JP2019158281A - Gear mechanism and ice-making device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は歯車機構およびこれを備える製氷装置に関する。 The present invention relates to a gear mechanism and an ice making device including the same.
下記特許文献1には、低速・高トルクのモータと、高速・低トルクのモータとを備える自動製氷装置が開示されている。これら2つのモータは減速歯車を介して製氷皿に連結されており、製氷皿を回動させる駆動源として用いられる。高速・低トルクモータは冷凍最中の水の撹拌に用いられ(これにより曇りのない透明な氷が生成される)、低速・高トルクモータは製氷皿から氷を排出するときに用いられる。特許文献1の自動製氷装置では、製氷皿の回動角度を複数のホールセンサで監視し、これら2つのモータの動作を切り替えている。
モータの駆動トルクを減速して最終歯車に伝達する歯車機構では、モータを停止している間も、最終歯車は減速歯車列のバックラッシ(歯面間の遊び)の合計量だけ空回りすることができる。これにより、例えばその歯車機構が搭載された装置の振動や、他部材による連れ回りなどで、本来位置が固定されるべき最終歯車の配置角度が不安定になることがある。 In the gear mechanism that decelerates the drive torque of the motor and transmits it to the final gear, the final gear can idle by the total amount of backlash (play between tooth surfaces) of the reduction gear train even when the motor is stopped. . As a result, the arrangement angle of the final gear whose original position should be fixed may become unstable due to, for example, vibration of a device in which the gear mechanism is mounted or rotation with another member.
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、歯車部材がバックラッシの誤差範囲で微回転することによる他の歯車部材への影響を軽減可能な歯車機構、およびこれを備える製氷装置を提供することにある。 In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to provide a gear mechanism capable of reducing the influence on other gear members due to slight rotation of the gear member within an error range of backlash, and an ice making device including the same. There is to do.
上記課題を解決するため、本発明の歯車機構は、駆動源と、歯車部材である第1歯車部材と、前記第1歯車部材に噛合する他の歯車部材と、前記駆動源の駆動力を前記第1歯車部材に伝達する一又は複数の動力伝達歯車と、を備え、前記第1歯車部材と前記他の歯車部材との間のバックラッシの大きさは、前記駆動源から前記第1歯車部材までのバックラッシの合計量と同じ、または該合計量よりも大きいことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a gear mechanism of the present invention includes a driving source, a first gear member that is a gear member, another gear member that meshes with the first gear member, and a driving force of the driving source. One or a plurality of power transmission gears that transmit to the first gear member, and the size of the backlash between the first gear member and the other gear member is from the drive source to the first gear member. The total amount of the backlash is equal to or larger than the total amount.
第1歯車部材と他の歯車部材との間のバックラッシの大きさを、駆動源から第1歯車部材までのバックラッシの合計量と同じかそれ以上とすることにより、第1歯車部材がバックラッシの誤差範囲で微回転することによる他の歯車部材の連れ回りを軽減することができる。これにより他の歯車部材の位置精度を高めることができる。 By setting the magnitude of the backlash between the first gear member and the other gear member to be equal to or greater than the total amount of backlash from the drive source to the first gear member, the first gear member has an error in backlash. The accompanying rotation of the other gear member due to the slight rotation within the range can be reduced. Thereby, the positional accuracy of another gear member can be improved.
また、前記他の歯車部材は、該他の歯車部材の回転角度を検知する第1センサに接続されており、該第1センサは接触式の回転角度検出センサである構成としてもよい。 The other gear member may be connected to a first sensor that detects a rotation angle of the other gear member, and the first sensor may be a contact-type rotation angle detection sensor.
他の歯車部材に接触式の回転角度検出センサが接続されている場合、第1歯車部材の上記微回転に連動して他の歯車部材が回転すると、他の歯車部材に接続されたセンサも作動することとなる。このような連れ回り回転が特定の角度範囲で反復継続して行われた場合、センサ部品が短期間で偏摩耗するおそれがある。本発明の歯車機構によれば、他の歯車部材に接触式の回転角度検出センサが接続されている場合でも、センサ部品の不必要な摩耗を軽減することができる。 When a contact-type rotation angle detection sensor is connected to another gear member, when the other gear member rotates in conjunction with the fine rotation of the first gear member, the sensor connected to the other gear member also operates. Will be. When such follow-up rotation is repeatedly performed continuously within a specific angle range, the sensor component may be unevenly worn in a short period of time. According to the gear mechanism of the present invention, unnecessary wear of sensor parts can be reduced even when a contact-type rotation angle detection sensor is connected to another gear member.
また、本発明の歯車機構は、前記第1歯車部材と噛合する歯車部材である第2歯車部材を有し、前記2歯車部材は、前記第1歯車部材が回転を停止しても継続して回転可能である構成としてもよい。 The gear mechanism of the present invention includes a second gear member that is a gear member that meshes with the first gear member, and the two gear member continues even when the first gear member stops rotating. It is good also as a structure which can be rotated.
第1歯車部材の停止中にも回転を継続する第2歯車部材が第1歯車部材に連結されると、第1歯車部材はバックラッシの合計量の範囲で第2歯車部材に連動して微回転することとなる。この場合でも、本発明の歯車機構によれば、第1歯車部材の上記微回転による他の歯車部材の連れ回りを軽減することができる。 When the second gear member, which continues to rotate even when the first gear member is stopped, is connected to the first gear member, the first gear member rotates slightly in conjunction with the second gear member within the range of the total amount of backlash. Will be. Even in this case, according to the gear mechanism of the present invention, the accompanying rotation of the other gear member due to the fine rotation of the first gear member can be reduced.
また、本発明の歯車機構は、前記駆動源である第1駆動源と、前記第1駆動源が回転を停止しているときに駆動される第2駆動源と、を有し、前記第2駆動源は前記第2歯車部材を回転させる駆動源であり、前記第2歯車部材には、該第2歯車部材からその軸線方向に突き出した凸部である出力部が設けられ、前記第2駆動源は、前記第2歯車部材を連続的または間欠的に往復回転させる構成としてもよい。 The gear mechanism of the present invention includes a first drive source that is the drive source, and a second drive source that is driven when the first drive source stops rotating, and the second drive source. The drive source is a drive source that rotates the second gear member, and the second gear member is provided with an output portion that is a convex portion protruding from the second gear member in the axial direction thereof, and the second drive The source may be configured to reciprocate the second gear member continuously or intermittently.
第1歯車部材を駆動する第1駆動源と、第1歯車部材とは独立して第2歯車部材を駆動可能な第2駆動源と、を備え、第2駆動源により第2歯車部材が連続的または間欠的に往復回転される場合でも、本発明の歯車機構によれば、第1歯車部材の上記微回転による他の歯車部材の連れ回りを軽減することができる。 A first drive source that drives the first gear member; and a second drive source that can drive the second gear member independently of the first gear member, and the second gear member is continuous by the second drive source. Even when reciprocatingly rotated intermittently or intermittently, according to the gear mechanism of the present invention, the accompanying rotation of the other gear member due to the fine rotation of the first gear member can be reduced.
また、前記第1歯車部材と前記第1駆動源とは、ウォームギヤおよびウォームホイールを含む動力伝達部材を介して連結されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the first gear member and the first drive source are connected via a power transmission member including a worm gear and a worm wheel.
