真空吸塵器及用于其的電池組的制作方法
【專利摘要】一種適用于手持式器具的電池組，所述電池組包括多個電池和與所述電池相關聯的電路板，其中，所述多個電池和所述電路板容納在外殼內，其中，所述外殼由可互相接合以形成完整的外殼的第一和第二可分離的外殼區段限定，其中，所述電路板包括可照明元件，所述電路板被配置成使所述可照明元件點亮以指示所述電池組的狀態，其中，所述可照明元件形成所述電池組的外表面的一部分，并位于所述第一和第二外殼部分中間。
【專利說明】真空吸塵器及用于其的電池組
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電池組，特別是一種適用于由電池供電的器具(例如，手持式真空吸塵器)的電池組。
【背景技術】
[0002]市場上可獲得各種類型的真空吸塵器，這些真空吸塵器通常可以分為“筒式”真空吸塵器，“立式”真空吸塵器，“手持式”真空吸塵器和“棒式”真空吸塵器(也被稱為“棒吸塵器”)。
[0003]為了提供便攜性，對于手持式真空吸塵器和棒吸塵器通常為無電線的，其中電力通過電池組供給這樣的設備。
[0004]已知的手持式真空吸塵器的一個例子示于W02010/109215，并且被 申請人:以DC34的產品名在國際上銷售。這里，手持式清潔器具包括可移除的電池組，該電池組大體上是帶有直立支柱的平板狀的形式，該直立支柱可接收在該真空吸塵器的手柄端部中的對接開口內。該支柱的上端包括連接到該真空吸塵器的手柄內的電連接器的電氣端子。以這種方式，電池組內的電力可以被傳輸到該真空吸塵器的電機。觸發開關被設置在手柄上，并且被布置成促動真空吸塵器內部的電子控制器，以打開和關閉該真空吸塵器。
[0005]如在W02010/109215中描述的布置需要真空吸塵器內部的合適的電子開關裝置，并且希望簡化開關機構，同時改善電池組的組裝。
【發明內容】
[0006]在這種背景下，從第一方面，本發明提供一種適用于手持器具的電池組，該電池組包括多個電池和與電池相關聯的電路板，其中電源端子與電路板相關聯，并且被配置為傳輸電力到器具，在使用中，電池組進一步包括可操作地連接到電路板，并且通過促動器在關閉和開啟位置之間移動的瞬時開關，其中，當處于打開位置時，電源端子被電路配置為電力傳送狀態，并且當處于關閉位置時，電源端子被電路配置為電力停用狀態。
[0007]這種布置在操作中提供了顯著的好處。在電力停用狀態，瞬時開關處于關閉位置，促動器的非常小的量的行程導致瞬時開關從關閉位置轉換到打開位置，使得電路板將電池組設置為電力傳輸狀態。觸發設備所需的短行程在用戶看來幾乎是瞬間的。在觸發之后，促動器然后能夠移動通過更大量的行程，優選為5毫米到10毫米的量級，而不影響瞬時開關的狀態。因此，這允許用戶改變觸發器構件上的手指的位置而不會不經意地關閉機器。因此，實際上，本發明提供一種輕觸發觸發器，但在使用中用戶的手指轉換在觸發器上的位置時，保護機器不會切換開和關，從而改善人體工學性能。
[0008]在第二方面，本發明提供一種適用于手持器具的電池組，該電池組包括多個電池和與電池相關聯的電路板，其中，多個電池和電路板容納在外殼內，其中，外殼由可互相接合以形成外殼的第一和第二可分離的外殼區段限定，其中，電路板包括可照明元件，電路板被配置成使可照明元件點亮以指示電池組的狀態，其中，可照明元件形成電池組的外表面的一部分。因此，可照明元件相對于電路板固定在外殼區段中的一個上，并用作組裝過程中的定位特征結構。此外，由于可照明元件直接固定在電路板，因此電路板被抵住而不能在電池組內移動。
[0009]在第三方面，本發明提供一種適用于手持器具的電池組，該電池組包括多個電池和與電池相關聯的電路板，其中，多個電池和電路板容納在外殼內，其中，外殼由可互相接合以形成完整的外殼的第一和第二可分離的外殼區段限定，其中，電路板包括可照明元件，電路板被配置成使可照明元件點亮以指示電池組的狀態，其中，可照明元件形成電池組的外表面的一部分，并位于第一和第二外殼部分中間。
