KR101476859B1 - 냉장고의 드로어 구동 시스템 및 구동 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉장고의 드로어 구동 시스템 및 구동 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 시스템 및 제어 방법에 의하면, 수납 박스가 일정 거리 인출되고 정지된 상태에서, 사용자의 의도 또는 액션에 따라 수납 박스가 자동으로 더 인출되거나 인입되어, 냉기 손실이 감소되는 장점이 있다.

Description

냉장고의 드로어 구동 시스템 및 구동 제어 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DRIVING A DRAWER IN A REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고의 드로어 구동 시스템 및 구동 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고는 음식물이 냉장 또는 냉동 상태로 보관되도록 하는 가전기기이다.

상세히, 냉장고는 냉동실과 냉장실의 위치에 따라 탑마운트 타입(top mount type)과 바텀 프리저 타입(bottom freezer type) 및 사이드 바이 사이드 타입(side by side type)으로 대별된다.

상기 바텀 프리저 타입은, 냉동실이 냉장실의 하측에 제공되는 구조로서, 냉장실을 개폐하는 도어는 냉장고 본체의 일측 가장자리에 회동 가능하게 제공되며, 냉동실을 개폐하는 도어는 전후 방향으로 인출입되는 수납 박스 타입으로 제공된다.

한편, 상기 냉동실이 냉장고의 하측에 제공되므로, 사용자가 냉동실을 개방하기 위해서는 허리를 구부린 상태에서 도어를 앞으로 잡아당겨야 한다. 따라서, 사용자가 똑바로 선 자세에서 도어를 당기는 경우보다 큰 힘을 주어야 하기 때문에, 냉장실 도어를 개방하는 경우에 비하여 불편함이 있다.

이러한, 불편함을 해소하기 위하여, 냉동실 도어 개방을 용이하게 하기 위한 구조가 등장하였다.

일예로서, 사용자가 냉동실 도어를 개방하기 위하여 도어 핸들을 잡고 당기는 동작을 감지하여, 냉동실 도어가 본체의 전면으로부터 소정 거리 만큼 분리되도록 하는 자동 개방 구조가 제시되었다.

다른 방법으로서, 냉동실 바닥면에 모터가 고정 장착되도록 하고, 상기 모터의 구동력에 의하여 냉동실 도어가 인출되도록 하는 구조도 제시되었다. 구체적으로 설명하면, 냉동실 바닥면에 모터가 고정 장착되고, 상기 모터의 회전축에 기어와 같은 회전 부재가 연결되도록 한다. 그리고, 냉동실 서랍의 저면이 상기 회전 부재에 접촉되도록 하여, 상기 회전 부재의 회전에 따라 상기 냉동실 서랍이 전후방으로 이동하도록 하는 구조이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 수납 박스 타입 냉장고는 다음과 같은 단점이 있다.

먼저, 수납 박스 자동 인출 구조가 없는 종래의 냉장고의 경우, 사용자가 수납 박스의 전면에 돌출되는 핸들을 잡고 힘을 주어 잡아당겨야 한다. 그러나, 냉장고 수납 박스의 배면에는 냉기 유출을 막기 위하여 가스켓과 같은 실링 부재가 장착되며, 실링 부재의 내부에는 자석과 같은 밀착 부재가 제공된다. 따라서, 수납 박스가 닫히면 냉장고 본체에 자력에 의하여 밀착된 상태를 유지하게 된다. 이러한 상태에서, 사용자가 상기 수납 박스를 인출하기 위해서는 자력보다 큰 힘을 가하여 수납 박스를 잡아 당겨야 한다. 뿐만 아니라, 상기 수납 박스가 냉장고의 하측에 제공되는 경우에는 허리를 구부린 상태에서 잡아당겨야 하므로, 신체에 무리가 갈 수 있다. 즉, 어린이나 노약자 및 부녀자가 냉장고 수납 박스를 열기에는 다소 힘이 드는 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 수납 박스를 잡아당기기 위한 핸들이 수납 박스의 전면에 돌출되므로, 냉장고의 포장재의 부피가 커지는 단점이 있다. 그리고, 상기 냉장고가 실내에 설치된 경우, 상기 핸들이 돌출된 만큼의 공간을 필요로 하기 때문에 공간 활용도가 떨어지는 단점도 있다.

나아가, 상기 핸들이 냉장고 전면으로부터 돌출되는 구조를 이루므로, 사용자가 이동하는 과정에서 부딪히거나, 어린이들이 뛰어다니는 과정에서 부딪힐 수 있는 위험성도 존재한다.

한편, 상기에서 제시한 바와 같이, 수납 박스가 냉장고 본체로부터 분리될 정도의 거리만큼 밀어주는 수납 박스 분리 장치가 구비된 냉장고의 경우도 다음과 같은 단점이 있다.

첫째, 수납 박스가 본체로부터 분리되도록 하는 장치가 구비된 냉장고의 경우도 핸들이 반드시 필요하다. 즉, 사용자가 핸들을 잡고 수납 박스를 잡아당기려고 할 때, 이를 감지하여 자동으로 수납 박스가 본체로부터 분리만 되도록 하는 구조이기 때문에, 핸들이 필수 구성 요소이므로, 상기에서 언급한 바와 같은 문제점이 여전히 존재한다.

둘재, 사용자가 핸들을 잡고 인출하는데 걸리는 시간 대비, 제어부에서 이를 감지하여 수납 박스 분리 장치를 구동하는데 걸리는 시간이 너무 길어서 효율성이 떨어진다는 것이다. 즉, 수납 박스 인출 동작에 따른 상기 수납 박스 분리 장치의 반응 속도가 늦어서, 실질적으로 사용자가 편리함을 인식하지 못한다는 것이다.

셋째, 상기 수납 박스 분리 장치는 단순히 수납 박스가 냉장고 본체로부터 분리될 정도로만 밀어주기 때문에, 그 이후부터는 사용자가 핸들을 직접 잡아당겨야 하는 단점이 있다. 이 경우, 수납 박스에 수납된 음식물의 중량이 클 경우, 수납 박스 인출이 용이하지 않다는 문제점이 존재한다.

또한, 냉장고 본체의 바닥면에 모터가 고정 장착되어 수납 박스를 인출하는 구조가 구비된 냉장고의 경우도 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 상기와 같은 구조가 냉장고에 적용되기 위해서는 구동 모터 및 기어 어셈블리가 냉장실 또는 냉동실 바닥에 장착되어야 하므로, 그만큼 고내 용적이 줄어드는 단점이 있다.

둘째, 상기 구동 모터 및 기어 어셈블리가 냉장고의 인너 케이스로부터 하측으로 함몰 장착되는 경우라 하더라도, 냉장고 본체의 단열 손실을 야기할 수 있는 문제가 존재한다. 다시 말하면, 냉장고 본체는 아우터 케이스와 인너 케이스 및 그 사이에 제공되는 단열층으로 이루어진다. 이러한 구조 하에서, 모터 장착을 위하여 인너 케이스가 함몰되는 경우, 그만큼 단열층이 얇아져서 냉장고 고내와 실내 사이의 단열 효과가 저하되는 문제가 발생한다.

셋째, 모터 및 기어 어셈블리가 냉장고 고내 바닥면에 고정 장착되는 경우, 기어에 맞물리는 랙이 수납 박스의 바닥면에 전후 방향으로 길게 설치되어야 한다. 이때, 상기 랙의 최대 길이는 상기 수납 박스의 바닥면 전장 길이까지 가능하다. 그리고, 냉장고의 하측 후단에는 압축기 및 응축기가 수용되는 기계실이 제공된다. 따라서, 바텀 프리저 타입 냉장고의 냉동실 수납 박스 후면은 전방으로 경사지게 형성된다. 즉, 냉동실 수납 박스의 상단부 전장 길이보다 하단부 전장 길이가 짧은 구조를 이룬다.