第1駆動源の動力伝達部材にウォームギヤを含めることにより、ウォームギヤのセルフロック作用を利用して第1歯車部材の配置角度を固定することができる。これにより、第1駆動源停止時におけるバックラッシの合計量をより正確に把握することが可能となる。 By including the worm gear in the power transmission member of the first drive source, the arrangement angle of the first gear member can be fixed using the self-locking action of the worm gear. As a result, the total amount of backlash when the first drive source is stopped can be grasped more accurately.
また、本発明の歯車機構は、前記第1駆動源にかかる負荷トルクが前記第2駆動源の負荷トルクよりも大きく、前記第1駆動源が直流整流子モータであり、前記第2駆動源がステッピングモータである構成としてもよい。 In the gear mechanism of the present invention, the load torque applied to the first drive source is larger than the load torque of the second drive source, the first drive source is a DC commutator motor, and the second drive source is It may be configured as a stepping motor.
第2駆動源は第2歯車部材を連続的または間欠的に往復回転させる。そのため、第2駆動源には、摩耗部品であるブラシを備えず機械的な接触の少ないステッピングモータを使用し、第2駆動源よりも大きな負荷トルクがかかる第1駆動源には駆動トルクを大きくしやすい直流整流子モータを使用することにより、製品寿命の維持と動作の信頼性との両立を図ることができる。 The second driving source reciprocally rotates the second gear member continuously or intermittently. For this reason, a stepping motor that does not include a brush as a wear part and has little mechanical contact is used as the second drive source, and the drive torque is increased for the first drive source that receives a larger load torque than the second drive source. By using a DC commutator motor that is easy to operate, it is possible to maintain both product life and operational reliability.
また、本発明の歯車機構は、太陽歯車部材、内歯車部材、および、遊星歯車を有する遊星キャリア部材をその構成部材とする遊星歯車機構を有し、前記第1歯車部材は前記構成部材の一つであり、前記第2歯車部材は他の二つの構成部材のうちの一方である構成としてもよい。 The gear mechanism of the present invention includes a planetary gear mechanism including a sun gear member, an internal gear member, and a planet carrier member having a planetary gear as its constituent members, and the first gear member is one of the constituent members. The second gear member may be one of the other two constituent members.
遊星歯車機構には少ない段数で大きな減速比が得られるという特徴がある。そこで、遊星歯車機構に出力部を設け、第1駆動源および第2駆動源でこれを回転させることにより、歯車機構が搭載される装置のスペース効率を高めることができる。 The planetary gear mechanism is characterized in that a large reduction ratio can be obtained with a small number of stages. Therefore, by providing an output unit in the planetary gear mechanism and rotating it with the first drive source and the second drive source, the space efficiency of the device on which the gear mechanism is mounted can be increased.
このとき、前記第1歯車部材は前記内歯車部材であり、前記第2歯車部材は前記遊星キャリア部材であり、前記第2駆動源は前記太陽歯車部材に連結される構成としてもよい。 At this time, the first gear member may be the internal gear member, the second gear member may be the planet carrier member, and the second drive source may be connected to the sun gear member.
遊星歯車機構の構成部材の一つに出力部を設け、第1駆動源および第2駆動源を他の二つの構成部材に別々に連結させることで、これら駆動源の無用な連れ回りや干渉を抑えながら、スムーズに駆動源を切り替えることが可能となる。 By providing an output unit on one of the constituent members of the planetary gear mechanism and separately connecting the first drive source and the second drive source to the other two constituent members, unnecessary drive and interference of these drive sources can be prevented. It is possible to switch the drive source smoothly while suppressing.
また、本発明の歯車機構は、前記太陽歯車部材の配置角度を検知する非接触式の回転角度検出センサである第2センサを備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the gear mechanism of this invention is equipped with the 2nd sensor which is a non-contact-type rotation angle detection sensor which detects the arrangement | positioning angle of the said sun gear member.
上でも述べたように、第2駆動源は第2歯車部材を連続的または間欠的に往復回転させる。そのため、第2駆動源が連結された構成部材の配置角度を機械的な接触を伴うセンサで監視した場合、センサ部品の摩耗が懸念される。非接触式のセンサを用いることにより、このようなセンサ部品の摩耗による製品寿命の低下を防ぐことができる。 As described above, the second drive source reciprocally rotates the second gear member continuously or intermittently. Therefore, when the arrangement angle of the structural member to which the second drive source is connected is monitored by a sensor with mechanical contact, there is a concern about wear of sensor parts. By using a non-contact type sensor, it is possible to prevent a decrease in product life due to such wear of sensor parts.
また、上記課題を解決するため、本発明の製氷装置は、本発明の歯車機構と、製氷皿と、を備え、前記第1駆動源は前記製氷皿をひねって氷を排出する動作である離氷動作に用いられ、前記第2駆動源は前記製氷皿を所定の角度範囲で反復的に回動させる動作である揺動動作に用いられ、前記出力部は、前記製氷皿の回動中心に接続され、前記揺動動作および前記離氷動作を実行することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an ice making device of the present invention includes the gear mechanism of the present invention and an ice tray, and the first drive source is an operation for twisting the ice tray to discharge ice. The second drive source is used for a rocking operation, which is an operation of repeatedly rotating the ice tray within a predetermined angle range, and the output unit is located at the rotation center of the ice tray. It is connected and performs the rocking operation and the deicing operation.
出力部が、その設けられた構成部材の回動中心に配置され、製氷皿に直接接続されることにより、出力部は、製氷皿の回動中心を支える支軸と、製氷皿を回動させる軸とを兼ねることができる。これにより、製氷皿の揺動とひねり動作とを行う機構を単純化することができる。 The output unit is arranged at the center of rotation of the provided component and is directly connected to the ice tray, so that the output unit rotates the spindle that supports the center of rotation of the ice tray and the ice tray. Can also serve as a shaft. Thereby, the mechanism for swinging and twisting the ice tray can be simplified.
また、本発明の製氷装置は、貯氷容器内の氷量を検査するアーム部材が結合される軸部材である検氷軸を有し、前記第2歯車部材の端面および前記検氷軸の周面にはカム機構が設けられ、前記検氷軸は、前記離氷動作時に、前記第2歯車部材の回転に追従して回転し、前記アーム部材を昇降させる構成としてもよい。 Further, the ice making device of the present invention has an ice detecting shaft that is a shaft member to which an arm member that inspects the amount of ice in the ice storage container is coupled, and includes an end surface of the second gear member and a peripheral surface of the ice detecting shaft. The ice detecting shaft may be configured to rotate following the rotation of the second gear member during the deicing operation to raise and lower the arm member.
貯氷容器内の氷量を検査するアーム部材を備え、これを出力部の動きに連動して昇降させることにより、氷が製氷皿の可動範囲まで堆積することによる動作異常や故障を簡単な仕組みで予防することができる。 By providing an arm member that inspects the amount of ice in the ice storage container and moving it up and down in conjunction with the movement of the output part, it is possible to use a simple mechanism to prevent abnormalities and failures caused by ice accumulating to the movable range of the ice tray. Can be prevented.
また、このとき、前記検氷軸が所定の配置角度になったことを検知する第3センサを備えることが好ましい。 At this time, it is preferable to include a third sensor for detecting that the ice detection axis has reached a predetermined arrangement angle.
さらに、前記第3センサがスイッチ部品であり、前記検氷軸の周面には突起部であるスイッチ切替部が形成されており、前記スイッチ切替部は、前記検氷軸が所定の配置角度になったときに、前記第3センサのオンオフを切り替えることが好ましい。 Further, the third sensor is a switch component, and a switch switching portion which is a protrusion is formed on a peripheral surface of the ice detecting shaft, and the switch switching portion is configured such that the ice detecting shaft is at a predetermined arrangement angle. Preferably, the third sensor is switched on and off.
