む、方法。

【請求項23】

前記吸引モーターが吸引を生成していることを検出することが、前記コントローラーによって、所定の期間にわたって汚れ空気通路内に配置される圧力センサーから複数の圧力測定値を受信することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

ノズル制御回路の一部分を通電することが、前記ブラシロールモーターによって引き出される電流を測定するための回路に給電することをさらに含み、前記ノズルに隣接する前記床タイプを検出することが、測定された電流が第一の所定の閾値を超えるかどうかを識別することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項25】

前記検出された床タイプに基づいて、一つまたは複数の関連するブラシロールの毎分当たりの回転（ＲＰＭ）を調整することが、前記測定された電流が第二の所定の閾値を下回ることに基づいて、前記一つまたは複数の関連するブラシロールの前記ＲＰＭをゼロに設定することをさらに含む、請求項２４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の参照
本出願は、２０１９年７月１１日に出願された米国仮出願番号第６２／８７２，８６２号の利益を主張するものであり、これは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本明細書は、表面掃除装置に関し、より具体的には、ユーザーによる表面クリーニング装置の使用を検出し、ブラシロール／攪拌器などのノズル構成要素を起動し、好ましくは、ノズル近傍で検出された床タイプに対してブラシロール速度、回転方向、および／またはノズル配向を調節することができる、ノズル制御回路を有する表面クリーニング装置に関する。

【背景技術】

【0003】

掃除機などの動力付き表面クリーニング装置には、それぞれが一つまたは複数の電源（例えば、一つまたは複数のバッテリーまたは主電源）から電力を受け取る複数のコンポーネントがある。例えば、掃除機は、クリーニングヘッド内で真空を生成する吸引モーターを含んでもよい。生成された真空は、掃除される表面から破片を収集し、破片を破片収集器内に堆積させる。掃除機はまた、クリーニングヘッド内でブラシロールを回転させるモーターを含んでもよい。ブラシロールの回転は、生成された真空が表面から破片を除去することができるように掃除される表面に付着された破片を撹拌する。掃除のための電気的構成要素に加えて、掃除機は、掃除される領域を照射するための一つまたは複数の光源を含み得る。

【0004】

手持ち式掃除機などの携帯式表面クリーニング装置は、一般的にＡＣ主電源に連結する「コード付き」掃除機よりも便利である。しかしながら、携帯式掃除機の一つの欠点は、電源、例えば、一つまたは複数の充電式電池セルが、再充電が必要となる前に比較的限られた量のクリーニング時間を可能にすることである。ブラシロールなどのアクセサリーは、カーペット表面、室内装飾品のクリーニングなどの一部の用途ではクリーニング性能を向上させるが、ブラシロールを駆動するモーターは、使用中に、特に、ブラシロールが厚いカーペットおよび他の高摩擦表面をクリーニングする場合など、負荷下にある時に、相当な電力を消費し得る。従って、一部の手持ち式表面クリーニング装置には、ブラシロール付きのノズルが含まれていない。一方で他の装置では、ユーザーが電池寿命を延ばすために取り外すか無効にすることができる取り外し可能なブラシロールを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0005】

本明細書に含まれる図面は、本明細書の教示のさまざまな実施例を説明するためのものであり、任意の方法で教示されるものの範囲を制限することを意図していない。

【0006】

【図1】図１は、本開示の実施形態と一致するノズル制御回路を含む表面クリーニング装置の実施例を示している。

【0007】

【図2】図２は、本開示の実施形態によるブラシロール速度を制御するための例示的な方法を示す。

【0008】

【図3】図３Ａは、本開示の実施形態による、毎分当たりのブラシロール回転（ＲＰＭ）を調節するために検出された速度を利用するための例示的なアプローチを示す。

【0009】

図３Ｂは、本開示の実施形態による、表面クリーニング装置が壁または他の垂直表面を横断するときを検出するための加速度および／または配向を利用するための例示的なアプローチを示す。

【0010】

図３Ｃは、本開示の実施形態による、加速度データを使用して壁の存在を検出するための別の例示的なアプローチを示す。

【0011】

【図4】図４は、本開示と一致する、ノズル制御回路を実施する例示的な表面クリーニング装置を示す。

【0012】

【図5A】図５Ａ～５Ｂは、本開示と一致する、ノズル制御回路を実施する別の例示的な表面クリーニング装置を示す。

【図5B】同上。

【0013】

【図6】図６は、図１のノズル制御回路での使用に適したトランジスタースイッチング回路の例示的回路図を示している。

【0014】

【図7】図７は、図１のノズルコントローラー回路で使用するのに適したマイクロコントローラーの例示的な概略図を示している。

【発明を実施するための形態】

【0015】

一般に、本開示は、好ましくは、攪拌器などの一つまたは複数の構成要素を通電する前に、ユーザーによるクリーニング動作の開始を検出することによって、表面クリーニング装置の全体的な電力消費を低減する、表面クリーニング装置で使用するためのノズル制御回路（本明細書ではノズル回路とも呼ぶ）を対象とする。ノズル制御回路は、一つまたは複数のセンサー（本明細書では動作センサーとも呼ぶ）から出力されたデータに基づいて、クリーニング動作を検出することができる。例えば、ノズル制御回路は、発生された吸引の存在を検出するために、汚れ空気入口内に動作可能に結合された加速度計などの動きセンサー、ジャイロスコープなどの配向センサー、および／または気圧センサーのうちの少なくとも一つと通信することができる。

【0016】

好ましくは、ノズル制御回路および一つまたは複数の動作センサーは、取り外し可能なノズルハウジングが表面クリーニング装置に選択的に結合され、表面クリーニング装置の他の構成要素と電気的および／または物理的に必ずしも通信することなく動作し得るように、取り外し可能なノズルハウジング（または取り付けハウジング）に配置されるか、またはそうでなければ、それに統合される。ノズル制御回路はまた、好ましくは、前述の動作センサーのうちの一つまたは複数を使用して、クリーニング動作の終了を検出し、例えば、ボタン押下などのユーザー入力を必ずしも必要とせずに、攪拌器などの一つまたは複数の関連構成要素への電力を非通電にすることができる。

【0017】

より詳細には、ノズル制御回路は、好ましくは、一つまたは複数の電源装置（例えば、電池セル、好ましくは、充電式電池セル）と、コントローラー（本明細書では、ノズルコントローラーまたはノズルマイクロコントローラーとも呼ばれる）と、ユーザー入力（ボタン入力など）を受信したり、ノズル制御回路と例えば吸引モーターを制御する回路との間で電気的通信を行ったりする必要なく、ブラシロール動作および／または他のノズルベースの構成要素（例えば、ＬＥＤステータスライト、サイドブラシ、ノズル角度／高さアジャスターなど）を有効化、調整、および無効化できるノズル制御スキームを実装するために、ノズルハウジング内／上に連結された動作センサーと、を含む。

