专利名称：用于清洁工具的一体的片和空气过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及清洁装置，更具体地讲涉及具有用于从目标表面上移除碎屑的一次性 布的清洁装置。
背景技术：
从目标表面例如地板、地毯等上移除碎屑的电动清洁装置在本领域已为人们所熟 知。移除的碎屑被收集在污物仓中。此类装置利用将碎屑带进污物仓中的不同方法。此类 方法包括用风扇引起的真空和/或一个或多个电动的可轴向转动的辊。所述辊设置在与目 标表面接触并相对于所述目标表面移动的头部上。可提供柄部以允许使用者在站立的同时 利用装置并增大触及范围。从目标表面移除碎屑的附加方法是使用一次性布。可将布可拆卸地连结到头部 上，并且具体地讲连结到头部的下侧。适用的布包括非织造材料、微纤维、纱线和可堆肥材 料例如PLA等。适用布可根据共同转让的美国专利6，797，357,6, 936，330、D489, 537和/ 或D499，887的教导进行制造。所述布可为一次性的，即在被污染之后丢弃。所述布可在单次使用后丢弃。作为 另外一种选择，所述布可洗涤并复原以便以后重新使用。在接着重新使用之后，一次性布然 后可被丢弃。所述布可使用钩-环扣件、可弹性变形的夹具、粘合剂、内聚剂、弹簧支承的夹片 等可拆卸地连结到头部。适用的夹具可根据共同转让的美国专利6，305，046,6, 484，346和 /或6，651，290的教导进行制造。污物仓可以可拆卸地设置在柄部、主体或头部上。在拆下时，可将收集在仓中的碎 屑丢弃并将仓重新连结到装置上。将污物仓设置在柄部上可提供符合人体工程学的连结和 移除有益效果。将污物仓设置在头部上提供收集碎屑行进的路径较短的有益效果。污物仓可为用于暂时或永久收集碎屑的任何适用容器。如果污物仓以及其内容物 在使用后被丢弃，则认为收集是永久性的。如果内容物基本上从污物仓中倒空并丢弃并且 重新使用污物仓，则认为收集是暂时性的。清空污物仓可通过从清洁工具中首先移除它而实现。接着可将污物仓搬运到垃圾 桶并从污物仓中清空碎屑进入垃圾桶中。污物仓可通过倒转它并使碎屑能够靠重力掉落而 清空。这个过程可为不卫生的并且不符合人体工程学原理。如果清洁工具在头部上具有一次性片，则这个过程一般重复进行。脏片必须被移 除，其可导致将用过的片运送到垃圾桶的另一次行程。作为另外一种选择，使用者可将整个 清洁工具带到垃圾桶，一起清空污物仓并丢弃弄脏的清洁片。然而，如果垃圾桶不靠近清洁 区域或者如果工具沉重或体积大，则这会很不便。如果采用风扇来提供用于收集碎屑的真空，则风扇可提供气流。气流在气流通道 中行进。气流通道开始于碎屑暴露于其上的表面附近，将携带的碎屑沉积在污物仓中，并通 过排气口排出清洁工具。在气流通道中可设置过滤器。可将过滤器设置在污物仓后面以便将大颗粒碎屑沉积在污物仓中。过滤器可包括任何适用的多孔介质，例如非织造片。当过滤器由于日常使用而变得堵塞时，清洁工具的效率通常减弱。例如，气流的流 量可减少，从而提供较少的碎屑拾取。可见存在着很多机会来改善根据现有技术的清洁工具。发明概述本发明包括清洁工具，所述清洁工具具有用于承载片的头部和可拆卸地连结到头 部上的片。所述片在可拆卸地连结到头部上时能够接触要清洁的表面。所述头部也具有用 于容纳从所述表面收集的碎屑的污物仓、用于通过气流通道将碎屑从表面移动到污物仓的 真空源、以及设置在所述气流通道中来用于从其移除碎屑的空气过滤器。所述片和空气过 滤器是一体的。本文引用的所有专利和未决的专利申请均以引用方式并入本文。附图概述图IA和IB是根据本发明的一种示例性清洁工具的透视图。图2A-2B是可用于
