(57)【要約】超音波洗浄装置（１０）は、ソノトロード（１４）と、ソノトロードに電流を流すようになっている電源（１３）とを備え、消費者によるその使用を簡易化し、消費者が使用する場合のその安全性を改善し、及び／又は消費者が使用する場合のその洗浄効率を改善する、１つ以上の特徴をさらに含む。
2005506178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、超音波周波数で振動するようになっているソノトロードと、装置の外表面に取付けられ、ソノトロードが振動する振幅を調節するようになっている調節器とを備えることを特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項２】
前記振幅調節器が、前記ソノトロードが約１ミクロン〜約１００ミクロン、好ましくは約１０ミクロン〜約５０ミクロン、より好ましくは約２０ミクロン〜約３０ミクロンの範囲で振動する振幅を調節するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の超音波洗浄装置。
【請求項３】
前記ソノトロードが、汚れた表面と接触するようになっている先端を備え、該装置が、ソノトロードに電流を流すようになっている電源をさらに備え、該ソノトロードの先端には長さ、幅、及び厚さの寸法があり、さらに、その厚さ寸法が、長さ寸法及び幅寸法より小さく、好ましくは３ｍｍ未満、より好ましくは２ｍｍ未満、最も好ましくは１ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の超音波洗浄装置。
【請求項４】
前記ソノトロードが、約１０ｋＨｚ〜約１００ｋＨｚ、好ましくは約２５ｋＨｚ〜約５０ｋＨｚ、より好ましくは約３０ｋＨｚ〜約５０ｋＨｚの周波数、及び／又は約１ミクロン〜約１００ミクロンの振幅で振動するようになっていることを特徴とする、請求項３に記載の超音波洗浄装置。
【請求項５】
該装置が、汚れた表面と接触するためにドッキング・ステーションから外れるようになっている超音波洗浄装置を受容可能なドッキング・ステーションと、該ソノトロードと接続し該ソノトロードを振動させるようになっている電源とによって、家庭用洗浄器具と結合することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波洗浄装置。
【請求項６】
該装置が、超音波洗浄組成物の少なくとも１つのリザーバーをさらに備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波洗浄装置。
【請求項７】
該装置が、洗浄される表面から、解放された汚れ粒子と残りの洗浄組成物とを除去するようになっている真空源をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波洗浄装置。
【請求項８】
前記先端が、他のソノトロード先端と交換可能であることを特徴とする、請求項３に記載の超音波洗浄装置。
【請求項９】
該装置が、洗浄効果を最適化するために、汚れた表面に対して前記ソノトロードの最適な位置決めを行うための指示をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波洗浄装置。
【請求項１０】
前記指示が、言語的指示又は改善された装置性能のユーザーによる理解を改善するための非言語的な合図を含むことを特徴とする、請求項９に記載の超音波洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いて汚れを除去するための超音波洗浄装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、消費者による使用の簡易化を促進させ、及び／又は改善する超音波洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波洗浄は、産業界で周知の洗浄方法である。例えば、超音波洗浄は、電子部品をフッ化炭化水素の共沸混合物などの洗浄溶液中に浸した後、又は浸しながら洗浄するために使用する。超音波洗浄はまた、超音波歯ブラシのように、少ない程度ではあるが、口腔衛生のために家庭用として使用されている。
【０００３】
硬質表面及び繊維質表面を始めとする家庭用の表面から、シミや汚れを除去する家庭用超音波洗浄装置は、１９９９年１１月１６日提出の米国仮出願番号６０／１６５，７５８、２０００年１１月１５日提出の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ００／３１４３１、及び１９９９年１１月１６日提出の米国特許出願番号０９／８３１，７８３号に開示されており、そのすべてが本明細書に参考として組み込まれている。超音波エネルギーとともに使用すると驚くほど意外な優れた洗浄力を見せる洗浄成分及び組成物も、また開示されている。これらの超音波洗浄装置は、衣類、室内装飾用品、及びその他の布地などの繊維質表面、絨毯、並びに硬質表面を含むがこれらに限定されない、様々な家庭用品から汚れ及びシミを除去する改善された手段を消費者に提供する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、本発明は、消費者による使用を改善するように適合された、改良された超音波洗浄装置に関する。
【０００５】
本発明の第１の実施形態は、ハウジングと、超音波周波数で振動するようになっているソノトロードと、装置の外表面に取付けられ、ソノトロードが振動する振幅を調節するようになっている調節器とを備えた超音波洗浄装置に関する。
【０００６】
