KR102385513B1

KR102385513B1 - 청소기

Info

Publication number: KR102385513B1
Application number: KR1020170028123A
Authority: KR
Inventors: 정재열; 김동욱; 박성진; 김신애
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2022-04-13
Also published as: EP3372136B1; US20180249878A1; CN110381792B; CN110381792A; US10765288B2; WO2018164448A1; EP3372136A1; KR20180101765A

Abstract

진공 청소기는 흡입구를 갖는 베이스와, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하도록 마련되는 집진 장치를 갖는 메인 프레임과, 전진 휠과 후진 휠을 갖고 메인 프레임의 베이스에 대한 슬라이딩에 따라 전진 휠과 후진 휠 중 어느 하나가 지면에 닿도록 베이스에 회전 가능하게 결합되는 휠 어셈블리를 포함하여, 센서 및 제어 회로 없이도 사용자의 의도를 파악하여 사용자의 의도에 맞게 능동 주행할 수 있다.

Description

청소기{VACUUM CLEANER}

본 발명은 사용자의 의도에 따라 능동 주행하는 진공 청소기에 관한 것이다.

진공 청소기는 피청소면의 공기를 흡입하도록 흡입력을 발생시키는 팬 모터와, 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하는 집진 장치를 구비하여 청소를 수행하는 가전 기기이다. 진공 청소기의 종류는 캐니스터 타입(canister type), 업라이트 타입(upright type), 핸드 타입(hand type), 로봇 타입(robot type) 등이 있다.

업라이트 타입 진공 청소기는 손잡이 및 집진 장치가 구빈된 메인 프레임과, 흡입구와 브러시와 단수 또는 복수의 휠이 구비된 베이스가 결합되어 있고, 사용자가 메인 프레임의 손잡이를 잡고 청소를 하는 구조를 갖고 있다.

이러한 업라이트 타입 진공 청소기는 강한 흡입력과 무거운 무게로 인하여 청소 시 조작이 어려운 면이 있으므로, 일부 업라이트 타입 진공 청소기에는 휠이 능동 주행하도록 휠을 구동시키는 구동부가 구비되기도 한다.

다만, 종래 기술에 따른 구동부는 사용자의 의도, 즉, 청소 방향을 민감하게 반영하지 못하여 청소기에 사용자가 끌려 다니는 현상이 발생할 수 있으며, 사용자의 의도를 정확하게 반영하기 위해서는 다양한 센서와 제어 회로 등을 추가로 구비해야 한다.

본 발명의 일 측면은 사용자의 정확한 의도를 반영하여 주행 속도 및 방향이 조정될 수 있어서 조작의 편의성이 향상된 청소기를 개시한다.

본 발명의 일 측면은 별도의 센서 및 제어 회로부를 포함하지 않으면서 간소한 기구적 구조만으로 상기 조작의 편의성이 향상된 청소기를 개시한다.

본 발명의 사상에 따르면 진공 청소기는 흡입구를 갖는 베이스;와, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하도록 마련되는 집진 장치를 갖는 메인 프레임; 및 전진 휠과 후진 휠을 갖고, 상기 메인 프레임의 상기 베이스에 대한 슬라이딩에 따라 상기 전진 휠과 상기 후진 휠 중 어느 하나가 지면에 닿도록 상기 베이스에 회전 가능하게 결합되는 휠 어셈블리; 를 포함한다.

상기 진공 청소기는 상기 메인 프레임과 함께 상기 베이스에 대해 슬라이딩하도록 상기 베이스와 상기 메인 프레임에 결합되는 브라켓을 더 포함할 수 있다.

상기 브라켓은 상기 휠 어셈블리를 회전시키도록 마련되는 랙 기어부를 포함할 수 있다.

상기 휠 어셈블리는 상기 전진 휠과 상기 후진 휠이 장착되는 휠 하우징을 포함하고, 상기 휠 하우징은 상기 랙 기어부에 치합되도록 마련되는 피니언 기어부를 포함할 수 있다.

상기 진공 청소기는 슬라이더 크랭크 기구를 형성하여 상기 브라켓의 슬라이딩 운동을 상기 휠 어셈블리의 회전 운동으로 전환하도록 상기 브라켓과 상기 휠 어셈블리를 연결하는 링크를 더 포함할 수 있다.상기 진공 청소기는 상기 전진 휠과 상기 후진 휠을 구동시키는 동력을 발생시키도록 마련되는 구동 모터와, 상기 구동 모터로부터 상기 전진 휠과 상기 후진 휠로 동력을 전달하는 동력 전달 기구를 더 포함할 수 있다.

상기 동력 전달 기구는 상기 베이스에 마련되는 베이스 기어 어셈블리와, 상기 휠 하우징에 마련되는 휠 기어 어셈블리와, 상기 베이스 기어 어셈블리와 상기 휠 기어 어셈블리를 연결하는 연결 샤프트를 포함할 수 있다.

상기 휠 기어 어셈블리는 상기 연결 샤프트를 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다.

상기 휠 기어 어셈블리는 상기 연결 샤프트를 중심으로 회전하는 연결 기어와, 상기 연결 기어와 상기 전진 휠 사이에 마련되는 적어도 하나의 전진 기어와, 상기 연결 기어와 상기 후진 휠 사이에 마련되는 적어도 하나의 후진 기어를 포함할 수 있다.

