JP2018511360A - Vacuum cleaner having a cleaning roller rotatable about a rotation axis - Google Patents
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Abstract
本発明は、回転軸(x)の周りで回転可能であり掃除対象面を処理するための掃除ローラ(2)を有する掃除機(1)、特に床掃除機に関し、掃除ローラ(2)が内部液体空間(4)を具備する少なくとも部分的に液体透過性の中空体(3)として構成され、中空体(3)は液体空間(4)から中空体(3)の表面へ液体(6)を放出するための孔(5)を有する。液体の不測の放出や漏れを防止するために、本発明の掃除ローラ(2)は、液体に作用する毛管力(FK)と遠心力(FZ)の間の力の均衡により決定された最小回転数(nmin)未満では液体空間(4)からの液体(6)の放出を阻止すると共に、最小回転数(nmin)に到達したならば液体空間(4)からの液体(6)の放出を可能とするように構成されている。【選択図】図4The present invention relates to a vacuum cleaner (1) having a cleaning roller (2) that is rotatable about a rotation axis (x) and for treating a surface to be cleaned, in particular, a floor cleaner, and the cleaning roller (2) is provided inside. Constructed as an at least partially liquid permeable hollow body (3) comprising a liquid space (4), the hollow body (3) passing the liquid (6) from the liquid space (4) to the surface of the hollow body (3). It has a hole (5) for discharge. In order to prevent accidental discharge and leakage of the liquid, the cleaning roller (2) of the present invention has a minimum rotation determined by the balance of forces between the capillary force (FK) and the centrifugal force (FZ) acting on the liquid. If it is less than the number (nmin), the discharge of the liquid (6) from the liquid space (4) is prevented, and if the minimum number of revolutions (nmin) is reached, the liquid (6) can be discharged from the liquid space (4). It is comprised so that. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、掃除対象面の処理のために回転軸の周りで回転可能な掃除ローラを有する掃除機、特に床掃除機に関し、その掃除ローラは、内部に液体空間を具備する少なくとも部分的に液体透過性である中空体として形成されており、その中空体は、液体空間から中空体の表面に液体を放出するための孔を具備する。 The present invention relates to a cleaner, in particular a floor cleaner, having a cleaning roller rotatable around a rotation axis for the treatment of the surface to be cleaned, the cleaning roller being at least partly liquid with a liquid space therein. The hollow body is formed as a permeable hollow body, and the hollow body has holes for discharging liquid from the liquid space to the surface of the hollow body.
上述したタイプの掃除機は、従来公知である。特許文献1は、例えば、その内部から掃除用液体を供給される拭き掃除ローラとして形成された掃除ローラを有する床掃除機を開示している。このために、その掃除ローラは、液体透過性の筒体を有する。これは、掃除ローラの外側に装着された掃除布を濡らすために、例えばピット、スロット、穿孔等の形態の通路孔を設けられている。掃除布及び/又は筒体と掃除布の間に適宜配置されるスポンジ体が吸収性を有して形成されることにより、常に筒体から孔を通して液体が吸い出される。掃除対象面上での掃除機の移動中の接触圧によって、液体が掃除布又はスポンジ体から掃除対象面上へと移される。 Vacuum cleaners of the type described above are known in the art. Patent document 1 is disclosing the floor cleaner which has the cleaning roller formed as a wiping cleaning roller supplied with the cleaning liquid from the inside, for example. For this purpose, the cleaning roller has a liquid-permeable cylinder. This is provided with passage holes in the form of pits, slots, perforations, etc., in order to wet the cleaning cloth mounted on the outside of the cleaning roller. By forming the cleaning cloth and / or the sponge body appropriately disposed between the cylinder body and the cleaning cloth so as to absorb the liquid, the liquid is always sucked from the cylinder body through the hole. The liquid is transferred from the cleaning cloth or sponge body onto the surface to be cleaned by the contact pressure during the movement of the cleaner on the surface to be cleaned.
