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WO2019013378A1 - 진공 청소기 - Google Patents

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WO2019013378A1
WO2019013378A1 PCT/KR2017/008090 KR2017008090W WO2019013378A1 WO 2019013378 A1 WO2019013378 A1 WO 2019013378A1 KR 2017008090 W KR2017008090 W KR 2017008090W WO 2019013378 A1 WO2019013378 A1 WO 2019013378A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dust
cyclone
unit
mesh filter
cleaning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/008090
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
현기탁
고정민
어수한
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Priority to AU2017423524A priority Critical patent/AU2017423524B2/en
Priority to EP17917516.1A priority patent/EP3653096B1/en
Publication of WO2019013378A1 publication Critical patent/WO2019013378A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A47L9/1608—Cyclonic chamber constructions
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    • A47L9/108—Dust compression means
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    • A47L9/20—Means for cleaning filters

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum cleaner for separating and collecting foreign matter, dust and fine dust using a multi-cyclone.
  • a vacuum cleaner sucks in air using a suction force, filters and collects foreign matter, dust and fine dust contained in the air, and discharges clean air back to the outside.
  • the types of vacuum cleaners can be classified into 1) canister type, 2) upright type, 3) hand type, and 4) cylindrical type floor type.
  • the vacuum cleaner of the canister type is the most widely used vacuum cleaner in the household today, and the vacuum cleaner has a structure in which the suction unit and the cleaner body are separated from each other.
  • the vacuum cleaner of the canister type is suitable for cleaning the floor, since the suction unit does not have the rotary brush and performs the cleaning only by suction of the air through the suction unit.
  • the upright type vacuum cleaner is a vacuum cleaner having a structure in which a suction unit is integrally formed in the cleaner main body.
  • the upright type vacuum cleaner includes the rotary brush, unlike the vacuum cleaner of the canister type, dust and the like in the carpet can be cleanly cleaned.
  • a cyclone separator has been used to separate particles such as dust from the air stream of a vacuum cleaner.
  • two cyclone devices are known in which the airflow is arranged to pass through at least two cyclones continuously.
  • the first cyclone of the two cyclones separates larger dust and foreign matter from the airflow by the filter and the second cyclone is configured to separate relatively small dust (fine dust) from the airflow passing through the first cyclone.
  • a tapered skirt is also provided. Since the portion where the skirt is formed forms a small gap with the outer case, a phenomenon that a large foreign object or dust is caught in the gap may occur. When foreign matter is trapped in the gap, other foreign matter and dust are prevented from flowing into the first storing portion through the gap.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2004-0023417 (published on March 18, 2004)
  • a second object of the present invention is to provide a vacuum cleaner capable of allowing foreign matter or dust to fall off into the dust storage portion without accumulating in the cleaning unit.
  • a vacuum cleaner including: a vacuum cleaner main body; And a dust collecting device disposed in the cleaner main body, wherein the dust collecting device comprises: an outer case having a dust storing portion therein; An upper cover mounted to cover an upper portion of the outer case; A lower cover rotatably coupled to a lower portion of the outer case; A first cyclone installed inside the outer case and having a mesh filter to filter out dust and foreign matter from the air sucked from the outside and to introduce dust and foreign matter into the inside; A second cyclone accommodated in the first cyclone and configured to separate fine dust from air introduced into the first cyclone; A cleaning unit for sweeping dust and foreign matter attached to the mesh filter along the outer circumferential surface of the mesh filter; And a rotation unit coupled to the mesh filter to relatively rotate the mesh filter with respect to the cleaning unit.
  • the first cyclone includes a housing coupled to a lower portion of the upper cover, and the cleaning unit includes a plurality of Cleaning ribs; And a plurality of support ribs extending downward to contact the inner circumferential surface of the mesh filter in the housing and supporting the mesh filter.
  • each of the plurality of cleaning ribs may be formed so that both sides thereof are inclined so that a width of a portion connected to the housing decreases from an upper portion to a lower portion.
  • the inclined surfaces on both sides of the cleaning rib may be formed symmetrically with respect to each other.
  • each of the plurality of cleaning ribs and the support ribs may be offset from each other along the outer periphery of the housing.
  • the tapered portion is disposed inside the outer case so as to cover the bottom surface of the first cyclone, and is inclined so that the cross-sectional area becomes narrower from the upper end to the lower end
  • the rotary unit further includes an inner case, and the rotation unit is formed to correspond to the inner case and can be coupled with the inner case to be rotatable relative to the inner case.
  • the rotating unit includes: a skirt part extending vertically so that a gap between the rotating case and the outer case is kept constant at a predetermined size; An inclined portion formed at a lower end of the skirt portion to correspond to the tapered portion; And a base portion extending downward from the inclined portion and having a plurality of engagement grooves spaced apart in the circumferential direction on the inner circumferential surface.
  • the cleaning unit may include a driving unit provided in the cleaner body to drive the rotating unit, and the driving unit may include a driving motor and a driving gear connected to the driving motor.
  • a driving force transmitting unit for transmitting a driving force from the driving unit to the rotating unit is mounted, the driving force transmitting unit is mounted on the lower cover so as to be exposed to a lower portion of the lower cover, A driven gear that is engaged with the drive gear when the dust collecting apparatus is mounted on the cleaner body; And a fastening member coupled to the driven gear to be exposed to an upper portion of the lower cover and coupled to the fastening groove when the lower cover is coupled to the outer case.
  • a bottom surface of the first cyclone is disposed radially inside the inner case, and the first space inside the first cyclone and the outlet of the second cyclone And the outer circumferential portion of the partition wall may be engaged with the inner circumferential surface of the inner case.
  • the partition may be spaced upward from the tapered portion, and the plurality of pillars may extend upwardly from the tapered portion to be connected to the partition.
  • a boss portion communicating with the column and protruding upward from an upper surface of the partition; And a screw that penetrates through the column and the boss portion and is engaged with the second cyclone.
  • the cleaning unit automatically or automatically cleans the filter surface during the operation of the vacuum cleaner, so that the filter surface can be kept clean, and the load on the fan unit due to foreign matter or dust can be reduced.
  • the cleaning unit is designed so that foreign matter or dust can easily descend when the filter is cleaned, so that it is possible to eliminate the phenomenon of foreign matter being caught in the cleaning unit even after the filter is cleaned.
  • the filter is configured to rotate relative to the cleaning unit in a state where the cleaning unit is fixed, foreign matter or dust attached to the filter can be removed more efficiently.
  • the dust stored in the storage portion is first compressed by the pressurizer and the dust is agglutinated by the rolling portion, thereby minimizing the volume of the foreign object and the dust, thereby reducing the number of empties of the dust container. And dust leakage during dust removal can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the dust collecting apparatus of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a cutaway perspective view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a side view showing the components inside the outer case in FIG. 2; FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where dust is separated from air using a multi-cyclone in FIG.
  • FIG. 6 is a conceptual view showing a state in which the foreign matter attached to the filter is removed by the cleaning rib in FIG.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the multi-cyclone assembly and the rotating unit in FIG.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing how a driving force generated from a driving unit of the present invention is transmitted to a rotating unit through a driving force transmitting unit.
  • the modification example has the same structure as the embodiment except for a part where the structure is different from the embodiment. Therefore, the structures, functions, and the like described in the embodiments can be applied to the modified examples as long as they do not have a structural contradiction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the vacuum cleaner according to the present invention can be largely composed of a cleaner main body 10, a suction unit 11, a connection unit 12, a wheel unit 13 and a dust collecting apparatus 20.
  • the cleaner main body 10 has a fan unit (not shown) for generating a suction force.
  • the fan unit includes a suction motor and a suction fan rotated by the suction motor to generate a suction force.
  • the suction unit 11 is arranged to be close to or in contact with the surface to be cleaned, such as a floor, so as to suck air adjacent to the suction unit 11.
  • Inhaled air may contain foreign objects, dust, fine dust, ultrafine dust, and the like.
  • the connecting unit 12 is connected to the suction unit 11 and the dust collecting device 20 so that air containing foreign matter, dust, fine dust, ultrafine dust, and the like, sucked through the suction unit 11, 20).
  • the connection unit 12 may be configured in the form of a hose or pipe.
  • the connection unit 12 is directly connected to the dust collecting apparatus 20 so that the air sucked through the suction unit 11 flows directly into the dust collecting apparatus 20 so that the suction force can be improved.
  • the wheel unit 13 is rotatably coupled to the cleaner main body 10 so that the cleaner main body 10 can be moved forward or backward or left or right by rotation.
  • the wheel unit 13 may include a main wheel and a sub-wheel.
  • the main wheels are provided on both sides of the cleaner main body 10 and the auxiliary wheels support the main body 10 together with the main wheels and assist the movement of the main body 10 by the main wheels.
  • the suction unit 11, the connection unit 12, and the wheel unit 13 can be applied to existing vacuum cleaners, their detailed description will be omitted.
  • a dust collecting device (20) is detachably coupled to the cleaner main body (10).
  • the dust collecting device 20 separates foreign matter, dust, and fine dust from the sucked air, collects the dust, and discharges the filtered air.
  • the present invention shows a dust collecting apparatus 20 applied to a vacuum cleaner of a canister type, but the dust collecting apparatus 20 of the present invention is not limited to a canister type vacuum cleaner.
  • the dust collecting device 20 of the present invention can also be applied to an upright type vacuum cleaner.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the dust collecting apparatus 20 of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cutaway perspective view taken along the line III-III in FIG. 2
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which dust is separated from the air by using a multi-cyclone in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the foreign substance adhered to the filter 241 by the cleaning rib 2431 It is a conceptual diagram showing the figure.
  • the outside air is introduced into the dust collecting apparatus 20 via the connecting unit 12 through the suction unit 11 by the suction force generated in the fan unit.
  • the dust collecting apparatus 20 may include an outer case 21, an upper cover 22, a lower cover 23, a multi-cyclone, and the like.
  • the outer case 21 forms an outer appearance of the dust collecting device 20 and can be formed in a cylindrical shape.
  • the upper and lower portions of the outer case 21 can be opened respectively.
  • a dust storage portion 212 for storing foreign matter or dust is formed in the outer case 21.
  • the upper cover 22 may be disposed to cover the upper portion of the outer case 21 to form an upper appearance of the dust collecting apparatus 20.
  • the upper cover 22 is provided with an intake guide 221 and an exhaust guide 222.
  • the intake guide 221 is connected to the connection unit 12 and extends toward the inner circumference of the outer case 21 so that the sucked outside air is tangentially introduced into the inside of the outer case 21, You can turn around the inner circle.
  • the exhaust guide 222 is configured to exhaust air separated from foreign matter, dust, etc. by a multi-cyclone.
  • the inlet formed at the front end of the intake guide 221 and the outlet formed at the rear end of the exhaust guide 222 may be opened so as to communicate with the ends of the connecting unit 12 and the outside of the outer case 21, .
  • the outlets may be disposed on both sides of the upper cover 22, respectively, with the inlet in the center.
  • the air discharged through the outlet of the dust collecting apparatus 20 can be discharged to the outside through an exhaust port (not shown) of the cleaner main body 10.
  • a porous pre-filter configured to filter ultrafine dust from the air may be installed in the flow path from the outlet of the dust collector 20 to the exhaust port of the cleaner body 10.
