KR20060077393A

KR20060077393A - 진공 청소기

Info

Publication number: KR20060077393A
Application number: KR1020040116237A
Authority: KR
Inventors: 남영석; 조성호; 유명근
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2006-07-05
Also published as: EP1676513A1; CN1795802A; CN100381093C; US20060143854A1; US7657967B2; KR100638205B1

Abstract

본 발명에 따른 진공 청소기의 브러시 진동 장치는, 청소기의 헤드부에 구비되어 왕복 회전 운동하면서 이물질을 분리하는 브러시와; 상기 헤드부에 상기 브러시를 회전 가능하게 지지하는 지지수단과; 상기 브러시가 일정 각도 범위에서 왕복 운동하도록 구동력을 제공하는 구동력 제공수단과; 상기 브러시와 지지수단 사이에 구비되어, 브러시가 왕복 운동하는 센터를 기준으로 좌우 양측에서 센터 방향으로 탄성력을 제공하는 토션 바를 포함하여 구성됨으로써, 브러시가 왕복 운동하면서 발생되는 소음 및 진동을 최소화하여 보다 정숙한 상태에서 청소가 이루어질 수 있도록 하는 효과를 제공하게 된다.

브러시, 진동, 왕복운동, 토션 바, 전동 모터, 링크 기구, 소음

Description

진공 청소기의 브러시 진동 장치{Brush vibration apparatus for vacuum cleaner}

도 1은 종래 진공 청소기의 내부 구성도,

도 2는 종래 진공 청소기에 구비되는 브러시 구동부가 도시된 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 진공 청소기의 브러시 진동 장치가 도시된 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 진공 청소기의 브러시 진동 장치가 도시된 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 진공 청소기의 브러시 진동 장치의 정면 쪽 내부 구성이 도시된 도면,

도 6은 본 발명에서 토션 바의 직경에 따른 소음 발생 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 브러시 51 : 브러시 통

52 : 브러시 모 55, 56 : 지지부재

57, 58 : 베어링 60 : 구동력 제공수단

61 : 전동모터 64 : 링크 기구

65 : 회전링크 66 : 연결 링크

67 : 링크 레버 68 : 체결부재

70 : 토션 바 72 : 핀

본 발명은 브러시를 이용한 진공 청소기에 관한 것으로서, 특히 브러시가 왕복 회전운동하면서 청소할 수 있도록 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 진공 청소기 중에서 업라이트(Upright)형 진공 청소기가 도시된 내부 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이 진공 청소기는 크게 내부에 흡입력을 발생시키는 송풍기(2)와 먼지 등과 같은 청소물을 수거하는 집진봉지(4) 등이 내장된 본체(10)와, 상기 본체(10)와 연결되어 공기와 함께 청소물을 흡입하는 흡입기구(20)로 구성된다.

이와 같은 진공 청소기는 상기 본체(10)의 내부에 흡입력이 발생되면 상기 흡입기구(20)를 통해 공기와 함께 먼지 등의 이물질을 흡입하여, 이물질은 상기 집진봉지(4)에 수거하고 공기는 정화시킨 후 다시 외부로 배출시킴으로써 청소 작업을 수행한다.

특히 상기 흡입기구(20)는 상기 본체(10)의 하부와 결합되어 외관을 형성하고 저면에 공기와 함께 이물질이 흡입될 수 있는 흡입구(22a)가 형성된 흡입헤드(22)와, 상기 흡입헤드(22)의 흡입구(22a)에 회전 가능하게 설치되어 도 2에 도시된 바와 같은 구동모터(30)의 구동력에 의해 바닥에 붙어 있는 이물질을 털어 부양시키는 브러시(26)와, 상기 브러시(26)의 둘레를 감싸도록 설치되어 상기 흡입헤드(22)의 흡입구(22a)를 통해 흡입된 이물질을 모으는 흡입노즐(28)과, 상기 흡입노즐(28)과 상기 집진봉지(4) 사이에 설치되어 상기 송풍기(2)의 흡입력을 상기 흡입헤드(22)의 흡입구(22a)에 전달함과 아울러 상기 흡입노즐(28)에 모인 이물질을 상기 집진봉지(4)로 안내하는 흡입호스(29)로 이루어진다.

