CN117545410A - 无袋真空吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无袋真空吸尘器(102)，并且最优选地涉及一种电池供电的真空吸尘器。所述真空吸尘器可以是圆筒式真空吸尘器、直立式真空吸尘器或手持式真空吸尘器。所述无袋真空吸尘器具有污物收集室(226,326)，所述污物收集室(226,326)具有入口和出口，并且在其出口处具有过滤器(224,324)。根据本发明，所述真空吸尘器具有搅动器(240,340)以搅动所述过滤器并清除粘附至所述过滤器的污物和粉尘，从而延长所述过滤器堵塞之前的期间。

Description

无袋真空吸尘器

技术领域

本发明涉及一种无袋真空吸尘器。

除非另有描述，否则如“顶部”、“垂直”等方向性和定向性术语是指真空吸尘器在其正常使用取向上并且吸头在水平表面上，如例如在图1中所示出的。然而，如果需要，则可以在其他取向上使用吸头。

背景技术

许多家庭场所和商业场所的业主或居住人利用真空吸尘器来清洁这些场所的地板和其他区域。真空吸尘器通过穿过放置在要清洁的区域上或抵靠要清洁的区域放置的吸头生成气流而操作。污物和碎屑变得夹带在气流中并且由此携带到污物收集室中以进行后续处理。

大多数家庭真空吸尘器属于三大类别。第一类别通常称为圆筒式真空吸尘器。在圆筒式真空吸尘器中，吸头借助于刚性管连接到操作手柄，在使用期间通过所述操作手柄来操纵吸头。操作手柄又连接到柔性软管，污物和碎屑在其途中通过柔性软管前往污物收集室。污物收集室位于还包含用于形成气流的马达和叶轮的本体内，本体具有轮子或滑动件，在清洁操作期间本体可以通过轮子或滑动件跨地板移动(例如，借助于软管拉动)。

为了避免疑惑，如本说明书中使用的术语“叶轮”涵盖了用于在真空吸尘器内形成气流的所有装置。因此，术语还包括例如风扇和涡轮机。

第二类别通常称为直立式真空吸尘器。在直立式真空吸尘器中，马达和叶轮通常安装在吸头中且污物收集室通过操作手柄携带或在一些情况下与操作手柄成一整体，使得在清洁操作期间含有污物收集室的本体通常在吸头上方。在本体与吸头之间通常存在枢转接头或转向接头。

以与圆筒式真空吸尘器的吸头相同的方式操纵直立式真空吸尘器的吸头是不可能的，并且为了实现对如楼梯等区域的清洁，直立式真空吸尘器的制造商提供了替代解决方案。具体地，直立式真空吸尘器通常在吸头与污物收集室之间装配有一定长度的可延伸柔性软管，所述软管的临近吸头的端部可释放，凭此释放的软管的端部可以装配有清洁工具并且带到期望的位置进行操纵，而用户不必移动真空吸尘器的其余部分。柔性软管通常被制成可延伸的，使得在真空吸尘器的正常使用期间，收缩的软管可以简单并方便地储存在真空吸尘器的本体上。当从其储存位置释放时，可以延伸软管以触及到期望位置。

许多圆筒式真空吸尘器和许多直立式真空吸尘器是市电供电的。圆筒式真空吸尘器的吸头以及直立式真空吸尘器的可延伸柔性软管的释放的端部可相对于真空吸尘器的本体在延伸软管的长度所设定的极限内操纵。此外，真空吸尘器的本体仅可在市电电缆的长度所设定的极限(以及市电电力插座的可用性)内操纵。因此将吸头或清洁工具移动到期望清洁的所有位置可能是不可能的。

真空吸尘器的第三类别是手持式真空吸尘器。手持式真空吸尘器通常是使用电池运行的，并且具有准许在使用期间(通常通过一只手)携带整个真空吸尘器的携带手柄，用户能够操纵真空吸尘器的吸嘴到达使用位置。

手持式真空吸尘器最初被设计为补充市电供电的真空吸尘器且适于在难以利用市电供电的真空吸尘器的吸头或清洁工具触及到的清洁区域中使用，且适于小区域或小位置的清洁，如清洁颗粒状产品的溢出物。

电池技术的提高和手持式真空吸尘器的设计的改进已导致重量降低，且在电池重新充电之间的使用期增长，这两种情况都使手持式真空吸尘器更适于延长的使用期且因此适于对更大区域的清洁。因此手持式真空吸尘器的实用性已提高并且一些手持式真空吸尘器当今可以用作对市电供电的真空吸尘器的替代方案来清洁地板等。特别地，手持式真空吸尘器可以以通常称为“杆式吸尘器”的构型被适配成通过将刚性管包括在真空吸尘器的吸头与本体之间来清洁地板。

所有三个类别的真空吸尘器的吸头可以装配有旋转刷，所述旋转刷被设计为接合污物和碎屑并且将污物和碎屑物理地移动到其中可以将污物和碎屑夹带在气流中的吸头中。此外，吸头可以并入允许其在使用期间以选定方向转向的转向接头。

WO2012/085567披露了一种电池供电的修改后的直立式真空吸尘器。所述真空吸尘器与其他直立式真空吸尘器的类似之处在于具有通过转向接头连接到吸头的操作手柄。然而，在这种真空吸尘器中，污物收集室与马达和叶轮一起位于吸头中。电池也位于吸头中。

