KR100360508B1 - 동작보조장치 - Google Patents

Abstract

랙과 치차와의 맞물림 시에 어긋난 위치끼리 톱니가 서로 간섭하지 않음과 동시에 정규위치에서의 랙 및 치차의 맞물림강도를 어느 정도 확보하고, 또한 부품가공이나 조립도 용이하게 되는 치차와 랙과의 맞물림 구조 및 이 구조를 구비한 동작보조장치를 제공한다.

이를 해결하기 위한 수단으로 구동원의 구동력에 의해 회전하는 치차(36)와, 이 치차(36)에 결합분리가 가능하게 배치되어 치차(36)의 결합상태시 회전에 의해 소정방향으로 직선이동하는 랙(51)과의 맞물림 구조에 있어서, 치차(36)와 랙(51)이 맞물릴 때 최초의 톱니를 각각 첫번째의 톱니(36a1)(51a1)로 했을 때 치차(36)의 회전방향에 있어 첫번째의 톱니(36a1)가 랙의 2번째 이후의 랙톱니(51a)와 축방향으로 겹치는 위치를 통과할 수 있도록 하고, 이 통과후 랙(51)의 첫번째의 랙톱니(51a1)와 결합함으로써 치차(36)와 랙(51)과의 맞물림이 시작하도록 되어있다.

Description

동작보조장치{OPERATION ASSISTING DEVICE}

본 발명은 결합 분리가 자유로운 치차와 랙과의 감합구조 및 냉장고 등에 설치된 선회식 문이나 서랍 앞면 등의 개방동작을 보조하기 위한 동작보조장치에 관한 것이다.

선회식 문이나 서랍 등이 있는 가전제품이나 가구등에 있어 문이나 서랍 앞면을 광체(筐體) 본체측에 마그네트 등의 자기적 작용을 이용하여 고정시키는 것이 있다. 이와같은 문이나 서랍(이하 개폐부재라 함)은 닫는 순간에 마그네트의 자기흡인력에 의해 광체 본체측으로 흡인되므로 작은 힘으로 확실하게 닫을 수 있고, 또 닫힌 상태에서는 일정한 닫는 힘으로 폐쇄상태가 유지된다.

따라서 다소 진동이 있어도 저절로 문이나 서랍이 열려버리는 문제를 해소할 수 있어 많은 제품에 적용되고 있다.

이와같은 일정한 닫는 힘에 의해 닫혀진 개폐부재는 통상은 그만큼 어렵지 않게 열수 있지만 예를들면 양손에 물건을 들고 있어 약간의 힘으로 개폐부재를 열도록 한 경우 간단하게는 열리지 않게 된다. 또 팔힘이나 잡는 힘이 약한 노령자에 있어서는 조작성이 좋다고는 할 수 없다.

이런 종류의 개폐부재는 폐쇄상태를 확실하게 유지하는 요소와, 용이한 개방조작이 가능한 양쪽 요소를 만족하게 할 필요가 있지만 확실한 폐쇄상태를 유지한다는 관점에서 생각하면 어느 정도의 닫는 힘을 갖고 있어야 한다. 따라서 일정 이상의 닫는 힘을 유지하면서 용이하게 열리는 개폐기구로 하는 것이 요구된다.

그래서 조작을 조금이라도 쉽게 하기 위한 장치로서 본 출원인은 일본국 특개평 4-17548호 공보 기재의 모터액튜에이터를 개발했다(도 6참조). 이 모터액튜에이터는 모터(101)와, 모터(101)의 구동력을 감속하여 전달하는 감속기구(102)와, 이 감속기구(102) 최종단의 피니온(103)에 맞물리는 랙(104)을 갖는 로드(105)와, 로드(105)의 위치를 검출하기 위한 위치검출수단(106)과, 이들 부재를 수납하는 케이스(107)를 갖고 있다.

이 모터액튜에이터는 문(도시생략)에 마련한 스위치기구를 사용자가 건드리면 모터(101)가 통전되고, 모터(101)의 구동력에 의해 로드(105)를 앞쪽으로 슬라이드 이동시키며, 이 로드(105)의 슬라이드이동을 이용하여 앞쪽에 배치되는 문의 개방동작을 보조하도록 되어있다.

그러나 이와같이 도 6에 도시한 모터액튜에이터에서는 문의 개방동작을 보조한 후 앞쪽에 로드가 남은 상태로 되어있으면 사용자가 문을 닫을 때 문에 밀려 로드가 케이스내로 되돌아 온다. 그 때문에 로드의 복귀방향으로의 슬라이드이동에 의해 감속윤열이 무리하게 회전하게 되어 감속윤열의 각 치차를 파손시킬 염려가 생긴다.

그 때문에 이와같은 장치에서는 감속윤열에 슬립기구를 구비하거나, 또는 구동력이 일방향(로드를 전진시키는 방향)으로만 전달되는 클러치기구를 구비하는 것을 생각할 수 있다. 이것들을 조립하면 앞쪽에 남아있는 로드가 케이스내로 되밀렸다고 해도 조립한 슬립기구 부분에서 치차등이 공회전함으로써 밀린 힘이 약해져 감속윤열이나 모터 등의 내부기구를 손상시키지 않게 된다.

그러나 슬립기구나 클러치기구를 마련하는 것으로 로드의 복귀방향으로의 슬라이드 이동시 치차손상문제에 대응할 수 있다고 해도 문을 닫을 때 마다 문과 로드가 충돌하여 로드 혹은 문의 내측을 손상시킬 위험성은 남아있다.

상술한 모터액튜에이터에서는 이와같은 문제에 대처하기 위해 모터를 역회전시켜 로드를 원래 위치로 되돌리는 제어를 행하고 있다. 즉 로드(105)가 소정위치까지 앞쪽으로 슬라이드이동하면 이를 위치검출수단(106)으로 검지한다. 그리고 이 검지를 기초로 제어회로(도시생략)의 구동제어에 의해 모터(101)를 정지시킨다. 그 후 모터(101)를 역회전시킴으로써 로드(105)를 역방향으로 슬라이드 이동시켜 로드(105)를 원래 위치로 되돌린다.