상기 진공 청소기는 상기 적어도 하나의 전진 기어와 상기 전진 휠 사이에 마련되는 원 웨이 클러치와, 상기 적어도 하나의 후진 기어와 상기 후진 휠 사이에 마련되는 원 웨이 클러치를 더 포함할 수 있다.

상기 전진 휠과 상기 후진 휠은 동시에 회전하도록 구성될 수 있다.

상기 전진 휠과 상기 후진 휠은 서로 반대 방향으로 회전하도록 구성될 수 있다.

상기 전진 휠과 상기 후진 휠은 동일한 속력으로 회전하도록 구성될 수 있다.

상기 휠 어셈블리는 상기 전진 휠과 상기 후진 휠 모두가 지면에 닿지 않을 때 지면에 닿도록 마련되는 아이들 휠을 포함할 수 있다.

다른 측면에서 본 발명의 사상에 따르면 진공 청소기는 흡입구를 갖는 베이스;와, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하도록 마련되는 집진 장치를 갖는 메인 프레임;과, 상기 메인 프레임과 함께 상기 베이스에 대해 슬라이딩하도록 상기 베이스와 상기 메인 프레임에 결합되는 브라켓; 및 휠 하우징과, 상기 휠 하우징에 장착되는 휠을 갖고, 상기 메인 프레임 및 상기 브라켓의 상기 베이스에 대한 슬라이딩에 따라 상기 휠이 지면에 닿거나 닿지 않도록 상기 베이스에 회전 가능하게 결합되는 휠 어셈블리; 를 포함할 수 있다.

상기 브라켓은 상기 휠 어셈블리를 회전시키도록 마련되는 랙 기어부를 포함하고, 상기 휠 하우징은 상기 랙 기어부에 치합되도록 마련되는 피니언 기어부를 포함할 수 있다.

상기 휠 어셈블리는 상기 베이스의 좌측에 마련되는 좌측 휠 어셈블리와, 상기 베이스의 우측에 마련되는 우측 휠 어셈블리를 포함할 수 있다.

상기 진공 청소기는 상기 좌측 휠 어셈블리의 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 휠을 구동시키는 동력을 발생시키도록 마련되는 구동 모터와, 상기 구동 모터로부터 상기 좌측 휠 어셈블리의 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 휠로 동력을 전달하는 동력 전달 기구를 더 포함할 수 있다.

상기 동력 전달 기구는 상기 구동 모터로부터 상기 좌측 휠 어셈블리의 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 휠에 걸리는 부하에 따라 상기 좌측 휠 어셈블리의 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 휠에 차등적으로 동력을 전달하도록 마련되는 차동 기어 장치를 포함할 수 있다.

또 다른 측면에서 본 발명의 사상에 따르면 진공 청소기는 흡입구를 갖는 베이스;와, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하도록 마련되는 집진 장치를 갖는 메인 프레임; 및 각각 전진 휠과 후진 휠을 갖고 상기 베이스의 좌측 및 우측에 회전 가능하게 결합되는 좌측 휠 어셈블리와 우측 휠 어셈블리; 를 포함하고, 상기 메인 프레임을 밀면 상기 좌측 휠 어셈블리의 전진 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 전진 휠이 지면에 닿도록 상기 좌측 휠 어셈블리와 상기 우측 휠 어셈블리가 각각 제1방향으로 회전하고, 상기 메인 프레임을 당기면 상기 좌측 휠 어셈블리의 후진 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 후진 휠이 지면에 닿도록 상기 좌측 휠 어셈블리와 상기 우측 휠 어셈블리가 각각 제1방향의 반대인 제2방향으로 회전한다.

본 발명의 사상에 따르면 사용자의 의도에 따라 진공 청소기의 바퀴가 전진, 후진, 또는 방향 전환되므로 조작의 편의성이 향상될 수 있다.

본 발명의 사상에 따르면 진공 청소기의 바퀴 구동부는 별도의 센서 또는 제어 회로 없이 구현되므로 비용이 절감될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소기를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 진공 청소기의 베이스부 및 휠 어셈블리를 도시한 도면.
도 3은 도 1의 진공 청소기의 베이스부의 내부 구조를 분해하여 도시한 도면.
도 4는 도 1의 진공 청소기의 베이스부의 내부 구조를 도시한 평면도.
도 5는 도 1의 진공 청소기의 동력 전달 기구를 도시한 도면.
도 6은 도 1의 진공 청소기의 차동 기어 장치를 도시한 도면.
도 7은 도 1의 진공 청소기의 휠 어셈블리의 휠 기어 어셈블리를 도시한 도면.
도 8 및 도 9는 도 1의 진공 청소기의 메인 프레임을 밀 때, 브라켓의 슬라이딩 운동과 이에 따른 휠 어셈블리의 회전 운동을 도시한 도면.
도 10 및 도 11은 도 1의 진공 청소기의 메인 프레임을 잡아 당길 때, 브라켓의 슬라이딩 운동과 이에 따른 휠 어셈블리의 회전 운동을 도시한 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 청소기의 슬라이더 크랭크 기구를 도시한 도면.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 또는 변형예들도 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소기를 도시한 도면이다. 도 2 는 도 1의 진공 청소기의 베이스부 및 휠 어셈블리를 도시한 도면이다. 도 3은 도 1의 진공 청소기의 베이스부의 내부 구조를 분해하여 도시한 도면이다. 도 4는 도 1의 진공 청소기의 베이스부의 내부 구조를 도시한 평면도이다. 도 5는 도 1의 진공 청소기의 동력 전달 기구를 도시한 도면이다. 도 6은 도 1의 진공 청소기의 차동 기어 장치를 도시한 도면이다. 도 7은 도 1의 진공 청소기의 휠 어셈블리의 휠 기어 어셈블리를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 진공 청소기(1)는 피청소면의 공기를 흡입하는 흡입구(23)를 갖는 베이스(20)와, 흡입력을 생성하는 흡입팬(미도시)과 흡입구를 통해 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하는 집진 장치(16)를 갖는 메인 프레임(10)과, 베이스(20)의 좌측 및 우측에 마련되는 휠 어셈블리(40)를 포함한다.

