(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-02
(45)【発行日】2024-08-13
(54)【発明の名称】真空掃除機器具のためのクリーナヘッド
(51)【国際特許分類】
A47L 9/04 20060101AFI20240805BHJP
【ＦＩ】
A47L9/04 A
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2022538878
(86)(22)【出願日】2020-10-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-03-01
(86)【国際出願番号】 GB2020052574
(87)【国際公開番号】W WO2021130465
(87)【国際公開日】2021-07-01
【審査請求日】2022-06-22
(31)【優先権主張番号】1919146.9
(32)【優先日】2019-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】500024469
【氏名又は名称】ダイソン・テクノロジー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(72)【発明者】
【氏名】トーマス オリバー ドライデン
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ジョセフ メイザース
(72)【発明者】
【氏名】ルーク パトリック スティッソン
【審査官】村山 達也
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０１５５０１９８（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０３５１２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０１５１１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０８６２９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１０７５７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２２５０７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３４９２０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５７－２０２８５９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５７－１５８４４１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０８－０９８７９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／００２８５７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国実用新案第２０８９２６２１１（ＣＮ，Ｕ）
【文献】国際公開第２０１９／１１６０２５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ４７Ｌ ９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空掃除機器具（２）のためのクリーナヘッド（８）であって、長手方向軸の周りを回転するように構成されている円筒体（２６）を含むアジテータ組立体（１８）と、
前記アジテータ組立体（１８）が支持されるアジテータチャンバ（１４）と、前記アジテータ組立体（１８）の一部が清掃対象表面に係合するための吸引開口部（１６）とを画定する本体（１２）であって、対向する端部（３８、４０）を有する前記本体（１２）と、
前記アジテータチャンバ（１４）と流体連通している第１の排気チャネル（２２）と、を含み、
前記本体（１２）は、前記アジテータチャンバ（１４）の断面積が、前記アジテータチャンバ（１４）の前記対向する端部（３８、４０）の一方から前記第１の排気チャネル（２２）に向かう方向に増加するように構成され、
前記吸引開口部（１６）に対して垂直な断面において、前記アジテータチャンバ（１４）の内面（３６）は、円形の曲率を有し、
前記本体（１２）は、前記アジテータチャンバ（１４）の前記断面積が、増加度合いが減るように増加するように構成されている、クリーナヘッド（８）。
【請求項2】
前記アジテータチャンバ（１４）の前記断面積は、前記アジテータチャンバ（１４）の前記対向する端部（３８、４０）の両方から前記第１の排気チャネル（２２）に向かう方向に増加する、請求項１に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項3】
前記本体（１２）は、前記アジテータチャンバ（１４）の前記断面積が連続的に増加するように構成されている、請求項１乃至２のいずれか１項に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項4】
前記本体（１２）は、前記アジテータチャンバ（１４）の前記断面積が、前記対向する端部（３８、４０）の少なくとも一方から前記第１の排気チャネル（２２）へ増加するように構成されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項5】
