(57)【要約】      （修正有）【課題】人の指や手などの望ましくない対象物の送り込み開口部への侵入若しくは潜在的侵入を検知するための、さまざまな装置を備えたシュレッダを提供する。【解決手段】ハウジング１４と、モータ及びカッタ要素を含むシュレッダ機構と、検出器４２と、制御装置とで構成される。シュレッダ機構によって、寸断しようとする物品はカッタ要素の中に送り込まれることが可能になり、モータは、カッタ要素がその中に送り込まれた物品を寸断するように、カッタ要素を駆動する働きをする。【選択図】図１
2010131598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
電動モータとカッタ要素とを含み、前記カッタ要素の中に寸断対象の物品を送り込み、前記モータで前記カッタ要素を駆動してカッタ要素の中に送り込まれた前記物品を寸断する、前記ハウジング内にあるシュレッダ機構と、
を含み、
前記ハウジングは可動部分を有し、前記可動部分は、シュレッダ機構のカッタ要素の中に寸断のために物品を送り込む開口部の少なくとも一部を提供し、また、第１位置から第２位置へ移動可能であって第１位置へ偏位しており、
さらに、
前記可動部分の第２位置への移動を検出するように構成された検出器を含み、
前記可動部分は、使用者が開口部を通じて所定の厚さより大きな厚さを有する物品を強制的に送り込もうとすることに応じて、第１位置から第２位置へ移動するように構成されており、  
さらに、
前記可動部分の第２位置への移動が前記検出器によって検出されたことに応答して、所定の動作を実行する制御装置、
を含むシュレッダ。
【請求項２】
前記検出器が前記可動部分の前記第２位置への移動に応じて作動されるスイッチを含む請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項３】
前記所定の動作がインジケータを点灯させることである請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項４】
前記所定の動作がアラーム・インジケータを鳴動させることである請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項５】
前記所定の動作が前記カッタ要素を停止することである請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項６】
前記制御装置がマイクロコントローラを含む請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項７】
前記開口部の壁の少なくとも一部分が、所定の厚さより大きな厚さを有する挿入された物品からの圧力に応答して動くことができ、これによって前記検出器を起動させる請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項８】
前記一部分が前記圧力に応答して外向きに動く請求項７に記載のシュレッダ。
【請求項９】
前記一部分が前記圧力に応答して下向きに動く請求項７に記載のシュレッダ。
【請求項１０】
前記一部分が上方位置に向かってばね偏移され、所定の厚さより大きな厚さを有する物品の挿入による圧力に応答して、前記一部分が下方に押されて前記スイッチを作動させる請求項７に記載のシュレッダ。
【請求項１１】
前記一部分がプランジャを含む請求項１０に記載のシュレッダ。
【請求項１２】
前記可動部分の前記第２位置への移動に応じて前記プランジャによって作動されるスイッチを含む請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項１３】
前記スイッチがフォイル・スイッチである請求項２に記載のシュレッダ。
【請求項１４】
前記スイッチがレバー・スイッチである請求項２に記載のシュレッダ。
【請求項１５】
前記検出器が機械的スイッチを含む請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項１６】
前記検出器が光学的検出器を含む請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項１７】
前記検出器が前記可動部分の移動を測定するように構成され配置されたストレイン・ゲージを含む請求項１に記載のシュレッダ。
【請求項１８】
ハウジングと、
電動モータとカッタ要素とを含み、前記カッタ要素の中に寸断対象の物品を送り込み、前記モータで前記カッタ要素を駆動してカッタ要素の中に送り込まれた前記物品を寸断する、前記ハウジング内にあるシュレッダ機構と、
を備え、
前記ハウジングは、前記物品が前記カッタ要素の中に送り込まれる際に通過する開口部を有し、
さらに、
前記開口部に少なくとも部分的に隣接する抵抗スイッチであって、接触している人又は動物の存在を指示するように構成された抵抗スイッチと、
前記人又は動物の存在の指示に応答して所定の動作を実行する働きをする制御装置と、
を含むシュレッダ。
【請求項１９】
前記所定の動作がインジケータを点灯させることである請求項１８に記載のシュレッダ。
【請求項２０】
前記所定の動作がアラーム・インジケータを鳴動させることである請求項１８に記載のシュレッダ。
【請求項２１】
前記所定の動作が前記カッタ要素を停止することである請求項１８に記載のシュレッダ。
【請求項２２】
前記抵抗スイッチが、１組の互いに電気的に絶縁された導電性要素を含み、前記導電性要素は、人又は動物の一部によって同時に接触されると電気的に連絡する請求項１８に記載のシュレッダ。
