KR19980036094A - 자동제빙장치의 동력제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동제빙장치의 동력 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이빙모터가 과부하로 정지했을때 이빙모터의 동력을 전달하는 기어부에 발생하는 응력을 제거하고자 하는 자동제빙장치의 동력 제어방법에 관한 것으로서, 그 구성은 제빙용기를 회전시키는 구동단계, 상기 구동단계중 제빙용기가 수평위치일때 더이상 회전하지 못하도록 과부하를 거는 단계, 상기 이빙모터가 과부하에 걸리면 이빙모터를 정지시키는 단계, 상기 이빙모터가 정지하면 이빙모터를 소정시간 역회전시키는 단계로 구성된다.

따라서, 역회전을 시킴으로써 기어부에 걸리는 응력을 제거하여 동력전달부인 기어 이(GEAR TOOTH)부분에 발생하는 마모 및 변형을 줄일 수 있어 자동제빙장치 자체에 대한 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Description

자동제빙장치의 동력 제어방법

본 발명은 자동제빙장치의 동력 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이빙모터가 과부하로 정지했을때 이빙모터의 동력을 전달하는 기어부에 발생하는 응력을 제거하고자 하는 자동제빙장치의 동력 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고의 냉동실에는 제빙기가 마련되어 있고 또한 더 나아가 냉동실의 제빙용기에 자동급수를 실시하여 제빙을 수행하고 제빙이 완료되면 제빙용기로 부터 자동으로 얼음을 이탈시켜 저장하는 자동제빙장치가 마련되어 있다. 따라서, 사용자가 제빙을 하기위한 별도의 동작이 필요없이 매우 편리하기 얼음을 취할 수 있어, 냉장고의 필수구성요소로 자리잡고 있는 실정이다.

이러한 자동제빙장치를 구비한 냉장고는 도1에서 종단면으로 도시한 바와 같이 냉동실(1)에 자동제빙장치(2)와 자동제빙장치(2)에 물을 공급하기 위해 냉장실(3)에 물 공급수단(4) 및 급수탱크(5)를 구비하고 있다.

도 2는 도 1의 냉동실에 마련된 자동제빙장치를 보이기 위한 사시도로서 자동제빙장치(2)를 다시 나누면 구동부(6), 제빙용기(7), 검빙레버(8), 얼음저장용기(9) 등으로 나눌수 있다.

이와 같이 나열된 구성요소로 자동제빙장치의 동작원리를 간단히 설명하고자 한다.

초기 전원이 인가되면 제빙용기(7)의 수평위치를 찾기 위해 구동부(6)는 회전력을 발생시켜 제빙용기(7)에 전달하여 제빙용기(7)를 회전시킨다. 이때, 검빙레버(8)가 제빙용기(7)의 수평위치를 감지하면 구동부(6)의 정지로 제빙용기(7)는 수평상태를 유지하고, 급수펌프(4)는 급수탱크(5)의 물을 급수호스(10)를 통해 제빙용기(7)에 공급하여 제빙을 완료한다. 그다음, 검빙레버(8)로 부터 얼음저장용기(9)가 비어있는 것으로 감지되면 구동부(6)를 회전시켜 발생된 회전력을 제빙용기(7)에 전달함으로써 제빙용기(7) 역시 회전되어 얼음을 쏟게된다.

상기와 같이 구성된 자동제빙장치는 미도시된 제어부에 의해 급수와 제빙동작, 그리고 제빙용기에서 얼음을 쏟아내는 이빙동작이 자동으로 진행된다.

도 3 는 도 2의 화살표시 P-P를 따르는 단면도로서 제빙용기가 수평위치에 있을때를 보인 구동부의 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 구동부의 구성은 이빙모터(20), 워엄기어(21), 감속기어부(22,23,24), 캠(cam)이 결합된 기어(이하 캠기어라 한다.)(25), 수평스위치(26), 검빙스위치(27), 조작레버(28) 등으로 구성되어 있다.

