KR101090691B1

KR101090691B1 - 무접점 압력 스위치

Info

Publication number: KR101090691B1
Application number: KR1020100086786A
Authority: KR
Inventors: 서상원; 오민영
Original assignee: 두얼메카닉스 주식회사
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2011-12-08

Abstract

본 발명은 진공청소기용 압력 스위치에 관한 것으로, 내부에 중공부(11)가 형성되며, 이 중공부(11)와 연통되는 관통홀(12)이 형성된 본체(10)와; 상기 본체(10)의 중공부(11)에 구비되는 제어부(20)와; 상기 제어부(20)의 일측에 구비되어 중공부(11) 내로 돌출되도록 구비되는 발광체(30)와; 상기 발광체(30)의 반대측에 구비되어 빛을 수신하는 광센서(40)와; 상기 발광체(30)와 광센서(40) 사이에 설치되어 승강되는 차광판(50)과; 상기 차광판(50)이 상면에 구비되어 탄성 스프링(S)에 의해 탄지되는 승강체(60)로 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.
이에 의해 압력에 의해 승강되는 차광판에 의해 빛이 광센서에 수신되는 양에 따라 압력의 세기를 측정할 수 있으므로, 기존 기계식 압력 스위치가 지니고 있는 접점 불량의 문제를 해소할 수 있다.

Description

무접점 압력 스위치{NON-CONTACT PRESSURE SWITCH}

본 발명은 무접점 압력 스위치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 진공청소기의 집진실 내의 진공 압력을 측정하여 먼지봉투의 교체시기를 알 수 있도록 하고, 이로 인해 모터에 부하가 가중되는 것을 방지하는 진공청소기용 압력 스위치에 관한 것이다.

가정용 진공청소기는 그 내부에 먼지봉투가 설치되어 흡입판을 따라 집진되는 먼지 등이 쌓여 모이게 되는데, 이렇게 먼지봉투에 쌓이는 먼지의 양이 많아지면, 모터가 흡입판을 통해 공기를 흡입하는 데에는 더 많은 흡입력이 필요하게 되고, 이에 따라 모터의 구동속도가 증가하면서 과부화가 발생하게 된다.

따라서 종래의 진공청소기에는 먼지봉투에 먼지가 쌓여 집진실 내부의 진공 압력이 과도하게 상승하지 않도록 진공 압력의 정도를 감지하는 진공 압력 스위치가 설치되고 있다.

이러한 진공 압력 스위치는 집진실에 발생하는 진공 압력에 따라 떨어져 있던 접점판이 접점 단자와 접점되면서 일정 압력에 도달하였다는 것을 표시하게 되고, 이에 의해 사용자가 먼지봉투를 교체할 수 있도록 유도하는 역할을 한다.

이와 같은 진공청소기용 진공 압력 스위치의 예로는 도 1에서와 같이 베이스(1)와, 베이스(1)에 끼워지며 유연한 재질로 이루어진 커버(4)와, 커버(4)의 내부에 설치되는 가변접점판(3)과, 베이스(1)와 가변접점판(3) 사이에 설치되는 스프링(2) 및 하우징(5)으로 구성된다.

상기 베이스(1)에는 공통으로 사용되는 전선이 결합되는 제1단자(1A)와, 제1단자(1A)와 도통되어 신호가 출력되는 제2단자(1B)와, 제1단자(1A)와 도통되어 신호가 출력되는 제3단자(1C)가 구비되고, 집진실과 연통되는 관통로(1D)가 형성된다.

또한 베이스(1)의 상부로 스프링(2)과 가변접점판(3)이 순서대로 적층되며, 커버(4)가 홈부에 끼워지면서 스프링(2)에 의해 탄성 지지되고, 베이스(1)의 상부에 하우징(5)이 결합된다.

제1단자(1A)는 스프링(2)의 일측과 접촉되며, 스프링(2)은 가변접점판(3)과 접촉되어, 제1단자(1A)와 스프링(2) 및 가변접점판(3)은 전기적으로 연결된 상태가 된다.

여기서 집진실의 진공압력이 상승하면 집진실과 연통된 관통로(1D)에 의해 커버(4)의 내부는 진공압력이 상승하고, 이 진공 압력의 세기가 세지면 스프링(2)의 탄성력을 해소하여 커버(4)가 하부로 이동된다.

이 진공압력이 지속적으로 상승하면 커버(4)의 하부에 위치한 가변접점판(3)은 제2단자(1B)와 제3단자(1C)에 순차적으로 접촉되고, 각 단자에 접촉되는 것에 의해 진공 압력의 세기를 판단하게 된다.

