帶有組合的過濾器元件和收集組件的真空吸塵器的製作方法

2023-04-27 06:15:11

專利名稱：帶有組合的過濾器元件和收集組件的真空吸塵器的製作方法
技術領域：
本發明涉及真空吸塵器，尤其涉及一種組合的過濾器元件和收集組件。
美國專利US4,745,654公開了一種帶紙濾器的真空吸塵器，其中紙過濾器被固定於過濾器固定器和塵土盒之間。美國專利US5,020,186及US5,115,538公開了一種帶塵土容器及過濾器袋的真空吸塵器，過濾器袋帶有利用周邊密封墊可拆卸地密封就位的支承架。美國專利US3,758,914公開了一種具有手把的可拆卸汙物盒的真空吸塵器。美國專利US4,426,211公開了一種具有帶手把的塵土收集器及兩個過濾器的真空吸塵器。輔助過濾器形成收集器的端蓋。其他相關的美國專利有US3,914,820，US2,564,339和US3,621,640。
本發明的目的是提供一種高性能電池驅動的真空吸塵器，它在其基底移動頭內安裝有一馬達一推進器和一可旋轉的刷，在移動頭內還裝有一可拆除的過濾器，可旋轉刷安置在移動頭上形成的吸塵器吸入口前，並可與吸入口分離。
下面結合附圖對本發明的上述內容及其它特點進行解釋，其中

圖1是結合本發明特點的真空吸塵器的透視圖。
圖2是沿圖1中2-2線剖切的真空吸塵器基底移動頭的剖視圖。
圖3是沿圖2中3-3線剖切的移動頭剖視圖。
圖3A是圖1所示真空吸塵器的仰視圖。
圖4是沿圖3中4-4線剖切的移動頭剖視圖。
圖5是用於圖1所示真空吸塵器的收集組件透視圖。
圖6是沿圖5中6-6線剖切的收集組件剖視圖。
圖7是圖6中展示的區域7的放大圖。
圖8是圖5所示收集組件放大後視圖。
圖9是本發明另一實施例的局部後向和側向的透視圖。
參看圖1，圖1中展示了包括本發明特點的真空吸塵器10的透視圖。雖然本發明將結合附圖展示的實施例進行說明，但是應該明白，本發明可以包括各種不同類型的替換實施例。此外，本發明可以使用任何合適尺寸、形狀、或種類的構件或使用任何材料。
真空吸塵器10通常有一手把12及一基底移動頭即組件14。但是應該注意到，本發明的特點可以結合到任何合適形狀或構造的真空吸塵器。在所示實施例中，手把12最好由塑料或聚合物材料製作，並在樞軸銷16處以樞軸方式與移動頭14連接。參看圖2，3，移動頭14一般有一殼體18，一主扇葉片馬達20，一輔助刷馬達22，電池組件24，一推進器或扇葉片26及一收集部件或組件28。殼體18最好由塑料製成，並在其底部連接有輪子或滾子30(見圖3A)。殼體18最好是由兩個大致為蚌殼狀的殼件一頂件18b及一底殼件18a構成。將兩殼件相互連接，以便在其內部容納馬達、電池、及推進器，從而大致構成整殼體18。主馬達20與殼體18固定連接，並從其前端延伸出一驅動軸32。
如圖1所示，推進器26與驅動軸32相連。殼體18在其頂面上有空氣排放槽34，以便將由推進器26運動所產生的空氣排出殼體18外。真空吸塵器10具有一個連接於殼體18的喉管或空氣導向管36。空氣導向管36環繞著推進器26。在一較佳實施例中，將空氣導向管36與構成殼體18的頂部和底部殼體件18a，18b模鑄或一整體。空氣導向管36可以是安裝在殼體內的一個分離件，它大致為延伸的螺旋狀，且具有一入口部分38。文杜裡管或入口部分38大致為一漏鬥形狀。推進器26是一種離心式風扇葉片。通過入口部分38進入的空氣被推向空氣導向管36，並從空氣排放槽34排出。
