KR20030069059A

KR20030069059A - 동작보조장치

Info

Publication number: KR20030069059A
Application number: KR10-2003-0008394A
Authority: KR
Inventors: 테라다요시아키
Original assignee: 가부시기가이샤 산교세이기 세이사꾸쇼
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2003-08-25
Also published as: CN100418290C; KR100522474B1; CN1438750A

Abstract

냉장고 등 마그네트 도어의 밀착을 해제하는 신뢰도가 높은 보조장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

이를 해결하기 위한 수단으로 모터(12)에 통전하여 캠기어(20)를 회전시킨다. 시동캠(22)의 완만한 사면(22d)이 캠플로어(24)를 회동하여 기동암(29)에 의한 출력차(26)의 락을 풀고, 코일스프링(28)의 일단이 결합하는 출력차(26)를 축세력으로 선형치차(34)와 함께 회전시켜 맞물리는 랙(32)에 연설한 로드(30)를 케이스(11)로부터 돌출하여 도어의 밀착을 해제하는 단서를 보조한다. 정전 등의 이상사태로 캠기어(20)의 위치관계를 잡을 수 없게 되었을 때에는 모터(12)를 역회전시켜 원점으로 복귀시키면 늘 같은 위치에서 기동할 수 있기 때문에 신뢰성이 향상된다.

Description

동작보조장치{ACTION ASSISTANT APPARATUS}

본 발명은 냉장고 도어나 서랍 등의 동작부재를 열 때의 수동조작의 보조장치에 관하며, 구체적으로는 폐쇄에 확실성을 기하기 위해 도어에 사용되는 마그네트의 자력이나 도어의 관성질량을 극복하여 도어나 서랍을 여는 데 필요로 하는 인력을 경감하도록 보조하는 동력유닛에 관한 것이다.

종래의 동작보조장치는 모터와, 모터의 회전을 감속하는 감속기구와, 최종출력 피니온 및 이 랙에 맞물리는 랙을 구비하는 로드와, 이들을 수용하는 케이스로 구성되고, 모터의 회전으로 로드를 직선적으로 구동하여 도어에 작용시키고 동작위치 검출수단을 로드 또는 감속기구에 배치하며, 모터를 정회전시켜 로드를 케이스로부터 돌출시키고 도어의 문여는 동작을 도와 문이 열려 자유롭게 되는 것을 확인하여 모터를 정지하며 또한 모터를 역회전시켜 로드를 케이스내로 끌어넣고 있다.

그러나 이 장치에서는 모터의 회전력에 의해 로드의 직선운동을 행하기 때문에 회전속도가 그 대로 도어의 개방속도가 되어 개방신호를 넣고나서 모터가 동작개시하여 로드가 동작을 개시할 때 까지 동안은 동작하지 않는다. 또 일반적으로 DC모터를 구동원으로 한 경우, 기계적으로 백러쉬나 부하의 크기에 따라 유효동작에 이를 때까지의 시간에 지연이 생기므로 도어를 열려고 하는 사람의 속도감각에 따르는 것이 곤란하여 위화감을 일으킨다. 또한 모터를 정회전, 정지 및 역회전변환동작위치 검출수단 및 그 신호를 기초로 모터를 제어하는 동작회로를 배치할 필요가 있기 때문에 유닛구조가 복잡하게 되어 그 만큼 신뢰성이 저하하고 역으로원가가 증대한다.

그래서 본 발명의 목적은 동작개시시간의 영향을 받지 않는 스프링력을 이용하여 동작부재의 고속인 동작보조를 실현하는 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 실시예 1에 관한 동작보조장치의 축세상태를 도시하는 개략의 평면도.

도 2는 도 1에 도시한 동작보조장치의 작동상태를 도시하는 개략의 평면도.

도 3은 도 1에 도시한 동작보조장치의 III-III선을 따라 전개한 단면도.

도 4는 도 1에 도시한 동작보조장치의 스위치의 동작을 설명하는 부분평면도.

도 5는 본 발명의 실시예 2에 관한 동작보조장치의 축세상태를 도시하는 개략의 평면도.

도 6은 도 5에 도시한 동작보조장치의 축세력 방출후의 구동력 전달기구를 전개한 단면으로 도시하는 개략의 측면도.

도 7은 도 5에 도시한 동작보조장치에서의 모터와 리브스위치 회로도이다.

도 8은 본 발명의 실시에 2에서의 동작보조장치에 의해 보조동작을 행할 때의 플로우챠트이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 동작보조장치는 냉장고의 도어나 서랍 등 동작부재의 전 동작범위 중 시동시에서의 소정범위의 동작을 보조하는 동작보조장치에 있어서, 상기 동작부재에 결합하여 이 동작부재를 작동하는 로드와, 이 로드를 동작시키는 치차와, 이 치차를 작동하는 부세수단과, 이 부세수단의 부세력을 축세(蓄勢)시키는 구동수단과, 상기 부세수단을 소정의 부세상태로 유지하는 유지수단과, 이 유지수단에 의한 부세상태를 해제하는 해제수단을 가지며, 이 해제수단으로 상기 부세상태를 해제하면 상기 부세력이 해방되어 상기 로드에 의해 상기 동작부재가 작동된다.

본 발명에 의하면 로드의 개방속도는 비틀림 코일 스프링의 탄성력에 의해 부여되고, 종래의 모터회전에 의한 더욱 수배의 고속으로 동작시킬 수 있다. 또한 본 발명에 관한 동작보조장치를 적용함으로써 예를들어 강력한 밀착상태에 있는 냉장고 등 무거운 도어를 개방하는 시동력이 불필요하게 되어 노인, 유아, 장해자등 약자의 힘으로도 수동조작이 가능하게 된다.

