(57)【要約】【課題】揺動要素２、特に湿式掃除機３の揺動プレートの偏心駆動のための駆動システム１を提供する。【解決手段】モータの駆動システム１が、モータシャフト４を具備するモータと、モータシャフト４と接続されたロータ５と、モータシャフト４と接続された偏心体６とを有し、偏心体６は、モータシャフト４の回転運動を揺動要素２の偏心的な揺動運動に変換するように構成されている。最適な方法により不均衡相殺を実現するために、ロータ５は、不均衡相殺のためにモータシャフト４に垂直な断面７，８においてモータシャフト４に対して非対称に形成されていることが提示される。さらに、掃除要素５を受容する揺動プレートを備えた湿式掃除機３が提示される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床処理装置の揺動要素（２）の偏心的駆動のための駆動システム（１）であって、前記駆動システム（１）が、ステータを具備する内転式モータと、モータシャフト（４）と、前記モータシャフト（４）と接続されたロータ（５）と、前記モータシャフト（４）と接続された偏心体（６）と、を備え、前記偏心体（６）は、前記モータシャフト（４）の回転運動を前記揺動要素（２）の偏心的な揺動運動に変換するように構成されている、前記駆動システム（１）において、
前記ロータ（５）が、前記モータシャフト（４）に垂直でありかつ前記ステータ（Ｓ）と径方向にて重なる断面（７，８）において、不均衡相殺のために前記モータシャフト（４）に対して非対称に形成されていることを特徴とする駆動システム。
【請求項２】
湿式掃除機（３）の揺動要素（２）を駆動するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の駆動システム。
【請求項３】
前記偏心体（６）が、前記ロータ（５）に対して直接、動作的に接続され、動力伝達の介在機構なしに前記ロータ（５）と接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動システム。
【請求項４】
前記ロータ（５）が、前記モータシャフト（４）に沿った２つの異なる断面（７，８）において非対称に形成され、前記ロータ（５）が、双方の断面（７，８）において互いに異なる形状、及び／又は、前記ロータ（５）の重心について異なる径方向位置を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の駆動システム。
【請求項５】
前記ロータ（５）が、前記モータシャフト（４）の周方向に関し、第１の断面（７）において第２の断面（８）とは異なる角度範囲（１０、１１）を占めることを特徴とする請求項４に記載の駆動システム。
【請求項６】
ロータ（５）が、前記第１の断面（７）において０°〜１８０°の角度範囲（１０）を占め、かつ、前記第２の断面（８）において１８０°〜３６０°の角度範囲（１１）を占めることを特徴とする請求項５に記載の駆動システム。
【請求項７】
前記ロータ（５）とは別個に前記モータシャフト（４）に配置されたカウンタウェイト（１２）が、前記ロータ（５）に割り当てられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の駆動システム。
【請求項８】
前記駆動システム（１）が、前記ロータ（５）と前記偏心体（６）の間、及び／又は、前記カウンタウェイト（１２）と前記ロータ（５）との間に、前記モータシャフト（４）用のベアリング（１３、１４）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の駆動システム。
【請求項９】
前記ロータ（５）が、前記モータシャフト（４）の周方向に関し、第１の断面（７）において、第２の断面（９）における前記カウンタウェイト（１２）とは異なる角度範囲（１０、１１）を占めることを特徴とする請求項７又は８に記載の駆動システム。
【請求項１０】
前記湿式掃除機（３）の内部で前記モータシャフト（４）を軸支する２つのベアリング（１３、１４）を境界とする前記モータシャフト（４）の長手方向部分のみが、モータ（５）と接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の駆動システム。
