JP2009261950A - 電気モーターによって駆動される真空掃除ユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】掃除中に吸い込んだ空気中に湿気が検出された場合に、フィルタバッグや吸入ファンのような下流の部品を保護する。
【解決手段】真空掃除ユニットは、電気モーターによって駆動され、吸入口15と、吸入管14と、この吸入管に配置された湿気センサー17とを備える。通常の掃除中の真空吸引動作では、吸入口15から空気とともにほこり等を吸い込む。しかし、湿気センサー17によって湿気が検出されると、吸入管14に2次空気開口20が開く。2次空気開口20が開くと、吸入口15からの空気の吸引は遮断される。真空掃除ユニットは、2次空気開口20から空気を吸い込む。
【選択図】図5

Description

本発明は、吸入口、吸入管および吸入管の中に配置された湿気センサーを備え、電気モーターによって駆動される真空掃除ユニットに関する。
議論されるタイプの真空掃除ユニットは、例えば家庭用真空掃除機、特に手動案内型の真空掃除器具として知られている。また、吸引掃除及び/又は掃き掃除ロボットのように、電気モーターによって移動することができ、自立動作する床掃除器具の形で知られている。
湿気センサーが吸入管の中に配置され、真空掃除ユニットの吸入口から吸い込まれた液体を検出する。そして、湿気(水蒸気)にさらされた場合には、吸入される空気の流れを作るファンモーターに信号を送り、ファンモーターをスイッチオフするものが知られている。
しかし、電気モーターによって駆動されるファンは、スイッチオフされた後でも回り続ける。従って、徐々に減少しつつあるものの、ファンは吸入される空気の流れを生じさせる。それで、ファンの回転が落ちている間に、湿気センサーによって検出された湿気が更に真空掃除ユニットに引き込まれる。
これは機能の混乱に結び付き、吸い込まれた物質を集めるフィルタバッグを破壊し、更にファンモーターをも破壊する。
本発明の技術的課題は、議論されているタイプの真空掃除ユニットを公知の従来技術よりも更に改善することである。特に、湿気が検出された場合に、フィルタバッグや吸入ファンのような下流の部品を保護するための手段を改善することである。
請求項1の主題は、まずこの問題を解決する。請求項1に係る発明では、湿気が検出されると、吸入管に2次空気開口が開く。
掃除する床に向かい合い、物質、及び場合により湿気が吸い込まれる吸入口から、この2次空気開口は物理的に離れている。吸い込まれた空気の流れの方向から見ると、この2次空気開口は吸入口の下流に位置することが望ましい。更に、この2次空気開口は、吸入口と、保護されるべき吸入ファンまたはフィルタバッグとの間に位置することが望ましい。
従って、湿気が検出された結果、2次空気開口が開くとき、吸入口、すなわち、湿気が吸い込まれることになる場所で吸入される空気の流れは遮断される。湿気が検出されると同時に電気モーターはスイッチオフされるが、ファンは回り続けて空気を2次空気開口から引き込む。そして、2次空気開口は湿気の領域から離れている。このため、回転を止めつつあるファンによって作られる空気の流れは、湿気を含まない2次空気開口から吸い込まれた空気を引き込む。
ファイルバッグやファンモーターのような下流の部品は、この構造により吸い込まれる湿気に対して保護される。湿気の領域から吸い込むことは防止される。2次空気開口を開くことは、湿気にさらされると生じる湿気センサーからの信号によって制御される。
以下で、また図面の記述の中で、しばしば請求項1の主題や他の請求項の特徴との好ましい関連の中で、本発明の他の特徴を説明する。けれども、それらはまた、請求項1や個々の他の請求項の個別の特徴との関連で重要であり、または各々の場合には独立して重要である。
例えば、本発明の主題の好ましい構成として、湿気センサーと物理的に関連付けられた2次空気開口のために規定が作られる。真空掃除ユニットの通常の使用状態で2次空気開口を閉める蓋(flap)は、例えば、湿気センサーの横に、及び/又は湿気センサーの上に配置される。2次空気開口の開いている状態での断面が吸入口の断面に少なくとも等しいか、更に好ましくはより大きいことが望ましい。