その場合、掃除ローラの液体空間から中空体の表面に、すなわち掃除布及び/又はスポンジ体の表面に液体が常に放出されることが問題である。その結果、掃除ローラが既に掃除動作に用いられておらず、例えば単に持ち運ばれているときにも液体が放出されてしまうことになる。 In that case, it is a problem that the liquid is always discharged from the liquid space of the cleaning roller to the surface of the hollow body, that is, the surface of the cleaning cloth and / or the sponge body. As a result, the cleaning roller has not been used for the cleaning operation, and the liquid is discharged even when it is simply carried, for example.
本発明の目的は、望ましくない放出や漏出が起こり得ないように、液体が所定の条件下においてのみ液体空間から中空体の表面へと運ばれるように機能する掃除機を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a vacuum cleaner that functions so that liquid is only transported from the liquid space to the surface of the hollow body under certain conditions so that undesirable discharge or leakage cannot occur.
この目的を解決するために本発明は、掃除ローラが、液体に作用する毛管力と遠心力の間の力の均衡による所定の最小回転数未満では液体空間からの液体の放出が阻止され、かつ、最小回転数に到達したときに液体空間からの液体の放出が可能となるように構成されることを提示する。 To solve this object, the present invention provides that the cleaning roller is prevented from discharging liquid from the liquid space below a predetermined minimum number of revolutions due to a force balance between the capillary force acting on the liquid and the centrifugal force, and It is proposed that the liquid can be discharged from the liquid space when the minimum rotation speed is reached.
掃除機は、先ず、手持ち式掃除機として構成することができ、好適にはハンドルで案内される掃除機として構成される。それは、代替的に又は付加的に床メンテナンス装置とすることができる。特に、床メンテナンス装置又は床掃除装置は、自走式装置として構成することができる。その場合、それが予めプログラムされるか又は掃除経路を自動的に認識することにより床又は部屋の掃除を行うことができる。それは窓掃除機とすることもできる。自走式装置として構成された場合、その装置は、例えばレーザースキャナの形式の方向案内装置を有するか又はそれと連係することができる。それは、制御プログラムを記憶しかつ/又は実行する制御装置、特にマイクロコンピュータを有することもできる。 The vacuum cleaner can first be configured as a handheld vacuum cleaner, preferably as a vacuum cleaner guided by a handle. It can alternatively or additionally be a floor maintenance device. In particular, the floor maintenance device or floor cleaning device can be configured as a self-propelled device. In that case, it can be pre-programmed or the floor or room can be cleaned by automatically recognizing the cleaning path. It can also be a window cleaner. When configured as a self-propelled device, the device can have or be associated with a direction guide device, for example in the form of a laser scanner. It can also have a control device, in particular a microcomputer, for storing and / or executing a control program.
本発明においては、液体空間から中空体の表面に液体が放出されるか否かは、掃除ローラの実際の回転数に依存する。これは、液体空間に収容された液体に対して、一方では毛管力が作用し、他方では掃除ローラの回転時に遠心力が作用するという知見に基づいている。毛管力は、液体空間に収容された液体が所定の条件下で毛細管として形成された中空体の孔に滲入することにより中空体の表面に到達できるようにする。この作用は、液体の表面張力及び、液体と孔の内壁の間の界面張力により生じる。表面の材料を濡らす液体の場合、その液体は毛管の内部に滲入し、その際に凹状の境界面(メニスカス)を形成する。この現象は吸着力によるものである。その一方で、液体が表面を濡らさないような液体と表面の組合せもある。その場合、液体は毛管内に凸状の面を形成する。毛管力は、液体の表面張力、毛管の直径、及び液体と毛管内壁の間の接触角に依存する。これは、以下の数1の式で示される。式中、σは水の表面張力、dは毛管の直径、及びθは接触角である。
さらに、掃除ローラの回転軸周りの回転時に、同様に、液体空間の内部に収容された液体に対して遠心力が作用する。遠心力は、その場合、回転軸から径方向外側に向かって、すなわち中空体の孔の方向に作用することにより、液体は所定の条件下で液体空間から表面に出ることができる。遠心力は、ここでは、孔の直径d、(回転時の)液体空間内部の水レベルh、液体の密度ρ、回転速度v、及び液体の重心半径rに依存する。ここで、孔の下の液体レベルのみを考慮すると仮定した場合、遠心力は以下の数2の式で示される。
中空体の材料を濡らす液体の場合、毛管力と遠心力は同じ方向、すなわち径方向外側に向く。それに対し、中空体の材料を濡らさない液体の場合、毛管力と遠心力は反対向きであり、従って、遠心力が径方向内側に作用する毛管力を上回ることによって液体が液体空間から中空体の表面に到達できるのに必要な最小回転数を、毛管力と遠心力の間の力の均衡に基づいて算出することができる。 In the case of a liquid that wets the material of the hollow body, the capillary force and the centrifugal force are directed in the same direction, ie radially outward. On the other hand, in the case of a liquid that does not wet the material of the hollow body, the capillary force and the centrifugal force are opposite to each other, so that the liquid is removed from the liquid space by the centrifugal force exceeding the capillary force acting radially inward. The minimum number of revolutions necessary to reach the surface can be calculated based on the force balance between capillary force and centrifugal force.
