专利名称：带有可旋转和可绕枢轴转动的清扫部分的表面清扫装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括基部和清扫部分的表面清扫装置，所述清扫部分装备着一个用来与要被清扫的表面产生接触的基本平坦的接触表面，并且被安装成因而可围绕一根与接触表面大致垂直地延伸的旋转轴线相对于基部旋转。
本发明还涉及一种装备着一个外壳和一个抽气附件的真空吸尘器，在所述外壳内存在一个抽气设备，而所述抽气附件通过一个抽气通道连接到抽气设备并且装备着一个表面清扫装置，该表面清扫装置包括一个基部和一个清扫部分，所述清扫部分装备着一个用来与要被清扫的平面产生接触的基本平坦的接触表面，并且被安装成可围绕一根与接触表面大致垂直地延伸的旋转轴线相对于基部旋转。
本发明进一步涉及一个适用于根据本发明的表面清扫装置的清扫元件。
一种在日本市场上可提供的设计型号为AMC-MSI的日本国民(National)牌抽气附件装备着两个串联排列的在开头段落中所提到的这种表面清扫装置，并且可适用于在开头段落中提到的这种真空吸尘器内。
图1a是已知抽气附件1的示意平面图，而图1b是沿着图1a的IB-IB线剖切的横截面图。该已知抽气附件1的表面清扫装置5的清扫部分3包括一个碟状保持器7，它装备着一个由多个弹性舌状物9构成的轴承轴颈11。保持器7借助于轴承轴颈11可拆除地固定在一个轴承衬套13上，并且相对抽气附件1可旋转地安装在轴承衬套13之中，所述衬套可从抽气附件1的下侧15接近。一块碟状清扫布19被固定在保持器7的下侧面17，在该布上有圆形的接触表面21。在要被清扫的表面25上的抽气附件1的一个工作位置清扫部分3的旋转轴线23与要被清扫表面25上的一根垂线27围成一个小度数角α，以致与清扫布19的接触表面21的圆周29邻近的接触表面21的一个部分31与要被清扫的表面25接触。当抽气附件1由使用者沿着一个方向X在要被清扫的表面25上移动时，清扫部分3受由要被清扫的表面25施加在部分31上的摩擦力F影响，沿着在图1a中所示的方向R围绕它们的旋转轴线23旋转。旋转的清扫布19具有一种清扫效果，它补充抽由于在抽气附件1中出现负压而造成的气附件1清扫效果。由于该已知抽气附件1的清扫部分3受所述摩擦力影响而旋转，该已知抽气附件1不需要具有任何驱动装置来驱动清扫部分3。
在该已知抽气附件1中使用的表面清扫装置5的缺点在于只有清扫布19的所述部分31与要被清扫的表面25接触。其结果是仅有在抽气附件1下方的表面25的一小部分被清扫布19处理。此外，每块清扫布19只有沿着圆周29延伸的环形部分33被利用来清扫表面25，而清扫布19的较大中心部分35剩余下来未被使用。
本发明的一个目的在于提供在开头段落中所提到的这种表面清扫装置以及真空吸尘器，其中清扫部分也可不需驱动装置就能围绕旋转轴线旋转，但是其中清扫部分的接触表面与要被清扫的表面基本上全面接触。
为达此目的，一个根据本发明的表面清扫装置具有如下特征清扫部分可围绕一根与旋转轴线横向延伸的枢轴线相对于基部转动，同时所述基部装备着用来将一个围绕所述枢轴线的预加载转矩施加到所述清扫部分上的装置。
为达此目的，一台根据本发明的真空吸尘器具有如下特征，在此处使用的表面清扫装置是一台根据本发明的表面清扫装置。
