KR20190030486A

KR20190030486A - 청소기

Info

Publication number: KR20190030486A
Application number: KR1020170117981A
Authority: KR
Inventors: 한재훈; 신진혁
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-03-22
Also published as: KR102365396B1

Abstract

본 발명의 청소기는, 집진 장치와 결합되는 청소기 본체; 손으로 파지 가능하게 형성되고, 상기 청소기 본체의 움직임을 제어 가능하도록 상기 청소기 본체에 연결되는 핸들; 상기 청소기 본체와 상기 핸들을 서로 연결하도록 형성되고, 상기 핸들과 상대 이동 가능하게 결합되는 핸들 지지대; 상기 핸들의 조작을 감지하도록 상기 핸들에 설치되는 압력 센서; 상기 청소기 본체를 이동 가능하게 지지하도록 상기 청소기 본체의 하부에 결합되는 구동 바퀴; 및 상기 핸들과 상기 핸들 지지대의 사이에 배치되고, 상기 핸들을 중립의 위치로 복원되게 하도록 복원력을 제공하는 중립 복원부를 포함하고, 상기 구동 바퀴의 회전 방향은 상기 압력 센서에 의해 감지되는 상기 핸들의 조작에 근거하여 결정된다.

Description

청소기{CLEANER}

본 발명은 흡입력을 이용하여 공기와 먼지를 흡입하고, 흡입된 공기로부터 먼지를 분리하여 먼지를 집진하며, 깨끗한 공기만 배출하는 진공 청소기에 관한 것이다.

청소기는 흡입 모터에서 발생되는 흡입력을 이용하여 청소 대상 영역의 먼지나 이물질을 공기와 같이 흡입하고, 흡입된 공기로부터 먼지나 이물질을 분리한 후 공기만 배출시키고 먼지나 이물질은 집진하는 장치를 가리킨다.

청소기는 수동 청소기와 자동 청소기로 구분될 수 있다. 수동 청소기는 사용자의 조작에 의해 이동되면서 청소를 수행한다. 수동 청소기는 형태에 따라 캐니스터 타입, 업라이트 타입, 핸디 타입, 스틱 타입 등으로 구분될 수 있다. 자동 청소기는 사용자의 조작 없이도 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping) 기술을 기반으로 청소를 수행한다.

수동 청소기 중 업라이트 청소기는 청소기 본체, 흡입 노즐, 핸들이 일체형이라는 점에서 다른 타입의 청소기로부터 구분된다. 업라이트 청소기는 주로 카페트 위를 청소하기 위한 용도로 이용된다.

청소기는 청소기 본체, 흡입 노즐, 핸들이 일체형으로 구성되기 때문에 업라이트 청소기는 다른 타입의 청소기에 비해 무겁다. 따라서 동일한 면적을 청소하더라도 업라이트 청소기를 이용하는 사용자의 피로도가 다른 타입의 청소기를 이용하는 사용자의 피로도보다 높다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 US Patent 6,282,747 B1에는 기계식 클러치를 구비한 업라이트 청소기가 제안된 바 있다. 클러치가 기어에 연결되어 있어 사용자가 핸들을 조작하게 되면 모터에 토크를 전달하게 되고, 바퀴는 전진되거나 후진된다. 따라서 핸들을 조작하는 힘만으로도 청소기 본체를 이동시킬 수 있고, 이에 의해 업라이트 청소기를 이용하는 사용자의 피로도를 감소시킬 수 있다.

그러나 기계식 클러치가 핸들에 구비되면, 클러치의 이동에 필요한 상당한 간격이 필요하다. 이 간격이 확보되지 않으면 기계식 클러치가 제대로 작동할 수 없다. 그러나, 이 간격으로 인해 여러 문제가 발생하게 된다.

먼저 상기 간격으로 인해 사용자에게 핸들이 핸들 지지대에 덜렁 덜렁 매달려 있는 것과 같은 느낌을 주게 된다. 또한 상기 간격에 사용자의 손가락에 끼이는 문제도 발생하게 된다. 나아가 청소기가 지속적으로 사용되게 되면 간격이 점차 벌어지게 되고, 청소기의 신뢰성에도 한계가 존재하게 된다.

본 발명의 일 목적은 핸들을 조작하는 사용자의 의도를 파악하여 청소기 본체를 이동시키고, 이를 통해 사용자의 피로도를 감소시킬 수 있는 구성의 청소기를 제안하기 위한 것이다. 또한 본 발명은 사용자의 의도를 파악하여 청소기 본체를 이동시키는 구조를 적용하면서도 핸들과 핸들 지지대 사이의 간격을 최소화할 수 있는 구조의 청소기를 제안하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 센서의 오작동을 방지하도록 핸들의 미작동 시 센서를 중립의 위치로 복원되게 하는 구성의 청소기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 센서를 중립의 위치로 복원하는 탄성 부재의 물성을 설정하여 중력이나 센서의 크기 등에 의한 영향으로부터 발생하는 오작동을 방지할 수 있는 구성의 청소기를 제시하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 청소기는, 핸들의 조작을 감지하도록 핸들에 설치되는 압력 센서, 압력 센서에 의해 감지되는 핸들의 조작에 근거하여 회전되는 구동 바퀴 및 핸들을 중립의 위치로 복원되게 하도록 복원력을 제공하는 중립 복원부를 포함한다. 상기 구동 바퀴의 회전 방향은 상기 압력 센서에 의해 감지되는 상기 핸들의 조작에 근거하여 결정된다.

청소기는, 집진 장치와 결합되는 청소기 본체; 손으로 파지 가능하게 형성되고, 상기 청소기 본체의 움직임을 제어 가능하도록 상기 청소기 본체에 연결되는 핸들; 및 상기 청소기 본체와 상기 핸들을 서로 연결하도록 형성되고, 상기 핸들과 상대 이동 가능하게 결합되는 핸들 지지대를 포함한다.

상기 구동 바퀴는 청소기 본체를 이동 가능하게 지지하도록 청소기 본체의 하부에 결합된다. 그리고 중립 복원부는 핸들과 핸들 지지대 사이에 배치된다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 핸들은 상기 압력 센서를 수용 가능하도록 형성되는 압력 센서 수용부를 구비하고, 상기 압력 센서는 상기 압력 센서 수용부에 내장되고, 상기 핸들에 대해 상대 이동하는 상기 핸들 지지대에 의해 가압된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 청소기는 상기 핸들 지지대에 고정되는 가압부를 포함하고, 상기 압력 센서는 상기 가압부를 마주보도록 상기 핸들에 설치되며, 상기 핸들의 상대 이동 시 상기 핸들에 의해 가압된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 가압부와 상기 핸들 사이에는 상기 중립 복원부의 장착을 위한 장착부가 형성되고, 상기 중립 복원부는 상기 가압부와 상기 핸들에 의해 압축되도록 상기 핸들의 상대 이동 방향에서 상기 장착부보다 긴 길이를 갖는다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 가압부는, 상기 핸들 지지대의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 연장되는 제1 부분; 상기 제1 부분으로부터 직각인 방향으로 돌출되어 상기 압력 센서를 마주보는 제2 부분; 및 상기 제2 부분의 반대 방향으로 돌출되어 상기 중립 복원부와 접촉되는 제3 부분을 포함한다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 압력 센서는 상기 제2 부분의 일측과 타측에 각각 하나씩 배치되고, 적어도 두 개의 돌기부들이 상기 제2 부분으로부터 상기 압력 센서를 향해 돌출되며, 상기 중립 복원부는 복수의 탄성 부재들을 구비하고, 복수의 상기 탄성 부재들은 상기 제3 부분의 일측과 타측에 적어도 하나씩 배치된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 압력 센서는 상기 제2 부분의 사방에 각각 하나씩 배치되고, 적어도 네 개의 돌기부들이 상기 제2 부분으로부터 상기 압력 센서를 향해 돌출되며, 상기 중립 복원부는 복수의 탄성 부재들을 구비하고, 복수의 상기 탄성 부재들은 상기 제3 부분의 사방에 각각 적어도 하나씩 배치된다.