第二馬達22連接於殼體18的前面部分。通過一傳動帶(未示出)將第二馬達22與殼體前部的可轉動刷40連接。傳動帶將馬達22與正安裝到兩驅動部分或皮帶輪42，44上的刷40可操作地連接。當第二馬達22轉動驅動皮帶輪42時，傳動帶就被轉動。傳動帶轉動驅動部分44，依次地轉動刷40。然而，可採用任何合適類型的刷驅動系統。作為一種替代，無需配置旋轉刷。刷40在凹槽46內可旋轉地連接於殼體18上。凹槽46除了其底部的一個開口48外全被封閉。刷40的一端穿過凹槽41一側面的開口伸出。刷40的鬃毛從底開口48中伸出，並通過殼體18的底部。
電池組24包括六個可再充電的電池。而且，本發明的特點也可使用於不用電池驅動的真空吸塵器中。電池組24被固定連接到殼體18上，位於第一馬達20下方，並位於相對兩側。由於電池是可再充電的，所以這種真空吸塵器還具有一用於連接充電器的電插口58及一個用於將插口58與電池組24連接的印刷電路板60。通過一個三位開關50，電池組24與兩個馬達20，22進行通電連接。開關50有一個第一斷開位置(OFF)和二個接通位置(ON)。二個接通位置包括一第一接通位置，在此位置處，只有第一馬達20通電；還包括一個第二接通位置，在此位置上兩馬達20，22均通電。開關50有一啟動插棒52。在殼體18的後部以樞軸方式安裝著一彈簧張緊的腳踏板54。腳踏板54用樞軸55安裝到殼體上。腳踏板54有一個部件56，在腳踏板54被壓下時，部件56處於壓下啟動插棒52的位置。當然，也可以提供任何合適形式的控制機構。
參看圖4，在凹槽46後面有一吸入口62。正如在圖3A底視圖上看到的那樣，入口62與凹槽46用壁64分隔開。入口62具有一第一下部66及一第二上部68。從圖2中的前面往後看時，兩部分66，68有一相當窄的長度A，下部66具有一寬的底孔70，孔70延伸越過差不多殼體18的總寬度。如圖4所示，下部66的頂壁67當其從上部68沿側向向外延伸時向下傾斜。如圖3A所示，下部66的前壁74是直的。但下部66的後壁有部段76，當部段76接近組件14的側壁部分，則部段76向前壁74傾斜。上部68在其頂上有一個將空氣與碎屑移入收集組件28用的小孔72。
殼體18有一個延伸至其頂面，用於以可拆卸方式容納收集組件28的孔洞78。孔洞78大致為矩形。如圖3所示，孔洞78有兩個前拐角80及兩個後拐角82。為了如下所述的鎖緊作用，前拐角80的半徑大於後拐角的半徑。抽吸口62的小孔72通向孔洞78的前面。如圖2所示，孔洞78的後壁86也有一個小孔84，小孔84的前部有一入口部分38。
參看圖5-8，圖中示出收集組件28。收集組件28一般具有一底架88，一過濾器89及一蓋件90。在本實施例中，底架88是由塑料或聚合物模鑄成的整體件。底架88有一帶進口或入口小孔94的前壁92，一大致敞開的後端96，兩個帶槽100的側壁98，一底壁101及一頂壁102。底架88形成一個其內帶碎屑容納區域104的杯樣形狀，連接於底架88內部碎屑容納區域104的是一個可移動擋板106。擋板106連接到入口94上方的前壁92上。擋板106下懸蓋住入口94，從而將碎屑留在容納區域104處。頂壁102有一個整體模鑄成的手把108。頂壁102傾斜以便與殼體18頂面的傾角相配合，並如圖1所示構成組件14頂面的一部分。在側壁98上的槽100設置得與懸伸的鉤扣鎖銷110配合(參看圖2)(只能看見其中的一個)，鎖銷位於殼體18的孔洞78的側壁上。鎖銷110將組件28鎖閉於孔洞78中。當然，在由使用者將一足夠大的向上力施加到手把108時，鎖銷110會向外偏斜，由此可將組件28從殼體18中移出。底架88的前拐角114的大小和形狀適合於與孔洞78的前拐角80相配合。與孔洞78相似，組件28的後拐角116有小於前拐114的曲率半徑。後拐角116的大小和形狀適合於與孔洞78的後拐角相配合。作為鎖緊系統的不同拐角的作用是防止大致為方形的組件28以相反的位置插入到該孔洞中。
