KR100876694B1 - 진공 청소기의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공 청소기의 제어 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 먼지 등의 이물 흡입을 가능하게 하는 흡입 모터의 구동력을 흡입된 이물의 양에 따라 가변시킴으로써 진공 청소기가 일정한 흡입력으로 이물을 흡입할 수 있도록 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 1 실시예인 진공 청소기의 제어 방법은 진공청소기를 작동시키는 제 1 단계; 이물을 흡입하기 위한 흡입 모터를 제 1 구동력으로 작동시켜 외부의 이물을 흡입하는 제 2 단계; 집진 유닛으로 흡입된 상기 이물의 양을 측정하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계에서의 측정 결과, 상기 이물의 양이 일정 수준을 초과하면 상기 제 1 구동력보다 큰 제 2 구동력으로 상기 흡입 모터를 작동시키고, 상기 이물의 양이 일정 수준을 초과하지 않은 경우에는 상기 제 3 단계를 재수행하는 제 4 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여섯째, 진공청소기에 장착된 흡입 모터의 구동력을 흡입되는 이물의 양에 따라 가변시킴으로써 진공청소기가 일정한 흡입력을 갖도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
공기청정기, 집진 유닛, 가압판, 압축 모터, 이물, 먼지

Description

진공 청소기의 제어 방법{Control method of vaccum cleaner}
도 1은 본 발명의 사상에 따른 진공 청소기에서 집진 유닛이 분리된 상태의 사시도.
도 2는 상기 진공 청소기에 적용되는 집진 유닛 장착부와 집진 유닛을 분리하여 나타낸 사시도.
도 3은 상기 집진 유닛의 단면 사시도.
도 4는 도 3의 A부분의 확대도.
도 5는 상기 집진 유닛에 저장된 이물의 압축을 위하여 제공되는 구동 장치와 집진 유닛의 결합 관계를 보여주는 사시도.
도 6은 상기 집진 유닛의 이물 분리부와 집진 용기를 분리하여 나타낸 사시도.
도 7는 도 6에 도시된 이물 분리부의 하부 사시도.
도 8 및 도 9는 상기 집진 유닛 내부의 이물 압축 과정을 보여주는 집진 용기의 평면도.
도 10는 상기 이물 비움 알림 기능의 수행시 제 1 가압판의 작동 상태를 보여주는 평면도.
도 11은 도 11은 본 발명에 따른 진공청소기의 제어 장치를 설명하는 블럭 도.
도 12는 본 발명에 따른 집진 유닛 내부의 이물 압축 과정과 이물 비움 시기를 설명하는 흐름도.
도 13은 본 발명에 따른 집진 유닛에 집진되는 이물의 양에 따라 가변되는 펄스 신호의 파형도.
도 14는 본 발명에 따른 이물의 양에 따른 흡입 모터의 구동력을 제어하는 방법을 설명하는 흐름도.
도 15a와 도 15b는 본 발명의 제어 방법에 따른 안정된 흡입력을 갖는 진공청소기와 종래의 불안정한 흡입력을 갖는 진공청소기의 특성을 비교 설명하는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 청소기 본체 200 : 집진 유닛
310 : 제 1 가압판 320 : 제 2 가압판
410 : 종동 기어 420 : 구동 기어
810: 제어부 820: 동작신호 입력부
830: 먼지교환신호 표시부 840: 흡입모터 드라이버
850: 흡입 모터 860: 압축모터 드라이버
870: 압축 모터 880: 카운터부
본 발명은 진공 청소기의 제어 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 먼지 등의 이물 흡입을 가능하게 하는 흡입 모터의 구동력을 흡입된 이물의 양에 따라 가변시킴으로써 진공 청소기가 일정한 흡입력으로 이물을 흡입할 수 있도록 제어하는 방법에 관한 것이다.
집진 유닛의 집진 용량이 증가되도록 하며, 집진 유닛에 일정량 이상의 이물이 집진된 경우 이물의 비움 시기가 표시되도록 하는 진공 청소기의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 진공 청소기는 본체 내부에 장착되는 메인 모터인 흡입 모터에 의하여 발생되는 진공압을 이용하여, 먼지 등의 이물이 포함되어 있는 공기를 흡입한 다음, 본체 내부에서 이물을 필터링하는 장치이다.
이러한, 진공 청소기는 크게 흡입구인 노즐부가 본체와는 별도로 구비되어 연결관에 의해 연결되는 캐니스터 방식과, 노즐부가 본체와 일체로 형성되는 업라이트 방식으로 구별할 수 있다.
한편, 싸이클론 방식 진공 청소기에 장착되는 집진 유닛은 싸이클론 원리를 이용하여, 흡입된 공기 중에 포함되어 함께 회전하게 되는 이물이 공기로부터 분리 수집되도록 하고, 이물이 제거된 공기는 청소기 외부로 배출되도록 한 장치이다.
구체적으로 표현하면, 싸이클론 집진 유닛은 집진 바디와, 상기 집진 바디로 공기가 흡입되도록 하는 흡입구와, 상기 집진 바디로 흡입되는 공기 중에서 이물을 분리시키는 싸이클론부와, 상기 싸이클론부에서 분리된 이물이 저장되는 이물 저장 부와, 상기 싸이클론부에서 이물이 분리된 공기가 배출되는 배출구가 포함된다.
한편, 상기 집진 바디의 하부 공간 즉, 상기 이물 저장부에 저장된 이물은 상기 진공 청소기가 작동하는 동안은 상기 집진 바디 내부의 회전류에 의해서 계속적으로 상기 집진 바디의 내주면을 따라 회전 운동한다.
그리고, 상기 진공 청소기의 작동이 정지되면, 상기 집진 바디의 저면에 그대로 가라앉아 밀도가 낮은 상태로 저장되게 된다.
그런데, 종래의 진공 청소기는 흡입모터가 일정한 구동력으로 작동하더라도 집진 유닛 내부로 흡입되는 이물의 양이 증가함에 따라 진공청소기의 흡입력이 저하된다는 문제점이 있었다.
즉, 종래의 경우, 진공청소기를 작동시키면 진공청소기의 내부에 장착되어 외부의 이물을 빨아들이는 역할을 하는 메인 구동 모터인 흡입 모터가 일정한 구동력(예컨대, 1000kW)으로 작동하게 된다.
그런데, 이와 같이 일정한 구동력으로 진공청소기 작동시키는 경우, 청소기 내부에 집적되는 이물의 양이 증가할수록 진공청소기의 흡입 효율(즉, 흡입력)이 점점 감소한다는 문제점 있다.
이 때문에, 최근 들어, 청소기의 성능 신뢰를 향상시키기 위하여, 상기 집진 유닛에 집진되는 이물의 양을 최대화시키는 동시에 진공청소기의 흡입력을 일정하게 유지하고자 하는 노력이 계속되고 있다.
