KR101840148B1 - 전기청소기 - Google Patents

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KR101840148B1
KR101840148B1 KR1020167009515A KR20167009515A KR101840148B1 KR 101840148 B1 KR101840148 B1 KR 101840148B1 KR 1020167009515 A KR1020167009515 A KR 1020167009515A KR 20167009515 A KR20167009515 A KR 20167009515A KR 101840148 B1 KR101840148 B1 KR 101840148B1
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히로미츠 이치카와
마사토시 다나카
아츠시 모리시타
유키오 마치다
히로미츠 무라타
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도시바 라이프스타일 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 청소부(28)의 본체부(35)가 본체 케이스(12)에 대하여 상하방향을 따라서 회전한 상태에서도 흡입구(52)와 집진부(14)와의 연통을 확보할 수 있는 전기청소기를 제공한다. 본체부(35)는 본체 케이스(12)의 하부에 위치하고, 본체 케이스(12)에 상하 방향을 따라서 회전 가능하게 설치되어 있다. 흡입구(52)는 본체부(35)에 피청소면(F)에 대향하여 개구되어 있다. 슬라이딩 접촉면부(54)는 집진부(14)측에 대향하여 본체부(35)에 설치되고, 본체부(35)의 회전방향을 따라서 만곡되어 있다. 연통구(55)는 본체부(35)에 집진부(14)측에 대향하여 개구되고 흡입구(52)와 연통한다. 연통부(29)는 만곡면부(62)와 연통개구부(63)를 구비하고, 청소부(28)와 집진부(14)의 사이에 개재되어 본체 케이스(12)에 고정되어 있다. 만곡면부(62)는 연통부 본체(61)에 설치되고 본체부(35)의 회전방향을 따라서 만곡하여 본체부(35)의 회전에 의해 슬라이딩 접촉면부(54)와 슬라이딩 접촉된다. 연통개구부(63)는 만곡면부(62)에 개구되어 집진부(14)와 연통한다.

Description

전기청소기{ELECTRIC VACUUM CLEANER}
본 발명의 실시형태는 본체 케이스의 피청소면에 대향하는 하부에 집진부와 연통하는 흡입구를 갖는 청소부를 구비한 전기청소기에 관한 것이다.
종래, 예를 들어 센서 등을 사용하여 장애물 등을 검출하면서, 피청소면상을 자율 주행시키면서 청소하는, 소위 자율주행형의 전기청소기(청소로봇)가 알려져 있다. 이와 같은 전기청소기는 집진부 등을 갖는 본체 케이스의 하부에, 집진부와 연통하는 흡입구를 구비한 청소부가 형성되어 있고, 또한 본체 케이스를 자율 주행시키는 한쌍의 구동륜이 장착되어 있다. 또한, 본체 케이스의 내부에는 전동송풍기가 수용되어 있고, 이 전동송풍기의 흡입측이 집진부와 연통되어 있다. 그리고, 전동송풍기의 구동에 의해 흡입구를 통하여 먼지를 공기와 함께 집진부로 흡입하여 청소를 실시한다.
이와 같은 전기청소기에서는 피청소면의 단차 등에 청소부가 걸리지 않도록, 청소부를 본체 케이스에 대하여 상하 이동 가능하게 하는 경우가 있다. 따라서, 이와 같은 청소부의 상하 이동시에, 흡입구와 집진부의 연통이 손실되지 않도록 할 필요가 있다.
일본 특허 제4364441호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 청소부의 본체부가 본체 케이스에 대하여 상하방향을 따라서 회전한 상태에서도 흡입구와 집진부의 연통을 확보할 수 있는 전기청소기를 제공하는 것이다.
실시형태의 전기청소기는 본체 케이스, 구동륜, 청소부 및 연통부를 갖는다. 본체 케이스는 전동송풍기, 및 이 전동송풍기의 흡입측과 연통하는 집진부를 구비한다. 구동륜은 본체 케이스를 피청소면상에서 주행 가능하게 한다. 청소부는 본체부, 흡입구, 슬라이딩 접촉면부 및 연통구를 구비한다. 본체부는 본체 케이스의 하부에 위치하고, 상기 본체 케이스에 상하 방향을 따라서 회전 가능하게 설치되어 있다. 흡입구는 본체부에 피청소면에 대향하여 개구되어 있다. 슬라이딩 접촉면부는 집진부측에 대향하여 본체부에 설치되고, 본체부의 회전방향을 따라서 만곡되어 있다. 연통구는 본체부에 슬라이딩 접촉면부에 개구되고 흡입구와 연통한다. 연통부는 만곡면부 및 연통개구부를 구비하고, 청소부와 집진부 사이에 개재되어 본체 케이스에 고정되어 있다. 만곡면부는 본체부의 회전방향을 따라서 만곡하여 이 본체부의 회전에 의해 슬라이딩 접촉면부와 슬라이딩 접촉된다. 연통개구부는 만곡면부에 개구되어 집진부와 연통한다.
도 1은 일 실시형태의 전기청소기의 청소부가 상대적으로 상방에 위치하는 상태를 도시한 도 5의 Ⅰ-Ⅰ 상당 위치의 단면도이다.
도 2는 상기 청소부가 상대적으로 하방에 위치하는 상태를 도시한 도 5의 Ⅰ-Ⅰ 상당 위치의 단면도이다.
도 3은 상기 청소부가 상대적으로 상방에 위치하는 상태를 도시한 측면도이다.