이빙모터(20)는 초기전원인가시 제어부의 제어로 제빙용기(7)의 수평위치를 찾기위해 회전력을 발생시킨다. 워엄기어(worm gear)(21)는 2축이 서로 직교하는 경우에 사용하는 것으로 이빙모터(20)의 회전력을 감속기어부(22,23,24)에 전달한다. 감속기어부(22,23,24)는 여러조의 기어로 구성된 기어 열(gear train)로 워엄기어(21)에서 전달된 동력을 저속, 큰동력으로 변환하여 캠기어(25)에 전달한다. 캠기어(25)는 기어에 홈이 패여 있는 제1원판캠(29)과 제2원판캠(30)이 부착된 것으로 기어 회전시 제1원판캠(29)의 홈부분과 수평스위치(26), 제2원판캠(30)의 홈부분과 검빙스위치(27)가 작용하여 스위치를 조작한다. 그리고, 캠기어(25)의 톱니형성부분에 돌출형성된 캠기어 파손방지턱(25-1)이 있으며 또한, 캠기어(25)의 축상에는 제빙용기(7)가 견고하게 결합되어 있어 제빙이 완료되면 캠기어(25)의 동력전달로 회전력을 얻어 일정각도로 회전되어 얼음을 쏟아낸다. 수평스위치(26)는 상기 제1원판캠(29에 의해 동작되는데 제1원판캠(29)은 대응되는 위치에 2개의 홈이 패여있어 수평스위치(26)가 회전하는 제1원판캠(29)의 원주상에 접촉된 경우 오프되고 홈에서는 온이 되어 온/오프로서 수평위치를 감지하게 된다. 이때 상용되는 스위치는 일종의 리밋스위치(limit swith)이다. 검빙스위치(27)는 얼음저장용기(9)에 얼음이 가득찼는가를 판단하는 스위치로 제2원판캠(30)과 관련이 있다. 즉, 제2원판캠(30)은 반원정도만 돌출 형성되어 있어 조작레버(28)가 제2원판캠(30)의 반원의 돌출된 원주상과 접촉된 경우 조작레버(28)가 하향운동을 하게 되어 검빙스위치(27)를 온시키고, 나머지 반이 회전할 경우는 접촉되지 않아 검빙스위치(27)는 오프상태로 유지된다. 이때, 수평스위치(26)와 검빙스위치(27)의 신호조합으로 수평을 감지하게 되는데 수평스위치(26)와 검빙스위치(27)가 모두 오프일경우 제빙용기(7)가 수평이 된것으로 인지하여 이빙모터(20)를 정지시킨다. 그러나, 얼음보관용기(9)가 가득차게 되면 검빙스위치(27)는 만빙을 감지하여 온상태를 유지하게 되므로 캠기어(25)가 회전을 하더라도 수평위치를 감지하지 못하고 회전하게 된다. 결국 캠기어(25)의 과다한 회전을 막기위해 케이스측에 설치된 수평조정턱(31)에 캠기어(25)의 파손방지턱(25-1)이 걸려 더이상 회전을 하지 못하고 이빙모터(20)는 과부하가 걸려 이빙모터 과부하감지부에 의해 이빙모터(20)는 즉시 정지하게 된다. 이때, 기어에 과부하가 걸린상태로 정지하게 되어 기어는 응력을 받게되고 장기적인 사용시 동력전달부인 기어 이(GEAR TOOTH)부분에 마모 및 변형을 가져오게되어 제빙기 자체에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 기술적 과제는 자동제빙장치의 과부하시 구동부에 발생하는 기계적 응력을 효과적으로 제거하기 위함이다.

도 1은 제빙기가 설치된 일반적인 냉장고의 종단면도,

도 2는 도 1에서 보인 제빙기의 사시도,

도 3은 도 2의 화살표시 P-P를 따르는 구동부를 보인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 제빙기의 구동부를 보인 단면도,

도 5는 과부하 회로를 도시한 회로도,

도 6은 본 발명에 따른 제빙기의 제어 블록도,

도 7은 본 발명에 따른 제빙기의 제어 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 :냉동실 2 :자동제빙장치 3 :냉장실

