KR101844221B1

KR101844221B1 - 휠 어셈블리를 구비하는 진공청소기

Info

Publication number: KR101844221B1
Application number: KR1020110036132A
Authority: KR
Inventors: 김상윤; 김영기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2018-04-02
Also published as: KR20120118643A

Abstract

본 발명은 휠 어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는 본체의 크기를 줄일 수 있으며, 본체 내부 공간의 자유도를 확보할 수 있는 휠 어셈블리를 구비하는 진공청소기에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체와; 본체에 마련되는 휠 어셈블리를 포함하되,상기 휠 어셈블리는 구동력을 발생시키는 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축에 마련되는 구동기어와; 상기 구동기어와 연결되어 구동모터의 구동력을 전달하는 전달기어와; 상기 전달기어부로부터 동력을 전달받아 회전가능하도록 마련되되, 그 회전축의 회전방향이 상기 구동모터의 회전축의 회전방향과 달라지게 배치되는 구동휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기를 제공한다.
이러한 본 발명에 의하여 구동모터가 본체 내부에 장착되지 않고 본체의 외부에 마련되며, 구동모터의 크기도 작아질 수 있으므로 제품의 콤팩트 화에 기여할 수 있다.

Description

휠 어셈블리를 구비하는 진공청소기{ A vacuum cleaner comprising a wheel assembly}

본 발명은 휠 어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는 본체의 크기를 줄일 수 있으며, 본체 내부 공간의 자유도를 확보할 수 있는 휠 어셈블리를 구비하는 진공청소기에 관한 것이다.

진공청소기는 진공흡입압력을 이용하여 외부로 이물질이나 먼지를 흡입하여 제거할 수 있는 가전제품이다. 이러한 진공청소기는, 본체와, 본체와 연결되는 흡입노즐을 포함한다.

본체 내부에는 진공 흡입압을 생성하는 진공모터와, 먼지분리장치, 그리고, 집진통등이 마련되며, 본체의 양 옆에는 본체의 이동을 안내하는 휠 어셈블리가 마련된다.

통상적인 휠 어셈블리는 본체의 양옆에 회동가능하게 마련되되, 휠을 구동시키는 별도의 구동원이 없는 구조와, 휠을 구동시키는 모터가 마련되는 구조로 구분된다.

모터가 마련되는 구조의 경우, 본체의 양 옆에 장착되는 휠이 독립적으로 구동될 수 있는 장점이 있다.

다만, 통상적인 경우, 모터가 본체 내부에 장착되고, 모터의 회전축에 휠의 회전 중심이 결합되어 휠이 회전을 한다.

본 발명은 청소 기능에 영향을 주지 않으면서도 본체 내부 공간의 자유로를 확보할 수 있고, 본체의 크기를 콤팩트화 할 수 있는 진공청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체와; 본체에 마련되는 휠 어셈블리를 포함하되, 상기 휠 어셈블리는 구동력을 발생시키는 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축에 마련되는 구동기어와; 상기 구동기어와 연결되어 구동모터의 구동력을 전달하는 전달기어와; 상기 전달기어부로부터 동력을 전달받아 회전가능하도록 마련되되, 그 회전축의 회전방향이 상기 구동모터의 회전축의 회전방향과 달라지게 배치되는 구동휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기를 제공한다.

구동모터가 본체 내부에 장착되지 않고 본체의 외부에 마련되므로 본체의 콤팩트 화에 기여할 수 있다는 장점이 있다.

구동휠의 회전축과, 구동모터의 회전축이 직교되는 형태를 취함으로써, 휠 어셈블리의 두께를 최소화 할 수 있는 장점도 있다.

구동모터 고장시 본체 내부를 노출시켜서 수리하지 않고, 필요한 부분의 휠 어셈블리만 분리하여 수리할 수 있으므로 유지보수의 편리함을 제공할 수 있다.

한편, 휠 어셈블리 내부에 구동모터의 동력을 구동휠로 전달할 수 있는 여러개의 기어가 제공되기 때문에, 구동모터의 구동력이 보다 확실하게 전달될 수 있다는 장점이 있다.

또한, 구동모터의 회전축에 마련되는 기어와 구동휠에 연결되는 기어간의 기어비가 극대화 될 수 있기 때문에 작은 소비전력을 필요로 하는 구동모터로도 큰 구동력을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

특히, 단층 기어가 아닌 복층기어를 사용함으로써 기어비의 극대화에 기여하면서도 기어들이 차지하는 공간을 최소화 할 수 있다는 장점도 있다.

