KR102000611B1 - 진공 청소기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 사이클론과 메쉬 필터를 이용하여 먼지 등을 분리 및 집진하는 진공 청소기에 관한 것으로서, 상기 메쉬 필터에 부착된 먼지와 이물을 상기 메쉬 필터의 외주면을 따라 쓸어내리는 청소 유닛; 및 상기 메쉬 필터와 결합되어, 상기 청소 유닛에 대하여 상기 메쉬 필터를 상대 회전시키는 회전 유닛을 포함하고, 청소 유닛이 청소기 작동 중 자동/수동으로 필터 표면을 청소함으로, 필터 표면을 깨끗하게 유지할 수 있고, 이물이나 먼지로 인해 팬 유닛에 걸리는 부하를 경감할 수 있다.

Description

진공 청소기{VACUUM CLEANER}
본 발명은 멀티 사이클론을 이용하여 이물과 먼지 및 미세먼지를 분리하여 집진하는 진공 청소기에 관한 것이다.
진공 청소기는 흡입력을 이용하여 공기를 빨아들여, 공기에 포함된 이물, 먼지, 미세먼지 등을 여과 및 집진하고, 깨끗한 공기를 다시 외부로 배출하는 장치이다.
진공 청소기의 종류는 ⅰ) 캐니스터 타입(canister type), ⅱ) 업라이트 타입(upright type), ⅲ) 핸드 타입(hand type), ⅳ) 실린더형 플로어 타입(floor type) 등으로 구분할 수 있다.
캐니스터 타입의 진공 청소기는 오늘날 가정에서 가장 널리 사용되는 진공 청소기로써, 흡입 유닛과 청소기 본체가 상호 분리된 구조를 가지는 진공 청소기이다. 일반적으로, 캐니스터 타입의 진공 청소기는, 흡입 유닛에 회전 브러시가 구비되지 않으며 흡입 유닛을 통한 공기의 흡입만으로 청소를 수행하기 때문에, 바닥을 청소하기에 적합하다.
이에 반하여, 업라이트 타입의 진공 청소기는 청소기 본체에 흡입 유닛이 일체로 형성된 구조를 가지는 진공 청소기이다. 일반적으로, 업라이트 타입의 진공 청소기는 회전 브러시를 구비하므로 캐니스터 타입의 진공 청소기와는 달리 카펫 속의 먼지 등도 깨끗이 청소할 수 있다는 장점이 있다.
최근 진공 청소기의 기류에서 먼지 등의 입자를 분리하기 위해 사이클론 분리 장치가 사용되어 왔다. 종래에는 기류가 적어도 두 개의 사이클론(cyclones)을 연속적으로 통과하도록 배치되는 두 개의 사이클론 장치가 알려져 있다.
두 개의 사이클론 중 제1사이클론은 필터에 의해 기류로부터 더 큰 먼지 및 이물을 분리하고, 제2사이클론은 제1사이클론을 통과한 기류로부터 상대적으로 작은 먼지(미세 먼지)를 분리하도록 구성된다.
한편, 제1사이클론을 통과하지 못한 이물이나 먼지의 대부분은 낙하하여 진공 청소기 내부에 구비된 먼지 저장부에 집진된다.
그러나, 경우에 따라서는 이물이나 먼지가 필터에 걸리거나 쌓여 고착화되어 공기가 통과할 수 있는 필터의 영역을 줄어들게 한다.
이로 인해, 흡입력을 제공하는 팬 유닛에 걸리는 부하를 증가시킬 뿐만 아니라, 시각적으로도 사용자에게 깔끔하지 못한 인상을 주게 된다.
또한, 종래에는 필터의 외주면에 부착된 이물이나 먼지를 제거하기 위해 청소 유닛이 구비된 진공 청소기를 개발하려는 시도가 있었으나, 필터를 청소한 후에도 이물이나 먼지의 일부가 청소 유닛에 걸려 먼지 저장부로 내려오지 못하고 청소 유닛에 쌓이게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0023417호(2004.03.18. 공개)에 개시된 구조와 같이, 제1사이클론의 아래에 제1저장부에 저장된 이물과 먼지의 비산을 방지하기 위하여 하방향으로 갈수록 면적이 넓어지는 테이퍼형 스커트가 구비되기도 한다. 스커트가 형성된 부분은 외부 케이스와 작은 틈을 형성하기 때문에, 상기 틈으로 크기가 큰 이물이나 먼지가 끼이는 현상이 발생하기도 한다. 상기 틈에 이물이 끼이게 되면, 다른 이물과 먼지가 상기 틈을 통하여 제1저장부로 유입되는 데에 방해를 받게 된다.
특허문헌1: 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0023417호(2004.03.18. 공개)
따라서, 본 발명의 첫번째 목적은, 청소기 작동 시 필터가 막히는 현상을 최소화할 수 있는 진공 청소기를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 두번째 목적은, 이물이나 먼지가 청소 유닛에서 쌓이지 않고 먼지 저장부로 잘 떨어지도록 할 수 있는 진공 청소기를 제공하기 위한 것이다.