【0018】

ノズル制御スキームは、好ましくは、比較的低電力モードで動作して、ノズルコントローラーおよび一つまたは複数の動作センサー（例えば、ジャイロスコープ、加速度計、磁気計、圧力センサー）に瞬間的に給電することによって、表面クリーニング装置の使用を検出し、センサーデータを、例えば、関連する所定の閾値と比較することによって、表面クリーニング装置の使用を検出する。表面クリーニング装置の使用／動作が検出されると、ノズル制御回路は、好ましくは、比較的高電力の使用中モードに移行して、例えば、駆動ブラシロールモーターを駆動し、検出された床タイプに基づいてブラシロール／攪拌器のＲＰＭを変化させ、ノズルが異なる検出された床タイプに遭遇するときに所定のＲＰＭ値から選択することができる。その後、ノズル制御回路は、好ましくは、例えば、所定の期間にわたって事前に所定の閾値未満で測定されるセンサーデータに基づいて、クリーニング動作が終了したことを検出すると、自動的に低電力モードに移行する。低電力モードへの移行は、好ましくは、ノズル制御回路がブラシロールモーターおよび／または関連する構成要素を非通電状態にすること、その後、後続の使用が検出されるまで、上述のように、ノズルコントローラーおよび動作センサーを瞬間通電することを含むことができるシーケンスに戻ることを含む。

【0019】

従って、本開示と一致する、ノズル制御回路は、好ましくは、センサーデータの比較的低電力の、粗いサンプリングを行い、および一般に本明細書では、ブラシロール動作、オプションのサイドブラシの起動、周辺環境内の視認性を向上させるためのＬＥＤの実現、クリーニング溶液の診断出力（例えば、ＬＥＤによるバッテリーの充電レベル）導入、ブラシロール／攪拌器の高さ調整、および／または目詰まり検出を含む、一般に使用中モードと呼称される、比較的高電力の動作モードにインテリジェントに移行することができる。

【0020】

好ましくは、ノズル制御回路は、例えば、ブラシロールのＲＰＭの調整、クリーニング溶液の展開、および／または検出された詰まり状態をユーザーに警告することによって、最適なクリーニング動作を確実にするために、使用中モードである間、表面タイプの比較的きめ細かい検出を実施することができる。言い換えれば、ノズル制御回路は、例えば、１～３秒以内、好ましくは１秒以内の時宜を得た様式で、表面タイプの変化に調整して、最適なクリーニングを確保できる。

【0021】

加えて、ノズル制御回路は、好ましくは、単一のノズルハウジング内に実装され、従って、例えば、ノズル制御回路を吸引モーター動作を支配する回路に電気的に結合するワイヤ／相互接続の必要性を排除する。これにより、ワイヤ／相互接続を排除することによって表面クリーニング装置の美的魅力を高め、ノズル制御回路が独立した様式で動作することを可能にする。ノズルが一つまたは複数の電池を含む場合、ノズル構成要素は、吸引モーターおよび関連する回路に給電するように構成される電池などの一次電源からではなく、ノズル電池から電力を引き出すことができるため、表面クリーニング装置の全体的な電池寿命を延長することができる。

【0022】

一つの特定の非限定的な例示的実施形態では、取り外し可能なノズルハウジングは、攪拌器モーターおよび一つまたは複数のブラシロールをさらに含み得る。次いで、取り外し可能なノズルハウジングは、攪拌器による掃除が所望されるときに、表面クリーニング装置のノズルカップリングセクションに結合され得る。取り外し可能なノズルハウジング内のノズル制御回路は、次いで、クリーニング動作の開始を検出し、例えば、ボタン押下などの追加のユーザー入力を必要とせずに攪拌器モーターを通電し得る。より好ましくは、取り外し可能なノズルハウジングは、ノズル制御回路および／または攪拌器モーターおよび関連するブラシロールなどの関連構成要素に給電するための一つまたは複数の電池セルなどの統合電源を含み、表面クリーニング装置の一次電源、例えば、吸引モーターに給電するために使用される電源への負荷の増加を回避する。次に、取り外し可能なノズルハウジングは、表面クリーニング装置とは別個に記憶されてもよく、さらに、任意選択的に、ドックを介して、またはＡＣ主電源に連結される電源アダプターなどの他の適切な装置を介して、取り外し可能なノズルハウジング内の統合電源の充電を可能にする。

【0023】

本明細書で一般的に言及されるように、ダストおよび破片は、表面クリーニング装置に吸引によって引かれ得る汚れ、ダスト、水、またはその他任意の粒子を意味する。

【0024】

図を参照すると、図１は、本開示と一致する、ノズル制御回路１００を実施する、例示的な表面クリーニング装置１０１を示す。図１の実施形態は、手持ち式表面クリーニング装置としての表面クリーニング装置１０１を示しており、従って、以下の開示はまた、手持ち式掃除機または手持ち式表面クリーニング装置として表面クリーニング装置１０１を指し得る。しかしながら、他のタイプの表面クリーニング装置が、いわゆるスティックバックス、ロボット掃除機、またはブラシロールをインテリジェントに係合し、および／またはノズルの動作モードを調整して、クリーニング性能を最適化し、および／または電池寿命を延長することを試みる任意の他の装置など、本明細書に開示されるノズル制御回路１００の態様および実施形態を実施することができる。

【0025】

示されるように、表面クリーニング装置１０１は、ハンドル部分（またはハンドル）１１４、本体（またはベース）１１６、およびノズル１０２を含む。本体１１６は、汚れおよび破片を収容および保管するための取り外し可能なダストカップ１１７を含む。本体１１６は、ノズル１０２と流体連結して、汚れおよび破片を受容して、取り外し可能なダストカップ１１７内に記憶することができる。

【0026】

ハンドル部分（またはハンドル）１１４は、使用中に手首の疲労を軽減するために、ユーザーの手に対して輪郭を描く形状／外形を含むことが好ましい。ハンドル部分１１４に隣接する一つまたは複数のユーザーインターフェイスボタンによって、例えば、吸引モーターのオン／オフ、および汚れおよび破片を空にする目的で取り外し可能なダストカップ１１７の取り外しが許容されることが好ましい。ハンドル部分１１４は本体１１６に移行し、本体１１６は、取り外し可能なダストカップ１１７、オプションのフィルター、および真空コントローラー回路１１８を収容する空洞を提供する。

【0027】

好ましくは、真空コントローラー回路１１８は、一次コントローラー１２０、吸引モーター１２２、および一次電源１２４を含む。真空コントローラー回路１１８の各構成要素は、本体１１６内に存在し、例えば、各構成要素は、本体１１６内に位置するが、構成要素は、所望の構成に応じて、例えば、ハンドル部分、追加のハウジングセクションなど、異なる位置に存在し得る。一次コントローラー１２０は、マイクロコントローラー、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および／またはディスクリート回路、ロジック、メモリー、およびチップなどの回路を含む。同様に、一次コントローラー１２０は、ハードウェア（例えば、プロセッサー、ＡＳＩＣ、回路）、ソフトウェア（例えば、アセンブリーコード、Ｃ＋＋コード、Ｃコード、またはＪａｖａなどの解釈された言語からコンパイルまたは解釈されたコンピューター可読コード）、またはそれらの任意の組み合わせを使用して、本明細書に記載のさまざまな方法を実施することができる。

