JP3639253B2

JP3639253B2 - パワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド

Info

Publication number: JP3639253B2
Application number: JP2002011474A
Authority: JP
Inventors: ジンスーパーク
Original assignee: エルジー電子株式会社
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2022-01-21
Also published as: KR20030000562A; CN1184921C; DE10200347A1; GB0200184D0; US20020194697A1; GB2376876B; US6772476B2; KR100429991B1; GB2376876A; JP2003010078A; CN1393201A; DE10200347B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空清掃機の吸入ヘッドに係るもので、詳しくは、清掃対象物に回転接触して清掃対象物から異質物を分離して吸入させる、パワーブラシが具備された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１と、該清掃機本体１から連結されて異質物の吸入通路となる連結管５と、該連結管５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１０と、から構成されていた。
そして、前記吸入ヘッド１０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２０が具備されている。
【０００４】
このような前記吸入ヘッド１０においては、図６に示したように、前記連結管５に連結されると同時に底面に異質物が吸入される吸入口１５が形成されたヘッドケース１１と、該ヘッドケース１１の内部から前記吸入口１５を介して一部分が外部に突出されて清掃対象物に回転接触するパワーブラシ２０と、前記ヘッドケース１１内に回転自在に装着されて前記パワーブラシ２０を軸支する回転軸２５と、前記ヘッドケース１１内に固定され、前記回転軸２５を回転させることで前記パワーブラシ２０を回転駆動させる電動モータ３０と、を備えて構成されていた。
【０００５】
そして、前記パワーブラシ２０は、円筒形状に形成され、その両方側中心部には前記回転軸２５が固定され、また、前記パワーブラシ２０の外周面には、清掃対象面に接触するように前記回転軸２５方向に対して螺旋状に配置されるブラシ２２が設置されている。
且つ、前記電動モータ３０は、前記ヘッドケース１１内で前記パワーブラシ２０及び回転軸２５に対して平行に固定され、前記電動モータ３０の軸３１及び前記回転軸２５にはそれぞれプーリ３３、３４が具備され、それらプーリ３３、３４はベルト３５によって相互連結されているので、前記電動モータ３０から発生した駆動力が前記パワーブラシ２０に伝達されるようになっている。
【０００６】
以下、このように構成された従来の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、電源が印加されて清掃機本体１のファンモータアセンブリーが作動すると、吸入ヘッド１０内のヘッドケース１１の内部に吸入力が発生して、吸入口１５を介して清掃対象物に存在する異質物などの吸入が行われる。
次いで、前記吸入ヘッド１０内の電動モータ３０に電源が印加されると、パワーブラシ２０が回転しながら清掃対象面に回転接触して、清掃対象物から異質物を分離させ、分離された異質物は前記清掃機本体１内から発生した吸入力によって前記吸入口１５を介して吸入されるようになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような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、パワーブラシ２０を回転させるための電動モータ３０が前記パワーブラシ２０の外部に設置されるため、吸入ヘッド１０内に前記電動モータ３０を設置するための空間が必要になって、前記吸入ヘッド１０が相対的に大きくなるという不都合な点があった。
【０００８】
且つ、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、ベルト３５によって電動モータ３０の駆動力がパワーブラシ２０に伝達されるように構成されているため、清掃機を長期間使用すると、前記ベルト３５が緩くなって、前記パワーブラシ２０の回転駆動が円滑に伝達されず、よって、清掃効率が低下するという不都合な点があった。
【０００９】
特に、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、前記パワーブラシ２０が回転運動方向だけで清掃対象物に接触して異質物を分離するように構成されているため、清掃対象物に付着された異質物を容易に除去できず、従って、清掃機の清掃性能の向上には限界があるという不都合な点があった。
