JP2016180514A - 冷蔵庫用扉開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停電時等においても、小さな力で扉を開閉することのできる冷蔵庫用扉開閉装置を提供する。
【解決手段】冷蔵庫用の扉開閉装置において、駆動部２０は、モータ５０と、モータ５０によって回転駆動される第１歯車５２と、第１歯車５２の回転が遊星歯車機構６を介して伝達される第２歯車５３とを有している。遊星歯車機構６は、第１歯車５２と噛み合う太陽歯車６１と、太陽歯車６１の回転中心軸線周りに回転可能なホルダ６６と、ホルダ６６に自転可能に支持された遊星歯車６７とを有している。遊星歯車６７は、太陽歯車６１の周りで公転して第２歯車５３と噛み合った噛み合い位置と第２歯車５３との噛み合いが解除された解除位置とに移動する。
【選択図】図５

Description

本発明は、モータ駆動により扉を駆動する冷蔵庫用扉開閉装置に関するものである。

近年、使い勝手を向上させるために、モータ駆動により扉を駆動する冷蔵庫用扉開閉装置を備えた冷蔵庫が提案されている（特許文献１参照）。かかる冷蔵庫では、モータおよび伝達機構を備えた駆動部を冷蔵庫本体に設け、駆動部によって、開放アームおよび閉鎖アームを駆動して扉を駆動する構成が採用されている。また、特許文献１に記載の冷蔵庫用扉開閉装置では、伝達機構にトルクリミッタを設けてあるため、停電時、手動によって扉を開閉することができる。

特開２００５−３２６０４４号公報

特許文献１に記載の冷蔵庫用扉開閉装置では、伝達機構に設けたトルクリミッタによって手動による扉の開閉を可能としている。このため、手動により扉の開閉をする際、大きな力を必要とするため、使い勝手が悪いという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、停電時等においても、小さな力で扉を開閉することのできる冷蔵庫用扉開閉装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、冷蔵庫の扉を開方向および閉方向の少なくとも一方に駆動する冷蔵庫用扉開閉装置であって、冷蔵庫本体および前記扉のうちの一方側に設けられて前記扉を駆動する駆動部を有し、前記駆動部は、モータと、該モータによって回転駆動される第１歯車と、該第１歯車の回転が遊星歯車機構を介して伝達される第２歯車と、を有し、前記遊星歯車機構は、前記第１歯車と噛み合う太陽歯車と、該太陽歯車の回転中心軸線周りに回転可能なホルダと、該ホルダに自転可能に支持され、前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、を有し、前記遊星歯車は、前記太陽歯車の周りで公転して前記第２歯車と噛み合った噛み合い位置と前記第２歯車との噛み合いが解除された解除位置と、に移動することを特徴とする。

本発明では、第１歯車と第２歯車との間において、駆動部の遊星歯車機構では、遊星歯車が太陽歯車の周りで公転して第２歯車と噛み合った噛み合い位置と第２歯車との噛み合いが解除された解除位置とに移動する。このため、第１歯車と第２歯車とを遊星歯車機構を介して機構的に接続した状態と、かかる接続を解除した状態とに切り換えることができる。従って、扉をモータによって駆動することができるとともに、停電時等、遊星歯車が解除位置に移動していれば、手動により扉を開閉する際、小さな力で扉を開閉することができる。

本発明において、前記モータは、前記扉に対する駆動が終了した際、前記太陽歯車を反転させて前記遊星歯車を前記解除位置まで移動させることが好ましい。かかる構成によれば、第１歯車と第２歯車との機構的な接続が自動的に解除されるので、他の特別な操作を行わなくても、手動により扉を開閉することができる。

本発明において、前記駆動部は、設定値以上のトルクが加わった際に前記モータから前記駆動部の出力部材までの間で部材同士の連動を解除するトルクリミッタを有していることが好ましい。かかる構成によれば、扉を駆動中、扉等に大きな力が加わっても、駆動部が損傷することを回避することができる。

本発明において、前記太陽歯車は、前記第１歯車と噛み合う第１歯部を備えた第１回転部材と、前記遊星歯車と噛み合う第２歯部を備えた第２回転部材と、を有し、前記トルクリミッタは、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に構成されていることが好ましい。かかる構成によれば、太陽歯車にトルクリミッタに内蔵させることができるので、駆動部の構成を簡素化することができる。

本発明において、前記遊星歯車と前記第２歯車とが噛み合った位置から前記遊星歯車と前記第２歯車との噛み合いが解除される位置まで前記ホルダを移動させる外力を当該ホルダに印加する復帰機構を有していることが好ましい。かかる構成によれば、扉を駆動中に停電しても、ホルダを移動させて遊星歯車を解除位置まで移動させることができる。それ故、扉を駆動中に停電が発生しても、扉を小さな力で手動により開閉することができる。

本発明において、前記駆動部は、前記モータにより回転駆動されるウォームと、該ウォームと噛み合うウォームホイールと、を有している構成を採用することができる。かかる構成を採用した場合でも、本発明では、遊星歯車機構によって、機構的な接続を解除することができる。従って、停電時等において、手動により扉を開閉した場合でも、ウォームおよびウォームホイールに過大な負荷が加わることを防止することができる。

本発明において、前記駆動部は、前記扉の移動を検出するセンサを有し、前記モータは、前記センサの検出結果に基づいて、前記遊星歯車を前記解除位置まで移動させることが好ましい。かかる構成によれば、第１歯車と第２歯車との機構的な接続を確実に自動的に解除されるので、手動により扉を開閉することができる。

