(57)【要約】  電気掃除装置は、使用時に清掃面に隣接して配置される下面１１０を有する清掃ヘッド１０２を備えている。空気流通路１１２は、清掃ヘッド１０２内に形成されており、清掃ヘッド１０２は、真空源に接続されるようにした第1の端部と、清掃面が真空にかけられる清掃ヘッドの下面１１０付近に開口１１８を形成する第２の端部とを有する。少なくとも1つの振動エレメント１３０が清掃ヘッド１０２の下面１１０付近に配置され、清掃ヘッド１０２は、清掃ヘッドが清掃面付近に配置されると、清掃面に振動をかけるようになっている。更に、少なくとも１つの振動アクチュエータ１３６は、少なくとも1つの振動エレメント１３０が振動せしめられるように設けられている。少なくとも1つの振動アクチュエータ１３６は、このアクチュエータを空気流から隔離するように、空気流通路１１２を通る空気流からシールされた密封容器内に配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に清掃されるべき表面に隣接して配置される下面を有する清掃ヘッドと、前記清掃ヘッド内に形成され、真空源に接続するように構成された第1の端部と前記清掃ヘッドの下面付近にあって前記清掃面に真空をかける開口を形成する第２の端部とを有する空気流通路と、前記清掃ヘッドの前記下面付近に位置して前記清掃ヘッドが接近したときに前記清掃面に真空をかける少なくとも1つの振動エレメントと、前記の少なくとも1つの振動エレメントを振動せしめる少なくとも1つの振動アクチュエータとから成っている電気掃除装置。
【請求項２】
請求項１による電気掃除装置であって、前記の少なくとも1つの振動エレメントは、振動を付与する下面と、相応する振動アクチュエータに接続された上面とを有する振動バー(棒)から成っている電気掃除装置。
【請求項３】
請求項２による電気掃除装置であって、前記容器を厳戒するチャンバーの限界を形成する少なくとも1つの壁を備え、前記チャンバーは、一部が前記振動バーによって閉じられた開口端を有する電気掃除装置。
【請求項４】
請求項３による電気掃除装置であって、前記振動バーと前記チャンバーとの間に前記チャンバーをシールしてごみの進入を防止するシールが設けられている電気掃除装置。
【請求項５】
請求項３又は４による電気掃除装置であって、前記振動バーの基端縁は、開口端に近い前記チャンバーの一方の縁に枢支され、前記振動バーの末端縁は、前記の枢支部（ヒンジ）に対して回転自在であり、前記振動バーの末端縁と前記チャンバーとの間にはシールが設けられ、前記シールは、前記振動バーの末端縁と前記チャンバーの間のシールを維持しつつ、前記振動バーの回転を許すように構成されている電気掃除装置。
【請求項６】
請求項４又は５による電気掃除装置であって、前記シールは、可撓性薄膜である電気掃除装置。
【請求項７】
請求項５による電気掃除装置であって、前記振動バーと前記チャンバーとの間の枢支部は、前記バーと前記チャンバーとの間のシールを維持しつつ枢動を許すシールから成っている電気掃除装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかによる電気掃除装置であって、前記清掃ヘッドは、縦横の軸線と前後の端縁とを有し、使用時に、前記縦軸線は、移動方向を形成し、また使用時に、前記前端縁は、前記清掃ヘッドの先端縁を形成し、前記密封容器は、移動方向に対して横方向に配向された前後の壁を有するチャンバーから成っており、前記チャンバーンの開口内に振動バーを配置しつつ前記開口を少なくとも部分的に形成する下端縁を有する電気掃除装置。
【請求項９】
請求項８による電気掃除装置であって、前記振動アクチュエーターは、少なくとも1つのモータと、このモータによって回転するようにした少なくとも1つの相応する重錘部材とから成っており、前記重錘部材は、その質量の中心が回転中振動を引き起こすモータの回転軸線から偏心しているように設けられている電気掃除装置。
【請求項１０】
請求項９による電気掃除装置であって、前記振動バーは、前記の前後の壁の一方に枢支され、また、前記振動アクチュエーターは、前記振動バーが枢支部の回転軸線に対してほぼ直角の方向に回転されるように設けられている電気掃除装置。
【請求項１１】
請求項１０による電気掃除装置であって、前記重錘部材は、前記枢支部から最も離れた回転位置で下向きに移動し、前記枢支部に最も近い回転位置で上向きに移動するように、前記枢支部から離れる方向に回転される電気掃除装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかによる電気掃除装置であって、前記振動バーの上面は、少なくとも1つの振動アクチュエーターを受け入れるように構成されたチャンネルを含んでいる電気掃除装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかによる電気掃除機であって、前記容器は、前方で、前記清掃ヘッドの先端縁付近の空気流通路の外側に配置する電気掃除装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかによる電気掃除装置であって、前記振動アクチュエーターの動力源は、前記清掃ヘッドの容器内に収納されている電気掃除装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかによる電気掃除装置であって、前記振動アクチュエーターの動力源は、シールされた容器内に収納されて前記振動アクチュエータに電気的に接続されている電気掃除装置。
【請求項１６】
請求項２３による電気掃除装置であって、前記動力源は、少なくとも1つのバッテリーを含み、前記清掃ヘッドは、充電用外部動力源に少なくとも1つのバッテリーを接続するために前記容器と連通して電気的なコネクターを含む電気掃除装置。
【請求項１７】
使用時に清掃されるべき表面に隣接して配置される下面を有する清掃ヘッドと、前記清掃ヘッド内に形成され、真空源へ接続するように構成された第1の端部と前記清掃ヘッドの低い面付近にあって前記清掃面に真空を施す開口を形成する第２の端部とを有する空気流通路と、前記清掃ヘッドの前記下面付近に位置して前記清掃ヘッドが接近したときに前記清掃面に真空をかける少なくとも1つの振動エレメントと、前記の少なくとも1つの振動エレメントを振動せしめる少なくとも1つの振動アクチュエータとから成り、前記の少なくとも1つの振動エレメントは、前記清掃ヘッド内に枢支され、前記振動アクチュエータは、前記振動エレメントが枢支部の周りを回転しつつ振動せしめられるように構成されている電気掃除装置。
【請求項１８】
請求項１７による電気掃除装置であって、前記の少なくとも1つの振動エレメントは、振動を付与する清掃面に衝突する下面と、相応する少なくとも1つの振動アクチュエータに接続された上面とを有する振動バーから成っている電気掃除装置。
【請求項１９】
請求項１８による電気掃除装置であって、前記振動アクチュエーターは、前記振動バーの上面に取り付けられている電気掃除装置。
【請求項２０】
請求項１９による電気掃除装置であって、前記アクチュエーターは、前記容器内に収納してシールされて前記振動バー上に自由に支持されている電気掃除装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０による電気掃除装置であって、前記振動アクチュエーターは、少なくとも1つのモータと、前記モータによって回転されるようにした少なくとも1つの相応する重錘部材とから成り、前記重錘部材は、その質量の中心が回転中振動を引き起こすモータの回転軸線から偏心するように構成されている電気掃除装置。
【請求項２２】
請求項２１による電気掃除装置であって、前記振動アクチュエーターは、前記重錘部材が前記枢支部の回転軸線に実質的に直角の方角に回転されるように構成されている電気掃除装置。
【請求項２３】
請求項２２による電気掃除装置であって、前記重錘部材は、前記枢支部から最も離れた回転位置で下向きに移動し、前記枢支部に最も近い回転位置で上向きに移動するように、前記枢支部から離れる方向に回転される電気掃除装置。
【請求項２４】
請求項１７乃至２３のいずれかによる電気掃除装置であって、前記清掃ヘッドは、縦横の軸線と前後の端縁とを有し、使用時に、縦軸線は、移動方向を形成し、また使用時に、前端縁は、清掃ヘッドの先端縁を形成しており、前記振動バーは、前記清掃ヘッドを横方向に横切って配置されている電気掃除装置。
【請求項２５】
請求項１７乃至２４のいずれかによる電気掃除装置であって、前記振動バーの上面は、前記の少なくとも1つの振動アクチュエーターを受け入れるように構成されたチャンネルを含む電気掃除装置。
【請求項２６】
請求項１７乃至２５のいずれかによる電気掃除装置であって、前記振動エレメントは、細長い固体不透過部材から成っている電気掃除装置。
【請求項２７】
請求項１７乃至２６のいずれかによる電気掃除装置を含む電気掃除機。
【請求項２８】
添付図面を参照して本明細書に実質的に記載され、及び／又は添付図面に実質的に示された電気掃除装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明、電気（真空）掃除装置に関し、特に、電気掃除機用の清掃ヘッドに関するものである。
【０００２】
電気掃除機は、典型的には、モーター駆動ファンユニットの如き真空を生成する手段を含む主体とこの主体に接続された清掃ヘッドとを備えている。この清掃ヘッドは、典型的にはフローリングである清掃面に係合し、空気通路を経て真空源に接続された吸込口を含んでいる。清掃ヘッドは、生成された真空を清掃面にかけ、次への処理のために、ほこりやファイバーの如きごみを格納する容器に、清掃面から吸込口を経てごみを含んでいる空気流が吸引されるようにしている。
【０００３】
電気掃除機は、一般的には、清掃ヘッドが本体又はシリンダに直接接続される直立ク型掃除機又は清掃ヘッドがホースを介して主体に接続される引張型掃除機を含む種々の形態で設けられている。
【０００４】
清掃ヘッドは、清掃されるべき材料に直接接触して表面に真空をかける電気掃除機システムの一部を形成している。唯一清掃用真空源に頼る電気掃除機は、清掃される材料又は目的物に極めて大きな真空をかけることができ、それによって、ごみが表面から引き離される傾向や、カーペットを持ち上げたりカーテンを引っ張ったりする望ましくないことになる表面の「グラッビング」（grabbing）を引き起こすことが解った。
【０００５】
清掃効率は、通常では、清掃ヘッドの空気流通路内に回転自在に取り付けられた従動ブラシ又は「叩き」バー（棒）の形態の撹拌器を清掃ヘッドに設けることよって改善することができる。ブラシ棒は、中心核から外径方向に延びる回転自在なシリンダコア受けされる剛毛列から成っている。吸込口は、ブラシ棒チャンバーの底に位置し、ブラシ棒は、小さな範囲で突出するように、チャンバー内に取り付けられる。ブラシ棒の目的は、清掃効率を改善するために表面からのごみをかき乱して入り口空気流中に保留することである。
【０００６】
しかしながら、撹拌器ブラシは、回転ブラシのこすり作用及びブラシ棒の摩耗性の衝撃により、清掃面へ傷を発生することが解っている。叩き棒は、また、剛毛内にトラップされたごみが清掃面に抗して回転する際に、意図しない摩耗作用を発生する。これは、清掃面の劣化を生じ、特にカーペットでは、それに基づいてカーペットのファイバーが損傷し、また、必要な保護性及び審美性の仕上げ面を有する木製フロアの如き清掃面を傷をつけることがある。