图1的清洁工具的示例性片的正视图。图2C-2D是被刚性框架限制的空气过滤器的正面和背面透视图。图3A是沿着图IA的线3A-3A截取的局部垂直截面图，其显示尖锐的凹面。图3B是根据本发明的工具的底部表面的一个可供选择的实施方案的垂直截面 图，其显示偏置的凹面。图4是软管和可分离的空气过滤器的局部透视分解视图，其中一体的片安装在清 洁工具的头部上。图5是可移除的污物仓和被安装在其上的分离的空气过滤器的分解透视图。图6A和6B分别是以虚线显示的没有所安装的过滤器的让弹簧支撑的销轴伸出来 和让所安装的销轴缩回的透视图，其中为清晰起见，删去了顶部表面22。发明详述参见图IA和1B，根据本发明的清洁工具10可包括头部20、柄部12和它们之间的 杆14。工具10还可包括如图所示安装在杆14上的主体18，或者可将主体18的组件整合 到头部20中。头部20可包括用于可拆卸地接纳清洁片42的连结件29、可移除的污物仓30、吸 嘴16和可能有帮助的其它组件。主体18可包括风扇、用于风扇的马达、在不采用线路电流 的情况下给马达提供动力的电池、或者在利用线路电流的情况下电源线的插口、气流的排 气口、以及可能有帮助的其它组件。也具有用于在头部20和主体18之间流通气流的装置。柄部12可提供人体工程学操纵工具10。可将通断开关设置在柄部12、主体18、头 部20或杆14上。尽管示出了适合于站立的使用者的工具10，但本发明并不受此限制。杆 14可被缩短或消除并且柄部12构造成适于手持式人体工学或者用在人的双手和膝盖上。
如本文所用，水平是指工具10的头部20沿着水平目标表面移动的基本方向并且 其存在于目标表面的平面内。垂直是指垂直于目标表面和水平方向的方向，并且其将顶部 表面22和底部表面24分隔开。工具10的宽度是指其在使用中的左右方向。前后方向与 其垂直并平行于目标表面。 更详细地检查各组件，头部20可包括顶部或者大致向上朝向的表面和与其相对的表面24。头部20以及尤其是其底部表面24相对于要清洁的目标表面移动。目标表面可为地板，以及更具体地讲硬质表面地板例如瓷砖、硬木、漆布等。清洁 片42可采用本领域已知的连结件29连结到底部表面24。示例性的连结件29包括可变形的夹具等。可采用可变形的夹具来连结清洁片42， 因为这样一种连结件与多种片42材料配合，在片42中不要求额外的制造步骤(例如添加 粘合剂)并可在工具10的寿命期内持续使用。尽管通常使用了一致的和大体相同的连结件29，但本发明并不受此限制。连结件 29可包括两种或更多种不同的连结类型。可采用三个或更多个夹具。如果利用了四个夹具，则可按包括两个前连结件29和 两个后连结件29的矩形图案设置它们，如图所示。可将一个或多个连结件29设置在头部 20的顶部表面22上，并且在清洁时一般朝向远离头部20的底部表面24和目标表面。连结 件29的这种设置提供便于触及该连结件的有益效果。可将一个或多个连结件29设置在锐面25上。当头部20的底部表面24被设置在 其上时，锐面25是具有相对于目标表面按锐角设置的主要取向的任何表面。锐面25可与 头部20的顶部表面22或底部表面24的大体平面形成主要的锐角。当将头部20放置在其 上处于使用配置时，锐面25可与目标表面形成至少15或30°并且不超过75或60°的夹如果锐面25是曲线的，则在向外朝向的中心处获取其取向。锐面25可为静止的， 并且相对于头部20的剩余部分不移动。锐面25可向下朝向，即在日常使用期间方向朝向目标表面。提供可将连结件29 设置在其上的静止的和永久向下朝向的表面避免了见于例如US 2004/0045126A1中的复 杂的枢转机构。锐面25可设置在吸嘴16和后连结件29中间。锐面25可向外朝向，即朝向头部 20和吸嘴16的前面或者向内朝向，即朝向头部20的中心。锐面25如图所示可为平直的或 者可凹形地朝向前面。凹形几何形状提供以下优点，即可将碎屑朝向头部20中心搜集并且 更加可能被工具10所收集。将连结件29设置在锐面25上提供以下有益效果，即可接近连结件29而不用移动 吸嘴16。