KR20160015237A - 핸드헬드 진공청소기 및 연장가능한 호스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핸드헬드 진공청소기에 관한 것이다. 상기 진공청소기는 통상적인 진공청소기로는 도달하기 어려운 곳의 청소에 특히 유용하다. 상기 진공청소기(10)는 비사용시에 진공청소기가 지지되도록 하는 실질적으로 평탄한 베이스(22)와 운반 핸들(20)이 구비된 본체(12)와, 상기 본체 내부에 위치하는 모터(14) 및 임펠러(16)와, 집진기(26, 126) 및 상기 베이스(22)의 적어도 일부를 제공하는 배터리팩(18)을 포함하여 구성된다. 상기 모터와 배터리팩은 베이스와 집진기 사이에 위치하여 무게 중심을 낮춤으로써 특히 장시간에 걸쳐 진공청소기를 사용할 때 보다 편하게 사용할 수 있도록 한다. 상기 무게 중심은 운반 핸들에 근접하면서도 운반 핸들과 노즐 사이에 위치하여 진공청소기가 약간 "노즈 헤비(nose heavy)"가 되도록 하는 것이 이상적이다.

Description

핸드헬드 진공청소기 및 연장가능한 호스{HAND-HELD VACUUM CLEANER AND EXTENDABLE HOSE}

본 발명은 핸드헬드(hand-held) 진공청소기 및 연장가능한 호스에 관한 것이다.

상기 진공청소기는 진공청소기 툴을 이용하여 통상적으로 청소를 행할 때에 기존의 진공청소기 흡입 헤드로는 접근이 어려운 계단, 거미줄이나 부유 잔해물이 방안의 상부나 천정 모서리를 비롯한 조명 부품 등을 포함한 장소의 청소에 특히 유용할 것으로 기대된다. 상기 연장가능한 호스는 핸드헬드 진공청소기에 사용되는 것으로서, 아래의 설명에서와 같이 그와 같은 용도에 한정되지만은 않는다.

아래의 설명에서, "아래", "바닥" 등과 같은 방향을 나타내는 용어는 아래에서 정의되는 바와 같이(그리고 도1 내지 도7에 도시된 바와 같이) 진공청소기의 정상적인 사용방향과의 관계에서 이해되어야 할 것이다.

많은 가정 및 상업용 건물의 주인이나 거주자들은 바닥 및 건물 내의 다른 구역들의 청소를 위하여 진공청소기를 사용한다. 진공청소기는 청소를 필요로 하는 영역에 위치하는 흡입 헤드를 통해서 공기 흐름을 생성시킴으로써 작동된다. 먼지와 쓰레기는 공기 흐름 내에 혼입되어 처리용 집진기로 이동된다. 진공청소기는 집 전체의 청소에 사용되거나 집 내부의 엎질러진 것들이나 특정 지점의 청소에 사용된다.

대부분의 가정용 진공청소기는 크게 두 가지로 분류된다. 첫번째는 종종 실린더 진공청소기로 불린다. 상기 실린더 진공청소기에서 흡입 헤드는 단단한 연장 튜브를 통해서 조작 핸들에 연결되고 다시 신축성 호스에 연결되어 먼지와 쓰레기가 이들 연결통로를 통과하여 상기 집진기로 향하게 된다. 상기 집진기는 역시 모터를 포함하는 본체 내부에 위치하며, 상기 본체에는 휠이나 슬라이드가 구비되어 청소작업 중에 바닥에서 끌려다니게 된다.

두번째는 종종 스탠드형(upright) 진공청소기로 불린다. 스탠드형 진공청소기에서 모터와 집진기는 조작핸들에 의해서 또는 일부의 경우에 있어서 조작 핸들과 일체로 이동됨에 따라 상기 모터와 집진기를 포함하는 본체는 대개 청소작업 동안에 상기 흡입 헤드 위에 놓인다.

상기 두 가지 부류의 진공청소기 모두의 흡입 헤드에는 회전 브러쉬가 장착되어 먼지와 쓰레기와 접촉해서 상기 흡입 헤드 내로 물리적으로 이동이 일어나도록 하여 상기 공기 흐름 내에 혼입이 이루어지도록 하게 된다. 그리고 상기 두 종류의 진공청소기에서는 흡입 헤드와 조작 핸들 사이에 스티어링 조인트(steering joint)가 구비되어 흡입 헤드가 선택된 방향으로 조정이 이루어지도록 한다.

실린더 진공청소기의 흡입 헤드는 신축성 호스에 의해 본체에 연결되어 벽이나 계단 등의 청소가 가능하도록 조종될 수 있기는 하나, 그렇게 하는 것이 일반적이지만은 않다. 대신에, 상기 흡입 헤드와 연장 튜브를 상기 호스로부터 제거하고 보다 적은 덮개용 툴(upholstery tool), 먼지 브러쉬(dusting brush), 틈새 툴 (crevice tool) 또는 다른 청소용 툴로 대체하여 특별한 청소 작업이 수행되도록 한다. 상기 툴 들은 연장 튜브와 함께 사용되어 보다 열성적인 사용자에 의해 높은 곳의 청소를 할 수 있다.

상기 실린더 진공청소기의 특별한 청소작업과 같은 방식으로 스탠드형 진공청소기의 흡입 헤드를 다루는 것이 불가능한바, 스탠드형 진공청소기의 생산업자들은 계단 등의 장소에 대한 청소를 가능하게 하기 위하여 대안적인 해결책을 제공하고 있다. 상기 스탠드형 진공청소기에는 대개 흡입 헤드와 집진기 사이에 일정한 길이를 갖는 연장가능한 신축성 호스가 결합되어 있으며, 상기 흡입 헤드에 인접한 호스의 단부는 탈거가 가능함에 따라 탈거된 호스의 단부는 청소 툴에 결합될 수 있음과 아울러 사용자가 진공청소기의 나머지 부분을 이동시킴이 없이도 소정의 위치로 조정될 수 있다. 상기 신축성 호스는 대개 연장가능하게 제작됨에 따라 진공청소기의 일반적인 사용중에 상기 수축된 호스는 간편하게 진공청소기의 본체에 저장될 수 있다. 그와 같은 저장위치로부터 탈거되는 때에 상기 호스는 소정의 위치에 도달하도록 연장될 수 있다.

그런데, 상기 호스는 사용 위치로의 조정이 어렵고, 호스의 탄성력은 접근하기 어려운 위치에 도달하기 위하여 제공되어야 하는 힘을 증가시키게 된다. 상기 요구되는 힘은 종종 상기 진공청소기를 넘어뜨리는데, 요구되는 힘을 초과함에 따라 연장된 호스의 사용 도중에 스탠드형 진공청소기가 넘어지는 것으로 알려지고 있다.

어떠한 경우에서도, 실린더 진공청소기의 흡입 헤드와 스탠드형 진공청소기의 연장가능한 신축성 호스의 탈거된 단부는 호스의 길이에 의해서 설정된 한계 내에서만 조정가능하다. 진공청소기의 본체를 마루 바닥으로부터 들어올리지 않고서 멀리 떨어진 위치(예를 들면 한 줄로 이어진 계단 위의 천정 등)에 도달하는 것이 불가능하다.

대부분의 가정집은 상기의 첫번째 또는 두번째 종류의 진공청소기를 적어도 하나는 보유하고 있으며, 상기 진공청소기는 다수 곳으로부터 메인전원을 공급받게 된다.

세번째 부류의 진공청소기는 핸드헬드(hand-held) 진공청소기이다. 대개의 핸드헬드 진공청소기는 배터리 작동식으로서 사용중에 진공청소기 전체를 이동시킬 수 있도록 하는(대개 한 손으로) 운반 핸들을 구비하고 있다는 점에서 구별되며, 사용자는 진공청소기의 노즐을 사용 위치로 조정할 수가 있다. 핸드헬드 진공청소기는 다수의 메인 파워식 진공청소기를 보충하기 위한 것이다. 일반적인 핸드헬드 진공청소기는 적은 영역이나 입자 제품의 엎지름이 일어난 지점 등의 국부적인 쓰레기의 제거를 위한 용도에 적합하다. 본 발명의 진공청소기 역시도 핸드헬드라는 사실에 불구하고, 기존의 핸드헬드 진공청소기와는 상당한 차이가 있다. 특히 본 발명의 진공청소기는 집안 전체에 대한 통상적인 청소시에 본선으로부터 전원이 공급되는 진공청소기의 툴을 재충전의 필요가 없이 대신하기 위한 것이다. 이에 따라 한 번의 청소작업 동안에 본 발명의 진공청소기로 청소할 수 있는 영역이 넓고, 특히 기존의 핸드헬드 진공청소기를 이용하여 재충전을 필요로 하기 전까지 행할 수 있는 청소 영역에 비해서는 훨씬 넓다.

