KR20180126271A - 냉장고 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR20180126271A
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Abstract

도어를 자동으로 개폐할 수 있는 냉장고 및 그 제어 방법을 제안한다.
모터를 제어하여 냉장고 도어를 자동으로 개폐할 수 있다. 도어가 닫히고 일정 시간이 경과하면, 도어가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터를 동작시켜 도어 개방 시에 소음을 제거하고, 도어 개방 시간을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 도어 개방 신호가 감지되면, 즉시 도어를 개방시킬 수 있도록 한다.

Description

냉장고 및 그 제어 방법{REFRIGERATOR AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 냉장고 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉장고는 식품을 저장하는 저장실에 냉기를 공급하여 식품을 장기간 신선하게 보관할 수 있는 장치이다. 저장실의 온도는 식품을 신선하게 보관하는데 요구되는 일정 범위 내의 온도로 유지된다.
이러한 냉장고의 저장실은 그 전면이 개방되도록 마련되고, 개방된 전면은 도어에 의해 폐쇄된다.
도어는 사용자가 직접 여닫도록 구성될 수 있다. 그러나 사용자가 식품을 저장실에 보관하거나 저장실로부터 꺼내야 하는 등, 사용자의 양손이 자유롭지 못한 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에 사용자는 식품을 다른 지점에 올려둔 채 냉장고의 도어를 개방 또는 닫힘 상태로 조작하게 된다. 이러한 불편함을 개선하기 위해 도어를 자동으로 개방 또는 폐쇄할 수 있는 냉장고가 출시되고 있다.
개시된 본 발명의 일 측면은 모터를 제어하여 도어를 자동으로 개폐할 수 있는 냉장고 및 그 제어 방법를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 측면은 도어가 닫히고 일정 시간이 경과하면, 도어가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터를 동작시켜 도어 개방 시에 소음을 제거하고, 도어 개방 시간을 일정하게 유지할 수 있는 냉장고 및 그 제어 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 또 다른 측면은 도어 개방 신호가 감지되면, 즉시 도어를 개방시킬 수 있는 냉장고 및 그 제어 방법을 제안하고자 한다.
이를 위해 본 발명의 일 측면에 의한 냉장고는, 외관을 형성하고, 저장실이 형성되는 본체; 저장실을 개폐하도록 힌지축을 중심으로 본체에 회전 가능하게 설치되는 도어; 도어를 개폐하는 도어 개폐 장치; 도어의 개폐를 감지하는 도어 개폐 감지부; 도어 개폐 장치를 제어하는 제어부;를 포함하고, 도어 개폐 장치는, 동력을 발생하는 모터; 모터와 연동하여 회전하는 제1기어; 힌지축에 회전력을 전달하는 제2기어;를 더 포함하고, 제어부는, 도어를 개방시키기 위한 모터의 제1출력값을 저장하며, 도어가 폐쇄된 상태에서 제1출력값보다 작은 제2출력값으로 모터를 동작시켜 도어를 개방 방향으로 회전시킨다.
제어부는, 도어가 폐쇄된 상태에서 도어가 개방 방향으로 회전되게 모터를 동작시켜 제1기어로부터 제2기어로 동력을 전달한다.
제어부는, 도어의 폐쇄 시간을 카운트하여 일정 시간이 경과하면, 도어가 개방 방향으로 회전되게 모터를 정회전 동작시킨다.
제2출력값은, 도어가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터를 정회전 동작시키는 모터 제어값이다.
또한, 제어부는, 모터의 동작 시간을 카운트하여 일정 시간이 경과하면, 모터의 정회전 동작을 정지시킨다.
또한, 제어부는, 도어 개폐 감지부를 통해 도어 개방 신호가 감지되면, 모터를 정회전 동작시켜 도어를 개방시킨다.
그리고, 본 발명의 일 측면에 의한 냉장고는, 외관을 형성하고, 저장실이 형성되는 본체; 저장실을 개폐하도록 힌지축을 중심으로 상본체에 회전 가능하게 설치되는 도어; 도어를 개폐하는 도어 개폐 장치; 도어의 개폐를 감지하는 도어 개폐 감지부; 도어가 폐쇄된 상태에서, 도어가 개방 방향으로 회전되게 도어 개폐 장치를 제어하는 제어부;를 포함하고, 도어 개폐 장치는, 동력을 발생하는 모터; 모터와 연동하여 회전하는 제1기어; 힌지축에 회전력을 전달하는 제2기어;를 더 포함하고, 제어부는,도어를 개방시키기 위한 모터의 제1출력값을 저장하며, 제1출력값보다 작은 제2출력값으로 모터를 동작시켜 제1기어로부터 제2기어로 동력을 전달한다.
그리고, 본 발명의 일 측면은 저장실이 형성되는 본체와, 저장실을 개폐하도록 힌지축을 중심으로 본체에 회전 가능하게 설치되는 도어와, 도어를 개폐하도록 동력을 발생하는 모터를 구비하는 냉장고의 제어 방법에 있어서, 도어가 폐쇄되었는가를 판단하고; 도어가 폐쇄되면, 도어의 폐쇄 시간을 카운트하고; 카운트한 도어 폐쇄 시간이 제1 시간을 경과하였는가를 판단하고; 도어 폐쇄 시간이 제1시간을 경과하면, 도어를 개방시키기 위한 모터의 제1출력값보다 작은 제2출력값으로 모터를 동작시켜 도어를 개방 방향으로 회전시키는 것;을 포함한다.
도어를 개방 방향으로 회전시키는 것은, 도어가 폐쇄된 상태에서, 도어가 개방 방향으로 회전되게 모터를 정회전 동작시켜 제1기어로부터 제2기어로 동력을 전달하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 측면에 의한 냉장고의 제어 방법은, 모터의 동작 시간을 카운트하고; 카운트한 모터 동작 시간이 제2시간을 경과하였는가를 판단하고; 모터 동작 시간이 제2시간을 경과하면, 모터의 정회전 동작을 정지시키는 것;을 더 포함한다.
제안된 냉장고 및 그 제어 방법에 의하면, 모터를 제어하여 냉장고 도어를 자동으로 개폐할 수 있다. 도어가 닫히고 일정 시간이 경과하면, 도어가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터를 동작시켜 도어 개방 시에 소음을 제거하고, 도어 개방 시간을 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 도어 개방 신호가 감지되면, 즉시 도어를 개방시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어가 닫힌 상태의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 일부 도어가 열린 상태의 외관을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 내부를 위에서 바라본 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 내부를 아래에서 바라본 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 센터 기어와 전환 유닛을 위에서 바라본 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 센터 기어와 전환 유닛을 아래에서 바라본 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 센터 기어와 전환 유닛의 분해 사시도이다.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 동작에 관한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제어 구성도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개방 제어 제1알고리즘을 도시한 동작 순서도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개방 제어 제2알고리즘을 도시한 동작 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에서는 본 발명에 의한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 사상은 냉동실과 냉장실이 좌우로 구획되는 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)의 냉장고와, 냉장실이 상측에 형성되고 냉동실이 하측에 형성되는 바텀 프리즈 타입(bottom freeze type)의 냉장고와, 냉동실이 상측에 형성되고 냉장실이 하측에 형성되는 탑 마운트 타입(top mount type)의 냉장고 또는 이들의 특징이 서로 혼합 적용된 형태의 냉장고에서 모두 적용될 수 있다.
또한, 제빙실이 냉장실에 제공되는 형태의 냉장고뿐 아니라 냉동실에 제공되는 형태의 냉장고에도 본 발명의 사상이 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어가 닫힌 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 일부 도어가 열린 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(1)는 외관을 이루는 박스 형상의 본체(10)와, 본체(10)의 내부에 상하로 구획되어 형성되는 저장실(20)과, 저장실(20)을 개폐하는 도어(30)와, 저장실(20)에 냉기를 공급하는 냉각 장치(240, 도 17 참고)를 포함한다.
