KR101552437B1 - 진공 청소기 - Google Patents

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KR101552437B1
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battery cells
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이창훈
임화진
하건호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 진공 청소기에 관한 것이다.
일 측면에 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키기 위한 흡입모터를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부; 상기 흡입부를 상기 청소기 본체에 연결시키기 위한 연결부; 및 상기 청소기 본체에 구비되며, 상기 흡입모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리 어셈블리를 포함하고, 상기 배터리 어셈블리는, 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀이 서로 이격되도록 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 서포터 기구를 포함한다.

Description

진공 청소기{Vacuum cleaner}
본 명세서는 진공 청소기에 관한 것이다.
일반적으로 진공 청소기는 본체 내부에 장착되는 흡입 모터에 의하여 발생되는 흡입력을 이용하여, 먼지가 포함된 공기를 흡입한 다음, 본체 내부에서 먼지를 필터링하는 장치이다.
이러한 진공 청소기는 수동 청소기와 자동 청소기로 구분된다. 수동 청소기는 사용자가 직접 청소를 수행하여야 하는 청소기이고, 자동 청소기는 스스로 주행하면서 청소를 수행하는 청소기이다.
상기 수동 청소기는, 흡입 노즐이 본체와는 별도로 구비되어 연결관에 의해 연결되는 캐니스터 방식과, 흡입 노즐이 본체와 결합되는 업라이트 방식으로 구별할 수 있다.
선행문헌인 대한민국공개특허공보 제10-2006-0118796호(공개일 2006.11.24.)에는 청소기의 전원코드 인출구가 개시된다.
선행문헌에는 본체 내에 코드릴어셈블리가 구비되고, 전원코드를 콘센트에 연결함으로써, 상기 본체가 전원을 공급받을 수 있다.
이와 같은 선행문헌의 경우 코드릴어셈블리에 의해서 청소기가 전원을 공급받으므로, 청소기를 이용하여 청소 수행 시 청소기는 코드릴어셈블리에 감긴 코드의 길이 만큼 이동할 수 있으므로, 청소에 제약이 있다.
본 발명의 목적은, 이동이 편리하며, 높은 흡입력을 발생하는 진공 청소기를 제공하는 것에 있다.
일 측면에 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키기 위한 흡입모터를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부; 상기 흡입부를 상기 청소기 본체에 연결시키기 위한 연결부; 및 상기 청소기 본체에 구비되며, 상기 흡입모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리 어셈블리를 포함하고, 상기 배터리 어셈블리는, 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀이 서로 이격되도록 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 서포터 기구를 포함한다.
또한, 상기 복수의 배터리 셀은 병렬로 배치되되, 직렬로 연결된다.
또한, 상기 복수의 배터리 셀 중 인접하는 두 셀은 어느 한 셀의 제1극이 향하는 방향과 다른 한 셀의 제1극이 향하는 방향이 반대가 되도록 배치된다.
또한, 상기 서포터 기구는 상기 복수의 배터리 셀의 일측을 지지하는 제1서포터와, 상기 복수의 배터리 셀의 타측을 지지하는 제2서포터를 포함하고, 상기 제1서포터와 상기 제2서포터는 상기 복수의 배터리 셀을 지지한 상태에서 서로 이격된다.
또한, 상기 각 서포터에는 복수의 배터리 셀 중 어느 한 셀의 제1극과 다른 한 셀의 제2극을 연결시키기 위한 복수의 전도체와, 상기 복수의 전도체가 위치되는 홀이 구비된다.
또한, 상기 각 서포터는, 상기 홀이 형성되는 서포터 바디와, 상기 서포터 바디에서 연장되며, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 일부를 둘러싸는 복수의 셀 커버를 포함한다.
또한, 상기 복수의 전도체와 연결되어 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 관리하는 배터리 관리 시스템을 더 포함한다.
또한, 상기 복수의 배터리 셀과, 상기 서포터 기구 및 상기 배터리 관리 시스템을 커버하는 배터리 커버를 더 포함하고, 상기 배터리 관리 시스템은 상기 배터리 커버에 설치된다.
또한, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 유닛이 복수 개가 존재하고, 복수의 배터리 유닛 각각이 복수의 서포터 기구 각각에 의해서 지지되는 진공 청소기.
또한, 상기 복수의 배터리 셀은 상기 서포터 기구에 지지된 상태에서 지그재그 형태로 배치된다.
또한, 상기 배터리 어셈블리는, 복수의 배터리 셀 및 서포터 기구를 커버하는 배터리 커버를 더 포함하고, 상기 흡입모터는 모터 하우징에 수용되며, 상기 모터 하우징에는 상기 배터리 커버를 가압하기 위하여 상기 배터리 커버의 상측에 접촉하는 접촉 리브가 구비된다.
또한, 상기 배터리 어셈블리는, 복수의 배터리 셀 및 서포터 기구를 커버하는 배터리 커버를 더 포함하고, 상기 배터리 커버에는 커버 가이드가 구비되고, 상기 청소기 본체에는 상기 커버 가이드와 접촉하여 상기 커버 가이드의 이동을 방지하기 위한 바디 가이드가 구비된다.
