JP2018110855A - 真空掃除機のための掃除機ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、一組の回転可能とされる撹拌器と１つ以上のホイールとを備えている、真空掃除機のための掃除機ヘッドに関する。
【解決手段】撹拌器が、互いに対して反対方向に回転し、ホイールが、展開位置と退避位置との間において移動可能とされる。ホイールが、展開位置に位置している場合に、清浄すべき床に接触しており、退避位置に位置している場合に、掃除機ヘッドが撹拌器のみを介して清浄すべき床の上に支持されるように、清浄すべき床から離隔するように持ち上げられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空掃除機のための掃除機ヘッドに関する。

真空掃除機の掃除機ヘッドは、ハウジングの内部に取り付けられている回転式撹拌器を備えている。ホイールは、掃除機ヘッドを床の上で操作する場合にハウジングが床に接触し、潜在的に床を損傷させないように、ハウジングのベースに設けられている場合がある。残念ながら、ホイールは、掃除機ヘッドの移動を前後方向の運動のみに制限する傾向にある。

本発明は、真空掃除機のための掃除機ヘッドであって、一組の回転可能とされる撹拌器と１つ以上のホイールとを備えている掃除機ヘッドにおいて、撹拌器が、互いに対して反対方向に回転し、ホイールが、展開位置と退避位置との間において移動可能とされ、ホイールが、展開位置に位置している場合に、清浄すべき床に接触しており、退避位置に位置している場合に、掃除機ヘッドが撹拌器のみを介して清浄すべき床の上に支持されるように、清浄すべき床から離隔するように持ち上げられていることを特徴とする掃除機ヘッドを提供する。

ホイールが退避位置に位置している場合に、掃除機ヘッドは、撹拌器のみを介して床の上に支持されている。それ故に、撹拌器が回転している場合には、掃除機ヘッドと床との間における静止摩擦が全く（又はほとんど）存在しない。従って、掃除機ヘッドは浮遊しているような感覚であり、掃除機ヘッド１を移動させるための力はほとんど必要とされない。撹拌器それぞれの回転によって、トラクションが発生する。しかしながら、撹拌器が互いに対して反対方向に回転するので、前方撹拌器によって発生される前方へのトラクションは、後方撹拌器によって発生される後方へのトラクションによって相殺される。ホイールが展開位置に位置している場合には、掃除機ヘッドは、さらにホイールを介して床の上に支持されている。また、撹拌器の回転に起因して、撹拌器と床との間における静止摩擦が全く（又はほとんど）存在しない。しかしながら、ホイールは、直線経路に沿った掃除機ヘッドの移動を拘束するように機能する。

従って、掃除機ヘッドは、ホイールの位置に依存して、２つの動作モードすなわちホバーモード及びリニアモードのうち一方の動作モードで動作すると言える。ホバーモードは、掃除機ヘッドをあらゆる方向に自在に移動させることができるという利点を有している。特に、掃除機ヘッドは、前後方向及び左右方向に移動可能とされるので、狭い間隙の中で掃除機ヘッドを操作することや家具の下において掃除機ヘッドを横方向に通過させることを容易に実施することができる。ホバーモードの欠点は、特定の方向に掃除機ヘッドを操作することが困難とされることである。リニアモードは、掃除機ヘッドの移動方向を良好に制御することができるという利点を有している。

撹拌器とホイールとが、互いに対して平行とされる固定された回転軸線を中心として回転する。それ故に、ホイールが展開されている場合に、掃除機ヘッドは、撹拌器の回転軸線に対して垂直とされる方向における移動を拘束される。このことは、掃除機ヘッドが掃除機ヘッドの前部及び後部に向かって配置されている２つの杆体状の撹拌器を備えている場合に、ホイールによって掃除機ヘッドが前後方向に移動することが拘束されるという利点を有している。

