JP4748697B2 - Door opener - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キッチンシンクや冷蔵庫等の回転式ドアや引出し式ドアをタッチスイッチ等の操作で自動開放する電動式のドアオープナーに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、キッチンシンクや貯蔵庫、例えば冷蔵庫における冷蔵室のドアは、回転式ドアや引出し式ドアが汎用的に使用されている。このドアの内面周縁部には、閉じた状態で密封性を向上させるため、冷蔵庫本体の前面に吸着するマグネットを備えたガスケットが設けられている。このため、ドアを手動で開放させるにはある程度の操作力が必要となり、特に力の弱い子供や身体の不自由な人にとっては負担がかかる。
【0003】
こうした負担を軽減するため、モータを駆動源として、ギア機構と、ピニオンと、押出し棒を一体に有するラックを用い、モータの回転をウォームギアからギア機構を介してピニオン、ラックへと伝達し、押出し棒の直進運動に変換してドアを開放するようにしたドア開放ユニットや、ソレノイドを駆動源とし、ソレノイドと一体になった押出し棒を突出させてドアを開放するようにしたドア開放ユニット等、電動式のドアオープナーが知られており、一部実用化もされている。
(特開2001−55863号)。
【0004】
前記のモータを駆動源とした電動式のドアオープナーでは、ピニオンにカムが一体成形され、このカムに転接するレバーの回動によりオンオフされる原点スイッチによってモータが通電と断電を繰り返す。ドアの前面に設置されたタッチスイッチを入れるとモータが通電され、モータ軸に設けられたウォームギアの回転でギア機構を介して回転がピニオンに伝達される。ピニオンに噛合されたラックには押出し棒が一体形成され、所定のストロークで突出しドアが開放される構成となっている。押出し棒には突出方向とは逆方向に付勢された戻しばねが係止されており、押出し棒が最先端位置まで突出された後、ラックの歯部とピニオンとの噛合が外れ、元の退避位置まで瞬時に戻ることができる。
【0005】
また、前記のソレノイドを駆動源とした電動式のドアオープナーでは、ソレノイドのコイルが円筒状のボビン外周に巻回され、ボビンの内周に磁性体製のプランジャが軸方向に移動自在に挿通されている。このプランジャの一端部には非磁性体製の押出し棒が固着されている。ドアの前面に設置されたタッチスイッチを入れるとソレノイドが通電され、プランジャに係止されている戻しばねに抗してプランジャが吸引移動され、これに伴い押出し棒が所定のストロークだけ突出しドアが開放される。ソレノイドが断電されると戻しばねの復元力により押出し棒は元の退避位置まで瞬時に戻ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述したモータ式ドアオープナーでは、モータと、ウォームギアから成る減速ギア機構及びピニオン&ラック機構とで構成することで、ピニオンによりラック移動量を調整して押出し棒の突出ストロークを任意に設定することができるが、突出時に反突出方向の力を受けると、ウォームギアがブレーキとなりその衝撃により内部部品を破損させる可能性が高い。
【0007】
また、ソレノイド式では動作速度は速いが、突出ストロークと突出力に制限があり、ドアと冷蔵庫本体との間に半ドア防止機構としての自動閉鎖機構が設けられていることから、押出し棒でドアを開放する際に、この自動閉鎖機構でドアが閉じる距離を超えるストロークまで突出させる必要があり、そのストロークは設置場所によって異なる。
【0008】
ところがソレノイド式ドアオープナーは、一旦押出し棒のストロークが設定されると、そのストロークは可変でなく、他の位置に設置するとストロークが不適切となり使用することができなくなる。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、反突出方向への外力に対する損傷がなく、突出ストロークが可変であるドアオープナーを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、請求項1記載の発明は、モータと、このモータの回転出力を減速させながら伝達する歯車機構と、この歯車機構の最終段に配設されたトルクリミッター機構と、前記歯車機構に並設されたねじ軸とこのねじ軸に螺合され回転可能で進退不可なナットとからなる滑りねじ装置とで構成され、前記モータの回転は、前記歯車機構で減速され、前記トルクリミッター機構を経由して前記ナットに伝達され、前記ナットを介して前記ねじ軸の直線運動に変換され、前記ねじ軸が突出することによりドアを開放し、前記ドアの開放途中に前記ドアを閉じるような外力がかかり前記ねじ軸に突出方向とは逆方向の力が作用した場合には、前記トルクリミッター機構で前記モータからの回転力は遮断されて、前記モータの回転は前記ナットには伝達されず、突出状態の前記ねじ軸が押込まれると前記ナットが回転し、前記ナットの回転とトルクが前記トルクリミッター機構で吸収されるように構成にした。
【0010】
これによって、モータの回転を滑りねじ装置により直線運動に変換するので、静粛で軽量コンパクトな上に、モータの回転量で突出ストロークの設定が可能なドアオープナーを提供することができ、ドアオープナーの取付け位置に制約を受けない。さらに、ねじ軸が誤操作により強制的に押込まれても、ねじ軸がナットを回転させながら移動できるのでねじ軸が破損することは無い。また、動作時に異常な負荷が作用しても安全装置であるトルクリミッター機構が所定値以上の負荷を制御するので、歯車機構が破損するとはない。さらに、ねじ軸が誤操作により強制的に押込まれても、ナットを回転させながら移動し、そのナットの回転がトルクリミッター機構へ伝達されるのでねじ軸とナットが破損することは無い。