本発明の第２の実施形態は、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっている先端を持つソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源とを備えた超音波洗浄装置に関する。ソノトロードの先端には長さ、幅、及び厚さの寸法があり、さらに、その厚さ寸法は、長さ寸法又は幅寸法よりも実質的に小さい。
【０００７】
本発明の第３の実施形態は、超音波周波数で振動するようになっているソノトロードを含む超音波洗浄装置と、汚れた表面と接触するためにドッキング・ステーションから外れるようになっている超音波洗浄装置を受容するドッキング・ステーションと、ソノトロードと接続しソノトロードを振動させるようになっている電源とを備えた家庭用洗浄器具に関する。
【０００８】
本発明の第４の実施形態は、ハウジングと、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源と、洗浄される表面から、解放された汚れ粒子と残りの洗浄組成物とを除去するようになっている真空源とを備えた超音波洗浄装置に関する。
【０００９】
本発明の第５の実施形態は、超音波周波数で振動し、洗浄すべき表面と接触するようになっている先端を持つソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源とを備えた超音波洗浄装置に関し、ソノトロードは、ペン型の囲い板を備え、ケーブルを介して電源と接続される。
【００１０】
本発明の第６の実施形態は、ハウジングと、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源と、複数の交換可能なソノトロード先端とを備えた超音波洗浄装置に関する。
【００１１】
本発明の第７の実施形態は、ハウジングと、囲い板及び先端を含み、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源とを備えた超音波洗浄装置に関し、囲い板は、汚れた表面に対するソノトロード先端の最適な位置決めを容易に行って洗浄効果を最適化するようになっている構成を有する。
【００１２】
本発明の第８の実施形態は、汚れた表面と接触するようになっている球状の先端部を含む超音波ソノトロードを備えた超音波洗浄装置に関する。
【００１３】
本発明の第９の実施形態は、ハウジングと、ハウジングの外表面に取付けられたハンドルと、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源とを備えた手持式超音波洗浄装置に関する。
【００１４】
本発明の第１０の実施形態は、ハウジングと、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源と、装置の状態をその操作者に示すために点灯するようになっているインジケーターライトとを備えた超音波洗浄装置に関する。
【００１５】
本発明の第１１の実施形態は、ハウジングと、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源と、第１超音波洗浄組成物の第１リザーバーと、第２超音波洗浄組成物の第２リザーバーとを備えた超音波洗浄装置に関し、この超音波洗浄装置は、汚れた表面への超音波洗浄組成物の分配を制御すると同時に、ソノトロードを介して超音波をその表面に与え、超音波装置は汚れた表面に分配する超音波洗浄組成物を選択するセレクターをさらに備える。
【００１６】
本発明の第１２の実施形態は、ハウジングと、超音波周波数で振動し、汚れた布地表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに交流を流すようになっている調節可能な電源と、洗浄すべき布地表面の種類に応じて電源を調節するための指示とを備えた超音波洗浄装置に関する。
【００１７】
本発明の第１３の実施形態は、ハウジングと、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源と、汚れた表面に対してソノトロードの最適な位置決めを行って洗浄効果を最適化するための指示とを備えた超音波洗浄装置に関する。
【００１８】
本発明の第１４の実施形態は、ハウジングと、超音波周波数で振動し、汚れた表面と接触するようになっているソノトロードと、ソノトロードに電流を流すようになっている電源と、装置の作動に関する非言語的な合図を含む指示とを備えた超音波洗浄装置に関する。
【００１９】
本発明による超音波洗浄装置の様々な実施形態は、消費者によるその使用を簡易化し、消費者が使用する場合のその安全性を改善し、及び／又は消費者が使用する場合のその洗浄効率を改善するという特徴を持つ。これらの及びさらなる目的と利点については、以下の詳細な説明を考慮すればさらに明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下の詳細な説明は、図面を見ればさらに十分に理解できるであろう。
本発明は、消費者によるその使用を簡易化し、消費者が使用する場合のその安全性を改善し、並びに／又はその洗浄性能及び／若しくは洗浄効率を改善するための改良を含む超音波洗浄装置に関する。
【００２１】
本発明で用いる「超音波」洗浄という表現は、超音波、すなわち、可聴範囲以上の周波数を持つ縦波を使用した洗浄方法又は装置のことであり、この波の周波数スペクトルは、約１６ｋＨｚ〜１０ＭＨｚであることができる。
【００２２】
