KR102134741B1 - 가정용 전기제품 및 그 부품 - Google Patents

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KR102134741B1
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티모시 니콜라스 스틱니
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다이슨 테크놀러지 리미티드
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Abstract

가정용 전기제품은 전기 모터; 상기 모터를 전원에 선택적으로 접속시키기 위한 스위치 어셈블리; 손잡이; 및 활성 위치와 비활성 위치 사이에서 상기 손잡이에 대해 이동가능한 수동식 방아쇠를 포함한다. 방아쇠 및 스위치 어셈블리는 방아쇠가 활성 위치에 있는 경우에는 스위치 어셈블리가 모터-접속 상태에 있도록, 그리고 방아쇠가 비활성 위치에 있는 경우에는 스위치 어셈블리가 모터-비접속 상태에 있도록 배치된다. 가정용 전기제품은 비활성 위치로부터 활성 위치를 향해 방아쇠를 압박하도록 배치되는 제 1 편향 부재를 포함한다.

Description

가정용 전기제품 및 그 부품
본 발명은 가정용 전기제품의 분야에 관한 것이며, 특히 비배타적으로 진공 청소기에 적용된다.
시판되는 다양한 유형의 진공 청소기가 있고, 이들은 일반적으로 '실린더' 진공 청소기, '직립' 진공 청소기, '핸드헬드' 진공 청소기, 및 '스틱' 진공 청소기('스틱백(stick-vac)'으로도 공지됨)로 분류할 수 있다.
실린더 진공 청소기 및 직립 진공 청소기는 일반적으로 집 주변의 고부하 청소 작업을 위한 가정의 기초적인 진공 청소기로서 사용된다. 핸드헬드 진공 청소기 및 스틱 진공 청소기는 대부분의 실린더 진공 청소기 및 직립 진공 청소기와 달리 롤링 어셈블리(rolling assembly)에 의해 바닥 위에 지지되지 않고 손으로 휴대하기에 충분히 가볍다는 의미에서 휴대형이다. 핸드헬드 진공 청소기 및 스틱 진공 청소기는 일반적으로 배터리로 구동되고, 바닥, 실내장식품 및 차량 내부의 부분 청소와 같은 저부하 청소 작업을 위해 종종 사용된다.
모든 유형의 진공 청소기(및 실제로 많은 다른 유형의 가정용 전기제품)에 공통적인 것은 사용자가 그것을 온 및 오프시킬 수 있어야 한다는 요구사항이다. 실린더 진공 청소기 및 직립 진공 청소기는 비교적 장시간 동안 사용되므로, 일반적으로 눌러서 기계를 온시킬 수 있고, 다시 눌러서 기계를 오프시킬 수 있는 온/오프 버튼이 제공된다. 핸드헬드 진공 청소기 및 스틱 진공 청소기는 종종 특별한 경우에 짧은 시간 동안 사용되므로, 일반적으로 사용자가 눌러서 기계를 온시킬 수 있고, 해방시켜서 기계를 오프시킬 수 있는 방아쇠가 장착되어 있다.
본 발명은 진공 청소기와 같은 가정용 전기제품을 활성화 및 비활성화하기 위한 수단의 개선에 관한 것이며, 특히 스틱-백스 및 핸드헬드 진공 청소기와 같은 핸드헬드 전기제품에 적합하다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면 다음을 포함하는 가정용 전기제품에 제공된다.
전기 모터;
상기 모터를 전원에 선택적으로 접속하기 위한 스위치 어셈블리;
손잡이; 및
활성 위치와 비활성 위치 사이에서 상기 손잡이에 대해 이동가능한 수동식 방아쇠.
여기서,
상기 방아쇠가 상기 활성 위치에 있을 때, 상기 스위치 어셈블리가 모터-접속 상태에 있도록, 그리고 상기 방아쇠가 상기 비활성 위치에 있을 때, 모터-비접속 상태에 있도록 상기 방아쇠 및 상기 스위치 어셈블리가 배치되고,
상기 가정용 전기제품은 상기 비활성 위치로부터 멀어지는 방향으로 그리고 상기 활성 위치를 향해 상기 방아쇠를 압박하도록 배치된 제 1 편향 부재를 포함한다.
방아쇠를 활성 위치를 향해 압박하는 제 1 편향 부재의 존재는 방아쇠가 사용자에 의해 작동되기 전에 방아쇠의 임의의 '느슨함(slack)' 또는 '유극(play)'을 방아쇠가 흡수하도록 허용할 수 있다. 이로 인해 제조 편차에 의해 도입된 모든 유극이 방아쇠의 적절한 기능을 방해하도록 허용하지 않고 또는 방아쇠의 래틀링(rattling)을 허용하지 않고 스프링 및 방아쇠에 의해 수용될 수 있으므로 더 완화된 제조 또는 품질 관리 시험 허용오차를 사용할 수 있다. 덜 엄격한 제조 허용초차를 사용하는 능력은 공구 비용을 낮출 수 있고, 및/또는 제조 편차로 인해 품질 관리 검사에 실패한 기계의 수를 줄임으로써 낭비를 줄일 수 있다. 또한, 방아쇠의 모든 느슨함을 흡수하는 제 1 편향 부재는 방아쇠가 사용자에 의해 작동되는 경우에 스위치 어셈블리를 더 신속하게 모터-접속 상태로 진입시킬 수 있다. 다시 말하면, 제 1 편향 부재는 방아쇠가 더 응답성을 갖도록 할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 어떤 위치를 '향해' 이동하는 물체에 대한 언급은 그 물체가 그 위치의 일부까지 또는 그 위치에 이르기까지 이동하는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 하는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 위치 '까지' 이동하는 물체에 대한 언급은 그 물체가 그 위치에 이르기까지 이동하는 것을 의미한다.
전기 모터는 브러시 DC 모터나 브러시리스 DC 모터, 또는 유도 모터 또는 동기 모터와 같은 AC 모터일 수 있다.
제 1 편향 부재는 방아쇠에 직접적으로 작용할 수 있거나, 또는 방아쇠에 간접적으로 작용할 수 있다(예를 들면, 다른 부품을 이동하도록 가압하고, 그 부품의 운동이 방아쇠를 활성 위치를 향해 이동시킴).
제 1 편향 부재는 방아쇠를 활성 구성까지 압박하도록 구성될 수 있다.
용어 '방아쇠'는 손잡이를 잡고 있는 사용자의 손에 의해 제어 입력을 제공하도록 이동가능한 부품을 지칭하기 위해 사용된다. 이 용어는 형태 또는 기능에서 총의 방아쇠와 유사한 구조에 한정되는 것을 의도하지 않는다. 예를 들면, 방아쇠는 적절하게 위치되는 푸시 버튼 또는 엄지손가락 작동식 레버의 형태를 취할 수 있다. 일 예시로서, 권총의 '썸-세이프티(thumb-safety)'는 본 발명의 의미 내의 방아쇠를 구성한다.
가정용 전기제품은 활성 위치로부터 비활성 위치를 향해 방아쇠를 압박하도록 배치되는 제 2 편향 부재를 더 포함할 수 있다. 이것은 제 2 편향 부재가 (예를 들면, 제 1 편향 부재의 작용 하에서) 사용자로부터의 입력없이 방아쇠가 활성 위치로 이동하는 것을 방지하도록 배치될 수 있으므로 유리할 수 있다.
대안례로서, 방아쇠는 활성 위치로부터 비활성 위치를 향해 수조작으로 이동가능할 수 있다.
제 2 편향 부재는 스위치 어셈블리의 일부를 형성할 수 있다.
제 2 편향 부재는 방아쇠에 직접적으로 작용할 수 있거나, 또는 방아쇠에 간접적으로 작용할 수 있다(예를 들면, 다른 부품을 이동하도록 가압하고, 그 부품의 운동이 방아쇠를 활성 위치를 향해 이동시킴).
제 2 편향 부재는 비활성 위치에 이르기까지 방아쇠를 압박하도록 구성될 수 있다.
오해를 피하기 위해, 일 위치로부터 다른 위치까지 또는 다른 위치를 향해 방아쇠를 '압박'하는 편향 부재에 대한 언급은 다른 요인의 부재 하에서 이러한 방식으로 방아쇠를 이동시키도록 방아쇠에 힘을 가하는 편향 부재를 지칭하도록 의도된다. 방아쇠가 반드시 이 위치들 사이에서 이동한다는 의미는 아니다. 예를 들면, 제 1 편향 부재는 방아쇠를 비활성 위치로부터 활성 위치에 이르기까지 압박할 수 있으나, 방아쇠는 제 2 편향 부재에 의해 (사용자에 의해 가해지는 힘의 부재 하에서) 활성 위치에 도달하는 것이 방지될 수 있다.
