KR101871057B1

KR101871057B1 - 냉장고

Info

Publication number: KR101871057B1
Application number: KR1020160145995A
Authority: KR
Inventors: 이희준; 조승윤; 김동정; 안승욱
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2018-06-25
Also published as: EP3537069A1; KR20180049724A; US11029078B2; WO2018084657A1; EP3537069A4; CN109891170A; CN109891170B; US20200263918A1; EP3537069B1

Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 사용자가 냉장고의 도어를 용이하게 개방할 수 있는 냉장고에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 저장실을 갖는 캐비닛; 상기 저장실을 좌우에서 개폐하는 좌우 도어; 상기 좌우 도어를 개방하도록 구비되며, 정역 회전하도록 구비되는 단일 모터를 갖는 도어 개방모듈; 그리고 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 도어 개방모듈은, 상기 단일 모터의 구동에 의해서 이동함에 따라 상기 좌우 도어를 각각 개방하도록 구비되는 좌우 랙; 상기 단일 모터의 구동력을 상기 좌우 랙에 선택적으로 전달하는 동력전달장치; 그리고상기 동력전달장치와 연동되어 온/오프 되도록 구비되는 단일 스위치를 포함하고, 상기 제어부는 상기 단일 스위치의 온/오프를 통해 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 정역 구동 및 정지를 제어함을 특징으로 하는 냉장고가 제공될 수 있다.

Description

냉장고{Refrigerator}

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 사용자가 냉장고의 도어를 용이하게 개방할 수 있는 냉장고에 관한 것이다.

냉장고는 캐비닛에 구비된 저장실에 음식물과 같은 대상물을 저온 저장할 수 있는 가전기기이다. 상기 저장실은 단열벽으로 둘러싸이게 되어 상기 저장실 내부는 외부 온도보다 낮은 온도가 되도록 유지된다. 상기 저장실의 온도 대역에 따라 저장실이 냉장실 또는 냉동실로 불릴 수 있다.

사용자는 도어를 통해서 저장실을 개폐한다. 대상물을 저장실에 넣거나 저장실에서 꺼내기 위해서 사용자는 도어를 개방한다. 일반적으로, 상기 도어는 캐비닛에 회전 가능하게 구비되며, 도어와 캐비닛 사이에는 가스켓이 구비된다. 따라서, 도어가 닫힌 상태에서는 가스켓이 도어와 캐비닛 사이에서 밀착되어 저장실의 냉기가 누설되는 것이 방지된다. 이러한 가스켓의 밀착력이 증가될 수록 냉기 누설 방지 효과가 증가될 수 있다.

상기 가스켓의 밀착력을 증가시키기 위하여 상기 가스켓은 고무 자석으로 형성될 수 있으며, 상기 가스켓 내부에 자석이 구비될 수 있다. 그러나 이러한 가스켓의 밀착력이 증가하는 경우에는 그만큼 도어의 개방 시 큰 힘이 필요하다는 것을 의미하게 된다.

최근에는 오토 클로징 기능이 구현된 냉장고가 제공되고 있다. 이러한 오토 클로징 기능은 상기 가스켓의 밀착력, 자력 그리고 스프링에 의한 탄성력 등을 사용하여 냉장고의 도어가 조금 열려 있을 때 자동적으로 냉장고의 도어가 닫히도록 하는 기능을 의미한다. 또한, 오토 클로징 기능은 냉장고가 전방으로 조금 기울어진 경우에도 냉장고의 도어가 저절로 열리지 않도록 하는 기능을 의미한다.

따라서, 최근에 제공되는 냉장고는 이전의 냉장고에 비해서 도어를 개방하는 데 많은 힘이 소요된다. 왜냐하면, 냉장고의 도어를 열기 위해서 가스켓의 밀착력, 자력 그리고 탄성력을 이겨야만 하기 때문이다.

일례로, 사용자가 냉장고의 도어를 개방하기 위해서 6kgf의 힘이 필요할 수 있다. 이러한 힘은 상대적으로 크기 때문에 용이하게 도어를 개방할 수 없게 한다. 그리고 도어를 개방하기 위해 매우 큰 힘이 가해져서 도어가 급격히 열리는 문제도 발생될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 일본 특허 공개번호 JP2015-55130A(이하 선행발명)에서는 랙이 도어를 밀어서 도어를 자동으로 개방하는 도어 개방장치가 개시되어 있다.

상기 선행발명에서는 랙 기어와 맞물려 있는 회전기어가 회전하면서 속도는 증가하고 힘이 감소하는 직선 운동을 발생시킨다. 즉, 랙이 직선 운동을 하는데 속도는 증가하고 힘이 감소하게 된다.

따라서, 랙의 인출 초기에 랙이 도어에 닿기도 전에 힘이 감소하여 도어의 개방 시 효율이 감소하게 된다. 이는 인입된 랙과 상기 도어 사이에 갭이 존재하기 때문이다. 즉, 상기 갭에 의해서 상기 랙이 인출되어 상기 도어에 맞닿을 때까지의 일정 구간에서 랙의 무부하 이동이 발생하기 때문이다.

그러므로, 선행발명에서는 상기 일정 구간만큼 힘이 감소하게 되어 초기 도어를 개방하는 힘이 저하될 수 밖에 없다.

또한, 랙이 상기 일정 구간을 지나 도어에 닿기까지 힘을 유지하기 위해 기어비를 키울 경우 전체적인 속도가 감소하여 도어의 개방 각도가 감소하는 문제가 있다.

단일 모터를 구동하여 좌우 랙을 통해서 좌우 도어를 개방하기 위해서는 현재 좌우 랙의 위치 내지는 상태를 파악하여야 한다. 즉, 좌우 도어 각각의 열림 유무를 파악하고 추가로 좌우 랙들이 모두 인입된 초기 위치를 파악하여야 한다.

상기 선행기술에서는 이를 위하여, 좌우 두 개의 스위치를 사용하고 있다. 일례로, 초기 위치(좌우 도어가 모두 닫힌 상태)에서는 좌측 스위치 오프, 우측 스위치 오프이며, 좌측 랙 인출 상태(좌측 도어만 개방되는 상태)에서는 좌측 스위치 오프, 우측 스위치 온이다. 우측 랙 인출 상태(좌측 도어 개방 후 우측 도어가 개방되는 상태)에서는 좌측 스위치 온, 우측 스위치 오프이다. 그리고 어느 하나의 랙이 인출된 상태에서 모터의 구동이 정지된 상태에서는 좌측 스위치 온, 우측 스위치 온이다.

따라서, 두 개의 스위치를 사용하여야 하므로 도어 개방모듈의 구조가 복잡하며, 그리고 두 개의 스위치에서 스위칭 변화의 빈도가 잦아서 스위치의 수명이 단축될 수 있으며, 이로 인해 도어 개방모듈의 신뢰성이 저하될 수 있다.

본 발명은 기본적으로 전술한 종래 냉장고의 문제와 선행 발명의 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 자동으로 도어가 개방될 수 있는 각도를 증가시켜 사용자의 편의를 증가시킬 수 있는 냉장고를 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 종래 도어 개방모듈의 구성을 용이하게 변경하면서도 매우 효과적으로 구현할 수 있는 도어 개방모듈 및 이를 포함하는 냉장고를 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 도어 개방모듈에서 인출된 랙이 도어 개방을 시작할 때까지 속도와 힘을 유지할 수 있는 냉장고를 제공하고자 한다. 이를 통해, 도어의 자동 개방 각도를 키울 수 있는 냉장고를 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 도어가 자동으로 열리는 각도가 커짐에 따라 열림 속도가 증가하는 냉장고를 제공하고자 한다. 따라서, 도어의 열림 가속도에 의해서 도어가 관성으로 더욱 개방될 수 있는 냉장고를 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 도어의 초기 개방을 위한 힘의 크기가 유지되어 도어가 자동으로 열리는 각도를 증가시킬 수 있는 냉장고를 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 단일 스위치를 적용하여 좌측 도어와 우측 도어를 순차적으로 개방할 수 있는 냉장고 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 단일 스위치를 적용하여 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치를 효과적으로 파악할 수 있는 냉장고 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 스위치 개수를 줄여 부품 최소화에 의해 제조 비용 절감이 가능하고 스위칭 빈도를 줄여 스위치의 신뢰성 및 도어 개방 모듈의 신뢰성이 증진될 수 있는 냉장고를 제공하고자 한다.

