KR20100039984A - 진공 청소기 - Google Patents

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KR20100039984A
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dust
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sensor
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dust collecting
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박창도
이창욱
윤형태
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 실시예는 진공 청소기를 제안한다.
본 실시예의 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터가 구비되는 청소기 본체; 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 결합되는 집진 장치; 상기 집진 장치의 장착을 감지하기 위한 발광부와 수광부가 구비되는 감지 유닛; 상기 집진 장치의 미장착 신호를 발생시키기 위한 신호 발생부; 및 상기 신호 발생부의 작동을 제어하는 제어부가 포함된다.
청소기

Description

진공 청소기{Vacuum cleaner}
본 실시예는 진공 청소기에 관한 것이다.
일반적으로 진공 청소기는 청소기 본체 내부에 장착되는 흡입 모터에 의하여 발생되는 흡입력을 이용하여, 먼지가 포함된 공기를 흡입한 다음, 청소기 본체 내부에서 먼지를 필터링하는 장치이다.
이러한 진공 청소기는, 먼지가 포함된 공기를 흡입하기 위한 흡입 노즐, 상기 흡입 노즐과 연통되는 청소기 본체와, 상기 청소기 본체에 구비되어 공기 흡입력을 발생시키는 흡입 모터와, 상기 청소기 본체로부터 공기가 유입되어 먼지를 분리시키는 먼지 분리 장치 및 상기 먼지 분리 장치에서 분리된 먼지가 저장되는 집진 장치가 포함된다.
그리고, 상기 집진 장치는, 분리된 먼지가 저장되는 먼지 저장부가 형성되는 집진 바디가 포함된다. 그리고, 상기 먼지 분리 장치에서 분리된 먼지는 상기 집진 바디에 내부에 저장된다. 그리고, 이와 같은 집진 바디에 먼지가 유입되어 저장되는 중에 상기 진공 청소기의 작동이 정지되면, 분리된 먼지는 상기 먼지 저장부에 밀도가 낮은 상태로 저장된다.
이와 같은 종래의 집진 장치에 의하면, 상기 먼지 저장부에 저장된 먼지가 그 무게에 비하여 너무 큰 부피를 차지하게 되므로, 집진 성능의 유지를 위하여 상기 집진 장치의 먼지를 자주 비워야 하는 불편함이 있었다.
따라서, 근래에는 청소기 사용의 편의성을 향상시키기 위하여, 상기 집진 바디에 저장되는 먼지의 용량을 최대화시키는 동시에 집진 성능을 향상시키기 위한 노력이 계속되고 있다.
본 실시예의 목적은, 집진 장치의 집진 용량이 증대되도록 하는 진공 청소기를 제안하는 것에 있다.
본 실시예의 다른 목적은 집진 장치에 일정량 이상의 먼지가 저장되는 경우, 먼지 비움 신호가 발생되도록 하는 진공 청소기를 제안하는 것에 있다.
본 실시예의 다른 목적은 집진 장치가 장착되지 않은 상태에서 흡입 모터 및 압축 모터가 동작되는 것이 방지되는 진공 청소기를 제안하는 것에 있다.
일 측면에 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터가 구비되는 청소기 본체; 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 결합되는 집진 장치; 상기 집진 장치의 장착을 감지하기 위한 발광부와 수광부가 구비되는 감지 유닛; 상기 집진 장치의 미장착 신호를 발생시키기 위한 신호 발생부; 및 상기 신호 발생부의 작동을 제어하는 제어부가 포함된다.
다른 측면에 따른 진공 청소기는, 청소기 본체; 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 결합되는 집진 장치; 움직임에 의해서 상기 집진 장치에 저장된 먼지를 가압하는 가압 부재; 상기 가압 부재의 움직임을 감지하며, 발광부와 수광부가 구비되는 감지부; 및 상기 감지부에서 감지된 정보에 의해서 상기 집진 장치에 저장된 먼지량을 판단하는 제어부가 포함된다.
제안되는 실시예에 의하면, 집진 장치가 장착되지 않은 상태에서 흡입 모터 작동 신호가 입력되는 경우 이를 외부로 알림으로써, 불필요한 흡입 모터 및 압축 모터의 동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 집진 장치 내부에 저장되는 먼지가 압축되어 그 부피가 최소화되므로, 상기 집진 장치 내부에 저장되는 먼지의 용량이 최대화되는 효과가 있다.
또한, 먼지의 압축 작용에 의해서 상기 집진 장치의 집진 용량이 최대화됨에 따라 사용자가 상기 집진 장치의 내부에 저장된 먼지를 자주 비워줘야 하는 번거로움이 제거되는 효과가 있다.
또한, 집진 장치 내부에 소정량 이상의 먼지가 집진되면, 상기 집진 장치의 먼지 비움 신호가 발생되어 사용자가 먼지를 비우는 시기를 쉽게 알 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 먼지 분리 장치가 구비되는 진공 청소기의 사시도이고, 도 2는 집진 장치가 분리된 상태의 진공 청소기의 사시도이며, 도 3은 먼지 분리 장치가 분리된 상태의 진공 청소기의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 진공 청소기(1)에는, 내부에 흡입 모터가 내장되는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 분리 가능하게 장착되며, 공기 중의 먼지를 분리시키는 먼지 분리 장치(100)와, 상기 본체(10)에 분리 가능하게 장착되며, 상기 먼지 분리 장치(100)에서 분리된 먼지가 저장되도록 하는 집진 장 치(200)가 포함된다.