这种设置使吸嘴16能够可枢转地连结到头部20，如US 7，293，322B2所示，或者 作为另外一种选择能够保持静止。如果需要，可将两个前连结件29设置在锐面25上以及将两个后连结件29设置在 头部20的顶部表面22上。这种布置提供以下有益效果，即，片42可缠绕头部20的后部并 覆盖头部20，并且也覆盖头部20的前面一直到吸嘴16。连结件29可为如本文所述的夹具。夹具可具有长轴。夹具的长轴可被定向在宽 度方向，如图所示。作为另外一种选择，夹具的长轴可被定向成与宽度方向和前后方向成约 45°。这个取向可改进布在头部20上的张紧。参见图2A，清洁片42可为大致矩形的。如果这样，并且如果利用了四个连结件29， 片42的一个拐角可与每个连结件并置，并且可拆卸地连结到每个连结件上。清洁片42可 为一次性的或者可被复原并重新使用。清洁片42可覆盖头部20的底部表面24的大部分 或全部。
参见图3A，可采用清洁片42的一部分作为用于空气流动的过滤器44。要这么做 的话，可将片42的此部分设置在气流通道中而不是设置在头部20的底部表面24上。往回 参见图2A，如果选择了矩形片42，则可将片42的边缘部分设置在气流通道中。在这样一个 实施方案中，片42可如图所示进行折叠。这种几何形状将矩形片42的较长边缘的至少一 部分放置在气流通道中。这种布置提供以下有益效果，即，仅需要四个连结件29将片42和 空气过滤器44可拆卸地设置在清洁工具10上。参见图3B，在其上设置了一个或多个连结件29的向下朝向的表面可偏离底部表 面24的其余部分，从而在用布清洁目标表面时从所述目标表面上移开。其上设置有连结件 29的偏移面26大体上或一致地平行于头部20的底部表面24和要清洁的目标表面。偏移面26可从底部表面24移开至少等同于连结到头部20上的布厚度的距离。在 垂直方向上采取的适用偏移可为至少1、5或IOmm并且不超过20、15或10mm。偏移可为阶 跃变化，如图3B所示，或者可为在任一平面上的曲线。其上设置有连结件29的偏移面26和其上设置有连结件29的锐面25 二者均提供 以下优点，即，改善的灵活性对连结件29在头部20上的布置有用。不再需要将所有连结件 29安放在头部20的底部表面22上或者具有复杂的活动组合件来容纳连结件29。锐面25和偏移面26被统称成凹面。凹面可具有一个、两个或更多个连结件29，例 如其上所设置的夹具。当然，技术人员应当认识到，混合的凹面是可行的。例如，偏移面26也可以是尖锐 的。往回参见图2B，这种几何形状可通过使用大致T形的布来增强。可将T的较大部 分(例如横条)设置在头部20的底部表面24上。可用T的较小部分(例如竖条)作为过 滤器44并设置在气流通道中。这种几何形状提供以下有益效果，即提供较大的空气过滤器 44而不牺牲在头部20的底部表面24上的用于清洁的面积。如果需要，这样一种布置可利 用四个或六个连结件29。当然，技术人员应当认识到，其它形状也适于清洁片42/过滤器44组合。如图所 示，此类形状可包括可变宽度、不对称形状等。用于片42的过滤器44部分和清洁部分的连结件29可相同或不同。例如，符合人 体工程学的连结件29可用于片42的清洁部分，而提供更牢固配合并减少起皱的连结件29 可用于过滤器44部分。这种布置平衡了对于便利的需求与防止起皱的需求，并因此围绕过 滤器44给气流设旁路。前述布置提供一体的清洁片42和过滤器44的有益效果。所谓一体的是指两个组 件连接起来并且不撕开或没有明显变形就不能分开。两个组件可通过制造成整体的而成为 一体的。对于整体的是指片42和过滤器44包括单片结构。作为另外一种选择，片42和过 滤器44可分开制造并连接起来以构成一体的组合件。两个组件可通过粘合剂、热密封、超 声焊接、钩_环扣件等永久地或可拆卸地进行连接，如本领域已知的那样。这种双材料布置提供以下有益效果，即，对于空气过滤器44不需要使用高级材 料。很多情况下，使用者将忽略更换空气过滤器44，导致气流堵塞，降低工具10的清洁能 力。解决这个问题的一些尝试已经包括采用更高级的材料或采用褶皱等来增加所利用的材 料量。任一尝试均增加过滤器44的成本。
