KR20220073810A

KR20220073810A - 진공 청소 기기용 청소기 헤드

Info

Publication number: KR20220073810A
Application number: KR1020227014664A
Authority: KR
Inventors: 아론 이 하우 테오; 스테판 코흐; 로버트 마이클 콕스; 스튜어트 로이드 겐
Original assignee: 다이슨 테크놀러지 리미티드
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2020-10-02
Publication date: 2022-06-03
Also published as: JP2022506021A; JP7150168B2; CN114513979A; WO2021064420A1; EP4037534A1; US20230346179A1

Abstract

진공 청소 기기용 청소기 헤드는 흡입 챔버를 정의하는 하우징을 포함한다. 흡입 챔버는 공기가 흡입 챔버로 들어가는 흡입 유입구, 및 공기가 흡입 챔버를 나가는 흡입 포트를 갖는다. 청소기 헤드는 청소기 헤드를 지지하기 위한 복수의 캐스터들을 포함한다. 각각의 캐스터는 흡입 유입구에 수직인 제 1 축을 중심으로 하우징에 대해 회전가능하다. 또한, 각각의 캐스터는 제 1 축에 수직인 제 2 축을 중심으로 하우징에 대해 회전가능하다.

Description

진공 청소 기기용 청소기 헤드

본 발명은 진공 청소 기기용 청소기 헤드에 관한 것이다.

진공 청소기는 통상적으로 쓰레기 및 먼지 분리 장치를 포함하는 본체, 본체에 연결되고 흡입 유입구를 갖는 청소기 헤드, 및 흡입 유입구와 청소기 헤드를 통해 본체로 먼지-함유 공기를 끌어들이는 모터-구동 팬 유닛(motor-driven fan unit)을 포함한다. 흡입 유입구는 청소될 바닥 표면을 마주하도록 아래쪽으로 향하게 된다. 먼지-함유 공기는 공기가 대기로 배출되기 전에 공기로부터 쓰레기 및 먼지가 분리될 수 있도록 분리 장치로 이송된다. 분리 장치는 필터, 필터백(filter bag) 및 사이클론 구성부(cyclonic arrangement) 중 1 이상을 포함할 수 있다.

일반적으로 브러시바(brush bar) 형태의 피동 교반기가 청소기 헤드의 흡입 챔버(suction chamber) 내에 회전가능하게 장착될 수 있다. 브러시바는, 통상적으로 코어로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되는 강모들을 갖는 세장형 원통 코어를 포함한다. 흡입 유입구는 청소기 헤드의 베이스에 위치된 솔 플레이트(sole plate)에 의해 정의되는 어퍼처(aperture), 일반적으로 기다란 직사각형 어퍼처의 형태일 수 있다. 브러시바는 강모들이 흡입 유입구를 통해 약간 돌출되도록 흡입 챔버 내에 장착될 수 있다.

브러시바는 주로 진공 청소기가 카펫 표면을 청소하는 데 사용될 때 활성화된다. 브러시바의 회전은 진공 청소기의 본체로부터 나오는 파워서플라이에 의해 동력이 공급되는 전기 모터에 의해, 또는 청소기 헤드를 통과하거나 내부로 지나는 기류에 의해 구동되는 터빈에 의해 구동될 수 있다. 브러시바는 구동 벨트를 통해 모터에 의해 구동되거나, 모터에 의해 직접 구동되어, 흡입 챔버 내에서 회전할 수 있다. 브러시바의 회전은 강모들이 카펫의 표면을 따라 쓸게 하여, 카펫의 섬유 및 카펫의 표면 및/또는 카펫의 섬유들 사이에 위치된 여하한의 먼지 또는 다른 쓰레기를 교반하고, 상당한 양의 에너지가 먼지에 전달되게 한다. 강모들이 흡입 유입구의 전방 에지로부터 후방 에지를 향해 이동하는 방향으로 회전하는 브러시바를 이용하면, 회전하는 강모들이 먼지를 뒤로 쓸어내고 흡입 유입구를 통해 흡입 챔버로 들어가게 한다. 공기의 흡입은 솔 플레이트 아래 및 브러시바 주위로 공기가 흐르게 하여, 카펫의 표면으로부터 먼지 및 쓰레기를 들어올린 후, 이를 흡입 유입구로부터 청소기 헤드를 통해 분리 장치를 향해 운반하도록 돕는다.

한 쌍의 상반회전(contra-rotating) 브러시바들을 포함하는 청소기 헤드를 제공하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, WO 2018/127680이 청소기 헤드의 전방에 위치된 전방 브러시바 및 청소기 헤드의 후방에 위치된 후방 브러시바를 포함하는 청소기 헤드를 설명한다. 브러시바들은 반대 각방향들로 회전하여 전방 브러시바의 강모들이 바닥 표면에 걸쳐 뒤로 쓸게 되고, 후방 브러시바의 강모들이 바닥 표면에 걸쳐 앞으로 쓸게 되도록 한다. 브러시바들 사이에 흡입 챔버가 위치되며, 흡입 챔버의 최상부 중앙에 흡입 포트(suction port)가 위치된다.

사용 시, 이러한 청소기 헤드가 바닥 표면 위에서 앞으로 이동될 때, 청소기 헤드를 향해 끌려오는 공기 내에 혼입되게 된 쌀이나 Cheerios®와 같은 큰 잔해(debris)는 브러시바의 바닥 표면과의 접촉으로 인해 그 아래를 통과할 수 없고, 이에 따라 전방 브러시바의 단부들 주위에서 흡입 챔버로 들어간다. 거기에서, 큰 잔해는 전방 교반기의 양 단부에서 흡입 포트를 향해 흡입 챔버를 따라 지나간다. 청소기 헤드의 움직임이 역전될 때, 이러한 잔해는 후방 교반기의 단부들 주위에서 흡입 챔버로 들어가고, 후방 교반기의 양 단부에서 흡입 포트를 향해 흡입 챔버를 따라 지나간다.

