KR101314678B1 - 조향 수단을 갖는 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향 수단을 갖는 청소기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 의하면, 본체; 상기 본체에 대해서 지면에 평행한 방향으로 회전가능하게 장착되는 헤드부; 상기 헤드부에 장착되어 상기 본체에 대한 헤드부의 각도를 변경하는 조향수단; 상기 본체에 구비되는 손잡이부; 상기 본체에 대한 손잡이부의 각도 변화를 측정하는 제1 감지수단; 상기 제1 감지수단으로부터의 신호를 전송받아 상기 조향수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 청소기가 제공된다.

Description

조향 수단을 갖는 청소기{CLEANER WITH STEERING MEANS FOR HEAD}

본 발명은 조향 수단을 갖는 청소기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 헤드부의 각도를 임의로 변경할 수 있는 수단을 갖는 청소기에 관한 것이다.

일반적으로 진공 청소기는 본체 내부에 흡입력을 발생시키기 위한 흡입 모터가 마련되어, 먼지가 포함된 공기를 흡입한 다음 본체 내부에서 먼지을 필터링하는 장치이다. 이러한 진공 청소기는 피청소면의 먼지가 포함된 공기를 흡입하는 흡입헤드부와, 상기 흡입 헤드부에서 흡입된 공기에서 먼지을 분리시키는 먼지 분리부와, 상기 먼지 분리부에서 저장된 먼지가 저장되는 집진 장치와, 상기 집진 장치가 장착되는 청소기 본체가 포함된다. 여기서, 상기 집진 장치는 상기 청소기 본체에 분리 가능하게 결합될 수 있다.

이러한, 진공청소기는 그 형태에 따라서 업라이트(upright) 타입과 캐니스터(canister) 타입으로 나누어 볼 수 있다. 캐니스터 진공청소기는 업라이트와 달리 흡입 헤드부와 청소기 본체가 호스 및 연장관을 통해서 서로 연통되어 있으며, 흡입 헤드부를 업라이트 타입 진공청소기에 비해 용이하게 조작할 수 있으나 부피가 커서 취급이 불편한 단점이 있다.

업라이트 진공청기는 별도의 호스나 연장관 등을 거치지 않고 흡입 헤드부와 청소기 본체가 직접 연결되며, 카페트 청소 시 진공청소기의 자중을 이용하여 청소 효율을 향상시킬 수 있을뿐더러, 상대적으로 부피가 작고 취급이 용이하다.

그러나, 업라이트 진공청소기의 경우, 자체 무게가 무겁기 때문에 캐니스터 진공청소기에 비하여 흡입 헤드부의 방향전환이 용이하지 못한 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 하기 D1에 개시된 바와 같이, 흡입 헤드부를 지지하는 휠을 통상의 바퀴가 아닌 구체 형태를 갖도록 하여서 회전을 용이하게 하고자하는 시도가 있었으나, 청소기 본체의 자중을 손으로 지탱하면서 회전을 시켜야하기에 여전히 사용이 불편한 문제가 있었다.

D1 : 대한민국 특허출원 제10-2005-7002320호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 용이하게 흡입 헤드부의 방향전환을 수행할 수 있는 진공청소기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 본체; 상기 본체에 대해서 지면에 평행한 방향으로 회전가능하게 장착되는 헤드부; 상기 헤드부에 장착되어 상기 본체에 대한 헤드부의 각도를 변경하는 조향수단; 상기 본체에 구비되는 손잡이부; 상기 본체에 대한 손잡이부의 각도 변화를 측정하는 제1 감지수단; 상기 제1 감지수단으로부터의 신호를 전송받아 상기 조향수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 청소기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 본체; 흡입구를 포함하는 헤드부; 일단은 상기 본체에 연결되고, 타단은 상기 헤드부의 진행방향이 변경될 수 있도록 상기 헤드부에 연결되는 연결호스; 상기 헤드부의 진행방향을 조향하는 조향수단; 상기 연결호스에 구비되는 손잡이부; 상기 손잡이부에 구비되는 신호입력수단; 상기 신호입력수단에 의해 입력된 신호에 대응되는 목표 조향각만큼 상기 헤드부의 조향각이 변경되도록 상기 조향수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 청소기가 제공된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일측면에 의하면 본체를 직접 기울이거나 회전시키는 것이 아니라, 손잡이부의 각도 변화를 감지하여 이를 조향신호로서 활용하여 헤드부에 장착된 조향수단을 구동하여 헤드부가 조향되도록 하고 있다. 따라서, 사용자는 본체를 기울일 필요없이 단지 손잡이를 회전시키는 것만으로 조향이 가능해지므로, 직관적이면서도 손쉽게 헤드부의 진행방향을 변경할 수 있게 된다.

