KR100373150B1 - 동작보조장치 - Google Patents

Abstract

모터의 구동중 개폐부재의 폐쇄동작 등에 의해 치차윤열에 역방향으로의 힘이 입력되었다고 해도 감속윤열이나 모터의 록에 기인하는 기계적인 고장이 잘 발생하지 않고, 안정된 슬립동작을 얻을 수 있는 동작보조장치 및 이 장치를 사용한 냉장고를 제공하는 데에 있다.

이를 해결하기 위한 수단으로 동작보조장치(1)는 모터(7)의 구동력을 치차윤열(8)을 통해 받아 슬라이드 이동하고, 개폐부재(4)에 접촉함으로써 개폐부재(4)의 동작을 보조하는 돌출부재(9)를 갖고 있다. 그리고 치차윤열(8)에는 모터(7)의 출력축(7a)에 슬립기구를 통해 일체로 회전할 수 있도록 연결된 웜(13)이 마련된다. 슬립기구는 일단이 출력축(7a)에 계지되고 타단이 자유단으로 된 코일스프링(26)과, 출력축(7a)과 일체적으로 코일스프링(26)이 회전할 때 이 코일스프링(26) 사이에 마찰력이 발생하도록 웜(13)에 형성된 벽부(13e)로 구성되며, 모터(7)측으로부터 돌출부재(9)측으로의 전달토오크가 소정치 이하인 경우에는 마찰력에 의해 출력축(7a)과 웜(13)이 일체로 회전하고, 돌출부재(9)측의 부하가 증대하여 전달토오크가 소정치를 넘은 경우에는 코일스프링(26)이 슬립하여 모터(7) 출력축(7a)의 회전이 웜(13)으로 전달되지 않게 된다.

Description

동작보조장치{OPERATION ASSISTING DEVICE}

본 발명은 냉장고 등에 설치된 선회식 문이나 서랍 앞면 등 폐쇄형공간을 갖는 독립체(이하 "독립체"라함)의 내부공간을 외부로 개방하거나 외부에서 차단하는 개폐부재에 적용되는 것으로 이 개폐부재의 동작을 보조하는 동작보조장치 및 이 장치를 사용한 냉장고에 관한 것이다.

선회식 문이나 서랍 등이 부착된 가전제품이나 가구 등에 있어 문이나 서랍 앞면을 페쇄형 공간을 갖는 독립체의 본체측에 마그네트 등의 자기적 작용을 이용하여 고정시키는 것이 있다. 이와같은 문이나 서랍(다음 개폐부재라 함)은 닫기 직전에 마그네트의 자기흡인력에 의해 독립체의 본체측으로 흡인되기 때문에 작은 힘으로 확실하게 닫을 수 있고 또 닫힌 상태에서는 일정한 폐쇄력으로 폐쇄상태가 유지된다. 따라서 다소의 진동 등이 있어도 저절로 문이나 서랍이 열리게 되는 문제를 해소할 수 있기 때문에 많은 제품에 적용되고 있다.

이런 종류의 개폐부재는 폐쇄상태를 확실하게 유지하는 요소와, 용이한 개방조작을 가능하게 하는 두 요소를 만족할 필요가 있지만 확실한 폐쇄상태를 유지한다는 관점에서 생각하면 어느 정도의 폐쇄력을 갖게해야 한다. 따라서 일정이상의 폐쇄력을 유지하면서 쉽게 열수 있는 개폐기구로 하는 것이 바람직하다.

그래서 이와같은 번거로운 조작을 조금이라도 쉽게 하기 위한 장치로서 본 출원인은 일본국 특개평 4-17548호 공보 기재의 모터액튜에이터를 개발했다(도 6참조). 이 모터액튜에이터는 모터(51)와, 모터(51)의 구동력을 감속하여 전달하는 감속기구(52)와, 이 감속기구(52) 최종단의 피니온(53)에 맞물리는 랙(54)을 갖는 로드(55)와, 로드(55)의 위치를 검출하기 위한 위치검출수단(56)과, 이들 부재를수납하는 케이스(57)를 갖고 있다. 또한 감속기구(52)에는 감속비를 높이기 위해 웜(61)과 웜휠(62)을 마련하고 있다.

이 모터액튜에이터는 문(도시생략)에 마련한 스위치기구에 사용자가 닿으면 모터(51)가 통전되어 모터(51)의 구동력에 의해 로드(55)를 앞쪽으로 슬라이드 이동시키고, 이 로드(55)의 앞쪽으로의 슬라이드 이동을 이용하여 앞쪽에 배치되는 문의 개방동작을 보조하게 된다.

그러나 이와같은 모터액튜이터에서는 문의 개방동작을 보조한 후 앞쪽에 로드가 남은 상태로 되어있으면 사용자가 문을 닫을 때 문에 밀려 로드가 케이스내로 되돌아 온다. 그 때문에 로드의 복귀방향으로의 슬라이드 이동에 의해 감속윤열이 무리하게 회전하게 되어 감속윤열의 각 치차를 파손시킬 염려가 있다.

그 때문에 이와같은 장치에서는 감속윤열 중 치차에 슬립기구를 마련하거나 또는 구동력이 일방향(로드를 전진시키는 방향)으로만 전달되는 클러치기구를 마련하는 것을 생각할 수 있다. 이를 조립하면 앞쪽에 남아있는 로드가 케이스안으로 되밀려 온다고 해도 짜 넣은 슬립기구 부분 등에서 치차 등이 공회전함으로써 밀어넣은 힘이 약해져 감속윤열이나 모터 등의 내부기구를 손상시키지 않게 된다. 또 도 6과 같이 모터액튜에이터에서는 모터(51)를 양방향 회전으로 하고, 로드(55)를 전진시킨 후 모터(51)를 역회전시켜 로드(55)를 되돌려 놓고 있다.

그러나 상술한 클러치기구 또는 슬립기구는 그것을 구성하는 부품이 필요하기 때문에 부품점수가 많아져 조립성이 좋지 않게 된다. 특히 슬립기구의 경우 슬립파워를 일정하게 유지하는 것이 곤란하고 반복동작으로 슬립파워가 쉽게 변화된다.

