KR100516315B1

KR100516315B1 - 음향 표면 타입 검출기를 가진 전기적 표면 처리 장치

Info

Publication number: KR100516315B1
Application number: KR10-1999-7003583A
Authority: KR
Inventors: 마이클 앨런 아우렐리우스 샬리그; 알버트 잔 마이저; 페터 소프리데스 비에트; 잔 티신가
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2005-09-23
Also published as: JP4829282B2; KR20000068829A; EP0939598B1; DE69832957D1; DE69832957T2; JP2001504744A; US6076227A; DE69832957T3; WO1999009874A1; CN1155326C; JP2009050710A; EP0939598A1; CN1242692A; JP4282772B2; EP0939598B2

Abstract

본 발명은 음향 표면 타입 검출기(29, 51, 59, 69, 81, 95)가 제공되어 있고, 이 음향 표면 타입 검출기에 의하여 처리될 표면(5)의 타입이 작동 중에 검출될 수 있는 전기적 표면 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 표면 타입 검출기는 처리될 표면에 의해 반사된 공기 진동(49, 57, 79, 87, 107)의 물리적인 양의 값에 의해 측정되는, 처리될 표면의 타입의 특성을 나타내는 출력 신호(U_FT)를 작동 중에 전달하고, 이 물리적인 양의 값은 표면 타입 검출기의 진동 검출기(39, 97)에 의하여 측정된다. 상기 표면 타입 검출기는 강한 구별 능력을 가지고 있고, 신뢰성 있는 작동을 한다.

Description

음향 표면 타입 검출기를 가진 전기적 표면 처리 장치{Electric surface treatment device with an acoustic surface type detector}

본 발명은 처리될 표면의 타입을 검출하는 표면 타입 검출기(surface type detector)가 제공된 전기적 표면 처리 장치에 관한 것으로, 이 표면 타입 검출기는 진동 생성기, 및 처리될 표면에 의해 반사되는 공기 진동들을 검출하고 상기 공기 진동들의 물리적인 양의 값을 측정하기 위한 진동 검출기(vibration detector)를 포함하고, 상기 진동 검출기는 상기 물리적인 양의 값에 의해 결정되고 상기 처리될 표면의 타입의 특성인 출력 신호를 전달한다.

본 발명은 또한 전기적 표면 처리 장치에 사용하기 위한 부속 장치(attachment)에 관한 것으로, 상기 부속 장치는 처리될 표면의 타입을 검출하기 위한 표면 타입 검출기가 제공된 흡입 노즐(suction nozzle)을 포함하고, 상기 표면 타입 검출기는 진동 생성기, 및 상기 처리될 표면에 의해 반사되는 공기 진동들을 검출하고 상기 공기 진동들의 물리적인 양의 값을 측정하기 위한 진동 검출기를 포함하고, 상기 진동 검출기는 상기 물리적인 양의 값에 의해 결정되고 상기 처리될 표면의 타입의 특성인 출력 신호를 전달한다.

흡입 부속 장치(suction attachment)로서 구성된 위에서 언급된 종류의 의 부속 장치가 제공된, 진공 청소기(vacuum cleaner)로서 구성된 위에서 언급된 종류의 전기적 표면 처리 장치는 일본 특허 출원 평2-102629 호에 공지되어 있다. 공지된 표면 처리 장치 및 공지된 부속 장치에 사용된 표면 타입 검출기는 음향파(acoustic wave) 발생 장치를 포함한다. 발생된 음향파는 처리될 마루 표면 상에서 반사되어 음향파 수신 장치에 의해 수신된다. 상기 마루 표면이 카펫(carpet)인 경우, 상기 마루 표면의 반사 계수가 비교적 낮고 마루 표면에 의한 반사는 불규칙적이다. 따라서, 음향파 수신 장치의 수신량은 적다. 결과적으로, 카펫과 예컨대 타타미 매트(tatami mat)와 목재판간을 식별할 수 있다. 카펫이 식별되는 경우에, 표면 타입 검출기로부터 제어 수단으로 식별 신호가 출력되어 전력 제어 회로로의 출력이 실행되고, 따라서 회전 브러시가 모터에 의해 구동되고 모터 구동형 공기 송풍기가 강력하게 동작된다. 타타미 매트 또는 목재판이 식별되는 경우에, 회전 브러시를 구동하는 모터는 정지되고 모터 구동형 공기 송풍기가 약하게 동작된다.

공지된 전기적 표면 처리 장치 및 공지된 부속 장치의 단점은, 여기서 사용된 표면 타입 검출기가 제한된 구별 능력(distinguishing power)을 갖고 있고, 상기 표면 타입 검출기는 주로 카펫과 비교적 딱딱하고 매끄러운 마루 간을 구별할 수 있다는 것이다.

본 발명의 목적은, 개선된 구별 능력을 갖는 표면 타입 검출기가 제공된 위에서 언급된 종류의 전기적 표면 처리 장치 및 위에서 언급된 종류의 부속 장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치를 도시한 도면.

도2는 도1의 전기적 표면 처리 장치에서 사용된 본 발명에 따른 부속 장치의 흡입 노즐을 도시한 도면.

도3 내지 도8은 도2의 부속 장치에서 사용된 표면 타입 검출기의 제1 내지 제6 실시예를 도시한 도면.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치는, 여기서 사용되는 진동 생성기가 작동 중에 적어도 15,000 Hz의 주파수를 가진 공기 진동들을 생성하는 것을 특징으로 한다.상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부속 장치는, 여기서 사용되는 진동 생성기가 작동 중에 적어도 15,000 Hz의 주파수를 가진 공기 진동들을 생성하는 것을 특징으로 한다.

