(57)【要約】  本発明は、ノズル装置（１０）を含む、表面を清掃するためのクリーナ装置に関するものである。当該クリーナ装置は、ブラシ軸線（１４）周りに回転可能なブラシ（１２）であって、このブラシ（１２）には、被清掃面（２０）に接触するとともにブラシ（１２）の回転中に表面（２０）からほこり粒子（２２）及び／又は液体（２４）を拾い上げる先端部（１８）を有するブラシ要素（１６）が設けられている、ブラシ（１２）と、  ブラシ（１２）を回転駆動するための駆動手段と、  回転中にブラシ（１２）から放出されたほこり粒子（２２）及び／又は液体（２４）をブラシ（１２）に跳ね返すように構成されたバウンド面（３３）を含むバウンド要素（３２）であって、バウンド面（３３）が、ブラシ（１２）から離間されているとともに、ブラシ軸線（１４）に対して実質的に平行に延びる、バウンド要素と、  クリーナ装置の移動方向（４０）に依存して表面（２０）に対してバウンド要素（３２）の位置を調整する調整手段（３５）と、を有しており、  調整手段（３５）は、クリーナ装置を前方向に移動させた場合に、バウンド要素（３２）が表面（２０）に対して第１の距離ｄ１を有しており、クリーナ装置の移動方向（４０）から見て、バウンド要素（３２）がブラシ（１２）の背後に位置するような第１の位置にバウンド要素（３２）を配置するように構成されており、クリーナ装置を反対向きの後方向に移動させた場合に、バウンド要素（３２）が表面に対して第２の距離ｄ２を有するような第２の位置にバウンド要素（３２）を配置するように構成されており、ここで、ｄ２は、ｄ１より大きく且つｄ３＊ｔａｎ（α）に等しく、ｄ３は、バウンド面（３３）とブラシ（１２）の位置との間の距離であり、先端部は、ブラシ（１２）の回転中に被清掃面（２０）から（１８）の接触しないようにされており、αは２０°に等しい又は２０°よりも小さい角度である。
2014528313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル装置を含む、表面を清掃するためのクリーナ装置であって、当該クリーナ装置は：
ブラシ軸線の周りに回転可能なブラシであって、該ブラシには、被清掃面に接触するとともに前記ブラシの回転中に前記表面からほこり粒子及び／又は液体を拾い上げるための先端部を有するブラシ要素が設けられている、ブラシと、
前記ブラシを回転駆動するための駆動手段と、
回転中に前記ブラシから放出されたほこり粒子及び／又は液体を前記ブラシに跳ね返すように構成されたバウンド面を含むバウンド要素であって、前記バウンド面は、前記ブラシから離間されるとともに、前記ブラシ軸線に対して実質的に平行に延びる、バウンド要素と、
前記クリーナ装置の移動方向に依存して前記表面に対するバウンド要素の位置を調整する調整手段と、を有しており、
前記調整手段は、前記クリーナ装置を前方向に移動させた場合に、前記バウンド要素が前記表面に対して第１の距離ｄ１を有しており、前記クリーナ装置の移動方向から見て、前記バウンド要素が前記ブラシの背後に位置するような第１の位置にバウンド要素を配置するように構成されており、前記クリーナ装置を反対向きの後方向に移動させた場合に、前記バウンド要素が前記表面に対して第２の距離ｄ２を有するような第２の位置に前記バウンド要素を配置するように構成されており、ここで、ｄ２は、ｄ１より大きく且つｄ３＊ｔａｎ（α）に等しく、ｄ３は、前記バウンド面と前記ブラシの位置との間の距離であり、前記先端部は、前記ブラシの回転中に被清掃面から接触しないようにされており、αは２０°に等しい又は２０°よりも小さい角度である、
クリーナ装置。
【請求項２】
前記調整手段は、バウンド要素が、前記表面に対して第２の距離ｄ２を有するような第２の位置にバウンド要素を配置するように構成されており、ここで、ｄ２は、ｄ１より大きく且つｄ３＊ｔａｎ（α）に等しく、αは、１５°に等しい又は１５°よりも小さく、好ましくは１２°に等しい又は１２°より小さく、より好ましくは９°〜１１°の範囲であり、最も好ましくは１０°に等しい、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項３】
前記調整手段は、距離ｄ１がゼロである第１の位置に前記バウンド要素を配置するように構成されており、前記バウンド要素が前記表面に接触する、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記表面まで第２の距離ｄ２を有する第２の位置に前記バウンド要素を配置するように構成されており、ｄ２は、０．３〜７ミリメートル（ｍｍ）の範囲内にあり、好ましくは０．５〜５ｍｍの範囲内であり、最も好ましくは１〜３ｍｍの範囲内にある、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項５】
バウンド面は、前記表面に垂直な垂直軸線に対して傾斜している、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項６】
前記ノズル装置は、前記ブラシを少なくとも部分的に取り囲むノズルハウジングを有しており、前記バウンド要素は前記ハウジングに取り付けられている、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項７】
複数のブラシ要素の線質量密度は、少なくとも先端部で、１０キロメートル（ｋｍ）当たり１５０グラム（ｇ）より小さい、より好ましくは１０ｋｍ当たり２０ｇより小さい、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、特に前記ブラシ要素が、前記ブラシの回転中に前記表面と接触しない場合のほこり放出期間中に、前記ブラシ要素の先端部に遠心加速度を実現するように構成されており、この遠心加速度は、少なくとも３，０００ｍ／ｓ２であり、より好ましくは少なくとも７，０００ｍ／ｓ２であり、最も好ましくは１２，０００ｍ／ｓ２である、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記装置の作動中に、毎分３，０００〜１５，０００回転の範囲内であり、より好ましくは毎分５，０００〜８，０００回転の範囲内であるような、前記ブラシの角速度を実現する、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項１０】
前記ブラシの直径は、該ブラシ要素を完全に引き伸ばした状態で、１０〜１００ｍｍの範囲の、より好ましくは２０〜８０ｍｍの範囲の、最も好ましくは３５〜５０ｍｍの範囲の直径を有しており、ここで、前記ブラシ要素の長さは、該ブラシ要素を完全に引き伸ばした状態で、１〜２０ｍｍの範囲であり、好ましくは８〜１２ｍｍ範囲である、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項１１】
ほこり粒子及び液体を吸引するために前記ブラシとバウンド要素との間の空間に規定される吸引領域内で負圧を発生する真空セットを含んでおり、真空セットによって生成された負圧が、３〜７０＊１０２Ｐａ（３〜７０ｍｂａｒ）の範囲であり、好ましくは４〜５０＊１０２Ｐａ（４〜５０ｍｂａｒ）の範囲であり、最も好ましくは５〜３０＊１０２Ｐａ（５〜３０ｍｂａｒ）の範囲である、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項１２】
前記ブラシ要素の充填密度は、１平方ｃｍ当たり少なくとも３０房のブラシ要素であり、ここで、１房当たりのブラシ要素の数は、少なくとも５００である、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項１３】
前記ブラシ軸線が延びる前記ブラシの幅の１ｃｍ当たり毎分６ｍｌより小さい速度で前記ブラシに液体を供給する手段を含む、
請求項１に記載のクリーナ装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のクリーナ装置用のノズル装置であって、当該ノズル装置は：
ブラシ軸線周りに回転可能なブラシであって、前記ブラシには、被清掃面に接触するとともに、前記ブラシの回転中に前記表面からほこり粒子及び／又は液体を拾い上げる先端部を有するブラシ要素が設けられている、ブラシと、
前記ブラシを回転駆動するための駆動手段と、
回転中に前記ブラシから放出されたほこり粒子及び／又は液体を前記ブラシに跳ね返すように構成されたバウンド面を含むバウンド要素であって、前記バウンド面が、前記ブラシから離間されるとともに、前記ブラシ軸線に対して実質的に平行に延びる、バウンド要素と、
前記クリーナ装置の移動方向に依存して前記表面に対するバウンド要素の位置を調整する調整手段と、を有しており、
前記調整手段は、前記クリーナ装置を前方向に移動させた場合に、前記バウンド要素が前記表面に対して第１の距離ｄ１を有しており、前記クリーナ装置の移動方向から見て、前記バウンド要素が前記ブラシの背後に位置するような第１の位置にバウンド要素を配置するように構成されており、前記クリーナ装置を反対向きの後方向に移動させた場合に、前記バウンド要素が前記表面に対して第２の距離ｄ２を有するような第２の位置に前記バウンド要素を配置するように構成されており、ここで、ｄ２は、ｄ１より大きく且つｄ３＊ｔａｎ（α）に等しく、ｄ３は、前記バウンド面と前記ブラシの位置との間の距離であり、前記先端部は、前記ブラシの回転中に被清掃面から接触しないようにされており、αは２０°に等しい又２０°よりも小さい角度である、
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クリーナ装置に関する。また、本発明は、このようなクリーナ装置のノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日では、電気床面クリーナ装置は３つのグループに区別することができる。第１のグループの床面クリーナ装置は、空気流／負圧だけを使用して、床面、例えばカーペットからほこりを直接的に吸引する。第２のグループの床面クリーナ装置は、空気流及び回転ブラシの組み合わせを利用する。これらは、ほとんど硬質ブラシに依存してほこりを巻き上げている。ブラシの回転により、ダストを床面から空中に舞い上がらせ、その後、捕集している。
【０００３】
従来技術によれば、巻き上げたダストを捕集するために二つの異なるコンセプトが知られている。第１の公知のコンセプトは、床の上に位置するいわゆるダストパンにダストを捕集することを狙いとしている。そのため、ダストパンは、ダストがブラシから放出されるブラシの側面に、すなわちダストが巻き上げられる側に配置されている。しかしながら、ダストやほこりは、一方向のみから、つまりダストパンの反対側のみからブラシに入るので、このコンセプトは大きな欠点を有している。そのため、これらの装置は、装置の移動方向から見て、ブラシをダストパンの前方に位置させるような前方向に常に移動させなければならない。ほこりやダストが後方側からブラシに到達しないので、反対側の後方向に装置を移動させても、ほこりやダストを拾い上げることができない。これもまた満足できない結果をもたらし、作業能力が制限される。
【０００４】
