KR102204555B1

KR102204555B1 - 에지테이터를 구비하는 청소용 유닛

Info

Publication number: KR102204555B1
Application number: KR1020190107576A
Authority: KR
Inventors: 박종호; 이상익; 홍우
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-01-19
Also published as: AU2020337625B2; AU2020337625A1; EP4023129A1; US11589721B2; CN114302662B; EP4023129B1; CN114302662A; WO2021040240A1; US20220265102A1; EP4023129A4

Abstract

본 발명은, 외주면에 회전 가이드공이 형성되는 기둥형 몸체부; 상기 몸체부 내에 형성된 중공에 길이방향으로 소정거리 왕복 운동되도록 설치되는 샤프트; 상기 샤프트에서 방사방향으로 돌출되는 주동부; 일 측이 상기 몸체부의 외주면에 길이방향을 따라 설치되고, 상기 일 측을 회전축으로 하여 회전되는 브러쉬부; 및 상기 브러쉬부에서 상기 주동부를 향하여 연장되고, 상기 회전 가이드공을 관통하여 상기 주동부에 형성된 회전 가이드 홈에 삽입되는 종동부를 포함하고, 상기 회전 가이드 홈은 상기 샤프트의 길이 방향에 대하여 소정 각도를 이루며 연장되며, 상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라 상기 종동부는 상기 회전 가이드 홈에 의해 회전하도록 가이드 되고, 상기 종동부의 회전에 의해 상기 브러쉬부가 회전되는 청소용 유닛을 제공하는 것이다. 상기 청소용 유닛에는 로봇 청소기 또는 사용자의 조작에 의해 작동되는 청소기가 포함될 수 있다.

Description

에지테이터를 구비하는 청소용 유닛{CLEANER UNIT HAVING AGITATOR}

본 발명은 청소용 유닛에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 청소기가 카펫에서 운행되는 경우, 브러쉬가 회전되는 에지테이터(agitator)를 구비한 청소용 유닛에 관한 것이다.

청소기는 먼지와 이물질을 공기와 함께 흡입하여 이를 분리하고 집진하는 진공 청소기능을 수행하는 장치이다. 청소기는 흡입 노즐 모듈을 구비하고, 흡입 노즐 모듈은 청소하고자 하는 면과 맞닿아 해당 면에 존재하는 먼지 및 이물질을 공기와 함께 흡입한다. 특히, 청소기는 바닥 환경에서 주로 운행된다.

흡입 노즐 모듈은 청소하는 면으로부터 먼지와 이물질을 부양시키거나 이를 집어올리기 위한 에지테이터(agitator)를 구비한다. 에지테이터의 원통형 몸체의 외주면으로부터 브러쉬 혹은 고무판이 돌출되고, 에지테이터가 회전함에 따라 브러쉬 혹은 고무판이 함께 회전하여 바닥으로부터 먼지 및 이물질을 부양시키거나 집어올린다. 부양되거나 집어올려진 먼지 및 이물질은 흡입 노즐 모듈을 통해 흡입되어 분리되고 집진된다.

다만, 바닥 환경이 카펫환경인 경우에는, 흡입 노즐 모듈이 카펫의 표면으로부터 이격되기 때문에, 에지테이터의 브러쉬 혹은 고무판이 카펫의 표면까지 닿지 않아 청소성능이 저하되는 문제가 있다.

이를 개선하기 위해서는 에지테이터의 브러쉬 혹은 고무판의 길이를 확장시키는 것이 필요하다.

예를 들어, 중국 공개특허 CN 207666529 U (2018. 07. 31.)에서는 에지테이터의 몸체에는 서로 다른 높이를 가진 복수개의 홈이 형성되어 있고, 브러쉬를 복수개의 홈에 분리 및 조립함으로써, 단계적으로 브러쉬의 길이를 가변시킬 수 있는 에지테이터를 개시한다.

다만, 이를 위해서는 바닥환경이 바뀔 때마다 사용자가 기존의 홈에서 브러쉬를 분리하여 다른 홈으로 조립시켜야 하고, 사용자는 에지테이터에 누적된 먼지를 손으로 만져야 하는 위생상의 문제가 발생하고, 교체를 위한 시간 손실이 발생하며, 로봇 청소기와 같이 자동으로 청소하는 기기에는 적용할 수 없는 문제가 있다.

사용자의 위생 및 편의를 고려하여, 바닥환경의 변화에 따라 에지테이터의 브러쉬 또는 고무판 길이를 손쉽게 변형시킬 수 있는 구조의 청소기가 제안되어야 한다.

또한, 로봇청소기와 같이 자동으로 운행되는 기기에 적용가능성을 고려하여, 사용자의 조작 없이 바닥환경의 변화를 인식하여 에지테이터의 브러쉬 또는 고무판 길이를 변형시킬 수 있는 구조의 청소기가 제안되어야 한다.

중국 공개특허 CN 207666529 U (2018. 07. 31.)

본 발명은 바닥환경의 변화에 대응하여 브러쉬의 회전반경을 가변시킬 수 있는 청소 유닛를 제공하기 위한 것이다. 특히, 본 발명은 브러쉬의 회전반경을 가변시키는 과정에서 먼지를 손으로 만지지 않고도 손쉽게 브러쉬의 회전반경을 가변시킬 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다. 특히, 본 발명은 브러쉬의 회전반경을 바닥환경에 대응하여 자동으로 가변시킬 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 에지테이터의 몸체부재의 중공에 몸체부재의 길이방향을 따라 삽입되는 샤프트가 수평운동함에 따라 브러쉬가 몸체부의 외주면에서 회전될 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 브러쉬가 청소 대상면을 스트로크(stroke)시 적절한 압력을 가할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 에지테이터가 회전하는 경우, 에지테이터의 샤프트가 수평운동하도록 샤프트의 일 측을 가압하거나 견인할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 외주면에 회전 가이드공이 형성되는 기둥형 몸체부; 상기 몸체부 내에 형성된 중공에 길이방향으로 소정거리 왕복 운동되도록 설치되는 샤프트; 상기 샤프트에서 방사방향으로 돌출되는 주동부; 일 측이 상기 몸체부의 외주면에 길이방향을 따라 설치되고, 상기 일 측을 회전축으로 하여 회전되는 브러쉬부; 및 상기 브러쉬부에서 상기 주동부를 향하여 연장되고, 상기 회전 가이드공을 관통하여 상기 주동부에 형성된 회전 가이드 홈에 삽입되는 종동부를 포함하고, 상기 회전 가이드 홈은 상기 샤프트의 길이 방향에 대하여 소정 각도를 이루며 연장되며, 상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라 상기 종동부는 상기 회전 가이드 홈에 의해 회전하도록 가이드 되고, 상기 종동부의 회전에 의해 상기 브러쉬부가 회전되는 청소용 유닛을 제공한다.

또한, 상기 브러쉬부와 상기 브러쉬부로부터 연장되는 종동부는 상기 몸체부에 원주방향을 따라 복수 개로 형성되고, 상기 회전 가이드 홈은 상기 주동부에 원주방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.

또한, 상기 주동부는 상기 샤프트에 길이방향을 따라 복수 개로 형성되고, 상기 종동부는 상기 브러쉬부에 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.

나아가, 상기 샤프트와 상기 브러쉬부의 타 측 단부 사이의 거리는, 상기 샤프트가 상기 몸체부의 일 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최소가 되고, 상기 샤프트가 상기 일 측에 대향하는 타 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최대가 될 수 있다.

나아가, 상기 청소용 유닛은 상기 몸체부의 외주면에서 방사상 외측으로 연장되는 고정 브러쉬부를 더 포함하고, 상기 샤프트와 상기 브러쉬부의 타 측 단부 사이는, 상기 샤프트가 상기 몸체부의 일 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최소값인 제1 회전반경으로 이격되고, 상기 샤프트가 상기 일 측에 대향하는 타 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최대값인 제2 회전반경으로 이격되며, 상기 샤프트와 상기 고정 브러쉬부의 방사상 외측 단부 사이의 거리는, 상기 제1 회전반경보다 크고, 상기 제2 회전반경보다 작을 수 있다.

또한, 상기 브러쉬부는 상기 브러쉬부의 일 측에서 상기 몸체부의 방사상 외측으로 각각 연장되는 제1 브러쉬 및 제2 브러쉬를 포함하고, 상기 제1 브러쉬와 상기 제2 브러쉬는 소정의 각도를 이루며, 상기 제1 브러쉬와 상기 제2 브러쉬의 연장방향 길이는 서로 상이하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 몸체부는, 외주면에 상기 브러쉬부가 설치되는 리세스홈이 형성되고, 양단이 개방되는 중공형 몸체부재; 및 상기 몸체부재의 양단에 각각 끼워지고, 상기 양단을 각각 복개하는 제1 앤드캡 및 제2 앤드캡을 포함할 수 있다.

나아가, 상기 브러쉬부의 일 측은 상기 리세스홈에 수용되고, 길이방향으로 상기 브러쉬부의 일 측의 양단에는 회전 돌부가 형성되며, 상기 제1 앤드캡 및 상기 제2 앤드캡에는 상기 회전 돌부와 회전 가능하게 결합되는 수용공이 형성될 수 있다.

나아가, 상기 샤프트는 상기 샤프트의 일 측을 관통하는 동력전달 핀을 포함하고, 상기 제1 앤드캡은 상기 샤프트의 일 측과 슬라이딩 가능하게 결합되는 샤프트 가이드부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 앤드캡에는 상기 샤프트와 슬라이딩 가능하게 결합되는 샤프트 가이드공이 형성되고, 상기 샤프트는 방사방향으로 돌출되는 이링을 포함하며, 상기 이링은 상기 제2 앤드캡을 사이에 두고 복수 개로 형성되어, 상기 샤프트의 왕복동 운동거리를 제한할 수 있다.

또한, 상기 청소용 유닛은, 상기 샤프트의 타 측에 장착되는 샤프트 수용부를 더 포함하고, 상기 샤프트 수용부와 상기 샤프트 사이에는 베어링이 삽입되며, 상기 이링이 상기 샤프트 수용부를 사이에 두고 복수 개로 형성되어, 상기 샤프트 수용부를 길이방향으로 고정시킬 수 있다.

또한, 상기 청소용 유닛은, 상기 제1 앤드캡과 결합되어 상기 샤프트를 회전시키는 제1 동력모듈; 상기 샤프트 수용부와 연결되며, 작동 정보에 따라 상기 샤프트 수용부를 가압하고 견인하는 제2 동력모듈; 상기 제1 동력모듈과 연결되어 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 감지하도록 구성되는 센서부; 및 상기 작동 정보를 연산하고, 상기 제2 동력모듈과 통전 가능하게 연결되어 상기 제2 동력모듈에 연산된 상기 작동 정보를 전달하며, 상기 센서부와 통전 가능하게 연결되어 상기 센서부로부터 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 전달받도록 구성되는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 이용하여 상기 작동 정보를 연산할 수 있다.

나아가, 상기 작동 정보는 제1 작동 정보 및 제2 작동 정보를 포함하고, 상기 제2 동력모듈은, 제1 작동 정보를 전달받아 기 설정된 압력으로 상기 샤프트 수용부를 가압하고, 제2 작동 정보를 전달받아 기 설정된 압력으로 상기 샤프트 수용부를 견인하며, 상기 제어부는, 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 이상인 경우 제1 작동 정보를 연산하고, 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 미만인 경우 제2 작동 정보를 연산할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 외주면에 회전 가이드공이 형성되는 기둥형 몸체부; 상기 몸체부 내에 형성된 중공에 길이방향으로 소정거리 왕복 운동되도록 설치되는 샤프트; 상기 샤프트에서 방사방향으로 돌출되고, 길이방향을 따라 방사상 외측으로 경사진 외주면을 갖는 주동부; 일 측이 상기 몸체부의 외주면에 길이방향을 따라 설치되고, 상기 일 측을 회전축으로 하여 회전되는 브러쉬부; 및 상기 브러쉬부에서 상기 회전 가이드공을 관통하여 상기 몸체부의 내측으로 연장되는 종동부를 포함하고, 상기 종동부는 상기 외주면과 접하는 경사부를 구비하며, 상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라 상기 종동부는 상기 외주면에 의해 회전 되고, 상기 종동부의 회전에 의해 상기 브러쉬부가 회전되는 청소용 유닛을 제공한다.

또한, 상기 브러쉬부와 상기 브러쉬부로부터 연장되는 종동부는 상기 몸체부에 원주방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 도출될 수 있다.

먼저, 본 발명은 샤프트의 길이방향 운동을 브러쉬부의 회전 운동으로 전환하는 캠 구조를 채용함으로써, 바닥 환경에 따라 브러쉬부의 회전 반경을 가변시킬 수 있다. 이를 통해, 카펫 환경과 같이 청소기가 표면으로부터 이격된 경우에도, 브러쉬의 회전반경을 확장하여 표면을 스트로크(stroke)할 수 있다. 즉, 다양한 바닥 환경에서 청소기의 청소성능을 유지할 수 있다.