超音波洗浄装置は、家庭用の硬質表面及び繊維質表面のどちらにも利用できる。「繊維質表面」とは、シャツ、ズボン、ワンピース、スカート、ブラウス、手袋、帽子、及び靴を含むがこれらに限定されない衣類、家具及び自動車のシートなどの室内装飾用品、リンネル製品、カーテン、掛け布、絨毯、敷物、タペストリー、パッド、拭き取り用品などの布地表面のことである。例えば、「繊維質表面」は、綿、毛、若しくは絹などの天然繊維、ポリエステル、レーヨン、若しくはダクロンなどの化学繊維、又はポリコットンブレンドなどの天然繊維と化学繊維とのブレンドから成ることができる。「家庭用の硬質表面」とは、従来より、食卓用食器具、皿、コップ、刃物類、鍋及びフライパンなどの家庭環境における無生の硬質表面とみなされるいかなる表面をも含み、また、台所の調理台、流し台、ガラス、窓、エナメル質表面、金属表面、タイル、浴槽、壁、天井、床などの、その他の表面も含む。実際に、本発明による装置を使用することで、様々な表面上の、例えば、食物、草、脂肪性物質、又は身体の汚れによる家庭におけるシミの除去がかなり改善される。
【００２３】
当該技術分野において既知のように、超音波ソノトロードは、圧電性結晶性物質又はＰＺＴと呼ばれているセラミック材料に電圧を印加することで超音波を発生させる。電圧は、所望の振動周波数の交流又は直流として印加され、セラミック材料の運動を引き起こす。セラミック材料は、コンバータ部、及びセラミック材料の運動を増幅するホーン部を一般的に備えたトランスデューサーに連結される。ホーンは、本明細書ではソノトロード先端と呼ばれる、汚れた表面と接触する先端を含む。セラミック材料、コンバータ、及び先端を含むホーンの組立部は、本明細書では一般にソノトロードと呼び、これらの構成要素を収容するハウジングをソノトロード囲い板と呼ぶ。
【００２４】
理論により限定する意図はないが、超音波エネルギーは、キャビテーションを誘発し、熱を発生させることで洗浄強化すると考えられている。これは、液体の研究ではよく記載される現象である。キャビテーションは、極小の泡の繰返し形成及び内破のことで、これは液体中に高圧衝撃波を引き起こし、局所的に極めて高い温度を生成する。熱はまた、セラミック材料、コンバーター、ホーン、洗浄すべき表面、汚れ、及び液状洗浄組成物が音響エネルギーを吸収することで発生する。この吸収はまた、内部摩擦として定義され、上述した様々な材料間の境界面における熱発生摩擦と同時に起こる。理論により限定する意図はないが、キャビテーション及び熱を通じた超音波エネルギーは、再水和及び汚れの軟化を改善することで洗浄を容易にすると考えられている。このことは、上述したように、衝撃波の生成を通じて汚れへの洗浄溶液の浸透率を増大させることにより行われると考えられる。局所的に熱と組み合わされた衝撃波は、汚れと基材との間の接着結合を破壊する。また、摩擦熱及びキャビテーション熱はともに、特定の化学的性質（例えば、加熱によって活性化される漂白剤）を活性化することで洗浄力を顕著に改善する。
【００２５】
本超音波装置を使用すれば、シミのついた物質又は表面に磨耗及び裂け目を引き起こす過度の力、摩擦、圧力又はその他の行為を手動で又は巨視的に用いずに、汚れ及びシミを除去することができる。この場合、ユーザーは汚れ又はシミを除去するためにかかる手動エネルギーを加える必要がなく、従ってユーザーの利便性が加わる。
【００２６】
本明細書及び請求項を通じて、汚れ又は汚れた表面とは、汚れ、汚れた表面、シミ、シミのついた表面、及び／又は洗浄すべき表面を指すとともに、これらを含む。
【００２７】
本発明による超音波洗浄装置は、超音波振動で振動するようになっているソノトロードを備える。例えば、図１は本発明による超音波洗浄装置の概略図を示す。装置１０は、ハウジング１２とソノトロード１４とを含む。図１の仮線で示すように、電源１３は、ハウジング１２に収容され、電流を流すことによりソノトロードに動力を供給する。ソノトロードは、ケーブル１５を介して、特に１５ａで、図１の実施形態の電源に接続される。上述のように、ソノトロードの振動周波数は、毎秒数サイクルから毎秒数１０億サイクルまでであってもよい。一般的に、ソノトロードは、約１０ｋＨｚ〜約１００ｋＨｚの周波数で振動するようになっている。さらに具体的な実施形態において、ソノトロードは、約２５ｋＨｚ〜約５０ｋＨｚ、より具体的には約３０ｋＨＺ〜約５０ｋＨｚの周波数で振動するようになっている。
【００２８】
１つの実施形態において、超音波洗浄装置は、ソノトロードが振動する振幅を調節するための調節器を備える。例えば、振幅調節器は、ソノトロードに流れる電力を調整するようになっているポテンショメーターを備えてもよく、これによりソノトロードが振動する振幅を調整する。ソノトロードが振動する振幅を調節するその他の手段は、本明細書を考慮すれば当該技術分野の熟練者にとって明らかになるであろう。１つの実施形態において、振幅調節器は、超音波洗浄装置の外表面に取付けられ、該装置を使用する消費者が容易に調節できるようにする。図１ａに示すように、振幅調節器は、ハウジング１２の外表面に取付けられたダイアル１６を備えるか、又は、別の方法として、ソノトロードの囲い板２０に取付けられるが故にソノトロード先端１７に隣接するダイアル１８を備えてもよい。
【００２９】
ソノトロードが振動する振幅は、装置の使用目的を考慮して選択することができる。１つの実施形態において、振幅は、約１ミクロン〜約１００ミクロン、より具体的には約１０ミクロン〜約５０ミクロン、さらにより具体的には約２０ミクロン〜約３０ミクロンの範囲で調節可能であることが好ましい。より高い振幅値は、例えば、硬質表面、絨毯、靴、ソファなどのより頑丈な基材を良好に洗浄するのに適し、一方、上記範囲の下方の振幅は、デニム、レーヨンなどの衣類の布地を含むより繊細な基材に好ましい。同様に、より困難な又は強度の汚れは高振幅を使用して洗浄し、軽度又は表面の汚れは低振幅を使用して洗浄できる。従って、本発明の超音波洗浄装置の振幅調節器によって、消費者は、超音波洗浄で使用する振幅を、洗浄すべき基材及び／又は汚れに応じて変えることができる。これにより、消費者は、繊細な基材の損傷を回避しつつ、より頑丈な基材又は困難な汚れに対する優れた、深い洗浄力を得ることができる。
