清洁器头的制作方法

专利名称：清洁器头的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于表面处理器具的搅动装置，且涉及表面处理器具的清洁器头。在 其优选实施例中，本发明涉及用于真空清洁器具的清洁器头。
背景技术：
真空吸尘器通常包括容纳灰尘和脏物分离装置的主体、连接到主体且具有吸入开 口的清洁器头，和用于通过吸入开口抽吸带脏物空气的马达驱动风扇单元。带脏物空气被 传送到分离装置，以使得脏物和灰尘在空气被排到大气前从空气中分离。吸入开口被向下指向，以面对要清洁的地面表面。分离装置可采取过滤器、过滤袋 或已知的旋风装置的形式。本发明不关注分离装置的性质且由此可用于使用任意上述装置 或其它合适的分离装置的真空吸尘器。被驱动的搅动器，通常是刷棒的形式，被支撑在清洁器头中，以从吸入开口突出较 小的程度。刷棒主要在真空吸尘器被用于清洁地毯表面时被启动。刷棒包括带鬃毛的细长 圆柱芯，鬃毛从该芯径向地向外延伸。刷棒可被空气涡轮驱动或通过由来自清洁器主体的 电源供电的电马达驱动。刷棒可由马达经由驱动带驱动，或可直接由马达驱动，以在吸入开 口内旋转。刷棒的旋转导致鬃毛沿要清洁的地毯的表面扫掠，以松动脏物和灰尘，且拾取碎 屑。空气的抽吸导致空气在底板下且在刷棒周围流动，以有助于把脏物和灰尘从地毯的表 面升起，然后将它们从吸入开口通过清洁器头朝向分离装置传送。刷棒的鬃毛通常由尼龙形成，且通常绕刷棒的芯部设置为丛。虽然尼龙鬃毛的使 用提供了在铺地毯的地面表面上的可接受的清洁性能，但是我们发现当地面工具被用在一 些硬地面表面(例如层压板、木或乙烯表面)上时尼龙鬃毛的使用产生静电，其吸引细微的 灰尘和粉末(例如爽身粉末)于这种地面表面上。这可影响清洁器头在这种地面表面上的 清洁性能，因为尼龙鬃毛的扫掠动作不足以克服把细微灰尘吸附到地面表面的力。鬃毛丛通常通过单独的钉机械地固定到刷棒。由于刷棒通常包括至少四十个鬃毛 丛，钉的使用可使得刷棒的制造成本的不希望的增加，特别是当需要增加鬃毛丛的数目以 改善刷棒的搅动性能时。因此，希望提供一种替代的便宜的技术用于把至少一些搅动构件 例如鬃毛附连到刷棒或其它搅动装置。

发明内容
在第一方面，本发明提供一种用于表面处理器具的搅动装置，包括可旋转本体， 该本体具有形成在其中的多个沟槽；搅动构件，位于每个沟槽中使得搅动构件的至少一个 侧边缘从本体向外突出；和连接构件，位于每个沟槽中以把搅动构件连接到本体。搅动构件的表面电阻系数优选地从1χ10_5至IxlO12 Ω /sq (欧姆每平方)。这里所 述的表面电阻系数的数值是使用测试方法ASTM D257测量。具有该范围表面电阻系数的材 料的选择可确保地面表面上的任意静电在搅动构件与地面表面接触时都被搅动构件有效 地放电。这使得细微灰尘和粉末被搅动构件从该地面表面驱走，这些细微的灰尘和粉末否则将被吸附到地面表面。每个搅动构件优选地由金属、碳纤维、碳复合材料、导电丙烯酸纤维或其它复合材 料之一形成。例如，包括碳颗粒和碳纤维的材料具有从IxlO3至lxl06Q/Sq的表面电阻系 数，而金属材料通常具有低得多的表面电阻系数，通常低于1 Ω /sq。其它静电耗散材料通常 具有从IxlO5至IxlO12 Ω/sq的表面电阻系数。每个搅动构件优选地是柔性的且优选地为条带的形式，其可包括多个鬃毛、细丝 或一个或多个柔性材料条带。当搅动构件包括至少一个材料条带时，每一排优选地由单个 材料条带形成，或由多个邻接的条带形成。当搅动构件包括多个鬃毛或细丝时，鬃毛被设置 在每个条带中，以使得鬃毛的末端沿所述至少一个侧边缘定位。