【0011】
また、請求項2に記載の発明は、上記滑りねじ装置のリードはねじ軸の呼び径の1倍以上かつ5倍以下の範囲であるので、ねじ軸が誤操作により強制的に押込まれた場合でも、ねじ軸がナットを円滑に回転させながら移動できるのでねじ軸が破損することは無い。リードがねじ軸の呼び径の1倍より小さい場合、ねじ軸が誤操作で強制的に押込まれた場合、ねじ軸が円滑にナットを回転させながら移動できないため望ましくない。リードがねじ軸の呼び径の5倍より大きい場合は位置決め精度が低下するため好ましくない。なお、より望ましいリードの範囲はねじ軸の呼び径の1.2倍以上かつ4倍以下の範囲である。
【0012】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記歯車機構は、前記モータの出力軸と、この出力軸に同軸上に連設された第1軸と、この第1軸と軸心が平行になるように並設された第2軸とを備え、前記第1軸と第2軸に複数の歯車を配設するとともに、前記モータの出力軸に固定された歯車と前記第2軸に回転自在に配設された歯車を噛合させ、前記第2軸と第1軸の歯車列を順次交互に噛合させた構成とし、前記モータの回転時には前記モータの回転が前記ナットに伝達され、さらに、前記モータが停止時に前記ねじ軸を前記ナットの回転軸方向へ強制的に移動させて前記ナットを回転させたときには、前記ナットの回転が前記歯車機構に伝達される構成にした。
【0013】
これによって、スペースを有効に活用でき、軽量でコンパクトな歯車機構を提供できる。さらに、ねじ軸が誤操作により強制的に押込まれても、ナットを回転させながら移動し、そのナットの回転が歯車機構へ伝達されるのでねじ軸とナットが破損することは無い。
【0014】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記第1軸と第2軸とに配設された複数の歯車のうち、少なくとも各軸に回転自在に配設された歯車に大小2つの歯が一体に形成され、前記モータから前記ナットまでの伝達経路内に所定値以上の負荷がかかったときこの負荷を制御する安全装置を配設した。
【0015】
これによって、さらに軽量コンパクトで低コストな歯車機構がえられる上に、動作時に異常な負荷が作用しても安全装置が所定値以上の負荷を制御するので、歯車機構が破損することはない。
【0016】
また、請求項5に記載の発明は、請求項3または請求項4に記載の発明において、前記第2軸に前記トルクリミッター機構を内蔵した歯車を配設し、前記ナットの外周に形成された歯を噛合わせる構成にした。
【0018】
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記トルクリミッター機構が、積層された複数の摩擦板と、この摩擦板に所定の軸方向荷重を付勢する弾性部材とを備えたものである。
【0019】
これによって、動作時に衝撃や所定値以上の過負荷が作用したときに摩擦板が滑るので歯車機構やねじ軸、ナットを破損させることはない。さらに複数の摩擦板と弾性部材を重ねあわせた構成であるため軽量コンパクト化が図れる。
【0020】
また、請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれかに記載の発明において、前記ナットを射出成形可能な合成樹脂で形成したものであり、これによって生産性が向上し低コスト化が図れるだけでなく、軽量化も図れる。
【0021】
さらに、動作時に衝撃が加わってナットの外周に形成された歯とその前段の歯がバックラッシ分だけ瞬間変位して歯面同士が衝突しても、ナット側の歯が合成樹脂であるため衝撃音が低く押さえられる。
【0022】
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記ナットをポリフェニレンサルファイド樹脂で形成したので、ねじ軸との摩擦抵抗が低く、動作時の発熱が抑制され耐久性が向上する。さらに低摩擦なのでねじ軸との軋み音を抑制でき静音化が図れる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る冷蔵庫のドアオープナーの縦断面図を示す。ドアオープナー1は、モータ2と、このモータ2の回転を減速させながら伝達する歯車減速機構3と、この歯車減速機構3の最終段に配設されたトルクリミッター機構4と、歯車減速機構3に並設されたねじ軸5とこのねじ軸5に螺合され、回転可能で、進退不可なナット6とからなる滑りねじ装置とを備えている。
【0024】
モータ2の回転はモータ軸2aを介して歯車減速機構3で減速され、トルクリミッター機構4を経由してナット6に伝達される。トルクリミッター機構4を構成する歯車4aはナット6の外周に形成された歯車6aに噛合される。ナット6はねじ溝(図示せず)で係合し、所謂滑りねじ装置を構成している。歯車減速機構3によって減速されたモータ2の回転は、ナット6を介してねじ軸5の直線運動に変換され、このねじ軸5がケース7に対して突出することによりドア8を開放する。
【0025】
