KR20100085275A - 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도어에 구비된 영구자석과 척력 또는 인력이 발생되도록 본체의 상부면에 전자석을 구비하여 도어의 밀폐력을 증가시키며, 상기 전자석의 극성을 센서의 감지에 의해 조절 및 변환시키는 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치를 제공하기 위한 것이다.

그 기술적 구성은 냉장고 도어에 설치되는 자석부; 상기 자석부에 대응되는 위치에 구비되는 전자석부; 상기 전자석부가 자화되도록 전원을 공급하기 위한 전원공급부; 상기 도어 또는 본체에 구비되어 소정 거리 범위 이내로 근접하는 외부체를 감지하는 감지부; 상기 감지부의 감지에 의해 상기 전자석부의 극성을 변화시켜 상기 자석부와의 인력 또는 척력에 의해 상기 도어를 개폐할 수 있도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

냉장고, 전자석, 영구자석, 도어, 감지센서, 근접센서, 극성, 자화

Description

전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치{REFRIGERATOR DOOR OPENING AND CLOSED DEVICE USING AN ELECTROMAGNET}

본 발명은 전자석을 이용한 도어 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본체의 상면에 구비된 전자석과 척력 또는 인력을 작용하도록 도어의 내부면에 영구자석을 구비하고, 상기 전자석의 극성을 센서의 감지에 의해 조절하는 전자석을 이용한 도어 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고(Refrigerator)는 식품의 저온 저장을 목적으로 하는 장치로서, 보관하고자 하는 식품의 상태에 따라 냉동 또는 냉장하여 보관하게 된다.

냉장고의 내부에 공급되는 냉기는 냉매의 열교환 작용에 의해서 생성되며, 압축-응축-팽창-증발의 사이클(Cycle)을 반복적으로 수행하면서 지속적으로 냉장고의 내부로 공급되고, 공급된 냉기는 대류에 의해서 냉장고 내부에 고르게 전달되어 냉장고 내부의 저장물을 원하는 온도로 유지할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉장고를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 냉장고(100)의 본체의 어느 한 면을 통해 저장 용기에 식품 등을 저장 또는 꺼낼 수 있도록 열고 닫는 도어(110)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 도어(110)는 냉장고(100)에 저장하고자 하는 물건을 넣거나 꺼낼 때 사용될 뿐만 아니라, 닫혔을 때에는 외부의 공기가 유입되거나 내부에서 유출되지 않도록 밀폐시키게 된다.

따라서, 도어(110)와 냉장고(100) 본체와의 밀착 상태를 높이기 위해 도어(110)의 내부면, 통상적으로는 도어(110)의 내부 외주면에 고무 자석(120)을 부착하여 도어(110)를 닫았을 때 냉장고(100) 본체와의 밀착 상태를 높이게 된다.

그러나, 최근 냉장고의 용량이 증가함에 따라 도어의 면적이 넓어지게 되었고, 도어의 중량도 상당히 증가하게 되어 도어를 개방할 때 드는 힘이 커지게 되었으며, 이에 따라 도어 개방에 불편함이 발생하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 외부체의 접근 및 접촉을 감지부에서 감지하여 자석부의 극성에 반대되는 척력이 작용하도록 전자석부의 극성을 형성시킴으로써 도어를 쉽게 열 수 있는 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉장고 도어에 설치되는 자석부; 상기 자석부에 대응되는 위치에 구비되는 전자석부; 상기 전자석부가 자화되도록 전원을 공급하기 위한 전원공급부; 상기 도어 또는 본체에 구비되어 소정 거리 범위 이내로 근접하는 외부체를 감지하는 감지부; 상기 감지부의 감지에 의해 상기 전자석부의 극성을 변화시켜 상기 자석부와의 인력 또는 척력에 의해 상기 도어를 개폐할 수 있도록 제어하는 제어부를 포함한다.

