KR20220099418A - 도어 자동 개폐 장치 - Google Patents

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Abstract

도어 자동 개폐 장치가 개시된다. 개시된 도어 자동 개폐 장치는 랙 기어와 연동하여 동작하는 스프링을 도어 자동 개폐 장치의 내부에 배치함으로써, 기어들 사이에서 발생되는 부딪힘을 저감할 수 있고, 스프링이 도어를 개방하는데 필요한 힘을 제공할 수 있다. 따라서, 기어들 사이에서 발생되는 부딪힘을 저감하고, 스프링이 도어를 개방하는데 필요한 힘을 제공함으로써 기어들의 동작 및 모터의 구동에서 발생하는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.

Description

도어 자동 개폐 장치{AUTOMATIC DOOR OPENING AND CLOSING DEVICE}
본 발명은 내부 공간을 개폐시키는 도어를 구비하는 가전 기기에 적용되는 도어 자동 개폐 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게, 도어의 자동 개폐 동작 시 발생되는 진동 및 소음을 저감할 수 있는 도어 자동 개폐 장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 식품의 저온저장을 목적으로 하는 장치로서, 보관하고자 하는 식품의 상태에 따라서 냉동 또는 냉장하여 보관한다. 냉장고의 내부에 공급되는 냉기는 냉매의 열 교환 작용에 의해서 생성되며, 압축-응축-팽창-증발의 사이클(Cycle)을 반복적으로 수행하면서 지속적으로 냉장고의 내부로 공급되고, 공급된 냉매는 대류에 의해서 냉장고 내부에 고르게 전달되어 냉장고 내부의 음식물을 원하는 온도로 저장한다.
냉장고에는 내부에 형성된 냉장실과 냉동실을 개폐시키기 위해 도어가 설치된다. 도어는 냉장고의 케이스에 회전 가능하게 연결된다.
일반적인 냉장고의 경우, 도어는 수동으로 개폐되며, 사용자는 도어를 개폐하기 위해 다소 큰 외력을 도어에 가한다. 따라서, 도어의 개폐 시 사용자가 불편함을 겪을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 대한민국 등록특허 제10-1480459호(이하, "종래 기술 1"이라 함) 및 대한민국 공개특허 제10-2018-0132390호(이하, "종래 기술 2"라 함)에서는 도어의 자동 개폐 장치를 개시하고 있다.
도 1은 종래 기술 1을 설명하기 위한 도면이다.
도 1은 종래 기술 1의 도 3를 발췌한 것으로서, 도 1에 표현된 도면 부호들은 도 1의 구성 요소에만 한정한다.
도 1을 참조하면, 냉장고의 도어 자동 개폐 장치는 냉장고의 내부가 개폐되도록 도어를 이동시키는 피스톤(210), 도어가 이동되도록 피스톤을 동작시키는 모터(260), 도어의 이동이 요구되는 경우, 모터(260)를 작동시키는 제어부(250)를 포함한다. 피스톤(210), 모터(260), 제어부(250) 및 전자석(280)이 구비됨에 따라, 도어의 개폐 시에 구성 요소들의 작동에 의해 도어가 자동으로 개폐된다.
그러나, 종래 기술 1은, 모터(260)가 빠르게 회전하는 경우, 서로 맞물리는 랙(212)와 피니언(261) 사이에서 진동 및 소음이 발생하는 문제점이 있다.
도 2은 종래 기술 2를 설명하기 위한 도면이다.
도 2은 종래 기술 2의 도 6a를 발췌한 것으로서, 도 2에 표현된 도면 부호들은 도 2의 구성 요소에만 한정한다.
도 2을 참조하면, 도어 개방 장치(100)는 사용자의 푸시 압력 및 도어의 외부로부터 가해지는 충격을 감지하는 감지부, 도어를 개방시키는 동작부, 감지부가 전달하는 측정값에 기초하여 동작부의 동작 여부를 결정하는 제어부를 포함할 수 있다. 감지부는 도어가 눌러지면, 도어에 의해서 눌러지는 감지레버(210) 및 감지레버(210)의 이동 방향 및 이동량을 감지하는 감지센서를 포함한다. 동작부는 도어를 전방으로 미는 푸시레버(310) 및 전기적 힘을 구동력으로 변환하는 구동모터 등을 포함한다.