본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 집 진 유닛의 이물 집진 용량이 증대하더라도 이물을 흡입하는 흡입 효율을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 진공청소기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명은 먼지의 양에 따라서 이물의 흡입을 가능하게 하는 흡입 모터의 구동력을 가변시킬 수 있는 진공청소기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기된 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예인 진공 청소기의 제어 방법은 진공청소기를 작동시키는 제 1 단계; 이물을 흡입하기 위한 흡입 모터를 제 1 구동력으로 작동시켜 외부의 이물을 흡입하는 제 2 단계; 집진 유닛으로 흡입된 상기 이물의 양을 측정하는 제 3 단계; 상기 제 3 단계에서의 측정 결과, 상기 이물의 양이 일정 수준을 초과하면 상기 제 1 구동력보다 큰 제 2 구동력으로 상기 흡입 모터를 작동시키고, 상기 이물의 양이 일정 수준을 초과하지 않은 경우에는 상기 제 3 단계를 재수행하는 제 4 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 상기 제 1 단계에서, 상기 진공청소기의 흡입 파워를 나타내는 강, 중, 약 모드 중 어느 모드를 선택하여 상기 진공청소기를 작동시키느냐에 따라서 상기 제 1 구동력과 제 2 구동력이 달라지는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 제 3 실시예는 진공청소기를 작동시키는 제 1 단계; 이물을 흡입하기 위한 흡입 모터를 제 1 구동력으로 작동시켜 외부의 이물을 흡입하는 제 2 단계; 집진 유닛에 장착되는 가압판을 좌우로 회전시켜 상기 집진 유닛에 저장되는 상기 이물을 압축시키는 압축 모터를 구동시키는 제 3 단계; 상기 압축 모터의 좌우 왕복 회전 시간을 측정하는 제 4 단계; 상기 제 4 단계의 측정 결과, 상기 압축 모터의 좌우 왕복 회전 시간이 일정 시간 이상이면 상기 제 3 단계로 복귀하는 제 5 단계와, 상기 제 4 단계의 측정 결과, 상기 압축 모터의 좌우 왕복 회전 시간이 일정 시간 미만이면 상기 제 1 구동력으로 작동하는 상기 흡입 모터의 구동력을 상기 제 1 구동력보다 큰 제 2 구동력으로 상승시킨 후 상기 제 3 단계로 복귀하는 제 6 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 제 3 실시예에서, 상기 제 1 단계에서, 상기 진공청소기의 흡입 파워를 나타내는 강, 중, 약 모드 중 어느 모드를 선택하여 상기 진공청소기를 작동시키느냐에 따라서 상기 제 1 구동력과 제 2 구동력이 달라지는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예에 있어서, 상기 제 2 구동력은 이물의 양에 따라 그 세기가 점증하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 바와 같은 본 발명에 의하면, 진공청소기의 이물 흡입력을 일정하에 유지하여 이물의 증가에 따른 흡입력 저하 문제를 해결할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 진공 청소기에서 집진 유닛이 분리된 상태의 사시도이고, 도 2는 상기 진공 청소기에 적용되는 집진 유닛 장착부와 집진 유닛을 분리하여 나타낸 사시도이고, 도 3은 상기 집진 유닛의 단면 사시도이며, 도 4는 도 3의 A부분의 확대도이고, 도 5는 상기 집진 유닛에 저장된 이물의 압축을 위하여 제공되는 구동 장치와 집진 유닛의 결합 관계를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 진공 청소기는 내부에 흡입력 발생 수단이 구비되는 청소기 본체(100)와, 흡입된 공기 중에 포함된 이물을 분리하여 저장하는 집진 유닛(200)이 포함되어 구성된다.
또한, 상기 진공 청소기는 이물이 포함된 공기를 흡입하는 흡입 노즐(20)과, 사용자가 상기 진공 청소기의 작동을 조작할 수 있도록 하는 핸들(40)과, 상기 흡입 노즐(20)과 핸들(40)을 연결시키는 연장관과, 상기 흡입 노즐(20)과 상기 청소기 본체(100)를 연결시키는 연결 호스(50)가 더 포함되어 구성된다.
본 실시예에 있어서 상기 흡입 노즐(20), 연장관(30), 핸들(40) 및 연결 호스(50)의 기본적인 구성은 당업자와 일반 소비자에게 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로 표현하면, 상기 청소기 본체(100)의 전면 하단부에는 상기 흡입 노즐로부터 흡입된 이물이 포함된 공기가 흡입되는 본체 흡입부(110)가 형성된다.
그리고, 상기 청소기 본체(100)의 일측면에는 이물이 분리된 공기가 외부로 배출되는 본체 배출부(120)가 형성된다.
한편, 상기 집진 유닛(200)은 흡입되는 공기 중에 포함된 이물을 분리시키는 이물 분리부(210)와, 상기 이물 분리부에서 분리된 이물이 저장되는 집진 용기(220)가 포함된다.
여기서, 상기 이물 분리부(210)는 흡입되는 공기에 포함된 이물을 싸이클론 원리 즉 공기와 이물의 원심력 차이로 이물을 분리하는 싸이클론부(211)가 포함된다. 따라서, 상기 싸이클론부(211)에 의해서 분리되는 이물은 상기 집진 용기(220) 내부에 저장된다.
한편, 상기 집진 유닛(200)은, 그 내부에 저장되는 이물의 집진 용량이 최대화될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 상기 집진 유닛(200)에는 상기 집진 용기(220) 내부에 저장되는 이물의 부피를 감소시키기 위한 구성이 추가되는 것이 바람직하다.
이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여, 이물의 집진 용량이 최대화된 본 발명에 따른 집진 유닛이 구비되는 진공 청소기를 설명한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 집진 유닛(200)은 상기 청소기 본체(100)에 착탈 가능하게 장착된다.
그리고, 상기 청소기 본체(100)에는 상기 집진 유닛이 장착되기 위한 집진 유닛 장착부(130)가 제공된다.
그리고, 상기 집진 유닛(200)에는 상기 집진 용기(220)에 저장되는 이물의 부피를 감소시켜, 이물의 집진 용량을 증가시키는 한 쌍의 가압판(310, 320)이 구비된다.
여기서, 상기 한 쌍의 가압판(310, 320)은, 서로 간의 상호 작용에 의해 이물을 압축하여 이물의 부피를 감소시키며, 이에 따라 상기 집진 용기(220) 내부에 저장되는 이물의 밀도를 감소시킴으로써, 상기 집진 용기(220)의 최대 집진 용량이 증가되도록 한다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 한 쌍의 가압판(310, 320) 중 어느 하나를 제 1 가압판(310)이라 하고, 다른 하나를 제 2 가압판(320)이라고 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 가압판(310, 320) 중 적어도 어느 하나는 상기 집진 용기(220) 내부에 이동 가능하게 구비되어, 상기 한 쌍의 가압판(310, 320) 사이에서 이물의 압축 작용을 수행한다.
즉, 상기 제 1 가압판(310)과 제 2 가압판(320)이 상기 집진 용기(220)의 내부에 회전가능하게 구비되는 경우, 상기 제 1 가압판(310)과 제 2 가압판(320) 서로를 향하여 회전 이동하면서, 상기 제 1 가압판(310)의 일측면과 상기 제 1 가압판(310)의 일측면에 대향되는 상기 제 2 가압판(320)의 일측면 사이의 간격이 좁아지게 되고, 이에 따라 상기 제 1 가압판(310) 및 제 2 가압판(320) 사이에 위치하는 이물이 압축된다.
다만, 본 실시예에 있어서는, 상기 제 1 가압판(310)이 상기 집진 용기(220) 내부에 회전 가능하게 제공되고, 상기 제 2 가압판(320)은 상기 집진 용기(220) 내부에 고정된다.
