CN111936021A - 用于真空吸尘器的刷辊 - Google Patents

Abstract

一种用于表面清洁设备(10)的刷辊(60、90、120、150)，包括：刷销钉(62、92、122、152)，其限定轴线(X)并具有相对的刷毛支撑件(70、102、130，160)和在相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)之间的护罩表面(74、134、138、164、168)；以及从刷毛支撑件(70、102、130、160)突出的多个刷毛(72、104、132、162)。护罩表面(74、134、138、164、168)包括在刷毛支撑件(70、102、130、160)之间延伸的相对的凸弯曲表面(86、138、168)，该刷毛支撑件在外部拐角(88、148、178)处与护罩表面(74、134、138、164、168)相交。

Description

用于真空吸尘器的刷辊

相关申请的引证

本申请要求2018年1月10日提交的美国专利申请号15/866,978的权益，该申请是2015年12月11日提交的美国专利申请号14/966,139的部分继续申请，该申请要求2014年12月12日提交的美国临时专利申请号62/090,959的权益，这些专利申请的全部内容都通过引证并入本文。

背景技术

真空吸尘器可包括用于搅动待清洁表面上的碎屑的搅动器，使得碎屑更容易被摄入到真空吸尘器中。在一些情况下，搅动器包括在基部或底部喷嘴内旋转的刷辊。此类刷辊可以例如由马达、涡轮风扇或机械齿轮系可旋转地驱动。刷辊通常具有大体上圆柱形的销钉，该销钉具有从销钉径向延伸的多个刷毛簇。在操作中，待清洁表面上的碎屑被刷辊扫除；在一些情况下，细长的碎屑(诸如毛发)可能缠绕在刷辊周围，并且必须由用户通过手动拉动或从刷辊上剪下毛发来去除。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种用于真空吸尘器的刷辊包括刷销钉，该刷销钉被配置为安装成围绕中心旋转轴线旋转，中心旋转轴线穿过该刷销钉纵向延伸，并且刷销钉具有限定安装表面的相对的刷毛支撑件并具有护罩表面，该护罩表面包括在相对的刷毛支撑件之间延伸的相对的凸弯曲表面，刷辊还包括紧固到相对的刷毛支撑件中的每个并从安装表面中的一个突出的多个刷毛簇，其中安装表面在外部拐角处与凸弯曲表面相交。

附图说明

在附图中：

图1是用于真空吸尘器的传统刷辊的示意性剖视图；

图2是类似于图1的视图，示出了在操作期间的刷辊；

图3是根据本公开的第一方面的真空吸尘器的透视图，为了清楚起见，该真空吸尘器的一部分被切除；

图4是用于图3的真空吸尘器的刷辊的透视图；

图5是沿图4的线V-V截取的刷辊的剖视图；

图6-7是类似于图5的视图，示出了在操作期间的刷辊；

图8是根据本公开的第二方面的刷辊的透视图；

图9是沿图8的线IX-IX截取的刷辊的剖视图；

图10是根据本公开的第三方面的刷辊的透视图；

图11是沿图10的线XI-XI截取的刷辊的剖视图；

图12是根据本公开的第四方面的刷辊的透视图；以及

图13是沿图12的线XIII-XIII截取的刷辊的剖视图。

具体实施方式

本公开涉及真空吸尘器，并且特别地涉及具有可旋转刷辊的真空吸尘器或用于真空吸尘器的附件工具。特别地，本公开涉及改善的刷辊设计，该设计减少了毛发缠绕。根据本公开的一个方面，刷辊包括销钉、从销钉凸出的多个刷毛以及相对于刷毛定位以最小化毛发缠绕的护罩表面。

根据本公开的另一方面，刷辊包括销钉、从该销钉凸出的多个刷毛以及相对于该刷毛定位以允许从该销钉剪下毛发的切割通道。

根据本公开的另一方面，刷辊包括凹入弯曲的成簇表面，刷毛簇被安装或固定到成簇表面以最小化毛发缠绕。

根据本公开的又一方面，刷辊包括偏移的扫掠刷毛簇，该刷毛簇以锐角成簇以减小使刷辊旋转所需的驱动扭矩。

刷辊可与各种真空吸尘器一起使用，包括立式真空吸尘器、筒式真空吸尘器、棒式真空吸尘器、自主式或机器人式真空吸尘器、或手持式真空吸尘器，或其附件工具。此外，真空吸尘器或附件工具可以另外被配置为分配流体和/或提取流体，其中流体可以例如是液体或蒸汽。除非另有明确说明，否则本文使用的术语“表面清洁设备”既包括真空吸尘器，也包括用于真空吸尘器的附件工具。

图1是用于真空吸尘器的传统刷辊200的示意性剖面。刷辊200包括刷销钉202，该刷销钉被配置为安装成绕穿过销钉202纵向延伸的中心旋转轴线X旋转。销钉202包括圆柱形的芯204和从芯204突出的一个或多个刷毛支撑件206。多个刷毛208从刷毛支撑件206凸出；多个刷毛208可以设置成一系列离散的簇或连续的条。刷毛208可以以各种图案布置在销钉上，包括直的、成角度的、螺旋的或它们的组合。