삭제

전기적 표면 처리 장치는 주로 정상적인 작동 조건들 하에서 15,000 Hz 아래의 주파수를 가진 공기 진동들을 생성하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치 및 부속 장치에서, 진동 생성기에 의해 생성된 공기 진동들이 적어도 15,000Hz의 주파수를 가지므로, 진동 생성기는 전기적 표면 처리 장치의 다른 부분들에 의해 생성되는 공기 진동들을 들리지 않게 할(drown out)필요가 없으며, 따라서 진동 생성기에 의해 생성되는 공기 진동들의 진폭은 제한된 상태로 있을 수 있다. 표면 타입 검출기의 구별 능력은 저주파수에서보다 적어도 15,000Hz의 주파수에서 훨씬 큰 것으로 또한 밝혀졌다. 또한, 적어도 15,000Hz의 주파수를 가진 공기 진동들은 전기적 표면 처리 장치의 사용자에게는 거의 들리지 않거나 전혀 들리지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치의 또 다른 실시예는, 진동 생성기가 작동 중에 미리 정해진 범위 내에서 변화하는 주파수를 가진 공기 진동들을 생성하는 것을 특징으로 한다. 이 실시예에서, 표면 타입 검출기의 출력 신호는, 예컨대, 상기 범위 내에서 상기 처리될 표면에 의해 반사되는 공기 진동의 평균적인 진폭 또는 최대 진폭에 대응한다. 그 결과, 상기 출력 신호는 상기 처리될 표면의 타입 이외의 다른 파라미터들, 예컨대, 진동 생성기 및 진동 검출기로부터 상기 처리될 표면까지의 거리, 진동 생성기 및 진동 검출기가 배열된 전기적 표면 처리 장치의 부분의 음향 특성(acoustic properties), 및 진동 생성기 및 진동 검출기의 온도와 같은 파라미터들에는 제한된 정도로만 의존한다는 것이 밝혀졌다. 본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치의 특정 실시예는 진동 검출기가 압전(piezoelectric) 진동 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 압전 진동 검출기는 정상 작동 조건들 하에서 충분히 견고하고(robust), 실질적으로 오염에 둔감하다.

본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치의 다른 실시예는 진동 발생기가 압전 진동 생성기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 압전 진동 생성기는 정상 작동 조건들 하에서는 충분히 견고하고, 실질적으로 오염에 둔감하다.

본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치의 또 다른 실시예는 진동 생성기가 진동 검출기를 포함하고, 진동 생성기는 진동 검출기를 형성하기 위해 전환(switch over)될 수 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 표면 타입 검출기의 구성 부품의 수가 크게 감소하므로, 표면 타입 검출기는 간단한 구조를 가지게 된다. 작동 중에 진동 생성기가 진동 검출기를 형성하기 위해 전환될 때, 진동 생성기에 의해 바로 직전에 생성되어 상기 처리될 표면에 의해 반사된 공기 진동이 진동 생성기에 의해 검출될 수 있다.

본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치의 특정 실시예는 진동 생성기와 진동 검출기가 약 90 °의 각도로 서로 마주하는 것을 특징으로 한다. 진동 생성기와 진동 검출기를 서로 그렇게 배치하면, 표면 타입 검출기의 매우 신뢰성 있는 작동이 얻어지는 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치의 다른 실시예는, 진동 생성기에 의해 생성된 공기 진동을 처리될 표면 쪽으로 반사하는 제1 반사기(reflector) 및 처리될 표면에 의해 반사된 공기 진동을 진동 검출기 쪽으로 반사하는 제2 반사기가 표면 타입 검출기에 제공되는 것을 특징으로 한다. 상기 반사기의 사용은 진동 생성기 및 진동 검출기의 상호 배치에 관하여 많은 자유를 제공한다. 예를 들어 이 실시예에서 진동 생성기 및 진동 검출기는 바로 옆에 위치하게 될 수 있다.

본 발명에 의한 전기적 표면 처리 장치의 또 다른 실시예는 진동 생성기가 작동 중에 공기 진동을 간헐적으로(intermittently) 생성하는 것을 특징으로 한다. 이 실시예에서, 진동 생성기가 매번 매우 짧은 시간 주기 동안에 공기 진동을 생성하므로, 생성된 공기 진동과 반사된 공기 진동 사이의 간섭(interferences)이 작동 중에 가능한 한 방지된다. 그러한 간섭은 진동 생성기가 끊임없이 공기 진동을 생성할 때 일어나는데, 처리될 표면 및 표면 타입 검출기의 음향 특성의 비교적 작은 변화에 대해서 비교적 크게 변화하는 패턴을 가지고 있다. 더욱이, 공기 진동의 진폭의 큰 차이가 상기 패턴 내에서 일어난다. 따라서, 상기 간섭은 표면 타입 검출기의 정확도와 신뢰도에 상당히 부정적인 영향을 미친다. 진동 생성기의 간헐적인 공기 진동의 생성이 그러한 간섭을 방지한다는 점에서, 표면 타입 검출기의 정확도 및 신뢰도는 상당히 향상된다. 이 실시예에서 진동 생성기는 매번 비교적 짧은 시간 동안에 공기 진동을 생성하므로, 진동 생성기가 진동 검출기 기능으로 전환될 수 있는 것이라면, 진동 생성기는 남은 시간 동안 진동 검출기로서 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치의 특정 실시예는, 진동 타입 검출기가 병렬 회로를 포함하고 있고, 진동 생성기에 의해 생성된 공기 진동의 일부가 이 병렬 회로를 통하여 진동 검출기로 직접 전도(conduct)되는 것을 특징으로 한다. 진동 생성기 및 진동 검출기의 특성은 노화(aging) 및 온도 변동 때문에 변할 수 있다. 작동 중에 병렬 회로를 통하여 전도되는 간헐적으로 생성되는 공기 진동의 일부 및 작동 중에 처리될 표면을 통하여 전도되는 간헐적으로 생성된 공기 진동의 일부는 상이한 순간에 진동 검출기에 도착한다. 이로 인하여 진동 검출기는 처리될 표면에 의해 반사된 공기 진동의 진폭과, 생성된 공기 진동의 원래 진폭의 비율을 측정할 수 있다. 상기 비율은 사실상 온도와 무관하고 진동 생성기 및 진동 검출기의 노화에도 무관하다. 따라서, 병렬 회로를 통하여 전도된 공기 진동은, 처리될 표면에 의해 반사된 공기 진동의 진폭이 표면 타입 검출기에 의해 비교될 때 그 기준으로서의 역할을 하게 된다.