방아쇠 및 제 2 편향 부재는, 방아쇠가 사용자에 의해 활성 위치에 유지되어 있지 않으면 제 2 편향 부재의 작용 하에서, 활성 위치로부터 비활성 위치를 향해 이동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 방아쇠는 데드맨 스위치로서 기능하도록 구성될 수 있다.
방아쇠는, 제 1 편향 부재 및 제 2 편향 부재의 모두가 방아쇠를 압박하는 위치인, 일 위치까지 이동가능하고, 그 위치에서 제 2 편향 부재의 방아쇠에 미치는 영향이 제 1 편향 부재의 방아쇠에 미치는 영향보다 클 수 있다. 방아쇠는 사각(dead ground) 내의 위치들 사이에서 래틀링될 수 있으므로 이것은 어느 편향 부재에 의해서도 작용되지 않는 '사각'이 존재하지 않는다는 것을 보증하는데 유리할 수 있다.
제 1 편향 부재 및 제 2 편향 부재의 모두가 방아쇠를 압박하는 위치는 활성 위치, 비활성 위치, 및/또는 다른 위치일 수 있다.
방아쇠의 편향 부재의 영향은 방아쇠에 미치는 편향 부재의 영향의 크기를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들면, 방아쇠가 직선적으로 이동하는 경우, 방아쇠에 미치는 편향 부재의 영향은 방아쇠의 운동 방향에 평행한 방향으로 편향 부재에 의해 방아쇠에 가해지는 힘의 성분이다. 다른 실시예로서, 방아쇠가 선회가능한 경우, 방아쇠에 미치는 편향 부재의 영향은 편향 부재에 의해 (직접적으로 또는 간접적으로) 방아쇠에 가해지는 모멘트이다.
바람직하게는, 제 1 편향 부재 및 제 2 편향 부재의 모두가 방아쇠를 압박하는 위치에 방아쇠가 있는 경우, 스위치 어셈블리가 모터-비접속 상태에 있도록 전기제품이 구성된다.
선택적으로,
제 1 편향 부재는 방아쇠를 상기 활성 위치까지 압박하도록 배치된다.
제 2 편향 부재는 방아쇠를 제 1 편향 부재의 편향력에 대항하여 활성 위치와 비활성 위치 사이인 중간 위치까지 압박하도록 배치된다.
중간 위치는 제 1 편향 부재 및 제 2 편향 부재의 모두가 방아쇠를 압박하는 위치의 일례이다.
전원은 배터리일 수 있고, 배터리 및 스위치 어셈블리는 본체에 착탈가능하게 장착되는 배터리 팩으로 제공될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이 더 완화된 허용오차를 사용할 수 있는 능력에 관련된 본 발명의 장점은 이러한 장치에서 특히 유익할 수 있다. 착찰가능한 배터리 팩에 필요한 끼워맞춤 또는 공동작용 구성요소는 (예를 들면, 전기제품의 복잡성이 증가하고, 각 구성요소 사이에 필요한 기능적인 상호작용의 수가 증가하므로) 제조 편차에 기인되어 특히 문제가 될 가능성이 있다. 따라서 제조 편차에 대해 보다 내성이 있는 전기제품은 특히 유리할 수 있다.
본체는 손잡이를 포함할 수 있고, 배터리 팩은 손잡이에 착탈가능하게 장착될 수 있다.
배터리 팩은 임의의 적절한 메커니즘에 의해 본체에 착탈가능하게 장착될 수 있다. 예를 들면, 배터리 팩은, 예를 들면, 배터리 팩이 (예를 들면, 충전을 위해) 사용자에 의해 빈번하게 제거되도록 의도된 경우, 하나 이상의 캐치(catch)를 사용하여 본체에 착탈가능하게 장착될 수 있다. 다른 실시예로서, 배터리 팩은, 예를 들면, 배터리 팩의 제거가 비교적 드문 경우에는 나사식 체결구를 이용하여 착탈가능하게 장착될 수 있다.
대안례로서, 전원은 배선 패턴으로 제공되지 않는 배터리이거나, 또는 본체에 영구적으로 장착되는 및/또는 스위치 어셈블리를 포함하지 않는 배터리 팩으로 제공되는 배터리일 수 있다. 다른 대안례로서, 전원은 가정의 벽 소켓에 전기제품을 플러깅함으로써 접속될 수 있는 주전원일 수 있다.
오해를 피하기 위해, 용어 '배터리'는 단일 전지를 포함하는 것이 의도된다.
방아쇠는 사용자의 손가락을 수용하도록 위치된 접촉면을 가질 수 있으며, 접촉면은 방아쇠가 활성 위치에 있는 경우에 비해 방아쇠가 비활성 위치에 있는 경우에 손잡이로부터 더 멀리 이격될 수 있다. 이러한 방아쇠는 특히 인체공학적이고, 잠재적인 사용자에 의해 보편적으로 이해되는 총의 방아쇠와 동일한 일반적인 방식으로 작동하는 점에서 유리할 수 있다.
방아쇠의 일부는 손잡이 내에 수용될 수 있고, 방아쇠의 일부는, 방아쇠가 비활성 위치에 있는 경우에, 손잡이로부터 돌출할 수 있다. 이것은, 사용자의 입력을 수신하지 않는 방아쇠의 부분을 손잡이가 차폐할 수 있고, 이를 통해 충격에 의한 방아쇠의 오작동의 위험을 저감시키는 점에서 유리하다.
접촉면은, 방아쇠가 활성 위치에 있는 경우에, 손잡이의 외면과 실질적으로 동일 평면일 수 있다. 이것은 일반적으로 더 자연스럽고, 하나 이상의 손가락(예를 들면, '방아쇠방 손가락')이 더 연장되어야 하거나 다른 손가락들보다 견고하게 파지되어야 하는 본체보다는 대체로 연속적인 표면을 갖는 본체를 파지하는데 덜 피로하므로 사용자의 피로를 줄일 수 있다.
방아쇠는 손잡이에 대해 선회가능할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이 더 완화된 허용오차를 사용할 수 있는 능력에 관련된 본 발명의 장점은 이러한 장치에서 특히 유익할 수 있다. 선회식 방아쇠는 방아쇠의 거동이 많은 요인에 의해 영향을 받으므로 제조 허용오차로 인해 특히 문제가 될 수 있다. 슬라이딩 방아쇠와 마찬가지로 가해지는 힘 및 그 힘의 방향에 의해 영향을 받는 선회식 방아쇠는 슬라이딩 방아쇠와 달리 그 힘으로부터 방아쇠의 선회 축선까지의 수직 거리에 의해 영향을 받는다. 전기제품의 정확한 기하학적 구조에 대한 선회식 방아쇠의 추가의 의존성은 선회식 방아쇠가 위의 요인에서 다른 제조 편차에 대해 서로 결합하여 방아쇠의 거동의 변화를 증폭시킬 가능성이 더 클 수 있음을 의미한다. 따라서, 선회식 방아쇠를 갖는, 그리고 제조 편차에 더 내성을 갖는 전기제품은 특히 유리할 수 있다.
또한, 선회식 방아쇠를 이용하는 것은 슬라이딩 이동을 이용하는 방아쇠에 비해 유리하게도 낮은 내부 마찰을 제공할 수 있고, 따라서 유리하게도 가벼운 방아쇠를 제공할 수 있다. 선회식 방아쇠는 이것이 경험하는 대부분의 또는 모든 마찰 저항이 선회부에서 발생하도록 배치될 수 있고, 반면에 슬라이딩 방아쇠는 일반적으로 레일 등의 위에서 슬라이딩되어야 하므로 더 큰 마찰을 경험한다.
제 2 편향 부재는 제 1 편향 부재가 작용하는 방아쇠의 일 점보다 방아쇠의 선회점으로부터 먼 일 점에서 방아쇠에 작용하도록 구성될 수 있다. 이것은 제 2 편향 부재가 제 1 편향 부재에 비해 기계적 장점을 가질 수 있고, 이를 통해 반드시 더 강할 필요 없이 (필요한 경우) 제 2 편향 부재가 제 1 편향 부재의 영향을 극복할 수 있다는 점에서 유리할 수 있다.
제 2 편향 부재는 방아쇠에 0.4Nm 이하, 예를 들면, 0.3Nm 이하의 모멘트를 가하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 편향 부재는 방아쇠에 0.25Nm 이하, 예를 들면, 0.1Nm 이하 또는 0.05Nm 이하의 모멘트를 가하도록 구성된다.
제 2 편향 부재는 방아쇠에 0.01Nm 이상, 예를 들면 0.02Nm 이상의 모멘트를 가하도록 구성될 수 있다.
