CN1889877B - 具有再充电电池的真空装置 - Google Patents

Abstract

一种真空清洁器包括具有底部(38)和接收碎片的入口(44)的罐(26)；靠近罐布置的马达组件(32)，马达组件适用于经由入口(44)将碎片抽吸到罐内；靠近罐(26)的底部(38)布置的电池组(34)；以及从电池组(34)到马达组件(32)的连接件，该连接件适用于在电池组和马达组件之间承载电流，其中电池组(34)包括至少一个电池并将电能供应到马达组件(34)。

Description

具有再充电电池的真空装置

技术领域

本发明涉及一种真空装置，并且特别涉及一种具有再充电电池的真空装置。

相关应用的交叉参考

本申请要求2003年12月8日提交的美国临时申请NO.60/527874以及2004年2月20日提交美国临时申请NO.60/546159的优先权。

背景技术

用于工业环境和室外应用的真空清洁器通常包括保持罐，保持罐的顶部布置有马达组件。空气入口可布置在罐的侧部上，其中软管连接到空气入口上。马达组件包括其内部布置有连接到气动叶轮上的电马达的壳体。在通电时，电马达使得叶轮转动，以便在罐内产生低压区域。空气经由软管以及罐侧部内的入口抽吸到罐内，并到达叶轮。空气接着被推过马达壳体并排入大气。通过将过滤器放置在马达组件和罐之间，经由软管吸入罐的碎片保持在罐内。

电马达通常是通过插入标准电出口的缆绳供应电流的AC马达。缆绳提供大致恒定的电流源。但是，使用者由于缆绳的长度而局限于一定的排成真空的区域内。另外，缆绳使用不便，并且必须用真空装置保持。缆绳越长，使用越不便。因此，制造商必须在大使用范围的要求和长缆绳的不便性之间进行平衡。

附图说明

图1是包括马达组件和可拆卸电池组的真空清洁器的透视图；

图2是沿着图1的线2-2截取的图1的真空装置的截面图；

图3是沿着图1的线3-3截取的图1的真空装置的截面图；

图4是包括电池组的真空装置的底座的分解视图；

图5是电池组的透视图；

图6是电池组的左侧视图；

图7是电池组的右侧视图；

图8是电池组的顶侧视图；

图9是电池组的底侧视图；

图10是电池组的后侧视图；

图11是电池组的前侧视图；

图12是拆卸盖的电池组的透视图；

图13是连接有电池组的图1的真空清洁器的透视图；

图14是安装在充电站上的电池组的透视图；

图15是真空清洁器的第二实例的透视图；

图16是从图15的真空清洁器拆卸的马达组件和电池组的透视图；

图17是在第二马达组件连接在真空清洁器上的情况下从图15的真空清洁器拆卸的马达组件和电池组的透视图；以及

图18是真空清洁器的第三实例的透视图。

虽然此披露容易进行多种变型和改型构造，其某种示例性实施例表示在附图中，并在下面详细描述。但是应该理解到不打算将此披露局限于所披露的特定形式，相反的是打算覆盖落入所附权利要求限定的本发明精神和范围内的所有的变型、改型构造以及等同形式。

具体实施方式

现在参考附图，并且特别是参考图1和2，表示了真空清洁器10。真空清洁器10具有前侧12、后侧14、左侧16、右侧18和顶侧20和底侧22。这些标号只出于便于描述的目的，而没有限制含义。真空清洁器10包括底座24、布置在底座24上的接收罐26以及布置在接收罐26上并包括盖30的罩组件28。脚轮或轮子(未示出)可连接到底座24上，使得真空清洁器10更容易运动。真空清洁器10还包括布置在罩组件28内并在盖30之下的马达组件32和可松开地布置在底座24内的电池组34。马达组件32和电池组34限定吹送器组件36的至少一部分。

现在参考图2和3，罐26包括底壁38和从底壁36向上延伸的侧壁40。一系列突起42从底壁38向上延伸，以便适用于将底座24连接到罐26上，如下面描述那样。在此实例中，侧壁40通常是圆形的，但也可使用其它形状，例如具有四个面板的矩形的侧壁40。所示的罐26限定2.5加仑的内部容积，但是可以采用其它有用的尺寸。布置在侧壁40内的是入口44。入口44是连接有软管(未示出)的侧壁40内的开口。如公知那样，在马达运行时，软管用来将碎片引导到罐26内。侧壁40的顶部限定边缘46。

