【0002】真空吸尘装置，诸如立式和罐式真空吸尘器、抽湿器、棒状 吸尘器、电动扫帚和其他装置，普遍地用作清洁地板、室内装潢、楼 梯和其他表面的工具。已知的真空吸尘装置具有意欲改善其清洁效果 的各种特征。例如，立式真空吸尘器共有的特征是旋转刷辊，现有技 术中已有许多不同的刷辊。另一特征是提供各种类型的过滤系统，诸 如真空袋、一次性或可重复使用的过滤器、旋风分离器以及它们的组 合。还有其它的特征涉及控制真空吸尘器处理待清洁表面的方式，诸 如吸嘴高度调节机构。
【0003】尽管现有技术提供了涉及清洁效果和用户便利性的各种特征， 但是仍然需要改进真空吸尘装置的这些和其它特征以及对它们的可选 择设计。

【0004】在第一示例性方面，本发明的一个实施例提供了一种真空吸 尘器刷辊，其包含具有大致圆形的皮带轮表面的皮带轮以及穿过中心 开口的细长轴杆，该皮带轮表面围绕径向向内定位于皮带轮表面的至 少一个开口。该皮带轮围绕细长轴杆的安装部分并由其固定在适当位 置。安装部分包括连续的单一结构。
【0005】在另一示例性方面，本发明的一个实施例提供了一种真空吸 尘器刷辊，其包含具有大致圆形的皮带轮表面的皮带轮，该皮带轮表 面围绕径向向内定位于皮带轮表面的至少一个开口。细长轴杆穿过所 述至少一个中心开口。细长轴杆的安装部分位于中心开口内任一侧上。 安装部分包括具有减小的横截面的连续结构，皮带轮装配在该连续结 构中。
【0006】在另一示例性方面，本发明的一个实施例提供了由一种方法 制造的真空吸尘器刷辊。该方法包括形成具有大致圆形的皮带轮表面 和径向向内定位于皮带轮表面的至少一个开口的皮带轮，以及形成用 连续材料片制成的细长轴杆，该细长轴杆穿过所述至少一个开口且至 少部分地围绕皮带轮，以将皮带轮在结构上互锁在细长轴杆的适当位 置上。
【0007】本发明内容的叙述并不想限制要求保护的发明，本文描述了 本发明其它方面、实施例、变形和特征的示例，并且在本领域普通技 术人员考虑到本文公开的内容的情况下，要求保护的发明的另一些方 面、实施例、变形和特征是很显然的。而且，本发明内容的叙述，以 及本文提供的其它公开内容并不意欲减小在这一或任何先前或以后的 相关或不相关申请中的权利要求的范围。
附图说明
【0008】参考附图所示的实施例的示例详细地描述本发明，附图中相 同的部件采用相同的附图标记标明。
【0009】图1是立式真空吸尘器的等比例视图。
【0010】图2是真空吸尘器后壳体的部分分解和分段图。
【0011】图3是附件工具和安装附件工具用的真空吸尘器壳体的分段和 部分分解图。
【0012】图4是图2中后壳体的分段等比例视图。
【0013】图5是过滤器闩锁的仰视图。
【0014】图6是沿着图5中线VI-VI的过滤器闩锁的剖面图，图中过滤器 闩锁安装在真空吸尘器壳体上。
【0015】图7是图5中过滤器闩锁的分段等比例视图，图中过滤器闩锁 安装在真空吸尘器壳体上。
【0016】图8是真空吸尘器的灰尘分离系统的分解图。
【0017】图9是说明通过图8中灰尘分离系统的空气流的示意图。
【0018】图10是灰尘杯和凸轮盘组件的分解等比例视图。
【0019】图11是图10中灰尘杯的倾斜前视图。
【0020】图12是图10中灰尘杯和凸轮组件的倾斜前视图。
【0021】图13A、13B和13C是说明灰尘杯和凸轮盘组件运行的全景示意 图。
【0022】图14是真空吸尘器底座的分解等比例视图。
【0023】图15是真空吸尘器底座的轮子安装结构的部分剖面图。
【0024】图16是真空吸尘器刷辊的分解等比例视图。
【0025】图17是真空吸尘器刷辊的分段和分解等比例视图。
【0026】图18是真空吸尘器底座的分解等比例视图。
【0027】图19是真空吸尘器底座与后壳体之间连接部分的剖面图。

【0028】本公开内容提供了真空吸尘器的许多创造性的特征。简要地 说，参考在诸如图1中所示的真空吸尘器100的立式真空吸尘器中的示 例性使用，描述了本发明的这些特征和许多可选实施例。然而应当意 识到，本文描述的特征可以在各种其它的背景中使用。例如，本文描 述的各种特征可以被用在罐式真空吸尘器、棒状真空吸尘器、便携和 手提式真空吸尘器、工厂用真空吸尘器、抽湿器、中央真空吸尘系统 等中。而且，本文描述的各种特征可以彼此独立地使用或者任意地组 合使用。图示说明本文所述各种发明用途的本公开内容并不意味着以 任何方式限制这些发明。
【0029】如图1所示，示例性真空吸尘器100包含底座102，后壳体104 转动地安装在底座102上。将在本文其它地方描述的一对后轮106和一 前轮托架(未示出)支撑底座102在地面上运动。把手108设在后壳体 的顶部，并如现有技术中已知的被形成为接收操作者手的形状。
【0030】真空吸尘器100可以如现有技术中已知的，由电线(未示出) 或电池(未示出)提供动力。一个或多个电源控制器110设在真空吸尘 器上。这些控制器110可以位于真空吸尘器上的任意位置，诸如位于后 壳体104上、底座102上、或者位于相关的电源线(未示出)上。示例 性的电源控制器110设在后壳体104上大致位于壳体上方一半距离的位 置处，这使得把手108和连接于把手108的一部分后壳体104能够容易地 从真空吸尘器100上取下，以使得真空吸尘器运输时更加紧凑。在所示 的实施例中，电源控制器用于操作真空电动机(未示出)，但是可以 装备其它控制器，诸如单独的刷辊电动机控制器、抽湿器流体沉积控 制器等。
