KR102344069B1

KR102344069B1 - 청소기

Info

Publication number: KR102344069B1
Application number: KR1020200010580A
Authority: KR
Inventors: 현기탁; 허종욱; 이상철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2021-12-28
Also published as: KR20200013029A

Abstract

본 발명은 내부가 빈 실린더 형상으로 구비되고, 흡입부 및 배기부를 구비한 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하는 임펠러, 상기 임펠러가 고정된 회전축, 및 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하도록 구비되어, 상기 흡입부를 통해 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 상기 배기부로 이동시키는 팬; 상기 하우징 내부에 구비되어 상기 흡입부로 유입된 공기를 상기 임펠러로 안내하는 유로를 제공하며, 원심력을 이용하여 공기에서 이물질을 분리시키는 이물질 분리부; 상기 제1하우징의 원주면이 제공하는 공간 중 상기 흡입부가 위치된 지점과 180도 이격된 지점에 위치하고, 상기 제1하우징의 원주면에서 멀어지는 방향을 향해 돌출된 배터리 하우징; 상기 배터리 하우징에 구비되어 상기 모터에 전력을 공급하는 배터리; 상기 제1하우징의 원주면과 상기 배터리 하우징을 연결하도록 구비된 핸들;을 포함하고, 상기 회전축은 상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 수직선을 기준으로 상기 핸들이 위치된 방향을 향해 0도보다 크고 90보다 작은 각도로 경사진 청소기에 관한 것이다.

Description

청소기 {Cleaning Appliance}

본 발명은 청소기에 관한 것이다.

청소기는 먼지 등의 이물질을 흡입하여 실내를 청소하는 장치이다. 종래 청소기는 흡입부 및 배기부가 구비된 하우징, 흡입부로 유입되는 공기를 배기부로 이동시키는 팬, 팬에 의해 이동하는 공기에서 이물질을 분리시키는 분리부, 상기 팬에 전력을 공급하는 배터리, 및 하우징에 구비된 핸들을 포함하는 것이 일반적이다.

한편, 종래 청소기는 하우징의 전방면에 흡입부가 구비되고, 하우징의 후방면에는 핸들이 구비되며, 무거운 부품인 분리부 및 팬 등은 하우징 내부에 구비됨으로써 장치의 무게중심이 핸들에서 먼 위치에 형성되는 문제가 있었다.

청소기의 무게중심이 핸들에서 멀어진다는 것은 사용자의 손목에서 청소기의 무게중심이 멀리 떨어진 것을 의미하고, 손목에서 청소기의 무게중심이 멀어지면 멀어질수록 청소기의 방향전환이나 위치변경에 큰 힘이 요구되는 문제가 있었다.

또한, 종래 청소기에 구비된 팬은 핸들을 향해 공기를 배출하도록 구비되는 것이 일반적이었는데, 이는 핸들을 쥐고 있는 사용자의 손으로 공기를 배출하는 것이어서 사용자에게 불쾌감을 유발하는 문제가 있었다.

본 발명은 핸들링이 쉬운 청소기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 사용자의 손을 향해 공기가 배출되는 것을 방지 가능한 청소기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

본 발명은 내부가 빈 실린더 형상으로 구비되고, 흡입부 및 배기부를 구비한 하우징; 상기 하우징 내부에 위치하는 임펠러, 상기 임펠러가 고정된 회전축, 및 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하도록 구비되어, 상기 흡입부를 통해 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 상기 배기부로 이동시키는 팬; 상기 하우징 내부에 구비되어 상기 흡입부로 유입된 공기를 상기 임펠러로 안내하는 유로를 제공하며, 원심력을 이용하여 공기에서 이물질을 분리시키는 이물질 분리부; 상기 제1하우징의 원주면이 제공하는 공간 중 상기 흡입부가 위치된 지점과 180도 이격된 지점에 위치하고, 상기 제1하우징의 원주면에서 멀어지는 방향을 향해 돌출된 배터리 하우징; 상기 배터리 하우징에 구비되어 상기 모터에 전력을 공급하는 배터리; 상기 제1하우징의 원주면과 상기 배터리 하우징을 연결하도록 구비된 핸들;을 포함하고, 상기 회전축은 상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 수직선을 기준으로 상기 핸들이 위치된 방향을 향해 0도보다 크고 90보다 작은 각도로 경사진 청소기를 제공한다.

상기 회전축은 상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 직선을 기준으로 상기 핸들이 위치된 방향을 향해 30도 내지 60도 경사지게 구비될 수 있다.

상기 회전축은 상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 직선을 기준으로 상기 핸들이 위치된 방향을 향해 45도 경사지게 구비될 수 있다.

상기 하우징은 상기 이물질 분리부가 수용되는 공간을 제공하고, 원주면에 상기 흡입부가 구비되는 제1하우징; 상기 팬이 수용되는 공간을 제공하고, 상기 제1하우징의 상단에서 상기 핸들이 위치된 방향을 향해 경사진 제2하우징; 상기 제1하우징의 하부면을 개폐하도록 구비된 제1커버; 및 상기 제2하우징의 상부면을 개폐하도록 구비되고, 상기 배기부가 형성된 제2커버;를 포함할 수 있다.