또 상술한 클러치기구는 단순히 앞쪽에서 정지하고 있는(개방상태가 된다) 문을 닫을 때 뒤쪽으로 슬라이드 이동하는 돌출부재로부터의 힘을 공회전시켜 감속윤열 등의 록을 회피하는 부재이므로 돌출부재로부터 힘이 걸림과 동시에 모터측에서도 힘이 걸려 있는 경우(모터구동중에 반대측에서의 힘이 발생한 경우)는 역시 감속윤열 등을 파손시킬 염려가 있다. 즉 모터를 구동하여 돌출부재를 앞쪽으로 이동시키고 있을 때 돌출부재를 문이나 손으로 역방향으로 되돌리려고 하면 감속윤열이나 모터의 록을 일으켜 중대한 파손이 생길 염려가 있다. 이와같은 문제는 도 6에 도시하는 양방향 회전이 가능한 모터(51)를 사용하는 모터액튜에이터에 있어서도 발생한다.

본 발명은 돌출부재(9)가 행하는 돌출동작 및 밀어넣는 동작에 있어 인출부재에 걸린 과대한 부하를 피하기 위한 동작보조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로는 본 발명은 클러치기구 혹은 판스프링 부재 등으로 슬립기구 등을 이용하는 특별한 기계나, 모터를 역회전시키는 복잡한 구동회로나 돌출부재의 위치검출을 위한 수단을 구비하지 않고 또한 콤팩트한 형상으로 수동으로 돌출부재를 용이하게 역방향으로 밀어넣을 수 있는 동작보조장치를 제공하는 것을 제 1목적으로 한다.

또 본 발명은 모터의 구동에 의해 돌출부재를 앞쪽으로 동작시키고 있는 돌출동작 중간에 개폐부재 등에 의해 역방향으로의 힘이 치차윤열에 전달되었다고 해도 감속윤열이나 모터가 록을 일으키지 않으며 그 결과 문이나 돌출부재나 장치 내부기구의 기계적인 고장을 일으키지 않아 안정된 슬립동작을 얻을 수 있는 동작보조장치 및 이 장치를 사용한 냉장고를 제공하는 것을 제 2목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터의 구동력을 치차윤열을 통해 받음으로써 슬라이드 이동하여, 개폐부재에 직접 또는 간접적으로 접촉할 수 있는 돌출부재를 갖고, 돌출부재의 슬라이드동작에 의해 개폐부재의 동작을 보조하는 동작보조장치로서, 치차윤열에 모터의 출력축에 슬립기구를 통해 일체회전이 가능하게 연결된 웜을 갖추며, 슬립기구는 일단이 출력축에 직접 혹은 간접적으로 계지되고 타단은 자유단으로 된 코일스프링과, 출력축과 일체적으로 코일스프링이 회전할 때 이 코일스프링 사이에 마찰력이 발생하도록 웜에 형성된 벽부로 구성되어 있다.이러한 구성에 따라서, 모터측으로부터 돌출부재측으로의 전달토오크가 소정치 이하인 경우에는 마찰력에 의해 출력축과 웜이 일체로 회전하고, 돌출부재측의 부하가 증대하여 전달토오크가 소정치를 넘은 경우에는 코일스프링이 슬립하여 모터의 출력축의 회전이 웜으로 전달되지 않도록 되어있다.여기서 소정치란 상기와 같이 모터측으로부터 돌출부재측으로 전달되는 전달토오크가 이와는 역방향으로 전달되는 힘에 의해 모터가 더이상 회전할 수 없을 정도의 소위 모터 록이 걸리거나 감속윤열이 파손되는 수준의 고장이 발생할 정도일 때의 토오크값을 말하며, 이 소정치는 실험을 통해 역방향 힘을 가할 때의 감속윤열의 파손정도, 모터 록이 걸리는 정도를 확인하여 당업자라면 누구라도 측정할 수 있으며, 적용되는 응용 물체(예를들면, 중, 소, 대형 냉장고의 종류, 문의 크기의 종류 등)에 따라 다양할 수 있을 것이다.

상술한 동작보조장치에 의하면 모터의 출력축과 웜 사이에 소정치 이상의 전달토오크에 의해 슬립하는 코일스프링을 이용한 슬립기구를 구비하고 있기 때문에 돌출부재에 역방향(되미는 방향)의 힘이 가해졌을 때 그 힘을 슬립기구 부분에서 공회전시킬 수 있다. 그 때문에 그와같은 경우에 감속윤열이나 모터에 록을 일으키지 않아 치차가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한 모터를 구동하여 돌출부재를 앞쪽으로 슬라이드 이동시키고 있는 동안 개폐부재나 손으로 돌출부재를 역방향으로 되미는 동작을 행하면 모터가 돌출부재측으로부터의 역방향 힘에 맞서 구동을 계속하여 그 구동토오크는 서서히 상승한다. 종래의 동작보조장치는 이와같은 상황에 의해 고장이 발생하기 쉽지만 본 발명의 동작보조장치에서는 모터의 구동토오크가 소정치를 넘으면 모터의 출력축과 일체적으로 회전하는 코일스프링에 의한 마찰력이 낮아져 모터의 출력축과 웜과의 마찰력에 의한 결합이 풀리게 된다. 그 결과 이와같은 상황이 발생하면 모터의 출력축이 치차윤열에 대해 독립적으로 공회전하게 되어 감속윤열 및 모터에 록이 발생하지 않고 내부기구의 파손이 일어나지 않게 된다.

또 다른 발명은 상술한 발명에 덧붙여 웜의 일단에 구멍부를 형성하여 이 구멍부 내벽을 슬립기구의 벽부로 하고, 구멍부 내벽에 코일스프링을 압입함으로써 끼워넣고 있다. 그 때문에 상술한 작용을 갖는 동작보조장치의 웜과 출력축과의 결합,분리가 가능한 슬립기구는 코일스프링을 약간 수축시킨 상태에서 웜에 형성한 구멍부 안으로 압입함으로써 쉽게 조립할 수 있게 된다.