본체(10)는 저장실(20)을 형성하는 내상(12)과, 내상(12)의 외측에 결합되어 외관을 형성하는 외상(14)과, 내상(12)과 외상(14) 사이에 발포되어 저장실(20)을 단열시키는 단열재(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
저장실(20)은 전면이 개방되도록 마련되고, 수평 격벽(25)에 의해 상측의 냉장실(22)과, 하측의 냉동실(24)로 구획될 수 있다. 냉장실(22)은 본체(10)에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 도어(30, 40)에 의해 개폐될 수 있고, 냉동실(24) 또한 본체(10)에 회전가능하게 결합되는 한 쌍의 도어(50)에 의해 개폐 될 수 있다. 도어들(30, 40, 50)의 형상은 한정되지 않고 슬라이딩하여 개폐하는 슬라이딩 도어가 적용될 수도 있다.
냉장실(22)을 개폐하는 한 쌍의 도어(30, 40)는 좌우로 배치될 수 있다. 이하에서 편의상 도면상 우측 도어(30)를 제1도어(30)라고 하고, 좌측 도어(40)를 제2도어(40)라고 한다. 냉장실(22)의 도어들(30, 40)과 냉동실(24)의 도어들(50) 사이의 관계에서는, 설명의 편의상 냉장실(22)의 도어들(30, 40)을 상부 도어(30, 40)라 하고, 냉동실(24)의 도어들(50)을 하부 도어(50)라 한다. 제1도어(30)에는 제1도어(30)의 개폐를 위해 파지 가능하게 마련되는 제1도어 손잡이(30a)가 마련되고, 제2도어(40)에는 제2도어(40)의 개폐를 위해 파지 가능하게 마련되는 제2도어 손잡이(40a)가 마련된다. 하부 도어(50) 또한 하부 도어(50)의 개폐를 위해 파지 가능하게 마련되는 하부 도어 손잡이(50a)가 마련된다.
도어들(30, 40, 50)은 힌지축(50, 도 3 참고)을 중심으로 본체(10)에 대해 회전 가능하게 마련될 수 있다.
제1도어(30)는 냉장실(22)의 우측 일부를 개폐할 수 있고, 제2도어(40)는 냉장실(22)의 나머지 일부를 개폐할 수 있다. 제1도어(30)와, 제2도어(40)의 배면에는 각각 식품을 수납할 수 있는 도어 선반(35)이 마련될 수 있다.
도어 선반(35)은 도어 선반(35)의 좌우 양측에서 도어 선반(35)을 지지하도록 제1 및 제2도어(30, 40)로부터 수직하게 연장 형성되는 선반 지지부(35a)를 포함할 수 있다. 선반 지지부(35a)는 별도의 구성으로 도어들(30, 40)에 분리 가능하게 마련될 수도 있으며, 본 실시예에서는 도어들(30, 40)로부터 연장 형성되도록 마련된다.
또한, 제1도어(30)와, 제2도어(40)의 배면 테두리에는 제1도어(30)와, 제2도어(40)가 닫힌 상태에서 본체(10)와의 틈을 밀폐시키도록 가스켓(36)이 마련될 수 있다.
가스켓(36)은 제1도어(30)와, 제2도어(40)의 배면에 테두리를 따라 루프 형태로 설치될 수 있고, 내부에는 마그넷(미도시)이 포함될 수 있다.
한편, 제1도어(30)와 제2도어(40)가 닫힌 상태에서 제1도어(30)와 제2도어(40) 사이의 이격된 틈이 발생하고, 이러한 틈을 밀폐하도록 바 어셈블리(미도시)가 마련될 수 있다.
냉장고(1)는 입출력기능이 구비되어 있는 디스플레이 장치(60)를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(60)는 사용자의 편의를 위해 도어(30)의 전면에 마련될 수 있다.
디스플레이 장치(60)는 사용자와 상호 작용할 수 있다. 예를 들어, 사용자로부터 사용자 입력을 수신하고, 수신된 사용자 입력에 대응하는 동작 정보를 표시할 수 있다.
디스플레이 장치(60)는 사용자의 신체 일부가 접촉한 터치 입력 좌표를 검출하는 터치 패널(touch panel) 및 사용자의 터치 입력에 따라 각종 정보를 표시하는 디스플레이 패널(display panel)를 포함할 수 있다.
터치 패널은 디스플레이 패널의 전면에 마련되며, 디스플레이 패널에 표시되는 영상을 왜곡시키지 않도록 투명한 재질로 구성될 수 있다. 또한, 터치 패널은 사용자의 신체 일부의 접촉 여부를 감지할 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 신체 일부가 접촉된 터치 입력 좌표를 검출할 수도 있다.
이러한 터치 패널은 사용자의 접촉에 의한 정전 용량 변화를 감지하는 정전 용량형 터치 패널(capacitive touch panel), 사용자의 접촉에 의한 압력을 감지하는 저항막(가압)식 터치 패널(resistive touch panel) 등을 채용할 수 있다. 또한, 터치 패널은 이에 한정되지 않으며, 사용자의 터치 또는 접근을 감지하고, 감지된 터치 지점의 좌표 또는 접근 지점의 좌표에 대응하는 전기적 신호를 출력할 수 있는 다양한 입력 수단을 채용할 수 있다.
디스플레이 패널은 사용자가 입력할 수 있는 사용자 명령을 표시하고 사용자의 터치 입력에 따라 각종 정보를 표시한다. 예를 들어, 냉장고(1)의 동작 여부, 저장실(20)의 온도 등의 냉장고(1)의 동작 정보뿐만 아니라, 날씨 또는 시간 등의 일상 정보를 표시할 수도 있다.
이러한 디스플레이 패널은 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube) 디스플레이 패널, 액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 패널, 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode) 패널, 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel), 전계 방출 디스플레이(FED, Field Emission Display) 패널 등을 채용할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널은 이에 한정되지 않으며, 동작 정보에 대응하는 광학적 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 다양한 표시 수단을 채용할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(60)는 사용자가 일정 범위 이내로 접근할 때 자동으로 활성화되는 웨이크 업(wake up) 기능을 구비할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 일정 범위 이내로 접근하면 디스플레이 장치(60)가 활성화될 수 있다. 다시 말해, 디스플레이 장치(60)는 온(on)상태가 될 수 있다. 반면, 사용자가 일정 범위 이내에서 벗어나면 디스플레이 장치(60)는 비활성화될 수 있다. 다시 말해, 디스플레이 장치(60)는 오프(off)상태가 될 수 있다.
이외에도, 디스플레이 장치(60)는 다양한 화면 또는 영상을 표시할 수 있다.
도 3은 도 2의 A를 확대한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 내부를 위에서 바라본 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 내부를 아래에서 바라본 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 7에서, 냉장고(1)는 도어 개폐 장치(100)를 포함할 수 있다.
도어 개폐 장치(100)는 냉장고(1)의 도어(30)를 개폐하도록 마련될 수 있다. 도어 개폐 장치(100)는 한 쌍의 상부 도어(30, 40)에 각각 설치될 수 있다. 이에 한정되지 않고 도어 개폐 장치(100)는 한 쌍의 상부도어(30, 40) 중 어느 하나의 도어(30)에만 설치될 수도 있으며, 하부 도어(50)에 설치될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의상 도어 개폐 장치(100)는 제 1 도어(30)에 배치되는 것으로 설명한다.
도어 개폐 장치(100)는 장치본체(102)와, 장치본체(102) 내부에 수용되는 구동 장치(110)와, 도어(30)를 본체(10)로부터 이격시키는 가압 장치(180)를 포함할 수 있다.
장치본체(102)는 그 내부에 구동 장치(110)와 가압 장치(180)를 수용하도록 구성될 수 있다. 장치본체(102)는 도어(30)의 상부에 배치될 수 있다. 장치본체(102)는 도어(30)의 좌우 방향을 길이 방향으로 하여 설치될 수 있다. 장치본체(102)는 하부 장치본체(102b)와, 그 내부에 복수의 구동 기어(122)와 회전 기어(124)가 안착되도록 하부 장치본체(102b)와 결합하는 상부 장치본체(102a)를 포함할 수 있다.