前記第１の排気チャネル（２２）は、前記アジテータチャンバ（１４）から接線方向に延在する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項6】
前記第１の排気チャネル（２２）が水平面に対して実質的に垂直である、請求項５に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項7】
前記アジテータ組立体（１８）は、使用中に、前記クリーナヘッド（８）の前方方向に対して前記アジテータチャンバ（１４）の後部セクション（３４）に向かって前記清掃対象表面から汚れ粒子を掃き出すために、長手方向軸の周りを回転するように構成されており、前記第１の排気チャネル（２２）は、前記アジテータチャンバ（１４）の前記後部セクション（３４）から垂直に延在する、請求項６に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項8】
前記第１の排気チャネル（２２）は、水平面に対して実質的に平行に延在する、請求項５に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項9】
前記アジテータ組立体（１８）は、使用中に、前記クリーナヘッド（８）の前方方向に対して前記アジテータチャンバ（１４）の前部セクション（６４）に向かって前記清掃対象表面から汚れ粒子を掃き出すために、長手方向軸の周りを回転するように構成されており、前記第１の排気チャネル（２２）は、前記アジテータチャンバ（１４）の上部セクション（６２）から後方に延在する、請求項８に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項10】
前記第１の排気チャネル（２２）は、前記アジテータチャンバ（１４）の前記対向する端部（３８、４０）の間の中点に位置している、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項11】
前記アジテータチャンバ（１４）の内面（３６）から半径方向内向きに延在し、前記第１の排気チャネル（２２）と前記アジテータチャンバ（１４）とが出会う位置で前記アジテータチャンバ（１４）内に横方向に配置されているリブ（７２）をさらに含む、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項12】
前記第１の排気チャネル（２２）から前記アジテータチャンバ（１４）内に突出するダクト（７４）をさらに含む、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項13】
前記アジテータチャンバ（１４）は、二重円錐形チャンバを画定する、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のクリーナヘッド（８）。
【請求項14】
真空掃除機器具（２）のためのクリーナヘッド（８）であって、長手方向軸の周りを回転するように構成されている円筒体（２６）を含むアジテータ組立体（１８）と、
前記アジテータ組立体（１８）が支持されるアジテータチャンバ（１４）と、前記アジテータ組立体（１８）の一部が清掃対象表面に係合するための吸引開口部（１６）とを画定する本体（１２）であって、対向する端部（３８、４０）を有する前記本体（１２）と、
前記アジテータチャンバ（１４）と流体連通している第１の排気チャネル（２２）と、を含み、
前記本体（１２）は、前記アジテータチャンバ（１４）の断面積が、前記アジテータチャンバ（１４）の前記対向する端部（３８、４０）の一方から前記第１の排気チャネル（２２）に向かう方向に増加するように構成され、
前記クリーナヘッド（８）は、第２の排気チャネル（６６）をさらに含み、前記アジテータチャンバ（１４）は、端部から端部までの配置で２つの二重円錐形チャンバ（６０、７０）を画定し、前記第１の排気チャネル（２２）は、前記２つの二重円錐形チャンバ（６０、７０）の一方に対応し、前記第２の排気チャネル（６６）は、前記２つの二重円錐形チャンバ（６０、７０）の他方に対応する、クリーナヘッド（８）。
【請求項15】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のクリーナヘッド（８）を含む真空掃除機器具（２）。
【請求項16】
前記円形の曲率は、前記アジテータチャンバ（１４）の前記対向する端部（３８、４０）により近いほど、より大きな曲率となる、請求項１に記載のクリーナヘッド（８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に、真空掃除機器具に関し、特に、器具の一部を形成するクリーナヘッドに関する。
【背景技術】
【0002】
真空掃除機器具、或いは、より簡単に「真空掃除機」は、典型的に、吸引源及びダストセパレータを備えた本体と、通常分離可能なカップリングによってダストセパレータに接続されたクリーナヘッドとを含む。クリーナヘッドは、吸引開口部を有し、吸引開口部にて清掃対象表面に係合し、吸引開口部から汚れを含んだ空気がダストセパレータに向かって真空掃除機に吸引される。クリーナヘッドは、表面が木又は石のような硬い床材であろうと、カーペットのような柔らかい床材であろうと、その表面から汚れを除去する真空掃除機の効果において重要な役割を果たす。したがって、性能を向上させるべくクリーナヘッドの設計を最適化するために、真空掃除機の製造業者によって、多くの努力がなされている。