回転ブラシによって巻き上げられたほこりを捕集するような従来技術によって知られている第２のコンセプトは、外部の真空源を使用することである。これらの製品は、ブラシを使用して、真空セットによって形成された空気流と組み合わせてダストを巻き上げ、巻き上げられたダストを持ち上げるようにしている。このような種類の装置は、特許文献１から例えば公知である。この装置は、ランナー等の要素を区切ることにより、その前方及び後方に区切られる吸引チャンバ内で負圧を形成するような真空セットを含む。回転ブラシが、吸引チャンバの内部に配置されている。このブラシを用いて床を掃いてダストを巻き上げて、次いで真空源の流れによって吸引する。この解決策により提案された２つの区画要素は、上下方向に移動できるように設計されており、それによって、２つの区画要素は、ノズルの前方又は後方への移動に応じて持ち上げることができる。これらの区画要素は、ノズルの移動方向と独立して吸引チャンバ内で一定の吸引流（一定の負圧）を受け取るために、吸引チャンバ内の負圧を安定化させるような機能を有している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に提案された装置は、いくつかの欠点を含んでいる。第１に、２つの区画要素を含む構造が、相当複雑であり、干渉が生じ易い。第２に、この掃除機で使用されるブラシが、床面を攪拌するために硬いブラシ毛を有する攪拌機（調整機として示される）であることである。しかしながら、このような攪拌機を含むアセンブリは、特に硬い床面で十分な洗浄結果を得るために、高い吸引力を必要とする。そのため、装置の高い消費者価格につながるような大規模な真空セットを用いる必要がある。
【０００６】
今日の第３のグループの電気床面クリーナは、互いに平行に配置された２つの別々のブラシを用いている。これらのブラシは、高速で回転しており、一方が時計回りに作動し、他方が反時計回りに作動する。しかしながら、ブラシによって持ち上げられたほこりを吸引するために、ほとんどの装置は、装置コストがかかる外部の流れ供給源を必要とする。それに加えて、２つの別々のブラシを使用することで、ノズルが相当かさばり、消費者の自由な行動を満足させることができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００５／０７４７７９Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来技術と比較して、改善されたクリーニング性能を示し、同時に小さなサイズのノズルを有しており、使い易くて、ユーザーにとってより費用のかからないような改善されたクリーナ装置を提供することである。特に、外部の真空源を必要とせずに改善されたクリーニング性能を示すようなクリーナ装置を提供することが本目的であり、それによって、クリーニング性能を制限することなく真空源のコストを削減することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、ノズル装置を含む、表面を清掃するためのクリーナ装置によって達成される。当該クリーナ装置は、
ブラシ軸線の周りに回転可能なブラシであって、このブラシには、被清掃面に接触するとともにブラシの回転中にこの表面からほこり粒子及び／又は液体を拾い上げるための先端部を有するブラシ要素が設けられている、ブラシと、
ブラシを回転駆動させるための駆動手段と、
回転中にブラシから放出されたほこり粒子及び／又は液体をブラシに跳ね返すように構成されたバウンド面を含むバウンド要素であって、このバウンド面は、ブラシから離間されるとともに、ブラシ軸線に対して実質的に平行に延びる、バウンド要素と、
クリーナ装置の移動方向に依存して表面に対するバウンド要素の位置を調整する調整手段と、を有しており、
調整手段は、クリーナ装置を前方向に移動させた場合に、バウンド要素が表面に対して第１の距離ｄ１を有しており、クリーナ装置の移動方向から見て、バウンド要素がブラシの背後に位置するような第１の位置にバウンド要素を配置するように構成されており、クリーナ装置を反対向きの後方向に移動させた場合に、バウンド要素が表面に対して第２の距離ｄ２を有するような第２の位置にバウンド要素を配置するように構成されており、ここで、ｄ２はｄ１より大きく且つｄ３＊ｔａｎ（α）に等しく、ｄ３はバウンド面とブラシの位置との間の距離であり、先端部は、ブラシの回転中に被清掃面から接触しないようにされており、αは２０°に等しい又は２０°よりも小さい角度である。
【００１０】
上述した目的は、本発明の第２の態様に従って、上述したようなクリーナ装置において使用される対応するノズル装置によって達成される。
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に規定される。特許請求の範囲に記載されるノズル装置は、特許請求の範囲に記載されるクリーナ装置及び従属請求項に規定されるような同様の及び／又は同一の好ましい実施形態を有することを理解されたい。
【００１１】
本発明は、バウンド要素が設けられるという考えに基づいている。このバウンド要素は、例えばゴムやプラスチックで作製された弾性要素であってもよい。このバウンド要素は、ブラシによって拾い上げられ且つ回転中にこのブラシから放出されなかったほこり及び／又は液体の粒子を、ブラシに戻るように跳ね返し、且つ回転ブラシによって再び空中を浮遊させるようなバウンド面を含む。このように、ほこり及び／又は液体粒子は、ブラシによって拾い上げられ、ブラシとバウンド要素／バウンド面との間でジグザグ状に前後に跳ね返らせ、そして、外部の真空源を必要とせずに床面から持ち上げられる。
【００１２】
従来技術の装置とは対照的に、ノズルの移動方向に依存するようなバウンド要素の上述した調整は、追加の真空源を必要とせずに、前進ストロークだけでなく後進ストロークにおいて非常に良好なほこりの拾い上げを可能にする。
【００１３】
本発明者らは、拾い上げられたほこりや液体は、ブラシの先端部がブラシの回転中に表面から接触接触しなくなると直ぐに、特定の速度の特定の角度でブラシから放出されることを見出した。ほこり及び／又は液体が表面に対してブラシから放出されるこの放出角度は、ブラシの回転速度や、ほこり粒子の大きさ及び特性、並びにほこり粒子が回転ブラシに入る方向性に依存することを実験によりを見出した。換言すれば、放出角度は、ブラシの回転速度やほこり粒子の特性に依存するだけでなく、ほこり粒子がブラシの回転方向に又はブラシの回転方向とは逆向きにブラシに入るかどうかに依存する。これは、放出角度αが、ノズルの後進ストロークとノズルの前進ストロークとで異なることを意味する。
【００１４】
実験では、ほこりの特性（大きさ、重さ）に依存して、ほこりがブラシの回転に沿ってブラシに入るときに、ほこり粒子が床面に対して約０〜２５°の角度でブラシから離れることが示された。これとは対照的に、放出角度αは、ほこり粒子がブラシの回転に逆らってブラシを入るときに、約１０〜６０°の範囲であることが見出された。これは、ノズルの後進ストロークと前進ストロークとで状況が異なることを意味する。
【００１５】
この効果を考慮するために、装置の移動方向に依存して表面に対してバウンド要素の位置を調整するための調整手段が設けられている。調整手段は、クリーナ装置を前方向に移動させた場合に、バウンド要素が表面に対して第１の距離ｄ１を有しており、且つクリーナ装置の移動方向から見て、バウンド要素がブラシの背後に位置するような第１の位置にバウンド要素を配置するように構成されている。距離ｄ１は、バウンド要素の下面と被清掃面（床面）との間の垂直距離である。
【００１６】
バウンド要素は、本発明に従って、ほこり及び／又は液体の粒子がブラシから放出されるようなブラシの側面に配置されている。これによって、放出されたほこり及び／又は液体粒子が、ブラシから放出された後に、いかなる場合でもバウンド要素に対して跳ね返るようになる。換言すれば、これは、クリーナ装置の上述した前進ストローク（前方向）において、ほこりが、ブラシの回転に沿ってブラシに衝突する。そのため、ほこりが相当平坦に近い角度で放出されるので（αは約０〜２５°である）、バウンド要素と表面との間の距離ｄ１を、相当小さくする必要がある。
【００１７】
一方、バウンド要素は、クリーナ装置を反対向きの後方向に移動させた場合に、表面に対して距離ｄ２であるような第２の位置に配置されており、クリーナ装置の移動方向から見て、バウンド要素はブラシの前方に位置している。距離ｄ２は、ブラシと衝突させるために、ほこり及び／又は液体粒子をノズルに入れさせるのに十分な大きさにする必要がある。換言すれば、バウンド要素の下面と表面との間に、ほこり及び／又は液体粒子がノズルに入るのに十分な大きさのギャップを形成する必要がある。一方、その回転中に、ブラシから放出されるほこり粒子は、その後ノズルから投げ出される、すなわちバウンド要素と床面との間のギャップ介してノズルから離れるので、（被清掃面に対して垂直な高さを意味する）このギャップの垂直高さは、大きくすることはない。
【００１８】
従って、ｄ２（後進ストローク）は、ｄ１（前進ストローク）よりも大きくする必要があるが、放出されたほこり粒子がバウンド要素に衝突して上述したバウンド効果を達成する、すなわちほこり粒子が、バウンド要素とブラシとの間で前後に跳ね返り、こうして床面から持ち上げられることを保証するのに十分に小さくする必要がある。
【００１９】
上述した実験は、ほこり及び／又は液体粒子が後進ストロークにおいて回転に逆らってブラシに入るときに、放出角度αが１０〜６０の範囲内であることを示していので、このような状況で、表面までの距離ｄ２でバウンド要素を配置する良いトレードオフとして見出されている。ここで、ｄ２＝ｄ３ｔａｎ（α）であり、αは、２０°の最大値を有している。このときに、ｄ３は、バウンド要素とブラシの位置との間の距離を表しており、先端部は、ブラシの回転中に表面から接触しないようになる。換言すれば、距離ｄ３は、表面に接触しないようなこの点から被清掃面までの平行に測定される距離であり、ほこり及び／又は液体粒子は、ブラシから、これら粒子がバウンド面に逆らってバウンドする第１の点に放出される。
【００２０】
なお、αについて２０°の値は、ランダムに選択された値ではないことに留意されたい。αについて２０°の最大値は、上述した実験結果から導出された。これは、ほこり粒子が上述した角度範囲内で均一な分布の状態でブラシから放出されることを示している。これは、ほこり粒子が回転方向に逆らってブラシに衝突するような後進ストロークにおいて、特定の角度で放出されるほこり粒子の量は、上述した１０〜６０°の角度範囲に亘って均一に分布しており、表面に対して約６０°の角度でブラシから離れるほこりの量が、表面に対して１０°の角度でブラシから離れるほこりの量が同じ量であることを意味する。
【００２１】
最大角度α＝２０°によって、こうして、約８０％のいわゆるダスト拾い上げ率（ｄｐｕ）がもたらされ、この値は、その上に位置するほこりの約８０％が表面に存在しないことを意味する。当然のことながら、αをより小さな値にすることよってさらに高いｄｐｕがもたらされる。しかしながら、８０％の値のｄｐｕは、７５％のｄｐｕを可能にする本発明の背景技術の段落に説明されるような従来の真空掃除機（例えば真空掃除機等）よりも常に高い値になる。これらの従来の真空掃除機は外部の真空源を使用する必要があるが、本発明に従ったクリーナ装置は真空源を必要とせずに、８０％のｄｐｕを有しており（ブラシとバウンド要素との間において上述したバウンド効果のみを利用する）、これは、驚くほど良好な結果をもたらすことを認識されたい。
【００２２】
αの最大値を減少させると、所定の何学的関係に従って、これはｄ２（バウンド要素と表面との間のギャップ、すなわちほこり粒子がノズルハウジング再び離れるための出口ギャップ）も減少させるので、上述したｄｐｕ率が大きくなる。αの最大値を減少させると、ブラシによって拾い上げられたほこり粒子が、再度ノズルハウジングから離れて、上述したように持ち上げられるために、バウンド要素に衝突しない確率も減少させる。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、αは、１５°に等しい又は１５°よりも小さい、好ましくは１２°に等しい又は１２°より小さい、より好ましくは９〜１１°の範囲内であり、最も好ましくは１０°に等しい。
上述したようにほこりが均一な分布で放出されると仮定すると、α＝１５°の角度は、９０％のｄｐｕ率をもたらす。α＝１２°の角度は、９６％前後のｄｐｕ率をもたらす。約１０°の角度は、表面からダストやほこりがほぼ完全に除去される結果がもたらされる（１００％前後のｄｐｕ率）。
【００２４】