상세히, 상기 본체(10)에는 상기 본체(10)의 이동이 용이하도록 하는 한 쌍의 바퀴(12)가 구비된다. 그리고, 상기 본체(10)에는 상기 집진 장치(200)가 장착되기 위한 제 1 장착부(13)가 형성된다. 그리고, 상기 제 1 장착부(13)의 상측에는 상기 집진 장치(200)가 고정되기 위한 고정 플레이트(14)가 구비된다.
상기 본체(10)의 상측 부에는 상기 먼지 분리 장치(100)가 장착되는 제 2 장착부(18)가 형성된다. 그리고, 상기 본체(10)에는 상기 먼지 분리 장치(100)가 상기 제 2 장착부(18)에 장착된 상태에서 상기 먼지 분리 장치(100)를 커버하는 커버 부재(20)가 구비된다. 상기 커버 부재(20)는 일단이 상기 본체(10)에 힌지에 의해서 회전 가능하게 결합되고, 타단이 상기 고정 플레이트(14)에 분리 가능하게 결합된다.
상기 커버 부재(20)에는 상기 커버 부재(20)가 상기 고정 플레이트(14)와 결합될 수 있도록 하는 결합 버튼(22)이 구비된다. 그리고, 상기 결합 버튼(22)의 단부가 상기 고정 플레이트(14)에 선택적으로 걸리게 된다.
상기와 같이 상기 커버 부재(20)가 상기 먼지 분리 장치(100)를 커버함에 따라 상기 먼지 분리 장치(100)가 외부에서 보이지 않게 되어 미감이 향상되는 장점이 있다.
그리고, 상기 먼지 분리 장치(100)가 상기 제 2 장착부(18)에 장착된 상태에서 상기 먼지 분리 장치(100)의 일부는 상기 고정 플레이트(14)에 안착된다. 그리고, 상기 고정 플레이트(14)에는 상기 먼지 분리 장치(100)에서 분리된 먼지가 상 기 집진 장치(200)로 이동되도록 하기 위한 개구부(16)가 형성된다. 상기 개구부(16)는 후술할 먼지 분리 장치(100)의 먼지 배출부(114)와 연통된다.
본 실시예에서는 상기 먼지 분리 장치(100)와 상기 집진 장치(200)가 별개의 물품으로 제공되어 상기 본체(10)에 각각 분리 가능하게 장착되므로, 상기 집진 장치(200)의 구조가 간단해질 수 있고, 무게가 가벼워질 수 있다.
따라서, 사용자가 상기 집진 장치(200) 만을 상기 본체(10)에서 분리하면 되므로, 사용자의 편의성이 증진되는 장점을 얻을 수 있다.
한편, 상기 고정 플레이트(14)에는 상기 먼지 분리 장치(100)로 먼지가 포함된 공기가 유입되도록 하기 위한 한 쌍의 흡입홀(15)이 형성된다.
상기 먼지 분리 장치(100)에는 싸이클론 유동에 의해서 공기 중의 먼지가 분리되도록 하는 싸이클론 유닛(110)과, 상기 싸이클론 유닛(110)에 결합되며, 상기 싸이클론 유닛(110)에서 배출된 공기를 필터링하는 필터 유닛(150)이 포함된다.
상기 싸이클론 유닛(110)은, 제 1 싸이클론 바디(112)와, 상기 제 1 싸이클론 바디(112)가 회전 가능하게 결합되는 제 2 싸이클론 바디(120)가 포함된다. 즉, 상기 제 1 싸이클론 바디(112)와 상기 제 2 싸이클론 바디(120)의 결합에 의해서 상기 싸이클론 유닛(110)은 완전한 형상을 이룬다.
그리고, 상기 제 2 싸이클론 바디(120)에는 복수의 흡입부(123)가 형성되고, 상기 제 1 싸이클론 바디(112)에는 공기에서 분리된 먼지가 배출되는 먼지 배출부(114)가 형성된다. 그리고, 상기 먼지 분리 장치(100)가 상기 제 2 장착부(18)에 장착되면, 상기 복수의 흡입부(123)는 상기 각 흡입홀(15)과 연통된다.
이하에서는 상기 집진 장치에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 집진 장치의 사시도이고, 도 5는 상기 집진 장치의 분해 사시도이며, 도 6은 도 5의 A-A를 따라 절개한 단면도이고, 도 7은 본 실시예에 따른 종동 기어의 저면도이며, 도 8은 본 실시예에 따른 제 1 장착부의 사시도이다.
도 4 내지 도 8을 참조하면, 상기 집진 장치(200)에는, 먼지가 저장되는 먼지 저장부(211)가 형성되는 집진 바디(210)와, 상기 집진 바디(210)의 상측에 결합되는 커버 부재(250)가 포함된다.
상세히, 상기 집진 바디(210)에는 사용자가 잡을 수 있는 손잡이(212)가 형성된다. 그리고, 상기 손잡이(212)에는 상기 고정 플레이트(14)에 선택적으로 결합되기 위한 결합 레버(214)가 구비된다.
상기 커버 부재(250)에는 상기 먼지 분리 장치(10)에서 분리된 먼지가 유입되는 먼지 유입부(252)가 형성된다. 그리고, 상기 먼지 유입부(252)는 상기 고정 플레이트(14)의 개구부(16)와 연통된다.
한편, 상기 집진 바디(210)의 내부에는 상기 먼지 저장부(211)에 저장된 먼지를 가압하기 위한 한 쌍의 가압 부재가 포함된다.
상기 한 쌍의 가압 부재에는, 상기 집진 바디(210)에 회전 가능하게 결합되는 제 1 가압 부재(220)와, 상기 집진 바디(210)와 일체로 형성되는 제 2 가압 부재(230)가 포함된다. 상기 제 2 가압 부재(230)는 상기 집진 바디(210)의 저면에서 상방으로 돌출되는 고정축(232)과 일체로 형성된다.
