KR101344281B1 - 냉장고용 제빙기의 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠 기어의 캠면에 검빙 레버를 탄성 접촉하게 하는 토션 스프링의 회전방향의 축선 중심을 검빙 레버의 타측과 마주하는 위치에 배치하여 최소의 모멘트가 일정하게 작용하도록 한 냉장고용 제빙기의 구동장치에 관한 것이다.

Description

냉장고용 제빙기의 구동장치{Actuating Apparatus of Ice Machine for Refrigerator}

본 발명은 캠 기어의 캠면에 검빙 레버를 탄성 접촉하게 하는 토션 스프링의 회전방향의 축선 중심을 검빙 레버의 타측(선회측)과 마주하는 위치에 배치하여 최소의 모멘트가 일정하게 작용하도록 한 냉장고용 제빙기의 구동장치에 관한 것이다.

종래 냉장고용 제빙기의 구동장치로는 예컨대 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 공보에 개시된 것이 제안되어 있다.

종래의 냉장고용 제빙기의 구동장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 모터(10)와, 제빙 트레이에서 제조된 얼음을 아이스 뱅크로 배출시키는 이젝터와 연동하도록 배치되는 캠어셈블리(30); 캠어셈블리(30)에 의해 회전됨에 따라 아이스 뱅크에 배출된 얼음의 만빙을 감지하는 만빙감지암(50); 캠어셈블리(30)와 만빙감지암(50) 사이에 개재되는 기어부(40); 캠어셈블리(30)가 연동될 때에 캠어셈블리(30)의 위치를 감지하여 아이스 뱅크의 만빙을 감지하는 제1만빙감지수단(71)(73); 및 만빙감지암(50)이 아이스 뱅크의 얼음에 걸려 초기 위치로 복귀하지 못했지 여부를 감지하는 제2만빙감지수단(91)(93)을 포함한다.

캠어셈블리(30)는 모터(10)의 회전력을 전달받아 이젝터와 함께 회전되는 구동캠(31); 구동캠(31)에 의해 회전되고, 제1만빙감지수단(70)에 의해 회전 위치가 감지되는 검빙 레버(33)를 포함한다.

검빙 레버(33)에는 구동캠(31)의 캠면(31a)과 접촉되는 캠 팔로워(34)가 돌출되게 형성된다. 또한, 검빙 레버(33)에는 구동캠(31)의 대략 반대측으로 제1연장부(33a)와 제2연장부(33b)가 연장된다. 제2연장부(33b)의 끝단에는 치형(33b')이 형성된다.

또한, 기어부(40)는 치형(33b')과 맞물리는 제1기어(41)와, 제1기어(41)와 동일한 회전축(42)에 결합되는 제2기어(43)와, 제2기어(43)와 맞물리는 제3기어(45)로 이루어진다.

제3기어(45)에는 동일한 회전축(46)에 만빙감지암(50)이 홀딩되는 홀더(47)가 결합된다.

제1만빙감지수단(71)(73)은 제1연장부(33a)에 배치되는 제1마그네트(71)와, 제1연장부(33a) 근처에 배치되는 제1만빙감지센서(73)로 구성된다.

제2만빙감지수단(91)(93)은 만빙감지암(50) 측의 제3기어(45)에 배치되는 제2마그네트(91)와, 제3기어(45) 근처에 배치되는 제2만빙감지센서(93)로 구성되어 있다.

제1만빙감지수단과 제2만빙감지수단의 작용은 특허문헌 2에 기재되어 있어 상세한 설명은 생략한다.

한편, 검빙 레버(33)의 회전 중심에는 캠 팔로워(34)가 캠면(31a)에 탄성 접촉하게 토션 스프링(37)이 설치되어 있다.

토션 스프링(37)은 검빙 레버(33)의 회전중심 상에 삽입 설치되는 원통코일부(37a)와, 일단은 제1연장부(33a) 측에 위치되는 기어박스(1)에 형성된 제1지지핀(3)에 지지되는 제1암(37b), 타단은 제2연장부(33b)의 하면에 형성된 제2지지핀(5)에 지지되는 제2암(37c)으로 구성하여 있다.

이러한 레이아웃을 갖는 토션 스프링(37)은 도 3과 같은 문제가 있다.

제2암(37c)이 실선(도 1 상태)에서 점선(도 2 상태)으로 휘어지면, 제2암(37c)이 검빙 레버(33)에 가하는 반력은 F1《 F2임을 알 수 있다.

그러나, F1의 팔의 길이(r1)는 F2의 팔이 길이(r2)와 거의 같음을 알 수 있다.