구동 장치(110)는 동력을 발생시키고, 동력을 도어(30)로 전달하여 도어(30)를 개폐하도록 마련될 수 있다.
구동 장치(110)는 동력 발생 장치와, 동력 전달 장치(120)를 포함할 수 있다.
동력 발생 장치는 도어(30)의 개폐를 위한 동력을 발생시키도록 마련될 수 있다. 동력 발생 장치는 모터(112)를 포함할 수 있다. 모터(112)는 동력을 발생시키도록 장치본체(102)의 내부에 배치될 수 있으며, 제어부(220 .도 17 참고)로부터 제어 신호를 받아 정회전 또는 역회전을 할 수 있다. 모터(112)의 정회전과 역회전을 통해 도어(30)를 개방 위치 또는 닫힘 위치로 이동시킬 수 있다.
동력 전달 장치(120)는 모터(112)와 힌지축(50)사이에 배치되어, 모터(112)로부터 발생하는 동력을 힌지축(50)으로 전달할 수 있다. 즉, 모터(112)에서 발생하는 동력은 동력 전달 장치(120)를 통해 힌지축(50)에 전달되면서 도어(30)가 동작할 수 있게 된다.
동력 전달 장치(120)는 모터(112)와 연동하여 회전하는 복수의 구동 기어(122)와, 복수의 구동 기어(122)와 맞물리며 힌지축(50)에 장착되는 회전 기어(124)를 포함할 수 있다. 복수의 구동 기어(122)와 회전 기어(124)는 그 둘레 중 적어도 일부에 기어 티스를 포함할 수 있다.
동력 전달 장치(120)는 도어(30)의 개폐를 자동과 수동으로 전환 가능하도록, 모터(112)의 동력이 힌지축(50)에 전달되는 동력 전달 상태와, 동력이 힌지축(50)에 전달되지 않는 동력 비전달 상태로 전환되도록 구성될 수 있다.
동력 전달 장치(120)는 모터(112)에 연동하여 회전하는 모터측 기어(132)와, 도어(30)의 개폐에 연동하여 회전하는 도어측 기어(134)와, 모터측 기어(132)와 맞물리는 센터 기어(136)와, 센터 기어(136)에 맞물리는 한 쌍의 유동 기어(138)를 포함할 수 있다. 도어측 기어(134)는 단속 기어(140)를 포함할 수 있다. 모터측 기어(132)와, 도어측 기어(134)는 각각 복수가 직렬로 맞물리도록 구성될 수 있다.
모터측 기어(132)는 일측은 모터(112)의 회전축(112a)과 맞물리며, 타측은 센터기어(136)와 맞물리도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 모터측 기어(132)는 복수개가 마련되며, 가장 모터(112)측에 위치하는 모터측 기어(132)는 모터(112)의 회전축(112a)과 맞물리도록 구성되며, 가장 힌지축(50)측에 위치하는 모터측 기어(132)는 센터 기어(136)와 맞물리도록 구성될 수 있다.
또한 도어측 기어(134)는 일측은 센터 기어(136)와 맞물리며, 타측은 힌지축(50)과 결합되는 회전 기어(124)와 맞물리도록 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 도어측 기어(134)가 복수 개가 마련되어, 가장 모터(112)측에 위치하는 도어측 기어(134)는 센터기어(136)와 맞물리고, 가장 힌지축(50)측에 위치한 도어측 기어(134)는 회전 기어(124)와 맞물릴 수 있다.
가압 장치(180)는 도어(30)가 개방되도록, 본체(10)를 가압하도록 마련된다. 폐쇄 위치에 있는 도어(30)를 개방시키는 경우에는 도어(30)에 마련되는 가스켓(36)내의 자석과 본체(10)와의 인력을 해제시켜야 하므로 가압 장치(180)를 통해 도어(30)와 본체(10)를 이격시킨 후, 동력 전달 장치(120)를 통해 도어(30)를 개방 방향으로 이동시킬 수 있다. 가압 장치(180)의 구성을 통해 도어(30)가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동 시에, 초기에 필요한 힘을 줄일 수 있어서, 모터(112)를 소형화할 수 있게 된다.
가압 장치(180)는 유동 기어(138)가 동력 비전달 위치(139c)에 있을 때 동작할 수 있다. 즉, 가압 장치(180)에 의해 도어(30)와 본체(10)를 이격시킨 후 유동 기어(138)가 정방향 동력 전달 위치(139a)로 이동하여 도어(30)가 개방되는 방향으로 동력을 전달하도록 마련될 수 있다. 도어 개폐 장치(100)는 유동 기어(138)가 동력 비전달 위치(139c)에 있을 때 가압 장치(180)가 동작할 수 있도록 지연 부재(194)를 포함할 수 있다.
가압 장치(180)는 동력 전달 장치(120)에 연동하여 슬라이드 가능한 슬라이드 부재(182)와, 슬라이드 부재(182)의 슬라이딩이동에 의해 회전하여 본체(10)를 가압하는 가압 부재(184, 도 2 내지 6 참고)를 포함할 수 있다. 가압 부재(184)는 슬라이딩 부재(182)의 슬라이딩 이동에 연동하여 회전축(184a)을 중심으로 회전 가능하게 마련될 수 있다. 즉, 슬라이딩 부재(182)는 슬라이딩 이동하면서 가압 부재(184)의 일측을 가압하며, 가압된 가압 부재(184)는 회전축(184a)을 중심으로 회전하여 가압 부재(184)의 타측으로 본체(10)를 가압하게 된다. 도어(30)에는 가압 부재(184)가 본체(10)를 향해 돌출되도록 마련되는 가압홀(185)이 마련될 수 있다.
슬라이딩 부재(182)는 그 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동하도록 마련될 수 있다. 슬라이딩 부재(182)의 일단에는 가압 부재(184)가 배치되며, 타단에 동력 전달 장치(120)로부터의 동력이 전달되도록 구성될 수 있다.
가압 장치(180)는 탄성 복귀 부재(186, 도 2 내지 6 참고)를 포함할 수 있다. 탄성 복귀 부재(186)는 가압 돌기(174)에 의해 가압된 슬라이딩 부재(182)와, 가압 부재(184)가 본체(10)를 가압한 뒤 재차 원위치로 탄성 복귀하도록 마련된다. 탄성 복귀 부재(186)의 배치는 한정되지 않으며, 슬라이딩 부재(182)와 가압 부재(184)가 원위치로 복귀하도록 구성되면 무방하다. 본 실시예에서는 탄성 복귀 부재(186)는 가압 부재(184)의 회전축(184a)에 배치되어, 가압 부재(184)와 슬라이딩 부재(182)를 원위치로 탄성 복귀시키도록 구성된다.
가압 장치(180)는 동력 변환 부재(188)를 포함할 수 있다. 동력 변환 부재(188)는 슬라이딩 부재(182)의 타단에 배치될 수 있으며, 구동 기어(122) 중 도어측 기어(134)의 회전력을 슬라이딩 부재(182)의 슬라이딩 방향의 동력으로 변환하도록 마련된다. 동력 변환 부재(188)는 슬라이딩 부재(182)에 회전 가능하게 마련될 수 있다.
동력 변환 부재(188)는 도어측 기어(134)에 마련되는 적어도 하나의 가압 돌기(174)에 의해 가압되는 피가압면(189)을 포함할 수 있다. 자세하게는 적어도 하나의 가압 돌기(174)는 장착 부재(170)의 배면에 마련될 수 있으며, 장착 부재(170)의 회전에 의해 적어도 하나의 가압 돌기(174)가 피가압면(189)을 가압하도록 구성될 수 있다.
