본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바닥 청소기를 개략적으로 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바닥 청소기는 본체(10), 본체 덮개(20), 및 상기 본체 덮개(20)에 피봇 가능하게(pivotably) 장착되어 있는 연결부(30)를 포함한다.

본체 덮개(20)의 상면에는 수동 모드에서 자동 모드로의 전환 및 자동 모드에서의 운전 방식을 설정하기 위한 자동 모드 조작 스위치(40)가 형성되어 있다. 본체 덮개(20)의 측면들에는 다수개의 센서부(930)가 부착되어 있다. 이들 센서부(930)는 본 발명의 바닥 청소기가 자동 모드로 청소작업을 수행할 때 장애물을 감지하여 장애물 감지 신호를 출력한다.

본 발명의 바닥 청소기가 수동 모드로 청소작업을 수행할 때 사용자의 편의를 위하여 상기 연결부(30)에는 손잡이부(미도시)가 부착될 수 있다. 자동 모드의 경우 상기 손잡이부는 상기 연결부(30)로부터 탈착될 수 있다.

본 발명의 바닥 청소기 본체(10)는 개략적으로, 지지부재, 상기 지지부재 상에 위치하는 구동부, 상기 구동부로부터 제공되는 회전운동을 직선왕복운동을 위한 동력으로 변환시키는 동력 변환부, 상기 동력 변환부로부터 제공되는 동력을 전달받아 직선왕복운동을 하는 이동부재, 상기 이동부재의 직선왕복운동을 안내하는 경로 제공 수단, 진공 청소부, 및 자동 모드 경우 바닥 청소기를 이동시키는 회전 이동부를 포함한다.

이하에서는 본 발명의 바닥 청소기 본체(10)를 더욱 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 청소기 본체(10)의 분해 사시도이다.

본 발명의 바닥 청소기 본체(10)는 지지부재(100) 및 상기 지지부재(100) 상에 위치하는 구동부를 포함한다. 상기 구동부는 구동모터(210)를 포함한다. 모터 풀리(220)가 구동모터(210)의 샤프트에 연결되어 있어 구동모터(210)의 작동에 의해 회전한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 청소기의 구동부는 모터 풀리(220)의 회전운동을 모터 타이밍 벨트(230)를 통해 전달받아 회전하는 감속용 풀리(240)를 포함한다. 상기 감속용 풀리(240)는 모터 풀리(220)보다 큰 직경을 가지고 있어 그 회전속도가 모터 풀리(220)의 회전속도보다 느리다.

감속용 풀리(240)에는 제1 연동 풀리(261)가 회전축을 공유하도록 결합되어 있어 감속용 풀리(240)와 연동하여 회전한다. 선택적으로, 감속용 풀리(240)와 제1 연동 풀리(261)는 일체로 형성될 수도 있다. 본 발명의 구동부는 제1 연동 풀리(261)의 회전운동을 연동 타이밍 벨트(250)를 통해 전달받아 회전하는 제2 연동 풀리(262)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 연동 풀리(261, 262)는 동일한 직경을 가지고 있어 동일한 속도로 회전하는 것이 중요하다.

본 발명의 구동부는 풀리와 타이밍 벨트 대신에 기어를 이용하여 구동모터(210)의 회전운동을 전달할 수도 있으나, 바닥 청소기의 특성상, 발생하는 소음을 최소화하기 위하여 풀리와 타이밍 벨트 방식을 채택하는 것이 바람직하다.

상기 제1 연동 풀리(261)의 중심에는 제1 연동 풀리 샤프트(271)가 결합되어 있어 제1 연동 풀리(261)와 연동하여 회전한다. 마찬가지로, 제2 연동 풀리(262)의 중심에는 제2 연동 풀리 샤프트(272)가 결합되어 있어 제2 연동 풀리(262)와 연동하여 회전한다. 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트(271, 272)는 지지부재(100)에 형성된 샤프트 홀(110)을 관통하여 후술할 동력 변환부에 연결된다.

