清洁器具 【技术领域】
本发明涉及一种清洁器具， 其优选地为真空清洁器具的形式。背景技术 背景技术
清洁器具例如真空吸尘器是已知的。多数真空吸尘器是立式或筒式 ( 在有些国家 称为罐或桶式机器 )。 筒式真空吸尘器一般包括主体和分离装置， 其容纳用于抽吸携带脏物 的空气流进入真空吸尘器的马达驱动风扇单元， 分离装置， 例如旋风分离器或袋， 用于将脏 物和灰尘从空气流分离。 携带脏物的空气流通过连接至主体的吸入软管和棒组件而被引入 主体。当用户在房间四处走动时真空吸尘器的主体通过软管而被牵引跟随。清洁工具被附 连至软管和棒组件的远端。
例如， GB 2,407,022 描述了筒式真空吸尘器， 其具有机架， 该机架支撑旋风分离装 置。 真空吸尘器具有两个主轮， 机架的后部的每侧上各一个， 以及位于机架的前部之下的小 脚轮， 其允许真空吸尘器被跨一表面牵引。 这种小脚轮倾向于被安装在圆形支撑件上， 而该 支撑件又可旋转地安装在机架上以允许小脚轮响应真空吸尘器在表面上被牵引的方向的 改变而回转。
EP 1,129,657 描述了一种真空吸尘器， 其为连接至吸气软管和棒组件的球形主体 的形式。 该球形主体的球形容积并入了一对轮子， 每个位于该主体的各侧上， 且容置电风机 用于抽吸流体流穿过吸尘器， 以及尘袋用于从流体流分离脏物和灰尘。
我们的共同未决申请 PCT/GB2010/050418 描述了一种筒式真空吸尘器， 其具有大 致球形滚动组件， 其连接至机架用于改善真空吸尘器在地面表面上的操纵性。滚动组件包 括本体和连接至该本体的一对穹顶形轮子。机架从滚动组件的本体向前延伸， 且包括一对 轮子， 用于在真空吸尘器被在地面表面上操纵时使得真空吸尘器转向和用于支撑滚动组 件。
机架还包括支撑件， 用于支撑真空吸尘器的旋风分离装置。该支撑件位于入口管 上， 该入口管用于传送带脏物的空气流至分离装置。为了辅助真空吸尘器绕地面表面上的 物体的操纵， 入口管被可枢转地连接至机架以在用户沿不同方向在地面表面上拉动真空吸 尘器时相对于该机架运动。该管相对于机架的运动促动转向机构以转动连接至机架的轮 子。入口管包括连接至机架用于相对于机架枢转运动的相对较硬区段， 和位于该相对较硬 区段上游的相对柔性区段， 当该管相对于机架枢转时该相对柔性区段倾向于相对于该相对 较硬区段弯曲。
发明内容 在第一方面， 本发明提供一种清洁器具， 其包括基本上球形的表面接合滚动组件， 该滚动组件包括用于接收流体流的流体入口和用于抽吸流体流穿过该入口的器件、 以及多 个支撑构件用于在该器具被在一表面上操纵时支撑该滚动组件， 且其中该清洁器具的重心
位于该滚动组件之内。
滚动组件可包括基本上球形外壳， 其在清洁器具在地面表面上运动时旋转。 但是， 该器具优选地包括主体和可旋转地连接至该主体的多个表面接合滚动元件， 且它们一起限 定了基本上球形滚动组件。
在第二方面， 本发明提供一种清洁器具， 其包括主体， 该主体包括用于接收流体流 的流体入口， 用于抽吸流体流穿过该入口的器件， 以及可相对于主体旋转的多个滚动元件， 该滚动元件与主体一起限定基本上球形的表面接合滚动组件， 和多个支撑构件用于在该器 具被在地面表面上操纵时支撑该滚动组件， 且其中清洁器具的重心位于滚动组件之内。
当清洁器具位于基本上水平表面上时， 清洁器具的重心优选地位于第一垂直平面 中， 该第一垂直平面在第二垂直平面和第三垂直平面之间且优选地在其中间穿过， 该第二 垂直平面包含滚动元件和所述表面之间的接触点， 该第三垂直平面包含支撑构件和所述表 面之间的接触点。
用于抽吸流体流穿过流体入口的器件优选地连接至主体从而其在清洁器具在所 述表面上运动时不旋转。 用于抽吸流体流穿过流体入口的器件优选地包括马达驱动风扇单 元。滚动组件可包括用于从流体流去除颗粒的过滤器。过滤器优选地至少部分地绕该马达 延伸， 且优选地可从主体移除。例如， 过滤器可通过移除滚动组件的主体的外壳的部分、 或 通过将滚动组件的滚动元件的一个从主体分离而被接近。
这这里使用的， 术语 “基本上球形的表面接合滚动组件” 包括类球形的表面接合滚 动组件。 多个滚动元件的每个优选地为可旋转地连接至滚动组件的主体的相应侧的轮子的 形式。这些滚动元件的每个优选地具有弯曲的优选地为穹顶形的外表面， 且优选地具有轮 缘， 该轮缘基本上与滚动组件的主体的相应邻近部分齐平， 从而滚动组件可具有相对连续 的外表面， 该外表面可改善器具的操纵性。
滚动元件的旋转轴线可相对于清洁器具所处的地面表面向上朝向主体倾斜， 从而 滚动元件的轮缘接合地面表面。旋转轴线的倾斜角度优选地是从 4 至 15°范围， 更优选地 是从 5 至 10°范围。滚动元件的每个优选地具有外表面， 该外表面具有基本上球形曲率且 优选地为半球形。
由于滚动元件的旋转轴线的倾斜， 主体的外表面的部分被暴露以使得清洁器具的 部件， 例如用于激活马达或缆线回卷机构的用户操作开关， 位于主体的该暴露部分上。 在优 选实施例中， 用于从清洁器具排出流体流的一个或多个口位于主体的外表面上。