특히, 전형적인 룸의 가구, 벽 및 천정의 표면적은 바닥 표면적의 약 5배 정도에 이른다. 실내에 존재하는 모든 먼지와 쓰레기의 대부분은 바닥으로 떨어지게 될 수 있음에도 불구하고, "바닥-위쪽(above-floor)" 영역은 청소가 행해져야 할 매우 중요한 영역으로 존재한다. 스탠드형 진공청소기는 전반적으로 바닥-위쪽의 청소에 적합하지 않고, 실린더 진공청소기는 그와 같은 작업에 이상적이지만은 않다. 또한 기존의 핸드헬드 진공청소기는 넓은 표면 영역이 포함된 곳의 청소에 적합하지 않다. 따라서, 예를 들면 벽이나 천정 등과 같은 넓은 영역에 대한 일반적인 청소와 같은 바닥-위쪽에 적합하게 설계된 진공청소기는 현실적으로 찾아볼 수 없는 실정이다.

스탠드형 진공청소기에서 통상적으로 사용되는 연장가능한 신축성 호스는 대개의 경우 두 층의 플라스틱 사이에 위치하는 코일 스프링(통상적으로 금속재질인)을 구비하고 있다. 상기 플라스틱 층들은 서로 접착되어(주로 부분적인 용융을 통해서 단일층으로 형성됨) 코일 스프링을 고정시키게 된다. 상기 코일 스프링은 호스에 탄성력을 부여하여 수축 길이로 복귀되도록 함과 아울러 상기 플라스틱 층에 의해서 기밀성 호스를 형성하게 된다.

상기 연장가능한 신축성 호스는, 상기 코일 스프링이 연장됨에 따라 풀리게 되고 이와 유사하게 수축함에 따라 다시 감기게 되는 것을 특징적인 기술구성으로 한다. 사용자는 대개 연장 전에 호스의 자유 단부를 거머쥐게 되고, 호스가 연장됨에 따라 스프링이 풀리도록 그립 위치를 재위치 시키게 될 것이다. 코일 스프링이 풀리도록 하는 힘은 매우 중요하고, 만일 사용자가 상기 풀림이 저지되도록 하는 경우에는 호스의 일부가 붕괴되어 호스 내부를 흐르는 공기가 줄어드는 결과를 낳게 된다.

코일 스프링이 연장됨에 따라 코일 스프링이 풀리도록 하는 것이 항상 바람직한 것만은 아니다. 예를 들면, 코일 스프링이 틈새 툴(crevice tool) 등과 같은 방향성 청소 툴에 연결되는 경우에, 사용자는 상기 청소 툴을 호스의 탈거된 단부에 수축된 스프링과 소정의 방향으로 결합시키게 된다. 상기 호스가 연장되고 상기 코일 스프링이 풀리는 때에 상기 사용자는 청소 툴의 방향을 바꾸게 될 것이다.

일부의 스탠드형 진공청소기 제조업체들은 이와 같은 문제점에 착안하여 호스의 자유 단부에 회전가능한 조인트를 제공하여 문제점의 극복이 이루어지도록 하고 있다. 이에 따라 상기 청소 툴은 연장가능한 호스에 대해 회전가능함과 아울러 코일 스프링의 풀림에도 불구하고 소정의 방향을 유지할 수가 있다.

회전가능한 조인트의 부가는 추가적인 제조비용을 수반한다. 이에 더하여 회전가능한 조인트는 연장가능한 호스의 나머지 부분에 비해서 상대적으로 부피가 크고 상기 조인트는 시간이 경과함에 따라 뻣뻣해지게 된다. 호스의 외부 크기를 크게 증가시키는 것은 통상적으로 바람직하지 못하기 때문에 회전가능한 조인트가 호스의 단면적에 비해 단지 약간 크게(적어도) 형성되도록 하는 것이 일반적이다. 이에 따라 필연적으로 상기 회전가능한 조인트에 의해 공기 흐름 경로가 제한되는 결과를 초래하게 됨과 아울러 상기 호스는 회전가능한 조인트의 인접부가 막히게 될 가능성이 증가된다.

상기 호스가 탈거되었는지의 여부와 상관없이 상기 회전가능한 조인트가 공기 흐름을 제한함에 따라, 연장가능한 신축성 호스를 따라 흐르는 공기 흐름의 감소는 대부분의 스탠드형 진공청소기에서 특히 심각하게 작용하게 된다. 이에 따라 상기 호스가 흡입 호스에 연결되어 진공청소기가 사용되는 거의 전반에 걸쳐 상기의 감소된 공기 흐름을 겪게 된다.

본 발명은 예시된 바닥 청소용(필요에 따라 그와 같은 목적으로 사용될 수도 있긴 하나)으로 적합한 종래의 진공청소기의 상기 특징들을 답습하려 하지 않는다. 대신에 본 발명의 진공청소기는 바닥-위쪽의 청소 및 종래의 진공청소기로는 적합하지 않은 더욱 멀고 접근하기 어려운 영역의 청소를 위한 것이다.

본 발명의 제1 기술적 특징에 의하면, 비사용시에 진공청소기가 지지되는 실질적으로 평탄한 베이스를 구비한 본체를 갖는 핸드헬드 진공청소기가 제공되며, 상기 본체는 운반 핸들과 모터 및 본체 내에 위치하는 임펠러를 구비하며, 상기 진공청소기는 또한 집진기와 배터리를 구비하며, 상기 배터리는 상기 베이스의 적어도 일부를 제공하는 하우징을 구비하며, 상기 모터와 임펠러는 베이스와 집진기 사이에 위치한다.

의문을 피하기 위하여, 본 명세서 중에서 사용되는 "임펠러"란 용어는 진공청소기 내부에서 공기 흐름을 생성시키는 모든 장치를 포함하는 것이다. 따라서 상기 용어는 예들 들면 팬 및 터빈도 포함한다.

상기 모터와 배터리(보다 일반적으로는 배터리팩)는 진공청소기의 가장 무거운 개별부품으로서, 이들 부품들은 베이스와 집진기 사이에 위치하여 무게중심을 베이스 쪽으로 낮추는 역할을 한다. 따라서 본 발명자는 이와 같은 무게중심의 저하를 통해서 진공청소기 사용시의 편안함을 증가시키는 한편 사용자로 하여금 과도한 피로감을 초래함이 없이 장시간에 걸쳐서 사용될 수 있도록 하였다.

달리 표현하자면, 본 발명자는 넓은 영역의 청소에 필요로 하는 장시간 동안에 핸드헬드 진공청소기가 사용될 수 있도록 설계하였다. 본 발명자는 무게중심을 베이스 쪽으로 이동시킴으로써(그리고 무게중심을 운반 핸들 쪽으로도 이동시킴으로써) 사용자가 지탱해야하는 편심 무게(offset weight)의 감소가 이루어지도록 하였는바, 상기 편심 무게는 시간이 경과함에 따라 사용자의 피로와 불편함을 불러일으킨다.

또한 본 발명자는 진공청소기의 무게중심이 운반 핸들과 일치할 필요가 없고(피로를 피한다는 측면에서는 최적일 수 있으나), 오히려 무게중심이 운반 핸들로부터 노즐 방향으로 치우쳐 위치하도록 하는 것이 바람직하다는 점을 감안하 여, 본 발명의 진공청소기에서는 사용중에 약간의 "노즈-헤비(nose-heavy)"가 유지되도록 형성하였다. 본 발명자는 기존의 진공청소기들은 운반 핸들로부터 약간 떨어진 거리 및 베이스로부터 약간 떨어진 거리에 무게중심을 두고 있음을 확인하였다. 대부분의 사용자가 항상 피로나 불편함을 느끼는 것은 아닌바, 그 이유는 종래의 핸드헬드 진공청소기의 경우 대개가 피로나 불편을 일으켜서 골칫거리가 될 정도의 충분히 긴 시간에 걸쳐 사용되지 않았기 때문이다.

상기 운반 핸들은 진공청소기의 나머지 부위의 상단부와 하단부에 연결되도록 하는 것이 이상적이다. 이에 따라 상기 운반 핸들은 진공청소기의 본체와 폐루프를 형성하게 된다. 상기와 같이 운반 핸들을 구성함에 따라 핸들이 단지 한쪽 단부에만 장착될 경우에 비해 보다 강력하고 견고한 구조로 되는 결과를 낳는 다.

상기 운반 핸들은 베이스에 대해 예각을 이루는 길이방향 축을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 상기 각도는 50°내지 70°사이가 바람직하며, 약 60°가 이상적이다. 본 발명자는 운반 핸들을 베이스에 대해 약 60°로 정렬시킴에 따라 진공청소기를 들어올리고 조정하기에 편안하다는 사실을 발견하였다.

본 발명의 제2 기술적 특징에 의하면, 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 집진기, 및 집진기와 연결된 노즐이 구비된 핸드헬드 진공청소기가 제공되며, 상기 운반 핸들의 적어도 일부는 중공으로서 틈새 툴을 정착시킬 수 있도록 형성된다. 틈새 툴은 실질적으로 직선형 튜브로서 노즐보다 적은 갭(gap) 안으로의 적절한 결합이 이루어질 수 있도록 테이퍼져 있다. 틈새 툴은 실린더나 스탠드형 진공청소기에 공통적으로 구비되며 신축성 호스의 단부에 결합되도록 형성되어 있다. 일부의 실린더 및 스탠드형 진공청소기에서는 틈새 툴과 대체로 구비되어 있게 마련인 먼지 브러쉬와 커버용 툴 등과 같은 여타의 분리가능한 툴을 위한 저장 수단이 구비되어 있다. 특정한 툴을 필요로 할 때 그 툴의 접근이 용이하도록 진공청소기에서의 툴 저장은 특히 사용자 친화적으로 된다.

