JP6382599B2 - 冷蔵庫用扉開閉装置 - Google Patents

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た駆動部と、前記冷蔵庫本体および前記扉のうちの他方側と前記駆動部とを接続し動力を伝達するリンク機構と、を有し、前記リンク機構は、前記駆動部に接続される出力部材と、前記出力部材に接続されるアームにより構成され、前記駆動部は、モータと、該モータの回転を前記出力部材に伝達する伝達機構と、該伝達機構による駆動力の伝達を
継断する継断機構と、を有している。

本発明では、駆動部においてモータの回転を伝達機構を介して出力部材に伝達すると、出力部材と、前記出力部材に接続されるアームによって構成されるリンク機構によって動力が伝達されて、出力部材は、アームを介して扉を駆動する。ここで、駆動部は、伝達機構による駆動力の伝達を継断する継断機構を有しているため、モータ側と出力部材側との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、前記継断機構は、冷蔵庫に対する電源供給が停止されたとき、前記伝達機構による駆動力の伝達を自動的に断状態とすることが好ましい。かかる構成によれば、停電時、モータ側と出力部材側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、前記継断機構は、前記伝達機構において、第１伝達部材と、該第１伝達部材に従動する第２伝達部材との機構的な連結を継断するクラッチである構成を採用することができる。

本発明において、前記クラッチは、前記伝達機構において、前記第１伝達部材として用いた第１歯車部材と、前記第２伝達部材として前記第１歯車部材に対して軸線方向で隣り合う位置に配置された第２歯車部材と、前記第１歯車部材と前記第２歯車部材との間に形成された係合部と、前記第２歯車部材を前記軸線方向のうち、前記第１歯車部材と前記係合部を介して機構的に接続する接続方向、および前記係合部での接続を解除する解除方向に駆動するクラッチ用駆動機構と、を有している構成を採用することができる。

本発明において、前記係合部は、前記第１歯車部材に形成された複数の係合凸部と、前記第２歯車部材に形成され、前記複数の係合凸部が各々、内側に進入可能な複数の係合凹部と、からなることが好ましい。かかる構成によれば、第１歯車部材と第２歯車部材とが機構的に接続された状態と、機構的な接続が解除された状態との間の移動がスムーズである。

本発明において、前記クラッチ用駆動機構は、前記接続方向に前記第２歯車部材を駆動する電磁石と、前記接続方向および前記解除方向に前記第２歯車部材を付勢する付勢部材と、を有していることが好ましい。

本発明において、前記電磁石は、前記第１歯車部材および前記第２歯車部材に対して径方向外側で隣り合う位置に配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、第１歯車部材および第２歯車部材に対して軸線方向で重なる位置に電磁石を設ける必要がないので、第１歯車部材、第２歯車部材および電磁石を設けるスペースの軸線方向における寸法が短く済むという利点がある。

本発明において、前記扉に対する駆動状態を監視する監視手段を有することが好ましい。本発明において、前記監視手段は、例えば、前記扉の位置を監視する扉位置監視手段を備えている構成を採用することができる。かかる構成によれば、例えば、モータ駆動によって扉を駆動している途中において、扉が利用者の手等と干渉した際には、モータ駆動しているにもかかわらず、扉が停止していること、扉の移動速度が低下したこと、扉の動きが反転したこと等を検出することができる。従って、扉が利用者の手等と干渉している場合には、継断機構によって、伝達機構による駆動力の伝達を切断する等の対応を行うことができる。それ故、例えば、モータ駆動によって扉を閉方向に駆動している際、冷蔵庫本体と扉との間に利用者の手が挟まれた場合でも、扉がそれ以上、モータ駆動されないので、安全である。また、冷蔵庫本体と扉との間に利用者の手が挟まれた場合でも、手動により扉を開く際、小さな力で扉を開くことができる。なお、監視手段によって、扉が利用者の手等と干渉したことを検出するには、監視手段が伝達機構やモータの速度を監視する構成や、伝達機構やモータ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、冷蔵庫本体と扉との間に利用者の手が挟まれたことを検出することができ、トルクを監視する場合、トルクが一定以上になったとき、冷蔵庫本体と扉との間に利用者の手が挟まれたことを検出することができる。