１０°の角度は、お米が試験用ほこりとして使用されるような実験に由来する。米は、特にブラシで除去することを相当面倒にするような困難な材料特性を有している。しかしながら、クリーナ装置の後進ストロークにおいて回転に逆らってにブラシを入るときに、お米は、約１０°の最小角度でブラシを離れることが示された。実験によって、この最小放出角度は、ブラシの回転速度によってあまり変化しないことが示された。実験中に、最小放出角度は、ブラシの回転速度が４，０００〜８，０００回転数／分（ｒｐｍ）の間で上述したように変動する場合に、ほぼ一定の値に留まる。こうして、最適な洗浄結果は、おおよそ１０°に等しくなるようにαを選択する場合に、１００％前後のｄｐｕを達成することを可能にする。
【００２５】
換言すれば、最適な洗浄結果は、バウンド要素が表面に対して距離ｄ２で配置されたときに得ることができ、ここで、ｄ２はｔａｎ（１０°）＊ｄ３の前後となるように選択される。この値は、後進ストロークを指しており、表面に対するバウンド要素の距離ｄ１は、その回転に沿ってブラシに入る場合に、ほこり粒子はより小さい角度でブラシから離れるため、好ましくは前進ストロークより小さくなる。
【００２６】
なお、用語前進及び後進ストローク、又は前方向及び後方向の移動は、理解を容易にするために本明細書でのみ使用される規定を表すことに留意されたい。しかしながら、これら２つの規定は、ブラシとバウンド要素との間の関係、互いに対するそれらの位置が、上述した規定通りに留まる限り、本発明の範囲を逸脱することなく、相互に交換することができる。いずれの場合においても、前進及び後進ストロークとは独立して、バウンド要素は、ほこり及び／又は液体粒子がブラシから離れるようなブラシ側面に常に配置する必要がある。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、調整手段は、ゼロである距離ｄ１の第１の位置にバウンド要素を配置するように構成されており、バウンド要素は表面に接触している。表面に接触する（距離ｄ１＝０）ようにバウンド要素を配置するので、前進ストロークにおいても、最良の洗浄結果を得ることが可能になり、バウンド要素は、クリーナ装置の移動方向から見て、ブラシの背後に位置される。
【００２８】
この状況では、ほこりが、床面に対して０°〜２５°の角度範囲内でブラシから放出されることが見出されているので、全てのほこり粒子、床面に対して平行に発射されるほこりは、バウンド要素に衝突し、ブラシに跳ね返り、再びブラシ要素に衝突したときに再び空中を浮遊し、ブラシとバウンド面との間でジグザグ状に前後に跳ね返ることにより、上述したように持ち上げられることが保証される。
【００２９】
距離ｄ１がゼロとして選択された場合には、バウンド要素は、スキージ(squeegee)として作用する。バウンド要素は、例えば、クリーナ装置のノズルハウジングの底部に取り付けられた可撓性ゴム製リップによって実現されてもよい。この可撓性ゴム製リップは、クリーナ装置の移動方向に依存して、その長手方向の周りに屈曲するように構成される。
【００３０】
この実施形態によれば、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る少なくとも一つ又は複数のスタッドを含んでおり、ゴム製リップは、被清掃面に接触することが意図されている。この実施形態では、スタッドは、バウンド要素の位置を調整するための調整手段と見なすことができる。少なくとも一つのスタッドは、ゴム製リップを表面から少なくとも部分的に持ち上げるように構成されており、クリーナ装置を上述した後方向において表面上を移動させる場合に、ゴム製リップは、クリーナ装置の移動方向から見て、ブラシの前方に位置している。ゴム製リップが持ち上げられる場合に、主に表面とスタッドとの間で発生する自然な摩擦力によって生じ、ゴム製リップを減速させるある種のストッパーとして作用させ、力を加えてスタッドをひっくり返す。スキージは、力を加わってスタッド上を滑るようにされており、ゴム製リップがスタッズにより持ち上げられ、ギャップが、ゴム製リップと表面との間の空間に生じる。バウンド要素／ゴム製リップと表面との間の上述した距離ｄ２は、スタッドのサイズを適合することによって実現することができ、それによって、スタッドは、表面からの距離ｄ２にゴム製リップを同様に持ち上げる。この場合には、上述した幾何学的関係（ｄ２＝ｄ３＊ｔａｎ（α））も保証される。
【００３１】
上述したゴム製リップをバウンド要素として使用する場合に、スタッドは、クリーナ装置を反対向きの前方向に表面上を移動させるときに、床面に接触しないようになる。ゴム製リップは、こうして床面の上を自由に滑ることができ、こうしてほこり及び／又は液体粒子を床面から掃いて捕集する。
【００３２】
上述したように、ブラシ要素がその回転中に床面に接触しなくなるときに、ブラシ要素の先端部に生じる加速度によって、ほこりをブラシから自動的に放出させる。全てのほこり粒子及び液滴が上述したような方法（ブラシとバウンド要素との間でジグザグ状に跳ね返る）で直接的に持ち上げられるわけではないので、少量のほこり粒子及び／又は液滴は、ブラシ要素が表面から接触しなくなるような領域の表面上に投げ返される。この表面への再吹付け（出戻り）効果は、バウンド要素をスキージとして作用させるとともに一種のワイパーとして作用させることによって、再吹付けされたほこり及び／又は液体を捕集することによって克服される。
【００３３】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、調整手段は、表面まで第２の距離ｄ２を有する第２の位置にバウンド要素を配置するように構成されており、ｄ２は、０．３〜７ミリメートル（ｍｍ）の範囲内であり、好ましくは０．５〜５ｍｍの範囲内であり、最も好ましくは１〜３ｍｍの範囲内である。この状況は、クリーナ装置の移動方向から見たときに、バウンド要素がブラシの前面に位置するような後進ストロークを再び指す。
【００３４】
この場合に、バウンド要素と被清掃面（ｄ２）との間のギャップは、ほとんどのほこり粒子が、好ましくは全てのほこり粒子が、ノズル装置に入って、ブラシに衝突することを可能にするのに十分な大きさにする必要がある。指定された距離範囲は、ランダムに選択されるものではなく、出願人の実験結果からもたらされることに留意されたい。
【００３５】
まず第１に、７ｍｍのギャップを形成することによって、一般的に最も大きいほこりがノズル装置に入ることが示された。一方、ｄ３及びｄ２（ｄ２＝ｄ３＊ｔａｎ（α））の間の上述した幾何学的関係から分かるように、放出角度αが一定に保たれると仮定した場合に、バウンド要素から表面までの距離ｄ２を増加させると、バウンド要素からブラシまでの距離ｄ３が増加する。しかしながら、ブラシとバウンド要素との間の距離ｄ３は、この距離がほこり粒子の運動エネルギーによって制限されるので、非常に大きくすることができない。ブラシからバウンド要素に移動させるときに、ほこり粒子の運動エネルギーは、ほこり粒子の空気抵抗によって失われる。バウンド面からブラシに再び跳ね返らせるのに十分なエネルギーを残しておくべきなので、ｄ３は、約３〜４ｃｍの値を超えないようにしなければならない。ｄ３についてこの制限を考慮に入れると、ｄ２の制限は、上述した距離範囲内となる。
【００３６】
約１〜３ｍｍのバウンド要素から表面までの距離ｄ２は、可能な最良のトレードオフであるように示されており、依然として大部分のほこり粒子がノズルに入り、バウンド要素からブラシまでの距離ｄ３は、上述したバウンド効果を達成するために十分に小さくされ、こうして非常に良好な洗浄結果が実現される。
【００３７】
洗浄結果をさらに改善するために、本発明のさらに別の実施形態に従って、バウンド要素のバウンド面は、表面に対して垂直である垂直軸線に対して傾斜している。換言すれば、バウンド面は、垂直軸線に対して傾斜している。この傾斜を有することによって、バウンド面は、もはや被清掃面（床面）に対して垂直に配置されておらず、床から離れる方向に、上方向に面している。これは、バウンド面の傾斜によってほこり粒子が上方向に自動的に跳ね返されるので、バウンド面に対して跳ね返らせるようにほこり粒子をより容易に持ち上げることが可能になる。特にほこり粒子が、０°の放出角度（床面に対して平行）でブラシから放出される場合に、ほこり粒子は、バウンド面の傾斜角度から再び跳ね返り、それによってより速く持ち上げられる。
【００３８】
さらに別の実施形態によれば、ノズル装置は、ブラシを少なくとも部分的に取り囲むノズルハウジングを有しており、バウンド要素は、このハウジングに取り付けられている。このノズル装置では、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取り囲まれるとともに、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ており、装置の使用中に、被清掃面に対向しており、それによって、ブラシ要素は、ブラシの回転中にハウジングの外面に接触する。
バウンド要素は、被清掃面（ｄ１＝０）に接触させるために、ノズルを前方向に表面上を移動させるときに、好ましくはハウジングの底面にも取り付けられている。
【００３９】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、複数のブラシ要素の線質量密度は、少なくとも先端部で、１５０グラム（ｇ）／１０キロメートル（ｋｍ）より小さく、好ましくは２０ｇ／１０（ｋｍ）より小さい。よごれ除去（いわゆる、アジャター(adjutators)）のためだけに使用される従来技術に従って使用されるブラシとは対照的に、本明細書で提示されるような可撓性ブラシ要素を含む柔らかいブラシは、床面から水を持ち上げるする能力を有している。好ましくはブラシ要素として使用される可撓性マイクロファイバー毛によって、ほこり粒子や液体を、ブラシ要素／マイクロファイバー毛がブラシの回転中に床面と接触するときに、床面から拾い上げるすることができる。ブラシを用いて水を持ち上げる能力は、ブラシ要素の選択された線質量密度によって生じる主に毛管力及び／又は他の接着力によって引き起こされる。非常に細いマイクロファイバ毛によって、ブラシが粗いほこりに対応可能になる。
【００４０】
なお、前述した線質量密度、すなわち１０ｋｍ当たりのグラム（ｇ）である線質量密度は、従ってデシテックス(Dtex)値として示される。上述した類の非常に低いデシテックス値は、少なくとも先端部において、ブラシ要素が、曲げ作用を受けるのに十分な可撓性を有しており、被清掃面からほこり粒子や液滴を拾い上げることを確実にする。さらに、ブラシ要素の減り（へたり）具合は、この線質量密度の範囲内で許容される。
【００４１】
出願人が行った実験によって、上述した範囲内のデシテックス値が技術的に可能であり、良好な洗浄結果をその範囲内で得られることができることが実証された。しかしながら、洗浄結果は、１２５，５０，２０又はさらに５（ｇ／１０ｋｍ）のデシテックス値等のデシテックス値のさらに低い上限をブラシ要素に適用することによってさらに改善することができることが示された。
【００４２】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、駆動手段は、特にブラシ要素がこのブラシの回転中に表面に接触しない場合のほこり放出期間中に、ブラシ要素の先端部に遠心加速度を実現しており、この遠心加速度は、少なくとも３，０００ｍ／ｓ２であり、より好ましくは少なくとも７，０００ｍ／ｓ２であり、最も好ましくは１２，０００ｍ／ｓ２である。
【００４３】
なお、ブラシ要素がこのブラシの回転中に表面と接触しないようなほこり放出期間中に、先端部に少なくとも支配的になる加速度に関する３，０００ｍ／ｓ２の最小値は、本発明の文脈において行われた実験の結果によってサポートされている。これらの実験は、本発明に係る装置のクリーニング性能が、ブラシの角速度を増加させることで改善されることを示しており、回転中にブラシ要素の先端部における加速度を増加させることを示唆している。
