JP3577044B2

JP3577044B2 - 真空清掃機の吸入ヘッド

Info

Publication number: JP3577044B2
Application number: JP2002008498A
Authority: JP
Inventors: ジンソーパク
Original assignee: エルジー電子株式会社
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2022-01-17
Also published as: DE10200346A1; CN1401288A; US6757934B2; JP2003070692A; KR100438607B1; GB2379159A; US20030037408A1; CN1204848C; KR20030018245A; GB2379159B; GB0200186D0; DE10200346B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、清掃対象物に回転接触して異質物を除去するパワーブラシが具備された吸入ヘッドに係るもので、詳しくは、パワーブラシの内部に配置された駆動装置を冷却し得る真空清掃機の吸入ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、真空清掃機は、ファンモータアセンブリーの作動によって発生する強力な吸入力を利用して清掃対象物に存在するホコリなどの異質物を集塵して清掃する機器である。
特に、前記吸入ヘッド内にアジテイターとも呼ばれるパワーブラシが具備された真空清掃機は、清掃対象物に回転接触して異質物を分離させることで、該清掃対象物から異質物を一層容易に除去して清掃性能を向上させるようになっている。
【０００３】
このような従来のパワーブラシが具備された真空清掃機においては、図５に示したように、清掃対象物に存在するホコリなどの異質物を吸入するように吸入力を発生するファンモータアセンブリーが内蔵された清掃機本体１００と、該清掃機本体１００から連結されて異質物の吸入通路となる連結管１０５と、該連結管１０５の端部に連結され、清掃対象物に近接して接触した状態で異質物を吸入させる吸入ヘッド１１０と、から構成されていた。
そして、前記吸入ヘッド１１０には、清掃対象物に回転接触しながら清掃対象物に存在する異質物を分離させるパワーブラシ１２１が具備されている。
【０００４】
このような前記吸入ヘッドにおいては、図６及び図７に示したように、底面に異質物が吸入される吸入口１１６が形成され、後方側に清掃機本体１００に連結される連結部１１３が形成されたヘッドケース１１１と、該ヘッドケース１１１の内部に回転自在に装着されて清掃対象物に回転接触して異質物を除去するパワーブラシ１２１と、該パワーブラシ１２１の内部に配置されて該パワーブラシ１２１を回転駆動させる回転駆動装置１３１と、を備えて構成されていた。
【０００５】
そして、前記ヘッドケース１１１の内側両方壁には、前記パワーブラシ１２１の両方端部を回転可能に支持するように第１支持軸１１２及び第２支持軸１１４がそれぞれ設置され、前記第１支持軸１１２が設置された前記ヘッドケース１１１には外部の空気が内部に流入されるように複数の流入口１１５が形成され、前記第１支持軸１１２は、内部に空気が流動されるように管構造に形成されている。
一方、前記パワーブラシ１２１は、円筒形状を有する本体部１２２と、該本体部１２２の外面に半径方向を沿って突出して設置されたブラシ１２４と、から構成されている。
【０００６】
また、前記回転駆動装置１３１は、前記第１支持軸１１２の端部に自分の回転軸が前記第１支持軸１１２の軸線方向を沿って配置される電動モータ１３３と、所定減速比を有して一方端は前記電動モータ１３３の回転軸に結合され、他方端は前記本体部１２２に連結されて前記電動モータ１３３の回転力を前記本体部１２２に伝達する減速機１３５と、により構成されている。
【０００７】
ここで、前記電動モータ１３３及び減速機１３５は、前記本体部１２２の内径面との間に空気流路が形成されるように、前記本体部１２２の内径よりも小さい外径を有するように形成される。また、前記本体部１２２には、前記減速機１３５の後方側領域に前記各流入口１１５を介して前記本体部１２２の内部に流入された空気が前記パワーブラシ１２１の外部に排出されるように排出口１２６が形成され、該排出口１２６の内側には、外部から流入されたホコリなどの異質物がフィルターリングされるようにフィルター１２８が設けられている。