底架88後端96有一安裝突緣112。突緣112環繞整個後端96。配置突緣112的目的是使蓋件90能安裝到底架88上，蓋件90由彈性聚合材料製作，並有大致為平面的形狀。蓋件90有一個周邊安裝件113，件113帶有將突緣112容納在其中的安裝突緣容納槽口118，從而將蓋件90以摩擦方式連接到底架88上。突緣112大致是矩形，而槽口118有一與之配合的矩形。蓋件90有一個平後壁122，後壁上有一單通孔120。蓋件90還有四個間隔肋條124，它們從後壁122延伸出一短的長度。在一個替換實施例中，可以配置多於或少於四個的間隔肋條。間隔肋條124從小孔120徑向延伸。在蓋件90安裝到底架88上時，在安裝突緣112和周邊安裝件113之間蓋件90形成氣密性密封。這樣一來，小孔120就是從組件28內部穿過蓋件90的唯一的通道。
過濾器89是允許空氣透過的一張單層材料，但它能防止塵土及碎屑穿過。過濾器89例如通過粘接或焊接方法被永久地連接到蓋件90上。更具體地說，將過濾器89的周邊接於周邊安裝件113的邊緣，而且也連接到間隔肋條124的端部。因此，在蓋件90的後壁122與過濾器之間就確立起一開放的空間或間隙126。空氣可以在任何位置(除了與蓋件的連結點)穿過過濾器89而進入間隙126。一旦空氣進入間隙126，空氣就可以穿過間隙126進入小孔120，然後被排出收集組件28。這就提供了一個寬的過濾區域。在將蓋件90從底架88上拆下時，過濾器89隨蓋件一起卸下以便於清理。因蓋件90拆下時，底架的整個後端被敞開。故從收集組件中排放塵土、廢物及碎屑極為簡單，也易於清理底架內部。當收集組件28適當地安置於殼體18的孔洞78中時，小孔120就與圍繞著推進器26的管或擴散器36的入口部分38對準。小孔120偏離蓋件90的中心。以便與入口部分38適當對準。為了防止蓋件在一顛倒位置中與底架88連接，其中孔120不對準入口部分38，突緣112和槽118的上拐角有一急劇的轉角或曲率半徑，下拐角130有一較緩和的轉角或曲率半徑。如果試圖在一顛倒位置方向將蓋件90連接到底架88上時，打算配合拐角的誤配形狀將會防止在這種錯誤方向上的連接。因此，拐角128，130的形狀起到保證正確連接的鍵控機構的作用。在一替換實施例中，任何合適類型的系統都可用來連接底架的蓋件。過濾器89是可衝洗的。因此，在為了從收集組件28中卸除廢物而拆下蓋件90後，使用者可以衝洗蓋件90以便清潔過濾器90。
在操作中，當使用者壓下腳踏板54時，開關50啟動開動主馬達ON，但不起動刷子馬達22ON，為使地板裸露或節省蓄電池的電能。如果腳踏板54再次被壓下，開關50就保持主馬達20接通，並使第二馬達22也接通。再壓下腳踏板45，就使兩個馬達切斷。主馬達20接通時，推進器26轉動。這就使空氣和塵土、汙物或碎屑吸入在組件底部的抽吸口62。空氣和被帶入物通過入口進入收集組件28。由推進器26引起的通過收集組件入口94的氣流使擋板106往回移動。大尺寸的收集組件容納區域104使在容納區域的空氣速度小於入口94處的空氣速度。這就能使帶入的汙物、塵土和碎屑落入容納區域104。在過濾器89與蓋件90的後壁122間的間隙126通過將真空吸力大致分布於過濾器的整個表面上，而促使在容納區域104中的空氣速度減緩。穿過小孔120的空氣被推進器26在頂表面內的槽口34處推出殼體18。