또 상기 치차는 상기 구동원에 의해 구동되는 축세치차와 상기 부세수단으로서의 코일스프링을 통해 연결되고, 상기 치차를 상기 유지수단으로서의 한쪽의 계지수단에 의해 구동방향으로 계지한 상태에서 상기 축세치차를 구동하여 상기 코일스프링이 상기 소정의 부세상태에 달하면 상기 유지수단으로서의 다른쪽의 계지수단으로 계지하고, 상기 코일스프링을 상기 소정의 부세상태로 유지한다.

본 발명에 의하면 모터의 회전력은 비틀림 코일 스프링의 축세에 사용될 뿐으로 동작보조는 이 비틀림 코일스프링의 기계력을 이용한 구성이기 때문에 동작보조를 모터로 행하는 기구에 보여지는 고부하에 의한 동작시간의 변화나 주위온도에 영향을 주는 전자기력과 달리 늘 일정한 개방력을 얻을 수 있다.

또한 상기 한쪽의 계지수단에는 상기 축세치차에 형성된 캠면에 접동하는 접동부를 구비하고, 이 접동부에 의해 상기 한쪽의 계지수단에 의한 게지를 해제하는 상기 해제수단을 구성했다.

본 발명에 의하면 모터회전은 한 방향만으로 회전을 정역회전시키는 타이밍 검출을 포함하는 모터제어회로가 생략가능하여 기구가 단순화된다.

게다가 상기 구동원에 스텝핑 모터를 사용하여 구동신호의 스텝수를 계수하고, 각 보조사이클에서의 일련의 동작의 제어를 행한다.

본 발명에 의하면 위치센서가 생략가능하고 유닛구성을 단순화하여 원가를 저감하고 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한 축세치차를 정회전 구동하여 코일스프링이 소정의 부세상태에 달하면 유지수단으로서의 다른쪽의 계지수단으로 계지하고, 코일스프링을 소정의 부세상태로 유지함과 동시에 축세치차를 역회전 구동하여 다른쪽의 결합부에 의해 축세치차의 역회전이 저지되는 것을 이용하여 초기화를 행한다.

정전 등의 이상시에 있어서 유닛이 어떤 위치에서 정지하고 있는 지 위치를 모르게 되었을 때 유닛을 정상인 상태로 되돌리는 데는 정회전, 역회전 중 어느 한 조작에 의해 유닛의 동작원점이 되는 위치를 검출할 필요가 있다. 그 때문에 원점위치가 명확하게 알 수 있는 센서를 구동유닛안에 배치해야 한다.

본 발명에 의하면 유닛의 동작원점의 정기적인 확인 또는 정전 등의 이상시에 유닛의 위치를 파악하기 위한 유닛의 초기화를 위치센서를 이용하지 않고 행할 수 있다.

다음에 본 발명에 관한 동작보조장치의 실시예를 도면을 기초로 설명한다.

〔실시예 1〕

도 1은 본 발명에 관한 동작보조장치의 실시예 1에 관한 동작보조장치(10)의 작동전의 축세상태를 도시하는 평면도이다. 도 2는 동작보조장치(10)의 작동직후의 축세력 해방상태를 도시하는 평면도이다. 도 3은 도 1의 III-III선을 따라 전개한 단면도이다. 도 4는 스위치 부분의 동작설명도이다.

부호 12는 구동원으로서의 스텝핑 모터로, 케이스(11)에 고정되어 출력축에 장착된 구동피니온(14)이 중간 제 1감속치차(16)의 대치차(16a)에 맞물린다. 중간 제 1감속치차(16)의 대치차(16a)와 동 축으로 일체로 회전하는 소치차(16b)는 중간 제 2감속치차(17)의 대치차(17a)에 맞물린다. 그리고 중간 제 2감속치차(17)의 대치차(17a)와 동축으로 일체로 회전하는 소치차(17b)가 케이스(11)에 고설된주축(18)에 회전이 자유롭도록 지지되는 캠기어(20)에 맞물린다. 캠기어(20)는 축세치차로서 기능하고 해제수단이 되는 캠면을 일체로 형성한 시동캠(22)과 함께 일 방향으로 회전한다.

시동캠(22)과 협동으로 해제수단을 구성하는 캠플로어(24)는 캠기어(20) 외주에서 외측에 입설한 지축(24a)에 회동이 자유롭게 지지되고, 비틀림 코일 스프링(24b)의 부세에 의해 선단부(24c)를 시동캠(22)의 외주면에 압접하여 접동한다. 시동캠(22)의 외주면(22a)은 캠기어(20)의 외경보다 소경으로 일부에 돌기(22b)가 형성된다. 돌기(22b)는 소경외주면(22a)에서 회전에 따라 캠기어(20)의 외경과 거의 같은 지름에 위치하는 돌기정상부(22c)에 이를 때 까지의 선행면이 완만한 사면(22d)에 형성되고 정상부(22c)로부터 끝은 비교적 급한 호면(弧面)(22e)을 거쳐 다시 소경외주면(22a)으로 되돌아 간다.

또한 캠기어(20)에는 계지캠(23)이 일체로 병설되고, 그 외주에는 주축(18)을 끼워 돌기(22b)와 거의 반대측의 대응위치에 계지레버(25)의 선단부(25c)와 보완적으로 결합하는 형상의 홈(23b)이 오목하게 배치된다. 홈(23b)은 계지레버(25)와 협동으로 부세상태 유지수단의 다른쪽의 계지수단을 구성한다. 계지레버(25)는 캠(20) 외주보다 외측으로 입설한 지축(25a)에 회동이 자유롭도록 지지되고, 홈(23b)과의 결합에 이를 때 까지 사이를 비틀림 코일스프링(25b)의 부세에 의해 선단부(25c)를 계지캠(23)의 외주면(23a)에 압접하여 접동한다. 돌기(22b)와 홈(23b)의 상대위치관계는 홈(23b)이 계지레버 선단부(25c)와 계지했을 때 돌기(22b)는 늘 완만한 사면(22d)의 시작 선행단이 캠플로어 선단부(24c)와 접하는위치에 있다.