한편, 상기 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트(271, 272)의 상부에는 베어링 커버(600)와의 마찰 저항을 감소시키기 위한 제1 및 제2 상부 베어링(281, 282)이 제공된다. 또한, 상기 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트(271, 272)의 하부에는 지지부재(100)와의 마찰 저항을 감소시키기 위한 제1 및 제2 하부 베어링(291, 292)이 제공된다.

본 발명의 바닥 청소기의 동력 변환부는, 상기 제1 연동 풀리 샤프트(271)의 회전운동을 직선왕복운동을 변환시켜 제1 이동부재(410)를 직선왕복운동시키는 제1 동력 변환 부재(310), 및 상기 제2 연동 풀리 샤프트(272)의 회전운동을 직선왕복운동을 변환시켜 제2 이동부재(420)를 직선왕복운동시키는 제2 동력 변환 부재(320)를 포함한다.

상기 제1 동력 변환 부재(310)는, 상기 지지부재(100)의 샤프트 홀(110)을 관통한 제1 연동 풀리 샤프트(271)와 일측이 결합하여 동일한 회전축을 중심으로 회전하는 제1 캠(311), 일측이 상기 제1 캠(311)의 타측과 회전 가능하게 결합되어 있는 제1 캠 로드(312), 및 상기 제1 캠 로드(312)의 타측에 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 제1 이동부재(410)와 고정결합되는 제1 고정부재(313)를 포함한다.

상기 제2 동력 변환 부재(320)는, 상기 지지부재(100)의 샤프트 홀(110)을 관통한 제2 연동 풀리 샤프트(272)와 일측이 결합하여 동일한 회전축을 중심으로 회전하는 제2 캠(321), 일측이 상기 제2 캠(321)의 타측과 회전 가능하게 결합되어 있는 제2 캠 로드(322), 및 상기 제2 캠 로드(322)의 타측에 회전 가능하게 결합되어 있으며 상기 제2 이동부재(420)와 고정결합되는 제2 고정부재(323)를 포함한다.

제1 및 제2 이동부재(410, 420)가 동일 직선상에서 서로 반대 방향으로 직선왕복운동을 하도록, 상기 제1 및 제2 캠(311, 321)이 상기 제1 및 제2 연동 풀리 샤프트(271, 272)와 각각 결합하는 형태가 서로 대칭적이어야 한다. 즉, 본 발명의 바닥 청소기는 이와 같은 대칭적 결합과 더불어 상기 제1 및 제2 연동 풀리(261, 262)의 직경이 동일하다는 사실로 인해, 제1 및 제2 이동부재(410, 420)가 동일 직선상에서 서로 반대 방향으로 직선왕복운동을 할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 제1 및 제2 이동부재(410, 420)는 직선왕복운동 중에 바닥과의 마찰력에 의해 생기는 진동을 서로 상쇄시킬 수 있고, 따라서 지지부재(100)를 비롯한 바닥 청소기 전체가 거의 식별할 수 없는 아주 미세한 진동만을 하게 된다. 결과적으로, 수동 모드의 경우 사용자가 더욱 용이하게 청소기를 사용할 수 있으며, 자동 모드의 경우 기 설정된 방식대로 정확하게 청소기가 자동 제어될 수 있다.

한편, 본 발명의 바닥 청소기는 상기 제1 및 제2 이동부재(410, 420)가 정확한 직선운동을 하는 것을 보장하기 위하여 직선왕복운동을 안내하는 경로 제공 수단(500)들을 더 포함한다. 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 이동부재(410, 420) 각각은 2개씩의 경로 제공 수단(500)에 의해 직선왕복운동의 경로 안내를 받고 있으나, 그 개수에 의해 본 발명의 기술적 사상이 제한되지는 않는다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 이동부재의 직선왕복운동을 안내하기 위한 경로 제공 수단을 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 경로 제공 수단(500)은, 제1 또는 제2 이동부재(410, 420)에 장착되어 함께 직선왕복운동을 하는 슬라이딩 부재(510), 및 상기 지지부재(100)에 고정되어 있으며 상기 슬라이딩 부재(510)의 직선왕복운동을 안내하는 가이드 부재(520)를 포함한다.