【００３０】
さらに具体的な実施形態において、振幅調節器には、作動中又は電力を調整中にソノトロードの振動の振幅を維持するようになっているフィードバックシステムが備えられてもよい。例えば、汚れた表面と接触するソノトロードの先端に加えられる圧力は、ソノトロードの振幅を変化させる傾向がある。従って、フィードバックシステムは電力を調節して、装置の作動中に振幅を実質的に一定に維持する。位相ロック増幅器などを備えたかかるフィードバックシステムは、電気業界で周知であり、本明細書において使用できる。
【００３１】
１つの実施形態において、超音波洗浄装置は、超音波洗浄組成物の少なくとも１つのリザーバーと、超音波洗浄組成物を該装置で洗浄すべき汚れた表面に送達するデリバリーシステムとを備える。本明細書に記載する、超音波洗浄装置での使用に適した組成物は、１９９９年１１月１６日提出の同時継続出願０９／８３１，７８３に詳細に記載されている。さらなる実施形態では、超音波洗浄装置は、特定の洗浄用途に適用する超音波洗浄組成物の少なくとも２つのリザーバーを備える。例えば、１つの実施形態において、第１リザーバーには水による洗濯用途などの湿式洗浄に適用される超音波洗浄組成物が供給され、第２リザーバーにはドライクリーニング用途の超音波洗浄組成物が供給される。さらなる実施形態において、洗浄組成物の個々のリザーバーは、特に、絹又はレーヨンなどの繊細な布地、綿などの天然繊維、及び／又は絨毯又は室内装飾用品などのより頑丈な繊維に対して適用するように供給される。従って、超音波洗浄装置には、汚れた表面に供給される超音波洗浄組成物の異なるリザーバーの中から選択するためのセレクターが備えられてもよい。
【００３２】
例えば、図１の実施形態において、超音波洗浄装置は、ハウジング１２内に収容される４つの様々な超音波洗浄組成物をそれぞれ収容する、リザーバー２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、及び２２ｄを含み、これは仮線で示される。セレクター２４は、所望の基材に特定の超音波洗浄組成物を供給するため、個々のリザーバーからの選択を行う。図１に示すように、リザーバー２２ａ〜２２ｄはケーブル１５を介してソノトロード１４と接続される。従って、ケーブル１５は、電源１３とソノトロード１４との間の電気的接続を行い、ケーブルの部分１５ｂを介してリザーバー２２ａ〜２２ｄ間の液体連通を行う二重ケーブルであることが好ましい。従って、セレクター２４が動くことで、ケーブル部１５ｂのバルブ制御が行われ、リザーバー２２ａ〜２２ｄの中から選択された１つを開き、残りのリザーバーを閉じる。これにより、超音波洗浄組成物は開いたリザーバーからケーブル１５ｂを通ってソノトロード１４に流れる。図１ａに示したように、ソノトロードには、超音波洗浄組成物を洗浄すべき表面に分配する出口２８が備えられている。
【００３３】
さらなる実施形態において、超音波洗浄装置は、ユーザーの要求に応じて、洗浄が必要な汚れた表面へ超音波洗浄組成物をリザーバーから分配し、同時にソノトロードを介して超音波を与えるのを制御するようになっている。例えば、図１に示すように、ソノトロード１４には分配作動装置２６が備わり、超音波洗浄組成物を、ユーザーの所望により選択されたリザーバーからケーブル１５を通って、出口２８を介してソノトロード先端近くに分配する。
【００３４】
その他の異なる構成のソノトロードが本発明の装置に提供されてもよいことは、当業者には明らかであろう。例えば、ソノトロード囲い板は再充電可能な電源及び／又は超音波洗浄組成物を収容するための補充可能なリザーバーを含んでもよく、これにより電源及び／又は洗浄溶液リザーバーへのケーブル接続が不要となる。
【００３５】
本発明による超音波洗浄装置で使用するソノトロードは、いかなる形状、大きさ、又は構成をも持つことができるが、好ましい実施形態において、ソノトロード１４は、図１に示すペン型の囲い板を備え、これにより消費者による快適で便利な位置決めが容易になる。本発明によるペン型囲い板の代表的な実施形態の詳細な斜視図を開示する図１に注目する。さらに具体的には、ペン型囲い板２０は、ユーザーがペンを握るのと同じようにユーザーの指を快適に受けるようになっている構成３０を含む。構成３０によって、消費者は慣れている方法でソノトロードを快適に握ることができる。さらに、ペン型囲い板２０の構成３０は、好ましくは、シミがついた表面に対するソノトロード先端の最適な位置決めを容易にして、洗浄効果を最適化するようになっている。１つの実施形態において、ソノトロード先端を洗浄すべき表面に対してほぼ垂直に位置決めすることが好ましい。従って、囲い板は、ユーザーがソノトロード先端を握る角度を、シミのついた表面に対して約４５度〜１３５度、より具体的には約７０度〜１１０度となるように構成することが好ましい。
【００３６】