離氷動作の継続可否を連続的なアナログ値ではなくH(オン)またはL(オフ)で監視可能であることにより、離氷動作の制御処理を単純化することができる。 Whether or not the icing operation can be continued can be monitored by H (on) or L (off) instead of a continuous analog value, so that the control processing of the icing operation can be simplified.
このように、本発明の歯車機構および製氷装置によれば、歯車部材がバックラッシの誤差範囲で微回転することによる他の歯車部材への影響を軽減することが可能となる。 Thus, according to the gear mechanism and the ice making device of the present invention, it is possible to reduce the influence on the other gear members due to the slight rotation of the gear member within the error range of the backlash.
以下、本発明にかかる歯車機構および製氷装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態(以下、「本例」ともいう。)の製氷装置10は、図示しない冷凍庫の庫内に設置され、自動的に氷を製造する装置である。
Hereinafter, embodiments of a gear mechanism and an ice making device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The
以下の説明における「上下」とは、各図に描かれた座標軸のZ軸に平行な方向を意味しており、Z1側を「上」、Z2側を「下」とする。「前後」とは、同座標軸のX軸に平行な方向を意味しており、X1側を「前」、X2側を「後ろ」とする。同様に、「左右」とは、同座標軸のY軸に平行な方向を意味しており、Y1側を「右」、Y2側を「左」とする。また、「水平」とは、同座標軸に示されるXY平面に平行な面方向を意味している。 In the following description, “upper and lower” means a direction parallel to the Z-axis of the coordinate axes depicted in each figure, and the Z1 side is “upper” and the Z2 side is “lower”. “Front and back” means a direction parallel to the X axis of the same coordinate axis, and the X1 side is “front” and the X2 side is “back”. Similarly, “left and right” means a direction parallel to the Y axis of the same coordinate axis, and the Y1 side is “right” and the Y2 side is “left”. Further, “horizontal” means a plane direction parallel to the XY plane indicated by the same coordinate axis.
<装置概要>
図1は、製氷装置10の外観を示す斜視図である。本例の製氷装置10は、主に、駆動ユニット11、製氷皿12、および検氷アーム13により構成されている。製氷皿12は弾性変形可能な容器体であり、複数のキューブ形状の製氷型であるセル121を有している。製氷皿12は、その背面が駆動ユニット11に接続され、前面12aに設けられた軸部123が図示しない他部材に回動可能に支持されている。また、製氷皿12の前面12aには、軸部123の左側(正面視右側)に、前方に突き出した凸部122が形成されている。駆動ユニット11は、製氷皿12の背面に接続され、製氷皿12を回動中心線L回りに回動させる駆動部である。検氷アーム13は、後述する貯氷容器14内の氷量を機械的に検査するアーム部材である。
<Device overview>
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the
(揺動動作)
図2は製氷装置10の揺動動作を示す正面図である。図2では説明の便宜上、製氷皿12以外の構成を簡略化して描いている。ここで、本発明の「揺動動作」とは、製氷皿を揺らして製氷皿内の水を撹拌する動作である。図2(a)は製氷皿12の初期位置であり、製氷皿12が水平hに配置された状態を示している。図2(b)は、製氷皿12が正面視反時計回りに30°傾いた状態、図2(c)は、製氷皿12が正面視時計回りに30°傾いた状態を示している。以下、製氷皿12の回動角度について、正面視反時計回り方向を「マイナス(−)」、正面視時計回り方向を「プラス(+)」という。
(Oscillating motion)
FIG. 2 is a front view showing the swinging operation of the
製氷装置10は、製氷皿12に充填された水が氷に変化するまで、製氷皿12を±30°の角度範囲で回動させ続ける。製氷皿12が回動することで製氷皿12の水が撹拌され、これにより曇りのない透明な氷が生成される。
The
なお、本発明の「揺動動作」の態様は、本例のように製氷皿12を回動させる動作には限定されない。製氷皿内の水を撹拌可能であれば、例えば製氷皿を左右に揺らしたり、上下に揺らしたりする動作も本発明の「揺動動作」に含まれる。
The aspect of the “swinging operation” of the present invention is not limited to the operation of rotating the
(離氷動作)
図3は製氷装置10の離氷動作を示す正面図である。図3では説明の便宜上、製氷皿12以外の構成を簡略化して描いている。ここで、本発明の「離氷動作」とは、製氷皿で生成された氷を製氷皿から取り出す動作である。製氷装置10が製氷皿12から氷を取り出すときには、まず、製氷皿12を−35°の位置まで回動させる。その後、製氷皿12を+120°の位置まで逆転させ、製氷皿12の凸部122を図示しない他部材に設けられた突き当り部19に当接させる。そして、そのまま製氷皿12を+160°の位置までひねって氷を排出する。
(Ice removal operation)
FIG. 3 is a front view showing the ice removing operation of the
(検氷動作)
図4は、製氷装置10の検氷動作を示す側面図である。図4(a)は検氷アーム13の初期位置を示す図である。図4(b)は離氷動作開始時における検氷アーム13の動作を示す図である。また、本発明でいう「検氷動作」とは、貯氷容器内の氷量を検査する動作である。
(Ice detection operation)
FIG. 4 is a side view showing the ice detecting operation of the
本例の製氷装置10は、製氷皿12の揺動動作時には検氷アーム13を初期位置で待機させる。そして、氷の完成後、離氷動作を開始した時に検氷動作を行い、所定量以上の氷が貯氷容器14に蓄えられているときには離氷動作をキャンセルする。
The
<製氷皿>
上でも述べたように、製氷皿12は弾性変形可能な容器体であり、複数のキューブ形状の製氷型であるセル121を有している。図1に示すように、本例の製氷皿12は、前後に並べられた5個のセル121の組が左右に2組配列されたセル群を有しており、一度に10個の氷を生成する。これらセル群の外縁には、セル121の開口よりも上方に延出した防水壁124がセル群を囲むように設けられている。防水壁124は、製氷皿12への給水時や揺動動作時の水の飛沫をブロックし、製氷皿12の外に水が飛散することを防止する。
<Ice tray>
As described above, the
また、図1に示すように、製氷皿12の底部には、製氷皿12の温度を検知する温度センサであるサーミスタ125が取り付けられている。サーミスタ125のリード線125aは、駆動ユニット11の外部を通って後述する制御部Cに接続されている。
As shown in FIG. 1, a
また、本例の製氷皿12は上で述べたように複雑な形状をしているが、本発明の「製氷皿」は、水を蓄えることができ、離氷動作により氷を取り出し可能なものであればどのような容器体であってもよい。
The
<検氷アーム>
図1および図4に示すように、本例の検氷アーム13は、板面を左右に向けて配置された細長い板状のアーム部材である。検氷アーム13は軸線tを中心に旋回することでその先端部131を昇降させ、貯氷容器14内に堆積した氷141の頂部に先端部131を接触させる。検氷アーム13の板面には、格子状のリブを形成するように肉抜きが施されている。検氷アーム13は、旋回中心(軸線t)の近傍部と先端部131の基端が上方に鈍角に屈曲しており、全体として弓なり状の外形に形成されている。先端部131の底面は他の部分よりも左右方向に幅広に形成されており、これにより氷141の検出精度が高められている。
<Ice detection arm>
