CN102949146A - 用于清洁表面的真空吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于清洁表面的真空吸尘器，其包括模块化辅助刷子组件，该刷子组件包括连接于真空吸尘器的安装支架、被弹簧偏压的刷头、以及将刷头安装于所述安装支架的轴。被弹簧偏压的刷头可竖直调节，以适应变化高度和质地的清洁表面。被弹簧偏压的刷头包括踏面，当真空吸尘器在待清洁表面上移动时，该踏面接触待清洁表面并且相对于真空吸尘器滚动刷头。

Description

用于清洁表面的真空吸尘器

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年8月23日提交的美国临时专利申请No.61/526,469的权益，该申请通过引用的方式整体结合于此。

背景技术

真空吸尘器可包括用于在待清洁表面上搅动碎屑的搅动器（agitator），使得碎屑被更容易地吸入到真空吸尘器中。在一些情形中，搅动器包括在底座组件或地板吸嘴内旋转的电机驱动的刷辊。真空吸尘器还可包括用于向待清洁表面提供附加搅动的辅助搅动器。一种类型的辅助搅动器是定位在真空吸尘器的侧面的刷子，其动作以将污物和碎屑扫入到真空吸尘器的抽吸路径中。Rosendall的1973年7月31日授权的美国专利No.3,748,679、Liebscher的1973年8月7日授权的美国专利No.3,750,215、Liebscher的1975年4月1日授权的美国专利No.3,874,016、Yonkers的1976年9月7日授权的美国专利No.3,978,539、以及Brougham-Packard的1989年8月9日公开的英国专利申请No.2,213,047中示出了这些侧面刷子的实例。

发明内容

根据本发明的真空吸尘器包括：具有抽吸嘴的壳体；与抽吸嘴流体连通以便产生通过壳体的工作气流的抽吸源；以及刷子组件，设置在壳体上，位于抽吸嘴的外部并且被构造为朝向真空吸尘器的由抽吸嘴限定的抽吸路径清扫污物。刷子组件包括：附接于壳体的轴；刷头，用于接触待清洁表面并且围绕所述轴可旋转地安装；以及弹簧，该弹性件偏压刷头使之远离壳体，其中，当壳体在待清洁表面上移动时，被弹簧偏压的刷头调节，以适应待清洁表面的高度和/或质地的变化。

附图说明

附图中：

图1是根据本发明的一个实施方式的具有枢转地附接至竖直手柄组件的底座组件的真空吸尘器的前部立体图，其中底座组件具有一对辅助刷子组件。

图2是图1的具有一对辅助刷子组件的底座组件的局部分解视图。

图3是图2的其中一个辅助刷子组件的分解视图。

图4是图2的其中一个辅助刷子组件中的分解剖视图。

图5是通过图1中的线V-V的截面图，示出了处于最低位置且与待清洁表面接合的辅助刷子组件。

图6是类似于图5的截面图，示出了处于最高位置且与待清洁表面接合的辅助刷子组件。

图7是底座组件的俯视图，示出了在真空吸尘器的前进行程过程中的辅助刷子组件的旋转。

图8是底座组件的俯视图，示出了在真空吸尘器的后退行程过程中的辅助刷子组件的旋转。

图9示出了本发明的第二实施方式，其中，辅助刷子组件安装于底座组件中的搅动器的前面。

图10示出了本发明的第三实施方式，其中，辅助刷子组件安装于底座组件的后轮的后面。

具体实施方式

本发明通常地涉及一种用于真空吸尘器的支脚或底座的辅助刷子。为了描述相关附图的目的，从使用者位于真空吸尘器后面（这限定了真空吸尘器的后部）的视角来看，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”及其派生词应该与图1中所定向本发明相关。然而，应该理解的是，本发明可以采取各种替换方位，除非有相反的具体表述。还应该理解的是，附图中所示的以及在下面说明中描述的特定装置和过程仅仅是所附权利要求中所限定的发明概念的实例性实施方式。因此，与这里所公开的实施方式相关的具体尺寸及其它物理特征不认为是限制性的，除非权利要求另外清晰地陈述。