器具优选地包括分离装置， 用于从流体流分离脏物。分离装置优选地位于滚动组 件之外， 更优选地位于滚动组件之前。清洁器具优选地包括从分离装置延伸至滚动组件的 用于传送流体流至滚动组件的管。 该管优选地可从分离装置拆卸以允许分离装置被从该器 具移除。为了便于管从分离装置的拆卸， 该管优选地被可枢转地连接至滚动组件。该管优 选地被连接至滚动组件的上表面从而其可在升高位置和下降位置之间运动， 该升高位置允 许分离装置被从该器具移除和随后重新定位于其上， 在该下降位置中该管被连接至分离装 置。在其下降位置中， 管优选地被构造为将分离装置保持在器具上。管优选地由硬材料形 成， 优选地为塑料材料， 且可包括手柄。 器具优选地包括用于将管可释放地保持在下降位置 中的器件。这可抑制器具的使用过程中管从分离装置的意外拆卸， 且还允许器具被使用连 接至管的手柄来携带。分离装置优选地为旋风分离装置的形式， 该旋风分离装置具有至少一个旋风器， 且其优选地包括用于收集从流体流分离的脏物的腔室。 其它的分离器或分离装置可被使用 且适当的分离器技术的例子包括离心分离器、 过滤器袋、 多孔容器、 静电分离器或基于液体 的分离器。
器具优选地包括用于支撑分离装置的基部的支撑件。 支撑件优选地与滚动组件的 主体为一体的。主体可由多个区段形成， 在这种情况下支撑件优选地与这些区段中的一个 为一体的。 当分离装置位于器具上时， 当器具沿基本上水平表面运动时， 分离装置的纵向轴 线优选地以锐角向垂直方向倾斜， 其中分离装置的壁绕该纵向轴线延伸。该角度优选在 30 到 70°范围。
器具优选地包括用于传送携带脏物流体流至分离装置的入口管。 该管优选地在支 撑件之下经过， 且优选地穿过位于支撑件和滚动组件的主体之间的套筒。套筒优选地与支 撑件和主体为一体的。替换地， 支撑件可被连接至机架， 该机架被连接至滚动组件的主体。
滚动组件的滚动元件与表面的接触点之间的距离优选地比支撑构件与该表面的 接触点之间的距离短。优选地， 支撑构件与表面的接触点之间的距离是滚动组件的滚动元 件与该表面的接触点之间的距离的至少 1.5 倍。 支撑构件的每个优选地可相对于滚动组件运动以在地面表面上引导器具的运动。 支撑构件的每个优选地包括轮子或其它滚动构件， 例如脚轮或球。
器具优选地包括机架， 该机架连接至滚动组件， 优选地连接至滚动组件的主体， 且 每个支撑构件优选地连接至该机架。该机架优选地包括连接至滚动组件的主体， 和连接至 机架的主体或优选地与其为一体的一对侧部。 支撑构件的每个优选地位于机架的该侧部的 一个之后， 从而机架可罩住支撑构件以防止与墙壁、 家具或树立于地面表面的其它物品的 碰撞。
清洁器具优选地为筒式或罐式。
关于本发明的第一方面的上述特征可同等地应用于本发明的第二方面， 反之亦 然。
尽管本发明的实施例被关于真空吸尘器予以详细描述， 应认识到， 本发明还可应 用于其他形式的清洁器具。
附图说明 本发明的优选特征现在将参考附图仅通过实例来进行描述， 在附图中 ：
图 1 是真空吸尘器的从上方观察的前透视图 ；
图 2(a) 是真空吸尘器的从上方观察的前透视图， 真空吸尘器的分离装置被去除 ； 图 2(b) 是该真空吸尘器的侧视图 ； 图 2(c) 是该真空吸尘器的顶视图 ；
图 3 是真空吸尘器的机架基板、 轮子组件、 入口管的入口区段和偏压配置的从上 方观察的后透视图 ；
图 4 是沿图 2(b) 中的线 A-A 截取的顶截面图 ；
图 5(a) 是真空吸尘器的从上方观察的前透视图， 分离装置被去除且入口管的入 口区段相对于机架枢转 ； 5(b) 是该真空吸尘器的顶部视图 ；
图 6(a) 是沿图 2(c) 中的线 C-C 截取的侧截面图， 图 6(b) 是图 6(a) 的一部分的
放大视图 ；
图 7(a) 是分离装置的顶视图， 图 7(b) 是沿图 7(a) 中的线 D-D 截取的截面图 ； 以 及
图 8 是沿图 2(c) 中的线 B-B 截取的后截面图。 具体实施方式
图 1 示出了真空吸尘器 10 形式的清洁器具的外观。真空吸尘器 10 是筒式的， 或 罐式的。 总的来看， 真空吸尘器 10 包括分离装置 12， 其用于将脏物和灰尘从流体流中分离。 分离装置 12 优选地为旋风分离装置的形式， 且包括外仓 14， 其具有外壁 16， 该外壁基本上 为圆柱形。外仓 14 的下端被弯曲基部 18 封闭， 该弯曲基部可枢转地附连至外壁 16。用于 产生吸力以将携带脏物的流体吸入分离装置 12 的马达驱动风扇单元被容置在滚动组件 20 中， 该滚动组件位于分离装置 12 之后。滚动组件 20 包括主体 22 和可旋转地连接至该主体 22 用于接合地面表面的两个轮子 24、 26( 见图 2(a))。在分离装置 12 之下延伸的入口管 28 传送携带脏物的流体进入分离装置 12， 出口管 30 传送从分离装置 12 排出的流体至滚动组 件 20 中。入口管 28 被连接至软管和棒组件 ( 未示出 ) 的软管， 用户拉动该组件以在地面 表面上操纵真空吸尘器 10。
机架 32 被连接至滚动组件 20 的主体 22。在该例中， 机架 32 与滚动组件 20 的主 体 22 的部分成一体。机架 32 大致为从滚动组件 20 向前指向的箭头的形状。机架 32 包括 侧边缘 34， 其从机架 32 的前端 36 向后且向外延伸， 如图 5(b) 和 6(a) 所示。机架 32 的前 端 36 位于轴线 A 上， 该轴线 A 基本上垂直于穿过滚动组件 20 的中心的垂直平面延伸。真 空吸尘器 10 在清洁操作过程中在地面表面上运动的方向沿轴线 A 延伸。侧边缘 34 相对于 轴线 A 成角度可有助于真空吸尘器 10 在角落、 家具或从地面表面直立的其他物件周围的操 纵， 因为与这种物件接触时这些侧边缘 34 倾向于滑动抵靠直立物件以在该直立物件周围 引导滚动组件 20。如图所示， 缓冲件或垫 38 可被附连至侧边缘 34。
