KR20100040122A - 진공 청소기 및 그의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 실시예는 진공 청소기를 제안한다.

본 실시예의 진공 청소기는, 청소기 본체로 공기 및 먼지를 안내하는 연결관의 장착 여부를 감지하여 연결관이 장착된 상태에서 먼지의 압축이 수행되도록 하고, 연결관이 미장착된 상태에서는 연결관 미장착 신호가 발생되도록 한다.

청소기

Description

진공 청소기 및 그의 제어방법{Vacuum cleaner and controlling method thereof}

본 실시예는 진공 청소기 및 그의 제어방법에 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.

상기 집진 장치는, 분리된 먼지가 저장되는 먼지 저장부가 형성되는 집진 바디가 포함된다. 그리고, 상기 먼지 분리 장치에서 분리된 먼지는 상기 집진 바디 내부에 저장된다. 이와 같은 집진 바디에 먼지가 유입되어 저장되는 중에 상기 진공 청소기의 작동, 즉, 흡입 모터의 작동이 정지되면, 분리된 먼지는 상기 먼지 저 장부에 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 청소기 및 그의 제어방법을 제안하는 것에 있다.

본 실시예의 다른 목적은 집진 장치에 일정량 이상의 먼지가 저장되는 경우 먼지 비움 신호가 발생되도록 하는 진공 청소기 및 그의 제어방법을 제안하는 것에 있다.

본 실시예의 다른 목적은 연결관이 장착되지 않은 상태에서 흡입 모터 및 압축 모터가 동작되는 것이 방지되고, 연결관의 미장착 신호가 외부로 표시되도록 하는 진공 청소기 및 그의 제어방법을 제안하는 것에 있다.

일 측면에 따른 진공 청소기는, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터가 구비되는 청소기 본체; 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결되는 연결관; 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 결합되는 집진 장치; 상기 집진 장치에 저장된 먼지를 압축하기 위한 가압 부재; 상기 집진 장치의 장착을 감지하는 집진 장치 장착 감지부; 및 상기 연결관의 장착을 감지하는 관 장착 감지부가 포함되며, 상기 집진 장치 및 상기 연결관의 장착이 감지된 상태에서 상기 가압 부재의 동작이 가능한 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 진공 청소기의 제어방법은, 가압 부재가 정지된 상태에서, 가압 부재의 작동 신호가 입력되는 단계; 청소기 본체에 공기 및 먼지의 흡입을 안 내하는 연결관이 장착되어 있는 판단되는 단계; 및 상기 연결관이 상기 본체에 미장착되었다고 판단되는 경우, 연결관 미장착 신호가 발생되는 단계가 포함된다.

또 다른 측면에 따른 진공 청소기의 제어방법은, 먼지 저장부에 저장된 먼지가 압축되는 단계; 먼지 압축 중에, 상기 청소기 본체로 공기 및 먼지의 흡입을 안내하는 연결관의 장착 여부가 감지되는 단계; 및 상기 연결관이 상기 청소기 본체에서 분리되었다고 판단되는 경우, 연결관 미장착 신호가 발생되는 단계가 포함된다.

제안되는 실시예에 의하면, 연결관이 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 설명하기로 한다.

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 장치(200)가 포함된다.

또한, 상기 진공 청소기(1)는 먼지가 포함된 공기를 흡입하는 흡입 노즐(30)과, 사용자가 상기 진공 청소기(10)의 작동을 조작할 수 있도록 하는 핸들(50)과, 상기 흡입 노즐(30)과 핸들(50)을 연결시키는 연장관(40)과, 상기 흡입 노즐(30)과 상기 청소기 본체(10)를 연결시키며, 흡입된 공기 및 먼지를 상기 청소기 본체(10)로 안내하는 연결관(50)이 더 포함되어 구성된다.

