KR102388879B1 - 제빙기 및 이를 포함하는 냉장고 - Google Patents

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Abstract

제어박스; 제어박스 내부에 마련되는 제빙기 제어부; 및 제어박스 일측에 위치되고, 수용부가 마련되며, 수용부의 하면에 히터가 위치되는 제빙 트레이;를 포함하고, 제빙기 제어부는, 냉장고로부터 전달되는 작동신호 및 전원 중 하나 이상을 수신 및 작동신호에 대한 대응신호를 냉장고로 송신을 하고, 상기 제빙기 제어부와 상기 냉장고 간에 송수신 되는 작동신호 및 전원 중 하나 이상은, 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부를 통해 전달받으며, 제빙기 제어부가 전달받은 상기 작동신호는 히터가 발열되도록 하는 신호를 포함하고, 히터가 발열되도록 하는 신호에 따른 히터의 발열에 의해 수용부에 위치되는 얼음이 상기 제빙 트레이로부터 이빙될 수 있는, 제빙기가 제공된다.

Description

제빙기 및 이를 포함하는 냉장고{ICE MAKER AND REFRIGERATOR INCLUDING THE SAME}
본 발명은 제빙기 및 이를 포함하는 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고는 음식물을 냉장 보관하는 냉장실 및 음식물을 냉동 보관하는 냉동실을 구비하는 본체를 구비하며 본체의 후방에는 냉매를 압축하는 압축기 및 냉기를 생성하기 위한 열 교환기가 설치된다. 열 교환기에서 발생되는 냉기는 팬에 의해 냉장실이나 냉동실 내부로 공급되고, 냉장실이나 냉동실을 순환하여 온도가 상승된 공기는 다시 열 교환기를 거쳐 냉장실 또는 냉동실로 공급되도록 함으로써, 냉장실 또는 냉동실에 보관 중인 식품을 항상 신선한 상태로 유지할 수 있게 된다. 이때, 냉동실 또는 냉장실에는 얼음을 제조하기 위한 제빙기가 설치된다.
제빙기는 물을 제빙 용기에 자동으로 공급받고 제빙 상태를 체크하여 제빙이 완료되면 제빙된 얼음을 제빙 용기로부터 자동으로 이탈시켜 얼음보관용기에 적재하도록 하고, 제빙 동작을 위한 사용자의 별도 조작이 없이 얼음을 얻을 수 있어서 최근 널리 이용되고 있다.
제빙기에는 제빙 용기에 물을 공급받고 제빙된 얼음을 이빙시키기 위해, 다양한 센서(예를 들어, 제빙수 센서, 위치 센서, 만빙 감지 센서, 온도 센서 등) 및 모터(예를 들어, 이젝터 모터 또는 트위스트 모터 등)를 구비하게 된다. 제빙기의 전체적인 동작을 제어하는 제빙기 제어부는 이러한 센서로부터 센싱 신호를 수신하고, 수신한 센싱 신호를 냉장고 본체에 마련되는 냉장고 제어부로 전송하며, 냉장고 제어부로부터 모터 제어 신호를 수신하여 제빙기 내 모터들의 동작을 제어하게 된다. 이러한 과정에서 다수의 배선은 제빙기의 부피를 증가시키는 요인이 되기도 한다.
따라서, 냉장고 내에 많은 수의 배선들을 수납할 별도의 공간을 마련하여야 한다. 종래에는 이러한 배선들을 주로 냉장고 도어의 힌지 부분을 통해 연결하였다. 이 경우, 냉장고 도어의 힌지 부분에 구멍을 뚫어 배선들이 지나갈 공간을 마련하여야 하는 바, 냉장고 도어의 힌지 구조가 취약해지고 단열 효율이 저하된다. 또한, 많은 수의 배선으로 인해 노이즈 및 전자파가 증가한다.
한국공개특허공보 제10-2001-0093626호(2001.10.29)
본 발명의 실시예는 냉장고 내의 배선 및 통신 관계를 간소화하기 위한 기술을 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예는, 냉장고 내의 제빙기 부피를 감소하면서 냉장고 외장의 변화없이 냉장고 내 용적을 증가시키는 기술을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예는, 제빙기와 냉장고 제어부 간의 연결공정을 간소화하고 제조비용을 절감시키기 위한 기술을 제공하기 위한 것이다.
제어박스; 제어박스 내부에 마련되는 제빙기 제어부; 및 제어박스 일측에 위치되고, 수용부가 마련되며, 수용부의 하면에 히터가 위치되는 제빙 트레이;를 포함하고, 제빙기 제어부는, 냉장고로부터 전달되는 작동신호 및 전원 중 하나 이상을 수신 및 작동신호에 대한 대응신호를 냉장고로 송신을 하고, 상기 제빙기 제어부와 상기 냉장고 간에 송수신 되는 작동신호 및 전원 중 하나 이상은, 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부의 포트간 연결을 통해 전달받으며, 제빙기 제어부가 전달받은 상기 작동신호는 히터가 발열되도록 하는 신호를 포함하고, 히터가 발열되도록 하는 신호에 따른 히터의 발열에 의해 수용부에 위치되는 얼음이 상기 제빙 트레이로부터 이빙될 수 있는, 제빙기가 제공된다.