在過去用可再充電電池驅動的真空吸塵器中的一個問題是，為了不太快地耗盡可再充電電池的能量，抽吸力受到驅動推進器的馬達必須是小型的限制。通過在抽吸口62處及在刷40處殼體18的獨特構形，真空吸塵器10克服了這一問題。更具體地說，刷40及其凹槽46用壁64與入口62分隔開。這就有助於使在下部70處的入口區域變小。這樣一來，由推進器產生的真空壓力被集中在組件14底部的一小區域內。為了進一步有助於在組件14的整個寬度內獲得最大真空效果，使壁部分76從後向前傾斜(見圖3A)，並使壁67向下傾斜(見圖4)，以此分配真空壓力。這樣，就使真空吸塵器10能以相對小的馬達和推進器在抽吸口62底部處提供良好的抽吸作用，並且還配置一馬達驅動旋轉刷，該刷並不太大地影響在抽吸口處的抽吸作用。刷40起一種攪拌器的作用。它不直接將塵土、汙物及碎屑推入入口62中，而是將它們推到抽吸入口62下方區域。在一種公知的老式真空吸塵器中，旋轉刷處於抽吸口處或與抽吸口連接，這會增大抽吸口的面積，而且又會使真空吸力分布在一個大區域面積上，因而減少其抽吸作用。小入口62以及用於刷40的分離的、隔開的凹槽46克服了上述問題。
在本實施例中展示的基底移動頭14，將真空吸塵器10的全部工作構件均容納於約8.5×11英寸的相當緊湊的行走吸塵用基底殼體中。這就提供了一個較低的重心，並使該移動頭14在使用中較少出現麻煩。並且廢物從吸入口進入收集組件28處的移動距離較短。結果可以減小動力消耗、延長運行時間，以及從使用動力的觀點看相對於真空效率來說提供一種總的更為有效的系統。
現在參看圖9，圖中展示了本發明另一實施例的局部後向和側向的透視圖。真空吸塵器200與真空吸塵器10相似。但吸塵器200有兩個可更換的可再充電電池202。在手把204的底部的後部有一個帶兩個孔洞208的區域206及一個電池接頭210。孔洞208的大小及形狀適宜於以滑動方式容納電池202。電池可拆卸地插入銜接起彈簧夾作用的接頭210。電池可從吸塵器200上拆下，以便在單獨的電池充電站內(未示出)充電。接頭210用電線212與開關50連接。與吸塵器10相似，開關50能將電供應給主電機20及刷用電機。在一較佳實施例中，電池是由Black Decker(美國)Inc出售的VERSAPAK電池，VERSAPAK是Towson Maryland的The Black Decker公司的商標。當然，任何合適類型的可拆卸的可再充電電池均可使用。本實施例能十分迅速、容易地用新的充電電池更換舊電池，因此一旦裝入的電池變弱時，用戶無需為使用真空吸塵器而等候電池充電。
權利要求
1.在具有一殼體，一個位於殼體內的馬達，一與馬達連接的推進器，以及以可拆卸方式連接於殼體的垃圾收集組件的真空吸塵器中，其改進包括收集組件有一底架，一蓋件及一過濾器元件，蓋件以可拆卸地連接到底架，以便基本上閉合底架的一敞開側面，蓋件有一個貫穿它的排放孔，過濾器元件在排放孔上方與蓋件的內表面永久性地連接，
2.如權利要求1所述的真空吸塵器，其中，底架有一安裝突緣環繞底架的敞開側面，蓋件安裝在該安裝突緣上。
3.如權利要求2所述的真空吸塵器，其中，蓋件有一個安裝突緣容納槽，在該槽內容納安裝突緣，並以摩擦方式將蓋件與底架連接。
4.如權利要求3所述的真空吸塵器，其中，安裝突緣和槽具有大致為矩形的形狀，鎖緊機構使蓋件與底架僅在一個位置上進行連接。