【０００８】
以下、このように構成された従来パワーブラシが具備された真空清掃機の動作について説明する。
先ず、清掃機本体１００のファンモータアセンブリーに電源が印加されると、ヘッドケース１１１の内部に吸入力が発生され、従って、吸入口１１６を介して清掃対象物に存在する異質物などが周辺空気と共に吸入される。
次いで、回転駆動装置の電動モータ１３３に電源が印加されると、該電動モータ１３３の回転力が減速機１３５を経由して本体部１２２に伝達され、よって、該本体部１２２は、第１及び第２支持軸１１２、１１４を中心に回転しながら清掃対象物に回転接触して異質物を除去する。
【０００９】
一方、前記ヘッドケース１１１の内部に異質物などを吸入するための吸入力が生成すると、パワーブラシ１２１の内部にも排出口１２６を介して吸入力が作用するので、該吸入力によって前記ヘッドケース１１１の流入口１１５を介して外部の空気が前記ヘッドケース１１１内に吸入される。
このように吸入された空気は、前記第１支持軸１１２を介して前記本体部１２２の内部に流入されて前記電動モータ１３３及び減速機１３５を冷却させ、連通孔１２９及び排出口１２６を経由して前記ヘッドケース１１１の内部に排出された後、前記ヘッドケース１１１の吸入口１１６を介して吸入された空気及び異質物と一緒に清掃機本体に吸入されるようになっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このように構成された従来のパワーブラシを具備した真空清掃機の吸入ヘッドにおいては、第１支持軸１１２の一方側に電動モータ１３３が結合され、該電動モータ１３３の出力軸に減速機１３５が結合されているため、構造が複雑で、また、電動モータ１３３及び減速機１３５は各自のハウジングの内部にそれぞれ受容されているので、空気との接触面積が相対的に狭くて冷却が效果的に行われないという不都合な点があった。
【００１１】
且つ、パワーブラシ１２１の本体部１２２の内径面と電動モータ１３３及び減速機１３５のハウジング間に空気流路が形成されるため、前記電動モータ１３３の大きさ及び空気流路の設計に制約が多いという不都合な点があった。
また、清掃機本体１００のファンモータアセンブリーによってヘッドケース１１１の内部に発生した吸入力を利用して、パワーブラシ１２１の内部に外部の空気を吸入して回転駆動装置を冷却させるように構成されているため、清掃機本体のファンモータアセンブリーの吸入損失が発生して清掃性能を低下させるという不都合な点があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、パワーブラシの内部に配置された駆動装置を效果的に冷却させ、清掃機の吸入損失を低減して清掃性能を向上し得る真空清掃機の吸入ヘッドを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドにおいては、清掃機本体に連結され、底面に吸入口が形成されたヘッドケースと、前記ヘッドケース内に装着され、一部分が前記吸入口を介して前記ヘッドケースの外部に突出して清掃対象物に接触して異質物を除去するパワーブラシと、前記ヘッドケース内に固定され、前記パワーブラシが回転運動できるように支持する支持軸と、前記パワーブラシ内で前記支持軸とパワーブラシ間に装着されて前記パワーブラシを回転駆動及び直線往復運動させる回転／線形駆動手段と、前記パワーブラシの回転と同時に回転しながら、前記ヘッドケース外部の空気を前記パワーブラシの内部に流入させて前記回転／線形駆動手段を冷却させる冷却用ファンと、を包含して構成されている。
【００１４】
そして、前記パワーブラシの内部に流れる流路と前記ヘッドケースの吸入口に流れる流路とを分離させる遮蔽手段を追加包含して構成され、前記遮蔽手段は、円筒構造に形成され、前記ヘッドケースの連通孔と前記パワーブラシの両方側面に形成された開口部間に設置されて、前記パワーブラシと相手運動できるようにベアリングを介して連結されることを特徴とする。
