表面處理器具的製作方法

2023-06-12 19:37:51 2

專利名稱：表面處理器具的製作方法
技術領域：
一般而言，本發明涉及一種表面處理器具，其具有可伸展的柔性軟管或所謂「伸 長」軟管，該軟管可設置成作為用於該器具的軟管和棒組件的一部分。技術領域家用真空吸塵器，即用於家庭用途的那些真空吸塵器，通常落入兩個分類中「筒 式」吸塵器和「立式」吸塵器。在典型的筒式吸塵器a中，如圖1所示，吸塵器a的主體b經由軟管和棒組件而被 流體地連接到地板工具C。軟管和棒組件包括相對不可伸長的、柔性的、一端連接到主體b 上的吸入口的軟管d，和剛性的、中空的、可伸縮的棒e，該棒把柔性軟管d的另一端部連接 到地板工具C。在吸塵器a的常規操作中，使用者手動地抓持棒e從地板一邊到另一邊地操 縱地板工具c，在不可伸長的柔性軟管d後拖拽主體b。在典型的立式吸塵器f中，如圖2a所示，吸塵器頭g永久地附連到真空吸塵器的 主體h，使用者利用手柄i從地板一邊到另一邊地一起操作該吸塵器頭g和主體h。在歷史 上，只有筒式吸塵器設置有吸入軟管；立式吸塵器單獨地靠於永久附連到吸塵器的主體的 吸塵器頭上。近來，除了吸塵器頭外，製造商已經開始提供具有軟管和棒組件的立式真空吸 塵器，以使得立式吸塵器可任選地以筒式吸塵器的方式工作。圖2b示出了軟管和棒組件的 特別緊湊的形式，通常使用在戴森立式真空吸塵器範圍內的型號上，其中伸縮棒j與手柄i 為整體且通過操作閂鎖可從主體h釋放。所謂的「伸長」軟管k把棒j附連到主體h上的 吸入口(未示出)；該伸長軟管k在縮回位置被儲存在主體h上，然後根據需要隨著棒j的 釋放(利用手柄)可手動延伸，或「伸長」，以擴大棒j的有用範圍。根據需要，適當的地板 工具1可被附連到棒j上的吸入口。用於前期型號的筒式吸塵器的軟管通常由橡膠構造，其一個例子描述於UK專利 No. GB836407中。但是，這些橡膠或橡膠基軟管相對較快地被塑料吸入軟管代替，塑料吸入 軟管通常包括具有一系列皺褶來為軟管提供所需柔性的模製熱塑性軟管壁。與相應的橡膠 或橡膠基軟管相比，塑料的使用顯著降低了軟管的重量，且模製的塑料吸入軟管已成為家 用真空吸塵器的非常確定的工業標準，無論是用於筒式吸塵器的相對不可伸縮軟管的形式 還是用於現代立式吸塵器的伸長軟管。模製塑料軟管還通常用作工業(非家用)表面處理器具中的吸氣或吹氣管，且被 用於其它領域，在這些領域中同樣希望能提供重量較輕且製造成本低廉的軟管。

發明內容
本發明的目的是提供一種表面處理器具，其裝有改進的伸長軟管，可做為用於該 器具的軟管和棒組件的一部分，該伸長軟管對於立式家用真空吸塵器上通常使用的傳統模 制塑料伸長軟管可提供有利的替代。根據本發明，提供一種表面處理器具，優選為家用真空清潔器具，其包括柔性軟 管，在施加到軟管的拉力的作用下軟管的一段可縱向地從收縮長度延伸到伸長長度，該伸
