CN103239187B - 用于真空吸尘器的清洁头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于真空吸尘器的清洁头。清洁头具有脏空气入口、出口管和旋转刷条，脏空气入口设置在清洁头的主抽吸腔室中，出口管用于连接至抽吸源，旋转刷条被容置在主抽吸腔室内部，用于穿过脏空气入口搅动接触的地面表面。刷条由空气冷却马达驱动，马达安装在清洁头内部，其中马达的至少一部分位于刷条内部。为了在使用中冷却马达，马达的外部壳体设置有多个空气冷却孔，空气冷却孔包括至少一个进气口和至少一个排气口。根据本发明，每一个进气口通过静止的进气管道连接至上游清洁空气入口，以及每一个排气口通过静止的排气管道类似地连接至下游清洁空气出口。这避免了与将旋转刷条本身用作用于将冷却空气输送至马达的管道相关的问题。

Description

用于真空吸尘器的清洁头

技术领域

本发明涉及真空吸尘器的领域，且特别地涉及用于真空吸尘器的清洁头。

本发明具体地与包括马达驱动的搅动器的清洁头有关。另一方面，真空吸尘器可以是任何一般类型。例如，清洁头可以是在立式真空吸尘器上的固定清洁头，或替换地，它可以是与筒式真空吸尘器或杆式真空吸尘器一起使用的地面工具的清洁头。本发明不限于旋风真空吸尘器。

背景技术

通常真空清洁器的清洁头设置有搅动器，诸如旋转刷条，用于搅动或“搅打”地面表面--特别是地毯--以改进拾取性能。

尽管吸尘器上的主真空马达可以用于驱动该搅动器，但更常见的是使用分立的专用马达驱动搅动器。该分立的马达则可以定位为靠近搅动器--常常在清洁头本身上的某处--以简化传动布置。

在特别紧凑类型的布置中，马达实际上被容置在搅动器内部，其常常采用中空圆柱形刷条的形式。在美国专利No.6,323,570中描述了该类型的布局。

将马达--或马达的一部分--容置在搅动器内部的有限空间内使得马达易于过热。因此，通常地，这些“马达位于刷条内”布置将包括某种空气冷却方案，用于抽入清洁的--不是脏的--空气通过刷条的内部以冷却马达。

在美国专利No.6,323,570中描述的方案中，冷却空气被吸引通过中空刷条，所述中空刷条有效地用作清洁头内部的旋转的清洁空气管道。该布置需要有效的设置在刷条周围的动态密封件，以便阻止来自主抽吸腔室的脏空气通过刷条被抽吸进入马达。

发明内容

本发明的目的是提供改进的“马达位于刷条内”类型的清洁头，特别是通过试图改进用于马达的空气冷却方案。

根据本发明，提供了一种用于真空吸尘器的清洁头，所述清洁头具有脏空气入口、出口管和旋转刷条，所述脏空气入口设置在清洁头的主抽吸腔室中，所述出口管从主抽吸腔室延伸，用于连接至抽吸源，所述旋转刷条被容置在主抽吸腔室内部，用于穿过脏空气入口搅动接触的地面表面，刷条由空气冷却马达驱动，所述马达安装在清洁头内部，其中马达的至少一部分位于刷条内部，马达的外部壳体具有多个空气冷却孔，所述空气冷却孔包括至少一个进气口和至少一个排气口，冷却孔被连接—从进气至排气—以形成通过马达内部的一个或多个空气冷却路径，每一个进气口通过静止的进气管道连接至上游清洁空气入口，以及每一个排气口通过静止的排气管道连接至下游清洁空气出口。

刷条本身不用做用于冷却空气的空气管道。而是，提供专用的静止管道来将冷却空气供应至马达和将冷却空气从马达排出。因此，不需要在刷条周围提供任何动态密封件以便将清洁空气与主抽吸腔室内部的脏空气隔离，且冷却方案因此被大大地简化。