셋째, 본 발명의 세번째 목적은, 기존의 테이퍼형 스커트를 수직형 스커트로 변경하여 큰 이물이나 먼지가 스커트에 끼이는 현상을 최소화할 수 있는 진공 청소기를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 진공 청소기는, 청소기 본체; 및 청소기 본체에 배치되는 집진 장치를 포함하고, 상기 집진 장치는, 내부에 먼지 저장부를 구비하는 외부 케이스; 상기 외부 케이스의 상부를 덮도록 장착되는 상부 커버; 상기 외부 케이스 하부에 회전 가능하게 결합되는 하부 커버; 상기 외부 케이스의 내부에 설치되고, 메쉬 필터를 구비하여 외부로부터 흡입되는 공기에서 먼지와 이물을 걸러내고 먼지와 이물이 걸러진 공기를 내부로 유입시키는 제1사이클론; 상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론; 상기 메쉬 필터에 부착된 먼지와 이물을 상기 메쉬 필터의 외주면을 따라 쓸어내리는 청소 유닛; 및 상기 메쉬 필터와 결합되어, 상기 청소 유닛에 대하여 상기 메쉬 필터를 상대 회전시키는 회전 유닛을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1사이클론은 상기 상부 커버의 하부에 결합되는 하우징을 포함하고, 상기 청소 유닛은, 상기 하우징에서 상기 메쉬 필터의 외주면과 접촉 가능하게 하방향으로 연장되는 복수의 청소 리브; 및 상기 하우징에서 상기 메쉬 필터의 내주면과 접촉하도록 하방향으로 연장되어, 상기 메쉬 필터를 지지하는 복수의 지지 리브를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 청소 리브 각각은, 상부에서 하부로 갈수록 상기 하우징과 연결되는 부분의 폭이 좁아지도록, 양측이 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 청소 리브 양측의 경사면은 서로 대칭되게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 청소 리브 및 지지 리브 각각은 상기 하우징의 외주를 따라 서로 엇갈리게 이격 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 외부 케이스의 내부에 상기 제1사이클론의 바닥면을 덮도록 배치되고, 상단부에서 하단부로 갈수록 단면적이 좁아지도록 경사진 테이퍼부를 구비하며 상기 하부 커버를 향하여 연장되는 내부 케이스를 더 포함하고, 상기 회전 유닛은 상기 내부 케이스와 대응되게 형성되고, 상기 내부 케이스에 대하여 상대 회전 가능하게 상기 내부 케이스와 결합될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 회전 유닛은, 상기 외부 케이스와의 간격이 기설정된 크기로 일정하게 유지되도록 수직하게 연장되는 스커트부; 상기 스커트부의 하단부에서 상기 테이퍼부와 대응되게 형성되는 경사부; 및 상기 경사부에서 하방향으로 연장되고, 내주면에 원주방향을 따라 이격 배치되는 복수의 체결홈을 구비하는 베이스부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 청소기 본체에 구비되어, 상기 회전 유닛을 구동하는 구동 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은 구동 모터와 상기 구동 모터에 연결되는 구동 기어를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 구동 유닛으로부터 상기 회전 유닛으로 구동력을 전달하는 구동력 전달 유닛을 포함하고, 상기 구동력 전달 유닛은, 상기 하부 커버의 하부로 노출되도록 상기 하부 커버에 장착되고, 상기 집진 장치가 상기 청소기 본체에 장착 시 상기 구동 기어와 맞물림 가능하게 결합되는 종동 기어; 및 상기 하부 커버의 상부로 노출되도록 상기 종동 기어와 결합되고, 상기 하부 커버가 상기 외부 케이스에 결합 시 상기 체결홈과 맞물림 가능하게 결합되는 체결부재를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 케이스의 내부에 반경방향으로 배치되어 상기 제1사이클론의 바닥면을 형성하고, 상기 제1사이클론 내부의 제1공간과 상기 제2사이클론의 배출구를 통해 배출되는 미세먼지의 집진을 위한 미세먼지 저장부를 구획하는 격벽을 더 포함하고, 상기 격벽의 외주부는 상기 내부 케이스의 내주면과 결합될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 격벽은 상기 테이퍼부로부터 상방향으로 이격되게 배치되고, 상기 테이퍼부에서 상방향으로 돌출되게 연장되어 상기 격벽과 연결되는 복수의 기둥; 상기 기둥과 연통되고, 상기 격벽의 상면에서 상방향으로 돌출 형성되는 보스부; 및 상기 기둥과 보스부를 관통하여 상기 제2사이클론과 체결되는 스크류를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 청소 유닛이 청소기 작동 중 자동/수동으로 필터 표면을 청소함으로, 필터 표면을 깨끗하게 유지할 수 있고, 이물이나 먼지로 인해 팬 유닛에 걸리는 부하를 경감할 수 있다.
둘째, 청소 유닛은 필터 청소 시 이물이나 먼지가 아래로 잘 내려가기 쉬운 구조로 방향성을 줌으로, 필터 청소 후에도 청소 유닛에 이물이 끼이는 현상을 해소할 수 있다.
셋째, 청소 유닛이 고정된 상태에서 필터가 청소 유닛에 대하여 상대 회전하도록 구성됨으로, 필터에 부착된 이물이나 먼지가 더욱 효율적으로 제거될 수 있다.
넷째, 스커트의 형상을 기존의 테이퍼형에서 수직형으로 변경함으로, 스커트가 형성된 부분과 외부 케이스 사이의 틈에 이물이 끼이는 현상을 최소화할 수 있다.
다섯째, 필터는 청소기 작동 중 청소 유닛에 의해 자동으로 청소가 이루어짐에 따라 소비자가 청소기 정지 후 별도로 필터 청소를 할 필요가 없으므로, 필터 청소에 대한 소비자의 관리가 간편해지는 장점이 있다.
여섯째, 청소기 작동 중 먼저저장부로 저장되는 먼지를 가압기로 압축하고 굴림부에 의해 먼지를 응집시킴으로, 이물 및 먼지의 부피를 최소화하여 먼지통의 비움 횟수를 줄일 수 있고, 이물이나 먼지가 먼지 저장부 상부로 역류하는 현상 및 먼지 비움 시 먼지 날림을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소기를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 집진 장치를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에서 III-III 선을 따라 취한 절개사시도이다.
도 4는 도 2에서 외부 케이스 내부의 구성요소를 보여주는 측면도이다.
도 5은 도 4에서 멀티 사이클론을 이용하여 공기로부터 먼지가 분리되는 모습을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 4에서 필터에 부착된 이물이 청소 리브에 의해 제거되는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 7은 도 4에서 멀티 사이클론 조립체와 회전 유닛의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 구동 유닛으로부터 발생한 구동력이 구동력 전달 유닛을 통해 회전 유닛으로 전달되는 모습을 보여주는 개념도이다.
이하, 본 발명에 관련된 진공 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예 및 변형예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
변형예는 실시예와 구조적 차이가 있는 부분을 제외하고는 실시예와 동일한 구조를 가진다. 따라서, 구조적으로 모순이 되지 않는 한, 실시예에서 설명한 구조, 기능 등은 변형예에도 그대로 적용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소기를 보여주는 사시도이다.
본 발명에 따른 진공 청소기는 크게 청소기 본체(10), 흡입 유닛(11), 연결 유닛(12), 휠 유닛(13) 및 집진 장치(20)로 구성될 수 있다.
청소기 본체(10)는 흡입력을 발생시키는 팬 유닛(미도시)를 구비한다. 팬 유닛은 흡입 모터 및 흡입 모터에 의해 회전되어 흡입력을 발생시키는 흡입팬을 포함한다.
흡입 유닛(11)은 방바닥 등의 청소 대상면에 근접하게 또는 접촉 가능하게 배치되어, 흡입 유닛(11)에 인접한 공기를 흡입하도록 구성된다. 흡입된 공기에는 이물, 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등이 포함될 수 있다.
연결 유닛(12)은 흡입 유닛(11)과 집진 장치(20)에 각각 연결되어, 흡입 유닛(11)을 통하여 흡입된 이물, 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등이 포함된 공기를 집진 장치(20)에 전달하도록 이루어진다. 연결 유닛(12)은 호스, 파이프 형태로 구성될 수 있다. 연결 유닛(12)은 집진 장치(20)에 직접 연결되어, 흡입 유닛(11)을 통해 흡입된 공기가 집진 장치(20)로 바로 유입되므로, 기존보다 흡입력이 향상될 수 있다.
휠 유닛(13)은 청소기 본체(10)에 회전 가능하게 결합되어, 회전에 의해 청소기 본체(10)를 전후좌우로 이동시키거나 회전 가능하게 한다.
일 예로, 휠 유닛(13)은 주 바퀴 및 보조 바퀴를 포함할 수 있다. 주 바퀴는 청소기 본체(10)의 양측에 각각 구비되고, 보조 바퀴는 주 바퀴와 함께 청소기 본체(10)를 지지하며, 주 바퀴에 의한 청소기 본체(10)의 이동을 보조하도록 이루어진다.
