(57)【要約】  清掃器具は、モータ（６０）が配設されるチャンバを画定する細長いハウジング（３６）を含む。駆動シャフト（１００）は、ハウジングのチャンバ内に少なくとも部分的に配設される。この駆動シャフトは、モータの選択動作中に、駆動シャフトが連続回転するようにモータに結合される。ブラシヘッド（１４）は、駆動シャフトに結合され、複数の毛（１６）が取り付けられる。このブラシヘッドは、回転軸（１２７）を有し、その周りをブラシヘッドが連続回転または往復回転する。
2007520268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
清掃器具において、
チャンバを画定する細長いハウジングと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設されたモータと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設された駆動シャフトであって、前記モータの選択動作中に、該駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するように前記モータに結合された駆動シャフトと、
ブラシを形成する複数の毛が取り付けられたブラシヘッドと、
前記ブラシヘッドに配設されたハブであって、内面および１対の離間した係合面によって画定された細長い側溝を有したハブと、
前記係合面を選択的に付勢するように前記側溝内に配設された球形ヘッドであって、前記駆動シャフトが連続回転するきに、該球形ヘッドが前記ブラシヘッドを往復回転させるように前記駆動シャフトに偏心して配設された球形ヘッドと、
を具えたことを特徴とする清掃器具。
【請求項２】
前記係合面の一方に形成された溝をさらに備え、前記球形ヘッドは、少なくとも部分的に前記溝で受けられることを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項３】
前記球形ヘッドは、前記ブラシヘッドに力が加えられたときに、前記側溝の前記内面を付勢することを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項４】
第１面および反対側の第２面を有する大径円板をさらに備え、前記駆動シャフトは、前記第１面の中心に取り付けられ、前記球形ヘッドは、前記円板の前記第２面に偏心して配設されることを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項５】
前記ハブは、前記ブラシヘッドに力が加えられたときに、前記円板の前記第２面を選択的に付勢する外面を有することを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項６】
前記ブラシヘッドは回転軸を有し、その周りを前記ブラシヘッドが往復回転し、前記ブラシヘッドの前記回転軸は、前記駆動シャフトの前記回転軸と公差して、前記回転軸間に約１１０°から約１４０°の範囲の内角を形成することを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項７】
前記ブラシヘッドは回転軸を有し、その周りで前記ブラシヘッドが往復回転し、
前記ハウジングは長手中心軸を有し、前記ブラシヘッドの前記回転軸は、前記ハウジングの前記長手中心軸と交差して、前記回転軸間に約１１０°から約１４０°の範囲の内角を形成することを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項８】
前記ブラシはほぼ円筒形であり、その最大径は、約１ｃｍから約５ｃｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項９】
前記毛の少なくとも一部の直径は０．３０ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項１０】
前記ハウジングは、手前に配設された本体ハウジングと、先端に配設されたヘッドハウジングとを備え、前記本体ハウジングと前記ヘッドハウジングは合わせて脱着可能に結合されることを特徴とする請求項１に記載の清掃器具。
【請求項１１】
清掃器具において、
チャンバを画定する細長いハウジングと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設されたモータと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設された駆動シャフトであって、前記モータの選択動作中に、該駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するように前記モータに結合された駆動シャフトと、
複数の毛が取り付けられたブラシヘッドであって、回転軸を有し、その周りで当該ブラシヘッドが往復回転し、当該ブラシヘッドの前記回転軸は、前記駆動シャフトの前記回転軸と交差して約１１０°から約１４０°の範囲の内角を形成したブラシヘッドと、
前記駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するときに、前記ブラシヘッドをその回転軸の周りで往復回転させる手段と、
を具えたことを特徴とする清掃器具。
【請求項１２】
前記ブラシヘッドを往復回転させる手段は、
前記ブラシヘッドに取り付けられ、１対の離間した係合面を有するハブと、
前記係合面間に配設された丸形ヘッドとを備え、前記丸形ヘッドは、前記駆動シャフトが連続回転するときに、前記丸形ヘッドが前記ブラシヘッドを往復回転させるように前記駆動シャフトに偏心して配設されることを特徴とする請求項１１に記載の清掃器具。
【請求項１３】
前記丸形ヘッドはほぼ球形であることを特徴とする請求項１１に記載の清掃器具。
【請求項１４】
前記ブラシヘッドは、前記ハウジングに対して、少なくとも４５°の角度にわたって調節可能に旋回し得ることを特徴とする請求項１１に記載の清掃器具。
【請求項１５】
前記毛の少なくとも一部の直径は０．４０ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１１に記載の清掃器具。
【請求項１６】
前記複数の毛は、
露出長が１０ｍｍよりも長く、直径が０．４ｍｍ未満の複数の第１の毛と、
露出長が８ｍｍ未満であり、直径が０．５ｍｍよりも大きい複数の第２の毛とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の清掃器具。
【請求項１７】
前記複数の毛はブラシを形成し、前記ブラシはほぼ円錐形の頭部を有することを特徴とする請求項１１に記載の清掃器具。
【請求項１８】
前記複数の毛の少なくとも一部は金属からなることを特徴とする請求項１１に記載の清掃器具。
【請求項１９】
前記ハウジングの第１面上に位置する活動化ボタンをさらに具え、前記ブラシヘッドは、前記ハウジングの、前記第１面の反対側の第２面から突出することを特徴とする請求項１１に記載の清掃器具。
【請求項２０】
清掃器具において、
チャンバを画定する細長い本体ハウジングと、
前記本体ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設されたモータと、
前記本体ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設された第１駆動シャフトであって、前記モータの選択動作中に、当該第１駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するように前記モータに結合された第１駆動シャフトと、
近位ヘッドハウジングおよび遠位ヘッドハウジングを含むヘッドハウジングであって、前記遠位ヘッドハウジングは前記近位ヘッドハウジングに対して、少なくとも４５°の角度にわたって選択的に旋回可能であり、当該ヘッドハウジングは前記本体ハウジングに脱着可能に結合されたヘッドハウジングと、
前記遠位ヘッドハウジングに取り付けられ、複数の毛が取り付けられたブラシヘッドであって、回転軸を有し、その周りを当該ブラシヘッドが回転するブラシヘッドと、
前記第１駆動シャフトに結合された第１端部と、前記ブラシヘッドと係合する第２端部とを有する第２駆動シャフトと、
を具えたことを特徴とする清掃器具。
【請求項２１】
前記ブラシヘッドは、前記第１駆動シャフトが連続回転するときに、連続回転または往復回転することを特徴とする請求項２０に記載の清掃器具。
【請求項２２】
前記第１駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するときに、前記前記ブラシヘッドをその回転軸の周りで往復回転させる手段をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の清掃器具。
【請求項２３】
前記ブラシヘッドを往復回転させる手段は、
前記ブラシヘッドに取り付けられ、１対の離間した係合面を有するハブと、
