JP5091980B2 - 掃除機ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、掃除器具のための掃除機ヘッドに関する。その好ましい実施形態において、本発明は、真空掃除器具のための掃除機ヘッドに関する。

直立型真空掃除機は、典型的には、ゴミと埃の分離装置を含む本体と、本体上に取り付けられ、吸引開口部を有する掃除機ヘッドと、吸引開口部を通してゴミを含んだ空気を吸引するためのモータ駆動ファン・ユニットとを含む。ゴミを含んだ空気は、分離装置に運ばれ、空気が大気中に排出される前に、空気からゴミと埃を分離することができる。

吸引開口部は、下方に向けられ、掃除される床面に面する。分離装置は、フィルタ、フィルタ・バッグ、又は周知のようなサイクロン装置の形態をとることができる。本発明は、分離装置の性質には関係がなく、従って、上記の装置又は別の適切な分離装置のいずれかを用いる真空掃除機にも適用可能である。

駆動式攪拌器（ａｇｉｔａｔｏｒ）は、通常ブラシ・バーの形態であり、吸引開口部から僅かに突出するように掃除機ヘッド内に支持される。ブラシ・バーは、主として真空掃除機を用いてじゅうたん敷きの面を掃除する際に作動される。ブラシ・バーは、コアから半径方向外向きに延びる剛毛を有する細長い円筒形コアを含む。ブラシ・バーは、掃除機本体から得られる電力供給によって駆動される空気タービン又は電気モータによって駆動することができる。ブラシ・バーは、駆動ベルトを介してモータによって、或いはモータにより直接駆動して、吸引開口部内で回転させることができる。ブラシ・バーの回転により、剛毛が掃除されるじゅうたんの表面をこすり、ゴミと埃を浮かせ、ゴミを拾い上げる。空気の吸引により、空気がソールプレートの下及びブラシ・バーの周囲に流れて、じゅうたんの表面からゴミ及び埃を持ち上げ、次いで、吸引開口部から掃除機ヘッドを通って分離装置の方向に搬送するのを助ける。

吸引開口部は、一般に、掃除される床面に面するソールプレート内に形成される。硬い床面に係合するための車輪をソールプレートに設けて、硬い床面の上でのソールプレートの操作を助けることが知られている。これらの車輪はまた、ブラシ・バーの剛毛が硬い床面と接触しないように、ブラシ・バーを硬い床面より上に持ち上げするように働くこともできる。掃除機ヘッドがじゅうたん敷きの床面上に置かれる場合は、これらの車輪は、床面の繊維の間に沈んで、ブラシ・バーの剛毛が床面の繊維と接触し、これを攪拌できるようにする。しかしながら、じゅうたんの繊維間に車輪が置かれると、じゅうたん敷きの床面の上での掃除機ヘッドの横向きの動きが損なわれることがある。

第１の態様において、本発明は、ハウジングと、ゴミを含んだ空気が掃除機ヘッドに入る吸引開口部と、ハウジングに接続された複数の床係合支持部材とを含む、掃除器具のための掃除機ヘッドを提供し、各々の支持部材は、湾曲した下面と、支持部材の下面の凹部内に配置された回転要素とを含み、回転要素は、支持部材の下面によって描かれる軌跡又は仮想表面と概ね一致する外面を有する。

この軌跡又は仮想表面は、支持部材の下面と同軸であり、これと同じ曲率を有する。言い換えれば、回転要素と床面との間の接触点は、支持部材の下面の湾曲形状の半径方向端と概ね一致することが好ましい。結果として、支持部材の凹部内に回転要素を配置すると、支持部材の下面の湾曲形状に対する乱れが最も少ない。

掃除機ヘッドが硬い床面上に置かれる場合、回転要素が、硬い床面に接触して、硬い床面上での支持部材の動きに対する抵抗が最小になる。掃除機ヘッドがじゅうたん敷きの面上に置かれる場合は、支持部材が、じゅうたんの繊維の中に沈むので、支持部材の湾曲した下面がじゅうたん敷きの面に係合する。支持部材の下面が湾曲形状であり、かつ、回転要素による表面の乱れが最小であることは、掃除機ヘッドがじゅうたん敷きの床を任意の方向に動く際に概ね一定の抵抗を与えるのに有益であることが分かった。

各々の回転要素は、例えばキャスタ・ホイールのような車輪の形態とすることができる。代替的に、各々の回転要素は、球形、円筒形、又は樽形の回転要素の形態とすることもできる。支持部材の下面は、ほぼ球形の形状を有することが好ましい。支持部材の下面のほぼ球形の形状もまた、じゅうたん敷きの床にわたる掃除機ヘッドの動きに対する抵抗を最小にするのに有益であることが分かった。本明細書に用いられる「ほぼ球形の」という用語は、球状、楕円状、並びに長球面及び偏球面等の他の球面に近い形状を含む。好ましい実施形態において、各々の支持部材の下面は、概ね半球形であることが好ましい。

各々の下面は、じゅうたんの繊維の中にあまり深く沈まないような大きさにされることが好ましく、従って、１０ｍｍから２０ｍｍの範囲の半径を有することが好ましい。

各々の支持部材は、ハウジングに剛に接続されることが好ましい。

支持部材の少なくとも１つは、吸引開口部の後方に配置されることが好ましい。好ましい実施形態において、ハウジングは、そこから後方に延びる一対のアームを含み、アームの各々はが、それぞれの支持部材を支える。追加の支持部材をこれらの支持部材の前方に設けて、掃除機ヘッドがこれらの後部支持部材の周りでピボット運動すること、及び、使用中、特に短いパイルのじゅうたん敷きの面を掃除する際に床面に「食い込む」のを防止することができる。この追加の支持部材は、吸引開口部の前方又は吸引開口部を含むソールプレートの前方に配置することができる。ソールプレートの前方にこの追加の支持部材を配置すると、掃除機ヘッドの前面と吸引開口部の前縁との間の距離を不当に増加させてしまうことがあり、これにより、代替的に、追加の支持部材が、吸引開口部を通って突出することがある。

