상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일측에 토출구가 형성된 전면패널; 상기 토출구의 양측부에 상호 대향배치되는 한쌍의 안내부재; 상기 안내부재의 일측에 삽입되어 슬라이딩하는 상단스토퍼와 하단스토퍼로 이루어져 상기 토출구를 개폐하는 슬라이딩 도어; 및 상기 슬라이딩 도어의 일측에 취부되어 상기 슬라이딩 도어를 구동시키는 구동장치를 포함하고, 상기 안내부재는 길이방향을 따라 단차지게 형성되는 제1안내홈과, 상기 제1안내홈에 연접하여 단차지게 형성되는 제2안내홈이 구비되며, 상기 안내부재의 상기 제1안내홈은 제1단차홈과 제2단차홈으로 단차지게 형성되고, 상기 제2단차홈은 상기 제2안내홈보다 얇게 형성된다.
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상기 구동장치는 랙 기어와 피니언 기어로 이루어지며, 상기 피니언 기어의 일측에는 이와 연동하는 가이드돌기가 구비되고, 상기 랙 기어의 일측에는 상기 가이드돌기가 삽입되어 슬라이딩되는 가이드홈을 가진 가이드레일이 구비된다.
상기 피니언 기어의 상기 가이드돌기는 다단으로 형성되고, 상기 랙 기어의 상기 가이드홈은 상기 가이드돌기에 삽입시켜 슬라이딩가능하게 형성되어 상기 슬라이딩 도어의 방향전환시 상기 가이드홈과 상기 가이드돌기가 면밀착이동하면서 유동간극을 최소화시켜 랙 기어의 흔들림을 저감시킨다.
상기 랙 기어는 방향전환이 이루어지는 접경부에 일정한 탄성력을 갖는 탄성체가 구비되어 상기 피니언 기어와 상기 탄성체가 밀착되면서 상기 랙 기어의 방향전환이 유연하게 이루어진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조번호를 부여하고, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 참조번호를 부여하되, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기용 슬라이딩 도어 개폐장치는 전면패널(1), 안내부재(10), 슬라이딩 도어(7) 및 구동장치를 포함한다.
전면패널(1)은 공기조화기의 전면에 설치되고 일측에 토출구(3)가 형성된다.
안내부재(10)는 상기 전면패널(1)에 형성된 상기 토출구(3)의 양측부에 상호 대향배치되며, 후술될 슬라이딩 도어(7)가 상하 또는 전후로 슬라이딩가능하도록 안내홈(100a)이 형성된다. 도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 안내홈(100a)은 길이방향을 따라 단차지게 형성되는 제1안내홈(111a)과, 상기 제1안내홈(111a)에 연접하여 단차지게 형성된 제2안내홈(111b)으로 이루어진다. 바람직하게는, 상기 제1안내홈(111a)은 제1단차홈(111d)과 제2단차홈(111e)으로 단차지게 형성되고, 상기 제2단차홈(111e)은 상기 제2안내홈(111b)보다 얇게 형성된다. 그리고, 하단스토퍼(7b)가 전후방향으로 이동가능하도록 상기 제2안내홈(111b)에서 연장되어 상기 제1안내홈(111a)과 교차하도록 제3안내홈(111c)이 형성된다(도 4a, 4b, 4c, 4d 참조). 특히, 도 4b, 4c에 도시된 바와 같이 상단스토퍼(7a)가 이동하는 구간과 하단스토퍼(7b)가 이동하는 구간이 명백하게 분리되도록 상기 제1, 제2 및 제3안내홈(111a, 111b, 111c)이 형성된다.