전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 저장실을 갖는 캐비닛; 상기 저장실을 좌우에서 개폐하는 좌우 도어; 상기 좌우 도어를 개방하도록 구비되며, 정역 회전하도록 구비되는 단일 모터를 갖는 도어 개방모듈; 그리고 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 도어 개방모듈은, 상기 단일 모터의 구동에 의해서 이동함에 따라 상기 좌우 도어를 각각 개방하도록 구비되는 좌우 랙; 상기 단일 모터의 구동력을 상기 좌우 랙에 선택적으로 전달하는 동력전달장치; 그리고 상기 동력전달장치와 연동되어 온/오프 되도록 구비되는 단일 스위치를 포함하고, 상기 제어부는 상기 단일 스위치의 온/오프를 통해 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 정역 구동 및 정지를 제어함을 특징으로 하는 냉장고가 제공될 수 있다.

상기 동력전달장치는, 상기 모터의 구동에 의해서 회전하는 중앙 기어; 그리고 상기 중앙 기어의 좌우에서 선택적으로 상기 중앙 기어와 맞물리는 좌우 간헐 기어를 포함함을 특징으로 하는 냉장고가 제공될 수 있다.

상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서, 상기 중앙 기어는 일방향 회전 시 상기 우측 간헐 기어와 맞물리며 타방향 회전시 상기 좌측 간헐 기어와 맞물리도록 구비될 수 있다.

상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서, 상기 중앙 기어의 시계방향 180도 미만의 회전 구간에서, 상기 중앙 기어는 상기 우측 간헐 기어와 맞물리고 상기 좌측 간헐 기어와 맞물리지 않도록 구비될 수 있다.

상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서, 상기 중앙 기어의 반시계방향 180도 미만의 회전 구간에서, 상기 중앙 기어는 상기 좌측 간헐 기어와 맞물리고 상기 우측 간헐 기어와 맞물리지 않도록 구비됨이 바람직하다.

상기 동력전달장치는 상기 중앙기어와 동일 회전 중심을 갖고 회전하는 캠을 포함하고, 상기 단일 스위치는 상기 캠에 의해 가변되는 변위에 따라서 온/오프되도록 구비될 수 있다.

상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서 상기 캠과 상기 스위치가 접촉된 캠 초기 위치를 중심으로, 상기 캠은 좌우 형상이 다르게 형성될 수 있다.

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상기 캠은, 상기 캠 초기 위치에서 시계 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 스위치의 온 구간, 오프 구간 그리고 온 구간으로 형성되며, 상기 캠 초기 위치에서 반시계 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 스위치의 오프 구간, 온 구간 그리고 오프 구간으로 형성됨이 바람직하다.

상기 제어부는, 상기 단일 스위치의 온/오프 변화를 통하여, 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 구동을 제어함이 바람직하다.

상기 제어부는, 상기 좌우 랙이 순차적으로 이동하도록 상기 단일 모터의 구동을 제어함이 바람직하다.

상기 제어부는, 상기 좌우 랙 중 어느 하나가 인출 및 복귀 후 다른 하나가 인출 및 복귀되도록 상기 단일 모터의 구동을 제어함이 바람직하다.

상기 동력전달장치는, 상기 단일 모터의 구동력을 정속 구간과 가속 구간으로 구분하여 상기 좌우 랙으로 전달하도록 구비될 수 있다.

상기 정속 구간은 상기 좌우 랙의 인출 초기에 정속으로 이동하는 구간이며, 상기 가속 구간은 상기 정속 구간 이후 상기 좌우 랙의 인출 속도가 증가하는 구간일 수 있다.

상기 정속 구간에서 상기 도어를 개방하는 힘은 일정하며, 상기 가속 구간에서 상기 도어를 개방하는 힘이 감소될 수 있다.

상기 동력전달장치는 감속 기어와 상기 감속 기어와 맞물리도록 상기 랙에 구비되는 랙 기어를 포함할 수 있다.

상기 감속 기어는, 회전 중심에서 일정한 반경을 갖는 복수 개의 정속 기어치와 회전 중심에서 반경이 점차 증가하는 복수 개의 가속 기어치를 포함하고, 상기 랙 기어는, 상기 정속 기어치와 맞물리는 복수 개의 직선 기어치와 상기 가속 기어치와 맞물리는 복수 개의 사선 기어치를 포함함이 바람직하다.

전술한 목적을 구현하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 저장실을 갖는 캐비닛; 상기 저장실을 좌우에서 개폐하는 좌우 도어; 정역 회전하도록 구비되는 단일 모터; 상기 단일 모터의 구동에 의해서 회전하도록 구비되는 중앙 기어; 상기 중앙 기어에 구비되고 좌우 비대칭으로 형성된 캠; 상기 캠의 고저에 따라 온/오프되는 단일 스위치; 상기 중앙 기어가 회전함에 따라 이동하여 상기 좌우 도어를 각각 개방하도록 구비되는 좌우 랙; 그리고 상기 단일 스위치의 온/오프를 통해 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 냉장고가 제공될 수 있다.

상기 제어부는 상기 단일 스위치의 온/오프 변화를 통해 상기 중앙 기어가 한바퀴 이하로 회전되도록 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어함이 바람직하다.

상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기위치에서 상기 캠과 상기 스위치가 접촉된 캠 초기 위치를 중심으로, 상기 캠은 비대칭으로 형성됨이 바람직하다.

상기 제어부는, 상기 단일 스위치의 온/오프 변화를 통하여, 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어함이 바람직하다.

상기 좌우 도어 중 적어도 어느 하나가 개방된 상태에서 상기 냉장고에 전원이 인가되면, 상기 제어부는, 상기 단일 스위치의 온/오프 변화를 통해 상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기위치가 되도록 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 좌우 도어가 모두 닫힌 상태에서 상기 좌우 도어의 개방 입력이 인가되면, 상기 좌우 랙 중 어느 하나가 인출 후 인입되도록 상기 단일 모터가 정방향 구동 후 역방향 구동되도록 제어하고, 이후 상기 좌우 랙 중 다른 하나가 인출 후 인입되도록 상기 단일 모터가 역방향 구동 후 정방향 구동되도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 자동으로 도어가 개방될 수 있는 각도를 증가시켜 사용자의 편의를 증가시킬 수 있는 냉장고를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 종래 도어 개방모듈의 구성을 용이하게 변경하면서도 매우 효과적으로 구현할 수 있는 도어 개방모듈 및 이를 포함하는 냉장고를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 도어 개방모듈에서 인출된 랙이 도어 개방을 시작할 때까지 속도와 힘을 유지할 수 있는 냉장고를 제공하고자 한다. 이를 통해, 도어의 자동 개방 각도를 키울 수 있는 냉장고를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 도어가 자동으로 열리는 각도가 커짐에 따라 열림 속도가 증가하는 냉장고를 제공할 수 있다. 따라서, 도어의 열림 가속도에 의해서 도어가 관성으로 더욱 개방될 수 있는 냉장고를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 도어의 초기 개방을 위한 힘의 크기가 유지되어 도어가 자동으로 열리는 각도를 증가시킬 수 있는 냉장고를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 단일 스위치를 적용하여 좌측 도어와 우측 도어를 순차적으로 개방할 수 있는 냉장고 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 단일 스위치를 적용하여 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치를 효과적으로 파악할 수 있는 냉장고 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예를 통하여, 스위치 개수를 줄여 부품 최소화에 의해 제조 비용 절감이 가능하고 스위칭 빈도를 줄여 스위치의 신뢰성 및 도어 개방 모듈의 신뢰성이 증진될 수 있는 냉장고를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고의 모습을 도시하고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도어 개방모듈이 장착된 냉장고에서 도어 개방모듈의 내부를 도시하고,
도 3은 본 발명의 일실시예에서 도어와 도어 개방모듈 사이의 모습을 도시하고,
도 4는 도어 개방모듈 내부의 평면도,
도 5는 도어 개방모듈 내부의 사시도,
도 6은 랙과 감속 기어의 구조 및 이들 사이의 힘과 속도의 전달 관계를 도시하고,
도 7은 우측 도어의 개방 과정을 도시하고,
도 8은 좌측 도어의 개방 과정을 도시하고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도어 개방 모듈의 분해 사시도,
도 10은 도 9에 도시된 모터 어셈블리의 분해 사시도,
도 11은 도 9에 도시된 도어 개방 모듈의 내부 평면도,
도 12는 도 9에 도시된 중앙 기어의 위치와 스위치의 스위칭 관계를 도시하고,
도 13은 도 9에 도시된 중앙 기어의 정역 회전 각도 구간에 따른 스위칭 변화와 좌우 랙의 현재 상태 및 초기 위치 사이의 상관 관계를 도시하고,
도 14는 우측 도어의 개방 과정에서 스위칭 변화의 과정을 도시하고,
도 15 내지 도 17은 우측 도어의 개방 과정에서 도어 개방모듈의 모습을 도시하고,
도 18은 좌측 도어의 개방 과정에서 스위칭 변화의 과정을 도시하고,
도 19 내지 도 21은 좌측 도어의 개방 과정에서 도어 개방모듈의 모습을 도시하고,
도 22는 좌우 도어의 개방 과정의 플로우차트,
도 23은 초기화 과정의 플로우차트, 그리고
도 24는 초기 위치 탐색의 플로우차트이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고의 사시도이다. 일례로, 상부 냉장실(111)을 개폐하는 두 개의 도어와 하부 냉동실(112)을 개폐하는 두 개의 도어가 구비된 형태가 도시되어 있다. 그리고 상부 냉장실(111)과 하부 냉동실(112)이 격벽(11)에 의해서 상하로 구획된 예가 도시되어 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 냉장고는 저장실을 갖는 캐비닛(10)을 포함하고, 상기 캐비닛(10)에 구비되는 도어(12)를 포함할 수 있다. 상기 도어(12)를 통해서 캐비닛에 의해서 형성되는 저장실이 개폐될 수 있다. 따라서, 상기 냉장고는 상기 캐비닛(10)과 도어(12)에 의해서 외형이 형성될 수 있다.

