KR20200116929A

KR20200116929A - 진공 청소기용 브러시롤

Info

Publication number: KR20200116929A
Application number: KR1020207022501A
Authority: KR
Inventors: 개리 에이 카스퍼; 토드 리차드 반통게렌; 제이크 앤드류 모한; 제프리 에이 숄튼
Original assignee: 비쎌 인코포레이티드
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2020-10-13
Also published as: WO2019139846A1; EP3716833A4; CN111936021A; AU2019207468B2; CA3087466C; EP3716833A1; JP7273832B2; CA3087466A1; JP2021510329A; AU2019207468A2; AU2019207468A1

Abstract

표면 청소 장치(10)용 브러시롤(60, 90, 120, 150)은 축(X)을 한정하며 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160) 및 이 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160)들 사이의 덮개 면(74, 134, 138, 164, 168)을 가진 브러시 봉(62, 92, 122, 152)과, 상기 강모 지지부(70, 102, 130, 160)로부터 돌출되어 있는 복수의 강모(72, 104, 132, 162)를 포함하고 있다. 상기 덮개 면(74, 134, 138, 164, 168)은 외측 모퉁이(88, 148, 178)에서 덮개 면(74, 134, 138, 164, 168)과 교차하는 강모 지지부(70, 102, 130, 160)들 사이에 뻗어 있는 서로 반대쪽에 배치된 볼록한 만곡면(86, 138, 168)을 포함하고 있다.

Description

진공 청소기용 브러시롤

본 발명은 진공 청소기에 관한 것으로서 특히 회전가능한 브러시롤을 가진 진공 청소기 또는 진공 청소기용 보조 도구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 머리카락 감김을 줄이는 개량된 브러시롤 설계에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시형태에 따르면, 상기 브러시롤이 봉(dowel), 이 봉으로부터 돌출되어 있는 복수의 강모, 그리고 머리카락 감김을 최소화하기 위해서 상기 강모에 대하여 위치되어 있는 덮개 면을 포함하고 있다.

진공 청소기는 쓰레기가 보다 쉽게 진공 청소기로 흡입되도록 청소할 표면 위의 쓰레기를 휘젓는 교반기를 포함하고 있다. 몇몇 경우에는, 상기 교반기가 베이스 또는 바닥 노즐 내에서 회전하는 브러시롤을 포함하고 있다. 이러한 브러시롤은, 예를 들면, 모터, 터빈 팬 또는 기계식 기어열(mechanical gear train)에 의해서 회전가능하게 구동될 수 있다. 브러시롤은 통상적으로 대체로 원통형 봉과 이 봉으로부터 반경방향으로 뻗어 있는 복수의 강모 다발을 가지고 있다. 작동시에, 청소할 표면 위의 쓰레기가 브러시롤에 의해서 청소되고, 몇몇 경우에는, 머리카락과 같은 기다란 쓰레기가 브러시롤 둘레에 감길 수 있고 이 머리카락을 손으로 브러시롤에서 뜯어내거나 절단함으로써 사용자에 의해 제거되어야 한다.

본 발명의 한 실시형태에 따르면, 진공 청소기용 브러시롤이 중심 회전축에 대하여 회전할 수 있게 장착되도록 구성되어 있으며, 장착면을 한정하는 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부와 이 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부들 사이에 뻗어 있는 서로 반대쪽에 배치된 볼록한 만곡면을 포함하는 덮개 면(shroud surface)을 가지고 있는 브러시 봉과, 상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부의 각각에 고정되어 있으며 상기 장착면들 중의 하나로부터 돌출되어 있는 복수의 강모 다발을 포함하고 있고, 상기 중심 회전축은 상기 브러시 봉을 통하여 길이방향으로 뻗어 있고, 상기 장착면은 외측 모퉁이에서 상기 볼록한 만곡면과 교차한다.

도 1은 진공 청소기용 종래의 브러시롤의 개략적인 단면도이고;
도 2는 작동 도중의 브러시롤을 나타내는 도 1과 유사한 단면도이고;
도 3은 명확성을 기하기 위해 일부분이 잘라내져 있는 상태로 도시된, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 진공 청소기의 사시도이고;
도 4는 도 3의 진공 청소기용 브러시롤의 사시도이고;
도 5는 도 4의 V-V선을 따라서 도시한 브러시롤의 단면도이고;
도 6 및 도 7은 작동 도중의 브러시롤을 나타내는 도 5와 유사한 단면도이고;
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 브러시롤의 사시도이고;
도 9는 도 8의 IX-IX선을 따라서 도시한 브러시롤의 단면도이고;
도 10은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 브러시롤의 사시도이고;
도 11은 도 10의 XI-XI선을 따라서 도시한 브러시롤의 단면도이고;
도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 브러시롤의 사시도이고; 그리고
도 13은 도 12의 XIII-XIII선을 따라서 도시한 브러시롤의 단면도이다.

본 발명은 진공 청소기에 관한 것으로서 특히 회전가능한 브러시롤을 가진 진공 청소기 또는 진공 청소기용 보조 도구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 머리카락 감김을 줄이는 개량된 브러시롤 설계에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시형태에 따르면, 상기 브러시롤이 봉(dowel), 이 봉으로부터 돌출되어 있는 복수의 강모, 그리고 머리카락 감김을 최소화하기 위해서 상기 강모에 대하여 위치되어 있는 덮개 면(shroud surface)을 포함하고 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 브러시롤이 봉, 이 봉으로부터 돌출되어 있는 복수의 강모, 그리고 머리카락이 상기 봉으로부터 절단될 수 있도록 상기 강모에 대하여 위치되어 있는 절단 채널을 포함하고 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 브러시롤이 머리카락 감김을 최소화하기 위해서 강모 다발이 장착되어 있거나 고정되어 있는 오목한 만곡면을 포함하고 있다.

본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 브러시롤을 회전시키는데 필요한 구동 토크를 감소시키기 위해서 브러시롤이 예각으로 다발을 이루고 있는 중심에서 벗어난, 뒤로 젖혀진 강모 다발을 포함하고 있다.

상기 브러시롤은 직립형 진공 청소기, 캐니스터형(canister-type) 진공 청소기, 스틱형 진공 청소기, 자율 또는 로봇 진공 청소기, 또는 휴대용 진공 청소기를 포함하여, 다양한 진공 청소기, 또는 이들의 보조 도구에 사용될 수 있다. 게다가, 상기 진공 청소기 또는 보조 도구는 추가적으로 유체를 분배하도록 및/또는 유체를 추출하도록 구성될 수 있고, 상기 유체는, 예를 들면, 액체 또는 증기일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "표면 청소 장치"라는 용어는, 명시적으로 기재되어 있지 않는 한, 진공 청소기와 진공 청소기용 보조 도구의 양자를 포함한다.

도 1은 진공 청소기용 종래의 브러시롤(200)의 개략적인 단면도이다. 브러시롤(200)은 브러시 봉(202)을 통하여 길이방향으로 뻗어 있는 중심 회전축(X)에 대해 회전할 수 있게 장착되도록 구성된 브러시 봉(202)을 포함하고 있다. 브러시 봉(202)은 원통형 중심부(204)와 상기 중심부(204)로부터 돌출되어 있는 하나 이상의 강모 지지부(206)를 포함하고 있다. 복수의 강모(208)가 강모 지지부(206)로부터 돌출되어 있고; 상기 강모(208)는 일련의 불연속 다발 또는 연속 스트립으로 설치될 수 있다. 상기 강모(208)는 곧은 형태, 각을 이룬 형태, 나선 형태, 또는 이들의 결합 형태를 포함하여, 다양한 형태로 상기 브러시 봉에 배열될 수 있다.

도 1 및 도 2는 브러시롤(200)의 예시적인 작동을 나타내고 있다. 작동하는 동안, 브러시롤(200)은 화살표 R로 표시된 방향으로 회전 구동되도록 구성되어 있다. 강모(208)가 청소할 표면과 접촉할 때, 강모(208)는 휘어진다. 청소할 표면 위의, 비제한적인 예로서, 흙, 먼지, 그리고 머리카락을 포함할 수 있는 쓰레기가 브러시롤(200)에 의해서 치워진다. 본 예에서는, 도시의 단순화를 기하기 위해서, 청소할 표면 위의 한 가닥의 머리카락(H)이 청소할 표면과 접촉해 있는 강모(208)에 의해서 도 1의 브러시롤(200)에 의해 치워지고 있는 것으로 도시되어 있다. 상기 강모(208)는 브러시롤(200)이 회전함에 따라 머리카락(H)을 청소할 표면에서 브러시 봉(202) 둘레로 쓸어 올린다.

