KR20120130214A - 진공 청소 헤드 - Google Patents

Abstract

진공 청소 헤드는, 공기 흐름이 진공 청소 헤드에 들어가도록 하기 위한 흡입구(36)를 갖는 하우징(12)과, 청소될 표면을 에지테이트(agitate)하고, 활성 상태 및 비활성 상태를 갖는 에지테이터(agitator)(60)와, 하우징으로부터 공기 흐름을 받아들이는 덕트(82)와, 에지테이터(60)의 상태를 제어하는 제어 어셈블리(174)를 포함한다. 제어 어셈블리(174)는, 덕트(82)와 유체 소통되는 내부 용적을 갖고, 내부 용적과 주변 공기 간의 압력차에 응답하여 팽창 구성과 수축 구성 간에 변화할 수 있는 압력 챔버(176)와, 수축 구성으로의 압력 챔버(176)의 전환에 응답하여 에지테이터(60)를 활성 상태와 비활성 상태 중의 하나로부터 활성 상태와 비활성 상태 중의 다른 하나로 전환시키기 위한 액추에이터(172)와, 압력 챔버(176)가 수축 구성을 채택하는 것을 방지하는 제1 상태와, 압력 챔버(176)가 수축 구성을 채택하는 것을 허용하는 제2 상태를 갖는 제어 기구(214, 238)를 포함한다. 제어 기구(214, 238)는 압력 챔버(176)의 내부 용적의 증가에 응답하여, 예컨대 덕트(82) 내의 공기 압력의 증가에 응답하여, 제1 상태와 제2 상태 사이에서 변경하도록 구성된다.

Description

진공 청소 헤드{A VACUUM CLEANING HEAD}

본 발명은 진공 청소 기기와 함께 사용되거나 진공 청소 기기의 일부분을 형성할 수 있는 진공 청소 헤드에 관한 것이다.

진공 청소기는 통상적으로 오염물 및 먼지 분리 장치를 포함하는 주몸체와, 주몸체에 연결되고 흡입구를 갖는 바닥 공구와, 오염물을 포함하고 있는 공기를 흡입구를 통해 인입하기 위한 모터 구동 팬 유닛을 포함한다. 흡입구는 청소될 바닥면을 바라보도록 하방향으로 향하고 있다. 오염물을 포함하고 있는 공기는 이 공기를 대기 중으로 배출하기 전에 이 공기로부터 오염물 및 먼지가 분리될 수 있도록 분리 장치에 운반된다. 분리 장치는 필터, 필터 백, 또는 공지된 바와 같이 사이클로닉 방식(cyclonic arrangement)의 형태를 취할 수 있다. 본 발명은 분리 장치의 특성과는 관련되지 않으며, 따라서 어떠한 상기한 방식 또는 또 다른 적합한 분리 장치를 이용하는 진공 청소기에 적용할 수 있다.

바닥 공구에는 흡입구로부터 적은 정도로 돌출하도록 일반적으로 브러시 바(brush bar) 형태의 피동 에지테이터(driven agitator)가 지지된다. 브러시 바는 주로 진공 청소기가 카펫이 깔려진 표면을 청소하기 위해 이용될 때에 작동된다. 브러시 바는 코어(core)로부터 반경 방향 외측으로 연장하는 브리슬(bristle)을 지니고 있는 가늘고 긴 원통형의 코어를 포함한다.

브러시 바의 회전은 청소기의 주몸체로부터 끌어온 전원에 의해 동력을 공급받는 전기 모터에 의해 구동될 수도 있고, 또는 바닥 공구 내로의 공기 흐름에 의해 구동되는 에어 터빈 어셈블리에 의해 구동될 수도 있다. 브러시 바의 회전에 의하여 브리슬은 오염물 및 먼지를 털어내기 위해 청소될 카펫의 표면을 따라 스윕(sweep)하고 조각을 집어올리게 된다. 진공 청소기의 팬 유닛에 의해 발생된 공기의 흡입은 이 공기가 바닥 공구 아래와 브러시 바 주위를 흐르게 하여, 카펫의 표면으로부터 오염물 및 먼지를 들어올린 후에 이들을 바닥 공구를 통해 흡입구로부터 분리 장치 쪽으로 운반하도록 하는데 도움을 준다.

바닥 공구가 단단한 바닥면을 청소하기 위해 이용될 때에는, 바닥면이 브러시 바의 움직이는 브리슬에 의해 스크래치되거나 또는 자국이 남게 되는 것을 방지하기 위해 브러시 바의 회전을 중지시키는 것이 바람직하다. 브러시 바가 모터에 의해 구동될 때, 바닥 공구에는 스위치가 제공되어, 바닥 공구가 단단한 바닥면 상으로 이동되기 전에 사용자가 브러시 바의 회전을 구동하는 모터를 비작동 상태로 할 수 있다. 이와 달리, 바닥 공구가 위치되는 바닥면의 타입을 검출하고, 검출된 바닥면의 타입에 따라 모터를 비작동 상태로 하기 위해 센서가 바닥 공구의 저면 상에 설치될 수도 있다.

WO 2004/028330는 사용자로 하여금 에어 터빈 어셈블리에 의해 구동된 브러시 바의 회전을 중지시킬 수 있도록 하기 위한 기구를 개시하고 있다. 에어 터빈 어셈블리는 가이드 베인 플레이트(guide vane plate)에 관련한 회전을 위해 하우징 내에 탑재되는 베인 임펠러(vaned impeller)를 포함한다. 하우징은 바닥 공구의 한쪽 면에 위치된다. 임펠러는 풀리 시스템(pulley system)에 의해 브러시 바에 연결된다. 하우징은, 진공 청소 기기의 주몸체와 흡입구 사이에 연장하는 흡입 덕트에 연결된 공기 출구와, 주변 공기가 하우징 내로 진입할 수 있도록 하는 공기 입구를 갖는다. 진공 청소 기기가 온으로 스위칭될 때, 주변 공기가 하우징을 통해 인입되어, 임펠러가 브러시 바를 회전시키고 브러시 바의 회전을 구동한다.

상기한 기구는 환형의 다이아프램 시일(diaphragm seal)에 의해 하우징의 입구측에 연결되는 이동 가능한 버튼을 포함한다. 이 시일은 하우징의 공기 입구에 걸쳐 위치된 입구 캡(inlet cap)의 원통형 출구 벽부에 연결된다. 입구 캡은 버튼과 시일을 이용하여 가이드 베인 플레이트의 베인과 임펠러 쪽으로 공기를 운반하기 위한 기류 경로를 규정하는 원뿔형의 내측 벽부를 갖는다. 버튼, 입구 캡 및 가이드 베인 플레이트는 버튼을 가이드 베인 플레이트로부터 멀어지도록 밀어내기 위한 스프링을 포함하는 압력 챔버를 규정한다. 가이드 베인 플레이트는 가이드 베인 플레이트에 관련한 임펠러의 회전을 통해 공기가 압력 챔버로부터 배기될 수 있도록 하는 애퍼처를 포함한다.

브러시 바의 회전을 중지시키기 위해서는, 사용자가 버튼을 눌러서 시일을 입구 캡의 내측 벽부 쪽으로 밀어내어 베인으로의 공기 흐름을 차단한다. 하우징을 통한 공기 흐름이 없게 되면, 임펠러 및 브러시 바가 정지하게 된다. 압력 챔버는 진공 청소 기기의 팬의 펌핑 동작 하에서 배기된다. 압력 챔버 내부의 공기와 주변 공기 간의 압력차로 인해 버튼에 가해지는 힘은 점차적으로 스프링의 반대쪽 힘보다 커지게 되어, 그 결과 사용자가 버튼을 해제할 때, 시일이 입구 캡 쪽으로 밀려진 상태로 유지된다.

청소 동안에 브러시 바의 회전을 재개하기 위해서는, 사용자가 공기를 터빈 어셈블리 하류측의 기류 내로 들어가도록 밸브를 개방한다. 이 밸브는 바닥 공구가 부착되는 봉(wand) 상에 위치된 흡입 해제 트리거이어도 된다. 밸브를 개방함으로써, 버튼 양단의 압력차가 낮아지게 되어, 스프링이 버튼을 입구 캡으로부터 멀어지도록 밀어내어 터빈 어셈블리를 통한 기류 경로를 개방하고 또한 임펠러의 회전을 재개시킨다.

그러므로, 브러시 바의 중지 및 재개는, 브러시 바를 중지시키기 위해서는 사용자가 버튼을 눌러야 하는 반면, 브러시 바를 재개하기 위해서는 사용자가 봉 상의 흡입 해제 트리거를 조작하여야 한다는 2가지의 상이한 사용자 조작을 요구한다. 더욱이, 버튼을 누르는 것은 사용자에게 불편을 끼칠 수 있다. 사용자는 버튼을 누르기 위해 아래고 구부리거나 또는 바닥 공구를 손 쪽으로 또는 눈높이 쪽으로 들어올리기 위해 봉을 뒤집어야 한다.

제1 양태에서, 본 발명은, 진공 청소 헤드에 공기 흐름이 들어가도록 하기 위한 흡입구를 갖는 하우징; 청소될 표면을 에지테이트(agitate)하고, 활성 상태 및 비활성 상태를 갖는 에지테이터(agitator); 상기 하우징으로부터 공기 흐름을 받아들이는 덕트; 및 상기 에지테이터의 상태를 제어하는 제어 어셈블리를 포함하며, 상기 제어 어셈블리가, 상기 덕트와 유체 소통되는 내부 용적을 갖고, 상기 내부 용적과 주변 공기 간의 압력차에 응답하여 팽창 구성과 수축 구성 간에 변화할 수 있는 압력 챔버와, 상기 수축 구성으로의 상기 압력 챔버의 전환에 응답하여 상기 에지테이터의 상태를 변경하는 액추에이터와, 상기 압력 챔버가 상기 수축 구성을 채택하는 것을 방지하는 제1 상태와, 상기 압력 챔버가 상기 수축 구성을 채택하는 것을 허용하는 제2 상태를 가지며, 상기 압력 챔버의 내부 용적의 증가에 응답하여 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이에서 변경하도록 구성되는 제어 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소 헤드를 제공한다.

압력 챔버의 내부 용적은 예컨대 덕트 내의 공기 압력의 증가를 통해 증가될 수 있다. 이러한 덕트 내의 공기 압력의 증가는 진공 청소 헤드로부터 연장하는 기류 경로 내로 공기가 들어오게 하기 위한 사용자를 통한 밸브 개방에 의해 이루어지는 것이 편리할 것이다. 진공 청소 헤드가 봉 및 호스 어셈블리(wand and hose assembly)에 의해 진공 청소 기기의 주몸체에 연결되는 곳에서, 밸브는 봉 상에 바람직하게는 봉의 핸들에 근접하여 위치될 수 있다. 이것은 사용자로 하여금 현재 봉을 잡고 있는 손을 이용하여 덕트 내의 공기 압력을 변화시킬 수 있도록 하여, 청소기 헤드의 사용을 더욱 용이하게 한다. 덕트 내의 공기 압력을 상위값과 하위값 사이에서 변동시키기 위해 밸브를 순차적으로 개방하고 폐쇄함으로써, 사용자는 밸브가 폐쇄되어 있을 때에는 압력 챔버가 수축 구성을 채택하는 것을 선택적으로 허용하거나 방지함으로써 에지테이터를 활성 상태와 비활성 상태 사이에서 선택적으로 스위칭하도록 제어 기구를 제1 상태와 제2 상태 사이에서 토글링할 수 있다.

제어 기구는, 예컨대 덕트를 통한 공기 흐름이 없도록 진공 청소 기기가 오프로 스위치될 때와 같이, 내부 용적과 주변 공기 간의 압력차가 실질적으로 없을 때에 제1 상태를 채택하도록 구성되는 것이 바람직하다. 그 결과, 진공 청소 기기가 온으로 스위치될 때마다, 에지테이터는, 예컨대 바닥면을 에지테이트하기 위한 활성 상태와 같이, 항상 활성 상태와 비활성 상태 중의 디폴트 상태에 있게 되어, 사용자에게 확실성을 제공할 것이다.

압력 챔버는 제1 챔버부 및 제1 챔버부에 관련하여 이동할 수 있는 제2 챔버부를 포함하는 것이 바람직하다. 제1 챔버부는 바람직하게는 하우징에 연결된다. 제1 챔버부 및 제2 챔버부는 압력 챔버의 챔버부들 간의 기밀식 시일을 유지하면서 제2 챔버부를 제1 챔버부에 관련하여 이동할 수 있도록 하는 환형 시일에 의해 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 챔버부에 관련한 제2 챔버부의 이동은 에지테이터의 상태를 변경하기 위해 액추에이터를 작동시킨다. 액추에이터의 작동은 예컨대 제1 챔버부와 제2 챔버부 간의 상대 위치에 기초하여 액추에이터를 작동하기 위한 자기 기술, 전기 기술 또는 광학 기술을 이용하는 비접촉식 기술에 의해 이루어질 수도 있다. 이와 달리, 액추에이터는 제2 챔버부에 연결될 수도 있다. 예컨대, 제어 어셈블리는, 제2 챔버부에 연결된 제1 암과, 액추에이터에 연결된 제2 암을 포함할 수 있으며, 제1 암은 제2 암과 직접 또는 간접적으로 연결된다. 제1 챔버부에 관련한 제2 챔버부의 이동이 액추에이터를 작동하지 않도록, 제어 기구가 제1 상태에 있을 때에, 제1 암은 제2 암에 관련하여 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 제어 기구는, 액추에이터를 작동하기 위해 제1 암이 제2 암을 이동시킬 수 있기 전에, 압력 챔버를 수축 구성으로 하기 위해 제2 상태에 있어야 한다. 압력 챔버는 액추에이터에 대해 덕트의 반대쪽에 위치될 수 있으며, 이로써 암이 덕트 위에 또는 아래에 연장할 수 있다.

압력 챔버는 팽창 구성 쪽으로 바이어스될 수 있다. 예컨대, 압력 챔버는 내부로 바이어스되는 재료로 형성되거나 또는 압력 챔버를 팽창 구성 쪽으로 밀어내도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 압력 챔버는 압력 챔버를 팽창 구성 쪽으로 밀어내기 위한 하나 이상의 스프링을 포함한다. 제2 챔버부는 제1 챔버부로부터 멀어지도록 바이어스되는 것이 바람직하다.