핸드헬드 진공청소기 툴은 일반적으로 작으면서도 어떠한 방식으로든 본체에 부착되어질 수 있는 형태를 취하고 있다. 완전한 크기의 툴은 일반적이지 않으며, 그와 같은 어떠한 툴들이 제공되는 경우라면 그 툴들은 핸드헬드 진공청소기와는 별도로 저장되는 것이 일반적이고 사용될 수 있기 전에 제 위치에 저장되어 있어야만 한다. 중공의 운반 핸들을 제공함에 따라 진공청소기 상에 틈새 툴의 저장이 가능해지게 된다. 그리고 상기 틈새 툴은 다수의 스탠드형 및 실린더 진공청소기의 틈새 툴과 마찬가지의 크기로 될 수 있으며; 종래의 일부 핸드헬드 진공청소기에서와 같이 진공청소기에의 보다 용이한 보관을 위해서 축소된 크기의 툴로 제공될 필요는 없다.

덮개용 툴 역시도 핸드헬드 진공청소기용으로 알려져 있다. 그러나 덮개용 툴은 대개가 조잡하게 설계되고 넓은 영역을 청소하기에는 너무 좁으며 먼지 브러시 등의 다른 툴과 부자연스럽게 결합된다.

노즐에는 수축가능한 먼지 브러쉬가 끼워지도록 하는 것이 바람직하다. 상기 먼지 브러쉬는 필요에 따라 연장될 수 있으며, 먼지 브러쉬의 솔은 노즐의 나머지 부분을 벗어나도록 연장된다. 그러나 필요하지 않은 때에, 상기 먼지 브러쉬는 수축되어 그 솔이 노즐의 나머지 부분 외측으로 연장되지 않는다. 예를 들면 상기 틈새 툴이나 덮개용 툴이 노즐에 끼워지는 때에 상기 먼지 브러쉬는 수축되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 기술적 특징에 의하면, 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 집진기 및 집진기와 연통된 노즐을 구비한 핸드헬드 진공청소기가 제공되며, 상기 노즐은 연장가능한 신축성 호스에 연결된다. 상기 신축성 호스는 실질적으로 단단한 튜브의 내부에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 진공청소기의 정상적인 사용 동안에(연장되지 않은) 상기 호스는 실질적으로 단단한 튜브 내에 보관됨에 따라 상기 진공청소기는 노즐이 소정의 위치로 향하도록 조정될 수 있다. 상기 노즐(및 노즐에 장착되는 여타의 툴)은 필요에 따라 호스의 예기치않은 굽힘에 의해 초래되는 의도되지 않은 움직임의 가능성이 없이도 청소하려는 표면에 대해 눌려질 수 있다. 상기 진공청소기는 대부분의 사용자들이 진공청소기를 그들의 머리 위로 들어 올릴 수 있도록 충분히 가볍게 이루어져 있음에 따라 노즐을 일예로 방안의 천정 코너 부근까지 위치시킬 수 있다. 한편, 보다 접근이 어려운 위치를 청소하고자 하거나 사용자가 진공청소기를 머리 위 높이로 들어올리는 것을 피하고자 하는 때에는 진공청소기의 나머지 부분으로부터 노즐을 분리한 후에 신축성 호스를 연장시켜서 노즐만이 소정의 위치로 조정되도록 할 수 있다.

본 발명의 제4 기술적 특징에 의하면, 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 집진기, 집진기와 연통된 노즐 및 노즐 부근 영역을 밝히기 위한 조명장치가 구비된 핸드헬드 진공청소기가 제공된다. 본 발명의 진공청소기가 보다 멀리 떨어져 있고 또한 더욱 접근하기 어려운 위치에서 사용되는 경우에는 자연광이 덜 비치거나 실내 조명이 어둡게 될 여지가 많다. 진공청소기에 조명장치를 제공함으로써 청소대상 영역을 밝히는 것은 특히 유용하다.

상기 제4 기술적 특징에 따른 본 발명의 진공청소기는 모터를 동작시기는 제어 스위치와 함께 조명장치를 동작시키는 제어 스위치를 구비하는 것이 바람직하 다. 상기 제어 스위치는 조명장치를 동작시키는 제1 위치와 모터를 동작시키는 제2 위치를 갖는 2-위치 스위치가 바람직하다. 이와 같이 하나의 조절 스위치가 조명 장치와 모터 모두를 동작시키는 데 사용될 수 있다. 상기 제어 스위치는 제1 위치는 부분적으로 눌려진 위치이며 제2 위치는 완전히 눌려진(적어도 더 이상 눌려진) 위치를 갖는 푸쉬 버튼으로 구성하는 것이 이상적이다.

제어 스위치의 이동은 작동 빔(actuating beam)의 이동이 일어나도록 하고, 상기 작동 빔은 조명 장치를 제어하는 제1 스위치 및 상기 모터를 제어하는 제2 스위치와 결합되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제1 스위치를 동작시키는 힘은 상기 제2 스위치를 동작시키는 힘과 유사하도록 배치되며, 또한 상기 제어 스위치는 제2 스위치 보다도 제1 스위치에 가깝게 위치하도록 배열된다. 상기 작동 빔은 상기 제어 스위치와 상기 제1 및 제2 스위치 사이에 끼워지기 때문에, 그와 같은 배열을 통해서 제어 스위치가 제2 스위치를 작동시키기 전에 제1 스위치를 작동시키게 된다. 이에 따라 모터가 작동되기 전에 노즐 주위에 확실하게 빛을 공급할 수 있게 됨과 아울러 사용자로 하여금 모터의 구동 전에 정확하게 노즐을 위치시킬 수 있도록 한다.

상기의 기술적 특징들에 따른 진공청소기는 싸이클론 분리기(cyclonic separator)를 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따라 먼지와 쓰레기가 그 내부로 포집되는 별도의 백을 필요로 하지 않는다는 싸이클론 분리(스탠드형 및 실린더 진공청소기에서 사용되고 있는)의 장점이 본 발명의 진공청소기에서도 공유될 수 있다.

싸이클론은 모든 먼지를 포집하지 않기 때문에 대부분의 싸이클론 진공청소기에는 추가적인 기계적 필터가 구비되어 있다. 기존에 알려진 일부 싸이클론 진공청소기는 다단계(multi-stage) 싸이클론을 구비하며, 각 단계별로 상이한 형태의 먼지와 쓰레기를 포집하도록 설계된다. 일반적으로 제1 단계에서 머리카락과 보풀을 포집하고, 제2(또는 후속) 단계에서 미세한 먼지를 포집하게 된다. 이와 같은 다단계 싸이클론은 기존에 알려진 방향에서 사용될 때 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 일부의 방향에서 사용될 때 상당히 많은 비율의 먼지가 싸이클론을 통해서 필터로 통과된다. 이에 따라 다단계 싸이클론은 싸이클론의 방향을 제어할 수 없는 핸드헬드 진공청소기에는 적합하지 않다. 달리 말하면, 다단계 싸이클론 분리기는 대체로 단일 단계의 싸이클론 분리기에 비해서 미세 먼지를 덜 통과시킴에도 불구하고, 단일 단계의 싸이클론 분리기가 핸드헬드 진공청소기에서의 사용에 보다 적합한바, 그 이유는 청소 효과의 심각한 손실을 일으킴이 없이 상이한 방향을 용인하기 때문이다.

그리고 다단계 싸이클론 단일 단계의 싸이클론에 비해서 부피가 커서 일반적으로 기계적 필터를 위한 공간이 좁아진다. 또한 대부분의 다단계 싸이클론은 단일 단계의 싸이클론에 비해서 더 많은 에너지를 소모하는바, 이는 핸드헬드 진공청소기 등과 같은 배터리식(battery powered) 진공청소기에서는 중요한 관심사항이다.

싸이클론(cyclonic)이란 용어는 일반적으로 포집 챔버 내에서 공기 흐름이 회전됨에 따라 먼지가 공기 흐름으로부터 분리되는 진공청소기를 기술하기 위하여 사용된다. 통상적인 싸이클론 분리기는 공기 흐름이 포집 챔버를 떠나기 전에 챔버 주위를 다수회에 걸쳐 회전이 이루어지도록 하는 포집 챔버를 구비하고 있다.

본 발명자는 통상적인 싸이클론 분리기의 초기 단계에서 빠른 속도로 회전(스피닝)하는 에어는 높은 비율의 미세한 먼지와 티끌이 이들보다 큰 섬유재 (fibrous material)로부터 분리되어 초기 단계를 떠나는 공기 흐름 중에 혼입된다는 사실을 발견하였다. 따라서 상기 (초기) 싸이클론 분리는 예를 들면 머리카락 및 보플을 포함한 주로 큰 입자의 띠끌 제거에 적합하다. 싸이클론 분리를 사용하는 종래 기술의 진공청소기에서는 미세한 티끌과 먼지를 복수의 연속적인 싸이클론 단계를 이용해서 제거한다.