상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 수직선을 기준으로 상기 제2하우징이 상기 핸들을 향해 기울어진 각도는 상기 회전축이 상기 핸들을 향해 기울어진 각도와 동일하게 설정될 수 있다.

상기 핸들은 상기 배터리 하우징에서 상기 제2하우징을 향해 연장되는 바 형상의 핸들바디; 및 상기 핸들바디를 상기 제2하우징의 원주면에 연결하는 바 형상의 연결바디;를 포함할 수 있다.

상기 제1하우징의 원주면에서 상기 핸들을 향하는 방향에 대한 상기 배터리의 길이는 상기 제1하우징의 높이방향에 대한 상기 배터리의 길이, 및 상기 제1하우징의 지름 방향에 대한 상기 배터리의 길이보다 길게 설정될 수 있다.

상기 팬의 무게중심은 상기 이물질 분리부의 무게중심과 상기 배터리의 무게중심 사이에 위치하고, 상기 배터리의 무게중심은 상기 팬의 무게중심과 상기 핸들의 무게중심 사이에 위치될 수 있다.

상기 팬의 무게중심은 상기 흡입부의 중심을 통과하는 기준선의 상부에 위치하고, 상기 이물질 분리부의 무게중심 및 상기 배터리의 무게중심은 상기 기준선의 하부에 위치하며, 상기 핸들의 무게중심은 상기 기준선 상에 위치하거나 상기 기준선의 하부에 위치할 수 있다.

상기 팬의 무게중심, 상기 이물질 분리부의 무게중심, 상기 배터리의 무게중심, 및 상기 배터리의 무게중심은 상기 기준선을 포함하는 단일 수직면에 위치할 수 있다.

상기 이물질 분리부는 상기 하우징 내부에 구비되어 상기 제1하우징과 상기 제2하우징을 분리하는 격벽; 상기 격벽을 관통하도록 구비된 격벽 관통홀; 내부가 빈 실린더 형상으로 구비되어 일단은 상기 격벽에 고정되고, 타단은 상기 제1커버에 접촉하며, 상기 제1하우징 내부공간을 상기 흡입부에 연통하는 제1챔버와 상기 격벽 관통홀에 연통하는 제2챔버로 구분하는 챔버 바디; 상기 제2챔버 내부공간을 상기 격벽 관통홀에 연통하는 제1공간과 상기 격벽 관통홀에 연통하지 않는 제2공간으로 구분하는 바디 격벽; 상기 챔버 바디를 관통하도록 구비되어 상기 제1공간을 상기 제1챔버와 연통시키는 연통홀; 상기 격벽 관통홀을 감싸는 파이프로 구비되며, 일단은 상기 격벽에 고정되고, 타단은 상기 바디 격벽을 관통하여 상기 제2공간에 연통하는 유로바디; 상기 격벽 관통홀에서 상기 바디 격벽을 향해 연장되는 파이프로 구비되며, 상기 유로바디 내부에 구비되는 배출관; 상기 유로바디를 관통하도록 구비되어, 상기 연통홀로 공급되는 공기를 상기 유로바디 내부로 안내하는 유입구; 및 상기 배출관과 상기 유로바디 사이에 나선형으로 구비되어, 상기 유입구로 유입된 공기를 상기 유로바디 내부에서 회전시키는 기류형성부;를 포함할 수 있다.

상기 팬은 상기 제2하우징에 구비되어 상기 임펠러가 수용되는 케이스; 상기 격벽 관통홀을 향하는 상기 케이스의 일면에 구비되어, 상기 케이스 내부로 공기를 유입시키는 케이스 흡입구; 상기 배기부를 향하는 상기 케이스의 일면에 구비되어, 상기 케이스 내부의 공기를 외부로 배출하는 케이스 배기구;를 포함할 수 있다.

본 발명은 상기 격벽 관통홀과 상기 케이스 흡입구 사이에 위치하여 공기를 여과하는 제1필터; 및 상기 케이스 배기구와 상기 배기부 사이에 위치하여 공기를 여과하는 제2필터;를 더 포함하고, 상기 제2필터는 상기 제1필터가 여과하는 이물질보다 작은 크기의 이물질을 여과하도록 구비될 수 있다.

본 발명은 사용자의 손목을 기준으로 청소기를 구성하는 구성품의 무게중심을 분산시킴으로써 사용자 편의성(핸들링)을 향상시킨 청소기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 공기가 사용자의 손을 향해 배출되는 것을 방지 가능한 청소기를 제공할 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명 청소기의 일례를 도시한 것이다.
도 3과 도 4는 본 발명에 구비된 이물질 분리부의 일례를 도시한 것이다.
도 5와 도 6은 청소기를 구성하는 구성품들의 무게중심을 도시한 것이다.