【請求項２３】
前記制御装置が、前記抵抗スイッチからの信号強度の変化を監視し、前記所定の動作を実行するためのしきい値を調節するように構成される請求項１８に記載のシュレッダ。
【請求項２４】
前記制御装置が、前記抵抗スイッチの監視された抵抗の変化率に少なくとも部分的に基づいて前記所定の動作を実行するように構成される請求項１８に記載のシュレッダ。
【請求項２５】
前記制御装置が、前記抵抗スイッチの監視された抵抗に少なくとも部分的に基づいて前記所定の動作を実行するように構成される請求項１８に記載のシュレッダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年９月１０日に出願された米国出願第１０／９３７，３０４号、及び２００５年７月１１日に出願された同第１１／１７７，４８０号に対して特許請求するものである。
【０００２】
本発明は、書類、ＣＤなどの物品を破壊するためのシュレッダに関する。
【背景技術】
【０００３】
シュレッダは、書類、ＣＤ、フロッピー（登録商標）・ディスクなどの物品を破壊するためのよく知られた装置である。一般的に、使用者は、口座情報を有するクレジット・カード貸借表、企業の商取引秘密を含む書類などの、要注意の物品を破壊するためにシュレッダを購入する。
【０００４】
通常形式のシュレッダは、容器の頂部に取り外し可能に取り付けられたハウジングの中に含まれるシュレッダ機構である。シュレッダ機構は一般的に、一連のカッタ要素を有し、これらのカッタ要素は、その中に送り込まれた物品を寸断し、寸断された物品を容器の中に下向きに排出する。一般に、寸断作業中に人や動物の身体部分がこれらのカッタ要素に接触するのを防止することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、周知のシュレッダに対してさまざまな改善をもたらす努力をするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、ハウジングと、モータ及びカッタ要素を含むシュレッダ機構と、検出器と、制御装置とを含むシュレッダを提供する。シュレッダ機構によって、寸断しようとする物品はカッタ要素の中に送り込まれることが可能になり、モータは、カッタ要素がその中に送り込まれた物品を寸断するように、カッタ要素を駆動する働きをする。
【０００７】
ハウジングは可動部分を有し、この可動部分がシュレッダ機構のカッタ要素の中に寸断のために物品を送り込む開口部の少なくとも一部を提供する。この可動部分は、第１位置から第２位置へ移動可能であって第１位置へ偏位している。検出器は、可動部分の第２位置への移動を検出するように構成されている。本発明の一態様において、検出器は、前記可動部分の前記第２位置への移動に応じて作動される例えばフォイルスイッチやレバースイッチ等のスイッチを含むように構成される。また、検出器は、機械的スイッチ又は光学的検出器を含むように構成される。制御装置は、可動部分の第２位置への移動が前記検出器によって検出されたことに応答して、所定の動作を実行する。制御装置は、例えば、インジケータを点灯させ、アラーム・インジケータを鳴動させ、又は、シュレッダ機構を停止させる。制御装置は、マイクロコンピュータを含むように構成される。
【０００８】
本発明の一態様においては、所定の厚さより大きな厚さを有する挿入された物品からの圧力に応答して前記開口部の壁の少なくとも一部分が、例えば外向きや下向きに動くことができ、これによって前記検出器を起動させるように構成される。この可動部分は、上方位置に変位しており、所定の厚さより大きな厚さを有する送り込まれた物品からの圧力に応じて下方に押されて前記スイッチを作動させる。また、本発明の一態様は、可動部分の第２位置への移動に応じて前記一部分に含まれるプランジャによって作動されるスイッチを含むシュレッダを提供する。
【０００９】
本発明のさらに別の態様は、ハウジングと、ハウジングの中に受け入れられて電動モータとカッタ要素とを有するシュレッダ機構と、抵抗スイッチと、制御装置とを有するシュレッダを提供し、前記シュレッダ機構は、寸断しようとする物品をカッタ要素の中に送り込むことができるようにし、前記モータは、カッタ要素がその中に送り込まれた物品を寸断するようにカッタ要素を駆動する働きをし、前記ハウジングは、前記物品が前記カッタ要素の中に送り込まれる際に通過する開口部を有し、前記抵抗スイッチは、前記開口部に少なくとも部分的に隣接し、接触している人又は動物の存在を指示するように構成され、前記制御装置は、前記人又は動物の存在の指示に応答して所定の動作を実行する。
【００１０】
本発明の一態様において、前記抵抗スイッチは、互いに電気的に絶縁し、人又は動物の一部によって同時に接触された場合に電気的に連絡する１組の導電性要素を含むように構成される。制御装置は、前記スイッチからの信号強度の変化を監視し、前記所定の動作を実行するしきい値を調節するように構成される。また、制御装置は、前記抵抗スイッチの監視された抵抗の変化率または前記抵抗スイッチの抵抗に少なくとも部分的に基づいて前記所定の動作を実行するように構成される。
【００１１】
本発明のその他の目的、特徴、及び利点は、下記の詳細な説明、添付の図面、及び添付された特許請求の範囲から明白になろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例によって構成されたシュレッダの斜視図である。