이외에도, 상기 구동휠은 상기 헤드부에 회전가능하게 장착되는 휠 본체; 및 상기 휠 본체에 회전가능하게 장착되되 휠 본체와 직교하는 방향으로 회전되는 보조 휠;을 포함하는 것을 통해서, 조향장치의 구성을 단순화할 수 있고 이를 통해서 유지 및 보수를 용이하게 하고, 제조단가를 낮출 수 있게 된다.

또한, 상기 헤드부는 이물질을 흡입하는 흡입구를 포함하고, 상기 구동휠은 헤드부의 중심을 기준으로 상기 흡입구의 타측에 배치되도록 하여, 구동휠이 크게 움직이지 않더라도 헤드부의 조향각도를 크게 할 수 있다.

또한, 상기 헤드부의 실제 회전각도를 측정하는 제2 감지수단을 추가적으로 포함하고, 상기 제어부는 제1 감지수단을 통해 전송된 신호에 대응되는 각도만큼 헤드부의 각도가 변경되는지의 여부를 상기 제2 감지수단을 통해서 판단하도록 하여, 조향을 보다 정교하고 정확하게 할 수 있게 된다.

또한, 상기 제1 감지수단을 통해 감지된 신호는 유무선 전송수단을 통해서 상기 제어부로 전달되도록 하여, 유선 전송수단을 이용하는 경우 제품의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있고, 무선 전송수단을 이용하는 경우에는 제품의 구성을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 설계 자유도를 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 조향수단을 갖는 청소기의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 배면을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1 중 구동휠 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1 중 헤드부의 저면을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 실시예의 제어계통을 도시한 블럭도이다.
도 6은 도 1에 도시된 실시예에서 조향과정을 도시한 흐름도이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 조향수단을 갖는 청소기의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 조향수단을 갖는 청소기의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시예의 배면을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1 중 구동휠 부분을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1 중 헤드부의 저면을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 도 1에 도시된 실시예의 제어계통을 도시한 블럭도이고, 도 6은 도 1에 도시된 실시예에서 조향과정을 도시한 흐름도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 실시예(1)는 흡입력을 발생시키는 흡입 모터가 구비되는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 하측에서 상하 방향으로 회전 가능하게 연결되며 바닥면에 놓이는 흡입 헤드부(20)와, 상기 본체(10)에 분리 가능하게 장착되는 먼지 분리 장치(30)와, 상기 본체(10)에 분리 가능하게 장착되며, 바닥면 또는 바닥면 이외의 부분을 청소하기 위한 보조 흡입부(60, 70)와, 상기 본체(10)의 상방에 구비되는 손잡이(40)와, 상기 손잡이(40)와 상기 본체(10)가 연결되도록 하는 연결 호스(50)가 포함된다.

상세히, 상기 흡입 헤드부(20)의 저면에는 바닥면의 먼지 및 공기를 흡입하기 위한 흡입구(24)가 형성되고, 상기 흡입구(24)의 내측에는 먼지나 이물질을 흡입구(24)의 내측으로 유도하는 에지테이터(26)가 회전가능하게 장착된다.

상기 먼지 분리 장치(30)는 상기 본체(10)의 앞쪽에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 보조 흡입부(60, 70)는 상기 본체(10)의 뒷쪽에 착탈 가능하게 장착된다. 도시되지 않은 흡입 모터는 상기 본체의 내부 하측에 위치되고, 상기 먼지 분리 장치는 상기 흡입 모터의 상방에서 상기 본체에 장착된다. 물론, 상기 흡입 모터의 위치는 반드시 상기 위치로 한정되는 것은 아니다.

상기 흡입 모터의 회전에 의해 생성된 흡입력에 의해 흡입된 공기는 상기 먼지 분리 장치(30)를 거치면서 먼지가 분리되고, 이렇게 분리된 먼지는 상기 먼지 분리 장치(30)의 내부에 저장된다.

