KR101677377B1 - 제빙장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예는, 트레이를 회전시키는 모터를 동기 모터를 이용하고, 별도의 회전 제어를 위한 구성이 없이 트레이 회전시 모터의 회전 반대 방향으로 발생되는 회전 모멘트에 의해 모터의 회전 방향이 전환될 수 있도록 함으로써 소형화 및 제조비용의 절감이 가능한 제빙장치에 관한 것이다.

Description

제빙장치 { Ice making apparatus refrigerator }

본 발명은 제빙장치에 관한 것이다.

일반적으로 제빙장치는 냉장고 또는 정수기의 내부에 구비되어 얼음을 만드는 장치이다. 상기 제빙장치는 트레이에 직접 물을 공급한 후 제빙 완료 후 트레이를 회전 조작하여 얼음을 이빙시키는 수동 제빙장치와, 자동으로 제빙에 필요한 물이 상기 트레이에 공급된 후 제빙이 완료되면 자동으로 얼음을 이빙시키는 자동 제빙장치로 대별될 수 있다.

또한, 상기 자동 제빙장치는 트레이에 수용된 물을 냉기에 의해 간접 냉각하는 구조와, 상기 트레이에 수용된 물을 냉각핀에 의해 직접 냉각하는 구조 등 다양한 구조를 가질 수 있다.

그리고, 상기 트레이에서 제빙이 완료된 얼음을 이빙시키기 위해서 상기 자동 제빙장치에는 모터가 구비될 수 있으며, 상기 모터의 회전에 의해 상기 트레이가 회전되거나 상기 트레이 내부의 얼음을 퍼낼 수 있는 이젝터가 회전되는 구조를 가질 수 있다.

한편, 대한민국공개특허 제10-2000-0015691호에는 제어부의 일측에 이빙모터의 회전시 함께 회전되어 이빙모터의 회전 각도를 감지할 수 있도록 포토커플러가 구비되며, 포토커플러에 의해 입력되는 신호를 바탕으로 제어부에서는 이빙모터를 설정된 각도로 회전시키는 구조가 개시되어 있다.

이와 같은 종래기술에서는 트레이의 정확한 회전을 위해서 회전 각도를 검출할 수 있는 포토커플러와 슬롯이 형성된 별도의 부재가 더 필요하게 되며, 이빙모터 또한 신호에 의해 정역회전의 제어가 가능한 서보모터가 사용되어야 한다.

하지만, 정역회전의 제어가 가능한 서보모터의 경우 그 크기가 클 뿐만 아니라 가격이 상대적으로 비싸 제조비용이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 트레이를 회전시키는 모터를 동기 모터를 이용하고, 별도의 회전 제어를 위한 구성이 없이 트레이 회전시 모터의 회전 반대 방향으로 발생되는 회전 모멘트에 의해 모터의 회전 방향이 전환될 수 있도록 함으로써 소형화 및 제조비용의 절감이 가능한 제빙장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 제빙장치는, 제빙을 위한 물이 수용되는 아이스 트레이; 전원 공급에 따라 정역회전되며, 상기 아이스 트레이를 회전시키는 동기 모터; 상기 아이스 트레이 및 동기 모터의 회전축과 연결되어 함께 회전되는 레버; 상기 아이스 트레이의 상방에 구비되며, 냉동사이클을 순환하는 냉매가 유동되는 열교환 배관; 상기 열교환 배관에서 상기 아이스 트레이 내측으로 연장되며, 상기 아이스 트레이 내부의 물을 결빙시키는 열교환 핀; 상기 아이스 트레이가 제빙을 위해 개구된 상면이 상방을 향하도록 위치될 때, 상기 레버와의 접촉에 의해 상기 모터로의 전원 공급을 차단하는 제 1 스위치; 상기 아이스 트레이가 이빙을 위해 회전된 상태일 때, 상기 레버와의 접촉에 의해 상기 모터로의 전원 공급을 차단하는 제 2 스위치;를 포함하며, 상기 아이스 트레이 및 동기 모터의 회전 축과 연결되어 함께 회전되되, 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치를 지날 수 있도록 중앙을 기준으로 양측으로 대향되는 경사면이 형성되는 레버; 상기 동기 모터는 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치에 의해 정지된 후 구동 신호가 입력되어 다시 회전하게 될 때, 상기 동기 모터의 로터 경계면이 스테이터의 중앙을 기준으로 설정 구간에 위치되는 경우 이전의 회전 방향으로 더 회전되되, 상기 동기 모터의 회전 모멘트보다 더 큰 탄성 변형 모멘트가 발생될 때까지 회전되어 상기 동기 모터가 이전의 회전 방향과 반대 방향으로 회전될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 아이스 트레이는 탄성 변형 가능한 소재로 형성되며, 상기 열교환 배관이 고정 장착되는 마운팅 브라켓과 걸림 구속된 상태에서 더 회전되어 탄성 변형되며, 상기 모터의 회전 방향 전환을 위한 탄성 변형 모멘트를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 마운팅 브라켓에는 상기 아이스 트레이 방향으로 연장되며, 상기 아이스 트레이의 회전시 걸림 구속되는 트레이 구속부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 아이스 트레이는 탄성 변형 가능한 소재로 형성되며, 회전시 상기 아이스 트레이가 회전 가능하게 장착되는 케이스의 일측에 돌출되는 트레이 걸림 돌기와 걸림 구속된 상태에서 더 회전되어 탄성 변형되며, 상기 모터의 회전 방향 전환을 위한 탄성 변형 모멘트를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 아이스 트레이의 상측에는 상기 아이스 트레이로 물을 공급 또는 회수하는 워터 파이프가 구비되며, 상기 아이스 트레이는 회전시 상기 워터 파이프와 걸림 구속된 상태에서 더 회전되어 탄성 변형되며, 상기 모터의 회전 방향 전환을 위한 탄성 변형 모멘트를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 아이스 트레이에는 상기 워터 파이프의 하단이 수용되도록 함몰된 함몰부가 형성되며, 상기 함몰부에는 상기 아이스 트레이의 회전시 상기 워터 파이프의 하단이 걸림 구속되는 걸림부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 아이스 트레이는 탄성 변형이 가능한 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 워터 파이프는 탄성 변형이 가능한 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 아이스 트레이가 회전 가능하게 장착되며, 상기 제빙장치의 외관을 형성하는 케이스를 포함하며, 상기 케이스는, 상기 아이스 트레이와 상기 모터 및 마운팅 브라켓이 배치되는 장착부와; 상기 장착부의 하방에서 제빙 완료된 얼음이 낙하되어 저장되는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 설정 구간은 스테이터의 중앙을 기준으로 -2.25˚ ~ 0˚각도 구간인 것을 특징으로 한다.
상기 레버의 길이는 상기 레버의 단부가 회전시 상기 스위치의 판 스프링을 누르면서 통과할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 모터가 장착되고, 내부에 상기 레버와 스위치를 수용하는 모터 케이스를 포함하며, 상기 모터 케이스의 내측에는 상기 레버의 회전 경로 외측의 상기 레버 둘레를 따라 연장되는 가이드 리브가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 레버와 상기 아이스 트레이의 사이에는 상기 레버의 회전 축과 상기 아이스 트레이의 회전 축이 압입되어 연결되어 함께 회전되는 연결부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 제빙장치는 정수기 또는 냉장고에 구비되는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 실시 예에 따른 제빙장치에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 본 발명의 실시 예에서는 아이스 트레이를 회전시키는 모터를 소형화된 동기모터를 사용함으로써 상기 제빙장치르 보다 컴팩트하게 구성할 수 있게 된다.