그러나 이와같은 제어를 행하기 위해 상술한 모터액튜에이터는 로드(105)의 위치를 검출하기 위한 위치검출수단(106)과, 이 위치검출수단(106)에 의한 위치검출의 결과를 기초로 모터(101)를 쌍방향으로 회전시키기 위한 구동회로(도시생략)를 구비하고 있다. 그 때문에 부품점수가 많아짐과 동시에 구조가 복잡해지므로 장치전체가 대형화된다. 이들 문제는 고급품이나 대형장치에 짜 넣여질 경우는 큰 문제가 되지 않지만 저가격 상품이나 소형의 상품에 짜 넣을 경우 큰 결점이 된다.

또한 상술한 모터액튜에이터는 로드(105)를 원점위치로 되돌릴 때에는 반드시 모터(101)의 구동력을 필요로 한다. 그 때문에 로드(105)가 튀어나오는 상태로 정전되거나 그 상태에서 회로적 손상이 일어난 경우는 수동에 의해 로드(105)를 케이스(107)내로 되밀게 되지만 모터(101)의 로터로 전달되는 힘은 증속관계가 되므로 모터(101)로의 부하가 극히 커져 간단히 되밀 수는 없다. 가령 강하게 되밀면 상술한 것과 같이 치차윤열중 치차를 파손시킨다. 이를 피하기 위해 슬립기구나 클러치기구를 마련하면 역시 부품점수의 증대, 구조의 복잡화, 장치의 대형화를 초래하게 된다.

본 발명의 목적은 모터의 구동력으로 개폐부재의 동작을 보조하는 앞쪽으로 튀어나온 후의 돌출부재는 변환치차와의 결합이 풀리는 것으로 치차윤열과의 연결관계가 끊어져 사용자가 수동으로 쉽게 돌출부재를 내부(원점위치방향)로 되밀 수 있는 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 모터의 구동력을 전달하는 치차윤열과, 이 치차윤열을 통해 입력되는 모터의 구동력에 의해 슬라이드 이동하고 개폐부재에 직접 또는 간접적으로 접촉가능한 돌출부재를 갖고, 돌출부재의 슬라이드 동작에 의해 개폐부재의 동작을 보조하는 동작보조장치로서 치차윤열에 돌출부재와 결합하는 톱니부와 돌출부재와의 결합이 풀리는 톱니가 없는 부분을 갖는 부분치차를 마련하며, 이 부분치차의 톱니부와의 결합에 의해 앞이 나온 부재를 슬라이드 이동시켜 개폐부재의 동작보조를 행하고, 톱니가 없는 부분에 의해 돌출부재와의 결합이 풀리는 것으로 모터의 구동력이 돌출부재로 전달되지 않도록 함과 동시에 돌출부재로부터의 힘이 부분치차에서 모터측으로 전달되지 않도록 하고 있다.

그 때문에 모터의 구동력에 의해 개폐부재의 동작보조를 위해 앞쪽으로 튀어나온 후의 돌출부재는 변환치차와의 결합이 풀림으로써 치차윤열과의 연결관계가 끊어져 사용자가 수동으로 쉽게 돌출부재를 내부(원점위치방향)로 되밀 수 있다.

또 다른 발명은 상술한 동작보조장치에 덧붙여 톱니부는 톱니가 없는 부분보다 그 톱니의 축방향의 두께를 두껍게 형성하여 돌출부재 및 부분치차 앞단의 치차윤열을 구성하는 치차의 쌍방에 결합함과 동시에 톱니가 없는 부분은 톱니부보다 그 톱니 축방향의 두께를 얇게 형성하여 부분치차 앞단의 치차윤열을 구성하는 치차의 한쪽에만 결합하도록 하고 있다.

이와같이 구성하면 톱니부는 그 앞단의 치차와 상시 결합하고, 모터에서의 회전력에 의해 회전하게 된다. 또 톱니가 없는 부분을 톱니부보다 그 톱니 축방향의 두께를 얇게 형성하여 치차윤열 앞단의 치차에만 결합하도록 하면 개폐부재의 동작보조후 톱니가 없는 부분이 돌출부재에 대향하도록 부분치차를 정지시킴으로써 돌출부재를 수동으로 원점위치방향으로 되돌릴 때 돌출부재와 부분치차가 간섭하지 않게 되어 용이하게 움직일 수 있다.

또 다른 발명은 상술한 동작보조장치에 덧붙여 돌출부재가 개폐부재에 접촉하기 시작할 때 톱니부에 이 돌출부재와 함께 부분치차 앞단의 치차윤열을 구성하는 치차가 결합하고 있다.

이와같이 돌출부재가 개폐부재에 접촉하기 시작할 때 톱니부에 이 돌출부재와 함께 부분치차 앞단의 치차윤열을 구성하는 치차가 결합하고 있으면 필요로 하는 토오크가 최대가 될 때 치차의 강도가 강한 장소, 즉 전 톱니부분을 이용할 수 있다. 이 때문에 부분치차의 톱니의 얇은 부분은 강도상승을 위해 두껍게 할 필요가 없어져 부분치차 전체의 두께를 얇게할 수 있고 장치 전체로서도 박형화가 가능해진다.

또 다른 발명은 상술한 동작보조장치에 덧붙여 돌출부재와 부분치차의 결합이 풀렸을 때 돌출부재가 슬라이드이동을 행하기 전 위치로 복귀하기 위한 돌출부재 복귀수단을 구비하고 있다. 돌출부재가 돌출상태가 되면 개폐부재가 구비된 본체 내의 내용물을 꺼낼 때 방해가 되거나 아이들 장난의 대상이 되기 쉬워 쉽게 고장이 나게 된다. 이와같은 문제를 돌출부재 복귀수단에 의해 피할 수 있다.