압력 챔버는 압력 챔버를 팽창 구성 쪽으로 밀어내는 2개의 스프링을 포함할 수 있다. 제1 스프링은 제어 기구를 제1 상태와 제2 상태 간에 스위칭하는 것을 제어하도록 배치될 수 있는 한편, 제2 스프링은 내부 용적과 주변 공기 간의 압력차가 제로로 감소할 때에 제어 기구를 제1 상태로 밀어내도록 배치될 수 있다. 예컨대, 압력 챔버는 제1 챔버부와 제2 챔버부 사이에 위치된 매개 부재(intermediary member)와, 매개 부재를 제1 챔버부로부터 먼 쪽으로 바이어싱하는 제1 스프링과, 제2 챔버부를 매개 부재로부터 먼 쪽으로 바이어싱하는 제2 스프링을 포함할 수 있다. 제어 기구는 매개 부재의 주위에 연장할 수 있다. 제어 기구는 제1 스프링의 작용 하에서 제1 챔버부로부터 먼 쪽으로의 매개 부재의 이동을 제한하기 위한 스톱(stop)과 함께 형성되는 것이 편리할 것이다.

2개의 스프링은 바람직하게는 축방향으로 정렬된다. 제1 스프링이 제어 기구의 제1 상태와 제2 상태 간의 전환을 행하는 동안 제2 스프링이 압축 구성으로 유지되도록, 제1 스프링은 제2 스프링보다 높은 스프링 상수를 갖는 것이 바람직하다.

제어 기구는 제1 챔버부에 연결된 트랙 캐리어(track carrier)와, 트랙 캐리어에 관련한 이동을 위해 제2 챔버부에 연결된 트랙 팔로워(track follower)를 포함하며, 트랙 캐리어는 압력 챔버의 구성이 변화될 때에 트랙 캐리어에 관련한 트랙 팔로워의 이동을 안내하기 위한 트랙을 포함한다. 트랙 캐리어 및 트랙 팔로워 양자는 압력 챔버 내에 위치될 수 있다. 트랙 팔로워는 원통 형상이 바람직한 트랙 캐리어의 주위에 연장한다. 트랙 팔로워는 트랙 팔로워가 트랙 캐리어에 관련하여 축방향으로 및 회전 방식으로 이동할 수 있도록 제2 챔버부에 의해 유지되는 것이 바람직하다. 트랙 팔로워는, 스프링의 스프링 상수 및 양단의 압력차로 인해 이들 챔버부에 가해지는 힘의 균형에 좌우되어 제2 챔버부가 제1 챔버부 쪽으로 또는 제1 챔버부로부터 멀어지도록 이동할 때에, 제2 챔버부에 관련하여 회전할 수 있는 것이 바람직하다.

제어 기구의 제1 상태에서 제2 상태로의 전환은 제1 위치로부터 제2 위치로의 트랙 캐리어에 관련한 트랙 팔로워의 이동에 대응하며, 이 제1 위치에서는, 트랙의 형상으로 인하여, 제2 챔버부 양단의 압력차에 의해 제2 챔버부에 가해지는 힘 하에서, 제2 챔버부가 액추에이터를 작동하기에 충분한 정도로 제1 챔버부 쪽으로 이동하지 못하며, 이 제2 위치에서는, 트랙의 형상에 의하여 트랙 팔로워가 후속하여 트랙 캐리어를 따라 이동하게 되어, 압력 챔버가 액추에이터로 하여금 에지테이터의 상태를 변경하도록 하기에 충분한 정도로 수축된다. 제1 위치로부터 제2 위치로의 트랙 팔로워의 이동은, 예컨대 흡입구로부터 청소 헤드가 연결되는 진공 청소 기기까지 연장하는 기류 경로 내로 공기가 들어가도록 하기 위해 밸브를 개방하는 사용자에 의한 덕트 내 공기 압력의 증가로 인해, 압력 챔버의 내부 용적의 증가를 발생한다.

트랙 팔로워는 제어 기구가 제1 상태 또는 제2 상태에 있을 때에 트랙 캐리어에 관련한 상이한 위치 범위를 채용할 수도 있다. 제어 기구는, 제2 챔버부 양단의 압력차가 상대적으로 높은 경우에 압력 챔버가 수축 구성을 채택할 수 없는 위치에 트랙 팔로워가 트랙 캐리어에 관련하여 위치할 때에는 제1 상태에 있게 되고, 제2 챔버부 양단의 압력차가 상대적으로 높은 경우에 압력 챔버가 수축 구성을 채택할 수 있는 위치에 트랙 팔로워가 트랙 캐리어에 관련하여 위치할 때에는 제2 상태에 있게 되도록 고려될 수 있다.

에지테이터는 복수의 브리슬, 필라멘트 또는 기타 표면 에지테이팅 요소를 갖는 브러시 형태이어도 된다. 에지테이터는 에지테이터의 활성 상태와 비활성 상태 사이에서 하우징에 관련하여 이동할 수 있다. 이와 달리, 에지테이터는 활성 상태에서는 하우징에 관련하여 회전할 수 있고, 비활성 상태에서는 하우징에 관련하여 일반적으로 정지 상태로 될 수 있다. 에지테이터는 하우징에 관련하여 회전할 수 있는 디스크 또는 전반적으로 평면형의 기타 부재를 포함할 수 있거나, 또는 반경 방향으로 외측으로 연장하는 에지테이트 요소를 갖는 가늘고 긴 브러시 바를 포함할 수도 있다.

청소 헤드는 에지테이터를 하우징에 관련하여 회전시키기 위한 구동 기구를 포함하는 것이 바람직하다. 구동 기구는 에지테이터를 바활성 상태로 하기 위해 액추에이터에 의해 비작동 상태로 되는 모터를 포함할 수 있다. 이와 달리, 구동 기구는, 에지테이터를 비활성 상태로 하기 위해 풀리 또는 기어로부터 아이들러(idler)로 이동되는 구동 벨트를 포함할 수도 있고, 또는 에지테이터의 상태를 변경하기 위해 계합 위치 또는 분리 위치 중의 하나로 위치되는 클러치를 포함할 수도 있다.

또 다른 대안으로서, 구동 기구는 에지테이터를 구동하기 위한 임펠러(impeller)를 구비하는 에어 터빈 어셈블리를 포함할 수 있으며, 액추에이터가 에지테이터의 상태를 변경하기 위해 임펠러의 회전을 금지하도록 구성된다. 예컨대, 액추에이터가 구동 샤프트와 계합하기 위한 제동 시스템을 이용하거나 또는 임펠러의 회전 속도를 감소시키기 위해 구동 샤프트 주위에 연장하는 제동면(braking surface)을 이용하도록 구성되면, 제동 시스템이 임펠러의 구동 샤프트에 끼워맞춤될 수 있다. 이와 달리, 구동 샤프트를 에지테이터로부터 선택적으로 계합 해제하기 위해 클러치가 제공될 수도 있다. 바람직하게는, 액추에이터는 임펠러의 회전을 중지시키기 위해 임펠러에 대한 공기 흐름을 금지함으로써 에지테이터를 비활성 상태로 하도록 구성된다. 청소 헤드는 터빈 어셈블리에 제2 공기 흐름이 들어가도록 하기 위해 흡입구와는 별개로 터빈 공기 입구를 포함할 수 있으며, 이로써 액추에이터는 임펠러에 대한 공기의 흐름을 금지하기 위해 터빈 공기 입구를 실질적으로 폐쇄하기 위해 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동할 수 있는 덮개 부재를 포함할 수 있다. 덮개 부재는 덮개 부재가 폐쇄 위치에 있을 때에 터빈 공기 입구를 실링하기 위한 시일을 포함하는 것이 바람직하다. 덮개 부재는 개방 위치 쪽으로 바이어스되는 것이 바람직하며, 이것은 에어 덕트 내의 기압이 증가하여 제2 챔버부 양단의 압력차 및 그에 따라 제2 챔버부를 제1 챔버부 쪽으로 밀어내는 힘을 감소시킬 때에 제2 챔버부를 제1 챔버부로부터 먼 쪽으로 이동하게 하는데 도움을 줄 수 있다.

바람직하게는, 덕트는 흡입구로부터의 공기 흐름이 터빈 어셈블리로부터의 공기 흐름과 합쳐지는 인트레인먼트 챔버(entrainment chamber)를 포함한다. 압력 챔버는 인트레인먼트 챔버의 바로 하류측에서 기류 경로에 연결될 수 있다. 이와 달리, 압력 챔버는 터빈 어셈블리를 수용하는 터빈 챔버를 통해 기류 경로에 연결될 수도 있다. 예컨대, 터빈 어셈블리는 제2 공기 흐름이 터빈 공기 입구로부터 덕트로 통과할 때에 지나게 되는 터빈 챔버 내에 위치될 수 있고, 이로써 덕트와 유체 소통되며, 제어 기구는 터빈 챔버로부터 압력 챔버로 연장하는 덕트를 포함할 수 있다.

제2 양태에서, 본 발명은, 진공 청소 헤드에 제1 공기 흐름이 들어가도록 하기 위한 흡입구를 갖는 하우징; 청소될 표면을 에지테이트(agitate)하고, 상기 하우징에 회전 가능하게 탑재되는 에지테이터(agitator); 상기 에지테이터를 구동하기 위한 임펠러를 포함하는 에어 터빈 어셈블리; 상기 에어 터빈 어셈블리에 제2 공기 흐름이 들어가도록 하기 위한 터빈 공기 입구; 상기 하우징으로부터의 상기 제1 공기 흐름 및 상기 에어 터빈 어셈블리로부터의 상기 제2 공기 흐름을 받아들이는 덕트; 및 상기 임펠러의 회전을 금지하기 위해 상기 에어 터빈 어셈블리에 대한 상기 제2 공기 흐름을 제어하는 제어 어셈블리를 포함하며, 상기 제어 어셈블리가, 상기 터빈 공기 입구를 실질적으로 폐쇄하기 위한 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동할 수 있는 덮개 부재와, 상기 덮개 부재에 연결되고, 상기 덕트와 유체 소통되는 내부 용적을 가지며, 상기 내부 용적과 주변 공기 간의 압력차에 응답하여, 상기 덮개 부재가 개방 위치에 있게 되는 팽창 구성과 상기 덮개 부재가 폐쇄 위치에 있게 되는 수축 구성 간에 변화할 수 있는 압력 챔버와, 상기 압력 챔버가 상기 수축 구성을 채택하는 것을 방지하는 제1 상태와, 상기 압력 챔버가 상기 수축 구성을 채택하는 것을 허용하는 제2 상태를 가지며, 상기 압력 챔버의 내부 용적의 증가에 응답하여 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이에서 변경하도록 구성되는 제어 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소 헤드를 제공한다.

제3 양태에서, 본 발명은 전술한 바와 같은 진공 청소 헤드에 연결된 주몸체를 포함하는 진공 청소 기기를 제공한다.

본 진공 청소 헤드는 업라이트식(upright) 진공 청소 기기 또는 실린더식(캐니스터식 또는 배럴식으로도 지칭됨) 진공 청소 기기의 어떠한 것과도 함께 이용될 수 있다.

본 발명의 제1 양태와 관련하여 위에서 설명한 특징은 본 발명의 제2 및 제3 양태 모두에 동등하게 적용할 수 있으며, 또한 본 발명의 제2 또는 제3 양태와 관련하여 설명한 특징도 본 발명의 제1 양태에 동등하게 적용할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예를 이하의 첨부 도면을 참조하여 단지 예로만 설명할 것이다.
도 1은 진공 청소 기기용의 바닥 공구를 위에서 본 전면 좌측 사시도이다.
도 2는 도 1의 바닥 공구를 위에서 본 전면 우측 사시도이다.
도 3은 도 1의 바닥 공구의 밑면도이다.
도 4는 도 1의 바닥 공구의 우측면도이다.
도 5는 도 1의 바닥 공구의 에지테이터 및 에지테이터용 구동 기구를 위에서 본 전면 좌측 사시도이다.
도 6은 도 5의 구동 기구를 위에서 본 전면 좌측 사시도이다.
도 7은 도 6과 유사하지만 여러 개의 정적 부분(static part)들이 생략되어 있는 도면이다.
도 8은 바닥 공구를 통한 공기 흐름이 없는 도 4의 B-B 라인을 따라 절취된 바닥 공구의 단면도이다.
도 9a는 바닥 공구의 터빈 챔버 제어 어셈블리의 압력 챔버가 팽창된 구성에 있는 상태에서의 도 8의 일부분에 대한 확대도이다.
도 9b는, 압력 챔버가 팽창된 구성에 있을 때의, 주몸체의 후방부가 제거되어 있는 상태의 바닥 공구의 일부분에 대한 평면도이다.
도 10은 도 4의 AL-AL 라인을 따라 절취한 단면도이다.
도 11의 (a) 내지 (f)는 트랙 캐리어에 관련한 제어 어셈블리의 제어 기구의 트랙 팔로워(track follower)의 핀의 다양한 상이한 위치를 예시하는, 제어 어셈블리의 트랙 캐리어의 일련의 외관을 나타내는 도면이다.
도 12a는 도 9a와 유사하지만 압력 챔버가 제1 부분 수축 구성에 있을 때의 도면이다.
도 12b는 도 9b와 유사하지만 압력 챔버가 제1 부분 수축 구성에 있을 때의 도면이다.
도 13a는 봉의 일단부에 연결된 도 1의 바닥 공구를 위에서 본 전면 우측 사시도이다.
도 13b는 도 13a의 봉 및 바닥 공구를 포함하는 진공 청소 기기의 사시도이다.
도 14a는 도 13a의 봉에 연결된 핸들을 위에서 본 전면 좌측 사시도이다.
도 14b는 핸들의 일부분을 제거한 상태에서의 핸들을 위에서 본 전면 우측 사시도이다.
도 14c는 핸들의 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태의 핸들의 우측면도이다.
도 14d는 핸들의 밸브가 폐쇄 위치에 있는 상태의 핸들의 측단면도이다.
도 15a는 핸들의 밸브가 개방 위치에 있는 상태의 핸들의 우측면도이다.
도 15b는 핸들의 밸브가 개방 위치에 있는 상태의 핸들의 측단면도이다.
도 16a는 도 9a와 유사하지만 압력 챔버가 제2 부분 수축 구성에 있을 때의 도면이다.
도 16b는 도 9b와 유사하지만 압력 챔버가 제2 부분 수축 구성에 있을 때의 도면이다.
도 17a는 도 9a와 유사하지만 압력 챔버가 제1 완전 수축 구성에 있을 때의 도면이다.
도 17b는 도 9b와 유사하지만 압력 챔버가 제1 완전 수축 구성에 있을 때의 도면이다.
도 18a는 도 9a와 유사하지만 바닥 공구의 압력 챔버가 제2 완전 수축 구성에 있을 때의 도면이다.
도 18b는 도 9b와 유사하지만 압력 챔버가 제2 완전 수축 구성에 있을 때의 도면이다.

도 1 내지 도 4는 진공 청소 기기용의 바닥 공구(10)의 실시예를 예시하고 있다. 이 실시예에서, 바닥 공구(10)는 실린더 진공 청소 기기의 봉 또는 호스에 연결할 수 있도록 배치된다. 바닥 공구(10)는 주몸체(12) 및 주몸체(12)에 연결되는 콘딧(14)을 포함한다. 주몸체(12)는, 주몸체(12)의 후방부(20)의 반대쪽의 단부들로부터 전방으로 연장하는 실질적으로 평행한 측벽부(16, 18)와, 주몸체(12)의 측벽부(16, 18) 사이에 위치된 이동 가능부(22)를 포함한다. 이 실시예에서, 이동 가능부(22)는 주몸체(12)의 측벽부(16, 18) 사이에서 전반적으로 직교 방향으로 연장하는 축 A를 중심으로 회전하기 위해 주몸체(12)에 회전 가능하게 연결된다.