본 실시예에 있어서 상기 흡입 노즐(20), 연장관(30), 핸들(40) 및 연결 호스(50)의 기본적인 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상세히, 상기 본체(10)에는 상기 연결관(50)이 연결되는 관 연결부(11)가 형성된다. 또한, 상기 본체(10)의 양측에는 상기 본체(10)의 이동이 용이하도록 하는 한 쌍의 바퀴(12)가 구비된다.

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 상기 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 집진 장치(200)에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 실시예에 따른 집진 장치의 사시도이고, 도 5는 상기 집진 장치의 분해 사시도이며, 도 6은 도 4의 A-A를 따라 절개한 단면도이고, 도 7을 본 실시예 에 따른 제 1 장착부의 사시도이다.

도 4 내지 도 7을 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. 상기 손잡이(212)의 상측에는 상기 고정 플레이트(14)에 선택적으로 결합되기 위한 결합 레버(214)가 형성된다.

상기 커버 부재(250)에는 상기 먼지 분리 장치(100)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 복수의 가압 부재가 포함된다. 상기 복수의 가압 부재에는, 상기 집진 바디(210)에 움직임 가능하게 구비되는 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.

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 압축 모터가 적용될 수 있다.

상기 동력 전달부(410, 420)는 상기 제 1 가압 부재(220)의 회전축에 결합되는 제 1 동력 전달부(420)와 상기 제 1 동력 전달부(420)로 상기 압축 모터의 구동력을 전달하는 제 2 동력 전달부(410)가 포함된다. 상기 제 1 동력 전달부(420)는 구동 기어이고, 상기 제 2 동력 전달부(410)는 종동 기어이다. 이하에서는 제 1 동력 전달부를 구동 기어라 설명하고, 상기 제 2 동력 전달부를 종동 기어라 설명하기로 한다.

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)는, 다수 개의 기어 이가 형성되는 기어 바디(411)와, 상기 기어 바디(411)의 수직 상방으로 연장되는 기어 축(412)과, 자성 부재(415)가 안착되며, 상기 기어 바디(411)의 하측에 결합되는 커버(416)가 포함된다.

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.

그리고, 상기 기어 바디(411)의 하측에는 상기 커버(416)가 결합된 상태에서 상기 커버(416)가 수용되는 수용부(414)가 형성된다. 상기 수용부(414)는 상기 기어 바디(411)의 하면에서 상방으로 함몰 형성된다.

상기 자성 부재(415)는 직사각형 막대 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 커버(416)에는 상기 자성 부재(415)가 안착되는 안착홈(417)이 상기 자성 부재(415)와 대응되는 형상으로 함몰 형성된다. 상기 안착홈(417)은 상기 커버(416)의 중앙부에서 반경 방향으로 연장된다. 그리고, 상기 안착홈(417)의 둘레 일부에는 상기 자성 부재의 위치를 가이드하는 가이드 리브(418)가 형성된다.

그리고, 상기 자성 부재(415)가 상기 커버(416)에 안착된 상태에서 상기 커버(416)가 상기 기어 바디(411)의 하측에 결합된다. 따라서, 상기 기어 바디(411)가 회전되면, 상기 자성 부재(415)는 상기 기어 바디(411)와 함께 회전된다.

본 실시예에서 커버(416)에 상기 자성 부재(415)가 안착된 상태에서 상기 커버(416)가 상기 종동 기어(410)에 결합되어 위치가 고정되므로, 상기 자성 부재(415)는 상기 종동 기어(410)에 안착되는 것으로 설명될 수 있다. 따라서, 상기 종동 기어(410)를 상기 자성 부재 안착부라 이름할 수도 있을 것이다. 이러한 경우 상기 커버(416)는 상기 자성 부재가 상기 자성 부재 안착부에 안착된 상태에서 상기 자성 부재를 커버하는 역할을 하는 것으로 설명될 수 있다.

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 장착부(13)에 상기 집진 장치(200)가 장착되면, 상기 종동 기어(410)가 상기 구동 기어(420)와 맞물리게 된다.