이 때, 도어 개방 장치(100)의 상부케이스는 그 내측에 감속기어 및 구동모터의 적어도 일부분이 배치되며, 구동모터로 인한 소음을 저감시키도록 마련되는 소음저감부(111)를 포함한다. 소음저감부(111)는 와플 형상을 가지는 리브를 포함하여 구동모터로부터 발생되는 소음 및 진동을 저감시킨다.
그러나, 종래 기술 2의 소음저감부(111)는 케이스의 강성을 증가시켜 소음 및 진동을 저감하는 일반적인 방법으로서, 진동 소음원 자체에서 발생하는 진동 및 소음을 저감하지 위한 방법은 아니다.
본 발명의 목적은 가전 기기의 도어의 자동 개폐 동작 시, 모터, 기어 등의 구동에서 발생하는 소음 및 진동을 완벽하게 차단할 수 있는 냉장고의 도어 자동 개폐 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 가전 기기의 도어의 자동 개폐 동작 시, 도어를 개방하는데 필요한 모터의 힘을 감소시킬 수 있는 냉장고의 도어 자동 개폐 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가전 기기의 도어 자동 개폐 장치는 랙 기어와 연동하여 동작하는 스프링을 도어 자동 개폐 장치의 내부에 배치함으로써, 기어들 사이에서 발생되는 부딪힘을 저감할 수 있고, 스프링이 도어를 개방하는데 필요한 힘을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치는, 내부 공간을 개폐시키는 도어를 구비하는 가전 기기에 설치된 도어 자동 개폐 장치로서, 케이스, 상기 케이스의 내부 공간에 배치되는 모터, 상기 모터의 회전 축과 연결되어 회전하는 피니언 기어, 상기 피니언 기어의 회전에 따라 슬라이딩 이동하여 상기 도어를 개폐하는 랙 기어 및 일단이 상기 케이스와 연결되고, 타단이 상기 랙 기어와 연결되며, 상기 랙 기어의 슬라이딩 이동에 따라 압축 및 인장되는 스프링을 포함한다. .
본 발명에 따르면, 기어들 사이에서 발생되는 부딪힘을 저감함으로써 기어들의 동작에서 발생하는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스프링이 도어를 개방하는데 필요한 힘을 제공함으로써 가전 기기의 도어를 개방하는데 필요한 모터의 힘을 감소시킬 수 있으며, 결국 모터에서 발생하는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1 및 도 2는 종래 기술들을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치를 구비한 냉장고의 전면을 보이는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 사시도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 분해 사시도를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치를 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치는 내부 공간에 캐비티, 즉 공간이 형성된 가전 기기의 도어를 자동으로 개폐하는데 적용될 수 있다. 일례로, 가전 기기는 냉장고, 오븐, 식기 세척기, 세탁기 등일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 냉장고에 적용되는 도어 자동 개폐 장치를 중심으로 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치를 구비한 냉장고의 전면을 보이는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉장고(10)는, 냉장고(10)의 외관을 형성하는 케이스(11)와, 케이스(11)의 내부를 외부공간으로부터 밀폐시키는 도어(100)를 포함한다.
도 3에 도시되지는 않았지만, 케이스(11)는 외부 케이스 및 내부 케이스를 포함한다. 외부 케이스는 냉장고(10)의 외측에 구비되고, 외부 케이스의 내측에 내부 케이스가 결합된다. 그리고, 외부 케이스와 내부 케이스의 사이의 공간에는 저장 공간과 본체의 외부 사이의 단열을 위해 단열재가 충진된다.
도어(100)는 저장 공간으로 음식물 등을 투입 및 인출할 수 있도록 형성되는 저장 공간의 개방면을 밀폐하며, 본체의 일측부에 힌지 결합된다.