本発明において、前記扉位置監視手段は、前記伝達機構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を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、駆動部において扉の位置を監視することができる。

本発明において、前記角度位置検出手段は、ポテンショメータからなることが好ましい。かかる構成によれば、簡素な構成で、歯車の位置（扉の位置）を監視することができる。

本発明において、前記歯車と前記ポテンショメータとは、板状の連結部を介して連結されていることが好ましい。かかる構成によれば、組み立て誤差等によって歯車とポテンシ
ョメータとの間に位置誤差があっても、かかる位置誤差は、板状の連結部が撓むことによって吸収することができる。

本発明において、前記扉位置監視手段は、少なくとも、前記扉が閉位置にあるか否か監視することが好ましい。かかる構成によれば、扉を閉方向にモータ駆動する際、扉位置監視手段の検出結果に基づいて、扉の閉方向へのモータ駆動を停止することができる。

本発明において、前記扉位置監視手段は、前記扉が閉位置、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が好ましい。かかる構成によれば、扉の位置によって、モータによる駆動速度等を調整することができる。

本発明において、前記扉位置監視手段は、前記扉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ことが好ましい。かかる構成によれば、扉の位置によって、モータによる駆動速度をより適正に調整することができる。

本発明において、前記伝達機構は、ウォームと、該ウォームに噛合する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、継断機構によって、モータ側と出力部材側との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。

本発明では、駆動部においてモータの回転を伝達機構を介して出力部材に伝達すると、出力部材と、前記出力部材に接続されるアームによって構成されるリンク機構によって動力が伝達されて、出力部材は、アームを介して扉を駆動する。ここで、駆動部は、伝達機構による駆動力の伝達を継断する継断機構を有しているため、モータ側と出力部材側との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の斜視図である。 本発明を適用した扉開閉装置の平面図である。 本発明を適用した扉開閉装置の断面図である。 本発明を適用した扉開閉装置において２番車に形成した継断機構の説明図である。 本発明を適用した扉開閉装置の継断機構を拡大して示す説明図である。 本発明を適用した扉開閉装置の扉位置監視手段の説明図である。 本発明を適用した扉開閉装置の扉位置監視手段に用いた連結部材等の説明図である。 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１０」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１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１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１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１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。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１において、本体２の上壁２ａと扉３の上端壁３ａとの間には、扉３を開閉駆動する扉開閉装置１０（冷蔵庫用扉開閉装置）が配置されている。また、冷蔵庫１には、閉状態にある扉３を閉方向に付勢する付勢手段９が構成されている。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を閉状態を確実に保持することができる。かかる付勢手段９は、例えば、本体２の側に配置された磁性体９１と、扉３の側に配置された永久磁石９２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９２を配置し、扉３の側に磁性体９１に配置してもよい。

扉開閉装置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。

図１に示すように、本体２の上壁２ａには、扉開閉装置１０の制御部８が設けられ、扉３の外面（前面）には、扉３の開閉を指示する指示スイッチ８０が設けられている。駆動部２０は、制御部８に接続されており、制御部８は、指示スイッチ８０から出力された操作信号に基づいて、駆動部２０の後述するモータ５０（図１および図２には図示せず。）を制御する。また、制御部８は、図８等を参照して後述する扉位置監視手段７に接続されており、制御部８は、扉位置監視手段７での監視結果に基づいて、駆動部２０のモータ５０を制御する。

（扉開閉装置１０の全体構成）
図３は、本発明を適用した扉開閉装置１０の斜視図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、扉開閉装置１０の外観を示す斜視図、および扉開閉装置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１０の平面図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、扉開閉装置１０の外観を示す平面図、および扉開閉装置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１０の断面図であり、図５（ａ）、（ｂ）は、図４（ｂ）に示すＡ−Ａ′線に沿って扉開閉装置１０を切断したときの断面図、および、図４（ｂ）に示すＢ−Ｂ′線に沿って扉開閉装置１０を切断したときの断面図である。なお、図４（ｂ）では、上ケースの図示を省略してある。