当根据本发明的表面清扫装置放置在要被清扫的表面上时，清扫部分通过与要被清扫的表面接触，围绕所述枢轴线转动到一个位置，在此位置接触表面的指向与要被清扫的表面大致平行，因此与要被清扫的表面基本上全面接触。由于所述装置在清扫部分上施加一个围绕枢轴线的预加载转矩，接触表面在要被清扫的表面上施加一个相对于枢轴线不对称的表面压力，因此表面清扫装置在要被清扫的表面上的位移在接触表面和要被清扫表面之间产生一个摩擦力，而且它也是相对于枢轴线不对称分布的。枢轴线相对于清扫部分旋转轴线的一个适当位置，例如枢轴线与旋转轴线交叉处或枢轴线位于离开旋转轴线较小距离处的位置，使得所述摩擦力也相对于旋转轴线不对称分布，因而清扫部分受该摩擦力影响而围绕旋转轴线旋转。由于接触表面与要被清扫的表面基本上全面接触，在旋转期间接触表面基本上全部被利用来清扫要被清扫的表面。
一个根据本发明的表面清扫装置特殊实施例具有如下特征所述装置包括一个滚子构件，它可围绕与旋转轴线横向延伸的另一根旋转轴线旋转，而且它承受施加在所述清扫部分的一个滚动路径上的预加载，所述滚动路径与所述接触表面大致平行地延伸。从而获得一个实用和简单的所述装置结构，其中所述装置的磨损尽可能地受到限制。
另一个根据本发明的表面清扫装置特殊实施例具有如下特征所述装置包括一根线簧，而所述滚子构件被可旋转地安装在所述线簧周围并且邻接所述线簧的一个端部。从而提供一个实用和简单的滚子构件支承，所述装置只包括有限数量的构件。
又一个根据本发明的表面清扫装置特殊实施例具有如下特征清扫部分被安装成在基部的一个轴承衬套内具有径向间隙，而且基部装备着一个邻接轴承衬套的支承环，所述支承环与旋转轴线大致垂直地延伸并且用来沿着平行于旋转轴线的方向支承清扫部分。例如，在轴承衬套的一个端部上装设所述支承环。使用所述径向间隙使清扫部分变得可围绕一个支承点转动，对着旋转轴线看过去，所述支承点与一个起因于预加载转矩的预加载力的作用点大约沿直径相对地出现在支承环上。因而借助于一个特别简单和实用的结构获得所需的清扫部分绕枢轴转动的可能性。
一个根据本发明的表面清扫装置特殊实施例具有如下特征所述清扫部分装备着一个保持器，它被安装成可围绕所述旋转轴线相对于所述基部旋转，还装备着一个清扫元件，它被可拆除地固定在所述保持器上并装备着所述接触表面。这就使从保持器上取下使用后的清扫元件成为可能，例如为了将它清理干净或更换为一个新清扫元件。
一个根据本发明的真空吸尘器特殊实施例具有如下特征所述抽气通道包括一根可围绕一根枢轴线相对于所述抽气附件转动的抽气管，该枢轴线与所述抽气附件的一个前边缘大致平行地延伸并且位于前边缘和清扫部分的旋转轴线之间。当抽气附件在要被清扫的表面上运动时，使用者在抽气管上施加一个推进力，所述推进力通常不仅包括一个水平分量还包括一个垂直分量而且被传送到抽气附件的所述枢轴线区域。由于所述枢轴线位于抽气附件前边缘和清扫部分的旋转轴线之间，抽气附件被前边缘和清扫部分以一种稳定的方式支承着，因而防止抽气附件受推进力垂直分量影响而产生的不符需要的振动。
根据本发明，一种适用于根据本发明的表面清扫装置的清扫元件，在其中清扫部分装备着一个带有可拆除清扫元件的保持器，具有下列特征清扫元件至少装备着一个具有短毛接触表面的第一清扫布层以及一个用来将所述清理元件粘结到所述保持器上的第二粘结材料层。因此清理元件具有一种实用而又简单的成层结构。由于接触表面呈短毛状，在接触表面和要被清扫的表面之间得到一种表面压力分布，这种压力分布导致清扫部分围绕其旋转轴线的一种特别有效的驱动。
一个根据本发明的清扫元件特殊实施例具有以下特征所述清扫元件包括一个分布在第一层和第二层之间的第三支撑材料层。其结果是该清扫元件具有较高的硬度，因此该清扫元件在把它从保持器取下和将它装在保持器上期间易于操作。
另一个根据本发明的清扫元件特殊实施例具有以下特征清扫布用一种微纤维材料制成。一种用微纤维材料制成的清扫布特别适用于根据本发明的表面清扫装置，因为发现这种清扫布特别在该清扫布旋转运动情况下具有特别好的清扫效果。
