(57)【要約】  本発明は、−ブラシ軸１４を軸として回転可能なブラシ１２であって、ブラシ１２は、ブラシ１２の外周上にほぼ均等に分配された柔軟なブラシ要素１６を備え、ブラシ１２は、ノズルハウジング２８によって少なくとも部分的に包囲され、清掃装置１００の使用中、清掃されるべき表面２０に面するノズルハウジング２８の底面３０から少なくとも部分的に突出し、ブラシ要素１６は、ブラシ１２の回転中、ブラシ要素１６がノズルハウジング２８から出る第１位置３３において、ブラシ１２の回転中、ノズルハウジング２８とともに密閉を実質的に形成し、ブラシ１２の回転中、表面２０からごみ粒子２２及び液体２４を拾い上げる第２位置３５において清掃されるべき表面２０と接触し、これにより、第１及び第２位置３３，３５において少なくとも部分的に密閉された、ブラシ１２、ノズルハウジング２８、及び清掃されるべき表面の間の空間に吸引エリア３４を規定する、ブラシ１２と、−ブラシ１２の回転中、ブラシ要素１６がノズルハウジング２８に進入するブラシ１２の側に、ブラシ１２から間隔を空けてノズルハウジング２８の前記底面３０に取り付けられる単一のスクイージー要素３２であって、スクイージー要素３２は清掃装置１００の移動中、ごみ粒子２２及び液体２４を清掃されるべき表面２０上で押す又はワイプし、これにより、吸引エリア３４に開く吸引入口３６をスクイージー要素３２とブラシ１２との間に規定する、スクイージー要素３２と、−ブラシ１２を回転駆動する駆動手段と、−吸引エリア３４の吸引出口４７に配置され、吸引入口３６からごみ粒子２２及び液体２４を吸引するための吸引エリア３４内に負圧を生成する、真空アグリゲート３８とを有する、表面２０を清掃するための清掃装置に関する。
2014524324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−ブラシ軸を軸として回転可能なブラシであって、前記ブラシは、前記ブラシの外周上にほぼ均等に分配された柔軟なブラシ要素を備え、前記ブラシは、ノズルハウジングによって少なくとも部分的に包囲され、清掃装置の使用中、清掃されるべき表面に面する前記ノズルハウジングの底面から少なくとも部分的に突出し、前記ブラシ要素は、前記ブラシの回転中、前記ブラシ要素が前記ノズルハウジングから出る第１位置において、前記ブラシの回転中、前記ノズルハウジングとともに密閉を実質的に形成し、前記ブラシの回転中、前記表面からごみ粒子及び液体を拾い上げる第２位置において清掃されるべき前記表面と接触し、これにより、前記第１及び第２位置において少なくとも部分的に密閉された、前記ブラシ、前記ノズルハウジング、及び清掃されるべき前記表面の間の空間に吸引エリアを規定する、前記ブラシと、
−前記ブラシの回転中、前記ブラシ要素が前記ノズルハウジングに進入する前記ブラシの側に、前記ブラシから間隔を空けて前記ノズルハウジングの前記底面に取り付けられる単一のスクイージー要素であって、前記スクイージー要素は前記清掃装置の移動中、ごみ粒子及び液体を清掃されるべき前記表面上で押す又はワイプし、これにより、前記吸引エリアに開く吸引入口を前記スクイージー要素と前記ブラシとの間に規定する、前記スクイージー要素と、
−前記ブラシを回転駆動する駆動手段と、
−前記吸引エリアの吸引出口に配置され、前記吸引入口からごみ粒子及び液体を吸引するため前記吸引エリア内に負圧を生成する、真空アグリゲートと
を有する、表面を清掃するための清掃装置。
【請求項２】
前記真空アグリゲートによって生成される前記負圧は、３〜７０ｍｂａｒ、好ましくは４〜５０ｍｂａｒ、最も好ましくは５〜３０ｍｂａｒである、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項３】
前記ノズルハウジング及び前記スクイージー要素は、前記ブラシ軸に平行であり且つ前記清掃装置の意図された移動方向を横断する、好ましくは移動方向と直交する長さ方向に沿って実質的に延在する、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項４】
前記スクイージー要素は、前記スクイージー要素を閉ポジションと開ポジションとの間で切り替える切り替え手段を有し、前記閉ポジションにおいて、前記清掃装置の移動方向で見て前記スクイージー要素が前記ブラシの背後に位置するように前記清掃装置が前記表面上を前方向に動くとき、前記スクイージー要素はごみ粒子及び液体を清掃されるべき前記表面上で押す又はワイプし、前記開ポジションにおいて、前記清掃装置の移動方向で見て前記スクイージー要素が前記ブラシの前方に位置するように前記清掃装置が前記表面上を後方向に動くとき、前記表面からのごみ粒子及び液体が前記スクイージーと清掃されるべき前記表面との間の開口部を通って前記吸引エリアに入ることができる、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項５】
前記吸引エリア内に配置され、前記吸引入口と前記吸引出口との間の吸引効果を少なくとも部分的に制限する制限要素をさらに有する、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項６】
前記制限要素は、前記吸引入口と前記吸引出口との間の前記吸引エリア内のある位置において前記ノズルハウジングと前記ブラシとの間の距離を減少させるハウジングパーツによって実現される、請求項５に記載の清掃装置。
【請求項７】
前記制限要素は、前記吸引エリア内の前記吸引入口と前記吸引出口との間のある位置において前記ブラシと接触するハウジングパーツによって実現される、請求項５に記載の清掃装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、前記ブラシが回転している間、特に、前記ブラシ要素が前記表面から離れているごみ放出期間において、前記ブラシ要素の先端部において少なくとも３，０００ｍ／ｓ２の遠心加速度を実現する、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項９】
複数の前記ブラシ要素の線密度が、少なくとも前記ブラシ要素の先端部において、１５０ｇ／１０ｋｍ未満、好ましくは２０ｇ／１０ｋｍ未満である、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項１０】
前記ブラシ軸を、前記表面から、前記ブラシ要素が完全に伸長した状態にある前記ブラシの半径より小さい距離に位置決めし、動作中に前記表面と接する部分の前記ブラシの押し込みを実現する位置決め手段をさらに有し、前記押し込みは、前記ブラシ直径の２〜１２％である、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項１１】
前記ブラシ要素の充填密度は、少なくとも３０ブラシ要素タフト／ｃｍ２であり、１タフトあたりの前記ブラシ要素の数は、少なくとも５００である、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項１２】
前記駆動手段は、前記清掃装置の動作中、３，０００〜１５，０００回／分、より好ましくは５，０００〜８，０００回／分の範囲内にある前記ブラシの角速度を実現する、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項１３】
前記ブラシ要素が完全に伸長した状態にあるとき、前記ブラシは１０〜１００ｍｍ、より好ましくは２０〜８０ｍｍ、最も好ましくは３５〜５０ｍｍの範囲にある直径を持ち、前記ブラシ要素が完全に伸長した状態にあるとき、前記ブラシ要素の長さは１〜２０ｍｍ、好ましくは８〜１２ｍｍの範囲にある、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項１４】
液体を、前記ブラシ軸が延在する前記ブラシの幅１ｃｍあたり６ｍｌ／分未満の速度で前記ブラシに供給する手段を有する、請求項１に記載の清掃装置。
【請求項１５】
−ブラシ軸を軸として回転可能なブラシであって、前記ブラシは、前記ブラシの外周上にほぼ均等に分配された柔軟なブラシ要素を備え、前記ブラシは、ノズルハウジングによって少なくとも部分的に包囲され、清掃装置の使用中、清掃されるべき表面に面する前記ノズルハウジングの底面から少なくとも部分的に突出し、前記ブラシ要素は、前記ブラシの回転中、前記ブラシ要素が前記ノズルハウジングから出る第１位置において、前記ブラシの回転中、前記ノズルハウジングとともに密閉を実質的に形成し、前記ブラシの回転中、前記表面からごみ粒子及び液体を拾い上げる第２位置において清掃されるべき前記表面と接触し、これにより、前記第１及び第２位置において少なくとも部分的に密閉された、前記ブラシ、前記ノズルハウジング、及び清掃されるべき前記表面の間の空間に吸引エリアを規定する、前記ブラシと、
−前記ブラシの回転中、前記ブラシ要素が前記ノズルハウジングに進入する前記ブラシの側に、前記ブラシから間隔を空けて前記ノズルハウジングの前記底面に取り付けられる単一のスクイージー要素であって、前記スクイージー要素は前記清掃装置の移動中、ごみ粒子及び液体を清掃されるべき前記表面上で押す又はワイプし、これにより、前記吸引エリアに開く吸引入口を前記スクイージー要素と前記ブラシとの間に規定する、前記スクイージー要素と、
−前記ブラシを回転駆動する駆動手段と
を有する、請求項１に記載の清掃装置のためのノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面を清掃するための清掃装置に関する。また、本発明はかかる清掃装置のノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、硬い床の清掃はまず真空掃除機をかけて、その後モップ掛けすることによって行われる。掃除機が粗いごみを除去し、モップにより汚れが取り除かれる。最先端の多様な装置において、特に専門の清掃セクターをターゲットとした、吸引とモッピングをまとめて行うことをアピールする装置が知られている。専門の清掃セクター用の装置は、通常、広範囲及び完全に平坦な床のために設計されている。これらの装置は、硬いブラシ及び吸引力により床から水及びごみを取り除く。家庭用の装置は、大抵の場合、硬いブラシ及びスクイージーノズルの組み合わせを用いる。専門の清掃セクター用の装置と同様、これらの製品はブラシを用いて床から汚れを除去し、スクイージーは負圧と協力して床からごみを持ち上げる。
【０００３】
上記スクイージー要素は、清掃装置の底部に取り付けられ、単純に清掃される表面上を滑ることによってごみ粒子及び液体を表面上で押す又は表面から拭き取る、フレキシブルなゴム製のリップによって通常実現される。通常、真空によって生成される負圧は、集められたごみ粒子及び液体を吸引するために用いられる。
【０００４】