罐26具有通过底部内表面50部分限定的内表面48。底部内表面50限度为罐26的一部分，通过真空装置10收集在罐26内的碎片或液体由于重力贴靠罐26停留。在图2所示的实例中，大部分底部内表面50通过底壁38限定，但是在其它实例中，底部内表面50的一部分可通过脚轮支承件、边缘、腿部或其它结构限定。

罩组件28布置在罐26的边缘上。罩组件28包括构造成将马达组件32连接到罩组件28上的罩52。罩52可与向下延伸到罐26内的过滤器壳体54形成整体。过滤器56放置在过滤器壳体54上，以确保经由软管吸入罐26内的碎片保持在罐26内，并且没有碎片(即只有空气)流入并通过马达组件32。可以使用多种类型的过滤器，包括泡沫、筒式过滤器和滤布盘。

布置在罩52上的马达组件32包括下部马达壳体58和向下与下部马达壳体58隔开的网格板60。上部马达壳体59位于马达之上，但在盖30之下。叶轮腔室62布置在下部马达壳体58和网格板60之间。网格板60包括径向向外离开下部马达壳体58的外边缘64。侧壁66从径向向外离开马达壳体58的外边缘64向上延伸。侧壁66和马达壳体58之间的空间限定环形腔室68。

使用任何本领域公知的结构，下部马达壳体58可布置在马达安装件52上。在图1-13所示的实施例中，马达组件32相对永久地固定在罩组件28的其它部分上。但是，如本领域公知那样，可拆卸的吹送器可用来在罐26内产生真空，并且也可拆卸用作手持吹送器或真空装置，如下面更加详细描述那样。虽然表示了DC马达70，还可以使用通用式马达。轴72从马达70向下延伸，并且经由壳体58内的开74离开马达壳体58。叶轮76在叶轮腔室62内布置在轴72的端部上。网格板60包括格栅部分78，使得空气从马达组件32外部自由通过格栅部分78并进入叶轮腔室62。

罩组件28和盖30在真空清洁器10的后侧16上限定吹送器腔室80。吹送器腔室80接收通过叶轮76排出的空气。空气可接着引导离开后侧14上的罩24内的细槽82(如图1所示)。真空清洁器10顶侧20上的盖30内的通气84设置成吸入并排出用于马达70的冷却空气，或者还可提供工作空气从气动叶轮76的排出。在另一结构中，空气可从后侧14上的罩24或盖30内的孔口86排出。在此结构中，软管可连接到孔口86上，使得真空清洁器10可引导空气流并用作吹送器。

罩组件28包括用来提起并运送真空清洁器10的至少一个手柄88。接通/断开开关90布置在罩组件28上，并且电缆绳92从第一端处的马达组件32延伸到第二端处的插头94。如这里描述那样，DC马达70和电池组34电连通，并且接通/断开开关有选择地使得电流从电池组34流到马达70，并切断到马达70的任何电流供应，即接通和断开DC马达，以及接通和断开真空装置10。电缆绳92可设置成一定长度，使得在马达组件32和电池组34之间的电缆绳92中存在相对少量的松弛。电缆绳92还可盘绕以便吸取任何松弛。罐26可包括固定电缆绳92的凹口(未示出)。

现在参考图1和4，底座24布置在罐26之下并在底座24放置在地面或其它基面上时将罐26支承在升高状态下。底座24包括支架100、电池组34和电池托盘102。支架100和电池托盘102组合起来在真空清洁器10的底部侧22处定位和支承电池组32。

支架100包括可以是大致圆形并通常具有与罐24的侧壁40类似形状和尺寸的外壁104。外壁104具有顶部边缘106和底部边缘108。碗状区段110布置在外壁104内部并在顶部边缘106处连接到外壁104上。碗状区段110包括倾斜部分112和底壁114。支架100的倾斜部分112和底壁114可构造成接合并支承罐26的底壁38。支架100的底壁114可包括与罐26的底壁38的孔42同轴的孔116，使得紧固件可插入穿过孔116并进入突起42中，以便将底座24紧固在罐26上。可以采用例如焊接、粘接、卡扣或类似方式的其它的永久式或可松开的连接方式。

