KR100276737B1 - 자동제빙기의 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1개의 광센서로부터 검출되는 신호를 이용하여 만빙 및 이빙동작을 정확하게 제어할 수 있도록 하는 자동제빙기의 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 종래에는 기계적으로 작동되는 마이크로스위치를 이용하여 얼음상자의 만빙 및 모터의 회전임계각도를 감지하였으나 냉장고 고내에서 발생하는 습한공기에 의해 상기 스위치가 결빙되는 경우 자동제빙기의 제어동작에 오동작이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 제어부의 일측에 이빙모터의 회전시 함께 회전되어 이빙모터의 회전각도를 감지하는 것으로 원주방향을 따라 가장자리에 소정 개수의 슬릿이 일정간격 이격 형성된 모터회전각도 감지용 펄스 검출판을 설치하고, 만빙레버의 수직 선회각도를 감지하기 위하여 만빙레버의 일단에 설치되는 것으로 수직방향으로 소정 개수의 슬릿이 형성된 만빙감지용 막대형 펄스 검출판을 설치하며, 상기 모터회전각도 감지용 펄스 검출판과 만빙감지용 막대형 펄스 검출판의 슬릿의 통과갯수를 동시에 감지할 수 있는 하나의 포토커플러를 구비하여 상기 펄스 검출판에 형성된 슬릿의 통과에 따른 펄스 수를 검출하여 자동제빙기 얼음상자의 만빙여부와 모터의 회전각도를 정확하게 감지할 수 있도록 한 발명임.

Description

자동제빙기의 제어장치 및 방법

본 발명은 냉장고 자동제빙기의 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 자동제빙기 얼음상자의 만빙여부와 이빙모터의 제어동작을 포토센서의 감지신호를 통해 제어하도록 하여 얼음상자의 만빙여부감지 및 이빙모터의 제어오류를 방지하여 정확하게 자동제빙기를 제어할 수 있도록 하는 자동제빙기의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동제빙기는 냉동실에 설치되는 제빙접시에 물을 공급하여 결빙이 감지되면 이빙모터의 구동에 의해 제빙접시를 하방으로 회전시켜 그 하방에 설치되어 있는 얼음상자에 제빙된 얼음을 이빙시켜 축적하고 또다시 제빙동작을 수행하도록 하는 일련의 동작을 반복적으로 제어하도록 되어 있다.

이때 이빙동작의 초기에 얼음상자의 만빙여부를 감지하여 이빙동작을 수행할 것인지 여부를 결정하게 되고, 얼음상자가 만빙이 아님이 감지되어 이빙동작을 수행하는 경우 이빙모터의 구동에 의해 제빙접시가 비틀려지면서 회전되도록 하여 결빙된 얼음을 이빙시키고 다시 제빙접시를 원위치시키게 되는 바, 얼음상자의 만빙여부감지나 이빙모터의 회전동작은 각각의 감지센서의 감지결과에 따라 제어하게 된다.

그런데, 상기의 감지센서는 기계적으로 작동되는 스위치로 이루어져 있고 냉장고의 냉동실은 항상 온도가 낮고 습도가 높기 때문에 상기 감지센서가 결빙될 우려가 있으며 그에 제빙 및 이빙동작에 오류가 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

이러한 종래 자동제빙기의 제어장치가 선출원되어 특허공개 제96-8799호에 공개되어 있는 바, 도 1은 상기 특허공개 제96-8799호에 기재된 냉장고의 자동제빙기를 개략적으로 도시한 구성도로서, 제빙용기(20), 상기 제빙용기(20)의 하부면에 설치되어 제빙용기(20)의 온도를 감지하는 제빙센서(21), 상기 제빙용기(20)를 일정각도로 비틀리게 회전시키는 모터(11)와 상기 제빙용기(20)의 수평상태를 감지하는 수평감지스위치(15)와 상기 비틀린 제빙용기(20)를 원위치(수평상태)로 복귀시키도록 상기 모터(11)의 회전방향을 전환시키는 극성전환스위치(12)와 얼음상자(30)에 축적되는 얼음(31)이 가득찬 경우를 감지봉(14)에 의해 감지하는 만빙감지스위치(13)로 구성되는 제어부(10), 물탱크(40)의 유무를 감지하는 물탱크감지스위치(43), 상기 물탱크(40)의 물을 일정량 저장하는 물저장실(42)과, 상기 물저장실(42)의 물을 급수호스(50)를 통해 제빙용기(20)로 유출하는 펌프모터(41)로 구성되어 있다.