用于接合地面表面的一对轮子 40 被连接至机架 32。轮子 40 位于机架 32 的侧边 缘 34 之后， 且在滚动组件 20 的轮子 24、 26 之前。如图 3 所示， 每个轮子 40 装配至机架 32 的相应轮轴 42 上 ( 例如通过压配合或包覆模制 )， 从而轮子 40 相对于轮轴 42 旋转， 且由此 相对于机架 32 旋转。每个轮轴 42 沿基本上垂直于轴线 A 的轴线对齐， 从而轮子 40 旋转以 使得真空吸尘器 10 在沿轴线 A 延伸的方向上运动。
轮子 40 还提供支撑构件以在真空吸尘器 10 在地面表面上被操纵时通过限制滚动 组件 20 绕轴线 A 的旋转来支撑滚动组件 20。为了增加对于滚动组件 20 的支撑， 轮子 40 与 地面表面之间的接触点之间的距离比滚动组件 20 的轮子 24、 26 与该地面表面表面的接触 点之间的距离大。
如图 2(b) 所示， 真空吸尘器 10 的部件被布置为使得， 当真空吸尘器 10 位于基本 上水平的地面表面 F 上时， 真空吸尘器 10 的重心 C 位于滚动组件 20 内。重心 C 位于第一 垂直平面 PL1 中， 该平面在包括滚动组件 20 的轮子 24、 26 和地面表面之间的接触点的第二 垂直平面 PL2、 以及包括轮子 40 和地面表面之间的接触点的第三垂直平面 PL3 之间穿过， 优 选地在两个平面 PL2、 PL3 的大致中间穿过。这可进一步增强真空吸尘器 10 在地面表面上 操纵时的稳定性。重心 C 的位置在上文中是指这样的情况， 其中分离装置 12 连接到真空吸尘器 10， 且分离装置处于空载状态， 且软管和棒组件没有连接到真空吸尘器 10。
为使真空吸尘器 10 在地面表面上运动的方向反向， 用户可使用软管和棒组件将 机架 32 的轮子 40 从地面表面升起， 使得真空吸尘器 10 在滚动组件 20 的轮子 24、 26 上向 后倾斜。使用软管， 真空吸尘器 10 可随后被绕滚动组件 20 和地面表面之间的接触点 “翻转 (spun)” 直至真空吸尘器 10 面向需要的方向。软管可随后被降低以使得轮子 40 返回与地 面表面接触， 然后真空吸尘器 10 沿需要的方向被拉动。
为了使得真空吸尘器 10 在清洁操作过程中能被平滑地绕物体或墙角操纵， 入口 管 28 的部分被连接至机架 32， 用于相对于机架 32 的枢转运动， 且由此相对于滚动组件 20 的枢转运动。图 2(a) 至 2(c) 示出了具有分离装置 12 以暴露入口管 28 的真空吸尘器 10。 分离装置 12 从真空吸尘器 10 的移除在下面详细描述。入口管 28 包括用于从软管和棒组 件接收携带脏物的流体流的入口区段 44， 和用于联接入口区段 44 至分离装置 12 以传送携 带脏物的流体流进入分离装置 12 的出口区段 46。入口区段 44 可枢转地连接至机架 32， 而 出口区段 46 连接至滚动组件 20 的主体 22， 从而入口区段 44 可相对于出口区段 46 枢转。 替换地， 出口区段 46 可被连接至机架 32。 特别参考图 3、 4、 6(a) 和 6(b)， 在该例中入口管 28 的入口区段 44 包括多个部件。 入口区段 44 包括用于电和 / 或物理连接至棒和软管组件 ( 未示出 ) 的接头 48 以传送携带 脏物的流体流至入口管 28。棒和软管组件被连接至清洁器头 ( 未示出 )， 该清洁器头包括 吸口， 携带脏物的流体流通过该吸口被吸入真空吸尘器 10。接头 48 被连接至入口管 28 的 圆柱形区段 50 的一端。当然， 区段 50 可具有替换的横截面形状， 例如椭圆形或多面形。圆 柱形区段 50 的另一端被连接至入口管 28 的弯曲区段 52。在该例中， 圆柱形区段 50 与弯曲 区段 52 集成到一起， 但是入口管 28 的这两个区段 50、 52 可被一体形成。弯曲区段 52 形状 被设置用于改变穿过入口管 28 流动的流体的方向约 90°。弯曲区段 52 具有流体出口 54， 该出口与入口管 28 的出口区段 46 的流体入口 56 同心且位于其紧下方。一个或多个环形 密封构件 58、 60 位于流体出口 54 和流体入口 56 之间以在入口区段 44 相对于出口区段 46 的枢转运动过程中保持它们之间的气密密封和相对较低摩擦力。
入口区段 44 被安装在圆柱形心轴 62 上， 该心轴从机架 32 的上表面向上延伸。弯 曲区段 52 包括圆柱形凸起部 64， 该凸起部从该弯曲区段向下悬垂且位于心轴 62 之上以基 本上与心轴 62 同心。普通轴承 (plain bearing) 或套筒 66 可位于心轴 62 和凸起部 64 之 间以减小凸起部 64 绕心轴 62 旋转过程中它们之间的摩擦力和确保心轴 62 和凸起部 64 之 间的精确对准。替换地， 心轴 62 可由低摩擦材料形成。心轴 62 的纵向轴线由此限定枢转 轴线 P， 入口区段 44 绕该轴线相对于机架 32 和出口区段 46 枢转。枢转轴线 P 穿过入口区 段 44 的流体出口 54 和出口区段 46 的流体入口 56。当真空吸尘器 10 位于水平地面表面 上时枢转轴线 P 基本上是垂直的。由于弯曲区段 52 被成形为具有 90°的弯曲， 圆柱形区 段 50 的纵向轴线基本上垂直于枢转轴线 P 且由此在入口区段 44 的枢转过程中， 圆柱形区 段 50 垂直地绕枢转轴线 P 扫掠。