前記係合面間に配設された丸形ヘッドとを備え、前記丸形ヘッドは、前記駆動シャフトが連続回転するときに、前記丸形ヘッドが前記ブラシヘッドを往復回転させるように前記駆動シャフトに偏心して配設されることを特徴とする請求項２２に記載の清掃器具。
【請求項２４】
前記本体ハウジングと前記ヘッドハウジングを組み合わせた長さは、約２０ｃｍから約３０ｃｍの範囲であることを特徴とする請求項２０に記載の清掃器具。
【請求項２５】
前記ヘッドハウジング内に配設された自在継手をさらに備え、前記自在継手は、
ソケットを画定する内面と、それぞれ前記内面から突出する第１突出部および離間した第２突出部とを有するカップと、
第１スロットが形成されたボールとを備え、前記ボールは前記カップの前記ソケットで受けられ、その結果、前記第１突出部は第１スロットで受けられ、前記第２駆動シャフトは前記ボールまたはカップの一方と結合することを特徴とする請求項２０に記載の清掃器具。
【請求項２６】
前記ボールに形成された第２スロットをさらに備え、前記第２突出部は前記第２スロットで受けられることを特徴とする請求項２５に記載の清掃器具。
【請求項２７】
清掃器具において、
チャンバを画定し、長さが３５ｃｍ未満の細長いハウジングと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設されたモータと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設された駆動シャフトであって、前記モータの選択動作中に、当該駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するように前記モータに結合された駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに結合され、複数の毛が取り付けられたブラシヘッドであって、回転軸を有し、その周りを当該ブラシヘッドが連続回転または往復回転するブラシヘッドと、
前記ブラシヘッドに向かって光を放射するように前記ハウジングに取り付けられた光源と、
を具えたことを特徴とする清掃器具。
【請求項２８】
前記ハウジングは、前記モータが配設される本体ハウジングと、前記ブラシヘッドが結合されるヘッドハウジングとを備え、前記本体ハウジングと前記ヘッドハウジングは合わせて脱着可能に結合され、前記光源は前記本体ハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項２７に記載の清掃器具。
【請求項２９】
前記ハウジングは、前記モータが配設される本体ハウジングと、前記ブラシヘッドが結合されるヘッドハウジングとを備え、前記本体ハウジングと前記ヘッドハウジングは合わせて脱着可能に結合され、前記光源は前記ヘッドハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項２７に記載の清掃器具。
【請求項３０】
前記ブラシヘッドは、前記モータが通電されると往復回転することを特徴とする請求項２７に記載の清掃器具。
【請求項３１】
前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項２７に記載の清掃器具。
【請求項３２】
前記ハウジングは、ほぼ円筒形の本体を備え、前記本体は、その長さに沿って延びる第１の側および反対側の第２の側を有し、前記ブラシヘッドおよび前記光源は、前記本体の前記第２の側のそれぞれ離間した場所に取り付けられることを特徴とする請求項２７に記載の清掃器具。
【請求項３３】
前記ハウジングの第１の側に位置した活動化ボタンをさらに具えたことを特徴とする請求項３２に記載の清掃器具。
【請求項３４】
清掃器具において、
チャンバを画定する細長いハウジングと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設されたモータと、
選択的に前記モータと電気的に連通する電気接点と、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設された駆動シャフトであって、前記モータの選択動作中に、当該駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するように前記モータに結合され駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに結合され、複数の毛が取り付けられたブラシヘッドであって、回転軸を有し、その周りで当該ブラシヘッドが回転するブラシヘッドと、
上面および反対側の底面を有する本体を含むボタンであって、前記底面からステムが突出し、前記本体およびステムは、可撓性弾性材料から一体に成型されたボタンと、
開口が形成された留め具であって、前記ボタンが前記ハウジングに沿って、前記電気接点が付勢されて前記モータと電気的に連通する第１位置と、前記電気接点が前記モータと電気的に連通しない第２位置との間で選択的にスライドし得るように前記ボタンを前記ハウジングに固定し、さらに、前記ボタンの前記ステムが、前記ボタンが押し込まれたときに、前記ボタンが撓んで、前記ステムが前記電気接点を付勢して前記モータと電気的に連通させ、前記ボタンが開放されたときに、前記ボタンが弾性によりはね返り、それによって前記電気接点が前記モータと電気的に連通しないようにするように当該留め具の前記開口と位置合わせされた留め具と、
を具えたことを特徴とする清掃器具。
【請求項３５】
前記ボタンを形成する材料よりも剛性の高い材料からなる保持器をさらに備え、前記保持器は、その上に形成された開口を有し、前記ステムが前記保持器の前記開口に少なくとも部分的に配設されるように前記ボタンに固定されることを特徴とする請求項３４に記載の清掃器具。
【請求項３６】
前記ボタンは、前記保持器の覆いとして成型され、それによって、前記ボタンが前記保持器に固定されることを特徴とする請求項３５に記載の清掃器具。
【請求項３７】
前記保持器は前記留め具に連結されることを特徴とする請求項３５に記載の清掃器具。
【請求項３８】
ハウジングに取り付けられた可撓性隔壁をさらに備え、前記隔壁は、その上に形成された突出部を有し、前記突出部は、前記ステムと前記電気接点の間に配設されることを特徴とする請求項３４に記載の清掃器具。
【請求項３９】
前記ハウジングは主ハウジングを備え、前記主ハウジングは、その上に形成された開口およびカバープレートを有し、前記カバープレートは、それを貫通して延びるスロットを有し、前記カバープレートは、前記主ハウジングの前記開口の上で固定され、前記ボタンおよび前記留め具はそれぞれ、前記ステムが前記カバープレートの前記スロットを貫通して延びる状態で、前記カバープレートの互いに対向する面に部分的に配設されることを特徴とする請求項３４に記載の清掃器具。
【請求項４０】
清掃システムのキットにおいて、
（ｉ）本体アセンブリであって、
チャンバを画定する細長い本体ハウジングと、
前記本体ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設されたモータと、
前記本体ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設された本体駆動シャフトであって、前記モータの選択動作中に、前記本体駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するように前記モータに結合された本体駆動シャフトと、
を備えた本体アセンブリと、
（ｉｉ）第１ヘッドアセンブリであって、
第１ヘッドハウジングと、
第１ヘッドハウジング内に配設された第１ヘッド駆動シャフトと、
複数の毛が固定された第１ブラシヘッドであって、前記第１ヘッドハウジングに取り付けられ、かつ、前記第１ヘッド駆動シャフトの連続回転により、当該第１ブラシヘッドの往復回転が容易になるように前記第１ヘッド駆動シャフトに結合され、前記第１ヘッドアセンブリは、前記本体駆動シャフトが前記第１ヘッド駆動シャフトと結合されるように前記本体アセンブリと選択的に結合されるように適合された第１ブラシヘッドと、
を備えた第１ヘッドアセンブリと、
（ｉｉｉ）第２ヘッドアセンブリであって、
第２ヘッドハウジングと、
第２ヘッドハウジング内に配設された第２ヘッド駆動シャフトと、
複数の毛が固定された第２ブラシヘッドであって、前記第２ヘッドハウジングに取り付けられ、かつ、前記第２ヘッド駆動シャフトの連続回転により、前記第２ブラシヘッドの連続回転が容易になるように前記第２ヘッド駆動シャフトに結合され、前記第２ヘッドアセンブリは、前記本体駆動シャフトが前記第２ヘッド駆動シャフトと結合されるように前記本体アセンブリと選択的に結合されるように適合された第２ブラシヘッドと、
を備えた第２ヘッドアセンブリと、
を具えたことを特徴とする清掃システムキット。
【請求項４１】
前記第１ブラシヘッドの前記毛は、前記第２ブラシヘッドの前記毛と異なる特性を有することを特徴とする請求項４０に記載の清掃システムキット。
【請求項４２】
前記第１ブラシヘッドの前記毛は、前記第２ブラシヘッドの前記毛と異なる長さまたは直径を有することを特徴とする請求項４０に記載の清掃システムキット。