2次空気開口、又は通常の真空吸引動作の間に2次空気開口を閉めるカバー、又は閉まっている蓋の好ましい構成の中で、湿気が検出されたために2次空気開口が開く途中に、検査手段及び/又は清掃手段は湿気センサーに触れる。
好ましい構成の中で、湿気が検出された後で真空掃除ユニットが再スタートする前に、更にまた好ましくは真空掃除ユニットがスイッチオンされるごとに、機能を検査する目的のために、この検査手段及び/又は清掃手段は真空掃除ユニットをセルフテストする。これは、湿気にさらされた場合に、湿気センサーが機能しており、真空吸引動作の間に適切な方法で反応することを確保する。
加えて、好ましい構成として、真空掃除ユニットが再スタートするとき、清掃手段が湿気センサーの正しい状態を確保するために湿気センサーと接触する。このため、湿気を含んだほこりの粒子のような湿気センサーに付着するよごれが存在しない。また、湿気が検出された後で、湿気センサーが検査され、セルフテストが正常にパスした後でのみ真空掃除ユニットを再スタートすることが望ましい。
更に好ましい構成として、2次空気開口は吸入管壁の一部が開くことによって作られる。吸入管は、一般に円形又は非円形の断面形状を有するチューブ管状である。
更に、吸入管は長方形の断面であって良い。この場合、開いて2次空気開口を開放する部分は、例えば、吸入管の天井部によって形成される。
2次空気開口の大きさを増加させるために、吸入管の壁部は、開くことができる天井と一体的に形成されても良い。この場合、2次空気開口が開いた状態の吸入管は、2次空気開口を形成するために上部と側部の両方が剥き出しになる。従って、これは、吸入口の領域での真空状態を確実に緩和する十分に大きな2次空気開口を与える。
通常の真空吸引動作の間、吸入管壁の部分は、2次空気開口を密閉するように閉め、閉じた位置に保持される。この保持された状態は、湿気センサーが湿気を検出したとき解除される。更に好ましい構成として、検査手段が検査した後でのみ、湿気センサーは再活性化される。
従って、更に好ましい構成として、2次空気開口を閉める壁の部分を保持するために、磁石によって固定された2次空気開口の閉じた位置のための規定が作られる。更に、磁石は、湿気センサーが検査され、湿気センサーのセルフテストが合格した後でのみ励磁される電磁石であることが好ましい。
湿気が検出された場合には、磁石クランプの励磁は中断され、2次空気開口が開放される。好ましい構成として、これは、2次空気開口の開いた位置まで吸入管の開く部分がバネによって引っ張られることによって達成される。閉じた位置に拘束されなくなると、バネの力が自動的に開放される。従って、バネは、2次空気開口が閉じた位置ではピンと張っている。
更に好ましい構成として、湿気センサーは容量性湿気センサーであり、更に、お互いに少し離れて配置された2つのセンサー部で構成される。これらのセンサー部は、センサー領域に容量性の場を確立するために、2つの極(poles)を形成する。センサー部は、吸入管の中の空気の流れから分離されないことが望ましいが、別の構成として、分離手段とセンサー部の間にエアーギャップ(隙間)が無いならば、分離されていても良い。2つの極を持った容量は、湿気センサーの構成の一例である。乾いた状態において、2つのセンサー部の間の誘電体は空気である。湿気が吸入管に吸い込まれるや否や、この湿気は湿気センサーを強制的につなぎ、誘電率を減少させる。
検査手段は、2つのセンサー部を短絡する短絡手段であることが望ましい。短絡手段として、例えば、ワイヤー(wire)、金属ブリッジ(metal bridge)、導電性のある金属クラスタ(metal cluster)、又は金属ブラシ(metal brush)が考えられる。センサー部は、セルフテストの間、これらの短絡手段によって短絡される。仮想的に極の間に誘電体がないので、湿気センサーが正常な場合、セルフテストで検出された測定値は0に近くなければならない。従って、湿気センサーを確実に検査することができる。もし、短絡されているにもかかわらず、検出された測定値が0に近い値でないならば、もっと徹底的なセンサー部の検査が必要である。そのとき、真空掃除ユニットを操作することはできない。