사용자는 상기 냉장고의 전방에서 상기 냉장고를 사용하므로, 상기 도어는 냉장고의 전방에 위치된다.

일례로, 냉장실(111)을 개폐하기 위한 냉장실 도어(13)가 구비될 수 있다. 상기 냉장실 도어(13)는 좌우 도어(15, 14)로 구비될 수 있다. 그리고, 냉동실(112)를 개폐하기 위한 냉동실 도어(16)가 구비될 수 있다. 상기 냉동실 도어(16)는 좌우 도어(18, 17)로 구비될 수 있다.

상기 도어(12)는 도어 힌지(114)를 통해서 회전 가능하게 구비될 수 있다. 즉, 상기 도어 힌지(114)를 통해서 상기 도어(12)가 캐비닛에 대하여 회전 가능하게 구비될 수 있다.

사용자는 상기 도어(12)를 잡고 도어를 열고 닫게 된다. 이를 위해서, 상기 도어에는 핸들이 구비된다. 도 1에는 각각의 도어(14, 15, 17, 18)에 각각 핸들(14c, 15c, 17c, 18c)가 구비된 예가 도시되어 있다.

도시된 냉장고는 이중 도어 냉장고의 일례이다. 저장실을 개폐하는 냉장실 도어(13)가 이중으로 형성된 도어이다. 일례로 우측 냉장실 도어(14)는 메인 도어(14a)와 서브 도어(14b)를 포함할 수 있다.

메인 도어(14a)와 서브 도어(14b)를 핸들(14c)를 잡고 함께 개방하면 냉장실(111)로 접근할 수 있다. 서브 도어(14b)만 개방하는 경우에는 메인 도어(14a)에 형성된 서브 저장실로 접근할 수 있다.

서브 도어(14b) 개방을 위해서는 도어 버튼(14d)가 구비될 수 있다. 그리고 서브 도어는 서브 힌지(114a)를 통해서 메인 도어(14)에 회전 가능하게 구비될 수 있다.

우측 도어(14)와 마찬가지로 좌측 도어(15)도 이중으로 형성될 수 있다. 따라서, 좌측 도어(15)는 메인 도어(15a), 서브 도어(15b) 그리고 도어 버튼(15d)를 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 냉장고는 좌측 도어(15)와 우측 도어(14)를 자동으로 개방하기 위한 도어 개방모듈(100)을 포함한다. 상기 도어 개방 모듈(100)은 캐비닛(100) 상부에 위치하며, 좌측 도어(15)와 우측 도어(14)의 상부를 밀어서 이들을 자동으로 개방할 수 있다. 상기 냉장고는 미도시된 센서나 입력 수단 등을 통하여 사용자의 도어 개방 의도를 파악하여 자동으로 도어를 개방하도록 할 수 있다.

도 2는 본 냉장고의 캐비닛(10) 상부에 장착된 도어 개방모듈(100)의 내부 모습을 도시하고 있다.

도어 개방모듈(100)은 하우징(110)을 포함하고 상기 하우징(110)이 캐비닛(10)에 장착됨으로써 도어 개방모듈(100)이 캐비닛에 장착될 수 있다.

하우징(110) 내부에는 모터 어셈블리(120), 동력전달장치(200) 그리고 좌우 랙(130)이 구비될 수 있다. 좌우 랙(130)은 모터 어셈블리(120)의 구동 및 동력전달장치(200)를 통한 구동력 전달에 의해서 인출 및 인입될 수 있다.

좌측 랙의 인출로 좌측 도어(15)가 개방될 수 있고, 우측 랙의 인출로 우측 도어(14)가 개방될 수 있다.

도 3 내지 도 5를 통해서 본 발명의 일실시예에 따른 도어 개방모듈(100)에 대해서 상세히 설명한다.

구동력을 발생하기 위한 모터 어셈블리(120)가 도어 개방모듈(100)의 하우징(110) 내부에 수용될 수 있다. 모터 어셈블리(120)는 모터(121)를 수용하는 모터 하우징(122)을 포함한다. 상기 모터(121)의 구동은 웜 기어(180)을 통해서 외부로 전달될 수 있다.

상기 모터 하우징은 방진부재(125)를 통해서 장착될 수 있다.

상기 모터(121)의 구동력은 최종적으로 좌우 랙(130)의 작동으로 전환된다. 따라서, 모터와 좌우 랙(130) 사이에는 동력전달장치(200)가 구비된다. 상기 웜 기어(180)도 동력전달장치(200)의 일 구성이라 할 수 있다.

상기 동력전달장치(200)는 중앙 기어(150)를 포함할 수 있다. 그리고 중앙 기어(150)와 웜 기어(180) 사이에는 연결 기어(170)이 구비될 수 있다. 상기 모터(121)의 정역 구동에 의해서 상기 중앙 기어(150)도 정역회전할 수 있다.

상기 동력전달장치(200)는 상기 중앙 기어(150)를 중심으로 좌우 대칭되도록 구비될 수 있다. 일례로, 중앙 기어(150)가 작동할 때 중앙 기어(150)의 우측 구성들만 작동하면 우측 랙(130)이 인출 및 인입될 수 있다. 그리고 중앙 기어(150)의 좌측 구성들만 작동하면 좌측 랙(130)이 인출 및 인입될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따르면 단일 모터 또는 모터 어셈블리를 통해서 좌우 랙 모두를 작동시킬 수 있다.

상기 좌우 랙(130)은 순차적으로 구동될 수 있다. 일례로, 좌측 랙이 인출된 후 인입되고 나서 우측 랙이 인출된 후 인입될 수 있다. 그 반대일 수도 있다.

좌측 랙의 인출은 모터의 정방향 구동에 의해 발생되고 좌측 랙의 인입은 모터의 역방향 구동에 의해 발생될 수 있다. 그리고 모터의 역방향 구동에 의해서 우측 랙이 인출되고 모터의 정방향 구동에 의해 우측 랙이 인입될 수 있다.

따라서, 모터의 정방향 구동에서 좌측 랙의 인출과 우측 랙의 인입이 발생되며, 모터의 역방향 구동에서 좌측 랙의 인입과 우측 랙의 인출이 발생된다. 그러나, 좌측 랙의 인출과 우측 랙의 인입은 동시에 발생되지 않는다. 물론 좌측 랙의 인입과 우측 랙의 인출도 동시에 발생되지 않는다.

냉장고의 제어부는 현재의 도어 개방모듈의 상태를 파악하여 상기 모터의 구동을 제어하게 된다. 즉, 현재의 모터의 정방향 구동 및 역방향 구동으로 인해 어떠한 랙이 어떻게 이동되고 있는지 파악할 수 있게 된다. 이에 대한 사항은 후술한다.

모터의 정역방향 구동에 의해서, 중앙 기어도 정역방향 구동을 한다. 상기 중앙 기어(150)의 좌우에는 각각 간헐 기어(160)가 구비된다. 상기 중앙 기어의 구동에 의해서 좌우 간헐 기어(160) 중 어느 하나의 간헐 기어(160)만 구동될 수 있다.

일례로, 중앙 기어가 반시계방향으로 180도 회전할 때 우측 간헐 기어(160)가 시계 방향으로 180도 회전하여 우측 랙(130)을 인출시킬 수 있다. 그리고 중앙 기어가 시계방향으로 180도 회전할 때 우측 간헐 기어(160)가 반시계 방향으로 180도 회전하여 우측 랙(130)을 인입시킬 수 있다.