図２、図３、図４および図５に示すように、扉開閉装置１０において、駆動部２０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の上側の面には、ケース２１の上側の面に沿って回転する出力部材１３が設けられている。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、４番車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。なお、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１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、扉開閉装置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、出力側駆動室２２ａ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。また、モータ５０において、モータ軸（図示せず）が突出している側とは反対側の端面と周壁２７との間には、モータ５０を回転駆動するモータ基板５０１が固定されている。

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に従動する１番車５１、１番車５１に従動する２番車５２、２番車５２に従動する３番車５３、および３番車５３に従動する４番車５４を有しており、ウォーム５９の先端側は、軸受５５によって回転可能に支持されている。１番車５１、２番車５２、３番車５３、および４番車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。

１番車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。２番車５２は、１番車５１の小径歯車５１２と噛合する大径歯車５２１と、大径歯車５２１より小径の小径歯車５２２とを有しており、大径歯車５２１は、小径歯車５２２より上方に位置する。３番車５３は、２番車５２の小径歯車５２２と噛合する大径歯車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４番車５４が噛合している。４番車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４番車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、１番車５１、３番車５３および４番車５４は各々、下ケース２４の底板部２８から突出する軸部２８１や筒部２８３、２８４によって回転可能に支持されている。また、２番車５２は、下ケース２４の筒部２８２に支持された支軸５２０によって回転可能に支持されている。従って、伝達機構５に用いた１番車５１、２番車５２、３番車５３および４番車５４は各々、モータ５０とともに、下ケース２４に保持された状態とした後、下ケース２４に上ケース２３を重ねることによってケース
２１の内側に収容される。その結果、１番車５１、３番車５３および４番車５４は各々、上ケース２３から突出する軸部２３１や筒部２３３、２３４によっても回転可能に支持される。また、２番車５２を回転可能に支持する支軸５２０は、上ケース２３の軸穴２３２によっても支持される。

この状態で、４番車５４の結合部５４５は、上ケース２３の筒部２３５から突出した状態にあるので、出力部材１３の端部と４番車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４番車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、４番車５４の回転中心軸線Ｌ５４周りに回転する。

（継断機構６の構成）
図６は、本発明を適用した扉開閉装置１０において２番車５２に形成した継断機構６の説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は、継断機構６周辺の斜視図、および分解斜視図である。図７は、本発明を適用した扉開閉装置１０の継断機構６を拡大して示す説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は、継断機構６の斜視図、および分解斜視図である。

図６および図７に示すように、本形態の扉開閉装置１０において、駆動部２０には、伝達機構５による駆動力の伝達を継断する継断機構６が構成されている。本形態において、継断機構６は、伝達機構５において、第１伝達部材と、第１伝達部材に従動する第２伝達部材との機構的な連結を継断するクラッチであり、本形態では、２番車５２を利用して継断機構６（クラッチ）が構成されている。

より具体的には、２番車５２は、第１伝達部材として用いた第１歯車部材６１と、第２伝達部材として第１歯車部材６１に対して、２番車５２の回転中心軸線Ｌ５２方向で隣り合う位置に配置された第２歯車部材６２と、第１歯車部材６１と第２歯車部材６２との間に形成された係合部６３と、第２歯車部材６２を回転中心軸線Ｌ５２方向に駆動するクラッチ用駆動機構６４とを有している。クラッチ用駆動機構６４は、回転中心軸線Ｌ５２方向のうち、第１歯車部材６１と係合部６３を介して機構的に接続する接続方向Ｃ１、および係合部６３での接続を解除する解除方向Ｃ２に第２歯車部材６２を駆動する。

図６および図７に示すように、本形態において、クラッチ用駆動機構６４は、接続方向Ｃ１および解除方向Ｃ２の一方に第２歯車部材６２を駆動する電磁石６５と、接続方向Ｃ１および解除方向Ｃ２の他方に第２歯車部材６２を付勢する付勢部材６６とを有している。本形態において、電磁石６５は、給電されると、第２歯車部材６２を接続方向Ｃ１に駆動するように構成されている。付勢部材６６は、第１歯車部材６１と第２歯車部材６２との間に配置された圧縮コイルバネ６６０であり、第２歯車部材６２を解除方向Ｃ２に付勢する。

