KR20140134337A - 진공 브러쉬 - Google Patents

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KR20140134337A
KR20140134337A KR1020147029844A KR20147029844A KR20140134337A KR 20140134337 A KR20140134337 A KR 20140134337A KR 1020147029844 A KR1020147029844 A KR 1020147029844A KR 20147029844 A KR20147029844 A KR 20147029844A KR 20140134337 A KR20140134337 A KR 20140134337A
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매튜 블루인
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아이로보트 코퍼레이션
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Abstract

로봇 진공청소기의 크리닝 헤드 격실에 삽입되도록 구성된 회전식 크리닝 요소로서, 상기 회전식 크리닝 요소는 상기 크리닝 헤드 격실의 드라이브 메커니즘에 결합하도록 구성된 드라이브 돌출부를 포함하는 드라이브 단부; 베어링 단부, 및 베어링에 도달하는 머리카락과 그 유사 물질의 양을 줄이기 위해 상기 베어링 단부의 적어도 일부를 감싸도록 구성된 슈라우드; 및 상기 베어링 단부와 상기 드라이브 단부 사이로 연장하는 중앙 부재를 포함한다.

Description

진공 브러쉬{VACUUM BRUSH}
본원은 2010년 2월 16일자로 출원된 미국특허 가출원번호 제61/304,886호를 우선권 주장하며, 상기 가출원은 전체가 참조로써 본원에 포함된다.
본 발명은 로봇 진공청소기용 진공 브러쉬에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 로봇 진공청소기 크리닝 헤드의 베어링 및 드라이브 영역에 도달하는 머리카락이나 그 유사 물질의 양을 줄이는 부분들을 포함한 로봇 진공청소기용 진공 브러쉬에 관한 것이다.
머리카락과 다른 유사 물질이 로봇 진공청소기 브러쉬들의 단부들 주위에 감길 수 있으며, 그 브러쉬들의 단부들(예컨대, 베어링들과 드라이브 돌출부들)에서 및/또는 크리닝 헤드 격실에 대해 브러쉬들을 회전 구동시키는 기어박스들에서 얽히게 된다. 그러한 얽힘은 로봇 진공청소기의 시동을 꺼트리거나(stall), 청소를 비효율적으로 만들거나, 다른 바람직하지 않은 일을 초래할 수 있다.
브러쉬들의 단부들 및/또는 기어박스에서 머리카락과 다른 유사 물질이 얽히는 것을 방지하기 위해 머리카락과 다른 유사 물질이 브러쉬 단부들에 도달하지 않도록 액슬 가드들 또는 단부 캡들이 각각의 브러쉬의 하나 이상의 단부들에 인접하여 제공될 수 있다. 그러나, 로봇 진공청소기에 현재 채용되는 액슬 가드들과 단부 캡들은 브러쉬들의 단부들 및/또는 기어박스에서 머리카락과 다른 유사 물질이 얽히는 것을 충분히 방지할 수 없다. 따라서, 공지의 액슬 가드들과 단부 캡들을 채용하고 있는 로봇 진공청소기들은 얽힌 물질로 인해 여전히 시동이 꺼질 수 있다.
본 발명은 로봇 진공청소기의 크리닝 헤드 격실에 삽입되도록 구성된 회전식 크리닝 요소를 제공한다. 상기 회전식 크리닝 요소는 크리닝 헤드 격실의 드라이브 메커니즘에 결합하도록 구성된 드라이브 돌출부를 포함하는 드라이브 단부, 베어링 단부와 베어링에 도달하는 머리카락과 그 유사 물질의 양을 줄이기 위해 상기 베어링 단부의 적어도 일부를 감싸도록 구성된 슈라우드, 및 상기 베어링 단부와 상기 드라이브 단부 사이로 연장하는 중앙 부재를 포함한다.
상기 회전식 크리닝 요소의 베어링 단부는 상기 회전식 크리닝 요소의 샤프트를 둘러싼 원통형 슬리브, 상기 회전식 크리닝 요소의 중앙 부재에 인접하며 상기 중앙 부재의 슬리브로부터 반경방향 외측으로 연장하는 원형 플랜지, 및 상기 원형 플랜지와 상기 중앙 부재의 일부 사이의 리세스를 더 포함할 수 있다.
상기 슈라우드는 당해 슈라우드의 내부를 형성하기 위해 상기 중앙 부재의 중심축에 대해 대체로 평행한 제 1 벽체, 상기 제 1 벽체에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 2 벽체, 상기 제 2 벽체에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 3 벽체, 및 상기 제 3 벽체에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 4 벽체를 포함할 수 있으며, 상기 원형 플랜지, 상기 슈라우드의 제 1 벽체, 상기 슈라우드의 제 2 벽체 및 상기 슬리브 사이에, 머리카락과 그 유사 물질이 수집되는 저장소가 형성된다.
상기 회전식 크리닝 요소는 상기 리세스와 상기 저장소 사이에 미로식 통로를 더 포함하며, 상기 미로식 통로는 상기 원형 플랜지의 외경에서 상기 저장소와 상기 리세스 사이에 있는 통로이다.
상기 회전식 크리닝 요소는 상기 슬리브로부터 상기 슈라우드의 내벽까지 외측으로 연장하는 가드를 더 포함할 수 있다.
상기 원형 플랜지, 상기 가드 및 상기 슈라우드는 머리카락과 그 유사 물질이 수집되는 제 1 저장소를 형성할 수 있다.
상기 슈라우드는 당해 슈라우드의 내부를 형성하기 위해 상기 중앙 부재의 중심축에 대해 대체로 평행한 제 1 벽체, 상기 제 1 벽체에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 2 벽체, 상기 제 2 벽체에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 3 벽체, 및 상기 제 3 벽체에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 4 벽체를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 가드는 상기 슬리브로부터 상기 슈라우드의 제 3 벽체까지 반경방향 외측으로 연장할 수 있으며, 상기 제 1 저장소는 상기 원형 플랜지, 상기 슈라우드의 제 1 벽체, 상기 슈라우드의 제 2 벽체, 상기 슈라우드의 제 3 벽체의 일부, 상기 가드 및 상기 슬리브 사이에 형성된다.
상기 가드는 상기 슬리브로부터 상기 슈라우드의 제 3 벽체를 향하여 반경방향 외측으로 연장할 수 있으며, 상기 제 1 저장소는 상기 원형 플랜지, 상기 슈라우드의 제 1 벽체, 상기 슈라우드의 제 2 벽체, 상기 가드 및 상기 슬리브 사이에 형성된다.
상기 회전식 크리닝 요소는 상기 리세스와 상기 제1 저장소 사이에 제 1 미로식 통로를 더 포함할 수 있으며, 상기 제 1 미로식 통로는 상기 원형 플랜지의 외경에서 상기 제 1 저장소와 상기 리세스 사이에 있는 통로이다.
상기 가드, 상기 슬리브 및 상기 슈라우드는 머리카락과 그 유사 물질이 수집되는 제 2 저장소를 형성할 수 있다.
상기 회전식 크리닝 요소는 상기 제 1 저장소와 상기 제 2 저장소 사이에 제 2 미로식 통로를 더 포함할 수 있으며, 상기 제 2 미로식 통로는 상기 가드의 외경에서 상기 제 1 저장소와 상기 제 2 저장소 사이에 있는 통로이다.
상기 회전식 크리닝 요소는 메인 브러쉬와 플래퍼 브러쉬 중 하나일 수 있다.