상술한 바와 같이, 다단계의 사용은 핸드헬드 진공청소기에 이상적이지 않 다. 이에 따라 본 발명자는 미세한 티끌과 먼지가 가능한 한 빨리 공기 흐름으로부터 확실하게 분리되도록 하는 식으로 미세한 티끌과 먼지가 그보다 큰 티끌 입자와 함께 포집이 이루어질 수 있도록 함으로써 다단계 싸이클론의 필요성이 배제되도록 하였다.

본 발명의 제5 기술적 특징에 의하면, 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 집진기, 집진기와 연통된 노즐, 및 상기 집진기 내에 위치하여 공기 흐름이 집진기의 바닥을 향하도록 하는 배플이 구비된 핸드헬드 진공청소기가 제공된다. 공기 흐름 내의 티끌과 먼지는 집진기의 바닥에서 정지 상태로 되어 쌓이게 된다. 부피의 대부분이 섬유재인 정지된 쓰레기 더미의 축적에 의해서 미세한 먼지의 상당한 양이 집진기 내에 머무르게 된다. 상기 배플은 에어가 집진기 주위를 여러 번 흐르려는 경향을 감소시키는 한편 혼입된 미세한 티끌과 먼지가 보다 많이 공기 흐름으로부터 분리되어 섬유재 쓰레기 더미 내에 확실하게 머물도록 한다.

달리 표현하자면, 본 발명의 상기 특징에 의하면 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 집진기, 집진기와 연통된 노즐이 구비된 핸드헬드 진공청소기가 제공되며, 상기 집진기는 상단부와 하단부가 구비됨과 아울러 유입 공기가 실질적으로 상기 집진기의 상단부 원주 방향을 따라서 흐르도록 정렬되는 원심 분리기로 구성되며, 상기 집진기는 상기 원주 방향의 공기 흐름이 하단부로 향하도록 방향을 전환시키는 배플이 구비된다.

상기 배플은 유입 공기가 집진기의 상단부 주위 원주방향을 향하여 흐르도록 하는 제1 표면을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 미세한 티끌과 먼지를 보다 큰 티끌 입자 그리고 특히 보플 및 머리카락과 함께 포집하는 것이 추가적인 장점을 갖는다는 사실을 발견하였다. 특히, 다단계 싸이클론 진공청소기가 비워지는 때에 실질적인 먼지 클라우드(cloud)는 공기 중에 떠있게 된다. 상기 사실은 건강에 위험요인으로 간주되며 상기 먼지 클라우드가 실내로 재분산됨에 따라 기기 자체의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다. 상기 미세한 티끌과 먼지가 보풀과 머리카락의 바디 내에 포집되는 때에는 집진기를 비울 때 공기 중에 떠있는 것이 상당히 감소된다.

이에 따라 본 발명의 진공청소기는 "원심력으로(centrifugally)" 동작하도록 하여 티끌이 회전하는 공기 흐름으로부터 분리되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서의 집진기 주위를 흐르는 공기의 제한된 횟수 측면에서 볼 때 원심력으로란 용어는 "싸이클론"이란 용어에 비해 더욱 정확하다 할 것이다(그리고 실제로 상기 공기 흐름은 집진기 주위로 1 회전 이하로 통과한다).

본 발명의 제6 기술적 특징에 의하면, 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 필터 및 원심 집진기가 구비된 핸드헬드 진공청소기가 제공되며, 상기 진공청소기에는 또한 집진기와 연통된 노즐과 비사용 시에 진공청소기가 받쳐지는 베이스가 구비되며, 상기 베이스는 진공청소기의 정상적인 사용방향에서 베이스 위쪽의 운반 핸들과 실질적으로 수평을 이루며, 상기 모터와 배터리는 정상적인 사용 방향에서 운반 핸들의 중심 아래에 위치하게 된다.

상기 제6 기술적 특징에 따른 본 발명은 원심력으로 동작하며 상술한 바의 낮은 무게 중심의 장점을 갖는 핸드헬드 진공청소기를 제공한다. 모터와 배터리(또는 보다 일반적으로는 배터리팩)을 적절하게 위치시킴에 의해 무게 중심은 상기 운반 핸들에 근접하게 되어서 사용자의 피로 발생 가능성을 한층 감소시키게 된다.

상기 모터와 배터리는 운반 핸들의 바닥 아래쪽에 위치시키는 것이 바람직하다. 후속되는 설명을 통해서 상기 모터와 배터리 각각은 운반 핸들의 바닥부 레벨 아래의 각각의 레벨에 위치하게 된다. 따라서 모터와 배터리 모두가 운반 핸들의 바로 아래에 위치시킬 필요가 없게 된다.

본 발명의 다른 집진기는 백과 필요에 따라 선택적인 제2 필터가 포함되어 구성될 수도 있다.

본 발명의 제7 기술적 특징에 의하면, 기밀성 재질로 커버링된 코일 스프링으로 이루어진 연장가능한 호스가 제공되고, 상기 호스는 제1 부분과 제2 부분을 구비하며, 호스의 제1 부분은 제1 코일 스프링이 구비되고 제2 부분에는 제2 코일 스프링이 구비되며, 상기 제1 코일 스프링의 권회 방향은 제2 코일 스프링의 권회 방향과 반대 방향을 이룬다.

본 발명의 제8 기술적 특징에 의하면, 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 집진기, 및 연장가능한 신축성 호스에 의해서 집진기와 연통되는 노즐이 구비된 핸드헬드 진공청소기가 제공된다. 상기 연장가능한 호스는 기밀성 재질로 커버링된 코일 스프링으로 이루어지며, 상기 호스는 제1 부분과 제2 부분을 구비하며, 호스의 제1 부분은 제1 코일 스프링이 구비되고 제2 부분에는 제2 코일 스프링이 구비되 며, 상기 제1 코일 스프링의 권회 방향은 제2 코일 스프링의 권회 방향과 반대 방향을 이룬다.

상기 연장가능한 신축성 호스의 일단부로부터 보았을 때, 상기 제1 코일 스프링은 시계방향으로 권회되고, 상기 제2 코일 스프링은 반시계 방향으로 권회된 다.

본 발명의 호스가 연장됨에 따라 제1 코일 스프링은 한쪽 방향(예를 들면 시계방향)으로 풀리게 되는 반면에 제2 코일 스프링은 반대 방향(예를 들면 반시계 방향)으로 풀리게 된다.

제1 코일 스프링과 제2 코일 스프링은 실질적으로 동일한 길이이며, 각기 호스 길이의 절반 가량을 차지한다. 제1 및 제2 코일 스프링이 동일한 길이이고, 또한 동일한 재질로서 이들의 풀림 이동이 정확하게 서로 상쇄되도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명에서는 상기의 풀림 이동이 정확하게 상쇄되지 않거나 호스의 자유 단부에서 약간의(적은) 회전이 초래되더라도 여전히 장점이 유지된다.

본 발명의 제9 기술적 특징에 의하면, 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 집진기, 및 집진기와 연통되는 노즐이 구비된 핸드헬드 진공청소기가 제공되고, 상기 진공청소기는 운반 핸들과 대향하는 집진기의 일측에 위치하는 집진기용 유입구가 구비된다. 이와 같은 구성에 의해서 집진기 내부의 티끌이 진공청소기의 운반 중에 (유입구를 통해서) 떨어져 나갈 가능성이 낮아진다는 매우 유익한 특성을 발휘하는 것으로 밝혀졌다. 이에 따라 진공청소기의 비상용 시에 사용자는 일반적으로 노즐을 아래쪽으로 향한 상태로(즉 유입구가 위쪽을 향하도록) 진공청소기를 운반하게 될 것이다. 만일 상기 집진기에 대한 유입구가 집진기의 노즐측에 위치하는 경우라면 일부의 티끌이 집진기로부터 노즐로 떨어지게 될 수도 있다.

유입구가 집진기의 노즐측에 위치하는 일부의 진공청소기에서는 상기 사항이 관심사항으로 인식되고 있으며, 그와 같은 핸드헬드 진공청소기의 제조업체에서는 대개 유입구 내부에 가동성 덮개나 셔터를 설치하여 포집된 티끌이 빠져나가게 될 가능성을 감소시키고 있다. 그러나 덮개를 열린 상태로 지지하기 위해서는 공기 흐름의 에너지 일부를 필요로 하기 때문에 상기 가동 덮개의 사용은 기기의 효율을 떨어뜨리게 된다. 상기 덮개는 공기 흐름 내의 난류(tubulence)를 증가시키기도 한다. 공기 흐름 내의 난류는, 특히 집진기로 진입함에 따라 무백(bagless) 진공청소기에는 바람직하지 않다.

