KR101842129B1

KR101842129B1 - 청소기

Info

Publication number: KR101842129B1
Application number: KR1020160060445A
Authority: KR
Inventors: 곽동훈; 김성준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2018-03-26
Also published as: CN110558894B; AU2020201749A1; US20170332854A1; KR20170129572A; CN107374497A; EP3245926B1; EP3245926A1; AU2020201749B2; AU2017265784A1; AU2017265784B2; US10231584B2; CN110558894A; EP3363340A2; EP3363340A3; WO2017200187A1; EP3363340B1; CN107374497B

Abstract

본 발명은 청소기에 관한 것으로, 본체를 주행시키는 주행 휠이 커넥터를 통해 구동 모터의 회전축과 연결됨으로써, 상기 주행 휠의 회전을 방해하는 저항을 줄일 수 있고, 따라서, 상기 구동 모터가 오프(OFF)된 상태에서 강제로 상기 본체를 이동시키는 경우에도 상기 주행 휠이 미끌리지 않고, 원활하게 회전될 수 있다. 또한, 상기 구동 모터를 별도의 모터 커버나, 상기 본체에 형성된 격벽 내에 수용함으로써, 상기 구동 모터 측으로 물이 침투하는 것을 방지하였다.

Description

청소기{CLEANER}

본 발명은 청소기에 관한 것으로, 특히, 사용자가 들고 이동하면서 바닥의 먼지를 흡입하는 흡입기구와, 상기 흡입기구와 연결호스를 통해 연결되어, 상기 흡입기구로 흡입력을 제공하는 본체를 포함하고, 상기 본체가 자력으로 상기 흡입기구를 추종하며 이동되는 청소기에 관한 것이다.

청소기는 바닥으로부터 먼지를 흡입하는 장치이다. 도 14 내지 도 15는 종래의 청소기를 도시한 것으로, 종래의 청소기는 흡기를 위한 흡입구가 형성된 흡입기구(20)와, 흡기 유로를 형성하는 호스를 통해 상기 흡입기구와 연결된 본체(10)를 포함한다. 본체(10)에는 상기 흡입구를 통해 공기가 흡입될 수 있도록 부압을 형성하는 흡기팬이 구비되며, 흡입기구(20) 또는 본체(10)에는 상기 흡입구를 통해 흡입된 먼지가 모이는 집진부가 구비된다.

흡입기구(20)는 사용자에 의해 이동되고, 본체(10)는 흡입기구(20)를 추종하며 이동된다. 사용자에 의해 흡입기구(20)가 이동되는 과정에서, 본체(20)는 상기 호스로부터 작용하는 장력에 의해 끌려 이동되나, 최근에는 본체(10)에 구동 모터가 설치되어, 상기 구동 모터에 의해 휠이 회전됨으로써 자체 구동력으로 본체(10)의 이동이 이루어지기도 한다.

이 경우, 본체(10)의 양측에는 주행 휠(15)이 각각 구비되고, 양측 주행 휠(15)을 각각 구동하는 한 쌍의 한 쌍의 구동 모터가 본체(10)에 구비된다. 상기 각 구동 모터에 의해 제공된 회전력은 다수의 기어들(G1, G2, G3, G4, G5)를 거쳐 주행 휠(15)로 전달된다. 도 14에 도시된 기어들(G1, G2, G3, G4, G5)은 평기어를 모식적으로 도시한 것으로, 기어들(G1, G2, G3, G4)은 인접한 것들끼리 치합되어 있다.

제 1 기어(G1)는 구동 모터의 회전축과 결합되어 있고, 제 5 기어(G5)는 주행 휠(15)과 결합되어 있다. 상기 구동 모터에 의해 제 1 기어(G1)가 회전되면, 제 2 내지 제 4 기어(G2, G3, G4)가 차례로 회전된 후, 최종적으로 제 5 기어(G5)가 회전된다. 이렇게 구성된 기어들에 의해, n:1의 감속 비(즉, 구동 모터의 n회전시 주행 휠이 1 회전됨. 여기서, n>1)로 주행 휠(15)의 회전이 이루어진다.

이렇게, 구동 모터의 회전력을 기어들을 통해 전달하는 방식은 안정적으로 토크를 증가시킬 수 있고, 본체(10)를 바닥에 떨어뜨리는 등의 원인으로 주행 휠(15)에 충격이 가해지더라도, 그 충격이 기어들(G1, G2, G3, G4, G5)들에 의해 완충되기 때문에, 구동 모터의 회전축에 가해지는 충격을 줄일 수 있다. 그러나, 구동 모터가 오프된 상태에서 본체(10)가 강제로 이동되는 경우(예를 들어, 사용자가 흡입기구(20)를 이동시키는 과정에서, 호스의 당김력에 의해 본체(10)가 수동으로 주행되는 경우)를 고려해보면, 기어들(G1, G2, G3, G4, G5)간의 마찰력은 본체(10)의 원활한 이동을 저해하는 원인이 된다.

예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 구동 모터가 오프된 상태에서 흡입기구(20)의 방향이 전환되는 경우, 호스가 당기는 힘에 의해 본체(10)에도 모멘트가 작용되는데, 이때, 양쪽 주행 휠(15)들이 원활하게 회전되어야 본체(10)의 방향 전환이 수월하게 이루어 질 것이다. 그런데, 이러한 방향 전환 과정에서는, 주행 휠(15)과 바닥 사이에는 마찰력이 작용할 뿐만 아니라, 기어들(G1, G2, G3, G4, G5)간에도 마찰력이 작용하기 때문에, 본체(10)에는 호스가 당기는 방향과 불일치하는 방향으로 반력이 작용하며, 경우에 따라서는 방향 전환 과정에서 본체(10)가 전복되는 문제가 있었다.

또한, 기어 감속비를 고려하면, 호스의 당김력에 의해 일정 속도 이상으로 본체(10)가 강제 이동되는 경우, 주행 휠(15)은 그 회전이 본체(10)의 이동 속도를 감당하지 못하고, 바닥 상에서 미끄러질 수 있고, 그로 인해 본체(10)가 좌우로 흔들리게 되는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구동 모터에 의해 자력으로 이동 가능한 본체를 구비하되, 상기 구동 모터가 오프된 상태에서, 호스가 당기는 힘에 의해 상기 본체가 강제로 이동될 시(이하, “수동 주행”이라고 함.)에도, 흔들리거나 전복되지 않고 안정적으로 이동될 수 있는 청소기를 제공하는 것이다.

특히, 구동 모터의 회전축이 주행 휠과 직접 체결되어, 수동 주행시 주행 휠의 회전이 원활하게 이루어질 수 있는 청소기를 제공하는 것이다.

또한, 주행 휠의 구조를 개선하여, 본체의 낙하시 주행 휠을 통해 구동 모터의 회전축으로 전달되는 충격을 저감시킨 청소기를 제공하는 것이다.

또한, 본체가 물에 젖더라도, 구동 모터가 누전되는 것을 청소기를 제공하는 것이다.

본 발명의 청소기는 사용자가 들고 이동하면서 바닥의 먼지를 흡입하는 흡입기구와, 상기 흡입기구와 연결호스를 통해 연결되어, 상기 흡입기구로 흡입력을 제공하는 본체를 포함한다. 상기 본체는 양측으로 각각 주행 휠을 구비하고, 한 쌍의 구동 모터에 의해 각각의 상기 주행 휠이 회전된다.

상기 주행 휠은 그 중심이 상기 구동 모터의 회전축과 동일 선상에 위치하고, 상기 구동 모터의 회전축에 설치된 커넥터와 결합된다. 바람직하게는, 상기 구동 모터의 회전축은 감속 기어에 의해 매개되지 않고, 상기 커넥터에 의해 직접 주행 휠과 연결되어 있으며, 이러한 구동 메커니즘은 양쪽 주행 휠 모두에 적용될 수 있다.

종래와 같이 감속 기어들 간의 마찰이 존재하지 않기 때문에, 상기 구동 모터가 오프(OFF)된 상태에서, 강제로 상기 본체를 이동시키는 경우(즉, 수동 주행시)에, 상기 주행 휠의 회전을 방해하는 저항이 줄어, 상기 주행 휠이 미끌리지 않고, 원활하게 회전될 수 있다. 특히, 수동 주행 과정에서 상기 본체의 방향이 급격하게 전환되더라도, 양 쪽 주행 휠들이 원활하게 회전되어 상기 본체가 전복되지 않고 안정적으로 이동될 수 있다.