상기와 같은 진공 청소기는 상기 송풍기(2)의 흡입력에 의해 상기 흡입헤드(22)의 흡입구(22a) 측 바닥에 묻어 있는 이물질을 흡입한 후, 상기 흡입호스(29)를 통해 상기 집진봉지(4)로 이송시킴과 아울러 바닥에 쌓여있는 이물질이 상기 흡입헤드(22)의 흡입구(22a)를 통해 더욱 용이하게 흡입되도록 상기 브러시(26)를 회전시켜 바닥에 쌓여 있거나 묻어 있는 이물질을 털어 바닥으로부터 부양시켜 청소하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 진공 청소기는, 브러시(26)가 모터(30)의 구동력에 의해 계속 회전하면서 바닥에 묻어 있는 이물질을 분리시키도록 구성되어 있기 머리카락 등의 이물질이 브러시(26) 둘레에 감겨서 이물질을 분리하는 작용을 제대로 수행하지 못하여 청소 효율이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래 기술에 따른 진공 청소기는, 브러시 모(26a)가 브러시(26)에 나선 구조로 배치되어 있기 때문에 청소기를 이동시키면서 청소하는 과정에서 브러시 모(26a)가 접촉하지 못하는 데드 존(dead zone)이 발생되고, 이에 따라 역시 청소 기능이 떨어질 수 있는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 브러시를 진동 운동시키도록 구성함으로써 이물질이 감기거나 미접촉 부분이 발생하는 현상을 방지하여 청소 성능을 높일 수 있는 진공 청소기의 브러시 진동 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 토션 바 등의 탄성 부재를 이용하여 브러시가 왕복 회전 운동할 때 댐핑력을 제공할 수 있도록 구성함으로써 브러시가 운동하면서 발생되는 소음 및 진동을 최소화하여 보다 정숙한 상태에서 청소가 이루어질 수 있도록 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 진공 청소기의 브러시 진동 장치는, 청소기의 헤드부에 구비되어 왕복 회전 운동하면서 이물질을 분리하는 브러시와; 상기 헤드부에 상기 브러시를 회전 가능하게 지지하는 지지수단과; 상기 브러시가 일정 각도 범위에서 왕복 운동하도록 구동력을 제공하는 구동력 제공수단과; 상기 브러시와 지지수단 사이에 구비되어, 브러시가 왕복 운동하는 센터를 기준으로 좌우 양측에서 센터 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성력제공수단을 포함한 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

여기서, 상기 지지수단은 상기 헤드부에 지지된 고정 부재와, 상기 고정 부재와 브러시 사이에 구비된 베어링을 포함하여 구성된다.

상기 구동력 제공수단은 회전력 발생기구와, 상기 회전력 발생기구와 상기 브러시 사이에 연결되어 상기 회전력 발생기구에서 발생된 회전 운동을 왕복 운동으로 전환하는 링크 기구를 포함하여 구성된다.

상기 링크 기구는 상기 회전력 발생기구로부터 회전력을 전달받는 회전 링크와, 상기 브러시에서 반경 방향으로 돌출되게 장착되는 링크 레버와, 상기 링크 레버와 회전 링크 사이에 각각 편심되게 연결되는 연결 링크를 포함하여 구성된다.

상기 탄성력 제공수단은 토션 바로 구성되고, 이 토션 바의 한쪽 끝단은 상기 헤드부 측에 고정되고, 다른 쪽 끝단은 상기 브러시 측에 고정되어 비틀림 탄성력을 제공하도록 구성된다.

상기 브러시의 다른 쪽 끝단부의 측면에 링크 레버가 설치되며, 상기 토션 바의 다른 쪽 끝단은 상기 링크 레버와 브러시와 함께 회전하도록 고정되어 설치된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 진공 청소기의 브러시 진동 장치는 청소기의 흡입 기구에서 흡입 헤드 쪽에 장착된다. 즉, 업라이트형 진공 청소기의 경우에는 바닥에 접촉되는 흡입 기구의 하단부에 구비되고, 실린더형 플로워 타입 진공 청소기의 경우에는 청소기 본체와 흡입관으로 연결된 헤드부 내에 구비된다.

이와 같이 본 발명에 따른 브러시 진동 장치를 도 3 내지 도 6을 참조하여 자세히 설명한다.