[0010]優選地，可照明元件為光管。
[0011]優選地，光管具有第一和第二端部，該第一和第二端部跨電池組橫向延伸，并通過突出穿過外殼內相應的孔而在外殼的相對的兩側接合外殼。這種布置牢牢鎖定電路板和電池使得其不能在電池組內多軸運動。
[0012]由于可照明元件有效地夾在外殼的第一和第二部分之間，因此在組裝過程中，該元件用作外殼區段的定位特征結構。這樣做的好處是，電路板的部件(例如電源端子)可以參照可照明元件作為基準位置，這提高可制造性。此外，由于可照明元件相對于外殼保持在固定位置，因此電路板由該元件支撐并且剛性地保持，以防止對電池組的機械沖擊。
[0013]其他可選和/或優選的特征結構提出在從屬權利要求中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]現在將僅參照附圖通過示例的方式描述本發明的實施例，以使其可以更容易地理解，附圖中:
[0015]圖1是其中包括根據本發明的實施例的電池組的手持式真空吸塵器的立體側視圖；
[0016]圖2是圖1中的真空吸塵器的側視圖，其中手柄的一段被切開；
[0017]圖3是圖1中的手持式真空吸塵器的立體側視圖，但操作觸發器/開關在第二位置中；
[0018]圖4是如圖2中的真空吸塵器的側視圖，但是操作觸發器在第二操作位置中；
[0019]圖5是從手持式真空吸塵器移除的電池組的立體視圖；
[0020]圖6是圖5中的電池組從相反的角度看的立體視圖；
[0021]圖7是類似于圖5中的電池組的立體圖，但是電池組的外殼的前部被移除以顯示電池組的內部細節；
[0022]圖8是與圖7中相同的視圖，但是開關單元在第二操作位置中；
[0023]圖9是類似于圖6中的電池組的立體視圖，但是電池組的外殼的后部被移除以顯示電池組的內部細節；
[0024]圖10是本發明的替代實施例的電池組的立體視圖；和
[0025]圖11是圖10中的電池組的俯視圖。
【具體實施方式】
[0026]首先參見圖1和2，手持式真空吸塵器2具有收納電機和風扇單元的主體4，其中電機和風扇單元的外殼體大體標示在6處。電機和風扇單元6位于大體直立的手柄或抓握部分8的上方。手柄8的下端部8a支撐大體平板狀的電池組10。一組排氣口 12提供在主體4上，用于從手持式真空吸塵器2排出空氣。
[0027]主體4支撐旋風分離系統14，其用于從通過電機和風扇單元吸入到真空吸塵器中的攜帶臟物的氣流中去除臟物、灰塵和其他碎屑。旋風分離系統14附接到主體4的前部4a，并且空氣入口導管/管嘴16沿著縱向軸線X-X從旋風分離系統14的遠離主體4的前部延伸。空氣入口管嘴16被構造為使得合適的刷子工具可以安裝到其上，并包括鎖扣18，用于當這樣的刷子工具與入口接合時牢固地保持工具。刷子工具不是本發明的內容，因此不在這里顯示。細長延伸管或桿(未示出)也可以被安裝到空氣入口管嘴16以延長真空吸塵器的清潔范圍。
[0028]旋風分離系統14位于主體4和空氣入口管嘴16之間，并具有縱向軸線Y_Y，該縱向軸線Y-Y沿大體直立方向延伸，因此其基本上與入口管嘴16的縱向軸線X-X正交。手柄8沿與軸線Y-Y呈小角度的軸線Z-Z延伸，并且，在示例性實施例中該小角度大約為10度，盡管從垂直到約20度的任何角度都是合適的。