駆動手段によって、上述した範囲内でブラシ要素の遠心加速度を実現する場合に、ブラシ要素が被清掃面に接触しないような段階（phase）中に、ミスト状の液滴として排出されるような液滴をブラシ要素に付着させる可能性がある。
【００４４】
可撓性ブラシ要素の線質量密度についての上述したパラメータを、ブラシ要素の先端部の加速パラメータと組み合わせることによって、回転可能なブラシの最適なクリーニング性能が得られ、特にブラシと衝突する全てのほこり粒子やこぼれた液滴が、ブラシ要素によって拾い上げられ、ノズルハウジングの内側の位置に排出される。上述したように、放出さほこり及び／又は液体粒子は、バウンド要素に向って投げ付けられ、バウンド面からブラシに再び跳ね返され、且つ上述したジグザグ跳ね返り方法で持ち上げられる。
【００４５】
線質量密度とブラシ要素の先端部での遠心加速度との良好な組み合わせによって、１５０ｇ／１０ｋｍのデシテックス値の上限と、３，０００ｍ／ｓ２の遠心加速度の下限とが提供される。このパラメータの組み合わせは、優れた洗浄結果を得ることを可能にさせ、表面は、実際に粒子が除去され、一度で乾燥される。このパラメータの組み合わせを使用することによって、非常に優れたよごれ除去特性をもたらすことも示された。ブラシで液体／水を持ち上げる能力は、ブラシ要素の選択された線質量密度によって生じる及びブラシが駆動される高速で発生するような主に毛細管及び／又は他の接着力によるものである。
【００４６】
線質量密度に関する上述したパラメータとブラシ要素の先端部で実現された遠心加速度との組み合わせは、従来技術の知見に基づいて見出されたものではない。従来技術は、表面を清掃するために使用され且つほこりや液体を持ち上げることもできるような一つの回転可能なブラシのみを自律的な、最適な機能を有するような可能性について考慮していない。
【００４７】
ブラシ要素の先端部で上述した遠心加速度を実現するために、本発明の実施形態に従った駆動手段は、装置の作動中に、毎分３，０００〜１５，０００回転の範囲内であり、より好ましくは毎分５，０００〜８，０００回転の範囲内でブラシの角速度で実現するように構成されている。本出願人の実験は、ブラシが毎分少なくとも６,０００回転の角速度で駆動される場合に、最適な洗浄結果が得られたことが示された。
【００４８】
しかしながら、ブラシ要素の先端部での所望の加速度は、角速度に依存するだけでなく、ブラシの半径や、直径に依存する。従って、本発明のさらなる実施形態によれば、ブラシ要素を完全に引き伸ばした状態で、好ましくは、ブラシは、１０〜１００ｍｍの範囲内の、より好ましくは２０〜８０ｍｍの範囲内の、最も好ましくは３５〜５０ｍｍ範囲内の直径を有している。ブラシ要素の長さは、ブラシ要素を完全に引き伸ばした状態で、好ましくは１〜２０ｍｍの範囲内で、より好ましくは８〜１２ｍｍの範囲内である。
【００４９】
さらなる実施形態によれば、クリーナ装置は、ブラシと、ほこり粒子や液体を吸引するためのバウンド要素との間の空間に規定される吸引領域において負圧を発生させる真空セットをさらに含む。真空セットによって生成された負圧は、３〜７０×１０２Ｐａ（３〜７０ｍｂａｒ）の範囲内であり、好ましくは４〜５０×１０２Ｐａ（４〜５０ｍｂａｒ）の範囲内であり、最も好ましくは５〜３０×１０２Ｐａ（５〜３０ｍｂａｒ）の範囲内である。
【００５０】
上述したように、真空セットは、本発明に従って必ずしも必要ではないが、追加の真空セットによってクリーニング性能をさらに増加させることができる。特に、いわゆる表面への再吹付け効果は、この真空セットを提供することによって改善又は克服することができる。これは以下に説明される。
【００５１】
ブラシ要素の先端部に生じる加速度によって、ブラシ要素がその回転中に床面と接触しなくなるときに、ほこり粒子や液滴をブラシから自動的に放出させる。全てのほこり粒子や液滴が、上述した跳ね返り方法で持ち上げるために、十分に大きな放出角度でバウンド要素に投げ付けられるわけではないので、少量のほこりや液滴は、ブラシ要素が表面から接触しなくなるような領域の表面に投げかえされる。しかしながら、この表面への再吹付け効果は、バウンド要素と真空セットとによって克服される。バウンド要素は、一種のワイパーとして作用することにより、再吹付けされた液体やほこりを捕集し、それによって、残りの液体やほこりは、その後、追加の真空セットによって生成された印加された負圧によって吸引される。スキージとして機能するバウンド要素は、従って、残りの液体やほこりが、真空セットに吸引されることなく、バウンド要素とブラシとの間の吸引領域から離れないことを確実にする。この効果は、バウンド要素が、好ましくは表面上で滑るような、主に装置が前方向に移動するときに生じる。
【００５２】
追加の真空セットによって生成された上述した圧力範囲とは対照的に、従来の真空掃除機の状態は、許容可能な洗浄結果を得るために、より高い負圧を印加する必要がある。しかしながら、本発明に従って使用される上述したバウンド効果によって且つブラシの上述した特性によって、非常に良好な洗浄結果が、既に上述した圧力範囲内で実現することができる。こうして、より小さな真空セットを使用することができる。これは、真空ポンプの選択の自由を増加させる。ここでも、真空ポンプは、従来技術のクリーナ装置より良好な洗浄結果を得るために必要とされないことに留意されたい。
【００５３】
提示されるクリーナ装置は、ブラシ要素を完全に引き伸ばした状態で、ブラシの半径よりも小さいような被清掃面までの距離においてブラシ軸線を位置付けするための位置付け手段をさらに有しており、作動中に表面と接触するブラシ部分のインデント（圧痕）を実現し、このインデントは、ブラシ直径の２％〜１２％の範囲内にある。
【００５４】
結果として、ブラシが表面に接触している場合には、ブラシ要素は屈曲している。こうして、ブラシ要素が、ブラシの回転中に表面に接触するようになると直ぐに、ブラシ要素の外観は、引き伸ばされた外観から屈曲した外観に変化し、ブラシ要素がブラシの回転中に表面と接触しなくなると直ぐに、ブラシ要素の外観は、屈曲した外観から引き伸ばされた外観に変化する。
【００５５】
ブラシのインデントの実際の範囲は、ブラシ要素の完全に引き伸ばした状態に対してブラシの直径の２％〜１２％に調整される。実際の状況では、上述したようにブラシの直径は、適切な測定を行うことによって、例えばブラシの回転周波数で作動される高速度カメラやストロボを使用することによって、測定することができる。
【００５６】
ブラシ要素の変形、より正確に言うと、変形が起こる速度は、ブラシ要素の線質量密度によっても影響を受ける。さらに、ブラシ要素の線質量密度は、ブラシを回転させるために必要とされる電力に影響を与える。ブラシ要素の線質量密度が比較的低い場合には、可撓性が比較的高く、ブラシ要素が被清掃面に接触する場合に、ブラシ要素を屈曲させるために必要な電力は比較的小さい。これは、ブラシ要素と表面との間に生じた摩擦力が低いことを意味しており、こうして表面の加熱や表面の関連する損傷が防止される。ブラシ要素の比較的低い線質量密度の他の利点は、摩耗に対して比較的高い抵抗を有しており、尖った物体等によって損傷する機会が比較的少なくなり、相当な凹凸を有する表面に衝突した場合でも接触が維持されるように、表面に従う能力を有している。
【００５７】
ブラシ要素が、ほこり粒子や液体に接触するようになると、すなわち、表面に対してブラシのインデントが形成される場合に、ブラシ要素が屈曲される。付着したほこり粒子や液体を含むブラシ要素が表面と接触しなくなると直ぐに、ブラシ要素は真っ直ぐにされ、特にブラシ要素の先端部は、比較的高い加速度で移動する。その結果、ブラシ要素の頂部における遠心加速度が増加する。こうして、ブラシ要素に付着する液滴やほこり粒子がブラシ要素から発射され、言わば、加速力が、接着力よりも高くなる場合に、上述した実施形態に従って液滴やほこり粒子がブラシ要素から離れる。加速力の値は、上述したような変形及び線質量密度を含む様々な要因によって、さらにブラシが駆動される速度によって決定される。
【００５８】
回転可能なブラシのクリーニング機能においてさらなる役割を果たす要因は、ブラシ要素の充填密度である。充填密度が十分に大きい場合には、毛細管効果が、被清掃面から液体を迅速に除去することを強化するようにブラシ要素同士の間に生じる。本発明の一実施形態によれば、ブラシ要素の充填密度は、１平方ｃｍ当たり少なくとも３０房のブラシ要素であり、ここで、１房当たりのブラシ要素の数は、少なくとも５００である。
ブラシ要素を房（毛束）として配置することによって、追加的な毛細管チャネルを形成し、それによって、被清掃面からほこり粒子及び液滴を拾い上げるためのブラシの毛管力を増加させる。
【００５９】
上述してきたように、提示されるクリーナ装置は、極めて良好な洗浄結果を実現する能力を有している。これらの洗浄結果は、被清掃面を積極的に濡らすことによってさらに改善することができる。これは、よごれ除去の場合に特に有利である。ブラシ要素へのほこり粒子の付着性を高めるプロセスで使用される液体は、様々な方法で提供することができる。まず、回転可能なブラシと可撓性ブラシ要素とが、被清掃面上に存在する液体によって湿潤されてもよい。このような液体の例は、水、又は水と石鹸との混合物である。あるいはまた、液体は、洗浄液をブラシに積極的に供給することにより、例えば液体をブラシに浸出させることよって、又は液体をブラシの中空コア要素に注入することによって、可撓性ブラシ要素に提供することができる。
【００６０】
実施形態によれば、従って、クリーナ装置は、ブラシ軸線が延びるブラシの幅で毎分１ｃｍ当たり６ｍｌより小さい速度でブラシに液体を供給する手段を有することが好ましい。これは、液体の供給が、より高い速度で行われるようにすることは必ずしも必要ないが、上述した速度は、液体がほこり粒子の移送／輸送手段としての機能を果たすために十分であることを表している。そのため、被清掃面からよごれを除去する能力を大幅に向上させることができる。少量のみの液体を使用する利点は、繊細な表面、水等の液体に対して鋭敏である表面を処理することが可能になることである。さらに、ブラシに供給される液体を収容するリザーバの所定のサイズにおいて、自律時間が長くなる、すなわち、リザーバが空になり再度充填する必要が生じるまでに、より多くの時間を要することになる。
【００６１】
意図的に選択され且つ積極的に供給される液体を使用する代わりに、こぼれた液体、すなわち被清掃面から除去された液体を使用することが可能であることに留意されたい。例えば、こぼれたコーヒー、ミルク、紅茶等である。これは、前述したように、ブラシ要素が、被清掃面から液体を除去することが可能であり、前述したように、液体が、遠心力の影響下でブラシ要素から除去することができるという事実に鑑みて可能にされる。ブラシとバウンド要素との間の領域の表面に再吹付けされる上述した効果は、（前進ストロークにおいて）バウンド要素を一種のワイパーとして作用することによって、再吹付けされた液体やほこりを捕集することによって克服することができ、それによって、残りの液体やほこりは、その後、負圧が追加の真空セットを使用して印加される場合に、吸引される。選択したブラシとバウンド要素との組み合わせによって、こうして、非常に良好な洗浄及び乾燥効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１の作動位置にある、本発明に係るクリーナ装置のノズル装置の第１の実施形態の概略断面図を示す。
【図２】第２の作動位置にある、図１に示されるノズル装置の第１の実施形態の概略断面図を示す。
【図３】第１の作動位置にある、本発明に係るクリーナ装置のノズル装置の第２の実施形態の概略断面図を示す。
【図４】第２の作動位置にある、図３に示されるノズル装置の第２の実施形態の概略断面図を示す。