As shown in FIGS. 1 and 4, the
<駆動ユニット>
図1に示すように、本例の駆動ユニット11は、前側ケース111、中間ケース113、および裏側ケース112が結合されることで、略立方体形状の外形を呈している。中間ケース113と裏側ケース112の左右の面には、弾性変形を利用して互いの凹部と凸部をはめ込むスナップフィット構造114が設けられている。中間ケース113および裏側ケース112と、前側ケース111とは、ねじ115で結合される。
<Drive unit>
As shown in FIG. 1, the
図5は駆動ユニット11が備える遊星歯車機構40の構造を示す側面視断面図である。図6は、製氷皿12の揺動動作を行う揺動機構Sの構造を示す背面図である。図6は、裏側ケース112を取り外した駆動ユニット11を後方から前方に向かって見た図である。図7は、離氷動作を行う離氷機構Rの構造を示す正面図である。図7は、前側ケース111を取り外した駆動ユニット11を前方から後方に向かって見た図である。
FIG. 5 is a cross-sectional side view showing the structure of the
駆動ユニット11は、製氷皿12の揺動動作に用いられる駆動源であるステッピングモータ20(第2駆動源)と、離氷動作に用いられる駆動源である直流整流子モータ30(駆動源,第1駆動源)(以下、「DCモータ30」という。)と、揺動動作および離氷動作を実行する出力部435を有する遊星歯車機構40と、を備えている。ステッピングモータ20およびDCモータ30は、遊星歯車機構40に他の動力伝達部材を介して連結されている。
The
遊星歯車機構には、少ない段数で大きな減速比が得られるという特徴がある。そこで、本例の製氷装置10では、製氷皿12の揺動動作および離氷動作を行う出力部435を遊星歯車機構40に設け、ステッピングモータ20およびDCモータ30で出力部435を共有することにより、装置内のスペース効率が高められている。これにより装置の大型化を抑えつつ、ステッピングモータ20およびDCモータ30の減速比を柔軟に設計することが可能とされている。
The planetary gear mechanism is characterized in that a large reduction ratio can be obtained with a small number of stages. Therefore, in the
(遊星歯車機構)
図5に示すように、遊星歯車機構40は、主に、太陽歯車部材41、内歯車部材42(第1歯車部材)、および、遊星歯車434を有する遊星キャリア部材43(第2歯車部材)により構成されている。以下、図5を用いた遊星歯車機構40の構造説明では、説明の便宜上、製氷装置10の前側(図5のX1側)を「上」、製氷装置10の後ろ側(図5のX2側)を「下」という。
(Planetary gear mechanism)
As shown in FIG. 5, the
太陽歯車部材41は太陽歯車412を有する複合歯車部材である。太陽歯車部材41は略円筒形状の胴部41aを有しており、胴部41aの下端には、その開口から径方向外側に円形に広がったフランジ部41bが形成されている。フランジ部41bの外周面には太陽歯車部材41の入力歯車411が形成されている。胴部41aは、下端から上端に向かって複数段の階段状に縮径されており、後述する遊星キャリア部材43の遊星歯車434と対向する段の外周面には太陽歯車412が形成されている。
The
太陽歯車部材41は、胴部41a下端の開口内およびその縁部に、裏側ケース112に設けられた略円筒形状の支軸112aが嵌合されている。また、胴部41aは、中間ケース113が有する円筒部であるスリーブ113aに挿通される。胴部41aの上端部41dは後述する遊星キャリア部材43の軸受部431aに嵌合され、太陽歯車412の段の上面である肩部41cは、軸受部431aの先端に面している。これにより太陽歯車部材41は、ケース内の所定位置に回転可能に保持されている。
In the
遊星キャリア部材43は3つの遊星歯車434を保持する円盤形状のハウジングである。遊星キャリア部材43は、遊星歯車434の上面を覆う上側支持部431と下面を覆う下側支持部432とを有している。上側支持部431の上面中央には、上方に突き出し、製氷皿12の背面に設けられた図示しない凹部に嵌合される凸部である出力部435が設けられている。
The
出力部435が遊星キャリア部材43の回動中心に配置され、製氷皿12に直接接続されることにより、出力部435は、製氷皿12の回動中心を支える支軸と、製氷皿12を回動させる軸とを兼ねることになる。これにより本例の製氷装置10は、製氷皿12の揺動とひねり動作とを行う機構が単純化されている。
The
上側支持部431は弾性変形を利用して下側支持部432にフックを係合させる爪付アーム431aを有しており、これにより上側支持部431および下側支持部432は分離不能に結合される。上側支持部431と下側支持部432との間には遊星歯車434の支軸434aが周方向等間隔に3本設けられており、各遊星歯車434はこれら支軸434aに回転可能に支持されている。これにより遊星キャリア部材43は、遊星歯車434の公転に従って遊星歯車434と一体に回転し、出力部435を回動させる。
The
上側支持部431の下面には、太陽歯車部材41の上端部41dが嵌合される軸受部431aが設けられており、軸受部431aの先端は太陽歯車部材41の肩部41cに面している。また、下側支持部432の径方向中心には、太陽歯車部材41の胴部41aが挿通される筒状部432aが形成されており、筒状部432aの下端面は中間ケース113のスリーブ113aの上端面に面している。これにより遊星キャリア部材43は、ケース内の所定位置に回転可能に保持されている。
A bearing
内歯車部材42は内歯車422を有する複合歯車部材である。内歯車部材42は下端から上端に向かって、下段42a、中段42b、上段42c、と階段状に縮径された略円筒形状の部材である。内歯車部材42の下段42aの外周面には内歯車部材42の入力歯車421が形成されている。内歯車部材42の中段42bの内周面には内歯車422が形成されている。内歯車部材42の上段42cの外周面には、後述するポテンショメータ55(第1センサ)に連結される角度監視用歯車423が形成されている。
The
内歯車部材42の内歯車422は遊星歯車434に噛合している。そして、内歯車部材42の上段42cの頂部は前側ケース111の裏面に面しており、上段42cの下面は、遊星キャリア部材43の上側支持部431の上面に面している。これにより内歯車部材42は、ケース内の所定位置に回転可能に保持されている。
The
(遊星歯車機構の変形例)
図14は、遊星歯車機構40の変形例を示す側面視断面図である。本変形例の遊星歯車機構40には、製氷皿12の回動中心線Lに沿って貫通した穴である中空部eが形成されている。そして、中空部eには、サーミスタ125のリード線125aが挿通されている。
(Modification of planetary gear mechanism)
FIG. 14 is a cross-sectional side view showing a modification of the
サーミスタ125のリード線125aが出力部435と遊星歯車機構40の回動中心を通って配線されることにより、リード線125aが駆動ユニット11の外部を通って制御部Cに接続されている場合に比べ、製氷皿12の回動に伴うリード線125aの変位量(曲げ応力)を減らすことができる。また、リード線125aが中空部eに挿通されることにより、中空部e内のリード線125aが水や氷の飛沫から保護されるという効果も期待される。
When the
(揺動機構)
以下、図5および図6を参照して駆動ユニット11の揺動機構Sについて説明する。本例の揺動機構Sは、主に、ステッピングモータ20、減速歯車22、および遊星歯車機構40により構成されている。減速歯車22は大径歯車221と小径歯車222とが同軸に一体成形された複合歯車である。
(Swing mechanism)
Hereinafter, the swing mechanism S of the
ステッピングモータ20のピニオンギヤ21は、減速歯車22の大径歯車221に噛合しており、減速歯車22の小径歯車222は、太陽歯車部材41の入力歯車412に噛合している。
The
製氷装置10の揺動動作時には、遊星歯車機構40の内歯車部材42は、後述する離氷機構Rが有するウォームギヤ31のセルフロック作用により固定されている。そのため、太陽歯車部材41に入力されたステッピングモータ20の駆動力は、太陽歯車部材41の回転方向と同方向に遊星歯車434を公転させ、製氷皿12を水平位置から±30°の角度範囲で回動させる。
During the swinging operation of the
また、太陽歯車部材41の胴部41aには永久磁石51の小片が埋め込まれており、中間ケース113には、太陽歯車部材41が所定の配置角度になったときに永久磁石51と対向する位置にホールIC52が配置されている。これら永久磁石51およびホールIC52は、太陽歯車部材41の回転角度を検知するホールセンサ50を構成している。本例のホールセンサ50は、製氷皿12が−30°となる角度に太陽歯車部材41が至ったときに作動する。
Further, a small piece of the permanent magnet 51 is embedded in the