또 다른 발명은 상술한 동작보조장치에 덧붙여 모터의 전류치를 검출하는 전류검출수단을 마련하고, 검출된 전류치를 이용하여 모터를 정지시키도록 구성하고 있다. 이와같이 하면 모터의 부하에 의해 모터의 정지를 행하도록 할 수 있다.

또 다른 발명은 상술한 동작보조장치에 덧붙여 돌출부재에 랙을 형성하여 결합을 이 랙과 톱니부와의 맞물림으로 하고, 랙과 톱니부가 맞물릴 때 최초의 톱니를 각각 첫번째의 톱니로 했을 때 부분치차의 회전방향에 있어 첫번째의 톱니가 랙의 2번째 이후의 랙톱니와 축방향으로 겹치는 위치를 통과할 수 있도록 하며, 이 통과후에 랙의 첫번째의 랙톱니와 결합함으로써 부분치차와 랙과의 맞물림이 시작하도록 하고 있다.

그 때문에 2번째 랙톱니의 선단형상을 특수한 형상으로 할 필요가 없어 톱니폭 방향에 있어 치수를 다른 톱니와 같은 치수로 구성할 수 있게 된다. 이 결과 2번째의 랙톱니와 치차의 2번째 톱니와의 맞물림 강도가 어느 정도 확보되게 된다. 덧붙여서 랙톱니의 부품가공이 쉬워짐과 동시에 치차의 랙에 대한 위치정밀도도 그 만큼 높게할 필요가 없어져 조립도 용이하게 된다.

또 다른 발명은 상술한 동작보조장치에 덧붙여 부분치차의 첫번째 톱니를 2번째 이후의 톱니보다 축방향으로 짧게 형성하고, 부분치차의 회전방향에 있어 첫번째의 톱니가 랙의 2번째 이후의 랙톱니와 축방향으로 겹치는 위치를 통과할 수 있도록 함과 동시에 랙의 첫번째 랙톱니를, 2번째 이후의 랙톱니보다 축방향으로 길게 형성하며, 랙의 첫번째 랙톱니와 결합함으로써 부분치차와 랙과의 맞물림이 시작하도록 구성하고 있다. 그 때문에 랙과 부분치차와의 맞물림을 해제할 수 있어 랙을 원래 위치로 수동으로 쉽게 되돌릴 수 있다. 또한 부분치차의 첫번째 톱니가 랙의 첫번째 랙톱니와 확실하게 결합하기 시작한다. 그 결과 다른 톱니 끼리도 각각 정밀하게 맞물리게 된다.

또 다른 발명은 상술한 동작보조장치에 덧붙여 부분치차는 이 부분치차보다도 외경이 큰 평치차와 일체적으로 형성됨과 동시에 이 평치차로 모터의 구동력을 받도록 구성하며, 또한 랙이 평치차의 일부에 겹치는 위치에 배치된다. 그 때문에 제어상 랙과 부분치차와의 위치검출이 필요하게 될 경우는 부분치차와 일체적으로 회전하는 평치차와 랙이 겹쳐져 배치되므로 용이하게 위치검출을 할 수 있는 있는 위치관계가 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 있어 부분치차와 랙과의 맞물림 구조를 갖춘 동작보조장치의 내부기구를 도시하는 평면도.

도 2는 도 1에 도시한 동작보조장치의 내부기구부터 돌출부재 복귀수단 및 스위치부와 그 주변을 뺀 상태를 도시하는 단면 전개도.

도 3은 도 1과 같은 방향에서의 도면이며, 제 3치차부의 부분치차와 돌출부재에 형성된 랙과의 맞물림구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도 3의 IV-IV 단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어 동작보조장치를 부착한 냉장고의 외관을 도시하는 종단면도.

도 6은 종래 동작 보조장치로서의 모터액튜에이터를 도시한 단면도.

도 7은 종래 부분치차와 랙과의 맞물림 구조를 도시한 평면도.

도 8은 도 2에 도시한 동작보조장치의 부분치차의 변경예를 도시하는 도면으로 (A)는 그 부분측면도이며, (B)는 (A)의 화살표 B방향에서 본 도면이다.

다음 본 발명의 실시예에 있어 치차와 랙과의 맞물림구조 및 동작보조장치에 대해 도 1에서 도 5를 이용하여 설명한다. 또한 본 실시예에서는 본 발명의 치차와 랙과의 맞물림 구조를 동작보조장치에 이용한 예에 대해 설명하지만 본 발명은 동작보조장치뿐만 아니라 다른 장치에 이용해도 좋다.

동작보조장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시하는 것과 같이 DC모터(다음 단순히모터라 함)(2)와, 모터(2)의 구동력을 전달하는 치차윤열(3)과, 치차윤열(3)을 통해 입력되는 모터(2)의 구동력에 의해 슬라이드 이동하여 문 등의 개폐부재(4)에 접촉가능한 돌출부재(5)와, 슬라이드 이동후의 돌출부재(5)를 원점위치로 복귀시키는 복귀수단으로서의 코일스프링(6)과, 돌출부재(5)를 소정량 이동시킨 후 모터(2)의 구동을 정지하기 위한 스위치신호를 발생하는 스위치부(7)와, 이들 각부를 내부에 수납하는 케이스(8)를 갖고 있다.