둘째, 본 발명의 실시예에서는 동기 모터를 이용하여 별도의 정역회전을 위한 제어를 사용하지 않고 아이스 트레이 또는 워터 파이브의 탄성 변형시 발생되는 아이스 트레이의 회전 모멘트를 이용하여 동기 모터를 역회전시킬 수 있도록 함으로써 보다 간결한 구성을 취할 수 있으며 단가가 낮은 동기 모터를 성능의 저하 없이 사용 가능하게 됨으로써 제조 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

셋째, 본 발명의 실시예에서는 동기 모터의 특성상 데드 앵글 구간에서 상기 동기 모터가 역회전 되지 않는 구간이 발생될 수 있으나, 아이스 트레이에 가해지는 역방향의 회전 모멘트가 동기 모터의 설계 회전 모멘트 보다 크도록 하여 역회전 가능하게 함으로써 동작 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 본 발명의 실시예에서는 데드 앵글 구간에서 상기 동기 모터가 이전 진행방향으로 더 회전된 후 다시 반대 방향으로 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 레버의 단부에 각각 경사면이 형성되어 상기 동기 모터의 정역회전이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 이점이 있다.

다섯째, 본 발명의 실시예에서는 상기 레버의 장착시 상기 레버의 회전 경로를 제외한 부분에 가이드 리브가 형성되어 상기 레버 장착시 정확한 위치에 장착될 수 있도록 유도하여 오조립을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 제빙장치가 구비되는 정수기의 외관을 보인 사시도이다.
도 2는 상기 정수기의 외장 부품을 제거한 상태의 측면도이다.
도 3은 상기 정수기의 탑 커버를 분리하여 상기 제빙장치를 상방에서 바라본 부분 사시도이다.
도 4는 상기 제빙장치의 부분 사시도이다.
도 5는 상기 제빙장치의 분해 사시도이다.
도 6은 상기 제빙장치의 종단면도이다.
도 7은 상기 제빙장치의 주요 구성인 모터 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 8은 상기 제빙장치의 주요 구성인 모터의 구속 조건을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 상기 제빙장치의 주요 구성인 아이스 트레이와 워터튜브의 사시도이다.
도 10은 상기 아이스 트레이가 제빙 상태일 때의 스위치 접촉 상태를 보인 도면이다.
도 11은 상기 아이스 트레이가 제빙 상태일 때의 제빙장치의 상태를 보인 종 단면도이다.
도 12는 상기 아이스 트레이가 구속상태에서 벗어나기 위해 더 회전된 상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 상기 아이스 트레이가 정회전하게 될 때의 시간에 따른 회전 각도의 변화를 나타낸 도면이다.
도 14는 상기 아이스 트레이가 이빙 상태일 때의 스위치 접촉 상태를 보인 도면이다.
도 15는 상기 아이스 트레이가 이빙 상태일 때의 역회전된 상태를 보인 부분 사시도이다.
도 16은 상기 아이스 트레이가 이빙 상태일 때의 제빙장치의 상태를 나타낸 종단면도이다.
도 17는 상기 아이스 트레이가 역회전하게 될 때의 시간에 따른 회전 각도의 변화를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 제빙장치의 종 단면도이다.
도 19는 상기 제빙 장치의 요부 구성인 증발기 브라켓의 사시도이다.
도 20은 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 제빙장치의 종 단면도이다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 의한 제빙 장치가 장착된 냉장고를 보인 사시도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 냉장고는 설명과 이해의 편의를 위해서 제빙장치가 정수기에 구비된 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 상기 제빙장치는 냉장고 또는 상업용 얼음 제조 장치 등 다양하게 적용 가능함을 미리 밝혀 둔다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 의한 제빙장치가 구비되는 정수기의 외관을 보인 사시도이다. 그리고, 도 2는 상기 정수기의 외장 부품을 제거한 상태의 측면도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 정수기(1)는 본체(10)의 내부에 저수조와 냉수탱크(30), 다수의 필터(미도시) 그리고 이들을 연결하는 유로 배관(50)과 상기 유로 배관(50)상에 구비되는 각종 밸브(미도시), 제빙장치(100)와 압축기(20), 응축기(미도시) 등이 상기 본체(10)의 내부에 구비된다.

상기 본체(10)는 상기 정수기(1)의 내부 골격을 형성하는 프레임으로 정의될 수 있으며, 상기 본체(10)의 내부에 다수의 구성들이 배치될 수 있는 공간을 형성하게 된다.

상기 본체(10)의 외측면에는 양측면의 외관을 형성하는 사이드 플레이트(11)가 구비된다. 상기 사이드 플레이트(11)는 상기 정수기(1)의 좌우 양측면의 적어도 일부를 형성하며, 상면에는 탑 커버(12)가 구비된다.

상기 본체(10)의 전면에는 프론트 판넬(13)이 구비되며, 상기 프론트 판넬(13)의 하부에는 물 또는 얼음이 취출될 수 있는 공간이 형성된다. 그리고, 상기 공간을 통해 얼음과 물을 독립적으로 취출할 수 있는 취출구(14)가 하방으로 각각 돌출되어 노출된다.

상기 프론트 판넬(13)의 전면 상부에는 상기 정수기(1)의 동작을 조작하고 각종 기능을 설정할 수 있는 조작부(15)가 형성된다. 상기 조작부(15)는 터치 버튼 방식으로 조작될 수 있도록 구성되며, 상기 조작부(15)에는 사용자의 조작 선택 또는 상기 정수기(1)의 동작 상태를 표시할 수 있는 표시부(16)가 더 형성될 수 있다. 상기 표시부(16)는 온오프되는 램프 형식으로 구성될 수도 있고 별도의 디스플레이로 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 프론트 판넬(13)의 전면 하단에는 워터 트레이(17)가 구비된다. 상기 워터 트레이(17)는 취출구(14)를 통한 물 취출시 발생되는 잔수 또는 물 넘침시 물을 저장하게 된다. 그리고, 상기 워터 트레이는 상기 프론트 판넬(13)로부터 분리가능하게 장착되어 저장된 물을 비울 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 본체(10) 내부의 하부에는 압축기(20)와 냉수탱크(30) 및 필터(미도시)가 배치될 수 있으며, 상기 본체(10) 내부의 상부에는 저수조(40)와 제빙장치(100)가 구비될 수 있다. 그리고, 상세하게 도시되지는 않았지만, 상기 본체(10)에는 상기 압축기(20)와 연결되어 냉동사이클을 구성하는 응축기 팽창장치 및 냉매 배관(60)이 구비되어 냉매가 순환될 수 있도록 구성될 수 있다.

도 3은 상기 정수기의 탑 커버를 제거하여 상기 제빙장치를 상방에서 바라본 부분 사시도이다. 그리고, 도 4는 상기 제빙장치의 부분 사시도이다. 그리고, 도 5는 상기 제빙장치의 분해 사시도이다. 그리고, 도 6은 상기 제빙장치의 종단면도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 탑 커버(12)를 본체로부터 분리하게 되면, 상기 본체(10)의 상부를 통해 상기 저수조(40)와 제빙장치(100)가 노출된다. 따라서, 상기 탑 커버(12)를 개방하여 상기 저수조(40)를 청소하거나 상기 제빙장치(100)의 서비스가 가능하게 된다.

상기 제빙장치(100)는, 공급되는 물을 수용하여 얼음을 만드는 아이스 트레이(400)와, 상기 아이스 트레이(400)의 상방에 구비되어 상기 아이스 트레이(400)에 수용된 물을 냉각하는 열교환 배관(350)과, 상기 열교환 배관(350) 및 아이스 트레이(400)가 장착되는 케이스(200), 그리고 상기 아이스 트레이(400)가 회전 되도록 하는 모터 어셈블리(600)를 포함하여 구성될 수 있다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 케이스(200)는 전체적으로 상기 아이스 트레이(400)가 장착되는 장착부(210)와, 상기 장착부(210)의 하부에 구비되며, 제빙된 얼음이 보관되는 저장부(220)로 구성될 수 있다.