支架100包括外壁104内的开口118，该开口设置尺寸和形状以便接收电池组34。在此实例中，支架100包括从限定开口118的外壁104向外延伸的突唇120。支架100还包括从外壁104向外延伸的出口壳体122并包括朝着真空清洁器10的顶侧20开口的出口容座124。出口容座124设置尺寸和形状以便可松开地接收出口126。出口容座124可包括卡舌128以便牢固地定位和保持出口126(在图2中清楚示出)。支架100包括向下延伸到真空装置10的底侧22的多个柱130。插头94从出126拆卸，使得在罩组件28和马达组件32从罐26拆卸以便倒空罐26中碎片时，电缆线92可拔出，并且该组合体可完全从罐26上拆卸。

电池托盘102包括设置尺寸和形状以便接收支架100的柱130的多个管132。管132可经由管132和柱130之间的卡扣和其它连接将电池托盘102紧固在支架100上。管132还包括底脚134。底脚134可支承在放置有真空清洁器10的基材上，或者用来连接到脚轮或轮子上。

电池托盘102包括底壁136和与管132连接的两个侧壁138。电池托盘102的底壁136和两个侧壁138和支架100的底壁114组合起来形成其中布置有电池组34的腔室140。轨道142可放置在电池托盘102的底壁136上，以有助于将电池组34引导到腔室140内。

电池托盘102可包括设置尺寸和形状以便在电池托盘102紧固在支架100上时与支架100的出口接收装置122协作的出口腔室142。出口腔室142可安装并保护出126。在此实例中，管132连接到侧壁138上，并且出口腔室142靠近侧壁138布置，但是也可以具有其它构造。

电连接器组件144保持在电池托盘102和支架100之间。在此实例中，可以使用其它连接方法。连接器组件144包括隔离块146和从隔离块146延伸的正端子148和负端子150。第一正线材152和第一负线材154分别连接到正端子148和负端子150上。导体组件144还包括出口126。第二正线材156和第二负线材158进行连接，并且第一负线材154和第二负线材158进行连接。两种连接在端子块160处进行。线材还可通过线材帽和其它结构和方法连接。在另一实例中，只有单个正线材和单个负线材将正端子148和负端子150连接到出口126上。

现在参考图5-11，电池组34包括顶侧162、底侧164、前侧166、后侧168、左侧170和右侧172。电池组34包括手柄174、以参考标号176总体表示的电池壳体以及电池连接器组件178。手柄174和电池壳体176通过延伸部180连接。手指空间183布置在手柄174和电池壳体176之间。

壳体176包括顶侧162上的顶部表面184和底侧164上的底表面186。一系列通道188布置在壳体176的顶部表面184和底表面186上。通道188增加电池组34的表面面积，以有助于热量从电池组34传递到大气。通道188还用来增加壳体176的刚性，并且还有助于将电池定位在电池组34内。在一个未示出的实例中，细槽190可布置在通道188内，使得空气从电池组234内部流通到电池组34的外部。这里流通还有助于从电池组34内部去除热量。细槽可以布置在通道188侧面或通道188的底部。

在左侧170和顶部表面184的交叉部处是第一导轨192。另外，在右侧172和顶部表面184的交叉部处是第二导轨194。第一和第二导轨192、194接合支架100内的引导件，同时电池组34插入腔室140内以有助于将电池组34引导到腔室140内。第一卡舌196和第二卡舌198分别布置在第一导轨192和第二导轨194的前部。卡舌196、198可接合支架100或电池托盘102内的结构，例如弹簧加载的突片(未示出)，以便将电池组34可松开地固定在腔室140内。电池组34的外尺寸可只略微小于腔室140的内尺寸，以确保适当配合。电池组34可通过本领域公知的其它方式保持在腔室140内。