따라서, 상기 제 1 가압판(310)은 회전판이 되고, 상기 제 2 가압판(320)은 고정판이 된다.
그리고, 상기 집진 용기(320)의 내부에는 이물이 저장되는 공간을 형성하는 이물 저장부(221)가 형성된다. 그리고, 상기 이물 저장부(221)는 상기 제 1 가압판(310)의 자유단(311)이 회전하면서 그리는 가상의 궤적을 둘러싸도록 형성된다.
구체적으로 표현하면, 상기 제 2 가압판(320), 상기 이물 저장부(221)의 내주면과 상기 제 1 가압판(310)의 회전 중심을 이루는 회전축(312)의 축선 사이에 제공되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제 2 가압판(320)은 상기 회전축(312)의 축선과 상기 이물 저장부(221)의 내주면을 잇는 면상에 구비된다. 이 때, 상기 제 2 가압판(320)은, 상기 이물 저장부(221)의 내주면과 상기 회전축(312)의 축선 사이의 공간을 완전히 또는 일정 부분 차폐하여, 상기 제 1 가압판(310)에 의해서 이물이 밀려오면 상기 제 1 가압판(310)과 함께 이물을 압축시킨다.
이를 위하여, 상기 제 2 가압판(320)의 일단(321)이 상기 이물 저장부(221)의 내주면에 일체로 형성되고, 타단은 상기 제 1 가압판(310)의 회전축(312)과 동축상에 구비되는 고정축(322)에 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
물론, 상기 제 2 가압판(320)의 일단만이 상기 이물 저장부(221)의 내주면에 일체로 형성되거나, 타단만이 상기 고정축(322)에 일체로 형성될 수 있다. 다시 말해서 상기 제 2 가압판(320)은 상기 이물 저장부(221)의 내주면과 상기 고정축(322) 중에 적어도 어느 일측에 고정된다.
그러나, 상기 제 2 가압판(320)의 일단이 상기 이물 저장부(221)의 내주면에 일체로 형성되지 않더라도, 상기 제 2 가압판(320)의 일단이 상기 이물 저장부(221)의 내주면에 인접하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 가압판(320)의 타단이 상기 고정축(322)에 일체로 연결되지 아니하더라도 상기 제 2 가압판(320)의 타단은 상기 고정축(322)에 인접하는 것이 바람직하다.
그 이유는, 상기 제 1 가압판(310)에 의해서 밀려오는 먼지가, 상기 제 2 가압판(320)의 측방에 형성된 틈을 통해 새어나가는 것을 최소화하기 위함이다.
상기와 같이 구성되는 제 1 가압판(310)과 제 2 가압판(320)은 사각 형상의 플레이트로 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제 1 가압판(310)의 회전축(312)은 상기 이물 저장부(221)의 중심을 이루는 축선과 동축상에 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 고정축(322)은 상기 이물 저장부(221)의 일단에서 내측으로 돌출 성형되고, 상기 고정축(322)의 내부에는 상기 회전축(312)의 조립을 위하여 축방향으로 관통되는 중공이 형성된다. 그리고, 상기 회전축(312)의 소정 부분은 상기 고정축(322)의 상측에서부터 상기 중공에 삽입된다.
상기의 구성에 더하여, 본 발명에 따른 진공 청소기는 상기 제 1 가압판(310)의 회전축(312)에 연결되어 상기 제 1 가압판(310)을 회전시키는 구동 유닛(400)이 더 포함된다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 집진 유닛(200)과 구동 유닛(400) 의 결합 관계에 대해서 상세하게 설명한다.
상기 구동 유닛(400)은 상기 제 1 가압판(310)을 회전시키는 동력 전달부(410, 420)와, 상기 동력 전달부(410, 420)를 회전시키는 압축 모터(870)가 포함된다.
구체적으로 표현하면, 상기 동력 전달부(410, 420)는 상기 제 1 가압판(310)의 회전축(312)에 결합되는 종동 기어(410)와, 상기 종동 기어(410)로 동력을 전달하는 구동 기어(420)가 포함된다.
그리고, 상기 구동 기어(420)는 상기 압축 모터(870)의 회전축에 결합되어 상기 압축 모터(870)에 의해 회전된다.
따라서, 상기 압축 모터(870)가 회전되면, 상기 압축 모터(870)와 결합된 상기 구동 기어(420)가 회전되고, 상기 구동 기어(420)에 의해서 상기 압축 모터(870)의 회전력이 상기 종동 기어(410)로 전달되어 상기 종동 기어(410)가 회전하게 되며, 최종적으로 상기 종동 기어(410)의 회전에 의해서 상기 제 1 가압판(310)이 회전하게 된다.
도 5에 도시된 마이크로 스위치(M)는 구동 기어(420)의 회전가 회전함에 따라 온-오프되는 소자로서, 마이크로 스위치(M)의 일측으로부터 연장된 단자는 상기 구동기어(420)의 기어 이(gear tooth)의 골면(bottom land)에 위치하여, 구동기어(420)가 회전함에 따라 골면-봉우리면(top land)-골면-봉우리면-골면...으로 이동하게 된다. 상기 마이크로 스위치(M)는 그 단자가 골면에 위치하는 경우에는 오프, 봉우리면에 위치하는 경우에는 온되는 소자로서, 상기 마이크로 스위치의 온-오프 신호는 후술될 카운터(880)로 인가되어 소정의 펄스 신호를 출력하게 된다. 즉, 카운터(800)는 마이크로 스위치(M)가 온인 경우 하이 레벨, 오프 상태인 경우 로우 레벨을 갖는 펄스 신호를 출력한다. 따라서, 상기 펄스의 개수(즉, 스위치의 온-오프 주기)를 측정함으로써 구동 기어(420)의 회전 정도를 측정할 수 있다.
한편, 상기 압축 모터(870)는 상기 집진 유닛 장착부(130)의 하측에 구비되고, 상기 구동 기어(420)는 상기 압축 모터(870)의 회전축에 결합되어 상기 집진 유닛 장착부(130)의 바닥면에 구비된다.
그리고, 상기 구동 기어(420)의 외주면 일부는 상기 집진 유닛 장착부(130)의 바닥에서 외부로 노출된다.
이를 위하여 상기 집진 유닛 장착부(130)의 바닥 아래측에는 상기 압축 모터(870)가 설치되는 모터 수용부(미도시)가 형성되는 것이 바람직하며, 상기 집진 유닛 장착부(130) 바닥의 대략 중앙부는 상기 구동 기어(420)의 외주면 일부를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 형성된다.
한편, 상기 제 1 가압판(310)의 회전축(312)은 상기 고정축(322)의 상측에서부터 상기 고정축(322)의 중공에 삽입되고, 상기 종동 기어(410)는 상기 집진 용기(220)의 하단에서부터 상기 고정축(322)의 중공에 삽입되어 상기 회전축(312)과 결합된다.
그리고, 상기 회전축(312)은 상기 고정축(322)의 상단에 의해 지지되는 단차부(312c)가 형성되며, 상기 단차부(312c)를 기준으로 상기 제 1 가압판(310)이 결 합되는 상부축(312a)과 상기 종동 기어(410)가 결합되는 하부축(312b)으로 나뉜다.