【０００７】
叩きバーは、真空引きの空気流へごみを有効に撹拌することがないことも分かっている。表面レベルのごみのなかには、取り除かれるものもあるが、叩き棒は、カーペットのパイル内の深いところからごみを取り除くのには有効ではない。
【０００８】
更に、このような叩き(beater)システムは、また、髪の毛及びそれに類したものの如きごみがブラシ/棒システム内で増え、それによって、電気掃除機のある部品の分解の必要性によって、それ自体達成が困難であって時間を浪費する一定のクリーニングを必要とする場合によって問題を生ずる。髪毛やごみの増加があると、真空システムは、効率低下を示すことになる。
【０００９】
これらの直立型掃除機に代えて、一層軽く、使用が容易なシリンダ式電気掃除機があるが、この掃除機も、回転ブラシ/棒を使用し、カーテン、壁覆い、カーペット及び硬い表面毎に異なる清掃法を必要とする。しかしながら、これらのシリンダ・バージョンは、実際の清掃ヘッドの設計にブラシ/棒を適用する必要性により、効率的な回転ブラシ/棒を有しない傾向がある。
【００１０】
叩きバーの代わりに、清掃面からのごみを撹拌する振動メカニズムを用いることが提案されている。ＤＥ１２２０１１０００５０７は、ノズル開口に相応するノズルの空気流通路内にある振動板を含む電気掃除機ノズルを記載している。振動板は、モータによって回転する偏心取付けピンによって操作される駆動軸によって起動される。この振動板は、清掃面に振動を付与するように起動され、この振動板を通して空気流通路へ空気を運ぶごみの流れを許す複数の孔を含んでいる。このドイツ文献（ＤＥ‘５０７）の装置の如き装置は、起動メカニズムのメンテナンスを囲む問題、特に、気流内のごみによってメカニズムを汚す問題によって、生産モデルの電気掃除機を導入することができなかった。その上、このようなメカニズムは、モータへの接続に関して、振動板によって発生する大きな曲げモーメントにより接続の失敗をしがちである。
【００１１】
従って、上記の記述された問題を処理し、かつ／又は、一般的に、改良を提供する改良された電気掃除機装置を提供することが望ましい。
【００１２】
本発明によれば、添付の特許請求の範囲に記載されているような電気掃除機での掃除装置が提供される。
【００１３】
本発明の1つの態様では、使用時に清掃されるべき表面に隣接して配置される低い表面を有する清掃ヘッドと、前記清掃ヘッド内に形成され、真空源に接続するように構成された第1の端部と前記清掃ヘッドの下面付近にあって前記清掃面に真空をかける開口を形成する第２の端部とを有する空気流通路と、前記清掃ヘッドの前記下面付近に位置して前記清掃ヘッドが接近したときに前記清掃面に真空をかける少なくとも1つの振動エレメントと、前記の少なくとも1つの振動エレメントを振動せしめる少なくとも1つの振動アクチュエータとから成っている掃除機装置が提供される。前記の少なくとも1つの振動エレメントは、前記空気流通路を通る空気流からシールされて前記アクチュエータを隔離する密封容器内に配置されている。
【００１４】
密封ケース内にアクチュエーターを配置すると、起動メカニズムが妨害されるのが阻止されて起動メカニズムがメンテナンスを殆ど又は全く必要としないようにすることができる。
【００１５】
少なくとも1つの振動エレメントは、振動を付与する下面と、相応する振動アクチュエータに接続された上面とを有する振動バー（振動棒）から成っているのが好ましい。振動バーの少なくとも一部は、密封ケースを閉じている。密封ケースの少なくとも一部を閉じるのに振動バーを用いると、複雑なリンク・シール装置を用いることなく、起動メカニズムを振動バーに接続することができる上に、部品を最小化することができる。
【００１６】
容器は、チャンバーの限界を形成する少なくとも1つの壁によって形成することができる。このチャンバーは、一部が振動バーによって閉じられた開口端を有する。このようにして、チャンバーは、主に、アクチュエーターを密閉し保護するように作用し、このチャンバーへの開口のみが振動棒によって閉じられている。このチャンバーは、メカニズムを越えて空気の貫流を防止し、このようにして、チャンバー内にある程度の空気が入ったとしても、メカニズムを入口空気流内に直接露出する場合に比較して、ごみの堆積を最小限にすることができる。
【００１７】
チャンバーをシールし、ごみの進入を防ぐために、振動バーとチャンバーとの間にシールが設けられるのが好ましい。チャンバーを閉じるために振動バーを使用すると、アクチュエーターに良好な程度の保護を付与するが、シールを使用すると、可動性の振動バーとチャンバーとの間のギャップを経てごみが進入するのを防止することにより、アクチュエーターに与えられる保護の効能の更に増す。
【００１８】
振動バーの基端縁は、開口に近いチャンバーの一方の縁に枢支することができ、振動バーの末端縁は、前記の枢支部（ヒンジ）に対して回転自在とすることができ、この振動バーの末端縁とチャンバーとの間にはシールが設けられる。このシールは、バー-の末端縁とチャンバーとの間のシールを維持しつつ、振動バーの回転を許すように構成される可撓性薄膜であるのが好ましい。
【００１９】
振動バーとチャンバーのとの間の枢支部は、バーとチャンバーとの間のシールを維持しつつ枢動を許すシールから成っている。これは、アクチュエータの容器にごみが侵入するのを更に減らして、妨害の危険を減少する。
【００２０】
清掃ヘッドは、縦横の軸線と前後の端縁とを有し、使用時に、縦軸線は、移動方向を形成し、また使用時に、前端縁は、清掃ヘッドの先端縁を形成している。好ましくは、密封容器は、移動方向に対して横方向に配向された前後の壁を有するチャンバーから成っており、チャンバーンの細長い開口内に振動バーを配置しつつこの開口を少なくとも部分的に形成する下端縁を有する。清掃ヘッドを横方向に横切って延びる細長い開口は、空気流通路との干渉を最小限にしつつ、振動バーの接触面積を最大限にする。
【００２１】
振動アクチュエーターは、少なくとも1つのモータと、このモータによって回転するようにした少なくとも1つの相応する重錘部材とから成っており、重錘部材は、その質量の中心が回転中振動を引き起こすモータの回転軸線から偏心しているように設けられている。このように配置すると、アクチュエーターと振動バーとの間の接続リンク仕掛けケージの要求を不要にして可動部及び関連する故障率の数を減らすので有利である。
【００２２】
振動バーは、好ましくは、前後の壁の一方に枢支され、また、振動アクチュエーターは、棒が枢支部の回転軸線に対してほぼ直角の方向に回転されてバーが枢支部の周りを振動回転するように設けられている。
【００２３】
重錘部材は、好ましくは、枢支部から最も離れた回転位置で下向きに移動し、枢支部に最も近い回転位置で上向きに移動するように、枢支部から離れる方向に回転される。このような配置にすると、アクチュエータによってバーに付与される下向きの力と動きを最大にして振動効率及び効能を最大限にし、またアクチュエーターの寸法と重量とを最小限にすることができる。
【００２４】
振動バーの上面は、少なくとも1つの振動アクチュエーターを受け入れるように構成されたチャンネルを含み、振動アクチュエータは、形状が実質的に円筒形であるのが好ましく、また、チャンネルは、相応する径を有するプロフィールを有する。このようにすると、アクチュエーターは、低価格と効率よい方法とで望に有益に固定して取り付けることができる。
【００２５】
容器は前方で、清掃ヘッドの先端縁付近の空気流通路の外側に配置することができる。
【００２６】
振動アクチュエーターの動力源は、清掃ヘッド内に収納されるのが好ましい。ヘッド内に独立した動力源を設けると、ヘッドが移動できるようにするのを可能にし、特に、交換可能なヘッドを有する引張式電気掃除機では望ましい。このようにすると、更に主体と清掃ヘッドとの間を延びる電源コンジットの必要性をなくし、これは、ホースに沿って動力ケーブルを延ばす必要を回避するので、引張型掃除機には特に重要である。
【００２７】
動力源は、好ましくは、少なくとも1つのバッテリーを含み、また、清掃ヘッドは、充電用外部動力源に少なくとも1つのバッテリーを接続するために容器と連通して電気的なコネクターを含む。バッテリは、アクチュエーターと同じ密封容器である必要がない、清掃ヘッド内の密封容器内に収納されるのが好ましい。
【００２８】
本発明の他の態様では、使用時に清掃されるべき表面に隣接して配置される下面を有する清掃ヘッドと、前記清掃ヘッド内に形成され、真空源へ接続するように構成された第1の端部と前記清掃ヘッドの低い面付近にあって前記清掃面に真空をかける開口を形成する第２の端部とを有する空気流通路と、前記清掃ヘッドの前記下面付近に位置して前記清掃ヘッドが接近したときに前記清掃面に真空をかける少なくとも1つの振動エレメントと、前記の少なくとも1つの振動エレメントを振動せしめる少なくとも1つの振動アクチュエータとから成っている電気掃除機装置が提供される。前記の少なくとも1つの振動エレメントは、前記清掃ヘッド内に枢支され、前記振動アクチュエータは、振動エレメントが枢支部の周りを回転しつつ振動せしめられるように構成されている。
【００２９】
先行技術の振動メカニズムでは、振動板は、典型的には、垂直方向に直線的に起動され、リンク機構によってモータに接続されている。振動板を枢支し、アクチュエーターにバーを回転させる力を付与させると、リンク部材に沿って曲げモーメントを発生するのではなく、バーに付与された力が枢支部によって支持されつつ垂直起動の装置によって発生する曲げモーメントを取り除くので有利である。
【００３０】
好ましくは、少なくとも1つの振動エレメントは、振動を付与する清掃面に衝突する下面と、相応する少なくとも1つの振動アクチュエータに接続された上面とを有する振動バーから成っており、振動アクチュエーターは、この振動バーの上面に取り付けられている。アクチュエーターをバーに直接取り付けると、任意のリンク機構の必要性を回避し、アクチュエーターを容器内に収納してシールすることができ、またアクチュエータを振動バー上に自由に支持することができる。
【００３１】
振動アクチュエーターは、少なくとも1つのモータと、このモータによって回転されるようにした少なくとも1つの相応する重錘部材とから成り、この重錘部材は、その質量の中心が回転中振動を引き起こすモータの回転軸線から偏心するように構成されている。
【００３２】
振動アクチュエーターは、重錘部材が枢支部の回転軸線に実質的に直角の方角に回転されるように構成されている。
【００３３】
重錘部材は、好ましくは、枢支部から最も離れた回転位置で下向きに移動し、枢支部に最も近い回転位置で上向きに移動するように、枢支部から離れる方向に回転される。
【００３４】
清掃ヘッドは、縦横の軸線と前後の端縁とを有し、使用時に、縦軸線は、移動方向を形成し、また使用時に、前端縁は、清掃ヘッドの先端縁を形成しており、振動バーは、清掃ヘッドを横方向に横切って配置されているのが好ましい。
【００３５】
振動棒の上面は、少なくとも1つの振動アクチュエーターを受け入れるように構成されたチャンネルを含むことができる。
【００３６】
振動エレメントは、細長い固体不透過部材を含む振動バーである。これは、アクチュエーター機構に空気を運ぶごみの貫流を防止する。
【００３７】
清掃ヘッドは、床カバーに直接接触するように構成され、固定の真空/吸引チューブによって、既存のモータ/フィルターアセンブリに接続される(直立電気掃除機である場合)。