상기 주행 휠이 물에 젖거나, 상기 본체로 물을 쏟는 경우 등의 특별한 사정이 발생되는 경우에 대비하여, 상기 구동 모터 내로 물이 침투되지 않도록 상기 구동 모터가 수용된 공간을 외부와 구획하는 구조가 필요하고, 이러한 구조를 구현하기 위해, 상기 케이스와 별도의 모터 커버가 제공되거나, 상기 케이스의 측면으로부터 돌출되어 상기 구동 모터를 둘러싸는 형태의 격벽이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 청소기는 사용자에 의해 이동 가능하게 구비되어 먼지를 흡입하는 흡입기구와, 상기 흡입기구와 연결호스로 연결되어, 상기 연결호스를 통해 상기 흡입기구로 흡입력을 제공하는 본체를 포함할 수 있고, 상기 본체는 상기 흡입력을 제공하는 흡기부를 수용하는 케이스와, 상기 케이스의 양측에 각각 구비되는 주행 휠; 상기 주행 휠을 회전시키는 구동 모터와, 상기 주행 휠을 대향하는 상기 케이스의 일 측면에 결합되어, 내측으로 상기 측면과의 사이에 상기 구동 모터가 수용되는 공간을 형성하는 모터 커버와, 상기 모터 커버의 외측에 배치되어 상기 주행 휠과 결합되고, 상기 구동 모터의 회전축과 결합되는 허브가 형성된 커넥터를 포함할 수 있다.

상기 모터 커버는 상기 주행 휠을 대향하고, 상기 구동 모터의 회전축이 통과하는 축 통과공이 형성된 측판; 상기 측판으로부터 관상으로 돌출되어, 개구된 일단이 상기 케이스의 측면 상에 위치되는 격벽과, 상기 격벽으로부터 외측으로 돌출되어, 상기 격벽의 개구된 일단이 상기 케이스의 측면 상에 유지되도록 소정의 체결부재에 의해 상기 케이스의 측면과 결합되는 결합 마운트를 포함할 수 있다.

상기 결합 마운트는 다수개가 상기 회전축에 대해 대칭으로 배치될 수 있다.

상기 케이스는 상기 결합 마운트와 대응하여 상기 케이스의 측면으로부터 돌출되는 마운트 결합 보스를 포함할 수 있고, 상기 체결부재가 상기 결합 마운트를 관통한 후 상기 마운트 결합 보스와 결합될 수 있다.

상기 구동 모터와 결합되어 적어도 일부분이 상기 모터 커버 내에 배치되고, 상기 구동 모터의 회전축을 지지하는 베어링부를 더 포함할 수 있고, 상기 베어링부는 상기 모터 커버의 측판에 고정 배치될 수 있다. 상기 구동 모터는 일면에 상기 베어링부가 결합되고, 타면에 스테이터가 결합되는 베어링부 결합판과, 상기 베어링부 결합판을 기준으로 상기 베어링부와 반대쪽에 배치되어, 상기 회전축과 결합되고, 내측면에 영구자석이 배치되는 아우터 로터를 포함할 수 있다.

상기 모터 커버의 내측에 배치되고, 일면은 상기 베어링부와 결합되고, 타면은 상기 모터 커버의 측판과 결합되는 베어링부 지지판을 더 포함할 수 있다.

상기 모터 커버는 상기 측판으로부터 상기 주행 휠을 향해 돌출되고, 상기 회전축을 중심으로 한 원형의 리브를 더 포함할 수 있다.

상기 모터 커버는 상기 원형의 리브의 외측면으로부터 돌출되고, 일단이 상기 측판과 연결되며, 상기 원형의 리브의 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 커버 보강 리브를 더 포함할 수 있다.

상기 커넥터는 중심부에 상기 회전축과 결합되는 허브가 형성된 회전판과, 상기 회전판으로부터 상기 주행 휠을 향해 돌출되고, 상기 허브에 대해 대칭으로 배치되는 다수개의 휠 결합 보스를 포함할 수 있다. 상기 주행 휠은 상기 휠 결합 보스와 대응하는 다수개의 체결공이 형성되고, 소정의 체결부재가 상기 주행 휠의 외측으로부터 상기 체결공을 통과하여 상기 휠 결합 보스와 체결될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 청소기는 사용자에 의해 이동 가능하게 구비되어 먼지를 흡입하는 흡입기구와, 상기 흡입기구와 연결호스로 연결되어, 상기 연결호스를 통해 상기 흡입기구로 흡입력을 제공하는 본체를 포함할 수 있고, 상기 본체는 상기 흡입력을 제공하는 흡기부를 수용하는 케이스와, 상기 케이스의 양측에 각각 구비되는 주행 휠과, 상기 주행 휠을 회전시키는 구동 모터와, 상기 구동 모터와 결합되고, 상기 구동 모터의 회전축을 지지하는 베어링부를 포함할 수 있고, 상기 케이스는 상기 주행 휠을 대향하는 일 측면으로부터 관상의 격벽이 돌출되어, 상기 격벽의 개구된 일단을 통해 상기 격벽의 내측으로 상기 구동 모터가 수용되고, 상기 본체는 상기 격벽의 개구된 일단을 덮고, 일면에 상기 베어링부가 결합되고, 상기 베어링부의 적어도 일부분이 상기 격벽에 의해 한정된 영역 내에서 결합되는 베어링부 지지판과, 상기 베어링부 지지판과 상기 주행 휠 사이에 배치되어 상기 주행 휠과 결합되고, 상기 구동 모터의 회전축과 결합되는 허브가 형성된 커넥터를 더 포함할 수 있다.

상기 케이스는 상기 격벽의 외측에서 상기 측면으로부터 돌출된 지지판 결합 보스를 더 포함하고, 상기 베어링부 지지판은 상기 지지판 결합 보스와 대응하는 위치에 체결공이 형성되고, 소정의 체결부재가 상기 체결공을 통과하여 상기 지지판 결합 보스와 결합될 수 있다. 상기 지지판 결합 보스는 상기 구동 모터의 회전축에 대해 대칭으로 다수개가 형성되고, 상기 체결공은 상기 다수개의 지지판 결합 보스와 대응하여 다수개가 형성될 수 있다. 탄성을 갖는 유연한 재질로 형성되고, 상기 지지판 결합 보스와 상기 베어링부 지지판 사이에 배치되고, 내측으로 상기 체결부재가 통과되는 관상의 완충부재를 더 포함할 수 있다.

상기 주행 휠은 상기 커넥터와 결합되는 휠 바디와, 탄성을 갖는 유연한 재질로 형성되어, 상기 휠 바디의 외주면에 감기는 링형의 완충밴드를 포함할 수 있다. 상기 휠 바디는 상기 케이스를 대향하는 내주면으로부터 돌출되고, 상기 구동 모터의 회전축을 중심으로 하는 제 1 원형 리브와, 상기 제 1 원형 리브로부터 반경 방향을 따라 외측으로 다수개가 연장되어, 각각이 상기 외주면과 연결되고, 각각이 상기 제 1 원형 리브와 만나는 부분이 3변이 교차되는 구조를 이루는 외측 방사상 리브와, 상기 제 1 원형 리브와 상기 다수개의 외측 방사상 리브들 중 인접한 한 쌍이 만나는 지점들 사이에서 반경 방향을 따라 상기 제 1 원형 리브의 내측으로 연장되어, 각각이 상기 제 1 원형 리브와 만나는 부분이 3변이 교차되는 구조를 이루는 내측 방사상 리브를 포함할 수 있다. 상기 휠 바디는 상기 제 1 원형 리브와 동심을 갖되, 상기 제 1 원형 리브 보다 작은 반경으로 이루어진 제 2 원형 리브를 더 포함할 수 있고, 상기 각각의 내측 방사상 리브는 상기 제 1 원형 리브와 상기 제 2 원형 리브 사이를 연결할 수 있다.

상기 본체는 상기 케이스의 저면에 구비되는 캐스터를 더 포함할 수 있고, 상기 캐스터는 상기 본체를 전면에서 바라볼 때, 상기 케이스의 양측에 구비된 한 쌍의 주행 휠 사이에 배치될 수 있다. 상기 캐스터는 상기 구동 모터의 회전축 보다 전방에 위치될 수 있다. 상기 캐스터의 회전축은 고정되고, 상기 구동 모터의 회전축과 평행할 수 있다.

본 발명의 청소기는 구동 모터가 오프된 상태에서, 연결호스가 당기는 힘에 의해 상기 본체가 강제로 이동될 시에도, 본체가 흔들리거나 전복되지 않고 안정적으로 이동되는 효과가 있다.

특히, 주행 휠을 회전 시키는 구동 모터의 회전축이, 감속 기어 없이 커넥터에 의해 상기 주행 휠과 직접 체결되기 때문에, 수동 주행 시에도 상기 주행 휠의 회전이 원활하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 상기 구동 모터의 회전을 감속 없이 상기 주행 휠로 전달하여 상기 본체의 주행 속도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 본체가 물에 젖더라도, 모터 커버 또는 케이스로부터 돌출된 격벽에 의해 상기 구동 모터 측으로 물이 침투하는 것이 방지되어, 상기 구동 모터와 연결된 회로가 단락되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 커넥터에도 상기 구동 모터의 회전축과 결합되는 허브 둘레를 따라 다수개의 통공을 형성함으로써 완충 능력이 개선되는 효과가 있다.