真空掃除機システムのためのスクイージー装置は、例えばＥＰ０  ５７６  １７４Ａ１から知られている。上記ブラシ及びスクイージーの組み合わせを用いる掃除機は、例えばＵＳ７，６６５，１７２Ｂ１から知られている。この文献に記載のパワーフロアスイーパは、モータ駆動主要アジテーター及び車輪に連結された端部アジテーターのペアを備える足元アセンブリを有し、掃除機を手動で推進させることにより車輪及び端部アジテーターが回転する。しかし、この掃除機は真空源を有していないため、清掃される床面から水を吸い上げることができない。よって、床面を乾燥させる性能は低い。
【０００５】
従来技術の他の真空掃除機は、ＵＳ４，８６４，６８２Ａから知られる回転ブラシ及びスクイージーの組み合わせを用いるものである。この真空掃除機は、掃除機が用いられる床面のタイプに応じて自動的に調整される自動調整ワイパーストリップアセンブリを有する。このアセンブリは、十分な清掃結果を得るためには高吸引力を必要とする。この真空掃除機に用いられるブラシは、床、例えばカーペットを激しく動かすための硬いブラシ毛を有するアジテーターである。硬い毛は比較的良いスクラビング効果を示し、ブラシを特に汚れの除去のために使用することを可能にする。しかし、かかるアジテーターは床から液体を持ち上げることができないため、床を乾燥させる性能は低い。
【０００６】
従来技術の吸引及びモップ掛けをまとめて行う装置は、通常、汚れ除去を向上させるために水又は洗浄リンスを能動的に噴霧（スプレーイング）するブラシ要素を使用する。このような装置は通常、図１２に例示的に示すように、ブラシの一方の面に設けられた２つのスクイージーを有するダブルスクイージー要素を使用する。追加の真空源が上記ダブルスクイージー構成の間の経路（チャネル）に吸引力を生成し、清掃水を床から再び取り除く。
【０００７】
しかし、能動的に噴霧された清掃水を再び床から除去するためには、装置は必ず、ブラシが（装置の動きの方向で見て）ダブルスクイージー構成の前方に位置するよう、前方向に動かされなければならない。装置を反対の後方向に動かすと、後方向のストロークではブラシによって散乱された洗浄水はスクイージーによって取り除かれないため、床は濡れたままである。
【０００８】
装置の前方向及び後方向ストロークの両方で良い清掃結果を得るために、既知の清掃装置はブラシの両側にダブルスクイージーノズルを有する。かかる構成を図１３に例示的に示す。このようなブラシの両側のダブルスクイージー構成は良い清掃結果を示すが、これらの装置のノズルはかなり嵩高になる（サイズが大きくなる）。特に、狭い角部を清掃しなければならない家庭用の装置においては、このような嵩高のノズルは動作上の制限のため、不利且つ不便である。
【０００９】
さらに、図１２及び図１３に示すようなダブルスクイージー構成の使用は、いくつかの他のデメリットを有する。装置の移動中、スクイージーは常に床面と接触しているため、このようなダブルスクイージーは床に高いひっかき負荷を及ぼすおそれがある。特に、ブラシの各側にダブルスクイージー構成が用いられる場合（図１３参照）、床に傷を残すリスクが高くなる。また、かかるダブルスクイージー構成は髪の毛又はピーナッツ等の粗いごみに対応していないというデメリットを含む。これは、粗いごみは通常スクイージー内に巻き込まれるかスクイージーによって押されるかするため、吸引入口に入ることができないからである。図１５はこの状況を概略的に示す。図１５において、参照番号９０及び９０’は、２つのスクイージーを表す。２つのスクイージーは床と常に接触しているため、真空掃除機の移動中、スクイージー９０’が粗いごみ粒子９２に近づくと、粒子はスクイージー９０’の前方に巻き込まれて２つのスクイージー９０，９０’の間の空間によって規定される吸引エリアに入ることができない。これとは別に、ダブルスクイージーノズルは洗浄するのが難しく、自身を洗浄する能力を持たない。
【００１０】
これらのデメリットを克服するため、当該技術分野で既知の他の装置は、互いに平行に配置された２つの別々のブラシを有する（図１４に概略的に図示）。このタイプの清掃装置はＵＳ１，６９４，９３７から知られている。この文献は、互いに平行に且つ近傍に配置された２つの円筒状床ブラシによってごみを拾い上げることが可能な床スクラビングマシーンを開示する。これらのブラシは高速で回転し、一方は時計回りに、他方は反時計回りに回転する。このように構成することで、ともに十分に高速で動く隣接する円周は、相当な力でごみを鉛直上方に、ほぼフラットな噴射（ジェット）状で発射する。床を乾燥するため、ブラシに加えてワイパー又はスクイージーが用いられる。２つの別個のブラシ及び追加のスクイージーのため、このソリューションに係るノズルもかなり嵩高になり、動作の自由は消費者にとって不満足なものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、従来技術と比べて高い清掃性能を示し、上記欠点を克服する改良清掃装置を提供することである。
【発明を解決する手段】
【００１２】
この課題は、
−ブラシ軸を軸として回転可能なブラシであって、前記ブラシは、前記ブラシの外周上にほぼ均等に分配された柔軟なブラシ要素を備え、前記ブラシは、ノズルハウジングによって少なくとも部分的に包囲され、清掃装置の使用中、清掃されるべき表面に面する前記ノズルハウジングの底面から少なくとも部分的に突出し、前記ブラシ要素は、前記ブラシの回転中、前記ブラシ要素が前記ノズルハウジングから出る第１位置において、前記ブラシの回転中、前記ノズルハウジングとともに密閉を実質的に形成し、前記ブラシの回転中、前記表面からごみ粒子及び液体を拾い上げる第２位置において清掃されるべき前記表面と接触し、これにより、前記第１及び第２位置において少なくとも部分的に密閉された、前記ブラシ、前記ノズルハウジング、及び清掃されるべき前記表面の間の空間に吸引エリアを規定する、ブラシと、
−前記ブラシの回転中、前記ブラシ要素が前記ノズルハウジングに進入する前記ブラシの側に、前記ブラシから間隔を空けて前記ノズルハウジングの前記底面に取り付けられる単一のスクイージー要素であって、前記スクイージー要素は前記清掃装置の移動中、ごみ粒子及び液体を清掃されるべき前記表面上で押す又はワイプし、これにより、前記吸引エリアに開く吸引入口を前記スクイージー要素と前記ブラシとの間に規定する、前記スクイージー要素と、
−前記ブラシを回転駆動する駆動手段と、
−前記吸引エリアの吸引出口に配置され、前記吸引入口からごみ粒子及び液体を吸引するための前記吸引エリア内に負圧を生成する、真空アグリゲートと
を有する、表面を清掃するための清掃装置によって達成される。
【００１３】
本発明の第２の側面によれば、上記課題は、上記清掃装置に使用するための対応するノズル装置によって達成される。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に規定される。ノズル装置は上記清掃装置及び従属請求項と同様及び／又は同一の好ましい実施形態を有する。
【００１５】
本発明は、当該技術分野で知られる多くの装置でそうであるようにダブルスクイージーノズルを使用する代わりに、ブラシが、粗いごみがノズルに進入するのを妨害することなくスクイージーの機能を有するよう、ブラシの特性及び構成を選択するという概念に基づく。スクイージー手段の機能を有するとは、ブラシが表面からごみを拾い上げられるだけでなく、液体も拾い上げることができるという意味である。これは、発明者らによって「密閉ブラシ」と名付けられた特別な種類のブラシを提供することによって実現される。かかる密閉ブラシは、当該技術分野において全く知られていない。「密閉ブラシ」という名前は、かかる種類のブラシの使用中に生じる特別な密閉特性に由来する。
【００１６】
ブラシの密閉特性は、柔軟なブラシ要素がブラシの外周上にほぼ均等に分配されたブラシを使用することによってもたらされる。言い換えれば、ブラシの外周上に均等に分配されたブラシ要素が備えられる。ノズルハウジング内のブラシの配置は、ブラシの回転中、ブラシ要素がハウジングを出る第１位置において、ブラシ要素がハウジングとともに実質的に密閉を形成するように選択される。さらに、ブラシの回転中、ブラシ要素が清掃される表面と接触する第２位置において、少なくとも部分的に密閉された領域が形成される。このようにすることで、ノズルの周囲に対して少なくとも部分的に密閉された吸引エリアが、ブラシ、ノズルハウジング、及び清掃される表面間に規定される。本発明の文脈において、「密閉」又は「密閉された」は周囲への完全な密閉を意味しない。そうでなければ、ごみ及び液体を表面から拾いあげることができないからである。本発明の文脈において、「密閉」又は「密閉された」は、上記２地点における空気漏れが最小限に抑えられた状況、言い換えれば、上記第１位置におけるハウジングとブラシとの間及び上記第２位置におけるブラシと表面との間の領域を、少量の比較的一定な空気しか通過できないことを指す。このように、上記２点における望ましくない多量の空気漏れを防ぐ一種の制限が提供される。空気のほとんどが、ブラシ要素間の空間に導入される。この空気の量は、ブラシ要素間の空間、及びブラシが回転駆動される回転速度に主に依存する。空間は、ブラシ要素の密度に依存する。
【００１７】
上記第１位置における密閉は、例えばブラシ要素がハウジングを出る領域において、ノズルハウジング又はその一部をブラシに近づけることによって実現され、この領域において、ハウジングとブラシとの間に細いチャネルが形成される。言い換えれば、この領域において、ノズルハウジングは好ましくはブラシがハウジングにもう少しで触れる程近くに配置される。ハウジングとブラシとの間の距離が約０．５ｍｍのとき、良い密閉効果が得られた。より長い距離も選択可能である。ただし、この場合、上記制限効果を実現するためには、ハウジングとブラシとの間の上記細いチャネルがより長くなければならない。この意味での「より長く」は、ブラシの末端方向での細いチャネルの広がりがより大きくなければならないことを意味する。本発明の範囲を逸脱することなく、ブラシとハウジングとが接触することも可能であることに留意されたい。
【００１８】
上記種類の密閉を達成するためには、ブラシはブラシの外周上に均等に分配された非常に細い繊毛を有さなければならない。これらの細い繊毛は、ブラシ要素と呼ばれる。このブラシを本発明に係る駆動手段によって回転駆動すると、遠心加速度により、柔軟なブラシ要素は真っ直ぐに伸長されて硬くなり、一種の「壁」を形成する。この「壁」は、ほぼ均等な円筒として考えることができる。したがって、例えるならば、駆動されるブラシ要素は多くの木々を有する森のようにふるまい、木々は気流を妨げる。ここで、上記円筒は完全に閉じていない。ごみ粒子及び液滴が輸送され得る、非常に細い空間がブラシの細い繊毛間に生じ得る。このごみ及び液体粒子の輸送は、ブラシ要素間の上記空間内に起こる付着力及び／又は毛管力に主に依存する。この付着及び又は毛細管現象は、特に、ブラシ要素が小さい材料密度を有する場合に顕著である。ブラシ要素は柔軟且つ細いマイクロファイバ毛として実現されるため、繊維のいわゆる「壁効果」及び「密閉効果」は、ブラシの回転中にのみ起こり、ブラシが回転中でない場合、ブラシ要素はいくぶんか垂れ下がる。
【００１９】