몇몇 경우에는, 진공 청소기의 흡입력에 의해 머리카락(H)이 강모(208)에서 떨어져나갈 수 있다. 다른 경우에는, 머리카락(H)을 붙잡고 있는 강모(208)가 브러시 봉(202)에 의해서 결정된 회전 경로를 따라 계속 회전함에 따라, 머리카락(H)이, 도 2에 도시된 것과 같이, 브러시 봉(202) 둘레에 감길 수 있다.

머리카락(H)을 붙잡고 있는 강모(208)가 청소할 표면과 다시 접촉할 때, 머리카락(H)은, 적어도 한 가닥의 머리카락(H)이 적어도 하나의 강모(208)에 부착되는 장소인, 부착 지점(P)으로부터 뻗어나간다. 측면에서 보았을 때, 청소할 표면이 표면 라인(S)을 한정하고, 휘어진 강모(208)가, 부착 지점(P)에서 휘어진 강모(208)에 의해서 한정된 곡선에 대한 접선인, 강모 휨 라인(Y)을 한정한다. 휨 각도(A1)는, 강모 휨 라인(Y)의 표면 라인(S)과의 교점에서 강모 휨 라인(Y)과 직교하는 선인, 라인(Z)과 표면 라인(S)에 의해서 형성된 끼인 각에 의해서 한정된다. 머리카락(H)이 머리카락 감김 라인(W)을 한정하는데, 이 머리카락 감김 라인(W)은 머리카락(H)이 강모(208)로부터 뻗어나가거나 강모(208)를 떠나는 장소인 부착 지점(P)으로부터 머리카락(H)에 의해서 한정된 선이다. 몇몇 경우에, 강모(208)로부터 바로 뻗어나온 머리카락(H)의 일부분은 브러시 봉(202) 둘레로 구부러지기 전에 실질적으로 직선으로 뻗을 수 있으므로, 머리카락 감김 라인(W)이 머리카락(H)의 직선 부분을 따라갈 수 있다. 머리카락 감김 각도(A2)는 표면 라인(S)과 머리카락 감김 라인(W)에 의해서 형성된 끼인 각에 의해서 한정된다. 머리카락(H)은 강모(208)에 의해서 다양한 위치에서 붙잡힐 수 있지만, 머리카락이 강모에 부착되는 장소에 관계없이, 감긴 머리카락(H)은 적어도 강모(208)로부터 브러시롤 회전 방향(R)과 반대 방향으로 뻗어 있는 일부분을 가질 것이다.

머리카락 감김 각도(A2)가 휨 각도(A1)보다 더 큰 경우(다시 말해서, A2>A1)의 브러시롤 설계형태에 대해서는, 머리카락이 강모(208)의 뿌리쪽으로 당겨져서 브러시 봉(202) 둘레에 단단히 감기게 된다는 것이 밝혀졌다. 이 경우에는, 머리카락이 진공 청소기의 흡입력에 의해 브러시롤(200)에서 떼어내질 수 없고, 사용자가 손으로 머리카락을 제거해야 한다.

본 발명의 실시형태는 머리카락 감김 각도(A2)가 휨 각도(A1)보다 작거나 같은 경우(다시 말해서, A2≤A1)의 브러시롤 설계형태를 포함한다. 이러한 브러시롤은 작동하는 동안 머리카락 감김을 방지하거나 머리카락 감김량을 크게 감소시킨다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 직립 진공 청소기의 형태로 된 진공 청소기(10)의 사시도이다. 본 명세서에서는 직립 진공 청소기로 도시되어 있고 지칭되어 있지만, 대체 실시형태로서 상기 진공 청소기(10)는 스틱형 진공 청소기, 자율 또는 로봇 진공 청소기, 휴대용 진공 청소 장치, 또는 진공 호스에 의해 캐니스터 또는 다른 휴대용 장치에 연결된 바닥 노즐 또는 휴대용 보조 도구를 가진 장치로 구성될 수 있다. 추가적으로, 상기 진공 청소기(10)는 유체 분배 능력 및/또는 추출 능력(extraction capability)을 가지도록 구성될 수 있다.

도면과 관련된 설명을 위해서, "상부", "하부", "오른쪽", "왼쪽", "뒤쪽", "앞쪽", "수직", "수평"이라는 용어와, 이들의 파생어는 진공 청소기의 뒷쪽을 정하는, 진공 청소기의 뒤에 있는 사용자의 관점에서 도 3에 배향된 본 발명에 관한 표현이다. 하지만, 반대로 명시되어 있는 경우를 제외하고는, 본 발명의 실시형태는 다양한 대체 배치방향을 취할 수 있다고 이해하여야 한다.

도시되어 있는 것과 같이, 진공 청소기(10)는 하부 베이스(14)에 회전가능하게 장착된 직립 몸체(12)를 포함하고 있다. 직립 몸체(12)는 일반적으로 나중에 폐기 처리하기 위해 작업 공기 흐름으로부터 오염물을 분리하고 수거하는 수거 시스템(18)을 지지하는 주 지지부(16)를 포함하고 있다. 본 명세서에 도시된 하나의 종래의 장치에서는, 수거 시스템(18)이 작업 공기 흐름으로부터 오염물을 분리하는, 사이클론식 수거 시스템으로 생각될 수 있는, 사이클론 분리기(cyclone separator)(20)와 사이클론 분리기(20)로부터 분리된 오염물을 수용하고 수거하는 착탈식 먼지 수용컵(22)을 포함할 수 있다. 사이클론 분리기(20)는 한 개의 사이클론식 분리 단계, 또는 복수의 사이클론식 분리 단계를 가질 수 있다. 다른 종래의 장치에서는, 수거 시스템(18)이 일체로 형성된 사이클론 분리기와 먼지 수용컵을 포함할 수 있고, 상기 먼지 수용컵은 오염물 폐기용 바닥-개구 쓰레기 문(bottom-opening dirt door)을 구비하고 있다. 원심 분리기 또는 대형 분리기(bulk separator)와 같은 다른 유형의 수거 시스템(18)이 사용될 수 있다고 생각된다. 또 다른 종래의 장치에서는, 수거 시스템(18)이 필터 백(filter bag)을 포함할 수 있다. 진공 청소기(10)는 또한 수거 시스템(18)의 상류부나 하류부에 하나 이상의 추가 필터를 구비할 수 있다.

직립 몸체(12)는, 도 3에 도시된, 직립 보관 위치와 뒤로 기울어진 사용 위치(도시되어 있지 않음) 사이로 이동할 수 있게 베이스(14)에 회전가능하게 장착되어 있다. 진공 청소기(10)는 직립 몸체(12)를 보관 위치에서 사용 위치로 선택적으로 풀어 주는, 베이스(14)에 회전가능하게 장착된 페달(24)과 같은, 멈춤쇠 장치(detent mechanism)를 구비할 수 있다. 이러한 멈춤쇠 페달(24)의 세부 사항은 당해 기술 분야에 알려져 있으므로, 본 명세서에서는 더 이상 상세하게 설명하지 않는다.

직립 몸체(12)는 또한 주 지지부(16)로부터 위쪽으로 뻗어 있는 기다란 손잡이(26)를 가지고 있고, 상기 손잡이(26)는 진공 청소기(10)를 청소할 표면 위에서 조종하기 위해서 사용될 수 있는 한 단부에 있는 손잡이 파지부(28)를 구비하고 있다. 모터 공동(30)이 주 지지부(16)의 하단부에 형성되어 있고, 수거 시스템(18)과 유체 연통된 상태로 배치되어 있는, 모터/팬 조립체(36)와 같은, 종래의 흡입원을 수용하고 있다. 진공 청소기(10)는 또한 모터/팬 조립체의 상류부 또는 하류부에 하나 이상의 추가 필터를 구비할 수 있다.

도 3에서는, 베이스(14)의 부분들을 보여주기 위해서 진공 청소기(10)의 하부 부분이 잘라내져 있다. 베이스(14)는 상부 하우징(32)과 하부 하우징(34)의 사이에 부분적으로 둘러싸인 공간을 만들기 위해서 하부 하우징(34)과 결합되는 상부 하우징(32)을 포함할 수 있다. 브러시롤(60)을 수용하기 위해 교반기 챔버(38)가 하부 하우징(34)의 앞쪽 부분에 설치될 수 있다. 흡입 노즐 개구(42)가 하부 하우징(34)에 형성되어 있으며 교반기 챔버(38) 및 수거 시스템(18)과 유체 연통되어 있다. 진공 청소기(10)를 청소할 표면 위에서 조종하기 위해 바퀴(44)가 베이스(14)에 설치될 수 있다.