在US6,323,570中描述的布置中，因为刷条用作马达上游的空气管道，因此刷条壁中的穿孔引入了主抽吸腔室中的脏空气被抽吸通过刷条并且进入马达中的风险，可能损坏马达。但是，在本发明的布置中，这不会发生，因为刷条不形成用于马达的空气冷却回路的一部分：而是冷却空气经由静止管道供应和排放。这允许刷条使用减少的壁厚度--减少了材料成本--而没有由刷条破损造成的马达损坏的任何随之而来的风险。

马达，或至少马达的在刷条内部的区段，可以位于刷条的中空端部区段内部，并可以通过刷条的相应第一端部悬臂支撑在马达支撑组件上。使马达通过刷条的一个端部悬臂支撑--而不是通过刷条的两个端部支撑马达--提供了相对较简单和紧凑的布置。

静止管道优选地也以简单紧凑的构造布置。如果冷却孔全部定位在马达在刷条的中空端部区段内部的区段上，则紧凑构造可以通过将静止管道布置为使得它们通过刷条的第一端部，而不是通过刷条的两个相对的端部分别连接至一个或多个进气口和一个或多个排气口而实现。替换地，如果马达的一区段位于刷条的中空端部区段内部，且马达的一区段延伸到刷条的第一端部以外，则空气冷却孔可以全部定位在马达的延伸到刷条的第一端部外部的区段上，从而静止管道根本不需要经过刷条的任何端部。这进一步简化了静止管道的构造，并有助于最小化刷条直径。如果马达是有刷马达，则在后面一种布置中，马达优选地布置为使得电刷位于刷条的第一端部外部，在该情况下，冷却孔可设置为紧密接近相对热的电刷，用于有效冷却。在另一布置中，一些冷却孔可以设置在刷条的第一端部外部，而一些可以设置在刷条内部，后者通过刷条的第一端部连接至静止管道。这允许空气至马达的远端的有效供应，同时仍然减少必须经过刷条的端部的静止管道的相对数量。

清洁空气入口可以设置在清洁头的第一端部处，减少静止管道的长度。

优选的是，刷条可以被移除，用于清洁、维修或更换。在一种布置中，刷条的中空端部区段以套筒方式装配在悬臂支撑的马达和/或一个或多个静止管道上，并且刷条布置为通过使刷条经由主抽吸腔室的壁中的侧开口通过清洁头的相对的端部滑出而从清洁头移除。在该布置中有利的是，刷条的移除不被马达支撑组件和/或一个或多个静止管道妨碍，且因此刷条的移除对于用户是容易的。

主抽吸腔室的壁中的侧开口可以由清洁头上的可移除端帽封闭，所述端帽可在需要将刷条从清洁头移除时被移除。刷条可以由轴承支撑在端帽上，该轴承以推入配合方式接合刷条，用于当更换刷条时简单地脱离结合。

整个刷条可以是中空的，但这不是必要的，只要刷条的至少一个端部区段是中空的即可。

清洁空气出口可以流体地连接至出口管。在一种布置中，清洁空气出口直接通到主抽吸腔室中，但是这不重要。在替换布置中，清洁空气出口直接连接至出口管，从而空气被抽入到出口管的入口上游的颈部中。在该布置中，至出口管的入口用作对经过脏空气入口的脏空气流的固定下游约束部。出口管的横截面面积可因此用于调节通过清洁空气路径的并行流动速率，以便确保通过清洁空气路径的足够的流动速率，甚至当清洁头不与地面接触时。

刷条可以“间接驱动”--经由某种传动装置驱动--或“直接驱动”。在间接驱动布置中，传动装置可以是行星齿轮布置，但这不是必要的。传动装置可以形成被支撑在清洁头的一个端部处的驱动组件的一部分，但再次地，这不是必要的，例如齿轮箱可以位于清洁头的与马达相对的端部处，从而马达和齿轮箱彼此平衡。