본 발명은 로봇 진공청소기용 크리닝 헤드 서브시스템을 제공하며, 상기 크리닝 헤드 서브시스템은 크리닝 헤드 격실과 적어도 하나의 크리닝 요소를 포함한다. 상기 크리닝 요소는 베어링 단부와, 상기 베어링 단부의 적어도 일부와 그의 슬리브를 감싸도록 구성된 제 1 슈라우드, 적어도 상기 제 1 슈라우드의 일부와 슬리브 사이에 형성된 제 1 저장소, 상기 크리닝 헤드 격실의 드라이브 메커니즘에 결합하도록 구성된 드라이브 돌출부를 포함하는 드라이브 단부, 및 상기 베어링 단부와 드라이브 단부 사이로 연장하는 중앙 부재를 포함한다. 상기 드라이브 단부는 상기 브러쉬 조립체의 드라이브 단부의 적어도 일부를 감싸도록 구성된 제 2 슈라우드와 상기 제 2 슈라우드의 내부를 향하여 상기 중앙 부재의 중심축으로부터 반경방향 외측으로 연장하는 적어도 하나의 가드를 포함하고, 적어도 상기 제 2 슈라우드의 일부와 가드 사이에 제 2 저장소가 형성된다.
상기 드라이브 단부는 유지 장치와 드라이브 돌출부를 더 포함할 수 있으며, 상기 유지 장치는 상기 크리닝 요소의 축방향 운동을 제한하도록 구성된다.
상기 유지 장치는 상기 드라이브 돌출부에 결합하는 드라이브 기어의 하나 이상의 리세스들에 결합하도록 구성된 복수의 교합 부재들을 포함할 수 있다.
본 발명은 로봇 진공청소기용 크리닝 헤드 서브시스템을 제공하며, 상기 크리닝 헤드 서브시스템은 크리닝 헤드 격실과, 상기 크리닝 헤드 격실 내에 배치되고 메인 브러쉬와 플래퍼 브러쉬를 포함하는 크리닝 요소 조립체와, 상기 메인 브러쉬를 구동하기 위한 메인 브러쉬 드라이브 기어, 상기 플래퍼 브러쉬를 구동하기 위한 플래퍼 브러쉬 드라이브 기어, 및 상기 메인 브러쉬 드라이브 기어와 상기 플래퍼 브러쉬 드라이브 기어 중 적어도 하나를 감싸도록 구성된 제 1 슈라우드를 포함하는 기어 박스를 포함한다.
상기 크리닝 헤드 서브시스템은 상기 메인 브러쉬 드라이브 기어와 상기 플래퍼 브러쉬 드라이브 기어 중 다른 하나를 감싸도록 구성된 제 2 슈라우드를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 슈라우드는 상기 메인 브러쉬의 장착 위치에서 상기 메인 브러쉬의 드라이브 단부 위에 배치될 수 있으며, 상기 제 2 슈라우드는 상기 플래퍼 브러쉬의 장착 위치에서 상기 플래퍼 브러쉬의 드라이브 단부 위에 배치될 수 있다.
상기 크리닝 헤드 서브시스템은 상기 기어박스를 구동하기 위한 모터와, 상기 모터와 상기 기어박스 사이로 연장하는 제 3 슈라우드를 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 슈라우드는 머리카락과 다른 유사 물질을 위한 오목한 수집 영역을 생성하기 위해 상기 기어박스 하우징과 협력할 수 있다.
본 발명의 추가적인 목적들과 장점들이 이하의 상세한 설명에 부분적으로 개시될 것이며, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 명백해지거나, 또는 본 발명을 실시함으로써 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들과 장점들은 첨부된 특허청구범위에서 특별히 지적한 요소들과 조합들에 의해 실현되고 구현될 것이다.
전술한 개략적인 설명과 하기된 상세한 설명 모두 예시적이며 설명을 위한 것일 뿐이고, 청구된 바와 같은 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하고 있는 첨부도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하고 있으며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 로봇 진공청소기용 메인 브러쉬의 베어링 단부의 다양한 실시예들의 단면도들이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 로봇 진공청소기용 플래퍼 브러쉬의 베어링 단부의 다양한 실시예들의 단면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명에 따른 로봇 진공청소기용 브러쉬의 드라이브 단부와 베어링 단부의 예시적 실시예들의 단면도들이다.
도 8a는 본 발명에 따른 유지 장치를 포함한 브러쉬의 드라이브 단부의 예시적 실시예의 단면 사시도이다.
도 8b는 본 발명에 따른 도 8a의 유지 장치의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 로봇 진공청소기 브러쉬의 베어링 단부의 실시예(우측)와 기존 로봇 진공청소기 브러쉬의 베어링 단부(좌측)의 사시도이다.
도 10a는 본 발명의 예시적 실시예에 따른 로봇 진공청소기 브러쉬의 베어링 단부의 실시예(우측)와 기존 로봇 진공청소기 브러쉬의 베어링 단부(좌측)의 사시도이다.
도 10b는 슈라우드가 제거된 도 10a의 우측에 도시된 브러쉬 베어링 단부 실시예의 사시도이다.
도 11a는 기존 로봇 진공청소기 브러쉬의 드라이브 단부의 사시도이다.
도 11b는 본 발명에 따른 로봇 진공청소기 브러쉬의 드라이브 단부의 실시예의 사시도이다.
도 11c는 본 발명에 따른 로봇 진공청소기 브러쉬의 드라이브 단부의 실시예의 사시도이다.
도 12a는 기존 로봇 진공청소기 브러쉬의 드라이브 단부의 전면 사시도이고, 도 12b는 본 발명에 따른 로봇 진공청소기 브러쉬의 드라이브 단부의 실시예의 전면 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 로봇 진공청소기 브러쉬의 단부의 다른 예시적 실시예의 측면 사시도(하위 도면)와 로봇 진공청소기 플래퍼 브러쉬의 단부의 예시적 실시예의 측면 사시도(상위 도면)이다.
도 14a는 브러쉬 액슬로부터 베어링이 제거된, 기존 플래퍼 브러쉬의 베어링 단부의 사시도이다.
도 14b는 브러쉬 액슬로부터 슈라우드가 제거된, 브러쉬의 베어링 단부의 실시예의 사시도이다.
도 14c는 본 발명에 따른 로봇 진공청소기 브러쉬 베어링 단부의 실시예(하위 도면)와 기존 로봇 진공청소기 브러쉬 베어링 단부(상위 도면)를 비교한 평면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 크리닝 헤드 격실의 정면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 크리닝 헤드 격실의 드라이브 단부의 정면도이다.
도 17은 본 발명에 따른 메인 브러쉬와 플래퍼 브러쉬를 위한 기어들의 평면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 크리닝 헤드 격실의 슈라우드식(shrouded) 드라이브 단부의 단면도이다.
도 19a는 기존 모터의 사시도이고, 도 19b는 기존 모터의 단면도이다.
도 20a는 본 발명에 따른 슈라우드식 모터의 사시도이고, 도 20b는 본 발명에 따라 도 20a의 슈라우드식 모터의 단면도이다.
도 21은 도 20a 및 도 20b에 도시된 모터를 위한 슈라우드의 외부 사시도이다.
이제, 첨부도면들에 그 예들이 도시되어 있는 본 발명의 실시예들을 구체적으로 참조하기로 한다.
몇몇 로봇 진공청소기들은 미국특허번호 제7,636,982호에 개시된 바와 같은 플래퍼 브러쉬와 메인 브러쉬를 포함한 브러쉬 조립체를 포함하고 로봇 진공청소기용 크리닝 메커니즘들을 제공하는 크리닝 헤드 서브시스템을 포함하며, 상기 특허는 전체가 참조로써 본원에 포함된다. 상기 메인 브러쉬와 플래퍼 브러쉬는 크리닝 헤드 격실 내의 리세스에 장착될 수 있다. 각각의 메인 브러쉬와 플래퍼 브러쉬는 크리닝 헤드 격실 내에 브러쉬를 장착하도록 구성된 제 1 및 제 2 단부들을 가진 중앙 부재(예컨대, 케이지)를 포함할 수 있다. 상기 브러쉬/플래퍼의 일단부는 크리닝 헤드 격실의 기어박스 또는 드라이브 측에 장착되며, 상기 브러쉬/플래퍼의 타단부는 크리닝 헤드의 반대 단부에 장착될 때 브러쉬가 실질적으로 자유롭게 회전할 수 있도록 허용하는 베어링을 포함할 수 있다.
