专利名称：带有过滤器指示器的手持式真空吸尘器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及手持式便携真空吸尘器，更具体地讲，涉及具有过滤器指示器的手持式便携真空吸尘器。
背景技术：
有绳和无绳类型的无袋便携手持式真空吸尘器在本领域是众所周知的，一般包括用于产生气流的风扇，用于保存吸入到真空吸尘器中的诸如污物、灰尘和碎屑之类的材料的污物杯和防止这种材料杯吸入到风扇的过滤器。过滤器可包括可以是纤维或纸质材料的单一过滤介质，或者可使用串联布置以便强化过滤气流的数种材料。
本领域中众所周知，这种无袋便携手持真空吸尘器的用户可能不会勤于维护这种真空吸尘器，从而真空吸尘器经常会带着被塞满的和/或肮脏的过滤器进行操作。以这种方式操作无袋手持式真空吸尘器会降低真空吸尘器的性能，增大风扇电动机和风扇的负荷(这将减少这些组件的寿命)，并且在用无绳真空吸尘器的情况下，将会减少其可再充电电池的寿命和真空吸尘器在一次充电下操作的持续时间。
考虑到消费者可能会带着被塞满的和肮脏的过滤器操作这种真空吸尘器，业内集中在改进的过滤器的构造，这种改进的过滤器构造使用数个过滤阶段，开始于相对粗的塑料或金属丝网筛并结束于被构造以防止细小颗粒进入风扇的相对精细的纤维或纸质材料。我们已经发现，尽管用于此种真空吸尘器的过滤器技术中的这些进步总体上增大了过滤器清理之间的允许时间间隔，但是，这些进步远没有消除对这种清理的需要。
发明内容
在一种形式中，本发明的教导提供具有入口外壳、出口外壳、风扇组件和过滤器指示器的手持式便携真空吸尘器。该入口外壳限定被构造为通过其接收污物、灰尘和碎屑的入口。该出口外壳被可释放地连接到该入口外壳，并且限定手柄、进气口、风扇底座和出口。该手柄被构造拟由使用者单手握住，以允许使用者操纵该手持式便携真空吸尘器，并将该入口定向到被希望的位置。该风扇底座被布置在该进气口与该出口之间。该风扇组件被安装在该风扇底座中，并且由该出口外壳覆盖。该风扇组件包括风扇入口，并且可操作，用于产生通过其中的气流。该过滤器被布置在该入口和该进气口之间，并且被可释放地连接到该入口外壳和该出口外壳之一上。该过滤器指示器被连接到该出口外壳上，并且与风扇入口和该进气口之间的该出口外壳的一部分流体连通。该过滤器指示器包括压差指示器，该压差指示器被构造以指示出口外壳的该部分中的空气与大气压之间的压力差。
在另一种形式中，本发明的教导提供具有入口外壳、出口外壳、风扇组件、软管和一组充气喷嘴的便携真空吸尘器。该入口外壳限定被构造为通过其接收污物、灰尘和碎屑的入口。该出口外壳被可释放地连接到该入口外壳，并且可限定手柄、进气口和排气出口。该风扇组件被安装在该出口外壳中，并且可操作，用于产生通过该排气出口排出的气流。该软管具有被可选择地连接到该排气出口的第一端，以及第二端。所述充气喷嘴中的每一个均包括被构造以有选择地啮合软管的该第二端的连接部分，限定出口孔的锥形插头，以及穿过该充气喷嘴的壁进入通常中空的内部的放气孔。每个充气喷嘴的锥形插头的尺寸不同。
本发明的其它应用领域可从下文提供的详细描述中变得明显。应当理解，尽管详细的说明和特定的示例表示了本发明的优选实施例，但是，它们仅用于说明的目的，而不是要限制本发明的范围。
本发明另外的优点和特征将从随后结合附图的描述和附加的权利要求中变得明显，其中图1是根据本发明的教导构造的真空吸尘器设备的分解透视图；图2是更详细地示出图1中真空吸尘器设备的一部分的透视图；图3是图2中真空吸尘器的局部剖开的局部分解视图；图4是图2中真空吸尘器的一部分的局部剖面分解侧视图，更详细地示出电动机组件；图5是电动机组件的局部后视图，更详细地示出了风扇外壳的排放侧；图6是图2中真空吸尘器的局部剖面侧视图；图7是图2中真空吸尘器的一部分的侧视图，更详细地示出了外壳壳体；图8是图2中真空吸尘器的一部分的前视图，更详细地示出了内部隔板；图9是图2中真空吸尘器的一部分的后视图，更详细地示出了后导流板；图10是沿图9中10-10线的剖视图；图11是图2中真空吸尘器的一部分的局部分解的局部剖开侧视图；图12是图2中真空吸尘器的一部分的侧视图，示出了邻接指示器凹槽的外壳壳体中一部分的内部；图13是沿图12中13-13线的剖视图；图14是图2中真空吸尘器的一部分的分解图，更详细地示出了过滤器系统；图15是图2中真空吸尘器的一部分的透视图，更详细地示出了过滤器指示器；图16是过滤器指示器的纵向剖视图；图17是过滤器指示器的侧视图；图18是图2中真空吸尘器的局部分离的侧面剖视图，示出指示进气口过滤器处于塞满污物或肮脏的条件的过滤器指示器；
图19是图1中真空吸尘器设备的一部分的分解透视图，示出了缝隙和刷子工具对污物杯组件的可连接性；图19A是图1中真空吸尘器设备的分解透视图，示出了缝隙工具直接到污物杯组件的连接；图19B是图1中真空吸尘器设备的分解透视图，示出了刷子工具直接到污物杯组件的连接；图19C是图1中真空吸尘器设备的分解透视图，示出了地板清扫头经过入口转接工具到污物杯组件的连接；图19D是图1中真空吸尘器设备的分解透视图，示出了地板清扫头经过入口转接工具和延长管到污物杯组件的连接；图19E是图1中真空吸尘器设备的分解透视图，示出了缝隙工具经过入口转接工具、延长管和工具转接器到污物杯组件的连接；图19F是图1中真空吸尘器设备的分解透视图，示出了刷子工具经过入口转接工具、延长管和工具转接器到污物杯组件的连接；图19G是图1中真空吸尘器设备的分解透视图，示出了刷子工具经过入口转接工具、柔性软管和转接器到污物杯组件的连接；图20是图1中真空吸尘器设备的一部分的俯视图，更详细地示出了转接器；图21是转接器的侧视图；图22是转接器沿图20中22-22线的纵向剖视图；图23是图1中真空吸尘器设备的分解透视图，示出了用于引导真空吸尘器的排放的转接器的使用；图24是图1中真空吸尘器设备在吹风机模式中使用时的分解透视图；图25是图1中真空吸尘器设备的一部分的局部剖视图，示出了响应于紧靠转接器的后导流板的关闭而偏转的转接器；图26是示出图1中真空吸尘器设备在充气机模式中使用时的分解透视图；