【００３８】
「シリンダ型」又は「引張型」又は「集中型（建物の構造体に装填された）」の電気掃除機である場合、新しい清掃ヘッドは、可撓性の真空／吸引ホースによって接続される。 
【００３９】
提案された新しい設計の清掃ヘッドは、(仕上がりの設計にもよるが)次の特徴を組込むことができる。
汚れ／ごみを空中輸送し、真空空気流に吸い上げられるようにするためにカーペットファイバーの深く下方に振動を付与する1つ以上で幅いっぱいの振動バー／薄膜。これらのカーペット振動器/撹拌器の位置は、大小の清掃ヘッドに対して設計上の制約により、変化する。
【００４０】
振動誘導コンポーネントは、汚れとほこりの進入を止めるために、完全にシールされ、また、これらのコンポーネントは、その意図された通り働き、且つ髪毛又はごみで詰まることがない設計を付与しつつ、非常に長い耐用年数を有する。これらのコンポーネントは、また、発明の原理に基づいた種々の新しい製品のユーザによって行われるべきメインテナンスをほとんど又は全く必要としない。
【００４１】
本発明の電気掃除機装置は、既存の電気掃除機システムにレトロされるべき市販（アフター・マーケット）のスタンド・アロンの清掃ヘッドとして提供してもよく、従って、既存の清掃ヘッドに置き換わることができる。
【００４２】
電気的に動力が供給される振動バー/膜(一体型可充電電池セルを利用するもの)を含むと、今日では、使用中の真空システムの清掃力を劇的に改良することが出願人に判明した。少なくとも一つの振動バー/膜は、商用的に応用する場合に、例えば、一層大きな清掃領域に適応するために、設計が一層多くのバー／膜の要求がない限り、清掃ヘッドの真空充満(plenum)領域の中心に配置することができ、この場合、清掃ヘッドは、振動バー/薄膜の一つ以上の十分な幅列を組込むことができ、また、これらは、清掃ヘッドの前後の縁部に向けて位置し、先ずは、単一列に関しては中央列だけを組込むことができ、これによって多列のバイブレータを含む清掃ヘッドを有する可能性を付与する。各振動バー/膜がその周りに十分な真空と真空充満状態を有する限り、ヘッドは、多数の振動バー/膜セットを有することができた。
【００４３】
清掃システムの主たる真空・空気加圧部分は、二重チャンバー接続ホースを用いており、一つのチャンバーは、真空を供給し、他のチャンバーは、加圧空気を供給する。清掃システムの1つの変形では、振動膜への電気の供給は、可撓ホース内に形成されたダクト内に収納された電気ケーブルを経て維持される。このホースは、２つのチャンバーを有し、一方のチャンバーは、清掃ヘッドに真空源を接続するのに利用され、他方のチャンバーは、昇圧された高圧空気の供給に利用される。
【００４４】
このシステムは、清掃ヘッドに送られている高圧空気がきれいになって埃のないことを必要としている部分的な閉ループ装置に２つの空気クリーナ/フィルタを用いている。これは、清掃された部屋/領域内で使い尽くされる空気の質に特に適切(relevant)である。排気の移動によって発生する雑音レベルは、雑音を許容水準まで低下する排気減衰器又は消音器によって最小限に維持される。
【００４５】
本発明の種々の実施例では、撹拌の他の手段が振動的な撹拌を含み、又は振動的な撹拌に加えて撹拌の他の手段を利用してもよく、これらには下記のものが含まれる。
（１）電気的に駆動されるか空気によって駆動されるモータによって駆動され、このモータがバランスを崩した状態で動作する偏心錘の使用による撹拌を用いるモータによる撹拌。
（２）静電気的に駆動される平坦な薄膜による撹拌
（３）電磁石の振動よる撹拌。
（４）一連の列をなして並べられ円筒状に配置されカプセルに入れてそれぞれ軸上で偏心錘を駆動するモータによる撹拌。
（５）振動膜又は振動撹拌器か振動バーによる撹拌。
（６）空気の乱流供給による撹拌。
（７）空気の直接供給又は清掃用真空によって生成される空気移動、あるいはその両方を一緒に用いることによって動作する空圧システムによる撹拌。
【００４６】
一つの実施例では、振動は、真空と結合してのみ清掃面に付与される。他の実施例では、振動は、清掃ヘッドで、真空及び補助空気供給との両方と一緒に適用されることができる。本発明の１つの異なる変形では、新規な清掃ヘッドの特定の変形の設計で形成された特別の形状の空気エントリーダクトを経て清掃される材料の撹拌を起こす外気を吸引するために、この後者の方法は、最も単純な形態では、真空源を利用することを含む。他の変形は、清掃される材料の撹拌を達成するために、上記した他の手段の範囲を含むことができる。
【００４７】
清掃ヘッドと一体である可充電電池セルを利用する電気的に動力が供給される振動アクチュエーターは、現在使用しているシステムの使用の有効性や容易性を劇的に改良する。
【００４８】
本発明の付加的な特徴は、清掃される表面の平面に対して９０°以上の角度でセットされ、清掃ヘッドが前方へ押される際には、ペット、人間の髪毛の表面を軽く通過するが、清掃ヘッドが後方に引かれる際には、ペットや人間の髪毛を捕えるように向けられたブラシ又は剛毛の後向きの列を取り込むことである。この場合、清掃ヘッドが再び前方へ押されると、髪毛は、真空空気流内に放出されて除去される。
【００４９】
清掃されるべき表面上での操作性を補助するために、少なくとも２つの小さな車輪を清掃ヘッドの真空面に組み込むことができる。それに代えて、吸引された外気を清掃ヘッドに向け直して清掃面との摩擦を減少するために持ち上げてもよい。高圧空気も組込むシステムでは、この高圧空気は、特別に設計された清掃ヘッドにこの目的で使用することができる。
【００５０】
操作性は、カプセル状又はソケット状の球体の使用によって補助することもでき、これは、清掃ヘッドの基台上の適切な位置に取り付けられるボールベアリングに類似している。
【００５１】
新しい完全な真空かけシステムでは、新設計のモータは、二重タービンの装置を駆動し、一方のタービンは、真空を生成し、他方のタービンは、高圧空気を生成し、このモータは、既存の高性能の電気掃除機システムに伴う有害な結果を生ずることなく、清掃処理を向上する。
【００５２】
本発明は、更に、空気流システムの電子制御手段及び振動システムを含んでおり、これらは、すべての家庭の床カバーや床仕上げ品上で使用することができる。
【００５３】
本発明の更に他の実施例では、駆動軸が両端から延びている単一のデジタルモータを２タービン推進ユニットに取り付けてもよい。ごみが通過する際にこのごみをフィルター掛けしつつ、清掃ヘッドシステムを通る空気を吸収する真空を生成するために、モータ軸の一端にはタービン推進器が取り付けられてもよい。モータ軸の他端は、圧縮機タービンユニットを駆動し、このタービンユニットは、真空システムによって排気された高い割合の不用空気を再圧縮する。従来の真空システムでは、この排出空気は、通常、フィルター掛けされ部屋に戻されるだけである。しかし、本発明では、この空気は、より高圧にしてジェットブレード口まで戻されて、カーペットにきれいな空気を深く指向する。この２タービンステムは、に電気掃除機によって消費される動力を一層良好に使用し、床カバーの深いクリーニングを向上する。
【００５４】
デジタルモータは、モータ速度を制御し、かつモータをオン・オフするための制御システムを含んでいる。
【００５５】
クリーンで高圧の空気をカーペットのファイバーに深く指向する高圧ジェットブレードを生成すると、カーペットのファイバを分離し、その結果、絶え間ない足の往来の作用でファイバーやカーペットの裏地にこすり付けられたカーペットの汚れとごみを緩める。
【００５６】
好ましくは、このエアジェットは、此処に記載されような1つ以上の振動バーと組み合わせて供給される。清掃面に指向されたエアジェットと共に、振動棒バーの撹拌とごみ緩め作用とを組み合わせると、清掃ヘッドの清掃作用を劇的に改善することが判明し、また、振動バー又はエアジェットのいずれかを単独で使用する場合より著しい改良を得ることが出願人に判明した。
【００５７】
更に他の実施例では、ごみ分離ユニットを備えることができ、このユニットは、サイクロンシステムによって要求される高い気流速度を必要とすることなく、汚れ及びごみが空気流から分離するのを許すために、内部で固有の高／低の圧力を利用するグリッド状に配列された多スロット付チューブから成っている。
【００５８】
更に他の実施例では、真空生成及び／又は高圧空気生成によって生ずる雑音を減少するために、及び／又はバイパス空気流によって生ずる雑音を減少するために、雑音減少手段を備え、この手段は、雑音が電気掃除機の主体から出る前に、雑音のレベルを下げるために減衰器システムを使用する。
【００５９】
上記を参照して指摘されることであるが、クリーンになった物体の撹拌用の電気的手段は、例えば、清掃ヘッドに収納されたバッテリーから清掃ヘッドに電気を直接供給することができ、あるいは、清掃ヘッドから離れた配置されたバッテリー又は電源から電力を供給することができる。これらの２つの後者の場合、電源を撹拌手段に接続したり他の目的に使用したりするケーブルは、従来の真空／空気チューブの内部に直接引き出してもよいし、特別に設計された真空及び／又は圧力チューブに形成されたダクトを介して引き出されてもよい。
【００６０】
電気供給のオン・オフ制御は、直接のスイッチングによってもよいし、バッテリーが清掃ヘッド内で用いられているなら、直接のスイッチング又は遠隔のスイッチングによってでもよく、音波の方法又は電磁信号の制御に基づいたもの、例えば、無線周波数のものを使用する遠隔スイッチングによってでもよく、動力源の受信設備は、ユーザーによって操作される送信機によってオン・オフすることができ、ユーザーは、受信者に制御信号を送信し、電源に位置する受信者は、これらの信号を復号化し、この信号に基づいて動作する。他の方法は、ケーブルによって電気を供給すために既に述べたのと同じ方法で引き出されたファイバー光ケーブルを利用し、この場合、制御信号は、デジタル制御された回路群を切り替えるために、ケーブルで送信される。更に他の方法は、電気ケーブル又は光ケーブルで送信された制御信号を多重化し、復号化することを含んでいる。
【００６１】
例えば、電話が鳴る場合や、ユーザが設備のスイッチを切る何らかの他の理由が必要となった場合に、遠隔制御は、ユーザーが設備のスイッチを切るのに特に有益である。しかし、安全性を確保する理由で、真空及び／又は高圧空気の主源のスイッチが遠隔操作で切られる場合、この主源への動力の供給のスイッチが遠隔操作で再びに入れることができないが、そのスイッチを再び入れるために、ユーザーが主源に戻ることを必要とすることが重要であることは指摘される。
【００６２】
他の有用な安全機能は、ユーザーが病気になるか衰弱した場合に、ユーザーが清掃ヘッドを保持していないでそのままの状態が維持されると、清掃ヘッド及びそれに関連する任意の補助の動力源は、いずれもスイッチを切るのを確保するための手段を組込むことである、これは多くの異なる方法で実施することができる。1つ方法は、装置をターンオンするために操作される２つのスイッチを必要とすることであり、「オン位置で非ロックに保持される」一方のスイッチは、それを持続状態にするのを確保し、後者のスイッチが解放されると、電力が切られる。それに代えて、スイッチオンにする方法は、既に述べた方法を含むことができ、装置をスタートするために、２つのスイッチがオンに保持されなければならないが、1つのスイッチのみがオン位置にある必要があるが、このオン位置を保持する必要はない。これは、ユーザーが安全要素に気づくのに役立つが、一般的な操作の目的で今までに含まれていない使用方法を表し、且つこのシステムを使用してはならない幼い子供が近辺にいる場合に有益である。