이동 가능부(22)는 곡선형의 상위 벽부(24), 하위 플레이트 또는 솔 플레이트(sole plate)(26), 및 솔 플레이트(26)를 상위 벽부(24)에 연결하는 2개의 측벽부(28, 30)를 포함한다. 측벽부(28, 30)는 주몸체(12)의 측벽부(16, 18) 사이에 위치되며, 각각의 측벽부(28, 30)가 주몸체(12)의 측벽부(16, 18)의 각각에 인접하는 동시에 실질적으로 평행하게 위치된다. 사용 시에, 솔 플레이트(26)는 청소될 바닥면을 향하며, 아래에 상세하게 설명되는 바와 같이 카펫이 깔린 바닥면의 표면과 계합한다. 솔 플레이트(26)는 오염물을 포함하고 있는 공기 흐름이 바닥 공구(10)에 진입할 수 있도록 하는 흡입구(36)의 반대쪽 양측면에 위치된 선두부(32)와 후미부(34)를 포함한다. 흡입구(36)는 그 형상이 전반적으로 직사각형이며, 측벽부(28, 30), 상대적으로 긴 전방 벽부(38) 및 상대적으로 긴 후방 벽부(40)에 의해 범위가 정해지며, 이들의 각각은 솔 플레이트(26)의 저면으로부터 위로 솟아 있다. 이들 벽부는 또한 바닥 공구(10)의 주몸체(12)를 통한 흡입 통로의 출발점을 형성한다.

솔 플레이트(26)는 바닥 공구(10)가 카펫이 깔린 바닥면 위에서 조종될 때에 카펫이 깔린 바닥면의 섬유를 에지테이트(agitate)하기 위한 2개의 작업 에지를 포함한다. 솔 플레이트(26)의 전방 작업 에지(42)는 전방 벽부(38)와 솔 플레이트(26)의 선두부(32)의 저면과의 사이의 교차 지점에 위치되며, 측벽부(28, 30) 사이에서 실질적으로 끊김 없이 연장한다. 솔 플레이트(26)의 후방 작업 에지(44)는 후방 벽부(40)와 솔 플레이트(26)의 후미부(34)의 저면과의 사이의 교차 지점에 위치되며, 측벽부(28, 30) 사이에서 실질적으로 끊김 없이 연장한다. 적어도 전방 작업 에지(42)는 비교적 날카로운 것이 바람직하며, 0.5 mm 미만의 곡률 반경을 갖는 것이 바람직하다.

전방 범퍼(46)가 이동 가능부(22) 상에 오버 몰딩되며, 상위 벽부(24)와 솔 플레이트(26) 사이에 위치된다.

바닥 공구(10)가 단단한 바닥면 위에서 조종됨에 따라 작업 에지(42, 44)가 이러한 단단한 바닥면을 스크래치하거나 자국이 남게 하는 것을 방지하기 위해, 바닥 공구(10)는 작업 에지(42, 44)를 단단한 바닥면으로부터 이격시키도록 작용하는 하나 이상의 표면 계합 지지 부재를 포함한다. 이 실시예에서, 바닥 공구(10)는 복수의 표면 계합 지지 부재를 포함하며, 각각의 이 부재는 롤링 요소의 형태, 바람직하게는 바퀴의 형태로 된다. 제1 쌍의 바퀴(48)는 솔 플레이트(26)의 선두부(32)에 형성된 한 쌍의 리세스 내에 회전 가능하게 탑재되며, 제2 쌍의 바퀴(50)는 솔 플레이트(26)의 후미부(34)에 형성된 한 쌍의 리세스 내에 회전 가능하게 탑재된다. 도 4에 예시된 바와 같이, 바퀴(48, 50)는 작업 에지(42, 44)를 지나 아래쪽으로 돌출하며, 이로써, 바퀴(48, 50)가 단단한 바닥면(H)에 계합하는 상태로 바닥 공구(10)가 단단한 바닥면 상에 위치될 때에, 작업 에지(42, 44)가 단단한 바닥면으로부터 이격되게 된다.

사용 동안, 바닥 공구(10)를 통과하는 공기와 외부 환경 간에 압력차가 발생된다. 이 압력차는 바닥 공구(10)를 바닥면 쪽으로 향하도록 바닥 공구(10)에 대해 하방향으로 작용하는 힘을 발생한다. 바닥 공구(10)가 카펫이 깔린 바닥면 상에 위치될 때, 바퀴(48, 50)는 바닥 공구(10)의 중량 및 바닥 공구(10)에 대해 하방향으로 작용하는 힘에 의하여 카펫이 깔린 바닥면의 섬유를 푸시하게 된다. 바퀴(48, 50)의 두께는, 바퀴(48, 50)가 카펫이 깔린 바닥면 내로 용이하게 가라앉아 적어도 솔 플레이트(26)의 작업 에지(42, 44)가 바닥면의 섬유와 접촉하게 되도록 선택된다. 바퀴(48, 50)의 두께는 바퀴(48, 50)가 카펫이 깔린 바닥면의 섬유들 사이에 가라앉도록 하기 위해 10 mm 미만인 것이 바람직하며, 5 mm 미만이면 더욱 바람직하다. 솔 플레이트(26)의 선두부(32)의 저면은 솔 플레이트(26)의 작업 에지(42, 44)를 통과하는 평면에 관련하여 전방이 상방향으로 경사져 있다. 그 결과, 사용 시에, 바닥 공구(10)가 양탄자 또는 보풀이 많은 카펫이 깔린 바닥면 위에서 전방으로 조종됨으로써, 그 바닥면 위에서의 바닥 공구(10)의 전방 움직임에 대한 저항이 낮아짐에 따라, 선두부(32)는 양탄자 또는 보풀이 많은 카펫이 깔린 바닥면의 섬유를 바닥 공구(10) 아래 및 흡입구(36) 내로 안내할 수 있다. 솔 플레이트(26)의 후미부(34)의 저면은 솔 플레이트(26)의 작업 에지(42, 44)를 통과하는 평면에 관련하여 후방이 상방향으로 경사져 있다. 그 결과, 사용 시에, 바닥 공구(10)가 양탄자 또는 보풀이 많은 카펫이 깔린 바닥면 위에서 후방으로 조종됨으로써, 그 바닥면 위에서의 바닥 공구(10)의 후방 움직임에 대한 저항이 낮아짐에 따라, 후미부(34)는 양탄자 또는 보풀이 많은 카펫이 깔린 바닥면의 섬유를 바닥 공구(10) 아래 및 흡입구(36) 내로 안내할 수 있다.

바닥 공구(10)가 사용자에 의해 카펫이 깔린 바닥면 위에서 후방으로 당겨질 때에, 사용자는 바닥 공구(10)의 주몸체(12)의 후방부(20)를 들어올리는 경향이 있다. 그러나, 이동 가능부(22)를 주몸체(12)에 회전 가능하게 연결하는 것에 의하여, 솔 플레이트(26)가 주몸체(12)에 관련하게 피봇할 수 있게 되어, 작업 에지(42, 44)를 바닥면과 접촉 상태로 유지할 수 있다. 이것은 사용 동안에 작업 에지(42, 44)와 바닥면 간에 시일이 유지될 수 있도록 하여, 바닥 공구의 픽업 성능(pick up performance)을 향상시킬 수 있다. 주몸체(12)에 관련한 이동 가능부(22)의 시계 방향 회전(도 4에서 A 축을 따라 볼 때의)은 이동 가능부(22)의 범퍼(46)의 단부 쪽에 위치된 상방향면(52)과 주몸체(12)의 측벽부(16, 18)의 전방 쪽에 위치된 하방향면(54)의 맞닿음을 통해 억제된다. 주몸체(12)에 관련한 이동 가능부(22)의 반시계 방향 회전은 솔 플레이트(26)의 후미부(34)의 상면(56)과 주몸체(12)의 측벽부(16, 18)의 저면(58)의 맞닿음을 통해 억제된다.

다시 도 3을 참조하면, 바닥 공구(10)는 카펫이 깔린 바닥면의 섬유를 에지테이트하기 위한 에지테이터(60)를 추가로 포함한다. 본 실시예에서, 에지테이터(60)는, 흡입 통로 내에 위치되고 A 축을 중심으로 주몸체(12)에 관련하여 회전 가능한 브러시 바의 형태이다. 에지테이터(60)는 그 길이 방향 축을 중심으로 회전하는 가늘고 긴 몸체(62)를 포함한다. 몸체(62)는, 몸체(62)의 일단부가 주몸체(12)에 관련한 회전을 위한 주몸체(12)의 측벽부(18)의 제거 가능부(64)에 의해 지지될 수 있는 반면, 몸체(62)의 타단부가 아래에 더욱 상세하게 설명되는 구동 기구에 의해 지지 및 회전될 수 있도록, 이동 가능부(22)의 측벽부(28, 30)에 형성된 애퍼처를 통과한다.

에지테이터(60)는 표면 계합 요소를 추가로 포함하며, 이 요소는 본 실시예에서는 몸체(62)로부터 반경 방향 외측으로 돌출하는 브리슬(66)의 형태로 된다. 브리슬(66)은 하나 이상의 나선형 형상으로 몸체(62)를 따라 규칙적인 간격으로 배열되는 것이 바람직한 복수의 클러스터로 배열된다. 브리슬(66)은 전기 절연성의 플라스틱재로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 달리, 카펫이 깔린 바닥면 상에 존재하는 어떠한 정전기를 방전시키기 위해 브리슬(66)의 적어도 일부가 금속재 또는 복합재로 형성될 수도 있다.

도 5 내지 도 8 및 도 9a는 에지테이터(60)를 바닥 공구(10)의 주몸체(12)에 관련하여 회전시키기 위한 구동 기구(70)를 예시하고 있다. 구동 기구(70)는 터빈 챔버(74) 내에 위치된 에어 터빈 어셈블리(72)를 포함한다. 터빈 챔버(74)는, 주몸체(12)의 후방부(20)의 일측면에 연결되고 이 일측면과 일체형으로 되는 것이 바람직한 내측부(76)와, 내측부(76)의 단부에 연결된 외측부(78)를 포함한다. 외측부(78)는 공기 입구(80)를 포함하며, 이 공기 입구(80)를 통하여, 바닥 공구(10)가 연결되는 진공 청소 기기의 팬 유닛의 작동을 통해 터빈 챔버(74) 내로 공기 흐름이 인입될 수 있다. 메시 스크린(mesh screen)과 같은 다공성 커버(81)가 공기 입구(80) 위에 배치되어, 오염물 및 먼지가 터빈 챔버(74) 내로 진입하는 것을 방지한다.

터빈 챔버(74)를 통과하는 공기는 주몸체(12)의 후방부(20)로부터 콘딧(14)을 향하여 후방으로 연장하는 에어 덕트(82) 내로 배기된다. 에어 덕트(82)는 주몸체(12)를 통한 흡입 통로의 일부분을 형성하도록 고려될 수 있다. 에어 덕트(82)는, 주몸체(12)의 공기 출구(86)로부터의 공기 흐름을 받아들이기 위한 입구부(84)와, 터빈 챔버(74)로부터 배기된 공기 흐름을 받아들이기 위한 측면 입구(88)를 포함한다. 메시 스크린(89)은 측면 입구(88)로부터 터빈 챔버(74) 내로의 오염물의 진입을 차단하기 위해 측면 입구(89)에 인접하여 제공될 수 있다. 에어 덕트(82)의 입구부(84)는 주몸체(12)로부터의 공기 흐름을 스로틀링(throttling)하기 위한 흐름 제한을 제공하며, 이로써 입구부(84)의 출구 구멍의 크기가 터빈 챔버(74)의 공기 입구(80)를 통해 바닥 공구(10)에 들어오는 공기의 유량에 대한 흡입구(36)를 통해 바닥 공구(10)에 들어오는 공기의 유량의 비율을 결정하게 된다. 예컨대, 출구 구멍이 비교적 작을 때에는, 공기 입구(80)를 통해 바닥 공구(10)에 들어오는 공기의 유량은 흡입구(36)를 통해 바닥 공구(10)에 들어오는 공기의 유량보다 클 것이다. 이것은 에지테이터(60)가 비교적 높은 속도로 회전하도록 구동되게 하지만, 흡입구(36)에서는 비교적 낮은 레벨의 흡입이 이루어지게 할 것이다. 한편, 출구 구멍이 비교적 클 때에는, 공기 입구(80)를 통해 바닥 공구(10)에 들어오는 공기의 유량은 흡입구(36)를 통해 바닥 공구(10)에 들어오는 것보다 작을 것이다. 이것은 에지테이터(60)가 비교적 낮은 속도로 회전하도록 구동되게 하지만, 흡입구(36)에서는 비교적 높은 레벨의 흡입이 이루어지게 할 것이다. 따라서, 입구부(84)의 형상은 에지테이터 회전 속도와 흡입구(36)에서의 흡입의 요구된 조합을 제공하도록 선택될 수 있다.

터빈 챔버(74)로부터 배기된 공기 흐름은 에어 덕트(82)의 입구부(84) 바로 하류에 위치된 인트레인먼트 챔버(entrainment chamber)(90) 내에서 주몸체(12)로부터 배기된 공기 흐름과 합쳐지게 된다. 이것은 에어 덕트(82)의 입구부(84)에 의해 규정되는 흐름 제한 바로 하류에서의 와류 또는 기타 공기 순환 영역의 발생을 방지하고, 또한 바닥 공구(10) 내에서의 압력 손실을 감소시킨다.

에어 덕트(82)는 인트레인먼트 챔버(90) 하류에 위치된 출구부(91)를 갖는다. 에어 덕트(82)의 출구부(91)의 입구 구멍은 에어 덕트(82)의 입구부(84)의 출구 구멍 반대쪽에 위치되며, 에어 덕트(82)의 입구부(84)의 출구 구멍보다 큰 공기 흐름 직교 횡단면 면적을 갖는다. 에어 덕트(82)의 출구부(91)는 콘딧(14)의 입구부(92)에 연결된다. 콘딧(14)은 또한 진공 청소 기기의 호스, 봉 또는 기타 덕트에 연결할 수 있는 출구부(94)와, 콘딧(14)의 입구부(92)와 출구부(94) 사이에 연결된 가요성의 덕트(96)를 포함한다. 콘딧(14)은 한 쌍의 바퀴(98)에 의해 지지된다.