또한, 상기 본체에는 양쪽 주행 휠 사이에 캐스터를 더 구비하여, 상기 본체의 방향 전환 과정에서의 안정성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 주행 휠의 구조를 개선하여, 상기 본체가 낙하되거나, 요철이 있는 바닥을 주행할 시 상기 주행 휠을 통해 구동 모터의 회전축으로 전달되는 충격을 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 사시도이다.
도 2는 청소기의 주요 구성을 블록화하여 도시한 일례이다.
도 3은 청소기의 주요 구성을 블록화하여 도시한 다른 예이다.
도 4는 도 1에 도시된 본체의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 일부분을 확대하여 도시한 것이다.
도 6은 도 4에 도시된 구성들이 조립된 상태에서, IV-IV를 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소기를 구성하는 본체의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 일부분을 도시한 사시도(a)와 이를 전면에서 바라본 것(b)이다.
도 9는 도 8에 도시된 커넥터의 전면도(a), 배면도(b)이다.
도 10은 도 7에 도시된 구성들이 조립된 상태에서 VII-VII를 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 휠 바디(a), 완충 밴드(b), 휠 바디와 완충 밴드의 조립체(c)를 도시한 것이다.
도 12는 휠의 내측면을 도시한 것이다.
도 13은 본체를 전방 아래에서 바라본 것으로, 특히, 본체의 저면부에 구비된 캐스터를 보여주는 도면이다.
도 14는 종래의 청소기를 도시한 것이다.
도 15는 종래의 청소기가 수동 주행 과정에서 방향이 전환되는 과정을 도시한 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기의 사시도이다. 도 2는 청소기의 주요 구성을 블록화하여 도시한 일례이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소기는 본체(100a)와 흡입기구(200)를 포함할 수 있다. 본체(100a)와 흡입기구(200)는 연결호스(300)를 통해 연결되며, 흡입기구(200)에 의해 흡입된 공기가 연결호스(300)를 통해 본체(100a)로 유입된다. 본체(100a)는 연결호스(300)를 통해 유입된 공기 중에 부유하는 먼지를 채집하는 집진통(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 본체(100a)는 흡입기구(200)를 통해 외기가 흡입될 수 있도록, 연결호스(300)를 통해 흡입력을 제공하는 흡기부(270)을 포함할 수 있다.

흡입기구(200)는 먼지가 흡입되는 흡입구가 형성된 흡입부(210)와, 흡입부(210)로부터 연장되어, 상기 흡입구를 통해 흡입된 먼지가 이동되는 통로를 형성하는 흡기관(220)과, 흡기관(220)의 상부에 구비되는 손잡이(240)를 포함할 수 있다. 사용자가 손잡이(240)를 파지한 상태에서 밀거나 당김으로써 흡입기구(200)의 이동이 이루어질 수 있다. 흡입부(210)의 흡입구가 청소구역의 바닥을 대향한 상태에서 이동됨으로써, 상기 흡입구를 통해 상기 바닥 상의 먼지가 흡입된다.

흡기관(220)은 흡입부(210)를 통해 흡입된 공기가 이동되는 통로를 형성한다. 흡기관(220)은 흡입부(210)와 연결된 하부관(224)과, 하부관(224)에 대해 슬라이딩 가능하게 구비되는 상부관(222)을 포함할 수 있다. 하부관(224)을 따라 상부관(222)이 슬라이딩됨으로써 흡기관(220)의 전체 길이가 신축될 수 있다. 흡기관(220)의 길이가 적절하게 조절된 상태에서, 손잡이(240)는 사용자의 허리 보다 더 높은 곳에 위치될 수 있다.

연결호스(300)는 흡기관(220)과 연결된 일단을 통해 공기의 유입이 이루어지고, 본체(100a)와 연결된 타단을 통해서는 공기의 토출이 이루어진다. 연결호스(300)는 흡입기구(200)와 연결되는 흡입기구 연결부(320)와, 본체(100a)와 연결된 본체 연결부(330)와, 흡입기구 연결부(320)와 본체 연결부(330) 사이에서 길게 연장된 호스부(310)를 포함할 수 있다. 호스부(310)는 흡입기구(200)의 이동 동작에 대응하여 자유롭게 휘어 질 수 있으며, 바람직하게는, 조름관 구조로 이루어진다. 사용자의 조작에 따라 본체(100a)에 대한 흡입기구(200)의 위치가 가변될 수 있으나, 흡입기구(200)의 이동은 연결호스(300)의 길이 내에서 이루어지기 때문에, 흡입기구(200)가 본체(100a)로부터 일정 거리 이상 멀어질 수는 없다.

흡입기구 연결부(320)와 본체 연결부(330)는 강체로 이루어져, 각각 흡입기구(200) 또는 본체(100a)와 일체로 이동된다. 본체 연결부(330)는 본체(100a)와 분리 가능하게 결합될 수 있고, 흡입기구 연결부(320)는 흡입기구(200)와 분리 가능하게 결합될 수 있다.

본체(100a)는 외관을 형성하는 케이스(110)와, 케이스(110)의 양측에 각각 회전 가능하게 구비되는 한 쌍의 주행 휠(120)을 포함할 수 있다. 이하, 필요에 따라, 한 쌍의 주행 휠(120) 중, 본체(100a)의 좌측에 구비되는 것을 좌측 주행 휠(120L), 본체(100a)의 우측에 구비되는 것을 우측 주행 휠(120R)이라고 구분하기로 한다 (도 13 참조.).

각각의 주행 휠(120L, 120R)을 구동하기 위한 한 쌍의 구동 모터(130)가 구비될 수 있다. 이하, 필요에 따라, 한 쌍의 구동 모터(130) 중에 좌측 주행 휠(120L)을 구동하는 것을 좌측 주행 휠 구동 모터(130L), 우측 주행 휠(120R)을 구동하는 것을 우측 주행 휠 구동 모터(130R)라고 구분하기로 한다.

주행 휠(120)이 구동 모터(130)에 의해 회전됨으로써, 본체(100a)가 이동될 수 있으며, 이러한 이동은 본체(100a)가 자력에 의해 주행되는 것인 바, 이하, "능동 주행"이라고 하기로 한다.

능동 주행 시, 본체(100a)는 직진뿐만 아니라 방향전환도 가능하다. 제어부(600)는 구동 모터(130L, 130R)들 간에 회전 속도가 차이가 나도록 제어함으로써, 본체(100a)의 방향 전환을 유도할 수 있다. 예를 들어, 양 쪽 구동 모터(130L, 130R)가 같은 속도로 회전되어 본체(100a)가 전진하다가, 우측 주행 휠 구동 모터(130R)가 좌측 주행 휠 구동 모터(130L)보다 빨라지면, 본체(100a)가 좌측으로 선회될 수 있다. 제어부(600)는 구동 모터(130)뿐만 아니라, 청소기를 구성하는 각종 전장부품 전반에 걸친 제어를 수행할 수 있으며, 마이크로 프로세서(microprocessor) 등의 중앙처리기(CPU), 비활성 메모리(예를 들어, ROM)또는 활성 메모리(예를 들어, 롬(RAM))를 포함하여 구성될 수 있다. 제어부(600)는 주행 제어 모듈(610), 위치정보 획득 모듈(620) 및/또는 흡입 제어 모듈(630)을 포함할 수 있으며, 각 모듈들에 대해서는 보다 상세하게 후술하기로 한다.

한편, 본체(100a)에는 반복 충전이 가능한 배터리(battery)가 구비될 수 있다. 본체(100a)의 전원 코드를 가정 등에 마련된 상용 전원을 공급하는 콘센트에 꼽아 배터리를 충전시킬 수 있다. 다르게는, 상기 콘센트와 연결된 충전대에 본체(100a)가 도킹됨으로써, 본체(100a)의 충전 단자를 통해 전원이 공급되고, 배터리가 충전될 수 있다.

배터리가 충전된 이후에는 본체(100a)가 콘센트와 물리적으로 분리된 상태에서도, 상기 배터리로부터 공급되는 전원에 의해 구동 모터(130)가 구동될 수 있으며, 이 뿐만 아니라, 청소기를 구성하는 각종 전장 부품들 역시 상기 배터리로부터 공급된 전원에 의해 작동될 수 있다.

흡기부(270)는 흡입기구(200)가 외기를 흡입할 수 있도록 부압을 형성하며, 팬 모터(미도시)와 상기 팬 모터에 의해 회전되는 팬(미도시)을 포함할 수 있다.