【００６３】
他の安全機能は、最初にターンオンした後で事前設定時間が経過した後、システムを自動的にターンオフするように、システムにタイミング制御を組み入れることである。
【００６４】
更に他の安全機能は、２つのスイッチのいずれかが「オン」位置にあるとき、メッセージがある安全ガイドラインに従う必要をユーザーに通知するように、装置に録音メッセージを組み入れることである。
【００６５】
ターンオフを容易にするために、「ターンオフ」スイッチがカバーされていないが、「ターンオン」スイッチにフリップオーバーカバーを設けると、このカバーは、子供が近辺にいる場合にシステムの動作を幾分安全にする。
【００６６】
更に他の実施例では、清掃ヘッドは、ユーザーが汚れとごみが有効に除去されていることを保証するのを支援するためにクリーンにする領域を照らすため、また、汚れやごみを有効に除去するのを確保するようにユーザーを補助するために、清掃ヘッドは、少なくとも１つの照明源、例えば、発光ダイオードを組み込むことができる。清掃ヘッドは、更に、真空システムの清掃ヘッドの設計にイメージ感知システムを組み入れることもできる。例えば、これは、クリーンニングされる領域のイメージを捕捉することができる小型のビデオ、カメラ又は顕微鏡カメラのいずれかの使用に基づくことができる。これは、アクセス不能により見るのが難しい表面上又は表面内の汚れとごみの範囲を決定するのに特に有益である。例えばマットレス内のチリダニの範囲を決定するのに有益である。支払済の仕事が真空クリーニングを含む場合、視覚的な記録方法を使用すると、スタッフが効率的に真空クリーニングを行うのを確保する手段が提供される。これらの便宜を提供する手段は、小型カメラ技術及び携帯電話技術を含むことができる。従って、清掃システムに組み入れられたマイクロプロセッサーシステムでのソフトウェアは、例えば、硬い表面が認識された時は叩きバーがターンオフし、柔らかい表面が認識された時は叩きバーがターンオンするように、清掃されるのに利用される種々の表面を識別したり記録したりするのに用いることができる。
【００６７】
清掃ヘッドは、更に、手動操作スイッチ又は組み合わせの自動感知システム及びスイッチを組み込むことができ、感知システムは、木製の床、積層床、リノリウム又はそれらに類したものの如き硬い表面とカーペット、それに類したものの如き柔軟な表面との間を区別する。このようにすると、硬い表面が観察又は検出された時には振動バー及び振動膜をスイッチオフするのが許され、柔らかい表面が観察又は検出された時にはスイッチオンするのが許される。
【００６８】
１つの感知方法は、音響信号を送り出し、その反射を感知する装置を利用することができる。従って、これは、木製の床の硬い表面の如き音の比較的よい反射器である表面と、カーペットの柔らかい表面の如き音の比較的悪い反射器である表面とを区別するための手段を付与する。
【００６９】
他の感知方法は、硬い表面と柔らかい表面とから反射される光の送出と戻り受けとを含んでいる。この場合、オプションは、異なる光強度レベルを感知するが、例えば、種々の色を包含するというような光放射線の種々の周波数で感知することである。硬い材料と柔らかい材料との全般を予め記録することは、電気掃除機システムでの撹拌の使用を自動的に制御するためのマイクロプロセッサーをベースとした技術に組み入れることができる。材料全般のこのような記録は、「購入済みの」装置に供給される装置のパッケージの一部となることができるし、清掃システムが使用される場合、記録するための設備は、「購入済みの」装置の特徴として提供することができる。いずれの場合も、最新の床表面の最新版は、インターネットや、音声電話ネットワークや、メモリースティック、コンパクト・ディスク又は他のメモリ素子を経て供与することができる。床カバー又は電気掃除機の小売り業者は、これらの設備を提供することができる。
【００７０】
しかし、「５」の下で既に言及したカメラ技術の使用に基づく他の方法は、イメージ認識ソフトウェアを硬い表面と柔らかい表面とを区別するのに用いることができ、従って、このソフトウエアを撹拌メカニズムのスイッチをオン・オフするために用いることができるように、真空引きされるべき表面の視覚的な記録を含むことができる。もう一度述べると、特定の床カバーに関する視覚情報は、「８」の下で述べたように、清掃ヘッドに組み込まれたマイクロプロセッサーベースの設備へ予めプログラミングすることができる。
【００７１】
清掃される表面の認識を含む上記のシステムのうちのどれも、撹拌メカニズムのスイッチをオフ・オンするために、上記システムは、電子制御回路類に即時のフィードバックがあるように構築されることを必要とする。
【００７２】
本発明の他の態様では、使用時に清掃されるべき表面に隣接して配置される下面を有する清掃ヘッドと、前記清掃ヘッド内に形成され、真空源へ接続するように構成された第1の端部と前記清掃ヘッドの低い面付近にあって前記清掃面に真空をかける開口を形成する第２の端部とを有する空気流通路と、前記清掃ヘッドの前記下面付近に位置して前記清掃ヘッドが接近したときに前記清掃面に真空をかける少なくとも1つの振動エレメントと、前記の少なくとも1つの振動エレメントを振動せしめる少なくとも1つの振動アクチュエータと、加圧空気源に接続するように構成されて清掃面に加圧空気ジェットを供給するようにして下面付近に末端を有する少なくとも1つの空気流ノズルとから成っている真空クリーニングアッセンブリが提供される。
【００７３】
空気流ノズルは、好ましくは、清掃ヘッドの空気流通路内に配置され、真空源によって生成された空気流通路にごみ搬送空気の到来流とは反対側の方向で清掃面へ加圧空気のジェットを指向するのが好ましい。
【００７４】
空気流ノズルの出口は、清掃ヘッドの幅を横切って横方向に延びる細長いスロットから成っているのが好ましい。このノズルは、空気通路を形成しノズルの出口に向けて下向きで内側にテーパを有する前後壁から成っているのが好ましい。
【００７５】
加圧空気源は、空気流通路と流体が連通するように接続され、空気流通路を経て清掃ヘッド内を内向きに引く空気を生成するように構成された第1のタービンアセンブリーから成っているのが好ましい。ごみを運ぶ空気流は、清掃ヘッドと第1のタービンとの中間にあって空気流からごみを除去するごみ受け入れ容器を通過する。第２のタービンは、第１のタービンの出口空気流を受け取るように配置されている。好ましくは、第1と第２のタービンの中間にフィルターが配置されて残りのごみも除去する。第２のタービンは、第１のタービンから予め加圧された空気流を受け取り、清掃ヘッドの空気流ノズルに向けられる昇圧された空気流を生成し排出する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
本発明を詳細に述べるために、以下の図面を参照する。
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電気掃除機を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施係蹄の基本的な特徴の二次元概要図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態の基本的な特徴の三次元概要図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の基本的な特徴の一構成の二次元概要図である。
【図５】図５は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す三次元図である。
【図６】図６は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す三次元図である。
【図７】図７は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す二次元図である。
【図８】図８は、本発明において利用される清掃ヘッドの構成要素を示す二次元概略図である。
【図９】図９は、本発明において利用される清掃ヘッドの構成要素を示す三次元図である。
【図１０】図１０は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す三次元図である。
【図１１】図１１は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す二次元図である。
【図１２】図１２は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す三次元図である。
【図１３】図１３は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す三次元図である。
【図１４】図１４は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す二次元図である。
【図１５】図１５は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す三次元図である。
【図１６】図１６は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素の一部を切り取った三次元図である。
【図１７】図１７は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す三次元図である。
【図１８】本発明において利用される清掃ヘッドの一例の機能的構成要素の幾つかを示す三次元図である。
【図１９】図１９は、本発明において利用される清掃ヘッドの動作時の一例の構成要素を示す三次元図である。
【図２０】図２０は、本発明において利用される清掃ヘッドの動作時の一例の構成要素を示す三次元図である。
【図２１】図２１は、本発明において利用される清掃ヘッドの動作時の一例の構成要素を示す三次元図である。
【図２２】図２２は、本発明において利用される清掃ヘッドの一例の構成要素を示す三次元図である。
【図２３】図２３は、本発明において利用されるクレバスツールシステムの設計の一例の構成要素を示す三次元図である。
【図２４】図２４は、図２３は、本発明において利用されるクレバスツールシステムの設計の一例の構成要素を示す三次元図である。
【図２５】図２５は、本発明の実施形態による空気の流れを示す概略図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施形態によるエアジェットを伴う清掃ヘッドを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７７】
図１を参照すると、電気掃除機(真空掃除機)の清掃ヘッド１０２は、清掃ヘッドの長手方向の縦軸が清掃ヘッド１０２の前方から後方まで形成され、また清掃ヘッド０２の横軸が縦軸線に垂直の清掃ヘッド１０２を横切って形成され、前方エッジ１０６と後方エッジ１８とを備える本体１０４を含む。清掃ヘッドは、清掃面と係合する下面１１０を含む。清掃ヘッド１０２は内部に、上端１１６において真空源と流体接続され、下端において吸入開口部１１８を形成する内壁１１４によって限界される空気通路１１２を有する。空気通路１１２を介して清掃面が真空になり、ごみ搬送空気が開口部１１８を介して空気通路１１２に運ばれる。