상기 제 1 가압 부재(220)에는, 상기 제 2 가압 부재(230)와의 상호 작용에 의해서 먼지를 가압하기 위한 가압판(221)과, 상기 가압판(221)과 일체로 형성되는 회전축(222)이 포함된다. 그리고, 상기 회전축(222)은 상기 고정축(232)에 결합된다. 상기 회전축(222)의 일부는 상기 고정축(232)의 상방에서 상기 고정축(232)에 삽입된다.
한편, 상기 제 1 가압 부재(220)는 구동 장치에 의해서 회전된다. 상세히, 상기 구동 장치는, 구동력을 발생시키는 구동원과, 상기 구동원의 구동력을 상기 제 1 가압 부재(220)로 전달하는 동력 전달부(410, 420)가 포함된다. 상기 구동원으로는 구동 모터(압축 모터라고도 할 수 있음)가 적용될 수 있다.
상기 동력 전달부(410, 420)는 상기 제 1 가압 부재(220)의 회전축(222)에 결합되는 종동 기어(410)와, 상기 종동 기어(410)로 상기 압축 모터(도 9의 570참조)의 구동력을 전달하는 구동 기어(420)가 포함된다. 그리고, 상기 구동 기어(420)는 상기 압축 모터의 회전축에 결합되어 상기 압축 모터에 의해서 회전된다.
따라서, 상기 압축 모터가 회전되면, 상기 압축 모터와 결합된 상기 구동 기어(420)가 회전되고, 상기 구동 기어(420)에 의해서 상기 압축 모터의 회전력이 상기 종동 기어(410)로 전달되어 상기 종동 기어(410)가 회전하게 되며, 최종적으로 상기 종동 기어(410)의 회전에 의해서 상기 제 1 가압 부재(220)가 회전된다.
상세히, 상기 종동 기어(410)의 원주 둘레에는 다수 개의 기어 이(411)가 형성된된다. 그리고, 상기 종동 기어(410)의 중앙부에는 기어 축(412)이 돌출 형성된 다.
상기 종동 기어(410)의 기어 축(412)은 상기 집진 바디(210)의 하측에서 상기 제 1 가압 부재(220)의 회전축(222)과 결합된다. 이와 같이 상기 종동 기어(410)의 축(412)이 상기 집진 바디(210)의 하측에서 상기 제 1 가압 부재(220)의 회전축(222)에 결합됨에 따라 상기 종동 기어(410)는 상기 집진 바디(210)의 외측으로 노출된다.
이 때, 상기 종동 기어(410)는 상기 제 1 가압 부재(220)에 결합된 상태에서 상기 집진 장치(200)와 함께 상기 청소기 본체에서 분리되므로, 상기 종동 기어(410)는 상기 집진 장치의 일부 구성으로 설명될 수 있다.
상기 종동 기어(410)의 저면에는 후술할 감지 유닛에 의해서 상기 제 1 가압 부재(220)의 회전(또는 종동 기어의 회전)이 감지되도록 하는 센서 인식부가 형성된다.
상기 센서 인식부에는, 상기 종동 기어(410)의 저면 중앙에서 반경 방향으로 연장되는 제 1 센서 인식부(413)와, 상기 종동 기어(410)의 저면에서 상기 제 1 센서 인식부(413)를 제외한 나머지 부분인 제 2 센서 인식부(414)가 포함된다.
상기 제 1 센서 인식부(413)의 명도는 상기 제 2 센서 인식부(414)의 명도 보다 크다. 일 례로 상기 제 1 센서 인식부(413)는 흰색을 가지고, 상기 제 2 센서 인식부(414)는 검정색(414)을 가진다.
상기 제 1 센서 인식부(413) 및 제 2 센서 인식부(414)는 상기 종동 기어(420)의 저면에 부착되거나 특정 색상이 코팅되는 것에 의해서 형성될 수있다. 또한, 상기 제 1 센서 인식부(413) 및 상기 제 2 센서 인식부(414) 중 어느 하나는 상기 종동 기어(410)의 저면 일부분이고, 다른 하나는 상기 종동 기어(410)에 부착 또는 코팅될 수 있다.
즉, 본 실시예의 사상은 종동 기어(410)의 저면이 서로 다른 명도를 가지는 두 가지 색상을 가지는 것을 포함한다.
한편, 상기 압축 모터는 상기 제 1 장착부(13)의 내측에 구비되고, 상기 구동 기어(420)는 상기 압축 모터의 축에 결합되어 상기 제 1 장착부(13)의 바닥면에 구비된다.
그리고, 상기 구동 기어(420)의 외주면 일부는 상기 제 1 장착부(13)의 바닥에서 외부로 노출된다. 그리고, 상기 제 1 장착부(13) 바닥에는 상기 구동 기어(420)의 외주면 일부를 상기 제 1 장착부(13)로 노출시키기 위한 개구부(13a)가 형성된다.
이렇게 상기 구동 기어(420)가 상기 제 1 장착부(13)로 노출됨에 따라, 상기 제 1 장착부(13)에 상기 집진 장치(200)가 장착되면, 상기 종동 기어(410)가 상기 구동 기어(420)와 맞물리게 된다.
여기서, 상기 압축 모터는 정회전과 역회전이 가능한 모터임이 바람직하다. 다시 말해서 상기 압축 모터는 양방향 회전이 가능한 모터가 사용될 수 있다.
이에 따라 상기 제 1 가압 부재(220)는 정회전(시계 방향 회전)과 역회전(반시계 방향 회전)을 할 수 있으며, 상기 제 1 가압 부재(220)가 정회전 및 역회전 함에 따라 상기 제 2 가압 부재(230)의 양측에 압축된 먼지가 쌓이게 된다.