복수의 상기 탄성 부재들은, 상기 제3 부분보다 상기 청소기 본체로부터 멀게 배치되는 제1 탄성 부재; 및 상기 제3 부분보다 상기 청소기 본체에 가깝게 배치되는 제2 탄성 부재로 구성되고, 상기 제1 탄성 부재는 상기 핸들 지지대의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 상기 핸들 지지대 및 상기 핸들과 중첩되게 배치된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1 탄성 부재는 상기 제2 탄성 부재보다 높은 탄성 계수 값을 갖는다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 핸들은 상기 핸들 지지대의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 선형 이동 가능하게 상기 핸들 지지대에 연결되고, 상기 압력 센서는 선형 이동하는 상기 핸들에 의해 가압되도록 상기 핸들의 선형 이동 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 전진 감지부와 후진 감지부를 포함한다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 전진 감지부는 상기 후진 감지부보다 상기 청소기 본체로부터 멀리 배치된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 청소기 본체를 전진시키는 방향으로 상기 핸들을 조작하면, 상기 핸들이 상기 본체에 가까워지는 방향으로 상대 이동되어 상기 전진 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되고, 상기 구동 바퀴는 상기 청소기 본체를 전진시키는 방향으로 회전되며, 상기 청소기 본체를 후진시키는 방향으로 상기 핸들을 조작하면, 상기 핸들이 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 상대 이동되어 상기 후진 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되고, 상기 구동 바퀴는 상기 청소기 본체를 후진시키는 방향으로 회전된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 청소기는 상기 바퀴에 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함하고, 상기 구동부의 출력은, 상기 가압부가 상기 전진 감지부나 상기 후진 감지부를 가압하는 힘에 비례한다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 청소기는, 상기 청소기 본체의 하부에 설치되고, 상기 바퀴의 전방에 배치되는 흡입 노즐; 및 상기 흡입 노즐에 구비되며, 회전하면서 바닥의 먼지를 청소하는 아지테이터를 더 포함하고, 상기 청소기 본체를 전진 또는 후진시키는 방향으로 상기 핸들을 조작하여 상기 전진 감지부 또는 상기 후진 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되면, 상기 아지테이터는 상기 구동 바퀴가 같은 방향으로 회전된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 핸들은 상기 핸들 지지대의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 회전축으로 상대 회전 가능하게 상기 핸들 지지대에 연결되고, 상기 압력 센서는 상대 회전하는 상기 핸들에 의해 가압되도록 상기 핸들의 회전 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 좌회전 감지부와 우회전 감지부를 포함한다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 좌회전 감지부는 상기 청소기 본체의 전진 방향을 기준으로 상기 가압부의 우측에 배치되고, 상기 우회전 감지부는 상기 청소기 본체의 전진 방향을 기준으로 상기 가압부의 좌측에 배치된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 구동 바퀴는 서로 이격되게 배치되는 좌측 바퀴와 우측 바퀴를 포함하고, 상기 청소기 본체를 좌회전 또는 우회전 시키는 방향으로 상기 핸들을 조작하면, 상기 핸들은 상기 회전축을 중심으로 상대 회전 회전되고, 상기 좌회전 감지부와 상기 우회전 감지부 중 어느 하나는 상기 핸들을 따라 상기 가압부를 향해 회전되며, 상기 좌회전 감지부와 상기 우회전 감지부 중 어느 하나가 상기 가압부에 의해 가압되면, 상기 좌측 바퀴와 상기 우측 바퀴는 서로 다른 속도로 회전되거나 서로 다른 회전수로 회전된다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 청소기는, 상기 좌측 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 구동 모터; 및 상기 우측 바퀴에 구동력을 제공하는 제2 구동 모터를 포함하고, 상기 좌회전 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되면, 상기 제2 구동 모터의 출력이 상기 제1 구동 모터의 출력보다 커지고, 상기 우회전 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되면, 상기 제1 구동 모터의 출력이 상기 제2 구동 모터의 출력보다 커진다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 가압부의 둘레에 배치된 압력 센서에 의해 핸들의 움직임이 감지될 수 있다. 핸들의 움직임은 사용자의 의도를 반영하므로, 압력 센서에 의해 감지되는 핸들의 움직임에 근거하여 구동 바퀴나 아지테이터가 회전되면, 청소기 사용자의 피로도를 경감 가능하다.

또한 본 발명은, 압력 센서를 이용하여 핸들의 움직임을 감지하기 때문에 압력 센서와 핸들 사이의 틈을 최소화할 수 있다. 압력 센서와 핸들 사이의 틈이 최소화 됨에 따라 내구성 저하의 문제, 손가락이 틈에 끼이는 문제 등이 해결될 수 있다.

또한 본 발명은, 핸들의 미조작 시 탄성력을 갖는 중립 복원부를 이용하여 핸들을 중립 상태로 유지할 수 있다. 핸들이 중립 상태로 유지되면 핸들을 조작하지 않았음에도 불구하고 압력 센서가 가압됨에 따라 발생하는 오작동의 문제를 해결할 수 있다.

또한 본 발명은, 탄성 부재의 탄성 계수에 중력의 영향을 보상하였기 때문에 핸들의 자중에 의해 발생할 수 있는 오작동의 문제를 해결할 수 있다.

또한 본 발명은, 탄성 부재의 크기가 장착부의 크기보다 작기 때문에 스스로 복원력을 저장할 수 있고, 복원력을 저장하고 있는 탄성 부재는 핸들을 중립의 위치로 복원시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 청소기의 일 예를 보인 측면도다.
도 2는 도 1에 도시된 청소기의 정면도다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 청소기의 핸들과 그 주변 부분을 보인 부분 사시도다.
도 4는 도 3의 라인 A-A를 따라 바라본 핸들과 그 주변 부분의 단면도다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 청소기의 핸들과 그 주변 부분을 보인 부분 사시도다.
도 6은 도 5의 라인 B-B를 따라 바라본 핸들과 그 주변 부분의 단면도다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 청소기의 핸들과 그 주변 부분을 보인 부분 사시도다.
도 8은 본 발명의 구성을 보인 블록 구성도다.

이하, 본 발명에 관련된 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 이 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이 명세서에서는 업라이트 청소기를 바탕으로 본 발명에 대하여 설명한다. 그러나, 본 발명이 반드시 업라이트 청소기에만 한정적으로 적용되어야 하는 것은 아니다. 이를테면 본 발명은 업라이트 청소기나 캐니스터 청소기처럼 청소기 본체가 바닥 위를 이동하는 모든 타입의 청소기에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 청소기(100)의 일 예를 보인 측면도다. 도 2는 도 1에 도시된 청소기(100)의 정면도다.

청소기 본체(110)에는 청소기(100)의 모든 구성요소가 결합된다. 청소기 본체(110)에는 흡입 모터(미도시)가 내장된다. 그리고 청소기 본체(110)에는 연결 유로(111)와 손잡이(112)가 구비된다. 이하에서는 청소기 본체(110)에 결합되는 각 구성요소들을 차례로 설명한다.

집진 장치(120)는 청소기 본체(110)에 착탈 가능하게 결합된다. 집진 장치(120)는 청소기 본체(110)의 내부로 흡입된 공기를 공급받는다. 집진 장치(120)는 공기로부터 먼지를 분리하여 집진하고, 깨끗한 공기만 배출한다. 청소기 본체(110)의 연결 유로(111)는 흡입 노즐(160)을 통해 흡입된 공기를 집진 장치(120)로 가이드한다.

집진 장치(120)는 먼지통(121)과 손잡이(122)를 구비할 수 있다.

먼지통(121)은 공기로부터 분리된 먼지가 집진되는 영역이다. 집진 장치(120)의 내측에는 적어도 하나 이상의 사이클론(미도시)이 배치될 수 있다. 사이클론에 의해 공기와 먼지의 선회류가 형성된다. 사이클론은 공기와 먼지의 원심력 차이를 이용하여 공기와 먼지를 서로 분리시킨다. 공기로부터 분리된 먼지는 먼지통(121)에 집진된다.