본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치의 다른 실시예는, 병렬 회로가 데드 엔드(dead end)를 갖고 있고, 병렬 회로로 전도되는 공기 진동을 다시 반사시키기 위한 엔드 반사기(end reflector)가 이 데드 엔드 가까이에 제공되는 것을 특징으로 한다. 공기 진동을 간헐적으로 생성하고 또한 진동 검출기를 형성하기 위해 전환될 수 있는(switchable) 진동 생성기가 이 실시예에서 사용된다. 작동 중에 병렬 회로를 통하여 전도되는 공기 진동의 일부는 엔드 반사기에 의하여 병렬 회로로 다시 반사되어 진동 생성기에 도달하고, 이 진동 생성기는 이제 기준을 형성하기 위해 진동 검출기로 전환된 상태이다. 이 방식으로 표면 타입 검출기의 특히 간단하고 실용적인 구조가 제공된다.

삭제

본 발명에 따른 부속 장치는 상기 표면 타입 검출기의 진동 생성기 및 진동 검출기는 작동중에 상기 처리될 표면 및 상기 흡입 노즐의 하부에 의해 경계가 정해지는 검출 공간에 위치되는 것을 특징으로 한다. 진동 생성기 및 진동 검출기가 상기 검출 공간에 위치하므로, 진동 생성기 및 진동 검출기는 처리될 표면에 바로 인접하여 표면 타입 검출기의 신뢰성 있는 작동이 이루어진다. 상기 검출 공간의 음향 특성은 작동 중에 처리될 표면의 타입에 의해 크게 영향을 받음으로써 표면 타입 검출기는 강한 구별 능력을 갖게 된다.

본 발명에 따른 부속 장치의 특정 실시예는, 흡입 노즐의 하부에 제공된 디프레션(depression)에 진동 생성기 및 진동 검출기가 위치되는 것을 특징으로 한다. 상기 디프레션의 사용은 표면 타입 검출기의 검출 공간을 확장시키고, 이에 의해 검출 공간의 음향 특성이 영향을 받는다. 상기 디프레션이 적절한 형상으로 주어진다는 점에서 상기 표면 타입 검출기의 음향 특성은 최적화된다.

본 발명에 따른 부속 장치의 다른 실시예는, 흡입 노즐의 하부에 제공된 별도의 채널 타입 캐비티(channel-type cavity)에 진동 생성기 및 진동 검출기가 각각 수용되는 것을 특징으로 한다. 상기 별도의 채널 타입 캐비티의 사용으로 인해 작동 중에 진동 생성기에 의해 생성된 공기 진동이 처리될 표면에 의해 실질적으로 완전 반사되어, 진동 생성기로부터 진동 검출기로의 직접적인 혼선(crosstalk)이 최대한 방지된다.

도1에 도시된 본 발명에 따른 전기적 표면 처리 장치는 표면을 청소하는 진공 청소기이다. 도시된 진공 청소기는 소위 마루형(floor type) 진공 청소기라고 불리는데, 많은 바퀴(3)에 의해 청소될 표면(5) 위에서 옮겨다닐 수 있는 하우징(housing)(1)을 포함하고 있다. 하우징(1)내에 전기적 흡입 유닛(7)이 배치되어 있는데, 도1에서 단지 도식으로 도시되었다. 진공 청소기는 흡입 부속 장치로서 구성된 본 발명에 따른 부속 장치를 더 포함하고 있는데, 이 흡입 부속 장치는 흡입 노즐(11), 구멍 튜브(13) 및 핸들(15)을 포함하고 있다. 핸들(15)은 제1 연결기에 의하여 구부러지는 호스(flexible hose)(19)에 분리가능하도록 연결되어 있고, 구부러지는 호스(9)는 제2 연결기(21)에 의하여 하우징(1) 내에 제공된 흡입 개시구(suction opening)(23)에 분리가능하도록 연결되어 있다. 흡입 개시구(23)는 하우징(1)의 먼지실(dust chamber)(25) 내부로 이어져 있고, 먼지실(25)은 필터(27)를 통하여 흡입 유닛(7)에 연결되어 있다. 작동 중에 진공 청소기의 흡입 노즐(11), 구멍 튜브(13), 구부러지는 호스(19), 흡입 개시구(23), 및 먼지실(25)을 포함하는 흡입 채널내에서 흡입 유닛(7)에 의해 언더프레셔(underpressure)가 생기게 된다. 상기 언더프레셔의 영향을 받아서, 청소될 표면(5)에 존재하는 먼지 및 쓰레기 입자들이 흡입 부속 장치(9) 및 구부러지는 호스(19)를 통하여 먼지실(25)로 배출된다.