图27是图1中真空吸尘器设备的一部分的分解透视图，更详细地示出了充气喷嘴；图28是充气喷嘴的局部纵向剖视图；图29是图1中真空吸尘器设备的一部分的透视图，示出了充气喷嘴的操作；以及图30是示出将充气喷嘴从柔性软管脱离的透视图。
具体实施例方式
参见附图的图1，用附图标记10总体地表示根据本发明的教导构造的真空吸尘器设备。真空吸尘器设备10被显示为包括手持式有绳真空吸尘器10a和一组附件10b。参见图2和3，真空吸尘器10a被显示为包括污物杯组件12和外壳组件14。在提供的特定示例中，污物杯组件12包括入口外壳或污物杯20以及弹性封闭构件22，而外壳组件14包括电动机组件30、出口外壳或外壳32、过滤器系统34、过滤器指示器36和具有惯用的闭锁机构40和与外壳32整体形成的惯用保持接头42的闭锁释放器38。
污物杯20包括限定罐形外壳结构52的壁构件50和穿过外壳结构52而形成并从其向后延伸的入口54。一对定位孔56a和56b穿过外壳结构52形成，多个预滤器定位接头58环绕外壳结构52的内圆周从壁构件50向内延伸。将在下面更详细地说明定位孔56a和56b以及预滤器定位接头58。
在提供的特定示例中，入口54是半圆形的(例如，见图19)，从外壳结构52向后延伸并且终止在向后和向下的锥面60处(即，入口54的底部比入口54的顶部向后延伸的更远)。如下面将要更详细地讨论的，入口54被构造已摩擦啮合附件组10b的各种部件。
连接到入口54上方的外壳结构52的安装凸台62充当将弹性封闭构件22铰链连接到外壳结构52的位置。弹性封闭构件22被构造为邻接入口54的向后和向下的锥面60，但是在真空吸尘器10a的操作期间向上偏转(离开向后和向下的锥面60)。那些熟悉本领域的人员应当知道，在本领域的公知技术中，通过将入口54朝外壳结构52的后上部向后和向上延伸，可以省略弹性封闭构件22。
在图4至6中，示出电动机组件30，包括电动机70，风扇组件72，电源线74，电开关76，一组绝缘件78，和应变消除件80。电动机70是具有定子体84和包括电动机输出轴88的转子86的惯用AC电动机。风扇组件72是惯用离心风扇，包括被连接以便随输出轴88转动的叶轮90和风扇外壳92。风扇外壳92包括以叶轮90的旋转轴为中心的入口孔94，和多个位于风扇外壳92上与入口孔94相反的一侧处并且径向向外的排气孔96。当真空吸尘器10a运行时，从每个排气孔96排出的空气被引导通过相关的气流道98，在气流道98中空气被径向向内朝转子86的旋转轴引导，用于电动机70的冷却。
电源线74通常包括适于连接到电输出端口的连接器插头100，以及具有第一和第二导线106和108的电缆构件104，导线106和108以惯用和公知的方式电连接到连接器插头100。第一导线106电连接到电动机70上的第一接线端110a，而第二导线108电连接到电开关76上的第一接线端112a。电开关76是一个惯用的拨动开关，它有选择地允许或禁止分别在其第一和第二接线端112a和112b之间的电力的传输。电开关76的第二接线端112b电连接到电动机70的第二接线端110b上。应变消除件80连接到电源线74以加强电源线74进入外壳32的部分，并密封外壳32，以便流过真空吸尘器10a的空气无法通过电缆构件104穿过的孔排出。应变消除件80被示为与电缆构件104的绝缘套固定地连接或形成，但是熟悉本领域的人员应当知道，应变消除件80可以是套在电缆构件104上的分离构件。
该组绝缘件78包括风扇绝缘件120和电动机绝缘件122，它们都是由诸如橡胶或热塑性弹性体之类的适当弹性材料形成的。在所示的实施例中，风扇绝缘件120是围绕风扇外壳92前部的外周边以及其前表面124的径向最外部缠绕的圆环带。风扇绝缘件120以惯用的摩擦配合方式啮合风扇外壳92。此外，风扇绝缘件120与风扇外壳92的前表面124之间的接触限制了风扇绝缘件120的向后移动。
电动机绝缘件122包括套筒部分128和定位元件，后者被示为包括形成在套筒部分128的后表面上的一对接头130。构造套筒部分128以摩擦啮合电动机70与风扇组件72相反的一端；构造总体上平行于套筒部分128的中心线伸出的一对腿132，以啮合定子体84，使得接头130如下面将更详细地说明的那样，定位在预定的位置。
参见图2、6和7，提供的特定实施例的外壳32包括一对外壳壳体150a和150b、内部隔板(baffle)152和后导流板154。构造外壳壳体150a和150b以通过惯用和公知的方式连接在一起，以限定开关安装结构160、开关孔162、闭锁安装结构164、保持接头42和手柄168。开关安装结构160是常用结构，以容纳和支撑电动机组件30的电开关76，使得电开关76穿过开关孔162延伸，以便由真空吸尘器10a的使用者启动。
构造闭锁安装结构164以在其中容纳和支撑惯用的闭锁机构40，该闭锁机构40具有用于啮合污物杯组件12的外壳结构52中的定位孔56a的按钮170，和用于从外壳32向外偏置按钮170的弹簧(未示出)。
保持接头42从外壳32向外伸出，并且限定邻接壁174。构造保持接头42以在将污物杯组件12连接到外壳组件14时，穿过定位孔56b突出，以允许邻接壁174与定位孔56b的后边缘协作，从而限制污物杯组件12相对于外壳组件14的向前移动。
