專(zhuān)利名稱(chēng)：真空吸塵器馬達(dá)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在真空吸塵器中的馬達(dá)組件。
真空吸塵器通常包括布置在吸塵器頭或地板工具中的朝向下方的臟空氣入口，臟空氣由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇通過(guò)該入口吸入到污垢和塵土分離設(shè)備中。諸如刷桿的攪動(dòng)器可以布置在臟空氣入口的開(kāi)口上，從而攪動(dòng)真空吸塵器通過(guò)的地毯纖維。攪動(dòng)器有助于分離陷在地毯中的污垢和塵土。攪動(dòng)器通常由馬達(dá)通過(guò)齒輪或帶傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。該馬達(dá)可以是專(zhuān)用的攪動(dòng)器馬達(dá)或渦輪，或者可以是為吸塵器提供動(dòng)力的真空馬達(dá)。
在采用真空馬達(dá)的情況下，可以在馬達(dá)和攪動(dòng)器之間采用帶和帶輪系統(tǒng)以向攪動(dòng)器傳遞扭矩。帶輪的相對(duì)直徑布置成將馬達(dá)的轉(zhuǎn)速降低到適合攪動(dòng)器的轉(zhuǎn)速。
這種系統(tǒng)可能遇到的問(wèn)題是，一些帶在高速下驅(qū)動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致磨損。隨著時(shí)間的流逝，這些帶退化并需要周期性地更換。
期望能夠使攪動(dòng)器開(kāi)始和停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在攪動(dòng)器由真空馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的情況下，可以提供離合器機(jī)構(gòu)。當(dāng)離合器接合時(shí)，由馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩施加到攪動(dòng)器上。當(dāng)離合器分離時(shí)，轉(zhuǎn)矩不施加到攪動(dòng)器上。
具有攪動(dòng)器的真空吸塵器可能遇到的另一個(gè)問(wèn)題是，攪動(dòng)器有時(shí)會(huì)被卡住，例如纏到地面上的物體上，或壓到地面中。已經(jīng)提出了提供用于限制施加到被卡住的攪動(dòng)器上的扭矩的裝置，例如通過(guò)使傳動(dòng)帶打滑。但是，這會(huì)導(dǎo)致帶進(jìn)一步退化，從而縮短其壽命。這對(duì)使用者是一個(gè)麻煩事。
本發(fā)明提供一種真空吸塵器馬達(dá)組件，包括布置成驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇以提供吸入氣流的真空馬達(dá)，和與馬達(dá)相連的行星齒輪系統(tǒng)，布置成產(chǎn)生降低馬達(dá)轉(zhuǎn)速的輸出，該輸出布置成驅(qū)動(dòng)攪動(dòng)器。
行星齒輪系統(tǒng)的提供使得轉(zhuǎn)速降低的輸出可以用于驅(qū)動(dòng)攪動(dòng)器。這消除了對(duì)帶輪和帶減速系統(tǒng)的需求，從而減小了帶磨損。
優(yōu)選地，齒輪系統(tǒng)固定到馬達(dá)殼體上，并直接安裝到馬達(dá)的軸上。這提供了緊湊的布置，從馬達(dá)向齒輪提供了直接的輸出。
有利地，馬達(dá)的軸包括齒輪，例如行星齒輪系統(tǒng)的太陽(yáng)齒輪，以向齒輪系統(tǒng)提供直接的旋轉(zhuǎn)輸入。
可以提供離合器機(jī)構(gòu)。齒輪之一可以包括離合器部件，其布置成如果攪動(dòng)器被卡住，則打滑，從而防止離合器和齒輪損壞。為了中斷轉(zhuǎn)矩向輸出的傳遞，可以利用打滑齒輪的特征，例如轉(zhuǎn)速，或由摩擦引起的溫度升高。這可以通過(guò)使馬達(dá)關(guān)閉而實(shí)現(xiàn)。
下面將參考附圖，通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，其中

圖1是包含現(xiàn)有技術(shù)馬達(dá)組件的真空吸塵器的吸塵器頭部的示意性側(cè)視圖；圖2是包含根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的馬達(dá)組件的真空吸塵器的吸塵器頭部的示意性側(cè)視圖；圖3是圖1中馬達(dá)組件的部分剖視透視圖；而圖4a和4b在兩種運(yùn)行模式中，用于圖3中馬達(dá)組件的一部分減速齒輪的剖視側(cè)視圖。
圖1示意性地表示真空吸塵器的吸塵器頭部1，大體上由附圖標(biāo)記2表示。吸塵器頭部1可旋轉(zhuǎn)地安裝在位于主體4下端的馬達(dá)組件3上，灰塵分離設(shè)備(圖中未表示)容納在主體4中?；覊m分離設(shè)備可以采用集塵袋、旋風(fēng)分離器或其它過(guò)濾器的形式。一對(duì)輪子5也安裝在主體4上，吸塵器頭部1從主體4向前延伸。