【0003】
重要な設計の課題は、空気が吸引開口部からクリーナヘッドの内部に入るところから、空気がダストセパレータに向かって出口から排出されるところまで、空気がクリーナヘッドを流れる方法を最適化することである。工具を通過する空気の速度が高いとき、汚れ粒子がより効果的に輸送されるので、空気の流速は、ピックアップ性能の重要な要因であることが知られている。しかしながら、高い流速を維持することは容易ではなく、一般的に高いエネルギー消費と相関がある。これは、エネルギー効率の良い機械にするために一般的に望ましくなく、エネルギー効率が利用可能な稼働時間に直接影響を及ぼすバッテリ駆動の真空掃除機には特に関係がある。したがって、性能に関して妥協することなく使用される、低い流速を可能にするクリーナヘッドを使用することが望ましい。
【0004】
このような背景から、本発明は考え出されたものである。
【発明の概要】
【0005】
本発明の一態様によれば、真空掃除機器具のためのクリーナヘッドが提供され、クリーナヘッドは、長手方向軸の周りを回転するように構成されている円筒体を含むアジテータ組立体と；アジテータ組立体が支持されるアジテータチャンバと、アジテータ組立体の一部が清掃対象表面に係合するための吸引開口部とを画定する本体であって、対向する端部を有する本体と；アジテータチャンバと流体連通している第１の排気チャネル；を含み、本体は、アジテータチャンバの断面積が、アジテータチャンバの対向する端部の一方から第１の排気チャネルに向かう方向に増加するように構成されている。この配置は、アジテータチャンバの内面と相互作用する汚れ粒子の軌道に横方向成分を与え、第１の排気チャネルに向かって汚れ粒子を導く。
【0006】
好ましくは、アジテータチャンバの断面積は、アジテータチャンバの対向する端部の両方から第１の排気チャネルに向かう方向に増加する。
【0007】
好ましくは、長手方向軸についてのアジテータチャンバの断面は、実質的に円形である。この配置は、アジテータチャンバの内面を横断する汚れ粒子の軌道に加えられる横方向成分が、汚れ粒子がアジテータチャンバの上部、前部又は後部セグメントを移動しているかに関わらず、アジテータチャンバ内の横方向位置に対して一貫していることを保証する。
【0008】
好ましくは、本体は、アジテータチャンバの断面積が連続的に増加するように構成されている。この配置は、汚れ粒子の軌道に均一な横方向成分を加える。
【0009】
代替的に、本体は、アジテータチャンバの断面積が、増加度合いが減るように増加するように構成されていてもよい。この配置は、対向する端部に、より近いほど、より大きな曲率を提供し、対抗する端部で汚れ粒子の軌道に加えられる横方向成分を比較的増加させる。
【0010】
好ましくは、本体は、アジテータチャンバの断面積が、対向する端部の少なくとも一方から第１の排気チャネルへ増加するように構成されている。
【0011】
好ましくは、第１の排気チャネルは、アジテータチャンバから接線方向に延在し、アジテータチャンバの内面と排気チャネルの内面との間にシームレスな或いは途切れのない合流部を提供する。これは、汚れ粒子が、アジテータチャンバの内面のみを使用する第１の排気チャネルに誘導されることを可能にし、アジテータチャンバを通るこれらの軌道を、クリーナヘッドを通る空気流から独立させる。
【0012】
好ましくは、第１の排気チャネルは、水平面に対して実質的に垂直である。
【0013】
好ましくは、アジテータ組立体は、使用中に、クリーナヘッドの前方方向に対してアジテータチャンバの後部セクションに向かって清掃対象表面から汚れ粒子を掃き出すために、長手方向軸の周りを回転するように構成されており、第１の排気チャネルは、アジテータチャンバの後部セクションから垂直に延在する。
【0014】
代替の選択として、第１の排気チャネルは、水平面に対して実質的に平行に延在する。
【0015】
好ましくは、アジテータ組立体は、使用中に、クリーナヘッドの前方方向に対してアジテータチャンバの前部セクションに向かって清掃対象表面から汚れ粒子を掃き出すために、長手方向軸の周りを回転するように構成されており、第１の排気チャネルは、アジテータチャンバの上部セクションから後方に延在する。
【0016】
好ましくは、第１の排気出口は、アジテータチャンバの対向する端部の間の中点に位置している。この配置は、アジテータチャンバ内で汚れ粒子が移動する集団的な距離を最小限に抑える。
【0017】
好ましくは、クリーナヘッドは、アジテータチャンバの内面から半径方向内向きに延在し、第１の排気チャネルとアジテータチャンバとが出会う位置でアジテータチャンバ内に横方向に配置されているリブをさらに含む。リブは、アジテータチャンバの片側に入った汚れ粒子が、排気チャネルを通じてアジテータチャンバを出る前に、アジテータチャンバの内面に渡って大きく横断することを防ぐ障壁として作用する。これは、汚れ粒子がアジテータチャンバ内で再循環し得る回数を最小限に抑え、床面に戻される汚れ粒子のリスクを低減する。
【0018】
好ましくは、クリーナヘッドは、第１の排気チャネルからアジテータチャンバ内に突出するダクトをさらに含む。この配置は、或いは、第１の排気チャネルの幅の外側に進む軌道の汚れ粒子を捕捉するために、アジテータチャンバ内に第１の排気チャネルを延在させ、したがって、アジテータチャンバ内の再循環を防止する。
【0019】