케이스(11)의 내부에는 음식물 등의 저장 대상물에 대한 저장 공간이 형성되고, 도어(100)는 케이스(11)를 개폐시킨다. 도 3에서는, 저장 공간이 좌우 공간으로 나누어지는 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도어(100)를 통해 외부 공간의 열이 저장 공간으로 전달되는 것을 방지하기 위해 도어(100)의 내부에도 단열재가 충진된다. 단열재의 충진을 위해 도어(100)는 도어 본체(110), 상기 도어 본체(110)의 개방면을 덮는 덮개 부재(120)를 포함한다. 단열재의 충진 과정에서 단열재의 압력으로 인해 도어 본체(110)와 덮개 부재(120) 사이에 상대 운동이 일어나 단열재의 충진 완료 후 도어(100)가 뒤틀리는 현상을 방지하기 위한 유동 방지부(130)가 구비된다.
또한, 냉장고(10)는 도어(100)의 개폐를 위한 도어 손잡이(141)가 구비될 수 있다. 도어(100)에는 도어(100)를 개방하지 않고 간편하게 음료수 등을 인출할 수 있도록 구비되는 홈바(12)가 형성될 수 있다.
한편, 도어(100)가 자동으로 개폐될 수 있도록 하는 도어 자동 개폐 장치(200)가 설치된다. 이하에서는 도어 자동 개폐 장치(200)의 구조에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 사시도를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 분해 사시도를 도시한 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7를 함께 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200)는 케이스(211, 212), 랙 기어 케이스(213), 랙 기어(220), 스프링(230), 랙 기어 헤드(240), 모터(250), 피니언 기어(260), 적어도 하나의 중간 기어(271, 272, 273)를 포함한다.
케이스(211, 212)는 상부 케이스(211) 및 하부 케이스(212)를 포함한다. 상부 케이스(211) 및 하부 케이스(212)의 사이에 중간 기어(271, 272, 273)가 배치된다. 상부 케이스(211)의 상면에 형성된 가이드 홈(211a)의 내부로 랙 기어(220)가 배치되고, 랙 기어(220)의 상부로 랙 기어 케이스(213)가 배치된다. 랙 기어 케이스(213)는 상부 케이스(211)와 결합되어 랙 기어(220)를 보호한다. 하부 케이스(212)에는 모터(250)를 수용하는 모터 홈(212a)이 형성된다. 모터 홈(212a)의 중앙으로 모터(250)의 회전 축이 돌출되어 배치된다.
모터(250)의 회전 축의 끝단에는 피니언 기어(260)가 배치된다. 피니언 기어(260)는 제1 중간 기어(271)와 맞물리고, 제1 중간 기어(271)는 제2 중간 기어(272)와 맞물리고, 제2 중간 기어(272)는 제3 중간 기어(273)와 맞물린다. 제3 중간 기어(273)와 랙 기어(220)와 맞물려서 랙 기어(220)가 슬라이딩 이동한다.
한편, 상기의 중간 기어(271, 272, 273)는 본 발명의 일 실시예에 불과한 것으로서, 중간 기어(271, 272, 273)는 도어 자동 개폐 장치(200)에 포함되지 않을 수도 있으며, 피니언 기어(260)와 랙 기어(220)가 직접 맞물려서 랙 기어(220)가 슬라이딩 이동될 수도 있다.
랙 기어(220)는 모터(250)의 구동을 통해 가이드 홈(211a)의 내외부에서 슬라이딩 이동한다.
모터(250)가 시계 방향 및 반시계 방향 중 어느 방향으로 축 회전하는 경우, 랙 기어(220)는 도어(100)가 설치되어 있는 방향, 즉 제1 방향으로 슬라이딩 이동한다. 이에 따라 도어(100)가 개방된다. 또한, 모터(250)가 시계 방향 및 반시계 방향 중 다른 어느 방향으로 축 회전하는 경우, 랙 기어(220)는 도어(100)가 설치되어 있는 방향의 반대 방향, 즉 제2 방향으로 슬라이딩 이동한다. 이에 따라 도어(100)가 폐쇄된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
랙 기어(220)는 기어 본체(221), 랙(222), 스프링 연결부(223)를 포함한다.