AC전원을 DC전원으로 변환시켜주는 별도의 변환장치와 DC 구동모터를 사용함으로써 구동모터의 크기를 줄일 수 있고 구동모터의 가격도 절감할 수 있다.

AC구동모터에 비하여 DC구동모터의 크기가 작기 때문에 휠 어셈블리의 두께에 대한 콤팩트화도 구현할 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 진공청소기의 휠 어셈블리의 전개사시도이다.
도2는 본 발명에 의한 진공청소기의 휠 어셈블리를 구성하되 스퍼기어 치형을 구비하는 동력전달부를 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명에 의한 진공청소기의 측면도이다.
도4는 본 발명에 의한 진공청소기의 휠 어셈블리의 측면도와 정면도이다.
도5는 본 발명에 의한 진공청소기의 제어블록도이다.
도6은 본 발명에 의한 진공청소기의 휠 어셈블리의 동작을 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 알아보기로 하겠다.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위내에 속함은 물론이다.

도1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 진공청소기는 본체(10)와, 상기 본체 양측에 마련되는 휠 어셈블리(100)를 구비한다.

본 도면에서 도시되는 본체 내부에는 수용공간(11)이 형성되는데, 상기 수용공간(11)에는 진공흡입압력을 형성하는 진공모터(미도시)와, 먼지분리장치(미도시)와, 집진장치(미도시) 등이 마련된다.

상기 본체(10)의 양측에는 본체를 이동시키는 휠 어셈블리(100)가 마련된다. 상기 휠 어셈블리(100)는 상기 본체의 외부 양측에 각각 마련되며, 상기 휠 어셈블리(100)에 마련되는 구동휠(110)은 각각 독립적으로 구동한다.

상기 휠 어셈블리(100)는 상기 본체 양측에 부착되는 하우징(120)과, 구동휠(110)을 구동시키는 구동모터(130)와, 상기 구동휠(130)에 동력을 전달하는 동력전달부(200)와, 상기 하우징(120)을 커버하는 하우징 커버부재(140)와, 상기 구동휠(110)을 포함한다.

상기 구동모터(130) 및 동력전달부(200)는 상기 하우징(120) 내부에 수용되고, 그 상태에서 상기 하우징 커버 부재(140)가 장착되어 상기 하우징(120) 내부를 밀폐한다.

상기 하우징 커버부재(140)의 주위에는 상기 구동휠(110)이 장착된다.

상기 구동휠(110)은 상기 하우징(120) 내부에 있는 동력전달부(200)와 연결되어 상기 구동모터(130)가 구동함에 따라서 회전하고, 이에 따라 상기 본체(10)가 이동할 수 있다.

상기 하우징(120)과 상기 하우징 커버부재(140)가 상호 간에 원활하고 확실하게 결합될 수 있도록 상기 하우징(120)의 내면과 상기 하우징 커버부재(140)의 내면에는 상호 결합되는 결합부(121,141)가 마련된다.

한편, 상기 본체(10)의 측면에도 상기 하우징(120)이 결합될 수 있는 결합돌기(12)가 마련된다.

한편, 상기 동력전달부(200)는 복수의 기어로 구성되는데, 상기 하우징(120) 내부에는 이러한 동력전달부(200)를 구성하는 기어들이 회동가능하게 지지될 수 있는 지지축(122)이 마련된다.

상기 동력전달부(200)는 다시 여러개의 기어로 나뉘어 지는데, 상기 구동모터의 회전축에 결합되는 구동기어(도2참조, 210)와, 상기 구동모터(210)와 결합되는 복수의 전달기어(220)들과, 상기 전달기어(220)와 치합되고 상기 구동휠(110)과 연결되는 연결기어(250)를 포함한다.

본 발명에서 상기 구동모터(130)의 회전축이 회전하는 방향과 상기 구동휠(110)의 회전축(111)이 회전하는 방향은 서로 다른 방향이 된다.

종래에는 구동모터의 회전축에 구동휠이 바로 연결되었으나, 본 발명에서는 상기 구동모터(130)와 상기 구동휠(110) 사이에 기어들로 구성되는 동력전달부(200)가 있기 때문에 그러한 각각의 축방향이 달라지게 배치되는 것이다.

도2에서 도시한 바와 같이, 상기 구동모터(130)의 회전축(131)에는 구동기어가 장착되며, 상기 구동모터(130)의 외측에는 상기 구동모터(130)를 지지하며 상기 하우징(도1참조, 120) 내벽에 장착되는 모터지지부(132)가 마련된다.

상기 구동기어(210)는 웜기어 또는 피니언 기어로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 전달기어(220)는 상술한 바와 같이, 복수개의 기어로 구성되는데, 상기 전달기어(220)는 상기 구동기어(210)와 치합되는 제1전달기어(221)와, 상기 제1전달기어(221)와 치합되는 복수개의 제2전달기어(222)들로 구성된다.