このために、等式FK=Fzを回転速度vについて解くと、以下の数3の結果が得られる。
決定された回転速度vは、以下の数4の式により回転数nと関係する。
本発明の概念においては、液体と孔の内壁の間の接触角が90°より大きく270°までであることが提示される。液体と孔の内壁の間の接触角は、液体空間から液体が出るための要件である。接触角が90°より大きい場合、接触角の余弦は毛管力に悪影響を及ぼす負となる。このことは、液体が孔に滲入していかず、ほとんどの液体を反対方向に移動させることになり、毛管力が遠心力に対抗することを意味する。本発明は、接触角が90°より大きく270°までとなるような液体と中空体の材料の特定の組合せを選択することにより、この効果を利用する。この場合、毛管力は、液体の遠心力に反対向きに対応するように作用する。掃除ローラの回転数が十分に大きければ、遠心力が毛管力を上回り、液体空間から液体が出て行く。従って、全体的に液体の放出は、材料、回転数及び孔の直径の選択により調整される。結果的に、ポンプ、バルブ、遠心力に依存するフラップ等は用いられない。 In the concept of the invention, it is proposed that the contact angle between the liquid and the inner wall of the hole is greater than 90 ° and up to 270 °. The contact angle between the liquid and the inner wall of the hole is a requirement for the liquid to exit the liquid space. If the contact angle is greater than 90 °, the cosine of the contact angle is negative, which adversely affects the capillary force. This means that the liquid does not penetrate the pores and will move most of the liquid in the opposite direction, so that the capillary force counters the centrifugal force. The present invention takes advantage of this effect by selecting a specific combination of liquid and hollow body material such that the contact angle is greater than 90 ° and up to 270 °. In this case, the capillary force acts in the opposite direction to the centrifugal force of the liquid. If the number of rotations of the cleaning roller is sufficiently large, the centrifugal force exceeds the capillary force, and the liquid exits from the liquid space. Thus, overall the liquid discharge is adjusted by the choice of material, rotation speed and hole diameter. As a result, pumps, valves, flaps depending on centrifugal force, etc. are not used.
液体が水であり、そして中空体が疎水性材料、特にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を有することが提示される。この場合のPTFEは、中空体の、特に孔のコーティングとすることができる。中空体が疎水性であることによって孔内の水が90°より大きい接触角を有することにより毛管力は液体空間の方へ向けられ、それによって遠心力に対抗する。従って、上述した毛管力と遠心力の間の力の均衡を生じることができる。PTFE以外の他の疎水性材料も用いることができ、例えばワックス又はパラフィンである。中空体全体が疎水性材料からなることができ、又は、少なくとも液体空間の内側、特に孔の内側が疎水性材料のコーティングを有することもできる。 It is proposed that the liquid is water and the hollow body has a hydrophobic material, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE). The PTFE in this case can be a hollow body, in particular a pore coating. Due to the hydrophobicity of the hollow body, the capillary forces are directed towards the liquid space by having the contact angle of the water in the pores greater than 90 °, thereby counteracting the centrifugal force. Thus, a force balance between the capillary force and the centrifugal force described above can be produced. Other hydrophobic materials besides PTFE can also be used, for example wax or paraffin. The entire hollow body can consist of a hydrophobic material, or at least the inside of the liquid space, in particular the inside of the pores, can have a coating of hydrophobic material.