베이스(20)는 상부 베이스(21)와 하부 베이스(22)가 조립되어 형성될 수 있다. 베이스(20)에는 흡입구(23)를 통해 흡입되는 공기를 집진 장치(16) 측으로 안내하는 흡입 유로(24)가 형성될 수 있다.

흡입 유로(24)는 메인 프레임(10)의 안내 유로(13)에 연통되도록 마련될 수 있다. 따라서, 흡입구(23)에서 흡입된 공기는 흡입 유로(24)와 안내 유로(13)를 거쳐 집진 장치(16)로 안내되고, 집진 장치(16)에서 먼지가 수거되고 먼지가 제거된 공기는 별도의 배출구(미도시)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

피청소면의 먼지를 떨어 내도록 흡입구(23)에는 브러시(25)가 회전 가능하게 장착될 수 있다. 피청소면에 부착된 먼지는 브러시(25)에 의해 피청소면에서 이탈되어 흡입팬의 흡입력에 의해 흡입구(23)로 흡입될 수 있다. 브러시(25)는 브러시 구동 모터(26)로부터 동력을 전달받아 회전할 수 있다.

집진 장치(16)는 먼지 봉투에 공기를 통과시켜 먼지를 거르는 먼지 봉투 방식이거나, 원심 분리를 통해 먼지를 분리시키는 사이클론 방식일 수 있으며, 방식에 제한이 없다.

메인 프레임(10)은 메인 프레임 본체(11)와, 베이스(20)에 결합되도록 메인 프레임 본체(11) 하부에 마련되는 네크부(12)로 구성될 수 있다. 네크부(12)는 베이스(20)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 네크부(12)는 후술하는 브라켓(30)의 작용 돌기(31)가 삽입되는 작용홈(14)과, 후술하는 지지 기어(37)에 의해 지지되는 네크 치형부(15)를 가질 수 있다.

메인 프레임 본체(11)에는 사용자가 손으로 잡고 조작할 수 있는 손잡이(17)가 마련될 수 있다. 사용자는 손잡이(17)를 잡고 메인 프레임(10)를 밀거나 당기거나 왼쪽 또는 오른쪽으로 방향을 선회할 수 있다.

휠 어셈블리(40)는 베이스(20)의 좌측 및 우측에 각각 마련될 수 있다. 좌측 및 우측의 휠 어셈블리(40a, 40b)는 각각 전진 휠(43)과 후진 휠(44)을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 진공 청소기(10는 좌측 휠 어셈블리의 전진 휠과 후진 휠, 우측 휠 어셈블리의 전진 휠과 후진 휠의 총 4개의 휠을 가질 수 있다.

전진 휠(43)과 후진 휠(44)은 구동 모터(27)로부터 동력을 전달받아 회전함으로써 진공 청소기(1)가 능동적으로 주행할 수 있게 한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 진공 청소기(1)는 사용자의 의도를 파악하여 사용자의 의도대로 전진, 후진, 또는 방향 전환할 수 있다.

진공 청소기(1)는 베이스(20)에 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 브라켓(30)을 포함할 수 있다. 이를 위해 베이스(20)에는 브라켓(30)이 슬라이딩 가능하게 결합되는 브라켓 장착부(28)가 형성될 수 있다. 브라켓 장착부(28)의 전단 및 후단에는 브라켓(30)의 이동 범위를 제한하는 스토퍼부(29a, 29b, 도 8)가 마련될 수 있다.

또한 브라켓(30)은 메인 프레임(10)에 결합될 수 있다. 브라켓(30)은 메인 프레임(10)과 함께 병진 운동하되 메인 프레임(10)에 대해 상대 회전 가능하도록 메인 프레임(10)에 결합될 수 있다. 이를 위해 브라켓(30)은 메인 프레임(10) 네크부(12)의 작용홈(14)에 삽입되는 작용 돌기(31)를 가질 수 있다. 작용 돌기(31)는 작용홈(14)에서 회전 가능할 수 있다. 브라켓(30)의 작용 돌기(31)가 네크부(12)의 작용홈(14)에 삽입 결합됨으로써, 메인 프레임(10)과 브라켓(30)은 함께 병진 운동하고, 서로에 대해 상대 회전 가능한 관계가 될 수 있다.

메인 프레임(10)을 회전 가능하게 지지하도록 브라켓(30)에는 지지 기어(37, 38)가 마련될 수 있다. 지지 기어(38)는 메인 프레임 네크부(12)의 네크 치형부(15)에 치합되어 메인 프레임(10)의 회전 각도에 상관없이 메인 프레임(10)의 하중을 지지할 수 있다.

