KR100438606B1

KR100438606B1 - 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드

Info

Publication number: KR100438606B1
Application number: KR10-2001-0050753A
Authority: KR
Inventors: 민병욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2004-07-02
Also published as: KR20030017754A

Abstract

본 발명은 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 외부로부터 유체가 흡입될 수 있도록 흡입구가 형성되어 있는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 흡입구영역에 배치되는 지지축과; 상기 지지축을 중심으로 회전 및 슬라이딩 가능하게 결합되는 파워브러쉬와; 상기 파워브러쉬를 상기 지지축을 중심으로 회전구동시키는 회전구동부와; 상기 파워브러쉬를 상기 지지축의 축선방향을 따라 상호 다른 스트로크를 가지고 선택적으로 선형운동가능하게 구동시키는 선형구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 파워브러쉬를 회전축선방향을 따라 상호 다른 스트로크로 선택적으로 선형운동이 가능하도록 함으로써 청소 성능을 향상시킬 수 있는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드가 제공된다.

Description

파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드{SUCTION HEAD FOR VACUUM CLEANER WITH POWER BRUSH}

본 발명은, 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 파워브러쉬를 회전축선방향을 따라 상호 다른 스트로크로 선택적으로 선형운동이 가능하도록 함으로써 청소 성능을 향상시킬 수 있도록 한 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드에 관한 것이다.

진공청소기는 외부로부터 유체를 흡입할 수 있도록 흡입력을 발생시키는 본체와, 본체와 상호 연통되고 유체의 흡입구가 형성된 흡입헤드를 구비하여 유체와 함께 먼지 및 오물 등의 이물질을 수집할 수 있도록 청소기구의 일종이다.

본체는 내부에 수용공간을 형성하는 본체케이싱과, 본체케이싱의 내부에 수용되어 흡입력을 발생시키는 흡입팬과, 유체의 흐름방향에 대해 흡입팬의 상류측에 배치되어 유체와 함께 흡입된 먼지 등의 이물질을 수집하는 필터부를 구비하고 있다. 흡입헤드는 본체에 대해 연통됨과 동시에 상대운동 가능하게 결합되거나, 연장관 등을 통해 상호 연통되게 결합된다.

이러한 진공청소기중에는 청소 성능을 향상시킬 수 있도록 흡입구영역에 청소대상과 접촉되어 회전되어 이물질의 흡입을 촉진시키는 소위 애지테이터(Agitator)라고 하는 파워브러쉬가 구비되어 있다.

도 1은 종래의 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드의 평단면도이다. 도시된 바와 같이, 흡입헤드는, 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 흡입구(미도시)가 형성되어 있는 케이싱(111)과, 케이싱(111)의 내부에 흡입구영역에 회전가능하도록 배치되는 파워브러쉬(121)와, 파워브러쉬(121)의 일측에 배치되어 파워브러쉬(121)를 회전구동시키는 전동모터(131)를 구비하고 있다.

파워브러쉬(121)의 둘레면에는 청소대상면에 접촉될 수 있도록 회전축선방향에 대해 나선상으로 배치되는 브러쉬모(122)가 구비되어 있으며, 파워브러쉬(121)의 축심에는 회전축(123)이 일체로 회전가능하게 결합되어 있다. 파워브러쉬(121)의 회전축(123)의 길이방향을 따라 일측 단부영역에는 피동풀리(125)가 회전축(123)과 일체로 회전가능하게 결합되어 있다.