그리고, 상기 감지부는 근접센서 및/또는 터치센서인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 자석부는 영구자석 또는 자화된 가스켓인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전자석부는 상기 본체 하우징 내부면에 하나 또는 다수개 설치되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 감지부는 상기 도어의 손잡이 홈 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치에 의하면, 도어의 밀착 상태를 높이기 위해 도어의 내부 외주면에 영구 자석 등의 자석부를 구비하고, 본체에 극성을 바꿀 수 있는 전자석을 구비함으로써, 감지부의 접근 센서 및 터치 센서로 전자석의 극성을 변환시켜 척력을 발생시킴으로써 쉽게 도어를 개방할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 냉장고에 적용된 도어개폐장치를 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉장고를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 도어개폐장치(30)는 도어(10)의 내부면에 설치되어 N 극 또는 S 극을 띄는 자석부(20), 상기 자석부(20)에 대응되는 본체에 형성되어 선택적으로 자석부(20)와 동일 또는 반대 극성을 띄는 전자석부(35), 상기 전자석부(35)가 자화되도록 전원을 공급하는 전원공급부(37), 상기 도어(10) 또는 본체에 구비되어 소정거리 범위 이내로 근접하는 외부체를 센싱하는 감지부(31), 상기 감지부(31)의 감지에 의해 전자석부(35)의 극성을 달리하며 자석부(20)와의 척력에 의해 도어(10)를 개방할 수 있도록 제어하는 제어부(33)를 포함한다.

본 발명에 따른 도어개폐장치(30)는 도어(10)를 여닫는 구조, 즉 김치 냉장고 등에도 적용가능하나, 본 발명에서는 편의상 냉장고(1) 만을 도시하였다.

도 3에 도시한 바와 같이, 냉장고(1) 본체는 저장물을 저장할 수 있는 수납칸 및 수납서랍 등을 구비하고, 각각의 수납칸 및 수납서랍은 도어(10)에 의해 외부와 차단되거나 외부의 유입 또는 내부의 유출이 가능해진다.

그리고, 도어(10)의 내부면에는 가스켓을 형성하여 냉장고(1)의 본체와 접하며 수납된 저장물의 외부 공기와의 접촉을 차단하고, 상기 도어(10)의 전면에는 손잡이 홈이 함몰되어 손가락을 넣어 쉽게 개폐할 수 있도록 형성되어 있으며, 상기 본체의 하우징 내부면에는 상기 전자석부(35)가 형성되어 있으며, 상기 도 3에서는 외주면에 형성된 것처럼 도시되었으나, 한 부분 또는 다수개의 부분에 위치하는 것이지 연장된 것은 아니다.

한편, 상기 본체에는 전자석부(35)를 구비하여 전자석부(35)의 극성을 외부에서 변환시킴으로써 자석부(20)와의 척력(斥力)이 발생되도록 한다.

이때, 본 발명에서는 편의상 본체의 내부면에 전자석부(35)를 구비하고, 도어(10)의 내부면에 자석부(20)를 구비하는 것으로 하지만, 이와 반대의 경우도 동일 범주로 한다.

여기서, 자석부(20)는 가스켓 내부에 설치되는 영구자석을 이용하거나 또는 가스켓 자체를 자화한 것일 수 있으며, 상기 자석부(20)가 영구자석일 경우, 상기 영구자석은 가스켓(20)의 내부에 구비되도록 한다.

상기 자석부(20)의 한 면은 N 극 또는 S 극의 극성을 갖도록 자화(磁化)되어 있으며, 상기 전자석부(35)는 상기 본체의 상부면에 설치되어 상기 도어(10)와의 접촉시 기밀을 유지하도록 실링부재의 내부에 구비되는 것도 바람직하다.

상기 전자석부(35)는 선택적으로 극성을 바꾸며 특정 극성으로 자화된 자석부(20)와 인력 또는 척력을 발생시킨다.

그리고, 상기 도어(10) 또는 본체에 감지부(31)가 구비되고, 상기 감지부(31)는 터치 센서 또는 근접 센서로 구비되며, 상기 감지부(31)가 근접 센서로 구비될 경우 일정 범위 내로 다가오는 근접체를 감지(Sensing)하게 되며, 상기 근접 센서는 본체나 도어(10)로 사람이 다가오는지의 여부를 인식하기 위해 구비된다.