本発明において、前記遊星歯車機構は、前記遊星歯車として、前記太陽歯車が一方方向に回転した際に公転して前記解除位置から前記噛み合い位置に移動する第１遊星歯車と、前記太陽歯車が他方方向に回転した際に公転して前記解除位置から前記噛み合い位置に移動する第２遊星歯車と、を有していることが好ましい。かかる構成によれば、遊星歯車の摩耗等を抑制することができる

本発明において、前記駆動部は、前記冷蔵庫本体側または前記扉側のいずれの側に設けてもよいが、冷蔵庫本体側に設けることが好ましい。かかる構成によれば、モータへの配線等が容易である。

本発明では、第１歯車と第２歯車との間において、駆動部の遊星歯車機構では、遊星歯車が太陽歯車の周りで公転して第２歯車と噛み合った噛み合い位置と第２歯車との噛み合いが解除された解除位置とに移動する。このため、第１歯車と第２歯車とを遊星歯車機構を介して機構的に接続した状態と、かかる接続を解除した状態とに切り換えることができる。従って、扉をモータによって駆動することができるとともに、停電時等、遊星歯車が解除位置に移動していれば、手動により扉を開閉する際、小さな力で扉を開閉することができる。

本発明を適用した冷蔵庫の外観を示す斜視図である。 本発明を適用した冷蔵庫における本体と扉との接続部分を拡大して模式的に示す斜視図である。 本発明を適用した扉開閉装置に用いた回転駆動装置の斜視図である。 本発明を適用した扉開閉装置に用いた回転駆動装置の平面図である。 本発明を適用した扉開閉装置に用いた回転駆動装置において出力部材等を外した状態の分解斜視図である。 本発明を適用した扉開閉装置に用いた回転駆動装置の遊星歯車機構の分解斜視図である。 本発明を適用した扉開閉装置に用いた回転駆動装置の遊星歯車機構の説明図である。 本発明を適用した扉開閉装置に用いた回転駆動装置の遊星歯車機構の動作を示す説明図である。 本発明を適用した扉開閉装置に用いた回転駆動装置のトルクリミッタの説明図である。 本発明を適用した冷蔵庫および扉開閉装置における扉の開閉動作を示す説明図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、「冷蔵庫本体」を「本体２」とし、「冷蔵庫用扉開閉装置」を「扉開閉装置１」と略して説明する。また、以下の説明では、扉３の回転中心軸線Ｚが延在している方向を、冷蔵庫１００を設置した状態における上下方向として説明する。また、上下方向のうち、下側にはＺ１を付し、上側にはＺ２を付して説明する。

（全体構成）
図１は、本発明を適用した冷蔵庫１００の外観を示す斜視図である。図２は、本発明を適用した冷蔵庫１００における本体２と扉３との接続部分を拡大して模式的に示す斜視図である。

図１および図２において、本形態の冷蔵庫１００は、前面が開口した本体２（冷蔵庫本体）の内部を貯蔵室としており、本体２の前面に貯蔵室を閉じる扉３を備えている。本形態において、扉３は左右の各々に設けられている。扉３は、本体２の開口の側部に沿う上下の軸線を回転中心軸線Ｚとして、回転中心軸線Ｚ周りに回転して本体２の開口を開閉可能である。

本形態の冷蔵庫１００において、本体２の上壁２ａと扉３の上端壁３ａとの間には、２つの扉３を各々開閉駆動する一対の扉開閉装置１（冷蔵庫用扉開閉装置）が配置されている。なお、冷蔵庫１００には、閉状態にある扉３を閉方向に付勢する付勢手段（図示せず）が設けられている。従って、扉３を確実に閉状態とすることができるとともに、扉３の閉状態を確実に保持することができる。かかる付勢手段は、例えば、本体２の側に配置された磁性体と、扉３の側に配置された永久磁石等によって構成することができる。なお、本体２の側に永久磁石を配置し、扉３の側に磁性体に配置してもよい。

ここで、左右の扉３および扉開閉装置１は、同一の構成を有し、左右対称に配置されている。従って、以下の説明では、冷蔵庫１００に向かって右側に設けられた扉３および扉開閉装置１を中心に説明し、冷蔵庫１００に向かって左側に設けられた扉３および扉開閉装置１の説明を省略する。

本形態において、扉開閉装置１は、扉３を回転中心軸線Ｚ周りに開方向および閉方向に駆動する回転駆動装置１０と、閉状態にある扉３を開方向に移動させる際に、扉３を本体
２から離間する方向の力を印加するアシスト装置９０とを有している。アシスト装置９０は、扉３を開方向に押し出す出力軸９１と、出力軸９１を出力軸９１の軸線方向に駆動する駆動装置（図示せず）とを備えており、駆動装置は、例えば、モータと、モータの回転を出力軸９１に伝達するラック・ピニオン機構等を有している。かかるアシスト装置９０は、本体２および扉３の一方側に設けられるが、本形態では、本体２の側にアシスト装置９０が設けられている。

扉開閉装置１において、回転駆動装置１０は、本体２および扉３のうちの一方側に設けられた駆動部２０と、駆動部２０の出力部材１３と本体２および扉３のうちの他方側とに接続されたアーム１８とを有している。本形態において、駆動部２０は、本体２の上壁２ａに固定されており、アーム１８は、出力部材１３の端部と扉３の上端壁３ａに設けられた連結軸１７とに接続している。後述するように、アーム１８は、３つの連結部材（第１アーム部材１４、第２アーム部材１５および第３アーム部材１６）からなり、出力部材１３およびアーム１８は、リンク機構１２を構成している。連結軸１７は、扉３の回転中心軸線Ｚから離間する位置に設けられている。また、扉３の上端壁３ａには、第３アーム部材１６と当接可能な第１ストッパ部３４と第２ストッパ部３５とが設けられている。