【００７８】
空気流通路１１２の外部であって清掃ヘッド１０２の前方エッジに振動チャンバ１２０が設けられている。しかし、他の実施例においては、振動チャンバ１２０は、空気流通路１１２内に設けられていてもよい。振動チャンバ１２０は、前壁１２２、後壁１２４及び上壁１２６によって限界されていて、前後の壁及び壁の下端縁は、開口部１２８を形成している。空気通路１２０は、細長く、清掃ヘッド１２０の全幅を横切るよう横方向に延びているのが好ましく、空気通路の端部は、清掃ヘッド１０２の側壁によって閉じられて限界されている。
【００７９】
開口部１２８内には振動バー（振動棒）１３０が配置され、この振動バーは、ヒンジ１３２によって後壁１２４に回転自在に取り付けられている。この振動バーは、細長く、振動チャンバ１２０の全幅を横切るように延びている。振動バー１３０は、その断面内に、モータ１３６を配置し収容し、上面に通路１３４を形成する湾曲状又はカップ状の形状を有する。モータ１３６は、円筒形であって、偏心錘エレメント１３８に接続されている。通路１３４及びモータ１３６は、振動バー１３０の前部遠方端に向かって配置され、振動バー１３０の振動を最適化している。偏心錘エレメント１３８の質量の中心は、モータの回転軸線に対して偏心しており、この偏心錘エレメントの回転は、振動を発生し、この振動は、直接振動バー１３０に伝達され、一方振動バー１３０は、下面を介して清掃面に振動を付与している。モータ１３６と偏心錘エレメント１３８は、ヒンジの回転軸線に実質的に直交する方向に回転させられる。偏心錘エレメント１３８は、ヒンジから最も遠い回転ポイントにおいて下方向に動き、ヒンジ１３２に最も近い回転ポイントにおいて上方向に動くように、ヒンジから離れた方向に回転させられる。モータ１３６と偏心錘エレメント１３８とを含む複数のアクチュエータが振動バー１３０の長さに沿って間隔を空けて配置されることが望ましい。
【００８０】
シリコンシール１４０は、振動バー１３０の遠方端と振動チャンバ１２０の隣接する前壁１２２とに接続され、このシリコンシールは、振動バー１３０と振動チャンバ１２０の全幅に沿って延びている。振動バーが振動するのを妨げられないようにしつつ、可撓性のシール１４０は、振動バー１３０と振動チャンバ１２０とのギャップをシールする。このシール１４０は、ベローズ型の構成を有するシリコン膜である。可撓性シリコンシールは、また、ヒンジ１３２に沿っても設けられる。
【００８１】
図1に示す構成において、前方の振動チャンバ１２０と実質的に同じ構成を有する第２のチャンバ１２１は、空気流通路１１２の後側に配置され、この第２のチャンバは、相応する密封振動バーの組立体を含んでいる。更の他の実施形態では、１つ以上の通路が代替的に又は付加的に空気流通路１１２内に設けられていてもよく、この第２のチャンバの密封性は、ごみの経路の位置にかからわらず、振動アクチュエーション機構内へのごみの侵入を防ぐのを確実にする。
【００８２】
図２は二次元の概略図を示し、清掃面から除去された真空引きごみと共に、空気が、真空源である真空タービンに入る前に、清掃ヘッド内に入り、次いでフィルタを通過することが示されている。このタービンからろ過された空気は、他のフィルタを通過し、バイパス弁を介して一部が大気中に放出される。  これは、清掃システムの周囲を通過する空気の質を維持し、周囲の臭気レベルを最小限に維持するためである。フィルタに適した材料の一つのタイプは、活性炭である。
【００８３】
残りの空気は、圧縮機タービン内を通過する。この圧縮機タービンは、図示の通り真空タービンを駆動するのと同じ軸で駆動されるか、又は適切なギア機構を介してそれと縦に並んで駆動される。このタービンから圧縮されてろ過された空気は、清掃ヘッドに戻され、その後、清掃面に出る。それにより、例えば、清掃される材料であるカーペット等の繊維を広げ、また、清掃面の材料の中や周囲の空気中に乱流を作り出すことができる。このようにして攪拌された空気は、掃除機の空気の流れによって取り除かれるごみを拾い上げる。
【００８４】
清掃システム１の三次元概略図である図３を参照すると、圧縮機チューブＣＴを介して圧縮機タービン５から清掃面に空気を供給しつつ、清掃ヘッド２は、真空タービン３により生成された真空を利用して掃除機チューブＶＴを介して清掃面４に真空を供給する手段を備えている。システム内の空気流の方向は、矢印で示されている。
【００８５】
清掃面４の構成要素、例えばカーペットの繊維の撹拌は、システムの清掃ヘッド２に組み込まれている種々の他のメカニズムによって達成することができる。これらのメカニズムは、後に詳細に説明され、清掃面の素材の撹拌を達成するために様々な振動方法を利用している。
【００８６】
システム内の真空及び圧力の制御は、清掃面４から取り除かれるごみ上に正真正銘の引き込み(net pull)があるように、また清掃ヘッド２での空気の供給が圧縮機タービン５によって増大されるように、行われる。タービン３及び５は、図示の共通軸Ｓを介してモーターＭによって駆動されるか、適切なメカニズムと周辺機器を使用した１つのモータによって駆動される。
【００８７】
引き込まれる付加的な空気の主な機能は、清掃面の材料中に存在するごみを妨害することであり、第２の機能は、部分閉鎖回路式の清掃システム内の空気の質を維持することである。温められた排気の一部を、清掃された領域から掃引される冷たい空気と交換することによって、システム内を循環する空気を適切な温度で新鮮に保つ必要がある。これは、大気に制御可能な割合の空気を送り出すバイパス弁６を利用することで可能になる。バイパス弁を通る空気の合理的な割合は２５％であることが提案される。この排気が清掃システムに再び戻ることがないことを確実にすることが重要であって、従って、システムこの適切な設計によってこれを確実にする手段が設けられる。
【００８８】
実験が必要と示す場合、ろ過・清浄・冷却された新鮮な空気の別個の制御可能な供給は、追加の補助インプット弁を介して行うことができ、この空気は、さらに冷却を必要とするだろう。本システムの安全性を確実にする目的で、圧力解放弁を利用することが指摘される。
【００８９】
更に図３を参照すると、空気清浄フィルタＦ１及びＦ２は、システムからごみを取り除き、それらのごみが簡単に空になるよう設計され、必要なときにフィルタ材料を再補充可能なように設計されている。これらのフィルタの有用な特徴は、本システムが、ごみを空にしてフィルタを再補充する必要があることを示すための手段を組み込んでいることである。これは、補充が必要なときにオンになる発光ダイオードやダイオード組立体等の表示ライトや、警告音を発するか、他の表示方法を有する装置等を配置することにより達成される。真空の感知・測定装置もまた、この状態を表示するのに利用することができ、このセンサーは、真空度が予め設定可能なレベルを下回ったことを感知する。
【００９０】
フィルタ組立体Ｆ１は、清掃ヘッド２を出る空気からごみを取り除く主な手段である。一方フィルタＦ２は、真空タービン３からの空気が圧縮機タービン５に入る前の第二のろ過段階を行う。
【００９１】
真空源２を利用する手段は、圧縮機からの補助的な空気の供給によって作られたジェット渦を残しながら、清掃される繊維内からごみを含んだ高圧の空気のすべてを取り除くために利用され、更に、この真空源は、圧縮機からの高圧の空気が清掃ヘッドを囲む領域に対して外側にごみを押し出さないように、撹拌されている繊維を通して周囲の空気から追加の空気を引き込むのに必要である。
【００９２】
清掃ヘッドは、カーペット等の繊維内の空気の乱れが集中領域で生じ、この場合、この領域の外側と、清掃面と接触する清掃ヘッド部分の領域内とで真空が施されるように設計される必要がある。
【００９３】
バイパス弁６を介して真空タービンからの空気を排出することは、圧縮機が、清掃システム内の空気の減少に応じ、清掃される材料内に清掃ヘッドからの必要な空気流を維持するのに十分な空気を供給できるよう設計される必要があることを意味する。その結果として、バイパス弁６を通過後に主たる真空タービンの真空側からの排気よりもはるかに高い圧力で供給されるように、清掃システムは、圧縮機タービンからの高圧の空気を必要とする。高圧の空気を即座に供給することが困難な場合は、部品として実装されるか、若しくはメインシステムの一部として統合されるバラストタンク（安定器）を、適切な追加の自動弁及び弁制御とを伴って設けると、空気の流れを維持するのに役立つだろう。図３をさらに参照すると、電子モータ制御ユニット（ＥＣＵ）は、真空タービン３及び圧縮機タービン５をそれぞれ駆動するモータＭへの電力の供給を制御し、バイパス弁制御ユニット（ＶＣＵ）は、バイパス弁６への電力の供給を制御する。ＥＣＵ及びＶＣＵは、図３においてボックスとして示されるが、実際にはマスタ電子制御ユニットの一部である。
【００９４】
柔らかい表面も硬い表面も清掃できるよう、システムを適切に制御できる手段を提供するために、柔らかい表面（例えばカーペット）や硬い表面（例えば木製フロア）にそれぞれ接触した際に振動機構（図示せず）をオンオフするための手段を清掃ヘッド２に備えることが必要である。本発明のこの態様は、後に詳細に説明する。
【００９５】
図３のシステムの二次元概略平面図を示した図４及び５を参照すると、２つのタイプの清掃面に関する、システム内の空気の流れの方向を示している。
【００９６】
図４を参照すると、木製やリノリウム製等の硬い清掃面での動作状況を示し、このような硬い清掃面においては清掃時に高圧空気は必要ではない。二位置ゲート弁Ｖ１が再循環位置にあることが分かる。このＶ１の位置は、木製フロア等の硬い表面上（即ちカーペットではない）の清掃ヘッド２内の装置による検出の結果であるか、又は、掃除機ユーザーが清掃面が硬質であると認識した後、スイッチを「硬質面（ハード表面）」に設定した結果かのいずれかである。
【００９７】
バルブＶ１が、圧縮機タービン内で空気を循環させて清掃ヘッド２に向かって高圧で移動することがない再循環位置に移動するよう、Ｖ１のアクチュエータが稼働するのがこれらの二つの検出モード（自動モード及びマニュアルモード）によって確実になる。真空タービンがその引き込み空気（プルインエア）を排出できるようにするため、真空タービン３から出る中圧の空気はバイパス弁６を介して大気中へ完全に放出される。
【００９８】
図５は、カーペット等の柔らかい表面を清掃するための動作状況を示し、この場合には、弁Ｖ１を駆動するアクチュエータは、フィルタＦ２によるろ過後に、真空タービン３から出る中圧の空気が再圧縮のために高圧タービン５内に向けられ、清掃ヘッド２のエアジェット（後述する）に送られるような位置に弁Ｖ１を動かす。このバルブＶ１の位置は、柔らかい表面上（カーペット等）にある清掃ヘッド２内の装置による検出結果か、又は、掃除機ユーザーが清掃面が軟質であると認識した後にスイッチを「軟質面（ソフト表面）」に設定した結果かのいずれかである。
【００９９】
清掃ヘッド２の一種では、高圧の空気を用いないが、後に述べる様々な手段によって行われる撹拌を用いる場合には、圧縮タービン５がただ空気を再循環し、一方、清掃ヘッド内の撹拌機構が硬い表面ではオフになり、柔らかい表面ではオンになるような位置に弁Ｖ１があることが指摘される。
【０１００】
様々な設計の清掃ヘッドの主な用途は、従来型の清掃システムで使用される既存の清掃ヘッドと交換することであるが、それらは、内蔵型のシステムでも所望通り同等に使用することができる。