제 1 편향 부재는 방아쇠에 0.1Nm 이하, 예를 들면, 0.08Nm 이하의 모멘트를 가하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 편향 부재는 방아쇠에 0.06Nm 이하, 예를 들면, 0.03Nm 이하 또는 0.01Nm 이하의 모멘트를 가하도록 구성된다.
제 1 편향 부재는 0.001Nm 이상, 예를 들면 0.003Nm 이상, 또는 0.005Nm 이상의 모멘트를 가하도록 구성될 수 있다.
제 2 편향 부재는 방아쇠에 15N 이하, 예를 들면 10N 이하의 편향력을 가하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 편향 부재는 방아쇠에 8N 이하, 예를 들면 4N 이하 또는 2N 이하의 편향력을 가하도록 구성된다.
제 2 편향 부재는 방아쇠에 0.1N 이상, 예를 들면 0.4N 이상 또는 0.8N 이상의 편향력을 가하도록 구성될 수 있다.
제 1 편향 부재는 방아쇠에 10N 이하, 예를 들면 8N 이하의 편향력을 가하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 편향 부재는 방아쇠에 6N 이하, 예를 들면 4N 이하 또는 2N 이하의 편향력을 가하도록 구성된다.
제 1 편향 부재는 방아쇠에 0.1N 이상, 예를 들면 0.3N 이상 또는 0.5N 이상의 편향력을 가하도록 구성될 수 있다.
방아쇠 및 제 2 편향 부재는 제 2 편향 부재의 편향력에 대항하여 방아쇠를 활성 위치까지 이동시키는 것은 방아쇠의 운동 방향으로 방아쇠에 15N 이하, 예를 들면, 10N 이하의 힘이 가해지는 것이 요구되도록 배치될 수 있다. 바람직하게는, 방아쇠 및 제 2 편향 부재는 제 2 편향 부재의 편향력에 대항하여 방아쇠를 활성 위치까지 이동시키는 것은 방아쇠의 운동 방향으로 방아쇠에 8N 이하, 예를 들면, 5N 이하 또는 3N 이하의 힘이 가해지는 것이 요구되도록 배치된다.
상기 방아쇠 및 상기 제 2 편향 부재는 상기 제 2 편향 부재의 편향력에 대항하여 상기 방아쇠를 상기 활성 위치까지 이동시키는 것은 상기 방아쇠의 운동 방향으로 상기 방아쇠에
0.1N 이상, 예를 들면, 0.4N 이상 또는 0.8N 이상의 힘이 가해지는 것이 요구되도록 배치될 수 있다.
편향 부재 또는 편향 부재들 중 적어도 하나는 탄성 부재일 수 있다. 탄성 부재는 유리하게도 간소하고, 저렴하고, 및/또는 신뢰할 수 있는 형태의 편향 부재일 수 있다. 탄성 부재는 임의의 적절한 형태, 예를 들면, 코일 스프링, 판 스프링, 벌류트 스프링 또는 벨빌 와셔의 적층체, 또는 탄성중합체 로드 또는 블록과 같은 스프링일 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 편향 부재 또는 편향 부재들 중 적어도 하나는 솔레노이드와 같은 액츄에이터일 수 있다.
선택적으로,
상기 스위치 어셈블리는 왕복운동가능한 작동 부재를 포함하고;
상기 작동 부재는 상기 방아쇠에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 이동가능하고;
상기 스위치 어셈블리는 상기 작동 부재가 상기 제 1 위치에 있는 경우에는 상기 모터-비접속 상태에 있고, 상기 작동 부재가 상기 제 2 위치에 있는 경우에는 상기 모터-접속 상태에 있다.
제 2 편향 부재는 작동 부재를 제 1 위치까지 압박할 수 있고, 이를 통해 방아쇠를 비활성 위치를 향해 압박할 수 있다.
작동 부재는 푸시 버튼일 수 있고, 작동 부재를 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 이동시키는 것은 버튼을 누르는 것을 포함할 수 있다.
스위치 어셈블리는 방아쇠에 의해 작동되는 스위치를 포함할 수 있고, 스위치 어셈블리는 스위치가 개방된 경우에는 모터-접속 상태에 있고, 스위치가 폐쇄된 경우에는 모터-비접속 상태에 있다.
이것은 스위치에 가해지는 매우 적은 방아쇠의 이동량에 의해 스위치 어셈블리가 모터-접속 상태로 진입될 수 있도록 스위치 어셈블리가 배치될 수 있는 점에서 유리할 수 있다. 따라서, 전기제품은 방아쇠의 작동 시에 외견상 즉각적으로 작동을 시작할 수 있다.
또한, 이러한 구조로 인해 방아쇠는 스위치 어셈블리가 모터-접속 상태에 진입하는 점을 초과하여 이동할 수 있고, 이에 따라 (예를 들면, 사용자가 방아쇠 상에서 손가락의 위치를 변경시키는 것에 기인되는) 방아쇠의 약간의 이동은 스위치 어셈블리를 모터-비접속 상태에 진입시키지 않는다. 따라서, 전기제품은 사용 중에 실수로 비활성화되는 경향이 적을 수 있다.
선택적으로,
상기 방아쇠는, 상기 방아쇠의 상기 비활성 위치로부터 상기 활성 위치로의 이동으로 인해 상기 스위치 어셈블리가 상기 모터-비접속 상태로부터 상기 모터-접속 상태로 이동되도록, 상기 스위치 어셈블리 상에 작용하도록 배치되는 작동부를 갖고;
상기 활성 위치를 향해 상기 방아쇠를 압박하는 상기 제 1 편향 부재는 상기 스위치 어셈블리의 일부에 대항하여 상기 작동부를 압박하도록 작용한다.
대안례로서, 스위치 어셈블리의 일부(예를 들면, 스위치 어셈블리의 전기 콘택)는 방아쇠 상에 제공될 수 있거나, 또는 방아쇠는 방아쇠의 이동을 감지하고, 응답하여 스위치 어셈블리의 상태를 변화시키는 제어기에 의해 모니터링될 수 있다.
상기 스위치 어셈블리의 일부는 작동 부재일 수 있다.
가정용 전기제품은, 스위치 어셈블리의 작동 부재와 접촉하는 방아쇠의 작동부에서, 제 1 편향 부재의 영향으로 인해 작동부에 의해 작동 부재 상에 가해지는 힘이 제 2 편향 부재의 영향으로 인해 작동 부재에 의해 작동부 상에 가해지는 힘 이하이도록 구성될 수 있다.
가정용 전기제품은 진공 청소기일 수 있고, 전기 모터는 흡인 발생기의 일부일 수 있다. 예를 들면, 모터는 흡인을 발생하는 팬을 구동할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 본 발명의 제 1 양태에 따른 가정용 전기제품의 부품이 제공되고, 상기 부품은 적어도 손잡이, 방아쇠 및 제 1 편향 부재를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따른 본체는 본 발명의 제 1 양태에 관하여 위에서 논의된 장점들 중 하나 이상을 제공할 수 있다.
부품은 (예를 들면, 가정용 전기제품이 핸드헬드 진공 청소기 또는 스틱 진공 청소기인 일부의 실시형태에서) 모터 및 사이클론 분리 장치를 갖는 본체일 수 있다. 대안례로서, 부품은 (예를 들면, 가정용 전기제품이 실린더 진공 청소기 또는 직립 진공 청소기인 일부의 실시형태에서) 모터 및 사이클론 분리 장치를 포함하는 본체에 연결가능한 원드(wand) 어셈블리 또는 호드 어셈블리일 수 있다.
이하 첨부 도면을 참조하여 단지 예시로서 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 스틱 진공 청소기의 사시도이고;
도 2는 도 1의 진공 청소기의 진공 유닛의 사시도이고;
도 3은 도 2의 진공 유닛의 본체의 측단면도이고;
도 4는 도 2의 진공 유닛의 배터리 팩의 측단면도이고;
도 5는 도 2의 진공 유닛의 측단면도이고;
도 6은 주석이 있는 도 5의 일부 확대도이고;
도 7a 및 도 7b는 각각 제 1 위치 및 제 2 위치의 액츄에이터를 가진 도 4의 배터리 팩의 작동 부재 및 스위치의 측단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 진공 청소기를 도시한다. 본 실시형태의 진공 청소기(2)는 일반적인 구조의 스틱 진공 청소기이다. 이것은 도 2에서 분리하여 도시된 진공 유닛(4)을 가지며, 이것은 원드(8)에 의해 브러시 툴(brush tool; 6)에 연결된다. 이 특정의 실시형태에서 진공 청소기(2)는 원드(8)를 제거하고 브러시 툴(6)을 진공 유닛(4)에 직접 연결함으로써 스틱백으로부터 핸드헬드 기계로 변환될 수 있다는 것이 주목할 만하다.