鬃毛优选地由碳纤维或导 电丙烯酸纤维形成，例如Thunderon 。鬃毛优选地设置为紧密捆扎的构造，以使得每排鬃 毛基本上是连续的。例如，每个条带优选地包括每mm长度的条带具有20至100个范围内的 鬃毛，且优选地具有从0. 25至2mm范围内的厚度。每个鬃毛的直径优选地在从5至20 μ m 范围内。鬃毛可例如通过缝合或使用粘接剂连接到细长载体构件，以使得各个鬃毛或鬃毛 丛不从条带松脱。例如，每个搅动构件可以是刷子的形式，每个刷子的鬃毛从本体向外延 伸，优选地，使得鬃毛的末端与本体的外表面均勻地间隔开。如上所述，可旋转本体具有形成在其中的多个沟槽，且该装置包括多个连接构件， 其每个都被接收在相应沟槽中以把搅动构件连接到本体，以使得搅动构件的至少一个侧边 缘从本体向外突出。这可简化搅动装置的制造，且由此降低成本，因为例如沿刷棒延伸的一 排搅动件仅需要一个连接构件。当搅动构件由柔性材料形成时，沟槽的形状限定了从本体 向外突出的搅动构件的部分所采用的形状。例如，沟槽优选地被弯曲，更优选地至少部分是 螺旋形，且由此当位于沟槽中时搅动构件采用一形状，该形状至少部分是螺旋形的。每个搅动构件优选地夹在本体和沿其长度的相应连接构件之间。当搅动构件由成 条的鬃毛或细丝形成时，这可防止各个鬃毛或鬃毛丛被从本体拔出。连接构件优选地具有 与沟槽基本上相同的形状，且优选地具有基本上与本体的外表面齐平的外表面。例如，如果 本体是圆柱形的形式，则连接构件的外表面优选地具有基本上与本体的外表面相同的曲率 半径。连接构件可通过各种不同的技术中的一种连接到本体，例如使用螺钉、干涉配合或粘 接剂。每个搅动构件可被定位在其相应沟槽中，以使得仅一个侧边缘从本体向外突出， 或使得搅动构件的两个相对侧边缘从本体向外突出。这可使得例如本体每次转动时搅动构 件接合地面表面的次数增加，而不必增加搅动构件的数量。在后一情况中，搅动构件的侧边 缘之间的角度，当连接到本体时，优选地小于180°，且优选地在从45至135°范围内。可旋转本体包括其它表面搅动器件。该搅动装置可由此包括两种不同的表面搅动 器件。该其它表面搅动器件优选地位于本体的沟槽之间。优选地，搅动构件从本体径向向 外突出超过该其它表面搅动器件，例如超过从0. 5至5mm范围内的距离，更优选地超过从1 至3mm范围内的距离。相对较短的其它表面搅动器件可被构造为从铺地毯地面表面搅动脏物和灰尘，而 搅动构件可被构造为从硬地面表面扫掠脏物和灰尘。与该鬃毛相比，该其它表面搅动器件 由此优选地相对更刚硬。例如，该其它表面搅动器件的鬃毛或细丝可具有比搅动构件的鬃面搅动器件的一个或多个材料条带可具有比 形成搅动构件的材料条带更大的厚度。该其它表面搅动器件可由电绝缘的塑料材料形成，例如尼龙，且由此可具有不同 于搅动构件的表面电阻系数。该其它表面搅动器件的表面电阻系数优选地是从IxlO12至 IxlO16 Ω/Sq。替换地，该其它表面搅动器件可由与搅动构件类似的材料形成，且由此可具有 用于搅动构件的前述范围的表面电阻系数，以使得铺地毯地面表面上的任意静电放电。该其它表面搅动器件优选地设置为沿本体的多排，这些排优选地为不连续的。例 如，如果该其它表面搅动器件包括多个鬃毛，这些鬃毛优选地设置为连接到本体且沿本体 间隔的一排或多排鬃毛簇或丛。但是，该其它表面搅动器件可位于该搅动构件中，或以其它 方式与其接触。例如，每个搅动器件可包括多个鬃毛或细丝，该其它表面搅动器件的鬃毛或 细丝定位在搅动构件的鬃毛或细丝附近或其中。搅动装置优选地为可旋转刷棒的形式。