동력 변환 부재(188)는 모터(112)가 역회전하여 도어(30)를 폐쇄하는 방향으로 이동시키는 경우에는 모터(112)의 동력을 가압 장치(180)에 전달시키지 않고, 모터(112)가 정회전하여 도어(30)를 개방하는 방향으로 이동시키는 경우에는 모터(112)의 동력을 가압 장치(180)에 전달시키도록 마련될 수 있다.
동력 변환 부재(188)는 슬라이딩 부재(182)의 타단부에 설치되며, 모터(112)가 정회전하는 경우에는 가압 돌기(174)에 의해 피가압면(189)이 가압될 수 있다. 동력 변환 부재(188)는 모터(112)가 역회전하는 경우에 가압 돌기(174)의 이동에 의해 동력 변환 부재(188)가 회전할 수 있도록 가이드면(190)이 마련될 수 있다.
가압 돌기(174)는 센터 기어(136)의 회전과 연동하여 회전하며, 동력 변환 부재(188)는 가압 돌기(174)의 회전력을 슬라이드 부재(182)의 슬라이딩 방향의 동력으로 변환하도록 마련될 수 있다. 본 실시예에서 가압 돌기(174)는 장착 부재(170)에 한 쌍이 배치되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 하나가 마련될 수도 있으며, 복수 개가 마련될 수 도 있다.
가압 장치(180)는 지연 부재(194)를 포함할 수 있다.
지연 부재(194)는 전환 부재(162)의 회전을 제한하여, 유동 기어(138)가 도어측 기어(134)와 맞물리지 않는 동력 비전달 위치(139c)를 유지하도록 마련된다.
지연 부재(194)는 동력 변환 부재(188)에 마련될 수 있다. 전환 부재(162)는 지연 부재(194)와 접하는 지연 돌기(168)를 포함할 수 있다.
지연 돌기(168)는 전환 부재(162)의 배면에 돌기 형상으로 형성될 수 있으며, 한 쌍의 지연 돌기(168)가 유동 기어(138)의 회전축 상에 각각 설치될 수 있다. 지연 돌기(168)는 전환 부재(162)가 회전 시, 동력 변환 부재(188)의 일면과 접하지 않도록 구성될 수 있다. 즉, 지연 돌기(168)는 동력 변환 부재(188)에 접하지 않고, 동력 변환 부재(188)에 배치되는 지연 부재(194)와 접하도록 마련될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 센터 기어와 전환 유닛을 위에서 바라본 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 센터 기어와 전환 유닛을 아래에서 바라본 사시도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 센터 기어와 전환 유닛의 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 10에서, 동력 전달 장치(120)는 전환 유닛(160)을 포함할 수 있다. 전환 유닛(160)은 한 쌍의 유동 기어(138)를 센터 기어(136)의 회전축 둘레로 선회시키도록 마련된다. 전환 유닛(160)은 센터 기어(136)의 회전축을 중심으로 회전함과 함께 유동 기어(138)가 장착되는 전환 부재(162)와, 센터 기어(136)가 장착되는 장착 부재(170)를 포함할 수 있다.
전환 부재(162)는 한 쌍의 유동 기어(138)가 장착되는 유동 기어 장착축(163)과, 관통 구멍(164)을 포함할 수 있다. 전환 부재(162)는 대략 평판형으로 형성될 수 있다.
장착 탄성 부재(169)는 유동 기어 장착축(163)에 장착될 수 있으며, 스프링과 같은 탄성 부재를 포함할 수 있다. 장착 탄성 부재(169)는 유동 기어(138)로 전해지는 충격에 대한 완충역할을 할 수 있다.
장착 부재(170)는 센터 기어(136)가 장착되는 센터 기어 장착축(172)을 포함할 수 있다. 장착 부재(170)와 센터 기어(136) 사이에 전환 부재(162)가 위치하도록 구성될 수 있다. 장착 부재(170)는 센터 기어(136)에 연동하여 회전할 수 있으며, 전환 부재(162)와는 독립적으로 회전하도록 구성될 수 있다. 즉, 장착 부재(170)와 센터 기어(136)는 함께 회전하도록 구성되며, 전환 부재(162)는 장착 부재(170), 센터 기어(136)와 독립적으로 회전할 수 있다.
센터 기어 장착축(172)을 관통 구멍(164)에 통과시킴으로서써 장착 부재(170)의 상면에 전환 부재(162)가 위치할 수 있으며, 유동 기어 장착축(163)에 유동기어(138)를 장착하면서 센터기어 장착축(172)에 센터 기어(136)를 장착할 수 있다.
유동 기어 장착축(163)에는 장착 탄성 부재(169)를 장착하고, 그 위에 유동 기어(138)를 장착하며, 그 위에 유동 기어(138)를 압박하는 압박 부재(165)를 통과시킴으로써 장착 탄성 부재(169)로부터 유동 기어(138)의 상향의 힘이 가해지도록 구성될 수 있다. 압박 부재(165)는 유동 기어 장착축(163)의 외주면에 둘레방향을 따라 형성된 오목홈(163a)에 결합하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의해 유동 기어(138)는 모터(112)에 연동하여, 모터(112)의 정회전을 전달하는 정회전 동력 전달 위치(139a)와, 모터(112)의 역회전을 전달하는 역회전 동력 전달 위치(139b)와, 동력을 전달하지 않는 동력 비전달 위치(139c)를 이동하도록 마련될 수 있다. 센터 기어(136)와 전환 유닛(160)이 한 쌍의 유동 기어(138)를 회전시켜, 어느 하나의 유동 기어(138)를 도어측 기어(134)에 맞물리게 함으로서 동력전달상태가 되고, 한 쌍의 유동 기어(138)와 도어측 기어(134)의 맞물림을 해제함으로써 동력 비전달 상태가 된다.
즉, 유동 기어(138)가 정회전 동력 전달 위치(139a) 또는 역회전 동력 전달 위치(139b)에 있는 상태가 동력 전달 상태이며, 유동 기어(138)가 동력 비전달 위치(139c)에 있는 상태가 동력 비전달 상태이다.
이러한 구성에 의해 도어(30)를 개폐시키는 도어 개폐 장치(100)의 동작을 도 11 내지 도 16을 참조하여 설명한다.
설명의 편의상, 도어(30)가 개방 위치로 이동할 때 모터(112)의 회전 방향을 정회전으로, 도어(30)가 폐쇄 위치로 이동할 때 모터(112)의 회전 방향을 역회전으로 설명한다.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개폐 장치의 동작에 관한 도면이다.
먼저, 폐쇄 위치에 있는 도어(30)를 개방 방향으로 이동시키는 경우에 대해서 설명한다.
도어(30)가 폐쇄 위치에 있는 상태에서 모터(112)를 정회전시키면, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 모터(112)의 회전에 따라 센터 기어(136)의 회전에 연동하여, 전환 유닛(160)이 한 쌍의 유동 기어(138)를 동력 비전달 위치(139c)로부터 정회전 동력 전달 위치를 향해 이동시킨다. 한 쌍의 유동 기어(138)는 전환 부재(162)와 함께 회전하므로, 전환 부재(162)에 마련되는 지연 돌기(168)가 지연 부재(194)를 향해 회전한다.
그리고, 도 16에 도시한 바와 같이, 지연 돌기(168)가 지연 부재(194)에 접하면서 전환 부재(162)와 유동 기어(138)의 회전이 제한되며, 유동 기어(138)의 동력 비전달 위치(139c)가 유지된다.
유동 기어(138)가 동력 비전달 위치(139c)를 유지하는 이유는, 유동 기어(138)가 동력 비전달 위치(139c)를 유지하지 않고 계속 회전한다면, 도어(30)가 개방되지도 않은 상태에서 모터(112) 측 기어와 맞물리게 된다. 이 경우, 모터(112)로부터 전달되는 동력으로만 도어(30)와 본체(10) 간의 인력(가스켓의 자석과 본체와의 인력)을 이겨내야 하므로, 도어(30)를 개방하는 힘보다 큰 힘이 요구된다. 따라서, 기어에 보다 무리가 가게 되므로 이를 방지하기 위해 동력 비전달 위치(139c)를 구성하는 것이다.