且つ、前記遮蔽手段は、前記ヘッドケースと本体部間に連結されるベローズにより構成される。
【００１５】
また、前記パワーブラシの両方側面には、前記ヘッドケースの外部に連通する開放部がそれぞれ形成され、前記冷却用ファンは、前記パワーブラシの各開放部中、少なくとも何れか一方側に設置される。
更に、前記冷却用ファンは、前記支持軸に相手回転できるように支持された状態でアウターリングが前記パワーブラシに固定される。
そして、前記冷却用ファンは、前記支持軸に相手回転できるように支持されたハブと、前記パワーブラシに結合されたアウターリングと、前記ハブとアウターリング間に連結されて流動力を発生するブレードと、により構成される。
【００１６】
また、本発明の他の実施形態によると、前記パワーブラシの両方側面が開放され、前記冷却用ファンは、前記パワーブラシの内側中央部に装着されることを特徴とする。
更に、本発明の他の実施形態によると、前記冷却用ファンは、前記パワーブラシの両方側面に放射形構造を有するブレードを直接加工して形成されたことを特徴とする。
【００１７】
そして、前記目的を達成するため、本発明に係る真空掃除機の吸入ヘッドにおいては、清掃機本体に連結され、底面に吸入口が形成されたヘッドケースと、前記ヘッドケース内に位置され、一部分が前記吸入口を介して該ヘッドケースの外部に突出して清掃対象物に接触して異質物を除去するパワーブラシと、前記ヘッドケース内に固定されて前記パワーブラシが回転運動できるように支持する支持軸と、前記パワーブラシ内で前記支持軸とパワーブラシ間に設置されて、前記パワーブラシを回転駆動させる回転駆動手段と、前記パワーブラシの回転と同時に回転しながら前記ヘッドケース外部の空気を前記パワーブラシの内部に流入させて前記回転駆動手段を冷却させる冷却用ファンと、を包含して構成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドにおいては、図１及び図２に示したように、清掃対象物に存在する異質物及び周辺空気を吸入するように底面に吸入口１１ａが形成されたヘッドケース１１と、該ヘッドケース１１の内部から一部分が前記吸入口１１ａを介して外部に露出され、回転運動及び線形運動を行いながら清掃対象物に接触して異質物を除去するパワーブラシ２１と、該パワーブラシ２１の内部に設置されて該パワーブラシ２１を回転駆動させる回転駆動装置３１と、該パワーブラシ２１の内部に設置されて該パワーブラシ２１を軸方向に直線往復運動させる線形駆動装置４１と、前記パワーブラシ２１の両方側面に設置され、前記ヘッドケース１１の外部から空気を流入させて前記回転駆動装置３１及び線形駆動装置４１を冷却させる冷却用ファン５１と、を備えて構成されている。
【００１９】
そして、前記ヘッドケース１１の内部には、前記パワーブラシ２１が回転運動及び線形運動を行うように軸支する支持軸１３が設置され、該支持軸１３の両方端部は前記ヘッドケース１１の内部両方側壁に固定される。ここで、前記ヘッドケース１１の内部両方側壁には、空気が通過するように連通孔１５がそれぞれ形成されて、それら連通孔１５の周辺には異質物が流入されることを遮断するフィルター２９がそれぞれ装着されている。
且つ、前記パワーブラシ２１は、内部に受容空間が形成されて両方側面に開口部２２がそれぞれ形成された中空円筒状の本体部２３と、該本体部２３の外周面に半径方向を沿って突出されたブラシ２５と、により構成される。
【００２０】
ここで、前記本体部２３の両方側壁と前記支持軸１３間には、前記本体部２３を回転可能に支持するように複数のベアリング２４が設置され、それらベアリング２４と支持軸１３間には、前記各ベアリング２４及びパワーブラシ２１が軸方向に直線移動できるように前記各ベアリング２４を支持する複数のガイドブッシュ２６が設けられ、それらガイドブッシュ２６には前記回転駆動装置３１及び線形駆動装置４１に電源を供給するための電源ケーブル２８が通過する孔２７が穿孔形成されている。
【００２１】
また、前記線形駆動装置４１は、前記支持軸１３に固定されたボビン４４に巻回されるソレノイドコイル４３と、前記本体部２３の内周面に前記ソレノイドコイル４３に対応するように設置されて前記パワーブラシ２１の直線移動力を発生させる可動コア４５と、により構成されている。
