KR20180079070A - 청소기 - Google Patents

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KR20180079070A
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문시환
성지훈
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Abstract

본 발명은, 제어부를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체의 모듈 장착부에 착탈 가능하게 결합되는 지지부재; 및 상기 지지부재에 회전 가능하게 지지되는 걸레 모듈을 포함하며, 상기 걸레 모듈은, 상기 지지부재가 상기 모듈 장착부에 장착시 상기 모듈 장착부에 구비되는 회전 구동부와 연동되어 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되는 회전봉; 및 상기 회전봉의 외주를 감싸도록 형성되고, 상기 회전봉의 회전에 의해 바닥을 닦도록 이루어지는 걸레부재를 포함하는 청소기를 개시한다.

Description

청소기{CLEANER}
본 발명은 걸레 모듈이 청소기 본체에 착탈 가능하게 결합되는 청소기에 관한 것이다.
청소기는 흡입된 공기에서 먼지와 이물질을 분리하여 집진하는 진공 청소 기능 또는 걸레질을 통한 걸레 청소 기능을 수행하는 장치이다. 걸레 청소 기능을 수행하는 청소기는 진공 청소 기능을 수행하는 청소기에 비하여 그 연구 및 개발이 많이 되어 있지는 않다.
걸레 청소 기능과 관련하여, 미국 등록특허 US 8,898,844 B1 (2014.12.02. 등록)은 걸레 조립체가 청소기 본체의 저부에 배치되어, 청소기 본체의 이동에 의해 바닥을 닦도록 이루어지는 청소기를 개시하고 있다. 본 특허에서, 걸레 조립체의 상부에 형성된 물 주입구를 통하여 걸레 조립체 내에 물이 충진되고, 걸레 조립체에 충진된 물은 걸레 조립체의 하부에 구비되는 심지를 통하여 조금씩 배출되도록 구성된다.
상기 구조에서는, 걸레 조립체가 청소기 본체의 자중과 청소기 본체의 이동에 의해서만 바닥을 닦도록 이루어지기 때문에 걸레질 성능에 한계가 있었다.
또한, 물이 배출되는 심지가 걸레 조립체의 하부에 형성되어 있기 때문에, 청소기의 구동이 정지되었을 때에도 심지로 물이 계속 배출되어 바닥을 적시는 문제가 있었다.
아울러, 물 주입구와 심지가 걸레 조립체의 상부와 하부, 즉 서로 반대편에 위치하다보니 물 주입구를 통하여 물을 보충하려고 할 때에 반대편의 심지를 통하여 물이 배출되는 문제가 있었다.
최근에는 진공 청소 기능과 걸레 청소 기능을 모두 구비하는 청소기도 개발되고 있다. 이러한 청소기에서, 사용자는 청소하고자 하는 유형에 따라 브러시 조립체 또는 걸레 조립체를 청소기 본체에 착탈 가능하게 결합시켜 사용하게 된다. 그런데 장착된 조립체와 연동하여 청소기의 청소 모드가 변경되지는 않았다.
미국 등록특허 US 8,898,844 B1 (2014.12.02. 등록)
본 발명의 첫 번째 목적은, 청소기 본체의 이동에 의해서뿐만 아니라, 자체 회전을 통하여 바닥을 닦을 수 있는 걸레 모듈을 구비하는 청소기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은, 청소기의 구동이 정지되었을 때에는 물 배출구로 물이 배출되지 않는 청소기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 세 번째 목적은, 걸레 모듈의 물 보충시 물 배출구를 통한 물의 배출이 방지될 수 있는 청소기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 네 번째 목적은, 브러시 모듈 또는 걸레 모듈의 장착 상태를 자동으로 인식하는 청소기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 첫 번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청소기는, 제어부를 구비하는 청소기 본체; 상기 청소기 본체의 모듈 장착부에 착탈 가능하게 결합되는 지지부재; 및 상기 지지부재에 회전 가능하게 지지되는 걸레 모듈을 포함하며, 상기 걸레 모듈은, 상기 지지부재가 상기 모듈 장착부에 장착시 상기 모듈 장착부에 구비되는 회전 구동부와 연동되어 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되는 회전봉; 및 상기 회전봉의 외주를 감싸도록 형성되고, 상기 회전봉의 회전에 의해 바닥을 닦도록 이루어지는 걸레부재를 포함한다.
상기 회전봉의 내부에는 물 수용부가 형성되며, 상기 회전봉의 외주에는 상기 물 수용부와 연통되는 물 배출구가 형성될 수 있다.
상기 회전봉의 회전시에만 상기 물 수용부에 채워진 물이 원심력에 의해 상기 물 배출구를 통하여 배출되도록, 상기 물 배출구는 기설정된 크기를 가질 수 있다.
상기 지지부재는, 상기 회전봉의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 제1지지부와 제2지지부; 및 상호 이격되게 배치되어 상기 제1지지부와 상기 제2지지부를 연결하는 제1연결부와 제2연결부를 포함하며, 상기 걸레 모듈의 일부는 상호 이격되게 배치된 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이의 공간으로 돌출되게 배치될 수 있다.