만일, 상기 수납 박스 인출 구조가 상기 바텀 프리저 타입 냉장고의 냉동실 수납 박스에 제공된다면, 상기 랙이 상기 냉동실 수납 박스의 바닥면에 제공되어야 한다. 이 경우, 상기 냉동실 수납 박스가 최대로 인출되는 경우에도, 냉동실 수납 박스의 상측 후단부는 냉동실로부터 완전히 인출되지 못하는 단점이 있다.

넷째, 냉장고의 수납 박스가 상하 방향으로 복수 개가 제공되는 경우, 상측 수납 박스가 인출되도록 하는 별도의 모터 및 기어 어셈블리가 제공되어야 하고, 이를 위해서 상측 수납 박스와 하측 수납 박스에 별도의 배리어가 제공되어야 하는 단점이 있다.

다섯째, 냉장고 본체의 바닥면에 모터가 고정 장착되어 수납 박스를 인출하는 구조가 구비된 종래의 냉장고의 경우, 수납 박스가 인출되는 과정에서 상기 수납 박스의 인출 속도를 감지하고 이를 제어하는 기능이 수반되지 않는다. 다시 말하면, 종래의 냉장고의 경우, 냉장고 바닥면에 설치된 랙의 전단과 후단에 리드 스위치(lead switch)가 장착되어, 단순히 수납 박스가 끝까지 인출되었는지 여부와, 완전히 닫혔는지 여부만을 감지할 뿐이다. 따라서, 수납 박스가 정상 속도로 인출되는지 여부, 수납 박스의 인출 동작이 장애물에 의하여 방해받는지 여부 및 수납 박스에 수납된 음식물의 중량에 관계없이 설정된 속도로 인출되는지 여부를 감지할 수 없는 단점이 있다.

기술적 과제

본 발명은 상기에서 언급한 단점 및 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 수납 박스 타입의 냉장고에서 수납 박스 인출을 위한 핸들 구조가 필요없는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉장고의 수납 박스 인출입 구조를 개선하여, 사용자의 의도에 따라 자동으로 수납 박스가 인출입되도록 하는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 냉장고의 수납 박스 인출입을 위한 구동부가 냉장고 본체에 고정 장착되는 종래의 구조를 개선하여, 냉장고 고내 용적 감소 및 단열 효과 감소를 최소화할 수 있는 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 수납 박스에 수납된 음식물의 중량에 관계없이 항상 설정된 속도로 인출 또는 인입되도록 하는 냉장고의 드로어 구동 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 수납 박스가 일정 거리 인출되고 정지된 상태에서, 사용자의 의도에 따라 자동으로 인출 또는 인입되도록 할 수 있는 냉장고의 드로어 구동 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

기술적 해결방법

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 시스템에는, 드로어; 상기 드로어가 설정 거리만큼 인출되도록 회전하는 구동 모터; 상기 구동 모터의 동작을 제어하는 제어부가 포함되고, 상기 제어부는, 상기 드로어가 정지된 상태에서, 상기 드로어에 가해지는 외력의 작용 방향으로 상기 드로어가 이동하도록 상기 구동 모터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 제어 방법에는, 정지 상태의 드로어에 작용하는 외력이 감지되는 단계; 상기 외력의 감지 신호가 제어부로 전송되는 단계; 상기 제어부에서 상기 외력의 작용 방향이 판단되는 단계; 상기 외력의 작용 방향으로 드로어가 이동하는 단계가 포함된다.

유리한 효과

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 시스템 및 제어 방법에 의하면 다음과 같은 장점 및 효과가 있다.

첫째, 사용자가 수납 박스 입력 버튼을 누르는 동작만으로 수납 박스가 자동 인출 또는 인입되므로, 어린이나 노약자를 위한 사용 편의성이 증대되는 효과가 있다. 나아가, 수납 박스가 자동 인출 가능하므로, 수납 박스 내부에 수납된 음식물의 중량에 관계없이 편리하게 수납 박스를 인출할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 냉장고의 수납 박스 인출입을 위하여 별도의 핸들이 요구되지 않는 장점이 있다. 상세히, 수납 박스 인출입을 위한 핸들이 필요 없게 되므로, 냉장고의 외관 디자인이 깔끔하게 처리되는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 핸들이 냉장고 본체로부터 돌출되지 않으므로, 냉장고 설치 장소의 공간 활용도가 높아지고, 안전 사고의 위험이 저감되는 효과가 있다.

셋째, 수납 박스의 자동 인출을 위한 구동 모터가 냉장고 본체에 고정 장착되지 않고, 수납 박스와 함께 이동 가능하도록 제공되므로, 고내 용적이 감소되는 단점이 제거되는 효과가 있다.

넷째, 수납 박스의 자동 인출을 위한 구동 모터가 냉장고 본체에 고정 장착되지 않고, 수납 박스와 함께 이동 가능하게 제공되므로, 냉장고 본체의 단열층 두께 감소로 인하여 단열 효과가 감소되는 단점이 제거되는 효과가 있다.

다섯째, 수납 박스에 수납된 음식물의 중량에 관계없이 항상 설정된 속도로 인출 및 인입되므로, 드로어 구동 시스템의 신뢰성이 확보되는 장점이 있다.

여섯째, 수납 박스가 일정 거리 인출되고 정지된 상태에서, 사용자의 의도 또는 액션에 따라 수납 박스가 자동으로 더 인출되거나 인입되어, 냉기 손실이 감소되는 장점이 있다.

예를 들어, 드로어 인출 명령이 있는 경우, 수납 박스가 소정 거리만큼만 인출되도록 한다. 그리고, 그 상태에서 물건의 수납이나 인출이 가능하면 굳이 드로어를 완전히 개방하지 않아도 되므로, 불필요한 냉기 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다. 즉, 드로어를 더 인출하여야 할 필요가 있는 경우에만 사용자의 선택에 따라 드로어가 완전히 개방되도록 함으로써, 드로어 개방에 따른 불필요한 냉기 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드로어 인출입 구조가 구비된 냉장고를 보여주는 사시도.

도 2는 상기 드로어 인출입 구조가 구비된 냉장고의 수납 박스 어셈블리의 인출 상태를 보여주는 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드로어 인출 장치를 보여주는 사시도.

도 4는 상기 드로어 인출 장치의 분해 사시도.

도 5는 본 발명의 사상에 따른 서스펜션부의 타단의 구조를 보여주는 부분 사시도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 시스템을 보여주는 블럭도.

도 7은 구동 모터의 정역회전에 따라 홀센서에서 검출되는 펄스 신호의 형태를 보여주는 파형도.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 인출 과정에서 나타나는 드로어의 이동 속도를 보여주는 그래프.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 제어 방법을 보여주는 플로차트로서, 사용자의 의도에 따라 드로어가 자동으로 인출 또는 인입되도록 하는 제어 방법을 보여주는 플로차트.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 제어 방법을 보여주는 플로차트로서, 모터 제어부에서 생성되는 FG 펄스 신호를 이용하여 사용자의 의도에 따라 드로어가 이동하도록 하는 제어 방법을 보여주는 플로차트.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 제어 방법을 보여주는 플로차트로서, 거리 감지 센서를 이용하여 사용자의 의도에 따라 드로어 가 이동하도록 하는 제어 방법을 보여주는 플로차트.

발명의 실시를 위한 형태

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드로어 인출입 구조가 구비된 냉장고를 보여주는 사시도이고, 도 2는 상기 드로어 인출입 구조가 구비된 냉장고의 드로어 인출 상태를 보여주는 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(10)에는, 내부에 냉장실(미도시)과 냉동실(111)이 제공되는 본체(11)와, 상기 본체(11)의 전면에 회동 가능하게 장착되어 상기 냉장실을 개폐하는 냉장실 도어(12)와, 상기 냉장실의 하측에 제공되는 상기 냉동실(111) 내부로 인출입 가능하게 제공되는 드로어(13)가 포함된다.

상세히, 상기 드로어(13)는, 전면 외관을 형성하고 상기 냉동실(111)을 개폐하는 도어(131)와, 상기 도어(131)의 배면에 제공되어 음식물이 수납되는 수납 박스(132)로 구성된다.