제 1 실시형태에서, 본 발명은 진공 청소 기기용 청소기 헤드를 제공하며, 청소기 헤드는:

흡입 챔버를 정의하는 하우징 -흡입 챔버는 흡입 유입구를 가짐- ;

제 1 회전 방향으로 하우징에 대해 회전하도록 지지되는 전방 교반기;

제 1 회전 방향과 반대인 제 2 회전 방향으로 하우징에 대해 회전하도록 지지되는 후방 교반기; 및

청소기 헤드를 지지하기 위한 복수의 휠(wheel)들 -각각의 휠은 흡입 유입구에 수직인 제 1 축을 중심으로 하우징에 대해 회전가능함- 을 포함한다.

각각의 교반기는 바람직하게는 길이방향 축을 중심으로 회전하는 브러시바를 포함한다. 전방 교반기는 제 1 회전 방향으로 회전하여 먼지 및 잔해를 흡입 챔버를 향해 뒤로 쓸어내고, 후방 교반기는 제 2 회전 방향으로 회전하여 먼지 및 잔해를 흡입 챔버를 향해 앞으로 쓸어낸다. 교반기들은 바람직하게는 교반기들에 의해 생성되는 견인력이 동일하고 반대이도록 동일한 각속도로 회전한다. 교반기들은 바람직하게는 원통 형상이다. 교반기들은 바람직하게는 그 길이방향 축들이 평행하도록 배치되고, 바람직하게는 청소기 헤드가 바닥 표면에 위치될 때 수평이다. 하우징은 바람직하게는 청소기 헤드의 전방에서 제 1 교반기를 노출시키는 전방 개구부(front opening) 및 청소기 헤드의 후방에서 제 2 교반기를 노출시키는 후방 개구부(rear opening)를 정의한다. 복수의 휠들은 청소기 헤드를 지지하여, 청소기 헤드가 표면에 걸쳐 이동되는 방향의 변화를 허용한다. 각각의 휠은 흡입 유입구에 수직인 제 1 축을 중심으로 하우징에 대해 회전하도록 배치된다. 각각의 휠은 제 1 축에 평행한 제 2 축을 중심으로 하우징에 대해 더 회전가능할 수 있다.

사용 시, 공기가 적어도 하나의 흡입 유입구를 통해 흡입 챔버로 들어가고, 흡입 포트를 통해 흡입 챔버를 나간다. 흡입 챔버는 바람직하게는 중앙 흡입 포트, 즉 전방 교반기와 후방 교반기 사이의 중간 및 흡입 챔버의 측면 에지들 사이의 중간에 위치되는 포트를 포함한다. 청소기 헤드는 흡입 챔버 내에, 및 이에 따라 교반기들 사이에 위치되는 배플(baffle)을 포함한다. 배플은 바람직하게는 흡입 포트 아래에 위치되며, 바람직하게는 배플이 청소기 헤드의 사용 동안 흡입 포트 아래에 수직으로 위치된다.

배플은 바람직하게는 흡입 챔버를 가로질러, 바람직하게는 길이방향으로 흡입 챔버를 가로질러 연장되는 배플 플레이트 상에 배치되고, 더 바람직하게는 이와 통합된다(길이 방향은 교반기들의 길이방향 축에 평행하게 연장됨). 배플 플레이트는 바람직하게는 흡입 챔버의 저부에 위치되어, 바람직하게는 배플 플레이트의 하부면이 교반기들의 최하부 부분들과 실질적으로 동일 평면에 있도록 한다. 배플 플레이트는 바람직하게는 교반기들 각각으로부터 이격된다. 따라서, 배플 플레이트는 바람직하게는 전방 교반기와 배플 플레이트 사이에 위치되는 전방 흡입 유입구, 및 후방 교반기와 배플 플레이트 사이에 위치되는 후방 흡입 유입구를 적어도 부분적으로 정의한다. 전방 및 후방 흡입 유입구들은 아래쪽을 향하고, 동일 평면에 있으며, 바람직하게는 동일한 형상 및 동일한 크기를 갖는다.

배플 플레이트는 바람직하게는 청소기 헤드에 탈착가능하게 연결된다. 배플 플레이트는 바람직하게는 제조 및 흡입 포트에서 발생하는 여하한의 폐색에 대한 신속한 유지보수를 용이하게 하기 위해, 바람직하게 사용자 접근가능한 스냅핏(snap-fit) 연결 또는 캐치 메카니즘에 의해 청소기 헤드의 하우징에 직접 연결된다.

배플 플레이트는 전방 교반기에 인접하여 위치되는 전방 에지 및 후방 교반기에 인접하여 위치되는 후방 에지를 갖는다. 청소기 헤드가 바닥 표면에 걸쳐 앞으로 이동될 때, 청소기 헤드의 전방을 향해 끌려오는 공기 내에 혼입되게 된 큰 잔해는 배플 플레이트의 전방 에지를 따라 흡입 포트를 향해 안내된다. 청소기 헤드가 바닥 표면에 걸쳐 뒤로 이동될 때, 청소기 헤드를 향해 끌려오는 공기 내에 혼입되게 된 큰 잔해는 배플 플레이트의 후방 에지를 따라 흡입 포트를 향해 안내된다. 이는 흡입 포트를 향해 직접 혼입된 잔해의 이동을 촉진하여, 청소기 헤드의 성능을 개선한다. 배플 플레이트의 전방 에지 및 후방 에지는 바람직하게는 중앙에서 (길이에 수직으로 측정되는) 배플 플레이트의 폭이 두 단부들에서의 배플 플레이트의 폭보다 작도록 흡입 포트를 향해 안쪽으로 좁아진다.