상기 제1지지부를 관통하는 상기 회전봉의 일단부에는 상기 회전 구동부에 착탈 가능하게 결합되는 회전 결합부가 구비되고, 상기 회전봉의 타단부에는 상기 제2지지부에 회전 가능하게 지지되는 회전 지지부가 구비될 수 있다.
상기 청소기 본체에는 상기 제어부에 의해 구동이 제어되는 구동휠이 구비될 수 있다.
상기 청소기 본체는, 상기 제어부를 구성하는 회로기판이 내장되는 메인 하우징; 및 상기 메인 하우징에 돌출된 형태로 결합되고, 상기 모듈 장착부가 형성된 모듈 장착 하우징을 포함할 수 있다.
또한, 상기 첫 번째 목적은, 제어부와 모듈 장착부를 구비하는 청소기 본체; 및 상기 청소기 본체에 착탈 가능하게 결합되는 걸레 모듈을 포함하며, 상기 걸레 모듈은, 상기 청소기 본체에 장착시 상기 모듈 장착부에 구비되는 회전 구동부와 연동되어 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되고, 내부에 물 수용부가 형성되며, 외주에 상기 물 수용부와 연통되는 물 배출구가 형성되는 회전봉; 및 상기 회전봉의 외주를 감싸 상기 물 배출구를 덮도록 형성되고, 상기 회전봉의 회전에 의해 바닥을 닦도록 이루어지는 걸레부재를 포함하는 청소기에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명의 두 번째 목적을 달성하기 위하여, 상기 회전봉의 외주는 둘레를 따라 상기 물 배출구가 배치되는 제1부분과 상기 물 배출구가 미배치되는 제2부분으로 구획되며, 상기 제어부는 센싱부를 이용하여 상기 제1부분이 상기 제2부분의 상부에 위치한 상태로 상기 회전봉의 회전 구동을 정지시키도록 이루어진다.
즉, 상기 회전봉의 회전 구동이 정지된 상태에서, 상기 물 배출구는 상기 청소기의 상측을 향하도록 배치된다.
상기 센싱부는, 상기 회전봉에 장착되는 영구자석; 및 상기 모듈 장착부에 설치되어 상기 영구자석에 의한 자력 변화를 감지하는 홀 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 세 번째 목적을 달성하기 위하여, 상기 제1부분에는 상기 물 수용부와 연통되는 물 주입구가 형성된다.
본 발명의 네 번째 목적을 달성하기 위하여, 상기 모듈 장착부에는 상기 걸레 모듈을 대체하여 바닥의 먼지를 쓸어 담되 영구자석이 미장착된 브러시 모듈이 착탈 가능하게 결합되며, 상기 제어부는 상기 홀 센서를 이용한 자력 감지 유무 별로 서로 다른 청소 모드로 구동하도록 이루어진다.
상술한 해결수단을 통해 얻게 되는 본 발명의 효과는 다음과 같다.
첫째, 본 발명에 의하면, 걸레 모듈이 직접 또는 지지부재에 회전 가능하게 지지된 상태로 청소기 본체의 모듈 장착부에 장착되고, 회전 구동부로부터 구동력을 전달받아 회전 가능하게 구성된다. 따라서, 청소기 본체의 이동에 의해서뿐만 아니라 걸레 모듈의 자체 회전을 통한 걸레 청소 기능이 구현될 수 있다. 그 결과, 기존 청소기의 걸레질 방식에 비하여 걸레질 성능이 향상될 수 있다.
둘째, 제어부는 센싱부를 이용하여 물 배출구가 청소기의 상측을 향하도록 배치된 상태로 회전봉의 회전 구동을 정지시키도록 이루어진다. 따라서, 청소기의 구동이 정지된 경우 물 배출구를 통하여 물이 배출되지 않게 된다. 그 결과, 기존 청소기에서 발생하였던 구동 정지시에도 물이 새어 나와 바닥을 적시는 문제가 해결될 수 있다.
셋째, 물 주입구는 물 배출구의 일측에 인접하게 배치되어 같은 방향을 향하도록 형성된다. 따라서, 사용자가 물 수용부에 물을 보충하고자 하는 경우, 물 배출구가 물 주입구와 같은 방향(즉, 상측)을 향하고 있기 때문에, 물 배출구를 통하여 물이 새어 나오는 문제가 방지될 수 있다.
넷째, 브러시 모듈에는 영구자석이 미장착되어, 걸레 모듈이 장착된 경우와는 달리, 브러시 모듈이 장착된 경우에는 홀 센서를 통하여 자력이 감지되지 않도록 구성된다. 제어부는 홀 센서를 통한 자력 감지 유무를 이용하여 모듈 장착부에 걸레 모듈이 장착되었는지 아니면 브러시 모듈이 장착되었는지 여부를 감지할 수 있다. 또한, 제어부는 홀 센서를 이용한 자력 감지 유무 별로 서로 다른 청소 모드로 구동할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 청소기의 일 예를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 청소기의 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 청소기 본체의 저부를 보인 개념도.