モータ軸2aには同軸上に第1軸9が連接され、この第1軸9と軸心が平行になるように第2軸10が並設されている。第1軸9には歯車Cと歯車Eが回転自在に支持され、第2軸10には歯車B、歯車D、歯車F、および歯車4aがそれぞれ支持されている。歯車4aは後述するトルクリミッター機構4を構成する摩擦板4bを介して回転自在に支持されている。歯車Fだけは第2軸10に固定され、その他の歯車Bと歯車Dは第2軸10に対して回転自在に支持されている。
【0026】
モータ軸2aに固定された歯車Aと第2軸10に固定された歯車Fは焼結金属等からなる金属製で、その他の歯車B、C、D、Eはポリアセタール樹脂等を射出成形して形成されている。またこれらの歯車B、C、D、Eは、それぞれ大小二つの歯B1、B2、C1、C2、D1、D2、E1、E2が一体に形成されており、コンパクト化に寄与している。ここでは平歯車を例示したが、これに限らずヘリカルギアであっても良い。
【0027】
第1軸9はケース7に形成された支持部11、12に固定され、その一端は歯車Aの内径に遊嵌されている。一方、第2軸10はケース7に形成された支持部13、14に回転自在に支持されている。
【0028】
ナット6は内周に螺旋状のねじ溝(図示せず)が形成され、機械的強度が高く自己潤滑性を有し、低摩擦、耐摩耗性に富んだポリフェニレンサルファイド樹脂からなっている。ナット6はこれ以外にもポリアセタール系やポリイミド系、ポリアミド系およびフッ素系の樹脂で形成しても良い。一方、ねじ軸5は外周に螺旋状のねじ溝(図示せず)が形成され、SUS304等のステンレス鋼からなっている。こうした滑りねじ装置は静粛な上に小型化でき、防錆性を有し耐久性の高い直線変換機構が得られる。
【0029】
ナット6の側方には端面に当接してストッパー15が設けられ、ナット6を回転可能、かつ軸方向移動不可の状態に構成されている。このストッパー15はケース7に一体形成され、上部が開口するU字状の受け部でねじ軸5を支持する。一方、ねじ軸5の一端にもストッパー16が設けられ、回転不可、かつ軸方向移動可能な状態に構成されている。このストッパー16はガイド面16a、16aを有する矩形をなし、ケース7のガイド面7a、7bに案内されて摺動し、ストッパー15で停止する。したがって、ねじ軸5のストローク量はこのストッパー16によって規制されている。ねじ軸5の突出力と突出速度は、モータ2の容量と歯車減速機構3の減速比で決まるが、さらに、滑りねじ装置リードを適宜変更することによって所望の突出力、突出速度に調整することもできる。
【0030】
通常、滑りねじ装置は、ナットを回転させることでねじ軸を進退させるか、あるいは、ねじ軸を回転させてナットを進退させるという動作が特徴であり、ナットの回転軸方向の移動とねじ軸の回転とを拘束した状態で、ナットに螺合したねじ軸を押込むことはできなかった。
【0031】
ところが、本実施の形態における滑りねじ装置のリードは、ねじ軸の呼び径の1倍以上且つ5倍以下の範囲であるので、ナット6の回転軸方向の移動とねじ軸の回転とを拘束した状態で、ナット6に螺合したねじ軸5を押込むとナット6が回転するという現象を得ることができる。本実施の形態は、このねじ軸5とナット6の、通常の滑りねじ装置とは異なる特殊な現象を応用するものである。
【0032】
次に、図1を用いてドア8を開放させるドアオープナー1の動作説明をする。モータ2の回転は、歯車Aから第2軸10の歯車Bに伝達される。歯車Bには大小二つの歯数を有する歯B1と歯B2が一体形成されているため、モータ2の回転が歯車Cに伝達されると、一つの歯車Bで2段階に減速されることになる。
【0033】
同様、歯車Cには大小二つの歯数を有する歯C1と歯C2が一体形成され、歯車Dから歯車E、そして最終段の歯車Fに順次回転が伝達される。歯車B、歯車C、歯車D、歯車Eを同一仕様にすれば、組立時の誤組等は解消され、作業性が向上すると共に、低コスト化が図れる。こうしてモータ2の回転は、前述した第1軸9と第2軸10に配設された歯車列により、両軸9、10間を蛇行した経路を辿って5段階に減速されているため、減速機構のスペースを最小限に抑えることができ、小型で効率の高い伝達が行われる。
【0034】
歯車Fの回転は第2軸10から後述する摩擦板4bを介して歯車4aに伝達される。この歯車4aはナット6に形成された歯6aに噛合され、ねじ軸5の直線運動に変換される。ナット6の歯6aとトルクリミッター機構4の歯車4aとは同一仕様としているため、ここでは変速は行われない。
【0035】
次に図2〜図5を用いてトルクリミッター機構4を詳細に説明する。ドア8が開放された時、あるいは開放途中にドア8を閉じるような外力がかかった時、ねじ軸5には突出方向とは逆方向の力が作用する。この場合、ねじ軸5に制動力がかかるが、図2に示すトルクリミッター機構4でモータ2からの回転力は遮断される。すなわち、トルクリミッター機構4に内蔵されている摩擦板4bで滑りが発生し、モータ2の回転はナット6には伝達されず、ねじ軸5の動きは停止する。また、外力等が解除されればモータ2の回転は摩擦板4bの摩擦力により伝達され、再びねじ軸が動き出す。
【0036】
ここで、動作時に衝撃が加わってナット6の外周に形成された歯とその前段の歯がバックラッシ分だけ瞬間変位して歯面同士が衝突しても、ナット6側の歯が合成樹脂であるため衝撃音が低く押さえられる。
【0037】
また、何らかの要因でねじ軸5が元の位置に戻らず、その状態でドア8が閉じられたときには、ナット6はポリフェニレンサルファイド樹脂からなり、摩擦抵抗が極めて小さく、ナット6の回転軸方向の移動を拘束した状態で、ナット6に螺合したねじ軸5を押込むとナット6が回転し、その回転とトルクがトルクリミッター機構4で吸収されるので、ドアオープナー1が損傷することがない。