好ましくは、アジテータチャンバは、二重円錐形チャンバを画定する。
【0020】
代替的に、クリーナヘッドは、第２の排気チャネルをさらに含み、アジテータチャンバは、端部から端部までの配置で２つの二重円錐形チャンバを画定し、第１の排気チャネルは、２つの二重円錐形チャンバの一方に対応し、第２の排気チャネルは、２つの二重円錐形チャンバの他方に対応する。
【0021】
本発明のさらなる一態様によれば、先の態様によるクリーナヘッドを含む真空掃除機器具が提供される。
【0022】
本願の範囲内で、前述の段落、特許請求の範囲及び／又は以下の説明及び図面に記載された様々な態様、実施形態、実施例及び代替案、特にその個々の特徴は、独立して或いは任意の組み合わせで取られ得ることが明示的に意図される。すなわち、全ての実施形態及び／又は任意の実施形態の特徴は、そのような特徴が両立しない場合を除き、任意の方法及び／又は組み合わせで、組み合わせられ得る。出願人は、元々そのように請求されていないが、任意の元々提出された従属請求項を補正し、且つ／或いは、任意の他の請求項の任意の特徴を組み込む権利を含み、元々提出された請求項を変更し、或いはそれに応じて任意の新しい請求項を提出する権利を留保する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
本発明の上記及び他の態様は、添付の図面を参照して、例示として説明される。
【0024】
【0025】
図面では、同様の特徴は、必要に応じて、同様の参照符号によって示される。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明の具体的な実施形態が説明され、その中で、添付の特許請求の範囲に定義されたとおりに発明概念の完全な理解を提供するために、多数の特徴が詳細に議論されるであろう。しかしながら、本発明は、具体的な詳細がなくても実行され得ること、場合によっては、周知の方法、技術及び構造は、発明概念を不必要に不明瞭にしないために詳細に説明されていないことは、読者にとって明らかであろう。
【0027】
図１は、本発明の一実施形態にしたがって、汚れ及び埃分離ユニット４、モータ駆動ファンユニット６及びクリーナヘッド８を含む真空掃除機器具又は真空掃除機２を示す。真空掃除機２は、汚れ及び埃分離ユニット４とクリーナヘッド８とを接続するワンド１０をさらに含む。モータ駆動ファンユニット６は、床面のような、清掃対象表面から汚れ及び埃分離ユニット４へ、クリーナヘッド８を通じて汚れを含んだ空気を吸引し、汚れ及び埃粒子は、汚れを含んだ空気から分離され、比較的清浄な空気は、真空掃除機２から排出される。本実施例で示される汚れ及び埃分離ユニット４は、サイクロン式分離ユニットである。しかしながら、分離ユニットのタイプは、本発明にとって重要ではなく、読者は、代替の分離ユニット又は異なる分離ユニットの組み合わせが使用され得ることを理解するであろう。同様に、図１に示される真空掃除機２は、いわゆるスティック型真空掃除機であるが、真空掃除機の性質は、本発明の概念にとって重要ではなく、したがって、読者は、本明細書に発明されるクリーナヘッド８の様々な実施形態が、例えば、アップライト型或いは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と使用され得ることを理解するであろう。
【0028】
図２及び図３を参照すると、クリーナヘッド８は、本体１２の平らな支持面１７に位置している、一般的に長方形の吸引開口部１６とともに、アジテータチャンバ１４を画定する本体１２を含む。吸引開口部１６は、アジテータチャンバ１４と流体連通している。クリーナヘッド８は、アジテータチャンバ１４内に回転可能に取り付けられたアジテータ組立体１８と、本実施例では本体１２の後端部３２に位置している排気チャネル２２を形成する出口ダクト２０とをさらに含む。吸引開口部１６と同様に、排気チャネル２２は、アジテータチャンバ１４と流体連通しており、これにより、使用中に、汚れを含んだ空気が吸引開口部１６からクリーナヘッド８を通じて排気チャネル２２へ流れることを可能にする。
【0029】
アジテータ組立体１８は、使用中にクリーナヘッド８の移動方向に垂直であるように、アジテータチャンバ１４内に横方向に配置されており、円筒体２６であって、その長手方向軸の周りを回転可能にアジテータチャンバ１４内に適切に取り付けられた円筒体２６を含む。本実施形態では、円筒体２６は、電気モータと、駆動機構とを収容し、駆動機構は、円筒体２６をその長手方向軸の周りで駆動するために、アジテータ組立体１８を電気モータに接続する。そのような駆動配置は、既知であり、したがって、より詳細に説明されず、代替の駆動配置が使用され得ることを理解されたい。アジテータ組立体１８は、円筒体２６の外面から延在する複数のアジテータ列２８をさらに含む。アジテータ列２８は、床面との接触時に円筒体２６に対して撓み得る先端を有する、複数の柔らかいフィラメント、硬いブリストル(bristle)、又は連続材料のストリップのうちの１つ又は複数を含んでもよく、共通の材料例を２つ挙げると、炭素繊維又はナイロンで作られていてもよい。本実施形態では、アジテータ列２８は、いわゆるシェブロン形成で円筒体２６の外面に沿って延在し、対向するアジテータ列２８は、中央で交わるために、円筒体２６の反対側から、斜めに、延在する。別の実施形態では、アジテータ列２８は、螺旋形成で配置されていてもよく、アジテータ列２８の各々が円筒体２６の外面の周りを３６０度にわたって延在する。しかしながら、形成にかかわらず、アジテータ組立体１８は、硬い床面及びカーペット面の両方からアジテータチャンバ１４へ、他の破片と一緒に、汚れ及び埃の粒子（以下「汚れ粒子」）を掃き出すために、アジテータ列２８が円筒体２６の回転とともに吸引開口部１６を通じて作用するように配置されている。本実施形態では、アジテータ組立体１８は、本体１２の前端部３０からその後端部３２への方向に、床面上のアジテータ列２８を後方に掃き出すために、長手方向軸の周りを回転するように構成されている。このようにして、汚れ粒子は、床面からアジテータチャンバ１４の後部セクション３４に向かって掃き出される。