그리고, 작동신호는 K-LINE 통신을 통해 전달될 수 있다.
또한, 작동신호는 LIN (Local Interconnect Network) 통신을 통해 전달될 수 있다.
또한, 작동신호는 RS232, RS422 및 RS485 중 하나의 통신을 통해 전달될 수 있다.
또한, 제빙기 제어부는 CAN(Controller Area Network) 포트를 더 포함하고, 작동신호의 일부가 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 전달될 수 있다.
또한, 제빙기는, 온도 센서, 수위 감지 센서, 만빙 감지 센서 및 위치 센서를 포함하는 센서를 더 포함하고, 제빙기 제어부는 센서가 감지한 정보를 피드백받아 냉장고로 전달할 수 있다.
또한, 제빙기는 히터 및 구동 모터를 더 포함하고, 작동신호는 구동 모터 및 히터의 구동을 포함할 수 있다.
또한, 모터는 BLDC 모터 또는 스테핑모터일 수 있다..
또한, 작동신호가 송수신되는 배선은, 광섬유(Fiber Optic)케이블 또는 TP(Twisted-pair)케이블을 포함하는 쉴드피복된 통신케이블일 수 있다.
또한, 제빙기 및 냉장고 간에 적어도 하나 이상 배치되는 변환통신모듈을 더 포함하고, 변환통신모듈에 의해 전달되는 신호는 하나의 배선을 통해 수신되는 측으로 전송될 수 있다.
또한, 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부로부터 전달되는 작동신호 및 전원이 공급되는 배선이 더 포함된 전력선통신부가 마련되고, 전력선통신부를 경유하여 작동신호 및 전원은 하나의 배선으로 송수신될 수 있다.
냉장고 제어부로부터 작동신호 및 전원 중 하나 이상을 전달받는 제빙기에서, 제어박스; 및 제어박스와 연결되고, 수용부가 마련되는 제빙 트레이;를 포함하고, 냉장고 제어부로부터 전달되는 작동신호 및 전원 중 하나 이상을, 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부와 송수신하여 제어되는, 제빙기가 제공된다.
그리고, 제빙기 및 냉장고 간에 적어도 하나 이상 배치되는 변환통신모듈을 더 포함하고, 변환통신모듈에 의해 전달되는 신호는 하나의 배선을 통해 수신되는 측으로 전송될 수 있다.
상기에 기재된 제빙기를 포함하는, 냉장고가 제공된다.
개시되는 실시예에 의하면, 제빙기 제어부 또는 냉장고 제어부가 UART 통신 버스 등을 통해 연결되고 LIN 통신 또는 CAN 통신을 수행하도록 함으로써, 제빙기 제어부와 냉장고 제어부 간의 데이터 송수신을 위한 배선의 개수를 최소화 할 수 있게 된다. 즉, 제빙기 제어부와 냉장고 제어부 간에 데이터 송수신을 위한 배선은 최소한의 통신 버스용 배선으로 연결하면 되므로, 제빙기 제어부와 냉장고 제어부 사이의 배선 개수를 최소화 할 수 있게 된다.
또한, 제빙기 제어부와 냉장고 제어부 사이의 배선 개수를 최소화함에 따라, 냉장고 내에서 배선의 수납을 위한 공간 사용을 최소화 할 수 있고, 배선 연결에 따른 시간 및 노력을 줄일 수 있으며, 제조 비용도 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 배선 개수를 최소화하여 노이즈 및 전자파의 발생을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 제빙기의 작동을 설명하기 위한 개념도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 제빙기를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제빙기의 구동 및 통신 흐름을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 제빙기의 구동 및 통신 흐름을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 제빙기의 구동 및 통신 흐름을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 제빙기의 구동 및 통신 흐름을 나타낸 도면
도 7은 본 발명에 따른 변환통신모듈에 의한 송수신을 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다. 또한 본 명세서에 있어서, 2 이상의 데이터 또는 정보가 "관련"된다는 것은 하나의 데이터(또는 정보)를 획득하면, 그에 기초하여 다른 데이터(또는 정보)의 적어도 일부를 획득할 수 있음을 의미한다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다.
이하에서의 다양한 예에서, 작동신호가 송수신되는 배선은 광섬유(Fiber Optic)케이블 또는 TP(Twisted-pair)케이블을 포함하는 통신케이블이 될 수 있고, 은박 등으로 쉴드 피복된 케이블이 됨으로써, 통신 신뢰선을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제빙기(100)의 작동을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 제빙기(100)는 도 1을 참조하면, 냉장고(200)로부터 작동신호 및 전원 중 하나 이상이 제어부(130)로 전달되고 전달받은 작동신호 및 전원 중 하나 이상을 제어부(130)가 구동부(D)로 전달 할 수 있다. 이는 각각의 기능적인 구성이 다른 구성으로 작동신호 및 전원 중 하나 이상을 전달하는 것을 의미하는 것이고, 각 구성 중 복수 개의 구성이 제빙기 또는 냉장고 측에 포함될 수도 있다. 따라서, 이는 “기능적인 구성”을 의미하며, 작동신호 및 전원 중 하나 이상이 전달되는 흐름을 나타내는 것이다.