真空吸尘器还通过其对所收集污物和碎屑的处理进行区分。“袋式”真空吸尘器具有位于污物收集室中的一次性袋，在使用期间叶轮通过袋吸入空气。袋的壁是纸或织物的且是透气的，以提供在将大多数污物和碎屑留存在袋内部内的同时允许空气通过的第一阶段过滤器。当袋变满时，将其从污物收集室移除且连同所含有的污物和碎屑一起丢弃。

“无袋”真空吸尘器另一方面可能借助于旋风分离器、借助于物理过滤器或两者的组合将污物和碎屑与污物收集室内的气流分离。空气从污物收集室通过离开并且大多数污物和碎屑留存在室内。污物收集室通常可移除地安装到本体，并且当变满时可以将其移除并带到丢弃地点(例如，垃圾桶)，在所述丢弃地点处将污物收集室打开以允许清空所包含的污物和碎屑。空的污物收集室被重新安装到本体中进行再次使用。

WO2012/085567的真空吸尘器是无袋的。本发明描述了对WO2012/085567的真空吸尘器的改进并且适于在污物收集室的出口处具有物理过滤器的真空吸尘器。然而，本发明可以用于其他无袋真空吸尘器，不管这些无袋真空吸尘器是否是电池供电的并且不管他们属于上文描述的哪个大类别。例如，本发明可以用于具有一个或多个旋风分离器并且在污物收集室的出口处也具有物理过滤器的无袋真空吸尘器。

WO2012/085567的真空吸尘器在旋转刷与污物收集室之间具有气流管道，所述气流管道具有相当大的截面面积。气流管道还相当短并且没有狭窄和不连续性。这引起相对缓慢移动和相对顺畅的气流沿着管道行进并且进入到污物收集室中。此外，对污物收集室的塑形以及过滤器在污物收集室上方的位置促进大部分污物和碎屑沉积在污物收集室内的期望位置处，从而有助于确保污物收集室的有效填充并且降低排空的频率。特别地，如毛发和绒毛等较轻组分被捕获在污物收集室中，并且继而作用于捕获也进入污物收集室的大多数细小的污物和粉尘。

然而，不可避免地，一些细小的污物和粉尘通过污物收集室并且进入到过滤器中，一些细小的污物和粉尘粘附到过滤器的表面并且一些细小的污物和粉尘进入到过滤器的孔隙和通道中。随着时间的推移当越来越少的可以供空气通过的孔隙和通道保持开放时过滤器变得不那么多孔；穿过过滤器的气流减少并且真空吸尘器的性能降低。

真空吸尘器性能也将随着污物收集室填充了收集的污物和碎屑而减弱。取决于所收集的污物和碎屑，空气将必须通过污物收集室内部的大量先前收集的污物和碎屑，和/或穿过污物收集室的干净的气流路径将随着污物收集室中的污物和碎屑的体积增大而变得狭窄。

响应于真空吸尘器性能的降低，用户通常将清空污物收集室。可以借助于指示满的污物收集室的传感器来提示用户清空污物收集室。传感器的常用形式是检测穿过真空吸尘器的一部分、穿过通常为旋转刷与污物收集室之间的气流管道的气流的气流传感器。尽管设置了传感器，然而用户往往不会理解性能降低是否是因为污物收集室实际上变满、过滤器变得堵塞或这些原因的组合。

用户可能常规地移除和清洁真空吸尘器的过滤器，且某些过滤器是可清洗的。然而，较不勤奋的用户通常避免清洁过滤器而是清空污物收集室(即使仅部分被填充)来试图维持有效的真空吸尘器性能。

随着过滤器变得堵塞而产生的性能降低通常对电池供电的真空吸尘器比对市电供电的真空吸尘器更显著。与通常利用电池供电的真空吸尘器可以实现的相比，市电供电的真空吸尘器通常将具有形成更大气流的更大的马达和更快自旋的叶轮。然而，由于过滤器中的许多孔隙和通道被堵塞而减少的气流可能足以在市电供电的真空吸尘器中继续操作，而对应减少的气流可能不足以进行电池供电的真空吸尘器的有效和高效操作。

发明内容

本发明的一个目标是避免或减少因无袋真空吸尘器的过滤器的部分堵塞引起的性能缺陷。本发明可以有助于将真空吸尘器的最佳性能维持更长时间段且减小需要清洁过滤器的频率。真空吸尘器中的气流传感器的性能也可以通过避免或降低气流在污物收集室变满之前显著地减弱的可能性来改进。

根据本发明提供一种具有污物收集室的无袋真空吸尘器，所述污物收集室在其出口处具有过滤器，所述真空吸尘器具有被构造且定位为搅动过滤器的搅动器。

发明人已发现，搅动或迅速移动过滤器会清除已粘附到过滤器的表面和/或变得被捕获在过滤器的孔隙和通道中的污物(特别是细小的污物和粉尘)。所清除污物和粉尘可以返回到污物收集室的本体并且与其他所收集污物和碎屑一起留存在不再堵塞孔隙或通道的位置。孔隙和通道(或至少更多的孔隙和通道)因此保持可用于空气的后续通过。