손잡이(122)는 집진 장치(120)를 손으로 파지 가능하게 형성된다. 사용자가 손잡이를 파지한 상태로 손잡이를 당기면 청소기 본체(110)에 결합되어 있던 집진 장치(120)가 청소기 본체(110)로부터 분리된다.

핸들(130)은 손으로 파지 가능하도록 형성된다. 도 1과 도 2를 참조하면 핸들(130)이 원기둥의 형상을 가지는 것을 알 수 있다. 그러나 핸들(130)의 형상에는 제한이 없으며, 손으로 파지 가능하다면 어떠한 형태라도 무방하다.

핸들(130)은 청소기 본체(110)의 움직임을 제어 가능하도록 청소기 본체(110)에 연결된다. 도 1과 도 2를 참조하면, 핸들(130)은 핸들 지지대(140)에 의해 청소기 본체(110)에 연결되는 것을 알 수 있다. 사용자가 핸들(130)을 손으로 파지한 상태에서 핸들(130)을 조작하면 청소기 본체(110)를 전진시키거나 후진시킬 수 있다. 또한 사용자가 핸들(130)을 조작하면 청소기 본체(110)를 좌회전시키거나 우회전시킬 수 있다.

청소기 본체(110)의 이동은 구동 바퀴(181, 182)에 의해 이루어진다. 구동 바퀴(181, 182)는 청소기 본체(110)를 이동 가능하게 지지하도록 청소기 본체(110)의 하부에 결합된다. 청소기(100)가 바닥에 놓인 상태에서 구동 바퀴(181, 182)는 바닥에 닿게 된다. 따라서 사용자가 핸들(130)을 조작하여 청소기 본체(110)를 이동시키면 바퀴가 청소기 본체(110)를 따라 회전하게 되고, 구동 바퀴(181, 182)의 회전에 의해 청소기(100)가 이동된다.

구동 바퀴(181, 182)는 청소기 본체(110)의 좌측 하부와 우측 하부에 각각 설치될 수 있다. 여기서 좌측 또는 우측은 청소기 본체(110)의 전방(F)을 기준으로 왼쪽에 배치되는지 또는 오른쪽에 배치되는지로 설정되었다.

좌측 구동 바퀴(181)와 우측 구동 바퀴(182)는 서로 독립적으로 회전될 수 있다. 예를 들어 좌측 구동 바퀴(181)와 우측 구동 바퀴(182) 중 어느 하나가 다른 하나보다 더 빠른 속도로 회전하거나 더 많은 회전수만큼 회전할 수 있다. 좌측 구동 바퀴(181)와 우측 구동 바퀴(182)의 서로 다른 회전 속도 또는 서로 다른 회전수로 인해 청소기 본체(110)가 좌회전하거나 우회전할 수 있다.

구동 바퀴(181, 182)는 구동부(183, 184)로부터 구동력(회전력)을 제공받는다. 예를 들어 구동부(183, 184)는 구동 모터를 포함할 수 있다. 좌측 구동 바퀴(181)와 우측 구동 바퀴(182)가 서로 독립적으로 회전되기 위해서는 구동 모터가 적어도 두 개 이상 구비될 수 있다. 어느 하나의 구동 모터(183)는 좌측 구동 바퀴(181)에 구동력을 제공하고, 다른 하나의 구동 모터(184)는 우측 구동 바퀴(182)에 구동력을 제공할 수 있다.

흡입 노즐(160)은 청소 대상 영역의 공기와 먼지를 흡입하도록 형성된다. 청소기 본체(110)의 하부에 설치된다. 청소기 본체(110)의 내부에 장착된 흡입 모터(미도시)가 작동하면, 상기 흡입 모터에서 생성되는 흡입력이 청소기 본체(110)의 유로를 통해 흡입 노즐(160)로 전달된다. 이 흡입력에 의해 공기와 먼지가 흡입 노즐(160)로 흡입된다.

흡입 노즐(160)은 하우징(161)과 아지테이터(162) 및 보조 바퀴(164a, 164b)를 포함한다. 하우징(161)은 흡입 노즐(160)의 외관을 형성하며, 청소기 본체(110)에 상대 회전 가능하게 연결된다.

아지테이터(162)는 하우징(161)의 내측에 회전 가능하게 설치된다. 아지테이터(162)는 구동 바퀴(181, 182)의 회전축에 평행한 회전축을 중심을 회전한다. 아지테이터(162)는 회전하면서 바닥의 먼지를 청소한다. 특히 업라이트 청소기(100)를 이용하여 카페트 위를 청소하는 경우에는, 아지테이터(162)가 회전하면서 카페트의 먼지를 털어내게 된다. 아지테이터(162)에 의해 카페트로부터 분리된 먼지는 흡입 노즐(160)을 통해 청소기 본체(110)의 내측으로 흡입된다.

아지테이터(162)는 모터(163)에 의해 구동될 수 있다. 모터(163)는 아지테이터(162)의 회전에 필요한 구동력을 발생시킨다. 모터(163)로부터 제공되는 구동력에 의해 아지테이터(162)는 회전축을 중심으로 양방향으로 회전될 수 있다.

보조 바퀴(164a, 164b)는 회전 가능하게 형성되며, 흡입 노즐(160)을 이동 가능하게 지지한다.

다음으로는 핸들(130)을 조작하는 사용자의 의도를 파악하여 청소기 본체(110)를 이동시키는 구성에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 청소기(100)의 핸들(130)과 그 주변 부분을 보인 부분 사시도다. 도 4는 도 3의 라인 A-A를 따라 바라본 핸들(130)과 그 주변 부분의 단면도다.

핸들 지지대(140)는 청소기 본체(110)와 핸들(130)을 서로 연결한다. 따라서 사용자가 핸들(130)을 조작하면, 핸들(130)에 인가된 힘이 핸들 지지대(140)를 통해 청소기 본체(110)로 전달되고, 구동 바퀴(181, 182, 도 1 내지 도 2 참조)가 청소기 본체(110)를 따라 회전하면서 청소기 본체(110)가 이동하게 된다.

핸들(130)은 핸들 지지대(140)에 상대 이동 가능하게 연결된다. 핸들 지지대(140)는 청소기 본체(110)에 고정되므로, 본래 이동하는 것은 핸들(130)이다. 그러나 상대 이동이란 상대적인 개념이므로, 핸들 지지대(140)가 핸들(130)에 대하여 상대 이동된다고 설명하더라도 틀린 설명은 아니다.

또한 여기서 상대 이동이란 선형 이동과 회전을 모두 포함하는 개념이다. 도 3과 도 4를 참조하면 핸들 지지대(140)는 고정되어 있고, 핸들(130)이 핸들 지지대(140)의 연장 방향(D1) 또는 상기 연장 방향(D1)에 평행한 방향을 따라 선형 이동될 수 있다.

청소기(100)는 핸들(130)의 조작을 감지하도록 형성되는 압력 센서(150)를 포함한다. 압력 센서(150)는 핸들(130)에 설치된다. 구체적으로 핸들(130)은 압력 센서(150)를 수용 가능하도록 형성되는 압력 센서 수용부(131)를 구비하고, 압력 센서(150)는 상기 압력 센서 수용부(131)에 내장된다.

압력 센서(150)는 핸들(130)에 대해 상대 이동하는 핸들 지지대(140)에 의해 가압된다. 구체적으로 사용자가 청소기 본체(110)의 움직임을 제어하기 위해 핸들(130)을 조작하면, 핸들(130)이 핸들 지지대(140)에 대해 상대 이동하게 된다. 마찬가지로 핸들 지지대(140)도 핸들(130)에 대해 상대 이동하게 되며, 핸들 지지대(140)가 핸들(130)에 대해 상대 이동함에 따라 압력 센서(150)는 상기 핸들 지지대(140)에 의해 가압된다.

이하에서는 압력 센서(150)와 상기 압력 센서(150)를 가압하는 가압부(141)의 구조에 대하여 보다 자세히 설명한다.

