JP6325388B2 - 扉操作補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、扉の操作を補助する駆動源としてモータを備えた扉操作補助装置に関する。

冷蔵庫では、収納庫内の冷気が逃げないように扉を収納庫が形成された本体に密着させる必要がある。特許文献１に記載されるように、収納庫の閉鎖時には扉を磁石によって本体に密着させ、収納庫を開放する際にはモータの動力を利用する構成が知られている。

特開２００５−２９９３１４号公報

しかし、特許文献１の構成では、磁石によって扉が本体に密着しているため、収納庫を開放する際に大きなモータトルクが必要になる。これに対し、磁石を使用しない構成も考えられるが、収納庫の閉鎖時にモータによって扉を閉方向に付勢しておかなければ収納庫の密閉状態が保たれない。また、特許文献１の構成は、モータによって扉を開閉させる構成であり、停電時の使用が不可能である。特に、扉が開状態にあるときに停電が発生した場合には収納庫が閉鎖できず、停電が復旧するまでに庫内の温度が上昇してしまう。

このように、特許文献１の構成では、使用上多くの不具合が生ずるおそれがあり使い勝手が悪い。

上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、扉の操作を補助する駆動源としてモータを備えた扉操作補助装置の使い勝手を向上させることにある。

上記課題を解決するために本発明は、機器本体に形成された開口を開閉する扉の操作を補助する扉操作補助装置において、前記扉に対して相対的に回動可能に取り付けられたロータと、前記ロータを収容、支持するケースと、前記ケースを回動させるモータと、一端が前記ロータに支持され、他端が前記ケースに支持されたねじりコイルばねと、前記機器本体に設けられたホルダと、を備え、前記ホルダには、前記ロータに形成された係合部が接触可能な、閉方向に向かって前記扉の回転中心からの距離がだんだんと小さくなる第一カム面と、前記扉の回転中心からの距離が一定である第二カム面が形成されており、前記開口を閉鎖した状態にある前記扉を開操作する際には、前記モータを正転させて前記ケースとともに前記ロータを回転させて前記ロータの係合部を前記第一カム面に押しつけることにより、その第一カム面からの反作用力によって前記ロータを前記ケースとともに前記扉に対して相対的に一方側に回動させて前記扉を開方向に所定量移動させ、この扉が開方向に所定量移動した後、前記モータを逆転させて前記ケースをロータの係合部を前記第二カム面に押しつけることにより、その第二カム面からの反作用力によって前記ロータを前記ケースに対して相対的に他方側に回動させ、前記ねじりコイルばねに前記扉を閉方向に付勢する弾性エネルギを蓄積することを要旨とする。

上記本発明にかかる扉操作補助装置では、扉を開操作させる際にはモータを正転させる。モータを正転させると、ロータの係合部が第一カム面に押しつけられ、その反作用力によってロータがケースとともに扉に対して相対的に一方側に回転し、扉が開方向に所定量移動する。このように開方向に所定量移動した後、モータを逆転させることにより、ロータの係合部がホルダの第二カム面からの反作用力を受け、ロータがケースに対して相対的に他方側に回動し、ねじりコイルばねに弾性エネルギが蓄積される。このように、モータを正転させることよって自動で扉を機器本体から離すこと（少し開方向に移動させること）ができ、その後モータを逆転させることによってねじりコイルばねに弾性エネルギを蓄積することができる。なお、扉が機器本体から離れてしまえば、容易に（大きな引っ張り力を使わずに）手動で任意の位置まで扉を開方向に移動させることができる。

このように蓄積される弾性エネルギは、扉を閉操作する際に使用されるため、容易に扉を閉方向に移動させることができる。また、閉操作時にはモータの動力を利用せず、ねじりコイルばねの弾性エネルギを利用する構成であるため、停電時においても扉を閉操作することができる。