도2에서 도시된 바와 같이, 흡입 부속 장치(9)의 흡입 노즐(11)은 청소될 표면(5)의 타입을 검출하기 위한 표면 타입 검출기(29)를 포함하고 있다. 표면 타입 검출기(29)는 도2에서 도식으로만 나타나있고, 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다. 표면 타입 검출기(29)는 작동 중에, 청소될 표면의 타입의 특성을 나타내는 출력 신호(U_FT)를 흡입 노즐(11)에 위치한 전기적 제어기(electrical controller)(31)로 전달한다. 흡입 노즐(11)은 전기 모터(33)에 의해 구동될 수 있는 회전가능한 브러쉬(33)를 더 포함하고 있다. 제어기(31)는 작동 중에 전기 모터(35) 및 브러쉬(33)의 속도를 출력 신호(U_FT)에 따라 제어한다. 따라서, 진공 청소기가 향상된 청소 기능을 가진다는 취지로, 브러쉬(33)의 속도는 청소될 표면(5)의 타입에 맞게 조정될 수 있다. 진공 청소기의 작동은 또한 표면 타입 검출기(29)의 출력 신호(U_FT)에 의하여 다른 방식으로 제어될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 예를 들어, 하우징(1)에 설치된 제어기는 진공 청소기에 제공될 수 있고, 이 제어기에 의하여 흡입 유닛(7)의 흡입력이 출력 신호(U_FT)에 따라 제어될 수 있다.

도3에 도시된 표면 타입 검출기(29)의 제1 실시예는, 흔히 볼 수 있고 그 자체로 알려진 압전(piezoelectric) 진동 생성기(37) 및 압전 진동 검출기(39)를 포함하고 있다. 압전 진동 생성기(37) 및 압전 진동 검출기(39)가 흡입 노즐(11)의 하부(41)에 제공되어 있는데, 진동 생성기(37)와 진동 검출기(39)는 약 90도의 각도로 서로 마주하고 있다. 작동 중에, 진동 생성기(37)는 미리 정해진, 대체로 일정한 진폭을 가진 공기 진동(43)을 생성한다. 표면 타입 검출기(29)는 이 목적을 위하여 미리 정해진 진폭에 대응하는 출력 신호(U_FT)를 진동 생성기(37)에 제공하는 전기적 제어 멤버(electrical control member)(45)를 포함하고 있다. 흡입 노즐(11)의 하부(41)는 청소될 표면(5)에 의해 작동 중에 경계지어지는 검출 공간(47)을 경계짓는다. 진동 생성기(37)가 검출 공간(47)에 면해 있어서, 작동 중에 진동 생성기(37)에 의해 생성되는 공기 진동(43)이 검출 공간(47)에서 전파된다. 도3에서 도시하는 바와 같이, 공기 진동(43)은 검출 공간(47)에서 청소될 표면(5) 및 흡입 노즐(11)의 하부(41)를 지나며 반사되고, 반사된 공기 진동(49)은 진동 검출기(39)에 의해 검출되는데, 진동 검출기(39)는 반사된 공기 진동(49)의 진폭에 대응하는 출력 신호(U_FT)를 전달한다. 진동 생성기(37)에 의해 생성된 공기 진동(43)은 청소될 표면(5)에 의해 일부 흡수되고, 청소될 표면(5)을 통하여 청소될 표면(5) 아래에 존재하는 바닥표면까지 전송된다. 결과적으로, 공기 진동(43)의 일부만 청소될 표면(5)에 의해 반사되므로, 진동 검출기(39)에 의해 측정된 반사된 공기 진동(49)의 진폭은 진동 생성기(37)에 의해 생성된 공기 진동(43)의 원래의 미리 정해진 진폭보다 상당히 작다. 생성된 공기 진동(43)이 흡수되고, 전송되며, 청소될 표면(5)에 의해 반사되는 비율은 청소될 표면(5)의 타입에 상당히 의존하므로, 반사된 공기 진동(49)의 진폭도 청소될 표면(5)의 타입에 상당히 의존한다. 진동 생성기(37)가 상기 미리 정해진 진폭을 가지는 공기 진동을 생성할 때, 공기 진동의 반사가 일어나는데, 이 반사된 공기 진동(49)의 진폭을 실험적으로 확인한 많은 값들이, 청소될 많은 상이한 타입의 표면(5)에 대하여 전기적 제어 멤버(45)내에 저장되어 있다. 따라서, 상이한 타입의 청소될 표면(5)에 의해 반사된 공기 진동(49)의 진폭들은 상기 미리 정해진 진폭을 기준으로 하여 구별된다. 제어 멤버(45)는 작동 중에 출력 신호(U_FT)와 상기 저장된 값들을 비교하여, 이 비교로부터 청소될 표면(5)의 그 순간의 타입을 결정한다. 진동 검출기(39)의 출력 신호(U_FT)가 청소될 표면(5)의 타입에 크게 의존하여서, 표면 타입 검출기(29)의 출력 신호(U_FT)가 출력 신호(U_DET)에 의하여 결정되므로, 표면 타입 검출기(29)는 다음과 같이 상당한 구별 능력을 가지게 된다. 즉, 표면 타입 검출기(29)에 의하여 딱딱하고 매끄러운 바닥과 카페트를 구별할 수 있을 뿐 아니라, 예를 들어 돌 마루, 나무 마루와 같은 매끄러운 마루의다양한 타입 및 타타미(tatami) 같은 카페트의 상이한 타입도 구별할 수 있다. 진동 생성기(37) 및 진동 검출기(39)가 상기한 흡입 노즐(11)의 검출 공간(47)에 배치되어 있고, 청소될 표면(5)에 바로 인접해 있으므로, 표면 타입 검출기(29)의 신뢰도 있는 동작이 이루어진다.

