KR100381188B1 - 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리 - Google Patents

진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리 Download PDF

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    • A47L5/30—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle with driven dust-loosening tools, e.g. rotating brushes

Abstract

본 발명은 파워 브러쉬를 회전운동뿐만 아니라 직선 왕복 운동 가능하게 하여 브러쉬 사이의 틈새 공간에서의 먼지 제거를 할 수 있고 청소 성능을 향상시킬 수 있는 진공 청소기의 파워 브러쉬 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.
이러한 파워 브러쉬 어셈블리는 청소기 본체의 하측에 장착되고 그 하면에 불순물 및 먼지를 흡입하는 흡입구가 형성되는 흡입구 케이스와, 상기 흡입구 케이스의 개방된 전방측 내면에 회전운동 및 직선 왕복운동 가능하게 장착되어 바닥의 먼지를 제거하는 역할을 하는 파워 브러쉬와, 상기 흡입구 케이스의 상측면에 장착되어 회전 및 직선 구동력을 동시에 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터와 파워 브러쉬 사이에 설치되어 구동모터의 회전 및 직선 운동력을 파워 브러쉬로 전달하는 동력 전달기구를 포함하여 이루어진다.

Description

진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리 { Power brush assembly of vacuum cleaner }
본 발명은 진공 청소기의 파워 브러쉬 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파워 브러쉬가 회전운동뿐만 아니라 직선 왕복운동 가능하도록 하여 먼지 제거능력을 향상시킬 수 있는 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 진공 청소기는 도 1에 도시된 바와 같이, 공기의 흡입력에 의해 먼지나 기타 이물질을 흡입하도록 본체(100)의 하측에 설치되는 흡입부(200)와, 상기 흡입부(200)로 먼지가 흡입되도록 흡입력을 부여하는 송풍기구(300)와, 상기 송풍기구(300)의 송풍력에 의해 흡입된 먼지가 저장되도록 본체(100)의 내측에 설치되는 포집주머니(400)와, 흡입부(200)로부터 포집된 먼지 및 이물질이 포집주머니(400)로 이송되는 이송구(500)와, 상기 흡입부(200)의 일측에 설치되어 바닥의 먼지를 털어내는 역할을 하는 파워 브러쉬 어셈블리(600)로 이루어진다.
도 2는 종래 기술에 따른 파워 브러쉬 어셈블리의 구성도이다.
종래의 파워 브러쉬 어셈블리는 먼지 및 기타 이물질을 흡입하는 흡입구(102)가 형성되는 흡입구 케이스(104)와, 이 흡입구 케이스(4)에 회전 가능하게 설치되어 바닥에 쌓인 먼지를 털어내는 역할을 하는 파워 브러쉬(106)와, 상기 흡입구 케이스(4)의 내측면에 고정되어 회전력을 발생시키는 구동모터(108)와, 상기 구동모터(108)의 회전력을 파워 브러쉬(106)로 전달하는 동력 전달기구로 이루어진다.
여기에서, 파워 브러쉬(106)는 그 외주면으로 브러쉬부재(112)가 일정 간격을 갖고 나선형태로 돌출되어 회전되면서 먼지를 털어내는 역할을 하고, 양쪽 끝부분에서 회전축(110)이 돌출되어 흡입구 케이스(104)에 양측에 회전 가능하게 끼워지고, 이 회전축(110)과 흡입구 케이스(104) 사이에는 슬리브(114)가 끼워져 파워 브러쉬(106)를 회전 가능하게 지지하고, 그 일측에 파워 브러쉬에 회전력을 부여하는 동력 전달기구가 연결된다.
상기 동력 전달기구는 구동모터의 샤프트(116)에 고정되어 회전되는 구동풀리(118)와, 상기 파워 브러쉬(106)의 일측에 고정되는 피동풀리(120)와, 상기 구동풀리(118)와 피동풀리(120) 사이에 감겨져 구동풀리(118)의 구동력을 피동풀리(120)측으로 전달하는 벨트(124)로 구성된다.
