JP7077410B2 - 掃除機ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、掃除機ヘッド、特に真空掃除機のための掃除機ヘッドに関する。

掃除機の吸い上げ性能の改善に対しては、一定の要求が存在する。真空掃除機の掃除機ヘッドは、達成可能な塵埃の吸い上げ力について重要な役割を果たす。吸い上げ性能を改善させるための方法は多数存在するが、当該方法のうち最も重要な位置の方法は、掃除機ヘッドの内側と掃除機ヘッドの外側との間において適切な圧力差を維持することである。

しかしながら、真空掃除機を利用する場合には、掃除機ヘッドは、前方行程及び後方行程において清掃中の表面に亘って移動される。掃除機ヘッドが移動すると、当該掃除機ヘッドは、行程それぞれの際に清掃中の表面から離隔するように部分的に持ち上げられる場合がある。このことは、圧力差を低減させる効果を有しているので、吸い上げ性能も低減される。清掃中の表面から掃除機ヘッドが離隔することに起因する圧力差の低減は、掃除機ヘッドが例えば非常に粗く硬質な表面のような平らでない表面や例えばドアの沓摺のような床の移行部を越えて進行する場合に、特に顕著である。

本発明の第１の実施態様は、清掃具のための掃除機ヘッドであって、吸引チャンバを形成しているハウジングと、塵埃が吸引チャンバに流入する際に通過する下向きの開口部を形成しているソールプレートと、を備えている掃除機ヘッドにおいて、掃除機ヘッドが、中空で変形可能なシールを備えており、シールが、ハウジングの後部から延在しており、中空で変形可能なシールが、ソールプレートの開口部の幅と少なくとも等しい幅を有しており、中空で変形可能なシールが、ハウジングの後縁部から下向きに且つ後方方向に延在している下側シール面を有しており、利用時に中空で変形可能なシールが、掃除機ヘッドと清掃中の表面との間において密封状態を維持するために、清掃中の表面に抗して付勢され、清掃中の表面に適応することを特徴とする掃除機ヘッドを提供する。

その結果として、床面での使用時に、特に床面が完全に平坦でない場合であっても、周囲圧力と比較した吸引チャンバの内側の圧力差を維持することが一層容易になる。従って、このことは、床から塵埃を除去する掃除機ヘッドの能力を改善させるので、掃除機ヘッドは、一層高い吸い上げ性能を達成することができる。本明細書において、“シール”との用語は、気密を意味することを意図しないが、利用の際に圧力差を維持するのに十分な、掃除機ヘッドと清掃中の表面との間の間隙を制限することを意味する。

中空で変形可能なシールが、掃除機ヘッドの幅全体に亘って延在している。これにより、十分な密閉性が掃除ヘッド全体に亘って確実に維持される。このことは、吸引キャビティが掃除機ヘッドの幅全体に亘って延在している掃除機ヘッドにおいて、特に有益である。

中空で変形可能なシールが、ハウジングの部分と共に、中空で変形可能なシールの内部にキャビティを形成している。その結果として、キャビティは、変形可能なシールを一層容易に変形させることができ、シールは、特に床の表面が不均一な場合であっても、床に対する密閉性を良好に維持することができる。

中空で変形可能なシールが、弾性材料から形成されている。これにより、利用の際にシールを床面に対して押圧するための別体の付勢手段を必要とすることなく、シールを元の位置に復帰させ、床面に対して付勢力を付与することができる。

シールの周縁部が、ハウジングに取り付けられている。これにより、シールの中空状態を維持しつつ、シールをハウジングに固定することができる。

シールの周縁部の少なくとも一部分が、空気が中空のシールに出入りするように、ハウジングに固定されていない。その結果として、シールが変形されると圧力上昇の原因となる、シールによる空気の閉じ込めが発生しない。従って、シールは一層容易に変形可能となり、掃除機ヘッドが清掃中の表面を越えて進行する際に、シールは清掃中の表面に一層良好に適応し、掃除機ヘッドと清掃中の表面との間に良好な密閉性を実現することができる。