本体２の上壁２ａ等に扉開閉装置１の制御部８が設けられ、制御部８は、扉３の外面（前面）等に設けられたスイッチ８０に対する操作や、音声による指示に基づいて扉開閉装置１を制御する。

（回転駆動装置１０の全体構成）
図３は、本発明を適用した扉開閉装置１に用いた回転駆動装置１０の斜視図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、回転駆動装置１０の外観を示す斜視図、および回転駆動装置１０の内部構成を示す斜視図である。図４は、本発明を適用した扉開閉装置１に用いた回転駆動装置１０の平面図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、回転駆動装置１０の外観を示す平面図、および回転駆動装置１０の内部構成を示す平面図である。図５は、本発明を適用した扉開閉装置１に用いた回転駆動装置１０において出力部材１３等を外した状態の分解斜視図である。

図３、図４および図５に示すように、扉開閉装置１の回転駆動装置１０は、上ケース２３と下ケース２４を上下に重ねたケース２１を有しており、ケース２１によって駆動部２０が支持されている。なお、駆動部２０は、出力部材１３を有しており、出力部材１３は、ケース２１の上側の面に沿って回転するように配置されている。ケース２１は、矩形状部分と、矩形状部分から突出した略円形状部分とからなり、矩形状部分には駆動系の多くが収容され、略円形状部分には、第３歯車５４等が収容されている。以下、略円形状部分を出力側駆動室２２ａとし、矩形状部分をモータ側駆動室２２ｂとするが、その境界は厳密なものではない。本形態において、出力側駆動室２２ａは、モータ側駆動室２２ｂから冷蔵庫１００の本体２の前方に向けて突出している。

上ケース２３では、モータ側駆動室２２ｂの上壁２５ｂに対して出力側駆動室２２ａの上壁２５ａが段差をもって低くなっている。下ケース２４には、回転駆動装置１０を本体２に固定するための取付けブラケット３３が複数設けられている。かかる取付けブラケット３３の下面は、下ケース２４の下面と面一である。下ケース２４は、底板部２８と、底板部２８の外縁から上方に起立した周壁２７とを備えており、ネジ２９によって上ケース２３と連結されている。

（伝達機構５の構成）
駆動部２０において、ケース２１には、以下に説明するモータ５０、出力部材１３、モータ５０の回転を出力部材１３に伝達する伝達機構５が支持されている。まず、下ケース
において、モータ側駆動室２２ｂでは、出力側駆動室２２ａ側とは反対側の端部にモータ５０が水平姿勢で配置されており、出力側駆動室２２ａ側には、出力部材１３が配置されている。

本形態において、伝達機構５は、モータ５０の側から出力部材１３に向けて配置された輪列５８を有しており、輪列５８は、減速輪列として構成されている。輪列５８は、モータ５０のモータ軸（図示せず）に固定されたウォーム５９、ウォーム５９と噛み合う歯車５１、歯車５１と噛み合う第１歯車５２、後述する遊星歯車機構６を介して第１歯車５２の回転が伝達される第２歯車５３、および第２歯車５３と噛み合う第３歯車５４を有している。歯車５１、第１歯車５２、第２歯車５３、および第３歯車５４は各々、扉３の回転中心軸線Ｚと平行に上下方向に延在する回転中心軸線Ｌ５１、Ｌ５２、Ｌ５３、Ｌ５４周りに回転可能である。

歯車５１は、ウォーム５９に噛合するウォームホイール５１１と、ウォームホイール５１１より小径の小径歯車５１２とを有しており、ウォームホイール５１１は小径歯車５１２より上方に位置する。第１歯車５２は、歯車５１の小径歯車５１２と噛み合う平歯車である。第２歯車５３は、遊星歯車機構６から回転が伝達される大径歯車５３１と、大径歯車５３１より小径の小径歯車５３２とを有しており、大径歯車５３１は、小径歯車５３２より上方に位置する。小径歯車５３２には第３歯車５４が噛合している。第３歯車５４の上面側において、中心部には、出力部材１３がネジ５７によって固定される結合部５４５が形成されており、出力部材１３は第３歯車５４と一体に回転する。

このように構成した伝達機構５において、歯車５１、第１歯車５２、第２歯車５３および第３歯車５４は各々、下ケース２４の底板部２８から突出する軸部や筒部によって回転可能に支持されている。この状態で、第３歯車５４の結合部５４５は、上ケース２３から突出した状態にあるので、出力部材１３の端部と第３歯車５４の結合部５４５とをネジ５７によって固定すれば、出力部材１３の端部と第３歯車５４とが連結される。従って、出力部材１３には、モータ５０の回転が伝達機構５を介して伝達されるので、出力部材１３は、第３歯車５４の回転中心軸線Ｌ５４周りに回転する。

（センサ７０の構成）
図５に示すように、本形態の扉開閉装置１の回転駆動装置１０には、扉３の移動を監視するセンサ７が設けられている。本形態において、センサ７は、伝達機構５に用いられた歯車の角度位置を検出する角度位置検出手段からなり、センサ７は、第３歯車５４の角度位置を検出するポテンショメータ７１からなる。ポテンショメータ７１は、第３歯車５４の角度位置に基づいて扉３の角度位置に比例した電圧を出力する。より具体的には、下ケース２４において、第３歯車５４を回転可能に支持する筒部２８４の内側には、ポテンショメータ７１が配置されており、筒部２８４の周方向の一部を切り欠いた途切れ部分からは、ポテンショメータ７１に接続する配線基板７２が下ケース２４の底板部２８に沿って筒部２８４の外側に引き出されている。