또한, 상기 커버 가이드와 상기 바디 가이드 중 어느 하나는 다른 하나에 삽입된다.
또한, 상기 배터리 커버에는 복수의 커버 가이드가 전후 방향으로 이격되어 배치되고, 상기 청소기 본체에는 복수의 바디 가이드가 구비되며, 상기 복수의 바디 가이드 사이에 상기 복수의 커버 가이드가 배치되며, 복수의 바디 가이드 중 어느 하나가 복수의 커버 가이드 중 어느 하나와 접촉하고, 복수의 바디 가이드 중 다른 하나가 복수의 커버 가이드 중 다른 하나가 접촉한다.
또한, 상기 청소기 본체의 양측에 구비되는 복수의 바퀴를 더 포함하고, 상기 복수의 바퀴 사이에 상기 흡입모터가 위치되고, 상기 복수의 바퀴 중 어느 한 바퀴와 상기 흡입모터 사이에 상기 배터리 어셈블리가 배치되며, 상기 복수의 배터리 셀의 길이 방향이 상기 바퀴의 축의 연장 방향과 나란하도록 배치된다.
또한, 상기 청소기 본체에 구비되며, 상용 전원을 공급받아 직류 전압으로 변환하여 상기 배터리로 직류 전압을 공급하는 충전기를 더 포함한다.
또한, 상기 충전기에서 출력되는 직류 전압은 42.4V를 초과하고, 상기 복수의 배터리 셀의 충전 전압의 최대 값은 84.8V 이상이며, 상기 흡입모터의 최대 출력은 600W 이상이다.
또한, 흡입력을 발생시키기 위한 흡입모터를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부; 상기 청소기 본체에 구비되며, 상기 흡입모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리 어셈블리를 포함하고, 상기 배터리 어셈블리는, 제1배터리 유닛과 상기 제1배터리 유닛과 이격되는 제2배터리 유닛을 포함하고, 상기 각 배터리 유닛은 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀을 이격된 상태로 지지하는 서포터 기구를 포함하고, 상기 제1배터리 유닛과 상기 제2배터리 유닛은 상기 복수의 배터리 셀 각각의 연장 방향과 교차되는 방향으로 이격되어 배치된다.
제안되는 발명에 의하면, 배터리 어셈블리가 컴팩트해지게 되어 배터리 어셈블리가 차지하는 공간이 줄어드는 장점이 있다.
또한, 배터리 커버 내에서 배터리 유닛의 복수의 셀이 병렬로 배치되되 서로 이격되므로, 배터리의 방열이 효과적인 장점이 있다.
또한, 배터리 유닛의 두 개의 셀의 서로 다른 극이 전도체에 의해서 연결되고, 각 전도체가 배터리 관리 시스템과 연결되므로, 복수의 셀 각각의 전압의 관리가 가능한 장점이 있다.
또한, 모터 하우징의 접촉 리브와, 배터리 커버의 커버 가이드와 상기 바디 가이드에 의해서 청소기 본체에 안착된 배터리 어셈블리의 움직임이 방지될 수 있으므로, 상기 배터리 어셈블리를 청소기 본체에 고정시키기 위한 별도의 고정수단이 불필요한 장점이 있다.
또한, 배터리 유닛에 충전된 최대 전압이 84.8V 이상이므로, 흡입모터를 동작시키기 위하여 필요한 전류값을 줄일 수 있어 흡입모터를 구동하기 위하여 필요한 회로 구성이 간단해지는 장점이 있고, 고출력의 흡입모터를 사용할 수 있으므로, 진공 청소기의 흡입력이 증가되는 장점이 있다.
도 1은 본 실시 예에 따른 진공 청소기의 사시도.
도 2는 본 실시 예에 따른 진공 청소기의 본체의 분해 사시도.
도 3은 본 실시 예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도.
도 4는 본 실시 예에 따른 배터리 어셈블리가 제2바디에 설치된 상태를 보여주는 도면.
도 5는 도 4의 수직 단면도.
도 6은 본 실시 예에 따른 모터 하우징과 배터리 어셈블리의 배치 관계를 보여주는 도면.
도 7은 본 실시 예에 따른 배터리 어셈블리를 보여주는 사시도.
도 8은 배터리 유닛과 배터리 서포터의 조립체를 보여주는 사시도.
도 9은 본 실시 예에 따른 배터리 서포터를 보여주는 사시도.
도 10은 도 8의 배터리 유닛 및 배터리 서포터의 조립체를 A방향에서 바라본 모습을 보여주는 도면.
도 11은 도 8의 배터리 유닛 및 배터리 서포터의 조립체를 B방향에서 바라본 모습을 보여주는 도면.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시 예에 따른 진공 청소기의 사시도이고, 도 2는 본 실시 예에 따른 진공 청소기의 본체의 분해 사시도이며, 도 3은 본 실시 예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 진공 청소기(1)는, 흡입력을 발생시키는 흡입모터(160)를 구비하는 청소기 본체(10)와, 상기 본체(10)로 먼지가 포함된 공기를 안내하는 흡입장치(20)를 포함할 수 있다.