图1是根据本发明的第一实施方式的真空吸尘器10的立体图。如所示，真空吸尘器10包括枢转地安装于底座组件14的竖直手柄组件12。竖直手柄组件12通常包括主体16，该主体容纳有收集系统18，以便分离并收集来自工作气流的污物，从而进行后续处理。在这里所示出的一个传统布置中，收集系统18可包括用于将污物与工作气流分离的旋风分离器20以及用于接收并收集来自旋风分离器20的分离污物的可移除污物杯22。在另一个传统的装置中，收集系统18可包括一体形成的旋风分离器和污物杯，其中污物杯设有底部敞开的污物门，以便污染物处理。在又一个传送的布置中，收集系统18可包括过滤袋。真空吸尘器10还可在收集系统18的上游或下游设有一个或多个附加的过滤器。

竖直手柄组件12枢转地安装于底座组件14，以便在图1中所示的竖直储存位置与倾斜使用位置（未示出）之间移动。真空吸尘器10可设有制动机构，诸如枢转地安装于底座组件14的踏板24，从而将竖直手柄组件12从储存位置选择性地释放到使用位置。这种制动踏板24的细节在本领域通常是公知的，并且将不在这里进一步详细地说明。

主体16还具有向上延伸的手柄26，该手柄在一端设有可用于在待清洁表面上操纵真空吸尘器10的把手28。电机腔体30形成在主体16的下端处并且包含位于其中的与收集系统18流体连通的传统的抽吸源（未示出），诸如电机/风扇组件。在操作中，真空吸尘器10将载有污物的空气通过底座组件14吸入到收集系统18中，在那里污物基本上与工作气体分离。然后，气流穿过电机腔体30并在从真空吸尘器10排出之前经过抽吸源。在Fester的美国专利No.7,708,789中更详细地充分描述了适当的竖直手柄组件12，其通过引用的方式整体包含于此。

图2是来自图1的底座组件14的局部分解视图。底座组件14包括与下壳体34接合的上壳体32，以在它们之间形成局部封闭的空间。如这里所示出的，下壳体34可包括用于真空吸尘器10的底板。搅动器罩36位于上壳体32内并与底板34的一部分相配合，以在上壳体32的前部形成搅动器室38。搅动器40位于搅动器室38内以便旋转运动，并且可经由包括驱动带42的通常已知的装置连接于电机腔体30（图1）中的电机/风扇组件。替换地，可在底座组件14中设置专用的搅动器电机，以便驱动搅动器40。搅动器40以可旋转的刷辊示出；然而，使用其它类型的搅动器（诸如固定刷子或双旋转刷辊）也在本发明的范围内。上壳体32可具有较宽的前部43以便容纳搅动器罩36。

抽吸嘴开口44形成在下壳体34中且与搅动器室38流体连通。管道46在一端连接于搅动器罩36，并使抽吸嘴开口44与收集系统18（图1）流体地连通。在上壳体32上设有一对后轮48，并且在下壳体34上可以设有一对前轮50，以便在待清洁表面上操纵真空吸尘器10。上壳体32还包括用于容纳竖直手柄组件12的电机腔体30的后腔体52。一对夹具54将竖直手柄组件12枢转地固定于上壳体32。可提供真空吸尘器底座组件的其它常见特征，诸如抽吸嘴高度调节机构。可提供真空吸尘器底座组件的其它常见特征，诸如包括附接到上壳体32的下壳体34的可旋转车架55的抽吸嘴高度调节机构，前轮50安装于该可旋转车架上并且该可旋转车架通过旋钮56致动。

