JP2004003789A - Operation assisting apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable assisting apparatus capable of releasing the adhesion of the magnetic door of a refrigerator or the like. <P>SOLUTION: A cam gear 20 is rotated by energizing a motor 12. A gentle slope 22d of a starting cam 22 rotates a cam follower 24 to release the lock of an output vehicle 26 by a starting arm 29, and the output vehicle 26 with which the one end of a coil spring 28 is engaged is rotated with a sector gear 34 by accumulated force so that a rod 30 successively connected to an engaging rack 32 is protruded from a case 11 to assist origin in releasing the adhesion of the door. If the positional relationship of the cam gear 20 cannot be grasped due to abnormal situations such as power failure, the motor 12 is reversed to return to an original point so as to be started at the same position all the time, thus it is possible to increase reliability. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫ドアや引出などの動作部材を開く際の手動操作の補助装置に係わり、具体的には閉鎖に確実性を期すためにドアに使用されるマグネットの磁力やドアの慣性質量を克服してドアや引出を開くのに要する人力を軽減するように補助する動力ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動作補助装置はモータと、モータの回転を減速する減速機構と、最終出力ピニオンおよびこのラックに噛合するラックを備えるロッドと、これらを収容するケースとで構成され、モータの回転でロッドを直線的に駆動してドアや引出に作用させ、動作位置検出手段をロッドあるいは減速機構に設け、モータを正転させてロッドをケースから突出させてドアの開扉開始を介助し、ドアや引出が開き自由になったのを確認してモータを停止し、さらにモータを逆転させてロッドをケース内に引込めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの装置では、モータの回転力によってロッドの直線運動を行うため、回転速度がそのままドアの開放速度になって、開放信号を入れてからモータが立上がってロッドが動作を開始するまでの間は動作しない。また、このような主体装置の付加価値を向上させるユニット的付属機構においては、コンパクトに構成することが必要なために、一般的ＤＣモータを駆動源とした場合、大型で高出力のモータが使用できない状況にあり、十分な駆動トルクを得るために減速機構を介して動力を伝達する。このため、動作スピードが遅くなり、しかも機械的バックラッシュや負荷の大きさによって有効動作に至るまでの時間に遅れがでる。従って、ドアを開けようとする人間のスピード感覚に追随することが困難で違和感を生じる。さらに、モータを正転、停止および逆転させる切替え動作位置検出手段およびその信号に基づいてモータを制御する動作回路を設ける必要があるから、ユニット構造が複雑となって、その分信頼性が低下し、逆にコストを増大させる。
【０００４】
さらに、補助動作終了後はロッドを元の収納位置に復帰させる操作が必要であるが、手動で収納する軽便な構成でも、全て噛合関係で拘束されている減速機構、最終出力ピニオンおよびラックの動力伝達経路を途中で遮断して、自由な動きを可能にするクラッチ機構を導入しなければならない。そこで、突出したロッドを原点まで戻すのをモータを逆転させて機械的に行うのが一般的である。すなわち、モータを正転、停止、逆転させる各動作に対する制御回路を設けて回転トルク、動作速度を制御する。これには動作を切替える各位置の検出手段の設置が加わるため、ユニット構造が複雑化して信頼性の低下を招きコストが増大する。
【０００５】
さらに、停電などの異常時において、ユニットがどの位置で停止しているか位置がわからなくなったとき、ユニットを正常な状態に戻すには、正転、逆転のいずれかの操作によって、ユニットの動作原点となる位置を検出する必要がある。そのため、原点位置が明確に分かるセンサを駆動ユニット内に設けなければならない。また、逆転動作にはロッド突出位置の検出も必要で、基本的に二箇所の位置センサが必要となり、ユニットが複雑化して全体の原価構成が増加する。
【０００６】
そこで本発明の目的は、立上がり時間の影響を受けないスプリング蓄勢力を利用して、モータ回転よりも高速な補助動作を実現し、更にユニットの動作原点の定期的な確認または停電などの異常時にユニットの位置を把握するためのユニットの初期化を位置センサを用いることなく行うことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係わる動作補助装置は、動作部材の全動作範囲のうち、所定範囲の動作を補助する動作補助装置において、前記動作部材に係合してこの動作部材を作動する動作補助部材と、この動作補助部材を動作させるカムギヤ、出力車、ねじりコイルバネ等の付勢力発生手段と、前記動作補助部材を動作可能な付勢状態に前記付勢力発生手段へ付勢力を蓄勢する蓄勢手段と、前記付勢力発生手段は、レバー等の係合部材が係合して逆転が阻止されることで前記付勢状態を維持するために係合部を凹設したカムギヤ等のカム部材を有し、前記蓄勢手段は、前記カム部材を正転させて付勢力を蓄勢させるとともに前記カム部材を逆転させて前記係合部により前記カム部材の逆転が阻止されるのを利用して初期化を行う。
【０００８】
また、前記付勢力発生手段は、前記カム部材との間にコイルバネを介して連結されるとともに前記動作補助部材を動作させる出力車を有し、前記出力車が前記コイルバネによる付勢力に抗して位置保持させる係止手段を有し、この係止手段により係止された状態で前記カム部材が前記蓄勢手段によって正転されることにより、前記コイルバネが蓄勢されるとともに、前記付勢状態に達すると前記係合部に前記係合部材が係合して、前記コイルバネを前記付勢状態で保有する。さらに、前記係止手段には前記カム部材の正転によって前記出力車との係止を解除する前記解除手段を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わる動作補助装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係わる動作補助装置の一実施例で、動作補助装置１０の作動前の蓄勢状態の機構をユニットケース（以下ケースと略記）１１のカバー１１ａを外して概略の機構を模式的平面図で示す。図２は図１の装置の駆動系を展開して示す概略断面図である。図３は、モータとリーフスイッチの回路図である。
【００１０】
駆動源であるモータ１２の出力軸に装着されたウオーム１４から減速歯車輪列１６，１７を介して主軸１８に回転自在に支持されているカムギヤ２０に噛合し、蓄勢手段が構成される。カムギヤ２０は、後述する出力車２６およびねじりコイルバネ（以下コイルバネと略記）２８とともに付勢力発生手段として機能する。カムギヤ２０は、減速歯車輪列１６，１７により図中矢印で示す反時計方向に回転駆動され、解除手段となるカム形状に形成した始動カム２２および係止カムと一体でともに一方向に回転する。