상기 제1전달기어(221)는 상기 구동기어(210)와 치합되되, 2층으로 구성되며, 상기 구동기어(211)와 치합하는 부분은 베벨기어 치형이 형성된다.

여기서 상기 베벨기어 치형이 형성되는 부분을 제1기어층(221a)이라고 정의한다.

한편, 상기 제1전달기어(221)의 제2기어층(221b)에는 스퍼기어치형(또는 평기어 치형)이 형성될 수 있으며, 상기 스퍼기어 치형(또는 평기어 치형)과 달리 헬리컬 기어 치형이 형성될 수도 있다.

상기 제1전달기어(221)의 제1기어층(221a)의 직경은 상기 제2기어층(221b)의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1전달기어(221)의 회전축(122)과 상기 구동모터(130)의 회전축(131)은 직교하는 형태로 배치되는 것이 바람직하다.

이러한 직교상태로 말미암아 상기 구동모터(130)와 상기 동력전달부(200)가 상기 하우징(도1참조, 120) 내부에 설치되는 것이 가능해진다.

한편, 상기 제1전달기어(221)와 치합하는 복수의 제2전달기어(222)들도 복층기어로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 제2전달기어(222)들도 제1기어층(222a)과, 제2기어층(222b)으로 구성되는데, 여기서 본체(도1참조, 10)에 가까운 부분을 제1기어층(222a)이라고 하고, 상기 본체(10)에서 멀리 떨어진 부분을 제2기어층(222b)이라고 정의한다.

이러한 경우, 상기 제2기어층(222b)의 직경은 상기 제1기어층(222a)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 복수의 제2전달기어(222) 중 하나의 제2전달기어(222)의 제1기어층(222a)은 다른 하나의 제2전달기어(222)의 제2기어층(222b)과 치합되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제2전달기어(222) 중 상기 제1전달기어(221)와 치합되는 제2전달기어(222)의 제2기어층(222b)은 상기 제1전달기어(221)의 제2기어층(222b)에 치합된다.

이러한 기어 배치 상태에서 상기 제2전달기어(222)들은 일정부분 겹치게 배치되는데, 이는 상기 하우징(120) 내부의 공간 절약을 위해서 그렇게 마련되는 것이다.

여기서, 상기 제1전달기어(221)의 제2기어층(221b)에 형성된 치형과, 상기 제2전달기어(222)의 제1,2기어층(222a,222b)에 형성된 치형의 형상은 서로 동일한 종류로 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제1전달기어(221)의 제2기어층(221b)에 스퍼기어치형(또는 평기어 치형)이 형성되면 상기 제2전달기어(222)의 제1,2기어층(222a,222b)에 형성된 치형도 스퍼기어치형(또는 평기어 치형)이 형성되는 것이 바람직하다.

또는, 도시되지 않았지만, 상기 제1전달기어(221)의 제2기어층(221b)에 헬리컬 기어 치형이 형성되면 상기 제2전달기어(222)의 제1,2기어층(222a,222b)에 형성된 치형도 헬리컬 기어 치형이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2전달기어(222)들에 대한 수리나 교체가 용이할 수 있도록 상기 제2전달기어(222)들의 크기나 치형의 갯수는 상호 동일하게 마련되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 제2전달기어(222)는 3개로 구성되는 것을 도시하였으며, 상기 제2전달기어(222)들의 회전축(122)은 제1전달기어(221)의 회전축(122)과 평행하게 배치되며, 상기 구동모터(130)의 회전축(131)과는 수직한 상태를 유지한다.

다만, 상기 제2전달기어(222)들의 수량은 3개에 국한되지 않으며 변경될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 휠 어셈블리(도1참조, 100)의 중심에는 상기 연결기어(250)가 마련되는데, 상기 연결기어(250)는 구동휠(도1참조, 110)의 회전축(도1참조, 111)과 결합된다.

한편, 상기 연결기어(250)는 상기 제2전달기어(222)와 치합되며, 이를 위해서, 상기 연결기어(250)의 치형은 상기 제2전달기어(222)의 치형과 동일한 치형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 연결기어(250)는 상기 제2전달기어(222)의 제2기어층(222b)과 치합된다. 상기 연결기어(250)에는 중심공(251)이 형성되는데, 상기 중심공(251)에 상기 구동휠(110)의 회전축(도1참조, 111)이 결합된다.