브러시롤(60)이 중심 회전축(X)에 대해 회전 운동할 수 있게 교반기 챔버(38) 내에 위치되어 있다. 한 개의 브러시롤(60)이 도시되어 있지만, 두 개의 회전 브러시롤이 사용되는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 게다가, 브러시롤(60)이 교반기 챔버(38) 및 하부 하우징(34)에 대해 고정된 또는 유동적인 수직 위치(floating vertical position)에서 교반기 챔버(38) 내에 장착되는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.

브러시롤(60)은 모터 공동(30) 내의 모터/팬 조립체(36)에 작동가능하게 결합될 수 있고 상기 모터/팬 조립체(36)에 의해 구동될 수 있다. 모터/팬 조립체(36)는 모터축(46)을 포함할 수 있고, 상기 모터축(46)은 청소할 표면과 실질적으로 평행하게 배향되어 있으며 모터 공동(30)으로부터 베이스(14)의 뒤쪽 부분으로 돌출해 있다. 구동 벨트(48)는 모터축(46)의 회전 운동을 브러시롤(60)에 전달하기 위해서 모터축(46)을 브러시롤(60)에 작동가능하게 연결시킨다. 대체 실시형태로서, 브러시롤(60)을 구동시키기 위해서 별개의 전용 교반기 구동 모터(도시되어 있지 않음)가 베이스(14) 내에 설치될 수 있다.

베이스(14)는 청소할 표면에 대하여 흡입 노즐 개구(42)의 높이를 조정하기 위해 선택적인 흡입 노즐 높이 조정 기구를 더 포함할 수 있다. 상기 흡입 노즐 높이 조정 기구를 작동시키는 회전가능한 노브(knob)(54)가 베이스(14)의 외부에 설치될 수 있다. 다른 변형예로서, 상기 흡입 노즐 높이 조정 기구가 배제될 수 있다.

작동시에, 진공 청소기(10)는 쓰레기를 포함한 공기를 베이스(14)를 통하여 수거 시스템(18)으로 흡입하고, 이 수거 시스템에서, 비제한적인 예로서, 흙, 먼지, 머리카락, 그리고 다른 쓰레기를 포함할 수 있는 쓰레기가 모터/팬 조립체(36)에 의해서 발생되는 작업 공기 흐름으로 실질적으로 분리된다. 모터/팬 조립체(36)의 회전하는 모터축(46)이 상기 모터축(46)과 브러시롤(60)의 사이에 작동가능하게 연결되어 있는 구동 벨트(48)를 통하여 브러시롤(60)을 회전시킨다. 대체 실시형태로서, 별개의 전용 교반기 구동 모터가 브러시롤(60)을 회전시킬 수 있다. 브러시롤(60)이 회전함에 따라, 강모가 청소할 표면을 휩쓸어서 쓰레기를, 수거 시스템(18)으로 쓰레기를 운반하는 모터/팬 조립체(36)에 의해 발생된 작업 공기 흐름으로 날려 보낸다. 그 다음에 상기 작업 공기 흐름이 진공 청소기(10)로부터 배출되기 전에 모터 공동(30)을 통과하고 모터/팬 조립체(36)를 지난다. 수거 시스템(18)은 정기적으로 쓰레기를 비울 수 있다.

도 4는 브러시롤(60)의 사시도이다. 브러시롤(60)은 브러시 봉(62)을 포함하고 있고, 이 브러시 봉(62)은 브러시 봉(62)을 통하여 길이방향으로 뻗어 있는 중심 회전축(X)에 대해 회전할 수 있게 장착되도록 구성되어 있다. 브러시 봉(62)은 브러시 봉(62)의 중심을 통하여 뻗어 있으며 브러시롤(60)의 회전 중심이 되는 중심 회전축(X)을 한정하는 기다란 샤프트(64)에 장착되어 있다. 도시된 브러시롤(60)은 화살표 R로 표시된 방향으로 회전 구동되도록 구성되어 있다. 베어링(66)이 샤프트(64)의 각 단부에 장착되어 있다. 작동시에, 브러시 봉(62)은 베어링(66) 상의 샤프트(64)에 대하여 회전한다. 벨트 결합면(68)이 한 단부 근처에서 브러시 봉(62)의 둘레로 뻗어 있고, 벨트(48)(도 3)와 연결된다. 벨트 결합면(68)은 풀리를 포함할 수 있다.

브러시 봉(62)은 브러시 봉(62)으로 돌출해 있는 하나 이상의 강모 지지부(70)를 더 포함하고 있다. 강모(72)가 강모 지지부(70)로부터 돌출해 있으며, 일련의 불연속 다발 또는 연속 스트립으로 설치될 수 있다. 강모(72)는 곧은 형태, 각을 이룬 형태, 나선 형태, 또는 이들의 결합 형태를 포함하여, 다양한 형태로 브러시 봉(62)에 배열될 수 있다.

브러시롤(60)은 머리카락을 감는 덮개 면(shroud surface)(74)을 갖춤으로써 작동하는 동안 머리카락 감김을 방지하거나 머리카락 감김량을 크게 줄이도록 설계되어 있다. 덮개 면(74)은, 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 보다 얕은(shallow) 머리카락 감김 각도를 이루기 위해서 강모(72)에 인접하게 제공되어 있다.

도시된 실시형태에서는, 2개의 강모 지지부(70) 및 상응하는 2열의 강모 다발(76)이 브러시 봉(62)에 설치되어 있고, 각각의 강모 다발(76)은 복수의 강모(72)를 포함하고 있고, 브러시 봉(62)의 둘레에 대체로 나선형 패턴으로 뻗어 있다. 브러시 봉(62)의 외부 표면은 덮개 면(74)을 형성하는, 본 명세서에서 볼록한 만곡면(86)으로 도시된, 서로 반대쪽에 배치된 만곡된 부분들과 강모 다발(76)이 돌출해 있는 강모 지지부(70)의 장착면(78)을 형성하는 서로 반대쪽에 배치된 편평한 부분들을 포함하고 있다.

도 5는 도 4의 V-V선을 따라서 도시한 브러시롤(60)의 단면도이다. 브러시 봉(62)은 브러시 봉(62)의 길이를 따라서 뻗어 있는 비어 있는 내부(80)를 포함할 수 있다. 상기 샤프트(64)가 비어 있는 내부(80) 안에 수용되어 있다. 강모 지지부(70)는 장착면(78)으로부터 브러시 봉(62)의 비어 있는 내부(80)로 돌출해 있는 강모 지지부 플랫폼(82)을 더 포함하고 있다. 강모 다발(76)용 강모 구멍(84)이 장착면(78)에 형성될 수 있고 적어도 부분적으로 강모 지지부 플랫폼(82)으로 뻗어 있을 수 있다.

하나의 비제한적인 예로서, 도 5에 도시된 브러시롤(60)을 생산하기 위해서, 브러시 봉(62)의 외형은 2부분 주형(two-part mold)을 이용하여 형성될 수 있고, 강모 지지부 플랫폼(82)을 포함하여, 브러시 봉(62)의 내부는 언스크루잉 코어(unscrewing core)를 이용하여 중심부가 제거될 수 있다. 2부분 주형으로 브러시롤(60)을 형성하기 위해서, 강모 지지부(70) 및 덮개 면(74)은 빼기 라인(line of draw)에 있도록 하기 위해 브러시 봉(62)의 길이를 따라서 180도 이하로 뻗을 수 있다. 성형 후에 브러시 봉(62)에 구멍을 뚫음으로써 강모 구멍(84)이 브러시 봉(62)에 형성될 수 있거나, 브러시 봉(62)과 일체로 성형될 수 있다. 강모(72)를 강모 구멍(84)에 밀어넣고, 비제한적인 예로서, 스테이플(staple), 쐐기, 또는 앵커(anchor)와 같은 파스너(도시되어 있지 않음)를 이용하여 강모(72)를 고정시킴으로써 강모 다발(76)이 브러시 봉(62)과 조립될 수 있다. 브러시 봉(62)은 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 또는 스티렌과 같은 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 강모(72)는 정상 작동 동안 청소할 표면과 접촉하게 될 때 강모(72)가 구부러지고 휘어질 수 있게 하는, 예를 들면, 나일론 또는 폴리에스테르와 같은, 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 도 5에 도시된 브러시롤(60)을 생산하기 위해서 다른 제조 방법이 사용될 수도 있다.