入口区段 44 相对于机架 32 的枢转运动受到从圆柱形区段 50 悬垂的销或肋 68 的 引导。肋 68 可在弯曲沟道或槽 70 内运动， 该弯曲槽绕枢转轴线 P 延伸且形成在机架 32 的 上表面的基本上垂直于枢转轴线 P 的部分中。
入口区段 44 可绕枢转轴线 P 从中心静止位置枢转角度 ±α°。角度 α 优选地是 从 15 至 45°， 且在该例中是约 30°。入口区段 44 在图 1 至 4、 6(a) 和 6(b) 中被示出处于 其静止位置 (rest position) 中。在该静止位置中， 入口区段 44 沿轴线 A 对齐， 即， 与平行 于轴线 A 的入口区段 44 的圆柱形区段 50 的纵向轴线对齐。图 5(a) 和 5(b) 示出了真空吸 尘器 10， 其中入口区段 44 从静止位置沿角方向 R1 枢转约 30°， 如图 4 所示。入口区段 44 离开静止位置的枢转运动范围受到入口区段 44 的侧面与机架 32 的一对升高壁 72 中的一 个的邻接的限制， 如图 1 所示。
入口管 28 的入口区段 44 被朝向静止位置偏压。因此， 当入口区段 44 在真空吸尘 器 10 在地面表面上操纵过程中被从静止位置枢转开时， 例如当真空吸尘器 10 被绕物体或 家具件拉动时， 入口管 44 将在真空吸尘器 10 已从该物体移开时自动返回其静止位置。
入口区段 44 被偏压器件朝向其静止位置偏压， 该偏压器件接合入口区段 44 以将 入口区段 44 朝向其静止位置促动。现在参考图 3 和 4， 在该例中， 偏压器件包括位于入口 区段 44 的相对侧上的多个偏压配置件 74、 76。第一偏压配置件 74 被布置为将入口区段 44 在其沿角方向 R1 运动离开静止位置时朝向静止位置促动， 第二偏压配置件 76 被布置为将 入口区段 44 在其沿角方向 R2( 与 R1 相反 ) 运动离开静止位置时朝向静止位置促动。 入口区段 44 包括复位构件， 用于在入口区段 44 被枢转离开静止位置时接合偏压 配置件 74、 76。在该例中， 复位构件是臂 78 的形式， 该臂连接至弯曲区段 52， 且大致位于弯 曲区段 52 的与圆柱形区段 50 相对的侧上。
偏压配置件 74、 76 位于机架 32 之下。真空吸尘器 10 包括机架基板 80， 该机架基 板连接至机架 32 的下部区段， 且偏压配置件 74、 76 位于壳体 82 内， 该壳体 82 位于机架 32 和机架基板 80 之间。在装配过程中， 偏压配置件 74、 76 定位于壳体 82 内， 该壳体被连接至 基板 80。机架 32 然后被连接至基板 80， 例如由通过基板 80 内的孔插入的螺钉或其它连接 件 84。入口区段 44 然后被安装在机架 32 上。为了接合偏压配置件 74、 76， 入口区段 44 的 臂 78 延伸穿过弯曲槽 86 以进入壳体 82， 如图 6(a) 所示， 该弯曲槽形成在机架 32 中、 位于 心轴 62 之后。
特别参考图 4， 壳体 82 绕枢转轴线 P 延伸。当入口区段 44 处于其静止位置时， 臂 78 位于壳体 82 的中央， 位于偏压配置件 74、 76 之间。每个偏压配置件 74、 76 位于壳体 82 的相应隔舱中， 当处于静止位置中时臂 78 位于该隔舱之间。每个偏压配置件 74、 76 包括弹 性元件， 在该例中为螺旋压缩弹簧 88 的形式， 且包括活塞， 在该例中为圆盘 90 的形式。弹 簧 88 促动盘 90 抵靠隔舱的一端处的环形座。隔舱的另一端被连接至壳体 82 的封闭构件 92 封闭。
当入口区段 44 绕枢转轴线 P 沿方向 R1 枢转时， 例如， 臂 78 进入容置偏压配置件 74 的隔舱。弹簧 88 的偏压力被选择为允许臂 78 克服弹簧 88 的偏压力在隔舱内朝向封闭 构件 92 运动， 而用户不必使用附连至它的软管和棒组件施加过度的力至入口区段 44。 当用 户释放施加至入口区段 44 的力时， 例如当真空吸尘器 10 已经移动越过地面表面上的障碍 时， 弹簧 88 的偏压力超过施加至入口区段 44 的力。这导致弹簧 88 将盘 90 向后朝向其座 促动， 由此将臂 78 自动地复位至其静止位置。
如上所述， 入口管 28 的出口区段 46 提供了分离装置 12 和入口管 28 的入口区段 44 之间的静态联接。出口区段 46 的流体入口 56 安装在入口管 28 的环形密封构件 58、 60