여기서, 상기 하부축(312b)과 상기 종동 기어(410)가 결합될 수 있도록 상기 하부축(312b)에는 상기 종동 기어(410)의 기어축이 삽입되는 홈(312d)이 형성된다.
여기서, 상기 홈(312d)은 원형, 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 종동 기어(410)의 기어축은 상기 홈(312d)과 되응되는 형상으로 형성된다.
따라서, 상기와 같이 상기 회전축(312)에 상기 종동 기어(410)가 결합되면, 상기 종동 기어(410)가 상기 집진 용기(220)의 외부로 노출된다.
이렇게 상기 종동 기어(410)가 상기 집진 용기(220)의 외부로 노출됨에 따라, 상기 집진 유닛 장착부(130)에 상기 집진 유닛(200)이 장착되면, 상기 종동 기어(410)가 상기 구동 기어(420)와 맞물리게 된다.
한편, 상기 압축 모터(870)는 정회전과 역회전이 가능한 모터임이 바람직하다. 다시 말해서 상기 압축 모터(870)는 양방향 회전이 가능한 모터가 사용될 수 있다.
이와 같이 상기 압축 모터(870)의 정역회전이 가능하기 위하여, 상기 압축 모터(870)는 싱크로노스 모터(synchronous motor)가 사용될 수 있다(상기 싱크로노스 모터는 모터 기술분야에서 일반적으로 알려진 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 싱크로로스 모터에 의해서 상기 구동모터(870)의 정역회전이 가능하도록 한 것이 본 발명의 기술적 사상 중 하나이다).
이때, 상기 압축 모터(870)의 방향 전환 시점은 제 1 가압판(310)이 일정 방 향으로 회전하다가 이물로 인하여 더 이상 회전하지 못하여 구동 기어(420)가 일정 주기로 회전하지 못하는 시점을 판단하여 이루어진다.
즉, 본 발명에서는 이물로 인하여 구동 기어(420)가 더 이상 회전하지 않는 시점을 마이크로 스위치(M)가 감지하는 시점을 기준으로 압축 모터(870)를 일시 정지시킨 후 압축 모터(870)의 회전 방향으로 역회전시킨 후 재차 동작하는 방식을 취하고 있다.
그리고, 상기 제 1 가압판(310)이 회전하여 이물을 압축시키면서 더이상 회전할 수 없는 정점에 도달한 경우에도, 상기 제 1 가압판(310)이 이물을 일정시간 동안 계속적으로 가압하도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 가압판(310)의 일정 방향으로의 회전 이동이 정지되면, 상기 제 1 가압판(310)을 회전시키는 동력 즉, 상기 압축 모터(870)로 인가되는 전원을 일정 시간 동안 차단하여, 상기 제 1 가압판(310)이 정지된 상태에서 상기 이물을 압축한 상태를 유지하도록 하고, 상기 일정 시간이 지나면 다시 상기 압축 모터(870)에 전원을 인가하여 상기 제 1 가압판(310)이 회전 이동할 수 있도록 한다.
이때, 상기 압축 모터(870)가 다시 구동되면, 상기 압축 모터(870)의 회전 방향은 전원 차단 전과 반대 방향이 된다.
또한, 상기 집진 용기(220)의 내부에 소정량 이상의 이물이 집진되면, 집진 성능의 저하와 모터의 과부하 등을 방지하기 위하여, 상기 집진 용기(220)의 비움 시기를 사용자에게 표시하는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 상기 청소기 본체(100) 또는 핸들(40)에 알림부(510, 520)가 구비되도록 하여, 상기 집진 용기(220) 내부에 소정량 이상의 이물이 집진되어, 상기 제 1 가압판(310)의 회전 범위가 소정 각도 이하가 되면, 상기 집진 용기(220)의 비움 시기를 사용자에게 표시한다.
이러한, 상기 알림부(510, 520)는 사용자에게 시각적으로 집진 용기(220)의 비움 시기를 알릴 수 있도록 하는 LED(510 : light emitting diode)일 수 있고, 사용자에게 청각적으로 집진 용기(220)의 비움 시기를 알릴 수 있도록 하는 스피커(520)일 수도 있다.
또한, 상기 LED(510)와 스피커(520)가 동시에 적용되어 사용자에게 집진 용기(220)의 비움 시기를 알리도록 할 수 있으며, 이러한 경우 상기 LED(510)는 사용자가 작동을 조절하는 핸들(40)에 구비되는 것이 바람직하고, 상기 스피커(520)는 상기 청소기 본체(100)또는 핸들(40)의 어느 위치에도 구비될 수 있다.
도 6은 상기 집진 유닛의 이물 분리부와 집진 용기를 분리하여 나타낸 사시도이고, 도 7는 도 6에 도시된 이물 분리부의 하부 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 이물 분리부(210)는 상기 집진 용기(220)의 상부에 결합되어, 상기 이물 분리부(210)에서 이물이 분리된 공기가 하측으로 이동되어 상기 집진 용기(220)의 내부에 저장된다.
구체적으로 표현하면, 상기 이물 분리부(210)의 상부 외주면에는 이물을 포함한 공기가 흡입되는 흡입구(211a)가 상기 이물 분리부(210)의 접선 방향으로 형성되고, 상기 이물 분리부(210)의 상측에는 커버(221d)가 착탈 가능하게 구비된다.
그리고, 상기 커버(211d)의 중앙부에는 상기 이물 분리부(210)의 내부, 즉 싸이클론부(211)에 의해서 이물이 분리된 공기가 배출되는 배출구(211b)가 형성된다.
그리고, 상기 배출구(211b)에는 중공형의 배기부재(211c)가 결합되고, 상기 배기부재(211c)의 외주면에는 상기 싸이클론부(211)에서 이물분리 과정을 거친 공기가 배출되는 다수 개의 통공이 형성된다.
그리고, 상기 이물 분리부(210)의 하측에는 수평 방향으로 구획판(230)이 형성된다. 이러한 상기 구획판(230)은 상기 이물 분리부(210)와 상기 집진 용기(220)를 구획하는 역할을 한다. 또한, 상기 구획판(230)은 상기 이물 분리부(210)가 상기 집진 용기(220)에 결합된 상태에서 상기 집진 용기(220) 내부에 저장된 이물이 상기 이물 분리부(210) 측으로 비산되는 것을 방지하는 역할을 더 수행한다.
그리고, 상기 구획판(230)에는 상기 싸이클론부(211)에서 분리된 이물이 상기 집진 용기(220)로 배출되도록 하는 이물 배출구(231)가 형성된다.
이 때, 상기 이물 배출구(231)는 상기 제 2 가압판(320)의 반대 측에 형성되는 것이 바람직하다.
그 이유는 상기 제 2 가압판(320)의 양측에 압축되는 이물의 양을 최대화하여, 이물의 집진 용량을 최대화하는 동시에 상기 집진 용기(220)의 내부에 이물이 저장되는 과정에서 이물의 비산을 최소화하기 위함이다.
상기와 같이 상기 이물 분리부(210)와 집진 용기(220)의 결합을 위하여, 상기 이물 분리부(210)에는 각가 상부 손잡이(212)와 하부 손잡이(223)가 구비된다.