도 4는 도 1에 도시된 청소기 본체로부터 지지부재 및 상기 지지부재에 회전 가능하게 결합된 걸레 모듈을 분리하여 보인 개념도.
도 5는 도 4에 도시된 청소기 본체에 걸레 모듈이 장착되는 상태를 보인 도면.
도 6은 도 4에 도시된 지지부재와 걸레 모듈을 분리하여 보인 개념도.
도 7은 도 6에 도시된 걸레 모듈의 분해 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 회전봉을 A 방향에서 바라본 도면.
도 9는 도 6에 도시된 걸레 모듈의 일단부가 회전 가능하게 장착되는 청소기 본체의 모듈 장착부를 보인 도면.
도 10은 도 1에 도시된 라인 B-B를 따라 취한 단면도.
도 11은 도 1에 도시된 라인 C-C를 따라 취한 단면도.
도 12는 도 4에 도시된 걸레 모듈을 대체하여 브러시 모듈이 장착되는 개념을 보인 도면.
이하, 본 발명에 관련된 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 청소기(100)의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 청소기(100)의 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 청소기 본체(110)의 저부를 보인 개념도이다.
본 도면에서는 청소기(100)의 일 예로, 일정 영역을 스스로 주행하면서 바닥을 걸레질하는 기능을 수행하는 로봇 청소기(100)를 보이고 있다. 본 청소기(100)는 이러한 걸레 청소 기능뿐만 아니라, 바닥의 공기를 흡입하고 흡입된 공기에서 먼지와 이물질을 분리하여 집진하는 진공 청소 기능을 함께 수행하도록 구성될 수 있다.
청소기(100)는 청소기 본체(110) 및 걸레 모듈(120)을 포함한다.
청소기 본체(110)는 청소기(100)의 외관을 형성한다. 청소기 본체(110)에는 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(미도시)를 포함하여 각종 부품들이 내장 또는 장착된다.
본 도면에서는, 청소기 본체(110)가 메인 하우징(111) 및 상기 메인 하우징(111)에 돌출된 형태로 결합된 모듈 장착 하우징(112)을 포함하는 것을 보이고 있다. 메인 하우징(111)에는 제어부를 구성하는 회로기판(미도시)이 배치되며, 모듈 장착 하우징(112)에는 각종 모듈[예를 들어, 걸레 모듈(120), 브러시 모듈(150)]이 착탈 가능하게 결합되는 모듈 장착부(110a)가 형성된다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 청소기 본체(110)는 메인 하우징(111)만으로 구성될 수 있으며, 이 경우 모듈 장착부(110a)는 메인 하우징(111)에 형성될 수 있다.
청소기 본체(110)에는 물리적 충돌을 감지하는 범퍼 스위치(112a)가 설치될 수 있다. 범퍼 스위치(112a)는 장애물과의 물리적 충돌에 의해 내측으로 이동되는 범퍼부재(112a') 및 상기 범퍼부재(112a')가 내측으로 이동시 가압되는 스위치(112a")를 포함할 수 있다.
본 도면에서는, 모듈 장착 하우징(112)에 범퍼 스위치(112a)가 구비된 것을 보이고 있다. 범퍼 스위치(112a)는 모듈 장착 하우징(112)의 전면에 배치되며, 경우에 따라서는 도시된 바와 같이 전면뿐만 아니라 양측면에도 각각 배치될 수 있다.
청소기 본체(110)에는 주행을 위한 휠이 구비된다. 휠은 청소기 본체(110)의 좌우 양측에 각각 구비될 수 있다. 휠에 의해 청소기 본체(110)는 전후좌우로 이동되거나 회전될 수 있다.
일 예로, 로봇 청소기(100)와 같이 청소기(100)가 자율 주행 기능을 가지는 경우, 휠은 구동 모터로부터 구동력을 전달받아 회전되는 구동휠(161)로 구성될 수 있다. 다른 일 예로, 청소기 본체(110)가 사용자의 조작에 의해 이동되는 경우라면, 휠은 통상적인 바닥에 대한 구름 기능만을 가지도록 구성될 수도 있다.
청소기 본체(110)에는 보조휠(162)이 추가로 구비될 수 있다. 보조휠(162)은 구동휠(161)과 함께 청소기 본체(110)를 지지하며, 구동휠(161)에 의한 청소기(100)의 주행을 보조하도록 이루어진다.
도시된 바와 같이 모듈 장착 하우징(112)이 메인 하우징(111)으로부터 돌출된 형태로 배치되는 경우, 청소기(100)의 안정적인 주행을 위하여 상술한 보조휠(162)은 모듈 장착 하우징(112)에도 구비될 수 있다.
청소기 본체(110)에는 하방의 지형을 감지하는 클리프 센서(112b)가 구비될 수 있다. 본 도면에서는, 모듈 장착 하우징(112)의 저부에 클리프 센서(112b)가 배치된 것을 보이고 있다. 클리프 센서(112b)는 메인 하우징(111)의 저부에도 배치될 수 있다.