电池组34的手柄174布置在前侧166处，并且具有位于顶侧162上的顶部表面200和位于底侧164上的底部表面202。手柄174的顶部表面200与壳体176的顶部表面184形成阶梯关系，并且手柄174的底部表面202与壳体176的底部表面形成阶梯关系。手柄174与壳体176的阶梯关系使得手柄174大致密封支架100的外壁104内的开口118，以便提供连续和有吸引力的外观。同样可以具有用于使用者手指的空间以到达手柄174之下而抓握电池组34，同时在腔室140中插入电池组34或从中取出。电池组34的前侧166可弯曲，以便大致与支架100的外部相符。

从后侧向外延伸的电池连接器组件178包括相对的顶壁204和底壁206以及相对的左侧壁208和右侧壁210。在此实例中，右侧壁210是弯曲的，并且左侧壁208是直的。右侧壁210的曲率确保电池组34正确插入充电器，如所示那样。一系列细槽212在后侧168上布置在连接器组件178内。最左侧和最右侧细槽212a、212b适用于接收导体主体144的正端子148和负端子150。其它细槽212具有这里将要描述的功能。

现在参考图12，表示其顶部拆卸的电池组34的视图。连接器组件178包括在连接器组件178内形成分开腔室216的一系列分隔壁214，其中一个细槽212与每个腔室216相关。一组管脚式端子220靠近后侧168布置。每个管脚式端子218包括一对从壳体176延伸到后侧168进入各自腔室216以及靠近细槽212位置的管脚220。

在电池组34内是电连接的多个电池222。在此实例中，五排四个电池222保持与左侧远处的管脚式端子或左侧管脚式端子220a电串联，并且与右侧远处的管脚式端子或右侧管脚式端子220b电串联。右侧管脚式端子220b在此实例中是正端子，而左侧管脚式端子220a是负端子。串联以标准形式设置，其中电池222的负侧与相邻电池222的正侧直接接触，或者使用导电材料将电池222的负侧连接到电池222的正侧上。在此实例中，电池组34可保持18或24V DC的电源，但是通过改变电池222的数量或每个单个电池222的电压而方便地实现其它电压。

电池组34还包括不用来导电的三个中央管脚式端子220b、220c、220d。相反，三个管脚式端子可用来在充电过程中传递信息，如随后描述那样。

在此实例中，腔室140通过支架100和电池托盘102形成，但是，可以使用其它结构而可松开地存放电池组34并将电池组34保持在罐26内。这包括一对轨道、磁体的使用、夹子、缆绳或任何公知的其它机构以便可松开地存放物体。另外，电池组34可存放在罐26本身的腔室内，或者真空装置10的其它部分内。

在此实例中，大多数并且实际上整个腔室140和电池组34表示成布置在底部内表面50和罐26的底壁38之下。电池组34的低位置放置及其相对薄但宽的结构有助于保持真空装置10的低重心，因此使得真空装置10更加稳定。电池组34还可以可松开地定位在罐26的侧壁42上。以此方式，电池组34将更容易接近以便再充电和拆卸，但是真空装置10将占据较大的面积。这种构造还将升高重心，并且还使得重心离开罐26的中心。因此真空装置10将在其运动时不太稳定。

参考图13，简单地通过在箭头D1的方向上将电池组34运动通过支架尖端120并进入和离开腔室140，电池组34可从真空10中拆卸和安装其上。

参考图14，充电站224可用来对电池组34再充电。充电站224可使用缆绳226插入任何标准出口，并可将120V AC电能转换成18或24V DC电能。充电站224可包括适用于接收电池组34的管脚式端子218的多个孔口(未示出)。通过将管脚式端子218插入孔口，充电站224可对电池组34进行快速充电的再充电。中央管脚220c、220d、220e可为充电站224提供例如温度的信息，以确保在不损坏电池222的情况下进行快速充电。

也可以使用对电池222再充电的其它选择。这些选择包括将电能转换器布置在电池组34内或真空清洁器10的其它地方，使得电池组34和/或真空清洁器10可直接连接到标准电出口上。供应到转换器上的A/C电能转换成DC电能，但是它可以将DC电能直接供应到马达组件32上。以此方式，如果电池电量低，真空清洁器10可插入出口，并且供应到电池组34上的电能马上提供给马达组件32。电池组34内的电池222可由任何公知材料或随后发现的能够再充电地存储DC电能的材料制成。这种材料包括Ni-Cd、锂等。另外，也可以使用非再充电电池，但是它不太适用于这种类型的应用。