【0028】

一次コントローラー１２０は、吸引モーター１２２をオン／オフにし、クリーニング動作中に吸引を増加／減少させる駆動信号を提供する回路をさらに含む。この回路は、例えば、モーター駆動回路、電力変換回路、速度制御器などを含むことができる。吸引モーター１２２は、ＤＣモーター、または吸引を生成するための他の適切な装置を含むことができる。動作中、吸引モーター１２２は、従って、ノズル１０２の入口に空気を引き込む吸引を生成し得る。

【0029】

一次コントローラー１２０、および吸引モーター１２２はそれぞれ、一次電源１２４から電力を引き込む。一次電源１２４は、一つまたは複数の電池セル、好ましくは、充電式リチウムイオン電池セルなどの充電式電池セル、およびＤＣ－ＤＣコンバータ、電圧レギュレータ、および電流リミッターなどの関連回路を含み得る。

【0030】

続いて、ノズル１０２は、本体１１６に取り外し可能に連結するように構成されることが好ましい。ノズル１０２は、汚れ空気通路と、汚れ空気通路に流体的に連結される汚れ空気入口とを画定することが好ましい。好ましくは、ノズル１０２は、一つまたは複数のブラシロール（図示せず）と、図１に示されるように、その上に配置されたノズル制御回路１００とを含む。

【0031】

ノズル制御回路１００は、好ましくは、ノズルコントローラー１０４、ノズル電源１０６、動作センサー１０８、任意選択の床検出回路１１０、およびブラシロールモーター１１２を含む。任意選択の床検出回路１１０は、少なくとも一つの床タイプセンサー（本明細書では床タイプ検出器とも呼ぶ）を含むことが好ましい。

【0032】

二次コントローラーとも呼ばれ得るノズルコントローラー１０４は、マイクロプロセッサー、ＡＳＩＣ、回路、ソフトウェア命令、またはそれらの任意の組み合わせとして実装され得る。ノズルコントローラー１０４は、一次コントローラー１２０の構成要素とは分離した別個の構成要素として示されるが、ノズルコントローラー１０４は、一次コントローラー１２０によって全体または部分的に実装され得る。

【0033】

ノズル電源１０６は、一つまたは複数の電池セル、好ましくは、一つまたは複数の充電式電池セルおよび関連回路を含み得る。ノズル電源１０６はまた、二次電源と呼んでもよい。好ましくは、ノズル制御回路１００は、真空コントローラー回路１１８から電気的に分離される。この好ましい実施例では、直接の（例えば、ワイヤまたは他の相互接続）は、真空コントローラー回路１１８とノズル制御回路１００との間の電気的通信を提供するために、表面クリーニング装置１０１を横切って／内部に延在しない。言い換えれば、ノズル制御回路１００および真空コントローラー回路１１８は、互いに独立して動作することができ、また、一次電源がノズルの構成要素に専用になるように専用電源を利用することができる。同様に、一次電源１２４は、ノズル制御回路１００を除いて、主に真空制御構成要素に給電することができる。

【0034】

従って、ノズル制御回路１００および真空コントローラー回路１１８の各々は、分離した別個の電源、例えば、ノズル電源１０６および一次電源１２４をそれぞれ含むことが好ましい。一次電源１２４は、ノズル電源１０６とは異なる数および／またはタイプの電池セルを含み得る。例えば、本体１１６に対するノズル１０２のスペースの制約は、ノズル電源１０６に対する一次電源１２４内に実装される、より大容量の電池セルをもたらし得る。

【0035】

同様に、ノズル制御回路１００および真空コントローラー回路１１８は、充電目的のために別個の外部電気接触子（図示せず）を含むことが好ましい。従って、ノズル１０２は、オプションで、表面クリーニング装置１０１とは別個に分離および充電することができ、表面クリーニング装置１０１は、必ずしもブラシロール／ノズル機構を必要としないクリーニング動作に引き続き使用することができる。別の方法として、または追加的に、表面クリーニング装置１０１は、一次電源１２４およびノズル電源１０６が同じ充電回路によって同時におよび／または連続的に充電され得るように、ノズル１０２および本体１１６用の電気接触子／嵌合コネクターを有する、ドッキングステーション（図示せず）に結合することができる。

【0036】

一実施形態では、ノズル制御回路１００および真空コントローラー回路１１８は、例えば、ワイヤまたは他の電気相互接続を介して電気的に結合される。従って、本実施形態では、真空コントローラー回路１１８は、一次電源に加えてノズル電源からの電力を利用して、クリーニングのための動作時間を延長してもよく、または表面クリーニング装置１０１は、ノズル制御回路１００および真空コントローラー回路１１８の両方が同じ電源を利用するように、単一の電源、例えば、一次電源１２４を含み得る。

【0037】

動作センサー１０８は、ノズル１０２上に／その中に配置される一つまたは複数のセンサーを含み得る。例えば、動作センサー１０８は、掃除される表面１０３に対するノズル１０２の力を測定するように構成される歪ゲージまたは他の力センサー、および／または吸引力を検出することができる任意のセンサーなどのユーザーが供給した圧力／力を感知することができる任意のセンサーを含み得る。好ましくは、ノズル１０２は、吸引モーター１２２によって生成される吸引を検出し、比例電気信号を出力するために、ノズル１０２によって画定される汚れ空気通路に沿って配置される気圧センサーを含み得る。いずれのこうした場合においても、ノズルコントローラー１０４は、次に、動作センサー１０８から出力（本明細書では出力データとも呼ぶ）を受信して、表面クリーニング装置１０１の使用を検出し得る。

【0038】

代替的に、または追加的に、動作センサー１０８は、加速度計、ジャイロスコープ、および／または磁気計を含み得る。この例では、動作センサー１０８は、従って、動き感知配置を含み得る。従って、動作センサー１０８は、表面クリーニング装置１０１の加速度、その動きの方向（Ｘ、Ｙ、およびＺなどの２軸以上に沿って）、および／または、例えば、ロール、ピッチ、およびヨーなどのノズルの配向を検出して、掃除される表面に対してユーザーが表面クリーニング装置１０１を保持する角度／配向を決定することができる。次に、動作センサー１０８は、所望のサンプル速度に応じて、加速度および配向データを表す値を有する一つまたは複数の信号などのデータをリアルタイムまたは定期的に出力し得る。例えば、動作センサー１０８は、表面クリーニング装置１０１が、掃除される表面１０３に対して実質的に横方向に角度が付けられていることを示すデータを出力することができる（例えば、図１）。次に、ノズルコントローラー１０４は、動作センサー１０８からのこうした出力データに基づいて、表面クリーニング装置１０１の使用を検出し得る。

【0039】

動作センサー１０８の少なくとも一つは、低電力モードで動作し、それによって、低電力モードで動作している少なくとも一つの動作センサーを使用して、比較的高電力のセンサーを利用し、動作センサーからのサンプル速度を増加させ、および／またはブラシロールモーター１１２などの通電ノズル構成要素を増大させる前に、閾値イベントを検出することができることが好ましい。例えば、動作センサー１０８は、動きセンサー（例えば、加速度計または他の加速度センサー）、または動きセンサー配置（例えば、ジャイロスコープ、加速度計、および／または磁気計）を含んでもよく、低解像度の方法で、例えば、毎秒１回、定期的に加速度データをサンプリングして、低電力モード中のユーザーによる表面クリーニング装置１０１の動きを検出する。サンプリングされた加速度データがある時間Ｔにわたって所定の閾値を超える場合、ノズルコントローラー１０４は、通常モードまたは「使用中」モードに移行してもよく、それによって駆動信号がブラシロールモーター１１２に提供され、クリーニング中に一つまたは複数のブラシロールを回転させ、および／またはサイドブラシ起動などの別のクリーニングモードが起動される。代替的に、または追加的に、駆動信号はまた、本体１１６またはノズル１０２内に配置されるクリーニング流体リザーバー（図示せず）から、クリーニング流体を分注させ得る。