그리고, 상기 집진 용기(220)가 상기 이물 분리부(210)에 장착된 상태에서 상기 집진 용기(220)와 상기 이물 분리부(210)가 결합될 수 있도록 상기 집진 유닛(200)에는 후크 장치가 구비된다.
구체적으로 표현하면, 상기 이물 분리부(210)의 외주면 하단에는 후크 걸이(241)가 구비되고, 상기 집진 용기(220)의 외주면 상단에는 상기 후크 걸이(241)에 선택적으로 결합되는 후크부(242)가 구비된다.
한편, 상술한 상기 싸이클론부(211)를 주 싸이클론부라 하고, 상기 이물 저장부(221)를 메인 저장부라 할 때, 본 발명에 따른 집진 유닛(200)은 상기 청소기 본체에 구비되는 적어도 하나의 보조 싸이클론부와 상기 집진 유닛(200)에 구비되는 보조 저장부(224)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 보조 저장부(224)는 상기 주 싸이클론부(211)에서 배출되는 공기에 포함된 먼지를 2차적으로 분리하는 기능을 하며, 상기 보조 저장부(224)는 상기 보조 싸이클론부에서 분리되는 이물을 저장하는 기능을 한다.
그리고, 상기 보조 저장부(224)는 상단이 개구된 상태로 상기 집진 유닛(200)의 외주면에 구비된다.
본 실시예에 있어서, 상기 보조 저장부(224)는 상기 집진 용기(220)의 외주면에 구비되며, 상기 이물 분리부(210)의 외주면에는 상기 보조 저장부(224)와 연통되는 보조 이물 유입부(213)가 제공된다.
여기서, 상기 보조 이물 유입부(213)의 외벽에는 상기 보조 싸이클론부의 이물 배출구(140)에 선택적으로 연결되는 보조 이물 유입구(213a)가 형성되고, 상기 보조 이물 유입부(213)의 저면은 개방되어 상기 보조 저장부(224)의 상단과 연통된 다.
이에 따라, 상기 주 싸이클론부(211)가 상기 청소기 본체(100)에 장착되면, 상기 보조 이물 유입구(213a)가 상기 보조 싸이클론부의 이물 배출구(140)에 연결되고, 상기 집진 용기(220)가 상기 청소기 본체(100)에 장착되어 상기 주 싸이클론부(211)의 하측에 위치되면, 상기 보조 이물 유입부(213)와 상기 보조 저장부(224)가 상호 연통된다.
따라서, 상기 보조 싸이클론부에서 분리되는 이물이 상기 보조 이물 유입구(213a)를 통해 유입되어 상기 보조 저장부(224)에 저장된다.
이하에서는 상기되는 구성을 가지는 본 발명에 따른 진공 청소기의 작용을 설명한다.
먼저, 진공 청소기에 전원이 공급되면, 상기 흡입력 발생 수단에 의해서 흡입력이 발생하고, 이러한 공기 흡입력에 의해서 흡입 노즐(40)로 이물이 포함된 공기가 흡입된다.
그리고, 상기 흡입 노즐(40)로 흡입된 공기는, 상기 본체 흡입부(110)를 거쳐 상기 주 싸이클론부의 흡입구(211a)로 유입된다. 그리고, 상기 주 싸이클론부의 흡입구(211a)를 통해 유입된 공기는 상기 주 싸이클론부(211)의 내벽에 접선 방향으로 안내되어 나선류를 형성하게 되고, 이에 따라 공기에 포함된 이물은 공기와의 원심력의 차이에 의해 분리되어 하강한다.
상기와 같이 상기 주 싸이클론부(211)의 내벽을 따라 나선 유동을 하면서 하강하는 먼지는, 상기 구획판(230)의 이물 배출구(231)를 통과하여 상기 메인 저장 부(221)에 저장된다.
그리고, 상기 주 싸이클론부(211)에 의해 일차적으로 이물이 분리된 공기는, 상기 배기부재(211c)를 거쳐 상기 배출구(211b)를 통해 배출된 후, 상기 보조 싸이클론부로 유입된다.
이에 따라, 상기 보조 싸이클론부의 내부에서 싸이클론 원리로 분리된 이물은 상기 보조 저장부(224)에 저장되고, 상기 보조 싸이클론부에서 이물과 분리된 공기는 상기 보조 싸이클론부에서 배출된 후, 상기 청소기 본체(100)로 유입되어 상기 본체 배출부(120)를 통해 상기 청소기 본체(100)에서 배출된다.
한편, 청소 과정에서 상기 메인 저장부(221)에는 상기 진공 청소기 내부로 유입되는 이물의 대부분이 저장되며, 상기 메인 저장부(221) 내부의 이물은 상기 제 1 가압판(310)과 상기 제 2 가압판(320)에 의해 압축되어 부피가 최소화되므로, 상기 메인 저장부(221) 내부에 다량의 이물이 저장될 수 있게 된다.
여기서, 상기 제 1 가압판(310)의 작동과 상기 제 2 가압판(320)과의 상호 작용에 대해서는 전술하였으므로, 이에 대해서는 생략하기로 한다.
이러한 청소 과정에서 상기 집진 용기(220) 내부에 일정량 이상의 이물이 저장되면, 상기 알림부(510, 520)가 작동되고, 상기 알림부(510, 520)에 의해서 사용자는 상기 집진 용기(220)의 비움 시기를 알 수 있게 된다.
그리고, 사용자는 상기 집진 유닛(200)을 상기 청소기 본체(100)로부터 분리하고, 상기 집진 용기(220) 내부의 이물을 비우게 된다.
도 8과 도 9는 상기 집진 유닛 내부의 이물 압축 과정을 보여주는 집진 용기 의 평면도이고, 도 10은 상기 이물 비움 알림 기능의 수행시 상기 가압판의 작동 상태를 보여주는 집진 용기의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 도 8에는 제 1 가압판(310)이 우측(반시계 방향)으로 회전 이동하면서 이물을 압착하는 모습이 도시되어 있으며, 도 9에는 제 1 가압판(310)이 좌측(시계 방향)으로 회전 이동하면서 이물을 압착하는 모습이 도시되어 있으며, 도 10에는 상기 도 8 및 도 9의 과정의 반복 수행에 의하여 많은 양의 이물이 제 2 가압판(320)을 중심으로 좌우에 채워져 있는 모습이 도시되어 있다.
이하에서는 도 11 내지 13을 참조하여 상기 집진 용기(220)의 내부에 집진되는 이물의 압축 과정과 이물 비움 시기를 나타내는 제어 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명에 따른 진공청소기의 제어 장치를 보여주는 블럭도이고, 도 12는 집진 유닛 내부의 이물 압축 과정과 이물 비움 시기를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 13은 집진 유닛에 집진되는 이물의 양에 따라 가변되는 펄스 신호의 파형도이다.