吸塵器頭部1具有位于其前端并對(duì)著下方的臟空氣入口6，從而在使用中，臟空氣入口6位于要清潔的表面7上，其通常是地板或地毯。刷桿8形式的攪動(dòng)器通過(guò)軸承(圖中未表示)以公知的方式可旋轉(zhuǎn)地安裝，使得刷桿8大致延伸過(guò)臟空氣入口6的全部寬度。刷桿8從臟空氣入口6稍微突出，從而攪動(dòng)要清潔的地毯纖維，從而增強(qiáng)了清潔過(guò)程。
馬達(dá)9容納在馬達(dá)組件3中，并用于通過(guò)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇(圖中未表示)向灰塵分離設(shè)備提供吸入氣流。馬達(dá)9還用于驅(qū)動(dòng)刷桿8。離合器機(jī)構(gòu)10位于馬達(dá)9和刷桿8之間。傳動(dòng)帶11，12分別布置成從馬達(dá)9向離合器機(jī)構(gòu)10，和從離合器機(jī)構(gòu)10向刷桿8傳遞轉(zhuǎn)矩。馬達(dá)9帶有用于容納傳動(dòng)帶11的驅(qū)動(dòng)帶輪13。傳動(dòng)帶11可以均勻地直接位于馬達(dá)軸14上。傳動(dòng)帶11還由構(gòu)成離合器機(jī)構(gòu)10一部分的從動(dòng)帶輪15承載。離合器機(jī)構(gòu)10還具有承載傳動(dòng)帶12的驅(qū)動(dòng)帶輪16，傳動(dòng)帶12還由位于刷桿8上的帶輪17承載。
帶輪13，14，15，16的相對(duì)直徑設(shè)計(jì)成將馬達(dá)的轉(zhuǎn)速(通常為30-40k rpm)降低到用于刷桿8的合適轉(zhuǎn)速。刷桿的合適轉(zhuǎn)速通常為3.5-5k rpm。在該布置中，一些帶在高速下驅(qū)動(dòng)，這造成磨損。隨著時(shí)間的流逝，這些帶退化并需要周期性地更換。如果這些帶布置成在攪動(dòng)器被卡住時(shí)打滑，則這些帶產(chǎn)生進(jìn)一步的退化。
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的馬達(dá)組件如圖2和3中所示。
參考圖3，該馬達(dá)組件大體上由附圖標(biāo)記30表示。該馬達(dá)組件30包括馬達(dá)，其容納在公知為馬達(dá)筒的殼體32中，從而在該圖中不可見(jiàn)，除了其輸出軸33以外。該馬達(dá)布置成可旋轉(zhuǎn)地以第一轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇(在該圖中不可見(jiàn))，以產(chǎn)生通過(guò)吸塵器的吸入氣流。離合器機(jī)構(gòu)，大體上由附圖標(biāo)記31表示，連接到馬達(dá)殼體32上，并表示為分離位置。
根據(jù)本發(fā)明，提供減速齒輪系統(tǒng)34，并包括直接安裝在殼體32上，安裝到軸33上的行星齒輪系統(tǒng)。該齒輪系統(tǒng)34布置成將輸出軸33的高轉(zhuǎn)速降低到用于旋轉(zhuǎn)刷桿的更加合適的轉(zhuǎn)速。
參考圖3和4，該行星齒輪系統(tǒng)34包括太陽(yáng)齒輪35，其在該布置中為輸入齒輪。太陽(yáng)齒輪35可以被推到馬達(dá)軸33的端部上或可以是軸的一個(gè)整體部件。太陽(yáng)齒輪35在圖示實(shí)施例中已經(jīng)切入馬達(dá)軸33中。太陽(yáng)齒輪35與多個(gè)圍繞太陽(yáng)齒輪35均布的行星齒輪36，37，38嚙合。圖3中只能看到行星齒輪中的兩個(gè)，且為了清楚起見(jiàn)，沒(méi)有示出齒。行星齒輪36，37，38分擔(dān)負(fù)載并平衡齒輪系統(tǒng)34。行星齒輪36，37，38可旋轉(zhuǎn)地布置在齒圈39中。齒輪系統(tǒng)34還包括行星架40形式的輸出。下面將參考圖4a說(shuō)明齒輪系統(tǒng)34的大致布置。
圖4a示意性地表示該行星齒輪系統(tǒng)。在該圖中，行星架40表示為具有三個(gè)臂的部件，使得齒輪系的其它部分可以看見(jiàn)。在圖3的實(shí)施例中，行星架40實(shí)際上是具有三個(gè)布置成與行星齒輪36，37，38中心孔嚙合的凸緣的盤(pán)，并具有較短的輸出軸。如圖3所示，為了清楚起見(jiàn)，該圖中所示齒輪系統(tǒng)3不包括齒。
在運(yùn)行中，轉(zhuǎn)矩通過(guò)中心太陽(yáng)輪35輸入給齒輪系統(tǒng)。行星齒輪36，37，38與中心太陽(yáng)輪35嚙合，并試圖在與太陽(yáng)齒輪相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。每一行星齒輪36，37，38與齒圈39內(nèi)徑上的齒嚙合。這樣，當(dāng)行星齒輪36，37，38旋轉(zhuǎn)時(shí)，它們沿著齒圈39的內(nèi)表面滾動(dòng)，從而齒輪本身在與太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上運(yùn)動(dòng)。
