KR20030059659A

KR20030059659A - 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법

Info

Publication number: KR20030059659A
Application number: KR1020020000257A
Authority: KR
Inventors: 김상영; 임준영; 최용원; 이동일; 이요한; 유명근; 정윤철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-01-03
Filing date: 2002-01-03
Publication date: 2003-07-10
Also published as: KR100445650B1

Abstract

본 발명에 따른 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법은 모터의 회전속도를 검지할 수 있는 SRM의 특성을 이용하여 흡입유로의 막힘 정도를 모터의 회전속도로 측정하여 파악함으로써, 모터의 작동을 제어하거나 사용자에게 인식시켜주어 모터의 과열 및 파손을 방지하므로 흡입유로 막힘을 감지하기 위한 센서 등의 구성부품이 불필요하여 흡입유로 막힘을 감지하는 방법 구현이 간단하면서도 비용이 저렴하다.

Description

청소기의 흡입유로 막힘 감지방법{checking method of pipe for vacuum cleaner}

본 발명은 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법에 관한 것으로서, 특히 청소기의 흡입유로가 청소물 등에 의해 막힌 경우 팬에 걸리는 부하가 작아짐으로써 모터의 회전수가 상승하는 것을 이용한 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법에 관한 것이다.

일반적으로 진공청소기는 도 1에 도시된 바와 같이 흡입구(102)와 배출구(104)가 형성된 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110)의 흡입구(102)를 통해 공기와 함께 청소물 등을 흡입시 이를 안내하고 청소 작업 방향을 자유롭게 할 수 있도록 신축성 있는 재료로 만들어진 흡입 호스(106)와, 상기 흡입 호스(106)의 단부와 연결되어 흡입된 청소물을 수거하는 집진 봉지(132)가 내장된 집진실(130)과, 상기 집진실(130)의 후방에 장착되어 청소물이 상기 집진 봉지(132)에 수거되도록 흡입력을 발생시키는 원심송풍기(120) 등으로 이루어진다.

상기 원심송풍기(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 모터(140)와 회전축(142)으로 연결되어 모터(140) 작동시 회전하여 전방에 있는 공기를 흡입하는 원심형 임펠러(122)와, 상기 원심형 임펠러(122)에서 외측단으로 송출된 공기의 압력을 상승시키는 디퓨저(124)와, 상기 모터(140)가 공냉되도록 상기 디퓨저(120)에서 토출된 공기를 상기 모터(140)로 안내하는 가이드 베인(126)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 청소기는 모터(140)가 구동되어 원심형 임펠러(122)가 회전되면, 공기가 임펠러(122) 측으로 흡입되어 디퓨저(124)로 송출되고, 상기 디퓨저(124)에서 압력이 상승된 다음 가이드 베인(126)을 통해 모터(140)로 유입된다.

이 때, 상기 원심형 임펠러(122)와 집진실(130) 간에 압력차가 생겨 집진실(130)에 진공실이 형성됨으로써 청소물을 집진실(130) 측으로 흡입할 수 있는 강한 흡입력이 생긴다.

한편, 청소시 상기 흡입 호스(106)에는 청소물 등에 의해 막힐 수가 있는데, 이러한 경우 원심형 임펠러(122)로 원활하게 공기가 흡입되지 못해 청소기의 흡입력이 저하될 뿐만 아니라, 모터(140)로 유입되는 외부 공기의 양이 적거나 청소기 내부의 더운 공기가 모터(140)로 유입되어 모터(140)의 온도가 상승함으로써 모터(140)가 파손될 우려가 있다.

따라서, 종래에는 이와 같이 흡입 호스(106)의 막힘으로 인한 청소기의 흡입력 저하 및 모터(140)의 과열을 방지하기 위해 상기 집진실(130)의 진공실에 압력센서(미도시)를 장착하였다.

상기 압력센서(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 흡입 호스(106)가 막힌 경우진공실의 압력이 급상승되는 바, 상기 진공실의 압력이 기준치를 초과하면 이를 감지하여 모터(140)의 작동을 제어하는 제어부(152)로 신호를 보낸다.

상기 제어부(152)에서는 압력센서(150)의 신호를 입력받아 모터(140)의 작동을 중지시킴으로써 모터(140)의 과열을 방지하며 사용자에게 청소기의 작동 불능 상태를 인지시켜 준다.