  • the lower cover 23 is disposed to cover the lower portion of the outer case 21 and is hinged to the lower portion of the outer case 21 so as to be rotatable around the hinge, To selectively open and close.
  • the cleaner is operated in a closed state of the lower cover 23, and foreign matter and dust stored in the dust storage portion 212 can be discharged downward when the lower cover 23 is opened.
  • a multi-cyclone means that there are a plurality of cyclones, or at least two cyclones.
  • Cyclone refers to a device that separates particles (dust, etc.) from a fluid by centrifugal force by applying a swirling flow to the fluid in which the particles float.
  • the cyclone separates foreign matter, dust, and fine dust from the air introduced into the dust collecting apparatus (20) by the suction force of the fan unit.
  • a relatively large dust is referred to as "dust”
  • fine dust a relatively small dust
  • a dust smaller than "fine dust” is referred to as "ultrafine dust”.
  • the multi-cyclone may be constituted by the first and second cyclones 25.
  • the first cyclone (24) is installed inside the outer case (21).
  • the first cyclone 24 may be disposed at an upper portion in the outer case 21.
  • the first cyclone 24 is configured to filter foreign matter and dust from the introduced air, and to introduce the foreign matter and dust-filtered air into the interior.
  • the first cyclone 24 may include a housing 240 and a mesh filter 241 (mesh filter).
  • the housing 240 forms an outer appearance of the first cyclone 24 and may be formed in a cylindrical shape like the outer case 21.
  • a support portion 2401 for coupling with the outer case 21 may be formed on the housing 240 so as to protrude in the radial direction.
  • the support portion 2401 may be formed to project radially outward along the circumferential direction at an upper portion of the housing 240, and a support portion 2401 may be coupled to the upper portion of the outer case 21.
  • the housing 240 is formed in an empty shape to receive the second cyclone 25. [ On the outer circumference of the housing 240, an opening communicating with the inside is formed.
  • the mesh filter 241 is disposed so as to cover the opening, and the mesh filter 241 is mounted on the upper end of a rotation unit 27 to be described later and is rotatably installed.
  • the mesh filter 241 has a mesh or porous form so that air can pass through it.
  • the mesh filter 241 separates foreign matter and dust from air introduced into the interior of the housing 240.
  • a criterion of the size that distinguishes dust from fine dust can be determined by the mesh filter 241. Small dust passing through the mesh filter 241 is classified as " fine dust ", and large dust that does not pass through the mesh filter 241 can be classified as " dust ".
  • the air containing foreign matter, dust and fine dust is discharged through the outlet of the intake guide 221 to the outer case 21 and the first cyclone (not shown) through the outlet of the intake guide 221, 24 and circulate in the annular space 211, as shown in FIG.
  • the dust storage part 212 may also be referred to as a foreign-material storage part 212 in that it forms a space in which foreign objects and dust are stored.
  • the inner circumferential surface of the outer case 21 and the rotating unit 27 can form the dust storage portion 212.
  • the bottom surface of the dust storage portion 212 may be formed by the lower cover 23.
  • air is introduced into the housing 240 through the mesh filter 241 by a suction force. At this time, fine dust relatively lighter than dust can be introduced into the interior of the housing 240 together with air.
  • a second cyclone 25 is disposed in the first cyclone 24 to separate the fine dust from the air introduced into the first cyclone 24 through the inlet 251. As shown in FIG. 3, a plurality of second cyclones 25 may be provided. The second cyclone 25 may be arranged in parallel with the first cyclone 24.
  • the second cyclone 25 may be configured to be received within the first cyclone 24.
  • the second cyclone 25 may be disposed along the circumference of the first cyclone 24 and another second cyclone 25 may be disposed inside the second cyclone 25 disposed in the circumferential direction have.
  • the height of the dust collecting apparatus 20 can be lower than that of the conventional multi-cyclone structure in which the first and second cyclones 25 are disposed at the upper and lower portions, respectively.
  • the cyclones arranged adjacent to each other of the first and second cyclones 25 form a first space 242.
  • first space 242 defines a flow path for introducing the air and fine dust introduced into the first cyclone 24 into the upper portion of the second cyclone 25.
  • Each of the second cyclones 25 may extend in the vertical direction, and the plurality of second cyclones 25 may be arranged in parallel with each other. According to this arrangement, the first space 242 can be formed so as to extend in the vertical direction within the first cyclone 24.
  • An inlet 251 may be formed in the upper portion of the second cyclone 25 and an outlet 252 may be formed in the lower portion of the second cyclone 25.
  • the cyclones disposed adjacent to each other in the second cyclone 25 may be arranged to be in contact with each other.
  • the conical casing 250 which forms the appearance of any one second cyclone 25, is placed in contact with the casing 250 of the adjacent second cyclone 25,
  • the first space 242 can be formed.
  • Each of the casings 250 of the second cyclone 25 may be integrally formed with each other. According to this structure, the plurality of second cyclones 25 can be modularized and installed in the first cyclone 24.
  • the second cyclone 25 may have a circular shape when viewed from above.
  • the second cyclones 25 arranged along the inner circumference of the first cyclone 24 of the second cyclone 25 may be arranged to be in contact with the inner circumferential surface of the first cyclone 24.
  • the inner circumferential surface of the housing 240 adjacent to each other and the outer circumferential surface corresponding to the cylindrical portion of the casing 250 may be disposed in contact with each other.
  • the second cyclone 25 can be efficiently disposed inside the first cyclone 24.
  • the second cyclone 25 of the present invention has a guide path extending from one side of the existing second cyclone (a flow path for allowing the air and the fine dust to flow inward tangentially to the inside and turn along the inner circumference of the second cyclone)
  • a larger number of the second cyclones 25 can be disposed in the first cyclone 24. In this case, Therefore, even if the second cyclone 25 is accommodated in the first cyclone 24, the number of the second cyclones 25 is not reduced compared with the conventional one, and deterioration of the cleaning performance can be prevented.
  • a cover member 253 is disposed on the upper portion of the second cyclone 25.
  • the cover member 253 is spaced upward from the inlet 251 so as to cover the inlet 251 of the second cyclone 25 and is connected to the first space 242 with the inlet 251, 2 space 254 is formed.
  • the second space 254 extends horizontally on the second cyclone 25 and communicates with the inlet 251 of the second cyclone 25.
  • the air introduced into the first cyclone 24 can be introduced into the inlet 251 of the upper portion of the second cyclone 25 through the first space 242 and the second space 254 have.
  • a vortex finder 255 (VORTEX-FLNDER) for discharging fine dust-separated air is provided at the upper center of the second cyclone 25.
  • the inlet 251 may be defined as an annular space between the inner periphery of the second cyclone 25 and the outer periphery of the vortex finder 255.
  • the inlet 251 of the second cyclone 25 may be provided with a guide vane 256 that extends spirally along the inner circumference.
  • the guide vane 256 may be provided on the outer periphery of the vortex finder 255 or integrally formed with the vortex finder 255. According to this, a rotating flow can be formed in the air flowing into the interior of the second cyclone 25 through the inlet 251.
  • the flow of the air and the fine dust flowing into the inlet 251 of the second cyclone 25 is gradually reduced downward in a spiral manner along the inner periphery of the second cyclone 25, And is discharged through the discharge port 252 to be collected in the fine dust storage portion 263 of the inner case 26 to be described later.
  • the air relatively lighter than the fine dust is discharged to the upper vortex finder 255 by the suction force of the fan unit.
  • a communication hole 2531 corresponding to the vortex finder 255 is formed in the cover member 253.
  • the cover member 253 may be disposed so as to cover the inner space of the first cyclone 24 except for the vortex finder 255.
  • An upper cover 22 is disposed on the upper portion of the cover member 253.
  • an inner case 26 for receiving the discharge port 252 of the second cyclone 25 is provided in the lower part of the first cyclone 24.
  • partition walls 262 extending in the horizontal direction are provided inside the inner case 26.
  • the outer circumferential portion of the partition wall 262 can be engaged with the inner circumferential surface of the inner case 26.
  • the partition 262 and the inner case 26 may be coupled by a coupling structure such as a projection and a projection receiving groove.
  • the partition wall 262 may form a bottom surface of the first cyclone 24.
  • the partition wall 262 is formed in the inner space of the inner case 26 as a space for accommodating the second cyclone 25 and fine dust for collecting the fine dust discharged through the outlet 252 of the second cyclone 25 And a storage unit 263.
  • the accommodation space may be disposed at an upper portion of the partition wall 262, and the fine dust storage portion 263 may be disposed at a lower portion of the partition wall 262.
  • the partition 262 may be spaced upwardly from the tapered portion 261 of the inner case 26.
  • a through hole for insertion of the second cyclone 25 is formed in the partition wall 262.
  • the lower part of the second cyclone 25 penetrates the partition wall 262 through the through hole and protrudes into the fine dust storage part 263.
  • the inner case (26) extends toward the lower cover (23).
  • the inner case 26 may have a bowl shape having a tapered portion 261 having a narrower cross section at the lower end than the upper end and a smaller cross sectional area as it goes downward.
  • the upper end portion and the lower end portion of the inner case 26 are opened in the vertical direction and the upper end portion of the inner case 26 communicates with the first space 242 of the first cyclone 24.
  • the lower end portion of the inner case 26 And can communicate with the outside of the outer case 21 when the lower cover 23 is opened.
  • the lower cover 23 can simultaneously open and close the dust storage portion 212 of the outer case 21 and the fine dust storage portion 263 of the inner case 26.
  • the inner case 26 can be engaged with the second cyclone 25 by fastening means.
  • the second cyclone 25 may be integrally formed with the housing 240 of the first cyclone 24 by injection molding or the like.
  • the fastening means may include a plurality of posts 264, a boss 265, and a screw 266.
  • a first fastening hole 267 is formed on both sides of the bottom surface of the tapered portion 261 of the inner case 26 and the first fastening hole 267 is formed at a position corresponding to the first fastening hole 267 on both sides of the partition wall 262
  • a second fastening hole can be formed.
  • each column 264 The lower end and the upper end of each column 264 are connected to the first fastening hole 267 and the partition wall 262 of the tapered portion 261, So as to be communicated with the second fastening hole of the second fastening hole.
  • the plurality of bosses 265 extend from the second coupling hole of the partition wall 262 to protrude toward the second cyclone 25 and extend downward from the second cyclone 25 toward the partition wall 262, (Not shown).
  • Each of the plurality of screws 266 is screwed into the protruding portion 268 through the plurality of posts 264 and the boss portion 265 at the lower portion of the tapered portion 261 so that the inner case 26 is screw- And the second cyclone 25, respectively.
  • a cleaning unit 243 for removing foreign matter, dust, and the like attached to the mesh filter 241 is provided.
  • the cleaning unit 243 may be disposed on the outer circumferential surface of the first cyclone 24.
  • the cleaning unit 243 includes a plurality of cleaning ribs 2431.
  • the cleaning ribs 2431 may extend so as to protrude downward from the housing 240 so as to cover a part of the outer circumferential surface of the mesh filter 241.
  • the plurality of cleaning ribs 2431 may be spaced apart from each other at regular intervals along the outer circumference of the housing 240. Although four cleaning ribs 2431 are spaced apart from each other at intervals of 90 degrees in the drawing, the cleaning ribs 2431 are not limited thereto.