또한, 브러쉬의 회전 반경을 가변시키는 과정에서 사용자가 먼지를 손으로 만지지 않고도 손쉽게 브러쉬의 회전 반경을 가변시킬 수 있다. 이를 통해, 사용자가 청결함을 유지하면서 다양한 바닥 환경을 청소할 수 있다.

또한, 샤프트 수용부와 샤프트 사이에 베어링을 구비함으로써, 에지테이터가 회전하는 상태에서 샤프트를 가압하거나 견인할 수 있다. 이를 통해, 브러쉬부의 회전반경을 확장시키거나 감소시킬 수 있다.

또한, 회전하는 브러쉬부의 사이에 고정 브러쉬부를 형성함으로써, 청소 대상면에 항상 적절한 압력의 스트로크(stroke)를 가할 수 있다.

또한, 브러쉬부가 서로 소정 각도만큼 경사진 제1 브러쉬 및 제2 브러쉬를 포함하고, 제1 브러쉬 및 제2 브러쉬의 길이를 서로 다르게 형성함으로써, 청소 대상면에 항상 적절한 압력의 스트로크(stroke)를 가할 수 있다.

또한, 에지테이터를 회전시키는 제1 동력모듈에 흐르는 전류 값에 따라 브러쉬부의 회전반경이 확장되도록 자동제어한다. 이를 통해, 청소기가 자동으로 운행되는 경우 카펫 환경에서 브러쉬부의 회전반경을 확장시켜 운행되도록 제어할 수 있다.

도 1은 종래의 로봇 청소기를 도시하는 사시도다.
도 2는 도 1에 도시된 청소기의 측면도다.
도 3은 본 발명에 따른 에지테이터(agitator)의 일 실시 예를 도시하는 사시도다.
도 4는 도 3에 도시된 에지테이터의 분해도다.
도 5a는 도 4에 도시된 샤프트의 사시도다.
도 5b는 도 5a에 도시된 샤프트에 핀과 이링(E-ring)이 결합된 상태를 도시하는 사시도다.
도 5c는 도 5b에 도시된 샤프트에 주동부가 결합된 상태를 도시하는 사시도다.
도 6은 도 4에 도시된 제2 앤드캡을 도시하는 사시도다.
도 7은 도 4에 도시된 몸체부재를 도시하는 사시도다.
도 8은 도 4에 도시된 브러쉬 홀더를 도시하는 사시도다.
도 9는 도 4에 도시된 샤프트 수용부를 도시하는 사시도다.
도 10a는 도 3에 도시된 에지테이터의 브러쉬부가 확장되기 전 상태를 도시하는 사시도다.
도 10b는 도 3에 도시된 에지테이터의 브러쉬부가 확장된 상태를 도시하는 사시도다.
도 10c는 도 3에 도시된 에지테이터의 브러쉬부의 동작 상태를 도시하는 측면도다.
도 11은 도 3에 도시된 에지테이터의 변형 예를 도시하는 측면도다.
도 12는 도 3에 도시된 에지테이터의 다른 변형 예를 도시하는 측면도다.
도 13a는 도 3에 도시된 에지테이터 또 다른 변형 예를 도시하는 부분 사시도다.
도 13b는 도 13a에 도시된 에지테이터의 브러쉬부가 확장된 상태를 도시하는 부분 사시도다.
도 13c는 도 3에 도시된 에지테이터의 또 다른 변형 예의 동작 상태를 도시하는 측면도다.
도 14는 본 발명에 따른 청소유닛을 제어하기 위한 구성을 도시하는 블록도다.
도 15는 본 발명에 따른 청소유닛을 제어하는 방법의 흐름을 도시하는 순서도다.
도 16은 도 15의 S20 단계의 일 실시 예를 도시하는 순서도다.

먼저, 본 발명에 따른 에지테이터를 설명하기 전에, 에지테이터가 결합될 수 있는 종래의 청소기에 대하여 설명한다.

도 1은 종래의 청소기의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 청소기의 측면도이다.

로봇 청소기(100)는 바닥의 먼지를 흡입하는 기능뿐만 아니라, 바닥을 걸레질하는 기능을 함께 수행하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 로봇 청소기(100)는 청소기 본체(110) 및 흡입 노즐 모듈(120)을 포함한다.

청소기 본체(110)와 흡입 노즐 모듈(120)은 로봇 청소기(100)의 외관을 형성한다. 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(미도시)를 포함하여 각종 부품들이 내장 또는 장착된다. 그리고 흡입 노즐 모듈(120)에는 청소 대상 영역의 청소를 위한 각종 부품들이 장착된다.

청소기 본체(110)의 외관은 아우터 커버(111)와 베이스 바디(112)에 의해 형성된다.

아우터 커버(111)와 베이스 바디(112)는 서로 결합되어 청소기 본체(110)의 외관을 형성한다. 베이스 바디(112)는 청소기 본체(110)의 바닥 부분을 형성하고, 로봇 청소기(100)의 구성 요소들을 수용하도록 형성된다. 그리고 아우터 커버(111)는 베이스 바디(112)의 위에 결합된다.

청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 휠(160, 160')이 구비된다. 휠(160, 160')은 청소기 본체(110)나 흡입 노즐 모듈(120)의 아랫 부분에 각각 구비될 수 있다. 휠(160, 160')에 의해 로봇 청소기(100)는 전후좌우로 이동되거나 회전될 수 있다.

일 예로, 로봇 청소기(100)와 같이 자율 주행 기능을 가지는 경우, 휠(160, 160')은 구동 모터로부터 구동력을 전달받아 회전되는 휠 모듈(160)로 구성될 수 있다. 다른 일 예로, 청소기 본체(110)가 사용자의 조작에 의해 이동되는 경우라면, 휠(160, 160')은 통상적인 바닥에 대한 구름 기능만을 가지도록 구성될 수도 있다.

청소기 본체(110)에는 보조휠(160')이 추가로 구비될 수 있다. 보조휠(160')은 휠 모듈(160)과 함께 청소기 본체(110)를 지지하며, 수동적인 회전만 가능하게 구성될 수 있다. 보조휠(160')은 휠 모듈(160)에 의한 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하도록 이루어진다.

먼지통(170)은 청소기 본체(110)의 후방에 장착된다. 청소기 본체(110)는 먼지통(170)을 수용하면서도 원형의 외관을 유지하기 위해 부분적으로 오목한(recessed) 형상을 가질 수 있다. 먼지통(170)에는 흡입된 공기 중의 먼지와 이물질을 필터링하기 위한 필터 또는 사이클론 중 적어도 하나가 구비될 수 있다.

로봇 청소기(100)는 먼지통(170)을 덮는 먼지통 덮개(171)를 구비할 수 있다. 먼지통 덮개(171)가 먼지통(170)의 상면을 덮도록 배치된 상태에서는, 먼지통 덮개(171)가 먼지통을 구속할 수 있다. 따라서 먼지통(170)이 청소기 본체(110)로부터 임의로 분리되는 것을 먼지통 덮개(171)가 방지할 수 있다.

도 2에서는 먼지통 덮개(171)가 청소기 본체(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 구성된 것을 예시하고 있다. 먼지통 덮개(171)는 먼지통(170) 또는 청소기 본체(110)에 고정되어 먼지통(170)의 상면을 덮은 상태를 유지할 수 있다.

로봇 청소기(100)가 로봇 청소기와 같이 자율 주행 기능을 가지는 경우, 청소기 본체(110)에는 주변 상황을 센싱하기 위한 센싱 유닛(118)이 구비될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(미도시) 등으로 구성되는 제어부는 센싱 유닛(118)을 통하여 장애물을 감지하거나, 지형 지물을 감지하거나, 주행 영역의 지도를 전자적으로 생성할 수 있다.

흡입 노즐 모듈(120)은 청소기 본체(110)의 전방에 돌출된 형태로 결합된다. 흡입 노즐 모듈(120)의 외관은 모듈 장착 하우징(121)에 의해 형성되며, 상기 모듈 장착 하우징(121)의 내측에는 에지테이터 장착부(121a)가 형성된다. 에지테이터 장착부(121a)에는 에지테이터(200)가 착탈 가능하게 장착된다.

흡입 노즐 모듈(120)의 외측에는 물리적 충돌을 감지하는 범퍼 스위치(122)가 설치될 수 있다.

본 도면에서는, 흡입 노즐 모듈(120)에 범퍼 스위치(122)가 구비된 것을 보이고 있다. 범퍼 스위치(122)는 흡입 노즐 모듈(120)의 전방에 배치되며, 경우에 따라서는 도시된 바와 같이 전방뿐만 아니라 양측방에도 각각 배치될 수 있다.

도시된 바와 같이 흡입 노즐 모듈(120)이 청소기 본체(110)으로부터 돌출된 형태로 배치되는 경우, 로봇 청소기(100)의 안정적인 주행을 위하여 상술한 보조휠(160')은 흡입 노즐 모듈(120)의 바닥에도 구비될 수 있다.

에지테이터 장착부(121a)에 착탈 가능하게 장착되는 에지테이터(200)는 청소 대상 영역을 청소하도록 이루어진다. 에지테이터(200)를 통하여 흡입된 공기 중의 먼지와 이물질은 청소기 본체나 먼지통에 구비되는 필터나 사이클론에 의해 공기로부터 분리되며, 먼지통(170)에 집진된다. 그리고 먼지와 이물질로부터 분리된 공기는 청소기 본체(110)의 외부로 배출된다. 청소기 본체(110)의 내부에는 에지테이터 장착부(121a)에서 먼지통(170)까지 공기의 유동을 안내하는 흡기 유로(미도시)가 형성될 수 있다. 또한, 청소기 본체(110)의 내부에는 먼지통(170)에서 청소기 본체(110)의 외부까지 공기의 유동을 안내하는 배기 유로(미도시)가 형성될 수 있다.

도 1 및 2에 도시된 청소기는 본 발명에 따른 에지테이터(200, 300)가 설치되는 위치를 도시하고, 에지테이터(200, 300)가 결합되어 운행되는 종래의 청소기를 간략히 설명하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 에지테이터(200, 300)는 자동으로 운행되는 로봇 청소기뿐만 아니라, 사용자가 직접 조작하는 청소기에도 채용될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 브러쉬의 길이를 가변시킬 수 있는 에지테이터를 구비한 청소 유닛에 대해 설명한다.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 에지테이터(agitator)의 일 실시 예를 도시하는 사시도다.

본 발명에 따른 에지테이터(200)의 구성을 설명하기에 앞서 이하에서 사용되는 방향에 대해 정의한다.

이하에서 사용되는 "길이방향"은 후술하는 샤프트(220, 도 4 참조)의 축 방향을 의미한다. 즉, "길이방향"은 1 앤드캡(250)에서 제2 앤드캡(260)을 향하는 방향 및 제2 앤드캡(260)에서 제1 앤드캡(250)을 향하는 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "방사방향"은 후술하는 샤프트(220, 도 4 참조)가 연장하는 중심 축의 임의의 한 점에서 중심 축과 수직한 평면상에 위치하는 몸체부재(210)의 외주면의 임의의 한 점에 최단거리로 향하는 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "원주방향"은 후술하는 샤프트(220, 도 4 참조)의 중심축과 수직한 가상의 선을 중심축을 따라 회전시켰을 때의 회전 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "전방(F)"은 브러쉬부(230)가 확장될 때의 샤프트(220, 도 4 참조)가 이동되는 방향을 의미한다. 즉, 샤프트(220)가 제1 앤드캡(250)과 가까워지는 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "후방(R)"은 브러쉬부(230)가 복귀될 때의 샤프트(220, 도 4 참조)가 이동되는 방향을 의미한다. 즉, 샤프트(220)가 제1 앤드캡(250)과 멀어지는 방향을 의미한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 에지테이터(200)에는 몸체부(205), 샤프트(220, 도 4 참조), 브러쉬부(230) 및 샤프트 수용부(270)가 포함된다.

몸체부(205)는 몸체부재(210), 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)을 포함한다.

몸체부재(210)는 양 측이 개방된 중공형으로 형성될 수 있다. 후술하는 샤프트(220, 도 4 참조)가 몸체부재(210)의 중공에 길이방향으로 삽입된다. 몸체부재의 개방된 양단에는 제1 앤드캡(250)과 제2 앤드캡(260)이 각각 끼워져 결합된다.

샤프트(220, 도 4 참조)의 양 측은 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)과 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이를 통해, 샤프트(220, 도 4 참조)는 몸체부(205) 내에서 길이방향으로 왕복운동 할 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세하게 설명한다.

