WO2021020812A1

WO2021020812A1 - 에지테이터를 구비하는 청소용 유닛

Info

Publication number: WO2021020812A1
Application number: PCT/KR2020/009748
Authority: WO
Inventors: 홍우; 이상익; 박종호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2021-02-04
Also published as: AU2020321555B2; CN114173624B; EP4005449A1; EP4005449B1; KR102676076B1; CN114173624A; EP4005449A4; KR20210014511A; AU2020321555A1; US20230180981A1

Abstract

본 발명은 가변가능한 브러쉬부를 갖는 청소용 유닛을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 청소용 유닛은 축 방향을 따라 왕복운동할 수 있는 샤프트를 구비하고, 상기 샤프트의 외주면에는 제1 캠이 돌출형성된다. 또한, 상기 샤프트를 감싸는 몸체부재의 외주면에는 브러쉬부가 배치되며, 상기 브러쉬부는 상기 제1 캠과 맞물리는 제2 캠을 구비한다. 상기 샤프트가 축 방향으로 이동되는 경우 상기 제1 캠이 상기 제2 캠을 방사방향으로 밀어내며, 이에 의해 상기 브러쉬부가 방사방향으로 돌출될 수 있다. 즉, 샤프트가 축방향으로 왕복운동함에 따라, 상기 브러쉬부가 상기 몸체부재의 외주면에서 돌출되는 길이가 가변될 수 있다.

Description

에지테이터를 구비하는 청소용 유닛

본 발명은 청소용 유닛에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 청소기가 카펫에서 운행되는 경우, 브러쉬의 길이를 확장시킬 수 있는 에지테이터(agitator)를 구비한 청소용 유닛에 관한 것이다.

청소기는 먼지와 이물질을 공기와 함께 흡입하여 이를 분리하고 집진하는 진공 청소기능을 수행하는 장치이다. 청소기는 흡입 노즐 모듈을 구비하고, 흡입 노즐 모듈은 청소하고자 하는 면과 맞닿아 해당 면에 존재하는 먼지 및 이물질을 공기와 함께 흡입한다. 특히, 청소기는 바닥 환경에서 주로 운행된다.

흡입 노즐 모듈은 청소하는 면으로부터 먼지와 이물질을 부양시키거나 이를 집어올리기 위한 에지테이터(agitator)를 구비한다. 에지테이터의 원통형 몸체의 외주면으로부터 브러쉬 혹은 고무판이 돌출되고, 에지테이터가 회전함에 따라 브러쉬 혹은 고무판이 함께 회전하여 바닥으로부터 먼지 및 이물질을 부양시키거나 집어올린다. 부양되거나 집어올려진 먼지 및 이물질은 흡입 노즐 모듈을 통해 흡입되어 분리되고 집진된다.

다만, 바닥 환경이 카펫환경인 경우에는, 흡입 노즐 모듈이 카펫의 표면으로부터 이격되기 때문에, 에지테이터의 브러쉬 혹은 고무판이 카펫의 표면까지 닿지 않아 청소성능이 저하되는 문제가 있다.

이를 개선하기 위해서는 에지테이터의 브러쉬 혹은 고무판의 길이를 확장시키는 것이 필요하다.

예를 들어, 중국 공개특허 CN 207666529 U (2018. 07. 31.)에서는 에지테이터의 몸체에는 서로 다른 높이를 가진 복수개의 홈이 형성되어 있고, 브러쉬를 복수개의 홈에 분리 및 조립함으로써, 단계적으로 브러쉬의 길이를 가변시킬 수 있는 에지테이터를 개시한다.

다만, 이를 위해서는 바닥환경이 바뀔 때마다 사용자가 기존의 홈에서 브러쉬를 분리하여 다른 홈으로 조립시켜야 하고, 사용자는 에지테이터에 누적된 먼지를 손으로 만져야 하는 위생상의 문제가 발생하고, 교체를 위한 시간 손실이 발생하며, 로봇 청소기와 같이 자동으로 청소하는 기기에는 적용할 수 없는 문제가 있다.

사용자의 위생 및 편의를 고려하여, 바닥환경의 변화에 따라 에지테이터의 브러쉬 또는 고무판 길이를 손쉽게 변형시킬 수 있는 구조의 청소기가 제안되어야 한다.

또한, 로봇청소기와 같이 자동으로 운행되는 기기에 적용가능성을 고려하여, 사용자의 조작 없이 바닥환경의 변화를 인식하여 에지테이터의 브러쉬 또는 고무판 길이를 변형시킬 수 있는 구조의 청소기가 제안되어야 한다.

본 발명은 바닥환경의 변화에 대응하여 브러쉬의 길이를 가변시킬 수 있는 청소 유닛를 제공하기 위한 것이다. 특히, 본 발명은 브러쉬의 길이를 가변시키는 과정에서 먼지를 손으로 만지지 않고도 손쉽게 브러쉬의 길이를 가변시킬 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다. 특히, 본 발명은 브러쉬의 길이를 바닥환경에 대응하여 자동으로 가변시킬 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 에지테이터의 몸체부재의 중공에 몸체부재의 길이방향을 따라 삽입되는 샤프트가 수평운동함에 따라 브러쉬가 몸체부의 외주면으로부터 돌출되어 확장될 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 샤프트의 수평운동에 의해 몸체부재의 외주면으로부터 브러쉬가 돌출되어 확장되는 경우, 브러쉬가 몸체부재의 외주면으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 에지테이터의 몸체부재와 브러쉬가 함께 회전하는 경우, 원심력에 의해 브러쉬가 돌출되어 확장되는 것을 방지할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 샤프트의 수평운동에 의해 몸체부재의 외주면으로부터 브러쉬가 돌출되어 확장되는 경우, 확장된 브러쉬를 다시 복귀시킬 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 에지테이터의 몸체부재가 브러쉬와 함께 회전하는 경우, 몸체부재와 샤프트가 맞물려 함께 회전할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 에지테이터가 회전하는 경우, 에지테이터의 샤프트가 수평운동하도록 샤프트의 일 측을 가압할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 샤프트가 수평운동하도록 샤프트의 일 측을 가압하는 경우, 샤프트 가압부는 회전하지 않도록 하는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 샤프트의 수평운동에 의하여 브러쉬가 돌출되어 확장되는 경우, 브러쉬가 흔들리지 않도록 브러쉬의 양 측을 가이드할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 샤프트의 수평운동에 의하여 브러쉬가 돌출되어 확장되는 구조에 샤프트와 브러쉬를 서로 끼워 맞추어 조립하는 구조를 채용하여, 샤프트의 수평운동에 의하여 브러쉬가 돌출되어 확장되는 기능과 원심력에 의해 브러쉬가 돌출되는 것을 방지하는 기능을 동시에 구현할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 샤프트의 수평운동에 의해 브러쉬가 돌출되어 확장되는 경우, 확장된 브러쉬를 복귀시키는 데 있어 안정한 복원력을 제공할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 에지테이터가 회전함에 따라 브러쉬에 발생하는 원심력과 브러쉬를 복귀시키는 복원력간의 균형을 용이하게 설정할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 동력모듈; 상기 동력모듈과 연결되어 회전하고, 외주면에 제1 관통공이 형성되는 몸체부; 상기 몸체부 내의 중공에 상기 몸체부의 길이방향으로 삽입되고, 상기 몸체부 내에서 상기 몸체부의 길이방향으로 소정길이 왕복 운동하는 샤프트; 상기 몸체부의 외주면에 상기 몸체부의 길이방향을 따라 접하는 브러쉬부; 상기 브러쉬부의 상기 몸체부의 외주면에 접하는 면으로부터 상기 제1 관통공을 통하여 상기 샤프트의 외주면을 향해 연장되는 제1 캠; 및 상기 샤프트의 외주면으로부터 상기 제1 캠을 향해 연장되는 제 2캠을 포함하고, 상기 제1 캠 및 제2 캠 중 어느 하나는 일 측에 상기 길이방향을 따라 경사진 경사면이 형성되며, 상기 제1 캠 및 제2 캠 중 다른 하나는 상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라, 상기 경사면을 가압하여 상기 브러쉬부를 상기 샤프트의 방사방향으로 승강시키도록 형성되는 청소용 유닛을 제공한다.

또한, 상기 몸체부는, 상기 제1 관통공을 구비하고, 양단이 개방되는 중공형 몸체부재; 상기 몸체부재의 일 단으로부터 상기 몸체부재의 내측으로 소정 길이 삽입되어 상기 일 단을 복개하고, 상기 샤프트의 일 측을 수용하는 제1 앤드캡; 및 상기 몸체부재의 타 단으로부터 상기 몸체부재의 내측으로 소정 길이 삽입되어 상기 타 단을 복개하고, 상기 샤프트의 타 측을 수용하는 제2 앤드캡을 포함할 수 있다.

또한, 상기 몸체부의 외주면에 제2 관통공이 형성되고, 상기 브러쉬부에는 상기 브러쉬부의 일 측으로부터 상기 제2 관통공을 통하여 상기 몸체부 내측으로 연장되고, 상기 브러쉬부가 방사??향으로 상승함에 따라 상기 몸체부의 내측면을 가압하는 탄성부재가 형성될 수 있다.

또한, 상기 탄성부재는, 상기 브러쉬부의 일 측으로부터 상기 제2 관통공을 통하여 상기 몸체부의 내측으로 연장되는 제1 탄성부; 및 상기 제1 탄성부로부터 구부러져 샤프트의 길이방향을 따라 연장되는 제2 탄성부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 몸체부의 외주면에는 제3 관통구멍이 형성되고, 상기 브러쉬부에는 상기 브러쉬부의 일 측으로부터 상기 제3 관통구멍을 통하여 상기 몸체부의 내측으로 연장되고, 상기 몸체부와 상기 샤프트의 방사방향으로 적어도 일부가 중첩되는 이탈방지부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 브러쉬부는, 브러쉬; 및 상기 몸체부재의 외주면에 상기 샤프트의 길이방향으로 접하고, 일 측은 상기 제1 캠을 구비하며, 타 측은 상기 브러쉬와 결합되는 브러쉬홀더를 구비할 수 있다.

또한, 상기 몸체부재에 상기 샤프트의 길이방향을 따라 상기 브러쉬홀더를 수용하는 수용홈이 형성되고, 상기 제1 앤드캡은 상기 수용홈의 일 단을 복개하며, 상기 제2 앤드캡은 상기 수용홈의 타 단을 복개하고, 상기 제1 앤드캡 및 제2 앤드캡이 상기 수용홈의 일 단을 복개하는 면에는 각각 방사방향 가이드홈이 형성되고, 상기 브러쉬홀더의 상기 제1 앤드캡과 대향하는 면 및 상기 브러쉬홀더의 상기 제2 앤드캡과 대향하는 면에는 방사방향 가이드돌부가 각각 형성되며, 상기 방사방향 가이드돌부는 상기 방사방향 가이드홈에 삽입되어 상기 샤프트의 방사방향으로 가이드될 수 있다.

또한, 상기 제1 앤드캡의 일 측에는 상기 제1 앤드캡의 일 측으로부터 상기 몸체부재의 내측방향으로 함몰 형성된 공동이 형성되고, 상기 제1 앤드캡의 타 측에는 상기 샤프트의 일 측 방향 단부를 수용하여 상기 공동으로 유도하는 가이드공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 샤프트의 일 측 방향 단부 및 상기 가이드공은 서로 맞물리는 다각기둥형으로 형성될 수 있다.

또한, 일 측이 상기 동력모듈과 연결되고, 타 측이 상기 공동에 삽입되는 동력전달부를 포함하고, 상기 공동과 상기 동력전달부의 타 측은 서로 맞물리는 다각기둥형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 앤드캡의 일 측에는 상기 제1 앤드캡의 일 측으로부터 상기 몸체부재의 내측방향으로 함몰 형성된 공동이 형성되고, 상기 제1 앤드캡의 타 측에는 상기 샤프트의 타 측을 상기 공동으로 돌출되도록 수용하여 상기 샤프트의 방사방향으로 지지하는 가이드공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 샤프트의 타 측 방향 단부를 수용하는 수용공간 및 상기 샤프트의 타 측 방향 단부의 외주면과 상기 수용공간의 내주면 사이에 삽입되는 베어링을 구비하는 샤프트 수용부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 동력모듈은, 상기 샤프트를 회전시키는 제1 동력모듈; 및 상기 샤프트 수용부와 연결되며, 작동 정보에 따라 상기 샤프트 수용부를 가압하는 제2 동력모듈을 포함하고, 상기 제1 동력모듈과 연결되어 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 감지하도록 구성되는 센서부; 상기 작동 정보를 연산하고, 상기 제2 동력모듈과 통전 가능하게 연결되어 상기 제2 동력모듈에 연산된 상기 작동 정보를 전달하며, 상기 센서부와 통전 가능하게 연결되어 상기 센서부로부터 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 전달받도록 구성되는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 이용하여 상기 작동 정보를 연산할 수 있다.

또한, 상기 작동 정보는 제1 작동 정보 및 제2 작동 정보를 포함하고, 상기 제2 동력모듈은, 1 작동 정보를 전달받아 정지되고, 제2 작동 정보를 전달받아 기 설정된 압력으로 상기 샤프트 수용부를 가압하며, 상기 제어부는, 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 미만인 경우 제1 작동 정보를 연산하고, 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 이상인 경우 제2 작동 정보를 연산할 수 있다.

또한, 상기 작동 정보는 제1 작동 정보, 제2 작동 정보 및 제3 작동 정보를 포함하고, 상기 제2 동력모듈은, 제1 작동 정보를 전달받아 정지되고, 제2 작동 정보를 전달받아 제1 압력으로 상기 샤프트 수용부를 가압하고, 제3 작동 정보를 전달받아 제2 압력으로 상기 샤프트 수용부를 가압하며, 상기 제어부는, 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 미만인 경우 제1 작동 정보를 연산하고, 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 이상인 경우 제2 작동 정보를 연산하며, 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제2 값 이상인 경우 제3 작동 정보를 연산하고, 상기 제2 압력은 상기 제1 압력보다 크고, 상기 제2 값은 상기 제1 값보다 클 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 동력모듈; 상기 동력모듈와 연결되어 회전하고, 외주면에 관통공이 형성되는 몸체부; 상기 몸체부 내의 중공에 상기 몸체부의 길이방향으로 삽입되고, 상기 몸체부 내에서 상기 몸체부의 길이방향으로 소정길이 왕복 운동하는 샤프트; 상기 몸체부의 외주면에 상기 몸체부의 길이방향을 따라 접하는 브러쉬부; 상기 브러쉬부의 상기 몸체부의 외주면에 접하는 면으로부터 상기 관통공을 통하여 상기 샤프트의 외주면을 향해 연장되는 제1 캠; 및 상기 샤프트의 외주면으로부터 상기 제1 캠을 향해 연장되는 제2 캠을 포함하고, 상기 제1 캠 및 제2 캠 중 어느 하나는, 상기 샤프트의 길이방향을 따라 경사진 단부를 갖는 한 쌍의 벽 부; 및 상기 한 쌍의 벽 부의 단부 사이를 연결하여 내측공간을 형성하는 경사부를 구비하며, 상기 제1 캠 및 제2 캠 중 다른 하나는, 상기 경사부의 일 측면을 따라 상기 내측공간으로 미끄러지듯 삽입되는 삽입부; 및 상기 경사부의 타 측면과 접하여 상기 타 측면을 가압하는 가압부를 구비하고, 상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라, 상기 경사부를 가압하여 상기 브러쉬부를 상기 샤프트의 방사방향으로 승강시키도록 형성되는 청소용 유닛을 제공한다.

또한, 상기 몸체부는, 상기 관통공을 구비하고, 양단이 개방되는 중공형 몸체부재; 상기 몸체부재의 일 단으로부터 상기 몸체부재의 내측으로 소정 길이 삽입되어 상기 몸체부재의 일 단을 복개하고, 상기 샤프트의 일 측을 수용하는 제1 앤드캡; 및 상기 몸체부재의 타 단으로부터 상기 몸체부재의 내측으로 소정 길이 삽입되어 상기 몸체부재의 타 단을 복개하고, 상기 샤프트의 타 측을 수용하는 제2 앤드캡을 포함할 수 있다.

또한, 상기 샤프트의 일 측에는 상기 샤프트의 외주로부터 상기 샤프트의 방사방향으로 소정길이 돌출된 림부가 형성되고, 상기 샤프트의 일 측을 감싸고, 양 단이 상기 제1 앤드캡 및 상기 림부에 고정 결합되는 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 앤드캡의 일 측에는 상기 제1 앤드캡의 일 측으로부터 상기 몸체부재의 내측방향으로 함몰 형성된 공동이 형성되고, 상기 제1 앤드캡의 타 측에는 상기 샤프트의 일 측 방향 단부를 수용하여 상기 공동으로 유도하는 가이드공이 형성되며, 상기 가이드공의 내주면과 상기 샤프트의 일 측 방향 단부의 외주면은 서로 맞물리고, 상기 가이드공으로 수용되는 상기 샤프트의 일 측 방향 단부의 외주면과 상기 샤프트의 일 측 방향 단부와 연결되는 연결부의 외주면 사이에 단차면이 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 도출될 수 있다.

먼저, 본 발명은 샤프트의 길이방향 운동을 브러쉬부의 방사방향 운동으로 전환하는 캠 구조를 채용함으로써, 바닥 환경에 따라 브러쉬부의 길이를 가변시킬 수 있다. 이를 통해, 카펫 환경과 같이 청소기가 표면으로부터 이격된 경우에도, 브러쉬의 길이를 연장하여 표면을 스트로크할 수 있다. 즉, 다양한 바닥 환경에서 청소기의 청소성능을 유지할 수 있다.

또한, 브러쉬의 길이를 가변시키는 과정에서 사용자가 먼지를 손으로 만지지 않고도 손쉽게 브러쉬의 길이를 가변시킬 수 있다. 이를 통해, 사용자가 청결함을 유지하면서 다양한 바닥 환경을 청소할 수 있다.

또한, 본 발명은 샤프트의 수평운동에 의해 몸체부의 외주면으로부터 브러쉬가 돌출되어 확장되는 경우, 브러쉬가 몸체부의 외주면으로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부를 구비함으로써, 브러쉬의 확장되는 경우 브러쉬가 과다하게 확장되어 에지테이터로부터 이탈되는 것을 방지하여 브러쉬 확장 구조의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 브러쉬부에 탄성부재를 구비함으로써, 브러쉬부의 확장동작 전에, 에지테이터의 원심력에 의해 브러쉬부가 확장되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 브러쉬부에 탄성부재를 구비함으로써, 브러쉬부가 확장된 상태에서 샤프트에 가해지던 압력이 소멸된 경우, 확장된 브러쉬부가 탄성부재의 탄성력에 의해 원래의 위치로 복귀될 수 있다.

또한, 샤프트를 수용하고 가압하는 샤프트 수용부와 샤프트 사이에 베어링을 구비함으로써, 에지테이터가 회전하는 상태에서 샤프트를 가압하여 브러쉬부를 확장시킬 수 있다.

또한, 몸체부재에 제1 및 제2 앤드캡이 끼워져 결합되고, 제1 앤드캡 및 제2 앤드캡에 형성된 가이드공에 샤프트가 수용되는 경우, 가이드공의 내주면이 다각기둥형으로 형성되고, 가이드공에 수용되는 샤프트의 외주면이 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 가이드공과 샤프트가 맞물려 함께 회전될 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 앤드캡 및 제2 앤드캡에 가이드홈이 형성되고, 브러쉬부의 가이드돌부가 가이드홈에 수용되어 가이드 됨으로써, 샤프트의 수평운동에 의하여 브러쉬가 돌출되어 확장되는 경우, 브러쉬가 수용홈에서 원주방향으로 흔들리지 않고 회전될 수 있다.

또한, 본 발명은 샤프트의 수평운동에 의하여 브러쉬가 돌출되어 확장되는 구조에 샤프트와 브러쉬를 서로 끼워 맞추어 조립하는 구조를 채용함으로써, 샤프트의 수평운동에 의하여 브러쉬가 돌출되어 확장되는 기능과 원심력에 의해 브러쉬가 돌출되는 것을 방지하는 기능을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명은 샤프트의 수평운동에 의해 브러쉬가 돌출되어 확장되는 경우, 샤프트를 길이방향으로 가압하는 스프링을 구비함으로써, 확장된 브러쉬를 복귀시키는 데 있어 안정한 복원력을 제공할 수 있는 구조의 청소 유닛을 제공하기 위한 것이다.