4 :물 공급수단 5 :급수탱크 6 :구동부

7 :제빙용기 8 :검빙레버 9 :얼음저장용기

10:급수호스 20:이빙모터 21:워엄기어

25:캠기어 25-1:파손방지턱 26:수평스위치

27:검빙스위치 28:조작레버 29:제1원판캠

30:제2원판캠 40-43:스위칭트랜지스터 45,46:제어트랜지스터

47:전압검출저항 48,49:분압저항 50:비교기

본 발명의 구성은 제빙용기, 상기 제빙용기를 회전시키기 위한 이빙모터, 상기 제빙용기에 물을 공급받아 자동으로 얼음을 반복 생성시키는 자동제빙장치의 동력 제어방법에 있어서, 상기 자동제빙장치에 전원이 인가되면 상기 제빙용기가 원위치 인가를 감지하는 위치감지단계, 상기 위치감지단계에서 상기 제빙용기가 원위치이면 현상태를 유지하고, 상기 위치감지단계에서 원위치가 아니면 상기 이빙모터를 일방향으로 회전시키는 회전단계, 상기 회전단계에서 상기 이빙모터에 걸리는 전압을 측정하여 상기 이빙모터의 기준전압과 비교함으로써 상기 이빙모터의 과부하상태를 판단하는 과부하판단단계, 상기 과부하판단단계에서 상기 이빙모터에 걸리는 전압이 상기 이빙모터의 기준전압보다 낮거나 같으면 상기 이빙모터를 정상상태로 판단하여 상기 회전단계로 되돌아가고, 상기 이빙모터에 걸리는 전압이 상기 이빙모터의 기준전압보다 높으면 상기 이빙모터를 과부하 상태로 판단하고 다시 만빙상태인가를 판단하는 만빙상태판단단계, 상기 만빙상태판단단계에서 만빙상태가 아닌것으로 판단되면 상기 위치감지단계로 되돌아가고, 만빙상태로 판단되면 상기 이빙모터의 과부하가 해제되도록 상기 이빙모터를 역회전시킨후 정지시키는 단계로 이루어진다.

. 이하 첨부한 도면을 참조하여 양호한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 4 는 본 발명에 따른 제빙기의 수평위치 제어방법에 따른 수평위치일 때의 구동부를 보인 단면도로서, 도 3 과 동일한 구성요소는 동일 번호를 그대로 사용하여 설명하고자 한다.

이빙모터(20)전으로 제빙용기를 이송시키는 과정을 보면 종래기술에서는 수평스위치(26)와 검빙스위치(27)의 신호조합으로 수평을 감지하게 되는데 수평스위치(26)와 검빙스위치(27)가 모두 오프일경우 제빙용기(7)가 원위치 상태인 수평이 된것으로 인지하여 이빙모터(20)를 정지시킨다. 그러나, 얼음보관용기(9)가 가득차게 되면 제2원판캠(30)이 회전할때 원주상과 접촉되는 조작레버(28)가 하향운동을 하게되고 이때 얼음보관용기(9) 내의 검빙레버(8)는 상향 이동을 한다. 그리고, 조작레버가(28) 제2원판캠(30)의 오목한 부분을 지나게되면 다시금 위로 상향운동을 하게되나 검빙레버(8)가 위로 올라온 상태에서 얼음이 가득차게 되면 검빙레버(8)는 얼음위로 올라온 상태가 되므로 조작레버(28)는 그대로 검빙스위치(27)를 온시킨 상태로 있게된다. 따라서, 제빙용기(7)가 수평을 찾기위해 회전할때 수평스위치(26)와 검빙스위치(27)가 모두 온상태를 유지할 수 없어 제빙용기(7)는 수평위치 보다 더 회전하게 되고 결국 수평위치를 벗어나는 것을 막기위해 캠기어(25)측에 설치된 파손방지턱(25-1)과 케이스측에 설치된 수평조정턱(31)이 상호 걸려 더이상 회전하지 못하고 기어부에 응력이 걸린채로 제빙용기(7)는 수평상태를 유지하게 된다. 이때, 제어부는 더이상 회전하지 못하는 이빙모터(20)를 과부하가 걸린것으로 판단하여 이빙모터(20)를 즉시 정지시키고, 소정시간(0.5sec) 이빙모터(20)를 역회전시켜 과부하시 기어부에 걸려있는 응력을 해소시킨다.