이러한 진공청소기용 압력 스위치는 다수의 접점 단자가 순차적으로 접촉될 수 있도록 그 높이가 설정되어 있는데, 이 단자들을 누르고 커버(4)가 하강해야 하므로 단자가 진공 압력과 반대되는 저항요소로 작용하여, 압력의 변화에 대응하여 정확하고 신속하게 측정하기 어렵고, 또한 커버(4)가 하나의 단자와 접촉되며, 그보다 낮은 단자와는 접촉되지 않는 위치에 놓인 경우에는 실제적으로 낮은 단자측과 커버(4)가 근접되어 있음에도, 이를 감지할 수 없기 때문에 접촉된 단자의 압력 값으로만 측정되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존 접점방식의 압력 스위치의 구조적인 문제를 해소하기 위해 빛을 발광하는 발광체와, 이 발광체의 빛을 수신하여 빛의 양에 따라 정해진 신호를 출력하는 무접점 압력 스위치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 내부에 중공부가 형성되며, 이 중공부와 연통되는 관통홀이 형성된 본체와; 상기 본체의 중공부에 구비되는 제어부와; 상기 제어부의 일측에 구비되어 중공부 내로 돌출되도록 구비되는 발광체와; 상기 발광체의 반대측에 구비되어 빛을 수신하는 광센서와; 상기 발광체와 광센서 사이에 설치되어 승강되는 차광판과; 상기 차광판이 상면에 구비되어 탄성 스프링에 의해 탄지되는 승강체로 구성된 것에 의해 달성된다.

본 발명은 진공청소기의 집진실 내의 진공 압력을 측정함에 있어, 진공 압력의 세기 값에 따라 더욱 세분화하여 그 결과를 출력할 수 있으므로 집진실 내에서 변화하는 진공 압력에 대응하여 빠르게 측정할 수 있고, 또한 기존의 진공 압력 스위치가 지니고 있는 접점 단자와 접점판 간의 접점 불량문제를 해소할 수 있다.

도 1은 종래의 진공 청소기용 압력 스위치의 예를 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 무접점 압력 스위치의 예를 보인 분리된 사시도,
도 3(a)는 본 발명에 따른 제어부와 발광체 및 광센서의 예를 보인 사시도,
도 3(b)는 본 발명에 따른 차광판과 승강체 및 탄성 스프링의 예를 보인 사시도,
도 4는 도 2의 조립된 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 무접점 압력 스위치의 설치 예를 보인 사용상태도,
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 무접점 압력 스위치의 사용 예를 보인 사용상태도,
도 8은 본 발명에 따른 무접점 압력 스위치의 다른 실시예를 보인 단면도이다.

이하에서 본 발명의 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 진공청소기의 집진실 내에 설치되는 압력 스위치에 관한 것으로, 압력 스위치 내의 접점 단자와 접점판의 구조를 삭제하고, 그 대신에 광센서와 발광체를 설치하며, 집진실 내의 압력에 따라 광센서에 수신되는 빛의 양을 다르게 함으로써, 광센서에 수신되는 빛의 양에 따라 다른 신호가 출력되어 진공 압력을 측정하는 무접점 압력 스위치를 제공하고자 한다.

이를 위해 본 발명은 도 2에서와 같이 내부에 중공부(11)가 형성되며, 이 중공부(11)와 연통되는 관통홀(12)이 형성된 본체(10)와; 상기 본체(10)의 중공부(11)에 구비되는 제어부(20)와; 상기 제어부(20)의 일측에 구비되어 중공부(11) 내로 돌출되도록 구비되는 발광체(30)와; 상기 발광체(30)의 반대측에 구비되어 빛을 수신하는 광센서(40)와; 상기 발광체(30)와 광센서(40) 사이에 설치되어 승강되는 차광판(50)과; 상기 차광판(50)이 상면에 구비되어 탄성 스프링(S)에 의해 탄지되는 승강체(60)를 포함한다.

본체(10)는 압력 스위치의 외부 케이스로서, 도 2에서와 같이 그 내부에 중공부(11)가 형성되어 있고, 이 중공부의 상하 양측으로 관통홀(12)과 통기공(13)이 형성된다.

관통홀(12)은 집진실 내의 진공 압력이 상승하면, 진공 흡입력에 의해 중공부(11) 내에 구비되는 승강체(60)가 끌어당겨지도록 흡입력을 전달하기 위한 구성이며, 통기공(13)은 승강체(60)가 진공 흡입력에 의해 당겨지는 만큼 상대적으로 외부 공기가 중공실(11) 내로 유입되게 함으로써 승강체(60)의 이동이 가능하게 하는 구성이다.

즉, 집진실 내에 진공 압력이 발생하면 관통홀(12)을 통해 흡입력이 중공부(11) 내로 전달되어 후술하는 승강체(60)를 진공 압력으로 끌어당기고, 승강체(60)가 당겨지는 만큼 통기공(13)으로 공기가 유입되면서 승강체(60)의 슬라이딩 동작이 원활하게 이루어진다.