3長長度比收縮長度至少長25%，其中所述軟管段具有至少部分地由一或多個織物層形成的 可伸展軟管壁，至少一個織物層被密封以形成對於軟管傳輸的流體的不可滲透屏障。本發明涉及伸長軟管，其具有伸長長度，在使用軟管的環境中，該伸長長度顯著長 於其收縮長度。因此，伸長長度將比收縮長度長至少25% (即125cm的伸長長度對應於 IOOcm的收縮長度)，但通常可以是軟管的收縮長度的2至6倍範圍，該伸長長度可高達軟 管的收縮長度的20倍。軟管可響應手動拉力、例如通過真空吸塵器的使用者手動施加的力而伸展。織物伸長軟管的使用尤其結束了家用真空清潔器具的久已建立的工業標準，家用 真空清潔器具幾乎全部延續地依賴於傳統的模製塑料軟管。業已發現，在這種傳統模製塑 料伸長軟管中，軟管壁可能遭受由於軟管的反覆延伸和收縮導致的循環疲勞，增加了軟管 破裂的風險。軟管的疲勞壽命可通過增加軟管壁的厚度而提高，但是這通常增加了重量，且 還可極大地降低某些應用中的軟管的柔性和/或延伸性。根據本發明，使用流體密封織物 層的目的是提供一種既不可滲透、高柔性又具有對於循環疲勞有相對較高的耐受度的層， 由此與傳統塑料軟管相比，有利地改進了軟管的使用壽命，而對軟管的柔性或重量沒有不 利影響。軟管壁可以是織物軟管壁，即單獨由一或多個織物層構造。這種相對簡單的織物 構造提供了對於顯現可比疲勞壽命的傳統模製塑料軟管的質輕、高柔性的替代物。一或多個織物層可以基本上是非彈性的，且可包括足夠的鬆弛部，用於軟管壁從 收縮長度到伸長長度的非彈性縱向延伸。至少一些鬆弛部可通過織物中的一系列皺褶或折 疊方便地提供。織物軟管壁可包括紡織、編織或針織塑料或塑料塗覆的細絲。軟管壁可包括至少一個防破裂織物層，該織物被交織有增強紗線圖案，典型地為 交叉圖案，由此針對織物中的裂縫和脫線的蔓延和形成具有高抵抗性。防破裂織物可以是 防破裂尼龍或防破裂聚酯物，但是本發明不限於任何具體織物。防破裂織物中的增強紗線 不必與大塊織物中的材料相同。防破裂織物層設有軟管壁中的抗撕裂且抗穿孔的層。防破裂織物層自身可相對較 薄，在家用真空清潔器具的情況中可小於0. 1mm，因此軟管的重量不會有任何明顯增加。防 破裂織物也是高度柔性的。軟管壁可被支撐在一或多個框架元件上，為軟管提供增加的破裂強度和剛性。這 有助於保持通過軟管的敞開的流體通道。框架元件被配置為用於相對於彼此縱向運動，以適應織物壁從收縮長度到伸長長 度的延伸。框架元件可被彈性地彼此連接，用於提供回復力以使織物壁從伸長長度回到收 縮長度。可將一或多個框架元件徑向地夾在軟管壁中的兩個分開的織物層之間，或替代 地，夾在兩個織物疊層(其通過在一層織物上加倍而形成)之間，以使得框架元件(一或多 個)不暴露在軟管壁的外側上。在軟管的使用過程中，織物的摩擦磨損可能發生在主要沿框架元件和織物之間的 接觸界面上，這最終可導致軟管壁破裂(且由此在用於表面清潔器具的吸入軟管的情況下 損失吸力)。織物的疊層或兩個夾層的設置藉助增加軟管壁的有效厚度降低了這種摩擦磨損的影響。同時，在框架元件的內側上設置內夾層(或疊層)具有的優點是，該內夾層不會 受到通常發生在框架元件的外側周圍的相對較高水平的摩擦磨損。可在各框架元件的軸向任一側將織物的層或疊層彼此結合，以把框件元件包封在 織物層或疊層之間，由此可方便地把框架元件保持在它們的預定位置中。構成軟管壁的織 物可附加地或替換地被設置為形成於一或多個框架元件的外側周圍的多疊層或多個層的 重疊部，這將進一步改善軟管的外部耐磨性。業已發現，用相對順從的或低摩擦的材料(即相對於構成框架元件的材料較順從 或低摩擦)塗覆框架元件對軟管的耐磨性具有顯著影響。例如，如果框架元件是鋼，可通過 用塑料(例如聚氨酯(Pu)、熱塑性聚氨酯(TPU)、或聚四氟乙烯(PTFE))塗覆框架元件而顯 著改善軟管的耐磨性。