이와 같이 상기 압축 모터의 정역회전이 가능하기 위하여, 상기 압축 모터는 싱크로노스 모터(synchronous motor)가 사용될 수 있다. 이러한, 상기 싱크로노스 모터는, 모터 자체에 의해서 정역회전이 가능하도록 구성되며, 상기 모터의 일 방향 회전시 상기 모터에 가해지는 힘이 설정값 이상이 되면, 상기 모터의 회전이 타 방향으로 변환된다.
이 때, 상기 모터에 가해지는 힘은 상기 제 1 가압 부재(220)가 상기 먼지를 가압함에 따라 발생되는 저항력(토크 : torque)으로써, 상기 저항력이 설정된 값에 도달되면, 상기 모터의 회전이 방향이 변화되도록 구성된다. 상기 싱크로노스 모터는 모터 기술분야에서 일반적으로 알려진 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 싱크로노스 모터에 의해서 상기 구동 모터의 정역회전이 가능하도록 한 것이 본 발명의 기술적 사상 중 하나이다.
그리고, 상기 제 1 가압 부재(220)가 회전하여 먼지를 압축시키면서 더이상 회전할 수 없는 정점에 도달한 경우에도, 상기 제 1 가압 부재(220)가 먼지를 일정시간 동안 계속적으로 가압하도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제 1 가압 부재(220)가 회전할 수 없는 정점이라 함은 상기 저항력이 설정값에 도달한 경우를 말한다.
그리고, 상기 저항력이 상기 설정된 값에 도달하게 되면, 상기 제 1 가압 부재(220)를 회전시키는 동력 즉, 상기 압축 모터로 인가되는 전원을 일정 시간 동안 차단하여, 상기 제 1 가압 부재(220)가 정지된 상태에서 상기 먼지를 압축한 상태를 유지하도록 한다. 그리고, 상기 압축 모터가 정지된 상태에서 일정 시간이 지나 면 다시 상기 압축 모터에 전원을 인가하여 상기 제 1 가압 부재(220)가 회전될 수 있도록 한다.
이 때, 상기 압축 모터로 인가되는 전원의 차단 시점은 상기 저항력이 설정값에 도달한 경우이므로, 상기 압축 모터가 다시 구동되면, 상기 압축 모터의 회전 방향은 전원 차단 전과 반대 방향이 될 것이다.
또한, 상기 압축 모터는 먼지의 압축이 용이하게 이루어질 수 있도록, 상기 제 1 가압 부재(220)를 동일한 각속도로 지속적으로 정/역회전시키는 것이 바람직하다.
상기 제 1 장착부(13)의 내측에는 상기 센서 인식부(213, 214)를 감지하는 감지 유닛(450, 560)이 구비된다.
상기 감지 유닛(450, 460)에는, 상기 집진 장치(200)의 장착을 감지하기 위한 제 1 감지부(450)와, 상기 종동 기어(410)의 위치(또는 움직임) 또는 상기 제 1 가압 부재(220)의 위치(또는 움직임)을 감지하는 제 2 감지부(460)가 포함된다. 상기 각 감지부(450, 460)로는 발광부와 수광부가 일체로 형성되는 포토 인터럽트 센서가 사용될 수 있다.
그리고, 상기 제 1 감지부(450)는 상기 종동 기어(410)의 중앙부, 즉, 상기 제 1 센서 인식부(413)의 A부분과 대응되는 위치에 구비되고, 상기 제 2 감지부(460)는 상기 제 1 감지부(450)에서 반경 방향으로 이격된 위치되어 구비되며, 상기 제 1 센서 인식부(413)의 B부분을 감지한다.
이 때, 상기 각 감지부(450, 460)에서 상기 제 1 센서 인식부(413)를 효과적 으로 감지하기 위하여, 상기 각 감지부(450, 460)는, 상기 집진 장치(200)가 상기 제 1 장착부(13)에 장착되어 상기 종동 기어(410)가 회전될 때, 상기 제 1 센서 인식부(413)가 그리는 궤적의 수직 하방에 위치됨이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 장착부(13)에는 가시광선은 차단하고 적외선은 투과되도록 하는 필터창(440)이 구비된다. 상기 필터창(440)은 상기 각 감지부(450, 460)의 상방에 위치된다. 상기 필터창(440)은 청소기 외부의 가시광선을 차단하여 상기 각 감지부(450, 460)의 감지가 안정적으로 이루어지도록 한다.
따라서, 상기 집진 장치(200)가 상기 제 1 장착부(13)에 장착된 상태에서 상기 제 1 감지부(450)에서는 항상 상기 제 1 센서 인식부(413)가 감지된다.
반면, 상기 종동 기어(410)가 회전되는 과정에서, 상기 제 1 센서 인식부(413)가 상기 제 2 감지부(460)의 상방에 위치되는 경우에만, 상기 제 2 감지부(460)에서 상기 제 1 센서 인식부(413)가 감지되고, 이에 따라 상기 종동 기어(410) 또는 상기 제 1 가압 부재(220)의 회전 위치를 확인할 수 있게 된다. 이에 대한 자세한 설명은 이하에서 설명하기로 한다.