【請求項１１】
掃除要素（１５）を受容する揺動プレートを具備する湿式掃除機（３）において、請求項１〜１０のいずれかに記載の駆動システム（１）を有し、駆動される前記揺動要素（２）が、前記掃除要素（１５）を受容する揺動プレートであることを特徴とする湿式掃除機。
【請求項１２】
水平方向の平坦な表面（１７）上で掃除動作中の前記湿式掃除機（３）の通常の使用位置において、前記内転式モータの前記モータシャフト（４）が実質的に鉛直方向に向くように、前記内転式モータが前記湿式掃除機（３）内に設置されていることを特徴とする請求項１１に記載の湿式掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床処理装置の揺動要素の偏心的駆動のための駆動システムに関し、その駆動システムは、ステータを具備する内転式モータと、モータシャフトと、モータシャフトに接続されたロータと、モータシャフトに接続された偏心体とを有し、その偏心体は、モータシャフトの回転運動を揺動要素の偏心的な揺動運動に変換するように構成されている。
【０００２】
さらに本発明は、掃除要素を受容する揺動プレートを備えた湿式掃除機に関する。
【背景技術】
【０００３】
偏心的な駆動システムは、回転運動を偏心的な揺動運動に変換するために用いられる。それは例えば、木製床又はタイル床等の硬い床の掃除に用いられる平板形状に形成された揺動要素を有する湿式掃除機の場合である。汎用的な湿式掃除機の通常の掃除動作の際、揺動要素の偏心的な揺動運動が、掃除対象表面上での湿式掃除機のスライド運動と重ねられる。このような湿式掃除機は、例えば特許文献１により知られている。
【０００４】
揺動運動は、モータシャフトに偏心体を配置された電気モータにより実現され、偏心体と揺動要素が、ここでは湿式掃除機の掃除要素が接続されている。このような駆動システム及び湿式掃除機においては、通常、偏心体により必然的に生じる駆動システムの不均衡が相殺されている。これは、従来技術では、複数のカウンタウェイトにより行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第２５７８１３１号明細書
【特許文献２】国際公開第２００５／０２０４１０号パンフレット
【特許文献３】独国特許出願公開第１９６０６１４６号公報
【特許文献４】独国特許出願公開第１０１１９７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術を基に、本発明の目的は、不均衡の相殺のための特にシンプルかつ安い製造コストを実現する可能性を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明は、先ず、モータシャフトに垂直でありかつ径方向においてステータと重なる断面において、ロータが、不均衡相殺のためにモータシャフトに対して非対称に形成されている、上述したタイプの駆動システムを提示する。電気モータの回転モーメント生成に必要なロータ自体が、揺動要素により生じる不均衡を相殺するべく作用する実質的な補完の不均衡を生成するためにも用いられる。
【０００８】
ロータが、それと共に形成される電気モータのステータと共働する機能的要素として設けられていることから、ロータの非対称性は、上記の補完の不均衡又は所定の不均衡を生成し、それが駆動システム全体の不均衡を相殺する、すなわち低減し又は解消する。駆動システム全体についての所定の不均衡の許容度に応じて、おそらくは、追加のカウンタウェイトにより完全に相殺することもできる。駆動システムの追加のバランシングは、多くの場合は不要である。なぜならロータの非対称が、偏心体により生じる不均衡の大部分を相殺し得る不均衡を生じるからである。
【０００９】