상기 흡입장치(20)는, 청소면 일 예로 바닥면의 먼지를 흡입하기 위한 흡입부(21)와, 상기 흡입부(21)를 상기 청소기 본체(10)에 연결시키기 위한 연결부(22, 23, 24)를 포함할 수 있다.
상기 연결부(22, 23, 24)는, 상기 흡입부(21)에 연결되는 연장관(24)과, 상기 연장관(24)에 연결되는 핸들(22)과, 상기 핸들(22)을 상기 본체(10)에 연결시키는 흡입호스(23)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 진공 청소기(1)는, 상기 흡입장치(20)에서 흡입된 공기와 먼지를 서로 분리시키는 먼지 분리부(미도시)와, 상기 먼지 분리부에서 분리된 먼지를 저장하는 먼지통(110)을 더 포함할 수 있다. 상기 먼지통(110)은 상기 청소기 본체(10)에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 상기 먼지 분리부는 상기 먼지통(110)과 별도의 물품으로 제조되거나 상기 먼지통(110)과 하나의 모듈을 이룰 수 있다.
상기 진공 청소기(1)는, 상기 흡입모터(160)를 작동시키기 위한 전원을 공급하는 배터리 어셈블리(120)와, 상기 배터리 어셈블리(120)를 충전시키기 위한 충전기(140)와, 상기 본체(10)에 분리 가능하게 연결되며, 상기 본체(120)로 상용 전원을 공급하기 위한 전원코드(30)를 포함할 수 있다.
상기 전원코드(30)는 콘센트에 연결되는 플러그(31)와, 상기 청소기 본체(10)에 연결되는 제1커넥터(32)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 청소기 본체(10)는 상기 제1커넥터(32)가 연결되는 본체 커넥터(102)를 포함할 수 있다.
상기 청소기 본체(10)는, 제1바디(101)와, 상기 제1바디(101)의 하측에 결합되는 제2바디(103)를 포함할 수 있다. 상기 제2바디(103)의 양측에는 각각 바퀴(105)가 결합될 수 있다.
상기 제2바디(103)에는 상기 흡입모터(160), 배터리 어셈블리(120) 및 상기 충전기(140)가 설치될 수 있다. 상기 흡입모터(160)는 모터 하우징(162)에 의해서 보호될 수 있다. 즉, 상기 모터 하우징(162) 내에 상기 흡입모터(160)가 수용될 수 있다.
이 때, 공간 효율을 위하여 상기 모터 하우징(162)의 측방, 즉 흡입모터(160)의 측방에 상기 배터리 어셈블리(120)가 위치될 수 있다.
복수의 바퀴(105) 사이에 상기 흡입모터(160)와 상기 배터리 어셈블리(120)가 위치될 수 있다. 그리고, 상기 복수의 바퀴(105) 중 어느 한 바퀴와 상기 흡입모터(160) 사이에 상기 배터리 어셈블리(120)가 위치될 수 있다. 그리고, 상기 충전기(140)는 상기 배터리 어셈블리(120)와 이격된 위치에 배치될 수 있다.
상기 먼지통(110)은 상기 제1바디(101)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 그리고, 상기 제1바디(101)에 상기 제2커넥터(102)가 구비될 수 있다.
상기 배터리 어셈블리(120)는, 하나 이상의 배터리 유닛(131, 132)을 포함할 수 있다. 상기 하나 이상의 배터리 유닛(131, 132)은 복수의 배터리 셀(이하에서는 설명의 편의를 위하여 "셀"이라고 함)을 포함한다. 즉, 본 명세서에서 복수의 배터리 셀의 집합을 배터리 유닛이라 할 수 있다.
상기 복수의 셀은 충전 및 방전 가능한 2차 전지일 수 있다. 상기 하나 이상의 배터리 유닛(131, 132)에 충전된 최대 직류 전압(복수의 셀의 전압의 합임)은 일 예로 42.4V를 초과하는 값을 갖는다. 일 예로 상기 배터리 유닛(131, 132)의 최대 충전 전압은 84.8V 이상일 수 있다.
상기 충전기(140)는 정류 및 평활 동작을 수행하여, 상용 교류 전압을 인가받아 직류 전압 형태로 변환한다. 그리고, 상기 충전기(140)는 변환된 직류 전압을 상기 배터리 유닛(131, 132)으로 공급한다. 일 예로 상기 충전기(140)는 220V 상용 교류 전압을 42.4V를 초과하는 직류 전압으로 변환하여(강압함) 상기 배터리 유닛(131, 132)으로 공급한다.
상기 충전기(140)는, 입력된 교류 전압을 변압시키기 위한 변압기(141)와, 상기 변압기(141)에서 출력된 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 AC-DC 컨버터(142)를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 AC-DC 컨버터(142)에서 출력되는 직류 전압은 42.4V를 초과할 수 있다.