도 4는 상기 청소부가 상대적으로 하방에 위치하는 상태를 도시한 측면도이다.
도 5는 상기 전기청소기의 본체 케이스의 내부의 일부를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 6은 상기 전기청소기의 청소부를 도시한 사시도이다.
도 7은 상기 전기청소기의 연통부를 도시한 사시도이다.
도 8은 상기 전기청소기의 내부 구조를 도시한 블럭도이다.
도 9는 상기 전기청소기를 하방으로부터 도시한 평면도이다.
도 10은 상기 전기청소기를 도시한 사시도이다.
이하, 일 실시형태의 구성을 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 10에서 "11"은 전기청소기를 나타내고, 이 전기청소기(11)는 본 실시형태에서는 상기 전기청소기(11)로서 피청소면(바닥면)(F)상을 자율주행(자주)하면서 피청소면(F)을 청소하는, 소위 자주식 로봇 클리너를 예로 들어 이하에 설명한다.
상기 전기청소기(11)는 중공 형상의 본체 케이스(12)를 구비하고, 상기 본체 케이스(12)에는 전동송풍기(13)가 수용되어 있고, 또한 상기 전동송풍기(13)의 흡입측에 연통하는 집진부(14)가 예를 들어 뒷부분에 위치하여 착탈 가능하게 설치되어 있다. 또한, 상기 본체 케이스(12)에는 예를 들어 복수(한 쌍)의 구동부로서의 구동륜(15)과, 복수의 종동륜(17)과, 복수의 거리검출수단(거리검출부)으로서의 거리측정센서(18)와, 한쌍의 청소부로서의 선회청소부인 사이드브러시(19)와, 회로기판 등에 의해 구성된 제어수단으로서의 제어부(컨트롤러(22))와, 전원부를 구성하는 전지인 2차전지(23)가 각각 설치되어 있다. 또한, 이하, 전기청소기(11)(본체 케이스(12))의 주행방향을 따른 방향을 전후방향(도 1 등에 도시한 화살표(FR, RR) 방향)으로 하고, 이 전후방향에 대하여 교차(직교)하는 좌우방향(양측방향)을 폭 방향으로 하며, 또한 전기청소기(11)를 평탄한 피청소면상에 얹은 상태를 기준으로 하여 설명한다.
본체 케이스(12)는 예를 들어 경질의 합성수지 등에 의해 형성된 복수의 케이스체를 조합함으로써 평탄한 원기둥 형상(원반 형상)등으로 구성되어 있다. 이 본체 케이스(12)의 하부를 구성하는 하면(25)은 평면으로 보아 원형으로 형성되어 있다. 상기 하면(25)에는 전동송풍기(13)로부터의 배기를 배출하는 복수의 배기구(26)와, 장착개구(27)가 각각 개구되어 있고, 또한 이 장착 개구(27)의 양측 전방 근처의 위치에 구동륜(15)이 배치되어 있다. 상기 장착 개구(27)는 본체 케이스(12)의 폭 방향의 대략 중앙부 또한 전후방향의 뒷부분 근처(집진부(14)의 전방)에 위치하고, 폭 방향으로 긴 형태, 즉 가로로 긴 사각형상으로 형성되어 있다. 또한, 상기 장착 개구(27)에는 본체 케이스(12)에 대해서 상하 방향으로 움직일 수 있는(상하 이동 가능한) 흡입부인 청소부(28)가 장착되어 있다. 그리고, 이 청소부(28)와 집진부(14) 사이에, 이들 청소부(28)와 집진부(14)를 연통시키는 연통부(29)가 개재되어 있다.
한편, 본체 케이스(12)의 상부를 구성하는 상면(31)은 평면으로 보아 원형으로 형성되어 있다. 이 상면(31)에는 외부 장치와의 무선통신용 통신부(33)가 전단부의 폭 방향의 대략 중앙부에 배치되어 있다. 또한, 이 상면(31)에는 집진부(14)를 착탈할 때 개폐되는 집진부 덮개부(34)가 설치되어 있다.
청소부(28)(도 1 내지 도 6)는 전기청소기(11)를 피청소면(F)상에 배치한 상태에서 상기 피청소면(F)에 대향하여 위치하는 것이고, 본체 케이스(12)의 하부에 위치하여 하면(25)으로부터 하부가 노출되는 본체부(35)와, 상기 본체부(35)에 회전 가능하게 장착된 회전청소체로서의 회전브러시(36)와, 상기 본체부(35)에 장착되고 회전 브러시(36)를 회전 구동시키는 회전력을 발생시키는 회전구동수단(회전구동체)으로서의 브러시모터(37)와, 상기 본체부(35)에 장착되고 브러시 모터(37)의 회전력을 회전 브러시(36)에 전달하는 전달수단(전달부)으로서의 브러시 기어 박스(38)와, 상기 본체부(35)에 장착된 간극유지부재(접촉부재)로서의 회전체인 차륜(39)을 일체적으로 구비하고 있다. 그리고, 이 청소부(28)는 본체 케이스(12)에 대해서 편향(付勢)수단(편향체)으로서의 예를 들어 한쌍의 코일 스프링(40)에 의해 하방을 향하여 힘을 가하고 있다.
본체부(35)는 예를 들어 경질의 합성수지 등에 의해 형성되어 있다. 상기 본체부(35)는 본체 케이스(12)에 축 지지되는 예를 들어 한 쌍의 축 지지암(42)과, 장착 개구(27)에 끼워 맞추는 케이스부(43)를 일체로 구비하고 있다.