도 9는 본 실시예에 따른 진공 청소기의 제어 장치를 보여주는 블럭도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 진공 청소기는, 제어부(510)와, 흡입 파워(예컨대, 강, 중, 약 모드)를 선택하는 동작신호 입력부(520)와, 상기 집진 장치(200)에 저장된 먼지의 비움 신호 및 집진 장치 미장착 신호가 발생되는 신호 발생부(530)와, 상기 동작신호 입력부(520)로부터 입력되는 동작 모드에 따라서 흡입 모터(550)를 작동시키기 위한 흡입모터 드라이버(540)와, 상기 압축 모터(570)를 작동시키기 위한 압축모터 드라이버(560)와, 상기 압축 모터(570)에 의해서 구동되는 구동 기어(420)와, 상기 구동 기어(420)와 맞물려 회전되는 종동 기어(410)와, 상기 집진 장치의 장착을 감지하는 제 1 감지부(450)와 상기 종동 기어(410)의 회전(또는 제 1 가압 부재의 회전)을 감지하는 제 2 감지부(460)가 포함된다.
상세히, 상기 집진 장치(200)가 상기 제 1 장착부(13)에 장착되지 않은 경우 상기 제 1 감지부(450)에서 상기 제 1 센서 인식부(413)가 감지되지 않는다.
이러한 상태에서, 상기 동작신호 입력부(520)로부터 동작 신호가 입력되면, 상기 제어부(510)는 상기 신호 발생부(530)에서 집진 장치 미장착 신호가 발생되도록 한다.
그리고, 상기 제어부(510)는 상기 제 2 감지부(460)에서 감지하는 상기 종동 기어(410)의 위치(또는 제 1 가압 부재의 위치)를 기준으로 상기 집진 장치(200)에 저장된 먼지량을 판단하고, 먼지가 기준량 이상이 저장되었다고 판단한 경우 상기 신호 발생부(530)에서 먼지 비움 신호가 발생되도록 한다.
따라서, 상기 제 1 감지부(450)는 상기 집진 장치(200)의 장착을 감지하므로, "장착 감지부"라 이름할 수 있고, 상기 제 2 감지부(460)는 상기 제 1 가압 부재(220)의 위치(또는 움직임)를 확인하므로, "위치 감지부 또는 움직임 감지부"라 할 수 있을 것이다.
이 때, 상기 신호 발생부(530)에서 발생되는 신호는, 청각적 신호 또는 시각적 신호이거나, 사용자에게로 직접 전달되는 진동일 수 있다. 그리고, 이러한 신호 발생부(530)로서, 스피커, LED, 진동 모터 등이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 신호 발생부(530)에서 발생되는 신호는, 먼지 비움 신호와 집진 장치 미장착 신호가 다르도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 신호 발생부(530)는 집진 장치 미장착 신호를 발생시키는 제 1 신호 발생부와, 먼지량 비움 신호를 발생시키는 제 2 신호 발생부로 구성될 수 있다.
도 10은 본 실시예에 따른 감지부의 구성을 보여주는 도면이고, 도 11은 감지부에서 감지되는 신호 형태의 변화를 설명하는 도면이며, 도 12는 제 1 가압 부재의 회전 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 (a)는 제 1 감지부에서 감지되는 신호 형태를 보여주고, 도 11의 (b)는 제 2 감지부에서 감지되는 신호 형태를 보여준다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 각 감지부(450, 460)는, 발광부(451)와 수광부(452)가 포함된다.
상세히, 명도가 높은 제 1 센서 인식부(413)가 상기 수광부(452)의 상방을 지날 때는, 상기 발광부(451)의 다이오드로부터 출사된 일정한 광량의 빛(적외선)이 상기 제 1 센서 인식부(413)에서 대부분이 반사되므로(실질적으로 전반사), 상기 수광부(452)는 큰 광량의 빛(적외선)을 수광한다.
반면, 명도가 낮은 상기 제 2 센서 인식부(413)가 상기 수광부(452)의 상방을 지날 때는, 상기 발광부(451)의 다이오드로부터 출사된 일정한 광량의 빛(적외선)이 상기 제 2 센서 인식부(414)에서 대부분 흡수되므로, 상기 수광부(452)는 작은 광량의 빛을 수광한다.
즉, 상기 발광부(451)로부터 출사되어 상기 센서 인식부(413, 414)에 의해서 반사되는 빛의 감도 변화를 상기 수광부(452)가 감지함으로써, 상기 제 1 가압 부재(220)의 회전을 감지할 수 있다.
그리고, 상기 각 감지부(450, 460)에서 감지된 신호가 증폭부(470)에 의해서 증폭되어 상기 제어부(510)로 전달된다. 상기 증폭부(470)로는 다수의 OP-Amp가 사용될 수 있다.
한편, 상기 제 1 가압 부재(220)는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 집진 바디(210) 내부에서 양방향 회전된다. 그리고, 상기 제 1 가압 부재(220)가 상기 제 2 가압 부재(230)와 일직선을 이룰 때, 상기 제 2 감지부(460)에서는 상기 제 1 센서 인식부(413)가 감지된다.
여기서, 상기 제 2 감지부(460)가 상기 제 1 센서 인식부(413)를 감지할 때의 상기 제 1 가압 부재(220)의 위치를 설명의 편의상 "기준 위치"라고 한다.
그리고, 상기 제 1 가압 부재(220)가 회전되어 기준 위치에서 벗어나면, 상기 제 2 감지부(460)에서는 상기 제 2 센서 인식부(414)가 감지된다.
도 11(a)을 참조하면, 상기 제 1 가압 부재(220)가 상기 집진 바디(210) 내에서 양방향 회전할 때, 상기 제 1 감지부(450)에서는 항상 제 1 센서 인식부(412)가 감지되어 상기 제 1 감지부(450)의 수광부에서는 High 전압(V1)이 연속적으로 발생된다.