非付勢位置において、下側シール面が、ソールプレートによって定義される平面から１０°～４５°の角度で配設されており、ソールプレートによって定義される平面から２０°～３５°の角度で配設されている。後方シールのためのこのようなライ角の範囲は、良好な密封性を確実に維持するために十分な下向きの力を付与することと、シールが吸引開口部を清掃中の表面から離隔するように持ち上げる可能性を低減させることとを良好に両立させる。

中空で変形可能なシールが、吸引開口部の側部の周りに部分的に延在している。その結果として、シールが、吸引開口部の側部の周りにおいて床面に部分的に適応し、清掃中の表面との良好な密閉性が実現される。

床面での利用時に、下側シール面が、床面によって上方に変形され、中空で変形可能なシールが、中空で変形可能なシールの内部のキャビティの容積が低減されるように圧縮される。その結果として、変形されたシールが下向きの力を床面に作用させ、シールが床面に良好に適応することができる。

中空で変形可能なシールが、下側シール面の後縁部から延在している斜面を備えており、斜面が、上方及び下方に傾斜している。その結果として、掃除機ヘッドが、例えば大きい塵埃のような低い障害物、並びに後方方向に進行する場合に、例えば後方行程の際にラグマットや異なるタイプの床の移行部分の縁部に良好に乗り越えることができる。

中空で変形可能なシールが、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）から形成されている。ソールプレートの開口部の前縁が、少なくとも１つのローラを備えている。吸引チャンバが、ブラシバーを収容している。

さらに、本発明は、上述のいずれかの掃除機ヘッドを備えている真空掃除機を提供する。

本発明がより容易に理解され得るために、本発明の実施形態は、次の添付図面を参照して、例えば、次のものを参照して、今説明する。

掃除機ヘッドを後方から見た斜視図である。 図１に表わす掃除機ヘッドを下方から見た斜視図である。 図１及び図２に表わす掃除機ヘッドの第１の断面図である。 図１及び図２に表わす掃除機ヘッドの第２の断面図である。 図１及び図２に表わす掃除機ヘッドを前方から見た斜視図である。 作動機構を露呈させるために構成部品を省略した、図５に表わす掃除機ヘッドを表わす。 作動機構を露呈させるために構成部品を省略した、図５に表わす掃除機ヘッドを表わす。 作動機構を露呈させるために構成部品を省略した、図５に表わす掃除機ヘッドを表わす。 掃除機ヘッドの底面図である。 図７に表わす掃除機ヘッドの大塵埃チャネルを表わす。 図７に表わす掃除機ヘッドの大塵埃チャネルを表わす。 図８Ａ及び図８Ｂに表わす大塵埃チャネルを開閉するために利用される大塵埃チャネルを開閉するために使用される駆動可能なゲートを表わす。 図１～図９に表わす掃除機ヘッドを具備する真空掃除機を表わす。

例えば“前方（front）”や“後方（rear）”のような方向を示す用語は、本明細書では、典型的な利用の際における掃除機ヘッドの前方行程の方向及び後方行程の方向に関連して利用される。同様に、“下方（downward）”との用語は、典型的な清掃作業の際に掃除機ヘッドが配置されている床面に向かう方向を意味する。

図１に表わすように、掃除機ヘッド１は、ヘッド部分２と、ヘッド部分２に回転可能に接続されている関節式頸部３とを備えている。ヘッド部分２は、ソールプレート５と、ブラシバーが内蔵されている吸引チャンバを形成しているハウジング４とを備えている。後方シール６は、掃除機ヘッドの後部に配置されており、後方シール６が、ハウジング４の後部から下方且つ後方方向に延在している。ハウジング４に取り付けられている掃除機ヘッド１の前部には、前縁ハウジング８が取り付けられている。前縁ハウジング８は、以下において詳細に説明する作動機構を収容している。取り外し可能な端部キャップ９が、端部キャップ９が取り外された場合にブラシバーへのアクセスを可能とするハウジング４の一の側面に設けられている。関節式頸部３は、利用の際に清掃される表面において掃除機ヘッド１を指示するホイール７を備えている。また、関節式頸部３は、典型的にはワンド又はホースを介して掃除機ヘッド１を真空掃除機に取り外し可能に取り付けるように構成されているコネクタ部分１０を備えている。