상기한 바와 같이, 브러시롤(60)은 머리카락을 감는 덮개 면(74)을 갖춤으로써 작동하는 동안 머리카락 감김을 방지하거나 머리카락 감김량을 크게 줄이도록 설계되어 있다. 도시된 실시형태에서는, 브러시 봉(62)이 긴 직경(D1)을 한정하고 있는데, 이 긴 직경은 브러시 봉(62)의 덮개 면(74)을 둘러쌀 수 있는 가장 작은 원에 의해서 한정된 직경이다. 강모 다발(76)이 상기 긴 직경(D1)보다 약간 더 긴 외장 직경(trim diameter)(D2)을 한정하고 있다. 편평한 장착면(78)은 긴 직경(D1)보다 아래로, 결과적으로 덮개 면(74)보다 아래로 오목하게 들어가 있고, 이러한 구성으로 인해 모든 머리카락을 강모(72)의 끝부분이나 그 근처에 유지시키면서, 편평한 장착면(78) 상의 강모(72)가 청소할 표면과 접촉할 때 휘어질 수 있게 된다. 예를 들면, 강모 지지부(70)는 브러시 봉(62)의 짧은 직경(D3)을 한정한다. 이 짧은 직경(D3)은 강모 지지부(70)에서 강모 다발(76)이 있는 위치에서 한정될 수 있다. 짧은 직경(D3)은 긴 직경(D1) 및 외장 직경(D2)보다 짧을 수 있다. 도시된 예에서, 짧은 직경(D3)은 강모 다발(76)이 있는 위치에서 양쪽 강모 지지부(70)의 장착면(78)과 접촉할 수 있는 가장 작은 원에 의해서 한정된 직경이다. 강모 지지부(70)와 덮개 면(74)를 가지는 브러시롤에 대한 다른 구성은, 덮개 면(74)이 D1을 한정하고 강모 지지부(70)가 D3를 한정하기만 하면, 다른 방식으로 한정된 긴 직경(D1)과 짧은 직경(D3)을 가질 수 있다.

도 5에 도시된 브러시 봉(62)의 외부 표면은 외측 모퉁이(88)를 더 포함하고 있고, 상기 외측 모퉁이(88)에서 덮개 면(74)을 한정하는 볼록한 만곡면(86)이 장착면(78)을 한정하는 편평한 부분과 만난다. 외측 모퉁이(88)는 두 개의 수렴하는 면(78, 86)이 만나는 장소이다. 게다가, 도 5에 도시된 브러시 봉(62)은, 대체로 짧은 직경(D3)이 한정되어 있는 장소를 따라서 뻗어 있는 제1 대칭축과, 도 5에서 대체로 외장 직경(D2)이 도시되어 있는 장소인, 제1 대칭축과 직교하는 제2 대칭축을 포함하는, 복수의 축에 대하여 대칭이다.

도 6 및 도 7은 브러시롤(60)의 예시적인 작동을 나타내고 있다. 상기 브러시롤(60)은 휨 각도(A1)보다 작거나 같은 머리카락 감김 각도(A2)(다시 말해서, A2≤A1)를 가지도록 설계되어 있다. 작동하는 동안, 브러시롤(60)은 화살표 R 방향으로 회전하고, 비제한적인 예로서, 청소할 표면 상의 흙, 먼지, 그리고 머리카락을 포함하는 쓰레기가 브러시롤(60)에 의해서 치워진다. 본 예에서는, 간단한 도시를 위해서, 청소할 표면 상의 한 가닥의 머리카락(H)이 청소할 표면과 접촉해 있는 강모 다발(76)에 의해서 도 6의 브러시롤(60)에 의해 치워지고 있는 것으로 도시되어 있다. 강모 다발(76)은 브러시롤(60)이 회전함에 따라 머리카락(H)을 청소할 표면에서 브러시 봉(62) 둘레로 쓸어 올린다. 몇몇 경우에는, 진공 청소기의 흡입력에 의해 머리카락(H)이 브러시롤(60)에서 떨어져나갈 수 있다. 다른 경우에서는, 머리카락(H)을 붙잡고 있는 강모 다발(76)이 브러시 봉(62)에 의해서 결정된 회전 경로를 따라 계속 회전함에 따라, 머리카락(H)이, 도 7에 도시된 것과 같이, 덮개 면(74)을 둘러쌀 수 있고, 부착 지점(P)으로부터 강모 다발(76)까지 그리고 브러시 봉(62) 둘레로 뻗을 수 있다. 머리카락 감김 각도(A2)가 보다 얕기 때문에, 머리카락(H)은 강모 다발(76)의 끝부분이나 그 근처에 남아 있으며 머리카락(H)이 강모(72)의 뿌리쪽으로 당겨지지 않고, 머리카락(H)이 브러시 봉(62)에 단단히 감기지도 않는다. 머리카락(H)을 붙잡고 있는 강모 다발(76)이 청소할 표면과 다시 접촉할 때, 강모 다발(76)의 청소할 표면과의 마찰 접촉과 이로 인한 강모 다발(76)의 휨에 의해 머리카락(H)이 강모 다발(76)에서 떨어져 나갈 수 있다. 머리카락(H)이 청소할 표면으로 되돌아갈 수 있지만, 진공 청소 작업이 계속됨에 따라, 동일한 머리카락(H)이 브러시롤(60)에 의해 다시 치워질 수 있고 진공 청소기의 흡입력에 의해 브러시롤(60)에서 떨어져 나갈 수 있다. 흡입력에 의하거나 머리카락을 청소할 표면으로 다시 떨어뜨리는 것에 의해 머리카락(H)이 브러시롤(60)에서 떨어져 나가기 전에 브러시롤(60)이 한 번 이상 회전을 할 수 있다.

하나의 예로서, 브러시롤(60)의 머리카락 감김 각도(A2)는 강모 휨 각도(A1)의 대략 절반이 될 수 있다. 짧은 직경(D3)을 긴 직경(D1)보다 짧게 유지하면 본질적으로 강모 끝부분을 덮개 면(74)에 보다 가깝게 당겨서, 외장 직경(D2)이 긴 직경(D1)보다 약간 더 길게 되고, 머리카락 감김이 방지될 수 있다. 본질적으로 덮개 면(74)의 긴 직경(D1)이 외장 직경(D2)에 비해 더 길어지는 것에 의해, 머리카락 감김 각도(A2)가 매우 얕게 되면, 덮개 면(74)이 강모 다발(76)이 청소할 표면과 맞닿는 것을 막을 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 브러시롤(90)의 사시도이다. 이 브러시롤(90)은, 상기한 바와 같이, 도 3의 진공 청소기(10), 또는 다른 진공 청소기 그리고 보조 도구에 사용될 수 있고, 감긴 머리카락을 절단하는 부차적인 장치를 수용하도록 설계되어 있다. 하나의 실시형태로서, 상기 부차적인 장치는 가위 또는 다른 휴대용 절단 기구를 포함한다. 브러시롤(90)은 브러시 봉(92)을 포함하고 있고, 이 브러시 봉(92)은 브러시 봉(92)을 통하여 길이방향으로 뻗어 있는 중심 회전축(X)에 대해 회전할 수 있게 장착되도록 구성되어 있다. 브러시 봉(92)은 브러시 봉(92)의 중심을 통하여 뻗어 있으며 브러시롤(90)의 회전 중심이 되는 중심 회전축(X)을 한정하는 기다란 샤프트(94)에 장착되어 있다. 도시된 브러시롤(90)은 화살표 R로 표시된 방향으로 회전 구동되도록 구성되어 있다. 베어링(96)이 샤프트(94)의 각 단부에 장착되어 있다. 작동시에, 브러시 봉(92)은 베어링(96) 상의 샤프트(94)에 대하여 회전한다. 벨트 결합면(98)이 한 단부 근처에서 브러시 봉(92)의 둘레로 뻗어 있고, 벨트, 예를 들면 벨트(48)(도 3)와 연결될 수 있다. 벨트 결합면(98)은 풀리를 포함할 수 있다.

브러시 봉(92)은 원통형 중심부(100)와 이 원통형 중심부(100)로부터 돌출되어 있는 하나 이상의 강모 지지부(102)를 더 포함하고 있다. 강모(104)가 강모 지지부(102)로부터 돌출해 있으며, 일련의 불연속 다발 또는 연속 스트립으로 설치될 수 있다. 강모(104)는 곧은 형태, 각을 이룬 형태, 나선 형태, 또는 이들의 결합 형태를 포함하여, 다양한 형태로 브러시 봉(92)에 배열될 수 있다.

상기 브러시롤(90)은, 브러시 봉(92) 둘레에 감겨 있는 머리카락을 절단하기 위해서 가위 또는 다른 절단 기구가 삽입될 수 있는 채널(108)을 형성하는 강모(104)에 인접해 있는 적어도 하나의 기립 리브(106)를 갖춤으로써 감긴 머리카락을 절단하는 부차적인 장치를 수용하도록 설계되어 있다.