【図２】図１のシュレッダの分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例によって構成されたシュレッダの斜視図である。
【図４】本発明のさまざまな実施例による、シュレッダ・ハウジング、開口部、カッタ要素、及びセンサ用の導体構成をそれぞれ示す断面図である。
【図５】本発明のさまざまな実施例による、シュレッダ・ハウジング、開口部、カッタ要素、及びセンサ用の導体構成をそれぞれ示す断面図である。
【図６】本発明のさまざまな実施例による、シュレッダ・ハウジング、開口部、カッタ要素、及びセンサ用の導体構成をそれぞれ示す断面図である。
【図７】本発明のさまざまな実施例による、シュレッダ・ハウジング、開口部、カッタ要素、及びセンサ用の導体構成をそれぞれ示す断面図である。
【図８】本発明のそれぞれの実施例による容量性センサ回路の例を示す図である。
【図９】本発明のそれぞれの実施例による容量性センサ回路の例を示す図である。
【図１０ａ】本発明の各実施例による感圧スイッチを有するシュレッダ開口部を示す断面図である。
【図１０ｂ】本発明の各実施例による感圧スイッチを有するシュレッダ開口部を示す断面図である。
【図１１ａ】本発明の各実施例による代替感圧スイッチを有するシュレッダ開口部を示す断面図である。
【図１１ｂ】本発明の各実施例による代替感圧スイッチを有するシュレッダ開口部を示す断面図である。
【図１２】本発明の追加の実施例によって構成されたシュレッダの斜視図である。
【図１２ａ】本発明の追加の実施例によって構成されたシュレッダの斜視図である。
【図１３】図１２の実施例によるシュレッダの動作を制御するための電子回路の一例を示す概略図である。
【図１４】既存のシュレッダを改装するために構成された本発明の一実施例において使用される電気接続の概略図である。
【図１５】本発明の改装実施例を示す斜視図である。
【図１５ａ】本発明の改装実施例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
図１及び図２は、本発明の一実施例によって構成されたシュレッダを示す。シュレッダは全体的に１０で指示されている。シュレッダ１０は、成形されたプラスチック又はその他の任意の材料で形成された全体的に１２で指示されている廃物容器の頂部の上に位置している。図示されたシュレッダ１０は、シュレッダ・ハウジング１４が廃物容器１２の上部周辺の上に入れ子関係で置かれているので、特に容器１２とともに使用するために設計されている。しかし、シュレッダ１０を、多くのさまざまな標準的廃物容器の頂部の上に置くように設計してもよく、シュレッダ１０を容器とともに販売しなくてもよい。同様に、シュレッダ１０は大きな自立構造のハウジングの一部でもよく、廃物容器をハウジングの中に囲んでもよい。容器へのアクセス及び容器の除去のためにアクセス・ドアを備えることもある。概して言えば、シュレッダ１０はどのような適当な構造又は構成を有してもよく、いずれにしても図示された実施例は限定することを意図するものではない。
【００１４】
シュレッダ１０は、電動モータ１８と複数のカッタ要素（図示せず）とを含むシュレッダ機構１６を有する。「シュレッダ機構」とは、カッタ要素を使用する物品を寸断する装置を表示するための総称的な構造用語である。このような寸断はどのような特定の方法で行われてもよい。カッタ要素は、一般に一対の平行な回転シャフト（図示せず）の上に取り付けられている。モータ１８は電力を使用して動作し、通常の伝動装置２３を通じてシャフトとカッタ要素とを回転駆動し、こうしてカッタ要素はこの中に送り込まれた物品を寸断する。シュレッダ機構１６は、シャフト、モータ１８、及び伝動装置２３を取り付けるためのサブフレーム２１を含んでもよい。このようなシュレッダ機構１６の動作と構造は周知であり、ここで詳細に説明する必要なない。概して、当技術分野で周知であるか又は今後開発される適当なシュレッダ機構１６であれば、どれでも使用することができる。
【００１５】
シュレッダ１０はまた、上述のシュレッダ・ハウジング１４も含む。シュレッダ・ハウジング１４は、容器１２の頂部の上にある頂壁２４を含む。頂壁１４はプラスチックから成形されたもので、その前部分に開口部２６がある。開口部２６は、下向きにぶら下がった概してＵ字形の部材２８によって一部分形成されている。Ｕ字形部材２８は、その対向側部に一対の離隔したコネクタ部分２７と、ハウジング１４から離隔した関係でコネクタ部分２７の間に延在する握り部分２８とを有する。開口部２６によって、シュレッダ機構１６を通過することなく廃物を容器１２の中に廃棄することができ、部材２８は、シュレッダ１０を容器１２から切り離して運ぶためのハンドルとして作用することもできる。任意選択的特徴として、この開口部２６は、開口部２６を開閉する枢動ふたなどのふたを備えてもよい。しかし、この開口部は一般に任意選択であり、完全に省略されてもよい。さらにまた、シュレッダ・ハウジング１４とその頂壁２４は任意の適当な構造と構成を有することができる。
【００１６】
シュレッダ・ハウジング１４はまた、底壁と４つの側壁と１つの開いた頂部とを有する底レセプタクル３０も含む。シュレッダ機構１６はこの底レセプタクル３０の中に受け入れられ、レセプタクル３０は、ファスナによって頂壁２４の下側に添付されている。レセプタクル３０はその底壁の中に開口部３２を有し、この開口部を通ってシュレッダ機構１６は寸断された物品を容器１２の中に排出する。
【００１７】