  • Each of the plurality of cleaning ribs 2431 is formed so that the upper end thereof is integrally connected to the housing 240.
  • the width of a portion of the cleaning ribs 2431 connected to the housing 240 is narrowed from the upper portion to the lower portion .
  • the inclined surfaces formed on both sides of each cleaning rib 2431 may be symmetrical with respect to the vertical center line in the vertical direction.
  • Each of the cleaning ribs 2431 may be formed in an inverted triangular isosceles triangle shape.
  • Blades 2432 are formed on the inclined edge portions of both sides of the cleaning rib 2431 so that foreign matter or dust attached to the filter 241 can be cut and effectively wiped off.
  • the cleaning unit 243 includes a plurality of support ribs 2433.
  • the support rib 2433 may extend from the housing 240 in a downward direction to cover a part of the inner circumferential surface of the mesh filter 241 and may be configured to support the mesh filter 241.
  • the plurality of support ribs 2433 may be in the form of a STRIP having a narrow width and a long length.
  • the upper end of each supporting rib 2433 may be integrally formed to be connected to the housing 240.
  • the supporting ribs 2433 may have a constant width from the top to the bottom.
  • the upper end of the support rib 2433 is supported by the housing 240 and the lower end of the support rib 2433 is coupled to the upper end of the inner case 26 and can be supported by the inner case 26.
  • the supporting ribs 2433 and the inner case 26 can be fastened by fastening means such as hooks (hooking grooves) and adhesives.
  • the support ribs 2433 overlap the mesh filter 241 in the radial direction and are arranged to be contactable with the mesh filter 241 so that the mesh filter 241 moves in the radial direction with respect to the first cyclone 24
  • the mesh filter 241 is allowed to rotate in the circumferential direction.
  • the cleaning unit 243 may be connected to and fixed to the housing 240 of the first cyclone 24.
  • the mesh filter 241 is connected to a rotation unit 27 to be described later and can be rotated together with the rotation unit 27. [ The mesh filter 241 is rotatable relative to the cleaning unit 243. The mesh filter 241 is rotatable in both directions (clockwise or counterclockwise) about the virtual vertical center line of the inner case 26 by the rotating unit 27. [
  • the rotating unit 27 rotates the mesh filter 241 in the circumferential direction to apply rotational power to foreign matter or dust attached to the mesh filter 241.
  • Foreign matter, dust or the like is separated from the mesh filter 241 by the cleaning rib 2431 as the cleaning water is foreign to the cleaning rib 2431 while being rotated in the circumferential direction together with the filter 241.
  • a part of the foreign object or dust caught by the cleaning rib 2431 may fall down along the inclined surface of the cleaning rib 2431.
  • the rotational force applied to the foreign object or dust is diverted in the diagonal direction from the circumferential direction (horizontal direction) by the inclined surface of the cleaning rib 2431, Dust, etc. can be let out well.
  • a cleaning rib 2431 bent in a right angle direction and a cleaning rib 2431 having a diagonal slope according to the present invention are compared as follows.
  • the cleaning rib 2431 is bent in a right angle without a diagonal inclined surface, foreign matter, dust, or the like may be trapped in corner portions bent in the vertical direction in the horizontal direction.
  • the cleaning ribs 2431 according to the present invention have inclined surfaces diagonally opposite to each other, so that foreign matter, dust, and the like can be prevented from being caught.
  • the cleaning ribs 2431 bent at a right angle are compared with the cleaning ribs 2431 having a diagonal inclined surface You can get more damage (DAMAGE).
  • the cleaning ribs 2431 according to the present invention can disperse the force in the circumferential direction (horizontal direction) in the horizontal direction and the vertical direction by the inclined surfaces, thereby reducing the impact caused by rotating foreign objects or dust.
  • the cleaning ribs 2431 having a bent structure at right angles can reduce foreign matter, dust, and the like only by gravity when foreign substances or dusts rotating in the circumferential direction are caught.
  • the cleaning rib 2431 of the present invention disperses the circumferential force in a horizontal direction (circumferential direction) and a vertical direction (gravity direction) by a diagonal inclined surface so that the force in the vertical direction together with gravity Foreign matter or dust can be put down on the foreign object or dust.
  • the width of the cleaning ribs 2431 bent at a right angle is constant from the upper portion toward the lower portion, and the passage may become narrower as the dust or the like descends downward.
  • the cleaning rib 2431 according to the present invention has a wider portion that is connected to the housing 240 as it goes from the upper portion to the lower portion, there is an advantage that a movement path of dust and the like can be secured widely.
  • the rotating unit 27 is configured to be rotatable in both directions (clockwise or counterclockwise) in the dust reservoir 212.
  • the rotating unit 27 may be configured to correspond to the outer shape of the inner case 26 and enclose the inner case 26.
  • the inner case 26 is configured to hold the rotation center when the rotation unit 27 is rotated. Therefore, the rotation unit 27 can be rotated more stably without a separate member for holding the rotation center of the rotation unit 27.
  • the rotating unit 27 may structurally include a skirt portion 271, an inclined portion 272, and a base portion 273.
  • the skirt portion 271 forms an upper outer surface of the rotating unit 27.
  • the skirt portion 271 covers the upper portion of the inner case 26 and is maintained in a constant diameter in the vertical direction.
  • An outer circumferential surface of the skirt portion 271 is spaced apart from the inner circumferential surface of the outer case 21 by a predetermined distance so that an annular space is formed between the outer case 21 and the skirt portion 271. It is preferable that the outer peripheral surface of the skirt portion 271 is disposed on the same vertical line as the outer peripheral surface of the cleaning rib 2431.
  • This vertical skirt portion 271 allows a large foreign object or dust that does not pass through the mesh filter 241 to easily pass through the annular space 211 between the skirt portion 271 and the outer case 21 .
  • foreign matter, dust, etc. which are separated from the mesh filter 241 by the cleaning unit 243, can be lowered without interference in the direct downward direction.
  • the inclined portion 272 is formed so as to correspond to the tapered portion 261 of the inner case 26 and encloses the tapered portion 261.
  • the base portion 273 can be extended in a direction directly below the lower end of the inclined portion 272.
  • the base portion 273 is formed smaller in diameter than the skirt portion 271.
  • a plurality of engagement grooves 2731 may be formed on the inner circumferential surface of the base portion 273.
  • the plurality of engagement grooves 2731 may be formed to extend in the vertical direction.
  • the plurality of engaging grooves 2731 may be spaced from each other in the circumferential direction.
  • a plurality of fastening protrusions 2732 may be formed so as to protrude with a plurality of fastening grooves 2731 therebetween.
  • the plurality of engagement grooves 2731 and the engagement protrusions 2732 may be arranged alternately along the circumferential direction.
  • the plurality of engagement grooves 2731 are provided for receiving power from the drive unit transmission unit described later.
  • engaging portion 2733 may be formed to protrude from the lower end of the outer circumferential surface of the inner case 26.
  • a rotation support groove 2734 may be formed in the upper portion of the locking portion 2733 along the circumferential direction.
  • the latching portion 2733 can be detachably screwed to the inner case 26.
  • a rotation support portion 2735 may be formed on the inner circumferential surface of the base portion 273 so as to protrude radially along the circumferential direction and a rotation support protrusion 2736 may protrude upward from an end of the rotation support portion 2735.
  • the rotation support protrusion 2736 is inserted and coupled to the rotation support groove 2734 so that the rotation unit 27 is rotatably supported in a state of being caught by the engagement portion 2733 of the inner case 26 with respect to the gravity direction.
  • the skirt portion 271 may protrude downward from the inclined portion 272 in a downward direction.
  • a rolled portion 28 may be formed at the lower end of the protruding skirt portion 271.
  • the rolling portion 28 may include a plurality of rolling ribs extending radially between the lower end of the skirt portion 271 and the upper end of the sloping portion 272.
  • the plurality of rolling ribs may be spaced apart at regular intervals in the circumferential direction.
  • Each of the plurality of roll portions 28 may be provided toward the lower cover 23.
  • the rolling unit 28 is connected to the rotating unit 27 and rotates together with the rotating unit 27 so that foreign matter and dust collected in the dust storing unit 212 hit against a plurality of rolling ribs and rotate, It is rolled into a rolled state.
  • foreign matter and dust from the dust storage unit 212 due to the adaptation of foreign matter and dust are mixed with the first cyclone 24 and the outer case 21 in the annular space 211) can be prevented to a certain level.
  • the pushing portion 29 When the pushing portion 29 is further combined with the rolling portion 28, the foreign matter and the dust are agglomerated and compressed together, so that the dust collecting performance of the foreign object and the dust can be improved, and the possibility of reverse flow can be remarkably lowered. Also, scattering of dust can be minimized when the dust storage 212 is emptied.
  • the pressing portion 29 can extend in the radial direction from one side of the outer circumferential surface of the rotating unit 27, that is, the base portion 273 and the inclined portion 272.
  • the outer peripheral portion of the pressing portion 29 protrudes higher than the inclined portion 272 so as to cover a part of the skirt portion 271 and the radial length of the outer peripheral portion can be extended longer than the outer diameter of the skirt portion 271.
  • the pressing portion 29 can rotate with the rotation unit 27 to press foreign matter, dust, etc. of the dust storage portion 212 and compress it.
  • An inner wall 291 for collecting dust moved to one side by the rotation of the pressing portion 29 may be provided in the dust storage portion 212.
  • the inner wall 291 is formed to extend in the radial direction from the lower inner periphery of the outer case 21. The dust or the like that has flowed into the dust storage portion 212 can be collected on both sides of the inner wall 291 by rotation of the pressing portion 29.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the multi-cyclone assembly and the rotation unit 27 in FIG. 4, and FIG. 8 is a plan view showing a state in which the drive force generated from the drive unit 30 of the present invention is transmitted to the rotation unit 27 through the drive force transmission unit 33 This is a conceptual diagram showing the state of being.
  • the drive unit 30 includes a drive motor 31 and a drive gear 32 connected to the drive motor 31 and configured to be rotatable. At least a part of the driving gear 32 is exposed in the cleaner main body 10 so that the driving gear 32 is configured to be engaged with the driven gear 34 of the driving force transmitting unit 33 which will be described later when the dust collecting device 20 is mounted on the cleaner main body 10. [ do.
  • the driving force transmitting unit 33 is provided in the lower cover 23 and transmits the driving force of the driving unit 30 to the rotating unit 27.
  • the driving force transmitting unit 33 includes a driven gear 34 and a fastening member 35.
  • the driven gear 34 is configured to be exposed to the lower portion of the lower cover 23 and relatively rotatable with respect to the lower cover 23.
  • the driven gear 34 is configured to receive the drive force of the drive motor 31 when the dust collector 20 is engaged with the drive gear 32 when the cleaner main body 10 is engaged.
  • the fastening member 35 is connected to the driven gear 34 by a rotation shaft and configured to be rotatable together with the driven gear 34.
  • the fastening member 35 is exposed to the upper portion of the lower cover 23 so that the fastening member 35 is fastened to the fastening groove 2731 provided in the inner periphery of the base portion 273 when the lower cover 23 is coupled to the outer case 21.
  • the plurality of fastening protrusions 2731 are formed in the inner circumference of the base portion 273 so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance and the fastening member 35 is inserted into the fastening groove 2731 And is formed in a gear shape. In consideration of this shape, the fastening member 35 may be called a fastening gear.