생성된 공기 진동들(43)은 바람직하게 적어도 15,000 Hz, 예컨대 대략 40,000 Hz의 주파수를 갖는다. 이와 같은 주파수를 가진 공기 진동들은 진공 청소기의 사용자에게는 들리지 않을 수 있거나 거의 들리지 않고, 또한 15,000 Hz 아래의 주파수보다 상당히 큰 구별 능력을 생기게 한다. 흡입 유닛(7), 브러쉬(33) 및 전기 모터(35)와 같은 진공 청소기에 존재하는 흔히 경험하는 음향의 출처는 15,000 Hz 아래의 주파수를 가진 검출 공간(47)에서 공기 진동을 생성한다는 것이 밝혀졌다. 진동 생성기(37)에 의해 생성되는 공기 진동(43)이 적어도 15,000 Hz의 주파수를 가지므로, 표면 타입 검출기(29)의 작동은 진공 청소기의 다른 구성부품에 의해 생성되는 공기 진동에 의해 사실상 영향을 받지 않는다. 더욱이, 진동 생성기(37)는 상기 다른 구성부품의 공기 진동들의 소리를 들리지 않게 할 필요가 없으므로, 진동 생성기(37)에 의해 생성된 공기 진동(43)의 미리 정해진 진폭이 제한된 상태로 유지될 수 있다.

진동 생성기(37)에 의해 생성된 공기 진동(43)은 대체로 일정한 주파수를 가지고 있다. 그러나, 표면 타입 검출기(29)의 출력 신호(U_FT)는 검출 공간(47)의 음향 특성 중 온도, 이 경우는 진동 생성기(37)와 진동 검출기(39)의 온도에 다소 의존한다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 상기 음향 특성은 검출 공간(47)의 오염 또는 흡입 노즐(11)의 하부와 청소될 표면(5) 사이의 거리의 변화 때문에 변화하는데, 이러한 변화는 청소될 표면(5)이 두껍게 쌓인(deep-pile) 카페트(deep-pile)일 때, 대부분 일어난다. 그러한 의존도는 표면 타입 검출기(29)의 신뢰도를 떨어뜨리는데, 이러한 의존도는 제어 멤버(45)가 진동 생성기(37)로 하여금 미리 결정된 범위 예를 들어, 36,000 Hz에서 40,000 Hz까지의 범위 내에서 변화하는 주파수를 가진 공기 진동(43)을 제어한다는 점에서, 본 발명에 의해 감소될 수 있다. 그러한 다른 대안이 되는 실시예에서, 제어 멤버(45)는 진동 검출기(39)의 출력 신호(U_FT)로부터 상기 범위 내의 반사된 공기 진동(49)의 평균 진폭 또는 최대 진폭을 결정하고, 이렇게 결정된 평균 진폭 또는 최대 진폭을, 많은 수의 상이한 타입의 청소될 표면(5)에 대하여 제어 멤버(45)에 저장된 실험적으로 확인된 반사된 공기 진동의 평균 진폭 또는 최대 진폭값과 비교한다.

도4 내지 도8에 도시된 본 발명에 따른 표면 타입 검출기의 제2 내지 제6 실시예에서, 상기한 표면 타입 검출기(29)의 구성부품에 대응하는 구성부품은 동일한 참조 번호를 가지도록 하였다. 도4에 도식적으로 도시된, 본 발명에 따른 흡입 부속 장치(9)에서 사용되는 표면 타입 검출기(51)의 제2 실시예에서, 진동 생성기(37) 및 진동 검출기(39)가 흡입 노즐(11)의 하부(41)에 제공된 디프레션(53) 내에 설치되어 있다. 디프레션(53)을 사용함으로써, 상기한 표면 타입 검출기(29)의 검출 공간(47)보다 상당히 더 큰 검출 공간(55)이 표면 타입 검출기(51)에 생긴다. 이에 의하여, 도4에서 도식적으로 도시하는 바와 같이, 작동 중에 진동 검출기(29)에 도달하는 공기 진동(57)은 사실상 청소될 표면(5)에 의해서만 반사되고, 검출 공간(55)의 벽에 의해서는 반사되지 않게 된다. 또한, 진동 검출기(39)에 도달하는 공기 진동(57)의 진폭은 검출 공간(55)의 벽의 음향 특성에 의해 거의 영향을 받지 않으므로, 표면 타입 검출기(51)의 신뢰도가 향상된다.

도5에 도시된, 본 발명에 따른 흡입 부속 장치(9)에 사용되는 표면 타입 검출기(59)의 제3 실시예에서, 진동 생성기(37) 및 진동 검출기(39)는 흡입 노즐(11)의 하부(41)의 분리된 채널 타입 캐비티(61, 63)에 각각 설치되어 있다. 작동 중에 진동 생성기(37)에 의해 생성된 공기 진동(65)은 청소될 표면(5)의 비교적 작은 부분(67)에서 사실상 모두 방향이 바뀌고, 채널 타입 캐비티(61,63)의 사용으로 인하여 상기 부분(67)으로부터 사실상 모두 진동 검출기(69)로 반사된다. 이에 의하여, 바람직하지 않은 생성된 공기 진동(65)의 분산이 최대한 방지된다. 그러한 생성된 공기 진동(65)의 분산은 예를 들어 진동 생성기(37)로부터 진동 검출기(39)로의 혼선을 초래할 수 있는데, 이것은 표면 타입 검출기(59)의 신뢰도를 심각하게 떨어뜨릴 수 있다.