真空吸尘器优选地具有：电动马达，所述电动马达驱动叶轮以穿过污物收集室形成气流；以及在过滤器与叶轮之间的空气管道；搅动器优选地位于空气管道中。期望地，搅动器至少部分地密封在连接到空气管道的腔室中。因此搅动器可以位于过滤器的较不可能遭遇污物和碎屑的“干净空气”侧。将搅动器定位在连接到空气管道的腔室中进一步增强了这种益处。

优选地，当真空吸尘器位于水平表面上时，过滤器基本上被水平地定向且位于污物收集室的顶部处。在使用中，当空气离开污物收集室时向上流动穿过过滤器。由搅动器清除的细小的污物和粉尘掉落在过滤器下方的污物收集室的本体中，可能掉落在保留在污物收集室中的先前收集的污物和碎屑中。应理解，所清除细小的污物和粉尘在重力的影响下掉落并且过滤器的水平取向是最高效的，因为所清除细小的污物和粉尘基本上在垂直于过滤器表面的方向上远离过滤器移动。然而，并不排除使过滤器与水平线成一定角度(包括基本上垂直)的替代布置，尽管其可能较不高效。

过滤器优选地可动地安装在真空吸尘器中，且当真空吸尘器位于水平表面上时期望可在垂直方向上移动。

期望地，过滤器叠覆在整个污物收集室上。过滤器的面积因此对污物收集室的大小是最大化的。增加过滤器的面积会增加可以供空气穿过离开污物收集室的面积，这继而降低了气流穿过污物收集室的速度且增加了夹带的污物和碎屑将视需要沉积在污物收集室中的可能性。

优选地，间歇地致动搅动器。

期望地，仅在关闭真空吸尘器的马达时致动搅动器，并且理想地在清洁操作结束时致动搅动器。优选地，每当关闭马达时，即在每次使用真空吸尘器之后，致动搅动器。理想地，在已关闭马达之后的选定延迟结束时致动搅动器，选定延迟足以允许叶轮停止旋转(或至少显著地减速)。因此，搅动器优选地并不寻求在与空气流动穿过过滤器(所述气流将在某种程度上阻碍搅动器的动作)相同的时间从过滤器清除污物和粉尘。

发明人已发现，在已将污物和粉尘从过滤器清除之后，至少一些污物和粉尘变得被捕获在污物收集室中的所收集污物和碎屑内；后续气流(例如在真空吸尘器的下次使用时)不会重新致动所有所清除的污物和粉尘。因此当恢复气流时，仅一部分且通常仅一小部分的所清除污物和粉尘重新接合过滤器，使得涂覆过滤器的表面和/或堵塞过滤器的孔隙和通道的污物和粉尘的量存在总体降低。

较不优选地，在致动马达时致动搅动器，即在清洁操作的开始时。应认识到，叶轮将花费一些时间将穿过污物收集室和过滤器的气流积累到其最大水平，在所述时间期间搅动器可以从过滤器清除污物和粉尘。在这样的布置中，优选地在气流已达到其最大水平之前关闭搅动器。

虽然不排除致动器可以在气流处于其最大水平的情况下操作(并且理论上可以在致动马达的所有时间操作)，但预期致动器将在存在较少(竞争)气流或不存在竞争气流的情况下从过滤器清除污物时更有效。

过滤器的单个迅速移动可以清除一些真空吸尘器中的足够细小的污物和粉尘，凭此搅动器可以被构造为向过滤器传递单个冲击。然而，这不是优选的，因为预期更多所收集细小的污物和粉尘将通过过滤器的重复迅速移动或晃动来移除(和/或将更可靠地移除)。因此，在优选实施例中搅动器促使过滤器的重复迅速循环移动。

期望地，在已关闭马达之后的预定和不中断的时段内致动搅动器。优选地，预定时段大于3秒。还优选地，预定时段小于5秒，且更优选地小于4秒。

在其之后致动搅动器的选定延迟(在已关闭马达之后)优选地小于3秒、理想地小于2秒并且最优选地小于1秒。

如上文所述的，搅动器优选地被构造为重复地移动(冲击)过滤器。期望地，冲击频率小于100Hz。最佳频率将取决于搅动器的结构和过滤器的安装，并且可以例如具有优选地在75Hz与100Hz之间、理想地在85Hz与90Hz之间、并且最优选地大约87Hz的特定结构。

优选地，搅动器包括位于邻近污物收集室的冲击器。期望地，冲击器是在每个旋转期间冲击过滤器的旋转偏心元件。

冲击器优选地是偏心地安装到可旋转驱动轴件的圆盘。还优选地，冲击器被安装为可自由旋转。冲击器通常将在过滤器被冲击时旋转。将圆盘作为冲击器的益处在于其质量中心不会随着其旋转而变化。

期望地平衡元件也安装到驱动轴件，平衡元件抵消或抵制冲击器的偏心安装。因此冲击器与平衡元件的组合可以相对于驱动轴件被平衡，并且可以在当过滤器被冲击时冲击器旋转时而且还在冲击器和平衡元件借助驱动轴件一起旋转时都保持平衡。