軟管壁可包括纏繞的織物帶。在一具體實施例中，軟管壁包括纏繞的織物帶，且一 或多個框架元件被徑向地夾在纏繞的織物帶的兩個軸向重疊通道中。織物的各重疊通道在 相應框架元件的軸向任一側可彼此結合，以包封框架元件。附加地或替換地，如果織物帶形 成在一或多個框架元件的外側周圍的相應多疊層重疊部，可將纏繞的織物帶設置為使得具 有兩個或多個軸向重疊通道。這些纏繞配置被認為對於降低摩擦磨損特別有用；這在常規 家用真空清潔器具上使用的過程中尤其如此，其中初步測試表明，與傳統模製塑料軟管相 比，以上述方式形成防破裂織物帶可顯著地增加軟管的壽命。上述纏繞配置還使軟管呈現 相對平滑的內表面，傾向於限制流過該軟管的任何邊界層的厚度。可將軟管壁結合到框架元件，例如使用粘接劑。如果框架元件由導電材料形成，可 通過電阻加熱框架元件固化粘接劑。框架元件可以是螺旋形支撐構件上的圈，其可以是螺旋形金屬線。可利用任意合 適的纏繞配置將織物方便地纏繞在螺旋形支撐構件周圍。


本發明的實施例將參考附圖進行說明。附圖中圖1是裝有柔性吸入軟管的傳統筒式吸塵器的示意性透視圖；圖2a和2b是裝有柔性吸入軟管的傳統立式吸塵器的示意性側視圖；圖3是本發明的柔性的、可伸長軟管的收縮長度的示意性透視圖；圖4a是沿線A-A截取的圖3所示軟管的截面圖；圖4b是對應於圖4a的截面圖，但其示出了處於伸長構型中的軟管；圖5是本發明軟管的一替換形式的截面圖，其中軟管壁具有多層織物構造；圖6是軟管的一替換形式的截面圖，其中軟管壁由纏繞的織物帶構造；圖7是貫穿圖6所示的織物軟管壁的一部分的截面圖；圖8是貫穿一段軟管的截面圖，其示出了使用纏繞織物帶的替換軟管壁構型；以及圖9是貫穿一段軟管的截面圖，其示出了使用纏繞的織物帶的另一替換軟管壁構 型。
具體實施例方式首先參考圖3，軟管1的可伸長段包括軟管壁2，軟管壁被支撐在螺旋形支撐構件3的外側上。螺旋形支撐構件3從圖4a中所示的收縮長度L,可彈性地縱向伸長(沿圖3中軸 線X)到圖4b所示的伸長長度Le。軟管壁2由基本為非彈性的織物的單一層組成，其被密封以防止流體通過軟管壁 2洩露。軟管壁2由此呈現為不可滲透屏障，用於容納通過圖4b中的軟管傳輸的流體(由 箭頭A指示)。織物可以是防破裂織物，例如防破裂尼龍或聚酯織物。織物軟管壁2被固定到螺旋形支撐構件3，但是具有足夠的軸向鬆弛以適應從收 縮長度k到伸長長度Le的基本上非彈性的縱向伸長。由此，在螺旋形支撐構件3處於收縮 長度k的情況下，織物軟管壁在螺旋形支撐構件3的相繼圈(successive coil)之間形成 一系列褶皺，然後在軟管壁縱向伸長至伸長長度Le期間這些皺褶被張緊，如圖4b所示。織 物軟管壁2可被設置為沿預定線摺疊，以使得軟管壁易於在螺旋形支撐構件3的相繼圈之 間形成一系列更緊密的預定摺疊部，而不是圖4a所示的更「鬆弛」的皺褶。織物軟管壁2可通過用密封劑浸漬、噴塗或浸塗織物而被密封，密封劑例如可以 是聚氨酯(Pu)、熱塑性聚氨酯(TPU)或聚氯乙烯(PVC)，或者通常可通過使用任意合適的增 塑工藝密封。所述織物可以是例如通過紡織、編織或針織製造的織物片，其中，可將織物片纏繞 在螺旋形支撐構件3的外側周圍以形成管狀軟管壁2。織物可被緊密地纏繞以在螺旋形支 撐構件3上形成壓縮配合(但還提供必要的軸向鬆弛，用於軟管壁2的縱向伸長)。