本発明のさらなる実施形態において、超音波洗浄装置は、特別な幾何学構成のソノトロード先端を備える。１つの実施形態において、ソノトロード先端には、長さ、幅、及び厚さ寸法があり、厚さ寸法は、長さ寸法又は幅寸法より小さい。この実施形態では、ソノトロード先端の厚さ寸法は、長さ寸法又は幅寸法より実質的に小さく、汚れた表面と接触するようになっているソノトロード先端の表面積は大きくなる。理論により限定する意図はないが、固定電力設定、コンバーター、及び圧電性結晶物質に関して、ソノトロード先端接触表面積とソノトロード振幅との間には直接的な関係があると考えられる。従って、記載されるソノトロード先端は、比較的低い電力設定で良好な洗浄性能を提供する。これは、高い電力設定で損傷を受ける繊細な布地を良好に洗浄するのに特に有利である。１つの実施形態において、記載される幾何学構成を持つソノトロード先端は、例えば、図２ａ及び２ｂの正面図及び側面図で概略的に示すように、刃形である。明らかに、図２ａに示した刃形のソノトロード先端の長さＬ及び幅Ｗは、図２ｂで示した厚さＴと呼ばれる最も小さい寸法と比較して大きい。好ましくは、ソノトロード先端の厚さは３ｍｍ未満、より好ましくは２ｍｍ未満、最も好ましくは１ｍｍ以下である。
【００３７】
本発明による超音波洗浄装置のさらなる実施形態において、超音波ソノトロードは、球状先端部を含む。代表的な球状先端を図２ｃ及び２ｄに開示する。図２ｃの実施形態はほぼ全球形で、図２ｄの実施形態は半球形である。これらのソノトロード先端が球状であることで、洗浄すべき表面にほぼ垂直な先端の配向を容易にする。さらに、球状ソノトロード先端が振動すると、先端は半径方向に拡張し、それにより、その他の幾何学構成のソノトロード先端と比較して速い速度で加熱する。エネルギーが熱に消散するにつれて、これと合わせて使用される超音波洗浄組成物の化学的作用はより急速に活性化される。例えば、汚れ及びシミの、より速く、改善した漂白可能な除去を提供するために、熱活性した漂白剤成分を使用する超音波組成物を球状ソノトロード先端と組み合わせて使用することができる。従って、球状ソノトロード先端は超音波洗浄を改善する。
【００３８】
球状ソノトロード先端は、例えば従来ソノトロード先端に使用されている素材であるステンレススチールを含む、様々な素材から作られる。利点としては、球状のソノトロード先端は、アルミニウム、タングステン、真鍮など、他のより容易に形作ることのできる素材で作ることができる。アルミニウムは望ましい洗浄効果を与えるほど十分速く熱しないため、通常他の幾何学的形状のソノトロード先端を作る際に選択される素材ではないが、驚くべきことに、球状のソノトロード先端は、その球状の形態のためアルミニウムが実用に耐えるだけ十分速く熱されるため、アルミニウムで作製可能であることが見いだされた。この実施形態のソノトロード先端の球状の構成がより高速の加熱を提供するため、ソノトロード先端はある一定の加熱条件を満たすために他の幾何学的先端構成より小さい大きさでよい。加えて、当業者であれば、アルミニウム製のソノトロード先端はステンレススチールやタングステンより安価であり、所望の形に加工するのも安価である点が有利であることを認識するであろう。
【００３９】
本発明による超音波洗浄装置で用いられるソノトロード先端は、洗浄方法を改善する、及び／又はソノトロード先端を保護するために、１つ以上のコーティングを含んでもよい。適切なコーティングには、クロム、ニッケル、鉄、カドミウム、銅、真鍮若しくはそれらの混合物、又はテフロン（登録商標）のような有機コーティング材料などを含むコーティングが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４０】
任意選択的に、ハウジング１２及び／又はソノトロード１４は、装置作動中の選択的照明のために、１つ以上のインジケーターライト３１を含むことができる。例えば、インジケーターライト３１の１つを、電力がソノトロード１４に供給されていることを示すために照明させることができる。他の実施形態では、インジケーターライト３１の１つは、ソノトロードと流体連通している超音波洗浄組成物のリザーバーが予め定められた水準にまで減少した際に選択的に照明させることができる。さらにインジケーターライト３１の１つは、装置の事故又は故障の際に選択的に照明させることができる。インジケーターライトは電球、発光ダイオード（ＬＥＤ’ｓ）などを含んでもよい。
【００４１】
超音波洗浄装置は、シミのついた表面を照明するようになっているライトをさらに含んでもよい。例えば、図１ａの実施形態において、ソノトロード１４のペン型をした囲い板２０はライト３２を含み、これはソノトロード先端１７によって接触した表面を照明するようになっている。１つの実施形態においては、ライト３２はユーザーが図１ａに示すようにソノトロードの囲い板上に提供されたスイッチ３４を動かすことによって選択的に起動させることができる。あるいは、ライト３２はソノトロードに電源が供給されているときには常に自動的にスイッチをオンにすることができる。
【００４２】
さらなる実施形態においては、本発明による超音波洗浄装置は複数の交換可能なソノトロード先端を有するソノトロードを備える。例えば、図５ａ〜５ｆに示すように、複数のソノトロード先端が提供され、それぞれの先端はソノトロード先端をソノトロードの残りの部分と接続するためのコネクター３００を含んでもよい。好ましくは、ソノトロード囲い板は上述のようにペン型であり、それぞれのソノトロード先端を中に固定し、外すことも可能である手段を含む。好適なコネクターは当該技術分野における当業者には明らかであり、本発明の超音波洗浄装置にはその特別な形状は重要ではない。実施例にあるように、コネクターはネジ穴、固定グリップなどを備えてもよい。図５ａ〜５ｆに示すように、ソノトロード先端は、多様な基材を洗浄する超音波洗浄装置の使用に対応するために、及び／又は、それらの基材から多様な種類の汚れを洗浄するために、異なる形状及び／又は大きさを有してもよい。
【００４３】