또한, 브러쉬부의 확장 전 스프링을 소정 길이 압축하여 설치함으로써, 브러쉬부에 형성되는 원심력과 상쇄시킬 수 있다. 이를 통해, 샤프트 수용부가 샤프트를 가압할 때 스프링에 의한 저항 없이 손쉽게 브러쉬부를 확장시킬 수 있다. 즉, 브러쉬에 발생하는 원심력과 브러쉬를 복귀시키는 탄성력의 균형을 용이하게 설정할 수 있다.

또한, 에지테이터를 회전시키는 제1 동력모듈에 흐르는 전류 값에 따라 브러쉬부가 확장되도록 자동제어함으로써, 청소기가 자동으로 운행되는 경우 카펫 환경에서 브러쉬부를 확장시켜 운행되도록 제어할 수 있다.

또한, 에지테이터를 회전시키는 제1 동력모듈에 흐르는 전류 값에 따라 브러쉬부가 단계적으로 확장되도록 자동제어함으로써, 청소기가 자동으로 운행되는 경우 다양한 카펫 환경에서 브러쉬부를 단계적으로 확장시켜 운행되도록 제어할 수 있다.

도 1은 종래의 로봇 청소기를 도시하는 사시도다.

도 2는 도 1에 도시된 청소기의 측면도다.

도 3은 본 발명에 따른 에지테이터(agitator)의 일 실시 예를 도시하는 사시도다.

도 4는 도 3에 도시된 에지테이터의 분해도다.

도 5는 도 4에 도시된 에지테이터의 몸체부를 도시하는 사시도다.

도 6a는 도 3에 도시된 에지테이터를 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 취한 단면도다.

도 6b는 도 6a에 도시된 에지테이터의 브러쉬부가 확장된 상태를 도시하는 단면도다.

도 7는 도 6a에 도시된 에지테이터를 Ⅱ 영역을 따라 취한 단면 사시도다.

도 8은 본 발명에 따른 에지테이터(agitator)의 다른 실시 예를 도시하는 사시도다.

도 9는 도 8에 도시된 에지테이터의 분해도다.

도 10a는 도 8에 도시된 에지테이터를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면 사시도다.

도 10b는 도 10a에 도시된 에지테이터의 브러쉬부가 확장된 상태를 도시하는 단면도다.

도 11a는 도 10a에 도시된 에지테이터를 Ⅳ 영역을 따라 취한 단면 사시도다.

도 11b는 도 11a에 도시된 에지테이터가 확장된 상태를 도시하는 단면 사시도다.

도 12a는 도 10a에 도시된 에지테이터의 변형 예를 도시하는 단면 사시도다.

도 12b는 도 12a에 도시된 에지테이터가 확장된 상태를 도시하는 단면 사시도다.

도 13은 도 10a에 도시된 에지테이터를 Ⅴ 영역을 따라 취한 단면 사시도다.

도 14는 본 발명에 따른 청소유닛을 제어하기 위한 구성을 도시하는 블록도다.

도 15는 본 발명에 따른 청소유닛을 제어하는 방법의 흐름을 도시하는 순서도다.

도 16은 도 15의 S20 단계의 일 실시 예를 도시하는 순서도다.

도 17은 도 15의 S20 단계의 다른 실시 예를 도시하는 순서도다.

먼저, 본 발명에 따른 에지테이터를 설명하기 전에, 에지테이터가 결합될 수 있는 종래의 청소기에 대하여 설명한다.

도 1은 종래의 청소기의 일 예를 보인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 청소기의 측면도이다.

로봇 청소기(100)는 바닥의 먼지를 흡입하는 기능뿐만 아니라, 바닥을 걸레질하는 기능을 함께 수행하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 로봇 청소기(100)는 청소기 본체(110) 및 흡입 노즐 모듈(120)을 포함한다.

청소기 본체(110)와 흡입 노즐 모듈(120)은 로봇 청소기(100)의 외관을 형성한다. 청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 제어를 위한 제어부(미도시)를 포함하여 각종 부품들이 내장 또는 장착된다. 그리고 흡입 노즐 모듈(120)에는 청소 대상 영역의 청소를 위한 각종 부품들이 장착된다.

청소기 본체(110)의 외관은 아우터 커버(111)와 베이스 바디(112)에 의해 형성된다.

아우터 커버(111)와 베이스 바디(112)는 서로 결합되어 청소기 본체(110)의 외관을 형성한다. 베이스 바디(112)는 청소기 본체(110)의 바닥 부분을 형성하고, 로봇 청소기(100)의 구성 요소들을 수용하도록 형성된다. 그리고 아우터 커버(111)는 베이스 바디(112)의 위에 결합된다.

청소기 본체(110)에는 로봇 청소기(100)의 주행을 위한 휠(160, 160')이 구비된다. 휠(160, 160')은 청소기 본체(110)나 흡입 노즐 모듈(120)의 아랫 부분에 각각 구비될 수 있다. 휠(160, 160')에 의해 로봇 청소기(100)는 전후좌우로 이동되거나 회전될 수 있다.

일 예로, 로봇 청소기(100)와 같이 자율 주행 기능을 가지는 경우, 휠(160, 160')은 구동 모터로부터 구동력을 전달받아 회전되는 휠 모듈(160)로 구성될 수 있다. 다른 일 예로, 청소기 본체(110)가 사용자의 조작에 의해 이동되는 경우라면, 휠(160, 160')은 통상적인 바닥에 대한 구름 기능만을 가지도록 구성될 수도 있다.

청소기 본체(110)에는 보조휠(160')이 추가로 구비될 수 있다. 보조휠(160')은 휠 모듈(160)과 함께 청소기 본체(110)를 지지하며, 수동적인 회전만 가능하게 구성될 수 있다. 보조휠(160')은 휠 모듈(160)에 의한 로봇 청소기(100)의 주행을 보조하도록 이루어진다.

먼지통(170)은 청소기 본체(110)의 후방에 장착된다. 청소기 본체(110)는 먼지통(170)을 수용하면서도 원형의 외관을 유지하기 위해 부분적으로 오목한(recessed) 형상을 가질 수 있다. 먼지통(170)에는 흡입된 공기 중의 먼지와 이물질을 필터링하기 위한 필터 또는 사이클론 중 적어도 하나가 구비될 수 있다.

로봇 청소기(100)는 먼지통(170)을 덮는 먼지통 덮개(171)를 구비할 수 있다. 먼지통 덮개(171)가 먼지통(170)의 상면을 덮도록 배치된 상태에서는, 먼지통 덮개(171)가 먼지통을 구속할 수 있다. 따라서 먼지통(170)이 청소기 본체(110)로부터 임의로 분리되는 것을 먼지통 덮개(171)가 방지할 수 있다.

도 2에서는 먼지통 덮개(171)가 청소기 본체(110)에 힌지 결합되어 회동 가능하게 구성된 것을 예시하고 있다. 먼지통 덮개(171)는 먼지통(170) 또는 청소기 본체(110)에 고정되어 먼지통(170)의 상면을 덮은 상태를 유지할 수 있다.

로봇 청소기(100)가 로봇 청소기와 같이 자율 주행 기능을 가지는 경우, 청소기 본체(110)에는 주변 상황을 센싱하기 위한 센싱 유닛(118)이 구비될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(미도시) 등으로 구성되는 제어부는 센싱 유닛(118)을 통하여 장애물을 감지하거나, 지형 지물을 감지하거나, 주행 영역의 지도를 전자적으로 생성할 수 있다.

흡입 노즐 모듈(120)은 청소기 본체(110)의 전방에 돌출된 형태로 결합된다. 흡입 노즐 모듈(120)의 외관은 모듈 장착 하우징(121)에 의해 형성되며, 상기 모듈 장착 하우징(121)의 내측에는 에지테이터 장착부(121a)가 형성된다. 에지테이터 장착부(121a)에는 에지테이터(200)가 착탈 가능하게 장착된다.

흡입 노즐 모듈(120)의 외측에는 물리적 충돌을 감지하는 범퍼 스위치(122)가 설치될 수 있다.

본 도면에서는, 흡입 노즐 모듈(120)에 범퍼 스위치(122)가 구비된 것을 보이고 있다. 범퍼 스위치(122)는 흡입 노즐 모듈(120)의 전방에 배치되며, 경우에 따라서는 도시된 바와 같이 전방뿐만 아니라 양측방에도 각각 배치될 수 있다.

도시된 바와 같이 흡입 노즐 모듈(120)이 청소기 본체(110)으로부터 돌출된 형태로 배치되는 경우, 로봇 청소기(100)의 안정적인 주행을 위하여 상술한 보조휠(160')은 흡입 노즐 모듈(120)의 바닥에도 구비될 수 있다.

에지테이터 장착부(121a)에 착탈 가능하게 장착되는 에지테이터(200)는 청소 대상 영역을 청소하도록 이루어진다. 에지테이터(200)를 통하여 흡입된 공기 중의 먼지와 이물질은 청소기 본체나 먼지통에 구비되는 필터나 사이클론에 의해 공기로부터 분리되며, 먼지통(170)에 집진된다. 그리고 먼지와 이물질로부터 분리된 공기는 청소기 본체(110)의 외부로 배출된다. 청소기 본체(110)의 내부에는 에지테이터 장착부(121a)에서 먼지통(170)까지 공기의 유동을 안내하는 흡기 유로(미도시)가 형성될 수 있다. 또한, 청소기 본체(110)의 내부에는 먼지통(170)에서 청소기 본체(110)의 외부까지 공기의 유동을 안내하는 배기 유로(미도시)가 형성될 수 있다.

도 1 및 2에 도시된 청소기는 본 발명에 따른 에지테이터(200, 300)가 설치되는 위치를 도시하고, 에지테이터(200, 300)가 결합되어 운행되는 종래의 청소기를 간략히 설명하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 에지테이터(200, 300)는 자동으로 운행되는 로봇 청소기뿐만 아니라, 사용자가 직접 조작하는 청소기에도 채용될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 브러쉬의 길이를 가변시킬 수 있는 에지테이터를 구비한 청소 유닛에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 에지테이터(200)의 일 실시 예를 도시하는 사시도다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 에지테이터(200)는 몸체부재(210), 샤프트(220, 도 4 참조), 브러쉬부(230), 동력전달부(240), 제1 앤드캡(250), 제2 앤드캡(260), 샤프트 수용부(270)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 에지테이터(200)의 구성을 설명하기에 앞서 이하에서 사용되는 방향에 대해 정의한다.

이하에서 사용되는 "길이방향"은 후술하는 샤프트(220, 도 4 참조)의 축 방향을 의미한다. 즉, "길이방향"은 1 앤드캡(250)에서 제2 앤드캡(260)을 향하는 방향 및 제2 앤드캡(260)에서 제1 앤드캡(250)을 향하는 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "방사방향"은 후술하는 샤프트(220, 도 4 참조)가 연장하는 중심 축의 임의의 한 점에서 중심 축과 수직한 평면상에 위치하는 몸체부재(210)의 외주면의 임의의 한 점에 최단거리로 향하는 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "원주방향"은 후술하는 샤프트(220, 도 4 참조)의 중심축과 수직한 가상의 선을 중심축을 따라 회전시켰을 때의 회전 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "전방측"은 제1 앤드캡(250)을 향하는 측을 의미하고, "후방측"은 제2 앤드캡(260)을 향하는 측을 의미한다.

몸체부재(210)는 외주면과 내주면을 갖고, 양 측이 개방된 중공형으로 형성될 수 있다. 후술하는 샤프트(220, 도 4 참조)는 몸체부재(210)의 중공에 길이방향으로 삽입되며, 샤프트(220)의 전방측 및 후방측이 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)에 각각 수용될 수 있다.

샤프트(220, 도 4 참조)는 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)에 양 측이 수용되어 길이방향으로 왕복운동 할 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세하게 설명한다.

제1 앤드캡(250)은 샤프트(220, 도 4 참조)의 전방측을 수용함과 동시에 몸체부재(210)의 전방측 단부에 끼워져 몸체부재(210)의 전방측 단부를 복개할 수 있다.

제2 앤드캡(260)은 샤프트(220, 도 4 참조)의 후방측을 수용함과 동시에 몸체부재(210)의 후방측 단부에 끼워져 몸체부재(210)의 후방측 단부를 복개할 수 있다.

샤프트(220, 도 4 참조)의 후방측은 제2 앤드캡(260)을 관통하여 샤프트 수용부(270)와 연결된다.

몸체부재(210)의 외주면에는 길이방향을 따라 방사방향 내측으로 소정 길이 함몰되어 브러쉬부(230)를 수용하는 수용홈(211, 도 4 참조)이 형성되고, 수용홈(211, 도 4 참조)에는 브러쉬부(230)가 길이방향을 따라 방사방향 내측으로 삽입될 수 있다. 삽입된 브러쉬부(230)는 방사방향으로 돌출되어 확장될 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세하게 설명한다.

브러쉬부(230)는 수용홈(211, 도 4 참조)에 삽입되는 브러쉬 홀더(232) 및 브러쉬 홀더(232)에 길이방향을 따라 결합되는 브러쉬(231)를 포함하고, 브러쉬 홀더(232)의 양 측에는 가이드돌부(233)가 돌출 형성될 수 있다.

가이드돌부(233)는 제1 앤드플레이트(251) 및 제2 앤드플레이트(261)에 각각 형성된 제1 및 제2 가이드홈(251a, 261a)에 삽입된다. 이에 의해, 브러쉬부(230)가 방사방향으로 승강하도록 가이드될 수 있다.

가이드홈(251a, 261a)의 내측면에 가이드돌부(233)가 맞물림으로써, 브러쉬부(230)가 방사방향으로 돌출되어 확장되는 경우, 브러쉬 홀더(232)와 수용홈(211)이 접촉하는 면적이 감소하여 브러쉬 홀더(232)가 원주방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세하게 설명한다.

즉, 몸체부재(210), 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)을 몸체부로 정의했을 때, 샤프트(220, 도 4 참조)는 몸체부 내의 중공에 길이방향으로 수용되고, 몸체부 내에서 길이방향으로 소정길이 왕복 운동할 수 있다.

브러쉬부(230)는 몸체부의 외주면에 길이방향으로 접하여 몸체부와 함께 원주방향으로 회전할 수 있다.

이하에서는, 도 3에 도시된 본 발명에 따른 에지테이터(agitator)를 분해하여 각 구성 별로 상세히 설명한다.

도 4는 도 3에 도시된 에지테이터의 분해도다.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 몸체부재(210), 샤프트(220), 브러쉬부(230), 동력전달부(240), 제1 앤드캡(250), 제2 앤드캡(260) 및 샤프트 수용부(270)의 순서로 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 몸체부재(210)에 관하여 설명한다.

몸체부재(210)는 외주면과 내주면을 구비하고, 양 단이 개방되어 있는 중공형으로 형성되고, 외주면에는 외주면으로부터 길이방향을 따라 방사방향 내측으로 소정 길이 함몰되어 형성된 수용홈(211)이 형성될 수 있다.

수용홈(211)은 서로 대향하고, 브러쉬 홀더(232)가 미끄러지듯 삽입될 수 있도록 브러쉬 홀더(232)와 접하는 양 면과 브러쉬 홀더의 삽입방향 면을 지지하는 저면을 포함하고, 저면에는 복수의 관통공(213, 215, 217, 도 5 참조)이 형성될 수 있다.

몸체부재(210)의 중공에 샤프트(220)가 길이방향으로 수용되고, 몸체부재(210)의 수용홈(211)에 브러쉬부(230)가 방사방향 내측으로 삽입되며, 몸체부재(210)의 개방된 양 단에는 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)이 각각 끼워져 삽입될 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 샤프트(220)에 관하여 설명한다.

샤프트(220)는 몸체부재(210)의 중공에 길이방향으로 수용되고, 양 측이 제1 및 제2 앤드캡(250, 260)에 각각 수용되어 길이방향으로 왕복운동 할 수 있다.

샤프트(220)는 전방측 단부(221), 후방측 단부(225), 및 전방측 단부(221)와 후방측 단부(225) 사이를 연결하는 연결부(224)를 포함한다. 또한, 샤프트(220)의 외주면에는 제2 캠(223)이 방사방향 외측으로 돌출형성될 수 있다.

제2 캠(223)은 샤프트(220)의 외주면으로부터 원주방향을 따라 복수개로 형성될 수 있다. 제2 캠(223)은 브러쉬부(230)를 향하여 돌출되는 바, 샤프트(220)의 외주면으로부터 원주방향을 따라 브러쉬부(230)의 개수만큼 형성될 수 있다.

또한, 제2 캠(223)은 샤프트(220)의 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 샤프트(220)의 외주면에 형성된 제2 캠(223)은 브러쉬부(230)에 형성되는 제1 캠(235)과 접할 수 있다.

샤프트의 전방측 단부(221)는 제1 앤드캡(250)의 후방측에 수용되고, 샤프트의 후방측 단부(225)는 제2 앤드캡(260)의 전방측에 수용될 수 있다.

여기서, 샤프트의 전방측 단부(221), 샤프트의 후방측 단부(225) 및 양 단부를 연결하는 연결부(224)는 서로 다른 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서는, 샤프트의 전방측 단부(221)는 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 몸체부재(210), 제1 앤드캡(250) 및 제2 앤드캡(260)이 회전하는 경우, 다각기둥형 전방측 단부(221)의 외주면이 헛돌지 않고 제1 앤드캡(250)과 맞물려 함께 회전할 수 있다.

여기서 다각기둥형은 반드시 직선으로 이루어진 형태만을 포함하는 것이 아니라 직선과 곡선이 결합된 형태로서, 원기둥형이 아닌 다른 형태를 모두 포함할 수 있다.

그리고, 샤프트의 전방측 단부(221)는 샤프트의 전방측 단부(221)가 제1 앤드캡(250)에 삽입되는 길이가 제한되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 샤프트의 전방측 단부(221)의 외주면의 적어도 일부는 연결부(224)의 외주면과 방사방향 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 샤프트의 전방측 단부(221)가 제1 앤드캡(250)에 삽입되어 수용되는 경우, 샤프트의 전방측 단부(221)와 연결부(224) 사이의 단차에 의해 삽입길이가 제한될 수 있다.

샤프트의 후방측 단부(225)는 원기둥형으로 형성될 수 있다. 원기둥형 샤프트의 후방측 단부(225)는 제2 앤드캡(260)을 관통하여 샤프트 수용부(270)에 수용된다. 이를 통해, 몸체부재(210), 제1 및 제2 앤드캡(250, 260), 샤프트(220) 및 브러쉬부(230)가 함께 회전하는 경우, 샤프트 수용부(270)는 비회전 상태를 유지할 수 있다.

이를 위해, 샤프트의 후방측 단부(225)의 외주면과 이를 수용하는 샤프트 수용부(270) 사이에는 베어링(271)이 구비될 수 있다.

그리고, 샤프트의 후방측 단부(225)는 샤프트의 후방측 단부(225)가 제2 앤드캡(250)을 관통하여 샤프트 수용부(270)에 삽입되는 길이가 제한되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 샤프트의 후방측 단부(225)의 외주면의 적어도 일부는 연결부(224)의 외주면과 방사방향 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 샤프트의 후방측 단부(225)가 제2 앤드캡(260)에 삽입되어 수용되는 경우, 샤프트의 후방측 단부(225)와 연결부(224) 사이의 단차에 의해 삽입길이가 제한될 수 있다. 즉, 샤프트의 후방측 단부(225)가 샤프트 수용부(270)에 소정 길이 삽입되는 경우, 샤프트의 후방측 단부(225)와 연결부(224) 사이의 단차면이 베어링(271)의 전방측 면을 가압함으로써 삽입길이가 제한된다.

샤프트(220)의 연결부(224)는 원기둥형 또는 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 다각기둥형은 반드시 직선만으로 이루어진 형태가 아니라 직선과 곡선이 결합된 형태로서, 원기둥형이 아닌 다른 형태를 포함할 수 있다. 다만, 샤프트(220)를 효율적으로 회전시키기 위하여 샤프트(220)가 회전하는 회전 중심축과 질량중심이 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 브러쉬부(230)에 관하여 설명한다.

브러쉬부(230)는 몸체부재(210)의 외주면으로부터 길이방향을 따라 방사방향 내측으로 소정길이 함몰되어 형성된 수용홈(211)에 삽입되고, 샤프트(220)가 길이방향으로 왕복운동함에 따라 방사방향으로 승강운동할 수 있다.

브러쉬부(230)는 브러쉬(231)와 브러쉬(231)를 수용하여 결합되는 브러쉬 홀더(232)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 브러쉬(231)와 브러쉬 홀더(232)는 길이방향으로 거의 동일한 길이로 형성될 수 있다. 몸체부재(210)가 회전하고, 몸체부재(210)에 결합된 브러쉬 홀더(232)가 회전함에 따라, 브러쉬(231)도 함께 회전할 수 있다. 브러쉬는 기 설정된 방사방향 길이로 형성되고, 브러쉬(231)의 방사방향 외측 단부가 바닥에 위치한 먼지 또는 이물질을 부양시키거나 집어올릴 수 있다.