このように、ブラシが回転している間、ブラシ要素が床に接触しているとき、ブラシは床から液体を拾い上げることができる。マイクロファイバ毛であるため、ブラシは粗いごみに対して開いている。
【００２０】
先端部が床に接触している拾い上げ期間において、ブラシが回転している間、ブラシ要素は先端部において床と接触し、床からごみ粒子及び液体を拾い上げる。ブラシ要素が上記第２位置においてごみ粒子又は液体と接触すると、ブラシ要素は曲がる。ごみ粒子及び液体が付着しているブラシ要素が表面から離れると、ブラシ要素は真っ直ぐに伸び、特にブラシ要素の先端部は比較的高い加速度で動く。結果として、ブラシ要素の先端部における遠心加速度が上昇する。よって、ブラシ要素がノズルハウジング内にあり表面から離れているごみ放出期間において、ブラシ要素の先端部の遠心加速度は、マイクロファイバ毛内のごみ及び液体粒子に現れる遠心力がごみ及び液体粒子がブラシ要素に抑えつけられる付着力を超えるほど高くなる。したがって、ごみ及び液体粒子はごみ放出期間において自動的に放出される。全てのごみ粒子及び液滴が真空アグリゲートによって直接吸引されるわけではないため、ブラシ要素が表面から離れる領域において、少量のごみ及び液体が表面上に放り出される。しかし、この表面に対して再噴霧する影響は、スクイージー要素が、再噴霧された液体及びごみを集める一種のワイパーとして作用し、残留液体及びごみが負圧によって吸引されることによって克服される。したがって、スクイージーは、残留液体及びごみが真空アグリゲートによって吸引されることなく吸引エリアを再び離れないことを保証する。よって、スクイージーはある意味ノズルハウジングの片側のごみ及び液体の吸引エリアを閉じる。
【００２１】
上記遠心力の他に他の加速力が存在してもよく、特に、柔軟なブラシ要素の変形による加速力が存在してもよい。このような変形は、例えばブラシの回転中に柔軟なブラシ要素が床に接触するとき又は液体若しくはごみ粒子に衝突するときに発生してもよい。
【００２２】
選択されたノズル装置は、ブラシから空間を空けて配置され、ブラシの回転中にブラシ要素がハウジングに入る側のノズルハウジングの底面に取り付けられる。上記スクイージー要素は、清掃装置の移動中、清掃される表面上でごみ粒子及び液体を押す又はワイプするよう適合される。スクイージーは、表面をワイプすることによって、清掃される表面から液滴及びごみ粒子を集める一種のワイパーとして作用する。スクイージー要素とブラシとの間に、吸引エリアに開く吸引入口が規定される。
【００２３】
吸引出口に配置される真空アグリゲートによって、上記吸引エリア内に負圧が生成される。したがって、スクイージー要素又はブラシによって集められたごみ及び液体粒子は吸引エリアに吸引されて吸引出口に向かう。
【００２４】
上記ブラシの密閉特性により、スクイージーとブラシとの間に吸引チャネルが形成される。上記密閉特性により、空気漏れは最小限に抑えられるので、吸引チャネル（吸引エリアとも呼ぶ）内の負圧の生成は最小量の力で達成できる。これは、ある値以上の負圧をより小さい真空アグリゲートを用いて確立することを可能にする。したがって、従来技術の装置と比べて、より高い負圧をより小さい真空アグリゲートで達成することができる。これは力の消費を抑え、コスト面においてユーザに大きな利益をもたらす。さらに、これは真空アグリゲートの重量及びサイズの削減をもたらす場合があり、装置の使い勝手を向上させる。
【００２５】
密閉ブラシのさらなる利点は、吸引エリア内に実現される負圧により、スクイージー要素及びブラシが常に洗浄されることである。導入部において説明されたダブルスクイージーソリューションと比較して、吸引エリアは２つのスクイージーによって実現される２つの固い壁によって規定されるのではなく、１つの固い壁（スクイージーによって実現）及びブラシによって実現される１つの動く壁によって規定される。特に、ブラシが能動的に水を噴霧される場合、噴霧された水はブラシ、及び吸引エリア内のブラシの反対側に配置されるスクイージーを自動的に洗浄する。言い換えれば、これはブラシ及びスクイージーの一種の自己洗浄をもたらす。ダブルスクイージーソリューションを使用するブラシと比べると、これは装置の洗浄を著しく単純化する。
【００２６】
汚れ（染み）除去のみに用いられる従来技術のブラシとは対照的に、本明細書に提示される柔軟なブラシ要素を有する柔らかいブラシは床から液体を拾い上げる能力も有する。したがって、第２スクイージー要素は必要ない。密閉ブラシは液体を拾い上げ可能であるとともに吸引エリアから周辺環境への空気漏れを減らすことができるため、密閉ブラシ自体が一種のスクイージーとして作用する。スクイージーと比較して、密閉ブラシは粗いごみに対して開いているという利点を有する。
【００２７】
スクイージーの数を１つのみのスクイージー要素に減らすことにより、ハウジングのサイズを縮小する（ノズルの嵩を減らす）だけでなく、スクイージーによって発生し得る床のひっかきも著しく低減できる。さらに、単一のスクイージー要素は洗浄が非常に容易である。
【００２８】
上記装置に関して、以下の点についてさらに留意されたい。ブラシは好ましくはノズルハウジングの片側に配置され、一方でスクイージー要素は、装置の意図された移動方向で見てブラシ及びスクイージー要素が互いの背後に位置するよう、ブラシに平行に且つハウジングの他の側に配置される。スクイージー及びブラシは、装置の使用中、清掃される表面に面するノズルハウジングの底面に配置される。装置の移動中、スクイージー要素は清掃される表面を滑って床上でごみ粒子及び液体を押す又はワイプし、一方でブラシは、回転している間、同時に表面からごみ及び液体粒子を拾い上げる。このようにして、清掃装置の使用中に清掃される表面に面する、ブラシとスクイージー要素との間の吸引入口が作り出される。この吸引入口は、上記負圧が生成される吸引エリアに開いている。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態によれば、真空アグリゲートによって生成される負圧の範囲は３〜７０ｍｂａｒ、より好ましくは４〜５０ｍｂａｒ、最も好ましくは５〜３０ｍｂａｒである。現在の最先端の真空掃除機は、許容可能な清掃結果を得るためには高い負圧を使用しなければならない。しかし、上記のブラシの特性によれば、上記圧力範囲内で非常に良い清掃結果を実現することができる。よって、より小さい真空アグリゲートを用いることもできる。これは、真空ポンプ選択の自由度を上げる。
【００３０】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、ノズルハウジング及びスクイージー要素は、ブラシ軸に平行であり、清掃装置の意図された移動方向と横断するように、好ましくは直交する長さ方向に沿って延在する。したがって、装置の移動中、スクイージーはごみ及び液体粒子に完全に長さ方向に沿って衝突することができる。ブラシ軸及びスクイージー要素を互いに平行に配置することにより、床からごみ及び液体粒子を拾い上げるための、ブラシ及びスクイージー要素の完璧な協力が確立される。負圧の吸引エリアはスクイージー要素、ブラシ、及びハウジングの間に規定され、また、ハウジングはブラシ軸と実質的に平行に延在する。
【００３１】
本発明の他の好ましい実施形態において、前記スクイージー要素は、前記スクイージー要素を閉ポジションと開ポジションとの間で切り替える切り替え手段を有し、前記閉ポジションにおいて、前記清掃装置の移動方向で見て前記スクイージー要素が前記ブラシの背後に位置するように前記清掃装置が前記表面上を前方向に動くとき、前記スクイージー要素はごみ粒子及び液体を清掃されるべき前記表面上で押す又はワイプし、前記開ポジションにおいて、前記清掃装置の移動方向で見て前記スクイージー要素が前記ブラシの前方に位置するように前記清掃装置が前記表面上を後方向に動くとき、前記表面からのごみ粒子及び液体が前記スクイージーと清掃されるべき前記表面との間の開口部を通って前記吸引エリアに入ることができる。
【００３２】
清掃装置の移動方向に応じてスクイージー要素を開ポジションから閉ポジションに切り替える能力は、ノズルの前方向及び後方向ストロークの両方において良い清掃結果を実現可能にする。開構成は、スクイージーがブラシより前に床上のごみ及び液体に接近するときにごみを受け入れ可能にするものである。そして、閉ポジションにおいては、スクイージーは床との間の隙間を閉じる、言い換えれば、ブラシがスクイージーより前に床上のごみ又は液体に接近するとき、スクイージーが床上をワイプする又は滑る。
【００３３】
この切り替えモードを保証するために、スクイージー要素は、好ましくは清掃装置の移動方向に応じて、長さ方向を軸として曲がるフレキシブルなゴム製リップによって実現される。このゴム製リップは、好ましくはゴム製リップの下端付近に配置された少なくとも１つのスタッドを有し、ゴム製リップは下端において表面に触れるよう設計される。清掃装置が表面上を後方向に移動し、ゴム製リップが、清掃装置の移動方向で見てブラシの前方に配置されるとき、上記少なくとも１つのスタッドは、表面からゴム製リップを少なくとも部分的に持ち上げる。スクイージー要素がブラシより前に床上のごみに接近する、ノズルの後方向ストローク中のゴム製リップの持ち上げにより、後方向ストロークにおいても、スクイージー要素と清掃される表面との間に形成される開口部を通して粗いごみがノズル内に入ることができる。反対の前方向に清掃装置を表面上で動かすとき、上記スタッドは床とは接触せず、ゴム製リップは自由に床上を滑って床からごみ及び水粒子を拾い上げることができる。
【００３４】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、上記清掃装置は、前記吸引エリア内に配置され、前記吸引入口と前記吸引出口との間の吸引効果を少なくとも部分的に制限する制限要素をさらに有する。上記制限要素は、吸引入口と吸引出口との間のノズルハウジング内の任意の位置に配置することができる。好ましくは、制限要素は、ノズルハウジング並びにブラシ及び／又はハウジングの全長方向に沿うブラシ軸に平行に延在する。
【００３５】
制限要素は、吸引入口と吸引出口との間の空間の吸引エリア内で生成される負圧によって生じる吸引効果を少なくとも部分的に制限するよう適合される。このようにすることで、系の比較的一定な動作点を定めることができる。これは、吸引入口が多量のごみ又は液体によって妨げられる状況で特に好適である。例えば、紙又は他の比較的大きな破片が吸引入口によって吸引される場合、吸引入口又は吸引エリア内の他の位置において狭窄が生じ得る。これは、真空アグリゲートの異なる動作点をもたらす。
【００３６】
スクイージーが開ポジションと閉ポジションとの間で切り替わる上記場合では、同様な効果が起こる。開ポジションでは、スクイージー要素と表面との間に開口部が作り出され、装置の後方向ストロークにおいてノズルにごみが進入可能になる。これは比較的大きな空気漏れをもたらし、作り出された開口部を通って追加の空気が吸引入口に進入することを可能にする。一方、スクイージーは閉ポジションでは吸引エリアを少なくとも部分的に密閉し、装置の前方向ストロークの間表面上を滑る又はワイプする。