본 발명에서 흡입 유닛(11), 연결 유닛(12), 휠 유닛(13)은 기존의 진공 청소기에 구비되는 해당 구성들이 그대로 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
청소기 본체(10)에는 집진 장치(20)가 탈착 가능하게 결합된다. 집진 장치(20)는 흡입된 공기로부터 이물과 먼지, 및 미세먼지를 분리하여 집진하고, 여과된 공기를 배출하도록 이루어진다.
참고로, 본 명세서에서는 캐니스터 타입의 진공 청소기에 적용된 집진 장치(20)를 보이고 있으나, 본 발명의 집진 장치(20)가 반드시 캐니스터 타입의 진공 청소기에만 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 집진 장치(20)는 업라이트 타입의 진공 청소기에도 적용될 수 있다.
도 2는 도 1의 집진 장치(20)를 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2에서 III-III 선을 따라 취한 절개사시도이고, 도 4는 도 2에서 외부 케이스(21) 내부의 구성요소를 보여주는 측면도이고, 도 5은 도 4에서 멀티 사이클론을 이용하여 공기로부터 먼지가 분리되는 모습을 보여주는 단면도이고, 도 6은 도 4에서 필터(241)에 부착된 이물이 청소 리브(2431)에 의해 제거되는 모습을 보여주는 개념도이다.
외부 공기는 팬 유닛에 발생하는 흡입력에 의해 흡입 유닛(11)을 통해 연결 유닛(12)을 거쳐 집진 장치(20)의 내부로 유입된다.
집진 장치(20)는 외부 케이스(21), 상부 커버(22), 하부 커버(23), 멀티 사이클론 등을 포함하여 구성될 수 있다.
외부 케이스(21)는 집진 장치(20)의 외관을 형성하고, 원통 형태로 구성될 수 있다. 외부 케이스(21)의 상부와 하부는 각각 개방될 수 있다. 외부 케이스(21)의 내부에 이물이나 먼지를 저장하기 위한 먼지 저장부(212)가 형성된다.
상부 커버(22)는 외부 케이스(21)의 상부를 덮도록 배치되어 집진 장치(20)의 상부 외관을 형성할 수 있다. 상부 커버(22)에 흡기 가이드(221)와 배기 가이드(222)가 구비된다. 흡기 가이드(221)는 연결 유닛(12)과 연결되고 외부 케이스(21)의 내주를 향하여 연장되게 형성되어, 흡입된 외부 공기가 외부 케이스(21)의 내부로 접선 유입되어 외부 케이스(21)의 내주를 따라 선회할 수 있다. 배기 가이드(222)는 멀티 사이클론에 의해 이물이나 먼지 등이 분리된 공기를 외부로 배출시키도록 구성된다. 흡기 가이드(221)의 전단에 형성된 입구와 배기 가이드(222)의 후단에 형성된 출구는 서로 반대방향으로 향하여 연결 유닛(12)의 단부 및 외부 케이스(21)의 외부와 각각 연통되도록 개방될 수 있다. 출구는 입구를 가운데 두고 상부 커버(22)의 양측에 각각 배치될 수 있다.
집진 장치(20)의 출구를 통하여 배출된 공기는 청소기 본체(10)의 배기구(미도시)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 집진 장치(20)의 출구로부터 청소기 본체(10)의 배기구로 이어지는 유로에는 공기에서 초미세먼지를 여과하도록 이루어지는 다공성의 프리필터(미도시)가 설치될 수 있다.
하부 커버(23)는 외부 케이스(21)의 하부를 덮도록 배치되고, 외부 케이스(21)의 하부에 힌지로 결합되어, 힌지를 중심으로 회전 가능하여 외부 케이스(21)의 먼지 저장부(212)를 선택적으로 개폐하도록 구성된다. 하부 커버(23)는 닫힘 상태로 청소기가 작동되고, 하부 커버(23)가 개방되면 먼지 저장부(212)에 저장된 이물 및 먼지 등이 하부로 배출될 수 있다.
멀티 사이클론은 사이클론이 복수 개, 적어도 두 개 이상으로 구성됨을 의미한다. 사이클론(cyclone)이란 입자가 부유하는 유체에 선회 흐름을 주어 입자(먼지 등)를 원심력에 의해 유체에서 분리하는 장치를 가리킨다. 사이클론은 팬 유닛의 흡입력에 의해 집진 장치(20)의 내부로 유입된 공기로부터 이물, 먼지, 및 미세먼지를 분리한다. 본 명세서에서는 상대적으로 큰 먼지를 “먼지”라고 지칭하고, 상대적으로 작은 먼지를 “미세 먼지”로 지칭하고, “미세 먼지”보다도 작은 먼지를 “초미세 먼지”로 지칭하기로 한다.
멀티 사이클론은 제1 및 제2사이클론(25)으로 구성될 수 있다.
제1사이클론(24)은 외부 케이스(21)의 내부에 설치된다. 제1사이클론(24)은 외부 케이스(21) 내의 상부에 배치될 수 있다. 제1사이클론(24)은 유입된 공기에서 이물과 먼지를 걸러내고, 이물과 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어진다.
제1사이클론(24)은 하우징(240) 및 메쉬 필터(241)(mesh filter)를 포함할 수 있다.
하우징(240)은 제1사이클론(24)의 외관을 형성하고, 외부 케이스(21)와 마찬가지로 원통형으로 형성될 수 있다. 하우징(240)에는 외부 케이스(21)와의 결합을 위한 지지부(2401)가 반경 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 일 예로, 지지부(2401)는 하우징(240)의 상부에서 원주방향을 따라 반경 방향 외측으로 돌출되게 형성되고, 외부 케이스(21)의 상부에 지지부(2401)가 결합될 수 있다.
하우징(240)은 제2사이클론(25)을 수용하도록 내부가 비어 있는 형태로 형성된다. 하우징(240)의 외주에는 내부와 연통되는 개구부가 형성된다.
메쉬 필터(241)는 상기 개구부를 덮도록 배치되고, 메쉬 필터(241)는 후술할 회전 유닛(27)의 상단에 장착되어 회전 가능하게 구비된다. 메쉬 필터(241)는 공기가 통과할 수 있도록 그물망 또는 다공성 형태를 갖는다. 메쉬 필터(241)는 하우징(240)의 내부로 유입된 공기로부터 이물과 먼지를 분리하도록 이루어진다.
먼지와 미세 먼지를 구분하는 크기의 기준은 메쉬 필터(241)에 의해 결정될 수 있다. 메쉬 필터(241)를 통과하는 작은 먼지는 “미세 먼지”로 분류되고, 메쉬 필터(241)를 통과하지 못하는 큰 먼지는 “먼지”로 분류될 수 있다.
제1사이클론(24)에 의해 이물과 먼지가 분리되는 과정을 구체적으로 살펴보면, 이물, 먼지 및 미세 먼지가 포함된 공기는 흡기 가이드(221)의 출구를 통해 외부 케이스(21)와 제1사이클론(24) 사이의 환형 공간(211)으로 유입되어, 상기 환형 공간(211)을 선회 운동하게 된다.
이 과정에서 상대적으로 무거운 이물과 먼지는 원심력에 의해 상기 환형 공간(211)을 따라 나선형으로 선회 운동하면서 점차 아래로 유동하여, 후술하는 먼지 저장부(212)에 집진된다.