다른 예로서, 상기 AC-DC 컨버터에서 출력된 직류 전압을 상기 변압기가 변압하는 것도 가능하다. 이 경우에는 상기 변압기(141)에서 출력되는 직류 전압이 42.4V를 초과할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 충전기(140)가 변압기를 구비하지 않고, 상기 AC-DC 컨버터(142)가 직류 전압이 교류 전압으로 변환되는 것을 방지하기 위한 회로를 구비하는 것도 가능하다. 즉, 상기 AC-DC 컨버터(142)가 절연형 컨버터인 것도 가능하다. 본 실시 예에서 AC-DC 컨버터는 공지의 구성이 사용될 수 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시 예에서, 상기 흡입모터(160)는 일 예로 BLDC 모터일 수 있다. 그리고, 상기 흡입모터(160)의 최대 출력은 일 예로 600W 이상일 수 있다.
상기 배터리 유닛(131, 132)에 충전된 전압이 42.4V 이하인 경우, 고출력의 흡입모터(160)를 동작시키기 위해서는 전류가 최소 14.15A 이상이어야 하므로 상기 흡입모터(160)를 구동하기 위하여 필요한 회로 구성이 복잡한 문제가 있다.
그러나, 본 실시 예에 의하면, 상기 배터리 유닛(131, 132)에 충전된 최대 전압이 84.8V 이상이므로, 상기 흡입모터(160)를 동작시키기 위하여 필요한 전류가 대략 7.1A 보다 작을 수 있어, 상기 흡입모터(160)를 구동하기 위하여 필요한 회로 구성이 간단해지는 장점이 있다.
본 실시 예에 의하면, 상기 충전기(140)에서 42.4V를 초과하는 직류 전압이 출력되고, 상기 배터리 유닛(131, 132)의 최대 충전 전압이 84.8V 이상이므로 상기 흡입모터(160)가 고출력을 낼 수 있으며, 이에 따라 상기 진공 청소기(1)의 흡입력이 증가되어 청소 성능이 향상되는 장점이 있다.
또한, 상기 전원코드(30)는 상기 배터리 유닛(131, 132)의 충전 시에만 상기 진공 청소기(1)에 연결될 수 있고, 상기 진공 청소기(1)를 이용하여 청소 시에는 상기 전원코드(30)를 상기 진공 청소기(1)에서 분리하여 사용할 수 있으므로, 상기 진공 청소기(1)의 이동 자유도가 향상되는 장점이 있다.
즉, 상기 진공 청소기(1)가 코드릴을 구비하지 않고, 상기 배터리 유닛(131, 132)으로부터 전원을 공급받으므로, 상기 진공 청소기(1)의 이동 거리에 제한이 없고, 상기 진공 청소기(1)가 이동하는 과정에서 상기 코드릴을 타고 넘거나 코드릴을 정리하면서 이동할 필요가 없으므로 이동이 원활한 장점이 있다.
또한, 본 실시 예에서 상기 배터리 유닛(131, 132)이 상기 본체 연결부(102)와 전기적으로 연결되어 있고 상기 배터리 유닛(131, 132)의 최대 충전 전압이 84.8V 이상이므로, 상기 변압기(141)가 없다면 사용자가 상기 본체 연결부(102)를 접촉하는 것에 의해서 사용자가 위험할 수 있다. 그러나, 본 실시 예의 경우 상기 충전기(140)가 변압기(141)를 포함하기 때문에 상기 변압기(141)가 절연 역할을 하게 되어 사용자의 안전성이 향상되는 장점이 있다.
한편, 상기 진공 청소기(1)는 유저 인터페이스(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 유저 인터페이스(170)는 상기 진공 청소기(1)의 작동 명령을 입력받을 수 있고, 상기 진공 청소기(1)의 작동 정보 또는 상태 정보를 표시할 수 있다.
상기 유저 인터페이스(170)는 상기 핸들(22) 및 본체(10) 중 하나 이상에 구비될 수 있다. 상기 유저 인터페이스(170)는, 입력부와 표시부가 일체로 구비되는 형태로 제공되거나, 별개의 입력부와 표시부를 포함할 수 있다.
상기 입력부를 통하여 상기 진공 청소기(1)의 전원 온 선택, 청소 모드, 흡입력의 강약 정도 등을 선택할 수 있다. 상기 표시부는 적어도 상기 배터리 유닛(131, 132)의 잔량 정보를 표시할 수 있다.
상기 컨트롤러(150)는 상기 배터리 유닛(131, 132)의 잔량이 기준값에 도달하는 경우, 상기 표시부에서 상기 배터리 유닛(131, 132)의 충전이 필요함을 알리기 위한 정보가 표시되도록 할 수 있다.
다른 예로서, 상기 표시부는 상기 배터리 유닛(131, 132)의 잔량을 연속적 또는 단계적으로 표시할 수 있다. 일 예로 상기 표시부는 상기 배터리 유닛(131, 132)의 잔량을 숫자 또는 기호, 또는 그래프 형태 등으로 표시할 수 있다. 또는 상기 표시부는 복수의 발광부를 포함하며 복수의 발광부의 온 개수를 달리하여 상기 배터리 유닛(131, 132)의 잔량을 표시할 수 있다. 또는 상기 표시부는 발광부에서 조사되는 빛의 색상을 달리하여 상기 배터리 유닛(131, 132)의 잔량을 표시할 수 있다.