駆動システムのロータは、ロータを一部とする電気モータの具体的構成に関して基本的に公知の方法で形成することができる。従って、特にリラクタンスモータに関して、ロータは、互いに積層して配置され好適には型抜きされた複数の金属シートからなり、好適には強磁性であることができる。ロータはまた、例えばＤＣモータである公知のブラシモータのように、巻き線及びおそらくは整流子を有することもできる。詳細には、不均衡相殺のために好適に使用できるロータの形状について、異なる可能な実施形態が存在する。特に、ロータの重心を、モータシャフトの径方向に関してモータシャフトの近く又は遠くに配置することができる。ロータの具体的な適応態様ではないが、リラクタンスモータの可能な形態については特許文献２を参照されたい。そこに記載された、実質的にスター形状に形成されたロータが、本発明においては、例えば欠落した又は縮小した径方向のスター形状（のみ）を有する。ブラシ又はカーボン整流モータに関しては、例えば特許文献３及び４を参照されたい。そこに記載された、モータシャフトの幾何学的軸に対して対称的に構成されたロータが、本発明においては、電気モータ自体の内部で上述した所定の不均衡を生じるために非対称構成を有することができる。
【００１０】
本発明により、ロータ自体がカウンタウェイトとして寄与すると共に、多くの場合は駆動システムに追加のカウンタウェイトが不要であるので、駆動システムの部品数が低減される。駆動システムのバランシングは必要とされない。なぜなら駆動システムが全体として、ロータの大きさに基づく比較的大きな全体的不均衡を有するからである。駆動システムの円滑動作は、駆動される揺動要素と接続されたときにのみ得られる。
【００１１】
内転式モータは、さらに具体的に、ディスクモータとして形成することができる。好適には、モータは電子回路的に整流される。
【００１２】
さらに、偏心体が、ロータに対して直接、動作的に接続され、その場合偏心体が、特に動力伝達の介在機構なしにロータと接続されることが提示される。偏心体のロータとの直接的接続により、駆動システムは大幅に簡素化される。偏心体の直接駆動により、ロータと偏心体の間の動力伝達機構が省かれ、それにより一方では、駆動システムの堅牢さが向上し、そして他方では、動力伝達機構による損失がないため、極めて高い効率が実現される。従って、提示された駆動システムは全体として、動力伝達機構を備えた駆動システムよりも約４０％〜５０％（又はそれ未満）電力消費が少ない。従って、駆動システムは、駆動システムを有する装置のバッテリ動作に特に適している。
【００１３】
ロータが、モータシャフトに沿った２つの異なる断面において非対称に形成されていることが提示され、その場合、ロータが、双方の断面において互いに異なる形状を有するか、かつ／又は、ロータの重心が互いに異なる径方向位置を有する。この構成により、駆動システムの全体的不均衡を低減し又は解消するために、モータシャフトの長手方向に垂直な異なる平面内で不均衡が生成される。このために、第１の断面におけるロータの部分領域が、離れた第２の断面における別の部分領域とは異なるように形成されている。ロータの非対称性は、一方では双方の断面における異なる形状により得ることができ、かつ／又は、他方では重心の異なる径方向位置により得ることができる。従って、双方の断面において、全体として２つの補完の質量が生成されており、それらは駆動システムの平面内の不均衡を相殺するための理論的考察に沿った適切なものである。その場合、ロータの重心の異なる位置は、例えば、各断面におけるロータの形状により得ることができ、又はそれに替えて、異なる体積重量をもつ異なる材料の選択などにより得ることができる。
【００１４】
特に、ロータが、モータシャフトの周方向に関し、第１の断面において第２の断面とは異なる角度範囲を占めることが提示される。例えば周方向において、第１の断面にてそれに隣り合う第２の断面とは異なる角度範囲をロータが占めるように、ロータを構成することができる。特に、第１の断面及び第２の断面における２つのロータ部分領域は、モータシャフトに関し、互いに点対称及び／又は鏡像対称に位置することもできる。
【００１５】
特に好適には、ロータが、第１の断面において０°〜１８０°の角度範囲を占め、かつ、第２の断面において１８０°〜３６０°の角度範囲を占めることができる。特別な場合には、例えば、ロータの外郭基本形状が実質的に円筒形であり、その場合、第１の半円形の円筒部分が、第２の半円形の円筒部分とは異なる断面に位置し、それらの円筒部分は、モータシャフトの周りで互いに１８０°だけ回転している。モータシャフトの長手軸方向からロータを視たとき、双方のロータ部分領域が合わさって完全な円形を形成している。モータシャフトの長手方向に沿った異なる断面において、駆動システムの全体的不均衡を低減し又は解消する不均衡が生成されるように、全体としてロータが構成されている。