브러쉬 홀더(232)는 브러쉬(231)와 접하고 서로 대향하는 양 벽과 양 벽의 방사방향 내측의 단부를 연결하는 저면을 포함할 수 있다. 즉, 브러쉬 홀더(232)의 양 벽은 수용홈(211)의 대향하는 양 벽과 접하여 삽입되고, 브러쉬 홀더(232)의 저면은 수용홈(211)의 저면과 접할 수 있다.

브러쉬 홀더(232)의 저면의 전방측과 후방측에는 가이드돌부(233)가 돌출 형성될 수 있다. 가이드돌부(233)는 제1 앤드캡(250)의 제1 앤드플레이트(251)에 형성된 제1 가이드홈(251a)과 제2 앤드캡(260)의 제2 앤드플레이트(261)에 형성된 제2 가이드홈(261a)에 각각 삽입될 수 있다. 가이드돌부(233)는 제1 및 제2 가이드홈(251a, 261a)에 의해 방사방향으로 가이드 될 수 있다.

브러쉬 홀더(232)의 저면은 수용홈(211)의 저면과 접하고, 수용홈(211)의 저면에 형성된 복수의 관통공(213, 215, 217)과 대응하는 위치에서 탄성부재(234), 제1 캠(235), 이탈방지부(236)가 형성될 수 있다.

탄성부재(234), 제1 캠(235) 및 이탈방지부(236)는 각각 브러쉬 홀더(232)의 저면으로부터 샤프트(220)의 외주면을 향하여 연장형성 될 수 있다.

브러쉬 홀더(232)가 수용홈(211)에 삽입된 상태에서, 탄성부재(234)는 브러쉬 홀더(232)의 저면으로부터 제2 관통공(213, 도 5 참조)을 통하여 방사방향 내측으로 소정길이 연장된 후 굴곡되어 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 에지테이터(200)가 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의해 브러쉬부(230)가 확장되는 것을 방지하고, 브러쉬부(230)가 확장된 경우 이를 복귀시키려는 복원력을 형성한다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

탄성부재(234)는 브러쉬 홀더(232)의 저면을 따라 복수개로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 탄성부재(234)는 브러쉬 홀더(232)의 전방측과 후방측에서 각각 같은 길이로 이격되어 형성될 수 있다.

제1 캠(235)은 브러쉬 홀더(232)의 저면으로부터 샤프트(220)의 외주면을 향하여 연장형성 될 수 있다.

브러쉬 홀더(232)가 수용홈(211)에 삽입된 상태에서, 제1 캠(235)은 브러쉬 홀더(232)의 저면으로부터 제1 관통공(215, 도 5 참조)을 통하여 방사방향 내측으로 소정길이 연장된 후, 샤프트(220)의 제2 캠(223)과 접할 수 있다. 제1 캠(235)은 샤프트(220)가 제1 앤드캡(250)을 향하여 길이방향으로 운동하는 경우, 샤프트(220)에 형성된 제2 캠(223)에 의해 가압되어 방사방향 외측으로 상승될 수 있다. 이와 관하여 뒤에서 상세히 설명한다.

제1 캠(235)은 샤프트(220)의 제2 캠(223)이 길이방향을 따라 복수 개로 형성됨에 따라, 제2 캠(223)과 대응되는 위치에 복수 개로 형성될 수 있다.

이탈방지부(236)는 브러쉬 홀더(232)의 저면으로부터 샤프트(220)의 외주면을 향하여 연장형성 될 수 있다.

브러쉬 홀더(232)가 수용홈(211)에 삽입된 상태에서, 이탈방지부(236)는 브러쉬 홀더(232)의 저면으로부터 제3 관통공(217, 도 5 참조)을 통하여 방사방향 내측으로 소정길이 연장될 수 있다. 이탈방지부(236)는 브러쉬 홀더(232)가 수용홈(211)에 삽입된 상태에서, 몸체부재(210)와 적어도 일부분이 방사방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 샤프트(220)가 제1 앤드캡(250)을 향하여 길이방향으로 운동함으로써, 브러쉬 홀더(232)가 방사방향 외측으로 상승하는 경우, 이탈방지부(236)의 몸체부재(210)와 방사방향으로 중첩하는 부분이 몸체부재(210)의 내측면을 가압함으로써 브러쉬 홀더(232)가 수용홈(211)에서 방사방향 외측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 자세히 설명한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동력전달부(240)에 관하여 설명한다.

동력전달부(240)는 전방측이 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)과 연결되는 모터연결부(241)와 에지테이터연결부(243)를 포함할 수 있다. 모터연결부(241)는 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)과 연결되어 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)에 의해 회전되고, 모터연결부(241)가 회전함에 따라, 모터연결부(241)의 후방측과 접합된 에지테이터연결부(243)가 회전될 수 있다. 에지테이터연결부(243)가 제1 앤드캡(250)의 전방측에 형성된 제1 공동(255)의 내주면과 맞물려 삽입됨으로써, 제1 앤드캡(250)이 회전되고, 에지테이터(200)가 회전될 수 있다.

동력전달부(240)의 모터연결부(241)는 공회전하지 않고 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)과 맞물려 회전할 수 있도록 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 모터연결부(241)의 타측에 형성되는 에지테이터연결부(243)는 다각기둥의 형태로 형성된다. 에지테이터연결부(243)의 외주면은 제1 앤드캡(250)의 전방측에서 후방측으로 함몰되어 형성된 제1 공동(255)에 삽입될 수 있다.

에지테이터연결부(243)의 외주면은 제1 공동(255)의 내주면의 적어도 일부와 맞물려 삽입된다. 이에 의해, 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)의 회전력이 제1 앤드캡(250)에 전달될 수 있다. 즉, 에지테이터연결부(243)는 제1 공동(255)의 내주면의 적어도 일부와 맞물리는 다각기둥형으로 형성될 수 있다.

에지테이터연결부(243)의 외주면에는 결합돌부(245)가 형성될 수 있다. 결합돌부(245)는 에지테이터연결부(243)가 제1 공동(255)으로 삽입되는 경우, 제1 공동(255)을 형성하는 끼움부(253)에 형성된 제1 결합홈(253a)에 삽입될 수 있다. 이를 통해, 에지테이터연결부(243)가 제1 공동(255)으로부터 이탈되지 않도록 결합될 수 있고, 동력전달부(240)와 제1 앤드캡(250)이 서로 결합된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 앤드캡(250)에 관하여 설명한다.

제1 앤드캡(250)은 샤프트의 전방측 단부(221)를 수용하여 길이방향으로 소정길이 왕복 운동하도록 가이드하고, 몸체부재(210)의 일 단을 복개하며, 수용홈(211)의 일 단을 복개할 수 있다.

제1 앤드캡(250)은 몸체부재(210)의 내주면과 맞물려 끼워져 몸체부재의 일 단을 복개하는 제1 끼움부(253), 제1 끼움부(253)의 전방측에서 방사방향 외측으로 연장되어 수용홈(211)의 일 단을 복개하는 제1 앤드플레이트(251)를 포함할 수 있다.

제1 끼움부(253)는 몸체부재(210)의 내주면과 원주방향을 따라 맞물려 끼워지는 외벽과 외벽을 따라 형성되어 몸체부재(210)의 일 단을 복개하는 저면으로 형성될 수 있다. 외벽과 저면은 제1 공동(255)을 형성한다.

제1 끼움부(253)의 저면에는 샤프트의 전방측 단부(221)를 수용하여 제1 앤드캡(250)의 제1 공동(255)로 가이드 하는 제1 가이드공(257, 도 6a 참조)이 형성되고, 가이드공(257, 도 6a)를 통해 샤프트(220)의 길이방향 왕복운동이 가이드된다.

제1 가이드공(257, 도 6a 참조)은 제1 앤드캡(250)의 회전력을 샤프트의 전방측 단부(221)로 전달할 수 있도록, 샤프트의 전방측 단부(221)의 외주면과 맞물릴 수 있도록 형성될 수 있다. 이와 관하여 뒤에서 상세히 설명한다.

제1 공동(255)의 내주면은 동력전달부(240)의 에지테이터연결부(243)의 외주면의 일부와 맞물리도록 형성될 수 있다.

제1 끼움부(253)의 외벽은 제1 끼움부(253)의 저면으로부터 몸체부재(210)의 후방측 방향으로 소정길이 연장되어 형성될 수 있고, 브러쉬부(230)가 방사방향으로 상승하는 경우, 브러쉬 홀더(232)의 탄성부재(234)의 단부가 제1 끼움부(253)의 몸체부재(210)의 후방측 방향으로 연장된 부분을 가압함으로써 브러쉬부(230)의 복원력을 생성할 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

제1 앤드플레이트가 수용홈(211)의 개방된 일 단과 접하는 부분에는 제1 가이드홈(251a)이 형성되어 브러쉬 홀더(232)의 가이드돌부(233)를 수용할 수 있다.

제1 가이드홈(251a)은 방사방향을 따라 제1 앤드플레이트(251)의 후방측에서 전방측으로 소정길이 함몰 또는 관통되어 형성될 수 있고, 제1 가이드홈(251a)의 내주면은 가이드돌부(233)의 외주면의 일부와 맞물리도록 형성되어 브러쉬 홀더(232)가 원주방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 앤드캡(260)에 관하여 설명한다.

제2 앤드캡(260)은 샤프트(220)의 후방측을 수용하여 길이방향으로 소정길이 왕복 운동하도록 가이드하고, 몸체부재(210)의 타 단을 복개하며, 수용홈(211)의 타 단을 복개할 수 있다.

제2 앤드캡(260)은 몸체부재(210)의 내주면과 맞물려 끼워져 몸체부재의 후방측 단부를 복개하는 제2 끼움부(263), 제2 끼움부(263)의 후방측에서 방사방향 외측으로 연장되어 수용홈(211)의 후방측 단부를 복개하는 제2 앤드플레이트(261)를 포함할 수 있다.

제2 끼움부(263)는 몸체부재(210)의 내주면과 원주방향을 따라 맞물려 끼워지는 외벽과 외벽을 따라 형성되어 몸체부재(210)의 타 단을 복개하는 저면으로 형성될 수 있다. 외벽과 저면에 의해 제2 앤드캡(260)의 후방측에서 전방측으로 소정길이 함몰된 제2 공동(265)이 형성된다.

제2 끼움부(263)의 저면에는 샤프트(220)의 연결부(224)의 후방측을 수용하여 제2 앤드캡(260)의 제2 공동(265)으로 가이드 하는 제2 가이드공(267, 도 6a 참조)이 형성되고, 제2 가이드공(267, 도 6a)를 통해 샤프트(220)의 길이방향 왕복운동이 가이드된다.

제2 가이드공(267, 도 6a 참조)은 제2 앤드캡(250)의 회전력을 샤프트(220)의 연결부(224)의 후방측으로 전달할 수 있도록, 샤프트(220)의 연결부(224)의 후방측의 외주면과 맞물릴 수 있도록 형성될 수 있다.

제2 공동(265)은 샤프트(220)가 제1 앤드캡(250) 방향으로 이동할 경우, 샤프트의 후방측 단부(225)가 수용된 샤프트 수용부(270)를 수용한다.

제2 공동(265)의 내주면은 제2 앤드캡(260)이 회전하는 경우, 제2 공동(265)에 수용된 샤프트 수용부(270)와 접촉되지 않도록 형성될 수 있다.

제2 앤드플레이트가 수용홈(211)의 개방된 타 단과 접하는 부분에는 제2 가이드홈(261a)이 형성되어 브러쉬 홀더(232)의 가이드돌부(233)를 수용할 수 있다.

제2 가이드홈(261a)은 방사방향을 따라 소정길이만큼 함몰 또는 관통되어 형성될 수 있고, 제2 가이드홈(261a)의 내주면은 가이드돌부(233)의 외주면의 일부와 맞물리도록 형성되어 브러쉬 홀더(232)가 원주방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트 수용부(270)에 관한여 설명한다.

샤프트 수용부(270)는 샤프트의 후방측 단부(225)를 수용하고, 수용된 샤프트의 후방측 단부(225)를 샤프트(220)의 전방측방향으로 가압하여 샤프트(220)를 길이방향으로 이동시킬 수 있다.

샤프트 수용부(270)의 전방측에는 샤프트의 후방측 단부(225)를 수용하는 수용공간(273)이 형성될 수 있다. 수용공간(273)은 원기둥형 샤프트의 후방측 단부(225)를 수용하도록 원기둥형으로 형성될 수 있다. 수용공간(273)의 내주면과 샤프트의 후방측 단부(225)의 외주면 사이에는 베어링(271)이 삽입되어 회전하는 샤프트의 후방측 단부(225)를 방사방향으로 지지한다. 이를 통해, 샤프트 수용부(270)는 샤프트(220)와 함께 회전하지 않고 고정될 수 있다.

샤프트 수용부(270)의 내주면으로부터 원주방향을 따라 방사방향 내측으로 소정길이 돌출된 돌출부가 형성되고, 돌출부는 베어링 또는 샤프트의 후방측 단부(225)를 길이방향으로 지지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 몸체부재(210)를 도시하는 사시도다.

도 5를 참조하면, 도 4에 도시된 몸체부재(210)를 다른 각도로 도시하여 몸체부재(210)의 수용홈(211)의 저면에 형성된 복수의 관통공(213, 215, 217)을 도시한다.

수용홈(211)의 저면에는 제1 관통공(215), 제2 관통공(213) 및 제3 관통공(217)이 형성될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 관통공(215, 213, 217)은 몸체부재(210)의 외주면으로부터 내주면을 향하여 관통되어 형성되고, 제1 관통공(215)에는 제1 캠(235)이 삽입되며, 제2 관통공(213)에는 탄성부재(234)가 삽입되고, 제3 관통공(217)에는 이탈방지부(236)가 삽입될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 관통공(215, 213, 217)은 몸체부재(210)의 길이방향을 따라 복수개로 형성될 수 있고, 복수개로 형성되는 경우, 몸체부재(210)의 전방측 및 후방측에서 동일한 거리로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시 예에서, 제1 캠(235)이 삽입되는 제1 관통공(215)이 2개로 형성되는 경우, 몸체부재(210)의 전방측 및 후방측에서 동일한 거리로 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에서, 제1 캠(235)이 삽입되는 제1 관통공(215)이 3개로 형성되는 경우, 1개는 몸체부재(210)의 길이방향 길이의 중간에 위치되고, 나머지 2개는 몸체부재(210)의 전방측 및 후방측에서 동일한 거리로 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 몸체부재(210)의 길이방향 길이의 중간지점에 대해 대칭되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 제2 캠(223)에 의하여 제1 캠(235)이 가압되어 브러쉬부(230)가 방사방향으로 상승되는 경우, 브러쉬부(230)의 전방측 및 후방측이 균일하게 가압되어 상승될 수 있다.

브러쉬부(230)를 수용하고, 몸체부재(210)의 길이방향을 따라 외주면으로부터 함몰되어 형성된 수용홈(211)은 몸체부재(210)의 원주방향을 따라 복수개로 형성될 수 있고, 수용홈(211)의 저면에 형성되는 제1, 제2 및 제3 관통공(215, 213, 217) 역시 원주방향을 따라 복수개로 형성될 수 있다.

아래에서는, 도 6a 및 6b를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 에지테이터(200)의 브러쉬부(230)가 확장되는 과정을 설명한다.

도 6a는 에지테이터(200)의 브러쉬부(230)가 확장되기 전 상태를 도시하고, 도 6b는 에지테이터(200)의 브러쉬부(230)가 확장된 상태를 도시한다.

도 6a는 도 3의 에지테이터(200)를 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 취한 단면을 도시하는 단면도다.

도 6a를 참조하면, 샤프트(220)가 길이방향을 따라 제1 앤드캡(250) 방향으로 이동하기 전의 상태가 도시된다.

몸체부재(210)의 중공에 샤프트(220)가 길이방향을 따라 수용되고, 제1 앤드캡은 샤프트의 전방측 단부(221)를 수용함과 동시에 몸체부재(210)의 일 단을 복개하며, 제2 앤드캡은 샤프트의 후방측 단부(225)를 수용함과 동시에 몸체부재(210)의 타 단을 복개할 수 있다.

샤프트의 전방측 단부(221)는 외주면의 적어도 일부가 제1 앤드캡(250)의 제1 끼움부(253)에 형성된 가이드공(257)의 내주면과 맞물려 제1 가이드공(257)에 수용될 수 있다. 샤프트의 전방측 단부(221)는 제1 가이드공(257)을 관통하여 제1 앤드캡(250)의 제1 공동(255)에 노출된다.

샤프트(220)의 연결부(224)의 후방측 외주면의 적어도 일부는 제2 끼움부(263)에 형성된 제2 가이드공(267)에 수용될 수 있다. 샤프트(220)의 연결부(224)의 후방측은 제2 가이드공(267)을 관통하여 제2 앤드캡(260)의 제2 공동(265)에 노출된다.

샤프트의 후방측 단부(225)는 샤프트 수용부(270)의 수용공간(273)에 수용되고, 브러쉬부(230)의 확장되는 경우, 샤프트 수용부(270)는 샤프트의 후방측 단부(225)를 가압하여 샤프트의 후방측 단부(225)와 함께 제2 앤드캡(260)의 제2 공동(265)에 수용될 수 있다.

즉, 브러쉬부(230)를 확장시키기 위하여, 샤프트 수용부(270)와 연결된 가압 모듈이 샤프트 수용부(270)를 가압하고, 샤프트 수용부(270)는 샤프트의 후방측 단부(225)를 가압하며, 이를 통해, 샤프트(220)는 제1 가이드공(257) 및 제2 가이드공(267)에 의해 가이드 되어 몸체부재의 전방측 방향으로 길이방향을 따라 이동될 수 있다. 샤프트의 전방측 단부(221)는 제1 공동(255)내에서 몸체부재(210)의 전방측 방향으로 돌출되고, 연결부(224)와 전방측 단부(221)의 외주면을 연결하는 단차면이 제1 앤드캡(250)을 가압함으로써 샤프트(220)의 이동이 정지될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에서, 이동된 샤프트의 전방측 단부(221)가 제1 공동(255)에 삽입되는 동력전달부(240)의 에지테이터연결부(243)의 내측면과 접하여 가압됨으로써 샤프트(220)의 이동이 정지될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에서, 샤프트 수용부(270)가 샤프트(220)를 가압하여 이동시키는 길이를 기설정함으로써, 샤프트(220)의 이동이 정지될 수 있다.

몸체부재(210)의 외주면에는 길이방향을 따라 형성된 수용홈(211)이 원주방향을 따라 복수 개로 형성되고, 수용홈(211)의 저면에는 몸체부재(210)가 외주면으로부터 샤프트(220)의 외주면을 향하여 제1, 제2 및 제3 관통공(215, 213, 217)이 관통형성될 수 있다.

수용홈(211)에 브러쉬부(230)의 브러쉬 홀더(232)가 삽입되고, 브러쉬 홀더(232)의 저면 중 상기 제1, 제2 및 제3 관통공(215, 213, 217)과 대응하는 부분으로부터 각각 제1 캠(235), 탄성부재(234) 및 이탈방지부(236)가 연장될 수 있다.

제1 캠(235)은 제1 관통공(215)을 통하여 샤프트(220)의 외주면을 향하여 연장되어 샤프트(220)의 외주면으로부터 제1 캠(235)을 향하여 연장된 제2 캠(223)과 접할 수 있다.

이를 통해, 제2 캠(223)이 길이방향을 따라 몸체부재(210)의 전방측 방향으로 이동하는 경우, 제2 캠(223)은 제1 캠(235)과의 접촉면을 통해 제1 캠(235)을 가압할 수 있다. 제2 캠(223)과 제1 캠(235) 사이의 접촉면은 제2 캠(223)이 길이방향으로 제1 캠(235)을 가압하는 힘을 이용하여 제1 캠(235)이 방사방향으로 상승하도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 제1 캠(235)과 제2 캠(223)은 각 단부면이 경사지게 형성되고, 서로 맞물리도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 캠(235)이 제2 캠(223)을 향하여 연장되는 방향의 단부는 길이방향을 따라 제1 경사로 경사지도록 형성되고, 제2 캠(223)이 제1 캠(235)을 향하여 연장되는 방향의 단부는 길이방향을 따라 제2 경사로 경사지도록 형성되며, 제1 경사와 제2 경사가 거의 동일하게 형성되어 제1 캠(235)과 제2 캠(223)이 서로 맞물릴 수 있다.

제2 캠(223)의 경사면이 제1 캠(235)의 경사면과 맞물리는 경우 제2 캠(223)과 제1 캠(235) 사이의 역학관계는 다음과 같다.