图1-2示出了刷辊200的示例性操作。在操作期间，刷辊200被配置为在箭头R所指示的方向上被旋转地驱动。当刷毛208与待清洁表面接触时，刷毛208偏转。在待清洁表面上的可包括但不限于污垢、灰尘和毛发的碎屑被刷辊200扫除。在本示例中，为简单说明起见，表面上的单个毛发H示为由图1中的刷辊200通过与表面接触的刷毛208拾取。当刷辊200旋转时，刷毛208将毛发H抬离表面并围绕销钉202抬起。

在一些情况下，可以通过真空吸尘器的吸力将毛发H从刷毛208拉下。在其他情况下，随着保持毛发H的刷毛208沿由销钉202确定的旋转路径继续前进，毛发H可以围绕销钉202缠绕，如图2所示。

当保持毛发H的刷毛208再次与待清洁表面接触时，毛发H从附接点P延伸，在该点处毛发H的至少一股附接到至少一个刷毛208。从侧面看，待清洁表面限定了表面线S，并且偏转的刷毛208限定了刷毛偏转线Y，其是在附接点P处由偏转的刷毛208限定的曲线的切线。偏转角A1由表面线S和线Z(该线是在刷毛偏转线Y与表面线S相交处与刷毛偏转线Y正交的线)所形成的夹角限定。毛发H限定毛发缠绕线W，其是由毛发H从附接点P限定的线，在附接点，该线从刷毛208延伸或离开刷毛。在一些情况下，刚从刷毛208延伸的毛发H的一部分可以在围绕销钉202弯曲之前基本上呈线性延伸，使得毛发缠绕线W可以跟随毛发H的线性部分。毛发缠绕角A2由通过表面线S和毛发缠绕线W形成的夹角限定。注意毛发H可以在各个位置被刷毛208捕获，但是，不论毛发附接到刷毛的位置如何，被缠绕的毛发H将具有在与刷辊旋转R相反的方向上从刷毛208延伸的至少一部分。

已经发现对于毛发缠绕角A2大于偏转角A1(换言之，其中A2＞A1)的刷辊设计，将毛发拉向刷毛208的根部并紧密地围绕销钉202缠绕。在这种情况下，不能通过真空吸尘器的吸力将毛发从刷辊200拉下，并且用户必须手动去除毛发。

本公开的各方面包括其中毛发缠绕角A2小于或等于偏转角A1(换言之，其中A2≤A1)的刷辊设计。此类刷辊防止或大大减少了操作期间的毛发缠绕量。

图3是根据本公开的第一方面的呈立式真空吸尘器形式的真空吸尘器10的透视图。虽然在本文中示出并称为立式真空吸尘器，但是真空吸尘器10可以可替代地被配置为棒式真空吸尘器、自主式或机器人式真空吸尘器、手持式真空吸尘装置，或配置为具有通过吸尘软管连接到滤筒或其他便携式装置的底部喷嘴或手持式附件工具的设备。真空吸尘器10可以被配置为具有流体分配能力和/或提取能力。

出于与附图相关的描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生词对于本公开称为从真空吸尘器后面用户的角度在图3中取向，这限定了真空吸尘器的后部。然而，应当理解，本公开的各方面可以采取各种替代的取向，除非明确指出与此相反。

如图所示，真空吸尘器10包括可枢转地安装到下部基部14的直立主体12。直立主体12通常包括主支撑部分16，该主支撑部分支撑收集系统18，该收集系统用于从工作气流中分离和收集污染物以便以后处理。在此示出的一个常规布置中，收集系统18可以包括旋风分离器20，其可以被认为是用于从工作气流中分离污染物的旋风收集系统，收集系统还可以包括可移除的污物杯22，其用于从旋风分离器20接收和收集分离的污染物。旋风分离器20可具有单个旋风分离级或多个级。在另一个常规布置中，收集系统18可包括整体形成的旋风分离器和污物杯，其中该污物杯设有底部开口的污物门以用于污染物处置。应理解，可以使用其他类型的收集系统18，诸如离心分离器或块体分离器。在又一常规布置中，收集系统18可包括过滤袋。真空吸尘器10还可在收集系统18的上游或下游设有一个或多个附加过滤器。

直立主体12可枢转地安装到基部14，以用于在图3所示的立式存放位置和倾斜的使用位置(未示出)之间移动。真空吸尘器10可以设置有制动机构，诸如踏板24，其可枢转地安装到基部14以用于选择性地将直立主体12从存放位置释放到使用位置。此种制动踏板24的细节在本领域中是已知的，因此在此将不再详细讨论。

直立主体12还具有从主支撑部分16向上延伸的细长手柄26，该细长手柄的一端设有把手28，该把手可用于在待清洁表面上操纵真空吸尘器10。马达腔30在支撑部分16的下端处形成并且容纳常规抽吸源，诸如马达/风扇组件36，该常规抽吸源定位在其中与收集系统18流体连通。真空吸尘器10还可以在马达/风扇组件的上游或下游设有一个或多个附加过滤器。

在图3中，真空吸尘器10的下部被切掉以示出基部14的特征。基部14可以包括上部壳体32，该上部壳体与下部壳体34耦接以在它们之间创建部分封闭的空间。可以在下部壳体34的前部设置用于接收刷辊60的搅动器室38。在下部壳体34中形成有吸嘴开口42，该吸嘴开口与搅动器室38和收集系统18流体连通。轮44可以设置在基部14上以用于在待清洁表面上操纵真空吸尘器10。