도시된 실시형태에서는, 2열의 강모 지지부(102)와 상응하는 2열의 강모 다발(110)이 브러시 봉(92)에 설치되어 있고, 각각의 강모 다발(110)은 복수의 강모(104)를 포함하고 있다. 상기 열들은 브러시 봉(92)의 둘레에 대체로 나선형 패턴으로 뻗어 있다. 게다가, 서로 반대쪽에 배치된 2세트의 기립 리브(106)가 브러시 봉(92)으로부터 반경방향으로 돌출해 있지만, 도 8에서는 한 세트만 보인다. 상기 리브(106)는 채널(108)을 형성하기 위해서 하나 이상의 열로 브러시 봉(92)의 중심부(100)를 따라서 축방향으로 뻗을 수 있다. 대체 실시형태로서, 채널(108)은 한 개의 기립 리브(106)와 강모 지지부(102) 사이에 형성될 수 있다.

인접한 강모 지지부(102)와 리브(106)를 분리시키고, 게다가 카페트가 흡입 노즐 개구(42)(도 4)로 빨려 들어가는 것을 방지하는 하부 하우징(34)에 있는 리브를 회전하는 브러시롤(90)이 닿지 않고 지나갈 수 있게 하기 위해서 원주방향의 틈(112)이 브러시 봉(92)의 둘레로 형성될 수 있다.

도 9는 도 8의 IX-IX선을 따라서 도시한 브러시롤(90)의 단면도이다. 브러시 봉(92)은 브러시 봉(92)의 길이를 따라서 뻗어 있는 비어 있는 내부(114)를 포함할 수 있다. 샤프트(94)가 비어 있는 내부(114) 안에 수용되어 있다. 강모 다발(110)용 강모 구멍(116)이 강모 지지부(102)에 형성될 수 있다.

하나의 비제한적인 예로서, 도 9에 도시된 브러시롤(90)을 만들어내기 위해서, 강모 지지부(102) 및 리브(106)를 포함하여, 브러시 봉(92)의 외형은 2부분 주형을 이용하여 형성될 수 있고, 브러시 봉(92)의 내부는 언스크루잉 코어(unscrewing core)를 이용하여 중심부가 제거될 수 있다. 리브(106)는 빼기 라인(line of draw)에 배향되어 있다. 성형 후에 브러시 봉(92)에 구멍을 뚫음으로써 강모 구멍(116)이 브러시 봉(92)에 형성될 수 있거나, 브러시 봉(92)과 일체로 성형될 수 있다. 강모(104)를 강모 구멍(116)에 밀어넣고 비제한적인 예로서, 스테이플, 쐐기, 또는 앵커와 같은 파스너(도시되어 있지 않음)를 이용하여 강모(104)를 고정시킴으로써 강모 다발(110)이 브러시 봉(92)과 조립될 수 있다. 브러시 봉(92)은 폴리프로필렌, ABS, 또는 스티렌과 같은 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 강모(104)는 정상 작동 동안 청소할 표면과 접촉하게 될 때 강모(104)가 구부러지고 휘어질 수 있게 하는, 예를 들면, 나일론 또는 폴리에스테르와 같은, 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 도 9에 도시된 브러시롤(90)을 생산하기 위해서 다른 제조 방법이 사용될 수도 있다.

작동하는 동안, 브러시롤(90)은 화살표 R 방향으로 회전하고, 비제한적인 예로서, 청소할 표면 상의 흙, 먼지, 그리고 머리카락을 포함하는 쓰레기가 브러시롤(90)에 의해서 치워진다. 몇몇 경우에는, 진공 청소기의 흡입력에 의해 머리카락이 브러시롤(90)에서 떨어져 나가기 보다는 브러시 봉(92) 둘레에 감길 수 있다. 이 경우에, 브러시 봉(92) 둘레에 감겨 있는 머리카락을 절단하기 위해서 상기 리브(106)에 의해서 형성된 채널(108) 속으로 가위 또는 다른 절단 기구가 삽입될 수 있다.

다른 실시형태에서는, 기립 리브(106)의 꼭대기 부분에 의해서 형성된 외주부(outer perimeter)가, 제1 실시형태에 대해서 기술되어 있는 것과 같이, 머리카락 감김 각도(A2)를 최소화하기 위해서 덮개 면을 형성하도록 기립 리브(106)의 높이가 증가될 수 있다.

도 4 내지 도 7의 브러시롤(60)도 도 8 및 도 9의 브러시롤(90)과 유사한 방식으로 감긴 머리카락을 절단하기 위해, 가위 또는 다른 휴대용 절단 기구와 같은 부차적인 장치를 수용하도록 설계될 수 있다는 것을 알아야 한다. 하나의 실시형태로서, 리브(106) 및/또는 채널(108)이 브러시 봉(62)에 갖추어질 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 브러시롤(120)을 나타내고 있다. 브러시롤(120)은, 상기한 바와 같이, 도 3의 진공 청소기(10), 또는 다른 진공 청소기 그리고 보조 도구에 사용될 수 있고, 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 편평한 강모 다발 부착면이 아니라, 오목한 강모 다발 부착면을 가지고 있다는 점에서 제1 실시형태의 브러시롤(60)과 다르다.

브러시롤(120)은 브러시 봉(122)을 포함하고 있고, 이 브러시 봉(122)은 브러시 봉(122)을 통하여 길이방향으로 뻗어 있는 중심 회전축(X)에 대해 회전할 수 있게 장착되도록 구성되어 있다. 브러시 봉(122)은 브러시 봉(122)의 중심을 통하여 뻗어 있으며 브러시롤(120)의 회전 중심이 되는 중심 회전축(X)을 한정하는 기다란 샤프트(124)에 장착되어 있다. 도시된 브러시롤(120)은 화살표 R로 표시된 방향으로 회전 구동되도록 구성되어 있다. 베어링(126)이 샤프트(124)의 각 단부에 장착되어 있다. 작동시에, 브러시 봉(122)은 베어링(126) 상의 샤프트(124)에 대하여 회전한다. 벨트 결합면(128)이 한 단부 근처에서 브러시 봉(122)의 둘레로 뻗어 있고, 벨트, 예를 들면 벨트(48)(도 3)와 연결될 수 있다. 벨트 결합면(128)은 풀리를 포함할 수 있다.

브러시 봉(122)은 브러시 봉(122)으로 돌출되어 있는 하나 이상의 강모 지지부(130)를 더 포함하고 있다. 강모(132)가 강모 지지부(130)로부터 돌출해 있으며, 일련의 불연속 다발 또는 연속 스트립으로 설치될 수 있다. 강모(132)는 곧은 형태, 각을 이룬 형태, 나선 형태, 또는 이들의 결합 형태를 포함하여, 다양한 형태로 브러시 봉(122)에 배열될 수 있다.

브러시롤(120)은 머리카락을 감는 덮개 면(134)을 갖춤으로써 작동하는 동안 머리카락 감김을 방지하거나 머리카락 감김량을 크게 줄이도록 설계되어 있다. 덮개 면(134)은 보다 얕은 머리카락 감김 각도를 이루기 위해서 강모(132)에 인접하게 제공되어 있고, 이것의 장점은 제1 실시형태의 브러시롤(60)에 대하여 위에 설명되어 있다.

도시된 실시형태에서는, 2개의 강모 지지부(130) 및 상응하는 2열의 강모 다발(136)이 브러시 봉(122)에 설치되어 있고, 각각의 강모 다발(136)은 복수의 강모(132)를 포함하고 있고, 브러시 봉(122)의 둘레에 대체로 나선형 패턴으로 뻗어 있다. 브러시 봉(122)의 전체 외부 표면은 덮개 면(134)을 함께 형성하는 서로 반대쪽에 배치된 볼록한 만곡면(138)들과 강모 다발(136)이 돌출해 있는 강모 지지부(130)의 장착면을 형성하는 서로 반대쪽에 배치된 오목한 만곡면(140)들을 포함하고 있다.

도 11은 도 10의 XI-XI선을 따라서 도시한 브러시롤(120)의 단면도이다. 브러시 봉(122)은 브러시 봉(122)의 길이를 따라서 뻗어 있는 비어 있는 내부(142)를 포함할 수 있다. 상기 샤프트(124)가 비어 있는 내부(142) 안에 수용되어 있다. 강모 지지부(130)는 오목한 만곡면(140)으로부터 브러시 봉(122)의 비어 있는 내부(142)로 돌출해 있는 강모 지지부 플랫폼(144)을 더 포함하고 있다. 강모 다발(136)용 강모 구멍(146)이 오목한 만곡면(140)에 형성될 수 있고 적어도 부분적으로 강모 지지부 플랫폼(144)으로 뻗어 있을 수 있다.