【００３７】
したがって、スクイージーの切り替えは吸引エリア内に望ましくない圧力変化をもたらす。よって、一定の負圧及び流速を実現するためには、真空アグリゲートを２つの動作点の間で切り替える必要がある。２つの動作点を選択可能にすることにより、高価な専用の真空アグリゲートを備える複雑なシステムが必要になる。
【００３８】
この問題は、吸引入口の状況及びスクイージーの位置（開又は閉ポジション）とは独立して、吸引入口と吸引出口との間のほぼ一定の気流を定める制限要素によって克服される。
【００３９】
一実施形態によれば、前記制限要素は、前記吸引入口と前記吸引出口との間の前記吸引エリア内のある位置において前記ノズルハウジングと前記ブラシとの間の距離を減少させるハウジングパーツによって実現される。ハウジングは、好ましくはブラシに対して同心円状に、又は少なくとも部分的に同心円状に配置される。ハウジングの上記部分は、吸引入口と吸引出口との間の任意の位置におけるブラシとハウジングとの間の径方向距離を減少させる。このようにすることで、ブラシ及びノズルハウジングの内壁によって一種の流れ制限が形成される。したがって、吸引チャネル（吸引エリアとも表される）はこの位置を通る空気、ごみ、及び液体に対してほぼ閉じているかのようである。しかし、ブラシ要素の上記特性のため、依然として一定量の空気、ごみ、及び液体がブラシ要素間の空間によって輸送される。これは、系の比較的一定な動作点をもたらす。したがって、真空アグリゲートの過負荷は最小であり、これは真空アグリゲートの長寿命化をもたらす。また、最小の加負荷は真空アグリゲートの騒音発生を抑制する。さらに、最小の過負荷は真空アグリゲートの要求サイズ及び重量を削減し得り、安価なソリューションをユーザに提供し得る。さらに、製造者の設計の自由度が高くなる。
【００４０】
言い換えれば、制限要素は吸引エリアを２つの部分領域に分割する。第１部分領域は吸引入口と制限要素との間のブラシとノズルハウジングとの間の空間に位置し、第２部分領域は制限要素と吸引出口との間のブラシとノズルハウジングとの間の空間に位置する。流れ制限により、上記第２部分領域内には一定の負圧及び流速が適用され得り、第２部分領域内に適用される負圧及び流速は第１部分領域内の圧力特性から独立している。本実施形態における上記圧力範囲５〜３０ｍｂａｒは、上記第２部分領域内の負圧を表し、第１部分領域ではより高い圧力が生じてもよい。
【００４１】
ごみ放出期間の間、ブラシは上記自己洗浄処理のための空間を必要とするため、制限要素、例えばハウジングの前記部分は、好ましくは空間エリア内の小さい部分のみを占める。良好な自己洗浄結果を得るべく、制限要素とノズル出口との間に十分な空間を保証するために、制限要素は好ましくはノズル入口の近くに配置される。言い換えれば、吸引エリアの上記第１部分領域は、好ましくは吸引エリアの上記第２部分領域より小さい。
【００４２】
他の実施形態によれば、上記制限要素は、吸引入口と吸引出口との間の吸引エリア内のある位置においてブラシと接触するハウジングパーツによって実現される。制限要素の位置におけるブラシとノズルハウジングとの接触は、上記第１及び第２位置における上記密閉効果と同様の密閉効果を実現する。ブラシとノズルハウジングとの接触は、最大限の流れ制限をもたらす。これは、第２部分領域における比較的一定な吸引をもたらし、一定の負圧及び流速を実現するために真空アグリゲートが駆動されるべきほぼ一定の動作点を提供する。ブラシ要素の上記特性により、この場合においても、一定量の空気、ごみ、及び液体がブラシ間の空間によって輸送され得る。
【００４３】
本発明の一実施形態によれば、前記駆動手段は、前記ブラシが回転している間、特に、前記ブラシ要素が前記表面から離れているごみ放出期間において、前記ブラシ要素の先端部において少なくとも３，０００ｍ／ｓ２の遠心加速度を実現する。本発明の他の実施形態によれば、前記駆動手段は前記先端部において、遠心加速度７，０００ｍ／ｓ２以上、より好ましくは１２，０００ｍ／ｓ２を実現することが好ましい。
【００４４】
少なくとも、ブラシが回転しておりブラシ要素が表面から離れているごみ放出期間中、先端部を支配する加速度の最小値３，０００ｍ／ｓ２は、本発明の環境において実施された実験結果によってサポートされることに留意されたい。これらの実験は、本発明に係る装置の清掃性能がブラシの角速度とともに向上することを示し、これは、ブラシの回転中、ブラシ要素の先端部における加速度が上昇することを示す。また、これらの実験は、これらの加速度において密閉効果が向上することを示した。
【００４５】
駆動手段がブラシ要素の遠心加速度を上記範囲内で実現するように適合されるとき、ブラシ要素が清掃される表面から離れている期間、すなわち、ブラシ要素がノズルハウジング内に位置している期間、ブラシ要素に付着している液滴は霧状で放出される可能性が高い。
【００４６】
他の好ましい実施形態によれば、複数の前記ブラシ要素の線密度が、少なくとも前記ブラシ要素の先端部において、１５０ｇ／１０ｋｍ未満、好ましくは２０ｇ／１０ｋｍ未満である。
【００４７】
ブラシ要素はプラスティック材料によって形成され、適切な例はポリエステル及びナイロンである。複数の、又は好ましくは大半のブラシ要素の線密度は、少なくとも先端部において１５０ｇ／１０ｋｍ未満、好ましくは２０ｇ／１０ｋｍ未満である。この場合、ブラシ要素は従来技術において知られる多くの場合とは反対に、非常に柔らかく柔軟であると分類され得る。これは、ブラシ要素が、少なくとも先端部において、屈曲するのに十分なほど柔軟であり、清掃される表面からごみ粒子及び液滴を拾い上げられることを保証する。また、ブラシ要素の変形、より正確には変形が起こり得る速度は、ブラシ要素の線密度によっても影響を受ける。
【００４８】
また、ブラシ要素の線密度はブラシを回転させるために必要な力にも影響する。ブラシ要素の線密度が比較的低いと柔軟性は比較的高く、清掃される表面と接触する際にブラシ要素を曲げるために必要な力は比較的低い。これは、ブラシ要素と表面との間に発生する摩擦力が低く、よって表面の加熱及びこれに付随する表面の損傷を防ぐことができることを意味する。ブラシ要素の比較的低い線密度の他の利点は、摩耗への抵抗が比較的高い、尖った物体等による損傷の可能性が比較的低い、及び表面にかなりの凸凹が存在する場合であっても、接触が保たれるように表面をなぞれることである。
【００４９】
上記線密度、すなわち、ｇ／１０ｋｍ単位で表される線密度は、Ｄｔｅｘ値としても表され得る。
【００５０】
出願人によって実施された実験は、上記範囲内のＤｔｅｘ値が技術的に可能であり、良い清掃結果を提供することがわかった。しかし、Ｄｔｅｘ値の上限値がさらに低いブラシ要素、例えば１２５、５０、２０又は場合によっては５（ｇ／ｋｍ）のブラシ要素を適用することによって、清掃結果をさらに向上させることができる。
【００５１】
ブラシ要素の線密度及びブラシ要素の先端部における上記加速度の組み合わせは、回転ブラシの最適な清掃結果を生み出す組み合わせであり、ブラシによって衝突されるごみ粒子及びこぼれている液体は実質的に全てブラシ要素によって拾い上げられ、ノズルハウジング内のある位置において放出される。当然ながら、ごみ除去及び乾燥処理が同時に実現される、粒子及び液体の効率的な拾い上げは、清掃において有利である。効率的な後続の放出プロセスは、清掃される表面へのごみ及び／又は液体の再導入を防ぐことができるという点で有利である。本発明に係るブラシ及び上記スクイージー要素との組み合わせ、並びに駆動手段によって実現される動作パラメータにより、粒子を液滴内に捕捉し、粒子を効果的に大きくしてフィルタリングを容易にすることができる。さらに、このパラメータの組み合わせは上記第１及び第２位置における上記密閉効果を向上させ、さらに、上記制限要素が設けられる場合、制限要素の位置における密閉要素も向上される。
【００５２】
線密度に関する上記パラメータ及びブラシ要素の先端部において実現される遠心加速度の組み合わせは、従来技術の知識に基づいて発見されていない。表面を清掃するために用いられる、ごみ及び液体を持ち上げることができる単一の回転ブラシを自律的且つ最適に機能させ、これによって従来以上の清掃特性を実現しつつ、必要なスクイージー要素の数を減らすことができる可能性に、従来技術は関連してさえいない。
【００５３】
少なくとも１つの回転デバイスが本発明に説明されるように提供及び操作されると、液体は、清掃される表面から効果的に除去されることが保証され、ブラシのブラシ要素によって捕捉され、且つ／又は液体とともに運ばれ得る、ごみ粒子に関しても同様である。ノズルハウジングの片側では回転ブラシのブラシングによって行われ、他方の側ではスクイージー要素が常に表面と接触して表面をワイプすることによって行われる清掃処理は、硬い表面への適用に特に適している。硬い表面の例は、硬い床、窓、壁、テーブルトップ、硬い材料からなる皿、側壁等である。
【００５４】
他の好ましい実施形態によれば、前記清掃装置は、前記ブラシ軸を、前記表面から、前記ブラシ要素が完全に伸長した状態にある前記ブラシの半径より小さい距離に位置決めし、動作中に前記表面と接するブラシの部分の押し込みを実現する位置決め手段をさらに有し、前記押し込みは、前記ブラシ直径の２〜１２％である。
【００５５】
よって、ブラシが表面と接触するとブラシ要素は曲がる。したがって、ブラシの回転中、ブラシ要素が表面と接触すると、ブラシ要素の外観は伸長状態から屈曲状態に変わり、ブラシ要素がブラシの回転中に表面から離れると、ブラシ要素の外観は屈曲状態から伸長状態に変化する。また、ブラシの押し込みは、上記第２位置におけるブラシと表面との間の上記密閉効果を向上させる。上記値と同程度又はそれ以上の範囲をブラシとノズルハウジングとの間に設定してもよい。これは、運転中、前記第１位置においてハウジングに接触するブラシ部の押し込みを実現するために、ブラシ要素が完全に伸長したブラシの半径より小さい距離ノズルハウジングから離れた位置にブラシ軸を配置する位置決め手段を提供することによって実現される。押し込みの範囲は、ブラシ直径の２〜１２％である。これは、上記第１位置におけるブラシとノズルハウジングとの間の上記密閉効果の向上にもつながる。
【００５６】
ブラシの押し込みの実践的な範囲は、ブラシ要素の完全伸長状態におけるブラシの直径の２〜１２％である。実際の状況において、上記ブラシの直径は適切な測定を実行することによって求めることができ、例えば、ブラシの回転速度で動作するハイスピードカメラ又はストロボスコープを用いることによって求めることができる。
【００５７】
ブラシ要素がごみ粒子又は液体と接触するとき、又は、ブラシが表面に対して押し込まれる場合、ブラシ要素は屈曲する。ごみ粒子及び液体が付着しているブラシ要素が表面から離れると、ブラシ要素は伸長し、特にブラシ要素の先端部が比較的高い加速度で移動する。結果として、ブラシ要素の先端部における遠心加速度が上昇する。したがって、上記実施形態に関連して述べられたように、遠心力は付着力より高いので、ブラシ要素に付着する液滴及びごみ粒子はブラシ要素から放たれる。