클리프 센서(112b)는 발광부와 수광부를 구비하며, 발광부에서 바닥으로 조사된 광이 수광부에서 수신된 시간을 측정하여 클리프 센서(112b)와 바닥 간의 거리를 측정하도록 이루어진다. 따라서, 전방에 급격하게 낮아지는 단턱이 있는 경우에는, 상기 수신된 시간이 급격히 증가하게 된다. 전방에 낭떠러지가 있는 경우에는, 수광부로 광이 수신되지 않게 된다.
제어부는 클리프 센서(112b)를 통하여 하방의 지형이 일정 수준 이상으로 낮아지는 것이 감지되면, 구동휠(161)의 구동을 제어하도록 이루어진다. 예를 들어, 제어부는 청소기(100)가 반대방향으로 주행하도록 구동휠(161)에 반대 방향의 구동 신호를 인가할 수 있다. 또는, 제어부는 청소기(100)가 회전하도록 어느 하나의 구동휠(161)에만 구동 신호를 인가하거나, 좌우 양측 구동휠(161)에 서로 다른 구동 신호를 인가할 수 있다.
걸레 모듈(120)은 바닥을 걸레질하기 위한 구성으로서, 청소기 본체(110)의 모듈 장착부(110a)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 본 도면에서는, 모듈 장착 하우징(112)의 저부에 형성된 모듈 장착부(110a)에 걸레 모듈(120)이 장착되는 구조를 보이고 있다.
후술할 바와 같이, 청소기(100)가 바닥의 먼지와 이물질을 흡입하도록 구성될 경우, 청소기(100)는 바닥의 먼지와 이물을 쓸어 담는 브러시 모듈(150, 도 12 참조)을 구비할 수 있다. 브러시 모듈(150)은 걸레 모듈(120)을 대체하여 모듈 장착부(110a)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
따라서, 사용자는 청소하고자 하는 목적에 따라 모듈 장착부(110a)에 걸레 모듈(120) 또는 브러시 모듈(150)을 선택적으로 장착할 수 있다. 제어부는 모듈 장착부(110a)에 장착된 모듈을 인식하여 이에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 모듈 장착부(110a)에 걸레 모듈(120)이 장착된 경우, 제어부는 회전 구동부(110b)를 구동시킬 수 있다. 회전 구동부(110b)의 구동에 의해 회전 구동부(110b)에 연결된 걸레 모듈(120)은 회전하며 바닥을 닦도록 이루어진다.
또는, 모듈 장착부(110a)에 브러시 모듈(150)이 장착된 경우, 제어부는 모터와 팬을 구동시켜 바닥의 공기를 흡입하기 위한 흡입력을 발생시킬 수 있다. 또한, 회전 구동부(110b)를 구동시켜 회전 구동부(110b)에 연결된 브러시 모듈(150)이 바닥의 먼지와 이물질을 쓸어 담도록 할 수 있다.
이처럼, 제어부는 모듈 장착부(110a)에 걸레 모듈(120)이 장착된 상태에서는 모터와 팬을 구동시키지 않도록 구성된다.
브러시 모듈(150)을 통하여 흡입된 공기 중의 먼지와 이물질은 필터링되어 먼지통(170)에 집진되고, 먼지와 이물질이 분리된 공기는 청소기 본체(110)의 외부로 배출된다. 청소기 본체(110)의 내부에는 모듈 장착부(110a)에서 먼지통(170)까지 공기의 유동을 안내하는 흡기 유로(미도시)와, 먼지통(170)에서 청소기 본체(110)의 외부까지 공기의 유동을 안내하는 배기 유로(미도시)가 형성될 수 있다.
먼지통(170)에는 흡입된 공기 중의 먼지와 이물질을 필터링하기 위한 필터 또는 사이클론 중 적어도 하나가 구비될 수 있다.
청소기(100)는 먼지통(170)을 덮는 먼지통 덮개(180)를 구비할 수 있다. 먼지통 덮개(180)가 먼지통(170)의 상면을 덮도록 배치된 상태에서는, 먼지통 덮개(180)에 의해 먼지통(170)이 청소기 본체(110)로부터 분리되는 것이 방지될 수 있다.
본 도면에서는, 먼지통 덮개(180)가 청소기 본체(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 구성된 것을 예시하고 있다. 먼지통 덮개(180)는 먼지통(170) 또는 청소기 본체(110)에 고정되어 먼지통(170)의 상면을 덮은 상태를 유지할 수 있다.
청소기(100)가 로봇 청소기(100)와 같이 자율 주행 기능을 가지는 경우, 청소기 본체(110)에는 주변 상황을 센싱하기 위한 센싱 유닛(190)이 구비될 수 있다. 제어부는 센싱 유닛(190)을 통하여 장애물을 감지하거나, 지형 지물을 감지하거나, 주행 영역의 지도를 생성할 수 있다.