이러한 개념으로써 이하에서는 다양한 실시예를 통해 설명하도록 하며, 설명에 앞서 일 예의 제빙기를 도 2를 통해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 제빙기(100)를 나타낸 도면이다.
도 2의 (a)는 제빙기(100)의 길이 방향의 단면도이고, 도 2의 (b)는 제빙 트레이(102)의 폭 방향의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 제빙기(100)는 제빙 트레이(102), 제어 박스(104), 구동부(106), 이젝터(108), 및 이빙 히터(110)를 포함할 수 있다. 여기서, 이젝터(108)는 구동부(106)와 연결된 이젝터 축(108a) 및 이젝터 축(108a)에 상호 이격하여 형성되는 복수 개의 이젝터 핀(108b)을 포함할 수 있다.
제빙 트레이(102)는 내부에 제빙수를 수용하는 수용부(111)을 구비한다. 제빙 트레이(102)의 내부에는 복수 개의 격벽이 형성되어 수용부(111)을 복수 개의 공간으로 분리할 수 있다. 제빙 트레이(102)에는 제빙 트레이(102)의 온도(또는 제빙수의 온도)를 측정하기 위한 온도 센서(113)가 형성될 수 있다. 또한, 제빙 트레이(102)에는 수용부(111) 내에 수용된 제빙수의 수위를 감지하기 위한 수위 감지 센서(115)가 형성될 수 있다.
제어 박스(104)는 제빙 트레이(102)의 일측에 마련될 수 있다. 제어 박스(104)는 제어 박스(104) 내에 마련되는 구성들을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 케이스 일 수 있다. 제어 박스(104)에는 구동부(106)가 수납될 수 있다. 또한, 제어 박스(104)에는 제빙기(100)의 동작을 전반적으로 제어하기 위한 제빙기 제어부(미도시)가 수납될 수도 있다. 제빙기 제어부(미도시)는 PCB 보드 형태로 이루어질 수 있다.
제어 박스(104)의 일측에는 제빙 트레이(102)의 하부에 위치하는 아이스 뱅크(미도시) 내에 저장된 얼음의 만빙을 감지하기 위한 만빙 감지 센서(미도시)가 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 만빙 감지 센서(미도시)는 발광부 및 수광부를 포함할 수 있다. 이 경우, 발광부에서 빛을 방출하고 아이스 뱅크(미도시)의 얼음에서 반사되는 빛을 수광부에서 수신하여 얼음의 만빙 여부를 감지할 수 있다. 또한, 만빙 감지 센서(미도시)는 아이스 뱅크(미도시)의 상단부의 얼음이 접촉되는 것을 감지하는 감지 레버 형태로 이루어질 수도 있다.
구동부(106)는 제어 박스(104) 내에 마련될 수 있다. 구동부(106)는 이젝터(108)를 회전시켜 제빙 트레이(102) 내의 얼음을 이빙시킬 수 있다. 이를 위해, 구동부(106)는 이젝터(108)를 회전시키기 위한 구성을 포함할 수 있다. 구동부(106)는 구동 모터(121) 및 기어부(123)를 포함할 수 있다.
구동 모터(121)는 이젝터(108)를 회전시키기 위한 동력(즉, 회전력)을 제공할 수 있다. 구동 모터(121)는 기 결정된 회전 속도를 발생시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 구동 모터(121)는 스테핑(stepping) 모터 일 수 있다. 스테핑 모터는 펄스 신호를 줄 때마다 일정한 각도씩 회전하기 때문에, 입력된 펄스 신호의 수와 모터의 회전 각도가 비례하게 된다. 따라서, 입력 펄스를 제어하여 모터의 회전 각도를 정확하게 제어할 수 있다. 여기서는, 구동 모터(121)가 스테핑 모터인 것을 일 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 구동 모터(121)는 브러시 모터 또는 브러시리스 모터를 사용할 수도 있다.
기어부(123)는 구동 모터(121)에서 발생되는 회전의 회전 속도를 감속시키고 토크(torque)를 증가시킬 수 있다. 기어부(123)는 이젝터 축(108a)과 연결된다. 구동 모터(121)의 축(127) 상에는 보조 기어(129)가 형성될 수 있다. 보조 기어(129)는 기어부(123) 이전에 구동 모터(121)에서 발생되는 회전의 토크를 증가시킴으로써, 기어부(123)에서 발생되는 회전의 토크가 보다 증가되도록 할 수 있다.