또한, 상기 냉장고(10)에는, 상기 냉동실 도어(131)의 배면으로부터 후방으로 연장되어, 상기 수납 박스(132)를 지지하는 프레임(15)과, 상기 수납 박스(132)가 상기 냉동실(111)로부터 인출입되도록 하는 레일 어셈블리(16)가 포함된다. 상 세히, 상기 레일 어셈블리(16)의 일단은 상기 냉동실(111)의 내주면에 고정되고, 타단이 상기 프레임(15)에 고정되며, 길이 조절이 가능한 구조로 이루어진다.

또한, 상기 냉장고(10)에는, 상기 수납 박스(132)가 인출입되는 과정에서 요동하는 것을 방지하는 요동 방지 장치와, 상기 냉동실(111)의 양 측면에 제공되어, 상기 레일 어셈블리(16)가 수용되는 레일 가이드(17) 및 상기 수납 박스(132)가 자동으로 인출입되도록 하는 인출 장치가 더 포함된다. 상세히, 상기 요동 방지 장치는, 상기 프레임(15)의 후단에 결합되어 상기 수납 박스(132)가 인출입되는 과정에서 좌우로 흔들리지 않도록 하는 서스펜션부(18)와, 상기 레일 가이드(17)에 제공되어, 상기 서스펜션부(18)의 이동을 가이하는 가이드 부재로 이루어진다. 더욱 상세히, 상기 레일 가이드(17)에는 상기 레일 어셈블리(16)가 수용되도록 하는 레일 안착홈(171)이 형성된다. 그리고, 상기 레일 안착홈(171)의 하단에는 상기 가이드 부재에 해당하는 가이드 랙(172)이 전후 방향으로 길게 형성된다.

한편, 상기 서스펜션부(18)에는, 양 단부가 상기 한 쌍의 프레임(15)에 연결되는 샤프트(181)와, 상기 샤프트(181)의 양 단부에 각각 제공되는 피니언(182)이 포함된다. 상기 피니언(182)의 외주면에는 다수 개의 기어이가 형성되고, 상기 가이드 랙(172)의 상부면에는 상기 피니언(182)이 맞물려서 회전하도록 하는 기어 이가 형성된다. 따라서, 상기 피니언(182)이 상기 가이드 랙(172)에 맞물린 상태로 회전하면, 상기 드로어(32)가 좌측 또는 우측으로 치우치지 않고 똑바로 인출된다. 뿐만 아니라, 상기 드로어(13)가 인출되는 과정에서 좌우 방향으로 흔들리는 현상이 발생하지 않는다.

또한, 냉장고(10) 내부에는 상기 드로어(13)의 자동 인출을 위한 드로어 인출 장치가 제공된다.

상세히, 상기 드로어 인출 장치에는, 상기 한 쌍의 피니언(182) 중 어느 하나 또는 모두에 제공되어, 상기 피니언(182)에 회전력을 공급하는 구동력 발생부와, 상기 구동력 발생부로부터 발생하는 구동력을 전달하여 상기 수납 박스(132)가 인출되도록 하는 구동력 전달부가 포함된다. 여기서, 상기 구동력 발생부는 상기 피니언(182)에 회전력을 제공하는 구동 모터(20)일 수 있다. 그리고, 상기 인출력 전달부는 상기 서스펜션부(18)와 가이드 랙(172)으로 이루어지는 요동 방지 장치일 수 있다. 즉, 상기 요동 방지 장치는 상기 드로어(13)의 좌우 요동을 방지하는 기능과 함께, 상기 드로어(13)의 자동 인출을 위한 구동력 전달부의 기능을 함께 수행하게 된다. 그리고, 구동력 발생부는 상기 냉동실 도어(131)와 한 몸으로 이동한다. 여기서, 상기 구동력 발생부는 상기 구동 모터(20)에 한정되지 않으며, 상기 수납 박스의 솔레노이드를 이용한 액추에이터와 같이, 상기 드로어(13)의 자동 인출을 가능하게 하는 모든 구동 수단이 포함됨을 밝혀 둔다.

또한, 상기 구동 모터(20)의 외주면에는 상기 드로어(13)의 인출/인입 거리를 감지하는 거리 감지 센서(24)가 장착될 수 있다. 상세히, 상기 거리 감지 센서(24)는 적외선 또는 초음파 등을 이용한 센서일 수 있으며, 그 외의 방법을 이용하는 거리 감지 장치도 모두 포함한다. 그리고, 상기 거리 감지 센서(24)는 상기 드로어(13)가 수용되는 냉동실의 후벽면과의 거리 차이를 감지하기 위하여 장착된다.

적외선 센서를 예를 들어 설명하면, 상기 거리 감지 센서(24)에 발광부와 수 광부가 제공되고, 상기 발광부로부터 송출되는 신호가 상기 냉동실의 후벽면, 즉 인너 케이스의 후벽면에 부딪혀서 상기 수광부로 반사된다. 그리고, 상기 메인 제어부에서는 상기 수광부에서 감지되는 적외선 신호의 전압값을 이용하여 상기 드로어(13)와 인너 케이스 후벽면과의 거리를 판단하게 된다. 상기 초음파 센서도 이와 동일한 방법으로 거리 감지가 이루어질 수 있다. 상기 적외선 또는 초음파를 이용한 거리 감지 센서는 공지의 기술이므로, 거리 감지 방법에 대한 구체적인 내용에 대해서는 설명을 생략하기로 한다. 본 발명은 상기에서 제시된 거리 감지 센서를 이용하여 드로어의 인출/인입된 거리를 판단할 수 있다는 것에 특징이 있음을 밝혀 둔다.

또한, 상기 레일 어셈블리(16)에는, 상기 레일 안착홈(171)에 고정되는 고정 레일(161)과, 상기 프레임(15)에 고정되는 이동 레일(162) 및 상기 고정 레일(161)과 이동 레일(162)을 연결하는 연장 레일(163)이 포함된다.

상세히, 상기 고정 레일(161)과, 이동 레일(162) 및 연장 레일(163)은 다단 인출 가능하게 연결된다. 그리고, 상기 레일 어셈블리(16)에는, 상기 수납 박스(132)의 전후 방향 길이에 따라, 상기 연장 레일(163)이 하나 또는 그 이상 제공될 수 있다. 또는, 상기 레일 어셈블리(16)는 상기 고정 레일(161)과 이동 레일(162)로만 구성될 수도 있을 것이다. 그리고, 상기 서스펜션부(18)를 구성하는 샤프트(181)와 상기 구동 모터(20)는, 설계 방법에 따라 상기 프레임(15)의 후단에 고정될 수도 있고, 상기 이동 레일(162)의 후단에 고정될 수도 있다.

또한, 상기 수납 박스(132)는 상기 프레임(15)에 착탈 가능하게 결합되어, 사용자가 주기적으로 상기 수납 박스(132)를 청소할 수 있도록 할 수 있다.

한편, 상기 냉장실 도어(12)의 전면에는 물 또는 얼음을 취출할 수 있는 디스펜서(19)가 제공될 수 있다.

상세히, 상기 디스펜서(19)의 전면 일부에는 용기 수용부(193)가 소정 깊이로 함몰 형성된다. 그리고, 상기 용기 수용부(193)의 천장 부분에는 얼음이 취출되는 아이스 슈트(194)와, 물이 취출되는 취출구(미도시)가 제공된다. 그리고, 상기 아이스 슈트(194)의 후측에는 얼음 취출을 위한 취출 레버(195)가 제공된다. 그리고, 상기 용기 수용부(193)의 바닥면에는 잔수 받이(196)가 제공된다. 그리고, 상기 디스펜서(19)의 일측 가장자리에는 냉장고의 운전 상태 또는 냉장고 고내 온도와 같은 각종 정보가 표시되는 디스플레이(191)와, 얼음 취출 버튼 또는 상기 수납 박스의 인출입 명령 입력을 위한 입력 버튼(192a)을 포함하는 버튼부(192)가 제공될 수 있다.