모터(2)는 케이스(8)내에 형성된 모터고정부(21)내에 고정된다. 이 모터고정부(21)는 모터(2)를 둘러싸도록 형성되고, 모터(2)의 입력단자 접속용 단판(21a)과, 모터(2)의 옆쪽을 따르도록 마련된 모터(2)의 진동을 억제하기 위한 충격재(21b)와, 모터(2)의 출력축(22)측의 단면(21c)을 구비하고 있다. 모터(2)의 출력축(22)은 모터고정부(21)의 단판(21c)에 형성된 구멍으로부터 케이스(8)의 내부 공간안으로 돌출하고 있다. 또한 모터(2)는 케이스(8)밖에 마련된 제어장치(도시생략)에 의해 일방향으로만 회전구동되도록 제어되고, 치차윤열(3)을 통해 돌출부재(5)를 개방방향으로만 동작시키게 된다. 그 때문에 본 실시예의 제어장치는 모터(2)를 반대방향으로 구동하기 위한 회로를 필요로 하지 않게 된다.

모터(2)의 출력축(22)의 모터고정부(21)에서 돌출하고 있는 부분에는 치차윤열(3)의 일부를 구성하는 웜(34)이 연결판(34a)을 통해 일체회전이 가능하도록 부착된다. 그 때문에 모터(2)의 구동력은 웜(34)을 통해 치차윤열(3)측으로 감속되어 전달되도록 되어있다. 또한 웜(34)의 선단부분은 케이스(8)의 측벽내측에 형성된 베어링부(23)에 회전가능하게 지승된다. 치차윤열(3)은 이 웜(34)과, 웜(34)에맞물리는 제 1치차부(31)와, 이 제 1치차부(31)에 맞물리는 제 2치차부(32)와, 이 제 2치차부(32)에 맞물리는 제 3치차부(33)로 구성된다.

제 1치차부(31)는 케이스(8)에 양단이 지지된 금속제의 축(24)에 회전가능하게 지지되고, 웜(34)과 맞물리는 대경의 받는 치차(31a)와, 제 2치차부(32)의 받는 치차(32a)와 맞물리는 소경의 이송치차(31b)로 구성된다. 이들 받는 치차(31a)와 이송치차(31b)는 일체적으로 형성된다.

제 2치차부(32)는 돌출부재(5)의 동작중 만일 돌출부재(5)에 대해 케이스(8)내로 밀어넣는 방향 또한 케이스(8)에서 인출되는 방향으로 무리한 힘이 작용한 경우, 그 힘을 약하게 하는 구성을 갖고 있다. 즉 제 2치차부(32)는 제 1치차부(31)의 이송톱니(31b)와 맞물리는 받는 치차(32a)와, 제 3치차부(33)의 받는 치차가 되는 평치차(35)와 결합하는 이송치차(32b)와, 받는 치차(32a)와 이송치차(32b) 사이에 끼워진 SUS제 플레이트(32c)와, 받는 치차(32a)와 이송치차(32b)를 플레이트(32c)를 끼운 상태로 일체화함과 동시에 과부하 대책을 위한 클러치 스프링(32d)으로 구성된다.

받는 치차(32a)는 이송치차(32b)와 동 축상에 겹쳐져 배치된다. 받는 치차(32a)는 케이스(8)에 양단이 회전가능하게 지승된 회전축(25)과 이송치차(32b) 사이에서 클러치 스프링(32d)에 의해 이송치차(32b)방향으로 부세된다. 또 이송치차(32b)는 회전축(25)과 일체로 배치된다.

이와같이 구성된 제 2치차부(32)는 통상 동작에 있어서는 받는 치차(32a)가 클러치 스프링(32d)의 부세력에 의해 이송치차(32b)측으로 밀리게 되고, 받는치차(32a)와 이송치차(32b)가 플레이트(32c)를 끼운 상태에서 일체적으로 회전하게 된다. 그리고 받는치차(32a)가 제 1치차부(31)의 회전을 받으면 이 회전이 이송치차(32b)에서 제 3치차부(33)로 감속하면서 전달된다.

또한 받는 치차(32a)와 이송치차(32b)는 상술한 것과 같이 클러치 스프링(32d)의 부세력에 의해 일체화된다. 이 때문에 소정 토오크 이하의 회전력이 전달되어 온 경우는 받는 치차(32a)와 이송치차(32b)가 일체적으로 회전한다. 그러나 전달된 회전력이 소정 토오크 이상인 경우, 클러치스프링(32d)이 미끄러져 그 회전력이 전달되지 않고, 받는 치차(32a)와 이송치차(32b)는 일체적으로 회전하지 않게 된다.

이 구성에 의해 개폐부재(4)가 수동으로 폐쇄방향(도 1에 있어 화살표 B방향)으로 동작되고, 돌출부재(5)가 도 1의 화살표 C방향, 즉 케이스(8) 안쪽으로 동작한 경우, 이 돌출부재(5)의 동작에 의해 제 3치차부(33)의 평치차(35)가 화살표 E방향으로 회전하고, 그 힘이 이송치차(32b)로 전달되어 이송치차(32b)가 역회전했다고 해도 이 회전력이 소정토오크이상인 경우는 받는 치차(32a)로 전달되지 않게 된다.

또 돌출부재(5)를 바로 앞으로 끌어당기고, 돌출부재(5)가 무리한 힘으로 도 1의 화살표 D방향 즉 케이스(8)의 바깥쪽으로 동작한 경우, 이 돌출부재(5)의 동작에 의해 제 3치차부(33)의 평치차(35)가 화살표 F방향으로 회전하고, 그 힘이 이송치차(32b)로 전달되어 이송치차(32b)가 회전했다고 해도 이 회전력이 소정 토오크 이상인 경우는 받는 치차(32a)로 전달되지 않게 된다. 즉 개폐부재(4)가 강한 힘으로 닫히거나 돌출부재(5)를 바로 앞으로 무리한 힘으로 끌어당겨도 이송치차(32b)가 공회전하여 각 치차의 톱니끝이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한 이와같은 제 2치차부(32)의 과부하 방지기구는 제어장치의 고장에 의해 돌출부재(5)의 구동제어가 불가능하게 될 때 튀어나오는 위치에서 정지하게 된 돌출부재(5)를 원 위치로 되돌리는 경우에도 효과를 발휘할 수 있게 된다.