【０１０１】
真空とともに撹拌を用い、圧縮された空気を供給する他の基本的な清掃システムにおいては、圧縮機タービン５が清掃ヘッド２に高圧の空気を供給するような位置に弁Ｖ１を配置する。
【０１０２】
概略図を参照して本発明の基本原理を今まで説明してきたが、ここで、本発明の様々な原理に基づきクリーニングを達成するための特定の方法や装置を、図を用いて詳細に説明する。
【０１０３】
図６に示した３次元図を参照すると、真空清掃システム７は、モータ８を用いて電気的に駆動するか、若しくは高圧空気源や真空源等の他の手段によって駆動されて長方形の叩きバー９に取り外し可能な状態で若しくは永久に固定される。駆動軸１０に取り付けられたモータ８は、偏心錘１１を有する。シリンダＣ１及びＣ２は、取り外し可能な状態で若しくは永久に叩きバー９に固定され、ピストンＰ１及びＰ２は、それぞれシリンダＣ１及びＣ２内に配置されて、これらのピストンの頂部が支持部材Ｓ１及びＳ２にそれぞれ取り外し可能な状態で若しくは永久に固定される。モータ８のハウジング内で回転する偏心錘１１の動きは、叩きバー９を振り子のように上下に振動させるようなものである。一方、この偏心錘１１の動きは、ピストンＰ１、Ｐ２とシリンダＣ１、Ｃ２の組立体の動きによって減衰する。この減衰は、シリンダＣ１、Ｃ２内の空気圧縮及び空気減圧によるか、シリンダＣ１、Ｃ２内の圧縮ばねによるか、又は、シリンダＣ１、Ｃ２内の流体圧機構によってもたらされる。叩きバー９の振動は、カーペット等の清掃される素材の繊維を乱し、それによりカーペットからチューブＶＴ７を通してごみを取り除くための真空引きの動作をアシストする。
【０１０４】
真空源の周囲を適切に密閉するために、短辺ＳＥ１及び長辺ＬＥ１の平坦な下面は、一般的に半円形の断面を有する曲面体Ｂ７を有して清掃ヘッドの基体を形成している。図で明確にするために、垂直に向けられた曲面体Ｂ７の左側の側壁は図示されていないが、清掃ヘッドの両方の側壁は閉ざされている。また、清掃システム７の曲面体Ｂ７が半円形の断面を有しているが、本発明は、断面の形状を制限することを意図するものではなく、美的センスや製造の容易さや製造関連コストによって特定の清掃ヘッドの形状が決定される。
【０１０５】
図７に図示された三次元図を参照すると、既に図６において説明された清掃システム７が再度図示されているが、図７は、システムの様々な部分をより容易に見ることができるように、左側から見た図である。この図の種々の部分は、既に図５を参照して説明されたので、ここではそれらの説明は省略する。
【０１０６】
図８に図示された二次元図を参照すると、図６及び７で既に説明した清掃システム７が再び示されているが、図８は、左側から見た側面図である。この図の種々の部分は、既に図６及び７を参照して説明されたので、ここではそれらの説明は省略する。
【０１０７】
図９に示された二次元図を参照すると、図６、７及び８で既に説明した清掃システム７が再び示されているが、図９は、正面から見た図である。この図の種々の部分は、既に図６、７及び８を参照して説明されたので、ここではそれらの説明は省略する。
【０１０８】
図１０に示された三次元図を参照すると、図６、７、８及び９で既に説明した清掃システム７が再び示されているが、図１０は、明確にする目的で図５よりも内部の詳細を除いた図である。また、ＩＶＴとして特定された部分は、真空チューブＶＴ７の内部を示す。この図の他の部分は、図６、７、８及び９を参照して既に説明されたので、ここではそれらの説明は省略する。
【０１０９】
図１１に示された三次元図を参照すると、清掃システム２０は、一連の孔をそれぞれに有し、いわゆる格子板アセンブリを生じさせる上部多孔板と下部多孔板との間に静電膜或いは振動膜（ダイアフラム）２１を使用することにより、周囲環境において振動が作り出される静電スピーカーの動作原理に基づいて、清掃される素材を撹拌するための方法を利用する構成分を含む。このような静電スピーカーにおいて、特定の周波数と強度の電気的音声信号は、いわゆる振動膜に振動を発生し、それらの振動を格子の孔を通して上方では大気に、下方では格子板に伝達させ、それによってスピーカーシステムに供給される原音を発生する。
【０１１０】
これと同じ原理が清掃ヘッド２０にも使用され、格子板アセンブリＧＰにおいて、下部プレートＬＲには、一連の孔Ｈが形成され、上部プレートＵＰも孔を有し、図１１の左上の拡大図から解るように、音響チャンバＡＣＨは、格子板アセンブリＧＰの全長に沿って延びる円弧状のルーフを有し、音響チャンバＡＣＨは、静電膜又は振動膜２１の振れによって起こる振動の向きを孔Ｈを介して変え、その結果、その孔Ｈの下部や周囲の領域に振動を伝える。従って、これらの振動は、例えばカーペット等の清掃される素材の構成成分に伝わり、その中に存在するごみを除去してこのごみが真空の空気流に入るようにするために、真空引きされたカーペットの繊維を撹拌する。
【０１１１】
清掃システムのその他の部分は、支持構造体２２、２３、２４及び２５であって、清掃ヘッド７において利用されるものと同様な方法で、図６、７、８、９及び１０を参照して既に説明されている。真空源の周囲を適切にシールするために、短辺ＳＥ２及び長辺ＬＥ２の平坦な下面は、ほぼ半円形の断面を持つ湾曲体Ｂ２０を有する清掃ヘッドの底面を形成する。図で解りやすく示すために、垂直方向から見て清掃ヘッド２０の本体の左側は省略した。しかし、清掃ヘッドの両側の側壁は、閉鎖されていることを指摘しておく。
【０１１２】
安全のためには、細心の注意を払い、感電による絶縁や火災の危険を防ぐことに注意を払う必要がある。静電気の蓄積の可能性についても調べてそれを制限する必要がある。
【０１１３】
この振動手段の一態様は、振動を生成するための音源として音楽等を使用し、また、もちろん、周囲ノイズのレベルがあまりにも大きくない場合には、ユーザーのために音楽を提供することを含むことである。使用するサウンドの最も適切な周波数及び強度は、実験によりを決定することになる。
【０１１４】
この攪拌方法は、特に、繊細な清掃繊維や繊細な材料に適している。また、ある周波数の音声は、チリダニを殺すことができるが、その特定の周波数の音声は、ユーザーにとって有害であるかもしれないということも事実であると言える。従って、使用される音声の周波数や強度を選択する際に注意が必要である。
【０１１５】
図１２に示す二次元図を参照すると、図１１を参照して既に説明した清掃システム２０が再び示されるが、図１２は、左側から見た側面図である。図で分かりやすく示すために、左側の端部ＬＥ２の部分を省略し、格子板アセンブリＧＰの構成部を分かり易くさせた。図１１の左側の拡大図を参照すると、静電膜２１が上部格子板ＵＰと下部格子板ＬＲとの間に挟まれていることが明確にわかる。この図の他の部分については、図１０の説明において既に説明されたので省略する。
【０１１６】
必要な電源及び関連制御回路への接続手段は、この図には示されていないが、これらの電源及び関連制御回路は、清掃ヘッド２０から離れた場所にあるケーシングに配置されるか、清掃ヘッドケーシング内に一部が若しくは全てが配置される。
【０１１７】
図１３に示された三次元図を参照すると、図１１及び１２で既に説明した清掃システム２０が再び示されているが、この図を明確にする目的で、清掃ヘッドの左側の壁部の部分を除いて示されている。この図の他の部分は、図１１及び１２を参照して既に説明されたので、ここではそれらの説明は省略する。
【０１１８】
図１４に示された三次元図を参照すると、清掃ヘッドシステム３０は、清掃される素材のごみを乱す振動バー３３を振動して、ごみを真空チューブＶＴ３０を通して真空の空気流に送る２つの電磁アセンブリ３１、３２を備える電磁システムを利用している。電磁アセンブリ３１、３２のそれぞれの内部ソレノイド３４、３５は、取り外し可能な状態もしくは永久的に長方形の振動バー３３に固定されていて、電磁アセンブリ３１、３２のケーシングは、取り外し可能な状態もしくは永久的に清掃ヘッドシステム３０のケーシングＢ３０内に内部支持構造体３６、３７、３８及び３９によって固定されている。ソレノイド３４及び３５の振動によって振動バー３３が振動させられ、従って清掃されるべき素材に残ったごみが乱されて真空空気流内に送られる。
【０１１９】
先の図で既に述べたように、真空源の周囲を十分にシールするために、短辺ＳＥ３及び長辺ＬＥ３の平坦な下面は、一般的に半円形の断面を有する曲面体Ｂ３０を有する清掃ヘッドのベース部を形成する。同様にして、図で明確にするために、垂直に向けられた曲面体Ｂ３０の左側の側壁は図示されていないが、清掃ヘッドの両方の側壁は閉ざされている。符号ＩＶＴは真空チューブＶＴ３０の内部を示す。
【０１２０】
図１５に示す二次元図を参照して、図１４を参照して既に説明した真空清掃システム３０が再度示されているが、左側から見た側面が示されている。この図の他の部分は、図１４を参照して既に説明したので再度説明しないが、この図の左下には、清掃される材料に振動を付与するための別の方法が示されていることが分かる。叩きバー３３は、左側の支持フレーム部材３８Ｌと右側の支持フレーム部材３８Ｒとの間に保持された上部フレキシブル膜ＵＭ及び下部フレキシブル膜ＬＭとをそれぞれ備えるエンベロープ内に含まれている。エンベロープは、これらの支持部材によってシールされて、前方端及び後方端においてもまたシールされている。ソレノイド軸３４及び３５の振動によって叩きバー３３に振動が与えられるので、膜は、清掃される素材の表面上に圧縮及び脱圧縮空気の波を生成するための手段を提供する。
【０１２１】
今まで清掃面に振動を与えるために使用される様々な方法が記載されたが、そのうちの1つの方法に関する更なる詳細が提供される。
【０１２２】
図１６に示した三次元図を参照すると、清掃システム４０は、カプセル化し直列に配置された３つ円筒形振動モータＭ１、Ｍ２及びＭ３（図１６には図示しないが、図１７において図示される）を利用する。これらの円筒形振動モータは、図６乃至１０において既に説明されたタイプのものに類似しているが、それらの図に示された軸１０の角度に対して直角の方向に一直線上に軸を有している。円筒形振動モータＭ１、Ｍ２及びＭ３は、カプセル化された外被ＥＮＣ（図１６に詳細に示す）内に収納され、長方形の叩きバー４１に振動を与える。これらのモータは、所謂振動モータであり、様々な工業用途において材料や対象物に振動を与えるのに利用される形式のものである。
【０１２３】
図１６を説明すると、内部構造部材４２及び４３は、それぞれ、叩きバー４１が取り付けられたピストン及びシリンダ装置Ｐ４０及びＣ４０、Ｐ４１及びＣ４１を支持している。叩きバー４１は、シリンダＣ４０及びＣ４１に取り外し可能に取り付けられてもよく、シリンダＣ４０及びＣ４１の構造の一部として形成されてもよい。ピストンＰ４０及びＰ４１は、それぞれ取り外し可能に又は永久的に支持構造体４２及び４３に固定される。
【０１２４】
先の図面を参照して既に述べたように、真空源の周囲を十分にシールするために、短辺ＳＥ４及び長辺ＬＥ４の平坦な下面は、一般的に半円形の断面を有する曲面体Ｂ４０を有する清掃ヘッドのベース部を形成する。図で明確にするために、垂直に向けられた曲面体Ｂ４０の左側の側壁は、図示されていないが、清掃ヘッドの両方の側壁は閉ざされている。
【０１２５】
図１６を参照すると、３つのモータが図示されているが、これらモータの数や大きさは、清掃ヘッドＢ４０の大きさや、真空の程度や、清掃される床面の性質による。