상기 팬 모터는 제어부(600)의 흡입 제어모듈(630)의 제어에 의해 운전될 수 있다. 흡기부(270)는 케이스(110) 내에 구비될 수 있으며, 이 밖에도 케이스(110) 에는 연결호스(300)를 통해 흡입된 먼지가 모이는 집진통(미도시)이 탈거 가능하게 구비될 수 있고, 상면에는 본체 손잡이(115)가 형성될 수 있다.

흡입기구(200)는 조작부(230)를 포함할 수 있다. 조작부(230)는 사용자로부터 각종 제어명령을 입력받는 것으로, 특히, 조작부(230)를 통해 흡기부(270)의 운전 제어가 가능하다. 조작부(230)는 손잡이(240)를 파지한 사용자의 엄지 손가락에 의해 조작될 수 있도록 그 배치위치가 정해지는 것이 바람직하고, 이러한 측면에서, 실시예에서는 손잡이(240)에 배치되나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 조작부(230)를 통해 입력된 제어명령에 따라, 흡입 제어모듈(630)은 팬 모터의 운전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 조작부(230)에 의해 팬 모터의 운전/운전 정지, 회전 속도 등이 조절될 수 있다.

흡입기구(200)에는 초음파를 발신하는 송신부(410)가 구비될 수 있고, 본체(100a)에는 송신부(410)로부터 발신된 초음파를 수신하는 수신부(420)가 구비될 수 있다. 본체(100a)로부터 흡입기구(200)까지의 거리에 따라, 수신부(420)에 수신되는 초음파 신호의 세기가 달라지고, 그에 따라 수신부(420)의 출력이 달라진다. 따라서, 흡입 제어모듈(630)은 수신부(420)의 출력값에 따라 본체(100a)로부터 흡입기구(200)까지의 거리를 추정하여 흡입기구(200)의 위치정보를 획득할 수 있고, 이렇게 획득된 위치정보에 따라 주행 제어모듈(610)은 구동 모터(130L, 130R)를 제어하여 본체(100a)가 흡입기구(200)로부터 기 설정된 거리 내에 위치되도록 제어할 수 있다.

한편, 실시예에 따라 청소기는 본체(100a) 주변의 영상을 획득하고, 이렇게 획득된 영상을 바탕으로 본체(100a)에 대한 흡입기구(200)의 위치정보를 획득할 수 있다. 도 3을 참조하면, 청소기는 본체(100a)주변의 영상을 획득하는 영상 획득부(450)를 포함할 수 있다. 영상 획득부(450)는 본체(100a)에 구비되고, 고정된 시야를 갖는 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 상기 디지털 카메라는 디지털화된 영상을 획득하면 족한 것으로, 정지영상 또는 동영상을 촬영할 수 있다. 상기 위치정보를 획득하는데 사용되는 영상은 정지영상은 물론 동영상을 구성하는 프레임일 수도 있다.

영상 획득부(450)는 바람직하게는, 본체(100a)의 전방의 영상을 획득한다. 그리고, 흡입기구(200)에는 마커(marker)가 구비될 수 있다. 상기 마커는 배경과 분명하게 대비될 수 있는 식별성을 갖춘 것으로, 이러한 식별성은 주변 조명에 의해 영향을 받지 않을수록 좋다. 상기 마커는 점, 선, 윤곽(countour), 면적 또는 이들이 조합과 같은 특징으로 구성될 수 있다.

위치정보 획득모듈(620)은 영상 획득부(450)에 의해 획득된 영상에서 상기 마커를 추출하고, 이를 바탕으로 상기 마커의 좌표를 구할 수 있다. 영상 획득부(450)의 시야는 고정된 것이기 때문에, 획득된 영상에서 상기 마커의 좌표를 알면, 본체(200a)에 대한 상기 마커의 위치정보(예를 들어, 본체(100a)로부터 마커까지의 거리, 본체(100a)에 대해 마커가 위치하는 방향)를 구할 수 있다.

영상 획득부(450)에 의해 획득된 영상에 상기 마커가 나타나기 위해서는, 상기 마커가 사용자에 의해 가려지지 않아야 하며, 이를 고려하면, 마커는 청소 과정에서 주로 사용자의 측면이나 후방에 위치하는 손잡이(240)에 배치되는 것이 바람직하다.

통상의 청소 과정에서, 손잡이(240)는 바닥으로부터 거의 일정한 높이에 위치한다. 따라서, 손잡이(240)가 일정한 높이에 위치한다고 가정하면, 손잡이(240)에 배치된 마커가 영상 획득부(450)에 의해 획득된 영상에서 아래쪽에 위치할수록, 흡입기구(200)가 본체(100a)로부터 멀리 떨어져 있는 것으로 볼 수 있다. 이러한 원리에 따라, 위치정보 획득 모듈(620)은 영상 획득부(450)에 의해 획득된 영상에 나타난 마커의 위치(예를 들어, 영상에서의 마커의 좌표)로부터 흡입기구(200)의 위치정보를 획득할 수 있다. 이때, 영상에 표시된 마커가 좌우로 얼마만큼 치우쳐져 있는지를 통해 본체(100a)에 대한 마커의 방향도 추정할 수 있음은 물론이다.

이렇게 획득된 위치정보를 바탕으로 주행 제어모듈(610)은 구동 모터(130L, 130R)를 제어하여, 본체(100a)가 흡입기구(200)로부터 기 설정된 거리 내에 위치되도록 제어할 수 있다.

이상에서 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한 능동 주행 구현을 위한 원리와 그에 따른 구성들은 후술하는 실시예들 어느 것에도 적용될 수 있음을 명시한다.

도 4는 도 1에 도시된 본체의 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 일부분을 확대하여 도시한 것이다. 도 6은 도 4에 도시된 구성들이 조립된 상태에서, IV-IV를 따라 절단한 단면도이다. 구조의 복잡함으로 인한 혼동을 피하기 위해 도 6에 휠 캡(530)은 도시하지 않았다.

도 1, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 케이스(110)는 흡기부(270), 구동 모터(130), 집진통, 필터, 배터리 등의 각종 구성들이 수용하며, 케이스(110)의 전면에는 연결호스(300)의 본체 연결부(300)와 연결되는 연결구(116)가 형성될 수 있다. 케이스(110)의 상면은 개폐가 가능하도록 구성될 수 있고, 상기 상면을 개방하여 케이스(110)로부터 집진통을 꺼내고, 그 안에 모인 먼지를 버릴 수 있다.

각각의 주행 휠(120L, 120R)을 대향하는 케이스(110)의 양쪽 측면(112)에는 각각 모터 커버(160)가 결합될 수 있다. 이하, 도면을 참조하여, 좌측 주행 휠(120L)과 이의 구동을 위해 필요한 구성들을 기준으로 설명하나, 이하의 설명은 우측 주행 휠(120R)과 이의 구동을 위해 필요한 구성들에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.

모터 커버(160)의 내측에는 구동 모터(130)가 수용된다. 모터 커버(160)는 케이스(110)의 측면(112)과의 사이에 소정의 공간을 형성하고, 이렇게 형성된 공간 내에 구동 모터(130)가 수용될 수 있다. 케이스(110)의 측면(112)에는 구동 모터(130)의 위치에 대응하여 홈(112a)이 형성될 수 있고, 구동 모터(130)의 적어도 일부분이 홈(112a) 내에 위치될 수 있다. 구동 모터(130)가 케이스(110)의 측면(112)과 접촉되는 경우, 구동 모터(130)의 진동이 케이스(110)에 직접 전달될 뿐만 아니라, 타격음이 발생될 수 있으므로, 바람직하게는, 구동 모터(130)는 케이스(110)의 측면(112)과 이격된다.

구동 모터(130)가 모터 커버(160) 내에 위치하기 때문에, 본체(100a)가 물에 적셔지더라도(예를 들어, 주행 휠(120)이 물기 있는 바닥을 주행하여 휠의 가장자리에서 모터 커버(160)로 물이 낙하되거나, 본체(100a)에 물을 쏟는 경우 등), 구동 모터(130)가 젖는 것이 방지되고, 따라서, 구동 모터(130)와 연결된 회로가 단락되는 것을 방지할 수 있다.

모터 커버(160)는 재질은, 바람직하게는 합성수지로 이루어지나 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니며, 실시예에 따라서는 금속재질로 이루어질 수도 있다.

주행 휠(120)은 커넥터(170)에 의해 구동 모터(130)의 회전축(135)과 연결될 수 있다. 커넥터(170)는 회전축(135)을 주행 휠(120)과 결합시키기 위한 것으로, 회전축(135)과 결합되는 허브(172)가 형성될 수 있다. 커넥터(170)는 모터 커버(160)의 외측에 배치되고, 허브(172)가 회전축(135)에 결합된 상태에서, 주행 휠(120)과 결합될 수 있다.