에어는 노즐로부터 상기 유입구를 통과함에 따라 상기 집진기의 상단부 위쪽으로 흐른다. 이에 따라 공기 흐름 경로는 연장가능한 신축성 호스와 선택적으로는 튜블라 하우징을 포함하며, 운반 핸들로부터 노즐에 이르는 길이를 실질적으로 증가시키지 않는다. 운반 핸들로부터 노즐의 길이를 최소화시킴으로써 사용되는 진공청소기의 정확도가 향상되며, 제한된 영역(예를 들면 자동차 내부 등)의 청소도 용이하게 된다. 달리 말하면, 집진기의 유입구가 집진기의 노즐측 상에 위치하는 경우에는 연장가능한 신축성 호스의 제공에 의해서 진공 청소기의 전체적인 크기가 상당하게 증가하게 됨은 물론 운반 핸들과 노즐 사이의 거리도 상당히 증가하게 된다.

상기 모터와 임펠러의 회전축은 집진기의 길이방향 축과 평행을 이루는 것(그리고 축들이 이상적으로 정렬되는 것)이 바람직하다. 또한 상기 운반 핸들은 실질적으로 직선형으로서 길이방향 축을 지니며, 운반 핸들의 길이방향 축은 상기 모터 및 임펠러의 회전축과 실질적으로 평행을 이룬다. 상기 집진기는 본체에 분리가능하게 장착되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제10 기술적 특징에 의하면, 운반 핸들, 모터, 배터리, 임펠러, 집진기, 집진기와 연통되는 노즐 및 노즐과 집진기 사이의 연장 튜브(further tube)가 구비된 핸드헬드 진공청소기가 제공되며, 상기 진공청소기에서 상기 연장 튜브는 운반 핸들과 실질적으로 연속되도록 형성된다. 노즐의 길이방향 축은 상기 베이스와 실질적으로 평행을 이루고, 운반 핸들의 길이방향 축은 베이스에 대해 예갹을 이루는 것이 바람직하다. 상기 예각은 50°내지 70°사이가 바람직하며, 약 60°가 이상적이다.

상기 제10 기술적 특징에 의한 진공청소기에서는 영역별로 상이한 색깔을 취할 수 있는바, 예를 들면 노즐, 연장 튜브 및 운반 핸들은 동일한 색깔을 공유하도록 해서 이들 부품들 간의 연결을 강조할 수 있다. 따라서 상기 노즐, 연장 튜브 및 운반 핸들은 실린더 진공청소기의 핸들 외관을 모사할 수 있으며, 이렇게 함으로써 진공청소기의 어필(appeal)을 증가시킴은 물론 구매자로 하여금 실린더(또는 스탠드형) 진공청소기를 보완하고자 하는 진공청소기의 의도하는 목적을 환기시킬 수도 있다.

상술한 바의 본 발명의 특정한 기술적 목적 및/또는 특징들은 하나 또는 그 이상의 목적 및/또는 특징들이 조합되어질 공존할 수 있으며, 그와 같은 모든 조합들은 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 발명은 아래의 실시예에 대한 첨부 도면을 참조하여 더욱 자세하게 설명될 것이다.
도1은 본 발명에 따른 틈새 툴이 노즐에 장착된 진공청소기의 사시도이다.
도2는 저장 위치에 틈새 툴이 구비된 진공청소기의 단면도이다.
도3은 저장 위치에 틈새 툴이 구비된 진공청소기의 단면도로서 진공청소기의 무게 중심을 보여주고 있다.
도4는 진공청소기의 배면도이다.
도5는 진공청소기의 정면도이다.
도6은 노즐에 결합된 덮개용 툴이 구비된 진공청소기의 사시도이다.
도7은 노즐에 결합된 덮개용 툴과 틈새 툴이 구비된 진공청소기의 사시도이다.
도8은 연장가능한 신축성 호스의 제1 실시예에 대한 측면도이다.
도9는 도8의 호스에 대한 단면도이다.
도10은 도8의 호스에 대한 사시도이다.
도11은 연장가능한 신축성 호스의 제2 실시예에 대한 단면도이다.
도12는 도11의 호스에 대한 사시도이다.
도13은 본 발명에 따른 진공청소기의 변형된 집진기에 대한 일부절결 사시도이다.
도14는 도13의 집진기의 배플을 보여주고 있다.
도15는 진공청소기에서 사용되는 연장 브러쉬에 대한 측면도이다.

도1의 진공청소기(10)는 본체(12)를 구비하고 있다. 도2의 단면도에 도시된 바와 같이 본체(12)는 소정의 공기 흐름을 생성시키는 모터(14)와 임펠러(16)을 감싸고 있다. 상기 본체는 또한 모터(14)에 전기적 파워를 공급하는 충전식 배터리를 감싸고 있다. 많은 배터리식 장치에서와 마찬가지로, 상기 배터리는 서로 연결된 다수의 셀로 형성된 배터리팩(18)으로 이루어진다.

상기 본체(12)에는 사용자에 의해 진공청소기(10)가 들어 올려짐과 아울러 조정(한손으로)될 수 있도록 하는 운반 핸들(12)이 구비된다. 상기 운반 핸들은 실질적으로 직선형으로서 그 길이방향 축 A-A는 베이스(22)에 대하여 각도 α를 이룬다. 상기 각도 α는 60°가 이상적이긴 하나, 50°에서 70°사이의 각도도 사용자에게 편안할 수 있다.

상기 베이스(22)는 실질적으로 평탄하며 진공청소기의 미사용시에 그 표면 위에 진공청소기가 지지되도록 설계된다. 이에 따라 상기 진공청소기(10)는 예를 들면 선반이나 바닥 등과 같은 실질적으로 평탄한 표면에 상기 베이스(22)가 놓여 보관되는 동안에 안정적인 상태를 유지하게 된다.

본 실시예에서 상기 배터리팩(18)은 분리가능한 하우징 내에 위치하며, 그에 따라 필요시에 교체가 가능하다. 도3에 도시된 바와 같이, 배터리팩(18)의 하우징은 베이스(22)의 일부를 형성하기도 한다. 다른 실시예에서는 분리 불가능한 배터리팩이 구비되고 그 배터리팩(18)은 분리해내지 않고서도 재충전이 이루어질 수 있다.

사용시에 진공청소기(10)는 사용자에 의해 들어 올려져서 운반되어 노즐(24)이 소정의 위치와 방향을 취하게 된다. 진공청소기(10)는 사용자에 의해서 소정의 방향을 취하게 되며, 이때 상기 베이스(22)는 사용중에 수평 이외의 각도를 취하게 된다. 그럼에도 불구하고, 용어에 대한 의문점을 피하기 위하여 베이스가 실질적으로 수평이 방향에 있음과 아울러 상기 운반 핸들(20)이 도1 내지 도7에 도시된 바와 같이 상기 베이스 위에 있는 진공청소기를 설명하기 위하여 "일반적인 사용 방향"이 사용된다.

상기 모터(14)와 배터리팩(18)은 모두 베이스(22)와 티끌과 쓰레기가 모이는 집진기(28) 사이에 위치한다는 사실은 중요하다. 본 실시예에서 상기 모터와 배터리팩은 운반 핸들의 중심 C-C 레벨 아래에 위치하며{중심 C-C는 베이스(22)와 실질적으로 평행하다) 운반 핸들(20)의 거의 중심을 통과하고, 그 아래로는 운반 핸들(20)의 바닥 B-B 레벨이 존재한다.

(비교적 무거운) 모터(14)와 (비교적 무거운) 배터리팩(18)을 베이스(22)와 집진기(28) 사이에 위치시키고, 이에 더하여 상기 배터리팩(18)이 적어도 부분적으로 운반 핸들(20)의 바로 아래에 위치하도록 함으로써 도3에 도시된 바와 같은 무게중심(CG)이 얻어지게 된다. 실제에 있어서 진공청소기의 무게중심이 핸들과 일치하도록 위치시키는 것은 어려울 뿐 아니라 필요로 하는 것도 아닌바, 상기 도면에 도시된 배열은 무게중심이 운반 핸들(20)에 매우 근접하게 되는 결과를 낳으며, 한편으로는 노즐(24)측을 향해서 약간의 "노즈-헤비(nose-heavy)" 배열을 이루고 있는바, 이는 실제에 있어서 바람직하다.

사용중에 집진기(28)에 티끌과 쓰레기가 채워짐에 따라 무게중심이 약간 이동하게 되는바, 집진기 전체의 무게는 상기 배터리팩(18)과 모터(14)의 무게에 비해서 상당히 적기 때문에 상기 무게중심의 이동은 비교적 적다.

상기 운반 핸들(20)은 사용중에 진공청소기(10)의 조정을 가능하도록 하기 때문에 노즐(24)이 소정의 위치와 방향을 취하도록 할 수 있다. 동작 스위치(28)는 운반 핸들(20)에 위치하며 한 손가락으로 눌려질 수 있다.