【0030】
図４及び図５を参照すると、アジテータチャンバ１４の内面３６は一般的に、断面積が排気チャネル２２に向かって増加する実質的に二重円錐形のチャンバを画定するために、アジテータチャンバ１４の対向する端部３８、４０から排気チャネル２２への方向に広がる上部、前部及び後部セグメント４２、４４、４６を含む。本実施形態では、内面３６は、アジテータチャンバ１４の対向する端部３８、４０の間の全長に沿って広がり、排気チャネル２２は、対向する端部３８、４０の間の中点に画定される、アジテータチャンバ１４の中間に位置している。
【0031】
図４を見ると、内面３６の上部セグメント４２によって画定される、アジテータチャンバ１４の高さは、対向する端部３８、４０から中央に位置している排気チャネル２２に向かう方向に増加する。この構成は、排気チャネル２２に向かってアジテータチャンバ１４の断面積を増加させ、吸引開口部１６から排気チャネル２２へアジテータチャンバ１４の内面３６に沿って進む汚れ粒子のための拡大経路を提供する。上部セグメント４２は、凹面を画定し、その特性は、アジテータチャンバ１４の断面積が排気チャネル２２に向かって増加する度合いを決定する。本実施形態では、上部セグメント４２の曲率は、対向する端部３８、４０の近くで最大であり、排気チャネル２２に向かって減少する。その結果、アジテータチャンバ１４の断面積は、対向する端部３８、４０から排気チャネル２２に向かう方向に増加度合いが減るように増加する。曲率を変化させること、したがって、アジテータチャンバ１４の断面積が増加する速度を変化させることは、以降でより詳細に説明されるように、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４に入る位置に依存する、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４の内面３６を渡って進む軌道に、横方向成分を追加するので、特に有利である。
【0032】
図５は水平面におけるクリーナヘッド８の断面図であるが、アジテータチャンバ１４の内面３６の前部及び後部セグメント４４、４６はまた、対向する端部３８、４０からアジテータチャンバ１４の中点に向かう方向に広がる凹面を画定し、それによって、対向する端部３８、４０から排気チャネル２２に向かってアジテータチャンバ１４の断面積の全体的な増加に寄与する。本実施形態では、前部及び後部セグメント４４、４６のそれぞれの曲率は、対向する端部３８、４０の近くで最大であり、実質的に平面を画定するために、アジテータチャンバ１４の中点に向かって減少する。この配置は、アジテータチャンバ１４の断面がその全長に沿って実質的に円形であることを意味し、内面３６を横断する汚れ粒子の軌道に加えられる横方向成分が、汚れ粒子が横方向位置で上部、前部又は後部セグメント４２、４４、４６のいずれを横断しているかに関わらず、アジテータチャンバ１４内の横方向位置に対して一致していることを保証する。
【0033】
図６は、吸引開口部１６の中央に沿ってアジテータチャンバ１４に入った汚れ粒子を示す垂直面におけるアジテータチャンバ１４の中点での断面図であり、アジテータ組立体１８によって床面から後方に掃き出され、アジテータチャンバ１４の後部セクション３４に向かって加速される。通電された汚れ粒子は、汚れ粒子の軌道が内面３６の曲率にしたがって画定されるアジテータチャンバ１４の内面３６へ、加速によって発生される力の影響下で、アジテータ組立体１８の長手方向軸に対して、半径方向外向きに移動する。通電された汚れ粒子は、アジテータチャンバ１４の後部セクション３４を通過して、内面３６の後部セグメント４６に到達する。アジテータチャンバ１４のこの位置で、後部セグメント４６は、水平面において実質的に平坦であり、したがって、それと相互作用する汚れ粒子の軌道に横方向成分をほとんど或いは全く与えない。代わりに、汚れ粒子は、アジテータチャンバ１４から接線方向に垂直方向に延在する、排気チャネル２２に向かって、垂直面における後部セグメント４６の円形セグメントのプロファイルを上向きに進む。すなわち、排気チャネル２２は、水平面と垂直な方向にアジテータチャンバ１４から直接延在する。汚れ粒子の上向きの軌道が排気チャネル２２の幅内に汚れ粒子を運ぶと、汚れ粒子は、汚れ及び埃分離ユニット４へ、モータ駆動ファンユニット６によって吸引された空気とともに、排気チャネル２２を上昇することになる。軌道が排気チャネル２２の幅の外側に進む汚れ粒子は、アジテータチャンバ１４の内面３６の上部セグメント４２へ誘導され、汚れ粒子が排気チャネル２２を通じて最終的に出るまでアジテータチャンバ１４内で再循環されることになる。
【0034】