진공 유닛(4)은 본체(10) 및 배터리 팩(11)을 갖는다. 본체(10)는 배터리 팩(11)으로부터 전력을 수취하는 모터(미도시)를 수용하는 체임버(12)를 갖는다. 일반적으로 체임버(12) 아래에는 손잡이(14)가 있으며, 일반적으로 체임버(12) 및 손잡이(14)의 전방에는 사이클론 분리 장치(16)가 있다. 사이클론 분리 장치(16)는 모터에 의해 구동되는 팬에 의해 진공 유닛(4) 내로 흡인된 오물 함유 공기류로부터 오물, 먼지 및 기타 부스러기를 제거하는 기능을 한다.
이 시점에서 본 명세서에 기술된 분리 장치는 사이클론이지만, 이것은 본질적인 것이 아니며, 다른 분리 장치, 예를 들면, 공기류로부터 오염물을 분리하기 위한 와류-체임버 내의 섬유 필터 요소를 특징으로 하는 다른 백리스형(bagless-type) 분리 장치, 또는 심지어 본 기술분야에서 일반적인 바와 같은 백형(bagged-type) 분리 장치가 실행가능하다는 것에 주목해야 한다. 사이클론 분리 장치의 정확한 구성은 본 발명에 중요하지 않으므로 여기서는 상세히 설명하지 않는다. 그러나, 하나의 특정한 구성의 적합한 사이클론 분리 장치가 본 출원인의 특허출원 공개번호 GB2475312A에 기술되어 있으며, 이것은 원용에 의해 본원에 포함된다.
진공 유닛(4)의 전방 단부에는 노즐(18)이 있고, 이 노즐(18)을 통해 오물-함유 공기류가 사이클론 분리 장치(16)에 유입된다. 노즐(18)은 원드(8)의 상보형 커넥터(22)와 맞물리는 커넥터(20)에서 끝난다. 이 경우 원드(8) 상에 제공된 캐치(24)는 커넥터(20, 22)를 상호 해방가능하게 고정한다. 원드(8)의 전방 단부에는 추가의 커넥터(24)가 있고, 이것은 브러시 툴(6) 상의 상보형 커넥터(22)와 맞물린다. 다시, 커넥터는 캐치(28)(이것은 본 특정의 실시형태에서 브러시 툴(6) 상에 제공됨)에 의해 정위치에 고정된다.
진공 청소기(2)의 일반적인 청소 작업은 본 발명에 중요하지 않으므로 상세히 설명하지 않는다. 요컨대, 배터리 팩(11)으로부터 전력이 공급되면, 모터에 의해 구동되는 팬은 브러시 툴(6)을 통해 원드(8)를 통해 사이클론 분리 장치(16) 내로 공기를 흡인한다. 사이클론 분리 장치(16)는 공기로부터 오물 및 먼지를 분리하여 이 오물 및 먼지를 보유한다. 팬은 사이클론 분리 장치(16)로부터 청정화된 공기를 인출하여, 한 세트의 배기공(30)을 통해 (이 경우, 필터를 통해) 진공 청소기(2)로부터 배출한다.
도 2에 더 상세히 도시된 바와 같이, 이 특정의 실시형태에서, 이 실시형태의 손잡이(14)는 '권총식 그립' 형태를 취한다. 이 경우에, 권총식 그립(14)은 (도 2의 관점에서) 대체로 수직으로 연장되지만, 약간 전방으로 경사되어 있고, 이것은 인체공학적으로 유리하다. 이 경우에, 손잡이(14)는 약 10 도의 경사를 이루지만, 0 도와 약 20 도 사이의 임의의 각도가 적절한 것으로 생각된다. 이 실시형태에서, 배터리 팩(11)은 대체로 손잡이(14) 아래의 본체(10)에 장착된다. 손잡이(14)의 양단부 상에 위치되는 배터리 팩(11), 모터 및 팬(미도시)은 특히 인체공학적인 중량 균형을 갖는 진공 유닛(4)을, 그리고 전체적으로는 진공 청소기(2)를 제공한다.
손잡이(14)는 이 경우에 총의 방아쇠와 유사한 방아쇠(32)를 포함하며, 이를 통해 사용자는 진공 청소기(2)를 선택적으로 작동시킨다. 손잡이(14)는 또한 본 실시형태에서 방아쇠의 직하의 손잡이(14)로부터 전방으로 돌출하는 대체로 수평인 선반의 형태를 취한 손가락 지지체(34)를 갖는다. 손가락 지지체(34)의 존재는 진공 청소기가 사용자에 의해 보다 쉽게 지지되고 운반되는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 사용자는 손잡이(14)를 비교적 느슨하게 잡을 수 있고, 진공 유닛의 중량의 일부는 손가락 지지체가 가운데 손가락에 지지됨으로써 지지된다. 방아쇠에 인접하여 (이 경우에는 그 아래에서) 돌출하는 손가락 지지체(34)는 사용자의 손가락이 실수로 방아쇠로부터 미끌어져 이탈하는 것을 방지하는 것을 도울 수 있는 추가의 장점을 갖는다. 다른 실시형태에서, 손가락 지지체(34)는 선반이 아닐 수 있으며, 핀이나 페그(peg), 또는 방아쇠 상의 손가락 스캘롭(scallop)과 손잡이 상의 인접한 손가락 스캘롭 사이의 피크와 같은 테이퍼진 돌출부와 같은 다른 적절한 형태를 취할 수 있다.
도시된 위치에 방아쇠(32)가 있으면, 이 방아쇠의 일부는 손잡이(14) 내에 수용되고, 일부는 손잡이로부터 개구(35)를 통해 돌출한다. 방아쇠가 당겨지면, 방아쇠의 접촉면(36)(즉, 사용자가 자신의 손가락을 두는 표면)은 후방으로 밀리고, 손잡이(14)의 외면(37)과 동일면이 된다. 다시 말하면, 방아쇠(32)가 당겨지면 방아쇠와 손잡이(14)는 사용자에 의해 파지될 대체로 연속적인 물체(이 경우에 손가락 지지체(34)는 제외됨)를 형성한다. 이는 일반적으로 보다 자연스러운 느낌이며, 보다 복잡한 형상을 파지하는 것보다 연속적인 물체(예를 들면, 손가락들이 대체로 일렬로 될 수 있는 물체)를 파지하는 것이 덜 피로하므로 사용자 피로를 줄일 수 있다. 예를 들면, 방아쇠가 당겨졌을 때, 방아쇠(32)의 접촉면(36)이 손잡이(14)로부터 돌출한 상태로 유지되면, 사용자는 자신의 검지 손가락을 부분적으로 연장시킨 상태로 손잡이를 파지할 필요가 있다. 후자는 방아쇠가 계속적인 작동을 위해 눌려져 있어야 하는 '데드 맨 스위치' 형태를 취하는 구조(아래에서 논의되는 바와 같은 본 실시형태에 포함됨)에서는 매우 불편할 수 있다. 이 경우에, 손잡이(14)의 접촉면과 전방 외면(37)은 모두 손잡이의 종축선을 따라 대체로 연속적인 형상을 갖는 볼록형이지만, 다른 실시형태에서는 각각 임의의 적절한 형태를 취할 수 있다.
도 3에는 본체(10)의 단면도가 도시되어 있다. 이 도면에서, 방아쇠(32)는 활성 위치에, 즉, 진공 청소기(2)가 작동할 수 있도록 전력이 체임버(12) 내의 모터(42)에 전달될 수 있는 위치(이 경우에는 사용자가 당겼을 때 방아쇠가 도달하는 위치)에 도시되어 있다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 방아쇠(32)는 또한 비활성 위치로, 즉, 진공 청소기(2)가 작동하지 않도록 전력이 모터(42)에 전달되지 않는 위치로 이동가능하다. 이 경우에, 방아쇠(32)가 비활성 위치에 있는 경우, 그 접촉면은 더 전방으로 (즉, 손잡이(14)의 개구(35)로부터 더 멀리) 돌출한다. 따라서, 방아쇠(32)를 당기는 것은 방아쇠를 활성 위치를 향해 압박하는 것임이 이해될 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이 실시형태의 방아쇠(32)는 손잡이(14)에 대해 선회가능하게 장착되며, 손잡이(14)는 일반적으로 중공이며 방아쇠의 일부를 수용한다. 이 경우에, 방아쇠(32)는 손잡이(14)를 가로질러 횡방향으로 (즉, 도 3의 관점에서 지면 내로) 연장되는 핀(40)을 수용하는 개구(38)를 갖는다. 개구(38)는 핀(40)을 중심으로 회전가능하며, 핀이 축선을 형성하는 것을 가능하게 하며, 이 축선을 중심으로 방아쇠(32)는 손잡이(14)에 대해 선회될 수 있다. 이 특정의 경우에, 방아쇠(32)를 활성 위치(도 3에 도시된 위치)로부터 비활성 위치를 향해 이동시키는 것은 방아쇠를 선회 축선(40)을 중심으로 시계방향으로 회전시키는 것을 수반하며, 마찬가지로 방아쇠(32)를 비활성 위치로부터 활성 위치로 이동시키는 것은 방아쇠를 선회 축선(40)을 중심으로 반시계방향으로 회전시키는 것을 수반한다.