이로부터 모터(112)가 추가적으로 정회전하면, 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 전환 부재(162)와 독립적으로 회전하는 센터 기어(136)와 장착 부재(170)의 회전에 의해, 장착 부재(170)에 설치된 가압 돌기(174)가 동력 변환 부재(188) 및 가압 장치(180)를 가압하게 된다.
가압 장치(180)에 대한 가압으로, 슬라이딩 부재(182)는 슬라이딩 이동하게 되며, 가압 부재(184)는 본체(10)를 가압하여 도어(30)가 본체(10)로부터 이격된다.
이로부터 모터(112)가 추가적으로 정회전하면, 지연 부재(194)에 의해 회전이 제한되었던 유동 기어(138)와 전환 부재(162)가 더 회전하게 되어, 정회전 동력 전달위치(139a, 도 14참고)에 위치하게 된다. 이를 통해 모터(112)에서 발생하는 동력은 모터측 기어(132), 센터 기어(136), 유동 기어(138), 도어측 기어(134)로 전달되면서, 도어(30)가 개방하는 방향으로 이동하게 된다.
다음, 개방 상태에 있는 도어(30)를 폐쇄 방향으로 이동시키는 경우에 대해서 설명한다.
도어(30)가 개방 위치에서 모터(112)를 역회전시키면, 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이, 모터(112)의 회전에 따라 센터 기어(136)에 연동하여 장착 부재(170)가 회전하므로 복수의 가압 돌기(174)는 동력 변환 부재(188)를 향해 회전하게 된다. 가압 돌기(174)는 동력 변환 부재(188)의 가이드면(190)과 접하면서 가이드면(190)을 가압하게 되고, 가압 돌기(174)의 가압력에 의해 동력 변환 부재(188)는 통상 위치(188a)에서 회전 위치(188b)로 회전하게 된다. 이를 통해 도어(30)가 폐쇄 위치에서 개방 위치로 이동할 때와는 달리, 동력 변환 부재(188)가 가압 돌기(174)에 의한 영향을 받지 않을 수 있다.
모터(112)의 역회전 방향으로의 동력은 유동 기어(138)를 역방향 동력 전달 위치(139b)로 이동시키게 된다. 이를 통해 모터(112)에서 발생하는 동력은 모터측 기어(132), 센터 기어(136), 유동 기어(138), 도어측 기어(134)로 전달되면서, 도어(30)가 폐쇄하는 방향으로 이동하게 된다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 제어 구성도이다.
도 17에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고(1)는 온도 감지부(200), 도어 개폐 감지부(210), 제어부(220), 저장부(230), 구동부(240), 속도 감지부(250) 및 냉각 장치(260)를 더 포함하여 구성된다.
온도 감지부(200)는 저장실(20) 내부의 온도를 감지하여 제어부(220)에 전달할 수 있다.
온도 감지부(200)는 저장실(20) 내부의 온도를 감지하기 위해 저장실(20) 내부의 천정, 바닥 또는 내벽 등 임의의 위치에 마련되는 하나 이상의 온도 센서(201)를 포함할 수 있다.
온도 센서(201)는 접촉식 온도 센서로 구현되거나 비접촉식 온도 센서로 구현될 수 있다. 구체적으로, 온도 센서(201)는 온도 변화에 따른 금속의 저항 변화를 이용하는 측온 저항체(RTD) 온도 센서, 온도 변화에 따른 반도체 저항 변화를 이용하는 서미스터 온도 센서, 재질이 다른 두 가지 종류의 금속선의 접합점 양단에서 발생하는 기전력을 이용하면 열전대 온도 센서, 온도에 따라 변화하는 트렌지스터의 양단전압 또는 P-N 접합부의 전류전압 특성을 이용하는 IC 온도 센서 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 그러나 온도 센서(201)는 이에 한정되지 않으며 설계자가 고려할 수 있는 다양한 온도 검출 장치를 포함할 수 있다.
도어 개폐 감지부(210)는 도어(30)의 개폐 여부를 감지하여 제어부(220)에 전달할 수 있다.
도어 개폐 감지부(210)는 도어(30)가 닫힌 상태에서 본체(10)와의 틈을 밀폐시키는 가스켓(36)에 마련될 수 있다.
또한, 도어 개폐 감지부(210)는 도어 손잡이(30a)에 마련되어, 사용자가 도어(30)의 개방을 위해 도어 손잡이(30a)를 파지할 때 도어(30)의 개방 신호가 입력되도록 구성할 수 있다.
이러한 도어 개폐 감지부(210)는 다양한 방법으로 도어(30)가 개폐되었는지 여부를 감지할 수 있다.
예를 들어, 도어 개폐 감지부(210)는 저장실(20)에 대응되어 설치된 마이크로 스위치 모듈을 포함할 수 있다.
마이크로 스위치 모듈은 회전 부재(rm, rotary member)와 마이크로 스위치(ms, micro-switch)를 포함할 수 있다.
회전 부재(rm)는 도어(30)가 저장실(20)에 밀착될 때 발생하는 압력을 마이크로 스위치(ms)로 전달하고, 마이크로 스위치(ms)는 회전 부재(rm)로부터 전달된 압력을 전기적 신호로 변환한다.
이처럼, 마이크로 스위치 모듈은 도어(30)가 저장실(20)에 밀착되면, 도어 폐쇄 신호를 제어부(220)에 전달할 수 있다.
이상에서는 마이크로 스위치 모듈을 포함하는 도어 개폐 감지부(210)를 설명하였으나, 마이크로 스위치 모듈은 도어 개폐 감지부(210)의 일 예에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도어 개폐 감지부(210)는 저장실(20)을 향하여 적외선 광을 발신하고, 저장실(20)로부터 반사되는 반사광을 검출하는 적외선 센서 모듈, 저장실(20)을 향하여 레이저를 발신하고, 저장실920)로부터 반사되는 레이저를 검출하는 레이저 센서 모듈을 포함할 수 있다.
제어부(220)는 냉장고(1)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로, 마이크로 프로세서(221)와, 메모리(222) 및 타이머(223)를 포함할 수 있다.
마이크로 프로세서(221)는 메모리(222)에 기억된 프로그램에 따라 메모리(222)에 기억된 데이터를 불러오고, 불러온 데이터에 대하여 산술 연산 또는 논리 연산을 수행할 수 있다. 또한, 마이크로 프로세서(221)는 산술 연산 또는 논리 연산의 결과를 메모리(222)에 출력할 수 있다.
메모리(222)는 전원 공급이 중단되면 기억된 데이터를 상실하는 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 이후에 설명할 저장부(230)으로부터 프로그램 및 데이터를 불러오고, 불러온 데이터를 임시로 기억할 수 있다. 또한, 휘발성 메모리는 기억된 프로그램 및 데이터를 마이크로 프로세서(221)에 제공할 수 있으며, 마이크로 프로세서(221)로부터 출력된 데이터를 기억할 수 있다. 이러한 휘발성 메모리는 S램, D램 등을 포함할 수 있다.
마이크로 프로세서(221)와 메모리(222)는 기능적으로 구별되어 설명되었으나, 마이크로 프로세서(221)와 메모리(222)가 반드시 물리적으로 구별되는 것은 아니다. 예를 들어, 마이크로 프로세서(221)와 메모리(222)는 별도의 칩으로 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 칩으로 구현될 수도 있다.
타이머(223)는 도어(30)의 개방 시간과 폐쇄 시간(Tc)을 카운트할 수 있다.
타이머(223)는 도어(30)를 개방하고 폐쇄하는 모터(112)의 동작 시간(To)을 카운트할 수 있다.