ホイールが、撹拌器同士の間の所定位置において掃除機ヘッドの側面それぞれに配置されている、一組のホイールとされる。その結果として、ホイールが展開位置に位置している場合に、ハウジングと撹拌器とが、掃除機ヘッドに作用する押出力又は引張力に応答して前方又は後方に向かって傾けられる。ハウジングの傾斜は、一方の撹拌器によって発生されるトラクションを増大させるが、他方の撹拌器によって発生されるトラクションを減少させる。その結果として、掃除機ヘッドを操作するために必要とされる押出力又は引張力が一層小さくなる。ホイールが、同一の大きさの押出力又は引張力に応答して同程度の前方又は後方への傾斜が実現されるように、撹拌器同士の中間に配置されている。

掃除機ヘッドが、ハウジングとネックとを備えており、撹拌器が、ハウジングの内部に回転可能に取り付けられており、ネックが、撹拌器同士の間の所定位置において、ハウジングの頂部に回動可能に取り付けられている。従って、押出力又は引張力が、掃除機ヘッドを前方又は後方に向かって操作するために、ネックに作用する。従って、押出力又は引張力は、ピボット取付部においてネックからハウジングに伝達される。従来技術に基づく掃除機ヘッドと同様に、ネックがハウジングの後部に向かう所定位置に回動可能に取り付けられている場合には、ハウジングと撹拌器とが押出力に応答して後方に傾く傾向にある。その結果として、前方撹拌器によって発生される前方へのトラクションが減少し、後方撹拌器によって発生される後方へのトラクションが増大する。従って、掃除機ヘッドを前方へ押し出そうとする場合に後方へのトラクションが実質的に増大する。同様に、ハウジングと撹拌器は、掃除機ヘッドを後方に向かって引っ張ろうとする場合に前方へのトラクションが実質的に増大するように、引張力に応答して前方に向かって傾く傾向にある。トラクションの実質的な変化は作用力の反対方向に作用するので、掃除機ヘッドを操作するために必要とされる押出力又は引張力が、一層大きくなる。２つの撹拌器の間の所定位置においてネックをハウジングに回動可能に取り付けることによって、押出力又は引張力に応答したハウジング及び撹拌器の傾斜が減少する。その結果として、掃除機ヘッドを前方又は後方に向かって操作するために必要とされる押出力又は引張力が、より小さくなる。ネックは、撹拌器同士の中間位置において、ハウジングの頂部に回動可能に取り付けられている。その結果として、押出力又は引張力の垂直方向成分は、２つの撹拌器の間において均等に分布するので、当該垂直方向成分によってハウジングに作用されるトルクが全く存在しなくなる。

撹拌器が、構造的に同一とされ、同一の速度で回転する。同一の速度で回転する同一の撹拌器を利用することによって、前方撹拌器によって発生される前方へのトラクションと、後方撹拌器４によって発生される後方へのトラクションとが、同一の大きさであって、反対の向きになる。

本発明の理解を一層容易にするために、本発明の一の実施例について、添付図面を参照しつつ例示的に説明する。

本発明における掃除機ヘッドの上方から見た斜視図である。 掃除機ヘッドの下方から見た斜視図である。 掃除機ヘッドの一部分を形成している駆動アセンブリを示すための、掃除機ヘッドの部分的な斜視図である。 掃除機ヘッドの正面図である。 図４の断面Ａ−Ａにおける掃除機ヘッドの断面図である。 図４の断面Ｂ−Ｂにおける掃除機ヘッドの断面に関する斜視図である。

図１〜図６に表わす掃除機ヘッド１は、ハウジング２と一組の撹拌器３，４と駆動アセンブリ５とホイールアセンブリ６とネック７とを備えている。

ハウジング２は、チャンバ８を形成しており、チャンバ８の内部には、撹拌器３，４が回転可能に取り付けられている。撹拌器３，４それぞれは、杆体状の本体１１を備えており、剛毛、フリッカーストリップ、又は表面を撹拌するための他の手段１２が、本体１１に取り付けられている。２つの撹拌器３，４は、互いに対して平行とされる回転軸線１３，１４を中心として互いに対して反対方向に回転する。より具体的には、撹拌器３，４は、塵埃を床からチャンバ８の内部に掃き出すように作用する方向に回転する。結論として、図５及び図６において、前方撹拌器３は反時計回り方向に回転し、後方撹拌器４は時計回り方向に回転する。