這種運(yùn)動(dòng)，反過(guò)來(lái)，使行星架在相同方向上運(yùn)動(dòng)(由虛線箭頭表示)。從而，施加到太陽(yáng)齒輪35上的轉(zhuǎn)矩被傳遞到行星架40上，雖然以經(jīng)過(guò)減速的轉(zhuǎn)速。
再參考圖3，離合器機(jī)構(gòu)31的離合器部件之一包括連接到馬達(dá)殼體32上的板41。離合器部件中的另一個(gè)包括齒圈39。離合器接合裝置以凸輪部件的形式提供，圖3中部分地表示了其中兩個(gè)42，43。凸輪部件42，43分別限制成在槽44，45中運(yùn)動(dòng)，其圍繞齒輪系統(tǒng)34的殼體46傾斜延伸。凸輪部件42，43沿著槽44，45的旋轉(zhuǎn)造成凸輪部件橫向運(yùn)動(dòng)。該圖中觀察的凸輪部件42，43的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致凸輪部件朝向馬達(dá)殼體32運(yùn)動(dòng)。盤(pán)47與凸輪42，43相連，使得凸輪部件的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致該盤(pán)沿著軸33的軸線運(yùn)動(dòng)。盤(pán)47布置在齒圈39附近，使得凸輪部件42，43的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)造成該盤(pán)靠在齒圈上。這樣，齒圈39與板41密切接觸。彈簧48有助于使離合器進(jìn)入接合位置。離合器克服彈簧48的作用分離。以這種方式，離合器部件可以接合和分離。
當(dāng)離合器機(jī)構(gòu)31處于接合位置中時(shí)，齒圈39靜止地保持在板41上。與第二離合器部件相連的心軸49嚙合行星架40的端部。當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)軸33時(shí)，轉(zhuǎn)矩通過(guò)行星齒輪36，37，38傳遞到太陽(yáng)齒輪35和行星架40上。從而，轉(zhuǎn)矩傳遞到心軸49上，且可以采用由馬達(dá)輸出的驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的該轉(zhuǎn)速降低的旋轉(zhuǎn)作用，以通過(guò)安裝在心軸上的帶輪51驅(qū)動(dòng)刷桿。該組件是比迄今為止所能實(shí)現(xiàn)的更加緊湊的布置。
圖2示意性地表示了包含圖3馬達(dá)組件的真空吸塵器20的一部分。該真空吸塵器20包括吸塵器頭21，可旋轉(zhuǎn)地安裝到包含馬達(dá)組件30和灰塵分離設(shè)備23的主體22中。該馬達(dá)組件23在使用中布置成驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇24，以在吸塵器頭21中的臟空氣入口25中提供流到灰塵分離設(shè)備23中的氣流。馬達(dá)組件30還布置成通過(guò)帶輪51和帶27驅(qū)動(dòng)刷桿26形式的攪動(dòng)器。帶輪51相對(duì)于風(fēng)扇24的轉(zhuǎn)速，以經(jīng)過(guò)降低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。帶輪51向帶27，從而向刷桿26施加旋轉(zhuǎn)作用。與馬達(dá)相連的齒輪系統(tǒng)34將帶輪51的轉(zhuǎn)速降低到適于驅(qū)動(dòng)刷桿26的轉(zhuǎn)速。從而，帶27以比迄今為止所能實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速低得多的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)，從而降低了磨損。
在過(guò)大的載荷施加在刷桿上，使刷桿被卡住的情況下，包括齒輪系統(tǒng)34輸出的行星架40因此變得靜止。圖4b表示在過(guò)載情況下齒輪系統(tǒng)34部件的旋轉(zhuǎn)方向。在該情況下，行星架不能運(yùn)動(dòng)。從而，由馬達(dá)產(chǎn)生并通過(guò)太陽(yáng)輪35向齒輪系統(tǒng)輸入的轉(zhuǎn)矩造成齒圈39旋轉(zhuǎn)。齒圈39轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)與連接到馬達(dá)殼體32后部的板41緊密接觸。這樣，齒圈39的邊緣在板41上相對(duì)于相應(yīng)平面打滑，從而產(chǎn)生摩擦熱能。