【００５８】
回転ブラシの清掃機能において追加の役割を担い得る１つの要因は、ブラシ要素の充填密度である。充填密度が十分高い場合、ブラシ要素間で毛細管現象が起こり、清掃される表面から液体が除去される速度を向上し得る。本発明の一実施形態によれば、ブラシ要素の充填密度は少なくとも３０ブラシ要素タフト／ｃｍ２であり、１タフトあたりのブラシ要素の数は少なくとも５００である。
【００５９】
ブラシ要素をタフトにすると追加の毛管路が形成され、清掃される床からごみ粒子及び液滴を拾い上げるためのブラシの毛管力が上昇する。
【００６０】
ブラシ要素の先端部において上記遠心加速度を実現するために、駆動手段は、本発明の一実施形態によれば清掃装置の運転中、角速度３，０００〜１５，０００回／分、より好ましくは５，０００〜８，０００回／分を実現する。出願人の実験により、角速度６，０００回／分以上でブラシが駆動されるとき、最適な清掃結果が得られることがわかった。
【００６１】
しかし、ブラシ要素の先端部における望ましい遠心加速度は角速度（ブラシの回転数）のみには依存せず、ブラシの半径（直径）にも依存する。したがって、本発明の他の実施形態によれば、ブラシが完全に伸長した状態にあるとき、ブラシの直径は１０〜１００ｍｍ、より好ましくは２０〜８０ｍｍ、最も好ましくは３５〜５０ｍｍの範囲であり、ブラシが完全に伸長した状態にあるとき、ブラシ要素の長さは１〜２０ｍｍ、好ましくは８〜１２ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００６２】
上記したように、提示の清掃装置は非常に良い清掃結果を実現する能力を有する。清掃結果は、清掃される表面を能動的に濡らすことでさらに改善できる。これは、汚れ（染み）除去において特に好ましい。ごみ粒子のブラシ要素への付着を強める過程で用いられる液体は、多様な方法で供給できる。まず、回転ブラシ及び柔軟なブラシ要素は清掃される表面に存在する液体によって濡らすことができる。このような液体の例は水、又は水及び石鹸の混合液である。あるいは、ブラシに清掃液を能動的に供給することによって、例えば、ブラシに液体をしみ出すことによって、又はブラシの中空コア要素内に液体を注入することによって、液体を柔軟なブラシ要素に供給してもよい。
【００６３】
よって、一実施形態によれば、前記清掃装置は、液体を、前記ブラシ軸が延在する前記ブラシの幅１ｃｍあたり６ｍｌ／分未満の速度で前記ブラシに供給する手段を有することが好ましい。液体はこれ以上に高い速度で供給される必要なく、上記速度は液体がごみ粒子の輸送手段としての機能を果たすのに十分であると考えられる。したがって、清掃される表面から汚れを除去する能力を著しく向上できる。少量の液体のみを用いる利点は、繊細な表面、例えば、水等の液体に敏感であると表示される表面であっても処理可能な点である。また、ブラシに供給される液体を保持する貯蔵室の所与のサイズでは、自律時間がより長い、すなわち、貯蔵室が空になって再充填を要するまでにより長い時間がかかる。
【００６４】
意図的に選択され、能動的に供給される液体を用いる代わりに、こぼれた液体、すなわち、清掃される表面から除去されるべき液体を用いることも可能である。例は、こぼれたコーヒー、牛乳、お茶等である。これは、上記のように、ブラシ要素が清掃される表面から液体を除去でき、上記のように液体を遠心力によってブラシ要素から除去できるという点から可能である。上記のブラシとスクイージーとの間の領域において表面に再噴霧する影響は、スクイージー要素が一種のワイパーとして動作することによって再噴霧された液体及びごみを集め、負圧によって残留液体及びごみを吸引することによって克服できる。したがって、スクイージーは残留液体及びごみが真空アグリゲートによって吸引されることなく再び吸引エリアを離れないことを保証する。したがって、スクイージーはある意味ノズルハウジングの片側においてごみ及び液体に対して吸引エリアを閉じる。よって、選択されたブラシ及びスクイージーの組み合わせは非常に良い清掃及び乾燥効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
本発明の上記及び他の側面は、以下で説明される実施形態を参照して説明され、明らかになるであろう。
【００６６】
【図１】図１は、第１動作ポジションにおける、本発明に係る清掃装置のノズル装置の第１実施形態の概略断面図を示す。
【図２】図２は、第２動作ポジションにおける、図１に示すノズル装置の第１実施形態の概略断面図を示す。
【図３】図３は、第１動作ポジションにおける、本発明に係る清掃装置のノズル装置の第２実施形態の概略断面図を示す。
【図４】図４は、第２動作ポジションにおける、図３に示すノズル装置の第２実施形態の概略断面図を示す。
【図５】図５は、本発明の原理を概略的に説明するためのブラシ及びスクイージー要素の拡大図を示す。
【図６ａ】図６ａは、第１動作ポジションにおける、本発明に係る清掃装置のスクイージー要素の概略上面図を示す。
【図６ｂ】図６ｂは、第１動作ポジションにおける、本発明に係る清掃装置のスクイージー要素の概略断面図を示す。
【図７ａ】図７ａは、第２動作ポジションにおける、図６ａ及び図６ｂに示すスクイージー要素の概略上面図を示す。
【図７ｂ】図７ｂは、第２動作ポジションにおける、図６ａ及び図６ｂに示すスクイージー要素の概略断面図を示す。
【図８】図８は、本発明に係る清掃装置全体の概略断面図を示す。
【図９】図９は、清掃装置のブラシの一実施形態の概略断面図を示す。
【図１０】図１０は、ブラシの角速度とブラシの自己洗浄能力との間の関係を説明するためのグラフを示す。
【図１１】図１１は、ブラシの遠心加速度とブラシの自己洗浄能力との間の関係を説明するためのグラフを示す。
【図１２】図１２は、従来技術に係るノズル装置の第１実施例の概略断面図を示す。
【図１３】図１３は、従来技術に係るノズル装置の第２実施例の概略断面図を示す。
【図１４】図１４は、従来技術に係るノズル装置の第３実施例の概略断面図を示す。
【図１５】図１５は、従来技術に係るノズル装置の第４実施例の概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１及び図２は、本発明に係る清掃装置１００のノズル装置１０の第１実施形態の概略的な断面図を示す。
【００６８】
図１において、ノズル装置１０は第１動作ポジションにあり、図２ではノズル装置１０は第２動作ポジションにある。ノズル装置１０は、ブラシ軸１４を軸として回転可能なブラシ１２を有する。ブラシ１２は、好ましくは細いマイクロファイバ毛によって実現される柔軟なブラシ要素１６を備える。柔軟なブラシ要素１６は、ブラシ１２の外周上にほぼ均等に分配される。また、柔軟なブラシ要素１６は、ブラシ１２の回転中に清掃される表面２０と接し、ブラシ要素１６が表面２０と接する拾い上げ期間中に表面２０からごみ粒子２２及び液体２４を拾い上げる先端部１８を有する。
【００６９】
また、ノズル装置１０は、ブラシ１２を所定の回転方向２６に駆動する駆動手段（例えばモータ（図示なし））を有する。ブラシ１２は、少なくとも部分的にノズルハウジング２８によって包囲される。ノズルハウジング２８内におけるブラシ１２の配置は、好ましくはブラシ１２が少なくとも部分的にノズルハウジング２８の底面３０（装置１００の使用中、清掃される表面２０に面する面）から突出するよう選択される。
【００７０】
また、ノズルハウジング２８の底面３０にはスクイージー要素３２が取り付けられる。スクイージー要素３２は、ブラシ１２から間隔を空けて、ブラシ１２の回転中にブラシ要素１６がハウジング２８に進入する側に設けられる。スクイージー３２は、清掃装置１００が移動された際にごみ粒子２２及び液体２４を表面２０上で押す又はワイプするためのワイプ要素の一種として用いられてもよい。スクイージー３２は、好ましくはブラシ軸１４と実質的に平行に延在する。
【００７１】
ブラシ１２の回転中、ブラシ要素１６がハウジング２８から出る第１位置３３において、ブラシ要素１６はハウジング２８とともに実質的に密閉（封止）部を形成する。ブラシ１２の回転中、ブラシ１２が表面２０と接触する第２位置３５において、ブラシ１２と表面２０との間に他の密閉（封止）部が実現される。このように、少なくとも上記第１及び第２位置において密閉される、ブラシ１２、ハウジング２８及び表面２０によって囲まれた空間によって吸引エリア３４が規定される。本発明の意味での吸引エリア３４は、ブラシ１２、スクイージー３２、及びノズルハウジング２８間のエリアのみを示さず、ブラシ要素１６がノズルハウジング２８内にあるブラシ１２が回転中の期間のブラシ要素１６間の空間、及びスクイージー３２とブラシ１２との間に規定されるエリアをも示す。下記において、後者のエリアは吸引エリア３４に開く吸引入口３６とも表される。
【００７２】
本発明の文脈において、「密閉部」又は「密閉」は、ノズル１０の周辺領域３７への完全な密閉、又は吸引エリア３４における完全密閉真空の生成を意味しない。そうでなければ、ごみ２２及び液体２４を表面２０から拾い上げることができないからである。本発明の文脈において、「密閉部」又は「密閉」は上記２つの位置３３，３５における空気漏れが最小の一定流速に抑えられる状況、言い換えれば、第１位置３３におけるハウジング２８とブラシ１２との間の領域、及び第２位置３５におけるブラシ１２と表面２０との間の領域を少量の空気しか通り抜けられない状況を指す。このように、一種の制限が提供され、上記２つの位置３３，３５における望ましくない多量の空気漏れを防ぐことができる。空気のほとんどがブラシ要素１９間に生じる空間３９内に導かれる。
【００７３】
ブラシ１２の密閉特性は、ブラシ１２の外周にほぼ均等に分配された柔軟なブラシ要素１６を備えるブラシ１２の使用によるものである。ブラシ１２を駆動手段（図示なし）によって回転駆動すると、発生する遠心加速度により柔軟なブラシ要素１６は真っ直ぐに伸びて硬くなり、一種の「壁」を形成する。よって、例えるならば、駆動中のブラシ要素１６は多数の木々を有する森のようであり、木々が気流を妨げる。上記「壁」はほぼ均等な円筒として考えることができる。しかし、この円筒は完全に閉じているわけではない。ブラシ１２の細い繊毛１６の間には、ごみ粒子２２及び液滴２４を輸送し得る非常に細い空間３９が生じ得る。このごみ２２及び液体粒子２４の輸送は主に、ブラシ要素１６間の上記空間３９内に生じる付着力及び／又は毛管力によって実現される。この付着及び／又は毛細管現象は、ブラシ要素１６が小さい物質密度を有する場合に特に顕著である。ブラシ要素１６は柔軟な細いマイクロファイバ毛として実現されるため、繊維１６のいわゆる「壁効果」及び「密閉効果」はブラシ１２の回転中にのみ起こり、ブラシ１２が回転していない場合、ブラシ要素１６はいくぶんか垂れ下がる。
【００７４】
上記第１位置３３における密閉は、例えばノズルハウジング２８又はハウジング２８の部分４１を、ブラシ要素１６がハウジング２８から出る領域においてブラシ１２の近くに配置し、この領域のハウジング２８とブラシ１２との間に細いチャネル４３を形成することによって実現される。ハウジング２８とブラシ１２との間の距離が約０．５ｍｍのとき、良い密閉結果が得られた。