이 실시형태의 방아쇠(32)는 2 개의 암(44, 45)이 선회 축선(40)을 중심으로 어떤 각도를 형성하는 일반적인 벨-크랭크(bell-crank)의 형태를 가진다. 이 특정의 경우에, 이 각도는 약 100 도이고, 암(44)은 대략 수평방향으로 연장되고, 암(45)은 손잡이(손잡이는, 위에서 설명한 바와 같이, 수직을 넘어 약 10도임)와 대체로 일치하여 연장된다. 암(45)에는 돌출부(47)가 제공되고, 이 돌출부(47)는, 방아쇠가 제 1 위치에 있는 경우에, 손잡이(14) 내의 개구(35)를 통해 연장되며, 이 돌출부(47) 상에 접촉면(36)이 제공된다. 암(44)은 (아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이) 진공 청소기(2)를 온시키기 위해 스위치 어셈블리를 작동시키도록 구성된다. 따라서, 암(44)은 방아쇠의 작동부를 구성한다.
도 3은 또한 모터(42)에 부착된 팬(43)을 도시한다. 이 경우에, 팬(43)은 모터(42)와 마찬가지로 체임버(12) 내에 위치된다. 이 도는 또한 모터(42)에 전기적으로 접속되는 한 쌍의 콘택(41)(도 3에서는 한 개만 보임) 및 스프링(46)을 도시한다. 이 경우에 스프링(46)은 방아쇠(32)로부터 그리고 손잡이(14)의 장착 보스(52)로부터 각각 연장되는 대체로 대향하는 돌출부(48, 50) 사이의 정위치에 유지되는 나선 압축 스프링이다. 스프링(46)으로부터의 복원력은 방아쇠(32)가 도 3의 관점에서 반시계방향으로 선회되도록 압박하는 역할을 한다. 스프링(46)은 비활성 위치로부터 활성 위치를 향해 방아쇠(32)를 압박하므로 본 발명의 의미 내에서 '제 1 편향 부재'를 구성한다. 이 특정의 실시형태에서, 스프링(46)은 활성 위치에 이르기까지 방아쇠(32)를 압박하도록 구성되고, 진공 청소기(2)의 본체(10)는 방아쇠를 활성 위치의 밖으로 이동시킬 수 있는 어떤 구성요소도 포함하지 않는다. 따라서, 이 실시형태에서, 방아쇠(32)는, 본체(10)가 진공 청소기(2)의 다른 부품으로부터 분리될 때, 스프링(46)의 작용 하에 활성 위치에 놓이게 된다.
진공 유닛(4)의 배터리 팩(11)은 도 4에서 분리되어 (단면도로) 도시되어 있다. 이 배터리 팩(11)은 원용에 의해 본원에 포함되는 본 출원인의 특허출원 공개번호 WO2013117901A에 기술된 것과 동일한 일반적 형태를 갖는다. 배터리 팩(11)은 전지(56)의 어레이 및 회로 기판(58)을 수용하는 슬랩형 부분(54), 및 이 슬랩 부분(54)으로부터 돌출하는 포스트(60)을 갖는다. 이 특정의 실시형태에서, 배터리 팩(11)은 본체(10)에 장착되며, 슬랩 부분(54)은 (도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이) 손잡이(14) 아래에서 연장되고, 포스트(60)는 손잡이(14) 내의 공동 내에 수용된다.
포스트(60)는 정렬 돌기(62), 작동 부재(64), 스프링(66), 스위치(68) 및 한 쌍의 콘택(70)을 갖는다. 작동 부재(64), 스프링(66) 및 스위치(68)는 슬랩 부분(54)의 회로 기판(58)과 함께 스위치 어셈블리(72)를 형성한다. 스위치 어셈블리(72)는, 아래에서 설명하는 바와 같이, 전지(56)로부터 콘택(70)까지, 이에 따라 모터까지 전력을 공급하도록 작동가능하다. 이 특정의 실시형태에서, 스위치(68)는 Micro-SwitchTM으로 일반적으로 공지된 소형의 스냅 작용 스위치이지만, 다른 실시형태에서, 이 스위치(68)는 임의의 다른 적합한 형태를 취할 수 있다.
이 실시형태의 스위치 어셈블리는 도 4에 도시된 바와 같은 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 작동 부재(64)를 이동시킴으로써 작동된다. 이 실시형태에서, 작동 부재(64)는 버튼을 누름(이 경우에는 도 4a의 관점에서 대체로 하방으로 이동시키는 것)에 의해, 즉 버튼을 미는 것에 의해 제 2 위치까지 이동되는 점에서 왕복운동가능한 푸시 버튼의 형태를 취한다. 작동 부재(64)가 제 1 위치에 있는 경우에, 스위치 어셈블리(72)는, 전지(56)가 콘택(70)에 전기적으로 접속되어 있지 않고, 따라서 (본체(10)가 조립되고, 모터(42)가 아래에서 설명하는 바와 같이 콘택에 접속된 경우) 모터(42)는 전지(56)로부터 전력을 수취할 수 없다는 점에서, '모터-비접속 상태'에 있다. 작동 부재(64)가 제 2 위치에 있는 경우에, 스위치 어셈블리(72)는, 콘택(70)이 전지(56)에 전기적으로 접속되고, 따라서 모터(42)가 콘택(70)에 접속된 경우에 전지로부터 전력를 수취할 수 있다는 점에서, '모터-접속 상태'에 있다. 이 경우에 스프링(66)은 나선 압축 스프링이고, 제 2 위치로부터 제 1 위치까지 (즉, 일반적으로 도 4의 관점에서 상방으로) 작동 부재(64)를 압박하도록 구성된다.
도 5는 전체 진공 유닛(4), 즉 본체(10) 및 배터리(11)의 단면도를 도시한다. 본 도에 도시된 바와 같이, 이 실시형태에서, 배터리 팩(11)의 포스트(60)는 중공 손잡이(14)이 내에 수용되고, 슬랩 부분(54)은 손잡이(14)의 저면에 맞닿고, 정렬 돌기(62)는 (이 경우에는 대체로 손잡이(14)의 후방을 따라) 실질적으로 손잡이의 전체 높이를 통해 연장된다. 배터리(11)와 본체(10)가 서로 장착된 경우에, 이들 각각의 콘택(70, 41)은 접촉한다. 따라서, 전지(56)는 스위치 어셈블리(72)에 배터리 팩(11)의 콘택(70)에 접속되는 경우, 본체(10)의 콘택(41)을 통해 콘택(70)으로부터 모터(42)까지 전력이 전달된다.
도 5에서 방아쇠(32)는 활성 위치와 비활성 위치 사이인 중간 위치에 놓이는 것은 주목할 만하다. 방아쇠(32)를 이 중간 위치로부터 활성 위치로 이동시키는 것은 방아쇠를 선회 축선(40)을 중심으로 반시계방향으로 회전시키는 것을 필요로 하고, 중간 위치로부터 비활성 위치까지 방아쇠를 이동시키는 것은 방아쇠를 시계방향으로 회전시키는 것을 필요로 한다.
진공 유닛(4)을 형성하도록 조립된 (10) 및 배터리 팩(11)의 경우, 방아쇠(32)의 암(44) 및 스위치 어셈블리(72)의 작동 부재(64)는 상호작용할 수 있다. 방아쇠(32)가 중간 위치에 있는 경우, 작동 부재(64)는 제 1 위치에 있으므로 스위치 어셈블리(72)는 모터-비접속 상태에 있다. 방아쇠(32)를 (스프링(46)의 편향력에 대항하여) 중간 위치로부터 비활성 위치까지 이동시키는 것은 작동 부재(64)로부터 암(44)을 상승시키고, 스위치 어셈블리(72)의 상태의 변화를 유발하지 않는다. 그러나, 방아쇠(32)를 이 중간 위치로부터 활성 위치까지 반대방향으로 이동시키는 것(즉, 방아쇠를 당기는 것)은 그 암(44)을 하방으로 이동시킨다. 따라서 암(44)은 작동 부재(64)를 가압하여, 스위치 어셈블리(72)를 모터-접속 상태로 이동시킨다. 따리서 전지(56)로부터 모터(42)까지 전력이 공급된다.