刷辊60定位在搅动器室38内，以用于绕中心旋转轴线X旋转移动。示出了单个刷辊60；然而，使用双旋转刷辊在本公开的范围内。此外，在相对于腔室38和下部壳体34的固定或浮动竖直位置将刷辊60安装在搅动器室38内在本公开的范围内。

刷辊60可以可操作地联接到马达腔30中的马达/风扇组件36并由其驱动。马达/风扇组件36可以包括马达轴46，马达轴定向成基本上平行于待清洁表面并且从马达腔30凸出到基部14的后部中。驱动带48将马达轴46可操作地连接到刷辊60，以用于将马达轴46的旋转运动传递至刷辊60。替代地，可在基部14内设置单独的专用搅动器驱动马达(未示出)以驱动刷辊60。

基部14还可以包括可选的吸嘴高度调节机构，以用于调节吸嘴开口42相对于待清洁表面的高度。在基部14的外部上可以设置用于致动该调节机构的可旋转旋钮54。在另一个变型中，可以取消吸嘴高度调节机构。

在操作中，真空吸尘器10通过基部14吸入载有碎屑的空气并吸入到收集系统18中，在收集系统中，可包括但不限于污物、灰尘、毛发和其他碎屑的碎屑被基本上从由马达/风扇组件36生成的工作气流中分离。马达/风扇组件36的转动马达轴46经由在其间可操作地连接的驱动带48旋转刷辊60。替代地，单独的专用搅动器驱动马达可以旋转刷辊60。随着刷辊60旋转，刷毛扫过待清洁表面以释放碎屑并将其推进到由马达/风扇组件36生成的工作气流中，该工作气流将碎屑携带到收集系统18中。然后，工作气流在从真空吸尘器10排出之前穿过马达腔30并经过马达/风扇组件36。收集系统18可以定期排空碎屑。

图4是刷辊60的透视图。刷辊60包括刷销钉62，其被配置为安装成绕穿过销钉62纵向延伸的中心旋转轴线X旋转。刷销钉62安装在延伸穿过销钉62中心并限定了中心旋转轴线X的细长轴64上，刷辊60绕该中心旋转轴线旋转。所示的刷辊60被配置为在箭头R指示的方向上被旋转驱动。轴承66安装在轴64的每一端上。在操作中，销钉62在轴承66上绕轴64旋转。带接合表面68围绕销钉62的周缘在一端附近延伸，并与带48(图3)连通。带接合表面68可包括滑轮。

刷销钉62还包括一个或多个突出到销钉62中的刷毛支撑件70。刷毛72从刷毛支撑件70凸出，并且可以设置为一系列离散的簇或连续的条。刷毛72可以以各种图案布置在销钉62上，包括直的、成角度的、螺旋的或其组合。

刷辊60被设计为通过提供用于缠绕毛发的护罩表面74而在操作期间防止或大大减少了毛发缠绕量。护罩表面74被设置成与刷毛72相邻，以便建立更浅(shallow)的毛发缠绕角，如在下面进一步详细描述的。

在所示的方面中，在销钉62上设置了两个刷毛支撑件70和两排对应的刷毛簇76，每个簇76包含多个刷毛72，并以大体上螺旋形的图案围绕销钉62的周缘延伸。刷销钉62的外表面包括相对的弯曲部分以及相对的平坦部分，该相对的弯曲部分在此示出为凸弯曲表面86，其限定了护罩表面74，该相对的平坦部分限定了刷毛支撑件70的安装表面78，簇76从该安装表面突出。

图5是沿图4的线V-V截取的刷辊60的剖面。刷销钉62可限定沿销钉62的长度延伸的中空内部80。轴64被容纳在中空内部80内。刷毛支撑件70还包括刷毛支撑平台82，其从安装表面78突出到销钉62的中空内部80中。用于刷毛簇76的刷毛孔84可以形成在安装表面78中并且可以至少部分地延伸到平台82中。

在一个非限制性示例中，为了生产图5所示的刷辊60，可使用两部分式模具形成销钉62的外轮廓，同时可使用旋松型芯将包括平台82的销钉62的内部去芯(core out)。注意，为了在两部分式模具中形成刷辊60，刷毛支撑件70和护罩表面74可以沿销钉62的长度延伸180度或更小，以便处于拉伸线。刷毛孔84可以在模制之后通过在销钉62中钻孔而在销钉62中形成，或者可以与销钉62一体地模制。通过将刷毛72压入刷毛孔84中并使用紧固件(未示出)(诸如但不限于订书钉、楔子或锚固件)来固定刷毛72，可以将刷毛簇76与销钉62组装在一起。销钉62可包括聚合物材料，诸如聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或苯乙烯。刷毛72可包括聚合物材料，诸如尼龙或聚酯，例如，其在正常操作期间与待清洁表面接触时允许刷毛72挠曲和偏转。也可使用其他制造方法以生产图5所示的刷辊60。