駆動アセンブリ５は、ハウジング２の内部に取り付けられており、電動モータ１５と、電動モータ１５によって発生されるトルクを撹拌器３，４それぞれに伝達するための歯車列１６とを備えている。駆動アセンブリ５の特定の詳細事項は、本発明には関連しない。従って、駆動アセンブリ５は、撹拌器３，４の両方を駆動するために利用される単一の電動モータ１５ではなく、撹拌器３，４それぞれを駆動するための２つの電動モータを備えている。代替的には、駆動アセンブリ５は、電動モータ１５ではなく、撹拌器３，４を駆動するために必要とされるトルクを発生させるための空気タービンを備えている。同様に、電動モータ１５によって発生されるトルクは、例えばベルトとプーリーとの組み合わせような代替的な手段によって、撹拌器３，４に伝達される。

ホイールアセンブリ６は、ハウジング２の側面それぞれに取り付けられている一組のホイール２０，２１を備えている。ホイール２０，２１は、撹拌器３，４の回転軸線に対して平行とされる回転軸線を中心として回転する。ホイール２０，２１それぞれは、展開位置と退避位置との間において垂直に移動可能とされる。さらに、ホイールアセンブリ６は、ハウジング２の内部に取り付けられている一組のアクチュエータ（図示しない）を備えている。アクチュエータそれぞれは、ホイール２０，２１それぞれに結合されており、動作時に、展開位置と退避位置との間においてホイール２０，２１を移動させる。掃除機ヘッド１が床に載置されている場合には、ホイール２０，２１は、展開位置に位置している際に床に接触しており、退避位置に位置している際に床から離隔するように持ち上げられている。以下に説明するように、掃除機ヘッド１の挙動は、ホイール２０，２１の位置に従って変化する。

ネック７は、ハウジング２の頂部に回動可能に取り付けられている。ネック７は、撹拌器３，４の回転軸線１３，１４に対して平行とされる回動軸線２５を中心としてハウジング２に対して相対的に回動する。ネック７は、２つの撹拌器３，４の中間位置においてハウジング２に回動可能に取り付けられている。その結果として、ネック７の回動軸線２５は、撹拌器３，４の回転軸線１３，１４から等距離に位置している。このことの意義については後述する。ネック７は、ネック７の自由端に配置されている出口２７からハウジング２の頂部に形成されている吸引ポート９に至るまで延在している導管２６を備えている。さらに、ネック７は、電気端子２８と、電気端子２８から電動モータ２０及びアクチュエータそれぞれに至るまで延在している電気ケーブル２９とを備えている。ネック７の自由端は、真空掃除機のチューブ（図示しない）に取り付け可能とされる。従って、当該チューブは、掃除機ヘッド１を操作するために、並びに、電気端子２８を介して電動モータ２０及びアクチュエータに給電するために利用される。

利用の際に、掃除機ヘッド１の出口２７において発生する吸引によって、空気が２つの撹拌器３，４の下方に且つチャンバ８の内部に引き込まれる。
当該空気は、チャンバ８から吸引ポート９を通じて且つネック７の導管２６に沿って引き込まれる。撹拌器３，４は、回転する際に塵埃をチャンバ８の内部に掃き出す。その後に、チャンバ８の内部に掃き出された塵埃は、掃除機ヘッド１を通じて移動する空気に取り込まれる。