터빈 어셈블리(72)는 임펠러(100)를 포함하며, 이 임펠러(100)는 임펠러와 함께 회전하기 위한 임펠러 구동 샤프트(102)와 일체로 되어 있거나 또는 임펠러 구동 샤프트(102) 상에 장착되어 있다. 임펠러(100)는 임펠러(100)의 외주부에 대해 배치된 등간격의 임펠러 블레이드(104)의 원주 어레이를 포함한다. 임펠러(100)는 단일의 피스로 될 수도 있고, 또는 임펠러 블레이드(104)의 어레이를 각각 보유하고 있는 시트재로 이루어진 2개 이상의 환형부로 조립될 수도 있다. 시트재의 이들 환형부는 하나의 환형부의 블레이드가 다른 환형부의 블레이드와 교번적으로 배치되는 상태로 하나 위에 다른 하나가 올려지는 형태로 되어 함께 임펠러(100)를 형성할 수 있다.

임펠러 구동 샤프트(102)는 터빈 어셈블리(72)의 스테이터(stator)(110)에 회전 가능하게 장착된다. 스테이터(110)는, 임펠러 구동 샤프트(102)가 삽입되는 환형 스테이터 몸체(114)의 외주부에 대해 원주상으로 배치된 제1 환형 어레이의 스테이터 블레이드(112)를 포함한다. 스테이터 몸체(114)는 그 외경이 임펠러(100)와 실질적으로 동일하며, 스테이터 블레이드(112)는 그 크기가 임펠러 블레이드(104)와 실질적으로 동일하다. 임펠러 구동 샤프트(102)는 임펠러 블레이드(104)가 스테이터 블레이드(112)의 반대쪽에 위치되도록 베어링(116, 118)에 의해 스테이터 몸체(114)의 보어(bore) 내에서 지지된다. 스테이터 몸체(114)는 원통형의 스테이터 하우징(120)에 의해 둘러싸이며, 이 하우징은 스테이터 블레이드(112)가 내부에 위치되는 환형 채널을 스테이터 몸체(114)와 함께 규정한다. 스테이터 블레이드(112), 스테이터 몸체(114) 및 스테이터 하우징(120)은 단일의 피스로 형성되는 것이 편리할 수도 있다. 환형의 탄성 지지 부재(122)가 스테이터 하우징(120)의 외면과 터빈 어셈블리(74)의 내면 사이에 시일을 형성한다. 지지 부재(122)의 탄성은 터빈 어셈블리(72)로부터 터빈 챔버(74)로의 진동의 전달을 최소화하도록 선택된다. 스테이터(110)는 임펠러(100)로부터 떨어져 있는 스테이터 몸체(114)의 단부 위에 탑재되는 노스 콘(nose cone)(124)을 추가로 포함한다. 노스 콘(124)은, 제1 어레이의 스테이터 블레이드(112)와 유사한 크기로 되어 이 제1 어레이에 인접 위치되는 제2 환형 어레이의 스테이터 블레이드(126)를 포함한다. 노스 콘(124)의 외면은 공기 흐름을 스테이터 몸체(114)와 스테이터 하우징(120) 사이의 환형 채널 내로 안내하는 형상으로 된다.

스테이터 하우징(120)은 원통형의 임펠러 하우징(130)에 연결되고 바람직하게는 임펠러 하우징과 일체로 되며, 이 임펠러 하우징은 임펠러 블레이드(104)가 내부에 위치되는 환형 채널을 임펠러(100)와 함께 규정한다. 임펠러 하우징(130)은 그 다음에 터빈 출구 콘딧(134)에 연결되고 바람직하게는 이 터빈 출구 콘딧과 일체로 되며, 이 터빈 출구 콘딧은 터빈 출구 콘딧(134)의 출구가 에어 덕트(82)의 측면 입구(88)를 둘러싸도록 에어 덕트(82) 상에 장착된다. 환형의 실링 부재(136)가 에어 덕트(82)의 측면 입구(88)와 터빈 출구 콘딧(134) 사이에 시일을 형성한다.

구동 기구(70)는 임펠러(100)와 함께 회전하기 위해 임펠러 구동 샤프트(102)의 반대쪽의 임펠러(100)의 측면 상에 장착된 기어(140)를 추가로 포함한다. 제1 벨트(142)(도 7에 도시됨)가 기어(140)를 구동 샤프트(146)의 일단부에 장착된 구동 풀리(144)에 연결한다. 구동 기구(70)의 이 부분 내에 오염물 및 먼지가 진입하는 것을 차단하고, 또한 사용자가 구동 기구(70)와 접촉하게 되는 것을 방지하기 위해, 제1 벨트(142), 구동 풀리(144), 및 구동 샤프트(146)가 구동 하우징(150) 내에 수용된다. 구동 하우징(150)은 임펠러 하우징(130)과 일체로 되는 것이 바람직하다.

구동 샤프트(146)는 주몸체(12)의 후방부(20) 내에 위치되며, 실질적으로 A 축에 평행하다. 구동 샤프트(146)는 구동 하우징(150)과 일체로 되는 것이 바람직한 구동 샤프트 하우징(152) 내에 수용된다. 제1 피동 풀리(driven pulley)(154)가 구동 샤프트(146)의 타단부에 연결된다. 제1 피동 풀리(154)는 제2 벨트(158)에 의해 더 큰 제2 피동 풀리(156)에 연결된다. 제2 벨트(158)에 대하여 부분적으로 벨트 커버(160)가 연장한다. 에지테이터(60)의 몸체(62)에의 연결을 위해 제2 피동 풀리(158)의 일측면 상에 드라이브 독(drive dog)(162)이 장착된다.

그 결과, 공기 흐름이 콘딧(14)의 출구부(94)에 부착된 진공 청소 기기 내에 수용된 모터 구동 팬 유닛의 동작 하에서 터빈 챔버(74)를 통해 인입될 때, 임펠러(100)는 공기 흐름에 의해 터빈 챔버(74)에 관련하여 회전된다. 임펠러(100)의 회전은 구동 풀리(142)가 제1 벨트(144)에 의해 회전되도록 한다. 구동 풀리(142)의 회전은 구동 샤프트(146) 및 제1 피동 풀리(154)를 회전시키며, 제1 피동 풀리(154)의 회전은 제2 피동 풀리(156)가 제2 벨트(158)에 의해 회전되도록 한다. 제2 피동 풀리(156)의 회전은 주몸체(12)에 관련하여 에지테이터(60)의 회전을 발생한다.

에지테이터(60)는, 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 차단하기 위해 스테이터 몸체(114)의 외면과 스테이터 하우징(120) 사이에 위치된 환형 채널에의 진입을 선택적으로 폐쇄함으로써 팬 유닛의 동작 동안에 비활성의 상태로 될 수도 있으며, 이 상태에서는 에지테이터(60)가 주몸체(12)에 관련하여 정지 상태로 된다. 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 차단함으로써 임펠러(100)가 터빈 챔버(74)에 관련하여 회전하는 것이 방지되며, 이것은 구동 기구(70)가 주몸체(12)에 관련하여 에지테이터(60)를 회전시키는 것을 방지한다.

도 8 및 도 9a를 참조하면, 터빈 챔버(74)는 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 차단하기 위해 환형 채널에의 진입을 폐쇄하기 위한 탄력 복원성의 터빈 시일(170)을 수용한다. 터빈 시일(170)은, 도 9b에 예시된 바와 같이, 일단부가 지지 부재(122)에 연결되고 타단부가 터빈 챔버 제어 어셈블리(174)의 환형 부재(172)에 연결되는 전반적으로 슬리브의 형태이다. 터빈 시일(170)의 외면은 환형 부재(172)에 연결되기 전에 환형 부재(172)의 내측 반경 둘레부, 외측 단부 벽부 및 외측 반경 둘레부의 주위를 차례로 통과한다.

제어 어셈블리(174)는 터빈 챔버(74)에 관련한 터빈 시일(170)의 이동을 행하기 위해 에어 덕트(82) 내의 공기 압력의 변동을 이용한다. 그러므로, 환형 부재(172)는 에지테이터(60)의 상태의 변경을 작동시키기 위한 제어 어셈블리(174)의 액추에이터를 제공한다. 제어 어셈블리(714)는 터빈 챔버(74)에 대하여 에어 덕트(82)의 반대측에 위치된 섀시(chassis)(178) 내에 포함된 압력 챔버(176)를 포함한다. 섀시(178)는, 주몸체(12)의 후방부(20)의 다른 측면에 연결되고 바람직하게는 주몸체(12)의 후방부(20)의 다른 측면에 일체로 되는 내측부(180)와, 내측부(180)의 단부에 연결되는 외측부(182)를 포함한다. 섀시(178)의 외측부(182)는 중앙 애퍼처(184)를 포함한다.

압력 챔버(176)는 터빈 챔버(74)와 압력 챔버(176) 사이에서 연장하는 콘딧(192)에 의해 에어 덕트(82)와 유체 소통 상태로 위치된다. 콘딧(192)이 에어 덕트(82)에 직접 연결될 수도 있지만, 터빈 챔버(74) 내로의 오염물의 진입을 방지하기 위한 메시 스크린(81, 89)의 존재 또한 에어 덕트(82)가 터빈 챔버(74)에 연결될 시에 오염물이 압력 챔버(176)에 진입하는 것을 방지하므로, 콘딧(192)을 터빈 챔버(74)에 연결하는 것이 바람직하다. 압력 챔버(176)는 제1 챔버부(194) 및 제2 챔버부(196)를 포함한다. 제1 챔버부(194)는, 섀시(178)의 외측부(182)의 중앙 애퍼처(184) 내에 위치되는 단부 벽부(198)와, 제1 챔버부(194)가 섀시(178)에 고정되도록 섀시(178)의 외측부(182)의 내면과의 억지 끼워맞춤(interference fit)을 형성하는 환형의 외측 측벽부(200)를 포함한다. 제1 챔버부(194)는 또한, 외측 측벽부(200)와 전반적으로 동축을 이루는 원통형의 제1 내측 측벽부(202)와, 제1 내측 측벽부(202)와 전반적으로 동축을 이루는 상태로 둘러싸고 있는 원통형의 제2 내측 측벽부(203)를 포함한다. 제2 챔버부(196)는, 제1 챔버부(194)의 단부 벽부(198)의 반대쪽에 위치되어 이 단부 벽부와 전반적으로 평행을 이루는 단부 벽부(204)와, 단차형의(stepped) 환형 측벽부(206)를 포함한다.

고무 또는 유사한 탄성 성질을 갖는 기타 재료로 형성된 슬리브(208) 형태인 것인 바람직한 가요성의 환형 실링 부재가 제1 챔버부(194)와 제2 챔버부(196) 양자에 연결되어, 이들 사이에 기밀식 시일(airtight seal)을 형성하고, 또한 제2 챔버부(196)를 제1 챔버부(194)에 관련하여 이동할 수 있도록 하여 압력 챔버(176)의 용적(volume)을 변화시킨다. 슬리브(208)의 일단부(210)가 외측 측벽부(200)의 외면에 연결되고, 슬리브(208)의 타단부(212)가 측벽부(206)의 외면에 연결되어, 슬리브(208)가 측벽부(200, 206)를 둘러싸게 된다.

아래에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 압력 챔버(176)는 압력 챔버(176)의 구성을 제어하기 위한 제어 기구를 수용한다. 제어 기구는 제1 챔버부(194)에 연결되는 환형의 트랙 캐리어(track carrier)(214)를 포함한다. 트랙 캐리어(214)는 환형의 단부 벽부(216), 전반적으로 원통형의 내벽부(218), 전반적으로 원통형의 외벽부(220)를 포함한다. 트랙(222)은 외벽부(220)의 외면에 위치된다. 트랙 캐리어(214)는 트랙 캐리어(214)의 단부 벽부(216)가 제1 챔버부(194)의 단부 벽부(198)에 인접하도록 제1 챔버부(194)의 내벽부(202, 203) 사이에 삽입된다. 트랙 캐리어(214)는 나사(224) 또는 다른 적합한 컨넥터를 이용하여 제1 챔버부(194)에 고정된다.

제어 어셈블리(174)는 도 8, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 압력 챔버(176)를 팽창 구성 쪽으로 하기 위해 나선형 압박 스프링 형태인 것이 바람직한 복수의 탄력 복원성 부재를 추가로 포함한다. 제1 스프링(226)은, 트랙 캐리어(214)의 단부 벽부(216)와 계합하는 제1 단부와, 제1 챔버부(194)와 제2 챔버부(196) 사이에 위치된 튜브형의 스프링 리테이너(228)에 대해 연장하는 제2 단부를 갖는다. 스프링 리테이너(228)는, 스프링 리테이너의 외면에 위치된 제1의 환형 스프링 맞닿음 부재(230)를 가지며, 이 스프링 맞닿음 부재는 압력 챔버(176)가 도 9a에 예시된 구성에 있을 때에 제1 스프링(226)의 제2 단부로부터 정상적으로 이격된다. 스프링 리테이너(228)는 또한 스프링 리테이너의 내면에 위치된 제2의 환형 스프링 맞닿음 부재(232)를 갖는다. 제2 스프링(234)은, 제2 챔버부(196)의 단부 벽부(204)와 계합하는 제1 단부와, 제2의 환형 스프링 맞닿음 부재(232)와 계합하는 제2 단부를 갖는다. 그러므로, 제2 스프링(234)은 제2 챔버부(196)를 스프링 리테이너(228)로부터 먼 쪽으로 밀어내고 그에 따라 제1 챔버부(194)로부터도 먼 쪽으로 밀어내도록 작용한다. 스프링 리테이너(228)는, 제2의 환형 스프링 맞닿음 부재(232)로부터, 제1의 환형 스프링 맞닿음 부재(230)로부터 떨어져 있는 스프링 리테이너(228)의 환형 단부 쪽으로 연장하는, 복수의 슬롯을 포함한다. 리테이너 클립(235)이 나사(224)에 의해 트랙 캐리어(214)의 내벽부(218)의 단부에 고정된다. 스프링 리테이너(228)는 리테이너 클립(235)에 대해 연장한다. 리테이너 클립(235)은 한 쌍의 직경 방향으로 대향 배치된 러그(도시하지 않음)를 포함하며, 이 한 쌍의 러그는 리테이너 클립으로부터 반경 방향 외측으로 연장하고, 각각이 스프링 리테이너(228)의 각각의 슬롯을 통과한다. 스프링 리테이너(228)의 러그와 환형 단부 간의 계합은 스프링 리테이너(228)가 도 9a에 예시된 위치를 지나 트랙 캐리어(214)로부터 멀어지도록 이동하는 것을 방지한다.