부호 26은 구동수단을 구성하는 출력차로 캠기어(20)와 병렬로 주축(18)에 회전이 자유롭도록 지지되고, 부세수단인 비틀림 코일스프링(다음 구동스프링이라고 표기)(28)을 통해 캠기어(20)에 연결된다. 구동스프링(28)의 양단에는 훅(28a)(28b)이 형성되어, 한쪽의 훅(28a)은 캠기어(20)의 측면에 돌설한 지지기둥(20a)에 계지되고, 다른쪽의 훅(28b)은 출력차(26)의 측면에 돌설한 지지기둥(26a)에 계지된다. 따라서 출력차(26)는 구속되지 않는 상태에서는 비틀림 코일스프링(28)을 통해 캠기어(20)의 회전에 연동한다.

또한 출력차(26)의 외경은 캠기어(20)의 외경과 시동캠의 외주면(22a)의 거의 중간의 크기로 외주면(26b)에는 해제수단인 캠플로어(24)에 연동하여 동축으로 일체로 회동하는 기동암(29)의 선단부(29a)와 보완적으로 결합하는 형상의 홈(26c)이 오목하게 배치된다. 홈(26c)은 기동암(29)과 협동으로 유지수단의 한쪽의 계지수단을 구성한다. 또 출력차(26)에는 도시하지 않은 동작부재를 작동시키는 로드(30)에 새겨 장착한 랙(32)에 맞물리는 선형치차(34)가 일체로 형성된다.

선형치차(34)는 로드(30)가 동작부재(도시하지 않음)를 작동할 때 치차부분(34a)이 랙(32)에 맞물리는 이외는 치차가 빠진 부분(34b)이 로드(30)에 대향하고 로드(30)를 구속하지 않는다. 유지수단으로서의 한쪽의 계지수단은 홈(26c)과 기동암(29)으로 구성되고, 다른쪽의 계지수단은 홈(23b)과 계지레버(25)로 구성된다. 그리고 유지수단에 의한 부세상태를 해제하는 해제수단은 기동암(29)과 일체의 캠플로어(24)와 시동캠(22)에 의해 구성된다.

케이스(11)의 가장 안쪽부의 초기위치에 셋트된 로드(30)는 연설된 랙(32)에 선형치차(34)의 치차부분(34a)이 맞물려 구동된다. 즉 선형치차(34)의 회동으로 로드(30)는 케이스 커버(11a)에 배치한 가이드(30a)(사선부분)를 따라 이동한다. 로드(30)의 이동에 의해 케이스(11)측면에 천설한 로드(30)의 단면과 동 형의 투과구멍(11b)에서 선단부의 푸시레버(30b)가 직선적으로 돌출하여 동작부재(예를들어 냉장고의 도어)를 밀어움직이고, 예를들어 폐쇄유지용 마그네트의 흡착력에 맞서 개방동작을 보조한다. 그리고 로드(30)의 최대 스트로크위치에서 랙(32)은 선형치차(34)의 치차부분(34a)과의 맞물림으로부터 벗어난다.

로드(30) 후단부의 압축코일 스프링(30c)은 로드(30)의 돌출을 규제하는 가이드(30a)후면과의 충접을 완충함과 동시에 도어를 작동시킨 후의 푸시레버(30b)를 케이스내로 인입하도록 기능한다. 이 압축코일스프링(30c)에 의한 로드(30)의 인입작동시에는 치차부분(34a)은 랙(32)에 맞물리지 않는 위치에 회전하고 있고, 랙(32)은 톱니가 빠진 부분(34b)을 따라 자유롭게 이동가능하다. 또한 로드(30)는 도어의 폐쇄 등에 의한 동작부재의 복귀에 연동하여 확실하게 초기위치에 셋트된다.

다음에 도 4를 기초로 계지캠(23)에 연동하는 스위치 기구에 대해 설명한다. 계지레버(25)와 동 축으로 일체로 회동하는 L자 모양의 복귀레버(35)는 비틀림 코일스프링(25b)의 일단을 계지하는 짧은 레버(35a)와 긴 레버(35b)를 구비한다. 또 계지레버(25)의 지축(25a)에서 이간한 위치에, 스위치(36)를 작동하는 요동레버(38)가 케이스(11)에 입설한 지축(38a)에 회동이 자유롭게 지지된다. 요동레버(38)는 거의 같은 길이의 레버(38b)(38c)(38d)가 3방으로 돌출하고, 제 2레버(38c)에 장설한 인장코일 스프링(40)에 의해 제 3레버(38d)가 스위치(36)의 액튜에이터(36a)를 압동하도록 도면 중 반시계 방향(화살표 L1)으로 탄성부세되고 있다.

한편 복귀레버(35)는 비틀림 코일스프링(25b)의 부세력으로 도면 중 반시계 방향(화살표 L2)으로 탄성부세된 긴 레버(35b)가 요동레버의 제 1레버(38b)에 닿아 제 3레버(38d)를 액튜에이터(36a)로부터 이간하는 도면 중 시계방향(화살표 R1)으로 탄성부세하고, 인장코일 스프링(40)에 의한 요동레버(38)의 회동은 제 2레버(38c)가 스위치(36) 단면과 접촉함으로써 규제되며 제 3레버(38)는 액튜에이터(36a)로부터 이간위치에 유지된다.

다음에 실시예 1에 관한 동작보조장치(10)의 동작설명을 냉장고 도어를 여는 보조장치로서 적용한 실시예에 대해 설명한다. 우선 도 1과 같이 동작보조장치(10)는 최초의 축세상태에 있어서 케이스(11)내에 수납되는 푸시레버(30b)를 케이스(11)측면에서 돌출시키는 로드(30)는 스트로크 동작범위 최후부의 초기위치에 있고, 출력차(26)는 홈(26c)이 기동암(29)의 선단부(29a)에 결합하여 회동이 저지된다. 동시에 스텝핑모터(12)에 구동되는 캠기어(20)는 이 캠기어(20)와 일체로 배치한 계지캠(23)의 홈(23b)이 계지레버(25)의 선단부(25c)에 결합한 위치에서 정지하고 있으며, 이 위치가 캠기어(20)의 기점이고 또한 종점이 된다.