하나의 비제한적인 예로서, 도 10 및 도 11에 도시된 브러시롤(120)을 생산하기 위해서, 브러시 봉(122)의 외형은 2부분 주형을 이용하여 형성될 수 있고, 강모 지지부 플랫폼(144)을 포함하여, 브러시 봉(122)의 내부는 언스크루잉 코어(unscrewing core)를 이용하여 중심부가 제거될 수 있다. 2부분 주형으로 브러시롤(120)을 형성하기 위해서, 강모 지지부(130) 및 덮개 면(134)은 빼기 라인(line of draw)에 있도록 하기 위해 브러시 봉(122)의 길이를 따라서 180도 이하로 뻗을 수 있다. 성형 후에 브러시 봉(122)에 구멍을 뚫음으로써 강모 구멍(146)이 브러시 봉(122)에 형성될 수 있거나, 브러시 봉(122)과 일체로 성형될 수 있다. 강모(132)를 강모 구멍(146)에 밀어넣고 비제한적인 예로서, 스테이플, 쐐기, 또는 앵커와 같은 파스너(도시되어 있지 않음)를 이용하여 강모(132)를 고정시킴으로써 강모 다발(136)이 브러시 봉(122)과 조립될 수 있다. 브러시 봉(122)은 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 또는 스티렌과 같은 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 강모(132)는 정상 작동 동안 청소할 표면과 접촉하게 될 때 강모(132)가 구부러지고 휘어질 수 있게 하는, 예를 들면, 나일론 또는 폴리에스테르와 같은, 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 도 10 내지 도 11에 도시된 브러시롤(120)을 생산하기 위해서 다른 제조 방법이 사용될 수도 있다.

외측 모퉁이(148)에서 오목한 만곡면(140)이 볼록한 덮개 면(138)과 만나고, 상기 외측 모퉁이(148)는 두 개의 수렴하는 면(138, 140)이 만나는 장소이다. 게다가, 도 11에 도시된 브러시 봉(122)은, 대체로 짧은 직경(D3)이 한정되어 있는 장소를 따라서 뻗어 있는 제1 대칭축과, 도 11에서 대체로 외장 직경(D2)이 도시되어 있는 장소인, 제1 대칭축과 직교하는 제2 대칭축을 포함하는, 복수의 축에 대하여 대칭이다.

상기한 바와 같이, 브러시롤(60)은 머리카락을 감는 덮개 면(134)을 갖춤으로써 작동하는 동안 머리카락 감김을 방지하거나 머리카락 감김량을 크게 줄이도록 설계되어 있다. 예를 들면, 오목한 만곡면(140)은 긴 직경(D1)보다 아래로, 결과적으로 덮개 면(134)보다 아래로 오목하게 들어가 있고, 이러한 구성으로 인해 모든 머리카락을 강모(132)의 끝부분이나 그 근처에 유지시키면서, 오목한 만곡면(140) 상의 강모(132)가 청소할 표면과 접촉할 때 휘어질 수 있게 된다.

도시된 실시형태에서는, 브러시롤(120)이 제1 실시형태의 브러시롤(60)에 대한 편평한 장착면(78)(도 5)이 아니라, 오목한 만곡면(140)에 의해서 형성되어 있는 강모 지지부(130)를 더 포함하고 있다. 브러시롤(120)의 강모 다발 부착면, 다시 말해서, 강모 다발(136)이 장착되거나 고정되는 면을 형성하는 오목한 만곡면(140)을 가짐으로써, 머리카락 감김 감소 효과를 향상시킬 수 있다. 본 명세서에서 머리카락이 강모 다발(136)의 맨 아래 부분에 끼이는 것을 방지할 수 있는 돌출된 가장자리(148)로 도시된, 외측 모퉁이(148)에서 오목한 만곡면(140)이 볼록한 덮개 면(138)과 만난다. 편평한 장착면의 경우에는, 머리카락이 편평한 장착면을 가로질러서 강모 다발의 맨 아래 부분을 향해서 또는 강모 다발의 맨 아래 부분으로 단단히 당겨질 수 있다. 하지만, 홈통 형상의 강모 다발 부착면을 형성하는 오목한 만곡면(140)의 경우에는 돌출된 가장자리(148)들에 다리처럼 걸쳐 있는 머리카락이 강모 다발(136)의 맨 아래 부분으로부터 머리카락을 이격시키는 간격을 만들기 때문에 머리카락이 강모 다발(136)의 맨 아래 부분에 끼이는 것을 방지한다. 이 설명을 위해, 오목한 만곡면이라는 용어는, 중심 회전축(X)을 향해 안쪽으로 만곡되어, 외측 모퉁이(148)로부터 오목하게 들어가 있는 강모 다발 부착면을 형성하는 표면을 지칭한다. 비록 도면에는 오목한 만곡면(140)이 대칭형의 안으로 굽은 형상으로 도시되어 있지만, 불균일하고 비대칭인 안쪽으로 만곡된 오목부도 고려된다. 또한, 예를 들면, 평면형 강모 다발 부착면이나, 중심 회전축(X)을 향해 안쪽으로 오목하게 들어가 있는 V자 형상의 강모 다발 부착면과 같은, 아치형이 아닌 오목부도 고려된다.

도시된 실시형태의 브러시롤(120)은 또한 돌출된 가장자리(148)로부터 같은 거리에 위치되어 있으며, 오목한 만곡면(140)의 중간 지점에서 브러시 봉(122)으로부터 반경방향으로 돌출되어 있는 강모 다발(136)을 가지고 있다.

도 10 및 도 11의 브러시롤(120)도 도 8 및 도 9의 브러시롤(90)과 유사한 방식으로 감긴 머리카락을 절단하기 위해, 가위 또는 다른 휴대용 절단 기구와 같은 부차적인 장치를 수용하도록 설계될 수 있다는 것을 알아야 한다. 하나의 실시형태로서, 리브(106) 및/또는 채널(108)이 브러시 봉(122)에 갖추어질 수 있다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 브러시롤(150)을 나타내고 있다. 브러시롤(150)은 상기한 바와 같이, 도 3의 진공 청소기(10), 또는 다른 진공 청소기 그리고 보조 도구에 사용될 수 있고, 아래에 보다 상세하게 설명되어 있는 것과 같이, 예각으로 다발을 이루고 있는 중심에서 벗어난, 뒤로 젖혀진 강모 다발을 가지고 있다는 점에서 제3 실시형태의 브러시롤(120)과 다르다.

브러시롤(150)은 브러시 봉(152)을 포함하고 있고, 이 브러시 봉(152)은 브러시 봉(152)을 통하여 길이방향으로 뻗어 있는 중심 회전축(X)에 대해 회전할 수 있게 장착되도록 구성되어 있다. 브러시 봉(152)은 브러시 봉(152)의 중심을 통하여 뻗어 있으며 브러시롤(150)의 회전 중심이 되는 중심 회전축(X)을 한정하는 기다란 샤프트(154)에 장착되어 있다. 도시된 브러시롤(150)은 화살표 R로 표시된 방향으로 회전 구동되도록 구성되어 있다. 베어링(156)이 샤프트(154)의 각 단부에 장착되어 있다. 작동시에, 브러시 봉(152)은 베어링(156) 상의 샤프트(154)에 대하여 회전한다. 벨트 결합면(도시되어 있지 않음)이 브러시 봉(152)의 둘레로 뻗을 수 있고, 벨트, 예를 들면 벨트(48)(도 3)와 연결될 수 있다.

브러시 봉(152)은 브러시 봉(152)으로 돌출되어 있는 하나 이상의 강모 지지부(160)를 더 포함하고 있다. 강모(162)가 강모 지지부(160)로부터 돌출해 있으며, 일련의 불연속 다발 또는 연속 스트립으로 설치될 수 있다. 강모(162)는 곧은 형태, 각을 이룬 형태, 나선 형태, 또는 이들의 결합 형태를 포함하여, 다양한 형태로 브러시 봉(152)에 배열될 수 있다.

브러시롤(150)은 머리카락을 감는 덮개 면(164)을 갖춤으로써 작동하는 동안 머리카락 감김을 방지하거나 머리카락 감김량을 크게 줄이도록 설계되어 있다. 덮개 면(164)은 보다 얕은 머리카락 감김 각도를 이루기 위해서 강모(162)에 인접하게 제공되어 있고, 이것의 장점은 제1 실시형태의 브러시롤(60)에 대하여 위에 설명되어 있다.