【請求項４３】
前記第１ブラシヘッドの前記毛は、組み合わされて第１最大径を有する第１ブラシを形成し、前記第２ブラシヘッドの前記毛は、組み合わされて第２最大径を有する第２ブラシを形成し、前記第１最大径は、前記第２最大径よりも大きいことを特徴とする請求項４０に記載の清掃システムキット。
【請求項４４】
清掃器具において、
チャンバを画定する細長い本体ハウジングであって、その長さに沿って延びる上面および反対側の第２面を有した本体ハウジングと、
前記本体ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設されたモータと、
押し込まれると前記モータが通電されるように前記本体ハウジングの前記上面に取り付けられたボタンと、
前記本体ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設された第１駆動シャフトであって、前記モータの選択動作中に、当該第１駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するように前記モータに結合された第１駆動シャフトと、
前記本体ハウジングに脱着可能に結合されるヘッドハウジングと、
前記ヘッドハウジング内に配設され、前記ヘッドハウジングが前記本体ハウジングに結合されるときに前記第１駆動シャフトに選択的に結合される第２駆動シャフトと、
前記第２駆動シャフトに結合され、ブラシを形成する複数の毛が取り付けられたブラシヘッドであって、回転軸を有し、その周りで、当該ブラシヘッドが連続回転または往復回転し、前記ブラシは、前記ボタンを押し込むのに用いる力が清掃対象表面に対して前記ブラシを押すのにも用いられるように、前記ハウジングの、前記ボタンの反対側から外向きに突出したブラシヘッドと、
を具えたことを特徴とする清掃器具。
【請求項４５】
前記ヘッドハウジングと前記本体ハウジングは、組み合わされてほぼ直線状でほぼ円筒形の単一のハウジングを形成することを特徴とする請求項４４に記載の清掃器具。
【請求項４６】
前記ブラシは、前記ヘッドハウジングの遠位端のところで突出することを特徴とする請求項４４に記載の清掃器具。
【請求項４７】
前記ブラシヘッドは回転軸を有し、その周りで前記ブラシヘッドが回転し、前記ブラシヘッドの前記回転軸は、前記第２駆動シャフトの前記回転軸と交差して、前記回転軸間に約１１０°から約１４０°の範囲の内角を形成することを特徴とする請求項４４に記載の清掃器具。
【請求項４８】
清掃器具において、
チャンバを画定する細長いハウジングと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設されたモータと、
前記ハウジングの前記チャンバ内に少なくとも部分的に配設された駆動シャフトであって、前記モータの選択動作中に、当該駆動シャフトがその回転軸の周りで連続回転するように前記モータに結合された駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに結合されたブラシヘッドであって、回転軸を有し、その周りで当該ブラシヘッドが回転し、また、底面を有したブラシヘッドと、
前記底面から突出するように前記ブラシヘッドに取り付けられ、それぞれ複数の毛からなる複数の房であって、
前記底面の中央に取り付けられ、第１の長さおよび第１の直径を有する毛からなる係止用の房と、
前記停止用の房を取り囲む複数の清掃用の房であって、前記第１の長さよりも少なくとも２０％長い第２の長さと、前記第１の直径よりも少なくとも３０％小さい第２の直径とを有する毛からなる複数の清掃用の房と、
を備えた複数の房と、
を具えたことを特徴とする清掃器具。
【請求項４９】
前記清掃用の房の前記毛の第２の長さは、前記第１の長さよりも少なくとも３０％長いことを特徴とする請求項４８に記載の清掃器具。
【請求項５０】
前記清掃用の房の前記毛の第２の直径は、前記第１の直径よりも少なくとも４０％小さいことを特徴とする請求項４８に記載の清掃器具。
【請求項５１】
前記第１の長さは８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４８に記載の清掃器具。
【請求項５２】
前記第１の直径は少なくとも０．２２ｍｍであることを特徴とする請求項４８に記載の清掃器具。
【請求項５３】
前記停止用の房および前記清掃用の房の前記毛はそれぞれナイロンからなることを特徴とする請求項４８に記載の清掃器具。
【請求項５４】
前記ブラシヘッドは、その回転軸の周りを往復回転することを特徴とする請求項４８に記載の清掃器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復または回転するブラシヘッドを有する手持ち清掃器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭での清掃は終わりのない仕事である。調理台、流し、および浴槽などの広い開放表面を清掃するように特別に設計された多くのタイプのスポンジやブラシがあるが、清掃が難しい隙間、隅、または他の家の中のいたるところにある届きにくい場所に使用可能な手段は少ない。従来のスポンジやブラシは隅その他の届きにくい場所を清掃するのに確かに使用することができるが、そのような従来の清掃具の構成や、サイズが大きいことによって、このような場所には届きにくい。使用者はしばしば、指先で大きな力を加えて、清掃具を清掃対象の隙間または隅に押し込む必要がある。このような清掃処理は、骨の折れる作業であり、しばしば、手および／または指の痙攣を引き起こす。
【０００３】
この問題は、隅や隙間が一般に、汚れ、かび、風呂あかその他の望ましくないものが増え、また溜まりやすいところであることのためにより厄介になる。したがって、このような場所を清掃するには、余分なエネルギーまたは力が必要であることが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような届きにくい場所を清掃するのに、従来の歯ブラシがしばしば使用される。しかし、歯ブラシの問題は、歯ブラシが傷つきやすい歯茎の周りの歯を磨くために特に設計されているため、一般に柔らかすぎ、堅い表面を広く強引にこするのに適した角度にならないことである。さらに、歯ブラシの柄は細いので、歯ブラシを使用して強くこすると、この場合も、手の疲労や痙攣が生じる。
【０００５】
したがって、狭く届きにくい場所を清掃するのに使用することができ、耐久性があり広域のこすり落としに使用することができ、使用に伴う疲労が極めて小さくなり得る改良された清掃器具が求められている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、添付の図面を参照して、本発明の様々な実施形態を論じる。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示し、したがって、本発明の範囲を限定するとみなすべきではないことを理解されたい。
【０００７】
本発明は、往復するブラシヘッドまたは回転するブラシヘッドを有する清掃器具に関する。この清掃器具は一般に、隙間、隅、溝、および割れ目などの狭い届きにくい場所の清掃で用いるために家庭用に設計されている。例えば、この清掃器具は、調理台やシャワー室の隅や蛇口の周りを清掃するのに使用することができる。この清掃器具は、また布地や絨毯などの材料をところどころこすり落とすのにも使用することができるものである。しかし、この器具は、当然に、商業用途、住居用途、または他の任意の用途で任意のタイプの表面を清掃するのに使用することもできる。ただし、この清掃器具は、歯ブラシとして使用するようには設計されていない。
【０００８】
図１〜図３に、本発明の特徴を組み込んだ清掃器具４の一実施形態を示す。清掃器具４は一般に、脱着可能なヘッドアセンブリ６を有する本体アセンブリ５を備える。ヘッドアセンブリ６は、上部ヘッドハウジング２２と、それに結合する下部ヘッドハウジング２４とを有したヘッドハウジング７を含むものである。ヘッドハウジング２２および２４はそれぞれ、近位端３２と反対側の遠位端３４の間に延在している。
【０００９】
ヘッドアセンブリ６はさらに、ブラシ１６が取り付けられた回転可能なブラシヘッド１４を含む。以下でより詳細に説明するように、ブラシヘッド１４は、上面１２４および反対側の底面１２５を有した環状担持プレート１２２を備える。図４に、底面１２５に複数の房用の穴１７０が形成されているところを示す。一実施形態では、房用の穴１７０は円形であり、それぞれの穴の直径は約１ｍｍから約４ｍｍの範囲であるが、約２ｍｍから約３ｍｍがより一般的である。図では、房用の穴１７０は、同心の輪の形態で配設されている。あるいは、房用の穴１７０は、ランダムに、または他のパターンで配設することもできる。
【００１０】