図２は、掃除機ヘッド１の底面図である。ソールプレート５は、塵埃がハウジング４によって形成された吸引チャンバ１２に流入する際に通過する下向きの開口部１１を形成している。図２から理解されるように、ブラシバー１３は吸引チャンバ１２に収容されている。ブラシバー１３は、ブラシバー１３の長さを中心として螺旋状に延在している剛毛１４の列を備えている。剛毛１４は、１つ以上の連続的なナイロン製剛毛、房状のナイロン製剛毛、若しくは炭素繊維製剛毛、又はこれら剛毛の組み合わせを備えている。利用の際に、ブラシバー１３は、ブラシバー１３に収容されているモータによって駆動され、これにより塵埃が、ブラシバー１４によって、塵埃が吸引チャンバから出る際に通過する汚染空気出口に向かって一掃され、関節式頸部３を通過する。

前縁ハウジング８は、下向きの開口部１１の前方にソールプレート５の前面部分を形成している床接触面１５を有している。２つの塵埃チャネル１６（大塵埃チャネルとも呼称される）が、比較的大きい塵埃を掃除機ヘッド１の前部から吸引チャンバ１２に流入させるための床接触面１５に配設されている。塵埃チャネル１６については、以下に詳述する。また、従動ローラ１７（passive rollers）は、ソールプレート５の前方において床接触面１５にも配設されている。従動ローラ１７は、硬質の床で利用する場合に掃除機ヘッド１を支持するので、これにより清掃中の床面とソールプレートとの分離距離を厳密に制御することができる。後方シール６は、吸引開口部１１の後方において掃除機ヘッド１の幅全体に亘って延在している。

図３は、図２に表わす断面Ａ－Ａにおける掃除機ヘッド１の断面図である。ブラシバー１３は、ハウジング４によって形成されている吸引キャビティ１２に収容されている。後方シール６はハウジング４の後部に配設されている。当該断面図から理解されるように、後方シール６は中空構造とされる。後方シール６の周縁部２０が、中空で変形可能な後方シール６がハウジング４と共にキャビティ２１を後方シール６の内部に形成するように、ハウジング４に取り付けられている。周縁部２０は、取付ブラケットを介してハウジング４に取り付けられるが、他の方法で、例えば周縁部をハウジングに被せることによってハウジング４に固定されていても良い。後方シール６の中空性と後方シール６が例えば熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）のような弾性変形可能な材料から形成されていることとによって、後方シール６は容易に変形可能になっている。後方シール６は、掃除機ヘッド１が位置する床面と接触する表面である下側シール面２２を有している。図３は、非付勢位置における後方シール６を表わす。例えば掃除機ヘッド１が表面上に配置されていない場合に、後方シール６は非付勢位置をとることができる。このような非付勢位置では、後方シール６の下側シール面２２は、図３において一点鎖線で表わすソールプレート５によって定義される平面Ｐに対して、角度θを形成している。角度θは、少なくとも１０°、好ましくは少なくとも２０°とされる。角度θは、最大４５°、好ましくは最大３５°とされる。非付勢位置では、下側シール面は、ソールプレート５によって定義される平面Ｐに対して１０°～４５°の角度θで、好ましくはソールプレート５によって定義される平面Ｐに対して２０°～３５°の角度θで配置されている。

斜面２３は、下面シール面２２の後縁から上方且つ後方方向に延在している。斜面２３は、後方に移動する場合に、塵埃及び低い障害物を良好に乗り越えることができる表面である。その結果として、掃除機ヘッド１は、後方行程の清掃作業の際に掃除機ヘッド１が遭遇する障害物を一層容易に乗り越えることができる。