如上所述，刷辊60被设计为通过提供用于缠绕毛发的护罩表面74而在操作期间防止或大大减少了毛发缠绕量。在所示的方面，刷销钉62限定了主直径D1，其为由可包围销钉62的护罩表面74的最小圆限定的直径。刷毛簇76限定了略大于主直径D1的修整直径D2。平坦的安装表面78凹陷到主直径D1下面，并因此在护罩表面74下方，这允许平坦的安装表面78上的刷毛72在接触待清洁表面时偏转，同时将任何毛发保持在刷毛72的顶端处或附近。例如，刷毛支撑件70限定了刷销钉62的小直径D3。小直径D3可以在刷毛支撑件70中的刷毛簇76的成簇位置处限定。小直径D3可以小于主直径D1和修整直径D2。在所示的示例中，小直径D3是由最小圆限定的直径，该最小圆可以在刷毛簇76的成簇位置处接触刷毛支撑件70的两个安装表面78。用于具有刷毛支撑件70和护罩表面74的刷辊的其他配置可具有以其他方式限定的主直径D1和小直径D3，只要护罩表面74限定D1并且刷毛支撑件70限定D3。

图5所示的刷销钉62的外表面还包括外部拐角88，在该处限定护罩表面74的凸弯曲表面86与限定安装表面78的相对的平坦部分相交。外部拐角88是两个会聚表面78、86相遇处。此外，图5中所示的刷销钉62关于多个轴线对称，包括大体上沿其中限定小直径D3的位置延伸的第一对称轴线和正交于第一对称轴线并大体上位于修整直径D2在图5中所示位置处的第二对称轴线。

图6-7示出了刷辊60的示例性操作。刷辊60被设计为具有小于或等于偏转角A1的毛发缠绕角A2(换言之，其中A2≤A1)。在操作期间，刷辊60在方向R上旋转，并且包括但不限于待清洁表面上的污物、灰尘和毛发的碎屑被刷辊60扫除。在本示例中，为了简单说明的目的，在图6中，表面上的单个毛发H被示出为由刷辊60通过与表面接触的刷毛簇76拾取。刷毛簇76随着刷辊60旋转将毛发H抬离表面并围绕销钉62抬起。在一些情况下，毛发H可能会由于真空吸尘器的吸力而拉离刷辊60。在其他情况下，当保持毛发H的刷毛簇76沿由销钉62确定的旋转路径继续前进时，毛发H可以围绕护罩表面74缠绕，如图7所示，从附接点P延伸到刷毛簇76并且围绕销钉62延伸。因为毛发缠绕角A2更浅，所以毛发H保持在刷毛簇76的顶端处或附近，并且毛发H没有被拉向刷毛72的根部，并且毛发H也不会紧紧地围绕销钉62缠绕。当保持毛发H的刷毛簇76再次与待清洁表面接触时，可以通过与待清洁表面的摩擦接触和刷毛簇76的所得偏转将毛发H从刷毛簇76拉下。尽管毛发H可能会返回到表面，但随着真空清洁操作继续，同一个毛发H可能会再次被刷辊60拾取并通过真空吸尘器的吸力从刷辊60拉下。还应注意，在通过吸力将毛发H从刷辊60拉下或将毛发释放回待清洁表面之前，刷辊60可旋转一圈或更多圈。

在一个示例中，刷辊60的毛发缠绕角A2可以是刷毛偏转角A1的大约一半。保持小直径D3小于主直径D1基本上将刷毛顶端拉向更靠近护罩表面74，使得修整直径D2保持稍大于主直径D1，并且可以防止毛发缠绕。如果基本上通过使护罩表面74的主直径D1相对于修整直径D2变得更大而使毛发缠绕角A2变得太浅，则护罩表面74会防止刷毛簇76与待清洁表面接合。

图8是根据本公开的第二方面的刷辊90的透视图。刷辊90可与如上所述的图3的真空吸尘器10一起使用，或与其他真空吸尘器和附件工具一起使用，并且被设计为容纳用于切割缠绕毛发的辅助装置。在一个方面，辅助装置包括剪刀或另一手持式切割器具。刷辊90包括刷销钉92，刷销钉被配置为安装成绕穿过销钉92纵向延伸的中心旋转轴线X旋转。刷销钉92安装在细长轴94上，该细长轴延伸穿过销钉92的中心并限定刷辊90绕其旋转的中心旋转轴线X。所示的刷辊90被配置为在箭头R所指示的方向上被旋转地驱动。轴承96安装在轴94的每一端上。在操作中，销钉92在轴承96上绕轴94旋转。带接合表面98围绕销钉92的周缘在一端附近延伸，并且可以与诸如带48(图3)的带连通。带接合表面98可包括滑轮。

刷销钉92还包括圆柱形芯100和从芯100突出的一个或多个刷毛支撑件102。刷毛104从刷毛支撑件102凸出，并且可以设置为一系列离散的簇或连续的条。刷毛104可以以各种图案布置在销钉92上，包括直的、成角度的、螺旋的或其组合。

刷辊90被设计为通过提供至少一个与刷毛104相邻的立肋106来容纳用于切割缠绕毛发的辅助装置，该立肋限定了通道108，剪刀或另一种切割器具可以被插入该通道中以切割围绕销钉92缠绕的毛发。

在所示的方面，在销钉92上设有两排刷毛支撑件102和两排对应的刷毛簇110，每个簇110均包含多个刷毛104。该排围绕销钉92的周缘以大体上螺旋形的图案延伸。此外，两组相对的立肋106从销钉92径向突出，尽管在图8中仅可见一组。肋106可以沿销钉92的芯100在一排或多排中轴向延伸以限定通道108。替代地，可以在一个立肋106和刷毛支撑件102之间形成通道108。

周向间隙112可围绕销钉92延伸以分离相邻的刷毛支撑件102和肋106，并且还允许旋转的刷辊90清洁下部壳体34上的肋，从而防止地毯被吸入吸嘴开口42中(图4)。