优选地，冲击器安装到平衡元件，所述平衡元件又安装到驱动轴件；冲击器因此可以借助于平衡元件偏心地安装到驱动轴件。

驱动轴件优选地直接连接到电动马达；根据优选特征，电动马达不必适应偏心旋转的质量。

冲击器优选地是具有质量在15g与20g之间、理想地大约17.5g的钢。冲击器的直径优选地为大约25mm。冲击器优选地为大约5mm厚。

过滤器优选地安装在过滤器支撑件或框架中。优选地，搅动器移动过滤器支撑件并且由此借助于过滤器支撑件移动过滤器。期望地，过滤器支撑件是具有可以相对于彼此移动的第一部分和第二部分的两部分式支撑件。以这种方式，过滤器可以借助于第一部分(其是不相对于真空吸尘器的其余部分移动的结构部分)牢固地(但可移除地)安装到真空吸尘器的吸头。第二部分被安装为相对于第一部分(及因此相对于真空吸尘器的其余部分)至少在特定范围内相对自由地移动。过滤器优选地安装到第二部分。

过滤器支撑件的第二部分理想地通过如护套等的柔性密封元件安装到过滤器支撑件的第一部分，所述柔性密封元件准许第一部分与第二部分之间的相对移动，而不准许其之间的气流。柔性密封元件优选地是弹性的。冲击器可以搅动过滤器支撑件的第二部分，并且由此移动第二部分和所支撑过滤器。以这种方式过滤器被保护免于来自冲击器的直接冲击的影响，直接冲击可能引起对过滤器的损坏。此外，过滤器支撑件的第二部分可以由将不会吸收任何(或至少将不会吸收很大部分)冲击而是将在被冲击时迅速地移动并且将所述迅速移动传递到过滤器(及理想地传递到基本上整个过滤器)的相对刚性的材料制成。

应理解，对过滤器的搅动优选地包括多个移动循环(来回地)，所述移动迅速地足以将细小的污物和粉尘从过滤器清除。优选地，在一个方向上的移动是直接通过物理上接合过滤器(或过滤器支撑件)并且驱动过滤器在所述一个方向上移动的搅动器引起的。在相反方向上的移动优选地是通过密封元件的弹性和/或重力引起的。应理解，过滤器(或过滤器支撑件)必须足够迅速地返回以匹配期望搅动频率，并且如果密封元件和重力无法共同足够迅速地移动过滤器(或过滤器支撑件)，则可以提供附加的弹性偏置装置。

优选地，过滤器支撑件的第一部分环绕过滤器支撑件的第二部分。污物收集室优选地在其顶部处具有形状基本上为椭圆形的开口。过滤器支撑件的第一或外部部分被塑形为可移除地装配到所述开口，具有合适密封件以防止空气从过滤器的“脏空气”侧(即，在污物收集室中)通过到达过滤器的干净空气侧。过滤器支撑件的第二或内部部分优选地位于第一或外部部分的内部，期望地在外部部分与内部部分之间具有柔性和连续旋绕的环或护套(所述护套也防止空气从过滤器的脏空气侧通过到达过滤器的干净空气侧)。内部部分的形状优选地也是基本上椭圆形的并且被构造为支撑对应大小和形状的过滤器。

期望地，过滤器支撑件的第二部分具有下壁和上壁。在使用中，下壁位于污物收集室与过滤器之间并且上壁位于过滤器与到达叶轮的空气管道之间。下壁和上壁是穿孔的以允许气流从污物收集室传递到叶轮。理想地，下壁中的穿孔是相对大的，以便最大化过滤器的暴露面积。上壁中的穿孔可以较小并且数量更多以最小化在使用中因气流引起的过滤器变形的可能性。

冲击器可以被定位为直接接合过滤器支撑件的第二或内部部分。然而，优选地，冲击器可以撞击连接到第二或内部部分的冲击突片。冲击突片优选地安装到上壁，凭此搅动器不暴露于过滤器的脏空气侧。

优选地存在一个搅动器，但较不优选地，存在两个或两个以上搅动器。如果存在两个搅动器，则其优选地位于真空吸尘器的每个侧(并且位于污物收集室的每个侧)。单个马达可以致动多个搅动器，马达连接到将驱动传送到相应搅动器的相应驱动轴件。

期望地，所述搅动器或每个搅动器位于封闭腔室中，使得其与外部环境隔离，而且还与过滤器的脏空气侧隔离。

期望地，真空吸尘器是电池供电的。虽然本发明不限于电池供电的真空吸尘器，但预期其具有用于这些真空吸尘器的特定益处。如上文所述的，在真空吸尘器的过滤器变满时性能降低对于电池供电的真空吸尘器可能比对于市电供电的真空吸尘器更显著，并且因此本发明在减弱性能降低方面的益处是特别有益的。

附图说明

现在将参考附图以示例的方式更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了穿过根据本发明的第一实施例的真空吸尘器的吸头的侧截面；

