JP4755362B2

JP4755362B2 - ドアオープナー

Info

Publication number: JP4755362B2
Application number: JP2001192768A
Authority: JP
Inventors: 孝誌小池; 佳孝永野
Original assignee: NTN Corp; Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: NTN Corp; Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: JP2003003746A

Description

【０００１】
本発明は、キッチンシンクや冷蔵庫等のドアをタッチスイッチ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】
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、冷蔵庫本体の前面において一端部がヒンジにより回動自在に支持されている回動式が汎用的で、特に一般家庭ではほとんどこのタイプが使用されている。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。また、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。
【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形成され、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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−５５８６３号公報（第３、４頁、第４、５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した電動式のドアオープナーにおいて、ギア機構、ピニオン、ラックからなる構成のモータ式は、ユニットの部品点数も多く構造が複雑であり、押出し棒の動作速度を速くすることは難しく、ドア開放までに時間がかかるという問題があった。また、ソレノイド式は、動作速度は速いが、突出ストロークと突出力に制限がある。さらに、冷蔵庫には、ドアと冷蔵庫本体との間に、通常、半ドア防止機構としての自動閉鎖機構が設けられており、押出し棒でドアを開放する際、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る。また、冷蔵庫がますます大型化する傾向にある状況において、ドア開放ユニットの突出ストロークと突出力を増大させるには電流容量を大きくする必要があり、小型化が難しいという問題があった。今後、高齢化社会を迎えるに当り、ドアの開放操作に力を必要とせず、また、両手がふさがってドアのノブを握ることができない状況でも、こうしたタッチスイッチを押すだけの操作で簡単に開放できるドアオープナーが望まれている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、冷蔵庫等、大型のドアであっても、ドア開閉ユニットの小型化が図れ、タッチスイッチの操作一つでドアを効率良く開放できるドアオープナーを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジングに対して進退可能で突出によりドアを突き放すプッシャと、前記プッシャ内に収容されるスプリングと、減速機を介して前記スプリングを圧縮するモータとで構成されたドアオープナーにおいて、前記プッシャに、その突出速度を抑制する抑制手段を設けると共に、前記スプリングに圧縮力を蓄えさせ、このスプリングの復元力によって前記プッシャを突出させて前記ドアを開放する構成とした。
【００１０】
このようにスプリングに圧縮力を蓄えさせ、このスプリングの復元力によってプッシャを突出させてドアを開放するようにしたので、プッシャがモータの駆動速度よりも速く突出し、ドアを勢い良く突き放すことができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記プッシャは環状空間を有し、前記環状空間内に前記スプリングが収容されている。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記スプリングは、自然長、あるいは自然長から僅かに圧縮された状態で挟持されていることにより、プッシャ６とドア１０は僅かなすきまかゼロすきまに保たれている。