제1사이클론(24)을 통해 걸러진 이물과 먼지는 외부 케이스(21) 내의 하부에 위치하는 먼지 저장부(212)로 집진된다. 먼지 저장부(212)는 이물과 먼지가 저장되는 공간을 형상한다는 점에서 이물-먼지 저장부(212)로도 명명될 수 있다.
본 도면에서는, 외부 케이스(21)의 내주면과 회전 유닛(27)이 먼지 저장부(212)를 형성할 수 있다. 먼지 저장부(212)의 바닥면은 하부 커버(23)에 의해 형성될 수 있다.
한편, 이물 및 먼지와 달리 공기는 흡입력에 의해 메쉬 필터(241)를 통하여 하우징(240)의 내부로 유입된다. 이때, 먼지보다 상대적으로 가벼운 미세 먼지도 공기와 함께 하우징(240)의 내부로 유입될 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 집진장치의 내부 구조와 집진 장치(20) 내에서의 공기의 유동을 확인할 수 있다.
제1사이클론(24)의 내부에는 제2사이클론(25)이 배치되어, 유입구(251)를 통하여 내부로 유입된 공기와 미세 먼지를 분리하도록 이루어진다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제2사이클론(25)은 복수 개로 구비될 수 있다. 제2사이클론(25)은 제1사이클론(24)과 중심축이 나란하게 배치될 수 있다.
제2사이클론(25)은 제1사이클론(24)의 내부에 수용되도록 구성될 수 있다. 일 예로, 제2사이클론(25)은 복수 개로 제1사이클론(24)의 원주를 따라 배치되고 원주방향으로 배치된 제2사이클론(25)의 내부에도 또 다른 제2사이클론(25)이 배치될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 제1 및 제2사이클론(25)이 상부 및 하부에 각각 배치되는 기존의 멀티 사이클론 구조에 비해 집진 장치(20)의 높이가 낮아질 수 있다.
제1 및 제2사이클론(25) 중 서로 인접하게 배치되는 사이클론들은 제1공간(242)을 형성한다. 예를 들어, 제2사이클론(25)을 제외하고 제1사이클론(24) 내부와 제2사이클론(25) 사이의 빈공간은 제1공간(242)으로 이해될 수 있다. 제1공간(242)은 제1사이클론(24)의 내부로 유입된 공기와 미세 먼지를 제2사이클론(25)의 상부로 유입시키기 위한 유로를 형성한다.
각 제2사이클론(25)은 상하 방향으로 연장되며, 복수의 제2사이클론(25)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 배치에 따르면, 제1공간(242)은 제1사이클론(24)의 내부에서 상하방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 제2사이클론(25)의 상부에 유입구(251)가 형성되고, 제2사이클론(25)의 하부에 배출구(252)가 형성될 수 있다.
제2사이클론(25) 중 서로 인접하게 배치되는 사이클론들은 서로 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 어느 하나의 제2사이클론(25)의 외관을 형성하는 원뿔형의 케이싱(250)은 인접한 제2사이클론(25)의 케이싱(250)과 접촉되게 배치되어, 서로 인접한 케이싱(250)은 제1공간(242)을 형성할 수 있다. 제2사이클론(25)의 각 케이싱(250)은 상호 간에 일체로 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 복수의 제2사이클론(25)이 모듈화되어 제1사이클론(24) 내에 설치될 수 있다.
제2사이클론(25)은 상부에서 바라볼 때 원형 형태로 이루어질 수 있다. 제2사이클론(25) 중 제1사이클론(24)의 내주를 따라 배열되는 제2사이클론(25)들은 제1사이클론(24)의 내주면에 접하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 서로 인접한 하우징(240)의 내주면과 케이싱(250)의 원통형 부분에 해당하는 외주면이 서로 접촉되게 배치될 수 있다.
이러한 배치 구조에 따르면, 제1사이클론(24)의 내부에 제2사이클론(25)이 효율적으로 배치될 수 있다. 특히, 본 발명의 제2사이클론(25)은 기존의 제2사이클론의 일측에서 연장되는 가이드 유로(공기와 미세먼지가 내부로 접선 유입되어 제2사이클론의 내주를 따라 선회하도록 하기 위한 유로임) 별도로 구비하지 않으므로, 제1사이클론(24) 내부에 보다 많은 수의 제2사이클론(25)이 배치될 수 있다. 따라서, 제2사이클론(25)이 제1사이클론(24)의 내부에 수용되는 구조를 가지더라도, 기존 대비 제2사이클론(25)의 개수가 줄어들지 않아 청소 성능의 저하를 방지할 수 있다.
제2사이클론(25)의 상부에는 커버부재(253)가 배치된다. 커버부재(253)는 제2사이클론(25)의 유입구(251)를 덮도록 상기 유입구(251)로부터 상방향으로 이격 배치되어, 유입구(251)와의 사이에서 제1공간(242)과 연통되는 제2공간(254)을 형성한다. 제2공간(254)은 제2사이클론(25) 상에서 수평 방향으로 연장되게 형성되고, 제2사이클론(25)의 유입구(251)와 연통되도록 이루어진다.
이러한 구조에 의하면, 제1사이클론(24)의 내부로 유입된 공기는 제1공간(242)과 제2공간(254)을 거쳐 제2사이클론(25)의 상부의 유입구(251)로 유입될 수 있다.
제2사이클론(25)의 상부 중심에는 미세 먼지가 분리된 공기를 배출시키는 볼텍스 파인더(255;VORTEX-FlNDER)가 구비된다. 유입구(251)는 제2사이클론(25)의 내주와 볼텍스 파인더(255)의 외주 사이의 환상 공간으로 정의될 수 있다.
제2사이클론(25)의 유입구(251)에는 내주를 따라 나선형으로 연장되는 가이드 베인(256)이 형성될 수 있다. 가이드 베인(256)은 볼텍스 파인더(255)의 외주에 설치되거나, 볼텍스 파인더(255)와 일체형 형성될 수 있다. 이에 의하면, 유입구(251)를 통해 제2사이클론(25)의 내부로 유입되는 공기에 회전 유동이 형성될 수 있다.
제2사이클론(25)의 유입구(251)로 유입된 공기와 미세 먼지의 유동을 구체적으로 살펴보면, 미세 먼지는 제2사이클론(25)의 내주를 따라 나선형으로 선회하면서 점차 아래로 유동하고, 최종적으로 배출구(252)를 통해 배출되어 후술할 내부 케이스(26)의 미세먼지 저장부(263)에 집진된다. 그리고, 미세 먼지에 비해 상대적으로 가벼운 공기는 팬 유닛의 흡입력에 의해 상부의 볼텍스 파인더(255)로 배출된다.
이러한 제2사이클론(25)의 구조에 의하면, 유입구(251)의 거의 전 영역에 걸쳐 상대적으로 균일한 회전 유동이 발생하게 된다.