軟管 壁2可被牢固地結合到螺旋形支撐構件3，例如使用如合適的溶劑型粘接劑或環氧粘接劑 之類的熱固性粘接劑，可將其施加到軟管壁2和螺旋形支撐構件3中之一或兩者上，可在纏 繞織物前預塗覆。如果螺旋形支撐構件3呈金屬線的圈的形式，粘接劑可方便地通過使用 適當的電流進行電阻加熱而被熱固化。在一替換配置中，防破裂織物被製造為無縫管狀織物，例如通過管狀紡織、管狀編 織或管狀針織製造，而軟管壁2是通過把織物管縱向地卷在螺旋形支撐構件3上而形成的。 預成型織物管也可通過先繞圓柱形心軸纏繞織物再把織物片沿接縫結合以形成管而被制 造。而且，可控制軟管壁2的相對直徑，以在螺旋形支撐構件3上形成輕微壓縮配合且軟管 壁可通過使用熱固性粘接劑而被牢固地結合到螺旋形支撐構件3。在圖4a和4b中，螺旋形支撐構件3的相繼圈3a、3b、3c構成連續組的框架元件， 用於支撐軟管壁2。圖5示出了一替換配置，其中，一段伸長軟管10具有支撐在非連續組的 框架元件上的軟管壁20，該框架元件呈單獨結合到軟管壁20的內側的獨立框架環30的形 式。在圖5中示出了處於伸長長度Le的伸長軟管10，在拉力T的作用下，軟管壁20被 拉緊在框架環30之間。框架環30彼此獨立，因此不提供任何回復力來使軟管返回到收縮 長度。如果需要的話，通過在軟管壁2中使用彈性織物，仍可提供適當的回覆力。一旦軟管 10的長度回復到其收縮長度，軟管壁20呈現皺褶輪廓，類似於圖4a中所示的軟管壁2的輪廓。軟管壁20具有多層織物壁構造，其包括夾在單獨的內和外層織物20b、20c之間的 中間織物層20a。織物層20a、20b、20c不必由相同的織物組成；例如，織物層20a可以是防 破裂織物，而織物層20b、20c可以是傾向於賦予軟管壁期望特性(例如耐化學性或耐火性)的某種其它織物。層20a、20b、20c中的至少一個被密封以防止流體通過軟管壁20洩露。織物層20a、20b、20c的每個可由織物片或管狀織物形成。例如，可將織物層20a 形成為無縫管狀織物，織物層20b和20c可由織物片形成，該織物片相繼繞內部管狀織物層 20a纏繞。可使用熱固性粘接劑將織物層20a、20b、20c彼此結合，該粘接劑通過單獨地電阻 加熱(可使用某種開關電路)每個框架環30而被固化。替換地，在通過浸漬使一層或多層 織物層20a、20b、20c進行表面密封時，浸漬密封劑還可被有效地用於結合織物層20a、20b、 20c。圖6是截面圖，其示出了利用兩個防破裂織物帶200和201形成的多層織物軟管壁。織物帶200和201的每個都被纏繞以形成沿該螺旋形支撐構件3的長度的相應織 物層。在織物帶200的情況中，其在螺旋形支撐構件3的外側上形成相應織物層210，該織 物層包括一系列軸向重疊的織物通道200a、200b和200c等。在織物帶201的情況中，其 在螺旋形支撐構件3的內側上形成相應織物層211，該織物層包括一系列重疊的織物通道 201a,201b,201c 等。螺旋形支撐構件3的圈3a、3b、3c徑向地夾在兩個織物層210、211之間。例如圈 3a夾在通道200a、201a之間，圈3b夾在通道200b、201b之間，等等。此外，織物帶200的重 疊通道在圈3a、3b、3c等的外側上形成一系列雙層重疊部。例如，重疊的通道200a和200b 在圈3a的外側上形成雙層重疊部，重疊的通道200b和200c在圈3b的外側上形成雙層重 疊部，等等。