제어부(20)는 후술하는 발광체(30)와 광센서(40)를 제어하는 구성으로, 도 3(a)에서와 같이 그 저면 양측으로 일정 간격을 두고 발광체(30)와 광센서(40)가 각각 설치되며, 그 중심으로는 본체(10)의 통기홀(13)과 연결되는 홀(21)이 형성된다.

이러한 제어부(20)는 발광체(30)와 광센서(40)의 동작을 제어함과 동시에 광센서(40)에서 보내오는 신호에 따라 진공 압력의 세기를 출력하는 기능을 수행하는데, 이때 광센서(40)는 진공 압력에 따라 빛의 양이 달라지도록 구성되어 있고, 수신된 빛에 양에 따라 정해진 신호를 제어부(20)에 송신하면, 수신되는 신호에 따른 진공 압력 값을 소형 LCD등을 이용해 화면으로 출력한다.

따라서 사용자는 제어부(20)를 통해 출력되는 진공 압력 값에 의해 진공청소기 내의 집진실의 압력 변화를 보다 정확하게 확인할 수 있고, 이에 따라 먼지봉투 내의 먼지가 집적된 정도를 쉽게 파악할 수 있다.

발광체(30)는 도 3(b)에서와 같이 상기 제어부(20)와 연동되어 설치되는 구성으로, 소비전력이 낮고 수명이 긴 LED를 이용하여 설치되는 것이 바람직하다.

광센서(40)는 발광체(30)의 빛을 수신하는 센서로써, 빛의 양에 따라 다른 신호를 출력하도록 설정되어 있고, 이 신호를 입력받아 제어부(20)에서는 광센서(40)에 수신되는 빛의 양의 변화를 확인할 수 있다.

차광판(50)은 도 4에서와 같이 상기 발광체(30)와 광센서(40) 사이에는 설치되어 발광체(30)의 빛이 광센서로(40)로 수신되는 것을 제한하는 것으로, 진공 압력이 가해지지 않은 상태에서는 차광판(50)이 발광체(30)의 빛을 완전히 차단하여 광센서(40)가 빛을 수신하지 못하도록 구성되어 있다가, 진공 압력이 가해지면 차광판(50)이 점진적으로 하향되어 발광체(30)의 빛이 광센서(40)로 수신된다.

이때 차광판(50)이 하향되는 것은 후술하는 승강체(60)의 승강에 따른 것으로, 이 승강체(60)는 진공 압력에 의해 승강되는 구성이므로, 광센서(40)에 빛이 수신되도록 차광판(50)이 개방되는 정도는 승강체(60)가 진공 압력에 의해 슬라이딩되어 이동하는 정도에 따른 것이며, 결과적으로 광센서(40)가 빛을 수신하는 양의 변화는 승강체(60)가 진공 압력에 의해 이동하는 거리에 비례한다.

승강체(60)는 본체(10) 내에 설치되어 탄성 스프링(S)에 의해 탄성 고정된 것으로, 평상시에는 승강체(60)의 상면에 돌출되도록 구비된 차광판(50)이 중공부(11) 내측벽 또는 제어부(20)의 저면 부분과 밀착된 상태가 유지되고, 진공청소기의 모터가 구동하여 집진실 내부에 진공 압력이 발생하면, 승강체(60)를 탄성지지하는 탄성 스프링(S)의 탄성력을 해소하면서 승강체(60)가 진공 압력에 의해 끌어당겨져 하강하게 되며, 이러한 동작으로 승강체(60)의 상면에 설치된 차광판(50)이 중공부(11)의 내측벽 또는 제어부(20)의 저면 부분과 떨어진다.

이렇게 승강체(60)가 이동됨에 따라 차광판(50)이 함께 이동되어 발광체(30)의 빛이 틈을 통해 광센서(40)로 수신되고, 차광판(50)과 중공부(11)의 내측벽 또는 제어부(20)와 이루는 틈의 간격만큼 빛의 통과량이 조절되어 광센서(40)에 수신되는 빛의 양이 조절된다.

따라서 진공 압력(흡입력)이 세지면 승강체(60)가 당겨지는 힘이 세지기 때문에 차광판(50)의 이송 거리는 그 만큼 커지고, 이에 따라 빛이 통과할 수 있는 틈이 커지기 때문에 광센서(40)는 더욱 많은 양의 빛을 수신할 수 있고, 이렇게 수신되는 빛의 양에 따라 광센서(40)는 설정된 다른 신호를 제어부(20)에 송신하고, 제어부(20)는 이를 대응되는 압력값으로 변환 출력한다.