ポテンショメータ７１は、連結部材７５を介して第３歯車５４に連結されている。具体的には、ポテンショメータ７１には、上方に向けて開口する連結穴７１０が形成されており、かかる連結穴７１０に連結部材７５の連結部７６が挿入されて、連結部材７５は、ポテンショメータ７１の可動子（図示せず）と結合されている。連結部材７５は、上方が開口した円筒部７７を有しており、円筒部７７の底部から下方に連結部７６が突出している。また、連結部材７５において、円筒部７７には、周方向の一部が切り欠かれた切り欠き７８が形成されており、切り欠き７８に第３歯車５４の連結板（図示せず）が嵌ることによって、連結部材７５は、第３歯車５４と一体に回転する。従って、第３歯車５４が回転すれば、連結部材７５が第３歯車５４と一体に回転するため、ポテンショメータ７１は、
第３歯車５４の角度位置を検出することができる。それ故、制御部８は、ポテンショメータ７１からの出力に基づいて、扉３が閉位置にあるか否か監視するとともに、扉３が閉位置、開位置、および閉位置と開位置との間の途中位置のいずれの位置にあるかを監視する。また、ポテンショメータ７１によれば、扉３が閉位置から開位置までのいずれの位置にあるかを監視する。また、制御部８は、ポテンショメータ７１からの出力に基づいて、第３歯車５４の位置（扉３の位置）の変化、第３歯車５４の速度（扉３の速度）の変化、第３歯車５４の動き（扉３の動き）の反転を監視することもできる。本形態において、制御部８は、ポテンショメータ７１からの出力（Ｖ）の単位時間当たりの変化（ｄＶ／ｄｔ）を監視し、第３歯車５４の動き（扉３の動き）の反転を監視する。例えば、扉３の開き動作時には、ｄＶ／ｄｔが正であるので、制御部８は、ｄＶ／ｄｔが正から負に反転したとき、第３歯車５４の動き（扉３の動き）が閉方向に反転したことを検出することができる。また、扉３の閉じ動作時には、ｄＶ／ｄｔが負であるので、制御部８は、ｄＶ／ｄｔが正に反転したとき、第３歯車５４の動き（扉３の動き）が開方向に反転したことを検出することができる。

なお、下ケース２４の底板部２８において、筒部２８４の径方向外側には、周方向で離間する２個所に突起２４３、２４４が形成されている。これに対して、第３歯車５４の下面には、突起５４９が形成されている。従って、第３歯車５４の回転可能な角度範囲の両端は、突起５４９と突起２４３とが当接する角度位置、および突起５４９と突起２４４とが当接する角度位置によって規定されている。

（遊星歯車機構６の構成）
図６は、本発明を適用した扉開閉装置１に用いた回転駆動装置１０の遊星歯車機構６の分解斜視図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、遊星歯車等を外した状態の分解斜視図、および太陽歯車の分解斜視図である。図７は、本発明を適用した扉開閉装置１に用いた回転駆動装置１０の遊星歯車機構６の説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、遊星歯車機構の平面図、側面図、ホルダを省略したときの平面図、および底面図である。図８は、本発明を適用した扉開閉装置１に用いた回転駆動装置１０の遊星歯車機構６の動作を示す説明図であり、図８（ａ）、（ｂ）は、扉３を開方向に駆動するときの遊星歯車機構の平面図、および扉３を閉方向に駆動するときの遊星歯車機構の平面図である。

図２、図３および図４を参照して説明したように、本形態の扉開閉装置１に用いた回転駆動装置１０において、駆動部２０の伝達機構５は、モータ５０によって回転駆動される第１歯車５２と、第１歯車５２の回転が遊星歯車機構６を介して伝達される第２歯車５３とを有している。

図６および図７に示すように、遊星歯車機構６は、第１歯車５２と噛み合う第１歯部６２１を備えた太陽歯車６１と、太陽歯車６１の回転中心軸線Ｌ６１周りに回転可能なホルダ６６と、ホルダ６６に自転可能に支持された遊星歯車６７とを有しており、遊星歯車６７は、太陽歯車６１の第２歯部６３１と噛み合っている。本形態において、太陽歯車６１は、第１歯部６２１が形成された大径部６１１の上段側に、大径部６１１より小径の小径部６１２を備え、かかる小径部６１２の外周面に第２歯部６３１が形成されている。

ホルダ６６は、太陽歯車６１を回転可能に支持する支軸２６に回転可能に支持された回転レバーであり、ホルダ６６の両端には、ホルダ６６の両端から下方に突出する２本の軸部６６１，６６２、および２つのリング６９１，６９２によって、遊星歯車６７として、第１遊星歯車６７１および第２遊星歯車６７２が回転中心軸線Ｌ６７１，Ｌ６７２周りに回転可能に支持されている。