孔が0.5μm〜2mmの直径を有することが提示される。この直径が十分に小さいことにより、液体空間の内部に収容された液体が重力のみによって液体空間から孔を通過することはできない。さらに、本発明の機能を実現するために、孔は、十分に強い毛管効果、すなわち孔内の液体の十分な滲入高さが得られるような直径を有する。好適には、孔は、中空体の材料に穿設されたキャピラリとすることができる。それに替えて、キャピラリを内包する材料からなる中空体も、好適である。しかしながら後者の場合、本発明では、複数の孔の直径が同じサイズであるか又は各孔が明確に規定可能な最小サイズを有することにより、液体空間から液体が放出されるための共通する最小回転数を決定できることが必要である。 It is proposed that the holes have a diameter of 0.5 μm to 2 mm. Since the diameter is sufficiently small, the liquid contained in the liquid space cannot pass through the hole from the liquid space only by gravity. Furthermore, in order to realize the function of the present invention, the pores have a diameter such that a sufficiently strong capillary effect, i.e. a sufficient penetration height of the liquid in the pores, is obtained. Preferably, the hole may be a capillary drilled in a hollow body material. Instead, a hollow body made of a material containing the capillary is also suitable. In the latter case, however, the present invention provides a common minimum rotation for the liquid to be discharged from the liquid space by having a plurality of holes of the same diameter or each hole having a minimum size that can be clearly defined. It is necessary to be able to determine the number.
さらに、中空体が、互いに異なる直径をもつ異なる大きさの孔を有することが提示される。その場合、第1の直径をもつ孔が第1の最小回転数を割り当てられ、第2の直径をもつ孔が第2の最小回転数を割り当てられる。この構成によれば、掃除ローラの2つの回転数が設定され、当該回転数を超えると液体を放出するための各孔が開放される。これにより例えば、より大きい第2の直径をもつ孔は、第1の最小回転数に達しても最初は閉鎖されたままで、第2の最小回転数に達したときに初めて液体の放出のために開放される。従って、2つ又はそれ以上の孔のグループが、互いに異なる直径をもつことができ、回転数に依存して掃除ローラの所定の水分透過のみを許容し、より大きい回転数になって初めて水をより多く放出させることができる。 Furthermore, it is proposed that the hollow body has different sized holes with different diameters. In that case, the hole with the first diameter is assigned the first minimum speed and the hole with the second diameter is assigned the second minimum speed. According to this configuration, two rotation speeds of the cleaning roller are set, and when the rotation speed is exceeded, each hole for discharging the liquid is opened. Thus, for example, a hole with a larger second diameter remains initially closed when the first minimum number of revolutions is reached, and only for the discharge of liquid when the second minimum number of revolutions is reached. Opened. Therefore, two or more groups of holes can have different diameters, allow only predetermined moisture permeation of the cleaning roller, depending on the number of rotations, and only after a higher number of rotations does water flow. More can be released.
掃除機が乾式掃除機である場合、掃除ローラを用いた面処理に対応する第1の回転数においては中空体の液体空間からの液体の放出を阻止すると共に、掃除ローラの自動清浄化に対応する第2のより大きい回転数においては液体空間から液体を放出させるように掃除ローラが構成されることが提示される。このように本発明は、湿式掃除機に限られない。むしろ本発明は、乾式掃除機においても特に好適に用いることができる。その掃除機は、掃除対象面の通常の処理に用いられる回転数が、液体の放出に必要な最小回転数よりも小さくなるように構成されている。従って、望ましくない中空体からの液体の漏れ出しを生じること無く、掃除ローラを用いて第1の回転数で乾式掃除を実行することができる。掃除ローラの最低回転数に達したときにのみ、液体空間から液体が放出される。この最低回転数又は、より大きい回転数は、例えば掃除ローラの自動清浄化を実行すべきときの掃除ローラの回転のために設定することができる。その際、掃除ローラが液体で濯がれることにより掃除ローラの表面に付着した汚れを除去することができ、それに続く乾燥の後、掃除ローラはまた新たな乾式掃除プロセスのために使用可能となる。従って、本発明は、乾式掃除機の掃除ローラの自動清浄化の際にも極めて良好に適用されることができる。 When the vacuum cleaner is a dry vacuum cleaner, the first rotation speed corresponding to the surface treatment using the cleaning roller prevents the liquid from being released from the liquid space of the hollow body and supports the automatic cleaning of the cleaning roller. It is suggested that the cleaning roller is configured to discharge liquid from the liquid space at the second higher rotational speed. Thus, the present invention is not limited to a wet cleaner. Rather, the present invention can be particularly suitably used in a dry vacuum cleaner. The vacuum cleaner is configured such that the number of rotations used for normal processing of the surface to be cleaned is smaller than the minimum number of rotations necessary for discharging the liquid. Accordingly, dry cleaning can be performed at the first rotational speed using the cleaning roller without causing an undesirable leakage of liquid from the hollow body. Only when the minimum number of rotations of the cleaning roller is reached, the liquid is discharged from the liquid space. This minimum or higher rotational speed can be set, for example, for the rotation of the cleaning roller when automatic cleaning of the cleaning roller is to be performed. In doing so, the cleaning roller can be rinsed with liquid to remove dirt deposited on the surface of the cleaning roller, and after subsequent drying, the cleaning roller can also be used for a new dry cleaning process. . Therefore, the present invention can be applied very well when the cleaning roller of the dry vacuum cleaner is automatically cleaned.