브라켓(30)은 휠 어셈블리(40)를 회전시키도록 마련되는 랙 기어부(32)를 포함할 수 있다. 메인 프레임(10)이 베이스(20)에 대해 슬라이딩 운동하면 이에 따라 브라켓(30)의 랙 기어부(32)가 슬라이딩 운동하고, 랙 기어부(32)의 운동이 휠 어셈블리(40)에 전달되어 휠 어셈블리(40)가 회전할 수 있다.

구체적으로, 랙 기어부(32)는 중간 기어(60)에 치합되고, 중간 기어(60)는 다시 휠 어셈블리(40)의 피니언 기어부(42)에 치합되도록 마련될 수 있다. 브라켓(30)에는 브라켓(30)이 베이스(20)에서 원활하게 슬라이딩 운동하도록 롤러(36)가 마련될 수 있다. 이러한 브라켓(30)은 베이스(20)의 좌측 및 우측에 각각 마련될 수 있다.

휠 어셈블리(40)는 휠 하우징(41)과, 휠 하우징(41)에 장착되는 전진 휠(43) 및 후진 휠(44)을 포함할 수 있다. 휠 하우징(41)은 베이스(20) 측으로 돌출되는 축부(41a)를 포함한다. 축부(41a)는 대략 원통 형상으로 형성되고 축부(41a)의 외주면에는 상기 피니언 기어부(42)가 형성될 수 있다. 따라서, 휠 하우징(41)은 축부(41a)를 중심으로 회전할 수 있다.

전진 휠(43)과 후진 휠(44)은 각각 회전축(43a, 44a, 도 7)을 중심으로 회전 가능하게 휠 하우징(41)에 장착될 수 있다. 전진 휠(43)의 회전축(43a)과 후진 휠(44)의 회전축(44a)은 서로 편심되게 마련되고, 휠 하우징(41)의 축부(41a)와도 편심되도록 마련된다. 따라서, 휠 하우징(41)이 축부(41a)를 중심으로 회전하면 전진 휠(43)과 후진 휠(44)도 축부(41a)를 중심으로 회전(공전)할 수 있다.

전진 휠(43)과 후진 휠(44)은 후술하는 구동 모터(27)가 작동하면 각각 자체의 회전축(43a, 44a)을 중심으로 회전(자전)할 수 있다. 전진 휠(43)과 후진 휠(44)은 서로 다른 방향으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 즉, 전진 휠(43)은 베이스(20)를 전진시키는 방향으로 회전할 수 있고, 후진 휠(44)은 베이스(20)를 후진시키는 방향으로 회전하도록 마련될 수 있다.

전술한 바와 같이, 피니언 기어부(42)에는 중간 기어(60)가 치합되어 있고, 중간 기어(60)에는 브라켓(30)의 랙 기어부(32)가 치합되어 있으므로, 랙 기어부(32)가 슬라이딩 운동하면 중간 기어(60)가 일 방향으로 회전하고 피니언 기어부(42)가 그 반대 방향으로 회전할 수 있다. 결과적으로, 메인 프레임(10)을 전방으로 밀거나 후방으로 당기면, 휠 하우징(41)이 축부(41a)를 중심으로 회전할 수 있다. 휠 하우징(41)이 축부(41a)를 중심으로 회전하면 휠 하우징(41)에 장착된 전진 휠(43)과 후진 휠(44)도 축부(41a)를 중심으로 회전하게 된다.

본 발명의 실시예에 따르면 휠 어셈블리(40)의 전진 휠(43)과 후진 휠(44)은 메인 프레임(10)의 베이스(20)에 대한 슬라이딩에 따라 전진 휠(43)과 후진 휠(44) 중 어느 하나가 지면에 닿을 수 있다. 구체적으로, 초기 상태에서는 전진 휠(43)과 후진 휠(43) 모두 지면에 닿지 않은 상태이다가, 메인 프레임(10)이 베이스(20)에 대해 전방으로 슬라이딩 하면 전진 휠(43)과 후진 휠(44) 중에 전진 휠(43)이 지면에 닿을 수 있고, 메인 프레임(10)이 베이스(20)에 대해 후방으로 슬라이딩 하면 전진 휠(43)과 후진 휠(44) 중에 후진 휠(44)이 지면에 닿을 수 있다.

휠 어셈블리(40)는 전진 휠(43)과 후진 휠(44)이 모두 지면에 닿지 않은 상태에서 지면에 닿도록 마련되는 아이들 휠(49)을 가질 수 있다.

본 실시예에서 브라켓(30)의 랙 기어부(32)와 휠 어셈블리(40)의 피니언 기어부(42)의 사이에는 중간 기어(60)가 마련되고 있으나, 중간 기어(60)가 없이 랙 기어부(32)와 피니언 기어부(42)가 직접 치합되도록 마련될 수도 있음은 물론이다.

진공 청소기(1)는 전진 휠(43)과 후진 휠(44)을 구동시키는 동력을 발생시키는 구동 모터(27)와, 구동 모터(27)에서 발생한 동력을 전진 휠(43)과 후진 휠(44)로 전달하는 동력 전달 기구를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 좌측 휠 어셈블리(40a)의 전진 휠 및 후진 휠과, 우측 휠 어셈블리(40b)의 전진 휠 및 후진 휠, 총 4개의 휠은 모두 하나의 구동 모터(27)로부터 동력을 전달받을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 휠에 동력을 제공하는 구동 모터(27)와 브러시(25)에 동력을 제공하는 구동 모터(26)가 별개로 마련되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 하나의 모터를 통해 휠과 브러시(25) 모두에 동력을 제공하도록 마련될 수도 있다.