[0029]手柄8被以手槍握把形式取向，這是用于用戶的舒適的接合部，因為它在清潔過程中減少在用戶的手腕上的應力。旋風分離系統14靠近手柄8定位，這在手持式真空吸塵器2使用時還減少施加在使用者手腕上的力矩。手柄8具有觸發器構件20的形式的開/關式開關裝置，用于打開和關閉電機和風扇單元6。在使用中，電機和風扇單元通過空氣入口管嘴16將含塵空氣吸入到真空吸塵器2內。空氣流中夾帶的污物和灰塵顆粒可在旋風分離系統14中被從空氣中分離并保留在旋風分離系統14中。清潔的空氣從旋風分離系統14的后部排放，并通過短的管道區段22輸送到位于主體4內的電機和風扇單元6，并隨后通過排氣口 12排出，該排氣口 12還可以最終過濾級的方式包括細顆粒過濾器，以從離開吸塵器的氣流去除微污染物。
[0030]應當指出，在這一點上，雖然這里所描述的旋風分離系統是旋風式的，但是這不是本發明必要的，并且其他分離系統是可行的，例如，其他無袋式分離系統，該系統在旋轉室內具有纖維過濾元件以從氣流中分離污染物，或者甚至是如已知的現有技術中的袋式分離系統。旋風分離系統的具體配置對于本發明并不重要，因此這里將不作詳細說明。然而，在 申請人:的共同未決的申請GB2475312A中描述了一種具體的合適的旋風分離配置。
[0031]現在轉到圖2，其中示出了圖1中的手持真空吸塵器2的側視圖，但切除了手柄的外皮的一部分，所以手柄的內部可以被看到，特別是開/關觸發器布置。
[0032]電池組10具有大體矩形的塊狀底座部分23。直立的柱或柱狀部分24以關于底座部分23的平面呈約80度的角度向上延伸，然而，應當注意的是傾角的具體角度并不形成本發明的一部分。手柄8在橫截面中是管狀的，具有大體橢圓形的形狀，這與電池10的柱24的橫截面互補。因此，電池10的柱24可由手柄8的敞開的下端8a接收，從而使電池組10可以對接到真空吸塵器2上。
[0033]柱24的上端包括電氣端子，該電氣端子連接到收納在手柄8的內部的對應的電連接器，并引線到電子控制模塊(未示出)，該電子控制模塊連接到電機和風扇單元。因此，電力通過電連接器從電池組10輸送到電機和風扇單元6。
[0034]柱24還包括機械促動開關單元26，該單元被取向為從柱24的頂面向上延伸。開關單元26包括促動器28并由觸發器構件20的端部操作，如現在將被描述的。
[0035]觸發器構件20采用鐘形曲柄(bell crank)的形式，具有可與電池開關單元26接合的促動指形式的第一端20a，以及為觸發器構件20提供接觸面并突出穿過面向前的手柄8內的孔30。觸發器的接觸面20b可以在圖1中清楚地看到延伸通過孔30。板狀指支架32在孔30緊下方的位置處從手柄8向前延伸，并提供了在使用時防止用戶的手指滑離觸發器構件20的裝置。它也允許用戶例如在攜帶期間抓住手柄而不促動觸發器。
[0036]觸發器構件20通過偏壓裝置被偏壓到非促動位置，在這個元件中，該偏壓裝置是在彈黃保持構件36 (提供在接觸面20b的后部)和彈黃抵接構件38 (提供在手柄8內)之間延伸的彈簧元件34。因此，彈簧元件34偏壓觸發器構件，使得接觸面20b從手柄內的孔30突出，并且促動指20a被與電池組件10的促動開關單元26間隔開。當觸發器構件20位于這個位置中時，電機和風扇單元6不操作。換種方式表達，觸發器布置采用所謂的“死人觸發器”形式，該觸發器將僅在它被用戶壓下時操作真空吸塵器。
[0037]為了操作真空吸塵器2，用戶壓下觸發器構件20到操作位置，其示于圖3和4。在這個位置中，觸發器構件20的促動指20a與電池組10的促動開關單元26接合，這啟動電力供應到電機和風扇單元6的電子控制模塊，由此操作真空吸塵器。另外，在這個位置，觸發器構件20的接觸面20b退入到手柄8上的觸發器孔30中，使得它與手柄8的相鄰部分基本齊平。
[0038]現在將參照附圖5至9更詳細地描述電池組10，其中，電池組10從器具分離并且電池組10的內部部件被詳細示出。
[0039]如已經提到的，電池組10大體包括塊狀基座部分23和遠離基座向上延伸的柱部分24。電池組10的這些部分由兩部分式外殼40限定。