앞서 언급된 바와 같이, 배플 플레이트는 사용 동안 흡입 포트를 향해 공기를 안내하는 배플을 포함한다. 배플은 바람직하게는 청소기 헤드의 사용 동안 흡입 포트 아래에 수직으로 위치된다. 배플은 바람직하게는 흡입 포트를 향해 연장되고, 바람직하게는 흡입 포트를 향해 좁아져, 기류가 흡입 포트를 향해 90 ° 회전하도록 안내한다. 배플은 구부러질 수 있거나, 원뿔 형상일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 배플은 실질적으로 피라미드 형상이고, 배플의 각 면은 흡입 포트를 향해 각각의 기류를 안내하도록 배치된다. 사용 동안, 공기는 교반기들의 단부들에서 청소기 헤드로 들어가고, 반대 방향들로 흡입 포트를 향해 이동하는 경향이 있다. 배플이 없는 경우, 반대 기류들이 흡입 챔버 내에서 충돌하여 흡입 챔버 바로 아래에 낮은 기류 속도와 높은 난류의 "데드존(dead zone)"을 생성할 위험이 있다. 이러한 데드존 내에서는, 데드존 내에 갇히게 되는 여하한의 잔해를 비우기 위한 기류 속도가 불충분할 수 있으며, 그 결과 잔해가 바닥 표면에 정체되어 바닥 표면에 잔해의 축적을 남길 것이다. 배플의 존재는 흡입 챔버 내의 공기를 흡입 포트를 향해 위로 회전하도록 안내함으로써 이러한 데드존의 형성을 억제하여, 흡입 챔버 내의 반대 기류들의 부드러운 합체 및 흡입 포트를 향한 혼입된 잔해의 이동을 촉진한다.

청소기 헤드는 사용 동안 전방 교반기의 단부들로부터 흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하기 위해 하우징에 부착되는 전방 가이드 부재들, 및 사용 동안 후방 교반기의 단부들로부터 흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하기 위해 하우징에 부착되는 후방 가이드 부재들을 포함할 수 있다. 하지만, 이러한 가이드 부재들은 청소기 헤드의 성능에 영향을 주지 않고 생략될 수 있다.

흡입 챔버를 향해 잔해, 특히 쌀 및 Cheerios® -전적인 것은 아님- 와 같은 큰 잔해를 안내하기 위한 가이드 부재들의 사용이 교반기들의 단부들로부터 흡입 챔버를 향해 안쪽으로 연장되는 경로들의 폐색 위험을 감소시킬 수 있음을 발견하였다. 이러한 경로들의 여하한의 폐색은 더 큰 잔해가 흡입 챔버로 지나가는 것을 막을 수 있으며, 그 결과 기기가 꺼지는 경우에 잔해가 바닥 표면에 남는다.

전방 및 후방 가이드 부재들은 바람직하게는 교반기들 사이에 위치된다. 전방 가이드 부재들 각각은 바람직하게는 전방 교반기의 각 단부에 인접하여 위치된다. 전방 가이드 부재들 각각은 바람직하게는 전방 교반기 바로 뒤에 위치된다. 청소기 헤드가 바닥 표면에 걸쳐 정방향으로 이동됨에 따라, 전방 가이드 부재들 각각은 바람직하게는, 적어도 부분적으로 전방 교반기와 함께, 혼입된 잔해가 전방 흡입 유입구를 향해(및 이에 따라 흡입 챔버를 향해) 안내되는 각각의 전방 채널을 정의한다.

유사하게, 후방 가이드 부재들 각각은 바람직하게는 후방 교반기의 각 단부에 인접하여 위치된다. 후방 가이드 부재들 각각은 바람직하게는 후방 교반기 바로 앞에 위치된다. 청소기 헤드가 바닥 표면에 걸쳐 역방향으로 이동됨에 따라, 후방 가이드 부재들 각각은 바람직하게는, 적어도 부분적으로 후방 교반기와 함께, 혼입된 잔해가 후방 흡입 유입구를 향해(및 이에 따라 흡입 챔버를 향해) 안내되는 각각의 후방 채널을 정의한다.

전방 및 후방 가이드 부재들은 바람직하게는 단단한 바닥 표면 또는 카펫 표면과 같은 표면에 걸친 청소기 헤드의 이동 방향의 변화에 반응하여 하우징에 대해 회전하도록 배치된다. 청소기 헤드는 바람직하게는 사용자에 의해 청소기 헤드가 조종되고 있는 표면과 맞물리는 복수의 휠들을 포함한다. 청소기 헤드는 바람직하게는 한 쌍의 전방 휠들 및 한 쌍의 후방 휠들을 포함한다. 휠들은 바람직하게는 교반기들 사이에 위치된다. 각각의 휠은 바람직하게는 캐스터 형태이지만, 휠은 볼 또는 다른 롤링 부재의 형태일 수 있다. 각각의 휠은 바람직하게는 흡입 유입구에 수직인 제 1 축을 중심으로 하우징에 대해 회전하도록 배치되어, 청소기 헤드가 표면에 걸쳐 이동되는 방향의 변화를 허용한다. 휠들 각각은 바람직하게는 제 1 축을 중심으로 자유롭게, 및 이에 따라 대략 360 °의 각도로 회전하도록 배치된다. 이는 청소기 헤드로 하여금, 예를 들어 사용자에 의해 선택되는 여하한의 방향으로 바닥 표면에 걸쳐 조종되게 한다. 예를 들어, 사용자는 청소기 헤드를 앞뒤로, 좌우로, 및/또는 곡선 방향으로 움직일 수 있다. 또한, 각각의 휠은 바람직하게는 제 1 축에 수직인 제 2 축을 중심으로 가이드 부재에 대해 회전하도록 배치된다.

전방 가이드 부재들 및 후방 가이드 부재들 각각은 바람직하게는 각각의 휠과 함께, 가장 바람직하게는 제 1 축을 중심으로 회전하도록 배치된다. 이는 가이드 부재로 하여금 혼입된 잔해를 흡입 챔버를 향해 최적으로 안내하게 할 수 있다. 청소기 헤드가 앞으로 이동됨에 따라, 전방 가이드 부재들은 전방 휠들과 회전하여 흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하는 전방 채널들을 정의하고, 청소기 헤드가 뒤로 이동됨에 따라, 후방 가이드 부재들은 후방 휠들과 회전하여 흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하는 후방 채널들을 정의한다.