도 5 는 본 발명에 따른 제빙기의 이빙모터의 구동부와 이빙모터의 과부하를 감지하기 위한 회로도로서, 자동제빙장치의 구동부(6)는 이빙모터의 정/역회전을 제어하기 위한 것으로 정전압원(미도시)으로부터 인가된 구동전압(V2)이 이빙모터에 인가되는 것을 스위칭하여 이빙모터의 회전방향을 제어하는 복수개의 스위칭트랜지스터(40-43)와, 제어부(1a)로부터 제어신호를 인가받아 스위칭되어 복수개의 스위칭트랜지스터(40-43)의 스위칭동작을 제어하는 한쌍의 제어트랜지스터(45,46)로 구성되어 있다. 이때, 스위칭트랜지스터(41,43)는 이빙모터(20)가 접지단자에 접속되는 것을 스위칭하고, 스위칭트랜지스터(40,42)는 정전압원으로부터 공급된 구동전압(V2)이 이빙모터에 인가되는 것을 스위칭하도록 구성되어 있다. 또한, 스위칭트랜지스터(41,42)는 제어트랜시스터(45)의 온/오프상태에 따라 스위칭 상태가 연동 제어되고, 스위칭트랜시스터(40,43)는 제어트랜시스터(46)의 온/오프상태에 따라 스위칭 상태가 연동 제어된다. 그리고, 제빙용기(7)의 수평위치를 감지하기 위한 이빙모터(20)의 역회전시 이빙모터(20)의 과부하를 감지하기 위해 스위칭트랜지스터(43)의 에미터단자에 접속되어 이빙모터(20)에 걸리는 전압을 검출하는 전압검출저항(47)과 정전압원으로터 정전압을 인가받아 이 정전압을 소정크기로 분압하는 한쌍의 분압저항(48,49) 및 전압검출저항(47)에 의해 분압된 소정크기의 전압을 반전단(-)으로 인가받고 분압저항(48,49)에 의해 분압된 소정크기의 전압을 비반전단(+)으로 인가받아 입력된 두개의 전압값을 비교하고 비교결과를 제어부(1a)에 출력하는 비교기(50)로 구성된다. 즉, 전술한 것처럼 얼음저장용기(9)가 꽉차게 되면 검빙스위치(27)는 온 상태를 유지하게 되므로 제빙용기(7)가 수평을 찾기위해 회전할때 검빙스위치(27)는 온 상태이므로 수평을 찾기위한 조건인 수평스위치(26), 검빙스위치(27)가 모두 온 이라는 조건을 충족시킬 수 없으므로 제빙용기(7)는 수평위치 보다 더 회전하게 되고 결국 수평위치를 벗어나는 것을 막기위해 캠기어(25)측에 설치된 파손방지턱(25-1)과 케이스측에 설치된 수평조정턱(31)이 상호 걸려 더이상 회전하지 못하게되어 이빙모터(20) 부하에 걸려 정지하게 된다. 일반적으로 모터의 공급전류는 부하토크에 비례하므로 최대토크(회전수 제로)인 때에 최대전류가 모터에 흐르게 된다. 따라서, 스위칭트랜지스터(43)의 이미터단자에 접속되어 이빙모터(20)에 걸리는 전압값은 V = I * R 에서와 같이 전압검출저항(47)값이 일정하므로 전류가 증가하면 전압값이 비례하게 되어 전압검출저항(47)에 의해 검출된 검출전압값을 반전단(-)으로 인가받고 정전압을 소정크기로 분압하는 한쌍의 분압저항(48,49)에 의한 값을 기준전압값으로 하여 비반전단(+)으로 인가받아 입력된 두개의 전압값을 비교하고 비교결과를 제어부(1a)에 출력함으로써 과부하를 검지할 수 있다.

도 6 는 본 발명에 따른 제빙기의 수평위치 제어블럭도로서, 각 구성은 다음과 같다.

이빙모터(20)의 회전으로 캠기어(25) 회전시 제빙용기(7)의 수평위치를 감지하는 수평스위치(26), 얼음보관용기(9)가 만빙인가를 감지하는 검빙스위치(27), 상기 수평스위치(26)와 상기 검빙스위치(27)의 신호를 받아들여 판단하는 제어부(1a), 상기 제어부(1a)의 제어로 모터를 구동하는 모터구동부(4a), 상기 모터구동부(4a)가 제빙용기(7)의 원위치 상태인 수평을 찾기위해 모터를 회전시키는 정회전(5a), 상기 정회전(5a)시 수평조정턱(31)에 걸려 과부하에 걸리면 이를 검지하는 과부하감지부(7a), 상기 과부하감지부(7a)의 감지신호를 받아들여 모터 구동부(8)를 제어하는 제어부(1a), 상기 제어부(1a)의 제어로 이빙모터를 구동시키는 모터구동부(4a), 상기 모터구동부(4a)에 의해 역회전하는 이빙모터(20)로 구성된다.