上且被其支撑。出口区段 46 可去除地连接至滚动组件 20 的主体 22 以允许出口区段 46 被 用户从真空吸尘器 10 去除从而允许去除出口区段 46 内的任意阻塞物。出口区段 46 从真 空吸尘器 10 的去除还便于阻塞物从入口管 28 的入口区段 44 内的去除。如图 6(b) 所示， 出口区段 46 包括手动操作的弹性卡扣部 100， 其从出口区段 46 的后表面向上延伸。 该卡扣 部 100 接合位于滚动组件 20 的主体 22 上 ( 或替换地位于机架 32 上 ) 的卡扣面 102， 以把 出口区段 46 保持在主体 22 上。为了去除出口区段 46， 用户将卡扣部 100 从卡扣面 102 拉 离且将出口区段 46 从入口区段 44 抬离。
真空吸尘器 10 包括支撑件 104， 用于支持分离装置 12。支撑件 104 被连接至滚动 组件 20 的主体 22 的部分， 且在该例中与其为整体。支撑件 104 从主体 22 向前延伸以在入 口管 28 的入口区段 44 上方延伸。主体 22 且由此支撑件 104 由相对较硬的材料形成， 优选 地为塑料材料， 从而当分离装置被安装在支撑件 104 上时， 支撑件 104 不变形至与入口区段 44 的上表面接合的程度， 且由此干涉入口区段 44 相对于机架 32 的枢转运动。支撑件 104 的端部 ( 其远离主体 22) 包括栓 106， 该栓从该端部向上延伸， 用于定位在形成于外仓 14 的 基部 18 中的凹部 ( 未示出 ) 内。栓 106 在凹部内的定位确保分离装置 12 在其安装于支撑 件 104 上时相对于支撑件 104 的正确角度对齐， 从而分离装置 12 的流体入口 108 位于出口 区段 46 的流体出口 110 上方且与其抵靠。出口区段 46 设置有环绕流体出口 110 的柔性环 形密封件， 以抵靠分离装置 12 的流体入口 108 的外周形成气密密封。 当分离装置 12 被安装在支撑件 104 上时， 外仓 14 的纵向轴线向枢转轴线 P 倾斜， 在该例中倾斜 30 至 40°范围。外仓 14 的外壁 16 由安装在滚动组件 20 的主体 22 上的一 对弹性支撑件 112 支撑。
为了给真空吸尘器 10 提供紧凑的外观， 主体 22 和支撑件 104 一起限定套筒 114， 其中入口管 28 穿过该套筒延伸。套筒 114 的纵向轴线与入口区段 44 的枢转轴线 P 共线。 入口管 28 的入口区段 44 和出口区段 46 位于套筒 114 的相对侧上。套筒 114 由此环绕入 口区段 44 的流体出口 54、 出口区段 46 的流体入口 56、 和环形密封构件 58、 60。套筒 114 的 内表面包括凹部 116， 用于接收定位件 118， 当出口区段 46 被安装在主体 22 上时， 该定位件 118 位于出口区段 46 的外表面上。凹部 116 具有与定位件 118 基本上相同的轮廓， 以在入 口区段 44 绕枢转轴线 P 枢转时抑制出口区段 46 相对于套筒 114 由此相对于分离装置 12 和主体 22 的旋转。
分离装置 12 被示出于图 7(a) 和 7(b) 中。分离装置 12 的具体总体形状可根据使 用分离装置 12 的真空吸尘器的类型和尺寸而改变。例如， 分离装置 12 的总长度可相对于 该装置的直径而增加或降低， 或基部 18 的形状可被改变。
如上所述， 分离装置 12 包括外仓 14， 该外仓具有外壁 16， 该外壁基本上为圆柱形。 外仓 14 的下端被基部 18 封闭， 该基部通过枢轴 120 可枢转地附连至外壁 16 并通过卡扣件 ( 未示出 ) 而被保持在封闭位置， 该卡扣件接合位于外壁 16 上的沟槽。 在封闭位置中， 基部 18 被密封抵靠外壁 16 的下端。 卡扣件可弹性地变形， 从而在向下的压力被施加至卡扣件的 最上端的情况下， 该卡扣件将从该沟槽移开且从其脱离接合。在这种情况下， 基部 18 将从 外壁 16 下落离开。
特别参考图 7(b)， 分离装置 12 还包括位于外仓 14 中的集尘器 122。集尘器 122 具有大致圆柱形的外壁 124， 和在集尘器 122 的上端处连接至外壁 124 的大致圆柱形内壁
126， 以及封闭内壁 126 的下端的基部 128。集尘器 122 的外壁 124 定位于外壁 16 的径向向 内处且与其间隔开， 以在它们之间形成环形腔室 130。集尘器 122 的外壁 124 与基部 18 相 接 ( 当基部 18 处于封闭位置中时 ) 且抵靠基部 18 所携带的环形密封构件 132 密封。流体 入口 108 被设置为切向于外仓 14( 如图 6(a) 所示 )， 以确保进入的脏流体被强迫绕环形腔 室 124 沿螺旋路径行进。
离开环形腔室 30 的流体出口被设置为带孔护罩的形式。该护罩具有形成为截头 锥形的上部区段 134、 圆柱形区段 136 和从圆柱形区段 136 悬垂的裙部 138。多个孔被形成 于圆柱形区段 136 中。裙部 138 从圆柱形区段 136 沿朝向外壁 16 的方向向外成锥形。
护罩的上部区段 134 被连接至旋风器组 140。旋风器组 140 被安装在集尘器 122 的上端上， 且包括圆周凸缘 142， 用于接合外仓 14 的上端。旋风器组 140 具有环形密封件 144， 用于密封抵靠外仓 14 的上端附近的外壁 16。