도 3은 브러시 진동 장치의 사시도, 도 4는 브러시 진동 장치의 측면도, 도 5는 브러시 진동 장치의 정면 쪽 내부 구성이 도시된 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 청소기의 헤드부에 왕복 회전 운동하면서 이물질을 분리하는 브러시(50)가 구비된다.

상기 브러시(50)는 원통 구조로 이루어져 가로 방향으로 길게 배치되는 브러시 통(51)과, 상기 브러시 통(51)에서 통의 길이 방향으로 직선 구조로 돌출되게 배치되어 청소 대상물에 접촉되는 브러시 모(52)로 구성된다. 여기서, 상기 브러시 모(52)는 복수의 열이 배열되는데, 본 실시예의 도면에서는 2열로 배치된 구조를 예시한다.

다음, 이와 같은 상기 브러시(50)의 양측에는 청소기의 헤드부에 브러시를 회전 가능하게 지지하는 지지수단이 구비된다.

상기 지지수단은 도 5를 참고하면, 상기 브러시(50)의 양측에 위치되어 상기 헤드부에 지지된 고정부재(55)(56)와, 상기 고정부재(55)와 브러시(60) 사이에 구비되어 상기 브러시(60)가 회전 가능하도록 지지하는 양측 베어링(57)(58)으로 구성된다.

여기서, 상기 양측 베어링(57)(58) 중 도면상 좌측에 위치되는 베어링(57)은 도 5에서와 같이 후술할 토션 바(70)에 설치되어 브러시(50)를 회전 가능하게 지지 하고, 도면상 우측에 위치되는 베어링(58)은 상기 우측 고정 부재(56)에 설치되어 토션 바(70)의 끝단부를 회전 가능하게 지지하게 된다. 여기서, 상기 브러시(50)의 우측 부분은 상기 토션 바(70)와 일체로 고정되어 함께 회전하도록 구성된다. 이에 대하여 다음에 자세히 후술한다.

다음, 상기 브러시(50)가 일정 각도 범위에서 왕복 운동하도록 구동력을 제공하는 구동력 제공수단(60)이 구비된다.

상기 구동력 제공수단(60)은 회전 동력을 발생시키도록 전동 모터(61) 등으로 구성되는 회전력 발생기구와, 상기 회전력 발생기구와 상기 브러시(50) 사이에 연결되어 상기 회전력 발생기구에서 발생된 회전 운동을 왕복 운동으로 전환하는 링크 기구(64)로 구성된다.

상기 회전력 발생기구는 본 실시예의 도면에서 전동 모터(61)를 예시하였다. 이와 같은 전동 모터(61)는 실린더형 플로워 타입의 진공 청소기와 업라이트형 진공 청소기 등에 모두 적용할 수 있다.

특히 업라이트형 진공 청소기의 경우에 도 1에서와 같이 헤드부가 위치하는 흡입 기구(20)와 본체(10)가 일체로 구성되므로, 흡입력을 발생시키도록 송풍기(2)를 구동하는 모터(미도시)로부터 회전 동력을 전달받을 수 있도록 구성하는 것이 가능하다. 즉, 상기 송풍기 모터 측과 벨트 등 동력 전달 수단을 통해 회전 동력을 전달받도록 구성하는 것이다.

이와 같은 전동 모터(61) 등을 통해 회전력을 전달받는 링크 기구(64)는 상기 전동 모터(61)의 회전력을 감속 회전시켜 전달하는 회전 링크(65)와, 상기 브러 시(50)에서 반경 방향으로 돌출되게 장착되는 링크 레버(67)와, 상기 링크 레버(67)와 상기 회전 링크(65) 사이에 연결되는 연결 링크(66)로 구성된다.

상기 회전 링크(64)는 크랭크샤프트 구조로 이루어져, 상기 전동 모터(61)의 축(62)에 벨트(63)로 연결되어 동력을 전달받고, 회전 중심에서 편심된 위치에 상기 연결 링크(66)가 연결된다. 본 실시예의 구성에서는 상기 회전 링크(65)가 상기 전동 모터(61)로부터 벨트(63)를 통해 회전력을 전달받는 구성을 예시하였으나, 설계 조건에 따라 상기 회전 링크(65)를 전동 모터(61)의 축(62)에 바로 설치하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 연결 링크(66)는 직선형 로드 구조로 이루어져, 그 양단부가 상기 회전 링크(65)와 링크 레버(67)에 자유 회전 가능하게 연결된다.