上でも述べたように、製氷皿12の揺動動作は、曇りのない透明な氷を生成するために行われる動作であり、水が氷に変化するまで繰り返される。そのため、太陽歯車部材41の配置角度を機械的な接触を伴うセンサで監視した場合、センサ部品の摩耗が懸念される。本例では非接触式の回転角度検出センサであるホールセンサ50(第2センサ)を用いることにより、センサ部品の摩耗による製品寿命の低下が防止されている。
As described above, the rocking motion of the
また、太陽歯車部材41のフランジ部41bの後端面(図6視下面)には、後方に張り出した凸部414が形成されている。そして、裏側ケース112の内面には、凸部414の周回軌道上に、凸部414が当接する壁部である突き当り部112bが形成されている。これにより太陽歯車部材41が製氷皿12を回動させる角度は±35°までに制限される。本例の製氷装置10では、揺動動作時における製氷皿12の回動範囲は±30°であり、凸部414は揺動動作では突き当り部112bに接触しない。これにより揺動動作の騒音が抑えられている。一方、凸部414および突き当り部112bは、例えば製氷装置10の動作に異常が生じたり、製氷皿12に外力が加えられたりしたような場合には、太陽歯車部材41の回転角度を制限し、機構を保護する。
Further, a
(離氷機構)
以下、図5および図7を参照して駆動ユニット11の離氷機構Rについて説明する。本例の離氷機構Rは、主に、DCモータ30と、動力伝達歯車であるウォームギヤ31、ウォームホイール32、第3減速ギヤ33、および第4減速ギヤと、遊星歯車機構40とで構成されている。ウォームホイール32、第3減速ギヤ33、および第4減速ギヤ34は大径歯車と小径歯車とが同軸に一体成形された複合歯車である。
(Ice removal mechanism)
Hereinafter, the ice removal mechanism R of the
ウォームギヤ31はDCモータ30の出力軸に装着されており、その先端は、中間ケース113に配置された軸受311に支持されている(図6参照)。ウォームギヤ31の回転はウォームホイール32の大径歯車321に伝達され、ウォームホイール32の回転はその小径歯車322から第3減速ギヤ33の大径歯車331へ、第3減速ギヤ33の回転はその小径歯車332から第4減速ギヤ34の大径歯車341へ、第4減速ギヤ34の回転はその小径歯車342から内歯車部材42の入力歯車421へ減速されながら伝達される。
The
内歯車部材42の前面には前方に突き出した凸部424が形成されている。そして、前側ケース111の内面には、凸部424の周回軌道上に、凸部424が当接する壁部である突き当り部113b,113cが形成されている。なお、製氷装置10が正常に動作しているときには凸部424は突き当り部113b,113cには当接せず、その目前で停止する。突き当り部113b,113cは、例えば製氷装置10の動作に異常が生じたり、製氷皿12に外力が加えられたりしたような場合に、内歯車部材42の回転角度を制限し、機構を保護するための構成である。
A
本例の離氷機構Rは、DCモータ30の動力伝達部材にウォームギヤ31を含めることにより、ウォームギヤ31のセルフロック作用を利用してウォームホイール32の配置角度を固定することができる。これにより、ステッピングモータ20が出力部435を駆動するときには、DCモータ30が連結された内歯車部材42の配置角度を固定することが可能となり、製氷皿12の揺動動作を安定させることができる。
The ice removal mechanism R of the present example includes the
詳細は後述するが、離氷機構Rを駆動するときには、太陽歯車412は、太陽歯車部材41の凸部414が裏側ケース112の突き当り部112bに図6視CW方向に当接した位置で固定されている。そのため、内歯車部材42に入力されたDCモータ30の駆動力は、内歯車部材42の回転方向と同方向に遊星歯車434を公転させ、遊星キャリア部材43(出力部435)および製氷皿12を+160°となる位置まで回動させる。
As will be described in detail later, when the ice removing mechanism R is driven, the
また、内歯車部材42の回転は、角度監視用歯車423を介して、ポテンショメータ55の軸部に装着された平歯車であるポテンショギヤ56(他の歯車部材)を回転させる。ポテンショメータ55を内歯車部材42に接続することにより、離氷動作時における製氷皿12の連続的な回動角度を把握可能になるとともに、センサの部品コストが抑えられている。なお、離氷動作に用いられる内歯車部材42は、揺動動作に用いられる太陽歯車部材41に比べて駆動回数が少ない。そのため、接触式の回転角度検出センサであるポテンショメータ55を使用しても摩耗による故障のリスクは比較的小さい。
Further, the rotation of the
ここで、内歯車部材42の角度監視用歯車423およびポテンショギヤ56の間のバックラッシ(歯面間の遊び)の大きさは、ウォームギヤ31、ウォームホイール32、第3減速ギヤ33、第4減速ギヤ、および内歯車部材42の入力歯車421の間のバックラッシの合計量と同じ大きさとなるように設計されている。
Here, the size of the backlash (play between tooth surfaces) between the
歯車機構である離氷機構Rは、DCモータ30の駆動トルクを複数の動力伝達歯車で減速して内歯車部材42に伝達する。DCモータ30が停止している間も、内歯車部材42はこれら動力伝達歯車のバックラッシの合計量だけ自由に回転することができる。そして、本例の内歯車部材42の内歯車422には、遊星キャリア部材43の遊星歯車434が噛合しており、DCモータ30の停止中には、揺動動作により遊星キャリア部材43(製氷皿12)が±30°の範囲を往復し続ける。そのため、内歯車部材42は、揺動動作により遊星キャリア部材43が反転する度に、遊星歯車434と同方向に僅かに回転することとなる。
The ice removing mechanism R, which is a gear mechanism, transmits the driving torque of the
この内歯車部材42の微動作がポテンショギヤ56に伝達された場合、ポテンショメータ55内の抵抗パターンの特定部分のみがブラシで繰り返し擦られ、抵抗パターンが偏摩耗するおそれがある。特に、本例の揺動動作は、水が氷に変化するまで長時間繰り返されるため、抵抗パターンの偏摩耗は急速に進行するものと考えられる。
When the fine movement of the
本例の製氷装置10では、内歯車部材42とポテンショギヤ56との間のバックラッシが、DCモータ30から内歯車部材42までのバックラッシの合計量と同じ大きさに設定されていることにより、揺動動作による遊星キャリア部材43の回転に連動して内歯車部材42が回転しても、その内歯車部材42の回転はポテンショギヤ56とのバックラッシに吸収され、ポテンショギヤ56には届かない。これにより、ポテンショメータ55の偏摩耗が防止されている。一般に、歯車間のバックラッシは、伝達効率の低下や騒音、歯部の損傷につながるため、極力小さくするように努めるものであるが、本例ではこのバックラッシをあえて大きくとることにより、ポテンショギヤ56の位置を安定させ、これによりポテンショメータ55の部品寿命の低下を防止している。なお、本例では内歯車部材42とポテンショギヤ56との間のバックラッシを、DCモータ30から内歯車部材42までのバックラッシの合計量と同じ大きさに設定しているが、それ以上の大きさとしても同効果を得ることはできる。
In the
このように、本例の揺動動作および離氷動作は、駆動源であるステッピングモータ20およびDCモータ30を適宜切り替えながら出力部435を回動させることで実行される。本例の製氷装置10では、出力部435が遊星キャリア部材43に設けられ、ステッピングモータ20が太陽歯車部材41に、DCモータ30が内歯車部材42にそれぞれ連結されている。これにより、これら駆動源の無用な連れ回りやディテントトルク等による干渉を防ぎながら、スムーズに揺動動作および離氷動作を切り替えることが可能とされている。
As described above, the swinging operation and the deicing operation of this example are executed by rotating the
一方で、遊星歯車機構40の構成部材(太陽歯車部材41,内歯車部材42,遊星キャリア部材43)のうち、出力部435が設けられる構成部材や、各駆動源が接続される構成部材は、本例の組み合わせには限られない。各構成部材間の減速比を適宜調節することで、本例とは異なる組み合わせを採用することもできる。また、本例の製氷装置10では、出力部435が遊星歯車機構40の回動中心に一つだけ配置されているが、例えば製氷皿の回動中心を支える支軸と、製氷皿を回動させる出力部とを別々にし、出力部を遊星歯車機構の前面における中心から離れた位置に配置して製氷皿に接続してもよい。さらには、遊星歯車機構の前面に、揺動動作用の出力部と離氷動作用の出力部を別々に設け、遊星歯車機構の回動角度や回動方向で揺動動作と離氷動作とを切り替える構成も考えられる。
On the other hand, among the constituent members of the planetary gear mechanism 40 (the