在提供的示例中，手柄168与外壳壳体150a和150b整体形成，在外壳32的前和后部分之间以及外壳32的主体的上方延伸，以在其间限定具有能够容纳真空吸尘器10a的使用者手部的尺寸的手柄孔180。但是，熟悉本领域的人员应当知道，手柄168可以是用惯用方式连接或紧固到外壳32的其余部分的分离部件。由于从以下描述中可理解的原因，手柄168最好如此构造，使得真空吸尘器10a的使用者能够舒服地握住，无论真空吸尘器10a在使用者手中面向前方还是后方。
除了以下指出的之外，每个外壳壳体150a和150b都是用相同的方式构造，以便仅对外壳壳体150a进行进一步的说明就足够了。主要参见图7并且附带参见图6，外壳壳体150a包括限定前壁188、侧壁190、底壁192和后壁194的壁构件186，所有这些壁相配合以建立中心空腔196。
多个肋片从侧壁190延伸到中心空腔196中，并且分别包括第一和第二风扇肋片200和202，以及第一和第二电动机肋片204和206。第一和第二风扇肋片200和202为半圆形，第一风扇肋片200比第二风扇肋片202径向向内延伸得更远。第一风扇肋片200相互间隔以在其间容纳风扇外壳92和风扇绝缘件120。如此，第一风扇肋片200起到相对于前壁188定位风扇组件72的作用。相反，布置在第一风扇肋片200之间的第二风扇肋片202起到相对于真空吸尘器10a的预定轴线(例如，横向中心线)定位风扇组件72的作用。
第一电动机肋片204相互连接，以加强它们接触电动机组件30的定子体84的区域。第一电动机肋片204与第二风扇肋片202的相同之处在于，它们被构造以相对于真空吸尘器10a的预定轴线定位电动机组件30。此外，第一电动机肋片204啮合定子体84，以禁止定子体84相对于外壳壳体150a的转动。
第二电动机肋片206包括套筒安装部分(hub mounting portion)210和与套筒安装部分210连接但向后间隔一段距离的套筒定位部分212。套筒安装部分210终止于与侧壁190相对的弓形表面216的端部，该弓形表面被构造以紧靠电动机绝缘件122的套筒部分128的圆柱部分，而套筒定位部分212终止于限定接头孔220的分岔的端部，该接头孔具有适于容纳电动机绝缘件122的相关的一个接头130的尺寸。套筒安装部分210和套筒定位部分212进一步紧靠套筒部分128的各个后表面。因此，套筒安装部分210和套筒定位部分212都限制电动机绝缘件122的向后移动(因此，也限制电动机70的向后移动)。
在提供的示例中，前壁188除了从其中向前延伸的半圆形进气口230之外总体上是平面的。进气口230包括通过其吸入空气的栅格结构232。栅格结构232起到限制接近转动的风扇叶片的作用。
后壁194总体上也是平面的，但是在所示的特定实施例中，包括四分之一圆形的出口240(当把外壳壳体150a和150b相互组装到一起时，真空吸尘器10a的出口240是如图23中所示的半月形或半圆形)。角撑板242以及连接角撑板242和后壁194的多个加强筋244起到加强后壁194的作用，特别是出口240的区域。通过角撑板242形成流孔246，在提供的示例中，流孔246具有与出口240的形状和大小近似相同的形状和大小。
一组隔板肋片248a、248b定位在第二电动机肋片206的后面和角撑板242的前面。该组隔板肋片248a包括从侧壁190在手柄孔180下方的部分向下延伸的第一对肋片，而该组隔板肋片248b包括从底壁192向上延伸的第二对肋片。构造该组隔板肋片248a、248b以摩擦啮合内部隔板152的相对的表面，从而将内部隔板152的位置保持在第二电动机肋片206和角撑板242之间所希望的位置。
另外参见图8，提供的特定示例的内部隔板152包括构造成与在该组隔板肋片248a和248b的位置处的中心空腔196一致的框架260。多个通常水平布置的导流片262和通常垂直布置的加强构件264设置在框架260中，并且固定连接到其上。通常，内部隔板152并且特别是导流片262，一般用于防止直接接近工作中的电动机零件。
特别参见图9至11，并另外参见图6和7，后导流板154也包括框架270、设置在框架270中并固定地连接到其上的多个导流片272和通常垂直布置的加强构件274。所示的特定实施例的导流片272为弓形，以引导空气从出口240向后和径向向外排出出口240。
与内部隔板152的框架260不同，后导流板154的框架270向导流片272的前方延伸，以建立可在其中装配可选的多孔排气过滤器280的凹穴276。排气过滤器280运行，以过滤排出出口240的空气，从而防止在真空吸尘模式下使用真空吸尘器10a时，细小灰尘颗粒从真空吸尘器10a中排出。在提供的特定实施例中，排气过滤器280由无纺网状纤维形成，因此如果它变得肮脏或充满污物时，则可以洗涤。但是，熟悉本领域的人员应当知道，排气过滤器280可从另一种可洗过滤介质形成，或可选择可丢弃类型的过滤器(例如，纸)。
框架270也包括一对耳轴(trunnion)284和一对夹持结构286。耳轴284允许将后导流板154枢轴连接到外壳32上。更具体地讲，在提供的特定实施例中，每个外壳壳体150a和150b包括球面形状的凹槽288，以容纳相关的一个耳轴284。每个耳轴284被示为连接到框架270可横向向内(即，朝向后导流板154的中心线)偏转的部分，以便在把外壳壳体150a和150b相互连接时，能够将耳轴284安装到它们各自的凹槽288中。通过啮合到凹槽288的耳轴284，后导流板154可以在关闭位置(如图2和6中所示)以及打开位置(如图11中所示)之间枢轴转动，其中在关闭位置处，后导流板154的后表面覆盖出口240，在打开位置处，后导流板154基本上敞开出口240。