【００１０】
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、パワーブラシに駆動力を提供するモータをパワーブラシの内部に設置することで、吸入ヘッドのサイズを縮小してコンパクト化を図り得る、パワーブラシを具備した真空清掃機の吸入ヘッドを提供することを目的とする。
且つ、本発明の他の目的は、パワーブラシが回転運動すると同時に線形運動を行うように構成して、清掃対象物から異質物を容易に分離して、清掃性能を向上し得るパワーブラシを具備した真空清掃機の吸入ヘッドを提供しようとする。
【００１１】
【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、連結管により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されて清掃対象物に接触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及び直線運動できるように支持する支持手段と、円筒状に形成されて、前記パワーブラシの内部で前記パワーブラシ及び支持手段にそれぞれ固定される可動フレーム及び固定フレームと、前記可動フレーム及び固定フレームに相互対応して設置されて、前記パワーブラシを回転駆動させると同時に直線運動させる２自由度モータと、を包含して構成されている。
【００１２】
前記２自由度モータは、前記可動フレーム及び固定フレームにそれぞれ装着された回転駆動マグネットと回転駆動コイルとの相互作用によって前記パワーブラシを回転駆動させる回転駆動部と、前記可動フレーム及び固定フレームにそれぞれ装着された線形駆動マグネットと線形駆動コイルとの相互作用によって前記パワーブラシを線形駆動させる線形駆動部と、により構成される。
前記パワーブラシと前記ヘッドケース間には、前記線形駆動部の駆動力に対応する力を発生するように弾性力を提供する弾性手段が設置される。
【００１３】
前記回転駆動コイル及び線形駆動コイルは前記支持手段に固定された前記固定フレームにそれぞれ巻回され、前記回転駆動マグネット及び線形駆動マグネットは前記パワーブラシに固定された前記可動フレームにそれぞれ装着される。
前記可動フレームは、２重円筒構造を有する２つの支持部が形成されて前記パワーブラシに固定され、前記固定フレームは、前記可動フレームの２つの支持部間の空間に一部分が挿入するように前記支持手段に固定される。
【００１４】
前記回転駆動コイル及び線形駆動コイルは前記固定フレームの内周面及び外周面にそれぞれ巻回され、前記回転駆動マグネット及び線形駆動マグネットは前記回転駆動コイル及び線形駆動コイルと対向する位置の前記可動フレームの２つの支持部にそれぞれ装着される。
前記可動フレームは、２つの支持部を一体に連結する連結部が形成され、該連結部には空気が通過するように複数のホールが穿孔形成される。
【００１５】
前記可動フレームの２つの支持部中の内側に位置される支持部は、前記支持手段に支持された状態で回転及び直線移動ができるように、前記支持手段との間にベアリング手段が具備される。
前記パワーブラシと支持手段間には、回転及び線形運動ができるように支持するベアリング手段が具備される。
前記パワーブラシの両方側面中少なくとも何れか一方側には、該パワーブラシの内部に空気を強制流動させる冷却用ファンが装着される。
【００１６】
前記支持手段は、前記ヘッドケースに両方端部が固定された支持軸と、前記支持軸とパワーブラシ間に設置されて、前記パワーブラシが回転及び直線運動できるように支持するベアリング手段と、からなる。
前記支持軸は、前記パワーブラシの内側面からそれぞれ突出して両方端部を固定させる軸支持部が包含され、前記ベアリング手段は、前記ベアリング支持部と前記パワーブラシとが円周方向に面接触するスリーブベアリングにより構成される。
【００１７】
【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。
本発明に係るパワーブラシを具備した真空清掃機においては、図１に示したように、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、異質物を収集する集塵室を有する清掃機本体５０と、該清掃機本体５０から延長されて異質物の吸入通路となる連結管５５と、該連結管５５の端部に連結され、清掃対象物に近接して位置してホコリなどの異質物を吸入する吸入ヘッド６０と、により構成されている。
そして、前記吸入ヘッド６０には、清掃対象物に回転接触して清掃対象物から異質物を分離させるパワーブラシ７０が装着されている。
【００１８】