ホイール２０，２１が退避位置に位置している場合に、掃除機ヘッド１は、撹拌器３，４のみを介して床の上に支持されている。すなわち、掃除機ヘッド１の他の部分は床に接触していない。撹拌器３，４のみが床に接触し、且つ、撹拌器３，４それぞれが繊維１２から成るプラッシュで覆われている本体１１を備えているので、掃除機ヘッド１が床を傷つけ又は床に跡をつける可能性が低減されている。撹拌器３，４が回転している場合には、掃除機ヘッド１と床との間における静止摩擦が全く（又はほとんど）存在しない。その結果として、掃除機ヘッド１は浮遊しているような感覚であり、掃除機ヘッド１を移動させるための力はほとんど必要とされない。さらに、掃除機ヘッド１は、あらゆる方向において自在に移動可能とされる。撹拌器３，４それぞれの回転によって、トラクションが発生する。しかしながら、２つの撹拌器３，４が互いに対して反対方向に回転するので、前方撹拌器３によって発生される前方へのトラクションは、後方撹拌器４によって発生される後方へのトラクションによって相殺される。さらに、２つの撹拌器３，４が構造的に同一であり（すなわち同一の杆体状の本体１１と撹拌手段１２とを備えており）、且つ、同一速度で回転するので、前方撹拌器３によって発生される前方へのトラクションと、後方撹拌器４によって発生される後方へのトラクションとは、同一の大きさであり、且つ、反対向きである。その結果として、掃除機ヘッド１は実質的に移動しない。

ホイール２０，２１が展開位置に位置している場合には、掃除機ヘッド１は、撹拌器３，４及びホイール２０，２１の両方を介して床の上に支持されている。ホイール２０，２１と床との接触によって、撹拌器３，４は床に対して相対的に僅かに上昇している。また、撹拌器３，４の回転に起因して、撹拌器３，４と床との間における静止摩擦が全く（又はほとんど）存在しない。それ故に、掃除機ヘッド１は、ほとんど力を必要とせず、床面に亘って操作可能とされる。ホイール２０，２１は、掃除機ヘッド１の移動を実質的に前後方向に拘束するように機能する。掃除機ヘッド１が前後方向に移動する場合には、ネック７をネック７の長手方向軸線を中心として回転又は捻転することによって、掃除機ヘッド１の向きを左右に変更することができる。しかしながら、掃除機ヘッド１が完全に側方移動することは、ホイール２０，２１によって防止される。

掃除機ヘッド１は、ホイールの位置に依存して、２つの動作モードすなわちホバーモード及びリニアモードのうち一方の動作モードで動作すると言える。ホバーモードは、掃除機ヘッド１をあらゆる方向に自在に移動させることができるという利点を有している。特に、掃除機ヘッド１は、前後方向及び左右方向に移動可能とされるので、狭い間隙の中で掃除機ヘッド１を操作することや家具の下において掃除機ヘッド１を横方向に通過させることを容易に実施することができる。ホバーモードの欠点は、特定の方向に掃除機ヘッド１を操作することが困難とされることである。リニアモードは、掃除機ヘッド１の移動方向を良好に制御することができるという利点を有している。ホイール２０，２１は、掃除機ヘッド１の移動を前後方向に拘束するように機能するので、利用者は、掃除機ヘッド１を良好に操作することができる。利用者は、利用の際にアクチュエータを動作させることによって、２つの動作モードを切り替えることができる。このような切り替えは、例えば真空掃除機のハンドルに設けられているボタンを押下することによって実現される。