构造夹持结构286用来响应施加到后导流板的适度的力而弹性地偏转，以在后导流板154移动进入或离开关闭位置时，允许将后导流板154固定到后壁194或从后壁194释放。熟悉本领域的人员应当知道，夹持结构286到后壁194的啮合将后导流板153有效地保持在关闭位置。熟悉本领域的人员也应当知道，可在外壳32的后壁194中形成诸如凹槽或接头194a之类的特征，以用作增强或改进夹持结构286啮合后壁194的能力的点。
返回到提供的示例的图9和10，后导流板154的框架270的顶部被示为弓形，以限定被构造为容纳真空吸尘器10a的使用者的拇指或手指的指状把手290，以便可以用拇指或手指将后导流板154从关闭位置移出。指状把手290优选包括允许使用者用他们的拇指或手指在后导流板154上向下和向外撬动的夹持部件，例如凸起的边缘，从而使夹持结构286从后壁194脱离。
如上所述，外壳壳体150a与外壳壳体150b稍有不同。更具体地讲，如图7、12和13中所示，外壳壳体150a包括被构造为容纳过滤器指示器36(图2)的指示器凹槽300。指示器凹槽300包括流孔302，流孔302位于前壁188和最前面的第一风扇肋片200之间，并且穿过外壳壳体150a延伸，以在指示器凹槽300和第一风扇肋片200前面的中心空腔196之间形成流路。
参见图14，过滤器系统34被示为包括入口过滤器310和上述的可选排气过滤器280。入口过滤器310包括预滤器312和主过滤器314。预滤器312包括过滤器法兰320、过滤器外壳322和用于可释放地将预滤器312固定到外壳32的固定装置324。过滤器法兰320从过滤器外壳322向外伸出并被构造以密封地啮合污物杯组件12的内部。此外，过滤器法兰320在真空吸尘器中紧靠预滤器中定位接头58的后部或间隔极小距离，从而限制污物杯组件12中预滤器312的向前移动。过滤器法兰320被示为由诸如聚乙烯或聚丙烯之类的、具有一定结构柔性的材料与预滤器312的其余部分整体形成。但是，熟悉本领域的人员应当知道，可选地，过滤器法兰320可包括经过机械连接、粘结剂或覆盖模制而连接到过滤器法兰320的其余部分的弹性材料带(未示出)。
过滤器外壳322被示为罐形，具有前壁330和一对带有穿透其形成的多个过滤孔334的侧壁332。过滤孔334具有适于从流入主过滤器314的空气中粗滤污物和碎屑的尺寸。在提供的示例中，过滤孔334的直径大约为0.020英寸(0.5mm)至0.040英寸(1.0mm)。
在提供的特定实施例中，固定装置324被示为包括每个均具有从过滤器法兰320向后伸出的腿部342的一对闭锁构件340a和340b，以及连接到腿部342并且在从过滤器外壳322向外的方向上通常垂直离开腿部342延伸的底部344。构造每个闭锁构件340a和340b以分别啮合形成在外壳32的前壁188的前表面上的相关啮合凹槽350a和350b。更具体地讲，最初定位闭锁构件340a使得其底部344啮合凹槽350a，然后将预滤器312向外壳32的前壁188转动，同时真空吸尘器的使用者将向下的力施加到闭锁构件340b的腿部342，以将闭锁构件340a的底部344保持在啮合凹槽350a中，并在向下的方向上偏转闭锁构件340b的底部344，以便可将闭锁构件340b的底部344定位在啮合凹槽350b的正下方。此后，释放闭锁构件340b，以允许闭锁构件340b的底部344向上回弹并啮合凹槽350b，从而将预滤器312可释放地固定到外壳32上。
在提供的特定示例中，主过滤器314包括周边法兰356和过滤元件358，过滤元件358被示为折叠的纸过滤元件。然而，熟悉本领域的人员应当知道，可以使用各种其它过滤介质，因此，提供的特定示例将不以任何方式限制公开的范围。周边法兰356被构造以在将预滤器312固定到外壳32时，密封地啮合过滤器外壳322以及前壁188的前表面。在提供的特定实施例中，周边法兰356终止于其通常S-形的外缘上，该外缘允许其分别密封地啮合过滤器外壳322的侧面360和后面362以及外壳32的前壁188的前表面。周边法兰356的向内部分起到在其中布置和连接过滤元件358的开口容器的作用。因此，周边法兰356形成环绕过滤元件358的外周边的密封件，并且可操作地限制过滤元件358朝向过滤器外壳322的前壁330的前向运动，以及过滤元件358朝向外壳32的前壁188的后向运动。栅格结构232进一步支撑主过滤器314，以防止主过滤器314在真空吸尘过程中的过度偏转或毁坏。
参见图2和15至17，过滤器指示器36与标题为“满袋指示器(Full BagIndicator)”的美国专利4,416,033中公开的基本相同，将其全部内容结合在此作为参考。因此，这里无需提供过滤器指示器36的详细说明。简单地讲，过滤器指示器36被示为包括指示器外壳370、指示器活塞372、指示器活塞偏置装置374、指示器垫圈376和指示器附着装置378。指示器外壳370限定环绕指示器外壳370的周边延伸的法兰380、具有入口384和出口386的腔室382以及允许真空吸尘器10a的使用者观察腔室382的一部分的观察窗口388。指示器活塞372可滑动地布置在腔室382中，并且被指示器活塞偏置装置374朝入口384偏置，在提供的特定实施例中，指示器活塞偏置装置374被示为惯用的压缩弹簧。指示器垫圈376紧靠法兰380，并且优选由一面或两面涂覆着粘结剂物质的弹性材料制造。