더욱 상세히, 상기 수납 박스의 인출입 명령 입력을 위한 입력 버튼(192a)은, 정전 용량 변화를 이용한 정전 용량 스위치와, 일반적으로 널리 쓰이는 택트 스위치 또는 토글 스위치 등과 같은 다양한 방식으로 제공될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 입력 버튼(192a)은 상기 디스펜서(19)의 일측에 제공될 수도 있으나, 다른 방법으로서 상기 냉동실 도어(131)의 전면 또는 측면부에 터치 버튼 형태로 제공될 수도 있다.

또는, 상기 입력 버튼(192a)은, 상기 냉동실 도어(131)의 전면 일측에 제공되고, 상기 냉동실 도어(131)로 전달되는 진동을 감지하여 작동하는 진동 감지 스 위치일 수도 있다. 즉, 사용자가 양손을 쓸 수 없는 상태에서, 발을 이용하여 상기 냉동실 도어(131)에 약한 충격을 가하는 경우, 상기 충격으로부터 전달되는 진동을 감지하여 상기 구동 모터(20)가 작동하도록 할 수도 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드로어 인출 장치를 보여주는 사시도이고, 도 4는 상기 드로어 인출 장치의 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 드로어 인출 장치를 구성하는 구동력 발생부는 상기 구동 모터(20)일 수 있으며, 상기 구동 모터(20)는 상기 서스펜션부(18)와 일체로 결합되는 것을 특징으로 한다.

상세히, 상기 요동 방지 장치는 상기 서스펜션부(18)와 가이드 랙(172)으로 구성되며, 상기 서스펜션부(18)는 상술한 바와 같이 샤프트(181)와 피니언(182)으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 가이드 랙(172)과 피니언(182)은 요동 방지 장치의 일 실시예에 해당되며, 요동 방지 기능을 수행하는 다른 구조로 설계 변경 가능함을 밝혀 둔다. 예를 들어, 상기 피니언(182) 대신 외주면에 마찰 부재가 둘러지는 롤러가 적용되고, 상기 가이드 랙(172) 대신 상기 롤러와 접촉하여 마찰력을 발생하는 마찰 부재가 적용될 수도 있을 것이다. 다시 말하면, 피니언(182)과 가이드 랙(172) 구조와 같이, 구름 부재가 가이드 부재에 접촉하여 헛돌지 않고 회전하면서 전후 방향으로 이동할 수 있는 어떤 구조도 가능함을 밝혀 둔다.

한편, 상기 구동 모터(20)에 인너 로터 타입의 모터가 적용될 수 있으며, 상기 로터에 연결되는 모터축(22)에 상기 피니언(182)이 연결된다. 그리고, 상기 구동 모터(20)는 정역 회전 및 속도 가변이 가능한 모든 종류의 모터가 가능함을 밝 혀 둔다.

상세히, 상기 구동 모터(20)를 구성하는 로터와 스테이터는 하우징(20)에 의하여 보호된다. 그리고, 상기 프레임(15)의 후단에는 상기 구동 모터(20)가 고정되는 체결단(31)이 연장되고, 상기 체결단(31)과 상기 구동 모터(20)의 하우징(21)은 브라켓(30)에 의하여 연결될 수 있다. 따라서, 상기 구동 모터(20)와 서스펜션부(28)의 결합체는 상기 프레임(15)의 후단에 고정 결합되고, 상기 피니언(182)은 상기 모터축(22)에 회전 가능하게 결합되는 구조를 이루게 된다.

여기서, 상기 구동 모터(20)가 상기 프레임(15)에 고정되도록 하기 위한 다양한 방법이 제안 가능할 것이며, 이는 모두 본 발명의 사상에 포함된다고 할 것이다. 그리고, 상기 구동 모터(20)는 프레임(15) 외에 상기 이동 레일(162)의 후단에 고정될 수도 있을 것이다. 다시 말하면, 상기 구동 모터(20)가 상기 프레임(15)과 한몸으로 이루어져, 상기 수납 박스(132) 및 냉동실 도어(131)와 함께 전후 방향으로 이동하는 모든 결합 구조는 본 발명의 사상에 포함된다고 하겠다.

도 5는 본 발명의 사상에 따른 서스펜션부의 타단의 구조를 보여주는 부분 사시도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에서는 상기 구동 모터(20)가 상기 서스펜션부(18)의 일측 단부에만 제공되는 것으로 한정하여 설명한다. 그러나, 상기 구동력 발생부, 즉 구동 모터(20)가 상기 한 쌍의 피니언(182)에 각각 제공될 수도 있음은 물론이다.

상세히, 상기 서스펜션부(18)의 타단에도 상기 피니언(182)이 회전 가능하게 결합된다. 그리고, 상기 구동 모터(20)가 연결되지 않는 경우에는, 상기 샤프트(181)가 상기 피니언(182)을 관통하여 상기 프레임(15)에 삽입되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 상기 프레임(15)의 후단에 브라켓(30)이 제공되고, 상기 샤프트(181)가 상기 피니언(182)을 관통하여 상기 브라켓(30)에 삽입되도록 할 수 있다. 그러면, 상기 서스펜션부(18)의 양 단부가 상기 프레임(15)에 안정적으로 결합되어, 수납 박스 인출입 과정에서 일단이 프레임(15)으로부터 분리되거나, 상기 수납 박스(132)가 좌우 방향으로 요동하는 현상이 방지되는 효과가 있다.

이 경우도, 상술한 바와 같이, 상기 샤프트(1810가 상기 이동 레일(162)의 후단에 삽입될 수도 있음은 물론이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 이루는 수납 박스 인출 장치가 구비된 냉장고에서 수행되는 수납 박스(132)의 자동 인출입 과정에 대하여 설명한다.

먼저, 사용자가 상기 수납 박스(132)를 인출하여 음식물을 저장하거나 반출하기 위해서는, 상기 디스펜서(19) 또는 냉장고(10)의 어느 일측에 제공된 입력 버튼(192a)을 누른다. 상기 입력 버튼(192a)을 눌러서 수납 박스 인출 명령을 입력하면, 상기 냉장고(10)의 제어부로 명령이 전송된다. 그리고, 상기 냉장고(10)의 제어부에서는 상기 구동 모터(20)의 작동을 제어하는 구동 모터 제어부로 동작 신호를 전송하게 된다. 상세히, 상기 동작 신호에는 상기 수납 박스의 이동을 위한 방향 정보와, 상기 수납 박스의 이동 속도 정보가 포함된다. 즉, 상기 방향 정보에 의하여 상기 구동 모터의 회전 방향이 결정되고, 상기 속도 정보에 의하여 상기 구동 모터의 RPM이 결정된다.

더욱 상세히, 상기 동작 신호에 따라 상기 구동 모터가 구동함으로써, 상기 냉동실 도어(131)가 전방으로 인출된다. 상기와 같이, 사용자의 인출 조작이 없어도 수납 박스(132)가 자동으로 인출 가능하므로, 냉동실 도어(131)의 전면에 별도의 핸들 부재가 부착될 필요가 없게 된다. 즉, 상기 냉동실 도어(131)는, 돌출부가 없이 매끈한 전면부를 이루는 아우터 커버와, 상기 아우터 커버의 배면에 결합되는 인너 커버 및 상기 아우터 커버와 인너 커버 사이에 개재되는 단열재로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 냉장고(10)의 제어부에서는 상기 구동 모터(20)의 회전 속도(RPM)를 실시간으로 전송받아서, 상기 수납 박스(132)의 인출 속도(m/s)를 산출하게 된다. 예를 들어, 상기 구동 모터(20)의 회전 속도와, 상기 피니언(182)의 원주값을 가지고, 단위 시간당 상기 수납 박스(132)의 이동 속도가 산출되도록 할 수 있다. 상기와 같은 정보를 이용하여 상기 수납 박스(132)가 설정 속도로 인출되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 수납 박스(132)에 수납된 음식물의 하중에 관계없이 상기 수납 박스(132)가 설정 속도로 인출되도록 하는 것이 가능하다.

또한, 상기 입력 버튼(192a)의 조작 방법에 따라 상기 수납 박스(132)가 연속적 또는 단속적으로 인출입되도록 할 수 있다.