다시 말하면, 제1 앤드캡(250)은 샤프트(220, 도 4 참조)의 전방 측을 수용한다. 그리고 동시에 제1 앤드캡(250)은 몸체부재(210)의 전방 측 단부에 끼워져 이를 복개한다.

제2 앤드캡(260)은 샤프트(220)의 후방 측을 수용한다. 그리고 동시에 제2 앤드캡(260)은 몸체부재(210)의 후방 측 단부에 끼워져 이를 복개한다.

샤프트(220)의 타 측은 제2 앤드캡(260)을 관통하여 샤프트 수용부(270)에 연결된다.

몸체부재(210)의 외주면에는 리세스홈(211)이 길이방향을 따라 소정 길이 함몰되어 형성된다. 상기 리세스홈(211)에 브러쉬부(230)가 길이방향을 따라 설치된다.

브러쉬부(230)는 상기 리세스홈(211)에 수용되는 일 측을 회전축으로 하여 회전된다. 이와 관련하여 뒤에서 상세하게 설명한다.

리세스홈(211)에 수용되는 상기 일 측의 양 단부에는 회전돌부(2322)가 돌출된다. 제1 앤드캡(250)과 제2 앤드캡(260)에는 상기 회전돌부(2322)와 회전 가능하게 결합되는 수용공(251a, 261a)이 각각 형성된다.

상술한 결합구조를 통해 브러쉬부(230)가 몸체부재(210)에 결합된다. 또한, 상술한 결합구조를 통해 브러쉬부(230)가 회전될 수 있다.

도 4는 도 3에 도시된 에지테이터의 분해도다.

도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 몸체부재(210), 샤프트(220), 브러쉬부(230), 동력전달부(240), 제1 앤드캡(250), 제2 앤드캡(260) 및 샤프트 수용부(270)에 관하여 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 몸체부재(210)에 관하여 설명한다.

몸체부재(210)는 양 단이 개방되어 있는 중공형으로 형성된다. 몸체부재(210)의 외주면에는 길이방향을 따라 브러쉬부(230)의 일 측이 설치될 수 있다.

몸체부재(210)의 외주면에는 길이방향을 따라 리세스홈(211)이 형성될 수 있다.

리세스홈(211)은 몸체부재(210)의 외주면에서 길이방향을 따라 움푹 들어가도록 형성될 수 있다. 브러쉬부(230)가 설치되는 부분에는 브러쉬부(230)의 일 측이 설치되는 부분은 움푹 들어가도록 형성된다.

리세스홈(211)은 브러쉬부(230)의 일 측이 회전할 수 있는 공간을 제공한다.

리세스홈(211)은 원주방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 예를 들어, 브러쉬부(230)가 3개로 형성되는 경우, 리세스홈(211) 역시 3개로 형성되어 브러쉬부(230)를 각각 수용한다.

리세스홈(211)에는 회전 가이드공(213)이 형성된다.

몸체부재(210)의 다른 구성요소들의 결합관계는 아래와 같다.

몸체부재(210)의 중공에 샤프트(220)가 길이방향으로 삽입된다. 그리고, 몸체부재(210)의 리세스홈(211)에 브러쉬부(230)가 설치된다. 또한, 몸체부재(210)의 개방된 양 단에는 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)이 각각 끼워져 삽입된다.

다음으로, 본 발명에 따른 샤프트(220)에 관하여 설명한다.

샤프트(220)는 몸체부재(210)의 중공에 길이방향으로 수용된다. 샤프트(220)의 양 측은 각각 제1 및 제2 앤드캡(250, 260)과 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이를 통해, 샤프트(220)는 몸체부재(210) 내에서 길이방향으로 왕복운동될 수 있다.

샤프트(220)의 외주면에는 주동부(223)가 방사방향으로 연장된다. 샤프트(220)의 외주면에 주동부(223)가 결합된다. 또한, 샤프트(220)와 주동부(223)는 일체로 형성될 수 있다.

주동부(223)는 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 주동부(223)의 방사상 외측에는 회전 가이드홈(2233)이 형성된다. 회전 가이드홈(2233)은 샤프트(220)의 길이방향에 대하여 소정각도를 이루며 연장된다.

회전 가이드홈(2233)에는 후술하는 종동부(2323)가 삽입된다. 샤프트(220)가 주동부(223)와 함께 길이방향을 따라 왕복운동함에 따라 종동부(2323)가 회전 가이드홈(2233) 내에서 가이드된다. 이를 통해, 종동부(2323)는 브러쉬부(230)의 일 측을 회전축으로 하여 회전된다. 이와 관련하여 뒤에서 상세하게 설명한다.

회전 가이드홈(2233)은 주동부(223)의 방사상 외측에 원주방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 회전 가이드홈(2233)에 삽입되는 종동부(2323)도 샤프트(220)의 원주방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 즉, 브러쉬부(230)가 원주방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.

또한, 주동부(223)는 샤프트(220)의 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 상기 회전 가이드홈(2233)에 삽입되는 종동부(2323)도 샤프트(220)의 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 즉, 종동부(2323)는 브러쉬부(230)에 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.

샤프트(220)의 전방 측 단부는 제1 앤드캡(250)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 샤프트(220)의 후방 측은 제2 앤드캡(260)에 관통 결합된다. 즉, 샤프트(220)는 제2 앤드캡(260)을 관통하여 후방 측으로 연장되고, 제2 앤드캡(260)의 샤프트 수용공(261b)에 슬라이이딩 가능하게 삽입된다.

샤프트(220)의 후방 측 단부는 샤프트 수용부(270)에 연결된다.

본 도면에서 샤프트(220)는 원기둥형으로 도시되지만, 샤프트(220)는 다각기둥형으로 형성될 수 있다.

여기서 다각기둥형은 반드시 직선으로 이루어진 형태만을 포함하는 것이 아니라 직선과 곡선이 결합된 형태로서, 원기둥형이 아닌 다른 형태를 모두 포함할 수 있다.

다만, 샤프트(220)를 효율적으로 회전시키기 위하여 샤프트(220)의 회전축과 질량중심이 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 샤프트(220)는 복수의 핀(2202)과 이링(E-ring)(2205)을 포함할 수 있다. 핀(2202)은 샤프트(220)의 길이방향과 교차하는 방향으로 상기 샤프트(220)를 관통한다. 이링(E-ring)(2205)은 일부가 개방된 환형 요크부와(yoke) 요크부로부터 방사상 내측으로 연장되는 티스(teeth)부로 구성된다.

샤프트(220)에는 원주방향을 따라 함몰된 얇은 홈이 형성된다. 상기 홈에 이링(2205)은 개방된 일 부를 통해 상기 홈에 삽입된다.

핀(2202)과 이링(2205)은 상기 샤프트(220)의 왕복운동거리를 제한한다. 또한, 핀(2202)과 이링(2205)은 샤프트(220)와 결합되는 주동부(223) 및 샤프트 수용부(270)를 길이방향으로 고정시킨다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 브러쉬부(230)에 관하여 설명한다.

브러쉬부(230)는 몸체부재(210)의 외주면에 길이방향을 따라 설치된다. 브러쉬부(230)가 설치되는 몸체부재(210)의 리세스홈(211)은 외주면으로부터 움푹 들어가도록 형성된다.

브러쉬부(230)는 브러쉬 홀더(232) 및 상기 브러쉬 홀더(232)에 삽입되는 브러쉬(231)를 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에서, 브러쉬(231)와 브러쉬 홀더(232)는 길이방향으로 거의 동일한 길이로 형성될 수 있다. 또한, 브러쉬 홀더(232)는 길이방향으로 몸체부재(210)와 거의 동일한 길이로 형성될 수 있다.

브러쉬(231)는 길이방향을 따라 연장된다. 브러쉬(231)는 복수의 솔을 묶은 형태나 고무판 형태일 수 있다. 브러쉬(231)가 샤프트(220)를 회전축으로 하여 회전하면서 청소대상면을 타격한다. 이를 통해, 청소대상면에 위치된 먼지 또는 이물질을 부양시키거나 집어올릴 수 있다.

브러쉬 홀더(232)는 길이방향을 따라 연장된다. 브러쉬 홀더(232)의 일 측에는 상기 브러쉬(231)가 삽입되는 홈이 형성되고, 상기 일 측과 대향하는 타 측에는 종동부(2323)가 형성된다.

종동부(2323)는 주동부(223)를 향하여 연장된다. 종동부(2323)의 단부는 주동부(223)에 삽입된다. 상기 단부는 구형으로 형성될 수 있다. 다만, 반드시 구형에 한정되는 것은 아니며, 주동부(223)의 회전 가이드홈(2233)에 삽입되어 맞물릴 수 있는 모든 형상일 수 있다.

길이방향으로 브러쉬 홀더(232)의 양단부에는 회전돌부(2322)가 연장된다. 제1 앤드플레이트(251)와 제2 앤드플레이트(261)에는 회전돌부 수용공(251a, 261a)이 형성된다. 회전돌부(2322)는 상기 회전돌부 수용공(251a, 261a)에 회전 가능하게 결합된다.

브러쉬부(230)는 상기 결합구조를 통하여 몸체부재(210)에 결합된다. 브러쉬부(230)는 회전돌부 수용공(251a, 261a)이 형성된 일 측을 회전축으로 하여 회전된다.

다시 말하면, 브러쉬 홀더(232)는 양 단부에 형성된 회전돌부(2322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다. 브러쉬 홀더(232)의 일 측에는 브러쉬(231)가 삽입되고, 브러쉬(231)는 회전돌부(2322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다. 또한, 브러쉬 홀더(232)의 타 측에 형성된 종동부(2323)도 회전돌부(2322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다.

즉, 브러쉬(231)와 종동부(2323)가 회전돌부(2322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다.

샤프트(220)가 왕복 운동함에 따라 종동부(2323)는 회전 가이드 홈(2233)에 의해 회전하도록 가이드 되고, 종동부(2323)의 회전에 의해 브러쉬(231)가 회전된다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 앤드캡(250)에 관하여 설명한다.

제1 앤드캡(250)은 제1 앤드플레이트(251)를 포함한다. 제1 앤드플레이트(251)는 원형 플레이트형으로 형성된다. 제1 앤드플레이트(251)의 전방 측에는 동력전달부(252)가 돌출되고, 후방 측에는 제1 끼움부(253)가 형성된다.

제1 끼움부(253)는 몸체부재(210)의 내주면과 맞물릴 수 있도록 원주방향을 따라서 형성된다. 또한, 제1 앤드플레이트(251)의 후방 측에는 탄성력을 갖는 제1 결합돌부(254)가 돌출된다.

제1 앤드캡(250)이 몸체부재(210)의 내측으로 삽입되면, 제1 결합돌부(254)의 단부가 몸체부재(210)의 외주면에 형성된 앤드캡 결합공(215)에 걸린다. 이를 통해, 제1 앤드캡(250)이 몸체부재(210)의 일 단부에 결합되어 이를 복개한다.

동력전달부(252)는 제1 동력모듈과 결합된다. 동력전달부(252)에 의해 제1 동력모듈의 회전력이 에지테이터(200)로 전달된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 앤드캡(260)에 관하여 설명한다.

제2 앤드캡(260)은 제2 앤드플레이트(261)를 포함한다. 제2 앤드플레이트(261)는 원형 플레이트형으로 형성된다. 제2 앤드플레이트(261)의 전방 측에는 제2 끼움부(263)가 형성된다.

제2 끼움부(263)는 몸체부재(210)의 내주면과 맞물릴 수 있도록 원주방향을 따라서 형성된다. 또한, 제2 앤드플레이트(261)의 전방 측에는 탄성력을 갖는 제2 결합돌부(264)가 돌출된다.

제2 앤드캡(260)이 몸체부재(210)의 내측으로 삽입되면, 제2 결합돌부(264)의 단부가 몸체부재(210)의 외주면에 형성된 앤드캡 결합공(215)에 걸린다. 이를 통해, 제2 앤드캡(260)이 몸체부재(210)의 후방 측 단부에 결합되어 이를 복개한다.

제2 앤드플레이트(261)의 중앙에는 샤프트 수용공(261b)이 관통 형성된다. 샤프트(220)의 후방 측은 샤프트 수용공(261b)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 즉, 샤프트 수용공(261b)은 샤프트(220)의 길이방향 운동을 가이드 한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트 수용부(270)에 관하여 설명한다.

샤프트 수용부(270)는 샤프트(220)의 후방 측 단부와 결합된다.

샤프트 수용부(270)에는 전방 측에서 후방 측을 향하여 소정길이만큼 함몰된 베어링 수용부(270b)가 형성된다. 또한, 베어링 수용부(270b)의 후방 측 면에는 샤프트 결합공(270a)이 관통 형성된다.