在真空清洁器10的使用过程中，罩组件28布置在罐26上以便产生至少相对气密的密封。如公知那样，在接通/断开开关90放置在接通位置时，马达70通电并且转动轴72，轴转动叶轮76。由这种转动而在叶轮76上产生压差，并且空气从大气吸入并经由入口44进入罐26内部。空气接着流过过滤器56，并且任何碎片截留在罐22内。空气接着运动通过网格板60，通过叶轮腔室62中的叶轮并且被推出叶轮76的外周边到环形腔室68，并进入吹送器腔室80。从吹送器腔室80，在任何所述的结构中，即细槽82、孔口86、通气口84或其它本领域公知的其它结构，将空气引导到大气中。空气流过壳体的类似细节在美国专利NO.6530116中描述，该专利结合于此作为参考。真空装置10可运输到任何地方，而没有连接到壁式出口上的缆绳的困扰。一旦电池组34内的电能用完，电池组34可从真空装置10中取出并放置在充电站224内以便对电池222再充电。在再充电完成之后，电池组34可插回到腔室140，与导体组件144接触，以便为马达组件32提供电能。

与马达组件32相结合地使用可拆卸的再充电电池组34提供多个优点。真空装置10是独立自主的，并且可放置和使用在商店地面或外部的任何地方而不考虑电源出口。没有电源缆绳限制真空装置10的运动。真空装置10不依靠气动马达组件，该组件在室内的噪音极大。

如果电池组34放置在罐26的底部内表面50之下，整个真空装置10实际上很稳定。由于将电池组34的重量集中在真空装置10底部附近，使其不容易倾斜，真空装置10的重心降低。

在一个实例中，罐可具有2.5加仑的容量，相对于设计用于商店地面环境的现有真空装置来说，罐相对小并容易移动。由于它相对小并且通过电池供电，它容易用手输送到需要清洁的任何位置，而不考虑壁式电源出口。因此大大提高真空装置的利用性。

真空清洁器250的第二实例表示在图15、16和17中。在此实例中，电池252和马达组件254从真空清洁器250中取出以便形成便携式吹送器组件256。管258可连接到马达组件254上，以便提供离开马达组件254的直接气流。具有可拆卸吹送器的典型真空清洁器的细节表示在美国专利NO.6530116中，该专利结合于此作为参考。

在所述实例中，马达组件254包括具有插头262的缆绳260。插头262布置在安装在电池52内的出口264内。电池252可包括截留器266，以改善器输送性能。

在马达组件254从真空清洁器250中拆卸时，第二马达组件268可安装在真空清洁器250上(图17)。在所示实例中，第二马达组件268可直接插入标准的壁式电源出口。因此，第一马达组件254通过直流电供电，并且第二马达组件268通过交流电供电。

图18是真空清洁器270的第三实例的透视图。真空清洁器270包括布置在底座274上的罐272。底座274从罐272延伸，并包括安装站276以及可接收例包括刷子、扫帚或类似物的任何工具的工具安装件277。

安装站276设计成使得电池278以向下方式插入安装站276。安装站276可包括参考第一实例描述和说明的结构，使得来自于电池278的电能传递到马达组件(未示出)。在此实例中，电池278的插入通过重力来帮助，并且安装在相对较高的位置上。但是，其面积增加，对于整个单元的稳定性来说，没有第一实例那样大的优点。

从以上说明中，本领域普通技术人员将理解到当前的披露提出一种电池供电的真空清洁器，该清洁器可转换成便携式吹送器。但是本领域普通技术人员容易将此披露所教导的新颖内容适用于任何情况。因此，不应该认为此披露所教导的内容局限于这里披露的特定实例，相反包括本发明精神和范围内的所有应用。

Claims (26)

1.一种真空清洁器，包括：

具有接收碎片的入口的罐；

可松开地接收马达组件的马达安装件；

交流电供电的马达组件，所述交流电供电的马达组件可松开地布置在马达安装件内并经由入口将碎片抽吸到罐内；

直流电供电的马达组件，所述直流电供电的马达组件交替地可松开地布置在马达安装件内并经由入口将碎片抽吸到罐内；以及

靠近罐底部布置的电池组，所述电池组包括至少一个电池；以及

从电池组到直流电供电的马达组件的连接件，当所述直流电供电的马达组件布置在马达安装件中时，该连接件从电池组承载电流至所述直流电供电的马达组件。

2.如权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，电池组中的至少一个电池是可再充电的。

3.如权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，罐具有支承碎片的底部内表面，其中电池组可拆卸地布置在罐底部内表面之下。