かかる継断機構６（クラッチ）を構成するにあたって、図６（ｂ）および図７に示すように、第１歯車部材６１および第２歯車部材６２の径方向外側には、電磁石６５の固定体６５６が下ケース２４の底板部２８のリブ状固定部２８７によって固定されている。固定体６５６は、ヨーク６５７と、ヨーク６５７の軸部（図５（ｂ）参照）の周りに巻回されたコイル６５９とを備えている。電磁石６５において、可動体６５１は、固定体６５６から上方に突出した可動軸６５２と、可動軸６５２の上端側に固定された可動板６５３と、可動軸６５２において可動板６５３より下方に固定された円環状のヨーク６５４と、ヨーク６５４の下面に固定された円環状のマグネット６５５とからなる。

可動板６５３には、長手方向の両端付近に２つのガイド穴６５３ａ、６５３ｂが形成されており、一方のガイド穴６５３ａには、２番車５２（第１歯車部材６１および第２歯車
部材６２）を回転可能に支持する支軸５２０が嵌っている。他方のガイド穴６５３ｂには支軸６５８が嵌っている。支軸６５８の下端部は、下ケース２４の筒部２８４に支持され、支軸６５８の上端部は上ケース２３に支持されている（図５（ｂ）参照）。従って、電磁石６５において、固定体６５６のコイル６５９に給電すると、可動体６５１は固定体６５６に吸引される。その結果、可動板６５３は、支軸５２０、６５８にガイドされながら、固定体６５６が位置する下方に変位する。

継断機構６（クラッチ）において、下ケース２４の底板部２８と可動板６５３との間には、第１歯車部材６１および第２歯車部材６２が軸線方向で重なるように配置されている。本形態において、第１歯車部材６１は下側（下ケース２４の底板部２８の側）に配置され、第２歯車部材６２は可動板６５３の側に配置されている。

第１歯車部材６１は、支軸５２０が嵌った第１筒部６１１と、第１筒部６１１の径方向外側に形成された大径の第２筒部６１２と、第１筒部６１１と第２筒部６１２とを繋ぐ円環状の底板部（図示せず）とを有しており、第２筒部６１２の外周面に大径歯車５２１が形成されている。第１歯車部材６１において、第１筒部６１１と第２筒部６１２との間には、第２筒部６１２の内周面から第１筒部６１１の外周面に向けて突出した係合板部６１３が複数枚、等角度間隔に形成されており、かかる係合板部６１３によって、係合部６３の係合凸部６３１が上向きに構成されている。ここで、係合板部６１３は、第１筒部６１１の外周面まで届いておらず、それ故、第１筒部６１１の周りには、円環状の溝６１５が形成されている。

第２歯車部材６２は、支軸５２０が嵌った第１筒部６２１と、第１筒部６２１の下端部で径方向外側に拡径する円環状のフランジ部６２２とを有しており、第１筒部６２１の外周面に小径歯車５２２が形成されている。また、第２歯車部材６２は、フランジ部６２２の径方向の外側端部から第１歯車部材６１に向けて突出した第２筒部６２３を有している。第２筒部６２３には、複数の溝６２４が等角度間隔に形成されており、かかる溝６２４によって、第１歯車部材６１の係合板部６１３（係合凸部６３１）が進入可能な係合部６３の係合凹部６３２が下向きに構成されている。

本形態において、係合凹部６３２は、下方で溝幅（径方向の寸法）が広く、上方で溝幅が狭くなっている。これに対して、係合凸部６３１は、上方で板厚（径方向の寸法）が薄く、下方で板厚が厚くなっている。従って、係合板部６１３（係合凸部６３１）が溝６２４（係合凹部６３２）に進入しやすく、かつ、進入し終えた状態では、十分な強度を有している。