【００１１】
始動カム２２と協働で解除手段を構成するカムフォロア２４は、カムギヤ２０外周より外側に立設した支軸２４ａに回動自在に支持されて、コイルバネ２４ｂの付勢により先端部２４ｃを始動カム２２の外周面２２ａに圧接して摺動する。始動カム外周面２２ａの一部に突起２２ｂが形成される。突起２２ｂは、突起頂部２２ｃに至る先行面が緩斜面２２ｄに形成され、突起頂部２２ｃから先は比較的急な弧面２２ｅを経て再び突起２２ｂより小径の外周面２２ａに戻る。
【００１２】
さらにカムギヤ２０に一体に並設され、逆転を阻止して付勢状態を維持する係止カム２３外周には、係合部材である係止レバー２５の先端部２５ｃと補完的に係合する形状の係合部２３ｂが凹設され、係止レバー２５と協働で付勢状態保持手段の一方の係止手段を構成する。係止レバー２５は、カムギヤ２０外周より外側に立設した支軸２５ａに回動自在に支持され、係合部２３ｂとの係合に至るまでの間をコイルバネ２５ｂの付勢により先端部２５ｃを係止カム２３の外周面２３ａに圧接して摺動する。突起２２ｂと係合部２３ｂの相対位置関係は、係合部２３ｂが係止レバー先端部２５ｃと咬合したとき、突起２２ｂは常に緩斜面２２ｄの立上る先行端がカムフォロア先端部２４ｃと接する位置にある。
【００１３】
符号２６は駆動手段を構成する出力車で、カムギヤ２０と並列に主軸１８に回転自在に支持され、付勢手段であるコイルバネ２８を介してカムギヤ２０に連結される。コイルバネ２８の両端にはフック２８ａ，２８ｂが形成され、一方のフック２８ａはカムギヤ２０の側面に突設した支柱２０ａに係止され、他方のフック２８ｂは出力車２６の側面に突設した支柱２６ａに係止される。従って出力車２６は、拘束されない状態では、コイルバネ２８を介してカムギヤ２０の回転に連動する。
【００１４】
さらに出力車２６の外周面２６ｂには、解除手段であるカムフォロア２４に連動して同軸で一体に回動する起動アーム２９の先端部２９ａと補完的に咬合する形状の切欠き２６ｃが、出力車２６をコイルバネ２８による付勢力に抗して位置保持させる係止手段として凹設される。切欠き２６ｃは起動アーム２９と協働で付勢力保持手段の他方の係止手段を構成する。また出力車２６には扇形歯車３４が一体に形成され、図示しない動作部材（以下冷蔵庫ドアや引出等を指す）の初動を補助する動作補助部材としてのロッド３０に刻装したラック３２に歯車部分３４ａが噛合する。
【００１５】
扇形歯車３４はロッド３０を動作させる歯車で、ロッド３０が動作部材を作動する時に歯車部分３４ａがラック３２に噛合する以外は、欠歯部分３４ｂがロッド３０に対向して、ロッド３０を拘束しない。蓄勢力保持手段である一方の係止手段は、切欠き２６ｃと起動アーム２９とで構成され、他方の係止手段は、係合部２３ｂと係止レバー２５とで構成される。そして、保持手段の蓄勢状態解除手段は、起動アーム２９と一体のカムフォロア２４が始動カム２２と協働する。
【００１６】
ケース１１最奥部の初期位置にセットされたロッド３０は、一部に刻装したラック３２に、回動する扇形歯車３４の歯車部分３４ａが噛合して駆動される。すなわち、コイルバネ２８の蓄勢力の解放による付勢力の作用で、扇形歯車３４が回動し、ロッド３０はガイド３０ａに沿ってケース１１側面に穿設した透孔１１ｂから直線的に急激に突出する。これにより、プッシュレバー３０ｂが動作部材に衝接して衝撃的に押動し、例えばドアを密閉保持するマグネットの吸着力に抗して開放動作を補助する。そしてプッシュレバー３０ｂの最大ストローク位置（二点鎖線図示）で、ラック３２は扇形歯車３４の歯車部分３４ａとの噛合から離脱してコイルバネ２８による連結以外は回動自在である。
【００１７】
ロッド３０後端部の圧縮コイルバネ３０ｃは、ロッド３０の突出を規制するガイド３０ａ後面との衝接を緩衝するとともに、ドアを作動させた後のプッシュレバー３０ｂをケース内に引き込むように機能する。この圧縮コイルバネ３０ｃによるロッド３０の引き込み作動時には、ラック３２には扇形歯車の欠歯部分３４ｂが対向しているからロッド３０は移動自在で、ロッド３０はドアの閉鎖などによる動作部材の復帰に連動して、確実に初期位置にセットされる。
【００１８】
次に、係止レバー２５に連動するリーフスイッチ３６について説明する。係止レバー後縁２５ｅにリーフスイッチ３６の可動接点３６ａの屈曲部３６ｂが常時弾接して係止レバー２５の回動に連動して弾性変形により湾曲する。係止レバー先端部２５ｃが係合部２３ｂと咬合したとき、可動接点３６ａは固定接点３６ｃから離間し、モータ通電回路をＯＦＦにする。係止カム２３が反時計方向に回転して係止レバー先端部２５ｃが係止カム外周面２３ａに押上げられると、係止レバー２５の揺動に伴って可動接点３６ａは後屈し、固定接点３６ｃに圧接して共に弾性変形して確実な接触を保つ。この接触により、モータ通電回路はＯＮとなりモータ１２を駆動する。符号３６ｄは固定接点３６ｃの過剰な移動を制限するストッパである。
【００１９】
図３は、端子台３８の模式図である。端子Ｎｏ．２と端子Ｎｏ．３とを短絡して、端子Ｎｏ．４と端子Ｎｏ．１に電圧を印加する。係止レバー先端部２５ｃは、係合部２３ｂと咬合していないときは係止カム外周面２３ａ上のどこかと接して、リーフスイッチ３６はＯＮに保持され、モータ１２はカムギヤ２０を回転する。端子Ｎｏ．４と端子Ｎｏ．１に印加する電圧の極性により、カムギヤ２０の回転方向は異なるが、カムギヤ２０の１回転未満で必ず係止レバー先端部２５ｃは係合部２３ｂと咬合して、リーフスイッチ３６をＯＦＦにしてモータ１２を停止させる。すなわち、この停止位置を起動原点とするのが好都合と思われる。
【００２０】
そこで、カムギヤ２０の回転中に停電等による異常事態が発生してカムギヤ２０の回転中の位置が分からなくなった場合には、蓄勢手段の正転モード（反時計回転）ではなく、原点設定のために逆転モード（時計回転）でモータ１２を駆動する。ところが、係止レバー先端部２５ｃが係合部２３ｂの斜面２３ｃの途中で可動接点３６ａを固定接点３６ｃから離間して電気回路をＯＦＦにしてしまい、係止レバー先端部２５ｃの係止面２５ｄが係合部２３ｂの先行面２３ｄに当接する前にモータ１２が停止する事態が発生する。このような停止位置は、モータ１２や減速歯車輪列１６，１７の動的慣性および摩擦に起因する不確定な抵抗力の作用で必ずしも安定せず、正確な原点として認識できなくなるから、常に起点を一定に設定することは困難となる。
【００２１】
そこで、駆動モータ１２としてＤＣモータを使用した場合は、リーフスイッチ３６がＯＦＦになった信号でタイマーを作動させ、一定の時間後にＤＣモータを停止させる。この時間制御によって係止レバー先端部２５ｃの係止面２５ｄは確実に係合部２３ｂの先行面２３ｄと当接してそれより先に進むことができず、機械的に拘束されるから、その後にモータ１２が停止させることによって、常に原点として一定の位置を得ることができる。このような遅延制御回路は、マイコンのプログラムで容易に達成することができる。
【００２２】
また、駆動モータ１２としてステッピングモータを使用した場合は、リーフスイッチ３６がＯＦＦした信号を受けると、さらに所定数パルスを余分に印加することによって、係止レバー先端部２５ｃの係止面２５ｄは確実に係合部２３ｂの先行面２３ｄと当接させることができ、常に原点を一定位置に設定することができ、このときステッピングモータのロータ位置をパルス数の計数起点として以後の制御を行う。いずれのモータを使用した場合も、原点確定後は、正転モードによるカムギヤ２０を１回転させて蓄勢操作を行うことが必要である。
【００２３】
ロッド３０が突出時に、動作不能となったときは、ロッド３０を手動で復帰させる。このとき、ラック３２と扇形歯車３４が噛合していないときは、ロッド３０は無理なく復帰できるが、ラック３２と扇形歯車３４が噛合していても、扇形歯車３４とカムギヤ２０の間にコイルバネ２８が介在して緩衝するので、モータ１２や減速歯車輪列１６，１７に直接干渉して損傷を誘発することはない。
【００２４】