따라서, 모멘트는 M1(F1×r1)《 M2(F2×r2) 로 되어, 검빙 레버(33)에 작용하는 힘의 방향에 따라 최소에서 최대의 모멘트를 받기 때문에, 검빙 레버(33)와 연동되는 부품들에 악영향 예컨대 부품의 내구성을 떨어트리거나 정밀한 회전력을 제공하지 못한다.

특허문헌 1 : 한국공개특허 제2007-0096552호 특허문헌 2 : 한국공개특허 제2008-0035712호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여, 검빙 레버에 최소의 모멘트가 일정하게 작용하도록 하여 연동되는 부품들에 미치는 영향을 최소화시킨 냉장고용 제빙기의 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 청구항 1에 기재된 냉장고용 제빙기의 구동장치는,

캠 기어의 캠면을 따라 선회하여 상기 검빙 암을 선회시키는 검빙 레버를 상기 캠면에 탄성 가압하는 토션 스프링을 포함하는 구동부가 케이스와 커버로 이루어진 하우징에 탑재되되,

상기 토션 스프링의 원통코일부는 상기 검빙 레버의 선회측과 마주하는 위치의 상기 커버에 지지되어 있다.

청구항 1의 구성에 의하면, 힘의 크기가 증가하는 것과 반대로 모멘트의 팔의 길이가 짧게 구현되는 레이아웃을 제공하여, 최소의 모멘트가 부품에 작용하게 한다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 냉장고용 제빙기의 구동장치는,

상기 원통코일부는 상기 커버에 형성된 안내핀에 지지되고, 상기 원통코일부의 일측에서 연장되는 제1암은 상기 검빙 레버의 타측에 형성된 제1지지핀에 지지되고, 상기 원통코일부의 타측에서 연장되는 제2암은 상기 커버에 형성된 제2지지핀에 지지되어 있다.

본 발명의 청구항 3에 기재된 냉장고용 제빙기의 구동장치는,

상기 구동부는 모터와, 상기 모터와 상기 캠 기어 사이에 개재되는 제1전달부재와, 상기 검빙 레버와 상기 검빙 암 사이에 개재되는 제2전달부재로 이루어지진다.

본 발명의 청구항 4에 기재된 냉장고용 제빙기의 구동장치는,

상기 검빙 레버의 일측은 상기 케이스에 설치된 지축에 지지되고, 상기 검빙 레버의 선회측인 타측은 상기 제2전달부재에 연결되어 있다.

본 발명의 청구항 5에 기재된 냉장고용 제빙기의 구동장치는,

상기 검빙 레버의 하면에는 상기 캠 기어의 캠면에 접촉하는 캠 팔로워가 형성되어 있다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

토션 스프링의 원통코일부는 검빙 레버의 타측과 마주하는 위치의 커버에 형성된 안내핀에 삽입 설치됨으로써, 힘의 크기가 증가하는 것과 반대로 모멘트의 팔의 길이는 짧아지는 레이아웃을 제공하여, 최소의 모멘트가 부품에 일정하게 작용하게 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 제빙기 구동장치의 평면도.
도 3은 도 1 및 도 2의 토션 스프링이 작용한 상태를 설명한 도.
도 4a 및 도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고용 제빙기의 구동장치의 동작을 나타낸 평면도.
도 4b 및 도 5b는 도 4a 및 도 5a에서 커버를 장착한 상태의 평면도.
도 6은 도 4a 및 도 5a의 토션 스프링이 작용한 상태를 설명한 도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.

도 4a 및 도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉장고용 제빙기의 구동장치의 동작을 나타낸 평면도이고, 도 4b 및 도 5b는 도 4a 및 도 5a에서 커버를 장착한 상태의 평면도이고, 도 6은 도 4a 및 도 5a의 토션 스프링이 작용한 상태를 설명한 도이다.

도 4a 내지 도 5b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고용 제빙기의 구동장치는 검빙 암(50)을 구동하는 구동부와, 상기 구동부가 탑재되는 하우징으로 이루어진다.

상기 구동부는 모터(100)와, 캠 기어군(300)과, 모터(100)와 캠 기어군(300) 사이에 개재되는 제1전달부재(500)와, 캠 기어군(300)과 검빙 암(50) 사이에 개재되는 제2전달부재(700)를 포함한다.

이러한 구동부는 케이스(A)와, 케이스(A)를 덮는 덮개(B)로 이루어진 하우징(H)에 탑재되어, 제빙 트레이의 일측면에 체결 고정된다.