파워브러쉬(121)의 일측에는 파워브러쉬(121)의 회전축(123)과 나란하게 회전축(133)이 배치되도록 전동모터(131)가 설치되어 있으며, 전동모터(131)의 회전축(133)에는 피동풀리(125)에 대응되게 구동풀리(135)가 일체로 회전가능하게 결합되어 있다. 구동풀리(135) 및 피동풀리(125)에는 전동모터(131)의 회전력을 파워브러쉬(121)에 전달할 수 있도록 전동벨트(137)가 결합되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 도시 않은 본체에 전원이 인가되어 흡입팬이 회전을 개시하면 케이싱(111)의 내부에는 흡입력이 발생되고 외부로부터 유체와 함께 이물질의 흡입이 이루어지게 된다. 흡입팬이 회전을 개시함과 거의 동시에 전동모터(131)에 전원이 인가되면 파워브러쉬(121)는 청소대상면에 접촉되어 회전하면서 이물질의 흡입을 촉진하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드에 있어서는, 파워브러쉬(121)는 회전축(123)을 중심으로 회전운동을 하도록 되어 있어 브러쉬모(122)가 회전접촉되는 영역만 청소가 이루어지게 되므로, 파워브러쉬(121)의 모와 모사이영역은 상대적으로 청소가 불량하게 되고, 그 부분에 존재하는 점착성이 있고 미세한 먼지는 흡입이 곤란하여 제거가 쉽지 않다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 파워브러쉬를 회전축선방향을 따라 상호 다른 스트로크로 선택적으로 선형운동이 가능하도록 함으로써 청소 성능을 향상시킬 수 있는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드의 평단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드의 평단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드의 평단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 케이싱 13 : 지지축

15 : 파워브러쉬 17 : 통체

23 : 로터 24 : 스테이터

27 : 제1코일 28 : 제1가동철심

32 : 제2코일 33 : 제2가동철심

34 : 스프링부재

상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 외부로부터 유체가 흡입될 수 있도록 흡입구가 형성되어 있는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 흡입구영역에 배치되는 지지축과; 상기 지지축을 중심으로 회전 및 슬라이딩 가능하게 결합되는 파워브러쉬와; 상기 파워브러쉬를 상기 지지축을 중심으로 회전구동시키는 회전구동부와; 상기 파워브러쉬를 상기 지지축의 축선방향을 따라 상호 다른 스트로크를 가지고 선택적으로 선형운동가능하게 구동시키는 선형구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드에 의해 달성된다.

여기서, 상기 선형구동부는 상기 지지축의 축선방향을 따라 상호 이격배치된 한 쌍의 솔레노이드를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 솔레노이드는, 상기 파워브러쉬의 내부에 상기 파워브러쉬와 일체로 결합되는 가동철심과, 상기 가동철심의 내측에 상기 지지축의 둘레방향을 따라 권취되는 코일과, 상기 파워브러쉬를 상기 지지축의 축선방향을 따라 탄성가압하는 스프링부재를 포함하는 것이 효과적이다.

또한, 상기 회전구동부는, 상기 파워브러쉬의 내부에 상기 파워브러쉬와 일체로 결합되는 로터와, 상기 로터와 소정의 공극을 두고 상기 지지축에 형성되는 스테이터를 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 내부에 수용공간을 형성하며 저부에 외부로부터 유체를 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성되어 있는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 케이싱에 대해 회전 및 회전축선방향을 따라 선형운동 가능하게 배치되는 파워브러쉬와; 상기 파워브러쉬를 회전구동시키는 회전구동부와; 상기 파워브러쉬를 회전축선방향을 따라 상호 다른 스트로크를 가지고 선택적으로 선형구동시키는 선형구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드가 제공된다.

여기서, 상기 선형구동부는 상기 파워브러쉬의 회전축의 축선방향을 따라 연장되게 상기 케이싱의 외부에 각각 배치되는 한 쌍의 솔레노이드를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 솔레노이드는, 상기 케이싱의 외부에 결합되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 상기 회전축의 둘레방향을 따라 권취되는 코일과, 상기 회전축의 단부에 형성되는 자성체와, 상기 파워브러쉬와 접촉되어 상기 파워브러쉬를 회전축선방향을 따라 탄성가압하는 스프링부재를 포함하는 것이 효과적이다.

또한, 상기 회전구동부는, 상기 파워브러쉬의 일측에 배치되는 전동모터와, 상기 파워브러쉬가 회전될 수 있도록 상기 전동모터의 회전력을 상기 파워브러쉬에 전달하는 전동수단을 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드의 평단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드는, 내부에 수용공간을 형성하며 저부영역에 외부로부터 유체를 흡입할 수 있도록 흡입구(미도시)가 형성되어 있는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부에 고정배치되는 지지축(13)과, 지지축(13)에 대해 회전 및 선형운동 가능하게 배치되는 파워브러쉬(15)와, 파워브러쉬(15)를 회전구동시키는 회전구동부(21)와, 파워브러쉬(15)를 회전축선방향을 따라 선형운동시키는 선형구동부(25)를 포함하여 구성되어 있다.