이하에서는, 청소기(100)에 착탈 가능하게 결합되는 걸레 모듈(120)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 도 1에 도시된 청소기 본체(110)로부터 지지부재(130) 및 상기 지지부재(130)에 회전 가능하게 결합된 걸레 모듈(120)을 분리하여 보인 개념도이고, 도 5는 도 4에 도시된 청소기 본체(110)에 걸레 모듈(120)이 장착되는 상태를 보인 도면이며, 도 6은 도 4에 도시된 지지부재(130)와 걸레 모듈(120)을 분리하여 보인 개념도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 걸레 모듈(120)은 청소기 본체(110)의 모듈 장착부(110a)에 착탈 가능하게 결합된다. 본 도면에서는 메인 하우징(111)에 돌출된 형태로 결합된 모듈 장착 하우징(112)의 저부에 모듈 장착부(110a)가 형성된 것을 보이고 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 청소기 본체(110)는 메인 하우징(111)만으로 구성될 수 있으며, 이 경우 모듈 장착부(110a)는 메인 하우징(111)의 저부에 형성될 수도 있다. 즉, 걸레 모듈(120)은 메인 하우징(111)에 착탈 가능하게 결합될 수도 있다.
걸레 모듈(120)은 지지부재(130)에 회전 가능하게 결합된 상태로 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
지지부재(130)는 걸레 모듈(120)을 회전 가능하게 지지하도록 구성된다. 지지부재(130)의 양단부에는 걸레 모듈(120)의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 제1지지부(131)와 제2지지부(132)가 형성될 수 있다.
제1지지부(131)와 제2지지부(132)는 제1연결부(133)와 제2연결부(134)에 의해 연결될 수 있으며, 앞뒤로 상호 이격되게 배치된 제1 및 제2연결부(133, 134) 사이의 공간(135)으로 제1 및 제2지지부(131, 132)에 결합된 걸레 모듈(120)의 일부가 돌출될 수 있다.
지지부재(130)는 청소기 본체(110)의 모듈 장착부(110a)에 착탈 가능하게 결합된다. 상기 결합을 위하여, 지지부재(130)에는 모듈 장착부(110a)에 걸림 가능하게 구성되는 후크가 구비될 수 있다. 예를 들어, 지지부재(130)의 양단부에는 모듈 장착부(110a)의 양측에 형성된 제1걸림돌기(112c, 도 9 참조)와 제2걸림돌기(112d)에 각각 걸림되는 제1후크(136)와 제2후크(137)가 구비될 수 있다. 여기서, 제1 또는 제2후크(136, 137) 중 적어도 하나는 걸림 해제를 위하여 탄성 변형 가능하게 구성될 수 있다.
이하에서는 지지부재(130)가 걸레 모듈(120)을 회전 가능하게 지지한 상태로 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합되는 구조를 예로 들어 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 걸레 모듈(120)은 지지부재(130) 없이 청소기 본체(110)에 직접 착탈 가능하게 결합될 수도 있다. 이 경우, 청소기 본체(110)의 모듈 장착부(110a)에는 지지부재(130)에 대응되는 구성이 구비될 수 있다.
걸레 모듈(120)이 지지부재(130)에 회전 가능하게 지지된 상태로 모듈 장착부(110a)에 장착되면 걸레 모듈(120)은 회전 구동부(110b)와 연결된다. 따라서, 회전 구동부(110b)가 구동되면, 걸레 모듈(120)은 이에 연동하여 회전 가능하게 구성된다. 따라서, 청소기 본체(110)의 이동에 의해서뿐만 아니라 걸레 모듈(120)의 자체 회전을 통한 걸레 청소 기능이 구현될 수 있다. 그 결과, 기존 청소기의 걸레질 방식에 비하여 걸레질 성능이 향상될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 걸레 모듈(120)의 분해 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 회전봉(121)을 A 방향에서 바라본 도면이다. 또한, 도 9는 도 6에 도시된 걸레 모듈(120)의 일단부가 회전 가능하게 장착되는 청소기 본체(110)의 모듈 장착부(110a)를 보인 도면이고, 도 10은 도 1에 도시된 라인 B-B를 따라 취한 단면도이며, 도 11은 도 1에 도시된 라인 C-C를 따라 취한 단면도이다.
본 도면들을 참조하면, 걸레 모듈(120)은 회전봉(121) 및 걸레부재(122)를 포함한다.
회전봉(121)은 일방향으로 길게 연장 형성된다. 회전봉(121)은 청소기 본체(110)의 정주행 방향에 수직하게 배치될 수 있다. 회전봉(121)은 청소기 본체(110)에 장착시 회전 구동부(110b)와 연결되어 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성된다.
회전봉(121)의 일단부에는 회전 구동부(110b)에 결합되는 회전 결합부(121e)가 구비된다. 회전 결합부(121e)는 회전 구동부(110b)에 결합되어, 회전 구동부(110b)의 구동시 회전 구동부(110b)로부터 회전력을 전달받아 회전봉(121)을 회전시키도록 구성된다.
회전 결합부(121e)는 결합부재(121e')와 탄성부재(121e")를 포함할 수 있다.
결합부재(121e')는 회전봉(121)의 일단부를 관통하도록 형성된다. 결합부재(121e')의 일부는 회전봉(121)의 일단부에서 돌출되게 배치되되, 가압에 의해 적어도 일부가 회전봉(121) 내에 인입 가능하게 구성된다.