이 때 캠기어(20)의 지지기둥(20a)과 출력차(26)의 지지기둥(26a)의 상대위치는 각각이 계지하는 구동스프링(28)의 훅(28a)(28b)에 의해 구동스프링(28)을 비틀림 변형시켜 짜 넣어 축세한 상태에 있고, 이 위치를 계지레버(25)와 기동암(28)으로 유지하여 대기하고 있다.

다음에 냉장고에 별도로 배치된 푸시온식 패널 스위치(도시하지 않음)를 조작하여 스텝핑 모터(12)에 통전하고, 구동피니온(14)으로부터 감속치차열(16)(17)을 거쳐 캠기어(20)에 회전을 전달한다. 캠기어(20)가 회전을 개시하면 시동캠(22)이 일체로 회동하여 외주면(22a)에 압접하여 접동하는 캠플로어(24)의 선단부(24c)가 돌기(22b)의 완만한 사면(22d)을 따라 돌기 정상부(22c)로 이동하므로 캠플로어(24)가 시동캠(22)으로부터 멀어지는 방향으로 회동한다.

결국 캠플로어(24)에 연동하여 동 축으로 일체로 회동하는 기동암(29)의 선단부(29a)와 출력차(26)의 홈(26c)과의 결합이 해제된다. 출력차(26)는 축세된 비틀림 스프링(28)의 복귀력으로 바로 급속 회전하고, 일체로 형성된 선형치차(34)의 치차부분(34a)이 랙(32)에 맞물려 랙(32)에 연설된 로드(30)를 압동한다. 케이스(11)내에서 이동범위의 최후부의 최초위치에서 대기상태에 있던 로드(30)는 케이스(11)측면의 투과구멍(11b)에서 푸시레버(30c)를 돌출시켜 냉장고의 도어를 밀착상태로부터 해방방향의 회동동작을 보조한다. 그 이후는 동작부재는 노인, 유아, 장해자 등의 약자의 힘으로도 수동조작이 가능하게 된다.

로드(30)를 돌출방향으로 이동시킨 후 랙(32)은 선형치차 부분(34a)과의 맞물림이 풀려 자유롭게 되고 압축코일 스프링(30c)에 의해 케이스(11)내에 인입방향으로 부세된다. 수동으로 도어를 폐쇄위치로 되돌리는 조작에 가세됨으로써 푸시레버(30c)는 확실하게 케이스(11)내로 밀려들어가 로드(30)는 선형치차부분(34a)의 간섭을 받지 않고 수시로 초기위치로 복귀할 수 있다.

최초의 도시하지 않은 푸시온식 패널스위치에 의한 스텝핑 모터(12)로의 통전에 의해 구동되는 캠기어(20)의 회전은 시동캠(22)과 함께 계지캠(23)을 회전하기 때문에 홈(23b)의 사면(23c)이 계지레버(25)의 선단부(25c)를 비틀림 코일 스프링(25b)의 부세력에 맞서 밀어올리고, 복귀레버(35)를 연동하여 도면 중 시계방향(화살표 R2)으로 회동한다. 요동레버(38)는 복귀레버(35)의 긴 레버(35b)에서 해방되어 인장코일 스프링(40)의 부세력으로 제 3레버(38d)가 스위치(36)의 회로를 닫는다. 푸시온식 패널스위치로부터 스텝핑 모터(12)로의 통전은 스위치(36)로부터 회로로 변환되어 캠기어(20)를 회전한다.

출력차(26)는 축세력을 방출한 자유형상이 된 구동스프링(28)을 통해 캠기어(20)에 연동하여 회전하지만 캠플로어(24)의 비틀림 코일스프링(24c)에 부세되어 외주를 접동하는 기동암 선단부(29a)에, 홈(26c)이 결합하는 위치에서 회전이 저지된다. 즉 출력차(26)는 지지기둥(26a)에서 구동스프링(28)의 한쪽의 훅(28b)의 위치를 고정한다. 이 때 출력차(26)와 함께 회동하는 선형치차(34)는 치차부분(34a)의 선행단이 초기위치로 수동복귀한 랙(30)의 전단 바로 근처의 시동위치의 맞물림 직전까지 회동해 와 대기한다. 캠기어(20)는 또한 구동스프링(28)을 비틀면서 회전을 계속하고, 다시 계지캠(23)의 홈(23b)에 비틀림 코일스프링(25b)에 부세되어 외주를 접동하는 계지레버 선단부(25c)가 결합한다.

이 결합동작에 의해 계지레버(25)가 복귀레버(35)를 도면 중 반시계 방향(화살표 L2)으로 회동하고, 요동레버(38)의 제 3레버(38d)에 의한 스위치(36)의 조작을 해제하며, 스텝핑 모터(12)를 구동하는 스위치 회로를 절단하여 스텝핑 모터(12)를 정지시킨다. 정지한 스텝핑 모터(12)에는 축세력을 유지하는 힘은 없기 때문에 캠기어(20)는 계지캠(23)의 홈(23b)이 계지레버 선단부(25c)에 결합하는 위치에 지지기둥(20a)으로 구동스프링(28)의 다른쪽의 훅(28a)의 위치를 고정하고, 구동스프링(28)을 축세상태로 유지한다. 계지캠(23)의 홈(23b)이 계지레버 선단부(25c)에 결합하는 위치는 캠기어(20)가 1회전을 완료한 종점임과 동시에 다음의 보조동작의 기점에서 최초의 축세상태가 재현된다. 다음 냉장고의 도어를 열 때 마다 상기동작이 반복된다.