図に示す実施形態では、房用の穴１７０は、外側の輪１７２から、中間の輪１７４、内側の輪１７６、および中央の房用の穴１７８まである。図３でわかるように、それぞれの房用の穴１７０には、複数の毛１８２からなる房１８０が配設されている。これらの房１８０が組み合わさってブラシ１６が形成される。毛１８２は、異なる長さおよび直径の様々な異なる材料で作製することができる。毛１８２の特性を調節することによって、異なる使用法に対してより良好に適合する異なる剛性を有したブラシ１６を形成することができる。一般に、長さが短く直径が大きい毛は剛性が高い。
【００１１】
毛１８２は、様々な異なる天然材料または合成材料で作製することができる。一実施形態では、毛１８２は、ナイロンなどのポリマー材料からなる。バーベキュー用の焼き網の清掃に使用するなどの他の実施形態では、毛１８２は、真鍮、ステンレス鋼、または銅などの金属からなるものとすることができる。図１に示すように、毛はそれぞれ、長さＬだけ露出しており、この露出長は典型的には、約０．３ｃｍから約２．５ｃｍの範囲であるが、約１ｃｍから約２ｃｍがより一般的である。図に示すブラシ１６は、最大径がＤのほぼ円柱で構成されており、最大径Ｄは典型的には、約１ｃｍから約５ｃｍの範囲であるが、約１ｃｍから約３ｃｍが一般的であり、約１．５ｃｍから約２．５ｃｍがより一般的である。より大型のブラシの直径は、約３ｃｍから約５ｃｍの範囲とすることができる。代替の実施形態では、ブラシ１６は、個々の目的で機能するように、所望の構成とすることができ、長さおよび直径をより大きくすることを含めて任意の所望の寸法とすることができる。
【００１２】
ヘッドアセンブリ６は、本体アセンブリ５から脱着可能なので、それぞれ異なる構成および／または特性のブラシ１６を有する様々な異なるヘッドアセンブリ６を作製できることが理解できる。例えば、柔らかい毛、中程度の毛、堅い毛、またはこれらの組合せを備えたブラシ１６をそれぞれ有するヘッドアセンブリ６を形成することができる。一実施形態では、柔らかい毛はポリマー材料からなり、その直径は、約０．１５ｍｍから約０．２５ｍｍの範囲であるが、約０．１８ｍｍから約０．２３ｍｍがより一般的である。中程度のポリマー製の毛の直径は、典型的に、約０．３０ｍｍから約０．４８ｍｍの範囲であるが、約０．３７ｍｍから約０．４２ｍｍがより一般的である。最後に、堅いポリマー製の毛の直径は、典型的には、約０．４８ｍｍから約０．７５ｍｍの範囲であるが、約０．５２ｍｍから約０．５８ｍｍがより一般的である。比較すると、歯ブラシの毛の直径は、典型的には、これらの毛が歯茎または歯のエナメル質を傷付けるほど堅くならないように０．１５ｍｍ未満である。
【００１３】
毛１８２を組み合わせる一実施形態では、外側の輪１７２、中間の輪１７４、および内側の輪１７６の房用の穴１７０（図４）は中程度の毛で充填され、中央の房用の穴１７８は堅い毛で充填されて停止用の房を形成する。停止用の房の毛は、他の毛よりも短い。使用中に停止用の房の剛性は、ブラシが清掃対象表面に押し付けられたときに、他の房が倒れるのを制限する助けになる。これは、こすり落としに、側面ではなく毛の先端が主に使用されるようにする助けになる。異なる特性の毛を相対的な割合で規定することもできる。例えば、停止用の房および清掃用の房を有するブラシでは、清掃用の房の毛の長さを、係止房の毛の長さよりも少なくとも２０％、または少なくとも３０％長くし、清掃用の房の毛の直径を、停止用の房の毛の直径よりも少なくとも３０％、または少なくとも４０％細くすることができる。
【００１４】
同様に、図３に示す一実施形態では、ブラシ１６は、外周房９に取り囲まれた一群の中央房８を備えることができる。外周房９は、中央房８よりもわずかに長く、かつ柔らかい。したがって、ブラシ１６を軽く接触させると、外周房９によって柔らかくこすられ、ブラシ１６をより強く付勢すると、中央房８が表面と係合し、それによってより強くこすられる。代替の実施形態では、すべての房／毛を、同じ長さ、直径、または剛性にすることもできるし、長さ、直径、および剛性を任意に組み合わせて用いることもできる。
【００１５】
本体アセンブリ５は、ほぼ円筒形状の本体ハウジング１２を含むものである。本体ハウジング１２は、円形、楕円形その他の任意の所望の横断面とすることができ、使用者の手の中に具合よく収まるように寸法設定される。一実施形態では、本体ハウジング１２の最大径は、約２．５ｃｍから約４．５ｃｍの範囲である。他の寸法を用いることもできる。本体ハウジング１２は、上部本体ハウジング１８と、それに結合する下部本体ハウジング２０とを備える。本体ハウジング１８および２０もそれぞれ、近位端２６から反対側の遠位端２８まで延在するものである。上部本体ハウジング１８は開口２１を有し、その中に可撓性ボタン２３が取り付けられる（図５参照）。本体ハウジング１２の近位端２６には、端部キャップ３０が脱着可能に取り付けられている。留意すべきは、ボタン２３が、清掃器具４の一方の側に位置決めされ、ブラシ１６が、清掃器具４の他方の側から突出していることである。このように構成することにより、使用者は、清掃器具４の使用中に、ボタン２３を容易に作動させることができる。さらに、このように構成することによって、使用者の親指などでボタン２３を押し込むのに用いる力を利用して、清掃対象表面にブラシを押し付けることもできる。
【００１６】
ヘッドハウジング７、本体ハウジング１２、および端部キャップ３０が組み合わされてハウジング３６が形成される。ハウジング３６は、ほぼ円筒構成を有し、遠位端３４と端部キャップ３０の間を延びるその長さは、典型的には、約１５ｃｍから約３５ｃｍの範囲であるが、約２０ｃｍから約３０ｃｍがより一般的である。他の寸法を用いることもできる。代替実施形態では、ハウジング３６は、様々な他の構成とし得る。ハウジング３６はその全長に沿って完全に対称でないことがあるが、ハウジング３６は、その中を貫通して延びるほぼ中央の長手軸３８を有する。
【００１７】
図５に示すように、本体ハウジング１２によって、電池区画４０、モータ区画４２、およびシャフト区画４３が画定される。仕切り４４は、区画４０と４２の間に形成され、仕切り４６は、区画４２と４３の間に形成される。電池区画４０は、本体ハウジング１２の近位端２６のところに形成された開口４８を介して利用することができる。開口４８は、端部キャップ３０によって選択的に閉じられる。環状の密封リング５０により、本体ハウジング１２と端部キャップ３０の間に液密シールが形成される。
【００１８】
図５および図６に示すように、清掃器具４はさらに、モータアセンブリ５８を含む。モータアセンブリ５８は、近位端６２および反対側の遠位端６４を有するモータ６０を備え、このモータ６０は、モータ区画４２に取り付けられる。モータ６０の遠位端６４からは、駆動シャフト６６が、シャフト区画４３に突出し、第１継手６８のところで終端する。第１継手６８は、端面７０のところで終端する。端面７０は、段付き肩部７４によって連結される１対の傾斜面７２を含むものである。環状シャフトシール７６は、第１継手６８を取り囲み、第１継手６８と本体ハウジング１２の間に液密シールを形成する。
【００１９】
電池区画４０は、複数の電池を受け入れるように構成される。例えば、この実施形態では、電池区画４０は、４本の単三電池７８を受け入れるように構成される。代替実施形態では、電池のサイズおよび数を変更することもできる。電池７８の正極は、モータ６０と電気的に連通する第１接点プレート８０を付勢する。電池７８の負極は、端部キャップ３０に取り付けられる第２接点プレート８２を付勢する。
【００２０】
細長いスイッチ８８は、端部キャップ３０が本体ハウジング１２に取り付けられたときに第２接点プレート８２と電気的に連通する第１端部９０を有する。スイッチ８８は、電池区画４０に沿って延びる細長い基部９２と、仕切り４４に沿って延在する立上がり部９４と、ボタン２３とモータ６０の間に配設されるように突出する可撓性レバーアーム９６とを備える。ボタン２３を手動で押し込むと、レバー９６はモータ６０に対して付勢され、電池７８によって通電される回路が閉じる。この回路が閉じると、電池７８からのエネルギーにより、モータ６０が駆動シャフト６６を回転駆動する。ボタン２３が開放されると、この回路は切断され、モータ６０はオフになる。代替実施形態では、様々な異なる切換機構を使用して、手動でボタン２３を押し込み続けることを必要とせずにモータ６０を連続して駆動させることができることが理解できる。さらに、電池７８の代わりに電気コードを使用できることが理解できる。
【００２１】
図５および図６をさらに参照すると、ヘッドアセンブリ６はさらに、駆動シャフト１００を備える。図８に示すように、駆動シャフト１００は、近位端１０４および反対側の遠位端１０６を有した細長いシャフト１０２を備える。遠位端１０６は、遠位端面１０８で終端する。環状フランジ１０９は、遠位端１０６のところでシャフト１０２を径方向に取り囲み、シャフト１０２から外向きに突出する。軸受けもしくはブッシュ１６２（図７）が、シャフト１０２に取り付けられてフランジ１０９を付勢する。シャフト１０２の近位端１０４には、第１継手６８の端面７０と相補形の端面１１２を有する第２継手１１０が取り付けられる。すなわち、第２継手１１０は、段付き肩部７４が互いに付勢し合うように、第１継手６８とかみ合うように構成される。その結果、モータ６０による駆動シャフト６６の回転が、継手６８および１１０を介して伝達され、それによってシャフト１０２が回転する。