청소기(100)는 핸들 지지대(140)에 고정되는 가압부(141)를 포함한다. 가압부(141)는 핸들 지지대(140)에 고정되어 있으므로, 핸들(130)이 핸들 지지대(140)에 대해 상대 이동하게 되면, 핸들(130)은 가압부(141)에 대해서도 상대 이동하게 된다.

가압부(141)는 제1 부분(141a), 제2 부분(141b) 및 제3 부분(141c)으로 구분되어 설명될 수 있다.

가압부(141)의 제1 부분(141a)은 핸들 지지대(140)의 연장 방향(D1) 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 연장된다. 가압부(141)는 핸들 지지대(140)와 일체로 형성될 수 있으며, 제1 부분(141a)은 핸들 지지대(140)로부터 돌출될 수 있다. 핸들(130)이 핸들 지지대(140)에 상대 회전 가능하게 연결된다면, 제1 부분(141a)은 핸들(130)의 회전축(S)을 형성할 수 있다.

가압부(141)의 제2 부분(141b)은 제1 부분(141a)으로부터 직각인 방향을 돌출되어 압력 센서(150)를 마주본다. 제2 부분(141b)의 둘레에 압력 센서(150)가 배치될 수 있다.

가압부(141)의 제3 부분(141c)은 제1 부분(141a)으로부터 돌출되며, 제2 부분(141b)의 반대 방향으로 돌출된다. 제3 부분(141c)은 후술하게 될 중립 복원부(170)와 접촉된다.

핸들(130)은 가압부(141)의 제1 부분(141a), 제2 부분(141b) 및 제3 부분(141c)을 감싸도록 형성될 수 있다. 핸들(130)과 가압부(141) 사이에는 매우 작은 틈이 있으며, 핸들(130)은 그 틈의 범위 내에서 상대 이동하게 된다. 가압부(141)의 제2 부분(141b)과 제3 부분(141c)은 핸들(130)의 이탈을 방지하는 역할도 한다.

압력 센서(150)는 가압부(141)의 제2 부분(141b)을 마주보도록 압력 센서 수용부(131)의 측벽에 설치된다. 선형 이동하는 핸들(130)의 조작을 감지하기 위해 압력 센서(150)는 제2 부분(141b)의 일측과 타측에 각각 하나씩 배치될 수 있다. 여기서 일측이란 도 4를 기준으로 제2 부분(141b)의 위를 의미하고, 타측이란 제2 부분(141b)의 아래를 의미한다.

제2 부분(141b)의 일측에 배치되는 압력 센서(150)는 전진 감지부(151)로 명명된다. 청소기 본체(110)를 전진시키는 방향으로 이동시키기 위해서는 핸들(130)을 청소기 본체(110)에 가까워지는 방향(F)으로 밀어야 한다. 핸들(130)을 청소기 본체(110)에 가까워지는 방향(F)으로 밀게 되면 핸들(130)이 선형 이동하게 된다. 그리고 전진 감지부(151)도 핸들(130)을 따라 이동하여 가압부(141)의 제2 부분(141b)에 밀착되며, 이어서 전진 감지부(151)는 가압부(141)의 제2 부분(141b)이나 상기 제2 부분(141b)으로부터 돌출된 돌기부(142a)에 의해 가압된다.

제2 부분(141b)의 타측에 배치되는 압력 센서(150)는 후진 감지부(152)로 명명된다. 청소기 본체(110)를 후진시키는 방향으로 이동시키기 위해서는 핸들(130)을 청소기 본체(110)로부터 멀어지는 방향(R)으로 끌어야 한다. 핸들(130)을 청소기 본체(110)로부터 멀어지는 방향(R)으로 끌게 되면 핸들(130)이 선형 이동하게 된다. 그리고 후진 감지부(152)도 핸들(130)을 따라 이동하여 가압부(141)의 제2 부분(141b)에 밀착되며, 이어서 후진 감지부(152)는 가압부(141)의 제2 부분(141b)이나 상기 제2 부분(141b)으로부터 돌출된 돌기부(142b)에 의해 가압된다.

전진 감지부(151)와 후진 감지부(152)는 선형 이동하는 핸들(130)에 의해 가압되도록 핸들(130)의 선형 이동 방향을 다라 서로 이격되게 배치된다. 전진 감지부(151)는 후진 감지부(152)보다 청소기 본체(110)로부터 멀리 배치된다. 반대로 후진 감지부(152)는 전진 감지부(151)보다 청소기 본체(110)에 가깝게 배치된다.

가압부(141)에는 돌기부(142a, 142b)가 형성될 수 있다. 돌기부(142a, 142b)는 제2 부분(141b)으로부터 압력 센서(150)를 향해 돌출된다. 도 4를 참조하면 어느 하나의 돌기부(142a)가 제2 부분(141b)으로부터 전진 감지부(151)를 향해 돌출되고, 다른 하나의 돌기부(142b)가 제2 부분(141b)으로부터 후진 감지부(152)를 향해 돌출된다. 두 돌기부들(142a, 142b)은 각각 전진 감지부(151)와 후진 감지부(152)의 정 중앙을 마주보는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

돌기부(142a, 142b)의 수와 배치는 압력 센서(150)의 수와 배치에 대응된다. 만일 압력 센서(150)가 제2 부분(141b)의 사방에 각각 하나씩 배치되면, 네 개의 돌기부(142a, 142b)가 제2 부분(141b)의 사방에서 각각의 압력 센서(150)를 향해 돌출될 수 있다.

압력 센서(150)는 핸들 지지대(140)에 의해 가압되는 힘을 감지하게 된다. 핸들(130)의 조작에는 사용자의 의도가 반영되므로, 압력 센서(150)를 이용하면 핸들(130) 조작하는 사용자의 의도를 파악할 수 있다. 여기서 사용자의 의도란 청소기 본체(110)를 어디로 이동시킬지를 의미한다. 따라서 청소기 본체(110)를 전진 또는 후진시키기 위한 것인지, 청소기 본체(110)를 좌회전 또는 우회전 시키기 위한 것인지는 압력 센서(150)를 통해 파악될 수 있다.

압력 센서(150)에서 감지되는 사용자의 의도는 구동 바퀴(181, 182)의 제어에 이용된다. 구동 바퀴(181, 182)는 압력 센서(150)에 의해 감지되는 핸들(130)의 조작에 근거하여 회전하게 된다. 예를 들어 사용자가 핸들(130)을 이용하여 청소기 본체(110)를 전진시키는 방향으로 밀면, 전진 감지부(151)는 미는 힘을 감지하고, 구동 바퀴(181, 182)는 전진하는 방향으로 회전된다. 반대로 사용자가 핸들(130)을 이용하여 청소기 본체(110)를 후진시키는 방향으로 끌면, 후진 감지부(152)는 끄는 힘을 감지하고, 구동 바퀴(181, 182)는 후진하는 방향으로 회전된다.

이와 같이 압력 센서(150)를 통해 감지되는 사용자의 의도를 반영하여 구동 바퀴(181, 182)가 구동되면, 청소기 본체(110)를 사용자가 의도하는 방향으로 이동시키기 위해 필요한 힘을 감소시킬 수 있다. 감소된 만큼의 힘이 구동 모터(183, 184)로부터 구동 바퀴(181, 182)로 제공되기 때문이다. 이에 따라 청소기(100) 사용자의 피로도가 경감될 수 있다.

특히 압력 센서(150)는 상기 압력 센서(150)를 감지하는 힘의 크기를 감지 가능하다. 그리고 가압부(141)가 전진 감지부(151)나 후진 감지부(152)를 가압하는 힘과 구동부(183, 184)의 출력이 비례할 수 있다. 가압부(141)가 전진 감지부(151)나 후진 감지부(152)를 가압하는 힘이 크다는 것은 사용자가 청소기 본체(110)를 더 많이 그리고 더 빨리 이동시키고자 하는 의도로 이해될 수 있다. 따라서 구동부(183, 184)의 출력이, 가압부(141)가 전진 감지부(151)나 후진 감지부(152)를 가압하는 힘에 비례하면, 사용자의 의도가 더욱 잘 반영될 수 있다.