이와같이 구성된 자동제빙기의 이빙 제어방법은 도 2에 도시된 흐름도와 같이, 결빙이 감지되면 모터(11)를 구동시켜 얼음상자(30)로 이빙을 실시한다(S103).

이때, 제빙용기(20)는 도 1에 나타낸 바와같이, 이빙방향으로 회전되어 제빙용기(20)에 마련된 걸림부(미도시)가 지지구조물(미도시)에 형성된 걸림턱(미도시)에 걸리고 일정각도로 비틀리면서 회전하게 되어 어느 정점에서 제빙용기(20)에 생성되있던 얼음(31)이 얼음상자(30)로 낙하된다.

이후, 극성전환스위치(12)가 온되어 모터(11)는 역회전하게 되고 제빙용기(20)는 다시 원상태로 복귀회전한다.

이와같이 이빙이 끝나면 제어박스(10)는 만빙감지스위치(13)에 제어신호를 출력하여 얼음상자(30)에 적재된 얼음(31)이 만빙인가를 검출하는 감지봉(14)을 작동시켜 얼음상자(30)가 만빙인가를 판단하여(S104) 만빙이 감지되면(S105) 만빙이 해소될때까지 모든 동작을 홀딩한다.

이와같이 구성된 종래의 자동제빙기의 이빙 제어장치는 모터(11)의 회전각도를 제어하기 위한 신호를 감지하는 극성전환스위치(12)와 얼음상자(30)의 만빙여부를 감지하는 만빙감지스위치(13)의 결빙에 의해 오동작이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 자동제빙기의 이빙 제어장치는 부품수가 많아 제조원가가 상승되고 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 제어부의 일측에 이빙모터의 회전시 함께 회전되어 이빙모터의 회전각도를 감지하는 것으로 원주방향을 따라 가장자리에 소정 개수의 슬릿이 일정간격 이격 형성된 모터회전각도 감지용 펄스 검출판을 설치하고, 만빙레버의 수직 선회각도를 감지하기 위하여 만빙레버의 일단에 설치되는 것으로 수직방향으로 소정 개수의 슬릿이 형성된 만빙감지용 막대형 펄스 검출판을 설치하며, 상기 모터회전각도 감지용 펄스 검출판과 만빙감지용 막대형 펄스 검출판의 슬릿의 통과갯수를 동시에 감지할 수 있는 하나의 포토커플러를 구비하여 상기 펄스 검출판에 형성된 슬릿의 통과에 따른 펄스 수를 검출하여 자동제빙기 얼음상자의 만빙여부와 모터의 회전각도를 정확하게 감지할 수 있도록 한 자동제빙기의 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 자동제빙기의 제어장치의 특징은, 제빙완료시 얼음상자의 만빙여부를 감지하여 이빙모터의 회전을 제어하는 제어부, 상기 제어부에 모터구동부를 매개로 연결되는 이빙모터, 상기 이빙모터의 회전축에 설치됨과 아울러 원주방향을 따라 가장자리에 초기 위치 감지용 제1슬릿과 만빙감지구간용 제2슬릿, 소정갯수의 모터회전각도감지용 제3슬릿이 형성된 모터회전각도감지용 펄스 검출판, 상기 이빙모터의 회전축에 연동되어 수직방향으로 선회운동하면서 얼음상자의 만빙여부를 감지하기 위한 만빙레버, 수직방향으로 소정 개수의 제4슬릿이 모터회전감지용 펄스 검출판에 형성되어 있는 제3슬릿간의 간격보다 근접형성되어 만빙레버의 일단에 설치되는 만빙감지용 막대형 펄스 검출판, 상기 모터회전각도감지용 펄스 검출판과 상기 만빙감지용 펄스 검출판의 전,후방에 설치되어 상기 펄스 검출판들의 회전 및 선회시 각 슬릿의 통과에 따른 펄스 폭과 수를 검출하여 상기 제어부로 송신하는 포토커플러로 이루어진 것이다.