상기 승강체(60)는 그 저면으로 돌출 형성된 돌기부(61)가 더 형성되는데, 이 돌기부(61)는 승강체(60)가 하강될 수 있는 최저점을 제한하고, 이 최저점에 도달하면 모터의 구동에 과부하가 발생할 수 있으므로, 댐퍼스위치가 작동하여 외기를 집진실 내로 유입시켜 진공압력을 낮춘다.

또한 승강체(60)는 저면 가장자리로 돌출되는 단턱(62)이 더 형성되어 탄성 스프링(S)이 이탈되지 않고 구속되어 고정된다.

이상과 같은 본 발명은 사용 예를 통해 좀더 상세히 설명하기로 한다.

<사용예>

본 발명의 무접점 압력스위치(100)는 도 5에서와 같이 진공청소기(200) 내의 집진실에 설치되며, 모터(500)의 구동에 의해 흡입구(400)로 먼지가 흡입되어 먼지봉투(300)에 쌓이는 구조로 이루어져 있다.

이때 모터(500)의 구동으로 흡입구(400)를 통해 외기가 원활하게 흡입되는 경우에는 진공압력이 과도하게 상승되지 않고, 이 경우에는 도 6에서와 같이 무접점 압력스위치(100)는 승강판(60)을 끌어당기는 힘이 부족하여 진공압력의 변화를 감지하지 못한다.

그러나 먼지봉투(300)에 먼지가 집적되어 흡입구(400)를 통해 외기 흡입이 용이하지 못하게 되면, 상대적으로 집진실 내의 진공 압력은 상승하게 되고, 이에 따라 도 7에서와 같이 관통홀(12)을 통해 내부로 진공압력이 가해지면서 승강체(60)가 하강된다.

이때 승강체(60)가 하강됨에 따라 발광체(30)의 빛을 차단하던 차광판(50)이 함께 하강되면서 빛이 광센서(40)로 수신되고, 제어부(20)는 광센서(40)에서 송신하는 신호를 수신하여 압력값을 출력한다.

즉, 본 발명은 승강체(60)가 진공압력에 의해 승강되는 정도에 따라 차광판(50)이 함께 승강되어 광센서(40)에 수신되는 빛의 양을 조절함으로써, 진공압력이 측정된다.

이때 도 8에서와 같이 본체(10)의 하부가 개방되도록 구성하고, 이 개방부에 나사로 조립되는 조절캡(15)과 이 조절캡(15)에 관통홀(12)을 형성한 것으로 실시될 수 있는데, 이 조절캡(15)을 이용해 간격을 조절하는 것으로 탄성스프링(S)의 탄성력의 세기를 조절할 수 있고, 이는 승강체(60)가 하강되기 위한 진공압력의 세기를 조절할 수 있게 되어, 모터의 용량에 맞춰 자유롭게 설정할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 진공청소기 내에 설치되는 압력 스위치를 접점 단자와 접점판의 구성없이 광센서와 발광체를 이용한 무접점 방식의 압력 스위치를 제공하여 접점 불량으로 인한 오작동과 압력 측정의 단계를 더욱 세분화하여 측정할 수 있는 것에 그 기술적 특징이 있다.

10: 본체 11: 중공부
12: 관통홀 13: 통기공
15: 조절캡 20: 제어부
21: 홀 30: 발광체
40: 광센서 50: 차광판
60: 승강체 61: 돌기부
62: 단턱 S: 탄성 스프링

Claims

진공청소기용 압력 스위치에 있어서,
내부에 중공부(11)가 형성되며, 이 중공부(11)와 연통되는 관통홀(12)이 형성된 본체(10)와;
상기 본체(10)의 중공부(11)에 구비되는 제어부(20)와;
상기 제어부(20)의 일측에 구비되어 중공부(11) 내로 돌출되도록 구비되는 발광체(30)와;
상기 발광체(30)의 반대측에 구비되어 빛을 수신하는 광센서(40)와;
상기 발광체(30)와 광센서(40) 사이에 설치되어 승강되는 차광판(50)과;
상기 차광판(50)이 상면에 구비되어 탄성 스프링(S)에 의해 탄지되는 승강체(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 무접점 압력 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 승강체(60)는 그 저면으로 돌출 형성된 돌기부(61)가 더 형성되며;
상기 본체(10)는 관통홀(12)의 반대측으로 통기공(13)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 무접점 압력 스위치.
청구항 2에 있어서,
상기 승강체(60)는 저면 가장자리로 돌출되는 단턱(62)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 무접점 압력 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(20)는 광센서(40)가 수신되는 빛의 양에 따라 다르게 출력되는 신호에 의해 압력의 세기를 표시하는 것을 특징으로 하는 무접점 압력 스위치.
청구항 1에 있어서,
상기 본체(10)는 중공부(11) 내에 설치되는 탄성 스프링(S)의 탄성력을 조절하는 조절캡(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 압력 스위치.