한편, 상기 보조 흡입부에는 바닥면 또는 바닥면 이외의 부분을 청소하기 위한 노즐(70)과, 상기 노즐(70)과 상기 손잡이(40)가 연결되도록 하는 흡입관(60)을 포함된다. 그리고, 상기 본체(10)의 후면에는 상기 보조 흡입부이 장착되는 장착부(11)가 함몰 형성된다. 상기 장착부(11)에는, 상기 흡입관(60)이 장착되는 흡입관 장착부(12)와, 상기 노즐(70)이 장착되는 노즐 장착부(13)가 형성된다. 이를 통해, 상기 노즐을 별도로 보관하여야 하는 번거로움이 제거된다.

한편, 상기 손잡이(40) 내부에는 상기 노즐(70)을 통하여 흡입된 먼지 및 공기가 유동하는 유로(미도시)가 형성된다. 상기 연결 호스(50)는 상기 노즐(70)을 통하여 흡입된 먼지 및 공기가 상기 본체(10)로 이동되도록 한다. 상기 연결 호스(50)는, 길이 조절이 가능하며, 움직임이 자유로운 유연성 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 본체(10)의 배면 하측에는 구동휠(100)이 장착된다. 상기 구동휠(100)은 원형의 휠 본체(102)와 상기 휠 본체(102)가 상기 헤드부(20)의 진행방향과 수직한 방향으로 회전하도록 하는 구동축(104)을 포함한다. 상기 구동축(104)은 대략 상기 헤드부(20)의 진행방향에 대해서 평행하게 배치되게 된다. 상기 구동휠(100)의 외주부에는 복수 개의 보조 휠(110, 112)이 장착되어 있다. 상기 보조 휠(110)은 휠 본체(104)의 전면측에 4개, 후면측에 4개가 장착되고, 각각의 보조 휠(110)은 상기 휠 본체(102)와는 수직한 방향으로 회전하도록 장착된다.

따라서, 상기 헤드부(20)를 전진 또는 후진시키는 경우에 상기 휠 본체(102)는 회전하지 않고, 상기 보조 휠(110) 중에서 지면과 접촉한 휠만이 회전하면서 헤드부(20)가 원활하게 회전할 수 있도록 한다. 그리고, 도시된 예에서는 모두 8개의 보조 휠(110)이 장착되어 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 보다 적거나 많은 수의 보조 휠이 장착될 수 있다.

상기 구동휠(100)의 구동축(104)은 도시되지 않은 구동모터와 연결되어 있다. 상기 구동모터가 회전하면 상기 구동휠(100)은 구동축(104)에 의해서 도 4를 기준으로 좌우 방향으로 회전하게 되고, 그에 따라서, 상기 헤드부의 진행방향이 변경되게 된다. 이때, 구동휠(100)의 보다 원활한 회전을 위해서 상기 보조 휠(110)의 단면 형상을 도시된 바와 같이 원통형이 아니라, 양단부로 갈수록 직경이 작아지는 형태로 할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 구동휠(100)은 상기 헤드부(20)의 중심을 기준으로 하여 상기 흡입구(24)와 대향하도록 배치된다. 그리고, 상기 흡입구(24)와 구동휠(100)의 사이에 한 쌍의 캐스터(120)가 장착되는데, 상기 캐스터(120)는 서로 독립적으로 회전할 수 있도록 장착된다. 따라서, 도 4에서 상기 구동휠(100)이 우측으로 회전하면 상기 캐스터(120)가 서로 다른 방향으로 회전하면서, 헤드부는 반시계 방향으로 회전하게 된다.

그리고, 상기 구동휠(100)이 정지한 상태에서 헤드부를 전진 또는 후진시키면, 상기 보조 휠과 캐스터가 동일 방향으로 회전하면서, 헤드부를 전진 또는 후진시키게 된다.

경우에 따라서, 상기 구동휠(100)은 상기 본체가 아닌 헤드부에 직접 장착될 수도 있다. 그리고, 상기 구동휠(100)은 가장 본체의 자중을 많이 받는 본체의 후면에 배치되어 있으나, 본체의 자중이 작용되는 지점에 따라서는 그 위치를 변경할 수도 있다.