샤프트(220)의 후방 측 단부는 샤프트 결합공(270a)과 회전 가능하게 결합된다. 또한, 샤프트(220)의 후방 측 단부는 베어링 수용부(270b)에 수용된다. 이 때, 샤프트(220)의 후방 측 단부와 베어링 수용부(270b) 사이에 베어링(271)이 삽입된다. 본 발명의 일 실시 예에서, 베어링(271)은 볼 베어링 등이 사용될 수 있다. 샤프트(220)가 베어링(271)의 내륜과 함께 회전함으로써, 샤프트(220)는 샤프트 수용부(270) 내에서 회전된다.

샤프트 수용부(270)는 샤프트(220)의 외주면으로부터 돌출된 복수의 이링(2205) 사이에 위치된다. 이를 통해, 샤프트 수용부(270)는 샤프트(220)에서 길이방향으로 고정된다.

샤프트 수용부(270)의 후방 측은 제2 동력모듈과 결합된다. 제2 동력모듈은 샤프트 수용부(270)를 전방 측으로 가압하거나, 후방 측으로 견인한다. 즉, 샤프트(220)의 왕복 운동을 제어한다.

아래에서는, 도 5a, 도 5b 및 도 5c를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트(220)에 관하여 상세히 설명한다.

도 5a는 도 4에 도시된 샤프트의 사시도다.

샤프트(220)는 긴 원기둥형으로 형성된다. 또한, 샤프트(220)에는 핀 수용공(2201)과 이링 수용홈(2204)이 형성된다.

핀 수용공(2201)은 샤프트(220)를 샤프트(220)의 길이방향과 교차하는 방향으로 관통한다. 핀 수용공(2201)은 길이방향을 따라 복수개로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 길이방향을 따라 제1 핀 수용공(2201a), 제2 핀 수용공(2201b) 및 제3 핀 수용공(2201c)이 순차적으로 형성된다.

이링 수용홈(2204)은 샤프트(220)의 외주면에 원주방향을 따라 함몰 형성된다. 이링 수용홈(2204)은 길이방향을 따라 복수개로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 길이방향을 따라 제1 이링 수용홈(2204a), 제2 이링 수용홈(2204b), 제3 이링 수용홈(2204c), 제4 이링 수용홈(2204d), 제5 이링 수용홈(2204e) 및 제6 이링 수용홈(2204f)이 순차적으로 위치된다.

도 5b는 도 5a에 도시된 샤프트에 핀과 이링(E-ring)이 결합된 상태를 도시하는 사시도다.

제1 핀 수용공(2201a), 제2 핀 수용공(2201b) 및 제3 핀 수용공(2201c)에는 제1 핀(2202a), 제2 핀(2202b) 및 제3 핀(2202c)이 순차적으로 삽입된다. 결합된 상태에서, 각각의 핀(2202)의 양 단부가 수용공(2201)의 양 단부에서 돌출된다.

제1 이링 수용홈(2204a), 제2 이링 수용홈(2204b), 제3 이링 수용홈(2204c), 제4 이링 수용홈(2204d), 제5 이링 수용홈(2204e) 및 제6 이링 수용홈(2204f)에는 제1 이링(2205a), 제2 이링(2205b), 제3 이링(2205c), 제4 이링(2205d), 제5 이링(2205e) 및 제6 이링(2205f)이 각각 결합된다.

이링(E-ring)(2205)은 일부가 개방된 환형 요크부와(yoke) 요크부로부터 방사상 내측으로 연장되는 티스(teeth)부로 구성된다.

이링(2205)은 개방된 일 부를 통해 이링 수용홈(2204)에 삽입된다.

도 5c는 도 5b에 도시된 샤프트에 주동부가 결합된 상태를 도시하는 사시도다.

주동부(223)는 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 주동부(223)의 방사상 외측에는 회전 가이드홈(2233)이 형성된다. 회전 가이드홈(2233)은 샤프트(220)의 길이방향과 소정 각도만큼 경사를 이루며 연장된다.

주동부(223)의 중심에는 샤프트(220)를 수용할 수 있도록 관통공이 형성된다. 또한, 주동부(223)의 전방 측에는 핀(2202)과 맞물리는 핀 결합공(2231)이 함몰 형성된다.

이하에서는 주동부(223)와 샤프트의 결합방법에 대해 설명한다.

주동부(223)는 샤프트(220)의 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 두 개의 주동부(223)가 샤프트(220)에 결합된다.

주동부(223)의 결합 위치는 핀(2202)과 이링(2205)의 위치에 의해 결정된다.

먼저, 주동부(223)는 관통공을 통하여 샤프트(220)의 후방 측에서 전방 측으로 삽입된다. 주동부(223)가 제2 핀(2202b)이 형성된 위치까지 삽입되면, 핀 결합공(2231)에 제2 핀(2202b)이 삽입된다. 그리고 나서, 주동부(223)의 후방 측에서 제1 이링(2205a)이 제1 이링 수용홈(2204a)에 삽입된다.

주동부(223)는 전방 측에서 제2 핀(2202b)에 의해 후방 측으로 가압되고, 후방 측에서 제1 이링(2205a)에 의해 전방 측으로 가압된다. 이를 통해 주동부(223)는 길이방향으로 고정된다. 또한, 주동부(223)의 핀 결합공(2231)이 제2 핀(2202b)과 맞물리는 바, 샤프트(220)의 회전력이 주동부(223)로 전달된다. 이를 통해, 샤프트(220)와 주동부(223)는 함께 회전한다.

제3 핀(2202c)과 제2 이링(2205b) 사이에도 주동부(223)가 위치되고, 주동부(223)는 상술한 방식과 동일하게 샤프트(220)에 결합된다.

주동부(223)는 샤프트(220)와 일체로 형성될 수 있고, 상술한 결합방식에 의해 한정되는 것은 아니다.

샤프트(220)의 전방 측에 삽입된 제1 핀(2202a)은 후술하는 제1 앤드캡(250)의 샤프트 가이드부(255)와 맞물린다. 몸체부재(210)가 제1 동력전달부에 의해 회전되는 경우, 제1 핀(2202a)은 제1 앤드캡(250)의 샤프트 가이드부(255)와 함께 회전된다. 이를 통해, 제1 핀(2202a)은 몸체부재(210)의 회전력을 샤프트(220)로 전달한다.

제3 이링(2205c)과 제4 이링(2205d)은 제2 앤드캡(260)을 사이에 두고 위치된다. 구체적으로, 제3 이링(2205c)과 제4 이링(2205d)은 제2 앤드플레이트(261)를 사이에 두고 위치된다.

샤프트(220)가 전방 측으로 이동하는 경우, 제4 이링(2205d)의 전방 측면이 제2 앤드플레이트(261)의 후방 측면을 가압한다. 이를 통해, 샤프트(220)의 전방 측 이동이 정지된다.

샤프트(220)가 후방 측으로 이동하는 경우, 제3 이링(2205d)의 후방 측면이 제2 앤드플레이트(261)의 전방 측면을 가압한다. 이를 통해, 샤프트(220)의 후방 측 이동이 정지된다.

즉, 제3 이링(2205c)과 제4 이링(2205d)은 샤프트(220)의 왕복거리를 제한한다.

제5 이링(2205e)과 제6 이링(2205f)은 샤프트 수용부(270)의 전방 측과 후방 측에 각각 위치된다. 이를 통해, 샤프트 수용부(270)는 길이방향으로 고정된다.

도 6은 도 4에 도시된 제1 앤드캡을 도시하는 사시도다.

도 6을 참조하면, 제1 앤드캡(250)에는 샤프트 가이드부(255)가 돌출된다.

샤프트 가이드부(255)는 원통형으로 형성될 수 있다. 다만, 샤프트 가이드부(255)는 샤프트(220)의 전방 측 단부를 수용하도록 일 측이 개구되고, 제1 핀(2202a)을 수용할 수 있도록 중앙부가 지름방향을 따라 관통된다.

제1 핀(2202a)이 결합된 샤프트(220)의 전방 측 단부는 샤프트 가이드부(255)와 슬라이딩 가능하게 결합된다. 즉, 샤프트 가이드부(255)는 샤프트(220)의 왕복 운동을 가이드한다. 또한, 제1 앤드캡(250)이 회전하는 경우, 샤프트 가이드부(255)와 샤프트(220)의 전방 측 단부가 맞물려 함께 회전된다.

도 7은 도 4에 도시된 몸체부재를 도시하는 사시도다.

도 7을 참조하면, 몸체부재(210)는 양 측이 개방된 원통형으로 형성된다. 또한, 외주면에는 브러쉬부(230)를 수용하도록 길이방향을 따라 움푹 들어간 리세스홈(211)이 형성된다. 상기 리세스홈(211)은 원주방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다.

리세스홈(211)에는 회전 가이드공(213)이 관통 형성된다. 브러쉬부(230)의 종동부(2323)가 회전 가이드공(213)을 통해 몸체부재(210)의 내측으로 삽입된다. 또한, 회전 가이드공(213)은 종동부(2323)가 회전할 수 있는 공간을 제공한다.

회전 가이드공(213)은 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 종동부(2323)가 길이방향을 따라 복수 개로 형성되는 경우, 회전 가이드공(213)은 종동부(2323)와 동일한 개수로 형성될 수 있다.

또한, 몸체부재(210)의 외주면에는 앤드캡 결합공(215)이 형성된다. 앤드캡 결합공(215)에 제1 결합돌부(254) 및 제2 결합돌부(264)의 단부가 걸림으로써, 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)이 몸체부재(210)와 결합된다.

도 8은 도 4에 도시된 브러쉬부를 도시하는 사시도다.

브러쉬부(230)는 브러쉬(231), 브러쉬 홀더(232)를 포함한다.

브러쉬(231)는 솔 또는 고무판 재질로 형성된다. 브러쉬(231)는 청소대상면을 타격하여 먼지 또는 이물질을 집어올리거나 상승시킨다.

브러쉬 홀더(232)는 몸체부재(210)의 리세스홈(211)에 길이방향을 따라 설치된다. 길이방향으로 양 단부에는 회전돌부(2322)가 각각 돌출된다. 각각의 회전돌부(2322)는 제1 앤드캡(250)의 제1 회전돌부 수용공(251a)과 제2 앤드캡(260)의 제2 회전돌부 수용공(261a)에 회전 가능하게 결합된다.

즉, 브러쉬 홀더(232)는 리세스홈(211)에서 회전돌부(2322) 관통하는 축을 기준으로 회전한다.

브러쉬 홀더(232)의 일 측에는 브러쉬(231)가 삽입되는 브러쉬 결합부(2321)가 형성된다. 또한, 상기 일 측과 대향하는 타 측에는 종동부(2323)가 형성된다.

종동부(2323)는 리세스홈(211)을 관통하는 회전 가이드공(213)을 통하여 몸체부재 내측으로 연장된다.

브러쉬부(230)는 회전돌부(2322)가 형성되는 일 측에 대하여 회전된다. 즉, 브러쉬(231)와 종동부(2323)는 브러쉬부(230)가 일 측에 대하여 회전된다.

도 9는 도 4에 도시된 샤프트 수용부를 도시하는 사시도다.

샤프트 수용부(270)에는 전방 측에서 후방 측으로 베어링 수용부(270b)와 샤프트 결합공(270a)이 순차적으로 형성된다. 샤프트 결합공(270a)은 샤프트(220)가 끼워질 수 있는 관통공이다. 샤프트(220)의 후방 측 단부는 베어링 수용부(270b)를 지나 샤프트 결합공(270a)에 회전 가능하게 끼워진다. 결합 상태에서, 샤프트(220)의 외주면과 베어링 수용부(270b) 사이에는 베어링이 삽입된다. 이를 통해, 샤프트(220)는 샤프트 수용부(270)와 별도로 회전될 수 있다.

도 10a는 도 3에 도시된 에지테이터의 브러쉬부가 확장되기 전 상태를 도시하는 사시도고, 도 10b는 도 3에 도시된 에지테이터의 브러쉬부가 확장된 상태를 도시하는 사시도다.

설명의 편의를 위하여, 몸체부재(210), 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)의 일부는 점선으로 표시한다. 또한, 이링(2205)은 생략되었다.

청소과정에서, 에지테이터(200)는 회전된다. 에지테이터(200)가 회전됨에 따라, 에지테이터(200)의 브러쉬(231)의 일 측 단부 역시 회전된다. 브러쉬(231)의 일 측 단부가 청소 대상면을 타격함으로써, 청소 대상면에 위치된 먼지 또는 이물질이 부양되거나 브러쉬(231)에 의해 집어 올려진다.

이 때, 브러쉬(231)의 회전 반경은 샤프트(220)와 상기 샤프트(220)로부터 가장 먼 위치에 있는 브러쉬(231)의 단부 사이의 거리이다.