与此相反，采用前述的一体的片42和过滤器44要求更换地板清洁片42的同时一 起更换过滤器44。因为大部分消费者在每次使用后更换清洁片42，过滤器44同样地在每 次使用后进行更换并且对于每次后面的使用提供了新的过滤器44。这种布置提供解决方 案，可利用廉价的过滤器44材料而不降低清洁工具10的性能。如果需要，分配用于清洁的材料部分和分配用于空气过滤的部分可具有相同或不 同的基重、纹理、外形、孔体积分布、厚度、密度、材料、纤维构成百分比、颜色或其它加强特 性。如果选择了不同的特性例如上述特性或诸如表面积之类的特性，则片42部分或过滤器 44部分可大于或小于另一部分。例如，如果需要，清洁片42部分可具有比过滤器44部分大 的纹理以从目标表面捕集碎屑，而空气过滤器44部分可具有比清洁片42大的基重以从气 流通道捕集碎屑。除此之外或作为另外一种选择，清洁片42和/或过滤器44中的任一个或两个可 具有设置在其上的标记。所述标记可进行打印、压花等并识别关于片42对比过滤器44的 布的不同部分、是一个商标、提供安装或丢弃说明等。如果需要，清洁片42和空气过滤器44可包括具有PE外皮/PP芯部的双组分纤维 或整体上包括PE。如果片42的清洁部分和过滤器44部分未被制成整体单元，则此类材料 提供用于将单独的组件连接起来的便利的热密封性。参见图2C-2D，如果需要，过滤器44可为单独的组件并且不连接到清洁片42上。 这样一种过滤器44可具有框架以保持它拉紧并避免旁路流动。可将片和框架组合件设置 在头部20的顶部表面22上。参见图4-5，用于在头部20和主体18之间流通气流的装置可包括刚性的或柔性的 软管或管路，下文中称作软管50。软管50可具有永久地或可拆卸地连结到头部20上的近 端51和永久地或可拆卸地连结到主体18上的远端。当被动力风扇启动时，气流可从主体 18开始和/或排出，如本领域所熟知的那样。来自风扇的气流可通过头部20的底部表面24或通过可设置吸嘴16的此类其它 位置进入头部20。气流可排出头部20并通过头部20的顶部表面22上的开口进入软管50。如果软管50在近端51被可拆卸地连结到头部20，并且如果空气过滤器44具有刚 性框架，则软管50的近端51的几何形状可与头部20的顶部表面22上的开口的几何形状 相符合。可将图2C-2D中所示类型的过滤器44用软管50的近端插在开口上并夹紧就位。刚性框架可为聚合物的，并且更具体地讲可为PP、LDPE或HDPE。框架可用弹性密 封件46限制过滤器44。密封件46通过压缩软管50的近端而受压抵靠头部20的顶部表面 22，形成围绕着空气过滤器44的密封件46。除此之外或作为另外一种选择，过滤器44可具有用于连结到软管50的近端或头 部20的顶部表面22中的任一个或两个上限制开口的其它机构。示例性的附加连结件29 包括钩_环扣件、粘合剂、弹簧夹、夹具等。技术人员应当认识到，如果连结机构这么提供， 则任选地可删除过滤器44的框架。参见图5，在一个可供选择的实施方案中，污物仓30在顶部可具有开口。过滤器 44可覆盖开口。气流进入污物仓30、沉积碎屑并经过过滤器44排出污物仓30。碎屑也被 收集在过滤器44上。清洁片42可以可拆卸地连结到污物仓30的底部上。清洁片42和过 滤器44可为一体的，更具体地讲是整体的，或者可包括两个单独的组件。