旋风器组 140 包括环形阵列的旋风器 146。旋风器 146 被并行布置。在本优选实 施例中， 对于该仓直径具有 12 个旋风器 146， 其布置为中心在外仓 14 的纵向轴线上的环形。 每个旋风器 146 具有向下且朝向纵向轴线倾斜的轴线。12 个旋风器 146 可被认为形成第 二旋风分离单元， 环形腔室 130 形成第一旋风分离单元。在第二旋风分离单元中， 每个旋风 器 146 具有比环形腔室 124 小的直径， 且因此第二旋风分离单元能分离比第一旋风分离单 元更细的脏物和灰尘颗粒。 这还具有附加的优点是处理已经被第一旋风分离单元清洁过的 流体流且因此携带的颗粒的量和平均尺寸比在没有第一旋风分离单元的情形的更小。 第二 旋风分离单元的分离效率比第一旋风分离装置更高。
每个旋风器 146 与其它旋风器 146 都相同， 且包括具有切向入口 148 的圆柱形上 部， 和从该上部悬垂的锥形部。 每个旋风器 146 的锥形部为截头锥形且终止在锥形开口 150 中。每个锥形部都突出穿过形成于集尘器 122 的上端中的孔， 从而锥形开口 150 位于集尘 器 122 的内壁 126 和外壁 124 之间的腔室 152 中。
集尘器 122 的内壁 126 和基部 128 形成过滤器壳体 154 的下部区段。过滤器壳体 154 的上部区段由安装在集尘器 122 的上端上的大致环形过滤器壳体构件 156 提供， 且该上 部区段形成过滤器壳体 154 的与集尘器 122 的内壁 126 大致连续的内壁。旋风器组 140 环 绕过滤器壳体 156 且与过滤器壳体构件 156 限定充气室 (plenum chamber)158， 用于传送已 经穿过护罩的孔的流体至旋风器 146 的入口 148。
旋风器 146 的敞开上端被环形排气集管封闭。排气集管包括上部区段 160 和下 部区段 162。带孔的密封构件 163 可被设置在旋风器组 140 和排气集管的下部区段 162 之 间。排气集管的下部区段 162 包括旋涡溢流器 (vortex finder)164 以允许流体排出旋风 器 146。每个旋涡溢流器 164 都与限定在排气集管的上和下部区段 160、 162 之间的集管指 状件 166 相通。每个集管指状件 166 都为大致倒 U 形且从相应旋风器 146 的上端延伸至形 成于排气集管的上部区段 160 中的大致圆柱形排气集管壁 168。壁 168 包括多个孔 170， 每 个孔都用于从集管指状件 166 的相应一个接受流体。壁 168 绕大致与外壁 16 共轴线的孔 眼延伸。
孔 170 传送流体至过滤器壳体 154 中。过滤器组件 180 位于过滤器壳体 154 中。 过滤器组件 180 穿过排气集管的上部区段 162 的孔眼被插入过滤器壳体 154 中。过滤器 组件 180 包括本体 182 和安装在过滤器本体 182 上的过滤器 184。过滤器本体 182 优选地为单件物品， 优选地由塑料材料模制而成， 但是可替换地， 过滤器本体 182 可由多个连接在 一起的部件形成。过滤器本体 182 大致为管状形状， 且包括环形本体 186、 连接至本体 186 的内表面且从其悬垂的一组径向延伸细长辐条 188。一组细长翼片 190 被连接在辐条 188 之间， 从而每个翼片 190 都位于相邻辐条 188 之间。翼片 190 通过连接件 192 连接至辐条 188。辐条 188 和翼片 190 一起提供用于支撑过滤器 184 的支撑件。
过滤器 184 是套筒式过滤器 (sock filter)， 其绕过滤器本体 182 的翼片 190 和辐 条 188 延伸。过滤器 184 的上端包括轴环 194， 其被保持在形成于过滤器本体 182 中的环形 沟槽中。 过滤器 184 的下端包括基部或端帽 196， 用于封闭过滤器 184 的下端以便于过滤器 组件 180 插入过滤器壳体 154 中。
过滤器 184 还包括多个不同过滤水平的管状过滤器构件， 以从穿过过滤器壳体 154 的流体流去除灰尘和其他颗粒。具有最细过滤水平的过滤器构件优选地具有最大的表 面积。过滤器组件 180 的每个过滤器构件都被制造成矩形或锥形形状。过滤器构件然后沿 它们的最长边缘通过缝合、 胶粘或其他适合的技术而被联结和固定在一起， 以形成具有大 致敞开圆柱形形状的管状的过滤器材料段。 每个圆柱形过滤器构件的上端然后被附连至轴 环 194， 而每个过滤器构件的下端被附连至端帽 196， 例如通过在过滤器组件 180 的制造过 程中包覆模制轴环 194 和端帽 196 的材料。 用于附连过滤器构件的其他制造技术包括胶粘、 绕过滤器构件的上和下端离心铸造聚氨酯。通过该方式， 过滤器构件在制造过程中被聚氨 酯包裹以形成密封的配置， 这种配置能经受用户的操纵和操作。 过滤器本体 182 包括环形密封构件 198 用于接合出口管 30 的空气入口 200。参 考图 1 和 2(a)， 在该例中， 出口管 30 的空气入口 200 为大致穹顶形， 且通过过滤器本体 182 的敞开上端 202 进入过滤器组件 180 以接合密封构件 198 并在它们之间形成气密密封。密 封构件 198 可在组装过程中被过滤器本体 182 包覆模制， 或以其他方式附连至过滤器本体 182。替换地， 密封构件 198 可与过滤器本体 182 为一体。