상기 브러쉬들의 단부들 및/또는 기어박스에 도달하여 얽히게 되는 머리카락과 다른 유사 물질의 양을 줄이기 위해 각각의 브러쉬의 하나 이상의 단부들에 인접하여 액슬 가드들 또는 단부 캡들이 제공된다. 얽힘은 로봇 진공청소기의 시동을 꺼트리거나, 청소를 비효율적으로 만들거나, 다른 바람직하지 않은 일을 초래할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 브러쉬들의 단부들 및/또는 기어박스에 도달하여 얽히게 되는 머리카락과 다른 유사 물질의 양을 줄이는 메인 브러쉬 및/또는 플래퍼 브러쉬의 단부들에 대한 많은 개선들을 포함한다.
도 1은 크리닝 헤드 서브시스템의 메인 브러쉬 또는 플래퍼 브러쉬일 수 있는 브러쉬를 도시하고 있으며, 이는, 예컨대, 크리닝 헤드 서브시스템의 메인 브러쉬 및 플래퍼 브러쉬 중 하나 이상의 적어도 베어링 단부를 덮기 위해 본 발명에 따라 채용될 수 있는 슈라우드의 실시예를 포함한다. 도 1에서, 슈라우드(12)는 메인 브러쉬로서 도 1에 도시된 브러쉬(10)의 베어링 단부(14)를 덮고 있는 것으로 도시되어 있다. 바람직하게, 슈라우드(12)는 브러쉬(10)에 부착되지 않으며, 따라서, 브러쉬(10)가 회전할 때 정지 상태를 유지할 수 있다. 도시된 슈라우드(12)는 도시된 브러쉬(10)의 베어링 단부(14)를 덮고 있으며, 크리닝 헤드 서브시스템에서 부품들의 전체 개수를 줄이기 위해 일체로 성형되거나 형성된 베어링(16)을 선택적으로 포함할 수 있다. 그러나, 베어링(16)이 슈라우드(12)에 일체로 성형되거나 형성될 필요는 없으며, 예컨대, 슈라우드(12) 내부에 결합하는 별도의 편으로서 제공될 수 있다. 베어링(16)은 브러쉬(10)의 샤프트(18)가 (예컨대, 도 15a에 더 명확하게 도시된) 크리닝 헤드에 장착되었을 때 실질적으로 자유롭게 회전할 수 있도록 한다. 일체로 성형되거나 형성된 베어링(16)이 슈라우드(12)와 함께 사용되면, 브러쉬(10)의 액슬(또는 샤프트(18))이 슈라우드/베어링의 개구(20)에 삽입된다. 베어링(16)이 슈라우드(12)와는 별개로 제공되면, 브러쉬 샤프트(18)는 베어링(16) 내에 삽입될 수 있으며, 그 다음, 상기 베어링(16)이 슈라우드(12)에 삽입될 수 있거나, 상기 베어링(16)이, 샤프트(18)가 베어링(16)에 삽입되기 전에, 슈라우드(12)에 삽입될 수 있다.
샤프트(18)를 브러쉬(10)의 케이지(24)에 부착하기 위해 샤프트 하우징/케이지 캡(22)이 사용될 수 있다. 샤프트 하우징/케이지 캡(22)은 머리카락과 그 유사 물질이 베어링(16) 속으로 이동하지 않도록 베어링(16)에 대한 보호를 제공한다. 슈라우드(12)는 브러쉬(10)의 케이지(24)에 대해 평행한 제 1 벽체(46), 샤프트(18)를 향하여 제 1 벽체(46)로부터 비교적 수직하게 연장하는 제 2 벽체(47), 베어링 단부(14)를 향하여 제 2 벽체(47)로부터 비교적 수직하게 연장하는 제 3 벽체(48), 및 제 3 벽체(48)로부터 비교적 수직하게 연장하는 제 4 벽체(49)를 포함한다. 슈라우드(12)의 내부로 유입된 머리카락과 그 유사 물질이 샤프트 하우징/케이지 캡(22), 베어링(16) 및 샤프트(18)를 향하여 외측으로 이동하지 않도록 방지하기 위해 가드(예컨대, 액슬 가드)(26)가 샤프트 하우징/케이지 캡(22)을 감쌀 수 있다. 가드(26)는 슈라우드(12)의 제 1 벽체(46)를 향하여 샤프트(18)에 대해 수직하게 연장할 수 있으며, 머리카락과 그 유사 물질이 베어링(16)에 접근하는 것을 방지하기 위해 가드(26)의 외면은 제 2 벽체(47)에 근접하여 유지될 수 있다.
도 1은 가드(26)와 유사하지만 그로부터 이격되어 있을 수 있는 원형 플랜지(30), 케이지(24)의 리브(28)들과 원형 플랜지(30) 사이에 놓인 리세스(32), 및 상기 리세스(32)로부터 슈라우드(12)와 원형 플랜지(30)의 외경 사이의 공간을 통하여 상기 원형 플랜지(30), 가드(26) 및 슈라우드(12)의 제 1 벽체(46) 사이에 형성된 내부 저장소(40)까지의 제 1 미로식 통로(34)를 포함한다. 상기 원형 플랜지(30)는 가드(26)에 대해 실질적으로 평행하며, 또한 슈라우드(12)의 제 1 벽체(46)를 향하여 샤프트(18)에 대해 수직하게 연장한다. 머리카락이 케이지 리브(28)들 주위에 수집되어 리세스(32)에 모일 수 있다. 원형 플랜지(30)의 면벽(36)에 대해 리세스(32)에서의 머리카락 축적은 초기 축적이 발생하였을 때 슈라우드 내부로 머리카락과 그 유사 물질의 진입을 방지하는 댐을 제공할 수 있으며, 머리카락과 그 유사 물질이 로봇 진공청소기의 시동을 꺼트리지 않을 장소에 머리카락과 그 유사 물질이 수집될 수 있는 위치를 제공한다. 제 1 미로식 통로(34)는 원형 플랜지(30)의 큰 외경에 있는 리세스(32)로부터 저장소(40)까지 짧은 통로를 제공한다. 제 1 미로식 통로(34)의 짧은 길이는, 어떤 머리카락 또는 그 유사 물질이 슈라우드(12)에 유입되면, 최소의 토크가 필요하게 되도록 보장한다. 특히, 미로식 통로(34)가 길면, 머리카락과 그 유사 물질이 더 쉽게 막히게 될 것이고, 토크의 상승을 유발하여, 결국 크리닝 헤드의 시동을 꺼트리게 될 것이다. 원형 플랜지(30), 가드(26) 및 슈라우드(12)의 제 1 벽체(46) 사이에 형성된 내부 저장소(40)는 머리카락과 그 유사 물질이 로봇 진공청소기의 시동을 꺼트리지 않을 장소에, 즉, 머리카락 등이 내부 저장소(40) 내에 유지될 때, 머리카락과 그 유사 물질이 베어링(16)과 간섭하지 않을 장소에, 슈라우드(12)에 유입된 머리카락과 그 유사 물질이 수집될 수 있는 위치를 제공한다.
상기 샤프트 하우징/케이지 캡(22)의 외면과, 상기 샤프트 하우징/케이지 캡(22)과 슈라우드의 제 2 벽체(47), 제 3 벽체(48) 및 제 4 벽체(49) 사이의 슈라우드(22)의 상보적 내면 사이에, 특히 슈라우드(12) 내부의 리세스들 속으로 연장하는 샤프트 하우징/케이지 캡(22)의 돌출부(44)들 주위에, 제 2 미로식 통로(42)가 형성된다. 제 2 미로식 통로(42)를 통한 경로는 길고, 상기 제 1 미로식 통로(34)가 제 2 미로식 통로(42)에 도달하는 머리카락의 양을 철저하게 감소시키기 때문에, 베어링(16)에 대한 추가적인 보호를 제공한다.