커버부재(253)에는 볼텍스 파인더(255)에 대응되는 연통홀(2531)이 형성된다. 커버부재(253)는 볼텍스 파인더(255)를 제외한 제1사이클론(24)의 내부 공간을 덮도록 배치될 수 있다. 커버부재(253)의 상부에 상부 커버(22)가 배치된다.
한편, 제1사이클론(24)의 하부에는 제2사이클론(25)의 배출구(252)를 수용하는 내부 케이스(26)가 구비된다. 내부 케이스(26)의 내부에는 수평방향으로 연장되는 격벽(262)이 설치된다. 격벽(262)의 외주부는 내부 케이스(26)의 내주면과 결합될 수 있다. 격벽(262)과 내부 케이스(26)는 돌기 및 돌기수용홈 등과 같은 결합 구조에 의해 결합될 수 있다.
격벽(262)은 제1사이클론(24)의 바닥면을 형성할 수 있다. 격벽(262)은 내부 케이스(26)의 내부 공간을 제2사이클론(25)을 수용하기 위한 수용공간과 제2사이클론(25)의 배출구(252)를 통하여 배출되는 미세 먼지의 집진을 위한 미세먼지 저장부(263)로 구획할 수 있다. 상기 수용공간은 격벽(262)의 상부에, 미세먼지 저장부(263)는 격벽(262)의 하부에 배치될 수 있다. 격벽(262)은 내부 케이스(26)의 테이퍼부(261)로부터 상방향으로 이격 배치될 수 있다.
격벽(262)에는 제2사이클론(25)의 삽입을 위한 관통홀이 형성된다. 제2사이클론(25)의 하부는 관통홀을 통해 격벽(262)을 관통하여 미세먼지 저장부(263)의 내부로 돌출 형성된다.
내부 케이스(26)는 하부 커버(23)를 향하여 연장된다. 내부 케이스(26)는 상단보다 하단의 단면적이 좁고, 아래로 갈수록 점차 단면적이 줄어드는 테이퍼부(261)를 구비하는 볼(bowl) 형태를 가질 수 있다. 내부 케이스(26)의 상단부와 하단부는 각각 상하방향으로 개방되고, 내부 케이스(26)의 상단부는 제1사이클론(24)의 제1공간(242)과 연통되고, 내부 케이스(26)의 하단부는 하부 커버(23)의 개방 시 외부 케이스(21)의 외부와 연통될 수 있다. 여기서, 하부 커버(23)는 외부 케이스(21)의 먼지 저장부(212)와 내부 케이스(26)의 미세먼지 저장부(263)를 동시에 개폐할 수 있다.
내부 케이스(26)는 체결수단에 의해 제2사이클론(25)과 결합될 수 있다. 제2사이클론(25)은 사출 성형 등에 의해 제1사이클론(24)의 하우징(240)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 체결수단은 복수의 기둥(264), 보스부(265) 및 스크류(266)를 포함할 수 있다.
내부 케이스(26)의 테이퍼부(261) 저면의 양측에 각각 제1체결홀(267)이 형성되고, 격벽(262)의양측에 상기 제1체결홀(267)과 상하방향으로 대응되는 위치로 제2체결홀이 형성될 수 있다.
복수의 기둥(264) 각각은, 내부가 중공 형태인 원형의 파이프 형태로 형성되고, 각 기둥(264)의 하단과 상단이 테이퍼부(261)의 제1체결홀(267)과 격벽(262)의 제2체결홀과 연통되도록, 상하방향으로 연장될 수 있다.
복수의 보스부(265)는 격벽(262)의 제2체결홀에서 제2사이클론(25)을 향해 돌출되게 연장되고, 제2사이클론(25)에서 격벽(262)을 향해 하방향으로 복수의 돌출부(268)가 돌출 형성될 수 있다.
복수의 스크류(266) 각각은 테이퍼부(261)의 하부에서 복수의 기둥(264) 및 보스부(265)를 관통하여 돌출부(268)와 나사 체결됨으로, 내부 케이스(26)는 모듈화된 제1 및 제2사이클론(25)과 체결될 수 있다.
본 발명에서는 메쉬 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등을 제거하는 청소 유닛(243)을 제공한다. 청소 유닛(243)은 제1사이클론(24)의 외주면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 청소 유닛(243)은 복수의 청소 리브(2431)를 포함한다. 청소 리브(2431)는 하우징(240)에서 하방향으로 돌출되게 연장되어 메쉬 필터(241)의 외주면 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 복수의 청소 리브(2431)는 하우징(240)의 외주를 따라 일정한 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 도면에는 4개의 청소 리브(2431)가 서로 90도 간격을 두고 이격 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 청소 리브(2431) 각각은 상단부가 하우징(240)과 일체로 연결되도록 형성되고, 각 청소 리브(2431)의 양측은 하우징(240)과 연결되는 부분의 폭이 상부에서 하부로 갈수록 좁아지도록 경사지게 형성된다. 각 청소 리브(2431)의 양측에 각각 형성되는 경사면은 상하방향의 수직중심선을 기준으로 서로 대칭을 이룰 수 있다. 청소 리브(2431) 각각은 역삼각 이등변형 형태로 이루어질 수 있다. 청소 리브(2431) 양측의 경사진 가장자리부에는 칼날부(2432)가 형성되어, 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등을 컷팅하여 효과적으로 쓸어내리도록 할 수 있다.
청소 유닛(243)은 복수의 지지 리브(2433)를 포함한다. 지지 리브(2433)는 하우징(240)에서 하방향으로 돌출되게 연장되어 메쉬 필터(241)의 내주면 일부를 덮도록 배치되며, 메쉬 필터(241)를 지지하도록 구성될 수 있다. 복수의 지지 리브(2433)는 폭이 좁고 길이가 긴 스트립(STRIP) 형태로 이루어질 수 있다. 각 지지 리브(2433)의 상단부는 하우징(240)과 연결되도록 일체로 형성될 수 있다. 지지 리브(2433)는 상부에서 하부까지 폭이 일정하게 형성될 수 있다. 지지 리브(2433)의 상단은 하우징(240)에 의해 지지되고, 지지 리브(2433)의 하단은 내부 케이스(26)의 상단에 결합되어 내부 케이스(26)에 의해 지지될 수 있다. 지지 리브(2433)와 내부 케이스(26)는 후크(걸림홈) 및 접착제 등과 같은 체결수단에 의해 체결될 수 있다.
여기서, 지지 리브(2433)는 메쉬 필터(241)와 반경 방향으로 중첩되며 메쉬 필터(241)와 접촉 가능하게 배치되어, 메쉬 필터(241)가 제1사이클론(24)에 대하여 반경방향으로 움직이는 것을 제한하지만, 메쉬 필터(241)가 원주방향으로 회전하는 것을 허용한다.
청소 유닛(243)은 제1사이클론(24)의 하우징(240)과 연결되어 고정될 수 있다.
메쉬 필터(241)는 후술할 회전 유닛(27)과 연결되어, 회전 유닛(27)과 함께 회전될 수 있다. 메쉬필터(241)는 청소 유닛(243)에 대하여 상대 회전 가능하다. 메쉬 필터(241)는 회전 유닛(27)에 의해 내부 케이스(26)의 가상의 수직방향 중심선을 중심으로 양방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 회전가능하다.