【００７５】
他の実施形態によれば、ハウジング２８とブラシ１２との間の細いチャネル４３は、上記第１位置３３に配置されるハウジング２８の狭窄部４５によって形成される（図３）。この狭窄部４５は好ましくはブラシ１２に平行に、より正確には、ブラシ１２の末端方向に平行に延在する。かかる狭窄部４５（図３）はハウジングパーツ４１（図１）より長いチャネル４３を形成し、これは密閉効果を向上させる。密閉効果はチャネル４３の長さと比例して向上することに留意されたい（上記長さはブラシ１２の末端方向の寸法を指す）。また、密閉効果はブラシ１２とハウジング２８との間の距離に依存する（上記距離はブラシ１２の半径方向の寸法を指す）。
【００７６】
概略的に図示される真空アグリゲート３８によって、ブラシ１２及びスクイージー３２と衝突して集められたごみ粒子２２及び液体２４を吸引するための吸引エリア３４内に負圧が生成される。真空アグリゲート３８は、吸引エリア３４につながるノズル１０の吸引出口４７に接続されている。本発明によれば、上記負圧は好ましくは３〜７０ｍｂａｒ、より好ましくは４〜５０ｍｂａｒ、最も好ましくは５〜３０ｍｂａｒである。負圧が７０ｍｂａｒ以上の一般的な真空掃除機と比べると、この負圧はかなり低い。しかし、ブラシ１２の上記特性のため、上記負圧の範囲内でも非常に良い清掃結果を実現することができる。よって、より小さい真空アグリゲート３８を用いることもできる。これは、真空ポンプの選択の自由を広げる。
【００７７】
ブラシ１２は水２４も拾い上げることができるため、図１２及び図１３に例示的に示されるダブルスクイージーソリューションは必要ない。これは、水が、生成される負圧によって床２０から拾い上げられるだけでなく、ブラシ１２によって能動的に床２０から持ち上げられることに主に基づく。図１に示すように、ノズル１０が表面２０上を後方向ストロークで動かされた場合であっても、スクイージー３２及び吸引入口３６が通過した後も表面２０上に残る水２４及びごみ粒子２２、すなわち、吸引入口３６において吸引エリア３４に印加される負圧によって表面２０から直接吸引されなかった水及びごみは、ブラシ１２と衝突して持ち上げられる。この意味での後方向ストロークは意図された移動方向４０へのノズル装置１０の移動を示し、表面２０上に存在するごみ及び液体粒子２２、２４がブラシ１２に衝突する前にスクイージー３２と衝突する方向を示す。この状況は、図１に例示的に示される。
【００７８】
ブラシ１２に能動的に水が噴霧される場合（実践では表面２０の染み又は汚れ除去を改善するためにたびたび実施される）、このような後方向ストロークは、ブラシ１２が噴霧された水を再び拾い上げることができなかった場合、表面上に清掃液を残すことになる。この場合、床２０からの水の除去を保証するためには追加のスクイージーを使用しなければならない。しかし、これはブラシ１２の提示の特性によるものであり、ブラシ１２の駆動速度及びスクイージー３２との組み合わせは必ずしも本発明に基づかなくともよい。
【００７９】
前方向ストローク（図２中の矢印４０）と同様に、後方向ストローク（図１中の矢印４０）でも良い清掃結果を保証するためには、スクイージー要素３２は、好ましくはノズル１０の表面２０に対する移動方向４０に応じて、スクイージー３２を開ポジションと閉ポジションとの間で切り替えるための切り替え手段４２を有する。ノズルが、スクイージー要素３２が（清掃装置１００の移動方向４０で見て）ブラシの背後に位置する前方向ストローク（図２）で動く場合、スクイージー３２は閉ポジションに配置される。この閉ポジションにおいて、スクイージー３２は、表面２０上をいくらか滑ることによって、ごみ粒子２２及び液体２４を表面２０上で押す又はワイプする。このような前方向ストロークにおいて、スクイージー３２は、持ち上げられなかった又はブラシ１２から表面２０に噴霧された残留水を表面２０から集める一種のワイパーとして作用する。スクイージー３２によって集められた残留水は吸引エリア３４内の負圧によって吸引される。
【００８０】
一方、ノズル１０が、スクイージー３２が（移動方向４０で見て）ブラシ１２の前に位置し、表面上のごみ粒子２２及び液体がブラシに衝突する前にスクイージー３２に衝突する、後方向ストローク（図１）で動かされる場合、スクイージー３２は開ポジションに配置される。この後方向ストロークにおいて、切り替え要素４２はスクイージー３２を開ポジションに切り替え、表面２０からのごみ粒子及び液体がスクイージー４３と清掃される表面２０との間の開口部４４を通って吸引エリア３４に入ることができるようにする。このように、ごみ粒子２２及び液体２４は吸引入口３６において吸引エリア３４に入ることができ、また、表面２０からごみ粒子２２及び液体２４を拾い上げるブラシ１２に衝突する。
【００８１】
スクイージー３２が開ポジションに切り替えられないとすると、非常に小さいごみ粒子２２しか吸引入口３６に到達できなくなり、ごみ２２及び液体２４のほとんどが、吸引エリア３４に入ることなくスクイージー３２によって巻き込まれ、表面２０上で押される。これは、当然ながら弱い清掃及び乾燥効果をもたらす。
【００８２】
スクイージー要素３２のこの方向依存切り替えを保証するため、スクイージー３２は、好ましくは清掃装置１００の移動方向に応じて自身の長さ方向を軸にして曲がることができるフレキシブルなゴム製リップ４６を有する。図６及び図７は、スクイージー３２の拡大概略図を示す。図６は、スクイージー３２の閉ポジションを示し、図７は、スクイージー３２の開ポジションを示す。
【００８３】
スクイージー３２が表面２０に触れるゴム製リップ４６の下端付近に配置されたスタッド５０は、清掃装置が表面２０上を、ゴム製リップが（移動方向４０で見て）ブラシ１２の前方に配置される後方向４０（図１）に動かされる場合、ゴム製リップ４６を表面２０から少なくとも部分的に持ち上げるよう適合されている。この場合、ゴム製リップ４６を減速し、スタッド５０をめくる一種のストッパーとして作用する、表面２０とスタッド５０との間に起こる自然な摩擦に主によって、ゴム製リップ４６が持ち上げられる。スクイージー３２は、これによってスタッド５０上で滑るようになり、ゴム製リップ４６はスタッド５０によって持ち上げられ、ゴム製リップ４６と表面２０との間の空間に開口部４４が生じる（図７ａ及び図７ｂ参照）。
【００８４】
一実施形態によれば、ノズル１０はさらに、吸引エリア３４内、吸引入口３６と吸引出口４７との間に配置される制限要素４９を有する（図１〜４参照）。上記制限要素４９は、好ましくはブラシ軸１４に平行に、ブラシ１２及び／又はハウジング２８の全長に沿って延在する。
【００８５】
制限要素４９は、吸引入口３６と吸引出口４７との間の空間の吸引エリア３４において、負圧によって生じる吸引効果及び流速を制御するよう適合される。制限要素４９は、吸引エリア３４内に少なくとも部分的に突出し、吸引入口３６と吸引出口４７との間の吸引効果及び流速を少なくとも部分的に制限するノズルハウジング２８の一部（又は部品）によって実現される。このように、ブラシ１２及びノズルハウジング２８によって一種の流れ制限が形成される。したがって、吸引チャネル３４（吸引エリア３４）は、この位置において空気、ごみ２２、及び液体２４をほぼ通さないように見える。しかし、ブラシ要素１６の上記特性のため、ブラシ要素１６間の空間３９によって一定量の空気、ごみ、及び液体が依然として輸送される。これは、系の動作点を比較的一定にする。
【００８６】
これは、スクイージー３２が開ポジションから閉ポジションに切り替わる場合、特に好適である（図１及び図２、並びに図６及び図７）。スクイージー３２の開ポジションにおいて、開かれた開口部４４を通じて追加の空気が吸引入口３６に入ることができる。一方、閉ポジションにおいては、スクイージー３２は吸引エリア３４を少なくとも部分的に閉じる。したがって、スクイージー３２の切り替えは吸引エリア３４における望ましくない圧力変化をもたらす。
【００８７】
この問題は、吸引入口３６と吸引出口４７との間のほぼ一定な流量を定める制限要素４９によって克服される。
【００８８】
制限要素４９は吸引エリア３４を２つの部分領域５１，５３に分割する。第１部分領域５１は吸引入口３６と制限要素４９との間に規定される。第２部分領域５３は制限要素４９と吸引出口４７との間に規定される。
【００８９】
ごみ放出期間中、ブラシ１２は上記自己洗浄処理のための空間を必要とするため、制限要素４９は好ましくは可能な限り小さい。この場合において「小さい」とは、ブラシ１２の末端方向で見て制限要素４９の横方向寸法が小さいことを意味し、制限要素４９とブラシ１２との間に短いトンネルを形成するためである。制限要素４９とノズル出口４７との間に十分な空間を保証するために、制限要素４９は好ましくはノズル入口３６の近くに配置される。言い換えれば、吸引エリア３４の上記第１部分領域５１は、好ましくは吸引エリア３４の上記第２部分領域５３より小さい。
【００９０】
ただし、吸引入口３６と吸引出口４７との間に配置される限り、制限要素は吸引エリア３４内のどこにでも配置できることに留意されたい。制限要素はブラシ１２に接触してもよい。ブラシ１２及びノズルハウジング２８の接触は、最大限の流れ制限を生じる。これは、上記と同様に、第２部分領域５３における比較的一定な吸引を提供し、一定の負圧及び流速を実現するために真空アグリゲート３８が駆動される必要があるほぼ一定の動作点をもたらす。
【００９１】
ノズル装置１０の第２実施形態を示す図３及び図４は、第１実施形態（図１及び図２）と比較して、スクイージー３２及びブラシ１２の位置が本発明の範囲を逸脱することなく交換できることを示している。この場合、スクイージー３２はブラシ軸１４に関して、ノズルハウジング２８の反対側に配置される。この場合、ノズル１０が、スクイージー３２が（移動方向４０で見て）ブラシ１２の前方に位置する前方向ストローク（図３）で動かされる場合、スクイージー要素３２は当然開ポジションになくてはならない。そうでなければ、液体２４及びごみ粒子２２はやはり吸引入口３６及び吸引エリア３４に入ることができない。
【００９２】
一方、スクイージー３２は、本実施形態に係るノズル１０が、ブラシ１２が（移動方向４０で見て）スクイージー３２の前方に位置し、最初にごみ及び液体粒子２２、２４に衝突する後方向ストローク（図４）で動く場合、スクイージー３２は閉ポジションになくてはならない。この場合、スクイージー３２はやはり表面２０上を滑るワイパーとして作用し、表面２０上に残るごみ及び液体粒子２２、２４を集める。
【００９３】
また、図３及び図４は制限要素４９の位置が図１及び図２に示す位置から変更されていることを示す。しかし、これは単にノズル構成が異なるためである。上記の場合と同様に、制限要素４９は吸引入口３６と吸引出口４７との間に配置される。
【００９４】