ソールプレートは、ハウジングに対して可動であることが好ましい。例えば、可撓性の環状シールをソールプレートとハウジングとの間に配置して、ハウジングとソールプレートとの間の相対運動を可能にすることができる。空気流が吸引開口部を通して発生すると、掃除機ヘッドを通過する空気と外部環境との間の圧力差により、掃除機ヘッドのハウジングが床面の方向に吸い込まれ、一方じゅうたん敷きの面の繊維が、掃除機ヘッドのハウジングの方向に持ち上げられる。可撓性スカート又は膜の形態とすることができる可撓性環状シールが、ハウジングとソールプレートとの間に存在するため、ハウジングは、ソールプレートに対して動くことができる。結果として、あったとしても比較的小さい力のみが、ハウジングによってソールプレートに加えられ、これにより、ソールプレートが、ハウジングによってじゅうたんの毛足の中に押し込まれるのを防止する。その結果、このことは、ソールプレートが、床面の上の掃除機ヘッドの動きに対する大きな抵抗を生じさせず、掃除機ヘッド内への空気流を不当に制限しないことを意味する。

支持部材と床面との間の係合により、ソールプレートに向かう方向へのハウジングの動きが制限され、これにより、特に吸引開口部において与えられる吸引量が比較的多い場合及び／又はじゅうたん敷きの床面の毛足が比較的長い場合に、ハウジングがソールプレートに対して押し付けられるのを防止することができる。

可撓性環状シールは、吸引開口部の周囲に延びて、ソールプレートとハウジングとの間の気密シールを提供することが好ましい。可撓性環状シールは、このように、吸引開口部から空気出口にゴミを含んだ空気を導くための吸引通路の一部を定めることができる。従って、空気経路を使用して空気を外部環境から吸引通路に入れることを可能にすることにより掃除機ヘッドに作用する力を制限する掃除機ヘッドと比較すると、可撓性環状シールの使用により、掃除機ヘッドのハウジング内の所与の気圧について、その周辺から及びその下のじゅうたん敷きの床面を通る掃除機ヘッド内への空気流の改善を達成することが可能になり、これにより、吸い上げ性能が改善される。

ソールプレートの吸引開口部に入る空気流の大部分は、ソールプレートの縁部の下を通り、ソールプレートがじゅうたん敷きの面上に置かれる場合は、じゅうたんの毛足を通過する。ソールプレートは掃除機ヘッドのハウジングによって床面に対して押し付けられないので、特に吸引開口部で提供される吸引量が比較的多いときは、ソールプレートの縁部の下を通る空気流が、ソールプレートを床面から離れるように持ち上げてしまう傾向がある。このことは、掃除機ヘッド内の圧力を増加させる効果をもたらし、吸引開口部を通る空気流の速度を低下させ、掃除機ヘッドの吸引性能を損なう可能性がある。

使用中に床面からソールプレートが持ち上がるのを阻止するために、ソールプレートに十分な質量を与えて、ソールプレートの下を通る空気流の作用により床面から離れる動きに抵抗することができる。代替的に、可撓性環状シールを、選択された弾性を有する弾性材料から形成することができ、これにより、可撓性環状シールの圧縮によって掃除機ヘッドに作用する力の量をソールプレートに伝達することができる。好ましい実施形態において、可撓性環状シールは、ラテックスを含む材料で形成する。これに加えて、又は別の代替案として、１つ又はそれ以上のばね或いは他の弾性部材をハウジングとソールプレートとの間に設けて、力をソールプレートに加えることができる。好ましい実施形態において、可撓性環状シールは、蛇腹シール要素を含み、例えば、掃除機ヘッドが硬い床面とじゅうたん敷きの面との間などで移動される際の、スカートの圧縮及び膨張を容易にする。

支持部材と床面との係合は、可撓性環状シール、及びハウジングとソールプレートとの間に配置されたあらゆる付加的な弾性部材の圧縮範囲を制限するように働き、これにより、ソールプレートに過度な力が伝達されることが防止される。ソールプレートに作用する下向きの力は、それ自体の重みによるものであれ又は可撓性環状シール及び／又は他の弾性部材を介して加えられる力との組み合わせであれ、掃除機ヘッドの床面の上での操作に対する抵抗を最小にしながら、使用中にソールプレートが床面から持ち上がるリスクを最小にするのに十分なものであることが好ましい。この力は、好ましくは、１０Ｎ未満であり、好ましい実施形態においては２Ｎから７Ｎまでの間である。

掃除機ヘッドは、可撓性部材の過度の圧縮を回避するように、ソールプレートとハウジングとの間の相対運動の範囲を制限する構造部を含むことが好ましい。ソールプレートとハウジングとの間の相対運動は、好ましくは２０ｍｍ未満に、より好ましくは１５ｍｍ未満に制限される。

長い毛足のじゅうたん敷きの床の上での掃除機ヘッドの動きを助けるために、好ましい実施形態においては、ソールプレートの前縁は、ソールプレートの後縁より大きい量だけハウジングに対して移動可能である。このことは、ハウジングに対するソールプレートの後縁の動きが阻止された場合に、前縁がハウジングに対して移動することを可能にする。好ましい実施形態においては、ハウジングに対するソールプレートの後部の移動範囲は、約５．５ｍｍから６．５ｍｍまでの距離に制限されるのに対して、ハウジングに対するソールプレートの前部の移動範囲は、約６．５ｍｍから８ｍｍまでの距離に制限される。