このような吸入ヘッド６０においては、図２に示したように、前記連結管を５５により前記清掃機本体５０に連結されるヘッドケース６１と、該ヘッドケース６１の内部にヘッドケースの長さ方向に設置される支持軸６５と、該支持軸６５に対して回転方向及び直線方向に相対運動できるように支持軸６５に結合されるパワーブラシ７０と、該パワーブラシ７０の内部に装着され、該パワーブラシ７０を回転駆動させる回転駆動部８１とパワーブラシ７０を線形駆動させる線形駆動部８５とからなる２自由度モータと、により構成されている。
【００１９】
以下、詳しく説明する。
前記ヘッドケース６１の両方側内壁に軸支持部６３がそれぞれ突出形成され、それら軸支持部６３間には、前記吸入口６２の長さ方向を沿って支持軸６５が固定される。
ここで、前記各軸支持部６３中少なくとも何れか一方側には、前記２自由度モータ８０に電源を供給する電源ケーブル６７が通過するようにケーブルホール６３ａが穿孔形成されている。
前記パワーブラシ７０は、両方側壁に開口部７１ａが形成されて内部に受容空間が形成される中空円筒状の本体部７１と、該本体部７１の外周面に設置されて清掃対象物に接触するブラシ部７３と、により構成されている。
【００２０】
ここで、前記本体部７１の両方側開口部７１ａには、前記本体部７１の内部に空気を流動させて前記２自由度モータ８０を冷却させるように冷却用ファン９０がそれぞれ設置され、それら冷却用ファン９０は、図４に示したように、円形のリング状に形成され、同一中心を有して前記本体部７１の開口部７１ａにそれぞれ固定される外側リング９１及び内側リング９２と、それら外側リング９１と内側リング９２間に放射形構造に連結されて空気を強制流動させる複数のブレード９３と、から構成されている。
【００２１】
前記内側リング９２の内側には、中空円筒状に形成され、前記軸支持部６３の外周面から回転運動及び線形運動ができるようにスリーブベアリング７５が設置されている。
一方、前記パワーブラシ７０の両方側面と前記ヘッドケース６１の内壁面間には、前記パワーブラシ７０が線形運動を行う時、連続的に左右流動するように弾性力を提供する複数のスプリング８８が掛止されている。
そして、前記パワーブラシ７０の内部に内蔵された前記２自由度モータ８０においては、図２及び図３に示したように、前記支持軸６５に固定された固定フレーム７７と、前記本体部７１に固定された可動フレーム７８と、に設置されている。
【００２２】
ここで、前記２自由度モータ８０において、前記パワーブラシ７０を回転駆動させる前記回転駆動部８１は、前記可動フレーム７８に設置されて前記本体部７１と一体に回転自在に連結される回転駆動マグネット８３と、該回転駆動マグネット８３の外周面から所定間隔を有して前記固定フレーム７７に設置され、前記回転駆動マグネット８３と相互作用して回転駆動力を発生させる回転駆動コイル８２と、から構成されている。
【００２３】
また、前記２自由度モータ８０において、前記パワーブラシ７０を直線往復運動させる前記線形駆動部８５は、前記可動フレーム７８に設置されて前記本体部７１と一体に線形運動できるように結合される線形駆動マグネット８７と、該線形駆動マグネット８７の内側に所定間隔を有して前記固定フレーム７７に設置され、前記線形駆動マグネット８７と相互作用して線形駆動力を発生させる線形駆動コイル８６と、から構成されている。
【００２４】
一方、前記固定フレーム７７は、前記支持軸６５に固定された固定部７７ａと、該固定部７７ａから円筒状に拡張されて前記回転駆動コイル８２及び線形駆動コイル８６が巻回される巻線部７７ｂと、により構成されている。
このような前記固定フレーム７７は、前記回転駆動マグネット８３に対応する回転駆動コイル８２が内側面に巻回され、外側面には前記線形駆動マグネット８７に対応する線形駆動コイル８６が巻回されている。
また、前記線形駆動コイル８６及び回転駆動コイル８２にそれぞれ電源を供給する各電源ケーブル６７は、前記軸支持部６３のケーブルホール６３ａを介して前記本体部７１の外部に引出される。
【００２５】
一方、前記可動フレーム７８は、前記パワーブラシ７０の本体部７１の内部中央領域に位置されて、前記回転駆動マグネット８３及び線形駆動マグネット８７を支持するように、前記本体部７１の内部に圧入などの方法によって一体に結合されている。
このような前記可動フレーム７８は、円筒状に形成され、前記支持軸６５の外周面に相対運動できるように配置されて前記回転駆動マグネット８３を支持する第１支持部７８ａと、該第１支持部７８ａよりも大きい半径を有する円筒状に形成され、前記本体部７１の内側面に固定されて前記線形駆動マグネット８７を支持する第２支持部７８ｂと、それら第１支持部７８ａと第２支持部７８ｂ間に連結され、空気が通過するように複数のホール７８ｄが穿孔形成された連結部７８ｃと、により構成されている。
【００２６】
ここで、前記第１支持部７８ａの内側には、前記可動フレーム７８及び本体部７１が前記支持軸６５に対して回転運動及びスライディング運動できるように支持するスリーブベアリング７６が設置されている。
また、前記第１支持部７８ａと第２支持部７８ｂ間には、前記回転駆動コイル８２及び線形駆動コイル８６を支持する前記固定フレーム７７の巻線部７７ｂが挿入された状態で位置するように空間Ｓが形成されている。
【００２７】