슬라이딩 도어(7)는 상기 전면패널(1)의 후방영역에 결합되어 토출구(3)를 슬라이딩하면서 개폐하고, 상기 슬라이딩 도어(7)의 양측단에는 상기 제1안내홈(111a)에서 슬라이딩가능하도록 단차지게 돌출된 상단스토퍼(7a)와 상기 제2안내홈(111b)에 슬라이딩가능하도록 돌출된 하단스토퍼(7b)가 구비된다. 물론, 상단스토퍼(7a)의 형상도 상기 제1안내홈(111a)에 대응되어 슬라이딩가능하도록 단차지게 형성되고, 하단스토퍼(7b)도 상기 제2 및 제3안내홈(111b, 111c)에 대응되어 슬라이딩가능하도록 형성됨은 자명하다. 또한, 슬라이딩 도어(7)의 후방영역에는 공기의 토출방향을 조절하기 위하여 복수의 그릴(4)이 설치된다.
구동장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 구동모터(17), 랙 기어(13) 및 피니언 기어(14)를 포함한다.
먼저, 피니언 기어(14)는 상기 구동모터(17)의 축(17a)에 고정되고 상기 피니언 기어(14)의 일측에 상기 피니언 기어(14)와 연동하는 가이드돌기(140)가 구비된다. 상기 랙 기어(13)는 일측에 승강용 랙(131)과 이동용 랙(132)이 형성되고, 타측에는 상기 승강용 랙(131)과 상기 이동용 랙(132)에서 직각방향으로 연장되어 형성되는 가이드레일(133)이 구비되고 상기 가이드레일(133)에는 상기 가이드돌기(140)가 삽입된 상태로 슬라이딩되는 가이드홈(134)이 형성된다.
좀더 상세히 설명하면, 피니언 기어(14)의 일측에 단차지게 2단으로 형성된 가이드돌기(140)가 일체로 형성되고, 구동모터(17)의 회전에 따라 상기 피니언 기어(14)와 상기 가이드돌기(140)가 동시에 회전하게 된다. 즉, 상기 가이드돌기(140)는 제1가이드돌기(140a)와 제2가이드돌기(140b)로 구분되고, 상기 제1가이드돌기(140a)의 직경이 상기 제2가이드돌기(140b)의 직경보다 크게 형성된다.
상기 랙 기어(13)는 상기 슬라이딩 도어(7)의 승강이 가능하도록 상하 방향으로 연장된 승강용 랙(131)과, 상기 슬라이딩 도어(7)를 전후 또는 좌우로 이동이 가능하도록 상기 승강용 랙(131)의 일측 끝단에 전후 또는 좌우 방향으로 연장된 이동용 랙(132)으로 구성된다. 이러한 랙 기어(13)의 일측에서 수직으로 연장되어 가이드레일(133)이 형성되고, 상기 가이드레일(133)에는 상기 가이드돌기(140)가 삽입되어 슬라이딩가능하도록 가이드홈(134)이 형성된다. 또한, 상기 가이드홈(134)도 2단으로 형성되고, 상기 제1가이드돌기(140a)가 삽입되어 슬라이딩되는 제1가이드홈(134a)과 상기 제2가이드돌기(140b)가 삽입되어 슬라이딩되는 제2가이드홈(134b)으로 구분되며, 상기 제1 및 제2가이드홈(134a, 134b)에 각각의 제1 및 제2가이드돌기(134a, 134b)가 삽입된다. 그리고, 상기 가이드홈(134)에는 상기 가이드돌기(140)의 방향전환이 이루어지는 절곡부(135)를 가진다. 여기서, 본 발명의 기술분야에 속한 통상의 기술을 가진 자라면 가이드돌기(140) 및 가이드홈(134)의 단수는 다양하게 변형 실시할 수 있을 것이다.
더욱 바람직하게는, 상기 승강용 랙(131)과 상기 이동용 랙(132)이 만나는 접경부(136)에 일정한 탄성력을 갖는 탄성체(137)가 구비되어 상기 피니언 기어(14)와 상기 탄성체(137)가 밀착되면서 상기 랙 기어(13)의 방향전환이 유연하게 이루어지도록 한다. 상기 탄성체(137)는 기어형상을 가진 고무기어가 바람직하다.