【0031】真空吸尘器100还包括灰尘收集系统。典型的真空吸尘器灰尘 收集系统包括集尘袋、旋风室和过滤器，任何的这种装置均可以用于 本发明的各种实施例。在所示的示例性实施例中，灰尘收集系统包含 位于后壳体104上可拆下的灰尘杯112和旋风室802(图8)。可选择地， 灰尘收集容器112和/或旋风室802可由其它类型的装置代替，并且可以 部分地或全部地安装在底座102上。例如，合适的可选灰尘收集装置可 以是安装在底座102或后壳体104上的集尘袋室或外部集尘袋。
【0032】如现有技术已知的，合适的真空风扇和电动机902(图9)设 在底座102或后壳体104内。这种真空风扇和电动机典型地包含操作抽 吸风扇以产生通过真空吸尘器100的工作空气流的电动机。工作空气流 从待清洁表面拾取污物，并将这些污物沉积在灰尘收集系统中。在一 些情况中，工作空气流在进入灰尘收集系统之前流过抽吸风扇(在这 种情况中，灰尘收集系统以高于环境压力的压力运转)，在其它情况 中，工作空气流在流过抽吸风扇之前流过灰尘收集系统(在这种情况 中，灰尘收集系统以低于环境压力的压力运转)。本发明的实施例可 以被用于任意一种类型的系统中。
【0033】现在参考图2，更为详细地说明和描述后壳体104的一个实施 例的细节。如在图2中可以看出，该实施例所示的后壳体基本上与图1 的实施例相同，但不同的是，该实施例包含双重控制系统，该双重控 制系统具有用于向机器提供主动力的第一控制器110A和用于仅控制位 于底座壳体内的刷辊电动机的第二控制器110B。本文随后将描述这种 刷辊电动机。
【0034】可选择的附件清洁工具202位于后壳体104的顶部(或者位于 真空吸尘器100上的其他位置)。工具202装配在后壳体104内的相应的 凹槽204内。附件清洁工具202能够以示例性方式安装在后壳体104上， 该示例性方式在图3中被更详细地示出。从这里可以看出，附件清洁工 具202具有位于工具壳体306后面部分上的开口302，并且这个开口302 配合一对位于凹槽内的卡爪(snap finger)304。卡爪304和开口302的 形状和尺寸为，卡爪304中的一个或两个必须朝向彼此弯曲以装配在开 口302中，并且一旦插入，通过爪304和/或开口302上相应的脊或其它 形状被保持在适当的位置。通过将工具206的前面部分置于凹槽204的 相应的下部分208内并将附件清洁工具202压入凹槽204内以便开口302 卡住卡爪304，从而将附件清洁工具202安装在后壳体104中。
【0035】附件清洁工具202可包含用于真空吸尘器的任何传统的附件工 具，诸如缝隙工具(crevice tool)、室内装潢刷、抹布或地板刷。在目 前的情况中，附件清洁工具202包含已知的涡轮工具，该涡轮工具是一 种利用涡轮驱动位于工具内的刷辊的附件工具，其中通过来自真空吸 尘器的抽吸空气流来运转所述涡轮。该涡轮能够利用从待清洁表面之 上抽取的清洁空气，或利用从自身表面抽取的肮脏空气。这种装置在 现有技术中是普遍已知的，然而，本发明提供一种不同于传统设计的 独特的分歧。特别地，如现有技术中已知的，附件清洁工具202包含壳 体306，在该壳体306的一个端部206具有入口且另一端部具有出口308， 但是出口308被成形为一个在其中伸缩地装配相应的附件抽吸软管的 容器。这不同于典型的现有技术的结构，在现有技术的结构中，出口 被形成为从壳体306的端部突出的容器。本无杆结构提供了优于传统涡 轮工具设计的很多优点。例如，无杆涡轮工具比传统装置更加紧凑， 并且能够更好地集成在真空吸尘器壳体内的凹槽204内。此外，如图1 中很好地看出，出口308和凹槽204可被成形为无杆出口308提供开口 114，使用者能够将手指插入该开口以帮助将附件清洁工具202从壳体 104中取出。
【0036】再参考图2，在所示的示例性实施例中，真空吸尘器包括旋风 式初级灰尘分离系统，该系统具有位于灰尘杯开口210之上的旋风腔 802，灰尘杯112能够选择性地安装在该灰尘杯开口210内。该开口210 设在后壳体104的前面上，但是可以理解，该开口210能够位于壳体104 的其他面上、在壳体104的后面上或者在底座102上。此外，尽管开口 210显示为灰尘杯112装配在其中的中空凹槽，但是它可以改为包含灰 尘杯210装配在其上的类似架子的结构。有时当旋风腔被设置为在灰尘 杯210顶部的附加装置时或者当灰尘杯210自身形成旋风腔时使用所述 后者结构。当然，这些可选结构对于本发明的实施例都是可能的。正 如前面建议的，本公开内容还预期能够用真空集尘袋替代旋风和灰尘 杯210，其中在其他实施例中该真空集尘袋通过可拆下盖体或腔而被容 纳在开口210内。
【0037】过滤器腔214位于灰尘杯开口210(或集尘袋腔)底部，可选 择的电动机前过滤器212能够安装在该过滤器腔214中。该电动机前过 滤器212设置在初级灰尘收集系统和真空风扇之间，并且用作附加的灰 尘过滤阶段。在所示的示例性实施例中，从旋风器802和灰尘杯112排 出的空气通过位于腔214后部的入口238进入过滤器腔214，穿过过滤器 212，并通过位于腔212底部的出口240排入真空风扇。如果过滤器212 没有起到作用或者如果真空吸尘器100在过滤器212没有处于合适位置 时运行，则该出口240可包括类似格栅的结构以帮助防止大颗粒传到真 空风扇。
【0038】电动机前过滤器212可包含任何适当的过滤媒介或介质。在所 示的示例性实施例中，电动机前过滤器212包含可安装在过滤器盘213 内的第一泡沫塑料过滤层212’和第二纸制或无织物过滤层212”。一层 或两层212’、212”可以从盘213中取出，从而可以单独清洗它们。可 以使用任何适当的过滤介质，诸如开孔泡沫塑料、静电过滤器以及高 效(HEPA、ULPA等)过滤器，并且这些过滤器可以以任何适当的方 式被成形，诸如成为平面的、折叠的、圆锥形的、圆柱形的等等。