그러나, 종래 기술에 따른 흡입유로 막힘 감지방법은 진공실에 압력센서(150)를 장착하고 제어부(152)에 압력센서(150)의 신호를 입력받기 위한 포트가 추가되므로 청소기의 제어 구조가 복잡해지며, 상기 압력센서(150)를 장착하고 제어부(152)에 포트를 추가하는데 드는 비용이 큰 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡입구가 막힌 경우 모터를 제동시키는 방법이 간단하면서도 이를 구현하기 위한 비용이 저렴한 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 청소기의 개략도,

도 2는 도 1의 'A' 부분 확대도,

도 3은 종래 기술에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 청소기의 개략도,

도 5는 본 발명에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 블록도,

도 6은 본 발명에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 순서도,

도 7은 본 발명에 따른 SRM의 작동 상태도,

도 8는 본 발명에 따른 SRM의 운전 회전속도가 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2 : 흡입호스4 : 집진봉지

6 :집진실8 : 임펠러

10 : SRM12 : 고정자

14 : 회전자16 : 회전축

20 : 회전자 감지부30 : 제어부

35 : 타이머40 : 경고수단

W1, W2, W3 : 계자코일S1, S2, S3 : 스위치

T : 토크곡선L1, L2 : 임펠러 부하곡선

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 진공청소기의 흡입 유로 막힘 감지방법은 청소기의 모터에 전원이 인가되면 상기 모터의 회전 속도를 검지하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 검지된 모터의 회전 속도와 기 설정값을 비교하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서 상기 모터의 회전 속도가 기 설정값 이상이면 청소물을 청소기 내부로 흡입하는 흡입 유로가 막힘되었다고 판단하는 제3 단계를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 청소기의 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 블록도이고, 도 6은 본 발명에 따른 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 SRM의 작동 상태도이고, 도 8는 본 발명에 따른 SRM의 운전 회전속도가 도시된 도면이다.

본 발명에 따른 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법이 적용된 청소기는 도 4에 도시된 바와 같이 청소시 공기와 함께 청소물을 안내하는 흡입 호스(2)와, 상기 흡입 호스(2)의 단부와 연결되어 상기 청소물을 수거하는 집진봉지(4)가 내장된 집진실(6)과, 상기 집진실(6)의 후방에 장착되어 청소물이 집진봉지(4)에 수거되도록 흡입력을 발생시키는 임펠러(8)와, 상기 임펠러(8)를 회전시키는 SRM(Switched Reluctance Motor, 10) 등으로 이루어진다.

여기서, 상기 SRM(10)은 도 7에 도시된 바와 같이 내측면에 원주방향으로 등간격을 유지하며 배치된 6개의 권선부(12a)에 각각 계자 코일(W1, W2, W3)이 권선된 고정자(12)와, 상기 고정자(12)의 내측에 삽입되어 상기 고정자(12)의 계자 코일(W1, W2, W3)에 전류가 공급되면 자기 회로의 저항을 최소로 하는 방향으로 회전되는 회전자(14)와, 상기 회전자(14)에 일체로 축설되고 상기 임펠러(8)가 연결된 회전축(16)으로 구성된다.

상기 고정자(12)의 계자 코일(W1, W2, W3)은 2개가 한 조를 이루어 선택적으로 온(ON)/오프(OFF)되는 스위치(S1, S2, S3)가 연결된다.

이와 같은 SRM(10)은 상기 회전자(14)의 위치를 검출하는 회전자 검지부(미도시)를 통해 SRM(10)의 회전속도 및 토크를 검출하고 이를 가변시킬 수 있는 특징을 갖고 있는 바, 상기 흡입 호스(2)가 청소물 등에 의해 막히게 되는 경우 정상적인 경우에 비해 임펠러(8)로 흡입되는 공기의 양이 적어지게 되어 임펠러(8)에 걸리는 부하가 작아지게 되므로 SRM(10)의 회전속도는 증가하게 된다.

즉, SRM(10)의 작동시 회전속도(RPM)는 도 8에 도시된 바와 같이 토크 곡선(T)과 임펠러 부하곡선(L1, L2)이 만나는 점(A, B)이 되는 바, 상기 흡입 호스(2) 내의 유로가 정상적인 경우 SRM(10)의 회전속도는 토크 곡선(T)과 정상적인 상태에서의 임펠러 부하곡선(L1)이 만나는 점인 'A'가 되고, 상기 흡입 호스(2) 내의 유로가 청소물 등에 의해 점차적으로 좁아지면 임펠러 부하곡선(L1)이 점차적으로 오른쪽으로 이동되어 SRM(10)의 회전속도가 커지게 된다.

여기서, 상기 흡입 호스(2)가 청소물 등에 막힘되어 청소기의 흡입력 및 모터의 냉각효율이 현저하게 저하됨으로써 청소기의 파손이 우려되는 SRM(10)의 회전속도는 토크 곡선(T)이 임펠러 부하 곡선(L2)과 만나는 점인 'B'가 된다.