제 3치차부(33)는 케이스에 형성된 축지지부에 회전중심축의 양단이 회전자유롭게 지지되고, 제 2치차부(32)의 이송치차(32b)와 맞물리는 대경의 평치차(35)와, 이 평치차(35)와 동 축 상에 마련된 본 발명의 치차가 되는 소경의 부분치차(36)로 구성된다. 이들 평치차(35)와 부분치차(36)는 일체적으로 형성된다.

평치차(35)는 제 2치차부(32)의 이송톱니(32b)에서 모터(2)의 구동력을 받는 제 3치차부(33)의 받는 치차로 되어있고, 제 2치차부(32)의 회전을 받아 부분치차(36)와 일체적으로 회전하는 것으로 되어있다. 이 평치차(35)의 부분치차(36)가 마련된 측의 면에는 모터(2)로의 전력공급을 정지시키기 위한 스위치신호를 스위치부(7)로 출력시키므로 스위치부(7)를 동작시키는 캠홈(35a)이 형성된다. 또한 스위치부(7)의 구성에 관해서는 후술한다.

부분치차(36)는 치차윤열(3)의 최종단이 되고, 모터(2)의 구동력에 의해 일방향으로만 회전하도록 되어있다. 이 부분치차(36)는 돌출부재(5)에 형성된 랙(51)의 랙톱니(51a)에 결합분리가 가능하게 된다. 다음 이 부분치차(36)와 랙(51)과의 맞물림 구조에 대해 상세하게 설명한다.

부분치차(36)는 외주 일부에만 랙톱니(51a)와 결합하는 톱니부(36a)가 형성되고, 다른 부분에는 톱니가 형성되지 않은 톱니가 없는 부(36b)이 형성된다. 그 때문에 부분치차(36)는 톱니부(36a)가 랙(51)에 대향할 때에는 톱니부(36a)가 랙톱니(51a)와 결합하지만 톱니가 빠진 부(36b)가 랙(51)에 대향할 때에는 랙톱니(51a)와의 결합관계가 끊어지게 된다.

또한 부분치차(36)의 톱니(36a)와 랙(51)의 랙톱니(51a)와의 맞물림은 상시 같은 톱니끼리가 맞물리게 된다. 즉 도 3과 같이 부분치차(36)의 회전방향에 있어 첫번째 톱니(36a1)는 랙(51)의 슬라이드 이동방향에 있어 첫번째의 랙톱니(51a1)와 맞물리게 된다.

도 3 및 도 4와 같이 부분치차(36)의 첫번째의 톱니(36a1)는 2번째 이후의 다른 톱니(36a)보다 축방향으로 짧게 형성된다. 이 때문에 부분치차(36)와 랙(51)과의 맞물림이 시작될 때 첫번째 톱니(36a1)는 2번째 랙톱니(51a2)에 부딪히지 않고 랙톱니(51a2)의 축방향으로 겹치는 위치를 통과하며, 이 통과 후 첫번째 랙톱니(51a1)와 접촉함과 동시에 이어지는 2번째 톱니(36a2)가 2번째 랙톱니(51a2)에 접촉할 수 있게 된다.

즉 원형상의 부분치차(36)와 직선형상의 랙(51)을 맞물리게 할 때 각 톱니를 깊고 확실하게 맞물리도록 하면 원형의 부분치차(36)의 톱니(36a)의 회전궤도(L)내에 랙(51)의 이동방향에 있어 선두에서 2번째의 랙(51a2)이 배치되게 된다. 그 때문에 부분치차(36)의 첫번째 톱니(36a1)가 랙(51)의 첫번째 랙톱니(51a)에 부딪히기 전에 2번째 랙톱니(51a2)에 부딪히게 되어 스무스하게 맞물리지 않게 된다는 문제가 발생한다. 그때문에 종래는 도 7과 같이 2번째의 랙톱니(114a2)의 선단을 깎아 부분치차(113)의 첫번째 톱니(113a1)가 부딪히지 않도록 하고 있지만 이와같이 하면 2번째 끼리의 톱니가 잘 맞물리지 않게 된다.

따라서 본 발명의 맞물림 구조는 부분치차(36) 및 랙(51)의 각 톱니의 길이를 다른 톱니와 같게 하고, 부분치차(36)의 첫번째 톱니(36a1)가 랙(51)의 2번째 랙톱니(51a2)의 축방향으로 겹치는 위치를 통과할 수 있도록 하며, 또한 통과 후 랙(51)의 첫번째 랙톱니(51a1)와 결합함으로써 부분치차(36)와 랙(51)과의 맞물림위치를 조절하도록 하고 있다.

한편 돌출부재(5)에 형성된 랙(51)은 상술한 부분치차(36)와 결합,분리가 자유롭게 배치되며, 부분치차(36)의 톱니(36a)와 같은 수의 랙톱니(51a)를 갖고 있다. 이 랙(51)의 슬라이드 이동방향에 있어 첫번째 랙톱니(51a1)는 2번째 이후의 랙톱니(51a)보다 축방향으로 길게 형성된다. 그로써 2번째의 랙톱니(51a2)의 축방향으로 겹치는 위치를 통과해 온 부분치차(36)의 첫번째 톱니(36a1)가 접촉할 수 있게 된다. 그리고 이 첫번째의 랙톱니(51a1)는 2번째의 랙톱니(51a2)의 도 2에 있어 하측을 통과한 부분치차(36)의 첫번째 톱니(36a1)를 마주댐으로써 부분치차(36)와 랙(51)과의 맞물림 위치를 정할 수 있게 된다.

그리고 이와같이 첫번째 톱니(36a1)(51a1) 끼리가 마주닿은 후 부분치차(36)가 다시 도 1의 화살표 F방향으로 회전하면 톱니(36a)와 랙톱니(51a)가 순서대로 맞물리면서 랙(51)이 서서히 앞쪽(도 1에 있어 화살표 D방향)으로 직선이동된다. 또한 이 때 동시에 맞물리는 톱니수는 이 슬라이드 이동에 필요한 수 예를들면 3개가 된다.