また、前記開口を閉鎖した状態にある前記扉は、前記ねじりコイルばねの弾性エネルギによって前記機器本体に押しつけられていればよい。

このように、ねじりコイルばねの弾性エネルギによって扉が機器本体に押しつけられる構成とすれば、モータの動力を用いずに密閉状態を保つことができる。

本発明にかかる扉操作補助装置では、開操作時にはモータによって扉を機器本体から離すこと（少し開方向に移動させること）ができ、開操作が容易である。また、閉操作時には開操作時にモータによってねじりコイルばねに蓄積された弾性エネルギを利用するものであり、停電時であっても操作が可能である。このように本発明によれば、使い勝手のよい扉操作補助装置が得られる。

また、本発明にかかる扉操作補助装置では、扉をモータの動力で少し開く間は、ねじりコイルばねに弾性エネルギを蓄積せず、扉がさらに少し開いてからモータを逆転させてねじりコイルばねに弾性エネルギを蓄積するため、扉を少し開くときには、大きなモータの回転力を必要としない。したがって、小型のモーターの使用が可能となる。

冷蔵庫に取り付けられた本発明の一実施形態にかかる扉操作補助装置を示した図である。 本発明の一実施形態にかかる扉操作補助装置の冷蔵庫への取り付け構造を説明するための図である。 本発明の一実施形態にかかる扉操作補助装置の外観斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる扉操作補助装置の分解図である。 本発明の一実施形態にかかる扉操作開閉装置が備えるホルダの平面図である。 本発明の一実施形態にかかる扉操作補助装置の動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１および図２に示すように、本発明の一実施形態にかかる扉操作補助装置１は、冷蔵庫９０の収納入口９１１（開口）を開閉する扉９２の閉操作を補助する装置である。冷蔵庫９０は、収納入口９１１が形成された本体９１（機器本体）と、収納入口９１１を開閉する扉９２を有する。本体９１における収納入口９１１の下方両側には、ブラケット９１２が固定されている。このブラケット９１２の上面からは回転軸９１３が突出している。この回転軸９１３に詳細を後述するホルダ３０が支持されるとともに、冷蔵庫９０の扉９２が回転自在に支持されている。扉９２の内側には、扉操作補助装置１を構成する各部材が収容されている。なお、図１は、扉操作補助装置１を明示するため、扉９２の一方（下壁部９２１を除く）が取り外された状態を示しているが、扉９２の他方側にも同様の位置（本体９１の中央線に関し左右対称位置）に扉補助装置１が設けられている。

（扉操作補助装置の構成）
図３および図４に示すように、扉操作補助装置１は、ロータ１０と、ねじりコイルばね２０と、ホルダ３０と、モータ７０と、上部ハウジング６０（本発明におけるケースに相当する）と、を備える。以下、各構成について詳細に説明する。

ロータ１０は冷蔵庫９０の扉９２に対して相対的に回動可能に取り付けられた部材であり、円柱状の本体部１１と、本体部１１の下側から側方に突出した突起である係合部１２と、係合部１２の上面に形成された第一ばね引掛部１３と、を有する。冷蔵庫９０の扉９２の下壁部９２１上面には、下部ハウジング４０が固定されている。つまり、下部ハウジング４０は扉９２と一体的に移動する。下部ハウジング４０は、後述する上部ハウジング６０とともに扉操作補助装置１のケースを構成する。このケース内には、扉操作補助装置１を構成する各種部材（ホルダ３０を除く）が収容される。

下部ハウジング４０には、上方に向かって開口した所定の大きさの空間であるロータ支持部４１が形成されている。このロータ支持部４１の大きさは、ロータ１０の本体部１１よりもやや大きく形成されており、ロータ１０の本体部１１を回動自在に支持することができる。ロータ支持部４１は、側壁の一部が切り欠かれて開口している（以下この開口を回動規制部４２と称する）。ロータ１０の本体部１１がロータ支持部４１に収容されると、ロータ１０の係合部１２はこの回動規制部４２から突出した状態となる。つまり、ロータ１０はこの回動規制部４２の範囲内においてロータ支持部４１内で回動可能である。具体的には、ロータ１０の係合部１２が回動規制部４２の一方側の側縁４２１（回転軸９１３に沿う側縁）に接触した状態から、他方側の側縁４２２（回転軸９１３に沿う側縁）に接触した状態となる範囲内で回動可能である。