트랙 캐리어(214)의 외벽부(220)의 일부분이 도 11의 (a) 내지 (f)에 보다 상세하게 예시되어 있다. 트랙 캐리어(214)는 트랙 캐리어(214)의 외벽부(220) 상에 형성된 일련의 불규칙하고 상호 연결된 홈 형태의 트랙(222)을 포함한다. 트랙(222)은 트랙 캐리어(214)의 외벽부(220)에 대하여 원주 상으로 배열된 이 예에서는 5개인 복수의 상호 연결된 트랙 부분으로 분할된다. 이 예에서는 5개인 복수의 핀(236)이 트랙(222)을 따라 이동할 수 있다. 핀(236)이 72°의 각도로 서로 각을 이루며 이격되어 있어서, 어떠한 소정의 경우에도, 각각의 핀(236)이 각각의 트랙 부분 내에 위치된다. 다시 도 9a를 참조하면, 핀(236)은 제어 기구의 환형 트랙 팔로워(238)의 내면 주위에 배치된다. 트랙 팔로워(238)는, 제2 챔버부(196) 및 트랙 캐리어(214) 양자에 대하여 회전 가능하고 트랙 캐리어(214)에 대하여 축 방향으로 이동 가능하도록, 제2 챔버부(196)에 부착된 리테이닝 링(retaining ring)(240)에 의해 유지된다. 트랙 팔로워(238)는 환형 디스크(242)에 의해 리테이닝 링(240) 쪽으로 밀려나게 되며, 이 환형 디스크가 환형 디스크(242)와 제2 챔버부(196) 사이에 배치된 제3 스프링(244)에 의해 트랙 팔로워(238) 쪽으로 밀려나게 된다.

다시 도 9b를 참조하면, 제어 어셈블리(174)는 제2 챔버부(196)를 환형 부재(172)에 연결하기 위한 복수의 상호 연결 암(250, 252)을 포함한다. 2개의 제1 암(250)은 각각 그 일단부가 제2 챔버부(196)의 단부 벽부(204) 상의 2개의 직경 방향으로의 반대쪽 지점의 각각의 지점에 연결된다. 각각의 제1 암(250)은 에어 덕트(82)의 상면을 지나서 터빈 어셈블리(72) 쪽으로 연장한다. 각각의 제1 암(250)은 국소적으로 확장된 단부 부분(254)을 갖는다. 2개의 제2 암(252)은 각각 그 일단부가 환형 부재(172) 상의 직경 방향으로 대향하는 2개의 반대 지점의 각각의 지점에 연결된다. 각각의 제2 암(252)은 터빈 어셈블리(72), 에어 덕트(82) 및 제1 암(250)을 지나서 압력 챔버(176) 쪽으로 연장한다. 환형 부재(172)로부터 떨어져 있는 제2 암(252)의 단부들은 아치형 컨넥터(256)에 의해 연결된다. 제1 암(250)과 제2 암(252) 사이에서의 상대 이동을 허용하면서 각각의 제1 암(250)의 단부 부분(254)을 유지하기 위해 각각의 제2 암(252)의 다른 단부 쪽으로 슬롯(258)이 위치된다. 제2 암(252)은 제4 스프링(260)에 의해 압력 챔버(176)로부터 멀어지도록 바이어스되며, 이로써, 진공 청소 기기의 팬 유닛이 오프로 스위치될 때에, 제4 스프링(260)이 터빈 시일(170)을 도 8 및 도 9a에 예시된 팽창 구성 쪽으로 밀어내며, 이 팽창 구성에서는, 터빈 시일(170)의 내면이 노스 콘(nose cone)(124)의 외면으로부터 이격되어 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 허용하게 된다. 제4 스프링(260)은 섀시(178)의 외측 부분(182)과 컨넥터(256)의 일부분을 형성하는 환형 스프링 리테이너(262)과의 사이에 위치된다.

콘딧(192)은 복수의 연결 파이프 또는 튜브로 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 콘딧(192)은 입구 파이프(270)를 포함하며, 이 입구 파이프는 터빈 출구 콘딧(134)과 일체로 되어 있고 터빈 챔버(74)와 유체 소통되고 있다. 입구 파이프(270)의 단부는 인트레인먼트 챔버(90) 및 에어 덕트(82)의 입구(84)를 통과하는 연결 튜브(272)의 일단부에 삽입된다. 연결 튜브(272)의 다른 단부는 콘딧(192)의 출구 파이프(274)의 단부에 수용된다. 출구 파이프(274)는 압력 챔버(176)의 제1 챔버부(194)와 일체로 된다. 그 결과, 압력 챔버(176) 내의 공기 압력은 에어 덕트(82)의 공기 압력에서의 불균일로 변동하게 될 터빈 챔버(74)에서의 공기 압력과 실질적으로 동등하게 될 것이다. 섀시(178)가 밀봉식으로 실링되지 않기 때문에, 압력 챔버(176)를 둘러싸는 공기 압력은 대기압 또는 대기압 부근으로 유지될 것이다.

전술한 바와 같이, 도 8, 도 9a 및 도 9b는 바닥 공구(10)가 진공 청소 기기로부터 연결되지 않을 때 또는 진공 청소 기기가 오프로 스위치되어 진공 청소 기기의 팬 유닛에 의해 발생되는 공기 흐름이 없을 때의 제어 어셈블리(174)의 구성을 예시한다. 이 구성에서, 압력 챔버(176) 내의 공기 압력은 압력 챔버(176) 외부의 공기 압력과 동일하다. 압력 챔버(176) 내의 2개의 스프링(226, 234)은 팽창 구성으로 되어 있어, 제2 챔버부(196)를 제1 챔버부(194)로부터 멀어지도록 밀어내고, 그 결과 압력 챔버(176)가 팽창 구성으로 된다. 제1 스프링(226)의 스프링 상수는 제2 스프링(234)의 스프링 상수보다 적어도 4배 큰 것이 바람직하다. 제3 스프링(244)의 스프링 상수는 제1 스프링(226)의 스프링 상수보다 크다. 이 구성의 압력 챔버(176)에 의하면, 제어 어셈블리(174)의 제2 암(252)이 제4 스프링(260)에 의해 도 9b에 도시된 위치 쪽으로 밀려나게 되며, 이 위치에서는 터빈 시일(170)의 내면이 노스 콘(124)의 외면으로부터 이격되어 터빈 챔버(74)의 공기 입구(80)로부터 에어 덕트(82)로 공기가 통과할 수 있게 된다.

진공 청소 기기가 온으로 스위치될 때, 진공 청소 기기의 팬 유닛의 회전은, 제1 공기 흐름이 흡입구(36)를 통해 바닥 공구(10)의 주몸체(12) 내로 인입되도록 하고, 제2 공기 흐름이 공기 입구(80)를 통해 터빈 챔버(74) 내로 인입되도록 한다. 전술한 바와 같이, 터빈 챔버(74)를 통한 공기의 흐름은 에지테이터(60)가 바닥 공구(10)의 주몸체(12)에 대하여 회전하도록 한다. 제1 공기 흐름과 제2 공기 흐름은 인트레인먼트 챔버(90) 내에서 합쳐지게 되고, 바닥 공구(10)의 콘딧(14)을 통과하여 콘딧(14)의 출구부(94)로 향하게 된다.

공기가 바닥 공구(10)를 통해 인입됨에 따라, 콘딧(192)의 입구 파이프(270)에서의 압력은 대기압으로부터 상대적으로 낮은 제1 부압(sub-atmospheric pressure)으로 감소된다. 그 결과, 압력 챔버(176) 내의 공기의 압력 또한 이 상대적으로 낮은 압력으로 감소된다. 압력 챔버(176)를 둘러싸는 공기가 대기압 또는 대기압 부근으로 유지됨에 따라, 압력 챔버(176) 내의 공기와 압력 챔버(176) 외부의 공기 간의 압력차는 제2 챔버부(196)를 제1 챔버부(194) 쪽으로 밀어내는 힘을 발생한다.

제1 챔버부(194) 쪽으로의 제2 챔버부(196)의 초기 이동은 제2 챔버부(196)의 단부 벽부(204)가 제2 스프링(234)의 바이어싱 힘에 대항하여 스프링 리테이너(228) 쪽으로 이동하도록 한다. 제2 스프링(234)은 제2 챔버부(196)의 단부 벽부(204)가 스프링 리테이너(228)와 계합할 때까지 제2 챔버부(196)와 스프링 리테이너(228) 사이에서 압박된다. 제1 챔버부(194) 쪽으로의 제2 챔버부(196)의 후속 이동은 제1 스프링 맞닿음 부재(230)가 제1 스프링(226)과 계합하도록 스프링 리테이너(228)를 제2 챔버부(196)와 함께 제1 챔버부(194) 쪽으로 이동하도록 한다. 제1 스프링(226)의 스프링 상수는, 콘딧(192)의 입구 파이프(270)에서의 압력이 상대적으로 낮은 제1 부압에 있을 때에 제1 스프링(226)이 제2 챔버부(196)에 미치는 힘의 작용 하에서 압박될 수 있도록 선택되는 한편, 제3 스프링(244)의 스프링 상수는, 콘딧(192)의 입구 파이프(270)에서의 압력이 상대적으로 낮은 제1 부압에 있을 때에 제3 스프링(244)이 제2 챔버부(196)에 미치는 힘의 작용 하에서 상대적으로 압박될 수 없도록 선택된다.

제2 챔버부(196)가 제1 챔버부(194) 쪽으로 이동할 때, 트랙 팔로워(238)의 핀(236)은 트랙 캐리어(214)의 트랙(222)을 따라 도 11의 (a)에 도시된 위치 P1으로부터 도 11의 (b)에 도시된 위치 P2로 이동한다. 보다 구체적으로, 그리고 모든 핀(236)의 이동을 예로 설명하기 위해 핀(236) 중의 한 핀(236a)을 참조하면, 먼저 핀(236a)은 이 핀(236a)이 곡선 벽부(280)와 맞닿을 때까지 축 방향으로, 즉 환형 트랙 캐리어(214)의 길이 방향 축의 방향으로, 트랙(222)을 따라 이동한다. 트랙 팔로워(238)가 트랙 캐리어(214)에 대해 회전 가능할 때, 핀(236a)은 위치 P2에 위치할 때까지 압력 챔버(176)의 제2 챔버부(196)에 가해지는 힘의 작용 하에서 곡선 벽부(280)를 따라 이동할 수 있다. 이 위치 P2에서, 트랙(222)의 형상은 제1 챔버부(194) 쪽으로의 제2 챔버부(196)의 추가의 축방향 이동을 금지하며, 그에 따라 압력 챔버(176)가 완전 수축 구성으로 이동하게 되는 것을 방지한다. 따라서, 입구 파이프(270)에서 상대적으로 낮은 제1 부압이 유지되는 동안, 핀(236)은 위치 P2에 유지된다. 그러므로, 제어 기구는 완전 수축 구성으로의 압력 챔버(176)의 이동을 금지하는 제1 상태에 있도록 고려될 수 있다.

도 12a 및 도 12b는 핀(236)이 위치 P2에 있을 때의 제어 어셈블리(174)의 구성을 도시하고 있다. 압력 챔버(176)는 제1 부분 수축 구성에 있으며, 이 구성에서는, 제1 환형 스프링 맞닿음 부재(230)가 제1 스프링(226)의 단부와 계합하여 제1 스프링(226)을 부분적으로 압박하고, 또한 제2 스프링(234)이 완전하게 압박된다. 제1 챔버부(194) 쪽으로의 제2 챔버부(196)의 이동에 의해, 제어 어셈블리(174)의 제1 암(250)이 제2 암(252)에 관련하여 이동한다. 각각의 제1 암(250)의 단부 부분(254)은 그 각각의 슬롯(258)의 단부(264) 쪽으로 이동하지만, 핀(236)이 트랙(222)에서의 위치 P2에 도달하기 전에 슬롯(258)의 단부(264)와 접촉하지 않게 된다. 제4 스프링(260)의 바이어싱 힘은 제1 암(250)이 제2 암(252)에 관련하여 이동할 때에 제2 암(252)이 제1 암(250)과 함께 이동하지 않도록 선택된다. 따라서, 제어 어셈블리(174)가 제1 부분 수축 구성에 있는 동안, 터빈 시일(170)의 내면은 노스 콘(124)의 외면으로부터 이격된 상태로 유지되어 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 허용하며, 그 결과 에지테이터(60)가 바닥 공구(10)의 주몸체(12)에 관련하여 회전을 지속하게 된다.

전술한 바와 같이, 바닥 공구(10)가 카펫이 깔린 바닥면 상에 위치될 때, 바퀴(48, 50)는, 바닥 공구(10)의 중량과, 바닥 공구(10)를 통과하는 공기와 외부 분위기 간의 압력차로 인해 바닥 공구(10)에 하방향으로 작용하는 힘 하에서, 카펫이 깔린 바닥면의 섬유 내로 푸시된다. 이것은 솔 플레이트(26)의 작업 에지(42, 44)를 바닥 표면의 섬유와 접촉하게 하여, 이로써 바닥 공구(10)가 바닥면 위에서 조종될 때에 섬유가 작업 에지(42, 44)에 의해 에지테이트된다. 에지테이터(60)의 브리슬(66)의 길이는, 에지테이터(60)가 터빈 어셈블리(72)에 의해 회전될 때에, 브리슬(66)의 선단부에 의해 청소되는 공간이 작업 에지(42, 44)를 지나 하방향으로 튀어나오도록 하여, 브리슬(66)이 또한 바닥면의 섬유를 에지테이트할 수 있도록, 선택된다.

바닥 공구(10)가 카펫이 깔린 바닥면으로부터 단단한 바닥면 위로 후속하여 이동될 때, 브리슬(66)의 길이에 따라서는, 브리슬(66)이 단단한 바닥면과 접촉하여 단단한 바닥면 위를 청소할 수 있게 되는 것이 가능하다. 단단한 바닥면의 성질에 따라서는, 바닥 공구(10)가 단단한 바닥면 위로 이동되기 전에 에지테이터(60)의 회전을 금지하여, 회전하는 브리슬(66)에 의하여 바닥면을 스크래치하거나 기타 자국을 남기는 것을 방지하면서, 흡입구(36)를 통한 주몸체(12) 내로의 공기 흐름을 유지하여 오염물 및 먼지를 바닥 공구(10) 내로 인입하는 것이 바람직할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 주몸체(12)에 관련한 에지테이터(60)의 회전은 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 선택적으로 방지함으로써 금지된다. 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 금지함으로써 터빈 어셈블리(72)의 임펠러(100)에 작용하는 회전 구동력이 제거되며, 이것은 에지테이터(60)에 작용하는 회전 구동력을 제거함으로써 에지테이터(60)를 휴식 상태로 되게 한다.