탄성부재(121e")는 결합부재(121e')를 회전봉(121)의 일단부로부터 돌출되는 방향으로 탄성 가압하도록 구성된다. 탄성부재(121e”)는 회전봉(121)의 내부 구조물과 결합부재(121e')의 플랜지부 사이에 개재될 수 있다.
상기 구조에 의해, 회전 결합부(121e)의 단부가 회전봉(121)의 내측을 향하여 가압시, 회전 결합부(121e)의 적어도 일부는 회전봉(121)의 일단부 내에 인입될 수 있다. 또한, 상기 가압이 해제되면, 회전 결합부(121e)의 적어도 일부는 다시 회전봉(121)의 일단부로부터 인출될 수 있다.
모듈 장착부(110a)의 일측에는 회전 구동부(110b)가 구비될 수 있다. 회전 구동부(110b)는 모터의 구동에 의해 회전 가능하게 구성된다. 따라서, 회전 구동부(110b)에 걸레 모듈(120)의 회전 결합부(121e)가 결합된 상태에서, 회전 구동부(110b)가 구동되면, 걸레 모듈(120)에 회전력이 전달될 수 있다.
회전봉(121)의 타단부에는 회전봉(121)을 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부(121f)가 구비된다. 회전 지지부(121f)는 베어링을 포함할 수 있다. 회전 지지부(121f)에 의해, 회전 결합부(121e)가 회전 구동부(110b)에 결합되었을 때, 회전봉(121)의 축이 회전 구동부(110b)의 축과 일치되게 놓일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 회전봉(121)은 지지부재(130)에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 본 도면에서는, 제1지지부(131)가 회전봉(121)이 삽입되는 관통홀을 구비하고, 상기 관통홀을 통하여 외측으로 돌출된 회전봉(121)의 일단부에 회전 결합부(121e)가 돌출 형성된 것을 보이고 있다. 제2지지부(132)는 회전봉(121)의 타단부에 구비되는 회전 지지부(121f)를 회전 가능하게 지지하도록 구성된다.
참고로, 회전봉(121)이 지지부재(130) 없이 바로 모듈 장착부(110a)에 장착되는 구조를 가지는 경우라면, 모듈 장착부(110a)의 타측에는 회전봉(121)을 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부(121f)가 형성될 수 있다.
회전봉(121)의 내부에는 물 수용부(121a)가 형성된다. 회전봉(121)에는 물 수용부(121a)와 연통되는 물 주입구(121c)가 구비된다. 사용자는 회전봉(121)의 내부에 물을 보충하고자 하는 경우, 물 주입구(121c)의 마개(121d)를 오픈하여 물 수용부(121a)에 물을 주입할 수 있다.
회전봉(121)의 외주에는 물 수용부(121a)와 연통되는 물 배출구(121b)가 형성된다. 물 수용부(121a)에 채워진 물은 물 배출구(121b)를 통하여 배출된다.
물 배출구(121b)는 복수 개로 구비되어 일정 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 본 도면에서는, 물 배출구(121b)가 회전봉(121)의 길이방향 및 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 이격 배치된 것을 보이고 있다.
물 배출구(121b)는 회전봉(121)의 길이방향을 따라 길게 연장 형성될 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 걸레 모듈(120)은 모듈 장착부(110a)에 장착되어, 회전 구동부(110b)의 구동에 따라 회전 가능하게 구성된다. 따라서, 걸레 모듈(120)의 회전시 회전봉(121)에는 원심력이 작용하게 된다.
이를 이용하여, 걸레 모듈(120)의 회전시에만 물 수용부(121a)에 채워진 물이 원심력에 의해 물 배출구(121b)를 통하여 배출되도록, 물 배출구(121b)는 기설정된 크기를 가질 수 있다. 즉, 걸레 모듈(120)이 회전되지 않을 때에는 물 배출구(121b)를 통하여 물이 배출되지 않도록 구성될 수 있다.
걸레부재(122)는 회전봉(121)의 외주를 감싸도록 형성된다. 걸레부재(122)는 물 주입구(121c)에 대응되는 부분을 덮지 않도록 구성될 수 있다. 본 도면에서는, 걸레부재(122)에 마개(121d)에 대응되는 절개부(122b)가 형성된 것을 보이고 있다.
물 주입구(121c)가 걸레부재(122)에 의해 덮이지 않고 외부로 노출되도록 구성됨으로써, 물의 보충이 필요할 때, 걸레부재(122)를 회전봉(121)으로부터 분리시키지 않고도 물 주입구(121c)의 마개(121d)를 오픈하여 물을 주입할 수 있다는 이점이 있다.
걸레부재(122)는 도시된 바와 같이 회전봉(121)에 대응되는 중공부(122a)를 구비하고, 길이방향 상의 양단이 개구된 원기둥 형태로 형성될 수 있다. 또는, 걸래부재는 회전봉(121)의 외주에 감긴 후 양단부가 벨크로(velcro)에 의해 접착되도록 구성될 수도 있다.
걸레부재(122)는 물 배출구(121b)를 덮도록 배치되어, 물 배출구(121b)에서 배출되는 물이 걸레부재(122)를 적시도록 이루어질 수 있다.