また、製氷皿12の揺動動作の負荷トルクは比較的小さなものであるが、水が氷に変化するまで繰り返される。一方、離氷動作は製氷皿12をひねって製氷皿12を変形させる動作であり、駆動源には大きな負荷トルクが加えられる。そこで、本例の製氷装置10は、摩耗部品であるブラシを備えず機械的な接触が少ないステッピングモータ20を揺動動作用の駆動源として採用し、離氷動作には駆動トルクを大きくしやすいDCモータ30を採用することにより、製品寿命の維持と動作の信頼性との両立を図っている。
The load torque of the swinging operation of the
(検氷機構)
図8は検氷軸60の外観を示す斜視図である。図9は、検氷動作時における検氷軸60の回転動作を示す斜視図である。図10は図9の各図を図9のA方向から見た側面図である。
(Ice detection mechanism)
FIG. 8 is a perspective view showing the external appearance of the
検氷軸60は、貯氷容器14内の氷量を検査する検氷アーム13が結合される軸部材である。検氷軸60は、円柱形状の胴部60aを有し、胴部60aの一端(Y2側端部)に、検氷アーム13が結合されるアーム接続部66が設けられている。さらに、胴部60aには、その周面から突き出した複数の突起部が形成されている。これら突起部は、後述する遊星キャリア部材43の溝部433に嵌合されるカムフォロアである従節部61と、後述するタクタイルスイッチ70(第3センサ)のオンオフを切り替えるスイッチ切替部62と、コイルバネ631に付勢され、検氷軸60を図8の矢印方向に付勢する付勢部63と、を含んでいる。
The
図9に示すように、遊星キャリア部材43の裏側の端面(図6視下側支持部432の下面)には、周方向に連続したガイドレールである溝部433が形成されており、溝部433には検氷軸60の従節部61が差し込まれている。溝部433および従節部61は溝カム機構を構成しており、従節部61は遊星キャリア部材43の回転に伴う溝部433の変位に追従して上下動する。また、溝部433には、その溝幅が外周側に拡げられた部分である拡幅部433aが設けられている。
As shown in FIG. 9, a
製氷装置10が離氷動作を開始すると、内歯車部材42は遊星キャリア部材43を図9(b)の矢印方向へ回転させる。そして、遊星キャリア部材43が所定の配置角度まで回転すると、従節部61は拡幅部433aに至り、検氷軸60が付勢部63に付勢されて図9(b)の矢印方向へ回転する。これにより、検氷アーム13の先端部131が貯氷容器14内に降下する。
When the
本例の検氷機構はさらに、検氷軸60が所定の配置角度になったことを検知する検氷軸センサであるタクタイルスイッチ70(以下、単に「スイッチ70」という。)を有している。スイッチ70は、検氷アーム13の降下角度、すなわち検氷軸60の回転角度が、貯氷容器14に十分な空きスペースがあることを示す大きさになったときに、そのことをオンオフ状態の切替により知らせるスイッチ部品である。このように、本例の検氷機構は、離氷動作の継続可否を連続的なアナログ値ではなくH(オン)またはL(オフ)で監視可能であることにより、離氷動作の制御処理が単純化されている。
The ice detection mechanism of this example further includes a tactile switch 70 (hereinafter simply referred to as “switch 70”) that is an ice detection shaft sensor that detects that the
以下、より具体的に説明する。本例のスイッチ70は一般的なモーメンタリースイッチであり、ボタンが押されている間(オンの間)だけ回路を導通させて入力電圧を出力する。そして、スイッチ70は初期状態においてスイッチ切替板72にボタンが押された状態にある(図9(a)参照)。スイッチ切替板72は、軸部721を中心として旋回可能な板状部材であり、コイルバネ722によりスイッチ70のボタンを押す方向に常時付勢されている。そして、検氷軸60が所定の配置角度まで回転したときには、検氷軸60のスイッチ切替部62がスイッチ切替板72をスイッチ70のボタンから引き離し、スイッチ70をオフ状態にする。
More specific description will be given below. The
ここで、検氷アーム13が貯氷容器14内の氷に接触してその降下が途中で妨げられた場合、検氷軸60は図9(b)の位置まで十分に回転することができず、結果、スイッチ70は切り替えられない。すなわち、スイッチ70がオフになるということは、離氷動作を継続すべきということであり、スイッチ70がオンのまま切り替えられないときは、離氷動作をキャンセルすべきということである。
Here, when the
貯氷容器14の検氷後、離氷動作を継続するときには、貯氷容器14内に降下した検氷アーム13が妨げとなる。そのため、離氷動作を継続するときには、製氷皿12から氷が排出される前に、検氷アーム13を初期位置、つまり貯氷容器14内から退避した位置に戻す必要がある。本例では、遊星キャリア部材43が回転を継続することにより、検氷軸60の従節部61が溝部433の拡幅部433aから脱し、検氷軸60の配置角度が図9(c)の角度に戻る。これにより検氷アーム13も初期位置に戻る。なお、図9(a)と図9(c)の検氷軸60の配置角度は同じである。
When the ice removal operation is continued after the
このように、本例の製氷装置10は、貯氷容器14内の氷量を検査する検氷アーム13を備え、これを出力部435の動きに連動して昇降させることにより、氷が製氷皿12の可動範囲まで堆積することによる動作異常や故障を簡易な仕組みにより予防することが可能とされている。
As described above, the
<機能構成>
図11は製氷装置10の機能構成を示すブロック図である。製氷装置10はそのセンサシステムとして、揺動動作時に太陽歯車部材41が所定の配置角度になったことを検知するホールセンサ50、離氷動作時に内歯車部材42の連続的な回転角度を検知するポテンショメータ55、および、検氷動作時に検氷アーム13が所定の位置まで降下したことを検知するスイッチ70を有している。また、製氷皿12には、製氷皿12の温度を測定するサーミスタ125が取り付けられている。これらセンサの出力値は製氷装置10の制御部Cに入力され、制御部Cは各センサの出力値を監視しながら駆動源であるステッピングモータ20およびDCモータ30の駆動を制御する。
<Functional configuration>
FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of the
また、本例の製氷装置10では、スイッチ70とポテンショメータ55とが回路上直列に接続されており、これにより制御部Cに接続されるリード線の本数が減らされている。すなわち、本例のスイッチ70およびポテンショメータ55の出力値は、これらセンサの出力が重畳された結果が一のリード線から出力される。より具体的には、スイッチ70がオンの間は、ポテンショメータ55のそのときの抵抗値に応じた電圧値が出力され、スイッチ70がオフの間は0Vが出力される。つまり、検氷動作の結果、貯氷容器14に十分な空きスペースがあることが分かり、離氷動作を継続してもよいときには、その合図としてスイッチ70およびポテンショメータ55の出力値が一時的に0Vとなる。ここで、「一時的に」とは、離氷動作に伴う遊星キャリア部材43の回転により製氷軸60の従節部61が溝部433の拡幅部433aに入ってから、同従節部61が拡幅部433aを脱するまでの間、という意味である。
Further, in the
<制御処理>
図12は、製氷装置10の製氷工程および離氷工程の流れを示すフローチャートである。図13は、製氷皿12の回動角度と各センサの出力値との関係を示すタイミングチャートである。以下、製氷装置10の制御処理について説明する。
<Control processing>
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of the ice making process and the ice removing process of the
(製氷工程)
図示しない給水タンクから製氷皿12に水が充填されると、制御部Cは製氷皿12の揺動動作を開始する。揺動動作では、ステッピングモータ20がCW/CCW方向に交互に駆動し(S11)、太陽歯車部材41を往復回転させる(S12)。これにより製氷皿12は±30°の範囲で回動する(S13)。ホールセンサ50は、製氷皿12が−30°になったことを都度検知し、制御部Cはこれを監視する。揺動動作は水が氷に変化するまで繰り返される(S14:N)。
(Ice making process)
When the
製氷皿12および遊星キャリア部材43が±30°で回動している間は、検氷軸60の従節部61は溝部433の拡幅部433aには至らず、よって、検氷軸60は回転しない。また、DCモータ30は揺動動作時には駆動されず、内歯車部材42は、DCモータ30に装着されたウォームギヤ31のセルフロック作用によりその配置角度が固定されている。そのため、揺動動作中はポテンショメータ55およびスイッチ70の出力値は変化しない。
While the
(離氷工程)
氷が完成し、製氷皿12のサーミスタ125がこれを検知すると、制御部Cは離氷動作を開始する(S14:Y)。
(Ice removal process)
When the ice is completed and the