又一个根据本发明的清扫元件特殊实施例具有下列特征粘结材料包括用来粘结到一种在保持器上提供的Velcro类材料上的绒面革。这允许该清扫元件以一种特别简单和可靠的方式被装设在保持器上并且以一种特别简单的方式从保持器上拆除。
下面参照附图更加详细地描述本发明，其中图2示意地表示一台根据本发明的真空吸尘器，它装备着一个抽气附件，该抽气附件带有两个根据本发明的表面清扫装置；图3表示图2真空吸尘器的抽气附件；图4是图3抽气附件的底视图；图5是沿着图4的V-V线剖切的横截面；图6表示图3抽气附件的表面清扫装置之一的一个可旋转清扫元件的一个轴承；图7a示意地表示处于抽气装置与要被清扫的表面不接触状态时图3的抽气附件的表面清扫装置之一；而图7b示意地表示抽气附件处于放置在要被清扫的表面上状态时图7a的表面清扫装置。
图2所示的本发明真空吸尘器是一台所谓的地板型或者说滑动真空吸尘器并包括一个外壳37，所述外壳37可借助于一些轮39在一个要被清扫的表面41上移动。一个仅在图2中示意地表示的电抽气设备43被接纳在外壳37中。该真空吸尘器进一步包括一个抽气附件45，该附件在所示实施例中含有一个抽气口47。抽气附件45经过一根金属抽气管49和一根挠性抽气软管51可拆除地连接到外壳37上，所述抽气附件45正可绕枢轴转动地连接到抽气管49上，同时抽气管49可拆除地连接到被固定在抽气软管51上的管状手柄53上，而且抽气软管51可拆除地连接到外壳37的一个入口55上。入口55通入外壳37的一个尘腔57，该腔经过一个过滤器59连接到抽气设备43上。在工作期间，抽气设备43在按顺序包括该真空吸尘器的抽气附件45、抽气管49、手柄53、抽气软管51、入口55以及尘腔57的一个抽气通道内产生负压。存在于要被清扫的表面41上的灰尘和脏物颗粒借助于所述负压通过抽气附件45的抽气口47吸入，然后通过所述抽气通道进入尘腔57，并且被收集在这个腔的一个可更换尘袋之中。
抽气附件45被详细地表示在图3之中，它包括两个根据本发明的表面清扫装置61、63，它们被安置在抽气附件45上的抽气管49的一个连接构件65的两侧，并且各自装备着一个可旋转地安装在抽气附件45内的碟状清扫部分67。应该指出，在图3中只有两个表面清扫装置61、63的碟形清扫部分67是可见的。如同图4和5详细表示的那样，表面清扫装置61、63各自进一步包括一个基部69，清扫部分67相对于它可旋转地安装。在所示实施例中，基部69是抽气附件45的底部。应该指出，在图4和5中只有表面清扫装置61被完全表示出，而表面清扫装置63的清扫部分67没有被示出。所示清扫部分67装备着一个基本平坦的圆形接触表面71，它用来与要被清扫的表面41产生接触。接触表面71出现在一个碟形清扫元件73上，所述清扫元件可拆除地紧固在清扫部分67的一个碟形保持器75上。保持器75被安装以致于可以围绕一根与接触表面71大致垂直地延伸的旋转轴线77相对于基部69旋转。为此用途，基部69装备着一个轴承衬套79，而保持器75装备着一个与轴承衬套79配合工作的轴承轴颈81。图6详细地表示，轴承轴颈81包括一些可沿径向挠曲并具有多个锁紧栓85的舌状物83。清扫部分67能被使用者从基部69上取下，其方法为借助于多个舌状物83的弹性变形从轴承衬套79内拉出轴承轴颈81，并能重新插入基部69中，其方法为借助于多个舌状物83的弹性变形将轴承轴颈81推回到轴承衬套79中。