먼저, 도 11을 참조하면, 본 발명의 사상에 따른 진공 청소기는 마이콤으로 이루어지는 제어부(810)와, 먼지와 같은 이물의 흡입 파워(예컨대, 강, 중, 약 모드)를 선택하는 동작신호 입력부(820: 도 1의 "510"과 동일)와, 집진 유닛에 집진된 이물을 비우라는 신호가 LED 등과 같은 발광소자를 통과하여 표시되는 먼지교환신호 표시부(830: 도 1의 "510" 또는 "520"에 대응)와, 상기 동작신호 입력부로부터 입력되는 동작 모드(즉, 강, 중, 약 모드)에 따라서 이물을 집진 유닛 내부로 흡입하기 위한 구동 모터인 흡입 모터(850)을 작동시키기 위한 흡입모터 드라이버(840)와, 집진 유닛 내부에 집진되는 이물의 가압에 사용되는 압축모터(870)을 작동시키기 위한 압축모터 드라이버(860)와, 압축모터(870)의 좌우 회전 정도(예컨대, 좌우 왕복 회전 시간)를 측정하는 카운터부(880)를 적어도 구비한다.
동작에 있어서, 사용자가 동작신호 입력부(820)를 이용하여 흡입 파워를 나타내는 강, 중, 약 모드 중의 하나를 선택하면 제어부(810)는 이에 응답하여 상기 강, 중, 약 모드에 대응하는 흡입 파워로 흡입 모토(850)가 작동하도록 흡입모터 드라이버(840)를 제어한다. 즉, 흡입모터 드라이버(840)는 제어부(810)로부터 전달되는 신호에 따라서 흡입모터(850)를 소정의 흡입 파워로 동작시킨다.
한편, 제어부(810)는 흡입모터 드라이버(840)를 가동시킴과 동시에 또는 직후에 압축모터 드라이버(860)를 가동시켜 압축모터(870)를 동작시킨다.
흡입 모터(850)가 작동하면, 흡입 노즐(20)을 통하여 흡입된 먼지 등이 집진 유닛으로 흡인되기 시작한다.
집진 유닛으로 유입된 먼지 등의 이물은 상기 압축모터(870)에 의하여 좌우 왕복 회전 이동하는 제 1 가압판(310)에 의하여 압축된다.
카운터부(880)는 상기 압축모터(870)의 좌우 왕복 이동 시간(주기)를 측정하여 그 정보를 제어부(810)로 전송한다.
집진 유닛으로 유입되어 압축된 이물의 양이 증가함에 따라 상기 압축모터(870)의 좌우 왕복 이동 시간이 줄어들게 된다. 집진 유닛에 유입되어 압축되는 이물이 소정 양에 도달하여 압축모터(870)의 좌우 왕복 이동 시간이 일정 시간 미만이 되면, 제어부(810)는 이 정보에 기초하여 먼지교환신호 표시부(830)로 집진 유닛에 집진되어 있는 이물을 비우라는 신호를 표시한다.
사용자는 먼지교환신호 표시부(830)에 표시되는 신호를 보고, 진공 청소기의 작동을 정지시키고 집진 유닛 내부에 채워져 있는 먼지를 비우게 된다.
도 12는 본 발명에 따른 진공 청소기의 제어 방법을 설명하는 흐름도로서, 도 11에 도시된 블록도의 동작 개념을 보다 구체적으로 설명하는 흐름도이다.
처음, 사용자는 동작신호 입력부(820)에 표시되어 있는 흡입 파워인 강, 중, 약 모드 중의 하나를 선택하여 진공 청소기를 작동시킨다. 제어부(810)는 사용자가 선택한 흡입 모드에 따라 흡입 모터(850)가 구동되도록 흡입모터 드라이버(840)를 작동시킨다(S110).
상기 흡입 모터(850)가 작동하면 상기 흡입 모터(850)의 흡입력에 의하여 먼지 등과 같은 이물이 흡입 노즐(20)을 통하여 흡입된다. 이렇게 흡입된 이물은 집진 유닛에 모이게 된다. 보다 구체적으로 표현하면, 집진 용기(220)에 모이게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 집진 용기(220) 내부에 쌓이는 이물을 가압판(310, 320)을 이용하여 압축하는 동작을 수행한다.
따라서, 제어부(810)는 상기 집진 용기에 흡입된 이물을 압축시키기 위하여 압축모터(870)를 구동시킨다(S120).
참고로, 본 발명에서는 흡입모터(850)의 구동 후에 압축 모터(870)를 구동하는 방식을 취하였으나, 다른 실시예로서 흡입모터(850)와 압축모터(870)를 동시에 작동시킬 수도 있을 것이다.
단계(S120)에서, 상기 압축모터(870)가 구동되면, 압축모터(870)의 회전축과 축결합되어 있는 구동기어(420)가 회전한다. 구동기어(420)가 회전하면 이에 연동되어 종동기어(410)가 회전하기 시작한다. 상기 종동 기어(410)가 회전하면 종동기어(410)과 체결되어 있는 상기 회전축(312) 및 제 1 가압판(310)이 자동적으로 제 2 가압판(320) 쪽으로 회전 이동하면서 이물을 압착하게 된다.
한편, 구동기어(420)의 기어 이(gear tooth)의 골면(bottom land)에 위치하는 마이크로 스위치 단자는 구동기어(420)가 회전함에 따라 골면-봉우리면(top land)-골면-봉우리면-골면...으로 이동하게 된다. 마이크로 스위치는 스위치 단자가 골면에 위치하는 경우에는 오프, 봉우리면에 위치하는 경우에는 온되는 소자로서, 상기 마이크로 스위치의 온-오프 신호를 수신하는 카운터(880)는 이에 대응하는 소정의 펄스 신호를 출력하여 제어부(810)로 전송하게 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 가압판(310)과 제 2 가압판(320)에 의하여 집진 유닛 내부에서 압착되는 이물의 양이 증가할수록 종동 기어(410)의 좌우 왕복 회전 시간이 짧아지며, 이에 따라 이와 맞물려 있는 구동 기어(420)의 좌우 왕복 회전 시간도 동일하게 짧아질 것이다.
이때, 구동 기어(420)의 좌우 왕복 회전 시간이 짧아진다는 것은 마이크로 스위치(M)의 온-오프 횟수가 줄어든다는 것을 의미하며, 이는 결과적으로 카운터부(880)에서 출력되는 펄스 신호의 갯수가 감소한다는 것과 동일한 개념이다.
여기서, 상기 펄스 신호가 어떠한 모습으로 출력되는지에 대하여 설명하기로 한다(도 13 참조).
제 1 가압판(310)이 제 2 가압판(320)을 향하여 이동하면서 이물을 압착하게 되면, 종동기어(410)와 구동기어(420)는 일정한 주기로 회전을 하게 되며, 구동기어(420) 회전에 따라 온-오프되는 마이크로 스위치(M)는 일정한 주기로 온-오프될 것이다. 따라서, 카운터부(880)로부터는 규칙적인 주기의 펄스 신호가 발생될 것이다.
그러나, 이물이 충분히 압착되어 제 1 가압판(310)이 더 이상 제 2 가압판(320) 쪽으로 이동하지 못하게 되는 경우에는 종동 기어(410)와 구동 기어(420)가 더 이상 회전하지 않는다는 것을 의미하며, 이는 결과적으로 규칙적으로 발생하던 펄스 신호가 더 이상 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 제어부는 다음 동작을 위하여 제 1 가압판(310)의 이동에 의한 이물 압착이 최대 한도까지 이루어졌다는 것을 확인할 필요가 있으며, 이 확인 과정은 상기 펄스 신호가 규칙적으로 발생하는 지 여부를 기준으로 판단하게 된다.