アジテータチャンバ１４に対して接線方向に排気チャネル２２を配置している目的は、アジテータチャンバ１４の内面３６と排気チャネル２２の内面４８との間にシームレスな或いは途切れのない合流部を提供することである。これは、汚れ粒子が、加速によって発生される力の影響下で、アジテータチャンバ１４の内面のみを使用して、第１の排気チャネル２２に誘導されることを可能にし、アジテータチャンバ１４を通る軌道を、クリーナヘッド８を通る空気流にほとんど依存させない。この配置は、汚れ粒子がクリーナヘッドを通る空気流内に取り込まれるほど運動エネルギーが十分に低くなるまで、汚れ粒子の運動エネルギーを消散させるために、アジテータ組立体によって通電された汚れ粒子を一連の衝突を通じてチャンバ内に保持するように構成されている既知のクリーナヘッドに反している。対照的に、本発明の全ての実施形態は、運動エネルギーを浪費せずに、代わりに、排気チャネル２２に向かって、且つ排気チャネル２２を通じて、運動エネルギーを使用して汚れ粒子を導くために、通電された汚れ粒子がクリーナヘッド８内で経験する衝突回数を最小限に抑えることを目的とする。これは、クリーナヘッド８からの汚れ粒子の排出を改善するだけでなく、クリーナヘッド８を通る空気の流速を下げる機会を与え、したがって、モータ駆動ファンユニット６の電力消費を低減させる。
【0035】
図７は、第１及び第２の汚れ粒子５４、５６が、排気チャネル２２へアジテータチャンバ１４の内面３６に沿って進み得るそれぞれの経路５０、５２を示す。第１及び第２の汚れ粒子５４、５６は、アジテータチャンバ１４の対向する端部３８、４０の一方の近くに位置している第１の横方向位置５８、及び、吸引開口部１６の中央と第１の位置５８とのほぼ中間に位置している第２の横方向位置６０で、アジテータチャンバ１４に入る。上述されたように、アジテータチャンバ１４の断面積は、アジテータチャンバ１４の内面３６の上部、前部及び後部セグメント４２、４４、４６の広がった配置により、アジテータチャンバ１４の対向する端部３８、４０から排気チャネル２２に向かう方向に増加する。この広がりは、アジテータチャンバ１４の内面３６の後部セグメント４６との相互作用時に、アジテータ組立体１８によって床面から後方に掃き出される汚れ粒子の軌道に横方向成分を加え、アジテータチャンバ１４の中央、したがって、本実施形態では排気チャネル２２に向かう螺旋状の経路に汚れ粒子を誘導する。汚れ粒子の軌道に加えられる横方向成分のサイズは、最初は、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４に入る位置での後部セグメント４６の曲率に依存し、その後、上部及び前部セグメント４２、４４の曲率に依存する。対向する端部３８、４０の一方の近くに位置している、第１の横方向位置５８での上部、前部及び後部セグメント４２、４４、４６の曲率は、より中央に位置している第２の横方向位置６０での曲率よりも大きい。したがって、第１の横方向位置５８でアジテータチャンバ１４に入る第１の汚れ粒子５４の軌道と、その位置でアジテータチャンバ１４の内面３６を横断する任意の他の汚れ粒子の軌道とは、第２の横方向位置６０でアジテータチャンバ１４に入る第２の汚れ粒子５６の軌道と比較して、より大きな横方向成分を含み、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４の１回転あたりの比較的大きな横方向距離を最初に横断することを意味する。この配置は、対向する端部３８、４０の近くでアジテータチャンバ１４に入る汚れ粒子に対して排気チャネル２２への細長い螺旋経路５０を提供し、中点の、より近くでアジテータチャンバ１４に入る汚れ粒子に対して、より均一な螺旋経路５２を提供する。しかしながら、いずれの場合も、経路５０、５２は、床面に汚れ粒子が戻る可能性を低減するために、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４に入る横方向位置に関わらず、アジテータチャンバ１４内での汚れ粒子の再循環を最小限に抑えるように配置されている。簡単のために、この図は、アジテータチャンバ１４の右側に入るたった２つの汚れ粒子５４、５６の螺旋経路５０、５２を示すが、実際には、より多くの汚れ粒子がアジテータチャンバ１４の右側及び左側の両方に入り、排気出口２２に向かって螺旋運動をすることを読者は理解するだろう。
【0036】
図８は、本発明の別の実施形態にしたがって、垂直面におけるアジテータチャンバ１４の中点でのクリーナヘッド８の断面図である。クリーナヘッド８の本実施形態は、２つの特徴を除いて、先の実施形態と実質的に同じである。第１に、排気チャネル２２は、先の実施形態のようにアジテータチャンバ１４から接線方向に垂直方向に延在する代わりに、実質的に水平配置のアジテータチャンバ１４の上部セクション６２から本体１２の後端部３２に向かって接線方向に延在し、第２に、本実施形態では、アジテータ組立体１８は、床面上のアジテータ列を前方に掃き出すために、すなわち、本体１２の後端部３２から前端部３０へ掃き出すために、長手方向軸の周りを回転するように構成されている。このようにして、汚れ粒子は、床面から掃き出され、アジテータチャンバ１４の前部セクション６４に向かって加速させられる。
【0037】