따라서, 상기 구동모터(130)가 동작하여, 구동력이 상기 구동기어(210), 제1,2전달기어(221,222), 상기 연결기어(250)에 전달되면 상기 구동휠(도1참조, 110)이 회전하는 것이다.

도4에서 도시한 바와 같이, 상기 본체(10)의 양 측면에는 각각 휠 어셈블리(100)가 장착된다.

상기 기어들(221,222,250)이 보이는 부분은 상기 본체(10)의 일측면에 마련되는 휠 어셈블리(100)에서 상기 구동휠(도1참조, 110)과 상기 하우징 커버부재(도1참조, 140)를 제거한 것이다.

빗금친 부분은 반대편 휠 어셈블리를 표현한 것이다.

상기 하우징(120) 내벽에 상기 구동모터(130)가 사선방향으로 배치되는데, 상기 모터지지부(132)가 상기 하우징(120) 내벽에 결합됨으로써 상기 구동모터(130)가 고정될 수 있다.

한편, 상기 제1전달기어(221)와 상기 제2전달기어(222)들은 상호 간에 일정부분 겹쳐지게 배치된다.

이는 상술한 바와 같이 각 기어(221,222,250)들이 복층기어 형태로 되어, 치합되기 때문이며, 이를 통해서 상기 기어(221,222,20)들이 차지하는 공간을 줄일 수 있다.

한편, 상기 구동모터(130)의 회전축이 빠른 속도로 회전하는 경우에, 상기 회전축에 결합되는 구동기어(도2참조, 210)의 빠른 회전수를 상기 구동휠(도1참조, 110)을 돌릴 수 있는 큰 힘으로 전환하는 것이 필요하다.

이를 위해 상기 구동기어(210)보다 기어비가 현저히 큰 기어가 필요하다.

그런데, 기어비가 현저히 큰 기어를 쓰려면 그 기어의 직경도 커져야 하나, 상기 하우징(120) 내부의 공간상의 제약이 있다는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해서 상기 제1,2전달기어(221,222)와 같은 복층기어를 다수개를 써서 종국적으로 상기 연결기어(250)와 상기 구동기어(도2참조, 210)간에 큰 기어비를 실현할 수 있어서, 상기 연결기어(250) 쪽에 큰 구동력을 제공할 수 있는 것이다.

도4에서 도시한 바와 같이, 상기 하우징(120) 외주에 상기 구동휠(110)이 배치되며, 상기 구동휠(110)의 내주면과 상기 하우징(120)의 외주면은 상호 이격되어 있다.

상기 구동휠(110)은 상기 하우징(120)의 외주면을 둘러싸는 휠(112)과, 상기 휠(112)의 외측에 배치되고, 상기 휠(112)과 결합되는 휠 커버(113)를 포함한다.

상기 휠 커버(113)의 내측에 상기 회전축(111)이 결합되고, 상기 회전축(111)이 상기 연결기어(250)에 연결되어 결합된다.

따라서, 상기 연결기어(250)가 회전하면, 상기 구동휠(110)이 회전을 할 수 있는 것이다.

도5는 본 발명에 의한 진공청소기의 제어블록도이다.

상기 진공청소기는 본체(10)와, 상기 본체와 연결되는 흡입노즐(13)을 포함한다.

상기 본체(10)에는 흡입모터(14)와, 상기 구동모터(130), 이들을 제어하는 제어부(17)를 포함한다.

상기 제어부(17)와 상기 구동모터(130)에는 외부의 AC전원을 DC로 변환하는 변환장치(300)가 마련되는데 상기 변환장치는 SMPS(Switched-mode power supply)로 구성되는 것이 바람직하다.

AC구동모터의 경우, 그 크기가 크기 때문에, 청소기 본체(10)에 그대로 사용하기는 무리가 있다.

따라서 상대적으로 크기가 작은 DC구동모터를 사용해야 하는데, 이 경우 외부의 AC전원을 그대로 사용할 수 없기 때문에 위와 같은 SMPS와 같은 변환장치를 사용하는 것이 불가피하다.

상기 변환장치(300)에서 변환된 DC전원은 상기 구동모터(130)로 인입되어 상기 구동휠(110)을 회전시키는데 사용되고, 상기 제어부(17)에 연결되어 상기 제어부(17)의 제어를 받는다.

도6을 참조하여 본 발명의 작동상태에 대해서 알아보기로 하겠다.

사용자의 이동명령이 입력되고, 이러한 명령이 상기 제어부(도6참조, 17)에 도달하면, 상기 제어부(17)는 상기 구동모터(130)에 운전신호를 내린다.

여기서, 상기 본체(도1참조, 10)의 양측에 마련되는 상기 휠 어셈블리(도1참조, 110)가 동시에 동작할 수도 있고, 각각 동작할 수도 있다.