모터 커버(160)는 주행 휠(120)을 대향하고, 구동 모터(130)의 회전축(135)이 통과하는 축 통과공(162a)이 형성된 측판(162)과, 측판(162)으로부터 관상으로 돌출되어, 개구된 일단이 케이스(110)의 측면(112) 상에 위치되는 격벽(161)을 포함할 수 있다.

측판(162)은 대략 원형으로 형성되어, 중앙에 축 통과공(162a)이 형성된다. 축 통과공(162a)의 직경은 회전축(135)의 직경보다 상당한 정도로 더 크고, 회전축(135)을 지지하는 베어링부(140)의 일부분이 축 통과공(162a)을 통과할 수 있다. 구동 모터(130)로부터 발산된 열이 축 통과공(162a)을 통해 모터 커버(160)의 외측으로 방출될 수 있다.

모터 커버(160)에는 측판(162)으로부터 주행 휠(120)을 향해 돌출되고, 회전축(135)을 중심으로 한 원형(또는, 링형)의 리브(163)가 형성될 수 있다. 리브(163)는 측판(162)의 가장자리와 인접한 부분에 형성될 수 있다.

원형의 리브(163)의 외측면으로부터 돌출되고, 일단이 측판(162)과 연결되며, 리브(163)의 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 커버 보강 리브(164)가 더 형성될 수 있다.

이러한 리브들(163, 164)은 모터 커버(160)의 강성을 유지시켜, 충격이 가해지더라도 모터 커버(160)가 변형되지 않도록 하며, 더 나아가 가해진 충격을 분산시키는 기능을 한다. 따라서, 모터 커버(160)의 측판(162)에 의해 지지되는 베어링부(140), 베어링부(140)와 결합된 구동 모터(130)가 견실하게 지지될 수 있고, 구동 모터(130)의 회전축(135)의 흔들림이 줄어든 만큼 주행 휠(120) 역시 쉽게 흔들리지 않는다.

또한, 원형의 리브(163)는 측판(162)으로부터 돌출된 형태이기 때문에, 설령 본체(100a)가 물에 적셔지더라도, 리브(163)에 의해 측판(162)의 중심부로 물이 흘러 들어가는 것이 방지되고, 그 만큼 축 통과공(162a)을 통해 모터 커버(160) 내부로 물이 침투될 가능성이 낮아진다.

격벽(161)의 외측으로부터 결합 마운트(166)가 돌출될 수 있다. 격벽(161)은 측판(162)과 연결된 부분의 반대쪽에 해당하는 개구된 일단이 케이스(110)의 측면(112)과 밀착된 상태에서, 나사나 볼트와 같은 소정의 체결부재(149)에 의해 결합 마운트(166)가 케이스(110)의 측면(112)과 결합되고, 그로 인해 격벽(161)의 개구된 일단과 케이스(110)의 측면(112)의 밀착 상태가 유지할 수 있다.

격벽(161)에 형성된 결합 마운트(166)와 대응하여 케이스(110)의 측면(112)에는 마운트 결합 보스(117)가 형성될 수 있다. 마운트 결합 보스(117)는 케이스(110)의 측면(112)으로부터 주행 휠(120)을 향해 돌출될 수 있다.

결합 마운트(166)에는 체결공(166a)이 형성될 수 있고, 체결부재(149)가 체결공(166a)을 통과한 후 마운트 결합 보스(117)에 체결될 수 있다. 결합 마운트(166)에는 마운트 결합 보스(117)의 단부가 삽입되는 홈이 형성될 수 있고, 이 경우, 체결공(166a)은 상기 홈과 연통된다.

마운트 결합 보스(117)의 외주로부터 다수개의 리브(118)가 돌출될 수 있다. 리브(118)의 일단은 케이스(110)의 측면(112)과 연결될 수 있다

결합 마운트(166)는 다수개가 회전축(135)에 대해 대칭으로 배치될 수 있고, 각각의 결합 마운트(166)와 대응하여 마운트 결합 보스(117) 역시 다수개가 배치될 수 있다. 바람직하게는, 결합 마운트(166)는 인접한 것들의 회전축(135)에 대해 각도가 120도가 되도록 3개가 배치된다.

실시예에서 구동 모터(130)는, 유도 코일이 권취된 스테이터(134)가 중심에 위치되고, 스테이터(134)를 감싸는 아우터 로터(131)의 내주면을 따라 영구자석(132)들이 배열된 아웃터 로터(outer rotor) 타입의 모터이나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 종류의 모터가 적용될 수 있음은 물론이다.

구동 모터(130)는 베어링부(140)와 결합되는 베어링부 결합판(133)과, 베어링부 결합판(133)과 결합되고 내측에 아우터 로터(131)가 수용되는 공간을 형성하는 모터 하우징(136)을 포함할 수 있다.

베어링부 결합판(133)의 일면에는 베어링부(140)가 결합되고, 타면에는 스테이터(134)가 결합될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 베어링부 결합판(133)과 베어링부(140)는 별도의 체결부재에 의해 결합될 수 있고, 다르게는, 용접이나 융착 등에 의해 서로 결합될 수도 있다.

아우터 로터(131)의 중심에는 회전축(135)이 결합되어 있으며, 따라서, 스테이터(134)와 영구자석(132) 사이에 작용하는 자기력에 의해 아우터 로터(131)가 회전되면, 아우터 로터(131)와 일체로 회전축(135)도 회전된다.

구동 모터(130)는 속도 제어가 가능한 것일 수 있고, BLDC 모터(Brushless Direct Current Motor)가 적당하다. BLDC 모터의 속도를 제어하는 방법으로는 비례-적분 제어기(PI controller: Proportional - Integral controller), 비례-적분-미분 제어기(PID controller: Proportional - Integral - Derivative controller) 등을 이용하여 모터의 출력을 피드백 받고 모터의 입력 전류를 벡터 제어하는 방법을 예로 들 수 있고, 그 외에도 여러 방법들이 이미 잘 알려져 있는 바, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

베어링부(140)는 구동 모터(130)의 회전축(135)을 지지하는 것이다. 회전축(135)이 베어링부(140)를 통과하고, 베어링부(140)는 회전축(135)을 지지하는 볼 베어링(142)를 포함할 수 있다. 베어링부(140)는 모터 커버(160)의 측판(162)에 고정 배치되고, 적어도 일부분이 모터 커버(160) 내측에 배치될 수 있다.

베어링부(140)는 일측이 구동 모터(130)의 베어링부 결합판(133)과 결합되고, 타측은 베어링부 지지판(143)과 결합되는 베이스(141)와, 베이스(141)와 일체로 형성된 볼 베어링(142)을 포함할 수 있다.

베어링부 지지판(143)은 일면이 베어링부(140)의 베이스(141)와 결합되고, 타면은 모터 커버(160)의 측판(162)과 결합될 수 있다. 베이스(141)에는 회전축(135)을 중심으로 한 소정의 원주 상에 배열된 다수개의 체결공(141a) 형성되고, 베어링부 지지판(143)에는 다수개의 체결공(141a)과 각각 대응하는 위치에 제 1 체결공(143a)들이 형성되어, 체결부재(145)가 제 1 체결공(143a)을 통과한 후 베이스(141)에 형성된 체결공(141a)과 체결될 수 있다.

구동 모터(130)가 회전 중에도 흔들리지 않도록, 베어링부 지지판(143)은 충분한 강성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 좋고, 그 재질은 바람직하게는 금속이나 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니고 합성수지로 이루어지는 것도 가능하다.

베어링부 지지판(143)은 제 1 체결공(143a)의 외측에 제 2 체결공(143b)이 형성될 수 있다. 상기 제 2 체결공은 회전축(135)을 중심으로 한 소정의 원주를 따라 배열될 수 있다. 측판(162)에는 다수개의 제 2 체결공(143b)과 각각 대응하는 위치에 체결홈(165a)이 형성될 수 있다. 체결부재(146)가 제 2 체결공(143b)을 통과한 후 체결홈(165a)에 삽입, 체결될 수 있다.

측판(162)에는 베어링부 지지판(143)의 반대쪽으로 돌기(165)가 형성되고, 체결홈(165a)은 돌기(165)의 내측에 형성될 수 있다. 체결부재(146)의 삽입이 이루어지는 체결홈(165a)의 입구는 베어링부 지지판(143)과 밀착될 수 있다. 돌기(165)는 원형의 리브(163)의 내측에 위치될 수 있으며, 특히, 리브(163)의 내주면과 밀착될 수 있다.

커넥터(170)는 중심부에 회전축(135)과 결합되는 허브(172)가 형성된 원형의 회전판(171)과, 회전판(171)으로부터 주행 휠(120)을 향해 돌출되고, 허브(172)에 대해 대칭으로 배치되는 다수개의 휠 결합 보스(173)를 포함할 수 있다. 커넥터(170)의 강성을 보강하기 위해, 허브(172)로부터 방사상으로 연장되는 다수의 돌출부(175)가 회전판(171)에 형성될 수 있다.