또한 본 발명에 따른 제어방법의 특징은, 제빙용기로 급수동작이 실행된 후 제빙용기의 온도가 결빙온도로 검출되면 이빙모터를 정회전시키는 단계, 상기 이빙모터의 정회전에 따라 만빙감지용 펄스검출판과 모터회전각도 감지용 펄스 검출판의 슬릿이 포토커플러를 통과함에 따라 발생되는 펄스의 폭 및 펄스 수를 검출하는 단계, 상기 이빙모터의 초기 구동시 발생되어지는 소정 개수의 펄스 및 그 폭 즉 만빙감지용 펄스 검출판의 제4슬릿을 통과하는 펄스의 감지여부에 따라 만빙여부를 판단하여 만빙이라고 판단되면 이빙모터의 구동을 중지하고 만빙이 아니라고 판단되면 이빙동작을 수행하는 단계, 상기 이빙동작의 수행도중 모터회전각도감지용 펄스 검출판에 형성된 소정갯수의 제3슬릿의 검출이 완료되면 이빙동작을 완료하고 이빙모터를 역회전시켜 상기 소정갯수의 제3슬릿과 만빙감지구간용 제2슬릿 및 초기위치 감지용 제1슬릿이 차례로 검출되면 제빙접시가 원위치된 것으로 판단하여 모터의 구동을 중지하고 다시 초기 제빙동작으로 복귀하도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 냉장고의 자동제빙기를 개략적으로 나타낸 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 자동제빙기의 이빙 제어방법을 나타낸 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 요부를 개략적으로 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 요부 회로도,

도 5는 본 발명에 따른 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 제어부, 200 : 펄스 검출판,

200a,200b,200c : 슬릿, 300 : 만빙레버,

400 : 이빙모터, 500 : 발광소자,

600 : 수광소자, 700 : 포토커플러.

이하, 본 발명에 따른 자동제빙기의 제어장치 및 방법의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 만빙감지 및 모터회전각도검출을 위한 펄스 검출판의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 펄스 검출 및 이빙제어 회로도이다.

이하 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 자동제빙기의 만빙감지 및 이빙에 관한 제어동작을 설명한다.

본 발명에 따른 자동제빙기의 이빙 제어장치는 각종 센서의 입력상태 및 경과시간등에 따라 냉장고의 전반적인 동작을 제어하는 것으로 본발명에서는 발광소자(500)와 수광소자(600)로 이루어진 포토커플러(700)를 통해 입력되는 펄스신호의 폭 및 수량의 감지에 따라 얼음상자의 만빙여부를 감지하여 그의 출력단에 연결된 이빙모터(400)의 구동 및 그의 회전각도를 제어하는 제어부(100)가 구비되어 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 이빙모터(400)의 회전축에 설치되는 캠의 회전에 따라 수직방향으로 선회되는 만빙레버(300)가 구비되어 있고, 상기 만빙레버(300)의 일단에는 수직방향으로 소정 개수의 슬릿(350a)이 형성된 만빙감지용 막대형 펄스 검출판(350)이 설치되는 바, 예컨대 상기 슬릿(350a)은 3개의 슬릿으로 이루어지고 인접슬릿간의 폭은 상기 포토커플러(700)에 의해 검출시 50 ms의 폭을 갖는 펄스를 발생시키도록 근접설치된 것이다.

또한, 상기 이빙모터(400)의 회전축 일측에는 이빙모터(400)와 함께 회전되어 그의 회전각도를 검출하기 위한 펄스 검출판(200)이 설치되어 있다. 즉, 상기 펄스 검출판(200)은 원판형으로 형성되고 그의 가장자리에는 원주방향을 따라 제빙접시의 초기 수평상태를 검출하기 위한 초기위치감지용 슬릿(200a)과 만빙감지구간용으로 펄스 검출판(350)의 슬릿(350a)의 통과구간에 대응되는 길이를 갖는 슬릿(200b) 및 이빙모터(400)의 회전각도를 검출하기 위해 다수개의 슬릿(200c)이 일정간격으로 형성되는데, 예컨대 상기 슬릿(200c)은 7개의 슬릿으로 이루어지고 인접슬릿간의 폭은 상기 포토커플러(700)에 의해 검출시 500 ms의 폭을 갖는 펄스를 발생시키도록 이격되어 설치된 것이다.

그리고 상기 펄스 검출판(350)의 슬릿(350a)과 펄스 검출판(200)의 슬릿(200a)(200b)(200c)이 동일 수직면상을 통과하도록 배치되고 상기 수직면상에 상기의 발광다이오드(500)와 수광다이오드(600)로 이루어진 포토커플러(700)가 설치되어 상기 각 슬릿들의 통과에 따른 펄스를 발생시키도록 배치되어 있다.

그리하여 이빙모터의 구동초기 만빙레버(300)가 수직방향으로 선회될 때 펄스 검출판(350)의 슬릿(350a)이 발광다이오드(500)와 수광다이오드(600)의 사이에서 수직상방향으로 이동하게 되고 이로부터 수광다이오드(600)로부터는 앞서 예시된 바와 같이 50 ms의 펄스폭을 갖는 3개의 펄스를 발생시키게 된다. 펄스검출판(350)의 선회운동시 펄스 검출판(200)도 함께 회전운동을 하게 되나 슬릿(350a)이 통과되는 동안에는 슬릿(200b)이 통과하게 됨으로써 펄스 검출판(200)의 작동과 관계없이 만빙레버(300)의 선회상태를 감지할 수 있게 된다. 이러한 동작에서 상기의 슬릿(350a)에 의한 펄스가 검출되지 않으면 제어부(100)는 얼음상자가 만빙인 것으로 감지하여 더 이상의 이빙동작을 실행시키지 않는다.