熱觸發(fā)開(kāi)關(guān)形式的致動(dòng)器50布置在馬達(dá)殼體32和板41之間的空間中，并與板熱接觸。從而，當(dāng)板41變熱時(shí)，致動(dòng)器50上的溫度上升。當(dāng)致動(dòng)器50上的溫度超過(guò)預(yù)定值時(shí)，開(kāi)關(guān)布置成徹底關(guān)閉馬達(dá)。從而，由于馬達(dá)不工作，因而轉(zhuǎn)矩不傳遞到刷桿上。
作為選擇地，致動(dòng)器可以布置成與合適的電子線路(圖中未表示)結(jié)合，以在溫度快速上升或當(dāng)溫度超過(guò)特定點(diǎn)預(yù)定時(shí)間時(shí)起作用。合適致動(dòng)器的選擇和建立是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。
作為另一種選擇，致動(dòng)器50可以采用布置成根據(jù)齒圈39的轉(zhuǎn)速中斷轉(zhuǎn)矩傳遞的開(kāi)關(guān)形式。例如，當(dāng)齒圈39的轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)定值時(shí)，致動(dòng)器可以使馬達(dá)關(guān)閉。作為選擇地，可以采用轉(zhuǎn)速變化的速率或者預(yù)定轉(zhuǎn)速預(yù)定時(shí)間以啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。
致動(dòng)器50可以布置成重新起動(dòng)馬達(dá)，例如，當(dāng)致動(dòng)器冷卻到低于預(yù)定溫度，或當(dāng)離合器部件19轉(zhuǎn)速的打滑低于預(yù)定值時(shí)，但是，出于安全原因，優(yōu)選地布置成使用者通過(guò)在主電源處關(guān)閉吸塵器，然后再次開(kāi)啟，而使系統(tǒng)復(fù)位。提供響應(yīng)打滑離合器部件特性(例如溫度或轉(zhuǎn)速)上升的致動(dòng)器，降低了由于負(fù)載瞬間上升而導(dǎo)致的誤觸發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，例如發(fā)生在刷桿起動(dòng)時(shí)的負(fù)載上升。
可以做出變化而不偏離本發(fā)明的范圍。例如，圖3的致動(dòng)器50不需要產(chǎn)生馬達(dá)的斷電，而可以用實(shí)現(xiàn)離合器部件的分離而代替。在其它實(shí)施例中，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不向過(guò)載刷桿傳遞轉(zhuǎn)矩。
合適的熱致動(dòng)器包括那些結(jié)合了雙金屬裝置和所謂的記憶金屬的致動(dòng)器。合適的轉(zhuǎn)速致動(dòng)器包括那些結(jié)合了光學(xué)傳感器和磁感應(yīng)器的致動(dòng)器，例如布置成檢測(cè)齒圈上的標(biāo)記的霍爾效應(yīng)傳感器。
攪動(dòng)器不需要由帶和帶輪系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，由于可以采用直接驅(qū)動(dòng)布置，因而消除了對(duì)帶的需求。
權(quán)利要求
1.一種真空吸塵器馬達(dá)組件，包括布置成驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇以提供吸入氣流的真空馬達(dá)；和與馬達(dá)相連的行星齒輪系統(tǒng)，布置成產(chǎn)生降低馬達(dá)轉(zhuǎn)速的輸出，該輸出布置成驅(qū)動(dòng)攪動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)組件，其中馬達(dá)位于殼體中，且齒輪系統(tǒng)連接到該殼體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)組件，其中馬達(dá)具有軸，且齒輪系統(tǒng)安裝到該軸上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)組件，其中該軸的端部包括齒輪系統(tǒng)的輸入齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)組件，其中該軸的端部固定到齒輪系統(tǒng)的輸入齒輪上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的馬達(dá)組件，其中該輸入齒輪包括行星齒輪系統(tǒng)的太陽(yáng)齒輪。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)組件，其中該輸出包括行星齒輪系統(tǒng)的行星架。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)組件，其中該輸出通過(guò)帶驅(qū)動(dòng)攪動(dòng)器。