이와같은 랙(51)이 형성된 돌출부재(5)는 랙(51)이 치치윤열(3)의 최종단의 부분치차(36)의 톱니부와 결합하고, 모터(2)의 구동력을 받는 것에 의해 케이스(8)내에 형성된 가이드레일(10)(도 2참조)로 안내되며, 도 1에 있어 화살표 D방향으로 슬라이드 이동하도록 되어있다. 이 돌출부재(5)는 길이가 긴 부재로 형성되고, 후단근방에 상술한 랙(51)이 형성된다. 그리고 이 랙(51)이 형성된 부분은 부분치차(36)와 일체적으로 형성된 평치차(35)의 일부와 겹치도록 배치된다. 또한 이 랙(51)을 평치차(35)의 일부와 겹치는 구성으로 하면 예를들면 자석 등을 이용하여 랙(51)과 제 3치차부(33)와의 위치검출수단을 구성할 경우, 그 자석을 배치하기 쉽게 된다.

또 도 1과 같이 돌출부재(5)의 후단 근방부분에는 오목부(52a)를 구비한 계지부(52)가 마련되고, 오목부(52a)에 판형상 스프링(15)의 선단이 결합하게 된다. 이에 따라 돌출부재(5)가 케이스(8)내에서 확실하게 고정된다. 또한 돌출부재(5)의 후단과 케이스(8) 사이에는 돌출부재(5)가 코일스프링(6)의 부세력에 의해 원점위치로 복귀할 때 케이스(8)에 대한 충격을 완화하기 위한 완충재(83)가 배치된다.

돌출부재(5)는 모터(2)의 구동력을 받아 계지부(52)의 판형상 스프링(15)으로의 계지(係止)를 타고 넘어, 화살표 D방향으로 슬라이드 이동함으로써 선단부분이 케이스(8)에서 외부로 돌출하도록 되어있다. 이 케이스(8)에서 돌출하는 부분에는 상술한 개폐부재(4)가 배치된다. 즉 이 돌출부재(5)는 모터(2)의 구동력으로 바깥쪽(도 1에 있어 화살표 D방향)으로 슬라이드 이동함으로써 개폐부재(4)에 접촉하여 개폐부재(4)를 개방방향(도 1에 있어 화살표시 A방향)으로 돌출하게 된다.

또한 돌출부재(5) 중간부분에서 선단부분에 걸친 부위는 케이스(8)에 형성된 가이드통(11)내에 수납되고, 상술한 모터(2)의 구동에 의해 선단부분이 가이드통(11)에서 외부로 돌출하도록 되어있다. 이 돌출부재(5)의 배치에 관해서는 돌출부재(5)와 개폐부재(4)와의 배치관계 및 모터(2)를 시동할 때 부터 돌출부재(5)를 개폐부재(4)로 접촉시킬 때 까지 시간제어의 관계 등 여러가지 관계에 의해 적절하게 변경할 수 있다.

또 동작보조장치(1)는 돌출부재(5)와 부분치차(36)와의 결합이 풀릴 때 돌출부재(5)를 슬라이드 이동전의 위치(원점위치)로 복귀시키기 위한 압축형 코일스프링(6)을 케이스(8)내에 갖추고 있다. 이 코일스프링(6)은 돌출부재(5)의 동작에 의해 압축되고, 그 압축상태에서 돌출부재(5)의 랙(51)과 부분치차(36)의 결합이 풀리면 탄성에너지를 발휘하여 돌출부재(5)를 원점위치로 복귀시킨다. 또한 원점위치까지 복귀된 돌출부재(5)는 계지부(52)가 판형상 스프링(15)에 계지되고, 케이스(8)내의 원점위치에서 고정되게 된다.

또한 케이스(8)내에는 돌출부재(5)와 부분치차(36)와의 결합이 풀리고, 모터(2)의 구동력이 돌출부재(5)로 전달되지 않는 상황이 될 때 모터(2)로의 전력공급을 끊기 위한 스위치신호를 출력하는 스위치부(7)가 구비된다. 이 스위치부(7)는 평치차(35)에 형성된 캠홈(35a)에 결합하는 가이드핀(71e)을 구비한 가이드편(71c)을 갖는 스위치편부(71)와, 스위치편부(71)를 전체적으로 도 1에 있어 화살표 H방향으로 회동시키기 위한 스프링(72)과, 스위치편부(71)의스위치편(71a)과 접촉하는 덕트스위치(73)로 구성된다. 그리고 돌출부재(5)와 부분치차(36)의 결합이 풀린 타이밍에서 가이드핀(71e)이 캠홈(35a)의 폭이 넓은 부(35c)의 외측으로 스프링(72)의 도 1에 있어 화살표 G방향으로의 부세력에 의해 이동하면 이에 따라 스위치편(71a)이 화살표 H방향으로 회동하여 덕트스위치(73)에 접촉한다. 이 동작에 의해 모터(2)를 구동정지시키기 위한 정지신호를 출력한다.

평치차(35)의 캠홈(35a)은 홈 폭이 좁은 폭 부(35b)와, 홈 폭이 넓은 폭 부(35c)로 구성되고, 가이드편(71c)이 들어가 있는 위치가 좁은 폭 부(35b)에서 넓은 폭 부(35c)로 변환될 때 상술한 덕트스위치(73)의 입력이 행해진다. 또한 이 구동정지용에 스위치신호가 출력되는 타이밍은 부분치차(36)와 랙(51)과의 결합이 풀린 후 이 부분치차(36)가 다시 랙(51)에 결합할 정도로 회전하기 전이라면 언제라도 좋다.