또한, 상기 감지부(31)가 터치 센서로 구비되는 경우, 상기 도어(10)의 손잡이 홈 내부에 설치되어 도어(10)를 열고자 할 경우를 감지하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 감지부(31)에는 근접 센서와 터치 센서를 모두 구비하는 것도 바람직한데, 그 이유는 도어(10)를 열고 저장물 등을 꺼낸 후, 다시 닫을 경우를 구분하여 닫히도록 하기 위함이며, 이와 같은 경우에는 근접 센서로 사람이 다가오는지 또는 일정 시간 동안 머물러 있었는지의 여부를 확인한 후 도어(10)를 개방 또는 폐쇄되도록 전자석부(35)의 극성을 바꾸는 것이 바람직하다.

예를 들면, 감지부(31)에서 본체로 다가오는 근접체를 근접 센서로 감지하였고, 터치 센서로 사용자가 도어(10)를 열고자 하는 의도를 파악한 경우, 전자석 부(35)의 극성을 변경시켜 척력을 이용하여 도어(10)가 쉽게 열리게 한다.

한편, 감지부(31)에서 본체와 인접한 거리에 근접체가 계속 머물러 있음을 파악하고, 터치 센서에서도 사용자가 도어(10)를 일정 시간(예로서 수 초) 잡고 있음을 파악한 경우, 다시 닫고자 하는 경우이므로 전자석부(35)의 극성을 변경시켜 척력을 이용하여 도어(10)가 완전히 밀폐되도록 인력을 작용시키는 것도 바람직하다.

이러한 경우의 수를 고려하여 상기 제어부(33)에 각각의 경우에 수에 따른 제어 알고리즘을 프로그래밍하고, 사용자에 맞게 학습되도록 각각의 규칙을 학습하는 과정도 더 포함시키는 것도 바람직하다.

그 이유는, 도어(10)를 계속적으로 열고 닫는 습관을 가진 사용자가 있을 수 있고, 도어(10)을 열고 난 후 한참 동안을 도어(10) 개방 상태를 유지시키는 습관 등을 가진 사용자가 있을 수 있으므로, 각각의 제어 알고리즘도 학습 데이터를 학습하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 각각의 퍼지 규칙(Fuzzy_Rule)을 설정하여 놓고, 상기 퍼지 규칙에 맞지 않는 행동을 사용자가 하는 경우, 이를 학습하도록 일정 시간의 학습 데이터를 훈련시키는 알고리즘 및 유전자 알고리즘을 적용시키는 등의 훈련 과정을 거치는 것이다.

마지막으로, 상기 감지부(31)는 도어(10)의 손잡이 홈 내부에 설치됨으로써, 외부로 돌출되지 않아 외부로부터 보호되도록 설치되는 것이 바람직하고, 이에 따라 손잡이를 잡는 손(hand)만을 외부체로 인식하도록 하는 것도 바람직하다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 도어개폐장치의 원리를 도시한 도이다.

도 4의 (가)를 보면, 자석부(20)는 도어(10)에 구비되고, 전자석부(35)를 포함한 도어개폐장치(30)는 냉장고(1)의 본체에 구비되며, 감지부(31)에서 외부체의 근접 및 접촉을 감지하지 않은 경우는 도어(10)가 닫힌 상태이므로, 철심에 코일이 감긴 전자석에 전원을 인가시키지 않고, 상기 전자석의 양측면에 구비된 철판이 자석의 기능을 하지 않도록 한다.

이와 같은 경우, 자석부(20)가 영구자석이기 때문에 상기 철판과 인력으로 붙을 수 있게 된다.

또는, 감지부(31)에서 외부체의 근접 및 접촉을 감지하지 않은 경우, 도어(10)가 닫힌 상태이므로, 밀폐력을 강화시키기 위해 상기 영구자석의 극성과 반대의 극성을 전자석부(35)에 형성시켜 인력이 작용하도록 한다.