또 다른 발명은 모터의 구동력을 감속윤열을 통해 받음으로써 앞쪽으로 슬라이드 이동하여 개폐부재에 직접 또는 간접적으로 접촉할 수 있는 돌출부재를 가지며, 이 돌출부재의 슬라이드동작에 의해 개폐부재의 동작을 보조하는 동작보조장치로서, 치차윤열에 모터의 구동력으로 회전하는 웜과, 이 웜과 맞물려 웜의 회전력을 돌출부재측으로 전달하는 웜휠을 갖추고 또한 이 돌출부재 뒤쪽방향으로의 슬라이드 이동에 의해 웜휠에 역회전방향으로의 힘이 가해졌을 때 웜이 이 힘을 받아 역회전할 수 있도록 웜톱니의 진행각을 크게 형성하고 있다.

상술한 발명에 의하면 웜과 웜휠과의 조합을 이용하고 있기 때문에 동력전달기구인 치차윤열의 감속비가 높아져 치차윤열을 적은 치차로 구성할 수 있다. 그 때문에 장치전체를 콤팩트한 구성으로 할 수 있다. 또 돌출부재측이 앞쪽으로 되밀린 경우도 웜이 스무스하게 회전하기 때문에 특히 모터를 역회전시켜 돌출부재를 슬라이드 이동전 위치로 되돌리는 구동제어를 행하거나 슬립기구 등의 기계등을 마련하지 않아도 돌출부재가 약한 힘으로 스무스하게 역방향으로 슬라이드 이동할 수 있게 된다. 그 결과 치차윤열의 내부기구의 손상 문제도 해소할 수 있다.

또 다른 발명은 웜 톱니가 여러조로 형성되고 있다.

상술한 발명에 의하면 웜의 톱니를 여러 조로 구성함으로써 웜 축의 부분을 두껍게 구성할 수 있음과 동시에 웜의 각 톱니에 걸리는 토오크도 분산되므로 각 부분의 상대적인 강도가 향상되어 파손 등의 고장이 발생하기 어렵게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어 동작보조장치를 부착한 냉장고의 외관을 도시하는 종단면도.

도 2는 도 1에 도시한 동작보조장치의 내부기구를 도시하는 평면도.

도 3은 도 2에 도시한 동작보조장치의 내부기구를 도시하는 단면전개도.

도 4는 도 2에 도시한 동작보조장치의 내부기구중 웜과 슬립기구 및 웜휠을 확대하여 도시한 도면.

도 5는 본 발명 실시예에 있어 동작보조장치에 돌출부재를 원점위치로 복귀시키는 수단과, 돌출부재와 치차윤열과의 연결상태를 해제하는 수단을 부가한 변형예를 도시하는 평면도.

도 6은 종래의 동작보조장치로서 모터액튜에이터를 도시한 단면도.

도 7은 본 발명의 웜톱니의 진행각과 돌출부재를 역방향으로 되돌리는 데 필요한 힘과의 관계를 나타내는 그래프.

다음 본 발명 실시예의 동작보조장치에 대해 도 1 내지 도 5를 기초로 설명한다. 또한 본 실시예에서는 동작보조장치를 냉장고에 부착한 것에 대해 설명하지만 본 발명은 반드시 냉장고에 부착한 것에만 한정되는 것은 아니다.

동작보조장치(1)는 도 1과 같이 폐쇄형 공간을 갖는 독립체로서의 냉장고(2)의 프레임(3)의 문(4)과 대향하는 위치에 마련되어, 앞쪽에 배치된 개폐부재로서의 문(4)의 개방동작의 보조를 행하는 장치로 되어있다. 또한 문(4)은 냉장고(2)에 형성된 냉장실(5)의 개방단 부분을 개방/폐쇄하기 위한 것으로 냉장고(5)의 개방단 일부에 일단이 자유롭게 회동할 수 있도록 지지된다.

그리고 문(4)의 타단에는 흡착마그네트(6)가 마련된다. 이 흡착마그네트(6)는 폐쇄시에 냉장고(2) 본체의 냉장실(5)의 개방단 일부에 자기적 작용을 이용하여 문(4)을 흡착고정시키기 위한 것으로 이로써 문(4)으로 냉장실(5)을 완전히 밀봉할 수 있게 된다.

동작보조장치(1)는 도 2 및 도 3과 같이 DC모터(다음 단순히 모터라 함)(7)와, 모터(7)의 구동력을 전달하는 치차윤열(8)과, 치차윤열(8)을 통해 받는 모터(7)의 구동력으로 슬라이드 이동하여 문(4)에 접촉할 수 있는 돌출부재(9)와, 이들의 각 부분을 내부에 수납하는 케이스(10)를 갖고 있다.

모터(7)는 케이스(10)내에 형성된 모터고정부(11)내에 고정된다. 이 모터고정부(11)는 모터(7)를 둘러싸도록 형성된다. 모터(7)의 출력축(7a)은 모터고정부(11)로부터 케이스(10)의 내부 공간내로 돌출하고 있다. 또한 모터(7)는 여러개로 이루어지는 리드선(12)에 의해 전원 및 제어수단을 겸하는 외부의 제어장치(도시생략)와 접속되며 이 제어장치에 의해 제어구동되게 된다.

모터고정부(11)로부터 돌출하고 있는 모터(7)의 출력축(7a)의 부분에 치차윤열(8)의 일부를 구성하는 웜(13)이 슬립기구를 통해 일체로 회전할 수 있도록 부착된다. 이 슬립기구는 웜(13)측의 부하가 소정치 이하인 경우에는 마찰력을 이용하여 출력축(7a)과 웜(13)을 일체로 회전시키고, 웜(13)측의 부하가 소정치를 넘은경우에는 마찰력에 의한 일체화가 일어나지 않게 되어 모터(7)는 공회전하게 된다. 또한 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

이 웜(13)은 치차윤열(8)의 최종단의 치차가 된다. 그 때문에 통상의 동작시에는 모터(7)가 구동되면 출력축(7a)과 웜(13)이 일체 회전하고, 그 회전력은 치차윤열(8)을 통해 돌출부재(9)측으로 전달되게 된다.