图9是沿图8的线IX-IX截取的刷辊90的剖面。刷销钉92可限定沿销钉92的长度延伸的中空内部114。轴94被容纳在中空内部114内。用于刷毛簇110的刷毛孔116可以形成在刷毛支撑件102中。

在一个非限制性示例中，为了生产图9中所示的刷辊90，可使用两部分式模具形成销钉92的外轮廓，包括刷毛支撑件102和肋106，同时可使用旋松型芯将销钉152的内部去芯。肋106定向在拉伸线中。刷毛孔116可以在模制之后通过在销钉92中钻孔而形成在销钉92中，或者可以与销钉92一体地模制。通过将刷毛104压入刷毛孔116中并使用紧固件(未示出)，诸如但不限于订书钉、楔子或锚固件来固定刷毛104，可以将刷毛簇110与销钉92组装在一起。销钉92可包括聚合物材料，诸如聚丙烯、ABS或苯乙烯。刷毛104可包括聚合物材料，诸如尼龙或聚酯，例如，其在正常操作期间与待清洁表面接触时允许刷毛104挠曲和偏转。也可使用其他制造方法以生产图9所示的刷辊90。

在操作期间，刷辊90在方向R上旋转，并且包括但不限于待清洁表面上的污物、灰尘和毛发的碎屑被刷辊90清扫。在一些情况下，毛发可围绕销钉92缠绕而不是被真空吸尘器的吸力拉离刷辊90。在这种情况下，可以将剪刀或另一种切割器具插入由肋条106限定的通道108中以切割围绕销钉92缠绕的毛发。

在另一方面，可以增加立肋106的高度，以使得由立肋106的顶部限定的外周形成护罩表面以最小化毛发缠绕角A2，如针对第一方面所述。

应当理解，图4-7的刷辊60还可以被设计为容纳辅助装置，诸如剪刀或另一种手持式切割器具，用于以类似于图8-9的刷辊90的方式来切割缠绕毛发。在一个方面，肋106和/或通道108可设置在销钉62中。

图10-11示出了根据本公开的第三方面的刷辊120。刷辊120可以与如上所述的图3的真空吸尘器10一起使用，或者与其他真空吸尘器和附件工具一起使用，并且因具有凹陷的而不是平坦的成簇表面而不同于刷辊60的第一方面，如下面进一步详细描述。

刷辊120包括刷销钉122，其被配置为安装成绕穿过销122纵向延伸的中心旋转轴线X旋转。刷销钉122安装在延伸穿过销钉122的中心并限定了中心旋转轴线X的细长轴124上，刷辊120围绕该中心旋转轴线旋转。所示的刷辊120被配置为在箭头R所指示的方向上被旋转地驱动。轴承126安装在轴124的每一端上。在操作中，销钉122在轴承126上绕轴124旋转。带接合表面128围绕销钉122的周缘在一端附近延伸，并且可以与诸如带48(图3)的带连通。带接合表面128可以包括滑轮。

刷销钉122还包括一个或多个突出到销钉122中的刷毛支撑件130。刷毛132从刷毛支撑件130凸出，并且可以设置为一系列离散的簇或连续的条。刷毛132可以以各种图案布置在销钉122上，包括直的、成角度的、螺旋的或其组合。

刷辊120被设计为通过提供用于缠绕毛发的护罩表面134在操作期间防止或大大减少毛发缠绕量。护罩表面134被设置成与刷毛132相邻，以便建立更浅的毛发缠绕角，其益处在上面针对刷辊60的第一方面讨论。

在所示的方面中，在销钉122上提供了两个刷毛支撑件130和两排对应的刷毛簇136，每个簇136包含多个刷毛132，并围绕销钉122的周缘以大体上螺旋的图案延伸。刷销钉122的整个外表面包括相对的凸弯曲表面138(其一起限定护罩表面134)和相对的凹弯曲表面140(其限定簇136从其突出的刷毛支撑件130的安装表面)。

图11是沿图10的线XI-XI截取的刷辊120的剖面。刷销钉122可限定沿销122的长度延伸的中空内部142。轴124被容纳在中空内部142内。刷毛支撑件130还包括从凹弯曲表面140突出到销钉122的中空内部142中的刷毛支撑平台144。用于刷毛簇136的刷毛孔146可以形成在凹弯曲表面140中并且可以至少部分地延伸到平台144中。

在一个非限制性示例中，为了生产图10-11中所示的刷辊120，可使用两部分式模具形成销钉122的外轮廓，同时可使用旋松型芯将包括平台144的销钉122的内部去芯。应注意，为了在两部分式模具中形成刷辊120，刷毛支撑件130和护罩表面134可以沿销钉122的长度延伸180度或更小，以便处于拉伸线。刷毛孔146可以在模制之后通过在销钉122中钻孔而在销钉122中形成，或者可以与销钉122一体地模制。通过将刷毛132压入刷毛孔146中并使用紧固件(未示出)，诸如但不限于订书钉、楔子或锚固件来固定刷毛132，可以将刷毛簇136与销钉122组装在一起。销钉122可包括聚合物材料，诸如聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或苯乙烯。刷毛132可包括聚合物材料，诸如尼龙或聚酯，例如，其在正常操作期间与待清洁表面接触时允许刷毛132挠曲和偏转。也可使用其他制造方法以生产图10-11所示的刷辊120。