카펫은 표면에 보풀이 형성되어 있어, 청소기(100)가 카펫의 표면으로부터 이격된다. 따라서, 청소 대상면이 카펫 환경인 경우, 브러쉬(231)의 회전 반경이 고정되어 있다면, 카펫의 표면까지 브러쉬(231)가 닿지 않는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 청소 대상면이 카펫 환경인 경우, 브러쉬(231)의 회전 반경을 확장시킬 수 있는 구조의 에지테이터(200)를 제공하는 것이다. 카펫 환경에서 브러쉬(231)의 회전 반경이 확장됨으로써, 브러쉬(231)가 카펫의 표면까지 도달할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 에지테이터(200)는 브러쉬부(230)가 일 측에 대하여 회전됨으로써 브러쉬(231)의 회전 반경을 확장시킬 수 있다.

이하에서는, 브러쉬(231)의 회전 반경이 확장되는 동작과정에 대하여 설명한다.

샤프트(220)는 몸체부재(210) 내에 위치된다. 샤프트(220)의 전방 측 단부는 제1 앤드캡(250)의 샤프트 가이드부(255)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 또한, 샤프트(220)의 후방 측 단부는 제2 앤드캡(250)의 샤프트 수용공(261b)에 슬라이딩 가능하게 결합된다.

즉, 샤프트(220)는 샤프트 가이드부(255)와 샤프트 수용공(261b)에 의해 지지되고, 샤프트 가이드부(255)와 샤프트 수용공(261b) 내에서 길이 방향으로 이동된다.

샤프트(220)의 외주면에는 주동부(223)가 돌출된다. 주동부(223)는 샤프트(220)가 왕복 운동됨에 따라 함께 이동된다.

주동부(223)의 방사상 외측에는 샤프트(220)의 길이방향과 소정 각도를 이루며 연장하는 회전 가이드홈(2233)이 형성된다.

브러쉬부(230)는 회전돌부(2322)를 관통하는 축을 기준으로 회전된다. 회전돌부(2322)를 관통하는 축을 회전축이라 한다. 이 때, 회전축으로부터 일 측으로는 브러쉬(231)가 연장되고, 타 측으로는 종동부(2323)가 연장된다. 즉, 브러쉬(231)와 종동부(2323)는 회전축을 기준으로 회전된다.

회전 가이드홈(2233)은 브러쉬부(230)가 회전되도록 가이드 한다. 종동부(2323)의 단부가 회전 가이드홈(2233b)에 삽입된다. 회전 가이드홈(2233b)이 샤프트(220)와 함께 길이방향으로 이동됨에 따라, 종동부(2323)의 단부는 회전 가이드홈(2233b)의 내부에서 가이드된다.

회전 가이드홈(2233b) 내에서의 종동부(2323)의 움직임은 아래와 같다.

종동부(2323)는 몸체부재(210)에 고정되어 있는 바, 길이방향으로 움직이지 않고 고정된다. 다만, 종동부(2323)는 회전돌부(2322)를 관통하는 축에 대하여 소정 각도만큼 회전될 수 있다.

회전돌부(2322)의 회전 범위는 회전 가이드홈(2233b)의 경사도에 의해 결정된다.

회전 가이드홈(2233b)은 길이방향에 대하여 소정 각도를 이루며 연장되어 있기 때문에, 회전 가이드홈(2233b)의 양 단부는 길이 방향과 교차하는 방향으로 이격된다. 이를 회전 가이드홈(2233b)의 이격거리라고 할 때, 종동부(2323)의 회전 범위 내에서의 종동부(2323)의 단부의 이동거리는 상기 이격거리에 의해 정해진다.

주동부(223)가 길이방향을 따라 왕복운동하면, 회전 가이드홈(2233b) 내의 종동부(2323)의 단부가 길이방향과 교차하는 방향을 따라 왕복운동된다. 이를 통해, 브러쉬부(230)가 회전된다. 브러쉬부(230)의 회전에 의해 샤프트(220)와 브러쉬(231)의 방사상 외측 단부 사이의 거리가 가변된다. 즉, 브러쉬(231)의 회전 반경이 가변된다.

도 10a를 다시 참조하면, 샤프트(220)가 전방 측을 향하여 최대한 이동된 상태가 도시된다. 샤프트(220)의 전방 측 단부는 제1 앤드캡(250)의 후방면에 인접하여 위치된다. 이 때, 종동부(2323)의 단부는 회전 가이드홈(2233)의 후방 측에 수용되어 있다. 이를 제1 상태라고 한다.

도 10b를 다시 참조하면, 상기 제1 상태에서 샤프트(220)가 후방 측을 향하여 최대한 이동된 상태가 도시된다. 이를 제2 상태라고 한다. 상기 제2 상태에서, 샤프트(220)의 전방 측 단부는 제1 앤드캡(250)의 후방면으로부터 멀어진다. 이 때, 종동부(2323)의 단부는 회전 가이드홈(2233)의 전방 측으로 이동된다.

회전 가이드홈(2233)의 전방 측과 후방 측은 길이방향과 교차하는 방향으로 서로 이격되어 있다. 즉, 종동부(2323)의 단부는 길이방향과 교차하는 방향으로 이동된다. 종동부(2323)의 단부가 이동됨으로써, 종동부(2323)는 회전돌부(2322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다. 이를 통해, 브러쉬(231)도 회전돌부(2322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다.

다시 말하면, 주동부(223)의 왕복운동에 의해 브러쉬(231)가 회전된다.

아래에서는 도 10c를 참조하여 브러쉬(231)의 회전 반경이 가변되는 과정을 설명한다.

도 10c는 도 3에 도시된 에지테이터의 브러쉬부의 동작 상태를 도시하는 측면도다.

설명의 편의를 위하여, 구성의 일부는 점선으로 표시되었다.

도 10c의 (a)에서는 상기 제1 상태에서의 브러쉬(231)의 회전 반경이 도시되고, 도 10c의 (b)에서는 상기 제2 상태에서의 브러쉬(231)의 회전 반경이 도시된다.

제1 상태에서 종동부(2323)의 단부는 회전 가이드홈(2233)의 후방 측에 수용되어 있다. 이 때, 브러쉬(231)는 샤프트(220)의 중심축과 브러쉬부(230)의 회전축을 지나는 가상의 선과 A만큼의 각도를 이룬다.

샤프트(220)의 중심축과 브러쉬(231)의 방사상 외측 단부는 제1 회전반경(R1) 만큼 이격된다. 또한, 샤프트(220)의 중심축과 브러쉬부(230)의 회전축 사이는 L1만큼 이격되고, 브러쉬부(230)의 회전축과 브러쉬(231)의 방사상 외측 단부사이는 L2만큼 이격된다.

이 때, 제1 회전반경(R1)은 아래의 식에 의해 구할 수 있다.

여기서, Cos(A)는 1보다 작은 값을 갖는다.

에지테이터(200)가 상기 제1 상태에서 제2 상태로 변경되면, 종동부(2323)의 단부는 회전 가이드홈(2233)의 전방 측으로 이동된다. 종동부(2323)의 단부의 이동에 의해, 브러쉬부(230)는 회전된다. 이 때, 브러쉬(231)는 샤프트(220)의 중심축과 브러쉬부(230)의 회전축을 지나는 가상의 선과 평행하도록 위치된다. 즉, 브러쉬(231)는 샤프트(220)의 중심축과 브러쉬부(230)의 회전축을 지나는 가상의 선과 0만큼의 각도를 이룬다.

상기 제2 상태에서 샤프트(220)의 중심축과 브러쉬(231)의 방사상 외측 단부는 제2 회전반경(R2) 만큼 이격된다. 여기서, 제2 회전반경(R2)은 L1 + L2 이다.

여기서, 제1 회전반경(R1)과 제2 회전반경(R2) 값은 아래와 같은 관계를 갖는다.

즉, 제2 회전반경(R2)은 제1 회전반경(R1)에 비해 크게 형성된다.

카펫 환경에서, 에지테이터(200)는 제1 상태에서 제2 상태로 변경된다. 이를 통해, 브러쉬(231)의 회전반경은 제1 회전반경(R1)에서 제2 회전반경(R2)으로 확장된다. 회전반경이 확장됨으로써, 브러쉬(231)는 카펫의 표면에 위치된 먼지 또는 이물질까지 도달할 수 있다. 다시 말하면, 청소대상면이 변경되는 경우에도 브러쉬(231)의 회전반경을 확장시킴으로써, 청소성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 11은 도 3에 도시된 에지테이터의 변형 예를 도시하는 측면도다.

도 11의 (a)는 브러쉬(331)가 확장되기 전 제1 상태를 도시한다. 도 11의 (b)는 브러쉬(331)가 확장된 후의 제2 상태를 도시한다.

도 11에서는 몸체부재(311)의 외주면에 고정 브러쉬부(380)가 돌출된다. 도 11에서 설명되지 않은 다른 구성은 본 발명의 일 실시 예를 참조하여 이해될 수 있다.

제1 상태에서 종동부(3323)의 단부는 회전 가이드홈(3233)의 후방 측에 수용되어 있다. 이 때, 브러쉬(331)는 샤프트(320)의 중심축과 브러쉬부(330)의 회전축을 지나는 가상의 선과 A만큼의 각도를 이룬다.

샤프트(320)의 중심축과 브러쉬(331)의 방사상 외측 단부는 제1 회전반경(R1) 만큼 이격된다. 또한, 샤프트(320)의 중심축과 브러쉬부(330)의 회전축 사이는 L1만큼 이격되고, 브러쉬부(330)의 회전축과 브러쉬(331)의 방사상 외측 단부사이는 L2만큼 이격된다.

이 때, 제1 회전반경(R1)은 아래의 식에 의해 구할 수 있다.

여기서, Cos(A)는 1보다 작은 값을 갖는다.

에지테이터(300)가 상기 제1 상태에서 제2 상태로 변경되면, 종동부(3323)의 단부는 회전 가이드홈(3233)의 전방 측으로 이동된다. 종동부(3323)의 단부의 이동에 의해, 브러쉬부(330)는 회전된다. 이 때, 브러쉬(331)는 샤프트(320)의 중심축과 브러쉬부(230)의 회전축을 지나는 가상의 선과 평행하도록 위치된다. 즉, 브러쉬(331)는 샤프트(320)의 중심축과 브러쉬부(330)의 회전축을 지나는 가상의 선과 0만큼의 각도를 이룬다.

상기 제2 상태에서 샤프트(220)의 중심축과 브러쉬(331)의 방사상 외측 단부는 제2 회전반경(R2)만큼 이격된다. 여기서, 제2 회전반경(R2)은 L1 + L2 * Cos(0)로 표현될 수 있다. 여기서, 제2 회전반경(R2)은 L1 + L2 이다.

몸체부재(310)의 외주면에는 길이방향을 따라 고정 브러쉬부(380)가 돌출된다. 고정 브러쉬부(380)는 몸체부재(310)와 일체로 형성되거나 결합될 수 있다. 고정 브러쉬부(380)의 방사상 외측 단부와 샤프트(320)의 중심축 사이는 제3 회전반경(R3)만큼 이격된다.

이 때, 제3 회전반경(R3)은 제1 회전반경(R1)보다 크고, 제2 회전반경(R2)보다 작다. 또한, 고정 브러쉬부(380)는 고정 브러쉬부(380)가 설치되는 몸체부재(311)의 외주면의 법선과 평행하게 형성될 수 있다.

제1 상태에서는 제3 회전반경(R3)이 제1 회전반경(R1)이 크다. 따라서, 청소대상면은 고정 브러쉬부(380)에 의해 청소된다.

청소대상면이 딱딱한 바닥에서 카펫으로 변경되면, 에지테이터(300)가 제1 상태에서 제2 상태로 변경된다. 이 때, 브러쉬(331)의 회전반경은 제1 회전반경(R1)에서 제2 회전반경(R2)으로 확장된다. 제2 회전반경(R2)은 고정 브러쉬부(380)의 회전반경인 제3 회전반경(R3)보다 크다. 즉, 회전반경이 확장된다.

이를 통해, 브러쉬(331)는 카펫의 표면에 위치된 먼지 또는 이물질까지 도달할 수 있다. 즉, 청소대상면이 변경되는 경우에도 브러쉬(231)의 회전반경을 확장시킴으로써, 청소성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

다시 말하면, 제1 상태에서는 고정 브러쉬부(380)에 의해서 청소 대상면이 청소되고, 제2 상태에서는 확장된 브러쉬(331)에 의해서 청소 대상면이 청소된다.

고정 브러쉬부(380)가 형성되지 않고, 브러쉬(331)에 의해서만 청소가 이루어지는 경우 아래와 같은 문제가 발생할 수 있다.

고정 브러쉬부(380)가 형성되지 않는 경우, 청소대상면은 제1 상태에서 확장되지 않은 브러쉬(331)에 의해 청소된다. 이 때, 브러쉬(331)는 브러쉬부(330)의 회전방향을 기준으로 시계방향으로 기울어진다.

여기서, 에지테이터(300)가 시계방향으로 회전하는 경우, 브러쉬(331)가 청소대상면을 스트로크(stroke)하는 압력이 과도하게 형성될 수 있다. 이는 브러쉬(331)의 내구성에 악영향을 끼칠 수 있다.