【図５】異なる作動位置を例示する、本発明に係るクリーナ装置のノズル装置の第３の実施形態の概略断面図を示す。
【図６】第２の作動位置にある、ほこり及び／又は液体を捕集するために本発明に従って使用されるバウンド効果を示す図である。
【図７】第１の作動位置にある、ほこり及び／又は液体を捕集するために本発明に従って使用されるバウンド効果を示す図である。
【図８】さらなる実施形態に従ってバウンド要素を使用する、ほこり及び／又は液体を捕集するために本発明に従って使用されるバウンド効果を示す図である。
【図９Ａ】第２の作動位置にある、本発明に係るブラシからほこりの放出を概略的に示す図である。
【図９Ｂ】別のほこり粒子の対応する測定結果を含むグラフを示す。
【図９Ｃ】別のほこり粒子の対応する測定結果を含むグラフを示す。
【図１０Ａ】第１の作動位置にある、本発明に係るブラシからのほこりの放出を概略的に示す図である。
【図１０Ｂ】対応する測定結果を含むグラフを示す。
【図１１】本発明に係るクリーナ装置の全体の概略断面図を示す。
【図１２】クリーナ装置のブラシの実施形態の概略断面図を示す。
【図１３】ブラシの角速度とこのブラシの自己洗浄能力との間の関係を示すのに役立つグラフを示す。
【図１４】ブラシ遠心加速度とブラシの自己洗浄能力との間の関係を示すのに役立つグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、これ以降に説明する実施形態（複数可）を参照して説明され、明らかになる。
【００６４】
図１及び図２には、本発明に係るクリーナ装置１００のノズル装置１０の第１の実施形態の概略断面図が示されている。図１では、ノズル装置１０は、第１の作動位置で示されているが、図２では、ノズル装置１０は、第２の作動位置で示されている。ノズル装置１０は、ブラシ軸線１４の周りに回転可能なブラシ１２を有している。ブラシ１２には、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ような可撓性ブラシ要素１６が設けられている。可撓性ブラシ要素１６は、ブラシ１２の回転中に、被清掃面２０に接触するとともに、ブラシ要素１６が表面２０に接触するときの拾い上げ期間中に、ほこり粒子２２及び／又は液体２４を表面２０から拾い上げるように構成された先端部１８を有する。
【００６５】
ブラシ要素１６の大部分の線質量密度は、少なくともそれらの先端部１８において、好ましくは１５０ｇ／１０ｋｍより小さくなるように選択される。さらに、ノズル装置１０は、駆動手段、例えば、所定の回転方向２６にブラシ１２を駆動させるモータ（図示せず）を有している。駆動手段は、特にブラシ要素１６が少なくとも３，０００ｍ／ｓ２のブラシ１２の回転中に表面２０と接触しなくなるときのほこり放出期間中に、ブラシ要素１８の先端部１６における遠心加速度を実現するように好ましく構成されている。
【００６６】
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取り囲まれている。ノズルハウジング２８内のブラシ１２の配置は、ブラシ１２が、クリーナ装置１００の使用中に被清掃面２０に対向するような、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するように、好ましくは選択される。
【００６７】
バウンド要素３２は、ノズルハウジング２８の底面３０にも取り付けられる。バウンド要素３２は、ブラシ１２から離間されており、ブラシ軸線１４に対して実質的に平行に延びている。ノズルハウジング２８と、バウンド要素３２及びブラシ１２とが一緒に、ノズルハウジング２８内に位置する吸引領域３４を規定する。なお、吸引領域３４は、本発明の意味において、ブラシ１２と、バウンド要素３２と、ノズルハウジング２８との間における領域を意味するだけでなく、ブラシ要素１６がノズルハウジングの内側にあるブラシ１２の回転中の時間に亘ってブラシ要素１６同士の間の空間を意味し、さらにバウンド要素３２とブラシ１２との間を規定する領域も意味する。後者の領域は、以下において吸引領域３４に開口する吸入口３６も意味する。
また、用語「吸引領域」は、ほこり及び／又は液体粒子２２，２４が捕集されるとともに表面２０から拾い上げられる領域を意味することに留意されたい。吸引／負圧は、必ずしもこの領域３４，３６において形成されるものではない。
【００６８】
本発明の中心的な動作原理が、図６及び図７に概略的に示されている。これらの図面では、バウンド要素３２の２つの位置が示されており、これらの位置はクリーナ装置１００の移動方向４０に依存して変更される。クリーナ装置１００を前方向（図６に示されるように）に移動させた場合に、バウンド要素３２は、移動方向４０から見て、ブラシ１２の背後に位置しており、バウンド要素は、表面２０までの距離ｄ１を有する。この距離ｄ１は、好ましくはゼロとなるように選択される。換言すれば、バウンド要素３２は、この状況で表面２０に接触している。これとは対照的に、バウンド要素３２は、クリーナ装置１００を反対向きの後方向（図７に示されるように）に移動させた場合に、表面までの距離ｄ２を有しており、バウンド要素は、装置１００の移動方向４０から見て、ブラシ１２の前方に位置する。距離ｄ２は、ブラシ１２に衝突させるために、ほこり粒子２２がノズル１０に入るのに十分な大きさにする必要がある。
【００６９】
図６に示される状況は、図２に示される状況（前進ストロークとして示される）に対応しているが、図７に示される状況は、図１に示される状況（後進ストロークとして示される）に対応することに留意されたい。唯一の相違は、バウンド要素３２及びブラシ１２の位置がミラー反転されたものである。しかしながら、互いに対するバウンド要素３２及びブラシ１２の位置は同じままである。バウンド要素３２は、それぞれの場合において、ブラシ１２の側方に配置されており、ほこり及び／又は液体の粒子２２，２４は、ブラシ要素１６によって衝突された後に、ブラシから離される。
【００７０】
バウンド要素３２は、バウンド面３３を含んでおり、ブラシ１２によって拾い上げられるとともにその回転中にブラシ１２から放出されるほこり粒子２２は、ブラシ１２に再び跳ね返され、回転ブラシ１２により再び空中を浮遊する。このようにして、ほこり粒子２２は、ブラシ１２によって拾い上げられ、ブラシ１２とバウンド面３３との間で前後にジグザグ状に跳ね返り、外部の真空源を必要とせずに、このように床面２０から持ち上げられる。
【００７１】
説明されるジグザグ状持ち上げ方法は、ほこり粒子２２がバウンド面３３で反射されるという事実によってもたらされ、入射角はバウンド面３３における射出角に等しく、それによって、ほこり粒子２２は、バウンド面３３で跳ね返った場合には、自動的に比較的上方に移動する。バウンド面３３から跳ね返された後に、再びブラシ要素１６に衝突することによって、上向きこの位置で、ブラシ１２の回転によってさらに上方にほこり粒子２２を移動させる。バウンド面３３及びブラシ１２に複数回衝突した後で、ほこり粒子２２は、追加の真空源を必要とせずに床面２０から離れて、上方向に自動的に持ち上げられる。床面２０の上方のノズル１０内の任意の位置で、ダストパン（図示せず）は、持ち上げられたダスト２２を捕集するために、ブラシ１２の片側に近接して又は片側に配置することができる。
良好な滑り効果を得る且つわずかなスクラッチ負荷のみを生成るために、バウンド要素３２は、好ましくは、可撓性ゴムから作製される。
【００７２】
バウンド要素３２を移動方向４０に依存して様々な位置に配置する理由は、実験によって示されており、ほこり粒子２２が表面２０に対してブラシ１２から放出されるような放出角度αは、ブラシ１２の回転速度やほこり粒子２２の特性に依存するだけでなく、ほこり粒子２２が（図６に示すように）ブラシの回転に沿ってブラシ１２に入るか否かや、（図７に示すように）ブラシの回転に逆らってブラシ１２に入るかどうかにも依存する。これは、ほこり放出角度αが、ノズル１０の後進ストローク（図１，図７）とノズル１０の前進ストローク（図２，図６）とで異なることを意味する。この外観は、前進ストロークの状況を示す図９Ａと、後進ストロークの状況を示す図１０Ａとを比較することによって理解することができる。
【００７３】
対応する実験結果が、図９Ｂ，図９Ｃ及び図１０Ｂに示されている。これらの図面に示されるグラフは、ブラシ１２を駆動する回転速度に依存する放出角度αの関係を示している。図９Ｂ及び図１０Ｂは、試験用ほこりとして使用されたお米のこの放出角度の関係を示しているが、図９Ｃは、試験用ほこりとして砂糖についての対応関係を示している。これらの図面中の上側のグラフは、放出角度αの上限を示す。下側のグラフは、代わりに放出角度αの下限を示す。
【００７４】
ほこり粒子２２は、ほこり粒子２２がブラシの回転に沿ってブラシ１２に入る場合に（図９を参照）、少なくともお米について、０〜２５°の間の範囲となる放出角度αでブラシ１２から放出されることが分かる。一方、放出角度αは、ほこり粒子２２がブラシの回転に逆らってブラシ１２に入る場合に（図１０を参照）、１０°〜約６０°の間の範囲にあることが確認される。特に、図１０に示される第２の場合に、放出角度αの範囲は、ブラシ１２の試験した異なる回転速度範囲に亘ってほぼ一定である。換言すれば、これは、ブラシ１２が、ノズル１０の後進ストロークにおいてブラシの回転に逆らってほこり粒子２２と衝突する場合に、放出角度αの範囲は、ブラシ１２を駆動する回転速度とは多少なりとも独立している。この独立性は、この場合において試験された少なくとも４，０００〜８，０００ｒｐｍの範囲内で適用される。
【００７５】
提示される装置は、ノズル１０の移動方向４０に依存してバウンド要素３２の位置を調整することによって、様々な状況を考慮する。従って、バウンド要素３２は、ほこり粒子２２がブラシの回転に沿ってブラシ１２に入る場合の前進ストロークにおいて、好ましくは、表面２０までゼロの距離ｄ１として配置される。これは、前進ストロークで吸気口３６を閉じることを意味しており、それによって、ほこり粒子２２は、バウンド面３３とブラシ１２との間で前後に跳ね返らずに、吸引領域３４から再び離れることがなく、こうして表面２０から持ち上げられる。ほこり粒子２２が、０°の角度（表面２０に対して平行）でブラシ１２から放出された場合でも、そのほこり粒子は、バウンド面３３に対して跳ね返され、こうして、ブラシ１２に投げ返される。このようにブラシ１２に投げされた粒子は、ブラシの回転に逆らってブラシ１２に衝突し、それによって、同様の状況が、後進ストロークについて説明したように発生する。得られた放出角度αはより大きくなり、それによって、ほこり粒子２２は、上述したジグザグ状の方法で持ち上げられる。
【００７６】
一方、上述した実験は、ほこり粒子２２が後進ストロークにおいてその回転に逆らってブラシ１２に入る場合に、放出角度αが１０〜６０°の範囲内にあることが示されているので、表面までの距離ｄ２のこの状況でバウンド要素３２を配置するのに良好なトレードオフがあることが見出され、ここで、ｄ２＝ｄ３＊ｔａｎ（α）であり、αは２０°の最大値を有する。
【００７７】
距離ｄ３は、ブラシ１２とバウンド要素３２との間の距離を表す。この距離は、ブラシ要素１６の先端部１８が、ブラシの回転中に表面２０と接触しなくなるような点から測定され、これは、ほこり及び／又は液体の粒子２２，２４がブラシ１２から通常放出される点である。このプロセスでは、ブラシ要素１６は、粒子２２，２４を捕捉し且つ引きずるための一種のホイップ(whip)であるように多少なりとも作用し、このホイップは、力を加えて閉じ込め、バンドブレーク(band  break)の機能に匹敵する機能に基づいて、粒子２２，２４を保持し続けることができる。ブラシ要素１６の先端部１８に生じる加速度は、ブラシ要素１６が床面２０と接触しなくなると直ぐに増大して、こうして、ほこり粒子２２や液滴２４をブラシ１２から自動的に放出させる。
【００７８】