【０１２６】
図１６を更に参照すると、左側上部に示された清掃ヘッドＢ４０の左側部分の拡大図は、フレーム４５によって支持されたフレキシブル膜４４の範囲内に位置された叩きバー４１を示す。叩きバー４１とフレキシブル膜４４との組み合わせは、一連の成型プロセスにおいて製造される。例えば、ゴム状の可撓性ポリマーから製造されたフレキシブル膜は、その平坦な側面の周り全体と各側面の下半分の位置において叩きバー４１の外周に取り付けられる。同じプロセスがフレーム４５の取付けにも行われるか、フレームは、他の手段によって後に取り付けることができる。このフレームは、構造部材４２及び４３によって支持されることができ、ピストン及びシリンダ装置Ｐ４０、Ｃ４０及びＰ４１、Ｃ４１は、フレーム４５を構造部材４２及び４３に接続する支持部材と置換される。既に説明したように、振動モータＭ１、Ｍ２及びＭ３は、叩きバーに取り付けることができ、叩きバーに振動を付与することができる。振動モータの駆動手段は、図示されていないが、自己内臓式の再充電可能な電池ユニットを介して、又は補助電源手段によって得られる。
【０１２７】
図１６を更に参照して説明すると、叩きバー４１を振動する更に他の構成が右下の挿入図と右上の拡大図に示されている。電源（図示せず）によって駆動されるリニア振動モータ４６は、リニア共振アクチュエータとして知られているタイプのものであり、例えば、振る必要がある物質を収納したトレイ等の対象物を振動させるために使用される。このリニア振動モータ４６は、円筒形であって、叩きバー４１の頂面に形成された円筒形の凹部４７内に配置される。同様のリニア振動モータ４６は、叩きバー４１に形成された他の凹部に挿入されて、２つのモータによって叩きバーが振動されるようにする。これらの振動モータは、円筒形のモータＭ１、Ｍ２及びＭ３に代わって使用されるが、叩きバーは、ピストン及びシリンダ装置Ｐ４０、Ｃ４０及びＰ４１、Ｃ４１によって支持され続ける。しかし、左上の図に示され、膜に関して既に述べたようにフレキシブル膜を含む応用において、振動モータＭ４６は、円筒形モータＭ１、Ｍ２及びＭ３の代わりに使用することができる。モータ４６の如き複数のモータは、それらによって与えられる力が増大するように、相互に積み重ねられて一時的に又は永久的に互いに固定することができることが指摘される。
【０１２８】
このようにして、機能を既に説明した清掃ヘッドシステムと同じように、真空引きされる材料に対する叩きバー４１の往復振動は、その中に存在するごみを攪乱し真空空気流に送り込む。叩きバー４１のどちらかの側の長方形の部分は、その下の面に開放されて、その面が真空引きされるようにし、また叩きバーが清掃ヘッド４０の平坦なベース部の平面に対して直角に振動する際に叩きバーがその面と接触できるようになる。
【０１２９】
図１６を参照すると、真空チューブＶＴ４０は、フレシキブルホース又は補助真空源の剛性チューブに接続されて本来のヘッドの代わりとなる。真空チューブＶＴ４０は、本体Ｂ４０に固定されているのが示されているが、椅子等の如き低い位置にある対象物の下に清掃ヘッドが押し入れられるようにする旋回可能コネクタを介して接続されることが理想的であることが指摘される。この旋回可能コネクタは、前述の清掃ヘッドシステムや後述のシステムにも同様に使用される。
【０１３０】
図１７に示された三次元図を参照すると、図１６を用いて既に説明された清掃ヘッドシステム４０が、清掃ヘッドシステムの部品がよく見えるよう一部切り欠いて再度示されている。３つのカプセル化されたモータＭ１、Ｍ２及びＭ３を見ることができる。この図の部品は、図１６を参照して既に述べているので、ここではその説明を省略する。部品４４及び４５を含むフレキシブル膜については図１６を用いて既に説明されて、図１７にも示されているが、一般的な叩きバーの代わりに使用できることが推測される。また、これらの図において、図を明確にするために幾つかの部品が図面から省略されていることを指摘する。
【０１３１】
図１８の三次元図を参照すると、清掃ヘッドシステム５０は、清掃面に高圧で空気を供給するためのエアブレードＡＢ５０を用いており，圧縮機チューブＣＴ５０と適当なフレキシブル又は剛性のチューブとを介して圧縮機（図示せず）から高圧の空気を送っている。このエアブレードＡＢ５０は、左右の傾斜した側壁ＬＷ及びＲＷを有し、これらの側壁には一連の孔Ｈ１（左側のみ図示される）が備えられ、それらの孔は円筒形のチューブＴ１によって反対側の孔に接続されている（この図では、左側の孔Ｈ１のみが反対側の壁ＬＷの図示しない孔に接続されている）。Ｈ１のような一連の孔やＴ１のようなチューブによって、清掃ヘッドの周囲部分を真空引きして、エアブレードＡＢ５０の周囲を均一にする。もし、このような孔やチューブがなければ、真空は、清掃面に均一に分配されることはない。図１８を参照すると、図を明確にする目的で左側の側壁は示されていないが、清掃ヘッドの両方の端壁は閉ざされていることを指摘しておく。
【０１３２】
動作時には、真空源は、断面形状が圧縮機チューブＣＴ５０の断面と部分的に同心である真空チューブＶＴ５０を介して清掃面に与えられる。部分的に同心である真空チューブを、既に説明した自己内蔵型清掃システムによって用いられているフレキシブル又は剛性なチューブに接続するために、適切な旋回可能コネクタ（図示せず）が用いられる。
【０１３３】
清掃ヘッドシステム５０の本体Ｂ５０は、高圧空気と真空とが与えられる領域のいずれかの側の仕切り室内に、左右二つの振動可能な叩きバー５１Ｌ及び５１Ｒを収納するよう設計されている。左側の仕切り室は、それぞれ左側の壁部Ｌ５と右側の壁部Ｒ５とを有し、右側の仕切り室も同様である。叩きバー５１Ｌが駆動される左側の仕切り室ではアクチュエータＡＣ５として示された補助作動装置によって２つの叩きバーが駆動され、駆動装置は、パルス給気、電磁作動ソレノイド、回転カム等の叩きバーに往復運動を伝えるいずれかの機構によって動作される。このように、前述又は後述の方法で、清掃面に対して直角の方向に叩きバーは上下駆動される。叩きバー５１Ｌ及び５２Ｒを振動させる動作によって清掃面のごみを攪乱して、これらのごみは、真空チューブＶＴ５０を介して真空の空気流に送り込まれる。先の図を参照して既に説明したように、清掃ヘッドＢ５のベースの長短の側縁は、高圧空気源と真空源の周囲をシールしている。システム内の空気流の方向は、矢印で示される。
【０１３４】
叩きバーを使用する代わりに、往復運動を実行するために利用される装置に膜を取り付けることができる。
【０１３５】
図１９に示された三次元図を参照すると、図１８を参照して既に説明された清掃ヘッドシステム５０が再び示されており、これは、エアブレードシステムの種々の部品を一層見易くしている。孔Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３及びＨ４は、チューブＴ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４を介して（Ｔ２、Ｔ３及びＴ４は図示せず）真空の空気を分配することにより、エアブレードＡＢ５０の周囲の真空引きを均一にする働きを行う。この図１９の他の部分は、図１８を参照して既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【０１３６】
図２０に示された三次元図を参照すると、図１８及び１９において既に説明された清掃ヘッドシステム５０が再び示されているが、図２０はシステム内の空気の流れを見えるように図示したものである。この図２０の他の部分は図１８の説明において既に説明したので、ここでは説明を省略する。
【０１３７】
図２１に示された三次元図を参照すると、清掃ヘッドシステム６０は、図１８乃至２０を参照して既に説明したのと同じ方法で、高圧空気を清掃面に供給するエアブレードＡＢ６０を用いているが、一層集中したエアジェットが清掃面にかけられるように、エアブレードＡＢ６０は、その送出端部で一層狭い開口部となっている。このような設計は、高圧エアジェットが清掃をアシストする清掃面に一層効果的な手段を提供する。清掃面からエアブレードの先端までの実際の距離は、最も効果的な距離を決定するように実施された実験結果次第となる。この図２１に示された部分は、図１８乃至２０を参照して既に説明したのと同じであるので、ここでは説明を省略する。
【０１３８】
図２２に示された三次元図を参照すると、清掃ヘッドシステム７０は、清掃面にエアジェットを指向する原理を利用するが、この原理は、本体Ｂ７０に形成された前面のスロット口７２及び後面のスロット口７３（空気の方向は矢印によって示される）を介して周囲の空気に引き込むために内部真空チューブ７１を通してかけられる真空源の利用を介して達成される。また、スロット７２及び７３によって形成されるエアジェットによって、清掃面から除去されたごみを引き込むように中央に印加される真空源も利用する。この清掃方法は、先の図面を参照して既に説明した清掃される素材を叩くことに基づく方法に比べて効果的ではないが、追加の高圧空気源の必要がなく、また清掃される素材に振動を付与する機構も必要ではない点で、一層シンプルな清掃達成手段を提供することが指摘される。従って、前述のシステムと同様に、清掃ヘッドシステム７０は、既存の装置内の既存の清掃ヘッドに代わって使用されることができる。図２２を参照して記載されたシステムは、必要に応じて、振動を与える手段を取り込むことができることはもちろんである。
【０１３９】
清掃ヘッドシステム７０は、また、図２乃至５で既に説明した自己内蔵型真空源と共に用いることができ、この場合、高圧空気源はオフにする。これは、自己内蔵型システムの他の応用例である。
【０１４０】
図２２を参照すると、部品７４、７５と部品７７、７８とが、それぞれの清掃面に最も近い端部が共に相互に近づくようになっており、それによってテーパ状となって、それぞれオリフィス７６、７９を介して、一層指向され集中されるエアジェットを清掃面にかけることができる。また、２つのスロット７２、７３の最良の寸法と形状とは、実験によって定められる。
【０１４１】
図２３に示された三次元図を参照すると、図２２を参照して既に説明した清掃ヘッドシステム７０が再び示されているが、このシステムの部品を明確に示すために別の方向から見た図である。この図に示された部品は、既に、図２２を参照して説明したので、ここではそれらの説明を省略する。
【０１４２】
図２４に示された三次元図を参照すると、真空生成用クレバスツールシステム８０は、外部真空チューブ８１と内部高圧空気チューブ８２（破線によって図示される）とから成っており、このクレバスツールシステムは、ノズル８３を介して高圧空気を清掃面に送る。
【０１４３】
真空源は、清掃面から高圧空気によって追い出されたごみを取り除き、ノズル８４を介してチューブ８１に吸い込まれる。ノズル８３、８４は、楕円形の断面を有するように示されているが、最も適した実際の断面形状は、実験とシステムの特定の応用とにより決定される。
【０１４４】
チューブ８１、８２のそれぞれの他端は、それらの他端を真空源と高圧空気に便宜に接続することができるようにするために、円筒形の断面を有している。（図示していない）内部ねじを有するねじ込みコネクタ８５は、適切に設計されたコネクタに螺合することができ、外部チューブ８１の端部８６と内部チューブ８２の端部８７とがそれぞれ適当な真空源と高圧空気源とに接続することができるようにしている。