在提供的示例中，指示器附着装置378包括一对与指示器外壳370的一部分整体形成的惯用接合销钉390。每个接合销钉390包括固定地连接到指示器外壳370的腿部392和固定地连接到腿部392的末端的啮合部分394。另外参见图12，接合销钉390具有适于配合在穿透外壳壳体150a形成的对应安装孔396中的尺寸(在提供的实施例中，安装孔396被示为形成在指示器凹槽300中)。更具体地讲，每个啮合部分394与最接近对应的安装孔396的区域中的外壳壳体150a之间的接触，使腿部392向第一方向可操作地偏转，以允许结合销钉390穿过外壳壳体150a配合。一旦啮合部分394穿过外壳壳体150a的内侧，腿部392朝向与第一方向相反的第二方向移动，以便使啮合部分394的突出部分398啮合在外壳壳体150a的内侧，从而禁止从外壳壳体150a中取出过滤器指示器36。通过如此将过滤器指示器36附着到外壳壳体150a上，指示器垫圈376可操作地密封指示器外壳370的法兰与外壳壳体150a之间的接合处或交界面。
参见图6、13和16，当操作真空吸尘器10a时，风扇组件72从风扇外壳92排出空气，这造成了相对于大气条件的负压差。负压差通过指示器外壳370中的流孔302联通到指示器活塞372。
由于中心空腔196位于第一风扇肋片200前面的部分中的空气压力低于大气条件，所以大气压力迫使空气通过入口过滤器310，并且通过指示器外壳370的入口384将力施加到指示器活塞372上。当入口过滤器310比较干净时，负压差小于预定的阈值，并且施加在指示器活塞372上的大气压力不会造成指示器活塞372在指示器外壳370内滑动到超过预定的阈值点的观察窗口388中。但是，随着入口过滤器310逐渐变脏或塞满污物，通过入口过滤器310的空气的流动逐渐受到限制(相对于清洁的过滤器)，使得负压差在幅度上增大。如图18中所示，当入口过滤器310达到足够阻塞的预定点时，负压差的幅度足够大，以便作用在指示器活塞372上的大气压力使得指示器活塞在指示器外壳370内滑动到超过预定阈值点的观察窗口388中，从而向真空吸尘器10a的使用者提供可见的指示或警告，指明入口过滤器310已经足够阻塞而需要清理。熟悉本领域的人员应当知道，可以额外地将诸如毡垫之类的多孔材料(未示出)置于指示器外壳370的入口384与指示器活塞372之间，以防止污物和碎屑进入指示器外壳370，并防止以影响过滤器指示器36的操作的方式积累在其中或指示器活塞372上。
尽管将过滤器指示器36显示和说明为完全机械的并且仅提供可见警告，但是，熟悉本领域的人员应当知道，过滤器指示器36可以被稍微不同地构造。例如，可以使用诸如压力传感器之类的各种已知设备来确定入口过滤器310与风扇组件72之间的空气压力何时降低到预定阈值。此外，可以构造过滤器指示器36，以便额外或可选地在入口过滤器310与风扇组件72之间的空气压力降低到预定阈值时提供声响警告，从而提醒真空吸尘器10a的使用者应当清理和/或更换入口过滤器310。最后，即使是本技术领域的初级技术人员也应当知道，可以选择将过滤器指示器36构造为根据入口过滤器310与风扇组件72之间的绝对空气压力而发挥作用，而非上述根据与大气的压力差。
返回到图1，附件组10b被示为包括各种工具，其中一些的构造和用途是常见的，而其它一些则是新的。包括一组延长管400、柔性软管402和地板清扫头404在内的惯用的工具在本领域中通常是公知的，从而这里无需提供它们的构造和用途的说明。如图19，19A和19B中所示，惯用工具也包括本领域中公知技术类型的缝隙工具406和刷子工具408，但是，它们具有被构造以摩擦啮合污物杯组件12中的入口54的内表面的刚性半圆形杆部410。
返回到图1，延长管400和地板清扫头404使用中空的逐渐变细的套管连接器414(例如，其尺寸适于以惯用的摩擦配合方式容纳延长管400或柔性软管402中之一的锥形插入连接端416)。由于污物杯组件12中的入口54通常是半圆形的，提供入口转接器工具420。如图19C和19D中所示，入口转接器工具420由刚性塑料材料制造，并且包括具有适于通过摩擦配合方式啮合入口54的内表面的尺寸的第一插入端422，以及具有适于啮合延长管400或柔性软管402的插入端的尺寸的第二套管端424。
如图19E所示，由于缝隙工具406的杆部410通常为半圆形，所以提供工具转接器430，具有限定被构造以通过摩擦配合方式啮合延长管400和柔性软管402的锥形插入连接端416的第一套管连接器432的第一端，以及被构造以啮合缝隙工具406的刚性半圆形杆部410的第二套管连接器434。如图19F所示，尽管也可以将刷子工具408连接到工具转接器430，但是，我们发现刷子工具408、工具转接器430和柔性软管402的相互连接是不方便使用的。
因此，如图19G所示，我们发明了一种用于将刷子工具408柔性连接到柔性软管402的转接器450。特别参见图20至22，转接器450由诸如聚乙烯之类的弹性材料整体形成，并且包括第一连接部分452、第二连接部分454和可偏转部分456。第一连接部分452为管形，带有被构造以通过摩擦配合而密封啮合延长管400或柔性软管402的锥形插入连接端416(图1)的内锥形壁460。
第二连接部分454包括具有适于通过摩擦配合容纳和密封啮合刷子工具408的杆部410(图1)的尺寸的半圆形开口464，围绕第二连接部分454的外圆周延伸的外密封隆起466，以及围绕第二连接部分454的内圆周延伸的内密封隆起468。外密封隆起466包括通常垂直的邻接壁476、向后逐渐变细的锥形壁478和将邻接壁476连接到锥形壁478的圆顶480。外密封隆起466将在以下进一步详细说明。
将内密封隆起468形成为圆形轮廓，允许第二连接部分454环绕杆部410以线对线的方式啮合刷子工具408的杆部410(图1)，以改进密封并使杆部410更容易地插入第二连接部分454中。