상기 구동모터(130)가 동작을 하면, 상기 회전축(131)이 회전을 하고, 이에 따라서 상기 구동기어(210)도 회전을 한다.

상기 구동기어(210)의 회전으로 인하여, 상기 구동기어(210)와 치합하고 있는 상기 제1전달기어(221)가 회전을 하고, 이에 따라 상기 제1전달기어(221)와 치합하고 있는 제2전달기어(222)도 회전을 한다.

상기 제2전달기어(222)는 복수로 마련되어 상호 치합되어 있어서, 상기 제1전달기어(221)와 치합하고 있는 제2전달기어(222)가 회전함에 따라 모든 제2전달기어(222)가 회전운동을 한다.

그리고, 상기 제2전달기어(222) 중 가장 끝에 있는 제2전달기어(222)는 상기 연결기어(250)와 치합되어 있기 때문에 상기 연결기어(250)도 회전을 한다.

또한 상기 연결기어(250)에 상기 구동휠(도5참조, 110)의 회전축(도5ckawhh, 111)이 연결되어 있기 때문에 상기 연결기어(250)의 회전으로 인하여 상기 구동휠(110)도 회전운동을 하여 상기 본체(도1참조, 10)를 움직인다.

10: 본체 100: 휠 어셈블리
110: 구동휠 120: 하우징
130: 구동모터 140: 하우징 커버부재
200: 동력전달부 210: 구동기어
221: 제1전달기어 222: 제2전달기어
250: 연결기어

Claims

본체와; 상기 본체의 외부에 마련되는 휠 어셈블리를 포함하되,
상기 휠 어셈블리는 구동력을 발생시키는 구동모터와;
상기 구동모터의 회전축에 마련되는 구동기어와;
상기 구동기어와 연결되어 구동모터의 구동력을 전달하는 전달기어와;
상기 구동모터, 구동기어 및 상기 전달기어가 수용되며, 상기 본체 외측에 고정되는 하우징과;
상기 전달기어로부터 동력을 전달받아 회전가능하도록 마련되되, 상기 하우징이 상호 이격된 채 내부에 수용되도록 공간을 제공하는 구동휠을 포함하며,
상기 구동모터는 상기 구동모터의 회전축의 길이방향이 상기 구동휠의 회전축의 길이방향을 가로지르도록 상기 하우징에 수용되며,
상기 전달기어는 상기 구동휠의 회전축을 중심으로 상기 하우징을 곡면인 내주면을 따라 배치되는 복수의 기어로 구성되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제1항에 있어서,
상기 구동휠은 상기 하우징에 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제2항에 있어서,
상기 구동모터는 그 외주면이 상기 하우징 내벽에 배치되도록 마련되며,
상기 하우징은 하우징 커버부재에 의하여 덮히는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제1항에 있어서,
상기 전달기어 중 상기 구동기어와 치합되는 제1전달기어는 베벨기어 치형을 구비하고,
상기 구동기어의 치형과 상기 베벨기어 치형이 치합되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제4항에 있어서,
상기 제1전달기어는 복층기어로 구성되되,
상기 제1전달기어는 베벨기어 치형이 구비되는 제1기어층과;
상기 제1기어층에 형성된 상기 베벨기어 치형과 다른 형태의 치형이 형성되는 제2기어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제5항에 있어서,
상기 구동휠의 회전축과 연결된 연결기어와;
상기 제1전달기어와 상기 연결기어 사이에 마련되어 제1전달기어의 구동력을 상기 연결기어로 전달하는 제2전달기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제6항에 있어서,
제2전달기어는 각 층의 치형이 동일한 복층기어로 구성되되,
상기 제2전달기어는 제1기어층과, 상기 제1기어층의 직경보다 크게 형성되는 제2기어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 진공청소기.
제7항에 있어서,
상기 제1전달기어의 상기 제2기어층과, 상기 제2전달기어의 상기 제1,2기어층에는 스퍼기어 치형이 마련되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제7항에 있어서,
상기 제1전달기어의 상기 제2기어층과, 상기 제2전달기어의 상기 제1,2기어층에는 헬리컬 기어 치형이 마련되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제6항에 있어서,
상기 제2전달기어는 복수로 마련되며, 하나의 제2전달기어의 제1기어층은 다른 제2전달기어의 제2기어층과 치합되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 진공청소기.
제1항에 있어서,
상기 구동모터는 DC모터로 구성되되,
상기 구동모터와 연결되어 외부에서 공급되는 AC전원을 DC전원으로 변환하여 상기 구동모터에 공급하는 변환장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기.