頂壁２４は、カッタ要素の上部に概して平行に延在する全体的に横方向に延びる開口部３６を有する。しばしばスロートと呼ばれるこの開口部３６によって、寸断される物品がカッタ要素の中に送り込まれることが可能になる。理解できるように開口部３６は比較的狭く、これは、詰まりを引き起こす可能性のある書類の大きな重なりなどの、過度に厚い品目がカッタ要素の中に送り込まれることを防止するために望ましい。開口部３６はどのような形状を有してもよい。
【００１８】
頂壁２４はまたスイッチ凹部３８を有し、開口部がこれを通過している。オン／オフ・スイッチ４２が、凹部３８の下で頂壁２４にファスナによって取り付けられたスイッチ・モジュール（図示せず）と、凹部３８の中で横方向に移動する手動係合可能な部分４６とを含む。スイッチ・モジュールは、手動係合可能な部分４６に開口部４０を通って連結する可動要素（図示せず）を有する。これは、手動係合可能な部分４６の移動を可能にし、スイッチ・モジュールをその状態の間で動かす。
【００１９】
図示された実施例では、スイッチ・モジュールはモータ１８を電源（図示せず）に接続する。一般的には電源は、端部にプラグ４８を有する標準的な電力コード４４であり、プラグ４８は標準ＡＣプラグ差込口の中に差し込まれる。スイッチ４２は、オン位置とオフ位置の間で、凹部３８の中で横方向に部分４６を動かすことによって移動可能である。オン位置では、スイッチ・モジュールにおける接点は、手動係合可能な部分４６と可動要素との動きによって閉じられ、モータ１８への電力の供給を可能にする。オフ位置では、スイッチ・モジュールにおける接点は開かれて、モータ１８への電力の供給を不能にする。
【００２０】
任意選択として、スイッチ４２はまた逆位置を有することもでき、ここで接点は閉じられて、電力の供給の可能にして、逆方式でモータ１８を動作させる。これは、可逆モータを使用して、オン位置に対して逆極性の電流を加えることによって行われる。逆方式でモータ１８を動作させる機能は、詰まりを解消するために逆方向にカッタ要素を動かすために望ましい。図示された実施例では、オフ位置において、手動係合可能な部分４６と可動要素は、概して凹部３８の中央に位置し、オン及び逆位置では、オフ位置の対向する側部に位置することになる。
【００２１】
一般に、モータ４２を制御するためのスイッチ４２の構造と動作は周知であり、このようなスイッチ４２のためのどのような構造を使用してもよい。
【００２２】
頂部カバー２４はまた、スイッチ・ロック５２と関連する別の凹部５０も含む。スイッチ・ロック５２は、使用者の手とロック部分（図示せず）によって可動である手動係合可能部分５４を含む。手動係合可能部分５４は凹部５０の中にはめ込まれ、ロック部分は頂壁２４の下に位置する。ロック部分は、手動係合可能部分５４とともにプラスチック片として統合して形成され、凹部５０の中に形成された開口部を通じて頂壁２４の下方に延びている。
【００２３】
スイッチ・ロック５２は、スイッチ・ロック５２が解除位置からロック位置へ移動するので、そのオン位置又は逆位置のいずれかからそのオフ位置へ、カム作用によってスイッチ４２を移動させる。解除位置では、ロック部分はスイッチ４２の可動要素から離脱され、こうしてスイッチ４２をオン、オフ、及び逆位置の間で動かすことができる。ロック位置では、スイッチ４２の可動要素は、そのオン又は逆位置のいずれかに対してそのオフ位置に、スイッチ・ロック５２のロック部分によって制止される。
【００２４】
スイッチ・ロック５２の手動係合可能部分５４が、ロック位置と解除位置との間のスイッチ・ロック５２の移動を容易にするために、上向きに延びる突出部５６を有することは好ましいが、必ずしも必要ではない。
【００２５】
スイッチ・ロック５２の１つの利点は、スイッチ４２をオフ位置に保持することによって、シュレッダ機構１６を活動化するために、スイッチ・ロック５２をまずその解除位置に移動させなければならず、次にスイッチ４２がそのオン又は逆位置に動かされることである。これは、シュレッダ機構１６が不意に活動化される可能性を減らす。
【００２６】
図示された実施例では、シュレッダ・ハウジング１４は特に容器１２とともに使用するために設計され、ともに販売することが意図されている。容器１２の上部周縁部６０は上向きに面する開口部６２を画定し、シュレッダ１０が上に取り外し可能に取り付けられるシート６１を提供する。シート６１は、その対向する横側に設けられた一対の枢動ガイド６４を有する。枢動ガイド６４は、上向きに面する凹部６６を含み、この凹部６６は、容器１２の上縁部６０から横方向外向きに延びる壁によって画定されている。凹部６６を画定する壁は、容器１２とともにプラスチックから統合的に成形されているが、個別の構造物として別の任意の材料から形成されてもよい。各凹部６６の底には段落又は棚が設けられて、概して垂直の係合表面６８を提供する。この段落又は棚は、異なる半径を有する凹部６６の２つの部分によって作られている。
【００２７】
シュレッダ１０は、開口部３６の近傍に人や物体（例えば動物又は無生物体）が存在することを検出するための近接センサを有する。人又は物体は、その一部が開口部３６の外側又は近くにあるか、若しくは少なくとも部分的に開口部３６の中にあるときに、開口部３６の「近傍に」ある。近接センサは、以下にさらに詳しく説明するように、さまざまな方法で実施することができる。近接センサを使用することができるシュレッダのさらなる例については、米国特許出願第１０／８２８，２５４号（２００４年４月２１日に出願）、同第１０／８１５，７６１号（２００４年４月２日に出願）、及び同第１０／３４７，７００号（２００３年１月２２日に出願）を参照することができ、これらの各々は本出願に参照によって組み込まれている。一般に、近接センサはどのような形式のシュレッダとも使用することができ、本明細書に確認される例は限定を意図するものではない。