以下に、本発明に係わる動作補助装置１０の動作説明を、冷蔵庫ドアを開ける補助装置として適用した実施例について説明する。まず、動作補助装置１０は最初の蓄勢状態において、ケース１１内に収納されているプッシュレバー３０ｂを、ケース１１側面から突出させるロッド３０は、図１に図示されたストローク動作範囲最後部の初期位置にある。また出力車２６は、切欠き２６ｃが起動アーム２９の先端部２９ａに咬合して回動が阻止されている。さらにモータ１２による回転駆動で初期設定されたカムギヤ２０は、一体に設けた係止カム２３の係合部２３ｂが係止レバー２５の先端部２５ｃに咬合した位置で停止しており、この位置がカムギヤ２０の起点であり、かつ終点となる。
【００２５】
このときカムギヤ２０の支柱２０ａと出力車２６の支柱２６ａの相対位置は、それぞれが係止するコイルバネ２８のフック２８ａ，２８ｂによりコイルバネ２８を絞り込んでねじり変形させた蓄勢状態にあり、この位置が係止レバー２５と起動アーム２９とによって回転が阻止された待機位置で動作の起点となる。
【００２６】
冷蔵庫に別設されたプッシュオン式パネルスイッチ（図示しない）を操作してモータ１２に通電し、減速歯車輪列１６，１７を経てカムギヤ２０に回転を伝達する。カムギヤ２０が回転を開始すると始動カム２２が一体に回動し、その外周面２２ａに圧接して摺動するカムフォロア２４の先端部２４ｃが突起２２ｂの緩斜面２２ｄに沿って突起頂部２２ｃに移動するから、カムフォロア２４は始動カム２２から離れる方向に回動する。
【００２７】
その結果、起動アーム２９がカムフォロア２４と一体に回動し、起動アーム２９の先端部２９ａと出力車２６を蓄勢位置に保持している切欠き２６ｃとの係合は解除される。出力車２６は、蓄勢されたコイルバネ２８の復帰力で直ちに急速回転し、一体に形成された扇形歯車３４の歯車部分３４ａがラック３２に噛合してラック３２に連設されたロッド３０を急激に押動する。ケース１１内で、移動範囲の最後部に圧縮コイルバネ３０ｃによって初期位置で待機状態に保持されていたロッド３０は、ケース１１側面の透孔１１ｂからプッシュレバー３０ｃを突出させて冷蔵庫のドアを密着状態から解放方向の回動動作を補助する。その結果、動作部材は、老人、小児、障害者等の弱者の力でも手動操作が可能になる。
【００２８】
ロッド３０を突出方向に移動させた後、ラック３２は扇形歯車部分３４ａとの噛合が外れて自由になり、圧縮コイルバネ３０ｃによりケース１１内に引っ込み方向に付勢される。手動でドアを閉鎖位置に戻す操作に加勢されることにより、プッシュレバー３０ｃは確実にケース１１内に押込まれ、ロッド３０は扇形歯車部分３４ａの干渉を受けることなく、随時初期位置に復帰できる。
【００２９】
蓄勢位置において、蓄勢状態に保持されている出力車２６によりプッシュレバー３０ｃを突出させて、冷蔵庫のドアの開動作を補助するときは、最初、図示しないプッシュオン式パネルスイッチにより、端子Ｎｏ．３と端子　Ｎｏ．４とからモータ１２への通電が行われる。その結果、カムギヤ２０の回転に伴って、始動カム２２および係止カム２３が回転し、この係止カム２３の係合部２３ｂの斜面２３ｃが係止レバー２５の先端部２５ｃをコイルバネ２５ｂの付勢力に抗して押上げ、これに連動してリーフスイッチ３６の可動接点３６ａと固定接点３６ｃとが接触する。このように補助動作の際に、リーフスイッチ３６はＯＮするようになっているため、補助動作の後、出力車２６を蓄勢位置に復帰させる復帰動作の際には、プッシュオン式パネルスイッチからモータ１２への通電は、端子Ｎｏ．１と端子　Ｎｏ．４とによるリーフスイッチ３６からの回路に切り替えられ、自らの動作によって、このリーフスイッチ３６をＯＦＦし、自らの動作を停止させる自殺スイッチによりモータを停止させることができる。
【００３０】
この補助動作の後、出力車２６を蓄勢位置に保持させるまでの復帰動作に移行する。出力車２６は、蓄勢力を放出して自由形状になったコイルバネ２８を介してカムギヤ２０に従動して回転するが、カムフォロア２４のコイルバネ２４ｂに付勢されて外周を摺動する起動アーム先端部２９ａに、切欠き２６ｃが咬合する位置で回転が阻止される。すなわち、この位置で出力車２６はロックされるため、出力車２６に設けられた支柱２６ａに係合したコイルバネ２８の一方のフック２８ｂの位置も固定される。カムギヤ２０は、さらにコイルバネ２８をねじりながら回転を続け、コイルバネ２５ｂに付勢されて外周２３ａを摺動してきた係止レバー先端部２５ｃが係止カム２３の係合部２３ｂに落ち込み、出力車２６を蓄勢状態にした蓄勢位置で保持させる。なお、出力車２６とともに回動する扇形歯車３４は、歯車部分３４ａの先行端が初期位置に復帰したラック３０と噛合する直前で停止する。
【００３１】
係止レバー先端部２５ｃが係止カム２３の係合部２３ｂに落ち込むのに伴い、係止レバー２５の回動で自殺スイッチを構成したリーフスイッチ３６がＯＦＦとなり、モータ通電回路は切断されてモータ１２は停止する。通電が停止したモータ１２には蓄勢力を保持する力はないから、カムギヤ２０は、一方のフック２８ｂが固定されたコイルバネ２８の付勢力で過剰な移動分が引き戻され、確実に係止レバー２５の係止面２５ｄが係合部先行面２３ｄに圧着し、コイルバネ２８を蓄勢状態に保持する原点を機械的に確定することができる。この原点は、カムギヤ２０が反時計方向の１回転を完了した終点であると同時に次の補助動作の起点であって蓄勢状態が再現される。以下、冷蔵庫のドアを開ける度に上記の動作が繰り返される。
【００３２】
復帰動作のとき自殺スイッチを用いないでモータを停止する方法としては、蓄勢手段にステッピングモータを使用し、カムギヤ２０の１回転分のパルス数より余分に計数してステッピングモータ１２に入力する。このため、カムギヤ２０の回転は係止カム２３の係合部２３ｂが係止レバー先端部２５ｃとの正確な咬合位置を僅かに超えた位置で通電が停止される。ステッピングモータ１２には停止位置の保持力はないので、蓄勢されたコイルバネ２８の復帰力でカムギヤ２０は引き戻され、係合部２３ｂの先行面２３ｄが係止レバー先端部２５ｃの係止面２５ｄに圧着する常に正確な位置を機械的原点として確定することができる。従って、この位置に対応するステッピングモータのロータ位置をパルス計数の零点にリセットしてパルス制御の原点とすることができる。
【００３３】
また、復帰動作のとき自殺スイッチを用いてモータを停止する方法としては、蓄勢手段としてＤＣモータを使用し、スイッチ回路に遅延タイマを挿入し、スイッチ３６の作動時点と、ＤＣモータへの通電停止との間にタイムラグを設けて、係止カム２３の係合部２３ｂが係止レバー先端部２５ｃと正確に咬合する位置を僅かに超えるカムギヤ２０の回転位置で通電を停止させ、蓄勢されたコイルバネ２８の復帰力でカムギヤ２０を引き戻して、係合部２３ｂの先行面２３ｄを係止レバー先端部２５ｃの係止面２５ｄに圧着させることで同様の目的を達成することができる。
【００３４】
以下に本発明に係わる動作補助装置１０の制御方法を図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
このフローチャートは、モータ１２を正転させ、付勢位置に保持されている出力車２６によりプッシュレバー３０ｃを突出させて、冷蔵庫のドアの開動作を補助する補助動作（ステップＳ１〜Ｓ９）と、この補助動作の後、モータ１２を正転させて出力車２６を蓄勢位置に復帰させる復帰動作（ステップＳ１０〜Ｓ１７）を示したものである。
【００３６】
補助動作（ステップＳ１〜Ｓ１１）の給電方法としては、図示しない制御装置によって、図３に示す端子Ｎｏ．３と端子Ｎｏ．４に電圧が給電されている。また、端子Ｎｏ．２と端子Ｎｏ．３とを短絡し、端子Ｎｏ．２と端子Ｎｏ．４に電圧を給電しても良い。
【００３７】
まず、冷蔵庫に別設されたプッシュオン式パネルスイッチが押されるか、またはドアノブに設けられたタッチセンサ等の何らかの検知手段によって検知され、補助操作開始信号が制御装置に入力されると（ステップＳ１）、補助動作に入るか否かを判断するために、ドアの開閉状態の確認を行う（ステップＳ２）。この結果に基づいて、既にドアが開状態のときには、補助動作の必要がないと判断し、直ちにモータ１２への給電を停止し（ステップＳ９）、この時点で補助動作は終了となる。
【００３８】