가압부(141)가 전진 감지부(151)나 후진 감지부(152)를 가압하는 힘에 따라 구동부(183, 184)의 출력이 증가하면, 청소 대상 바닥면의 재질에 따른 대응이 가능하다. 예를 들어 카페트의 경우에는 카페트에 의한 저항이 발생으로 인해 더 큰 구동력이 제공되어야 청소기 본체가 원활하게 움직일 수 있다. 따라서 사용자가 핸들에 강한 힘을 가해 전진 감지부(151)나 후진 감지부(152)를 더욱 강하게 가압하면, 그에 따라 구동부(183, 184)의 출력이 증가하게 제어될 수 있다.

압력 센서(150)에 의해 감지되는 사용자의 의도는 아지테이터(162, 도 1 참조)의 제어에도 이용될 수 있다. 아지테이터(162)의 원활한 작동을 위해서는 아지테이터(162)가 구동 바퀴(181, 182)와 항상 같은 방향으로 회전하는 것이 바람직하다. 만일 구동 바퀴(181, 182)는 후진하는 방향으로 회전하는데 아지테이터(162)가 전진하는 방향으로 회전한다면, 아지테이터(162)가 구동 바퀴(181, 182)의 회전에 저항으로 작용하게 된다.

청소기 본체(110)를 전진 또는 후진시키는 방향으로 핸들(130)을 조작하면, 핸들(130)이 핸들 지지대(140)에 상대 이동하면서 전진 감지부(151) 또는 후진 감지부(152)가 가압부(141)에 의해 가압된다. 전진 감지부(151) 또는 후진 감지부(152)가 가압되면, 아지테이터(162)는 구동 바퀴(181, 182)와 같은 방향으로 회전될 수 있다.

이와 같이 아지테이터(162)가 모터(163)에 의해 구동되는 경우, 모터(163)는 압력 센서(150)로부터 감지되는 핸들(130)의 조작에 근거하여 제어될 수 있다. 이에 따라 아지테이터(162)는 구동 바퀴(181, 182)와 항상 같은 방향으로 회전될 수 있다.

앞서 발명의 배경이 되는 기술 항목에서 기계식 클러치가 작동하기 위해서는 소정의 공간이 필요한 것으로 설명한 바 있다. 또한 이 소정의 공간으로 인해 여러 가지 문제가 발생한 것을 설명한 바 있다. 이러한 문제들은 기계식 클러치뿐만 아니라 가변 저항(포텐셔미터)와 같은 센서를 이용하는 경우에도 마찬가지로 발생할 수 있다.

이와 달리 압력 센서(150)와 돌기부(142a, 142b) 사이에는 아주 작은 틈만 존재하더라도 압력 센서(150)의 압력 감지 기능이 발휘될 수 있다. 따라서 핸들(130)의 조작으로부터 사용자의 의도를 파악하기 위한 구성으로 압력 센서(150)를 적용하게 되면, 압력 센서(150)와 돌기부(142a, 142b) 사이의 틈을 아주 작은 크기로 축소시킬 수 있다.

다만 돌기부(142a, 142b)는 선택적인 구성이고, 필수 구성은 아니다. 만일 가압부(141)에 돌기부(142a, 142b)가 형성되지 않는 경우, 상기 아주 작은 틈은 압력 센서(150)와 제2 부분(141b) 사이에 형성된다.

압력 센서(150)와 돌기부(142a, 142b) 사이 또는 압력 센서(150)와 제2 부분(141b) 사이의 틈이 아주 작아지면, 사용자의 손이 상기 틈에 끼이는 문제가 해결될 수 있다. 또한 핸들(130)이 핸들 지지대(140)에 덜렁덜렁 매달려 있는 듯한 불쾌한 느낌을 사용자에게 주는 문제도 해결될 수 있다. 나아가 핸들(130)과 핸들 지지대(140) 사이의 간격으로 인해 발생하는 내구성 저하의 문제도 해결될 수 있다.

한편, 핸들(130)과 가압부(141) 사이의 틈이 아주 작기 때문에 압력 센서(150)가 오작동되는 문제가 새롭게 발생할 수 있다. 예컨대 사용자는 핸들(130)을 조작하지 않았음에도 불구하고, 가압부(141)가 중립의 위치로부터 벗어나 압력 센서(150)를 가압할 수 있다. 이로 인해 사용자가 의도하지 않은 방향으로 청소기 본체(110)가 움직일 수 있다.

이와 같이 새롭게 발생하는 문제를 해결하기 위해 본 발명의 청소기(100)는 핸들(130)을 중립의 위치로 복원되게 하는 중립 복원부(170)를 포함한다. 여기서 중립의 위치란 핸들(130)에 설치된 모든 압력 센서(150)가 가압부(141)에 의해 가압되지 않는 상태에서 핸들(130)의 위치를 의미한다.

사용자가 외력을 가해 핸들(130)을 핸들 지지대(140)에 대하여 상대 이동 시키면, 핸들(130)은 중립의 위치로부터 벗어나게 된다. 그리고 압력 센서(150) 중 적어도 하나는 가압부(141)에 의해 가압된다. 사용자가 핸들(130)에 가하던 외력을 제거하면, 중립 복원부(170)로부터 제공되는 복원력(탄성력)에 의해 핸들(130)이 중립의 위치로 복원된다. 따라서 청소기(100)에 중립 복원부(170)가 구비되면, 사용자가 핸들(130)에 외력을 가하지 않을 때 압력 센서(150)가 가압되는 것을 방지할 수 있다. 또한 압력 센서(150)의 가압을 방지하여 청소기 본체(110)가 의도하지 않은 곳으로 이동되는 것도 방지될 수 있다.

중립 복원부(170)는 핸들(130)과 핸들 지지대(140)의 사이에 배치된다. 도 4를 참조하면 중립 복원부(170)가 가압부(141)의 제3 부분(141c)과 핸들(130) 사이에 배치되는 것을 알 수 있다. 중립 복원부(170)는 복수의 탄성 부재들(171, 172)을 구비한다. 탄성 부재들(171, 172)은 탄성력을 갖기 때문에, 중립의 위치에서 벗어난 핸들(130)을 중립의 위치로 복원시킬 수 있다. 여기서 탄성 부재들(171, 172)은 고무 패드로 구성될 수 있으며, 스프링으로 구성될 수도 있다.

핸들(130)을 중립의 위치로 복원시키기 위해서는 중립 복원부(170)의 최소 탄성 계수가 설정되어야 한다. 탄성 계수는 아래의 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.

여기서 E는 탄성 계수, F는 외력, x는 변형량, l은 길이, A는 단면적을 가리키며, 탄성 계수의 단위는 [N/mm²]이다. 핸들(130)과 핸들 지지대(140)의 상대적인 이동 거리를 고려할 때, 핸들(130)을 중립의 위치로 복원시키기 위한 중립 복원부(170)의 최소 탄성 계수는 3.98[N/mm²]로 계산되었다.

탄성 부재들(171, 172)의 수와 배치는 압력 센서(150)의 수와 배치에 대응된다. 예를 들어 압력 센서(150)가 전진 감지부(151)와 후진 감지부(152)를 포함하는 경우에는, 중립 복원부(170)가 압력 센서(150)의 수에 대응되도록 복수의 탄성 부재들(171, 172)을 구비한다. 또한, 전진 감지부(151)와 후진 감지부(152)가 제2 부분(141b)의 일측과 타측에 각각 배치되면, 탄성 부재들(171, 172)도 압력 센서(150)의 배치에 대응되도록 제3 부분(141c)의 일측과 타측에 적어도 하나씩 배치된다.

제1 탄성 부재(171)는 제3 부분(141c)의 일측에 배치된다. 제1 탄성 부재(171)는 제3 부분(141c)보다 청소기 본체(110)로부터 멀게 배치된다. 제2 탄성 부재(172)는 제3 부분(141c)의 타측에 배치된다. 제2 탄성 부재(172)는 제3 부분(141c)보다 청소기 본체(110)에 가깝게 배치된다.