【0040】

好ましくは、使用中モードはまた、表面クリーニング装置１０１上に配置される一つまたは複数の光源を起動して、例えば、一つまたは複数のヘッドランプ電球、ＬＥＤ、および／またはノズル電源１０６および／または一次電源１２４の充電レベル、エラー状態、ノズル１０２への入口気流を制限する目詰まり、フィルター交換リマインダ、または他の動作条件を示すことができるＬＥＤなどの電源診断ライトなど、可視性を向上させることを含み得る。

【0041】

別の方法として、または追加的に、動作センサー１０８からの圧力測定値を利用して、表面クリーニング装置１０１がユーザーによって使用されることを検証またはその他の方法で検出することができる。例えば、掃除される表面に対して押し付けられるノズル１０２は、単独で、またはノズルコントローラー１０４によって動作データと組み合わせて使用される動作センサー１０８によって出力される圧力／力測定値をトリガーし、使用中モードに移行することができる。例えば、第一の所定の閾値を超える力測定値は、次に、気圧センサーによる吸引測定値をトリガーし得る。この例では、ノズルコントローラー１０４は、関連する所定の閾値を超える吸引測定値に基づいて、使用中モードに移行し得る。より好ましくは、動作センサー１０８は、ノズル１０２の汚れ空気入口１０５内に、または隣接して、一つまたは複数のセンサーを含み、吸引レベルを検出し、閾値を超える測定されるレベルに基づいて、ノズル制御回路１００、より具体的には、ノズルコントローラー１０４は、使用中モードに移行することができる。

【0042】

従って、前述の観点から、ノズル制御回路１００は、好ましくは、低電力モードまたは「スタンバイ」モードを利用し、これにより、低解像度サンプリングまたは低電力センサー、またはその両方を使用して比較的粗い様式でサンプリングが行われ、電力消費を低減し、電池寿命を延長する。次に、ノズル制御回路１００は、クリーニング動作中に、例えば、ブラシロール動作を提供し、クリーニング流体を分注し、クリーニング動作を支援する照明を提供し、および／またはユーザーに動作状態を表示するために、使用中モードに移行し、その後、好ましくは、電力を節約するなど、低電力モードに戻るために、圧力測定値および／または動きデータ（またはその欠如）に基づいて、クリーニング動作の終了を検出することができる。従って、ユーザーの観点から、表面クリーニング装置１０１は、こうしたノズル特徴が、ユーザーの自然な動き、吸引モーター１２２によって生成される吸引の存在、および／またはユーザーが、クリーニング動作中、およびこうしたノズル特徴を例えば、電力を節約するために、自動的に無効化することができるとき、掃除される表面１０３に対して表面クリーニング装置１０１を保持している配向によって、所望のものであることを自動的に検出する。

【0043】

ノズル制御回路１００のスタンバイ／スリープモードと使用中モードとを移行する方法の一例を以下に示す。最初は、表面クリーニング装置が、例えば、ユーザーがハンドル部分１１４をつかみ、かつ表面クリーニング装置１０１を移動させることに基づいて動くとき、動作センサー１０８の加速度計または他の動きセンサーは、ノズル制御回路１００のトランジスタースイッチング回路（図示せず）に信号を送信する。次いで、トランジスタースイッチング回路は、ノズルコントローラー１０４に瞬間的に通電させる。より好ましくは、トランジスタースイッチング回路はまた、表面クリーニング装置１０１の光または他の光源を、ブラシロールモーター１１２などの他の構成要素を必ずしも通電することなく、クリーニング動作中に通電し、照明を提供するようにもさせる。

【0044】

好ましくは、通電ノズルコントローラー１０４は次に、動作センサー１０８の少なくとも一つの気圧センサーから出力データを受信して、出力値が所定の閾値を超えるかを、従って、表面クリーニング装置１０１がオンであり、ユーザーによって使用されるかどうかを決定する。言い換えれば、通電ノズルコントローラー１０４は、ノズル１０２内の圧力センサーを利用して、吸引モーター１２２によって生成される吸引の存在を検出することができる。

【0045】

ノズル１０２は、ノズル１０２が表面クリーニング装置１０１の本体１１６から分離されるとき、ノズル１０２および動作センサー１０８が一緒に結合されたままになるように、本体１１６に取り外し可能に結合されることが好ましい。より好ましくは、少なくともノズル１０２、動作センサー１０８、およびブラシロールモーター１１２は、ノズル１０２が表面クリーニング装置１０１の本体から分離されるときに一緒に結合されたままである。

【0046】

通電ノズルコントローラー１０４が、表面クリーニング装置１０１がオンである、例えば、使用中であるとの決定したことに応答して、ノズルコントローラー１０４はその後、使用中モードに移行する。次に、ノズルコントローラー１０４は、随意に、ヘッドランプ、診断ＬＥＤ、およびブラシロールモーター１１２のうちの一つまたは複数を、切り替え可能に通電し、オンにさせることができる。オンの間、ノズルコントローラー１０４は、動作センサー１０８から出力データを定期的に受信して、例えば、加速度、表面クリーニング装置の配向、および／または測定された圧力（例えば、吸引）を介して、継続使用を検出することが好ましい。使用中モードの間、ノズルコントローラー１０４は、以下でより詳細に論じるように、好ましくは、加速度計および床検出回路１１０などの動作センサー１０８の動きセンサーを利用して、検出された床タイプに対してブラシモーターモード／ＲＰＭを制御する。

【0047】

好ましくは、ノズルコントローラー１０４は、動作センサー１０８の圧力センサーのデータをサンプリングして、出力データが、例えば、出力データを所定の閾値と比較することに基づいて、表面クリーニング装置１０１が使用中であることを示すかどうかを決定する。より好ましくは、ノズルコントローラー１０４は、例えば、５０ミリ秒～１０００ミリ秒毎、好ましくは５００ミリ秒毎など、圧力センサーを連続的にサンプリングして、現在の圧力レベルが、表面クリーニング装置１０１が使用中であることを示すかを判定する。従って、気圧値および／または加速度測定値が所定の期間（例えば、１～２０秒、好ましくは２～３秒）、所定の閾値を下回ることに応答して、ノズル制御回路１００のトランジスタースイッチング回路は、「ロー」に切り替わり、ノズルコントローラー１０４、ブラシロールモーター１１２、および／または床検出回路など、ノズル制御回路１００の他の構成要素をオフにする／電源を切り、それを低電力／スタンバイモードに移行する。

【0048】

一実施形態では、ノズルコントローラー１０４は、動作センサー１０８および床検出回路１１０からの出力データを使用して、ブラシモーターＲＰＭを制御することができる。検出された床タイプに基づいてブラシモーターモード／ＲＰＭを動的に制御するためのこうした一例の方法について、図２を参照して以下で論じる。