一方、ドアが閉状態のときには、補助動作を行うため、モータ１２への給電が開始され（ステップＳ３）、モータ１２を正転させる（ステップＳ４）。また、このステップＳ４とほぼ同時にドアの開閉状態の確認を行い（ステップＳ５）、さらにこのステップＳ５とほぼ同時にモータ１２への給電時間の計測を行う（ステップＳ６）。すなわち、モータ１２に給電した後３秒経過するとプッシュレバー３０ｃを突出させてドアの開動作を補助する一連の押動動作が確実に終了するため、この３秒間をタイマでセットし（ステップＳ７）、３秒の経過を待ってモータ１２への給電を停止し（ステップＳ９）、この時点で補助動作は終了となる。なお、タイマのセット時間は、補助動作の終了にあわせて適宜設定可能である。
【００３９】
また、モータ１２への給電が３秒間なされる前にドアが開状態になったことがステップＳ５で確認された場合は、ドア開放（ステップＳ８）とみなし、モータ１２への給電を停止し（ステップＳ９）、この時点で補助動作は終了となる。
次に、このステップＳ９によってモータ１２への給電が停止され補助動作が終了されると同時に、出力車２６を付勢位置に保持させるまでの復帰動作（ステップＳ１０〜Ｓ１７）に移行する。
【００４０】
この復帰動作（ステップＳ１０〜Ｓ１７）の移行に伴い、図示しない制御装置によって、図３に示す端子Ｎｏ．３と端子Ｎｏ．４とからの電圧の給電が、端子Ｎｏ．１と端子Ｎｏ．４とから給電されるように切り替わる。すなわち、補助動作の際に、リーフスイッチ３６はＯＮ状態になっており、端子Ｎｏ．１と端子　Ｎｏ．４とによるリーフスイッチ３６の回路に切り替えることにより、自らの動作によってこのリーフスイッチ３６をＯＦＦ状態にさせ、動作を停止させる自殺スイッチが構成される。
【００４１】
モータへの給電を１秒間停止した後（ステップＳ１０）、再度モータ１２への給電が開始される（ステップＳ１１）と、モータ１２が正転し（ステップＳ１２）復帰動作が開始される。
【００４２】
このステップＳ１２とほぼ同時にモータ１２の動作時間の計測を行い（ステップＳ１３）、３秒経過すると一連の復帰動作が確実に終了するため、この３秒間をタイマでセットし（ステップＳ１４）、３秒の経過を待って、端子Ｎｏ．１と端子Ｎｏ．４への電圧の給電を停止させる（ステップＳ１５）。なお、タイマのセット時間は、復帰動作の終了にあわせて適宜設定可能である。
【００４３】
一方、モータ１２への給電が３秒なされる前に、自らの復帰動作の終了とともにリーフスイッチ３６をＯＦＦ状態にさせ、自殺スイッチがＯＦＦするように構成されており（ステップＳ１６）、自殺スイッチがＯＦＦすることにより、モータ１２が停止して復帰動作が終了する（ステップＳ１７）。
【００４４】
以上、本発明に係わる動作補助装置の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、その形状や構成について、本発明の構成要件から逸脱しない範囲で、細部に関する多様な変更や部品の再構成や実施例における組合せを交換する等の様々な改変をなし得ることが予期される。例えば、スプリングの蓄勢にはＤＣモータやソレノイドの使用が可能であり、スプリングとして引張りコイルバネや圧縮コイルバネの使用が可能である。また、始動カム２２または起動アーム２９を機械的に直接手動で操作しても、スプリングの蓄勢作用をモータで行うことにより、同様の効果を得ることができることは当業者であれば容易に推測できる筈である。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係わる動作補助装置は、請求項１の記載によれば、動作部材の全動作範囲のうち、所定範囲の動作を補助する動作補助装置において、前記動作部材に係合してこの動作部材を作動する動作補助部材と、この動作補助部材を動作させる付勢力発生手段と、前記動作補助部材を動作可能な付勢状態に前記付勢力発生手段へ付勢力を蓄勢する蓄勢手段と、前記付勢力発生手段は、係合部材が係合して逆転が阻止されることで前記付勢状態を維持する係合部を備えたカム部材を有し、前記蓄勢手段は、前記カム部材を正転させて付勢力を蓄勢させるとともに前記カム部材を逆転させて前記係合部により前記カム部材の逆転が阻止されるのを利用して初期化を行うので、コイルバネの力を利用して、ロッドの解放速度を高速にすることによって、従来のモータ回転より数倍早い動作が達成できフィーリング的に違和感が解消できる。
【００４６】
しかも、コイルバネの機械力を利用しているため、モータ式の補助機構に見られる高負荷による動作時間の変化や、雰囲気温度による、電磁気力の温度変化などの影響を受けない、一定の力を開放する機構が実現できる。例えば強力な密着状態にある冷蔵庫など重いドアを開放する始動力が不要となり、老人、小児、障害者等の弱者の力でも手動操作が可能になる。
更に、逆転モードによって初期化を行うので、位置センサを用いることなくこの初期化を行うことができる。
【００４７】
また、本発明に係わる動作補助装置は、請求項２の記載によれば、前記付勢力発生手段は、前記カム部材との間にコイルバネを介して連結されるとともに前記動作補助部材を動作させる出力車を有し、前記出力車が前記コイルバネによる付勢力に抗して位置保持させる係止手段を有し、この係止手段により係止された状態で前記カム部材が前記蓄勢手段によって正転されることにより、前記コイルバネが蓄勢されるとともに、前記付勢状態に達すると前記係合部に前記係合部材が係合して、前記コイルバネを前記付勢状態で保有するので、ラックを備えた動作補助部材が被駆動部に作用した直後、例えばドアが開いた瞬間、動作補助部材と最終扇形歯車ピニオンの噛合が外れる機構によって、容易に動作補助部材を原点復帰させることを可能にし、モータの回転方向を常時は一方向のみの回転制御が可能になる。
【００４８】
しかも、駆動モータにステッピングモータを使用することによって、ステップ数をカウントすれば、位置センサをユニット本体に内蔵する必要がないので、ユニット構成が単純化され、コストの低減、信頼性の向上を図ることができる。
【００４９】
さらに、本発明に係わる動作補助装置は、請求項３の記載によれば、前記係止手段には前記カム部材の正転のみによって前記出力車との係止を解除する前記解除手段を有するので、常時は一方向だけの回転制御が行われるから、モータ回転は一方向だけで回転を正逆させるタイミング検出を含むモータ制御回路や位置検出手段が省略できて機構が単純化でき、異常時の対処には普段使わない逆転モードを原点復帰に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる動作補助装置の一実施例における蓄勢状態を示す概略の平面図である。
【図２】図１に示した動作補助装置の蓄勢力放出後の駆動力伝達機構を展開した断面で示す概略の側面図である。
【図３】図１に示した動作補助装置におけるモータとリーフスイッチ回路図である。
【図４】本発明の実施の形態における動作補助装置により補助動作を行わせる際のフローチャートである。
【符号の説明】
１０　動作補助装置
１１　ケース
１２　ステッピングモータ
１８　主軸
２０　カムギヤ
２２　始動カム
２３　係止カム
２４　カムフォロア
２５　係止レバー
２６　出力車
２８　コイルバネ
２９　起動アーム
３０　ロッド
３２　ラック
３４　扇形歯車
３６　リーフスイッチ
３８　端子台[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an auxiliary device for manual operation when opening an operation member such as a refrigerator door or a drawer. Specifically, the present invention relates to a magnetic force of a magnet and an inertial mass of a door used for a door in order to secure the closure. A power unit that assists in overcoming and reducing the manpower required to open doors and drawers.