우측 랙의 인출과 인입이 종료되며, 상기 중앙 기어(150)는 반시계 방향으로 180도 더 회전할 수 있다. 이때에는 좌측 간헐 기어(160)가 시계방향으로 회전하여 좌측 랙(130)을 인입시킬 수 있다. 그리고 중앙 기어(150)가 시계방향으로 180도 회전하면, 좌측 간헐 기어(160)가 반시계방향으로 회전하여 우측 랙(130)을 인입시킬 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 랙(130)이 인입된 상태에서 랙 커버(135)와 도어(14, 15) 사이에는 갭(D)이 형성된다. 상기 갭(D)은 도어와 캐비닛 사이의 가스켓에 의해 발생될 수 있다. 이러한 갭은 대략 9mm 정도로 형성될 수 있다.

도어를 개방하는 힘은 초기에 가장 많이 필요하다. 정지 마찰력, 가스켓의 밀착력, 도어의 정지 관성 등을 극복하고 도어를 개방하여야 하기 때문이다.

그러나, 전술한 갭(D)에 의해서 랙(130)의 인출 초기에는 랙(130)이 도어를 밀지 못하게 된다. 다시 말하면 랙(130)이 상기 갭(D)만큼 인출되는 동안 랙(130)은 전혀 도어를 밀지 못하게 된다.

따라서, 랙의 초기 인출 후 랙이 도어를 밀어서 도어가 개방될 때까지 충분한 힘이 유지되어야 함이 바람직하다. 즉, 랙의 인출력이 지속적으로 유지되어야 함이 바람직하다.

본 실시예에서는, 모터의 구동력을 정속 구간과 가속 구간으로 구분하여 랙으로 전달하는 동력전달장치를 포함한다. 모터의 구동력은 기어 맞물림으로 랙으로 전달될 수 있다. 따라서, 랙(130)에도 랙 기어(131)가 형성됨이 바람직하다.

상기 정속 구간은 상기 도어 개방모듈의 작동 초기에 상기 랙이 정속으로 이동하는 구간이다. 그리고 상기 가속 구간은 상기 작동 초기 이후 상기 랙이 가속으로 이동하는 구간이다. 즉, 정속 구간은 랙이 도어를 밀어 도어가 개방된 직후까지의 구간일 수 있으며, 가속 구간은 도어가 개방된 직후부터 도어의 개방 각도가 증가하는 구간이라 할 수 있다. 여기서, 상기 도어가 개방된 직후는 가스켓의 밀착력이 해제된 직후라 할 수 있다. 즉, 정속 구간은 가스켓의 밀착력이 해제되는 도어 개방 각도까지의 구간이라 할 수 있다.

이러한 정속 구간과 가속 구간의 형성을 위해서 상기 동력전달장치(200)는 감속 기어(140)를 포함하며, 상기 감속 기어(140)에 맞물리는 랙 기어(131)가 랙(130)에 형성될 수 있다.

상기 감속 기어(140)는 회전 중심(143)에서 일정한 반경을 갖는 복수 개의 정속 기어치(141)와 회전 중심(143)에서 반경이 점차 증가하는 복수 개의 가속 기어치(142)를 포함할 수 있다.

상기 랙 기어(131)는 상기 정속 기어치(141)와 맞물리는 복수 개의 직선 기어치(132)와 상기 가속 기어치(142)와 맞물리는 복수 개의 사선 기어치(133)을 포함할 수 있다.

상기 감속 기어(140)와 랙 기어(131)를 통한 랙의 이동 속도 및 힘의 변화에 대한 상세한 사항은 후술한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 감속 기어(145)는 전달기어(145)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 감속 기어(145)는 전달기어(145)와 함께 회전하도록 구비될 수 있다. 상기 전달기어(145)는 간헐 기어(160)와 맞물리도록 구비될 수 있다.

한편, 웜 기어(180)와 중앙 기어(150) 사이에도 동력 전달을 위한 전달 기어(170)가 구비될 수 있다.

하우징(110)은 복수 개의 방진부재(115)를 통해서 캐비닛에 고정될 수 있다. 상기 하우징(110)에는 통공(115)이 형성될 수 있다. 상기 통공(115)을 통해서 방진부재(115)가 하우징에 장착될 수 있다.

전술한 바와 같이, 단일 중앙 기어(190)의 회전 방향 및 회전 각도에 따라서 좌우 랙 각각의 인출 및 인입이 달라진다. 단일 모터는 단순히 정역회전을 수행할뿐 특정 시점에서의 정회전이나 역회전이 특정 랙의 인입 내지는 인출인지 판단할 수 없다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 단일 중앙 기어(190)의 회전 각도 내지는 현재 상태를 판단하기 위한 스위치(190)가 구비될 수 있다. 상기 스위치(190)는 중앙 기어(190)의 회전 위치에 따라서 온/오프 신호를 발생시킬 수 있다. 이러한 온/오프 신호의 변화를 통해서 중앙 기어(190)의 회전 위치를 파악할 수 있다.

이하에서는, 도 6을 참조하여 랙(130)의 정속 구간 이동 및 가속 구간 이동 사이에서 힘의 변화에 대해서 상세히 설명한다.

랙(130)이 정속으로 이동할 때에는 랙(130)에 가해지는 힘은 일정하다. 즉, 모터의 구동력이 일정하게 랙(130)에 전달된다. 이를 통해서 랙(130)은 정속 구간 동안 일정한 힘으로 도어를 밀 수 있다.

랙(130)이 가속으로 이동할 때에는 랙(130)에 가해지는 힘은 감소된다. 즉, 속도가 증가함에 따라 랙을 통해서 도어를 미는 힘이 감소하게 된다.

따라서, 랙(130)의 정속 구간 및 가속 구간 이동이 가능하도록 독특한 형태의 기어 구조가 필요하게 된다.

먼저, 감속 기어(140)에는 복수 개의 정속 기어치(141a 내지 141e)가 구비된다. 이러한 정속 기어치는 회전 중심에서 동일한 반경을 갖도록 구비된다.

상기 정속 기어치와 대응되도록 랙 기어에는 복수 개의 직선 기어치(132a 내지 132a)가 구비된다. 상기 직선 기어치는 상기 정속 기어치의 회전 중심에서 접선 방향을 따라서 형성될 수 있다.

따라서, 상기 정속 기어치와 직선 기어치가 맞물려서 구동되는 동안 상기 랙은 정속으로 이동하게 된다. 물론, 이는 감속 기어(140)가 일정한 속도로 회전됨을 전제로 한다. 이러한 정속 구간에서는 랙에 가해지는 힘이 일정하게 된다. 그러므로, 랙이 인출되는 시작 시점으로부터 특정 시점까지 정속 구간을 형성할 수 있다. 즉, 랙이 도어를 밀어낼 때까지 정속 구간을 형성할 수 있다. 이를 통해서 효율 증진 및 도어 개방모듈의 신뢰성을 증진시킬 수 있다.

도어가 일단 개방되면, 즉 가스켓의 밀착력이 해제되면 도어를 개방하는데 필요한 힘은 감소된다. 따라서, 랙이 도어를 밀어내는 힘은 감소됨이 바람직하다.

반면에 도어가 개방되는 속도는 증가됨이 바람직하다. 왜냐하면, 도어의 개방속도가 느린 경우 사용자가 도어의 개방 종료까지 지루하게 기다려야 하는 문제가 있다.

따라서, 일단 도어가 개방되면 도어의 개방 각도는 빠르게 증가되도록 함이 바람직하다.

본 실시예에서는 정속 구간 후 가속 구간을 형성하여 도어의 개방 각도가 빠르게 증가되도록 할 수 있다. 즉, 상기 가속 구간에서는 랙(130)의 인출 속도를 증가킬 수 있다.

감속기어(140)는 회전 중심에서 반경이 점차 증가하는 복수 개의 가속 기어치(142a 내지 142k)를 포함한다. 이러한 복수 개의 가속 기어치를 갖는 기어를 노틸러스(nautilus) 기어라 명명할 수 있다. 그리고 상기 가속 기어치에 대응되어, 상기 랙 기어에는 복수 개의 사선 기어치(133a 내지 133l)가 구비된다.

상기 가속 기어치와 사선 기어치가 맞물려 회전하면 랙의 인출 속도는 점차 증가한다. 그러나 랙으로 전달되는 힘은 점차 감소하게 된다. 따라서, 도어가 일단 개방되고 나면 개방 각도는 더욱 빨리 증가하게 된다.