도 7 는 본 발명에 따른 수평위치 제어방법의 흐름도로서, 도 4 의 구성을 참조하여 설명하고자 한다.

초기 전원인가시 제빙용기(7)의 원위치 상태인 수평이 아니라고 판단되면 제빙용기(7)의 수평을 찾기 위해 캠기어(25)를 회전시켜 제빙용기(7)를 이송시키고 캠기어(25)의 회전으로 수평스위치(26)와 검빙스위치(27)가 모두 오프인가를 판단하는 단계(100), 상기 100단계에서 수평스위치(26)와 검빙스위치(27) 모두 오프가 아니면 이빙모터(20)를 정회전시키기 위한 정회전 단계(300)와 상기 100단계에서 수평스위치(26), 검빙스위치(27)가 모두 오프이면 제빙용기(7)가 수평인 것으로 판단하여 이빙모터(25)를 정지(단계200)시키고 초기단게로 리턴하게 된다. 상기 정회전 단계(300)에서 제빙용기(7)의 수평위치를 정하기 위해 캠기어(25)의 파손방지턱(25-1)이 케이스측의 수평조정턱(31)에 걸려 회전을 멈출때 이빙모터(20)가 과부하에 걸렸는가를 감지하는 단계(400), 상기 과부하감지단계(400)에서 이빙모터(20)의 과부하를 감지하면 수평스위치(26)가 오프, 검빙스위치(27)가 온 인가를 판단하는 단계(500), 상기 500단계에서 수평스위치(26)가 오프, 검빙스위치(27)가 온 상태가 아니면 이빙모터(20)의 과부하는 다른이유에서 발생한 것이므로 초기단계로 리턴되며, 상기 500단계에서 수평스위치(26)가 오프이고 검빙스위치(27)가 온으로 판단되면 이는 만빙시 캠기어(25)가 수평조정턱(31)에 걸려 과부하를 나타내는 것이므로 이빙모터(20)를 소정시간 역회전시키는 단계(600), 상기 600단계에서 역회전이 완료되는 시간인 0.5초는 이빙모터(20)를 역회전 시키더라도 제빙용기(7)의 수평위치에는 영향을 주지 않을 정도로 극히 적은 각도로 회전하게 되며 단지, 이빙모터(20)의 과부하 운전으로 기어부에 걸려있는 응력을 제거하고자 하는 것이다.

본 발명은 자동제빙장치의 위치 제어방법에 관한 것으로, 만빙시 제빙용기가 수평위치를 감지하지 못하고 회전되어 수평조정턱에 걸려 강제 정지하게 되고 이때 기어부에 응력이 발생하게 되는데 이빙모터 정지시 역회전을 시킴으로서 기어부에 걸리는 응력을 제거함으로써 동력전달부인 기어 이(GEAR TOOTH)부분에 발생하는 마모 및 변형을 줄일 수 있으며 따라서 제빙기 자체에 대한 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 제빙용기가 물을 공급받을 수 있도록 구동모터로 상기 제빙용기를 원위치 시키는 원위치단계, 상기 제빙용기에 물을 공급하여 제빙하는 제빙단계, 상기 제빙단계에서 제빙이 완료되면 상기 제빙용기에서 얼음을 분리하는 이빙단계를 구비한 제빙기 동력 제어방법에 있어서,

   상기 원위치단계에서 상기 구동모터가 과부하라고 판단되면 상기 구동모터의 과부하가 해제되도록 상기 구동모터를 역회전시키는 역회전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제빙기 동력 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동모터의 과부하는 상기 제빙용기가 원위치를 벋어날때 강제적으로 상기 구동모터를 과부하로 만드는 것을 특징으로 하는 제빙기 동력 제어방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 구동모터의 과부하 판단은 상기 구동모터에 걸리는 전압을 측정하여 상기 구동모터에 걸리는 전압이 상기 구동모터의 기준전압보다 높으면 상기 구동모터를 과부하로 판단하는 것을 특징으로 하는 제빙기 동력 제어방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 역회전단계에서 상기 구동모터의 역회전은 상기 제빙용기가 원위치를 벗어나지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 자동제빙장치의 동력 제어방법.