[0002]
[Prior art]
A conventional motion assisting device includes a motor, a speed reduction mechanism for reducing the rotation of the motor, a rod including a final output pinion and a rack that meshes with the rack, and a case that accommodates these components. Acts linearly on doors and drawers, provides operating position detection means on the rod or deceleration mechanism, rotates the motor forward to protrude the rods from the case, assists in starting door opening, and opens doors and drawers. The motor is stopped after confirming that the opening is free, and the motor is reversed to retract the rod into the case.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this device, since the rod performs linear motion by the rotation force of the motor, the rotation speed becomes the opening speed of the door as it is, and from when the opening signal is input until the motor starts up and the rod starts operating. Does not work. In addition, since a unitary attachment mechanism for improving the added value of such a main unit needs to be made compact, when a general DC motor is used as a drive source, a large and high-output motor is used. Power cannot be transmitted through the speed reduction mechanism in order to obtain sufficient driving torque. For this reason, the operation speed is reduced, and the time required for effective operation is delayed due to mechanical backlash and the magnitude of the load. Therefore, it is difficult to follow the speed sensation of the person trying to open the door, causing a sense of incongruity. Further, it is necessary to provide a switching operation position detecting means for rotating, stopping and rotating the motor in a forward direction, and an operation circuit for controlling the motor based on its signal, so that the unit structure becomes complicated and the reliability is reduced accordingly. , On the contrary, increase the cost.
[0004]
Further, after the auxiliary operation is completed, an operation to return the rod to the original storage position is necessary. It is necessary to introduce a clutch mechanism that interrupts the transmission path and allows free movement. Therefore, it is common to return the protruding rod to the origin mechanically by reversing the motor. That is, a control circuit for each operation of rotating, stopping, and rotating the motor forward and backward is provided to control the rotation torque and the operation speed. In addition to this, the installation of the detecting means at each position for switching the operation is added, so that the unit structure is complicated, the reliability is reduced, and the cost is increased.
[0005]
Furthermore, when the position of the unit is stopped at an error such as a power failure, the unit can be returned to the normal state by operating either the forward or reverse operation. Needs to be detected. Therefore, a sensor for clearly identifying the origin position must be provided in the drive unit. In addition, the reversing operation also requires detection of the rod projecting position, and basically requires two position sensors, which complicates the unit and increases the overall cost structure.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to realize an auxiliary operation faster than the rotation of the motor by utilizing a spring accumulating force which is not affected by a rise time, and to further periodically check the operation origin of the unit or to detect abnormalities such as a power failure. Sometimes, the initialization of the unit for grasping the position of the unit is performed without using the position sensor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an operation assisting device according to the present invention is an operation assisting device for assisting an operation in a predetermined range of an entire operation range of an operating member. , An urging force generating means such as a cam gear, an output wheel, and a torsion coil spring for operating the operation auxiliary member, and an urging force applied to the urging force generating means to urge the operation auxiliary member to an operable state. The urging means for accumulating the force and the urging force generating means have an engaging portion recessed in order to maintain the urging state by engaging an engaging member such as a lever to prevent reverse rotation. A cam member such as a cam gear, and the accumulating means causes the cam member to rotate forward to accumulate an urging force and to rotate the cam member in a reverse direction, whereby the engagement member prevents the cam member from rotating in the reverse direction. Perform initialization by using
[0008]
Further, the urging force generating means has an output wheel connected to the cam member via a coil spring and operating the operation assisting member, and the output wheel opposes the urging force of the coil spring. A locking means for holding the position, and the cam member is normally rotated by the power storing means in a state locked by the locking means, so that the coil spring is charged and the biased state. Is reached, the engaging member is engaged with the engaging portion, and the coil spring is held in the biased state. Further, the locking means has the releasing means for releasing the locking with the output wheel by forward rotation of the cam member.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a motion assist device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an operation assisting device according to the present invention, in which a mechanism in a charged state before operation of an operation assisting device 10 is schematically illustrated by removing a cover 11a of a unit case (hereinafter abbreviated as a case) 11. This is shown in a plan view. FIG. 2 is a schematic sectional view showing a drive system of the apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of the motor and the leaf switch.
[0010]
A worm 14 mounted on an output shaft of a motor 12 as a driving source meshes with a cam gear 20 rotatably supported on a main shaft 18 via reduction gear trains 16 and 17 to constitute a power storage means. The cam gear 20 functions as an urging force generating unit together with an output wheel 26 and a torsion coil spring (hereinafter abbreviated as a coil spring) 28 described later. The cam gear 20 is driven to rotate in the counterclockwise direction indicated by the arrow in the figure by the reduction gear trains 16 and 17, and rotates in one direction together with the starting cam 22 and the locking cam formed in a cam shape as a releasing means. .
[0011]
A cam follower 24 which constitutes a releasing means in cooperation with the starting cam 22 is rotatably supported by a support shaft 24a erected outside the outer periphery of the cam gear 20, and the distal end portion 24c is biased by a coil spring 24b. Is pressed against the outer peripheral surface 22a and slid. A projection 22b is formed on a part of the starting cam outer peripheral surface 22a. The projection 22b has a gentle slope 22d at the leading surface reaching the projection top 22c, and returns from the projection top 22c to the outer peripheral surface 22a having a smaller diameter than the projection 22b via a relatively steep arc surface 22e.
[0012]
Further, the outer peripheral surface of the locking cam 23, which is integrally arranged with the cam gear 20 and prevents the reverse rotation and maintains the biased state, is complementarily engaged with the distal end portion 25c of the locking lever 25 as an engaging member. The engaging portion 23b is formed in a concave shape, and constitutes one locking means of the biased state holding means in cooperation with the locking lever 25. The locking lever 25 is rotatably supported by a support shaft 25a erected outside the outer periphery of the cam gear 20, and the distal end portion 25c is biased by the coil spring 25b until the engagement with the engaging portion 23b. The engaging cam 23 slides by pressing against the outer peripheral surface 23a. The relative positional relationship between the projection 22b and the engaging portion 23b is such that when the engaging portion 23b is engaged with the locking lever tip 25c, the projection 22b is always in a position where the leading end where the gentle slope 22d rises is in contact with the cam follower tip 24c. is there.
[0013]
Reference numeral 26 denotes an output wheel constituting driving means, which is rotatably supported on the main shaft 18 in parallel with the cam gear 20, and is connected to the cam gear 20 via a coil spring 28 as urging means. Hooks 28a and 28b are formed at both ends of the coil spring 28. One hook 28a is engaged with a column 20a protruding from the side surface of the cam gear 20, and the other hook 28b is a column 26a protruding from the side surface of the output wheel 26. Is locked. Therefore, the output wheel 26 is interlocked with the rotation of the cam gear 20 via the coil spring 28 in a state where it is not restrained.