도 7은 우측 랙의 인출 및 인입으로 우측 도어가 개방되는 과정을 도시하고 있다.

좌우 도어가 모두 닫힌 초기 상태(도 7(a))에서 좌우 랙은 모두 인입된 상태이다. 모터가 일방향으로 구동하여 중앙 기어가 일방향으로 회전하면, 랙은 인출되기 시작한다(도 7(b)). 즉, 우측 랙의 인출 초기에는 정속 구간이 형성되며 정속 구간 동안 가스켓의 밀착력이 해제된다.

정속 구간은 가스켓의 밀착력이 해제되는 정도로 도어가 개방될 때까지 수행된다(도 7(c)). 이 때의 도어 개방 각도는 대략 4도일 수 있다. 정속 구간이 종료되면, 가속 구간(도 7(d))가 수행되어 도어의 개방 각도가 증가된다. 이때, 우측 랙의 인출 속도는 증가하므로 도어의 개방 속도 또한 증가하게 된다.

랙의 인출이 종료되면 도어는 개방 속도 증가에 의한 관성력에 의해서 더욱 더 개방될 수 있다(도 7(e)). 따라서, 최종적으로 도어 개방모듈을 통한 도어 개방 각도가 증가될 수 있다. 랙의 인출 종료 후 기설정된 시간 동안 도어 개방모듈의 작동은 정지된 후 랙의 인입이 수행된다.

랙의 인입 과정에서 속도 및 힘의 변화는 인출 과정과 동일하다. 도어가 개방된 상태에서 랙이 천천이 인입되는 경우 시각적으로 바람직하지 않다. 따라서, 랙이 인출된 후 빠르게 인입되도록 함이 바람직하다. 즉, 가속 구간을 통해서 랙이 빠르게 인입될 수 있다. 그리고 랙의 인입이 완료되기 직전에는 정속 구간을 통해서 랙의 인입이 안정적으로 종료될 수 있다.

도 8은 좌측 랙의 인출 및 인입으로 좌측 도어가 개방되는 과정을 도시하고 있다. 도어 개방모듈이 우측 도어를 개방한 후 좌측 도어를 개방하는 경우를 도시하고 있다. 따라서, 좌측 도어가 개방되기 전에 우측 도어는 개방된 상태이며 우측 랙은 인입된 상태이다.

우측 도어가 열리고 좌측 도어가 닫힌 초기 상태(도 8(a))에서 좌우 랙은 모두 인입된 상태이다. 모터가 타방향으로 구동하여 중앙 기어가 타방향으로 회전하면, 좌측 랙은 인출되기 시작한다(도 8(b)). 즉, 좌측 랙의 인출 초기에는 정속 구간이 형성되며 정속 구간 동안 가스켓의 밀착력이 해제된다.

정속 구간은 가스켓의 밀착력이 해제되는 정도로 도어가 개방될 때까지 수행된다(도 8(c)). 이 때의 도어 개방 각도는 대략 4도일 수 있다. 정속 구간이 종료되면, 가속 구간(도 8(d))가 수행되어 도어의 개방 각도가 증가된다. 이때, 좌측 랙의 인출 속도는 증가하므로 도어의 개방 속도 또한 증가하게 된다.

랙의 인출이 종료되면 도어는 개방 속도 증가에 의한 관성력에 의해서 더욱 더 개방될 수 있다(도 8(e)). 따라서, 최종적으로 도어 개방모듈을 통한 도어 개방 각도가 증가될 수 있다. 랙의 인출 종료 후 기설정된 시간 동안 도어 개방모듈의 작동은 정지된 후 랙의 인입이 수행된다.

전술한 실시예를 통해서, 도어 개방모듈은 단일 모터에 의해서 좌우 도어를 개방할 수 있다. 이를 위해서 도어 개방모듈이 캐비닛에 장착되었다.

그러나, 상기 도어 개방모듈은 단일 모터에 의해서 어느 하나의 도어만 개방하도록 구비될 수 있다. 일례로 우측 도어만 개방하도록 구비될 수 있다. 이 경우, 하나의 랙만 구비될 수 있다. 하나의 도어만 개방하는 경우, 도어 개방모듈은 캐비닛이 아닌 도어에 장착될 수 있다. 그리고 중앙 기어와 상기 중앙 기어와 좌우에 구비되는 간헐 기어 등의 구조들도 생략될 수 있다.

도어에서 후방으로 인출되는 랙은 캐비닛을 밀게 된다. 따라서, 도어가 개방될 수 있다. 물론, 이 경우에도 도어와 캐비닛 사이에 갭이 형성되므로 정속 구간 및 가속 구간을 갖는 동력전달장치가 적용됨이 바람직할 것이다.

이하에서는 도 9 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도어 개방모듈에 대해서 상세히 설명한다. 전술한 실시예와 동일한 구성은 동일 도면 부호를 부여하고 중복되는 설명은 생략한다.

본 실시예에서는 동력전달장치(200)의 구성이 더욱 단순화될 수 있다. 일례로, 전술한 실시예에서 간헐 기어(160)와 전달 기어(145)가 별도로 구비된 것은 본 실시예에서는 일체로 적용할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는 간헐 기어와 감속 기어가 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 하나의 기어(좌우 대칭인 경우 두 개의 기어)를 생략할 수 있어서 컴팩트한 도어 개방모듈을 구현하는 것이 가능하다. 따라서, 모듈 사우징의 사이즈도 작아지게 된다.

하우징 내부에는 브릿지(185)가 구비될 수 있으며, 내부 전선들이 브릿지(185)를 통해 위치가 고정될 수 있다.

도 9 및 도 11에는 스위치(190) 구조가 명확히 도시되어 있다.

스위치(190)는 스위치 소자(193)와 상기 스위치 소자를 스위칭하기 위한 레버(192)를 포함한다. 상기 레버(192)는 중심을 기준으로 일단이 상승하면 타단이 하강하며 일단이 하강하면 타단이 하강하도록 형성될 수 있다.

상기 스위치 소자(193)는 상기 레버(192)의 일단에 의해서 선택적으로 스위칭되도록 구비될 수 있다. 상기 스위치(190)는 레버 고정을 위한 레버 홀더(194)와 스프링(191)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 단일 스위치(190)의 스위칭 신호의 변화, 일례로 온/오프 변화를 통해서 단일 모터를 통해 좌우 도어를 순차적으로 제어할 수 있다.

상기 레버(192)의 타단은 중앙 기어(150)에 구비되는 캠(152)과 접촉하도록 구비될 수 있다. 즉, 캠의 회전에 따른 고저의 변화를 감지하도록 구비될 수 있다. 상기 레버(192)의 타단에서 고저 변화가 발생되며 이는 레버(192)의 일단의 고저 변화로 전환된다. 상기 레버(192)의 고저 변화는 스위칭 신호의 변화를 발생시킨다. 일례로 스위치를 누르는 온 신호 그리고 스위치를 누르지 않는 오 신호가 발생될 수 있다.

도 10은 모터 어셈블리를 도시하고 있다. 캐비닛 상부에 장착되는 도어 개방모듈이므로 도어 개방모듈의 높이가 작은 것이 바람직하다. 따라서, 모터(121)는 회전축이 수평이 되도록 눕혀진 상태에서 모터 하우징(122)에 수용됨이 바람직하다. 모터 하우징은 상부 하우징과 하부 하우징으로 이루어질 수 있다.

상기 모터 하우징에는 장착부(166)가 형성되며 상기 장착부(166)에 방진부재(125)가 장착되어 상기 모터 하우징이 모듈 하우징 내부에 장착된다.

상기 모터 하우징을 관통하여 웜 기어(180)가 구비될 수 있다. 상기 웜 기어(180)는 상기 모터 하우징 내부에 구비되는 모터 회전축과 상기 모터 하우징 외부에 구비되는 전달 기어(170) 사이에서 구동력을 전달하게 된다. 이러한 모터 어셈블리의 구조는 특정 실시예에 한정되지는 않는다.

도 11에 도시된 바와 같이, 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서 중앙 기어(150) 또한 초기 위치에 위치된다. 일례로, 상기 중앙 기어(150)에는 초기 위치를 나타내기 위한 표시 내지는 홈(155)이 형성될 수 있다. 상기 홈(153)이 12시 방향에 있을 때 도어 개방모듈은 초기 위치에 있다고 할 수 있다. 그리고, 상기 스위치(190)의 레버도 상기 중앙 기어의 초기 위치에 해당하는 부분에 접촉하게 된다.

이하에서는 도 12 및 도 13을 참조하여, 단일 스위치와 도어 개방모듈의 현재 상태 사이의 관계에 대해서 상세히 설명한다.