[0040]外殼40用于容納電池組10的可操作部件，主要零件為電池組件42，以及如上已經提到的開關單元26。電池組件42包括多個電池44 (本實施例為6個)，該電池為圓柱形的形式并并聯地安裝在電池塊或罩46內，使得它們的縱向軸線橫向于電池組10的長軸。電路板48安裝到電池塊46，其可以是塑料材料，并帶有控制電力從電池44傳輸到電池組的電氣端子50所需的所有必要的電子器件，并控制電池的充電。應當指出的是，電氣端子直接安裝到電路板48，并從其遠離向上延伸一這給提供給端子剛性安裝點，并且不需要以某種方式連接到外殼的專用連接器塊。具有相反極性的相鄰電池44的端部通過電池連接器52相連，其中兩個在圖7中示出，電池連接器52通過電壓監控凸片54連接到電路板48，通過該電壓監控凸片54，控制電路能夠監控各個電池上的電壓。電力輸出凸片55提供在該組中的第一個和最后一個電池上，并且可以看出，相比于電壓監控凸片54，電力輸出凸片55相對厚一些，以應對高電流值。電路板48安裝在電池塊46的頂部，并且在本實施例中沿其縱軸線‘A’平行地延伸。由于外殼23限定了與電池的緊密配合，因此細長的突起或“隆起”55提供在外殼上，其突出到電池組的其余部分之上，因此提供了額外的內部容積以容納電路板48。縱向肋57沿著隆起55的上表面延伸，并提供了加強與真空吸塵器接合的裝置。電路板48的設計的具體形式不是本發明主要的，因此將不作詳細說明。
[0041]兩部分式外殼40由第一和第二外殼區段56，58限定。外殼被分開,使得區段56，58中的每一個限定塊狀基座部分23或“電池外殼”的一部分以及柱部分24的一部分。第一外殼區段56在圖5至7的右側示出，第二外殼區段58在左側示出。因此，第一和第二區段56，58之間的分割線60可以被看到基本上垂直地沿著基座部分23和柱部分24延伸。
[0042]柱部分24容納電池組10的開關單元26，大致如上所述。更詳細地說，開關單元26包括促動器28和連接到電路板48的瞬時開關64。在本實施例中，瞬時開關64是已知的通常在本領域內作為微型開關的微型快動開關。
[0043]在圖7所示的位置，電池組10處于電力關閉狀態，從而使電路板48不向電池組的端子50提供電壓。在該狀態，促動器28的接觸部28a從電池組，更具體地，柱24的上表面，向上突出(這也是圖2所示的位置)。遠離接觸部28a的促動器28的端部限定直角腿形式的促動部28b，該直角腿在瞬時開關64的下方延伸。在這個位置，由于促動器28的接觸部分28a通過彈簧元件(未示出)被向上推動，促動部28b與瞬時開關64接合，從而使瞬時開關64處于閉合位置。
[0044]圖8示出了在電力輸送狀態的電池組10。在該狀態，促動器28的接觸部分28a已被向下壓，因此凹陷到柱24內。因此，促動器28的促動部分28b被移出與瞬時開關64的接觸，從而使瞬時開關64被設定到打開位置。電路板48的電子器件被配置為檢測微動開關的打開和觸發到電池組的端子50的電力傳輸。
[0045]促動器28和瞬時開關64的這樣的布置在操作時具有顯著的益處。在圖7所示的電力禁用狀態，其中，瞬時開關64處于閉合位置，促動器28的非常小量的行程導致瞬時開關64從關閉位置轉換到打開位置，使得電路板48使電池組進入電力傳輸狀態。
[0046]隨著開關單元26被觸發器構件20機械地操作，觸發設備所需的短行程在用戶看來幾乎是瞬時的。接著觸發，促動器28然后能夠移動通過更大得多的行程，為5毫米到10毫米的等級，而不影響瞬時開關26的狀態。因此，這允許用戶改變觸發器構件20上的手指的位置而不需要關閉機器。因此，實際上，本發明提供一種輕觸發觸發器，但在使用中用戶的手指改變在觸發器上的位置時，保護機器不會切換開和關。真空吸塵器的工效從而得到改善。