상기 케이스(200)는 플라스틱 소재 또는 수지재로 형성될 수 있으며, 내부의 얼음이 저장될 수 있도록 단열 소재로 형성되거나 내부에 단열 소재가 충진되도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 케이스(200)의 일측은 상기 취출구(14)와 연결되어 상기 저장부(220)에 저장된 얼음이 사용자의 취출 조작에 의해 상기 취출구(14)를 통해 취출되도록 구성될 수 있다.

상기 장착부(210)에는 마운팅 브라켓(300)이 구비된다. 상기 마운팅 브라켓(300)은 상기 열교환 배관(350) 및 이빙 히터(330)를 고정하기 위한 것으로, 상기 장착부(210)의 상부에 고정 장착될 수 있다.

상기 마운팅 브라켓(300)은 강도가 높아 쉽게 변형되거나 파손되지 않는 금속 소재로 형성될 수 있으며, 상기 장착부(210)와 결합되도록 연장 및 절곡되는 결합부(310)와, 상기 열교환 배관(350)과 이빙 히터(330)의 고정을 위한 고정부(320)로 구성될 수 있다.

상기 고정부(320)는 상기 열교환 배관(350)과 이빙 히터의 형상과 대응하도록 프레스 가공되어 절곡된 히터 장착부(321)를 형성하게 된다. 따라서, 상기 이빙 히터(330)는 상기 히터 장착부(321)에 수용된 상태로 고정될 수 있게 된다.

상기 이빙 히터(330)는 상기 히터 장착부(321)를 따라서 절곡 형성되며, 상기 열교환 배관(350)과 동일한 형상으로 절곡되어 상기 아이스 트레이(400) 상방에 배치될 수 있게 된다. 그리고, 상기 이빙 히터(330)의 양단은 서로 인접한 위치에서 상기 장착부(210)에 형성된 히터 출입구(211)를 통과하게 된다. 즉, 상기 이빙 히터(330)의 양단은 상기 히터 출입구(211)를 통해 상기 케이스(200)의 내측 공간으로 유입되며, 상기 마운팅 브라켓(300)에 고정 장착된다.

상기 마운팅 브라켓(300)의 고정부(320)에는 별도의 고정부재(340)가 더 구비될 수 있으며, 상기 고정부재(340)에 의해 상기 열교환 배관(350)이 상기 마운팅 브라켓(300) 상에 고정 장착될 수 있다.

상기 열교환 배관(350)은 상기 이빙 히터(330)의 하방에 배치되며, 상기 이빙 히터(330)와 서로 접하도록 형성된다. 따라서, 상기 이빙 히터(330)의 구동에 의해 발생되는 열은 상기 열교환 배관(350)으로 전달될 수 있으며, 다시 상기 열교환 핀(351)을 통해서 상기 열교환 핀(351)에 부착된 얼음을 가열할 수 있게 된다.

따라서, 이빙시 상기 열교환 핀(351)에 얼음이 매달린 상태에서 상기 열교환 핀(351)의 가열을 통해 얼음이 녹아 상기 열교환 핀(351)으로부터 떨어져 상기 저장부(220) 내측에 수용되도록 할 수 있다.

상기 열교환 배관(350)은 하나의 배관이 상기 아이스 트레이(400)의 상방에서 상기 아이스 트레이(400)의 내측 영역을 따라서 배치될 수 있도록 절곡되며, 상기 이빙 히터(330)의 절곡된 형상과 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 열교환 배관(350)은 상기 케이스(200)의 외측에 구비되어 냉동사이클을 구성하는 배관과 연결되어 냉매가 순환되도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 열교환 배관(350)에는 상기 열교환 배관(350)을 따라 일정간격으로 열교환 핀(351)이 형성된다. 상기 열교환 핀(351)은 열전도도가 높은 금속소재로 형성되어 상기 열교환 배관(350)의 온도가 상기 아이스 트레이(400) 내부에 수용된 물로 전달될 수 있도록 한다. 이를 위해 상기 열교환 핀(351)은 하방으로 연장되며, 연장된 하단이 상기 아이스 트레이(400) 내측의 공간에 위치되어 상기 아이스 트레이(400) 내부에 수용된 물과 접할 수 있도록 형성된다.

따라서, 상기 열교환 배관(350)의 냉매는 상기 열교환 핀(351)을 통해 상기 아이스 트레이(400) 내부에 수용된 물과 열교환 할 수 있게 되어 얼음을 만들 수 있게 된다. 이때, 상기 아이스 트레이(400)의 물은 상기 열교환 핀(351)과 접하는 부분부터 차례로 냉각되고 제빙이 완료된 상태에서는 상기 열교환 핀(351)에 매달린 형태로 얼음이 만들어지게 된다.

상기 마운팅 브라켓(300)의 일측에는 온도 감지장치(360)가 장착되는 감지장치 장착부(322)가 형성된다. 상기 온도 감지장치(360)는 서미스터 또는 온도센서와 같이 온도의 감지가 가능한 장치로 구성될 수 있으며, 온도의 감지를 통해서 제빙 완료를 판단할 수 있게 된다.

그리고, 상기 열교환 배관(350)의 하방에는 상기 아이스 트레이(400)가 구비된다. 상기 아이스 트레이(400)는 상면이 개구되고 바닥면이 라운드진 형태로 형성되어 제빙을 위한 물이 내부에 수용될 수 있도록 형성된다.

상기 아이스 트레이(400)는 양단이 상기 장착부(210)에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 그리고, 상기 아이스 트레이(400)의 양단 중 일측단은 모터 어셈블리(600)와 연결되며, 상기 모터 어셈블리(600)의 구동에 따라서 상기 아이스 트레이(400)는 정역회전 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 아이스 트레이(400)는 플라스틱과 같은 합성 수지재로 형성될 수 있으며, 탄성 변형 가능한 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 아이스 트레이(400)가 회전에 의해 상기 제빙장치(100)의 다른 구성과의 접촉하게 될 때, 상기 아이스 트레이(400)가 접촉 상태에서 소정의 각도만큼 더 회전될 수 있게 되며 이를 통해 소정의 탄성 모멘트를 가질 수 있게 된다.

상기 장착부(210)의 좌우 양측면 중 상기 모터 어셈블리(600)가 장착되는 일면에는 워터 파이프(500)가 구비된다. 상기 워터 파이프(500)는 상기 장착부(210)를 관통하여 설치될 수 있으며, 상기 케이스(200)의 내측에서 상기 아이스 트레이(400)측으로 연장 형성될 수 있다.

따라서, 제빙 시작시 상기 워터 파이프(500)를 통해서 상기 아이스 트레이(400)로 물 공급될 수 있으며, 제빙 완료시 상기 워터 파이프(500)를 통해서 상기 아이스 트레이(400)의 물을 흡입하여 회수할 수 있게 된다.

상기 아이스 트레이(400)와 상기 워터 파이프(500)의 구성에 관하여서는 아래에서 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

한편, 상기 장착부(210) 좌우 양측면 중 일측면에는 모터 어셈블리(600)가 구비된다. 상기 모터 어셈블리(600)는 상기 아이스 트레이(400)의 선택적인 회전 동작을 위한 것으로, 구동력을 제공하는 모터(610)와 상기 모터(610)의 회전을 제어하기 위한 모터 케이스(620)로 구성될 수 있다.

도 7은 상기 제빙장치의 주요 구성인 모터 어셈블리의 분해 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 모터 어셈블리(600)는 상기 모터(610)와 모터 케이스(620)로 구성될 수 있다.