축 지지암(42)은 케이스부(43)의 양측 근방의 위치로부터 후방으로 직선형상으로 연장되어 있다. 이들 축 지지암(42)의 선단부(후단부), 즉 케이스부(43)에 대해서 후방으로 이격된 위치에는 원기둥 형상의 회전축부(45)가 폭 방향 외측을 향하여 돌출되어 설치되어 있다. 이들 회전축부(45)는 각각 수평방향(폭 방향)을 따라서 축방향을 갖고, 서로 동축상에 위치하고 있다. 그리고, 이들 회전축부(45)는 집진부(14)의 양측 또한 하면(25)보다 상방의 위치에서, 본체 케이스(12)에 대하여 회전 가능하게 축 지지되어 있다. 즉, 이들 회전축부(45)에 의해 본체부(35)(청소부(28))가 본체 케이스(12)에 대해서 회전 가능하게 축 지지되고, 이들 회전축부(45)를 중심으로 하여 본체부(35)(청소부(28))가 회전함으로써 상기 본체부(35)가 본체 케이스(12)에 대해서 상하 이동 가능하게, 다시 말하면 본체 케이스(12)의 하면(25)과 피청소면(F) 사이에서 하면(25)측과 피청소면(F)측(하면(25)으로부터 돌출되는 방향과 그 반대방향(반돌출 방향))으로 왕복이동 가능하도록 이루어져 있다. 따라서, 본체부(35)는 회전에 의해 본체 케이스(12)의 하면(25)으로부터 하방(피청소면(F)측)으로의 돌출량이 변화되도록 이루어져 있다.
한편, 케이스부(43)는 평면부인 저면부(51)를 피청소면(F)에 대향하여 하부에 구비하고 있고, 상기 저면부(51)에는 흡입구(52)가 개구되어 있다. 또한, 상기 케이스부(43)는 저면부(51)의 앞 부분으로부터 전방을 향하여 상방으로 경사형태로 올라가는 전면부인 경사면부(53)를 구비하고 있다. 또한, 상기 케이스부(43)는 저면부(51)의 뒷부분으로부터 상방으로 원호면 형상으로 올라가는 후면부인 슬라이딩 접촉면부(54)를 구비하고 있고, 상기 슬라이딩 접촉면부(54)에는 연통구(55)가 개구되어 있다. 그리고, 이 케이스부(43)에는 흡입구(52)와 연통구(55)를 연통하는 덕트부(56)가 구비되어 있다.
저면부(51)는 폭 방향으로 긴 형태로 연장되어 있다. 또한, 이 저면부(51)의 양측 근방에는 흡입구(52)의 측방(외측방)에 차륜(39)이 회전 가능하게 장착되어 있다. 그리고, 상기 저면부(51)는 본체부(35)(청소부(28))가 본체 케이스(12)에 대하여 가장 하방에 위치하고 있는 상태에서 하면(25)보다 하방, 즉 피청소면(F)측에 돌출되어 위치하고, 상기 하면(25)과 거의 평행으로 이루어져 있다. 또한, 상기 저면부(51)는 본체부(35)(청소부(28))가 본체 케이스(12)에 대하여 상방으로 회전한 상태에서는 하면(25)보다 하방에 위치해도 좋고, 하면(25)과 거의 하나의 면으로, 또는 적어도 일부가 이 하면(25)보다 상방에 위치해도 좋다.
흡입구(52)는 폭 방향으로 긴 형태로 연장되는 사각형상으로 이루어져 있다. 상기 흡입구(52)에는 덕트부(56) 내에 수납된 회전 브러시(36)가 위치하고, 상기 회전브러시(36)의 외주측의 하부가 상기 흡입구(52)로부터 하방으로 약간 돌출되어 피청소면(F)과 접촉 가능하도록 이루어져 있다. 그리고, 이 흡입구(52)의 전방에 차륜(39)이 위치하고, 이 흡입구(52)의 후방의 위치에서 본체부(35)가 회전축부(45)에 의해 본체 케이스(12)에 대해서 회전 가능하게 축 지지되어 있다.
경사면부(53)는 폭 방향으로 긴 형태로 연장되어 있다. 이 경사면부(53)의 앞쪽부분은 장착 개구(27)의 앞 가장자리부를 따라서 경사져 있다.
슬라이딩 접촉면부(54)는 장착 개구(27)의 뒤 가장자리부로부터 연통부(29)에 대향하여 이 연통부(29)의 앞 부분과 슬라이딩 접촉하는 부분이고, 폭 방향으로 긴 형태로 연장되어 있다. 또한, 이 슬라이딩 접촉면부(54)는 수평방향을 따라서 측방(우측 또는 좌측)에서 보아, 본체부(35)(청소부(28))의 회전방향을 따라서 원호형상으로 만곡, 즉 회전축부(45)(회전축부(45)의 중심축)를 중심으로 하는 원호(원호면)을 따라서 만곡되어 있다. 즉, 이 슬라이딩 접촉면부(54)는, 수평방향(폭 방향)을 따라서 폭 방향을 갖는 원통면 형상으로 형성되어 있다. 다시 말하면, 이 슬라이딩 접촉면부(54)는 회전축부(45)의 외주면과 동심면 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이 슬라이딩 접촉면부(54)는 상방을 향하여 후방으로 서서히 돌출되도록 만곡되어 있다.