모터(100)는 정회전과 역회전 가능한 스텝 모터로 구현되며, 그 회전축에는 구동기어(110)가 장착되어 있다. 구동기어(110)로는 웜 또는 피니언이 적용될 수 있다.

캠 기어군(300)은 제빙 트레이에서 제조된 얼음을 아이스 뱅크로 배출시키는 이젝터와 함께 회전하는 캠 기어(310)와, 캠 기어(310)의 회전과 연동하는 검빙 레버(330)로 구성하여 있다.

또한, 캠 기어군(300)에는 캠 기어(310)의 회전과 연동하는 제1감지레버(350)가 설치되어 있다. 제1감지레버(350)에는 제1마그네트(351)가 설치되고, PCB(200)에는 제1마그네트(351)를 센싱하는 제1홀센서(353)가 설치되어 있다. 제1감지센서(351)(353)는 원점 및 만빙 감지 기능을 한다.

캠 기어(310)의 회전 중심에는 제빙 트레이의 이젝터가 함께 회전되게 결합되어 있다.

캠 기어(310)는 감속 기어군을 형성한 제1전달부재(500)를 통해 구동기어(110)의 회전력을 전달받는다.

즉, 제1전달부재(500)는 구동기어(110)와 맞물린 제1기어(511)와 동일 회전축 상에 있는 제2기어(512), 제2기어(512)와 맞물린 제3기어(513)와 동일 회전축 상에 있는 제4기어(514), 제4기어(514)와 맞물린 제5기어(515)와 동일 회전축 상에 있는 제6기어(516), 제6기어(516)와 맞물린 제7기어(517)와 동일 회전축 상에 있는 제8기어(518)로 이루어진다. 제8기어(518)는 캠 기어(310)와 맞물려있다.

또한, 캠 기어(310)의 상면과 하면에는 제1캠면(311)과 제2캠면(미도시)이 형성되어 있다.

제1캠면(311)에는 검빙 레버(330)의 캠 팔로워(331)가 접촉되고, 제2캠면(미도시)에는 제1감지레버(350)의 캠 팔로워(미도시)가 접촉되어 있다.

검빙 레버(330)의 캠 팔로워(331)는 후술된 토션 스프링(400)에 의해 제1캠면(311)에 탄성 접촉되게 하고, 제1감지레버(350)의 캠 팔로워(미도시)는 인장 스프링(미도시)에 의해 제2캠면(미도시)에 탄성 접촉되게 한다. 인장 스프링(미도시)의 일단은 케이스(B)에 설치되고, 타단은 제1감지레버(350)에 설치되어 있다.

따라서, 캠 기어(310)의 정회전 또는 역회전에 따라 검빙 레버(330)와 제1감지레버(350)도 함께 캠면을 따라 회전하게 된다.

이때, 얼음 걸림 시 검빙 레버(330)가 제1감지레버(350)의 상면에 형성된 돌기(355)를 위로 밀면서 후술된 제2감지센서(711)(713)의 신호시까지 대기시킨다.

검빙 레버(330)는 일측이 케이스(A)에 형성된 지축(333)에 설치되고, 타측에는 섹터 기어의 형태로 치형(335)이 형성되어 있다.

또한, 검빙 레버(330)의 일측과 하측 사이의 하면에는 전술한 캠 팔로워(331)가 형성되고, 검빙 레버(330)의 타측 상면에는 토션 스프링(400)의 제1암(411)에 지지되는 제1지지핀(411a)이 형성되어 있다.

토션 스프링(400)은 도 4b, 도 5b 및 도 6에 도시한 바와 같이, 원통코일부(410)와, 원통코일부(410)의 일측 및 타측에 형성되는 제1암(411)과 제2암(413)으로 구성되어 있다.

원통코일부(410)는 커버(B)의 안내핀(415)에 삽입 지지되고, 제1암(411)은 제1지지핀(411a)에 지지되고, 제2암(413)은 커버(B)의 제2지지핀(413a)에 지지되어 있다.

즉, 원통코일부(410) 또는 안내핀(415)의 위치가 적어도 검빙 레버(330)의 선회측인 검빙 레버(330)의 치형(335)과 마주하는 위치에 배치되어 있다.

이러한 위치로 인해, 도 6과 같이 탄성 반력이 검빙 레버(330)에 가하는 모멘트는 최소로 거의 일정하게 작용시켜, 검빙 레버(330)와 연동되는 부품들의 내구성이나 회전정밀도에 악영향을 주지 않게 된다.

즉, 반력 f1의 팔의 길이(r1)는 검빙 레버(330)의 지축(333)과 반력 지점인 제1지지핀(411a) 사이의 거리이다.