도 6을 참조하여, 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등이 청소 유닛(243)에 의해 제거되는 원리 및 작용을 설명하기로 한다.
회전 유닛(27)은 메쉬 필터(241)를 원주방향으로 회전시켜, 메쉬 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등에 회전동력을 가한다. 이물이나 먼지 등이 필터(241)와 함께 원주방향으로 회전하면서 청소 리브(2431)에 걸림에 따라, 청소 리브(2431)에 의해 메쉬 필터(241)로부터 떨어져 나가게 된다. 이때, 청소 리브(2431)에 걸리게 되는 이물이나 먼지의 일부는 청소 리브(2431)의 경사면을 따라 이동하면서 아래로 떨어질 수 있다.
이러한 청소 리브(2431)의 역삼각형 구조에 의하면, 이물이나 먼지 등에 가해진 회전력을 청소 리브(2431)의 경사면에 의해 원주방향(수평방향)에서 대각선 방향으로 전환하여 이물이나 먼지 등에 방향성을 줌으로써 이물이나 먼지 등이 아래로 잘 빠져나가도록 할 수 있다.
이러한 효과를 설명하기 위해 직각 방향으로 꺽인 구조의 청소 리브(2431)와 본 발명에 따른 대각선 방향의 경사면을 갖는 청소 리브(2431)를 비교하면 다음과 같다.
첫째, 청소 리브(2431)가 대각선 방향의 경사면이 없이 직각 형태로 꺽이는 구조라면, 수평방향에서 수직방향으로 꺽이는 코너 부분에 이물이나 먼지 등이 끼이는 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 청소 리브(2431)는 양측에 대각선 방향의 경사면이 있어서 이물이나 먼지 등이 끼이는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 원주방향(수평방향)의 회전력이 가해진 이물이나 먼지 등은 직각으로 꺽인 청소 리브(2431)에 걸리면, 직각으로 꺽인 청소 리브(2431)는 대각선 방향의 경사면을 갖는 청소 리브(2431)에 비해 더 큰 손상(DAMAGE)을 입을 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 청소 리브(2431)는 경사면에 의해 원주방향(수평방향)의 힘을 수평방향과 수직방향으로 분산시킴으로 회전하는 이물이나 먼지 등에 의한 충격을 경감시킬 수 있다.
셋째, 직각으로 꺽인 구조의 청소 리브(2431)는 원주방향으로 회전하는 이물이나 먼지 등이 걸릴 때 중력에 의해서만 이물이나 먼지 등을 내려보낼 수 있다. 반면에, 본 발명의 청소 리브(2431)는 대각선 방향의 경사면에 의해 원주방향의 힘을 수평방향(원주방향)과 수직방향(중력방향)의 힘으로 분산시킴으로 중력과 함께 상기 수직방향의 힘을 이물이나 먼지 등에 가하여 이물이나 먼지 등을 내려보낼 수 있다.
넷째, 직각으로 꺽인 구조의 청소 리브(2431)는 상부에서 하방향으로 갈수록 폭이 일정하여 먼지 등이 하부로 내려갈수록 통로가 좁아질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 청소 리브(2431)는 상부에서 하부로 갈수록 하우징(240)과 연결되는 부분의 폭이 넓어지므로, 먼지 등의 이동 통로를 넓게 확보할 수 있는 장점이 있다.
회전 유닛(27)은 먼지 저장부(212) 내에서 양방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 회전 가능하게 구성된다.
회전 유닛(27)은 내부 케이스(26)의 외형에 대응되게 형성되어 내부 케이스(26)를 감싸도록 구성될 수 있다.
상기 구조에 의하면, 회전 유닛(27)이 회전될 때 내부 케이스(26)가 회전 중심을 잡아주도록 이루어진다. 따라서, 회전 유닛(27)의 회전 중심을 잡아주기 위한 별도의 부재 없이도, 회전 유닛(27)이 보다 안정적으로 회전될 수 있다.
회전 유닛(27)은 구조적으로 스커트부(271), 경사부(272) 및 베이스부(273)로 구성될 수 있다.
스커트부(271)는 회전 유닛(27)의 상부 외관을 형성한다. 스커트부(271)는 내부 케이스(26)의 상부를 감싸며 상하방향으로 직경이 일정하게 유지되도록 이루어진다. 스커트부(271)의 외주면은 외부 케이스(21)의 내주면과 기설정된 간격으로 이격되어, 외부 케이스(21)와 스커트부(271) 사이에 환형 공간이 형성된다. 스커트부(271)의 외주면은 청소 리브(2431)의 외주면과 동일한 수직선상에 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 수직형 스커트부(271)에 의하면, 메쉬 필터(241)를 통과하지 못하는 큰 이물이나 먼지 등이 스커트부(271)와 외부 케이스(21) 사이의 환형 공간(211)을 쉽게 통과할 수 있다. 또한, 청소 유닛(243)에 의해 메쉬 필터(241)에서 이탈된 이물이나 먼지 등이 직하방향으로 간섭 없이 하강할 수 있다.
경사부(272)는 내부 케이스(26)의 테이퍼부(261)와 대응되게 형성되어, 테이퍼부(261)를 감싸도록 이루어진다.
경사부(272)의 하단에서 직하방향으로 베이스부(273)가 연장 형성될 수 있다. 베이스부(273)는 스커트부(271)보다 직경이 작게 형성된다. 베이스부(273)의 내주면에 복수의 체결홈(2731)이 형성될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)은 수직방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)은 원주방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)을 사이에 두고 복수의 체결돌기(2732)가 돌출되게 형성될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)과 체결돌기(2732)는 원주방향을 따라 교번되게 배치될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)은 후술한 구동부 전달 유닛으로부터 동력을 전달받기 위해 구비된다.
내부 케이스(26)의 외주면 하단부에 걸림부(2733)가 돌출되게 형성될 수 있다. 걸림부(2733)의 상부에 회전지지홈(2734)이 원주방향을 따라 형성될 수 있다. 걸림부(2733)는 내부 케이스(26)에 탈착 가능하게 나사 결합될 수 있다.
베이스부(273)의 내주면에 회전지지부(2735)가 원주방향을 따라 반경방향으로 돌출되게 형성되고, 회전지지부(2735)의 단부에서 상방향으로 회전지지돌기(2736)가 돌출 형성될 수 있다. 회전지지돌기(2736)는 회전지지홈(2734)에 삽입되어 결합됨으로, 회전 유닛(27)은 중력방향에 대하여 내부 케이스(26)의 걸림부(2733)에 걸린 상태로 회전 가능하게 지지된다.
이러한 걸림부(2733)의 구조에 의하면, 회전 유닛(27)이 내부 케이스(26)에 걸림 상태에 있으므로, 하부 커버(23)가 회전되어 먼지 저장부(212)가 개방되더라도 회전 유닛(27)은 제자리에 고정될 수 있다.