연통구(55)는 흡입구(52)를(연통부(29)를 통하여) 집진부(14)와 연통시키는 것이고, 폭 방향으로 긴 형태로 연장되는 사각형상으로 이루어져 있다. 즉, 이 연통구(55)는 폭 방향으로 연장되는 슬릿 형상으로 이루어져 있다.
덕트부(56)는 예를 들어 경질의 합성수지 등에 의해, 흡입구(52)로부터 연통구(55)로, 하방으로부터 후방 상측을 향하여 연장되도록 통형상으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 덕트부(56)의 내부는 흡입구(52)로부터 흡입된 먼지가 포함된 공기가 집진부(14)측으로 통과하는 흡입실로 이루어져 있다.
회전브러시(36)는 장축 형상으로 형성되고, 외주면에 털 브러시나 블레이드 등의 청소부재(36a)가 배치되어 있으며, 회전에 의해 이들 청소부재(36a)가 피청소면(F)과 반복 접촉됨으로써 피청소면(F)의 먼지를 긁어 올리는 것이다. 그리고, 이 회전브러시(36)는 양단부가 덕트부(56)의 좌우 양측에 축 지지되어 흡입실 내에 위치하고 있다. 즉, 이 회전브러시(36)는 수평방향(폭 방향)을 따라서 회전축을 갖고 있다.
브러시모터(37)는 예를 들어 덕트부(56)의 상부의 외측면에 고정되어 있다. 상기 브러시모터(37)는 덕트부(56)의 폭 방향의 한쪽에 치우쳐 위치하고 있다.
브러시 기어 박스(38)는 덕트부(56)의 일측방에 위치하고 본체부(35)(케이스부(43))상에 고정되어 있으며, 브러시모터(37)와 회전브러시(36)를 서로 접속하고 있다.
차륜(39)은 피청소면(F)과 상시 접촉함으로써 전기청소기(11)(본체 케이스(12))를 지지하면서, 본체부(35)(청소부(28))를 피청소면(F)의 형상에 추종하도록 상하 이동시키는(상하 방향으로 회전시키는) 것이다. 즉, 이들 차륜(39)은 피청소면(F)과 저면부(51)(흡입구(52)) 사이의 간극(G)을 거의 일정하게 유지하는, 다시 말하면 저면부(51)(흡입구(52))를 피청소면(F)에 대해서 소정 간극(G)의 평행상태로 유지하는 것이다. 이들 차륜(39)은 흡입구(52)보다 폭 방향의 외측, 즉 외방의 위치에서, 또한 상기 흡입구(52)보다 전방에 위치하고 있다. 이들 차륜(39)의 중심축인 회전축(39a)은 수평방향(폭 방향)을 따라서 서로 동축상에 위치하고 있다. 이들 회전축(39a)은 저면부(51)보다 상방에서, 또한 상기 저면부(51)의 전단부 근방의 위치에서 본체부(35)(케이스부(43))에 축 지지되어 있고, 이 위치에서의 축 지지에 의해, 차륜(39)의 외주면의 하측 및 전측이 저면부(51)보다 하방 및 전방으로 돌출되어 있다. 이 때문에, 차륜(39)의 외주면의 앞쪽 부분은 저면부(51)와 경사면부(53)가 연속되는 모퉁이부보다 전방 하측으로 돌출되어 있다. 그리고, 이들 차륜(39)의 외주면은 저면부(51)(본체부(35))보다 슬라이딩성이 높은, 즉 슬라이딩성이 높은 기모포나 부직포 등의 연질부재(슬라이딩 부재)(39b)에 의해 덮여 있다.
코일 스프링(40)은 본체부(35)(케이스부(43))의 양측부의 뒷부분에 배치되어 있고, 하단부가 본체부(35)(케이스부(43))상에 유지되며, 상단부가 본체 케이스(12)에 설치된 편향수단 받이부(편향체 받이부)로서의 스프링 받이부(58)에 유지되어 있다. 이들 코일 스프링(40)은 흡입구(52)보다 후방에 위치하고 있고, 축 지지암(42)의 기단부 근방의 위치에서 본체부(35)(케이스부(43))에 하방으로 힘을 가하고 있다.
연통부(29)(도 1, 도 2, 도 5 및 도 7)은 예를 들어 경질의 합성수지 등에 의해 형성된 연통부 본체(61)를 구비하고 있다. 상기 연통부 본체(61)는 폭 방향을 따라서 긴 형태로 형성되어 있다. 이 연통부 본체(61)는 장착 개구(27)의 뒤 가장자리부에서 하면(25)의 상부에 장착되고, 청소부(28)와 집진부(14) 사이에 개재되어 본체 케이스(12)에 고정되어 있다. 또한, 상기 연통부 본체(61)에는 청소부(28)에 대향하여, 청소부(28)(본체부(35))의 슬라이딩 접촉부(54)와 슬라이딩 가능한 만곡면 형상의 만곡면부(62)를 구비하고 있고, 상기 만곡면부(62)에는 연통개구부(63)가 개구되어 있다. 또한, 상기 연통부 본체(61)에는 집진부(14)에 대향하여 평면형상의 접속면부(64)를 구비하고 있고, 상기 접속면부(64)에는 연통 개구부(63)와 연통하는 통기 개구부(65)가 개구되어 있다. 따라서, 상기 연통부 본체(61)는 전후 방향을 따라서 축방향을 갖는 통형상으로 이루어져 있다.