커넥터(170)는 바람직하게는 합성수지로 이루어지나 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니며, 실시예에 따라서는 금속재질로 이루어질 수도 있다.

허브(172)는 회전축(135)의 단부(135a)가 삽입되는 관상의 형태로 이루어질 수 있다. 회전축(135)의 단부(135a)에는 면치가 형성될 수 있다. 면치가 형성된 부분의 단면은 비 원형을 이루고, 허브(172)의 내경 역시 이와 대응하는 형태를 이룰 수 있다.

휠 결합 보스(173)는, 바람직하게는 인접한 것들 사이의 각도가 커넥터(170)의 중심(또는, 회전축(135))에 대해 120도가 되도록 3개가 배치되나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 휠 결합 보스(173)는 회전판(171)으로부터 돌출된 관상의 형태일 수 있다.

주행 휠(120)은 휠 바디(510), 완충 밴드(520) 및 휠 캡(530)을 포함할 수 있다. 휠 바디(510)에는 다수개의 휠 결합 보스(173) 각각과 대응하여 체결공(514a)이 형성될 수 있고, 체결부재(518)가 휠 바디(510)의 외측으로부터 체결공(514a)을 통과하여 휠 결합 보스(173)와 체결될 수 있다.

커넥터(170)가 구동 모터(130)의 회전축(135)에 결합되어 있고, 주행 휠(120)이 커넥터(170)와 결합되는 구조는 하나의 축(axis)을 중심으로 회전축(135)과 주행 휠(120)의 회전이 이루어진다. 이 경우, 구동 모터(130)와 주행 휠(120)의 감속비가 1:1이기 때문에, 구동 모터(130)의 전원이 오프된 상태에서 본체(100a)가 수동 주행되는 경우, 구동 모터(130)의 회전축(135)이 주행 휠(120)과 동일한 회전수로 회전되고, 회전축(135)의 회전을 방해하는 저항은 볼 베어링(142)과 회전축(135) 간의 마찰력이 주가 될 뿐, 종래와 같이 기어들 사이의 마찰저항은 존재하지 않는다. 따라서, 수동 주행 시에도 주행 휠(120)이 원활하게 회전될 수 있으며, 특히, 양쪽 주행 휠(120)의 작동 메커니즘(mechanism)이 동일하기 때문에, 양쪽 주행 휠(120) 모두 원활하게 회전될 수 있다.

주행 휠(120)을 구성하는 휠 바디(510)의 외측면 상에는 휠 캡(530)이 삽입되는 휠 캡 삽입홈(512)이 형성될 수 있고, 휠 캡 삽입홈(512)의 바닥으로부터 커넥터 마운트(513)가 돌출될 수 있다. 휠 바디(510)의 내측면 상에서 보면, 커넥터 마운트(513)는 상기 내측면으로부터 함몰된 홈을 이루고, 상기 홈의 바닥부는 실질적으로 평평한 형태로 이루어지고, 상기 바닥부로부터 체결공(514a)이 형성된 보스(514)가 돌출될 수 있다. 체결부재(518)가 체결공(514a)을 통과하여 휠 결합 보스(173)에 체결되더라도, 휠 캡(530)에 의해 가려질 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소기를 구성하는 본체의 분해 사시도이다. 도 8은 도 7의 일부분을 도시한 사시도(a)와 이를 전면에서 바라본 것(b)이다. 도 9는 도 8에 도시된 커넥터의 전면도(a), 배면도(b)이다. 도 10은 도 7에 도시된 구성들이 조립된 상태에서 VII-VII를 따라 절단한 단면도이다. 구조의 복잡함으로 인한 혼동을 피하기 위해 도 10에 휠 캡은 도시하지 않았다.

본 발명이 다른 실시예에 따른 청소기에서, 본체(100b)는 흡입력을 제공하는 흡기부(270)를 수용하는 케이스(110), 케이스(110)의 양측에 각각 구비되는 주행 휠(120), 주행 휠(120)을 회전시키는 구동 모터(130), 구동 모터(130)와 결합되고, 구동 모터의 회전축(135)을 지지하는 베어링부(140)를 포함할 수 있다.

케이스(110)는 주행 휠(120)을 대향하는 일 측면(112)으로부터 관상의 격벽(181)이 돌출되고, 격벽(181)의 개구된 일단을 통해 격벽(181)의 내측으로 구동 모터(130)가 수용될 수 있다. 즉, 전술한 실시예에서는 케이스(110)와 별도로 형성된 모터 커버(160) 내에 구동 모터(130)가 수용되었으나, 본 실시예에서는 구동 모터(130)를 수용하는 영역을 한정하는 격벽(181)이 케이스(110)의 측면(112)으로부터 돌출된다는 점에 있어서 차이가 있다.

케이스(110)의 측면(112)으로부터 지지판 결합 보스(182)가 돌출될 수 있다. 지지판 결합 보스(182)는 격벽(181)의 외측에 형성될 수 있고, 구동 모터(130)의 회전축(135)에 대해 대칭으로 다수개가 형성될 수 있다. 지지판 결합 보스(182)는, 바람직하게는, 인접한 것들 사이의 각도가 회전축(135)에 대해 120도가 되도록 3개가 배치된다. 지지판 결합 보스(182)의 외주로부터 다수개의 리브(183)가 돌출될 수 있다. 리브(183)의 일단은 케이스(110)의 측면(112)과 연결될 수 있다.

베어링부 지지판(143)은 베어링부(140)의 베이스(141)에 형성된 체결공(141a)과 각각 대응하는 위치에 제 1 체결공(143a)이 형성되어, 체결부재(145)가 제 1 체결공(143a)을 통과한 후 베이스(141)에 형성된 체결공(141a)과 체결될 수 있다.

베어링부 지지판(143)의 둘레에는 소저의 탄성을 같는 다수개의 결합탭(143c)이 돌출될 수 있고, 결합탭(143c)이 격벽(181)의 외측측과 밀착될 수 있다.

베어링부 지지판(143)은 제 1 체결공(143a)의 외측에 제 2 체결공(143b)이 형성될 수 있고, 제 2 체결공(143b)은 회전축(135)을 중심으로 한 소정의 원주를 따라 배열될 수 있다. 이들 다수개의 제 2 체결공(143b)은 각각의 지지판 결합 보스(182)와 대응하는 위치에 형성되며, 체결부재(146)가 제 2 체결공(143b)을 통과하여 지지판 결합 보스(182)와 체결될 수 있다.

격벽(181)의 개구된 일단은 베어링부 지지판(143)에 의해 덮이고, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 베어링부 지지판(143)의 일면에는 베어링부(140)가 결합된다. 베어링부(140)의 적어도 일부분이 격벽(181)에 의해 한정된 영역 내에서 베어링부 지지판(143)과 결합될 수 있으며, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 체결부재(145)가 제 1 체결공(143a)을 통과하여 베어링부(140)의 베이스(141)와 체결될 수 있다.

커넥터(570)는 베어링부 지지판(143)과 주행 휠(120) 사이에 배치되어, 주행 휠(120)과 결합될 수 있다. 커넥터(570)에는 구동 모터(130)의 회전축(135)과 결합되는 허브(572)가 형성될 수 있다.

커넥터(570)는 중심부에 회전축(135)과 결합되는 허브(572)가 형성된 원형의 회전판(571)과, 회전판(571)으로부터 주행 휠(120)을 향해 돌출되고, 허브(572)에 대해 대칭으로 배치되는 다수개의 휠 결합 보스(573)를 포함할 수 있다. 휠 결합 보스(573)의 외주로부터 다수개의 리브(574)가 돌출될 수 있다. 리브(574)의 일단은 회전판(571)과 연결될 수 있다.

커넥터(570)는 바람직하게는 합성수지로 이루어지나 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니며, 실시예에 따라서는 금속재질로 이루어질 수도 있다.

허브(572)는 회전축(135)의 단부가 삽입되는 관상의 형태로 이루어질 수 있다. 회전축(135)의 단부(135a)에는 면치가 형성될 수 있다. 면치가 형성된 부분의 단면은 비 원형을 이루고, 허브(572)의 내경 역시 이와 대응하는 형태를 이룰 수 있다.

허브(572)는 관상의 형태로써, 허브(572)의 외측면으로부터 회전판(571)이 확장된다. 따라서, 허브(572)의 일측부(572a)는 회전판(571)의 전면(휠 바디(510)를 향하는 면)으로부터 돌출되고, 허브(572)의 타측부(572b)는 회전판(571)의 배면(베어링부 지지판(143)을 향하는 면)으로부터 돌출된다.