따라서, 이와 같은 SRM(10)의 특성을 이용한 청소기의 흡입유로 막힘 감지방법은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 먼저, 제 1 단계에서 청소를 위해 외부 전원이 청소기에 공급되면(S10), 제어부(30)에 의해 도 7에 도시된 상기 3개의 스위치(S1, S2, S3) 중 어느 하나의 스위치(S1)가 온(ON)되어 상기 스위치(S1)와 연결된 계자 코일(W1)에 전류가 흐르게 되고, 상기 회전자(14)는 자기 회로의 저항을 최소로 하는 방향(CCW)으로 회전되면서 회전축(16) 및 도 4의 임펠러(8)를 회전시킨다.

이 때, 회전자 검지부(20)가 SRM(10)의 회전속도(RPM)를 검지하여 제어부(30)에 신호를 보낸다(S20).

다음, 상기 제어부(30)에는 미리 도 4의 흡입 호스(2)가 막힌 경우의 위험 회전속도인 도 8의 기설정값(B)이 세팅되어 있는 바, 제2 단계에서는 상기 제어부(30)에서 상기 1단계에서 검지된 SRM(10)의 회전속도를 입력받아 상기 기설정값(B)과 비교하고(S30), 제3 단계에서는 상기 SRM(10)의 회전속도가 기설정값(B) 이상이면 흡입 호스(2)내 유로가 막힘되었다가 판단하며(S50), 제4 단계에서는 상기 제2 단계에서 SRM(10)의 회전속도가 기설정값(B) 미만이면 SRM(10)의 회전속도가 안전 운전범위 내에 있다고 판단한다(S70).

상기 제3 단계는 흡입 호스(2)가 막힘되었다고 판단된 경우, 제어부(30)로 이 판단 결과를 보내 도 7에 도시된 SRM(10)의 스위치(S1, S2, S3)로의 전원 공급을 차단하여 SRM(10)의 작동을 중지시킴으로써 과열을 방지하거나, 사용자가 이와 같은 상황을 인식하고 대처할 수 있도록 하는 경고수단(40)을 작동시키는 과정을 포함한다(60).

한편, 상기 제3 단계는 상기 흡입 호스(2)의 일시적인 유로 막힘으로 인해 SRM(10)의 구동이 구속되거나 경고수단(40)이 작동되어 사용자가 불편을 겪지 않도록, SRM(10)의 회전속도가 기설정값(B) 이상으로 일정시간(t) 지속되면(S40), 흡입호스(2)가 막힘되었다고 판단하는 것이 바람직하다(S50).

따라서, 상기 제어부(30)에서는 SRM(10)의 회전속도가 기 설정값(B) 이상이면 SRM(10)의 회전속도가 기설정값(B)과 동일한 순간부터 내장된 타이머(35)를 카운팅 작동시키고, 상기 타이머(35)의 작동 시간이 일정 시간(t) 이상이 되면 흡입 호스(2) 내 유로 막힘으로 인한 위험 상태에 직면했다고 판단하여 SRM(10)의 작동을 중지시키거나 경고수단(40)을 작동시킨다.

여기서, 상기 타이머(35)가 작동된 다음 상기 일정 시간(t)이 되기 전에 SRM(10)의 회전속도가 다시 기설정값(B) 미만이 되면 상기 타이머(35)의 작동이 중지되므로, 상기 타이머(35)의 작동이 일정 시간(t)이 되기 전에 멈추게 되면 흡입 호스(2) 내 유로 막힘을 일시적인 현상으로 간주하여 SRM(10)의 작동을 유지시킨다(S70).

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법은 모터의 회전속도를 검지할 수 있는 SRM의 특성을 이용하여 흡입유로의 막힘 정도를 모터의 회전속도로 측정하여 파악함으로써 모터의 작동을 제어하거나 사용자에게 인식시켜주어 모터의 과열 및 파손을 방지하므로 흡입유로 막힘을 감지하기 위한 센서 등의 구성부품이 불필요하여 흡입유로 막힘을 감지하는 방법 구현이 간단하면서도 비용이 저렴한 효과가 있다.

Claims

진공청소기의 모터에 전원이 인가되면 상기 모터의 회전 속도를 검지하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 검지된 모터의 회전 속도와 기 설정값을 비교하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서 상기 모터의 회전 속도가 기 설정값 이상이면 청소물을 청소기 내부로 흡입하는 흡입 유로가 막힘되었다고 판단하는 제3 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 단계에서 상기 모터의 회전 속도가 기 설정값 미만이면 상기 모터의 회전속도가 정상적인 운전 범위 내에 있다고 판단하는 제4 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제3 단계는 모터의 회전속도가 기 설정값 이상으로 일정시간 작동되면 상기 흡입 유로가 막힘되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제3 단계는 상기 흡입 유로가 막혔다고 판단된 경우 상기 모터로의 전원 공급을 차단토록 하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제3 단계는 상기 흡입 유로가 막혔다고 판단된 경우 사용자가 이를 인지할 수 있도록 하는 경고수단를 작동시키는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 흡입유로 막힘 감지방법.