加えて、短絡手段はセンサー部のための清掃手段としての役割を果たす。特に、導電性のあるブラシまたは金属クラスタの形である短絡手段は清掃手段としての役割を果たす。2次空気開口を覆わないように管壁部が開く動きをする過程の間に、センサーの表面が清掃される。そして、その過程でセンサーの表面のよごれはこすり取られる。
本発明によれば、湿気が検出された場合に、フィルタバッグや吸入ファンのような下流の部品を保護することができる。
アタッチメントを持った手動案内型の家庭用真空掃除機の形をした真空掃除ユニットを示す図である。 アタッチメントの詳細な透視図である。 アタッチメントの平面図である。 通常の真空吸引動作を行う際の2次空気開口の閉じた位置における図3のIV−IV線概略断面図である。 湿気が検出された後で、2次空気開口の開いた位置における図4に対応する断面図である。 2次空気開口が開いた状態の詳細な透視図である。 2次空気開口が開いた状態の別の透視図である。 図7の領域VIIIの拡大図である。 第2の実施形態に関する通常の真空吸引動作中に閉められている2次空気開口の領域の断面図である。 2次空気開口が開いた状態の図9に対応する図である。
図1〜図8は最初の実施形態を説明するための図であり、図9と図10は2番目の実施形態を説明するための図である。本発明の2つの実施形態を、図1〜図10を参照しながら、以下に詳細に説明する。
まず、図1を参照しながら、真空掃除機1を含む真空掃除ユニットSを説明する。真空掃除機1は、特に手動案内型の縦型ユニットと、硬質床用ノズルの形のアタッチメント10として構成される家庭用掃除機である。しかし、以下に記載されるアタッチメント10の特徴は、カーペットを掃除するための回転ブラシを持ったアタッチメントとして実現できる。
真空掃除機1は、吸入ファン用の図示されていない電気モーターを持った基本ユニット2を備える。フィルタカセット3は、吸い込んだほこりを収容するために設けられており、空気を通さない。フィルタカセット3は、基本ユニット2に収納される。フィルタカセット3は、フィルタバッグ4を含む。
基本ユニット2に格納された電気モーターに電気ケーブル5を介して電力が供給される。基本ユニット2は、またフィルタカセット3の領域に延びた白鳥の首のような突起を有する。この突起は、自由端の領域において、真空掃除機1の柄6をつなげるためのプラグタイプのレセプタクルを形成する。操作ハンドル7が柄6の自由端の領域に設けられる。操作ハンドル7は、スライディングスイッチの形をした親指操作の作動ユニット8を備えている。作動ユニット8は、基本ユニット2に格納されている電気モーターの電力を調整するために用いられる。または、作動ユニット8は、この電気モーターによって駆動される吸入ファンの回転を調整するために用いられる。
アタッチメント10は、実質的にノズルヘッド11と、ノズルボディ12と、接続部13で構成される。ノズルヘッド11は掃除される床9に押し当てられる。ノズルボディ12はノズルヘッド11を真空掃除機1に接続する。接続部13は、ノズルボディ12の上に形成され、アタッチメント10を真空掃除機1に接続する。
ノズルヘッド11の中で口が開く吸入管14は、接続部13から始まり、ノズルボディ12を通って延びる。符号15で示される吸入口アレインジメントはノズルヘッド11に形成され、床9と向かい合う。
吸入管14は、ノズル筺体16によって囲まれている。吸入管14は、図示されるように、ほぼ正方形に近い長方形の断面を持ち、角の領域は丸い。
湿気センサー17は、吸入管14の中に、流れの方向rから見てノズルヘッド11と吸入口アレインジメント15の下流に配置される。図示されるように、湿気センサー17は、吸入管14の中の床に配置され、2つのセンサー部18で構成された容量性の湿気センサーの形である。2つのセンサー部18は、お互いに少し離れて、空気の通常の流れの方向rを横切るように配置される。これらのセンサー部18は、測定の極を形成するが、(高くなった)丸平頭の形で構成され、(図示されていない)評価/トリガーユニットに電気的に接続される。
センサー部18は、邪魔板のような水障壁(water barrier)19の領域に配置される。ここで、水障壁19は、空気の流れによって運ばれてきた滴を制御された方法でセンサー領域に供給するためのものである。