さらに、掃除機が湿式掃除機である場合、掃除ローラを用いた面処理に対応する第1の回転数において中空体の液体空間から第1の量の液体を放出させると共に、掃除ローラの自動清浄化に対応する、特により高い第2の回転数において液体空間から第2の量の液体を放出させるように、掃除ローラが構成されていることが提示される。その場合、湿式掃除機は、掃除ローラの回転のための2つの異なる回転数段階を有する。掃除ローラを用いた面処理中、第1の回転数で掃除ローラが回転すると、それに応じて現時点の力の均衡に対応する量の液体が液体空間から放出される。面の湿式処理に関係なく、本発明では、掃除ローラの自動清浄化のために第2の回転数段階を設けることができ、それは第2のより高い回転数であり、その回転数において、掃除ローラを濯ぐためにより多くの液体が液体空間から出ることができる。この実施形態の場合、掃除ローラを回転させずに掃除機を移動させることによって液体空間から全く液体を出させないことも可能である。これにより、望ましくない液漏れが最適に回避される。 Further, when the cleaner is a wet cleaner, the first amount of liquid is discharged from the liquid space of the hollow body at the first rotational speed corresponding to the surface treatment using the cleaning roller, and the cleaning roller is automatically cleaned. It is presented that the cleaning roller is configured to discharge a second amount of liquid from the liquid space, particularly at a higher second rotational speed, corresponding to the conversion. In that case, the wet cleaner has two different rotational speed stages for the rotation of the cleaning roller. During the surface treatment using the cleaning roller, when the cleaning roller rotates at the first rotation speed, an amount of liquid corresponding to the current force balance is discharged from the liquid space accordingly. Regardless of the wet processing of the surface, the present invention can provide a second rotational speed stage for automatic cleaning of the cleaning roller, which is the second higher rotational speed, at which the cleaning speed is increased. More liquid can exit the liquid space to rinse the rollers. In the case of this embodiment, it is also possible to prevent liquid from coming out from the liquid space at all by moving the cleaner without rotating the cleaning roller. This optimally avoids unwanted liquid leakage.
掃除ローラの最小回転数は、少なくとも150回転/分〜3000回転/分であることが提示される。この150回転/分の最小回転数は、掃除機の搬送中における掃除ローラの単にランダムな回転に対して明確に区別される。同様に、この最小回転数は、掃除対象面上で掃除機を単に移動させる際の掃除ローラの回転数も超えている。それだけでなく、上述した回転数範囲150回転/分〜3000回転/分は、床掃除のために動作中の掃除ローラの通常の回転数、又は、付着した汚れを掃除ローラから自動清浄化するときの掃除ローラの通常の回転数に対応する。その場合、液体が中空体から出るために必要な最小回転数は、遠心力と毛管力に影響する上述したパラメータにより決定される。 It is suggested that the minimum number of revolutions of the cleaning roller is at least 150 revolutions / minute to 3000 revolutions / minute. This minimum number of revolutions of 150 revolutions / minute is clearly distinguished from simply random rotation of the cleaning roller during the transport of the cleaner. Similarly, this minimum number of rotations also exceeds the number of rotations of the cleaning roller when the cleaner is simply moved on the surface to be cleaned. In addition, the above-described rotation speed range of 150 rotations / minute to 3000 rotations / minute is the normal rotation speed of the cleaning roller that is operating for floor cleaning, or when the attached dirt is automatically cleaned from the cleaning roller. This corresponds to the normal rotation speed of the cleaning roller. In that case, the minimum number of revolutions required for the liquid to exit the hollow body is determined by the above-mentioned parameters affecting the centrifugal force and the capillary force.