다음에는 이빙모터(400)의 회전각도 검출작용에 대해 설명한다.

이빙모터(400)의 회전각도 검출은 만빙감지구간용 슬릿(200b)이 통과된이후 본격적으로 검출하게 되는 바, 예시된 바와 같이 포토커플러(700)의 동작에 의해 7개의 슬릿(200b)이 모두 통과된 것으로 검출되면 이빙이 완료된 것으로 판단하고 이빙모터(400)를 역회전 구동시켜 제빙접시를 원위치시키게 된다. 이때 이빙모터(400)의 역회전 종료시점은 상기와 같은 이빙동작의 역순으로 슬릿(200c)과 슬릿(200b) 및 슬릿(200a)에 의한 펄스가 모두 검출되는 시점으로 판단한다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 자동제빙기의 제어방법에 대해 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제빙용기로 급수동작이 실행된 후 제빙용기의 온도가 결빙온도로 검출되면 이빙모터(400)를 정회전시킨다(S201)(S202).

이때, 상기 이빙모터(400)의 정회전에 따라 펄스 검출판(350)도 수직상방향으로 선회운동을 하게 된다.

상기와 같이 펄스 검출판(350)의 선회운동시 그에 형성된 슬릿(350a)이 펄스 검출판(350)의 양측면에 설치된 발광소자(500) 및 수광소자(600)사이를 통과하게 될 때 수광소자에 의해 펄스가 발생되어 제어부(100)가 이를 검출하게 되는데, 이때 검출된 펄스 즉, 50㎳의 폭을 갖는 3개의 펄스가 검출되는지 여부를 판단하여(S203) 50㎳의 펄스폭을 갖는 3개의 펄스가 검출되면 얼음상자가 만빙으로 판단하여 이빙모터(400)를 역회전시켜 더 이상의 이빙동작을 실행하지 않고 제빙접시를 원위치시키는 동작을 실행한다.

그러나 상기와 같은 50㎳의 폭을 갖는 3개의 펄스가 검출되면 얼음상자가 만빙이 아닌 것으로 판단하여 계속 이빙동작을 실행시키면서 슬릿(200c)의 통과에 따른 예시된 바와 같은 500㎳의 폭을 갖는 7개의 펄스가 검출되는지 여부를 판단한다(S204).

상기의 판단결과 500㎳의 폭을 갖는 7개의 펄스가 모두 검출되면 이빙이 완료된 것으로 판단하여 이빙모터(400)의 회전을 정지시키고(S205), 이어 이빙모터(400)를 역회전구동한다(S206).

상기 이빙모터(400)의 역회전구동에 따라 상기 펄스 검출판(200)도 역회전하게 되며, 앞서 검출된 바의 역순으로 500㎳의 폭을 갖는 7개의 펄스가 감지되고(S207) 500 ms이상의 폭을 갖는 펄스 즉 슬릿(200b)에 의한 펄스가 감지되면(S208) 제빙접시가 원위치되어 수평상태를 유지하고 있는 것으로 판단하여 이빙모터(400)의 구동을 정지시킨다(S209).

이어 이빙모터(400)를 다시 정회전시켜 펄스의 발생여부를 판단하고(S210,S212) 더 이상의 펄스가 발생되지 않는 것으로 판단되면 이빙모터(400)의 구동을 정지하고 자동제빙기의 제어동작을 종료한다.

한편, 상기의 이빙모터(400) 정회전구동시 50㎳의 폭을 갖는 3개의 펄스의 검출을 판단하는 단계(S203)에서 상기의 3개의 펄스가 검출되지 않으면 이빙모터(400)를 역회전시키고(S213), 500㎳ 이상의 펄스 즉 슬릿(200a)에 의한 펄스가 검출되는지 여부를 판단하여(S214) 상기 슬릿(200a)에 의한 펄스가 검출되면 이빙모터(400)를 정회전시킨다(S215).

이때, 상기 이빙모터(400)가 정회전시에 더 이상의 펄스가 검출되지 않으면(S216) 이빙모터(400)의 구동을 완전히 정지시킨다(S217).