방아쇠(32)를 활성 위치를 향해 이동시킴으로써 작동 부재(64)가 제 2 위치를 향해 눌려지는 경우, 위에서 설명한 바와 같이 스프링(66)은 작동 부재를 제 1 위치를 향해 역방향으로 압박한다. 이는 방아쇠(32)를 활성 위치로부터 비활성 위치를 향해 압박하는 효과를 갖는다. 따라서 스프링(66)은 본 발명의 의미 내에서 '제 2 편향 부재'를 구성한다.
위에서 설명한 바와 같이, 이 실시형태에서, 스프링(46)은 방아쇠(32)를 비활성 위치로부터 활성 위치에 이르기까지 압박한다(즉, 임의의 다른 힘의 부재 하에서 방아쇠를 비활성 위치로부터 활성 위치에 이르기까지 이동시키는 힘을 가한다). 다른 한편, 이 실시형태에서, 스프링(66)은 중간 위치까지(즉, 비활성 위치에의 도중까지) 방아쇠(32)를 압박한다. 따라서, 방아쇠(32)가 비활성 위치에 있거나, 또는 비활성 위치와 중간 위치 사이의 임의의 위치에 있는 경우에, 방아쇠는 스프링(46)에 의해서만 작용된다. 그러나, 방아쇠가 활성 위치, 중간 위치 또는 이들 사이의 임의의 위치에 있는 경우, 스프링(46) 및 스프링(66)은 반대 방향으로 방아쇠(32)를 압박한다. 이 실시형태에서, 방아쇠(32), 스프링(46) 및 스프링(66)은 스프링(66)이 스프링(46)의 편향력에 대항하여 방아쇠를 중간 위치로 이동시킬 수 있도록 배치된다. 이 특정의 경우에, 스프링(66)이 스프링(46)보다 강하므로(즉, 스프링(66)이 방아쇠(32)에 더 큰 힘을 가함으로), 그리고 스프링(66)이 방아쇠의 선회 축선(40)으로부터 더 먼 거리에서 방아쇠 상에 작용하므로(즉, 스프링(66)이 기계적인 장점을 가지므로) 스프링(66)은 스프링(46)으로부터의 힘을 무효화시킬 수 있다.
방아쇠(32)는 (스프링(46)의 작용 하에서) 비활성 위치로부터 중간 위치까지 이동하도록, 그리고 (스프링(46)의 편향력에 대항하여 스프링(66)의 작용 하에서) 활성 위치로부터 중간 위치까지 이동하도록 배치되므로, 방아쇠는, 중간 위치로부터 방해된 후에 중간 위치로 복귀하는 점에서, 중간 위치를 중심으로 '자가 센터링(self-centering)' 작용을 보인다. 또한, 방아쇠(32)가 중간 위치에 있는 경우에 스위치 어셈블리(72)는 모터-비접속 상태(즉, 전력이 모터(42)까지 전달되지 않음)에 있으므로, 이 실시형태의 방아쇠(32)는 진공 청소기를 작동시키기 위해 하방으로 눌려져 있어야 하는 '데드 맨 스위치'의 형태를 취한다.
방아쇠가 중간 위치에 있는 경우, 스프링(46)은 계속하여 방아쇠를 반시계방향으로 (즉, 활성 위치를 향해) 압박하지만, 스프링(66)은 방아쇠가 중간 위치를 초과하여 이동하는 것을 방지한다. 따라서 방아쇠(32)의 암(44)은 방아쇠가 사용자에 의해 작용될 때까지 (작동 부재가 제 1 위치에 있는 경우에) 작동 부재(64) 상에 놓이게 된다. 암(44)이 스위치 상에 놓여 있는 경우, 방아쇠(32)는, 사용자가 방아쇠를 당기자마자 작동 부재(64)가 암(44)의 영향 하에서 이동을 개시하므로, 반응이 매우 빠르다. 대조적으로, 방아쇠가 추가의 시계방향의 위치에 있도록 구성된 경우, 사용자는 암(44)이 작동 부재(64)와 접촉하는 위치까지 방아쇠를 당겨야 하고, 다음에 암(44)이 작동 부재를 이동시키도록 당김을 유지해야 한다. 따라서 이 구조는 방아쇠 작용의 반응이 더 느리고, 더 오래 방아쇠를 당겨야하므로 사용자의 피로를 증가시킨다.
또한, 본 실시형태는 (본 발명의 많은 다른 실시형태와 마찬가지로) 보다 완화된 제조 허용오차를 이용하는 것을 가능하게 하고, 나아가 공구(예를 들면, 허용가능한 허용오차를 벗어나므로 폐기되는 부품) 비용과 낭비를 줄일 수 있다. 본 실시형태에서, 방아쇠(32)가 암(44)과 작동 부재(64)의 접촉 위치까지 압박된 경우, 방아쇠의 '느슨함'이 흡수되며, 이것은 방아쇠의 반응이 빠르고 래틀링이 없음을 의미한다. 이러한 응답성 및 래틀링의 결여는 (무리가 없는 범위 내에서) 제조 편차에 무관하게 제공될 수 있고, 이러한 변화는 방아쇠(32)의 정확한 정지 위치를 변경할 수 있으나, 스프링(46)으로 인해 그럼에도 불구하고 암(44)이 작동 부재에 접촉한 상태이다.
이는 도 5에 도시된 장치가 작동 부재(64)에 대해 암(44)을 유지하는데 스프링(46)을 사용하지 않고, 대신에 방아쇠의 이동 한계가 암(44)과 작동 부재(64)가 접촉하는 위치가 되도록 설계되는 것과 같은 본 발명을 사용하지 않는 구조에 대한 상황과 대비된다. 이것은, 예를 들면, 방아쇠가 그 위치에 있을 때 방아쇠(32) 상의 표면과 접촉하도록 위치된 손잡이(14) 상에 표면을 제공함으로써 달성된다. 이 구조에서, 제조 편차에 기인되는 기하학적 형태의 약간의 편차는, 경우에 따라, 이들 표면이 암(44)과 작동 부재(64)의 접촉 위치보다 더 시계방향 또는 더 반시계방향으로 방아쇠(32)에 의해 서로 접촉하는 것을 의미한다. 전자의 경우, 방아쇠는 방아쇠(32)의 표면이 손잡이(14)의 표면과 접촉하는 위치와 암(44)이 작동 부재(64)와 접촉하는 위치 사이에서 래틀링된다. 후자의 경우, 방아쇠는 암(44)이 작동 부재를 누르는 위치에 유지되며, 이는 진공 청소기(2)가 오프될 수 없음을 의미한다.
위의 본 실시형태의 설명으로부터, 방아쇠(32)의 거동 방식은 장착된 스프링(46, 66)의 영향에 의해 대부분 결정된다는 것이 이해될 것이다. 스프링(46, 66)과 방아쇠(32) 상에는 수많은 동시적인 설계 제약이 가해진다. 예를 들면, 본 실시형태에서, 스프링(66)의 영향은 (적어도 방아쇠가 활성 위치에 있는 경우에) 스프링(46)의 영향을 초과해야 하고, 스프링(66)이 스프링(46)을 극복하기 위한 충분한 강도를 갖지 않게 되는 제조 허용오차 상의 편차를 방지하기 위해, 그리고 방아쇠가 자체 중량 또는 관성 하에서 활성 위치까지 이동하는 것을 방지하기 위해 충분한 양만큼 초과해야 한다. 그러나, 스프링(66)은 사용자가 방아쇠를 당겨 그 스프링(66)의 편향력에 대항하여 활성 위치로 이동시키는 것이 어렵거나 피로하지 않을 정도로 충분히 강력하지 않아야 한다. 또한, 이 실시형태에서, 스프링(46)은 이것을 지지하는 부품 상에 불필요한 응력을 도입하는 것을 방지하기 위해 비교적 약하지만, 방아쇠의 단독의 중량 또는 관성에 의해 극복되어 래틀링을 일으킬 정도로는 약하지 않은 것이 바람직하다. 방아쇠 성능의 요구사항은 본 발명이 적용되는 특정의 장치에 따라 달라진다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 일례로서, 이 특정의 실시형태의 방아쇠(32) 및 스프링(46, 66)의 특정의 구성을 (방아쇠가 중간 위치에 있는 경우의) 방아쇠(32) 및 스프링(46, 66)의 확대단면도인 도 6을 참조하여 설명한다.
위에서 설명한 바와 같이 본 실시형태의 방아쇠(32)는 축선(40)을 중심으로 선회된다. 따라서, 스프링(46, 66)의 상대적인 영향은 이들이 방아쇠(32)에 가하는 모멘트의 크기에 의해 결정된다. 먼저, 아래의 상황이 이해를 돕기 위해 단순되었다. 예를 들면, 스프링(46, 66)에 의해 가해지는 힘이 통상적으로 방아쇠(32)의 정확한 위치(이것은 스프링의 정확한 변위에 영향을 미침)에 따라 변화하더라도, 이것이 경험하는 변위에 대해 일정한 힘이 작용하는 것처럼 설명될 것이다. 유사하게, 스프링(46, 66)으로부터 힘은 면적에 걸쳐 확산되지만, 단순화를 위해 점 하중으로 간주되었다.