本形態では、扉３に対する駆動を休止している期間中、図７に示すように、遊星歯車６
７（第１遊星歯車６７１および第２遊星歯車６７２）は、第２歯車５３から離間している。これに対して、扉３を開方向に駆動する際、図８（ａ）に示すように、モータ５０による駆動によって第１歯車５２が回転中心軸線Ｌ５２周りに矢印Ａ１で示す反時計周りに回転すると、太陽歯車６１が回転中心軸線Ｌ６１周りに矢印Ｂ１で示す時計周りに回転する。従って、第１遊星歯車６７１および第２遊星歯車６７２が回転中心軸線Ｌ６７１，６７２に矢印Ｄ１、Ｅ１で示す反時計周りに回転し、ホルダ６６は、回転中心軸線Ｌ６１周りに矢印Ｃ１で示す時計周りに回転する。その結果、第１遊星歯車６７１が第２歯車５３の大径歯車５３１と噛み合う噛み合い位置に移動するので、第２歯車５３は、第２歯車５３の回転中心軸線Ｌ５３周りに矢印Ｆ１で示す時計周りに回転する。

そして、図５を参照して説明したセンサ７（ポテンショメータ７１）での検出結果において扉３が所定位置（開位置）まで移動し終わると、モータ５０が反転し、ホルダ６６、第１遊星歯車６７１および第２遊星歯車６７２は、図７に示すように、大径歯車５３１との噛み合いが解除された解除位置（待機位置）まで戻る。

これに対して、扉３を閉方向に駆動する際、図８（ｂ）に示すように、モータ５０による駆動によって第１歯車５２が回転中心軸線Ｌ５２周りに矢印Ａ２で示す時計周りに回転すると、太陽歯車６１が回転中心軸線Ｌ６１周りに矢印Ｂ２で示す反時計周りに回転する。従って、第１遊星歯車６７１および第２遊星歯車６７２が回転中心軸線Ｌ６７１，６７２に矢印Ｄ２、Ｅ２で示す時計周りに回転し、ホルダ６６は、回転中心軸線Ｌ６１周りに矢印Ｃ２で示す反時計周りに回転する。その結果、第２遊星歯車６７２が第２歯車５３の大径歯車５３１と噛み合う噛み合い位置に移動するので、第２歯車５３は、第２歯車５３の回転中心軸線Ｌ５３周りに矢印Ｆ２で示す反時計周りに回転する。

そして、図５を参照して説明したセンサ７（ポテンショメータ７１）での検出結果において扉３が所定位置（閉位置）まで移動し終わると、モータ５０が反転し、ホルダ６６、第１遊星歯車６７１および第２遊星歯車６７２は、図７に示すように、大径歯車５３１との噛み合いが解除された解除位置（待機位置）まで戻る。

（復帰機構６８の構成）
図３等に示すように、遊星歯車機構６の側方には、２本の復帰軸６８１，６８２を備えた復帰機構６８が設けられている。復帰機構６８は、図８に示すように、遊星歯車６７と第２歯車５３とが噛み合った状態で停電した際、遊星歯車６７と第２歯車５３との噛み合いが解除される位置までホルダ６６を移動させる外力をホルダ６６に印加する。より具体的には、復帰軸６８１は、ホルダ６６のうち、第１遊星歯車６７１が支持されている側の端部の側方に配置されており、図８（ｂ）に示す状態で停電した際、矢印Ｐ１で示す外力を加え、第２遊星歯車６７２と第２歯車５３との噛み合いが解除される位置までホルダ６６を回転移動させる。これに対して、復帰軸６８１は、ホルダ６６のうち、第２遊星歯車６７２が支持されている側の端部の側方に配置されており、図８（ａ）に示す状態で停電した際、矢印Ｐ２で示す外力を加え、第１遊星歯車６７１と第２歯車５３との噛み合いが解除される位置までホルダ６６を回転移動させる。

（トルクリミッタの構成）
図９は、本発明を適用した扉開閉装置１に用いた回転駆動装置１０のトルクリミッタ６０の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、太陽歯車６１に用いた第２回転部材６３の底面図、太陽歯車６１に用いた第１回転部材６２の底面図、および太陽歯車６１の底面図である。

図６において、本形態では、駆動部２０は、設定値以上のトルクが加わった際に駆動部２０の出力部材１３とモータ５０との間で部材同士の連動を解除するトルクリミッタ６０
を有している。本形態では、遊星歯車機構６用いた太陽歯車６１にトルクリミッタ６０が内蔵されている。より具体的には、太陽歯車６１は、第１歯車５２と噛み合う第１歯部６２１を備えた第１回転部材６２と、遊星歯車６７と噛み合う第２歯部６３１を備えた第２回転部材６３とを有しており、トルクリミッタ６０は、第１回転部材６２と第２回転部材６３との間に構成されている。

図６および図７に示すように、第１回転部材６２は、第１歯部６２１が形成された大径部６１１を構成する外側円筒部６２２と、外側円筒部６２２と同心状の内側円筒部６２３と、外側円筒部６２２と内側円筒部６２３とを連結させる円環状の連結部６２９とを有しており、第１回転部材６２の底面側には、外側円筒部６２２の内側に円形の凹部６２６が形成されている。また、凹部６２６の内周面６２６ａには、周方向の複数個所で径方向外側に凹む係合凹部６２５が等角度間隔に形成されている。本形態において、係合凹部６２５は、等角度間隔に６つ形成されている。