상기 모터(610)는 상기 모터 케이스(620)의 외측면 일측에 장착되며, 상기 모터(610)의 장착시 상기 모터(610)의 회전축이 되는 샤프트(611)가 상기 모터 케이스(620)의 내측으로 삽입될 수 있도록 장착된다.

상기 모터(610)는 내부 전극의 방향이 바뀌면서 정역회전이 가능한 동기모터(Synchronous Motor)가 사용된다. 상기 모터(610)는 상기 아이스 트레이(400)의 회전 축과 연결되어 함께 회전될 수 있으며, 아래에서 설명할 스위치(650)에 의해 전원이 선택적으로 차단되어 정지될 수 있도록 구성된다.

도 8은 상기 제빙장치의 주요 구성인 모터의 구속 조건을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 모터(610)는 샤프트(611)와 일체로 구성되어 함께 회전될 수 있는 영구자석 소재의 로터(612)와, 상기 로터(612) 외측에 고정되며 다수의 권선이 배치되어 전원의 공급에 따라 자력을 발생시키는 스테이터(613)로 구성될 수 있다. 따라서, 전원의 인가에 따라 상기 스테이터(613)와 상기 로터(612) 사이의 자력에 의해 상기 로터(612)가 회전하게 된다. 그리고, 상기 모터(610)는 공급되는 전원의 극성 변화에 따라 상기 로터(612)의 회전 방향이 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 모터(610)의 정역회전이 가능하게 된다.

상기 모터(610)는 제빙을 위해 물이 급수되고 냉각되도록 상기 아이스 트레이(400)가 수평이 되는 상태와 이빙을 위해 상기 아이스 트레이(400)가 회전된 상태에서는 아래에서 설명할 스위치(650)와의 접촉에 의해 전원이 차단되어 회전이 종료될 수 있으며, 이후 입력되는 구동 신호에 따라서 전원이 입력되어 다시 회전 가능하게 된다.

한편, 상기 모터(610)로 공급되는 전원이 차단되어 정지된 상태가 되었을 때, 상기 로터(612)의 위치가 특정 위치에 위치하게 되는 경우, 상기 스테이터(613)의 극성이 바뀌게 되더라도 역방향으로 힘을 전달하지 못하여 상기 로터(612)가 역방향으로 회전되지 못하게 되는 구간이 발생하게 된다.

즉, 도 8에 도시된 것과 같이, 상기 로터(612)가 시계방향으로 회전되고 있는 상태에서 상기 모터(610)의 전원이 차단되어 상기 로터(612)가 정지되었을 때, 상기 로터(612)의 경계면이 상기 스테이터(613)의 중앙을 기준으로 특정 구간, 즉 데드 앵글(Dead angle)인 -2.25°~ 0°사이에 위치하게 될 수도 있으며, 이와 같은 경우 전원의 재공급시에 상기 로터(612)는 시계방향으로의 회전을 유지하게 되고 역방향으로 회전이 전환될 수 없는 상태가 된다.

이때, 상기 아이스 트레이(400)가 소정의 각도만큼 더 회전될 수 있는 구조를 가지게 되는 경우에는 상기 로터(612)의 경계면이 상기 로터(612)의 경계면을 기준으로 상기 데드 앵글 구간 내에서 정지하게 되더라도, 재 기동시 상기 데드 앵글 구간을 넘어설 수 있는 거리만큼만 더 회전하게 된다면 이 구간을 넘어설 수 있게 된다. 그리고, 상기 아이스 트레이(400)가 더 회전되는 과정에서 회전 방향과 반대되는 방향으로 회전 모멘트가 발생될 수 있다. 이때 상기 아이스 트레이(400)에 가해지는 모멘트가 상기 모터(610)의 설계 모멘트보다 더 크게 되면, 상기 모터(610)의 역방향 회전이 가능하게 되며, 상기 아이스 트레이(400)는 최초 의도한 방향으로 회전할 수 있게 된다.

이를 위해 상기 아이스 트레이(400)는 회전방향으로 탄성 변형될 수 있도록 탄성 변형이 가능한 수지재로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 아이스 트레이(400)와 접하는 다른 구성이 탄성 소재로 형성되어 상기 모터(610)가 회전에 의해 상기 데드 앵글 구간을 벗어남은 물론, 모터(610) 역회전을 위한 회전 모멘트를 제공할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 모터 케이스(620)는 상기 장착부(210)의 외측면에 장착된다. 상기 모터 케이스(620)는 한쌍의 케이스 바디(630)와 케이스 커버(640)에 의해 외형이 형성되며, 상기 케이스 바디(630)와 케이스 커버(640)의 결합에 의해 내부에 한쌍의 스위치(650) 및 레버(660)가 구비될 수 있는 공간이 형성될 수 있다.

상기 케이스 바디(630)는 상기 장착부(210)에 고정 장착되고, 케이스 커버(640)는 상기 모터(610)가 고정 장착될 수 있게 된다. 그리고, 상기 모터(610)의 샤프트(611)는 상기 케이스 커버(640)를 관통하여 상기 모터 케이스(620)의 내측에서 상기 레버(660)와 축결합될 수 있다. 그리고, 상기 레버(660)는 상기 아이스 트레이(400)와 연결된 연결부재(440)와 축결합될 수 있다. 따라서, 상기 아이스 트레이(400)와 연결부재(440), 레버(660) 및 모터(610)의 샤프트(611)는 모두 연결되어 함께 회전 가능하게 되며, 상기 모터(610)의 구동에 따라서 상기 아이스 트레이(400)가 회전 가능한 구조를 갖게 된다.

상기 한쌍의 스위치(650)는 상기 모터(610)로 공급되는 전원을 차단하기 위한 것으로, 상기 레버(660)가 회전하는 경로상에 위치된다. 상기 한쌍의 스위치(650)는 상기 아이스 트레이(400)가 급수되는 위치에서 정지될 수 있도록 하는 제 1 스위치(651)와 상기 아이스 트레이(400)가 이빙을 위해 완전히 회동되는 위치에서 정지될 수 있도록 하는 제 2 스위치(652)로 구성될 수 있다.

상기 제 1 스위치(651)와 제 2 스위치(652)는 모두 상기 레버(660)의 회전 경로상에 위치하되, 상기 레버(660)의 회전축을 기준으로 설정된 각도만큼 떨어진 위치에 배치된다. 그리고, 상기 제 1 스위치(651)와 제 2 스위치(652)는 상기 레버(660)와 접하는 지점에서 각각 상기 모터(610)의 전원 공급을 차단하도록 하여 상기 아이스 트레이(400)의 회전이 정지될 수 있도록 한다.

상기 제 1 스위치(651)와 제 2 스위치(652)는 판 스프링(653)과 상기 스위치(650) 내부의 고정 점접(미도시)으로 구성되는 일반적인 마이크로 스위치의 구조로 구성되며, 상기 레버(660)에 의해 상기 판 스프링(653)이 상기 고정 접점과 선택적으로 접하여 온(ON)될 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 제 1 스위치(651)와 제 2 스위치(652)가 배치되는 상기 케이스 바디(630)의 내측면에는 상기 제 1 스위치(651)와 제 2 스위치(652)가 정해진 위치에 고정 장착될 수 있도록 하는 스위치 장착부(631)가 돌출된다.