스커트부(271)는 경사부(272)보다 하방향으로 더 낮게 돌출될 수 있다. 돌출된 스커트부(271)의 하단부에 굴림부(28)가 형성될 수 있다. 굴림부(28)는 스커트부(271)의 하단과 경사부(272)의 상단부 사이에 반경방향으로 연장되는 복수의 굴림 리브를 포함할 수 있다. 복수의 굴림 리브는 원주방향으로 일정한 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 복수의 굴림부(28) 각각은 하부 커버(23)를 향하여 구비될 수 있다.
굴림부(28)는 회전 유닛(27)과 연결되어 회전 유닛(27)과 함께 회전하여, 먼지 저장부(212)에 집진된 이물과 먼지가 복수의 굴림 리브에 부딪혀 회전함에 따라 구 형태에 가깝게 뭉쳐진 상태로 굴려지게 된다. 이와 같이, 굴림부(28)에 의해 이물과 먼지가 구형태로 응집되면, 이물과 먼지의 적응에 의한 역류(먼지 저장부(212)의 이물 및 먼지가 제1사이클론(24)과 외부 케이스(21) 사이의 환형 공간(211)으로 차오르는 현상)가 일정 수준 방지될 수 있다. 굴림부(28)에 가압부(29)가 추가로 조합되면, 이물과 먼지의 응집 및 압축이 함께 이루어져 이물과 먼지의 집진 성능을 향상될 수 있으며, 그에 따라 역류 가능성이 현저하게 낮아질 수 있다. 또한, 먼지 저장부(212) 비움 시 먼지의 비산을 최소화할 수 있다.
가압부(29)는 회전 유닛(27), 즉 베이스부(273), 경사부(272)의 외주면 일측에서 반경방향으로 연장될 수 있다. 가압부(29)의 외곽부는 스커트부(271)의 일부를 덥도록 경사부(272)보다 더 높게 돌출되고, 외곽부의 반경방향 길이는 스커트부(271)의 외경보다 더 길게 연장될 수 있다. 가압부(29)는 회전 유닛(27)과 함께 회전함에 따라 먼지 저장부(212)의 이물과 먼지 등을 가압하여 압축할 수 있다.
먼지 저장부(212) 내에는 가압부(29)의 회전에 의해 일측으로 이동된 먼지를 집진시키기 위한 내부벽(291)이 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 내부벽(291)이 외부 케이스(21)의 하부 내주에서 반경 방향으로 연장되게 형성됨을 보여준다. 먼지 저장부(212)로 유입된 먼지 등은 가압부(29)의 회전에 의해 내부벽(291)의 양측에 각각 집진될 수 있다.
도 7은 도 4에서 멀티 사이클론 조립체와 회전 유닛(27)의 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 구동 유닛(30)으로부터 발생한 구동력이 구동력 전달 유닛(33)을 통해 회전 유닛(27)으로 전달되는 모습을 보여주는 개념도이다.
구동 유닛(30)은 청소기 본체(10)에 구비되고, 구동 모터(31) 및 구동 모터(31)에 연결되어 회전 가능하게 구성되는 구동 기어(32)를 포함한다. 구동 기어(32)는 청소기 본체(10)에서 적어도 일부가 노출되어, 집진 장치(20)가 청소기 본체(10)에 장착 시 후술하는 구동력 전달 유닛(33)의 종동 기어(34)와 형합되도록 구성된다.
구동력 전달 유닛(33)은 하부 커버(23)에 구비되고, 구동 유닛(30)의 구동력을 회전 유닛(27)으로 전달한다.
구동력 전달 유닛(33)은 종동 기어(34)와 체결부재(35)를 포함한다.
종동 기어(34)는 하부 커버(23)의 하부로 노출되어, 하부 커버(23)에 대하여 상대 회전 가능하게 구성된다. 종동 기어(34)는 집진 장치(20)가 청소기 본체(10)에 결합 시 구동 기어(32)와 형합되어 구동 모터(31)의 구동력을 전달받도록 구성된다.
체결부재(35)는 종동 기어(34)와 회전축에 의해 연결되어, 종동 기어(34)와 함께 회전 가능하게 구성된다. 체결부재(35)는 하부 커버(23)의 상부로 노출되어, 하부 커버(23)가 외부 케이스(21)에 결합되면, 베이스부(273)의 내주에 구비되는 체결홈(2731)에 체결되도록 이루어진다. 본 실시예에서는 체결홈(2731)이 복수 개로 구비되어 베이스부(273)의 내주에 일정 간격을 두고 이격되게 형성되고, 체결부재(35)가 체결홈(2731)에 삽입되는 복수의 체결돌기를 구비하는 기어 형태로 구성된 것을 보여준다. 이러한 형상을 고려하면, 체결부재(35)는 체결 기어로 명명될 수도 있다.
이러한 구조에 의하면, 하부 커버(23)가 외부 케이스(21)에 결합되면 구동력 전달 유닛(33)은 집진 장치(20)의 회전 유닛(27)과 연결되고, 집진 장치(20)가 청소기 본체(10)에 결합되면 구동력 전달 유닛(33)은 청소기 본체(10)의 구동 유닛(30)과 연결되어, 구동 유닛(30)에서 발생된 구동력이 구동력 전달 유닛(33)을 통해 회전 유닛(27)으로 전달된다.
이때, 구동 모터(31)는 회전 유닛(27)의 양방향 회전이 반복적으로 일어나도록 회전이 제어될 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(31)는 회전 방향에 반대 방향으로 반박력이 가해지면, 반대 방향으로 회전하도록 이루어질 수 있다. 즉, 구동 모터(31)는 가압부(29)가 일방향으로 회전하여 일측에 집진된 먼지를 일정 수준으로 압축하면, 타방향으로 회전하여 타측에 집진된 먼지를 압축하도록 이루어진다.
먼지가 거의 없을 경우에는 가압부(29)가 내부벽(291)에 부딪혀 이에 따른 반발력을 받거나, 가압부(29)의 회전 경로 상에 구비되는 스토퍼 구조(미도시)에 의해 반발력을 받아, 반대 방향으로 회전되도록 구성될 수 있다.
이와 달리, 청소기 본체(10) 내의 제어부는 일정 시간마다 가압부(29)의 회전 방향을 바꿔주도록 구동 모터(31)에 의해 제어 신호를 인가하여, 가압부(29)의 양방향 회전이 반복적으로 일어나도록 할 수도 있다.
이러한 가압 유닛에 의해, 먼지 저장부(212)에 집진된 먼지가 일정 영역에 모이거나 압축된다. 따라서, 먼지를 버리는 과정에서 먼지의 흩날림이 억제될 수 있고, 의도하지 않은 곳으로 배출될 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 메쉬 필터(241)는 청소기의 작동 시 구동 모터(31)로부터 발생된 구동력을 구동력 전달 유닛(33)과 회전 유닛(27)을 통해 전달받아 회전되고, 청소 유닛(243)은 메쉬 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등을 먼지 저장부(212)로 쓸어내려 메쉬 필터(241)를 깨끗하게 청소할 수 있다.
사용자는 청소기 사용 중에도 메쉬 필터(241) 청소를 자동으로 수행할 수 있고, 청소기 사용을 하지 않는 경우에도 수동으로 메쉬 필터(241) 청소를 할 수 있다. 예를 들면, 청소기 본체(10)에서 집진 장치(20)를 탈거한 후, 하부 커버(23)의 하부로 노출된 종동 기어(34)를 수동으로 회전시키는 경우에도 필터(241) 청소가 가능하다.