【0039】过滤器盘213为过滤层212’、212”提供结构支撑。此外，电 动机前过滤器盘213可具有某些特征，这些特征有助于控制过滤器腔 214内的空气流以确保空气主要地穿过过滤器212，而不是绕过过滤器 212。在所示的示例性实施例中，过滤器盘213包括开口242，该开口242 对应于进入电动机前过滤器腔214内的入口238，从而使得空气流进入 过滤器212。外模成型(overmolded)的周边密封件213’围绕开口242 并紧靠电动机前过滤器腔入口238装配，以便密封从中穿过的空气流。 该周边密封件213’(如果需要，或者是单独的密封件)还围绕过滤器 盘213延伸，以紧靠过滤器腔214的内壁密封，并帮助防止空气在通往 腔出口240的途中绕开过滤器212。这样，过滤器盘密封件213提供两种 密封以防止空气绕开过滤器212。当然，如果需要，可以使用其它类型 和结构的密封件。
【0040】在示例性实施例中，过滤器腔214朝向灰尘杯开口210敞开， 并且通过取出灰尘杯112并将过滤器放入腔214内，使得过滤器212插入 腔214。过滤器腔214的顶部由活门(trap door)216关闭，当安装该活 门时，它装配在过滤器212上并将过滤器封闭。活门216经由枢轴216’ 被转动地安装，该枢轴216’例如装配在灰尘杯开口210内或过滤器腔 214内相应的轴套内。在这个实施例中，活门216能够向上转动，以便 插入或取出电动机前过滤器212。为了确保使用者注意到电动机前过滤 器的存在，活门216可具有适当的标记和/或由可使得使用者看到过滤 器的透明材料制成。
【0041】该示例性的活门216还包括模制成形于或粘附于活门216底部 的门密封件216”，以便紧靠过滤器盘213密封。这样就形成了防止空 气通过活门216泄漏到过滤器212内的密封，这种泄漏会降低真空吸尘 器100的效率。为了进一步帮助密封，还可以装备灰尘杯112，以便在 其被安装时向下压在活门216和过滤器盘213上，这将帮助盘周边密封 件213’和门密封件216’形成气密密封。
【0042】当然，电动机前过滤器的其它配置可以在其它实施例中使用。 例如，活门216可以以其它方式安装或设置，诸如在其被安装后作为装 配在过滤器212上的简单的可拆卸盖子。作为另一示例，过滤器盘213 可以包括一体的或可拆卸的盖子，以替换活门216。这种盖子会密封在 过滤器212顶部之上并提供从盘开口242至腔出口240的封闭空气通道。 在这种情况中，过滤器盘213可通过紧固件或者通过在安装杯112时由 灰尘杯112向下压来保持在适当位置。正如本领域普通技术人员在考虑 本公开内容时可以认识到的，安装电动机前过滤器的其它配置在现有 技术中是已知的，并可以在本发明的其它实施例中使用。
【0043】电动机前过滤器212、过滤器盘213、腔214和/或活门216可装 备有闭锁特征(lockout feature)，以防止真空吸尘器100在取下过滤器 212时起动。检测过滤器212存在的电动微型开关和防止在没有过滤器 212时插入灰尘杯112的弹簧加载机械锁定器是这种装置的示例。这些 和其它装置在现有技术中通常是公知的。
【0044】可选择的电动机后过滤器218也位于后壳体104上，用以过滤 从真空风扇排出的空气。电动机后过滤器218可以是任何适当的类型、 形状或性能等级。示出了示例性的折叠HEPA(“高效颗粒空气”)过 滤器。电动机后过滤器218装配在电动机后过滤器凹槽220中，在该示 例性实施例中，该凹槽220朝向后壳体104底部定位并紧邻真空风扇出 口244。
【0045】电动机后过滤器盖子222可被装备成为装配在电动机后过滤器 218之上，并被保持在第二凹槽220中的适当位置。如图所示，电动机 后过滤器盖子222可包含一组多个部分222A、222B，它们组装在一起以 提供需要的结构和/或美学外表。当然，多个部分可替代地形成为单个 模制或成形部分。而且，盖子222可连结于过滤器218，或者形成为过 滤器218本身的一部分。电动机后过滤器盖子222被舌片224保持在其底 部端的适当位置，该舌片224装配在位于第二凹槽220内的相应的凹口 226内(反之亦然)。电动机后过滤器盖子222在其顶部通过过滤器闩 锁228连结于后壳体。过滤器闩锁228将过滤器盖子222压紧到电动机后 过滤器218上，以帮助将电动机后过滤器218密封在真空风扇出口214 上。这种密封有助于确保从真空吸尘器100排出的空气在排放到大气环 境之前得到过滤。
【0046】参考图4至图7，更为详细地描述示例性过滤器闩锁的结构和 运作。如图4中所示，过滤器闩锁位于电动机前过滤器凹槽214的底部， 但是它也可以位于其它位置。图5是过滤器闩锁228的仰视图，图6是沿 图5中线VI-VI观察的过滤器闩锁的剖面侧视图并且此时过滤器闩锁安 装在壳体内，图7是过滤器凹槽214的安装过滤器闩锁228的部分的剖面 等比例前视图。
【0047】如图5和图6所示，过滤器闩锁包含基本上为圆形的装置，该 装置具有从其周边延伸出的手柄502。当然，手柄502可以由任何适当 的抓握结构替换。过滤器闩锁228具有向下开口的基本类似圆顶形，以 及在圆顶结构中基本上向下延伸的很多突起。第一突起为轴套504，该 轴套504被用于将过滤器闩锁228转动地安装于过滤器凹槽214内的壳 体上。如图6和图7所示，壳体214具有对应的孔702，轴套装配于该孔 中，并且当如此安装时，螺钉604旋入轴套504的底部以将闩锁228固定 在适当位置。螺钉604足够的紧以便保持闩锁228，但是并不将闩锁228 夹紧于凹槽214的壁。如图所示，这能够通过在螺钉604上设置肩部从 而使轴套504略微地突出超过凹槽壁的厚度来实现，或者通过其它适当 的方式来实现。一旦安装好，过滤器闩锁就能够前后转动，经过图7中 箭头所示的弧线行程。这一旋转行程的范围由从过滤器凹槽214的表面 向上延伸的一对突起704限制。