스텝핑 모터(12)의 원점은 캠기어(20)의 원점에 대응시켜 캠기어(20)의 1회전분의 펄스수보다 수펄스 여분에 계수하여 스텝핑모터(12)에 입력한다. 이 때문에 캠기어(20)는 계지캠(23)의 홈(23b)이 계지레버 선단부(25c)에 정확하게 결합하는 기점을 약간 넘은 위치에서 스텝핑 모터(12)의 통전이 정지된다. 스텝핑 모터(12)에는 정지위치의 유지력은 없기 때문에 축세된 구동스프링(28)의 복귀력의 작용으로 캠기어(20)는 되돌아가 홈(23b)의 선행면(23d)이 계지레버 선단부(25c)의 계지면(25d)에 접촉하고, 늘 정확한 위치를 기점으로 할 수 있다. 축세수단으로서 DC모터를 사용할 경우는 스위치 회로에 지연타이머를 삽입하여, 스위치(36)의 작동시점과 DC모터로의 통전정지 사이에 타이머래그를 배치함으로써 동일한 목적을 달성시킬 수 있다.

〔실시예 2〕

도 5는 본 발명에 관한 동작보조장치의 실시예 2에 관한 동작보조장치(10)의 작동전의 축세상태를 도시하는 평면도이다. 도 6은 도 5 장치의 구동계를 전개하여 도시하는 개략 단면도이다. 도 7은 모터와 리브스위치의 회로도이다. 도 8은 보조동작을 행할 때의 플로우 챠트이다. 도 5~도 8에 도시하는 실시예 2에 있어서 실시예 1과 같은 기능을 갖는 부위에 대해서는 같은 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.

실시예 2는 실시예 1과 계지레버(25)에 연동하는 리브스위치(50)의 구성이 서로 틀리기 때문에 여기서는 이 리브스위치(50)의 설명에만 고정한다. 계지레버 후단(25e)에 리브스위치(50)의 가동접점(50a)의 굴곡부(50b)가 상시 탄접하여 계지레버(25)의 회동에 연동하여 탄성변형에 의해 만곡한다. 계지레버 선단부(25c)가 결합부(23b)와 결합했을 때 가동접점(50a)은 고정접점(50c)으로부터 이간하고, 모터통전회로를 OFF로 한다. 계지캠(23)이 반시계 방향으로 회전하여 계지레버 선단부(25c)가 계지캠 외주면(23a)에 밀려올라가면 계지레버(25)의 요동에 따라 가동접점(50a)은 뒤로 구불어지고, 고정접점(50c)에 압접하여 모두 탄성변형하여 확실한 접촉을 유지한다. 이 접촉에 의해 모터 통전회로는 ON이 되어 모터(12a)를 구동한다. 부호 50d는 고정접점(50c)의 과잉 이동을 제한하는 스토퍼이다.

도 7은 단자대(51)의 모식도이다. 단자 No.2와 단자 No.3를 단락하여 단자 No.4와 단자 No.1에 전압을 인가한다. 계지레버 선단부(25c)는 결합부(23b)와 결합하지 않을 때는 계지캠 외주면(23a)상의 어디와 접하여 리브스위치(50)는 ON으로 유지되고, 모터(12a)는 캠기어(20)를 회전한다. 단자 No.4와 단자 No.1에 인가하는 전압의 극성에 의해 캠기어(20)의 회전방향은 다르지만 캠기어(20)의 1회전 미만에서 반드시 계지레버 선단부(25c)는 결합부(23b)와 결합하고, 리브스위치(50)를 OFF로 하여 모터(12a)를 정지시킨다. 즉 이 정지위치를 기동원점으로 하는 것이 적합하다고 생각된다.

그래서 캠기어(20)의 회전중에 정전 등에 의한 이상사태가 발생하여 캠기어(20)의 회전중의 위치를 알 수 없게 된 경우에는 축세수단의 정회전 모드(반시계 회전)가 아닌 원점설정을 위해 역회전 모드(시계 회전)로 모터(12a)를 구동한다. 그러나 계지레버 선단부(25c)가 결합부(23b)의 사면(23c)의 중간에서 가동접점(50a)을 고정접점(50c)에서 이간하여 전기회로를 OFF로 해버려 게지레버 선단부(25c)의 계지면(25d)이 결합부(23b)의 선행면(23d)에 접촉하기 전에 모터(12a)가 정지하는 사태가 발생한다. 이와같은 정지위치는 모터(12a)나 감속치차윤열(16)(17)의 동적관성 및 마찰에 기인하는 불확정한 저항력의 작용으로 반드시 안정되지 않고 정확한 원점으로서 인식할 수 없게 되므로 늘 기점을 일정하게 설정하는 것은 곤란하게 된다.

그래서 구동모터(12a)로서 DC모터를 사용한 경우는 리브스위치(50)가 OFF가 된 신호로 타이머를 작동시키고, 일정한 시간후에 DC모터를 정지시킨다. 이 시간제어에 의해 계지레버 선단부(25c)의 계지면(25d)은 확실하게 결합부(23b)의 선행면(23d)과 접촉하여 그보다 먼저 진행할 수 없어 기계적으로 구속되므로 그 후 모터(12a)가 정지시킴으로써 늘 원점으로서 일정한 위치를 얻을 수 있다. 이와같은 지연제어회로는 마이크로 컴퓨터의 프로그램으로 용이하게 달성할 수 있다.

또 구동모터(12a)로서 스텝핑 모터를 사용한 경우는 리브스위치(50)가 OFF한 신호를 받으면 또한 소정수 펄스를 여분으로 인가함으로써 계지레버 선단부(25c)의 계지면(25d)은 확실하게 결합부(23b)의 선행면(23d)과 접촉시킬 수 있어 늘 원점을 일정위치로 설정할 수 있고, 이 때 스텝핑 모터의 로터위치를 펄스수의 계수기점으로 하여 이후의 제어를 행한다. 어떠한 모터를 사용한 경우도 원점확정후는 정회전 모드에 의한 캠기어(20)를 1회전시켜 축세조작을 행하는 것이 필요하다.