상기 링크 레버(67)는 상기 브러시(50)의 측면에 적어도 두 개의 체결 부재(68)로 고정되고, 상기 두 개의 체결 부재(58) 가운데 부분에 상기 토션 바(70)가 통과하면서 고정된다.

다음, 상기 브러시(50)가 왕복 운동하는 센터를 기준으로 좌우 양측에서 센터 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성력제공수단이 포함된다. 즉, 상기 브러시(50)가 상기 전동 모터(61)의 동력을 전달받아 일정 회전각도 범위 내에서 좌우 왕복 운동할 때, 브러시(50)의 속도가 제로가 되는 지점에서 브러시(50)의 운동 방향이 바퀴면서 충격에 의해 소음 및 진동 발생이 커지게 되므로, 상기 탄성력제공수단은 이를 완충시키면서 원활한 왕복 운동이 가능하도록 탄성력을 제공하여 보조하게 된다.

이와 같은 탄성력제공수단은 고정단인 상기 지지수단(55)(56)과 회전체인 브러시(50) 사이에 코일 스프링, 판 스프링, 고무 부재 등 다양하게 적용하여 구성할 수 있으나, 본 실시예에서는 상기한 토션 바(70)를 이용한 구성을 예시한다.

상기 토션 바(70)는 상기 브러시(50)의 내부를 관통하여 길게 설치되고, 도면상 좌측에 위치되는 한쪽 끝단부는 상기 브러시(50)의 끝단부를 통과하여 상기 좌측 지지부재(55)에 고정된다. 그리고 도면상 우측인 다른 쪽 끝단은 상기 브러시(50)와 링크 레버(67)에 고정된 상태에서 상기 베어링(58)에 회전 가능하게 지지된다.

즉, 상기 토션 바(70)는 좌측 끝단은 고정된 상태에서 우측 끝단부는 회전체인 상기 링크 레버(67) 및 브러시(50)에 고정되어 비틀림 탄성력을 제공하도록 구성된다.

여기서, 상기 토션 바(70)의 우측 끝단부는 상기 링크 레버(67)의 움직임에 따라 함께 움직이도록 도 4에서와 같이 상기 링크 레버(67)에 핀(72) 등으로 고정되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 링크 레버(67)와 토션 바(70)를 상호 고정하고, 이 토션 바(70)와 브러시(50)를 상호 고정하는 방식으로 상기 링크 레버(67)의 운동력이 바로 브러시(50)에 전달되지 않고 토션 바(70)를 비틀어서 상기 브러시(50)를 구동하는 방식도 구현 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 진공 청소기의 브러시 진동 장치의 작 용을 설명하면 다음과 같다.

상기 전동 모터(61)가 구동되면, 모터 축(62)에 벨트(63)로 연결된 회전 링크(65)가 회전운동을 하게 되고, 이 회전 링크(65)와 연결 링크(66)로 연결된 링크 레버(67)가 일정 각도 범위에서 왕복 운동하게 된다. 이때 상기 링크 레버(67)가 고정된 브러시(50)도 링크 레버(67)와 함께 일정 회전각도 범위 내에서 왕복 운동하게 된다.

따라서, 상기 브러시(50)는 상기 전동 모터(61)가 360도 회전할 때 계속 왕복 운동하면서 진동하기 때문에 상기 브러시(50)에 구비된 브러시 모(52)가 바닥에 접촉되어 병진 운동함으로써 청소 대상물 즉, 바닥에 묻어 있는 이물질을 분리하거나 떨어낼 수 있게 된다.

여기서, 상기 브러시(50)에는 토션 바(70)가 설치되어 있기 때문에 상기 브러시(50)가 회전 중심에서 좌우 양측으로 회전할 때 토션 바(70)가 비틀어지면서 탄성력을 보유하게 되고, 상기 브러시(50)의 운동 방향이 전환되면, 상기 전동 모터(61)의 구동력과 함께 토션 바(70)의 복원 탄성력에 의해 브러시(50)가 반대 방향으로 원활하게 회전 왕복 운동하게 된다.

이 때 상기 브러시(50)가 운동 방향을 반대 방향으로 전환될 때, 상기 토션 바(70)가 댐핑 역할을 하기 때문에 브러시(50)의 운동 방향 전환시에 발생되는 충격이 완화되어, 계속적인 왕복운동으로 발생되는 소음 및 진동 발생을 줄일 수 있게 된다.