한편, 도 7을 참조하면, 상기 제 1 장착부(13)의 내측에는 상기 자성 부재(415)에서 발생되는 자기(磁氣)를 감지하는 복수 개의 자기 감지부가 제공된다. 상세히, 상기 자기 감지부는, 상기 집진 장치(200)의 장착을 감지하기 위한 제 1 자기 감지부(440)와, 상기 종동 기어(410)의 위치 또는 상기 제 1 가압 부재(220)의 위치를 감지하는 제 2 자기 감지부(450)가 포함된다. 상기 각 감지부(440, 450)로는 홀 센서(Hall sensor)가 적용될 수 있다.

또한, 상기 관 연결부(11)에는 상기 연결관(60)의 장착을 감지하는 관 장착 감지부(460)가 구비된다. 상기 관 감지부(460)는 상기 연결관(60)에 구비되는 자성 부재의 자기를 감지하는 홀 센서이거나, 발광부와 수광부를 구비한 포토 센서이거나, 상기 연결관(60)에 장착 여부에 따라서 온/오프되는 스위치이거나, 상기 관 연결부(11)와 상기 연결관(60)이 전기적으로 연결되도록 하는 신호선의 전압 레벨을 검출하는 센서 등이 적용될 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 상기 관 장착 감지부(460)의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.

상세히, 상기 제 1 자기 감지부(440)는 상기 자성 부재(415)의 A부분의 자성 감지하기 위하여 상기 제 1 장착부(13)의 중앙부에 위치된다. 상기 제 2 자기 감지부(450)는 상기 제 1 자기 감지부(440)로부터 이격되어 위치되며, 상기 자성 부재(415)의 B부분의 자성을 감지한다.

이 때, 상기 제 2 자기 감지부(450)가 상기 자성 부재(415)에서 발생되는 자기를 효과적으로 감지하기 위하여, 상기 제 2 자기 감지부(415)는, 상기 종동 기어(410)가 회전될 때, 상기 자성 부재(415)가 그리는 궤적의 수직 하방에 위치됨이 바람직하다.

따라서, 상기 집진 장치(200)가 상기 제 1 장착부(13)에 장착된 상태에서 상기 제 1 자기 감지부(440)에서는 항상 자기가 감지된다.

반면, 상기 종동 기어(410)가 회전되는 과정에서, 상기 자성 부재(415)가 상기 제 2 자기 감지부(450)의 상방에 위치되는 경우에만, 상기 제 2 자기 감지부(450)에서 상기 자성 부재(415)의 자기가 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 8은 본 실시예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 진공 청소기는, 제어부(510)와, 흡입 파워(예컨대, 강, 중, 약 모드)를 선택하는 동작신호 입력부(520)와, 청소기 외부로 신호를 발생시키는 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 장치(200)의 장착을 감지하는 제 1 자기 감지부(440)와, 상기 종동 기어(410)의 회전(또는 제 1 가압 부재의 회전)을 감지하는 제 2 자기 감지부(450)와, 상기 연결관(60)의 장착 여부를 감지하는 관 장착 감지부(460)가 포함된다.

상세히, 상기 압축 모터(570)는 정회전과 역회전이 가능한 모터임이 바람직하다. 다시 말해서 상기 압축 모터(570)는 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.

상기 싱크로노스 모터는, 모터 자체에 의해서 정역회전이 가능하도록 구성되 며, 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 싱크로로스 모터에 의해서 상기 구동모터의 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.

상기 저항력이 설정값에 도달하면, 상기 모터로 인가되는 전류가 급작스럽게 증가하게 된다. 도시되지 않은 전류 감지부에서 전류의 변화를 감지하여 상기 제어부(510)로 전송하면, 상기 제어부(510)는 상기 모터로 가해지는 전류를 일정시간 동안 차단하게 된다.

따라서, 상기 제 1 가압 부재(220)가 정지된 상태에서 먼지를 압축한 상태를 유지하도록 한다. 그리고, 상기 압축 모터(570)가 정지된 상태에서 일정 시간이 지나면 다시 상기 압축 모터에 전원을 인가하여 상기 제 1 가압 부재(220)가 회전될 수 있도록 한다.