그리고, 상기 구동휠은 한 쌍이 마련되되 서로 독립적으로 구동될 수 있도록 하여, 동일 방향으로 회전시에는 헤드부가 전진 또는 후진하도록 하고, 반대 방향으로 회전시에는 진행방향이 변경되도록 하는 예도 고려할 수 있다.

한편, 상기 손잡이(40)는 손잡이 장착부(42)에 대해서 회전가능하게 장착되고, 상기 손잡이 장착부(42)의 내측에는 상기 손잡이(40)의 회전각도를 측정하기 위한 제1 각도센서(미도시)가 장착되어, 손잡이(40)의 각도변화를 측정할 수 있도록 하고 있다. 아울러, 상기 헤드부(20)에도 진행방향의 변화를 측정할 수 있는 제2 각도센서(미도시)가 구비된다. 도시된 예에서, 상기 헤드부는 본체에 대해서 상하 방향으로만 회전하도록 구성되므로 헤드부의 회전각도가 본체의 회전각도와 일치하지만, 경우에 따라서는 헤드부가 본체에 대해서 수평방향으로 회전하도록 장착되는 예도 고려할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 각도센서는 본체에 대한 헤드부의 각도변화를 측정하도록 구비될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 본체(10)의 내부에 장착되는 제어부(130)는 상기 손잡이 장착부(42)에 구비된 제1 각도센서(44)와 전기적으로 연결되어 있다. 이때, 상기 제1 각도센서(44)는 무선 통신수단을 통해서 상기 제어부와 연결될 수도 있다. 아울러, 제1 각도센서(44)와 상기 제어부(130)를 연결하는 도선은 상기 연결 호스의 내부에 배치될 수 있다.

한편, 상기 제어부는 상기 제2 각도센서와도 연결되어 있으며, 상술한 구동모터(106)와도 연결되어 제1 및 제2 각도센서로부터 측정된 값을 바탕으로 하여 상기 구동휠(100)을 제어하게 된다.

이제, 도 5 및 도 6을 참조하여 상기 실시예의 작동에 대해서 설명하기로 한다.

사용자는 상기 손잡이(40)를 잡고 전방 또는 후방으로 상기 흡입 헤드부(20)를 이동시키면서 바닥면을 청소하게 된다. 이때, 상기 흡입 헤드부(20) 저면에 위치하는 두 개의 캐스터(120)와 상기 본체(10)에 구비되는 구동휠의 보조 휠(110, 112)이 바닥면에 접촉하여 흡입 헤드부 및 본체를 바닥면에 대해서 지지하게 된다. 여기서, 상술한 바와 같이 상기 보조 휠(110)은 상기 캐스터(120)와 동일방향으로 회전할 수 있으므로, 상기 휠 본체(102)는 정지한 상태를 유지하면서 상기 흡입 헤드부 및 본체가 전후방으로 이동될 수 있다.

만일, 상기 흡입 헤드부(20)의 진행방향을 바꿀 필요가 있는 경우, 즉 조향의 필요가 있는 경우에 사용자는 상기 손잡이(40)를 손잡이 장착부(42)에 대해서 회전시키게 된다. 이러한 손잡이(40)의 회전은 상기 제1 각도센서(44)에 의해서 감지되고, 제1 각도센서(44)는 손잡이(40)의 회전각도에 대응되는 신호를 상기 제어부(130)로 전송하게 된다.

상기 제어부(130)는 전송된 신호를 근거로 하여 목표 조향각을 설정한다. 상기 목표 조향각은 상기 손잡이(40)의 회전각과 동일한 값으로 설정될 수도 있고, 소정 비율로 비례하는 값으로 설정될 수도 있다. 예컨데, 신속한 조향이 필요한 경우에는 상기 손잡이의 회전각보다 큰 값으로 설정할 수 있고, 정밀한 조향이 필요한 경우에는 상기 손잡이의 회전각보다 작은 값으로 설정할 수 있다.

이렇게 목표 조향각이 결정되면, 상기 제어부(130)는 상기 구동모터(106)를 제어하여 목표 조향각만큼 흡입 헤드부의 진행방향을 변경한다. 그 후, 상기 제어부(130)는 상기 제2 각도센서를 통해서 목표 조향각과 실제로 조향된 실제 조향각을 비교하여 양자가 일치하면 조향을 정지시키고, 차이가 발생한 경우 이를 상쇄하기 위한 추가조향각을 설정하여 구동 모터를 재구동하게 된다.