이어, 도어의 개방이 있었는지 여부를 판단하여(S218) 도어의 개방이 있었던 것으로 판단되면 그로부터 10분을 경과 했는지 여부를 판단한다(S219).

상기 S219단계의 판단결과 10분이 경과되었으면 상기 S202단계 이후의 동작을 수행하여 이빙동작을 실행시킨다.

상기한 바와 같이 본 발명은 하나의 광센서를 이용하여 자동제빙기의 얼음상자의 만빙여부를 정확하게 감지할 수 있도록 함으로써 종래 기계적 수단의 감지에 의한 만빙여부의 감지 및 이빙모터구동의 오류가 방지되고 소비자에게 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 제빙완료시 얼음상자의 만빙여부를 감지하여 이빙모터의 회전을 제어하는 제어부와 상기 제어부에 모터구동부를 매개로 연결되는 이빙모터 및 얼음상자의 만빙여부를 감지하는 만빙레버를 구비하고 있는 냉장고 자동제빙기의 제어장치에 있어서,

   상기 이빙모터의 회전축에 설치됨과 아울러 원주방향을 따라 가장자리에 제빙접시 초기위치 감지용 제1슬릿과 만빙감지구간용 제2슬릿, 소정갯수의 모터회전각도감지용 제3슬릿이 형성된 모터회전각도감지용 펄스 검출판,

   상기 만빙레버의 일단에 모터회전감지용 펄스 검출판에 형성되어 있는 제3슬릿간의 간격보다 근접형성되어 만빙레버의 선회각도를 검출하기 위해 수직방향으로 소정 개수의 제4슬릿이 형성되어 있는 만빙감지용 막대형 펄스 검출판,

   상기 모터회전각도감지용 펄스 검출판과 상기 만빙감지용 펄스 검출판의 양측면 인접부위에 설치되어 상기 펄스 검출판들의 회전 및 선회시 각 슬릿의 통과에 따른 펄스 폭과 수를 검출하여 상기 제어부로 송신하는 포토커플러로 이루어져 얼음상자의 만빙여부와 이빙모터의 회전각을 정확하게 감지할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉장고 자동제빙기의 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 펄스 검출판(350)의 슬릿(350a)과 펄스 검출판(200)의 슬릿(200a)(200b)(200c)이 동일 수직면상을 통과하도록 배치되고 상기 수직면상의 상기 펄스 검출판(350)과 펄스 검출판(200)의 양측면에 한쌍의 발광다이오드(500)와 수광다이오드(600)로 이루어진 포토커플러가 설치되어 상기 각 슬릿들의 통과에 따른 펄스를 발생시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고 자동제빙기의 제어장치.
3. 제빙용기로 급수동작이 실행된 후 제빙용기의 온도가 결빙온도로 검출되면 이빙모터를 정회전시켜 이빙동작을 수행하고 이빙동작의 완료후 다시 이빙모터를 역회전시켜 제빙접시를 수평상태로 원위치시키는 단계를 포함하고 있는 냉장고 자동제빙기의 제어방법에 있어서,

   상기 이빙모터의 정회전에 따라 만빙감지용 펄스검출판과 모터회전각도 감지용 펄스 검출판의 슬릿이 포토커플러를 통과함에 따라 발생되는 펄스의 폭 및 펄스 수를 검출하는 단계,

   상기 이빙모터의 초기 구동시 만빙감지용 펄스 검출판의 제4슬릿의 통과에 의해 발생하는 소정 개수의 펄스의 감지여부에 따라 만빙여부를 판단하여 만빙이 아니라고 판단되면 이빙동작을 수행하는 단계,

   상기 이빙동작의 수행도중 모터회전각도감지용 펄스 검출판에 형성된 소정갯수의 제3슬릿의 검출이 완료되면 이빙동작을 완료하고 이빙모터를 역회전시켜 상기 소정갯수의 제3슬릿과 만빙감지구간용 제2슬릿 및 초기위치 감지용 제1슬릿이 차례로 검출되면 제빙접시가 원위치된 것으로 판단하여 모터의 구동을 중지하고 다시 초기 제빙동작으로 복귀하도록 하는 단계를 수행하는 한편,

   상기 만빙여부감지단계에서 만빙이라고 판단되면 상기 초기위치 감지용 제1슬릿이 감지될 때까지 이빙모터를 역회전구동시킨후 도어의 개방여부를 판단하는 단계,

   상기 도어의 개방여부 판단단계에서 도어의 개방이 있었던 것으로 판단되면 그로부터 소정시간 경과후 상기 이빙동작을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉장고 자동제빙기의 제어방법.