이젝터(108)는 제빙 트레이(102) 내의 얼음을 취출하는 역할을 한다. 이젝터 축(108a)은 제빙 트레이(102)의 상단부에서 제빙 트레이(102)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 이젝터 축(108a)의 일단부는 기어부(123)와 연결된다. 이젝터 핀(108b)은 이젝터 축(108a)에서 제빙 트레이(102)의 수용부(111)과 대응하여 각각 마련될 수 있다. 이젝터 축(108a)이 구동부(106)에 의해 회전할 때, 이젝터 핀(108b)이 회전하면서 수용부(111)에 위치한 얼음을 제빙 트레이(102) 밖으로 취출하게 된다.
이빙 히터(110)는 제빙 트레이(102)의 하부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 이빙 히터(110)는 제빙 트레이(102)의 외주면에 형성될 수 있다. 이빙 히터(110)는 제빙 완료 시 동작되어 제빙 트레이(102) 내의 얼음을 제빙 트레이(102)의 내벽에서 분리시킬 수 있다. 이빙 히터(110)는 U자형의 시즈 히터(Sheath Heater)가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 이외에 코드 히터 또는 면상 히터 등이 사용될 수 있다.
한편, 제빙기(100)는 구동 모터(121)에 의한 이젝터(108)의 회전 위치를 감지하기 위한 위치 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 위치 센서(미도시)는 제어 박스(104) 내에서 기어부(123)의 일측에 형성될 수 있다. 또한, 제빙기(100)는 아이스 뱅크의 얼음을 냉장고에 마련된 얼음 디스펜서로 배출하기 위한 얼음 이송 모터(미도시)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제빙기(100)의 구동 및 통신 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 냉장고(200)와 제빙기 제어부(130)는 통신 버스(210)를 통한 통신이 될 수 있다. 상기 통신 버스(210)가 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부의 포트를 통해 송수신하여 통신되는 경우, 냉장고(200)로부터 작동신호를 제빙기 제어부(130)로 송신하고, 제빙기 제어부(130)로부터 감지정보를 냉장고(200)는 수신할 수 있다. 상기 작동신호는 제1모터(161) 및 제2모터(163)를 포함하는 구동모터를 구동시키는 작동신호가 포함될 수 있다. 여기서, 제1모터(161)는 이젝터(108)를 회전시키기 위한 모터가 될 수 있다. 또한, 제2모터(163)는 어거모터일 수 있다. 아이스 뱅크(미도시)에 저장된 얼음이 배출되기 위해 이송시키는 과정에서 회전되는 어거모터가 될 수 있다.
이러한 상기 제1모터(161) 및 제2모터(163)를 구동시키기 위한 각각의 정보는 서로 다를 수 있으므로, 서로 개별적인 정보가 전달될 수 있다. 상기 정보에는 모터의 회전속도, 회전각도 및 회전토크 등의 정보를 각각 포함하고 있을 수 있다. 이는 얼음을 분쇄시킬 때는 토크가 우선되고, 이젝터(108)의 회전시에는 회전속도가 우선시되기 때문에 작동신호가 포함하는 정보는 각각 다를 수 있다.
또한, 작동신호는 히터(171)의 구동정보를 포함할 수 있다. 여기서 히터(171)는 본 예시와 같이 히터 타입의 제빙기의 제빙 트레이(102) 하면에 부착되어 발열하는 이빙 히터(110)가 될 수 있다. 히터(171; 110)의 발열정보는 예를 들어, 기 결정된 온도 구간 내에서, 기 결정된 시간 내에서 결정될 수 있다. 물론, 기 결정된 온도 구간을 초과하여 발열되면 과열방지수단(미도시)에 의하여 히터(171; 110)의 발열이 차단될 수 있다.
예를 들어, 히터(171; 110)의 온도를 감지하는 센서가 히터(171; 110)의 발열 감지정보를 제빙기 제어부(130)를 통해 냉장고(200)로 전달하면, 냉장고(200) 측에서 “발열중단”정보를 포함한 작동신호를 제빙기 제어부(130)로 전달할 수 있다. 제빙기 제어부(130)에서는 상기 “발열중단”정보를 전달해야 할 위치 즉, 히터(171; 110)를 분별하여 전송할 수 있다.
다양한 예로써, 제빙기(100)는 온도센서(113), 수위 감지 센서(115), 만빙 감지 센서(117) 및 위치 센서(119) 등을 포함할 수 있는데, 앞서 상술한 바와 같이 각 센서가 감지한 감지정보를 제빙기 제어부(130)로 전달하면 제빙기 제어부(130)는 냉장고(200)로 전달하여 냉장고로부터 각 감지 정보에 대응되는 피드백 정보를 되돌려 받을 수 있다. 되돌려 받은 피드백 정보는 다양한 위치로 전달될 수 있는데 이를 분별하여 온도센서(113), 수위 감지 센서(115), 만빙 감지 센서(117) 및 위치 센서(119)에 대응되도록 이를 전달 할 수 있다.