【0038】
トルクリミッター機構4は、歯車4aと摩擦板4b、および止め蓋17を備え、所定の軸方向力で摩擦板4bを押圧し、モータ2の容量に応じた摩擦力を発生させる皿ばね18が弾性挟持されている。摩擦板4bは第2軸10に嵌合されたスラスト板19と、このスラスト板19を挟みこむように積層配置されたスラストワッシャ20、21、22とからなる。第2軸10の外周には一部平坦面が形成され、この外周にスラスト板19が嵌合されることにより、第2軸10と相対回転不可になっている。一方、円板状に形成されたスラストワッシャ20、21、22は歯車4aの凹所4cに収容され、第2軸10に対し回転自在に外挿されている。スラスト板19とスラストワッシャ22はステンレス鋼からなり、またスラストワッシャ20、21は合成樹脂からなっている。これらのスラストワッシャの材質や枚数は適宜変更することができる。
【0039】
図3はトルクリミッター機構4を構成する歯車4aで、(a)は正面図、(b)は縦断面図、(c)は側面図を示す。歯車4aは中空状に凹所4cが形成され、一端部には凹所4cを成形するための型抜き用盗み4dが設けられ、他端部には止め蓋17を係止するための窓4eが設けられている。型抜き用盗み4dはまゆ形をなし周方向3等配されている。また、窓4eは円孔4fの内周3箇所に切欠き4gを有している。
【0040】
図4は止め蓋17で(a)は正面図、(b)は縦断面図を示す。止め蓋17は円板状をなし、円筒部17aの端部外周3箇所に突起17bを有している。また、内径17cは第2軸10に外挿されるが、図5に示すように、歯車4aに摩擦板4bと皿ばね18が収容された後、歯車4aの切欠き4gと突起17bとを位相合わせさせて窓4eに内挿し、その後、60度回転させて止め蓋17が歯車4aに位置決め固定される。17dは止め蓋17の端面に形成された回転治具を係止するための係止孔である。
【0041】
トルクリミッター機構4は上述したように、複数の摩擦板4bと皿ばね18を重ねあわせた構成であるため軽量コンパクト化が図れる。
【0042】
図6は本発明に係る他の実施形態を示す縦断面図である。前述した実施形態と異なる点は、歯車減速機構とねじ軸構造で、同一部品、同一部位は同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【0043】
ドアオープナー30において、モータ2の回転はモータ軸2aを介して歯車減速機構31で減速され、ナット6に伝達される。ねじ軸32の外周には、ナット6の内周に形成されたねじ溝(図示せず)に螺合されるねじ溝32aが形成されている。歯車減速機構31によって減速されたモータ2の回転は、ナット6を介してねじ軸32の直線運動に変換される。ねじ軸32の先端にはドア(図示せず)に当接する弾性部材からなるキャップ32bが装着されている。このねじ軸32はケース33に設けられた支持部33a、33b、およびストッパー15にて案内される。
【0044】
歯車減速機構31は、モータ軸2aに同軸状に連設された第1軸9と、この第1軸9に並接された第2軸10にそれぞれ配設された複数の歯車列からなる。この歯車列は、モータ軸2aに圧入された歯車A’と、第1軸9に回転自在に支持された歯車C、歯車E、および第2軸10に回転自在に支持された歯車B、歯車D、歯車F’とからなっている。これらの歯車列はポリアセタール樹脂等の合成樹脂を射出成形によって形成され、すべて同一仕様にすることで、前述した歯車列に比べ一層低コスト化が図れる。なお、図示しないトルクリミッター機構を最終段の歯車Fに追加しても良い。
【0045】
34はモータ軸2aを回転自在に支持する支持部で、ケース33に設けられた支持部11,12は第1軸9を、支持部13、14は第2軸10をそれぞれ回転不可に支持している。
【0046】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまでも例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の発明は、モータの回転が、ナットに伝達され、ナットを介してねじ軸の直線運動に変換され、ねじ軸が突出することによりドアを開放するドアオープナーにおいて、前記ドアの開放途中に前記ドアを閉じるような外力がかかり前記ねじ軸に突出方向とは逆方向の力が作用した場合には、前記トルクリミッター機構で前記モータからの回転力は遮断されて、前記モータの回転は前記ナットには伝達されず、突出状態の前記ねじ軸が押込まれると前記ナットが回転し、前記ナットの回転とトルクが前記トルクリミッター機構で吸収される構成にしたので、モータの回転量で突出ストロークの設定が可能なドアオープナーを提供することができる上に、ねじ軸が誤操作により強制的に押込まれても、ねじ軸がナットを回転させながら移動可能で、そのナットの回転がトルクリミッター機構へ伝達されるので、ねじ軸とナットが破損することは無く信頼性が向上する。さらに、ねじ軸が誤操作により強制的に押込まれても、ねじ軸がナットを回転させながら移動できるのでねじ軸が破損することは無い。
【0048】
その上、モータの回転を滑りねじ装置により直線運動に変換するので、静粛で軽量コンパクトな上に、モータの回転量で突出ストロークの設定が可能なドアオープナーを提供することができ、ドアオープナーの取付け位置に制約を受けない。
【0049】