반면에, 에지테이터(300)가 반 시계방향으로 회전하는 경우, 브러쉬(331)가 청소대상면을 스트로크(stroke)하는 압력이 부족할 수 있다. 제1 상태와 제2 상태에서 청소 성능의 차이를 유발할 수 있다.

도 11에 도시된 변형 예에서는, 제1 상태에서 고정 브러쉬부(380)는 고정 브러쉬부(380)가 설치된 외주면의 법선과 평행하다. 또한 제2 상태에서 확장된 브러쉬(331)는 샤프트(320)의 중심축과 브러쉬부(230)의 회전축을 지나는 가상의 선과 평행하다.

이를 통해, 브러쉬부(380) 또는 브러쉬(331)가 청소대상면에 스트로크(stroke)를 가할 때, 브러쉬부(380) 또는 브러쉬(331)는 청소대상면과 수직을 이룰 수 있다.

즉, 브러쉬(331)에 과도한 압력이 형성되지 않고, 제1 상태와 제2 상태에서 청소 대상면에 적절한 스트로크(stroke) 압력을 가할 수 있다.

도 12는 도 3에 도시된 에지테이터의 다른 변형 예를 도시하는 측면도다.

도 12의 (a)는 브러쉬(431)가 확장되기 전 제1 상태를 도시한다. 도 12의 (b)는 브러쉬(431)가 확장된 후의 제2 상태를 도시한다.

도 12에서는 브러쉬부(430)가 변형되어 도시된다. 도 12에서 설명되지 않은 구성 및 변형되지 않은 구성은 본 발명의 일 실시 예를 참조하여 이해될 수 있다.

도 12를 참조하면, 변형된 브러쉬부(430)가 도시된다. 브러쉬부(430)는 서로 소정 각도를 이루며 연장되는 제1 브러쉬(431a) 및 제2 브러쉬(431b)를 포함할 수 있다.

브러쉬 홀더(432)에는 상기 제1 브러쉬(431a)를 수용하는 제1 브러쉬 결합부(2321a)와 상기 제2 브러쉬(431b)를 수용하는 제2 브러쉬 결합부(2321b)가 형성된다. 브러쉬 홀더(432)의 저면으로부터 종동부(4323)가 연장된다.

제1 브러쉬(431a)와 제2 브러쉬(431b)는 서로 다른 길이로 형성될 수 있다. 제1 브러쉬(431a)가 제2 브러쉬(431b)보다 짧게 형성된다.

브러쉬부(430)의 회전축과 제1 브러쉬(431a)의 방사상 외측 단부 사이의 거리를 L2라고 하고, 브러쉬부(430)의 회전축과 제2 브러쉬(431b)의 방사상 외측 단부 사이의 거리를 L3라고 한다. 또한, 샤프트(420)의 중심축과 브러쉬부(430)의 회전축 사이의 길이를 L1이라고 한다.

제1 상태에서 종동부(4323)의 단부는 회전 가이드홈(4233)의 후방 측에 수용되어 있다.

이 때, 제1 브러쉬(431a)는 샤프트(420)의 중심축과 브러쉬부(430)의 회전축을 지나는 가상의 선과 평행하도록 위치된다. 즉, 제1 브러쉬(431a)는 샤프트(420)의 중심축과 브러쉬부(430)의 회전축을 지나는 가상의 선과 0만큼의 각도를 이룬다.

샤프트(420)의 중심축과 제1 브러쉬(431a)의 방사상 외측 단부는 제1 회전반경(R1)만큼 이격된다. 여기서, 제1 회전반경(R1)은 L1 + L2이다.

즉, 제1 회전반경(R1)은 L1 + L2의 길이이고, 이는 샤프트(420)의 중심축으로부터 제2 브러쉬(431b)의 방사상 외측 단부까지의 거리보다 길다.

즉, 제1 상태에서 청소 바닥면은 제1 브러쉬(431a)에 의해 청소된다.

에지테이터(400)가 상기 제1 상태에서 제2 상태로 변경되면, 종동부(4323)의 단부는 회전 가이드홈(4233)의 전방 측으로 이동된다. 종동부(4323)의 단부의 이동에 의해, 브러쉬부(430)는 회전된다.

이 때, 제2 브러쉬(431b)는 샤프트(420)의 중심축과 브러쉬부(430)의 회전축을 지나는 가상의 선과 평행하도록 위치된다. 즉, 제2 브러쉬(431b)는 샤프트(420)의 중심축과 브러쉬부(430)의 회전축을 지나는 가상의 선과 0만큼의 각도를 이룬다.

상기 제2 상태에서 샤프트(420)의 중심축과 제2 브러쉬(431b)의 방사상 외측 단부는 제2 회전반경(R2)만큼 이격된다. 여기서, 제2 회전반경(R2)은 L1 + L3이다.

즉, 제2 회전반경(R2)은 L1 + L3의 길이이고, 이는 샤프트(420)의 중심축으로부터 제1 브러쉬(431a)의 방사상 외측 단부까지의 거리보다 길다.

즉, 제2 상태에서 청소 바닥면은 제2 브러쉬(431b)에 의해 청소된다.

또한, 제2 브러쉬(431b)의 길이 L3는 제1 브러쉬(431a)의 길이 L2보다 크기 때문에, 제2 회전반경(R2)은 제1 회전반경(R1)보다 크다.

다시 말하면, 에지테이터(400)가 제1 상태에서 제2 상태로 변경되는 경우, 청소 대상면을 청소하는 브러쉬부(430)의 회전 반경은 제1 회전반경(R1)에서 제2 회전반경(R2)으로 확장된다.

청소대상면이 딱딱한 바닥에서 카펫으로 변경되면, 에지테이터(400)가 제1 상태에서 제2 상태로 변경된다. 이 때, 브러쉬부(430)의 회전반경은 제1 회전반경(R1)에서 제2 회전반경(R2)으로 확장된다.

이를 통해, 제2 브러쉬(431b)는 카펫의 표면에 위치된 먼지 또는 이물질까지 도달할 수 있다. 즉, 청소대상면이 변경되는 경우에도 브러쉬부(430)의 회전반경을 확장시킴으로써, 청소성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

다시 말하면, 제1 상태에서는 제1 브러쉬(431a)에 의해서 청소 대상면이 청소되고, 제2 상태에서는 제2 브러쉬(431b)에 의해서 청소 대상면이 청소된다.

도 12에 도시된 변형 예에서는, 제1 상태에서의 제1 브러쉬(431a)와 제2 상태에서 제2 브러쉬(431b)는 샤프트(420)의 중심축과 브러쉬부(430)의 회전축을 지나는 가상의 선과 평행하다.

이를 통해, 제1 브러쉬(431a) 또는 제2 브러쉬(431b)가 청소대상면에 스트로크(stroke)를 가할 때, 제1 브러쉬(431a) 또는 제2 브러쉬(431b)는 청소대상면과 수직을 이룰 수 있다.

도 13a는 도 3에 도시된 에지테이터(agitator)의 또 다른 변형 예를 도시하는 부분 사시도고, 도 13b는 도 13a의 에지테이터의 브러쉬가 확장된 상태를 도시하는 부분 사시도다.

즉, 도 13a는 브러쉬(531)가 확장되기 전 제1 상태를 도시한다. 도 13b는 브러쉬(531)가 확장된 후의 제2 상태를 도시한다.

도 13a에서는 브러쉬부(530)를 회전시키기 위한 주동부(523)와 종동부(5323)가 변형되어 도시된다. 도 13a는 에지테이터(500)의 후방 측의 부분 사시도이고, 변형되지 않은 다른 구성은 본 발명의 일 실시 예를 참조하여 이해될 수 있다.

도 13a을 참조하면, 주동부(523)는 샤프트(520)에서 방사방향으로 돌출된다. 주동부(523)는 머리가 잘린 원뿔형으로 형성될 수 있다.

주동부(523)의 경사진 외주면(523a)은 길이방향을 따라 방사상 외측으로 경사진다.

브러쉬 홀더(532)에서 몸체부재(511)의 내측으로 연장되는 종동부(5323)는 경사부(5323a)를 포함한다. 상기 경사부(5323a)는 주동부(523)의 외주면(523a)과 접한다.

제1 상태에서 제2상태로 이동됨에 따라, 샤프트(520)가 후방 측에서 전방 측으로 이동된다. 이 경우, 샤프트(520)의 외주면으로부터 돌출되는 주동부(523)도 전방 측에서 후방 측으로 함께 이동된다.

주동부(523)가 후방 측에서 전방 측으로 이동됨에 따라, 주동부(523)의 경사진 외주면(523a)이 종동부(5323)의 경사부(5323a)를 가압한다. 경사부(5323a)는 경사진 외주면(523a)을 따라 상승되고, 종동부(5323)는 회전돌부(5322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다.

즉, 경사진 외주면(523a)이 경사부(5323a)를 가압하여 종동부(5323)가 회전되도록 가이드 한다.

종동부(5323)가 회전됨에 따라 브러쉬(531)도 회전돌부(5322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다.

다시 말하면, 주동부(523)의 왕복운동에 의해 브러쉬(531)가 회전된다.

아래에서는 도 13c를 참조하여 브러쉬(231)의 회전 반경이 가변되는 과정을 설명한다.

도 13c는 도 13a 및 도 13b에 도시된 에지테이터의 브러쉬부의 동작 상태를 도시하는 측면도다.

도 13c의 (a)에서는 상기 제1 상태에서의 브러쉬(531)의 회전 반경이 도시되고, 도 13c의 (b)에서는 상기 제2 상태에서의 브러쉬(531)의 회전 반경이 도시된다.

제1 상태에서 종동부(5323)의 경사부(5323a)는 주동부(523)의 경사진 외주면(523a)과 접한다. 이 때, 브러쉬(531)는 샤프트(520)의 중심축과 브러쉬부(530)의 회전축을 지나는 가상의 선과 A만큼의 각도를 이룬다.

샤프트(520)의 중심축과 브러쉬(531)의 방사상 외측 단부는 제1 회전반경(R1) 만큼 이격된다. 또한, 샤프트(520)의 중심축과 브러쉬부(530)의 회전축 사이는 L1만큼 이격되고, 브러쉬부(530)의 회전축과 브러쉬(531)의 방사상 외측 단부사이는 L2만큼 이격된다.

이 때, 제1 회전반경(R1)은 아래의 식에 의해 구할 수 있다.

여기서, Cos(A)는 1보다 작은 값을 갖는다.

에지테이터(500)가 상기 제1 상태에서 제2 상태로 변경되면, 종동부(5323)의 경사부(5323a)는 경사진 외주면(523a)을 타고 상승된다. 경사부(5322a)가 경사진 외주면(523a)을 타고 상승되면, 종동부(5323)는 회전돌부(5322)를 관통하는 축에 대하여 회전된다. 즉, 브러쉬부(230)는 회전된다.

이 때, 브러쉬(531)는 샤프트(520)의 중심축과 브러쉬부(530)의 회전축을 지나는 가상의 선과 평행하도록 위치된다. 즉, 브러쉬(531)는 샤프트(520)의 중심축과 브러쉬부(530)의 회전축을 지나는 가상의 선과 0만큼의 각도를 이룬다.

상기 제2 상태에서 샤프트(520)의 중심축과 브러쉬(531)의 방사상 외측 단부는 제2 회전반경(R2)만큼 이격된다. 여기서, 제2 회전반경(R2)은 L1 + L2이다.

즉, 제1 회전반경(R1)과 제2 회전반경(R2) 값은 아래와 같은 관계를 갖는다.

카펫 환경에서, 에지테이터(500)는 제1 상태에서 제2 상태로 변경된다. 이를 통해, 브러쉬(531)의 회전반경은 제1 회전반경(R1)에서 제2 회전반경(R2)으로 확장된다. 회전반경이 확장됨으로써, 브러쉬(531)는 카펫의 표면에 위치된 먼지 또는 이물질까지 도달할 수 있다. 다시 말하면, 청소대상면이 변경되는 경우에도 브러쉬(531)의 회전반경을 확장시킴으로써, 청소성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 도 14 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 에지테이터를 제어하기 위한 구성을 포함하는 청소 유닛 및 그 제어 방법을 상세하기 설명한다.

도 14는 본 발명에 따른 청소유닛을 제어하기 위한 구성을 도시하는 블록도다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 에지테이터를 제어하기 위한 구성을 포함하는 청소 유닛은 케이싱부(10), 센서부(20), 제어부(30) 및 데이터베이스부(40)를 포함한다.

먼저, 케이싱부(10)에 관하여 설명한다.

케이싱부(10)는 본 발명의 청소 유닛의 케이싱을 형성한다.

예를 들어, 케이싱부(10)는 종래의 세탁기를 설명하기 위해 도 1에서 도시하였던 청소기 본체(110)일 수 있다.