ロータ１０の第一ばね引掛部１３は、係合部１２の上面から上方に向かって突出した略三角形状の突起である。一方、詳細を後述する上部ハウジング６０には、側方に向かって突出した突出部の内側の空間である第二ばね引掛部６３が形成されている。この第一ばね引掛部１３および第二ばね引掛部６３にねじりコイルばね２０の一端２１および他端２２が引っ掛けられている。具体的には、ロータ１０の本体部１１がねじりコイルばね２０の内側に挿入された状態で、略Ｖ字状に屈曲したねじりコイルばね２０の一端２１が第一ばね引掛部１３に引っ掛けられ、同じく略Ｖ字状に屈曲したねじりコイルばね２０の他端２２が第二ばね引掛部６３に引っ掛けられている。

図５に詳細を示すホルダ３０は、下部ハウジング４０に対するロータ１０の相対的な回動を制御する部材である。ホルダ３０には、貫通孔３２が形成されている。ホルダ３０は、この貫通孔３２に冷蔵庫９０の回転軸９１３が挿通されることにより冷蔵庫９０の本体９１に固定されている。ホルダ３０の外面には、下部ハウジング４０に対するロータ１０の相対的な回動を制御するカム面３１が形成されている。カム面３１は、第一カム面３１１、第二カム面３１２、および第三カム面３１３を含む。

第一カム面３１１は、ホルダ３０に形成された窪み３０１の底面から窪み３０１の開口にかけての周面である。かかる周面は、扉９２の回転中心（貫通孔３２）からの距離が変化する領域である。詳しくは、閉方向（冷蔵庫９０の本体９１（収納入口９１１）側）に向かって扉９２の回転中心（回転軸９１３）からの距離がだんだんと小さくなるように形成されている。換言すれば、開方向（冷蔵庫９０の本体９１（収納入口９１１）から離れる方向）に向かって扉９２の回転中心（回転軸９１３）からの距離がだんだんと大きくなるように形成されている。第二カム面３１２は、冷蔵庫９０の本体９１から離れる方向の周面である。かかる周面は、扉９２の回転中心（貫通孔３２）からの距離が一定である領域である。第三カム面３１３は、窪み３０１における第一カム面３１１に対向する、第二カム面３１２と連続する面である。この第三カム面３１３も閉方向（冷蔵庫９０の本体９１（収納入口９１１）側）に向かって扉９２の回転中心（回転軸９１３）からの距離がだんだんと小さくなるように形成されている。つまり、開方向（冷蔵庫９０の本体９１（収納入口９１１）から離れる方向）に向かって扉９２の回転中心（回転軸９１３）からの距離がだんだんと大きくなるように形成されている。

モータ７０は、ロータ１０を回動させる駆動源である。本実施形態では、歯車輪列７２、上部ハウジング６０を介してロータを回動させる。具体的には以下の通りである。

モータ７０の出力軸にはウォーム歯車７１が固定されている。ウォーム歯車７１は、第一歯車７２１の大径歯部に噛合している。第一歯車７２１の小径歯部は第二歯車７２２の大径歯部に噛合している。第二歯車７２２の小径歯部は第三歯車７２３の大径歯部に噛合している。第三歯車７２３は扇歯部を有し、この扇歯部が上部ハウジング６０の駆動歯部６２に噛合している。つまり、モータ７０が駆動すると、その動力は第一歯車７２１、第二歯車７２２、および第三歯車７２３から構成される歯車輪列７２を介して上部ハウジング６０に伝達される。

上部ハウジング６０は、下部ハウジング４０とともに装置のケースを構成する。上部ハウジング６０には、上述したように第二ばね引掛部６３が形成されているから、上部ハウジング６０にモータ７０の動力が伝達されると、上部ハウジング６０を介してロータ１０が回動しようとする。本実施形態では、モータ７０が正転すると、ロータ１０がその係合部１２をホルダ３０の第一カム面３１１に押しつける方向に回動しようとする。