치차윤열(8)은 상술한 최종단이 되는 웜(13)과, 웜(13)과 맞물리는 대경의 웜휠(15a)을 갖는 제 1치차부(15)와, 제 1치차부(15)의 소경의 이송치차(15b)와 맞물리는 대경의 리시브(receive)치차(16a)를 갖는 제 2치차부(16)와, 제 2치차부(16)의 소경의 이송치차(16b)와 맞물리는 대경의 리시브 치차(17a)를 갖는 제 3치차부(17)와, 제 3치차부(17)의 소경의 이송치차(17b)와 맞물림과 동시에 돌출부재(9)의 랙톱니부(9a)와 맞물리는 전달치차(18)로 구성된다.

웜(13)은 상술한 것과 같이 모터(7)의 출력축(7a)에 고정되어 있으며 또한 선단부분은 케이스(10)의 측벽 내측에 형성된 베어링부(20)에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지된다. 이 웜(13)은 도 4와 같이 웜휠(15a)과 결합하는 톱니(14)를 갖는 축부(13a)와, 축부(13a)의 일단측에 형성된 슬립기구 수납부(13b)를 갖고 있다. 또한 이 웜(13)의 톱니(14)는 진행각(α)이 약 20도로 형성된다. 그 때문에 돌출부재(9)를 케이스(10)내로 되미는 것으로 입력되는 웜휠(15a)측으로부터의 역회전방향의 힘을 받아 웜(13)이 역회전할 수 있게 된다. 또한 이 진행각 α = 20도라는 값에 관해서는 여러가지로 변경할 수 있지만 진행각(α)은 웜휠(15a)측으로부터의 힘에 대해 웜(13)이 역회전할 수 있을 정도로 크게 형성되면 된다. 그 이유는다음과 같다.

즉 돌출부재(9)가 앞쪽에서 정지한 위치에 있을 때 수동이나 문(4)으로 돌출부재(9)를 뒤쪽으로 밀어넣으면 그 힘이 전달치차(18)측으로부터 전달되어 와서 웜휠(15a)이 역회전 하려고 한다. 이 때 이 웜휠(15a)과 맞물리는 웜(13) 톱니(14)의 진행각(α)이 통상의 액튜에이터와 마찬가지의 값 예를들면 7도정도라고 하면 웜휠과 웜 톱니 사이의 마찰력이 너무 강해 웜이 회전할 수 없고 웜휠로부터 돌출부재(9)까지 사이의 치차윤열이 록(lock)되어 치차윤열의 각 톱니의 맞물림 부분에 상당한 힘이 걸려 각 톱니가 손상될 염려가 있다.

그래서 본 실시예의 동작보조장치(1)는 상술한 것과 같이 웜(13) 톱니(14)의 진행각(α)을 20도로 크게 형성함으로써 웜휠(15a)과 톱니(14)와의 마찰계수를 낮게 하고, 돌출부재(9)의 역방향(뒤쪽)으로의 슬라이드 이동시에 발생하는 웜휠(15a의 역방향으로의 회전력은 웜(13)이 약간의 토오크손실을 발생시키면서 받아 역회전하도록 구성된다. 그 때문에 돌출부재(9)에 역방향으로의 힘이 발생하고, 그 힘에 의해 웜휠(15a)이 역회전하면 웜(13)도 이 회전을 받아 스무스하게 모터(7)의 출력축(7a)과 일체적으로 역회전할 수 있다.

도 7은 돌출부재(9)를 역방향으로 슬라이드 이동시킬 때 필요한 압입력(로드 복귀력)과, 웜(13) 톱니(14)의 진행각과의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 7에 의하면 톱니(14)의 진행각(α)이 19.5도 이하가 되면 돌출부재(9)를 밀어넣는 데 필요한 힘이 급격히 상승한다. 한편 그래프에는 도시하지 않지만 웜의 진행각(α)이 커지면 커질 수록 웜과 웜휠과의 마찰계수가 저하하여 구동력의 전달토오크에 손실이 발생하기 쉽다.

그 때문에 본 실시예에서는 톱니(14)의 진행각(α)을 20도로 설정하고, 돌출부재(9)의 밀어넣는 데 필요한 힘을 낮게 억제함과 동시에 모터(7)의 전달토오크 손실이 적은 치차윤열(8)이 되도록 동작보조장치(1)를 구성하고 있다. 또한 모터(7)의 돌출부재(9)로의 구동력의 전달토오크 손실을 적게하여 돌출부재(9)를 더욱 강한 힘으로 동작시키고자 할 경우는 웜을 여러조로 형성하는 것도 유효하다.

웜(13)의 슬립기구 수납부(13b)는 축부(13a)에 연속하는 사면부(13c)와, 이 사면부(13c)에 연속하는 대경부(13d)를 갖고 있다. 대경부(13d)의 단면에는 슬립기구를 구성하는 각 부재를 수납하고 또한 자연히 슬립기구의 일부가 되는 원형의 구멍부(13e)가 마련된다. 그리고 이 구멍부(13e) 저면의 중심부분에는 출력축(7a)의 선단부분을 수납하기 위한 소경의 중심공(13f)이 마련된다.

이와같은 구조를 갖는 웜(13)의 구멍부(13e)안에는 모터(7)의 출력축(7a)과 웜(13)을 일체로 회전할 수 있도록 연결하기 위한 슬립기구를 구성하는 각 부재가 수납된다. 슬립기구는 상술한 구멍부(13e)와, 모터(7)의 출력축(7a)에 압입 등으로 삽입 고정됨과 동시에 구멍부(13e)에 헐겁게 끼워지는 원반형상의 연결판(25)과, 이 연결판(25)에 일단이 계지되고 타단이 자유단으로 된 상태에서 웜(13)의 구멍부(13e)내에 압입으로 끼워진 코일스프링(26)으로 구성된다. 그리고 슬립기구는 모터(7)의 출력축(7a)이 회전할 때 발생하는 코일스프링(26)의 외주면과 구멍부(13e)의 내벽과의 마찰력을 이용하도록 되어있다.