離氷動作では、まず、製氷皿12がマイナス方向へ回動する向きにステッピングモータ20を駆動し(S21)、太陽歯車部材41を、その凸部414が裏側ケース112の突き当り部112bに当接する限界まで回転させる。これにより製氷皿12は−35°まで回動する(S22)。
In the deicing operation, first, the stepping
その後、DCモータ30が駆動を開始し(S23)、これにより内歯車部材が回転する(S24)。内歯車部材42は、遊星歯車部材43(出力部435)および製氷皿12をプラス方向へ逆転させる(S25)。また、内歯車部材42が回転することにより内歯車部材42の角度監視用歯車423がポテンショメータ55のポテンショギヤ56を回転させる。
Thereafter, the
そして、製氷皿12が+40°となる位置まで遊星キャリア部材43が回転すると、検氷軸60の従節部61が溝部433の拡幅部433aに至り、コイルバネ631に付勢された検氷軸60が検氷アーム13を貯氷容器14内に降下させる向きに回転する(S26)。そして、検氷軸60の回転角度、すなわち検氷アーム13の旋回角度が、貯氷容器14に十分な空きスペースがあることを示す大きさになると、検氷軸60のスイッチ切替部62がスイッチ切替板72をスイッチ70のボタンから引き離し、スイッチ70をオフ状態にする。
When the
制御部Cは、スイッチ70およびポテンショメータ55の初期の出力値は製氷皿12が−35°に傾いていることを示しており、そこから出力値が小さくなるほど製氷皿12がプラス側に回動しているものと判断する。そのため、図13に示すように、スイッチ70がオフにされたとき、つまり出力値が0Vになったときには、製氷皿12の想定回動角度は極端にプラス側に振れる。制御部Cは、この想定回動角度の極端な変動をもって、スイッチ70がオフにされたと判断する。
The control unit C indicates that the initial output values of the
ここで、貯氷容器14の空きスペースが十分でなく、検氷アーム13の降下が途中で妨げられた場合、検氷軸60はスイッチ切替板72をスイッチ70のボタンから引き離す位置まで回転せず、スイッチ70はオン状態のままとなる(S27:Y)。制御部Cはこれを検知すると離氷動作をキャンセルする。より具体的には、制御部Cは、内歯車部材42が所定の角度回転するまでにスイッチ70がオフにされなかった場合には、DCモータ30を逆回転させて、遊星キャリア部材43、並びにこれに連動する製氷皿12および検氷アーム13を初期位置に復帰させる。そして一定時間待機する(S30)。
Here, when the empty space of the
検氷動作の結果、貯氷容器14の空きスペースが十分であり、離氷動作を継続する場合(S27:N)、遊星キャリア部材43がさらに回転することで、検氷軸60の従節部61が溝部433の拡幅部433aから脱し、検氷軸60および検氷アーム13の配置角度が初期位置に復帰する(S28)。
As a result of the ice detection operation, when the free space of the
製氷皿12が+120°まで回転すると、製氷皿12の凸部122が突き当り部19に当接する。そして、そのまま製氷皿12を+160°位置までひねって製氷皿12を変形させ、製氷皿12から氷を排出する(S29)。
When the
ここで、遊星キャリア部材43(出力部435)は、製氷皿12がひねられた反作用により、内歯車部材42の回転方向(製氷皿12がひねられる方向)とは逆の方向に逃れようとする。遊星キャリア部材43が逆方向に回転した場合、それに追従して太陽歯車部材41が図6視CW方向へ回転することとなる。しかし、このとき太陽歯車部材41は、その凸部414が裏側ケース112の突き当り部112bに図6視CW方向に当接しており、CW方向へのそれ以上の回転が阻止されている。これにより遊星キャリア部材43の逆転は防止され、製氷皿12は+160°位置までひねられる。
Here, the planet carrier member 43 (output unit 435) tends to escape in the direction opposite to the rotation direction of the internal gear member 42 (the direction in which the
氷の排出後は、DCモータ30を逆回転させて遊星キャリア部材43、並びにこれに連動する製氷皿12および検氷アーム13を初期位置に復帰させる。なお、内歯車部材42が初期位置に復帰するときには、太陽歯車部材41はステッピングモータ20のディテントトルクによりその配置角度が保たれており、内歯車部材42は太陽歯車部材41を連れ回すことなく回転する。離氷動作が完了すると、製氷皿12には新たな水が充填され、製氷工程が再開される。
After the ice is discharged, the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10:製氷装置,S:揺動機構,R:離氷機構(歯車機構),C:制御部,L:回動中心線,11:駆動ユニット,12:製氷皿,122:凸部,123:軸部,125:サーミスタ,125a:リード線,19:突き当り部,13:検氷アーム(アーム部材),14:貯氷容器,141:氷,20:ステッピングモータ(第2駆動源),21:ピニオンギヤ,22:減速ギヤ,30:DCモータ,直流整流子モータ(駆動源)(第1駆動源),31:ウォームギヤ,32:ウォームホイール,33:第3減速ギヤ,34:第4減速ギヤ,40:遊星歯車機構,41:太陽歯車部材(構成部材),411:入力歯車,412:太陽歯車,50:ホールセンサ(第2センサ),51:マグネット,52:ホールIC,42:内歯車部材(構成部材),421:入力歯車,422:内歯車,423:角度検知用歯車,55:ポテンショメータ(第1センサ),56:ポテンショギヤ,43:遊星キャリア部材(構成部材),433:溝部(カム機構),433a:拡幅部,434:遊星歯車,435:出力部,e:中空部,60:検氷軸,61:従節部,62:スイッチ切替部,63:付勢部,631:コイルバネ,66:アーム接続部,70:タクタイルスイッチ(第3センサ),72:スイッチ切替板,722:コイルバネ
10: ice making device, S: rocking mechanism, R: ice removing mechanism (gear mechanism), C: control unit, L: rotation center line, 11: drive unit, 12: ice tray, 122: convex part, 123: Shaft portion, 125: thermistor, 125a: lead wire, 19: contact portion, 13: ice detection arm (arm member), 14: ice storage container, 141: ice, 20: stepping motor (second drive source), 21: pinion gear , 22: reduction gear, 30: DC motor, DC commutator motor (drive source) (first drive source), 31: worm gear, 32: worm wheel, 33: third reduction gear, 34: fourth reduction gear, 40 : Planetary gear mechanism, 41: sun gear member (component), 411: input gear, 412: sun gear, 50: hall sensor (second sensor), 51: magnet, 52: hall IC, 42: internal gear member ( Component ), 421: input gear, 422: internal gear, 423: angle detection gear, 55: potentiometer (first sensor), 56: potentiometer gear, 43: planet carrier member (component), 433: groove (cam mechanism) , 433a: widening part, 434: planetary gear, 435: output part, e: hollow part, 60: ice detecting shaft, 61: follower part, 62: switch switching part, 63: biasing part, 631: coil spring, 66 : Arm connection part, 70: tactile switch (third sensor), 72: switch switching plate, 722: coil spring
Claims (13)
歯車部材である第1歯車部材と、
前記第1歯車部材に噛合する他の歯車部材と、
前記駆動源の駆動力を前記第1歯車部材に伝達する一又は複数の動力伝達歯車と、を備え、
前記第1歯車部材と前記他の歯車部材との間のバックラッシの大きさは、前記駆動源から前記第1歯車部材までのバックラッシの合計量と同じ、または該合計量よりも大きいことを特徴とする歯車機構。 A driving source;
A first gear member which is a gear member;