에지테이터(60)를 활성의 회전 상태에서 비활성의 정지 상태로 전환하는 것은 압력 챔버(176) 내의 공기 압력을 일시적으로 변화시킴으로써 이루어진다. 압력 챔버(176) 내의 공기 압력을 일시적으로 변화시키는 것은 터빈 챔버(74) 및 콘딧(192)을 통해 압력 챔버(176)에 연결되는 에어 덕트(82) 내의 공기 압력을 일시적으로 변화시킴으로써 이루어진다. 에어 덕트(82) 내의 압력은 외부 환경으로부터의 공기를 바닥 공구(10)의 콘딧(14)의 출구부(94)로부터 진공 청소 기기의 팬 유닛까지 연장하는 흐름 경로 내로 들어가도록 밸브 어셈블리(300)를 조작함으로써 변화된다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서, 밸브 어셈블리(300)는 봉(304)의 제1 단부에 연결되는 핸들(302)에 위치된다. 바닥 공구(10)는 봉(304)의 다른 단부에 연결된다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 핸들(302)은 진공 청소 기기의 호스(400)에 연결된다. 진공 청소 기기(402)는 호스(400)로부터 받아들인 기류로부터 오염물 및 먼지를 제거하기 위한 분리 장치(404), 바람직하게는 사이클로닉 분리 장치(cyclonic separating apparatus)와, 진공 청소 기기(402)를 통해 기류를 인입하기 위해 진공 청소 기기(402)의 주몸체(408) 내에 위치되는 팬 유닛(406)(파선으로 나타내짐)을 포함한다.

또한 도 14a 내지 도 14d를 참조하면, 핸들(302)은 핸들 몸체(306) 및 핸들 커버(308)를 포함하며, 이들은 함께 사용자에 의해 파지되도록 구성된 핸드그립부(310)를 형성한다. 핸드그립부(310)는 전방 튜브부(312)와 핸들 몸체(306)의 후방부(314) 사이에 연장한다. 핸들(302)의 전방부(312)는 봉(304)의 제1 단부에 연결 가능하며, 봉(304)으로부터 공기 흐름을 받아들이기 위한 공기 입구(316)를 포함한다. 핸들(302)은 또한 전방부(312)와 핸들 몸체(306)의 후방부(314) 사이에 연결되어 이들에 관련하여 회전하기 위한 원통형의 회전 가능부(318)를 더 포함한다. 핸들(302)의 공기 출구(319)는 공기 흐름을 진공 청소 기기(402)의 분리 장치(404)에 운반하기 위한 호스(400)에 연결하기 위해 회전 가능부(318)의 측벽부로부터 외측으로 연장한다.

보다 상세하게 하술되는 바와 같이, 밸브 어셈블리(300)는 제1 밸브(320) 및 제2 밸브(322)를 포함한다. 제1 밸브(320)는 제2 밸브(322)의 둘레에 대해 연장하고 제2 밸브(322)의 둘레를 지지한다. 제1 밸브(320)와 제2 밸브(322)는 핸들 몸체(306)의 전방부(312)에 형성된, 바람직하게는 핸들(302)의 핸드그립부(310) 아래에 형성된 상대적으로 큰 제1 애퍼처(324)를 폐색하도록 배치된다. 제2 밸브(322)는 제1 밸브(320)에 형성된 상대적으로 작은 제2 애퍼처(326)를 폐색하도록 배치된다. 도 14d에 예시된 바와 같이, 이 제2 애퍼처(326)는 제1 애퍼처(324) 위에 위치되며, 이로써 제2 밸브(322)는 제1 애퍼처(324)의 상대적으로 작은 부분을 폐색하도록 고려될 수 있는 한편, 제1 밸브(320)는 제1 애퍼처(324)의 상대적으로 큰 부분을 폐색하도록 고려될 수 있다. 그러므로, 각각의 애퍼처(324, 326)는 대기 공기를 핸들(302)을 통과하는 공기 흐름 내로 들어가도록 배치된다.

밸브 어셈블리(300)는 핸들 몸체(306)에 관련하여 제1 밸브(320) 및 제2 밸브(322)를 이동하도록 작동할 수 있다. 하술되는 바와 같이, 제1 밸브(320) 및 제2 밸브(322)는 동시에 이동되어 제1 애퍼처(324)를 노출시킬 수 있는 반면, 제2 밸브(322)는 제1 밸브(320)와는 별도로 이동되어 제2 애퍼처(326)를 노출시킬 수 있다. 즉, 제2 밸브(322)는 제2 애퍼처(326)가 폐색되는 폐쇄 위치와 제2 애퍼처(326) 및 그에 따라 제1 애퍼처(324)의 일부분이 노출되는 개방 위치 사이에서 제1 밸브(320)에 관련하여 이동될 수 있다. 한편, 제1 밸브(320)는 제1 애퍼처(324)가 폐색되는 폐쇄 위치와 제1 애퍼처(324)가 완전히 노출되는 개방 위치 사이에서 제2 밸브(322)와 동시에 이동 가능하다.

특히 도 14b 및 도 14d를 참조하면, 밸브 어셈블리(300)는 밸브(320, 322)를 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동시키기 위한 밸브 구동 기구(330)를 포함한다. 밸브 구동 기구(330)는 핸들 커버(308)와 핸들 커버(308)에 연결 가능한 밸브 구동 커버(334) 사이에 위치되는 하우징(332) 내에 위치된다. 밸브 구동 기구(330)는 하우징(332)으로부터 상방향으로 그리고 외측으로 돌출하는 버튼(336) 형태의 제1 액추에이터를 포함한다. 버튼(336)은 핸들(302)의 핸드그립부(310)를 파지하는 손의 엄지손가락을 이용하여 사용자에 의해 눌려져 도 14a 내지 도 14d에 도시된 바와 같은 상승 위치로부터 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같은 하강 위치로 핸드그립부(310)에 대하여 슬라이드할 수 있다. 버튼(336)은 버튼(336)과 계합하는 제1 단부 및 핸들 커버(308)에 연결되고 바람직하게는 핸들 커버(308)와 일체로 되는 스프링 맞닿음 부재(340)와 계합하는 제2 단부를 갖는 제1 핸들 스프링(338)에 의해 상승 위치 쪽으로 바이어스된다.

밸브 구동 기구(330)는 또한 핸들 커버(308)에 연결된 스핀들(344) 상에 탑재되는 복합 기어(compound gear)(342)를 포함한다. 복합 기어(342)의 제1 세트의 톱니(346)는 구동 랙(drive rack)(348) 상에 위치된 톱니의 세트와 맞물린다. 버튼(336)과 구동 랙(348) 사이에는 래치(latch)가 연장하여, 구동 랙(348)이 버튼의 상승 위치와 하강 위치 사이에서 버튼(336)과 함께 이동하게 된다. 피동 랙(driven rack)(352)은 구동 랙(348)에 대하여 복합 기어(342)의 반대측에 위치된다. 피동 랙(352)은 복합 기어(342)의 제2 세트의 톱니(354)와 맞물리는 톱니 세트를 가지며, 이로써 구동 랙(348)과 피동 랙(352)이 복합 기어(342)의 회전과 반대 방향으로 이동하게 된다. 피동 랙(352)은, 그 하위 단부에 위치된 제1 밸브 구동 부재(356)와, 그 상위 단부에 위치된 제2 밸브 구동 부재(358)를 포함한다. 제1 밸브(320)는 제1 밸브 구동 부재(356)로부터 수직으로 이격된 제1 밸브 리지(valve ridge)(360)를 포함한다. 제2 밸브(322)는 스프링 맞닿음 부재(340)와 제2 밸브 리지(362) 사이에 연장하는 제2 핸들 스프링(364)에 의해 제2 밸브 구동 부재(358) 쪽으로 밀리나게 되는 제2 밸브 리지(362)를 포함한다.

밸브 어셈블리(300)를 작동시키기 위해, 사용자는 버튼(336)이 상승 위치로부터 하강 위치 쪽으로 이동하도록 버튼(336)을 누른다. 하강 위치 쪽으로의 버튼(336)의 이동은 구동 랙(348)이 핸들 몸체(306)의 전방부(312)를 향하여 하방향으로 이동하여 복합 기어(342)를 회전시키도록 하며, 이것은 피동 랙(352)이 핸들 몸체(306)의 전방부(312)로부터 멀어지도록 하방향으로 이동하게 한다. 제2 밸브 구동 부재(358)가 제2 밸브 리지(362)와 접촉함에 따라, 피동 랙(352)의 이동은 제1 밸브 구동 부재(356)가 제1 밸브 리지(360)와 계합하기 전에 제2 밸브(322)를 제2 애퍼처(326)로부터 멀어지도록 상방향으로 이동하도록 한다. 제1 밸브(320)에 앞서서의 제2 밸브(322)의 이러한 이동은 제1 애퍼처(324)를 완전히 노출시키기 위한 제1 밸브(320)의 이동 전에 소량의 주변 공기를 제2 애퍼처(326)를 통해 핸들(302) 내로 빼낼 수 있도록 한다. 이 주변 공기가 핸들(302) 내로 들어가게 하는 것은 제1 밸브(320) 양단의 압력차를 감소시킨다. 이것은 제1 밸브(320)를 핸들(302) 쪽으로 밀어내도록 작용하는 힘을 이 압력차에 의해 감소시키며, 그에 따라 제1 애퍼처(324)를 노출시키기 위해 핸들(302)로부터 멀어지도록 제1 밸브(320)를 이동시키기 위해 요구되는 힘을 감소시킨다. 버튼(336)이 하강 위치를 향해 이동할 때의 복합 기어(342)의 연속적인 회전으로, 제1 밸브 구동 부재(356)는 제1 밸브 리지(360)와 계합하여 제1 밸브(320)를 제2 밸브(322)와 동시에 상승시켜 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이 핸들(302)로부터 멀어지도록 하여, 제1 애퍼처(324)를 완전히 노출시킴으로써 주변 공기가 핸들(302)을 통과하는 기류 내로 들어가도록 한다.

밸브 어셈블리(300)가 제1 애퍼처(324)를 노출시키도록 사용자에 의해 조작될 때, 봉(304) 내의 공기 압력이 증가되며, 이로써 에어 덕트(82) 내의 공기 압력이 증가한다. 이것은 에어 덕트(82)와 유체 소통되는 터빈 챔버(74) 내의 공기 압력 또한 상대적으로 낮은 제1 부압으로부터 상대적으로 높은 제2 부압으로 증가한다는 것을 의미한다. 이것은 압력 챔버(176) 내의 공기의 압력을 증가시킨다. 압력 챔버 내의 공기의 압력의 증가는 압력 챔버(176) 내의 공기와 압력 챔버(176) 외측의 공기 간의 압력차의 감소로 인해 제2 챔버부(196)에 작용하는 힘의 감소를 발생한다.

도 11의 (b) 및 (c)를 참조하면, 트랙 캐리어(214)의 트랙(222)은 트랙 팔로워(238)의 핀(236)이 다시 위치 P1을 향하여 위치 P2로부터 멀어지도록 축방향으로 이동할 수 있도록 하는 형상으로 된다. 제1 스프링(226)의 스프링 상수는, 부분 압박된 스프링(226)의 힘이 제2 챔버부(196)에 작용하는 감소된 힘보다 크게 되어, 제1 스프링(226)이 제2 챔버부(196)를 그 팽창 구성 쪽으로 제1 챔버부(194)로부터 멀어지도록 밀어내도록, 선택된다. 그 결과로, 그리고 도 16a를 참조하면, 제1 스프링(226)의 바이어싱 힘 하에서, 스프링 리테이너(228) 및 제2 챔버부(196)는 스프링 리테이너(228)의 환형 단부가 리테이너 클립(235)의 러그에 계합할 때까지 제1 챔버부(194)로부터 멀어지도록 이동된다. 이것은 제1 챔버부(194)로부터 먼 쪽으로의 스프링 리테이너(228)의 추가의 이동을 방지한다. 한편, 제2 스프링(234)의 스프링 상수는, 압축된 제2 스프링(234)의 힘이 제2 챔버부(196)에 미치는 감소된 힘보다 작도록 되고, 또한 제2 스프링(234)이 압축 구성으로 유지되어 제2 챔버부(196)가 스프링 리테이너(228) 쪽으로 밀려나게 되도록, 선택된다. 압력 챔버(176)는 도 12a에 도시된 바와 같은 제1 부분 수축 구성으로부터 도 16a에 도시된 바와 같은 제2 부분 수축 구성으로 이동하도록 고려될 수 있다.

핀(236)이 위치 P2로부터 멀어지도록 이동함에 따라, 각각의 핀(236)은 트랙(222)의 경사 벽부(282)와 계합하고, 트랙 캐리어(214)에 관련한 트랙 팔로워(238)의 회전 및 축방향 이동을 통해 경사 벽부(282)를 따라 이동한다. 트랙 캐리어(214)에 관련한 트랙 팔로워(238)의 이동이 중단될 때, 스프링 리테이너(228)의 단부와 리테이너 클립(235)의 러그와의 계합에 의해, 핀(236)은 도 11의 (c)에 도시된 위치 P3에 있게 된다. 도 16b에 도시된 바와 같이, 제2 챔버부(196)가 제1 챔버부(194)로부터 멀어지도록 이동하는 것은, 제1 암(250)의 단부 부분(254)이 각각의 슬롯(258)의 단부로부터 이격된 상태로 유지되므로, 터빈 어셈블리(72)에 관련한 제2 암(252)의 어떠한 이동도 발생하지 않는다. 터빈 챔버(74)를 통한 공기 경로는 개방된 상태로 유지되며, 이로써 터빈 어셈블리(72)의 임펠러(100)는 에지테이터(60)의 회전을 구동하기 위해 회전을 지속한다. 그러나, 제어 기구는 이제는 압력 챔버(176)를 하술되는 바와 같이 완전 수축 구성으로 이동할 수 있도록 하는 제2 상태로 변경된다.

이 실시예에서, 밸브(320)는 사용자가 버튼(336)을 누르고 있는 동안 개방 위치를 유지한다. 사용자에 의해 버튼(336)이 해제될 때, 제1 핸들 스프링(338)은 버튼(336)을 상승 위치 쪽으로 밀어내는 한편, 제2 핸들 스프링(364)은 제2 밸브 리지(362) 및 피동 랙(352)을 핸들 몸체(306)의 전방부(312) 쪽으로 하방향으로 밀어낸다. 이것은 복합 기어(342)의 반대 방향 회전을 발생한다. 피동 랙(352)의 하방향 이동은 먼저 제1 밸브(320)를 핸들 몸체(306)의 전방부(312)와 접촉하게 하여 제1 애퍼처(324)를 부분적으로 폐색하며, 후속하여 제2 밸브(322)를 제1 밸브(320)와 접촉하게 하여 제2 애퍼처(326)를 폐색하며, 이에 의해 제1 애퍼처(324)를 완전히 폐색한다. 제2 핸들 스프링(364)의 힘은 제2 밸브(322)와 제1 밸브(320) 사이 및 제1 밸브(320)와 핸들 몸체(306)의 전방부(312) 사이의 기밀 밀봉을 유지하기 위해 제2 밸브(322)를 제1 밸브(320) 쪽으로 밀어낸다. 스프링(338, 364)은, 애퍼처(324, 326)가 밸브(320, 322)를 폐색하기 전에 에어 덕트(82)에 상대적으로 높은 제2 부압이 구축되도록 하기 위해, 밸브(320, 322)가 개방 위치에서 폐쇄 위치로 이동하는데 수 초가 소요되도록 구성되는 것이 바람직하다.