상술한 통신 방식에서 제빙기 제어부(130) 및 냉장고(200) 간의 통신은 앞서 설명하였듯, 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부와 포트간 송수신을 통한 통신일 수 있다. 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)은 다양한 통신 방식을 포함하는데, 예를 들어, K-LINE 통신, RS232, RS422, RS485 및 LIN (Local Interconnect Network) 통신을 포함할 수 있다.
여기서, K-line 통신은 ISO 14230 표준을 준수하는 진단 프로토콜로, 표준 RS232 시리얼 인터페이스처럼 전형적인 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 회로 기술에 기반을 두고 있다. 범용 비동기화 송수신의 경우, 발신자와 수신자는 동기화를 목적으로 시작 비트 및 정지 비트를 사용한다. 이는 시스템이 추가적인 라인 없이 단일 회선으로도 충분하다는 것을 의미한다. 상기 RS232와는 대조적으로, K-Line 통신은 버스 시스템처럼 다양한 ECU와 통신할 수 있다. 표준 전송 속도는 10,400 baud이며 최대 속도는 115.2 K baud로 플래시 메모리 프로그래밍 등을 목적으로 사용될 수 있다.
또한, K-Line은 온보드 및 오프보드 진단에 모두 적합하며 두 종류의 특수 초기화 패턴을 제공할 수 있다. 그리고, K-Line의 특징 중 하나는 헤더 포맷(header format)과 타이밍 파라미터를 확인 시 사용하는 특수 키 바이트(key byte)가 될 수 있다.
상기의 통신 모듈은 제빙기 제어부(130)로부터 수신한 각 센싱 신호를 해당 네트워크 통신에 적합한 데이터로 변환한 후, 통신 버스(210)를 통해 냉장고(200)로 전달할 수 있다. 즉, 해당 네트워크 통신이 LIN 통신인 경우, 통신 모듈은 제빙기 제어부(130)로부터 수신한 각 센싱 신호를 LIN 프로토콜에 따라 데이터 변환한 후, 통신 버스(210)를 통해 냉장고로 전달할 수 있다.
따라서, 제빙기(100)와 냉장고(200) 간의 통신을 위한 배선을 최소화 할 수 있으므로, 제빙기(100)를 소형화할 수 있고, 노이즈 및 전자파의 발생을 감소할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 제빙기(100)의 구동 및 통신 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 냉장고(200)와 제빙기 제어부(130)는 통신 버스(210)를 통한 통신이 될 수 있다. 단, 통신 버스(210)는 도 3의 예시와는 달리, 전력선통신부(P)가 될 수 있다. 따라서, 제빙기 제어부(130)는 전원 및 작동신호를 하나의 배선을 통해 냉장고(200)로부터 모두 전송받을 수 있다.
상기 작동신호는 제1모터(161) 및 제2모터(163)를 포함하는 구동모터를 구동시키는 작동신호가 포함될 수 있다. 여기서, 제1모터(161)는 이젝터(108)를 회전시키기 위한 모터가 될 수 있다. 또한, 제2모터(163)는 어거모터일 수 있다. 아이스 뱅크(미도시)에 저장된 얼음이 배출되기 위해 이송시키는 과정에서 회전되는 어거모터가 될 수 있다.
이러한 상기 제1모터(161) 및 제2모터(163)를 구동시키기 위한 각각의 정보는 서로 다를 수 있으므로, 서로 개별적인 정보가 전달될 수 있다. 상기 정보에는 모터의 회전속도, 회전각도 및 회전토크 등의 정보를 각각 포함하고 있을 수 있다. 이는 얼음을 분쇄시킬 때는 토크가 우선되고 이젝터(108)의 회전시에는 회전속도가 우선시되기 때문에 작동신호가 포함하는 정보는 각각 다를 수 있다.
또한, 작동신호는 히터(171)의 구동정보를 포함할 수 있다. 여기서 히터(171)는 본 예시와 같이 히터 타입의 제빙기의 제빙 트레이(102) 하면에 부착되어 발열하는 이빙 히터(110)가 될 수 있다. 히터(171; 110)의 발열정보는 예를 들어, 기 결정된 온도 구간 내에서, 기 결정된 시간 내에서 결정될 수 있다. 물론, 기 결정된 온도 구간을 초과하여 발열되면 과열방지수단(미도시)에 의하여 히터(171; 110)의 발열이 차단될 수 있다.
예를 들어, 히터(171; 110)의 온도를 감지하는 센서가 히터(171; 110)의 발열 감지정보를 제빙기 제어부(130)를 통해 냉장고(200)로 전달하면, 냉장고(200) 측에서 “발열중단”정보를 포함한 작동신호를 제빙기 제어부(130)로 전달할 수 있다. 제빙기 제어부(130)에서는 상기 “발열중단”정보를 전달해야 할 위치 즉, 히터(171; 110)를 분별하여 전송할 수 있다.