図１及び図２に示す第１実施形態を図３及び図４に示す第２実施形態と比較して、残りの構成、すなわち、ブラシの特性及びノズルハウジング２８の特性は同じままであることに留意されたい。ノズルハウジング２８のスクイージー３２が配置されている側からブラシ要素１６が入るように、ブラシ１２の回転方向２６が決定されなければならないため、ブラシ１２の回転方向２６さえも同じままでなければならない。そうでなければ、これはブラシ１２及びスクイージー要素３２の上記相互作用を実現できない。
【００９５】
図５は、本発明の原理を概略的に説明するために用いられる、ブラシ１２及びスクイージー３２の拡大図を示す。スクイージー３２とブラシ１２との間に吸引チャネル３４が形成される。ブラシ１２の上記密閉特性により空気漏れは最小限に抑えられるため、吸引チャネル３４（吸引エリア３４）内の負圧は最小の力によって達成される。
【００９６】
汚れ（染み）除去のためのみに用いられる従来技術のブラシとは対照的に、本明細書で提示される柔軟なブラシ要素１６を有する柔らかいブラシ１２は表面２０から液体を拾いあげる能力を有する。よって、第２スクイージー要素は必要ない。密閉ブラシ１２が液体２４を拾い上げることが可能であり、また同時に吸引エリア３４からノズル１０の周囲３７への空気漏れを減らすことができるため、密閉ブラシ１２自身が一種のスクイージーとして作用する。スクイージーと比較すると、密閉ブラシ１２は粗いごみに対して開いているというメリットを有する。
【００９７】
以下、ブラシ１２及び駆動手段の好ましい技術的特性を提示する。ブラシ１２は、好ましくは２０〜８０ｍｍの直径を有する。複数、好ましくは大半のブラシ要素１６の線密度は、少なくとも先端部１８において、１５０ｇ／１０ｋｍ未満になるように選択される。ブラシ１２の幅、すなわち、ブラシ１２の回転軸１４が延在する方向のブラシ１２の寸法は、例えば約２５ｃｍである。  
【００９８】
ブラシ１２のコア要素５２の外表面上には、タフト５４が設けられている（図９参照）。各タフト５４は、ブラシ要素１６と呼ばれる数百本の繊維要素を有する。例えば、ブラシ要素１６は直径約１０ｍｍオーダーで、１５０ｇ／１０ｋｍ未満のＤｔｅｘ値を有するポリエステルによって形成される。ブラシ要素１６の充填密度は、ブラシ１２のコア要素５２の外表面において少なくとも３０タフト／ｃｍ２であり得る。
【００９９】
ブラシ要素１６は同一でなくともよい。ただし、ブラシ１２のブラシ要素１６の大半の線密度が、少なくとも先端部１８において１５０ｇ／１０ｋｍ未満である場合、上記密閉効果を向上することができる。ただし、この場合、多数のタフト５４が必要である。
【０１００】
駆動手段は、好ましくはブラシ１２を少なくとも６，０００回／分の角速度で回転可能でもよい。また、駆動手段は、特に、ブラシ１２が回転している間、ブラシ要素１６が表面２０から離れているごみ放出期間中、ブラシ要素１６の先端部１８において少なくとも３，０００ｍ／ｓ２の遠心加速度を実現する。
【０１０１】
回転ブラシ１２により、特にブラシ１２のブラシ要素１６により、ごみ粒子及び液体２４が表面２０から拾い上げられ、清掃装置１００内の回収部に運ばれる。ブラシ１２の回転により、第１位置で表面と第１の接触が起こる瞬間がある。接触の範囲は、ブラシ要素１６が、ブラシ要素１６の先端部１８が表面２０と接触するように曲げられるまで、増加する。先端部１８は表面２０上を滑り、その過程でごみ粒子２２及び液体２４に衝突し、この衝突により、多量の液体２４及び／又はごみ粒子２２が清掃される表面２０から動かされて、ブラシ１６の吸着力によって持ち去られ得る。この過程において、ブラシ要素１６は、粒子２２、２４を捕捉及び引きずる鞭のようにいくらか作用してもよく、これはバンドブレーキの機能に類似する機能に基づき、粒子２２、２４を強制的に閉じ込めて離さない。また、拾われる液体２４は、空気中に表面２０から離れていく液体の糸を引きずり得る。ブラシ要素１８の先端部１９において発生する加速度は、ブラシ要素が回転中に床２０から離れると、ごみ粒子２２及び液滴２４をブラシ１２から自動的に離脱させる。全てのごみ粒子２２及び液滴２４が真空アグリゲート３８によって直接吸引可能ではないため、ブラシ要素１６が表面２０から離れる領域において、少量のごみ及び液体が表面２０上に放り出される。しかし、この表面２０への再噴霧の効果は、一種のワイパーのように動作することによって再噴霧された液体及びごみを回収するスクイージー要素３２によって克服することができ、残留液体２４及びごみ２２はその後負圧によって吸引される。よって、液体２４及びごみ２２は吸引されることなく吸引エリア３４を再び離れることはない。
【０１０２】
上記技術的パラメータを適用することにより、ブラシ要素１６は表面２０に対して軽いスクラビング効果を有し、これは液体２４及びごみ２２の表面２０への付着に対抗することを助ける。
【０１０３】
ブラシ１２の回転中、表面２０上でのブラシ要素１６の移動は、接触が最終的に失われるまで続く。接触がなくなると、ブラシ１２の回転によってもたらされる、ブラシ要素１６に作用する遠心力の影響により、ブラシ要素１６は本来の伸びきった状態をとる。伸びきった状態に戻るように力が働く際にブラシ要素１６は曲がっているため、ブラシ要素１６の先端部１８には追加の伸長加速度が存在し、ブラシ要素１６は鞭のしなりに似た動きにより曲がった状態から伸長した状態に移行する。好ましくは、ブラシ要素１６がほぼ伸長状態に戻った時点における先端部１８の加速度は、少なくとも３，０００ｍ／ｓｅｃ２という要求事項を満たす。
【０１０４】
上記動作中にブラシ要素１６の先端部１８に作用する力の影響下において、これらの力は付着力よりかなり高いため、多量のごみ粒子２２及び液体２４がブラシ要素１６から放出される。よって、液体２４及びごみ粒子２２は表面２０から離れる方向に飛ばされる。液体２４及びごみ粒子２２の大半はその後真空アグリゲートによって吸引される。上記のように、スクイージー要素３２及び吸引エリア３４内で生成される負圧により、ブラシ１２から表面２０に再噴霧される液体２４及びごみ２２の残留部分も回収されて吸引されることが保証される。
【０１０５】
加速の影響下において、液体２４は小さな液滴状で発射され得る。これは、ごみ／空気回転分離機として作用する真空ファンアグリゲート３８、特に真空アグリゲート３８の遠心ファンによって実行されるような分離プロセスにとって好適である。遠心ファンによって作用する力のような吸引力は、ブラシ１６による上記液体及びごみの拾い上げプロセスには関与しないことに留意されたい。しかし、これらの吸引力は、スクイージー３２によって回収されたごみ及び液体を拾い上げるのに必要である。
【０１０６】
上記の各ブラシ要素１６の機能の他に、ごみ２２及び液体２４を拾い上げるプロセスに寄与する他の効果、すなわちブラシ要素１６間の毛細管現象が起こり得る。この点において、ブラシ要素１６を有するブラシ１２は、多量のペンキ内に浸され、ペンキが毛管力によってブラシ１２に吸着するブラシ１２に類似する。
【０１０７】
上記より、本発明に係るブラシ１２は以下の特性を有する。
−ブラシ１２の回転の非接触期間、柔軟なブラシ要素１６を有する柔らかいタフト５４は遠心力によって伸長される。
−柔らかいタフト５４は表面２０に触れると曲がり、遠心力を受けると真っ直ぐに延在するため、ブラシ１２と清掃される表面２０とが完全にフィットし得る。
−ブラシ１２は十分に高い遠心力により自身を常に洗浄し、一定の洗浄結果が保証される。
−タフト５４の非常に低い曲げ剛性のため、表面２０とブラシ１２との間の熱生成は極めて小さい。
−表面２０にしわ又は凹みが存在したとしても、液体が多くの従来装置においてそうであるように気流によって拾い上げられるのではなくタフト５４によって拾い上げられるという事実に基づき、表面２０からの液体の非常に均等な拾い上げ、及び非常に均等な全面的な清掃結果を実現することができる。
−ごみ２２はタフト５４によって表面２０から穏やかではあるが効果的な方法で除去され、ブラシ要素１６の低い剛性により、エネルギーの最も効率的な使用を実現できる。
【０１０８】
比較的に低い線密度値のため、ブラシ要素１６は非常に低い曲げ剛性を有する可能性があり、タフト５４に束ねられたとき、元の形状を維持できない可能性がある。従来のブラシにおいて、ブラシ要素は開放されるとはね返る。しかし、上記のような非常に低い曲げ剛性を有するブラシ要素１６は、弾性力が各ブラシ要素間に存在する内部摩擦力を超えることができないほど小さいため、はね返らない。よって、タフト５４は変形後つぶれたままであり、ブラシ１２が回転しているときだけ伸長している。
【０１０９】
清掃される表面と接触するための硬いブラシを有する従来装置と比べて、本発明に係るブラシ１２は、ブラシ要素１６が液体２４及びごみ２２を拾い上げ、清掃される表面２０から持ち去り、次回に表面２０と再び接触する前にブラシ要素１６から投げ出されるという作動原理により、非常に優れた清掃結果を実現することができる。
【０１１０】
図８は、本発明に係る清掃装置１００の全体図を示す。この概略的な構成によれば、清掃装置１００は、ブラシ１２がブラシ軸１４に回転可能に設置されるノズルハウジング２８を有する。例えば電気モータ（図示なし）等の通常のモータによって実現され得る駆動手段が、回転するブラシ１２を駆動するために、好ましくはブラシ軸１４に接続される、又は場合によってはブラシ軸１４上に設けられる。モータは、清掃装置１００内の他の任意の適切な位置に設けることができることに留意されたい。
【０１１１】
ノズルハウジング２８内には、ブラシ１２の回転軸１４を清掃される表面２０から所定の距離に維持するための車輪（図示なし）等の手段が設けられる。この距離は、ブラシ１２が押されるように選択される。好ましくは、押し込みの範囲は、完全に伸長した状態のブラシ要素１６に対してブラシ１２の直径の２〜１２％である。よって、直径が約５０ｍｍの場合、押し込みの範囲は１〜６ｍｍでもよい。
【０１１２】
上記のように、スクイージー要素３２はブラシ１２から間隔を空けて配置され、ノズルハウジング２８の底面３０に取り付けられる。スクイージー要素３２はブラシ軸１４とほぼ平行に延び、ノズルハウジング２８内、スクイージー要素３２とブラシ１２との間に吸引エリア３４を規定する。吸引エリア３４は、清掃される表面２０に面するノズルハウジング２９の底面３０に位置する吸引入口３６を有する。
【０１１３】
ノズルハウジング２８、ブラシ１２、及びスクイージー要素３２の他に、清掃装置１００は好ましくは以下の部品を備える。
−ユーザによる清掃装置１００の簡単な操作を可能にするハンドル６４。
−水等の清掃液６８を保管する貯蔵室６６。
−清掃される表面２０から拾い上げられた液体２４及びごみ粒子２２を受け取るごみ回収容器７０。
−ごみ回収容器７０を、ノズル１０の底面３０上に吸引入口３６を構成する吸引エリア３４に接続する、例えば中空のチューブ７２の形態をとる流路（本発明で適用される意味では、中空チューブ７２を含む流路は真空アグリゲート３８によって上記負圧が印加される吸引エリア３４としても表され得る）。
−ごみ回収室７０のチューブ７２の反対側に配置された、遠心ファン３８’を含む真空ファンアグリゲート３８。
【０１１４】