이 때, 상기 압축 모터(570)로 인가되는 전원의 차단 시점은 상기 저항력이 설정값에 도달한 경우이므로, 상기 압축 모터(570)가 다시 구동되면, 상기 압축 모터(570)의 회전 방향은 전원 차단 전과 반대 방향이 될 것이다.

또한, 상기 압축 모터(570)는 먼지의 압축이 용이하게 이루어질 수 있도록, 상기 제 1 가압 부재(220)를 동일한 각속도로 지속적으로 정/역회전시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 집진 장치(200)가 상기 제 1 장착부(13)에 장착되지 않은 경우 상기 제 1 감지부(440)에서 상기 자성 부재(415)의 자기가 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.

또한, 상기 연결관(60)이 상기 관 연결부(11)에 장착되지 않은 경우에는, 상기 제어부(510)는 상기 신호 발생부(530)에서 연결관 미장착 신호가 발생되도록 한다.

반면, 상기 제 1 자기 감지부(440)에서 상기 자성 부재(415)의 자기가 감지되고, 상기 관 장착 감지부(460)에서 상기 연결관(60)의 장착이 감지된 경우에는, 상기 제어부(510)는 상기 제 2 자기 감지부(450)에서 감지하는 상기 종동 기어(410)의 위치(또는 제 1 가압 부재의 위치)를 기준으로 상기 집진 장치(200)에 저장된 먼지량을 판단한다. 그리고, 상기 판단된 먼지량이 기준량 이상에 도달하였 다고 판단한 경우 상기 신호 발생부(530)에서 먼지 비움 신호가 발생되도록 한다.

따라서, 상기 제 1 자기 감지부(440)는 상기 집진 장치(200)의 장착을 감지하므로, "집진 장치 장착 감지부"라 이름할 수 있고, 상기 제 2 자기 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 신호, 집진 장치 미장착 신호, 연결관 미장착 신호가 서로 다르게 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 발생부와, 연결관 미장착 신호를 발생시키는 제 3 신호 발생부로 구성될 수 있다.

도 9는 제 1 가압 부재의 회전 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 상기 제 1 가압 부재(220)는 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 자기 감지부(450)에서는 상기 자성 부재(415)의 자기가 감지된다.

여기서, 상기 제 2 자기 감지부(450)가 상기 자성 부재(415)의 자기를 감지할 때의 상기 제 1 가압 부재(220)의 위치를 설명의 편의상 "기준 위치"라고 한다.

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 줄어든다. 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.

도 10은 본 실시예에 따른 진공 청소기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 10을 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 제 1 자기 감지부(440)에서 상기 자성 부재(415)의 자기가 감지되지 않은 경우 상기 집진 장치(200)가 장착되지 않은 상태이므로, 상기 제어부(510)는 상기 신호 발생부(530)에서 상기 집진 장치가 장착되지 않았다는 신호가 발생되도록 제어한다(S12).

이와 같이 집진 장치(200)가 장착되지 않은 상태에서 흡입 모터 작동 신호가 입력되는 경우, 이를 외부로 알림으로써, 불필요한 흡입 모터의 동작을 방지할 수 있게 된다.

반면, 상기 제 1 자기 감지부(440)에서 자기가 감지되어 상기 집진 장치(200)가 장착되었다고 판단되는 경우, 상기 연결관(60)이 상기 관 연결부(11)에 장착되었는지 여부가 판단된다(S13).

상기 관 장착 감지부(460)에서 상기 연결관(60)의 장착 신호가 상기 제어부로 전송되지 않는 경우(또는 상기 관 장착 감지부(460)에서 상기 제어부로 연결관 미장착 신호가 전송되는 경우), 상기 제어부(510)는 상기 신호 발생부(530)에서 연결관 미장착 신호가 발생되도록 제어한다(S14).