케이싱부(10)의 내측에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 공간에는, 센서부(20), 제어부(30) 및 데이터베이스부(40)가 구비될 수 있다.

또한, 케이싱부(10)는 구동모듈(11) 및 동력모듈(13)을 포함한다.

구동모듈(11)은 동력모듈(13)에 의하여 구동될 수 있다. 즉, 동력모듈(13)에 의하여 생성되는 구동력은 구동모듈(11)에 전달될 수 있다.

본 발명에 실시 예에서, 구동모듈(11)은 회전모듈(11a) 및 조절모듈(11b)을 포함할 수 있고, 회전모듈(11a)로는 본 발명에 따른 에지테이터(200, 300, 400, 500)가 채용될 수 있고, 조절모듈(11b)로는 본 발명에 따른 샤프트 수용부(270)가 채용될 수 있다.

동력모듈(13)에는 제1 동력모듈(13a) 및 제2 동력모듈(13b)이 구비될 수 있다. 제1 동력모듈(13a)은 회전력을 생산하는 모듈로서, 회전모듈(11a)과 연결되어 회전모듈(11a)을 회전시킨다. 제2 동력모듈(13b)은 특정 방향으로 조절모듈(11b)을 가압하고 견인하는 모듈로써, 조절모듈(11b)에 연결되어 조절모듈(11b)을 구동시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 제1 동력모듈(13a)로서 회전력을 발생시키는 서보모터가 채용될 수 있고, 제2 동력모듈(13b)로서 특정 방향으로 압력을 가하는 리니어 서보모터가 채용될 수 있다. 다만, 서보모터, 리니어 서보모터에 한정되지 않고, 회전력과 특정 방향으로 압력을 가할 수 있는 공지된 동력장치는 모두 채용될 수 있다.

제1 동력모듈(13a)에 의하여 이와 연결된 에지테이터(200, 300, 400, 500)가 회전될 수 있다. 또한, 회전 도중에 제2 동력모듈(13b)에 의해 샤프트 수용부(270, 370)가 가압되거나 견인될 수 있다.

이를 통해, 샤프트(220, 320, 420, 520)가 전방 측 방향으로 이동됨으로써 브러쉬부(230, 330, 430, 530)의 회전 반경이 감소될 수 있다.

또한, 샤프트(220, 320, 420, 520)가 후방 측 방향으로 이동됨으로써 브러쉬부(230, 330, 430, 530)의 회전 반경이 확장될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 동력모듈(13)은 외부로부터 전원을 인가 받을 수 있다. 동력모듈(13)은 청소기 본체(110)에 구비된 배터리(미도시)에 의해 전원을 인가받을 수 있다. 동력모듈(13)은 상기 배터리(미도시)와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

제1 동력모듈(13a)과 제2 동력모듈(13b)은 독립적으로 구동될 수 있다. 즉, 제1 동력모듈(13a)과 제2 동력모듈(13b) 각각의 회전 여부, 회전 수 등은 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 이를 위해, 제1 동력모듈(13a)과 제2 동력모듈(13b)은 제어부(30)와 각각 통전 가능하게 연결될 수 있다.

다음으로, 센서부(20)에 관하여 설명한다.

센서부(20)는 제1 동력모듈(13a)이 회전모듈(11a)을 회전시킴으로써 발생하는 전류의 값을 감지할 수 있다. 즉, 제1 동력모듈(13a)이 에지테이터(200, 300, 400, 500)를 회전시킴으로써 발생하는 전류의 값을 감지할 수 있다.

센서부(20)가 감지한 정보는 제어부(30)에 전달되어, 제어부(30)가 상황에 맞는 제어 정보를 생성할 수 있다.

센서부(20)는 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 감지할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다.

센서부(20)는 배터리(미도시)와 통전 가능하게 연결될 수 있다. 센서부(20)의 작동에 필요한 전력은 배터리(미도시)로부터 공급될 수 있다.

센서부(20)는 전류 값을 감지할 수 있는 전류 값 센서모듈(21)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에서, 전류 값 센서모듈(21)은 회로에 전기적으로 연결된 전류계 또는 회로의 자기장을 측정하여 전류 값을 측정하는 방식일 수 있다.

상기 전류 값 센서모듈(21)에 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 감지함으로써, 현재 청소기가 작동하고 있는 바닥환경을 감지할 수 있다.

청소기가 딱딱한 바닥 환경이 아닌 카펫 환경에 위치되는 경우, 청소기의 바퀴가 카펫 환경의 상부로부터 소정 길이 묻히게 되고, 이로 인하여 제1 동력모듈(13a)이 에지테이터(200, 300, 400, 500)를 회전하는데 사용되는 전류 값이 증가된다.

제어부(30)에서 전류 값 센서모듈(21)이 감지한 전류 값을 청소기가 카펫 환경에 위치되어 있다고 판단할수 있는 기설정된 전류 값과 비교하여 적절한 작동정보를 생성할 수 있다.

전류 값 센서모듈(21)은 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 측정하기 위해 제1 동력모듈(13a)과 연결되도록 구성될 수 있다.

다음으로, 제어부(30)에 관하여 설명한다.

제어부(30)는 센서부(20)로부터 전류 값을 수신하여, 제2 동력모듈(13b)을 작동시키기 위한 작동 정보를 연산한다.

또한, 제어부(30)는 센서부(20)가 감지한 전류 값을 수신할 수 있도록 센서부(20)와 통전 가능하게 연결된다.

제어부(30)는 수신한 감지 정보를 이용하여 작동 정보를 연산할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 연산된 작동 정보에 따라 제2 동력모듈을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(30)는 제2 동력모듈(13b)과 통전 가능하게 연결된다.

또한, 제어부(30)는 데이터베이스부(40)와 통전 가능하게 연결된다. 센서부(20)가 감지한 정보 및 제어부(30)가 연산한 정보는 데이터베이스부(40)에 저장될 수 있다.

후술될 제어부(30)의 각종 모듈들은 서로 통전 가능하게 연결되어 어느 하나의 모듈에 입력된 정보 또는 어느 하나의 모듈이 연산한 정보는 다른 모듈에 전달될 수 있다.

제어부(30)는 정보의 입력, 출력 및 연산 등이 가능한 임의의 형태로 구비될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 제어부(30)는 마이크로프로세서, 중앙처리장치(CPU), 인쇄회로기판(PCB) 등의 형태로 구비될 수 있다.

제어부(30)는 청소기 본체(110) 내부에 형성되는 소정의 공간에 위치된다. 제어부(30)는 외부의 습기 등에 의해 영향을 받지 않도록 상기 공간에 밀폐 가능하게 수용될 수 있다.

제어부(30)는 감지정보 수신모듈(32), 작동정보 연산모듈(33) 및 동작 제어모듈(31)을 포함한다.

작동정보 연산모듈(33)은 제2 동력모듈(13b)을 작동시키기 위한 작동 정보를 연산한다.

작동정보 연산모듈(33)은 감지정보 수신모듈(32)로 수신된 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산할 수 있다. 동작 제어모듈(31)은 작동정보 연산모듈(33)과 통전 가능하게 연결된다.

상기 작동 정보는 동작 제어모듈(31)에 의해 구현될 수 있다. 동작 제어모듈(31)은 연산된 작동 정보에 상응하게. 제2 동력모듈(13b)을 제어하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 작동 정보는 제2 동력모듈(13b)이 샤프트 수용부(270)를 가압하거나 견인하는 정보를 의미한다. 샤프트 수용부(270)가 제2 동력모듈(13b)에 의해 가압되거나 견인됨으로써, 에지테이터(200, 300, 400, 500)가 회전 도중 브러쉬부(230, 330, 430, 530)의 회전 반경을 감소시키거나 확장시킬 수 있다.

다음으로, 데이터베이스부(40)에 관하여 설명한다.

데이터베이스부(40)는 청소기의 작동과 관련된 정보를 저장한다.

데이터베이스부(40)는 정보의 입력, 출력 및 저장이 가능한 임의의 형태로 구비될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 데이터베이스부(40)는 SD 카드, 마이크로 SD 카드, USB 메모리 또는 SSD 등의 형태로 구비될 수 있다.

데이터베이스부(40)는 작동정보 연산모듈(33)과 통전 가능하게 연결된다. 작동정보 연산모듈(33)에서 연산된 작동 정보는 데이터베이스부(40)에 전달되어, 저장될 수 있다.

데이터베이스부(40)는 감지정보 수신모듈(32)을 통해 센서부(20)와 통전 가능하게 연결된다. 센서부(20)에서 감지된 전류 값은 데이터베이스부(40)에 전달되어, 저장될 수 있다.

데이터베이스부(40)는 감지정보 저장모듈(41) 및 작동정보 저장모듈(42)을 포함한다. 상기 모듈들(41, 42)은 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다.

작동정보 저장모듈(42)은 작동정보 연산모듈(33)이 연산한 작동 정보를 저장한다. 작동정보 저장모듈(42)은 작동정보 연산모듈(33)과 통전 가능하게 연결된다.

감지정보 저장모듈(41)은 특정 작동 정보에 따른 감지 정보를 저장할 수 있다. 감지정보 저장모듈(41)은 작동정보 저장모듈(42)과 통전 가능하게 연결된다.

상술한 센서부(20)의 감지 과정, 제어부(30)의 정보 처리 및 연산 과정 및 데이터베이스부(40)에의 저장 과정은 실시간으로 진행될 수 있다.

이하에서는, 도 15 내지 도 16을 참조하여, 본 발명에 따른 청소 유닛의 브러쉬부의 확장하는 제어 방법을 상세하게 설명한다.

도 15는 본 발명에 따른 청소유닛을 제어하는 방법의 흐름을 도시하는 순서도다.

청소기가 바닥 환경을 따라 구동되면, 센서부(20)가 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 감지한다(S10).

제1 동력모듈(13a)은 청소기의 에지테이터(200, 300, 400, 500)에 연결되어, 에지테이터(200, 300, 400, 500)를 회전시킨다. 에지테이터(200, 300, 400, 500)는 흡입 노즐 모듈(120)에 연결되고, 흡입 노즐 모듈(120)이 바닥 환경에서 미끄러지면서 이동할 때, 바닥 환경에 노출되어 회전한다.

흡입 노즐 모듈(120)은 휠 모듈(160)에 의해 바닥으로부터 소정 거리 이격되어 이동되고, 딱딱한 바닥 환경에서 이동되는 경우, 흡입 노즐 모듈(120)에 구비된 에지테이터(200, 300, 400, 500)는 딱딱한 바닥 환경으로부터 특정 거리만큼 이격되어 회전된다.

청소기가 딱딱한 바닥 환경에서 카펫 환경으로 이동되는 경우, 휠 모듈(160)이 카펫의 상면으로부터 소정 거리 묻히게 되고, 에지테이터(200, 300, 400, 500)는 딱딱한 바닥 환경에서 비하여 카펫의 상면이 보다 가깝게 위치된다.

이를 통해, 에지테이터(200, 300, 400, 500)의 브러쉬부(230, 330, 430, 530)가 딱딱한 환경에 비하여 더 많은 저항을 받게 되고, 에지테이터(200, 300, 400, 500)를 회전시키는 제1 동력모듈(13a) 더 많은 전류 값이 흐르게 된다.

제1 동력모듈(13a)에 흐르는 전류 값은 센서부(20)에 구비된 전류 값 센서모듈(21)에 의해 감지될 수 있다.

전류 값 센서모듈(21)이 제1 동력모듈(13a)에 흐르는 전류 값을 감지하면, 제어부(30)가 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산한다(S20).

전류 값 센서모듈(21)에 의해 측정된 제1 동력모듈(13a)의 전류 값은 제어부(30)의 감지정보 수신모듈(32)에 의해 수신되고, 작동정보 연산모듈(33)은 감지정보 수신모듈(32)에 의해 수신된 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산한다.

작동정보 연산모듈(33)이 작동 정보를 연산하면, 제2 동력모듈이 연산된 작동 정보에 따라 제어된다(S30).

작동정보 연산모듈(33)에 의해 연산된 작동 정보는 동작 제어모듈(31)로 전달되고, 동작 제어모듈(31)에 의해 제2 동력모듈(13b)이 작동 정보를 따라 작동된다.

상기 작동 정보는 제2 동력모듈(13b)이 샤프트 수용부(270)를 기설정된 압력으로 전방 측을 향하여 가압하는 것, 또는 제2 동력모듈(13b)이 샤프트 수용부(270)를 기설정된 압력으로 후방 측을 향하여 견인하는 것을 포함한다.

작동정보 연산모듈(33)이 작동 정보를 연산하는 과정과 관련하여, 도 16 을 참조하여 상세히 설명한다.

도 16은 도 15의 S20 단계의 일 실시 예를 도시하는 순서도다.