本发明不限于任何特定类型的马达。

附图说明

现在将通过示例、参考附图来描述本发明的实施例，附图中：

图1是具有根据本发明的清洁头的真空吸尘器的透视图；

图2为沿图1中线A-A截取的清洁头的局部剖面图；

图3是可移除底板的透视图，所述底板形成清洁头的一部分；

图4是从刷条壳体下侧看去的透视图，所述刷条壳体形成清洁头的一部分；

图5是马达的透视图，示出马达壳体上的冷却孔的位置；

图6是图5中所示的马达的反向透视图；

图7是示出清洁头的一部分的示意图；

图8是沿图1中的A-A的清洁头的剖面图，其中底板被移除，其示出了刷条的移除；

图9是示出了清洁头的一部分的示意图，所述清洁头具有根据本发明的替换布局；和

图10是示出了清洁头的一部分的示意图，所述清洁头具有根据本发明的另一替换布局。

具体实施方式

图1示出了立式真空吸尘器2。真空吸尘器2具有滚动头部组件4和“立式”本体8，该头部组件4承载固定清洁头6，该本体8可相对于头部组件4倾斜，且包括手柄10，用于跨地面操纵吸尘器2。在使用中，用户抓住手柄10并倾斜立式本体8，直到手柄10被布置在方便用户的高度处；用户于是可以使用手柄10跨地面滚动真空吸尘器2，以便于拾取在地面上的灰尘或其它碎屑。

真空吸尘器2通过将灰尘和碎屑夹带在“脏”空气流中来拾取灰尘和碎屑，所述“脏”空气流由吸尘器2上的真空马达通过清洁头6被抽吸入。该脏空气流--在由真空马达产生的抽吸压力下--随后被输送到旋风分离装置12，在该处灰尘被从空气分离，然后相对清洁的空气被排放回到大气。

脏空气通过脏空气入口进入清洁头6。该脏空气入口是设置在可移除底板16上的相对较大的抽吸开口14的形式，在图3中示出。

底板16装配到刷条壳体18的底部上，在图4中从下侧示出，以在清洁头6内部形成主抽吸腔室20。用于主抽吸腔室20（图2）的出口管22设置在刷条壳体18的后部中。穿过抽吸开口14的脏空气（空气流在图3中由箭头示出）进入主抽吸腔室20并随后经由出口管22离开清洁头6，所述出口管22连接至吸尘器2上的上游管道，该上游管道用于通向旋风分离设备12。

中空圆柱形刷条24形式的搅动器安装在主抽吸腔室20内部，在抽吸开口14旁边，用于绕轴线A旋转。刷条24沿轴线A（图4）纵向地取向，其中刷条24的第一端部24a靠近清洁头6的相应第一端部6a，而刷条24的第二端部24b靠近清洁头6的相应第二端部6b。

刷条24主要意图于改进地毯表面上的“拾取”。在使用中，刷条24上的刷毛26穿过底板16中的抽吸开口14以穿入地毯纤维，并且在刷条旋转时刷条24的搅动动作有助于除去粘附到地毯纤维的顽固灰尘。该顽固的灰尘更容易被夹带在通过抽吸开口16被吸入清洁头6的空气流中。

旋转刷条24是由有刷马达28轴驱动的，该有刷马达28布置为在清洁头6的第一端部6a处与刷条24共轴，如图2所示。马达扭矩经由延伸通过中空刷条24的内部驱动轴30传递。该驱动轴30经由驱动爪32从内部轴向地接合刷条24的第二端部24b，所示驱动爪32沿轴向键合到刷条24的端部中的相应键槽（在图中不可见）中。为了节省空间，马达28本身还被部分地容置在中空刷条24内部：因此，马达28的第一区段28a容置在刷条24的中空端部区段24c内部，而马达28的第二区段28b--其在该情况下包括碳刷28c（仅其中一个在图2中可见）--通过刷条24的第一端部24a延伸出。电力线（或电池）功率经由刷条24外部的碳刷28c供应至马达28。

扭矩经由行星齿轮箱34传递，所述行星齿轮箱34在该情况下直接地位于马达28内，在刷条24内部。

马达28，齿轮箱34和驱动轴30通过马达安装组件36通过刷条24的第一端部24a悬臂支撑，所述马达安装组件36固定在清洁头6的第一端部6a处。

刷条24的中空端部区段24c经由第一轴承38被保持在马达28和齿轮箱34周围的间隙中。该第一轴承38在保护壳体40上紧接着定位在齿轮箱34内侧，所述保护壳体40有助于阻止灰尘进入马达28和齿轮箱34。第二轴承42支撑刷条24的第二端部24b。