出口管 30 大致为在分离装置 12 和滚动组件 20 之间延伸的弯曲臂的形式。出口 管 30 可相对于分离装置 12 运动以允许分离装置 12 从真空吸尘器 10 移除， 和允许过滤器 组件 180 被从分离装置 12 的过滤器壳体 154 移除。管状出口管 30 的端部 ( 其远离出口管 30 的空气入口 200) 被可枢转地连接至滚动组件 20 的主体 22， 以使得出口管 30 能在下降 位置和升高位置之间运动， 在该下降位置中出口管 30 与分离装置 12 流体相通， 该升高位置 允许分离装置 12 被从真空吸尘器 10 移除。
出口管 30 被位于主体 22 中的弹性构件 ( 未示出 ) 朝向升高位置偏压。主体 22 包括偏压卡扣件 204 和卡扣件释放钮 206， 偏压卡扣件用于抵抗弹性构件的力将出口管 30 保持在下降位置中。出口管 30 包括手柄 208 以允许在出口管 30 被保持在其下降位置中时 真空吸尘器 10 被用户携带。替换地， 出口管 30 可被用于携带真空吸尘器 10。卡扣件 204 被布置为与连接至出口管 30 的指状件 210 协作以将出口管保持在其下降位置中。卡扣件 释放按钮 206 的压下导致卡扣件 204 克服施加至卡扣件 204 的偏压力运动离开指状件 210， 允许弹性构件将出口管 30 移动至其升高位置。
滚动组件 20 现在将参考图 6(a) 和 8 予以描述。滚动组件 20 包括主体 22 和可旋 转地连接至主体 22 的用于接合地面表面的两个弯曲轮子 24、 26。 在该实施例中， 主体 22 和 轮子 24、 26 限定基本上球形滚动组件 20。在该例中， 主体 20 包括上部区段 212 和连接至上
部区段 212 的下部区段 214。 支撑件 106 与上部区段 212 为一体， 而机架 32 与下部区段 214 为一体。轮子 24 被安装在连接至本体 22 的下部区段 214 的轮轴 216 上， 而轮子 26 被安装 在连接至本体 22 的上部区段 212 的轮轴 218 上。轮轴 216、 218 被布置为使得轮子 24、 26 的旋转轴被相对于真空吸尘器 10 所位于的地面表面向上朝向主体 22 倾斜， 从而轮子 24、 26 的轮缘接合地面表面。轮子 24、 26 的旋转轴的倾斜角度优选地是从 4 至 15°的范围， 更优 选地是从 5 至 10°的范围， 以减小与地面表面的点接触。
滚动组件 20 的轮子 24、 26 的每个都为大致穹顶形。每个轮子 24、 26 都包括外轮 构件 220 和绕外轮构件 220 的周边连接至外轮构件 220 的内轮构件 222。外轮构件 220 和 内轮构件 222 优选地使用旋转焊接技术连接在一起。多个环形连接件优选地被制造在轮构 件 220、 222 之间。在该例中， 轮构件 220、 222 在三个不同位置 P1、 P2 和 P3 处被联结在一 起， 其每个都在图 8 中示出。位置 P1 位于轮构件 220、 222 的外轮缘处或附近， 位置 P3 位于 轮构件 220、 222 的中心处或附近， 位置 P2 大致位于 P1 和 P3 的中间。外轮构件 220 的内表 面和内轮构件 222 的外表面包括位于这些位置的每个处的相互接合特征部。例如， 轮构件 220、 222 的一个可包括一组圆形沟槽， 每个该沟槽都用于接收形成在轮构件 220、 222 的另 一个上的相应凸起圆形带。 轮构件 220、 222 由相对较硬材料形成， 优选地由塑料材料形成。例如， 每个轮构件 220、 222 优选由玻璃填充聚丙烯形成， 优选地为 30％玻璃填充聚丙烯。 替换地， 轮构件 220、 222 可由不同的塑料材料形成。例如， 外轮构件 220 可由 20％玻璃填充聚丙烯形成。
内轮构件 222 被设置形状以保持外轮构件 220 处于张紧状态。这可使得轮子 24、 26 的外表面相对较硬， 由此使得轮子 24、 26 不容易变形， 例如由于在清洁过程中与物体的 碰撞。
内轮构件 222 包括环形轴承配置件 224， 用于旋转地支撑轮子 24、 26 于其轮轴 216、 218 上。在组装过程中， 轮子 24、 26 位于它们相应的轮轴 216、 218 上， 且固定件 226 被 连接在轴承配置件 224 上以保持轮子 24、 26 于其轮轴 216、 218 上。
滚动组件 20 容置马达驱动风扇单元 228、 用于将一部分电缆 ( 未示出 )( 该电缆终 止于插头 232 且提供电力至风扇单元 228 的马达等 ) 缩回和储存在主体 22 内的缆线回卷 组件 230、 和至少一个过滤器组件 234。风扇单元 228 包括马达、 由马达驱动以抽吸携带脏 物流体流进入和穿过真空吸尘器 10 的叶轮。风扇单元 228 被容置在马达斗 236 中。马达 斗 236 被连接至主体 22 的下部区段 214 从而风扇单元 228 在真空吸尘器 10 被在地面表面 上操纵时不旋转。在该例中， 过滤器组件 234 位于风扇单元 228 的下游。过滤器组件 234 是袖口形状且围绕马达斗 236 的一部分定位。多个穿孔被形成在马达斗 236 的被过滤器组 件 234 环绕的部分中， 以允许空气从马达斗 236 穿过到达过滤器组件 234。