また、請求項2に記載の発明は、上記滑りねじ装置のリードをねじ軸の呼び径の1倍以上且つ5倍以下の範囲に設定したので、ねじ軸が誤操作により強制的に押込まれた場合でも、ねじ軸がナットを円滑に回転させながら移動できるのでねじ軸が破損することは無く信頼性がさらに向上する。
【0050】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、モータの出力軸と、この出力軸に同軸上に連設された第1軸と、この第1軸と軸心が平行になるように並設された第2軸とを備え、前記第1軸と第2軸に複数の歯車を配設するとともに、前記モータの出力軸に固定された歯車と前記第2軸に回転自在に配設された歯車を噛合させ、前記第2軸と第1軸の歯車列を順次交互に噛合させた構成とし、前記モータの回転時には前記モータの回転が前記ナットに伝達され、さらに、前記モータが停止時に前記ねじ軸を前記ナットの回転軸方向へ強制的に移動させて前記ナットを回転させたときには、前記ナットの回転が前記歯車機構に伝達される構成にした。
【0051】
これによって、スペースを有効に活用できるようになり、軽量でコンパクトな歯車機構を提供できる。さらに、ねじ軸が誤操作により強制的に押込まれても、ナットを回転させながら移動し、そのナットの回転が歯車機構へ伝達されるのでねじ軸とナットが破損することは無く、より信頼性が向上する。
【0052】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記第1軸と第2軸とに配設された複数の歯車のうち、少なくとも各軸に回転自在に配設された歯車に大小2つの歯が一体に形成され、前記モータから前記ナットまでの伝達経路内に所定値以上の負荷がかかったときこの負荷を制御する安全装置を配設したものであり、より軽量コンパクトで低コストな歯車機構がえられる上に、動作時に異常な負荷が作用しても安全装置が所定値以上の負荷を制御するので、歯車機構が歯損するとは無く、更に信頼性が向上する。
【0053】
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記第2軸に前記トルクリミッター機構を内蔵した歯車を配設し、前記ナットの外周に形成された歯を噛合わせる構成にしたものである。
【0054】
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記トルクリミッター機構が、積層された複数の摩擦板と、この摩擦板に所定の軸方向荷重を付勢する弾性部材とを備えたものでり、動作時に衝撃や所定値以上の過負荷が作用したときに摩擦板が滑るので歯車減速機構やねじ軸、ナットを破損させることはない。さらに複数の摩擦板と弾性部材を重ねあわせた構成であるため軽量コンパクト化が図れる。
【0055】
また、請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれかに記載の発明において、前記ナットを射出成形可能な合成樹脂で形成したものであり、これによって生産性が向上し低コスト化が図れるだけでなく、軽量化も図れる。
さらに、動作時に衝撃が加わってナットの外周に形成された歯とその前段の歯がバックラッシ分だけ瞬間変位して歯面同士が衝突しても、ナット側の歯が合成樹脂であるため衝撃音が低く押さえられる。
【0056】
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記ナットをポリフェニレンサルファイド樹脂で形成したので、ねじ軸との摩擦抵抗が低く、動作時の発熱が抑制され耐久性が向上する。さらに低摩擦なのでねじ軸との軋み音を抑制でき静音化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るドアオープナーの第1の実施形態を示す縦断面図
【図2】本発明に係るドアオープナーのトルクリミッター機構を示す縦断面図
【図3】(a)は本発明に係るトルクリミッター機構を構成する歯車を示す縦断面図
(b)は(a)の縦断面図
(c)は本発明に係るトルクリミッター機構を構成する歯車を示す側面図
【図4】(a)は本発明に係るトルクリミッター機構を構成する止め蓋を示す正面図
(b)は(a)の断面図
【図5】本発明に係るトルクリミッター機構の分解斜視図
【図6】本発明に係るドアオープナー第2の実施形態を示す縦断面図
【符号の説明】
1・・・・・ドアオープナー
2・・・・・モータ
2a・・・・モータ軸
3・・・・・歯車減速機構
4・・・・・トルクリミッター
4a・・・・歯車
4b・・・・摩擦板
4c・・・・凹所
4d・・・・型抜き用盗み
4e・・・・窓
4f・・・・円孔
4g・・・・切欠き
5・・・・・ねじ軸
6・・・・・ナット
6a・・・・歯車
7・・・・・ケース
7a・・・・ガイド面
7b・・・・ガイド面
8・・・・・ドア
9・・・・・第1軸
10・・・・第2軸
11・・・・支持部
12・・・・支持部
13・・・・支持部
14・・・・支持部
15・・・・ストッパー
16・・・・ストッパー
17・・・・止め蓋
17a・・・円筒部
17b・・・突起
17c・・・内径
17d・・・係止孔
18・・・・皿ばね
19・・・・スラスト板
20・・・・スラストワッシャ
21・・・・スラストワッシャ
22・・・・スラストワッシャ
30・・・・ドアオープナー
31・・・・歯車減速機構
32・・・・ねじ軸
32b・・・キャップ
33・・・・ケース
33a・・・支持部
33b・・・支持部
34・・・・支持部
A・・・・・歯車
A’・・・・歯車
B・・・・・歯車
C・・・・・歯車
D・・・・・歯車
E・・・・・歯車
F・・・・・歯車