[0047]本發明的電池組10還包括協助其組裝的結構部，如現在將解釋的。電路板48包括在使用中可操作的狀態指示器70，用于解釋各種情況，例如，當電池的充電電平為低時，以及當電池組正在充電時。
[0048]在本實施例中，狀態指示器70是表面安裝到電路板48的柱部分24的區域的光管形式的可照明元件。這里，光管70由穿過中央凸臺74的螺釘72固定就位到電路板上，然而，可以理解的是，光管70可通過其他技術，例如使用環氧樹脂固定到電路板48上。可替代地，光管70可以包括突出的特征，如栓，其與在電路板中的互補形凹槽壓接。光管70位于發光二極管75(圖9中未不出)的頂部，該二極管在光管70的下方被固定到電路板48。
[0049]光管70可以由本領域內已知的任何合適的材料制造，例如玻璃，或更優選地，光學級塑料，例如聚碳酸酯。
[0050]光管70是棒狀的形狀，并且在大致垂直于電池組10的縱向軸線A的方向上，跨電路板48橫向延伸，因此通常與電池44平行。光管70具有第一和第二端76，78，其中每一個在柱部分24的底部附近的點處穿過外殼40突出。因此，光管形成電池組10的外表面的一部分。這里應該注意的是，單個光源經由光管分成兩路，以便在電池組的任意一側提供指示器。
[0051]光管70的端部76，78用于正確地定位外殼40的第一和第二區段56，58。為了這個目的，光管70的每一端包括與第一外殼區段56的相應的抵靠表面81接合的第一抵靠表面80，以及與第二外殼區段58的相應的抵靠表面83接合的第二抵靠表面82。因此，應該理解的是，光管70的端部76，78在一個位置，以便位于第一和第二外殼部分中間，也就是說，在兩部分式外殼40的分割線60上。
[0052]在本實施例中，光管端部76，78是直線的，最好是矩形的，并安裝到第一外殼區段56內的互補形狀的切口內。這確保了光管70和外殼區段56，58之間的緊密配合。但是，光管端部76，78可以是可替代的形狀，例如圓形或橢圓形，并且仍然為外殼區段56，58提供必要的鄰接表面。此外，第一和第二外殼區段56，58兩者可以包括切口以限定合適成型的孔，用于光管端部。
[0053]由于第一和第二外殼區段56，58中的每一個抵靠光管70，在組裝過程中，光管作為外殼區段的定位特征。
[0054]這增加了電池組外殼40作為一個整體的剛度，并確保了外殼區段56，58相對于電池適當地定位。此外，由于光管70相對于外殼保持在固定位置，由于它夾在外殼區段56，58之間，電路板48由剛性地保持的光管支撐。這增加了它對于機械沖擊的彈性，并降低了對其他緊固裝置(例如，環氧樹脂)的需求，以可靠地連接電路板48到電池塊46。另外，由于光管與外殼接合，并且光管可靠地附接到電路板，光管成為電路板的端子的基準點，使得他們精確地定位在外殼的柱部分24內。
[0055]本領域的技術人員應該意識到，不脫離由權利要求所限定的本發明的保護范圍，可以做出上述的具體實施例的各種修改。
[0056]例如，雖然具體的實施方式包括具有兩個端部76，78的光管70，這兩者都從電池組10的第一和第二外殼區段56，58之間的分割線60突出，如果光管70只有一個突出部，相似的效果可以實現。同樣地，光管70在靠近柱24的基座部分的位置從外殼40突出不是必需的，雖然，在本實施例中，這個位置被發現是便利的。原則上，狀態指示器70可以在沿著第一和第二外殼區段56，58之間的分割線60上的任何點從外殼40突出。
[0057]再一個實施例在圖10和11中示出。這個實施例基本上與上述實施例相同，因此只有不同點將在這里進行說明。
[0058]在本實施例中，如前面的實施例，光管70的端部76，78延伸到電池組外殼40的表面。然而，光管的端部不在第一和第二外殼區段56，58之間的分割線60上。相反，光管的端部76，78位于在第一外殼區段56內限定的互補形狀的孔100內，也就是說，由外殼區段中的一個完全限定的孔，而不是由每一個外殼區段部分地限定。這種布置提供如在前面的實施例中相同的益處，其中主要是提供可靠的安裝點以相對于電池組外殼40定位電路板和電池塊。