【００２８】
図３は、本発明の一実施例によって作られたシュレッダ１００の斜視図である。シュレッダ１００は、容量性センサを組み込んでいる。図示された容量性センサは、物理的接触を必要とすることなく人や物体の存在を検出するスイッチである。容量性センサは、図８及び図９に示すものなどの、回路に接続された導体／接触板プレート１１２を含む。導体１１２はコンデンサの第１プレートとして使用され、一方検出されるべき人や物体はコンデンサの第２プレートとして使用される。導体１１２と人又は物体との間の距離が小さくなるにつれて、これらの間の相互キャパシタンスは大きくなる。このキャパシタンスの増加は結果的に、センサにおける信号レベルの増加になり、このレベルを人又は物体の近接を検出するために使用することができる。
【００２９】
キャパシタンスは部分的にコンデンサの第２プレートの誘電率に依存することを理解されたい。誘電率が高いほどキャパシタンスは大きくなる。したがって、シュレッダ１００の容量性センサは、近くの生物又は無生物の接近を、このそれぞれの誘電率が十分に高いことを条件として、検出することができる。人間及びその他のさまざまな動物は比較的高い誘電率を有するので、これらは容量性センサによって検出可能である。比較的高い誘電率を有する無生命の対象物もまた検出可能である。逆に、紙などの、低い又は中庸の誘電率を有する無生命の対象物は検出可能ではない。
【００３０】
シュレッダ１００は、シュレッダ・ハウジング１０４と、開口部１０８と、オン、オフ、及び逆位置を有する制御スイッチ１２８とを含む。上に説明したものなどのシュレッダ機構が、開口部１０８を通じて書類をシュレッダ機構の中に送り込むことができるように、開口部１０８の真下に置かれている。
【００３１】
導体１１２は、例えば、金属条片、フォイル・テープ（例えば銅テープ）、導電性ペイント、シルクスクリーン導電性インク・パターン、又はその他の適当な導電性材料にすることができる。図３に示すように、導体１１２は９インチ×１インチ（２２．９ｃｍ×２．５４ｃｍ）の容量性感知条片であって、開口部１０８の近くでハウジング１０４に添付されている。したがって、人又は物体が開口部１０８に、こうしてシュレッダ１００のシュレッダ機構のカッタ要素に近づくと、導体１１２と人又は物体との間のキャパシタンスは増加し、この結果、下に説明するように検出のために使用される信号レベルが増加する。スイッチが複数枚の紙を通して人又は物体を検出するために十分な感度を確実に有するように、導体１１２は開口部１０８の中に延在して、導体１１２の全表面積を増加させ、したがって導体１１２と近くの人又は物体との間のキャパシタンスの量を増加させる。随意に、導体１１２を例えば非導電性プラスチックで覆うことができ、こうしてスイッチをシュレッダ１００の使用者から隠す。さらに、スイッチの感度を増加するために、このような非導電性プラスチックを金属箔などの導電性材料で覆うことができる。
【００３２】
図３には図示されていないが、シュレッダ１００はセンサ・ライト、エラー・ライト、及び／又は正常な動作を示すライトを含むことができる。ＬＥＤにすることができるセンサ・ライトは、人又は物体が検出されたときに明るくなる。やはりＬＥＤにすることができるエラー・ライトは、人又は物体が検出されたとき、及び任意選択として他の条件下（例えば、シュレッダ容器が正しくシュレッダ１００と係合していないか、又はシュレッダ機構が詰まっている）で明るくなる。しかしこれらのライトは必要ではなく、単に任意選択的な機能である。
【００３３】
図４〜図７は、各々が本発明のさまざまな実施例によるシュレッダ・ハウジング１０４、開口部１０８、カッタ要素１３２、及びセンサ用の導体構成を示す断面図である。導体構成は、１つ又は複数のさまざまな面積の導体を含み、キャパシタンスの量、したがって人又は物体がシュレッダに近づいたときに発生する信号レベルを調整することができる。複数の導体を使用する場合、この間の距離を、やはり容量性結合の量、したがって生成されるキャパシタンスを調整するために設計することもできる。
【００３４】
図４では、導体１３６は、ハウジング１０４の上壁の中において、上部表面の下で部分的に開口部１０８の中に埋め込まれた導電性材料を含む。導体１３６はまた随意に開口部１０８を画定する壁の中に埋め込まれて、開口部に沿って一部分だけ延びている。
【００３５】
図５では、導体１４０の導電性材料は、ハウジング１０４の上部表面部分を覆い、実質的に開口部１０８の中に延在し、ハウジング１０４の突縁のまわりを曲がり、こうしてハウジング１０４の内側表面部分を覆う。かなりの厚さを有する導体１４０については、導体１４０が取り付けられる上部表面の頂部を引っ込めることもできる。
【００３６】
図６の導体１４４は、ハウジング１０４の外側表面部分と内側表面部分とにそれぞれ添付された２つの導電性部分を含む。複数部分のこのような使用は、コンデンサの表面積、並びに容量性結合、及びキャパシタンスを増加させ、人又は物体が導電性部分に近づいたときに信号レベルを増加させる。
【００３７】
図７の導体１４８は、ハウジング１０４の内側表面部分に１つの導電性部分を含む。これは、図４に示すように、導体をハウジングの壁の中に埋め込む製造ステップを加えることなく導体１４８を隠すために望ましい。図４〜図７の導体はどのような適当な構成のものでもよく、図示された例は決して限定を意図するものではないことを理解されたい。
【００３８】