케이싱(11)의 내부 저부면에는 외부로부터 유체를 흡입할 수 있도록 길이방향을 따라 흡입구가 형성되어 있으며, 케이싱(11)의 상하방향을 따라 흡입구의 상측에는 지지축(13)이 형성되어 있다. 지지축(13)에는 이물질의 흡입을 촉진할 수 있도록 파워브러쉬(15)가 결합되어 있다.

파워브러쉬(15)는 내부에 수용공간을 형성하며 지지축(13)에 대해 상대운동 가능하게 결합되는 통체(17)와, 통체(17)의 외면에 반경방향을 따라 소정 돌출되게 형성되는 브러쉬모(19)를 구비하고 있다.

통체(17)의 내부 중앙영역에는 파워브러쉬(15)를 지지축(13)을 중심으로 회전구동시키는 회전구동부(21)가 형성되어 있으며, 회전구동부(21)는 통체(17)의 내경면에 일체로 결합되는 로터(23)와 로터(23)와 소정의 공극을 두고 내부에지지축(13)에 일체로 고정결합되는 스테이터(24)를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 지지축(13)의 축선방향을 따라 회전구동부(21)의 양측에는 상호 다른 스트로크를 가지고 파워브러쉬(15)를 축선방향을 따라 선형운동시키는 선형구동부(25)가 형성되어 있으며, 선형구동부(25)는 회전구동부(21)의 양측에 각각 형성되는 제1솔레노이드(26) 및 제2솔레노이드(31)를 구비하고 있다.

제1솔레노이드(26)는, 지지축(13)의 둘레방향을 따라 권취되는 제1코일(27)과, 제1코일(27)의 외측에 통체(17)의 내경면에 통체(17)와 일체로 유동가능하게 결합되는 제1가동철심(28)과, 통체(17)의 일측에 신축가능하게 접촉되어 통체(17)에 탄성력을 가하는 제1스프링부재(29)를 포함하여 구성되어 있다.

제2솔레노이드(31)는, 지지축(13)의 둘레방향을 따라 권취되는 제2코일(32)과, 제2코일(32)의 외측에 통체(17)의 내경면에 일체로 유도가능하게 결합되는 제2가동철심(33)과, 통체(17)의 일측에 신축가능하게 접촉되어 통체(17)에 탄성력을 가하는 제2스프링부재(34)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 제1코일(27) 및 제2코일(32)은 압입등의 방법에 의해 지지축(13)에 일체로 고정결합된 제1보빈(30) 및 제2보빈(35)의 둘레에 각각 권취되어 지지축(13)에 일체로 고정되어 있다.

한편, 통체(17)의 양 단부영역에는 통체(17)를 지지축(13)에 대해 회전가능하게 지지할 수 있도록 베어링(36)이 결합되어 있으며, 지지축(13)의 양 단부영역에는 베어링(36)을 상대 슬라이딩 가능하게 지지하는 베어링지지부재(37)가 각각 결합되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 도시 않은 본체의 흡입팬에 전원이 인가되면 케이싱(11)의 내부에는 흡입력이 발생되고, 외부로부터 흡입구를 통해 유체 및 이물질의 흡입이 이루어지게 된다. 스테이터(24)에 전원이 인가되면 로터(23)가 회전하게 되고 통체(17)는 로터(23)와 일체로 지지축(13)을 중심으로 회전하면서 이물질의 흡입을 촉진시키게 된다.

한편, 제1솔레노이드(26) 및 제2솔레노이드(31)는 지지축(13)의 축선방향을 따라 상호 다른 스트로크를 가지도록 구성되어 있고 도시 않은 제어부에 의해 선택적으로 구동되며 스트로크의 길이만 다를 뿐 상호 작용은 거의 동일하므로 이하에서는 제1솔레노이드(26)에 국한하여 설명하기로 한다.

제1코일(27)에 전원이 인가되면 제1코일(27)의 주변에는 자기장이 형성되며, 이에 의해 제1가동철심(28)은 자기저항이 상대적으로 작아지는 방향, 즉 지지축(13)의 축선방향을 따라 유동하게 된다.