예를 들어, 상기 입력 버튼(192a)을 한번 누르면 상기 수납 박스(132)가 끝까지 인출되도록 할 수 있다. 또는, 상기 입력 버튼(192a)를 일정 시차를 두고 반복적으로 눌러서 상기 수납 박스(132)가 다단 인출되도록 할 수 있을 것이다.

또한, 상기 수납 박스(132)가 인출되는 과정에서 장애물에 부딪히면 자동으 로 정지하거나 다시 인입되도록 제어할 수도 있을 것이다.

또는, 상기 수납 박스(132)가 소정 거리 인출된 상태에서 멈추게 하고, 사용자의 의도에 따라 다시 인입되거나 완전히 인출되도록 제어할 수도 있을 것이다. 다시 말하면, 상기 수납 박스(132)가 소정 거리 인출되고 멈춘 상태에서, 사용자가 상기 냉동실 도어(131)를 당기면 이를 감지하여 수납 박스(132)가 완전히 인출되도록 하고, 사용자가 상기 냉동실 도어(131)를 밀면 이를 감지하여 수납 박스(132)가 인입되도록 할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 입력 버튼(192a)을 통하여 수납 박스 인출 명령이 입력되었음에도, 수납 박스(132)가 인출되지 않거나 인출 도중에 중지하는 경우, 이를 감지하여 에러 경고 신호가 발생하도록 할 수도 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 수납 박스(132)는 자동 인출 뿐 아니라, 수동으로도 인출 가능한 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 정전이 되어 상기 구동 모터(20)로 전원이 인가되지 않거나, 사용자가 입력 버튼(192a)을 조작하지 않고 손으로 상기 냉동실 도어(131)를 잡아당기는 경우, 상기 수납 박스(132)는 상기 구동 모터(20)에 의한 저항력을 받지 않고 부드럽게 인출된다. 다시 말하면, 상기 구동 모터(20)가 동작하지 않는 경우에도, 상기 구동 모터(20)에 의하여 수납 박스의 인출이 방해받지 않는다.

또한, 상기 수납 박스(132)가 인출된 상태에서 일정 시간이 경과하면 자동으로 닫히도록 하여, 냉기 손실을 최소화할 수 있도록 제어가 가능하다.

또한, 구동 모터(20)는 상기 냉장고(10)의 제어부를 연결하는 신호선 및 전 류를 공급하는 전원선이 제공되는 구조 외에, 상기 구동 모터(20)의 일측에 충전 장치가 제공되고, 근거리 무선 송수신 장치를 장착하여 상기 신호선 및 전원선이 제거되도록 할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 시스템을 보여주는 블럭도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 시스템(800)에는, 냉장고(10)의 전체적인 제어를 담당하는 메인 제어부(810)와, 상기 구동 모터(20)의 구동을 제어하는 모터 제어부(860)와, 상기 메인 제어부(810)로 드로어 인출입 명령을 입력하기 위한 입력부(840)와, 냉장고(10)의 운전 상태를 보여주는 표시부(820)와, 냉장고(10)의 운전 중 시스템에 에러가 발생한 경우 이를 경고하는 경고부(830)와, 상기 모터 제어부(860) 및 상기 입력부(840) 등을 통하여 입력되는 각종 정보가 저장되는 메모리(850)와, 상기 드로어(13)의 인출 거리를 감지할 수 있는 거리 감지부(890)와, 냉장고(10)를 구동하는 각종 전장 부품으로 전원을 인가하는 전원부(880) 및, 상기 구동 모터(20)의 정/역회전 시 각각 로우/하이(LOW/HIGH) 신호를 출력하는 회전 방향 검출부(870)가 포함된다. 상기 거리 감지부(890)에는 이미 설명한 적외선 또는 초음파를 이용한 센서가 포함된다.

상세히, 상기 구동 모터(20)는 회전자와 고정자로 이루어지고, 상기 회전자에 3 개의 홀 센서(H_U,H_V,H_W)(23)가 구비된 3상(3-Phase) BLDC(Brushless DC) 모터일 수 있다. 그리고, 상기 모터 제어부(860)는 상기 메인 제어부(810)로부터 모터 구동 신호를 입력받아서 상기 구동 모터(20)의 동작을 제어하는 드라이버 IC(Integrated Circuit)(862)와, 상기 전원부(880)로부터 직류 전압을 인가받아서 상기 드라이버 IC(862)로부터 전송되는 스위칭 신호에 따라 상기 구동 모터(20)로 3상 전류를 인가하는 인버터(861)로 이루어진다.

이하에서는 상기 드로어 구동 시스템의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 전원부(880)에서는 상용 교류 전원(110V 또는 220V)을 정류 및 평활하여 직류 전압으로 변환한다. 따라서, 상기 전원부(880)에서는 일정한 레벨의 직류 전압(예를 들면 220V의 직류 전압)이 출력된다. 그리고, 상기 인버터(861)는 상기 전원부(880)로부터 공급된 직류 전압을 스위칭하여 정현파 형태의 3상 교류 전압을 발생한다. 상기 인버터(861)에서 출력되는 3상 교류 전압은 U상, V상 및 W상 전압을 포함한다.

한편, 상기 구동 모터(20)는 홀센서(23)가 구비된 BLDC 모터로서, 상기 구동 모터(20)로 전원이 인가되어 회전자가 회전하는 과정, 즉 상기 드라이버 IC(862)로부터 스위칭 신호가 상기 인버터(861)로 전송되고, 상기 인버터(861)에서는 스위칭 신호에 따라 120도의 위상차를 가지고 고정자에 감긴 3개의 권선(U,V,W)에 각각 전압을 공급하는 것은 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상세히, 사용자가 상기 입력부(840)를 통하여 입력하는 드로어 인출 명령에 의하여, 상기 메인 제어부(810)에서는 상기 모터 제어부(860)로 상기 구동 모터(20)의 속도 지령(V_SP)과, 회전 방향에 대한 지령(CW/CCW)을 전송한다. 그리고, 상 기 속도 지령과 방향 지령은 상기 모터 제어부(860)로 전송되어, 상기 구동 모터(20)가 회전하도록 한다.

또한, 상기 구동 모터(20)가 회전하는 과정에서 상기 홀센서(23)에서는 회전자에 구비된 영구 자석의 극수에 대응하는 수의 검출 신호, 즉 펄스를 발생하게 된다. 예를 들어, 회전자에 제공되는 영구 자석의 극수가 8개라고 하면, 상기 구동 모터(20)가 1회전하는 동안 24개의 펄스가 발생하게 된다.

상세히, 상기 홀센서(23)에서 검출되는 펄스 신호는 상기 드라이버 IC(862) 및 상기 회전 방향 검출부(870)로 전송된다. 그리고, 상기 회전 방향 검출부(870)에서는 상기 펄스 신호를 이용하여 상기 구동 모터(20)의 회전 방향에 대한 정보를 검출하여, 상기 메인 제어부(810)로 전송하게 된다.

또한, 상기 드라이버 IC(862)에서는 상기 펄스 신호를 이용하여 FG(Frequency Generator) 펄스 신호를 생성하게 된다. 즉, 상기 드라이버 IC(862) 내부에 제공되는 FG 발생 회로에서, 상기 홀센서(23)로부터 출력되는 펄스 신호를 이용하여 상기 구동 모터(20)의 회전수에 상응하는 FG 펄스 신호를 생성 및 출력하게 된다. 예를 들어, 상기 구동 모터(20)가 1회전 하는 동안 발생하는 FG 펄스 신호가 A개라고 가정하고, 드로어(13)의 인출 과정에서 FG 펄스 신호가 B개 발생되었다면, 상기 구동 모터(20)의 회전수는 B/A가 될 것이다. 그리고, 상기 회전 방향 검출부(870)에 의하여 구동 모터(20)의 회전 방향이 감지 가능하므로, 구동 모터(20)의 회전 방향이 정방향일 때에는 상기 FG 펄스 신호를 양의 값으로 적산하고, 회전 방향이 역방향일 때에는 음의 값으로 적산할 수 있다. 그러면, 상기 구동 모 터(20), 즉 드로어(13)의 절대 위치를 알 수 있고, 소비자가 드로어(13)를 당겼는지 또는 밀었는지 여부를 용이하게 판단할 수 있다. 여기서, 상기 메인 제어부(810)의 메모리(850)에는, 드로어(13)의 이동 거리에 따른 FG 펄스 신호의 개수에 대한 데이터가 테이블화 되어 저장될 것이다.