상기 레버(660)의 회전축과 대응하는 위치에는 상기 연결부재(440)의 회전 축이 관통되는 케이스 홀(632)이 형성된다. 그리고, 상기 케이스 홀(632)을 통과하는 상기 연결부재(440)의 일측 또는 상기 레버(660)의 일측이 서로 축결합되어 상기 레버(660)와 연결부재(440)가 함께 회전될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 케이스 홀(632)의 외측에는 상기 케이스 홀(632)의 둘레를 따라서 돌출된 가이드 리브(633)가 형성된다. 상기 가이드 리브(633)는 상기 케이스 홀(632)의 둘레 중 상기 레버(660)가 회전되는 경로가 아닌 일부 구간에 형성된다. 따라서, 상기 레버(660)의 장착시 상기 가이드 리브(633)가 배치된 영역과 간섭되지 않도록 상기 레버(660)를 장착함으로서 상기 레버(660)가 정확한 방향으로 장착될 수 있도록 유도하고, 오조립을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 레버(660)는 상기 아이스 트레이(400) 및 모터(610)의 샤프트(611)과 동일 연장선상으로 위치되는 회전 보스(661)와 상기 회전 보스(661)의 외측에서 측방으로 연장되어 상기 스위치(650)의 판 스프링(653)과 접하는 접촉 돌기(662)로 구성될 수 있다.

상세히, 상기 회전 보스(661)는 상기 연결부재(440)와 결합되는 연결부재측 보스(661a)와, 상기 모터(610)의 샤프트(611)와 결합되는 모터측 보스(661b)로 구성될 수 있다. 상기 연결부재측 보스(661a)와 모터측 보스(661b)는 동일 연장선상에서 대향되는 방향으로 연장되며, 그 크기가 다르게 형성되어 상기 연결부재(440) 및 모터(610)와의 조립시 오조립을 방지하게 된다.

상기 접촉 돌기(662)는 상기 회전 보스(661)의 일측에서 측방으로 돌출되며, 상기 레버(660)의 회전시 상기 접촉 돌기(662)의 단부가 상기 판 스프링(653)의 접촉부(654)와 접하도록 연장 형성된다.

이때, 상기 접촉 돌기(662)의 연장된 길이는 상기 레버(660)의 회전시 상기 접촉 돌기(662)의 단부가 상기 판 스프링(653)과 접촉하면서 통과될 수 있는 길이로 형성된다. 즉, 상기 레버(660)의 회전시 상기 접촉 돌기(662)는 상기 스위치(650)를 통과할 수도 있다.

상기 접촉 돌기(662)는 돌출된 단부가 서로 대향되는 두개의 경사면(663)을 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 접촉 돌기(662)의 단부는 연장 방향으로 갈수록 좁아지도록 형성된다. 그리고, 상기 레버(660)의 회전됨에 따라 상기 경사면(663)이 상기 접촉부(654)를 점차적으로 누를 수 있게 된다.

따라서, 상기 레버(660)의 회전에 의해 경사면이 상기 접촉부(654)를 지나치게 되더라도, 상기 레버(660)의 역회전시 다시 다른 측의 경사면(663)이 상기 접촉부(654)와 접하여 상기 레버(660)가 자연스럽게 회전될 수 있도록 한다.

도 9는 상기 제빙장치의 주요 구성인 아이스 트레이와 워터튜브의 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 아이스 트레이(400)는 상면이 개구되며, 개구된 상면이 넓고 하방으로 갈수록 라운드 지도록 좁아지는 형상으로 형성되어 제빙을 위한 물이 수용될 수 있도록 형성된다.

그리고, 상기 아이스 트레이(400)의 내부에는 상기 아이스 트레이(400)의 내부공간 일부를 구획할 수 있도록 하는 구획 리브(410)가 형성되어 제빙되는 얼음들이 서로 붙어 결빙되는 것을 방지하게 되며, 상기 열교환 핀(351)이 배치되는 공간에 물을 모아서 수용할 수 있도록 형성된다.

그리고, 상기 아이스 트레이(400)는 제빙 완료시 얼음의 이빙을 위해서 상기 아이스 트레이(400)가 회전되었을 때 상기 아이스 트레이(400)의 개구된 상면의 일단이 상기 마운팅 브라켓(300)과 접할 수 있도록 형성될 수 있다.

한편, 상기 워터 파이프(500)의 하단과 대응하는 상기 아이스 트레이(400)의 일측에는 함몰부(420)가 형성된다. 상기 함몰부(420)는 상기 아이스 트레이(400)의 다른 바닥면 보다 더 하방으로 함몰 형성되며, 제빙완료 후 상기 아이스 트레이(400)에 남은 잔수가 상기 함몰부(420)로 흘러들어올 수 있도록 형성된다.

한편, 상기 아이스 트레이(400)가 수평 상태 즉, 급수 및 제빙되는 상태에서, 상기 워터 파이프(500)의 하단과 접하는 상기 함몰부(420)의 일측에는 단차지게 형상을 가지는 걸림부(421)가 형성된다. 따라서, 상기 워터 파이프(500)의 하단은 상기 함몰부(420)에 단차지게 형성된 상기 걸림부(421)와 인접할 수 있으며, 상기 아이스 트레이(400)가 이빙시 회전되는 방향과 반대되는 방향으로 회전되는 경우 상기 워터 파이프(500)를 가압할 수 있도록 형성된다.

상기 아이스 트레이(400)의 좌우 양측단에는 상기 아이스 트레이(400)가 상기 장착부(210)에 회전 가능하게 장착될 수 있도록 하는 트레이 장착부(430)가 형성된다. 상기 트레이 장착부(430)는 상방으로 연장 형성되며, 양측의 상기 트레이 장착부(430) 중 상기 모터(610)와 먼 쪽의 상기 트레이 장착부(430)에는 상기 장착부(210)와 회전 가능하게 축결합되기 위한 결합돌기(431)가 더 구비된다.

한편, 상기 트레이 장착부(430) 중 상기 모터(610)와 가까운 쪽의 상기 트레이 장착부(430)에는 상기 연결부재(440)가 장착된다. 상기 연결부재(440)는 상기 아이스 트레이(400)와 상기 레버(660)를 연결하기 위한 것으로, 상기 장착부(210)의 내부 공간에 위치하게 된다.

상세히, 상기 연결부재(440)는 상기 트레이 장착부(430)를 관통하여 상기 아이스 트레이(400)의 회전축이 되는 트레이 연결부(441)와, 상기 레버(660)의 연결부재측 보스(661a)와 축결합되는 축 연결부(442)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 연결부재(440)의 양단에는 상기 아이스 트레이(400)의 회전축이 되는 일단과 상기 레버(660)의 회전축이 되는 일단이 압입되어 서로 결합될 수 있다. 따라서, 상기 모터(610)의 구동에 의해 서로 결합된 상기 레버(660)와 연결부재(440) 및 상기 아이스 트레이(400)가 함께 회전될 수 있게 된다.

그리고, 이와 같은 압입 구조에 의해 상기 아이스 트레이(400)에 회전 모멘트가 강하게 가해지게 될 때에 상기 연결부재(440)와 아이스 트레이(400) 및 레버(660) 사이에는 소정의 각도만큼 슬립이 일어날 수도 있게 된다.

한편, 상기 연결부재(440)의 트레이 연결부(441)는 상기 트레이 장착부(430)에 탈착 가능하도록 결합되어 상기 아이스 트레이(400)는 상기 아이스 트레이(400)와 연결부재(440)가 서로 연결된 상태로 상기 장착부(210)의 내측 공간에 분리 가능하게 배치될 수 있게 된다.

상기 워터 파이프(500)는 상기 장착부(210)의 측벽을 관통하여 상기 아이스 트레이(400)의 상방으로 연장되며, 상기 아이스 트레이(400)의 내측으로 물을 공급하거나 회수할 수 있도록 구성된다.

상기 워터 파이프(500)는 한쌍의 배관이 모듈로 구성될 수 있으며, 상기 아이스 트레이(400)로 물을 공급하는 서플라이 파이프(510)와, 상기 아이스 트레이(400)에 남은 제빙 후 잔수를 회수하는 리턴 파이프(520)로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 서플라이 파이프(510)와 리턴 파이프(520)는 서로 접하도록 배치되며, 상기 장착부(210)의 측면을 관통하는 관통부(521)와 상기 케이스(200)의 내측에서 상기 아이스 트레이(400)의 내측 방향으로 연장되는 연장부(522)로 구성될 수 있다.