도 4는 본 실시 예에 따른 배터리 어셈블리가 제2바디에 설치된 상태를 보여주는 도면이고, 도 5는 도 4의 수직 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 배터리 어셈블리(120)는, 배터리(131, 132)를 수용하는 배터리 커버(121, 122)를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리 커버(121, 122)는, 제1배터리 커버(121)와, 상기 제1배터리 커버(121)와 결합되는 제2배터리 커버(122)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 커버(121, 122)는 상기 제2바디(103)에 안착될 수 있다. 상기 배터리 커버(121, 122)은 대략적으로 원통형으로 형성될 수 있다. 상기 배터리 커버(121, 122)가 대략적으로 원통형으로 형성됨에 따라서 상기 청소기 본체(10) 내에서 상기 배터리 커버(121, 122)가 차지하는 공간이 최소화될 수 있다.
상기 제1배터리 커버(121)와 제2배터리 커버(122)는 체결부재가 체결되기 위한 하나 이상의 체결보스(123)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 커버(121, 122)에는 상기 청소기 본체(10)의 전후 방향으로 이격되는 복수의 커버 가이드(124, 125)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제2바디(103)에는 상기 복수의 커버 가이드(124, 125)와 접촉하는 복수의 바디 가이드(104, 105)가 구비될 수 있다.
상기 복수의 커버 가이드(124, 125)가 상기 복수의 바디 가이드(104, 105)와 접촉된 상태에서 상기 배터리 커버(121, 122)가 상기 청소기 본체(10)의 전후 방향으로 이동하는 것이 최소화될 수 있다.
즉, 상기 복수의 커버 가이드(124, 125)는 제1커버 가이드(124)와, 상기 제1커버 가이드(124)의 후방에 위치되는 제2커버 가이드(125)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 바디 가이드(104)는 상기 제1커버 가이드(124)의 전면에 접촉할 수 있는 제1바디 가이드(104)와 상기 제2가이드(125)의 후면에 접촉할 수 있는 제2바디 가이드(105)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1바디 가이드(104)와 상기 제2바디 가이드(105) 사이에 상기 제1커버 가이드(124)와 제2커버 가이드(125)가 위치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1커버 가이드(124)가 상기 제1바디 가이드(104)에 수용될 수 있고, 상기 제2커버 가이드(125)가 상기 제2바디 가이드(105)에 수용될 수 있다.
또는, 상기 커버 가이드(124, 125)가 하나 이상의 홈이고, 상기 하나 이상의 커버 가이드(124, 125)에 상기 커버 가이드(124, 125)에 삽입되는 것도 가능하다.
상기 배터리 커버(121, 122)는 후술할 배터리 서포터를 지지하기 위한 복수의 지지리브(126)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 지지리브(126)에 의해서 상기 배터리 커버 내에서 별도의 고정수단 없이 상기 배터리 서포터의 움직임이 방지될 수 있다. 물론, 상기 배터리 서포터가 체결부재에 의해서 배터리 커버에 체결되는 것도 가능하다.
도 6은 본 실시 예에 따른 모터 하우징과 배터리 어셈블리의 배치 관계를 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 모터 하우징(160)은 상기 배터리 어셈블리(120)의 상측과 접촉하기 위한 접촉 리브(164)를 포함할 수 있다.
상기 배터리 어셈블리(120)가 상기 제2바디(103)에 놓인 상태에서 상기 모터 하우징(162)이 상기 제2바디(103)에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 모터 하우징(162)이 상기 제2바디(103)에 결합되면, 상기 접촉 리브(164)가 상기 배터리 어셈블리(120)의 상측과 접촉한다. 상기 접촉 리브(164)는 상기 배터리 어셈블리(120)의 상측과 접촉한 상태에서 상기 배터리 어셈블리(120)를 하방으로 가압할 수 있다.
상기 접촉 리브(164)가 상기 배터리 어셈블리(120)의 상측과 접촉하므로, 상기 배터리 어셈블리(120)의 상하 이동이 방지될 수 있다.
본 실시 예에 의하면, 상기 모터 하우징(162)의 접촉 리브(164)와, 상기 배터리 커버(121, 122)의 커버 가이드(124, 125)와 상기 바디 가이드(104, 105)에 의해서 상기 배터리 어셈블리(120)의 움직임이 방지될 수 있으므로, 상기 배터리 어셈블리(120)를 상기 제2바디(103)에 고정시키기 위한 별도의 고정수단이 불필요한 장점이 있다.
도 7은 본 실시 예에 따른 배터리 어셈블리를 보여주는 사시도이고, 도 8은, 배터리 유닛과 배터리 서포터의 조립체를 보여주는 사시도이다. 도 7에는 이해의 편의를 위하여 제2배터리 커버가 제거된 상태가 도시된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 배터리 어셈블리(120)는 하나 이상의 배터리 유닛(131, 132)과, 상기 하나 이상의 배터리 유닛(131, 132)를 지지하기 위한 복수의 배터리 서포터 기구를 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 배터리 유닛(131, 132)은 제1배터리 유닛(131)과, 제2배터리 유닛(132)을 포함할 수 있다. 상기 제1배터리 유닛(131)과 상기 제2배터리 유닛(132)은 직렬로 연결될 수 있다.