즉, 제어부는 카운터부(880)로부터 규칙적인 펄스가 발생되는지 여부를 판단하게 되는 것이다(S140).
규칙적인 펄스가 발생하는 경우에는 제 1 가압판(310)과 제 2 가압판(320)사이의 이물이 압착될 공간이 더 있는 경우이므로 이 경우에는 단계(S120)로 복귀하여 종전의 이물 압착 과정을 계속 수행한다.
반면에, 규칙적인 펄스가 발생되지 않는 경우, 즉 제 1 가압판(310)에 의하여 이물이 충분히 압착된 경우, 제어부(810)는 압축 모터(870)의 동작을 정지시킨 다. 즉, 주기적인 펄스가 카운터부(880)를 통하여 인가되는 중, 상기 펄스의 규칙적인 주기가 무너지는 순간, 제어부(810)는 이를 인식하여 압축모터 드라이버(860)를 통하여 압축모터(870)를 정지시킨다. 따라서, 제 1 가압판(310)의 회전 동작도 정지된다.
다음, 제어부(870)는 상기 압축모터(870)의 정지 상태를 일정 시간(예컨대, 3초 정도) 유지한다. 압축모터(870)를 일정 시간 정지시키는 이유는 압축모터(870)의 회전 방향을 반대 방향으로 구동시키기 위한 대기 시간이다. 즉, 정지 상태인 제 1 가압판(310)을 반대 방향으로 회전시키기 위한 대기 시간이다.
다음, 제어부(810)는 이전의 압축모터 정지시(시간 T1)부터 현재의 압축모터 정지시(시간 T2)까지의 펄스 개수가 소정 개수(N) 미만인지 여부를 판단한다(S170). 이렇게 하는 이유는, 압착된 이물의 양이 일정 양을 초과하였는지 여부를 점검하기 위함이다. 예컨대, 이물의 양이 일정 수준을 초과하면 제 1 가압판(310)의 좌우 왕복 이동시간은 줄어들게 되고, 이는 결과적으로 이 구간 동안 카운터부(880)로부터 출력되는 펄스 개수의 감소에 대응하기 때문이다.
즉, 본 발명에서는 집진 용기(220) 내에 압착된 이물의 양이 소정 레벨을 초과하였는지 여부를 사실상 제 1 가압판(310)의 좌우 왕복 이동 시간(다른 식으로 표현하면, 펄스의 개수 차이)을 측정하여 결정한다.
상기 단계(S170)에서의 판단 결과, 이전의 압축모터 정지시(시간 T1)부터 현재의 압축모터 정지시(시간 T2)까지의 펄스 개수가 소정 개수(N) 이상이 경우에는 집진 용기(220) 내부에 이물을 추가적으로 압착시킬 수 있는 공간이 있다는 의미로 서, 단계(S120)로 복귀하여 전과정을 재수행한다. 이때, 제어부(810)에 의하여 압축모터(870)는 단계(S150)에서 정지되기 직전의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하게 된다.
이에 대하여, 상기 단계(S170)에서의 판단 결과, 이전의 압축모터 정지시(시간 T1)부터 현재의 압축모터 정지시(시간 T2)까지의 펄스 개수가 소정 개수(N) 이상이 경우, 제어부(810)는 상기 단계(S170)에서 판단한 펄스의 개수가 소정 개수 미만으로 측정된 결과가 연속적으로 소정 횟수(예컨대, 3회)를 도달하였는지 여부를 판단한다(S180). 이렇게 함으로써, 집진 용기(220) 내부에 이물이 소정 양을 초과하였다는 것을 보다 확실히 판단할 수 있음은 물론, 제 1 가압판(310)이 이물 등의 영향에 의하여 정상적으로 좌우 회전 이동을 못하여 발생할 수 있는 오류를 방지하기 위함이다.
단계(S180)에서의 판단 결과, 소정 횟수에 미달인 경우에는 단계(S120)로 복귀하여 전과정을 재수행한다.
반면에, 단계(S180)에서의 판단 결과, 소정 횟수에 도달한 경우, 제어부(810)는 메인 구동모터인 흡입모터(850)을 정지시킨다(S190). 흡입모터(850)를 강제적으로 정지시키는 이유는 집진 용기(220) 내부에 쌓인 이물의 양이 소정 양을 초과한 경우에 강제적으로 이물 흡입 동작을 계속하게 되면 이물 흡입 효율이 떨어질 뿐만 아니라 흡입모터(850)에도 과부하가 걸릴 수 있기 때문이다.
다음, 제어부(810)는 집진 유닛 내의 이물을 비우라는 신호를 먼지교환신호 표시부(830)로 전송하여 사용자가 인식할 수 있도록 한다. 본 발명의 다른 실시예 로서, 먼지교환신호는 부저 회로를 이용하여 소정의 소리 신호로 표시할 수도 있을 것이다.
도 13은 집진 유닛에 집진되는 이물의 양에 따라 가변되는 펄스 신호의 파형도의 일예이다.
도 13의 (a)는 집진 용기(220) 내부에 이물이 거의 없는 경우를 나타내고, 도 13의 (b)는 집진 용기(220) 내부에 이물이 어느 채워져 가는 경우를 나타내고, 도 13의 (c)는 이물의 양이 소정 레벨에 도달한 경우를 나타낸다.
도 13에서, 펄스 파형은 카운터부(880)에서 출력되어 제어부(810)로 입력되는 신호로서, 전술한 바와 같이, 상기 펄스 신호는 구동기어(420)의 회전에 따라 온-오프되는 마이크로 스위치(M)의 신호를 수신한 카운터부(880)로부터 출력된다.
처음, 압축 모터(870)의 동작시, 제 1 가압판(310)은 임의의 위치에 놓여 있을 것이다. 따라서, 예컨대 최초에 압축 모터(870)가 좌회전하여 최초로 정지하는 시점(a)에서부터 제어부는 정상적인 동작을 수행하게 된다(여기서, a~b 구간은 3초이다). 즉, 시점(a)에 도달한 후부터 상기 카운터부(880)로부터 입력되는 펄스 신호에 대하여 제어부는 정상 상태의 펄스 신호로 인식하게 된다.
도 13에서 알 수 있듯이, 집진 용기(220) 내부에 모인 이물의 양이 적은 경우에는 제 1 가압판(310)이 좌측 또는 우측 방향으로 최대한 회전 가능하므로, 이 경우에는 도 13의 (a)와 같이 예컨대 10개의 펄스가 출력될 것이다.
시간이 지남에 따라 이물의 양이 증가하게 되면 제 1 가압판(310)의 좌우 회전 이동 시간(다른 식으로 표현하면 좌우 이동 거리가 짧아진다고도 할 수 있을 것 이다)은 점차적으로 줄어들게 된다.
그 후, 도 13의 (c)에서와 같이, 좌우 회전시 발생하는 펄스 신호의 개수가가 예컨대 3개이고 이러한 펄스 신호의 발생이 소정 횟수(본 발명의 경우 3회) 반복되면, 제어부는 이에 대응하여 이물을 비우라는 신호를 발생하게 된다.
지금까지, 집진 유닛 내에 쌓이는 이물을 압축하고 그 압착된 이물의 비움 시기를 표시하는 진공청소기의 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명하였다.