이하에서는, 본 발명의 구성요소 등을 구체적으로 특정하는 도면 및 실시예를 이용하여 본 발명을 설명한다. 그러나 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 또한, 아래의 실시예에서 특정의 구성요소는 설명의 편의 및 이해의 편의를 위하여 과장 또는 축소되게 도시되거나 설명될 수 있다. 따라서, 본 발명은 아래에 설명된 실시예에 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명 청소기(100)의 일례를 도시한 것으로, 본 발명 청소기는 내부가 비어있는 실린더 형상으로 구비되는 하우징(1), 상기 하우징(1)에 구비된 흡입부(15, intake unit) 및 배기부(17, exhaust unit), 상기 하우징(1) 내부에 구비되어 상기 흡입부(15)에서 상기 배기부(17)로 공기를 이동시키는 팬(5), 상기 흡입부(15)로 유입된 공기를 상기 팬(5)으로 안내하며 원심력을 이용하여 공기에서 이물질을 분리시키는 이물질 분리부(4), 사용자가 손으로 쥘 수 있도록 상기 하우징(1)에 구비된 핸들(8)을 포함한다.

상기 핸들(8)은 상기 하우징(1)의 원주면이 제공하는 공간 중 상기 흡입부(15)가 위치된 지점과 대칭되는 지점(180도 이격된 지점)에 위치하도록 구비될 수 있다.

상기 하우징(1)은 상기 이물질 분리부(4)가 수용되는 공간을 제공하는 제1하우징(11), 상기 제1하우징(11)에 연통하도록 구비되며 상기 팬(5)이 수용되는 공간을 제공하는 제2하우징(13)을 포함할 수 있다. 도 1은 상기 제2하우징(13)이 상기 제1하우징(11)의 상부에 위치하는 경우를 일례로 도시한 것이다.

상기 제1하우징(11)과 상기 제2하우징(13)은 내부가 비어있는 실린더 형상으로 구비되고, 상기 제2하우징(13)은 상기 제1하우징(11)의 상단에서 상기 흡입부(15)가 위치된 방향과 반대방향(핸들이 위치된 방향)을 향해 경사지게 구비될 수 있다.

상기 흡입부(15)는 상기 제1하우징(11)의 원주면에 구비되어 외기를 상기 제1하우징 내부로 유입시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 흡입부(15)는 상기 제1하우징(11)을 관통하도록 구비된 흡입구(153), 상기 흡입구(153)에서 제1하우징(11)의 중심에서 멀어지는 방향(핸들에서 멀어지는 방향, Y축 방향)을 향해 연장된 흡입관(151)을 포함할 수 있다.

도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명 청소기는 상기 흡입관(151)에 착탈 가능하게 구비된 연장관, 상기 연장관의 자유단에 구비되어 이물질을 상기 연장관으로 이동시키는 노즐을 더 포함할 수 있다.

상기 배기부(17)는 상기 제2하우징(13)의 상부면 또는 원주면을 관통하도록 구비되어 상기 제2하우징(13) 내부의 공기를 외부로 배출하는데, 도 2는 상기 배기부(17)가 상기 제2하우징(13)의 상부면에 구비된 경우를 일례로 도시한 것이다.

상기 배기부(17)는 상기 제2하우징(13)의 상부면을 관통하도록 구비된 상부 관통홀(171, 도 1 참고), 상기 상부 관통홀을 개폐하도록 구비된 커버(173, 제2), 상기 제2커버를 관통하도록 구비된 배기구(175)를 포함할 수 있다.

상기 제2하우징(13)은 상기 핸들(8)을 향해 경사지게 구비되고, 상기 배기구(175)는 상기 제2하우징(13)의 상부면에 위치하므로, 상기 배기구(175)를 통해 배출되는 공기는 핸들(8)을 향하지 않는다.

상기 배기부(17)가 제2하우징(13)의 원주면에 구비될 경우, 상기 배기부(17)는 상기 제2하우징(13)의 원주면을 관통하는 다수의 배기구로 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 배기구들은 상기 제2하우징(13)의 원주면이 제공하는 공간 중 상기 핸들(8)이 위치된 방향과 반대방향에 위치된 영역에 구비되어야 한다. 상기 배기구에서 배출된 공기가 핸들(8)로 향하는 것을 방지하기 위함이다.

상기 제1하우징(11)에는 상기 하우징(1)의 내부에 저장된 이물질을 외부로 배출하기 위한 배출부(18, discharge unit)가 더 구비되는데, 상기 배출부(18)는 상기 제1하우징(11)의 바닥면(배기구와 반대방향에 위치된 제1하우징의 일면)을 관통하도록 구비된 하부 관통홀(181), 상기 하부 관통홀을 개폐하는 커버(183, 제1커버)로 구비될 수 있다.