한편, 상기 서플라이 파이프(510)의 연장부(522)는 상기 리턴 파이프(520)의 연장부(522)보다 더 길게 연장 형성되며, 상기 아이스 트레이(400)가 제빙시에 수평하게 정렬된 상태에서 상기 아이스 트레이(400)의 걸림부(421)와 접하는 위치까지 연장될 수 있다.

따라서, 제빙 완료 후 상기 아이스 트레이(400)가 회전하게 될 때 이빙을 위해 회전 되는 방향과 반대되는 방향으로 회전하게 될 때 상기 서플라이 파이프(510)의 연장부(522)와 상기 걸림부(421)가 서로 간섭될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 워터 파이프(500) 즉, 상기 서플라이 파이프(510)의 전체 또는 적어도 연장부는 탄성 변형 가능한 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 워터 파이프(500)의 탄성 변형에 의해 상기 아이스 트레이(400)가 이빙 방향의 회전과 반대되는 방향으로 소정의 각도만큼 회전될 수 있으며, 상기 모터(610)의 로터(612)가 역방향 회전이 가능한 데드 앵글 구간을 벗어날 수 있게 된다.

한편, 상기 워터 파이프(500)는 서플라이 파이프(510)와 리턴 파이프(520) 한쌍으로 구성되지 않고, 하나의 파이프로 구성될 수도 있을 것이며, 이때에도 상기 워터 파이프(500)의 적어도 일부는 탄성 변형 가능하게 형성될 수 있을 것이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 제빙장치의 동작에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 10은 상기 아이스 트레이가 제빙 상태일 때의 스위치 접촉 상태를 보인 도면이다. 그리고, 도 11은 상기 아이스 트레이가 제빙 상태일 때의 제빙장치의 상태를 보인 종 단면도이다. 그리고, 도 12는 상기 아이스 트레이가 구속상태에서 벗어나기 위해 더 회전된 상태를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 13은 상기 아이스 트레이가 정회전하게 될 때의 시간에 따른 회전 각도의 변화를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 제빙장치(100)는 상기 아이스 트레이(400)에 상기 서플라이 파이프(510)를 통해서 물을 급수하게 된다. 이때, 상기 아이스 트레이(400)는 수평 상태로 안정적인 급수 및 물의 저장이 가능하도록 한다. 그리고, 이와 같은 상태에서 상기 레버(660)는 상기 제 1 스위치(651)의 판 스프링(653)을 눌러 상기 모터(610)에 전원공급을 차단하는 상태가 된다.

이와 같은 상태에서 제빙에 필요한 양의 물이 공급되면, 상기 압축기(20)의 구동에 의해 상기 열교환 배관(350)의 내부에 냉매가 공급되며, 상기 열교환 배관(350)에서 하방으로 연장된 상기 열교환 핀(351)을 통해 상기 열교환 배관(350)의 냉기가 상기 아이스 트레이(400) 내부에 수용된 물로 전달될 수 있게 된다.

따라서, 상기 열교환 핀(351)의 단부를 중심으로 하여 서서히 결빙이 이루어질 수 있으며, 소정의 시간이 경과하게 되면 일정 크기 이상의 얼음이 생성될 수 있게 된다. 이때, 제빙의 완료는 상기 온도 감지장치(360)에서 감지된 온도를 통해 제빙의 완료를 판단하게 된다. 그리고, 필요에 따라 타이머에 의한 제빙 경과 시간을 측정하여 제빙의 완료를 판단할 수도 있게 된다.

한편, 제빙이 완료되면 상기 리턴 파이프(520)에 의해 상기 아이스 트레이(400)에 잔수가 회수될 수 있게 되며, 이빙을 위해서 상기 모터(610)에 전원을 공급하게 된다. 이때, 공급되는 전원에 의해 상기 모터(610)의 로터(612)가 상기 데드 앵글 구간에 위치하지 않은 경우에는 정방향(도 10에서 볼 때 시계 방향, 또는 이빙방향이라 정의할 수 있음)으로 회전하게 되고, 상기 모터(610)와 연결된 레버(660)와 아이스 트레이(400) 또한 정방향으로 회전하게 된다.

하지만, 제빙이 완료되어 상기 모터에 전원이 재 인가되는 상태에서 상기 모터(610)의 로터(612)가 상기 데드 앵글 영역에 위치하고 있는 경우에는 상기 모터(610)에 전원을 인가하게 되더라도 정방향으로 상기 모터(610)가 회전되지 않게 되고, 상기 로터는 역방향(도 10에서 볼 때 반시계 방향, 또는 제빙방향이라 정의할 수 있음)으로 회전하게 된다.

즉, 상기 모터(610)가 역방향으로 더 회전하게 되면, 도 12에서와 같이 상기 아이스 트레이(400)는 반시계 방향으로 더 회전하게 된다. 이때 상기 아이스 트레이(400)의 회전에 의해 상기 걸림부(421)가 상기 워터 파이프(500)를 가압하는 상태가 되며, 상기 워터 파이프(500)는 탄성 변형되면서 상기 아이스 트레이(400)에는 회전 모멘트가 발생하게 된다. 그리고, 상기 아이스 트레이(400)는 데드 앵글 구간을 벗어나게 된다.

도 13에 도시된 것과 같이 상기 모터의 로터(612)가 제빙을 위해서 회전되는 경우 대략 0.070rad 만큼 회전하게 된 상태에서 상기 제 1 스위치(651)와 레버(660)의 접촉에 의해 정지되며, 이때 상기 아이스 트레이(400)의 걸림부(421)와 상기 워터 파이프(500)의 접촉이 시작된다.

이와 같은 상태에서 이전 회전 방향으로 더 회전하게 되면 상기 워터 파이프(500)가 탄성 변형되면서 상기 아이스 트레이(400)는 더 회전될 수 있게 된다. 그리고, 상기 모터(610)의 로터(612)는 최종적으로 0.12rad 까지 회전될 수 있게 된다. 즉, 상기 워터 파이프(500)가 탄성 변형되면서 더 회전되는 각도는 대략 0.052 라디안으로 대략 2.98°가 되며, 데드 앵글 구간의 크기보다 더 크게 된다. 따라서 상기 로터(612)가 데드 앵글 구간에 위치되더라도 상기 모터(610)의 회전에 의해 상기 로터(612)는 데드 앵글 구간을 벗어날 수 있게 된다.

또한, 상기 워터 파이프(500)의 탄성 변형시 상기 아이스 트레이(400)에 가해지는 회전 모멘트는 상기 모터(610)의 설계된 회전 모멘트보다 더 크게 될 수 있다. 따라서, 상기 워터 파이프(500)의 탄성 변형에 의해 가해지는 회전 모멘트가 상기 모터(610)의 설계된 회전 모멘트보다 더 크게 되는 순간 상기 모터(610)는 이전 회전 방향과 반대 방향으로 회전될 수 있게 되며 이빙 작업을 위한 상기 아이스 트레이(400)의 회전이 가능하게 된다.

도 14는 상기 아이스 트레이가 이빙 상태일 때의 스위치 접촉 상태를 보인 도면이다. 그리고, 도 15는 상기 아이스 트레이가 이빙 상태일 때의 역회전된 상태를 보인 부분 사시도이다. 그리고, 도 16은 상기 아이스 트레이가 이빙 상태일 때의 제빙장치의 상태를 나타낸 종단면도로 도 15의 16-16' 단면도이다. 그리고, 도 17는 상기 아이스 트레이가 역회전하게 될 때의 시간에 따른 회전 각도의 변화를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 제빙장치(100)는 상기 온도 감지장치(360)에서 감지되는 온도가 설정온도 이하일 경우, 제빙이 완료된 것으로 판단하고, 이빙운전을 실시하게 된다.