4.如权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，从电池组到马达组件的连接件包括将电池组至少部分连接到直流电供电的马达组件上的第一缆绳。

5.如权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，所述电池组靠近所述罐可拆卸地布置。

6.如权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，还包括接收电池和对电池再充电的电池充电器。

7.如权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，电池可拆卸地布置在罐之下的底座内。

8.如权利要求7所述的真空清洁器，其特征在于，电池滑动地接收在底座中的托盘内。

9.如权利要求7所述的真空清洁器，其特征在于，所述真空清洁器还包括：

在底座内的导体组件；和

从导体组件延伸到底座出口的缆线。

10.如权利要求4所述的真空清洁器，其特征在于，所述真空清洁器还包括：

从所述交流电供电的马达组件延伸到插头的第二缆绳，插头可松开地布置在底座出口内。

11.如权利要求1所述的真空清洁器，其特征在于，所述直流电供电的马达组件和电池组可从罐上松开，并且适合于连接在一起以形成便携式吹送器的一部分。

12.如权利要求1所述的真空清洁器，其中，所述电池组包括：

具有前侧、后侧、顶侧、底侧和左侧以及右侧的壳体，并且壳体包括主体、手柄以及在手柄和主体之间延伸通过壳体的手指空间；

该主体具有位于顶侧上的顶部表面和位于底侧上的底部表面，并且其中具有至少一个电池；以及

手柄具有位于顶侧上的顶部表面和位于底侧上的底部表面，并且在轴线方向上从主体延伸；

其中，手柄的顶部表面与主体的顶部表面形成阶梯关系，并且手柄的底部表面与主体的底部表面形成阶梯关系。

13.如权利要求12所述的真空清洁器，其特征在于，壳体包括至少一个通道，以有助于进入托盘。

14.如权利要求12所述的真空清洁器，其特征在于，顶部表面包括一系列凹入部，以便增加表面面积。

15.如权利要求14所述的真空清洁器，其特征在于，凹入部包括细槽，以使空气进行传递。

16.如权利要求15所述的真空清洁器，其特征在于，细槽位于凹入部的侧面上。

17.如权利要求12所述的真空清洁器，其特征在于，壳体具有位于后侧上的后表面，电池组还包括延伸离开后表面的连接器，连接器适用于将壳体安装在导体上，使得电流可从电池传递到导体。

18.如权利要求17所述的真空清洁器，其特征在于，连接器包括顶壁和底壁以及第一侧壁和第二侧壁，其中第一侧壁是直的，而第二侧壁是弯曲的。

19.如权利要求17所述的真空清洁器，其特征在于，后表面包括至少一对细槽，壳体还包括至少一个延伸通过细槽的管脚式端子。

20.如权利要求12所述的真空清洁器，其特征在于，至少一个电池是可再充电电池。

21.如权利要求1所述的真空清洁器，其中电池被沿着托盘的纵向轴线滑动接收，托盘靠近罐的底部。

22.如权利要求21所述的真空清洁器，其特征在于，托盘包括沿着纵向轴线延伸的至少一个轨道。

23.如权利要求21所述的真空清洁器，所述真空清洁器还包括：

靠近托盘保持的导体；以及

将导体至少部分电连接到直流电供电的马达组件上的第一缆绳，以及

其中，导体包括隔离杆和从隔离杆延伸的第一和第二管脚。

24.如权利要求23所述的真空清洁器，其特征在于，第一缆绳在第一端从隔离杆延伸，并在第二端终止于出口。

25.如权利要求24所述的真空清洁器，其特征在于，还包括在第一端从交流电供电的马达组件延伸并在第二端终止于插头的第二缆绳，插头适用于通过底座出口接收。

26.如权利要求24所述的真空清洁器，其特征在于，托盘包括适用于固定出口的出口接收器。

Images