상기 제1커버(183)는 상기 제1하우징(11)에 회전 가능하게 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 제1하우징(11)의 원주면에는 상기 제1커버의 회전중심을 형성하는 축(12), 상기 축(12)과 마주보는 위치에 구비된 체결부(14)가 구비되고, 상기 제1커버(183)에는 상기 축(12)에 결합하는 커버 제1체결부(185), 상기 제1커버(183)의 자유단에 구비되어 상기 체결부(14)에 착탈 가능하게 결합하는 커버 제2체결부(187)가 구비될 수 있다.

나아가, 상기 제1커버(183)에는 상기 하부 관통홀(181)을 폐쇄할 때 상기 제1하우징(11)과 제1커버(183) 사이에서 압착되는 실링부(189)가 더 구비될 수 있다. 상기 실링부(189)는 고무와 같은 탄성체로 구비됨이 바람직하다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 팬(5)은 상기 제2하우징(13)에 구비되어 상기 하우징(1)의 공기를 상기 배기부(17)로 이동시키고, 상기 이물질 분리부(4)는 상기 제1하우징(11)에 구비되어 상기 흡입부(15)로 유입된 공기를 상기 팬(5)으로 안내하는 유로를 제공한다. 공기에 포함된 먼지 등의 이물질은 상기 이물질 분리부(4)가 제공하는 유로를 따라 상기 팬(5)으로 이동하는 동안 원심력에 의해 공기에서 분리되는데, 그 구체적 구조는 다음과 같다.

상기 이물질 분리부(4)는 상기 제1하우징(1) 내부에 제1챔버(41a)와 제2챔버(41b)를 형성시키는 챔버형성부(41), 상기 제2챔버(41b) 내부의 공기를 상기 팬(5)으로 공급하되 원심력을 유발하는 기류를 형성하는 싸이클론 형성부(42)를 포함한다.

상기 챔버형성부(41)는 상기 하우징(1) 내부에 구비되어 상기 제1하우징(11)과 제2하우징(13)을 구분하는 격벽(411), 일단은 상기 격벽(411)에 고정되고 타단은 상기 제1커버(183)에 접촉하는 실린더로 구비되어 상기 제1하우징 내부 공간을 두 개의 챔버(41a, 41b)로 구분하는 챔버 바디(413, 415), 상기 챔버 바디(415) 내부에 형성된 제2챔버(41b)를 제1공간(418)과 제2공간(419)로 구분하는 바디 격벽(417)을 포함할 수 있다.

상기 격벽(411)은 상기 제1하우징 내부공간과 상기 제2하우징 내부공간을 분리할 수 있는 한 어떠한 형상으로도 구비될 수 있다. 상기 격벽(411)에는 격벽을 관통하도록 구비된 격벽 관통홀(412)이 구비된다.

상기 챔버 바디는 상기 격벽(411)에 고정된 제1바디(413) 및 상기 제1바디에 고정된 제2바디(415)로 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 격벽 관통홀(412)은 제2챔버(41b)를 상기 제2하우징 내부공간과 연통시키도록 구비되어야 한다. 즉, 상기 제1바디(413)는 상기 격벽 관통홀(412)을 감싸는 형상으로 구비되어야 한다.

상기 제1바디(413)와 제2바디(415)는 내부가 비어있는 실린더 형상으로 구비될 수 있고, 상기 제2바디(415)는 일단은 상기 제1바디(413)의 자유단에 고정되고, 타단은 상기 제1커버의 실링부(189)에 접촉하도록 구비될 수 있다.

상기 제1바디(413)의 원주면에는 상기 제1챔버(41a)와 제1공간(418)를 연통시키는 다수의 연통홀(414)이 구비된다. 따라서, 상기 흡입부(15)를 통해 제1챔버(41a)로 유입된 공기는 상기 연통홀(414)을 통해 상기 제2챔버(41b)의 제1공간(418)으로 공급될 수 있다.

상기 제1커버의 실링부(189)에 접촉하는 상기 제2바디(415)의 일면에는 배출구(416)가 구비되는데, 상기 제2바디(415) 내부에 저장되는 이물질은 상기 제1커버 바디가 상기 하부 관통홀(181)을 개방한 때 상기 배출구(416, 도 4 참고)을 통해 하우징의 외부로 배출 가능하다.

상기 바디 격벽(417)은 상기 제1바디(413)와 제2바디(415) 중 어느 하나에 고정되어 상기 제2챔버(41b) 내부를 두 개의 공간(418, 419)으로 구분한다. 상기 제1공간(418)은 상기 격벽 관통홀(412)에 연통하는 공간이고, 상기 제2공간(419)는 상기 격벽 관통홀(412)에 연통하지 않는 공간이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 싸이클론 형성부(42)는 일단은 상기 격벽(411)에 고정되고, 타단은 상기 바디 격벽(417)을 관통하여 상기 제2공간(419)에 연통하는 유로바디(421), 상기 유로바디(421) 내부에 위치하며 상기 격벽 관통홀(412)에 연통하는 배출관(424), 상기 유로바디(421)의 원주면을 관통하도록 구비된 유입구(423), 상기 배출관(424)의 외측 원주면과 상기 유로바디의 내측 원주면 사이에 구비된 기류형성부(425)를 포함할 수 있다.