これに対して、第２回転部材６３は、第２歯部６３１が形成された小径部６１２を構成する円筒状の胴部６３２と、胴部６３２の下端側に形成された円筒部６３３とを有しており、胴部６３２には支軸２６が嵌る軸穴６１６が形成されている。また、胴部６３２を第１回転部材６２の内側円筒部６２３に通すと、円筒部６３３が第１回転部材６２の内側円筒部６２３に嵌って、第２回転部材６３は、第１回転部材６２を回転可能に支持する。ここで、第２回転部材６３は、円筒部６３３の下端側で周方向に延在する複数の腕部６３４が形成されており、腕部６３４の先端部には、径方向外側に突出した係合凸部６３５が形成されている。本形態において、腕部６３４は、等角度間隔に３つ形成されている。このような構成の第２回転部材６３を第１回転部材６２に重ねると、腕部６３４は、第１回転部材６２の凹部２２６の内側に嵌り、係合凸部の６３５が第１回転部材６２の係合凹部６２５に嵌る。ここで、腕部６３４の先端側は、径方向内側に撓むことが可能である。

このように構成した太陽歯車６１は、第１回転部材６２の係合凹部６２５に係合凸部６３５が嵌っているため、第１回転部材６２と第２回転部材６３とが一体に回転する。これに対して、例えば、出力部材１３に設定値以上の負荷が加わっていると、モータ５０からの回転が第１回転部材６２に加わって、遊星歯車６７が第２歯車５３と噛み合っても、腕部６３４の先端側が径方向内側に撓んで係合凹部６２５から係合凸部６３５が外れる。このため、第１回転部材６２と第２回転部材６３との間では空周りが発生するため、第１回転部材６２から第２回転部材６３への回転の伝達が阻止される。

（出力部材１３およびアーム１８の構成）
再び図３および図４において、アーム１８は、アーム１８の延在方向で連結された３つの連結部材（第１アーム部材１４、第２アーム部材１５および第３アーム部材１６）からなり、出力部材１３およびアーム１８は、リンク機構１２を構成している。

出力部材１３は、回転中心軸線Ｌ５４を中心に湾曲した外周面を備えた扇形の基部１３１と、基部１３１の上面に一体に形成されたレバー部１３２とを備えており、回転中心軸線Ｌ５４周りに時計周りＣＷおよび反時計周りＣＣＷに回転する。レバー部１３２の時計周りＣＷ側の側面には、第１アーム部材１４のストッパ用凸部１４５との当り面を構成するストッパ用凸部１３５が形成されている。

第１アーム部材１４は、上方から見て上ケース２３の前側壁２１５に沿って曲がった一定幅の板状であり、基端側の端部は、連結軸１１５を介して出力部材１３のレバー部１３２の先端部に回転可能に接続されている。また、第１アーム部材１４の外周面には、出力部材１３が反時計周りＣＣＷに回転した際にレバー部１３２のストッパ用凸部１３５と当接可能なストッパ用凸部１４５が形成されている。

第１アーム部材１４の先端側の端部は、第２アーム部材１５の基端側の端部に連結軸１１６を介して回転可能に接続されている。第２アーム部材１５は、上方から見て一定幅で延在する板状である。第２アーム部材１５の先端側の端部は、第３アーム部材１６の基端側の端部に連結軸１１７を介して回転可能に接続されている。第３アーム部材１６は、上方から見て一定幅で延在する板状である。ここで、第２アーム部材１５の外側の側面にはストッパ用凸部１５５が形成され、第３アーム部材１６の外側の側面には、連結軸１１７を中心に第３アーム部材１６が時計周りＣＷに回転した際にストッパ用凸部１５５と当接するストッパ用凸部１６５が形成されている。

（扉３の通常時の開閉動作）
図１０は、本発明を適用した冷蔵庫１００および扉開閉装置１の回転駆動装置１０における扉３の開閉動作を示す説明図であり、扉３が９０°を越える全開位置から全閉位置までのリンク機構１２の変化を示してあり、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、扉３の開き角が１１０°、４０°、１５°、０°（閉状態）の説明図である。

冷蔵庫１００および扉開閉装置１に電源供給されている通常状態においても、利用者がスイッチ８０に扉３を開閉する操作を行わない限り、遊星歯車機構６では、図７に示すように、第２歯車５３と遊星歯車６７とが噛み合っていない。従って、利用者は、手動により扉３を開方向あるいは閉方向に直接、動かすことができる。

そして、図１０（ａ）に示すように、扉３が１１０°開いた状態で、利用者がスイッチ８０に対して閉操作を行うと、制御部８はモータ５０に通電し、遊星歯車機構６では、図８（ｂ）に示すように、第２歯車５３と第２遊星歯車６７２とが噛み合う。従って、出力部材１３が時計周りＣＷに回転する。その結果、扉３は閉方向に駆動され、図１０（ｂ）、（ｃ）に示す状態を経由して、図１０（ｄ）に示すように、閉状態となる。そして、ポテンショメータ７１により扉３が閉状態になったことが検知されると、制御部８は、モータ５０を反転させて、図７に示すように、第２歯車５３と遊星歯車６７とが噛み合っていない状態に戻す。なお、図１０（ｄ）に示す状態で、第３アーム部材１６のストッパ用凸部１６５は、第２ストッパ部３５に当接するとともに、第２アーム部材１５のストッパ用凸部１５５に当接し、かかる当接による力は、扉３を閉方向に押圧する力として作用する。