도6에 도식적으로 도시된 본 발명에 따른 흡입 부속 장치(9)에 사용되는 표면 타입 검출기(69)의 제4 실시예에서, 진동 생성기(37) 및 진동 검출기(39)는 서로 반대쪽을 향하고 있고, 상기한 표면 타입 검출기(51)에서처럼 흡입 노즐(11)의 하부(41)에 제공된 디프레션(71)내에 배치되어 있다. 진동 생성기(37)에 인접하여 존재하는 디프레션(71)의 제1면 벽(73)은 표면 타입 검출기(69)의 제1 반사기(reflector)를 형성하는데, 이 제1 반사기에 의하여, 진동 생성기(37)에 의하여 생성된 공기 진동(75)이 청소될 표면(5)으로 반사된다. 또한, 진동 검출기(39)에 인접 위치한 디프레션(71)의 제2면 벽(77)이 표면 타입 검출기(69)의 제2 반사경을 형성하고, 이 제2 반사기에 의해 청소될 표면(5)에 의해 반사된 공기 진동(79)이 진동 검출기(39) 쪽으로 반사된다. 상기 반사기을 사용함으로써, 진동 생성기(37)와 진동 검출기(39)의 상호간의 위치를 매우 자유롭게 정할 수 있다. 도6에 도시된 표면 타입 검출기(69)에서, 진동 생성기(37)와 진동 검출기(39)를 바로 인접하도록 배치한 것도 이러한 자유를 이용한 것이다.

도7에 도시된 본 발명에 따른 흡입 부속 장치(9)에 사용된 표면 타입 검출기(81)의 제5 실시예에서, 진동 생성기(37) 및 진동 검출기(39)는, 상기한 표면 타입 검출기(51 및 69)에서처럼 흡입 노즐(11)의 하부(41)에 제공되어 있는 디프레션(83)내에 배치되어 있다. 표면 타입 검출기(81)의 진동 생성기(37)는 작동 중에 간헐적으로 공기 진동(85)을 생성한다. 즉, 일정한 간격 마다 짧은 시간 동안에 공기 진동(85)을 생성한다. 상기 기간은 매우 짧아서, 디프레션(83)과 검출 공간(55)내에서 생성된 공기 진동(85) 및 반사된 공기 진동(87) 사이에 사실상 아무런 간섭(interference)이 일어날 수 없다. 생성된 공기 진동(85)의 방향이 오직 진동 생성기(37)에서 바로 청소될 표면(5)으로, 청소될 표면(5)에서 바로 진동 검출기(39)로 향하는 것이 아니고, 실지로는 다른 방향으로도 부분적으로 분산되기 때문에, 진동 생성기(37)가 방해를 받지 않고 공기 진동(85)을 생성한다면, 생성된 공기 진동(85)과 반사된 공기 진동(87) 간의 간섭이 디프레션(85)과 검출 공간(55)에서 일어날 것이다. 그러한 간섭은, 검출 공간(55)의 오염 또는 청소될 표면(5)과 진동 생성기(37)와 진동 검출기(39) 사이의 거리의 변동 때문에 일어나는 검출 공간(55)의 음향 특성의 비교적 작은 변화에 의해, 비교적 크게 변화하는 패턴을 가지고 있다. 또한, 상기 패턴 내의 공기 진동의 진폭에서 비교적 큰 차이가 일어난다. 따라서, 그러한 간섭은 표면 타입 검출기(81)의 정확도와 신뢰도에 불리하게 영향을 미칠것이다. 표면 타입 검출기(81)의 진동 생성기(37)는 매번 비교적 짧은 시간 동안에만 공기 진동(85)을 생성하기 때문에, 즉시 생성된 공기 진동(85)은 반사된 공기 진동(87)이 즉시 생성된 공기 진동(85)을 방해하기 전에, 이미 매번 없어져 있을 것이다. 생성된 공기 진동(85)과 반사된 공기 진동(87) 사이의 상기 불리한 간섭은 이렇게 해서 실질적으로 방지되기 때문에, 표면 타입 검출기(81)의 신뢰도와 정확도는 상당히 개선된다. 도7에서 도시하는 바와 같이, 표면 타입 검출기(81)에는 진동 검출기(39)가 설치된 캐비티(91)와 진동 검출기(39)가 설치된 캐비티(39)를 연결하는 병렬 회로(89)가 더 제공되어 있다. 진동 생성기(37)에 의해 생성된 공기 진동의 부분(85')은 직접 즉, 청소될 표면(5)을 통하는 것이 아니고, 진동 생성기(37)로부터 진동 검출기(39)로 병렬 회로(89)를 통하여 작동 중에 전도(conduct)된다. 압전 진동 생성기(37) 및 압전 진동 검출기(39)는 충분히 견고하며, 정상 작동 상태하에서 대체로 오염에 영향을 받지 않는다. 그러나, 압전 진동 생성기(37) 및 압전 진동 검출기(39)의 특성은 압전 물질의 노화 및 온도 변동 때문에 변할 수 있다. 반사된 공기 진동(85')의 진폭(출력 신호 U_DET) 및 생성된 공기 진동(85')의 원래 진폭(출력 신호 U_DET.0) 모두 병렬 회로(89)의 사용 덕분에 진동 검출기(39)에 의해 측정가능하다. 이 목적을 위한 병렬 회로(89)는 원래의 간헐적으로 생성된 공기 진동(85') 및 반사된 공기 진동(87)이 항상 상이한 순간에 진동 검출기(39)에 도착하도록 하는 길이를 가지고 있다. 제어 멤버(45)는 출력 신호(U_DET)와 출력 신호(U_DET.0) 사이의 비율을 결정하고, 이렇게 결정된 비율을, 반사된 공기 진동의 진폭과 생성된 공기 진동의 원래 진폭 사이의 실험적으로 확인된 비율과 비교한다. 실험적으로 확인된 비율은 청소될 표면(5)의 많은 상이한 타입에 대하여 제어 멤버(45)에 저장되어 있다. 그러한 비율은 온도, 및 진동 생성기(37)와 진동 검출기(39)의 노화에 사실상 독립적이기 때문에, 표면 타입 검출기(81)의 신뢰도는 병렬 회로(89)를 통하여 더욱 향상된다.