전방 및 후방 가이드 부재들 각각은 바람직하게는 흡입 챔버를 향해 혼입된 잔해를 안내하기 위한 가이드 표면을 포함한다. 가이드 표면은 바람직하게는 흡입 유입구에 직교하여, 및 이에 따라 휠이 가이드 부재에 대해 회전하는 제 2 축에 직교하여 배치된다.

앞서 언급된 바와 같이, 휠은 바람직하게는 캐스터 형태이고, 이는 바람직하게는 제 1 축을 중심으로 하우징에 대해 회전가능한 지지체에 장착된다. 캐스터 휠은 지지체에 스냅핏 연결되는 액슬에 장착되어 휠이 제 2 축을 중심으로 지지체에 대해 회전하게 한다. 캐스터 휠을 위한 지지체는 편리하게는 흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하기 위한 가이드 부재를 정의할 수 있는 한편, 지지체의 외표면은 (잔해와 가이드 표면 사이의 충돌을 통해) 흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하기 위한 가이드 표면을 정의할 수 있다. 가이드 표면은 바람직하게는 잔해가 가이드 표면으로부터 되튈 때 흡입 챔버를 향해 이동하도록 가이드 표면 상의 잔해의 입사각이 이루어지는 형상이다. 가이드 표면은 바람직하게는 볼록한 형상을 갖는다. 예를 들어, 가이드 표면은 다각형 또는 구부러진 형상 중 하나를 가질 수 있다. 구부러진 형상은 대칭 또는 비대칭일 수 있다. 다각형 형상은 규칙적이거나 불규칙할 수 있다.

흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하는 가이드 부재를 제공하기 위해 캐스터 휠을 위한 지지체를 사용하는 것에 대한 대안예로서, 가이드 부재는 적어도 부분적으로 지지체 주위에서 연장될 수 있다. 가이드 부재는 지지체에 장착될 수 있다. 대안적으로, 가이드 부재 및 지지체는 하우징에 대해 회전가능한 공통 베이스 또는 다른 청소기 헤드 구성요소에 장착될 수 있다. 이는 가이드 부재가 캐스터 휠을 위한 지지체와 상이한 재료로부터 형성될 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 지지체는 비교적 강성인 재료, 예를 들어 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 재료로부터 형성될 수 있는 한편, 가이드 부재는 비교적 유연한 재료, 예를 들어 TPU와 같은 폴리우레탄으로부터 형성될 수 있다. 휠을 위한 지지체와 별도의 구성요소로서 가이드 부재를 제공하는 것은 가이드 부재가 형성되는 형상 및/또는 재료의 선택을 통해, 충돌하는 잔해가 가이드 부재로부터 멀리 이동하는 방향 및/또는 속도를 더 높은 수준으로 제어가능하게 할 수 있다.

전방 및/또는 후방 가이드 부재들은 흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하기 위해 다른 타입들의 청소기 헤드에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 패시브 청소기 헤드, 즉 바닥 표면으로부터 잔해를 교반하는 여하한의 움직이는 교반기들을 포함하지 않는 청소기 헤드가 흡입 챔버를 향해 잔해를 안내하기 위한 가이드 부재들 및 휠들의 구성을 포함할 수 있다. 휠들은 청소기 헤드의 흡입 유입구를 정의하는 솔 플레이트에 장착될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 전방 휠들은 청소기 헤드의 전방 에지에 인접하여 위치될 수 있고, 한 쌍의 후방 휠들은 청소기 헤드의 후방 에지에 인접하여 위치될 수 있다. 각각의 휠은 청소기 헤드의 전방 코너에 인접하여 위치될 수 있고, 각각의 휠은 흡입 유입구를 향해 잔해를 안내하기 위해 하우징에 대해 휠과 함께 회전하는 가이드 부재와 연계된다. 또 다른 예시로서, 청소기 헤드는 청소기 헤드의 전방을 향해 위치될 수 있는 단일 교반기 또는 브러시바를 포함할 수 있고, 전방 및 후방 휠들 및 이에 따른 전방 및 후방 가이드 부재들이 교반기의 후방에 위치된다.

제 2 실시형태에서, 본 발명은 진공 청소 기기용 청소기 헤드를 제공하며, 청소기 헤드는:

청소기 헤드를 지지하기 위해 교반기들 사이에 위치되는 복수의 휠들을 포함한다.

복수의 휠들은 청소기 헤드를 지지하여, 청소기 헤드가 표면에 걸쳐 이동되는 방향의 변화를 허용한다. 각각의 휠은 흡입 유입구에 수직인 제 1 축을 중심으로 하우징에 대해 회전하도록 배치된다. 각각의 휠은 제 1 축에 평행한 제 2 축을 중심으로 하우징에 대해 더 회전가능할 수 있다. 휠들은 그에 대한 회전을 위해 청소기 헤드의 하우징에 직접 장착될 수 있다. 대안적으로, 휠들은 하우징에 연결되는 1 이상의 카트리지에 회전가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 청소기 헤드는 흡입 유입구의 한 측에 위치되는 제 1 카트리지, 및 흡입 유입구의 다른 측에 위치되는 제 2 카트리지를 포함할 수 있다. 각각의 카트리지는 전방 휠들 중 각 하나 및 후방 휠들 중 각 하나를 포함할 수 있다.

청소기 헤드가 전방 교반기 및 후방 교반기를 둘 다 포함하는 일 실시예에서, 각각의 카트리지는 바람직하게는 전방 가이드 부재들 및 후방 가이드 부재들 각각의 각 하나를 포함한다. 각각의 카트리지는 바람직하게는 전방 교반기와 후방 교반기 사이에 위치되고, 바람직하게는 흡입 챔버의 각 측면에 위치된다. 각각의 카트리지는 바람직하게는 복수의 어퍼처들을 포함하고, 각각은 교반기들 중 각 하나에 인접하여 위치되며, 이를 통해 흡입 챔버를 향해 잔해가 안내되는 채널들 중 각 하나에 혼입된 잔해가 들어간다.