在圖6所示的配置中，織物帶201的重疊通道額外地在圈3a、3b、3c的內側上 形成相應雙層重疊部，但是螺旋形支撐構件3的外側上的雙層重疊部被認為是對於家用清 潔器具上的吸入軟管特別有利，因為它們與軟管壁的通常受到相對較大摩擦磨損的區域相 關聯。織物帶200、201可被預纏繞在心軸上，然後以類似於預成型織物管的方式裝配到 螺旋形支撐構件3上，接著可把織物的重疊通道結合以增強織物帶的預纏繞結構。重疊通道200a、201a在圈3a的軸向任一側被彼此結合，如圖7的垂直虛線所示， 以把圈3a包封在織物帶200、201之間。此外，通道200a、201 a被分別結合到通道200b、 201b。螺旋形支撐構件在施加的拉力的作用下伸長到其伸長長度「時將織物帶200、201 纏繞在螺旋形支撐構件3周圍，如圖6所示。織物帶200、301纏繞之後，然後去除施加的拉 力，螺旋形支撐構件返回到其收縮長度，軟管壁呈現大致皺褶輪廓，類似於圖4a中的軟管 壁2的輪廓。圖6示出了使用織物帶的一種可能的纏繞配置，當然其它配置也是可能的。因此， 在圖8中，單個防破裂織物帶203沿方向X被纏繞在螺旋形支撐構件3上，織物帶203的尾 部繞圈3a、3b、3c的外側行進，織物帶203的前部繞圈3a、3b、3c的內側行進。在這種情況 下，圈3a、3b、3c的每個都被徑向地夾在單一織物帶203的重疊通道之間，不需要第二織物 帶。例如，圈3b被夾在重疊的通道203a和203b之間，且重疊的通道203a和203b可在圈 3b的軸向任一側彼此結合，以把圈3b包封就位。單個防破裂織物帶可被額外地纏繞以在框架元件的外側上形成多疊層重疊部。圖 9示出了一種這樣的「雙重功能」纏繞配置；圖9所示的配置類似於圖8所示的配置，但是使用了額外的相對較寬的防破裂織物帶204，以在圈3a、3b、3c的外側上形成一系列雙層重疊 部。在這種情況下，防破裂織物帶204被配置為使得圈3a、3b、3c的每個都被徑向地夾在織 物帶204的第一和第二重疊通道之間，而第二重疊通道額外地重疊織物帶204的第三通道， 以在圈的外側上形成雙層重疊部。例如，圈3a被夾在相繼的重疊通道204a和204b之間， 而通道204b與相繼的重疊通道204c額外地形成雙層重疊部。重疊通道204a和204b可在 圈3a的軸向任一側彼此結合，以把圈包封就位。此外，重疊通道204b和204c可在相應雙 層重疊部的區域彼此結合。儘管在所述實施例中，框架元件被定位在軟管壁內側上、或包封在內部，但本發明 不限於這種配置，框架元件可替換地設置在軟管壁的外側上。本發明涉及一種表面處理器具，優選涉及一種家用真空清潔器具。軟管可被併入 作為用於該器具的軟管和棒組件的一部分，且在任何情況可將其用常規配件配合到器具的 主體。器具的主體尤其可以是家用立式吸塵器上的傳統立式主體，例如圖2a和2b中的主 體ho儘管在所述實施例中軟管包括織物軟管壁，即軟管壁完全由一或多個織物層構 造，在最寬的範圍內，本發明不限於其中伸長軟管具有織物軟管壁的配置。軟管壁例如可額 外地包括擠出或注射模製的塑料保護套或襯。不僅如此，還應認為，與傳統的擠出或注射模 制塑料伸長軟管相比，軟管壁中的不可滲透織物層的使用將改善軟管壁對於循環疲勞的抵 抗性，且由此改善了軟管的使用壽命。