즉 모터(7)가 구동되면 출력축(7a)이 회전한다. 이에 따라 출력축(7a)에 압입고정된 연결판(25)도 출력축(7a)과 일체로 회전한다. 이 연결판(25)에는 코일스프링(26)의 일단을 계지하기 위한 계지홈(25a)이 마련되고, 이 계지홈(25a)에 계지된 코일스프링(26)의 일단도 출력축(7a) 및 연결판(25)과 같은 방향으로 회전하기 시작한다. 또한 코일스프링(26)은 출력축(7)의 회전방향과 같은 방향으로 감겨지고 출력축(7a)과 연결판(25)이 일체적으로 회전함으로써 일단이 인장되어 지름을 줄이는 방향으로 힘이 가해진다. 그러나 코일스프링(26)의 구멍부(13e)에 대한 마찰력은 돌출부재(9)를 구동하여 문(4)의 개방동작을 보조할 때 모터(7)의 토오크(힘)에 비해 크게 설정된다. 그 때문에 통상의 동작시에 있어서 코일스프링(26)은 슬립하는 경우가 없다.

이 결과 통상동작에서는 웜(13) 구멍부(13e)의 내벽과 코일스프링(26)의 외주면 사이의 마찰력에 의해 웜(13)이 모터(7)의 출력축(7a)과 일체적으로 회전한다. 그 때문에 모터(7)의 구동력이 웜(13)을 최초단으로 하는 치차윤열(8)을 통해 돌출부재(9)로 전달되고, 돌출부재(9)가 슬라이드 이동하여 문(4)의 개방동작을 보조할 수 있도록 되어있다.

또한 본 실시예에서는 상술한 것과 같이 웜(13) 톱니(14)의 진행각(α)이 20도로 설정된다. 그 때문에 본 실시예에서는 통상 동작(돌출부재(9)를 앞쪽으로 슬라이드 이동시키는 동작) 종료후, 모터(7)의 구동을 정지하지만 그 후는 문(4)의 폐쇄동작이나 손 등으로 돌출부재(9)를 케이스(10)내로 쉽게 되돌릴 수 있다. 그 때는 상술한 슬립기구는 슬립하지 않고 웜(13)과 모터(7)의 출력축(7a)과는 일체적으로 역회전하게 된다. 이와같은 돌출부재(9)를 통상의 복귀동작(모터(7)의 구동종료후 문(4)을 폐쇄하는 등의 동작)에 의해 케이스(10)내로 되돌리는 동작의 경우 웜(13) 및 출력축(7a)이 치차윤열(8)의 다른 치차와 마찬가지로 회전하기 때문에 내부기구에 록은 생기지 않게 된다.

한편 돌출부재(9)가 슬라이드 이동중에 문(4)을 닫거나 또는 손으로 돌출부재(9)의 선단부분을 케이스(10)내로 되돌리려고 하는 동작 즉 이상한 복귀동작을 행하면 돌출부재(9)에는 치차윤열(8)의 각 치차를 역방향으로 회전시키려는 힘이 발생한다. 그 때 모터(7)는 그 힘에 맞서 치차윤열(8)의 각 치차를 정상적인 방향으로 회전시켜 돌출부재(9)를 앞쪽으로 되돌리려고 하여 구동을 계속한다. 이와같은 상태가 되면 종래의 장치에서는 치차윤열이나 모터의 록이 발생하여 치차윤열이나 모터를 손상시킬 염려가 있지만 본 발명의 동작보조장치(1)에서는 이와같은 상황에 따라 상술한 슬립기구가 작용하여 치차윤열(8)이나 모터(7)의 록이 회피된다.

즉 모터(7)의 구동에 의해 돌출부재(9)를 동작시키고 있는 동안 돌출부재(9)측에서 과대한 역방향 힘이 모터(7)측으로 전달되어 오면 모터(7)는 그 힘에 맞서 더욱 토오크를 상승시키면서 출력축(7a) 및 연결판(25)을 회전시킨다. 그리고 모터(7)측으로부터 돌출부재(9)측으로의 전달토오크 즉 웜(13)측의 부하가 소정치(코일스프링(26)과 구멍부(13e)사이의 마찰력)를 넘으면 코일스프링(26)이 슬립하기 시작한다. 이에 따라 모터(7)의 출력축(7a)의 회전이 웜(13)측으로 전달되지 않게 된다.

이 결과 상술한 상황 즉 동작 중 돌출부재(9)에 케이스(10)내로 되돌리는 힘이 가해지는 상황에 있어서 모터(7)는 슬립기구의 작용에 의해 공회전하고, 이 공회전하고 있는 동안 돌출부재(9)는 케이스(10)내의 소정 위치(가장 안쪽까지 되돌리는 위치)까지 되돌리게 된다. 그 때문에 이와같은 상황하에 있어서도 내부기구를 파괴하지 않는 신뢰성이 높은 장치로 할 수 있다.

상술한 슬립기구를 웜(13)과 모터(7)의 출력축(7a)사이에 마련한 치차윤열(8)은 통상 동작시 모터(7)가 구동되면 웜(13)이 출력축(7a)과 일체적으로 회전하고, 그 회전이 제 1, 제 2, 제 3치차부(15)(16)(17)를 거쳐 최종치차가 되는 전달치차(18)로 전달되도록 하고 있다. 그리고 전달치차(18)가 회전함으로써 돌출부재(9)를 앞쪽으로 슬라이드 이동시키게 된다. 또한 도 3과 같이 최종단 치차가 되는 전달치차(18)는 케이스(10)에 마련된 돌기모양 축부(50)에 회전자유롭게 지지된다.