[0014]
Further, a notch 26c of a shape complementary to and engaged with a distal end portion 29a of an activation arm 29 coaxially and integrally rotated in conjunction with a cam follower 24 serving as a releasing means is provided on an outer peripheral surface 26b of the output wheel 26. 26 is recessed as locking means for holding the position against the urging force of the coil spring 28. The notch 26c forms the other locking means of the urging force holding means in cooperation with the activation arm 29. Further, the output wheel 26 is integrally formed with a sector gear 34, and a gear portion is formed on a rack 32 engraved on a rod 30 as an operation auxiliary member for assisting the initial movement of an operation member (not shown, such as a refrigerator door or a drawer) not shown. 34a engage.
[0015]
The sector gear 34 is a gear for operating the rod 30. The toothless portion 34b faces the rod 30 and does not restrain the rod 30 except that the gear portion 34a meshes with the rack 32 when the rod 30 operates the operating member. . One of the locking means, which is the accumulating force holding means, includes a notch 26c and a starting arm 29, and the other locking means includes an engaging portion 23b and a locking lever 25. Then, in the stored state releasing means of the holding means, the cam follower 24 integrated with the starting arm 29 cooperates with the starting cam 22.
[0016]
The rod 30 set at the initial position at the innermost part of the case 11 is driven by the gear portion 34a of the rotating sector gear 34 meshing with a rack 32 engraved on a part thereof. That is, the fan gear 34 is rotated by the action of the urging force due to the release of the accumulating force of the coil spring 28, and the rod 30 linearly and rapidly protrudes from the through hole 11b formed in the side surface of the case 11 along the guide 30a. I do. As a result, the push lever 30b comes into contact with the operating member and pushes it in a shocking manner, and assists the opening operation against the attraction force of, for example, a magnet that seals and holds the door. At the maximum stroke position of the push lever 30b (shown by a two-dot chain line), the rack 32 is released from meshing with the gear portion 34a of the sector gear 34 and is rotatable except for the connection by the coil spring 28.
[0017]
The compression coil spring 30c at the rear end of the rod 30 functions to buffer the abutment with the rear surface of the guide 30a that regulates the protrusion of the rod 30, and to pull the push lever 30b after operating the door into the case. During the retracting operation of the rod 30 by the compression coil spring 30c, since the toothless portion 34b of the sector gear faces the rack 32, the rod 30 is movable, and the rod 30 is interlocked with the return of the operating member by closing the door or the like. Then, it is surely set to the initial position.
[0018]
Next, the leaf switch 36 linked to the locking lever 25 will be described. The bent portion 36b of the movable contact 36a of the leaf switch 36 always elastically contacts the trailing edge 25e of the locking lever 25 and bends by elastic deformation in conjunction with the rotation of the locking lever 25. When the locking lever tip 25c is engaged with the engaging portion 23b, the movable contact 36a is separated from the fixed contact 36c, and the motor energizing circuit is turned off. When the locking cam 23 rotates counterclockwise and the locking lever tip 25c is pushed up by the locking cam outer peripheral surface 23a, the movable contact 36a is bent backward with the swing of the locking lever 25, and the fixed contact is fixed. 36c and is elastically deformed together to maintain reliable contact. Due to this contact, the motor energizing circuit is turned on and drives the motor 12. Reference numeral 36d denotes a stopper for restricting excessive movement of the fixed contact 36c.
[0019]
FIG. 3 is a schematic diagram of the terminal block 38. Terminal No. 2 and terminal No. 3 is short-circuited to the terminal No. 3. 4 and terminal No. 1 is applied with a voltage. When the engaging lever tip 25c is not engaged with the engaging portion 23b, it comes into contact with somewhere on the engaging cam outer peripheral surface 23a, the leaf switch 36 is kept ON, and the motor 12 rotates the cam gear 20. Terminal No. 4 and terminal No. Although the rotation direction of the cam gear 20 varies depending on the polarity of the voltage applied to the cam gear 20, the locking lever tip 25c always engages with the engagement portion 23b in less than one rotation of the cam gear 20, and the leaf switch 36 is turned off to turn off the motor. 12 is stopped. In other words, it seems convenient to use this stop position as the starting point.
[0020]
Therefore, when an abnormal situation such as a power failure occurs during rotation of the cam gear 20 and the position of the rotation of the cam gear 20 cannot be determined, the origin setting means is not set in the normal rotation mode (counterclockwise rotation) of the energy storage means. For this purpose, the motor 12 is driven in the reverse rotation mode (clockwise rotation). However, the locking lever distal end 25c separates the movable contact 36a from the fixed contact 36c in the middle of the slope 23c of the engaging portion 23b, turning off the electric circuit, and the locking surface 25d of the locking lever distal end 25c is turned off. The motor 12 stops before coming into contact with the leading surface 23d of the engaging portion 23b. Such a stop position is not always stable due to the effect of uncertain resistance force caused by the dynamic inertia and friction of the motor 12 and the reduction gear trains 16 and 17, and cannot be recognized as an accurate origin. It is difficult to set the constant.
[0021]
Therefore, when a DC motor is used as the drive motor 12, the timer is operated by the signal that the leaf switch 36 is turned off, and the DC motor is stopped after a predetermined time. Due to this time control, the locking surface 25d of the locking lever distal end portion 25c surely comes into contact with the leading surface 23d of the engaging portion 23b and cannot proceed further, and is mechanically restrained. By stopping the motor 12, a fixed position can always be obtained as the origin. Such a delay control circuit can be easily achieved by a microcomputer program.
[0022]
When a stepping motor is used as the drive motor 12, when a signal indicating that the leaf switch 36 has been turned off is received, an additional predetermined number of pulses are applied, so that the locking surface 25d of the locking lever distal end portion 25c can be securely fixed. Can be brought into contact with the leading surface 23d of the engaging portion 23b, and the origin can always be set at a fixed position. At this time, the subsequent control is performed using the rotor position of the stepping motor as the pulse count starting point. Regardless of which motor is used, after the origin is determined, it is necessary to rotate the cam gear 20 in the normal rotation mode by one rotation to perform the energy storing operation.
[0023]
When the rod 30 protrudes and becomes inoperable, the rod 30 is manually returned. At this time, when the rack 32 and the sector gear 34 are not engaged, the rod 30 can return without difficulty. However, even when the rack 32 and the sector gear 34 are engaged, the coil spring 28 is located between the sector gear 34 and the cam gear 20. Does not directly interfere with the motor 12 or the reduction gear trains 16 and 17 to cause damage.
[0024]
Hereinafter, an embodiment in which the operation of the operation assisting device 10 according to the present invention is applied as an assisting device for opening a refrigerator door will be described. First, in the initial energy storage state, the movement assisting device 10 pushes the push lever 30b housed in the case 11 out of the side of the case 11 so that the rod 30 is moved to the initial position at the rear end of the stroke operation range shown in FIG. In position. Further, the notch 26c of the output wheel 26 is engaged with the distal end portion 29a of the activation arm 29, so that the rotation of the output wheel 26 is prevented. Further, the cam gear 20 initially set by the rotation drive by the motor 12 is stopped at a position where the engaging portion 23b of the integrally provided locking cam 23 is engaged with the distal end portion 25c of the locking lever 25. The start point and the end point of the cam gear 20.
[0025]
At this time, the relative positions of the column 20a of the cam gear 20 and the column 26a of the output wheel 26 are in an accumulating state in which the coil spring 28 is squeezed by the hooks 28a and 28b of the coil spring 28 to be locked and torsionally deformed. The operation starts at the standby position where the rotation is prevented by the locking lever 25 and the activation arm 29.
[0026]
The motor 12 is energized by operating a push-on panel switch (not shown) provided separately from the refrigerator, and the rotation is transmitted to the cam gear 20 via the reduction gear trains 16 and 17. When the cam gear 20 starts to rotate, the starting cam 22 rotates integrally, and the tip 24c of the cam follower 24 that slides by pressing against the outer peripheral surface 22a moves to the protrusion top 22c along the gentle slope 22d of the protrusion 22b. , The cam follower 24 rotates in a direction away from the starting cam 22.