【００２２】
シャフト１０２の遠位端１０６の端面１０８からは、ステム１１４が延びている。ステム１１４の端部には丸形ヘッド１１６が取り付けられる。図に示す実施形態では、ヘッド１１６は、球形かまたはほぼ球形である。ここで、留意すべきは、以下でより詳細に述べるように、シャフト１０２は、回転軸および長手中心軸１１８を有することである。これらの軸は、図に示す実施形態では同じものである。ステム１１４は、長手中心軸１２０を有する。ステム１１４は、シャフト１０２の端面１０８に対して偏心して取り付けられており、そのため、ステム１１４の長手中心軸は、シャフト１０２の長手中心軸１１８からずれている。回転軸１１８は、駆動シャフト６６の回転軸兼長手中心軸と同じ軸とすることもできるし、ハウジング３６（図１）の長手中心軸３８と同じにすることもできる。
【００２３】
図５に戻ると、ブラシヘッド１４は、先に説明した上面１２４を有する環状担持プレート１２２を備える。上面１２４からはスピンドル１２６が突出している。スピンドル１２６は、心棒１２８を備え、その両側からアーム１３０が突出している。回転軸１２７は、スピンドル１２６を通って延び、その周りをブラシ１６およびブラシヘッド１４が回転する。回転軸１２７は、ブラシ１６およびブラシヘッド１４の中心軸とすることもできる。スピンドル１２６には、ハブ１３２が取り付けられる。図９Ａに示すように、ハブ１３２は、上面１４０と反対側の底面１４２の間に延在する互いに対向する側面１３６および１３８を有する。ハブ１３２は、また、正面１４４および反対側の背面１４６も含む。通路１４８が、上面１４０から底面１４２まで延在する。側溝１５０は、底面１４２に隣接した側面１３６および１３８を貫通して延在し、通路１４８と交差する。
【００２４】
組立時に、ハブ１３２はスピンドル１２６の上に受け入れられ、これによって心棒１２８は通路１４８を通って延在し、アーム１３０が側溝１５０内に受け入れられる。軸受けもしくはブッシュ１５１（図５）が、ハブ１３２の上面１４０のところで心棒１２８に取り付けられる。この構成では、ハブ１３２はスピンドル１２６と係合し、その結果、ハブ１３２の回転により、スピンドル１２６、したがってブラシヘッド１４の残りの部分の回転が容易になる。代替の実施形態では、ハブ１３２はブラシヘッド１４と一体に形成できることが理解できる。
【００２５】
ハブ１３２はさらに、前面１４４に形成された、上面１４０まで延在する溝１５２を備える。溝１５２は、通路１４８と垂直方向において整列し、第１係合面１５６、離間した第２係合面１５８、およびこれらの間に延在する内面１５９によって画定される。係合面１５６と係合面１５８は向かい合っており、ほぼ平行に整列している。各係合面１５６および１５８に沿って、係止溝１６０が凹部として形成されている。各係止溝１６０は細長く、その長さに沿ってわずかに弓形になっている。ハブ１３２の係合面１５６と１５８との距離は、丸形ヘッド１１６の直径よりも小さい。
【００２６】
ただし、図７および図１０に示すように、ハブ１３２は、ヘッド１１６が係合面１５６と１５８の間にスナップ式にはまり、それによってヘッド１１６が、係合面１５６および１５８に形成された係止溝１６０に弾性的に捕らえられるように構成されている。この構成では、ヘッド１１６は、面１５６と１５８の間で弾性的に付勢される。
【００２７】
図９Ｂに示す代替実施形態では、係止溝１６０をなくすことができ、そのため、係合面１５６および１５８はほぼ平坦になる。この実施形態では、ヘッド１１６は、係合面１５６と１５８の間にぴったりと、または緩くはまるように寸法を定めることができる。
【００２８】
図５に戻ると、ヘッドハウジング７は、駆動シャフト１００およびハブ１３２の上で閉じられ、そのため、ヘッドハウジング７は、軸受け１５１および１６２に支えられる。本体ハウジング１２の遠位端２８にバイオネットスロット１６４が形成され、バイオネット用突起１６６が、ヘッドハウジング７の近位端３２から突出する。したがって、ヘッドアセンブリ６は、このバイオネット連結を利用して本体アセンブリ５に脱着可能に連結することができる（図１）。
【００２９】
上記のように組み立てられた構成では、継手６８と１１０が結合する。したがって、ボタン２３が押し込まれると、モータ６０が通電され、それによって、駆動シャフト６６および駆動シャフト１００がそれぞれそれらの回転軸または長手中心軸の周りに回転する。そして、ステム１１４および丸形ヘッド１１６はシャフト１０２に偏心して取り付けられているので、ヘッド１１６は円を描いて回転する。すなわち、シャフト１０２が回転すると、ヘッド１１６は、大きな円を描いて回転し始め、それによって、ハブ１３２の係合面１５８を付勢して、ハブ１３２が、それに連結されたブラシヘッド１４およびブラシ１６と共に心棒１２８の周りを第１方向に回動する。係止溝１６０の長さおよび弓形により、ヘッド１１６は係止溝１６０内で自由に回転する。
【００３０】
ヘッド１１６が一方向においてその最も離れたところに移動すると、ヘッド１１６は、対向する係止面１５６を付勢し始め、それによって、ハブ１３２が、それに連結されたブラシヘッド１４およびブラシ１６と共に心棒１２８の周りを反対方向に回動する。したがって、駆動シャフト１００がヘッド１１６と共に高速回転すると、ハブ１３２が、それに連結されたブラシヘッド１４およびブラシ１６と共に高速往復運動する。係止溝１６０内にヘッド１１６を留めることによって、ハブ１３２とヘッド１１６の間でぴったりした係合を形成することができる。この嵌合により、駆動ロッド１００とハブ１３２の間で動きの伝達が最適化される。すなわち、この嵌合により、係止溝１６０内でヘッド１１６が摩耗し始めた後でも、ハブ１３２と駆動ロッド１００の間のガタがなくなる。
【００３１】
清掃器具４が通電されると、ブラシ１６で清掃対象の表面を付勢することができる。留意すべきは、ブラシ１６は、利便性および使用状態を最適化するために、ハウジング３６に対してある向きで位置決めされていることである。例えば、図６を参照すると、一実施形態では、ブラシ１６は、本体アセンブリ５またはヘッドアセンブリ６の長手中心軸に対して飛び出して、この長手中心軸との間に所定の内角θを形成する。この角度は、典型的には、約９０°から約１８０°の範囲であるが、約１１０°から約１４０°がより一般的である。他の角度も用いることができる。別の言い方をすれば、ブラシヘッド１４またはブラシ１６の回転軸１２７は、駆動シャフトもしくはハウジング３６の長手中心軸３８の回転軸１１８と交差して、上記で述べた所定の内角θを形成する。この角度θを約１１０°から約１４０°にすることによって、使用者は、ハウジング３６を保持しながら、ブラシ１６をより好都合に配置し、かつ使用することができる。
【００３２】
本発明は、本発明の趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができる。上記で説明した実施形態は、あらゆる点で単なる例としてみなすべきであり、限定的なものとみなすべきではない。例えば、係止溝１６０は、内部側壁１５６および１５８内で単に凹部を形成している必要はなく、ハブ１３２を完全に貫通していてもよいことはもちろんである。さらに、ヘッド１１６は球形である必要はない。代替実施形態では、ヘッド１１６は、楕円形とすることもできるし、相補形の係止溝と対合する他の様々な構成をとることもできる。
【００３３】
図１１に、本発明の特徴を組み込んだ清掃器具２００の代替実施形態を示す。清掃器具４と清掃器具２００の同様な要素は、同様の参照記号で識別する。清掃器具は、ヘッドアセンブリ２０２および本体アセンブリ２０４を備える。図１２Ａに移ると、本体アセンブリ２０４は、筒状部材として成型された本体ハウジング２０６を備える。本体ハウジング２０６は、近位端２１０および反対側の遠位端２１２を有するハンドル部分２０８を備える。遠位端２１２は、端面２１４のところで終端し、そこからテーパがついた筒状の心棒２１６が突出する。１対の対向するバイオネットスロット２１７が心棒２１６に沿って形成される。ハンドル部分２０８および心棒２１６は、典型的には、ＡＢＳなど、ほぼ剛体のプラスチックからなる。ＴＰＥまたはゴムなどのより柔らかい可撓性プラスチックからなる覆い２１８は、ハンドル部分２０８の一部の上に成型される。覆い２１８によって、清掃器具２００の保持感が改善される。
【００３４】
本体ハウジング２０６は、チャンバ２２２を画定する内側表面２２０を有する。図１２Ｂに移ると、案内２２４がチャンバ２２２内に固定される。案内２２４は、近位端２２８および反対側の遠位端２３０を有する細長い仕切り壁２２６を備える。仕切り壁２２６の側面は、電池７８がその各側面で相補的に受けられるように湾曲している。片持ち梁ラッチ２３２が、近位端２２８の仕切り壁２２６の上部および底部の両方のところに形成される。各ラッチ２３２は、返し２３４のところで終端する。ばね２３６は、仕切り壁２２６と各ラッチ２３２の間で位置決めされ、それによって、各ラッチ２３２は、仕切り壁２２６に向かって選択的に圧縮され、開放されると、各ラッチ２３２は、弾性によりはね返る。図１３に示すように、穴２３５は、近位端２１０のところでハンドル部分２０８の各側面を貫通して形成される。覆い２１８の係合部分２３８は、穴２３５を覆って成型される。案内２２４は、各ラッチ２３２が対応する穴２３５と整列するようにチャンバ２２２内で位置決めされる。このようにして、使用者は、覆い２１８の可撓性係合部分２３８を手動で内向きに押して、ラッチ２３２を選択的に内向きに押すことができる。