또한 이와같이 구동정지한 후 다시 동작보조장치(1)에 구동개시신호가 입력되고, 모터(2)의 구동이 개시되면 이 구동중간에 가이드편(71c)이 끼워진 위치가 역으로 넓은 폭부(35c)에서 좁은 폭부(35b)로 변환되게 된다. 이 경우는 덕트스위치(73)에 접촉한 상태의 스위치편(71a)이 덕트스위치(73)에서 인장스프링(72)의 부세력에 맞서 분리되지만 이 때 특별히 신호가 출력되는 것은 아니고 이 동작은 다음 신호 출력에 구비하는 준비동작이 된다.

또한 인장스프링(72)은 압축방향으로 부세력을 갖고, 일단이 케이스(8)에 마련된 지지축(17)에 계지되며 타단이 상술한 스위치편부(71)의 결합편(71b)에 걸려 고정된다. 그 때문에 인장스프링(72)은 결합편(71b)을 상시 화살표 G방향으로 인장함으로써 스위치편(71)을 화살표 H방향으로 회동시키는 힘을 구비하고 있다. 또덕트스위치(73)는 스위치편부(71)가 화살표 H방향으로 회동함으로써 스위치편(71a)이 접촉가능한 위치에 배치된다. 이 덕트스위치(73)는 회로기판(74)상에 배치되고, 모터(2)를 정지시키는 구동정지신호를 생성하게 된다.

상술한 것과 같이 구성된 동작보조장치(1)는 예를들면 도 5와 같은 광체로서의 냉장고(92) 프레임(93)의 문(94)과 대향하는 위치에 부착된다. 즉 이 동작보조장치(1)는 냉장고(92) 문(94)의 개방을 보조하기 위한 장치로 되어있다. 또한 문(94)은 냉장고(92)에 형성된 냉장실(95)의 개방단부분을 개방/폐쇄하기 위한 것으로 되어있고, 냉장실(95) 개방단의 일부에 일단이 회동자유롭게 지지된다. 즉 상술한 실시예에 있어서는 개폐부재(4)에 상당하는 것이 문(94)이 된다. 이 문(94)의 타단에는 흡착마그네트(96)가 구비되고, 폐쇄시에 냉장고(92) 본체의 냉장실(95)의 개방단 일부에 자기적 작용을 이용하여 문(94)을 흡착고정하기 위한 것이 된다. 동작보조장치(1)는 이 흡착고정에 맞서 문(94)을 앞쪽으로 밀어내기 위해 냉장고(92)에 부착된다.

이와같이 냉장고(92)에 부착된 동작보조장치(1)는 예를들면 냉장고(92) 문(94)의 앞면에 마련된 손잡이(97)에 사용자가 손을 대면 구동스위치가 입력하도록 되어있다. 그 때문에 사용자가 손잡이에 손이 대면 문(94)이 흡착고정되지 않는 위치까지 앞쪽으로 밀려나와 그 후 가벼운 힘으로 문(94)을 개방할 수 있게 된다.

또한 코일스프링(6)이 케이스(8)에 걸리고, 돌출부재(5)가 원점위치로 복귀되지 않아 중간위치에서 정지하게 된다고 해도 돌출부재(5)의 랙(51)이 부분치차(36)와 결합하고 있지 않기 때문에 문(94)을 닫거나 수동으로 쉽게 돌출부재(5)를 원점위치로 복귀시킬 수 있다.

또 돌출부재(5)의 앞쪽으로의 구동이 종료하여 부분치차(36)와 랙(51)과의 결합이 풀린 후 다시 약간 부분치차(36)를 같은 방향으로 회전시키면 스위치부(7)의 가이드편(71c)이 평치차(35)의 캠홈(35a)에 안내되어 도 1에 있어 화살표 H방향으로 회동한다. 즉 가이드편(71c)이 들어가 있는 위치는 캠홈(35a)의 폭이 좁은 부(35b)에서 넓은 폭 부(35c)로 변환함으로써 스위치부(7)의 스위치편부(71)가 인장스프링(72)의 인장방향(화살표 G방향)으로의 부세력에 의해 화살표 H방향으로 회동한다. 이에 따라 스위치편부(71)의 스위치편(71a)은 덕트스위치(73)에 접촉한다. 이 때문에 덕트스위치(73)에서 모터(2)를 구동정지하기 위한 스위치신호가 출력되고, 제어장치의 제어에 의해 모터(2)로의 전력공급이 정지된다. 이 결과 모터(2)의 구동에 의한 제 1,제 2 및 제 3치차부(31)(32)(33)의 회전은 정지한다.

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(92)에 부착했지만 특별히 이에 한정되는 것은 아니고 다른 광체, 예를들면 단통이나 책상 등 슬라이드식의 인출을 갖는 것이나 금고 등의 선회식의 문을 갖는 것에 부착해도 좋다.

또 본 실시의 형태는 돌출부재(5)를 개폐부재(4)에 직접 접촉할 수 있도록하고 있지만 돌출부재(5)는 어떠한 부재를 통해 간접적으로 개폐부재(4)에 접촉할 수 있는 것으로 해도 좋다.

또 상술한 실시예의 동작보조장치(1)에서는 부분치차(36)와 랙(51)과의 결합이 풀린 후 스위치편(71a)을 덕트스위치(73)에 접촉시키는 것에 의해 모터(2)를 구동정지시키는 신호를 출력시키고, 부분치차(36)의 회전을 정지시키도록 했지만 다른 방법에 의해 결합이 풀린 후의 타이밍에서 모터(2)를 정지시키도록 해도 좋다.