랙(222)는 제3 중간 기어(273)과 맞물리는 구성 요소이며, 기어 본체(221)의 제1 면에 형성된다. 스프링 연결부(223)는 스프링(230)을 연결하기 위한 구성 요소로서, 기어 본체(221)의 제2 면에 형성된다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본체(221)의 제1 면은 본체(221)의 제2 면과 대향되는 면일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본체(221)의 제2 면은 본체(221)의 제1 면과 수직하게 배치될 수도 있다.
한편, 랙 기어 헤드(240)는 기어 몸체(221)의 일단에 설치될 수 있으며, 랙 기어(220)의 슬라이딩 이동에 따른 힘을 도어(100)로 전달한다. 여기서, 기어 몸체(221)의 일단은 도어(100)가 배치된 냉장고(10)의 일측부에 위치한 기어 몸체(221)의 부분이다. 랙 기어 헤드(240)는 기어 몸체(221)의 일단에서 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 따라서, 랙 기어 헤드(240)는 힌지 결합되어 회전하는 도어(100)로 랙 기어(220)로 전달되는 힘을 효과적으로 전달할 수 있다.
스프링 연결부(223)는 기어 본체(221)의 타측부에 형성될 수 있다. 여기서, 기어 본체(221)의 일측부는 도어(100)가 설치되어 있는 방향에 배치된 기어 본체(221)의 측부이고, 기어 본체(221)의 타측부는 기어 본체(221)의 일측부와 반대되는 측부이다.
스프링 연결부(223)는 내부가 비어있는 육면체 형상을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 스프링 연결부(223)는 내부가 비어있는 다양한 형상을 가질 수 있다.
스프링 연결부(223)의 내부에는 홀 센서(224)가 배치될 수 있다. 홀 센서(224)는 슬라이딩 이동되는 랙 기어(220)의 위치를 감지하는 역할을 수행한다. 하부 케이스(212)의 일부분(212b)에는 자석이 배치되고, 홀 센서(224)는 자석의 위치를 감지하고, 감지된 자석의 위치는 랙 기어(220)의 슬라이딩 이동의 제어에 사용된다.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 도어 자동 개폐 장치(200)는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 제어부는 프로세서 기반의 장치일 수 있다. 일례로, 제어부는 마이컴일 수 있다.
제어부는 랙 기어(220)의 슬라이딩 이동을 위해 모터(250)를 제어한다. 즉, 제어부는 랙 기어(220)의 전진 또는 후진을 위하여, 모터(250)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 구동시킨다. 랙 기어(220)의 전진 또는 후진을 위해 제어부는 홀 센서(224)에서 감지된 정보를 수신한다.
스프링(230)은 일단이 케이스(211, 212)와 연결되고, 타단이 랙 기어(220)와 연결된다. 보다 상세하게, 스프링(230)의 일단은 도어(100)가 배치된 냉장고(10)의 일측부에 위치한 케이스, 즉 하부 케이스(212)의 제1 측부와 연결되고, 스프링(30)의 타단은 하부 케이스(212)의 제1 측부와 마주보는 스프링 연결부(223)의 제1 면과 연결될 수 있다.
스프링(230)은 랙 기어(220)의 슬라이딩 이동에 따라 압축 및 인장되는 구성 요소이다. 즉, 스프링(230)은 랙 기어(220)의 슬라이딩 이동과 연동하여 압축 및 인장된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200)에 설치되는 스프링(230)은 인장 스프링일 수 있다. 인장 스프링(230)은 축 방향의 장력(인장력)을 이용하는 스프링이다. 인장력이 가해지는 경우, 인장 스프링(230)의 길이는 초기 상태보다 늘어난다. 한편, 인장 스프링(230)이 사용됨으로써, 스프링 연결부(223)가 기어 본체(221)의 일측부에 형성된다.
도 7은 도어 자동 개폐 장치(200)의 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도어(100)가 폐쇄되어 있는 경우, 자동 개폐 장치(200)는 도 7의 (a)와 같은 상태를 가진다. 여기서, 인장 스프링(230)은 인장된 상태이다.