ソールプレートは、使用中、掃除される床面に面し、吸引開口部の両側上に配置された、前部と後部とを有する底面を含む。ソールプレートはまた、各々がソールプレートの底面から立ち上がり、部分的に吸引開口部を定める前壁及び後壁も含む。後壁は、好ましくは、底面に対して前方に傾斜され、掃除機ヘッドが床面の上で操作される際に、じゅうたん敷きの床面の繊維をソールプレートの底面の後部区画の下に案内する。

可撓性環状シールは、その一端が、吸引開口部を取り囲むようにソールプレートに接続されることが好ましい。可撓性環状シールの他端は、ハウジングに取り外し可能に接続されたシャーシに接続されることが好ましい。このことは、ソールプレート、可撓性環状シール及びシャーシが、掃除機ヘッドから、単一の取り外し可能なユニットとして取り外されることを可能にし、例えば、シャーシとソールプレートとの間のシールの完全性を損なうことなく、ハウジング内に配置された攪拌機へのアクセスを提供することができる。

掃除機ヘッドは、ソールプレートに対するハウジングの動きを案内するための案内手段を含むことが好ましい。案内手段は、ソールプレート及びシャーシ又はハウジングの一つに接続されたロッド、バー、ピン又は他の細長い部材の形態とすることができる複数の案内部材を含むことが好ましい。この場合、ソールプレート及びシャーシ又はハウジングの他方は、各々がそれぞれの案内部材を受けるための複数の案内保持部材を含み、その中で、案内部材が、ソールプレートに向かう方向又は離れる方向へのハウジングの動きとともに動くことが好ましい。好ましい実施形態においては、ソールプレートは、シャーシに接続されるか又はシャーシと一体の案内部材内に受けられる複数の案内部材を含む。

案内手段はまた、床面にわたる掃除機ヘッドの動きの方向におけるソールプレートとハウジングとの間の相対運動を阻止する働きをすることも好ましい。代替的に、床面にわたる掃除機ヘッドの動きの方向におけるソールプレートとハウジングとの間の相対運動を阻止するための別個の手段を提供することができる。案内手段は、シャーシから離れる方向へのソールプレートの動きの範囲を制限するための手段、及び／又はシャーシに向かう方向へのソールプレートの動きの範囲を制限するための手段を含むことが好ましい。

掃除機ヘッドは、ハウジング内に配置された可動の攪拌機を含むことが好ましい。攪拌機は、回転可能なブラシ・バー組立体を含むことが好ましい。掃除機ヘッドがじゅうたん敷きの面上に置かれると、支持部材がじゅうたんの毛足の中に沈み、支持部材の下面がソールプレートの底面より低くなる。これにより、ハウジングは、ソールプレートに向かう方向に動く。次に、これにより、ブラシ・バー組立体が、じゅうたん敷きの面により近づくことが可能になる。掃除機ヘッドがじゅうたん敷きの面から硬い床面に動かされると、支持部材の下面は、ソールプレートに対して持ち上がって、硬い床の表面に係合する。これにより、ハウジングは、ソールプレートから離れる方向に動き、その結果、ブラシ・バー組立体が吸引開口部から離れるように動き、床面からブラシ・バー組立体を離間させる。このことは、硬い床上における掃除機ヘッドの性能を最適化することができる。可撓性環状シールは、ブラシ・バー組立体を囲むことが好ましい。

ブラシ・バー組立体は、モータ・ハウジング内に配置されたモータによって駆動されることが好ましい。ブラシ・バー組立体は、駆動機構ハウジング内に配置された、ギア又はベルトを含むことができる駆動機構によってモータに接続され、これにより駆動機構が吸引通路を通過する空気から隔離される。吸引開口部を通って突出する追加の支持部材は、便宜的に駆動機構ハウジング又はブラシ・バー組立体の支持体に接続され、ブラシ・バー組立体の動きを妨害しないようにすることができる。

第２の態様において、本発明は、前述の掃除機ヘッドを含む、好ましくは真空掃除機である掃除器具を提供する。

ここで、例証としてのみ、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

掃除機ヘッドの正面斜視図である。 図１の掃除機ヘッドの背面斜視図である。 図１の掃除機ヘッドの底面図である。 図１の掃除機ヘッドのシャーシ及びソールプレートの正面斜視図である。 図４のシャーシ及びソールプレートの背面斜視図である。 ブラシ・バーが取り外された状態の、図１の掃除機ヘッドの斜めから見た底面図である。 図３の線Ｘ−Ｘに沿って取られた断面図である。 図３の線Ｙ−Ｙに沿って取られた断面図の一部である。 硬い床面に置かれたときの図１の掃除機ヘッドの側面図である。 じゅうたん敷きの面に置かれたときの図１の掃除機ヘッドの側面図である。 図７における線Ｚ−Ｚに沿って取られたブラシ・バー組立体のための駆動機構の断面図である。 駆動機構のカバーが取り外された状態の、図１１の駆動機構の斜視図である。

まず、図１及び図２を参照すると、真空掃除機のための掃除機ヘッド１０が、ハウジング１２と、ゴミを含んだ流体流が掃除機ヘッド１０に入る吸引開口部１６を含む下部プレート又はソールプレート１４とを含む。ハウジング１２は、吸引開口部１６から、ハウジング１２の後部に配置された流体出口１８まで延びる吸引通路１７（図７に示す）を規定する。流体出口１８は、直立型真空掃除機の本体又はホースに接続するような大きさにされる。