第２歯車部材６２において、第２筒部６２３は、円環状のフランジ部６２２の径方向の外側端部から下方（第１歯車部材６１の側）に向けて突出しており、フランジ部６２２の下面において、径方向の内側部分は平坦面になっている。また、第１歯車部材６１において、係合板部６１３は、第１筒部６１１の外周面まで届いておらず、それ故、第１筒部６１１の周りには、円環状の溝６１５が形成されている。従って、支軸５２０に第１歯車部材６１および第２歯車部材６２を取り付ける際、第１歯車部材６１と第２歯車部材６２との間に、付勢部材６６（圧縮コイルバネ６６０）を圧縮した状態で配置すれば、付勢部材６６（圧縮コイルバネ６６０）は、第２歯車部材６２を解除方向Ｃ２に付勢することになる。

それ故、コイル６５９への給電を停止した状態において、第２歯車部材６２は、可動板６５３に当接する位置まで付勢部材６６によって上方（解除方向Ｃ２）に押し上げられているため、第１歯車部材６１と第２歯車部材６２とは、係合部６３での接続が解除されている。これに対して、コイル６５９への給電を開始すると、電磁石６５において可動板６
５３が下方（接続方向Ｃ１）に移動する。従って、第２歯車部材６２は、付勢部材６６の付勢力に抗して、可動板６５３によって下方に押し下げられる結果、係合部６３において係合板部６１３（係合凸部６３１）が溝６２４（係合凹部６３２）に進入する。その結果、第１歯車部材６１と第２歯車部材６２とは、係合部６３を介して機構的に接続される。

このようにして、継断機構６は、冷蔵庫１に対する電源供給が停止されたとき、伝達機構５による駆動力の伝達を自動的に断状態とするように構成されている。

（監視手段および扉位置監視手段の構成）
図８は、本発明を適用した扉開閉装置１０の扉位置監視手段７の説明図である。図９は、本発明を適用した扉開閉装置１０の扉位置監視手段に用いた連結部材７５等の説明図であり、図９（ａ）、（ｂ）は、連結部材７５と４番車５４との連結構造の説明図、および連結部材７５のポテンショメータ７１との連結部を拡大して示す説明図である。

図８に示すように、本形態の扉開閉装置１０には、扉３に対する駆動状態を監視する監視手段が設けられている。本形態において、監視手段は、図１に示す制御部８と、以下に説明する扉位置監視手段７とによって構成されており、扉位置監視手段７は、扉３の位置を監視する。本形態において、扉位置監視手段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７０を備えており、本形態において、角度位置検出手段７０は、ポテンショメータ７１からなる。ポテンショメータ７１は扉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、図８に示すように、下ケース２４において、４番車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２８４ａ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４番車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。本形態において、連結部材７５の連結部７６は板状であり、板厚方向に撓むことができる。

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７９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が形成されている。

図９に示すように、４番車５４は、外周面に歯５４０が形成された第１円筒部５４１と、第１円筒部５４１の径方向内側に第１円筒部５４１と同軸状に形成された第２円筒部５４２と、第１円筒部５４１と第２円筒部５４２とを繋ぐ円環状のフランジ部５４３とを有しており、第２円筒部５４２が下ケース２４の筒部２８４の外周面に回転可能に支持される。

第２円筒部５４２の径方向内側には、出力部材１３との結合部５４５が形成されており、結合部５４５の径方向内側には、ネジ５７が止められる第３円筒部５４６が形成されている。第３円筒部５４６の外周面には径方向外側に突出する係合凸部５４８が形成されており、かかる係合凸部５４８が連結部材７５の切り欠き７８に嵌っている。従って、４番車５４が回転すれば、連結部材７５が４番車５４と一体に回転するため、ポテンショメータ７１は、４番車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、４番車５４の位置（扉３の位置）の変化、４番車５４の速度（扉３の速度）の変化、４番車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、４番車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、４番車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、４番車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。

また、図８に示すように、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、４番車５４のフランジ部５４３の下面には、図９に示すように、第２円筒部５４２の径方向外側に突起５４９が形成されている。従って、４番車５４の回転可能な角度範囲（図８に矢印Ｒで示す）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。