真空吸尘器10还包括安装于底座组件14的侧面的至少一个辅助刷子组件58。辅助刷子组件58提供了待清洁表面的次要搅动，即，除了由搅动器40提供的主要搅动以外的搅动。辅助刷子组件58动作以朝向真空吸尘器的由抽吸嘴开口44限定的抽吸路径清扫污物和碎屑。例如，辅助刷子组件58可被构造为清洁底座组件14的清洁路径以外的区域，诸如沿着房间的踢脚板以及沿着家具和器具的踢板。辅助刷子组件58可以是模块，因为组件58可以是由标准化单元构成的独立（self-contained）单元，以便容易构造和安装在真空吸尘器10上或其它真空吸尘器上。如这里所示出的，两个辅助刷子组件58设置在底座组件14上，并且从底座组件14的右侧60和左侧62向外伸出，在底座组件14中位于搅动器40的后面。右侧60和左侧62可从前部43向后延伸，并且右侧60与左侧62之间的上壳体32的宽度可以比前部43更窄。

图3和图4是图2的其中一个辅助刷子组件58的分解视图和分解剖视图。辅助刷子组件58包括安装支架64、可平移且可旋转的刷头66、以及将刷头66安装于安装支架64的刷子轴68。安装支架64包括相对于彼此接合或者以一定角度形成的两个板：内部基板70和外部刷板72。内部基板具有开口74，该开口容纳用于将辅助刷子组件58安装于底座组件14的紧固件76。可以构造两个板70、72之间的角度，使得当基板70安装于基板组件14时，刷板72相对于待清洁表面以一定角度定位。如这里所示出的，板70、72相对于彼此以钝角形成。刷板72包括延伸通过并位于刷板72上方的套筒78。

刷头66包括具有上表面82、下表面84、以及位于它们之间的周边表面86的中心轮毂80。孔88延伸通过轮毂80的上表面82和下表面84。在轮毂80上设有多个刚毛簇（bristle tuft）90，并且在示出的实施方式中，所述刚毛簇从轮毂80的周边表面86径向向外突出。刚毛簇90的其它构造也是可行的，诸如但不限于，替代这里示出的分散组，刚毛簇90以一个连续的组围绕轮毂80设置，或者刚毛簇90中的一些或全部从轮毂80的其它部分（诸如上表面82和下表面84）延伸。轮毂80可由刚性材料制成并且刚毛簇90可由柔性材料制成。踏面（tread，胎面）92围绕中心轮毂80的下边缘设置并且覆盖下表面84的外部和周边表面86的下部。踏面92可由弹性材料制成，其粘附于、模制于或以其他方式固定于轮毂80的下周边周围，以提供沿着待清洁表面滚动的相对较高摩擦系数的接触表面94。接触表面94提供了待清洁表面的摩擦接合，并且与刷子轴78和套筒78相配合，以将真空吸尘器的线性运动转换成刷头66的旋转运动。可以选择用于接触表面94的材料，以提供与各种类型的地板表面的足够的摩擦接合，而不会打滑。

轴68包括细长的本体96，该本体具有上端部98和下端部100并且限定轴线X。安装支架64上的套筒78将轴68的上端部98滑动地容纳在其中，使得轴68可相对于安装支架64沿着轴线X滑动。轴68可键配合于套筒78，以防止轴68相对于套筒78的旋转。如这里所示出的，轴68的上端部98具有D形轮廓，其与套筒78的相应的D形内表面104相一致。这里作为垫圈头螺钉示出的紧固件106紧固于轴68的上端部98，以限定轴68相对于套筒78的向下平移。凸缘108从轴68的本体96延伸，并且可定位成相比于上端部98更靠近下端部100。盘簧110被压缩在安装支架64的底部与凸缘108之间，以便通常将轴68向下偏压到轴68的下限位置，在该位置，垫圈头螺钉106与套筒78的顶部接触。刷头66紧固于轴68的下端部100，使得中心轮毂80的顶部邻接凸缘108的下表面。这里作为单个螺钉示出的紧固件112用于将刷头66固定于轴68。然而，也考虑诸如搭扣配合的其它紧固装置，以便与辅助刷子组件58一起使用。