통체(17)가 지지축(13)의 축선방향을 따라 유동되면 제1스프링부재(29)는 압축되면서 탄성력을 축적하게 되고, 제1코일(27)의 전원 공급이 차단되면 통체(17)는 제1스프링부재(29)의 탄성력에 의해 초기 위치로 복귀하게 된다. 제어부 등에 의해 제1솔레노이드(26) 및 제2솔레노이드(31)중 어느 하나의 전원을 반복적으로 개폐하게 되면 통체(17)는 지지축(13)을 중심으로 회전구동됨과 동시에 축선방향을 따라 소정의 스트로크로 선형 왕복운동을 병행하면서 이물질의 흡입을 촉진시키게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의흡입헤드의 평단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시 예의 흡입헤드는, 내부에 수용공간을 형성하며 외부로부터 이물질을 흡입할 수 있도록 저부영역에 흡입구(미도시)가 형성되어 있는 케이싱(51)과, 케이싱(51)의 내부 흡입구영역에 케이싱(51)에 대해 상대운동 가능하게 배치되는 파워브러쉬(55)와, 파워브러쉬(55)의 회전축의 축선방향을 따라 양측 연부에 결합되어 상호 다른 스트로크로 파워브러쉬(55)를 선형구동시키는 선형구동부와, 케이싱(51)의 내부에 배치되어 파워브러쉬(55)를 회전구동시키는 회전구동부(61)를 포함하여 구성되어 있다.

케이싱(51)의 저부면에는 길이방향을 따라 흡입구가 형성되어 있으며, 흡입구의 상측에는 파워브러쉬(55)가 회전 및 축선방향을 따라 유동가능하게 배치되어 있다. 파워브러쉬(55)는 케이싱(51)의 길이방향을 따라 배치되는 회전축(56)과, 회전축(56)에 일체로 회전가능하게 결합되는 통체(57)와, 통체(57)의 외면에 반경방향을 따라 돌출되게 형성되는 브러쉬모(19)를 구비하고 있다.

케이싱(51)의 양 연부에는 회전축(56)을 수용할 수 있도록 축공(52)이 각각 관통형성되어 있으며, 축공(52)의 내측 연부에는 회전축(56)의 양단부에 각각 결합되어 회전축(56)을 회전가능하게 지지하는 베어링(53)의 외륜을 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있도록 슬라이딩지지부(54)가 형성되어 있다.

회전구동부(61)는 파워브러쉬(55)의 일측에 파워브러쉬(55)의 회전축(56)과 나란하게 배치된 회전축(56)을 가지는 전동모터(62)와, 전동모터(62)와 파워브러쉬(55)의 통체(57)에 일체로 결합되어 전동모터(62)의 회전력을 파워브러쉬(55)에 전달하는 전동벨트(64)를 구비하고 있다.

한편, 선형구동부는 회전축(56)의 양 단부영역에 각각 결합되고 상호 다른 스트로크를 가지는 제1솔레노이드(66a) 및 제2솔레노이드(66b)를 포함하여 구성되어 있다.

제1솔레노이드(66a) 및 제2솔레노이드(66b)는, 케이싱(51)의 외부에 결합되며 내부에 수용공간이 형성되어 있는 하우징(67)과, 하우징(67)의 내부에 원통형상을 가지도록 권취되는 코일(69)과, 회전축(56)의 단부에 형성되는 자성체(71)를 구비하고 있다. 하우징(67)은 일측이 개구된 통형상을 가지며 개구 대향측 단부의 중앙영역에는 자성체(71)와 대응되게 코어(68)가 형성되어 있으며, 케이싱(51)의 내부에는 파워브러쉬(55)를 축선방향을 따라 탄성가압할 수 있도록 회전축(56)의 축선방향을 따라 신축가능한 스프링부재(73)가 각각 배치되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 도시 않은 본체의 흡입팬에 전원이 인가되면 케이싱(51)의 내부에는 흡입력이 발생되고, 흡입구를 통해 외부로부터 유체의 흡입이 개시된다. 전동모터(62)에 전원이 인가되면 전동벨트(64)에 의해 상호 연결된 파워브러쉬(55)는 회전축(56)을 중심으로 회전하면서 이물질의 흡입을 촉진시키게 된다.