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明のように、前記減速機と前記スプリングの間に、前記減速機により回転されるねじ軸と、このねじ軸に螺合され進退可能で、かつ回転不可なナットとを備え、このナットは前記プッシャに内挿されて、前記ねじ軸の回転で前記ナットが軸方向に移動することにより、前記スプリングを圧縮するようにすれば、モータの回転を滑りねじにより直線運動に変換するため、静寂で軽量コンパクトな上に、大きな突出ストロークのドアオープナーを提供することができる。また、モータ容量に応じてねじ軸のリード角を適宜設定すれば、プッシャの最適な突出力と突出速度を得ることができ、ドアオープナーの取り付け位置に制約を受けない。
【００１４】
また、本発明のうち請求項５記載の発明は、一端部をヒンジによって回動可能に支持された回動式のドアを開放するドアオープナーにおいて、有底の円筒状ハウジングと、このハウジングに内挿され、進退可能で、かつ回転不可な有底のプッシャと、モータの駆動力により回転されるねじ軸と、このねじ軸に螺合され、前記プッシャに内挿されて、進退可能で、かつ回転不可なナットと、このナットの一端面と前記プッシャの底部とで形成される環状空間内に収容されたスプリングとを備え、前記プッシャに、その突出速度を抑制する抑制手段を設けると共に、前記ナットの他端面を前記プッシャに係止させることにより、前記モータの正逆回転で前記プッシャを進退させる構成とした。
【００１５】
モータの回転を滑りねじにより直線運動に変換するため、静寂で軽量コンパクトな上に、大きな突出ストロークのドアオープナーを提供することができる。また、モータ容量に応じてねじ軸のリード角を適宜設定すれば、プッシャの最適な突出力と突出速度を得ることができ、ドアオープナーの取り付け位置に制約を受けない。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、前記ドアの開閉状態を検出するセンサからの信号により、前記モータの駆動を制御する制御器を設けたので、冷蔵庫内の照明の制御に使用されるプッシュボタンを流用させることができ、冷蔵庫内の照明と同時にモータが逆回転を始めてプッシャは瞬時に後退して、物を取出す際に邪魔になることはない。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明は、前記モータに流れる電流を検出するセンサからの信号により、前記モータの駆動を制御する制御器を設けても良い。これにより、モータを正回転させて開放動作中にドアが開放できない事態が生じても、直ちにモータを逆回転させ、ナットを後退させてプッシャを戻すことができ、モータに過負荷が生じない。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明のように、前記センサからの信号をワイヤレス通信により前記制御器に伝送するワイヤレス送受信器を設けたことにより、配線が不要となり、ドアオープナーの取り付けが容易となる。したがって、現行使用中の冷蔵庫等にドアオープナーを後付けすることも可能となる。
【００１９】
また、請求項９に記載の発明のように、前記ナットを合成樹脂にて形成すれば、無潤滑であっても回転抵抗が小さく一段と静寂性が増す。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明のように、前記抑制手段として、ハウジングとプッシャとの摺動部に弾性部材を介在させると、プッシャが突出する際に摩擦力が発生する。こうすることでプッシャの突出速度を簡単な構成で抑制でき、適宜突出速度を調整することもできる。
【００２２】
【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（ａ）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し、図１（ｂ）は、断面I−I線の横断面図を示す。
【００２３】
図１において、キッチンシンクや冷蔵庫等のドアにおけるドアオープナー１は、モータ２と、有底のハウジング３に収容され、モータ２の回転が減速機４を介して伝達されるねじ軸５と、このねじ軸５に螺合され、有底のプッシャ６に内挿されたナット７と、ナット７の一端面７ａとプッシャ６の底部６ａとで形成される環状空間内に収容されるスプリング８とを備えている。ねじ軸５の外周には螺旋状のねじ溝５ａが形成され、ナット７の内周に形成されたねじ溝（図示せず）に摺接し、モータ２の回転がナット７の直線運動に変換される。ねじ軸５はＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなり、ナット７はポリイミド系やＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）系樹脂で、射出成形にて形成されている。こうした滑りねじ構造により、耐摩耗性、低摩擦性、および耐食性に優れている。