제1 애퍼처(324)가 밸브(320, 322)에 의해 폐색되면, 에어 덕트(82) 내의 공기 압력은 감소되어, 터빈 챔버(74)와 압력 챔버(176) 내의 공기 압력이 상대적으로 낮은 제1 부압으로 되돌아간다. 그 결과, 제2 챔버부(196)에 작용하는 힘은, 압력 챔버(176) 내의 공기와 압력 챔버(176) 외부의 공기 간의 압력차로 인해, 밸브 어셈블리(300)의 작동 전의 레벨까지로 다시 증가한다. 전술한 바와 같이, 제1 스프링(226)의 스프링 상수는 부분 압박 제1 스프링(226)의 힘이 제2 챔버부(196)에 작용하는 증가된 힘보다 작도록 선택된다. 따라서, 도 17a를 참조하면, 제2 챔버부(196)에 미치는 힘의 작용 하에서, 스프링 리테이너(228) 및 제2 챔버부(196)는 제1 스프링(226)의 바이어싱 힘에 대항하여 제1 챔버부(194) 쪽으로 밀려나게 된다.

또한 도 11의 (c) 및 (d)를 참조하면, 트랙 캐리어(214)의 트랙(222)은 트랙 팔로워(238)의 핀(236)이 위치 P3로부터 축방향으로 먼 쪽으로 이동할 수 있도록 하는 형상으로 된다. 제2 챔버부(196)에 가해지는 증가된 힘의 작용 하에서, 핀(236)이 위치 P3로부터 멀어지도록 이동하므로, 각각의 핀(236)은 트랙(222)의 경사 벽부(284)와 계합하고, 제2 챔버부(196)가 제1 챔버부(194) 쪽으로 푸시됨에 따라 트랙 캐리어(214)에 관련하여 트랙 팔로워(238)의 회전 및 축방향 이동을 통해 경사 벽부(284)를 따라 이동한다. 경사 벽부(284)의 단부에서, 각각의 핀(236)은 핀(236)이 트랙 캐리어(214)를 따라 신속하게 이동할 수 있도록 하는 트랙(222)의 축방향으로 연장하는 슬롯(286)에 진입한다.

제1 챔버부(194) 쪽으로의 제2 챔버부(196)의 이동으로, 제1 아암(250)들의 단부 부분들은 각각의 슬롯(258)의 단부(264)와 각각 계합하도록 슬롯(258)을 따라 이동한다. 제4 스프링(260)의 스프링 상수는 제4 스프링(260)의 힘이 제2 챔버부(196)에 작용하는 증가된 힘보다 작도록 선택된다. 따라서, 도 17a 및 도 17b를 참조하면, 제2 챔버부(196)에 미치는 힘의 작용 하에서, 제2 챔버부(196)가 제1 챔버부(194) 쪽으로 지속적으로 푸시되므로, 제4 스프링(260)은 제2 암(252)이 제2 챔버부(196)의 제1 암(250)에 의해 압력 챔버(176) 쪽으로 잡아당겨지도록 압박된다. 압력 챔버(176) 쪽으로의 제2 암(252)의 이동은, 시일(170)의 내면이 도 17a에 도시된 바와 같이 노스 콘(124)의 외면과 계합할 때까지, 제어 어셈블리(174)의 환형 부재(172)를 터빈 어셈블리(72) 쪽으로 이동하도록 한다. 시일(170)의 내면과 노스 콘(124)의 외면의 접촉은 제1 챔버부(194) 쪽으로의 제2 챔버부(196)의 추가의 이동을 방지한다. 따라서, 압력 챔버(176)는 시일(170)의 내면이 노스 콘(124)의 외면과 계합할 때에 완전 수축 구성으로 되도록 고려될 수 있다. 압력 챔버(176)가 이러한 완전 수축 구성에 있을 때에, 제1 스프링(226), 제2 스프링(234) 및 제4 스프링(260)은 모두 완전 압축 구성에 있게 되며, 트랙 팔로워(238)의 핀(236)은 도 11의 (d)에 예시된 위치 P4에 있게 되고, 이 위치에서 각각의 핀(236)이 트랙(222)의 각각의 슬롯(286)의 단부 쪽으로 위치된다. 제3 스프링(244)은 팽창 구성으로 유지된다.

시일(170)의 내면과 노스 콘(124)의 외면 간의 계합은 스테이터 몸체(114)와 스테이터 하우징(120) 사이의 환형 채널을 폐쇄하며, 이에 의해 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 금지한다. 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름이 없기 때문에 임펠러 블레이드(104)에 가해지는 구동력이 제거되며, 이로써 임펠러(100)의 회전 속도 및 그에 따라 에지테이터(60)의 회전 속도가 점차적으로 제로로 감소한다. 시일(170) 양단의 압력차는 시일(170)을 시일(170)의 내부 바이어스에 대항하여 노스 콘(124) 쪽으로 밀어내어 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 방지하는 힘을 발생한다.

주몸체(12)에 관련하여 에지테이터(60)의 회전을 재개하기 위해, 사용자는 외부 분위기로부터의 공기가 흐름 경로 내로 들어가도록 밸브 어셈블리(300)를 조작한다. 공기를 흐름 경로 내로 들어가게 함으로써 에어 덕트(82) 내의 공기 압력이 증가되며, 이것은 에어 덕트(82)에 모두 연결되어 있는 터빈 챔버(74) 및 압력 챔버(176) 내의 공기 압력을 증가시킨다. 터빈 챔버(74) 내의 공기 압력의 증가는 시일(170) 양단의 압력차로 인해 시일(170)에 작용하는 힘을 감소시키는 한편, 압력 챔버(176) 내의 공기 압력의 증가는 제2 챔버부(196)를 외측 챔버(194) 쪽으로 밀어내는 힘을 감소시켜, 구동 기구(174)에 의해 시일(170)에 가해지는 힘을 감소시킨다. 시일(170)에 작용하는 힘의 감소는 제4 스프링(260)이 시일(170)을 팽창 구성으로 신속하게 복귀할 수 있도록 하며, 이 구성에서는 시일(170)의 내면이 노스 콘(124)으로부터 이격된다. 이것은 공기 흐름을 터빈 챔버(74)를 통과하여 에어 덕트(82) 쪽으로 향하도록 하여, 터빈 챔버(74) 내의 임펠러(100)의 회전을 구동하고, 그러므로 주몸체(12) 내의 에지테이터(60)의 회전을 구동한다.

시일(170)이 팽창 구성으로 복귀하는 것은 제어 어셈블리(174)에 의해 금지되지 않는다. 제4 스프링(260)이 팽창 구성으로 되면, 제2 암(252)이 제1 암(250)을 터빈 어셈블리(72) 쪽으로 잡아당기게 되며, 이것은, 제1 암(250)이, 압력 챔버(176) 내의 공기와 압력 챔버(176) 외부의 공기 간의 압력차로 인해 제2 챔버부(196)에 작용하는 감소된 힘에 대항하여, 제2 챔버부(196)를 제1 챔버부(194)로부터 멀어지도록 잡아당기게 한다. 핀(236)이 트랙(222)의 슬롯(286)의 단부 쪽으로 위치됨에 따라, 핀(236)은 위치 P4로부터 멀어지도록 슬롯(286)을 따라 방해 없이 자유롭게 이동한다.

터빈 챔버(74)를 통해 흐르는 공기에 의해, 터빈 챔버(74) 내의 압력은 상대적으로 높은 제2 부압으로 복귀한다. 전술한 바와 같이, 제2 챔버부(196)에 미치는 힘의 감소는 제1 스프링(226)의 힘이 압력 챔버(176)를 도 16a에 도시된 바와 같이 스프링 리테이너(228)의 환형 단부와 리테이너 클립(235)의 러그가 계합하는 제2 부분 수축 구성으로 복귀하도록 한다. 도 11의 (d) 및 (e)를 참조하면, 압력 챔버(176)가 이 구성으로 복귀함에 따라, 트랙 팔로워(238)의 각각의 핀(236)은 핀(236)이 트랙(222)의 각각의 경사 벽부(288)와 계합할 때까지 각각의 슬롯(286)을 따라 축방향으로 이동한다. 트랙 캐리어(214)에 관련한 트랙 팔로워(238)의 축방향 이동 및 회전 이동의 조합을 통해, 핀(236)은 경사 벽부(288)를 따라 이동한다. 경사 벽부(288)의 단부에서, 각각의 핀(236)은 핀(236)이 트랙(222)을 따라 위치 P5로 이동할 수 있도록 하는 트랙(222)의 축방향 연장 슬롯(290)에 들어가게 된다. 핀(236)은 리테이너 클립(235)과 스프링 리테이너(228)의 단부의 계합으로 인해 위치 P5를 넘어서 이동하지는 않는다. 위치 P5는 위치 P3로부터 둘레 방향으로 이격되어 있으며, 위치 P1과 P2 사이에 연장하는 경로에 위치되며, 진공 청소 기기가 최초로 온으로 스위치될 때 핀(236) 중의 하나가 이 경로를 따라 이동한다. 제어 기구는 압력 챔버(176)가 완전 수축 구성으로 이동하는 것을 방지하는 제1 상태로 복귀하도록 고려될 수 있다. 그러나, 각각의 핀(236)은 이제 진공 청소 기기가 최초로 온으로 스위치될 때에 그 핀(236)이 위치되는 트랙 부분과는 상이한 트랙 부분에 위치된다.

전술한 바와 같이, 버튼(336)이 사용자에 의해 해제될 때, 밸브(320, 322)는 애퍼처(324, 326)를 폐색하도록 이동하며, 이로써 에어 덕트(82) 내의 공기 압력이 상대적으로 낮은 제1 부압으로 복귀하게 된다. 그 결과, 제2 챔버부(196)에 작용하는 힘은, 압력 챔버(176) 내의 공기와 압력 챔버(176) 외측의 공기 간의 압력차로 인해, 다시 밸브 어셈블리(300)의 작동 이전의 레벨로 증가한다. 전술한 바와 같이, 제1 스프링(226)의 스프링 상수는 부분 압박된 제1 스프링(226)의 힘이 제2 챔버부(196)에 작용하는 증가된 힘보다 낮도록 선택된다. 따라서, 제2 챔버부(196)에 미치는 힘의 작용 하에서, 스프링 리테이너(228) 및 제2 챔버부(196)는 제1 스프링(226)의 바이어싱 힘에 대항하여 제1 챔버부(194) 쪽으로 밀려나게 되어, 핀(236)이 도 11의 (b)에 예시된 위치 P2로 이동하게 되고, 압력 챔버(176)가 도 12(a)에 도시된 제1 부분 수축 구성으로 복귀하게 된다. 시일(170)은 팽창된 구성으로 유지되며, 이로써 터빈 챔버(74)를 통해 공기 흐름이 유지된다.

그러므로, 에지테이터(60)는 밸브 어셈블리(300)의 간편한 조작을 통해 사용자에 의해 요구된 바대로 활성의 회전 상태와 비활성의 정지 상태 간에 용이하게 토글링될 수 있다.

사용 동안, 제2 밸브(322)는 제1 밸브(320)로부터 분리된 상태로 개방 위치로 이동될 수 있다. 이것은, 흡입구(36)에서의 압력을, 커텐 또는 다른 느슨한 짜임새의 직물(loose fabric)이 바닥 공구의 주몸체(12) 내에 트랩되지 않도록 하면서 이러한 직물을 청소하는데 바닥 공구(10)를 이용할 수 있도록 하는 레벨로 증가되도록 할 수 있다. 제2 밸브(322)를 개방하기 위해, 사용자는 제2 밸브(322)를 제2 애퍼처(326)로부터 먼 쪽으로 이동시키기 위해 제2 액추에이터를 작동한다. 이 실시예에서, 제2 액추에이터는 핸들(302)의 핸드그립부(310) 아래에 위치되고 제2 밸브(322)에 부착되는 트리거(370) 형태이다. 트리거(370)는 제2 밸브(322)를 제2 핸들 스프링(364)의 바이어싱 힘에 대항하여 제2 애퍼처(326)로부터 멀어지도록 이동시키기 위해 핸들(302)을 파지하고 있는 손의 손가락을 이용하여 사용자에 의해 잡아당겨질 수 있다. 제1 밸브(320)에 의한 제2 밸브(322)의 둘레의 지지에 의해, 제2 밸브(322)를 제2 애퍼처(326)로부터 멀어지도록 잡아당기는 것은, 제1 밸브(320)가 제1 애퍼처(324)로부터 멀어지도록 이동하게 하지 않는다. 예컨대, 제1 밸브(320)는 제2 밸브(322)를 지지하기 위한 경사 지지면이 제공될 수 있으며, 이 경사 지지면은 제1 밸브(320)를 제1 애퍼처(324)로부터 멀어지도록 드래그하지 않고서도 제2 밸브(322)가 제1 밸브(320)로부터 멀어지도록 이동할 수 있게 한다.

직물의 청소가 완료될 때, 사용자는 트리거(370)를 해제하여 제2 핸들 스프링(364)이 제2 밸브(322)를 폐쇄 위치로 자동으로 복귀하도록 한다. 제2 애퍼처(326)가 제1 애퍼처(324)보다 작기 때문에, 제2 애퍼처(326)만을 대기에 노출시키는 것으로는 터빈 챔버(74) 내의 압력을 상대적으로 높은 제2 부압까지 높여서 에지테이터(60)의 상태의 변화를 발생시키기에는 충분하지 않다.

사용자가 진공 청소 기기를 오프로 스위치할 때, 에어 덕트(82) 내의 압력 및 그에 따라 압력 챔버(176) 내의 공기 압력은 대기압으로 돌아가게 되며, 이에 의해 제2 챔버부(196)를 제1 챔버부(194) 쪽으로 밀어내는 힘이 제거된다. 스프링(226, 234)의 바이어싱 힘 하에서, 압력 챔버(176)는 팽창 구성 쪽으로 밀려나게 된다. 진공 청소 기기가 오프로 스위치될 때에 에지테이터(60)가 회전하고 있으면, 핀(236)은, 트랙 캐리어(214)에 관련한 트랙 팔로워(238)의 축방향 이동 및 회전 이동 양자에 의해, 제1 스프링(226)의 바이어싱 힘 하에서 위치 P2에서 위치 P3로 이동하고, 그리고나서 제2 스프링(234)의 바이어싱 힘 하에서 위치 P3에서 위치 P1으로 이동한다. 각각의 핀(236)이 복귀하는 위치 P1은 진공 청소 기기가 최초로 온으로 스위치되었을 때에 그 핀(236)이 있었던 위치와 반드시 동일하지는 않으며, 그 이유는 각각의 핀이 복귀하는 위치가 진공 청소 기기의 사용 동안 에지테이터(60)가 비활성 상태로 되는 횟수에 좌우되기 때문이다.