図示されているように、開くことが可能な2次空気開口20は、湿気センサー17と物理的に関連しており、空気の流れの方向rから見て湿気センサー17のすぐ上流に配置されている。この2次空気開口20は、必要に応じて吸入管14の長手方向に対して横の両側で、垂直に上方へ、周囲の領域に開く。そのために、吸入管14は2つの向かい合った吸入管壁21の領域と、吸入管天井22の領域で開く。これは、側面開口領域23と、この側面開口領域23と合併する上方開口領域24とを生じる。これらの側面及び上方開口領域23と24はノズル筐体16の隣接部分に位置する。これらの領域はそれぞれ符号23’と24’で示される。
床9を掃除するための通常の真空吸引動作の間、吸入管14とノズル筐体16は閉じられている。従って、開口領域23、24と23’、24’は、覆われている。この覆われている状態では、正しい吸入の流れを確保するために、特に吸入管14が密封される。
この覆われている状態は、回転して開く蓋(flap)25と、湿気センサー17と向かい合う2次空気開口20の開口端に関連した方法で、吸入管14の長手方向に対して横に向いている蓋回転軸xとによって達成される。この状態では、蓋25は吸入管14の一部である。これは、上方開口領域24のカバーとなる天井部26と、この天井部26の横に一体的に形成され、蓋25が閉じた位置において上述した開口領域を密封するために側面開口領域23と関連させられる翼状の側壁部27とを形成することによって達成される。
蓋回転軸xから離れた側にある側壁部27の終端とこの終端に対応する側面開口領域23の端とは、蓋25に蓋回転軸xの周りを回転することを許すようにほぼ円弧の形で構成される。
蓋25は、更に、ノズル筐体16の上方開口領域24’と関連する筐体天井部28を運ぶ。筐体壁部29は、蓋25の側壁部27から横方向に離れているが、側面開口領域23’を閉めるために筐体天井部28と一体的に形成されている。
蓋回転軸xは、筐体の天井との間に間隔を空けて、吸入管14の天井に直接形成される。筐体天井部28が蓋回転軸xの周りを回転することを許すために、蓋回転軸xと関連する筐体天井部28の端は、ノズル筐体16の上方開口領域24’の関連する端から間隔を空けて終わる。これは、筐体天井部28のために回転できる領域を作る。そして、この回転できる領域は、特に図4に示すベーシックポジションにおいて、ノズル筐体16を閉めるために、曲がりやすい筐体部30によって覆われる。この曲がりやすい筐体部30は空間を埋める曲がりやすい帯(band)であって良い。
リジッドレバー(rigid lever)31は、蓋回転軸xに隣接して、特に天井部26の領域で蓋25と一体的に形成される。テンションスプリング(tension spring)32は、リジッドレバー31と連動する。テンションスプリング32は、一方の端でリジッドレバー31に固定され、他方の端でマウンティングブロック(mounting block)33に固定されている。マウンティングブロック33は、蓋回転軸xと連動するように吸入管14の天井の上側の面に形成されている。
この構成の結果として、テンションスプリング32の圧力によって、蓋25はいつでも2次空気開口20を開放する方向に引っ張られている。
吸入管14又は吸入管天井22の端部は蓋25の閉じられた位置で拡張アーム(extension arm)34と関連し、拡張アーム34はこの端部と連動する。そして、拡張アーム34は、蓋回転軸xから離れた側にある蓋側面の天井部26の端と関連するように、天井部26と一体的に形成されている。
この拡張アーム34は、その下側の面で金属プレート35を運ぶ。金属プレート35は吸入管天井22に配置されたマグネット36と相互に作用する。マグネット36は電磁石である。マグネット36は、励磁されると、吸入管14が閉まる位置で蓋25を保持する。
更に、蓋回転軸xに関連する方法で、蓋25又はその天井部26は、幅の範囲で中心となるように、アーム(arm)37を運ぶ。アーム37は空気の流れの中で吸入管14の中に突き出る。検査手段40は、アーム37に対して横に向いている短絡手段38の形をしている。検査手段40は、アーム37の端に固定されている。