前方に向かって掃除機ヘッド１を操作する場合には、押出力が掃除機ヘッド１のネック７に作用する。押出力は、ピボット取付部においてネック７からハウジング２に伝達される。ハウジング２に作用する押出力は、垂直方向成分と水平方向成分とに分解される。垂直方向成分は、下向き方向に作用する。ネック７が２つの撹拌器３，４の中間位置においてハウジング２に回動可能に取り付けられているので、垂直方向成分は、２つの撹拌器３，４の間において均等に分布している。その結果として、垂直方向成分によってトルクが実質的に発生しないので、ハウジング２と撹拌器３，４とが前方又は後方に向かって傾くことはない。水平方向成分は、掃除機ヘッド１を前方に移動させる。さらに、水平方向成分によって、ハウジング２と撹拌器３，４とが前方に向かって僅かに傾く。床の動摩擦力より大きい押出力の水平方向成分が所定位置に作用するので、傾斜が発生する。前方撹拌器３の圧縮を通じて傾斜が発生するにすぎないので、傾斜角度は比較的小さい。しかしながら、傾斜の結果として、傾斜角度が小さいとはいえ、前方撹拌器３によって発生される前方へのトラクションは、後方撹拌器４によって発生される後方へのトラクションとは等しくなくなり、むしろ僅かに大きくなる。その結果として、掃除機ヘッド１を前方に向かって操作するために必要とされる押出力は、比較的小さい。特に掃除機ヘッド１の特性（例えば掃除機ヘッド１の重量、撹拌器３，４それぞれによって発生されるトラクション）及び床表面のタイプに依存して、実施的な前方へのトラクションが動摩擦力より大きくなる。当該実施例では、掃除機ヘッド１は、初期の押出力に応答して前方に向かって掃除機ヘッド１自体を推進させる。

掃除機ヘッド１を後方に向かって操作するために引張力がネック７に作用する場合に、類似する挙動が発生する。また、引張力は、ピボット取付部においてネック７からハウジング２に伝達され、垂直方向成分と水平方向成分とに分解される。垂直方向成分は、上向き方向に作用する。しかしながら、ネック７が２つの撹拌器３，４の中間位置においてハウジング２に回動可能に取り付けられているので、垂直方向成分は、２つの撹拌器３，４それぞれに均等に伝達される。水平方向成分によって、掃除機ヘッド１は後方に向かって移動される。床からの動摩擦力に起因して、水平方向成分は、ハウジング２及び撹拌器３，４を後方に僅かに傾かせる。傾斜の結果として、後方撹拌器４によって発生される後方へのトラクションは、前方撹拌器３によって発生される前方へのトラクションより僅かに大きくなる。従って、掃除機ヘッド１を後方に向かって操作するために必要とされる引張力は、比較的小さい。さらに、実質的な後方へのトラクションが動摩擦力より大きい場合には、掃除機ヘッド１は、初期の引張力に応答して後方に向かって掃除機ヘッド１自体を推進させる。

上述の挙動は、ホイール２０，２１の位置に関係なく発生する。しかしながら、当該挙動は、ホイール２０，２１が展開位置に位置している場合に大きくなる。ホイール２０，２１が展開位置に位置している場合に、撹拌器３，４が床面からさらに上昇されているからである。それ故に、ハウジング２及び撹拌器３，４は、同じ大きさの押出力又は引張力に応答したとしても、より大きい角度で傾くことができる。より大きい角度で傾くことによって、前方撹拌器３の前方へのトラクションと後方撹拌器４の後方へのトラクションとの差が、一層大きくなる。その結果として、ホイール２０，２１が展開位置に位置している場合には、前後方向に掃除機ヘッド１を操作するために必要とされる押出力／引張力が、比較的小さくなる。

上述の実施例では、ホイール２０，２１は、ハウジング２の側面それぞれに配置されている。さらに、ホイール２０，２１は、２つの撹拌器３，４の中間位置に配置されている。このことは、ホイール２０，２１が展開位置に位置している場合には、ハウジング２及び撹拌器３，４が押出力又は引張力に応答して前方に又は後方に継続的に傾斜しているという利点を有している。このような利点を有しているにもかかわらず、掃除機ヘッド１は、ホイールの代替的な配置を有している場合がある。例えば、掃除機ヘッド１は、ハウジング２の側面それぞれに配置されているホイールの組を備えており、組それぞれが、前方撹拌器３の前方に配置されている第１のホイールと後方撹拌器４の後方に配置されている第２のホイールとを備えている。それ故に、ホイール２０，２１が展開位置に位置している場合に、押出力又は引張力に応答してハウジング２及び撹拌器３，４が傾くことが防止される。さらなる例示として、掃除機ヘッド１は、ハウジング２の後部に又は２つの撹拌器３，４の間に且つハウジング２の中央に位置している、例えば杆体状のローラのような単一のホイールを備えている。ホイールの数量及び配置とは無関係に、ホイールは、ホイールが床に接触している展開位置と、ホイールが床から離隔するように持ち上げられている退避位置との間において継続的に移動可能とされる。その結果として、掃除機ヘッド１は、ホバーモード及びリニアモードを継続的に有している。