図３〜図７に即して説明したような導体又は導電性材料は、一般的に回路板の上の回路構成に接続されている。図８及び図９は、本発明のそれぞれの実施例による容量性センサ回路の例を図示する。これらの例示的な回路をシュレッダの全体的回路設計の中に組み込むこともでき、これらは決して限定を意図するものではない。
【００３９】
図８では、容量性センサ回路２６０は、上に示した又はその他の適当な構成などの構成を有することができる導体３００を含む。導体３００は、パッドＰ８に接続され、パッドＰ８は、コンデンサＣ８、Ｃ９、抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３６、及び高速ダブル・ダイオードＤ８を含む回路ループに接続されている。ループは電圧源Ｖｃｃ、回路アース、及び抵抗器Ｒ３３に接続されている。電圧源Ｖｃｃは、シュレッダのＡＣ線電圧に接続され、負レギュレータが回路アースのために−５ボルトを発生させることができる。次に、容量性センサ出力部３２０は、出力部３２０において信号レベルに応答して適切な動作を取る、マイクロプロセッサ又は離散回路構成部分（例えば比較器、トランジスタ）などの、制御装置３３０への入力部として結合してもよい。このような制御装置３３０は、要素（例えば、シュレッダ機構のモータ）への電力の供給を止めるために開き、また電力の供給を可能にするために閉じるリレー・スイッチであってもよい。「制御装置」とは、１つ又は複数のモジュール、及び／又は回路構成要素を制御する１つ又は複数の構造物を示す、包括的な構造用語であることを理解されたい。
【００４０】
回路２６０の動作原理は、当業者には容易に理解されよう。人又は物体が導体３００の近くに移動すると、この間の増加したキャパシタンスは出力部３２０において正弦波の振幅を、人や物体の存在を指示するために十分な電圧だけ増加させる。増加した信号レベルに基づいて、制御装置３３０は例えば、シュレッダの切断要素を不能にし、センサ又はエラー・ライトを照らし、及び／又は可聴警報を活動化する。
【００４１】
図９は、容量性センサ回路３６０、並びに制御及びイルミネーション回路構成３６５を示す。容量性センサ回路３６０は、上に示した又はその他の適当な構成などの構成を有することができる導体４００を含む。導体４００は、パッドＰ１に接続され、パッドＰ１は、連続する抵抗器Ｒ１９及びＲ２０に接続されている。抵抗器Ｒ１９は、コンデンサＣ４、抵抗器Ｒ１６、及び高速ダブル・ダイオードＤ１を含む回路ループに接続されている。このループは電圧源Ｖｃｃ、回路アース、及び抵抗器Ｒ１７に接続されている。電圧源Ｖｃｃは、シュレッダのＡＣ線電圧に接続され、負レギュレータが回路アースのために−５ボルトを発生させることができる。容量性センサ出力部４２０は、制御装置４３０の入力部として結合され、制御装置は、例えば簡単なアナログ回路、又はＡｔｍｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（カリフォルニア州ＳａｎＪｏｓｅ）から提供されるＡＴｔｉｎｙ１１８ビット・マイクロコントローラにすることができる。
【００４２】
図９に示す回路構成の動作原理は、当業者には容易に理解されよう。人又は物体が導体４００の近くに移動すると、この間の増加したキャパシタンスは出力部４２０において正弦波の振幅を、人や物体の存在を指示するために十分な電圧だけ増加させる。増加した信号レベルに基づいて、制御装置４３０は適切な制御信号を送る。例えば、制御装置４３０は、シュレッダの切断要素を駆動するモータへ電力を切るための制御信号４９０を送り（ＴＲＩＡＣによって供給されるなど）、また比較器４６０に結合されたセンサＬＥＤ４５０又はエラーＬＥＤ４４０を照らすための制御信号４３５を送る。
【００４３】
本発明の実施例を、例えばＦｅｌｌｏｗｅｒｓ，Ｉｎｃ（イリノイ州Ｉｔａｓｃａ）のＰＳ８０Ｃ−２シュレッダなどのシュレッダに組み込むことができる。望む場合には、既存のシュレッダを、既存のモジュールを大きく変更することなく近接センサ回路を組み込むようにすることもできる。
【００４４】
本発明の別の実施例では、シュレッダは、近接検知のために２つ又はそれ以上の感度設定値を提供することができる。設定値を使用者が選択的に可能にして、例えば幼児又はペットを検出するように調整することができる。容量性センサを使用する例示的実施例では、対象物は荷電時間に基づいて区別される。より小さな容量性負荷は、結果としてより大きなキャパシタンスよりも短い荷電時間となる。したがって、センサに近い容量性負荷から結果として得られる荷電時間の差を（例えばマイクロプロセッサによって）測定することによって、さまざまな対象物を区別することができる。
【００４５】
本発明のさらに別の実施例では、異物の侵入を検知するために機械的スイッチ又は別の形式の検出器が使用される。機械的スイッチが作動すると、シュレッダの刃は遮断され、寸断動作を停止する（又はある別の動作が実施される）。一般に、寸断に適切な物品は薄い平坦な、例えば紙、ＣＤ、ディスク、クレジット・カードなどである。一方、人間や動物の身体部分は一般により厚い。この結果、身体部分のシュレッダ開口部への挿入は開口部の側部に対する圧力となる。傾斜した側部を有する開口部では、この圧力は、物品が開口部を通って送り込まれる方向（一般的には垂直方向）における成分と、送り込む方向とは直角の方向（一般的には水平方向）における成分の両方を含むことになる。スロート板のある相対的移動を可能にすることによって、この圧力を使用して機械的スイッチを作動させることもできる。開口部のサイズとスイッチの動程距離（又は、光学スイッチ又はストレイン・ゲージなどの別の形式の検出器を使用するときには、感度又は有効検出領域）を適切に選択することによって、シュレッダを、所定のサイズ（例えば、人の指のサイズ、シュレッダで取り扱うためには大き過ぎる紙の積み重ねのサイズ）より大きな対象物がスイッチを作動させることなくシュレッダ・スロートに入ることができないように、設計することができる。この装置は、シュレッダ機構を詰まらせることのある過度に厚い書類の積み重ね又はその他の物品を、使用者が挿入することを防止するために使用することができる。