【0048】闩锁臂506也从过滤器闩锁228的底部向下延伸。该闩锁臂506 延伸穿过对应的狭槽706，该狭槽706穿过过滤器凹槽214的底部。狭槽 706基本上为弓形，并延伸得足够远以便当过滤器闩锁228旋转至其行 程界限时使得闩锁臂506能够不受阻碍地运动。闩锁臂506被成形并定 位以接合位于电动机后过滤器盖子222顶部上对应的钩230(参见图2)。 当过滤器闩锁228旋转至其逆时针位置时，闩锁臂506移走钩230，并且 允许电动机后过滤器盖子222从后壳体104取下。当过滤器闩锁位于其 最大顺时针位置时，闩锁臂506与钩230接合并保持电动机后过滤器盖 子222并且因此过滤器218紧靠壳体104。钩230和/或闩锁臂506可具有 凸轮表面或斜坡形，这使得闩锁臂506提供递增的力以将钩230(从而 将盖子222)拉靠在壳体104上。这种过滤器闩锁结构的使用使得使用 者费相对小的劲就可以以相对大的力将电动机后过滤器218压入适当 位置。这是对现有技术的电动机后过滤器和过滤器盖子的改进，现有 技术中需要使用者用相对大的力才能将过滤器锁定在适当位置，并形 成过滤器和真空出口之间的密封。
【0049】过滤器闩锁228还具有将其扣在锁定位置内的特征。在一个实 施例中，这个特征可以简单地包含位于凸轮表面(钩230或闩锁臂506) 的制动件。在图7所示的另一示例性实施例中，这个特征包含从过滤器 闩锁228的底部延伸出的第三突起508，该突起508定位为与从过滤器凹 槽214底部延伸出的对应突起708接合。当过滤器闩锁228旋转至最远的 顺时针位置时，凸轮锁定突起508咬合在过滤器凹槽突起708上并将过 滤器闩锁228保持在适当位置。当然，可以替换使用任何其它适当的制 动件或保持装置。
【0050】在该示例性实施例中，过滤器闩锁228位于电动机前过滤器凹 槽214内，该凹槽214承受当真空风扇运转时由该真空风扇所产生的负 压。相反，闩锁臂506穿过凹槽214的壁延伸至处于环境压力的区域。 这样，会存在如下趋势：空气穿过狭槽706或孔702从大气环境泄漏至 电动机后过滤器腔214，并由此进入真空风扇。这种空气泄漏可能降低 真空吸尘器100的效率。为了克服这种空气泄漏，过滤器闩锁具有环形 面密封件602，其布置为围绕螺钉轴套或螺丝钉基座504以及闩锁臂 506。密封件602与对应的圆柱形壁710接合，该圆柱形壁710从过滤器 凹槽214略微向上延伸并有助于防止空气穿过轴套孔702和闩锁臂狭槽 706。当然，可以替换使用其它的密封结构，并且如果过滤器闩锁228 位于空气泄漏不是问题的位置，诸如在壳体104外部上，则可以省略密 封件602。
【0051】再返回参考图2，后壳体104在其下端还包括各种使得它能够 安装于底座102的特征。例如，后壳体104可包括可转动地与底座102上 对应结构接合的圆柱形安装轴套236。尽管传统的安装结构可在一些实 施例中使用，但是本公开内容还提供一种与本文中随后的轴套236一同 使用的新型转动安装结构的示例。第一突起232和第二突起234被定位 为从安装轴套236轴向向外。突起232、234定位为接合对应的手柄释放 机构1434的突起1436(图14)，以便将后壳体104锁定在相对于底座102 的完全直立位置和倾斜位置，这在现有技术中通常是公知的或在本文 其它部分中描述过。
【0052】现在参考图8和图9，详细描述一个可在本发明的真空吸尘器 中使用的一个灰尘分离系统的实施例。在所示实施例中，灰尘分离系 统包含旋风分离器，该旋风分离器具有位于其下面的可拆卸集尘箱。 如前所述，可以使用其它类型的旋风分离器、多级旋风分离器、水过 滤分离器、抽湿器回收罐、灰尘收集过滤袋等。该示例性旋风分离系 统包含具有入口804的旋风腔802，该入口804能够被连接于真空吸尘器 100上的一个或多于一个抽吸入口。该入口804通过螺旋状斜坡806的方 式延伸进入旋风腔，这导致进入空气的向下运动，并且由于入口804以 相切方式进入旋风腔802，因此还导致空气流的漩涡运动。可选择的， 入口可以垂直于旋风腔802，在这种情况中，理想的是可以包括空气流 转向结构，以便开始旋风腔802内的旋风空气流运动。垫圈824可设置 在旋风腔的底部，从而紧靠灰尘杯112的顶部密封。
【0053】如图9中箭头所示，空气进入旋风腔并在其内开始旋风运动。 灰尘杯112位于旋风腔的下面。当空气在旋风腔802和灰尘杯112内循环 时，灰尘和其它带入固体从空气流中脱离并沉积在灰尘收集腔112内。 空气随后向上并围绕安装在旋风出口808上的旋风过滤器816循环。如 图所示，旋风过滤器816包含多孔罩816’，该多孔罩816’具有安装于 其底端的圆盘状板816”。该板816”帮助防止颗粒和物体上升并覆盖 或进入罩816’。应该认识到在其它实施例中可以去除圆盘状板或对其 进行修改，并且过滤器本身可以成形为非圆柱形形状或者可以替换为 其它装置，诸如折叠过滤器等。本领域普通技术人员可以理解这些变 化。