스위치의 레버(192)가 중앙 기어(150)의 초기위치에 위치될 때, 좌우 랙이 모두 인입된 초기 상태가 된다.

상기 중앙 기어(150)에는 캠(152)이 형성되며, 중앙 기어(150)와 캠(152)은 일체로 회전하게 된다.

상기 중앙 기어(150)는 특정 방향으로 연속하여 360도 이상 회전하지 않도록 구비된다. 즉, 이러한 중앙 기어의 회전 방향 및 회전 각도는 모터의 구동 제어를 통해서 수행될 수 있다.

스위치(190)는 초기 위치에서 스위치가 온 된 상태이다.

상기 초기 위치를 기준으로 시계방향을 따라 180도 각도까지 스위치 온 구간, 스위치 오프 구간 그리고 스위치 온 구간이 연속적으로 형성될 수 있다.

상기 초기 위치를 기준으로 반시계방향을 따라 스위치 온/오프 전환구간, 스위치 오프 구간, 스위치 온 구간 그리고 스위치 오프 구간이 연속적으로 형성될 수 있다.

도 12에는 스위치 온/오프 전환 구간이 상대적으로 큰 각도 범위로 과장되어 있다. 실제 캠의 형상으로 인해 상기 스위치 온/오프 전환 구간이 초기위치 부근에서 매우 작은 각도 범위에 형성되게 된다.

상기 중앙 기어(150)는 도어 개방 모듈의 작동 시작에서부터 종료까지(즉, 어느 하나의 도어를 열기 시작하여 양쪽 도어를 모두 열어서 좌우 랙이 모두 초기 위치로 복귀될 때까지) 정역방향으로 회전된다. 이에 따라 스위치의 온/오프 패턴이 달라지게 된다. 이러한 단일 스위치의 온/오프를 통해 좌우 랙의 현재 위치를 파악할 수 있다.

따라서, 제어부는 이러한 단일 스위치의 온/오프를 통해 단일 모터의 정역 구동 및 정지를 제어하게 된다. 즉, 제어부는 모터의 구동 제어를 통해서 도어 개방모듈의 작동을 제어하게 된다.

상기 캠(152)는 초기 위치를 기준으로 좌우 형상이 다르게 형성된다. 따라서, 상기 초기 위치에서 시계방향 180도 회전 시 그리고 반시계방향 180도 회전 시 스위칭 패턴은 서로 다르게 형성된다.

더 나아가, 상기 캠(152)는 초기 위치를 기준으로 좌우 반대의 형상이 되도록 형성될 수 있다. 즉, 초기 위치를 기준으로 좌우가 반대의 형상을 갖게 되어 반전 스위칭 신호를 발생시키게 된다.

예를 들어서, 도 13에서 초기화 위치를 기준으로 좌우에서의 스위칭 순서는 반대가 된다. 그리고 이러한 스위칭 순서의 변화 구간에 해당하는 각도 범위도 서로 갖다.

도 14를 통해서 우측 도어 개방 시 중앙 기어, 간헐 기어 그리고 스위치 사이의 관계에 대해서 설명한다.

초기 위치(도 14(a))에서 중앙 기어(150)가 반시계방향으로 회전하면서 우측 도어의 개방이 시작될 수 있다. 이때 상기 중앙 기어(150)는 우측 간헐기어(145)와만 기어 연결될 수 있다. 따라서, 중앙 기어의 반시계방향 회전은 우측 간헐기어(145)의 시계방향 회전으로 전환된다.

스위치의 온 상태가 유지되면서 중앙 기어(150)의 반시계 방향 회전은 지속된다(도 14(b)).

중앙 기어(150)가 반시계 방향으로 더욱 회전하면, 스위치는 오프 상태로 전환된다(도 14(c)). 그리고 중앙 기어(150)의 반시계 방향 회전은 더욱 지속되어 스위치는 온 상태로 전환된다(도 14(e)).

그리고 중앙 기어(150)는 반시계 방향으로 더욱 회전한 후 정지하게 된다. 이때가 우측 랙이 최대로 인출된 상태라 할 수 있다. 우측 랙이 최대로 인출된 상태에서 스위치는 온 상태이다.

따라서, 초기위치에서 우측 랙이 최대로 인출될 때까지 스위치는 온, 오프 그리고 온 순서로 신호가 가변된다. 여기서, 처음의 스위치 온 구간 내지는 시간이 나중의 스위치 온 구간 내지는 시간보다 매우 크다는 것을 알 수 있다.

상기 우측 랙이 최대로 인출된 후, 예를 들어 1-2초 간 중앙 기어(150)의 회전이 정지된 후, 도 14에 도시된 반대 과정으로 중앙 기어는 시계방향으로 회전하게된다. 이때, 스위치는 온, 오프 그리고 온 순서로 가변된다.

여기서, 처음의 스위치 온 구간 내지는 시간이 나중의 스위치 온 구간 내지는 시간보다 매우 작다는 것을 알 수 있다.

도 15 내지 도 17에서는 초기 위치에서 우측 랙이 인출을 시작하면서 최대로 인출될 때까지 도어 개방모듈의 모습을 도시하고 있다.

도 18을 통해서 좌측 도어 개방 시 중앙 기어, 간헐 기어 그리고 스위치 사이의 관계에 대해서 설명한다.

우측 도어가 개방되어 우측 랙이 완전히 인입되면, 중앙 기어는 시계방향으로 회전하게 된다. 이때 우측 랙 인입을 위한 중앙 기어의 시계방향 회전은 멈추지 않고 지속된다. 상기 중앙 기어가 초기 위치를 지나 시계 방향으로 회전하면, 중앙 기어는 우측 간헐기어와의 맞물림이 해제되고 좌측 간헐기어와 맞물린다.

이때, 스위치는 오프로 전환된다(도 18(a)). 중앙 기어(150)가 시계방향으로 회전하면서 좌측 도어의 개방이 시작될 수 있다.

스위치의 오프 상태가 유지되면서 중앙 기어(150)의 시계 방향 회전은 지속된다(도 18(b)).

중앙 기어(150)가 시계 방향으로 더욱 회전하면, 스위치는 온 상태로 전환된다(도 18(c)). 그리고 중앙 기어(150)의 시계 방향 회전은 더욱 지속되어 스위치는 오프 상태로 전환된다(도 18(e)).

그리고 중앙 기어(150)는 시계 방향으로 더욱 회전한 후 정지하게 된다. 이때가 좌측 랙이 최대로 인출된 상태라 할 수 있다. 좌측 랙이 최대로 인출된 상태에서 스위치는 오프 상태이다.

따라서, 우측 랙이 인입된 후 좌측 랙이 최대로 인출될 때까지 스위치는 오프, 온 그리고 오프 순서로 신호가 가변된다. 여기서, 처음의 스위치 오프 구간 내지는 시간이 나중의 스위치 오프 구간 내지는 시간보다 매우 크다는 것을 알 수 있다.

상기 좌측 랙이 최대로 인출된 후, 예를 들어 1-2초 간 중앙 기어(150)의 회전이 정지된 후, 도 18에 도시된 반대 과정으로 중앙 기어는 반시계방향으로 회전하게 된다. 이때, 스위치는 오프, 온 그리고 오프 순서로 가변된다.

여기서, 처음의 스위치 오프 구간 내지는 시간이 나중의 스위치 오프 구간 내지는 시간보다 매우 작다는 것을 알 수 있다.

도 19 내지 도 21에서는 초기 위치에서 우측 랙이 인출을 시작하면서 최대로 인출될 때까지 도어 개방모듈의 모습을 도시하고 있다.

도 13에서 초기화 위치 인근에는 도어 닫힘 구간이 설정될 수 있다. 즉, 좌우로 상대적으로 작은 각도 범위 내에서 도어가 닫혀 있는 것을 판단될 수 있는 정도의 범위이다. 일례로, 전술한 바와 같이 캐비닛과 도어 사이에 갭이 있으므로, 랙의 말단이 상기 갭에 위치될 수 있는 정도까지의 범위일 수 있다.

따라서, 중앙 기어가 정확하게 초기 위치에 있지 않고 좌우로 각각 3 펄스 내에 있는 구간이라면 정상이라 판단하고 도 22에 도시된 정상적인 도어 개방 프로세스를 수행하게 된다. 물론, 이러한 도어 개방 프로세스는 센서나 입력 수단을 통한 사용자의 도어 개방 의도가 전제된 후 수행될 수 있다.