도 2는 로봇 진공청소기용 메인 브러쉬의 베어링 단부의 다른 실시예를 도시하고 있으며, 유사한 도면부호들은 유사한 특징부들을 나타낸다. 브러쉬(10)는 슈라우드(12')와 브러쉬 케이지(24)와 일체로 형성된 원형 플랜지(30)를 포함한다. 머리카락과 그 유사 물질을 수집하고, 슈라우드(12')의 내부로 머리카락과 그 유사 물질의 진입을 방지하는 댐을 제공하기 위해, 원형 플랜지(30)와 브러쉬 케이지(24)의 리브들 사이에 리세스(32)가 제공된다. 상기 브러쉬(10)는 브러쉬(10)의 샤프트(18)를 대체로 감싸는 슬리브(50)를 또한 포함하며, 슈라우드(12')의 벽체를 향하여 슬리브(50)로부터 수직하게 가드(52)가 연장한다. 가드(52)의 단부(58)는 브러쉬(10)의 베어링 단부(14)에 반대인 측에 있는 그 원위 단부를 향하여 약간 테이퍼질 수 있다. 이러한 테이퍼링은 제조 공차들을 수용하기 위해 사용될 수 있다.
슈라우드(12')는 베어링(16)을 유지하고 있는 샤프트(18)와 대체로 평행하게 연장하는 제 1 벽체(51), 제 1 벽체(51)에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 2 벽체(53), 베어링 단부(14)를 향하여 제 2 벽체(53)로부터 연장하는 제 3 벽체(55), 및 베어링(16)을 향하여 제 3 벽체(55)로부터 대체로 수직하게 연장하는 제 4 벽체(57)를 포함한다. 가드(52)가 샤프트(18)로부터 멀리 수직하게 연장하고, 제 2 벽체(53)와 대략 정렬될 수 있으며, 슈라우드(12')의 내부 공간을 제 1 저장소(40)와 제 2 저장소(56)로 분할할 수 있다. 도 1과 유사하게, 리세스(32)로부터 원형 플랜지(30)의 외경에서 제 1 저장소(40)까지 제 1 미로식 통로(34)가 제공된다. 제 1 미로식 통로(34)의 짧은 길이는, 전술한 바와 같이, 머리카락 또는 다른 물질이 갭들 속으로 유입되어 머리카락과 다른 물질이 막힐 가능성을 최소화함으로써, 최소의 토크가 필요하게 되도록 보장한다.
상기 가드(52), 슈라우드(12')의 제 3 벽체(55), 슈라우드(12')의 제 1 벽체(57) 및 베어링(16) 사이에 제 2 저장소(56)가 형성된다. 제 2 저장소는 머리카락과 다른 물질을 수집하기 위한 추가적인 위치를 제공한다. 저장소(40,56)들의 공간은 머리카락이 느슨하게 유지될 수 있도록 하며, 머리카락이 저장소(40,56)들에 유입될 때 추가적인 머리카락을 얽기 위한 웨브를 제공한다. 벽체(55)와 가드(52)의 단부(58) 사이의 공간에 제 1 저장소(40)로부터 제 2 저장소(56)까지 제 2 미로식 통로(54)가 제공된다. 제 2 미로식 통로(54)는 베어링(16)을 향하여 슈라우드(12') 속으로 더 진입할 수 있는 머리카락과 다른 물질의 양을 최소화하기 위해 큰 외경에 있는 짧은 통로를 제공한다.
도 3은 로봇 진공청소기용 메인 브러쉬의 베어링 단부의 다른 실시예를 도시하고 있으며, 유사한 도면부호들은 유사한 특징부들을 나타낸다. 도 3에서, 원형 플랜지(30)가 제공되고, 원형 플랜지(30)와 케이지(24)의 리브(28)들 사이에 리세스(32)가 형성된다. 슈라우드(12")는 도 2에 도시된 슈라우드(12')와 유사하며, 제 1 및 제 3 벽체(51, 53)들이 상대적으로 더 짧다. 따라서, 도 3의 슈라우드(12")는 도 2의 슈라우드(12')보다 더 작다.
도 3의 실시예에서, 슬리브(50')는 도 2의 슬리브(50)보다 베어링 단부(14)를 향하여 더 연장한다. 슬리브(50')로부터 수직하게 연장한 가드(52')가 제공되며, 제 3 벽체(55)까지 연장함으로써, 더 큰 제 1 저장소(40')와 더 작은 제 2 저장소(56')를 제공하며, 이들은 더 많은 머리카락과 다른 물질이 리세스(32)로부터 제 1 미로식 통로(34)를 통과한 후 제 1 저장소(40')에 수집될 수 있도록 한다. 제 1 저장소(40')는 원형 플랜지(30), 제 1 벽체(51), 제 2 벽체(53), 제 3 벽체(55)의 일부, 가드(52') 및 슬리브(50') 사이에 형성된다. 제 2 저장소(56')는 슈라우드(12")의 제 3 벽체(55)와 제 4 벽체(57) 사이에 형성되며, 제 1 저장소(40')보다 더 작다. 도 3의 실시예는 머리카락이 베어링(16)에 도달하는 것을 방지함에 있어서 도 2의 실시예보다 더 우수한 성능을 제공할 수 있다.
도 4는 로봇 진공청소기용 메인 브러쉬의 베어링 단부의 다른 실시예를 도시하고 있으며, 유사한 도면부호들은 유사한 특징부들을 나타낸다. 도 4에서, 원형 플랜지(30)가 제공되고, 원형 플랜지(30)와 케이지(24)의 리브(28)들 사이에 리세스(32)가 형성된다. 슈라우드(12")는 도 2에 도시된 슈라우드(12') 및 도 3에 도시된 슈라우드(12")와 유사하며, 제 2 벽체(53)는 슈라우드(12') 및 슈라우드(12")의 제 2 벽체들보다 상대적으로 더 길다.
도 4의 실시예에서, 슬리브(50")가 베어링 단부(14)를 향하여 연장한다. 슬리브(50")는 가드를 포함하지 않는다. 제 2 벽체(53')는 제 1 벽체(51)로부터 슬리브(50")까지 연장한다. 제 1 저장소(40)는 원형 플랜지(30), 제 1 벽체(51), 슬리브(50")까지 연장하는 제 2 벽체(53') 및 슬리브(50") 사이에 형성된다. 제 1 저장소(40)는 도 2에 도시된 제 1 저장소(40)와 유사한 크기이다. 제 1 미로식 통로(34)는 리세스(32)에 수용된 머리카락과 다른 물질이 제 1 저장소(40)까지 이동하는 통로를 제공한다. 가드가 없는 슬리브(50")의 구조와 슈라우드(12''')의 구조로 인하여, 머리카락과 다른 물질을 축적하고 머리카락과 다른 물질이 베어링(16) 속에 수용되지 않도록 하기 위해, 단지 하나의 메인 저장소가 제공된다. 따라서, 도 4의 실시예는 머리카락이 베어링(16)에 도달하는 것을 방지함에 있어서 도 2 및 도 3의 실시예들보다 더 나쁜 성능을 제공할 수 있다. 도 4의 실시예를 사용하는 장점들은 도 7을 참조하여 이하에서 설명할 것이다.