凹弯曲表面140在两个会聚表面138、140相遇的外部拐角148处与凸护罩表面138相交。此外，图11中所示的刷销钉122关于多个轴对称，包括大致沿限定小直径D3的位置延伸的第一对称轴线，和正交于第一对称轴线且基本上处于修整直径D2在图11中示出的位置的第二对称轴线。

如上所述，刷辊120被设计为通过提供用于缠绕毛发的护罩表面134在操作期间防止或大大减少缠绕毛发量。例如，凹弯曲表面140凹陷到主直径D1下方，并因此在护罩表面134下方，这允许凹弯曲表面140上的刷毛132在接触待清洁表面时偏转，同时在刷毛132的顶端处或附近保持任何毛发。

在所示的方面，刷辊120还包括由凹弯曲表面140而不是关于刷辊60的第一方面(图5)的平坦表面78限定的刷毛支撑件130。具有限定刷辊120的成簇表面的凹弯曲表面140，即安装或固定刷毛簇136的表面，可以提供改善的毛发缠绕减少。凹弯曲表面140在外部拐角148(在本文中示为凸起边缘148)处与凸护罩表面138相交，这可以防止毛发楔入刷毛簇136的基部。在平坦的安装表面的情况下，可将毛发拉过安装表面并朝着刷毛簇的基部拉紧或拉紧到该基部。然而，在凹弯曲表面140的情况下，限定槽形成簇表面防止毛发楔入簇136的基部，因为桥接凸起边缘148的毛发产生了将毛发与簇136的基部隔开的间隙。出于描述的目的，术语“凹弯曲表面”是指一个表面，其朝着中心旋转轴线X向内弯曲，形成从外部拐角148凹陷的成簇表面。尽管凹弯曲表面140在附图中示出为对称的向内弯曲形状，但也可以设想不均匀的和不对称的向内弯曲的凹陷。此外，还可设想非弓形的凹陷，诸如平面成簇表面或V形成簇表面，例如，它们朝向中心旋转轴线X向内凹陷。

刷辊120的所示方面还具有刷毛簇136，其定位成与凸起边缘148等距，并且在凹弯曲表面140的中点处从销钉122径向突出。

应理解，图10-11的刷辊120还可以被设计为容纳辅助装置，诸如剪刀或另一种手持式切割器具，用于以类似于图8-9的刷辊90的方式切割缠绕毛发。在一个方面，肋106和/或通道108可设置在销钉122中。

图12-13示出了根据本公开的第四方面的刷辊150。刷辊150可以与如上所述的图3的真空吸尘器10一起使用，或者与其他真空吸尘器和附件工具一起使用，并且因具有以锐角成簇的偏移的清扫刷毛簇而不同于刷辊120的第三方面，如下面进一步详细描述。

刷辊150包括被配置为安装成绕穿过销钉152纵向延伸的中心旋转轴线X旋转的刷销钉152。刷销钉152安装在延伸穿过销钉152的中心并限定了中心旋转轴线X的细长轴154上，刷辊150围绕该中心旋转轴线旋转。所示的刷辊150被配置为在箭头R所指示的方向上被旋转地驱动。轴承156安装在轴154的每一端上。在操作中，销钉152在轴承156上绕轴154旋转。带接合表面(未示出)可围绕销钉152的周缘延伸，并且可以与诸如带48(图3)的带连通。

刷销钉152还包括一个或多个突出到销钉152中的刷毛支撑件160。刷毛162从刷毛支撑件160凸出，并且可以设置为一系列离散的簇或连续的条。刷毛162可以以各种图案布置在销钉152上，包括直的、成角度的、螺旋的或其组合。

刷辊150被设计为通过提供用于缠绕毛发的护罩表面164在操作期间防止或大大减少毛发缠绕量。护罩表面164被设置成与刷毛162相邻，以便建立更浅的毛发缠绕角，其益处在上面关于刷辊60的第一方面讨论。

在所示的方面中，在销钉152上提供了两个刷毛支撑件160和两排对应的刷毛簇166，每个簇166包含多个刷毛162，并围绕销钉152的周缘以大体上螺旋的图案延伸。刷销钉152的整个外表面包括相对的凸弯曲表面168(其一起限定护罩表面164)和相对的凹弯曲表面170(其限定簇166从其突出的刷毛支撑件160的安装表面)。

图13是沿图12的线XIII-XIII截取的刷辊150的剖面。刷销钉152可限定沿销钉152的长度延伸的中空内部172。轴154容纳在中空内部172内。可以在凹弯曲表面170中形成用于刷毛簇166的刷毛孔176。

在一个非限制性示例中，为了生产图12-13中所示的刷辊150，可使用两部分式模具形成销钉152的外轮廓，而可使用旋松型芯将销钉152的内部去芯。应注意，为了在两部分式模具中形成刷辊150，刷毛支撑件160和护罩表面164可以沿销钉152的长度延伸180度或更小，以便处于拉伸线中。刷毛孔176可以在模制之后通过在销钉152中钻孔而在销钉152中形成，或者可以与销钉152一体地模制。通过将刷毛162压入刷毛孔176中并使用紧固件(未示出)，诸如但不限于订书钉、楔子或锚固件来固定刷毛162，可以将刷毛簇166与销钉152组装在一起。销钉152可包括聚合物材料，诸如聚丙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或苯乙烯。刷毛162可包括聚合物材料，诸如尼龙或聚酯，例如，其在正常操作期间与待清洁表面接触时允许刷毛162挠曲和偏转。也可使用其他制造方法以生产图12-13所示的刷辊150。