다음에 실시예 2에 관한 동작보조장치(10)의 동작설명을 냉장고 도어를 여는 보조장치로서 적용한 실시예에 대해 설명한다. 우선 동작보조장치(10)는 최초의 축세상태에 있어서 케이스(11)내에 수납되는 푸시레버(30b)를 케이스(11)측면에서 돌출시키는 로드(30)는 도 5에 도시된 스트로크 동작범위 최후부의 초기위치에 있다. 또 출력차(26)는 홈(26c)이 기동암(29)의 선단부(29a)에 결합하여 회동이 저지된다. 또한 모터(12a)에 의한 회전구동으로 초기설정된 캠기어(20)는 일체로 배치한 계지캠(23)의 결합부(23b)가 계지레버(25)의 선단부(25c)에 결합한 위치에서 정지하고 있고, 이 위치가 캠기어(20)의 기점이며 또한 종점이 된다.

이 때 캠기어(20)의 지지기둥(20a)과 출력차(26)의 지지기둥(26a)의 상대위치는 각각 계지하는 코일스프링(28)의 훅(28a)(28b)에 의해 코일 스프링(28)을 짜 넣어 비틀림 변형시킨 축세상태에 있고, 이 위치가 계지레버(25)와 기동암(29)에 의해 회전이 저지된 대기위치에서 동작의 기점이 된다.

냉장고에 별도로 배치된 푸시온식 패널 스위치(도시하지 않음)을 조작하여 모터(12a)에 통전하고, 감속치차윤열(16)(17)을 거쳐 캠기어(20)에 회전을 전달한다. 캠기어(20)가 회전을 개시하면 시동캠(22)이 일체로 회동하고 그 외주면(22a)에 압접하여 접동하는 캠플로어(24)의 선단부(24c)가 돌기(22b)의 완만한 사면(22d)을 따라 돌기 정상부(22c)로 이동하므로 캠플로어(24)는 시동캠(22)으로부터 멀어지는 방향으로 회동한다.

그 결과 기동암(29)이 캠플로어(24)와 일체로 회동하고, 기동암(29)의 선단부(29a)와 출력차(26)를 축세위치에 고정하고 있는 홈(26c)과의 결합은 해제된다. 출력차(26)는 축세된 코일스프링(28)의 복귀력으로 바로 급속회전하고, 일체로 형성된 선형치차(34)의 치차부분(34a)이 랙(32)에 맞물려 랙(32)에 연설된 로드(30)를 급격하게 압동한다. 케이스(11)내에서 이동범위의 최후부에 압축코일 스프링(30c)에 의해 초기위치에서 대기상태로 고정된 로드(30)는 케이스(11)측면의 투과구멍(11b)에서 푸시레버(30c)를 돌출시켜 냉장고의 도어를 밀착상태로부터 해방방향의 회동동작을 보조한다. 그 결과 동작부재는 노인, 유아, 장해자등의 약자의 힘으로도 수동조작이 가능하게 된다.

로드(30)를 돌출방향으로 이동시킨 후 랙(32)은 선형치차 부분(34a)과의 맞물림이 풀려 자유롭게 되고 압축코일 스프링(30c)에 의해 케이스(11)내로 인입방향으로 부세된다. 수동으로 도어를 폐쇄위치로 되돌리는 조작에 가세됨으로써 푸시레버(30c)는 확실하게 케이스(11)내로 밀려들어가고 로드(30)는 선형치차 부분(34a)의 간섭을 받지 않고 수시로 초기위치로 복귀가능하다.

축세위치에 있어서 축세상태로 유지되는 출력차(26)에 의해 푸시레버(30c)를 돌출시키고, 냉장고의 도어의 개방동작을 보조할 때는 최초 도시하지 않은 푸시온식 패널스위치에 의해 단자 No.3과 단자 No.4로부터 모터(12a)로의 통전이 행해진다. 그 결과 캠기어(20)의 회전에 따라 시동캠(22) 및 계지캠(23)이 회전하고, 이 계지캠(23)의 결합부(23b)의 사면(23c)이 계지레버(25)의 선단부(25c)를 코일스프링(25b)의 부세력에 맞서 밀어올리며 이에 연동하여 리브스위치(50)의 가동접점(50a)과 고정접점(50c)이 접촉한다. 이와같이 보조동작시에 리브스위치(50)는 ON하도록 되어있기 때문에 보조동작 후 출력차(26)를 축세위치로 복귀시키는 복귀동작시에는 푸시온식 패널스위치로부터 모터(12a)로의 통전은 단자 No.1과 단자 No.4에 의한 리브스위치(50)로부터의 회로로 변환되어 자체 동작에 의해 이 리브스위치(50)를 OFF하고, 자체 동작을 정지시키는 자살스위치에 의해 모터를 정지시킬 수 있다.

이 보조동작 후 출력차(26)를 축세위치로 유지시킬 때 까지의 복귀동작으로 이행한다. 출력차(26)는 축세력을 방출하여 자유형상이 된 코일스프링(28)을 통해 캠기어(20)에 종동하여 회전하지만 캠플로어(24)의 코일스프링(24b)에 부세되어 외주를 접동하는 기동암 선단부(29a)에 홈(26c)이 교합하는 위치에서 회전이 저지된다. 즉 이 위치에서 출력차(26)는 락되므로 출력차(26)에 배치된 지지기둥(26a)에 결합한 코일스프링(28)의 한쪽의 훅(28b)의 위치도 고정된다. 캠기어(20)는 또한 코일스프링(28)을 비틀면서 회전을 계속하고, 코일스프링(25b)에 부세되어 외주(23a)를 접동해 온 계지레버 선단부(25c)가 계지캠(23)의 결합부(23b)로 떨어져 출력차(26)를 축세상태로 한 축세위치에서 고정시킨다. 또한 출력차(26)와 함께 회동하는 선형치차(34)는 치차부분(34a)의 선행단이 초기위치로 복귀한 랙(30)과의 맞물리기 직전에서 정지한다.