만곡면부(62)는 청소부(28)의 본체부(35)(케이스부(43))의 뒷부분에 대향하여 슬라이딩 접촉면부(54)와 슬라이딩 접촉하는 부분이고, 폭 방향으로 긴 형태로 연장되어 있다. 본 실시형태에서는 이 만곡면부(62)는 슬라이딩 접촉면부(54)와 거의 틈없이 밀착되어 직접 슬라이딩 접촉되어 있다. 또한, 상기 만곡면부(62)는 수평방향을 따라서 측방(우측 또는 좌측)에서 보아 본체부(35)(청소부(28))의 회전방향을 따라서 원호 형상으로 만곡, 즉 회전축부(45)(회전축부(45)의 중심축)을 중심으로 하는 원호(원호면)를 따라서 만곡하고, 슬라이딩 접촉면부(54)와 거의 동일한 곡률로 이루어져 있다. 즉, 상기 만곡면부(62)는 수평방향(폭 방향)을 따라서 축방향을 갖는 원통면 형상으로 형성되어 있다. 다시 말하면 이 만곡면부(62)는 회전축부(45)의 외주면과 동심면 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이 만곡면부(62)는 상방을 향하여 후방으로 서서히 돌출되도록 만곡되어 있다. 또한, 이 만곡면부(62)는 본체부(35)(청소부(28))가 본체 케이스(12)에 대하여 상하 이동(상하 방향으로 회전)하는 범위 전체에 있어서, 슬라이딩 접촉면부(54)와의 슬라이딩 접촉을 유지하도록 이루어져 있다.
연통개구부(63)는 폭 방향으로 긴 형태로 연장되는 사각형상으로 형성되어 있다. 이 연통개구부(63)는 통기 개구부(65)를 통하여 본체 케이스(12)에 장착된 집진부(14)와 연통하도록 이루어져 있다. 또한, 이 연통개구부(63)는 만곡면부(62)와 슬라이딩 접촉하는 본체부(35)(청소부(28))의 슬라이딩 접촉 면부(54)에 개구된 연통구(55)와 연통하고 있고, 본체부(35)(청소부(28))가 본체 케이스(12)에 대하여 상하 이동(상하 방향으로 회전)하는 범위 전체에서, 만곡면부(62)와 슬라이딩 접촉면부(54)와의 슬라이딩 접촉에 의해 연통구(55)와의 연통을 유지하고 있다. 따라서, 상기 연통 개구부(63)는 (연통구(55)를 통하여) 흡입구(52)(흡입실)와 상시 연통하고 있다.
접속면부(64)는 예를 들어 폭 방향으로 긴 형태로 연장되고, 또한 상하 방향을 따라서 대략 연직 형상으로 형성되어 있다. 상기 접속면부(64)에는, 본체 케이스(12)에 장착된 집진부(14)에 압접되어 이 집진부(14)와의 접속의 기밀성을 유지하는 사각형 틀 형상의 시일체(68)가, 통기 개구부(65)의 둘레 가장자리부를 따라서 장착되어 있다. 이 시일체(68)는 예를 들어 고무 등의 부재에 의해 탄성변형 가능하게 형성되어 있다.
통기개구부(65)는 폭 방향으로 긴 형태로 연장되는 사각형상으로 형성되어 있다. 이 통기개구부(65)는 연통개구부(63)에 대하여 단차 없이 매끄럽게 연속되도록 형성되어 있다.
전동송풍기(13)는 예를 들어 구동륜(15) 사이의 위치에서 본체 케이스(12)에 수용되어 있다. 상기 전동송풍기(13)의 흡입측은 도시하지 않은 연통풍로부를 통하여 집진부(14)와 기밀하게 접속되어 있다.
집진부(14)(도 7)는 전동송풍기(13)의 구동에 의해 흡입구(52)로부터 흡입된 먼지를 내부에 모으는 것이고, 본 실시형태에서는 본체 케이스(12)에 대해서 착탈 가능한 집진 박스로 이루어져 있다. 상기 집진부(14)에는, 본체 케이스(12)에 장착된 상태에서 연통부(29)의 시일체(68)의 후단부에 압접되어 통기개구부(65)와 기밀하게 접속되는 도입구(71)와, 본체 케이스(12)에 장착된 상태에서 연통 풍로부와 기밀하게 접속되는 배출구(72)가 개구되어 있다. 도입구(71)는 연통부(29)의 접속면부(64)(통기개구부(65) 및 시일체(68))와 대향하는 앞 부분 하측의 위치에, 폭 방향으로 긴 형태로 개구되어 있다. 또한, 배출구(72)는 예를 들어 연통풍로부와 대향하는 앞 부분 상측의 위치에 개구되어 있다. 즉, 이들 도입구(71)와 배출구(72)는 집진부(14)에 의해 서로 동일측인 전측에 상하로 나란히 위치하고 있다. 또한, 집진부(14) 내에 모인 먼지는 집진부 덮개부(34)를 개방하고 집진부(14)를 본체 케이스(12)로부터 분리한 상태에서 도입구(71) 또는 배출구(72)로부터 폐기 가능하지만, 먼지를 보다 폐기하기 쉽게 하기 위해, 별도의 먼지 폐기구를 개폐 가능하게 설치해도 좋다.
구동륜(15)은 본체 케이스(12)를 피청소면(F)상에서 주행(자율주행) 가능하게 하는, 즉 주행용의 것이고, 수평방향(폭 방향)을 따라서 회전축을 갖는 원반 형상으로 형성되며, 본체 케이스(12)의 하부의 전후방향의 중심 부근의 위치에서 폭 방향으로 서로 이격되어 배치되어 있다. 그리고, 이들 구동륜(15)은 구동수단(구동부)으로서의 모터(74)(도 8)를 통하여 회전 구동된다.