如上所述，刷辊150被设计为通过提供用于缠绕毛发的护罩表面164在操作期间防止或大大减少缠绕毛发量。例如，凹弯曲表面170凹陷到主直径D1下方，并因此在护罩表面164下方，这允许凹弯曲表面170上的刷毛162在接触待清洁表面时偏转，同时在刷毛162的顶端处或在其附近保持任何毛发。

在所示的方面中，刷辊150还包括由凹弯曲表面170限定的刷毛支撑件160，该凹弯曲表面在两个会聚表面168、170相遇的外部拐角178处与凸护罩表面168相交。外部拐角178在本文中被示为凸起边缘178，其益处在上面关于刷辊120的第三方面讨论。在所示的方面中，更进一步地，刷辊150包括刷毛簇166，其相对于凹成簇表面170，即刷毛簇166安装或固定到的成簇表面以锐角成簇，而不是关于刷辊120的第三方面(图11)径向地78成簇。特别地，簇166限定并处于穿过簇166的中心正交延伸的中心线轴线180，并且凹成簇表面170限定穿过凹成簇表面170的中心正交延伸的中心线轴线182，并且轴线180、182在销钉152的外部以锐角184相交。这为每个簇166提供了在旋转方向R上成角度的后掠(swept)或成角度的顶端或终端186。

此外，刷毛簇166在凹成簇表面170上偏移，即，比其他刷毛簇更靠近一个边缘178，或不等距，或偏离中心线轴线182，而不是位于凹成簇表面的中心处(如关于刷辊120的第三方面(图11))或从凸起边缘148等距。偏移的成角度簇166减小了使刷辊150旋转所需的驱动扭矩，这对于特定的真空吸尘器方面可能是有用的，包括自主式或机器人式真空吸尘器。尽管图12-13中的刷毛簇166被示出为既从中心线轴线182偏移还相对于凹成簇表面成角度，但还可设想其他配置。例如，刷毛簇166可以偏移，但不成角度，即平行于中心线轴线182取向。替代地，刷毛簇166可以在中心线轴线182处成簇，即不偏移，但相对于中心线轴线成角度，而不是如图10-11所示相对于中心线轴线成径向。

应理解，图12-13的刷辊150还可被设计为容纳辅助装置，诸如剪刀或另一种手持式切割器具，用于以类似于图8-9的刷辊90的方式来切割缠绕毛发。在一个方面，肋106和/或通道108可设置在销钉152中。

尽管本文中将刷辊60、90、120、150描述为由马达可旋转地驱动，但是应理解，刷辊60、90、120、150可以通过其他方式来驱动，诸如但不限于涡轮风扇或机械齿轮系。

本文公开的真空吸尘器10和各种刷辊60、90、120、150提供了改善的刷辊设计，其解决了毛发缠绕的问题。本公开的各方面包括其中毛发缠绕角A2小于或等于偏转角A1(换言之，其中A2≤A1)的刷辊设计。此类刷辊将通过真空吸尘器的吸力未拉离刷辊的毛发释放回到待清洁表面上，而不是将毛发紧紧地缠绕在刷辊上。这些刷辊提供了在操作期间防止或大大减少毛发缠绕量的机会。本公开的其他方面包括刷辊设计，其中可以容易地从刷辊切除毛发。

尽管已经结合本公开的某些特定方面具体描述了本公开的各方面，但是应理解，这仅是例示性的，而不是限制性的。在前述公开和附图的范围内，在不背离所附权利要求中限定的本公开的精神的情况下，可以进行合理的变化和修改。因此，与本文公开的方面有关的特定尺寸和其他物理特性不应被认为是限制性的，除非权利要求另有明确说明。

Claims (20)

1.一种真空吸尘器(10)，包括：

基部(14)，包括搅动器室(38)和与所述搅动器室(38)流体连通的吸嘴开口(42)；

直立主体(12)，枢转地安装到所述基部(14)并且包括支撑旋风收集系统(18)的主支撑部分(16)，所述旋风收集系统包括旋风分离器(20)；

抽吸源(36)，与所述旋风收集系统(18)流体连通；以及

刷辊(60、90、120、150)，定位在所述搅动器室(38)内以绕中心旋转轴线(X)旋转运动，所述刷辊(60、90、120、150)包括：

刷销钉(62、92、122、152)，被配置为安装成绕所述中心旋转轴线(X)旋转，所述中心旋转轴线穿过所述刷销钉(62、92、122、152)纵向延伸，并且所述刷销钉包括：

相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)，限定安装表面(78)；及

护罩表面(74、134、138、164、168)，包括在所述相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)之间延伸的相对的凸弯曲表面(86、138、168)；以及

多个刷毛簇(76、110、136、166)，紧固到所述相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)中的每个并从一个所述安装表面(78)突出；

其中，所述安装表面(78)在外部拐角(88、148、178)处与所述凸弯曲表面(86、138、168)相交。

2.根据权利要求1所述的真空吸尘器(10)，其中所述相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)相对于所述中心旋转轴线(X)围绕所述刷销钉(62、92、122、152)螺旋地延伸，并且多个刷毛簇(76、110、136、166)紧固到每个刷毛支撑件(70、102、130、160)并在所述安装表面(78)上布置成螺旋地延伸的排。