상기 슬라이딩 부재(510)는, 샤프트(511), 및 이동부재(410, 420)와의 마찰로 인한 소음을 줄이기 위하여 상기 샤프트 양단에 장착되는 제1 완충부(512)를 포함한다.

상기 가이드 부재(520)는, 상기 샤프트(511)가 삽입되는 중공이 형성된 실린더(521), 및 상기 실린더(521)를 상기 지지부재(100)에 고정하기 위한 브래킷(523)을 포함한다. 상기 브래킷(523)은 나사결합에 의해 상기 지지부재(100)와 결합한다. 지지부재(100)의 하면에는 가이드 부재(520)가 삽입될 수 있는 수용부(120)가 형성되어 있어 상기 가이드 부재(520)가 움직임을 방지한다.

한편, 상기 실린더(521)와 상기 브래킷(523) 사이에 제2 완충부(524)를 두어 샤프트(511)의 직선왕복운동에 따른 진동 및 소음을 감소시키는 것이 바람직하다.또한, 실린더(521)에 삽입된 샤프트(511)가 직선왕복운동을 더욱 원활히 할 수 있도록 하기 위하여 마찰력 감소를 위한 베어링(522)이 실린더(521)의 양 말단부에 삽입되는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩 부재(510)는 이동부재(410, 420)의 측면에 형성된 슬라이딩 부재 삽입 홀(421) 및 상기 실린더(521)를 순차적으로 관통함으로써 상기 이동부재(410, 420)에 장착된다. 이어서, 상기 슬라이딩 부재(510)가 상기 슬라이딩 부재 삽입 홀(421)을 통해 이탈하는 것을 방지하기 위하여 고정바(430)로 상기 홀(421)을 폐쇄한다.

한편, 본 발명의 바닥 청소기는 진공 청소부(700)를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진공 청소부(700)는 진공 펌프(710), 및 상기 진공 펌프(710)에 의해 발생하는 음압(negative pressure)을 이용하여 먼지를 흡입하는 진공 흡입부(721, 722)를 포함한다.

상기 진공 흡입부(721, 722)를 통해 인입된 먼지는 제1 연결관(751)을 통해 집진부(730)에 수집된다. 상기 집진부(730)에 유입된 먼지가 상기 진공 펌프(710)로 흘러들어가는 것을 방지하기 위한 필터부(740)가 상기 집진부(730)와 상기 진공 펌프(710) 사이에 위치한다. 한편, 상기 진공 펌프(710)에 의해 발생한 음압은 제2 연결관(752)을 통해 상기 필터부(740)로 전달된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 청소기는 그 일단에 위치한 제1 진공 흡입부(721) 및 그 타단에 위치한 제2 진공 흡입부(722)를 포함한다. 따라서, 바닥 청소기의 중앙에만 1개의 진공 흡입부가 존재하는 종래의 청소기에 비해 구석에 대한 청소를 더욱 잘 수행할 수 있다.

청소기가 자동 모드로 청소 작업을 수행할 수 있도록, 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 청소기는, 청소기를 이동시키기 위한 회전 이동부(800), 장애물을 감지하여 장애물 감지 신호를 출력하는 센서부(930), 및 상기 센서부(930)로부터 상기 장애물 감지 신호를 수신하여 상기 회전 이동부(800)를 제어하는 제어부(910)를 포함한다. 자동 모드의 경우, 상기 제어부(910)는 상기 이동부재(410, 420)의 직선왕복운동을 위한 구동 모터(210) 및 상기 진공 청소부(700)의 진공 펌프(710)도 제어한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 이동부(800)를 구체적으로 나타낸 부분 확대도이다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 이동부(800)는, 바퀴(810), 상기 바퀴를 회전시키는 바퀴 구동부(820), 및 상기 바퀴(810)를 승하강시키기 위한 높이 조절 레바(830)를 포함한다.