계지레버 선단부(25c)가 계지캠(23)의 결합부(23b)로 떨어짐에 따라 계지레버(25)의 회동으로 자살스위치를 구성한 리브스위치(50)가 OFF가 되고, 모터통전회로는 절단되어 모터(12a)는 정지한다. 통전이 정지한 모터(12a)에는 축세력을 유지하는 힘은 없기 때문에 캠기어(20)는 한쪽의 훅(28b)이 고정된 코일스프링(28)의 부세력으로 과잉 이동분이 되돌려져 확실하게 계지레버(25)의 계지면(25d)이 결합부 선행면(23d)에 압착하고, 코일스프링(28)을 축세상태로 유지하는 원점을 기계적으로 확정할 수 이다. 이 원점은 캠기어(20)가 반시계 방향의 1회전을 완료한 종점임과 동시에 다음의 보조동작의 기점으로 축세상태가 재현된다. 다음 냉장고의 도어를 열 때 마다 상기의 동작이 반복된다.

복귀동작일 때 자살스위치를 이용하지 않고 모터(12a)를 정지하는 방법으로서는 구동수단으로서의 모터(12a)를 스텝핑 모터로 하고, 캠기어(20)의 1회전분의 펄스수보다 여분으로 계수하여 스텝핑 모터에 입력한다. 이 때문에 캠기어(20)의 회전은 계지캠(23)의 결합부(23b)가 계지레버 선단부(25c)와의 정확한 결합위치를 약간 넘은 위치에서 통전이 정지된다. 스텝핑 모터에는 정지위치의 유지력은 없기 때문에 축세된 코일스프링(28)의 복귀력으로 캠기어(20)는 되돌아 가고, 결합부(23b)의 선행면(23d)이 계지레버 선단부(25c)의 계지면(25d)에 압착하는 늘 정확한 위치를 기계적 원점으로 하여 확정할 수 있다. 따라서 이 위치에 대응하는 스텝핑 모터의 로터위치를 펄스계수의 0점으로 리셋하여 펄스제어의 원점으로 할 수 있다.

또 복귀동작일 때 자살스위치를 이용하여 모터(12a)를 정지하는 방법으로서는 구동수단으로서의 모터(12a)를 DC모터로 하고, 스위치 회로에 지연타이머를 삽입하며 리브스위치(50)의 작동시점과, DC모터로의 통전정지와의 사이에 타임래그를 배치하여 계지캠(23)의 결합부(23b)가 계지레버 선단부(25c)와 정확하게 결합하는 위치를 약간 넘는 캠기어(20)의 회전위치에서 통전을 정지시키며, 축세된 코일스프링(28)의 복귀력으로 기어(20)를 되돌려 결합부(23b)의 선행면(23d)을 계지레버 선단부(25c)의 계지면(25d)에 압착시키는 것으로 동일한 목적을 달성할 수 있다.

다음에 본 발명에 관한 동작보조장치(10)의 제어방법을 도 8에 도시하는 플로우챠트를 이용하여 설명한다.

이 플로우챠트는 모터(12a)를 정회전시켜 부세위치에 고정되는 출력차(26)에 의해 푸시레버(30c)를 돌출시키고, 냉장고의 도어의 개방동작을 보조하는 보조동작(스텝 S1~S9)과, 이 보조동작 후 모터(12a)를 정회전시켜 출력차(26)를 축세위치로 복귀시키는 복귀동작(스텝 S10~S17)을 도시한 것이다.

보조동작(스텝 S1~S11)의 급전방법으로서는 도시하지 않은 제어장치에 의해 도 7에 도시하는 단자 No.3과 단자 No.4에 전압이 급전되고 있다. 또 단자 No.2와 단자 No.3을 단락하고 단자 No.2와 단자 No.4에 전압을 급전해도 된다.

우선 냉장고에 따로 설치된 푸시온식 펄스스위치가 눌려지거나 또는 도어노브에 배치된 터치센서 등의 어떠한 검지수단에 의해 검지되고, 보조조작 개시신호가 제어장치에 입력되면(스텝 S1), 보조동작에 들어갔는 지를 판단하기 위해 도어의 개폐상태의 확인을 행한다(스텝 S2). 이 결과를 기초로 미리 도어가 개방상태일 때에는 보조동작의 필요가 없다고 판단하여 바로 모터(12a)로의 급전을 정지하고(스텝 S9) 이 시점에서 보조동작은 종료가 된다.

한편 도어가 폐쇄상태일 때는 보조동작을 행하므로 모터(12a)로의 급전이 개시되고(스텝 S3), 모터(12a)를 정회전시킨다(스텝 S4). 또 이 스텝 S4와 거의 동시에 도어의 개폐상태의 확인을 행하고(스텝 S5) 또한 이 스텝 S5와는 거의 동시에 모터(12a)로의 급전시간의 계측을 행한다(스텝 S6). 즉 모터(12a)에 급전한 후 3초 경과하면 푸시레버(30c)를 돌출시켜 도어의 개방동작을 보조하는 일련의 압동동작이 확실하게 종료하므로 이 3초간을 타이머로 셋트하여(스텝 S7), 3초의 경과를 기다려 모터(12a)로의 급전을 정지하고(스텝 S9), 이 시점에서 보조동작은 종료가 된다. 또한 타이머의 셋트시간은 보조동작의 종료에 맞춰 적절히 설정가능하다.

또 모터(12a)로의 급전이 3초간 행해지기 전에 도어가 개방상태가 된 것이 스텝 S5에서 확인된 경우는 도어개방(스텝 S8)으로 간주하여 모터(12a)로의 급전을 정지하고(스텝 S9) 이 시점에서 보조동작은 종료가 된다.

다음에 이 스텝 S9에 의해 모터(12a)로의 급전이 정지되어 보조동작이 종료됨과 동시에 출력차(26)를 부세위치에 유지시킬 때 까지의 복귀동작(스텝 S10~S17)으로 이행한다.