만일 압력 센서(150)가 제2 부분(141b)의 사방에 각각 하나씩 배치되면, 중립 복원부(170)는 적어도 네 개 이상의 탄성 부재들(171, 172)을 구비하고, 제3 부분(141c)의 사방에 적어도 하나씩의 탄성 부재들(171, 172)이 배치된다.

가압부(141)의 제3 부분(141c)과 핸들(130) 사이에는 중립 복원부(170)의 장착을 위한 장착부(132a, 132b)가 형성된다. 예를 들어 제3 부분(141c)의 일측과 타측에 각각 탄성 부재들(171, 172)의 장착을 위한 장착부(132a, 132b)가 형성될 수 있다.

탄성 부재들(171, 172)은 가압부(141)와 핸들(130)에 의해 압축되도록 각 장착부(132a, 132b)보다 커야 한다. 그래야 탄성 부재들(171, 172)이 자연스럽게 압축되면서 복원력을 저장할 수 있기 때문이다.

여기서 탄성 부재들(171, 172)과 장착부(132a, 132b)의 크기 비교는 핸들(130)의 상대 이동 방향을 기준으로 하는 것이지 부피를 기준으로 하는 것은 아니다. 탄성 부재들(171, 172)의 부피가 장착부(132a, 132b)의 부피보다 작더라도 핸들(130)의 상대 이동 방향을 기준으로 비교하여 각 탄성 부재들(171, 172)의 길이가 각 장착부들(132a, 132b)의 길이보다 길다면, 탄성 부재들(171, 172)은 가압부(141)와 핸들(130)에 의해 압축될 수 있기 때문이다.

한편, 중력의 영향을 보상하기 위해 제1 탄성 부재(171)는 제2 탄성 부재(172)보다 높은 탄성 계수 값을 갖는다. 만일 제1 탄성 부재(171)와 제2 탄성 부재(172)가 고무로 형성되는 경우에는 경도가 탄성 계수에 영향을 미친다. 이 경우 제1 탄성 부재(171)는 제2 탄성 부재(172)보다 높은 경도를 갖는다.

도 4에 도시된 바와 같이 제1 탄성 부재(171)가 제2 탄성 부재(172)보다 높은 위치에 배치되면, 중력의 영향으로 인해 핸들(130)이 자연적으로 중립의 위치로부터 벗어나 중력 방향(G)으로 힘들 받게 된다. 따라서 사용자가 핸들(130)을 조작하는 않는 상태에서 핸들(130)을 중립의 위치에 유지시키려면, 중력의 영향을 보상해 주어야 한다.

제1 탄성 부재(171)의 복원력을 극복하고 가압부(141)를 이용하여 전진 감지부(151)를 가압하기 위해 필요한 힘을 F1이라고 하고, 제2 탄성 부재(172)의 복원력을 극복하고 가압부(141)를 이용하여 후진 감지부(152)를 가압하기 위해 필요한 힘을 F2라고 가정해 볼 수 있다. 제1 탄성 부재(171)의 탄성 계수가 제2 탄성 부재(172)의 탄성 계수보다 크면, 전진 가압부(141)를 가압하기 위한 힘(F1)은 후진 가압부(141)를 가압하기 위한 힘(F2)보다 커야 한다(F1>F2). 탄성 계수 값이 크면 변형률이 작아지고 더 큰 힘을 줘야 재료가 변형될 수 있기 때문이다.

따라서 제1 탄성 부재(171)의 탄성 계수가 제2 탄성 부재(172)의 탄성 계수보다 커야 중력의 영향을 보상할 수 있다. 사용자가 동일한 힘을 가하더라도 F1에는 중력에 의한 힘까지 더해지기 때문이다. 이와 같이 중력의 영향을 보상하여 핸들(130)을 중립의 위치에 복원되게 하기 위해서는 제1 탄성 부재(171)의 탄성 계수가 제2 탄성 부재(172)의 탄성 계수보다 커야 한다.

또한 중력의 영향을 보상하기 위해서는 제1 탄성 부재(171)가 핸들 지지대(140)의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 핸들 지지대(140) 및 핸들(130)과 중첩되게 배치되어야 한다. 이를테면 중력 방향(G)을 따라 핸들 지지대(140) 위에 제1 탄성 부재(171)가 배치되고, 마찬가지로 중력 방향(G)을 따라 제1 탄성 부재(171) 위에 핸들(130)이 배치되어야 한다. 그래야 핸들(130)의 자중이 제1 탄성 부재(171)에 전달될 수 있기 때문이다.

이와 같이 중력의 영향까지 보상해 주면, 사용자가 핸들(130)을 조작할지 않을 때 핸들(130)을 중립의 위치에 유지시킬 수 있고, 압력 센서(150)의 오작동을 방지할 수 있다.

도 3과 도 4에서 설명되지 않은 도면부호 112는 손잡이를 가리킨다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 청소기의 핸들(230)과 그 주변 부분을 보인 부분 사시도다. 도 6은 도 5의 라인 B-B를 따라 바라본 핸들(230)과 그 주변 부분의 단면도다.

핸들(230)은 핸들 지지대(240)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 다만 여기서의 회전은 360°범위의 회전은 아니고 매우 작은 각도 범위 내에서의 회전이다.

가압부(241)의 제1 부분(241a)은 핸들(230)의 회전축을 형성한다. 가압부(241)의 제1 부분(241a)은 핸들 지지대(240)의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 연장된다. 핸들(230)은 가압부(241)를 감싸도록 형성되며, 가압부(241)의 제1 부분(241a)을 중심을 회전된다.

핸들 지지대(240)는 청소기 본체(210)와 핸들(230)을 서로 연결한다. 따라서 사용자가 핸들(230)을 조작하면, 핸들(230)에 인가된 힘이 핸들 지지대(240)를 통해 청소기 본체(210)로 전달되고, 구동 바퀴(181, 182, 도 1 내지 도 2 참조)가 청소기 본체(210)를 따라 회전하면서 청소기 본체(210)가 이동하게 된다.

압력 센서(250)는 핸들(230)에 대하여 상대 회전하는 핸들 지지대(240)에 의해 가압된다. 구체적으로 사용자가 청소기 본체(210)의 움직임을 제어하기 위해 핸들(230)을 회전시키는 방향으로 핸들(230)에 힘을 가하면, 핸들(230)이 핸들 지지대(240)에 대해 상대 회전하게 된다. 마찬가지로 핸들 지지대(240)도 핸들(230)에 대해 상대 회전하게 되며, 핸들 지지대(240)가 핸들(230)에 대해 상대 회전함에 따라 압력 센서(250)는 상기 핸들 지지대(240)의 제2 부분(241b)에 의해 가압된다.

압력 센서(250)는 상대 회전하는 핸들(230)에 의해 가압되도록 핸들(230)의 회전 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 좌회전 감지부(253)와 우회전 감지부(254)를 포함한다. 도 6을 참조하면 좌회전 감지부(253)는 청소기 본체(210)의 전진 방향을 기준으로 제2 부분(241b)의 우측(또는 일측)에 배치된다. 그리고 우회전 감지부(254)는 청소기 본체(210)의 전진 방향을 기준으로 제2 부분(241b)의 좌측(또는 타측)에 배치된다.

도 6을 기준으로 사용자가 청소기 본체(210)를 좌회전 시키기 위해서는 핸들(230)을 반시계 방향(L)으로 회전시켜야 한다. 이 경우 가압부(241)는 고정되어 있고 핸들(230)이 핸들 지지대(240)에 대하여 상대 회전되므로, 제2 부분(241b)의 우측에 배치된 좌회전 감지부(253)가 제2 부분(241b)에 가까워지면서 제2 부분(241b)의 우측 돌기부(242a)에 의해 가압된다. 좌회전 감지부(253)가 가입되면 핸들(230)을 조작하는 사용자의 의도가 청소기 본체(210)를 좌회전 시키기 위한 것으로 인식될 수 있다.