도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전판(571)의 배면에는 허브(572)의 타측부(572b)로부터 돌출되어 방사상으로 연장되는 다수개의 리브(577)가 형성될 수 있다. 허브(572)에 가해지는 부하가 리브(577)를 통해 분산됨으로써, 커넥터(570)의 강성이 유지될 수 있다.

회전판(571)에는 허브(572)의 둘레를 따라 다수개의 통공(570a)이 형성될 수 있다. 이들 통공(570a)은 허브(572)를 중심으로 한 소정의 원주를 따라 다수가 배열될 수 있으며, 인접한 통공(570a)들이 허브(572)에 대해 이루는 각도는 일정할 수 있다. 바람직하게는, 허브(572)를 중심으로 120도 마다 통공(570a)이 형성되고, 각각의 통공(570a)은 인접한 휠 결합 보스(573)들 사이에 배치된다. 커넥터(570)에 통공(570a)이 형성된 구조는, 주행 휠(120)을 통해 가해진 충격을 분산시킬 뿐만 아니라, 완충 작용을 하며, 특히, 커넥터(570)가 합성수지재로 형성되는 경우 완충 작용이 더 잘 이루어진다.

휠 결합 보스(573)는, 바람직하게는 인접한 것들 사이의 각도가 커넥터(570)의 중심(또는, 회전축(135))에 대해 120도가 되도록 3개가 배치되나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 휠 결합 보스(573)는 회전판(571)으로부터 돌출된 관상의 형태일 수 있다.

다수개의 휠 결합 보스(573) 각각과 대응하여 휠 바디(510)에는 체결공(514a)이 형성될 수 있고, 이러한 체결공(514a)는 휠 바디(510a)로부터 돌출된 보스(514)에 의해 형성될 수 있다.

한편, 관상의 완충부재(188)가 지지판 결합 보스(182)와 베어링부 지지판(143) 사이에 개재될 수 있다. 완충부재(188)는 일단이 지지판 결합 보스(182)내에 삽입될 수 있다. 완충부재(188)는 탄성을 갖는 유연한 재질로 형성되고, 예를 들어, 고무로 형성될 수 있다. 체결부재(146)가 완충부재(188)의 내측을 통과하여 휠 결합 보스(573)와 체결될 수 있다.

도 11은 휠 바디(a), 완충 밴드(b), 휠 바디와 완충 밴드의 조립체(c)를 도시한 것이다. 도 12는 휠 바디의 내측면을 도시한 것이다.

도 11 내지 도 12를 참조하면, 주행 휠(120)은 휠 바디(510)와, 휠 바디(510)의 외주면에 감기는 링형의 완충밴드(520)와, 휠 바디(510)의 중앙에 형성된 홈에 결합되는 휠 캡(530)을 포함할 수 있다.

휠 바디(510)는 원판형의 프레임부(511)와, 프레임(511)의 둘레를 따라 형성된 외주부(512)를 포함할 수 있다. 프레임부(511)의 중심부에는 커넥터(570)에 형성된 다수개의 휠 결합 보스(573)과 각각 대응하는 체결공(514a)들이 형성될 수 있다.

외주부(512)는 프레임부(511)의 둘레를 따라 연장되며, 케이스(110)의 내측면(112)을 대향하는 내측면과, 완충밴드(520)와 접하는 외측면을 포함할 수 있다.

프레임부(511)의 내측면에는 제 1 원형 리브(517), 외측 방사상 리브(519a, 519b), 내측 방사상 리브(518a, 518b)가 형성될 수 있다. 제 1 원형 리브(517)는 구동 모터(130)의 회전축(135)을 중심으로 한 링형(또는, 원형)을 이루며 형성될 수 있다. 휠 바디(510)는 바람직하게는 합성수지재의 사출물로 형성된다. 프레임부(511)의 내측면은 오목한 형태의 곡면을 이룰 수 있다.

외측 방사상 리브(519a, 519b)는 제 1 원형 리브(517)로부터 반경 방향을 따라 제 1 원형 리브(517)의 외측으로 다수개가 연장되어, 각각이 휠 바디(510)의 둘레를 따라 형성된 외주부(512)와 연결될 수 있다. 외측 방사상 리브(519a, 519b)는 외주부(512)의 내측면과 연결될 수 있다.

각각의 외측 방사상 리브(519a, 519b)는 제 1 원형 리브(517)와 만나는 부분이 3변이 교차되는 구조(또는, “T”자형 구조)를 이룰 수 있다. 즉, 제 1 원형 리브(517)와 외측 방사상 리브(519a, 519b)가 만나는 지점(P1, P2)으로부터는 내측 방사상 리브(518a, 518b)가 연장되지 않는다.

내측 방사상 리브(518a, 518b)는, 제 1 원형 리브(517)와 다수개의 외측 방사상 리브(519a, 519b)들 중 인접한 한 쌍이 만나는 지점들(P1, P2) 사이의 소정의 지점에서 반경 방향을 따라 제 1 원형 리브(517)의 내측으로 연장될 수 있다. 각각의 내측 방사상 리브(518a, 518b)는 제 1 원형 리브(517)와 만나는 부분이 3변이 교차되는 구조(또는, “T”자형 구조)를 이룰 수 있다. 즉, 제 1 원형 리브(517)와 내측 방사상 리브(518a, 518b)가 만나는 지점(P3)으로부터는 외측 방사상 리브(519a, 519b)가 연장되지 않는다.

주행 휠(120)에 충격이 가해지면, 그 충격의 일부는 휠 바디(510)의 외주부(512)로부터 휠 바디(510)의 중심부로 전달되는데, 만약 도 12에 도시된 점선 상에도 외측 방사상 리브(519a, 519b)가 형성된다면 외측 방사상 리브(519a, 519b)와 내측 방사상 리브(518a, 518b)가 동일 선상에 위치하게 되어, 외측 방사상 리브(519a, 519b)를 통해 전달된 충격이 제 1 원형 리브(517)로 효과적으로 분산되지 못하고, 그 충격의 상당부분이 내측 방사상 리브(518a, 518b)로 전달되게 된다. 그렇게 된다면, 구동 모터(130)의 회전축(135)에도 상당한 충격이 가해질 것이고, 구동 모터(130)가 흔들리고, 그로 인한 주행 휠(120) 또한 흔들리는 문제가 발생되고, 심한 경우 커넥터(570)가 파손될 수도 있을 것이다.

따라서, 본 실시예와 같이, 외측 방사상 리브(519a, 519b)와 내측 방사상 리브(518a, 518b)를 교대로 배치함으로써, 외측 방사상 리브(519a, 519b)를 통해 전달된 충격이 1차적으로 제 1 원형 리브(517)를 통해 분산/ 흡수된 이후에 내측 방사상 리브(518a, 518b)로 전달되도록 하여, 상기와 같은 여러 문제점들을 해소할 수 있다.

프레임부(511)에는 제 1 원형 리브(517)의 내측으로 제 2 원형 리브(516)이 형성될 수 있다. 제 2 원형 리브(516)은 제 1 원형 리브(517)와 동심을 갖되, 제 1 원형 리브(517) 보다 작은 반경으로 이루어진다. 동심을 갖는 제 2 원형 리브(516)가 더 형성될 수 있다. 각각의 내측 방사상 리브(518a, 518b)가 제 1 원형 리브(517)와 제 2 원형 리브(516)를 연결할 수 있다. 내측 방사상 리브(518a, 518b)를 통해 전달된 충격이 제 2 원형 리브(516)에 의해 분산될 수 있다.

완충밴드(520)는 탄성을 갖는 유연한 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 고무로 이루어진다. 완충밴드(520)는 청소구역의 바닥과의 사이에 마찰력을 제공하는 바닥 접촉부(521)와, 바닥 접촉부(521)의 내주면으로부터 반경 방향을 따라 내측으로 연장되어, 완충밴드(520)가 탈거되지 않도록, 프레임부(511)의 단부에 걸리는 결합부(522)를 포함할 수 있다.

도 13은 본체를 전방 아래에서 바라본 것으로, 특히, 본체(100a, 100b)의 저면부에 구비된 캐스터를 보여주는 도면이다.

도 13을 참조하면, 본체(100a, 100b)는 케이스(110)의 저면에 캐스터(191)가 구비될 수 있다. 캐스터(191)는 본체(100a, 100b)를 전면에서 바라볼 때, 케이스(110)의 양측에 구비된 한 쌍의 주행 휠(120L, 120R) 사이에 배치될 수 있다. 케이스(110)의 저면에는 캐스터(191) 설치를 위한 설치홈(119)이 형성될 수 있다. 캐스터(191)는 설치홈(119) 내에 회전 가능하게 배치되되, 일부분이 설치홈(119) 외부로 노출되어 청소구역의 바닥과 접한다. 캐스터(191)는 본체(100a, 100b)가 주행 과정에서 균형을 잃지 않도록 하며, 특히, 수동 주행 중에 본체(100a, 100b)의 방향 전환이 급격하게 이루어지더라도 균형이 유지되도록 한다.