在第二方面，本发明提供一种用于表面处理器具的清洁器头，该清洁器头包括壳 体和如上所述的装置。清洁器头优选地包括底板和多个支撑构件，该底板具有吸口，带脏物 的空气通过该吸口进入清洁器头，且在使用清洁器头的过程中当搅动装置旋转时搅动构件 通过该吸口突出，该多个支撑构件优选地为滚动元件的形式，例如轮或滚轮，用于把清洁器 头支撑在要清洁的表面上。在第三方面，本发明提供一种表面处理器具，包括如上所述的清洁器头或搅动装置。术语“表面处理器具”具有宽泛的意思，且包括宽范围的机器，该机器具有主体和 头以某种方式在表面上工作以清洁或处理该表面。其尤其包括简单地搅动表面的机器，例 如地毯清扫机；仅施加吸力至表面以从表面吸走材料的机器，例如真空吸尘器(干式、湿式 和干/湿式)；和施加材料至表面的机器，例如抛光/打蜡机器、压力清洗机和泡沫清洗机。本发明的第一方面相关的上述特征同等适用于本发明的第二至第三方面中的任 一方面，且反之亦然。


面；
本发明的实施例现在将通过仅示例的方式并参考附图进行表面，附图中
图1是地面工具的从上方观察的前透视图2是图1的地面工具的从下方观察的前透视图3是图1的地面工具的底部视图4是图1的地面工具的刷棒的分解视图5是图4的刷棒的透视图6是图4的刷棒的顶部视图7是当地面工具位于铺地毯的地面表面上时沿图3中所示的线A-A截取的截
图8是当地面工具位于硬地面表面上时沿图3中所示的线A-A截取的截面； 图9是图4的刷棒的修改版本的透视图；和 图10是用于图1的地面工具的替换刷棒的透视图。
具体实施例方式首先参考图1至3，地面工具10包括可旋转地附连到连接器14的清洁器头12。连 接器14的自由端附连到清洁器具(未示出)的棒，软管或其它这种管。清洁器头12包括 壳体16和下板或底板18，底板包括吸入开口 20，带脏物的空气通过该吸入开口流进清洁器 头12。壳体16限定吸入通道，该通道从吸入开口 20延伸到位于壳体16的后部处的出口 管22。壳体16优选地包括前保险杆23。底板18包括多个支撑构件24，这些构件为安装 在底板18的凹入部分中的滚动元件的形式，用于把清洁器头12支撑在地面表面上。参考 图7和8，支撑构件24优选地设置为，当清洁器头12位于硬地面表面66上时将底板18支 撑在该地面表面上方，且当清洁器头12位于铺地毯地面表面64上时没入地毯的绒毛中以 使得底板18的底面与地毯的纤维接合。底板18优选地可相对于壳体16枢转，以允许底板 18在清洁过程中顺滑地骑在铺地毯地面表面64上。连接器14包括由一对轮28、30支撑的导管26。导管26包括连接到出口管22的 前部32、枢转地连接到前部32且连接到清洁器具的棒、软管或其它这种管的后部34，该清 洁器具包括脏物和灰尘分离装置和用于把带脏物的空气从地面表面抽吸穿过吸入开口 20 的马达驱动的风扇单元。柔性软管36在导管26的前部32和后部34之间延伸且保持在前 部32和后部34中。清洁器头12包括用于搅动位于地面表面上的脏物和灰尘的搅动装置。在该例子 中，搅动装置包括可旋转刷棒40，其安装在壳体16的刷棒腔42中。刷棒腔42部分地由壳 体16的大致半圆柱形部分43限定，该部分优选地由透明材料形成。刷棒40由位于壳体16 的马达壳体44中的马达(未示出)驱动。马达电连接到位于导管26的后部34中的端子， 用于与位于清洁器具的管道中的轮廓相符的端子连接，以使得电能被供应到马达。刷棒40通过驱动机构连接到马达，该驱动机构至少部分位于驱动机构壳体46中 以使得驱动机构与穿过吸入通道的空气隔离。刷棒40的一端连接到驱动机构以使得刷棒 40被马达驱动，而刷棒40的另一端由安装在刷棒腔42的侧壁上的端帽48可旋转地支撑。