２０°のαについての上述した最大値は、トレードオフ値として選択され、これは発明の概要に詳細に説明した。これは、以下で簡潔に繰り返し説明する。後進ストロークで発生する最小の角度αが、約１０°であることが示されており（図１０Ｂ参照）、バウンド要素３２が表面２０から距離ｄ２＝ｄ３＊ｔａｎ（１０°）で配置される場合に、多少なりとも全てのほこり粒子が、バウンド面３３に対して跳ね返る。上述したバウンド技術を用いると、これは約１００％のダスト拾い上げ率（ｄｐｕ）をもたらすであろう。しかしながら、バウンド要素３２の下面と被清掃面２０との間のギャップを小さくし過ぎるすべきではない。それ以外の場合は、より大きなほこり粒子２２は、後進ストロークで吸気口３６に入ることができない。そのためは、ｄ２は、０．３〜７ｍｍの範囲内に、好ましくは０．５〜５ｍｍの範囲内に、最も好ましくは１〜３ｍｍの範囲内にすべきである。
【００７９】
ｄ２の上述した幾何学的関係は、ｄ３にさらに依存している。ブラシ１２とバウンド要素３３との間の距離ｄ３は、この距離ｄ３がほこり粒子２２の運動エネルギーによって制限されるので、むしろ大き過ぎるようにすべきではない。換言すれば、ほこり粒子２２は、距離ｄ３が大きくなり過ぎた場合に、ブラシ１２にそれぞれ跳ね返され、バウンド要素３３に到達することができないだろう。ブラシ１２からバウンド要素３２に移動する場合に、ほこり粒子２２の運動エネルギーがほこり粒子２２の空気抵抗によって失われてしまう。バウンド面３３からブラシ１２に再び跳ね返らすために十分なエネルギーを残しておかなければならないので、ｄ３は、約３〜４ｃｍの値を超えないようにしなければならない。
【００８０】
ｄ３＊ｔａｎ（２０°）に等しい又はこれより小さくなるようにｄ２を選択するときに、ｄ２及びｄ３についての上述した制限は、良好な状態で満たすことができる。ｄ２がｄ３＊ｔａｎ（２０°）に正確に等しくなるように設定される場合に、これは、ブラシ及び真空源の組み合わせのみを使用し且つ７５％のｄｐｕに達する従来技術の装置に比べて、約８０％のｄｐｕをもたらすことが示されており、依然として良好な洗浄結果がもたらされる。本事例では、この高いｄｐｕは真空源を使用せずに（提示されるバウンド技術のみを利用して）達することを認識されたい。これはさらに驚くべき結果である。α＝２０°の角度で依然として約８０％のｄｐｕがもたらされる理由は、ほこり粒子２２が、装置１００の後進ストロークにおいて、１０°〜６０°の上述した角度範囲内でほぼ均一な分布でブラシ１２から放出されるためである。これは、表面２０に対して６０°の角度でブラシ１２から離れるほこり粒子２２の量が、表面２０に対して１０°の角度でブラシ１２から離れるほこり粒子２２の量とほぼ同じであることを意味している、又はその間の任意の角度でほぼ同じであることを意味している。そのため、αの２０°の最大角度は、相当良好なｄｐｕが得られるような、良好なトレードオフの関係にあり、ｄ２及びｄ３についての上述した所望される絶対距離値を満たすことが可能になる。当然のことながら、より小さな角度は、さらに高いｄｐｕ率をもたらす。
【００８１】
移動方向４０に依存してバウンド要素３２の位置を調整するための調整手段３５は、多くの方法で実現することができる。図１〜図４に示される実施形態では、これは、バウンド要素３２が、案内されるとともに、装置１００の移動方向４０に依存して垂直方向に上向きや下向きに移動することができる案内部３５によって実現される。しかしながら、これは、バウンド要素３２を調整することができる唯一の方法ではない。
【００８２】
図５に示されるように、調整手段は、表面２０に対してバウンド要素３２の位置を調整するために、（矢印３７で示される）全体のノズル装置１０を傾斜させることによっても実現することができる。この傾斜は、例えば、回転軸線の周りにノズルハウジング２８を回転させることによって実現することができる。ノズルハウジング２８を回転させる間にブラシ１２を持ち上げないようにするために、回転軸線は、好ましくは、ブラシ軸線１４と同じになる。ノズルハウジング２８を回転させるために、車輪（図示せず）を使用することができる。少なくとも一つの車輪の軸が、任意の機械的な機構によって表面２０に対して持ち上げられてもよい。このように、ノズルハウジング２８を傾斜させることによって、バウンド要素３２の位置（バウンド要素と表面との間の距離ｄ２）は、同様に自動的に適合される（図５参照）。距離ｄ２が、装置１００の前後ストロークに依存して、上述したようにバウンド効果を保証するように適合されている限り、調整手段３５は、多くの方法で実現することができる。バウンド要素３２の位置ｄ２を調整するさらなる可能な方法は、前方向に表面２０上を滑るような一種のスキージ要素（可撓性ゴム製リップ）のようなバウンド要素３２によって実現することができ、クリーナ装置１００を後方向に移動させる場合に、ゴム製リップに力を加えてひっくり返して上述した距離ｄ２に持ち上げるために、ゴム製リップの下側に配置されたスタッドによって持ち上げられる。これは、発明の概要において詳細に説明した。
【００８３】
上述したバウンド効果の更なる改良が図８に示されている。この実施形態によれば、バウンド要素３２のバウンド面３３は、表面２０に垂直である垂直軸線に対して角度βで傾斜している。バウンド面３３はそのため傾斜している。この傾斜を有することによって、バウンド面３３は、もはや以前の図６や図７に示されているように被清掃面（床面）に対して垂直に配置されていないが、床面２０から離れて状態で上向きに面している。これによって、バウンド面３３の傾斜によってほこり粒子２２が上方向に自動的に跳ね返されるので、バウンド面３３に対して跳ね返ったほこり粒子２２を容易に持ち上げることができる。特に、ほこり粒子２２が０°の放出角度（床面に平行）でブラシ１２から放出された場合に、ほこり粒子２２は、傾斜角βのバウンド面３３から再び跳ね返され、それによって、より速く持ち上げられる。この改良は、ほこり粒子２２が、平坦な面において（図９参照）ブラシから放出されるような、前進ストロークにおいて特に有益な効果を有する。
【００８４】
本発明の第２の実施形態を示す図３及び図４に示されるように、これらの図面に概略的にのみ示される追加の真空セット３８を設けてもよい。真空セットは、ブラシ１２やバウンド要素３２と衝突し且つ捕集されたほこり粒子２２や液体２４を吸引するために吸引領域３４において負圧を発生させる。真空セット３８は必ずしも必要ではないことに留意されたい。しかしながら、さらに印加される負圧によって、装置１００のクリーニング性能がさらに向上する。特にブラシ１２から表面２０に再吹付けされ且つバウンド要素３３に対して跳ね返らなかった粒子２２が、この場合に吸引される。
【００８５】
吸引領域３４内の真空セット３８によって生成された負圧は、好ましくは３〜７０×１０２Ｐａ（３〜７０ｍｂａｒ）の範囲内であり、より好ましくは４〜５０×１０２Ｐａ（４〜５０ｍｂａｒ）の範囲内であり、最も好ましくは５〜３０×１０２Ｐａ（５〜３０ｍｂａｒ）の範囲内である。この負圧は、約７０×１０２Ｐａ（７０ｍｂａｒ）の負圧が印加される通常の掃除機と比較して非常に低い圧力である。しかしながら、上述したバウンド技術によって、非常に良好な洗浄結果が、既に上述した圧力範囲内で実現することができる。そのため、より小さな真空セット３８を使用することができる。これは、真空ポンプの選択の自由を増加させる。
【００８６】
ノズル装置１０の第２の実施形態を示す図３及び図４には、バウンド要素３２及びブラシ１２の位置が、（図１及び図２に示される）第１の実施形態と比較して、本発明の範囲を逸脱することなく交換することができるが示されている。バウンド要素３２は、この場合には、ブラシ軸線１４に対してノズルハウジング２８の別の側に配置される。この場合に、バウンド要素３２は床面２０から距離ｄ２に配置する必要があり、図３に示されるようにノズル１０を方向４０に移動させる場合に、バウンド要素３２は、移動方向４０から見て、（後進ストロークとして表される）ブラシ１２の前方に位置される。それ以外の場合は、液体２４やほこり粒子２２は、吸引領域３４に、それぞれ吸気口３６に再び入ることができなくなる。
【００８７】
一方、バウンド要素３２は、床面から距離ｄ１に配置される（ｄ１は好ましくはゼロに等しい）閉じた位置にする必要があり、本実施形態に従って図４に示すようにノズル１０をいわゆる前進ストロークで移動させる場合に、ブラシ１２は、移動方向４０から見て、バウンド要素３２の前方に位置しており、ほこり及び液体粒子２２，２４に最初に衝突する。バウンド要素３２は、この場合に、表面２０上を滑り且つ表面２０上の残りのほこりや液体粒子２２，２４を捕集するようなスキージやワイパーとして作用する。
【００８８】
図１及び図２に示される第１の実施形態と、図３及び図４に示される第２の実施形態とを比較して、ノズル装置の残り部分、すなわちブラシ１２だけでなく、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。ブラシ１２の回転２６の方向は、ブラシ要素１６が、バウンド要素３２が配置されるノズルハウジング２８の側面でノズルハウジング２８に入るように方向付ける必要があるので、ブラシ１２の回転方向２６は同じままである。換言すれば、バウンド要素３２は、ブラシ１２の側面に配置されており、ほこり及び／又は液体の粒子２２，２４は、ブラシ１２から放出される。それ以外の場合は、これは、ブラシ１２とバウンド要素３２との上述した相互作用を可能にはしない。
【００８９】
ブラシ１２の特性は同じままである。洗浄結果は、ブラシ要素１６の線質量密度に関する上述したパラメータを適用することにより、且つ上述した範囲内でブラシ要素１６の先端部１８において遠心加速度を実現することによって改善することができる。バウンド技術は、異なる種類のブラシを用いて実現することができるが、ブラシ１２の特性及びこのブラシ１２が駆動される回転速度を以下に示す。ブラシ１２は、好ましくは２０〜８０ｍｍの範囲内にある直径を有しており、駆動手段は、毎分少なくとも３，０００回転の角速度で、好ましくは約６，０００ｒｐｍ及びそれ以上の角速度で、ブラシ１２を回転させることができる。ブラシ１２の幅、すなわち、ブラシ１２の回転軸線１４が延びる方向のブラシ１２の寸法は、例えば、２５ｃｍのオーダーであってもよい。
【００９０】
ブラシ１２のコア要素５２の外面に、房５４が設けられている。各房５４は、ブラシ要素１６として示されるような数百の繊維要素を有する。例えば、ブラシ要素１６は、約１０マイクロメータ・オーダーの直径を有するポリエステルやナイロンで作製されており、１０ｋｍ当たり１５０ｇより小さいデシテックス値を有する。ブラシ要素１６の充填密度は、ブラシ１２のコア要素５２の外面で、１平方ｃｍ当たり少なくとも３０個の房５４であってもよい。
【００９１】
ブラシ要素１６は、ある程度無秩序に配置されてもよい、すなわち、相互に固定した距離ではない。更に、ブラシ要素１６の外面５６は、不均一であってもよく、ブラシ要素１６が液滴やほこり粒子２２，２４を捕捉する能力を向上させる。特に、ブラシ要素１６は、滑らかでなく且つ多少なりとも円形の円周を有していないが、表面に凹凸を有しており且つノッチ及び溝を含む多少なりとも星型の円周を有するような、いわゆるマイクロファイバーである。ブラシ要素１６は、同一にする必要はないが、好ましくはブラシ１２のブラシ要素１６の総数の大部分の線質量密度が、少なくとも先端部１８で、１０ｋｍ当たり１５０ｇより小さいという要件を満たしている。
【００９２】