【００４６】
図１０ａ及び図１０ｂは、シュレッダにおいて使用するための機械的スイッチの第１実施例を示す。図１０ａに示すように、シュレッダ・ハウジング１０４は開口部１０８を含む。開口部１０８の壁１５０は、シュレッダ・ハウジング１０４に対して可動であるスロート板を形成する可動部分である。これらの壁１５０の各々は、例えばフォイル・スイッチであってもよい感圧スイッチ１５２に対して取り付けられた上部分を有する。機械的スイッチは、例えば開状態と閉状態を有することもでき、これらはさもなければオン位置又はオフ位置として考えてもよい。
【００４７】
ある特定の実施例では、フォイル・スイッチは、上向き偏位部材（個別に図示されていない）を含み、この部材は、スイッチを開位置に維持し、並びに開口部１０８の壁１５０をこれらの上位置に偏位させようとするものである。図示するように、壁１５０は独立して可動であり、各々は付属のスイッチ１５２を有するが、理解されるように、対称的な配置は必要とせず、壁のいずれか１つ又は両方は付属のスイッチ又は検出器を有する。同様に、壁は独立して可動である必要はなく、ともに動いてもよい。
【００４８】
図１０ａはスイッチの開位置を示しているが、図１０ｂは、比較的大きな対象物が開口部１０８の中に挿入されたときの状況を示している。対象物（矢印によって概示されている）が開口部１０８の中に挿入されると、対象物は壁１５０を押し付けて、これらの壁を下向きに動かして、フォイル・スイッチ１５２を圧縮する。この作用は、切刃を止める回路を完成する。このようなシステムは、開口部の中に留まってカッタ・モータにひずみを与える過度に大きな対象物によって起こされるシュレッダに対する損傷を減らすという、さらなる可能性を有する。
【００４９】
図１１ａは、本発明の別の代替実施例を示す。この実施例では、開口部の壁１５０はプランジャ部分１５４を含む。プランジャ部分１５４は、シュレッダ・ハウジング１０４における開口１５６を通って延在している。プランジャ部分１５４は対応するばね１５８によって上向きに偏位し、壁１５０をこれらの上部位置に維持する。
【００５０】
大きな対象物が図１１ｂに示すように開口部１０８の中に挿入されると、壁１５０は下向きに圧されて、プランジャ部分１５４は機械的スイッチ１６０と接触する。図では、スイッチ１６０はレバー型スイッチであるが、当業者には明らかになるようにフォイル・スイッチ又はその他の機械的スイッチを代わりに使用することもできる。同様に、構造のゆがみを測定するためのストレイン・ゲージを使用することもでき、又は壁１５０若しくはその他の構造を使用することもできる。一般に任意の適当な形式の検出器を使用できる。
【００５１】
図１０ａ、図１０ｂ、図１１ａ、及び図１１ｂの実施例は各々、一般に、寸断動作を終了するスイッチを作動させるためのスロート・プレートの下向き圧力に依存する。上述のように、開口部の傾斜壁の中に挿入された大きな対象物の圧力は、さらになお水平分力を有する傾向がある。したがって、スロート・プレートの壁の外向き移動に鋭敏な圧力プレートもまた、本発明の実施例に使用するために適している。同様に、図１０ａ、図１０ｂ、図１１ａ、及び図１１ｂの実施例は切刃を自動的に停止することに関して説明されているが、ある代替実施例では、スイッチの活動化は、光又は音などの警告インジケータを作動させることもできる。このような任意の所定の安全動作を使用することができる。
【００５２】
別の実施例として、壁１５０の１つ又は両方の下部分を弾性変形可能にすることもできる。これは例えば、比較的剛性の部材をこれがばねを押すように枢動的に連結して、又は弾性変形可能な材料からレバー部分を作ることによって行うことができる。機械的スイッチ又はその他の適当な検出器などの検出器を、それぞれの壁１５０がある程度外向きに変形したときを判定するために使用することができる。これは、所定の厚さよりも厚い物品が開口部の中に挿入されたことを示すことになる。また、所定の動作（例えばシュレッダ機構の遮断、警告信号の発信）を実施することができる。
【００５３】
図１２は、本発明によるスイッチの追加の実施例を示し、図１２ａは、スイッチ部分を別に示す拡大図である。図１２の実施例の構造は図３の実施例のものと同様である。ハウジング１０４には開口部１０８の近くでスイッチ５０２が添付されている。このスイッチは、例えば人の手がスイッチに接触した結果として、抵抗の変化によって接触を検知するために構成されている。
【００５４】