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)組件，其中該攪動(dòng)器包括刷桿。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)組件，還包括具有離合器部件的離合器機(jī)構(gòu)，這些離合器部件具有接合位置，在該位置中由馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出；和分離位置，在該位置中轉(zhuǎn)矩不傳遞給輸出，這些離合器部件可以打滑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的馬達(dá)組件，其中離合器部件之一包括齒輪系統(tǒng)的齒輪。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的馬達(dá)組件，其中該齒輪包括行星齒輪系統(tǒng)的齒圈。
13.根據(jù)權(quán)利要求10，11或12中任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)組件，還包括與離合器部件相連的致動(dòng)器，并布置成如果離合器部件打滑，且與離合器部件打滑有關(guān)的特征高于預(yù)定值，則轉(zhuǎn)矩向輸出的傳遞中斷。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的馬達(dá)組件，其中致動(dòng)器包括布置成通過(guò)關(guān)閉馬達(dá)以中斷轉(zhuǎn)矩傳遞的開(kāi)關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的馬達(dá)組件，其中該特征包括由于離合器部件打滑導(dǎo)致的溫度上升，致動(dòng)器布置成當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)定值或當(dāng)溫度的變化速率超過(guò)預(yù)定值或當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)定值預(yù)定時(shí)間時(shí)，中斷轉(zhuǎn)矩傳遞。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的馬達(dá)組件，其中該特征包括一個(gè)離合器部件相對(duì)于另一個(gè)的相對(duì)轉(zhuǎn)速，致動(dòng)器布置成當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)定值或當(dāng)轉(zhuǎn)速的變化速率超過(guò)預(yù)定值或當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)定值預(yù)定時(shí)間時(shí)，中斷轉(zhuǎn)矩傳遞。
17.一種真空吸塵器馬達(dá)組件，大體上如上所述，參考或如圖2，3或4中所示。
18.一種真空吸塵器，包括上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的馬達(dá)組件。
19.一種真空吸塵器，大體上如上所述，參考或如圖2中所示。
全文摘要
一種真空吸塵器馬達(dá)組件，包括位于筒(32)中的馬達(dá)，布置成驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇以提供氣流。行星齒輪系統(tǒng)(34)與馬達(dá)的輸出軸(33)相連，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)速降低的輸出。采用該輸出通過(guò)帶驅(qū)動(dòng)攪動(dòng)器。該帶以迄今為止所能實(shí)現(xiàn)的經(jīng)過(guò)降低的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)，從而減小帶的磨損。直接安裝到馬達(dá)殼體上的齒輪布置提供了緊湊的組件。行星齒輪之一，例如齒圈(39)，布置成如果攪動(dòng)器被卡住，則相對(duì)于離合器部件(41)打滑。如果打滑齒輪的摩擦熱超過(guò)預(yù)定值，或如果打滑齒輪以高于預(yù)定值的速度旋轉(zhuǎn)，則致動(dòng)器(50)關(guān)閉馬達(dá)。從而，在系統(tǒng)任何部件發(fā)生損壞前關(guān)閉馬達(dá)。
文檔編號(hào)A47L9/04GK1950011SQ200580014064
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
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