刷棒40在图4至6中更详细地示出。刷棒40包括细长本体50，该本体承载两个 不同类型的搅动器件，以在刷棒40被马达旋转时从地面表面搅动灰尘和脏物。当刷棒40 被马达驱动时，不同类型的搅动器件的每个都从底板18的吸入开口 20突出。主轴51被安 装在本体50的一端上，主轴51又连接到端帽48。安装在刷棒40的本体50上的第一搅动器件包括相对较短的优选地相对较硬的鬃 毛52。这些鬃毛52优选地由尼龙形成。在该实施例中，相对较短的鬃毛52设置为沿本体 50延伸的两个按角度间隔的螺旋排。在每排中，相对较短的鬃毛52被设置为沿该排规律地 间隔的一组束或丛53。每丛53优选地包括约100至150根鬃毛，每丛53具有从2至4mm 范围内的直径。每个鬃毛52的直径优选地在从100至200 μ m范围内。该相对较短的鬃毛 52的长度被选择为使得，当地面工具50被组装时，这些鬃毛52的末端在刷棒40旋转过程 中不突出到支撑构件24的最下端之间延伸的平面之下。安装在刷棒40的本体50上的第二搅动器件包括相对较长的优选地相对较软的 鬃毛54。如图7所示，该相对较长的鬃毛54从本体50径向地向外突出超过相对较短的鬃 毛52。在本体50的旋转过程中，相对较短的鬃毛52扫掠过直径Dl的圆柱体积，而相对较长的鬃毛54扫掠过直径D2的圆柱体积，D2大于Dl。Dl和D2之间的差别优选地在从1至 IOmm的范围内，更优选地在从2至6mm的范围内。与相对较短的鬃毛52相比，相对较长的 鬃毛54的长度被选择为，在刷棒40的旋转过程中，相对较长的鬃毛54突出超过在支撑构 件24的最下端之间延伸的平面。相对较长的鬃毛54由具有比形成相对较短的鬃毛52的材料的表面电阻系数低 的表面电阻系数的材料形成。相对较长的鬃毛54的表面电阻系数优选地在从1χ10_5至 IxlO12 Ω /sq的范围内。相对照，相对较短的鬃毛52的表面电阻系数优选地高于IxlO12 Ω / sq。相对较长的鬃毛54可由导电材料形成。鬃毛可由金属材料、石墨材料、导电丙烯酸材 料或其它复合材料形成，但是在该例子中，相对较长的鬃毛54包括碳纤维鬃毛。每个鬃毛 54的直径优选地在从5至20 μ m范围内。本体50包括多个按角度间隔、连续成排的相对较长鬃毛54，其优选地还沿本体50 螺旋地延伸。在该实施例中，本体50包括四个连续成排的相对较长的鬃毛54，每排都与由 相对较短的鬃毛52形成的一排丛53按角度地间隔。每排相对较长的鬃毛54优选地每mm 长度包括在20至100个范围内的鬃毛，且具有在从0. 25至2mm范围内的厚度。特别参考图4，在该实施例中，相邻排的相对较长的鬃毛54由单个鬃毛条带56形 成。每个条带56优选地通过把细长的大致矩形的柔性载体构件附连到一排鬃毛以使得每 排鬃毛54从载体构件的相应长侧边缘向外突出而形成。载体构件可通过缝合或通过使用 粘接剂而附连到该排鬃毛。每个条带56则定位于形成在本体50中的相应螺旋沟槽58中， 以使得鬃毛的端部从本体50向外突出。条带56通过螺旋连接件60连接到本体50，利用拧 入形成在连接件60中的孔中的螺钉62，该螺旋连接件安装在条带56上且连接到本体50。 螺钉62可被挤压通过载体构件，或通过形成在载体构件中的孔插入。粘接带可应用于每个 载体构件的至少一侧，以允许条带56排列在沟槽58中，以使得鬃毛的端部从本体50突出 一沿本体50长度的规则量。参考图7，当清洁器头12位于铺地毯地面表面64上时，支撑构件24没入地毯的绒 毛中，以使得底板18的底部表面接合地毯的纤维。