【００３５】
ラッチ２３２は、本体ハウジング２０６の近位端２１０に端部キャップ２４０を固定するのに使用される。具体的には、端部キャップ２４０は、内面２４２と、その上に形成された１対の対向する留め具２４４を有する。端部キャップ２４０が本体ハウジング２０６の近位端２１０に押し込まれると、ラッチ２３２の返し２３４が留め具２４４と係合して、本体ハウジング２０６に端部キャップ２４０をしっかりと係止する。端部キャップ２４０を取り外すには、上記で述べたように係合部分２３８を手動で押し込んで、ラッチ２３２を内向きに撓ませ、それによって留め具２４４から返し２３４を解除する。
【００３６】
図１２Ｂに戻ると、カップ状の支持部２４６が、仕切り壁２２６の遠位端２３０のところに形成され、モータ６０を支持するのに使用される。モータ６０は、一次シャフト２５０を回転させ、それによって駆動シャフト２５４が回転する。駆動シャフト２５４には、その遠位端にヘッド２５５が形成される。ヘッド２５５の横断面は、典型的には、以下でより詳細に述べる継手と係合し得るように非円形である。図に示す実施形態では、ヘッド２５５は、駆動シャフト２５４を平らにした部分である。代替実施形態では、ヘッド２５５の横断面は、任意の数の異なる多角形または非円形とすることができる。
【００３７】
従来型ギアアセンブリ２５２は、一次シャフト２５０と駆動シャフト２５４の間に延在し、これにより、駆動シャフト２５４によって生成されるトルクが、一次シャフト２５０によって生成されるトルクに対して、約１．５：１から約３．５：１の範囲の比で調節される。駆動シャフト２５４の最大トルクを大きくすることにより、ブラシ１６は、こすり落とし動作の間にブラシ１６に大きな押込み力が加えられたときでさえ、往復または回転し続けることができる。これは、過大な力が加えられたときに、歯ブラシが歯茎を傷付けないようにブラシが動きを停止するか、かなり遅くなることが望まれる多くの従来型電動歯ブラシと異なる点である。
【００３８】
電池７８からモータ６０に電気を伝えるのに使用し得る様々な異なる機構があることは理解できることである。図に示す実施形態では、４本の電池７８が並列に配設される。後方の２本の電池７８の負極は、対応するばね２５６を付勢する。各ばね２５６は、伝達ばね２５８と電気的に連通する。これらのばねは、端部キャップ２４０内に固定されるプレート２５５に取り付けられる。伝達ばね２５８は、接点２６０を付勢する。電気リード線２６２は、接点２６０からモータ６０まで延在する。前方の２本の電池７８の正極は、対応する接点２６４を付勢する。これらの接点２６４はそれぞれ、可撓性スイッチ２６６と電気的に連絡する。スイッチ２６６は、スイッチ２６６がモータ６０を付勢するときに、回路が閉じモータ６０が通電されるようにモータ６０の上に位置決めされる。
【００３９】
代替実施形態では、電池７８は、並列ではなく直列に位置決めすることができる。この実施形態では、ばね２５６は、互いに電気的に連通し、伝達ばね２５６、接点２６０、およびリード線２６２はなくなる。同様に、２つの接点２６４は互いに分離する。接点２６４の一方は、モータ６０に直接電気的に連通し、他方の接点２６４は、スイッチ２６６に接続されたままになる。電池７８を直列に配置すると、電圧が増加して、モータにより多くの電力が提供される。
【００４０】
図１２Ａに戻ると、開口２７０が、チャンバ２２２と連通するように本体ハウジング２０６の上面に形成される。開口２７０は、モータ６０およびスイッチ２６６と位置合わせされる。開口２７０には、可撓性隔壁２７２が固定される。隔壁２７２は、上面２７４と反対側の底面２７６とを有する。突出部２７８が上面２７４に形成される。カバープレート２８０は、それを貫通して延在する細長い穴２８２を有し、穴２８２が突出部２７８と整列するように開口２７０の上に固定される。ボタン２８４は、留め具２８６および保持器２８８によってカバープレート２８０にスライド可能に取り付けられる。
【００４１】
図１４Ａに示すように、ボタン２８４は、内面２９２と、それから突出する心棒２９４とを有する概ねカップ形状の本体２９０を備える。ボタン２８４は、典型的には天然ゴムまたは合成ゴムである可撓性弾性材料からなる。保持器２８８は、ほぼ円形のフレーム２９６を備え、フレーム２９６はそれを貫通して延びる開口２９８を有する。開口２９８は、口縁３００によって少なくとも部分的に画定される。保持器２８８は、ほぼ剛体の材料、または少なくともボタン２８４に使用する材料よりも剛性の高い材料からなる。ボタン２８４は、心棒２９４が開口２９８を通るように保持器２８８に固定される。一実施形態では、ボタン２８４は、例えば重ね合わせ成型プロセスなどのボタン２８４の形成時に保持器２８８に直接成型することによって保持器２８８に固定される。
【００４２】
留め具２８６（図１４Ｂ）は基部３０２を備え、基部３０２はそれを貫通して延在する開口３０４を有する。１対の返し突起３０６が、基部３０２の上面から開口３０４の対向する側面上を上向きに突出する。留め具２８６を使用してカバープレート２８０上でボタン２８４を固定する。具体的には、ボタン２８４および保持器２８８は、心棒２９４がカバープレート２８０の開口２８２と整列するようにカバープレート２８０の上面で位置決めされる。このとき、留め具２８６の突起３０６は、カバープレート２８０の底面からその開口２８２を通って押し上げられて、スナップ嵌合連結によって突起と口縁３００が係合する。
【００４３】
このように組み立てた構成では、ボタン２８４は、図１４Ａに示すオフ位置と図１４Ｃに示すオン位置との間で、カバープレート２８０上を選択的にスライドすることができる。オフ位置では、隔壁２７２の突出部２７８が、ボタン２８４の心棒２９４とスイッチ２６６の間に置かれ、また、留め具２８６の開口３０４内に少なくとも部分的に置かれる。この位置では、スイッチ２６６は、モータ６０から離間しており、これにより、電気的な接触は行われないようにする。使用者は、２つのやり方で、オフ位置からモータ６０に通電することができる。一方の手法では、図１４Ｂに示すように、使用者は単にボタン２８４の中央を下に押すことができる。こうすると、心棒２９４は、突出部２７８を下に押し、それによって突出部２７８はスイッチ２６６を下に押して、スイッチ２６６がモータ６０に接触し、それによってモータ６０が通電される。使用者がボタン２８４を開放すると、ボタン２８４は弾性によりオフ位置に戻る。
【００４４】
第２の手法では、図１４Ｃに示すように、使用者は手動で、カバープレート２８０に沿ってボタン２８４をスライドさせる。こうすると、留め具２８６の基部３０２は突出部２７８の上に載り、それによって突出部２７８が下向きに押されて、この場合もスイッチ２６６がモータ６０に接触し、それによってモータ６０が通電される。モータ６０は、ボタン２８４が再度オフ位置に戻るまで通電されたままである。このように、このボタンアセンブリにより、２つの異なる動作モードで、１つの一体型ボタンがモータを活動化させることができる。
【００４５】
図１２Ａに戻ると、ヘッドアセンブリ２０２は、それぞれ近位端３２および反対側の遠位端３４を有する上部ヘッドハウジング２２および下部ヘッドハウジング２４を含むヘッドハウジング２０１を備える。ヘッドハウジング２０１は、その長さに沿って延びる側溝３１４を画定する。側溝３１６は、ハウジング２２および２４に形成された相補形仕切り壁３１７によって少なくとも部分的に分割される。近位端３２のところで、ハウジング２２と２４の間に係合リング３１２が固定される。係合リング３１２は、その内面に形成された対向するバイヨネット用突起３１８を有する。ヘッドアセンブリ２０２は、バイヨネット用突起３１８がバイヨネットスロット２１７内で受けられるようにヘッドアセンブリ２０２の近位端３２の中に本体ハウジング２０６の心棒２１６を挿入し、次いで、本体アセンブリ２０４に対して相対的にヘッドアセンブリ２０２を回転させることによって本体アセンブリ２０４に脱着可能に固定される。
【００４６】
ヘッドアセンブリ２０２は、近位端３２２および反対側の遠位端３２４を有する駆動シャフト３２０を備える。近位端３２２は、それに固定された継手３２６を有する。継手３２６は、その自由端に形成され、かつ、モータ６０から延びる駆動シャフト２５４のヘッド２５５と脱着可能に係合するように設計されたソケット３２８を有する。具体的には、ソケット３２８は、ヘッド２５５に相補形の構成を有し、それによって、ヘッド２５５がソケット３２８内で受けられると、駆動シャフト２５４の回転によって駆動シャフト３２０が回転することができる。ヘッド２５５は、ヘッドアセンブリ２０２が、上記で述べたように、本体アセンブリ２０４に脱着可能に結合したときにソケット３２８内で脱着可能に受けられる。