[0027]
As a result, the activation arm 29 rotates integrally with the cam follower 24, and the engagement between the distal end portion 29a of the activation arm 29 and the notch 26c holding the output wheel 26 in the energy storage position is released. The output wheel 26 is rapidly rotated by the returning force of the stored coil spring 28, and the gear portion 34 a of the sector gear 34 integrally formed meshes with the rack 32 to rapidly move the rod 30 connected to the rack 32. To push. In the case 11, the rod 30 held in the standby state at the initial position by the compression coil spring 30c at the rear end of the movement range has the push lever 30c protruding from the through hole 11b on the side surface of the case 11, and the refrigerator door is brought into close contact. To assist the turning operation in the release direction. As a result, the operation member can be manually operated by the weak force of an elderly person, a child, a disabled person, or the like.
[0028]
After the rod 30 is moved in the protruding direction, the rack 32 is released from engagement with the sector gear portion 34a, and is urged into the case 11 by the compression coil spring 30c in the retracting direction. When the door is manually returned to the closed position, the push lever 30c is reliably pushed into the case 11, and the rod 30 can be returned to the initial position at any time without interference from the sector gear portion 34a.
[0029]
When the push lever 30c is protruded by the output wheel 26 held in the charged state to assist the opening operation of the refrigerator door in the charged state, first, a terminal No. is operated by a push-on panel switch (not shown). . No. 3 and terminal No. 4 and the motor 12 is energized. As a result, with the rotation of the cam gear 20, the starting cam 22 and the locking cam 23 rotate, and the slope 23c of the engaging portion 23b of the locking cam 23 attaches the distal end 25c of the locking lever 25 to the coil spring 25b. The movable contact 36a of the leaf switch 36 and the fixed contact 36c come into contact with each other in response to the pushing force. As described above, the leaf switch 36 is turned ON at the time of the assisting operation. Therefore, at the time of the returning operation for returning the output vehicle 26 to the energy storage position after the assisting operation, the push-on panel switch is used. The energization of the motor 12 is controlled by the terminal No. 1 and terminal No. The circuit can be switched to the circuit from the leaf switch 36 by 4 and the leaf switch 36 is turned off by its own operation, and the motor can be stopped by the suicide switch that stops its own operation.
[0030]
After this assisting operation, the operation shifts to a return operation until the output vehicle 26 is held at the energy storage position. The output wheel 26 rotates following the cam gear 20 via a coil spring 28 which has released a stored energy and has a free shape. The output wheel 26 is urged by a coil spring 24b of a cam follower 24 and slides on the outer periphery. The rotation is prevented at the position where the notch 26c is engaged with the portion 29a. That is, since the output wheel 26 is locked at this position, the position of one hook 28b of the coil spring 28 engaged with the support 26a provided on the output wheel 26 is also fixed. The cam gear 20 continues to rotate while further twisting the coil spring 28, and the locking lever tip 25 c that has been urged by the coil spring 25 b and slid on the outer periphery 23 a falls into the engaging portion 23 b of the locking cam 23, and Is held at the charge position in the charge state. The sector gear 34 that rotates together with the output wheel 26 stops immediately before the leading end of the gear portion 34a meshes with the rack 30 that has returned to the initial position.
[0031]
As the locking lever tip 25c falls into the engagement portion 23b of the locking cam 23, the rotation of the locking lever 25 turns off the leaf switch 36, which constitutes a suicide switch, and cuts off the motor power supply circuit. 12 stops. Since the motor 12 that has been de-energized has no force for holding the accumulating force, the cam gear 20 is pulled back by the urging force of the coil spring 28 to which the one hook 28b is fixed, and the cam gear 20 is securely locked. 25 can be mechanically determined as the origin at which the engagement surface 25d is pressed against the engagement portion preceding surface 23d and the coil spring 28 is held in the charged state. This origin is the end point at which the cam gear 20 has completed one rotation in the counterclockwise direction, and at the same time, is the starting point of the next auxiliary operation, and the accumulated state is reproduced. Hereinafter, each time the door of the refrigerator is opened, the above operation is repeated.
[0032]
As a method of stopping the motor without using the suicide switch at the time of the return operation, a stepping motor is used as the accumulating means, and the pulse number for one rotation of the cam gear 20 is counted and input to the stepping motor 12. Therefore, the rotation of the cam gear 20 is stopped at a position where the engaging portion 23b of the locking cam 23 slightly exceeds the accurate bite position with the locking lever tip 25c. Since the stepping motor 12 has no holding force at the stop position, the cam gear 20 is pulled back by the returning force of the stored coil spring 28, and the leading surface 23d of the engaging portion 23b is locked by the locking surface 25d of the locking lever tip portion 25c. It is possible to always determine the exact position for crimping to the mechanical origin. Therefore, the rotor position of the stepping motor corresponding to this position can be reset to the zero point of the pulse count and used as the origin of pulse control.
[0033]
Further, as a method of stopping the motor using the suicide switch at the time of the return operation, a DC motor is used as the energy storage means, a delay timer is inserted in the switch circuit, and the operation time of the switch 36 and the power supply to the DC motor are performed. By providing a time lag between the stop and the stop, the energization is stopped at the rotational position of the cam gear 20 slightly exceeding the position where the engaging portion 23b of the locking cam 23 accurately engages with the locking lever tip 25c, and the energy is stored. The same purpose can be achieved by pulling back the cam gear 20 by the returning force of the coil spring 28 and pressing the leading surface 23d of the engaging portion 23b against the locking surface 25d of the locking lever tip 25c.
[0034]
Hereinafter, a control method of the motion assist device 10 according to the present invention will be described with reference to a flowchart shown in FIG.
[0035]
The flowchart includes an auxiliary operation (steps S1 to S9) in which the motor 12 is rotated forward, the push lever 30c is protruded by the output wheel 26 held in the biased position, and the refrigerator door opening operation is assisted. After this assisting operation, a return operation (Steps S10 to S17) of rotating the motor 12 forward to return the output vehicle 26 to the energy storage position is shown.
[0036]
As a power supply method for the auxiliary operation (steps S1 to S11), a terminal No. shown in FIG. 3 and terminal No. 4 is supplied with voltage. In addition, the terminal No. 2 and terminal No. 3 is short-circuited, and terminal No. 3 is short-circuited. 2 and terminal No. 4 may be supplied with voltage.
[0037]
First, when a push-on panel switch separately provided on the refrigerator is pressed or detected by some detecting means such as a touch sensor provided on a door knob, an auxiliary operation start signal is input to the control device (step S1). In order to determine whether or not to enter the auxiliary operation, the open / closed state of the door is confirmed (step S2). Based on this result, when the door is already open, it is determined that there is no need for the auxiliary operation, and the power supply to the motor 12 is immediately stopped (step S9), at which point the auxiliary operation ends.
[0038]
On the other hand, when the door is closed, power supply to the motor 12 is started to perform an auxiliary operation (step S3), and the motor 12 is rotated forward (step S4). At the same time as step S4, the open / closed state of the door is checked (step S5), and the power supply time to the motor 12 is measured almost at the same time as step S5 (step S6). That is, when three seconds elapse after the power is supplied to the motor 12, the push lever 30c is protruded, and a series of pushing operations assisting the opening operation of the door is surely ended. Therefore, the three seconds are set by the timer (step S7). After a lapse of 3 seconds, the power supply to the motor 12 is stopped (step S9), and the auxiliary operation ends at this point. Note that the set time of the timer can be appropriately set in accordance with the end of the auxiliary operation.
[0039]
If it is confirmed in step S5 that the door has been opened before the power is supplied to the motor 12 for 3 seconds, it is determined that the door is open (step S8), and the power supply to the motor 12 is stopped ( Step S9) At this point, the auxiliary operation ends.