반면, 상기 제 1 가압 부재(220)가 기준 위치에 있을 때에는, 상기 제 2 감지부(460)의 수광부에서는 상기 제 1 센서 인식부(413)가 감지되어 High 전압(V1) 이 발생된다. 그리고, 상기 제 1 가압 부재(220)가 기준 위치에서 벗어나 있을 때에는, 상기 제 2 감지부(460)에서 상기 제 2 센서 인식부(414)가 인식되어, 상기 제 2 감지부(460)의 수광부에서 Low 전압(V2)가 발생된다.
그리고, 상기 제 1 가압 부재(220)의 양방향 회전에 의해서 상기 제 2 감지부(460)의 수광부에서는 시간 간격을 두고 High 전압(V1)과 Low 전압(V2)이 교대로 발생하게 된다.
그리고, 상기 제어부(510)에서는 상기 제 1 가압 부재(220)가 기준 위치로부터 일 례로 시계 방향으로 회전한 후에 다시 기준 위치까지 복귀하기까지 소요되는 시간(TD1: 제 1 왕복 시간)과, 제 1 가압 부재(220)가 기준 위치로부터 일 례로 반시계 방향 회전한 후에 다시 기준 위치까지 복귀하기까지 소요되는 시간(TD2: 제 2 왕복 시간)이 감지된다.
그리고, 상기 제 1 가압 부재(220)에 의하여 압축되는 먼지의 양이 증가할수록 제 1 왕복시간(TD1)과 제 2 왕복시간(TD2)은 점점 단축된다. 본 실시예에서는 상기 제 1 왕복시간(TD1)과 제 2 왕복시간(TD2) 중 어느 하나가 소정의 기준 시간이 도달하는 경우 상기 집진 장치(200) 내에 먼지가 충분히 쌓였다고 판단하여 먼지 비움 신호가 발생되도록 한다.
이하에서는 본 실시예에 따른 진공 청소기의 작용 및 먼지의 압축 과정에 대해서 설명한다.
도 13은 본 실시예에 따른 진공 청소기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 진공 청소기의 작동이 정지된 상태에서, 상기 동작 신호 입력부(520)를 통하여 흡입 모터 작동 신호가 입력되는지 여부가 판단된다(S10).
그리고, 흡입 모터 작동 신호가 입력되었다고 판단되면, 상기 집진 장치(200)가 장착되었는지 여부가 판단된다(S11).
상기 집진 장치(200)가 상기 제 1 장착부(13)에 장착되지 않은 경우, 상기 제 1 감지부(450)의 수광부에서 상기 제 1 감지부(450)의 발광부에서 출사된 빛을 수신하지 못한다. 이러한 경우 상기 제어부(510)는 상기 신호 발생부(530)에서 상기 집진 장치(200)가 장착되지 않았다는 신호가 발생되도록 한다(S12). 그리고, 상기 흡입 모터는 작동이 정지된 상태를 유지한다.
이와 같이 집진 장치(200)가 장착되지 않은 상태에서 흡입 모터 작동 신호가 입력되는 경우, 이를 외부로 알림으로써 사용자가 집진 장치의 미장착을 용이하게 확인할 수 있게 된다. 또한, 집진 장치(200)가 장착되지 않은 상태에서 상기 흡입 모터의 작동이 정지된 상태가 유지되도록 함으로써, 불필요한 흡입 모터의 동작을 방지할 수 있게 된다.
반면, 상기 제 1 감지부(450)에서 상기 제 1 센서 인식부(413)가 감지되어 상기 집진 장치(200)가 장착되었다고 판단되는 경우, 상기 제어부(510)는 사용자가 선택한 흡입 파워에 따라 상기 흡입 모터(550)가 구동되도록 흡입모터 드라이버(540)를 작동시킨다(S13).
그리고, 상기 흡입 모터(550)가 작동하면 상기 흡입 모터(550)의 흡입력에 의하여 먼지가 상기 흡입 노즐을 통하여 흡입된다. 그리고, 상기 흡입 노즐을 통하여 흡입된 공기는 상기 청소기 본체(10) 내부로 유입된다. 상기 청소기 본체(10)로 유입된 공기는 상기 먼지 분리 장치(100)의 각 흡입부(123)로 분배된다.
상기 먼지 분리 장치(100)로 유입된 공기는 상기 싸이클론 유닛(110)의 내주면을 따라 나선 유동하는 과정에서 먼지와 분리된다. 그리고, 분리된 먼지는 상기 먼지 배출부(114)로 배출되고, 상기 먼지 배출부(114)의 공기는 상기 고정 플레이트(14)의 개구부(16)를 관통한 후에 상기 먼지 유입부(252)를 통하여 상기 집진 장치(200)로 이동된다.
반면, 분리된 공기는 상기 싸이클론 유닛(110)에서 배출되어 상기 필터 유닛(150)으로 이동된다. 상기 필터 유닛(150)으로 이동된 공기는 필터링된 후에 상기 청소기 본체(10)로 유입된다. 상기 청소기 본체(10)로 유입된 공기는 상기 흡입 모터(550)를 지난 후에 상기 청소기 본체(10)의 외부로 배출된다.
이와 같이 공기 중의 먼지가 분리되어 상기 먼지 저장부(211)에 먼지가 저장되는 과정에서, 상기 한 쌍의 가압 부재(220, 230)는 상호 작용에 의해서 상기 먼지 저장부(211)에 저장된 먼지를 압축시킨다.
즉, 상기 제어부(510)는 상기 흡입 모터(550)가 작동된 후에 상기 집진 장치(200)에 저장된 먼지를 압축시키기 위하여 상기 압축 모터(570)를 구동시킨다(S14).
여기서, 본 실시예에서는 상기 흡입 모터(550)의 작동 후에 압축 모터(570)가 작동되는 것으로 설명되나, 이와 달리 상기 흡입 모터(550)와 상기 압축 모터(570)가 동시에 작동될 수 있다.