ソールプレート１４は、図３乃至図５により詳細に示される。ソールプレート１４は、使用中に掃除する床面に面し、以下により詳細に説明されるように、じゅうたん敷きの床面の表面に係合する底面を含む。ソールプレート１４の底面は、ほぼ平坦であり、吸引開口部１６の周りに延びる２つの対向する側部区画２０、前部区画２２及び後部区画２４を含む。

吸引開口部１６の形状は、ほぼ矩形であり、吸引開口部１６は、各々がソールプレート１４の底面から立ちあがる、比較的短い側壁２６、比較的長い前壁２８、及び比較的長い後壁３０によって境界が定められる。これらの壁はまた、掃除機ヘッド１０を通る吸引通路１７の始まりの境界も定める。ラグ又は毛足の長いじゅうたん敷きの床面上での掃除機ヘッド１０の動きを案内するための複数のラグ・ストリップ３２が、前壁２８から後壁３０まで吸引開口部１６にわたって延び、側壁２６と実質的に平行である。

吸引開口部１６の前壁２８は、ソールプレート１４の底面とほぼ直交する。ソールプレート１４の前部作用縁３４は、底面の前部区画２２と前壁２８との間の交差部に配置され、側壁２６間にほぼ連続して延びる。傾斜した前部リップ３６は、前部区画２２の前部から上向きかつ前方に延び、使用の際には、掃除機ヘッド１０がその床面上で操作されるとき、前部区画２２の下のラグ又は毛足の長いじゅうたん敷きの床面の繊維を掃いて、これにより掃除機ヘッド１０の動きに対する抵抗を低下させる。

掃除機ヘッド１０が床面上で操作されるとき、後部区画２４の下のラグ又は毛足の長いじゅうたん敷きの床面の繊維を掃くために、吸引開口部１６の後壁３０も、ソールプレート１４の底面に対して前方に傾斜される。底面に対する後壁３０の傾斜角は、底面に対する前部リップ３６の傾斜角と概ね同じであり、４０°から５０°までの範囲内であることが好ましい。ソールプレート１４の後部作用縁３８は、底面の後部区画２４と後壁区画３０との間の交差部に配置され、かつ、側壁２６の間に概ね連続して延びる。２つの後部リップ４０は、後部区画２４の後方から上向きかつ後方に湾曲し、流体出口１８の両側に配置される。

ソールプレート１４は、シャーシ５０に接続される。シャーシ５０の形状は、概ね矩形であり、比較的短い側壁５２と、比較的長い前壁５４と、比較的長い後壁５６とを含む。シャーシ５０の形状は、環状であり、これらの壁は、吸引開口部１６を通って掃除機ヘッド１０の中に吸引されるゴミを含んだ流体流を受けるための概ね矩形のアパーチャの境界を定め、従って、掃除機ヘッド１０を通る吸引通路１７の一部の境界も定める。このアパーチャは、吸引開口部１６のものと類似のサイズを有する。

シャーシ５０は、掃除機ヘッド１０のハウジング１２に解放可能に接続される。図８も参照すると、シャーシ５０は、掃除機ヘッド１０のハウジング１２の周りに延びるＬ字形のフランジ６２によって定められた環状溝６０内に位置する、シャーシ５０の壁５２、５４、５６の上面から立ち上がる環状突出部５８を含む。好ましくはロープ・シールの形態である環状シール部材を、突出部５８と係合するように溝６０内に配置して、ハウジング１２とシャーシ５０との間に気密シールが形成されることを保証することができる。シャーシ５０の前壁５４は、複数の前方に延びる突起６４を含む。シャーシ５０をハウジング１２に取り付けるために、ハウジング１２に対してシャーシ５０を傾斜させ、これらの突起６４の各々が、ハウジング１２の前部に形成されたそれぞれの凹部内に配置されることを可能にする。シャーシ５０は、次に、これらの突起６４の周りかつハウジング１２の方向にシャーシ５０をピボット運動し、溝６０内に環状突出部５８を挿入する。シャーシ５０はまた、後壁５６に接続され、環状突出部５８が環状溝６０内に完全に挿入された際に、各々がハウジング１２の後部に接続された一対の突起６８のそれぞれと係合するように配置される、第１の対の環状突起６６を含む。ねじ６９を各々の係合する突起６６、６８の対に挿入して、シャーシ５０をハウジング１２に固定する。

ソールプレート１４は、この例では、可撓性スカート７０の形態である可撓性環状シールによってシャーシ５０に接続される。スカート７０の一端は、吸引開口部１６を囲むようにソールプレート１４の壁２６、２８、３０の上面に接続され、スカート７０の他端は、シャーシ５０のアパーチャを囲むようにシャーシ５０の壁５２、５４、５６の下面に接続される。その結果、スカート７０はまた、掃除機ヘッド１０を通る吸引通路１７の一部の境界を定め、シャーシ５０、スカート７０及びソールプレート１４は協働して、掃除機ヘッド１０のハウジング１２から取り外し可能なユニットを形成する。下記により詳細に説明するように、掃除作業中、スカート７０の存在は、ハウジング１２とソールプレート１４との間の相対運動を可能にする。図７を参照すると、ソールプレート１４の後壁３０は、隆起部７１を有し、鋭利なゴミが吸引開口部１６を通ってハウジング１２に入ることにより、ソールプレート１４とスカート７０との間の密封の完全性が損傷される又は他の方法で損なわれることを防止する。