上述の実施例では、ホイール２０，２１は、展開位置と退避位置との間において移動する場合に、伝動アクチュエータによって垂直に移動される。しかしながら、ホイール２０，２１は、代替的な手段を利用した代替的な方法で移動される場合がある。例えば、垂直方向において上下動するのではなく、その代わりにホイール２０，２１が、航空機の前方着陸装置に類似する運動で上下に回動又は揺動する場合がある。さらに、ホイール２０，２１の運動は、電気的な動作ではなく機械的な動作を利用して実現されている場合がある。

２つの撹拌器３，４は、構造的に同一であり、同一の速度で回転する。このことは、撹拌器３，４が回転する場合に、前方撹拌器３によって発生される前方へのトラクションと、後方撹拌器４によって発生される後方へのトラクションとが、同一の大きさであり、反対の向きとなる。それにも関わらず、掃除機ヘッド１は、構造的に異なる撹拌器、及び／又は異なる速度で回転する撹拌器を備えている場合がある。特に、異なる速度で回転している別の撹拌器が、同一の大きさで反対の向きのトラクション力を継続的に発生させる可能性も十分にある。

１ 掃除機ヘッド
２ ハウジング
３ （前方）撹拌器
４ （後方）撹拌器
５ 駆動アセンブリ
６ ホイールアセンブリ
７ ネック
８ チャンバ
９ 吸引ポート
１１ 本体
１２ 表面を撹拌するための手段
１３ （撹拌器３の）回転軸線
１４ （撹拌器４の）回転軸線
１５ 電動モータ
１６ 歯車列
２０ ホイール
２１ ホイール
２５ （ネック７の）回動軸線
２６ 導管
２７ 出口
２８ 電気端子
２９ 電気ケーブル

Claims (7)

1. 真空掃除機のための掃除機ヘッドであって、一組の回転可能とされる撹拌器と１つ以上のホイールとを備えている前記掃除機ヘッドにおいて、
   前記撹拌器が、互いに対して反対方向に回転し、
   前記ホイールが、展開位置と退避位置との間において移動可能とされ、
   前記ホイールが、前記展開位置に位置している場合に、清浄すべき床に接触しており、前記退避位置に位置している場合に、前記掃除機ヘッドが前記撹拌器のみを介して前記清浄すべき床の上に支持されるように、前記清浄すべき床から離隔するように持ち上げられていることを特徴とする掃除機ヘッド。
2. 前記撹拌器と前記ホイールとが、互いに対して平行とされる回転軸線を中心として回転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. 前記ホイールが、前記撹拌器同士の間の所定位置において前記掃除機ヘッドの側面それぞれに配置されている、一組のホイールとされることを特徴とする請求項１又は２に記載の掃除機ヘッド。
4. 前記ホイールが、前記撹拌器同士の中間に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
5. 前記掃除機ヘッドが、ハウジングとネックとを備えており、
   前記撹拌器が、前記ハウジングの内部に回転可能に取り付けられており、
   前記ネックが、前記撹拌器同士の間の所定位置において、前記ハウジングの頂部に回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
6. 前記ネックが、前記撹拌器同士の中間位置において、前記ハウジングの前記頂部に回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の掃除機ヘッド。
7. 前記撹拌器が、構造的に同一とされ、同一の速度で回転することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。

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