F’・・・・歯車
B1・・・・歯
B2・・・・歯
C1・・・・歯
C2・・・・歯
D1・・・・歯
D2・・・・歯
E1・・・・歯
E2・・・・歯[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric door opener that automatically opens a rotary door such as a kitchen sink or a refrigerator or a drawer door by an operation of a touch switch or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a door of a refrigerator compartment in a kitchen sink or a storage, for example, a refrigerator, a rotary door or a drawer type door is generally used. A gasket provided with a magnet that is attracted to the front surface of the refrigerator main body is provided on the inner peripheral edge of the door in order to improve the sealing performance in the closed state. For this reason, a certain amount of operating force is required to manually open the door, which is particularly burdensome for children who are weak or physically disabled.
[0003]
To alleviate such a burden, the motor is used as a drive source, a gear mechanism, a pinion, and a rack that has an extrusion rod are used as an integral unit, and the rotation of the motor is transmitted from the worm gear to the pinion and the rack via the gear mechanism. A door opening unit that converts the straight movement of the bar to open the door, a door opening unit that uses a solenoid as a drive source, and protrudes the push bar integrated with the solenoid to open the door, etc. Electric door openers are known and some have been put into practical use.
(Japanese Patent Laid-Open No. 2001-55863).
[0004]
In the electric door opener using the motor as a drive source, a cam is integrally formed with a pinion, and the motor repeats energization and disconnection by an origin switch that is turned on and off by the rotation of a lever that is in contact with the cam. When the touch switch installed on the front face of the door is turned on, the motor is energized, and the rotation is transmitted to the pinion through the gear mechanism by the rotation of the worm gear provided on the motor shaft. The rack meshed with the pinion is integrally formed with an extrusion bar, protrudes with a predetermined stroke, and opens the door. A return spring biased in the direction opposite to the protruding direction is locked to the push rod, and after the push rod is protruded to the most advanced position, the rack teeth and the pinion disengage, It is possible to return instantly to the retracted position.