10 : 청소기 본체 11 : 흡입 유닛
12 : 연결 유닛 13 : 휠 유닛
20 : 집진 장치 21 : 외부 케이스
211 : 환형 공간 212 : 먼지 저장부
22 : 상부 커버 221 : 흡기 가이드
222 : 배기 가이드 23 : 하부 커버
24 : 제1사이클론 240 : 하우징
2401 : 지지부 241 : 메쉬 필터
242: 제1공간 243 : 청소 유닛
2431 : 청소 리브 2432 : 칼날부
2433 : 지지 리브 25 : 제2사이클론
250 : 케이싱 251 : 유입구
252 : 배출구 253 : 커버부재
2531 : 연통홀 254 : 제2공간
255 : 볼텍스 파인더 256 : 가이드 베인
26 : 내부 케이스 261 : 테이퍼부
262 : 격벽 263 : 미세먼지 저장부
264 : 기둥 265 : 보스부
266 : 스크류 267 : 제1체결홀
268 : 돌출부 27 : 회전 유닛
271 : 스커트부 272 : 경사부
273 : 베이스부 2731 : 체결홈
2732 : 체결돌기 2733 : 걸림부
2734 : 회전지지홈 2735 : 회전지지부
2736 : 회전지지돌기 28 : 굴림부
29 : 가압부 291 : 내부벽
30 : 구동 유닛 31 : 구동 모터
32 : 구동 기어 33 : 구동력 전달 유닛
34 : 종동 기어 35 : 체결부재

Claims (11)

  1. 청소기 본체; 및
    청소기 본체에 배치되는 집진 장치를 포함하고,
    상기 집진 장치는,
    내부에 먼지저장부를 구비하는 외부 케이스;
    상기 외부 케이스의 상부를 덮도록 장착되는 상부 커버;
    상기 외부 케이스 하부에 회전 가능하게 결합되는 하부 커버;
    상기 외부 케이스의 내부에 설치되고, 메쉬 필터를 구비하여 외부로부터 흡입되는 공기에서 먼지와 이물을 걸러내고 먼지와 이물이 걸러진 공기를 내부로 유입시키는 제1사이클론;
    상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론;
    상기 메쉬 필터에 부착된 먼지와 이물을 상기 메쉬 필터의 외주면을 따라 쓸어내리는 청소 유닛; 및
    상기 메쉬 필터와 결합되어, 상기 청소 유닛에 대하여 상기 메쉬 필터를 상대 회전시키는 회전 유닛을 포함하고,
    상기 제1사이클론은 상기 상부 커버의 하부에 결합되는 하우징을 포함하고,
    상기 청소 유닛은,
    상기 하우징에서 상기 메쉬 필터의 외주면과 접촉 가능하게 하방향으로 연장되며, 양측면 사이의 폭이 하방향으로 갈수록 좁아지도록 양측면이 경사지게 형성되어, 상기 먼지와 이물을 긁어내리는 복수의 청소 리브를 구비하는 진공 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 청소 유닛은,
    상기 하우징에서 상기 메쉬 필터의 내주면과 접촉하도록 하방향으로 연장되어, 상기 메쉬 필터를 지지하는 복수의 지지 리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 청소 리브 각각은, 상단이 상기 하우징과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 청소 리브 양측의 경사면은 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 청소 리브 및 지지 리브 각각은 상기 하우징의 외주를 따라 서로 엇갈리게 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  6. 청소기 본체; 및
    청소기 본체에 배치되는 집진 장치를 포함하고,
    상기 집진 장치는,
    내부에 먼지저장부를 구비하는 외부 케이스;
    상기 외부 케이스의 상부를 덮도록 장착되는 상부 커버;
    상기 외부 케이스 하부에 회전 가능하게 결합되는 하부 커버;
    상기 외부 케이스의 내부에 설치되고, 메쉬 필터를 구비하여 외부로부터 흡입되는 공기에서 먼지와 이물을 걸러내고 먼지와 이물이 걸러진 공기를 내부로 유입시키는 제1사이클론;
    상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론;
    상기 메쉬 필터에 부착된 먼지와 이물을 상기 메쉬 필터의 외주면을 따라 쓸어내리는 청소 유닛; 및
    상기 메쉬 필터와 결합되어, 상기 청소 유닛에 대하여 상기 메쉬 필터를 상대 회전시키는 회전 유닛을 포함하고,
    상기 외부 케이스의 내부에 상기 제1사이클론의 바닥면을 덮도록 배치되고, 상단부에서 하단부로 갈수록 단면적이 좁아지도록 경사진 테이퍼부를 구비하며 상기 하부 커버를 향하여 연장되는 내부 케이스를 더 포함하고,
    상기 회전 유닛은 상기 내부 케이스와 대응되게 형성되고, 상기 내부 케이스에 대하여 상대 회전 가능하게 상기 내부 케이스와 결합되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전 유닛은,
    상기 외부 케이스와의 간격이 기설정된 크기로 일정하게 유지되도록 수직하게 연장되는 스커트부;
    상기 스커트부의 하단부에서 상기 테이퍼부와 대응되게 형성되는 경사부; 및
    상기 경사부에서 하방향으로 연장되고, 내주면에 원주방향을 따라 이격 배치되는 복수의 체결홈을 구비하는 베이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 청소기 본체에 구비되어, 상기 회전 유닛을 구동하는 구동 유닛을 포함하고,
    상기 구동 유닛은 구동 모터와 상기 구동 모터에 연결되는 구동 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동 유닛으로부터 상기 회전 유닛으로 구동력을 전달하는 구동력 전달 유닛을 포함하고,
    상기 구동력 전달 유닛은,
    상기 하부 커버의 하부로 노출되도록 상기 하부 커버에 장착되고, 상기 집진 장치가 상기 청소기 본체에 장착 시 상기 구동 기어와 맞물림 가능하게 결합되는 종동 기어; 및
    상기 하부 커버의 상부로 노출되도록 상기 종동 기어와 결합되고, 상기 하부 커버가 상기 외부 케이스에 결합 시 상기 체결홈과 맞물림 가능하게 결합되는 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 내부 케이스의 내부에 반경방향으로 배치되어 상기 제1사이클론의 바닥면을 형성하고, 상기 제1사이클론 내부의 제1공간과 상기 제2사이클론의 배출구를 통해 배출되는 미세먼지의 집진을 위한 미세먼지 저장부를 구획하는 격벽을 더 포함하고,
    상기 격벽의 외주부는 상기 내부 케이스의 내주면과 결합되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 테이퍼부로부터 상방향으로 이격되게 배치되고,
    상기 테이퍼부에서 상방향으로 돌출되게 연장되어 상기 격벽과 연결되는 복수의 기둥;
    상기 기둥과 연통되고, 상기 격벽의 상면에서 상방향으로 돌출 형성되는 보스부; 및
    상기 기둥과 보스부를 관통하여 상기 제2사이클론과 체결되는 스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
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