図1から図8に図示されている最初の実施形態の中で、短絡手段38は金属の細長い一片である。図5に示すように蓋25が開いた位置において、短絡手段38がセンサー部18と連動することによって短絡回路を作るように、アーム37の長さと、アーム37の長さに対して横に見たときの短絡手段38の長さとは、設計されている。
真空掃除ユニットSの通常の動作状態において、すなわち、乾いたほこりとほこり粒子を普通に吸引している間、蓋25は、図4に示すように、マグネット36によって保持され、閉まっている。更にまた、ノズル筐体16も閉まっている。従って、空気は、吸入口アレインジメント15と吸入管14を通って真空掃除機1または真空掃除機1に配置されているフィルタバッグ4へ流れる。必要に応じて、すなわち、湿気センサー17の予め定義された許容範囲に依存して、流れている空気の湿気が所定の値になるまで通常の真空吸引動作が行われる。
吸い込まれた空気の流れと一緒に吸入管14を通る湿気は、強制的に水障壁19を横切ってセンサー部18に導かれる。その過程で、容量性のセンサーとしての湿気センサー17の構成に起因して誘電体の値が変化する。湿気にさらされたことによって予め定義された値を超えたならば、下流の評価ユニットはマグネット36をスイッチオフし、更に吸入ファンを駆動する真空掃除機1の中の電気モーターをスイッチオフする。テンションスプリング32によって作用された結果、蓋25は、図5に示すように、開いた位置に回転する。そして、それに伴って、2次空気開口20を広く開ける。
ファンモーターがスイッチオフされた後に吸い込まれた空気の流れが存在する。電気モーターが回転することを止めようとしている間でさえ、2次空気開口20を通って空気が入る。しかし、もはや吸入口アレインジメント15を通って空気は流れない。蓋25が開いた結果、吸入口アレインジメント15の領域での真空吸引は突然遮られる。それで、ファンモーターが回り続けていても、例えば床9に存在する湿気は、それ以上吸い込まれない。従って、湿気を運ぶ吸入された空気の流れは直ちに遮断される。
真空掃除ユニットS、特にアタッチメント10を再スタートさせるために、まず第一にセルフテストが実行される。このセルフテストは、主として湿気センサー17の機能を検査する。短絡手段38は、図5に示すように、蓋25が開いた位置でセンサー部18に押し当てられて、センサー部18を短絡する。もし、2つのセンサー部18の間に誘電体が無いと測定されるならば、これは湿気センサー17が正しい状態であることを示す。肯定的なセルフテストに続いて、下流の評価ユニットはマグネット36を再び励磁する。その後、ユーザはテンションスプリング32の力に逆らって蓋25を閉めると、真空掃除ユニットSは使用可能になる。
図9と図10は、短絡手段38の別の構成を示す。この場合、短絡手段38は、吸入管14の長手方向に対して横に向いた剛毛の細長い一片39として構成される。そして、この剛毛の細長い一片39は、例えば、ワイヤーブラシの形である金属の剛毛である。この剛毛の細長い一片39は、セルフテストの一部として互いに関連して2つのセンサー部18に望ましい短絡を生じさせることに加えて、蓋25が開閉のために回転するとき、同時にセンサー部18の表面を掃除する。これに応じて、センサーの表面は付着したよごれに対してブラシをかけてきれいにされ、特に湿ったよごれの粒子は除かれる。従って、この実施形態では、剛毛の細長い一片39は検査手段40と清掃手段41の両方として用いられる。
図示されるように、蓋25に作用する2つのテンションスプリング32が用いられる。また、別な構成として、中央に配置された1つのテンションスプリング32のみが用いられることができる。どちらの場合でも動作している間に作られる真空に逆らって蓋25を開けることができるように、テンションスプリング32の力が設定される。
また、更に他の構成として、ソレノイド(solenoid)、磁気クランプ(magnetic clamp)、メモリー・ワイヤー(memory wire)、または永久磁石のアッテネーション(attenuation)、サーボモータ(servomotor)等の手段による電動アクチュエータを用いて2次空気開口20を開けるために蓋25を作動させることができる。