3.根据权利要求1所述的真空吸尘器(10)，其中所述刷销钉(62、92、122、152)的外表面由所述相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)和所述相对的凸弯曲表面(86、138、168)组成。

4.根据权利要求1所述的真空吸尘器(10)，其中所述刷销钉(62、92、122、152)包括第一对称轴线和正交于所述第一对称轴线的第二对称轴线。

5.根据权利要求1所述的真空吸尘器(10)，其中所述安装表面(78)在所述护罩表面(74、134、138、164、168)下方朝向所述中心旋转轴线(X)向内凹陷。

6.根据权利要求5所述的真空吸尘器(10)，其中所述安装表面(78)包括在所述外部拐角(148、178)之间延伸的凹弯曲表面(140、170)，并且所述刷毛簇(136、166)从所述外部拐角(148、178)之间的所述凹弯曲表面(140、170)突出。

7.根据权利要求6所述的真空吸尘器(10)，其中所述刷毛簇(166)在所述凹弯曲表面(170)上偏移，使得每个刷毛簇(166)与所述外部拐角(178)不等距。

8.根据权利要求6所述的真空吸尘器(10)，其中所述多个刷毛簇(166)中的每个位于正交地延伸穿过所述刷毛簇(166)的中心的中心线轴线(180)上，并且所述凹弯曲表面(170)中的每个限定正交地延伸穿过所述凹弯曲表面(170)的中心的中心线轴线(182)，并且一个刷毛簇(166)的中心线轴线(180)和相关的所述凹弯曲表面(170)的中心线轴线(182)在所述刷销钉(152)的外部以锐角(184)相交。

9.根据权利要求8所述的真空吸尘器(10)，其中所述刷毛簇(166)在所述凹弯曲表面(170)上偏移，使得每个刷毛簇(166)与所述外部拐角(178)不等距。

10.根据权利要求1所述的真空吸尘器(10)，其中所述真空吸尘器(10)是立式真空吸尘器、筒式真空吸尘器、棒式真空吸尘器、自主式真空吸尘器和手持式真空吸尘器中的一种。

11.一种用于真空吸尘器(10)的刷辊(60、90、120、150)，包括：

刷销钉(62、92、122、152)，被配置为安装成绕中心旋转轴线(X)旋转，所述中心旋转轴线穿过所述刷销钉(62、92、122、152)纵向延伸，并且所述刷销钉包括：

相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)，限定安装表面(78)；及

护罩表面(74、134、138、164、168)，包括在所述相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)之间延伸的相对的凸弯曲表面(86、138、168)；以及

多个刷毛簇(76、110、136、166)，紧固到所述相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)中的每个并从一个所述安装表面(78)突出；

其中，所述安装表面(78)在外部拐角(88、148、178)处与所述凸弯曲表面(86、138、168)相交。

12.根据权利要求11所述的刷辊(60、90、120、150)，其中所述相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)相对于所述中心旋转轴线(X)围绕所述刷销钉(62、92、122、152)螺旋地延伸，并且多个刷毛簇(76、110、136、166)紧固到每个刷毛支撑件(70、102、130、160)并在所述安装表面(78)上布置成螺旋地延伸的排。

13.根据权利要求11所述的刷辊(60、90、120、150)，其中所述多个刷毛簇(76、110、136、166)以直的、成角度的和螺旋的图案中的一种布置在所述刷销钉(62、92、122、152)上。

14.根据权利要求11所述的刷辊(60、90、120、150)，其中所述刷销钉(62、92、122、152)的外表面由所述相对的刷毛支撑件(70、102、130、160)和所述相对的凸弯曲表面(86、138、168)组成。

15.根据权利要求11所述的刷辊(60、90、120、150)，其中所述刷销钉(62、92、122、152)包括第一对称轴线和与所述第一对称轴线正交的第二对称轴线。

16.根据权利要求11所述的刷辊(60、90、120、150)，其中所述安装表面(78)在所述护罩表面(74、134、138、164、168)下方朝向所述中心旋转轴线(X)向内凹陷。

17.根据权利要求16所述的刷辊(120、150)，其中所述安装表面(78)包括在所述外部拐角(148、178)之间延伸的凹弯曲表面(140、170)，并且所述刷毛簇(136、166)从所述外部拐角(148、178)之间的所述凹弯曲表面(140、170)突出。

18.根据权利要求17所述的刷辊(150)，其中所述刷毛簇(166)在所述凹弯曲表面(170)上偏移，使得每个刷毛簇(166)与所述外部拐角(178)不等距。

19.根据权利要求17所述的刷辊(150)，其中所述多个刷毛簇(166)中的每个位于正交地延伸穿过所述刷毛簇(166)的中心的中心线轴线(180)上，并且所述凹弯曲表面(170)中的每个限定正交地延伸穿过所述凹弯曲表面(170)的中心的中心线轴线(182)，并且一个刷毛簇(166)的中心线轴线(180)和相关的所述凹弯曲表面(170)的中心线轴线(182)在所述刷销钉(152)的外部以锐角(184)相交。

20.根据权利要求19所述的刷辊(150)，其中所述刷毛簇(166)在所述凹弯曲表面(170)上偏移，使得每个刷毛簇(166)与所述外部拐角(178)不等距。

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