돌출부재(9)는 전달치치(18)와 결합하고, 모터(7)의 구동력을 받음으로써 케이스(10) 상하에 형성된 가이드레일(37)(37)(도 3참조)로 안내되고, 도 2에 있어 화살표 A방향으로 슬라이드 이동할 수 있게 된다. 돌출부재(9)는 화살표 A방향으로 슬라이드 이동함으로써 선단부분이 케이스(10)로부터 외부로 돌출하게 된다. 이 케이스(10)로부터 돌출하는 부분에는 상술한 문(4)이 배치된다. 즉 이 돌출부재(9)는 모터(7)의 구동력으로 앞쪽(도 2에 있어 화살표 A방향)으로 슬라이드 이동함으로써 문(4)에 접촉하여 문(4)을 개방방향(도 2에 있어 화살표 B방향)으로 돌출하게 된다.

그리고 동작보조장치(1)는 돌출부재(9)의 앞쪽으로의 슬라이드 동작에 의해 문(4)의 전 동작범위 중 소정범위의 동작을 보조하는 것이 된다. 즉 돌출부재(9)의 문(4)이 안쪽으로 부딪히면서 다시 슬라이드 동작함으로써 문(4)을 밀어낸다. 문(4)은 흡착마그네트(6)의 자기적 작용인 자기흡인력에 의해 냉장고(2) 본체측으로 흔들리게 되지만 동작보조장치(1)는 자기흡인력에 의해 흔들리지 않는 위치까지 문(4)을 밀어낸다. 또한 본 실시예에서는 이와같이 자기적 작용에 의해서는 문(4)이 동작하지 않는 범위까지 문(4)을 움직이도록 하고 있지만 본 발명은 반드시 마그네트의 흡착력을 사용하는 문에 한정되는 것이 아닌 스프링 등으로 폐쇄력을 생성하고 있는 것이나 마그네트, 스프링 등의 폐쇄력을 갖지 않는 것에도 적용할 수 있다.

또한 이 동작보조장치(1)는 문(4)을 냉장고(2)의 앞쪽으로만 동작시키는 장치가 된다. 따라서 문(4)을 이 동작보조장치(1)에 의해 앞쪽으로 구동하고, 그 후 사용자가 수동으로 문(4)을 열어 냉장실(5)안에 식품 등을 넣고 뺀 후 사용자가 수동으로 문(4)을 닫게 된다. 그리고 그 폐쇄동작에 의해 돌출부재(9)가 슬라이드 이동전의 원래 위치로 되돌리게 된다.

상술한 것과 같이 구성된 본 실시예의 동작보조장치(1)는 냉장고(2)의 문(4)을 구동하기 위해 냉장고(2)의 프레임(3)에 자유롭게 장착, 분리할 수 있도록 나사고정된다. 이 냉장고(2)는 도 1과 같이 앞면에 선회식 문(4)을 갖고 있음과 동시에 내부에 음료제품 등의 냉장보존에 필요한 식품류를 보존하기 위한 냉장실(5)을 갖고 있다. 문(4)에는 문(4)을 열 때 사용자가 잡고 앞쪽으로 당기기 위한 손잡이(35)가 마련되고, 이 손잡이(35)의 일부에 사용자가 손잡이를 잡는 것을 검지하는 센서(36)가 구비된다.

또한 이 냉장고(2)는 문(4)을 동작보조장치(1)로 앞쪽으로 밀어내고 있지만 상술한 서랍(39)(41)을 앞쪽으로 밀어내는 것으로 사용해도 좋다.

다음 상술한 본 실시예의 동작보조장치(1)를 이용하여 냉장고(2) 문(4)의 동작을 보조하기 위한 동작에 대해 다음에 설명한다. 또한 문(4)은 흡착마그네트(6)에 의해 냉장실(5)의 개방단에 흡착고정된다.

사용자가 냉장고(2)의 문(4)을 열고자 하여 손잡이(35)를 잡으면 손잡이(35)에 마련된 센서(36)가 이 접촉을 검지하여 신호를 제어장치(도시생략)가 받아들여 제어장치로부터 동작보조장치(1)의 모터(7)에 전력이 공급된다.

모터(7)에 전력이 공급되면 모터(7)의 출력축(7a)이 회전한다. 이 동작은 통상의 동작으로 이 때 모터(7)측으로부터 웜(13)측으로의 전달토오크는 소정치 이하이기 때문에 출력축(7a)과 연결판(25)을 통해 일체적으로 회전하는 코일스프링(26)은 슬립을 일으키지 않는다. 그 때문에 웜(13)은 이 코일스프링(26)과 마찰력에 의해 모터(7)의 출력축(7a)과 일체적으로 회전한다. 웜(13)이 회전하면 이 회전은 제 1, 제 2, 제 3치차부(15)(16)(17)를 통해 전달치차(18)로 전달되고, 전달치차(18)가 도 2에 있어 화살표 C방향으로 회전한다.

이 전달치차(18)의 화살표 C방향으로의 회전은 돌출부재(9)의 랙톱니부(9a)로 전달된다. 이에 따라 돌출부재(9)는 화살표 A방향으로 슬라이드 이동하고, 돌출부재(9) 선단이 문(4)에 닿으면서 문(4)을 화살표 A방향으로 밀어낸다. 이 결과 문(4)은 흡착마그네트(6)의 위치고정력에 맞서 앞쪽으로 동작시킨다. 또한 모터(7)로의 전력공급이 소정시간 행해지고, 돌출부재(9)가 소정위치까지 동작한후에는 모터(7)로의 전력공급을 정지시킨다. 이에 따라 돌출부재(9)에 의한 문(4)의 개방동작 보조의 일련의 동작은 종료되고, 사용자는 마그네트 고정력의 영향이 없는 상태의 문(4)을 가벼운 힘으로 열어 냉장실(5) 내부에 있는 것을 꺼낸 후 문(4) 닫는 동작을 수동으로 행한다.