상기 유로바디(421)는 상기 격벽 관통홀(412)을 감싸는 파이프로 구비되고, 상기 배출관(424)은 상기 유로바디(421) 내부에 위치된다. 상기 유로바디(421)는 자유단(유로바디의 바닥면)에 구비된 이물질 배출구(422)을 통해 상기 제2공간(419)에 연통한다. 상기 유로바디(421)는 자유단을 향할수록 직경이 작아지도록 구비될 수 있다. 내부에 형성되는 기류의 세기를 강하게 유지하기 위함이다.

상기 기류형성부(425)는 나선형으로 구비되고, 상기 유입구(423)는 상기 기류형성부(425)보다 높은 곳에 위치한다. 따라서, 상기 팬(5)의 작동 시 상기 유입구(423)를 통해 유로바디(421)로 유입되는 공기는 상기 기류형성부(425)를 거쳐 상기 배출관(424)로 이동하는 과정에서 유로바디(421) 내부에서 회전하는 유동(싸이클론 유동)을 하게 될 것이다.

상기 유로바디(421) 내부에 싸이클론 유동이 발생하면, 공기에 포함된 이물질은 원심력에 의해 유로의 가장자리(유로바디의 원주면)으로 이동한 뒤 중력에 의해 제2공간(419)으로 배출될 것이다.

도면에 도시된 바와 달리, 상기 유입구(423)는 상기 유로바디(421)의 상부면을 관통하도록 구비된 홀로 구비될 수도 있다. 이 경우, 상기 유로바디(421)의 상단은 상기 격벽(411)에 고정되지 않고, 상기 격벽(411)과 이격된 상태로 구비되어야 한다. 상기 유로바디(421)는 기류형성부(425) 및 배출관(424)을 통해 격벽(411)에 고정된 상태이므로, 상기 유로바디(421)의 상단이 격벽(411)과 이격된 상태를 유지해도 유로바디(421)는 격벽(411)에 고정된 상태를 유지할 수 있다.

상술한 구조를 가진 싸이클론 형성부(42)는 다수 개가 구비될 수 있다. 도 3은 9개의 싸이클론 형성부(42)가 구비된 이물질 분리부(4)를 일례로 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 팬(5)은 상기 제2하우징(13)에 구비되는 케이스(51), 상기 케이스 내부에 회전 가능하게 구비된 임펠러(57), 상기 케이스에 고정되어 상기 임펠러(57)를 회전시키는 모터(54)를 포함할 수 있다.

상기 케이스(51)에는 케이스 흡입구(511) 및 케이스 배기구(513)가 구비되는데, 상기 케이스 흡입구(511)는 상기 격벽 관통홀(412)을 향하는 상기 케이스(51)의 일면에 구비되고, 상기 케이스 배기구(513)는 상기 배기구(175)를 향하는 상기 케이스(51)의 일면을 관통하도록 구비됨이 바람직하다. 상기 격벽 관통홀(412)과 상기 배기구(175) 사이의 유로저항을 최소화하기 위함이다.

상기 모터(54)는 케이스(51)에 구비된 지지부(515)에 고정되는데, 도 2는 상기 지지부(515)가 케이스 흡입구(511) 및 케이스 배기구(513) 사이에 위치되고, 회전축(545)은 상기 지지부(515)를 관통하여 임펠러(57)에 연결된 경우를 일례로 도시한 것이다. 즉, 상기 모터(54)는 상기 지지부(515)에 고정된 고정부(541), 상기 고정부 내부에 구비된 스테이터(543), 상기 회전축(545)의 자유단(고정부 내부에 위치하는 회전축의 일단)에 고정된 영구자석(546)을 포함할 수 있다.

상기 모터(54)는 실내에 구비된 전원을 통해 전력을 공급받도록 구비될 수도 있고, 상기 하우징(1)에 착탈 가능한 배터리(7)를 통해 전력을 공급받도록 구비될 수도 있다.

한편, 상기 이물질 분리부(4)를 통해서 제거되지 않은 이물질의 여과를 위해, 본 발명은 제1필터(91)와 제2필터(92) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 도 2는 본 발명 청소기(100)에 제1필터(91)와 제2필터(92)가 모두 구비된 경우를 일례로 도시한 것이다.

상기 제1필터(91)는 상기 격벽 관통홀(412)과 상기 케이스 흡입구(511) 사이에 위치하여 공기를 여과하고, 상기 제2필터(92)는 상기 케이스 배기구(513)와 상기 배기구(175) 사이에 위치하여 공기를 여과하도록 구비될 수 있다.

상기 제1필터(91)와 제2필터(92)는 동일한 크기의 이물질을 여과하도록 구비될 수도 있고, 서로 다른 크기의 이물질을 연과 하도록 구비될 수도 있다. 후자의 경우, 상기 제2필터(92)가 제1필터(91)가 여과하는 이물질의 크기보다 작은 이물질을 여과함이 바람직하다. 실내 공간으로 배출되는 미세먼지의 양을 최소화하기 위함이다.