由于在刷棒40旋转时相对较短的鬃毛 52和相对较长的鬃毛54 二者从吸入开口 20突出，这两种不同类型的鬃毛能从地面表面搅 动脏物和灰尘。当气流通过清洁器头12的吸入通道产生时，该脏物和灰尘被夹带在气流中 且被传送通过地面工具12至清洁器具。当清洁器头12从铺地毯地面表面64移动到硬地面表面66上时，如图8所示，底 板18与硬地面表面66隔开。由于相对较短的鬃毛52的末端不突出到在支撑构件24的最 低端之间延伸的平面之下，这些鬃毛不与硬地面表面66接触，由此防止这些鬃毛刮擦或刻 划该硬地面表面66。但是，由于相对较长的鬃毛54突出超过该平面，这些鬃毛随着刷棒40 的旋转接合且扫掠过硬地面表面66。由于相对较长的鬃毛54的相对较低的表面电阻系数， 硬地面表面66上的任何静电都在与相对较长的鬃毛54接触时被放电，由此使得吸附到硬 地面表面66上的细微灰尘和粉末通过这些鬃毛而被从地面表面驱走并夹带在气流中。本发明不限于上面给出的详细说明。对于本领域技术人员来说变化是显而易见 的。例如，在上述实施例中，清洁器头12包括刷棒40，其由马达驱动。但是，清洁器头 12可包括替换器件，用于搅动或以其它方式作用于要清洁的表面。作为示例，刷棒40可由空气涡轮而非马达驱动。相对较短的鬃毛52可由与相对较长的鬃毛类似的材料形成，以使得铺地毯地面 表面上的任何静电放电，且由此也可具有从1χ10_5至IxlO12 Ω/Sq范围内的表面电阻系数。每个条带56可被修改以使得鬃毛仅从载体构件的相对较长的侧边缘中的一个突 出。因此，每个条带56可以是刷子的形式，鬃毛仅从刷子的一侧向外延伸。刷棒40’的修 改版本，其中每条带56已经如上修改，示出在图9中。条带56的该修改导致鬃毛54仅从 每个连接构件60的一侧向外突出。因此，该刷棒40’包括仅两个连续成排的相对较长的鬃 毛54，其中丛53的排和这些排的相对较长的鬃毛54被交替地绕刷棒40’的本体50设置。 如同刷棒40，相对较长的鬃毛54从本体50径向向外突出超过相对较短的鬃毛52。不同类型的鬃毛52、54不是一定要间隔开。刷棒40可包括多排、多团或多丛鬃毛， 其中每丛、每团或每丛包括两种类型的鬃毛。例如，相对较短的鬃毛52可散布在每排相对 较长的鬃毛54中。替换地，相对较长的鬃毛54可散布在相对较短的鬃毛52的每丛53中。搅动器件可采取不是鬃毛的形式，例如安装在本体50上的柔性或刚性材料条，或 缝合到连接到本体50的背衬材料中的细丝。在地面工具10不用于地毯表面上时，相对较短的鬃毛52可被省略，使得刷棒40 包括仅包括导电搅动构件。因此，刷棒40可单独包括连续成排的表面搅动构件，其由在图 2到图8中的相对较长的鬃毛54限定。替换地，刷棒40可包括不同配置的表面搅动构件， 以使得地面表面上的静电放电。例如，参考图10，用于地面工具10中的替换刷棒80包括可旋转本体82，其具有外 表面，该外表面包括导电绒毛84。在该例子中，绒毛84类似于地毯、垫子或布的凸起或蓬 松表面，且包括织在附连(例如利用粘接剂)到本体82的纤维载体构件86上的细丝。绒 毛84的细丝的长度优选地在从4至15mm范围内，且细丝具有优选地从5至20 μ m范围内 的直径。这些细丝优选地由碳纤维形成，但是替换地它们可由金属材料、导电丙烯酸材料 或其它复合材料形成。因此，绒毛84的细丝的表面电阻系数优选地从1χ10_5至1χ1012Ω/ sq。纤维载体构件86可以是缠绕在本体82上的条带的形式，以使得绒毛84基本上连续、 基本上覆盖本体82的外表面。替换地，载体构件86可以是圆周套筒的形式，本体82被插 入该套筒。如果希望的话，相对较硬的鬃毛的丛可散布在绒毛84中。替换地，绒毛条带84可 缠绕在预先附连到本体82的一个或多个螺旋排的相对较硬的鬃毛周围。这些鬃毛可类似 于刷棒40的相对较短的鬃毛52，且因此可被设置为不径向向外突出超过绒毛84的细丝。