掃除機ヘッド１０は、ソールプレート１４の底面と概ね直交して延びる方向への、ソールプレート１４とハウジング１２との間の相対運動を阻止するように配置される。図４及び図５を参照すると、ソールプレート１４は、ソールプレート１４の前部から上向きに延びる一対の矩形の案内部材７２を含む。各々の矩形案内部材７２は、シャーシ５０の前壁５４から前方に突出するそれぞれの案内保持部材７６内に形成されたアパーチャ７４を通る。矩形案内部材７２及び案内保持部材７６は、ソールプレート１４の底面と概ね直交して延びる方向へのそれらの間の相対的摺動運動を可能にし、かつ、シャーシ５０とソールプレート１４との間の相対的回転、及び、床面にわたる掃除機ヘッド１０の動きの方向への、シャーシ５０とソールプレート１４の前部との間の相対運動の両方を阻止するように形成される。

各々の矩形案内部材７２は、そこから前方に突出し、かつ、その案内保持部材７６の上に配置されたヘッド部７８を有することが好ましい。ヘッド部７８は、案内保持部材７６の上面に係合するよう形状にされ、これにより、ハウジング１２から離れる方向へのソールプレート１４の前部の移動が制限される。ハウジング１２の方向へのソールプレート１４の前部の移動は、ソールプレート１４の前部リップ３６と案内保持部材７６の下面との当接によって制限することができる。代替的に、ソールプレート１４の前部リップ３６に係合させるように、他の部品をハウジング１２の前部に配置して、ハウジング１２の方向へのソールプレート１４の前部の動きを制限することもできる。この例では、ハウジング１２に対するソールプレート１４の前部リップ３６の動きの範囲は、約６．５ｍｍから８ｍｍまでの距離に制限される。

ソールプレート１４はまた、ソールプレート１４の後部から上向きに延びる一対の円筒形案内部材８０も含む。各々の円筒形案内部材８０は、シャーシ５０の後壁５６から後方に突出するそれぞれの案内保持部材８２によって保持される。各々の案内保持部材８２は、円筒形案内部材の周囲に延びる一対のリブを含むことが好ましい。同様に、円筒形案内部材８０及び案内保持部材８２は、ソールプレート１４の底面と概ね直交して延びる方向へのそれらの間の相対的摺動運動を可能にするように形成される。各々の円筒形案内部材８０は、そこから前方に突出し、かつ、その案内保持部材８２の上方に配置されたヘッド部８４を有することが好ましい。ヘッド部８４は、案内保持部材８２の上面に係合するような形状にされ、これにより、ハウジング１２から離れる方向への、ソールプレート１４の後部の動きが制限される。ハウジング１２の方向へのソールプレート１４の後部の動きは、各々の円筒形案内部材８０から半径方向外向きに延びるフィン８６と案内保持部材８２の下面との当接によって制限される。シャーシ５０がハウジング１２に接続されると、円筒形案内部材８０のヘッド部８４は、各々が、第１の対の環状突起６８から内向きにハウジング１２の後部上に配置された第２の対の環状突起６８のそれぞれの中に受けられ、その中で円筒形案内部材８０のヘッド部８４は、摺動可能に動くことができる、案内保持部材８２及び環状突起８８は、床面にわたる掃除機ヘッド１０の動きの方向へのシャーシ５０とソールプレート１４の後部との間の相対運動を阻止するように形成されることが好ましい。ハウジング１２は、掃除作業中、ソールプレート１４と家具又は壁等の品目との間の衝突のリスクを減少させるために、該ハウジング１２の前部に取り付けられたバンパ９０を含み、これがなければ案内部材７２、８０及び案内保持部材７６、８２への損傷を招く可能性がある。

この例では、ハウジング１２に対するソールプレート１４の後部リップ４０の運動範囲は、約５．５ｍｍから６．５ｍｍまでの距離、すなわち、ハウジング１２に対するソールプレート１４の前部リップ３６の運動範囲より短い距離に制限される。その結果、ハウジング１２の方向へのソールプレート１４の後部の動きが制限されると、ソールプレート１４の前部は、案内保持部材８２とフィン８６との間の接触点の周りに僅かにピボット運動することができる。

スカート７０は、掃除作業中、のソールプレート１４とハウジング１２との間の相対運動に起因して、スカート７０が繰り返し圧縮及び伸長されるのを容易にするために、蛇腹型要素の形態であることが好ましい。スカート７０は、好ましくはラテックスを含む弾性材料から形成されることが好ましい。

ここで図３及び図７を参照すると、掃除機ヘッド１０は、床面にあるゴミ及び埃を攪拌するための攪拌機を含む。この例では、攪拌機は、ハウジング１２のブラシ・バー・チャンバ１０２内に取り付けられた回転可能なブラシ・バー組立体１００を含む。シャーシ５０及びスカート７０は、ブラシ・バー組立体１００の周囲に延びる。ハウジング１２からシャーシ５０を取り外すことにより、ユーザが、例えばブラシ・バー組立体１００にアクセスして、清掃すること及び／又はブラシ・バー・チャンバ１０２から取り外すことが可能になる。

ブラシ・バー組立体１００は、ハウジング１２のモータ・ハウジング１０６内に配置されたモータ１０４によって駆動される。ブラシ・バー組立体１００は、駆動機構ハウジング１０８内に配置された、以下により詳細に説明される駆動機構１０７によってモータ１０４に接続されるので、駆動機構１０７は、吸引通路１７を通る空気から隔離されるようになる。モータ１０４の重量がソールプレート１４の底面の周りに均等に分散されたバランスのとれた掃除機ヘッド１０を提供するために、モータ・ハウジング１０６は、ブラシ・バー・チャンバ１０２の中心上方かつ後方に配置される。その結果、駆動機構１０７は、ブラシ・バー・チャンバ１０２の側壁１１０、１１２間に、側壁１１２より側壁１１０により近く、ブラシ・バー・チャンバ１０２の中に延びる。