이들 모터(74)는 도시하지 않은 구동전달수단(구동전달부)으로서의 기어박스를 통하여 이들 구동륜(15)과 각각 접속되고, 구동륜(15)을 독립하여 구동시키는 것이 가능하도록 이루어져 있다. 그리고, 이들 모터(74)는 구동륜(15) 및 각 기어박스와 함께, 도시하지 않는 현가수단(서스펜션)에 의해, 본체 케이스(12)의 하면(25)으로부터 하방으로 돌출되는 방향으로 일체적으로 편향되고 있고, 이 편향에 의해, 구동륜(15)의 피청소면(F)에 대한 그립(grip)력이 확보되어 있다.
종동륜(17)(도 9는)은 본체 케이스(12)의 하면(25)에서, 구동륜(15)과 함께 전기청소기(11)의 중량을 밸런스 좋게 지지할 수 있는 위치에 적절하게 회전 자유롭게 배치되어 있다. 특히, 본체 케이스(12)의 하면(25)의 폭 방향의 대략 중앙부에서, 또한 앞 부분의 위치의 종동륜(17)은, 피청소면(F)에 대해서 평행으로 선회 가능하도록 하면(25)에 장착된 선회륜(77)이 되고 있다.
거리측정센서(18)는 예를 들어 초음파 센서, 또는 적외선 센서 등의 비접촉형 센서이고, 예를 들어 본체 케이스(12)의 외주의 앞 부분 내지 양 측부에 걸쳐 배치되고, 본체 케이스(12)의 전방의 장애물(W)(벽부) 및 측방의 장애물(W)(벽부) 등의 유무, 및 이들과 본체 케이스(12)의 거리 등을 각각 검출 가능하도록 이루어져 있다.
사이드브러시(19)는 흡입구(27)가 닿지 않는 이 흡입구(27)의 양측, 특히 벽 이음새 등의 본체 케이스(12)의 외곽(외주면)보다 외방 또는 구동륜(15)의 전방에 위치하는 먼지를 긁어 모아 청소하는 것이고, 예를 들어 본체 케이스(12)의 폭 방향의 양측, 본 실시형태에서는 본체 케이스(12)의 전후 방향의 중심부보다 전방의 비스듬한 양측(본체 케이스(12)의 전방 좌우 45° 방향)의 위치에 배치되어 있다. 이들 사이드브러시(19)는 본체 케이스(12)의 직경방향을 따라 방사상으로 이동 가능한 청소부 본체로서의 브러시 본체(81)와, 이 브러시 본체(81)를 본체 케이스(12)의 외곽(외주면)으로부터 돌출되는 방향으로 힘을 가하는 도시하지 않은 청소부 편향수단(청소부 편향체)으로서의 브러시 편향수단(브러시 편향체)과, 브러시 본체(81)의 피청소면(F)에 대향하는 하부에 회전 가능하게 배치된 털 브러시 등의 청소체(83)와, 상기 청소체(83)를 회전시키는 선회구동수단(선회구동부)으로서의 선회모터(84)(도 8)를 각각 구비하고 있다.
브러시 본체(81)는, 본체 케이스(12)의 외곽(외주면)에 대하여 외방으로 돌출되는 위치로부터, 이 외곽에 대하여 대략 하나의 면이 되는 위치의 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 그리고 이 브러시 본체(81)는 장애물 등과 접촉됨으로써, 브러시 편향수단(브러시 편향체)의 편향에 저항하여 본체 케이스(12) 측으로 후퇴하도록 이루어져 있다.
선회모터(84)는 브러시 본체(81)에 일체적으로 장착되어 있고, 청소체(83)를 피청소면(F)에 대해서 평행으로 회전, 즉 선회시키도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는 선회모터(84)는, 본체 케이스(12)의 양측방의 먼지를 본체 케이스(12)의 폭 방향의 중앙측에 긁어 모으도록 청소체(83)를 서로 반대방향으로 선회시킨다. 즉, 좌측에 위치하는 사이드브러시(19)의 선회모터(84)는 청소체(83)를 시계방향(우측 방향)으로 선회시키고, 우측에 위치하는 사이드브러시(19)의 선회모터(84)는 청소체(83)를 반시계 방향(좌측 방향)으로 선회시키도록 이루어져 있다.
그리고, 제어부(22)는 예를 들어 타이머 등의 계시수단(계시부), 메모리 등의 기억수단(기억부) 및 마이크로 컴퓨터 등의 제어부 본체를 구비하고 있고, 전동송풍기(13), 거리측정센서(18), 통신부(33), 브러시모터(37), 모터(74) 및 선회모터(84) 등과 전기적으로 접속되고, 거리측정센서(18)에 의한 검출결과에 기초하여, 모터(74)를 통하여 구동륜(15)의 구동을 제어하여 본체 케이스(12)(전기청소기(11))를, 장애물을 피하도록 자율주행시키면서, 전동송풍기(13), 브러시모터(37) 및 선회모터(84) 등의 구동을 제어하여 전기청소기(11)에 청소를 시키는 것이 가능해져 있다.