【００２４】
ナット７の外周には二面取り７ｂ、７ｂが形成され、プッシャ６の内周に形成された二面取り６ｂ、６ｂに内嵌されている。こうしてナット７はプッシャ７に対して進退可能に、かつ回転不可に構成されている。また、プッシャ６の外周には二面取り６ｃ、６ｃが形成され、ハウジング３の内周に形成された二面取り３ａ、３ａに内嵌されている。こうしてプッシャ６はハウジング３に対して進退可能に、かつ回転不可に構成されている。
【００２５】
プッシャ６の内周開口端には止め輪９が装着され、ナット７の他端面７ｃに係合されている。これによりナット７は軸方向の移動が阻止され、プッシャ６の開口端から脱落することはない。
【００２６】
次にドアの開放ユニットとして、冷蔵庫のドアオープナーの動作説明を図１〜図４に基いて行う。図１（ａ）は冷蔵庫のドア１０が閉まっている状態を示している。ナット７の他端面７ｃは止め輪９に係合し、この時、ナット７はモータ２に最も接近した位置にある。スプリング８はナット７の一端面７ａとプッシャ６の底部６ａ間で、自然長か僅かに圧縮された状態で挟持されている。したがって、プッシャ６とドア１０は僅かなすきまかゼロすきまに保たれている。ここで、１１はドア１０の開放を検出するドアセンサである。
【００２７】
図２は図１と同様、冷蔵庫のドア１０が閉まっている状態であるが、タッチスイッチ（図示せず）がオンされ、モータ２の通電によりねじ軸５が回転を始めた状態を示している。ねじ軸５の回転によりナット７が軸方向に移動し、ナット７と止め輪９との間にすきまが生じ、スプリング８が少し圧縮された状態である。しかしドア１０を開放できる力には達しておらず、プッシャ６がドア１０を押圧するだけに止まっている。
【００２８】
図３は図２と同様、冷蔵庫のドア１０が閉まっている状態であるが、さらにナット７が軸方向に移動し、スプリング８がさらに圧縮され、ドア１０を開放できる力に達した状態を示している。これまではナット７の移動によりスプリング８に圧縮力を蓄えていたが、これ以降はナット７が少しでも移動すればスプリング８の復元力によってプッシャ６がナット７の移動速度よりも速く突出し、ドア１０を突き放すことができる。
【００２９】
図４はドア１０が開放された状態を示しており、スプリング８の復元力によりナット７は止め輪９に係合する。ドア１０が開放されたことはドアセンサ１１で検出される。ドアセンサ１１は冷蔵庫内の照明の制御に使用されるプッシュボタンとして兼用されており、冷蔵庫内の照明と同時にモータ２が逆回転を始める。これにより、ナット７はプッシャ６と一体になって逆方向に移動し、図１に示した初期位置に戻る。
【００３０】
プッシャ６が最大に突出した状態の時、またドア１０を開放するためにモータ２が正回転している最中にドア１０が急に閉じられるような時、あるいはドア１０が開放できないように外部から力が加わっているような状態の時、このような場合、スプリング８が圧縮されることでナット７には大きな衝撃力はかからず、プッシャ６のみが後退する。前述した状態の時、モータ２を正回転させて開放動作を行ってもドア１０が開放できない場合は、一定の時間モータ２を正回転後、逆回転させてナット７を後退させ、プッシャ６を戻す動作を開始する。このようにモータ２の通電時間を管理してモータ２の正逆回転を制御することができるが、これ以外の方法については図５を用いて説明する。
【００３１】
制御回路１２は、トランジスタブリッジ回路で構成されたモータアンプ１３とロジック回路１４を備えている。タッチスイッチ１５の信号がロジック回路１４に入るとモータアンプ１３を介してモータ２を正回転させる。ドア１０が開放されるとドアセンサ１１がそれを検出して信号がロジック回路１４に入り、モータ２を逆回転させる。さらにこうした方法以外にハウジング３にはプッシャ６の前進端を検出するリミットセンサ１６を設ければ、このリミットセンサ１６がプッシャ６の前進端を検出し、その検出信号がロジック回路１４に入りモータ２を逆回転させることもできる。また、プッシャ６の後退位置にリミットセンサ１７を設ければ、その検出信号がロジック回路１４に入りモータ２を停止させることもできる。
【００３２】
さらに、ねじ軸５を駆動するモータ２の電流を検出し、その電流値が許容範囲を超えるた場合に、外力Ｆがドア１０に加わっていると判断してモータ２を逆回転させ、ナット７を後退させて初期位置に戻すようにしても良い。ロジック回路１４には、モータ２の通電時間の管理以外にドアセンサ１１の信号、リミットセンサ１６、１７の信号、および電流の検出信号を入力することができる。これらの信号に基きモータ２の起動、停止、回転方向、回転時間等を制御することができる。