【0049】

スマートノズルのアーキテクチャーと方法論
図１を参照して図６および図７を簡単に参照すると、図６は、図１のノズル制御回路での使用に適したトランジスタースイッチング回路６００の例示的な回路図を示し、図７は、図１のノズルコントローラー回路での使用に適した、好ましくはノズルコントローラー１０４としての使用に適したマイクロコントローラー７００（ＭＣＵ）の例示的な概略図を示す。

【0050】

ノズル回路１００のスタンバイ／スリープモードと使用中モードとの間で移行する一例の方法を以下に示す。最初は、掃除機が、例えば、ユーザーがハンドル部分１１４をつかみ、表面クリーニング装置１０１を移動させることに基づいて動くとき、動作センサー１０８の加速度計は、信号を移行スイッチング回路６００（図６を参照）に送信して、マイクロコントローラー７００に短時間給電する。

【0051】

次に、ＭＣＵ７００は、動作センサー１０８の圧力センサーから出力値を受信して、出力値が所定の閾値を超えるかどうか、従って、表面クリーニング装置１０１がオンであり、かつユーザーによって使用されるかどうかを判定する。ＭＣＵ７００が表面クリーニング装置１０１がオンであると決定したことに応答して、トランジスタースイッチング回路６００は、ＭＣＵ７００の電源をオンのままにしたまま、使用中モードに移行する。ＭＣＵ７００は次に、ヘッドランプ、診断ＬＥＤ、およびブラシロールモーター１１２のうちの一つまたは複数をオンにさせることができる。オンの間、ＭＣＵ７００は、動作センサー１０８の圧力センサーから定期的に出力データを受信し、表面クリーニング装置１０１の使用と一致する圧力を示す値を確認する。使用中モードの間、ＭＣＵ７００は、動作センサー１０８の加速度計、床検出回路（例えば、床検出アルゴリズムと組み合わせて圧力センサーおよび／または他の適切なセンサーに実装される）を利用して、検出された床タイプに対してブラシモーターモード／ＲＰＭをインテリジェントに制御することができる。

【0052】

圧力値が所定の期間の間（例えば、１～２０秒の間、好ましくは１～３秒の間）、所定の閾値を下回ることに応答して、トランジスタースイッチング回路６００は、「ロー」に切り替わり、ＭＣＵ７００をオフにして、低電力のスタンバイモードに移行する。

【0053】

一実施形態では、表面クリーニング装置１０１は、最初は、トランジスタースイッチング回路６００に信号＿Ａを提供し、ＭＣＵ７００を瞬間的に有効にする（例えば、スリープ／スタンバイモードから立ち上がる）。次に、ＭＣＵ７００は、信号＿ＡのＯＲをとる、異なる信号＿Ｂを設定し、ＭＣＵ７００の電源を維持することができる。

【0054】

ＭＣＵは次に、動作センサー１０８をサンプリングして、出力値が、表面クリーニング装置１０１が（例えば、閾値に基づいて）オンであることを示すかどうかを決定することができる。表面クリーニング装置１０１がオンである場合、ＭＣＵ７００は、信号＿Ｂをオンにしたまま、そうでなければ、信号＿Ｂをオフにして、従ってスマートノズル回路をスリープ／スタンバイモードに戻す。表面クリーニング装置１０１がオンとして検出される場合、ＭＣＵ７００は、ヘッドランプ、デバッグＬＥＤ、およびブラシロールモーター１１２に例えば、オンになるように指示する。

【0055】

ＭＣＵ７００がオンになり、初期化されると、ＭＣＵ７００は動作センサー１０８の圧力センサーを連続的にサンプリングして、現在の圧力レベルが、表面クリーニング装置１０１が（例えば、閾値に基づき）オンであることを示すかどうかを判定し、そうでない場合、ＭＣＵ７００は信号＿Ｂをオフに設定し、それによってモードをスタンバイに移行する。

【0056】

さらに、ＭＣＵ７００は、動きセンサーデータ、床検出回路（例えば、上で論じたように、床検出アルゴリズムを使用して確立される）、および圧力センサー測定値を使用して、ブラシモーターモード／ＲＰＭをインテリジェントに制御することができる。ブラシモーターモード／ＲＰＭをインテリジェントに制御するためのこうした一例の方法を、図２を参照して論じる．

【0057】

ノズル制御回路１００の構成要素は、単一の基板、例えば、プリント回路基板（図示せず）上に配置され、例えば、１６Ｖリチウムイオン電池として実装されるノズル電源１０６によって給電され得る。この場合、１６Ｖ出力は、ＤＣ－ＤＣコンバータ回路（図示せず）を通して供給され、例えば、ブラシロールモーター１１２に給電するために、１２Ｖにステップダウンし得る。ＤＣ－ＤＣコンバータ回路の１２Ｖ出力は、別のＤＣ－ＤＣコンバータ回路（図示せず）を通して供給されて、例えば、動作センサー１０８、床検出回路１１０、および診断ＬＥＤなどのセンサーに給電するために、電圧を（定常）３．３Ｖソースにステップダウンし得る。

【0058】

本開示と一致し、前述の使用中モードは、追加の動作機能を含み得る。一実施形態では、ノズルコントローラー１０４は、動作センサー１０８から加速度データを受信する。負のＸ方向またはＹ方向（例えば、ユーザーが表面クリーニング装置１０１をそれらに向かって引っ張り出していることを示す）での移動が、所定の閾値を超えるとき、ノズルコントローラー１０４は、ブラシロールモーター１１２を非通電にして、クリーニング動作中に表面クリーニング装置１０１を後方に引っ張り出すときにユーザーが経験する歪みを有利に減少させることができる。

【0059】

気圧センサーによる使用中検出
一実施形態では、動作センサー１０８は、ノズルコントローラー１０４から信号を受信した後にオン（例えば、通電）になる少なくとも一つの気圧センサーを含む。ノズルコントローラー１０４は、例えば、動作センサー１０８の加速度計から受信した加速度データに基づいて、少なくとも気圧センサーをオンにする信号を提供し得る。

【0060】

少なくとも一つの気圧センサーは、次いで、表面クリーニング装置１０１内の圧力値を測定／読み取りし、ノズルコントローラー１０４に圧力値を通信することができる。圧力値が、表面クリーニング装置１０１、特に吸引モーター１２２がオフであることを示す第一の所定の圧力閾値（または最小圧力値）を下回る場合、ノズルコントローラー１０４は次に、ブラシロールモーター１１２を通電停止およびオフにする。一方で、圧力値が第二の所定の圧力閾値値（または最大圧力値）を上回る場合、ノズルコントローラー１０４は、表面クリーニング装置１０１がオン／使用中であることを決定／検出できる。従って、ノズルコントローラー１０４は、表面クリーニング装置１０１が、複数の異なる閾値圧力値を介して使用中（または場合によりそうでない）であると決定することができる。