한편, 도어 개방 모듈이 작동하는 도중 냉장고의 전원이 해제되거나 냉장고 구입 후 처음으로 전원을 인가하는 경우, 도어 개방 모듈은 도 13에 도시된 도어 열림 구간에 속할 수 있다. 이 경우에는, 도 23에 도시된 초기화 프로세스를 수행하게 된다. 이때, 상기 중앙 기어의 초기위치를 찾아야 한다. 바람직하게는 도 13에 도시된 스위치의 온/오프 전환점을 초기위치로 정확히 찾아야 한다. 따라서, 초기화 프로세스에서는 도24에 도시된 초기위치 탐색 프로세스가 수행됨이 바람직하다.

이하에서는 도 22를 참조하여 정상적인 도어 개방 과정에 대해서 설명한다.

먼저, 도어 개방 신호가 인가되면 도어 개방 프로세스가 시작(S10)된다.

도어 개방을 수행하기 위해서는 냉장고의 도어가 닫혀 있어야 한다. 이를 판단하는 단계(S20)가 수행된다. 냉장고의 도어가 닫혀있는지 여부는 일반적인 도어 스위치를 통해서 알 수 있다.

도어가 닫혀있는 경우에는 우측 도어 개방(S30), 우측 랙 초기위치 복귀(S40), 좌측 도어 개방(S50) 그리고 좌측 랙 초기위치 복귀(S60) 순서로 진행하여, 정상적인 도어 개방 과정이 종료(S70)된다.

우측 도어 개방 과정에서 먼저 스위치의 신호가 온(일례로 high 신호)인지 여부를 판단(S31)한다. 스위치의 신호가 온인 경우 도 13의 도어 닫힘 구간에서 중앙 기어는 초기화 위치의 및 이의 오른쪽에 위치됨을 의미한다. 따라서, 모터의 시계방향 구동을 시작(S32)하고 스위치의 오프 여부(S34)를 판단한다. 스위치의 오프로 판단되면 이는 우측 도어 열림 구간이 종료 직전임을 의미한다. 그리고 설정 시간 동안(대략 1초) 동안 모터의 시계방향 구동을 유지한 후 모터의 시계방향 구동을 정지한다.

스위치의 신호가 오프인 경우 도 13의 도어 닫힘 구간에서 중앙 기어는 초기화 위치에서 왼쪽에 위치됨을 의미한다. 따라서, 모터를 시계 방향으로 구동(S33)하여 스위치 신호가 온되는지 확인(S35)한다. 스위치의 온은 중앙 기어가 초기화 위치로 이동됨을 의미한다. 이후, 스위치 오프임을 확인(S34)한 후 마찬가지로 모터의 시계방향 구동을 정지한다.

우측 도어의 개방이 종료되면, 우측 랙의 초기 위치로 복귀 단계(S40)가 수행된다. 모터는 반시계 방향으로 회전하며, 스위치의 온 여부 확인(S42)과 스위치의 오프 여부 확인(S43)이 순차적으로 수행되면 우측 랙이 완전히 복귀된 것이다. 그리고 연속적으로 좌측 도어의 개방 단계(S50)이 수행된다. 즉, 모터의 반시계 방향 회전이 지속되면서 좌측 도어의 개방이 수행된다.

좌측 도어의 개방은 스위치가 온으로 확인(S51)될 때까지 수행될 수 있으며, 이후 모터의 반시계 방향 회전은 설정시간 동안 정지된다.

좌측 도어의 개방이 종료되면 좌측 랙의 복귀(S60)가 수행된다. 모터의 반시계 방향 회전 정지 후 모터는 시계방향으로 회전하여 스위치의 오프 확인(S62)와 온 확인(S63)을 순차적으로 수행하여 모터의 구동을 정지(S64)하여 도어 개방 과정이 종료(S70) 된다.

전술한 바와 같이, 도어 닫힘 구간에서는 중앙 기어가 정확히 초기 위치가 아닌 경우에도 정상적인 도어 개방 과정이 수행될 수 있다. 그리고 도어 개방 종료를 통해서 다시 정확한 초기 위치로 중앙 기어를 복귀시킬 수 있다.

따라서, 초기화 프로세스가 수행될 수 있는 빈도가 매우 작다. 이를 통해서 불필요하게 스위치에서 스위칭이 발생되는 것이 방지된다. 왜냐하면, 초기화 프로세서는 도어의 개방을 위해서 스위칭이 발생되는 것이 아니기 때문이다.

도 13에 도시된 도어 열림 구간에서 초기화 프로세스가 진행될 수 있다. 이 경우는 정상적인 프로세스에서 도어가 열린 것이 아니라 도어가 열려 있는 상태에서 냉장고의 전원이 인가된 상태라 할 수 있다.

따라서, 현재 제어부는 어느 랙이 어느 위치에 있는지 확인할 수 없는 상태라 할 수 있다. 이때, 도 23에 도시된 초기화 프로세스가 수행된다.

냉장고의 전원이 인가되면 초기화 프로세스가 시작(S80) 된다. 냉장고의 도어가 열린 것으로 확인( S81)가 초기 위치 탐색 프로세스(S100)가 수행된다.

상기 초기 위치 탐색 프로세스(100)는 모터의 정역회전하면서 중앙 기어를 정역 회전시켜가면서 스위치 신호의 변화를 통해서 초기 위치를 찾아가는 프로세스라 할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 중앙 기어가 시계 또는 반시계 방향으로 180도 회전 하는 동안 스위치 신호의 변화 횟수는 3이 최대이다. 따라서, 스위치 신호의 변화 횟수를 통해서 초기 위치를 찾을 수 있다. 즉, 중앙 기어를 초기 위치로 위치시켜 이후 정상적인 프로세스가 수행되도록 할 수 있다.

스위치 변화 횟수가 1로 확인(S82)되면 도 13에 도시된 도어 닫힘 구간 내에서 정상적으로 초기 위치가 찾아진 것이라 할 수 있다. 따라서, 이후 초기화 프로세스는 종료된다.

그리고, 스위치 변화 횟수가 3으로 확인(S83)되면 초기 위치 탐색 로직(S100)을 다시 수행한다.

스위치 변화 횟수가 1이나 3이 아닌 경우는 초기 위치에서 근접한 위치까지 초기화 프로세스가 진행된 것이라 할 수 있다.

현재 스위치 온임을 확인(S84) 한다.

스위치 온인 경우 모터를 반시계 방향으로 구동(S86)하고 스위치의 오프를 확인(S88)하고 초기화 프로세스를 종료한다. 이 경우는 중앙 기어의 기준점이 도 13에 도시된 (e-b) 구간에 위치된 것이라 할 수 있다.

스위치 오프인 경우 모터를 시계 방향으로 구동(S85)하고 스위치의 온을 확인(S87)하고 초기화 프로세스를 종료한다. 이 경우는 중앙 기어의 기준점이 도 13에 도시된 (5-2) 구간에 위치된 것이라 할 수 있다.

이하에서는 도 24를 참조하여 초기 위치 탐색 프로세스에 대해서 설명한다.

상기 초기 위치 탐색 프로세스는 현재 초기 위치가 어디에 있는지를 탐색하기 위한 프로세스이다. 즉, 모터의 정역 구동에 의해서 스위칭의 변화 횟수를 통해

중앙 기어의 기준점이 도 13에 도시된 구간 중 어느 구간에 있는지를 탐색하기 위한 것이다. 일례로 스위칭 변화 횟수가 1과 2인 경우에는 전술한 바와 같이 중앙 기어의 기준점 위치를 용이하게 찾아서 초기 위치에 위치시킬 수 있다.

스위치 변화 횟수가 3인 경우에는 도 13에 도시된 x,y,w,z 중 하나의 구간에 중앙 기어의 기준점이 위치된 것이라 볼 수 있다. 이 경우, 초기 위치 탐색 프로세스를 재실행하여 중앙 기어의 기준점이 다른 위치가 되도록 하여야 한다. 상기 모터의 회전 속도는 일정하므로, 상기 x, y, w, z 구간도 시간 구간으로 나타나게 된다.

초기 위치 탐색 프로세스는 스위치의 온/오프 여부를 확인(S101)하고 수행된다. 스위치가 온이면 현재 기준점이 x,w 구간에 있는 것으로 전제하고 시계 방향으로 모터를 구동한다. 여기서, 스위치의 변화를 확인(S103)하고 변화 횟수를 누적시킨다(S104) 이러한 과정을 기설정된 시간(x+α)동안 수행(S105)한다. 여기서, α는 상기 x, y, w, z 시간 구간 보다 짧은 시간으로 설정된다. 그리고 반시계방향으로 모터를 구동(S106)하여 스위치의 변화를 확인(S107)하고 변화횟수를 증가시킨다(S108). 이를 기설정된 시간(x+w+α) 동안 수행된다.