  • the driving force transmitting unit 33 is connected to the rotating unit 27 of the dust collecting apparatus 20 and the dust collecting apparatus 20 is connected to the cleaner main body
  • the driving force transmitting unit 33 is connected to the driving unit 30 of the cleaner main body 10 so that the driving force generated by the driving unit 30 is transmitted to the rotating unit 27 through the driving force transmitting unit 33, .
  • the rotation of the drive motor 31 can be controlled so that the bi-directional rotation of the rotation unit 27 occurs repeatedly.
  • the driving motor 31 may be made to rotate in the opposite direction when a half-pressing force is applied in a direction opposite to the rotating direction. That is, when the pressing unit 29 rotates in one direction and the dust collected at one side is compressed to a certain level, the driving motor 31 rotates in the other direction to compress the dust collected at the other side.
  • the pressing portion 29 When there is almost no dust, the pressing portion 29 receives a repulsive force by bumping against the inner wall 291 or a repulsive force by a stopper structure (not shown) provided on the rotating path of the pressing portion 29, As shown in FIG.
  • the control unit in the cleaner main body 10 applies the control signal by the drive motor 31 so as to change the rotating direction of the pressing unit 29 at regular intervals so that the biasing of the pressing unit 29 repeatedly occurs .
  • the dust collected in the dust reservoir 212 is collected or compressed in a predetermined area. Therefore, dust scattering can be suppressed in the course of throwing away dust, and the possibility of being discharged to an unintended place can be remarkably reduced.
  • the mesh filter 241 is rotated by receiving the driving force generated from the driving motor 31 during the operation of the cleaner through the driving force transmitting unit 33 and the rotating unit 27,
  • the dust filter 243 can clean the mesh filter 241 by sweeping dust or the like attached to the mesh filter 241 into the dust storage part 212.
  • the user can automatically perform the cleaning of the mesh filter 241 even while the cleaner is in use and can clean the mesh filter 241 manually even when the cleaner is not used.
  • the filter 241 can be cleaned even if the driven gear 34 exposed to the lower portion of the lower cover 23 is rotated manually after the dust collector 20 is removed from the cleaner main body 10 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 멀티 사이클론과 메쉬 필터를 이용하여 먼지 등을 분리 및 집진하는 진공 청소기에 관한 것으로서, 상기 메쉬 필터에 부착된 먼지와 이물을 상기 메쉬 필터의 외주면을 따라 쓸어내리는 청소 유닛; 및 상기 메쉬 필터와 결합되어, 상기 청소 유닛에 대하여 상기 메쉬 필터를 상대 회전시키는 회전 유닛을 포함하고, 청소 유닛이 청소기 작동 중 자동/수동으로 필터 표면을 청소함으로, 필터 표면을 깨끗하게 유지할 수 있고, 이물이나 먼지로 인해 팬 유닛에 걸리는 부하를 경감할 수 있다.

Description

진공 청소기
본 발명은 멀티 사이클론을 이용하여 이물과 먼지 및 미세먼지를 분리하여 집진하는 진공 청소기에 관한 것이다.
진공 청소기는 흡입력을 이용하여 공기를 빨아들여, 공기에 포함된 이물, 먼지, 미세먼지 등을 여과 및 집진하고, 깨끗한 공기를 다시 외부로 배출하는 장치이다.
진공 청소기의 종류는 1) 캐니스터 타입(canister type), 2) 업라이트 타입(upright type), 3) 핸드 타입(hand type), 4) 실린더형 플로어 타입(floor type) 등으로 구분할 수 있다.
캐니스터 타입의 진공 청소기는 오늘날 가정에서 가장 널리 사용되는 진공 청소기로써, 흡입 유닛과 청소기 본체가 상호 분리된 구조를 가지는 진공 청소기이다. 일반적으로, 캐니스터 타입의 진공 청소기는, 흡입 유닛에 회전 브러시가 구비되지 않으며 흡입 유닛을 통한 공기의 흡입만으로 청소를 수행하기 때문에, 바닥을 청소하기에 적합하다.
이에 반하여, 업라이트 타입의 진공 청소기는 청소기 본체에 흡입 유닛이 일체로 형성된 구조를 가지는 진공 청소기이다. 일반적으로, 업라이트 타입의 진공 청소기는 회전 브러시를 구비하므로 캐니스터 타입의 진공 청소기와는 달리 카펫 속의 먼지 등도 깨끗이 청소할 수 있다는 장점이 있다.
최근 진공 청소기의 기류에서 먼지 등의 입자를 분리하기 위해 사이클론 분리 장치가 사용되어 왔다. 종래에는 기류가 적어도 두 개의 사이클론(cyclones)을 연속적으로 통과하도록 배치되는 두 개의 사이클론 장치가 알려져 있다.
두 개의 사이클론 중 제1사이클론은 필터에 의해 기류로부터 더 큰 먼지 및 이물을 분리하고, 제2사이클론은 제1사이클론을 통과한 기류로부터 상대적으로 작은 먼지(미세 먼지)를 분리하도록 구성된다.
한편, 제1사이클론을 통과하지 못한 이물이나 먼지의 대부분은 낙하하여 진공 청소기 내부에 구비된 먼지 저장부에 집진된다.
그러나, 경우에 따라서는 이물이나 먼지가 필터에 걸리거나 쌓여 고착화되어 공기가 통과할 수 있는 필터의 영역을 줄어들게 한다.
이로 인해, 흡입력을 제공하는 팬 유닛에 걸리는 부하를 증가시킬 뿐만 아니라, 시각적으로도 사용자에게 깔끔하지 못한 인상을 주게 된다.
또한, 종래에는 필터의 외주면에 부착된 이물이나 먼지를 제거하기 위해 청소 유닛이 구비된 진공 청소기를 개발하려는 시도가 있었으나, 필터를 청소한 후에도 이물이나 먼지의 일부가 청소 유닛에 걸려 먼지 저장부로 내려오지 못하고 청소 유닛에 쌓이게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0023417호(2004.03.18. 공개)에 개시된 구조와 같이, 제1사이클론의 아래에 제1저장부에 저장된 이물과 먼지의 비산을 방지하기 위하여 하방향으로 갈수록 면적이 넓어지는 테이퍼형 스커트가 구비되기도 한다. 스커트가 형성된 부분은 외부 케이스와 작은 틈을 형성하기 때문에, 상기 틈으로 크기가 큰 이물이나 먼지가 끼이는 현상이 발생하기도 한다. 상기 틈에 이물이 끼이게 되면, 다른 이물과 먼지가 상기 틈을 통하여 제1저장부로 유입되는 데에 방해를 받게 된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌1: 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0023417호(2004.03.18. 공개)
따라서, 본 발명의 첫번째 목적은, 청소기 작동 시 필터가 막히는 현상을 최소화할 수 있는 진공 청소기를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 두번째 목적은, 이물이나 먼지가 청소 유닛에서 쌓이지 않고 먼지 저장부로 잘 떨어지도록 할 수 있는 진공 청소기를 제공하기 위한 것이다.
셋째, 본 발명의 세번째 목적은, 기존의 테이퍼형 스커트를 수직형 스커트로 변경하여 큰 이물이나 먼지가 스커트에 끼이는 현상을 최소화할 수 있는 진공 청소기를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 진공 청소기는, 청소기 본체; 및 청소기 본체에 배치되는 집진 장치를 포함하고, 상기 집진 장치는, 내부에 먼지 저장부를 구비하는 외부 케이스; 상기 외부 케이스의 상부를 덮도록 장착되는 상부 커버; 상기 외부 케이스 하부에 회전 가능하게 결합되는 하부 커버; 상기 외부 케이스의 내부에 설치되고, 메쉬 필터를 구비하여 외부로부터 흡입되는 공기에서 먼지와 이물을 걸러내고 먼지와 이물이 걸러진 공기를 내부로 유입시키는 제1사이클론; 상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론; 상기 메쉬 필터에 부착된 먼지와 이물을 상기 메쉬 필터의 외주면을 따라 쓸어내리는 청소 유닛; 및 상기 메쉬 필터와 결합되어, 상기 청소 유닛에 대하여 상기 메쉬 필터를 상대 회전시키는 회전 유닛을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 제1사이클론은 상기 상부 커버의 하부에 결합되는 하우징을 포함하고, 상기 청소 유닛은, 상기 하우징에서 상기 메쉬 필터의 외주면과 접촉 가능하게 하방향으로 연장되는 복수의 청소 리브; 및 상기 하우징에서 상기 메쉬 필터의 내주면과 접촉하도록 하방향으로 연장되어, 상기 메쉬 필터를 지지하는 복수의 지지 리브를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 청소 리브 각각은, 상부에서 하부로 갈수록 상기 하우징과 연결되는 부분의 폭이 좁아지도록, 양측이 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 청소 리브 양측의 경사면은 서로 대칭되게 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 청소 리브 및 지지 리브 각각은 상기 하우징의 외주를 따라 서로 엇갈리게 이격 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 외부 케이스의 내부에 상기 제1사이클론의 바닥면을 덮도록 배치되고, 상단부에서 하단부로 갈수록 단면적이 좁아지도록 경사진 테이퍼부를 구비하며 상기 하부 커버를 향하여 연장되는 내부 케이스를 더 포함하고, 상기 회전 유닛은 상기 내부 케이스와 대응되게 형성되고, 상기 내부 케이스에 대하여 상대 회전 가능하게 상기 내부 케이스와 결합될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 회전 유닛은, 상기 외부 케이스와의 간격이 기설정된 크기로 일정하게 유지되도록 수직하게 연장되는 스커트부; 상기 스커트부의 하단부에서 상기 테이퍼부와 대응되게 형성되는 경사부; 및 상기 경사부에서 하방향으로 연장되고, 내주면에 원주방향을 따라 이격 배치되는 복수의 체결홈을 구비하는 베이스부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 청소기 본체에 구비되어, 상기 회전 유닛을 구동하는 구동 유닛을 포함하고, 상기 구동 유닛은 구동 모터와 상기 구동 모터에 연결되는 구동 기어를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 구동 유닛으로부터 상기 회전 유닛으로 구동력을 전달하는 구동력 전달 유닛을 포함하고, 상기 구동력 전달 유닛은, 상기 하부 커버의 하부로 노출되도록 상기 하부 커버에 장착되고, 상기 집진 장치가 상기 청소기 본체에 장착 시 상기 구동 기어와 맞물림 가능하게 결합되는 종동 기어; 및 상기 하부 커버의 상부로 노출되도록 상기 종동 기어와 결합되고, 상기 하부 커버가 상기 외부 케이스에 결합 시 상기 체결홈과 맞물림 가능하게 결합되는 체결부재를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 케이스의 내부에 반경방향으로 배치되어 상기 제1사이클론의 바닥면을 형성하고, 상기 제1사이클론 내부의 제1공간과 상기 제2사이클론의 배출구를 통해 배출되는 미세먼지의 집진을 위한 미세먼지 저장부를 구획하는 격벽을 더 포함하고, 상기 격벽의 외주부는 상기 내부 케이스의 내주면과 결합될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 격벽은 상기 테이퍼부로부터 상방향으로 이격되게 배치되고, 상기 테이퍼부에서 상방향으로 돌출되게 연장되어 상기 격벽과 연결되는 복수의 기둥; 상기 기둥과 연통되고, 상기 격벽의 상면에서 상방향으로 돌출 형성되는 보스부; 및 상기 기둥과 보스부를 관통하여 상기 제2사이클론과 체결되는 스크류를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 청소 유닛이 청소기 작동 중 자동/수동으로 필터 표면을 청소함으로, 필터 표면을 깨끗하게 유지할 수 있고, 이물이나 먼지로 인해 팬 유닛에 걸리는 부하를 경감할 수 있다.