동력 전달 기구로는 기어, 벨트, 풀리, 체인 등 다양한 동력 전달용 기계 요소가 사용될 수 있다. 본 실시예에서 동력 전달 기구는 베이스(20)에 마련되는 베이스 기어 어셈블리와, 휠 하우징(41)에 마련되는 휠 기어 어셈블리와, 베이스 기어 어셈블리와 휠 기어 어셈블리를 연결하는 연결 샤프트(CS, 도 5)를 포함할 수 있다.

베이스 기어 어셈블리는 구동 모터(27)와 차동 기어 장치(DG)의 사이에 마련되는 베이스 기어(BG1 내지 BG3)와, 차동 기어 장치(DG)와 연결 샤프트(CS)의 사이에 마련되는 베이스 기어(BG4 내지 BG9)를 포함할 수 있다.

차동 기어 장치(DG)는 구동 모터(27)에서 생성된 동력을 좌측 및 우측의 휠 어셈블리(40a, 40b) 측으로 분배하여 전달할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 차동 기어 장치(DG)는 구동 측에 연결되는 링 기어(70)와, 종동 측에 연결되는 복수의 태양 기어(DG2, DG3)와, 복수의 태양 기어(DG2, DG3)의 둘레에서 자전 및 공전하는 복수의 유성 기어(DG4, DG5)를 포함할 수 있다.

유성 기어(DG4, DG5)는 서로 치합되도록 마련되고, 유성 기어(D4)는 태양 기어(DG2)에 치합되고, 유성 기어(D5)는 태양 기어(DG3)에 치합되도록 마련될 수 있다. 따라서, 태양 기어(DG2), 태양 기어(DG3), 유성 기어(DG4), 유성 기어(DG5)는 모두 서로 연동될 수 있다.

차동 기어 장치(DG)는 보다 안정적인 동력 전달을 위한 추가의 복수의 유성 기어(DG6, DG7)를 포함할 수 있으며, 유성 기어(DG6, DG7)는 유성 기어(DG4, DG5)의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다.

링 기어(DG1)에는 원판(70)이 일체로 형성되고 원판(70)에는 링 기어(DG1)의 회전축에서 편심되도록 복수의 유성 기어(DG4, DG5)의 회전축(71, 72)이 돌출된다.

상기와 같은 구조로써, 구동 모터(27)가 작동되어 링 기어(DG1)가 회전하면 원판(70)이 함께 회전하고, 원판(70)에 형성된 회전축(71, 72)에 연결된 복수의 유성 기어(DG4, DG5)가 링 기어(DG1)의 회전축을 중심으로 공전한다. 이에 따라 복수의 태양 기어(DG2, DG3)가 회전하여 복수의 휠 어셈블리(40a, 40b) 측으로 회전력이 전달될 수 있다.

만약, 복수의 휠 어셈블리(40a, 40b) 측에 서로 다른 부하가 걸리는 경우에, 즉, 사용자가 진공 청소기(1)를 좌측 또는 우측으로 방향 전환하려고 하는 경우에, 복수의 태양 기어(DG2, DG3)에 서로 다른 부하가 걸리므로 복수의 유성 기어(DG4, DG5)가 서로 다른 방향으로 회전하게 된다.

따라서, 복수의 태양 기어(DG2, DG3)는 복수의 유성 기어(DG4, DG5)의 회전 수가 더해지거나 빼져서 서로 다른 회전 수로 회전하게 된다. 결과적으로, 차동 기어 장치(DG)는 좌측 휠 어셈블리(40a)와 우측 휠 어셈블리(40b)에 걸리는 부하에 따라 좌측 어셈블리(40a)의 휠과 우측 휠 어셈블리(40b)의 휠에 차등적으로 동력을 전달하게 된다.

예를 들어, 사용자가 진공 청소기를 좌측으로 방향 전환하려고 하면, 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠에 부하가 걸리게 되고 이에 따라 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 보다 우측 휠 어셈블리(40b)의 휠에 더 많은 동력이 전달되고 우측 휠 어셈블리(40b)의 휠이 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 보다 더 많이 회전하게 되어 진공 청소기가 좌측으로 선회할 수 있게 된다.

베이스 기어(BG1 내지 BG3)는 서로 치합되게 마련될 수 있다. 베이스 기어(BG4 내지 BG6)는 서로 치합되게 마련될 수 있다. 베이스 기어(BG6, BG7)는 샤프트(S1)에 연결되어 함께 회전하도록 마련될 수 있다. 베이스 기어(BG7, BG8)는 서로 치합되어 회전할 수 있다. 베이스 기어(BG8, BG9)는 샤프트(S2)에 연결되어 함께 회전하도록 마련될 수 있다. 전술한 중간 기어(60)는 샤프트(S2)를 중심으로 회전 가능하게 마련될 수 있다.

연결 샤프트(CS)는 전술한 휠 하우징(41)의 축부(41a)의 내부에 마련될 수 있다. 따라서, 휠 어셈블리(40)는 연결 샤프트(CS)를 중심으로 회전한다고 할 수 있다.