【００４７】
大径円板３３０は、駆動シャフト３２０の遠位端３２４に固定される。図に示す実施形態では、円板３３０は、近位端面３３２および反対側の遠位端面３３４を含むほぼ円筒形の構成を有する。駆動シャフト３２０の遠位端３２４は、近位端面３３２の中心に固定される。これに対して、心棒１１４および丸形ヘッド１１６は、駆動シャフト３２０の回転軸から径方向外向きに離間した場所で、遠位端面３３４に取り付けられる。すなわち、心棒１１４は、清掃器具４に関して上記で述べたのと同じやり方で端面３３４に偏心して取り付けられる。
【００４８】
留意すべきは、駆動シャフト３２０の端部に大径円板３３０を中央に位置決めすると、偏心して取り付けられた丸形ヘッド１１６の回転中に、駆動シャフト３２０を安定させる助けになることである。ただし、代替実施形態では、駆動シャフト３２０は、円板３３０と同じ径とすることもできるし、あるいは、円板３３０をなくし、駆動シャフト３２０と心棒１１４の間にアームを形成することもできる。従来の他の技術を利用して、丸形ヘッド１１６を偏心して位置決めすることもできる。円筒ブッシュ３３６は、遠位端３２４に向かう駆動シャフト３２０を取り囲み、ヘッドハウジング２０１の内面に形成された支持部３３８で支持される。
【００４９】
清掃器具４の場合と同様に、清掃器具２００は、ブラシヘッド１４を含む。ブラシヘッド１４は、底面１２５を有する担持プレート１２２を備え、底面１２５は、その上に形成された毛からなるブラシ１６を備える。プレート１２２は上面１２４も有し、上面１２４は、スピンドル１２６と、そこから延びるアーム１３０とを備える。心棒１２８は、スピンドル１２６の中心から突出し、それを通って延在する回転軸を有する。筒状ブッシュ３４０は、上部ヘッドハウジング２２に固定され、心棒１２８を取り囲む（図１３）。心棒１２８およびスピンドル１２６は、ブッシュ３４０とスピンドル１２６との間に位置決めされた摩耗プレート３４１を備えるハブ３４２内に受け入れられる。
【００５０】
図１５に示すように、ハブ３４２は、正面３４６、背面３４８、ならびにそれぞれ上面３５２と反対側の底面３５４の間に延在する、対向する側面３５０および３５１を有するほぼ円筒形の基部３４４を備える。通路３５６は、上面３５２から底面３５４まで基部３４４を貫通して中央に延在する。側溝３５８は、底面３５４に面して側面３５０および３５１を貫通して延在し、通路３５６と交差する。側溝３５８は、スピンドル１２６が通路３５６内で受け入れられるときに、アーム１３０が側溝３５８内で受け入れられ、それによって、ハブ３４２がブラシヘッド１４と連動するように構成される。摩耗プレート３４１は、その側面から突出するタブも有する。これらのタブは、ハブ３４２の側溝３５８内で受け入れられ、それによって、摩耗プレート３４１がハブ３４２に固定される。ブッシュ３４０が金属であり、スピンドル１２６がプラスチックである一実施形態では、摩耗プレート３４１は、ブッシュ３４０がスピンドル１２６を過度に摩耗させるのを防ぐことができる。
【００５１】
基部３４４の背面３４８からは、案内３６０が突出している。案内３６０は、第１側壁３６２、離間した相補形第２側壁３６４、およびこれらの間を延びる後壁３６６を備える。案内３６０は、通路３５６と垂直に整列する側溝３６８を部分的に画定する。側溝３６８は、第１係合面３７０、離間した第２係合面３７２、およびこれらの間を延びる内面３７４によって画定される。係合面３７０および３７２は、向かい合い、ほぼ平坦であり、ほぼ平行に整列される。ハブ３４２の係合面３７０と３７２の間隔は、丸形ヘッド１１６の直径にほぼ等しい。
【００５２】
図１０に示す実施形態と同様に、また図１３に示すように、丸形ヘッド１１６は側溝３６８で受け入れられる。丸形ヘッド１１６は、駆動シャフト２５４の回転により駆動シャフト３２０の回転軸の周りで連続回転するので、丸形ヘッド１１６は、対向する係合面３７０および３７２を交互に押し、それによって、ハブ３４２、ブラシヘッド１４、およびブラシ１６が、スピンドル１２６を貫通して延びる回転軸の周りで回動パターンを描いて往復する。
【００５３】
清掃器具４の場合と同様に、清掃器具２００では、駆動シャフト３２０の回転軸は、ブラシヘッド１４の回転軸と交差して内角θを形成する。この内角θは、典型的には、９５°よりも大きいが、より一般には、約１１０°から約１４０°の範囲である。丸形ヘッド１１６がその円形パターンに従って移動すると、丸形ヘッド１１６は、縦方向では側壁３６２および３６４の長さに沿って移動する。上記で述べたようにブラシヘッド１４の向きに角度がついているために、丸形ヘッド１１６は、丸形ヘッド１１６が側壁３６２および３６４の底部にあるとき、ブラシヘッド１４の回転軸から離れたところにあり、丸形ヘッド１１６が側壁３６２および３６４の上部にあるとき、ブラシヘッド１４の回転軸の近くにくる。したがって、丸形ヘッド１１６が、円を描いて移動する際に側溝３６８内で確実に保持されるように、側壁３６２および３６４は、上部よりも底部で広くなっている。
【００５４】
一実施形態では、丸形ヘッド１１６は、ほぼ球形の構成を有する。このように設計すると、いくつかの利点がある。例えば、１つには、上記で述べたようにブラシヘッド１４の向きに角度がついているために、丸形ヘッド１１６は、近くから遠くまで、かつ上から下まで縦方向に離間した丸形ヘッド１１６のいくつかの異なる点に沿って係合面３７０および３７２に接触する。こうすると、丸形ヘッド１１６を球形にすることによって、丸形ヘッド１１６と係合面３７０および３７２との連続的な最小限の接触が確実に行われ、そのため、摩耗を最小限に抑える助けになる。
【００５５】
さらに、ブラシヘッド１４を取り付ける際の公差のために、ブラシ１６が清掃対象の表面を付勢するときにしばしば、ブラシヘッド１４がわずかに傾いて、丸形ヘッド１１６の遠位端がハブ３４２の内面３７４を付勢する（図１５）。丸形ヘッド１１６と内面３７４がこのように接触することは、ブラシヘッド１４を安定化させ、また、強固にする点で助けになる。丸形ヘッド１１６を球形にすることによって、丸形ヘッド１１６と内面３７４の接触表面が最小限に抑えられる。また、留意すべきは、側壁３６２および３６４は共に、外側縁部３７６のところで終端することである。これらの外側縁部３７６は、使用中にブラシヘッド１４が傾くとき、外側縁部３７６が円板３３０の遠位端面３３４を付勢して、ブラシヘッド１４を安定化させ、補強する助けとなり得るように設計される。
【００５６】
上記の実施形態では、ブラシ１６の本体アセンブリ２０４に対する向きは固定されるものである。図１６に示す一つの代替実施形態では、矢印３９０に沿ってブラシ１６を旋回させて、本体アセンブリ２０４に対するブラシ１６の向きを選択的に調節することができるヘッドアセンブリ３８８を有する清掃器具３８６が提供される。ヘッドアセンブリ２０２とヘッドアセンブリ３８８の同様の要素は、同様の参照記号で特定する。
【００５７】
ヘッドアセンブリ３８８は、近位ヘッドハウジング３９２、遠位ヘッドハウジング３９４、およびハウジング３９２と３９４を旋回可能に合わせて連結するヒンジ３９６を備える。図１７に示すように、近位ハウジング３９２は、遠位端３９８を有する。遠位端３９８のところには開口３９９が形成され、それを通って駆動シャフト３２０が延在する（図１８Ａ）。ヒンジ３９６は、開口３９９の両側から突出する１対の丸形突起４００Ａおよび４００Ｂを備える。ヒンジ３９６は、２つの同形部分を備え、これら２つの同形部分の構成要素を添字ＡおよびＢで識別する。ここでは、これらの同形部分の一方のみについて詳細に説明する。他方の同形部分はそれと同じであると理解されたい。突起４００Ａの外面からは、円形リング４０２Ａが突出している。リング４０２Ａには、１対の対向する切欠き４０４Ａが形成される。
【００５８】
ヒンジ３９６は、遠位ヘッドハウジング３９４の近位端から突出する１対の丸型アーム４０６Ａおよび４０６Ｂも備える。アーム４０６Ａは、内面４１０Ａおよび外面４１２Ａを有する。内面４１０Ａには、ほぼ円形の、凹部をなすポケット４１４Ａが形成される。ポケット４１４Ａは、ポケット４１４Ａの周縁部の対向する側面に形成された複数の丸形切欠き４１６Ａを有する。各切欠き４１６Ａは、稜４１７Ａで分離される。円形の凹部４０８Ａは、ポケット４１４Ａの底面に形成され、リング４０２Ａを受けるように寸法設定される。
【００５９】
ばね４１８Ａが設けられ、このばねは、ばねで一般に使用される金属などの可撓性弾性材料からなる。ばね４１８Ａは、外面４２２Ａおよび内面４２４Ａを有するリング本体４２０Ａを備える。１対の丸形タブ４２６Ａは、リング本体４２０Ａにおける外面４２２Ａの対向する側から突出する。同様に、１対の矩形タブ４２８Ａは、リング本体４２０Ａにおける内面４２４Ａの対向する側から突出する。
【００６０】