従って、ブラシ・バー組立体１００は、駆動機構ハウジング１０８とブラシ・バー・チャンバ１０２の側壁１１０との間に配置された第１の比較的長いブラシ・バー１１４と、第１のブラシ・バー１１４と同軸であり、かつ、駆動機構ハウジング１０８とブラシ・バー・チャンバ１０２の側壁１１２との間に配置された第２の比較的短いブラシ・バー１１６とを含む。各々のブラシ・バー１１４、１１６は、モータ１０４によりブラシ・バー１１４、１１６を駆動できるように、一端が駆動機構１０７に接続される。ブラシ・バー１１４、１１６の他端は、ブラシ・バー・チャンバ１０２の側壁１１０、１１２上に取り付けられたエンド・キャップ１１８によって回転可能に支持される。各々のブラシ・バー１１４、１１６は、比較的長く硬い第１の組の剛毛１２０と、比較的短く軟らかい第２の組の剛毛１２２とを含む。各々の組１２０、１２２の剛毛は、ブラシ・バー１１４、１１６に沿って規則的な間隔の螺旋構成で配置された複数のクラスタを含み、第２の組１２２の剛毛のクラスタの螺旋パターンは、第１の組の剛毛１２０のクラスタの螺旋パターンから角度を付けて離間配置される。

ブラシ・バー・チャンバ１０２は、吸引開口部１６からハウジング１２の後部に配置された流体出口１８まで延びる吸引通路１７の一部を与える。その結果、ブラシ・バー・チャンバ１０２は、チャンバ空気出口１３０を含み、これを通って空気流がブラシ・バー・チャンバ１０２を出て、モータ・ハウジング１０６の下に延びる導管１３２に入り、空気流を流体出口１８に運ぶ。明確にするためにブラシ・バー１１４、１１６が省略されている図６を参照すると、第１のブラシ・バー１１４は、ブラシ・バー・チャンバ１０２の第１の区画１０２ａ内に配置され、第２のブラシ・バー１１６は、ブラシ・バー・チャンバ１０２の第２の区画１０２ｂ内に配置される。空気流がブラシ・バー・チャンバ１０２の各区画１０２ａ、１０２ｂから導管１３２に速やかに通過できるように、空気出口１３０は、ブラシ・バー・チャンバ１０２の両方の区画１０２ａ、１０２ｂ間に、かつ、これらの中に延びる細長いアパーチャの形態である。ブラシ・バー・チャンバ１０２からの空気出口１３０は、好ましくはスロットの形態であり、好ましくは少なくとも３：１のアスペクト比、より好ましくは少なくとも５：１のアスペクト比を有する。対照的に、流体出口１８は、概ね円形のアパーチャの形態であり、従って、導管１３２は、その断面が細長い形状から円形の形状に徐々に、かつ、滑らかに変化するような形状にされる。

掃除機ヘッド１０の流体出口１８は、ゴミと埃の分離装置と、床面から吸引開口部１６を通ってゴミを含んだ空気を吸引するためのモータ駆動式ファン・ユニットとを含む掃除器具（図示せず）の本体に接続される。使用中、ゴミを含んだ空気は、吸引通路１７を通って掃除器具の本体に入り、ここで、空気が大気中に排出される前にゴミと埃が空気から分離される。

吸引通路１７を通って空気流が生成されると、掃除機ヘッド１０を通過する空気と外部環境との間に圧力差が発生する。この圧力差が、床面の方向に掃除機ヘッド１０のハウジング１２に下向きに作用する力を発生させる。ハウジング１２とソールプレート１４との間の可撓性スカート７０の存在により、ハウジング１２は、ソールプレート１４に対して移動する。その結果、あるとしても比較的小さい力だけが、ハウジング１２によってソールプレート１４に加えられ、ハウジング１２によってソールプレート１４が床面に押し付けられるのを防止する。結果として、ソールプレート１４の底面の下から吸引開口部１６への空気流は、過度には制限されず、ソールプレート１４は、床面にわたる掃除機ヘッド１０の移動に対して大きな抵抗を生じさせない。

ハウジング１２がスカート７０の多大な圧縮によりソールプレート１４に押し付けられるのを防止するために、掃除機ヘッド１０は、ソールプレート１４の方向へのハウジング１２の移動を制限する複数の床係合支持部材を含む。図２及び図３を参照すると、この複数の床係合支持部材は、一対の後部支持部材１４０を含む。後部支持部材１４０の各々は、ブラシ・バー・チャンバ１０２のそれぞれの側壁１１０、１１２に剛に接続され、そこから後方に延びるアーム１４２の端部に接続されるので、後部支持部材１４０の各々がソールプレート１４の背後に配置される。複数の床係合支持部材はまた、後部支持部材１４０の前方に配置された更に別の支持部材１４３も含み、掃除機ヘッド１０がこれらの後部支持部材１４０の周りでピボット運動し、使用中に床面に「食い込む」ことを防止する。この例においては、更に別の支持部材１４３が、掃除機ヘッド１０の吸引開口部１６を通って突出するように駆動機構ハウジング１０８上に取り付けられる。

各々の支持部材１４０、１４３は、概ね円筒形の上部１４４と、湾曲し、好ましくは概ね半球形の下部１４６とを有する支持体を含む。各々の支持部材１４０、１４３はまた、支持体から突出するように下部１４６の外面内に形成された凹部の中に取り付けられた床係合回転要素１４８も含む。回転要素１４８は、特に硬い床面上で、支持部材１４０、１４３の移動に対する抵抗を最小にするように、掃除機ヘッド１０が掃除作業中床面の上で操作される際に床面に沿って回転する円筒形の回転要素の形態であることが好ましい。回転要素１４８は、回転要素１４８と床面との間の接触点が支持部材１４０、１４３の下面によって描かれる軌跡１４９と概ね一致するように配置されることが好ましい。言い換えれば、回転要素１４８の外面は、支持体の下部１４６と同軸であり、かつ、これと同じ曲率半径を有する、仮想半球形状の最下点と概ね一致することが好ましい。