상기 제1배터리 유닛(131) 및 제2배터리 유닛(132) 각각은 복수의 셀을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1배터리 유닛(131)를 구성하는 복수의 셀은 직렬로 연결되고, 상기 제2배터리 유닛(132)를 구성하는 복수의 셀도 직렬로 연결된다.
상기 복수의 배터리 서포터 기구는, 상기 제1배터리 유닛(131)을 지지하기 위한 제1서포터 기구와, 상기 제2배터리 유닛(132)을 지지하기 위한 제2서포터 기구를 포함할 수 있다.
상기 각 서포터 기구는 상기 각 배터리 유닛(131, 132)를 구성하는 복수의 셀을 함께 지지한다.
상기 제1서포터 기구는, 상기 제1배터리 유닛(131)의 복수의 셀의 일측을 지지하는 제1서포터(133)와, 상기 제1배터리 유닛(131)의 복수의 셀의 타측을 지지하는 제2서포터(134)를 포함할 수 있다. 상기 제1서포터(133) 및 상기 제2서포터(134)는 이격된 상태에서 상기 제1배터리 유닛(131)을 지지할 수 있다. 따라서, 상기 제1배터리 유닛(131)의 방전 시 발생하는 열이 상기 제1서포터(133) 및 제2서포터(134) 사이를 통하여 방출될 수 있다.
상기 제2서포터 기구는 상기 제2배터리 유닛(132)의 복수의 셀의 일측을 지지하는 제3서포터(135)와, 상기 제2배터리 유닛(132)의 복수의 셀의 타측을 지지하는 제4서포터(136)를 포함할 수 있다.
상기 제3서포터(135) 및 상기 제2서포터(136)는 이격된 상태에서 상기 제2배터리 유닛(132)을 지지할 수 있다. 따라서, 상기 제2배터리 유닛(132)의 방전 시 발생하는 열이 상기 제3서포터(135) 및 제2서포터(136) 사이를 통하여 방출될 수 있다.
도 8에는 일 예로 상기 제1 및 제2서포터(133, 134)가 상기 제1배터리 유닛(131)의 10개의 셀을 동시에 지지하고, 상기 제3 및 제4서포터(135, 136)가 상기 제2배터리 유닛(132)의 12개의 셀을 동시에 지지하는 것이 개시되나, 본 실시 예에서 상기 각 서포터가 지지하는 셀의 개수에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 각 배터리 유닛(131, 132)의 복수의 셀은 상기 서포터(133, 134, 135, 136)에 지지된 상태에서 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 즉, 두 개의 셀 사이 영역과 대응되는 영역에 다른 셀이 위치될 수 있다. 본 실시 예와 같이 상기 복수의 셀이 지그재그 형태로 배치됨에 따라서 상기 복수의 셀이 차지하는 공간이 최소화될 수 있다.
상기 각 서포터(133, 134, 135, 136)에는 인접하는 두 셀에서 어느 한 셀의 (+)극과 다른 한 셀의 (-)극을 연결하기 위한 복수의 전도체(138)가 결합될 수 있다.
상기 복수의 전도체(138)는 일 예로 상기 각 셀에 용접 결합될 수 있으나, 본 실시 예에서 상기 복수의 전도체(138)와 상기 각 셀의 결합 방법에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 배터리 어셈블리(120)는, 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(139)을 더 포함할 수 있다. 상기 배터리 관리 시스템(139)은 상기 각 셀이 일정한 전압을 유지하도록 관리한다. 즉, 배터리 관리 시스템은 상기 배터리(120)가 일정한 전압을 방출하도록 한다.
상기 복수의 전도체(138) 각각은 전선(139a)에 의해서 상기 배터리 관리 시스템(139)에 연결된다.
그리고, 상기 배터리 관리 시스템(139)은 상기 배터리 커버(121, 122)에 설치될 수 있다.
도 9은 본 실시 예에 따른 배터리 서포터를 보여주는 사시도이고, 도 10은 도 8의 배터리 유닛 및 배터리 서포터의 조립체를 A방향에서 바라본 모습을 보여주는 도면이고, 도 11은 도 8의 배터리 유닛 및 배터리 서포터의 조립체를 B방향에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다
도 9에는 일 예로 제2서포터 및 제4서포터가 도시되며, 제1서포터는 제2서포터와 대응되는 형태로 형성되고, 제3서포터는 제4서포터와 대응되는 형태로 형성되고, 다만, 전도체가 위치되기 위한 홀의 형태에서 차이가 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 각 서포터(133, 134, 135, 136)는, 각 셀의 측면을 커버하는 서포터 바디(131a)와 상기 서포터 바디(131a)에서 연장되며, 셀의 개수와 동일한 수로 구비되는 복수의 셀 커버(131b)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 셀 커버(131b)는 각 셀의 일부를 둘러싼다. 상기 복수의 셀 커버(131b)에 의해서 상기 각 서포터(133, 134, 135, 136)에 복수의 셀이 지지된 상태에서 복수의 셀은 서로 이격된다. 따라서, 상기 복수의 셀이 서로 이격된 상태로 각 서포터(133, 134, 135, 136)에 지지되므로, 복수의 셀에서 발생되는 열이 복수의 셀 사이의 공간으로 효과적으로 방출될 수 있다.