回転ブラシ１２によって、具体的には回転ブラシ１２のブラシ要素１６によって、ほこり粒子２２や液体２４が表面２０から拾い上げられ、ブラシ１２とバウンド面３３との間で上述したジグザグ状跳ね返り方法でクリーナ装置１００の内側の回収位置まで移送される。ブラシ要素１６の先端部１８に生じる加速度によって、ブラシ要素１６が、その回転中に床面２０から接触しなくなる場合に、ほこり粒子２２や液滴２４をブラシ１２から自動的に放出させる。大部分の粒子は、その後、バウンド要素３２のバウンド面３３に対して跳ね返される。好ましくは、全てのほこり粒子２２や液滴２４が、バウンド面３３に衝突するわけではなく且つ上述したように持ち上げられるわけではなく、又は真空セット３８（追加の真空セット３８が設けられている場合に）によって直接的に真空に吸引されるとは限らないので、少量のほこりや液体は、ブラシ要素１６が表面２０から接触しなくなる領域の表面２０に投げ返されるられる。しかしながら、表面２０を再吹付けするこの効果は、バウンド要素３２を前進ストロークで一種のワイパーとして作用させることによって、この再吹付けされた液体やほこりを捕集することによって克服され、それによって、残りの液体２４やほこり２２は、その後、印加された負圧によって吸引することができる。液体２４やほこり２２は、従って、上方向に跳ね返される又は吸引されることなく、吸引領域３４から離れることがない。
【００９３】
選択された技術的パラメータによって、ブラシ要素１６は、表面２０への液体２４やほこり粒子２２の付着性を妨げるように貢献するような、表面２０に優しいスクラブ効果を有する。
ブラシ１２を回転させると、表面２０上のブラシ要素１６の移動は、接触が最終的に失われる瞬間まで続く。接触する状況が存在しなくなったときに、ブラシ要素１６は、ブラシ１２の回転の結果として、ブラシ要素１６に作用する遠心力の影響下で、元の引き伸ばされた状態をとるように付勢される。ブラシ要素１６が、引き伸ばされた状態を再びとるように付勢される時に屈曲される場合に、追加の引き伸ばし加速度が、ブラシ要素１６の先端部１８に存在しており、ブラシ要素１６は、屈曲した状態から引き伸ばされた状態にスウィッシュ(swish)される。ブラシ要素１６の移動はスウィッシュされるホイップ(whip)に匹敵する。ブラシ要素１６がほぼ伸ばされた状態をとる時の先端部１８の加速度は、好ましくは、少なくとも３，０００ｍ／ｓ２の要件を満たす。
【００９４】
説明したような運動中にブラシ要素１６の先端部１８に作用する力の影響下で、相当量のほこり粒子２２や液体２４は、これらの力が接着力よりも相当高くなっている場合に、ブラシ要素１６から放出される。このため、液体２４やほこり粒子２２は、力を受けてバウンド要素３２に向かう方向に飛び去る。
【００９５】
この加速度の影響下で、液体２４は、小さな液滴で排出することができる。これは、真空ファンセット３８、具体的には回転可能な空気／ほこりセパレータとして機能するような真空セット３８の遠心ファンによって行われるようなさらなる分離プロセスについて有利となる。なお、遠心ファンによって及ぼされる力等の吸引力は、ブラシ要素１６によって、液体やほこりを拾い上げる上述のプロセスにおいて役割を果たしていないことに留意されたい。しかしながら、これらの吸引力は、提示されたバウンド技術によって持ち上げられなかったほこりや液体を拾い上げるするために使用することができる。
【００９６】
前述したように、ブラシ要素１６のそれぞれの機能の他に、ほこり粒子２２や液体２４を拾い上げるプロセスに貢献する別の効果が生じる、すなわち、ブラシ要素１６同士の間で毛管効果が生じる。この点において、ブラシ要素１６を含むブラシ１２は、かなり量の塗料で浸漬されるブラシ１２に相当し、塗料は、毛管力に基づいてブラシ１２によって吸収される。
【００９７】
上述したことから、本発明に係るブラシ１２が好ましくは以下の特性を有することが明らかになる。
−可撓性ブラシ要素１６を含む柔軟性の房５４は、ブラシ１２の回転中の無接触部分における遠心力によって引き伸ばされる。
−柔軟性の房５４は、表面２０に接触するたびに屈曲され、遠心力の影響の下で可能な限り真っ直ぐにされるので、ブラシ１２と被清掃表面２０との間で完璧なフィット感を得ることが可能である。
−ブラシ１２は、十分に高い加速力によって、常に自己をきれいな状態にし、一定の洗浄結果を保証する。
−表面２０とブラシ１２との間の発熱は、房５４の非常に低い曲げ剛性によって最小限に抑えられる。
−皺や凹みが表面２０に存在する場合であっても、液体２４が房５４によって持ち上げられる且つ多くの従来の装置のように空気流によって持ち上げられないという事実に基づいて、表面２０から液体を非常に均一に持ち上げ且つ全体的な洗浄結果が非常に均一に実現される。
−ほこり２２が、房５４によって、優しいながらも効果的な方法で表面２０から除去され、ここで、最も効率的なエネルギーの使用は、ブラシ要素１６の低い剛性に基づいて実現することができる。
【００９８】
線質量密度の比較的低い値に基づいて、ブラシ要素１６は、非常に低い曲げ剛性を有しており、且つ房５４にパックされたときに、その元の形状に維持することができない。従来のブラシでは、ブラシ要素が一旦自由にされた後元に戻すことができる。しかしながら、上述したように非常に低い曲げ剛性を有するブラシ要素１６は、弾性力が個々のブラシ要素１６同士の間に存在する内部摩擦力を超えることはできない程小さいので、元に戻らない。こうして、房５４は、変形後にしわくちゃの状態になり、ブラシ１２が回転しているときだけ引き伸ばされる。
【００９９】
被清掃面に接触する硬質ブラシを含む従来の装置と比較して、本発明の実施形態に従って好ましく使用されるブラシ１２は、ブラシ要素１６が液体２４やほこり２２を拾い上げ且つ被掃除表面２０から離れる方向に液体２４やほこり２２を移送するという動作原理によって、非常に優れた洗浄結果を実現することができる。液体２４やほこり２２は、これらが次のラウンドで再び表面２０に接触する前に、ブラシ要素１６によって振り飛ばされる。
【０１００】
ブラシ１２が被清掃面２０でインデントされるという結果として、ブラシ１２は、ノズルハウジング２８の内部から外部へエアを圧送する一種のギアポンプとして作用する。これは、ほこり粒子２２が吹き飛ばされ、液体２４の液滴がブラシ１２から手の届かない位置に形成され、且つ洗浄プロセス中に予想外の瞬間中に落ちることがあるという、不利になる効果がある。
【０１０１】
上述したように圧送（ポンピング）効果を補償するために、ブラシ１２が表面２０に接触する領域に空気流を生成する手段を有することが提案されており、空気流がブラシ１２によって生成される空気流を補償するために使用される。
【０１０２】
これらの手段は、様々な方法で実現することができる。第１の実施可能な方法は、図１及び図２に示される第１の実施形態に示されており、小さな開口部５８は、ブラシ１２の回転中にブラシ要素１６がノズルハウジング２８から離れる位置において、ノズルハウジング２８とブラシ１２との間に配置されている。この開口部５８は、ブラシ要素１６が最初に表面２０に接触する領域に負圧を印加する吸引領域３４にさらなる吸込口６０を実現する。この負圧は、使用中のブラシの回転によってこのブラシ１２の前方に生成された望ましくない乱気流を打ち消すような空気流を生成する。
【０１０３】
ブラシ１２の前方の望ましくない乱気流を打ち消すような第２の可能な方法は、ブラシ１２上に一列に配置されたブラシ要素１６の房５４を含むブラシ１２を装備することであり、これによって、必要な吸引力が大幅に削減される。
【０１０４】
さらに、ブラシ１２が表面２０に接触する前に、回転方向２６から見て、ある位置にブラシ１２をインデントするためのそらせ板６２を使用することが可能であり、この例は、図３及び図４に示される第２の実施形態に示されている。そらせ板６２は、それらブラシ要素を反らすことによってブラシ要素１６を一緒に押圧するような機能を有する。こうして、ブラシ要素１６同士の間の空間に存在する空気は、この空間から押し出される。ブラシ要素１６が、そらせ板６２から離れた後に、再び互いに離れるように移動する場合に、ブラシ要素１６同士の間の空間は、空気がブラシ１２に吸い込まれるように増加し、ほこり２２や液体粒子２４を吸い込む負圧が形成される。これは、回転ブラシ１２によって生成されたエアブローを再び補償する。上述したようなそらせ板の例は、同一出願人である、ＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５４３３３及びＰＣＴ／ＩＢ２００９／０５４３３４に見出すことができる。
【０１０５】
補償するために必要な気流は、以下の式を用いて計算することができる。
Φｃ＝π＊ｆ＊Ｗ＊Ｆ（Ｄ＊Ｉ−Ｉ２）
ここで、
Φｃ：  補償する必要がある気流（ｍ３／ｓ）
ｆ：    ブラシの周波数（Ｈｚ）
Ｗ：    ブラシ１２の幅（ｍ）
Ｆ：    ブラシ補償係数（−）
Ｄ：    ブラシ１２の直径（ｍ）
Ｉ：    表面２０付近のブラシ１２のインデント（ｍ）
【０１０６】
実際の例では、ｆ＝１３３Ｈｚ，Ｗ＝０．２５ｍ，Ｄ＝０．０４４ｍ，及びＩ＝０．００３ｍである。ブラシ補償係数に関して、この係数は、上述した特徴を有するブラシを用いた実験に基づいて決定されることに留意されたい。なお、この係数は０．４であると見出された。前述した値を用いて、以下の補償気流が見出された。
Φｃ＝π＊１３３＊０．２５＊０．４＊（０．０４４＊０．００３−０．００３２）
＝０．００５０１５ｍ３／ｓ
【０１０７】
こうして、この例では、毎秒約５リットルの補償空気流を有することが有利となる。このような気流は、上述した実施可能な例うちの１つを用いて実際に非常に良好に実現することができ、それによって、ブラシ１２の不利な圧送（ポンピング）効果を、実際にはなくすことができる。
【０１０８】
図１１には、本発明に係るクリーナ装置１００の全体を示す図面が提供されている。この概略的な構成によれば、クリーナ装置１００は、ブラシ１２がブラシ軸線１４に回転自在に装着されたノズルハウジング２８を有する。電動モータ（図示せず）等の通常のモータとして実現される駆動手段は、ブラシ１２を回転駆動するために、好ましくはブラシ軸１４に接続されており、さらにこのブラシ軸上に位置している。なお、モータは、クリーナ装置１００内の他の適切な位置に配置してもよいことに留意されたい。
【０１０９】
ノズルハウジング２８において、車輪（図示せず）等の手段が、被清掃面２０から所定の距離においてブラシ１２の回転軸１４を保持するために配置されており、この距離は、ブラシ１２がインデントされるように選択される。好ましくは、このインデントの範囲は、ブラシ要素１６を完全に引き伸ばした状態に関してブラシ１２の直径の２％〜１２％にある。こうして、直径が５０ｍｍのオーダーにある場合に、インデントの範囲は、１〜６ｍｍとすることができる。これらの調整は、図５を参照して上述したように、車輪を移動方向４０に依存してノズル１０を傾斜させてバウンド要素３２の位置を調整する。
【０１１０】
ノズルハウジング２８、ブラシ１２及びバウンド要素３２の他に、クリーナ装置１００には、好ましくは、次の構成要素が設けられている。
−ユーザーによるクリーナ装置１００の容易な操作を可能にするハンドル６４と、
−水等の洗浄液６８を収容するためのリザーバ６６と、
−被清掃面２０から拾い上げられた液体２４やほこり粒子２２を受け取るためのデブリ収集容器７０（ダストパンとしても示される）と、
−デブリ収集容器７０を吸引領域３４に接続する例えば中空管７２の形態の流路であって、この吸引領域３４は、ノズル１０の底面３０に吸引口３６を構成する、流路と、（本発明の意味において、中空管７２を含む流路は、追加の真空セット３８が設けられている場合に（必須ではない）、上述した負圧が印加される吸引領域３４を意味することに留意されたい。）
−中空管７２が配置される側とは反対側にあるデブリ収集チャンバ７０の側方に配置された遠心ファン３８を含む真空ファンセット３８（必須ではない）と、を含む。
【０１１１】
完全を期すために、本発明の範囲内で、他の及び／又は追加の構造的細部が可能であることに留意されたい。例えば、ある要素が、上向きに投げ付けられたデブリ２２，２４の向きを変えるために提供されてもよく、それによって、デブリ２２，２４は、最終的にデブリ収集チャンバ７０に到達する前に、まず向きが変えられる。また、随意の真空ファンセット３８を、中空管７２が配置される側とは反対側である側というよりもデブリ収集チャンバ７０の別の側に配置することができる。