图2示出了无袋真空吸尘器的第二实施例的一部分的立体图；

图3示出了穿过图2的真空吸尘器的吸头的截面视图；

图4示出了图2的真空吸尘器的截面平面图；

图5示出了图2的实施例的搅动器的立体图；

图6示出了图5的搅动器的侧视图；

图7示出了图5的搅动器的冲击器和平衡元件的第一立体图；

图8示出了图5的搅动器的冲击器和平衡元件的第二立体图；

图9示出了图5的搅动器的冲击器；

图10示出了图5的搅动器的平衡元件；

图11示出了根据本发明的真空吸尘器的替代过滤器支撑件的底侧视图；

图12示出了穿过图11的过滤器支撑件的第一截面视图；

图13示出了穿过图11的过滤器支撑件的第二截面视图；

图14示出了穿过根据本发明的真空吸尘器的第三实施例的污物收集室的横向截面；

图15示出了真空吸尘器的第三实施例的搅动器的立体图；

图16示出了图15的搅动器的端部视图；

图17示出了图15的搅动器的平衡元件；

图18示出了来自另一替代过滤器支撑件上方的立体图；

图19示出了穿过图18的过滤器和过滤器支撑件的截面视图；以及

图20示出了图18的过滤器支撑件的边缘的放大截面视图。

具体实施方式

在图1中示出了其一部分的真空吸尘器102是电池供电的。在已知方式中，电池组位于吸头104中并且连接到主要马达。主要马达驱动叶轮旋转以从吸头104的前端部处的底部表面中的开口106形成气流。可旋转刷108邻近开口106安装并且(通过主要马达或单独马达)被驱动为顺时针旋转，如在图1中看到的。刷108接合开口106下面的污物和碎屑并且与气流一起工作以将所述污物和碎屑移动到位于吸头104中的污物收集室(参见例如图3中的污物收集室226和图14中的污物收集室326)中。所收集污物和碎屑沉积在污物收集室中并且干净空气通过邻近马达的排气孔离开吸头。未在图式中示出电池、主要马达、叶轮和排气孔，因为他们对本发明是次要的，并且可以是完全常规的，这些组件的合适布置将对电池供电的真空吸尘器的设计者显而易见。

图1示出了本发明的第一实施例的截面侧视图。在这个实施例中，搅动器是锤110，所述锤可枢转地安装到吸头104并且可以撞击过滤器支撑件112的一部分。锤110在通过弹簧114被拉到与过滤器支撑件的一部分接合时向上偏置。掉落式凸轮116接合锤110的端部。在凸轮116从示出的位置顺时针旋转时，所述凸轮将使锤110向下移动远离过滤器支撑件112，所述移动压缩弹簧114。当凸轮116到达图1中示出的位置时，锤110从凸轮116掉落并且弹簧114迫使锤向上移动并且冲击过滤器支撑件112。

凸轮116优选地通过辅助马达(未示出)旋转，在马达与凸轮116之间具有合适减速齿轮(也未示出)。

下文相对于第二实施例和第三实施例提供了通过对过滤器支撑件的冲击引起的作用的细节。

图2示出了根据本发明的真空吸尘器202的第二实施例的一部分的立体图，所述真空吸尘器包括吸头204的一部分和操作手柄220的一部分。图3示出了真空吸尘器202的横截面视图。图4示出了穿过吸头204的大致上水平的截面。

图2-4示出了安装在污物收集室226的顶部处的过滤器支撑件212和过滤器224的更多细节。过滤器224可以是阻止细小的粒子通过干净空气侧的任何合适材料，例如，如在真空吸尘器中广泛使用的多层泡沫、编织材料或打褶过滤器。在一个特定实施例中，过滤器224由90ppi的泡沫层以及包括静电过滤器介质的1mm厚的层构成。过滤器224并非自我支撑的，因此安装在过滤器支撑件212中，所述过滤器支撑件为过滤器提供所需结构刚性并且有助于确保过滤器224占据污物收集室226(脏空气侧)与叶轮(干净空气侧)之间的所有空气路径。在图2和3中示出的吸头202中，脏空气侧在过滤器224下方并且干净空气侧在过滤器上方。

污物收集室226可以以已知方式从吸头204移除。污物收集室与过滤器224、过滤器支撑件212以及顶盖230一起移除，所述顶盖在真空吸尘器202的使用期间覆盖过滤器支撑件212。顶盖230具有手柄部分228，通过所述手柄部分，顶盖的某部分或全部连同过滤器支撑件212(和过滤器224)一起可以与污物收集室226分离以准许所收集污物和碎屑被清空。当已移除了顶盖和过滤器支撑件时，打开污物收集室226的顶部并且可以将污物收集室颠倒以将所收集污物和碎屑倾倒到合适容器中。

应理解，图1的第一实施例(以及下文描述的第三实施例)的污物收集室可以以类似方式移除和清空。

如上文所述的，本发明可以替代性地用于市电供电的真空吸尘器中，即，不具有电池组。本发明还可以替代性地用于视需要在污物收集室的出口处并入过滤器的合适构造的圆筒式真空吸尘器、直立式真空吸尘器和/或手持式真空吸尘器。

在图2-10中示出的第二实施例中，搅动器240具有冲击器242(也参见图5至图9)，如在图2-4中看到的，所述冲击器位于污物收集室226的一侧。在冲击器242旋转时，所述冲击器接合由过滤器支撑件212承载的冲击突片232，如下文所解释的。冲击器242由辅助马达244致动。

在这个实施例中，冲击器242是5mm厚并且直径为25mm的圆形钢盘。圆盘242重17.5g。圆盘242在其中心处具有孔246，这些孔接纳螺栓248。圆盘242可围绕螺栓248自由旋转，使得当其冲击冲击突片232时，圆盘可以旋转以便最小化对冲击突片的横向力。