更に、前記本体部２３の両方側には、前記ソレノイドコイル４３と可動コア４５との相互作用力によって軸線方向を沿って直線移動した前記パワーブラシ２１を初期位置に復帰させると共に、連続的な直線往復運動ができるように弾性力を提供する１対のスプリング部材４７が掛止されている。
【００２２】
そして、前記回転駆動装置３１は、前記支持軸１３に固定された固定子３５と、前記本体部２３の内周面に固定され、前記固定子３５との相互作用によって前記パワーブラシ２１の回転駆動力を発生する回転子３３と、により構成されている。
一方、前記本体部２３の両方側壁には複数の開口部２２が形成され、それら開口部２２には、前記本体部２３の回転時に該本体部２３に外部空気を流入させるか、または、内部の空気を排出させるように複数の冷却用ファン５１がそれぞれ設置されている。
【００２３】
即ち、前記各冷却用ファン５１は、前記各開口部２２の領域内で前記本体部２３とベアリング２４間で同時に回転するように固定される。
詳しくは、前記各冷却用ファン５１は、前記ベアリング２４の外周面に固定されたハブ５３と、前記本体部２３に固定された外側リング５７と、前記ハブ５３と外側リング５７間に放射形構造に連結されて空気を強制流動させるブレード５５と、により構成されている。
【００２４】
前記本体部２３の両方側に設置される前記各冷却用ファン５１は、前記本体部２３の一方側（図中右側）では外部空気を吸入するようにブレード５５が形成され、前記本体部２１の他方側（図中左側）では前記本体部２３の内部空気を排出するようにブレード５５が形成されてある。
ここで、前記冷却用ファン５１のハブ５３は、前記本体部２３の回転を支持する前記各ベアリング２４の外輪に圧入などの方法で結合され、それらベアリング２４の内輪は前記支持軸１３に一体に結合された前記ガイドブッシュ２６にスライディング可能に結合される。
【００２５】
また、前記ヘッドケース１１と前記本体部２３間には伸縮管状の継ぎ手部材のベローズ４９が連結され、このとき、該ベローズ４９は、前記パワーブラシ２１の軸方向移動を可能にさせると共に、前記ヘッドケース１１の連通孔１５と前記本体部２３の開口部２２間を流動する空気が前記ヘッドケース１１の内部に流入することを防止し、特に、前記吸入ケース１１の吸入口１１ａを介して清掃対象物に存在する異質物を吸入する時に吸入力が低下することを防止する機能を行う。
このような前記ベローズ４９は、一方側が前記ヘッドケース１１内に固定され、他方側は前記本体部２３に相対運動できるようにベアリング部材７０を介して固定されている。
【００２６】
ここで、前記ベアリング部材７０は、リング状に形成されて前記本体部２３の側面に固定されたベアリング支持体７１と、該ベアリング支持体７１内に離脱しないように挿入された状態で前記ベローズ４９が結合されて前記ベアリング支持体７１に対して回転方向にスライディングされながら相対運動を行うベアリングスライダー７３と、により構成されている。
そして、前記ベローズ４９の外径は、前記本体部２３の外径よりも小さく形成されることが好ましい。
【００２７】
以下、このように構成された本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの動作について説明する。
先ず、清掃機本体のファンモータアセンブリーに電源が印加されてファンモータアセンブリーが作動すると、清掃対象物に近接して位置されるヘッドケース１１の内部に吸入力が発生する。この時、前記ヘッドケース１１の吸入口を介して清掃対象物の周りに存在する異質物が吸入される。
【００２８】
次いで、回転駆動装置３１に電源が印加されると、回転子３３は支持軸１３を中心に回転を行い、この時、ブラシ２５は清掃対象面に回転接触しながら異質物を分離させて清掃機本体の内部に吸入させる。
また、線形駆動装置４１のソレノイドコイル４３に電源が印加されると、該ソレノイドコイル４３の周辺には磁場が形成され、可動コア４５は磁気抵抗が小さくなる方向である前記支持軸１３の軸線方向を沿って何れか一方側に移動する。この時、スプリング部材４７は、圧縮されながら弾性力を蓄積して前記ソレノイドコイル４３への電源供給が遮断されると、本体部２３を初期位置に復帰させる。
【００２９】