이하에서는 도 4를 참고하여, 상술한 구조를 가진 청소기의 작동과정에 대해 설명한다.

상기 모터(54)에 전력이 공급되어 상기 임펠러(57)가 회전하면, 공기는 상기 흡입관(151) 및 흡입구(153)을 통해 제1챔버(41a)로 유입된다. 상기 흡입관(151)에는 상기 흡입구(153)에서 배출된 공기가 상기 제1챔버(41a)의 원주면 접선방향으로 유입되게 하는 가이드(155)가 구비된다. 따라서, 상기 제1챔버(41a)로 유입된 공기는 상기 제1챔버(41a)의 원주면을 따라 싸이클론 유동을 하게 될 것이다.

공기가 제1챔버(41a) 내부에서 싸이클론 유동하면, 이물질은 원심력에 의해 제1챔버(41a)의 원주면으로 이동한 뒤 중력에 의해 제1하우징의 바닥면에 구비된 제1커버(183)로 이동하고, 공기는 연통홀(414)을 통해 제2챔버(41b)로 유입될 것이다.

상기 제2챔버(41b)로 유입된 공기는 상기 유입구(423)를 통해 유로바디(421)로 이동하고, 상기 유로바디(421)로 유입된 공기는 상기 기류형성부(425)를 통과하는 과정에서 싸이클론 유동을 하게 될 것이다.

상기 유로바디(421) 내부에 싸이클론 유동이 발생하면, 공기에 포함된 이물질은 원심력에 의해 유로바디(421)의 원주면으로 이동한 뒤 중력에 의해 제2공간(419)으로 배출되고, 공기는 상기 배출관(424), 격벽 관통홀(412), 케이스 흡입구(511), 케이스 배기구(513), 및 배기구(175)를 거쳐 하우징(1)의 외부로 배출될 것이다.

사용자는 상기 제1커버(183)를 회전시켜 상기 하부 관통홀(181)을 개방함으로써 상기 제2공간(419)과 제1챔버(41a) 내부에 쌓인 이물질을 제거할 수 있다.

도 2와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 팬(5)의 무게중심(G2)을 통과하는 직선(V2)은 상기 이물질 분리부의 무게중심(G1)을 통과하는 직선(V1)을 기준으로 상기 핸들(8)이 위치된 방향을 향해 0도보다 크고 90보다 작은 각도(A)로 경사지게 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 회전축(545)은 상기 이물질 분리부의 무게중심(G1)을 통과하는 직선(V1)을 기준으로 상기 핸들(8)이 위치된 방향을 향해 0도보다 크고 90보다 작은 각도(A)로 경사지게 구비됨이 바람직하다.

상기 회전축(545)이 이물질 분리부(4)의 무게중심(G1)을 통과하는 직선(V1)에 대해 직교하는 방향으로 구비되면, 상기 핸들(8)이 위치된 방향을 향해 공기가 배출되어 사용자에게 불쾌감을 유발하는 문제 및 미세먼지를 사용자에게 분사하는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 상기 이물질 분리부(4)와 팬(5)이 상하로 배치되어 상기 회전축(545)이 이물질 분리부(4)의 무게중심을 통과하는 직선(V1) 상에 위치하면, 상기 이물질 분리부의 무게중심(G1) 및 상기 팬의 무게중심(G2)이 모두 핸들(8)의 전방에 위치하는 단점이 발생할 수 있다. 청소기의 무게중심이 핸들(8)에서 멀어진다는 것은 사용자의 손목에서 청소기의 무게중심이 멀리 위치하게 됨을 의미하고, 손목에서 청소기의 무게중심이 멀어지면 멀어질수록 청소기의 방향전환이나 위치변경에 큰 힘이 요구되는 단점이 있다.

상기 회전축(545)에 설정된 각도(A)는 이와 같은 두 가지 문제를 모두 해결할 수 있다. 즉, 회전축(545)의 각도가 90도 보다 작기 때문에 상기 핸들(8)이 위치된 방향으로 공기가 배출되지 않는다.

또한, 상기 팬의 무게중심(G2)이 상기 핸들(8)에 가깝기 때문에, 상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 직선(V1)에 대한 회전축의 각도(A)가 0도인 경우에 비해 청소기(100) 전체의 무게중심을 상기 핸들(8)이 위치된 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 비교적 작은 힘으로 본 발명 청소기(100)를 핸들링 가능하다.

한편, 상기 제1하우징(11)의 중심을 통과하는 수직선에 대해 상기 제2하우징(13)이 핸들을 향해 경사진 각도는 상기 회전축(545)이 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 직선(V1, 제1커버에 직교하는 직선)에 대해 경사진 각도(A)와 동일하게 설정됨이 바람직하다.