[0005]
In the electric door opener using the solenoid as a drive source, the solenoid coil is wound around the outer periphery of the cylindrical bobbin, and a magnetic plunger is inserted into the inner periphery of the bobbin so as to be movable in the axial direction. ing. A non-magnetic push rod is fixed to one end of the plunger. When the touch switch installed on the front of the door is turned on, the solenoid is energized and the plunger is sucked and moved against the return spring locked to the plunger. Is done. When the solenoid is de-energized, the pushing rod can be instantaneously returned to the original retracted position by the restoring force of the return spring.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the motor type door opener described above, it is configured by a motor, a reduction gear mechanism comprising a worm gear, and a pinion & rack mechanism, so that the protrusion movement of the push rod can be arbitrarily set by adjusting the rack movement amount by the pinion. However, if a force in the anti-protruding direction is applied during the protrusion, the worm gear acts as a brake, and there is a high possibility that the internal parts will be damaged by the impact.
[0007]
In addition, the solenoid type has a high operating speed, but the protruding stroke and output are limited, and an automatic closing mechanism is provided as a half-door prevention mechanism between the door and the refrigerator body. When the door is opened, it is necessary to project it to a stroke exceeding the distance that the door is closed by this automatic closing mechanism, and the stroke varies depending on the installation location.
[0008]
However, once the stroke of the push rod is set, the solenoid door opener is not variable, and if it is installed at another position, the stroke becomes inappropriate and cannot be used.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a door opener that is free from damage to an external force in the anti-projection direction and has a variable projection stroke.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, the invention according to
[0010]
As a result, the rotation of the motor is converted into a linear motion by a sliding screw device, so that a door opener capable of setting a projecting stroke by the amount of rotation of the motor can be provided in addition to being quiet and lightweight and compact. There are no restrictions on the mounting position. Furthermore, even if the screw shaft is forcibly pushed in by an erroneous operation, the screw shaft can be moved while rotating the nut, so that the screw shaft is not damaged.Even if an abnormal load is applied during operation, the torque limiter mechanism, which is a safety device, controls the load exceeding a predetermined value, so that the gear mechanism is not damaged. Further, even if the screw shaft is forcibly pushed in by an erroneous operation, the nut moves while rotating and the rotation of the nut is transmitted to the torque limiter mechanism, so that the screw shaft and the nut are not damaged.
[0011]
In the invention according to
[0012]
The invention according to
[0013]
As a result, space can be used effectively, and a lightweight and compact gear mechanism can be provided. Further, even if the screw shaft is forcibly pushed in by an erroneous operation, the nut moves while rotating and the rotation of the nut is transmitted to the gear mechanism, so that the screw shaft and the nut are not damaged.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the plurality of gears disposed on the first shaft and the second shaft are rotatably disposed on at least each shaft. The gear has two large and small teeth that are integrally formed, and a safety device that controls the load when a load of a predetermined value or more is applied in the transmission path from the motor to the nut.
[0015]
As a result, a lighter, more compact and low-cost gear mechanism can be obtained, and even if an abnormal load is applied during operation, the safety device controls a load exceeding a predetermined value, so that the gear mechanism is not damaged.
[0016]
Further, the invention according to claim 5 is the invention according to
[0018]
The invention according to
[0019]
This prevents the gear mechanism, screw shaft, and nut from being damaged because the friction plate slides when an impact or an overload of a predetermined value or more is applied during operation. Furthermore, since it is the structure which piled up the some friction plate and the elastic member, weight reduction and compactization can be achieved.
[0020]
The invention according to
[0021]
Furthermore, even if the impact is applied during operation and the teeth formed on the outer periphery of the nut and the preceding teeth are momentarily displaced by the amount of backlash and the tooth surfaces collide, the impact sound is generated because the nut side teeth are made of synthetic resin. Is held low.
[0022]
The invention according to claim 8 is the invention according to
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a door opener of a refrigerator according to the present invention. The
[0024]
The rotation of the
[0025]
A
[0026]
The gear A fixed to the
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
A
[0030]
In general, the sliding screw device is characterized by moving the screw shaft forward and backward by rotating the nut, or by rotating the screw shaft and moving the nut forward and backward. The screw shaft screwed into the nut could not be pushed in while constraining the rotation.