搅动器240还具有平衡元件250。平衡元件250具有用于接纳螺栓248的螺纹孔252以及用以接纳马达244的驱动轴件的第二孔254。在这个实施例中第二孔254是圆形的并且与驱动轴件干涉配合，但在其他实施例中可以是非圆形的。平衡元件250和冲击器242借助驱动轴件旋转。

应理解，冲击器242偏心地安装到驱动轴件；在驱动轴件旋转时，冲击器偏心地旋转。偏心度的程度通过孔252与254之间的距离d来确定，并且在这个实施例中为大约5mm。

马达244固定在吸头204的适当位置中，并且因此驱动轴件的旋转轴线也相对于吸头204固定。因此，在盘242围绕驱动轴件旋转时，其外围在每次旋转期间平移距离2d。布置成使盘足够靠近冲击突片232以在每次旋转中撞击冲击突片一次。

尽管冲击器242具有偏心度，但由于冲击器242是安装在其中心处的圆盘，因此冲击器的质量中心在驱动轴件旋转时保持与孔252对准。平衡元件250因此被构造为具有直接补偿冲击器242的一致偏心度的大小和形状。因此，在冲击器242和平衡元件250围绕驱动轴件一起旋转时，其组合的质量保持以驱动轴件的旋转轴线为中心。马达244因此不需要支撑旋转的偏心质量。

吸头204在污物收集室226的一个侧处具有单个搅动器240，并且已发现这一点来提供对过滤器224的合适搅动。如果需要，则替代实施例可以具有在过滤器224周围间隔开的两个或两个以上搅动器。

将在图2中看到冲击突片232安装到过滤器支撑件212的上壁，并且特别地刚性地安装到过滤器支撑件212的顶部穿孔壁274。冲击突片232是直角形式，并且具有向下突出到其中定位有搅动器240的污物收集室226的一侧的区域中。所述区域完全定位到过滤器224的干净空气侧，并且搅动器240的任何部分都不暴露于污物收集室226中的污物和碎屑。

将整个搅动器240定位在过滤器224的干净空气侧上避免了以下需求，即提供任何密封件等来保护搅动器免于过滤器的脏空气侧处的污物和碎屑的影响。

未在图1-4中示出过滤器支撑件112和212的详细结构，但图11-13示出了过滤器支撑件12的另一实施例的详细结构，其相关特征与先前实施例(以及下文描述的后面的实施例)共享。

过滤器支撑件12具有是基本上刚性的并且被构造用于安装到特定污物收集室的顶部的第一或外部部分(或框架)60。提供将位于外部框架60与污物收集室的顶部壁之间的合适密封件(未看到)。

过滤器支撑件12具有可以相对于外部框架60在有限范围内移动的第二或内部部分(或框架)62。过滤器24位于内部框架62中并且基本上填充内部框架。呈环或护套64形式的柔性密封元件安装在外部框架60与内部框架62之间。

如在图12和13中最好地看到的，护套64是旋绕且连续的。护套的材料是柔性的且不透气；旋绕形式和柔性材料准许内部框架62相对于外部框架60(以及相对于将其安装到的吸头的其余部分)的有限移动，而不准许内部框架与外部框架之间的任何气流。因此，来自污物收集室的所有气流通过过滤器24。

护套64还是弹性的并且将内部框架62偏置到如所示出的中立位置。应理解，过滤器支撑件12理想地水平地定向在真空吸尘器中(即，如在图13中观看到的)。因此，在中立位置中在内部框架62上的(向下的)重力恰好通过护套64提供的(向上的)力来平衡。应理解，所有所描述实施例中的搅动器在向上方向上移动内部框架62和过滤器24；后续返回或向下移动部分通过护套64的弹性并且部分通过重力引起。布置成使护套和重力可以使内部框架62和过滤器24朝向(或前往)中立位置一起足够迅速地返回以匹配搅动器的冲击频率。因此搅动循环随着每当内部框架62被搅动器冲击时靠近其中立位置而重复。在其他实施例中，护套64的弹性可以通过作用于内部框架62的单独弹性偏置装置来补充(或替换)。

内部框架62是基本上刚性的并且为过滤器24提供直接结构支撑。内部框架62的刚性确保由搅动器(例如搅动器110或240)引起的内部框架的移动以最小损耗或能量吸收被传输到基本上整个过滤器24。

图11-13示出了不具有冲击突片的过滤器支撑件12。过滤器支撑件12因此被设计用于如图1的其中搅动器110直接冲击内部框架62的实施例等实施例中。如果需要，则当然可以配置成使第二实施例的搅动器240直接冲击内部框架。

将从图13中看到，内部框架62具有穿孔的下壁72和穿孔的上壁74。在这个实施例中，穿孔的构型不同，其中下壁72具有较大和较少穿孔。关于下壁72，重要的标准是将暴露于穿过下壁的气流的过滤器24的面积最大化；因此，针对下壁72将开放空间与材料的比率最大化。所述标准对上壁74来说较不重要，并且上壁74的重要标准是过滤器不应因气流显著地变形；因此，在上壁74中材料与开放空间的比率较大。

应理解，冲击突片(如冲击突片232)可以装配到过滤器支撑件12，并且过滤器支撑件的形状和尺寸可以根据需要被修改以匹配特定污物收集室。应理解，冲击突片将理想地连接到上壁74(在干净空气侧)并且将桥接护套64和外部框架62。因此来自搅动器的冲击借助于冲击突片被直接传送到内部框架62(和过滤器24)。