さらなる実施形態においては、ソノトロードには、例えば圧電性結晶の温度を感知するようになっている熱電対のような、温度センサー３４が提供されている。温度センサーは、圧電性結晶の温度が予め設定した最大許容温度を超えたと感知された場合に、電源１３からソノトロード１４への電流の放出を遮断するようになっているスイッチ（図省略）と連結している。例としては、センサー３４及びスイッチは、もし圧電性結晶の温度が約９０℃、より具体的には８０℃、さらにより具体的には７０℃を超えたと感知された場合に、電源からソノトロードへの電流の放出を遮断するように調節することができる。
【００４４】
さらなる実施例においては、本発明は超音波洗浄装置を備える家庭用洗浄器具に関する。より具体的には、本発明による家庭用洗浄器具は、超音波周波数で振動するようになっているソノトロードと、超音波洗浄装置を受容するドッキング・ステーションと、汚れた表面と接触するためにドッキング・ステーションから外れるようになっている超音波洗浄装置と、ソノトロードに接続しソノトロードを振動させるようになっている電源とを含む超音波洗浄装置を備える。電源は家庭用洗浄器具の内部に常設されていてもよく、又はドッキング・ステーションからソノトロードとともに取り外し可能であってもよい。
【００４５】
家庭用洗浄器具の第１の代表的な実施形態が図３ａに説明してある。図３ａに関して、家庭用洗浄器具は１００で部分的にだけ示されており、ペン型のソノトロード１０４を受容するへこんだドッキング・ステーション１０２、及び、ソノトロードと電源１０８とを電気的に接続し、ソノトロードと超音波洗浄組成物リザーバー１０９ａ及び１０９ｂとを流体連通で接続する二重ケーブル１０６を含む。スイッチの形状をしたセレクター１１１は、ソノトロード１０４にそれぞれ対応する洗浄組成物を供給するためのリザーバー１０９ａ及び１０９ｂから選択するために備えられている。図３ａに示されている実施形態において、ペン型の形状と大きさとを有するソノトロードは比較的なめらかなデザインであり、それによってドッキング・ステーションは比較的コンパクトに構成できる。ケーブルは消費者がソノトロードを便利に使用できるように、いかなる所望の長さであってもよい。
【００４６】
当業者であれば、この実施例において、他の異なる構成のソノトロードも提供できることを認識するであろう。例えば、図３ｂは、本発明の家庭用洗浄器具の第２の代表的な実施形態を示す。器具１５０は、ペン型のソノトロード１５４を含む超音波洗浄装置１５３を受容する、外部に取付けられたドッキング・ステーション１５２を含む。超音波洗浄装置１５３は、再充電可能な電源（図省略）及び／又は洗浄組成物を収容する再充填可能なリザーバー（図省略）を内部に有するハウジング１５６をさらに含む。ケーブル１５８は、ハウジング１５６内で、電源からソノトロード１５４への電気的な接続、及び／又は洗浄液リザーバーからソノトロードへの流体連通を提供する。加えて、ドッキング・ステーションはハウジング内の再充電可能な電源の再充電のための再充電ポート１６０を備えることができる。図３ｂから明らかになるように、ハウジング１５６はドッキング・システムの表面１６２の上に載せてもよく、これによって、ポート１６０からハウジング１５６上にあり再充電可能電源と接続している噛合せポート（図省略）への再充電ができる。ソノトロード１５４は保持リング１６４上に設置することができ、ソノトロードへのアクセスの利便性を提供し、及び／又はドッキング・ステーション内でのソノトロードの損傷を防ぐ。
【００４７】
超音波洗浄装置を家庭用器具に統合することで、超音波洗浄装置を家庭用洗浄器具によって提供される他の洗浄技術と組み合わせて便利に使うことができる。例えば、超音波洗浄装置とドッキング・ステーションは、洗濯機、乾燥機、アイロン台又は衣類プレッサーのような家庭の衣類ケア製品に提供することができ、これによって消費者は同時に衣類の洗濯、乾燥、又はプレスをしながらシミや汚れを落とすことができる。例えば、消費者は、超音波洗浄装置を使用して、洗濯機に衣類を入れる前に簡単にシミや汚れの前処理を行うことができる。消費者は衣類を洗濯機に出し入れするときに通常点検するため、このような統合化は洗濯機において特に利点がある。あるいは、超音波洗浄装置とドッキング・ステーションは自動皿洗い機と組み合わせることもでき、食卓用食器具や皿のシミ又は汚れを、これらの物品を自動皿洗い機にかける前に除去できる。もう１つのさらなる実施形態では、超音波洗浄装置とドッキング・ステーションは家庭用掃除機に内蔵され、消費者は家庭用掃除機での通常の掃除を行いながら超音波洗浄装置を使用して室内装飾用品、絨毯、掛け布のようなものを洗浄できる。そのような従来の家庭用器具の詳細はそれぞれの技術分野で周知のものであり、そのような器具のさらなる詳細は本明細書では記載しない。
【００４８】
ドッキング・ステーション１０２は、ドッキング・ステーションを開いたり閉じたりするためのカバー又はドアを任意選択的に含んでもよい。図３ａに示すように、ドア１１０は蝶番１１２上にあり、矢印Ａの方向に開き、ドッキング・ステーションへのアクセスを提供する。当業者であれば、ドッキング・ステーションのために追加のドア又はカバーを使用できることを認識できるであろう。例えば、カバーは、閉じてカバーする状態から開いた状態にスライドして、内部のソノトロードへアクセスできるような、スライド式でもよい。
【００４９】