이와 같이 구성된 파워 브러쉬 어셈블리는 구동모터(108)에 전원이 인가되면 구동력이 발생되어 구동풀리(118)를 회전시키면 구동풀리(118)와 벨트(124)로 연결된 피동풀리(120)가 회전되면서 최종적으로 파워 브러쉬(106)를 회전시켜 바닥에 쌓인 먼지를 털어내는 역할을 수행한다.
그러나, 상기한 바와 같이 이루어진 종래의 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리는 회전력을 발생시키는 구동모터에 따라 파워 브러쉬가 회전운동에 의해서만 먼지를 제거하기 때문에 브러쉬 부재 사이의 틈새공간에 존재하는 먼지는 제거되지못하므로 먼지 제거성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파워 브러쉬를 회전운동뿐만 아니라 직선 왕복 운동 가능하게 하여 브러쉬 사이의 틈새 공간에서의 먼지 제거를 할 수 있고 청소 성능을 향상시킬 수 있는 진공 청소기의 파워 브러쉬 어셈블리를 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 진공 청소기의 구조를 나타낸 구성도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 파워 브러쉬 어셈블리의 구성도이고,
도 3은 본 발명에 따른 파워 브러쉬 어셈블리의 구성도이고,
도 4는 본 발명에 따른 파워 브러쉬 어셈블리에 적용되는 구동모터의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 파워 브러쉬 어셈블리의 제2실시예를 나타낸 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
4 : 흡입구 케이스 6 : 파워 브러쉬
8 : 구동모터 10 : 회전축
12 : 브러쉬 부재 20 : 샤프트
22 : 구동풀리 24 : 피동풀리
26 : 벨트 28 : 모터 하우징
30 : 로터 브래킷 32 : 회전운동용 마그네트
34 : 회전운동용 스테이터 코어 36 : 직선운동용 마그네트
38 : 직선운동용 스테이터 코어
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리는 청소기 본체의 하측에 장착되고 그 하면에 불순물 및 먼지를 흡입하는 흡입구가 형성되는 흡입구 케이스와, 상기 흡입구 케이스의 개방된 전방측 내면에 회전운동 및 직선 왕복운동 가능하게 장착되어 바닥의 먼지를 제거하는 역할을 하는 파워 브러쉬와, 상기 흡입구 케이스의 상측면에 장착되어 회전 및 직선 구동력을 동시에 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터와 파워 브러쉬 사이에 설치되어 구동모터의 회전 및 직선 운동력을 파워 브러쉬로 전달하는 동력 전달기구를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 파워 브러쉬 어셈블리는 구성도이다.
본 발명의 파워 브러쉬 어셈블리는 청소기 본체(100)의 하측에 연결되고 그 하면에 불순물 및 먼지를 흡입하는 흡입구(2)가 형성되는 흡입구 케이스(4)와, 상기 흡입구 케이스(4)의 개방된 전방측 내면에 회전운동 및 직선 왕복운동 가능하게 장착되어 바닥의 먼지를 제거하는 역할을 하는 파워 브러쉬(6)와, 상기 흡입구 케이스(4)의 상측면에 장착되어 회전 및 직선 구동력을 동시에 발생시키는 구동모터(8)와, 상기 구동모터(8)와 파워 브러쉬(6) 사이에 설치되어 구동모터(8)의 회전 및 직선 운동력을 파워 브러쉬(6)로 전달하는 동력 전달기구 등으로 구성된다.
상기 파워 브러쉬(6)는 상기 흡입구 케이스(4)에 회전 및 직선 이동 가능하게 끼워지는 회전축(10)과, 이 회전축(10)의 중앙측 외주면에 일정 간격의 나선형태로 형성되어 먼지를 제거하는 역할을 하는 브러쉬 부재(12)와, 상기 회전축(10)의 양쪽 끝부분과 흡입구 케이스(4)의 양측에 형성되는 관통구멍(14) 사이에 끼워져 회전축(10)을 회전 및 직선 이동 가능하게 지지하는 슬리브(16)로 구성된다.