马达28在使用中是空气冷却的，以阻止其过热。用于该目的，冷却孔设置在马达壳体28d上：在该情况下设置两个进气口44和两个排气口46（件图5和6），但是可按需要设置更多或更少的冷却孔，只要存在至少一个进气口和至少一个排气口即可（在图2中未截取马达28，从而壳体28d和冷却孔44、46可见）。冷却孔被连接—从进气到排出—以提供通过马达28的内部空气冷却路径。

进气口44每一个由静止的进气管道或通道50连接至设置在清洁头（见图1）的顶部上的清洁空气入口48。排气口46每一个由静止排气管道或通道54连接至出口管22中的清洁空气出口52（参见图7，其为清洁头6的示意图）。在使用中，主真空马达在清洁空气出口52处产生负压，所述负压将清洁空气通过清洁空气入口48抽入。该清洁空气被吸引经由静止进气管道50通过马达壳体28d上的进气口44，且通过马达28循环至排气口46，冷却马达28。排出的废气随后经过静止排气管道54流通至清洁空气出口52，在这里，其流通到出口管22并与来自主抽吸腔室20的脏空气混合。

清洁空气进入和离开刷条24外部的马达壳体28d。这是简单、紧凑和稳固的布置，其不具有与中空刷条实际用作空气管道以将冷却空气输送至马达的方案相关的复杂性。

马达内部的空气冷却路径可以是延伸在刷条内部的循环路径，（在图7中由粗实线箭头指示），或其可以是“短路”路径（在图7中由虚线指示）。在任意情况下，冷却空气被吸引到碳刷28c上，所述碳刷在使用中运行得相对较热。

刷条24的中空端部区段24c以套筒的方式装配在马达28和齿轮箱34上，且刷条24布置为经由主抽吸腔室20中的侧开口56穿过清洁头6的第二端部6b滑出。侧开口56由承载第二轴承42的可移除端帽58封闭。该可移除端帽58经由常规卡口装配而固定在清洁头6上，并且由螺钉固定在位。

可移除底板16包括端部覆盖件16a，所述端部覆盖件16a当底板16在位时装配在端帽58上，阻止在使用中接近端帽58，并为清洁头6的第二端部6b提供‘清洁的’完好外观。

为了将刷条24从清洁头6移除，用于清洁、维修或更换，用户移除底板16、脱开端帽58并使刷条24通过主抽吸腔室20中的侧开口56滑出。这在图8中示出。

在所示布置中，刷条24布置为以摩擦滑动配合方式接合第一轴承38的外圈，从而第一轴承38不妨碍刷条24的移除。替换地，可以使用某种轴向键合配合。在其他布置中，轴承的半径可调节，以允许刷条的无障碍移除。

第二轴承42的内圈以简单的摩擦推入配合方式接合刷条24的配合端部。这允许端帽58在需要时从刷条24容易地拆下，例如以将端帽58附连至更换刷条。

通过清洁头6的第二端部6b移除刷条24不被马达安装组件36妨碍，所述马达安装组件36通过刷条24的第一端部24a悬臂支撑马达28。通过清洁头6的第二端部6b移除刷条24同样不被静止管道52、54妨碍，所述静止管道每一个连接至刷条24外部的马达28。

图9和10示出两个替换布置。这些布置类似于图7中所示的布置，且对应的特征分别由图9和10中对应的单引号和双引号附图标记标示。

图9的布置中的主要不同之处在于冷却孔44、46均位于刷条24内部的马达28的区段28a上。这里，静止管道52、54通过刷条24的第一端部24a连接至相应的冷却孔44、46。