반대로 도 6을 기준으로 사용자가 청소기 본체(210)를 우회전 시키기 위해서는 핸들(230)을 시계 방향(R)으로 회전시키야 한다. 이 경우 가압부(241)는 고정되어 있고 핸들(230)이 핸들 지지대(240)에 대하여 상대 회전되므로, 제2 부분(241b)의 좌측에 배치된 우회전 감지부(254)가 제2 부분(241b)에 가까워지면서 좌측 돌기부(242b)에 의해 가압된다. 우회전 감지부(254)가 가압되면 핸들(230)을 조작하는 사용자의 의도가 청소기 본체(210)를 우회전 시키기 위한 것으로 인식될 수 있다.

좌회전 감지부(253)와 우회전 감지부(254) 중 어느 하나가 가압부(241)의 제2 부분(241b)에 의해 가압되면, 좌측 구동 바퀴(181)와 우측 구동 바퀴(182)는 서로 다른 속도로 회전되거나 서로 다른 회전수만큼 회전된다. 예를 들어 좌회전 감지부(253)가 가압되면 좌측 구동 바퀴(181)보다 우측 구동 바퀴(182)가 더 빠르게 회전되거나 좌측 구동 바퀴(181)보다 우측 구동 바퀴(182)가 더 많은 회전수로 회전된다.

좌측 구동 바퀴(181)보다 우측 구동 바퀴(182)가 단위 시간 당 더 빠르게 회전하게 되면 동일한 시간 동안 좌측 구동 바퀴(181)의 회전수가 우측 구동 바퀴(182)의 회전수보다 크다. 따라서 청소기 본체(210)의 방향이 점점 좌측을 향하게 되고, 청소기 본체(210)는 좌회전될 수 있다.

마찬가지로 핸들(230)의 위치가 중립의 위치로 복원되기 전까지 우측 구동 바퀴(182)가 좌측 구동 바퀴(181)보다 더 많은 회전수로 회전되면, 청소기 본체(210)의 방향이 점차 좌측을 향하게 되고, 청소기 본체(210)는 좌회전될 수 있다.

구동 바퀴(181, 182)의 회전 속도와 회전수는 구동부(183, 184)의 출력으로 설명될 수 있다. 청소기 본체(210)의 좌회전을 위해서는 우측 구동 바퀴(182)에 구동력을 제공하는 제2 구동 모터(184)의 출력이 좌측 구동 바퀴(181)에 구동력을 제공하는 제1 구동 모터(183)의 출력보다 커져야 한다.

이와 달리 우회전 감지부(254)가 가압되면 우측 구동 바퀴(182)보다 좌측 구동 바퀴(181)가 더 빠르게 회전되거나 우측 구동 바퀴(182)보다 좌측 구동 바퀴(181)가 더 많은 회전수로 회전된다. 청소기 본체(210)의 우회전을 위해서는 좌측 구동 바퀴(181)에 구동력을 제공하는 제1 구동 모터(183)의 출력이 우측 구동 바퀴(182)에 구동력을 제공하는 제2 구동 모터(184)의 출력보다 커져야 한다. 그 결과 청소기 본체(210)는 점차 우측을 향하게 되고, 청소기 본체(210)는 우회전될 수 있다.

중립 복원부(270)는 제3 부분(241c)의 우측과 좌측에 각각 하나씩 배치되는 탄성 부재들(271, 272)로 구성된다. 우측 탄성 부재(271)와 청소기 본체(210) 사이의 거리는 좌측 탄성 부재(272)와 청소기 본체(210) 사이의 거리와 실질적으로 동일하다.

가압부(241)의 제3 부분(241c)과 핸들(230) 사이에는 탄성 부재들(271, 272)을 장착하기 위한 장착부(232a, 232b)가 형성된다. 장착부(232a, 232b)는 탄성 부재들(271, 272)의 장착을 위한 공간이다. 핸들(230)이 중립에 위치하는 상태에서도 두 탄성 부재들(271, 272)은 복원력을 가져야 한다. 그래야 탄성 부재들(271, 272)로부터 제공되는 복원력에 의해 핸들(230)이 중립의 위치로 유지될 수 있기 때문이다. 각각의 탄성 부재들(271, 272)은 가압부(241)와 핸들(230)에 의해 압축되도록 핸들(230)의 상대 회전 방향에서 각 장착부(232a, 232b)보다 긴 길이를 갖는다.

도 6을 기준으로 핸들(230)의 상대 회전 방향에서 장착부(232a, 232b)의 길이는 가압부(241)의 제3 부분(241c)과 핸들(230) 사이의 가로 길이를 의미한다. 마찬가지로 각 탄성 부재들(271, 272)의 길이는 도 6에서 가로 길이를 의미한다.

좌측 탄성 부재(272)는 제3 부분(241c)의 좌측과 핸들(230) 사이에 배치된다. 핸들(230)을 반시계 방향으로 회전시키면 좌측 탄성 부재(272)가 압축되면서 복원력을 저장하게 된다. 핸들(230)을 조작하던 사용자가 핸들(230)을 놓으면 핸들(230)에 인가되던 힘이 제거되고, 핸들(230)은 좌측 탄성 부재로부터 제공되는 복원력에 의해 중립의 위치로 복원된다.

우측 탄성 부재(271)는 제3 부분(241c)의 우측과 핸들(230) 사이에 배치된다. 핸들(230)을 시계 방향으로 회전시키면 우측 탄성 부재(271)가 압축되면서 복원력을 저장하게 된다. 핸들(230)을 조작하던 사용자가 핸들(230)을 놓으면 핸들(230)에 인가되던 힘이 제거되고, 핸들(230)은 우측 탄성 부재로부터 제공되는 복원력에 의해 중립의 위치로 복원된다.

도 5와 도 6에서 설명되지 않은 도면부호 212는 손잡이를 가리킨다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 청소기의 핸들(330)과 그 주변 부분을 보인 부분 사시도다.

핸들(330)은 핸들 지지대(340)에 상대 선형 이동 및 상대 회전 가능하게 연결될 수 있다. 그리고 압력 센서(350)는 가압부(341)의 사방에 각각 하나씩 배치될 수 있다.

전진 감지부(351)와 후진 감지부(352)는 핸들(330)의 선형 이동 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다. 전진 감지부(351)와 후진 감지부(352)는 가압부(341)를 사이에 두고 서로 반대쪽에 배치된다. 전진 감지부(351)는 후진 감지부(352)에 비해 청소기 본체(310)로부터 멀리 배치된다.

좌회전 감지부(353)와 우회전 감지부(354)는 핸들(330)의 회전 방향을 따라 서로 이격되게 배치된다. 좌회전 감지부(353)와 우회전 감지부(354)는 가압부(341)를 사이에 두고 서로 반대쪽에 배치된다.

사용자가 청소기 본체(310)를 전진 또는 후진 시키는 방향으로 핸들(330)을 조작하게 되면 전진 감지부(351)와 후진 감지부(352) 중 어느 하나가 가압부(341)에 의해 감지된다. 이에 따라 구동 바퀴(181, 182, 도 1 내지 도 2 참조)는 청소기 본체(310)를 전진시키거나 후진시키는 방향으로 회전하게 된다.

사용자가 청소기 본체(310)를 좌회전 또는 우회전 시키는 방향으로 핸들(330)을 조작하게 되면 좌회전 감지부(353)와 우회전 감지부(354) 중 어느 하나가 가압부(341)에 의해 가압된다. 이에 따라 구동 바퀴(181, 182)가 회전하게 되고, 구동 바퀴(181, 182)는 청소기 본체(310)를 좌회전 또는 우회전 시키게 된다.

도 7에서 설명되지 않은 도면부호 312는 손잡이를 가리킨다.

이하에서는 앞서 설명된 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에 공통적으로 적용되는 본 발명의 구성에 대하여 블록 구성도를 참조해 설명한다.

도 8은 본 발명의 구성을 보인 블록 구성도다.

핸들(430)은 청소기 본체(410)를 이동 시키기 위한 사용자의 조작을 인가받는다.

압력 센서(450)는 핸들(430)의 조작을 감지한다. 핸들(430)을 조작함에 따라 압력 센서(450)가 가압되면, 압력 센서(450)에서 발생된 신호가 제어부(490)로 전달된다.