Another gear member meshing with the first gear member;
One or a plurality of power transmission gears that transmit the driving force of the driving source to the first gear member,
The size of the backlash between the first gear member and the other gear member is equal to or larger than the total amount of backlash from the drive source to the first gear member. Gear mechanism.
前記2歯車部材は、前記第1歯車部材が回転を停止しても継続して回転可能であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の歯車機構。 A second gear member that is a gear member meshing with the first gear member;
3. The gear mechanism according to claim 1, wherein the two gear members can continue to rotate even if the first gear member stops rotating. 4.
前記第1駆動源が回転を停止しているときに駆動される第2駆動源と、を有し、
前記第1駆動源および前記第2駆動源は前記第2歯車部材を回転させる駆動源であり、
前記第2歯車部材には、該第2歯車部材からその軸線方向に突き出した凸部である出力部が設けられ、
前記第2駆動源は、前記第2歯車部材を連続的または間欠的に往復回転させることを特徴とする請求項3に記載の歯車機構。 A first drive source that is the drive source;
A second drive source that is driven when the first drive source stops rotating,
The first drive source and the second drive source are drive sources that rotate the second gear member,
The second gear member is provided with an output portion that is a convex portion protruding in the axial direction from the second gear member,
The gear mechanism according to claim 3, wherein the second drive source reciprocally rotates the second gear member continuously or intermittently.
前記第2駆動源はステッピングモータであり、
前記第1駆動源にかかる負荷トルクは、前記第2駆動源の負荷トルクよりも大きいことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の歯車機構。 The first drive source is a DC commutator motor;
The second driving source is a stepping motor;
The gear mechanism according to claim 4 or 5, wherein a load torque applied to the first drive source is larger than a load torque of the second drive source.
前記第1歯車部材は前記構成部材の一つであり、前記第2歯車部材は他の二つの構成部材のうちの一方であることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の歯車機構。 A planetary gear mechanism having a sun gear member, an internal gear member, and a planet carrier member having a planet gear as its constituent members;
The said 1st gear member is one of the said structural members, and the said 2nd gear member is one of the other two structural members, The any one of Claims 4-6 characterized by the above-mentioned. The gear mechanism described in 1.
前記第2歯車部材は前記遊星キャリア部材であり、
前記第2駆動源は前記太陽歯車部材に連結されることを特徴とする請求項7に記載の歯車機構。 The first gear member is the internal gear member;
The second gear member is the planet carrier member;
The gear mechanism according to claim 7, wherein the second drive source is connected to the sun gear member.
製氷皿と、を備え、
前記第1駆動源は前記製氷皿をひねって氷を排出する動作である離氷動作に用いられ、
前記第2駆動源は前記製氷皿を所定の角度範囲で反復的に回動させる動作である揺動動作に用いられ、
前記出力部は、前記製氷皿の回動中心に接続され、前記揺動動作および前記離氷動作を実行することを特徴とする製氷装置。 The gear mechanism according to any one of claims 4 to 9,
An ice tray, and
The first drive source is used for an ice removing operation which is an operation of discharging ice by twisting the ice tray.
The second drive source is used for a swinging operation that is an operation of repeatedly rotating the ice tray within a predetermined angle range,
The output unit is connected to a rotation center of the ice tray, and performs the swinging operation and the de-icing operation.
前記第2歯車部材の端面および前記検氷軸の周面にはカム機構が設けられ、
前記検氷軸は、前記離氷動作時に、前記第2歯車部材の回転に追従して回転し、前記アーム部材を昇降させることを特徴とする請求項10に記載の製氷装置。 An ice detecting shaft which is a shaft member to which an arm member for inspecting the amount of ice in the ice storage container is coupled;
A cam mechanism is provided on the end surface of the second gear member and the peripheral surface of the ice detecting shaft,
The ice making device according to claim 10, wherein the ice detecting shaft rotates following the rotation of the second gear member during the deicing operation to raise and lower the arm member.
前記検氷軸の周面には突起部であるスイッチ切替部が形成されており、
前記スイッチ切替部は、前記検氷軸が所定の配置角度になったときに、前記第3センサのオンオフを切り替えることを特徴とする請求項12に記載の製氷装置。 The third sensor is a switch component;
A switch switching portion that is a protrusion is formed on the peripheral surface of the ice detecting shaft,
The ice making device according to claim 12, wherein the switch switching unit switches on and off of the third sensor when the ice detecting shaft reaches a predetermined arrangement angle.
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