다양한 예로써, 제빙기(100)는 온도센서(113), 수위 감지 센서(115), 만빙 감지 센서(117) 및 위치 센서(119) 등을 포함할 수 있는데, 앞서 상술한 바와 같이 각 센서가 감지한 감지정보를 제빙기 제어부(130)로 전달하면 제빙기 제어부(130)는 냉장고(200)로 전달하여 냉장고로부터 각 감지 정보에 대응되는 피드백 정보를 되돌려 받을 수 있다. 되돌려 받은 피드백 정보는 다양한 위치로 전달될 수 있는데 이를 분별하여 온도센서(113), 수위 감지 센서(115), 만빙 감지 센서(117) 및 위치 센서(119)에 대응되도록 이를 전달 할 수 있다.
상술한 과정을 수행하기 위해 전송과정에서 전력선통신부(P)를 경유할 수 있는데 전력선통신부(P) 구조 내에서 전원 및 작동신호를 전송하는 과정을 도 5를 통해 설명할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 제빙기(100)의 구동 및 통신 흐름을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 예를 들어 220v의 전류가 제공되고, 전류 및 제어신호 공급의 두 라인으로 나누어질 수 있다. 우선, 전류의 경우 직류안정화장치(310)로 전달되어, 직류5v의 전압으로 제빙기 제어부(130)로 공급될 수 있다. 제빙기 제어부(130)의 동력원이 될 수 있다.
한편, 제어신호 공급라인으로 제공된 전류는 절연트랜스(321), 액티브 필터(322), 데이터 송수신 단말기(323)로 순차적으로 전달될 수 있다. 여기서, 작동신호는 데이터 송수신 단말기(323)에서 형성될 수 있다. 이 때, 데이터 송수신 단말기(323)에 전송 전에 액티브 필터(322)에서는 전류에 포함된 노이즈를 제거할 수 있다. 즉, 제어신호 공급라인에서는 노이즈가 제거된 전류에 작동신호를 형성하여 제빙기 제어부(130)로 전달할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 제빙기(100)의 구동 및 통신 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 제어부인 냉장고 제어부(140)를 포함하는 냉장고(200)와 제빙기(100a)는 통신 버스(210)를 통한 통신이 될 수 있다. 상기 통신 버스(210)가 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부와 통신되는 경우, 냉장고 제어부(140)로부터 작동신호를 제빙기(100a)로 송신하고, 제빙기(100a)로부터 감지정보를 냉장고 제어부(140)는 수신할 수 있다. 상기 작동신호는 제1모터(161) 및 제2모터(163)를 포함하는 구동모터를 구동시키는 작동신호가 포함될 수 있다. 여기서, 제1모터(161)는 이젝터(108)를 회전시키기 위한 모터가 될 수 있다. 또한, 제2모터(163)는 어거모터일 수 있다. 아이스 뱅크(미도시)에 저장된 얼음이 배출되기 위해 이송시키는 과정에서 회전되는 어거모터가 될 수 있다.
이러한 상기 제1모터(161) 및 제2모터(163)를 구동시키기 위한 각각의 정보는 서로 다를 수 있으므로, 서로 개별적인 정보가 전달될 수 있다. 상기 정보에는 모터의 회전속도, 회전각도 및 회전토크 등의 정보를 각각 포함하고 있을 수 있다. 이는 얼음을 분쇄시킬 때는 토크가 우선되고 이젝터(108)의 회전시에는 회전속도가 우선시되기 때문에 작동신호가 포함하는 정보는 각각 다를 수 있다.
또한, 작동신호는 히터(171)의 구동정보를 포함할 수 있다. 여기서 히터(171)는 본 예시와 같이 히터 타입의 제빙기의 제빙 트레이(102) 하면에 부착되어 발열하는 이빙 히터(110)가 될 수 있다. 히터(171; 110)의 발열정보는 예를 들어, 기 결정된 온도 구간 내에서, 기 결정된 시간 내에서 결정될 수 있다. 물론, 기 결정된 온도 구간을 초과하여 발열되면 과열방지수단(미도시)에 의하여 히터(171; 110)의 발열이 차단될 수 있다.
예를 들어, 히터(171; 110)의 온도를 감지하는 센서가 히터(171; 110)의 발열 감지정보를 제빙기(100a)를 통해 냉장고 제어부(140)로 전달하면, 냉장고 제어부(140) 측에서 “발열중단”정보를 포함한 작동신호를 제빙기(100a)로 전달할 수 있다. 제빙기(100a) 측에서는 상기 “발열중단”정보를 수신하여 히터의 발열이 중단될 수 있다.
다양한 예로써, 제빙기(100a)는 온도센서(113), 수위 감지 센서(115), 만빙 감지 센서(117) 및 위치 센서(119) 등을 포함할 수 있는데, 앞서 상술한 바와 같이 각 센서가 감지한 감지정보를 냉장고 제어부(140)로 전달하면 냉장고 제어부(140) 각 감지 정보에 대응되는 피드백 정보를 제빙기(100a) 측으로 송신할 수 있다. 수신된 피드백 정보는 온도센서(113), 수위 감지 센서(115), 만빙 감지 센서(117) 및 위치 센서(119)에 대응되도록 이를 전달 할 수 있다.