예를들면 모터(2)에 흐르는 전류치의 변화를 이용하여 결합이 풀린 후 타이밍에서 모터(2)를 정지시키도록 해도 좋다. 즉 모터(2)에 흐르는 전류치는 기동시 전류가 가장 높다. 이어서 돌출부재(5)가 문(94)을 밀고 있는 사이도 높다. 또한 돌출부재(5)를 문(94)방향으로 돌출시키고 있는 동안은 코일스프링(6)의 부세력에 맞서 모터(2)를 구동시키고 있기 때문에 모터(2)로의 부하는 서서히 높아짐으로써 모터(2)로 흐르는 전류치도 이에 따라 서서히 상승하게 된다. 그리고 문(94)을 강하게 닫은 후 부분치차(36)와 랙(51)과의 결합이 풀리면 모터(2)에 걸리는 부하는 한번에 작아지므로 모터(2)에 흐르는 전류치도 한번에 작아진다. 이 전류치의 변화를 이용하는 것에 의해 결합이 풀린 타이밍에서 모터(2)로의 전력공급을 정지하도록 해도 좋다.

또 이와같이 전류치의 변화를 이용하는 것이 아닌 예를들면 손잡이(97)에 닿음으로써 입력된 동작보조장치(1)가 온 할 때를 측정기준시로 하고, 그 후 모터(2)의 구동시간을 제어하는 등 다른 제어방법에 의해 모터(2)의 정지시간을 설정하여 부분치차(36)를 소정위치에서 정지시키도록 해도 좋다.

또 본 실시의 형태에서는 부분치차가 이 부분치차보다도 외경이 큰 평치차와 일체적으로 형성하고 있지만 도 8의 변경예와 같이 같은 외경으로 형성해도 좋다. 같은 외경으로 형성한 경우, 돌출부재가 개폐부재에 접촉하기 시작할 때 톱니부에 이 돌출부재와 함께 부분치차 앞단의 치차윤열을 구성하는 치차가 결합하도록 구성하는 것에 의해 필요한 토오크가 최대가 될 때 치차의 강도가 강한 장소, 즉 전 톱니 부분을 이용할 수 있다. 이 때문에 부분치차 톱니의 얇은 부분은 강도상승을 위해 두껍게 할 필요가 없어져 부분치차 전체의 두께를 얇게할 수 있고 장치 전체로서도 박형화가 가능해진다.

이상 설명한 것과 같이 본 발명의 동작보조장치에 의하면 모터의 구동력에 의해 개폐부재의 동작을 보조하기 위해 앞쪽으로 튀어나온 후의 돌출부재는 변환치차와의 결합이 풀리는 것에 의해 치차윤열과의 연결관계가 끊어져 사용자가 수동으로 용이하게 돌출부재를 내부(원점위치방향)로 되밀 수 있다.

Claims (8)

1. 모터의 구동력을 전달하는 치차윤열과, 이 치차윤열을 통해 입력되는 상기 모터의 구동력에 의해 슬라이드 이동하고 개폐부재에 직접 또는 간접적으로 접촉가능한 돌출부재를 가지며, 상기 돌출부재의 슬라이드동작에 의해 상기 개폐부재의 동작을 보조하는 동작보조장치로서, 상기 치차윤열에 상기 돌출부재와 결합하는 톱니부와 상기 돌출부재의 결합이 풀리는 톱니가 없는 부분을 갖는 부분치차를 마련하고, 이 부분치차와의 결합에 의해 상기 돌출부재를 슬라이드이동시켜 상기 개폐부재의 동작보조를 행하며, 상기 톱니가 없는 부분에 의해 상기 돌출부재와의 결합이 풀림으로써 상기 모터의 구동력이 상기 돌출부재로 전달되지 않도록 함과 동시에 상기 돌출부재에서의 힘이 상기 부분치차로부터 상기 모터측으로 전달되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 톱니부는 상기 톱니가 없는 부분보다 그 톱니의 축방향의 두께를 두껍게 형성하여 상기 돌출부재 및 상기 부분치차 앞단의 상기 치차윤열을 구성하는 치차의 쌍방에 결합함과 동시에 상기 톱니가 없는 부분은 상기 톱니부보다 그 톱니의 축방향의 두께를 얇게 형성하여 상기 부분치차 앞단의 상기 치차윤열을 구성하는 치차의 한쪽에만 결합하는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 돌출부재가 상기 개폐부재에 접촉하기 시작할 때 상기 톱니부에 이 돌출부재와 함께 상기 부분치차 앞단의 상기 치차윤열을 구성하는 치차가 결합하는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 돌출부재와 상기 부분치차와의 결합이 풀렸을 때 상기 돌출부재를 슬라이드 이동을 행하기 전 위치로 복귀시키기 위한 돌출부재 복귀수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 모터의 전류치를 검출하는 전류검출수단을 마련하고, 검출된 전류치를 이용하여 상기 모터를 정지시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 돌출부재에 랙을 형성하고, 상기 결합을 이 랙과 상기 치차와의 맞물림으로 하며, 상기 랙과 상기 톱니부가 감합할 때 최초의 톱니를 각각 첫번째의 톱니로 했을 때 상기 부분치차의 회전방향에 있어 첫번째의 톱니가 상기 랙의 2번째 이후의 랙톱니와 축방향으로 겹치는 위치를 통과할 수 있도록 하고, 이 통과 후 상기 랙의 첫번째 랙톱니와 결합함으로써 상기 부분치차와 상기 랙과의 맞물림이 시작하는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 부분치차의 첫번째의 톱니를 2번째 이후의 톱니보다 축방향으로 짧게 형성하고, 상기 부분치차의 회전방향에 있어 첫번째의 톱니가 상기 랙의 2번째 이후의 랙톱니와 축방향으로 겹치는 위치를 통과할 수 있도록 함과 동시에 상기 랙의 첫번째의 랙톱니를 2번째 이후의 랙톱니보다 축방향으로 길게 형성하며, 상기 랙의 첫번째의 랙톱니와 결합함으로써 상기 부분치차와 상기 랙과의 맞물림이 시작하는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 부분치차는 이 부분치차보다도 외경이 큰 평치차와 일체적으로 형성됨과 동시에 이 평치차로 상기 모터의 구동력을 받도록 구성하고, 또한 상기 랙이 상기 평치차의 일부에 겹치는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 동작보조장치.