图6详细地表示出，清扫部分67的轴承轴颈81以在基部69的轴承衬套79内具有径向间隙的方式被支承着。平行于旋转轴线77看过去，借助于锁紧栓85和保持器75的一个肩部87，清扫部分67被轴承衬套79的一个上侧面89和与旋转轴线77大致垂直地延伸的一个支承环91基本上无间隙地包围住。在所示实施例中，支承环91被提供在轴承衬套79的下侧。如图4和5所示，每个表面清扫装置61、63的基部69进一步装备着一个在清扫部分67上施加预加载力的装置93。在所示实施例中所述装置93包括一个滚子构件95，它可围绕与旋转轴线77横向延伸的另一根旋转轴线97转动并且承受在一个与接触表面71大致平行地延伸的滚动路径99上的预加载。在所示实施例中，滚动路径99呈环形并且出现在清扫部分67的保持器75的上侧面，而且所述上侧面邻接保持器75的一个边缘101。在所示实施例中滚子构件95由一根预加载线簧103预加载，而滚子构件95的另一根旋转轴线97由线簧103的与旋转轴线77横向延伸的一个端部确定。借此提供所述装置93的一个实用和简单的结构，以致于在限制所述装置93构件数量的同时尽可能地限制所述装置93的磨损。
下面参照图7a和7b描述表面清扫装置61、63的工作情况。由于轴承轴颈81被安装成在轴承衬套79内具有径向间隙，在抽气附件45未与要被清扫的表面41接触时，受滚子构件95的预加载力F影响，清扫部分67相对于基部69绕枢轴转动。清扫部分67的这种状态被示意地表示在图7a中。该绕枢轴的转动围绕一根沿旋转轴线77横向延伸并通过在支承环91上的一个支承点107的枢轴线105发生，在对着旋转轴线77看过去时，所述支承点107与清扫部分67上预加载力F的施加点P沿直径相对。枢轴线105和支承点107也被表示在图4之中。图7a进一步表示一个预加载转矩Mp，所述转矩Mp由预加载力F产生并由滚子构件95围绕枢轴线105施加在清扫部分67上。当抽气附件45被放置在要被清扫的表面41上时，清扫部分67的接触表面71会与要被清扫的表面41接触，以致于清扫部分67克服滚子构件95的预加载力F围绕枢轴线105转动到图7b所示位置，在此接触构件71与要被清扫的表面41大致平行并且与要被清扫的表面41基本上全面接触。在此位置，沿着一个与旋转轴线77平行的方向看过去，清扫部分67基本上由整个支承环91支承。滚子构件95围绕枢轴线105的预加载转矩Mp在清扫部分67的这个位置被一个量值相同但方向相反的转矩Ms补偿，所述转矩Ms由图7b所示的一个表面压力p产生并由要被清扫的表面41施加到接触表面71上，所述压力p作为预加载转矩Mp的一个结果相对于枢轴线105不对称分布。当抽气附件45在要被清扫的表面41上沿着图4中指示的位移方向X运动时，所述不对称表面压力p在接触表面71和要被清扫的表面41之间产生一个摩擦力W，也如图4所示，该摩擦力也相对于枢轴线105不对称分布。由于枢轴线105位于离旋转轴线77较小距离处，摩擦力W也相对于旋转轴线77不对称分布，因此，清扫部分67受摩擦力W影响沿着在图4中标出的方向R围绕旋转轴线77旋转。因此不需要单独的驱动装置来旋转清扫部分67，从而表面清扫装置61、63具有一种特别简单的结构。在清扫部分67的接触表面71和要被清扫的表面41之间的基本上全面接触导致接触表面71基本上全部被利用，因此出现在抽气附件45下方的较大部分表面41被表面清扫装置61、63处理。表面清扫装置61、63具有一种清扫效果，它补充由负压造成的抽气附件45的清扫效果。应该指出，分别在图4和7b中表示的所述摩擦力W和所述表面压力p的分布只是示意的并用近似值表示。