이와 같이 연결관(60)이 장착되지 않은 상태에서 흡입 모터 작동 신호가 입력되는 경우, 이를 외부로 알림으로써, 불필요한 흡입 모터의 동작을 방지할 수 있게 된다. 즉, 상기 연결관(60)이 장착되지 않은 상태에서 상기 흡이 모터(550)가 작동되는 경우 상기 먼지 분리 장치(100)로 먼지가 유입되지 않고, 단지 공기만이 흡입되어 상기 먼지 분리 장치(100)에서 먼지 분리가 이루어지지 않게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 연결관(60)이 미장착된 상태에서는 상기 흡입 모터(550)의 작동이 정지된 상태가 유지되도록 한다.

한편, 상기 집진 장치(200)의 장착 및 상기 연결관(60)의 장착이 감지되는 경우에는, 상기 제어부(510)는 사용자가 선택한 흡입 파워에 따라 상기 흡입 모터(550)가 구동되도록 흡입모터 드라이버(540)를 작동시킨다(S15).

그리고, 상기 흡입 모터(550)가 작동하면 상기 흡입 모터(550)의 흡입력에 의하여 먼지가 상기 흡입 노즐(30)을 통하여 흡입된다. 그리고, 상기 흡입 노즐(32)을 통하여 흡입된 공기는 상기 청소기 본체(10) 내부로 유입된다. 상기 청소기 본체(10) 내부에 구비된 흡입 모터에 의해서 흡입력이 발생되면, 먼지가 포함된 공기가 상기 청소기 본체(10)로 유입된다. 상기 청소기 본체(10)로 흡입된 고익는 상기 각 흡입부(123)를 통하여 상기 먼지 분리 장치(10)로 흡입된다.

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 복수의 가압 부재(220, 230)는 상호 작용에 의해서 상기 먼지 저장부(211)에 저장된 먼지가 압축되도록 한다.

즉, 상기 제어부(510)는 상기 집진 장치(200)에 저장된 먼지를 압축시키기 위하여 상기 압축 모터(570)를 구동시킨다(S16).

여기서, 본 실시예에서는 상기 흡입 모터(550)의 구동 후에 압축 모터(570) 를 구동하는 방식을 취하였으나, 다른 실시예로서 상기 흡입 모터(550)와 상기 압축 모터(570)를 동시에 작동시킬 수도 있을 것이다.

단계(S16)에서, 상기 압축 모터(570)가 구동되면, 상기 압축 모터(570)의 회전축과 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 체결되어 있는 상기 제 1 가압 부재(220)가 상기 제 2 가압 부재(230) 측으로 회전되면서 먼지를 압축하게 된다.

이 때, 상기 제어부(510)는 상기 제 1 가압 부재(220)가 기준 위치에 위치하는지 여부를 우선 확인한다(S17).

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 자기 감지부(460)에서 상기 자성 부재(415)의 자기를 처음으로 감지하게 되는 시점이다.

따라서, 상기 제어부(510)는 상기 제 2 자기 감지부(450)가 처음으로 자기를 감지하는 시점을 기준으로 하여 상기 제 1 가압 부재(220)의 제 1 왕복시간(TD1) 또는 제 2 왕복시간(TD2)을 측정하게 된다(S18). 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 자기 감지부(450)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 기준 시간에 도달하였는지 여부를 판단한다(S17). 여기서, 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 도달하는 경우, 먼지의 양이 소정량에 도달하였다고 판단하는 방식을 취하였으나, 다른 실시예로서, 그 판단 근거를 제 1 왕복시간(TD1)과 제 2 왕복시간(TD2)이 모두 소정의 기준 시간 이내에 도달한 경우로 할 수도 있을 것이다.

단계(S19)에서의 판단 결과, 제 1 왕복시간(TD1)과 제 2 왕복시간(TD2) 중의 어느 하나라도 기준 시간보다 긴 경우에는 단계(S18)로 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 제어한다(S20).

그리고, 상기 제어부(510)는 먼지가 더이상 흡입되지 않도록 상기 흡입 모 터(550)를 오프시킨다(S21). 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(S22).