また、上部ハウジング６０は、直線状に切りかかれた部分（いわゆるＤカット部）が設けられた筒状部６１を有する。この筒状部６１には、オイルダンパ５０が挿入されている。つまり、オイルダンパ５０は、上部ハウジング６０と一体的に回動する。オイルダンパ５０は、ロータ１０が扉９２に固定された下部ハウジング４０に対して相対的に他方側に回動しようとする際、具体的には扉９２が閉操作される際に、その扉９２に生ずる慣性力を抑える方向に作用するブレーキである。つまり、扉９２が閉操作された際に扉９２に勢いがつきすぎてしまうことを防止する。このオイルダンパ５０の構成としては周知の構成が適用できるから詳細な説明は省略する。

（扉操作補助装置の作用）
このような構成を備える扉操作補助装置１の作用（動作）について、図６を参照して以下詳細に説明する。

扉９２の開操作について説明する。図６（ａ）に示す冷蔵庫９０の収納入口９１１が扉９２に閉鎖された状態にあるとき、ロータ１０の係合部１２はホルダ３０の窪み３０１内に入り込んだ状態にある。本実施形態では、かかる閉鎖状態においても、ねじりコイルばね２０の付勢力がロータ１０に作用するようにしている。具体的には、冷蔵庫９０の扉９２を閉方向に付勢する方向に作用するようにしている。つまり、ねじりコイルばね２０の付勢力によって扉９２は本体９１に密着しており、冷蔵庫９０の収納部は完全に密閉されている。

この閉状態においてモータ７０を正転させる。モータ７０を正転させると下部ハウジング４０のロータ支持部４１に支持されたロータ１０が、係合部１２をホルダ３０の第一カム面３１１に押しつける方向に回動しようとする。このように係合部１２が第一カム面３１１に押しつけられると、第一カム面３１１からの反作用力によってロータ１０が一方側に回動する。このようにロータ１０が一方側に回動すると、第一カム面３１１からの反作用力により、ロータ１０が支持された下部ハウジング４０とともに扉９２が開方向に移動する。つまり、ロータ１０および下部ハウジング４０は回転軸９１３を中心とした円弧状の軌跡を描くように移動する（図６（ｂ）参照）。

本実施形態では、扉２９の回動は、ロータ１０の係合部１２が第一カム面３１１に接触した状態にある間続くように設定されている。つまり、ロータ１０の係合部１２が第一カム面３１１に押しつけられているときに生ずる反作用力が、扉９２を開方向に回動させるに足りる力となるように設定されている。したがって、ロータ１０の係合部１２が第一カム面３１１から離れた状態となるまで扉９２が開く。つまり、本実施形態では、扉９２が閉まった状態から少し開いた状態までモータ７０によって自動で行われる。この後の開操作は手動で行う。一般的に扉９２の開操作は、扉９２が本体９１に密着している状態を解消する際に最も大きな引っ張り力を要するものであるから、この密着している状態を解消しさえすれば、その後の開操作は容易に行うことができる。本実施形態にかかる扉操作補助装置１は、かかる観点に基づき、扉９２が本体９１に密着している状態をモータ７０によって自動で解消することができるようにしたものである。

このように扉９２が少し開き、ロータ１０の係合部１２がホルダ３０の第二カム面３１２に対向する位置まできたところで、モータ７０を逆転させることにより、ロータ１０の係合部１２がホルダ３０の第二カム面３１２に接触する。さらにモータ７０を逆転させると、第二カム面３１２からの反作用力によりロータ１０が上部ハウジング６０に対して相対的に他方側に回動する。ねじりコイルばね２０の一端２１はロータ１０の第一ばね引掛部１３に引っ掛けられ、他端２２は上部ハウジング６０の第二ばね引掛部６３に引っ掛けられているから、ロータ１０が上部ハウジング６０に対して相対的に他方側に回動すると、ねじりコイルばね２０に弾性エネルギが蓄積される（図６（ｃ）参照）。第二カム面３１２は、扉９２の回転中心からの距離が一定であるから、モータ７０の駆動（逆転）を停止したとしてもねじりコイルばね２０に蓄積された弾性エネルギが放出されることもない。この係合部１２が第二カム面３１２に接触した状態でさらに扉９２を開方向に回転させることにより、図６（ｄ）に示す本体９１の収納入口９１１が大きく開放された状態となる。