청소기가 단일 교반기를 포함하는 경우, 각각의 카트리지는 또한 바람직하게는 한 쌍의 휠들 및 휠들 중 각 하나와 함께 카트리지에 대해 각각 회전가능한 한 쌍의 가이드 부재들을 포함한다. 각각의 카트리지는 바람직하게는 교반기의 뒤에 위치되고, 바람직하게는 흡입 챔버의 각 측면에 배치된다.

각각의 카트리지는 바람직하게는 그 카트리지의 휠들의 제 1 축들이 흡입 유입구에 직교인 평면에 위치되도록 배치된다. 청소기 헤드가 흡입 유입구에 평행한 방향으로 연장되는 축을 중심으로 회전하는 교반기를 포함하는 경우, 이 평면은 바람직하게는 교반기의 회전 축에 직교이다.

본 발명의 제 1 실시형태와 관련하여 앞서 설명된 특징들은 본 발명의 제 2 실시형태에 동등하게 적용가능하며, 그 반대도 마찬가지이다. "수평", "수직", "전방" 및 "후방"이라는 용어들은 본 출원의 맥락에서, 정상 사용 시 청소기 헤드의 구성요소들의 상대적인 방위(orientation)들 또는 위치들을 지칭하기 위해 사용된다.

이제 첨부된 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 바람직한 특징들을 설명할 것이다:
도 1은 청소기 헤드의 사시도;
도 2는 청소기 헤드의 아래에서 본 사시도;
도 3은 청소기 헤드의 정면도;
도 4는 청소기 헤드의 배면도;
도 5는 청소기 헤드의 평면도;
도 6은 청소기 헤드의 하우징에 대해 제 1 방위로 청소기 헤드의 캐스터들이 있는 청소기 헤드의 저면도;
도 7은 도 6의 라인 A-A를 따라 취해진 청소기 헤드의 부분의 단면도;
도 8은 도 6의 라인 B-B를 따라 취해진 청소기 헤드의 부분의 단면도;
도 9는 도 6의 라인 C-C를 따라 취해진 청소기 헤드의 부분의 단면도;
도 10(a)는 청소기 헤드의 하우징의 정면도, 및 도 10(b)는 하우징의 저면도;
도 11(a)는 도 10(b)의 라인 D-D를 따라 취해진 하우징의 단면도, 및 도 11(b)는 도 10(b)의 라인 E-E를 따라 취해진 하우징의 단면도;
도 12(a)는 하우징의 배플 플레이트의 평면도, 도 12(b)는 배플 플레이트의 측면도, 및 도 12(c)는 배플 플레이트의 저면도;
도 13은 청소기 헤드의 캐스터 카트리지의 위에서 본 사시도;
도 14는 캐스터 카트리지의 아래에서 본 사시도; 및
도 15는 하우징에 대해 제 2 방위로 청소기 헤드의 캐스터들이 있는 청소기 헤드의 또 다른 저면도이다.

도 1 내지 도 15는 진공 청소 기기용 청소기 헤드(10)의 일 예시를 나타낸다. 청소기 헤드(10)는 하우징(12), 이에 대한 회전을 위해 하우징(12)에 각각 장착되는 전방 교반기(14) 및 후방 교반기(16), 및 하우징(12)에 연결되는 넥(neck: 18)을 포함한다.

각각의 교반기(14, 16)는 강모들, 플리커 스트립들(flicker strips) 또는 표면을 교반하기 위한 다른 수단(22)이 부착되는 세장형 몸체(20)를 포함하는 브러시바의 형태이다. 본 실시예에서, 세장형 몸체(20)는 합성 섬유의 플러시(24)로 덮여 있다. 하우징(12)은 전방 교반기(14)의 전면이 노출되고 후방 교반기(16)의 후면이 노출되도록 성형되어, 교반기들(14, 16)이 청소기 헤드(10)의 비교적 부드러운 전방 및 후방 범퍼들을 제공할 수 있도록 한다.

교반기들(14, 16)은, 서로 평행하고 각각의 교반기(14, 16)의 길이방향 축과 각각 동일선상에 있는 회전 축들(X1, X2)을 중심으로 반대 방향들로 회전하도록 구동된다. 청소기 헤드가 청소될 바닥 표면 또는 다른 표면에 위치되는 경우, 회전 축들은 수평이다. 교반기들(14, 16)의 회전 각방향들은 먼지 및 잔해가 바닥 표면으로부터 교반기들(14, 16) 사이에 위치된 흡입 챔버(26)로 쓸려 들어가도록 선택된다. 결과적으로, 도 7에서 전방 교반기(14)는 X1 축을 중심으로 시계 방향으로 하우징(12)에 대해 회전하고, 후방 교반기(16)는 X2 축을 중심으로 반시계 방향으로 하우징(12)에 대해 회전한다.

청소기 헤드(10)는 하우징(12)에 대해 교반기들(14, 16)의 회전을 구동하기 위한 드라이브 조립체(drive assembly)를 포함한다. 드라이브 조립체는 동일한 각속도로 하우징(12)에 대해 회전하도록 교반기들을 구동하도록 배치된다. 드라이브 조립체의 특정 세부사항은 본 발명과 관련이 없지만, 개요에서 드라이브 조립체는 전기 모터 및 모터에 의해 생성된 토크를 교반기들(14, 16) 각각에 전달하기 위한 트랜스미션을 포함한다. 모터는 하우징(12) 내에 장착될 수 있다. 대안적으로, 모터는 교반기들(14, 16) 중 하나에 장착될 수 있다. 동력은 진공 청소 기기로부터 모터에 공급된다. 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 넥(18)은 기기로부터 모터로 동력을 공급하기 위해 기기에 위치된 전기 접촉부들과 맞물리는 한 쌍의 전기 단자들(28)을 포함한다. 전기 케이블들(30)(도 9에서 볼 수 있음)이 단자들(28)과 모터 사이에 연장된다. 트랜스미션은 모터로부터 교반기들(14, 16) 중 구동되는 것으로 토크를 전달하기 위한 기어 트레인, 및 구동되는 교반기로부터 다른 교반기로 토크를 전달하기 위한 벨트 및 풀리 시스템을 포함할 수 있다.