여기에서, 상기 파워 브러쉬(6)가 흡입구 케이스(4) 내측에서 직선 왕복운동할 수 있는 충분한 간격을 확보할 수 있도록 브러쉬 부재(12)와 슬리브(16) 사이에는 일정 간격이 유지되고, 상기 브러쉬 부재(12)의 양측에는 동력 전달기구가 연결된다.
상기 동력 전달기구는 구동모터의 샤프트(20) 양측에 각각 고정되는 구동풀리(22)와, 상기 파워 브러쉬(6)의 양측에 각각 고정되는 피동풀리(24)와, 상기 구동풀리(22)와 피동풀리(24) 사이에 감겨지는 벨트(26)로 이루어진다.
상기 구동모터(8)는 도 4에 도시된 바와 같이, 파워 브러쉬(6)를 회전 및 직선왕복 운동 가능하게 하는 2 자유도 모터로서, 흡입구 케이스(4)의 내면 일측에고정되는 모터 하우징(28)과, 상기 모터 하우징(28)의 중앙측에 관통되는 샤프트(20)와, 상기 샤프트(20)와 일체로 연결되는 로터 브래킷(30)과, 이 로터 브래킷(30)의 내측 둘레방향으로 장착되어 회전운동을 위한 자계를 형성하는 회전운동용 마그네트(32)와, 이 회전운동용 마그네트(32)의 외측 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 전원이 인가되면 회전운동력을 발생시키는 회전운동용 스테이터 코어(34)와, 상기 로터 브래킷(30)의 외측 둘레방향으로 장착되어 직선운동을 위한 자계를 형성하는 직선운동용 마그네트(36)와, 이 직선운동용 마그네트(36)와 소정의 간격으로 두고 내측 둘레방향으로 배치되어 전원이 인가되면 직선운동력을 발생시키는 직선운동용 스테이터 코어(38)로 이루어진다.
상기 샤프트(20)는 모터 케이스에서 돌출되는 양쪽 끝부분에는 구동풀리가 각각 고정되고, 그 중앙측에서 원주방향으로 연장되어 로터 브래킷(30)을 형성한다. 그리고, 샤프트(20)의 양단측과 모터 하우징(28) 양측 사이에는 각각 슬리브 베어링(40) 및 스러스트 베어링(42)이 설치되어 샤프트(20)를 회전 및 직선 왕복 이동 가능하게 지지한다.
상기 직선 운동용 스테이터 코어(34) 및 회전운동용 스테이터 코어(38)는 각각 모터 하우징(28)에 고정된다.
그리고, 샤프트(20)의 주변 소정 부위에는 샤프트(20)의 왕복 직선 운동에 따른 직선 운동력에 일정 크기의 탄성력을 부가하기 위한 탄성부재(44,46)가 장착된다.
즉, 상기 탄성부재(44,46)는 상기 샤프트(20)의 일측 둘레방향으로 로터 브래킷(30)을 형성하기 위해 돌출되는 부위의 일측면과 슬리브 베어링(42a) 사이에 장착되는 제1 압축스프링(48a)과, 타측면과 슬리브 베어링(42b) 사이에 장착되는 제2 압축스프링(48b)으로 구성된다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 파워 브러쉬 구동장치의 작용을 다음에서 설명한다.
청소작업을 위해 회전운동용 스테이터 코어(34)에 전원이 인가되면 회전운동용 스테이터 코어(34)의 권선 코일에 형성되는 회전자계와 회전운동용 마그네트(32)에 의한 자계와의 상호 작용력에 의해 로터 브래킷(30)이 회전되고, 이때 로터 브래킷(30)과 일체로 연결된 샤프트(20)가 회전된다. 그러면, 샤프트(20)에 고정된 구동풀리(22)가 회전되면서 벨트(26)에 의해 회전력에 피동풀리(24)로 전달되면 파워 브러쉬(6)가 회전되면서 먼지 제거 작업을 수행한다.