도 5는 크리닝 헤드 서브시스템의 메인 브러쉬와 플래퍼 브러쉬 중 하나 이상의 적어도 베어링 단부를 덮기 위해 본 발명에 따라 채용될 수 있는 슈라우드의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 5에서, 플래퍼 브러쉬(60)의 베어링 단부(14)를 덮고 있는 슈라우드(78)가 도시되어 있다. 플래퍼 브러쉬(60)는, 예컨대, 오버몰드를 구비한 플래퍼 샤프트(62)를 포함한다. 바람직하게, 슈라우드(78)는 브러쉬(60)에 부착되지 않으며, 따라서, 브러쉬(60)가 회전할 때 정지 상태를 유지할 수 있다. 도시된 슈라우드(78)는 크리닝 헤드 서브시스템에서 부품들의 전체 개수를 줄이기 위해 일체로 성형되거나 형성된 베어링(16)을 선택적으로 포함할 수 있다. 그러나, 베어링(16)이 슈라우드(78)에 일체로 성형되거나 형성될 필요는 없으며, 별도의 편으로서 제공될 수 있다. 베어링(16)은 브러쉬 샤프트(64)가 크리닝 헤드 격실에 장착되었을 때 실질적으로 자유롭게 회전할 수 있도록 한다. 일체로 성형되거나 형성된 베어링(16)이 슈라우드(78)와 함께 사용되면, 브러쉬(60)의 액슬(또는 샤프트(64))이 슈라우드/베어링의 개구에 삽입된다. 베어링(60)이 슈라우드(78)와는 별개로 제공되면, 브러쉬 샤프트(64)는 베어링(60) 내에 삽입될 수 있으며, 그 다음, 상기 베어링(60)이 슈라우드(78)에 삽입될 수 있거나, 상기 베어링(60)이, 샤프트(64)가 베어링(60)에 삽입되기 전에, 슈라우드(78)에 삽입될 수 있다.
샤프트 하우징(70)은 브러쉬(60)의 적어도 베어링 단부(14)에 인접한 액슬(또는 샤프트)(64)를 감쌀 수 있으며, 제 1 플랜지(72)와 제 2 플랜지(74), 그리고 그들 사이의 오목한 영역(73)을 포함한다. 샤프트 하우징(70)의 제 1 플랜지(72)와 슈라우드(78)의 인접한 내면 사이에 비교적 큰 갭(68)이 형성된다. 이 갭(68)은 제 1 플랜지(72)와 제 2 플랜지(74) 사이에 위치한 샤프트 하우징(70)의 오목한 영역(73)으로 머리카락과 그 유사 물질이 진입할 수 있도록 허용할 수 있으며, 머리카락과 그 유사 물질이 로봇 진공청소기의 시동을 꺼트리지 않을 장소에, 머리카락과 그 유사 물질이 수집되는 장소를 상기 오목한 영역(73)에 제공한다. 샤프트 하우징(72)의 외면과 상기 큰 갭(68)으로부터 오목한 영역(73)까지 슈라우드(78)의 상보적 내면 사이의 짧은 미로식 통로(34)는 샤프트 하우징(72)의 큰 외경에 짧은 통로를 제공한다. 통로(34)의 짧은 길이는, 전술한 바와 같이, 머리카락이나 다른 물질이 슈라우드로 유입되어 머리카락과 다른 물질이 막힐 가능성을 최소화함으로써, 최소의 토크가 필요하게 되도록 보장한다. 샤프트 하우징 캡(70)은 제 2 플랜지(74)로부터 슈라우드(78) 내부의 리세스(79) 속으로 연장하는 돌출부(76)들을 포함한다. 갭(68)으로부터 오목한 영역(73) 속으로 돌출부(79)들을 돌아 리세스(79)들 속으로 연장하는 통로가 길고 복잡하기 때문에, 베어링(16)에 대해 추가적인 보호가 제공된다.
도 6은 크리닝 헤드 서브시스템의 메인 브러쉬와 플래퍼 브러쉬 중 하나 이상의 적어도 베어링 단부를 덮기 위해 채용되는 슈라우드의 대안적 실시예를 도시하고 있다. 베어링(16), 슈라우드(78) 및 액슬 또는 샤프트(64)의 구조는 도 5에 개시된 것과 유사하다. 도 6에, 슬리브와 가드(72')를 포함한 샤프트 하우징(70')이 제공되어 있다. 가드(72')는 샤프트 하우징(70')의 슬리브 부분으로부터 슈라우드(78)를 향하여 연장한다. 슈라우드(78)는 샤프트(64)에 대해 평행하게 연장하는 제 1 벽체(120), 제 1 벽체(120)에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 2 벽체(122), 제 2 벽체(122)에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 3 벽체(124) 및 제 3 벽체(124)에 대해 대체로 수직하게 연장하는 제 4 벽체(126)를 포함한다. 가드(72')와 브러쉬(60) 사이에 리세스(68)가 형성된다. 머리카락은 플래퍼 브러쉬(60)와 가드(72') 사이에 수집되며, 초기 축적이 발생하였을 때, 머리카락이 슈라우드(78)로 진입하는 것을 방지하는 댐을 제공한다. 가드(72')와 슈라우드(78)의 제 1 벽체(120) 내부 사이의 리세스(68)로부터 저장소(40")까지 미로식 통로(34)가 형성된다. 저장소(40")는 미로식 통로(34)를 통해 머리카락을 수용하며 상대적으로 크고, 슈라우드(78)의 제 1 벽체(120)의 일부, 제 2 벽체(122), 제 3 벽체(124) 및 제 4 벽체(126) 사이에 형성된다. 저장소(40")는 머리카락과 다른 물질이 수집되는 장소를 제공한다.
당업자는 도 1 내지 도 4 또는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같은 슈라우드가 본 발명에 따른 메인 브러쉬 또는 플래퍼 브러쉬 중 하나 이상의 드라이브 단부에 유사한 방식으로 채용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명에 따른 로봇 진공청소기용 브러쉬의 드라이브 단부와 베어링 단부의 적어도 하나의 실시예의 단면도들이다. 일반적으로, 머리카락과 다른 물질이 브러쉬의 드라이브 단부(도 7a 참조)의 기어박스로 전달되는 대신, 브러쉬의 베어링 단부(도 7b 참조)에 수집되는 것이 바람직하다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 도 7a에 도시된 드라이브 단부는 가드, 예컨대, 도 2 및 도 3의 가드(52 또는 52')를 가진 것으로 도시된 슈라우드의 실시예를 포함하는 반면, 도 7b에 도시된 베어링 단부는 단지 슬리브, 예컨대, 도 4의 슬리브(50")만을 가진 실시예를 포함한다. 가드의 추가는 기어박스에 대한 추가적인 보호를 제공하고 베어링 단부는 가드를 포함하지 않기 때문에, 이 실시예에서, 머리카락과 다른 물질이 드라이브 단부로부터 멀리(도 7a) 베어링 단부를 향하여(도 7b) 이동하는 경향이 있고, 이는 기어박스의 고장을 회피하고 머리카락과 다른 물질을 사용자가 브러쉬들을 세척할 수 있는 단부로 보내기 위해 바람직하다. 바람직하게, 베어링 단부가 가드를 포함하지 않기 때문에, 더 많은 머리카락과 다른 물질이 베어링 단부로 이동하여 베어링 단부의 저장소(들)에 수집되는 경향이 있다.
브러쉬의 드라이브 단부는 기어(82)를 가진 기어박스(81)를 포함한다. 슈라우드(83)가 브러쉬의 드라이브 단부를 감싸며, 드라이브 단부(예컨대, 도 16 참조)에서 기어박스(81)에 통합된다. 연속적인 정지식 슈라우드 하우징은 정지식 슈라우드 내부에서 브러쉬들의 완전한 360° 회전을 허용한다. 슈라우드 표면의 브레이크(breaks)들이 머리카락의 포획을 촉진하기 때문에, 기어박스 하우징이 슈라우드 표면의 브레이크들 내부에 단일의 연속적인 슈라우드를 갖는 것이 바람직하다.