2차 전지(23)(도 8)는 제어부(22), 전동송풍기(13), 거리측정센서(18), 브러시모터(37), 모터(74) 및 선회모터(84) 등에 급전하는 것이다. 상기 2차전지(23)는 예를 들어 선회륜(77)의 후방에서 구동륜(15) 사이의 위치에 배치되어 있다. 그리고, 이 2차 전지(23)는 본체 케이스(12)의 하면(25)에 위치하는 충전 단자와 전기적으로 접속되어 있고, 예를 들어 실내(방)의 소정 위치 등에 설치된 소정의 도시하지 않은 충전대에 대하여 충전단자가 접속됨으로써 충전 가능해져 있다.
다음에, 상기 일 실시형태의 동작을 설명한다.
전기청소기(11)를 피청소면(F)상에 얹으면, 구동륜(15)이 피청소면(F)에 접촉되고 전기청소기(11)의 자중에 의해 구동륜(15)이 현가 수단(?)의 편향에 저항하여 각 기어박스와 함께 본체 케이스(12)내로, 종동륜(17)(선회륜(77))이 피청소면(F)에 접촉되는 위치까지 내려간다. 이 상태에서 청소기(28)는 각 차륜(39)의 외주면(연질부재(39b))이 피청소면(F)과 접촉됨으로써, 이 피청소면(F)과 저면부(51), 즉 흡입구(52)와 피청소면(F)과의 사이에 소정의 간극(G)이 형성된다(도 1 내지 도 4). 그리고, 이 전기청소기(11)는 예를 들어 제어부(22)에 미리 설정된 소정 시각 등이 되면, 전동송풍기(13)를 구동시켜, 예를 들어 충전대로부터 청소를 개시한다. 또한, 청소의 개시위치는 전기청소기(11)의 주행개시위치, 또는 방의 출입구 등, 임의의 장소에 설정 가능하다.
이 전기청소기(11)는, 제어부(22)가 전동송풍기(13)를 구동시키고, 또한 거리측정센서(18)를 통하여 예를 들어 청소영역의 주위를 둘러싸는 벽부나 청소영역 내의 장애물(W) 등과의 거리를 검출함으로써 전기청소기(11)의 위치나 주행상태를 감시하고, 거리측정센서(18)로부터의 검출에 대응하여, 모터(74)에 의해 전동송풍기(11)가 장애물을 피하면서 피청소면(F) 상을 주행한다. 이때, 청소부(28)는 본체부(35)가 하방으로 힘이 가해지고 있고, 또한 각 차륜(39)의 외주면(연질부재(39b))이 피청소면(F)에 접촉된 상태를 유지하므로, 피청소면(F)상에 단차(요철)(D)가 있는 경우에도, 이 단차(D)에 추종하여 본체부(35)가 상하 이동하고, 저면부(51)(흡입구(52))와 피청소면(F)과의 간극(G)을 유지한다(도 1 내지 도 4). 또한, 청소부(28)의 본체부(35)가 상하 이동해도, 슬라이딩 접촉면부(54)와 만곡면부(62)가 거의 틈없이 슬라이딩 접촉되고, 연통구(55)와 연통개구부(63)의 연통을 유지하므로, 연통구(55)와 덕트부(56)를 통하여 연통하는 흡입구(52)와, 연통개구부(63)와 통기개구부(65) 및 도입구(71)를 통하여 연통하는 집진부(14)가 연통을 유지한다(도 1 및 도 2). 또한, 연통구(55)와 연통개구부(63)가 서로 연통하는 면적은, 집진부(14)의 도입구(71)(통기개구부(65))의 개구면적 이상을 유지한다. 즉, 연통구(55) 및 연통개구부(63)와 도입구(71)(통기개구부(65))의 폭 치수는 서로 거의 동등하므로, 청소부(28)의 본체부(35)가 상하 이동했을 때의 연통구(55)의 아래 가장자리부와 연통개구부(63)의 위 가장자리부 사이의 거리가, 도입구(71)(통기개구부(65))의 상하 치수 이상을 유지한다. 또한, 사이드브러시(19) 및 회전 브러시(36)에 대해서는 전동송풍기(13)와 동일하게 상시 동작시켜도 좋고, 필요할 때에만 동작시켜도 좋다.
그리고, 이 전기청소기(11)는 전동송풍기(13)의 구동에 의해 발생한 음압이 작용한 흡입구(52)에 의해, 대향하는 피청소면(F)상의 먼지 또는 사이드브러시(19)에 의해 긁어 모아진 먼지를 공기와 함께 흡입한다. 흡입구(52)는 피청소면(F)과의 간극(G)이 차륜(39)에 의해 거의 일정하게 유지되어 있으므로, 진공도가 거의 일정하게 유지되어, 거의 일정한 흡입력을 유지할 수 있다. 또한, 회전브러시(36)는 피청소면(F)의 먼지를 흡입구(52)로부터 긁어 올린다.
흡입구(52)로부터 흡입된 먼지 또는 흡입구(52)에 긁어 올려진 먼지는 덕트부(56)(흡입실), 연통구(55), 연통개구부(63) 및 통기개구부(65)를 통하여 도입구(71)로부터 집진부(14)에 도입되어 포집되고, 또한 먼지가 분리된 공기는 배출구(72) 및 연통풍로부를 통하여 전동송풍기(13)에 흡입되며, 이 전동송풍기(13)를 냉각한 후, 배기풍이 되어 배기구(26)로부터 본체 케이스(12)의 외부로 배기된다.