以下、このように構成された本発明に係るパワーブラシが具備された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５０に電源が印加されてファンモータアセンブリーが回転すると、ヘッドケース６１の内部に吸入力が発生して、吸入口６１ａを介して清掃対象物の周りの空気及びホコリなどの異質物が前記ヘッドケース６１の内部に吸入される。
【００２８】
次いで、パワーブラシ７０を回転駆動させるために回転駆動コイル８２に電源が印加されると、該回転駆動コイル８２の周辺に磁場が形成され、よって、可動フレーム７８を包含する前記パワーブラシ７０は、前記回転駆動コイル８２のフラックスと回転駆動マグネット８３の磁場間の相互作用によって支持軸６５を中心に回転運動を行うようになる。
且つ、本体部７１の両方側の開口部７１ａに設置された冷却用ファン９０も、前記本体部７１と一緒に回転しながら該本体部７１の内部に空気を強制流動させて２自由度モータ８０を冷却させる。
【００２９】
このように前記パワーブラシ７０が回転すると、前記本体部７１の外周面に付着されたブラシ７３が清掃対象面と回転接触して異質物を分離させ、このように分離された異質物が前記清掃機本体５０の吸入力によって吸入除去される。
一方、前記パワーブラシ７０を前記支持軸６５の軸線方向を沿って線形駆動させるために線形駆動コイル８６に電源が印加されると、該線形駆動コイル８６の周りにフラックスが流れ、このとき、前記パワーブラシ７０は前記線形駆動コイル８６により形成されたフラックスと線形駆動マグネット８７の磁場との相互作用によって前記支持軸６５の軸線方向に沿って一方側に移動するようになる。
【００３０】
次いで、前記線形駆動コイル８６に印加される電源の方向を変化させると、前記本体部７１が反対方向に移動され、このように前記線形駆動コイル８６に電源を交番に印加すると、前記本体部７１は前記支持軸６５の軸線方向に沿って往復運動するようになる。
このように前記パワーブラシ７０が直線往復運動を行うと、前記本体部７１の外周面に形成されたブラシ７３が清掃対象物に左右移動しながら接触して清掃対象物から異質物を分離させ、このように分離された異質物は、前記吸入口６２を介して前記清掃機本体５０の内部に吸入されて異質物の除去が行われる。
【００３１】
一方、前記回転駆動コイル８２及び線形駆動コイル８６に同時に電源を印加すると、前記パワーブラシ７０は、前記支持軸６５を中心に回転すると同時に該支持軸６５の軸線方向に沿って線形往復運動を行うので、清掃対象物から異質物の分離が一層容易に行われて、清掃性能が向上される。
なお、本発明においては、前記パワーブラシ７０の半径方向に沿って内側に回転駆動部８１が配置され、該回転駆動部８１の外側に線形駆動部８５が配置された構造を例に挙げて説明しているが、前記線形駆動部８５を内方側に配置し前記回転駆動部８１を外方側に配置して構成することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る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、パワーブラシの内部に２自由度モータが装着され、パワーブラシが清掃対象物に対して線形及び／または回転接触しながら異質物を除去するように構成してあるため、異質物の除去が容易で、清掃性能を向上し得るという効果がある。
【００３３】
且つ、本発明に係るパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッドにおいては、２自由度モータがパワーブラシの内部に設置されるため、吸入ヘッドのサイズを縮小してコンパクト化を図り得るという効果がある。
また、本発明に係るパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッドにおいては、パワーブラシの両方側面に冷却用ファンが設置されるため、パワーブラシの内部に装着された２自由度モータを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を示した側面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線方向を示した断面図で、本発明に係るパワーブラシを具備した真空清掃機の吸入ヘッドを示した平断面図である。
【図３】図２において、２自由度モータを示した詳細図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線方向から見たパワーブラシを示した側面図である。
【図５】従来の真空清掃機を示した側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線方向を示した断面図で、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を示した平断面図である。
【符号の説明】
５０…清掃機本体
５５…連結管
６０…吸入ヘッド
６１…ヘッドケース
６２…吸入口
６３…軸支持部
６５…支持軸
６７…電源ケーブル