휠 기어 어셈블리는 연결 샤프트(CS)에 결합되어 연결 샤프트(CS)를 중심으로 회전하는 연결 기어(CG)와, 연결 기어(CG)와 전진 휠(43)의 사이에 서로 치합되게 마련되는 적어도 하나의 전진 기어(FG1, FG2)와, 연결 기어(CG)와 후진 휠(44)의 사이에 서로 치합되게 마련되는 적어도 하나의 후진 기어(RG1, RG2, RG3)를 포함할 수 있다.

전진 휠(43)과 후진 휠(44)이 서로 다른 방향으로 회전하도록 전진 기어(FG1, FG2)와 후진 기어(RG1, RG2, RG3)는 서로 개수가 다르게 마련될 수 있다. 본 실시예에서 전진 기어(FG1, FG2)는 2개로 마련되어 전진 휠(43)은 연결 기어(CG)의 회전 방향과 같은 방향(FR, 도 7)으로 회전할 수 있고, 후진 기어(RG1, RG2, RG3)는 3개로 마련되어 후진 휠(44)은 전진 휠(43)과 반대 방향(RR, 도 7)로 회전할 수 있다. 또한, 전진 기어(FG1, FG2) 및 후진 기어(RG1, RG2, RG3)의 기어 잇수비를 조절하여 전진 휠(43)과 후진 휠(44)의 속력이 동일하게 할 수 있다.

이러한 구조로써, 구동 모터(27)로부터 양측의 휠 어셈블리의 전진 휠(43) 및 후진 휠(44)에 동력이 전달될 수 있다. 또한, 구동 모터(27)로부터 휠 어셈블리의 전진 휠(43) 및 후진 휠(44)로의 동력 전달은 휠 하우징(41)의 회전 각도에 무관하게 이루어질 수 있다. 왜냐하면, 전술한 바와 같이 베이스 기어 어셈블리와 휠 기어 어셈블리를 연결하는 연결 샤프트(CS)가 휠 하우징(41) 회전축인 축부(41a)의 내부에 형성되기 때문이다.

전진 기어(FG2)와 전진 휠(43)의 사이에는 원 웨이 클러치(C, 도 7)가 마련될 수 있다. 원 웨이 클러치(1-way clutch)는 전진 기어(FG2)가 일 방향으로 회전할 때에는 회전력이 전진 휠(43)에 전달되도록 하고, 전진 기어(FG2)가 반대 방향으로 회전할 때에는 회전력이 전진 휠(43)에 전달되지 않도록 할 수 있다.

구체적으로, 도 7을 기준으로 전진 기어(FG2)가 FR 방향으로 회전할 때에는 회전력이 전진 휠(43)에 전달되어 전진 휠(43)이 FR 방향으로 회전하고, 전진 기어(FG2)가 반대 방향인 RR 방향으로 회전할 때에는 회전력이 전진 휠(43)에 전달되지 않을 수 있다.

이러한 원 웨이 클러치(C)에 의해 구동 모터(27)가 오프된 상태에서 전진 휠(43)은 전진 기어(43)로부터 부하를 받지 않고 FR 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 전진 휠(43)은 원 웨이 클러치(C)에 의해서 FR 방향으로는 전진 기어(FG)로부터 부하를 받지 않고 아이들하게 회전할 수 있으므로 구동 모터(27)가 오프된 상태에서 사용자가 메인 프레임(10)을 전방으로 밀면 휠 어셈블리(40)가 회전하여 전진 휠(43)이 지면에 닿게 되고 전진 휠(43)이 FR 방향으로 아이들 회전하여 진공 청소기(1)가 전진할 수 있다.

원 웨이 클러치(C)는 공지된 다양한 구조를 가질 수 있으며 후진 기어(RG3)와 후진 휠(44) 사이에도 마련될 수 있다.

도 8 및 도 9는 도 1의 진공 청소기의 메인 프레임을 밀 때, 브라켓의 슬라이딩 운동과 이에 따른 휠 어셈블리의 회전 운동을 도시한 도면이다. 도 10 및 도 11은 도 1의 진공 청소기의 메인 프레임을 잡아 당길 때, 브라켓의 슬라이딩 운동과 이에 따른 휠 어셈블리의 회전 운동을 도시한 도면이다.

도 8 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 진공 청소기의 작동 동작을 설명한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 사용자가 손잡이(17)를 잡고 메인 프레임(10)을 밀면 메인 프레임(10)이 베이스(20)에 대해 전방으로(F 방향) 슬라이딩 이동할 수 있다. 구체적으로, 메인 프레임(10)에 결합된 브라켓(30)이 베이스(20)에 대해 전방으로(F 방향) 슬라이딩할 수 있다.

브라켓(30)이 전방으로 슬라이딩 이동하면 브라켓(30)의 랙 기어부(32)가 전방으로 슬라이딩 이동하고 랙 기어부(32)에 치합된 중간 기어(60)가 회전한다.

중간 기어(60)에는 휠 하우징(41)의 피니언 기어부(42)가 치합되어 있으므로 중간 기어(60)의 회전에 따라 휠 어셈블리(41)가 WR1 방향으로 회전한다. 휠 하우징(41)이 회전함에 따라 전진 휠(43)과 후진 휠(44) 중에 전진 휠(43)이 지면에 닿는 위치가 된다.