【0054】在穿过旋风出口808之后，空气穿过第一出口管810、第二出 口管812和第三出口管814。这些独立的出口管通过各自的垫圈818、820 和822彼此连接，以便帮助防止空气在管连接处泄漏进入工作空气流。 在一个优选实施例中，第三出口管814位于灰尘杯开口210内，并且如 果发生堵塞能够由使用者取下。为了帮助确定是否存在堵塞，第三管 814还可由透明材料制成。应该认识到三个管的前述配置是示例性的， 并且本文示出的多个出口管可以合并为单个管、两个管或各种其它数 量的管。
【0055】如图9中最好地示出，第三出口管814与凹槽214流动连接，电 动机前过滤器212安装在凹槽214内，并且空气流从第三管814流过、穿 过电动机前过滤器腔入口238并随后穿过电动机前过滤器212。接下来， 空气流进入真空风扇902，并穿过电动机后过滤器218排至大气环境内。
【0056】现在参考图10-12，详细描述灰尘杯112的示例性实施例。如 图10中所示，灰尘杯112具有基本杯状结构，手柄1002连结于该灰尘杯 112，以便于取下和搬运灰尘杯112。如果需要，手柄1002还可适于提 起整个真空吸尘器100。在该示例性实施例中，手柄1002设置为单独部 分，该单独部分通过超声波焊接、粘结等方式被连结于位于灰尘杯112 前面的对应开口1004。当然，如果需要，可以省略手柄1002或以其它 方式对其进行修改。
【0057】该示例性灰尘杯112还包括升降锁定系统1006。升降锁1006包 括通过盖1010被旋转安装于灰尘杯112底部的凸轮板1008。盖1010通过 螺钉1014被固定于杯112的底部。在组装时，盖1010穿过孔1012，该孔 穿过凸轮板1008的中心并被形成为一定形状和尺寸，从而使得凸轮板 1008接近于灰尘杯112，但是允许凸轮板1008旋转经过一个弧线行程。 球形捏手1024或其它抓握表面设在凸轮盘1008上，以便于其旋转。球 形捏手1024位于灰尘杯112下端上的狭槽1022中，以限制凸轮板的运动 范围，但是如果需要，其它的阻挡件可以用于控制凸轮板的运动范围。 本领域普通技术人员在考虑本公开内容时可以很容易地理解这些其它 的机构。
【0058】盖1010的形状和尺寸还可以被成形为允许凸轮板1008相对于 灰尘杯112的底部垂直地运动。弹簧1015可以被定位在盖1010和凸轮板 1008之间，以便向上朝着灰尘杯112偏压凸轮板1008。
【0059】该示例性凸轮板1008具有在其上表面上的一个或多于一个斜 坡凸轮表面1016。如图11中最好地示出的，这些凸轮表面1016以围绕 凸轮板1008的圆周的形式被配置，并被定位成接合于从灰尘杯112底部 延伸出的对应的突起1102。当凸轮板1008旋转时，凸轮表面1016与突 起1102接合，以便将凸轮板1008从灰尘杯112的底部移开。凸轮板1008 的运作在图13A至13C中被说明。在这三幅图中，以全景表示凸轮板和 从灰尘杯112底部延伸出的突起——即，它们被表示为看起来像是被人 从凸轮板1008的中心观察。图13A描述当凸轮板1008配置有与突起1102 脱离的凸轮表面1016时的凸轮板1008，在这种情况中，由弹簧1015将 凸轮板1008朝着灰尘杯112偏压，并且灰尘杯112和凸轮板1008组件的 整体高度处于最小值。在该位置，灰尘杯112能够自由地从开口210(图 2)中取出或插入。转向图13B，一旦灰尘杯和升降锁被插入开口210， 则凸轮盘1008旋转，并且凸轮表面1016开始与突起1102接合以便将凸 轮板1008从灰尘杯112移开。如果需要，凸轮表面1016和/或突起1102 可设有制动件或匹配表面1302、1304，从而使得凸轮板1008保持在部 分延伸位置。如图13C所示，在完全旋转凸轮板1008时，它继续从灰尘 杯112移开，直到它达到其最大旋转位置，如图所示。在该位置，灰尘 杯112和凸轮板1008组件的整体高度为最大，并且灰尘杯112压紧垫圈 824(图8)，以便将其密封于旋风腔802。此外，如果活门216被用于 容纳电动机前过滤器212，灰尘杯112和凸轮板1008还可以向下压在活 门116上，从而帮助密封穿过电动机前过滤器212的空气流。
【0060】锁定特征可设为将凸轮板1008保持在退回位置(图13A)或延 伸位置(图13C)中的一个或两个位置内。弹性舌片、制动件或其它装 置可用于这一目的。在该示例性实施例中，凸轮板1008包括从其上表 面延伸出的弹性舌片1018，并且灰尘杯112具有从其向下延伸的两个附 加突起1104、1106。如图13A和13C所示，当凸轮板1008处于完全退回 位置时弹性舌片1018与一个突起1106接合，在处于完全延伸位置时弹 性舌片1018与另一突起1104接合。当然，可以在其它实施方式中去除 或修改这些锁定特征中的一个或两个。
【0061】应该认识到，图13A至13C是示意性地表现出该装置的运作。 在该示例性表现中，突起1102、1104、1106表示为串联结构，与凸轮 表面1016和弹性舌片1018一样。在可选实施例中，诸如图10至12中所 示的一个，凸轮表面、弹性舌片和/或突起可围绕凸轮板的不同圆周半 径布置。例如，在图10的实施例中可以看到，凸轮表面1016被定位在 更接近于凸轮板1008的中心旋转轴，而弹簧舌片1018被定位在更远离 凸轮板1008轴。这样，凸轮板、弹性舌片和突起能够以串联方式围绕 相同的圆周半径被布置，或者围绕凸轮板1008和灰尘杯112被布置在不 同的位置。还应该认识到，旋转的凸轮板1008可由线性驱动凸轮或者 其它杯提升和锁定装置替换，并且这些装置可以如图所示安装在灰尘 杯112上或者安装在后壳体104上。