７０…パワーブラシ
７１…本体部
７３…ブラシ部
７５、７６…スリーブベアリング
７７…固定フレーム
７８…可動フレーム
８０…２自由度モータ
８１…回転駆動部
８５…線形駆動部
８８…スプリング
９０…冷却用ファン

Claims

連結管により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及び直線運動できるように支持する支持手段と、
円筒状に形成されて、前記パワーブラシの内部で前記パワーブラシ及び支持手段にそれぞれ固定される可動フレーム及び固定フレームと、
前記パワーブラシの内部に配置され、かつ前記可動フレーム及び固定フレームに相互対応して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部と前記パワーブラシを線形駆動させる線形駆動部とからなる２自由度モータと、
を包含して構成されることを特徴とするパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記回転駆動部は、前記可動フレーム及び固定フレームにそれぞれ設置された回転駆動マグネット及び回転駆動コイルから構成され、前記回転駆動マグネット及び回転駆動コイルの相互作用により前記パワーブラシを回転駆動させ、
前記線形駆動部は、前記可動フレーム及び固定フレームにそれぞれ設置された線形駆動マグネット及び線形駆動コイルから構成され、前記線形駆動マグネット及び線形駆動コイルの相互作用により前記パワーブラシを線形駆動させることを特徴とする請求項１記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記パワーブラシと前記ヘッドケース間には、前記線形駆動部の駆動力に対応する力を発生するように弾性力を提供する弾性手段が設置されたことを特徴とする請求項２記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記回転駆動コイル及び線形駆動コイルは前記支持手段に固定された前記固定フレームにそれぞれ巻回され、前記回転駆動マグネット及び線形駆動マグネットは前記パワーブラシに固定された前記可動フレームにそれぞれ装着されることを特徴とする請求項２記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記可動フレームは、２重円筒構造を有する２つの支持部が形成されて前記パワーブラシに固定され、
前記固定フレームは、前記可動フレームの２つの支持部間の空間に一部分が挿入するように前記支持手段に固定されることを特徴とする請求項２記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記回転駆動コイル及び線形駆動コイルは前記固定フレームの内周面及び外周面にそれぞれ巻回され、前記回転駆動マグネット及び線形駆動マグネットは前記回転駆動コイル及び線形駆動コイルと対向する位置の前記可動フレームの２つの支持部にそれぞれ装着されることを特徴とする請求項５記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記可動フレームは、２つの支持部を一体に連結する連結部が形成され、該連結部には空気が通過するように複数のホールが穿孔形成されることを特徴とする請求項５記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記可動フレームの２つの支持部中の内側に位置される支持部は、前記支持手段に支持された状態で回転及び直線移動ができるように、前記支持手段との間にベアリング手段が具備されることを特徴とする請求項５記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記パワーブラシと支持手段間には、回転及び線形運動ができるように支持するベアリング手段が具備されることを特徴とする請求項１記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記パワーブラシの両方側面中少なくとも何れか一方側には、該パワーブラシの内部に空気を強制流動させる冷却用ファンが装着されることを特徴とする請求項１記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記支持手段は、
前記ヘッドケースに両方端部が固定された支持軸と、
前記支持軸とパワーブラシ間に設置されて、前記パワーブラシが回転及び直線運動できるように支持するベアリング手段と、
からなることを特徴とする請求項１記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。
前記支持軸は、前記パワーブラシの内側面からそれぞれ突出して両方端部を固定させる軸支持部が包含され、
前記ベアリング手段は、前記ベアリング支持部と前記パワーブラシとが円周方向に面接触するスリーブベアリングにより構成されることを特徴とする請求項１１記載のパワーブラシが具備された真空清掃機の吸入ヘッド。