둘째, 청소 유닛은 필터 청소 시 이물이나 먼지가 아래로 잘 내려가기 쉬운 구조로 방향성을 줌으로, 필터 청소 후에도 청소 유닛에 이물이 끼이는 현상을 해소할 수 있다.
셋째, 청소 유닛이 고정된 상태에서 필터가 청소 유닛에 대하여 상대 회전하도록 구성됨으로, 필터에 부착된 이물이나 먼지가 더욱 효율적으로 제거될 수 있다.
넷째, 스커트의 형상을 기존의 테이퍼형에서 수직형으로 변경함으로, 스커트가 형성된 부분과 외부 케이스 사이의 틈에 이물이 끼이는 현상을 최소화할 수 있다.
다섯째, 필터는 청소기 작동 중 청소 유닛에 의해 자동으로 청소가 이루어짐에 따라 소비자가 청소기 정지 후 별도로 필터 청소를 할 필요가 없으므로, 필터 청소에 대한 소비자의 관리가 간편해지는 장점이 있다.
여섯째, 청소기 작동 중 먼저저장부로 저장되는 먼지를 가압기로 압축하고 굴림부에 의해 먼지를 응집시킴으로, 이물 및 먼지의 부피를 최소화하여 먼지통의 비움 횟수를 줄일 수 있고, 이물이나 먼지가 먼지 저장부 상부로 역류하는 현상 및 먼지 비움 시 먼지 날림을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소기를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 집진 장치를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에서 III-III 선을 따라 취한 절개사시도이다.
도 4는 도 2에서 외부 케이스 내부의 구성요소를 보여주는 측면도이다.
도 5은 도 4에서 멀티 사이클론을 이용하여 공기로부터 먼지가 분리되는 모습을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 4에서 필터에 부착된 이물이 청소 리브에 의해 제거되는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 7은 도 4에서 멀티 사이클론 조립체와 회전 유닛의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 구동 유닛으로부터 발생한 구동력이 구동력 전달 유닛을 통해 회전 유닛으로 전달되는 모습을 보여주는 개념도이다.
이하, 본 발명에 관련된 진공 청소기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예 및 변형예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
변형예는 실시예와 구조적 차이가 있는 부분을 제외하고는 실시예와 동일한 구조를 가진다. 따라서, 구조적으로 모순이 되지 않는 한, 실시예에서 설명한 구조, 기능 등은 변형예에도 그대로 적용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소기를 보여주는 사시도이다.
본 발명에 따른 진공 청소기는 크게 청소기 본체(10), 흡입 유닛(11), 연결 유닛(12), 휠 유닛(13) 및 집진 장치(20)로 구성될 수 있다.
청소기 본체(10)는 흡입력을 발생시키는 팬 유닛(미도시)를 구비한다. 팬 유닛은 흡입 모터 및 흡입 모터에 의해 회전되어 흡입력을 발생시키는 흡입팬을 포함한다.
흡입 유닛(11)은 방바닥 등의 청소 대상면에 근접하게 또는 접촉 가능하게 배치되어, 흡입 유닛(11)에 인접한 공기를 흡입하도록 구성된다. 흡입된 공기에는 이물, 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등이 포함될 수 있다.
연결 유닛(12)은 흡입 유닛(11)과 집진 장치(20)에 각각 연결되어, 흡입 유닛(11)을 통하여 흡입된 이물, 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등이 포함된 공기를 집진 장치(20)에 전달하도록 이루어진다. 연결 유닛(12)은 호스, 파이프 형태로 구성될 수 있다. 연결 유닛(12)은 집진 장치(20)에 직접 연결되어, 흡입 유닛(11)을 통해 흡입된 공기가 집진 장치(20)로 바로 유입되므로, 기존보다 흡입력이 향상될 수 있다.
휠 유닛(13)은 청소기 본체(10)에 회전 가능하게 결합되어, 회전에 의해 청소기 본체(10)를 전후좌우로 이동시키거나 회전 가능하게 한다.
일 예로, 휠 유닛(13)은 주 바퀴 및 보조 바퀴를 포함할 수 있다. 주 바퀴는 청소기 본체(10)의 양측에 각각 구비되고, 보조 바퀴는 주 바퀴와 함께 청소기 본체(10)를 지지하며, 주 바퀴에 의한 청소기 본체(10)의 이동을 보조하도록 이루어진다.
본 발명에서 흡입 유닛(11), 연결 유닛(12), 휠 유닛(13)은 기존의 진공 청소기에 구비되는 해당 구성들이 그대로 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
청소기 본체(10)에는 집진 장치(20)가 탈착 가능하게 결합된다. 집진 장치(20)는 흡입된 공기로부터 이물과 먼지, 및 미세먼지를 분리하여 집진하고, 여과된 공기를 배출하도록 이루어진다.
참고로, 본 명세서에서는 캐니스터 타입의 진공 청소기에 적용된 집진 장치(20)를 보이고 있으나, 본 발명의 집진 장치(20)가 반드시 캐니스터 타입의 진공 청소기에만 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 집진 장치(20)는 업라이트 타입의 진공 청소기에도 적용될 수 있다.
도 2는 도 1의 집진 장치(20)를 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2에서 III-III 선을 따라 취한 절개사시도이고, 도 4는 도 2에서 외부 케이스(21) 내부의 구성요소를 보여주는 측면도이고, 도 5은 도 4에서 멀티 사이클론을 이용하여 공기로부터 먼지가 분리되는 모습을 보여주는 단면도이고, 도 6은 도 4에서 필터(241)에 부착된 이물이 청소 리브(2431)에 의해 제거되는 모습을 보여주는 개념도이다.
외부 공기는 팬 유닛에 발생하는 흡입력에 의해 흡입 유닛(11)을 통해 연결 유닛(12)을 거쳐 집진 장치(20)의 내부로 유입된다.
집진 장치(20)는 외부 케이스(21), 상부 커버(22), 하부 커버(23), 멀티 사이클론 등을 포함하여 구성될 수 있다.
외부 케이스(21)는 집진 장치(20)의 외관을 형성하고, 원통 형태로 구성될 수 있다. 외부 케이스(21)의 상부와 하부는 각각 개방될 수 있다. 외부 케이스(21)의 내부에 이물이나 먼지를 저장하기 위한 먼지 저장부(212)가 형성된다.
상부 커버(22)는 외부 케이스(21)의 상부를 덮도록 배치되어 집진 장치(20)의 상부 외관을 형성할 수 있다. 상부 커버(22)에 흡기 가이드(221)와 배기 가이드(222)가 구비된다. 흡기 가이드(221)는 연결 유닛(12)과 연결되고 외부 케이스(21)의 내주를 향하여 연장되게 형성되어, 흡입된 외부 공기가 외부 케이스(21)의 내부로 접선 유입되어 외부 케이스(21)의 내주를 따라 선회할 수 있다. 배기 가이드(222)는 멀티 사이클론에 의해 이물이나 먼지 등이 분리된 공기를 외부로 배출시키도록 구성된다. 흡기 가이드(221)의 전단에 형성된 입구와 배기 가이드(222)의 후단에 형성된 출구는 서로 반대방향으로 향하여 연결 유닛(12)의 단부 및 외부 케이스(21)의 외부와 각각 연통되도록 개방될 수 있다. 출구는 입구를 가운데 두고 상부 커버(22)의 양측에 각각 배치될 수 있다.
집진 장치(20)의 출구를 통하여 배출된 공기는 청소기 본체(10)의 배기구(미도시)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 집진 장치(20)의 출구로부터 청소기 본체(10)의 배기구로 이어지는 유로에는 공기에서 초미세먼지를 여과하도록 이루어지는 다공성의 프리필터(미도시)가 설치될 수 있다.
하부 커버(23)는 외부 케이스(21)의 하부를 덮도록 배치되고, 외부 케이스(21)의 하부에 힌지로 결합되어, 힌지를 중심으로 회전 가능하여 외부 케이스(21)의 먼지 저장부(212)를 선택적으로 개폐하도록 구성된다. 하부 커버(23)는 닫힘 상태로 청소기가 작동되고, 하부 커버(23)가 개방되면 먼지 저장부(212)에 저장된 이물 및 먼지 등이 하부로 배출될 수 있다.
멀티 사이클론은 사이클론이 복수 개, 적어도 두 개 이상으로 구성됨을 의미한다. 사이클론(cyclone)이란 입자가 부유하는 유체에 선회 흐름을 주어 입자(먼지 등)를 원심력에 의해 유체에서 분리하는 장치를 가리킨다. 사이클론은 팬 유닛의 흡입력에 의해 집진 장치(20)의 내부로 유입된 공기로부터 이물, 먼지, 및 미세먼지를 분리한다. 본 명세서에서는 상대적으로 큰 먼지를 “먼지”라고 지칭하고, 상대적으로 작은 먼지를 “미세 먼지”로 지칭하고, “미세 먼지”보다도 작은 먼지를 “초미세 먼지”로 지칭하기로 한다.
멀티 사이클론은 제1 및 제2사이클론(25)으로 구성될 수 있다.
제1사이클론(24)은 외부 케이스(21)의 내부에 설치된다. 제1사이클론(24)은 외부 케이스(21) 내의 상부에 배치될 수 있다. 제1사이클론(24)은 유입된 공기에서 이물과 먼지를 걸러내고, 이물과 먼지가 걸러진 공기를 내부로 유입시키도록 이루어진다.
제1사이클론(24)은 하우징(240) 및 메쉬 필터(241)(mesh filter)를 포함할 수 있다.
하우징(240)은 제1사이클론(24)의 외관을 형성하고, 외부 케이스(21)와 마찬가지로 원통형으로 형성될 수 있다. 하우징(240)에는 외부 케이스(21)와의 결합을 위한 지지부(2401)가 반경 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 일 예로, 지지부(2401)는 하우징(240)의 상부에서 원주방향을 따라 반경 방향 외측으로 돌출되게 형성되고, 외부 케이스(21)의 상부에 지지부(2401)가 결합될 수 있다.
하우징(240)은 제2사이클론(25)을 수용하도록 내부가 비어 있는 형태로 형성된다. 하우징(240)의 외주에는 내부와 연통되는 개구부가 형성된다.
메쉬 필터(241)는 상기 개구부를 덮도록 배치되고, 메쉬 필터(241)는 후술할 회전 유닛(27)의 상단에 장착되어 회전 가능하게 구비된다. 메쉬 필터(241)는 공기가 통과할 수 있도록 그물망 또는 다공성 형태를 갖는다. 메쉬 필터(241)는 하우징(240)의 내부로 유입된 공기로부터 이물과 먼지를 분리하도록 이루어진다.