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權利要求
一種表面清潔器具，包括柔性軟管，在施加到該軟管的拉力的作用下，該柔性軟管的一段可縱向地從收縮長度伸展至伸長長度，所述伸長長度比收縮長度至少長25％，其中，所述軟管段具有至少部分地由一或多個織物層形成的可伸展軟管壁，至少一個織物層被密封以形成對於軟管傳輸流體的不可滲透屏障。
2.如權利要求1所述的表面清潔器具，其中，所述軟管壁是織物軟管壁，該織物軟管壁 包括一或多個織物層，至少一個織物層被密封以形成對於軟管傳輸流體的不可滲透屏障。
3.如權利要求1所述的表面清潔器具，其中，一或多個所述織物層基本上是非彈性的， 且具有足夠的鬆弛部用於軟管壁從收縮長度至伸長長度的非彈性縱向延伸。
4.如權利要求3所述的表面清潔器具，其中，至少一些鬆弛部由織物中的一系列皺褶 或摺疊提供。
5.如權利要求1所述的表面清潔器具，其中，至少一個織物層是至少部分地由塑料細 絲紡織、編織或針織而成。
6.如權利要求1所述的表面清潔器具，其中，所述軟管壁包括至少一個防破裂織物層。
7.如權利要求1所述的表面清潔器具，其中，所述軟管壁被固定到一個或多個增強框 架元件，該增強框架元件被設置用於相對於彼此縱向運動，以適應軟管壁從收縮長度至伸 長長度的延伸。
8.如權利要求7所述的表面清潔器具，其中，所述框架元件被彈性地彼此連接，以提供 回復力而使所述軟管壁從伸長長度返回到收縮長度。
9.如權利要求7所述的表面清潔器具，其中，該一或多個框架元件被徑向地夾在形成 軟管壁的一部分的織物層或疊層之間。
10.如權利要求9所述的表面清潔器具，其中，所述織物層或疊層在相應框架元件的軸 向任一側被彼此結合，以把框架元件包封在織物層或疊層之間。
11.如權利要求7至10中任一項所述的表面清潔器具，其中，所述軟管壁中的織物被設 置為在該一或多個框件元件外側周圍形成多疊層重疊部或多層重疊部。
12.如權利要求7所述的表面清潔器具，其中，所述軟管壁包括由纏繞織物帶構成的層。
13.如權利要求12所述的表面清潔器具，其中，該一或多個框架元件被徑向地夾在所 述纏繞織物帶的兩個軸向重疊通道之間。
14.如權利要求12所述的表面清潔器具，其中，所述纏繞織物帶的兩個或多個軸向重 疊通道在該一或多個框架元件的外側周圍形成相應多疊層重疊部。
15.如權利要求7所述的表面清潔器具，其中，所述框架元件是彈性螺旋形支撐構件上 的圈。
16.如權利要求1所述的表面清潔器具，其中，所述軟管設置在該器具中作為軟管和棒 組件的一部分。
全文摘要
本發明涉及一種用於傳輸流體的柔性軟管，具體地說，涉及用於家用立式真空吸塵器的柔性軟管。該軟管是伸長軟管，其可在施加於軟管的拉力作用下從收縮長度縱向伸展到伸長長度，該伸長長度比收縮長度至少長25％。該軟管的一段具有至少部分地由織物層形成的軟管壁，該織物層被密封以形成對於軟管傳輸的流體的不可滲透屏障，由此其提供既不可滲透又具有對於循環疲勞高抵抗的層。
文檔編號A47L9/24GK101961229SQ201010237310
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月23日 優先權日2009年7月23日
發明者愛德華·J·查德利 申請人:戴森技術有限公司