상기 회전 이동부(800)는 상기 지지부재(100) 상에 형성된 고정부(450)에 피봇 가능하게 장착된다. 상기 고정부(450)에는 상기 바퀴(810)를 제1 레벨의 높이(바퀴가 바닥과 접촉할 수 있는 높이)로 유지시키기 위한 탄성부재(460)가 결합되어 있다. 상기 바퀴(810)가 제1 레벨의 높이에 위치할 때 상기 높이 조절 레바(830)는 상기 제1 레벨보다 높은 제2 레벨의 높이에 위치하게 된다. 반대로, 상기 높이 조절 레바(830)가 제1 레벨의 높이로 하강할 경우, 상기 바퀴(810)는 제1 레벨보다 높은 제2 레벨의 높이로 상승한다.

선택적으로, 상기 탄성부재(460)는 상기 높이 조절 레바(830)를 제1 레벨의 높이로 유지시키도록 상기 고정부(450)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 높이 조절 레바(830)가 제1 레벨의 높이에 위치할 때 상기 바퀴(810)는 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨의 높이에 위치하게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(30)는 수동 모드 경우 상기 높이 조절 레바(830)를 강제로 제1 레벨 높이의 하강 상태로 유지시킴으로써 상기 바퀴(810)를 제1 레벨보다 높은 제2 레벨 높이의 상승 상태로 유지시킨다.

한편, 자동 모드로 전환될 경우, 상기 연결부(30)가 피봇 회전하면서 상기 높이 조절 레바(830)가 상기 연결부(30)에 형성된 홈에 삽입됨과 동시에 상기 탄성부재(460)의 탄성력에 의해 제1 레벨 높이로 상승하는 것을 허용하고, 그 결과 상기 바퀴(810)가 제1레벨보다 낮은 제2레벨 높이의 상승 상태로 유지되어 바닥 청소기를 이동시킬 수 있게 된다.

본 발명의 바닥 청소기는 물걸레 또는 브러쉬와 같은 청소부재(미도시)를 이동부재(410, 420)에(로부터) 탈부착하기 위한 벨크로(440)를 더 포함한다. 상기 벨크로(440)는 이동부재(410, 420)에 고정된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부재 및 이에 고정되는 벨크로를 나타낸다.

벨크로(440)가 이동부재(410, 420)로부터 떨어져 나가는 것을 방지하기 위하여, 본 발명의 이동부재(410, 420)에는 제1 및 제2 홀(412, 413)이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 홀(412, 413) 사이에는 체결 리브(414)가 존재하게 된다. 벨크로는 제1 홀(412)을 통해 인입된 후 제2 홀(413)을 통해 인출되는 방식으로 이동부재(410, 420)에 각각 결합한다. 따라서, 벨크로는 체결 리브(414)에 의해 고정되어 이동부재(410, 420)으로부터 이탈되는 것이 물리적 힘으로 방지되게 된다. 하나의 벨크로(440)가 복수개의 체결 리브(414)에 의해 고정되는 것이 바람직하다.

이동부재(410, 420)의 양단 각각에는 고정홀(415)이 형성되어 있어, 벨크로(440)의 양단이 상기 고정홀(415)에 각각 인입되어 이동부재(410, 420)의 반대 쪽 면에 고정된다. 벨크로(440)의 양단이 이동부재(410, 420)의 반대 쪽 면에 접착제로 고정될 수도 있으나, 접착제를 이용한 고정은 청소기의 수중 작동이 계속되면서 그 접착력이 약해질 위험이 있으므로 상기 벨크로(440)의 양단은 가압부재(미도시)에 의해 이동부재(410, 420)의 반대 쪽 면에 가압 고정되는 것이 바람직하다.

한편, 제1 및 제2 이동부재(410, 420) 각각의 하면에는 상기 벨크로(440)를 수용하기 위한 그루브(416)가 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바닥 청소기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 예시에 불과한 것으로 본 발명의 권리범위를 한정하지는 않는다.본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 하며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.