상기 모터(610)가 이빙을 위해 회전하게 되면, 상기 레버(660) 또한 시계방향(도 14에서 볼 때)으로 회전하게 되며, 회전이 완료되는 시점에서는 도 14에서와 같이 상기 제 2 스위치(652)의 판 스프링을 눌러 상기 모터(610)에 전원공급을 차단하고 상기 아이스 트레이(400)는 정지하게 된다.

상기 아이스 트레이(400)가 도 15에서와 같이 완전히 회전되는 상태가 될 때까지 상기 모터(610)는 회전하게 되며, 상기 아이스 트레이(400)의 개구된 단부는 상기 마운팅 브라켓(300)과 인접하는 위치까지 회전하게 된다. 그리고, 상기 아이스 트레이(400)의 개구된 면이 하방을 향하게 된다.

이와 같은 상태에서는 상기 열교환 핀(351) 및 상기 열교환 핀(351)의 단부에 결빙되어 부착된 얼음이 노출될 수 있다. 그리고, 상기 이빙 히터(330)의 동작에 의해 상기 열교환 핀(351)의 단부까지 가열되면 상기 열교환 핀(351)의 단부에 결빙된 얼음은 상기 열교환 핀(351)과 접하는 부분이 녹으면서 상기 열교환 핀(351)으로부터 떨어지면서 이빙될 수 있게 된다. 그리고, 상기 열교환 핀(351)으로부터 낙하되는 얼음은 상기 저장부(220)에 저장될 수 있으며, 상기 취출구(14)를 통해서 외부에서 취출할 수 있게 된다.

한편, 이빙이 완료되면 다시 제빙작업을 수행하기 위해서 상기 아이스 트레이(400)가 물을 채울 수 있는 수평상태가 될 수 있도록 모터(610)가 회전된다. 이때, 상기 모터(610)의 로터(612)가 상기 데드 앵글 구간에 위치하지 않은 경우에는 상기 모터(610)에 공급되는 전원에 의해 상기 모터(610)는 반시계방향으로 회전하게 되고, 상기 모터(610)와 연결된 레버(660)와 아이스 트레이(400) 또한 반시계방향으로 회전하게 된다.

하지만, 이빙이 완료되어 상기 모터(610)에 전원이 재 인가되는 상태에서 상기 모터(610)의 로터(612)가 상기 데드 앵글 영역에 위치하고 있는 경우에는 상기 모터(610)에 전원을 인가하게 되더라도 반시계방향으로 상기 모터(610)가 회전되지 않게 되고, 상기 로터는 시계방향(도 16에서 볼 때)으로 회전하게 된다.

즉, 상기 모터(610)가 시계방향으로 더 회전하게 되면, 도 16에서와 같이 상기 아이스 트레이(400)는 시계방향으로 더 회전하게 된다. 이때 상기 아이스 트레이(400)의 회전에 의해 상기 아이스 트레이(400)의 개구된 단부가 상기 마운팅 브라켓(300)의 일측과 접촉되며, 이와 같은 상태에서 상기 아이스 트레이(400)가 시계방향으로 더 회전하게 되면 상기 아이스 트레이(400)는 탄성 변형되면서 회전 모멘트가 발생하게 된다. 그리고, 상기 아이스 트레이(400)는 데드 앵글 구간을 벗어날 수 있게 된다.

도 17에 도시된 것과 같이 상기 모터(610)의 로터(612)가 이빙을 위해서 회전되는 경우 대략 -0.043rad 만큼 회전하게 된 상태에서 상기 제 2 스위치(652)와 레버(660)의 접촉에 의해 정지되며, 이때 상기 아이스 트레이(400)와 상기 마운팅 브라켓(300)의 접촉이 시작된다.

이와 같은 상태에서 정방향으로 더 회전하게 되면 상기 아이스 트레이(400)가 탄성 변형되면서 상기 아이스 트레이(400)는 더 회전될 수 있게 된다. 상기 모터(610)의 로터는 최종적으로 -0.12rad 까지 회전될 수 있게 된다. 즉, 상기 아이스 트레이(400)가 탄성 변형되면서 더 회전되는 각도는 대략 0.079 라디안으로 대략 4.53°로 데드 앵글 구간의 크기보다 더 크게 된다. 따라서 상기 로터(612)가 데드 앵글 구간에 위치되더라도 상기 모터(610)의 회전에 의해 상기 로터(612)는 데드 앵글 구간을 벗어날 수 있게 된다.

또한, 상기 아이스 트레이(400)의 탄성 변형에 의해 발생되는 회전 모멘트가 상기 모터의 설계된 회전 모멘트보다 더 크게 될 수 있다. 따라서, 상기 아이스 트레이(400)의 탄성 변형에 의해 가해지는 회전 모멘트가 상기 모터(610)의 설계된 회전 모멘트보다 더 크게 되는 순간 상기 모터(610)는 역방향으로 회전될 수 있게 되며 상기 아이스 트레이(400)는 물을 받을 수 있는 상태로 회전될 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시 예에 의한 제빙장치는 전술한 실시 예 외에도 다양한 다른 실시 예가 가능할 것이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 관하여 설명하기로 한다.

도 18은 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 제빙장치의 종 단면도이다. 그리고, 도 19는 상기 제빙 장치의 요부 구성인 증발기 브라켓의 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 제빙장치(100)는 상기 열교환 배관(350)과 이빙 히터(330)가 장착되는 마운팅 브라켓(300)의 구조를 제외한 나머지 구조는 동일한 구조를 가진다. 따라서, 전술한 실시 예와 동일한 구성은 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제빙장치(100)의 마운팅 브라켓(300)은 결합부(310)와 고정부(320)로 구성될 수 있으며, 상기 결합부(310)에는 하방으로 연장 형성되는 트레이 구속부(370)가 더 형성된다. 상기 트레이 구속부(370)는 상기 아이스 트레이(400)가 수평상태에서 시계방향(도 18에서 볼 때)으로 더 회전되는 경우 상기 아이스 트레이(400)와 접촉할 수하는 것으로, 상기 아이스 트레이(400)의 회전을 제한하도록 구성된다.

따라서, 상기 아이스 트레이(400)가 상기 트레이 구속부(370)와 접촉된 상태에서 더 회전하게 되는 경우 상기 아이스 트레이(400)가 비틀림에 의해 탄성 변형될 수 있도록 하며, 회전 모멘트를 발생시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 회전 모멘트는 상기 모터의 설계 회전 모멘트보다 더 클 수 있으며, 상기 모터(610)가 역회전 될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 모터(610)의 로터(612)가 데드 앵글 구간에 위치한 경우에도 회전 모멘트에 의해 상기 모터(610)가 역방향으로 회전될 수 있도록 하며, 상기 아이스 트레이(400)의 정상적인 회전에 의해 이빙 작업이 진행될 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 실시 예에 의한 제빙장치는 전술한 실시 예 외에도 다양한 다른 실시 예가 가능할 것이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시 예에 관하여 설명하기로 한다.

도 20은 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 제빙장치의 종 단면도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 제빙장치(100)는 상기 장착부(210)의 일측면에 내측으로 돌출되는 트레이 걸림 돌기(213)가 형성된다. 상기 트레이 걸림 돌기(213)는 상기 열교환 핀(351)으로부터 제빙된 얼음이 이빙될 수 있도록 상기 아이스 트레이(400)가 완전히 회전 상태에서 접할 수 있는 위치에 돌출된다.