또한, 제어부(220)는 저장실(20)의 온도가 식품을 신선하게 보관하는데 요구되는 일정 범위 내의 온도로 유지되도록 온도 감지부(200)의 감지 결과를 기반으로 냉각 장치(260)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(220)는 모터(112)에 듀티 신호를 인가하여 도어(30)를 개폐할 수 있다. 모터(112)에 인가되는 듀티 신호는 제어부(220)의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의해 스위칭되어 PWM 신호의 듀티가 조정될 수 있다.
또한, 제어부(220)는 도어(30)가 완전히 닫히고 난 후, 일정 시간(약, 2~3초)이 경과하면 도어(30)가 개방되지 않을 정도의 출력(도어 개방 시에 요구되는 모터 출력의 약 30%)으로 모터(112)를 동작시킬 수 있다.
이는 도어(30)가 개방될 때, 도어(30)를 본체(10)로부터 이격시키는 가압 장치(180)와, 가압 장치(180)의 슬라이딩 부재(182)를 슬라이딩 이동시키는 동력 전달 장치(120)의 위치를 최적화하여 모터(112)의 공회전을 제거함으로써 도어(30)의 개방 시에 발생하는 소음을 줄일 수 있게 된다.
또한, 가압 장치(180)의 슬라이딩 부재(182)를 슬라이딩 이동시키는 동력 전달 장치(120)의 위치를 정위치로 고정하여, 도어(30)의 개방 시간을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
따라서, 가압 장치(180)에 동력을 전달하여 가압 장치(180)의 동작을 진행하는 동력 전달 장치(120)의 위치를 감지하는 센서가 없어도 동력 전달 장치(120)의 정위치를 설정할 수 있다.
이와 같이, 제어부(220)는 냉장고(1)의 동작 전반을 제어할 수 있으며, 냉장고(1)에 포함된 각종 부하의 동작을 제어할 수 있다.
이후에 설명하는 냉장고(1)의 동작은 제어부(220)의 제어에 따라 동작되는 것으로 해석할 수 있다.
저장부(230)는 냉장고(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 프로그램 및 제어 데이터와, 사용자 입력에 따라 다양한 기능을 수행하는 다양한 어플리케이션 프로그램 및 어플리케이션 데이터를 저장할 수 있다.
또한, 저장부(230)는 제어부(220)에서 판단된 저장실(20)의 운전 조건에 따른 온도의 제어 값이 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장부(230)는 온도 감지부(200)의 감지 주기, 온도 감지부(200)의 감지 결과에 따른 압축기(261)의 운전 시간 또는 운전RPM 등에 대한 데이터를 저장할 수 있으며, 냉장고(1)의 제어를 위한 제어 프로그램, 제조사에서 최초로 제공되는 전용 어플리케이션 또는 외부에서부터 다운받은 범용 어플리케이션 등의 프로그램 등을 저장할 수 있다.
구동부(240)는 제어부(220)의 구동 제어 신호에 따라 도어(30)의 개폐 동작에 관련된 모터(112), 냉장고(1)의 냉각에 관련된 압축기(261), 팽창기(263) 등을 구동시킬 수 있다.
속도 감지부(250)는 도어(30)를 개폐하기 위해 동작하는 모터(110)의 속도를 감지하여 제어부(220)에 전달할 수 있다.
속도 감지부(250)는 모터(110)에 내장된 홀 센서로부터 출력되는 신호를 감지하여 모터(110)의 속도를 감지할 수 있다.
냉각 장치(260)는 냉매의 증발을 이용하여 저장실(20)의 온도를 일정한 범위 이내로 유지시킬 수 있다.
구체적으로, 냉각 장치(260)는 기체 냉매를 압축하는 압축기(261), 압축된 기체 냉매를 액체 냉매로 상태 변환시키는 응축기(262), 액체 냉매를 감압시키는 팽창기(263), 감압된 액체 냉매를 기체 상태로 상태 변환시키는 증발기(264)를 포함할 수 있다.
압축기(261)는 흡입되는 저온 저압의 기체 상태의 냉매를 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 토출한다.
이를 위해 압축기(261)는 냉매를 강제적으로 흡입하고, 흡입한 냉매를 압축하여 고온 고압의 기체로 변화시킬 수 있으며, 냉매의 흡입은 내장된 모터의 회전력을 이용하여 수행될 수 있다. 압축기(261)가 냉매를 흡입하는 힘에 의해 냉장고(1)의 냉각 사이클 내에서 냉매는 순환할 수 있게 된다. 따라서 압축기(261)가 구동하는 정도에 따라 냉매의 순환량이나 순환 속도가 결정될 수 있으며, 더 나아가 냉장고(1)의 냉각 효율이 결정될 수 있다.
또한, 압축기(261)는 냉매가 유입되는 유입구와, 유입된 냉매가 유동하는 유동 공간, 유동 공간 내에서 회전하는 모터 및 관련 부품과, 압축된 냉매가 토출되는 토출구를 이용하여 구현될 수 있다.
압축기(261)에서 압축된 고온 고압의 기체 상태의 냉매는 응축기(262)로 전달된다.
응축기(262)는 압축기(261)의 고압측 토출 배관에 연결되어 압축기(261)에서 압축된 고온 고압의 기체 상태의 냉매를 주변 공기와 열교환하여 액체 상태로 응축시킨다. 응축기(262) 내에서 냉매는 액화하면서 열을 외부로 방출하게 되고, 이에 따라 냉매의 온도가 낮아진다.
팽창기(263)는 응축기(262)에서 응축되어 오는 상온 고압의 액체 상태의 냉매를 저온 저압으로서 액체 성분과 기체 성분이 혼합된 2상 냉매로 팽창시켜 감압하는 것으로, 팽창 밸브로 이루어진다.
또한, 팽창기(263)는 팽창 밸브 대신에 모세관(Capillary tube)이 이용될 수도 있다. 모세관은 가느다란 관에 의해 구현될 수 있으며, 모세관을 통과한 냉매는 강압되어 증발기(264)로 전달된다.
증발기(264)는 팽창기(263)에서 팽창된 저온 저압의 액체 상태의 냉매를 기체 상태로 증발시켜 냉기를 공급한다.
이와 같이, 냉각 장치(260)는 감압된 액체 냉매가 기체 상태로 상태 변환하면서 주위 공기의 열 에너지를 흡수하는 현상을 이용하여 저장실(20)에 냉기를 공급할 수 있다.
한편, 냉각 장치(260)의 구성이 압축기(261), 응축기(262), 팽창기(263) 및 증발기(264)에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고 및 그 제어 방법의 동작 과정 및 작용 효과를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서는 도어(30)가 개방 위치로 이동할 때 모터(112)의 회전 방향을 정회전으로, 도어(30)가 폐쇄 위치로 이동할 때 모터(112)의 회전 방향을 역회전으로 설명한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개방 제어 제1알고리즘을 도시한 동작 순서도이다.
도 18에서, 제어부(220)는 도어(30)가 폐쇄되었는지를 판단한다(300). 도어(30)의 폐쇄 여부는 도어(30)에 마련된 도어 개폐 감지부(210)에 의해 감지할 수 있다. 도어 개폐 감지부(210)는 도어(30)의 후면 일측이나 가스켓(36) 또는 도어 손잡이(30a)에 마련되어, 도어(30)가 닫혔는지를 감지할 수 있다.
예를 들어, 도어 개폐 감지부(210)를 마이크로 스위치 모듈로 구성한 경우에는, 도어(30)가 저장실(20)에 밀착될 때 발생하는 압력을 마이크로 스위치(ms)에서 검출하여 검출된 신호를 제어부(220)에 전달한다. 따라서, 제어부(220)는 마이크로 스위치(ms)에서 전달된 신호를 이용하여 도어(30)가 닫혔는지를 감지할 수 있다.
이외에도, 도어 개폐 감지부(210)를 적외선 센서 모듈로 구성한 경우에는, 도어(30)가 저장실(20)에 밀착될 때 저장실(20)로부터 반사되는 반사광을 검출하여 검출된 신호를 제어부(220)에 전달한다. 따라서, 제어부(220)는 적외선 센서 모듈에서 전달된 신호를 이용하여 도어(30)가 닫혔는지를 감지할 수 있다.단계 300의 판단 결과, 도어(30)가 폐쇄되면, 제어부(220)는 내장된 타이머(223)를 이용하여 도어(30)의 폐쇄 시간(Tc)을 카운트한다(302).