在图14-20中示出了本发明的第三实施例。虽然未示出第三实施例的完整吸头，但应理解这个实施例的污物收集室326和搅动器340可以用于类似于图1的吸头104或类似于图2--4的吸头204而仅具有很小结构变化的吸头(并且反之亦然)。

第三实施例共享上文描述的第二实施例的许多特征。特别地，污物收集室326具有提供其顶部壁的过滤器支撑件312，在图18-20中详细地示出了所述过滤器支撑件。过滤器324安装在过滤器支撑件312中。过滤器支撑件312具有通过柔性护套364连接在一起的基本上刚性的外部框架360以及基本上刚性的内部框架362。吸头具有用于搅动内部框架362并且从过滤器324清除污物和碎屑的搅动器340。

在这个实施例中，并且如在图15中更好看到的，搅动器340具有菱形的冲击器342，所述菱形的冲击器在这个实施例中是钢。偏心锤350具有从中穿过的第一孔352，所述孔接纳螺栓348，所述螺栓也通过冲击器342的一个端部中的孔。重要的是，冲击器342可以围绕螺栓348旋转，并且因此相对于偏心锤350旋转。偏心锤350具有从中穿过的第二孔354，所述孔接纳马达344的驱动轴件(未示出)。偏心锤350刚性地固定到驱动轴件并且借助驱动轴件旋转。

冲击器342相对于驱动轴件的旋转轴线的偏移安装以及冲击器围绕其安装旋转的能力产生呈连枷形式的冲击器342。在马达344的驱动轴件旋转时，冲击器342的惯性使其采用图15和16中示出的位置，在所述位置中其质量中心距旋转轴线最远。布置成使偏心锤350和冲击器342的组合旋转质量在这个位置中围绕旋转轴线基本上平衡，以便减小损坏马达的可能性。

第三实施例在污物收集室326的一个侧处具有单个搅动器340，并且已发现这一点来提供对过滤器324的合适搅动。如果需要，则替代实施例可以具有在过滤器324周围间隔开的两个或两个以上搅动器。

如在图18中更好地看到的，冲击突片332刚性地安装到过滤器支撑件312，并且特别地刚性地安装到过滤器支撑件的顶部穿孔壁374。冲击突片332在其中定位有冲击器342和平衡元件350的污物收集室326的一侧处向下突出到腔室382中。腔室382完全定位到过滤器324的干净空气侧，并且搅动器340的任何部分都不暴露于污物收集室326中的污物和碎屑。

如同第一实施例和第二实施例，可以将污物收集室326从吸头移除以进行排空。将污物收集室326与顶盖330、过滤器支撑件312和过滤器324一起移除；不移除搅动器340和辅助马达344。

如同先前实施例，柔性护套364准许内部部分或框架362相对于框架360的外部部分移动。柔性护套364环绕内部框架362并且防止内部框架与外部框架之间的气流。在图20中更详细地示出了护套364，且所述护套是在这个实施例中夹在外部框架和内部框架的相应部分之间的柔性旋绕的密封件。在另一实施例中，护套是包覆成型的。先前实施例的护套可以是相同构造的。

内部框架362是基本上刚性的并且为过滤器324提供直接结构支撑。

在图16中表示了在冲击器342旋转时由所述冲击器的外端部扫过的路径P，且所述路径具有半径R(以马达344的驱动轴件的旋转轴线处的孔354为中心)。布置成使冲击突片332的底端部位于圆P内部。因此，在冲击器342旋转时，其重复地撞击冲击突片332的底端部。

冲击器342围绕螺栓348旋转的能力和其偏心安装，意味着冲击器342可以从图16中示出的位置(相对于偏心锤350)移动，并且可以具体地移动到其外端部比半径R更靠近旋转轴线的位置。布置成使朝向旋转轴线的移动足以允许冲击器342越过冲击突片332，使得马达输出轴件可以继续旋转。在越过冲击突片332之后，冲击器342返回到图16的完全延伸的位置并且在其下次旋转时再次撞击冲击突片332。因此马达的持续旋转不会因为对冲击突片332的重复冲击而被防止。

将从图18看到，内部框架362具有穿孔的上壁374。下壁372也是穿孔的。穿孔的结构和相对大小可以不同于或类似于如适于特定真空吸尘器的过滤器支撑件的先前实施例的那些穿孔的结构和相对大小。

虽然搅动器可以持续地操作，但优选的是，所述搅动器周期性地操作，并且理想地在存在较小竞争性气流或不存在竞争性气流的情况下操作。在优选实施例中，每当关闭真空吸尘器主要马达时，致动冲击器。在主要马达关闭与辅助搅动器马达的致动之间提供较短延迟，以便准许叶轮减速或停止，使得穿过过滤器的气流停止或至少显著地减小。

测试已示出，在冲击器242、342的旋转速率为大约87rpm的情况下，持续三秒多一点的一阵冲击可以清除粘附到过滤器226、326的表面或占据过滤器的孔隙和通道的很大部分的细小的污物和粉尘。