걸레부재(122)는 연질의 직물 재질로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 형태 유지를 위한 경질의 베이스부 상에 연질의 직물부가 형성된 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 베이스부는 회전봉(121)의 외주를 감싸도록 이루어지며, 물 배출구(121b)에서 배출된 물이 투과 가능하게 구성된다.
상기 구조에서, 회전봉(121)은 둘레방향으로 물 배출구(121b)가 배치되는 제1부분(121')과 물 배출구(121b)가 미배치되는 제2부분(121")으로 구획될 수 있다. 제1부분(121')은 회전봉(121)의 전체 둘레의 반보다 적은 비율을 차지하는 것이 바람직하다.
제어부는 센싱부(140)를 이용하여 제1부분(121')이 제2부분(121")의 상부에 위치한 상태로 회전봉(121)의 구동을 정지시키도록 구성될 수 있다. 이에 따르면, 회전봉(121)의 회전 구동이 정지된 상태에서, 물 배출구(121b)는 항상 회전봉(121)의 상측을 향하도록 배치된다. 따라서, 청소기(100)의 구동이 정지된 경우 물 배출구(121b)를 통하여 물이 배출되지 않게 된다. 그 결과, 기존 청소기에서 발생하였던 구동 정지시에도 물이 새어 나와 바닥을 적시는 문제가 해결될 수 있다.
센싱부(140)는 홀 효과를 이용하여 회전봉(121)의 회전 상태를 센싱하도록 구성될 수 있다. 이를 위하여, 센싱부(140)는 영구자석(141) 및 홀 센서(142)를 포함한다.
영구자석(141)은 회전봉(121)에 장착된다. 따라서, 회전봉(121)의 회전시 영구자석(141)에 의한 자력 변화가 발생하게 된다. 일 예로, 영구자석(141)은 회전봉(121)의 제1부분(121')에 장착될 수 있다.
홀 센서(142)는 청소기 본체(110)에 설치되어 영구자석(141)에 의한 자력 변화를 감지하도록 구성된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 홀 센서(142)는 모듈 장착부(110a)의 상측에 설치될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 회전봉(121)의 회전 구동이 정지된 상태에서, 영구자석(141)은 홀 센서(142)와 마주하도록 배치될 수 있다. 이를 위해, 제어부는 회전봉(121)이 상기 배치 상태로 정지하도록 회전 구동부(110b)의 구동을 제어할 수 있다.
아울러, 물 주입구(121c)는 제1부분(121')에 형성될 수 있다. 이처럼 물 주입구(121c)와 물 배출구(121b)가 모두 제1부분(121')에 형성되는 경우, 사용자가 회전봉(121)의 내부에 물을 보충하고자 하는 경우, 물 배출구(121b)가 물 주입구(121c)와 같은 방향(즉, 상측)을 향하고 있기 때문에, 물 배출구(121b)를 통하여 물이 새어 나오는 문제가 발생하지 않게 된다.
도 12는 도 4에 도시된 걸레 모듈(120)을 대체하여 브러시 모듈(150)이 장착되는 개념을 보인 도면이다.
도 12를 참조하면, 걸레 모듈(120)이 모듈 장착부(110a)로부터 분리된 상태에서, 브러시 모듈(150)은 모듈 장착부(110a)에 장착될 수 있다. 브러시 모듈(150)에는 영구자석(141)이 미장착될 수 있다.
따라서, 걸레 모듈(120)이 장착된 경우와는 달리, 브러시 모듈(150)이 장착된 경우에는 홀 센서(142)를 통하여 자력이 감지되지 않는다.
제어부는 홀 센서(142)를 통한 자력 감지 유무를 이용하여 모듈 장착부(110a)에 걸레 모듈(120)이 장착되었는지 아니면 브러시 모듈(150)이 장착되었는지 여부를 감지할 수 있다. 또한, 제어부는 홀 센서(142)를 이용한 자력 감지 유무 별로 서로 다른 청소 모드로 구동할 수 있다.
예를 들어, 모듈 장착부(110a)에 브러시 모듈(150)이 장착된 경우, 제어부는 모터와 팬을 구동시켜 바닥의 공기를 흡입하기 위한 흡입력을 발생시킬 수 있다. 또한, 회전 구동부(110b)를 구동시켜 회전 구동부(110b)에 연결된 브러시 모듈(150)이 바닥의 먼지와 이물질을 쓸어 담도록 이루어질 수 있다.
반면에, 모듈 장착부(110a)에 걸레 모듈(120)이 장착된 경우, 제어부는 회전 구동부(110b)를 구동시킬 수 있다. 회전 구동부(110b)의 구동에 의해 회전 구동부(110b)에 연결된 걸레 모듈(120)은 회전하며 바닥을 닦도록 이루어진다.
이처럼, 제어부는 모듈 장착부(110a)에 브러시 모듈(150)이 장착된 상태에서는 모터, 팬, 그리고 회전 구동부(110b)를 구동시키도록 구성될 수 있다. 이에 반하여, 모듈 장착부(110a)에 걸레 모듈(120)이 장착된 상태에서는 모터와 팬을 구동시키지 않고 회전 구동부(110b)만을 구동시키도록 구성될 수 있다.