이하에서는 본 발명에서 제안하는 먼지 등의 이물 흡입 량에 따른 흡입 모터의 구동력 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 14에는 본 발명에서 제안하는 흡입 모터의 제어 방법을 설명하는 흐름도가 도시되어 있으며, 도 15에는 본 발명에서 제안하는 방식으로 흡입 모터를 사용하는 경우의 진공청소기의 이물 흡입력을 설명하는 그래프가 종래의 경우와 비교 도시되어 있다.
도 14에서, 사용자가 진공청소기를 작동시키면(S110), 먼지와 같은 이물을 집진 유닛 내부로 강력히 빨아들이기 위하여 메인 구동 모터인 흡입 모터(850)가 소정의 구동력(이를 제 1 구동력이라 한다). 상기 제 1 구동력은 진공청소기의 최초 작동시 제어부(810)에 의하여 제어되며, 흡입 모터(850)의 최대 구동력 차이에 따라 달라질 수 이는 있으나, 대략 최대 구동력의 90% 정도가 바람직하다.
다음, 제어부(810)는 전술한 이물 량 측정 방식에 의하여 집진 유닛 내에 쌓인 이물의 양을 측정한다(S130). 즉, 제어부(810)는 카운터(880)로부터 입력되는 펄스 신호의 개수로부터 집진 유닛 내부에 집적된 이물의 양을 측정한다. 이에 대 하여서는 앞에서 충분히 설명되었으므로 더 이상의 추가 설명은 생략한다.
단계 130에서의 측정 결과, 이물의 양이 소정의 기준 양을 초과하지 않는 것으로 판단되면(S140), 제어부(810)는 흡입 모터(850)를 상기 제 1 구동력으로 유지한 상태로 계속 작동시키면서 집진 유닛내에 집적된 이물량을 계속 측정하게 된다.
반면에, 단계 130에서의 측정 결과, 이물의 양이 소정의 기준 양을 초과한 것으로 판단되면(S140), 제어부(810)는 흡입 모터(850)의 구동력을 이물의 양에 따라 소정의 비율로 증가시킨다. 이때, 증가되는 흡입 모터(850)의 구동력을 제 2 구동력이라 한다. 상기 제 2 구동력은 이물의 증가량에 비례하여 증가하도록 구현되는 것이 바람직하다. 그러나, 다른 실시예로서, 이물의 양에 따라 제 2 구동력을 스텝 형식으로 단계별로 증가시킬 수도 있을 것이다.
도 15a에 도시된 바와 같이, 종래에는 흡입 모터의 구동력을 진공청소기의 작동시부터 먼지와 같은 이물의 양에 무관하게 일정하게 유지하였기 때문에, 집진 유닛내에 쌓이는 이물의 영이 일정 수준을 초과하는 경우에는 외부로부터 먼지 등을 빨아들이는 실질적인 흡입력이 감소하게 된다는 문제점이 있었다.
그러나, 도 15b와 같이 본 발명에서 제안하는 제어 방법을 사용하는 경우에는 흡입력이 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
이상에서 알 수 있듯이, 본 발명의 경우에는 흡입된 이물의 양이 일정 양을 초과하는 시점부터는 상기 흡입 모터(850)의 구동력을 점진적으로 증가시킴으로써 진공청소기의 흡입력이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.
이상에서는 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공 청소기의 일 실 시예로서 캐니스터 형의 진공 청소기를 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 업라이트 형의 청소기나 로봇 청소기에도 적용이 가능함을 밝혀둔다.
제안되는 바와 같은 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명에 따른 진공 청소기에 의하면, 한 쌍의 가압판에 의해서 상기 집진 유닛 내부에 저장되는 이물이 압축되어 그 부피가 최소화되므로, 상기 집진 유닛 내부에 저장되는 이물의 집진 용량이 최대화되는 효과가 있다.
둘째, 상기 한 쌍의 가압판의 압축 작용에 의해서 상기 집진 유닛의 집진 용량이 최대화됨에 따라 사용자가 상기 집진 유닛의 내부에 저장된 이물을 자주 비워줘야 하는 번거로움이 제거되는 효과가 있다.
셋째, 상기 집진 유닛 내부에 집진된 이물이 진공 청소기의 작동이 정지된 경우에도 압축된 상태를 유지함에 따라, 이물의 비움시 상기 집진 유닛 내부에 저장된 이물이 상기 집진 유닛 외부로 쉽게 배출되게 된다.
넷째, 상기 집진 유닛 내부에 소정량 이상의 이물이 집진되면, 상기 집진 유닛의 이물 비움 시기가 표시되어 사용자가 이물을 비우는 시기를 쉽게 알 수 있는 효과가 있다.
다섯째, 상기 집진 유닛의 이물 비움 시기가 표시됨과 아울러 제 1 회전판이 이물의 비움이 용이한 위치로 이동됨에 따라 사용자가 편리하게 이물을 비울 수 있게 되는 효과가 있다.
여섯째, 진공청소기에 장착된 흡입 모터의 구동력을 흡입되는 이물의 양에 따라 가변시킴으로써 진공청소기가 일정한 흡입력을 갖도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (8)

  1. 진공청소기를 작동시키는 제 1 단계;
    이물을 흡입하기 위한 흡입 모터를 제 1 구동력으로 작동시켜 외부의 이물을 흡입하는 제 2 단계;
    집진 유닛으로 흡입된 상기 이물의 양을 측정하는 제 3 단계;
    상기 제 3 단계에서의 측정 결과, 상기 이물의 양이 일정 수준을 초과하면 상기 제 1 구동력보다 큰 제 2 구동력으로 상기 흡입 모터를 작동시키고, 상기 이물의 양이 일정 수준을 초과하지 않은 경우에는 상기 제 3 단계를 재수행하는 제 4 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계에서, 상기 진공청소기의 흡입 파워를 나타내는 강, 중, 약 모드 중 어느 모드를 선택하여 상기 진공청소기를 작동시키느냐에 따라서 상기 제 1 구동력과 제 2 구동력이 달라지는 것을 특징으로 하는 것을 진공청소기의 제어 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 진공청소기를 작동시키는 제 1 단계;
    이물을 흡입하기 위한 흡입 모터를 제 1 구동력으로 작동시켜 외부의 이물을 흡입하는 제 2 단계;
    집진 유닛에 장착되는 가압판을 좌우로 회전시켜 상기 집진 유닛에 저장되는 상기 이물을 압축시키는 압축 모터를 구동시키는 제 3 단계;
    상기 압축 모터의 좌우 왕복 회전 시간을 측정하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계의 측정 결과, 상기 압축 모터의 좌우 왕복 회전 시간이 일정 시간 이상이면 상기 제 3 단계로 복귀하는 제 5 단계와,
    상기 제 4 단계의 측정 결과, 상기 압축 모터의 좌우 왕복 회전 시간이 일정 시간 미만이면 상기 제 1 구동력으로 작동하는 상기 흡입 모터의 구동력을 상기 제 1 구동력보다 큰 제 2 구동력으로 상승시킨 후 상기 제 3 단계로 복귀하는 제 6 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 구동력은 이물의 양에 따라 그 세기가 점증하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 제어 방법.
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