可偏转部分456连接第一和第二连接部分452和454，并且包括多个褶皱490和位于外密封隆起466与褶皱490之间的一对可选卡扣(detent)470。褶皱490允许第一和第二连接部分452和454以可预测的方式相对于彼此变形或弯曲。形成转接器450的材料的特性和褶皱490的几何特征(包括壁厚)为可偏转部分456提供一定程度的刚性，以便它在正常使用下不会过度地偏转，但是，在超过预定阈值的应力等级施加到第一和第二连接部分452和454的情况下，允许可偏转部分456弯曲和屈服(在需要时)。熟悉本领域的人员应当知道，可偏转部分456可以弯曲或挠曲，使得褶皱490能够绕转接器450的纵轴挠曲或弯曲，和/或沿转接器450的纵轴缩短。优选地，一旦应力等级撤销时，褶皱490的材料特性和几何特性允许可偏转部分456返回到(或接近于)其原始形状和构造。在设计时考虑褶皱的数量、大小直径比以及壁厚，以考虑到在正常使用过程中延长管包括来自推压诸如家具之类的典型家用物品的侧面的力时，不会发生永久变形。褶皱区域中永久变形/弯曲的特性可以是低于如果装置跌落或者是将带有转接器和延长管的真空吸尘器用于过度地推或撬动物品时外壳破裂所需的力的等级，另外还要考虑到一定的安全系数。卡扣470位于第二连接部分454相对的侧面，并且被构造以由真空吸尘器10a的使用者的拇指和食指啮合。
如图23和24所示，转接器450也可以在希望利用真空吸尘器10a的排气进行诸如吹风或充气之类的任务时使用。在这种模式下，将后导流板154定位在打开位置，以露出出口240。然后将第二连接部分454插入到出口240，使得垂直邻接壁476紧靠外壳32的后壁194。第二连接部分454、出口240和角撑板242之间的摩擦啮合足以在大多数情况下保持转接器450啮合到真空吸尘器10a，甚至是在如图23中所示那样，将诸如延长管400和吹风机扩散工具494之类比较重的部件相互组合连接的情况下。
如果使用者跌落或撞击真空吸尘器10a，转接器450的变形能力很好地防止损坏真空吸尘器10a。例如，如图25中所示，如果将真空吸尘器10a在吹风机模式下使用并且跌落，使得后导流板154向关闭位置枢转并撞击转接器450，转接器450能够偏转从而防止损坏(或至少降低损坏程度)后导流板154以及外壳壳体150a和150b。
如上所述，真空吸尘器10a也可以在吹风机模式下用于给可膨胀物品充气。为了在这种任务中提供帮助，如图1、26和27中所示，附件组10b进一步包括一组具有喷嘴502a、502b和502c的充气喷嘴500。喷嘴502a、502b和502c被示为大体上彼此相同，只是它们的出口504的有关尺寸不同(例如，出口直径)。因此，对喷嘴502a说明就足够代表所有的三个喷嘴。
在图27和28中，喷嘴502a被示为由诸如聚乙烯之类的塑料材料整体形成。除了出口504之外，喷嘴502a包括锥形套管连接部分510和中空的主体部分512。锥形套管连接部分510通常与延长管400的锥形套管接头414相似，除了连接尖头518、分离接头520和键522。连接尖头518是从锥形套管连接部分510的内表面向内伸出的突起，并且该突起被构造以啮合形成在柔性软管402的锥形插入连接端416外部的孔或凹槽524。在提供的特定实施例中，凹槽524与锥形插入连接端416的其余部分整体形成，同样也形成第一对准特征526，第一对准特征526在提供的特定实施例中被示为箭头。此外，键槽527形成在柔性软管402的锥形插入连接端416中，其具有适于容纳键522的尺寸。在提供的特定示例中，键522为平梁式突起，而键槽527为形成在锥形插入连接端416中的窄缝。
分离接头520为片状构件，从锥形套管连接部分510的其余部分向后延伸，并且通过一对活动铰链520a连接到锥形套管连接部分510的其余部分。构造分离接头520以在把充气喷嘴502a从柔性软管402分离时，被握在真空吸尘器10a的使用者的拇指和食指之间。可以使用一个或多个连接构件520b将分离接头520的一端连接到锥形套管连接部分510。可为弓形的连接构件520b可以被构造以限制分离接头520绕活动铰链520a枢轴转动的量。在提供的特定实施例中被示为箭头的第二对准特征528与分离接头520整体形成。
在所示的特定实施例中，主体部分512在连接到锥形套管连接部分510的第一端与连接到出口504的第二端之间平缓地形成锥形。主体部分512包括完全穿透主体部分512而延伸的放气孔530。出口504被示为带有尖端部分534的平缓锥形中空截锥体，尖端部分534具有适于被容纳在可膨胀物体的阀门或口中的尺寸。
为了将喷嘴502a安装到柔性软管402，最初将柔性软管402的锥形插入连接端416插入到(但是并不完全插入)喷嘴502a的锥形套管连接部分510中。按照需要将喷嘴502a和锥形套管连接端416彼此相对转动，以对准键522和键槽527，然后将锥形插入连接端416完全插入到喷嘴502a的锥形套管连接部分510中。第一和第二对准特征526和528的相互对准保证连接尖头518伸入到锥形插入连接端416上的凹槽524中，从而禁止喷嘴502a在真空吸尘器10a的操作过程中从柔性软管402脱离。
来自真空吸尘器10a的排气通常能够排出放气孔530和喷嘴502a的出口504。如下面要更详细地说明的，放气孔530在尺寸上优选大于喷嘴502a的出口504，以允许使用者更好地控制物品可以膨胀的速率。在提供的特定实施例中，放气孔530一般是三角形，具有近似为0.09平方英寸的面积，而出口504的尺寸为大约0.27英寸的直径并具有大约0.057平方英寸的面积。如图29中所示，通过将出口504的尖端部分534插入到阀门中，使用者可以有选择地利用他们的拇指或食指关闭放气孔的全部或部分，以控制物品膨胀的速率。此外，一旦物品被充气，使用者可以从放气孔530上释放他们的拇指或食指，以便真空吸尘器的排气能够全部或至少基本上部分地从放气孔530排出，从而防止可膨胀物品的过度膨胀。