这种布置提供以下有益效果，即污物仓30具有可拆卸地连结到其上的清洁片42 和空气过滤器44 二者。当完成清洁任务时，使用者从工具10的头部20移除污物仓30与 连结到其上的过滤器44和清洁片42。使用者然后可便利地将污物仓30、过滤器44和片42 搬运到垃圾桶来丢弃碎屑、污染的清洁片42和/或过滤器44。这个过程提供以下有益效 果，即可以单次有效的操作来丢弃所有污染的组件和碎屑。通过在单次操作中丢弃所有污 染的组件和碎屑，与在分开的步骤中丢弃每一件相比，操作变得更加卫生。技术人员应当认识到，污物仓30可携带过滤器44或清洁片42中的一个或另一 个，而不是如上所述的两个。因此，污物仓30可被携带到垃圾桶以丢弃仅仅碎屑和清洁片 42和/或空气过滤器44中的任一个(或两个)。参见图6A和6B，如果需要，工具10还可包括互锁以防止将污物仓30插进头部20 中的位置而不让过滤器44正确地安装。互锁可包括一个或多个弹簧支承的销轴32。参见图6A，销轴32可为悬臂的并从污物仓30可缩回地伸出，如图所示。利用伸出 的销轴32，污物仓30不能被插入就位，因为销轴32的阻碍防止污物仓30插进头部20中。参见图6B，销轴32可通过如图所示压缩使销轴32延伸的弹簧而缩回。销轴32从 而被缩回，并且污物仓30可滑动就位或者换句话讲插进工具10的头部20中。尽管图6A和6B中显示销轴32以线性路径行进，本发明并不受此限制。技术人员 应当理解，销轴32可供选择地可绕着一条轴线枢转。当从头部20移除污物仓30时，此类销 轴32再次进行延长。当将空气过滤器44放进就位时，此类销轴32再次枢接到缩回位置。可枢接的销轴32可为弹簧支承的以利用扭力弹簧朝向延长位置进行偏移，如本 领域已知的那样。技术人员应当认识到，可定制销轴32的尺寸和几何形状以匹配污物仓30 和头部20组合的几何形状。因此，销轴32可被成型为如臂、杆和其它元件一样。主体18可被安装在杆14上(并且任选可从其上移除)。主体18也可承载和/或 罩住风扇、用于风扇的马达、电池等。主体18和清洁工具10的其余部分一般可根据2007 年3月22日公布的US 2007/0062000A1的教导进行构造。技术人员还应当认识到，如果采用了可重复使用的过滤器44或可重复使用的清 洁布，则任一件或者两件均可从污物仓30上移除并当从污物仓30中丢弃碎屑时进行复原 以便将来使用。类似于上述步骤，这种布置提供以下有益效果，即，在将污物仓30放置在柜 台、桌面等上时新的(或复原的)空气过滤器44和/或清洁片42可在污物仓30上符合人 体工程学地进行置换。这样，使用者在头部20位于地板上时，使用者不需要弯下腰来置换 此类组件，而仅需要将污物仓30置换进清洁工具10的头部20中。技术人员还应当认识到，污物仓30无需是可重复使用的，如前文所述。污物仓30 可为一次性的并在单次使用后丢弃。这样一种污物仓30可由廉价的聚合物材料例如HDPE 制成，可具有刚性聚合物框架和连接框架元件的聚合物膜片例如LDPE、瓦楞纸板、模压纤维 素纸浆、闭孔蜂窝状泡沫、热成型托盘、它们的组合等。污物仓30可与连结到其上的清洁片42和/或空气过滤器44中的任一个或两个 在一起制造。这种布置提供以下优点，即使用者仅需要丢弃污物仓30，而不是分开地从其中 丢弃碎屑接着复原其中具有残留碎屑的污物仓30。类似地，污染的空气过滤器44和/或污 染的清洁片42与污物仓30 —起被丢弃，而不是从其上移除接着丢弃。此外，提出了更符合 人体工程学的和更加卫生的过程。
在丢弃此类组件后，使用者可用新的污物仓30置换污染的污物仓30。新的污物仓 30可具有清洁片42、空气过滤器44，当即将使用给予使用者时二者都未连结或都连结到其 上。空气过滤器44和/或清洁片42可以可供选择地连结到头部20的其它部分上或者在 将污物仓30恢复插进头部20中之前可分开连结到污物仓上。这种布置还使消费者能够作为套盒购买带有或不带有在其上设置有清洁片42和 /或空气过滤器44的置换污物仓30。所述套盒可包含多个此类组合件。所述组合件可相 同或不同。例如，所述套盒可包括过滤器44、污物仓30和清洁片42的单独组件，它们在即将 使用时由使用者进行组装或者开始就组装在套盒中。一些片42和/或过滤器44对于较繁 重的清洁工作可为较重的，一些可具有用于清洁可具有已知细菌的区域的消毒剂，如果需 要，一些可具有芳香剂以留下香味等。这样一种套盒使使用者对于即将进行的任务能够定 制污物仓30、清洁片42和或过滤器44。前述说明书只列出了一些本发明的非限制性和例证性的实施方案，本发明以及其 所有变型仅受所附的权利要求以及它们的法律等同物的范围的限制。