扉９２の閉操作について説明する。本実施形態では、扉９２の閉操作は全て手動で行う。図６（ｄ）に示す開状態にある扉９２を閉方向に回転させると、扉９２に固定された下部ハウジング４０は扉９２とともに移動する。このように下部ハウジング４０が移動すると、下部ハウジング４０のロータ支持部４１に支持されたロータ１０も移動する。扉９２を閉方向に回転させはじめてからロータ１０の係合部１２がホルダ３０の第二カム面３１２に接触した状態にあるときには、ねじりコイルばね２０に蓄積された弾性エネルギは放出されない。

図６（ｃ）に示した状態からさらに扉９２を閉方向に回転させると、ロータ１０の係合部１２が第二カム面３１２から離れる。すると、ねじりコイルばね２０に蓄積された弾性エネルギが放出され、そのねじりコイルばね２０の付勢力によりロータ１０が下部ハウジング４０（扉９２）に対して相対的に他方側に回動する。この方向に相対的にロータ１０が回動すると、図６（ｂ）に示す係合部１２が第三カム面３１３に接触した状態となる。かかる状態となるとロータ１０の他方側への回動が阻止されるから、ねじりコイルばね２０の付勢力は下部ハウジング４０を介して扉９２に伝達される。このように、ロータ１０の係合部１２が第三カム面３１３に接触した状態となると、ねじりコイルばね２０の弾性エネルギによって扉９２の閉操作が補助される。つまり、第三カム面３１３は、扉９２を閉操作する際に開操作時にねじりコイルばね２０に蓄積されたエネルギを放出するための領域（エネルギ放出領域）として機能する。なお、下部ハウジング４０と上部ハウジング６０は連結されていないから、ねじりコイルばね２０の付勢力が上部ハウジング６０に伝達されることはない。

そのまま、扉９２を閉方向に回転させていくと、ロータ１０の係合部１２が第三カム面３１３に接触した状態が維持された状態でロータ１０が移動する。第三カム面３１３は、閉方向に向かって扉９２の回転中心からの距離がだんだんと小さくなるように形成されているため、ねじりコイルばね２０に蓄積された弾性エネルギは、扉９２の閉操作を補助するエネルギとして徐々に放出されていき、図６（ａ）に示すように最終的には扉９２によって収納入口９１１が閉鎖される。なお、上述したように、収納入口９１１が完全に閉鎖されても、ねじりコイルばね２０の弾性エネルギは残存している。つまり、ねじりコイルばね２０の弾性エネルギによって扉９２が収納入口９１１の周縁に押しつけられており、収納入口９１１の気密性が保たれる。

この扉９２の閉操作において、扉９２が勢いよく操作された場合、ホルダ３０に設けられた第一カム面３１１が機能する。上述したように、第一カム面３１１は第三カム面３１３に対向する。詳しくは、ホルダ３０の窪み３０１の一方側の側面が第三カム面３１３であり、他方側の側面が第一カム面３１１である。扉９２が勢いよく閉操作されると、ロータ１０の係合部１２が第二カム面３１２から離れた後、扉９２に生じた大きな慣性力によって第三カム面３１３に接触した状態とならないおそれがある。ロータ１０の係合部１２が第三カム面３１３に接触せず、離れた状態であると、扉９２に対してねじりコイルばね２０の弾性エネルギが作用しない。