상술한 통신 방식에서 제빙기(100a) 및 냉장고 제어부(140) 간의 통신은 앞서 설명하였듯, 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부와 송수신되는 통신일 수 있다. 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)은 다양한 통신 방식을 포함하는데, 예를 들어, K-LINE 통신, RS232, RS422, RS485 및 LIN (Local Interconnect Network) 통신을 포함할 수 있다.
상기의 통신 모듈은 냉장고 제어부(140)가 각 센싱 신호를 해당 네트워크 통신에 적합한 데이터로 변환한 후, 통신 버스(210)를 통해 제빙기(100a)로 전달할 수 있다. 즉, 해당 네트워크 통신이 LIN 통신인 경우, 통신 모듈은 냉장고 제어부(140)로부터 수신한 각 센싱 신호를 LIN 프로토콜에 따라 데이터 변환한 후, 통신 버스(210)를 통해 제빙기(100a)로 전달할 수 있다.
따라서, 제빙기(100a)와 냉장고(200) 간의 통신을 위한 배선을 최소화 할 수 있으므로, 제빙기(100a)를 소형화할 수 있고, 노이즈 및 전자파의 발생을 감소할 수 있다.
나아가, CAN 포트를 터 포함하는 경우에, 냉장고(200)의 통신 네트워크가 CAN(Controller Area Network)일 수 있고, 통신 버스(210)는 2개의 꼬인 선(Twist Pair Wire)으로 이루어질 수 있다. 2개의 꼬인 선 중 하나에는 CAN HIGH 신호가 전송되고, 다른 하나에는 CAN LOW 신호가 전송될 수 있다. 여기서, 2개의 꼬인 선은 서로 다른 전압을 사용함으로써, 전기적인 노이즈를 줄일 수 있게 된다.
또한, 냉장고(200)의 통신 네트워크가 CAN(Controller Area Network)인 경우, 각 전자 제어 장치는 고유 식별자를 할당 받을 수 있다. 고유 식별자는 11 비트 또는 29 비트로 이루어질 수 있다. 여기서, 고유 식별자의 비트값을 통해 각 전자 제어 장치 간에 데이터 송신에 대한 우선 순위를 설정할 수 있다. 즉, 복수 개의 전자 제어 장치가 통신 버스(210)를 통해 데이터를 동시에 송신하는 경우, 고유 식별자의 비트값에 따른 우선 순위가 높은 전자 제어 장치의 데이터를 우선하여 전송하게 된다.
한편, 냉장고(200)의 통신 네트워크가 LIN(Local Interconnect Network)인 경우, 통신 버스(210)는 하나의 선으로 이루어질 수 있다. 또한, 냉장고(200)의 통신 네트워크가 LIN(Local Interconnect Network)인 경우, 냉장고 제어부(141)가 마스터 노드가 되고, 다른 전자 제어 장치(204, 206, 208)가 슬레이브 노드가 되어 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 마스터인 냉장고 제어부(141)는 통신 버스(210)의 사용 상태에 따라 동작 모드를 액티브 모드(active mode)에서 슬립 모드(sleep mode)로 전환할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 시간 동안 통신 버스(210)를 통한 데이터 송신이 없는 경우, 제1 전자 제어 장치(202)는 불필요한 전력 낭비를 방지하기 위해 통신 네트워크의 모드를 슬립 모드로 전환할 수 있다.
이와 같이, 냉장고(200)의 통신 네트워크로 CAN(Controller Area Network) 또는 LIN(Local Interconnect Network)을 이용하게 되면, 냉장고에 다른 전자 제어 장치가 추가되는 경우, 추가되는 전자 제어 장치를 통신 버스(210)에 연결하기만 하면 되므로, 사양 변경 등에 따른 우수한 확장성을 확보할 수 있게 된다.
나아가, 도 7은 본 발명에 따른 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부 간의 통신을 나타낸 도면(a) 및 변환통신모듈(135)에 의한 송수신을 나타낸 도면(b)이다. 상기의 통신방식의 예에 있어서, 상술한 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부를 통한 작동신호(데이터) 전송은 도 7(a)와 같으나, 통신매체 간의 배선을 더욱 간소화하기 위해 냉장고(200) 또는 제빙기(100) 간의 통신 경로에는 하나 이상의 변환통신모듈이 배치될 수 있다. 예를 들어, 냉장고 제어부(140) 및 제빙기 제어부(130) 간의 통신에 있어서, 각 제어부(130, 140)가 변환통신모듈(135)을 포함하거나 서로 인접해 있는 경우에는 변환통신모듈(135) 간의 연결을 통해 통신이 이루어질 수 있다.