（出力部材１３およびアーム１８の構成）
図３および図４に示すように、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１および扉開閉装置１０における扉３の開閉動作を示す説明図であり、扉３の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１および扉開閉装置１０に電源供給されている通常状態においても、利用者が指示スイッチ８０を操作するまでの間、制御部８はモータ５０および継断機構６の電磁石６５に対する通電を停止した状態にある。従って、指示スイッチ８０への操作が行われない限り、継断機構６の電磁石６５に通電されないため、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、利用者が指示スイッチ８０に対して閉操作すると、制御部８はモータ５０および継断機構６の電磁石６５に通電し、出力部材１３を時計周りＣＷに回転させる。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および電磁石６５への通電を切る。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１および扉開閉装置１０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、利用者が指示スイッチ８０に対して開操作すると、制御部８はモータ５０および継断機構６の電磁石６５に通電し、出力部材１３を反時計周りＣＣＷに回転させる。その結果、扉３は開方向に駆動され、図１０（ｃ）、（ｂ）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および電磁石６５への通電を切る。このようにして、制御部８は、ポテンショメータ７１での検出結果に基づいて、扉３の開方向へのモータ駆動や閉方向のへのモータ駆動を停止するタイミングを制御する。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。

なお、本形態では、利用者が指示スイッチ８０を操作した際に、モータ５０の通電と同時に電磁石６５に通電する構成であったが、冷蔵庫１および扉開閉装置１０に電源供給されている状態であれば、常時、電磁石６５に通電されている構成であってもよい。この場合、手動操作時、電磁石６５への通電が停止されるように構成される。

（停電時の動作）
このように構成した冷蔵庫１および扉開閉装置１０において、例えば、停電時等には、電磁石６５に通電されない状態となる。このため、２番車５２において第１歯車部材６１と第２歯車部材６２とにおける機構的な接続が解除される。従って、利用者が直接、扉３を開方向あるいは閉方向に動かしても、２番車５２より前段側（モータ５０側）からは負荷が加わらない。また、通常時においても、指示スイッチ８０への操作が行われない限り、電磁石６５に通電されないため、利用者が直接、扉３を開方向あるいは閉方向に動かしても、２番車５２より前段側（モータ５０側）からは負荷が加わらない。

（扉位置監視手段７の動作）
本形態では、通常動作時、図８等を参照して説明した扉位置監視手段７において、角度位置検出手段７０（ポテンショメータ７１）は、４番車５４の角度位置を検出し、かかる検出結果は、出力部材１３および扉３の位置に対応する。従って、制御部８は、扉３に対する開動作および閉動作を行っている間、角度位置検出手段７０（ポテンショメータ７１）からの出力に基づいて、扉３に対する駆動状態を監視することができる。例えば、制御部８は、扉３をモータ駆動している間、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）に基づいて、４番車５４の動き（扉３の動き）の反転の有無を監視することができる。従って、制御部８は、扉３の開き動作時にｄＶ／ｄｔが正から負に反転したときには、扉３が利用者の手と干渉して４番車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、制御部８は、扉３の閉じ動作時にｄＶ／ｄｔが負から正に反転したとき、扉３が利用者の手と干渉して４番車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。このような場合、制御部８は、モータ５０の駆動を停止する。また、制御部８は、継断機構６の電磁石６５への通電を停止することによって、伝達機構５による駆動力の伝達を切断する。なお、扉３をモータ駆動中、４番車５４の動き（扉３の動き）が停止した場合や、４番車５４の回転速度（扉３の開閉速度）が低下した場合に、扉３が利用者の手と干渉したとして、モータ５０や継断機構６の電磁石６５への通電を停止してもよい。