【００１６】
さらに、ロータとは別個にモータシャフトに配置されるカウンタウェイトが、モータに割り当てられることが提示される。従って、駆動システムはもはや、カウンタウェイトとして用いられるロータを有していないのみでなく、ロータとは別個に形成された追加のカウンタウェイトを有する。掃除要素が配置される揺動要素の重心が、ロータの重心の断面上に位置するほど、その追加のカウンタウェイトを小さくすることができる。カウンタウェイトは、ロータの断面から離れた断面に、特にそれに対して数センチメートルだけ離れた断面に位置する。
【００１７】
さらに駆動システムが、ロータと偏心体との間、及び／又は、カウンタウェイトとロータとの間に、モータシャフトのためのベアリングを有することが提示される。ロータと偏心体との間、及び／又は、カウンタウェイトとロータとの間においてモータシャフトにいずれにせよ存在するベアリングの設置により、モータシャフトに関する異なる断面内において不均衡が生じている。特に、ロータとカウンタウェイトとの間のベアリングの設置により、駆動システムの省スペース構成が得られる。特にロータとカウンタウェイトとの間隔によってモータシャフトにいずれにせよ自由区間が生じるので、この区間にベアリングを配置することにより、駆動システムの特に小さいサイズを実現することができる。
【００１８】
ロータが、モータシャフトの周方向に関し、第１の断面において、第２の断面におけるカウンタウェイトとは異なる角度範囲を占めることが提示される。この構成によれば、異なる断面にてロータ部分領域をもつロータに関して上述したように、ロータとカウンタウェイトが、モータシャフト及び互いに対して方向付けされかつ構成されている。例えば、モータシャフトの周方向に関して、ロータが、カウンタウェイトとは異なる角度範囲を占めることができる。例えば、ロータが第１の断面において０°〜１８０°の角度範囲を占め、そしてカウンタウェイトが第２の断面において１８０°〜３６０°の角度範囲を占める。ロータとカウンタウェイトが、それらの各々の断面に関して例えば半円形に形成されることによって、モータシャフトの長手方向からロータを視たとき、閉じた円形形状となる。
【００１９】
上述した駆動システムに加えて、本発明により、掃除要素を受容する揺動プレートを有する湿式掃除機が提示される。湿式掃除機は本発明による駆動システムを有し、駆動システムにおいて駆動される揺動要素が、湿式掃除機の掃除要素を受容する揺動プレートである。本発明による駆動システムを湿式掃除機に組み込むことにより、駆動システムに関して上述した利点、特に駆動システムの全体的不均衡並びに湿式掃除機の揺動要素の不均衡を相殺することが得られ、それによって湿式掃除機の動作中に最適な円滑動作が実現される。本発明の駆動システムの特徴は、そのような駆動システムを有する本発明の湿式掃除機にも対応して該当する。この点に関して、上述した特徴及び実施形態を参照されたい。
【００２０】
最後に、水平方向の平坦な表面上で掃除動作中の湿式掃除機の通常の使用位置において、内転式モータのモータシャフトが実質的に鉛直方向に向くように、内転式モータが湿式掃除機内に設置されていることが提示される。従って、モータが湿式掃除機内で鉛直方向に配置されることによって、モータシャフトが掃除対象表面に対して垂直に向けられる。湿式掃除機の動作のために比較的大きな回転モーメントが必要であるので、モータの直径は、通常その長さ（高さ）よりもかなり大きい。それによりモータを、特に省スペースな方式で湿式掃除機及び／又は掃除ロボットの平坦なアタッチメントに組み込むことができる。さらに、モータシャフトの鉛直方向の向きにより、偏心体と動作的に接続された揺動プレートもまた、掃除対象表面に平行な平面内で運動する。加えて、揺動プレートの平坦面が、湿式掃除機の掃除動作中に掃除対象表面上で偏心的な円形運動を行い、可能であれば、湿式掃除機の移動運動、すなわち湿式掃除機の前後運動と対応して重ねられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明による湿式掃除機である。