当抽气附件45正在要被清扫的表面41上运动时，使用者在手柄53上施加一个推进力，该力通过抽气管49传送到抽气附件45。所述推进力通常不仅包括一个水平分量而且还包括一个非故意的垂直分量。抽气管49可拆除地连接到所述连接构件65上，该构件65可围绕表示在图4中的一根枢轴线109相对于抽气附件45转动，所述轴线109与抽气附件45的一个前边缘111大致平行地延伸。所述推进力被传送到抽气附件45的枢轴线109区域。如图4所示，枢轴线109在前边缘111和在所示实施例中通过清扫部分67的旋转轴线77的一根假想线113之间。用这种方法实现在所述推进力垂直分量的影响下抽气附件45由清扫部分67和一个邻近前边缘111的毛刷115以一种稳定的方式支承，并且由于轴承轴颈81在轴承衬套79内的间隙的结果，抽气附件45不会以一种不符需要的方式围绕所述线113向回倾斜。
在图6中详细表示，碟状清扫元件73包括一个在其上有接触表面71的第一清扫布层115，一个用来把清扫元件73粘结在保持器75上的第二粘结材料层117，以及一个放在第一层115和第二层117之间的第三支承材料层119。所述清扫布用一种短毛纤维制成，因此接触表面71也呈短毛状。借此获得一个在接触表面71和要被清扫的表面41之间的表面压力p分布，它导致清扫部分67围绕旋转轴线77的特别有效的驱动。在所示实施例中清扫布用一种微纤维材料制成。业已发现，这种用微纤维材料制成的清扫布具有一种特别有效的清扫作用，尤其在清扫布作旋转运动的情况下是如此，因此，这样一种清扫布突出地适用于根据本发明的表面清扫装置61、63。然而作为替代，清扫布可用一种不同种类的纤维例如棉纱制成。如图5所示，在保持器75的下侧面121上提供一些Velcro材料制成的粘结元件123。清扫元件73第二层117的所述粘结材料包括丝绒，它提供一种与所述Velcro材料的很好和可靠的粘结。第三层119具有较大的厚度并赋予清扫元件73较高的硬度。其结果是，清扫元件73在紧固到保持器75和从后者拆除期间易于操作。用来制造第三层119的支承材料包括，例如，一种较硬的纤维类型例如棉纱或合成物质。因此清扫元件73具有一种特别实用和简单的成层结构。由于清扫元件73可拆除地固定在保持器75上，清扫元件73能在使用之后从保持器75上取下，以便用来将它处理干净或被一个新清扫元件更换。由于保持器75可从基部69上拆下，清扫元件73从保持器75上拆除和清扫元件固定到保持器75上也进一步简化。
上文所述的本发明真空吸尘器是一种地板型真空吸尘器。应该指出，本发明还涉及不同类型的真空吸尘器，例如直立的、手持的真空吸尘器。在这样一种直立真空吸尘器中，抽气附件被例如可绕枢轴转动地连接到外壳上，在该真空吸尘器正被使用时所述外壳处于一种基本直立的状态。
上文所述的本发明表面清扫装置61、63被用于一台真空吸尘器中。应该指出，一个根据本发明的表面清扫装置还可独自使用。因此本发明也包括一些实施例，其中表面清扫装置的基部被可绕柩轴转动地连接到一根杆上因而该表面清扫装置可用来清扫地板，或者是其中基部包括一个被紧固在基部一个固定位置上的手柄，因而该表面清扫装置能被用来例如清扫垂直墙壁。
上文所述的本发明表面清扫装置61、63中的清扫部分67所需的绕枢轴转动可能性借助于支承环91和在轴承轴颈81和轴承衬套79之间的径向间隙以一种特别简单和实用的方式被获得。应该指出，本发明还涉及一些实施例，其中所需的清扫部分相对于基部绕枢轴转动可能性以一种不同的方式被获得。因此，例如清扫部分的轴颈可能被放置成基本没有径向间隙地在基部的轴承衬套内，在此同时轴承衬套相对于基部可绕枢轴转动地被支承。