상기 복수의 셀은 셀의 길이 방향과 수직한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 본 명세서에서 셀의 길이 방향은 셀의 (+)극과 (-)극을 연결하는 방향이다. 즉, 복수의 셀은 상기 각 서포터(133, 134, 135, 136)에 병렬로 배치되되, 직렬로 연결된다. 따라서, 본 실시 예에 의하면, 상기 복수의 셀의 병렬 배치에 의해서 배터리 어셈블리(120)가 컴팩트해질 수 있는 장점이 있다.
상기 배터리 어셈블리(120)는 복수의 바퀴 중 어느 한 바퀴와 흡입모터 사이에서 복수의 셀의 길이 방향이 상기 어느 한 바퀴의 축의 연장방향과 나란하도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 셀 중 인접하는 두 셀은 어느 한 셀의 제1극이 향하는 방향이 다른 한 셀의 제1극이 향하는 방향과 반대가 되도록 배치된다.
상기 각 서포터(133, 134, 135, 136)의 서포터 바디(131a)에는 전도체(128)가 위치하기 위한 홀(131c)이 형성될 수 있다. 상기 제1서포터(133)에는 상기 제1서포터(133)에 설치되는 셀의 개수의 1/2 만큼의 홀(131c)에 더하여 2개의 홀(131d, 131e)이 형성된다.
상기 제3서포터(135)에서 상기 제3서포터(133)에 설치되는 셀의 개수를 m이라고 하는 경우, 상기 제3서포터(135)에는 (1/2 * m) - 1 개의 홀(131c)에 더하여 2개의 홀(131f, 131g)이 형성된다.
일 예로 상기 제1서포터(133)에 10개의 셀이 지지되는 경우 상기 제1서포터(133)에는 7개의 홀(131c, 131d, 131e)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제3서포터(135)에 12개의 셀이 지지되는 경우, 상기 제3서포터(135)에는 7개의 홀(131c, (131f, 131g)이 형성된다.
이 때, 상기 제1서포터(133)에 형성되는 2개의 홀(131d, 131e) 중 어느 한 홀(131d)에 위치되는 전도체(138a)는 셀의 어느 한 극에만 연결된다. 그리고, 상기 제1서포터(133)에 형성되는 2개의 홀(131d, 131e) 중 다른 한 홀(131e)에 위치되는 전도체(138b)는 상기 제3서포터(135)의 2개의 홀(131f, 131g) 중 어느 한 홀(131f)에 위치되는 전도체(138c)와 접촉할 수 있다.
그리고, 상기 제3서포터(135)의 2개의 홀(131f, 131g) 중 다른 한 홀(131g)에 위치되는 전도체(138d)는 셀의 어느 한 극에만 연결된다.
한편, 도 10 및 도 11에서 각 셀의 제1극은 CnA로 표시되고, 제2극은 CnB로 표시된다. 이 때, n은 자연수이다.
그리고, CnB는 C(n+1)A와 전도체(138)에 의해서 연결된다. 예를 들어, 제1셀의 제2극(C1B)은 전도체(138)에 의해서 제2셀의 제1극(C2A)과 연결된다. 다만, 복수의 셀 중에서 첫 번째 셀의 제1극(C1A)과 마지막 셀의 제2극(C22B)은 각각 하나의 전도체(138a, 138d)에 연결된다.
따라서, 본 실시 예에 의하면, 두 개의 셀의 서로 다른 극이 전도체에 의해서 연결되고, 각 전도체가 배터리 관리 시스템과 연결되므로, 복수의 셀 각각의 전압의 관리가 가능한 장점이 있다.
위의 실시 예에서는 배터리 커버가 배터리 유닛을 커버하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 상기 배터리 커버가 생략되는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 모터 하우징의 접촉리브가 배터리 서포터의 상측과 접촉할 수 있다. 그리고, 상기 배터리 서포터에 도 5에서 설명된 커버 가이드가 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 배터리 서포터가 상기 배터리 커버와 일체로 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 배터리 서포터에 전도체를 결합시킨 후에 상기 배터리 서포터에 복수의 배터리 셀을 삽입하여 전도체와 배터리 셀의 극을 접촉시킬 수 있다. 다만 이때에는 상기 전도체와 배터리 셀의 효과적인 접촉을 위하여 상기 전도체에는 배터리 셀의 극과 접촉하기 위한 돌기가 형성될 수 있다.