掃除機ヘッド１が表面上に配置された場合に、中空で変形可能な後方シール６が変形し、これによりキャビティ２１が部分的につぶれる。後方シール６が弾性材料から形成されているので、後方シール６自体は、後方シールの幅全体に亘って下向きの反力を発生させる。その結果として、後方シール６は、掃除機ヘッドが配置される任意の表面に適合可能となるので、これにより掃除機ヘッド１と表面との良好な密着が実現され、利用の際における吸い上げ性能を改善することができる。

図４は、図２に表わす断面Ｂ－Ｂにおける掃除機ヘッド１の断面図である。図４は、吸引チャンバ１２から関節式頸部３を通じて延在しているダクト２５を表わす。掃除機ヘッド１が掃除機に取り付けられている場合に、塵埃が、ブラシバー１３によって攪拌及び一掃され、且つ、吸引チャンバ１２に引き込まれ、真空掃除機が発生させる吸引が、塵埃を含有する汚染空気流を、ダクト２５を通じて真空掃除機の内部に引き込む。

断面Ｂ－Ｂにおける掃除機ヘッド１の断面図では、後方シール６の周縁部の部分２４は、ハウジング４に固定も取付もされていない。その結果として、空気は、中空の後方シール６の内部のキャビティに出入り可能になっている。このことは、後方シール６が変形した場合に、空気が中空で変形可能な後方シール６を出入りすることを意味する。空気が中空で変形可能な後方シール６を自在に出入りすることができないならば、キャビティに滞留した空気は、後方シールが変形した場合に加圧された状態になり、さらに、後方シール６は、表面に適応することができない。図示の掃除機ヘッド１では、後方シール６の周縁２０の部分は、中央領域においてハウジング４に固定されておらず、当該中央領域の下方において、頸部３がハウジング４に接続されている。従って、頸部３は、ハウジングに取り付けられていない後方シール６の部分を保護することができ、後方シール６の損傷の原因となる、利用の際に周縁部２０の自由部分２４が引っかかる可能性を低減させることができる。

図５は、図１及び図２に表わす掃除機ヘッド１を前方から見た斜視図である。図示の如く、２つの大塵埃チャネル１６が、前縁ハウジング８の床接触面１５に形成されている。大塵埃チャネル１６の内側には、大塵埃チャネル１６を開閉するために昇降可能とされる可動ゲート３０が配設されている。可動ゲート３０が開いている場合には、比較的大きい塵埃を掃除機ヘッド１によって吸い上げるために、比較的大きい塵埃を大塵埃チャネル１６を通じて吸引チャンバに流入させることができる。しかしながら、可動ゲート３０を開くことによって、吸引チャンバの内側と掃除機ヘッド１の外側との圧力差が低減されるので、掃除機ヘッド１の吸い上げ性能が悪影響を受ける場合がある。再び圧力差を大きくするために、可動ゲート３０が大塵埃チャネル１６を阻止するように、可動ゲート３０は降下可能とされる。

前縁ハウジング８の窓３４を通じて突出しているアクチュエータ３２は、可動ゲート３０を昇降させるために利用可能とされる。図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃは、前縁ハウジング８に収容されている作動機構を露呈させるように、前縁ハウジング８の部分が取り除かれた状態で、図５の掃除機ヘッドを表わす。作動機構は、プレート３６を備えており、プレート３６には、複数のトラック３８が形成されている。アクチュエータ３２は、利用者がプレート３６を左右にスライドさせるためにアクチュエータ３２を利用可能とされるように、プレート３６に固定されている。可動ゲート３０それぞれが、プレート３６のトラック３８に滑動可能に係合されている２つの突起４０を備えている。プレート３６が左右にスライドすると、突起がトラック３８の内側でスライドするので、ゲートが昇降する。トラック３８は、可動ゲート３０が３つの位置設定、すなわち完全開放、半分閉鎖、及び完全閉鎖を有するように、突起が停止可能とされるインターバルレベル（interval level）を備えている。言うまでもなく、可動ゲート３０がより多くの位置設定を有することが望ましい場合には、トラック３８は、より多くのインターバルレベルを備えている。