【００３３】
図６は図４同様ドア１０が開放された状態を示しているが、プッシャ６の突出速度を抑制する手段がハウジング１８に装着されている点のみが異なる。その他の同一部位、同一部品には同一符号を付して詳細な説明を省略する。ハウジング１８の開口端部にはＯリング等の弾性部材１９が装着されている。プッシャ６の突出時に、この弾性部材１９によりプッシャ６に摩擦力が発生し、プッシャ６の突出速度が抑制される。ナット７の前進によりスプリング８が圧縮され、その復元力によってプッシャ６が突出してドア１０を開放させる訳であるが、ドア１０が一旦開放されてもプッシャ６が急激に突出しないようプッシャ６の突出速度をストローク量に合わせて適宜抑制することが安全性の面からも好ましい。また、必要に応じて弾性部材１９を複数個装着しても良い。
【００３４】
図７の実施の形態は、プッシャとナットの回り止め手段のみが異なる。その他の同一部位、同一部品には同一符号を付して詳細な説明を省略する。前述のプッシャ６の外周に形成された二面取り６ｃ、６ｃに代え、プッシャ２０の外周は円筒状に形成され、ハウジング２１の円筒内周面に内嵌されている。その開口端部にはピン２２が植設され、ハウジング２１に形成されたスリット２１ａに係合している。このスリット２１ａの幅はピン２２の外径よりも僅かに大きく、長手方向に形成され、プッシャ２０が回転するのを防止すると共に、プッシャ２０の突出量を規制する。
【００３５】
また、ナット２３の外周は円筒状に形成され、プッシャ２０の円筒内周面に内嵌されている。その外周にはピン２４が植設され、プッシャ２０に形成されたスリット２０ａに係合している。このスリット２０ａの幅はピン２４の外径よりも僅かに大きく、長手方向に形成され、ナット２３が回転するのを防止すると共に、ナット２３の移動量を規制する。
【００３６】
図８は、プッシャとナットの回り止め手段の他の実施形態を示す。その他の同一部位、同一部品には同一符号を付して詳細な説明を省略する。ナット２５の外周は円筒状に形成され、プッシャ２６の円筒内周面に内嵌されている。その外周にはピン２７が植設され、プッシャ２６に形成されたスリット２６ａ、ハウジング２１に形成されたスリット２１ａに係合している。スリット２６ａ、２１ａに係合するピン２７一本によってナット２５とプッシャ２６が回転するのを防止すると共に、プッシャ２６の突出量を規制する。
【００３７】
図９はワイヤレス方式による制御回路を示す。タッチパネルユニット２８にはタッチスイッチ１５と、タッチスイッチ１５からの信号を無線で送信する送信回路２９とが内蔵されている。制御回路３０にはタッチスイッチ１５からの信号を受信する受信回路３１と、受信した信号に基きモータ２の起動、停止、回転方向、回転時間等を制御するロジック回路１４と、モータアンプ１３とが内蔵されている。タッチスイッチ１５が入ったことをワイヤレスで通信してモータ２が起動し、ドア開放動作を行う。
【００３８】
送信回路２９にはテレビ等で用いられている赤外線の発光素子が、受信回路３１には赤外線の受光素子が付設されている。この赤外線信号以外には微小電波を用いる方式でも良い。こうしたワイヤレス通信方式を採用すれば、配線が不要となり、ドアオープナー１の取り付けが容易となる。したがって、現行使用中の冷蔵庫等にドアオープナー１を後付けすることも可能になる。
【００３９】
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。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るドアオープナーは、以下に挙げるような格別な効果を奏する。
▲１▼スプリングに圧縮力を蓄えさせ、このスプリングの復元力によってプッシャを突出させてドアを開放するようにしたので、プッシャがモータの駆動速度よりも速く突出し、ドアを勢い良く突き放すことができる。
▲２▼モータの回転を滑りねじ機構により直線運動に変換するため、静寂で軽量コンパクトな上に、簡単な構成で大きな突出ストロークのドアオープナーを提供することができる。
▲３▼また、モータ容量に応じてねじ軸のリード角を適宜設定することにより、プッシャの最適な突出力と突出速度を得ることができる。したがって、冷蔵庫等の本体の前面において一端部がヒンジにより回動自在に支持されている回動式ドアにおいて、ドアのどの位置にこのドアオープナーを取り付けても良く、取り付け位置に制約を受けない。