한편, 도시 않은 제어부에 의해 제1솔레노이드(66a)에 전원이 인가되면 코일(69)의 주변에는 자기장이 형성되며, 코어(68)에는 자속의 집중이 발생된다. 이에 따라, 회전축(56)의 단부에 형성된 자성체(71)는 자기저항이 상대적으로 작아지는 방향, 즉, 코어(68)에 접근하는 방향으로 유동하게 되고, 스프링부재(73)는 압축되면서 탄성력을 축적하게 된다.

제1솔레노이드(66a)의 전원공급을 차단하게 되면 파워브러쉬(55)는 스프링부재(73)의 탄성력에 의해 초기위치로 복귀하게 된다. 이와 같이, 코일(69)에 공급되는 전원을 반복적으로 개폐하게 되면 파워브러쉬(55)는 회전축(56)을 중심으로 회전됨과 동시에 회전축(56)의 축선방향을 따라 소정의 스트로크를 가지고 선형왕복운동을 하면서 이물질의 흡입을 촉진시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 케이싱과, 케이싱의 내부에 케이싱에 대해 상대운동 가능하게 수용되는 파워브러쉬와, 파워브러쉬를 회전구동시키는 회전구동부와, 파워브러쉬를 회전축선방향을 따라 상호 다른 스트로크로 선형운동되도록 하는 선형구동부를 마련하여 상호 작용하도록 함으로써, 브러쉬모와 모사이 영역 등과 같이 미청소구간이 발생되던 종래와는 달리, 미청소구간의 발생을 방지하여 청소성능을 향상시킬 수 있는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드가 제공된다.

Claims

내부에 수용공간을 형성하며 저부에 외부로부터 유체가 흡입될 수 있도록 흡입구가 형성되어 있는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 흡입구영역에 배치되는 지지축과; 상기 지지축을 중심으로 회전 및 슬라이딩 가능하게 결합되는 파워브러쉬와; 상기 파워브러쉬를 상기 지지축을 중심으로 회전구동시키는 회전구동부와; 상기 파워브러쉬를 상기 지지축의 축선방향을 따라 상호 다른 스트로크를 가지고 선택적으로 선형운동가능하게 구동시키는 선형구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드.
제1항에 있어서,

상기 선형구동부는 상기 지지축의 축선방향을 따라 상호 이격배치된 한 쌍의 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드.
제2항에 있어서,

상기 솔레노이드는, 상기 파워브러쉬의 내부에 상기 파워브러쉬와 일체로 결합되는 가동철심과, 상기 가동철심의 내측에 상기 지지축의 둘레방향을 따라 권취되는 코일과, 상기 파워브러쉬를 상기 지지축의 축선방향을 따라 탄성가압하는 스프링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 회전구동부는, 상기 파워브러쉬의 내부에 상기 파워브러쉬와 일체로 결합되는 로터와, 상기 로터와 소정의 공극을 두고 상기 지지축에 형성되는 스테이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드.
내부에 수용공간을 형성하며 저부에 외부로부터 유체를 흡입할 수 있도록 흡입구가 형성되어 있는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 케이싱에 대해 회전 및 회전축선방향을 따라 선형운동 가능하게 배치되는 파워브러쉬와; 상기 파워브러쉬를 회전구동시키는 회전구동부와; 상기 파워브러쉬를 회전축선방향을 따라 상호 다른 스트로크를 가지고 선택적으로 선형구동시키는 선형구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드.
제5항에 있어서,

상기 선형구동부는 상기 파워브러쉬의 회전축의 축선방향을 따라 연장되게 상기 케이싱의 외부에 각각 배치되는 한 쌍의 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드.
제6항에 있어서,

상기 솔레노이드는, 상기 케이싱의 외부에 결합되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 상기 회전축의 둘레방향을 따라 권취되는 코일과, 상기 회전축의 단부에 형성되는 자성체와, 상기 파워브러쉬와 접촉되어 상기 파워브러쉬를 회전축선방향을 따라 탄성가압하는 스프링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드.
제5항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서,

상기 회전구동부는, 상기 파워브러쉬의 일측에 배치되는 전동모터와, 상기 파워브러쉬가 회전될 수 있도록 상기 전동모터의 회전력을 상기 파워브러쉬에 전달하는 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워브러쉬를 구비한 진공청소기의 흡입헤드.