도시된 실시형태에서는, 2개의 강모 지지부(160) 및 상응하는 2열의 강모 다발(166)이 브러시 봉(152)에 설치되어 있고, 각각의 강모 다발(166)은 복수의 강모(162)를 포함하고 있고, 브러시 봉(152)의 둘레에 대체로 나선형 패턴으로 뻗어 있다. 브러시 봉(152)의 전체 외부 표면은 덮개 면(164)을 함께 형성하는 서로 반대쪽에 배치된 볼록한 만곡면(168)들과 강모 다발(166)이 돌출해 있는 강모 지지부(160)의 장착면을 형성하는 서로 반대쪽에 배치된 오목한 만곡면(170)들을 포함하고 있다.

도 13은 도 12의 XIII-XIII선을 따라서 도시한 브러시롤(150)의 단면도이다. 브러시 봉(152)은 브러시 봉(152)의 길이를 따라서 뻗어 있는 비어 있는 내부(172)를 포함할 수 있다. 상기 샤프트(154)가 비어 있는 내부(172) 안에 수용되어 있다. 강모 다발(166)용 강모 구멍(176)이 오목한 만곡면(170)에 형성될 수 있다.

하나의 비제한적인 예로서, 도 12 및 도 13에 도시된 브러시롤(150)을 생산하기 위해서, 브러시 봉(152)의 외형은 2부분 주형을 이용하여 형성될 수 있고, 브러시 봉(152)의 내부는 언스크루잉 코어를 이용하여 중심부가 제거될 수 있다. 2부분 주형으로 브러시롤(150)을 형성하기 위해서, 강모 지지부(160) 및 덮개 면(164)은 빼기 라인(line of draw)에 있도록 하기 위해 브러시 봉(152)의 길이를 따라서 180도 이하로 뻗을 수 있다. 성형 후에 브러시 봉(152)에 구멍을 뚫음으로써 강모 구멍(176)이 브러시 봉(152)에 형성될 수 있거나, 브러시 봉(152)과 일체로 성형될 수 있다. 강모(162)를 강모 구멍(176)에 밀어넣고 비제한적인 예로서, 스테이플, 쐐기, 또는 앵커와 같은 파스너(도시되어 있지 않음)를 이용하여 강모(162)를 고정시킴으로써 강모 다발(166)이 브러시 봉(152)과 조립될 수 있다. 브러시 봉(152)은 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 또는 스티렌과 같은 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 강모(162)는 정상 작동 동안 청소할 표면과 접촉하게 될 때 강모(162)가 구부러지고 휘어질 수 있게 하는, 예를 들면, 나일론 또는 폴리에스테르와 같은, 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 도 12 및 도 13에 도시된 브러시롤(150)을 생산하기 위해서 다른 제조 방법이 사용될 수도 있다.

상기한 바와 같이, 브러시롤(150)은 머리카락을 감는 덮개 면(164)을 갖춤으로써 작동하는 동안 머리카락 감김을 방지하거나 머리카락 감김량을 크게 줄이도록 설계되어 있다. 예를 들면, 오목한 만곡면(170)은 긴 직경(D1)보다 아래로, 결과적으로 덮개 면(164)보다 아래로 오목하게 들어가 있고, 이러한 구성으로 인해 모든 머리카락을 강모(162)의 끝부분이나 그 근처에 유지시키면서, 오목한 만곡면(170) 상의 강모(162)가 청소할 표면과 접촉할 때 휘어질 수 있게 된다.

도시된 실시형태에서는, 브러시롤(150)이 외측 모퉁이(178)에서 볼록한 덮개 면(168)과 만나는 오목한 만곡면(170)에 의해서 형성되어 있는 강모 지지부(160)를 더 포함하고 있고, 상기 외측 모퉁이(178)는 두 개의 수렴하는 면(168, 170)이 만나는 곳이다. 상기 외측 모퉁이(178)는 본 명세서에서 돌출된 가장자리(178)로 도시되어 있고, 이것의 장점은 제3 실시형태의 브러시롤(120)에 대하여 위에 설명되어 있다. 또 다른 도시된 실시형태에서는, 브러시롤(150)이 오목한 강모 다발 부착면(170), 다시 말해서, 강모 다발(166)이 장착되거나 고정되는 강모 다발 부착면에 대하여, 제3 실시형태의 브러시롤(120)(도 11)에서와 같이 반경 방향으로가 아니라, 예각으로 다발을 이루고 있는 강모 다발(166)을 포함하고 있다. 특히, 강모 다발(166)은 강모 다발(166)의 중심을 통하여 직각으로 뻗어 있는 중심선 축(180)을 한정하며 이 중심선 축에 놓여 있고, 오목한 강모 다발 부착면(170)은 오목한 강모 다발 부착면(170)의 중심을 통하여 직각으로 뻗어 있는 중심선 축(182)을 한정하고, 이 중심선 축들(180, 182)은 브러시 봉(152)의 외측에서 예각(184)으로 교차한다. 이것은 회전 방향(R)으로 각을 이루고 있는 각각의 강모 다발(166)에 대하여 뒤로 젖혀진 또는 기울어진 끝부분 또는 말단부(186)를 제공한다.

게다가, 강모 다발(166)이 오목한 강모 다발 부착면(170)의 중심에서 벗어나 있고, 다시 말해서, 제3 실시형태의 브러시롤(120)(도 11)에서와 같이 오목한 강모 다발 부착면의 중심에 있거나 돌출된 가장자리(148)로부터 동일한 거리에 있는 것이 아니라, 다른 가장자리(178)보다 하나의 가장자리(178)에 더 가깝게 다발을 이루고 있거나, 같은 거리에 있지 않거나, 중심선 축(182)으로부터 벗어나 있다. 중심에서 벗어난, 각을 이룬 강모 다발(166)은 브러시롤(150)을 회전시키는데 필요한 구동 토크를 감소시키고, 이것은 자율 진공 청소기 또는 로봇 진공 청소기를 포함하여, 특정 진공 청소기 실시형태에 유용할 수 있다. 비록 도 12 및 도 13의 강모 다발(166)은 중심선 축(182)으로 벗어나 있고, 또한 오목한 강모 다발 부착면에 대하여 기울어져 있는 것으로 도시되어 있지만, 다른 구성도 고려된다. 예를 들면, 강모 다발(166)이 중심에서 벗어나 있지만, 기울어져 있는 않은, 다시 말해서, 중심선 축(182)과 평행하게 배향된 구성으로 될 수 있다. 대체 실시형태로서, 강모 다발(166)이 중심선 축(182)에 다발을 이루고 있지만, 다시 말해서, 중심에서 벗어나 있지 않지만, 도 10 및 도 11에서와 같이 중심선 축에 대하여 반경방향으로 뻗어 있는 것이 아니라 중심선 축에 대하여 각을 이룬 구성으로 될 수 있다.

도 12 및 도 13의 브러시롤(150) 또한 도 8 및 도 9의 브러시롤(90)과 유사한 방식으로 감긴 머리카락을 절단하기 위해, 가위 또는 다른 휴대용 절단 기구와 같은 부차적인 장치를 수용하도록 설계될 수 있다는 것을 알아야 한다. 하나의 실시형태로서, 리브(106) 및/또는 채널(108)이 브러시 봉(152)에 갖추어질 수 있다.

브러시롤(60, 90, 120, 150)은 본 명세서에서 모터에 의해서 회전가능하게 구동되는 것으로 기술되어 있지만, 브러시롤(60, 90, 120, 150)은, 비제한적인 예로서, 터빈 팬(turbine fan) 또는 기계식 기어열과 같은 다른 수단에 의해서 구동될 수 있다고 생각된다.

본 명세서에 개시된 진공 청소기(10)와 다양한 브러시롤(60, 90, 120, 150)은 머리카락 감김 문제를 처리하는 개량된 브러시롤 설계를 제공한다. 본 발명의 실시형태는 머리카락 감김 각도(A2)가 휨 각도(A1)보다 작거나 같은(다시 말해서, A2≤A1) 브러시롤 설계를 포함한다. 이러한 브러시롤은, 머리카락을 브러시롤에 단단히 감는 것이 아니라, 진공 청소기의 흡입력에 의해 브러시롤에서 청소할 표면으로 떨어져 나가지 않은 머리카락을 풀어준다. 이러한 브러시롤은 작동하는 동안 머리카락 감김을 방지하거나 머리카락 감김량을 크게 줄이는 기회를 제공한다. 본 발명의 다른 실시형태는 머리카락을 브러시롤에서 쉽게 잘라낼 수 있는 브러시롤 설계를 포함한다.