이 초기 모멘트(M1) 상태에서 검빙 레버(330)가 θ만큼 아래로 회전하면, 제1지지핀(411a)은 제1암(411)을 그만큼 아래로 회전시킨다.

이 상태가 반력 f2로서 f1에 비해 받는 탄성 반력은 매우 크다.

그러나, 도 6과 같이 f2에 대한 팔의 길이(r2)는 지축(333)과 반력 지점인 제1지지핀(411a) 사이의 거리로서, r1에 비해 매우 짧다.

따라서, 초기의 최소 모멘트(M1)는 변위한 모멘트(M2)와 거의 값이 같아져, 최소한의 토크를 거의 일정하게 작용시키게 된다.

한편, 커버(B)에는 제1지지핀(411a)이 외부로 노출되게 도 4b 및 도 5b에 도시한 관통공(BP)이 형성되어 있다. 따라서, 케이스(A)에는 커버(B)를 커버하는 마감판이 설치된다.

제2전달부재(700)는 검빙 암(50)을 홀딩하는 홀딩기어(710)와, 캠 기어군(500)과 홀딩기어(710) 사이에 개재되는 중간기어(730)로 이루어진다.

홀딩기어(710)에는 제2마그네트(711)가 설치되고, PCB(200)에는 제2마그네트(711)를 센싱하는 제2홀센서(713)가 설치되어 있다. 제2감지센서(711)(713)은 원점 감지 기능을 한다.

홀딩기어(710)의 회전축(715)은 검빙 암(50)이 홀딩되는 홀딩축(715)으로 사용 가능하다.

또한, 홀딩기어(710)에는 치형(717)이 원주의 일부에만 형성되어 있다.

중간기어(730)는 도 4a 및 도 5a에 도시한 바와 같이, 검빙 레버(330)의 치형(335)과 맞물리는 치형이 형성된 제1중간기어(740)와, 홀딩기어(710)의 치형(717)과 맞물리는 치형이 형성된 제2중간기어(750)와, 제1중간기어(740)와 제2중간기어(750)에 장착되는 토션 스프링(770)을 포함한다.

즉, 검빙 암(50)에 부하가 걸린 경우 홀딩기어(710)와 맞물린 제2중간기어(750)도 부하가 걸린 상태로 있기 때문에, 토션 스프링(770)은 제1중간기어(740)의 회전에 대해 제2중간기어(750) 대신에 탄성 변형을 통해 흡수하는 역할을 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다.

50 : 검빙 암 100 : 모터
110 : 구동기어 200 : PCB
300 : 캠 기어군 310 : 캠 기어
311 : 제1캠면 330 : 검빙 레버
331 : 캠 팔로워 350 : 제1감지레버
351 : 제1마그네트 353 : 제1홀센서
355 : 돌기 400,770 : 토션 스프링
500 : 제1전달부재 511~518 : 제1~제8기어
700 : 제2전달부재 710 : 홀딩기어
711 : 제2마그네트 713 : 제2홀센서
730 : 중간기어 740 : 제1중간기어
750 : 제2중간기어 H : 하우징
A : 케이스 B : 커버
BP : 관통공

Claims (5)

1. 삭제
2. 캠 기어의 캠면을 따라 선회하여 검빙 암을 선회시키는 검빙 레버를 상기 캠면에 탄성 가압하는 토션 스프링을 포함하는 구동부가 케이스와 커버로 이루어진 하우징에 탑재되되,
   상기 토션 스프링의 원통코일부는 상기 검빙 레버의 선회측과 마주하는 위치의 상기 커버에 지지되며,
   상기 원통코일부는 상기 커버에 형성된 안내핀에 지지되고,
   상기 원통코일부의 일측에서 연장되는 제1암은 상기 검빙 레버의 타측에 형성된 제1지지핀에 지지되고,
   상기 원통코일부의 타측에서 연장되는 제2암은 상기 커버에 형성된 제2지지핀에 지지되는 냉장고용 제빙기의 구동장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 구동부는 모터와, 상기 모터와 상기 캠 기어 사이에 개재되는 제1전달부재와, 상기 검빙 레버와 상기 검빙 암 사이에 개재되는 제2전달부재로 이루어진 냉장고용 제빙기의 구동장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 검빙 레버의 일측은 상기 케이스에 설치된 지축에 지지되고, 상기 검빙 레버의 선회측인 타측은 상기 제2전달부재에 연결되는 냉장고용 제빙기의 구동장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 검빙 레버의 하면에는 상기 캠 기어의 캠면에 접촉하는 캠 팔로워가 형성되는 냉장고용 제빙기의 구동장치.
   

Images