두 교반기들(14, 16)을 구동하기 위해 단일 모터를 사용하기보다는, 드라이브 조립체는 각각의 교반기(14, 16)를 각각 구동하는 2 개의 전기 모터들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 1 이상의 전기 모터를 사용하기보다는, 드라이브 조립체는 교반기들(14, 16)을 구동하는 데 필요한 토크를 생성하도록 에어 터빈을 포함할 수 있다.

넥(18)은 하우징(12)의 최상부에 피봇식으로(pivotally) 연결된다. 넥(18)은 교반기들(14, 16)의 회전 축들(X1, X2)에 평행한 피봇 축(P1)을 중심으로 하우징(12)에 대해 피봇된다. 넥(18)은 교반기들(14, 16) 사이의 중간 위치에서 하우징(12)에 피봇식으로 부착된다. 결과로서, 넥(18)의 피봇 축(P1)은 교반기들(14, 16)의 회전 축들(X1, X2)로부터 등거리에 있다. 넥(18)은 하우징(12)에 피봇식으로 연결되는 하부 넥 섹션(32), 및 피봇 축(P1)에 직교인 피봇 축(P2)을 중심으로 한 피봇 운동을 위해 하부 넥 섹션(32)에 피봇식으로 연결되는 상부 넥 섹션(34)을 포함한다. 넥(18)은 넥(18)의 자유 단부에 위치된 유출구(38)로부터 하우징(12)의 최상부에 형성된 흡입 포트(40)까지 연장되는 도관(36)을 포함하고, 흡입 포트를 통해 공기가 흡입 챔버(26)로부터 도관(36)으로 들어간다. 흡입 포트(40)는 중앙에 위치되며, 즉 이는 교반기들(14, 16) 사이의 중간 및 흡입 챔버(26)의 측면들 사이의 중간에 위치된다. 넥(18)의 자유 단부는 진공 청소 기기의 완드(도시되지 않음)에 부착가능하다. 그 후, 완드는 바닥 표면에 걸쳐 청소기 헤드(10)를 조종하고 전기 단자들(28)을 통해 모터에 전력을 전달하는 데 사용된다.

청소기 헤드(10)는 흡입 챔버(26) 내에 위치되는 배플 플레이트(42)를 포함한다. 배플 플레이트(42)는 흡입 챔버(26)의 저부에 위치되며, 바람직하게는 배플 플레이트(42)의 저면이 교반기들(14, 16)의 최하단들과 실질적으로 동일 평면에 있도록 한다. 배플 플레이트(42)는, 바람직하게는 청소기 헤드(10)의 유지보수를 위해 배플 플레이트(42)가 하우징(12)으로부터 교체가능하게 분리되도록 하는 스냅핏 연결에 의해 하우징(12)에 연결된다. 배플 플레이트(42)는 바람직하게는 흡입 챔버(26)의 한 측면에서 다른 측면으로 흡입 챔버(26)를 가로질러 길이방향으로 연장된다. 배플 플레이트(42)는 전방 교반기(14)와 함께 흡입 챔버(26)의 전방 흡입 유입구(46)를 정의하는 전방 에지(44), 및 후방 교반기(16)와 함께 흡입 챔버(26)의 후방 흡입 유입구(50)를 정의하는 후방 에지(48)를 갖는다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 배플 플레이트(42)는 흡입 챔버(26)의 흡입 포트(40)를 향해 공기를 안내하는 배플(52)을 포함한다. 배플(52)은 흡입 포트(40) 아래에 수직으로 위치되도록 배플 플레이트(42)의 중앙에 위치되고, 바람직하게는 배플 플레이트(42)와 통합된다. 배플(52)은 흡입 포트(40)를 향해 위로 연장되고, 바람직하게는 흡입 포트를 향해 좁아진다. 이 실시예에서, 배플(52)은 일반적으로 피라미드 형상이고, 복수의 동일한 크기의 면들(54)을 포함하며, 이들은 각각 흡입 포트(40)를 향해 흡입 챔버(26)를 통과하는 공기의 각 부분을 안내한다.

청소기 헤드(10)는 바닥 표면에서 청소기 헤드(10)를 지지하기 위한 복수의 휠들을 더 포함한다. 휠들은 전방 교반기(14)와 후방 교반기(16) 사이에 위치된다. 이 실시예에서, 청소기 헤드(10)는 한 쌍의 전방 휠들(56) 및 한 쌍의 후방 휠들(58)을 포함한다. 전방 휠들(56)은 전방 흡입 개구부(46)의 양측에 위치되고, 각각 전방 교반기(14)의 각 단부에 인접하여 위치된다. 후방 휠들(58)은 전방 휠들(56)의 바로 뒤에, 및 후방 흡입 개구부(50)의 양측에 위치된다. 후방 휠들(58) 각각은 후방 교반기(16)의 각 단부에 인접하여 위치된다.

특히 도 13 및 도 14를 참조하면, 이 실시예에서 휠들(56, 58)은 캐스터 형태이다. 각각의 전방 휠(56)은 전방 지지체(60)에 장착되고, 각각의 후방 휠(58)은 후방 지지체(62)에 장착된다. 각각의 지지체(60, 62)는 지지체 및 이에 따른 각각의 휠(56, 58)이 교반기들(14, 16)의 회전 축들(X1, X2)에 직교이고, 이에 따라 전방 및 후방 흡입 유입구들(46, 50)에 직교인 제 1 회전 축(W1)을 중심으로 하우징(12)에 대해 회전가능하도록 하우징(12)에 연결된다. 각각의 휠(56, 58)은 지지체(60, 62)에 스냅핏 연결되는 액슬(64)에 의해 그 각각의 지지체(60, 62)에 연결된다. 이는 각각의 휠(56, 58)로 하여금, 제 1 회전 축(W1)에 직교인 제 2 회전 축(W2)을 중심으로 그 지지체(60, 62)에 대해 회전하게 한다. 제 1 및 제 2 회전 축들(W1, W2)을 중심으로 한 휠들(56, 58)의 움직임의 자유는 청소기 헤드(10)로 하여금 바닥 표면에 걸쳐 여하한의 선택된 방향으로, 예를 들어 앞뒤로, 좌우로, 또는 곡선 경로를 따라 조종되게 한다.