다음으로, 도어 개방 신호 등이 입력된 경우, 제어부는 모터(250)를 정방향으로 구동시키며, 모터(250)의 구동에 따라 랙 기어(220)가 제1 방향으로 서서히 슬라이딩 이동, 즉 전진 이동한다. 이에 따라, 인장 스프링(230)의 인장력은 서서히 감소한다.
이 때, 랙 기어(220)가 최대로 전진 이동하는 경우, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 인장 스프링(230)은 초기 상태를 가진다. 즉, 인장 스프링(230)이 초기 상태인 경우, 랙 기어(220)의 제1 방향으로의 슬라이딩 이동이 종료된다.
랙 기어(220)가 최대로 전진 이동함으로써 도어(100)가 일부 개방되고, 사용자의 힘에 의해 도어(100)가 완전히 개방된다.
그 후, 제어부는 모터(250)를 역방향으로 구동시키며, 모터(250)의 구동에 따라 랙 기어(220)가 제2 방향으로 서서히 슬라이딩 이동, 즉 후진 이동한다. 이에 따라, 인장 스프링(230)의 인장력은 서서히 증가한다.
이 때, 홀 센서(224)에서 감지된 정보에 기초하여 랙 기어(220)가 도어(100)의 폐쇄 시점과 동일한 상태, 즉 도 7의 (a)의 상태로 복귀한다.
정리하면, 인장 스프링(230)이 설치되지 않는 경우, 부하에 의한 모터(250)의 구동 소음 및 기어(220, 260, 271, 272, 273)의 동작 소음이 발생한다. 특히, 인장 스프링(230)이 설치되지 않는 경우에 있어서 랙 기어(220)가 복귀하는 경우, 부하가 존재하지 않아 기어(220, 260, 271, 272, 273)의 치들이 부딪히면서 소음이 발생한다.
하지만, 본 발명의 경우 인장 스프링(230)이 설치됨으로써 상기한 소음이 저감된다.
보다 상세하게, 랙 기어(220)가 제1 방향으로 슬라이딩 이동하는 경우, 인장 스프링(230)의 장력(인장력)이 제1 방향으로 가해진다. 따라서, 인장 스프링(230)이 설치되지 않는 경우에 비해 모터(250)가 보다 약하게 구동된다. 즉, 모터(250)의 필요 힘이 감소된다. 모터(250)의 필요 힘이 감소됨으로써 도어(100)를 개방하는데 필요한 부하가 감소되고, 이에 따라 랙 기어(220)가 제1 방향으로 슬라이딩 이동하는 경우에 발생하는 모터(250)의 소음이 감소된다.
또한, 랙 기어(220)가 제2 방향으로 슬라이딩 이동하는 경우, 인장 스프링(230)의 장력(인장력)이 제1 방향으로 가해진다. 따라서, 모터(250)에 부하를 가해줌으로써 기어들(220, 260, 271, 272, 273) 사이의 부딪힘에 의한 소음이 감소된다.
요컨대, 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200)는 랙 기어(220)와 연동하여 동작하는 인장 스프링(230)을 도어 자동 개폐 장치(220)의 내부에 배치함으로써, 기어들(220, 260, 271, 272, 273) 사이에서 발생되는 부딪힘을 저감할 수 있고, 인장 스프링(230)이 도어를 개방하는데 필요한 힘을 제공할 수 있다. 이에 따라, 기어들(220, 260, 271, 272, 273) 의 동작에서 발생하는 소음 및 진동을 저감할 수 있고, 모터(250)에서 발생하는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 분해 사시도를 도시한 도면이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10을 함께 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200)는 스프링(230)의 종류 및 스프링 연결부(223)의 배치 위치를 제외하고는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200)와 동일하다. 따라서, 스프링(230)의 종류 및 스프링 연결부(223)의 배치 위치를 중심으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200)를 설명한다.
스프링 연결부(223)는 기어 본체(221)의 중앙부에 형성될 수 있다.