이어서, 제어부(220)는 카운트한 도어 폐쇄 시간(Tc)이 설정된 제1시간(T1; 도어가 완전히 닫혔는지를 판단하기 위한 기준 시간, 약 2~3초)을 경과하였는지를 판단한다(304). 이는 사용자가 도어(30)를 닫았다가 바로 여는 경우가 있기 때문에 도어(30)가 닫히고 난 후, 일정 시간(약 2~3초)이 지났는지를 판단하기 위한 것이다.
단계 304의 판단 결과, 도어 폐쇄 시간(Tc)이 제1시간(T1)을 경과하면, 제어부(220)는 도어(30)가 닫히고 난 후, 일정 시간이 지났다고 판단한다.
따라서, 제어부(220)는 도어(30)가 닫히고 난 후, 일정 시간이 지나면 도어(30)가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터(112)를 정회전 방향으로 동작시킨다(306).
제어부(220)에는 도어(30)가 개방되지 않을 정도의 모터(112) 출력이 저장되어 있다. 이는 모터(112)의 동작에도 도어(30)가 움직이지 않을 정도의 듀티 신호를 설정하는 것이다. 도어(30)가 움직이지 않을 정도의 듀티 신호는 도어(30)의 개방 시에 필요한 모터(112) 출력을 100%라고 했을 때, 약 30% 이하의 출력으로 모터(112)를 동작시키는 것이다.
따라서, 도어(30)가 닫히고 난 이후 일정 시간이 지났을 때, 제어부(220)에서 설정된 듀티 신호를 출력하면, 구동부(240)는 제어부(220)에서 출력되는 듀티 신호를 전달받아 모터(112)를 동작시킨다. 이때 모터(112)를 동작시키는 듀티 신호는 도어(30)의 개방 시에 필요한 모터(112) 출력의 약 30% 이하로 모터(112)를 동작시켜 도어(30)가 개방되지 않도록 한다.
이와 같이, 도어(30)가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터(112)를 동작시키면, 이후 도어(30)가 개방될 때, 가압 장치(180)와 동력 전달 장치(120)의 위치를 최적화하여 모터(112)의 공회전을 제거함으로써 도어(30)의 개방 시에 발생하는 소음을 줄일 수 있고, 동력 전달 장치(120)의 위치를 정위치로 고정하여, 도어(30)의 개방 시간을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
이어서, 제어부(220)는 내장된 타이머(223)를 이용하여 모터(112)의 동작 시간(To)을 카운트한다(308).
제어부(220)는 카운트한 모터 동작 시간(To)이 설정된 제2시간(T2; 도어가 개방되지 않을 정도만큼 모터를 동작시키기 위한 기준 시간, 약 30초)을 경과하였는지를 판단한다(310).
단계 310의 판단 결과, 모터 동작 시간(To)이 제2시간(T2)을 경과하면, 제어부(220)는 도어(30)가 개방되지 않을 정도만큼 모터(112)를 미리 동작시킨 상태라고 판단한다.
따라서, 제어부(220)는 구동부(240)를 통해 모터(112)를 정지시키고 대기 모드를 유지한다(312).
그리고, 제어부(220)는 도어 개방 신호가 감지되었는지를 도어 개폐 감지부(210)를 통해 판단한다(314). 도어(30)의 개방 여부는 도어(30)에 마련된 도어 개폐 감지부(210)에 의해 감지할 수 있다.
예를 들어, 도어 개폐 감지부(210)를 마이크로 스위치 모듈로 구성한 경우에는, 도어(30)가 저장실(20)에서 분리될 때 발생하는 압력을 마이크로 스위치(ms)에서 검출하여 검출된 신호를 제어부(220)에 전달한다. 따라서, 제어부(220)는 마이크로 스위치(ms)에서 전달된 신호를 이용하여 도어(30)가 개방되었는지를 감지할 수 있다.
이외에도, 도어 개폐 감지부(210)를 적외선 센서 모듈로 구성한 경우에는, 도어(30)가 저장실(20)에서 분리될 때 저장실(20)로부터 반사되는 반사광을 검출하여 검출된 신호를 제어부(220)에 전달한다. 따라서, 제어부(220)는 적외선 센서 모듈에서 전달된 신호를 이용하여 도어(30)가 개방되었는지를 감지할 수 있다.단계 314의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되지 않으면, 제어부(220)는 단계 312로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.
한편, 단계 314의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되면, 제어부(220)는 구동부(240)를 통해 모터(112)를 제어하여 도어(30)를 즉시 개방시킨다(316).
또한, 단계 300의 판단 결과, 도어(30)가 폐쇄되지 않으면, 제어부(220)는 도어(30)가 개방된 상태라고 판단하고, 대기 모드를 유지한다(301).
또한, 단계 304의 판단 결과, 도어 폐쇄 시간(Tc)이 제1시간(T1)을 경과하지 않으면, 제어부(220)는 도어(30)가 닫히고 난 후, 일정 시간이 지나지 않았다고 판단한다.
따라서, 제어부(220)는 도어 폐쇄 시간(Tc)를 카운트하면서 도어 개방 신호가 감지되었는지를 도어 개폐 감지부(210)를 통해 판단한다(305).
단계 305의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되지 않으면, 제어부(220)는 단계 302로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.
한편, 단계 305의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되면, 제어부(220)는 단계 316로 진행하여 구동부(240)를 통해 모터(112)를 제어함으로써 도어(30)를 즉시 개방시킨다.
또한, 단계 310의 판단 결과, 모터 동작 시간(To)이 제2시간(T2)을 경과하지 않으면, 제어부(220)는 도어(30)가 개방되지 않을 정도만큼 모터(112)를 미리 동작시킨 상태가 아니라고 판단한다.
따라서, 제어부(220)는 모터 동작 시간(To)를 계속 카운트하면서 도어 개방 신호가 감지되었는지를 도어 개폐 감지부(210)를 통해 판단한다(311).
단계 311의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되지 않으면, 제어부(220)는 단계 308로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.
한편, 단계 311의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되면, 제어부(220)는 단계 316로 진행하여 구동부(240)를 통해 모터(112)를 제어함으로써 도어(30)를 즉시 개방시킨다.
도 18에서는 도어(30)가 완전히 닫히고 난 이후에 일정 시간이 지나서 도어(30)가 개방되지 않을 정도만큼 모터(112)를 미리 동작시키는 것을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 도어(30)가 완전히 닫히고 난 이후에 즉시 도어(30)가 개방되지 않을 정도만큼 모터(112)를 미리 동작시킬 수 있다. 이를 도 19을 참조하여 설명한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 냉장고의 도어 개방 제어 제2알고리즘을 도시한 동작 순서도이다.
도 19에서, 제어부(220)는 도어(30)가 폐쇄되었는지를 판단한다(400). 도어(30)의 폐쇄 여부는 도어(30)에 마련된 도어 개폐 감지부(210)에 의해 감지할 수 있다.
단계 400의 판단 결과, 도어(30)가 폐쇄되면, 제어부(220)는 도어(30)가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터(112)를 동작시킨다(402).
도어(30)가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터(112)를 동작시키는 것은, 도어(30) 개방 시에 필요한 모터(112) 출력의 약 30% 이하로 모터(112)를 동작시키는 것이다.
이와 같이, 도어(30)가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터(112)를 동작시키면, 이후 도어(30)가 개방될 때, 가압 장치(180)와 동력 전달 장치(120)의 위치를 최적화하여 모터(112)의 공회전을 제거함으로써 도어(30)의 개방 시에 발생하는 소음을 줄일 수 있고, 동력 전달 장치(120)의 위치를 정위치로 고정하여, 도어(30)의 개방 시간을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
이어서, 제어부(220)는 내장된 타이머(223)를 이용하여 모터(112)의 동작 시간(To)을 카운트한다(404).