샤프트(220)가 길이방향으로 이동되기 전 상태에서, 탄성부재(234)가 몸체부재(210)를 가압함으로써, 제1 캠(235)이 제2 캠(223)을 가압하고, 제2 캠(223)의 경사면이 길이방향으로 운동하여 제1 캠(235)의 경사면을 가압 함으로써, 제1 캠(235)이 제2 캠(223)을 가압하는 힘이 상쇄되고, 제2 캠(235)이 방사방향 운동이 유도된다.

제1 캠(235)과 제2 캠(223)의 접촉 면적이 작은 경우, 접촉 면적에 형성되는 압력이 과도하게 형성될 수 있다. 접촉 면적에 형성되는 압력이 커질수록, 단위면적당 가해지는 힘의 크기가 커지므로 마찰력이 크게 형성되고, 이로 인해 내구성에 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 제1 캠(235)의 경사면과 제2 캠(223)의 경사면이 충분한 면적으로 접촉되어 마찰력을 감소시키도록 형성되는 것이 바람직하다.

경사를 가지고 접촉하는 캠의 상세한 운동역학은 종래에 잘 알려진 내용이므로 생략한다.

또한, 제2 캠(223)의 경사면이 제1 캠(235)을 가압함으로써, 제1 캠(235)을 방사방향으로 상승시키는 힘뿐만 아니라 길이방향으로 이동시키려는 힘 역시 작용하므로, 제1 캠(235)과 제1 관통공(215)이 접촉하는 면이 서로 맞물리도록 형성하여 제2 캠(223)이 제1 캠(235)을 길이방향으로 이동시키려는 힘을 상쇄하는 것이 바람직하다.

즉, 제1 관통공(215)의 길이방향 길이와 제1 캠(235)의 길이방향 길이는 거의 동일하게 형성될 수 있다.

탄성부재(234)는 제2 관통공(213)을 통하여 샤프트(220)의 외주면을 향하여 연장될 수 있다. 탄성부재(234)는 샤프트(220)의 외주면을 향하여 방사방향으로 소정길이 연장된 후, 굴곡되어 길이방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 탄성부재(234)는 방사방향 연장부와 이로부터 굴곡된 길이방향 연장부를 포함할 수 있다.

샤프트(220)가 샤프트 수용부(270)에 의해 가압되기 전 상태에서, 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 단부는 몸체부재(210)의 내주면 또는 제1 앤드캡(250)의 제1 끼움부(253)와 접하도록 형성될 수 있다. 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 단부는 몸체부재(210)의 내주면 또는 제1 앤드캡(250)의 끼움부(253)와 접한 상태에서 몸체부재(210)의 내주면 또는 제1 끼움부(253)를 방사방향 외측으로 가압할 수 있다. 즉, 탄성부재(234)는 탄성부재(234)의 길이방향 연장부가 브러쉬 홀더(232)로부터 방사방향 내측을 향하여 이격되어 굴곡되는 경우 방사방향 외측을 향하여 탄성력을 가하도록 형성될 수 있다.

즉, 탄성부재(234)의 길이방향 연장부는 브러쉬 홀더(232)로부터 기설정된 길이로 이격된 상태로 몸체부재(210)의 내주면 또는 제1 끼움부(253)와 접하도록 형성되어, 몸체부재(210)의 내측면 또는 제1 끼움부(253)에 방사방향 외측으로 탄성력을 가할 수 있다. 몸체부재(210)의 내측면 또는 제1 끼움부(253)는 고정되어 있는 바, 탄성부재의 길이방향 연장부의 단부에는 몸체부재(210)의 내측면 또는 제1 끼움부(253)가 가하는 반력이 가해지고, 이를 통해 브러쉬부(230)는 방사방향 내측으로 가압된다.

즉, 에지테이터(200)가 회전함으로 인해 브러쉬부(230)에 방사방향 외측으로 형성되는 원심력이 탄성부재(234)에 의해 브러쉬부(230)가 방사방향 내측으로 가압되는 힘과 상쇄됨으로써, 에지테이터(200)의 회전상태에서 샤프트 수용부(270)가 샤프트(220)를 가압하지 않음에도 브러쉬부(230)가 확장되는 것을 방지할 수 있다.

샤프트 수용부(270)가 가압되어 샤프트(220)가 길이방향을 따라 샤프트(220)의 전방측 방향으로 이동되고, 제2 캠(223)에 의해 브러쉬부(230)가 방사방향으로 상승하여 확장되는 경우, 탄성부재(234)의 길이방향 연장부는 브러쉬부(230)로부터 확장된 길이만큼 추가로 이격되어 더 강한 탄성력을 발생시킬 수 있다. 이를 통해 샤프트 수용부(270)에 작용하는 힘이 소멸하는 경우, 브러쉬부(230)가 방사방향 내측으로 다시 복귀될 수 있다.

탄성부재(234)가 삽입되는 제2 관통공(213)은 탄성부재(234)의 길이방향 연장부가 용이하게 삽입될 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 관통공(213)의 길이방향 길이는 탄성부재(234)의 길이방향 길이와 거의 동일하게 형성될 수 있다.

이탈방지부(236)는 제3 관통공(217)을 통하여 방사방향 내측으로 샤프트(220)의 외주면을 향하여 연장될 수 있다.

브러쉬부(230)가 수용홈(211)에 완전히 삽입된 상태에서, 제3 관통공(217)에 수용된 이탈방지부(236)의 길이방향 길이는 제3 관통공(217)의 길이와 거의 동일하게 형성되고, 제3 관통공(217)을 관통하여 몸체부재(210)의 내부에 위치한 부분은 몸체부재(210)의 내주면의 적어도 일부와 방사방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다.

이탈방지부(236)는 브러쉬부(230)가 소정길이 이상 확장되는 경우, 이탈방지부(236)가 몸체부재(210)의 내주면과 방사방향으로 중첩되는 부분이 몸체부재(210)의 내주면을 가압함으로써, 브러쉬부(230)가 최대길이로 확장되거나 수용홈(211)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 에지테이터(200)의 브러쉬부(230)가 확장된 상태를 설명한다.

도 6b는 에지테이터(200)의 브러쉬부(230)가 확장된 상태의 단면을 도시한다.

도 6b를 참조하면, 샤프트 수용부(270)가 샤프트의 후방측 단부(225)를 가압하여 샤프트(220)를 길이방향을 따라 샤프트(220)의 전방측 방향으로 이동시킴으로써, 브러쉬부(230)가 확장된 상태의 단면이 도시된다.

브러쉬부(230)가 확장됨으로써, 브러쉬(231)가 카펫의 표면까지 도달할 수 있고, 카펫의 표면에 적층된 먼지 또는 이물질을 부양시키거나 집어올림으로써, 흡입 노즐에 흡입되도록 할 수 있다.

샤프트(220)가 길이방향을 따라 샤프트(220)의 전방측 방향으로 이동됨으로써, 샤프트(220)의 연결부(224)의 외주면으로부터 연장하는 제2 캠(223)이 제1 캠(235)을 가압하여 브러쉬부(230)를 방사방향 외측으로 상승시킬 수 있다.

샤프트의 전방측 단부(221)는 제1 공동(255)에 삽입된 에지테이터연결부(243)에 접할 때까지 길이방향을 따라 샤프트(220)의 전방측 방향으로 이동된다.

또는, 샤프트의 전방측 단부(221)는 길이방향 길이가 짧게 형성되고, 연결부(224)의 외주면과 샤프트의 전방측 단부(221)의 외주면을 연결하는 단차면이 제1 앤드캡(250)의 타 측을 가압할 때까지 이동될 수 있다.

샤프트의 이동에 의하여 브러쉬부(230)가 방사방향으로 상승하고, 브러쉬 홀더(232)의 탄성부재(234), 제1 캠(235) 및 이탈방지부(236)가 방사방향으로 상승한다.

브러쉬 홀더(232)의 이탈방지부(236)는 제3 관통공(217)을 따라 방사방향 외측으로 가이드 되어 상승되고, 이탈방지부(236)의 몸체부재(210)와 방사방향으로 중첩되는 부분이 몸체부재(210)의 내측면을 가압함으로써, 브러쉬부(230)가 수용홈(211)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

제1 앤드캡(250)의 제1 앤드플레이트(251)는 수용홈(211)의 일 단을 복개하고, 제2 앤드캡(260)의 제2 앤드플레이트(261)는 수용홈(211)의 타 단을 복개할 수 있다. 제1 앤드플레이트(251)의 부분 중 수용홈(211)의 전방측 단부와 접하는 면에는 제1 가이드홈(251a)이 방사방향을 따라 소정길이만큼 함몰 또는 관통 형성된다. 제2 앤드플레이트(261)의 부분 중 수용홈(211)의 후방측과 마주하는 면에는 제2 가이드홈(261a)이 방사방향을 따라 소정길이만큼 함몰 또는 관통 형성될 수 있다.

제1 및 제2 가이드홈(261a)은 수용홈(211)과 동일한 개수로 형성될 수 있다.

브러쉬 홀더(232)의 양 측으로부터 돌출 형성된 가이드돌부(233)가 제1 및 제2 가이드홈(251a, 261a)에 삽입되고, 브러쉬부(230)가 방사방향으로 상승함에 따라 가이드돌부(233)는 제1 및 제2 가이드홈(261a) 내에서 방사방향 외측으로 가이드되고, 브러쉬부(230)가 방사방향으로 하강함에 따라 가이드돌부(233)는 제1 및 제2 가이드홈(251a, 261a) 내에서 방사방향 내측으로 가이드될 수 있다.

제1 및 제2 가이드홈(251a, 261a)은 서로 대향하고, 원주방향으로 연장되며, 가이드돌부(233)의 외주면과 접하여 가이드돌부(233)를 가이드하는 대향면을 포함할 수 있다.

브러쉬부(230)가 방사방향으로 확장되는 경우, 브러쉬 홀더(232)가 수용홈(211)과 접촉하는 면적이 감소하고, 이에 따라, 브러쉬 홀더(232)가 원주방향으로 흔들릴 수 있다.

제1 및 제2 가이드홈(251a, 261a)의 대향면 사이에 가이드돌부(233)의 외주면이 접하여 삽입됨으로써, 가이드돌부(233)가 제1 및 제2 가이드홈(251a, 261a) 내에서 원주방향으로 움직이지 않고 고정되도록 형성될 수 있고, 브러쉬부(230)가 확장되는 경우, 브러쉬 홀더(232)가 원주방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

즉, 가이드돌부(233) 및 제1 및 제2 가이드홈(251a, 261a)은 브러쉬부(230)가 원주방향으로 흔들리지 않고 방사방향으로 확장되도록 가이드 할 수 있다.

탄성부재(234)는 제2 관통공(213)을 통하여 방사방향 내측으로 형성되는 방사방향 연장부 및 이로부터 굴곡되어 길이방향으로 연장되는 길이방향 연장부를 포함할 수 있다. 탄성부재(234)는 브러쉬 홀더(232)의 저면의 양 측에 형성되어 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 단부가 제1 끼움부(253)와 제2 끼움부(263)를 각각 가압하도록 형성될 수 있다.

브러쉬부(230)가 방사방향으로 상승함에 따라 탄성부재(234)의 길이방향 연장부가 굴곡되고, 길이방향 연장부의 단부가 브러쉬 홀더(232)로부터 방사방향으로 이격된다. 휘어진 길이방향 연장부가 복원하려는 성질에 의해 길이방향 연장부의 단부가 제1 앤드캡 및 제2 앤드캡을 가압한다. 길이방향 연장부의 단부가 고정됨에 따라 길이방향 연장부의 단부는 방사방향 연장부를 방사방향 내측으로 당기고, 이를 통해 브러쉬부(230)가 방사방향 내측으로 당겨진다.

이를 통해, 브러쉬 홀더(232)로부터 연장되는 제1 캠(235)의 경사면이 제2 캠(223)의 경사면을 브러쉬부(230)가 확장되기 전에 비해 강한 힘으로 가압함으로써, 샤프트 수용부(270)가 샤프트(220)를 가압하는 힘이 소멸했을 때 샤프트(220)를 원래 위치로 복원시킬 수 있다.

즉, 샤프트 수용부(270)가 샤프트(220)를 가압하는 힘이 소멸했을 때, 탄성부재(234)에 의해 제1 캠(235)의 경사면이 제2 캠(223)의 경사면을 가압하여 샤프트(220)를 샤프트의 후방측 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 7은 도 6a의 에지테이터(200)를 Ⅱ 영역을 따라 취한 단면 사시도로서, 에지테이터(200)의 전방측의 결합구조를 도시한다. 설명의 편의를 위하여 일부 구성은 생략되었다.

제1 공동(255)에 삽입되는 동력전달부(240)의 에지테이터연결부(243)에는 제1 앤드캡(250)의 제1 가이드공(257)을 향하여 개방된 내부공동이 형성될 수 있다. 에지테이터연결부(243)의 외주면은 다각기둥형으로 형성되어 제1 공동(255)의 내주면과 맞물릴 수 있다. 이를 통해, 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)에 의해 동력전달부(240)가 회전되는 경우, 에지테이터연결부(243)에 의해 제1 앤드캡(250)에 회전력이 전달되고, 제1 앤드캡(250)이 회전됨으로써 몸체부재(210)가 회전될 수 있다.

제1 가이드공(257)을 통하여 샤프트의 전방측 단부(221)가 에지테이터연결부(243)에 형성된 내부공동으로 유입된다. 샤프트의 전방측 단부(221)는 에지테이터연결부(243)의 내부공동에서 길이방향으로 왕복운동한다.

제1 가이드공(257)의 내주면은 다각기둥형으로 형성되고, 샤프트의 전방측 단부(221)의 외주면은 이와 대응되는 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 제1 가이드공(257)의 내주면과 샤프트의 전방측 단부(221)의 외주면이 맞물림으로써, 샤프트(220)는 공회전 하지 않고 제1 앤드캡(250)과 함께 회전할 수 있다.

몸체부재(210)의 외주면에는 수용홈(211)이 형성되고, 수용홈(211)의 저면에는 제2 관통공(213)이 형성될 수 있다. 제2 관통공(213)의 길이방향 길이는 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 이를 통해 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 적어도 일부는 몸체부재(210)의 내측면과 방사방향으로 중첩되고, 브러쉬 홀더(232)가 상승되는 경우, 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 적어도 일부는 몸체부재(210)의 내측면을 가압할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 적어도 일부는 제1 앤드캡(250)과 방사방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 브러쉬 홀더(232)가 상승되는 경우, 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 적어도 일부는 제1 앤드캡(250)을 가압할 수 있다.

탄성부재(234)의 적어도 일부가 몸체부재(210)의 내주면 또는 제1 앤드캡(250)을 가압함으로써, 브러쉬 홀더(232)가 원심력에 의해 확장되는 것을 방지하고, 브러쉬 홀더(232)가 확장 상태에서 원상태로 복귀하기 위한 탄성력을 제공할 수 있다.

아래에서는, 본 발명의 다른 실시 예에 관하여 설명한다.

도 8에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 에지테이터(300)의 사시도가 도시된다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 에지테이터(300)는 몸체부재(310), 샤프트(320, 도 9 참조), 브러쉬부(330), 동력전달부(340), 제1 앤드캡(350), 제2 앤드캡(360), 샤프트 수용부(370)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 에지테이터(300)의 구성을 설명하기에 앞서 이하에서 사용되는 방향에 대해 정의한다.

이하에서 사용되는 "길이방향"은 후술하는 샤프트(320, 도 9 참조)의 축 방향을 의미한다. 즉, "길이방향"은 1 앤드캡(350)에서 제2 앤드캡(360)을 향하는 방향 및 제2 앤드캡(360)에서 제1 앤드캡(350)을 향하는 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "방사방향"은 후술하는 샤프트(320, 도 9 참조)가 연장하는 중심 축의 임의의 한 점에서 중심 축과 수직한 평면상에 위치하는 몸체부재(310)의 외주면의 임의의 한 점에 최단거리로 향하는 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "원주방향"은 후술하는 샤프트(320, 도 9 참조)의 중심축과 수직한 가상의 선을 중심축을 따라 회전시켰을 때 원이 형성되는 방향을 의미한다.

또한, 이하에서 사용되는 "전방측"은 제1 앤드캡(350)을 향하는 측을 의미하고, "후방측"은 제2 앤드캡(360)을 향하는 측을 의미한다.

몸체부재(310)는 외주면과 내주면을 갖고, 양 측이 개방된 중공형으로 형성될 수 있다. 후술하는 샤프트(320, 도 9 참조)는 몸체부재(310)의 중공에 길이방향으로 삽입되고, 샤프트(320)의 전방측 및 후방측이 제1 앤드캡(350) 및 제2 앤드캡(360)에 각각 수용될 수 있다.

샤프트(320, 도 9 참조)는 제1 앤드캡(350) 및 제2 앤드캡(360)에 양 측이 수용되어 길이방향으로 왕복운동 할 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세하게 설명한다.

제1 앤드캡(350)은 샤프트(320, 도 9 참조)의 전방측을 수용함과 동시에 몸체부재(310)의 일 단에 끼워져 몸체부재(310)의 일 단을 복개할 수 있다.

제2 앤드캡(360)은 샤프트(320, 도 9 참조)의 후방측을 수용함과 동시에 몸체부재(310)의 타 단에 끼워져 몸체부재(310)의 타 단을 복개할 수 있다.

샤프트(320, 도 9 참조)의 후방측은 제2 앤드캡(360)을 관통하여 샤프트 수용부(370)와 연결된다.

몸체부재(310)의 외주면에는 길이방향을 따라 방사방향 내측으로 소정 길이 함몰되어 브러쉬부(330)를 수용하는 수용홈(311, 도 9 참조)이 형성되고, 수용홈(311, 도 9 참조)에는 브러쉬부(330)가 길이방향을 따라 방사방향 내측으로 삽입될 수 있다. 삽입된 브러쉬부(330)는 방사방향으로 돌출되어 확장될 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세하게 설명한다.

브러쉬부(330)는 수용홈(311, 도 9 참조)에 삽입되는 브러쉬 홀더(332) 및 브러쉬 홀더(332)에 길이방향을 따라 결합되는 브러쉬(331)를 포함할 수 있다.

몸체부재(310), 제1 앤드캡(350) 및 제2 앤드캡(360)을 몸체부로 정의했을 때, 샤프트(320, 도 9 참조)는 몸체부 내의 중공에 길이방향으로 수용되고, 몸체부 내에서 길이방향으로 소정길이 왕복 운동할 수 있다.

브러쉬부(330)는 몸체부의 외주면에 길이방향으로 접하여 몸체부와 함께 원주방향으로 회전할 수 있다.

도 9는 도 8에 도시된 에지테이터(300)의 분해도다.

도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 몸체부재(310), 샤프트(320), 브러쉬부(330), 동력전달부(340), 제1 앤드캡(350), 제2 앤드캡(360) 및 샤프트 수용부(370)의 순서로 설명한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 에지테이터(300)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에지테이터(200)와 동일한 기능을 수행하고, 캠 구조와 탄성부재를 변형시켜 개선한 형태인 바, 개선된 부분을 중심으로 설명한다.

먼저, 본 발명에 다른 실시 예에 따른 몸체부재(310)에 관하여 설명한다.

몸체부재(310)는 외주면과 내주면을 구비하고, 양 단이 개방되어 있는 중공형으로 형성되고, 외주면에는 외주면으로부터 길이방향을 따라 방사방향 내측으로 소정 길이 함몰되어 형성된 수용홈(311)이 형성될 수 있다.

수용홈(311)은 서로 대향하고, 브러쉬 홀더(332)가 미끄러지듯 삽입될 수 있도록 브러쉬 홀더(332)와 접하는 양 면과 브러쉬 홀더의 삽입방향 면을 지지하는 저면을 포함하고, 저면에는 복수의 관통공(315, 317, 도 9 참조)이 형성될 수 있다.

몸체부재(310)의 중공에 샤프트(320)가 길이방향으로 수용되고, 몸체부재(310)의 수용홈(311)에 브러쉬부(330)가 방사방향 내측으로 삽입되며, 몸체부재(310)의 개방된 양 단에는 제1 앤드캡(350) 및 제2 앤드캡(360)이 각각 끼워져 삽입될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트(320)에 관하여 설명한다.

샤프트(320)에 형성되는 제2 캠(323)은 삽입부(323a) 및 가압부(323b)를 포함하며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트(220)의 제2 캠(223)로부터 개선되었다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

샤프트(320)는 몸체부재(310)의 중공에 길이방향으로 수용되고, 양 측이 제1 및 제2 앤드캡(350, 360)에 각각 수용되어 길이방향으로 왕복운동 할 수 있다.