참고로, 도 6은 모터 회전 속도 대비 토션 바의 직경에 따른 소음 발생 변 화 그래프로서, 토션 바(70)의 직경이 2.0mm 일 때 특정 주파수 영역에서 72.7dB 이었으나, 토션 바(70)의 직경이 2.5 mm 인 영역에서는 71.5dB로 낮아지는 경향을 나타내었다

또한, 상기 브러시(50)는 항상 상기 토션 스프링(70)의 탄성 보유력이 제로인 위치, 즉 좌우 왕복 운동의 센터 지점에서 초기 운동이 시작되기 때문에 브러시(50)가 언제나 처음 세팅된 위치에서 정확하게 구동이 시작될 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 진공 청소기의 브러시 진동 장치는, 브러시가 왕복 회전 운동하면서 바닥에 접촉되도록 구성되어 있기 때문에 브러시에 머리카락 등 이물질이 감기거나 미접촉 부분이 발생하는 현상을 방지하여 청소 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 토션 바 등의 탄성 부재를 이용하여 브러시가 왕복 회전 운동할 때 댐핑력을 제공할 수 있도록 구성되기 때문에 브러시가 왕복 운동하면서 발생되는 소음 및 진동을 최소화하여 보다 정숙한 상태에서 청소가 이루어질 수 있도록 하는 효과도 있다.

Claims

청소기의 헤드부에 구비되어 왕복 회전 운동하면서 이물질을 분리하는 브러시와;

상기 헤드부에 상기 브러시를 회전 가능하게 지지하는 지지수단과;

상기 브러시가 일정 각도 범위에서 왕복 운동하도록 구동력을 제공하는 구동력 제공수단과;

상기 브러시와 지지수단 사이에 구비되어, 브러시가 왕복 운동하는 센터를 기준으로 좌우 양측에서 센터 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성력제공수단을 포함한 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 브러시는 원통 구조로 이루어지는 브러시 통과, 상기 브러시 통에서 돌출되는 브러시 모로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 브러시 모는 상기 브러시 통의 길이 방향으로 직선 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 지지수단은 상기 헤드부에 지지된 고정 부재와, 상기 고정 부재와 브러시 사이에 구비된 베어링을 포함한 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동력 제공수단은 회전력 발생기구와, 상기 회전력 발생기구와 상기 브러시 사이에 연결되어 상기 회전력 발생기구에서 발생된 회전 운동을 왕복 운동으로 전환하는 링크 기구를 포함한 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 회전력 발생기구는 전동 모터인 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 진공 청소기 내에는 흡입력을 발생시키도록 송풍기를 구동시키는 송풍기 모터가 구비되고,

상기 회전력 발생기구는 상기 송풍기 모터로부터 회전 동력을 전달받도록 구성된 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링크 기구는 상기 회전력 발생기구로부터 회전력을 전달받는 회전 링크와, 상기 브러시에서 반경 방향으로 돌출되게 장착되는 링크 레버와, 상기 링크 레버와 회전 링크 사이에 각각 편심되게 연결되는 연결 링크를 포함한 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 탄성력 제공수단은 토션 바로 구성되고, 이 토션 바의 한쪽 끝단은 상기 헤드부 측에 고정되고, 다른 쪽 끝단은 상기 브러시 측에 고정되어 비틀림 탄성력을 제공하도록 구성되고,

상기 브러시의 다른 쪽 끝단부의 측면에 링크 레버가 설치되며,

상기 토션 바의 다른 쪽 끝단은 상기 링크 레버와 브러시와 함께 회전하도록 고정되어 설치된 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 탄성력 제공수단은 토션 바로 구성되고, 이 토션 바의 한쪽 끝단은 상기 헤드부 측에 고정되고, 다른 쪽 끝단은 상기 브러시 측에 고정되어 비틀림 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 토션 바는 상기 브러시의 내부를 관통하여 길게 설치되어, 한쪽 끝단은 상기 브러시의 한쪽 끝단을 통과하여 상기 지지수단의 고정단 측에 고정되고, 다른 쪽 끝단은 상기 브러시의 다른 쪽 끝단에 브러시와 함께 회전하도록 고정된 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 브러시 진동 장치.