さらなる実施例では、超音波洗浄装置はハウジングと、ハウジングの外表面上のハンドルとを含む手持式装置を備える。超音波洗浄装置は、既に議論した実施形態のいずれかにより包含される、ソノトロードと電源とをさらに含む。手持式超音波洗浄装置の代表的な実施形態は、図４ａ及び図４ｂに示してある。図４ａは手持式超音波洗浄装置２００の前面斜視図であり、図４ｂは手持式洗浄装置２００の背面斜視図である。図４ａ及び図４ｂに示すように、手持式洗浄装置２００は、ハウジング２０２と該ハウジングの外表面上のハンドル２０４とを含む。好ましい実施例においては、ハンドル２０４はハウジング２０２の上部にハウジング２０２と一体化して成形され、消費者が容易にハンドルを握り、超音波洗浄製品を運搬できるような構成を有する。該ハウジングはいかなる好適な素材から形成されてもよく、具体的な実施例においては、成形されたプラスチックでできている。消費者による運搬を容易にするために、超音波洗浄装置はコンパクトで軽量であることが好ましく、８ポンド（３．６２ｋｇ）より軽いことが好ましい。
【００５０】
図４ａ及び図４ｂの実施形態において、超音波洗浄装置は、ハウジング２０２の内部に収容された電源（図省略）に接続されたソノトロード２０６を含む。装置の軽量化を促進するため、ハウジング２０２の内部に収容された電源は電子強化変圧器（electronic step-up transformer）を含んでもよい。好適な長さのケーブル２０８によりソノトロードと電源が接続される。好ましい実施例においては、ケーブル２０８は二重ケーブルからなり、電気的にソノトロードと電源とを接続するだけでなく、ハウジング２０２内の超音波洗浄組成物の１つ以上のリザーバーとソノトロードとを流体連通させる。パネル２１０は窓２１１を備え、これによりユーザーはリザーバー内の洗浄組成物のレベルを便利に監視することができる。好ましくは、リザーバーは再充填可能であるか、又は取り替え可能なカートリッジを備え、パネル２１０を介してリザーバーへのアクセスが提供される。図４ｂに示すように、パネル２１０は、ハンドル２１３とともに提供され、これによりパネル２１０を除去又は解放して洗浄組成物のリザーバーへアクセスすることが容易になる。
【００５１】
図７は再充填可能なリザーバーの実施形態の１つを示す。ハウジング２０２を含む超音波洗浄装置２００は、洗浄組成物の再充填可能なリザーバー２５２を受容するための空洞２５０を備える。図７に示すように、リザーバー２５２の上表面は図４ｂに示されるパネル２１０を備え、窓２１１とハンドル２１３とを伴って提供される。リザーバー２５２を図７に示されるような直立の位置から回転させ、窪み２５０に挿入することができ、これによりパネル２１０は隣接するハウジング２０２の外表面と同一表面になる。窪み２５０への挿入に際し、リザーバーは流体連通によりケーブル２５４と接続し、洗浄組成物をソノトロード２５６に供給する。
【００５２】
図４ｂに示すように、超音波洗浄装置のハウジング２０２は、好ましくは超音波洗浄装置が使用中でないときにソノトロードを受容するようになっているレセプタクル２３０を含む。図４ｂの仮線はレセプタクル２３０中に受容されたソノトロードを示す。レセプタクル２３０は、超音波洗浄装置の運搬時にソノトロードがレセプタクルから予期せず外れることを防止すると同時に、容易にその中でソノトロードを受容できるように、好ましくはソノトロードの寸法よりわずかに大きく作ってある。都合のよいことに、ケーブルホルダー２１２及び２１２はハウジング２０２上に提供されるが、ケーブル２０８は装置の保管中それに巻き付けておける。
【００５３】
図４ａに示すような好ましい実施例においては、調節可能ダイアルを備える振幅調節器２１４がハウジング２０２上に提供され、上で検討したように、超音波洗浄中にソノトロードが振動する振幅の調整を容易にする。図４ａにさらに示すように、ハウジングはオン／オフの電源スイッチ２１６と、超音波洗浄装置の状態を操作者に示すために照明するようになっている１つ以上のインジケーターライト２１８及び２２０とをさらに備えていてもよい。インジケーターライト２１８及び２２０は、発光ダイオード、電球、又はその他当該技術分野において既知の光インジケーターであってよい。１つの実施形態では、インジケーターライト２１８を電源スイッチ２１６がオンの位置にあるときに照明させ、消費者に電力がソノトロードに供給されていることを示す。もう１つの好ましい実施形態では、ライトインジケーター２２０は、ソノトロードがケーブル２０８を介して接続している超音波洗浄組成物のリザーバーの中身が少ない又は空になった際に照明する。このライトインジケーターは液体レベルインジケーターに近接して配置させることができ、例えば図４ｂの窓２１１である。さらなる実施形態においては、超音波洗浄装置が故障した際にライト２２２が照明する。さらにもう１つの実施形態では、超音波洗浄装置はスイッチを備えており（図省略）、超音波洗浄装置の使用中に、ソノトロードがケーブル２０８を介して接続されている超音波洗浄組成物のリザーバーが空になった際に、ソノトロードへの電流の供給を遮断するようになっている。このように、安全スイッチは超音波洗浄組成物がソノトロードに供給できる場合のみ、超音波洗浄装置に電力供給させる。
【００５４】
さらなる実施形態においては、本発明による超音波洗浄装置はハウジングと、ソノトロードと、電源と、洗浄される表面から、解放されたシミの粒子及び／又は残りの洗浄組成物を除去するようになっている真空源とを備える。この実施形態においては、上記で詳細に討議されたように、超音波洗浄装置は従来の家庭用掃除機の一部であるか、あるいは、比較的小さな真空源を超音波洗浄装置のハウジング内に備える。そのような超音波洗浄装置の代表的な実施形態を図６に説明する。図６に関して、超音波洗浄装置２００はハウジング２０２を備え、ハウジング２０２は電源だけでなく真空源も含んでいる。真空源（図省略）は、洗浄される表面から、例えば粒子状の汚れのような汚れを集め、それを真空源のレセプタクルに運ぶために、ハウジング２０２から延びたホース２６０と接続している。当該技術分野において既知のいかなる真空源も本実施形態において使用でき、好ましくは持ち運び可能な掃除機に使用されている型のコンパクトな真空源が使用される。ホースの取り込み口２６１を洗浄される表面近くに維持するために、ホースは弾力性のあるバンド２６２のようなものでソノトロード２６４に取付けられてもよい。同様に、ホース２６０をソノトロード２６４と電源及び／又はハウジング２０２内の洗浄組成物リザーバーとを接続するケーブル２６６ともつれさせないように、追加の弾力性のあるバンドコネクター２６８又は当該技術分野において既知の他のコネクターが使用されてもよい。