도8에 도식적으로 도시된, 본 발명에 따른 흡입 부속 장치(9)에 사용되는 표면 타입 검출기(95)의 제6 실시예에서, 진동 검출기를 형성하기 위해 전환(switch over)될 수 있는 흔히 볼 수 있는 압전 진동 생성기(97)가 제공되어 있다. 진동 생성기(97)는 동시에 진동 검출기도 포함하므로, 표면 타입 검출기(95)의 구성 부품의 수는 상당히 감소되어서, 표면 타입 검출기(95)는 상당히 단순화된다. 진동 생성기(97)는 상기한 표면 타입 검출기(81)의 진동 생성기(37)가 그랬던 것처럼, 작동 중에 간헐적으로 공기 진동(99)을 생성한다. 짧은 시간 동안에 생성된 공기 진동(99)은 청소될 표면(5)으로 이어지는 주 채널(101)은 통하여 매번 전도되고, 청소될 표면(5)에 의해 반사되며, 그 동안에 진동 검출기를 형성하기 위해 전환된 진동 생성기(97)로 이어지는 주 채널(101)을 통하여 다시 전도된다. 표면 타입 검출기(95)에는 상기한 표면 타입 검출기(81)에서처럼, 병렬 회로(103)가 제공되어 있다. 도8에 도식적으로 도시된 바와 같이, 병렬 회로(103)는 데드 엔드를 형성하고, 이 엔드에 인접하여 엔드 반사기(105)이 제공되어 있다. 작동 중에, 짧은 시간 동안에 진동 생성기(97)에 의해 생성된 공기 진동의 부분(99')은 병렬 회로(103)로 전도되어서, 병렬 회로(103)의 엔드 반사기(105)에 의해, 그 동안에 진동 검출기를 형성하기 위해 전환된 진동 생성기(97)로 다시 반사된다. 병렬 회로(103)는, 엔드 반사기(105)에 의해 반사된 공기 진동(107') 및 청소될 표면(5)에 의해 반사된 공기 진동(107)이 항상 상이한 순간에 진동 생성기(97)에 도착하도록 하는 길이를 가지고 있으므로, 진동 생성기(97)는 상기한 표면 타입 검출기(81)의 진동 검출기(39)처럼, 청소될 표면(5)에 의해 반사된 공기 진동(107)의 진폭 및 진동 생성기(97)에 의해 생성된 공기 진동(99')의 원래 진폭 사이의 비율을 측정할 수 있다.

본 발명은 진공 청소기뿐만 아니라, 처리될 표면의 타입을 검출하기 위한 표면 타입 검출기가 제공된 상이한 타입의 전기적 표면 처리 장치에도 관련된다는 것을 주의해야 한다. 이러한 예는 전기 폴리싱 기계(polishing machine), 전기적 마루 걸레(floor mops), 전기적 스팀 청소기(steam cleaner) 및 전기 샴푸 장치(shampooing devices) 등이다. 본 발명에 따른 이러한 전기적 표면 처리 장치에서, 표면 타입 검출기의 출력 신호는 예를 들어, 전기 제어 멤버로 전달되는데, 이 전기적 제어 멤버에 의하여 표면 처리 장치의 작동이 제어된다. 따라서, 전기적 스팀 청소기 및 전기적 샴푸 장치에서는 예를 들어 제공될 스팀의 양과 샴푸의 양이 각각 표면 타입 검출기의 출력 신호에 따라 제어될 수 있는 반면, 전기적 닦는 장치에서는, 예를 들어 닦는 장치의 닦는 브러쉬의 회전 속도가 표면 타입 검출기의 출력 신호에 따라 제어될 수 있다.

상기한 진공 청소기는 마루형(floor type) 진공 청소기이다. 본 발명은 또한 흡입 노즐이 튜브를 통하여 핸들과 연결되어 있고, 흡입 유닛이 설치된 하우징이 상기 튜브에 단단하게 고정되어 있는 소위 직립(upright) 진공 청소기도 다룬다는 것을 주의해야 한다. 또한, 본 발명은 예를 들어 하나 또는 여러개의 흡입 부속 장치가, 하나의 건물내에 통합된 고정된 시스템의 흡입 라인의 많은 흡입 연결점에 연결될 수 있는, 중앙 진공 청소 시설(central vacuum cleaning installations)과도 관련이 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 진동 검출기는 상기한 진폭 대신에 처리될 표면에 의해 반사된 공기 진동의 상이한 물리적인 양도 측정할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 예를 들면, 진동 검출기가 처리될 표면에 의해 반사된 공기 진동의 주파수 스펙트럼을 측정할 수 있다. 다른 예로서, 진동 검출기는 진동하는 공기 입자의 진동 속도도 측정할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 표면 타입 검출기가 흡입 노즐(11)이 아닌 다른 위치에 배치될 수 있음을 주의한다. 예컨대, 표면 타입 검출기는 하우징(1)에 제공되고, 진동 생성기(37) 및 진동 검출기(39)는 하우징(1)의 하부에 위치할 수 있다.