본 발명의 여러 실시형태가 본 발명의 일부 특정 실시형태에 관하여 구체적으로 기술되어 있지만, 이것은 단지 하나의 예시이며 제한은 아니라는 것을 알아야 한다. 첨부된 청구범위에 한정되어 있는 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않고 상기 개시내용과 도면의 범위 내에서 합당한 변형과 수정이 가능하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 여러 실시형태에 관한 특정 치수와 다른 물리적인 특징은, 청구범위에서 다르게 명시적으로 기재되어 있지 않으면, 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다.

Claims

진공 청소기(10)로서,
교반기 챔버(38) 및 상기 교반기 챔버(38)와 유체 연통되어 있는 흡입 노즐 개구(42)를 포함하는 베이스(14);
상기 베이스(14)에 회전가능하게 장착되어 있으며 사이클론 분리기(20)를 포함하는 사이클론식 수거 시스템(18)을 지지하는 주 지지부(16)를 포함하는 직립 몸체(12);
상기 사이클론식 수거 시스템(18)과 유체 연통되어 있는 흡입원(36); 그리고
상기 중심 회전축(X)에 대하여 회전운동할 수 있게 상기 교반기 챔버(38) 내에 위치된 브러시롤(60, 90, 120, 150);
을 포함하고 있고,
상기 브러시롤(60, 90, 120, 150)이
장착면(78)을 한정하는 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160); 및
상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160) 사이에 뻗어 있는 서로 반대쪽에 배치된 볼록한 만곡면(86, 138, 168)을 포함하는 덮개 면(74, 134, 138, 164, 168);
을 포함하는, 상기 중심 회전축(X)에 대하여 회전할 수 있게 장착되도록 구성된 브러시 봉(62, 92, 122, 152); 및
상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160)의 각각에 고정되어 있으며 상기 장착면(78) 중의 하나로부터 돌출되어 있는 복수의 강모 다발(76, 110, 136, 166);
을 포함하고 있고,
상기 중심 회전축(X)은 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)을 통하여 길이방향으로 뻗어 있고:
상기 장착면(78)이 외측 모퉁이(88, 148, 178)에서 볼록한 만곡면(86, 138, 168)과 만나는
것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제1항에 있어서, 상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160)가 상기 중심 회전축(X)에 대하여 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)의 둘레로 나선형으로 뻗어 있고 복수의 강모 다발(76, 110, 136, 166)이 각각의 강모 지지부(70, 102, 130, 160)에 고정되어 있으며 상기 장착면(78)에 나선형으로 뻗은 열로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제1항에 있어서, 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)의 외부 표면이 상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160)와 상기 서로 반대쪽에 배치된 볼록한 만곡면(86, 138, 168)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제1항에 있어서, 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)이 제1 대칭축 및 상기 제1 대칭축과 직교하는 제2 대칭축을 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제1항에 있어서, 상기 장착면(78)이 상기 중심 회전축(X)을 향해 안쪽으로 상기 덮개 면(74, 134, 138, 164, 168) 아래로 오목하게 들어가 있는 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제5항에 있어서, 상기 장착면(78)이 상기 외측 모퉁이(148, 178)들 사이에 뻗어 있는 오목한 만곡면(140, 170)을 포함하고, 상기 강모 다발(136, 166)이 상기 외측 모퉁이(148, 178)들 사이에서 상기 오목한 만곡면(140, 170)으로부터 돌출해 있는 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제6항에 있어서, 각각의 강모 다발(166)이 상기 외측 모퉁이(178)로부터 동일한 거리에 있지 않도록 상기 강모 다발(166)이 상기 오목한 만곡면(170)에서 중심으로부터 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제6항에 있어서, 상기 복수의 강모 다발(166)의 각각이 상기 강모 다발(166)의 중심을 통하여 직각으로 뻗어 있는 중심선 축(180)상에 있고, 상기 오목한 만곡면(170)의 각각이 상기 오목한 만곡면(170)의 중심을 통하여 직각으로 뻗어 있는 중심선 축(182)을 한정하고, 한 개의 강모 다발(166)의 상기 중심선 축(180)과, 관련된 오목한 만곡면(170)의 상기 중심선 축(182)이 상기 브러시 봉(152)의 외측에서 예각(184)으로 교차하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제8항에 있어서, 각각의 강모 다발(166)이 상기 외측 모퉁이(178)로부터 동일한 거리에 있지 않도록 상기 강모 다발(166)이 상기 오목한 만곡면(170)에서 중심으로부터 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
제1항에 있어서, 상기 진공 청소기(10)가 직립형 진공 청소기, 캐니스터형 진공 청소기, 스틱형 진공 청소기, 자율 진공 청소기, 또는 휴대용 진공 청소기 중의 하나인 것을 특징으로 하는 진공 청소기(10).
진공 청소기(10)용 브러시롤(60, 90, 120, 150)로서,
장착면(78)을 한정하는 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160); 및
상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160) 사이에 뻗어 있는 서로 반대쪽에 배치된 볼록한 만곡면(86, 138, 168)을 포함하는 덮개 면(74, 134, 138, 164, 168);
을 포함하는, 중심 회전축(X)에 대하여 회전할 수 있게 장착되도록 구성된 브러시 봉(62, 92, 122, 152); 그리고
상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160)의 각각에 고정되어 있으며 상기 장착면(78) 중의 하나로부터 돌출되어 있는 복수의 강모 다발(76, 110, 136, 166);
을 포함하고 있고,
상기 중심 회전축(X)은 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)을 통하여 길이방향으로 뻗어 있고:
상기 장착면(78)이 외측 모퉁이(88, 148, 178)에서 볼록한 만곡면(86, 138, 168)과 만나는
것을 특징으로 하는 브러시롤(60, 90, 120, 150).
제11항에 있어서, 상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160)가 상기 중심 회전축(X)에 대하여 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)의 둘레로 나선형으로 뻗어 있고 복수의 강모 다발(76, 110, 136, 166)이 각각의 강모 지지부(70, 102, 130, 160)에 고정되어 있으며 상기 장착면(78)에 나선형으로 뻗은 열로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시롤(60, 90, 120, 150).
제11항에 있어서, 상기 복수의 강모 다발(76, 110, 136, 166)이 곧은 형태, 각을 이룬 형태, 또는 나선 형태 중의 한 형태로 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 브러시롤(60, 90, 120, 150).
제11항에 있어서, 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)의 외부 표면이 상기 서로 반대쪽에 배치된 강모 지지부(70, 102, 130, 160)와 상기 서로 반대쪽에 배치된 볼록한 만곡면(86, 138, 168)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 브러시롤(60, 90, 120, 150).
제11항에 있어서, 상기 브러시 봉(62, 92, 122, 152)이 제1 대칭축 및 상기 제1 대칭축과 직교하는 제2 대칭축을 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시롤(60, 90, 120, 150).
제11항에 있어서, 상기 장착면(78)이 상기 중심 회전축(X)을 향해 안쪽으로 상기 덮개 면(74, 134, 138, 164, 168) 아래로 오목하게 들어가 있는 것을 특징으로 하는 브러시롤(60, 90, 120, 150).
제16항에 있어서, 상기 장착면(78)이 상기 외측 모퉁이(148, 178)들 사이에 뻗어 있는 오목한 만곡면(140, 170)을 포함하고, 상기 강모 다발(136, 166)이 상기 외측 모퉁이(148, 178)들 사이에서 상기 오목한 만곡면(140, 170)으로부터 돌출해 있는 것을 특징으로 하는 브러시롤(120, 150).
제17항에 있어서, 각각의 강모 다발(166)이 상기 외측 모퉁이(178)로부터 동일한 거리에 있지 않도록 상기 강모 다발(166)이 상기 오목한 만곡면(170)에서 중심으로부터 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 브러시롤(150).
제17항에 있어서, 상기 복수의 강모 다발(166)의 각각이 상기 강모 다발(166)의 중심을 통하여 직각으로 뻗어 있는 중심선 축(180)상에 있고, 상기 오목한 만곡면(170)의 각각이 상기 오목한 만곡면(170)의 중심을 통하여 직각으로 뻗어 있는 중심선 축(182)을 한정하고, 한 개의 강모 다발(166)의 상기 중심선 축(180)과, 관련된 오목한 만곡면(170)의 상기 중심선 축(182)이 상기 브러시 봉(152)의 외측에서 예각(184)으로 교차하는 것을 특징으로 하는 브러시롤(150).
제19항에 있어서, 각각의 강모 다발(166)이 상기 외측 모퉁이(178)로부터 동일한 거리에 있지 않도록 상기 강모 다발(166)이 상기 오목한 만곡면(170)에서 중심으로부터 벗어나 있는 것을 특징으로 하는 브러시롤(150).