그리고, 이와 동시에 직선운동용 스테이터 코어(38)에 전원을 인가하게 되면, 직선운동용 스테이터 코어(38)의 권선코일에 형성되는 자계와 직선운동용 마그네트(36)에 의한 자계와의 상호 작용력에 의해 로터 브래킷(30)이 직선 운동하게 되고, 이 로터 브래킷(30)과 일체로 연결된 샤프트(20)가 직선운동하게 된다. 이때, 샤프트(20)는 직선운동용 스테이터 코어(30)에 의해 발생된 직선운동력 뿐만 아니라 제1 압축스프링(44)과 제2 압축스프링(46)의 탄성력에 의해 탄성력을 받게 되어 주어진 이동범위 내에서 왕복 직선운동을 한다.
이러한 샤프트(20)의 직선운동에 따라 구동풀리(22)가 직선 왕복 이동되고, 이 구동풀리(22)와 벨트(26)로 연결된 피동풀리(24) 역시 직선 왕복 운동하게 되어파워 브러쉬(6)를 직선 왕복운동시킨다.
여기에서, 파워 브러쉬(6)는 회전축(10)이 흡입구 케이스(4)의 양측에 충분한 길이를 갖고 끼워지고, 흡입구 케이스(4) 내측면과의 사이에도 파워 브러쉬(6)가 직선 이동될 수 있는 충분한 간견이 확보된다. 그리고, 구동풀리(22)와 피동풀리(24) 사이의 거리가 짧기 때문에 구동풀리(22)의 직선 이동력이 피동풀리(24)로 충분히 전달될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 파워 브러쉬 어셈블리의 제2 실시예를 나타낸 구성도이다.
이러한 제2실시예에 따른 파워 브러쉬 어셈블리는 먼지 및 기타 이물질을 흡수하는 흡입구가 형성되는 흡입구 케이스(50)와, 상기 흡입구 케이스(50)의 개방된 전방 일측에 회전운동 및 직선 왕복운동 가능하게 장착되어 바닥의 먼지를 제거하는 파워 브러쉬(52)와, 상기 파워 브러쉬(52)와 동일축 상에 연결되어 회전 및 직선 구동력을 동시에 발생시키는 구동모터(54)와, 상기 구동모터(54)와 파워 브러쉬(52) 사이를 연결하는 커플링(56)으로 구성된다.
상기 파워 브러쉬(52)는 제1실시예에서 설명한 구조와 동일한 구조로 이루어지며, 그 일측으로 연장되는 회전축(60a)이 흡입구 케이스(50)에 슬리브(58)를 개재하여 회전 및 직선왕복 운동 가능하게 끼워지고, 타측으로 연장되는 회전축(60b)은 구동모터의 샤프트(64)와 연결된다.
상기 구동모터(54)는 제1실시예에서 설명한 구조와 동일한 구조인 회전 및 직선 왕복 구동력을 발생시키는 모터로서, 샤프트(64)의 일측은 상기 파워 브러쉬의 회전축(60a)이 끼워지는 흡입구 케이스의 반대쪽 흡입구 케이스에 슬리브(66)를 개재하여 회전 및 직선왕복 운동 가능하게 끼워지고, 샤프트(64)의 타측은 파워 브러쉬의 회전축(60b)과 연결된다.
즉, 여기에서 상기 파워 브러쉬의 회전축(60a,60b)과 구동모터의 샤프트(64)는 동일축 상에 위치되며, 그 사이는 커플링(56)에 의해 연결된다. 상기 커플링(56)은 축과 축 사이를 연결하여 동력을 전달하는 일반적인 동력 전달기구가 사용된다.
그리고, 상기 파워 브러쉬(52)가 직선왕복 이동할 경우 흡입구 케이스(50)와의 간섭을 방지할 수 있도록 흡입구 케이스(50)에 끼워지는 회전축(60a)은 파워 브러쉬(52)의 직선 왕복 이동을 충분히 보상할 수 있는 길이로 형성되고, 파워 브러쉬(52)와 흡입구 케이스(50) 내측면 사이에는 일정 간격을 갖고 형성되며, 흡입구 케이스(50)에 끼워지는 구동모터의 샤프트(64) 역시 직선 왕복 이동에 따른 일정 길이를 갖도록 형성된다.