【0061】

一実施形態では、ノズルコントローラー１０４は、ノズルコントローラー１０４が、表面クリーニング装置１０１がオン／使用中であることを監視し、使用中およびスタンバイ電力モード間のタイムリーな移行を開始することができるように、比較的高頻度で圧力センサーと通信する。本実施形態では、動作センサー１０８の圧力センサーは、排他的に、または動作センサー１０８の他のセンサー、例えば、加速度計と組み合わせて使用し、表面クリーニング装置１０１が、オン（例えば、使用中）であるか、またはオフ（例えば、保存／スタンバイ）モードであるかを識別し得る。ブラシロールモーター１１２がブラシロールを操作する速度（ＲＰＭ）は、ノズルコントローラー１０４を介して、または好ましくは、床検出回路１１０に基づいて制御することができる。

【0062】

以下の手持ち式表面クリーニング装置の状態（モード）は、ノズルコントローラー１０４によって検出されてもよく、ノズル１０２の動作はそれに応じて調整され得る。ノズルコントローラー１０４は、動作センサー１０８の圧力センサーが、所定の閾値を超える圧力値を示す時、および／または床検出回路１１０が、裸床の存在を検出する時、高吸引モード（または裸床モード）を検出することが好ましい。このモードでは、ノズルコントローラー１０４は、ブラシロールのＲＰＭを、好ましくは、ゼロＲＰＭに調整し得る。

【0063】

反対に、ノズルコントローラー１０４は、圧力センサーが所定の閾値を下回る圧力値を示し、および／または床検出回路１１０がカーペットの存在を検出することに基づいて、低吸引モードまたはカーペットモードを検出することが好ましい。このモードでは、ノズルコントローラー１０４は、ブラシロールのＲＰＭを調整してもよく、好ましくは、裸床モードに対して所定速度までＲＰＭを増加させることができる。高吸引モード（または裸床モード）および低吸引モード（またはカーペットモード）の所定の閾値は、所望の構成に応じて、同一であってもよく、または異なってもよいことに留意されたい。
図２は、ブラシロールモーター１１２を横切る電流を監視することによって、床タイプを検出するための例示的な方法２００を示す。ブラシロールモーター１１２によって引き出される電流の監視／測定値は、ノズルコントローラー１０４または他の適切な回路、好ましくは、ノズル１０２内に配置される回路によって行われてもよい。表面クリーニング装置１０１が使用中モードに移行する時、ノズルコントローラー１０４は、好ましくは、オンボードＡＤＣまたは他の適切な回路を利用し、ブラシロールモーター１１２によって引き出される測定された電流を比例電圧に増幅および変換することができる。次に、増幅および変換された電圧をノズルコントローラー１０４に供給することができる。次に、ノズルコントローラー１０４は、方法２００を介して増幅および変換された電圧を監視し得る。ノズルコントローラー１０４は、図２の方法を実行するように構成され得るが、他の構成要素は、方法２００の一つまたは複数の動作を実施することができる。

【0064】

動作２０２では、ノズルコントローラー１０４は、表面クリーニング装置１０１が使用されることを検出する。上述のように、表面クリーニング装置１０１の使用は、例えば、吸引モーター１２２が吸引を生成していることを検出することによって、および／または加速度データを介して、決定することができる。従って、ノズル制御回路１００は、表面クリーニング装置１０１の使用を検出することに基づいて、使用中モードに移行することができる。表面クリーニング装置１０１の使用を検出するための他のアプローチも適用可能であり、本開示はこの点に関して限定されることを意図するものではない。例えば、非限定的な代替としては、ノズル制御回路と真空コントローラー回路１１８との間の無線通信（Ｗｉｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ低エネルギー、ＮＦＣ）、振動測定値および／または音響測定値が挙げられる。

【0065】

動作２０４では、ノズルコントローラー１０４は、ノズルの電流モードをＦＬＯＯＲモード（本明細書では、裸床モードとも呼ぶ）に設定する。ＦＬＯＯＲモードは、ノズルコントローラー１０４が、例えば、メモリー内のルックアップテーブルを介して決定することができる、関連するＲＰＭを含む。従って、ノズルコントローラー１０４は、ブラシロールモーター１１２を駆動して、関連するＲＰＭで回転させることによって、電流モードをＦＬＯＯＲモードに設定する。一実施形態では、ＦＬＯＯＲモードは、０～１００％の潜在的ＲＰＭ速度、好ましくは、ゼロ（０）ＲＰＭである。

【0066】

動作２０６では、第一の測定タイマーが設定される。動作２０８では、ノズルコントローラー１０４は、第一の測定タイマーによって画定される時間の間、複数の電流測定値を受信する。例として、第一の測定タイマーは、１２００ミリ秒に設定され得る。タイマーが経過する場合、方法２００は、ノズルをＦＬＯＯＲモードからオフに移行し、任意選択で動作２０２に戻ることができる。

【0067】

動作２０８では、ノズルコントローラー１０４は、複数の電流測定値を受信する。例えば、ノズルコントローラー１０４は、４０ミリ秒のレートでサンプリングすることによって、最大で少なくとも５つの測定値を受信することができる。従って、２００ミリ秒で、ノズルコントローラー１０４は、この例では５つの電流測定値を有することができるが、他のサンプリング速度は本開示の範囲内である。好ましくは、サンプリング速度は、少なくとも４０ｍｓ、より好ましくは、少なくとも１００ｍｓである。

【0068】

動作２１０では、ノズルコントローラー１０４は、受信した複数の電流測定値を平均して、第一の電流平均（ＡＶＧ１）を生成する。動作２１２では、ノズルコントローラー１０４は、第一の電流平均（ＡＶＧ１）が第一の所定の閾値を超えるかどうかを決定する。第一の電流平均（ＡＶＧ１）が第一の所定の閾値を超える場合、方法２００は、２１４の動作をし続けるが、そうでない場合、方法２００は、動作２０４にもどり、動作２０４～２１２を実行し続ける。

【0069】

動作２１４では、ノズルコントローラー１０４は、モードをＦＬＯＯＲ ＭＯＤＥからＣＡＲＰＥＴ ＭＯＤＥに移行する。ＣＡＲＰＥＴ ＭＯＤＥへの移行は、関連するＲＰＭでブラシロールモーター１１２を駆動するノズルコントローラー１０４をさらに含み、ＣＡＲＰＥＴ ＭＯＤＥの関連するＲＰＭは、ＦＬＯＯＲ ＭＯＤＥの関連するＲＰＭよりも大きい。

【0070】

動作２１８では、第一の測定タイマーは任意にキャンセルされ（または無効化される）、第二の測定タイマーが設定される。第二の測定タイマーの持続時間は、第一の測定タイマーの持続時間よりも短くてもよい。例えば、第二の測定タイマーは、７００ｍｓ、または別の値に設定され得る。好ましくは、第二の測定タイマーは５００ｍｓ以下である。

【0071】

動作２２０では、ノズルコントローラー１０４は、ブラシロールモーター１１２によって引き出される電流を、Ｘミリ秒ごとに、例えば、４０ミリ秒以下で、サンプリングする。動作２２２では、ノズルコントローラー１０４は、電流測定値を平均して、第二の電流平均（ＡＶＧ２）を求める。動作２２４では、ノズルコントローラー１０４は、第二の電流平均（ＡＶＧ２）が所定の閾値よりも小さいかどうかを判定し、そうである場合、方法は動作２２６を続行する。そうでなければ、方法２００は、動作２２０に戻り、動作２２０～２２４を実行し続ける。動作２２６では、ノズルコントローラー１０４は、モードをカーペットモードから床モードに移行し、その後、方法２００は動作２０４を続ける。