단계(S14)에서, 상기 압축 모터(570)가 구동되면, 상기 압축 모터(570)의 회 전축과 결합된 상기 구동 기어(420)가 회전된다. 그리고, 상기 구동 기어(420)가 회전되면 이와 맞물린 상기 종동 기어(410)가 회전된다. 그리고, 상기 종동 기어(410)가 회전되면 상기 종동 기어(410)과 결합되어 있는 상기 제 1 가압 부재(220)가 상기 제 2 가압 부재(230)를 향하여 회전하면서 먼지를 압축하게 된다.
이 때, 상기 제어부(510)는 상기 제 1 가압 부재(220)가 기준 위치에 위치하는지 여부를 우선 확인한다(S15).
본 실시예는 상기 제 1 가압 부재(220)의 기준 위치를 기준으로 하여 상기 제 1 가압 부재(220)의 제 1 및 제 2 왕복시간을 측정하므로, 상기 제 1 가압 부재(220)의 최초 동작시, 상기 제 1 가압 부재(220)가 기준 위치에 있다는 것을 확인할 필요가 있다.
상기 제 1 가압 부재(220)가 처음으로 기준 위치에 위치한 시점은, 상기 압축 모터(570)의 최초 동작시 상기 제 2 감지부(460)에서 상기 제 1 센서 인식부(413)를 처음으로 감지하게 되는 시점이다.
따라서, 상기 제어부(510)는 상기 제 2 감지부(460)가 처음으로 상기 제 1 센서 인식부(413)를 감지하는 시점을 기준으로 상기 제 1 가압 부재(220)의 제 1 왕복시간(TD1) 또는 제 2 왕복시간(TD2)을 측정하게 된다(S16). 상기 제어부(510)에는 일 례로 상기 각 왕복 시간을 측정하기 위한 카운터부가 포함된다.
여기서, 상기 제 1 가압 부재(220)와 상기 제 2 가압 부재(230)에 의하여 집진 장치(200) 내부에서 압축되는 먼지의 양이 증가할수록 상기 종동 기어(410) 또는 상기 제 1 가압 부재(220)의 좌우 왕복 회전 시간이 짧아진다.
상기 제어부(510)는 상기 제 2 감지부(460)를 통하여 상기 제 1 가압 부재(220)의 제 1 왕복시간(TD1)과 제 2 왕복시간(TD2)을 판단하면서, 상기 제 1 왕복시간(TD1) 또는 제 2 왕복시간(TD2)이 소정의 기준 시간에 도달하였는지 여부를 판단한다(S17). 여기서, 소정의 기준 시간은 설계자에 의하여 제어부(510) 자체에 설정한 시간으로서, 이는 상기 집진 장치(200) 내에 먼지가 일정량 이상 쌓였다고 판단하는 근거가 된다. 상기 기준 시간은 설계자가 다수회 반복 실험하여 얻어지는 것으로써 진공 청소기의 용량에 따라 달라진다.
본 실시예의 경우, 제 1 왕복시간(TD1) 또는 제 2 왕복시간(TD2) 중 어느 하나가 기준 시간에 도달(기준 시간 이하가 되는 경우)하는 경우, 먼지의 양이 소정량(먼지 비움이 요구되는 양)에 도달하였다고 판단한다. 그러나 이와 달리 제 1 왕복시간(TD1)과 제 2 왕복시간(TD2)이 모두 소정의 기준 시간에 도달한 경우, 먼지의 양이 소정량(먼지 비움이 요구되는 양)에 도달하였다고 판단할 수 있다.
단계(S17)에서의 판단 결과, 제 1 왕복시간(TD1)과 제 2 왕복시간(TD2) 중의 어느 하나라도 기준 시간보다 긴 경우에는 단계(S16)으로 복귀하여 이전의 과정을 수행한다. 반면, 제 1 왕복시간(TD1) 또는 제 2 왕복시간(TD2)이 기준 시간에 도달한 경우, 상기 제어부(510)는 상기 신호 발생부(530)에서 상기 집진 장치(200) 내의 먼지 비움 신호가 발생되도록 한다(S18).
그리고, 상기 제어부(510)는 상기 흡입 모터(550)를 오프시켜 먼지가 더이상 흡입되지 않도록 한다(S19). 여기서, 상기 흡입 모터(550)를 강제적으로 정지시키는 이유는 상기 집진 장치(200) 내부에 쌓인 먼지의 양이 소정 양을 초과한 경우에 강제적으로 먼지 흡입 동작을 계속하게 되면 먼지 흡입 효율이 떨어질 뿐만 아니라 흡입 모터(550)에도 과부하가 걸릴 수 있기 때문이다.
그리고, 상기 제어부(510)는 상기 압축 모터(570)가 오프되도록 한다(S20).
이와 같이 본 실시예의 경우, 상기 집진 장치에 저장된 먼지가 제 1 가압 부재와 제 2 가압 부재의 상호 작용에 의해서 압축되므로, 상기 집진 장치에 저장되는 먼지 량이 최대화될 수 있게 된다.
또한, 상기 집진 장치(200)의 미장착 신호가 발생됨에 따라 불필요한 흡입 모터(550) 및 압축 모터(570)의 작동이 방지된다.
또한, 상기 집진 장치(200)에 저장된 먼지량이 일정량에 도달한 경우 먼지 비움 신호가 발생됨에 따라 사용자가 먼지 비움 시기를 용이하게 확인할 수 있게 되어 사용자의 편의성이 증대된다.
상술한 설명에 더하여 본 실시예는 하기되는 사상을 더 포함할 수 있다.