また、冷蔵庫１００および扉開閉装置１に電源供給されている通常状態において、図１０（ｄ）に示す閉状態で、利用者がスイッチ８０に対して開操作を行うと、制御部８は、アシスト装置９０を動作させて扉３をわずかに開ける。また、制御部８は、モータ５０に通電し、遊星歯車機構６では、図８（ａ）に示すように、第２歯車５３と第１遊星歯車６７１とが噛み合う。従って、出力部材１３が反時計周りＣＣＷに回転する。その結果、扉３は開方向に駆動され、図１０（ｂ）、（ｃ）に示す状態を経由して、図１０（ａ）に示すように、開状態となる。そして、ポテンショメータ７１により扉３が開状態になったことが検知されると、制御部８は、モータ５０を反転させて、図７に示すように、第２歯車５３と遊星歯車６７とが噛み合っていない状態に戻す。なお、手動により扉３を開く際や、モータ５０が暴走した場合を想定して、扉３に対しては、第３アーム部材１６と第１ストッパ部３４との当接によるストッパが構成されている。

（扉３に対して負荷が加わった場合）
本形態では、扉３を開方向または閉方向に駆動中、利用者が扉３に力を加えると、扉３の移動速度が変化するので、かかる事態をポテンショメータ７１が検出する。その結果、制御部８は、モータ５０を反転させて、図７に示すように、第２歯車５３と遊星歯車６７とが噛み合っていない状態に戻す。従って、扉３に対する駆動が停止する。それ故、利用
者の手が扉３に挟まれるという事態が発生しない。また、扉３に対する駆動が停止した以降、利用者は、手動によって扉３を開方向または閉方向に回転させることができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の冷蔵庫用扉開閉装置１および冷蔵庫１００において、回転駆動装置１０では、第１歯車５２と第２歯車５３との間において、遊星歯車機構６では、遊星歯車６７が太陽歯車６１の周りで公転して第２歯車５３と噛み合った噛み合い位置と第２歯車５３との噛み合いが解除された解除位置とに移動する。このため、第１歯車５２と第２歯車５３とを遊星歯車機構６を介して機構的に接続した状態と、かかる接続を解除した状態とに切り換えることができる。従って、扉３をモータ５０によって駆動することができるとともに、停電時等、遊星歯車６７が解除位置に移動していれば、手動により扉３を開閉する際、小さな力で扉３を開閉することができる。

また、モータ５０は、扉３に対する駆動が終了した際、モータ５０が太陽歯車６１を反転させて遊星歯車６７を第２歯車５３との噛み合いが解除される位置まで移動させる。また、駆動部２０は、扉３の移動を検出するセンサ７を有し、モータ５０は、センサ７の検出結果に基づいて、遊星歯車６７を解除位置まで移動させる。このため、第１歯車５２と第２歯車５３との機構的な接続が自動的に解除されるので、他の特別な操作を行わなくても、手動により扉３を開閉することができる。また、センサ７としてポテンショメータ７１が用いられているため、簡素な構成で、第３歯車５４の位置（扉３の位置）を監視することができる。また、ポテンショメータ７１によれば、扉３が閉位置にあるか否か監視することができるとともに、扉３が閉位置、開位置、および閉位置と開位置との間の途中位置のいずれの位置にあるかを監視することも容易である。それ故、扉３の位置によって、モータ５０による駆動速度を調整することができる。特にポテンショメータ７１によれば、扉３が閉位置から開位置までのいずれの位置にあるかを容易に監視することができるので、扉３の位置によって、モータ５０による駆動速度をより適正に調整することができる。例えば、モータ５０を定速回転させた場合、リンク機構１２の位置によって、扉３の移動速度が低下する区間がある場合でも、そのような区間では、制御部８がモータ５０を高速回転させることにより、扉３が略定速度で移動させることができる。また、ポテンショメータ７１によれば、扉３の位置を連続的に監視することができる。従って、特定の角度位置に扉３が到達しているか否かを監視する場合に比して、扉３の駆動に変化があったか否かを迅速に検出することができる。また、扉３のモータ駆動中に扉３が利用者の手と干渉した場合には、扉３の移動速度が低下するので、かかる事態をポテンショメータ７１によって検出することができる。それ故、モータ５０を反転させて、第１歯車５２と第２歯車５３とを遊星歯車機構６を介して機構的に接続した状態を解除することができる。

また、遊星歯車機構６は、遊星歯車６７として、太陽歯車６１が一方方向に回転した際に公転して第２歯車５３との噛み合い位置に移動する第１遊星歯車６７１と、太陽歯車６１が他方方向に回転した際に公転して第２歯車５３との噛み合い位置に移動する第２遊星歯車６７２とを有しているため、遊星歯車６７の摩耗等を抑制することができる。

また、駆動部２０は、設定値以上のトルクが加わった際にモータ５０から出力部材１３までの間で部材同士の連動を解除するトルクリミッタ６０を有しているため、扉３を駆動中、扉３に大きな力が加わっても、駆動部２０が損傷することを回避することができる。また、トルクリミッタ６０は、遊星歯車機構６において太陽歯車６１を構成する第１回転部材６２と第２回転部材６３との間に構成されている。このため、太陽歯車６１にトルクリミッタ６０に内蔵させることができるので、駆動部２０の構成を簡素化することができる。

また、遊星歯車６７と第２歯車５３とが噛み合った位置から遊星歯車６７と第２歯車５
３との噛み合いが解除される位置までホルダ６６を移動させる外力を印加する復帰機構６８が設けられているため、扉３を駆動中に停電しても、ホルダ６６を移動させて遊星歯車６７を解除位置まで移動させることができる。それ故、扉３を駆動中に停電が発生しても、扉３を小さな力で手動により開閉することができる。

また、駆動部２０は、モータ５０により回転駆動されるウォーム５９と、ウォーム５９と噛み合うウォームホイール５１１とを有しているが、遊星歯車機構６によって、機構的な接続を解除することができる。従って、停電時等において、手動により扉３を開閉した場合でも、ウォーム５９およびウォームホイール５１１に過大な負荷が加わることを防止することができる。