도 11은 연결관의 장착 여부에 따른 진공 청소기의 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 도 10에서 설명한 바와 같이 집진 장치(200) 및 연결관(60)의 장착이 감지되면, 상기 흡입 모터(550) 및 압축 모터(570)가 온된다(S31).

상기 압축 모터(570)가 온되면, 상기 집진 장치에 저장된 먼지의 압축이 수행된다.

상기와 같이 상기 집진 장치에 저장된 먼지의 압축이 수행되는 중에 상기 연결관(60)이 상기 관 연결부(11)에 장착되어 있는지 여부가 판단된다(S32). 일 례로, 먼지의 압축이 수행되는 중에 상기 연결관(60)이 상기 관 연결부(11)에서 분리되는 경우 상기 관 장착 감지부(460)에서 상기 연결관(60)의 분리가 감지된다.

그러면, 상기 관 장착 감지부(460)에서 상기 연결관(60)의 장착 신호가 상기 제어부(510)로 전송되지 않게 되고(또는 상기 관 장착 감지부(460)에서 상기 제어부로 연결관 미장착 신호가 전송되고), 상기 제어부(510)는 상기 신호 발생부(530)에서 연결관 미장착 신호가 발생되도록 제어한다(S33).

그리고, 상기 제어부(510)는 상기 흡입 모터(550) 및 상기 압축 모터(570)가 오프되도록 제어한다(S34).

상기 흡입 모터(550) 및 상기 압축 모터(570)가 정지되고, 연결관 미장착 신호가 발생되는 중에, 상기 연결관(60)이 상기 관 연결부(11)에 장착되어 있는지 여부가 판단된다(S35). 만약, 상기 연결관(60)이 장착되지 않은 경우에는 상기 흡입 모터(550) 및 압축 모터(570)는 오프된 상태가 유지되고, 연결관 미장착 신호가 지속적으로 발생하게 된다.

반면, 상기 연결관(60)이 장착된 경우에는, 상기 제어부(510)는 상기 신호 발생부(530)에서 발생되는 연결관 미장착 신호가 제거되도록 한다. 그리고, 단계(S31)로 복귀하여, 상기 제어부(510)는 상기 흡입 모터(550) 및 상기 압축 모터(570)가 온되도록 제어한다.

한편, 도 11에서는 먼지 압축의 수행중에 상기 연결관이 분리되었을 때의 제어방법을 설명하였으나, 먼지 압축 수행 중에 상기 집진 장치가 분리되는 경우에도 도 11과 동일한 제어방법이 적용될 수 있다.

다만, 도 11에서 단계(S32) 및 단계(S35)에서는 집진 장치의 장착 여부를 감지하게 되고, 단계(S33)에서는 집진 장치 미장착 신호가 발생되며, 단계(S35)에서는 집진장치 미장착 신호가 제거되는 것으로 설명될 것이다.

본 실시예에서는 상기 동작 신호 입력부를 통하여 입력되는 신호가 흡입 모터 동작 신호로 설명하였으나, 상기 압축 모터는 상기 흡입 모터와 함께 동작되므로, 상기 압축 모터 측면에서는, 상기 흡입 모터 동작 신호는 상기 압축 모터의 동 작 신호(또는 가압 부재의 작동 신호)인 것으로 설명될 수 있을 것이다.

이와 같이 본 실시예의 경우, 상기 집진 장치에 저장된 먼지가 제 1 가압 부재와 제 2 가압 부재의 상호 작용에 의해서 압축되므로, 상기 집진 장치의 저장되는 먼지 용량이 최대화될 수 있게 된다.

또한, 상기 집진 장치(200)의 미장착 신호 및 연결관의 미장착 신호가 발생됨에 따라, 불필요한 흡입 모터(550) 및 압축 모터(570)의 작동이 방지되고, 먼지 비움 시기가 사용자에게 알려짐에 따라 사용자의 편의성이 증대된다.