組立時に、ばね４１８Ａのタブ４２８Ａは、突起４００Ａの対応する切欠き４０４Ａに受け入れられ、それによって、ばね４１８Ａが突起４００Ａに固定される。次に、アーム４０６Ａはその位置が、ばね４１８Ａがポケット４１４Ａ内に受け入れられ、リング４０２Ａが凹部４０８Ａ内で受け入れられるように定められる。タブ４２６Ａは、対応する切欠き４１６Ａに受け入れられ、それによって、アーム４０６Ａは、突起４００Ａに対して相対的に固定される。ブラシ１６の向きを変更したいときには、矢印３９０に沿って遠位ヘッドアセンブリ３９４に力を加える（図１６）。この力によって、ばね４１８Ａは、ポケット４１４Ａ内で回動する。具体的には、ばね４１８Ａは、タブ４２６Ａが稜４１７Ａを通り越すときに撓み、次いで、タブ４２６Ａが隣接する切欠き４１６Ａに入るときに弾性によりはね返る。１つには、遠位ヘッドアセンブリ３９４の移動抵抗は、ばね４１８Ａおよび４１８Ｂの剛性に基づいている。
【００６１】
図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、ヒンジ３９６により、ブラシヘッド１４は、角度９０°よりも大きく回動できる。例えば、先に述べた角度θは、約９０°から約１８０°まで選択的に調節することができる。やはり図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、ヘッドアセンブリ３８８の内部構成要素は、ヘッドアセンブリ２０２の内部構成要素とほぼ同じである。ただし、ハブ３４２の形状は、丸形ヘッド１１６が円形パターンで移動するときに、ブラシヘッド１４の向きとは無関係に、ヘッド１１６が側壁３６２と３６４の間で保持されるようにわずかに改変されている。図１６から留意すべきは、先に示したブラシ１６よりも直径が大きいことと、毛１８２の一部が他の毛よりも長いことである。本発明は、単一の本体アセンブリと、この本体アセンブリに選択的に固定し得る複数の異なるヘッドアセンブリとを有するキットを備え得ることはもちろんである。各ヘッドアセンブリは、サイズ、構成、および／または物理的な特性、例えば毛の剛性などが異なるブラシを有することができる。例えば、図１９に、隅の内部により良好に届き、そこをこするための円錐形の先端部４３４を有するブラシ１６を示す。
【００６２】
上述した実施形態では、ヘッドアセンブリは、ブラシが往復回動するように設計される。代替実施形態では、ブラシが連続的に円を描いて回転するように、ヘッドアセンブリを設計することができる。例えば、図２０Ａに、ヘッドアセンブリ４３６を示す。ヘッドアセンブリ４３６とヘッドアセンブリ３８８の同様な要素は、同様の記号で識別する。ヘッドアセンブリ４３６は、近位ヘッドハウジング３９２、遠位ヘッドハウジング３９４、およびヒンジ３９６を備える。ブラシヘッド４３８は、ブラシ１６が突出する第１面と、スピンドル４４０が突出する反対側の第２面とを有する。スピンドル４４０は、自在継手４４１と結合する。近位ハウジング３９２内には、駆動シャフト４４２が配設される。駆動シャフト４４２は、その近位端に取り付けられた継手３２６と、その遠位端に取り付けられた自在継手４４１とを有する。
【００６３】
図２１Ａおよび図２１Ｂに示すように、自在継手４４１は、カップ４４４およびボール４４６を備える。スピンドル４４０は、カップ４４４の一方の側から突出し、丸形ソケット４４８は、カップ４４４の反対側に形成される。ソケット４４８は、内面４５０によって画定され、そこから、対向して離間した１対の丸形突出部４５２が、ソケット４４８の口に隣接して延在する。ボール４４６は丸形であり、ソケット４４８内に嵌合するのに適合したものである。細長い丸形スロット４５４は、ボール４４６の各対向面における凹部として設けられる。スロット４５４は、ボール４４６がソケット４４８で受け入れられるときに、突出部４５２が対応するスロット４５４で受け入れられるように構成される。一実施形態では、スロット４５４を組み合わせて１つの長いスロットを形成することができる。このように組み立てた構成では、駆動シャフト４４２が連続的に回転することによって、ボール４４６が回転し、それによって、突出部４５２とスロット４５４が係合していることから、カップ４４４、スピンドル４４０、ブラシヘッド４３８、およびブラシ１６が連続的に回転する。
【００６４】
さらに、スロット４５４は細長いので、細長いスロット４５４内を長手方向にスライドする突出部４５２によって、ボール４４６がソケット４４８内で回転することができる。その結果、図２０Ａおよび図２０Ｂに示すように、スピンドル４４０は、駆動シャフト４４２に対して相対的に自由に旋回し、それによって、遠位ヘッドアセンブリ３９４は、先に述べたヒンジ３９６により、近位ヘッドアセンブリ３９２に対して相対的に旋回することができる。
【００６５】
図２２に、清掃器具２００の代替実施形態を示す。この実施形態では、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源４６０を本体アセンブリ２０４の底面に、その遠位端に向かって取り付ける。光源４６０は、使用中に清掃表面の視認性をよくするためにブラシ１６に向かって光を方向付けるように向ける。リード線４６２は、モータ６０が通電されるときに光源４６０も通電されるように光源４６０からモータ６０まで延びる。代替実施形態では、光源４６０用の第２ボタンスイッチを設けることもできる。
【００６６】
図２３に、清掃器具２００の別の代替実施形態を示す。この実施形態では、光源４６０は、ブラシ１６に向かって光を方向付けるようにヘッドアセンブリ２０２の底面に取り付けられる。この場合も、リード線４６２は、光源４６０とモータ６０の間を延びる。ただし、この実施形態では、ヘッドアセンブリ２０２と本体アセンブリ２０４の連結部のところに接点４６４が設けられる。
【００６７】
本発明は、本発明の趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができる。ここで説明した実施形態は、あらゆる点で単なる例であり、限定的なものではないとみなすべきである。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲と同等の目的および範囲に含まれるすべての変更は、特許請求の範囲の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の清掃器具の一実施形態の側面図である。
【図２】図１に示す清掃器具の上面図である。
【図３】図１に示す清掃器具の正面図である。
【図４】図３に示すブラシヘッドの前面の正面図である。
【図５】図１に示す清掃器具の分解図である。
【図６】図１に示す清掃器具の側断面図である。
【図７】図１に示す清掃器具のサブアセンブリの斜視図であり、ハブおよびブラシヘッドが結合された駆動シャフトを示す。
【図８】図７に示す駆動シャフトの拡大斜視図である。
【図９Ａ】図７に示すハブの拡大斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示すハブの代替実施形態の拡大斜視図である。
【図１０】図７に示す結合部分の拡大斜視図である。
【図１１】清掃器具の代替実施形態の斜視図である。
【図１２Ａ】図１１に示す清掃器具の分解図である。
【図１２Ｂ】図１１に示す清掃器具の分解図である。
【図１３】図１１に示す清掃器具の側断面図である。
【図１４Ａ】図１３に示すボタンスイッチアセンブリのオフ位置での拡大側断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示すボタンスイッチアセンブリのモーメンタリ位置での拡大側断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａに示すボタンスイッチアセンブリのオン位置での拡大側断面図である。
【図１５】図１２Ａに示すハブの拡大斜視図である。
【図１６】旋回するブラシヘッドを有する清掃器具の代替実施形態の側面図である。
【図１７】図１６に示す清掃器具のヒンジの分解図である。
【図１８Ａ】図１６に示すヘッドアセンブリの１つの旋回位置での側断面図である。
【図１８Ｂ】図１６に示すヘッドアセンブリの異なる旋回位置での側断面図である。
【図１９】円錐形先端部を有するブラシの代替実施形態の斜視図である。
【図２０Ａ】ブラシヘッドが連続的に回転するように構成されたヘッドアセンブリの代替実施形態の側断面図である。
【図２０Ｂ】ブラシヘッドが連続的に回転するように構成されたヘッドアセンブリの代替実施形態の側断面図である。
【図２１Ａ】図２０Ａに示す自在継手の分解斜視図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａに示す自在継手の斜視図である。
【図２２】光源が本体アセンブリに取り付けられた清掃器具の代替実施形態の側断面図である。
【図２３】光源がヘッドアセンブリに取り付けられた清掃器具の代替実施形態の側断面図である。
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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