最後に、中空体がスポンジ体により被覆されていることが提示される。加えて、又はそれに替えて、中空体及び/又はスポンジ体が掃除布特にマイクロファイバー布により被覆されているように構成することができる。その場合、掃除ローラの表面は、スポンジ体及び/又は掃除布により覆われる。例えば、それは織布の掃除布とすることができ、掃除対象面から除去された汚れがその中に付着する。この観点から、掃除布がマイクロファイバーとして構成されていることが特に好適である。これは、掃除対象面から汚れを除去することに関して特に好適である。掃除布又はスポンジ体が吸収性であることが好適であり、それにより所定量の液体を貯留させることができる。掃除布に関わらず、又は、中空体と掃除布の間に替えて、1つのスポンジ体を設けることができる。このスポンジ体は、特に、液体の中間貯留体として機能する。それは中空体の孔から出てくる液体を吸収し、それを掃除布又は掃除対象面へと供給する。 Finally, it is suggested that the hollow body is covered with a sponge body. Additionally or alternatively, the hollow body and / or the sponge body can be configured to be covered with a cleaning cloth, in particular a microfiber cloth. In that case, the surface of the cleaning roller is covered with a sponge body and / or a cleaning cloth. For example, it can be a woven cleaning cloth, with dirt removed from the surface to be cleaned deposited therein. From this viewpoint, it is particularly preferable that the cleaning cloth is configured as a microfiber. This is particularly suitable for removing dirt from the surface to be cleaned. It is preferred that the cleaning cloth or sponge body is absorbent so that a predetermined amount of liquid can be stored. Regardless of the cleaning cloth, or instead of the hollow body and the cleaning cloth, one sponge body can be provided. In particular, this sponge body functions as a liquid intermediate reservoir. It absorbs the liquid emerging from the holes in the hollow body and supplies it to the cleaning cloth or surface to be cleaned.
以下、実施形態を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
先ず、図1を参照して、掃除対象面の湿式掃除のための湿式掃除機の形態の掃除機1を示しかつ説明する。掃除機1は、掃除動作中に掃除対象面と接触するアタッチメント11を有する。アタッチメント11は、ここでは、内側から液体6を供給されることができる2つの掃除ローラ2を有する。このために、アタッチメント11は、充填孔12を通して液体6を供給され得るタンク(図示せず)を有する。液体6は、タンクから液体ホース(図示せず)を通って掃除ローラ2へ到達する。掃除機1は、2つの掃除ローラ2によって掃除対象面上に支持される。掃除ローラ2は、掃除機1のユーザの通常の作業動作に帰する掃除機1の通常の走行方向rに対して、すなわち一般的に交互に前後する方向に対して、さらに適宜次の掃除経路へ若干踏み込んだ方向に対して垂直に延在する。掃除ローラ2は、走行方向rに垂直な掃除機2のほぼ全幅に亘って延在する。図示の配置においては、掃除ローラ2は、掃除機1の走行方向rへの移動の際、アタッチメント11の前又は後にそれぞれ配置されている。掃除ローラ2は、電気モータ(図示せず)により駆動可能であり、すなわち回転軸xの周りで回転可能である。掃除機1の通常の走行動作中、掃除対象面を処理しないときは掃除ローラ2が能動的に駆動されることはない。その場合、掃除対象面との接触摩擦による掃除ローラ2の受動的回転のみが生じる。それに対し、掃除ローラ2を用いた面の掃除動作中、及び/又は、掃除ローラ2の自動清浄化中、掃除ローラ2がモータにより能動的に回転させられる。掃除動作中、掃除ローラ2と掃除対象面の間の接触ラインに沿ってワイピングエッジが形成される。このワイピングエッジは、面に対するこの一時的なワイピングエッジの移動により面の掃除を行うものであり、それにより汚れが除去される。掃除ローラ2は、湿式掃除のために液体6を供給される。それは好適には水であり、適宜それに加えて洗浄剤が添加される。この液体6は、最初はアタッチメント11のタンクに蓄積される。その後、このタンクを通して掃除ローラ2に液体6が供給される。このために、各掃除ローラ2は、掃除ローラ2の軸方向端部領域にホースを有する。従って、ホースの自由端領域は、掃除ローラ2の回転軸xに対して平行に延在している。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.