このようなおそれに対し本実施形態では、勢いよく扉９２が操作され、ロータ１０の係合部１２が第三カム面３１３に接触しなかった場合、係合部１２が第三カム面３１３に対向する第一カム面３１１に接触する。そのため、第一カム面３１１に接触することにより、ロータ１０が第一カム面３１１から回転力を受け、その回転力（モーメント）はオイルダンパ５０に伝えられ、オイルダンパ５０の制動作用により扉９２の閉じ速度は制動される。オイルダンパ５０によって閉じ速度が制動されると、ロータ１０の係合部１２はねじりコイルばね２０に蓄積された弾性エネルギによって回転し、第一カム面３１１から離れ、第三カム面３１３に接触する。このように係合部１２が第三カム面３１３に接触した状態となると、扉９２に対して閉方向へのねじりコイルばね２０の弾性エネルギが作用する。つまり、勢いよく扉９２が操作された場合であっても、第一カム面３１１によってロータ１０の係合部１２が第三カム面３１３に接触した状態が維持されるから、ねじりコイルばね２０に蓄積された弾性エネルギを利用しつつ、スムーズに扉９２を閉操作することができる。

このように、本実施形態にかかる扉操作補助装置１では、扉９２を開操作させる際にはモータ７０を正転させる。モータ７０を正転させると、ロータ１０の係合部１２が第一カム面３１１に押しつけられ、その反作用力によってロータ１０が一方側に回転し、扉９２が開方向に所定量移動する。つまり、モータ７０によって自動で扉９２を本体９１から離すこと（少し開方向に移動させること）ができる。さらに扉９２が開き、ロータ１０の係合部１２がホルダ３０の第二カム面３１２に対向する位置まできたところで、モータ７０を逆転させることにより、ロータ１０の係合部１２をホルダ３０の第二カム面３１２に押しつける。この反作用力により、ねじりコイルばね２０に弾性エネルギが蓄積される。

一方、扉９２を閉じる際には手動で扉９２を閉方向に移動させる。このとき、開操作の際にモータ７０によって蓄積された弾性エネルギが使用されるため、容易に扉９２を閉方向に移動させることができる。また、このように閉操作時にはモータ７０の動力を利用せず、ねじりコイルばね２０の弾性エネルギを利用する構成であるため、停電時においても扉９２を閉操作することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ 扉操作補助装置
１０ ロータ
１１ 本体部
１２ 係合部
２０ ねじりコイルばね
３０ ホルダ
３１ カム面
３１１ 第一カム面
３１２ 第二カム面
３１３ 第三カム面
７０ モータ
９０ 冷蔵庫
９１ 本体
９１１ 収納入口
９２ 扉

Claims (2)

1. 機器本体に形成された開口を開閉する扉の操作を補助する扉操作補助装置において、
   前記扉に対して相対的に回動可能に取り付けられたロータと、
   前記ロータを収容、支持するケースと、
   前記ケースを回動させるモータと、
   一端が前記ロータに支持され、他端が前記ケースに支持されたねじりコイルばねと、
   前記機器本体に設けられたホルダと、を備え、
   前記ホルダには、前記ロータに形成された係合部が接触可能な、閉方向に向かって前記扉の回転中心からの距離がだんだんと小さくなる第一カム面と、前記扉の回転中心からの距離が一定である第二カム面が形成されており、
   前記開口を閉鎖した状態にある前記扉を開操作する際には、前記モータを正転させて前記ケースとともに前記ロータを回転させて前記ロータの係合部を前記第一カム面に押しつけることにより、その第一カム面からの反作用力によって前記ロータを前記ケースとともに前記扉に対して相対的に一方側に回動させて前記扉を開方向に所定量移動させ、
   この扉が開方向に所定量移動した後、前記モータを逆転させて前記ケースをロータの係合部を前記第二カム面に押しつけることにより、その第二カム面からの反作用力によって前記ロータを前記ケースに対して相対的に他方側に回動させ、前記ねじりコイルばねに前記扉を閉方向に付勢する弾性エネルギを蓄積することを特徴とする扉操作補助装置。
2. 前記開口を閉鎖した状態にある前記扉は、前記ねじりコイルばねの弾性エネルギによって前記機器本体に押しつけられていることを特徴とする請求項１に記載の扉操作補助装置。

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