스프링(230)은 일단이 케이스(211, 212)와 연결되고, 타단이 랙 기어(220)와 연결된다. 보다 상세하게, 스프링(230)의 일단은 하부 케이스(212)의 제1 측부와 대향되는 하부 케이스(212)의 제2 측부와 연결되고, 스프링(30)의 타단은 하부 케이스(212)의 제2 측부와 마주보는 스프링 연결부(223)의 제2 면과 연결될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200)에 설치되는 스프링(230)은 압축 스프링일 수 있다. 압축 스프링(230)은 축 방향의 압력(압축력)을 이용하는 스프링이다. 압축력이 가해지는 경우, 압축 스프링(230)의 길이는 초기 상태보다 줄어든다. 한편, 압축 스프링(230)이 사용됨으로써, 스프링 연결부(223)가 기어 본체(221)의 중앙부에 형성된다.
도 10은 도어 자동 개폐 장치(200)의 구체적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도어(100)가 폐쇄되어 있는 경우, 자동 개폐 장치(200)는 도 10의 (a)와 같은 상태를 가진다. 여기서, 압축 스프링(230)은 압축된 상태이다.
다음으로, 도어 개방 신호 등이 입력된 경우, 제어부는 모터(250)를 정방향으로 구동시키며, 모터(250)의 구동에 따라 랙 기어(220)가 제1 방향으로 서서히 슬라이딩 이동, 즉 전진 이동한다. 이에 따라, 압축 스프링(230)의 압축력은 서서히 감소한다.
이 때, 랙 기어(220)가 최대로 전진 이동하는 경우, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 압축 스프링(230)은 초기 상태를 가진다. 즉, 압축 스프링(230)이 초기 상태인 경우, 랙 기어(220)의 제1 방향으로의 슬라이딩 이동이 종료된다.
랙 기어(220)가 최대로 전진 이동함으로써 도어(100)가 일부 개방되고, 사용자의 힘에 의해 도어(100)가 완전히 개방된다.
그 후, 제어부는 모터(250)를 역방향으로 구동시키며, 모터(250)의 구동에 따라 랙 기어(220)가 제2 방향으로 서서히 슬라이딩 이동, 즉 후진 이동한다. 이에 따라, 압축 스프링(230)의 압축력은 서서히 증가한다.
이 때, 홀 센서(224)에서 감지된 정보에 기초하여 랙 기어(220)가 도어(100)의 폐쇄 시점과 동일한 상태, 즉 도 10의 (a)의 상태로 복귀한다.
정리하면, 상기의 인장 스프링과 유사하게, 압축 스프링(230)이 설치되지 않는 경우, 부하에 의한 모터(250)의 구동 소음 및 기어(220, 260, 271, 272, 273)의 동작 소음이 발생하지만, 본 발명의 경우 압축 스프링(230)이 설치됨으로써 상기한 소음이 저감된다.
보다 상세하게, 랙 기어(220)가 제1 방향으로 슬라이딩 이동하는 경우, 압축 스프링(230)의 압력(압축력)이 제1 방향으로 가해진다. 따라서, 압축 스프링(230)이 설치되지 않는 경우에 비해 모터(250)가 보다 약하게 구동된다. 즉, 모터(250)의 필요 힘이 감소된다. 모터(250)의 필요 힘이 감소됨으로써 도어(100)를 개방하는데 필요한 부하가 감소되고, 이에 따라 랙 기어(220)가 제1 방향으로 슬라이딩 이동하는 경우에 발생하는 모터(250)의 소음이 감소된다.
또한, 랙 기어(220)가 제2 방향으로 슬라이딩 이동하는 경우, 압축 스프링(230)의 압력(압축력)이 제1 방향으로 가해진다. 따라서, 모터(250)에 부하를 가해줌으로써 기어들(220, 260, 271, 272, 273) 사이의 부딪힘에 의한 소음이 감소된다.