最后应该指出，本发明还涉及一些表面清扫装置，其中除了上文所述装置93以外的装置被用来将一个围绕枢轴线的预加载转矩施加在清扫部分上。这种装置可能包括例如一个在清扫部分上侧面上承受预加载的滑动构件，或者例如不接触的磁性预加载装置。
权利要求
1.一种包括一个基部和一个清扫部分的表面清扫装置，所述清扫部分装备着一个用来与一个要被清扫的表面产生接触的基本平坦的接触表面，并且被安装成围绕一根与所述接触表面大致垂直地延伸的旋转轴线相对于所述基部旋转，其特征为，所述清扫部分可围绕一根基本上与所述旋转轴线横向延伸的枢轴线相对于所述基部转动，同时所述基部装备着用来将一个围绕所述枢轴线的预加载转矩施加到所述清扫部分上的装置。
2.根据权利要求1的表面清扫装置，其特征为，所述装置包括一个滚子构件，它可围绕与所述旋转轴线横向延伸的另一根旋转轴线旋转，而且它承受施加在所述清扫部分的一个滚动路径上的预加载，所述滚动路径与所述接触表面大致平行地延伸。
3.根据权利要求2的表面清扫装置，其特征为，所述装置包括一根线簧，而所述滚子构件被可旋转地安装在所述线簧周围并且邻接所述线簧的一个端部。
4.根据权利要求1的表面清扫装置，其特征为，所述清扫部分被安装成在所述基部的一个轴承衬套内具有径向间隙，而且所述基部装备着一个邻接所述轴承衬套的支承环，所述支承环与所述旋转轴线大致垂直地延伸并且用来沿着一个平行于所述旋转轴线的方向支承所述清扫部分。
5.根据权利要求1的表面清扫装置，其特征为，所述清扫部分装备着一个保持器，它被安装成可围绕所述旋转轴线相对于所述基部旋转，还装备着一个清扫元件，它被可拆除地固定在所述保持器上并装备着所述接触表面。
6.一种装备着一个外壳和一个抽气附件的真空吸尘器，在所述外壳之中有一台抽气设备，而所述抽气附件通过一个抽气通道连接到所述抽气设备并装备着一个表面清扫装置，所述表面清扫装置包括一个基部以及一个清扫部分，所述清扫部分装备着一个用来与一个要被清扫的表面接触的基本平坦的接触表面，并且被安装成可围绕一根与所述接触表面基本上垂直地延伸的旋转轴线相对于所述基部旋转，其特征为，所述表面清扫装置是一种如权利要求1、2、3、4或5所述的表面清扫装置。
7.根据权利要求6的真空吸尘器，其特征为，所述抽气通道包括一根可围绕一根枢轴线相对于所述抽气附件转动的抽气管，所述枢轴线与所述抽气附件的一个前边缘大致平行地延伸并且位于所述前边缘和所述清扫部分的旋转轴线之间。
8.一种适用于根据权利要求5所述的表面清扫装置的清扫元件，其特征为，所述清扫元件至少装备着一个具有短毛接触表面的第一清扫布层以及一个用来将所述清扫元件粘结到所述保持器的第二粘结材料层。
9.根据权利要求8的清扫元件，其特征为，所述清扫元件包括一个放在所述第一层和所述第二层之间的第三支承材料层。
10.根据权利要求8的清扫元件，其特征为，所述清扫布由一种微纤维材料制成。
11.根据权利要求8的清扫元件，其特征为，所述粘结材料包括用来粘结到一种在所述保持器上提供的Velcro类材料上的绒面革。
全文摘要
本发明涉及一种包括一个基部(69)和一个清扫部分(67)的表面清扫装置(61,63),所述清扫部分包括一个用来与一个要被清扫的表面(41)产生接触的基本平坦的接触表面(71),并且围绕一根与接触表面大致垂直地延伸的旋转轴线(77)相对于基部旋转。根据本发明,清扫部分可围绕一根与旋转轴线横向延伸的枢轴线(105)相对于基部转动,并且基部包括用来将一个围绕枢轴线的预加载转矩(M
文档编号A47L9/04GK1327373SQ00802265
公开日2001年12月19日 申请日期2000年8月3日 优先权日1999年8月25日
发明者H·利岑加, B·L·奥德曼 申请人:皇家菲利浦电子有限公司