Next, in step S9, the power supply to the motor 12 is stopped and the auxiliary operation is terminated, and at the same time, the operation shifts to a return operation (steps S10 to S17) until the output wheel 26 is held at the biasing position.
[0040]
Along with the transition of the return operation (steps S10 to S17), the terminal No. shown in FIG. 3 and terminal No. 4 is supplied with the terminal No. 4. 1 and terminal No. 4 to be supplied with power. That is, at the time of the auxiliary operation, the leaf switch 36 is in the ON state, and the terminal No. 1 and terminal No. By switching to the circuit of the leaf switch 36 according to 4 above, a suicide switch that turns off the leaf switch 36 by its own operation and stops the operation is configured.
[0041]
After stopping the power supply to the motor for one second (step S10), when the power supply to the motor 12 is started again (step S11), the motor 12 rotates forward (step S12), and the return operation is started.
[0042]
At approximately the same time as step S12, the operation time of the motor 12 is measured (step S13). When three seconds have elapsed, a series of return operations is reliably completed. Wait for the terminal No. to elapse. 1 and terminal No. Then, the power supply to the power supply 4 is stopped (step S15). The set time of the timer can be set as appropriate in accordance with the end of the return operation.
[0043]
On the other hand, before power is supplied to the motor 12 for 3 seconds, the leaf switch 36 is turned off at the same time as the return operation of the motor 12 itself, and the suicide switch is turned off (step S16). By turning off, the motor 12 stops and the return operation ends (step S17).
[0044]
As described above, the embodiment of the motion assisting device according to the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and its shape and configuration do not depart from the configuration requirements of the present invention. It is anticipated that various modifications can be made within the scope, such as various changes in details, rearrangement of parts, and exchange of combinations in the embodiments. For example, a DC motor or a solenoid can be used to accumulate the spring, and a tension coil spring or a compression coil spring can be used as the spring. A person skilled in the art can easily estimate that the same effect can be obtained by operating the starting cam 22 or the starting arm 29 manually and mechanically directly by using a motor to accumulate the spring. It should be possible.
[0045]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, the operation assisting device according to the present invention is an operation assisting device that assists an operation in a predetermined range of the entire operation range of the operation member. An operation assisting member that engages with the member to operate the operation member, an urging force generating unit that operates the operation auxiliary member, and an urging force that urges the urging force generating unit to an operable state in which the operation auxiliary member is operable. And a cam member having an engagement portion that maintains the biased state by engaging the engagement member and preventing reverse rotation, The energy accumulating means is configured to initialize the cam member by rotating the cam member in the normal direction to accumulate the urging force and by rotating the cam member in the reverse direction to prevent the reverse rotation of the cam member by the engaging portion. To release the rod using the force of the coil spring By the time the high speed several times faster operation than conventional motor rotation can be solved is feeling to discomfort can be achieved.
[0046]
In addition, because the mechanical force of the coil spring is used, a constant force that is not affected by changes in the operation time due to high load seen in the motor-type auxiliary mechanism or changes in the electromagnetic force due to the ambient temperature. An opening mechanism can be realized. For example, a starting force for opening a heavy door such as a refrigerator in a strong close contact state is not required, and manual operation can be performed even with the weak power of an elderly person, a child, a disabled person, or the like.
Further, since the initialization is performed in the reverse rotation mode, the initialization can be performed without using the position sensor.
[0047]
According to the second aspect of the present invention, in the motion assisting device, the urging force generating means is connected to the cam member via a coil spring and operates the motion assisting member. A locking means for holding the position of the output wheel against the urging force of the coil spring, and the cam member is normally rotated by the energy storing means in a state locked by the locking means. By doing so, the coil spring is charged, and when the biased state is reached, the engaging member is engaged with the engaging portion and the coil spring is held in the biased state. Immediately after the provided motion assisting member acts on the driven part, for example, at the moment when the door is opened, the mechanism that disengages the motion assisting member from the final sector gear pinion can easily return the motion assisting member to the home position. And, normally allowing rotation control in only one direction of rotation direction of the motor.
[0048]
Moreover, by using a stepping motor as the drive motor, if the number of steps is counted, there is no need to incorporate a position sensor into the unit body, which simplifies the unit configuration, reduces costs and improves reliability. be able to.
[0049]
Furthermore, in the motion assisting device according to the present invention, according to the third aspect of the present invention, the locking means has the releasing means for releasing the locking with the output wheel only by the normal rotation of the cam member. However, since rotation control is always performed in one direction, the motor control circuit and position detection means including timing detection for rotating the motor in only one direction can be omitted, and the mechanism can be simplified. The reverse mode, which is not usually used, can be used for homing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an energy storage state in an embodiment of an operation assisting device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic side view showing a developed cross section of a driving force transmission mechanism of the motion assisting device shown in FIG. 1 after releasing a stored force.
FIG. 3 is a circuit diagram of a motor and a leaf switch in the operation assisting device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart when an auxiliary operation is performed by the operation auxiliary device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 motion assist device
11 cases
12 Stepping motor
18 spindle
20 cam gear
22 Start cam
23 Locking cam
24 Cam Follower
25 Lock lever
26 output car
28 coil spring
29 Starting arm
30 rod
32 racks
34 sector gear
36 leaf switch
38 terminal block

Claims (3)

動作部材の全動作範囲のうち、所定範囲の動作を補助する動作補助装置において、
前記動作部材に係合してこの動作部材を作動する動作補助部材と、この動作補助部材を動作させる付勢力発生手段と、
前記動作補助部材を動作可能な付勢状態に前記付勢力発生手段へ付勢力を蓄勢する蓄勢手段と、を有し、
前記付勢力発生手段は、係合部材が係合して逆転が阻止されることで前記付勢状態を維持する係合部を備えたカム部材を有し、
前記蓄勢手段は、前記カム部材を正転させて付勢力を蓄勢させるとともに前記カム部材を逆転させて前記係合部により前記カム部材の逆転が阻止されるのを利用して初期化を行うことを特徴とする動作補助装置。Of the entire operation range of the operation member, in an operation assisting device that assists operation in a predetermined range,
An operation auxiliary member that engages with the operation member to operate the operation member, an urging force generating unit that operates the operation auxiliary member,
An accumulating means for accumulating an urging force to the urging force generating means in an urging state in which the operation assisting member is operable,
The urging force generating means includes a cam member having an engaging portion that maintains the urging state by engaging the engaging member and preventing reverse rotation,
The energy accumulating means is configured to initialize the cam member by rotating the cam member in the normal direction to accumulate the urging force and by rotating the cam member in the reverse direction to prevent the reverse rotation of the cam member by the engaging portion. An operation assisting device characterized by performing. 前記付勢力発生手段は、前記カム部材との間にコイルバネを介して連結されるとともに前記動作補助部材を動作させる出力車を有し、前記出力車が前記コイルバネによる付勢力に抗して位置保持させる係止手段を有し、この係止手段により係止された状態で前記カム部材が前記蓄勢手段によって正転されることにより、前記コイルバネが蓄勢されるとともに、前記付勢状態に達すると前記係合部に前記係合部材が係合して、前記コイルバネを前記付勢状態で保有することを特徴とする請求項１に記載の動作補助装置。The urging force generating means has an output wheel connected to the cam member via a coil spring and operating the operation assisting member, and the output wheel holds a position against the urging force of the coil spring. The cam member is normally rotated by the accumulating means in a state where the cam member is locked by the locking means, so that the coil spring is energized and the urging state is reached. The movement assisting device according to claim 1, wherein the engaging member is engaged with the engaging portion, and the coil spring is held in the biased state. 前記係止手段には前記カム部材の正転によって前記出力車との係止を解除する前記解除手段を有することを特徴とする請求項２に記載の動作補助装置。The motion assisting device according to claim 2, wherein the locking means includes the releasing means for releasing the locking with the output wheel by forward rotation of the cam member.

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