【0072】

従って、関連する手持ち式掃除機から別個の電池を含んでもよく、手持ち式掃除機から独立して給電および操作されて、手持ち式掃除機を通ってノズルに延在するワイヤ／相互接続を除去することができる、ノズル制御回路が本明細書に開示される。好ましくは、圧力センサーを使用して、吸引モーターによって生成される吸引の存在を検出することに基づいて、表面クリーニング装置の操作モードを決定する。

【0073】

好ましくは、ノズルコントローラー１０４は、加速度データを使用して、ノズル１０２の前後方向の動きを決定する。後方への動きを検出するとき、ブラシロールの速度は、ノズルコントローラー１０４によって減少または増加されて、ユーザーの腕の疲れを引き起こす引きずり摩擦を低減し得る。代替的に、または追加的に、ブラシロールの回転方向は、ブラシロールが、表面クリーニング装置１０１を、ユーザーが望む走行方向に対して一般に対応する方向に「引く」ように変更され得る。好ましくは、加速度計からの出力データを使用して、ノズル１０２の前後方向の動きを決定することもでき、ノズルコントローラー１０４は、好ましくは、動きの方向（例えば、後方ストロークにおける）に基づいてノズル速度を減少させることによって、電池のランタイムを節約する。さらに、ノズルコントローラー１０４は、圧力センサーを利用して、システム内の目詰まりを判定し、目詰まりを点検するようユーザーに警告することができる。こうした目詰まりの判定は、測定された圧力対予想圧力のルックアップに基づいてもよい。

【0074】

図３Ａ～３Ｃは、本開示と一致する、ノズルの追加的な態様を示す。示されているように、加速度計のデータを使用して「バックストローク」を特定でき、これにより、ユーザーは、図３Ａに示されるように、ノズルを自分自身に向かって引っ張る。応答して、ノズルは、ブラシロール速度を減少させて、それによって導入された摩擦を減少させて、ユーザーの疲労を低減することができる。また、図３Ｂに示すように、加速度計／ジャイロデータを利用して、ノズルが壁などの垂直または実質的に垂直な表面を通過するタイミングを検出できる。さらに、および図３Ｃに示すように、本開示と一致する、ノズルは、例えば、突然の減速に基づいて、壁との接触を検出することができ、ブラシロールおよび／またはホイール速度を修正して、ノズルを壁から引き離してクリーニング動作を続けるために必要なユーザー力の量を低減することができる。

【0075】

図４は、本開示と一致する、ノズル制御回路を実施する、表面クリーニング装置４００の例を示す。示されるように、例示的な表面クリーニング装置４００は、ワンド４０４を介してノズル４０６に結合された本体４０２を含む。ノズル４０６は、上で論じたように、ノズル制御回路１００を実施することができる。

【0076】

図５Ａ～５Ｂは、本開示と一致する、ノズル制御回路を実施する別の例示的な表面クリーニング装置５００を示す。示されるように、例示的な表面クリーニング装置５００は、ノズル５０４に取り外し可能に結合されるワンドバキューム５０２を含む。ノズル５０４は、上で論じたように、ノズル制御回路１００を実施することができる。

【0077】

好ましい一例では、加速度計データを使用して、ノズル１０２が、「バンピング」を感知することによって壁の近くで掃除しているかどうかを判定してもよく、ブラシロール速度の変化を引き起こすか、または異なるサイドブラシモーターをオンにさせて、サイドクリーニングを最適化し得る。

【0078】

表１は、本開示および結果として生じる作用および意図された利益と一致する、ノズル制御回路を使用したさまざまなユーザー動作を示す。

【表1】

【0079】

本開示の一態様によれば、表面クリーニング装置が開示される。ハンドル部分および汚れ空気通路を画定する本体と、汚れ空気通路内に空気を引き込む吸引を生成するための吸引モーターと、本体に結合され、汚れ空気通路と流体結合された汚れ空気入口を有するノズルと、ノズルに結合されたセンサーと、一つまたは複数のブラシロールを駆動するためのブラシロールモーターと、ノズル制御回路であって、センサーからの出力データに基づいて、表面クリーニング装置の使用を検出し、出力データの受信に応答して、ブラシロールモーターを通電させるためのノズル制御回路とを含む表面クリーニング装置。

【0080】

一態様によれば、手持ち式表面クリーニング装置が開示される。ハンドル部分および汚れ空気通路を画定する本体と、汚れ空気通路内に汚れおよび破片を引き込む吸引を生成するための吸引モーターと、本体に結合され、汚れ空気通路と流体結合された汚れ空気入口を有するノズルであって、空洞を画定するノズルと、ノズルの空洞内で一つまたは複数のブラシロールを駆動するためのブラシロールモーターと、ノズルの空洞内に配置されるノズル制御回路であって、クリーニング動作中手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出し、手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出することに応答して、ブラシロールモーターに駆動信号を送信して、ブラシロールモーターに、一つまたは複数のブラシロールを毎分当たり所定の回転（ＲＰＭ）で回転させるノズル制御回路と、を含む手持ち式表面クリーニング装置。

【0081】

本開示の別の態様によれば、表面クリーニング装置内のブラシロール速度を制御する方法が開示される。コントローラーによって、吸引モーターが、汚れおよび破片を表面クリーニング装置の入口に引き込む吸引を生成することを検出することと、吸引モーターによって生成される吸引を検出することに応答して、表面クリーニング装置の入口に隣接する床タイプを検出するためのノズル制御回路の一部分を通電することと、駆動信号をブラシロールモーターに送信して、検出された床タイプに基づいて、一つまたは複数の関連するブラシロールの毎分当たりの回転（ＲＰＭ）を調整することとを含む、方法。

【0082】

本開示の原理は本明細書に記載されるが、本記述は、例としてのみ行われ、本開示の範囲に限定されないことは、当業者によって理解されるべきである。その他の実施形態は、本明細書に示される例示的な実施形態に加えて、本開示の範囲内で意図される。表面掃除装置は、本明細書に含まれる特徴のうちの任意の一つまたは複数を具体化してもよく、特徴が任意の特定の組み合わせまたは下位組み合わせで使用され得ることを当業者によって理解されるであろう。当業者による修正および置換は、本開示の範囲内であると考えられ、これは特許請求の範囲を除いて限定されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2022-03-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面クリーニング装置であって、
ハンドル部分、汚れ空気通路、および真空コントローラー回路を受容するための空洞を画定する本体であって、前記真空コントローラー回路が：
一次コントローラーと、
一次電源と、を含む本体と、
前記汚れ空気通路内に空気を引き込む吸引を生成するための吸引モーターと、を含む、本体と、
前記本体に取り外し可能に結合され、前記汚れ空気通路と流体連結するように構成される汚れ空気入口を有するノズルであって、前記ノズルが、前記真空コントローラー回路から電気的に分離されたノズル制御回路を含み、前記ノズル制御回路が：
一つまたは複数のブラシロールを駆動するためのブラシロールモーターと、
出力データを生成するように構成される動作センサーと、
二次電源と、
少なくとも部分的に前記動作センサーによって生成された前記出力データに基づいて前記表面クリーニング装置の使用を検出し、使用の検出に応答して前記ブラシロールモーターに駆動信号を送信するように構成される二次コントローラーと、を含むノズル、を含む、表面クリーニング装置。