説明の完全性のため、本発明の範囲内において、他の及び／又は追加の構成詳細が可能であることに留意されたい。例えば、ごみ２２、２４が最終的にごみ回収室７０に到達する前にまず反射されるよう、上方に放射されるごみ２２、２４を反射する要素を設けてもよい。また、真空ファンアグリゲート３８は、チューブ７２の反対側とは異なる側面に設けられてもよい。
【０１１５】
図９に示す一実施形態において、ブラシ１２はコア要素５２を有する。このコア要素５２は、コア要素５２の壁７６を貫通する多数のチャンネル７４を備える中空チューブの形態を取ってもよい。貯蔵所６６からブラシ１２の中空コア要素５２の内部に洗浄液を運ぶために、例えばコア要素５２の内部に導くフレキシブルなチューブ７８を設けてもよい。
【０１１６】
この実施形態によれば、洗浄液は中空コア要素５２に供給され、ブラシ１２の回転中、液体６８はチャンネル７４を通って中空コア要素５２を脱出し、ブラシ要素１６を濡らす。このようにして、清掃される表面２０上に液体６８がしたたり落ちる又は落ちる。よって、清掃される表面２０は洗浄液６８によって濡らされる。これは、特にごみ粒子２２のブラシ要素１６への付着を向上させ、よって清掃される表面２０から汚れを除去する能力を向上する。
【０１１７】
本発明によれば、液体６８が中空コア要素５２に供給される速度はかなり低くてもよく、例えば、最大速度はブラシ１２の幅１ｃｍあたり６ｍｌ／分でもよい。
【０１１８】
ただし、ブラシ１２内の中空チャンネル７４を用いて清掃される表面２０に能動的に水６８を供給する特徴は、必須の特徴ではない。代替的に、ブラシ１２に外部から噴霧することによって洗浄液を供給してもよいし、単純に使用前にブラシ１２を洗浄液に浸してもよい。意図的に選択された液体を使用する代わりに、すでにこぼれている液体、すなわち、清掃される表面２０から除去される必要がある液体を用いることも可能である。
【０１１９】
上記のように、床からの洗浄液６８の拾い上げは、液体が真空アグリゲート３８により生成される負圧によって吸引される吸引エリア３４に液体を運ぶ、一種のワイパーとして動作することで液体を運ぶスクイージー要素３２によって実行されてもよいし、ブラシ１２によって床から直接拾い上げられてもよい。水を拾い上げられない硬いブラシを有する従来の装置に対して、本発明に係るブラシ１２は水を拾い上げることができる。したがって、実現される清掃結果は非常に優れたものになる。
【０１２０】
ブラシ１２、ブラシ要素１６、及び駆動手段に関する上記技術的なパラメータは、本発明の環境において実行された実験に基づく。
【０１２１】
下記において、実施された実験のうちの１つ及びその結果が記載される。試験されたブラシは、比較的太い繊維及び比較的細い繊維を含む、異なる種類の繊維材料をブラシ要素１６用に備える。また、充填密度及びＤｔｅｘ値が変更された。種々のブラシの具体的な値を下表に示す。
2014524324.tif 000003
【０１２２】
実験は同様な条件下でブラシを回転し、清掃結果、摩耗、及びブラシ１２による処理を受ける表面２０への力を評価することを含む。これは、表面２０上における熱生成の指標を提供する。実験結果を下表に示す。評価５は最高の結果を示し、小さい数字は悪い結果を示す。
2014524324.tif 000004
【０１２３】
実験は、有効な清掃結果を得るためには、水拾い上げ、摩耗挙動、及び消費される力に関してはそれほど良くないが、他の要素の中で、線密度の範囲が１００〜１５０ｇ／１０ｋｍのブラシ要素１６を有してもよいことを証明している。線密度の適切な限界値は１５０ｇ／１０ｋｍであると結論付けられた。ただし、遥かに低い線密度を有する場合、清掃結果及び全ての他の結果は明らかに非常に良い。また、上記密閉効果はＤｔｅｘ値の減少とともに増加する。したがって、１２５ｇ／１０ｋｍ、５０ｇ／１０ｋｍ、２０ｇ／１０ｋｍ、又は場合によっては５ｇ／１０ｋｍ等、より低い限界値を適用することが好ましい。順番が後の方の値では、清掃結果が素晴らしく、水拾い上げが最適で、摩耗が最小で、そして表面２０上での力消費及び熱生成が十分に低いことが保証される。
【０１２４】
ブラシ１２の各回転のいくらかの時間、具体的にはブラシ要素１６が表面２０と接触しないごみ放出期間中のいくらかの時間ブラシ要素１６の先端部１８を支配する加速度の最小値３，０００ｍ／ｓｅｃ２は、本発明の環境において実行された実験結果によってサポートされる。
【０１２５】
下記において、実施された実験のうちの１つ及びその結果が記載される。実験には以下の条件が適用された。
１）直径４６ｍｍ、幅約１２ｃｍで、線密度約０．８ｇ／１０ｋｍのポリエステル製ブラシ要素１６が約８００ブラシ要素１６のタフト５４として、約５０タフト５４／ｃｍ２で配置されるブラシ１２が、モータシャフト上に取り付けられた。
２）ブラシ１２及びモータのアセンブリの重量が求められた。
３）モータの電源が、運転期間１秒後又は運転期間４秒後にモータを止めるタイマーに接続された。
４）ブラシ１２が水によって完全に飽和されるよう、ブラシ１２が水に浸された。使用されるブラシ１２は、見かけで総重量約７０ｇの水を吸収可能であった。
５）ブラシ１２は、角速度１，９５０回／分で回転し、１秒又は４秒後に停止された。
６）ブラシ１２及びモータのアセンブリの重量が求められ、ステップ２）で求められた乾燥重量との違いが算出された。
７）ステップ４）〜６）が、下表に示す角速度の他の値を用いて繰り返された。下表はさらに、１秒後及び４秒後の停止時におけるブラシ１２内の残留水の重量、及び下式によって算出される対応する遠心加速度の値を含む。
ａ＝（２＊π＊ｆ）２＊Ｒ
ａ＝遠心加速度（ｍ／ｓ２）
ｆ＝ブラシング頻度（Ｈｚ）
Ｒ＝ブラシ１２の半径（ｍ）
2014524324.tif 000005
【０１２６】
図１０は２つの異なる停止における角速度と水の重量との間の関係のグラフを示し、図１１は２つの異なる停止における角速度と水の重量との間の関係のグラフを示す。各グラフにおいて、水の重量を鉛直軸に示す。図１０のグラフから、角速度が約４，０００ｒｐｍより低いとき、ブラシ１２による水の放出は著しく減少する。また、６，０００〜７，０００ｒｐｍより高い角速度において、水の放出は比較的安定している。
【０１２７】
ブラシ１２による水放出の遷移は角速度３，５００ｒｐｍにおいて見られ、これは遠心加速度３，０９０ｍ／ｓ２に対応する。これを示すため、図１０及び図１１のグラフは、それぞれ３，５００ｒｐｍ及び３，０９０ｍ／ｓ２を示す垂直線を含む。
【０１２８】
上記において説明された実験の結果に基づき、線密度が１５０ｇ／１０ｋｍ未満という要求事項を満たすブラシ要素１６の自己洗浄能力に関しては、非接触期間中のブラシ要素１６の先端１８における加速度の現実的な最小値は３，０００ｍ／ｓ２であると結論付けられ得る。自己洗浄機能の適切な遂行は良い清掃結果を得るために重要であり、上記において既に説明された。
【０１２９】
説明の完全性のため、本発明に係る清掃装置１００において、遠心加速度は３，０００ｍ／ｓ２未満でもよいことに留意されたい。なぜなら、ブラシ要素１６が伸長しているときに先端１８で発生する加速度は、通常の遠心加速度より高いと予測することができるからである。実験は、加速度に関して最小値３，０００ｍ／ｓ２が有効であることを示し、これは本実験の場合通常の遠心加速度であり、ごみ拾い上げ期間が過ぎ、本発明に係る実際の清掃装置１００に伸長のための空間がある場合のブラシ要素１６の特定の挙動によって引き起こされる高い加速度であってもよく、この場合、回転の他の期間（例えば、ごみ拾い上げ期間）中の通常の遠心加速度がより低くなる可能性を残す。
【０１３０】
本発明によれば、単一のブラシが好ましいが、本発明の範囲を逸脱することなく追加のブラシを用いてもよいことは明白である。
【０１３１】
当業者は、本発明の範囲が下記に記載の例に限定されず、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を逸脱することなく、複数の変形例及び改良例をとり得ることを容易に理解するであろう。本発明は図面及び明細書において詳細に説明されたが、かかる説明はあくまで例示的であり、制限的ではないと理解されたい。本発明は開示の実施形態に限定されない。
【０１３２】
明確性のため、ブラシ要素１６の完全に伸長された状態とは、ブラシ要素１６がブラシ１２の回転軸に対して径方向に完全に伸びており、先端部が曲がっているブラシ要素１６が無い状態であることに留意されたい。この状態は、ブラシ要素１６の先端１８で加速度３，０００ｍ／ｓｅｃ２が実現できる、通常の運転速度で回転しているときに実現できる。ブラシ１２の一部のブラシ要素１６のみが完全に伸長した状態にあり、他の部分はブラシ要素１６が阻害物に衝突するために曲がっている場合がある。通常、ブラシ１２の直径Ｄは、全てのブラシ要素１６が完全に伸長された状態にあるときに求められる。
【０１３３】
ブラシ１６の先端部１８は半径方向で見たブラシ要素１６の外側部、すなわち、回転軸１４から最も離れた部分である。特に、先端部１８はごみ粒子２２及び液体を拾い上げ、清掃される表面２０を滑るよう形成された部分である。ブラシ１２が表面２０に対して押し込められる場合、先端部の長さは押し込みの長さとほぼ同じである。
【０１３４】
また、ブラシ１２と表面２０との間の接触は線接触又は面接触のいずれでもよい。よって、第２位置３５は特有の点、線又は面のいずれでもよい。
【０１３５】
本発明は図面及び明細書において詳細に説明されてきたが、かかる説明は説明のみを目的とし、非制限的であると解されるべきである。本発明は開示の実施形態に限定されない。当業者は、本発明を実施するにあたり、図面、明細書、及び特許請求の範囲を参照することにより、開示の実施形態の他の変形例を理解及び実行できるであろう。
【０１３６】
特許請求の範囲において、「含む（又は、有する若しくは備える）」という用語は他の要素又はステップを除外せず、要素は複数を除外しない。請求項において、単一の要素又は他のユニットが複数のアイテムの機能を満たしてもよい。複数の手段が互いに異なる独立請求項内に記されているからといって、これらの手段の組み合わせを好適に用いることができないとは限らない。
【０１３７】
請求項における参照符号は特許請求の範囲を限定すると解されるべきではない。
【図１】
2014524324.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
2014524324.tif 000013
【図７ｂ】
2014524324.tif 000014
【図８】
2014524324.tif 000015
【図９】
2014524324.tif 000016
【図１０】
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【図１１】
2014524324.tif 000018
【図１２】
2014524324.tif 000019
【図１３】
2014524324.tif 000020
【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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