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权利要求
1.一种清洁工具(10)，包括用于承载片(42)的头部(20)和可拆卸地连结到所述头部(20)上的片(42)，所述片 (42)在可拆卸地连结到所述头部(20)时能够接触要清洁的表面；用于接纳从所述表面收集的碎屑的污物仓(30)；用于通过气流通道将碎屑从所述表面移动到所述污物仓(30)的真空源；设置在所述气流通道中以用于从其移除碎屑的过滤器(44)；其特征在于，所述片(42) 和所述过滤器(44)是一体的。
2.如权利要求1所述的清洁工具(10)，其特征在于，所述片(42)和所述过滤器(44) 包括整体的非织造材料。
3.如权利要求2所述的清洁工具(10)，其特征在于，所述片(42)和所述过滤器(44) 具有大致相同的基重。
4.如权利要求1、2和3所述的清洁工具(10)，其特征在于，所述片(42)具有大致T形。
5.如权利要求4所述的清洁工具(10)，所述清洁工具包括用于将片(42)可拆卸地连 结到所述工具(10)的六个连结件(29)。
6.如权利要求5所述的清洁工具(10)，所述清洁工具包括至少两种不同类型的连结件 (29)。
7.如前述权利要求中任一项所述的清洁工具(10)，其特征在于，还包括密封件(46)， 所述密封件(46)被设置在所述过滤器(44)和所述过滤器(44)设置在其上的所述头部 (20)的表面之间，其中所述密封件(46)限制所述过滤器(44)的与所述片(42)不一样的部 分。
8.一种保持具有空气过滤器(44)和可拆卸地连结到其上的清洁片(42)的电动清洁工 具(10)的方法，所述方法包括以下步骤从所述工具(10)上解开所述清洁片(42)；从所述工具(10)上解开所述过滤器(44)，并且其特征在于作为单个组合件从工具 (10)上移除所述过滤器(44)和清洁片(42)，其中，步骤a和b按任意顺序来执行。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，解开所述片(42)和所述过滤器(44)的所述 步骤包括从一个或多个共用的连结件(29)上解开所述片(42)和所述过滤器(44)的至少 一部分的步骤。
10.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括将包括清洁片(42)和空气过滤器(44) 的单一组合件可拆卸地连结到所述清洁工具(10)的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种清洁工具(10)，所述清洁工具具有用于从地板上收集碎屑的污物仓(30)、清洁片(42)和空气过滤器(44)。清洁片和空气过滤器包括一体的组合件。当使用者丢弃污染的片时，也丢弃污染的空气过滤器。这种方法防止空气过滤器变得过度堵塞以致降低清洁工具的性能。
文档编号A47L7/02GK102112031SQ200980130933
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月9日 优先权日2008年7月31日
发明者N·J·波利奇焦, P·J·E·弗农, 索托-伯特 W·L·德 申请人:宝洁公司