また、扉３を閉状態から開方向に移動させる際に、扉３を本体２から離間する方向の力を印加するアシスト装置９０が用いられているため、扉３を閉状態から開方向に容易に移動させることができるので、駆動部２０の出力が小さくてよい。それ故、駆動部２０の小型化等を図ることができる。

また、駆動部２０は、本体２側または扉３側のいずれの側に設けてもよいが、本形態では、本体２側に駆動部２０が設けられている。このため、モータ５０への配線等が容易である。

（他の実施の形態）
上記実施の形態において、図４に一点鎖線で示すように、ホルダ６６の側方にプッシュスイッチ７９等を設け、ホルダ６６の位置を検出してもよい。

上記実施の形態では、駆動部２０を本体２の側に設けたが、扉３の側に駆動部２０を設けてもよい。

上記実施の形態では、センサ７にポテンショメータ７１を用いたが、ホール素子等を用いた磁気センサを用いてもよい。

上記実施の形態において、センサ７は、第３歯車５４の位置（扉３の位置）の検出結果に基づいて扉３が利用者の手と干渉したことを検出したが、伝達機構５やモータ５０の速度を監視する構成や、伝達機構５やモータ５０に加わるトルクを監視する構成を採用してもよい。速度を監視する場合、速度がゼロになったとき、扉３が利用者の手と干渉したことを検出することができる。また、トルクを監視する場合、トルクが一定以上になったとき、扉３が利用者の手と干渉したことを検出することができる。

上記実施の形態では、扉開閉装置１にアシスト装置９０を設けたが、回転駆動装置１０のみによって扉開閉装置１を構成してもよい。

上記実施の形態では、２つの扉３を有する冷蔵庫１００を例示したが、１つの扉３を有する冷蔵庫１００に用いる扉開閉装置１に本発明を適用してもよい。

１・・扉開閉装置（冷蔵庫用扉開閉装置）、２・・本体（冷蔵庫本体）、３・・扉、５・・伝達機構、６・・遊星歯車機構、７・・センサ、８・・制御部、１０・・回転駆動装置、１２・・リンク機構、１３・・出力部材、２０・・駆動部、２１・・ケース、２６・・支軸、５０・・モータ、５１・・歯車、５２・・第１歯車、５３・・第２歯車、５４・・第３歯車、５８・・輪列、５９・・ウォーム、６０・・トルクリミッタ、６１・・太陽歯車、６２・・第１回転部材、６６・・ホルダ、６７・・遊星歯車、６８・・復帰機構、７
１・・ポテンショメータ、８０・・スイッチ、９０・・アシスト装置、９１・・出力軸、７９・・プッシュスイッチ、１００・・冷蔵庫、５１１・・ウォームホイール、６２１・・第１歯部、６３４・・腕部、６２５・・係合凹部、６３・・第２回転部材、６３１・・第２歯部、６３５・・係合凸部、６７１・・第１遊星歯車、６７２・・第２遊星歯車、６８１、６８２・・復帰軸

Claims (9)

1. 冷蔵庫の扉を開方向および閉方向の少なくとも一方に駆動する冷蔵庫用扉開閉装置であって、
   冷蔵庫本体および前記扉のうちの一方側に設けられて前記扉を駆動する駆動部を有し、
   前記駆動部は、モータと、該モータによって回転駆動される第１歯車と、該第１歯車の回転が遊星歯車機構を介して伝達される第２歯車と、を有し、
   前記遊星歯車機構は、前記第１歯車と噛み合う太陽歯車と、該太陽歯車の回転中心軸線周りに回転可能なホルダと、該ホルダに自転可能に支持され、前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、を有し、
   前記遊星歯車は、前記太陽歯車の周りで公転して前記第２歯車と噛み合った噛み合い位置と前記第２歯車との噛み合いが解除された解除位置と、に移動することを特徴とする冷蔵庫用扉開閉装置。
2. 前記モータは、前記扉に対する駆動が終了した際、前記太陽歯車を反転させて前記遊星歯車を前記解除位置まで移動させることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
3. 前記駆動部は、設定値以上のトルクが加わった際に前記モータから前記駆動部の出力部材までの間で部材同士の連動を解除するトルクリミッタを有していることを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
4. 前記太陽歯車は、前記第１歯車と噛み合う第１歯部を備えた第１回転部材と、前記遊星歯車と噛み合う第２歯部を備えた第２回転部材と、を有し、
   前記トルクリミッタは、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
5. 前記遊星歯車と前記第２歯車とが噛み合った位置から前記遊星歯車と前記第２歯車との噛み合いが解除される位置まで前記ホルダを移動させる外力を当該ホルダに印加する復帰機構を有していることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
6. 前記駆動部は、前記モータにより回転駆動されるウォームと、該ウォームと噛み合うウォームホイールと、を有していることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
7. 前記駆動部は、前記扉の移動を検出するセンサを有し、
   前記モータは、前記センサの検出結果に基づいて、前記遊星歯車を前記解除位置まで移動させることを特徴とする請求項２乃至６の何れか一項に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
8. 前記遊星歯車機構は、前記遊星歯車として、前記太陽歯車が一方方向に回転した際に公転して前記解除位置から前記噛み合い位置に移動する第１遊星歯車と、前記太陽歯車が他方方向に回転した際に公転して前記解除位置から前記噛み合い位置に移動する第２遊星歯車と、を有していることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
9. 前記駆動部は、前記冷蔵庫本体側に設けられることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。

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