상기 본체(12)에는 본 실시예의 발광다이오드와 같은 조명장치(8)가 구비되어 실질적으로 노즐(24)의 방향을 향함으로써 사용시에 노즐 주위의 영역을 비추게 된다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 노즐(24)에는 안으로 밀어넣을 수 있는 브러쉬 툴이나 먼지 브러쉬(30)가 구비된다. 상기 브러쉬 툴(30)은 슬리브(34)에 장착된 여러 세트의 솔(32)로 이루어지고, 상기 슬리브(34)는 노즐(20)의 튜브(36)에 대해 이동가능하게 형성된다. 도1 및 도2에서 상기 브러쉬 툴(30)은 안쪽으로 수축되어 상기 솔(32)이 튜브(36)의 외측으로 연장되지 않게 된다. 한편, 브러쉬 툴(30)을 필요로 하는 때에는 슬리브(34)가 도시된 위치로부터 튜브(36)를 따라 슬라이딩 이동되어 솔(32)이 튜브(36)의 단부 외측으로 돌출된다. 상기 브러쉬 툴(30)은 노즐을 통해서 먼지 등을 공기 흐름 내로 몰아붙이도록 사용된다.

브러쉬 툴(30)의 예기치 않은 수축을 피하기 위하여 슬리브(34)와 튜브(36) 사이에는 충분한 마찰력이 존재한다{필요에 따라 디텐트(detent) 메커니즘이 사용될 수 있다}.

상기 브러쉬 툴(30)은 분리가능하게 노즐(24)에 장착되므로 손상된 브러쉬 툴을 제거하고 새것으로 교체할 수 있다.

공기는 노즐(24)을 통해서 진공청소기 내부로 흡입되어 집진기(26)로 향한 다. 상기 집진기(26)는 사용자가 그 내부에 채워진 티끌의 부피를 알 수 있도록 투명하게 형성된다. 상기 진공청소기(10)는 싸이클론(또는 원심력) 원리로 동작하기 때문에 상기 집진기(26)는 싸이클론 분리기를 포함한다. 공기는 투공 벽(38)을 통과하기 전에 집진기(26) 주위를 빠르게 흐르며 커다란 투공(40) 중의 하나를 통해서 중앙 채널로 진입된다. 이어서 에어는 필터(42)를 거쳐 임펠러(16)를 통과한 후 배출구(도면 미도시)를 통해서 진공청소기(12)의 외부로 배출된다. 경우에 따라서는 적어도 일부의 공기가 배터리팩 및/또는 모터를 거쳐서 배출되도록 함으로써 배터리팩 및/또는 모터를 냉각시키게 된다.

상기 노즐(24)과 집진기(26) 사이에서 에어는 길다란 연장가능한 신축성 호스(44)를 따라 흐른다. 도면들에 도시된 바의 수축된 상태에서 호스(44)의 대부분은 튜블라 하우징(46) 내에 유지된다. 상기 튜블라 하우징(46)은 실질적으로 견고한 재질로서 디텐트 메커니즘(50)에 의해 연장 튜브(48) 내에 해제가능하게 고정된다. 상기 연장 튜브(48)는 진공청소기(10)의 본체(12)에 고정적으로 연결된다.

도시된 실시예의 노즐(24)에서, 튜블라 하우징(46)과 연장 튜브(48)의 상류로 단부(upstream end)는 모두 일직선으로 정렬되어 공통의 길이방향 축(B-B)(도3)을 갖는다. 그리고 길이방향 축(B-B)은 베이스(22)와 평행을 이룬다. 이들이 바람직한 특징이긴 하나 본 발명에서 필수적인 것만은 아니다.

상기 신축성 호스(44)의 제1 단부(52)는 상기 튜브(48) 내의 커넥터(54)에 밀봉상태로 고정된다. 상기 신축성 호스(44)의 제2 단부는 노즐(24)의 연장부(58)에 연결된다.

상기 호스(44)를 해제시키고자 하는 때에 상기 노즐(24)은 본체(12)에 대해서 이동이 가능하게 됨으로써{본체(12)가 쉽게 수용될 수 없는 위치로 또는 그 위치 부근으로}, 상기 튜블라 하우징(46)은 튜브(48)로부터 해제될 수 있다. 이어서 상기 호스(44)가 연장되어 상기 노즐(24)이 필요에 따라 조정가능하게 되고, 상기 노즐은 튜블라 튜브(46)를 통해서 편리하게 조정이 이루어지게 된다. 사용 후에, 상기 호스는 수축되어 튜블라 하우징(46) 내로 삽입됨과 아울러 상기 튜블라 하우징(46)은 튜브(48)에 다시 클립핑된다.

상기 집진기(26)는 예를 들면 집진기(26)가 완전히 채워졌을 때 등의 경우에 본체(12)의 나머지 부분으로부터 분리가능하게 배열되는바, 사용자는 한 손으로 집진기(26)를 쥐고 다른 손으로는 운반 핸들(20)을 지지한 상태에서 집진기(26)를 분리해 내서{투공 튜브(40) 및 필터(42)와 함께} 비운 다음에 필요에 따라 청소를 할 수도 있다.

도1은 노즐(24)에 결합된 틈새 툴(60)을 보여주고 있다. 특히, 틈새 툴(60은 노즐(24)의 튜브(36) 내에 긴밀하게 결합된다. 도2는 틈새 툴(60)의 삽입을 제한하기 위하여 튜브(36) 내면에 형성된 돌출 리브(62)를 보여주고 있다. 도2에 도시된 틈새 툴(60)은 중공의 운반 핸들(20) 내의 저장 위치에 있는 것으로, 운반용 핸드의 바닥부는 상기 틈새 툴(60)의 수용을 위해 개방되어 있다. 본 실시예의 틈새 툴(60)은 마찰력에 의해서 운반 핸들(20) 내에 지지되며, 사용자가 손가락을 틈새 툴의 바닥부 내로 밀어넣음으로써 분리해 낼 수 있다. 다른 실시예에서 틈새 툴의 바닥부는 파지가 가능할 정도로 충분하게 핸들의 바닥부로부터 돌출되도록 하여 사용을 위한 분리가 가능하도록 할 수도 있다.

도6은 노즐(24)에 결합된 덮개용 툴(64)를 보여주고 있다. 상기 덮개용 툴(64)의 중심은 도7에 도시된 바의 틈새 툴(7)이 수용될 수 있도록 하는 홀(66)이 구비되어 있다. 따라서 상기 틈새 툴(60)을 결합하여 사용하기 위해 상기 덮개용 툴(64)을 제거할 필요가 없다. 그러나 먼지 브러쉬(30)를 사용하기 위해서는 상기 덮개용 툴(64){틈새 툴(60)도 마찬가지로}이 제거되어야 한다. 한편, 상기 먼지 브러쉬(30)는 상대적으로 드물게 사용될 뿐 아니라 그 사용 시간도 짧기 때문에 사용자는 대개의 경우 노즐(24)에 상기 덮개용 툴(64)이 결합된 상태로 진공청소기(10)를 사용하게 될 것이기에 먼지 브러쉬가 필요한 짧고 드문 경우에만 상기 덮개용 툴(64)을 제거하게 될 것이다. 이에 따라 상기 덮개용 툴은 스탠드형이나 실린더 진공청소기의 흡입 헤드와 유사하게 사용될 것이다.

본 실시예에서는 덮개용 툴(64)의 비사용시에 이를 진공청소기(10)에 보관하는 것이 도시되고 있지 않다. 진공청소기(10)가 사용되는 대부분의 시간 동안에 덮개용 툴(64)은 노즐(24)에 장착되어 보관되기 때문에 별도의 보관을 필요로 하지 않음에 기인한다.

도2의 실시예에서, 상기 연장가능한 신축성 호스(44)는 기본형 구조이다. 도8 내지 도12는 본 발명에 따른 연장가능한 신축성 호스에 대한 두 개의 다른 실시예를 보인 것으로, 이들 호스는 진공청소기(10)의 상기 연장가능한 신축성 호스 (40)를 대체하기에 적절하도록 형성되어 있다.

신축성 호스(70)의 제1 실시예가 도8 내지 도10에 도시되어 있다. 일반적인 구조에서, 상기 호스는 초기에는 서로 분리되어 있다가 주로 플라스틱 층(74)들의 부분적인 용융에 의해서 서로 접착되는 두 개의 신축성 플라스틱 층(74) 사이에 위치하는 코일 스프링(72)으로 형성된다. 이와 같이 상기 플라스틱 층(74)으로 코일 스프링(72)이 결속됨에 따라 상기 코일 스프링(72)과 상기 플라스틱 층(74)은 함께 연장되고 수축된다. 또한 일반적인 구조에서, 본 실시예의 코일 스프링은 플라스틱 층(74) 내에 매입되기 때문에 도8의 측면도에서는 드러나지 않으며 도9의 단면도에서 부분적으로 드러난다.

상기 호스(70)는 제1 스프링(72)과 제2 스프링(76)으로 이루어지는바, 본 실시예에서 이들 두 스프링은 길이와 재질이 동일하다. 상기 코일 스프링(72)(74)은 단지 권회 방향만을 달리하고 있다. 상기 제1 스프링(72)과 제2 스프링(74)의 단부는 접착제, 용접 또는 소정의 적절한 클립이나 칼라(collar)에 의해 지점(78)에서 서로 직접 연결되어 있다. 경우에 따라서는 각각의 플라스틱 층(74)에의 접착에 의해서 단부가 함께 지지된다.