【0062】现在参考图14，描述在本发明中使用的底座102的实施例。该 示例性底座102包含下部底座框架1402，上部底座框架1404可拆卸地连 结于其上。当连结时，下部底座框架1402和上部底座框架1404形成外 壳，该外壳保持并支撑底座102的工作部分。应该认识到，底座的任何 适当的可选结构可以在其它实施例中使用。
【0063】如前所述，一对轮子106支撑底座102在地面上运动。尽管传 统的轮子可以在不同的实施例中使用，但是在所示示例性实施例中的 轮子106包含具有弹性涂层106”的硬塑料轮毂106’。弹性涂层106” 可包含具有硬度约为78A至82A的聚氨酯涂层，这被认为能提供与典型 的家庭表面适当的低滑动接触，并帮助吸收使用过程中可能传递到使 用者的振动。还需要但并不要求的是，轮子106具有约为72毫米的最小 直径，更优选的是约为95毫米。两个轮子的尺寸，但特别是后面一个 的直径，被认为适于在立式真空吸尘器中使用以帮助真空吸尘器滚过 普通的家庭障碍物。轮子106通过相应组的两个轴承1408被安装于传统 的转向轴或实心轮轴1406，并由螺纹紧固件、推力螺母1410或其它已 知的装置被保持。垫片1412可设在每个轮子106内侧，以便限制它们的 运动并防止与底座框架1402、1404发生干涉。示例性的垫片1412在轴 1406或转向轴上滑动，并与限制垫片和轮子向底座102中心运动的突起 1414接合。轮毂盖1416可设置为覆盖推力螺母1410、轴承1408和轴 1406。
【0064】在所示的示例性实施例中，轮轴1406包含完全地或部分地跨 过底座宽度延伸的杆。两个轮子1406安装于轴上。轴1406沿其长度弯 曲从而形成基本U形结构。已经发现，这种结构使得后壳体(图14中未 示出)相对于底座102向下和向后地转动远于轴1406在两个轮子106之 间笔直延伸时可能的情况。参考图15，示出一个弯曲轴1406如何能够 连结于底座框架1402的实施例。这里，弯曲轴1406装配在沿下部底座 框架1402宽度延伸的沟槽中。轴1406可由卡锁设备或附加紧固件保持。 例如，如图所示，在轴1406的每个端部设置保持板1418，并且每个保 持板1418通过一对螺钉1420连结于下部底座框架1402。当装配时，该 保持板1418在适当的位置捕获轴1406以紧靠下部底座框架1402。当然， 如果需要，轴1406可连结于上部底座框架1404和/或底座的其它部分， 并且可对前面的示例性实施例进行其它变化。
【0065】已经发现，利用弯曲的全宽轴(即，具有适应于后壳体运动 的弯曲部分且两个轮子连结于其上的轴)具有优于传统的用于将轮子 安装于真空吸尘器底座的转向轴的优点。特别地，弯曲轴使得后壳体 可以被做得更宽并且使用更少的塑料材料，因为不再需要提供安装转 向轴的大轴套。在现有技术中需要这些大轴套是因为转向轴以悬臂结 构被安装在底座的侧面内，并且施加于轮子的负载，特别是冲击负载， 向转向轴施加大弯矩，而如果没有充分的支撑这将导致它们被从壳体 中拉出。由于具有弯曲的全宽轴，弯矩被轴材料吸收，而不是被底座 材料吸收，并且真空吸尘器可以具有改善的尺寸公差和稳定性。
【0066】再参考图14，底座还可以设有高度可调节的轮架1422。轮架 1422设在下部底座框架1402的底部上，并通过枢轴1424被安装。轮架 1422具有一对前轮1426以支撑底座102的前面。如现有技术中公知的， 轮架1422可以被调节来相对于地面升高和降低底座102的高度，以适应 在不同类型表面上真空吸尘。例如，在长绒毛地毯上真空吸尘时希望 升高底座102，而在相对短的绒毛地毯或未铺地毯的地板上真空吸尘时 希望降低底座102。在所示实施例中，这种高度的调节通过利用旋转凸 轮1428来实现，该凸轮1428与从轮架的上部表面延伸出的突起1430接 合。这种旋转凸轮高度调节机构在现有技术中是公知的，并且这种或 其它类型的高度调节机构可互换使用。
【0067】轮架1422还可具有附加的突起1432，在后壳体104升高到完全 直立位置时，突起1432与后壳体104接合。当后壳体104完全升高时， 后壳体104上的表面压紧突起1432，从而下压并降低轮架1422。这在所 谓的单电动机真空吸尘器设计中特别有用处，在这种吸尘器中位于后 壳体内的真空风扇电动机通过皮带直接驱动底座内的刷辊。当向下压 突起1432以降低架1422并升高底座102时，这防止当真空吸尘器直立运 行时刷辊摩擦地毯。在其它实施例中，诸如皮带离合器的其它装置可 用于防止当真空吸尘器倾斜至直立位置时刷辊损坏地毯或地板。这些 可选方式在现有技术中是公知的。
【0068】示例性底座102还包括刷辊腔1433，其位于底座102前面并且 在所示实施例中通过组装的下部底座框架1402和上部底座框架1404形 成。如现有技术中公知的，刷辊腔1433通过刷辊狭槽朝向底座102底部 敞开，并且通过延伸出刷辊腔1433后面的连接软管1434流动连接于真 空源。刷辊，诸如本文随后描述的那些或其它刷辊，可旋转地安装在 刷辊腔1433中并由穿过后壳体104延伸的电动机轴(未示出)通过皮带 (未示出)方式驱动。如果需要，上部壳体1404和/或下部壳体1402可 包括一个或多个窗口1450，通过窗口1450可以在运行期间观察刷辊， 并且这些窗口可设有灯以便帮助观看刷辊。在所示的示例性实施例中， 窗口1450被设置为处于或靠近刷辊腔1433的端部，但是这些窗口1450 可位于其它位置。这些窗口1450可以各种不同的方式构成，诸如通过 被预模制并插入上部底座框架的模具内，以便使得上部底座框架1404 在窗口1450周围被模制以将它们锁定在适当位置。