먼지와 미세 먼지를 구분하는 크기의 기준은 메쉬 필터(241)에 의해 결정될 수 있다. 메쉬 필터(241)를 통과하는 작은 먼지는 “미세 먼지”로 분류되고, 메쉬 필터(241)를 통과하지 못하는 큰 먼지는 “먼지”로 분류될 수 있다.
제1사이클론(24)에 의해 이물과 먼지가 분리되는 과정을 구체적으로 살펴보면, 이물, 먼지 및 미세 먼지가 포함된 공기는 흡기 가이드(221)의 출구를 통해 외부 케이스(21)와 제1사이클론(24) 사이의 환형 공간(211)으로 유입되어, 상기 환형 공간(211)을 선회 운동하게 된다.
이 과정에서 상대적으로 무거운 이물과 먼지는 원심력에 의해 상기 환형 공간(211)을 따라 나선형으로 선회 운동하면서 점차 아래로 유동하여, 후술하는 먼지 저장부(212)에 집진된다.
제1사이클론(24)을 통해 걸러진 이물과 먼지는 외부 케이스(21) 내의 하부에 위치하는 먼지 저장부(212)로 집진된다. 먼지 저장부(212)는 이물과 먼지가 저장되는 공간을 형상한다는 점에서 이물-먼지 저장부(212)로도 명명될 수 있다.
본 도면에서는, 외부 케이스(21)의 내주면과 회전 유닛(27)이 먼지 저장부(212)를 형성할 수 있다. 먼지 저장부(212)의 바닥면은 하부 커버(23)에 의해 형성될 수 있다.
한편, 이물 및 먼지와 달리 공기는 흡입력에 의해 메쉬 필터(241)를 통하여 하우징(240)의 내부로 유입된다. 이때, 먼지보다 상대적으로 가벼운 미세 먼지도 공기와 함께 하우징(240)의 내부로 유입될 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 집진장치의 내부 구조와 집진 장치(20) 내에서의 공기의 유동을 확인할 수 있다.
제1사이클론(24)의 내부에는 제2사이클론(25)이 배치되어, 유입구(251)를 통하여 내부로 유입된 공기와 미세 먼지를 분리하도록 이루어진다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제2사이클론(25)은 복수 개로 구비될 수 있다. 제2사이클론(25)은 제1사이클론(24)과 중심축이 나란하게 배치될 수 있다.
제2사이클론(25)은 제1사이클론(24)의 내부에 수용되도록 구성될 수 있다. 일 예로, 제2사이클론(25)은 복수 개로 제1사이클론(24)의 원주를 따라 배치되고 원주방향으로 배치된 제2사이클론(25)의 내부에도 또 다른 제2사이클론(25)이 배치될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 제1 및 제2사이클론(25)이 상부 및 하부에 각각 배치되는 기존의 멀티 사이클론 구조에 비해 집진 장치(20)의 높이가 낮아질 수 있다.
제1 및 제2사이클론(25) 중 서로 인접하게 배치되는 사이클론들은 제1공간(242)을 형성한다. 예를 들어, 제2사이클론(25)을 제외하고 제1사이클론(24) 내부와 제2사이클론(25) 사이의 빈공간은 제1공간(242)으로 이해될 수 있다. 제1공간(242)은 제1사이클론(24)의 내부로 유입된 공기와 미세 먼지를 제2사이클론(25)의 상부로 유입시키기 위한 유로를 형성한다.
각 제2사이클론(25)은 상하 방향으로 연장되며, 복수의 제2사이클론(25)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 배치에 따르면, 제1공간(242)은 제1사이클론(24)의 내부에서 상하방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 제2사이클론(25)의 상부에 유입구(251)가 형성되고, 제2사이클론(25)의 하부에 배출구(252)가 형성될 수 있다.
제2사이클론(25) 중 서로 인접하게 배치되는 사이클론들은 서로 접하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 어느 하나의 제2사이클론(25)의 외관을 형성하는 원뿔형의 케이싱(250)은 인접한 제2사이클론(25)의 케이싱(250)과 접촉되게 배치되어, 서로 인접한 케이싱(250)은 제1공간(242)을 형성할 수 있다. 제2사이클론(25)의 각 케이싱(250)은 상호 간에 일체로 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 복수의 제2사이클론(25)이 모듈화되어 제1사이클론(24) 내에 설치될 수 있다.
제2사이클론(25)은 상부에서 바라볼 때 원형 형태로 이루어질 수 있다. 제2사이클론(25) 중 제1사이클론(24)의 내주를 따라 배열되는 제2사이클론(25)들은 제1사이클론(24)의 내주면에 접하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 서로 인접한 하우징(240)의 내주면과 케이싱(250)의 원통형 부분에 해당하는 외주면이 서로 접촉되게 배치될 수 있다.
이러한 배치 구조에 따르면, 제1사이클론(24)의 내부에 제2사이클론(25)이 효율적으로 배치될 수 있다. 특히, 본 발명의 제2사이클론(25)은 기존의 제2사이클론의 일측에서 연장되는 가이드 유로(공기와 미세먼지가 내부로 접선 유입되어 제2사이클론의 내주를 따라 선회하도록 하기 위한 유로임) 별도로 구비하지 않으므로, 제1사이클론(24) 내부에 보다 많은 수의 제2사이클론(25)이 배치될 수 있다. 따라서, 제2사이클론(25)이 제1사이클론(24)의 내부에 수용되는 구조를 가지더라도, 기존 대비 제2사이클론(25)의 개수가 줄어들지 않아 청소 성능의 저하를 방지할 수 있다.
제2사이클론(25)의 상부에는 커버부재(253)가 배치된다. 커버부재(253)는 제2사이클론(25)의 유입구(251)를 덮도록 상기 유입구(251)로부터 상방향으로 이격 배치되어, 유입구(251)와의 사이에서 제1공간(242)과 연통되는 제2공간(254)을 형성한다. 제2공간(254)은 제2사이클론(25) 상에서 수평 방향으로 연장되게 형성되고, 제2사이클론(25)의 유입구(251)와 연통되도록 이루어진다.
이러한 구조에 의하면, 제1사이클론(24)의 내부로 유입된 공기는 제1공간(242)과 제2공간(254)을 거쳐 제2사이클론(25)의 상부의 유입구(251)로 유입될 수 있다.
제2사이클론(25)의 상부 중심에는 미세 먼지가 분리된 공기를 배출시키는 볼텍스 파인더(255;VORTEX-FlNDER)가 구비된다. 유입구(251)는 제2사이클론(25)의 내주와 볼텍스 파인더(255)의 외주 사이의 환상 공간으로 정의될 수 있다.
제2사이클론(25)의 유입구(251)에는 내주를 따라 나선형으로 연장되는 가이드 베인(256)이 형성될 수 있다. 가이드 베인(256)은 볼텍스 파인더(255)의 외주에 설치되거나, 볼텍스 파인더(255)와 일체형 형성될 수 있다. 이에 의하면, 유입구(251)를 통해 제2사이클론(25)의 내부로 유입되는 공기에 회전 유동이 형성될 수 있다.
제2사이클론(25)의 유입구(251)로 유입된 공기와 미세 먼지의 유동을 구체적으로 살펴보면, 미세 먼지는 제2사이클론(25)의 내주를 따라 나선형으로 선회하면서 점차 아래로 유동하고, 최종적으로 배출구(252)를 통해 배출되어 후술할 내부 케이스(26)의 미세먼지 저장부(263)에 집진된다. 그리고, 미세 먼지에 비해 상대적으로 가벼운 공기는 팬 유닛의 흡입력에 의해 상부의 볼텍스 파인더(255)로 배출된다.
이러한 제2사이클론(25)의 구조에 의하면, 유입구(251)의 거의 전 영역에 걸쳐 상대적으로 균일한 회전 유동이 발생하게 된다.
커버부재(253)에는 볼텍스 파인더(255)에 대응되는 연통홀(2531)이 형성된다. 커버부재(253)는 볼텍스 파인더(255)를 제외한 제1사이클론(24)의 내부 공간을 덮도록 배치될 수 있다. 커버부재(253)의 상부에 상부 커버(22)가 배치된다.
한편, 제1사이클론(24)의 하부에는 제2사이클론(25)의 배출구(252)를 수용하는 내부 케이스(26)가 구비된다. 내부 케이스(26)의 내부에는 수평방향으로 연장되는 격벽(262)이 설치된다. 격벽(262)의 외주부는 내부 케이스(26)의 내주면과 결합될 수 있다. 격벽(262)과 내부 케이스(26)는 돌기 및 돌기수용홈 등과 같은 결합 구조에 의해 결합될 수 있다.
격벽(262)은 제1사이클론(24)의 바닥면을 형성할 수 있다. 격벽(262)은 내부 케이스(26)의 내부 공간을 제2사이클론(25)을 수용하기 위한 수용공간과 제2사이클론(25)의 배출구(252)를 통하여 배출되는 미세 먼지의 집진을 위한 미세먼지 저장부(263)로 구획할 수 있다. 상기 수용공간은 격벽(262)의 상부에, 미세먼지 저장부(263)는 격벽(262)의 하부에 배치될 수 있다. 격벽(262)은 내부 케이스(26)의 테이퍼부(261)로부터 상방향으로 이격 배치될 수 있다.
격벽(262)에는 제2사이클론(25)의 삽입을 위한 관통홀이 형성된다. 제2사이클론(25)의 하부는 관통홀을 통해 격벽(262)을 관통하여 미세먼지 저장부(263)의 내부로 돌출 형성된다.
내부 케이스(26)는 하부 커버(23)를 향하여 연장된다. 내부 케이스(26)는 상단보다 하단의 단면적이 좁고, 아래로 갈수록 점차 단면적이 줄어드는 테이퍼부(261)를 구비하는 볼(bowl) 형태를 가질 수 있다. 내부 케이스(26)의 상단부와 하단부는 각각 상하방향으로 개방되고, 내부 케이스(26)의 상단부는 제1사이클론(24)의 제1공간(242)과 연통되고, 내부 케이스(26)의 하단부는 하부 커버(23)의 개방 시 외부 케이스(21)의 외부와 연통될 수 있다. 여기서, 하부 커버(23)는 외부 케이스(21)의 먼지 저장부(212)와 내부 케이스(26)의 미세먼지 저장부(263)를 동시에 개폐할 수 있다.
내부 케이스(26)는 체결수단에 의해 제2사이클론(25)과 결합될 수 있다. 제2사이클론(25)은 사출 성형 등에 의해 제1사이클론(24)의 하우징(240)과 일체로 형성될 수 있다.
상기 체결수단은 복수의 기둥(264), 보스부(265) 및 스크류(266)를 포함할 수 있다.
내부 케이스(26)의 테이퍼부(261) 저면의 양측에 각각 제1체결홀(267)이 형성되고, 격벽(262)의양측에 상기 제1체결홀(267)과 상하방향으로 대응되는 위치로 제2체결홀이 형성될 수 있다.
복수의 기둥(264) 각각은, 내부가 중공 형태인 원형의 파이프 형태로 형성되고, 각 기둥(264)의 하단과 상단이 테이퍼부(261)의 제1체결홀(267)과 격벽(262)의 제2체결홀과 연통되도록, 상하방향으로 연장될 수 있다.