[0059]在組裝過程中，第一外殼區段被接收到電池塊上，并且外殼略微變形以使光管端部76，78扣合到它們各自的孔內。因此，光管端部76，78在兩個相對點處接合外殼部分76，所以抵住電路板使其不能沿著多軸運動。因此，在本實施例中，光管的作用是在一個相對于外殼的固定位置保持電路板，并且也作為電路板的組件(例如，電源端子)的相對于外殼的基準點。
【權利要求】
1.一種適用于手持式器具的電池組，所述電池組包括多個電池和與所述電池相關聯的電路板，其中，所述多個電池和所述電路板容納在外殼內，其中，所述外殼由可互相接合以形成所述外殼的第一和第二可分離的外殼區段限定，其中，所述電路板包括可照明元件，所述電路板被配置成點亮所述可照明元件以指示所述電池組的狀態，其中，所述可照明元件接合所述外殼并形成所述電池組的外表面的一部分。
2.如權利要求1所述的電池組，其中，所述外殼包括電池外殼部分和遠離所述電池外殼部分延伸的柱部分。
3.如權利要求2所述的電池組，其中，所述第一外殼區段限定所述電池外殼部分的一部分和所述柱部分的一部分，其中，所述第二外殼區段限定所述電池外殼部分的一部分和所述柱部分的一部分。
4.如權利要求2或3所述的電池組，其中，所述可照明元件在所述柱部分與所述電池外殼部分相交的區域中突出穿過所述外殼。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的電池組，其中，所述可照明元件包括突出穿過所述外殼內的相應的孔的第一和第二端部。
6.如權利要求5所述的電池組，其中，所述可照明元件的第一和第二端部在外殼的相對的兩側接合所述外殼。
7.如權利要求1至6中所述的電池組，其中，所述可照明元件為與所述電路板上的單個發光元件接合的光管。
8.一種適用于手持式器具的電池組，所述電池組包括多個電池和與所述電池相關聯的電路板，其中，所述多個電池和所述電路板容納在外殼內，其中，所述外殼由互相接合以形成完整的外殼的第一和第二可分離的外殼區段限定，其中，所述電路板包括可照明元件，所述電路板被配置成點亮所述可照明元件以指示所述電池組的狀態，其中，所述可照明元件形成所述電池組的外表面的一部分，并位于所述第一和第二外殼部分中間。
9.如權利要求8所述的電池組，其中，所述可照明元件限定至少第一和第二鄰接表面，第一和第二鄰接表面的每一個可與所述第一和第二外殼部分的對應的鄰接表面接合。
10.如權利要求8或9所述的電池組，其中，所述外殼包括電池外殼部分和遠離所述電池外殼部分延伸的柱部分。
11.如權利要求10所述的電池組，其中，所述第一外殼區段限定所述電池外殼部分的一部分和所述柱部分的一部分，其中，所述第二外殼區段限定所述電池外殼部分的一部分和所述柱部分的一部分。
12.如權利要求10或11所述的電池組，其中，所述可照明元件在所述柱部分與所述電池外殼部分相交的區域中突出穿過所述外殼。
13.如權利要求8至12中任意一項所述的電池組，其中，所述可照明元件為與安裝到所述電路板的發光元件接合的光管。
14.如權利要求13所述的電池組，其中，單個發光元件被提供，并且其中所述光管分成第一和第二區段以在所述電池組上的分開的位置處提供可視指示器。
15.一種電池組，如上參照附圖所述或如附圖中所示。
【文檔編號】H01M10/42GK104364935SQ201380030262
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年4月26日 優先權日:2012年6月8日
【發明者】T.斯蒂克尼, M.賈佩 申請人:戴森技術有限公司