요컨대, 본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200) 역시 본 발명의 제2 실시예에 따른 도어 자동 개폐 장치(200)와 유사하게 랙 기어(220)와 연동하여 동작하는 압축 스프링(230)을 도어 자동 개폐 장치(220)의 내부에 배치함으로써, 기어들(220, 260, 271, 272, 273) 사이에서 발생되는 부딪힘을 저감할 수 있고, 압축 스프링(230)이 도어를 개방하는데 필요한 힘을 제공할 수 있다. 이에 따라, 기어들(220, 260, 271, 272, 273) 의 동작에서 발생하는 소음 및 진동을 저감할 수 있고, 모터(250)에서 발생하는 소음 및 진동을 저감할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 내부 공간을 개폐시키는 도어를 구비하는 가전 기기에 설치된 도어 자동 개폐 장치에 있어서,
    케이스;
    상기 케이스의 내부 공간에 배치되는 모터;
    상기 모터의 회전 축과 연결되어 회전하는 피니언 기어;
    상기 피니언 기어의 회전에 따라 슬라이딩 이동하여 상기 도어를 개폐하는 랙 기어; 및
    일단이 상기 케이스와 연결되고, 타단이 상기 랙 기어와 연결되며, 상기 랙 기어의 슬라이딩 이동에 따라 압축 및 인장되는 스프링;을 포함하는, 도어 자동 개폐 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 랙 기어는,
    기어 몸체;
    성가 기어 몸체의 제1 면에 형성되는 랙; 및
    상기 기어 몸체의 제2 면에 형성되어 상기 스프링의 타단과 연결되는 스프링 연결부;를 포함하는, 도어 자동 개폐 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스프링의 일단은 상기 도어가 배치된 상기 가전 기기의 일측부에 위치한 상기 케이스의 제1 측부와 연결되고,
    상기 스프링의 타단은 상기 케이스의 제1 측부와 마주보는 상기 스프링 연결부의 제1 면과 연결되는, 도어 자동 개폐 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스프링은 인장 스프링이고,
    상기 도어가 폐쇄된 경우 상기 인장 스프링은 인장된 상태이고,
    상기 도어의 개방 동작 시, 상기 랙 기어가 제1 방향으로 슬라이딩 이동하고, 상기 인장 스프링의 인장력은 서서히 감소하고,
    상기 도어의 폐쇄 동작 시, 상기 랙 기어가 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 슬라이딩 이동하고, 상기 인장 스프링의 인장력은 서서히 증가하는, 도어 자동 개폐 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인장 스프링이 초기 상태인 경우, 상기 랙 기어의 상기 제1 방향으로의 슬라이딩 이동이 종료되는, 도어 자동 개폐 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스프링의 일단은 상기 케이스의 제2 측부와 연결되고,
    상기 케이스의 제2 측부는 상기 도어가 배치된 상기 가전 기기의 일측부에 위치한 상기 케이스의 제1 측부와 대향되는 측부이고,
    상기 스프링의 타단은 상기 케이스의 제2 측부와 마주보는 상기 스프링 연결부의 제2 면과 연결되는, 도어 자동 개폐 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스프링은 압축 스프링이고,
    상기 도어가 폐쇄된 경우 상기 압축 스프링은 압축된 상태이고,
    상기 도어의 개방 동작 시, 상기 랙 기어가 제1 방향으로 슬라이딩 이동하고, 상기 압축 스프링의 압축력은 서서히 감소하고,
    상기 도어의 폐쇄 동작 시, 상기 랙 기어가 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 슬라이딩 이동하고, 상기 압축 스프링의 압축력은 서서히 증가하는, 도어 자동 개폐 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압축 스프링이 초기 상태인 경우, 상기 랙 기어의 상기 제1 방향으로의 슬라이딩 이동이 종료되는, 도어 자동 개폐 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 기어 몸체의 일단에 설치되어 상기 랙 기어의 슬라이딩 이동에 따른 힘을 상기 도어로 전달하는 랙 기어 헤드;를 더 포함하는, 도어 자동 개폐 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 랙 기어 헤드는 상기 기어 몸체의 일단에서 회전 가능하도록 설치되는, 도어 자동 개폐 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 랙 기어는,
    상기 스프링 연결부의 내부에 설치되는 홀 센서;를 더 포함하되,
    상기 케이스의 일부분에는 자석이 배치되고, 상기 홀 센서는 상기 자석의 위치를 감지하고, 상기 감지된 자석의 위치는 상기 랙 기어의 슬라이딩 이동의 제어에 사용되는, 도어 자동 개폐 장치.
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