このように前記固定子３５に継続して電源を供給する状態で、前記ソレノイドコイル４３に供給される電源を反復的にオン／オフ作動させると、前記本体部２３は、回転運動及び線形往復運動を併行しながら清掃対象物に付着された異質物を一層確実に除去するようになる。
【００３０】
一方、前記パワーブラシ２１の本体部２３が回転する時、冷却用ファン５１も同時に回転しながら、相対的に低温の線形駆動装置４１方向から相対的に高温の回転駆動装置３１方向に空気を流動させて、それら線形駆動装置４１及び回転駆動装置３１を冷却させる。
この時、ベローズ４９は、前記パワーブラシ２１の線形運動によって伸縮されながら前記ヘッドケース１１の吸入口１１ａを介して流入された空気及び前記パワーブラシ２１を冷却させる空気を遮断させるようになる。
【００３１】
そして、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの他の実施形態においては、図３及び図４に示したように、ヘッドケース１１と、該ヘッドケース１１の内部に長く設置された支持軸１３と、該支持軸１３に対して相対運動できるように結合されて清掃対象物に接触して異質物を除去するパワーブラシ２１と、該パワーブラシ２１の内部に設置されて該パワーブラシ２１をそれぞれ回転運動及び線形運動させる回転駆動装置３１及び線形駆動装置４１と、前記パワーブラシ２１の内部に設置され、前記回転駆動装置３１及び線形駆動装置４１を冷却させるように空気を強制流動させる冷却用ファン６１と、を備えて構成されている。
【００３２】
そして、前記冷却用ファン６１は、前記回転駆動装置３１と線形駆動装置４１間で前記パワーブラシ２１に固定されて、相対的に低温の前記線形駆動装置４１側から前記回転駆動装置３１方向に空気が流れるようにブレード６５が形成される。
このような前記冷却用ファン６１は、本体部２３の内周面に一体に回転可能に圧入などの方法によって固定されるアウターリング６２と、該アウターリング６２よりも小さい半径を有するように形成されたハブ６４と、前記アウターリング６２とハブ６４間に放射形構造で連結されて空気流動力を発生する複数のブレード６５と、により構成されている。
【００３３】
一方、前記パワーブラシ２１の本体部２３両方側面は、複数の開口部２２が形成された条件下で、ベアリング２４を利用して前記支持軸１３に回転及び線形移動できるように支持される。
このように構成された本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの他の実施形態の動作を説明すると、回転ブラシ２１が支持軸１３を中心に回転すると、冷却用ファン６１が本体部２３と一体に回転しながら、相対的に低温の線形駆動装置４１側から相対的に高温の回転駆動装置３１側に空気を流動させて、それら線形駆動装置４１及び回転駆動装置３１を效果的に冷却させるようになっている。
【００３４】
なお、本実施形態においては、前記冷却用ファン６１が別途の部品として構成されて前記本体部２３内に組立られる構造を例示しているが、設計条件によっては、前記本体部２３の両方側面を加工して該本体部２３と一体にブレードを形成することで冷却装置を構成することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドにおいては、ヘッドケースの内部領域及びパワーブラシの内部領域を遮断した状態で、外部空気を流入させてパワーブラシ内の駆動装置を冷却させるように構成しているため、清掃機本体の吸入損失を低減して清掃性能を向上させ、パワーブラシの駆動装置をより效果的に冷却し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドを示した平断面図である。
【図２】図１の冷却用ファンを示した正面図である。
【図３】本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの他の実施形態を示した平断面図である。
【図４】図３のＶＩ−ＶＩ線方向を示した断面図である。
【図５】従来の真空清掃機を示した側面図である。
【図６】従来の真空清掃機の吸入ヘッドを示した平断面図である。
【図７】従来の真空清掃機の吸入ヘッドを示した側断面図である。
【符号の説明】
１１…ヘッドケース
１３…支持軸
２１…パワーブラシ
２３…本体部
３１…回転駆動装置