通電された汚れ粒子は、加速によって発生される力の影響下で、アジテータ組立体１８の長手方向軸に対して、半径方向外向きに移動し、アジテータチャンバ１４の前部セクション６４を通過し、内面３６の前部セグメント４４に到達する。アジテータチャンバ１４のこの位置（すなわち、中点）で、前部セグメント４４は、水平面において実質的に平坦であるか、或いは著しい曲率がなく、したがって、それと相互作用する汚れ粒子の軌道に横方向成分をほとんど或いは全く与えない。代わりに、汚れ粒子は、上部セグメント４２に向かって、垂直面における前部セグメント４４の円形セグメントのプロファイルを上向きに進み、内面３６によって画定される境界を進み、その後、実質的に水平に、後方方向にアジテータチャンバ１４の上部セクション６２から接線方向に延在する、排気チャネル２２に向かって後方に進む。汚れ粒子の後ろ向きの軌道が排気チャネル２２の幅内に汚れ粒子を運ぶと、汚れ粒子は、汚れ及び埃分離ユニット４へ、モータ駆動ファンユニット６によって吸引された空気とともに、排気チャネル２２に沿って移動することになる。軌道が排気チャネル２２の幅の外側に進む汚れ粒子は、アジテータチャンバ１４の内面３６の後部セグメント４６へ誘導され、汚れ粒子が排気チャネル２２を通じて最終的に出るまでアジテータチャンバ１４内で再循環されることになる。
【0038】
図９では、第１及び第２の汚れ粒子５４、５６が、排気チャネル２２へアジテータチャンバ１４の内面３６に沿って進み得るそれぞれの経路５０、５２を示しているが、第１及び第２の汚れ粒子５４、５６は、第１及び第２の横方向位置５８、６０でそれぞれアジテータチャンバ１４に入る。先の実施形態の場合のように、クリーナヘッド８の本実施形態のアジテータチャンバ１４の断面積は、アジテータチャンバ１４の内面３６の上部、前部及び後部セグメント４２、４４、４６の広がった配置により、アジテータチャンバ１４の対向する端部３８、４０から排気チャネル２２に向かう方向に増加する。この広がりは、アジテータチャンバ１４の前部セグメント４４との相互作用時に、アジテータ組立体１８によって床面から前方に掃き出される汚れ粒子の軌道に横方向成分を加え、アジテータチャンバ１４の中央、したがって、排気チャネル２２に向かって円錐螺旋経路に汚れ粒子を誘導する。汚れ粒子の軌道に加えられる横方向成分のサイズは、最初は、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４に入る位置での前部セグメント４４の曲率に依存し、その後、上部及び後部セグメント４２、４６の曲率に依存する。対向する端部３８、４０の一方の近くに位置している、第１の横方向位置５８での上部、前部及び後部セグメント４２、４４、４６の曲率は、より中央に位置している第２の横方向位置６０での曲率よりも大きい。したがって、先の実施形態のように、第１の横方向位置５８でアジテータチャンバ１４に入る第１の汚れ粒子５４の軌道は、第２の横方向位置６０でアジテータチャンバ１４に入る第２の汚れ粒子５６の軌道と比較して、より大きな横方向成分を含む。これは、第２の横方向位置６０でアジテータチャンバ１４に入る汚れ粒子と比較すると、第１の横方向位置５８でアジテータチャンバ１４に入り、或いは横断する汚れ粒子が、アジテータチャンバ１４の１回転あたりの比較的大きな横方向距離を最初に横断することを意味する。この配置は、対向する端部３８、４０の近くでアジテータチャンバ１４に入る汚れ粒子に対して排気チャネル２２への細長い螺旋経路５０を提供し、中間の近くでアジテータチャンバ１４に入る汚れ粒子に対して、より均一な螺旋経路５２を提供する。しかしながら、いずれの場合も、経路５０、５２は、床面に汚れ粒子が戻る可能性を低減するために、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４に入る横方向位置に関わらず、アジテータチャンバ１４内での汚れ粒子の再循環を最小限に抑えるように配置されている。
【0039】
上述されたクリーナヘッド８のいずれの実施形態においても、アジテータチャンバ１４の断面積は、アジテータチャンバ１４の対向する端部３８、４０から排気チャネル２２に向かう方向に増加する。しかしながら、添付の特許請求の範囲に定義されたとおりに本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更が上記の実施形態に加えられ得る。
【0040】
例えば、アジテータチャンバ１４の内面３６の上部、前部及び後部セグメント４２、４４、４６のそれぞれの曲率は、アジテータチャンバ１４の任意の横方向位置で同じであってもよい。しかしながら、示されたように、他の実施形態では、上部、前部又は後部セグメント４２、４４、４６の少なくとも１つの曲率は、他のセグメント４２、４４、４６の曲率と異なっていてもよい。例えば、上部セグメント４２は、比較的低い曲率を有していてもよく、且つ／或いは、３つのセグメント４２、４４、４６の全ては、異なる曲率を有していてもよい。セグメント４２、４４、４６の曲率を変えることは、汚れ粒子の軌道を形成する横方向成分の大きさを変更し、汚れ粒子が吸引開口部１６から排気チャネル２２へアジテータチャンバ１４の内面３６を渡って進む経路を変更する。
【0041】
クリーナヘッド８の別の実施形態では、３つのセグメント４２、４４、４６の全ては、依然として広がるように配置されており、アジテータチャンバ１４の断面積が対向する端部３８、４０から排気チャネル２２への方向に連続的に増加するように、ゼロ曲率を有する。本実施形態では、上部セグメント４２は、断面において、アジテータチャンバ１４の対向する端部３８、４０から排気チャネル２２に向かう方向に上向きに傾斜された平面を画定することになり、前部及び後部セグメント４４、４６はまた、同じ方向に外向きに傾斜された少なくとも１つの、断面における平面を画定することになる。本実施形態では、排気チャネル２２の方向にアジテータチャンバ１４の断面積の増加の変動がなく、したがって、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４に入る位置にかかわらず、汚れ粒子の軌道に加えられる横方向成分は、同じであろう。