청소 영역의 청소가 종료되었다고 판단한 경우에는, 제어부(22)는 전기청소기(11)를 충전대의 위치까지 자율 주행시키며, 전동송풍기(13) 등을 정지시키고 또한 충전대에 충전단자를 (물리적 및 전기적으로) 접속시켜 모터(74)를 정지시키고, 운전을 종료하여 2차 전지(23)를 충전한다.
이상 설명한 일 실시형태에 따르면, 청소부(28)와 집진부(14) 사이에 개재되어 본체 케이스(12)에 고정된 연통부(29)에, 본체부(35)의 회전방향을 따라서 만곡하여 이 본체부(35)의 회전에 의해 본체부(35)의 연통구(55)측인 슬라이딩 접촉면부(54)와 슬라이딩 접촉되는 만곡면부(62)를 설치하고, 또한 이 만곡면부(62)에 집진부(14)와 연통하는 연통개구부(63)를 개구함으로써, 청소부(28)의 본체부(35)가 본체 케이스(12)에 대해서 상하 방향을 따라서 회전한 상태에서도, 연통구(55)를 개구한 슬라이딩 접촉면부(54)와 연통 개구부(63)를 개구한 만곡면부(62)가 슬라이딩 접촉을 유지하므로, 흡입구(52)와 집진부(14)의 연통을 확보할 수 있다.
특히, 본 실시형태에서 청소부(28)는 피청소면(F)에 대하여 타고 올라가(걸려) 구동륜(15)의 피청소면(F)에 대한 그립력을 저하시키지 않도록, 본체부(35)의 피청소면(F)에 대향하는 저면부(51)로부터 차륜(39)을 하방으로 돌출시키고, 이들 차륜(39)의 피청소면(F)과의 접촉에 의해 본체부(35)를 회전시켜 피청소면(F)에 추종시켜 상하 이동시키므로, 상기와 같이 구성함으로써, 이 회전시의 흡입구(52)와 집진부(14)의 연통을 확보하고, 피청소면(F)의 요철 형상에 관계없이, 먼지를 집진부(14)로 확실하게 흡입할 수 있다.
또한, 본체부(35)의 상하방향의 이동범위 전체에 걸쳐, 연통개구부(63)와 연통구(55)의 연통면적이 집진부(14)의 도입구(71)의 개구면적 이상이 되므로 본체부(35)가 어느 위치에 회전한 상태에서도 흡입압력이 변화되지 않고, 전동송풍기(13)의 부압에 의해 흡입된 먼지나 회전브러시(36)에 의해 긁어 올려진 먼지를 집진부(14)로 확실하게 인도할 수 있다.
또한, 상기 일 실시형태에서 슬라이딩 접촉면부(54)는 만곡면부(62)에 대해서 직접 슬라이딩 접촉되도록 구성했지만, 예를 들어 연통구(55)의 주위의 위치에 시일패킹 등의 시일부재를 부착하고, 이 시일부재가 만곡면부(62)에 대하여 슬라이딩 접촉하도록 구성해도 좋다. 이 경우에는 시일부재의 만곡면부(62)측을 슬라이딩 접촉면부로 함으로써, 동일한 작용효과를 가질 수 있다.
또한, 간극유지부재(접촉부재)로서는 차륜(회전체(39))을 대신하여, 피청소면(F)에 접촉 가능한 단순한 돌기 등으로 해도 좋다.
또한, 편향수단으로서는 코일 스프링(40)을 대신하여 회전축부(45)를 회전방향으로 편향하는 토션 스프링 등을 사용해도 좋고, 회전 브러시(36), 브러시 모터(37) 및 브러시 기어 박스(38)의 중량이나 본체부(35)(케이스부(43))의 중량에 의해 본체부(35)(청소부(28))가 하방을 향하여 회전이나 이동을 하도록 구성하고, 편향수단을 사용하지 않는 구성으로 할 수도 있다.
그리고, 본체케이스(12)에는 예를 들어 장애물과 접촉함으로써 이 장해물을 검출하는 접촉형 장해물 센서 등을 외주면에 설치해도 좋다.
또한, 전기청소기(11)는 거리측정센서(18) 등에 의해 장애물을 검출하면서 자율 주행하는 자주식의 것으로 했지만, 예를 들어 사용자가 리모컨 등을 사용하여 원격 조작하는 것 등으로 해도 좋다.
본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이며 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 여러 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 특허청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등 범위에 포함된다.

Claims (1)

  1. 전동송풍기 및 이 전동송풍기의 흡입측과 연통하는 집진부를 구비한 본체 케이스,
    상기 본체 케이스를 피청소면상에서 주행 가능하게 하는 구동륜,
    상기 본체 케이스의 하부에 위치하고, 상기 본체 케이스에 상하 방향을 따라서 회전 가능하게 설치된 본체부, 상기 본체부에 피청소면에 대향하여 개구된 흡입구, 상기 집진부측에 대향하여 상기 본체부에 설치되고, 상기 본체부의 회전 방향을 따라서 만곡된 슬라이딩 접촉면부, 및 이들 슬라이딩 접촉면부에 개구되고 상기 흡입구와 연통하는 연통구를 구비한 청소부, 및
    상기 본체부의 회전방향을 따라서 만곡하여 상기 본체부의 회전범위에서 상기 슬라이딩 접촉면부와 슬라이딩이 유지되는 만곡면부, 및 이 만곡면부에 개구되어 상기 집진부와 연통하는 연통개구부를 구비하고, 상기 청소부와 상기 집진부 사이에 개재되고 상기 본체 케이스에 고정된 연통부를 구비한 전기청소기.
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