３３…回転子
３５…固定子
４１…線形駆動装置
４３…ソレノイドコイル
４５…可動コア
４７…スプリング
４９…ベローズ
５１…冷却用ファン
５５…ブレード

Claims

清掃機本体に連結され、底面に吸入口が形成されたヘッドケースと、
前記ヘッドケース内に装着され、一部分が前記吸入口を介して前記ヘッドケースの外部に突出して清掃対象物に接触して異質物を除去するパワーブラシと、
前記ヘッドケース内に固定され、前記パワーブラシが回転運動できるように支持する支持軸と、
前記パワーブラシ内で前記支持軸とパワーブラシ間に装着されて前記パワーブラシを回転駆動及び直線往復運動させる回転／線形駆動手段と、
前記パワーブラシの回転と同時に回転しながら、前記ヘッドケース外部の空気を前記パワーブラシの内部に流入させて前記回転／線形駆動手段を冷却させる冷却用ファンと、
を包含して構成されることを特徴とする真空清掃機の吸入ヘッド。
前記パワーブラシの内部に流れる流路と前記ヘッドケースの吸入口に流れる流路とを分離させる遮蔽手段を追加包含することを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
前記遮蔽手段は、円筒構造に形成され、前記ヘッドケースの連通孔と前記パワーブラシの両方側面に形成された開口部間に設置されて、前記パワーブラシと相手運動できるようにベアリングを介して連結されることを特徴とする請求項２記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
前記遮蔽手段は、前記ヘッドケースと本体部間に連結されるベローズにより構成されることを特徴とする請求項２記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
前記パワーブラシの両方側面には、前記ヘッドケースの外部に連通する開放部がそれぞれ形成され、前記冷却用ファンは、前記パワーブラシの各開放部中、少なくとも何れか一方側に設置されたことを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
前記冷却用ファンは、前記支持軸に相対回転できるように支持された状態でアウターリングが前記パワーブラシに固定されたことを特徴とする請求項５記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
前記冷却用ファンは、
前記支持軸に相対回転できるように支持されたハブと、
前記パワーブラシに結合されたアウターリングと、
前記ハブとアウターリング間に連結されて流動力を発生するブレードと、
により構成されることを特徴とする請求項５記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
前記パワーブラシの両方側面が開放され、前記冷却用ファンは、前記パワーブラシの内側中央部に装着されることを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
前記冷却用ファンは、前記パワーブラシの両方側面に放射形構造を有するブレードを直接加工して形成されたことを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
前記ヘッドケースの連通孔の内側には、異質物の流入を遮断するようにフィルター部材が設置されたことを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
清掃機本体に連結され、底面に吸入口が形成されたヘッドケースと、
前記ヘッドケース内に位置され、一部分が前記吸入口を介して該ヘッドケースの外部に突出して清掃対象物に接触して異質物を除去するパワーブラシと、
前記ヘッドケース内に固定されて前記パワーブラシが回転運動できるように支持する支持軸と、
前記パワーブラシ内で前記支持軸に固定された固定子とパワーブラシの内周面に固定された回転子との相互作用により、前記パワーブラシを回転駆動させる回転駆動手段と、
前記パワーブラシの回転と同時に回転しながら前記ヘッドケース外部の空気を前記パワーブラシの内部に流入させて前記回転駆動手段を冷却させる冷却用ファンと、
を包含して構成されることを特徴とする真空清掃機の吸入ヘッド。