위에서는 본 발명이 적용된 로봇 청소기를 일 예로 들어 설명하였다. 로봇 청소기는 본 발명이 적용된 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 로봇 청소기에만 적용되는 것으로 제한적으로 해석하지 않아야 한다.
즉, 위에서 설명한 구조는 캐니스터 타입, 업라이드 타입 등 모든 청소기에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 제어부를 구비하는 청소기 본체;
    상기 청소기 본체의 모듈 장착부에 착탈 가능하게 결합되는 지지부재; 및
    상기 지지부재에 회전 가능하게 지지되는 걸레 모듈을 포함하며,
    상기 걸레 모듈은,
    상기 지지부재가 상기 모듈 장착부에 장착시 상기 모듈 장착부에 구비되는 회전 구동부와 연동되어 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되는 회전봉; 및
    상기 회전봉의 외주를 감싸도록 형성되고, 상기 회전봉의 회전에 의해 바닥을 닦도록 이루어지는 걸레부재를 포함하는 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전봉의 내부에는 물 수용부가 형성되며,
    상기 회전봉의 외주에는 상기 물 수용부와 연통되는 물 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전봉의 회전시에만 상기 물 수용부에 채워진 물이 원심력에 의해 상기 물 배출구를 통하여 배출되도록, 상기 물 배출구는 기설정된 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 청소기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 회전봉의 외주는 둘레를 따라 상기 물 배출구가 배치되는 제1부분과 상기 물 배출구가 미배치되는 제2부분으로 구획되며,
    상기 제어부는 센싱부를 이용하여 상기 제1부분이 상기 제2부분의 상부에 위치한 상태로 상기 회전봉의 회전 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 청소기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 회전봉에 장착되는 영구자석; 및
    상기 모듈 장착부에 설치되어 상기 영구자석에 의한 자력 변화를 감지하는 홀 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 회전봉의 회전 구동이 정지된 상태에서, 상기 물 배출구는 상기 청소기의 상측을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1부분에는 상기 물 수용부와 연통되는 물 주입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 청소기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 모듈 장착부에는 상기 걸레 모듈을 대체하여 바닥의 먼지를 쓸어 담되 영구자석이 미장착된 브러시 모듈이 착탈 가능하게 결합되며,
    상기 제어부는 상기 홀 센서를 이용한 자력 감지 유무 별로 서로 다른 청소 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 청소기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재는,
    상기 회전봉의 양단부를 회전 가능하게 지지하는 제1지지부와 제2지지부; 및
    상호 이격되게 배치되어 상기 제1지지부와 상기 제2지지부를 연결하는 제1연결부와 제2연결부를 포함하며,
    상기 걸레 모듈의 일부는 상호 이격되게 배치된 상기 제1연결부와 상기 제2연결부 사이의 공간으로 돌출되게 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1지지부를 관통하는 상기 회전봉의 일단부에는 상기 회전 구동부에 착탈 가능하게 결합되는 회전 결합부가 구비되고,
    상기 회전봉의 타단부에는 상기 제2지지부에 회전 가능하게 지지되는 회전 지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 청소기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 청소기 본체에는 상기 제어부에 의해 구동이 제어되는 구동휠이 구비되는 것을 특징으로 하는 청소기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 청소기 본체는,
    상기 제어부를 구성하는 회로기판이 내장되는 메인 하우징; 및
    상기 메인 하우징에 돌출된 형태로 결합되고, 상기 모듈 장착부가 형성된 모듈 장착 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
  13. 제어부와 모듈 장착부를 구비하는 청소기 본체; 및
    상기 청소기 본체에 착탈 가능하게 결합되는 걸레 모듈을 포함하며,
    상기 걸레 모듈은,
    상기 청소기 본체에 장착시 상기 모듈 장착부에 구비되는 회전 구동부와 연동되어 적어도 일방향으로 회전 가능하게 구성되고, 내부에 물 수용부가 형성되며, 외주에 상기 물 수용부와 연통되는 물 배출구가 형성되는 회전봉; 및
    상기 회전봉의 외주를 감싸 상기 물 배출구를 덮도록 형성되고, 상기 회전봉의 회전에 의해 바닥을 닦도록 이루어지는 걸레부재를 포함하는 청소기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 센싱부를 이용하여 상기 물 배출구가 상기 회전봉의 상부에 위치한 상태로 상기 회전봉의 회전 구동을 정지시키도록 구성되며,
    상기 센싱부는,
    상기 회전봉에 장착되는 영구자석; 및
    상기 모듈 장착부에 설치되어 상기 영구자석에 의한 자력 변화를 감지하는 홀 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 모듈 장착부에는 상기 걸레 모듈을 대체하여 바닥의 먼지를 쓸어 담되 영구자석이 미장착된 브러시 모듈이 착탈 가능하게 결합되며,
    상기 제어부는 상기 홀 센서를 이용한 자력 감지 유무 별로 서로 다른 청소 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 청소기.
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