이러한 구성으로, 본 발명에 따른 슬라이딩 도어 개폐장치의 안내홈(100a)은 상단스토퍼(7a)가 상하로 이동하는 제1안내홈(111a)과, 상기 제1안내홈(111a)에 연접하여 단차지게 형성되어 하단스토퍼(7b)가 상하 또는 전후방향으로 이동가능하게 형성되는 제2 및 제3안내홈(111b, 111c)을 구비하여 상기 상단스토퍼(7a)와 상기 하단스토퍼(7b)의 이동경로를 완전히 분리함으로써 상기 상단스토퍼(7a) 또는 하단스토퍼(7b)의 이탈을 방지한다.
즉, 상단스토퍼(7a)는 단차지게 형성된 제1안내홈(111a)에 삽입되어 슬라이딩되면서 상하로 이동하게 되고, 하단스토퍼(7b)는 상기 제2안내홈(111b)에 삽입되어 슬라이딩하면서 상하로 이동하게 되고, 제3안내홈(111c)에서 슬라이딩하면서 전후로 이동하게 된다. 이때, 상기 제1안내홈(111a)이 상기 제2 및 제3안내홈(111b, 111c)보다 좁고 깊게 형성하고, 상기 제1안내홈(111a)과 상기 제2안내홈(111b)이 상호단차지게 형성되어 상기 상단스토퍼(7a)의 상하이동이나 상기 하단스토퍼(7b)의 전후 방향으로 이동시 상기 상단스토퍼(7a)나 상기 하단스토퍼(7b)가 이탈되거나 오작동되는 것을 방지하게 된다.
또한, 슬라이딩 도어(7)가 닫힌 상태에서 슬라이딩 도어(7)의 후면에 형성된 구동모터가 작동하는 경우, 상기 하단스토퍼(7b)는 제3안내홈(111c)을 따라 제2안내홈(111b)으로 슬라이딩하면서 이동하게 된다. 이후, 상기 하단스토퍼(7b)가 후방으로 제3안내홈(111c)을 따라 완전히 슬라이딩된 후 상기 하단스토퍼(7b)는 상기 제2안내홈(111b)을 따라 하방으로 이동하게 되고, 동시에 상단스토퍼(7a)도 상기 제1안내홈(111a)을 따라 하방으로 슬라이딩하면서 이동하게 된다. 이때, 제1안내홈이 2단구조로 단차지게 형성되기 때문에 상단스토퍼(7a)의 이탈을 방지하게 되고, 하단스토퍼(7b)의 직경이 제1안내홈(111a)의 폭보다 크게 형성되고 제1단차홈(111d)과 제2단차홈(111e) 사이에 제2 및 제3안내홈(111b, 111c)이 형성되어 상기 상단 및 하단스토퍼(7a, 7b)가 안내홈(111)으로부터 이탈되는 단점을 방지하게 된다.
특히, 상단스토퍼(7a)의 이동상태를 보면 상기 상단스토퍼(7a)는 제1안내홈(111a)의 상부에서 하방으로 이동하다가 하단스토퍼(7b)가 전후방향으로 이동하게 되는 제3안내홈(111c)을 지나게 되는데, 이때 상기 제1안내홈(111a)과 상기 제2안내홈(111b)이 서로 단차지게 형성되어 있기 때문에 상단 및 하단스토퍼(7a, 7b)가 원활하게 하방으로 이동하게 되고, 특히 상단스토퍼(7a)는 제3안내홈(111c)을 경유하여 제2안내홈(111b)과 완전히 분리되어 하방으로 이동하여 제1안내홈(111a)의 하부에서 최종적으로 안착하게 된다.