그리고, 출력된 FG 펄스 신호는 상기 메인 제어부(810)로 전송된다. 그리고, 상기 메인 제어부(810)에서는 전송되는 FG 펄스 신호를 이용하여 상기 구동 모터(20)의 회전 속도를 산출한다. 그리고, 상기 구동 모터(20)의 회전 속도와 구동 시간을 이용하여 상기 구동 모터(20)의 이동 속도와 거리, 즉 상기 드로어의 이동 속도와 거리를 산출하게 된다.

도 7은 구동 모터의 정역회전에 따라 홀센서에서 검출되는 펄스 신호의 형태를 보여주는 파형도이다.

도 7을 참조하면, 상기 구동 모터(20)의 회전자가 회전하면, 도시된 바와 같이 각각의 홀센서(23)에서 위상차를 가지고 펄스 신호가 검출된다. 즉, 상기 구동 모터(20)가 정방향 회전을 하는 경우, 펄스 신호는 H_U→H_V→H_W 순으로 검출되고, 역방향 회전을 하는 경우, H_U→H_W→H_V 의 순으로 검출된다.

또한, 상기 회전 방향 검출부(870)에서는, 상기와 같은 홀센서 검출 신호 중 일부에 대하여 제로 레벨의 기준 신호와 비교 판단하여, 상기 구동 모터(20)의 회전 방향을 검출하게 된다.

상세히, 상기 회전 방향 검출부(870)는, 상기 홀센서(23)로부터 출력되는 제 1 신호와 기준 신호를 비교 판단하는 제 1 비교기(871)와, 상기 홀센서(23)로부터 출력되는 제 2 신호와 기준 신호를 비교 판단하는 제 2 비교기(872)와, 상기 제 1 비교기(871)의 출력 신호를 입력 신호(D)로 하고, 상기 제 2 비교기(872)의 출력 신호를 인터팅하여 클럭 신호(CK)로 논리 조합하여, 그에 상응하는 신호를 출력하는 D-플립플롭(flip flop)(874)과, 상기 구동 모터(20)의 킥(Kick), 브레이크(Brake) 제어 등에 따라 가변되는 두 개의 구동 전압(Ec,Ecr)을 비교 출력하는 제 3 비교기(873) 및 상기 D-플립플롭(874)의 출력과 상기 제 3 비교기(873)의 출력을 앤드(And)로 논리 조합하는 앤드 게이트(875)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 이루는 회전 방향 검출부(870)에 의하면, 상기 구동 모터가 역방향으로 회전하는 경우 상기 엔드 게이트(875)에서는 하이 신호를 출력하게 되고, 정방향으로 회전하는 경우에는 로우 신호를 출력하게 된다. 이러한 하이 신호 또는 로우 신호가 상기 메인 제어부(810)로 전송되어, 상기 메인 제어부(810)에서는 구동 모터(20)의 현재 회전 방향에 대한 정보를 상기 메모리(850)에 저장하게 된다. 그리고, 상기 드라이버 IC(862)로부터 전송되는 FG 펄스 신호도 상기 메모리(850)에 저장된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 인출 과정에서 나타나는 드로어의 이동 속도를 보여주는 그래프이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 드로어 인출을 위한 구동 모터는 상기 드로어(13)와 한몸으로 이동하므로, 드로어의 이동 속도 및 이동 거리는 곧 구동 모터의 이동 속도 및 거리를 의미한다고 하겠다.

도시된 바와 같이, 드로어 인출 명령이 입력되면, 상기 드로어가 설정 속도(V_SET)에 도달하기까지는 가속도 운동(a)을 하면서 속도가 증가하게 된다. 그리고, 설정 속도에 도달하면 등속 운동(b)을 하게 된다. 그리고, 드로어가 완전히 개방되는 시점을 기준으로 일정 시간 이전부터는 상기 드로어(13)가 가속도 운동(c)을 하면서 속도가 감소된다. 이는, 상기 드로어(13)가 완전히 개방될 때까지 등속도 운동을 하여, 드로어(13)가 완전히 개방된 상태에서 덜컹하는 소음과 함께 드로어 인출 장치가 파손되는 것을 방지하기 위함이다. 여기서, 상기 가속도 구간은, 드로어가 인출되는 전체 과정 중에서 실질적으로 매우 짧은 구간에 해당한다.

물론, 상기 드로어(13)가 완전히 개방된 상태에서 닫히는 과정도 개방되는 과정과 동일한 속도 분포를 나타내게 된다.

한편, 상기 드로어(13)에 수납되는 음식물의 하중에 따라 상기 드로어(13)의 인출 또는 인입 속도가 균일하지 못한 속도 분포를 나타낼 수 있다. 즉, 상기 구동 모터(20)에 일정한 전압이 인가되는 경우, 상기 드로어(13)의 하중에 따라 인출 속도가 매번 변하게 되어, 균일성 또는 속도에 대한 신뢰성이 확보되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

그러나, 본 발명은 상기 드로어(13)에 수납되는 음식물의 하중에 영향을 받지 않고 항상 설정된 속도 분포대로 드로어(13)가 인출 또는 인입되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어가, 수납된 식품의 하중에 관계없이 항상 설정된 속도로 인출 또는 인입되도록 하기 위한 제어 방법은 다음과 같다.

먼저, 사용자가 입력 버튼을 누르는 동작에 의하여 드로어 인출 명령이 입력되고, 상기 드로어 인출 명령이 제어부로 전송된다. 그러면, 상기 메인 제어부에서는 모터 제어부, 특히 드라이버 IC로 모터의 회전 속도에 대한 지령과 회전 방향에 대한 지령을 전송한다.

또한, 상기 속도 및 방향 지령은 상기 모터 제어부의 드라이버 IC에서는 상기 메인 제어부로부터 전송된 명령에 상응하는 스위칭 신호를 인버터로 전송한다. 그러면, 상기 인버터에서는 입력된 스위칭 신호에 따라 상기 모터의 고정자에 감긴 3개의 코일에 각각 위상차를 두고 전류를 인가한다. 그러면, 상기 전류에 의해 상기 고정자측 코일에 자계가 발생하여 회전자가 회전하게 된다. 그리고, 상기 홀센서에서 회전자에 형성되는 자계의 세기를 검출하고, 검출된 자계의 세기에 따라 각 스위칭 소자들이 순차적으로 온오프되어 회전자가 한쪽 방향으로 계속 회전하여 구동모터가 구동하게 된다.

한편, 상기 구동 모터의 구동에 따라 상기 메인 제어부로 모터의 회전 속도와 회전 방향에 대한 정보가 전송된다. 상세히, 상기 구동 모터의 회전자가 회전하면 상기 고정자에 일정 간격으로 배치된 3 개의 홀센서 각각으로부터 펄스 신호(H_U,H_V,H_W)가 발생하게 된다. 그리고, 상기 펄스 신호는 상기 드라이버 IC와 회전 방향 검출부로 전송된다. 그리고, 상기 드라이버 IC로 전송된 펄스 신호는 FG 생성 회로에 의하여 FG 펄스 신호가 생성되어 상기 메인 제어부로 전송된다. 그리고, 상기 회전 방향 검출부로 전송된 펄스는회전 방향 검출 회로에 의하여 상기 회전자의 회전 방향이 검출되어, 상기 메인 제어부로 전송된다.

또한, 상기 메인 제어부에서는 전송된 FG 펄스 신호로부터 구동 모터의 회전 속도(rpm)가 검출된다. 그리고, 검출된 구동 모터의 회전 속도로부터 구동 모터의 이동 속도와 이동 거리가 환산된다.