여기서, 변환통신모듈(135)은 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)에서 전원선(1)을 더 포함하고 있는 일종의 형태인 전력선통신이 될 수 있다. 도 3의 경우와 비교하면, 데이터 송수신 단말기(323) 측에 전원선이 공급되어 전원선(1)을 통해 전력이 제공될 수 있다. 물론, 상기 전력은 직류안정화 전원장치(310)를 통과한 전류로써 5v의 전력이 될 수가 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 100a : 제빙기
102 : 제빙 트레이
104 : 제어 박스
106 : 구동부
108 : 이젝터
108a : 이젝터 축
108b : 이젝터 핀
110 : 이빙 히터
111 : 제빙 공간
113 : 온도 센서
115 : 수위 감지 센서
119 : 위치 센서
121 : 구동 모터
123 : 기어부
127 : 구동 모터의 축
129 : 보조 기어
130 : 제빙기 제어부
131 : 컨트롤러
133 : 통신 모듈
135 : 변환통신모듈
140 : 냉장고 제어부
151 : 통신 버스
153 : 전원용 배선
155 : 접지용 배선
161 : 제1 모터
163 : 제2 모터
171 : 히터
181 : 이송구동부
183 : 선택구동부
200 : 냉장고
210 : 통신 버스
310 : 직류안정화 전원장치
321 : 절연트랜스
322 : 액티브 필터
323 : 데이터 송수신 단말기
330 : 제어부
P : 전력선통신부
D : 구동부

Claims (14)

  1. 제어박스;
    상기 제어박스 내부에 마련되는 제빙기 제어부; 및
    상기 제어박스 일측에 위치되고, 수용부가 마련되며, 상기 수용부의 하면에 히터가 위치되는 제빙 트레이;를 포함하고,
    상기 제빙기 제어부는,
    냉장고로부터 전달되는 작동신호 및 전원 중 하나 이상을 수신 및 상기 작동신호에 대한 대응신호를 상기 냉장고로 송신을 하고, 상기 제빙기 제어부와 상기 냉장고 간에 송수신 되는 상기 작동신호 및 상기 전원 중 하나 이상은, 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부를 통해 전달받으며,
    상기 제빙기 제어부는 CAN(Controller Area Network) 포트를 더 포함하고,
    상기 작동신호의 일부가 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 전달되고,
    상기 작동신호가 송수신되는 배선은,
    광섬유(Fiber Optic)케이블 또는 TP(Twisted-pair)케이블을 포함하며,
    상기 제빙기 및 상기 냉장고 간에 적어도 하나 이상 배치되는 변환통신모듈을 더 포함하고,
    상기 변환통신모듈에 의해 전달되는 신호는 하나의 배선을 통해 수신되는 측으로 전송되며,
    상기 제빙기 제어부가 전달받은 상기 작동신호는 상기 히터가 발열되도록 하는 신호를 포함하고, 상기 히터가 발열되도록 하는 신호에 따른 상기 히터의 발열에 의해 상기 수용부에 위치되는 얼음이 상기 제빙 트레이로부터 이빙될 수 있는, 제빙기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동신호는 K-LINE 통신을 통해 전달되는, 제빙기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동신호는 LIN (Local Interconnect Network) 통신을 통해 전달되는, 제빙기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동신호는 RS232, RS422 및 RS485 중 하나의 통신을 통해 전달되는, 제빙기.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,,
    상기 제빙기는,
    온도 센서, 수위 감지 센서, 만빙 감지 센서 및 위치 센서를 포함하는 센서를 더 포함하고,
    상기 제빙기 제어부는 상기 센서가 감지한 정보를 피드백받아 상기 냉장고로 전달하는, 제빙기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제빙기는 히터 및 구동 모터를 더 포함하고,
    상기 작동신호는 상기 구동 모터 및 상기 히터의 구동신호를 포함하는, 제빙기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 모터는 BLDC 모터 또는 스테핑모터인, 제빙기.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부로부터 전달되는 작동신호 및 상기 전원이 공급되는 배선이 더 포함된 전력선통신부가 마련되고,
    상기 전력선통신부를 경유하여 상기 작동신호 및 상기 전원은 하나의 배선으로 송수신되는, 제빙기.
  12. 냉장고 제어부로부터 작동신호 및 전원 중 하나 이상을 전달받는 제빙기에서,
    제어박스; 및
    상기 제어박스와 연결되고, 수용부가 마련되는 제빙 트레이;를 포함하고,
    상기 냉장고 제어부로부터 전달되는 상기 작동신호 및 상기 전원 중 하나 이상을, 범용 비동기화 송수신(UART; Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)부와 송수신하여 제어되고,
    상기 작동신호가 송수신되는 배선은,
    광섬유(Fiber Optic)케이블 또는 TP(Twisted-pair)케이블을 포함하며,
    상기 제빙기 및 상기 냉장고 간에 적어도 하나 이상 배치되는 변환통신모듈을 더 포함하고,
    상기 변환통신모듈에 의해 전달되는 신호는 하나의 배선을 통해 수신되는 측으로 전송되는, 제빙기.
  13. 삭제
  14. 청구항 1 또는 12항에 기재된 제빙기를 포함하는, 냉장고.
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