도 8a는 본 발명에 따른 유지 장치를 포함하는 크리닝 헤드의 드라이브 기어와 연결된 브러쉬의 드라이브 단부의 단면 사시도이고, 도 8b는 본 발명에 따른 도 8a의 유지 장치의 사시도이다. 도 8a에는, 브러쉬(10)의 케이지(24) 내부에 수납된 유지 장치(80)가 도시되어 있다. 유지 장치(80)가 메인 브러쉬(10)에 부착된 것으로 도시되어 있으나, 당업자라면 유지 장치가 플래퍼 브러쉬와 함께 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 유지 장치(80)는 브러쉬를 기어(82)에 로킹하기 위해 원형 플랜지(30)와 기어(82) 사이에 위치된다. 슬리브(50''')로부터 연장하는 가드(52''')를 가진 슬리브(50''')가 원형 플랜지(30)와 기어(82) 사이에 제공될 수 있다.
유지 장치(80)는, 예컨대, 기어(82)에 유지될 수 있는 내부 스냅핑 장치일 수 있다. 유지 장치(80)는, 유지 장치(80)가 결합 위치에 있을 때, 케이지(24)로부터 멀리 연장하는 복수의 교합 부재(84)들을 포함할 수 있다. 유지 장치(80)는 슬리브(50''')와 가드(52") 사이의 내부에 배치되며, 드라이브 돌출부(86) 내부에 수용된다. 드라이브 돌출부(86)가 기어(82)(도 17의 기어(120) 참조)의 메인 리세스 속에 삽입될 때, 교합 부재(84)들은 기어(82) 내부의 수용 리세스(128) 속에 각각 수용된다. 유지 장치(80)는 베어링 단부를 향한 브러쉬(10)의 축방향 운동을 제한하고, 이는 드라이브 단부에서 갭들을 줄임으로써 브러쉬의 드라이브 단부로 진입하는 머리카락과 먼지들의 능력을 저감시킨다.
드라이브 돌출부(86)는, 예컨대, 도 16 및 도 17에 도시된 기어(120)를 위한 기어 리세스(122)와 같은 기어 리세스에 결합할 수 있으며, 이는, 예컨대, 도 16에 도시된 바와 같은 플래퍼 브러쉬(60)용 슈라우드(117)와 같은 슈라우드 부분과 메인 브러쉬(10)용 슈라우드(115)와 같은 슈라우드 부분을 포함하는 슈라우드 헤드(114) 내부에 배치된다. 도 17에 도시된 기어(120)가 도 8a의 기어(82)와 유사하게 도시되고 메인 브러쉬(10)와 함께 사용하는 것으로 유지 장치(80)와 관련하여 도시되어 있으나, 당업자라면 유지 장치(80)가 플래퍼 브러쉬(60)와 함께 대안적으로/또한 사용될 수 있으며, 따라서, 기어 리세스(126)를 갖고 슈라우드(117)와 결합되는 기어(124)와 함께 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 유지 장치(80)가 브러쉬 케이지(24) 내부에 수납되고 교합 부재(84)들이 수용 리세스(128)에 의해 기어(82) 내부에 유지된 것으로 도시되어 있으나, 당업자는 대안적으로 유지 장치가 기어(82)에 제공될 수 있고, 브러쉬 케이지(24)에 위치된 대응하는 수용 리세스들이 브러쉬 단부에 유지됨을 이해할 것이다.
본 발명의 특정 실시예들은 상기 예시적 실시예들에 개시된 바와 같이 기존 크리닝 헤드들과 하위 호환성을 가질 수 있는 형상과 크기를 가진 슈라우드가 구비된 단부를 브러쉬에 제공하는 것을 고려하고 있다. 도 9는 메인 브러쉬의 베어링 단부가 장착되는 기존 크리닝 헤드들과의 하위 호환성을 위해 슈라우드식 메인 브러쉬(우측)가 슈라우드가 없는 기존의 메인 브러쉬(좌측)의 베어링 단부와 같은 크기와 형상을 가질 수 있는지에 대해 도시하고 있으며, (예컨대, 도 1에 도시된 벽체(48, 49)들과 같은)제 3 벽체와 제 4 벽체에 유의하라.
도 10a는 개선된 머리카락 방지 특성들을 갖고 있지만, 기존의 메인 브러쉬 베어링 단부(좌측 도면)과 동일한 크기와 형상을 갖지 않기 때문에 기존의 크리닝 헤드들과 하위 호환성이 없는, 슈라우드식 메인 브러쉬(우측)의 베어링 단부의 실시예를 도시하고 있다. 예컨대, 도 1의 슈라우드(12)와 유사할 수 있는 슈라우드는 도 10b에 도시된 바와 같이 큰 직경을 가진(그리고, 선택적으로, 추가적인 미로를 형성하기 위해 슈라우드의 제 2 리세스와 결합하는 제 1 돌출부(90)와 제 2 돌출부(92) 모두를 가진) 비착탈식 가드(26)를 포함하기 때문에 더 크다. 대안적 실시예는, 예컨대, 도 9에 도시된 제 3 및 제 4 벽체들의 직경보다 상대적으로 더 큰 직경을 규정하는 크기인 (예컨대, 도 2의 벽체(55, 57)들과 같은)제 3 및 제 4 벽체를 가진 슈라우드를 포함할 수 있다.
도 11a는 기존의 메인 브러쉬의 드라이브 단부를 도시하고 있으며, 도 11b는 본 발명에 따른 메인 브러쉬의 드라이브 단부의 실시예를 도시하고 있고, 도 11c는 본 발명에 따른 메인 브러쉬의 드라이브 단부의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 브러쉬의 드라이브 단부는 크리닝 헤드 격실의 브러쉬 드라이브 메커니즘의 (도 17에 도시된) 상보적 리세스(122)와 결합하기 위한 드라이브 돌출부(96), 예컨대, 정사각형의 드라이브 돌출부를 포함할 수 있다. 도 11a에 도시된 바와 같은 착탈식 가드(94) 또는 단부 캡이 도 11b의 실시예에 또는 도 11a에 도시된 기존 브러쉬 드라이브 단부에서 브러쉬 케이지(24)와 정사각형의 드라이브 돌출부(96) 사이에 제공될 수 있다. 도 11b의 실시예는 케이지(24)의 원형 플랜지(30)와 착탈식 단부 캡 사이에 더 넓은 오목한 영역을 허용할 수 있어서, 머리카락과 그 유사 물질이 로봇 진공청소기의 시동을 꺼트리지 않을 장소에 수집될 수 있는 더 넓은 영역을 제공한다.
도 11c는 비착탈식 가드(98)를 포함한 본 발명에 따른 진공 브러쉬의 실시예를 도시하고 있고, 비착탈식 가드는 그 외주연에 돌출된 립(lip)을 갖고 케이지(24)의 원형 플랜지(30)와 비착탈식 가드(98) 사이에 넓은 오목한 영역을 생성하여, 머리카락과 그 유사 물질이 로봇 진공청소기의 시동을 꺼트리지 않을 장소에 수집될 수 있는 더 큰 영역을 제공한다. 도시된 비착탈식 가드의 직경으로 인하여, 이 브러쉬 실시예는 기존의 크리닝 헤드들과 하위 호환성을 가질 수 없다.
도 12a는 전술한 도 8a에 대응하는 기존의 로봇 진공청소기 브러쉬의 드라이브 단부의 정면 사시도이고, 도 12b는 본 발명에 따른 로봇 진공청소기 브러쉬의 드라이브 단부의 실시예의 정면 사시도이다. 도 12a에 도시된 기존의 브러쉬는 착탈식 가드(94)와 정사각형의 드라이브 돌출부(96)를 포함한다. 반면에, 도 12b에 도시된 본 발명에 따른 브러쉬는 착탈식 슬리브(도 12a에서는 보이지 않음)를 포함하고, 착탈식 슬리브로부터 가드(99)가 연장된다. 도시된 드라이브 단부 돌출부(86)의 개구를 통해 유지 장치(80)를 볼 수 있다.