图5是通过图1中的线V-V的截面图，示出了辅助刷子组件58与待清洁表面S的接合。辅助刷子组件58可紧固于底座组件14的上壳体32的下方，使得刚毛簇90向外延伸超出底座组件14的侧面（图5中仅左侧可见），并且踏面92的接触表面94与表面S对准并通过盘簧110被向下偏压抵靠表面S。然而，刷头66的中心轮毂80可以与上壳体32的前部43的外侧或端盖对直，使得其在使用过程中不贴附于（catch on）墙壁、地板或其它房间结构上。成角度的安装支架64使刷头66相对于表面S以锐角α倾斜，使得仅踏面接触表面94的最外和最下部分（其可称作踏面92的接触片（patch）114）与表面S对准。在一个非限定实例中，角度α可以是约15-20度。

在操作中，当使用者在待清洁表面S上推动和拉动真空吸尘器10时,被弹簧偏压的刷头66沿着轴线X竖直地调节，以适应待清洁表面S的高度和/或质地。图5中示出了轴68的下限位置，其中垫圈头螺钉106与套筒78的顶部接触，并且刷头66处于最下端位置。图6中示出了轴68的上限位置，其中盘簧110被完全地或接近完全地压缩在凸缘108与安装支架64之间，并且刷头66处于最上端位置。刷头66可根据需要沿着轴68的轴线X在最下端位置与最上端位置之间竖直地平移，以适应不同高度和质地的表面S。换句话说，辅助刷子组件58被构造为根据待清洁表面S自动地调节刷头66相对于清洁表面的竖直位置。例如，在裸地板上，刷头66可在图5中所示出的最下端位置处或附近行进，而在具有深绒毛的地毯上，刷头66可在图6中所示出的最上端位置处或附近行进。

此外，在操作过程中，当使用者在待清洁表面S上推动和拉动真空吸尘器10时，踏面92的发粘的接触片114与表面S接触并且相对于底座组件114滚动刷头66。刚毛簇90抵靠表面S接合和/或弯曲，并且朝向真空吸尘器10的由抽吸嘴开口44限定的主清洁路径清扫污物。

使用者仅需要以熟悉的方式操作真空吸尘器10，以便影响辅助刷子组件58的旋转。参照图7，在底座组件14的前进行程过程中，当从上方观察时，安装在底座组件14的右侧60上的辅助刷子组件58的刷头66将顺时针旋转，并且当从上方观察时，安装在底座组件14的左侧62上的辅助刷子组件58的刷头66将逆时针旋转。参照图8，在底座组件14的后退行程过程中，当从上方观察时，安装在底座组件14的右侧60上的辅助刷子组件58的刷头66将逆时针旋转，并且当从上方观察时，安装在底座组件14的左侧62上的辅助刷子组件58的刷头66将顺时针旋转。

尽管真空吸尘器10被示出为具有安装于底座组件14的右侧60和左侧62的两个辅助刷子组件58，但其它数量和位置的辅助刷子组件也是可行的。例如，真空吸尘器10可仅设有一个辅助刷子组件58，该辅助刷子组件固定于底座组件14的一侧上或者可交换位置地安装在底座组件14的任一侧上。替换地，真空吸尘器10可设有多于两个的辅助刷子组件58。图9示出了本发明的另一实施方式，其中，辅助刷子组件58安装于底座组件14中的搅动器40的前面。具体地，辅助刷子组件58被示出为安装在底座组件14的前转角处或附近。图10示出了本发明的另一实施方式，其中，辅助刷子组件58安装于底座组件14的后轮48的后面。具体地，辅助刷子组件58被示出为安装在底座组件14的后转角处或附近。

辅助刷子组件58提供了低成本、模块化部件，其可以容易地应用于多种真空吸尘器平台，以通过主搅动器和抽吸嘴通常不能到达的清洁区域而增大真空吸尘器的清洁范围。辅助刷子组件58可设置在预装配模块包装中，该模块包装可利用单个紧固件（诸如螺钉或搭扣配合）安装在真空吸尘器10上。因为刷头66是弹簧加载的并且沿着轴线X可竖直地移动，所以辅助刷子组件58适于适应不同的地板表面，诸如裸地板和具有多种绒毛深度的地毯。在真空吸尘器10的正常操作过程中，刷头66的底部踏面92上的高系数接触表面94影响刷头66的自动旋转。