【0069】仍然参考图14，底座102还可具有手柄释放机构1434。该手柄 释放机构1434被转动地安装于底座102，并包括从机构1434延伸出的突 起1346，以便与后壳体104上对应的锁定突起接合，诸如图2中的示例 性后壳体上显示的第一突起232和第二突起234。在所示实施例中，手 柄释放机构1434通过枢销1437被转动地安装在底座102的一个侧面上， 并且回动弹簧1438被设置成将手柄释放机构1434偏压至接合位置中。 这种或其它手柄释放机构可在本发明的实施例中使用。
【0070】下部底座框架1402还包含转动地安装后壳体的结构。在所示 的示例性实施例中，这些安装结构包含传统的固定带1440，其安装于 位于后壳体104一个侧面上的圆柱形轴套。在另一侧面，后壳体102通 过安装板1442连结于下部底座框架1402。安装板1442包含通过螺钉 1446安装于下部底座框架1402的底座板1444以及向上延伸结构，该向 上延伸结构具有从其延伸出的轴环1448。如图2中所示，轴环1448装配 在从后壳体102侧面延伸出的圆柱形轴套236上。本文随后更为详细地 描述这种结构的实施例。
【0071】现在转至图16和17，示出了刷辊1600的两个实施例。图16中 示出的第一实施例包含细长轴杆1602，刷毛(未示出)连结于其上。 典型的刷毛形式的示例是具有大约以直角从轴1602延伸出的两排螺旋 状刷毛，但是可以使用其它形式。在图16的实施例中，边缘清洁刷毛 1614安装于轴杆1602的每一端。边缘清洁刷毛1614以径向形式围绕轴 杆1602布置，并相对于轴杆1602的纵向轴线以大约45至80度角远离皮 带轮1604延伸。这些刷毛1614被定向为在位于或接近刷辊的端部处清 洁。边缘清洁刷毛1614还可以安装在轴杆1602的有斜面的端部部分 1616上，该有斜面的端部部分1616有助于插入刷毛并促进改善磨损或 清洁性能。
【0072】轴杆1602可一端或两端被驱动，或者由皮带(未示出)在其 端部之间的某个点驱动。当皮带用于驱动轴杆1602时，轴杆1602优选 地包括安装皮带并由皮带驱动的皮带轮。在一些实施例中，皮带轮能 够与该轴杆一体形成，但是在所述示例性实施例中，皮带轮1604设置 为装配在轴杆1602上的独立部分。在一个这样的实施例中，皮带轮1604 具有基本圆形的外部皮带轮表面1604’以及穿过皮带轮1604的中心开 口1604”，该表面1604’适于与驱动皮带或齿轮啮合。在所示实施例 中，皮带轮表面1604’具有凸面轮廓(crowned profile)，其适于使用 平皮带、肋形皮带(“多-V”皮带)以及可能的齿形皮带(cogged belt)， 但是也可使用其它表面，诸如斜齿轮或直齿轮齿面。
【0073】皮带轮1604能够以很多方式放置在轴杆1602上。例如，皮带 轮1604能够由两个半圆形部分构成，这两部分围绕轴杆1602放置并通 过卡锁设备、紧固件、粘结剂或其它机构彼此连结。在所示示例性实 施例中，皮带轮1604设置为环形浇铸塑料或金属部分，并且轴杆1602 直接模制成形在皮带轮1604内。在该实施例中，皮带轮1604被定位在 轴杆1602上具有减小横截面1602’的部分处的适当位置内。皮带轮 1604可包括肋1604”’或安装在对应的狭槽1602”上的非圆形轮廓或在 轴杆减小的横截面部分1602’上的非圆形轮廓，以便防止皮带轮1604 在轴杆1602上旋转。可选择地，肋和狭槽可位于相对结构上。作为其 它选择方式，皮带轮1604或者可以通过摩擦、与轴杆接合在一起、机 械紧固件、焊接、轴向延伸的突起、用多个单独的开口代替单个开口 1604’或者通过其它机构和方式旋转地固定于轴杆1602。
【0074】可用于完成这一方法的示例是两部分模制方法，其中皮带轮 1604被单独模制，然后将其放入空的刷辊模具内，此后刷辊材料注入 刷辊模具以适应皮带轮1604。利用这一方法，通过被形成连续单个结 构的刷辊的一部分将皮带轮1604定位在刷辊上的适当位置——即，不 是由多个部分组装成的刷辊的一部分将皮带轮定位在适当位置。合成 的刷辊具有至少相对于轴向运动且在结构上与轴杆1602互锁的皮带轮 1604，并且不需要紧固件将皮带轮1604定位在轴杆1602上。此外，尽 管不需要紧固件将皮带轮1604与轴杆1602互锁，但是可插入紧固件(诸 如销或螺钉)从而穿过皮带轮1604和轴杆1602以便帮助防止皮带轮 1604在轴杆1602上转动。后面的这一实施例在皮带轮1604和/或轴杆 1602不设有肋或另一非圆形轮廓时是有用的。当然，在这一或其它实 施例中，在模制过程之后，可以向刷辊或皮带轮加入其它附加部分。 尽管前面的实施例说明了皮带轮1604作为完全围绕轴杆1602延伸的连 续表面，但这并不是严格的要求，并且在皮带轮1604上可以形成一个 或多个狭槽或沟槽，以允许应力消除或者热膨胀或收缩，或者为了其 它原因。这些狭槽或沟槽可以一直延伸到中心开口1604”。
【0075】这个两部分(two-part)皮带轮和轴杆刷辊结构能够提供几个 优点。例如，在许多场合中，刷辊设置有在皮带轮和皮带的任一侧上 的毛毡密封件，以防止在皮带和皮带轮之间带入灰尘和碎屑。这些密 封件的使用有助于防止夹杂灰尘，但是毛毡密封件通常摩擦皮带轮表 面并由于摩擦产生热。因此，皮带轮必须用能够承受这种热而不会在 使用过程中损坏的材料制造，诸如具有相对较高熔点的材料。这些材 料可能相对较贵。因此，本发明的这种结构允许皮带轮1604使用相对 较贵的耐热材料制造，而轴杆1602可使用相对较便宜的材料制造，这 种较便宜的材料可具有用作刷辊所需的所有固有性能，但是可具有相 对较低的熔点(例如低于皮带轮的熔点)，或另外不适于承受由毛毡 密封件和皮带轮之间的摩擦产生的温度。