【図２】図２は、揺動要素、担持プレート及び掃除要素を備えた、図１の湿式掃除機の部分領域である。
【図３】図３は、第１の実施形態による駆動システムである。
【図４】図４は、第２の実施形態による駆動システムである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施例を示した図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図面は、処理装置の実施例として床処理装置を示しており、すなわちここでは湿式掃除機３とすることが好適である床処理装置を示している。湿式掃除機３に関して以下に記載する実施形態は、別の実施形態の揺動要素を具備する処理装置においても同様に該当する。
【００２３】
図１は、先ず、ベース装置１８と、ベース装置１８に接続されたアタッチメント１９を有する湿式掃除機３を示している。アタッチメント１９は、（図２に示すように）揺動要素２と、担持プレート１６と、掃除要素１５とからなる掃除装置を有する。掃除要素１５は、ここでは、布製の拭きクロスである。湿式掃除機３は、柄２０を用いてユーザにより手動操作可能である。柄２０には持ち手２１があり、それを掃除動作中にユーザが把持して湿式掃除機３を移動させることができる。さらに、持ち手２１上にはスイッチ２２が形成されており、ここでは湿式掃除機のオンオフのために用いられ、そしておそらくは、湿式掃除機３の異なる動作モードの選択に用いられる。湿式掃除機３は、詳細には図示しないが、濡れ拭き領域の前方に吸引装置、特に吸引ダクト状の構成を有する。このために、必要な吸引エア流が、湿式掃除機３に配置されたファン装置を介して生成され、そのファンモータは、湿式掃除機３の電気ケーブルを介して電源供給される。好適には、湿式掃除機３は、フィルタ袋、又は、吸引したエアのフィルタリングに用いられる永久フィルタを具備する集塵室を有する。湿式掃除機３は、図１に示すように、掃除対象表面１７の上に位置する。
【００２４】
図２は、揺動要素２と、担持プレート１６と、掃除要素１５とを具備する、湿式掃除機３の掃除装置を詳細に示している。揺動要素２は、ここでは、長さと幅の比が実質的に約３：１である長方形の基本形をもつ平坦な揺動プレートとして形成されている。掃除動作中の湿式掃除機の通常の移動方向、すなわち前後運動の間、揺動要素２の長手方向が、移動方向に対して垂直となる。揺動要素２は、湿式掃除機３の駆動システム１と接続するために用いられるカップリング２６を有し、その場合、駆動システム１は、湿式掃除機３のアタッチメント１９又はベース装置１８のいずれかに配置することができる。揺動要素２と担持プレート１６は、対応するレール２７、２８を有し、それらを用いて担持プレート１６を揺動要素２に固定することができる。担持プレート１６は、掃除要素１５を受容するために用いられる。そのために、担持プレート１６は固定要素２３を有し、それは掃除要素１５の対応する固定要素２３に対応する。固定要素２３は、ここではフックループファスナー部材である。担持プレート１６は、掃除要素１５の対応する受容領域に挿入可能な２つのフラップ２４も有する。それにより、掃除要素１５を担持プレート１６に、そして最終的に揺動要素２にも固定することができ、それによって一方では、湿式掃除機３を用いた通常の掃除動作中に掃除対象表面１７上での平坦な接触が得られ、他方では、揺動要素２の揺動運動が同時に行われる。
【００２５】
図３は、駆動システム１の第１の実施形態を示し、原理的に再現した電気モータを示している。ロータ１０及びステータＳが示され、ここで示された内転式モータの場合、ステータＳがロータ５の周囲に形成されている。ロータ５は、モータシャフト４と接続されるか、又は、モータシャフト４により貫通され得る。さらに、偏心体６が形成されている。この実施形態においてかつ好適には、モータシャフト４の幾何学的軸方向から視て径方向においてステータＳと重なる部分よりも外側に、カウンタウェイト１２が設けられている。
【００２６】
モータシャフト４は、好適には２つのベアリング１３、１４により、可能であれば１つのベアリング１３又は１４により、湿式掃除機３の内部で回転可能に支持されている。第１のベアリング１３は、ロータ５と偏心体６との間のモータシャフト４の部分領域に位置することができる。第２のベアリング１４は、ロータ５と任意に設けられるカウンタウェイト１２との間のモータシャフト４上に位置することができるが、この実施形態ではいずれの場合も、ロータについて第１のベアリング１３の反対側に位置することが好ましい。