过滤器组件 234 可被定期从滚动组件 20 移除以允许过滤器组件 234 被清洁。通 过移除滚动组件 20 的轮子 26， 可接近过滤器组件 234。该轮子 26 可被移除， 例如通过用户 首先移除固定件 226， 然后从轮轴 218 拉动轮子 26。通过按压将过滤器组件 234 连接至马 达斗 236 的卡扣件， 以及从滚动组件 20 拉动过滤器组件 234， 过滤器组件 234 可然后被从滚 动组件 20 移除。
滚动组件 20 的主体 22 还包括马达入口管 238， 用于传送从出口管 30 接收的流体 流至马达斗 236。马达入口管 238 被连接至滚动组件 20 的本体 22 的上部区段 212， 且具有
流体入口 240 和流体出口 242。缆线回卷组件 230 被安装在马达入口管 238 的与流体出口 242 相对的侧上。环形密封件 244 可被设置在马达斗 236 和马达入口管 238 之间。风扇单 元 228 包括一组排气管 246， 其绕风扇单元 228 的外周边定位。在本优选实施例中， 多个排 气孔 246 被绕风扇单元 228 布置且提供风扇单元 228 和马达斗 236 之间的连通。
主体 22 还包括空气排出口， 用于从真空吸尘器 10 排出清洁空气。排出口被形成 在主体 22 的后部。在该优选实施例中， 排出口包括多个孔 248， 这些孔位于主体 22 的下部 区段 214 中， 且被定位使得在真空吸尘器 10 外部具有最小的环境干扰。
第一用户操作开关 250 被设置在主体上且被布置为使得当其被按压时风扇单元 228 被通电。 风扇单元 228 还可通过按压该第一开关 250 而被关闭。 第二用户操作开关 252 邻近第一开关 250 设置。第二用户操作开关 252 使得用户能激活缆线回卷组件 230。用于 驱动风扇单元 228、 缆线回卷组件 230 和真空吸尘器 10 的其它附件的电路 254 也被容置在 滚动组件 20 内。
在使用中， 风扇单元 228 通过用户按压开关 250 而被激活， 携带脏物流体流通过清 洁器头中的吸口被吸入真空吸尘器 10。携带脏物空气穿过软管和棒组件， 进入入口管 28。 携带脏物空气穿过入口管 28 且进入分离装置 12 的脏空气入口 108。由于脏空气入口 108 的切向布置， 流体流相对于外壁 16 沿一螺旋路径行进。较大的脏物和灰尘颗粒通过旋风作 用而被沉积在环形腔室 130 中且被收集在其中。 被部分清洁的流体流经由护罩中的孔离开环形腔室 130 进入充气室 158。从此处 流体流进 12 个旋风器 146， 其中进一步的旋风分离将仍携带于流体流中的一些脏物和灰尘 去除。这些脏物和灰尘被沉积在集尘器 122 中， 同时清洁空气经由旋涡溢流器 164 离开旋 风器 146 进入集管指状件 166。流体流然后通过孔 170 的过滤器壳体 154。在过滤器壳体 154 中， 空气流流过过滤器组件 180 的过滤器 184。由过滤器本体 182 的辐条 188 和翼片 190 提供的支撑防止了在空气流穿过该过滤器 184 时过滤器 184 被压扁。空气流随后轴向 地穿过过滤器本体 182 以通过过滤器组件 180 的空气出口 202 排出且进入出口管 30 的穹 顶形空气入口 200。
气流穿过出口管 30， 且通过马达入口管 238 的流体入口 240 进入滚动组件 20 的主 体 22。马达入口管 238 引导流体流至风扇单元 228 中。流体流随后通过风扇单元 228 的侧 部中的排出孔 246 而被排出且进入马达斗 236。流体流通过穿孔离开马达斗 236 且穿过过 滤器组件 234。最后流体流沿主体 22 的弯曲到达主体 22 中的孔 248， 清洁流体流从孔 248 被喷出真空吸尘器 10。
通过使用， 过滤器组件 180 可能被阻塞， 导致过滤效率降低， 且由此过滤器组件 180 将需要定期清洁或更换。在本优选实施例中， 过滤器组件 180 能通过洗涤而被清洁。过 滤器组件 180 可在出口管 30 处于其升高位置中时被用户接近用于清洁。 通过抓持过滤器本 体 182 的一个辐条 188， 将过滤器组件 180 从过滤器壳体 154 拉出， 用户将过滤器组件 180 从分离装置 12 移除。过滤器组件 180 可通过泡在家用水龙头下而被清洗， 且可以被干燥。 过滤器组件 180 然后被重新插入分离装置 12 的过滤器壳体 154， 出口管 30 被移动至其下降 位置且可继续使用真空吸尘器 10。
当出口管 30 处于其升高位置中时， 分离装置 12 可被从真空吸尘器 10 移除用于清 空和清洁。分离装置 12 包括手柄 250 以便于分离装置 12 从真空吸尘器 10 的移除。手柄
250 被连接至排气集管 122 的上部区段 160， 例如通过螺纹件或卡扣配合连接。为了清空分 离装置 12， 用户按压位于排气集管的上部区段 160 上的按钮 252 以促动一机构以施加向下 的压力至基部 18 上的卡扣件的最上部分。这导致卡扣件变形且从位于外仓 14 的外壁 16 上的沟槽脱离接合。这可使得基部 18 能运动远离外壁 16 以允许脏物和灰尘 ( 其已被收集 在分离装置 12 中 ) 被清空至垃圾箱或其它容器中。用于施加力至卡扣件的该机构优选地 包括一组推杆， 其响应按钮 252 的按压而朝向卡扣件运动。推杆的配置允许外仓 14 被从旋 风器组 140 分离。