【０１４５】
コネクタ８５は、実際の接続手段を表すものではないが、その意図のみを示したことが指摘される。
【０１４６】
内部チューブ８２は、構造支持部材によって外側チューブ８１内に位置決めして保持されている。代替的に、チューブ８１、８２は、一体に成型されるか、互いに接合してもよい。
【０１４７】
図２５に示された三次元図を参照すると、クレバスツールシステム９０は、既に図２４を参照して説明したクレバスツールシステム８０に類似しており、高圧空気をノズル９３を介して清掃面に送給する外部真空チューブ９１と内部高圧空気チューブ９２（破線によって図示される）とを有する。
【０１４８】
真空源は、清掃面から高圧空気によって追い出されたごみを取り除き、このごみは、ノズル９４を介してチューブ９１に吸い込まれる。ノズル９３、９４は、楕円形の断面を有するように示されているが、最適な実際の断面形状は、実験とシステムの特定の応用により決定される。
【０１４９】
更に図２５を参照すると、付加モジュール９５がシステムの真空端部９０に配置されていることが分かる。これは、チューブ９１、９２を含む二重チューブシステムと一体に成形されて付加作動部品が追加される形態でもよいし、それぞれのサブ部品を含む全く別個の接続可能部品としてもよい。また、一方の手で持ち、他方の手が主のクレバスツールヘッドを保持する形態の脱着可能なユニットとすることも可能である。更に別の代替案として、両方のユニットを片手で保持し続ける手段を提供するが、これは、取付け可能なユニットと主のクレバスツールとの間の分離を調整して異なるタイプの真空引きをすることができる機能を備えている。
【０１５０】
上記のいずれの例においても、モジュール９５の機能的な部分は、清掃面に高圧空気と真空源とを与える長方形の孔と長方形の断面とを有する振動式叩きバー９６を振動させる機能を行う。叩きバー９６は、長方形の孔あき断面を有するが、この孔は、清掃面に効果的に振動を与えるような任意の大きさや形状とすることができる。
【０１５１】
振動バー９６は、上部領域９７Ｕ及び下部領域９７Ｌ（９７Ｌは図示せず）内に含まれる振動源（複数）によって動作される。これらの振動源は、先の図面を参照して説明されたもののいずれかとすることができ、上部領域９７Ｕ及び下部領域９７Ｌの形状及び領域の大きさは、所要の動作構成要素に収容するために、必要に応じて決定されるだろう。振動源を駆動するための電力は、モジュール９５の領域９８及び９９内に含まれる電池を用いて提供される。
【０１５２】
図２４及び２５を参照すると、クレバスツールシステム８０及び９０の設計は、本発明の原理を実現するための唯一の方法ではなく、別の設計によって、より美的な形状や、より機能的な部品が含まれるだろう。
【０１５３】
図２５を参照すると、図示されたシステムは、その前方エッジに沿って配置された面検知センサ３０４を含む清掃ヘッド３０２を備えている。上述のように起動される振動バー３０６は、清掃ヘッド３０２の前方及び後方エッジに配置されている。ごみは、エアジェットノズルの開口部３１０のいずれかの流路を介して清掃ヘッドに浸入する。ごみを含む空気は、清掃ヘッド３０２から真空ダクト３１４内を通る流路３１２を介してしてごみが堆積、集塵される主たるごみフィルタ集塵アセンブリ３１６に流れる。濾過された空気は、集塵アセンブリから第１のタービン３１８の吸気口へ送られる。通常、真空タービンからの空気は大気中へ排出される。しかし、本発明のシステムにおいて、第１のタービン３１８からの排出空気は、中圧空気ダクト３２２及び第２段階フィルタ３２４を介して第２のタービン３２０へ送られる。連続して２５％ブリードオフされる連続バイパス排気口３２６がフィルタ３２４と第２のタービン３２０との間にあるのが分かる。空気は、アクチュエータ３３０を有する中圧から高圧のゲートバルブ３２８を介して第２のタービンに流れる。更に、高圧ゲートバルブ３３２は、再循環された空気を出口から閉ループダクト３３６内を通る平ループ流路３３４を介してタービン３２０へ戻す閉ループを閉じるためのものである。高圧ダクト３３８は、第２のタービンから、高圧流路３４０を介して高圧の空気を指向する清掃ヘッド３０２へ通じている。
【０１５４】
図２６を参照すると、清掃ヘッド４０２は、移動方向４０４を有する。上述の通り、清掃ヘッドは、１つ以上の振動バー４０４を含んでいる。エアジェットをノズル４０８を介して清掃面に向けつつ、高圧空気は、流路４０６を通して清掃ヘッド４０２に入る。エアジェットが高圧空気をカーペットに指向している間、真空は、カーペット４１４からのごみ４１２を運ぶ流路４１０を通ってカーペットを経て周囲の空気を引き込む。ごみ搬送空気流は、清掃ヘッドを離れ、出口４１６を通って集塵アセンブリに向けられる。
【０１５５】
上記を参照して指摘されるように、直接手で真空チューブを保持する用途の場合、ＶＴ７等の如き種々の真空チューブの外部形状は、手で容易に保持しやすいようにするのが有益である。更に、清掃ヘッドを掃除機本体に取り外し可能に取り付けられるような清掃ヘッドのこの部分は、長手方向の軸線の周りを回転することができ、左手又は右手で保持するのに適した位置に一時的にロックするよう設計されている。他の方法として、可調整の一層便利な握りをユーザーに提供するために、手にぴったりはまるタイプのグローブを慎重に設計することにより、どの方向においても左手若しくは右手にフィットするような所定外形の真空チューブを作ることもできる。
【０１５６】
更に、振動を吸収するハンドル又はハンドルグローブを使用して、ユーザに対するシステムの機能部品の振動の影響の程度を低減することができる。同様に、所要及び所望に応じて、適切な吸収材や技術も用いて振動が吸収されるようにシステムを設計することができる。
【０１５７】
更に、上記を参照して指摘されるように、カミソリやマッサージ器等において振動を生成する方法を、既に説明した清掃ヘッドの設計に導入することができ、叩き器／撹拌機と称されるものをプラスチック、ゴム、又は他の適切な材料から作り、また、固い表面が叩き／撹拌作用によってダメージを受けないように、異なった床材を提供するために、弾力があるが比較的ソフトな材料を使用することが適している。また、これに関連した更に他の方法では、固い床材への叩き（振動）の影響を減らすために圧縮ばねを利用することもでき、その場合、ソフトな床面を効果的に振動させるのに十分な力が残る。
【０１５８】
また更に上記を参照して更に指摘されることであるが、掃除機が異なったタイプの床面に遭遇した場合に、手動又は自動で叩き／撹拌（振動）の程度やその力の程度を調節する手段を設けることができる。また、この装置は、振動を発生するのに用いられる装置によって発生された振動の周波数や振幅を調整する手段を組み込むこともできる。
【０１５９】
また、上記を参照して更に指摘されることであるが、真空引きに関して記載した原理は、壁や天井やそれらの仕上げ材を擦ったり削り取る手段や、削られた材料を真空引きすることにより取り除く手段も用いるようにしてもよい。
【０１６０】
また更に上記を参照して更に指摘されることであるが、既に説明された真空清掃システムの種々のパーツは、主の清掃ヘッドシステム内で組み立てられる機能的なパーツを含むことができる。
【０１６１】
上記で説明したいずれの叩きバーも、上記したいずれかの振動機構によって動作されるヒンジ式フラップに置き換えることができる。
【０１６２】
本システムは、装置のユーザーへの振動の伝達を最小限にするように設計される必要がある。
【０１６３】
また、この装置は、液体ジェットを適用する手段を組み込むこともでき、その場合、液体は、水又はその他の適切で安全な清掃剤のいずれであってもよい。また、同様の液体をスプレー掛けする手段を組み込むことができる。同様に、脱臭装置を清掃ヘッドの設計及び／又は自己内蔵型真空タービンや圧縮機タービンの設計に組み込むことができる。いずれの場合も、装置は、これらの物質に対して弾性的で安全で耐性である必要がある。
【０１６４】
高圧空気の供給源は、例えば、高圧空気を安全に収容して清掃面に送るシリンダや他の容器等の自己内蔵型供給源とすることができる。
【０１６５】
また、高圧空気供給源は、清掃ヘッドの内外に位置する圧縮機とすることができる。
【０１６６】
ここに記載されたいずれの装置も、特に高齢者のためや、車両の清掃に用いる場合や、他の限られたスペースに使用されるように設計された軽量の装置を組み込むことができる。
【０１６７】
清掃面に真空及び高圧空気の供給源を指向するノズルは、その清掃面からの距離とこれらの供給源の動作範囲との両方に対して調整可能である。
【０１６８】
上記を参照して指摘されることであるが、ロードタンカーのタンク内で液体の移動や危険な振動が発生する場合、タンク内部のバッフルを使用することによってそのような振動を制御することができるが、このような振動は、動かされた液体の振動を利用して液体を保持する容器に振動を与えるので、本発明の真空引き原理を利用する清掃ヘッドシステムにおいて有益に利用される。
【０１６９】
また、上記を参照して指摘されることであるが、叩きバーが結合膜なしで利用された場合、振動バーは清掃面に接触できたり、接触できなかったりする。振動膜と一緒に叩きバーが利用されると、叩きバーが単独で使用される場合に比べて、膜によって周囲の大気の振動が大きく乱されるため、前記膜は清掃面に接触しにくくなる。
【０１７０】
本発明の他の実施例によれば、例えば、完全に対称ではなく、液体を収容する卵形容器は、その容器が配置された表面と容器とが接触する部分の周りで揺れるように変位することにより振動させられた時に生じる状況がある。容器の対称性が欠けると、球状の容器の場合の特定の方向への転がりの代わりに、容器が前後に揺れる。これは、本発明の原理が適用される場合に振動を実行するのに使用することができる。
【０１７１】
この振動方法を参照して指摘されることであるが、応力が加えられた際に粘度が減少するチキソトロピー性材料によって明らかになる原理も、また、本発明に適用することができる。
【０１７２】
また、電流や電圧が印加されたり、その他の力又は電界が加えられたりした際に粘度が変化する材料もまた本発明に適用できることも指摘される。
【０１７３】
更に、上記を参照して指摘されることであるが、表面又は材料処理のために特定の種類のガスが必要とされる場合、そのようなガスを自己内蔵式供給源を用いることによって本発明の原理を適用することができる。これらのガスは、例えば、ある応用例では不活性ガスであり、他の応用例では、活性又は高活性で腐食性のガスである。不活性ガスは、真空引きの際に、例えば、酸化や他の望ましくない化学変化を起こさないようにすることができる。
【０１７４】
本明細書では、特定の重要性があると信じられる本発明の特性に注目するように努めたが、この明細書で強調されたか否かにかかわらず、図面を参照して示されたいずれの特許性ある特徴又はその組み合わせに関して出願人は保護を求めることを理解すべきである。
【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９】
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【図１０】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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