5.如權利要求1所述的真空吸塵器，其中，蓋件具有分隔肋條，用以將過濾器元件與蓋件的後壁間隔開，由此而在過濾器元件與該後壁間形成一敞開的空間。
6.如權利要求1所述的真空吸塵器，其中，底架與頂面上的整體手把是一體的模鑄件。
7.如權利要求6所述的真空吸塵器，其中，底架的前側面上有一進口，一個可動擋板在進口後與底架連接。
8.如權利要求1所述的真空吸塵器，其中，殼體有一容納收集組件的孔洞，底架的頂面構成真空吸塵器的基底移動頭頂面的部分。
9.如權利要求8所述的真空吸塵器，其中，底架內有一槽縫，殼體有一在孔洞內的懸伸的可偏轉的鉤鎖件，鉤鎖件突伸入槽縫中，以便將收集組件固定地但可拆卸地安裝到殼體中。
10.如權利要求8所述的真空吸塵器，其中，孔洞有第一尺寸和形狀的兩個前拐角，和具有第二尺寸和形狀的兩個後拐角，收集組件有在孔洞內相匹配的拐角，從而使收集組件只能在第一位置上插入孔洞。
11.一種真空吸塵器收集組件，包括一底架，它形成一個容納區域，並具有一大致敞開的後端；一基本平面形的蓋件，蓋件與底架的後端連接，蓋件基本上封閉底架的後端，並有一貫穿它的排放孔，以及一個與蓋件內面連接的平過濾器元件，並通過蓋件的間隔肋使過濾器元件與蓋件的後壁間隔開，從而空氣能穿過過濾器元件進入過濾器與蓋件後壁之間的空間，並穿過該空間到蓋件上的排放小孔。
12.如權利要求11所述的組件，其中，有一安裝突緣環繞底架的敞開後端，蓋件安裝在該安裝突緣上。
13.如權利要求12所述的組件，其中，蓋件上有一安裝突緣容納槽，在該槽內容納安裝突緣，並以摩擦方式將蓋件與底架連接。
14.如權利要求13所述的組件，其中，安裝突緣和槽具有大致為矩形的形狀，鎖緊機構使蓋件與底架僅在一個位置上進行連接。
15.如權利要求11所述的組件，其中，底架與頂面上的整體手把是一體的模鑄件。
16.如權利要求15所述的組件，其中，底架的前側面有一進口，一可動擋板在進口後與底架連接。
17.一真空吸塵器，包括一殼體；一置於殼體內的馬達；一與馬達連接的推進器；及一與殼體可拆卸地連接的收集標準組合體，該組合體有一連合的收集組件及過濾器元件，收集組件具有一帶一入口的底架及一與底架連接的蓋件，蓋件上有貫通它的排氣孔，過濾器元件永久性地連接於蓋件內，並蓋住排氣孔，過濾器元件與蓋件的後壁間隔開，因而在過濾器和蓋件的後壁之間形成一敞開的空間。
18.如權利要求17所述的真空吸塵器，其中，底架與頂面上的整體手把，敞開後端，及一個環繞敞開後端的安裝突緣是一整體件。
19.如權利要求18所述的真空吸塵器，其中，蓋件安裝突緣上與底架相連，蓋件有一容納安裝突緣的容納槽，並在其間形成摩擦方式的氣密性安裝連接。
20.如權利要求17所述的真空吸塵器，其中，蓋件內側有間隔肋條，肋條將過濾器元件和蓋件後壁間隔開。
全文摘要
一種帶有可拆卸的收集組合體的真空吸塵器。組合體有一連合的收集件及過濾器元件。收集組件有一整體件的底架及連接到底架的敞口後端的蓋件。過濾器元件在內側面上永久地連接於蓋件。蓋件有肋條，肋條將過濾器元件與蓋件後側面間隔開，並在過濾器元件和蓋件之間形成一氣流空間。蓋件以摩擦氣密性連接方式安裝到底架的突緣上。
文檔編號A47L5/24GK1162433SQ9710223
公開日1997年10月22日 申請日期1997年1月10日 優先權日1996年1月11日
發明者M·安東尼·梅裡託, 安東尼·B·羅克, 安東尼·J·阿博特 申請人:布萊克和戴克公司