尽管已经结合一些具体实施方式具体地描述了本发明，但应该理解的是，这仅仅是说明的方式而不是限定，并且所附权利要求的范围应该在现有技术允许的情况下尽可能地宽泛。所示出的真空吸尘器仅是多种真空吸尘器中的一个实例，可以使用具有真空吸尘器的本发明或者一些略微的变型。尽管示出并且描述与竖直的真空吸尘器一起使用，但是辅助刷子组件58也可以与其它类型的真空吸尘器一起使用，诸如清扫器、“棍”式直立吸尘器、罐式真空吸尘器、机器人真空吸尘器、手提式真空吸尘器或内置式中央真空清洁系统。例如，在罐式真空吸尘器中，底座组件14可被构造为经由棍杖式手柄和真空吸尘器软管连接到罐本体的地板吸嘴。在真空吸尘器具有手持工具的情形中，辅助刷子组件58可在工具自身上实施。辅助刷子组件58还可与适于分配和/或吸收流体的真空吸尘器（诸如提取器和蒸汽清洁器）一起使用。在不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，在上述公开和附图范围内的合理的变型和修改是可行的。还应该注意的是，即使并未明确要求保护组合，但所有权利要求中的全部元件可以在任何可能的组合中相互结合。

Claims (15)

1.一种用于清洁表面的真空吸尘器，包括：

壳体，所述壳体具有抽吸嘴；

抽吸源，所述抽吸源与所述抽吸嘴流体连通，以便产生通过所述壳体的抽吸路径；以及

刷子组件，所述刷子组件设置在所述壳体上，位于所述抽吸嘴的外部，并且被构造为朝向所述抽吸路径清扫污物，所述刷子组件包括：

轴，所述轴附接于所述壳体；

刷头，所述刷头用于接触待清洁表面并且围绕所述轴可旋转地安装；以及

弹簧，所述弹簧偏压所述刷头使之远离所述壳体；

其中，当所述壳体在所述待清洁表面上移动时，被弹簧偏压的所述刷头调节，以适应所述待清洁表面的高度和/或质地的变化。

2.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，所述刷头组件还包括附接于所述壳体的安装支架，并且所述轴将所述刷头安装于所述安装支架。

3.根据权利要求2所述的真空吸尘器，其中，所述安装支架包括将所述轴容纳于其中的套筒，使得所述轴能够相对于所述安装支架滑动。

4.根据权利要求3所述的真空吸尘器，其中，所述轴键配合于所述套筒，以防止所述轴相对于所述套筒的旋转。

5.根据权利要求2所述的真空吸尘器，其中，所述弹簧设置在所述安装支架与所述刷头之间，以便偏压所述刷头远离所述安装支架。

6.根据权利要求2所述真空吸尘器，其中，所述安装支架是成角度的，以使所述刷头相对于所述待清洁表面倾斜一锐角，使得所述刷头的相对于所述壳体的最外侧部分低于所述刷头的相对于所述壳体的最内侧部分。

7.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，所述刷头包括限定接触表面的踏面，所述接触表面被构造为沿着所述待清洁表面滚动并将所述真空吸尘器的线性运动转换成所述刷头的旋转运动。

8.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，所述刷头包括多个刚毛簇。

9.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，所述壳体还包括与所述抽吸嘴流体连通的搅动器室以及位于所述搅动器室内的搅动器。

10.根据权利要求9所述的真空吸尘器，其中，所述搅动器包括至少一个可旋转刷辊。

11.根据权利要求9所述的真空吸尘器，其中，所述刷头位于所述搅动器的后面。

12.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，两个刷子组件设置在所述壳体上，并且从所述壳体的相对侧向外伸出。

13.根据权利要求1所述的真空吸尘器，还包括枢转地安装于所述壳体上的手柄组件。

14.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，所述刷子组件是利用单个螺钉和搭扣配合中的一种安装在所述壳体上的模块化独立单元。

15.根据权利要求1所述的真空吸尘器，其中，所述轴限定轴线，并且所述刷头可旋转地安装在所述轴上，以便围绕所述轴线运动，其中，被弹簧偏压的所述刷头沿着所述轴线调节。

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