전진 휠(43)은 구동 모터(27)에서 생성된 동력을 동력 전달 기구를 통해 전달받고 FR 방향으로 회전하므로 진공 청소기(1)가 전방으로 주행할 수 있다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 반대로 사용자가 손잡이(17)를 잡고 메인 프레임(10)을 뒤로 당기면 메인 프레임(10)이 베이스(20)에 대해 후방으로(R 방향) 슬라이딩 이동할 수 있다. 구체적으로, 메인 프레임(10)에 결합된 브라켓(30)이 베이스(20)에 대해 후방으로(R 방향) 슬라이딩할 수 있다.

브라켓(30)이 후방으로 슬라이딩 이동하면 브라켓(30)의 랙 기어부(32)가 후방으로 슬라이딩 이동하고 랙 기어부(32)에 치합된 중간 기어(60)가 회전한다.

중간 기어(60)에는 휠 하우징(41)의 피니언 기어부(42)가 치합되어 있으므로 중간 기어(60)의 회전에 따라 휠 어셈블리(41)가 WR2 방향으로 회전한다. 휠 하우징(41)이 회전함에 따라 전진 휠(43)과 후진 휠(44) 중에 후진 휠(44)이 지면에 닿는 위치가 된다.

후진 휠(43)은 구동 모터(27)에서 생성된 동력을 동력 전달 기구를 통해 전달받고 RR 방향으로 회전하므로 진공 청소기(1)가 후방으로 주행할 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 청소기의 슬라이더 크랭크 기구를 도시한 도면이다.도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 청소기를 설명한다. 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 설명은 생략할 수 있다.

전술한 실시예에서, 메인 프레임(10)의 슬라이딩 운동은 브라켓(30)의 랙 기어부(32)와 휠 하우징(41)의 피니언 기어부(42)의 치합에 의해서 휠 어셈블리(40)의 회전 운동으로 전환되도록 마련되고 있다. 그러나, 진공 청소기에는 이러한 랙 피니언 구조 이외에 슬라이딩 운동을 회전 운동으로 전환할 수 있는 다양한 기구 구조가 적용될 수 있다.

일례로, 진공 청소기에는 메인 프레임(10)의 슬라이딩 운동을 휠 어셈블리(40)의 회전 운동으로 전환시키기 위해 슬라이더 크랭크 기구가 마련될 수 있다.

슬라이더 크랭크 기구는 베이스(20)에 대해 슬라이딩 가능하도록 마련되는 브라켓(30)과, 브라켓(30)에 마련되는 제1조인트(241)와, 휠 어셈블리(40)의 휠 하우징(41)에 마련되는 제2조인트(242)와, 제1조인트(241)와 제2조인트(242)를 연결하는 링크(245)를 포함할 수 있다.

링크(245)의 일단은 제1조인트(241)에 아이들 회전 가능하게 결합되고, 링크(245)의 타단은 제2조인트(242)에 아이들 회전 가능하게 결합될 수 있다.

휠 하우징(41)은 회전축(243)을 중심으로 베이스(20)에 대해 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기와 같은 구조로, 도 12와 같이 메인 프레임(10)이 F 방향으로 전진하면 브라켓(10)이 전진하고, 링크(245)가 휠 하우징(41)을 잡아 당겨 휠 어셈블리(40)가 WR1 방향으로 회전할 수 있다. 도 13과 같이 메인 프레임(10)이 R 방향으로 후진하면 브라켓(20)이 후진하고, 링크(245)가 휠 하우징(41)을 밀어서 휠 어셈블리(40)가 WR2 방향으로 회전할 수 있다.

특정 실시예에 의하여 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니다. 특허청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

1 : 청소기 10 : 메인 프레임
12 : 네크부 13 : 안내 유로
14 : 작용홈 15 : 네크 치형부
16 : 집진 장치 17 : 손잡이
20 : 베이스 23 : 흡입구
24 : 흡입 유로 25 : 브러시
26 : 브러시 구동 모터 27 : 휠 구동 모터
30 : 브라켓 31 : 작용 돌기
32 : 랙 기어부 40, 40a, 40b : 휠 어셈블리
41 : 휠 하우징 41a : 축부
42 : 피니언 기어부 43 : 전진 휠
44 : 후진 휠 49 : 아이들 휠
60 : 중간 기어