이와 같이 이루어지는 제2실시예에 따른 파워 브러쉬 어셈블리는 구동모터(54)에 회전을 위한 전원이 공급되면 샤프트(64)가 회전운동되고 이 샤프트(64)와 커플링(56)에 의해 연결된 파워 브러쉬(52)가 회전운동됨과 아울러 구동모터(54)에 직선 왕복운동을 위한 전원이 공급되면 샤프트(64)의 직선 운동에 따라 파워 브러쉬(52)가 직선 왕복이동된다.
따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 파워 브러쉬 어셈블리는 회전 및 직선왕복 운동이 가능한 구동모터를 설치하여 파워 브러쉬가 회전운동뿐만 아니라 직선 운동도 가능하게 하여 파워 브러쉬의 틈새공간에 존재하는 먼지를 제거할 수 있고 청소성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 청소기 본체의 하측에 장착되고 그 하면에 불순물 및 먼지를 흡입하는 흡입구가 형성되는 흡입구 케이스와; 상기 흡입구 케이스의 개방된 전방측 내면에 회전운동 및 직선 왕복운동 가능하게 장착되어 바닥의 먼지를 제거하는 역할을 하는 파워 브러쉬와; 상기 흡입구 케이스의 상측면에 장착되어 회전 및 직선 구동력을 동시에 발생시키는 구동모터와; 상기 구동모터와 파워 브러쉬 사이에 설치되어 구동모터의 회전 및 직선 운동력을 파워 브러쉬로 전달하는 동력 전달기구를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파워 브러쉬는 흡입구 케이스에 회전 및 직선 이동 가능하게 끼워지는 회전축과, 상기 회전축의 중앙측 외주면에 일정 간격의 나선형태로 형성되어 먼지를 제거하는 브러쉬 부재와, 상기 회전축의 양쪽 끝부분과 흡입구 케이스의 양측에 형성되는 관통구멍 사이에 끼워져 회전축을 회전 및 직선 이동 가능하게 지지하는 슬리브로 이루어지고, 상기 파워 브러쉬가 흡입구 케이스 내측에서 직선 왕복운동할 수 있는 충분한 간격을 확보할 수 있도록 상기 브러쉬 부재와 슬리브 사이에는 일정 간격이 유지되고, 상기 브러쉬 부재의 양측에는 상기 동력 전달기구가 연결되어짐을 특징으로 하는 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동모터는 상기 흡입구 케이스의 내면 일측에 고정되는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 중앙측에 관통되는 샤프트와, 상기 샤프트와 일체로 연결되는 로터 브래킷과, 상기 로터 브래킷의 내측 둘레방향으로 장착되어 회전운동을 위한 자계를 형성하는 회전운동용 마그네트와, 상기 회전운동용 마그네트의 외측 둘레방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 전원이 인가되면 회전운동력을 발생시키는 회전운동용 스테이터 코어와, 상기 로터 브래킷의 외측 둘레방향으로 장착되어 직선운동을 위한 자계를 형성하는 직선운동용 마그네트와, 상기 직선운동용 마그네트와 소정의 간격으로 두고 내측 둘레방향으로 배치되어 전원이 인가되면 직선운동력을 발생시키는 직선운동용 스테이터 코어로 이루어짐을 특징으로 하는 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력 전달기구는 구동모터의 샤프트 양측에 각각 고정되는 구동풀리와, 상기 파워 브러쉬의 양측에 각각 고정되는 피동풀리와, 상기 구동풀리와 피동풀리 사이에 각각 감겨지는 벨트로 이루어짐을 특징으로 하는 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리.
  5. 먼지 및 이물질이 흡입되는 흡입구가 형성되는 흡입구 케이스와; 상기 흡입구 케이스의 개방된 전방 일측에 회전운동 및 직선 왕복운동 가능하게 장착되어 바닥의 먼지를 제거하는 파워 브러쉬와; 상기 파워 브러쉬와 동일축 상에 연결되어 회전 및 직선 구동력을 동시에 발생시키는 구동모터와; 상기 구동모터와 파워 브러쉬 사이를 연결하는 커플링으로 구성되어짐을 특징으로 하는 진공 청소기용 파워 브러쉬 어셈블리.
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