为了从柔性软管402上取下喷嘴502a，如图30中所示那样抬高分离接头520，从凹槽524中释放连接尖头518，然后，从柔性软管402的锥形插入连接端416滑动取下喷嘴502a。从以上的说明中，熟悉本领域的人员可以知道，可以选择将连接尖头518形成在或附着到柔性软管402的锥形插入连接端416，并且可以把凹槽524形成在喷嘴502a上或者其中。
参考图31和32，外壳32被示为包括用于存储刷子工具408和缝隙工具406的工具存储空腔600。空腔600包括刷子工具孔602、缝隙工具孔604、多个啮合肋片606和一对固定腿608。刷子工具孔602形成在弓形底壁192中，并且具有适于容纳刷子工具408的尺寸。啮合肋片606置于刷子工具孔602中，并且通常从其中向外延伸。构造啮合肋片606以通过搭扣配合的方式啮合刷子工具408的杆部410的侧面，从而将刷子工具408可释放地固定在刷子工具孔602中。
缝隙工具孔604具有适于容纳缝隙工具406的尺寸，而固定腿608具有适于啮合缝隙工具406的杆部410的外周边的尺寸。在这方面，固定腿608基本上与入口54(图19)的一部分相同，以便在把缝隙工具406插入到其间时，缝隙工具406的杆部410摩擦啮合固定腿608。此外，缝隙工具406的前端406a的尺寸适于在把刷子工具408固定在刷子工具孔602中时，啮合刷子工具408的杆部410的内部。缝隙工具406对刷子工具408的啮合进一步阻止这些工具从外壳32不适当地脱离。
通过将缝隙工具406和刷子工具408存储在外壳32中，可以将外壳颠倒并搁置在底壁192上。由于底壁192为弓形，对刷子工具408和缝隙工具406进行定位，以便不影响真空吸尘器10a接触诸如地板之类的平面的点。在这方面，构造真空吸尘器10a，以便使固定腿608和底壁192在工具存储空腔600前面的部分支撑真空吸尘器10a。此外，真空吸尘器的后表面的设计包括偏置的突起，该偏置突起允许将真空吸尘器以用于稳定的三点接触方式搁置在后表面上，同时将电源线绕在主外壳体周围，并用模制在电缆插头端中的保持夹固定。
尽管本发明通过参考各种实施例而在说明书中说明并在附图中显示，但是，熟悉本领域的人员应该理解，可进行各种变化，并可用等价物替代其中的元件，而不背离权利要求中限定的本发明的范围。此外，各实施例之间的特征、元件和/或功能的混合与匹配可在此被清楚的想到，所以，本领域的普通人员应当从本公开文本中知道，一个实施例的特征、元件和/或功能也可以适当地结合到另一个实施例中，除非另有说明。此外，可以进行许多修改，以使特定的情况或材料适合于本发明的教导，而不背离其基本范围。因此，本发明不会受附图中显示并在说明书中说明过的当前认为是实施本发明的最佳模式的特定实施例的限制，但是本发明将包括落入上述说明和附加权利要求范围内的任何实施例。
权利要求
1.一种手持式便携真空吸尘器，包括入口外壳，限定被构造为通过其接收污物、灰尘和碎屑的入口；被可释放地连接到该入口外壳的出口外壳，该出口外壳限定手柄、进气口、风扇底座和出口，该手柄被构造拟由使用者单手握住，以允许该使用者操纵该手持式便携真空吸尘器并将该入口定向到被希望的位置，该风扇底座被置于该进气口与该出口之间；被安装在该风扇底座中并被该出口外壳覆盖的风扇组件，该风扇组件具有风扇入口并且可操作以产生通过其的气流；过滤器，被置于该入口与该进气口之间，并且被可释放地连接到该入口外壳和该出口外壳之一上；和过滤器指示器，被连接到该出口外壳并与风扇入口和该进气口之间的该出口外壳的一部分流体连通，该过滤器指示器包括被构造以指示出口外壳的该部分中的空气与大气空气压力之间的压差的压差指示器。
2.根据权利要求1所述的手持式便携真空吸尘器，其中一指示器凹槽被形成在该出口外壳中，该指示器凹槽被构造以在其中容纳该过滤器指示器。
3.根据权利要求2所述的手持式便携真空吸尘器，其中一流孔穿过在该指示器凹槽内的一点处的该出口外壳被形成，该流孔便于该过滤器指示器与穿过该出口外壳的风扇入口之间的流体连接。
4.根据权利要求2所述的手持式便携真空吸尘器，其中安装孔穿过该出口外壳被形成，该安装孔被构造以通过其容纳将该过滤器指示器固定到该出口外壳的接合销钉腿。
5.根据权利要求4所述的手持式便携真空吸尘器，其中该安装孔穿过该指示器凹槽被形成。
6.根据权利要求2所述的手持式便携真空吸尘器，其中该指示器凹槽包括垫圈法兰，其中垫圈密封在该过滤器指示器与垫圈法兰之间的接触面。
7.根据权利要求1所述的手持式便携真空吸尘器，其中该出口外壳包括一对外壳壳体。
8.根据权利要求7所述的手持式便携真空吸尘器，其中每个外壳壳体包括限定风扇底座的至少一部分的圆周延伸的肋片。
9.根据权利要求8所述的手持式便携真空吸尘器，进一步包括在该风扇组件与该风扇底座之间形成密封的弹性密封件。
10.根据权利要求1所述的手持式便携真空吸尘器，其中该入口外壳限定污物杯。
11.根据权利要求1所述的手持式便携真空吸尘器，其中该风扇组件包括适于被连接到交流电源的电源线。
12.一种无袋、手持式便携真空吸尘器，包括污物杯，具有被构造为通过其接收污物、灰尘和碎屑的入口；和具有外壳、风扇组件和过滤器指示器的外壳组件，该外壳被可释放地连接到该污物杯，并且包括手柄和进气口，该手柄被构造拟由使用者单手握住，以允许该使用者操纵该手持式便携真空吸尘器，并将该入口定向到希望的位置，该风扇组件被安装在该外壳中，并且具有风扇入口，该过滤器指示器被连接到该外壳并且与在风扇入口和该进气口之间的该外壳的一部分流体连通，该过滤器指示器响应外壳的该部分中的空气压力，并且在该空气压力达到预定的阈值时提供可视和声响警告中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的无袋、手持式便携真空吸尘器，其中指示器凹槽被形成该在外壳中，该指示器凹槽被构造以在其中容纳该过滤器指示器。