복수의 보스부(265)는 격벽(262)의 제2체결홀에서 제2사이클론(25)을 향해 돌출되게 연장되고, 제2사이클론(25)에서 격벽(262)을 향해 하방향으로 복수의 돌출부(268)가 돌출 형성될 수 있다.
복수의 스크류(266) 각각은 테이퍼부(261)의 하부에서 복수의 기둥(264) 및 보스부(265)를 관통하여 돌출부(268)와 나사 체결됨으로, 내부 케이스(26)는 모듈화된 제1 및 제2사이클론(25)과 체결될 수 있다.
본 발명에서는 메쉬 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등을 제거하는 청소 유닛(243)을 제공한다. 청소 유닛(243)은 제1사이클론(24)의 외주면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 청소 유닛(243)은 복수의 청소 리브(2431)를 포함한다. 청소 리브(2431)는 하우징(240)에서 하방향으로 돌출되게 연장되어 메쉬 필터(241)의 외주면 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 복수의 청소 리브(2431)는 하우징(240)의 외주를 따라 일정한 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 도면에는 4개의 청소 리브(2431)가 서로 90도 간격을 두고 이격 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 청소 리브(2431) 각각은 상단부가 하우징(240)과 일체로 연결되도록 형성되고, 각 청소 리브(2431)의 양측은 하우징(240)과 연결되는 부분의 폭이 상부에서 하부로 갈수록 좁아지도록 경사지게 형성된다. 각 청소 리브(2431)의 양측에 각각 형성되는 경사면은 상하방향의 수직중심선을 기준으로 서로 대칭을 이룰 수 있다. 청소 리브(2431) 각각은 역삼각 이등변형 형태로 이루어질 수 있다. 청소 리브(2431) 양측의 경사진 가장자리부에는 칼날부(2432)가 형성되어, 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등을 컷팅하여 효과적으로 쓸어내리도록 할 수 있다.
청소 유닛(243)은 복수의 지지 리브(2433)를 포함한다. 지지 리브(2433)는 하우징(240)에서 하방향으로 돌출되게 연장되어 메쉬 필터(241)의 내주면 일부를 덮도록 배치되며, 메쉬 필터(241)를 지지하도록 구성될 수 있다. 복수의 지지 리브(2433)는 폭이 좁고 길이가 긴 스트립(STRIP) 형태로 이루어질 수 있다. 각 지지 리브(2433)의 상단부는 하우징(240)과 연결되도록 일체로 형성될 수 있다. 지지 리브(2433)는 상부에서 하부까지 폭이 일정하게 형성될 수 있다. 지지 리브(2433)의 상단은 하우징(240)에 의해 지지되고, 지지 리브(2433)의 하단은 내부 케이스(26)의 상단에 결합되어 내부 케이스(26)에 의해 지지될 수 있다. 지지 리브(2433)와 내부 케이스(26)는 후크(걸림홈) 및 접착제 등과 같은 체결수단에 의해 체결될 수 있다.
여기서, 지지 리브(2433)는 메쉬 필터(241)와 반경 방향으로 중첩되며 메쉬 필터(241)와 접촉 가능하게 배치되어, 메쉬 필터(241)가 제1사이클론(24)에 대하여 반경방향으로 움직이는 것을 제한하지만, 메쉬 필터(241)가 원주방향으로 회전하는 것을 허용한다.
청소 유닛(243)은 제1사이클론(24)의 하우징(240)과 연결되어 고정될 수 있다.
메쉬 필터(241)는 후술할 회전 유닛(27)과 연결되어, 회전 유닛(27)과 함께 회전될 수 있다. 메쉬필터(241)는 청소 유닛(243)에 대하여 상대 회전 가능하다. 메쉬 필터(241)는 회전 유닛(27)에 의해 내부 케이스(26)의 가상의 수직방향 중심선을 중심으로 양방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 회전가능하다.
도 6을 참조하여, 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등이 청소 유닛(243)에 의해 제거되는 원리 및 작용을 설명하기로 한다.
회전 유닛(27)은 메쉬 필터(241)를 원주방향으로 회전시켜, 메쉬 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등에 회전동력을 가한다. 이물이나 먼지 등이 필터(241)와 함께 원주방향으로 회전하면서 청소 리브(2431)에 걸림에 따라, 청소 리브(2431)에 의해 메쉬 필터(241)로부터 떨어져 나가게 된다. 이때, 청소 리브(2431)에 걸리게 되는 이물이나 먼지의 일부는 청소 리브(2431)의 경사면을 따라 이동하면서 아래로 떨어질 수 있다.
이러한 청소 리브(2431)의 역삼각형 구조에 의하면, 이물이나 먼지 등에 가해진 회전력을 청소 리브(2431)의 경사면에 의해 원주방향(수평방향)에서 대각선 방향으로 전환하여 이물이나 먼지 등에 방향성을 줌으로써 이물이나 먼지 등이 아래로 잘 빠져나가도록 할 수 있다.
이러한 효과를 설명하기 위해 직각 방향으로 꺽인 구조의 청소 리브(2431)와 본 발명에 따른 대각선 방향의 경사면을 갖는 청소 리브(2431)를 비교하면 다음과 같다.
첫째, 청소 리브(2431)가 대각선 방향의 경사면이 없이 직각 형태로 꺽이는 구조라면, 수평방향에서 수직방향으로 꺽이는 코너 부분에 이물이나 먼지 등이 끼이는 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 청소 리브(2431)는 양측에 대각선 방향의 경사면이 있어서 이물이나 먼지 등이 끼이는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 원주방향(수평방향)의 회전력이 가해진 이물이나 먼지 등은 직각으로 꺽인 청소 리브(2431)에 걸리면, 직각으로 꺽인 청소 리브(2431)는 대각선 방향의 경사면을 갖는 청소 리브(2431)에 비해 더 큰 손상(DAMAGE)을 입을 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 청소 리브(2431)는 경사면에 의해 원주방향(수평방향)의 힘을 수평방향과 수직방향으로 분산시킴으로 회전하는 이물이나 먼지 등에 의한 충격을 경감시킬 수 있다.
셋째, 직각으로 꺽인 구조의 청소 리브(2431)는 원주방향으로 회전하는 이물이나 먼지 등이 걸릴 때 중력에 의해서만 이물이나 먼지 등을 내려보낼 수 있다. 반면에, 본 발명의 청소 리브(2431)는 대각선 방향의 경사면에 의해 원주방향의 힘을 수평방향(원주방향)과 수직방향(중력방향)의 힘으로 분산시킴으로 중력과 함께 상기 수직방향의 힘을 이물이나 먼지 등에 가하여 이물이나 먼지 등을 내려보낼 수 있다.
넷째, 직각으로 꺽인 구조의 청소 리브(2431)는 상부에서 하방향으로 갈수록 폭이 일정하여 먼지 등이 하부로 내려갈수록 통로가 좁아질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 청소 리브(2431)는 상부에서 하부로 갈수록 하우징(240)과 연결되는 부분의 폭이 넓어지므로, 먼지 등의 이동 통로를 넓게 확보할 수 있는 장점이 있다.
회전 유닛(27)은 먼지 저장부(212) 내에서 양방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 회전 가능하게 구성된다.
회전 유닛(27)은 내부 케이스(26)의 외형에 대응되게 형성되어 내부 케이스(26)를 감싸도록 구성될 수 있다.
상기 구조에 의하면, 회전 유닛(27)이 회전될 때 내부 케이스(26)가 회전 중심을 잡아주도록 이루어진다. 따라서, 회전 유닛(27)의 회전 중심을 잡아주기 위한 별도의 부재 없이도, 회전 유닛(27)이 보다 안정적으로 회전될 수 있다.
회전 유닛(27)은 구조적으로 스커트부(271), 경사부(272) 및 베이스부(273)로 구성될 수 있다.
스커트부(271)는 회전 유닛(27)의 상부 외관을 형성한다. 스커트부(271)는 내부 케이스(26)의 상부를 감싸며 상하방향으로 직경이 일정하게 유지되도록 이루어진다. 스커트부(271)의 외주면은 외부 케이스(21)의 내주면과 기설정된 간격으로 이격되어, 외부 케이스(21)와 스커트부(271) 사이에 환형 공간이 형성된다. 스커트부(271)의 외주면은 청소 리브(2431)의 외주면과 동일한 수직선상에 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 수직형 스커트부(271)에 의하면, 메쉬 필터(241)를 통과하지 못하는 큰 이물이나 먼지 등이 스커트부(271)와 외부 케이스(21) 사이의 환형 공간(211)을 쉽게 통과할 수 있다. 또한, 청소 유닛(243)에 의해 메쉬 필터(241)에서 이탈된 이물이나 먼지 등이 직하방향으로 간섭 없이 하강할 수 있다.
경사부(272)는 내부 케이스(26)의 테이퍼부(261)와 대응되게 형성되어, 테이퍼부(261)를 감싸도록 이루어진다.
경사부(272)의 하단에서 직하방향으로 베이스부(273)가 연장 형성될 수 있다. 베이스부(273)는 스커트부(271)보다 직경이 작게 형성된다. 베이스부(273)의 내주면에 복수의 체결홈(2731)이 형성될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)은 수직방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)은 원주방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)을 사이에 두고 복수의 체결돌기(2732)가 돌출되게 형성될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)과 체결돌기(2732)는 원주방향을 따라 교번되게 배치될 수 있다. 복수의 체결홈(2731)은 후술한 구동부 전달 유닛으로부터 동력을 전달받기 위해 구비된다.
내부 케이스(26)의 외주면 하단부에 걸림부(2733)가 돌출되게 형성될 수 있다. 걸림부(2733)의 상부에 회전지지홈(2734)이 원주방향을 따라 형성될 수 있다. 걸림부(2733)는 내부 케이스(26)에 탈착 가능하게 나사 결합될 수 있다.
베이스부(273)의 내주면에 회전지지부(2735)가 원주방향을 따라 반경방향으로 돌출되게 형성되고, 회전지지부(2735)의 단부에서 상방향으로 회전지지돌기(2736)가 돌출 형성될 수 있다. 회전지지돌기(2736)는 회전지지홈(2734)에 삽입되어 결합됨으로, 회전 유닛(27)은 중력방향에 대하여 내부 케이스(26)의 걸림부(2733)에 걸린 상태로 회전 가능하게 지지된다.
이러한 걸림부(2733)의 구조에 의하면, 회전 유닛(27)이 내부 케이스(26)에 걸림 상태에 있으므로, 하부 커버(23)가 회전되어 먼지 저장부(212)가 개방되더라도 회전 유닛(27)은 제자리에 고정될 수 있다.
스커트부(271)는 경사부(272)보다 하방향으로 더 낮게 돌출될 수 있다. 돌출된 스커트부(271)의 하단부에 굴림부(28)가 형성될 수 있다. 굴림부(28)는 스커트부(271)의 하단과 경사부(272)의 상단부 사이에 반경방향으로 연장되는 복수의 굴림 리브를 포함할 수 있다. 복수의 굴림 리브는 원주방향으로 일정한 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 복수의 굴림부(28) 각각은 하부 커버(23)를 향하여 구비될 수 있다.