在图1的实施例的情况下，另一方面，已发现来自锤110的大约15次与18次之间的冲击(并且理想地17次冲击)是有效的，其中较少的冲击显著地较不高效且更多的冲击具有微不足道的益处。凸轮116的旋转速率确定冲击频率，并且已发现对于所述实施例来说大约17Hz的冲击频率是有效的。这样的布置需要凸轮马达仅在每次使用真空吸尘器的大约一秒之后致动。

在第三实施例的一个构型中，由冲击器342的外端部扫过的路径P的最大半径R(从马达输出轴件的旋转轴线测量)是大约16.5mm。冲击器342的质量是在大约15g与大约20g之间。对这样的冲击器的测试已指示，冲击器342的最佳旋转速率(以及因此马达244的输出轴件的最佳旋转速率)是大约5,200rpm，这给出大约每秒87次的冲击速率。还已发现，大约4,500rpm与大约6,000rpm之间的旋转速率是有效的(其中相应冲击速率为大约每秒75次到每秒100次)。已发现将旋转速率降低到大约3,500rpm会降低清洁有效性，已发现将旋转速率提高到大约6,600rpm不会提供附加益处。还已发现同样的路径半径、质量和旋转速率范围对图2-10的搅动器240来说是有效的。

已发现，基本上刚性的内部框架262、362将来自搅动器240、340的冲击分别传送到基本上所有过滤器224、324，尽管冲击器242、342冲击内部框架262、362的局部区域。

从过滤器224、324清除的至少一些污物和粉尘掉落回到污物收集室226、326的本体中，并且留存在污物收集室内的大部分的所收集污物和碎屑内。当气流重新开始时，所留存污物和粉尘将不会全部再次移动为重新接合过滤器。因此冲击器110、242、342可以降低可用于涂覆过滤器224、324的表面或堵塞过滤器的孔隙和通道的污物和粉尘的质量，并且可以由此使更大的气流穿过过滤器维持更长的时间段。

Claims (29)

1.一种具有污物收集室的无袋真空吸尘器，所述污物收集室具有入口和出口并且在其出口处具有过滤器，所述真空吸尘器具有用于搅动所述过滤器的搅动器。

2.根据权利要求1所述的无袋真空吸尘器，具有电动马达，所述电动马达驱动叶轮形成从所述入口前往所述出口的气流，所述真空吸尘器在所述过滤器与所述叶轮之间具有空气管道，其中所述搅动器位于所述空气管道中。

3.根据权利要求2所述的无袋真空吸尘器，其中所述搅动器部分地密封在连接到所述空气管道的腔室中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述过滤器是可动地安装。

5.根据权利要求4所述的无袋真空吸尘器，其中所述过滤器能够在所述真空吸尘器位于水平表面上时基本上垂直地移动。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的无袋真空吸尘器，其中所述过滤器安装在过滤器支撑件中。

7.根据权利要求6所述的无袋真空吸尘器，其中所述搅动器搅动所述过滤器支撑件以借助于所述过滤器支撑件移动所述过滤器。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的无袋真空吸尘器，其中所述过滤器支撑件是两部分式支撑件，具有能够相对于彼此移动的第一部分和第二部分。

9.根据权利要求8所述的无袋真空吸尘器，其中所述第一部分环绕所述第二部分。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的无袋真空吸尘器，其中所述第二部分通过柔性密封元件安装到所述第一部分。

11.根据权利要求10所述的无袋真空吸尘器，其中所述密封元件是弹性的。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述第二部分具有第一穿孔壁和第二穿孔壁，其中所述过滤器位于所述第一壁与所述第二壁之间。

13.根据权利要求6至12中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述过滤器支撑件具有冲击突片，并且其中所述搅动器能够接合所述冲击突片。

14.根据权利要求13所述的无袋真空吸尘器，其中所述冲击突片是刚性的并且刚性地安装到所述过滤器支撑件。

15.根据权利要求14在从属于权利要求8至11中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述冲击突片刚性地安装到所述过滤器支撑件的第二部分。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述污物收集室是可移除的，并且其中当移除所述污物收集室时所述搅动器保持在所述真空吸尘器中。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述搅动器是电力致动的。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述搅动器是间歇地致动的。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的无袋真空吸尘器，具有电动马达，其驱动叶轮形成从所述入口前往所述出口的气流，其中仅在关闭所述马达时致动所述搅动器。

20.根据权利要求19所述的无袋真空吸尘器，其中每当关闭所述马达时致动所述搅动器。

21.根据权利要求19或权利要求20所述的无袋真空吸尘器，其中在已关闭所述马达之后的预定时段结束时致动所述搅动器。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中致动所述搅动器持续三秒以上的预定时段。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中在小于100Hz的频率下搅动所述过滤器。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述搅动器包括冲击器，其位于邻近所述污物收集室。

25.根据权利要求24所述的无袋真空吸尘器，其中所述冲击器是旋转偏心元件。

26.根据权利要求25所述的无袋真空吸尘器，其中所述冲击器相对于可旋转驱动轴件偏心地安装。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述搅动器包括用于平衡所述冲击器的偏心度的平衡元件。

28.根据权利要求27所述的无袋真空吸尘器，其中所述冲击器安装到所述平衡元件。

29.根据权利要求1至28中任一项所述的无袋真空吸尘器，其中所述搅动器位于所述真空吸尘器的封闭腔室中。