权利要求
一种用于表面处理器具的搅动装置，包括可旋转本体，该本体具有形成在其中的多个沟槽；搅动构件，位于每个沟槽中使得搅动构件的至少一个侧边缘从本体向外突出；和连接构件，位于每个沟槽中以把搅动构件连接到本体。
2.如权利要求1所述的装置，其中，每个搅动构件的表面电阻系数在从lxlO—5至 IxlO12 Ω/sq 范围内。
3.如权利要求1所述的装置，其中，每个搅动构件由金属材料、碳纤维材料、导电丙烯 酸材料和复合材料中的一种形成。
4.如权利要求1所述的装置，其中，每个沟槽至少部分是螺旋形的。
5.如权利要求1所述的装置，其中，每个搅动构件都被夹在本体和沿其长度的相应连 接构件之间。
6.如权利要求1所述的装置，其中，连接构件的外表面基本上与本体的外表面齐平。
7.如权利要求1所述的装置，其中，每个搅动构件都被定位在其相应沟槽中，以使得搅 动构件的相对侧边缘从本体向外突出。
8.如前述权利要求任一项所述的装置，其中，每个搅动构件都是柔性的。
9.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，每个搅动构件都是条带的形式。
10.如权利要求9所述的装置，其中，每个条带都由多个鬃毛形成。
11.如权利要求10所述的装置，其中，每个条带都在该条带的每mm长度上包括从20至 100个范围内的鬃毛。
12.如权利要求10所述的装置，其中，鬃毛具有从5至20μ m范围内的直径。
13.如权利要求9所述的装置，其中，每个条带都具有从0.25至2mm范围内的厚度。
14.如权利要求1至7任一项所述的装置，其中可旋转本体包括其它表面搅动器件。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述其它表面搅动器件被定位在本体的沟槽之间。
16.如权利要求14所述的装置，其中，所述其它搅动器件被设置为沿本体的多排。
17.如权利要求16所述的装置，其中，该多排的其它搅动器件是不连续的。
18.如权利要求14所述的装置，其中，该其它表面搅动器件的表面电阻系数不同于所 述搅动构件的表面电阻系数。
19.如权利要求14所述的装置，其中，所述其它表面搅动器件的刚性不同于搅动构件 的刚性。
20.如权利要求14所述的装置，其中，所述其它表面搅动器件包括以下之一多个鬃 毛、多个细丝、至少一个材料条带。
21.如权利要求1至7任一项所述的装置，其为可旋转刷棒的形式。
22.一种用于表面处理器具的清洁器头，包括如前述权利要求任一项所述的装置。
全文摘要
本发明涉及用于表面处理器具的搅动装置，且涉及表面处理器具的清洁器头。一种用于表面处理器具的搅动装置(40)，包括可旋转本体(50)，该本体具有形成在其中的多个沟槽(58)；搅动构件(56)，位于每个沟槽中使得搅动构件的至少一个侧边缘从本体向外突出；和连接构件(60)，位于每个沟槽中以把搅动构件连接到本体。
文档编号A47L9/04GK101919670SQ20101020108
公开日2010年12月22日 申请日期2010年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者托马斯·J·D·福洛斯, 斯蒂芬·B·科特尼 申请人:戴森技术有限公司