제어부(490)는 압력 센서(450)로부터 전달되는 신호에 근거하여 구동부(483)와 모터(463)를 제어한다. 제어부(490)가 구동부(483)를 제어하면 구동 바퀴(181, 282, 도 1 내지 조 2 참조)의 회전 방향, 회전 속도, 회전 수 등이 제어될 수 있다. 그리고 제어부(490)가 모터를 제어하면 아지테이터(462)의 회전 방향, 회전 속도, 회전 수 등이 제어될 수 있다.

이상에서 설명된 청소기는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

집진 장치와 결합되는 청소기 본체;
손으로 파지 가능하게 형성되고, 상기 청소기 본체의 움직임을 제어 가능하도록 상기 청소기 본체에 연결되는 핸들;
상기 청소기 본체와 상기 핸들을 서로 연결하도록 형성되고, 상기 핸들과 상대 이동 가능하게 결합되는 핸들 지지대;
상기 핸들의 조작을 감지하도록 상기 핸들에 설치되는 압력 센서;
상기 청소기 본체를 이동 가능하게 지지하도록 상기 청소기 본체의 하부에 결합되는 구동 바퀴; 및
상기 핸들과 상기 핸들 지지대의 사이에 배치되고, 상기 핸들을 중립의 위치로 복원되게 하도록 복원력을 제공하는 중립 복원부를 포함하고,
상기 구동 바퀴의 회전 방향은 상기 압력 센서에 의해 감지되는 상기 핸들의 조작에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 핸들은 상기 압력 센서를 수용 가능하도록 형성되는 압력 센서 수용부를 구비하고,
상기 압력 센서는 상기 압력 센서 수용부에 내장되고, 상기 핸들에 대해 상대 이동하는 상기 핸들 지지대에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 청소기는 상기 핸들 지지대에 고정되는 가압부를 포함하고,
상기 압력 센서는 상기 가압부를 마주보도록 상기 핸들에 설치되며, 상기 핸들의 상대 이동 시 상기 핸들에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제3항에 있어서,
상기 가압부와 상기 핸들 사이에는 상기 중립 복원부의 장착을 위한 장착부가 형성되고,
상기 중립 복원부는 상기 가압부와 상기 핸들에 의해 압축되도록 상기 핸들의 상대 이동 방향에서 상기 장착부보다 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 청소기.
제3항에 있어서,
상기 가압부는,
상기 핸들 지지대의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 연장되는 제1 부분;
상기 제1 부분으로부터 직각인 방향으로 돌출되어 상기 압력 센서를 마주보는 제2 부분; 및
상기 제2 부분의 반대 방향으로 돌출되어 상기 중립 복원부와 접촉되는 제3 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제5항에 있어서,
상기 압력 센서는 상기 제2 부분의 일측과 타측에 각각 하나씩 배치되고,
적어도 두 개의 돌기부들이 상기 제2 부분으로부터 상기 압력 센서를 향해 돌출되며,
상기 중립 복원부는 복수의 탄성 부재들을 구비하고,
복수의 상기 탄성 부재들은 상기 제3 부분의 일측과 타측에 적어도 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제5항에 있어서,
상기 압력 센서는 상기 제2 부분의 사방에 각각 하나씩 배치되고,
적어도 네 개의 돌기부들이 상기 제2 부분으로부터 상기 압력 센서를 향해 돌출되며,
상기 중립 복원부는 복수의 탄성 부재들을 구비하고,
복수의 상기 탄성 부재들은 상기 제3 부분의 사방에 각각 적어도 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제6항 또는 제7항에 있어서,
복수의 상기 탄성 부재들은,
상기 제3 부분보다 상기 청소기 본체로부터 멀게 배치되는 제1 탄성 부재; 및
상기 제3 부분보다 상기 청소기 본체에 가깝게 배치되는 제2 탄성 부재로 구성되고,
상기 제1 탄성 부재는 상기 핸들 지지대의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 상기 핸들 지지대 및 상기 핸들과 중첩되게 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제8항에 있어서,
상기 제1 탄성 부재는 상기 제2 탄성 부재보다 높은 탄성 계수 값을 갖는 것을 특징으로 하는 청소기.
제3항에 있어서,
상기 핸들은 상기 핸들 지지대의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 따라 선형 이동 가능하게 상기 핸들 지지대에 연결되고,
상기 압력 센서는 선형 이동하는 상기 핸들에 의해 가압되도록 상기 핸들의 선형 이동 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 전진 감지부와 후진 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제10항에 있어서,
상기 전진 감지부는 상기 후진 감지부보다 상기 청소기 본체로부터 멀리 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제10항에 있어서,
상기 청소기 본체를 전진시키는 방향으로 상기 핸들을 조작하면, 상기 핸들이 상기 본체에 가까워지는 방향으로 상대 이동되어 상기 전진 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되고, 상기 구동 바퀴는 상기 청소기 본체를 전진시키는 방향으로 회전되며,
상기 청소기 본체를 후진시키는 방향으로 상기 핸들을 조작하면, 상기 핸들이 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 상대 이동되어 상기 후진 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되고, 상기 구동 바퀴는 상기 청소기 본체를 후진시키는 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제12항에 있어서,
상기 청소기는 상기 바퀴에 구동력을 제공하는 구동부를 더 포함하고,
상기 구동부의 출력은, 상기 가압부가 상기 전진 감지부나 상기 후진 감지부를 가압하는 힘에 비례하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제12항에 있어서,
상기 청소기는,
상기 청소기 본체의 하부에 설치되고, 상기 바퀴의 전방에 배치되는 흡입 노즐; 및
상기 흡입 노즐에 구비되며, 회전하면서 바닥의 먼지를 청소하는 아지테이터를 더 포함하고,
상기 청소기 본체를 전진 또는 후진시키는 방향으로 상기 핸들을 조작하여 상기 전진 감지부 또는 상기 후진 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되면, 상기 아지테이터는 상기 구동 바퀴가 같은 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제3항에 있어서,
상기 핸들은 상기 핸들 지지대의 연장 방향 또는 상기 연장 방향에 평행한 방향을 회전축으로 상대 회전 가능하게 상기 핸들 지지대에 연결되고,
상기 압력 센서는 상대 회전하는 상기 핸들에 의해 가압되도록 상기 핸들의 회전 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 좌회전 감지부와 우회전 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
제15항에 있어서,
상기 좌회전 감지부는 상기 청소기 본체의 전진 방향을 기준으로 상기 가압부의 우측에 배치되고,
상기 우회전 감지부는 상기 청소기 본체의 전진 방향을 기준으로 상기 가압부의 좌측에 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제15항에 있어서,
상기 구동 바퀴는 서로 이격되게 배치되는 좌측 바퀴와 우측 바퀴를 포함하고,
상기 청소기 본체를 좌회전 또는 우회전 시키는 방향으로 상기 핸들을 조작하면, 상기 핸들은 상기 회전축을 중심으로 상대 회전 회전되고, 상기 좌회전 감지부와 상기 우회전 감지부 중 어느 하나는 상기 핸들을 따라 상기 가압부를 향해 회전되며,
상기 좌회전 감지부와 상기 우회전 감지부 중 어느 하나가 상기 가압부에 의해 가압되면, 상기 좌측 바퀴와 상기 우측 바퀴는 서로 다른 속도로 회전되거나 서로 다른 회전수로 회전되는 것을 특징으로 하는 청소기.
제17항에 있어서,
상기 청소기는,
상기 좌측 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 구동 모터; 및
상기 우측 바퀴에 구동력을 제공하는 제2 구동 모터를 포함하고,
상기 좌회전 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되면, 상기 제2 구동 모터의 출력이 상기 제1 구동 모터의 출력보다 커지고,
상기 우회전 감지부가 상기 가압부에 의해 가압되면, 상기 제1 구동 모터의 출력이 상기 제2 구동 모터의 출력보다 커지는 것을 특징으로 하는 청소기.
제1항에 있어서,
상기 중립 복원부는 3.98 N/mm² 이상의 탄성 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 청소기.