샤프트(320)는 전방측 단부(321), 후방측 단부(325) 및 전방측 단부(321)와 후방측 단부(325) 사이를 연결하는 연결부(324)를 포함한다. 또한, 연결부(324) 외주면에서 제2 캠(323)이 방사방향 외측으로 돌출 형성될 수 있다.

제2 캠(323)은 삽입부(323a)와 가압부(323b)를 구비하고, 삽입부(323a)와 가압부(323b)는 샤프트(320)의 연결부(324)로부터 방사방향 외측으로 연장되어 형성되며, 삽입부(323a)와 가압부(323b)는 사이에 길이방향으로 경사가이드홈을 형성할 수 있다.

삽입부(323a)와 가압부(323b)는 길이방향으로 동일선상에 형성되고, 삽입부(323a)는 후방측이 길이방향을 따라 제1 경사로 경사지도록 형성되며, 가압부(323b)는 전방측이 길이방향을 따라 제1 경사로 경사지도록 형성되고, 가압부(323a)는 삽입부(323b)로부터 샤프트(320)의 후방측 방향으로 소정거리 이격되어 형성될 수 있다.

제2 캠(323)은 샤프트(320)의 외주면으로부터 원주방향을 따라 복수개로 형성될 수 있다. 제2 캠(323)은 브러쉬부(330)를 향하여 돌출되는 바, 샤프트(320)의 외주면으로부터 원주방향을 따라 브러쉬부(330)의 개수만큼 형성될 수 있다.

또한, 제2 캠(323)은 샤프트(320)의 길이방향을 따라 복수 개로 형성될 수 있다. 샤프트(320)의 외주면에 형성된 제2 캠(323)은 브러쉬부(330)에 형성되는 제1 캠(335)과 접할 수 있다.

샤프트의 전방측 단부(321)는 제1 앤드캡(350)의 후방측에 수용되고, 샤프트의 후방측 단부(325)는 제2 앤드캡(360)의 전방측에 수용될 수 있다.

여기서, 샤프트의 전방측 단부(321), 샤프트의 후방측 단부(325) 및 양 단부를 연결하는 연결부(324)는 서로 다른 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서는, 샤프트의 전방측 단부(321)는 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 몸체부재(310), 제1 앤드캡(350) 및 제2 앤드캡(360)이 회전하는 경우, 다각기둥형 전방측 단부(321)의 외주면이 헛돌지 않고 제1 앤드캡(350)과 맞물려 함께 회전할 수 있다.

그리고, 샤프트의 전방측 단부(321)는 샤프트의 전방측 단부(321)가 제1 앤드캡(350)에 삽입되는 길이가 제한되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 샤프트의 전방측 단부(321)의 외주면의 적어도 일부는 연결부(324)의 외주면과 방사방향 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 샤프트의 전방측 단부(321)가 제1 앤드캡(350)에 삽입되어 수용되는 경우, 샤프트의 전방측 단부(321)와 연결부(324) 사이의 단차에 의해 삽입길이가 제한될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트(220)와 달리 본 발명의 다른 실시 예에 따른 샤프트(320)의 전방측의 외주면에는 외주면으로부터 원주방향을 따라 방사방향으로 소정거리 돌출되는 림부(327)가 형성될 수 있다. 림부(327)의 전방측 면은 샤프트의 전방측 단부(321)를 감싸는 스프링(390)의 후방측과 결합될 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

샤프트의 후방측 단부(325)는 원기둥형으로 형성될 수 있다. 원기둥형 샤프트의 후방측 단부(325)는 제2 앤드캡(360)을 관통하여 샤프트 수용부(370)에 수용된다. 이를 통해, 몸체부재(310), 제1 및 제2 앤드캡(350, 360), 샤프트(320) 및 브러쉬부(330)가 함께 회전하는 경우, 샤프트는 수용부(370)는 비회전 상태를 유지할 수 있다.

이를 위해, 샤프트의 후방측 단부(325)의 외주면과 이를 수용하는 샤프트 수용부(370) 사이에는 베어링(371)이 구비될 수 있다.

그리고, 샤프트의 후방측 단부(325)는 샤프트의 후방측 단부(325)가 제2 앤드캡(350)을 관통하여 샤프트 수용부(370)에 삽입되는 길이가 제한되도록 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 샤프트의 후방측 단부(325)의 외주면의 적어도 일부는 연결부(324)의 외주면과 방사방향 단차를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 샤프트의 후방측 단부(325)가 제2 앤드캡(360)에 삽입되어 수용되는 경우, 샤프트의 전방측 단부(321)와 연결부(324) 사이의 단차에 의해 삽입길이가 제한될 수 있다. 즉, 샤프트의 전방측 단부(321)가 샤프트 수용부(370)에 소정 길이 삽입되는 경우, 샤프트의 전방측 단부(321)와 연결부(324) 사이의 단차면이 베어링(371)의 전방측면을 가압함으로써 삽입길이가 제한된다.

샤프트(320)의 연결부(324)는 원기둥형 또는 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 다각기둥형은 반드시 직선만으로 이루어진 형태가 아니라 직선과 곡선이 결합된 형태로서, 원기둥형이 아닌 다른 형태를 포함할 수 있다. 다만, 샤프트(320)를 효율적으로 회전시키기 위하여 샤프트(320)가 회전하는 회전 중심축과 질량중심이 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 브러쉬부(330)에 관하여 설명한다.

브러쉬부(330)는 몸체부재(310)의 외주면으로부터 길이방향을 따라 방사방향 내측으로 소정길이 함몰되어 형성된 수용홈(311)에 삽입되고, 샤프트(320)가 길이방향으로 왕복운동함에 따라 방사방향으로 승강운동할 수 있다.

브러쉬부(330)는 브러쉬(231)와 브러쉬(231)를 수용하여 결합되는 브러쉬 홀더(332)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에서, 브러쉬(231)와 브러쉬 홀더(332)는 길이방향으로 거의 동일한 길이로 형성될 수 있다. 몸체부재(310)가 회전하고, 몸체부재(310)에 결합된 브러쉬 홀더(332)가 회전함에 따라, 브러쉬(331)도 함께 회전할 수 있다. 브러쉬(331)는 기 설정된 방사방향 길이로 형성되고, 브러쉬(331)의 방사방향 외측 단부가 바닥에 위치한 먼지 또는 이물질을 부양시키거나 집어올릴 수 있다.

브러쉬 홀더(332)는 브러쉬(331)와 접하고 서로 대향하는 양 벽과 양 벽의 방사방향 내측의 단부를 연결하는 저면을 포함할 수 있다. 즉, 브러쉬 홀더(332)의 양 벽은 수용홈(311)의 대향하는 양 벽과 접하여 삽입되고, 브러쉬 홀더(332)의 저면은 수용홈(311)의 저면과 접할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 브러쉬 홀더(232)와 달리 본 발명의 다른 실시 예에 따른 브러쉬 홀더(332)에는 가이드돌부가 형성되지 않을 수 있다. 후술하는 개선된 캠 구조를 통하여 브러쉬 홀더(332)의 승강운동에 충분한 안정성을 제공할 수 있기 때문이다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

브러쉬 홀더(332)의 저면은 수용홈(311)의 저면과 접하고, 수용홈(311)의 저면에 형성된 복수의 관통공(315, 317)과 대응하는 위치에서 제1 캠(335) 및 이탈방지부(336)가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 브러쉬 홀더(232)와 달리 본 발명의 다른 실시 예에 따른 브러쉬 홀더(332)에는 탄성부재(234)가 형성되지 않는다. 후술하는 개선된 캠 구조를 통하여 브러쉬부(330)가 원심력에 의하여 돌출되는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

제1 캠(335) 및 이탈방지부(336)는 각각 브러쉬 홀더(332)의 저면으로부터 샤프트(320)의 외주면을 향하여 연장형성 될 수 있다.

브러쉬 홀더(332)가 수용홈(311)에 삽입된 상태에서, 제1 캠(335)은 브러쉬 홀더(332)의 저면으로부터 샤프트(320)의 외주면을 향하여 연장형성 될 수 있다.

브러쉬 홀더(332)가 수용홈(311)에 삽입된 상태에서, 제1 캠(335)은 브러쉬 홀더(332)의 저면으로부터 제1 관통공(315, 도 10a 참조)을 통하여 방사방향 내측으로 소정길이 연장된 후, 샤프트(320)의 제2 캠(323)과 접할 수 있다. 제1 캠(335)은 샤프트(320)가 제1 앤드캡(350)을 향하여 길이방향으로 운동하는 경우, 샤프트(320)에 형성된 제2 캠(323)에 의해 가압되어 방사방향 외측으로 상승될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 캠(235)과 달리 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1 캠(335)은 샤프트(320)의 길이방향을 따라 경사진 단부를 갖는 한 쌍의 벽 부(335a, 335b) 및 한 쌍의 벽 부(335a, 335b)의 단부 사이를 연결하여 내측공간을 형성하는 경사부(335c)를 구비할 수 있다.

제1 캠(335)에 형성된 내부공간에 제2 캠(323)의 삽입부(323a)가 삽입되어 경사부(335b)의 내부공간을 향하는 일측 면을 따라 상기 내측공간으로 미끄러지듯 삽입되고, 경사부(333b)의 타측 면은 가압부(323b)의 경사면에 의해 지지될 수 있다.

즉, 삽입부(323a)와 가압부(323b) 사이에 형성된 경사가이드홈에 경사부(335c)가 삽입되어 가이드 될 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 상세히 설명한다.

제1 캠(335)은 샤프트(320)의 제2 캠(323)이 길이방향을 따라 복수 개로 형성됨에 따라, 제2 캠(323)과 대응되는 위치에 복수 개로 형성될 수 있다.

이탈방지부(336)는 브러쉬 홀더(332)의 저면으로부터 샤프트(320)의 외주면을 향하여 연장형성 될 수 있다.

브러쉬 홀더(332)가 수용홈(311)에 삽입된 상태에서, 이탈방지부(336)는 브러쉬 홀더(332)의 저면으로부터 제2 관통공(317, 도 10a 참조)을 통하여 방사방향 내측으로 소정길이 연장될 수 있다. 이탈방지부(336)는 브러쉬 홀더(332)가 수용홈(311)에 삽입된 상태에서, 몸체부재(310)와 적어도 일부분이 방사방향으로 중첩되도록 형성될 수 있다. 샤프트(320)가 제1 앤드캡(350)을 향하여 길이방향으로 운동함으로써, 브러쉬 홀더(332)가 방사방향 외측으로 상승하는 경우, 이탈방지부(336)의 몸체부재(310)와 방사방향으로 중첩하는 부분이 몸체부재(310)의 내측면을 가압함으로써 브러쉬 홀더(332)가 수용홈(311)에서 방사방향 외측으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이와 관련하여 뒤에서 자세히 설명한다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동력전달부(340)에 관하여 설명한다.

동력전달부(340)는 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)과 연결되는 모터연결부(241)와 에지테이터연결부(343)를 포함할 수 있다. 모터연결부(241)는 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)과 연결되어 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)에 의해 회전되고, 모터연결부(341)가 회전함에 따라, 모터연결부(341)와 접합된 에지테이터연결부(343)가 회전될 수 있다. 에지테이터연결부(343)가 제1 앤드캡(350)의 전방측에 형성된 제1 공동(355)의 내주면과 맞물려 삽입됨으로써, 제1 앤드캡(350)이 회전되고, 에지테이터(300)가 회전될 수 있다.

동력전달부(340)의 모터연결부(341)는 공회전하지 않고 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)과 맞물려 회전할 수 있도록 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 모터연결부(341)의 타측에 형성되는 에지테이터연결부(343)는 다각기둥의 형태로 형성되고, 에지테이터연결부(343)의 후방측에서 전방측 방향으로 함몰된 형태로 형성될 수 있다. 에지테이터연결부(343)의 외주면은 제1 앤드캡(350)의 전방측으로부터 후방측으로 함몰되어 형성된 제1 공동에 삽입될 수 있다. 에지테이터연결부(343)의 외주면은 제1 공동(355)의 내주면의 적어도 일부와 맞물려 삽입됨으로써, 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)의 회전력을 제1 앤드캡(350)으로 전달하도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 공동(355)의 내주면의 적어도 일부와 맞물리는 면을 구비하는 다각기둥형으로 형성될 수 있다.

에지테이터연결부(343)의 외주면에는 결합돌부(345)가 형성될 수 있다. 결합돌부(345)는 에지테이터연결부(343)가 제1 공동(355)으로 삽입되는 경우, 제1 공동(355)을 형성하는 끼움부(353)에 형성된 제1 결합홈(343a)에 삽입될 수 있다. 이를 통해, 에지테이터연결부(343)가 제1 공동(355)으로부터 이탈되지 않도록 결합될 수 있고, 동력전달부(340)와 제1 앤드캡(350)이 서로 결합된다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1 앤드캡(350)에 관하여 설명한다.

제1 앤드캡(350)은 샤프트의 전방측 단부(321)를 수용하여 길이방향으로 소정길이 왕복 운동하도록 가이드하고, 몸체부재(310)의 일 단을 복개하며, 수용홈(311)의 일 단을 복개할 수 있다.

제1 앤드캡(350)은 몸체부재(310)의 내주면과 맞물려 끼워져 몸체부재의 일 단을 복개하는 제1 끼움부(353), 제1 끼움부(353)의 전방측으로부터 방사방향 외측으로 연장되어 수용홈(311)의 일 단을 복개하는 제1 앤드플레이트(351)를 포함할 수 있다.

제1 끼움부(353)는 몸체부재(310)의 내주면과 원주방향을 따라 맞물려 끼워지는 외벽과 외벽을 따라 형성되어 몸체부재(310)의 일 단을 복개하는 저면으로 형성될 수 있다. 외벽과 저면은 제1 공동(355)이 형성된다.

제1 끼움부(353)의 저면에는 샤프트의 전방측 단부(321)를 수용하여 제1 앤드캡(350)의 제1 공동(355)으로 가이드 하는 제1 가이드공(357, 도 10a 참조)이 형성되고, 제1 가이드공(357, 도 10a)를 통해 샤프트(320)의 길이방향 왕복운동이 가이드된다.

제1 가이드공(357, 도 10a 참조)은 제1 앤드캡(350)의 회전력을 샤프트의 전방측 단부(321)로 전달할 수 있도록, 샤프트의 전방측 단부(321)의 외주면과 맞물릴 수 있도록 형성될 수 있다. 이와 관하여 뒤에서 상세히 설명한다.

제1 공동(355)의 내주면은 동력전달부(340)의 에지테이터연결부(343)의 외주면의 일부와 맞물리도록 형성될 수 있다.

다만, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제1 끼움부(353)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 끼움부(253) 보다 길이방향 길이가 짧게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제1 끼움부(253)는 샤프트 전방측 단부(221)가 삽입될 수 있는 공간과 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 단부가 접할 수 있는 부분이 필요한 바, 제1 공동(255)의 길이방향 길이를 구비하고, 탄성부재(234)의 길이방향 연장부의 단부가 접할 수 있도록 샤프트(220)의 후방측으로 소정 길이 돌출되어 형성되어야 한다.

반면에, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 에지테이터(300)는 탄성부재를 별도로 포함하지 않기 때문에, 제1 끼움부(353)의 길이가 비교적 짧게 형성될 수 있다. 다만, 몸체부재(310)의 내측에 삽입되는 길이가 짧아지는 바, 제1 앤드캡(350)과 몸체부재(310)의 일 단 사이에 결합력이 저하될 수 있다.

이를 보안하기 위해, 제1 끼움부(353)는 제1 끼움부(353)의 후방측에서 샤프트(320)의 후방측으로 연장되는 제1 앤드캡 결합부(359)를 구비할 수 있다. 제1 앤드캡 결합부(359)의 단부는 수용홈(311)의 저면에 형성된 앤드캡 결합공(313)과 탈착가능하도록 결합됨으로써, 제1 앤드캡(350)이 몸체부재(310)의 일 단으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 앤드캡(360)에 관하여 설명한다.

제2 앤드캡(360)은 샤프트(320)의 후방측을 수용하여 길이방향으로 소정길이 왕복 운동하도록 가이드하고, 몸체부재(310)의 타 단을 복개하며, 수용홈(311)의 타 단을 복개할 수 있다.

제2 앤드캡(360)은 몸체부재(310)의 내주면과 맞물려 끼워져 몸체부재의 타 단을 복개하는 제2 끼움부(263), 제2 끼움부(263)의 후방측 방사방향 외측으로 연장되어 수용홈(311)의 타 단을 복개하는 제2 앤드플레이트(361)를 포함할 수 있다.

제2 끼움부(363)는 몸체부재(310)의 내주면과 원주방향을 따라 맞물려 끼워지는 외벽과 외벽을 따라 형성되어 몸체부재(310)의 타 단을 복개하는 저면으로 형성될 수 있다. 외벽과 저면은 제2 공동(365)을 형성한다.

제2 끼움부(263)의 저면에는 샤프트(320)의 연결부(324)의 후방측을 수용하여 제2 앤드캡(360)의 제2 공동(365)으로 가이드 하는 제2 가이드공(367, 도 10a 참조)이 형성되고, 제2 가이드공(367, 도 10a)를 통해 샤프트(320)의 길이방향 왕복운동이 가이드된다.

제2 가이드공(367, 도 10a 참조)은 제2 앤드캡(350)의 회전력을 샤프트(320)의 연결부(324)의 후방측으로 전달할 수 있도록, 샤프트(320)의 연결부(324)의 후방측의 외주면과 맞물릴 수 있도록 형성될 수 있다.

제2 공동(365)은 샤프트(320)가 제1 앤드캡(350) 방향으로 이동할 경우, 샤프트의 후방측 단부(325)가 수용된 샤프트 수용부(370)를 수용한다.

제2 공동(365)의 내주면은 제2 앤드캡(360)이 회전하는 경우, 제2 공동(365)에 수용된 샤프트 수용부(370)와 접촉되지 않도록 형성될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 샤프트 수용부(370)에 관한여 설명한다.

샤프트 수용부(370)는 샤프트의 후방측 단부(325)를 수용하고, 수용된 샤프트의 후방측 단부(325)를 샤프트(320)의 전방측 방향으로 가압하여 샤프트(320)를 길이방향으로 이동시킬 수 있다.

샤프트 수용부(370)는 전방측에 샤프트의 후방측 단부(325)를 수용하는 수용공간(373)을 구비할 수 있다. 수용공간(373)은 원기둥형 샤프트의 후방측 단부(325)를 수용하도록 원기둥형으로 형성될 수 있다. 수용공간(373)의 내주면과 샤프트의 후방측 단부(325)의 외주면 사이에는 베어링(371)이 삽입되어 회전하는 샤프트의 후방측 단부(325)를 방사방향으로 지지한다. 이를 통해, 샤프트 수용부(370)는 샤프트(320)와 함께 회전하지 않고 고정될 수 있다.

샤프트 수용부(370)의 내주면으로부터 원주방향을 따라 방사방향 내측으로 소정길이 돌출된 돌출부가 형성되고, 돌출부는 베어링 또는 샤프트의 후방측 단부(325)를 길이방향으로 지지할 수 있다.

아래에서는, 도 10a 및 10b를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 에지테이터(300)의 브러쉬부(330)가 확장되는 과정을 설명한다.

도 10a는 에지테이터(300)의 브러쉬부(330)가 확장되기 전 상태를 도시하고, 도 10b는 에지테이터(300)의 브러쉬부(330)가 확장된 상태를 도시한다.

도 10a는 도 8의 에지테이터(300)를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 취한 단면을 도시하는 단면도다.

도 10a를 참조하면, 샤프트(320)가 길이방향을 따라 제1 앤드캡(350) 방향으로 이동하기 전의 상태가 도시된다.

몸체부재(310)의 중공에 샤프트(320)가 길이방향을 따라 수용되고, 제1 앤드캡은 샤프트의 전방측 단부(321)를 수용함과 동시에 몸체부재(310)의 일 단을 복개하며, 제2 앤드캡은 샤프트의 후방측 단부(325)를 수용함과 동시에 몸체부재(310)의 타 단을 복개할 수 있다.

샤프트의 전방측 단부(321)는 외주면의 적어도 일부가 제1 앤드캡(350)의 제1 끼움부(353)에 형성된 가이드공(357)의 내주면과 맞물려 제1 가이드공(357)에 수용될 수 있다. 샤프트의 전방측 단부(321)는 제1 가이드공(357)을 관통하여 제1 앤드캡(350)의 제1 공동(355)에 노출된다.

연결부(324)의 후방측 외주면의 적어도 일부가 제2 끼움부(363)에 형성된 제2 가이드공(367)에 수용될 수 있다. 연결부(324)의 후방측은 제2 가이드공(367)을 관통하여 제2 앤드캡(360)의 제2 공동(365)에 노출된다.