First, referring to FIG. 1, a cleaner 1 in the form of a wet cleaner for wet cleaning of a surface to be cleaned is shown and described. The vacuum cleaner 1 has an attachment 11 that comes into contact with the surface to be cleaned during the cleaning operation. The attachment 11 here has two
図2は、掃除ローラ2を詳細に示した図である。この場合、掃除ローラ2が、その異なる被覆体に関して展開して示されている。掃除ローラ2は、基本的に端部側が閉じた円筒形の中空体3を形成するが、ここでは見やすくするために端部側の閉鎖部分は示していない。中空体3は、硬質プラスチック材料からなり、ここでは疎水性材料すなわちPTFEによりコーティングされている。中空体3は、液体透過性であるように構成されており、表面7全体に亘ってキャピラリとして形成された多数の孔5を有する。中空体3の内部には、液体6の収容空間として機能する、同じく円筒形の液体空間4が形成されている。所定の条件下で液体6が、液体空間4から孔5を通して中空体3の表面7に到達できる。孔5は、同じく疎水性材料でコーティングされた内壁8を有する。中空体3は、その上に回転不能に配置されたスポンジ体9により取り巻かれている。スポンジ体9は、多孔構造を有し、液体6の中間貯留体の機能を有する。スポンジ体9は、ここではマイクロファイバーの形態の掃除布10により被覆されている。掃除布10、スポンジ体9及び中空体3は、互いに回転不能に接続され、全体として回転軸xの周りで回転可能である。中空体3の液体空間4は、液体6の容器として機能する。この容器は、上述したタンク及びホースを通して再充填される。スポンジ体9及び/又は掃除布10は、液体6で濡らされると直ちに、掃除対象面上での掃除機1の移動により生じる圧力下で液体6を掃除対象面に押し付ける。この場合、液体6は、ワイピングエッジの領域に出てくる。それにより液体6は、スポンジ体9及び/又は掃除布10から掻き出され、掃除布10を通して掃除対象面に適用される。掃除ローラ2が掃除機1の走行方向rの方にさらに回転すると、掃除対象面から汚れが除去されて掃除布10に移行する。
FIG. 2 is a view showing the cleaning
液体空間4から中空体3の表面7への液体6の放出は、掃除ローラ2の回転により生じる毛管力FKと遠心力FZに依存する。掃除ローラの最小回転数nminを超えたときにのみ、遠心力FZが毛管力FKを上回る。その結果、孔5の内壁8の疎水性によって径方向内側を向く毛管力FKを克服することができる。
The discharge of the liquid 6 from the
図3は、毛管力FK又は遠心力FZを決定するために必要なパラメータと共に掃除ローラ2の概略断面を示している。中空体3を具備する掃除ローラ2が示されている。中空体3は、液体6を収容するための液体空間4を包囲して多数の孔5を有する表面7を有する。本図では、説明のために1つの孔5のみを示している。しかしながら、掃除ローラ2は、多数の規則的又は不規則に配置された孔5を有することができ、それらを通して液体6が液体空間4から中空体3の表面7へ到達できると解される。掃除ローラ2は、ここではスポンジ体9又は掃除布10無しで示されている。これは特に、より明確に説明するためであり、実施形態を限定するものではない。孔5は、疎水性材料でコーティングされた内壁8を有する。図に理想的に示された状態では、液体空間4の内部に収容された液体6が、回転軸x周りの掃除ローラ2の回転によって規則的な液体リングを形成する。この液体リングは、回転軸xから延在する重心半径rと、液体リングの幅に相当する水レベルhとを有する。孔5は、直径dを有する。中空体3及び特に孔5の内壁8の疎水性コーティングによって、毛管力FKは径方向内向きの方向を有する。それにより、その毛管力FKは、掃除機2の回転により生じる径方向外向きの遠心力FZに対抗する。
Figure 3 shows a schematic cross section of a
図4は、内壁8がPTFEで疎水性にコーティングされた多数の孔5を有する掃除ローラ2の実施形態を示している。疎水性コーティングにより、液体6、ここでは水は、孔5の内壁8を濡らすことができない。それにより、孔5の内部に凸状の液面を生じる。従って、孔5の内部の内壁8と液体6の間の接触角θは、90°より大きい。その結果、毛管力FKは、以下の数5の式により負(マイナス)として表される。