図６Ａでは、可動ゲートは完全に閉じられている。アクチュエータ３２を矢印Ｃの方向に移動させることによって、可動ゲート３０の突起４０は、可動ゲート３０がトラック３８の中間レベルに到達するまでトラック３８に追従するように強制される。このことは、図６Ｂに表わされている。当該地点において、作動ゲート３０は半分開いている。アクチュエータ３２を矢印Ｃの方向に移動させ続けることによって、作動アクチュエータ３０の突起４０は、トラック３８の最高レベルに到達するまでトラック３８に追従するように強制されるので、可動ゲートがさらに上方に引き上げられる。このことは、図６Ｃに表わされている。当該地点において、可動ゲート３０は完全に開いており、大塵埃チャネル１６が開放されている。アクチュエータ３２を矢印Ｃの反対方向に移動させることによって、突起４０が逆方向に移動するので、可動ゲート３０が再び降下する。

図８Ａ及び図８Ｂは、図７に表わす領域Ｅと記された領域における大塵埃チャネル１６をより詳細に表わす。図７は、可動ゲート３０をそれぞれ具備する２つの大塵埃チャネル１６を備えている掃除機ヘッド１を表わす。図５及び図６Ａ～図６Ｃに関連して上述したように、両方の可動ゲート３０が、単一のアクチュエータ３２によって作動される。図９は、可動ゲート３０を表わす。図８Ａでは、可動ゲート３０は省略されている。大塵埃チャネル１６は、前縁ハウジング８の床接触面１５に形成されている。前縁ハウジングは、可動ゲート３０を収容するためのゲートキャビティ５１を有している。ゲートキャビティ５１は、案内チャネル５０を備えている。作動ゲート３０は、案内フランジ５６を備えており、案内フランジ５６は、作動ゲートが昇降する場合に案内フランジ５６が案内チャネル５０の内部で上下にスライドするように案内チャネル５０の内部に滑動可能に係合されている。可動ゲート３０は、２つの突起４０を備えており、一方の突起は、図９に表わすように、上述の作動機構のプレート３６のトラック３８の内側に係合している。さらに、可動ゲート３０は、前縁ハウジング８の部分に密着するゲートシール５８を備えている。前縁ハウジング８に密着することによって、ゲートシール５８は、可動ゲート３０の周囲からの空気の漏出を低減することを補助する。このような空気の漏出は、吸引チャンバの内側と掃除機ヘッド１の外側との圧力差を低減させる。従って、ゲートシール３０は、掃除機ヘッド１の吸い上げ性能を最大化させるのに重要である。

ゲートシール５８は、案内フランジ５６の一部分において可動ゲート３０の残り部分に覆われており、潤滑されたポリエステル熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）から形成されているが、代替的にはゴム材料を利用することもできる。案内チャネル５０は、大塵埃チャネル１６が延在している方向に対して直角とされる方向において、前縁ハウジング８を通じて延伸している。案内チャネル５０は、突出リブ５３によって分割されている第１の区間５２及び第２の区間５４を備えている。案内フランジ５６は、案内チャネル５０の第１の区間５２を通じてスライドし、ゲートシール５８は、案内チャネル５０の第２の区間５４を通じてスライドする。

図１０は、上述の掃除機ヘッド１を備えているスティック型真空掃除機６０の形態とされる真空掃除機を表わす。スティック型真空掃除機６０は、ワンド６４の第１の端部に取り付けられている携行式真空掃除機６２から形成されている。掃除機ヘッド１は、ワンド６４の第２の端部に取り付けられている。図示の実施例はスティック型真空掃除機６０であるが、掃除機ヘッド１は、例えば直立型真空掃除機やキャニスター型真空掃除機又はバレル型真空掃除機とも呼称される場合があるシリンダ型真空掃除機のような他のタイプの真空掃除機にも利用可能とされる。さらに、掃除機ヘッド又はその実施態様は、ロボット型真空掃除機のための掃除機ヘッドと共に利用可能とされる。