지지체들(60, 62)이 하우징(12)에 직접 장착될 수 있지만, 이 실시예에서 청소기 헤드(10)는 볼트들(70)에 의해 하우징(12)에 연결되고 전방 휠들(56) 중 각 하나 및 후방 휠들(58) 중 각 하나를 각각 포함하는 한 쌍의 카트리지들(66, 68)을 포함한다. 이러한 휠들(56, 58)을 위한 지지체들(60, 62) 각각은 회전을 위해 카트리지(66, 68)에 장착된다. 또한 도 6을 참조하면, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 각각의 카트리지(66, 68)는 각각의 어퍼처(74, 76)를 각각 포함하는 대향하는 단부 벽들(72)을 포함한다. 지지체들(60, 62)은 전방 지지체들(60) 각각이 각 전방 어퍼처(74)에 인접하여 위치되고 후방 지지체들(62) 각각이 각 후방 어퍼처(76)에 인접하여 위치되도록 카트리지들(66, 68)에 장착된다.

사용 시, 외부 환경으로부터의 공기는 진공 청소 기기 내에 위치되는 흡입 발생기의 작용 하에 흡입 챔버(26)를 향해 끌려온다. 청소기 헤드(10)가 바닥 표면에 위치될 때, 쌀이나 Cheerios®와 같은 비교적 큰 잔해는 바닥 표면과의 맞물림으로 인해 회전하는 교반기들 아래를 통과할 수 없다. 대신에, 이 비교적 큰 잔해는 교반기들(14, 16)의 단부들로부터 흡입 포트(40)를 향해 안쪽으로 통과하는 기류(이후 "측면 기류"라고 함) 내에 혼입되어 흡입 챔버(26)로 들어간다.

청소기 헤드(10)가 바닥 표면에 위치된 비교적 큰 잔해 더미를 향해 앞으로 이동될 때, 일반적으로 그 잔해는 전방 흡입 유입구(46)를 통해 흡입 챔버(26)로 들어가는 측면 기류 내에 혼입되게 된다. 제 1 측면 기류는 전방 교반기(14)의 제 1 단부로부터 카트리지(66)의 전방 어퍼처(74)를 통해, 전방 흡입 유입구(46)를 통해 흡입 챔버(26)로 지나간다. 제 2 측면 기류는 전방 교반기(14)의 제 1 단부로부터 카트리지(68)의 전방 어퍼처(74)를 통해, 전방 흡입 유입구(46)를 통해 흡입 챔버(26)로 지나간다. 또한, 두 측면 기류들이 후방 교반기(16)의 단부들 주위에서 흡입 챔버(26)로 들어가지만, 청소기 헤드가 앞으로 이동하고 있는 경우에는 이 추가적인 측면 기류들이 비교적 큰 잔해를 그와 같이 감당하지 못하는 경향이 있다.

지지체들(60, 62) 각각은 각 잔해-함유 측면 기류 내에 혼입되는 잔해를 흡입 챔버(26)를 향해 안내하기 위한 가이드 부재를 제공한다. 지지체들(60, 62)의 외표면들은 각각의 가이드 표면(78, 80)을 정의하도록 각각 성형된다. 가이드 표면들(78, 80)은 일반적으로 볼록한 형상이고, 잔해가 가이드 표면(78, 80)에 충돌할 때 흡입 챔버(26)를 향해 되튀도록 성형된다.

우선 도 6을 참조하면, 청소기 헤드(10)가 바닥 표면에 걸쳐 정방향(화살표 A1의 방향)으로 움직이고 있을 때, 바닥 표면과 휠들(56, 58) 사이에 생성되는 마찰력들은 휠들(56, 58) 및 이에 따른 그 지지체들(60, 62)이 도 6에 나타낸 방위들로 회전되도록 한다. 전방 지지체들(60)의 가이드 표면들(78)은 이들이 전방 교반기(14) 및 카트리지들(66, 68)과 함께 전방 어퍼처들(74)로부터 흡입 챔버(26)로 연장되는 비교적 좁은 채널들(82)을 정의하도록 방위가 정해지게 된다. 잔해-함유 측면 기류들이 채널들(82)로 들어감에 따라, 전방 지지체들(60)의 가이드 표면들(78)은 전방 흡입 유입구(46)를 향해 잔해를 안내한다. 채널들(82)의 폭은 기류가 채널(82)을 따라 이동할 때 이를 가속하게 하는 경향이 있으며, 이는 또한 흡입 챔버(26)로의 잔해의 통과를 촉진하는 역할을 한다.

청소기 헤드의 이동 방향이 역전되어 남은 잔해를 향해 역방향(도 15에 나타낸 화살표 A2의 방향)으로 이동하게 되는 경우, 후방 교반기(16)의 단부들 주위에서 흡입 챔버(26)로 들어가는 두 측면 기류들이 더 많이 잔해를 함유하게 된다. 바닥 표면과 휠들(56, 58) 사이에 생성되는 마찰력들은 휠들(56, 58) 및 이에 따른 그 지지체들(60, 62)이 도 15에 나타낸 방위들로 180 ° 회전되도록 한다. 후방 지지체들(62)의 가이드 표면들(80)은 이들이 후방 교반기(16) 및 카트리지들(66, 68)과 함께 후방 어퍼처들(76)로부터 흡입 챔버(26)로 연장되는 비교적 좁은 채널들(84)을 정의하도록 방위가 정해지게 된다. 잔해-함유 측면 기류들이 채널들(84)로 들어감에 따라, 후방 지지체들(62)의 가이드 표면들(80)은 후방 흡입 유입구(50)를 향해 잔해를 안내한다.