반대로, 토출구(3)를 닫기 위해 슬라이딩 도어(7)를 상방으로 이동시키도록 구동모터가 작동하게 되면, 슬라이딩 도어가 일정각도 기울어진 상태로 상기 상단 및 하단스토퍼(7a, 7b)가 각각 제1 및 제2안내홈(111a, 111b)을 따라 상방으로 이동하게 되고, 상단스토퍼(7a)가 제1안내홈(111a)의 상단에 걸려 더이상 이동하지 않게 되고, 동시에 하단스토퍼(7b)가 상기 제3안내홈(111c)을 따라 전방으로 이동하게 된다. 이때, 상기 제1안내홈(111a)과 상기 제2 또는 제3안내홈(111b, 111c)이 서로 단차지게 형성되어 있기 때문에 상단스토퍼(7a)가 이탈되거나 오작동되지 않고 원활하게 상방으로 슬라이딩되면서 이동하게 되고, 하단스토퍼(7b)도 상술한 바와 마찬가지로 원활하게 작동하게 된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 랙 기어(13)가 방향전환을 하려할 때, 피니언 기어(14)로부터 랙 기어(13)가 이탈하려는 성질이 더욱 커지게 되고, 이 상태에서 피니언 기어(14)의 가이드돌기(140)와 가이드레일(133)의 절곡부(135) 사이에는 순간적으로 유동간극이 발생하게 되는데 가이드돌기(140)가 가이드홈(134)에 안착된 상태로 방향전환이 이루어지기 때문에 작동이 원활하게 된다. 또한, 2단구조로 형성된 가이드돌기(140)와 가이드홈(134)은 가이드레일(133)의 절곡부(135)에서 발생되는 제1가이드돌기(140a)와 제1가이드홈(134a) 사이의 유동간극보다 제2가이드돌기(140b)와 제2가이드홈(134b) 사이의 유동간극이 훨씬 작기 때문에 피니언 기어(14)로부터 랙 기어(13)의 이탈이 훨씬 작게 된다. 즉, 제2가이드돌기(140b)와 제2가이드홈(134b)이 피니언 기어(14)와 랙 기어(13)의 유동을 최소화시키게 된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 방향전환시 통상적으로 가이드돌기(140)가 절곡부(135)에 완전히 도달한 다음에 방향전환이 이루어지는 것이 아니라 도달 직전에 방향전환이 이루어지게 되는데, 이때 제 2 가이드 돌기(140b)와 제 2 가이드홈(134b) 사이에서 유동간극이 발생하더라도 제 1 가이드돌기(140a)가 제 1 가이드홈(134a)에 L1만큼 강제로 면밀착된 상태로 이동하면서 안정적으로 방향전환이 이루어지게 된다.
특히, 도 6에 도시된 바와 같이, 방향전환시 피니언 기어(14)가 기어형상을 가진 고무기어(137)에 맞물리게 되는데, 상기 고무기어(137)의 탄성력에 의해 상기 고무기어(137)가 변형되면서 상기 피니언 기어(14)에 강하게 밀착되는 것을 도와주게 되며, 이후, 피니언 기어(14)가 고무기어(137) 위를 이동할 때는 자연스럽게 작동하게 된다. 따라서, 방향전환시 상기 랙 기어(13) 및 상기 피니언 기어(14)의 접촉이 안정적이며 소음 및 진동이 최소화된다. 즉, 방향전환시 피니언 기어(14)가 고무기어(137)에 강하게 밀착되어도 고무의 성질인 탄성 및 복원력을 이용하여 고무기어(137) 자체에 피니언 기어(14)가 맞물리기 때문에 소음이 발생되지 않으면서 방향전환시 기어치의 원활한 작동이 가능하게 된다.
따라서, 슬라이딩 도어(7)의 원활한 구동을 위해 랙 기어(13)와 피니언 기어(14)를 이용한 방법을 채택함에 있어 다단으로 단차지게 형성된 가이드홈(134)과 가이드돌기(140)를 가지고 방향전환이 이루어지는 부분에 고무기어(137)를 채택하여 구동시 발생될 수 있는 소음 및 불안정한 구동을 최소화하고, 안내부재(10)의 안내홈(100a)을 단차지게 형성하고 상기 안내홈(100a)에 대응되게 상단 및 하단스토퍼(7a, 7b)를 슬라이딩가능하게 설치함으로써, 상기 슬라이딩 도어(7)가 이탈하는 것을 방지한다.