14.根据权利要求13所述的无袋、手持式便携真空吸尘器，其中流孔穿过在该指示器凹槽内的一点处的该出口外壳被形成，该流孔便于该过滤器指示器与穿过该出口外壳的风扇入口之间的流体连接。
15.根据权利要求13所述的无袋、手持式便携真空吸尘器，其中安装孔穿过该出口外壳被形成，该安装孔被构造以通过其容纳将该过滤器指示器固定到该出口外壳的接合销钉腿。
16.根据权利要求15所述的无袋、手持式便携真空吸尘器，其中该安装孔穿过该指示器凹槽被形成。
17.根据权利要求12所述的无袋、手持式便携真空吸尘器，其中该外壳包括一对外壳壳体。
18.根据权利要求12所述的无袋、手持式便携真空吸尘器，其中该风扇组件包括适于被连接到交流电源的电源线。
19.一种便携式真空吸尘器，包括入口外壳，限定被构造以通过其接收污物、灰尘和碎屑的入口；可释放地连接到该入口外壳的出口外壳，该出口外壳限定手柄、进气口和排气出口；被安装在该出口外壳中的风扇组件，该风扇可操作以产生通过该排气出口被排出的气流；软管，具有可以有选择地被连接到该排气出口的第一端，以及第二端；和一组充气喷嘴，所述充气喷嘴中的每个包括被构造以有选择地啮合该软管的第二端的连接部分、限定出口孔的锥形插入连接器以及通过该充气喷嘴的壁延伸到总体上中空的内部的放气孔；其中每个充气喷嘴的该锥形插入连接器的尺寸不同。
20.根据权利要求19所述的便携式真空吸尘器，进一步包括用于可释放地将该软管的第二端与该连接部分彼此固定的闭锁。
21.根据权利要求19所述的便携式真空吸尘器，其中该闭锁包括被形成在该连接部分和该软管的第二端之一上的凹槽，以及与该连接部分和该软管的第二端中的另一个相结合的啮合构件，其中该啮合构件在该凹槽中的布置使所述充气喷嘴中的一个闭锁到该软管的第二端。
22.根据权利要求21所述的便携式真空吸尘器，其中键槽被形成在该连接部分和该软管的第二端中之一中，并且配合键被与该连接部分和该软管的第二端中的另一个结合，其中该键在该键槽中的布置使该啮合构件与凹槽彼此对准。
23.根据权利要求21所述的便携式真空吸尘器，其中所述充气喷嘴中的每个进一步包括接头，适于由该便携式真空吸尘器的使用者抓住，以将该啮合构件提升出该凹槽。
24.根据权利要求23所述的便携式真空吸尘器，其中该接头与该放气孔轴向成一直线。
25.根据权利要求23所述的便携式真空吸尘器，其中该接头通过至少一个活动铰链被连接到该连接部分。
26.根据权利要求25所述的便携式真空吸尘器，其中所述活动铰链被定位于邻近该放气孔。
27.根据权利要求24所述的便携式真空吸尘器，其中至少一个连接构件将该分离接头与活动铰链相对的一端连接到该连接部分，该至少一个连接构件可操作以限制该分离接头绕该活动铰链可被枢轴转动的量。
28.根据权利要求19所述的便携式真空吸尘器，其中该放气孔通常为三角形。
29.根据权利要求19所述的便携式真空吸尘器，其中该放气孔的面积约为至少一个充气喷嘴中该出口孔的面积的两倍。
30.根据权利要求19所述的便携式真空吸尘器，其中该放气孔的面积大约为0.09平方英寸。
31.根据权利要求19所述的便携式真空吸尘器，其中该组充气喷嘴包括至少三个充气喷嘴。
32.一种手持式便携真空吸尘器，包括入口外壳，限定被构造为通过其接收污物、灰尘和碎屑的入口；被可释放地连接到该入口外壳的出口外壳，该出口外壳限定手柄、进气口、风扇底座和出口，该手柄被构造拟由使用者单手握住，以允许该使用者操纵该手持式便携真空吸尘器，并将该入口定向到希望的位置，该风扇底座被置于该进气口与该出口之间；被安装在该风扇底座中并被该出口外壳覆盖的风扇组件，该风扇组件具有风扇入口并且可操作以产生流过其的气流；过滤器，被置于该入口与该进气口之间，并且被可释放地连接到该入口外壳和该出口外壳之一；过滤器指示器，被连接到该出口外壳并与风扇入口和该进气口之间的该出口外壳的一部分流体连通，该过滤器指示器包括被构造以指示出口外壳的该部分中的空气与大气空气压力之间的压差的压差指示器；软管，具有可有选择地被连接到该排气出口的第一端，以及第二端；和一组充气喷嘴，所述充气喷嘴中的每个包括被构造以有选择地啮合该软管的第二端的连接部分、限定出口孔的锥形插入连接器和通过该充气喷嘴的壁延伸到总体上中空的内部的放气孔；其中每个充气喷嘴的该锥形插入连接器的尺寸不同。
33.一种便携式真空吸尘器，包括入口外壳，限定被构造为通过其接收污物、灰尘和碎屑的入口；被可释放地连接到该入口外壳的出口外壳，该出口外壳限定手柄、进气口和排气出口；管状延长部分；和用于有选择地将软管连接到该排气出口的转接器，该转接器包括第一连接部分、第二连接部分和被置于该第一和第二连接部分之间的可偏转部分，该第一连接部分具有其尺寸适于被容纳到该排气出口中的外周边，该第二连接部分被构造以啮合该管状延长部分的第一端，该可偏转部分响应向该转接器施加的超过预定力的力；其中该转接器具有足够的刚性，以支撑该管状延长部分而不偏转。
全文摘要
一种手持式便携真空吸尘器(10)具有过滤器指示器(36)其被连接到出口外壳(32)上并且与风扇入口(94)和进气口(54)之间的出口外壳的一部分流体连通。该过滤器指示器包括被构造以指示出口外壳的该部分中的空气与大气空气压力之间的压差的压差指示器(372)。该过滤器指示器被用来向该手持式真空吸尘器的使用者指示该过滤器所需的更换和/或清理。该真空吸尘器也可被用在带有一组充气喷嘴(500)的吹风机模式(图24，26)中，以允许使用者给物品充气。
文档编号A47L5/14GK1780577SQ200480011121
公开日2006年5月31日 申请日期2004年2月26日 优先权日2003年2月26日
发明者雅各布·R·普鲁斯普, 默里·D·亨特, 帕特里克·W·穆尼, 卡罗林·马丁, 奥尔加·马凯耶夫, 大卫·M·沙弗 申请人:布莱克和戴克公司