도11 및 도12의 제2 실시예는 상기 제1 실시예와 코일 스프링의 연결 수단만을 달리하고 있다. 코일 스프링은 직접 연결되기보다는 전체 호스를 따라 연속되는 플라스틱 층이 구비되며, 상기 호스(80)는 실질적으로 단단한 칼라(86)로 결합된 두 개의 서로 분리된 호스 부분(82, 84)으로 이루어진다.

상기 호스 부분(82)은 코일 스프링(88)과 하나 또는 두 개의 플라스틱 층(90)으로 이루어지는 반면에 상기 호스 부분(84)은 별도의 코일 스프링(92)과 별도의 플라스틱 층(또는 층들)(94)으로 이루어진다. 상기 코일 스프링(88, 92)의 단부는 상기 칼라(86)에 고정되며, 상기 플라스틱 층(90, 94)은 칼라에 기밀성이 유지되도록 고정된다.

상기 진공청소기(10)의 호스(44)가 해제되어 연장되는 때에, 상기 호스의 코일 스프링이 풀리게 된다. 상기 풀림이 저지되지(이는 가능하지도 않고, 상술한 바와 같이 어떠한 경우에도 호스의 손상을 초래하는 결과를 낳을 수 있는) 않는 한, 상기 호스(44)가 연장됨에 따라 상기 노즐(24)은 비틀리게 될 것이다. 그런데 상기 호스(44)가 사용되는 대신에 호스(70) 또는 호스(80)가 사용되면 호스의 연장에 상관없이 노즐이 비틀리려 하는 성질(tendency)이 없어지게 된다.

상기 호스(70)나 호스(80)는 연장가능한 신축성 호스가 사용되는 모든 스탠드형 진공청소기에 사용될 수 있다. 또한 상기 호스(70)나 호스(80)는 상술한 방법에서와 유사한 구조를 취하는 연장가능한 신축성 호스가 구비된 다른 적용분야에도 사용될 수 있다. 이와 유사한 연장가능한 호스가 종종 회전식 건조기의 배출구에 사용되는바, 그러한 호스에서도 상술한 바의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 많은 에어 덕트에는 하나 또는 그 이상의 연장가능한 신축성 호스가 구비되어 있는바, 상술한 바의 호스를 사용하게 되면 회전 연결부에 설치된 호스의 경우도 포함한 에어 덕트 내의 호스에서 종종 겪게 되는 마모를 줄일 수 있다.

도13은 도1 내지 도7에 도시된 집진기(26)에 대한 다른 실시예로서의 진공청소기용 집진기(126)의 바람직한 구조를 보여주고 있다. 상기 집진기(126) 역시도 진공청소기의 본체(12)에 분리가능하게 장착된다{도1 내지 도7의 집진기(26)로 직접 대체될 수 있도록 하는 것이 이상적이다}. 상기 클립(102){집진기(126)가 진공청소기 본체에 결합되었을 때 운반 핸들(20)을 향하게 되는}은 본체의 디텐트 메커니즘과 함께 일시적으로 집진기(126)를 상기 본체에 고정시키도록 형성된다. 핸드 그립(106){상기 집진기가 진공청소기 본체에 결합되었을 때 운반 핸들(126)의 반대편을 향하게 되는}은 본체로부터 집진기(126)를 분리하여 그 내부를 비우기에 편하도록 설계된다.

종래의 집진기(26)와 마찬가지로 집진기(108)의 베이스(108)는 클립(110)을 해제함으로써 열릴 수 있고 힌지(112)를 중심으로 베이스(108)가 피봇팅 회동을 하게 된다.

상기 클립(110)은 집진기(126)가 진공청소기의 본체(12)에 장착된 때에는 접근이 불가능하다.

집진기(126) 내의 베이스(108) 부근에는 투공판(114)이 위치한다. 상기 투공판(114) 내의 투공들은 미세한 티끌과 먼지가 통과할 수 있을 정도로 충분히 큰(대체로 약 2mm)바, 상기 투공판(114)과 베이스(108) 사이의 공기 흐름은 최소화되기 때문에 어떠한 미세 티끌이라도 다시 공기 흐름 중으로 혼입될 가능성은 매우 낮다.

상기 투공판(114)은 베이스(108)와 1cm 이하, 보다 이상적으로는 약 5mm의 간격을 유지하며 베이스(108)에 의해 운반된다. 집진기(126)를 비우고자 하는 때에는 진공청소기의 본체(12)로부터 상기 집진기를 분리해 내어 쓰레기통의 상부에 위치시키게 된다. 이어서 상기 베이스(108)를 개방시켜 포집된 티끌이 쓰레기통으로 배출되도록 한다. 포집된 티끌은 집진기 내부로 혼입되어 상기 투공판(114)을 통과하지 못한 보풀, 머리카락 및 티끌을 비롯한 상기 투공판을 통과하여 투공판(114) 아래의 영역에 집진된 티끌과 먼지로 이루어져 있다.

상기 투공판(114)은 필요에 따라 완전한 소제가 이루어질 수가 있도록 분리가능하게 형성되어 있다. 상기 투공판은 베이스(108)의 중심 보스(120) 상에 마찰력으로 지지되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 투공판(114)은 실질적으로 평탄하나, 다른 실시예에서는 일예로 외주연부가 위쪽을 향하는 경사각을 갖는 콘 형상으로 형성된다. 이와 같은 투공판의 면적 증가에 따라 투공의 숫자(및/또는 면적)을 증가시킬 수가 있다. 상향 경사각을 갖는 투공판에 대한 시험 결과, 상기 투공판 아래로 포집됨과 아울러 공기 흐름으로부터 분리된 먼지의 양이 증가함을 알 수 있었다.

도13은 집진기(126)용 유입구(124)의 일부를 보여주고 있다. 상기 유입구 (124)에 인접하여{그리고 튜브(168)의 외주면에 장착되어} 배플(128)이 형성되어 있다(도14도 참조). 상기 배플(128)은 제1 곡면(128a)과 제2 곡면(128b)을 구비하고 있다{상기 제2 곡면(128b)은 도13에는 도시되고 있지 않으나, 도14에 도시되어 있다.}. 상기 제1 곡면(128a)은 거의 수직인 축 주위로 굴곡되며, 상기 제1 곡면 (128b)은 거의 수평인 축 주위로 굴곡된다. 집진기(126) 내부로 유입되는 공기 흐름은 배플의 제1 곡면(128a)에 의한 접선(또는 원주방향) 성분을 포함한다{그리고 유입구(124) 및 본체(12) 내의 공기 흐름관의 형상에 의해서도}. 이에 따라 상기 집진기(126) 내부로 유입된 공기 흐름은 바닥쪽에서 보았을 대 집진기(126)를 중심으로 반시계 방향을 향하게 된다. 상기 공기는 집진기를 일회전 하기 바로 전에 배플의 제2 곡면(128b)에 결합되어 공기 흐름의 방향이 베이스(108) 쪽으로 전환된 다{도14에서와 같이 순환하는 공기는 오른쪽으로부터 배플의 제2 곡면(128)에 접근한다.}. 이에 따라 상기 공기는 집진기 바닥에 이미 포집되어 있는 머리카락 및 보풀 방향을 향하게 되며, 공기 중에 혼입된 티끌과 먼지를 빠르게 퇴적시키게 된다. 집진기(126)가 쓰레기로 채워짐에 따라 통상적으로 상기 클립(110)에 인접하여 파일이 형성되어 바닥에서 보았을 때 유입구(114)를 향해서 시계방향으로 쌓이게 되며, 집진기(126)가 거의 채워진 때에 공기 흐름은 부분적인 회전으로 제한된다.

내부에 혼입된 먼지와 쓰레기들 모두(또는 거의 모두)를 퇴적시킨 공기는 투공 튜브(168)를 통과한다. 본 실시예에서 원통형 필터(142)는 투공 튜브(168) 내부에 위치하며, 상기 필터(142)는 필터(42)의 다른 실시 형태(또는 바람직하기로는 부가된)이다.

상기 투공(138)들은 단지 튜브(168) 벽의 일부에만 형성된다. 특히, 상기 투공들은 튜브(168)의 전체 높이 중에서 일부분을 차지하는 영역에 놓이며 튜브(168)의 전체 외주면 중에서 단지 일부분에만 형성된다. 상기 투공 영역은 배플(128)의 하단부에 걸쳐 형성되도록 하는 것이 바람직한바, 투공(138)의 적어도 일부는 배플(128)의 하단부의 레벨 위에 놓이는 한편 다른 투공(138)들은 배플의 하단부 아래쪽에 위치한다.

본 실시예에서 투공 영역은 튜브(168)의 거의 절반 길이 아래 이상으로는 연장되지 않는바, 그 이유는 실제에 있어서 집진기(128)의 바닥쪽에 형성된 투공들은 빠르게 포집된 티끌의 퇴적 레벨에 의해서 덮히기 때문이다.