【００２７】
モータシャフト４と接続された偏心体６は、モータシャフト４の回転運動を、偏心体６と接続された揺動要素２の偏心的な揺動運動に変換し、揺動要素２はカップリング２６により偏心体６と接続されている。ロータ５は、モータシャフト４の長手方向に垂直に向いた断面７において半円形に形成されており、そしてモータシャフト４の回転時に、従ってロータ５の回転時に駆動システム１の不均衡を生じさせる。カウンタウェイト１２は、モータシャフト４に対して同様に垂直に位置する断面９において同様に半円形に形成され、その場合、カウンタウェイト１２の半円形が占める角度範囲１１（モータシャフト４の周方向に関して）は、断面７においてロータ５の半円形が占める角度範囲１０とは異なる。
【００２８】
ここで、例示の実施形態においては、ロータ５の角度範囲１０が、モータシャフト４の長手方向に沿った駆動システム１の投影図において０°〜１８０°を占め、一方、カウンタウェイト１２の角度範囲１１は１８０°〜３６０°を占める。任意に設けられるカウンタウェイト１２も、その非対称形状によりモータシャフト４に対する不均衡を生じさせる。従って、所与の場合における駆動システム１は、２つの異なる断面７、９において２つの不均衡を生じる重量を有し、それらは、湿式掃除機３の動作中に偏心体６に配置された揺動要素２と連係して湿式掃除機の最適な円滑動作を生じさせる。１つの断面、ここでは好適に断面７が、ステータＳと径方向において重なる一方、もう１つの断面、ここでは好適に断面９が、ステータＳと径方向において重なる部分よりも外側に位置する。ロータ５、カウンタウェイト１２、及び揺動要素２の不均衡は、それにより最適な方法で完全に相殺される。
【００２９】
図４は、駆動システム１の第２の実施形態を示している。それによれば、モータシャフト４に、２つの異なる断面７、８において互いに異なる角度範囲１０、１１を占めるロータ５が配置されている。その場合、ロータ５の第１の部分領域は、第１の断面７において０°〜１８０°の角度範囲を占め、そしてロータ５の第２の部分領域は、第２の断面８において１８０°〜３６０°の角度範囲を占める。従って全体として、双方の断面７、８内に２つの不均衡が生成され、それらが、揺動要素２の不均衡と相殺し合うことによって、揺動要素２を含む駆動システム１の全体的不均衡がゼロに近づく。この第２の例示の実施形態においても、ロータ５はモータシャフト４に対して非対称に形成されている。
【００３０】
これらの例示の実施形態には示されていないが、ロータ５とカウンタウェイト１２の形状が異なっていてもよいことはいうまでもない。特に、モータシャフト４に対するロータ５とカウンタウェイト１２の重心について異なる径方向位置を、異なる形状により得ることができる。さらに、ロータの形状以外に、例えば用いられる材料の材料パラメータが、一定の役割を、特にそれぞれの材料の体積重量又は重量分布を付与することもできる。
【００３１】
図３に示した実施形態が特に好適であり、偏心体６が、ここではモータシャフト４の延長部として、駆動システム１のパワー損失を生じさせる動力伝達のための介在機構なしでロータ５と直接的に接続されている。この構成は、図４に例示した実施形態においても重要である。
【符号の説明】
【００３２】
１：駆動システム、２：揺動要素、３：湿式掃除機、４：モータシャフト、５：ロータ、６：偏心体、７：断面、８：断面、９：断面、１０：角度範囲、１１：角度範囲、１２：カウンタウェイト、１３：ベアリング、１４：ベアリング、１５：掃除要素、１６：担持プレート、１７：表面、１８：ベース装置、１９：アタッチメント、２０：柄、２１：持ち手、２２：スイッチ、２３：固定要素、２４：フラップ、２５：受容領域、２６：カップリング、２７：レール、２８：レール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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