따라서, 상기 아이스 트레이(400)가 이빙을 위해 완전히 회전된 상태에서 정지된 후에 다시 회전하게 될 때, 상기 로터(612)가 데드 앵글 구간에 위치되어 이전의 회전 방향으로 더 회전하게 되는 경우 상기 아이스 트레이(400)는 상기 트레이 걸림 돌기(213)의 구속에 의해 비틀리면서 탄성 변형될 수 있으며, 회전 모멘트가 발생하게 된다. 이러한 회전 모멘트는 상기 모터(610)의 설계 회전 모멘트보다 더 클 수 있으며, 상기 모터(610)가 역회전 될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 모터(610)의 로터(612)가 데드 앵글 구간에 위치한 경우에도 일정 각도만큼 더 회전될 때 발생되는 회전 모멘트에 의해 상기 모터(610)가 이전의 회전 방향과 반대되는 방향으로 회전될 수 있도록 하며, 상기 아이스 트레이(400)의 정상적인 회전에 의해 급수 및 제빙을 수행할 수 있는 상태가 될 수 있다.

상기 장착부(210)에 형성되는 상기 트레이 걸림 돌기(213)의 형상 외에 다른 구조는 동일한 구조를 가진다. 따라서, 전술한 실시 예와 동일한 구성들은 중복된 설명을 피하기 위해 그 상세한 설명은 생략하기로 한다

한편, 본 발명의 실시 예에 의한 제빙장치는 전술한 실시 예 외에도 다양한 다른 실시 예가 가능할 것이다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시 예에 관하여 설명하기로 한다.

도 30은 본 발명의 실시 예에 의한 제빙 장치가 장착된 냉장고를 보인 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이 본 발명의 실시 예에 의한 제빙장치(100)는 정수기 뿐만 아니라 냉장고(2)에도 적용될 수 있다.

본 발명의 제 3 실시 예에 의하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 의한 제빙장치(100)는 저장공간을 형성하는 본체(70)와 상기 본체(70)를 개폐하는 도어(80)로 구성되는 냉장고(2)에 구비될 수 있다.

상세히, 상기 본체(70)는 냉장실(71)과 냉동실(72)로 구획될 수 있고, 냉장실 도어(81)와 냉동실 도어(82)에 의해 독립적으로 상기 냉장실(71)과 냉동실(72)이 개폐될 수 있다. 그리고, 상기 제빙장치(100)는 상기 냉동실 도어(82)에 제공될 수 있으며, 상기 제빙장치(100)에서 제빙된 얼음은 냉동실 도어(82)의 디스펜서(83)를 통해 취출될 수 있다.

그리고, 상기 제빙장치(100)는 상기 냉장실 도어(81)에 구비될 수도 있으며, 상기 냉장실(71) 내부에 구비되어 상기 냉장실 도어(81)의 개방에 의해 접근되어 저장된 얼음을 꺼낼 수도 있다.

본 발명의 제 3 실시 예에 의한 제빙장치는 적용 대상만 정수기가 아닌 냉장고(2)일 뿐 제빙장치(100) 자체의 구성은 전술한 실시 예와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 이와 같은 제빙장치는 정수기와 냉장고 외에 상업용 제빙장치를 비롯한 얼음의 제조를 위한 다양한 장치에 적용될 수 있을 것이다.

Claims (14)

1. 제빙을 위한 물이 수용되는 아이스 트레이;
   전원 공급에 따라 정역회전되며, 상기 아이스 트레이를 회전시키는 동기 모터;
   상기 아이스 트레이 및 동기 모터의 회전축과 연결되어 함께 회전되는 레버;
   상기 아이스 트레이의 상방에 구비되며, 냉동사이클을 순환하는 냉매가 유동되는 열교환 배관;
   상기 열교환 배관에서 상기 아이스 트레이 내측으로 연장되며, 상기 아이스 트레이 내부의 물을 결빙시키는 열교환 핀;
   상기 아이스 트레이가 제빙을 위해 개구된 상면이 상방을 향하도록 위치될 때, 상기 레버와의 접촉에 의해 상기 모터로의 전원 공급을 차단하는 제 1 스위치;
   상기 아이스 트레이가 이빙을 위해 회전된 상태일 때, 상기 레버와의 접촉에 의해 상기 모터로의 전원 공급을 차단하는 제 2 스위치;를 포함하며,
   상기 아이스 트레이 및 동기 모터의 회전 축과 연결되어 함께 회전되되, 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치를 지날 수 있도록 중앙을 기준으로 양측으로 대향되는 경사면이 형성되는 레버;
   상기 동기 모터는 상기 제 1 스위치와 제 2 스위치에 의해 정지된 후 구동 신호가 입력되어 다시 회전하게 될 때,
   상기 동기 모터의 로터 경계면이 스테이터의 중앙을 기준으로 설정 구간에 위치되는 경우 이전의 회전 방향으로 더 회전되되, 상기 동기 모터의 회전 모멘트보다 더 큰 탄성 변형 모멘트가 발생될 때까지 회전되어 상기 동기 모터가 이전의 회전 방향과 반대 방향으로 회전될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 제빙 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 아이스 트레이는 탄성 변형 가능한 소재로 형성되며,
   상기 열교환 배관이 고정 장착되는 마운팅 브라켓과 걸림 구속된 상태에서 더 회전되어 탄성 변형되며, 상기 모터의 회전 방향 전환을 위한 탄성 변형 모멘트를 제공하는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 마운팅 브라켓에는 상기 아이스 트레이 방향으로 연장되며,
   상기 아이스 트레이의 회전시 걸림 구속되는 트레이 구속부가 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 아이스 트레이는 탄성 변형 가능한 소재로 형성되며,
   회전시 상기 아이스 트레이가 회전 가능하게 장착되는 케이스의 일측에 돌출되는 트레이 걸림 돌기와 걸림 구속된 상태에서 더 회전되어 탄성 변형되며, 상기 모터의 회전 방향 전환을 위한 탄성 변형 모멘트를 제공하는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 아이스 트레이의 상측에는 상기 아이스 트레이로 물을 공급 또는 회수하는 워터 파이프가 구비되며,
   상기 아이스 트레이는 회전시 상기 워터 파이프와 걸림 구속된 상태에서 더 회전되어 탄성 변형되며, 상기 모터의 회전 방향 전환을 위한 탄성 변형 모멘트를 제공하는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 아이스 트레이에는 상기 워터 파이프의 하단이 수용되도록 함몰된 함몰부가 형성되며,
   상기 함몰부에는 상기 아이스 트레이의 회전시 상기 워터 파이프의 하단이 걸림 구속되는 걸림부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 아이스 트레이는 탄성 변형이 가능한 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 워터 파이프는 탄성 변형이 가능한 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 아이스 트레이가 회전 가능하게 장착되며, 상기 제빙장치의 외관을 형성하는 케이스를 포함하며,
   상기 케이스는,
   상기 아이스 트레이와 상기 모터 및 마운팅 브라켓이 배치되는 장착부와;
   상기 장착부의 하방에서 제빙 완료된 얼음이 낙하되어 저장되는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정 구간은 스테이터의 중앙을 기준으로 -2.25˚ ~ 0˚각도 구간인 것을 특징으로 하는 제빙장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 레버의 길이는 상기 레버의 단부가 회전시 상기 스위치의 판 스프링을 누르면서 통과할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
    
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터가 장착되고, 내부에 상기 레버와 스위치를 수용하는 모터 케이스를 포함하며,
    상기 모터 케이스의 내측에는 상기 레버의 회전 경로 외측의 상기 레버 둘레를 따라 연장되는 가이드 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 레버와 상기 아이스 트레이의 사이에는 상기 레버의 회전 축과 상기 아이스 트레이의 회전 축이 압입되어 연결되어 함께 회전되는 연결부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
    
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제빙장치는 정수기 또는 냉장고에 구비되는 것을 특징으로 하는 제빙장치.
    

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