【請求項2】

前記センサーが、前記ノズル内の前記汚れ空気通路の一部分に沿って配置される気圧センサーを含み、前記ノズル制御回路が、前記ブラシロールモーターに、所定の閾値を超える気圧値を示す前記出力データに基づいて、通電を引き起こす、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項3】

前記ノズル制御回路が、前記センサーから前記出力データを受信するためのコントローラーを含み、前記ノズル制御回路が、前記コントローラーおよび前記センサーを一定時間にわたって切り替え可能に通電して、前記センサーから前記出力データを受信し、前記表面クリーニング装置の使用を検出する、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項4】

前記センサーが、前記吸引モーターによって生成される吸引を検出するように構成されるセンサーを含み、前記ノズル制御回路が、検出された吸引の量が所定の閾値を下回ることを示す、前記センサーからの圧力測定値に基づいて、前記コントローラーおよび／または前記センサーを非通電状態にする、請求項３に記載の表面クリーニング装置。

【請求項5】

前記センサーが、前記吸引モーターによって生成される吸引を検出する気圧センサー、掃除される表面に対して前記ノズルによって供給される力の量を検出する力センサー、前記掃除される表面に対する前記表面クリーニング装置の配向を検出する配向センサー、および／または前記表面クリーニング装置の加速度を検出する加速度センサーのうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項6】

前記センサーが、少なくとも前記吸引モーターによって生成される吸引を検出する第一のセンサー、および前記表面クリーニング装置の加速度を検出する第二のセンサーを含む、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項7】

前記ノズル制御回路が、前記ブラシロールモーターに通電させ、前記一つまたは複数のブラシロールを毎分当たり所定の回転（ＲＰＭ）で回転させる駆動信号を提供する、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項8】

前記表面クリーニング装置が、床タイプセンサーをさらに含み、前記ノズル制御回路が、前記床タイプセンサーからの出力に基づき、前記ブラシロールモーターに、前記所定のＲＰＭで前記一つまたは複数のブラシロールを駆動させる、請求項７に記載の表面クリーニング装置。

【請求項9】

前記センサーが加速度計を含み、前記ノズル制御回路が、前記加速度計によって検出された動きに基づいて、前記ブラシロールモーターに、毎分当たり所定の回転で前記一つまたは複数のブラシロールを通電および駆動させる、請求項１に記載の表面クリーニング装置。

【請求項10】

手持ち式表面クリーニング装置であって、
ハンドル部分、汚れ空気通路、および真空コントローラー回路を受容するための空洞を画定する本体であって、前記真空コントローラー回路が：
一次コントローラーと、
一次電源と、を含む本体と、
前記汚れ空気通路内に汚れおよび破片を引き込む吸引を生成するための吸引モーターと、を含む、本体と、
前記本体に取り外し可能に結合され、前記汚れ空気通路と流体的に結合されるように構成される汚れ空気入口を有するノズルであって、前記ノズルが、前記真空コントローラー回路から電気的に分離されたノズル制御回路を含み、前記ノズル制御回路が：
前記ノズルの前記空洞内で一つまたは複数のブラシロールを駆動するためのブラシロールモーターと、
出力データを生成するように構成される動作センサーと、
二次電源と、
クリーニング動作中に前記手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出し、前記手持ち式表面クリーニング装置の前記使用を検出することに応答して、前記ブラシロールモーターに駆動信号を送信して、前記ブラシロールモーターに、前記一つまたは複数のブラシロールを毎分当たり所定の回転（ＲＰＭ）で回転させるように構成される二次コントローラーと、を含む、ノズルと、を含む、手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項11】

前記ノズル制御回路は、前記吸引モーターによって生成される吸引、前記ノズルと掃除される表面との間の接触を示す力値、前記手持ち式表面クリーニング装置の加速度、および／または前記掃除される表面に対する前記手持ち式表面クリーニング装置の配向を検出することのうちの少なくとも一つに基づいて、前記手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出する、請求項１０に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項12】

前記ノズル制御回路は、前記汚れ空気通路に沿って圧力を測定するために前記ノズル内に配置される圧力センサーをさらに含み、前記ノズル制御回路は、前記汚れ空気通路内の平均圧力が所定の閾値を超えるかどうかを検出するために、前記圧力センサーからのサンプリング圧力値に基づいて、前記手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出するように構成される、請求項１０に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項13】

前記ノズル制御回路は、動きセンサーをさらに含み、前記動きセンサーは、ジャイロスコープ、加速度計および／または磁気計のうちの少なくとも一つを含む、請求項１０に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項14】

前記ノズル制御回路は、前記本体が掃除される表面に対して実質的に横方向に延在するように、前記手持ち式表面クリーニング装置が移動している、および／または角度付けられていることを示す、前記動きセンサーに基づいて、前記手持ち式表面クリーニング装置の使用を検出するように構成される、請求項１３に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項15】

前記ノズル制御回路が、前記動きセンサーによって検出された前記手持ち式表面クリーニング装置の前向きおよび／または後向きの動きの検出に基づいて、前記ブラシロールモーターに前記一つまたは複数のブラシロールのＲＰＭを変化させる、請求項１４に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項16】

前記ノズル制御回路は、床タイプ検出器を含み、前記ノズル制御回路は、前記床タイプ検出器からの出力に基づいて、前記ブラシロールモーターに、前記一つまたは複数のブラシロールのＲＰＭを調整させる、請求項１４に記載の手持ち式表面クリーニング装置。

【請求項17】

表面クリーニング装置内のブラシロール速度を制御するための方法であって、
コントローラーによって、吸引モーターが吸引を生成して、汚れおよび破片を前記表面クリーニング装置の入口に引き込むことを検出することと、
前記吸引モーターによって生成される吸引を検出することに応答して、前記表面クリーニング装置の前記入口に隣接する床タイプを検出するためのノズル制御回路の一部分を通電することと、
駆動信号をブラシロールモーターに送信して、前記検出された床タイプに基づいて、一つまたは複数の関連するブラシロールの毎分当たりの回転（ＲＰＭ）を調整することと、を含む、方法。

【請求項18】

前記吸引モーターが吸引を生成していることを検出することが、前記コントローラーによって、所定の期間にわたって汚れ空気通路内に配置される圧力センサーから複数の圧力測定値を受信することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記ノズル制御回路の前記一部分を通電することが、前記ブラシロールモーターによって引き出される電流を測定するための回路に給電することをさらに含み、前記ノズルに隣接する前記床タイプを検出することが、測定された電流が第一の所定の閾値を超えるかどうかを識別することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記検出された床タイプに基づいて、一つまたは複数の関連するブラシロールの毎分当たりの回転（ＲＰＭ）を調整することが、前記測定された電流が第二の所定の閾値を下回ることに基づいて、前記一つまたは複数の関連するブラシロールの前記ＲＰＭをゼロに設定することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。

【国際調査報告】