【0042】
また、上述された実施形態の場合のように、アジテータチャンバ１４の断面積が、対向する端部３６、３８から排気チャネル２２へ全長に沿って増加する必要はないこと、及びアジテータチャンバ１４の内面３６が、対向する端部３８、４０と排気チャネル２２との間の途中で広がることがクリーナヘッド８の実施形態の中で想定されることを指摘されるべきでる。そのような配置は、広がること、したがって、アジテータチャンバ１４の断面積の増加が、排気チャネル２２に向かって汚れ粒子を促すように、対向する端部３８、４０から排気チャネル２２に向かう方向である限り、クリーナヘッド８の先の実施形態と一致している。
【0043】
これまでに提供されたクリーナヘッド８の全ての実施形態では、排気チャネル２２は、アジテータチャンバ１４に対して中央に位置しているが、そのような配置は、本発明の要件ではなく、排気チャネル２２が中央に配置されていないが、代わりにアジテータチャンバ１４の片側に位置していることがクリーナヘッド８の実施形態の中で想定される。そのような実施形態は、対向する端部３８、４０から非中央に位置している排気チャネル２２への方向に増加する断面積を有するアジテータチャンバ１４を含む。図１０Ａ及び図１０Ｂに示される別の実施形態では、排気チャネル２２は、一方の対向する端部３８に隣接してアジテータチャンバ１４の片側で横方向に配置されており、本体１２は、アジテータチャンバ１４の断面積が、他方の対向する端部４０から排気チャネル２２に向かう方向に増加するように構成されており、アジテータチャンバ１４に入る汚れ粒子に対して排気チャネル２２への螺旋経路を提供する。図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、さらに別の実施形態では、クリーナヘッド８は、第２の排気チャネル６６をさらに含み、アジテータチャンバ１４は、オープンな端部から端部までの配置で２つの二重円錐形チャンバ６８、７０を画定する。一方の二重円錐形チャンバ６８に入る汚れ粒子が、一方の排気チャネル２２一方に向かって螺旋状になる傾向にあり、他方の二重円錐形チャンバ７０に入る汚れ粒子が、他方の排気チャネル６６に向かって螺旋状になる傾向にあるように、各排気チャネル２２、６６は、二重円錐形チャンバ６８、７０の一方に対応する。
【0044】
図１２を見ると、クリーナヘッド８は、アジテータチャンバ１４の内面３６から半径方向内向きに延在する実質的に円周状のリブ７２をさらに含んでもよい。リブ７２は、排気チャネル２２がアジテータチャンバ１４と出会うアジテータチャンバ１４内に横方向に配置されている。図１２に示される実施例では、排気チャネル２２は、アジテータチャンバ１４に対して中央に位置しており、リブ７２は、アジテータチャンバ１４の対向する端部３８、４０の間の中点に配置されている。図１３を参照すると、リブ７２は、軌道５０によって示されるように、アジテータチャンバ１４の片側に入った汚れ粒子５４が、排気チャネル２２を通じてアジテータチャンバ１４を出る前に、アジテータチャンバ１４の内面３６に渡って大きく横断することを防ぐ障壁として作用する。これは、汚れ粒子がアジテータチャンバ１４内で再循環し得る回数を最小限に抑え、汚れ粒子が床面に戻されるリスクを低減する。クリーナヘッド８はまた、排気チャネル２２からアジテータチャンバ１４内に突出するダクト７４を含んでもよい。この配置は、他の点では、軌道が第１の排気チャネル２２の幅の外側に進む汚れ粒子を捕捉するために、アジテータチャンバ１４内に第１の排気チャネル２２を延在し、したがって、アジテータチャンバ１４内の再循環を防止する。リブ及びダクト７２、７４は一緒に示されているが、それらは、個別に或いは組み合わせて使用され得る、機能的且つ構造的に独立した特徴であることを理解されたい。さらに、リブ及びダクト７２、７４は、垂直方向にアジテータチャンバ１４から延在する排気チャネル２２を有するクリーナヘッド８において示されているが、読者は、リブ及びダクト７２、７４がこの構成に依存せず、排気チャネル２２がアジテータチャンバ１４から垂直に延在しない構成においても使用され得ることを理解するであろう。
【0045】
本発明にしたがって、クリーナヘッドは、動作原理を説明するために、その特定の実施形態を参照して説明された。したがって、上記の説明は、例示によるものであり、方向参照（上部、下部、上向き、下向き、左、右、左向き、右向き、頂部、底部、側、上方、下方、前方、中間、後方、垂直、水平、高さ、幅などを含む）及び黙示的な方向を有する任意の他の用語は、添付の図面に示されるように特徴の方向を示すだけである。それらは、添付の特許請求の範囲に具体的に規定されていない限り、特に本発明の位置、向き、又は使用に関する要件であり、或いは制限であると読むべきではない。（例えば、添付された、結合された、接続された、接合された、固定されたなどの）接続参照は、広義に解釈されるべきであり、要素の接続と要素間の相対移動との間の中間部材を含んでもよい。そのため、接続参照は、添付の特許請求の範囲に具体的に規定されていない限り、２つの要素が直接接続され、互いに固定された関係にあることを必ずしも推測するものではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】