제어부(220)는 카운트한 모터 동작 시간(To)이 설정된 제2시간(T2; 도어가 개방되지 않을 정도만큼 모터를 동작시키기 위한 기준 시간, 약 30초)을 경과하였는지를 판단한다(406).
단계 406의 판단 결과, 모터 동작 시간(To)이 제2시간(T2)을 경과하면, 제어부(220)는 도어(30)가 개방되지 않을 정도만큼 모터(112)를 미리 동작시킨 상태라고 판단한다.
따라서, 제어부(220)는 구동부(240)를 통해 모터(112)를 정지시키고 대기 모드를 유지한다(408).
그리고, 제어부(220)는 도어 개방 신호가 감지되었는지를 도어 개폐 감지부(210)를 통해 판단한다(410).
단계 410의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되지 않으면, 제어부(220)는 단계 408로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.
한편, 단계 410의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되면, 제어부(220)는 구동부(240)를 통해 모터(112)를 제어하여 도어(30)를 즉시 개방시킨다(412).
또한, 단계 400의 판단 결과, 도어(30)가 폐쇄되지 않으면, 제어부(220)는 도어(30)가 개방된 상태라고 판단하고, 대기 모드를 유지한다(401).
또한, 단계 406의 판단 결과, 모터 동작 시간(To)이 제2시간(T2)을 경과하지 않으면, 제어부(220)는 도어(30)가 개방되지 않을 정도만큼 모터(112)를 미리 동작시킨 상태가 아니라고 판단한다.
따라서, 제어부(220)는 모터 동작 시간(To)를 계속 카운트하면서 도어 개방 신호가 감지되었는지를 도어 개폐 감지부(210)를 통해 판단한다(407).
단계 407의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되지 않으면, 제어부(220)는 단계 404로 피드백하여 이후의 동작을 진행한다.
한편, 단계 407의 판단 결과, 도어 개방 신호가 감지되면, 제어부(220)는 단계 412로 진행하여 구동부(240)를 통해 모터(112)를 제어함으로써 도어(30)를 즉시 개방시킨다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 도어(30)가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터(112)를 동작시키다가, 일정 시간이 경과하면 모터(112)를 정지시키는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도어(30)가 개방되지 않을 정도의 출력으로 모터(112)를 동작시키다가, 모터(112)의 속도를 감지하여 모터(112)의 속도가 제로가 되는 시점에 모터(112)를 정지시킬 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 냉장고 10 : 본체
20 : 저장실 30, 40, 50 : 도어
50 : 힌지축 100 : 도어 개폐 장치
102 : 장치본체 110 : 구동 장치
112 : 모터 120 : 동력 전달 장치
138a : 정방향 동력 전달 위치 138b : 역방향 동력 전달 위치
139c : 동력 비전달 위치 160 : 전환 유닛
180 : 가압 장치 182 : 슬라이딩 부재
184 : 가압 부재 188 : 동력 변환 부재
200 : 온도 감지부 210 : 도어 개폐 감지부
220 : 제어부 230 : 저장부
240 : 속도 감지부 250 : 속도 감지부
260 : 냉각 장치

Claims (14)

  1. 외관을 형성하고, 저장실이 형성되는 본체;
    상기 저장실을 개폐하도록 힌지축을 중심으로 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 도어;
    상기 도어를 개폐하는 도어 개폐 장치;
    상기 도어의 개폐를 감지하는 도어 개폐 감지부;
    상기 도어 개폐 장치를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 도어 개폐 장치는,
    동력을 발생하는 모터;
    상기 모터와 연동하여 회전하는 제1기어;
    상기 힌지축에 회전력을 전달하는 제2기어;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 도어를 개방시키기 위한 상기 모터의 제1출력값을 저장하며, 상기 도어가 폐쇄된 상태에서 상기 제1출력값보다 작은 제2출력값으로 상기 모터를 동작시켜 상기 도어를 개방 방향으로 회전시키는 냉장고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도어가 폐쇄된 상태에서 상기 도어가 개방 방향으로 회전되게 상기 모터를 동작시켜 상기 제1기어로부터 상기 제2기어로 동력을 전달하는 냉장고.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도어의 폐쇄 시간을 카운트하여 일정 시간이 경과하면, 상기 도어가 개방 방향으로 회전되게 상기 모터를 정회전 동작시키는 냉장고.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2출력값은,
    상기 도어가 개방되지 않을 정도의 출력으로 상기 모터를 정회전 동작시키는 모터 제어값인 냉장고.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터의 동작 시간을 카운트하여 일정 시간이 경과하면, 상기 모터의 정회전 동작을 정지시키는 냉장고.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도어 개폐 감지부를 통해 도어 개방 신호가 감지되면, 상기 모터의 정회전 동작으로 상기 도어를 개방시키는 냉장고.
  7. 외관을 형성하고, 저장실이 형성되는 본체;
    상기 저장실을 개폐하도록 힌지축을 중심으로 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 도어;
    상기 도어를 개폐하는 도어 개폐 장치;
    상기 도어의 개폐를 감지하는 도어 개폐 감지부;
    상기 도어가 폐쇄된 상태에서, 상기 도어가 개방 방향으로 회전되게 상기 도어 개폐 장치를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 도어 개폐 장치는,
    동력을 발생하는 모터;
    상기 모터와 연동하여 회전하는 제1기어;
    상기 힌지축에 회전력을 전달하는 제2기어;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 도어를 개방시키기 위한 상기 모터의 제1출력값을 저장하며, 상기 제1출력값보다 작은 제2출력값으로 상기 모터를 동작시켜 상기 제1기어로부터 상기 제2기어로 동력을 전달하는 냉장고.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 도어의 폐쇄 시간을 카운트하여 일정 시간이 경과하면, 상기 도어가 개방 방향으로 회전되게 상기 모터를 정회전 동작시키는 냉장고.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2출력값은,
    상기 도어가 개방되지 않을 정도의 출력으로 상기 모터를 정회전 동작시키는 모터 제어값인 냉장고.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터의 동작 시간을 카운트하여 일정 시간이 경과하면, 상기 모터의 정회전 동작을 정지시키는 냉장고.
  11. 저장실이 형성되는 본체와, 상기 저장실을 개폐하도록 힌지축을 중심으로 상기 본체에 회전 가능하게 설치되는 도어와, 상기 도어를 개폐하도록 동력을 발생하는 모터를 구비하는 냉장고의 제어 방법에 있어서,
    상기 도어가 폐쇄되었는가를 판단하고;
    상기 도어가 폐쇄되면, 상기 도어의 폐쇄 시간을 카운트하고;
    상기 카운트한 도어 폐쇄 시간이 제1 시간을 경과하였는가를 판단하고;
    상기 도어 폐쇄 시간이 상기 제1시간을 경과하면, 상기 도어를 개방시키기 위한 상기 모터의 제1출력값보다 작은 제2출력값으로 상기 모터를 동작시켜 상기 도어를 개방 방향으로 회전시키는 것;을 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도어를 개방 방향으로 회전시키는 것은,
    상기 도어가 폐쇄된 상태에서, 상기 도어가 개방 방향으로 회전되게 상기 모터를 정회전 동작시켜 상기 제1기어로부터 상기 제2기어로 동력을 전달하는 냉장고의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 모터의 동작 시간을 카운트하고;
    상기 카운트한 모터 동작 시간이 제2시간을 경과하였는가를 판단하고;
    상기 모터 동작 시간이 상기 제2시간을 경과하면, 상기 모터의 정회전 동작을 정지시키는 것;을 더 포함하는 냉장고의 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 도어의 개방 신호가 감지되었는가를 판단하고;
    상기 도어 개방 신호가 감지되면, 상기 모터의 정회전 동작으로 상기 도어를 개방시키는 것;을 더 포함하는 냉장고의 제어 방법.
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