それにより毛管力FKは、数6の式で表される回転軸xから外向きの遠心力FZに対抗する。
詳細には、毛管力FKと遠心力FZが均衡する掃除ローラの回転軸x周りの回転速度vは(そしてそれにより回転数nも)、以下の複数のパラメータに依存している。
表面張力 :σ
孔5の直径 :d
液体6の重心半径 :r
液体6と内壁8の間の接触角:θ
液体レベル :h
液体6の密度 :ρ
Specifically, the rotational speed v around the rotation axis x of the cleaning roller capillary force F K and the centrifugal force F Z is balanced (and thereby also the rotation speed n), it depends on several parameters described below.
Surface tension: σ
Diameter of hole 5: d
Center of gravity radius of liquid 6: r
Contact angle between the liquid 6 and the inner wall 8: θ
Liquid level: h
Liquid 6 density: ρ
示された実施例では、液体6が水であり、内壁8がPTFEによりコーティングされ、以下の数値が与えられる。
σ=72.75×10−3 N/m
d=1×10−3 m
r=15×10−3 m
θ=110°
h=1×l0−2 m
ρ=999.97 kg/m3
回転速度vは数値v=0.66m/sで表され、それはn=423.3回転/分にほぼ対応する。
In the example shown, the liquid 6 is water and the inner wall 8 is coated with PTFE, giving the following values:
σ = 72.75 × 10 −3 N / m
d = 1 × 10 −3 m
r = 15 × 10 −3 m
θ = 110 °
h = 1 × 10 −2 m
ρ = 999.97 kg / m 3
The rotation speed v is represented by the numerical value v = 0.66 m / s, which roughly corresponds to n = 423.3 rotations / minute.
その場合、最小回転数nminは、液体6が液体空間4から孔5を通って出てきて表面7に到達でき、そこで適宜スポンジ体9及び/又は掃除布10に吸収されるために超えられなければならない回転数nである。
In that case, the minimum number of rotations n min can be exceeded because the liquid 6 can come out of the
掃除機1が、例えば、掃除対象面と接触していないが運ばれている場合、掃除ローラ2の回転数nがゼロであることによって、最小回転数nmiを超えられず、液体6は液体空間4から出ることができない。それに対し、掃除ローラ2が、掃除動作のために例えば424回転/分の回転数nで回転するとき、液体6は液体空間4から孔5を通って出ることができ、掃除動作のために用いられることができる。掃除機1の望ましい設計に依存して、中空体3は異なる大きさの孔5を有することができ、それらに異なる最小回転数nminを割り当てることができる。例えば、第1の最小回転数nminは、掃除動作のために液体6を掃除対象面に供給するように設けられ、そして第2の最小回転数nminは、掃除ローラ2の自動清浄化動作のために液体6を供給するように設けられ、その際の掃除ローラ2は面の処理中よりも速く回転する。
For example, when the vacuum cleaner 1 is carried without being in contact with the surface to be cleaned, the rotation speed n mi of the cleaning
1 掃除機
2 掃除ローラ
3 中空体
4 液体空間
5 孔
6 液体
7 表面
8 内壁
9 スポンジ体
10 掃除布
11 アタッチメント
12 充填孔
x 回転軸
r 走行方向
d 直径
n 回転数
nmin 最小回転数
h 水レベル
r 重心半径
FZ 遠心力
FK 毛管力
σ 表面張力
θ 接触角
ρ 密度
v 回転速度
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