흡입 챔버(26) 내에서, 배플 플레이트(42)의 전방 에지(44)는 채널들(82)을 통해 흡입 챔버(26)에 들어간 두 측면 기류들 내에 혼입되는 잔해를 흡입 포트(40)를 향해 안내하는 한편, 배플 플레이트(42)의 후방 에지(48)는 채널들(84)을 통해 흡입 챔버(26)에 들어간 두 측면 기류들 내에 혼입되는 잔해를 흡입 포트(40)를 향해 안내한다. 흡입 챔버(26)의 중심을 향해, 4 개의 측면 기류들이 각각 배플(52)의 각 면(54)에 의해 흡입 포트(40)를 향해 위로 안내되어, 넥(18)의 도관(36)을 향해 혼입된 잔해를 운반한다. 측면 기류들은 배플(52)의 하류에서 합쳐지고, 도관(36)을 통과하여 공기로부터 잔해를 분리하는 진공 청소 기기로 들어간다.

Claims

진공 청소 기기용 청소기 헤드로서,
흡입 챔버(suction chamber)를 정의하는 하우징 -상기 흡입 챔버는 흡입 유입구를 가짐- ;
제 1 회전 방향으로 상기 하우징에 대해 회전하도록 지지되는 전방 교반기;
상기 제 1 회전 방향과 반대인 제 2 회전 방향으로 상기 하우징에 대해 회전하도록 지지되는 후방 교반기; 및
상기 청소기 헤드를 지지하기 위한 복수의 휠(wheel)들 -각각의 휠은 상기 흡입 유입구에 수직인 제 1 축을 중심으로 상기 하우징에 대해 회전가능함-
을 포함하는, 청소기 헤드.
제 1 항에 있어서,
각각의 휠은 상기 제 1 축에 수직인 제 2 축을 중심으로 상기 하우징에 대해 회전가능한, 청소기 헤드.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
적어도 하나의 카트리지에 회전가능하게 장착되는 적어도 한 쌍의 휠들을 포함하는, 청소기 헤드.
제 3 항에 있어서,
상기 휠들의 쌍은 전방 휠 및 후방 휠을 포함하는, 청소기 헤드.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
각각의 카트리지는 상기 흡입 챔버의 각 단부에 인접하여 위치되는, 청소기 헤드.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 카트리지는 상기 교반기들에 인접하여 위치되는, 청소기 헤드.
제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 카트리지는 상기 전방 교반기와 후방 교반기 사이에 위치되는, 청소기 헤드.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 휠은 캐스터 형태인, 청소기 헤드.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡입 챔버 내에 위치되는 배플(baffle)을 더 포함하는, 청소기 헤드.
제 9 항에 있어서,
각각의 카트리지는 상기 배플의 각 측면과 맞물리는, 청소기 헤드.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 교반기 및 후방 교방기는 그 길이방향 축들이 서로 평행하도록 배치되는, 청소기 헤드.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 청소기 헤드의 전방에서 제 1 교반기를 노출시키는 전방 개구부(front opening)를 정의하는, 청소기 헤드.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 청소기 헤드의 후방에서 상기 후방 교반기를 노출시키는 후방 개구부(rear opening)를 정의하는, 청소기 헤드.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 교반기는 세장형 몸체를 포함하는 브러시바(brush bar)의 형태인, 청소기 헤드.
제 14 항에 있어서,
상기 세장형 몸체는 합성 섬유의 플러시로 덮이는, 청소기 헤드.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징에 대해 상기 교반기들의 회전을 구동하기 위한 드라이브 조립체(drive assembly)를 포함하는, 청소기 헤드.
제 16 항에 있어서,
상기 드라이브 조립체는 동일한 각속도로 상기 하우징에 대해 회전하도록 상기 교반기들을 구동하도록 배치되는, 청소기 헤드.
진공 청소 기기용 청소기 헤드로서,
흡입 챔버를 정의하는 하우징 -상기 흡입 챔버는 흡입 유입구를 가짐- ;
제 1 회전 방향으로 상기 하우징에 대해 회전하도록 지지되는 전방 교반기;
상기 제 1 회전 방향과 반대인 제 2 회전 방향으로 상기 하우징에 대해 회전하도록 지지되는 후방 교반기; 및
상기 청소기 헤드를 지지하기 위해 상기 교반기들 사이에 위치되는 복수의 휠들
을 포함하는, 청소기 헤드.
제 18 항에 있어서,
각각의 휠은 상기 흡입 유입구에 수직인 제 1 축을 중심으로 상기 하우징에 대해 회전가능한, 청소기 헤드.
제 19 항에 있어서,
각각의 휠은 상기 제 1 축에 수직인 제 2 축을 중심으로 상기 하우징에 대해 회전가능한, 청소기 헤드.
제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 휠들은 두 쌍의 휠들을 포함하고, 각각의 쌍은 상기 청소기 헤드의 각 측면을 향해 위치되는, 청소기 헤드.
제 21 항에 있어서,
휠들의 각 쌍은 전방 휠 및 후방 휠을 포함하는, 청소기 헤드.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
휠들의 각 쌍은 각 카트리지에 회전가능하게 장착되는, 청소기 헤드.
제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 휠은 캐스터 형태인, 청소기 헤드.
제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전방 교반기 및 후방 교방기는 그 길이방향 축들이 서로 평행하도록 배치되는, 청소기 헤드.
제 18 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 청소기 헤드의 전방에서 제 1 교반기를 노출시키는 전방 개구부를 정의하는, 청소기 헤드.
제 18 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은 상기 청소기 헤드의 후방에서 상기 후방 교반기를 노출시키는 후방 개구부를 정의하는, 청소기 헤드.
제 18 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 교반기는 세장형 몸체를 포함하는 브러시바의 형태인, 청소기 헤드.
제 28 항에 있어서,
상기 세장형 몸체는 합성 섬유의 플러시로 덮이는, 청소기 헤드.