掃除機ヘッド１０が硬い床面１６０上に置かれる場合は、図９に示すように、支持部材１４０、１４３の回転要素１４８だけが、硬い床面１６０に係合する。ソールプレート１４の重量の下で、案内部材７２、８０のヘッド部７８、８４は、それぞれの案内保持部材７６、８２の上面と接触して、ソールプレート１４が硬い床面１６０に向かって移動するのを制限し、それによりソールプレート１４が硬い床面１６０から離間される。このことにより、ゴミを含んだ空気が、ソールプレート１４の底面の下に、及び、吸引開口部１６を通って吸引通路１７内に制限なく流れることが可能になる。

掃除機ヘッド１０がじゅうたん敷きの床面１７０に移動されるとき、図１０に示すように、ハウジング１２に作用する力が、支持部材１４０、１４３をじゅうたんの繊維の中に押し込み、支持部材１４０、１４３の下部１４６の半球形面が、じゅうたん敷きの床面１７０に係合する。支持部材１４０、１４３の下部１４６の半球形状は、あらゆる方向へのじゅうたん敷きの床面１７０にわたる掃除機ヘッド１０の動きに対して概ね一定の抵抗を与え、じゅうたん敷きの床面にわたる掃除機ヘッド１０の動きに対する抵抗を最小にする。回転要素１４８は、支持部材１４０、１４３の下部１４６の湾曲形状によって描かれる軌跡を超えては突出しないので、回転要素１４８は、床面１７０の上での掃除機ヘッド１０の動きに対する抵抗を最小にする。

支持部材１４０、１４３がじゅうたんに沈むと、ソールプレート１４の底面は、じゅうたん敷きの床面１７０と接触する。ハウジング１２とソールプレート１４との間に配置された可撓性スカート７０の圧縮のため、支持部材１４０、１４３がじゅうたん内に更に沈むことにより、シャーシ５０によってハウジング１２に接続された案内保持部材７６、８２が、ソールプレート１４に接続された案内部材７２、８０のヘッド部７８、８４から離れるように下向きに移動する。その結果、ハウジング１２は、ソールプレート１４に対して移動し、じゅうたん敷きの床面１７０の上面に置かれたままである。じゅうたん敷きの床面１７０の毛足によっては、ソールプレート１４がそれ自体の重みでじゅうたんの中に僅かに沈むため、じゅうたんの繊維の一部が吸引開口部１６を通って突出する場合がある。これらの繊維内のゴミ及び埃は、ハウジング１２内に配置された回転ブラシ・バー組立体１００によって攪拌することができ、吸引通路１７に吸い込まれる空気流の中に連行される。

このように、比較的少量の力だけが、ハウジング１２によってソールプレート１４に加えられ、これにより、ハウジング１２によってソールプレート１４がじゅうたんの毛足の中に押し込まれるのが防止される。同様に、このことは、ソールプレート１４が、掃除機ヘッド１０のじゅうたん敷きの床面１７０の上の動きに対して著しい抵抗を生じさせないこと、及び、掃除機ヘッド１０への空気流を過度に制限しないことを意味する。支持部材１４０、１４３の下部１４６は、一旦フィン８６が案内保持部材８２の下面に当接すると、ハウジング１２がソールプレート１４に大きな力を加え始めてもじゅうたんの繊維内にあまり深く沈まないように、１０ｍｍから２０ｍｍまでの範囲内の半径を有することが好ましい。

ソールプレート１４の下を通る空気流の作用を受けてソールプレート１４がじゅうたん敷きの床面１７０から離れるように持ち上がるのが阻止され、掃除機ヘッド１０のハウジング１２に作用する力の量が可撓性スカート７０の圧縮によってソールプレート１４に伝達されるように選択された弾性を有することが好ましい。この力の量は、１０Ｎより小さいことが好ましく、好ましい実施形態においては、２Ｎから７Ｎまでの間である。これによりソールプレート１４がじゅうたん敷きの床面に押し込まれ、吸引開口部１６を通ってじゅうたん繊維が突出し、ブラシ・バー組立体１００による攪拌がもたらされる。

ここで、ブラシ・バー組立体１００をモータ１０４に接続するための駆動機構１０７について、図１１及び図１２を参照して説明する。駆動機構１０７は、駆動シャフト１８２の長手方向軸の周りに回転するようにモータ１０４の駆動シャフト１８２上に取り付けられた、好ましくはプーリーの形態の回転可能な入力駆動部材１８０を含む。駆動機構１０７は、駆動ベルト１８６によって入力駆動部材１８０に接続された、同じく好ましくはプーリーの形態の回転可能な出力駆動部材１８４をさらに含む。出力駆動部材１８４の回転軸は、入力駆動部材１８０の回転軸に対して概ね平行である。出力駆動部材１８４は、回転軸受１８８によって駆動機構ハウジング１０８内で回転可能に支持される。第１のブラシ・バー１１４への接続のために、第１の駆動ドッグ１９０が出力駆動部材１８４の片側に取り付けられ、第２のブラシ・バー１１６への接続のために、第２の駆動ドッグ１９２が出力駆動部材の反対側に取り付けられる。