제어부(30)가 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산하기 위하여, 제1 동력모듈의 전류 값이 입력된다(S201).

제1 동력모듈의 전류 값은 제어부(30)의 감지정보 수신모듈(32)에 전달되고, 작동정보 연산모듈(33)은 이를 이용하여 기설정된 제1 값과 비교한다(S202).

전달된 전류 값이 기설정된 제1 값보다 작은 경우, 작동정보 연산모듈(33)은 제1 작동정보를 연산한다(S203).

제1 값은 제1 동력모듈(13a)이 카펫 환경에서 구동하는 경우 제1 동력모듈(13a)에 흐르는 전류 값을 설정한 값이고, 전달된 전류 값이 제1 값보다 작은 경우 작동정보 연산모듈(33)은 청소기가 카펫 환경이 아닌 딱딱한 바닥 환경에서 구동하는 것으로 판단한다.

즉, 제1 작동 정보는 샤프트 수용부(270)를 기설정된 압력으로 전방 측을 향하여 가압하는 정보를 포함한다.

제1 작동 정보는 동작 제어모듈(31)에 전달되고, 동작 제어모듈(31)은 제 2 동력모듈(13b)이 샤프트 수용부(270)를 기설정된 압력으로 전방 측을 향하여 가압하도록 제어한다.

전달된 전류 값이 기설정된 제1 값보다 큰 경우, 작동정보 연산모듈(33)은 제2 작동 정보를 연산한다(S204).

제1 값은 제1 동력모듈(13a)이 카펫 환경에서 구동하는 경우 제1 동력모듈(13a)에 흐르는 전류 값을 설정한 값이고, 전달된 전류 값이 제1 값보다 큰 경우 작동정보 연산모듈(33)은 청소기가 카펫 환경에서 구동하는 것으로 판단한다.

즉, 제2 작동 정보는 제2 동력모듈(13b)이 샤프트 수용부(270, 370)를 기설정된 압력으로 후방 측을 향하여 견인하여 회전 중인 에지테이터(200, 300, 400, 500)의 브러쉬부(230, 330, 430, 530)의 회전반경을 확장시키는 정보를 포함한다.

즉, 제2 작동 정보는 동작 제어모듈(31)에 전달되고, 동작 제어모듈(31)은 제2 동력모듈(13b)이 조절모듈(11b)을 기설정된 압력 후방 측을 향하여 견인하도록 제어한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 청소기 유닛은 로봇청소기와 같이, 자동으로 운행되는 기기에 적용되어, 바닥 환경에 따라 브러쉬부가 확장되도록 자동제어될 수 있다.

본 발명에 따른 에지테이터(200, 300, 400, 500)를 구비한 청소기 유닛의 브러쉬부 확장은 자동제어에 의해 수행되는 것이 한정되는 것은 아니다.

샤프트(220, 320, 420, 520)를 가압하거나 견인할 수 있도록 샤프트 수용부(270)와 연결된 기계적 구성에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 브러쉬부(230, 330, 430, 530)는 사용자의 버튼 조작에 의하여 기계적으로 확장될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

200: 에지테이터
205: 몸체부
210: 몸체부재
211: 수용홈
213: 회전 가이드공
215: 앤드캡 결합공
220: 샤프트
2201: 핀 수용공
2201a: 제1 핀 수용공
2201b: 제2 핀 수용공
2201c: 제3 핀 수용공
2202: 핀
2202a: 제1 핀
2202a: 제2 핀
2202a: 제3 핀
2204: 이링(E-ring) 수용홈
2204a: 제1 이링(E-ring) 수용홈
2204b: 제2 이링(E-ring) 수용홈
2204c: 제3 이링(E-ring) 수용홈
2204d: 제4 이링(E-ring) 수용홈
2204e: 제5 이링(E-ring) 수용홈
2204f: 제6 이링(E-ring) 수용홈
2205: 이링(E-ring)
2205a: 제1 이링(E-ring)
2205b: 제1 이링(E-ring)
2205c: 제1 이링(E-ring)
2205d: 제1 이링(E-ring)
2205e: 제1 이링(E-ring)
2205f: 제1 이링(E-ring)
223: 주동부
2231: 핀 결합공
2233: 회전 가이드홈
230: 브러쉬부
231: 브러쉬
232: 브러쉬 홀더
2321: 브러쉬 결합부
2322: 회전돌부
2323: 종동부
250: 제1 앤드캡
251: 제1 앤드플레이트
252: 동력전달부
251a: 제1 회전돌부 수용공
253: 제1 끼움부
254: 제1 결합돌부
255: 샤프트 가이드부
260: 제2 앤드캡
261: 제2 앤드플레이트
261a: 회전돌부 수용공
261b: 샤프트 수용공
263: 제2 끼움부
264: 제2 결합돌부
270: 샤프트 수용부
270a: 샤프트 결합공
270b: 베어링 수용부
271:베어링
R1: 제1 회전반경
R2: 제2 회전반경
R3: 제3 회전반경

Claims

외주면에 회전 가이드공이 형성되는 기둥형 몸체부;
상기 몸체부 내에 형성된 중공에 길이방향으로 소정거리 왕복 운동되도록 설치되는 샤프트;
상기 샤프트에서 방사방향으로 돌출되는 주동부;
일 측이 상기 몸체부의 외주면에 길이방향을 따라 설치되고, 상기 일 측을 회전축으로 하여 회전되는 브러쉬부; 및
상기 브러쉬부에서 상기 주동부를 향하여 연장되고, 상기 회전 가이드공을 관통하여 상기 주동부에 형성된 회전 가이드 홈에 삽입되는 종동부를 포함하고,
상기 회전 가이드 홈은 상기 샤프트의 길이 방향에 대하여 소정 각도를 이루며 연장되며,
상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라 상기 종동부는 상기 회전 가이드 홈에 의해 회전하도록 가이드 되고, 상기 종동부의 회전에 의해 상기 브러쉬부가 회전되는,
청소용 유닛.
제1항에 있어서,
상기 브러쉬부와 상기 브러쉬부로부터 연장되는 종동부는 상기 몸체부에 원주방향을 따라 복수 개로 형성되고,
상기 회전 가이드 홈은 상기 주동부에 원주방향을 따라 복수 개로 형성되는,
청소용 유닛.
제2항에 있어서,
상기 주동부는 상기 샤프트에 길이방향을 따라 복수 개로 형성되고,
상기 종동부는 상기 브러쉬부에 길이방향을 따라 복수 개로 형성되는,
청소용 유닛.
제1항에 있어서,
상기 샤프트와 상기 브러쉬부의 타 측 단부 사이의 거리는,
상기 샤프트가 상기 몸체부의 일 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최소가 되고,
상기 샤프트가 상기 일 측에 대향하는 타 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최대가 되는,
청소용 유닛.
제1항에 있어서,
상기 청소용 유닛은 상기 몸체부의 외주면에서 방사상 외측으로 연장되는 고정 브러쉬부를 더 포함하고,
상기 샤프트와 상기 브러쉬부의 타 측 단부 사이는,
상기 샤프트가 상기 몸체부의 일 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최소값인 제1 회전반경으로 이격되고,
상기 샤프트가 상기 일 측에 대향하는 타 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최대값인 제2 회전반경으로 이격되며,
상기 샤프트와 상기 고정 브러쉬부의 방사상 외측 단부 사이의 거리는,
상기 제1 회전반경보다 크고,
상기 제2 회전반경보다 작은,
청소용 유닛.
제1항에 있어서,
상기 브러쉬부는 상기 브러쉬부의 일 측에서 상기 몸체부의 방사상 외측으로 각각 연장되는 제1 브러쉬 및 제2 브러쉬를 포함하고,
상기 제1 브러쉬와 상기 제2 브러쉬는 소정의 각도를 이루며,
상기 제1 브러쉬와 상기 제2 브러쉬의 연장방향 길이는 서로 상이하게 형성되는,
청소용 유닛.
제1항에 있어서,
상기 몸체부는,
외주면에 상기 브러쉬부가 설치되는 리세스홈이 형성되고, 양단이 개방되는 중공형 몸체부재; 및
상기 몸체부재의 양단에 각각 끼워지고, 상기 양단을 각각 복개하는 제1 앤드캡 및 제2 앤드캡을 포함하는,
청소용 유닛.
제7항에 있어서,
상기 브러쉬부의 일 측은 상기 리세스홈에 수용되고,
길이방향으로 상기 브러쉬부의 일 측의 양단에는 회전 돌부가 형성되며,
상기 제1 앤드캡 및 상기 제2 앤드캡에는 상기 회전 돌부와 회전 가능하게 결합되는 수용공이 형성되는,
청소용 유닛.
제7항에 있어서,
상기 샤프트는 상기 샤프트의 일 측을 관통하는 동력전달 핀을 포함하고,
상기 제1 앤드캡은 상기 샤프트의 일 측과 슬라이딩 가능하게 결합되는 샤프트 가이드부를 포함하는,
청소용 유닛.
제9항에 있어서,
상기 제2 앤드캡에는 상기 샤프트와 슬라이딩 가능하게 결합되는 샤프트 가이드공이 형성되고,
상기 샤프트는 방사방향으로 돌출되는 이링(E-ring)을 포함하며,
상기 이링(E-ring)은 상기 제2 앤드캡을 사이에 두고 복수 개로 형성되어, 상기 샤프트의 왕복동 운동거리를 제한하는,
청소용 유닛.
제10항에 있어서,
상기 청소용 유닛은, 상기 샤프트의 타 측에 장착되는 샤프트 수용부를 더 포함하고,
상기 샤프트 수용부와 상기 샤프트 사이에는 베어링이 삽입되며,
상기 이링(E-ring)이 상기 샤프트 수용부를 사이에 두고 복수 개로 형성되어, 상기 샤프트 수용부를 길이방향으로 고정시키는,
청소용 유닛.
제11항에 있어서,
상기 청소용 유닛은,
상기 제1 앤드캡과 결합되어 상기 샤프트를 회전시키는 제1 동력모듈;
상기 샤프트 수용부와 연결되며, 작동 정보에 따라 상기 샤프트 수용부를 가압하고 견인하는 제2 동력모듈;
상기 제1 동력모듈과 연결되어 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 감지하도록 구성되는 센서부; 및
상기 작동 정보를 연산하고, 상기 제2 동력모듈과 통전 가능하게 연결되어 상기 제2 동력모듈에 연산된 상기 작동 정보를 전달하며, 상기 센서부와 통전 가능하게 연결되어 상기 센서부로부터 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 전달받도록 구성되는 제어부를 더 포함하며,
상기 제어부는,
감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 이용하여 상기 작동 정보를 연산하는,
청소용 유닛.
제12항에 있어서,
상기 작동 정보는 제1 작동 정보 및 제2 작동 정보를 포함하고,
상기 제2 동력모듈은,
제1 작동 정보를 전달받아 기 설정된 압력으로 상기 샤프트 수용부를 가압하고,
제2 작동 정보를 전달받아 기 설정된 압력으로 상기 샤프트 수용부를 견인하며,
상기 제어부는,
감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 이상인 경우 제1 작동 정보를 연산하고,
감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 미만인 경우 제2 작동 정보를 연산하는,
청소용 유닛.
외주면에 회전 가이드공이 형성되는 기둥형 몸체부;
상기 몸체부 내에 형성된 중공에 길이방향으로 소정거리 왕복 운동되도록 설치되는 샤프트;
상기 샤프트에서 방사방향으로 돌출되고, 길이방향을 따라 방사상 외측으로 경사진 외주면을 갖는 주동부;
일 측이 상기 몸체부의 외주면에 길이방향을 따라 설치되고, 상기 일 측을 회전축으로 하여 회전되는 브러쉬부; 및
상기 브러쉬부에서 상기 회전 가이드공을 관통하여 상기 몸체부의 내측으로 연장되는 종동부를 포함하고,
상기 종동부는 상기 외주면과 접하는 경사부를 구비하며,
상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라 상기 종동부는 상기 외주면에 의해 회전 되고, 상기 종동부의 회전에 의해 상기 브러쉬부가 회전되는,
청소용 유닛.
제14항에 있어서,
상기 브러쉬부와 상기 브러쉬부로부터 연장되는 종동부는 상기 몸체부에 원주방향을 따라 복수 개로 형성되는,
청소용 유닛.
제15항에 있어서,
상기 주동부는 상기 샤프트에 길이방향을 따라 복수 개로 형성되고,
상기 종동부는 상기 브러쉬부에 길이방향을 따라 복수 개로 형성되는,
청소용 유닛.
제14항에 있어서,
상기 샤프트와 상기 브러쉬부의 타 측 단부 사이의 거리는,
상기 샤프트가 상기 몸체부의 일 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최소가 되고,
상기 샤프트가 상기 일 측에 대향하는 타 측을 향하여 최대로 이동된 경우 최대가 되는,
청소용 유닛.