한편, 진공 청소 기기가 오프로 스위치될 때에 에지테이터(60)가 정지 상태이면, 핀(236)은, 역시 트랙 캐리어(214)에 관련한 트랙 팔로워(238)의 축방향 이동 및 회전 이동 양자에 의해, 제1 스프링(226)의 바이어싱 힘 하에서 위치 P4에서 위치 P5로 이동하고, 그 후 제2 스프링(234)의 바이어싱 힘 하에서 위치 P5에서 위치 P1으로 이동한다. 역시, 각각의 핀(236)이 복귀하는 위치 P1은 진공 청소 기기가 최초로 온으로 스위치되었을 때에 그 핀(236)이 있었던 위치와 반드시 동일한 것은 아니다.

트랙 팔로워(238)의 핀(236)이 위치 P1으로 복귀되면 제어 기구가 최초의 상태로 유지된다. 그 결과, 진공 청소 기기가 오프로 스위치될 때, 제어 어셈블리(174)는, 진공 청소 기기가 오프로 스위치될 때의 에지테이터(60)의 상태에 상관 없이, 진공 청소 기기가 다음번에 온으로 스위치될 때에 에지테이터(60)를 회전시키도록 공기 흐름이 터빈 챔버(74)를 통해 인입되는 구성을 채용할 것이다.

진공 청소 기기의 작동 동안, 그리고 에지테이터(60)가 활성 상태에 있는 동안, 제어 어셈블리(174)는 도 12a 및 도 12b에 도시된 구성에 있으며, 압력 챔버(176)는 제1 부분 수축 구성에 있게 된다. 진공 청소 기기의 팬 유닛의 회전은 제1 공기 흐름이 흡입구(36)를 통해 바닥 공구(10)의 주몸체(12) 내로 인입되도록 하며, 제2 공기 흐름이 공기 입구(80)를 통해 터빈 챔버(74) 내로 인입되도록 한다. 제1 공기 흐름은 주몸체(12)를 통과하여 주몸체(12)의 공기 출구(86)로 향하게 되고, 공기 입구(84)로부터 에어 덕트(82)에 진입하게 된다. 제2 공기 흐름은 터빈 챔버(74)를 통과하고, 측면 입구(88)로부터 에어 덕트(82)에 진입하게 된다.

주몸체(12)를 통한 기류 경로가 덕팅(ducting) 시에 포획되고 있는 물체에 의해 또는 표면에 대해 실링되고 있는 흡입구(36)에 의해서와 같이 일부 방식으로 차단되는 경우, 증가된 양의 공기가 터빈 챔버(74)를 통해 흐를 것이다. 이러한 기류의 증가는 임펠러(100)의 회전 속도를 증가시키고, 그 다음으로 에지테이터(60)의 회전 속도를 증가시킬 것이다. 이러한 환경에서, 제어 어셈블리(174)는, 터빈 챔버(74)를 통한 증가된 기류에 응답하여 임펠러(100)의 회전을 금지하고 이로써 임펠러(100)의 증가된 회전 속도로 인한 예컨대 베어링(116, 118) 또는 벨트(142, 158)와 같은 구동 기구(70)의 부품에 대한 손상을 방지하도록 작동한다.

터빈 챔버(74)를 통한 증가된 기류는 터빈 챔버 내의 공기 압력을 상대적으로 낮은 제1 부압보다 낮은 제3 부압으로 감소시킨다. 터빈 챔버(74) 내의 공기 압력의 감소는 압력 챔버(176) 내의 공기 압력을 감소시키고, 이것은 압력 챔버(176) 내의 공기와 압력 챔버(176) 외측의 공기 간의 압력차를 증가시킨다. 이러한 압력차의 증가는 제2 챔버부(196)를 제1 챔버부(194) 쪽으로 밀어내는 힘을 증가시킨다. 제2 챔버부(196)에 작용하는 이러한 증가된 힘은 도 18a에 도시된 바와 같이 제2 챔버부(196)를 제3 스프링(244)의 바이어싱 힘에 대항하여 제1 챔버부(194) 쪽으로 이동시킨다. 위치 P2에서의 트랙 팔로워(238)의 핀(236)의 위치에 의해, 트랙 팔로워(238) 및 환형 디스크(242)는 트랙(222)에 관련하여 고정된 위치로 유지되지만, 제2 챔버부(196)에 연결되는 리테이닝 링(240)은 제2 챔버부(196)가 제1 챔버부(194) 쪽으로 이동함에 따라 트랙 팔로워(238)로부터 멀어지도록 이동한다. 도 18a는 제2 완전 수축 구성에 있는 압력 챔버(176)를 도시하고 있다. 도 17a 및 도 17b와 관련하여 전술한 바와 같이, 제2 암(252)은 제2 챔버부(196)가 제1 챔버부(194) 쪽으로 밀어내짐에 따라 제2 챔버부(196)의 제1 암(250)에 의해 압력 챔버(176) 쪽으로 잡아당겨진다. 압력 챔버(176) 쪽으로의 제2 암(252)의 이동에 의하여, 도 18a에 도시된 바와 같이, 시일(170)의 내면이 노스 콘(124)의 외면과 계합할 때까지, 제어 어셈블리(174)의 환형 부재가 터빈 어셈블리(72) 쪽으로 이동하게 된다. 시일(170)의 내면과 노스 콘(124)의 외면 간의 계합은 스테이터 몸체(114)와 스테이터 하우징(120) 간의 환형 채널을 폐쇄하며, 이에 의해 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름을 금지한다. 터빈 챔버(74)를 통한 공기 흐름이 없으면, 임펠러 블레이드(104)에 가해지는 구동력이 제거되며, 이로써 임펠러(100)의 회전 속도 및 그에 따라 에지테이터(60)의 회전 속도가 점차적으로 제로로 감소된다.

에지테이터(60)가 회전을 중지한 때에, 사용자는 진공 청소 기기를 오프로 스위치하여 장애물을 제거할 수 있다. 진공 청소 기기가 오프로 스위치될 때, 에어 덕트(82)의 압력 및 그에 따라 압력 챔버(176) 내의 공기 압력은 대기압으로 복귀되며, 이에 의해 제2 챔버부(196)를 제1 챔버부(194) 쪽으로 밀어내는 힘이 제거된다. 스프링(226, 234, 244, 260)의 바이어싱 힘 하에서, 압력 챔버(176)는 팽창 구성 쪽으로 밀려나게 된다. 핀(236)은, 트랙 캐리어(214)에 관련한 트랙 팔로워(238)의 축방향 이동 및 회전 이동 양자에 의해, 제1 스프링(226)의 바이어싱 힘 하에서 위치 P2로부터 위치 P3로 이동하고, 그리고나서 제2 스프링(234)의 바이어싱 힘 하에서 위치 P3로부터 위치 P1으로 이동한다. 트랙 팔로워(238)의 핀(236)이 위치 P1으로 복귀하게 되면, 제어 기구가 최초의 상태로 복귀하게 되며, 이로써 진공 청소 기기가 다음에 온으로 스위치될 때에 터빈 챔버(74)를 통해 공기 흐름이 인입되어 에지테이터(60)를 회전시킨다.

Claims (26)

1. 진공 청소 헤드에 있어서,
   진공 청소 헤드에 공기 흐름이 들어가도록 하기 위한 흡입구를 갖는 하우징;
   청소될 표면을 에지테이트(agitate)하고, 활성 상태 및 비활성 상태를 갖는 에지테이터(agitator);
   상기 하우징으로부터 공기 흐름을 받아들이는 덕트; 및
   상기 에지테이터의 상태를 제어하는 제어 어셈블리
   를 포함하며, 상기 제어 어셈블리가,
   상기 덕트와 유체 소통되는 내부 용적을 갖고, 상기 내부 용적과 주변 공기 간의 압력차에 응답하여 팽창 구성과 수축 구성 간에 변화할 수 있는 압력 챔버와,
   상기 수축 구성으로의 상기 압력 챔버의 전환에 응답하여 상기 에지테이터의 상태를 변경하는 액추에이터와,
   상기 압력 챔버가 상기 수축 구성을 채택하는 것을 방지하는 제1 상태와, 상기 압력 챔버가 상기 수축 구성을 채택하는 것을 허용하는 제2 상태를 가지며, 상기 압력 챔버의 내부 용적의 증가에 응답하여 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이에서 변경하도록 구성되는 제어 기구
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소 헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 기구는 상기 내부 용적과 주변 공기 간의 압력차가 실질적으로 없을 때에는 상기 제1 상태를 채택하도록 구성되는,진공 청소 헤드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 압력 챔버는 제1 챔버부 및 상기 제1 챔버부에 관련하여 이동할 수 있는 제2 챔버부를 포함하는, 진공 청소 헤드.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어 어셈블리는는 상기 제2 챔버부에 연결된 제1 암 및 상기 액추에이터에 연결된 제2 암을 포함하며, 상기 제1 암이 상기 제2 암에 연결되어 있는, 진공 청소 헤드.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 암은 상기 제어 기구가 상기 제1 상태에 있을 때에 상기 제2 암에 관련하여 이동할 수 있는, 진공 청소 헤드.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 챔버부는 상기 제1 챔버부로부터 멀어지도록 바이어스되는, 진공 청소 헤드.
7. 제6항에 있어서,
   상기 압력 챔버는, 상기 제1 챔버부와 상기 제2 챔버부 사이에 위치된 매개 부재(intermediary member)와, 상기 매개 부재를 상기 제1 챔버부로부터 멀어지도록 바이어스하는 제1 스프링과, 상기 제2 챔버부를 상기 매개 부재로부터 멀어지도록 바이어스하는 제2 스프링을 포함하는, 진공 청소 헤드.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 스프링은 상기 제2 스프링의 스프링 상수보다 높은 스프링 상수를 갖는, 진공 청소 헤드.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   상기 제2 스프링은 상기 제어 기구가 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이에서 변경될 때 압축 구성으로 유지되도록 구성되는, 진공 청소 헤드.
10. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 기구는, 상기 제1 챔버부에 연결된 트랙 캐리어(track carrier)와, 상기 트랙 캐리어에 관련한 이동을 위해 상기 제2 챔버부와 함께 이동할 수 있는 트랙 팔로워(track follower)를 포함하며, 상기 트랙 캐리어는 상기 압력 챔버의 구성이 변화될 때에 상기 트랙 캐리어에 관련한 상기 트랙 팔로워의 이동을 안내하기 위한 트랙을 포함하는, 진공 청소 헤드.
11. 제10항에 있어서,
    상기 트랙 팔로워는 상기 트랙 캐리어에 관련하여 회전할 수 있는, 진공 청소 헤드.
12. 제11항에 있어서,
    상기 트랙 팔로워는 상기 제2 챔버부에 관련하여 회전할 수 있는, 진공 청소 헤드.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 챔버는 상기 액추에이터에 연결되는, 진공 청소 헤드.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 챔버는 상기 액추에이터에 대해 상기 덕트의 반대쪽에 위치되는, 진공 청소 헤드.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에지테이터는 활성 상태에서 상기 하우징에 관련하여 회전할 수 있는, 진공 청소 헤드.
16. 제15항에 있어서,
    상기 하우징에 관련하여 상기 에지테이터를 회전시키기 위한 구동 기구를 더 포함하는, 진공 청소 헤드.
17. 제16항에 있어서,
    상기 구동 기구는 상기 에지테이터를 구동하기 위한 임펠러(impeller)를 구비하는 에어 터빈 어셈블리를 포함하는, 진공 청소 헤드.
18. 제17항에 있어서,
    상기 흡입구와는 별개로, 상기 에어 터빈 어셈블리에 제2 공기 흐름이 들어가도록 하기 위한 터빈 공기 입구를 더 포함하는, 진공 청소 헤드.
19. 제18항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 터빈 공기 입구를 실질적으로 폐쇄하기 위한 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동할 수 있는 덮개 부재를 포함하는, 진공 청소 헤드.
20. 진공 청소 헤드에 있어서,
    진공 청소 헤드에 제1 공기 흐름이 들어가도록 하기 위한 흡입구를 갖는 하우징;
    청소될 표면을 에지테이트(agitate)하고, 상기 하우징에 회전 가능하게 탑재되는 에지테이터(agitator);
    상기 에지테이터를 구동하기 위한 임펠러를 포함하는 에어 터빈 어셈블리;
    상기 에어 터빈 어셈블리에 제2 공기 흐름이 들어가도록 하기 위한 터빈 공기 입구;
    상기 하우징으로부터의 상기 제1 공기 흐름 및 상기 에어 터빈 어셈블리로부터의 상기 제2 공기 흐름을 받아들이는 덕트; 및
    상기 임펠러의 회전을 금지하기 위해 상기 에어 터빈 어셈블리에 대한 상기 제2 공기 흐름을 제어하는 제어 어셈블리
    를 포함하며, 상기 제어 어셈블리가,
    상기 터빈 공기 입구를 실질적으로 폐쇄하기 위한 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동할 수 있는 덮개 부재와,
    상기 덮개 부재에 연결되고, 상기 덕트와 유체 소통되는 내부 용적을 가지며, 상기 내부 용적과 주변 공기 간의 압력차에 응답하여, 상기 덮개 부재가 개방 위치에 있게 되는 팽창 구성과 상기 덮개 부재가 폐쇄 위치에 있게 되는 수축 구성 간에 변화할 수 있는 압력 챔버와,
    상기 압력 챔버가 상기 수축 구성을 채택하는 것을 방지하는 제1 상태와, 상기 압력 챔버가 상기 수축 구성을 채택하는 것을 허용하는 제2 상태를 가지며, 상기 압력 챔버의 내부 용적의 증가에 응답하여 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 사이에서 변경하도록 구성되는 제어 기구
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소 헤드.
21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 덮개 부재는 상기 덮개 부재가 폐쇄 위치에 있을 때에 상기 터빈 공기 입구를 실링하기 위한 시일(seal)을 포함하는, 진공 청소 헤드.
22. 제21항에 있어서,
    상기 시일은 상기 덮개 부재를 개방 위치 쪽으로 밀어내도록 바이어스되는, 상기 압력 챔버가 상기 에어 덕트와 유체 소통되는, 진공 청소 헤드.
23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덕트는 상기 흡입구로부터의 공기 흐름과 상기 터빈 공기 입구로부터의 공기 흐름이 합쳐지는 인트레인먼트 챔버(entrainment chamber)를 포함하며, 상기 압력 챔버가 상기 인트레인먼트 챔버 바로 하류에서 에어 덕트에 연결되는, 진공 청소 헤드.
24. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력 챔버는 상기 에어 터빈 어셈블리를 수용하는 터빈 챔버를 경유하여 에어 덕트에 연결되는, 진공 청소 헤드.
25. 상기한 청구항들 중의 하나에 따른 진공 청소 헤드에 연결된 주몸체를 포함하는 진공 청소 기기.
26. 본 명세서의 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에 설명된 바와 같은 진공 청소 헤드.

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