다만, 상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 직선(V1)에 대해 회전축(545)의 경사각(A)은 30도 이상 60도 이하가 되도록 설정됨이 바람직하다. 경사각(A)이 30도 미만이면, 경사각이 0도인 종래 청소기와 큰 차이를 기대하기 어렵고, 경사각(A)이 60도 이상이면 경사각이 90도인 종래 청소기와 큰 차이를 기대하기 어렵기 때문이다.

도 5는 상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 직선(V1)에 대해 회전축(545)의 경사각(A)이 45도인 경우를 일례로 도시한 것이다. 실험에 의하면, 이 경우 사용자가 느끼는 청소기의 핸들링에 대한 부담이 가장 낮은 것으로 평가되었다.

앞서 언급한 바와 같이, 상기 팬에 구비된 모터(54)는 상기 하우징(1)에 착탈 가능하게 구비된 배터리(7)를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 이 경우, 상기 제1하우징(11)의 원주면에는 상기 배터리(7)가 수용되는 공간을 제공하는 배터리 하우징(6)이 구비되어야 한다.

본 발명에 구비되는 배터리 하우징(6)은 상기 제1하우징(11)의 원주면이 제공하는 공간 중 상기 흡입부(15)가 위치된 지점과 반대방향에 위치된 지점(180도 이격된 지점)에 위치한다. 또한, 상기 배터리 하우징(6)은 상기 제1하우징(11)의 원주면에서 멀어지는 방향을 향해 돌출되도록 구비된다.

상기 배터리(7)는 상기 배터리 하우징(6)의 바닥면 또는 상기 배터리 하우징의 측면을 관통하도록 구비된 삽입구(61, 도 1 참고)를 통해 상기 배터리 하우징(6)에 착탈 가능하게 삽입될 수 있다.

이 경우, 상기 핸들(8)은 일단은 상기 제2하우징(13)의 원주면에 고정되고, 타단은 상기 배터리 하우징(6)의 상부면에 고정될 수 있다. 즉, 상기 핸들(8)은 상기 배터리 하우징(6)에서 상기 제2하우징(13)을 향해 연장되는 바(bar) 형상의 핸들바디(81), 및 상기 핸들바디(81)를 상기 제2하우징(13)의 원주면에 연결하는 바 형상의 연결바디(83)를 포함할 수 있다.

상기 핸들바디(81)는 상기 흡입부의 중심을 통과하는 기준선(L1)에 대해 70 내지 80도의 경사각을 가지도록 구비될 수 있다. 도 5는 상기 핸들바디(81)의 중심을 통과하는 직선(L2)이 기준선(L1)에 대해 75도의 경사각을 가지는 경우를 일례로 도시한 것이다.

상기 배터리 하우징(6)의 높이가 증가할수록 핸들바디(81)의 길이가 짧아져 사용자에게 불편을 야기할 수 있으므로, 상기 제1하우징(11)의 원주면에서 상기 핸들바디(81)가 위치된 방향을 향하는 배터리(7)의 길이(Y축 방향 배터리의 길이)는 상기 제1하우징(11)의 높이방향에 대한 상기 배터리(7)의 길이(Z축 방향 배터리의 길이), 및 상기 제1하우징(11)의 지름 방향에 대한 상기 배터리의 길이(X축 방향 배터리의 길이)보다 길게 설정됨이 바람직하다.

나아가, 상기 팬의 무게중심(G2)은 상기 이물질 분리부의 무게중심(G1)과 상기 배터리의 무게중심(G3) 사이에 위치하고, 상기 배터리의 무게중심(G3)은 상기 팬의 무게중심(G2)과 상기 핸들(8)의 무게중심(G4) 사이에 위치하도록 구비될 수 있다. 각 무게중심(G1, G2, G3)를 핸들의 무게중심(G4)에 가깝게 배치함으로써, 작은 힘으로 청소기를 핸들링할 수 있게 하기 위함이다.

한편, 상기 팬의 무게중심(G2)이 상기 이물질 분리부의 무게중심(G1)과 상기 배터리의 무게중심(G3) 사이에 위치하고, 상기 배터리의 무게중심(G3)은 팬의 무게중심(G2)과 핸들의 무게중심(G4) 사이에 위치하더라도, 팬, 이물질 분리부 및 배터리의 무게중심(G1, G2, G3)이 하나의 직선상에 위치하면, 청소기의 무게중심은 핸들(8)에서 멀어질 것이다.

따라서, 상기 팬의 무게중심(G2)은 상기 흡입부(15)의 중심을 통과하는 기준선(L1)의 상부에 위치하고, 상기 이물질 분리부의 무게중심(G1) 및 상기 배터리의 무게중심(G3)은 상기 흡입부의 중심을 통과하는 기준선(L1)의 하부에 위치됨이 바람직하다.