이 복귀동작(스텝 S10~S17)의 이행에 따라 도시하지 않은 제어장치에 의해 도 7에 도시하는 단자 No.3와 단자 No.4로부터의 전압의 급전이 단자 No.1과 단자 No.4로부터 급전되도록 변환된다. 즉 보조동작 시에 리브스위치(50)는 ON상태가 되고 단자 No.1과 단자 No.4에 의한 리브스위치(50)의 회로로 변환함으로써 자체동작에 의해 이 리브스위치(50)를 OFF상태로 하여 동작을 정지시키는 자살스위치가 구성된다.

모터(12a)로의 급전을 1초간 정지한 후(스텝 S10), 다시 모터(12a)로의 급전이 개시되면(스텝 S11) 모터(12a)가 정회전하여(스텝 S12) 복귀동작이 개시된다.

이 스텝 S12와 거의 동시에 모터(12a)의 동작시간의 계측을 행하고(스텝 S13) 3초간 경과하면 일련의 복귀동작이 확실하게 종료하므로 이 3초간을 타이머로 셋트하고(스텝 S14) 3초의 경과를 기다려 단자 No.1과 단자 No.4로의 전압의 급전을 정지시킨다(스텝 S15). 또한 타이머의 셋트시간은 복귀동작의 종료에 맞춰 적절히 설정이 가능하다.

한편 모터(12a)로의 급전이 3초 행해지기 전에 자체 복귀동작의 종료와 함께 리브스위치(50)를 OFF상태로 하고, 자살스위치가 OFF하도록 구성되며(스텝 S16) 자살스위치가 OFF함으로써 모터(12a)가 정지하여 복귀동작이 종료한다(스텝 S17).

이상 본 발명에 관한 동작보조장치의 실시예를 도면을 기초로 설명했지만 본 발명은 도시한 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 형상이나 구성에 대해 본 발명의 구성요건으로부터 벗어나지 않는 범위에서 세부에 관한 다양한 변경이나 부품의 재구성이나 실시예에서의 조합을 교환하는 등의 여러가지 개변을 얻을 수 있는 것이 예기된다. 예를들어 스프링의 축세에는 DC모터나 솔레노이드의 사용이 가능하고 스프링으로서 인장코일 스프링이나 압축코일 스프링의 사용이 가능하다. 또 시동캠(22) 또는 기동암(29)을 기계적으로 직접 수동으로 조작해도 스프링의 축세작용을 모터로 행함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 당업자이면 용이하게 추측할 수 있다.

이상의 설명에서 알 수 있는 것과 같이 본 발명에 관한 동작보조장치는 청구항 1에 기재에 의하면 동작부재의 전 동작범위 중 소정범위의 동작을 보조하는 동작보조장치에 있어서 상기 동작부재에 결합하여 이 동작부재를 작동하는 로드와, 이 로드를 동작시키는 치차와, 이 치차로 작동하는 부세수단과, 이 부세수단의 부세력을 축세시키는 구동수단과, 상기 부세수단을 소정의 부세상태로 유지하는 유지수단과, 이 유지수단에 의한 부세상태를 해제하는 해제수단을 갖고 이 해제수단으로 상기 부세상태를 해제하면 상기 부세력이 해방되어 상기 로드에 의해 상기 동작부재가 작동되므로 로드의 개방속도는 비틀림 코일 스프링의 탄성력에 의해 부여되어 종래의 모터회전에 의한 더욱 수배의 고속으로 동작시킬 수 있다. 또한 본 발명에 관한 동작보조장치를 적용함으로써 예를들어 강력한 밀착상태에 있는 냉장고 등 무거운 도어를 개방하는 시동력이 불필요하게 되어 노인 유아, 장해자등의 약자의 힘으로도 수동조작이 가능하게 된다.

Claims

동작부재의 전 동작범위 중 소정범위의 동작을 보조하는 동작보조장치에 있어서,

상기 동작부재에 결합하여 이 동작부재를 작동하는 로드와, 이 로드를 동작시키는 치차와, 이 치차를 작동하는 부세수단과, 이 부세수단의 부세력을 축세(蓄勢)시키는 구동수단과, 상기 부세수단을 소정의 부세상태로 유지하는 유지수단과, 이 유지수단에 의한 부세상태를 해제하는 해제수단을 가지며, 이 해제수단으로 상기 부세상태를 해제하면 상기 부세력이 해방되어 상기 로드에 의해 상기 동작부재가 작동되는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
제 1항에 있어서,

상기 치차는 상기 구동수단에 의해 구동되는 축세치차와 상기 부세수단으로서의 코일스프링을 통해 연결되고, 상기 치차를 상기 유지수단으로서의 한쪽의 계지수단에 의해 구동방향으로 계지한 상태에서 상기 축세치차를 구동하여 상기 코일스프링이 상기 소정의 부세상태에 달하면 상기 유지수단으로서의 다른쪽의 계지수단으로 계지하고, 상기 코일스프링을 상기 소정의 부세상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
제 2항에 있어서,

상기 한쪽의 계지수단에는 상기 축세치차에 형성된 캠면에 접동하는 접동부를 구비하고, 이 접동부에 의해 상기 한쪽의 계지수단에 의한 게지를 해제하는 상기 해제수단을 구성한 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
제 1항에 있어서,

상기 구동원에 스텝핑 모터를 사용하여 구동신호의 스텝수를 계수하고, 각 보조사이클에서의 일련의 동작의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
제 2항에 있어서,

상기 축세치차를 정회전 구동하여 코일스프링이 소정의 부세상태에 달하면 유지수단으로서의 다른쪽의 계지수단으로 계지하고, 상기 코일스프링을 상기 소정의 부세상태로 유지함과 동시에 축세치차를 역회전 구동하여 상기 다른쪽의 결합부에 의해 축세치차의 역회전이 저지되는 것을 이용하여 초기화를 행하는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.