그 때 돌출부재(9)는 상기 공정의 문(4)을 밀어내는 동작종료 후의 상태 즉 케이스(10)로부터 선단부분이 크게 앞쪽으로 돌출하는 상태가 된다. 그 때문에 사용자가 문(4)을 닫는 것으로 문(4)이 돌출부재(9)의 선단부분에 닿게 된다. 이에 따라 돌출부재(9)는 역방향으로 슬라이드이동하고, 그 힘이 전달치차(18)에 전해져 전달치차(18)를 역회전시킨다. 이 결과 치차윤열(8)의 각 치차는 각각 문(4)의 동작보조를 행할 때와는 반대방향으로의 회전을 행하게 되지만 상술한 웜(13)의 진행각(α)이 크게 형성되기 때문에 웜(13)은 웜휠(15a)의 역회전에 종동하여 역회전한다.

이 때 상술한 것과 같이 모터(7)는 이미 정지한 상태가 되므로 모터(7)측으로부터는 구동력이 발생하지 않고 또 통상의 복귀동작이기 때문에 돌출부재(9)측으로부터의 전달토오크도 소정치 이하의 토오크이므로 웜(13)과 마찰상태가 되고 있는 코일스프링(26)은 슬립을 일으키지 않고 웜(13)과 모터(7)의 출력축(7a)은 일체적으로 회전한다. 그 결과 치차윤열(8)의 각 치차 및 모터(7)는 록을 일으키지 않아 가벼운 힘으로 각각 역회전한다. 이 때문에 사용자는 가벼운 힘으로 문(4)을 닫는 것 만으로 문(4)이 돌출부재(9)를 케이스(10)내로 밀어넣을 수 있고 문(4)에 의한 냉장실(5)의 밀폐상태가 가능하게 된다.

또한 돌출동작 중 문(4)을 강하게 닫고자 하는 이상동작이 발생한 경우는 구동을 계속하고 있는 모터(7)로부터 돌출부재(9)측으로의 전달토오크가 소정치를 넘은 시점에서 상술한 슬립기구의 코일스프링(26)이 슬립을 일으킨다. 즉 돌출부재(9)측 및 모터(7)측의 쌍방향으로부터의 힘에 의해 발생하는 토오크가 코일스프링(26)의 마찰력을 일으키면 슬립이 발생한다. 그 때문에 모터(7)가 공회전한다. 이 결과 돌출부재(9)측 및 모터(7)측의 쌍방향으로부터의 힘에 의해 치차윤열(8)이 록을 발생시켜 내부기구를 파손시키지 않게 된다. 또한 강하게 닫으려고 한 상태의 문(4)에서 손을 떼면 모터(7)로부터 돌출부재(9)측으로의 전달토오크는 이상상태를 벗어나 통상의 상태로 되돌아 가기 때문에 모터(7)의 구동에 의한 문(4)의 동작보조는 다시 행해지게 된다.

또한 상술한 실시예는 본 발명의 적합한 실시형태의 예이지만 이에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어 여러가지 변형실시가 가능하다. 예를들면 상술한 실시예에서는 동작보조장치(1)를 냉장고(2)에 부착했지만 이에 한정되는 것은 아니고 다른 폐쇄형공간을 갖는 독립체, 예를들면 책상 등 슬라이드 식의 서랍을 갖는 것이나 금고 등 선회식의 문을 갖는 것에 부착해도 된다.

또 상술한 실시예에서는 모터(7)의 출력축(7a)에 연결판(25)을 통해 간접적으로 코일스프링(26)의 일단을 계지시키고 있지만 직접 출력축(7a)에 코일스프링(26)의 일단을 계지시키도록 해도 좋다. 또한 상술한 실시예에서는 코일스프링(26)의 감는 방향을 모터(7)의 출력축(7a)의 회전방향과 같은 방향으로 하여 출력축(7a)의 회전으로 코일스프링(26)의 지름이 줄어드는 방향으로 힘이 가해지도록 구성되고 있지만 감는 방향을 역으로 하고, 출력축(7a)의 회전으로 코일스프링(26)의 지름이 퍼지는 방향으로 힘이 가해지도록 하며, 코일스프링(26)의 내측에 웜(13)측의 마찰용 벽부를 배치하도록 해도 좋다.

또한 상술한 실시예의 동작보조장치(1)는 문(4)을 동작보조한 후 케이스(10)에서 선단부분을 돌출시킨 상태의 돌출부재(9)를 문(4)을 닫음으로써 원래 위치로 되돌리고 있지만 도 5와 같이 돌출부재 복귀수단으로서의 코일스프링(46)을 케이스(10)내에 갖추고, 코일스프링(46)의 가압력에 의해 강제적으로 돌출부재(9)를 원래 위치로 되돌리도록 해도 좋다.

즉 도 5와 같이 동작보조장치(1)의 구성은 케이스(10)의 내부에 상술한 실시예와 마찬가지로 모터(7)와, 웜(13)을 최초단으로 하는 치차윤열(8)과, 치차윤열(8)의 최종단 치차에 결합하는 돌출부재(9)가 구비되며, 또한 상술한 돌출부재(9)를 원래 위치로 복귀시키기 위한 코일스프링(46)이 마련된다. 또한 돌출부재(9)에는 원점위치(슬라이드 이동전 위치)에서 케이스(10)내로 고정시키기 위해 금속제의 플레이트(48)가, 케이스(10)에는 금속제의 플레이트(48)를 흡착고정하는 마그네트(47)가 각각 마련된다. 그리고 코일스프링(46)으로 원점위치로 되돌리는 돌출부재(9)를 확실한 원점위치로 유지하게 된다. 그러나 이와같은 원점위치로 유지하기 위한 구성은 없어도 좋다.

또 치차윤열(8)의 최종단 치차는 도 5와 같이 돌출부재(9)의 랙 톱니부(9a)와 결합하는 제 1구간(49a)과, 랙톱니부(9a)와의 결합이 풀리는 제 2구간(49b)을 가지며, 제 1구간(49a)에서 돌출부재(9)와 결합하면서 돌출부재(9)를 슬라이드 이동시키고, 제 2구간(49b)에서 돌출부재(9)와의 결합을 푸는 것에 의해 돌출부재(9)와 모터(7)와의 연결상태를 해제하는 해제수단이 되는 결합분리 치차(49)로 해도 좋다. 이와같은 치차를 최종단 치차로 하면 동작보조후 돌출부재(9)를 치차윤열(9)의 부하없이 스무스하게 코일스프링(46)의 가압력으로 원래 위치로 되돌릴 수 있게 된다. 그러나 최종단 치차를 상술한 실시예와 같이 상시 돌출부재(9)와 결합하고 있는 전달치차(18)와 같은 치차로 구성해도 좋다.