더욱이, 본 발명은 사용된 표면 타입 검출기가 별도의 진동 생성기를 포함하지 않는 전기적 표면 처리 장치와도 관련이 있다는 것을 주목해야 한다. 그러한 다른 대안이 되는 실시예에서, 표면 타입 검출기의 진동 검출기는 예를 들어 처리될 표면에 의해 반사된 공기 진동의 진폭을 측정하는데, 이 공기 진동은 진공 청소기의 흡입 유닛과 같은 전기적 표면 처리 장치의 다른 음향 출처로부터 생긴다. 그러한 다른 대안이 되는 실시예에서, 그러한 공기 진동은 종종 정상 작동 조건들 하에서, 상당히 일정한 진폭을 가지고 있으므로, 청소될 표면의 타입을 상당히 신뢰도 있게 측정할 수 있다.

마지막으로, 흔히 볼 수 있는 전기 역학(electrodynamic) 진동 생성기와 전기 역학 진동 검출기와 같은 상기한 압전 진동 생성기(37, 97)와 압전 진동 검출기(39) 대신에, 다른 타입의 진동 생성기 및 다른 타입의 진동 검출기가 사용될 수 있다는 것을 주목해야 한다.

Claims

처리될 표면의 타입을 검출하기 위한 표면 타입 검출기(surface type detector)가 제공된 전기적 표면 처리 장치로서, 상기 표면 타입 검출기는 진동 생성기, 및 상기 처리될 표면에 의해 반사되는 공기 진동들을 검출하고 상기 공기 진동들의 물리적인 양의 값을 측정하기 위한 진동 검출기를 포함하고, 상기 진동 검출기는 상기 물리적인 양의 값에 의해 결정되고 상기 처리될 표면의 타입의 특성인 출력 신호를 전달하는, 상기 전기적 표면 처리 장치에 있어서,

상기 진동 생성기는 작동 중에 적어도 15,000 Hz의 주파수를 가진 공기 진동들을 생성하는 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
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삭제
제1항에 있어서, 상기 진동 생성기는 작동 중에 미리 정해진 범위 내에서 변화하는 주파수를 가진 공기 진동들을 생성하는 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 진동 검출기는 압전 진동 검출기(piezoelectric vibration detector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 진동 생성기는 압전 진동 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 진동 생성기는 진동 검출기를 포함하고, 상기 진동 생성기는 상기 진동 검출기를 형성하기 위해 전환될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 진동 생성기와 상기 진동 검출기는 약 90°의 각도로 서로 마주하는 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 표면 타입 검출기에는, 상기 진동 생성기에 의해 생성되는 공기 진동들을 상기 처리될 표면 쪽으로 반사시키기 위한 제1 반사기와, 상기 처리될 표면에 의해 반사되는 공기 진동들을 상기 진동 검출기 쪽으로 반사시키기 위한 제2 반사기가 제공된 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 진동 생성기는 작동 중에 상기 공기 진동들을 간헐적으로(intermittently) 생성하는 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
제10항에 있어서, 상기 표면 타입 검출기는 병렬 회로를 포함하고, 상기 병렬 회로를 통하여 상기 진동 생성기에 의해 생성되는 공기 진동들의 일부가 상기 진동 검출기로 직접 전도(conduct)될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
제11항에 있어서, 상기 진동 생성기는 진동 검출기를 포함하고, 이에 의해 상기 진동 생성기가 상기 진동 검출기를 형성하기 위해 전환될 수 있고, 상기 병렬 회로는 데드 엔드(dead end)를 갖고 있고, 상기 병렬 회로로 전도되는 공기 진동들을 다시 반사시키기 위한 엔드 반사기가 상기 엔드 가까이에 제공된 것을 특징으로 하는 전기적 표면 처리 장치.
전기적 표면 처리 장치에 사용하기 위한 부속 장치(attachment)에 있어서,

상기 부속 장치는 처리될 표면의 타입을 검출하기 위한 표면 타입 검출기가 제공된 흡입 노즐(suction nozzle)을 포함하고, 상기 표면 타입 검출기는 진동 생성기, 및 상기 처리될 표면에 의해 반사되는 공기 진동들을 검출하고 상기 공기 진동들의 물리적인 양의 값을 측정하기 위한 진동 검출기를 포함하고, 상기 진동 검출기는 상기 물리적인 양의 값에 의해 결정되고 상기 처리될 표면의 타입의 특성인 출력 신호를 전달하는, 상기 부속 장치에 있어서,

상기 진동 생성기는 작동 중에 적어도 15,000 Hz의 주파수를 가진 공기 진동들을 생성하는 것을 특징으로 하는 부속 장치.
제13항에 있어서,

상기 표면 타입 검출기의 진동 생성기 및 진동 검출기는 작동중에 상기 처리될 표면 및 상기 흡입 노즐의 하부에 의해 경계가 정해지는 검출 공간에 위치된 것을 특징으로 하는 부속 장치.
제14항에 있어서, 상기 진동 생성기 및 상기 진동 검출기는 상기 흡입 노즐의 하부에 제공된 디프레션(depression)에 위치된 것을 특징으로 하는 부속 장치.
제14항에 있어서, 상기 진동 생성기 및 상기 진동 검출기는 각각 상기 흡입 노즐의 하부에 제공된 별도의 채널 타입 캐비티(channel-type cavity)에 수용된 것을 특징으로 하는 부속 장치.