다만, 상기 핸들의 무게중심(G4)는 상기 흡입부의 중심을 통과하는 기준선(L1)에 위치될 수도 있고, 상기 흡입부의 중심을 통과하는 기준선(L1)의 하부에 위치될 수도 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 팬의 무게중심(G2), 상기 이물질 분리부의 무게중심(G1), 상기 배터리의 무게중심(G3), 및 상기 핸들의 무게중심(G4)은 단일 평면(청소기의 높이방향 단면)에 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 팬의 무게중심(G2), 상기 이물질 분리부의 무게중심(G1), 상기 배터리의 무게중심(G3), 및 상기 핸들의 무게중심(G4)은 상기 흡입부의 중심을 통과하는 직선이 포함된 단일 수직면에 모두 위치됨이 바람직하다. 각 구성의 무게중심(G1, G2, G3, G4)이 청소기의 높이방향(Z축 방향) 단면에 모두 위치하는 것이 청소기의 핸들링에 보다 유리하기 때문이다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100: 청소기 1: 하우징 11: 제1하우징
13: 제2하우징 15: 흡입부 153: 흡입구
17: 배기부 171: 상부 관통홀 173: 제2커버
175: 배기구 18: 배출부 181: 하부 관통홀
183: 제1커버 4: 이물질 분리부 41: 챔버형성부
411: 격벽 412: 격벽 관통홀 413: 제1바디
414: 연통홀 415: 제2바디 416: 배출구
417: 바디 격벽 42: 싸이클론 형성부 421: 유로바디
422: 이물질 배출구 423: 유입구 424: 배출관
425: 기류형성부 5: 팬 51: 케이스
54: 모터 57: 임펠러 6: 배터리 하우징
7: 배터리 8: 핸들 91: 제1필터
92: 제2필터

Claims

내부가 빈 실린더 형상으로 구비되고, 흡입부 및 배기부를 구비한 하우징;
상기 하우징 내부에 위치하는 임펠러, 상기 임펠러가 고정된 회전축, 및 상기 회전축을 회전시키는 모터를 포함하도록 구비되어, 상기 흡입부를 통해 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 상기 배기부로 이동시키는 팬;
상기 하우징 내부에 구비되어 상기 흡입부로 유입된 공기를 상기 임펠러로 안내하는 유로를 제공하며, 원심력을 이용하여 공기에서 이물질을 분리시키는 이물질 분리부;
상기 하우징의 원주면이 제공하는 공간 중 상기 흡입부가 위치된 지점과 180도 이격된 지점에 위치하고, 상기 하우징의 원주면에서 멀어지는 방향을 향해 돌출된 배터리 하우징;
상기 배터리 하우징에 구비되어 상기 모터에 전력을 공급하는 배터리;
상기 하우징의 원주면과 상기 배터리 하우징을 연결하도록 구비된 핸들;을 포함하고,
상기 회전축은 상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 직선을 기준으로 상기 핸들이 위치된 방향을 향해 30도 내지 60도 경사지게 구비되고,
상기 하우징은 상기 이물질 분리부가 수용되는 공간을 제공하고, 원주면에 상기 흡입부가 구비되는 제1하우징; 상기 팬이 수용되는 공간을 제공하고, 상기 제1하우징의 상단에서 상기 핸들이 위치된 방향을 향해 경사진 제2하우징; 상기 제1하우징의 하부면을 개폐하도록 구비된 제1커버; 및 상기 제2하우징의 상부면을 개폐하도록 구비되고, 상기 배기부가 형성된 제2커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 이물질 분리부의 무게중심을 통과하는 수직선을 기준으로 상기 제2하우징이 상기 핸들을 향해 기울어진 각도는 상기 회전축이 상기 핸들을 향해 기울어진 각도와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제2항에 있어서,
상기 핸들은 상기 배터리 하우징에서 상기 제2하우징을 향해 연장되는 바 형상의 핸들바디; 및 상기 핸들바디를 상기 제2하우징의 원주면에 연결하는 바 형상의 연결바디;를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제2항에 있어서,
상기 제1하우징의 원주면에서 상기 핸들을 향하는 방향에 대한 상기 배터리의 길이는 상기 제1하우징의 높이방향에 대한 상기 배터리의 길이, 및 상기 제1하우징의 지름 방향에 대한 상기 배터리의 길이보다 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제2항에 있어서,
상기 팬의 무게중심은 상기 이물질 분리부의 무게중심과 상기 배터리의 무게중심 사이에 위치하고,
상기 배터리의 무게중심은 상기 팬의 무게중심과 상기 핸들의 무게중심 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제5항에 있어서,
상기 팬의 무게중심은 상기 흡입부의 중심을 통과하는 기준선의 상부에 위치하고,
상기 이물질 분리부의 무게중심 및 상기 배터리의 무게중심은 상기 기준선의 하부에 위치하며,
상기 핸들의 무게중심은 상기 기준선 상에 위치하거나 상기 기준선의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제6항에 있어서,
상기 팬의 무게중심, 상기 이물질 분리부의 무게중심, 상기 배터리의 무게중심, 및 상기 핸들의 무게중심은 상기 기준선을 포함하는 단일 수직면에 위치되는 것을 특징으로 하는 청소기.