▲４▼さらに、ドアを開放するためにモータが正回転している最中にドアが急に閉じられるような時、あるいはドアが開放できないように外部から力が加わっているような状態の時においても、スプリングが圧縮されることで直接減速機や滑りねじには大きな衝撃力はかからず耐久性が高いドアオープナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るドアオープナーの縦断面図
（ｂ）は（ａ）のI―I線の横断面図
【図２】本発明に係るドアオープナーの開放動作途中の状態を示す縦断面図
【図３】本発明に係るドア開放寸前のドアオープナーの状態を示す縦断面図
【図４】本発明に係るドア開放時のドアオープナーの状態を示す縦断面図
【図５】本発明に係るドアオープナーに外部から荷重がかかった時の制御に関する説明図
【図６】本発明に係るドアオープナーの他の実施形態を示す縦断面図
【図７】（ａ）は本発明に係るドアオープナーの他の実施形態を示す縦断面図
（ｂ）は（ａ）のII―II線の横断面図
【図８】（ａ）は本発明に係るドアオープナーの他の実施形態を示す縦断面図
（ｂ）は（ａ）のIII―III線の横断面図
【図９】本発明に係るドアオープナーのワイヤレス通信による制御に関する説明図
【符号の説明】
１・・・・・ドアオープナー
２・・・・・モータ
３・・・・・ハウジング
３ａ・・・・二面取り
４・・・・・減速機
５・・・・・ねじ軸
５ａ・・・・ねじ溝
６・・・・・プッシャ
６ａ・・・・底部
６ｂ・・・・二面取り
６ｃ・・・・二面取り
７・・・・・ナット
７ａ・・・・一端面
７ｂ・・・・二面取り
７ｃ・・・・他端面
８・・・・・スプリング
９・・・・・止め輪
１０・・・・ドア
１１・・・・ドアセンサ
１２・・・・制御回路
１３・・・・モータアンプ
１４・・・・ロジック回路
１５・・・・タッチスイッチ
１６・・・・リミットセンサ
１７・・・・リミットセンサ
１８・・・・ハウジング
１９・・・・弾性部材
２０・・・・プッシャ
２０ａ・・・スリット
２１・・・・ハウジング
２１ａ・・・スリット
２２・・・・ピン
２３・・・・ナット
２４・・・・ピン
２５・・・・ナット
２６・・・・プッシャ
２６ａ・・・スリット
２７・・・・ピン
２８・・・・タッチパネル
２９・・・・送信回路
３０・・・・制御回路
３１・・・・受信回路

Claims

ハウジングと、前記ハウジングに対して進退可能で突出によりドアを突き放すプッシャと、前記プッシャ内に収容されるスプリングと、減速機を介して前記スプリングを圧縮するモータとで構成されたドアオープナーにおいて、
前記プッシャに、その突出速度を抑制する抑制手段を設けると共に、前記スプリングに圧縮力を蓄えさせ、このスプリングの復元力によって前記プッシャを突出させて前記ドアを開放することを特徴とするドアオープナー。
前記プッシャは環状空間を有し、前記環状空間内に前記スプリングが収容されている請求項１に記載のドアオープナー。
前記スプリングは、自然長、あるいは自然長から僅かに圧縮された状態で挟持されている請求項１または２に記載のドアオープナー。
前記減速機と前記スプリングの間に、前記減速機により回転されるねじ軸と、このねじ軸に螺合され進退可能で、かつ回転不可なナットとを備え、このナットは前記プッシャに内挿されて、前記ねじ軸の回転で前記ナットが軸方向に移動することにより、前記スプリングを圧縮する請求項１乃至３いずれかに記載のドアオープナー。
一端部をヒンジによって回動可能に支持された回動式のドアを開放するドアオープナーにおいて、有底の円筒状ハウジングと、このハウジングに内挿され、進退可能で、かつ回転不可な有底のプッシャと、モータの駆動力により回転されるねじ軸と、このねじ軸に螺合され、前記プッシャに内挿されて、進退可能で、かつ回転不可なナットと、このナットの一端面と前記プッシャの底部とで形成される環状空間内に収容されたスプリングとを備え、前記プッシャに、その突出速度を抑制する抑制手段を設けると共に、前記ナットの他端面を前記プッシャに係止させることにより、前記モータの正逆回転で前記プッシャを進退させたことを特徴とするドアオープナー。
前記ドアの開閉状態を検出するセンサからの信号により、前記モータの駆動を制御する制御器を設けた請求項１乃至５いずれかに記載のドアオープナー。
前記モータに流れる電流を検出するセンサからの信号により、前記モータの駆動を制御する制御器を設けた請求項１乃至６いずれかに記載のドアオープナー。
前記センサからの信号をワイヤレス通信により前記制御器に伝送するワイヤレス送受信器を設けた請求項６または７に記載のドアオープナー。
前記ナットを合成樹脂にて形成した請求項５乃至８いずれかに記載のドアオープナー。
前記抑制手段が、前記ハウジングとプッシャとの摺動部に介在させた弾性部材である請求項１または５に記載のドアオープナー。