[0031]
However, since the lead of the sliding screw device in the present embodiment is in the range of 1 to 5 times the nominal diameter of the screw shaft, it restrains the movement of the
[0032]
Next, the operation of the
[0033]
Similarly, the tooth C1 and the tooth C2 having two large and small teeth are integrally formed on the gear C, and the rotation is sequentially transmitted from the gear D to the gear E and then to the gear F of the final stage. If gear B, gear C, gear D, and gear E have the same specifications, misassembly during assembly can be eliminated, workability can be improved, and cost can be reduced. Thus, the rotation of the
[0034]
The rotation of the gear F is transmitted from the
[0035]
Next, the
[0036]
Here, even if an impact is applied during operation and the teeth formed on the outer periphery of the
[0037]
Further, when the screw shaft 5 does not return to the original position for some reason and the door 8 is closed in this state, the
[0038]
The
[0039]
FIG. 3 shows a
[0040]
4A and 4B show the
[0041]
As described above, the
[0042]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another embodiment according to the present invention. The difference from the above-described embodiment is the gear reduction mechanism and the screw shaft structure. The same parts and the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0043]
In the
[0044]
The
[0045]
[0046]
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these embodiments, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the invention described in claim 1The rotation of the motor is transmitted to the nut, converted into linear motion of the screw shaft through the nut, and the screw shaft protrudesIn the door opener that opens the door,When an external force that closes the door is applied in the middle of opening the door and a force in the direction opposite to the protruding direction acts on the screw shaft, the torque from the motor is cut off by the torque limiter mechanism, The rotation of the motor is not transmitted to the nut. When the protruding screw shaft is pushed, the nut rotates, and the rotation and torque of the nut are absorbed by the torque limiter mechanism.Since it is configured, it can provide a door opener that can set the protruding stroke with the amount of rotation of the motor, and the screw shaft moves while rotating the nut even if the screw shaft is forcibly pushed by mistake PossibleBecause the rotation of the nut is transmitted to the torque limiter mechanism,Screw shaftAnd nutWill not be damaged and reliability will be improved.Furthermore, even if the screw shaft is forcibly pushed in by an erroneous operation, the screw shaft can be moved while rotating the nut, so that the screw shaft is not damaged.
[0048]
In addition, since the rotation of the motor is converted into linear motion by a sliding screw device, it is possible to provide a door opener that can be set with a protruding stroke by the amount of motor rotation, in addition to being quiet and lightweight and compact. There are no restrictions on the mounting position.
[0049]
In the invention according to
[0050]
The invention according to
[0051]
As a result, space can be used effectively, and a lightweight and compact gear mechanism can be provided. Furthermore, even if the screw shaft is forcibly pushed in due to an erroneous operation, it moves while rotating the nut, and the rotation of the nut is transmitted to the gear mechanism, so the screw shaft and nut are not damaged, and more reliable. improves.
[0052]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the plurality of gears disposed on the first shaft and the second shaft are rotatably disposed on at least each shaft. The gear has two large and small teeth, and a safety device that controls the load when a load greater than a predetermined value is applied in the transmission path from the motor to the nut. In addition to providing a compact and low-cost gear mechanism, even if an abnormal load is applied during operation, the safety device controls the load above a specified value, so the gear mechanism will not be damaged and the reliability will be further improved. To do.
[0053]
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, a gear incorporating the torque limiter mechanism is disposed on the second shaft and meshed with teeth formed on the outer periphery of the nut. Made upIs.
[0054]
The invention according to
[0055]
The invention according to
Furthermore, even if the impact is applied during operation and the teeth formed on the outer periphery of the nut and the preceding teeth are momentarily displaced by the amount of backlash and the tooth surfaces collide, the impact sound is generated because the nut side teeth are made of synthetic resin. Is held low.
[0056]
The invention according to claim 8 is the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a door opener according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a torque limiter mechanism of a door opener according to the present invention.
FIG. 3 (a) is a longitudinal sectional view showing a gear constituting the torque limiter mechanism according to the present invention.
(B) is a longitudinal sectional view of (a)
(C) is a side view showing a gear constituting the torque limiter mechanism according to the present invention.
FIG. 4 (a) is a front view showing a stopper lid constituting a torque limiter mechanism according to the present invention.
(B) is a sectional view of (a)
FIG. 5 is an exploded perspective view of a torque limiter mechanism according to the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a door opener according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Door opener
2 ... Motor
2a ... Motor shaft
3. Gear reduction mechanism
4 ... Torque limiter
4a ... Gear
4b ... Friction plate
4c ・ ・ ・ ・ Recess
4d ··· Theft for die cutting
4e ... Window
4f ... ・ Round hole
4g ... notch
5 ... Screw shaft
6 ... Nut
6a ... Gear
7: Case
7a ... Guide surface
7b ... Guide surface
8 ... Door
9 ... 1st axis
10 ... Second axis
11 .... Supporting part
12 .... Supporting part
13 .... Supporting part
14 .... Supporting part
15 ... Stopper
16 .... Stopper
17 ... Stop lid
17a ... cylindrical part
17b ... projection
17c ... Inner diameter
17d ... Locking hole
18... Disc spring
19. Thrust plate
20. Thrust washer
21 .... Thrust washer
22. Thrust washer
30 ... Door opener
31... Gear reduction mechanism
32 ... Screw shaft
32b ... Cap
33 ... Case
33a ... support part
33b ... support part
34... Supporting part
A ... Gear
A '... ・ Gear
B ... Gear
C ... Gear
D ... gear
E ... gear
F ... gear
F '... ・ Gear
B1 ... tooth
B2 ... Teeth
C1 ... tooth
C2 ... Teeth
D1 ... tooth
D2 ... Teeth
E1 ... Tooth
E2 ... Teeth
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