캐스터(191)는 구동 모터(130)의 회전축(135) 보다 전방에 위치되는 것이 바람직하고, 캐스터(191)의 회전축은 고정되고, 구동 모터(130)의 회전축(135)과 평행할 수 있다.

Claims

사용자에 의해 이동 가능하게 구비되어 먼지를 흡입하는 흡입기구와, 상기 흡입기구와 연결호스로 연결되어, 상기 연결호스를 통해 상기 흡입기구로 흡입력을 제공하는 본체를 포함하는 청소기에 있어서,
상기 본체는,
상기 흡입력을 제공하는 흡기부를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 양측에 각각 구비되는 주행 휠;
상기 주행 휠을 회전시키는 구동 모터;
상기 주행 휠을 대향하는 상기 케이스의 일 측면에 결합되어, 내측으로 상기 측면과의 사이에 상기 구동 모터가 수용되는 공간을 형성하는 모터 커버; 및
상기 모터 커버의 외측에 배치되어 상기 주행 휠과 결합되고, 상기 구동 모터의 회전축과 결합되는 허브가 형성된 커넥터를 포함하는 청소기.
제 1 항에 있어서,
상기 모터 커버는,
상기 주행 휠을 대향하고, 상기 구동 모터의 회전축이 통과하는 축 통과공이 형성된 측판;
상기 측판으로부터 관상으로 돌출되어, 개구된 일단이 상기 케이스의 측면 상에 위치되는 격벽; 및
상기 격벽으로부터 외측으로 돌출되어, 상기 격벽의 개구된 일단이 상기 케이스의 측면 상에 유지되도록 소정의 체결부재에 의해 상기 케이스의 측면과 결합되는 결합 마운트를 포함하는 청소기.
제 2 항에 있어서,
상기 결합 마운트는,
다수개가 상기 회전축에 대해 대칭으로 배치되는 청소기.
제 2 항에 있어서,
상기 케이스는,
상기 결합 마운트와 대응하여 상기 케이스의 측면으로부터 돌출되는 마운트 결합 보스를 포함하고,
상기 체결부재가 상기 결합 마운트를 관통한 후 상기 마운트 결합 보스와 결합되는 청소기.
제 2 항에 있어서,
상기 구동 모터와 결합되어 적어도 일부분이 상기 모터 커버 내에 배치되고, 상기 구동 모터의 회전축을 지지하는 베어링부를 더 포함하고,
상기 베어링부는,
상기 모터 커버의 측판에 고정 배치되는 청소기.
제 5 항에 있어서,
상기 구동 모터는,
일면에 상기 베어링부가 결합되고, 타면에 스테이터가 결합되는 베어링부 결합판; 및
상기 베어링부 결합판을 기준으로 상기 베어링부와 반대쪽에 배치되어, 상기 회전축과 결합되고, 내측면에 영구자석이 배치되는 아우터 로터를 포함하는 청소기.
제 5 항에 있어서,
상기 모터 커버의 내측에 배치되고, 일면은 상기 베어링부와 결합되고, 타면은 상기 모터 커버의 측판과 결합되는 베어링부 지지판을 더 포함하는 청소기.
제 2 항에 있어서,
상기 모터 커버는,
상기 측판으로부터 상기 주행 휠을 향해 돌출되고, 상기 회전축을 중심으로 한 원형의 리브를 더 포함하는 청소기.
제 8 항에 있어서,
상기 모터 커버는,
상기 원형의 리브의 외측면으로부터 돌출되고, 일단이 상기 측판과 연결되며, 상기 원형의 리브의 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 커버 보강 리브를 더 포함하는 청소기.
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는,
중심부에 상기 회전축과 결합되는 허브가 형성된 회전판; 및
상기 회전판으로부터 상기 주행 휠을 향해 돌출되고, 상기 허브에 대해 대칭으로 배치되는 다수개의 휠 결합 보스를 포함하는 청소기.
제 10 항에 있어서,
상기 주행 휠은,
상기 휠 결합 보스와 대응하는 다수개의 체결공이 형성되고,
소정의 체결부재가 상기 주행 휠의 외측으로부터 상기 체결공을 통과하여 상기 휠 결합 보스와 체결되는 청소기.
사용자에 의해 이동 가능하게 구비되어 먼지를 흡입하는 흡입기구와, 상기 흡입기구와 연결호스로 연결되어, 상기 연결호스를 통해 상기 흡입기구로 흡입력을 제공하는 본체를 포함하는 청소기에 있어서,
상기 본체는,
상기 흡입력을 제공하는 흡기부를 수용하는 케이스;
상기 케이스의 양측에 각각 구비되는 주행 휠;
상기 주행 휠을 회전시키는 구동 모터; 및
상기 구동 모터와 결합되고, 상기 구동 모터의 회전축을 지지하는 베어링부를 포함하고,
상기 케이스는,
상기 주행 휠을 대향하는 일 측면으로부터 관상의 격벽이 돌출되어, 상기 격벽의 개구된 일단을 통해 상기 격벽의 내측으로 상기 구동 모터가 수용되고,
상기 본체는,
상기 격벽의 개구된 일단을 덮고, 일면에 상기 베어링부가 결합되고, 상기 베어링부의 적어도 일부분이 상기 격벽에 의해 한정된 영역 내에서 결합되는 베어링부 지지판; 및
상기 베어링부 지지판과 상기 주행 휠 사이에 배치되어 상기 주행 휠과 결합되고, 상기 구동 모터의 회전축과 결합되는 허브가 형성된 커넥터를 더 포함하는 청소기.
제 12 항에 있어서,
상기 케이스는,
상기 격벽의 외측에서 상기 측면으로부터 돌출된 지지판 결합 보스를 더 포함하고,
상기 베어링부 지지판은,
상기 지지판 결합 보스와 대응하는 위치에 체결공이 형성되고,
소정의 체결부재가 상기 체결공을 통과하여 상기 지지판 결합 보스와 결합되는 청소기.
제 13 항에 있어서,
상기 지지판 결합 보스는,
상기 구동 모터의 회전축에 대해 대칭으로 다수개가 형성되고,
상기 체결공은,
상기 다수개의 지지판 결합 보스와 대응하여 다수개가 형성되는 청소기.
제 14 항에 있어서,
탄성을 갖는 유연한 재질로 형성되고, 상기 지지판 결합 보스와 상기 베어링부 지지판 사이에 배치되고, 내측으로 상기 체결부재가 통과되는 관상의 완충부재를 더 포함하는 청소기.
제 1 항 또는 제 12항에 있어서,
상기 주행 휠은,
상기 커넥터와 결합되는 휠 바디; 및
탄성을 갖는 유연한 재질로 형성되어, 상기 휠 바디의 외주면에 감기는 링형의 완충밴드를 포함하는 청소기.
제 16 항에 있어서,
상기 휠 바디는,
상기 케이스를 대향하는 내주면으로부터 돌출되고, 상기 구동 모터의 회전축을 중심으로 하는 제 1 원형 리브;
상기 제 1 원형 리브로부터 반경 방향을 따라 외측으로 다수개가 연장되어, 각각이 상기 외주면과 연결되고, 각각이 상기 제 1 원형 리브와 만나는 부분이 3변이 교차되는 구조를 이루는 외측 방사상 리브;
상기 제 1 원형 리브와 상기 다수개의 외측 방사상 리브들 중 인접한 한 쌍이 만나는 지점들 사이에서 반경 방향을 따라 상기 제 1 원형 리브의 내측으로 연장되어, 각각이 상기 제 1 원형 리브와 만나는 부분이 3변이 교차되는 구조를 이루는 내측 방사상 리브를 포함하는 청소기.
제 17 항에 있어서,
상기 휠 바디는,
상기 제 1 원형 리브와 동심을 갖되, 상기 제 1 원형 리브 보다 작은 반경으로 이루어진 제 2 원형 리브를 더 포함하고,
상기 각각의 내측 방사상 리브는 상기 제 1 원형 리브와 상기 제 2 원형 리브 사이를 연결하는 청소기.
제 1 항 또는 제 12항에 있어서,
상기 본체는,
상기 케이스의 저면에 구비되는 캐스터를 더 포함하고,
상기 캐스터는 상기 본체를 전면에서 바라볼 때, 상기 케이스의 양측에 구비된 한 쌍의 주행 휠 사이에 배치되는 청소기.
제 19 항에 있어서,
상기 캐스터는,
상기 구동 모터의 회전축 보다 전방에 위치되는 청소기.
제 20 항에 있어서,
상기 캐스터의 회전축은 고정되고, 상기 구동 모터의 회전축과 평행한 청소기.