ここまで特定の実施例について説明したが、特許請求の範囲に規定される発明の技術的範囲から逸脱しないことを条件として、様々な変形が可能であることに留意すべきである。

例えば、掃除機ヘッドは、単一の大塵埃チャネルを備えていても、２つ以上の大塵埃チャネルを備えても良い。本明細書に記載の実施例は、単一の作動機構によって２つの大塵埃チャネルが共に動作する構成を説明するが、大塵埃チャネルそれぞれが、ユーザーに大塵埃チャネルの開閉を個別に制御させるための独自の作動機構を備えていても良い。

１ 掃除機ヘッド
２ ヘッド部
３ 頸部
４ ハウジング
５ ソールプレート
６ 後方シール
７ ホイール
８ 前縁ハウジング
９ 端部キャップ
１０ コネクタ部分
１１ 開口部
１２ 吸引チャンバ
１３ ブラシバー
１４ ブラシバー
１５ 床接触面
１６ 塵埃チャネル
１７ 従動ローラ
２０ （後方シール６の）周縁部
２１ キャビティ
２２ （後方シール６の）下側シール面
２３ （後方シール６の）斜面
２４ （周縁部２０の）部分
３０ 可動ゲート
３４ 窓
３６ プレート
３８ トラック
４０ 突起
５０ 案内チャネル
５１ ゲートキャビティ
５２ 第１の区間
５３ 突出リブ
５４ 第２の区間
５６ 案内フランジ
５８ ゲートシール
６０ スティック型真空掃除機
６２ 携行式真空掃除機
６４ ワンド

Claims (15)

1. 清掃具のための掃除機ヘッドであって、
   吸引チャンバを形成しているハウジングと、
   塵埃が前記吸引チャンバに流入する際に通過する下向きの開口部を形成しているソールプレートと、
   を備えている前記掃除機ヘッドにおいて、
   前記掃除機ヘッドが、中空で変形可能なシールを備えており、前記シールが、前記ハウジングの後部から延在しており、中空で変形可能な前記シールが、前記ソールプレートの前記開口部の幅と少なくとも等しい幅を有しており、中空で変形可能な前記シールが、前記ハウジングの後縁部から下向きに且つ後方方向に延在している下側シール面を有しており、利用時に中空で変形可能な前記シールが、前記掃除機ヘッドと清掃中の表面との間において密封状態を維持するために、前記清掃中の表面に抗して付勢され、前記清掃中の表面に適応することを特徴とする掃除機ヘッド。
2. 中空で変形可能な前記シールが、前記掃除機ヘッドの幅全体に亘って延在していることを特徴とする請求項１に記載の掃除機ヘッド。
3. 中空で変形可能な前記シールが、前記ハウジングの部分と共に、中空で変形可能な前記シールの内部にキャビティを形成してい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. 中空で変形可能な前記シールが、弾性材料から形成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. 前記シールの周縁部が、前記ハウジング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. 前記シールの前記周縁部の少なくとも一部分が、空気が中空の前記シールに出入りするように、前記ハウジングに固定されていないことを特徴とする請求項５に記載の掃除機ヘッド。
7. 非付勢位置において、前記下側シール面が、前記ソールプレートによって定義される平面から１０°～４５°の角度で配設されてい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。
8. 前記非付勢位置において、前記下側シール面が、前記ソールプレートによって定義される平面から２０°～３５°の角度で配設されていることを特徴とする請求項７に記載の掃除機ヘッド。
9. 中空で変形可能な前記シールが、吸引開口部の側部の周りに部分的に延在していることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
10. 床面での利用時に、前記下側シール面が、前記床面によって上方に変形され、中空で変形可能な前記シールが、中空で変形可能な前記シールの内部のキャビティの容積が低減されるように圧縮されることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
11. 中空で変形可能な前記シールが、前記下側シール面の前記後縁部から上方及び後方に向かって延在している斜面を備えていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
12. 中空で変形可能な前記シールが、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）から形成されていることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
13. 前記ソールプレートの前記開口部の前縁が、少なくとも１つのローラを備えていることを特徴とする請求項１～１２のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
14. 前記吸引チャンバが、ブラシバーを収容していることを特徴とする請求項１～１３のいずれか一項に記載の掃除機ヘッド。
15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の掃除機ヘッドを備えていることを特徴とする真空掃除機。

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