また、例えば、液体に触れると安定性を失うスポンジ(sponge)、又は液体に触れると直ちに溶けるパウダー(powder)の形であるメカニカルソリューションが、固定されている2次空気開口20を開放するための湿気の検出に使われることができる。
上述した実施形態で開示された特徴は全て本発明と関係がある。
また、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や上述した実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。
更に、関連する、又は添付された優先権書類(先の出願の明細書等)の開示内容は、全て本明細書と特許請求の範囲に取り込まれる。
1…真空掃除機
2…基本ユニット
3…フィルタカセット
4…フィルタバッグ
5…電気ケーブル
6…柄
7…操作ハンドル
8…作動ユニット
9…床
10…アタッチメント
11…ノズルヘッド
12…ノズルボディ
13…接続部
14…吸入管
15…吸入口アレインジメント
16…ノズル筺体
17…湿気センサー
18…センサー部
19…水障壁
20…2次空気開口
21…吸入管壁
22…吸入管天井
23…側面開口領域
23’…側面開口領域
24…上方開口領域
24’…上方開口領域
25…蓋
26…天井部
27…側壁部
28…筐体天井部
29…筐体壁部
30…曲がりやすい筐体部
31…リジッドレバー
32…テンションスプリング
33…マウンティングブロック
34…拡張アーム
35…金属プレート
36…マグネット
37…アーム
38…短絡手段
39…剛毛の細長い一片
40…検査手段
41…清掃手段
S…真空掃除ユニット
r…流れの方向
x…蓋回転軸

Claims (9)

  1. 電気モーターによって駆動される真空掃除ユニット(S)であって、
    吸入口(15)と、吸入管(14)と、当該吸入管に配置された湿気センサー(17)とを備え、
    前記吸入管(14)は、前記湿気センサー(17)によって湿気が検出されたことに応答して、2次空気開口(20)を開けることを特徴とする真空掃除ユニット(S)。
  2. 前記2次空気開口(20)は、前記湿気センサー(17)と物理的に関連することを特徴とする請求項1に記載の真空掃除ユニット(S)。
  3. 2次空気開口(20)の開く動きの過程において、前記湿気センサー(17)と接触する検査手段及び/又は清掃手段(40、41)を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の真空掃除ユニット(S)。
  4. 前記2次空気開口(20)は、吸入管壁(21)の一部が開くことによって作られることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の真空掃除ユニット(S)。
  5. 前記2次空気開口(20)は、前記2次空気開口(20)の閉じた位置において、磁石(36)によって固定されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の真空掃除ユニット(S)。
  6. 前記吸入管(14)の開く部分が、前記2次空気開口(20)の開いた位置までバネ(32)によって引っ張られることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の真空掃除ユニット(S)。
  7. 前記湿気センサー(17)は、容量性の湿気センサーであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の真空掃除ユニット(S)。
  8. 前記湿気センサー(17)は、お互いに少し離れて配置された2つのセンサー部(18)を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の真空掃除ユニット(S)。
  9. 前記検査手段(40)は、前記2つのセンサー部(18)を短絡する短絡手段を備えることを特徴とする請求項8に記載の真空掃除ユニット(S)。
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