먼저, 제 1 감지부 및 제 2 감지부가 포토 센서가 사용되는 것이 설명되나, 이와 달리 상기 제 1 감지부로는 적외선 또는 초음파 센서가 사용될 수 있고, 상기 제 2 감지부로 포토 센서가 사용될 수도 있을 것이다.
그리고, 상기 제 1 감지부는 상기 집진 장치가 상기 제 1 장착부에 장착된 상태에서 항상 제 1 센서 인식부를 감지하도록 구성되나, 이와 달리 상기 제 1 감지부는 항상 제 2 센서 인식부를 감지하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우 상기 제 1 센서 인식부는 상기 종동 기어의 저면 중앙부에서 이격된 위치에만 구비될 것이다.
위에서는 상기 제 1 센서 인식부의 명도가 제 2 센서 인식부의 명도 보다 높은 것이 설명되나, 이와 반대로 제 2 센서 인식부의 명도가 상기 제 1 센서 인식부의 명도 보다 높은 것도 가능한다.
또한, 상기 흡입 모터가 정지 상태이고, 집진 장치가 청소기 본체에 장착되지 않은 상태에서, 상기 흡입 모터의 작동 신호가 입력되는 경우 흡입 모터가 정지된 상태를 유지하나, 이와 달리 상기 흡입 모터의 작동 신호가 입력된 후에 상기 흡입 모터가 일정 시간 동안 작동한 후에 정지되도록 할 수도 있다. 이러한 경우 사용자는 흡입 모터의 작동이 정지되는 것에 의해서 보다 쉽게 상기 집진 장치의 미장착을 인지할 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 먼지 분리 장치가 구비되는 진공 청소기의 사시도.
도 2는 집진 장치가 분리된 상태의 진공 청소기의 사시도.
도 3은 먼지 분리 장치가 분리된 상태의 진공 청소기의 사시도.
도 4는 본 실시예에 따른 집진 장치의 사시도.
도 5는 상기 집진 장치의 분해 사시도.
도 6은 도 5의 A-A를 따라 절개한 단면도.
도 7은 본 실시예에 따른 종동 기어의 저면도.
도 8은 본 실시예에 따른 제 1 장착부의 사시도.
도 9는 본 실시예에 따른 진공 청소기의 제어 장치를 보여주는 블럭도.
도 10은 본 실시예에 따른 감지부의 구성을 보여주는 도면.
도 11은 감지부에서 감지되는 신호 형태의 변화를 설명하는 도면.
도 12는 제 1 가압 부재의 회전 동작을 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 실시예에 따른 진공 청소기의 제어 방법을 설명하는 흐름도.

Claims (13)

  1. 흡입력을 발생시키는 흡입 모터가 구비되는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체에 분리 가능하게 결합되는 집진 장치;
    상기 집진 장치의 장착을 감지하기 위한 발광부와 수광부가 구비되는 감지 유닛;
    상기 집진 장치의 미장착 신호를 발생시키기 위한 신호 발생부; 및
    상기 신호 발생부의 작동을 제어하는 제어부가 포함되는 진공 청소기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 청소기 본체에는, 상기 집진 장치가 장착되는 장착부가 포함되며,
    상기 장착부에는 상기 발광부에서 출사된 빛이 투과하는 필터창이 포함되는 진공 청소기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 집진 장치가 미장착된 상태에서 상기 흡입 모터 작동 신호가 입력되면,
    상기 신호 발생부에서 상기 집진 장치의 미장착 신호가 발생되고,
    상기 흡입 모터는 정지된 상태를 유지하거나, 일정 시간 작동된 후에 정지되는 진공 청소기.
  4. 청소기 본체;
    상기 청소기 본체에 분리 가능하게 결합되는 집진 장치;
    움직임에 의해서 상기 집진 장치에 저장된 먼지를 가압하는 가압 부재;
    상기 가압 부재의 움직임을 감지하며, 발광부와 수광부가 구비되는 감지부; 및
    상기 감지부에서 감지된 정보에 의해서 상기 집진 장치에 저장된 먼지량을 판단하는 제어부가 포함되는 진공 청소기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 집진 장치에 저장된 먼지량이 일정량에 도달한 경우 먼지 비움 신호를 발생시키는 신호 발생부가 더 포함되는 진공 청소기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 청소기 본체에 구비되고,
    상기 청소기 본체에는 상기 발광부에서 출사된 빛이 투과하는 필터창이 포함되는 진공 청소기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 가압 부재와 함께 움직이는 센서 인식부가 더 포함되며,
    상기 감지부는 상기 센서 인식부를 감지하는 진공 청소기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    구동원으로부터 전달되는 동력을 상기 가압 부재로 전달하는 동력 전달부가 포함되며,
    상기 동력 전달부에 상기 센서 인식부가 형성되는 진공 청소기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 동력 전달부에는, 상기 청소기 본체에 구비되는 구동 기어와,
    상기 가압 부재에 결합되는 종동 기어가 포함되며,
    상기 종동 기어에 상기 센서 인식부가 형성되는 진공 청소기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 센서 인식부는, 제 1 센서 인식부와 상기 제 1 센서 인식부와 다른 명도를 가지는 제 2 센서 인식부가 포함되는 진공 청소기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 구동원에는, 상기 청소기 본체에 구비되는 압축 모터가 포함되는 진공 청소기.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 집진 장치의 장착 여부를 확인하기 위하여, 상기 센서 인식부를 감지하는 장착 감지부가 더 포함되는 진공 청소기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 장착 감지부는 상기 청소기 본체에 구비되며, 발광부와 수광부가 포함되는 진공 청소기.
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