샤프트의 후방측 단부(325)는 샤프트 수용부(370)의 수용공간(373)에 수용되고, 브러쉬부(330)의 확장되는 경우, 샤프트 수용부(370)는 샤프트의 후방측 단부(325)를 가압하여 샤프트의 후방측 단부(325)와 함께 제2 앤드캡(360)의 제2 공동(365)에 수용될 수 있다.

즉, 브러쉬부(330)를 확장시키기 위하여, 샤프트 수용부(370)와 연결된 가압 모듈이 샤프트 수용부(370)를 가압하고, 샤프트 수용부(370)는 샤프트의 후방측 단부(325)를 가압하며, 이를 통해, 샤프트(320)는 제1 가이드공(357) 및 제2 가이드공(367)에 의해 가이드 되어 몸체부재의 전방측 방향으로 길이방향을 따라 이동될 수 있다. 샤프트의 전방측 단부(321)는 제1 공동(355)내에서 몸체부재(310)의 전방측 방향으로 돌출되고, 샤프트(320)의 전방측 방향 연결부(324)와 샤프트의 전방측 단부(321)의 외주면을 연결하는 방사방향 단차면이 제1 앤드캡(350)을 가압함으로써 샤프트(320)의 이동이 정지될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에서, 이동된 샤프트의 전방측 단부(321)가 제1 공동(355)에 삽입되는 동력전달부(340)의 에지테이터연결부(343)의 내측면과 접하여 가압됨으로써 샤프트(320)의 이동이 정지될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에서, 샤프트 수용부(370)가 샤프트(320)를 가압하여 이동시키는 길이를 기설정함으로써, 샤프트(320)의 이동이 정지될 수 있다.

몸체부재(310)의 외주면에는 길이방향을 따라 형성된 수용홈(311)이 원주방향을 따라 복수 개로 형성되고, 수용홈(311)의 저면에는 몸체부재(310)가 외주면으로부터 샤프트(320)의 외주면을 향하여 제1 및 제2 관통공(215, 217)이 관통형성될 수 있다.

수용홈(311)에 브러쉬부(330)의 브러쉬 홀더(232)가 삽입되고, 브러쉬 홀더(232)의 저면 중 상기 제1 및 제2 관통공(215, 217)과 대응하는 부분으로부터 각각 제1 캠(335) 및 이탈방지부(336)가 연장될 수 있다.

제1 캠(335)은 제1 관통공(315)을 통하여 샤프트(320)의 외주면을 향하여 연장되어 샤프트(320)의 외주면으로부터 제1 캠(335)을 향하여 연장된 제2 캠(323)의 경사가이드홈에 삽입되어 가이드될 수 있다.

제1 캠(335)은 샤프트(320)의 길이방향을 따라 경사진 단부를 갖는 한 쌍의 벽 부(335a, 335b) 및 한 쌍의 벽 부(335a, 335b)의 단부 사이를 연결하여 내측공간을 형성하는 경사부(335c)를 구비할 수 있다.

또한, 제2 캠(323)은 길이방향으로 동일선상에 형성된 삽입부(323a)와 가압부(323b)를 포함하고, 삽입부(323a)는 후방측이 길이방향을 따라 소정 경사로 경사지도록 형성되며, 가압부(323b)는 전방측이 길이방향을 따라 소정 경사로 경사지도록 형성되며, 가압부(323b)는 삽입부(323a)로부터 샤프트(320)의 후방측 방향으로 소정거리 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 삽입부(323a)와 가압부(323b)의 사이에는 소정 경사로 경사진 경사가이드홈이 형성될 수 있다.

제1 캠(335)의 경사부(335c)는 경사가이드홈의 경사와 거의 동일하게 형성되고, 경사부(335c)는 삽입부(323a)의 경사진 후방측과 가압부(323b)의 경사진 전방측 사이의 경사가이드홈에 삽입되어 가이드될 수 있다.

이를 통해, 제2 캠(323)이 길이방향을 따라 몸체부재(310)의 전방측 방향으로 이동하는 경우, 제2 캠(323)의 가압부(323b)는 제1 캠(335)의 경사부(335c)와의 접촉면을 통해 제1 캠(335)을 가압할 수 있다. 제2 캠(323)의 가압부(323b)가 제1 캠(335)의 경사부(335c)를 길이방향으로 가압하는 힘을 이용하여 제1 캠(335)이 방사방향으로 상승될 수 있다.

가압부(323b)의 경사진 전방측과 경사부(335c)가 맞물리는 경우 가압부(323b)의 경사진 전방측과 경사부(335c) 사이의 역학관계는 위에서 설명한 본 발명의 일 실시 예와 동일한 바, 이에 갈음한다.

경사부(335c)가 제2 캠(323)의 경사가이드홈에 삽입되는 경우, 제2 캠(323)의 삽입부(323a)가 제1 캠(335)의 벽 부(335a, 335b) 및 경사부(335c)에 의해 형성된 내측공간에 끼워질 수 있다.

이를 통해, 에지테이터(300)의 회전에 의해 브러쉬부(330)에 원심력이 형성되는 경우, 삽입부(323a)의 경사진 후방측이 제1 캠(335)의 내측공간에서 경사부(335c)를 방사방향 내측으로 가압함으로써, 브러쉬부(330)가 회전에 의해 확장되는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 브러쉬부(330)에 별도의 탄성부재를 구비하지 않고 브러쉬부(330)가 원심력에 의해 확장되는 것을 방지할 수 있다.

다만, 본 발명의 일 실시 예에서 브러쉬부(230)에 구비된 탄성부재(234)는 브러쉬부(230)의 원심력에 의한 확장방지 기능 외에도 가압되어 확장되었던 브러쉬부(230)를 복귀시키는 기능을 구비하였다.

따라서, 본 발명의 다른 실시 예의 브러쉬부(330)에 탄성부재가 구비되지 않는 경우, 확장된 브러쉬부(330)를 복귀시키는 기능이 다른 구성에 의해 구현되어야 한다.

이를 위해 샤프트(320)의 전방측에는 스프링(390)이 구비될 수 있다.

샤프트(320)의 전방측의 외주면에는 외주면으로부터 원주방향을 따라 방사방향으로 소정거리 돌출되는 림부(327)가 형성되고, 샤프트의 전방측 단부(321)를 감싸는 스프링(390)은 전방측이 제1 앤드캡(350)과 결합되며, 후방측이 림부(327)의 전방측면과 결합될 수 있다.

샤프트(320)의 후방측이 샤프트 수용부(370)에 의해 가압되는 경우, 샤프트(320)는 길이방향을 따라 샤프트(320)의 전방측 방향으로 이동하고, 샤프트(320)의 제2 캠(323)의 가압부(323b)가 브러쉬부(330)의 제1 캠(335)의 경사부(335c)를 가압함으로써, 브러쉬부(330)가 방사방향으로 상승하여 확장될 수 있다.

샤프트(320)가 길이방향을 따라 샤프트(320)의 전방측 방향으로 이동함에 따라, 림부(327)의 전방측 면이 스프링(390)을 가압하여 스프링(390)의 길이가 짧아지고, 스프링(390)은 림부(327)의 전방측면에 샤프트(320)의 후방측 방향으로 탄성력을 가한다.

바닥환경이 카펫에서 딱딱한 바닥으로 변경되고 샤프트 수용부(370)에 의해 샤프트(320)에 가해지던 힘이 소멸되면, 림부(327)의 전방측면에 가해지는 탄성력에 의하여 샤프트(320)가 후방측으로 이동될 수 있다.

샤프트(320)가 샤프트(320)의 후방측으로 이동되는 경우, 제1 캠(335)의 내측공간에 삽입된 제2 캠(323)의 삽입부(323a)의 경사진 후방측이 제1 캠(335)의 경사부(323c)를 가압함으로써, 경사부(323c)는 제2 캠(323)의 경사가이드홈을 따라 방사방향 내측으로 가이드될 수 있다.

즉, 바닥환경이 카펫에서 딱딱한 바닥으로 변경되고, 샤프트 수용부(370)에 의해 가해지던 힘이 소멸되는 경우, 스프링(390)의 탄성력에 의해 확장되었던 브러쉬부(330)가 방사방향 내측으로 복귀될 수 있다.

또한, 탄성부재(234)가 아닌 스프링(390)을 채용함으로써, 아래와 같은 장점을 얻을 수 있다.

탄성부재(234)가 몸체부재(210) 또는 제1 앤드캡(250)에 가하는 탄성력과 탄성부재(234)가 브러쉬 홀더(232)의 저면으로부터 이격되는 거리 사이의 관계를 함수화 하였을 때, 탄성력과 이격된 거리는 기하학적인 비선형함수로 표현될 수 있다.

탄성부재(234)는 길이방향 연장부만 휘어지는 것이 아니라, 길이방향 연장부에 연결된 방사방향 연장부 역시 함께 휘어지고, 길이방향 연장부의 단부가 몸체부재(210) 또는 제1 앤드캡(250)을 가압하는 위치 역시 가변될 수 있으므로 고려할 변수가 굉장히 많아질 수 있다.

즉, 탄성부재(234)가 브러쉬 홀더(232)의 저면으로부터 이격되는 거리에 따라 몸체부재(210) 또는 제1 앤드캡(250)에 가해지는 탄성력을 정확히 산정하는데 어려움이 발생할 수 있다.

브러쉬부(230)가 에지테이터(200)의 원심력에 의해 확장되는 것을 방지하기 위하여 탄성부재(234)를 탄성이 강한 소재로 형성하는 경우, 브러쉬부(230)를 확장시키기 위해 샤프트 수용부(270)가 샤프트(220)에 가하는 힘이 불필요하게 증가하거나, 탄성부재(234)의 소성변형이 발생될 위험이 있다.

반대로, 탄성부재(234)를 너무 탄성이 약한 소재로 형성하는 경우, 에지테이터(200)의 회전에 의해 브러쉬부(230)가 확장되거나, 샤프트 수용부(270)가 샤프트(220)에 가하는 힘이 소멸한 경우에도 브러쉬부(230)가 복귀되지 않도 확장된 상태를 유지하는 문제가 발생할 수 있다.

반면에, 스프링(390)은 스프링(390)의 길이방향으로 압축된 길이와 이에 따라 발생하는 탄성력을 선형적인 함수로 표현할 수 있다. 스프링(390)의 탄성계수를 k라고 하고, 스프링(390)의 길이방향으로 압축된 길이를 x라고 하며, 스프링(390)에 의해 발생하는 탄성력을 f라고 했을 때, 탄성력과 압축된 길이 사이의 관계는 f = - k*x 에 의해 정의될 수 있다.

즉, 스프링(390)은 압축된 방향의 반대방향으로 압축된 길이에 비례하는 탄성력을 제공할 수 있다.

이러한 선형성을 이용하여 브러쉬 홀더(332)에 작용하는 원심력과 탄성력간의 장력을 조절하여 샤프트(320)를 샤프트 수용부(370)가 가압하는 힘을 효율적으로 설정할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에서는, 에지테이터(300)가 소정의 회전속도에서 브러쉬부(330)가 확장되도록 설정하는 경우, 소정의 회전속도에서 에지테이터(300)의 브러쉬부(330)에 형성되는 원심력의 합을 특정할 수 있다.

상기 특정된 원심력의 합은 브러쉬부(330)의 경사부(335c)를 통해 샤프트(320)의 삽입부(323a)의 경사진 후방측에 가해지고, 경사진 후방측에서 방사방향 외측으로 가해지는 원심력이 샤프트(320)를 샤프트(320)의 전방측방향으로 가압하는 길이방향 힘으로 변환된다.

소정의 회전속도에서 원심력에 의해 샤프트(320)를 샤프트(320)의 전방측방향으로 가압하는 길이방향 힘을 F1이라고 할 때, F1과 탄성력 f의 합이 0이 되는 경우 두 힘은 상쇄되고 브러쉬부(330)가 소정의 회전속도 전에는 방사방향 외측으로 돌출되지 않도록 설정할 수 있다.

F1 + f = 0 ……………(1)

F1 ?? k*x = 0 …………(2)

F1 = k*x ……………(3)

x = F1 / k …………(4)

즉, 소정의 회전속도에서 원심력에 의해 샤프트(320)를 샤프트(320)의 전방측방향으로 가압하는 길이방향 힘(F1)과 스프링(390)의 탄성계수(k)를 통해 구해진 x 길이만큼 미리 스프링(390)을 압축시켜 제1 앤드캡(350)과 림부(327)사이에 위치시킬 수 있다.

이를 통해, 브러쉬부(330)가 확장되는 소정의 회전속도 이전에는 브러쉬부(330)에 형성되는 원심력에 의해 샤프트(320)가 샤프트(320)의 전방측 방향으로 가압되는 힘보다 스프링(390)이 샤프트(320)를 샤프트(320)의 후방측 방향으로 가압하는 힘이 더 크게 형성되어 브러쉬부(330)가 확장되지 않을 수 있다.

또한, 브러쉬부(330)가 확장되는 소정의 회전속도에서는 브러쉬부(330)에 형성되는 원심력에 의해 샤프트(320)가 샤프트(320)의 전방측 방향으로 가압되는 힘과 스프링(390)이 샤프트(320)를 샤프트(320)의 후방측 방향으로 가압하는 힘의 합이 0이 되기 때문에, 샤프트 수용부(370)가 샤프트의 후방측 단부(325)를 가압할 때 스프링(390)에 의한 저항 없이 손쉽게 브러쉬부(330)를 확장시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에서는 브러쉬부(330)에서 탄성부재를 제외하고 샤프트(320)를 감싸는 스프링(390)을 채용함으로써, 브러쉬 홀더(332)의 저면을 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 즉, 보다 많은 제1 캠(335)을 형성함으로써, 힘을 분산시켜 각각의 제1 캠(335)과 제2 캠(323) 사이에 가해지는 부하를 줄여 내구성을 향상 시킬 수 있다. 제1 캠(335)과 이탈방지부(336)를 보다 많이 형성함으로써, 브러쉬부(330)의 확장동작이 보다 안정적으로 운행될 수 있다.

이탈방지부(336)는 제2 관통공(317)을 통하여 방사방향 내측으로 샤프트(320)의 외주면을 향하여 연장될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 이탈방지부(336)의 작동 원리는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이탈방지부(236)와 동일한 바, 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 에지테이터(300)의 브러쉬부(330)가 확장된 상태를 설명한다.

도 10b는 에지테이터(300)의 브러쉬부(330)가 확장된 상태의 단면을 도시한다.

도 10b를 참조하면, 샤프트 수용부(370)가 샤프트의 후방측 단부(325)를 가압하여 샤프트(320)를 길이방향을 따라 샤프트(320)의 전방측 방향으로 이동시킴으로써, 브러쉬부(330)가 확장된 상태의 단면이 도시된다.

브러쉬부(330)가 확장됨으로써, 브러쉬(331)가 카펫의 표면까지 도달할 수 있고, 카펫의 표면에 적층된 먼지 또는 이물질을 부양시키거나 집어올림으로써, 흡입 노즐에 흡입되도록 할 수 있다.

샤프트(320)가 길이방향을 따라 샤프트(320)의 전방측 방향으로 이동됨으로써, 샤프트(320)의 연결부(324)의 외주면으로부터 연장하는 제2 캠(323)이 제1 캠(335)을 가압하여 브러쉬부(330)를 방사방향 외측으로 상승시킬 수 있다.

샤프트의 전방측 단부(321)는 제1 공동(355)에 삽입된 에지테이터연결부(343)에 접할 때까지 길이방향을 따라 샤프트(320)의 전방측 방향으로 이동된다.

또는, 샤프트의 전방측 단부(321)는 길이방향 길이가 짧게 형성되고, 연결부(324)의 외주면과 샤프트의 전방측 단부(321)의 외주면을 연결하는 단차면이 제1 앤드캡(350)의 후방측을 가압할 때까지 이동될 수 있다.

샤프트의 이동에 의하여 브러쉬부(330)가 방사방향으로 상승하고, 브러쉬 홀더(332)의 제1 캠(335) 및 이탈방지부(336)가 방사방향으로 상승한다.

브러쉬 홀더(332)의 이탈방지부(336)는 제2 관통공(317)을 따라 방사방향 외측으로 가이드 되어 상승되고, 이탈방지부(336)의 몸체부재(310)와 방사방향으로 중첩되는 부분이 몸체부재(310)의 내측면을 가압함으로써, 브러쉬부(330)가 수용홈(311)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 브러쉬부(330)가 확장되어 브러쉬 홀더(332)와 수용홈(311)이 접하는 면적이 감소한 경우에, 제1 캠(335)의 한 쌍의 벽 부(335a, 335b)가 샤프트(320)의 삽입부(323a)와 접하여 원주방향으로 흔들리지 않고 고정됨으로써, 브러쉬 홀더(232)가 원주방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 샤프트(320)가 샤프트(320)의 전방측 방향으로 이동되고 브러쉬부(330)가 확장됨에 따라, 스프링(390)은 압축되고, 압축된 스프링(390)은 샤프트(320)의 후방측방향으로 림부(327)의 전방측면을 가압할 수 있다.

바닥환경이 카펫 환경에서 딱딱한 평면 환경으로 변경됨에 따라 샤프트의 후방측 단부(325)에 가해지는 힘이 소멸되고, 압축된 스프링(390)이 림부(327)의 전방측면을 가압하는 힘에 의해 브러쉬부(330)가 확장된 상태에서 확장되기전 상태로 복귀될 수 있다.

도 11a는 도 10a에 도시된 에지테이터(300)를 Ⅳ 영역을 따라 취한 단면 사시도고, 도 11b는 도 11a에 도시된 에지테이터(300)의 브러쉬부(330)가 확장된 상태를 도시하는 단면 사시도다.

도 11a 및 11b를 참조하면, 샤프트(320)의 후방측에서 샤프트(320)가 가압됨에 따라 브러쉬부(330)가 확장되는 메커니즘이 단면 사시도를 통해 상세히 도시된다. 설명의 편의를 위하여 일부구성은 생략되었다.

즉, 제1 캠(335)의 내측공간은 직사각형에서 네 변중 한 변이 경사진 사다리꼴 단면을 갖는 기둥형으로 형성된다.

제1 캠(335)의 내측공간은 제2 캠(335)의 삽입부(323a)를 수용할 수 있다. 삽입부(323a)의 경사진 부분이 경사부(335c)의 내측공간을 향하는 면을 따라 미끄러지도록 접하고, 삽입부(323a)는 제1 캠(335)의 내측공간에 원주방향으로 고정되도록 삽입된다.

제1 캠(335)의 한 쌍의 벽 부(335a, 335b)와 삽입부(323a) 사이의 이격이 너무 커지면, 제1 캠(335)의 내측공간에 삽입된 삽입부(323a)는 원주방향으로 흔들릴 수 있으며, 이는 브러쉬부(330)의 확장과장에서 마찰력을 증가시킬 수 있다.

경사부(335c)의 내측공간을 향하는 면의 반대면은 가압부(323b)의 경사진 부분과 미끄러지도록 접할 수 있다. 이를 통해, 제1 캠(335)의 경사부(335c)는 삽입부(323a)와 가압부(323b)의 경사진 부분 사이에서 미끄러지듯이 이동될 수 있다.

제1 캠(335)은 제1 관통공(315)에 의하여 길이방향 및 원주방향으로 고정될 수 있기 때문에, 실질적으로 방사방향으로만 승강될 수 있다.

가압부(323b)의 경사진 부분이 경사부(335c)를 가압함으로써, 경사부(335c)는 삽입부(323a)와 가압부(323b)의 경사진 부분 사이에서 가압부(323b)의 경사진 부분을 따라 방사방향 외측으로 상승될 수 있다.

또한, 삽입부(323a)와 가압부(323b)의 경사진 부분은 거의 동일한 경사로 형성되고, 삽입부(323a)와 가압부(323b)의 경사진 부분 사이에 형성된 경사가이드홈은 제1 캠(335)의 경사부(335c)가 방사방향으로 고정되도록 형성될 수 있다. 즉, 경사부(335c)와 삽입부(323a) 사이의 이격 및 경사부(335c)와 가압부(323b) 사이의 이격은 경사부(335c)가 방사방향으로 고정되도록 형성될 수 있다.

제1 캠(335)의 경사부(335c)는 에지테이터(300)의 회전 상태에서 방사방향 외측으로 원심력을 받는 바, 경사부(335c)는 내측공간에 수용된 삽입부(323a)의 경사진 부분과 접한 상태가 될 수 있다. 여기서 경사부(335c)와 가압부(323b)의 경사진 부분 사이의 이격이 크다면, 샤프트(320)가 가압되는 경우, 가압부(323b)의 경사진 부분이 경사부(335c)를 타격할 수 있다.