상세히, 상기 구동 모터의 이동 속도는 다음과 같은 공식에 의하여 구동 모터의 이동 속도(또는 드로어의 이동 속도)를 얻을 수 있다.

(1) 구동 모터의 이동 속도(m/s) = 구동 모터의 회전 속도(rpm) * 피니언의 원주(m) / 60.

(3) 구동 모터의 회전 속도(rpm) = 단위 시간당(per minute) 생성되는 FG 펄스의 개수 / 구동 모터 1회전당 발생하는 FG 펄스의 개수.

그리고, 상기 구동 모터의 이동 속도로부터 설정 시간 동안의 상기 구동 모터의 이동 거리를 얻을 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 제어 방법을 보여주는 플로차트로서, 사용자의 의도에 따라 드로어가 자동으로 인출 또는 인입되도록 하는 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.

도 9를 참조하면, 이하에서 설명되는 제어 방법은, 드로어 인출 명령을 입력하고, 드로어(13)가 설정 거리만큼 인출된 후 정지된 상태에서 수행된다. 즉, 드로어(13)가 일정 거리 개방된 상태에서, 사용자의 액션에 따른 사용자 의도를 메인 제어부(181)에서 판단하여, 드로어(13)가 자동으로 더 인출되거나 인입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상세히, 사용자에 의하여 드로어 개방 명령이 입력되면(S30), 드로어(13)가 설정 거리만큼 인출되어 개방된다(S31). 여기서, 상기 설정 거리는 드로어(13)가 완전히 인출되었을 때의 거리보다 짧은 거리이다.

또한, 상기 드로어(13)의 정지 시간이 설정 시간에 도달했는지 여부를 판단한다(S33). 그리고, 정지 시간이 설정 시간에 도달할 때까지 사용자에 의하여 어떠한 조작도 없는 경우, 냉기 손실을 막기 위하여 상기 구동 모터(20)가 역회전하여 상기 드로어(13)가 폐쇄되도록 한다(S36). 그리고, 드로어가 완전히 폐쇄되면(S37) 상기 구동 모터가 정지한다(S40).

반면, 정지 시간이 설정 시간에 도달하기 전까지 상기 메인 제어부(810)에서는 드로어(13)에 외력이 작용하였는지 여부를 실시간으로 감지하게 된다(S34).

여기서, 상기 드로어(13)에 외력이 작용한다는 것은, 사용자가 상기 드로어(13)를 더 열기 위하여 잡아당기는 동작이나 드로어(13)를 닫기 위하여 미는 동작이 드로어(13)에 작용하는 것을 의미한다. 그리고, 상기 외력은 짧은 시간 동안만 작용하였다가 제거되는 것으로 충분하다. 즉, 사용자가 상기 드로어(13)를 살짝 밀었다 떼는 동작이나 살짝 당겼다 떼는 동작에 의하여 발생하는 외력을 감지하게 된다.

상세히, 상기 드로어(13)에 외력이 작용하지 않는 경우 상기 드로어(13)는 계속해서 정지된 상태를 유지하고, 정지된 시간이 적산된다. 그리고, 상기 드로어 (13)에 외력이 작용한 경우에는 상기 외력이 드로어의 개방 방향으로 작용하였는지, 폐쇄 방향으로 작용하였는지 여부가 판단된다(S35). 여기서, 상기 외력이 어떻게 작용하였는지 여부를 판단하는 방법으로는, 상기에서 제시한 FG 펄스 신호의 변화 또는 거리 감지 센서(24)에 의한 변화 감지 등을 포함한다.

한편, 상기 드로어가 개방되는 방향으로 외력이 작용한 경우에는 드로어가 개방되는 방향으로 구동 모터가 회전한다(S38). 반대로, 드로어가 폐쇄되는 방향으로 외력이 작용한 경우에는 드로어가 폐쇄되는 방향으로 구동 모터가 회전한다(S36). 그리고, 드로어가 완전 개방되었는지(S39) 또는 완전 폐쇄되었는지(S37) 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 구동 모터가 정지(S40) 또는 계속 회전하게 된다.

여기서, 상기 드로어(13)가 완전 개방 또는 완전 폐쇄되었는지 여부는 상기 FG 펄스 신호를 분석하는 방법 또는 거리 감지 센서(24)에 의한 감지 결과에 따라 판단될 수 있다. 그리고, 상기 드로어(13)가 완전 폐쇄되었는지 여부를 판단하는 방법은, 상기 방법 외에, 종래의 냉장고에 제공되는 감지 장치를 이용할 수도 있다. 즉, 도어의 배면과 본체의 전면에 제공되는 스위치의 온/오프 여부에 따라 도어의 완전 폐쇄 여부가 판단될 수도 있을 것이다.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 제어 방법을 보여주는 플로차트로서, 모터 제어부에서 생성되는 FG 펄스 신호를 이용하여 사용자의 의도에 따라 드로어가 이동하도록 하는 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.

도 10을 참조하면, 사용자에 의하여 드로어 개방 명령이 입력되고(S50), 드 로어가 개방된다(S51). 그리고, 상기 드로어(13)가 개방되는 과정에서 발생하는 FG 펄스 신호와 드로어 이동 방향 정보가 상기 메인 제어부(810)로 전송된다(S52). 그리고, 상기 드로어(13)가 설정 거리에서 정지하면(S53), 정지 지점에서의 FG 펄스 신호값과 모터 회전 방향에 대한 정보가 메모리에 저장된다(S54).

또한, 외력에 의하여 드로어가 이동하면(S55), 상기 메인 제어부(810)에서는 드로어 이동에 따른 FG 펄스 신호의 변동값을 산출하게 된다(S56). 상세히, 상기 드로어가 이동하면 상기 피니언(182)이 회전하게 되고, 피니언(182)에 연결된 모터축(22)이 함께 회전하게 된다. 그리고, 모터축(22)의 회전에 따라 상기 홀센서(23)를 통하여 펄스 신호가 발생하게 되며, 상기 펄스 신호로부터 드라이버 IC에서 FG 펄스 신호가 생성된다.

한편, 상기 FG 펄스 신호의 변동값은 이미 설명한 바와 같이, 정방향이면 양의 값으로 적산하고 역방향이면 음의 값으로 적산하는 방법이 적용될 수 있다.

그리고, 상기 FG 펄스 신호의 증감에 따라 상기 드로어가 개방 방향으로 이동하였는지, 폐쇄 방향으로 이동하였는지가 판단된다(S57). 만일, 개방 방향으로 드로어가 이동하였다고 판단되면, 상기 구동 모터는 드로어가 개방되는 방향으로 회전하게 된다. 반대로, 폐쇄 방향으로 드로어가 이동하였다고 판단되면, 상기 구동 모터는 드로어가 폐쇄되는 방향으로 회전하게 된다(S58). 그리고, 드로어가 완전히 개방되었는지(S61) 또는 완전히 폐쇄되었는지(S59)를 판단하여, 그 결과에 딸 구동 모터가 정지(S62)하거나, 계속해서 회전하게 된다.

도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉장고의 드로어 구동 제어 방법을 보여주는 플로차트로서, 거리 감지 센서를 이용하여 사용자의 의도에 따라 드로어가 이동하도록 하는 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.

도 11을 참조하면, 드로어 개방 명령이 입력되고(S70), 입력된 명령에 따라 드로어가 개방되는 것(S71)은 상기 제 1 실시예와 동일하다.

상세히, 상기 드로어가 개방되는 과정에서 상기 거리 감지 센서(24)에 의하여 드로어의 이동 거리가 감지된다(S72). 그리고, 상기 드로어가 설정 거리에서 정지하게 된다(S73). 그리고, 상기 드로어가 정지한 시점에서의 드로어 위치 정보가 메모리에 저장된다(S74).

한편, 외력에 의하여 드로어가 이동하면(S75) 상기 거리 감지 센서(24)에서 변동 상황을 감지하게 된다. 즉, 상기 거리 감지 센서(24)에 의하여 드로어의 위치가 변동되었다는 것을 감지하게 된다.