駆動機構ハウジング１０８は、駆動部材１８０、１８４の回転軸と概ね直交する方向にモータ１０４に対して可動であり、従って、同様に出力駆動部材１８４は、入力駆動部材１８０に対しても可動である。案内部材（図示せず）を設けて、この方向へのモータ１０４に対するハウジング１０８の移動を制限することができる。

される出力駆動部材１８４を入力駆動部材１８０から離れるように押し付けることによってベルト１８６に張力を付与するために、ベルト・テンション部材１９４を駆動部材１８０、１８４間に配置する。ベルト・テンション部材１９４は、環状であり、駆動機構ハウジング１０８に接続されたスピゴット１９６上に取り付けられ、駆動部材１８０、１８４の回転軸間に配置される。スピゴット１９６は、駆動部材１８０、１８４の回転軸に対して概ね平行に延びる。ベルト・テンション部材１９４は、スピゴット１９６に沿って可動である。ベルト・テンション部材１９４の環状外面の一部は、スピゴット１９６の長手方向軸に対して傾斜された楔形状部１９８を定めるような形状にされる。ベルト・テンション部材１９４の楔形状部１９８は、ベルト・テンション部材１９４と駆動機構ハウジング１０８のカバー２０６との間に配置された弾性部材２０４によってモータ１０４に接続された取付プレート２０２の適合する楔形状部２００に対して押し付けられる。これにより、弾性部材２０４が、取付プレート２０２の楔形状部２００によって入力駆動部材１８０から離れるように押し付けられる。ベルト・テンション部材１９４が駆動機構ハウジング１０８の一部、すなわちスピゴット１９６の周りに延びるので、これにより、駆動機構ハウジング１０８、及びそれに支持された出力駆動部材１８４は、入力駆動部材１８０から離れるように押し付けられて、ベルト１８６を完全に引っ張られた状態に維持する。

本発明は、上記に与えられた詳細な説明に限定されるものではない。当業者には、変形が明らかであろう。

１０：掃除機ヘッド
１２：ハウジング
１６：吸引開口部
１４：ソールプレート
１８：流体出口
１７：吸引通路
２０：側部
２２：前部
２４：後部
２６、１１０、１１２：側壁
２８、５４：前壁
３０、５６：後壁
３２：ラグ・ストリップ
３４：前部作用縁
３６：前部リップ
４０：後部リップ
５０：シャーシ
５８：環状突起部
６０：環状溝
６２：フランジ
６６：環状突起
６９：ねじ
７０：可撓性スカート
７２：矩形案内部材
７６、８２：案内保持部材
７８：ヘッド部
８０：円筒形案内部材
８４：ヘッド部
８６：フィン
９０：バンパ
１００：ブラシ・バー組立体
１０２：ブラシ・バー・チャンバ
１０４：モータ
１０６：モータ・ハウジング
１０７：駆動機構
１０８：駆動機構ハウジング
１１４、１１６：ブラシ・バー
１２０、１２２：剛毛
１３０：チャンバ空気出口
１３２：導管
１４０：後部支持部材
１４２：アーム
１４３：追加の支持部材
１４８：床係合回転要素
１６０：硬い床面
１７０：じゅうたん敷きの床面
１８０：入力駆動部材
１８２：駆動シャフト
１８４：出力駆動部材
１８６：駆動ベルト
１９０、１９２：駆動ドッグ
１９４：ベルト・テンション部材
１９６：スピゴット
１９８、２００：楔形状部
２０２：取付プレート
２０４：弾性部材
２０６：カバー

Claims (13)

1. 掃除器具のための掃除機ヘッドであって、ハウジングと、ゴミを含んだ空気が前記掃除機ヘッドに入る吸引開口部と、前記ハウジングに接続された複数の床係合支持部材とを含み、各々の支持部材は、湾曲した下面と、前記支持部材の前記湾曲した下面の凹部内に配置された回転要素とを含み、前記回転要素は、前記支持部材の前記湾曲した下面によって描かれる軌跡と概ね一致する外面を有することを特徴とする掃除機ヘッド。
2. 各支持部材の前記下面は、ほぼ球面又は回転楕円面の曲率を有することを特徴とする請求項１に記載の掃除機ヘッド。
3. 各支持部材は、概ね半球形の下面を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の掃除機ヘッド。
4. 各回転要素は、車輪を含むことを特徴とする、前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
5. 各支持部材は、前記ハウジングに剛に接続されることを特徴とする、前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
6. 前記支持部材の少なくとも１つは、前記吸引開口部の後方に配置されることを特徴とする、前記請求項１〜５のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
7. 前記ハウジングは、そこから後方に延びる一対のアームを含み、前記アームの各々は、前記複数の支持部材のそれぞれの１つを含むことを特徴とする、請求項６に記載の掃除機ヘッド。
8. 前記吸引開口部は、前記ハウジングに対して可動であるソールプレート内に配置されることを特徴とする、前記請求項１〜７のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
9. 前記ハウジングに対する前記ソールプレートの運動を案内するための案内手段を含むことを特徴とする、請求項８に記載の掃除機ヘッド。
10. 前記案内手段は、前記床面にわたる前記掃除機ヘッドの運動の方向への、前記ソールプレートと前記ハウジングとの間の相対運動を阻止するように配置されることを特徴とする、請求項９に記載の掃除機ヘッド。
11. 前記案内手段は、前記ハウジングから離れる前記ソールプレートの運動の範囲を制限するための手段を含むことを特徴とする、請求項９又は項１０に記載の掃除機ヘッド。
12. 前記案内手段は、前記ハウジングの方向への前記ソールプレートの前記運動の範囲を制限するための手段を含むことを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
13. 前記請求項１〜１２のいずれか一項に記載の掃除機ヘッドを含むことを特徴とする掃除器具。

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