이러한 과정을 통해서, 스위치의 변화 횟수가 1이면 도어 닫힘 구간에 기준점이 있는 것으로 판단할 수 있고, 스위치의 변화 횟수가 2이면 도 13에 도시된 2-b 구간에 기준점이 있는 것으로 판단할 수 있다.

스위치의 변화 횟수가 3이면 초기 위치 탐색 프로세스를 다시 시작한다. 이런 과정을 반복하면 초기 위치 탐색 프로세스를 시작할 때의 기준점이 변경된다. 따라서, x, y, w, z 구간에 있던 기준점을 점차 다른 구간으로 이동시킨다. 기준점의 위치가 x, y, w, z 구간을 벗어나면 스위치의 변화 횟수가 1 또는 2가 되므로, 더이상의 초기 위치 탐색 프로세스의 반복 없이 도 23에 도시된 초기화 프로세스가 정상적으로 수행되어 종료될 수 있다.

전술한 실시예들은 서로 모순되거나 배타적이지 않는 한 서로 복합적으로 구현될 수 있다.

10 : 캐비닛 100 : 도어 개방모듈
110 : 모듈 하우징 120 : 모터 어셈블리
130 : 랙 140 : 감속기어(노틸러스기어)
150 : 중앙 기어 160 : 간헐기어

Claims

저장실을 갖는 캐비닛;
상기 저장실을 좌우에서 개폐하는 좌우 도어;
상기 좌우 도어를 개방하도록 구비되며, 정역 회전하도록 구비되는 단일 모터를 갖는 도어 개방모듈; 그리고
상기 단일 모터의 정역 구동을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 도어 개방모듈은,
상기 단일 모터의 구동에 의해서 이동함에 따라 상기 좌우 도어를 각각 개방하도록 구비되는 좌우 랙;
상기 단일 모터의 구동력을 상기 좌우 랙에 선택적으로 전달하는 동력전달장치; 그리고
상기 동력전달장치와 연동되어 온/오프 되도록 구비되는 단일 스위치를 포함하고,
상기 제어부는 상기 단일 스위치의 온/오프를 통해 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 정역 구동 및 정지를 제어하고,
상기 동력전달장치는, 상기 모터의 구동에 의해서 회전하는 중앙 기어와, 상기 중앙기어와 동일 회전 중심을 갖고 회전하는 캠을 포함하고,
상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서 상기 캠과 상기 스위치가 접촉된 캠 초기 위치를 중심으로, 상기 캠은 좌우 비대칭 형상으로 형성되고,
상기 단일 스위치는 비대칭 형상의 캠에 의해 가변되는 변위에 따라서 온/오프되도록 구비되며,
상기 캠 초기 위치에서, 일 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 캠이 회전될 때 상기 스위치의 온 및 오프 순서는, 상기 캠 초기 위치에서 타 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 캠이 회전될 때 상기 스위치의 온 및 오프 순서와 다른 것을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 동력전달장치는,
상기 중앙 기어의 좌우에서 선택적으로 상기 중앙 기어와 맞물리는 좌우 간헐 기어를 더 포함함을 특징으로 하는 냉장고.
제 2 항에 있어서,
상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서, 상기 중앙 기어는 일방향 회전 시 상기 우측 간헐 기어와 맞물리며 타방향 회전시 상기 좌측 간헐 기어와 맞물리도록 구비됨을 특징으로 하는 냉장고.
제 3 항에 있어서,
상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서, 상기 중앙 기어의 시계방향 180도 미만의 회전 구간에서, 상기 중앙 기어는 상기 우측 간헐 기어와 맞물리고 상기 좌측 간헐 기어와 맞물리지 않도록 구비됨을 특징으로 하는 냉장고.
제 4 항에 있어서,
상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기 위치에서, 상기 중앙 기어의 반시계방향 180도 미만의 회전 구간에서, 상기 중앙 기어는 상기 좌측 간헐 기어와 맞물리고 상기 우측 간헐 기어와 맞물리지 않도록 구비됨을 특징으로 하는 냉장고.
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제 1 항에 있어서,
상기 캠 초기 위치에서 시계 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 스위치는 온, 오프, 온 순으로 동작하고,
상기 캠 초기 위치에서 반시계 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 스위치는 오프, 온, 오프 순으로 동작하는 냉장고.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 단일 스위치의 온/오프 변화를 통하여, 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 구동을 제어함을 특징으로 하는 냉장고.
제 10 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 좌우 랙이 순차적으로 이동하도록 상기 단일 모터의 구동을 제어함을 특징으로 하는 냉장고.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 좌우 랙 중 어느 하나가 인출 및 복귀 후 다른 하나가 인출 및 복귀되도록 상기 단일 모터의 구동을 제어함을 특징으로 하는 냉장고.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동력전달장치는,
상기 단일 모터의 구동력을 정속 구간과 가속 구간으로 구분하여 상기 좌우 랙으로 전달하도록 구비됨을 특징으로 하는 냉장고.
제 13 항에 있어서,
상기 정속 구간은 상기 좌우 랙의 인출 초기에 정속으로 이동하는 구간이며, 상기 가속 구간은 상기 정속 구간 이후 상기 좌우 랙의 인출 속도가 증가하는 구간임을 특징으로 하는 냉장고.
제 14 항에 있어서,
상기 정속 구간에서 상기 도어를 개방하는 힘은 일정하며, 상기 가속 구간에서 상기 도어를 개방하는 힘이 감소됨을 특징으로 하는 냉장고.
제 13 항에 있어서,
상기 동력전달장치는 감속 기어와 상기 감속 기어와 맞물리도록 상기 랙에 구비되는 랙 기어를 포함함을 특징으로 하는 냉장고.
제 16 항에 있어서,
상기 감속 기어는, 회전 중심에서 일정한 반경을 갖는 복수 개의 정속 기어치와 회전 중심에서 반경이 점차 증가하는 복수 개의 가속 기어치를 포함하고,
상기 랙 기어는, 상기 정속 기어치와 맞물리는 복수 개의 직선 기어치와 상기 가속 기어치와 맞물리는 복수 개의 사선 기어치를 포함함을 특징으로 하는 냉장고.
저장실을 갖는 캐비닛;
상기 저장실을 좌우에서 개폐하는 좌우 도어;
정역 회전하도록 구비되는 단일 모터;
상기 단일 모터의 구동에 의해서 회전하도록 구비되는 중앙 기어;
상기 중앙 기어에 구비되고 비대칭으로 형성된 캠;
상기 캠의 고저에 따라 온/오프되는 단일 스위치;
상기 중앙 기어가 회전함에 따라 이동하여 상기 좌우 도어를 각각 개방하도록 구비되는 좌우 랙; 그리고
상기 단일 스위치의 온/오프를 통해 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기위치에서 상기 캠과 상기 스위치가 접촉된 캠 초기 위치에서, 일 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 캠이 회전될 때 상기 단일 스위치의 온 및 오프 순서는, 상기 캠 초기 위치에서 타 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 캠이 회전될 때 상기 단일 스위치의 온 및 오프 순서와 다른 것을 특징으로 하는 냉장고.
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제 18 항에 있어서,
상기 캠 초기 위치에서 시계 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 스위치는 온, 오프, 온 순으로 동작하고,
상기 캠 초기 위치에서 반시계 방향으로 180도에 해당하는 위치까지 상기 스위치는 오프, 온, 오프 순으로 동작하는 냉장고.
제 18 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 단일 스위치의 온/오프 변화를 통하여, 상기 좌우 랙의 현재 위치를 파악하여, 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어함을 특징으로 하는 냉장고.
제 18 항에 있어서,
상기 좌우 도어 중 적어도 어느 하나가 개방된 상태에서 상기 냉장고에 전원이 인가되면,
상기 제어부는, 상기 단일 스위치의 온/오프 변화를 통해 상기 좌우 랙이 모두 인입된 초기위치가 되도록 상기 단일 모터의 정역 구동을 제어함을 특징으로 하는 냉장고.
제 18 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 좌우 도어가 모두 닫힌 상태에서 상기 좌우 도어의 개방 입력이 인가되면,
상기 좌우 랙 중 어느 하나가 인출 후 인입되도록 상기 단일 모터가 정방향 구동 후 역방향 구동되도록 제어하고, 이후
상기 좌우 랙 중 다른 하나가 인출 후 인입되도록 상기 단일 모터가 역방향 구동 후 정방향 구동되도록 제어함을 특징으로 하는 냉장고.