【０１１２】
図１２に示される実施形態によれば、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を通って延びるような多数のチャネル７４が設けられた中空管の形態である。洗浄液６８をリザーバ６６からブラシ１２の中空コア要素５２の内部に輸送するために、例えば可撓性チューブ７８が、コア要素５２の内部に案内されるように設けられている。
【０１１３】
この実施形態によれば、洗浄液６８が中空コア要素５２に供給され、ブラシ１２の回転中に、液体６８は、チャンネル７４を経由して中空コア要素５２から離れ、ブラシ要素１６を濡らす。このように、液体６８は、被清掃面２０に降り掛かる又は落下する。そのため、被清掃面２０は、洗浄液６８で濡らされる。これは、特にほこり粒子２２のブラシ要素１６への付着性を向上させ、従って、被掃除表面２０からよごれを除去する能力を向上させる。
本発明によれば、液体６８を中空コア要素５２に供給する速度は、非常に低くすることができ、ここで最大速度は、例えばブラシ１２の幅の１ｃｍ当たり毎分６ｍｌとすることができる。
【０１１４】
しかしながら、ブラシ１２内の中空チャネル７４を使用して、被清掃面２０に水６８を積極的に供給する特徴は、必須ではなく、随意の特徴であることに留意されたい。あるいはまた、洗浄液は、外部からブラシ１２に洗浄水を噴霧するか、使用前に単にブラシ１２を洗浄水に浸漬させることによって供給することができる。意図的に選択した液体を使用する代わりに、既にこぼれた液体、すなわち被清掃面２０から除去する必要がある液体を使用することが可能である。
【０１１５】
床面から洗浄水６８を持ち上げることは、既に上述したように、表面２０までの距離ｄ１に位置付けされたときにバウンド要素３２によって、随意の真空セット３８によって生成された負圧によって吸引される吸引領域３４に液体を移動させる一種のワイパとして作用することにより回収するか、又は水がブラシ１２とバウンド要素３３との相互作用により床面から直接的に持ち上げられるかのいずれかで行わる。水を持ち上げることができない硬質ブラシを有する従来の装置と比較して、本発明に従って使用されるブラシ１２は、水を持ち上げることができる。実現される洗浄結果は、そのため相当良好になる。
【０１１６】
ブラシ１２、ブラシ要素１６及び駆動手段に関する技術的パラメータは、本発明の文脈において行われる実験から得られる。
以下では、実験の一例とこの実験の結果について説明する。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み、ブラシ要素１６に用いられる異なるタイプの繊維材料を備えていた。さらに、充填密度だけでなく、デシテックス値を変化させた。種々のブラシの詳細を以下の表に示す。
【０１１７】
【表１】
2014528313.tif 000003
【０１１８】
この実験は、同様の条件下でブラシを回転させ、ブラシ１２を用いた処理を受けた表面２０に対する洗浄結果、摩耗、及び電力を評価する。この実験の結果は、表面２０上の発熱の指標を提供する。実験結果は、以下の表に反映されており、ここで評点５は、最良の結果を示すために使用されており、より数字の少ない評点は、質が芳しくない結果を示すために使用されている。
【０１１９】
【表２】
2014528313.tif 000004
【０１２０】
とりわけ、実験は、水の持ち上げ、耐摩耗挙動及び消費電力はさほど良くなかったが、１０ｋｍ当たり１００〜１５０ｇの範囲内の線質量密度を有するブラシ要素１６を用いて、有用な洗浄結果を得ることができることが証明された。これは、線質量密度の適切な限界値が１０ｋｍ当たり１５０ｇであることが結論される。しかしながら、はるかに低い線質量密度を用いることによって、洗浄結果及び他の全ての結果が非常に良好になることは明らかである。従って、１０ｋｍ当たり１２５ｇ，１０ｋｍ当たり５０ｇ，１０ｋｍ当たり２０ｇ，又はさらに１０ｋｍ当たり５ｇ等の下限値を適用することが好ましい。後者のオーダー値を用いると、洗浄結果が優れており、水の持ち上げが最適であり、摩耗が最小限に抑えられ、且つ消費電力や表面２０上での発熱は十分に低いことが保証される。
【０１２１】
ブラシ１２の１回転当たりの時間中に、具体的にはブラシ要素１６と表面２０との間には接触がないようなほこり放出期間中に、ブラシ要素１６の先端部１８において支配的な加速度に関して３，０００ｍ／ｓ２の随意の最小値は、本発明の文脈において行われた実験結果によってサポートされている。
【０１２２】
以下では、実験の一例とこの実験の結果について説明する。以下の条件が、実験に適用される。
１）ブラシ１２は、モータ軸に取り付けられており、４６ｍｍの直径及び約１２ｃｍの幅を有し、１０ｋｍ当たり約０．８ｇの線質量密度のポリエステル製ブラシ要素１６を含んでおり、さらに、１平方ｃｍ当たり５０個の房５４を含み、約８００個のブラシ要素１６からなる房５４として配置されている。
２）ブラシ１２及びモータのアッセンブリの重量は、決定されている。
３）モータの電源が、１秒の作動期間又は４秒の作動期間の後にモータを停止させるためのタイマに接続されている。
４）ブラシ１２は水に浸漬されているので、ブラシ１２は水で完全に濡らされている。なお、使用されるブラシ１２は、総重量約７０ｇの水を吸収することが可能であることに留意されたい。
５）ブラシ１２は、毎分１，９５０回転の角速度で回転され、１秒又は４秒後に停止される。
６）ブラシ１２及びモータのアセンブリ重量は、決定されており、２）で決定された重量と、乾燥重量との差が計算される。
７）４）〜６）が、他の角速度の値、具体的には以下の表に示されるような値について繰り返され、１秒又は４秒停止した後にブラシ１２に依然として存在する水の重量の値や、以下の式に従って計算される関連する遠心加速度の値をさらに含む。
ａ＝（２＊π＊ｆ）２＊Ｒ
ここで、
ａ：  遠心加速度（ｍ／ｓ２）
ｆ：  ブラシ周波数（Ｈｚ）
Ｒ：  ブラシ１２の半径（ｍ）
【０１２３】
【表３】
2014528313.tif 000005
【０１２４】
角速度及び二つの異なる停止時間についての水の重量の間に見出される関係が、図１３のグラフに示されており、遠心加速度及び２つの異なる停止時間についての水の重量の間に見出される関係が、図１４のグラフに示されている。ここで、水の重量は、各グラフの縦軸で示されている。図１３のグラフから、角速度が約４，０００ｒｐｍより小さいある場合に、ブラシ１２による水の放出が著しく減少されることは明らかである。また、６，０００ｒｐｍ〜７，０００ｒｐｍよりも高い角速度で、より安定することが確認される。
ブラシ１２による水の放出の移行は、３，０９０ｍ／ｓ２の遠心加速度に相当するような３，５００ｒｐｍの角速度で見出すことができる。この事実を説明するために、図１３及び図１４のグラフは、それぞれ３，５００ｒｐｍと３，０９０ｍ／ｓ２との値を示す縦線を含む。
【０１２５】
以上説明したように、実験結果に基づいて、接触しない期間中のブラシ要素１６の先端部１８の加速度についての３，０００ｍ／ｓ２の値は、少なくとも先端部１８において１０ｋｍ当たり１５０ｇより小さい線質量密度を有する随意の要件を満たすようなブラシ要素１６の自己洗浄能力が考慮される限り、現実的な最小値であると判断することができる。既に上述したように、自己洗浄機能の適切な性能は、良好な洗浄結果を得るために重要である。
【０１２６】
完全を期すために、本発明に従ったクリーナ装置１００において、遠心加速度を、３，０００ｍ／ｓ２より小さくしてもよいことに留意されたい。その理由は、ブラシ要素１６が真っ直ぐにされたときに、ブラシ要素１６の先端部１８に生じた加速度は、通常の遠心加速度よりも高いことが予期される。実験は、３，０００ｍ／ｓ２の最小値が加速度に関して有効であり、この加速度は、この実験の場合において通常の遠心加速度であり、ほこり拾い上げ期間が経過したときに、ブラシ要素１６の特定の挙動によって生じるようなより高い加速度とすることができることを示し、。他の期間中（例えば、ほこり拾い上げ期間）に、通常の遠心加速度の可能性をより低くさせ、本発明に従った実際のクリーナ装置１００において矯正の余地がある。
【０１２７】
本発明に従った単一のブラシが好ましいが、本発明の範囲から逸脱することなくさらなるブラシを使用することができることは明らかである。また、洗浄効果をさらに増加させるために使用される上述したブラシのパラメータは、随意のパラメータであることに留意されたい。しかしながら、上述したバウンド効果は、他の種類のブラシを使用する場合にも発生する。
【０１２８】
なお、本発明の範囲は、以前に議論された実施例に限定されるものではなく、且ついくつかの修正及び変形は、添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく可能であることが当業者には明らかであろう。本発明を、図面及び詳細な説明において詳細に示し且つ説明してきたが、このような例示及び説明は、例示又は説明のみを目的としたもので、限定的なものではない。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。
【０１２９】
明瞭にするために、ブラシ要素１６を完全に引き伸ばした状態は、ブラシ要素１６が、ブラシ１２の回転軸１４に対して半径方向に完全に延ばされる状態であり、ブラシ要素１６の先端部に、屈曲部が存在しないことに留意されたい。この条件は、ブラシ１２が通常の作動速度で回転しているときに実現することができ、その速度は、ブラシ要素１６における先端部１８において３，０００ｍ／ｓ２の加速度を実現することができる速度である。ブラシ１２のブラシ要素１６の一部のみを完全に引き伸ばした状態にすることができ、別の部分は、ブラシ要素１６によって衝突する障害物によって、引き伸ばされていない。通常、ブラシ１２の直径Ｄは、全てのブラシ要素１６を完全に引き伸ばした状態で測定される。
【０１３０】
ブラシ要素１６の先端部１８は、半径方向で見たときに、ブラシ要素１６の外側部分である、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、ほこりや液体２２を拾い上げるするために使用される部分であり、被清掃面２０に沿って摺動する部分である。ブラシ１２が表面２０に対してインデントされる場合には、先端部の長さはインデントとほぼ同じ長さである。
【０１３１】
本発明は、図面及び上述した詳細な説明において詳細に示され且つ説明してきたが、このような例示及び説明は、例又は例示として考えるべきであり、制限的なものではない。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他の変形形態は、図面、詳細な説明、及び添付の特許請求の範囲の検討から、特許請求の範囲に記載された発明を実施する当業者により理解され且つ達成することができる。
【０１３２】
請求項において、単語「備える、有する、含む(comprising)」は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「１つの(a)  (an)」は、複数を除外しない。単一の要素又は他のユニットは、請求項に列挙されるいくつかの項目の機能を満たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
特許請求の範囲における任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2014528313.tif 000015
【図９Ｃ】
2014528313.tif 000016
【図１０Ａ】
2014528313.tif 000017
【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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