스프링(46)에 관련하여, 이것은 방아쇠 상에 약 0.75N의 힘(74)을 가한다. 이 힘(이것은 스프링(46)의 중심점에 가해진 것으로 간주됨)으로부터 선회 축선(40)까지의 수직 거리(76)은 약 9 mm이므로 방아쇠(32)에 미치는 스프링(46)의 영향은 약 0.007Nm의 모멘트이다. 스프링(66)으로 돌아가면, 이것은 약 1N의 힘(78)을 발휘한다. 이 힘(이것은 작동 부재(64)의 중심에 가해지는 것으로 간주됨)과 선회 축선(40) 사이의 수직 거리(80)은 약 30 mm이므로 방아쇠(32) 상에 미치는 스프링(66)의 영향은 약 0.03Nm의 모멘트이다.
방아쇠(32)가 중간 위치에 있는 경우에, 스프링(46, 66)에 의해 방아쇠(32)에 가해지는 모멘트는 평형 상태에 있고, 스프링(66)은 완전한 힘을 발휘하지 않는다. 그러나, 방아쇠(32)가 충분한 강도로 활성 위치를 향해 압박되는 경우, 스프링(66)의 전체 힘이 발휘될 것이다. 그 때, 스프링(46, 66)에 의해 생성된 모멘트는 서로 대치될 것이지만 약 0.023Nm의 시계방향의 합성 모멘트를 남긴다. 이 모멘트를 극복하고, 방아쇠를 활성 위치까지 이동시키기 위해, 사용자는 방아쇠(32)의 접촉면(36)에 동일한 크기의 모멘트를 발휘하는 후방력(82)을 가할 필요가 있다. 접촉면(36)의 중심으로부터 선회 축선(40)까지의 수직 거리(84)는 약 23 mm이므로, 약 1 N의 힘(82)는 방아쇠를 활성 위치까지 이동시키는데 충분할 것이다. 비교를 위해, 권총의 방아쇠를 당기는데 필요한 힘은 일반적으로 20N-60N의 범위에 있다.
이제 도 7a 내지 도 7b를 참조하여 본 실시형태의 스위치 어셈블리(72)의 특정의 구조를 설명한다. 도 7a는 제 1 위치의 작동 부재(64) 및 스위치(68)의 확대도를 도시하고, 도 7b는 제 2 위치의 작동 부재를 도시한다. 이들 도면을 조합하여 참조하면, 작동 부재(64)가 제 1 위치에 있을 때는 작동 부재의 암(86)이 스위치(68)와 접촉하는 반면에 제 2 위치에 있을 때는 작동 부재(64)의 암(86)이 스위치(68)와 접촉하지 않는다.
기대하는 것과 반대로, 이 실시형태에서, 스위치(68)는 스위치 어셈블리(72)가 모터-접속 상태에 있을 때는 개방되고, 스위치 어셈블리(72)가 모터-비접속 상태에 있을 때는 폐쇄된다. 스위치(68)는 전지(56)와 콘택(70) 사이에 직접 배선되기 보다는 회로 기판(58)에 배선된다. 회로 기판(58)은 스위치(68)의 개폐를 검출하고, 그에 응답하여 스위치 어셈블리(72)를 모터-접속 상태 또는 모터-비접속 상태에 진입시킨다. 보다 구체적으로, 작동 부재(64)를 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 이동시키면 스위치(68)가 해제되고, 그 콘택이 개방된다. 이는 회로 기판(58)에 의해 검출되고, 회로 기판(58)은, 스위치 어셈블리(72)가 모터-접속 상태에 진입되도록, 그리고 전지(56)를 (콘택(41, 70)을 통해) 모터(42)에 접속시키도록, 트랜지스터와 같은 제 2 스위치(미도시)를 작동시킨다. 유사하게, 작동 부재(64)를 제 2 위치로부터 제 1 위치까지 이동시키면 스위치(68)가 가압되고, 그 콘택이 접속된다. 이는 회로 기판(58)에 의해 검출되고, 회로 기판(58)은, 스위치 어셈블리(72)가 모터-비접속 상태에 진입되도록, 그리고 전지(56)를 모터(42)로부터 단절시키도록, 추가의 스위치(미도시)를 작동시킨다.
이 구조는 작동 부재(64)가 제 1 위치에 있는 경우에 (즉, 스위치(68)가 폐쇄되고, 스위치 어셈블리(72)가 모터-비접속 상태에 있는 경우에) 작동 부재(64)의 극소량의 이동에 의해 스위치(68)가 개방(그리고 이에 따라 스위치 어셈블리(72)는 모터-접속 상태에 진입)된다는 장점을 갖는다. 작동 부재(64)는 방아쇠(32)를 이동시킴으로써 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 이동되므로, 방아쇠(32)의 이동량이 극히 적어지고, 그 결과 모멘트에 전력이 공급된다. 따라서, 진공 청소기(2)는 방아쇠(32)를 당김과 외견상 즉각적으로 작동을 개시할 수 있다. 다시 말하면, 이 구조는 방아쇠(32)의 중간 위치로부터 활성 위치까지의 이동이 거의 순간적으로 발생할 수 있으므로 진공 청소기(2)가 반응이 특히 반응이 빠른 방아쇠를 갖는 것을 가능하게 한다.
또한, 위의 구조는 스위치(68)가 개방되는, 그리고 스위치 어셈블리(72)가 모터-접속 상태에 진입하는 위치를 초과하여 작동 부재(64)의 계속적인 이동을 가능하게 한다. 이 특정의 실시형태에서, 작동 부재(64)는 스위치(68)가 개방된 후에 약 5 mm 또는 10 mm 더 이동될 수 있다. 이 추가의 이동 중에, 스위치(68)의 상태, 및 이에 따라 스위치 어셈블리(72)의 상태는 영향을 받지 않는다. 따라서, 방아쇠의 최종 위치는 사용자에 의해 눌려져 있는 동안에 스위치 어셈블리(72)가 모터-접속 상태와 모터-비접속 상태 사이에서 천이하는 위치로부터 약간 이격되어 있다. 이것은, 예를 들면, 방아쇠(32) 상의 손가락의 위치를 조정할 때, 스위치 어셈블리(72)를 모터-비접속 위치로 진입시키지 않고, 그리고 진공 청소기(2)의 작동을 중단시키지 않고, 사용자가 방아쇠(32)에 가해지는 압력의 일부를 해제할 수 있음을 의미한다.
첨부된 청구범위에서 정의된 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 위에서 설명한 실시형태에 대해 다수의 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 위의 실시형태에서 방아쇠는 그 운동 범위의 모든 점에서 스프링(46) 및 스프링(66) 중 적어도 하나(즉, 제 1 편향 부재 및 제 2 편향 부재 중 적어도 하나)에 의해 작동되지만, 다른 실시형태에서는 방아쇠가 편향 부재들 중 어느 것에 의해서도 작동되지 않는 방아쇠의 위치 또는 위치의 범위가 있을 수 있다. 어느 편향 부재에 의해서도 작동되지 않는 방아쇠의 위치의 범위가 있는 실시형태의 경우에, 방아쇠는 이 범위 내의 위치들 사이에서 래틀링될 수 있다. 그럼에도 불구하고 이러한 실시형태는, 예를 들면, 향상된 방아쇠 반응속도 또는 (비록 제거되지는 않았으나) 감소된 방아쇠 래틀링에 기인되어 공지된 구조보다 유리할 수 있다.
또한, 위의 실시형태에서, 스위치 어셈블리는 착탈가능한 배터리 팩 상에 제공되었으나, 다른 경우에 이 스위치 어셈블리는, 착찰가능한 배터리 팩이 제공되는지의 여부에 무관하게, 임의의 다른 적절한 위치에 제공될 수 있다.
본 실시형태는 활성 위치, 비활성 위치 및 중간 위치 사이에서 이동가능한 방아쇠에 관하여 설명하였다. 그러나, 제 1 편향 부재(스프링(46))는 방아쇠를 중간 위치로부터 활성 위치를 향해 압박하므로, 그리고 스위치 어셈블리는, 방아쇠가 중간 위치에 있을 때, 모터-비접속 상태에 있으므로, 위에서 중간 위치로 설명된 위치는 실제로 비활성 위치로 간주될 수 있다.