使静止管道在刷条内部延伸往往增大刷条直径，但允许冷却空气沿轴向通过马达的内侧端馈入，以提供冷气空气的通过马达的轴向通流（through-flow）。图10示出该类型的布置。这里，尽管进气口44设置在马达28的内侧端部上，在刷条24内部，但是排气口46实际位于刷条24外部：这减少了延伸通过刷条的第一端部的静止管道的数量，简化了静止管道的构造。

图9和10中所示的布置可以还包括可移除刷条，所述可移除刷条可以通过基本上如上所述的主抽吸腔室中的侧开口滑出。

在图10中，清洁空气出口直接馈入主抽吸腔室中，而不是直接馈入出口管。像这样抽取出口管上游的清洁空气具有缺陷：通过主抽吸腔室的并行脏空气路径的流阻非常低，特别是如果清洁头在使用中从地面上被提升，这可导致沿清洁空气路径的非常低的流动速率。然而，将清洁空气直接馈入主抽吸腔室是紧凑的简单的解决方案，其可以适合于一些应用和马达规格。

Claims (14)

1.一种用于真空吸尘器的清洁头，所述清洁头具有脏空气入口、出口管和旋转刷条，所述脏空气入口设置在清洁头的主抽吸腔室中，所述出口管从主抽吸腔室延伸，用于连接至抽吸源，所述旋转刷条被容置在主抽吸腔室内部，用于穿过脏空气入口搅动接触的地面表面，刷条由空气冷却马达驱动，所述马达安装在清洁头内部，其中马达的至少一区段位于刷条内部，马达的外部壳体具有多个空气冷却孔，所述空气冷却孔包括至少一个进气口和至少一个排气口，冷却孔被连接—从进气至排气—以形成通过马达内部的一个或多个空气冷却路径，其特征在于，每一个进气口通过静止的进气管道连接至上游清洁空气入口，以及每一个排气口通过静止的排气管道连接至下游清洁空气出口。

2.根据权利要求1所述的清洁头，其中，马达的所述区段位于刷条的中空端部区段内部，并且马达通过刷条的第一端部悬臂支撑在马达支撑组件上。

3.根据权利要求2所述的清洁头，其中，空气冷却孔全部定位在刷条的中空端部区段内部的所述马达的区段上，且其中，静止的空气管道通过刷条的第一端部分别连接至一个或多个进气口和一个或多个排气口。

4.根据权利要求2所述的清洁头，其中，马达的一区段位于刷条的中空端部区段内部，马达的一区段延伸到刷条的第一端部外部，一些空气冷却孔定位在马达的在刷条的第一端部外部的区段上，而余下的空气冷却孔定位在马达的位于刷条的中空端部区段内部的区段上，相应的静止管道通过刷条的第一端部与刷条内部的冷却孔连接。

5.根据权利要求2所述的清洁头，其中，马达的一区段位于刷条的中空端部区段内部，马达的一区段延伸到刷条的第一端部外部，空气冷却孔全部定位在马达的延伸到刷条的第一端部外部的区段上。

6.根据权利要求2所述的清洁头，其中，清洁空气入口设置在清洁头的第一端部处，所述清洁头的第一端部是最靠近刷条的第一端部的端部。

7.根据任一项前述权利要求所述的清洁头，其中，清洁空气出口形成在出口管的壁中。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的清洁头，其中，清洁空气出口直接通到主抽吸腔室中。

9.根据权利要求2所述的清洁头，其中，刷条的中空端部区段以套筒方式轴向地装配在悬臂支撑的马达的端部上，并且刷条布置为通过使刷条经由主抽吸腔室的壁中的侧开口通过清洁头的第二端部滑出而从清洁头移除，所述清洁头的第二端部是与清洁头的所述第一端部相对的端部。

10.根据权利要求9所述的清洁头，其中，侧开口由可移除端帽封闭。

11.根据权利要求10所述的清洁头，其中，刷条通过轴承可旋转地支撑在端帽上。

12.根据权利要求11所述的清洁头，其中，轴承以滑动推入配合方式接合刷条。

13.根据权利要求1所述的清洁头，其中，整个刷条是中空的。

14.一种真空吸尘器，具有根据权利要求1所述的清洁头。