도 13은 로봇 진공청소기 플래퍼의 단부의 예시적 실시예의 측면 사시도(상위 도면)와, 로봇 진공청소기 플래퍼의 단부의 다른 예시적 실시예의 측면 사시도(하위 도면)이다. 플래퍼 브러쉬의 드라이브 단부가 도시되어 있다. 상위 플래퍼 브러쉬는 2개의 플랜지 또는 가드 부분들을 포함할 수 있는 반면, 하위 플래퍼 브러쉬는 브러쉬의 중앙 부재와 드라이브 돌출부 사이에 단일의 플랜지 또는 가드 부분을 포함할 수 있으며, 슈라우드가 플래퍼 브러쉬의 드라이브 단부 위에 설치될 때 단일의 플랜지 또는 가드 부분과 슈라우드 사이에 저장소(40)가 형성된다. 가드들 사이에 머리카락과 다른 물질이 축적되면, 머리카락 축적에 의한 습도 증가로 인하여 부품들의 용융을 유발할 수 있기 때문에, 단일의 플랜지 또는 가드를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
도 14a는 플래퍼 브러쉬의 기존 베어링 단부를 도시하고 있다. 베어링(16)이 분리된 것으로 도시되어 있으나, 액슬 또는 샤프트에 삽입되어 플래퍼 브러쉬(60)의 단부 편(100)의 리세스 내부에 안착될 수 있다. 도 14b는, 예컨대, 도 5 및 도 6의 슈라우드(78 또는 78')와 같은 슈라우드와 일체로 성형되거나 형성된 베어링(16)을 포함하며, 도 5 및 도 6과 관련하여 설명하고 단면으로 도시된 실시예와 유사하거나 동일한 본 발명에 따른 도 5 및 도 6에 도시된 샤프트 하우징(70 또는 70')과 유사할 수 있는 플래퍼 단부 편의 실시예를 도시하고 있다. 도 14c는 슈라우드 내부로 유입된 머리카락과 그 유사 물질을 유지하기 위해 메인 가드(72)와 보조 가드(74) 사이에 더 큰 저장소(예컨대, 도 5에 도시된 오목한 영역(73) 또는 도 6에 도시된 저장소(40"))와 더 작은 크기의 (예컨대, 도 5에 도시된 보조 가드(74)와 같은)보조 가드를 도시하고 있으며, 도 11b의 실시예(하위 도면)와 플래퍼 브러쉬의 기존 베어링 단부(상위 도면) 간의 비교를 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 특정 실시예들은 플래퍼 브러쉬의 드라이브 단부를 위해 제공된 슈라우드 또는 플래퍼 브러쉬 드라이브 단부를 위해 증대된 저장소 크기를 고려하고 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 구성된 단부들을 가진 브러쉬들을 구비한 로봇 진공청소기용 크리닝 헤드 서브시스템을 도시하고 있다. 도 15는 베어링 단부(112)와 드라이브 단부(113)를 갖고, 그 내부에 메인 브러쉬(10)와 플래퍼 브러쉬(60)가 장착된 크리닝 헤드 격실(110)을 도시하고 있으며, 메인 브러쉬(10)와 플래퍼 브러쉬(60)의 베어링 단부(112)는 본 발명에 따라 슈라우드식이고(shrouded), 상기 브러쉬들의 드라이브 단부(113)에는 기어박스(81)의 슈라우드식 기어박스 하우징(114)이 제공된다. 당업자는 전술한 실시예들이 모두 크리닝 헤드 격실(110) 내부에 설치될 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 슈라우드식 기어박스가 크리닝 헤드 격실(110)과 별도로 제조될 수 있도록, 기어박스(81)를 포함한 상기 슈라우드식 기어박스 하우징(114)은 크리닝 헤드 격실(110)로부터 분리될 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 메인 브러쉬(10)는 2개의 강모 세트(130,132)들을 포함할 수 있다. 제 1 강모 세트(130)는 제 2 강모 세트(132)보다 상대적으로 더 큰 직경을 가질 수 있다. 더 많은 제 2 강모 세트(132)들이 제공될 수 있으며, 이는 증대된 강모 수로 인하여 더 많은 플로어 접촉을 제공한다. 서로 다른 유형의 물질들을 픽업할 수 있도록 두 종류의 강모 직경이 제공된다. 일 실시예에서, 약 70%의 제 2 강모 세트가 제공될 수 있는 반면, 약 30%의 제 1 강모 세트가 제공될 수 있다. 그러나, 이 비율이 변동될 수 있음을 당업자들은 이해할 것이다. 또한, 제 1 강모 세트(130)는 0.2㎜의 직경을 가질 수 있는 반면, 제 2 강모 세트는 0.1㎜의 직경을 가질 수 있다.
도 16은 본 발명의 특정 실시예들에 따른 로봇 진공청소기 크리닝 헤드 격실의 드라이브 단부에서 사용하기 위한 슈라우드식 기어박스 하우징(114)의 예시적 실시예의 정면 사시도이다. 도시된 실시예를 사용함으로써, 함께 결합되어 구동되는 브러쉬와 플래퍼의 드라이브 단부가 아닌 기어박스 상에 슈라우드가 위치될 수 있다. 슈라우드식 기어박스 하우징(114)의 부분 단면을 도 7a에서 볼 수 있으며, 이는 메인 브러쉬 드라이브 리세스(116) 주위에 위치된 슈라우드(115)와 플래퍼 브러쉬 드라이브 리세스(118) 주위에 위치된 슈라우드(117)를 포함한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 기어가 유지 장치(80)를 유지할 수 있도록, 예컨대, 복수의 수용 리세스(128)들이 기어 내부에 배치될 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 메인 브러쉬와 플래퍼 브러쉬를 위한 기어들의 평면도이다. 도 17은 도 8a의 기어(82)와 유사할 수 있는 메인 브러쉬를 위한 기어(120)의 예시적 실시예와, 플래퍼 브러쉬를 위한 기어(124)의 예시적 실시예를 도시하고 있다. 메인 브러쉬 기어(120)는 기어 리세스(122)를 포함하고, 플래퍼 브러쉬 기어(124)는 기어 리세스(126)를 포함한다. 메인 브러쉬를 위한 드라이브 돌출부가 유지 장치를 포함하며, 상기 유지 장치는 기어 리세스(122)에 수용되는 드라이브 돌출부의 크기를 증대시기 때문에, 메인 브러쉬 기어 리세스(122)는 플래퍼 브러쉬 기어 리세스(126)보다 상대적으로 더 크다. 유지 장치(80)가 메인 브러쉬(10)의 일부로서 메인 브러쉬 기어(122) 내에 수용되는 것으로 도시하고 설명하였으나, 당업자는 플래퍼 브러쉬가 추가적으로 또는 대안적으로 상기 유지 장치(80)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 유지 장치(80)를 포함한 드라이브 돌출부의 증대된 크기로 인하여, 플래퍼 브러쉬 기어(124)의 리세스(126)가 증대된 크기를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 전술한 바와 같이, 유지 장치(80)의 교합 부재(84)들을 유지할 수 있도록 하기 위해 복수의 수용 리세스(128)들이 기어 리세스(122) 내부에 제공될 수 있다.
도 18은, 예컨대, 도 7a에 도시된 분리된 슈라우드식 기어박스의 단면도이다. 슈라우드식 기어박스(114)는 메인 브러쉬 드라이브 리세스(116) 주위에 위치된 슈라우드(115)와 플래퍼 브러쉬 드라이브 리세스(118) 주위에 위치된 슈라우드(117)를 포함한다.