【００５５】
さらなる実施形態においては、超音波洗浄装置は、消費者の超音波洗浄装置の使用を容易にする指示を含む。例えば、そのような指示は、操作者が洗浄を必要とする表面に分配されるべき適切な超音波洗浄組成物を、例えば洗浄すべき布地の種類（すなわち、繊細、又は頑丈）及び／又は行われるべき洗浄の種類（湿式又はドライ）に応じて選択するのを助けるようになっていてもよい。あるいは、又はそれに加えて、そのような指示は、操作者が適当なソノトロード先端の外形又は大きさを選択することを助けるようになっていてもよい。同様に、電源又は洗浄すべき布地表面の種類に対してソノトロードが振動する振幅の調整のための指示が与えられてもよい。例えば、そのような指示は、より繊細な布地に対してはより低い電力又は振幅の設定を推奨し、より頑丈な布地の基材、絨毯、室内装飾用品などに対してはより高い電力又は振幅の設定を推奨する。さらに、洗浄効果を最適化するための、シミのついた表面に対するソノトロードの最適な位置決めの指示が提供される。先に述べたように、好ましい実施形態においては、ソノトロード先端は洗浄すべき表面に対してほぼ垂直に向いており、そのようなソノトロード先端の位置決めや、先端の位置を最適化するための囲い板の保持に対する指示が提供されてもよい。超音波洗浄装置の使用を向上させる、又は最適化するための、その他の指示を提供することができる。本発明による超音波洗浄装置に含まれる指示は、言語的指示及び／又は非言語的な合図若しくは図解を含むことができる。好ましい実施形態においては、言語的指示と非言語的な合図との組み合わせが提供され、その際、非言語的な合図は、言語的指示又は改善された装置性能のユーザーによる理解を改善する。図８ａ〜図８ｃは、代表的な非言語的な合図による指示を説明している。図８ａ〜図８ｃのそれぞれにおいて、非言語的な合図は、図の左手部分においてより低い設定、図の中程では中程度の設定、図の右手部分ではより高い設定を表している。これらの設定は、ソノトロード先端の大きさ、振幅設定、電力設定、布地又は表面の頑丈さ、シミの種類、大きさ、又は組成物などに関することができる。
【００５６】
本明細書に記述された具体的な説明及び実施形態は、現実には代表的なものだけであり、請求項により定義される発明を制限しようとするものではない。本明細書を考慮すれば、さらなる実施形態及び実施例は当業者に明らかとなり、それらは本発明の請求の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による超音波洗浄装置の１つの実施形態の概略図である。
【図１Ａ】図１の実施形態に示すソノトロードの拡大斜視図である。
【図２Ａ】本発明によるソノトロードの１つの実施形態の概略図である。
【図２Ｂ】本発明によるソノトロードの１つの実施形態の概略図である。
【図２Ｃ】本発明によるソノトロード先端のさらなる実施形態の概略図である。
【図２Ｄ】本発明によるソノトロード先端のさらなる実施形態の概略図である。
【図３Ａ】本発明による家庭用洗浄器具に備えられるドッキング・ステーションと組み合わせた超音波洗浄装置の第１の実施形態である。
【図３Ｂ】本発明による家庭用洗浄器具に備えられるドッキング・ステーションと組み合わせた超音波洗浄装置の第２の実施形態である。
【図４Ａ】一体化したハンドルを含む、本発明による手持式超音波洗浄装置の実施形態の正面斜視図である。
【図４Ｂ】図４ａに示す手持式超音波洗浄装置の背面斜視図である。
【図５Ａ】本発明による超音波洗浄装置の実施形態に含まれる、交換可能なソノトロード先端の概略図である。
【図５Ｂ】本発明による超音波洗浄装置の実施形態に含まれる、交換可能なソノトロード先端の概略図である。
【図５Ｃ】本発明による超音波洗浄装置の実施形態に含まれる、交換可能なソノトロード先端の概略図である。
【図５Ｄ】本発明による超音波洗浄装置の実施形態に含まれる、交換可能なソノトロード先端の概略図である。
【図５Ｅ】本発明による超音波洗浄装置の実施形態に含まれる、交換可能なソノトロード先端の概略図である。
【図５Ｆ】本発明による超音波洗浄装置の実施形態に含まれる、交換可能なソノトロード先端の概略図である。
【図６】真空源を含む、本発明による超音波洗浄装置の実施形態である。
【図７】取り外し可能で取り替え可能な、洗浄組成物のリザーバーを含む、本発明による超音波洗浄装置の概略図である。
【図８Ａ】本発明による超音波洗浄装置の非言語的な合図による指示の概略図である。
【図８Ｂ】本発明による超音波洗浄装置の非言語的な合図による指示の概略図である。
【図８Ｃ】本発明による超音波洗浄装置の非言語的な合図による指示の概略図である。
【００５８】
図面に示す実施形態は現実には例示的なものであり、請求項によって定義される発明を限定しようとするものではない。さらに、図面及び発明の個々の特徴は、詳細な説明を読めばさらに十分に明白となり、理解できるであろう。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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