이는 경사부(335c), 삽입부(323a) 및 가압부(323b) 사이의 마찰을 불필요하게 상승시킬 있는 바, 경사부(335c)와 삽입부(323a) 사이의 이격 및 경사부(335c)와 가압부(323b) 사이의 이격을 최소화하도록 형성하는 것이 바람직하다.

도 12a 및 도 12b는 도 10a 및 도 10b에 도시된 에지테이터(300)의 캠 구조를 변형한 변형 예를 도시하는 단면도다.

도 12a 및 도 12b의 변형 예는 도 10a 및 10b에 도시된 에지테이터(300)에서 제1 캠(335)과 제2 캠(323)이 서로 뒤바뀐 구조로서, 제1 캠(335)과 제2 캠(323)을 제외한 나머지 구성은 모두 동일하다.

제1 캠(335)과 제2 캠(323)을 제외한 나머지 구성과 대응되는 구성은 도면번호 100씩 차이나도록 도시했다. 예를 들어, 도10a 및 도 10b에 도시된 몸체부재(310)와 도 12a 및 도 12b에 도시된 몸체부재(410)는 동일한 기능을 할 수 있다.

아래에서는 캠 구조의 변형에 관하여 설명한다.

도 12a 및 도 12b에 도시된 변형 예에서, 샤프트(420)에는 샤프트(420)의 외주면으로부터 브러쉬부(430)를 향해 연장된 제2 캠(423)이 형성될 수 있다.

제2 캠(423)은 샤프트(420)의 길이방향을 따라 경사진 단부를 갖는 한 쌍의 벽 부(423a, 423b) 및 한 쌍의 벽 부(423a, 423b)의 단부 사이를 연결하여 내측공간을 형성하는 경사부(423c)를 구비할 수 있다.

즉, 제2 캠(423)의 내측공간은 직사각형에서 네 변중 한 변이 경사진 사다리꼴 단면을 갖는 기둥형으로 형성된다.

브러쉬부(430)에 구비된 브러쉬 홀더(432)에는 브러쉬 홀더(432)로부터 제2 캠(423)을 향해 연장된 제1 캠(435)이 형성될 수 있다.

제1 캠(435)은 삽입부(435a)와 가압부(435b)를 구비하고, 삽입부(435a)와 가압부(435b)는 샤프트(420)의 연결부(424)로부터 방사방향 외측으로 연장되어 형성되며, 삽입부(435a)와 가압부(435b)는 사이에 길이방향으로 경사가이드홈을 형성할 수 있다.

삽입부(435a)와 가압부(435b)는 길이방향으로 동일선상에 형성되고, 삽입부(435a)는 전방측이 길이방향을 따라 경사지도록 형성되며, 가압부(435b)는 후방측이 길이방향을 따라 경사지도록 형성되고, 가압부(435a)는 삽입부(435b)로부터 샤프트(420)의 전방측 방향으로 소정거리 이격되어 형성될 수 있다.

제2 캠(423)의 내측공간은 제1 캠(435)의 삽입부(435a)를 수용할 수 있다. 삽입부(435a)의 경사진 부분이 경사부(423c)의 내측공간을 향하는 면을 따라 미끄러지도록 접하고, 삽입부(435a)는 제2 캠(435)의 내측공간에 원주방향으로 고정되도록 삽입된다.

제2 캠(423)의 경사부(423c)는 경사가이드홈의 경사와 거의 동일하게 형성되고, 경사부(423c)는 삽입부(435a)의 경사진 전방측과 가압부(435b)의 경사진 후방측 사이의 경사가이드홈에 삽입되어 가이드될 수 있다.

이를 통해, 제2 캠(423)이 길이방향을 따라 몸체부재(410)의 전방측 방향으로 이동하는 경우, 제2 캠(423)의 경사부(423c)는 제1 캠(435)의 가압부(435b)와의 접촉면을 통해 제1 캠(435)을 가압할 수 있다. 제2 캠(423)의 경사부(423c)가 제1 캠(435)의 가압부(435b)를 길이방향으로 가압하는 힘을 이용하여 제1 캠(435)이 방사방향으로 상승될 수 있다.

가압부(435b)의 경사진 후방측과 경사부(423c)가 맞물리는 경우 가압부(435b)의 경사진 후방측과 경사부(423c) 사이의 역학관계는 위에서 설명한 본 발명의 일 실시 예와 동일한 바, 이에 갈음한다.

또한, 에지테이터(400)의 회전에 의해 브러쉬부(430)에 원심력이 형성되는 경우, 삽입부(435a)의 경사진 전방측이 제2 캠(423)의 내측공간에서 경사부(423c)에 의해 방사방향 내측으로 가압됨으로써, 브러쉬부(430)가 원심력에 의해 확장되는 것을 방지할 수 있다.

이를 통해, 브러쉬부(430)에 별도의 탄성부재를 구비하지 않고 브러쉬부(430)가 원심력에 의해 확장되는 것을 방지할 수 있다.

스프링(490) 및 이탈방지부(436)는 도 10a 및 도 10b에 도시된 에지테이터(300)에서와 동일하게 작동하는 바, 이에 갈음한다.

즉, 변형 된 몸체부재(410), 브러쉬 홀더(432) 및 샤프트(420)는 본 발명에 따른 다른 실시 예에 도시된 에지테이터(300)의 나머지 구성들과 결합하여 동작할 수 있다.

제1 공동(355)에 삽입되는 동력전달부(340)의 에지테이터연결부(343)에는 제1 앤드캡(360)의 제1 가이드공(357)을 향하여 개방된 내부공동이 형성될 수 있다. 에지테이터연결부(343)의 외주면은 다각기둥형으로 형성되어 제1 공동(355)의 내주면과 맞물릴 수 있다. 이를 통해, 제1 동력모듈(13a, 도 14 참조)에 의해 동력전달부(340)가 회전되는 경우, 에지테이터연결부(343)에 의해 제1 앤드캡(350)에 회전력이 전달되고, 제1 앤드캡(350)이 회전됨으로써 몸체부재(310)가 회전될 수 있다.

제1 가이드공(357)을 통하여 샤프트의 전방측 단부(321)가 에지테이터연결부(343)에 형성된 내부공동으로 유입된다. 샤프트의 전방측 단부(321)는 에지테이터연결부(343)의 내부공동에서 길이방향으로 왕복운동한다.

제1 가이드공(357)의 내주면은 다각기둥형으로 형성되고, 샤프트의 전방측 단부(321)의 외주면은 이와 대응되는 다각기둥형으로 형성될 수 있다. 제1 가이드공(357)의 내주면과 샤프트의 전방측 단부(321)의 외주면이 맞물림으로써, 샤프트(320)는 공회전 하지 않고 제1 앤드캡(350)과 함께 회전할 수 있다.

샤프트의 전방측 단부(321)와 연결되는 연결부(324)의 외주면에는 샤프트의 전방측 단부(321)로부터 소정거리 이격되어 림부(327)가 형성된다. 림부(327)는 연결부(324)의 외주면에서 원주방향을 따라 방사방향으로 연장되어 형성된다. 림부(327)와 제1 앤드캡(350) 사이에는 샤프트(320)를 감싸는 스프링(390)이 삽입되고, 스프링(390)은 전방측이 제1 앤드캡(350)에, 후방측이 림부(327)에 결합된다.

샤프트의 전방측 단부(321)가 에지테이터연결부(343)의 내부공동으로 이동디는 경우, 스프링(390)은 제1 앤드캡(350)과 림부(327) 사이에서 압축되고, 샤프트(320)의 림부(327)를 샤프트(320)의 후방측 방향으로 가압한다.

이하에서는 도 14 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 에지테이터를 제어하기 위한 구성을 포함하는 청소 유닛 및 그 제어 방법을 상세하기 설명한다.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.

도 14를 참조하면, 본 발명에 에지테이터를 제어하기 위한 구성을 포함하는 청소 유닛은 케이싱부(10), 센서부(20), 제어부(30) 및 데이터베이스부(40)를 포함한다.

먼저, 케이싱부(10)에 관하여 설명한다.

케이싱부(10)는 본 발명의 청소 유닛의 케이싱을 형성한다.

예를 들어, 케이싱부(10)는 종래의 청소기를 설명하기 위해 도 1에서 도시하였던 청소기 본체(110)일 수 있다.

케이싱부(10)의 내측에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 공간에는, 센서부(20), 제어부(30) 및 데이터베이스부(40)가 구비될 수 있다.

또한, 케이싱부(10)는 구동모듈(11) 및 동력모듈(13)을 포함한다.

구동모듈(11)은 동력모듈(13)에 의하여 구동될 수 있다. 즉, 동력모듈(13)에 의하여 생성되는 구동력은 구동모듈(11)에 전달될 수 있다.

본 발명에 실시 예에서, 구동모듈(11)은 회전모듈(11a) 및 가압모듈(11b)을 포함할 수 있고, 회전모듈(11a)로는 본 발명에 따른 에지테이터(200, 300)가 채용될 수 있고, 가압모듈(11b)로는 본 발명에 따른 샤프트 수용부(270, 370)가 채용될 수 있다.

동력모듈(13)에는 제1 동력모듈(13a) 및 제2 동력모듈(13b)이 구비될 수 있고, 제1 동력모듈(13a)은 회전력을 생산하는 모듈로서, 회전모듈(11a)과 연결되어 회전모듈(11a)을 회전시킬 수 있고, 제2 동력모듈(13b)은 특정 방향으로 압력을 가하는 모듈로써, 가압모듈(11b)에 연결되어 가압모듈(11b)을 구동시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 제1 동력모듈(13a)로서 회전력을 발생시키는 서보모터가 채용될 수 있고, 제2 동력모듈(13b)로서 특정 방향으로 압력을 가하는 리니어 서보모터가 채용될 수 있다. 다만, 서보모터, 리니어 서보모터에 한정되지 않고, 회전력과 특정 방향으로 압력을 가할 수 있는 공지된 동력장치는 모두 채용될 수 있다.

제1 동력모듈(13a)에 의하여 이와 연결된 에지테이터(200, 300)가 회전될 수 있고, 회전 도중에 제2 동력모듈(13b)에 의해 샤프트 수용부(270, 370)가 가압되어 샤프트(220, 320)가 전방측 방향으로 이동됨으로써 브러쉬부(230, 330)가 방사방향으로 확장될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 동력모듈(13)은 외부로부터 전원을 인가 받을 수 있다. 동력모듈(13)은 청소기 본체(110)에 구비된 배터리(미도시)에 의해 전원을 인가받을 수 있다. 동력모듈(13)은 상기 배터리(미도시)와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

제1 동력모듈(13a)과 제2 동력모듈(13b)은 독립적으로 구동될 수 있다. 즉, 제1 동력모듈(13a)과 제2 동력모듈(13b) 각각의 회전 여부, 회전 수 등은 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 이를 위해, 제1 동력모듈(13a)과 제2 동력모듈(13b)은 제어부(30)와 각각 통전 가능하게 연결될 수 있다.

다음으로, 센서부(20)에 관하여 설명한다.

센서부(20)는 제1 동력모듈(13a)이 회전모듈(11a)을 회전시킴으로써 발생하는 전류의 값을 감지할 수 있다. 즉, 제1 동력모듈(13a)이 에지테이터(200, 300)를 회전시킴으로써 발생하는 전류의 값을 감지할 수 있다.

센서부(20)가 감지한 정보는 제어부(30)에 전달되어, 제어부(30)가 상황에 맞는 제어 정보를 생성할 수 있다.

센서부(20)는 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 감지할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다.

센서부(20)는 배터리(미도시)와 통전 가능하게 연결될 수 있다. 센서부(20)의 작동에 필요한 전력은 배터리(미도시)로부터 공급될 수 있다.

센서부(20)는 전류 값을 감지할 수 있는 전류 값 센서모듈(21)을 포함한다. 본 발명의 실시 예에서, 전류 값 센서모듈(21)은 회로에 전기적으로 연결된 전류계 또는 회로의 자기장을 측정하여 전류 값을 측정하는 방식일 수 있다.

상기 전류 값 센서모듈(21)에 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 감지함으로써, 현재 청소기가 작동하고 있는 바닥환경을 감지할 수 있다.

청소기가 딱딱한 바닥 환경이 아닌 카펫 환경에 위치되는 경우, 청소기의 바퀴가 카펫 환경의 상부로부터 소정 길이 묻히게 되고, 이로 인하여 제1 동력모듈(13a)이 에지테이터(200, 300)를 회전하는데 사용되는 전류 값이 증가된다.

제어부(30)에서 전류 값 센서모듈(21)이 감지한 전류 값을 청소기가 카펫 환경에 위치되어 있다고 판단할수 있는 기설정된 전류 값과 비교하여 적절한 작동정보를 생성할 수 있다.

전류 값 센서모듈(21)은 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 측정하기 위해 제1 동력모듈(13a)과 연결되도록 구성될 수 있다.

다음으로, 제어부(30)에 관하여 설명한다.

제어부(30)는 센서부(20)로부터 전류 값을 수신하여, 제2 동력모듈(13b)을 작동시키기 위한 작동 정보를 연산한다.

또한, 제어부(30)는 센서부(20)가 감지한 전류 값을 수신할 수 있도록 센서부(20)와 통전 가능하게 연결된다.

제어부(30)는 수신한 감지 정보를 이용하여 작동 정보를 연산할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 연산된 작동 정보에 따라 제2 동력모듈을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(30)는 제2 동력모듈(13b)과 통전 가능하게 연결된다.

또한, 제어부(30)는 데이터베이스부(40)와 통전 가능하게 연결된다. 센서부(20)가 감지한 정보 및 제어부(30)가 연산한 정보는 데이터베이스부(40)에 저장될 수 있다.

후술될 제어부(30)의 각종 모듈들은 서로 통전 가능하게 연결되어 어느 하나의 모듈에 입력된 정보 또는 어느 하나의 모듈이 연산한 정보는 다른 모듈에 전달될 수 있다.

제어부(30)는 정보의 입력, 출력 및 연산 등이 가능한 임의의 형태로 구비될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 제어부(30)는 마이크로프로세서, 중앙처리장치(CPU), 인쇄회로기판(PCB) 등의 형태로 구비될 수 있다.

제어부(30)는 청소기 본체(110) 내부에 형성되는 소정의 공간에 위치된다. 제어부(30)는 외부의 습기 등에 의해 영향을 받지 않도록 상기 공간에 밀폐 가능하게 수용될 수 있다.

제어부(30)는 감지정보 수신모듈(32), 작동정보 연산모듈(33) 및 동작 제어모듈(31)을 포함한다.

작동정보 연산모듈(33)은 제2 동력모듈(13b)을 작동시키기 위한 작동 정보를 연산한다.

작동정보 연산모듈(33)은 감지정보 수신모듈(32)로 수신된 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산할 수 있다. 동작 제어모듈(31)은 작동정보 연산모듈(33)과 통전 가능하게 연결된다.

상기 작동 정보는 동작 제어모듈(31)에 의해 구현될 수 있다. 동작 제어모듈(31)은 연산된 작동 정보에 상응하게. 제2 동력모듈(13b)을 제어하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 작동 정보는 제2 동력모듈(13b)이 샤프트 수용부(270, 370)를 가압하는 정보를 의미하고, 샤프트 수용부(270, 370)가 제2 동력모듈(13b)에 의해 가압됨으로써, 에지테이터(200, 300)가 회전 도중 브러쉬부(230, 330)를 확장시킬 수 있다.

다음으로, 데이터베이스부(40)에 관하여 설명한다.

데이터베이스부(40)는 청소기의 작동과 관련된 정보를 저장한다.

데이터베이스부(40)는 정보의 입력, 출력 및 저장이 가능한 임의의 형태로 구비될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 데이터베이스부(40)는 SD 카드, 마이크로 SD 카드, USB 메모리 또는 SSD 등의 형태로 구비될 수 있다.

데이터베이스부(40)는 작동정보 연산모듈(33)과 통전 가능하게 연결된다. 작동정보 연산모듈(33)에서 연산된 작동 정보는 데이터베이스부(40)에 전달되어, 저장될 수 있다.

데이터베이스부(40)는 감지정보 수신모듈(32)을 통해 센서부(20)와 통전 가능하게 연결된다. 센서부(20)에서 감지된 전류 값은 데이터베이스부(40)에 전달되어, 저장될 수 있다.

데이터베이스부(40)는 감지정보 저장모듈(41) 및 작동정보 저장모듈(42)을 포함한다. 상기 모듈들(41, 42)은 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다.

작동정보 저장모듈(42)은 작동정보 연산모듈(33)이 연산한 작동 정보를 저장한다. 작동정보 저장모듈(42)은 작동정보 연산모듈(33)과 통전 가능하게 연결된다.

감지정보 저장모듈(41)은 특정 작동 정보에 따른 감지 정보를 저장할 수 있다. 감지정보 저장모듈(41)은 작동정보 저장모듈(42)과 통전 가능하게 연결된다.

상술한 센서부(20)의 감지 과정, 제어부(30)의 정보 처리 및 연산 과정 및 데이터베이스부(40)에의 저장 과정은 실시간으로 진행될 수 있다.

이하에서는, 도 15 내지 도 17을 참조하여, 본 발명에 따른 청소 유닛의 브러쉬부의 확장하는 제어 방법을 상세하게 설명한다.

청소기가 바닥 환경을 따라 구동되면, 센서부(20)가 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 감지한다(S10).

제1 동력모듈(13a)은 청소기의 에지테이터(200, 300)에 연결되어, 에지테이터(200, 300)를 회전시킨다. 에지테이터(200, 300)는 흡입 노즐 모듈(120)에 연결되고, 흡입 노즐 모듈(120)이 바닥 환경에서 미끄러지면서 이동할 때, 바닥 환경에 노출되어 회전한다.

흡입 노즐 모듈(120)은 휠 모듈(160)에 의해 바닥으로부터 소정 거리 이격되어 이동되고, 딱딱한 바닥 환경에서 이동되는 경우, 흡입 노즐 모듈(120)에 구비된 에지테이터(200, 300)는 딱딱한 바닥 환경으로부터 특정 거리만큼 이격되어 회전된다.

청소기가 딱딱한 바닥 환경에서 카펫 환경으로 이동되는 경우, 휠 모듈(160)이 카펫의 상면으로부터 소정 거리 묻히게 되고, 에지테이터(200, 300)는 딱딱한 바닥 환경에서 비하여 카펫의 상면이 보다 가깝게 위치된다.

이를 통해, 에지테이터(200, 300)의 브러쉬(231, 331)가 딱딱한 환경에 비하여 더 많은 저항을 받게 되고, 에지테이터(200, 300)를 회전시키는 제1 동력모듈(13a) 더 많은 전류 값이 흐르게 된다.

제1 동력모듈(13a)에 흐르는 전류 값은 센서부(20)에 구비된 전류 값 센서모듈(21)에 의해 감지될 수 있다.

전류 값 센서모듈(21)이 제1 동력모듈(13a)에 흐르는 전류 값을 감지하면, 제어부(30)가 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산한다(S20).

전류 값 센서모듈(21)에 의해 측정된 제1 동력모듈(13a)의 전류 값은 제어부(30)의 감지정보 수신모듈(32)에 의해 수신되고, 작동정보 연산모듈(33)은 감지정보 수신모듈(32)에 의해 수신된 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산한다.

작동정보 연산모듈(33)이 작동 정보를 연산하면, 제2 동력모듈이 연산된 작동 정보에 따라 제어된다(S30).

작동정보 연산모듈(33)에 의해 연산된 작동 정보는 동작 제어모듈(31)로 전달되고, 동작 제어모듈(31)에 의해 제2 동력모듈(13b)이 작동 정보를 따라 작동된다.

상기 작동 정보는 제2 동력모듈(13b)이 샤프트 수용부(270, 370)를 기설정된 압력으로 가압하는 것, 또는 제2 동력모듈(13b)이 정지되는 것을 포함한다.

작동정보 연산모듈(33)이 작동 정보를 연산하는 과정과 관련하여, 도 16 및 도 17을 참조하여 상세히 설명한다.

도 16은 도 15의 S20 단계의 일 실시 예를 도시하는 순서도다.

제어부(30)가 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산하기 위하여, 제1 동력모듈의 전류 값이 입력된다(S201).

제1 동력모듈의 전류 값은 제어부(30)의 감지정보 수신모듈(32)에 전달되고, 작동정보 연산모듈(33)은 이를 이용하여 기설정된 제1 값과 비교한다(S202).

전달된 전류 값이 기설정된 제1 값보다 작은 경우, 작동정보 연산모듈(33)은 제1 작동정보를 연산한다(S203).