위의 실시형태는 핸드헬드 진공 청소기이지만, 본 발명은 직립 청소기 및 실린더 진공 청소기와 같은 다른 유형의 진공 청소기에도 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 발명은 (예를 들면, 스팀 전달 장치 또는 물 펌프에 동력을 공급하는 전기 모터를 구비한) 스팀 청소기, 바닥 폴리셔(floor polisher) 및 헤어드라이더와 같은 다른 가정용 전기제품에도 적용될 수 있다.

Claims (25)

  1. 가정용 전기제품으로서,
    전기 모터;
    상기 모터를 전원에 선택적으로 접속하기 위한 스위치 어셈블리;
    손잡이; 및
    활성 위치와 비활성 위치 사이에서 상기 손잡이에 대해 이동가능한 수동식 방아쇠를 포함하고,
    상기 방아쇠가 상기 활성 위치에 있을 때, 상기 스위치 어셈블리가 모터-접속 상태에 있도록, 그리고 상기 방아쇠가 상기 비활성 위치에 있을 때, 모터-비접속 상태에 있도록 상기 방아쇠 및 상기 스위치 어셈블리가 배치되고,
    상기 가정용 전기제품은 상기 비활성 위치로부터 상기 활성 위치를 향해 상기 방아쇠를 압박하도록 배치된 제 1 편향 부재를 포함하고,
    상기 제 1 편향 부재는 상기 방아쇠를 상기 활성 위치에 이르기까지 압박하도록 배치되는,
    가정용 전기제품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 위치로부터 상기 비활성 위치를 향해 상기 방아쇠를 압박하도록 배치된 제 2 편향 부재를 더 포함하는,
    가정용 전기제품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 방아쇠는, 상기 제 1 편향 부재 및 제 2 편향 부재의 모두가 상기 방아쇠를 압박하는 위치인, 일 위치까지 이동가능하고, 그 위치에서 상기 제 2 편향 부재의 상기 방아쇠에 미치는 영향이 상기 제 1 편향 부재의 상기 방아쇠에 미치는 영향보다 큰,
    가정용 전기제품.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 편향 부재는 상기 방아쇠를 상기 제 1 편향 부재의 편향력에 대항하여 상기 활성 위치와 비활성 위치 사이인 중간 위치까지 압박하도록 배치되는,
    가정용 전기제품.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 배터리이고, 상기 배터리 및 스위치 어셈블리는 본체에 착탈가능하게 장착되는 배터리 팩으로 제공되는,
    가정용 전기제품.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방아쇠는 사용자의 손가락을 수용하도록 위치된 접촉면을 가지며, 상기 접촉면은 상기 방아쇠가 상기 활성 위치에 있는 경우에 비해 상기 방아쇠가 상기 비활성 위치에 있는 경우에 상기 손잡이로부터 더 멀리 이격되는,
    가정용 전기제품.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방아쇠의 일부는 상기 손잡이 내에 수용되고, 상기 방아쇠의 일부는, 상기 방아쇠가 상기 비활성 위치에 있는 경우에, 상기 손잡이로부터 돌출하는,
    가정용 전기제품.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 방아쇠는 사용자의 손가락을 수용하도록 위치된 접촉면을 가지며, 상기 접촉면은 상기 방아쇠가 상기 활성 위치에 있는 경우에 비해 상기 방아쇠가 상기 방아쇠를 비활성 위치에 있는 경우에 상기 손잡이로부터 더 멀리 이격되고, 상기 접촉면은 상기 방아쇠가 상기 활성 위치에 있는 경우에 상기 손잡이의 외면과 실질적으로 동일 평면인,
    가정용 전기제품.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방아쇠는 상기 손잡이에 대해 선회가능한,
    가정용 전기제품.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가정용 전기제품은 상기 활성 위치로부터 상기 비활성 위치를 향해 상기 방아쇠를 압박하도록 배치된 제 2 편향 부재를 더 포함하고, 상기 제 2 편향 부재는 상기 제 1 편향 부재가 작용하는 상기 방아쇠의 일 점보다 상기 방아쇠의 선회점으로부터 먼 일 점에서 상기 방아쇠에 작용하도록 구성되는,
    가정용 전기제품.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 편향 부재는 0.25Nm 이하의 모멘트를 상기 방아쇠에 가하도록 구성되는,
    가정용 전기제품.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 편향 부재는 0.06Nm 이하의 모멘트를 상기 방아쇠에 가하도록 구성되는,
    가정용 전기제품.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 편향 부재는 8N 이하의 편향력을 상기 방아쇠에 가하도록 구성되는,
    가정용 전기제품.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 편향 부재는 6N 이하의 편향력을 가하도록 구성되는,
    가정용 전기제품.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 방아쇠 및 상기 제 2 편향 부재는 상기 제 2 편향 부재의 편향력에 대항하여 상기 방아쇠를 상기 활성 위치까지 이동시키는 것은 상기 방아쇠의 운동 방향으로 상기 방아쇠에 8N 이하의 힘이 가해지는 것이 요구되도록 배치되는,
    가정용 전기제품.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편향 부재 또는 상기 편향 부재들 중 적어도 하나는 탄성 부재인,
    가정용 전기제품.
  17. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치 어셈블리는 왕복운동가능한 작동 부재를 포함하고;
    상기 작동 부재는 상기 방아쇠에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 이동가능하고;
    상기 스위치 어셈블리는 상기 작동 부재가 상기 제 1 위치에 있는 경우에는 상기 모터-비접속 상태에 있고, 상기 작동 부재가 상기 제 2 위치에 있는 경우에는 상기 모터-접속 상태에 있는,
    가정용 전기제품.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 가정용 전기제품은 상기 활성 위치로부터 상기 비활성 위치를 향해 상기 방아쇠를 압박하도록 배치된 제 2 편향 부재를 더 포함하고, 상기 제 2 편향 부재는 상기 작동 부재를 상기 제 1 위치까지 압박하고, 이를 통해 상기 방아쇠를 상기 비활성 위치를 향해 압박하는,
    가정용 전기제품.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 작동 부재는 푸시 버튼이고, 상기 작동 부재를 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치까지 이동시키는 것은 상기 버튼을 누르는 것을 포함하는,
    가정용 전기제품.
  20. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치 어셈블리는 상기 방아쇠에 의해 작동되는 스위치를 포함하고, 상기 스위치 어셈블리는 상기 스위치가 개방된 경우에는 상기 모터-접속 상태에 있고, 상기 스위치가 폐쇄된 경우에는 상기 모터-비접속 상태에 있는,
    가정용 전기제품.
  21. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방아쇠는, 상기 방아쇠의 상기 비활성 위치로부터 상기 활성 위치로의 이동으로 인해 상기 스위치 어셈블리가 상기 모터-비접속 상태로부터 상기 모터-접속 상태로 이동되도록, 상기 스위치 어셈블리 상에 작용하도록 배치되는 작동부를 갖고;
    상기 활성 위치를 향해 상기 방아쇠를 압박하는 상기 제 1 편향 부재는 상기 스위치 어셈블리의 일부에 대항하여 상기 작동부를 압박하도록 작용하는,
    가정용 전기제품.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 스위치 어셈블리는 왕복운동가능한 작동 부재를 포함하고;
    상기 작동 부재는 상기 방아쇠에 의해 제 1 위치로부터 제 2 위치까지 이동가능하고;
    상기 스위치 어셈블리는 상기 작동 부재가 상기 제 1 위치에 있는 경우에는 상기 모터-비접속 상태에 있고, 상기 작동 부재가 상기 제 2 위치에 있는 경우에는 상기 모터-접속 상태에 있고;
    상기 가정용 전기제품은 상기 활성 위치로부터 상기 비활성 위치를 향해 상기 방아쇠를 압박하도록 배치되는 제 2 편향 부재를 더 포함하고, 상기 제 2 편향 부재는 상기 작동 부재를 상기 제 1 위치까지 압박하고, 이를 통해 상기 방아쇠를 상기 비활성 위치를 향해 편향시키고, 상기 가정용 전기제품은, 상기 스위치 어셈블리의 작동 부재와 접촉하는 상기 방아쇠의 작동부에서, 상기 제 1 편향 부재의 영향으로 인해 상기 작동부에 의해 상기 작동 부재 상에 가해지는 힘이 상기 제 2 편향 부재의 영향으로 인해 상기 작동 부재에 의해 상기 작동부 상에 가해지는 힘 이하이도록 구성되는,
    가정용 전기제품.
  23. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가정용 전기제품은 진공 청소기이고, 상기 전기 모터는 흡인 발생기의 일부인,
    가정용 전기제품.
  24. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 가정용 전기제품의 부품으로서,
    상기 부품은 적어도 상기 손잡이, 상기 방아쇠 및 상기 제 1 편향 부재를 포함하는,
    가정용 전기제품의 부품.
  25. 삭제
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