Claims

흡입구를 갖는 베이스;
상기 흡입구를 통해 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하도록 마련되는 집진 장치를 갖는 메인 프레임;
전진 휠과 후진 휠을 갖고, 상기 메인 프레임의 상기 베이스에 대한 슬라이딩에 따라 상기 전진 휠과 상기 후진 휠 중 어느 하나가 지면에 닿도록 상기 베이스에 회전 가능하게 결합되는 휠 어셈블리; 및
상기 메인 프레임과 함께 상기 베이스에 대해 슬라이딩하도록 상기 베이스와 상기 메인 프레임에 결합되는 브라켓; 을 포함하고,
상기 브라켓은 상기 휠 어셈블리를 회전시키도록 마련되는 랙 기어부를 포함하는 진공 청소기.
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제1항에 있어서,
상기 휠 어셈블리는 상기 전진 휠과 상기 후진 휠이 장착되는 휠 하우징을 포함하고,
상기 휠 하우징은 상기 랙 기어부에 치합되도록 마련되는 피니언 기어부를 포함하는 진공 청소기.
제1항에 있어서,
슬라이더 크랭크 기구를 형성하여 상기 브라켓의 슬라이딩 운동을 상기 휠 어셈블리의 회전 운동으로 전환하도록 상기 브라켓과 상기 휠 어셈블리를 연결하는 링크를 포함하는 진공 청소기.
제4항에 있어서,
상기 전진 휠과 상기 후진 휠을 구동시키는 동력을 발생시키도록 마련되는 구동 모터와, 상기 구동 모터로부터 상기 전진 휠과 상기 후진 휠로 동력을 전달하는 동력 전달 기구를 더 포함하는 진공 청소기.
제6항에 있어서,
상기 동력 전달 기구는 상기 베이스에 마련되는 베이스 기어 어셈블리와, 상기 휠 하우징에 마련되는 휠 기어 어셈블리와, 상기 베이스 기어 어셈블리와 상기 휠 기어 어셈블리를 연결하는 연결 샤프트를 포함하는 진공 청소기.
제7항에 있어서,
상기 휠 기어 어셈블리는 상기 연결 샤프트를 중심으로 회전하도록 구성되는 진공 청소기.
제7항에 있어서,
상기 휠 기어 어셈블리는 상기 연결 샤프트를 중심으로 회전하는 연결 기어와, 상기 연결 기어와 상기 전진 휠 사이에 마련되는 적어도 하나의 전진 기어와, 상기 연결 기어와 상기 후진 휠 사이에 마련되는 적어도 하나의 후진 기어를 포함하는 진공 청소기.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 전진 기어와 상기 전진 휠 사이에 마련되는 원 웨이 클러치와, 상기 적어도 하나의 후진 기어와 상기 후진 휠 사이에 마련되는 원 웨이 클러치를 더 포함하는 진공 청소기.
제1항에 있어서,
상기 전진 휠과 상기 후진 휠은 동시에 회전하도록 구성되는 진공 청소기.
제1항에 있어서,
상기 전진 휠과 상기 후진 휠은 서로 반대 방향으로 회전하도록 구성되는 진공 청소기.
제1항에 있어서,
상기 전진 휠과 상기 후진 휠은 동일한 속력으로 회전하도록 구성되는 진공 청소기.
제1항에 있어서,
상기 휠 어셈블리는 상기 전진 휠과 상기 후진 휠 모두가 지면에 닿지 않을 때 지면에 닿도록 마련되는 아이들 휠을 포함하는 진공 청소기.
흡입구를 갖는 베이스;
상기 흡입구를 통해 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하도록 마련되는 집진 장치를 갖는 메인 프레임;
상기 메인 프레임과 함께 상기 베이스에 대해 슬라이딩하도록 상기 베이스와 상기 메인 프레임에 결합되는 브라켓; 및
휠 하우징과, 상기 휠 하우징에 장착되는 휠을 갖고, 상기 메인 프레임 및 상기 브라켓의 상기 베이스에 대한 슬라이딩에 따라 상기 휠이 지면에 닿거나 닿지 않도록 상기 베이스에 회전 가능하게 결합되는 휠 어셈블리; 를 포함하고,
상기 브라켓은 상기 휠 어셈블리를 회전시키도록 마련되는 랙 기어부를 포함하는 진공 청소기.
제15항에 있어서,
상기 휠 하우징은 상기 랙 기어부에 치합되도록 마련되는 피니언 기어부를 포함하는 진공 청소기.
제15항에 있어서,
상기 휠 어셈블리는 상기 베이스의 좌측에 마련되는 좌측 휠 어셈블리와, 상기 베이스의 우측에 마련되는 우측 휠 어셈블리를 포함하는 진공 청소기.
제17항에 있어서,
상기 좌측 휠 어셈블리의 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 휠을 구동시키는 동력을 발생시키도록 마련되는 구동 모터와, 상기 구동 모터로부터 상기 좌측 휠 어셈블리의 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 휠로 동력을 전달하는 동력 전달 기구를 더 포함하는 진공 청소기.
제18항에 있어서,
상기 동력 전달 기구는 상기 구동 모터로부터 상기 좌측 휠 어셈블리의 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 휠에 걸리는 부하에 따라 상기 좌측 휠 어셈블리의 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 휠에 차등적으로 동력을 전달하도록 마련되는 차동 기어 장치를 포함하는 진공 청소기.
흡입구를 갖는 베이스;
상기 흡입구를 통해 흡입된 공기로부터 먼지를 제거하도록 마련되는 집진 장치를 갖는 메인 프레임;
각각 전진 휠과 후진 휠을 갖고 상기 베이스의 좌측 및 우측에 회전 가능하게 결합되는 좌측 휠 어셈블리와 우측 휠 어셈블리; 및
상기 메인 프레임과 함께 상기 베이스에 대해 슬라이딩하도록 상기 베이스와 상기 메인 프레임에 결합되는 브라켓; 을 포함하고,
상기 브라켓은 상기 휠 어셈블리를 회전시키도록 마련되는 랙 기어부를 포함하고,
상기 메인 프레임을 밀면 상기 좌측 휠 어셈블리의 전진 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 전진 휠이 지면에 닿도록 상기 좌측 휠 어셈블리와 상기 우측 휠 어셈블리가 각각 제1방향으로 회전하고,
상기 메인 프레임을 당기면 상기 좌측 휠 어셈블리의 후진 휠과 상기 우측 휠 어셈블리의 후진 휠이 지면에 닿도록 상기 좌측 휠 어셈블리와 상기 우측 휠 어셈블리가 각각 제1방향의 반대인 제2방향으로 회전하는 진공 청소기.