굴림부(28)는 회전 유닛(27)과 연결되어 회전 유닛(27)과 함께 회전하여, 먼지 저장부(212)에 집진된 이물과 먼지가 복수의 굴림 리브에 부딪혀 회전함에 따라 구 형태에 가깝게 뭉쳐진 상태로 굴려지게 된다. 이와 같이, 굴림부(28)에 의해 이물과 먼지가 구형태로 응집되면, 이물과 먼지의 적응에 의한 역류(먼지 저장부(212)의 이물 및 먼지가 제1사이클론(24)과 외부 케이스(21) 사이의 환형 공간(211)으로 차오르는 현상)가 일정 수준 방지될 수 있다. 굴림부(28)에 가압부(29)가 추가로 조합되면, 이물과 먼지의 응집 및 압축이 함께 이루어져 이물과 먼지의 집진 성능을 향상될 수 있으며, 그에 따라 역류 가능성이 현저하게 낮아질 수 있다. 또한, 먼지 저장부(212) 비움 시 먼지의 비산을 최소화할 수 있다.
가압부(29)는 회전 유닛(27), 즉 베이스부(273), 경사부(272)의 외주면 일측에서 반경방향으로 연장될 수 있다. 가압부(29)의 외곽부는 스커트부(271)의 일부를 덥도록 경사부(272)보다 더 높게 돌출되고, 외곽부의 반경방향 길이는 스커트부(271)의 외경보다 더 길게 연장될 수 있다. 가압부(29)는 회전 유닛(27)과 함께 회전함에 따라 먼지 저장부(212)의 이물과 먼지 등을 가압하여 압축할 수 있다.
먼지 저장부(212) 내에는 가압부(29)의 회전에 의해 일측으로 이동된 먼지를 집진시키기 위한 내부벽(291)이 구비될 수 있다. 본 실시예에서는, 내부벽(291)이 외부 케이스(21)의 하부 내주에서 반경 방향으로 연장되게 형성됨을 보여준다. 먼지 저장부(212)로 유입된 먼지 등은 가압부(29)의 회전에 의해 내부벽(291)의 양측에 각각 집진될 수 있다.
도 7은 도 4에서 멀티 사이클론 조립체와 회전 유닛(27)의 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 구동 유닛(30)으로부터 발생한 구동력이 구동력 전달 유닛(33)을 통해 회전 유닛(27)으로 전달되는 모습을 보여주는 개념도이다.
구동 유닛(30)은 청소기 본체(10)에 구비되고, 구동 모터(31) 및 구동 모터(31)에 연결되어 회전 가능하게 구성되는 구동 기어(32)를 포함한다. 구동 기어(32)는 청소기 본체(10)에서 적어도 일부가 노출되어, 집진 장치(20)가 청소기 본체(10)에 장착 시 후술하는 구동력 전달 유닛(33)의 종동 기어(34)와 형합되도록 구성된다.
구동력 전달 유닛(33)은 하부 커버(23)에 구비되고, 구동 유닛(30)의 구동력을 회전 유닛(27)으로 전달한다.
구동력 전달 유닛(33)은 종동 기어(34)와 체결부재(35)를 포함한다.
종동 기어(34)는 하부 커버(23)의 하부로 노출되어, 하부 커버(23)에 대하여 상대 회전 가능하게 구성된다. 종동 기어(34)는 집진 장치(20)가 청소기 본체(10)에 결합 시 구동 기어(32)와 형합되어 구동 모터(31)의 구동력을 전달받도록 구성된다.
체결부재(35)는 종동 기어(34)와 회전축에 의해 연결되어, 종동 기어(34)와 함께 회전 가능하게 구성된다. 체결부재(35)는 하부 커버(23)의 상부로 노출되어, 하부 커버(23)가 외부 케이스(21)에 결합되면, 베이스부(273)의 내주에 구비되는 체결홈(2731)에 체결되도록 이루어진다. 본 실시예에서는 체결홈(2731)이 복수 개로 구비되어 베이스부(273)의 내주에 일정 간격을 두고 이격되게 형성되고, 체결부재(35)가 체결홈(2731)에 삽입되는 복수의 체결돌기를 구비하는 기어 형태로 구성된 것을 보여준다. 이러한 형상을 고려하면, 체결부재(35)는 체결 기어로 명명될 수도 있다.
이러한 구조에 의하면, 하부 커버(23)가 외부 케이스(21)에 결합되면 구동력 전달 유닛(33)은 집진 장치(20)의 회전 유닛(27)과 연결되고, 집진 장치(20)가 청소기 본체(10)에 결합되면 구동력 전달 유닛(33)은 청소기 본체(10)의 구동 유닛(30)과 연결되어, 구동 유닛(30)에서 발생된 구동력이 구동력 전달 유닛(33)을 통해 회전 유닛(27)으로 전달된다.
이때, 구동 모터(31)는 회전 유닛(27)의 양방향 회전이 반복적으로 일어나도록 회전이 제어될 수 있다. 예를 들어, 구동 모터(31)는 회전 방향에 반대 방향으로 반박력이 가해지면, 반대 방향으로 회전하도록 이루어질 수 있다. 즉, 구동 모터(31)는 가압부(29)가 일방향으로 회전하여 일측에 집진된 먼지를 일정 수준으로 압축하면, 타방향으로 회전하여 타측에 집진된 먼지를 압축하도록 이루어진다.
먼지가 거의 없을 경우에는 가압부(29)가 내부벽(291)에 부딪혀 이에 따른 반발력을 받거나, 가압부(29)의 회전 경로 상에 구비되는 스토퍼 구조(미도시)에 의해 반발력을 받아, 반대 방향으로 회전되도록 구성될 수 있다.
이와 달리, 청소기 본체(10) 내의 제어부는 일정 시간마다 가압부(29)의 회전 방향을 바꿔주도록 구동 모터(31)에 의해 제어 신호를 인가하여, 가압부(29)의 양방향 회전이 반복적으로 일어나도록 할 수도 있다.
이러한 가압 유닛에 의해, 먼지 저장부(212)에 집진된 먼지가 일정 영역에 모이거나 압축된다. 따라서, 먼지를 버리는 과정에서 먼지의 흩날림이 억제될 수 있고, 의도하지 않은 곳으로 배출될 가능성을 현저하게 낮출 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 메쉬 필터(241)는 청소기의 작동 시 구동 모터(31)로부터 발생된 구동력을 구동력 전달 유닛(33)과 회전 유닛(27)을 통해 전달받아 회전되고, 청소 유닛(243)은 메쉬 필터(241)에 부착된 이물이나 먼지 등을 먼지 저장부(212)로 쓸어내려 메쉬 필터(241)를 깨끗하게 청소할 수 있다.
사용자는 청소기 사용 중에도 메쉬 필터(241) 청소를 자동으로 수행할 수 있고, 청소기 사용을 하지 않는 경우에도 수동으로 메쉬 필터(241) 청소를 할 수 있다. 예를 들면, 청소기 본체(10)에서 집진 장치(20)를 탈거한 후, 하부 커버(23)의 하부로 노출된 종동 기어(34)를 수동으로 회전시키는 경우에도 필터(241) 청소가 가능하다.

Claims (11)

  1. 청소기 본체; 및
    청소기 본체에 배치되는 집진 장치를 포함하고,
    상기 집진 장치는,
    내부에 먼지저장부를 구비하는 외부 케이스;
    상기 외부 케이스의 상부를 덮도록 장착되는 상부 커버;
    상기 외부 케이스 하부에 회전 가능하게 결합되는 하부 커버;
    상기 외부 케이스의 내부에 설치되고, 메쉬 필터를 구비하여 외부로부터 흡입되는 공기에서 먼지와 이물을 걸러내고 먼지와 이물이 걸러진 공기를 내부로 유입시키는 제1사이클론;
    상기 제1사이클론의 내부에 수용되고, 상기 제1사이클론의 내부로 유입된 공기에서 미세먼지를 분리하도록 이루어지는 제2사이클론;
    상기 메쉬 필터에 부착된 먼지와 이물을 상기 메쉬 필터의 외주면을 따라 쓸어내리는 청소 유닛; 및
    상기 메쉬 필터와 결합되어, 상기 청소 유닛에 대하여 상기 메쉬 필터를 상대 회전시키는 회전 유닛을 포함하는 진공 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1사이클론은 상기 상부 커버의 하부에 결합되는 하우징을 포함하고,
    상기 청소 유닛은,
    상기 하우징에서 상기 메쉬 필터의 외주면과 접촉 가능하게 하방향으로 연장되는 복수의 청소 리브; 및
    상기 하우징에서 상기 메쉬 필터의 내주면과 접촉하도록 하방향으로 연장되어, 상기 메쉬 필터를 지지하는 복수의 지지 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 청소 리브 각각은, 상부에서 하부로 갈수록 상기 하우징과 연결되는 부분의 폭이 좁아지도록, 양측이 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 청소 리브 양측의 경사면은 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 청소 리브 및 지지 리브 각각은 상기 하우징의 외주를 따라 서로 엇갈리게 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외부 케이스의 내부에 상기 제1사이클론의 바닥면을 덮도록 배치되고, 상단부에서 하단부로 갈수록 단면적이 좁아지도록 경사진 테이퍼부를 구비하며 상기 하부 커버를 향하여 연장되는 내부 케이스를 더 포함하고,
    상기 회전 유닛은 상기 내부 케이스와 대응되게 형성되고, 상기 내부 케이스에 대하여 상대 회전 가능하게 상기 내부 케이스와 결합되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전 유닛은,
    상기 외부 케이스와의 간격이 기설정된 크기로 일정하게 유지되도록 수직하게 연장되는 스커트부;
    상기 스커트부의 하단부에서 상기 테이퍼부와 대응되게 형성되는 경사부; 및
    상기 경사부에서 하방향으로 연장되고, 내주면에 원주방향을 따라 이격 배치되는 복수의 체결홈을 구비하는 베이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 청소기 본체에 구비되어, 상기 회전 유닛을 구동하는 구동 유닛을 포함하고,
    상기 구동 유닛은 구동 모터와 상기 구동 모터에 연결되는 구동 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동 유닛으로부터 상기 회전 유닛으로 구동력을 전달하는 구동력 전달 유닛을 포함하고,
    상기 구동력 전달 유닛은,
    상기 하부 커버의 하부로 노출되도록 상기 하부 커버에 장착되고, 상기 집진 장치가 상기 청소기 본체에 장착 시 상기 구동 기어와 맞물림 가능하게 결합되는 종동 기어; 및
    상기 하부 커버의 상부로 노출되도록 상기 종동 기어와 결합되고, 상기 하부 커버가 상기 외부 케이스에 결합 시 상기 체결홈과 맞물림 가능하게 결합되는 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 내부 케이스의 내부에 반경방향으로 배치되어 상기 제1사이클론의 바닥면을 형성하고, 상기 제1사이클론 내부의 제1공간과 상기 제2사이클론의 배출구를 통해 배출되는 미세먼지의 집진을 위한 미세먼지 저장부를 구획하는 격벽을 더 포함하고,
    상기 격벽의 외주부는 상기 내부 케이스의 내주면과 결합되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 테이퍼부로부터 상방향으로 이격되게 배치되고,
    상기 테이퍼부에서 상방향으로 돌출되게 연장되어 상기 격벽과 연결되는 복수의 기둥;
    상기 기둥과 연통되고, 상기 격벽의 상면에서 상방향으로 돌출 형성되는 보스부; 및
    상기 기둥과 보스부를 관통하여 상기 제2사이클론과 체결되는 스크류를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기.
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