상세히, 상기 메인 제어부(810)에서는, 상기 드로어가 외력에 의하여 이동한 상태에서의 현재 위치 정보와 메모리에 최종적으로 저장된 위치 정보를 비교 분석한다(S76). 그리고, 비교 분석 결과 드로어가 개방 방향으로 이동하였는지 또는 폐쇄 방향으로 이동하였는지 여부를 판단하게 된다(S77).

더욱 상세히, 상기 드로어가 개방 방향으로 이동하였다고 판단되면, 상기 구동 모터(20)가 정회전(S80)하여 드로어가 완전히 개방되도록 한다. 반대로, 드로어가 폐쇄 방향으로 이동하였다고 판단되면, 상기 구동 모터(20)가 역회전(S78)하여 드로어가 완전히 폐쇄되도록 한다. 그리고, 드로어가 완전 개방되었는지(S81) 또는 완전 폐쇄되었는지(S79) 여부에 따라 구동 모터가 정지(S82)하거나 계속하여 회전 하게 된다.

한편, 상기 실시예에서는 드로어가 일정 거리 인출된 후 정지된 상태에서 사용자의 의도에 따라 드로어가 이동하는 것으로 제시되었으나 이에 한정되지 않음을 밝혀 둔다. 다시 말하면, 드로어가 완전히 닫혀서 정지된 상태 또는 완전히 개방된 상태에서도 동일하게 적용될 수 있다. 상세히, 드로어가 완전히 닫힌 상태에서 사용자가 드로어를 열기 위하여 드로어 개방 방향으로 외력을 가했을 때, 제어부에서 이를 감지하여 드로어가 자동으로 개방되도록 제어할 수도 있다. 반대로, 드로어가 완전히 개방된 상태에서 사용자가 드로어를 닫기 위하여 드로어 폐쇄 방향으로 외력을 가했을 때, 상기 제어부에서 이를 감지하여 드로어가 자동으로 닫히도록 제어할 수도 있다.

더욱 상세히, 상기 드로어가 완전히 닫힌 상태에서 FG 펄스 신호값은 0이 되고, 드로어의 개방이 시작될 때 발생하는 홀센서의 펄스 값으로부터 구동 모터의 회전 방향이 감지된다. 그리고, 상기 제어부에서는 드로어의 이동 방향을 감지하게 될 것이다.

또한, 상기 드로어가 완전히 개방된 상태에서 FG 펄스 신호값은 양의 값으로 적산되어 메모리에 저장되고, 상기 드로어의 닫힘이 시작될 때 발생하는 홀센서의 펄스 값으로부터 구동 모터의 회전 방향이 감지된다. 그리고, 상기 제어부에서는 드로어의 이동 방향을 감지함과 동시에, 드로어가 이동하는 과정에서 상기 FG 펄스 신호값이 음의 값으로 적산될 것이다.

다른 제시 가능한 실시예로서, 사용자가 입력 버튼을 이용하여 드로어의 완 전 개방 또는 폐쇄 명령을 입력할 수도 있을 것이다. 즉, 드로어가 설정 거리만큼 개방된 상태에서 물건의 수납을 완료한 다음, 상기 입력 버튼을 이용하여 폐쇄 명령을 입력하면, 상기 구동 모터(20)는 역회전하여 드로어가 닫히도록 할 수 있다. 또는, 사용자가 물건의 수납을 위하여 드로어를 완전히 개방할 필요가 있다고 판단되면, 상기 입력 버튼을 이용하여 드로어의 완전 개방 명령을 입력할 수 있다. 그러면, 상기 구동 모터(20)는 정회전하여 드로어가 완전히 개방되도록 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 냉장고의 드로어 구동 시스템 및 제어 방법에 의하여, 드로어가 일정 거리 개방된 상태에서 사용자의 의도에 따라 드로어가 자동으로 개폐되도록 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (21)

1. 드로어의 움직임에 따라 생성되는 구동 모터의 FG펄스 신호를 분석하는 단계;

   정지 상태의 드로어에 작용하는 외력이 감지되는 단계;

   상기 드로어의 이동 속도 및 이동 거리가 산출되는 단계;

   상기 외력의 감지 신호가 제어부로 전송되는 단계;

   상기 제어부에서 상기 외력의 작용 방향이 판단되는 단계;

   상기 외력의 작용 방향으로 드로어가 이동하는 단계가 포함되는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 정지 상태에는,

   상기 드로어가 완전히 닫힌 후 정지된 상태와,

   상기 드로어가 설정 거리만큼 개방된 후 정지된 상태, 및

   상기 드로어가 완전히 개방된 후 정지된 상태가 포함되는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 드로어가 움직일 때 구동 모터의 홀 센서에서 출력되는 펄스 신호에 의하여, 상기 드로어에 작용하는 외력이 감지되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 펄스 신호를 이용한 구동 모터의 회전 방향 검출을 통하여, 상기 드로어에 가해지는 외력의 작용 방향이 판단되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 FG 펄스 신호의 변동값 산출을 통하여, 상기 드로어에 가해지는 외력의 작용 방향과, 상기 드로어의 절대 위치가 판단되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 드로어가 정방향으로 이동하면 상기 FG 펄스 신호는 양의 값으로 적산되고,

   상기 드로어가 역방향으로 이동하면 상기 FG 펄스 신호는 음의 값으로 적산되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   거리 감지 센서의 작동에 의하여, 상기 드로어에 작용하는 외력이 감지되고, 상기 거리 감지 센서로부터 전송되는 감지값으로부터 상기 드로어에 가해지는 외력의 작용 방향이 판단되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 드로어가 정지한 후 설정 시간 내에 외력의 작용이 없으면, 상기 드로어가 자동으로 닫히도록 하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 드로어는 입력 버튼을 통한 개방 명령 입력에 의하여 개방되거나, 사용자에 의하여 직접 개방되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 제어 방법.
12. 드로어;

    상기 드로어가 설정 거리만큼 인출되도록 회전하는 구동 모터;

    상기 구동 모터의 동작을 제어하고, 상기 드로어가 정지된 상태에서 상기 드로어에 가해지는 외력의 작용 방향으로 상기 드로어가 이동하도록 상기 구동 모터의 동작을 제어하는 제어부;

    상기 구동 모터의 회전 방향을 검출하여, 상기 제어부로 전송하도록 형성되는 회전 방향 검출부를 포함하는 냉장고의 구동 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 구동 모터는 홀센서가 부착된 BLDC 모터인 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 시스템.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 구동 모터는 상기 드로어와 일체로 움직이는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 시스템.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 제어부에 연결되어, 구동 모터의 작동 오류를 외부로 알려주도록 형성되는 경고부가 더 포함되는 냉장고의 드로어 구동 시스템.
16. 제 12 항에 있어서,

    상기 제어부에는,

    메인 제어부와,

    상기 메인 제어부로부터 구동 모터의 동작 지령을 입력받아서 상기 구동 모터를 구동하는 모터 제어부가 포함되고,

    상기 모터 제어부에는 상기 구동 모터의 구동 조건에 따른 스위칭 신호를 발생하도록 형성되는 드라이버 IC와, 상기 드라이버 IC로부터 전송되는 스위칭 신호에 따라, 상기 구동 모터의 회전자로 전류를 인가하도록 형성되는 인버터가 포함되는 냉장고의 드로어 구동 시스템.
17. 삭제
18. 제 16 항에 있어서,

    상기 드라이버 IC는 FG 펄스 신호를 생성하여 상기 메인 제어부로 전송하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 시스템.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 제어부는, 상기 드라이버 IC로부터 전송되는 FG 펄스 신호를 양의 값 또는 음의 값으로 적산하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 드로어 구동 시스템.
20. 제 12 항에 있어서,

    상기 구동 모터, 드로어 및 상기 드로어를 수용하는 인너 케이스 중 어느 일측에 제공되어, 상기 드로어의 이동 거리를 감지하는 거리 감지부가 더 포함되는 냉장고의 드로어 구동 시스템.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 거리 감지부에는, 적외선 센서 또는 초음파 센서가 포함되는 냉장고의 드로어 구동 시스템.

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