코일스프링(46)은 케이스(10)와 돌출부재(9)에 끼워진 위치에 배치되고, 일단을 케이스(10)의 문(4)과 대향하는 측의 내벽(10a)으로부터 돌출한 돌출부(10b)에 계지시키고 있음과 동시에 타단을 돌출부재(9)에 감합된 마그네트(47)에 대한 요크가 되는 금속제의 플레이트(48)에 접촉시키고 있다. 그리고 코일스프링(46)은 돌출부재(9)가 도 5에 있어 화살표 A'방향으로 슬라이드 이동되면 플레이트(48)에 밀려 수축하고, 돌출부재(9)를 원점위치로 복귀시키기 위한 가압력을 저장한다. 또한 이 코일스프링(46)을 수축시키는 데 필요한 토오크는 모터(7)의 통상시 토오크보다 약한 토오크로 설정되며, 코일스프링(46)은 모터(7)에 의해 돌출부재(9)를 슬라이드 이동시킴으로써 쉽게 수축한다.

이와같은 코일스프링(46)이 수축한 상태에서 돌출부재(9)와 결합,분리 치차(49)와의 결합이 풀리고, 모터(7) 구동력의 전달이 끊어지면 코일스프링(46)의 가압력(복원력)에 의해 돌출부재(9)가 원점위치까지 복귀된다. 또한 원점위치까지 되돌아간 돌출부재(9)는 금속제의 플레이트(48)가 케이스(10)내에 배치되는 마그네트(47)에 흡착됨으로써 케이스(10)내의 원점위치에서 고정되게 된다. 또한 플레이트(48)와 마그네트(47)와의 관계는 역, 즉 돌출부재(9)에 마그네트를 갖추고, 케이스(10)에 금속제의 플레이트를 배치함으로써 돌출부재(9)의 원점위치에서의 고정을 하도록 해도 좋으며, 쌍방 마그네트로 해도 좋다.

또한 코일스프링(46)은 돌출부재(9)의 앞쪽으로의 슬라이드 이동에 의해 수축하여 가압력을 저장하는 것이 아닌 신장함으로써 수축방향으로의 가압력을 저장하는 것으로 구성해도 좋다.

이상 설명한 것과 같이 본 발명의 동작보조장치에 의하면 모터의 출력축과 웜 사이에 소정치 이상의 전달토오크에 의해 슬립하는 코일스프링을 이용한 슬립기구를 구비하고 있기 때문에 돌출부재에 역방향(되미는 방향)의 힘이 가해졌을 때 그 힘을 슬립기구 부분에서 공회전시킬 수 있는 것으로부터 감속윤열이나 모터에 록을 일으키지 않게 된다. 특히 모터를 구동하여 돌출부재를 앞쪽으로 슬라이드 이동시키고 있는 동안 개폐부재나 손으로 돌출부재를 역방향으로 되미는 동작이 행해진 경우, 모터의 출력축이 치차윤열에 대해 독립적으로 공회전함으로써 감속윤열 및 모터에 록이 발생하지 않아 내부기구의 파손이 일어나지 않게 된다.

또 본 발명의 동작보조장치에 의하면 모터와 돌출부재 사이에 배치되어 모터의 구동력을 돌출부재에 전달하는 치차윤열중 진행각을 크게 형성한 웜과, 이 웜과 맞물려 웜의 회전력을 돌출부재측으로 전달하는 웜휠을 마련하고 있다. 그 때문에 돌출부재의 뒤쪽으로의 슬라이드 이동에 의해 웜휠에 역회전방향으로의 힘이 가해졌을 때 웜이 이 힘을 받아 역회전할 수 있고 치차윤열에 록이 발생하지 않아 스무스하게 동작할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 모터의 구동력을 치차윤열기구를 통해 받는 것으로 슬라이드 이동하고, 개폐부재에 직접 또는 간접적으로 접촉할 수 있는 돌출부재를 가지며, 상기 돌출부재의 슬라이드 동작에 의해 상기 개폐부재의 동작을 보조하는 동작보조장치로서, 상기 치차윤열에는 상기 모터의 출력축에 슬립기구를 통해 일체회전이 가능하도록 연결된 웜을 갖추고, 상기 슬립기구는 일단이 상기 출력축에 직접 혹은 간접적으로 계지되고 타단이 자유단으로 된 코일스프링과, 상기 출력축과 일체적으로 상기 코일스프링이 회전할 때 이 코일스프링 사이에 마찰력이 발생하도록 상기 웜에 형성된 벽부로 구성되는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 웜의 일단에 구멍을 형성하여 이 구멍부 내벽을 상기 슬립기구의 벽부로 하고, 상기 구멍부 내벽에 상기 코일스프링을 압입하여 끼워넣는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
3. 모터의 구동력을 치차윤열을 통해 받음으로써 앞쪽으로 슬라이드 이동하고, 개폐부재에 직접 또는 간접적으로 접촉할 수 있는 돌출부재를 가지며, 이 돌출부재의 슬라이드동작에 의해 상기 개폐부재의 동작을 보조하는 동작보조장치로서, 상기 치차윤열에는 상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 웜과, 이 웜과 맞물려 이 웜의 회전력을 상기 돌출부재측으로 전달하는 웜휠을 마련하고 또한 상기 돌출부재의 뒤쪽으로의 슬라이드 이동에 의해 상기 웜휠에 역회전방향으로의 힘이 가해졌을 때 상기 웜이 이 힘을 받아 역회전할 수 있도록 상기 웜톱니의 진행각을 크게 형성한 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 웜의 톱니는 여러조 형성되는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.