한편, 지금까지 설명한 본 발명의 기술적 사상은 업라이트 형의 청소기나 로봇 청소기에도 적용할 수 있음은 물론이다.

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 4의 A-A를 따라 절개한 단면도.

도 7을 본 실시예에 따른 제 1 장착부의 사시도.

도 8은 본 실시예에 따른 진공 청소기의 구성을 보여주는 블럭도.

도 9는 제 1 가압 부재의 회전 동작을 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 실시예에 따른 진공 청소기의 제어 방법을 설명하는 흐름도

도 11은 연결관의 장착 여부에 따른 진공 청소기의 제어 방법을 설명하는 흐름도.

Claims (11)

1. 흡입력을 발생시키는 흡입 모터가 구비되는 청소기 본체;

   상기 청소기 본체에 분리 가능하게 연결되는 연결관;

   상기 청소기 본체에 분리 가능하게 결합되는 집진 장치;

   상기 집진 장치에 저장된 먼지를 압축하기 위한 가압 부재;

   상기 집진 장치의 장착을 감지하는 집진 장치 장착 감지부; 및

   상기 연결관의 장착을 감지하는 관 장착 감지부가 포함되며,

   상기 집진 장치 및 상기 연결관의 장착이 감지된 상태에서 상기 가압 부재의 동작이 가능한 진공 청소기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 집진 장치가 미장착된 상태에서 상기 흡입 모터의 동작 신호가 입력되는 경우 상기 집진 장치의 미장착 신호를 발생시키는 신호 발생부가 포함되는 진공 청소기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연결관이 미장착된 상태에서, 상기 흡입 모터의 동작 신호가 입력되는 경우 상기 연결관의 미장착 신호를 발생시키는 신호 발생부가 포함되는 진공 청소기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡입 모터의 동작 중에, 상기 집진 장치 또는 상기 연결관이 상기 본체에서 분리되면, 상기 흡입 모터는 정지되는 진공 청소기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 흡입 모터의 동작 중에, 상기 집진 장치 또는 연결관이 상기 본체에서 분리되면, 상기 가압 부재의 작동은 정지되는 진공 청소기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 흡입 모터 및 상기 가압 부재의 작동이 정지된 상태에서, 분리된 상기 집진 장치 또는 상기 연결관이 장착되면, 상기 흡입 모터 및 상기 가압 부재는 재차 작동하는 진공 청소기.
7. 가압 부재가 정지된 상태에서, 가압 부재의 작동 신호가 입력되는 단계;

   청소기 본체에 공기 및 먼지의 흡입을 안내하는 연결관이 장착되어 있는 판단되는 단계; 및

   상기 연결관이 상기 본체에 미장착되었다고 판단되는 경우, 연결관 미장착 신호가 발생되는 단계가 포함되는 진공 청소기의 제어방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 연결관이 상기 본체에 장착되었다고 판단되는 경우, 상기 청소기 본체에 구비되는 흡입 모터가 작동되고, 집진 장치에 저장된 먼지를 압축시키는 가압 부재가 작동되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 제어방법.
9. 먼지 저장부에 저장된 먼지가 압축되는 단계;

   먼지 압축 중에, 상기 청소기 본체로 공기 및 먼지의 흡입을 안내하는 연결관의 장착 여부가 감지되는 단계; 및

   상기 연결관이 상기 청소기 본체에서 분리되었다고 판단되는 경우, 연결관 미장착 신호가 발생되는 단계가 포함되는 진공 청소기의 제어방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 연결관 미장착 신호가 발생되는 단계에서는, 흡입력을 발생시키는 흡입 모터가 정지되고, 상기 먼지 저장부의 압축 작용이 정지되는 진공 청소기의 제어방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    분리된 연결관이 상기 청소기 본체에 장착된 것으로 감지되는 경우, 상기 흡입 모터가 작동하고, 상기 먼지 저장부의 압축 작용이 다시 수행되는 진공 청소기의 제어방법.

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