여기서, 목표 조향각이 설정되어 구동 모터를 통해 조향하는 과정중에서 상기 제2 각도센서를 통한 실제 조향각을 동시에 측정하도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 목표 조향각과 실제 조향각이 일치하는 경우에 구동 모터의 작동을 정지시켜 설정된 값만큼 실제로 조향이 이루어지도록 한다.

한편, 상기 실시예에서는 업라이트형 진공청소기를 대상으로 하고 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 캐스터형 진공청소기에도 적용할 수 있다. 이 경우, 본체가 아닌 흡입 헤드부에 상기 구동휠 및 구동 모터를 설치할 수 있다.

Claims (14)

1. 본체;
   상기 본체와 함께 회전하도록 상기 본체에 장착되는 헤드부;
   상기 본체 또는 헤드부에 장착되어 상기 본체에 대한 헤드부의 각도를 변경하는 조향수단;
   상기 본체에 구비되는 손잡이부;
   상기 본체에 대한 손잡이부의 각도 변화를 측정하는 제1 감지수단;
   상기 제1 감지수단으로부터의 신호를 전송받아 상기 조향수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 청소기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 손잡이부는 상기 본체와 별개로 구성되고, 본체에 대해서 회전가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 청소기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 손잡이부는 상기 본체와 일체로 구성되되, 본체에 대해서 비틀릴 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 청소기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 조향수단은
   상기 헤드부에 회전가능하게 장착되는 구동휠; 및
   상기 구동휠을 회전구동시키는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 구동휠은
   상기 헤드부에 회전가능하게 장착되는 휠 본체; 및
   상기 휠 본체에 회전가능하게 장착되되 휠 본체와 직교하는 방향으로 회전되는 보조 휠;을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
6. 제4항에 있어서,
   상기 헤드부는 이물질을 흡입하는 흡입구를 포함하고, 상기 구동휠은 헤드부의 중심을 기준으로 상기 흡입구의 타측에 배치되는 것을 특징으로 하는 청소기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부의 실제 회전각도를 측정하는 제2 감지수단을 추가적으로 포함하고, 상기 제어부는 제1 감지수단을 통해 전송된 신호에 대응되는 각도만큼 헤드부의 각도가 변경되는지의 여부를 상기 제2 감지수단을 통해서 판단하는 것을 특징으로 하는 청소기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는 제2 감지수단을 통해 감지된 헤드부의 실제 회전각도가 제1 감지수단을 통해 전송된 신호에 대응되는 각도와 불일치하는 경우, 일치되도록 상기 조향수단을 추가적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 청소기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부의 실제 회전각도를 측정하는 제2 감지수단을 추가적으로 포함하고, 제2 감지수단을 통해 감지된 헤드부의 각도가 상기 제1 감지수단을 통해 전송된 신호에 대응되는 각도만큼 변경되면 조향수단의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 청소기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감지수단을 통해 감지된 신호는 유무선 전송수단을 통해서 상기 제어부로 전달되는 것을 특징으로 하는 청소기.
11. 본체;
    흡입구를 포함하고, 상기 본체와 함께 회전하도록 상기 본체에 장착되는 헤드부;
    일단은 상기 본체에 연결되고, 타단은 상기 헤드부의 진행방향이 변경될 수 있도록 상기 헤드부에 연결되는 연결호스;
    상기 헤드부의 진행방향을 조향하는 조향수단;
    상기 연결호스에 구비되는 손잡이부;
    상기 손잡이부에 구비되는 신호입력수단;
    상기 신호입력수단에 의해 입력된 신호에 대응되는 목표 조향각만큼 상기 헤드부의 조향각이 변경되도록 상기 조향수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 청소기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 신호입력수단은 상기 손잡이부의 연결호스에 대한 각도변화를 감지하는 각도 센서; 및
    상기 각도 센서에 의해 생성된 신호를 상기 제어부로 전달하는 유무선 전송수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
13. 제11항에 있어서,
    상기 목표 조향각과 상기 조향수단에 의해 변경된 조향각 사이의 차이를 감지하는 에러감지수단을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 청소기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 에러감지수단을 통해 감지된 상기 목표 조향각과 실제 조향각 사이에 차이를 줄이도록, 상기 제어부가 추가적으로 상기 조향수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 청소기.

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