10: 청소기 본체 30: 전원코드
120: 배터리 어셈블리 121: 제1배터리 커버
122: 제2배터리 커버 131: 제1배터리 유닛
132: 제2배터리 유닛 133: 제1서포터
134: 제2서포터 135: 제3서포터
136: 제4서포터 140: 충전기
150: 컨트롤러 160: 흡입모터

Claims (17)

  1. 흡입력을 발생시키기 위한 흡입모터를 구비하는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부;
    상기 청소기 본체에 구비되며, 상기 흡입모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리 어셈블리를 포함하고,
    상기 배터리 어셈블리는,
    복수의 배터리 셀과,
    상기 복수의 배터리 셀이 서로 이격되도록 상기 복수의 배터리 셀을 지지하는 서포터 기구를 포함하고,
    상기 서포터 기구는 상기 복수의 배터리 셀의 일측을 지지하는 제1서포터와, 상기 복수의 배터리 셀의 타측을 지지하는 제2서포터를 포함하고,
    상기 제1서포터와 상기 제2서포터는 상기 복수의 배터리 셀을 지지한 상태에서 서로 이격되는 진공 청소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀은 병렬로 배치되되, 직렬로 연결되는 진공 청소기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀 중 인접하는 두 셀은 어느 한 셀의 제1극이 향하는 방향과 다른 한 셀의 제1극이 향하는 방향이 반대가 되도록 배치되는 진공 청소기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 서포터에는 복수의 배터리 셀 중 어느 한 셀의 제1극과 다른 한 셀의 제2극을 연결시키기 위한 복수의 전도체와,
    상기 복수의 전도체가 위치되는 홀이 구비되는 진공 청소기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각 서포터는, 상기 홀이 형성되는 서포터 바디와, 상기 서포터 바디에서 연장되며, 상기 복수의 배터리 셀 각각의 일부를 둘러싸는 복수의 셀 커버를 포함하는 진공 청소기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 전도체와 연결되어 복수의 배터리 셀 각각의 전압을 관리하는 배터리 관리 시스템을 더 포함하는 진공 청소기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀과, 상기 서포터 기구 및 상기 배터리 관리 시스템을 커버하는 배터리 커버를 더 포함하고,
    상기 배터리 관리 시스템은 상기 배터리 커버에 설치되는 진공 청소기.
  9. 흡입력을 발생시키기 위한 흡입모터를 구비하는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체와 연통되며, 공기와 먼지를 흡입하기 위한 흡입부;
    상기 청소기 본체에 구비되며, 상기 흡입모터로 전원을 공급할 수 있는 배터리 어셈블리를 포함하고,
    상기 배터리 어셈블리는, 제1배터리 유닛과 상기 제1배터리 유닛과 이격되는 제2배터리 유닛을 포함하고,
    상기 각 배터리 유닛은 복수의 배터리 셀과, 상기 복수의 배터리 셀을 이격된 상태로 지지하는 서포터 기구를 포함하고,
    상기 제1배터리 유닛과 상기 제2배터리 유닛은 상기 복수의 배터리 셀 각각의 연장 방향과 교차되는 방향으로 이격되어 배치되는 진공 청소기.
  10. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 셀은 상기 서포터 기구에 지지된 상태에서 지그재그 형태로 배치되는 진공 청소기.
  11. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리 어셈블리는, 복수의 배터리 셀 및 서포터 기구를 커버하는 배터리 커버를 더 포함하고,
    상기 흡입모터는 모터 하우징에 수용되며,
    상기 모터 하우징에는 상기 배터리 커버를 가압하기 위하여 상기 배터리 커버의 상측에 접촉하는 접촉 리브가 구비되는 진공 청소기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 어셈블리는, 복수의 배터리 셀 및 서포터 기구를 커버하는 배터리 커버를 더 포함하고,
    상기 배터리 커버에는 커버 가이드가 구비되고,
    상기 청소기 본체에는 상기 커버 가이드와 접촉하여 상기 커버 가이드의 이동을 방지하기 위한 바디 가이드가 구비되는 진공 청소기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커버 가이드와 상기 바디 가이드 중 어느 하나는 다른 하나에 삽입되는 진공 청소기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 배터리 커버에는 복수의 커버 가이드가 전후 방향으로 이격되어 배치되고,
    상기 청소기 본체에는 복수의 바디 가이드가 구비되며,
    상기 복수의 바디 가이드 사이에 상기 복수의 커버 가이드가 배치되며, 복수의 바디 가이드 중 어느 하나가 복수의 커버 가이드 중 어느 하나와 접촉하고, 복수의 바디 가이드 중 다른 하나가 복수의 커버 가이드 중 다른 하나가 접촉하는 진공 청소기.
  15. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 청소기 본체의 양측에 구비되는 복수의 바퀴를 더 포함하고,
    상기 복수의 바퀴 사이에 상기 흡입모터가 위치되고,
    상기 복수의 바퀴 중 어느 한 바퀴와 상기 흡입모터 사이에 상기 배터리 어셈블리가 배치되며,
    상기 복수의 배터리 셀의 길이 방향이 상기 바퀴의 축의 연장 방향과 나란하도록 배치되는 진공 청소기.
  16. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 청소기 본체에 구비되며, 상용 전원을 공급받아 직류 전압으로 변환하여 상기 배터리로 직류 전압을 공급하는 충전기를 더 포함하는 진공 청소기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 충전기에서 출력되는 직류 전압은 42.4V를 초과하고,
    상기 복수의 배터리 셀의 충전 전압의 최대 값은 84.8V 이상인 진공 청소기.
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