전자의 경우에는 후자의 경우보다 밀폐력을 강화시키지는 못하지만, 전자석을 만들기 위한 전원 공급이 없으므로, 전력량을 줄일 수 있고, 후자의 경우에는 전자의 경우보다 전력량을 감소시킬 수는 없지만 밀폐력은 강화시킬 수 있으므로, 각각의 용도에 따라 두 가지의 경우를 적절히 이용하는 것이 바람직하다.

도 4의 (나)를 보면, 감지부(31)에서 외부체의 근접 및 접촉을 감지한 경우, 도어(10)를 열려고 하는 사용자의 의도를 파악하고, 사용자가 도어(10)를 여는데 드는 힘을 적게 하기 위해, 자석부(20)의 극성과 동일한 극성의 전자석을 만들고, 이로 인해 자석부(20)와 전자석부(35)가 서로 밀어내는 척력이 발생되도록 하여 사용자가 도어(10)를 쉽게 열 수 있도록 한다.

여기서, 기밀 상태를 강하게 유지하도록 하는 경우에는 전원공급부(37)로부터 공급되는 전원을 증가시킴으로써 전자석부(35)의 전자력을 강화시키는 것도 바람직하다.

따라서, 밀폐력을 강화시키기 위해 도어(10)가 닫힌 상태에서의 작동 과정을 설명하면, 전자석부(35)는 전원 공급부(37)로부터 외부 전원을 공급받아 자석부(20)와 서로 다른 극성을 갖도록 자화된다.

그리고 나서, 상기 감지부(31)에서 소정 거리 이내로 접근하는 사람의 손가락을 인식하게 되면, 제어부(33)를 통해 전자석부(35)의 극성을 바꾸게 되며, 상기감지부(31)의 출력 신호가 없는 경우, 제어부(33)는 전자석부(35)와 자석부(20)가 서로 다른 극성으로 인력을 발생하도록 전자석부(35)를 제어함으로써 도어(10)를 본체 상에 밀착시켜 기밀을 유지하도록 한다.

상기 전자석부(35)는 자석부(20)와 서로 다른 극성으로 자화되어 자석부(20)의 인력으로 인해 금속성의 본체에 큰 힘으로 붙게 된다.

그리고, 기밀 상태를 강하게 유지시키는 경우에는 전원공급부(37)로부터 공급되는 전원을 높임으로써 전자석부(35)의 전자력을 강하게 할 수 있다.

여기서, 상기 감지부(31)의 신호가 감지되면, 제어부(33)는 전자석부(35)와 자석부(20)가 동일 극성으로 척력을 발생하도록 전자석부(35)를 제어함으로써, 도어(10)가 본체 상에 구속되지 않게 하고, 이에 따라 도어(10)를 쉽게 회동시킬 수 있도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉장고를 개략적으로 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 냉장고에 적용된 도어개폐장치를 도시한 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 냉장고를 개략적으로 도시한 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 냉장고의 도어개폐장치의 원리를 도시한 도.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>

1: 냉장고 10: 도어

20: 자석부 30: 도어개폐장치

31: 감지부 33: 제어부

35: 전자석부 37: 전원공급부

Claims (5)

1. 냉장고 도어에 설치되는 자석부;

   상기 자석부에 대응되는 위치에 구비되는 전자석부;

   상기 전자석부가 자화되도록 전원을 공급하기 위한 전원공급부;

   상기 도어 또는 본체에 구비되어 소정 거리 범위 이내로 근접하는 외부체를 감지하는 감지부;

   상기 감지부의 감지에 의해 상기 전자석부의 극성을 변화시켜 상기 자석부와의 인력 또는 척력에 의해 상기 도어를 개폐할 수 있도록 제어하는 제어부

   를 포함하는 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 감지부는 근접센서 및/또는 터치센서인 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 자석부는 영구자석 또는 자화된 가스켓인 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 전자석부는 상기 본체 하우징 내부면에 하나 또는 다수개 설치되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 감지부는 상기 도어의 손잡이 홈 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 냉장고 도어 개폐장치.

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