제1 값은 제1 동력모듈(13a)이 카펫 환경에서 구동하는 경우 제1 동력모듈(13a)에 흐르는 전류 값을 설정한 값이고, 전달된 전류 값이 제1 값보다 작은 경우 작동정보 연산모듈(33)은 청소기가 카펫 환경이 아닌 딱딱한 바닥 환경에서 구동하는 것으로 판단한다.

즉, 제1 작동 정보는 제1 동력모듈(13a)이 구동되지 않고 정지되도록 하는 정보를 포함한다.

제1 작동 정보는 동작 제어모듈(31)에 전달되고, 동작 제어모듈(31)은 제 2 동력모듈(13b)이 작동하지 않도록 제어한다.

전달된 전류 값이 기설정된 제1 값보다 큰 경우, 작동정보 연산모듈(33)은 제2 작동 정보를 연산한다(S204).

제1 값은 제1 동력모듈(13a)이 카펫 환경에서 구동하는 경우 제1 동력모듈(13a)에 흐르는 전류 값을 설정한 값이고, 전달된 전류 값이 제1 값보다 큰 경우 작동정보 연산모듈(33)은 청소기가 카펫 환경에서 구동하는 것으로 판단한다.

즉, 제2 작동 정보는 제1 동력모듈(13a)이 샤프트 수용부(270, 370)를 기설정된 압력으로 가압하여 회전 중인 에지테이터(200, 300)의 브러쉬부(230, 330)를 확장시키는 정보를 포함한다.

즉, 제2 작동 정보는 동작 제어모듈(31)에 전달되고, 동작 제어모듈(31)은 제2 동력모듈(13b)이 가압모듈(12b)을 기설정된 압력으로 가압하도록 제어한다.

또한 상기 S20 단계의 다른 실시 예에서, 에지테이터(200, 300)의 브러쉬부(230, 330)는 단계적으로 확장되도록 제어될 수 있다.

가정에서 사용되는 카펫은 카펫을 구성하는 모의 재질, 길이, 형태가 다양한 바, 에지테이터(200, 300)의 브러쉬(231, 331)가 확장되는 길이를 단계적으로 조절함으로써 보다 효율적으로 청소를 진행할 수 있다.

도 17을 참조하면, 도 15의 S20 단계의 다른 실시 예를 도시하는 순서도가 도시된다.

제어부(30)가 제1 동력모듈(13a)의 전류 값을 이용하여 작동 정보를 연산하기 위하여, 제1 동력모듈의 전류 값이 입력된다(S211).

제1 동력모듈의 전류 값은 제어부(30)의 감지정보 수신모듈(32)에 전달되고, 작동정보 연산모듈(33)은 이를 이용하여 기설정된 제1 값과 비교한다(S212).

전달된 전류 값이 기설정된 제1 값보다 작은 경우, 작동정보 연산모듈(33)은 제1 작동정보를 연산한다(S213).

제1 값 이상의 전류 값은 제1 동력모듈(13a)이 카펫 환경에서 구동하는 경우 제1 동력모듈(13a)에 흐를 수 있는 전류 값을 설정한 값이고, 전달된 전류 값이 제1 값보다 작은 경우 작동정보 연산모듈(33)은 청소기가 카펫 환경이 아닌 딱딱한 바닥 환경에서 구동하는 것으로 판단한다.

전달된 전류 값이 기설정된 제1 값보다 큰 경우, 작동정보 연산모듈(33)은 전달된 전류 값을 기설정된 제2 값과 비교한다(S214).

제2 값은 제1 값보다 큰 값으로서, 전달된 전류 값이 제2 값보다 작은 경우, 작동정보 연산모듈(33)은 제2 작동정보를 연산한다(S215).

즉, 전달된 전류 값이 제1 값 이상 제2 값 미만인 경우 작동정보 연산모듈(33)은 제2 작동정보를 연산한다.

제1 값 이상 제2 값 미만인 전류 값은 제1 동력모듈(13a)이 제1 카펫 환경에서 구동하는 경우 제1 동력모듈(13a)에 흐를 수 있는 전류 값을 설정한 값이고, 전달된 전류 값이 제1 값 이상 제2 값 미만인 경우 작동정보 연산모듈(33)은 청소기가 제1 카펫 환경에서 구동하는 것으로 판단한다.

즉, 제2 작동 정보는 제1 동력모듈(13a)이 샤프트 수용부(270, 370)를 기설정된 제1 압력으로 가압하여 회전 중인 에지테이터(200, 300)의 브러쉬부(230, 330)를 확장시키는 정보를 포함한다.

즉, 제2 작동 정보는 동작 제어모듈(31)에 전달되고, 동작 제어모듈(31)은 제2 동력모듈(13b)이 가압모듈(12b)을 기설정된 제1 압력으로 가압하도록 제어한다.

전달된 전류 값이 제2 값 이상인 경우, 작동정보 연산모듈(33)은 제3 작동정보를 연산한다.

제2 값 이상의 전류 값은 제1 동력모듈(13a)이 제2 카펫 환경에서 구동하는 경우 제1 동력모듈(13a)에 흐를 수 있는 전류 값을 설정한 값이고, 전달된 전류 값이 제2 값 이상인 경우 작동정보 연산모듈(33)은 청소기가 제2 카펫 환경에서 구동하는 것으로 판단한다.

즉, 제3 작동 정보는 제1 동력모듈(13a)이 샤프트 수용부(270, 370)를 기설정된 제2 압력으로 가압하여 회전 중인 에지테이터(200, 300)의 브러쉬부(230, 330)를 확장시키는 정보를 포함한다.

즉, 제3 작동 정보는 동작 제어모듈(31)에 전달되고, 동작 제어모듈(31)은 제2 동력모듈(13b)이 가압모듈(12b)을 기설정된 제2 압력으로 가압하도록 제어한다.

제2 압력은 제1 압력보다 큰 값이고, 제2 압력에 의해 가압모듈(12b)이 가압되는 경우 확장된 브러쉬(231, 331)의 길이는, 제1 압력에 의해 가압모듈(12b)이 가압되는 경우 확장된 브러쉬(231, 331)의 길이보다 길다.

즉, 제2 카펫 환경은 제1 카펫 환경에 비하여 더 강한 힘의 스트로크를 가할 필요가 있는 환경으로서, 전류 값의 크기로 이를 판단하여 브러쉬(231, 331)의 길이를 보다 길게 확장시킨다.

도 17에서는 브러쉬(231, 331)의 길이가 2 단계로 나뉘어 단계적으로 환장되는 방법이 도시되나, 브러쉬(231, 331)가 보다 많은 단계로 나누어 확장되도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 전류 값을 제1 값, 제2 값, 제3 값으로 나누어 설정하고,

작동정보 연산모듈(33)은 감지된 전류 값이 제1 값 미만인 경우, 가압모듈(11b)을 정지시키는 제1 작동 정보를 연산하고, 감지된 전류 값이 제1 값 이상 제2 값 미만인 경우, 가압모듈(11b)을 제1 압력으로 가압시키는 제2 작동 정보를 연산하며, 감지된 전류 값이 제2 값 이상 제3 값 미만인 경우, 가압모듈(11b)을 제2 압력으로 가압시키는 제3 작동 정보를 연산하고, 감지된 전류 값이 제3 값 이상인 경우, 가압모듈(11b)을 제3 압력으로 가압시키는 제4 작동 정보를 연산하도록 구성할 수 있다.

제2 값은 제1 값보다 크고 제3 값보다 작은 값으로 설정되고, 제2 압력은 제1 압력보다 크고 제3 압력보다 작은 압력으로 설정되어, 브러쉬(231, 331)가 3단계로 나누어 단계적으로 확장될 수 있다. 유사한 방식으로, 4단계, 5단계 또는 그 이상의 단계로 나누어 확장될 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 청소기에 사용자가 제어신호를 입력할 수 있는 제어신호 입력모듈이 구비되어, 사용자가 입력한 제어신호에 따라 브러쉬부가 확장되도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 사용자가 제1 신호를 입력하는 경우, 작동정보 연산모듈이 제2 동력모듈을 정지시키도록 하는 제1 작동정보를 연산하고, 사용자가 제2 신호를 입력하는 경우, 작동정보 연산모듈이 제2 동력 모듈이 기설정된 압력으로 가압모듈을 가압하도록 하는 제2 작동정보를 연산하도록 구성될 수 있다. 유사한 방법으로 사용자가 제어신호를 입력함에 따라 브러쉬부가 순차적으로 확장되도록 구성할 수 있다. 제어신호 입력모듈은 사용자가 수동으로 입력할 수 있도록 구성될 수 있으며, 사용자가 단말기 등을 통해 제어 신호를 입력할 수 있도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 단말기는 스마트폰 등으로 구비될 수 있다.

카펫 환경에서 브러쉬(231, 331)의 길이를 확장시킴으로써, 카펫 환경에서의 청소 성능을 향상시킬 수 있다.

카펫 환경에 따라 브러쉬(231, 331)의 길이를 단계적으로 확장시킴으로써, 카펫 환경에서 청소 성능을 향상시킴과 동시에 청소기를 효율적으로 운용할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 청소기 유닛은 로봇청소기와 같이, 자동으로 운행되는 기기에 적용되어, 바닥 환경에 따라 브러쉬부가 확장되도록 자동제어될 수 있다.

본 발명에 따른 에지테이터(200, 300)를 구비한 청소기 유닛의 브러쉬부 확장은 자동제어에 의해 수행되는 것이 한정되는 것은 아니며, 샤프트(220, 320)를 가압할 수 있는 샤프트 수용부(270, 370)와 연결된 기계적 구성에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 브러쉬부(230, 330)는 사용자의 버튼 조작에 의하여 기계적으로 확장될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

동력모듈;

상기 동력모듈과 연결되어 회전하고, 외주면에 제1 관통공이 형성되는 몸체부;

상기 몸체부 내의 중공에 상기 몸체부의 길이방향으로 삽입되고, 상기 몸체부 내에서 상기 몸체부의 길이방향으로 소정길이 왕복 운동하는 샤프트;

상기 몸체부의 외주면에 상기 몸체부의 길이방향을 따라 접하는 브러쉬부;

상기 브러쉬부의 상기 몸체부의 외주면에 접하는 면으로부터 상기 제1 관통공을 통하여 상기 샤프트의 외주면을 향해 연장되는 제1 캠; 및

상기 샤프트의 외주면으로부터 상기 제1 캠을 향해 연장되는 제 2캠을 포함하고,

상기 제1 캠 및 제2 캠 중 어느 하나는 일 측에 상기 길이방향을 따라 경사진 경사면이 형성되며,

상기 제1 캠 및 제2 캠 중 다른 하나는 상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라, 상기 경사면을 가압하여 상기 브러쉬부를 상기 샤프트의 방사방향으로 승강시키도록 형성되는, 청소용 유닛.
제1항에 있어서,

상기 몸체부는,

상기 제1 관통공을 구비하고, 양단이 개방되는 중공형 몸체부재;

상기 몸체부재의 일 단으로부터 상기 몸체부재의 내측으로 소정 길이 삽입되어 상기 일 단을 복개하고, 상기 샤프트의 일 측을 수용하는 제1 앤드캡; 및

상기 몸체부재의 타 단으로부터 상기 몸체부재의 내측으로 소정 길이 삽입되어 상기 타 단을 복개하고, 상기 샤프트의 타 측을 수용하는 제2 앤드캡을 포함하는, 청소용 유닛.
제1항에 있어서,

상기 몸체부의 외주면에 제2 관통공이 형성되고,

상기 브러쉬부에는 상기 브러쉬부의 일 측으로부터 상기 제2 관통공을 통하여 상기 몸체부 내측으로 연장되고, 상기 브러쉬부가 방사??향으로 상승함에 따라 상기 몸체부의 내측면을 가압하는 탄성부재가 형성되는, 청소용 유닛.
제3항에 있어서,

상기 탄성부재는,

상기 브러쉬부의 일 측으로부터 상기 제2 관통공을 통하여 상기 몸체부의 내측으로 연장되는 제1 탄성부; 및

상기 제1 탄성부로부터 구부러져 샤프트의 길이방향을 따라 연장되는 제2 탄성부를 구비하는, 청소용 유닛.
제1항에 있어서,

상기 몸체부의 외주면에는 제3 관통구멍이 형성되고,

상기 브러쉬부에는 상기 브러쉬부의 일 측으로부터 상기 제3 관통구멍을 통하여 상기 몸체부의 내측으로 연장되고, 상기 몸체부와 상기 샤프트의 방사방향으로 적어도 일부가 중첩되는 이탈방지부가 형성되는,

청소용 유닛.
제2항에 있어서,

상기 브러쉬부는,

브러쉬; 및

상기 몸체부재의 외주면에 상기 샤프트의 길이방향으로 접하고, 일 측은 상기 제1 캠을 구비하며, 타 측은 상기 브러쉬와 결합되는 브러쉬홀더를 구비하는, 청소용 유닛.
제6항에 있어서,

상기 몸체부재에 상기 샤프트의 길이방향을 따라 상기 브러쉬홀더를 수용하는 수용홈이 형성되고,

상기 제1 앤드캡은 상기 수용홈의 일 단을 복개하며,

상기 제2 앤드캡은 상기 수용홈의 타 단을 복개하고,

상기 제1 앤드캡 및 제2 앤드캡이 상기 수용홈의 일 단을 복개하는 면에는 각각 방사방향 가이드홈이 형성되고,

상기 브러쉬홀더의 상기 제1 앤드캡과 대향하는 면 및 상기 브러쉬홀더의 상기 제2 앤드캡과 대향하는 면에는 방사방향 가이드돌부가 각각 형성되며,

상기 방사방향 가이드돌부는 상기 방사방향 가이드홈에 삽입되어 상기 샤프트의 방사방향으로 가이드되는, 청소용 유닛.
제2항에 있어서,

상기 제1 앤드캡의 일 측에는 상기 제1 앤드캡의 일 측으로부터 상기 몸체부재의 내측방향으로 함몰 형성된 공동이 형성되고, 상기 제1 앤드캡의 타 측에는 상기 샤프트의 일 측 방향 단부를 수용하여 상기 공동으로 유도하는 가이드공이 형성되는, 청소용 유닛.
제8항에 있어서,

상기 샤프트의 일 측 방향 단부 및 상기 가이드공은 서로 맞물리는 다각기둥형으로 형성되는, 청소용 유닛.
제9항에 있어서,

일 측이 상기 동력모듈과 연결되고, 타 측이 상기 공동에 삽입되는 동력전달부를 포함하고,

상기 공동과 상기 동력전달부의 타 측은 서로 맞물리는 다각기둥형으로 형성되는, 청소용 유닛.
제2항에 있어서,

상기 제2 앤드캡의 일 측에는 상기 제2 앤드캡의 일 측으로부터 상기 몸체부재의 내측방향으로 함몰 형성된 공동이 형성되고, 상기 제2 앤드캡의 타 측에는 상기 샤프트의 타 측을 상기 공동으로 돌출되도록 수용하여 상기 샤프트의 방사방향으로 지지하는 가이드공이 형성되는, 청소용 유닛.
제11항에 있어서,

상기 샤프트의 타 측 방향 단부를 수용하는 수용공간 및 상기 샤프트의 타 측 방향 단부의 외주면과 상기 수용공간의 내주면 사이에 삽입되는 베어링을 구비하는 샤프트 수용부를 포함하는, 청소용 유닛.
제12항에 있어서,

상기 동력모듈은,

상기 샤프트를 회전시키는 제1 동력모듈; 및

상기 샤프트 수용부와 연결되며, 작동 정보에 따라 상기 샤프트 수용부를 가압하는 제2 동력모듈을 포함하고,

상기 제1 동력모듈과 연결되어 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 감지하도록 구성되는 센서부; 및

상기 작동 정보를 연산하고, 상기 제2 동력모듈과 통전 가능하게 연결되어 상기 제2 동력모듈에 연산된 상기 작동 정보를 전달하며, 상기 센서부와 통전 가능하게 연결되어 상기 센서부로부터 감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 전달받도록 구성되는 제어부를 포함하며,

상기 제어부는,

감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값을 이용하여 상기 작동 정보를 연산하는, 청소용 유닛.
제13항에 있어서,

상기 작동 정보는 제1 작동 정보 및 제2 작동 정보를 포함하고,

상기 제2 동력모듈은,

제1 작동 정보를 전달받아 정지되고,

제2 작동 정보를 전달받아 기 설정된 압력으로 상기 샤프트 수용부를 가압하며,

상기 제어부는,

감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 미만인 경우 제1 작동 정보를 연산하고,

감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 이상인 경우 제2 작동 정보를 연산하는, 청소용 유닛.
제13항에 있어서,

상기 작동 정보는 제1 작동 정보, 제2 작동 정보 및 제3 작동 정보를 포함하고,

상기 제2 동력모듈은,

제1 작동 정보를 전달받아 정지되고,

제2 작동 정보를 전달받아 제1 압력으로 상기 샤프트 수용부를 가압하고,

제3 작동 정보를 전달받아 제2 압력으로 상기 샤프트 수용부를 가압하며,

상기 제어부는,

감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 미만인 경우 제1 작동 정보를 연산하고,

감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제1 값 이상인 경우 제2 작동 정보를 연산하며,

감지된 상기 제1 동력모듈의 전류 값이 제2 값 이상인 경우 제3 작동 정보를 연산하고,

상기 제2 압력은 상기 제1 압력보다 크고,

상기 제2 값은 상기 제1 값보다 큰, 청소용 유닛.
동력모듈;

상기 동력모듈와 연결되어 회전하고, 외주면에 관통공이 형성되는 몸체부;

상기 몸체부 내의 중공에 상기 몸체부의 길이방향으로 삽입되고, 상기 몸체부 내에서 상기 몸체부의 길이방향으로 소정길이 왕복 운동하는 샤프트;

상기 몸체부의 외주면에 상기 몸체부의 길이방향을 따라 접하는 브러쉬부;

상기 브러쉬부의 상기 몸체부의 외주면에 접하는 면으로부터 상기 관통공을 통하여 상기 샤프트의 외주면을 향해 연장되는 제1 캠; 및

상기 샤프트의 외주면으로부터 상기 제1 캠을 향해 연장되는 제2 캠을 포함하고,

상기 제1 캠 및 제2 캠 중 어느 하나는,

상기 샤프트의 길이방향을 따라 경사진 단부를 갖는 한 쌍의 벽 부; 및

상기 한 쌍의 벽 부의 단부 사이를 연결하여 내측공간을 형성하는 경사부를 구비하며,

상기 제1 캠 및 제2 캠 중 다른 하나는,

상기 경사부의 일 측면을 따라 상기 내측공간으로 미끄러지듯 삽입되는 삽입부; 및

상기 경사부의 타 측면과 접하여 상기 타 측면을 가압하는 가압부를 구비하고,

상기 샤프트가 왕복 운동함에 따라, 상기 경사부를 가압하여 상기 브러쉬부를 상기 샤프트의 방사방향으로 승강시키도록 형성되는, 청소용 유닛.
제16항에 있어서,

상기 몸체부는,

상기 관통공을 구비하고, 양단이 개방되는 중공형 몸체부재;

상기 몸체부재의 일 단으로부터 상기 몸체부재의 내측으로 소정 길이 삽입되어 상기 몸체부재의 일 단을 복개하고, 상기 샤프트의 일 측을 수용하는 제1 앤드캡; 및

상기 몸체부재의 타 단으로부터 상기 몸체부재의 내측으로 소정 길이 삽입되어 상기 몸체부재의 타 단을 복개하고, 상기 샤프트의 타 측을 수용하는 제2 앤드캡을 포함하는, 청소용 유닛.
제17항에 있어서,

상기 샤프트의 일 측에는 상기 샤프트의 외주로부터 상기 샤프트의 방사방향으로 소정길이 돌출된 림부가 형성되고,

상기 샤프트의 일 측을 감싸고, 양 단이 상기 제1 앤드캡 및 상기 림부에 고정 결합되는 스프링을 포함하는, 청소용 유닛.
제18항에 있어서,

상기 제1 앤드캡의 일 측에는 상기 제1 앤드캡의 일 측으로부터 상기 몸체부재의 내측방향으로 함몰 형성된 공동이 형성되고,

상기 제1 앤드캡의 타 측에는 상기 샤프트의 일 측 방향 단부를 수용하여 상기 공동으로 유도하는 가이드공이 형성되며,

상기 가이드공의 내주면과 상기 샤프트의 일 측 방향 단부의 외주면은 서로 맞물리고,

상기 가이드공으로 수용되는 상기 샤프트의 일 측 방향 단부의 외주면과 상기 샤프트의 일 측 방향 단부와 연결되는 연결부의 외주면 사이에 단차면이 형성되는, 청소용 유닛.