도면에 도시되고 있지는 않지만, 눈으로 확인할 수 있는 지시기가 제공되어 사용자에게 필터(142), 집진기(126) 및 유입 튜브의 상태를 알려주게 된다. 상기 진공청소기에 모터에 공급되는 전류를 검출하는 수단이 구비되도록 하면 상기 전류와 관련된 집진기와 필터(142)를 흐르는 공기의 양을 인식할 수 있다. 운반 핸들의 상단부에는 라이트가 설치되어, 상기 전류가 막힌 필터, 채워진 집진기 또는 쓰레기의 막힘을 반영하는 미리 정해진 레벨로 감소되는 때에 발광하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 더하여 배터리의 현재 충전상태를 지시하는 라이트 세트를 제공하여 배터리의 사용중에 충전량이 감소함에 따라 라이트의 숫자가 감소되도록 함과 아울러 충전시에는 반대로 되도록 할 수도 있을 것이다.

도15는 진공청소기(10)용으로 선택적으로 제공될 수 있는 연장 튜브(132)를 보여주고 있다. 상기 연장 튜브(132)의 단부(134)는 진공청소기의 노즐(24) 내로 끼워짐과 아울러 특히 상기 튜브(36) 내로 끼워진다. 상기 연장 튜브의 반대편 단부에는 먼지 브러쉬(130)가 구비된다. 상기 연장 튜브(132)를 통해서 사용자는 허리를 구부릴 필요없이 핸드헬드 진공청소기로 굽도리널(skirting boards)을 청소할 수 있게 된다. 상기 연장 튜브는 또한 진공청소기 전체를 불편한 높이에 지지되도록 함이 없이 사용자로 하여금 높은 곳이 청소가 가능하도록 하는 연장가능한 신축성 호스(44, 70 또는 80)와 함께 사용될 수 있다. 필요에 따라서는, 2차(및 이어지는) 연장 튜브(도면 미도시)나 여타의 청소 툴(60, 64)이 먼지 브러쉬(130) 내의 노즐에 끼워져서 진공청소기의 도달 거리를 더욱 연장시킬 수 있다.

특별히 유용한 실시예에서, 진공청소기(10)는 필터(42, 142)의 막힘을 결정하는 수단을 구비하여 사용자에게 필터의 청소가 요구됨을 알려주게 된다. 예를 들면 써미스터가 공기 흐름 내에, 바람직한 일예로 중앙 채널 내에 위치할 수도 있다. 써미스터를 통한 전은 전류의 흐름은 써미스터의 온도를 상승시키는 한편 통과하는 공기의 흐름은 써미스터를 냉각시키게 된다. 따라서 공기 흐름의 감소는 써미스터의 온도의 증가에 의해서 결정될 수 있다. 필터가 청소를 필요로 할 정도로 상당히 막혀 있음을 지시하는 온도 상승은 계산이나 시험을 통해서 설정될 수 있다.

이상적으로는, 튜브(48)가 본체(12)로부터 분리되도록 하여 막힘을 제거할 수 있도록 할 수 있다. 상기 집진기(26, 126)가 분리가능하기 때문에 튜브(48)까지도 분리가능하게 되면 사용중에 막힘이 일어나는 공기 흐름 통로의 전 구간에 대한 접근이 가능해지게 된다.

앞서 지적한 바와 같이, 상기 덮개용 툴(64)은 필요에 따라 흡입 헤드로 사용될 수 있다. 다른 실시예에서 보다 큰 흡입 헤드가 제공될 수 있으며, 상기 흡입 헤드에는 필요에 따라 전원이 공급되는 회전 브러쉬 바가 구비될 수 있다. 따라서 진공청소기에서는 흡입 헤드 상의 대응되는 접점이 결합될 수 있는 전기적 접점이 노즐에 형성될 수 있다. 상기 전기적 접접의 사용에 의해서 진공청소기와 흡입 헤드 사이를 연결하는 케이블이 필요없게 된다.

도3 및 도6을 통해서 튜블라 하우징(46)은 그 자체가 실질적으로 운반 핸들 (20)과 연결된 연장 튜브(48)와 연결됨을 알 수 있다. 이들 구성요소들 사이의 연결은 진공청소기(10)의 컬러링(색칠, colouring)에 의해서 명확하게 될 수 있다. 이들 요소들 사이에 형성된 시각적인 연결을 통해서 이들이 일예로 실린더 진공청소기의 핸들과 유사하게 보이도록 할 수 있으며, 이를 통해서 사용자에게 본 발명의 진공청소기(10)가 실린더(또는 스탠드형) 진공청소기의 사용을 보충하기 위한 것이라는 사실을 강조할 것으로 기대된다.

Claims (22)

1. 비사용시에 진공청소기가 지지되는 실질적으로 평탄한 베이스(22) 및 운반 핸들(22)이 구비된 본체(12)와, 상기 본체(12) 내에 위치하는 모터(14) 및 임펠러(16)와, 집진기(26, 126) 및 배터리(18)를 포함하여 구성되며, 상기 배터리는 상기 베이스(22)의 적어도 일부분을 제공하는 하우징을 구비하고, 상기 모터 (14) 및 임펠러(16)는 상기 베이스(22)와 집진기(26, 126) 사이에 위치하는 핸드헬드 진공청소기(10).
2. 제1항에 있어서, 상기 모터(14) 및 배터리(16)는 운반 핸들(20)의 중심(C-C) 아래에 위치하는 핸드헬드 진공청소기(10).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 운반 핸들(20)은 진공청소기 본체(12)의 나머지 부분과 폐루프를 형성하는 핸드헬드 진공청소기(10).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운반 핸들(20)은 베이스(22)에 대해 예각(α)을 이루는 길이방향 축을 갖는 핸드헬드 진공청소기(10).
5. 제4항에 있어서, 상기 예각(α)은 50°와 70°사이인 헨드헬드 진공청소기(10).
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 예각(α)은 약 60°인 핸드헬드 진공청소기(10).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 노즐(24)에 먼지 브러쉬(30)가 장착되는 핸드헬드 진공청소기(10).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 운반 핸들(20)의 적어도 일부는 틈새 툴(60)의 수용을 위하여 중공으로 형성되는 핸드헬드 진공청소기(10).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐(24)은 연장가능한 신축성 호스(44, 70, 80)에 의해서 상기 집진기(26, 126)와 연통되는 핸드헬드 진공청소기(10).
10. 제9항에 있어서, 상기 연장가능한 신축성 호스(44, 70, 80)는 비연장시에 실질적으로 단단한 튜블라 하우징(46) 내에 위치하는 핸드헬드 진공청소기(10).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 노즐(24) 주위의 영역을 비추기 위한 조명장치(8)가 구비되는 핸드헬드 진공청소기(10).
12. 제11항에 있어서, 상기 모터(14)와 상기 조명장치(8)를 동작시키기 위한 단일 제어 스위치(28)이 구비되는 핸드헬드 진공청소기(10).
13. 제12항에 있어서, 상기 제어 스위치(28)는 상기 조명장치(8)를 동작시키는 제1 위치와 상기 모터(14)를 동작시키는 제2 위치를 갖는 2위치 스위치인 핸드헬드 진공청소기(10).
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집진기(12) 내에 공기 흐름이 의 바닥을 향하도록 하는 배플(128)이 구비된 핸드헬드 진공청소기(10).
15. 제14항에 있어서, 상기 배플(128)은 공기 흐름이 집진기의 바닥을 향하도록 하는 제2 표면(128b)과, 공기 흐름이 집진기(126) 내부를 회전순환하도록 하는 제1 표면(128a)을 구비하는 핸드헬드 진공청소기(10).
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 코일 스프링(72, 76, 88, 92)과 기밀성 재료(74, 90)로 이루어진 연장가능한 호스(70, 80)가 구비되되, 상기 호스는 제1 코일 스프링(72, 88)을 갖는 호스의 제1 부분(82)과 제2 코일 스프링(76)을 갖는 제2 부분(84)을 구비하며, 상기 제1 코일 스프링의 권회 방향은 상기 제2 코일 스프링의 권회 방향과 반대인 핸드헬드 진공청소기(10).
17. 제16항에 있어서, 상기 제1 코일 스프링(72, 88)과 제2 코일 스프링(76, 92)이 길이가 유사하고 동일한 재질로 형성된 핸드헬드 진공청소기(10).
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집진기(26, 126)는 상기 운반 핸들(20)과 상기 노즐(24) 사이에 위치하며, 상기 진공청소기는 집진기의 운반 핸들 대향면 상에 집진기의 유입구(124)가 구비된 핸드헬드 진공청소기 (10).
19. 제18항에 있어서, 공기는 노즐(24)로부터 상기 유입구(124)로 흐름에 따라 상기 집진기(26, 126)의 상부를 통과하는 핸드헬드 진공청소기(10).
20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 노즐(24)와 집진기(26, 126) 사이에 연장 튜브(48)가 구비되고, 상기 진공청소기는 상기 연장 튜브(48)가 상기 운반 핸들(20)과 실질적으로 연속되는 핸드헬드 진공청소기(10).
21. 제20항에 있어서, 상기 노즐(24)은 상기 베이스(22)와 실질적으로 평행한 길이방향 축(B-B)을 구비하며, 상기 운반 핸들(20)은 베이스(22)에 대해 예각(α)을 이루는 길이방향 축(A-A)을 갖는 핸드헬드 진공청소기(10).
22. 제21항에 있어서, 상기 예각(α)은 약 60°인 핸드헬드 진공청소기.
    

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