ある実施例では、スイッチは２つの互いに隣接する導体に分離された導電性グリッドを含み、この実施例は図１３に制御回路とともに概略的に示されている。ある特定の実施においては、ＶＨｉは名目ではＶｃｃより２０Ｖ以下に設定されている。パッドＰ１及びＰ２が回路の残り部分に導電性を提供する。抵抗器Ｒ３〜Ｒ６は、大きな抵抗を有するように選定され、こうして活動化されたときに回路を通って流れる電流を制限する。使用者の手がグリッドに接触すると、回路は完成して電流が流れる。増幅器Ｕ１Ａ（例えば、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社から市販のＬＭ３５８であってもよい）は、生成されるアナログ電圧を緩衝し、これをマイクロプロセッサ５０４のアナログ入力部に渡す。抵抗器Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０を、望みに応じてシステムの感度を変更するために変えることができる。
【００５５】
増幅器Ｕ１Ａからの信号に応答してシュレッダを制御するために、マイクロプロセッサを選択することができる。特に、例えばＴＲＩＡＣを制御するためにマイクロプロセッサを設定することができ、ＴＲＩＡＣは、スイッチ５０２が接触されると刃は停止するようにシュレッダ・モータへの電力を制御する。さらに、上述のように、モータが非活動化された理由を使用者に知らせるために、警告灯又はＬＥＤを活動することもできる。
【００５６】
スイッチ・グリッド５０２の全抵抗は例えばごみの集積によって変わるので、信号レベルが変わる可能性がある。同様に、使用者の湿った指は乾いた指よりも低い抵抗をもたらす。したがって、ある実施例では、シュレッダの制御ソフトウェアは時間を通じて公称抵抗を監視するためのルーチンを含み、したがってしきい値を調節することができる。同様に、本発明の一実施例は、信号の強度ではなく信号の変化を監視することを可能にし、これによってごみの緩やかな集積と一時的な接触とを区別する。最後に、ある実施例では、測定された公称抵抗は所定のレベル以下に低下するので、インジケータ、例えばＬＥＤを使用して使用者にグリッドが掃除されたことを知らせることができる。
【００５７】
別の代替実施例では、スイッチを改装デバイスにすることもできる。図１４に概略的に示すように、改装デバイスはシュレッダと電源との間に挟まれて存在する。シュレッダは、壁の電源ではなく制御装置に直接差し込まれている。正規運転中は、改装デバイスは、壁の出力側からシュレッダへの電力のための開口通路として使用され、シュレッダは壁の中に正規に挿入されたときに動作するように実質的に動作することになる。しかし、スイッチが活動化されると、例えば図１３に示すものと同様な制御装置が、シュレッダへの電力を遮断及び／若しくは支障条件の指示提供を行うことができる。
【００５８】
図１５及び図１５ａに示すように、改装スイッチ５１２自体は例えば、感抵抗スイッチ、感容量スイッチ、又は膜若しくはフォイル・スイッチなどの感圧スイッチにしてもよい。スイッチは、開口部１０８の近くの位置に接着剤又はファスナを使用して永続的又は取り外し可能に添付される。これは、全体的に個別にすることができるか又はシュレッダ・ハウジングに添付することができる単なる小さな実装物にすることもできる制御装置５１４に、電気的に接続されている。上述のように、制御装置は、シュレッダの電力コード５１８のためのソケット５１６を含み、一般に、壁の電源出力部５２２又は他の電源と係合するためのそれ自体の電力コード５２０を含む。
【００５９】
ここに図示したさまざまな実施例は特定のセンサを使用しているが、渦状電流、誘導、光電、超音波、ホール効果、又は赤外線近接センサ技術を使用する方策などの、その他の方策を使用して、シュレッダの近くに人又は物体が存在することを検出できることを注目されたい。
【００６０】
上に図解した実施例は、本発明の構造的及び機能的原理を説明するために提供されたものであって、限定を意図するものではない。反対に本発明は、添付の特許請求の範囲の精神と範囲内におけるすべての変更、変形、及び代替を含めることを意図している。
【符号の説明】
【００６１】
１０ シュレッダ
１２ 廃物容器
１４ シュレッダ・ハウジング
１６ シュレッダ機構１６
１８ 電動モータ
２１ サブフレーム
２３ 伝動装置
２４ 頂壁
２６ 開口部
２７ コネクタ部分
２８ Ｕ字形の部材、握り部分
３０ レセプタクル
３２ 開口部
３６ 開口部
３８ スイッチ凹部
４０ 開口部
４２ スイッチ
４６ 手動係合可能な部分
４８ プラグ
５０ 凹部
５２ スイッチ・ロック
５４ 手動係合可能部分
６０ 上部周縁部
６１ シート
６２ 開口部
６４ 枢動ガイド
６６ 凹部
６８ 係合表面
１００ シュレッダ
１０４ シュレッダ・ハウジング
１０８ 開口部
１１２ 導体
１３２ カッタ要素
１３６ 導体
１４０ 導体
１４４ 導体
１４８ 導体
１５０ 壁
１５２ 感圧スイッチ、フォイル・スイッチ
１５４ プランジャ部分
１５６ 開口
１５８ ばね
１６０ 機械的スイッチ
２６０ 容量性センサ回路
３００ 導体
３２０ 容量性センサ出力部
３３０ 制御装置
３６０ 容量性センサ回路
３６５ 制御及びイルミネーション回路構成
４００ 導体
４２０ 容量性センサ出力部
４３０ 制御装置
４３５ 制御信号
４４０ エラーＬＥＤ
４５０ センサＬＥＤ
４６０ 比較器
４９０ 制御信号
５０２ スイッチ
５１２ 改装スイッチ
５１４ 制御装置
５１６ ソケット
５１８ 電力コード
５２０ 電力コード
５２２ 電源出力部
Ｃ コンデンサ
Ｄ ダイオード
Ｐ パッド
Ｒ 抵抗器
Ｖｃｃ 電圧源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１２ａ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１５ａ】
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