도 19a는 기존 모터의 사시도이고, 도 19b는 기존 모터의 단면도이다. 도 20a는 본 발명에 따른 슈라우드식 모터의 사시도이고, 도 20b는 본 발명에 따른 도 20a의 슈라우드식 모터의 단면도이다. 도 20b에 도시된 모터는 기어박스 하우징(142)과 결합하는 슈라우드(140)와, 기어박스 하우징을 통해 연장하는 샤프트(146)를 포함한다. 슈라우드(140)의 내부에는 오목한 수집 영역(144)이 제공되며, 머리카락과 다른 물질이 모터로 이동할 수 있기 전에 머리카락과 다른 물질을 추가적으로 수집할 수 있다. 도 21은 도 20a 및 도 20b에 도시된 모터를 위한 슈라우드(140)의 외부 사시도이다.
본 명세서에 개시된 발명을 실시하고 상세한 설명을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예들이 당업자에게는 명백할 것이다. 예컨대, 본 발명은 본 발명에 따른 구조를 가진 단일 브러쉬 또는 단일 브러쉬를 가진 로봇 진공청소기 또는 2개 초과의 브러쉬들을 가진 로봇 진공청소기에 응용된다. 또한, 본 발명은 플로어로부터 먼지를 들어올리도록 구성된 로봇 진공청소기의 회전식 크리닝 요소들에 일반적으로 응용된다. 상기 회전식 크리닝 요소들은 브러쉬, 플래퍼 또는 그와 유사한 장치를 포함할 수 있다. 상세한 설명과 예들은 오직 예시로서 고려되어야 하며, 본 발명의 진정한 범위와 사상은 하기된 특허청구범위에 의해 나타내고자 한다.

Claims (19)

  1. 크리닝 요소이며,
    종방향 축을 갖고 드라이브 단부 및 베어링 단부를 갖는 중앙 부재로서, 베어링 단부가 원통형 슬리브 및 슬리브로부터 반경방향 외향 연장되는 원형 플랜지를 포함하는, 중앙 부재와,
    베어링 단부의 적어도 일부를 둘러싸는 슈라우드로서, 슈라우드의 내부 공간을 형성하도록 구성되는 벽들을 포함하는, 슈라우드와,
    슬리브로부터 슈라우드의 내부 공간 안으로 반경방향 외향 연장되는 가드로서, 슈라우드의 내부 공간을 종방향 축을 따라 이격된 제1 및 제2 저장소로 분할하는, 가드를 포함하는
    크리닝 요소.
  2. 제1항에 있어서,
    원형 플랜지, 가드 및 슈라우드는 제1 저장소를 형성하는
    크리닝 요소.
  3. 제2항에 있어서,
    슈라우드는
    종방향 축에 대해 대체로 평행하게 배치되는 제1 벽체,
    제1 벽체로부터 대체로 직각으로 연장되는 제2 벽체,
    제2 벽체로부터 대체로 직각으로 연장되는 제3 벽체, 및
    제3 벽체로부터 대체로 직각으로 연장되는 제4 벽체를 포함하며,
    제1, 제2, 제3 및 제4 벽체는 슈라우드의 내부 공간을 형성하는
    크리닝 요소.
  4. 제3항에 있어서, 제1 저장소는 원형 플랜지, 슈라우드의 제1 벽체, 슈라우드의 제2 벽체, 슈라우드의 제3 벽체의 일부, 가드 및 슬리브 사이에 형성되는
    크리닝 요소.
  5. 제3항에 있어서, 원형 플랜지, 슈라우드의 제1 벽체, 슈라우드의 제2 벽체 및 슬리브는 제2 저장소를 형성하는
    크리닝 요소.
  6. 제1항에 있어서, 중앙 부재는 드라이브 단부와 베어링 단부 사이에 배치되는 브러시 케이지를 포함하고, 브러시 케이지와 베어링 단부의 원형 플랜지는 리세스를 형성하고, 슈라우드는 리세스 위로 연장되는
    크리닝 요소.
  7. 제6항에 있어서, 베어링 단부는 원형 플랜지의 외경에서 리세스와 저장소 사이에 미로식 통로를 형성하는
    크리닝 요소.
  8. 제7항에 있어서, 리세스와 제1 저장소는 원형 플랜지의 외경에서 제1 미로식 통로를 형성하는
    크리닝 요소.
  9. 제8항에 있어서, 제1 저장소와 제2 저장소는 가드의 외경에서 제2 미로식 통로를 형성하는
    크리닝 요소.
  10. 크리닝 요소이며,
    드라이브 단부 및 베어링 단부를 갖고, 종방향 축을 갖는 중앙 부재와,
    베어링 단부의 적어도 일부를 둘러싸는 슈라우드를 포함하고,
    드라이브 단부는 크리닝 요소의 축방향 운동을 제한하도록 구성되는 유지 장치를 포함하고, 유지 장치는 드라이브 돌출부에 맞물리는 드라이브 기어 내의 하나 이상의 리세스와 맞물리도록 구성되는 교합 부재들을 구비하고, 각각의 교합 부재는 중앙 부재에 부착되는 기단부를 갖고, 크리닝 요소의 드라이브 단부에 의해 형성되는 리세스와 해제 가능하게 맞물리도록 구성되는 유지 특징부를 형성하는 비부착 말단부까지 연장되는
    크리닝 요소.
  11. 로봇 진공 청소기를 위한 크리닝 헤드 서브시스템이며,
    크리닝 헤드 격실과,
    크리닝 헤드 격실 내에 배치되고 브러시를 구비하는 크리닝 요소 조립체와,
    브러시를 구동하기 위한 브러시 드라이브 기어들을 포함하는 기어박스와,
    브러시 드라이브 기어들 중 적어도 하나를 둘러싸는 슈라우드를 포함하고,
    슈라우드는
    중앙 부재의 중심 축에 대해 대체로 평행하게 배치되는 제1 벽체,
    제1 벽체로부터 대체로 직각으로 연장되는 제2 벽체,
    제2 벽체로부터 대체로 직각으로 연장되는 제3 벽체, 및
    제3 벽체로부터 대체로 직각으로 연장되는 제4 벽체를 포함하며,
    제1, 제2, 제3 및 제4 벽체는 슈라우드의 내부를 형성하는
    크리닝 헤드 서브시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    슬리브로부터 슈라우드의 내부 벽 안으로 외향 연장되는 가드를 더 포함하고, 가드는 슈라우드의 내부 공간을 종방향 축을 따라 이격된 제1 및 제2 저장소로 분할하는
    크리닝 헤드 서브시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    원형 플랜지, 가드 및 슈라우드는 제1 저장소를 형성하는
    크리닝 헤드 서브시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    제1 저장소는 원형 플랜지, 슈라우드의 제1 벽체, 슈라우드의 제2 벽체, 슈라우드의 제3 벽체의 일부, 가드 및 슬리브 사이에 형성되는
    크리닝 헤드 서브시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    원형 플랜지, 슈라우드의 제1 벽체, 슈라우드의 제2 벽체 및 슬리브는 제2 저장소를 형성하는
    크리닝 헤드 서브시스템.
  16. 제12항에 있어서, 중앙 부재는 드라이브 단부와 베어링 단부 사이에 배치되는 브러시 케이지를 포함하고, 브러시 케이지와 베어링 단부의 원형 플랜지는 리세스를 형성하고, 슈라우드의 제1 벽체는 리세스 위로 연장되는
    크리닝 헤드 서브시스템.
  17. 제16항에 있어서, 베어링 단부는 원형 플랜지의 외경에서 리세스와 저장소 사이에 미로식 통로를 형성하는
    크리닝 헤드 서브시스템.
  18. 제17항에 있어서, 리세스와 제1 저장소는 원형 플랜지의 외경에서 제1 미로식 통로를 형성하는
    크리닝 헤드 서브시스템.
  19. 제18항에 있어서, 제1 저장소와 제2 저장소는 가드의 외경에서 제2 미로식 통로를 형성하는
    크리닝 헤드 서브시스템.
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