【0076】这种结构如何是有利的另一示例在图17的实施例中表示。在 此示出皮带轮1702为齿传动皮带轮1702。与前面实施例相似，例如传 动皮带轮1702可能需要高耐温性，因为它在使用过程中与毛毡密封件 发生摩擦。此外，传动皮带轮1702需要用相对较硬的材料制造，以承 受驱动力。正如前面的实施例，传动皮带轮1702可由具有其使用所需 的热性能和强度性能的相对较贵的材料构成，但是皮带轮轴杆1704可 由相对较便宜的材料制造，这种较便宜的材料可以不满足在皮带轮的 位置所需的温度和强度要求。此外，即使从耐热性或强度的观点出发 不需要分别形成皮带轮1702和轴杆1704，但是以更高精密度的模制方 法单独地形成皮带轮1702以确保使轮齿适当地形成尺寸以容纳对应的 齿驱动带，依然是经济的。
【0077】刷辊1600可以任何适当的方式安装于底座。在所示示例性实 施例中，刷辊1600通过轴承1606安装在轴杆1602的每一端。每个轴承 1606通过装配在轴承1606的内滚道内的销1609安装在端盖1608上。如 现有技术中公知的，端盖1608装配在刷辊腔1432任一侧上的对应形状 的狭槽内。轴承1606的外滚道通过座圈1610安装于刷辊轴杆1602，这 些座圈1610被插入轴杆1602的中空端部并由销1612支撑在适当位置。 毛毡密封件1611和/或其它密封件可设在每个端盖1608和刷辊轴杆 1602之间，以帮助防止灰尘和其它污物接触轴承1606。
【0078】参考图18，提供了另一底座1802的实施例。该底座1802包括 能够独立于真空电动机的运行来驱动刷辊的独立的刷辊电动机1804。 这种真空吸尘器结构通常被称为双电动机真空吸尘器。刷辊电动机 1804由主电源或可选能源供电运行，并可具有电动机开关1806，当后 壳体升高至直立位置时该电动机开关1806关闭刷辊电动机1804。这种 开关1806可邻近于安装板1442设置并由从后壳体延伸出的突起1808操 作。复位按钮1810还可设置在刷辊电动机1804的电源电路内，以便在 使用过程中当刷辊电动机1804被锁定或过热时作为电路断路器运行。 此外，可设置电动机指示灯1812来向操作者指示刷辊电动机1804的状 况。通过穿过上部底座框架1404的开口1814可以看到该示例性电动机 指示灯1812。适当的复位按钮1810、电动机开关1806以及电动机指示 灯1812在现有技术中通常是公知的。
【0079】该示例性底座1802还表示成具有后壳体102的可选安装结构。 如图18和19所示，后壳体1902(图19)的一侧通过安装板1442被安装 或者通过传统的盖板或夹子安装，该安装板诸如本文前面描述过的一 种。后壳体1902的另一侧通过安装盖1816被安装。安装盖1816具有圆 柱体1816’和一对一体形成的螺钉轴套1816”。圆柱体1816’装配在 底座1802上对应的开口1820内，并且两个轴套1816”连结于底座1802 上对应的安装柱1822。安装盖1816将后壳体1902转动地安装于底座 1802并设有用于电线、真空软管和/或其它从后壳体1902延伸至底座 1802的装置的通道1906。在所示示例性实施例中，安装盖1816设置有 用于真空软管(未示出)的管道，该真空软管在刷辊电动机1804和真 空风扇1904之间延伸。该真空软管将电动机灰尘，诸如碳尘和可能由 电动机产生的其它碎屑，传递到由空气流清洁的真空风扇内。为了便 于这种真空软管的操作，电动机1804可由单独的电动机盖子1818覆盖， 电动机盖子除留有穿过盖子设置的通风狭槽外密封电动机1804。这帮 助引导空气流越过电动机进入真空软管，从而可以在排至环境空气之 前穿过一个或多个待清洁的真空吸尘器过滤器。此外，用于刷辊电动 机1804或底座1802内的其它装置的电缆或电线可穿过安装盖通道 1906。使用带有从中穿过的通道的安装盖1816可以以有效且安全的方 式帮助直接电线(direct wire)、软管和其它柔性元件(诸如脱水器流 体供给线)从后壳体1902引入底座1802。
【0080】该示例性安装板1442将后壳体1902安装于底座1802的方式也 在图19中表示出。在此示出安装板1442包括轴环1448，该轴环1448向 后壳体1902侧面内轴向延伸距离X，并且在凹入后壳体1902侧面内的对 应的安装轴套1908上滑动，从而转动地安装后壳体1902。这种结构便 于通过使安装轴环底座板1444从轴环1448轴向偏移(距离Y)，并且从 而使安装螺钉1446从轴环1448轴向偏移(距离Y)。相反地，传统的安 装盖板将安装螺钉定位在与盖板相同的平面内，并且这种结构通常需 要完整的后壳体安装轴套从后壳体侧面延伸，以允许使用用于紧固安 装盖板的一个或多个螺钉。此外，底座板1444和安装螺钉1446可从轴 环1448径向偏移(距离R)，这使得底座的宽度在安装轴套1908的位置 上被减小。这一特征使得底座具有更加流线型的外观，可使得后壳体 1902相对于底座1802做得更宽，并可以为减轻重量作出贡献。
【0081】本公开内容描述了很多在立式真空吸尘器、罐式真空吸尘器 或其他类型的清洁装置中可单独使用或者以其它方式使用的许多新颖 的、有益的且非显而易见的特征和/或这些特征的组合。本文描述的实 施例都是示例性的，并不想以任何方式限制这些发明的范围。应该认 识到，本文描述的发明可以被改变并被修改成应用于不同的用途，并 且所有这些改变和修改均包括在本公开内容的范围内。