（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１０および冷蔵庫１において、駆動部２０は、モータ５０と、モータ５０の回転を出力部材１３に伝達する伝達機構５と、伝達機構５による駆動力の伝達を継断する継断機構６とを有している。このため、モータ５０側と出力部材１３側との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する際、継断機構６より前段側（モータ５０側）からは負荷が加わらないので、小さな力で扉３を開閉することができる。特に本形態では、伝達機構５には、ウォーム５９と、ウォーム５９に噛合するウォームホイール５１１とを用いているが、停電時等には、継断機構６が伝達機構５による駆動力の伝達を切断するため、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、継断機構６は、冷蔵庫１に対する電源供給が停止されたとき、伝達機構５による駆動力の伝達を自動的に断状態とする。このため、停電時、モータ５０側と出力部材１３側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、継断機構６として構成したクラッチにおいて、第１歯車部材６１と第２歯車部材６２との係合部６３は、第１歯車部材６１に形成された複数の係合凸部６３１と、第２歯車部材６２に形成された複数の係合凹部６３２とからなる。このため、第１歯車部材６１と第２歯車部材６２とが機構的に接続された状態と、機構的な接続が解除された状態との間の移動がスムーズである。また、クラッチ用駆動機構６４には電磁石６５が用いられているため、停電時、モータ５０側と出力部材１３側との機構的な接続が自動的に解除するのが容易である。また、電磁石６５は、第１歯車部材６１および第２歯車部材６２に対して径方向外側で隣り合う位置に配置されており、第１歯車部材６１および第２歯車部材６２に対して回転中心軸線Ｌ５２方向で重なる位置に電磁石６５を設ける必要がない。従って、第１歯車部材６１、第２歯車部材６２および電磁石６５を設けるスペースの回転中心軸線Ｌ５２方向における寸法が短く済むという利点がある。

また、扉３の位置を監視する扉位置監視手段７が設けられているため、例えば、モータ駆動によって扉３を駆動している途中において扉３が利用者の手等と干渉した際には、継断機構６によって、伝達機構５による駆動力の伝達を切断する等の対応を行うことができる。それ故、例えば、モータ駆動によって扉３を閉方向に駆動している際、本体２と扉３との間に利用者の手が挟まれた場合、継断機構６によって、伝達機構５による駆動力の伝達を切断する等の対応を行うことができ、扉３がそれ以上、モータ駆動されない。それ故、安全である。また、手動により扉３を開く際、小さな力で扉３を開くことができる。また、扉位置監視手段７は、伝達機構５に用いられた４番車５４の角度位置を検出する角度位置検出手段７０からなるため、駆動部２０において扉３の位置を監視することができる
。それ故、扉位置監視手段７を駆動部２０の外側に設ける必要がないので、冷蔵庫用扉開閉装置１０の小型化や構成の簡素化を図ることができる。

また、角度位置検出手段７０は、ポテンショメータ７１からなるため、簡素な構成で、４番車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。それ故、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、モータ５０や電磁石６５への通電を迅速に停止することができる。

また、４番車５４とポテンショメータ７１とは、連結部材７５の板状の連結部７６を介して連結されている。このため、組み立て誤差等によって４番車５４とポテンショメータ７１との間に位置誤差があっても、かかる位置誤差は、板状の連結部７６が撓むことによって吸収することができる。

（他の実施の形態）
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、扉位置監視手段７（角度位置検出手段７０）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、監視手段は、４番車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、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、モータ５０への通電を停止したが、扉３を開方向にモータ駆動している時に扉３が利用者の手と干渉したときには扉３を閉方向にモータ駆動し、扉３を閉方向にモータ駆動している時に扉３が利用者の手と干渉したときには扉３を開方向にモータ駆動してもよい。

１ 冷蔵庫
２ 本体（冷蔵庫本体）
３ 扉
５ 伝達機構
６ 継断機構
７ 扉位置監視手段
８ 制御部
９ 付勢手段
１０ 扉開閉装置（冷蔵庫用扉開閉装置）
１２ リンク機構
１３ 出力部材
１８ アーム
２０ 駆動部
２１ ケース
５０ モータ
５１ １番車
５２ ２番車
５３ ３番車
５４ ４番車
５８ 輪列
５９ ウォーム
６１ 第１歯車部材
６２ 第２歯車部材
６３ 係合部
６４ クラッチ用駆動機構
６５ 電磁石
６６ 付勢部材
６６０ 圧縮コイルバネ
８０ 指示スイッチ
７０ 角度位置検出手段
７１ ポテンショメータ
７５ 連結部材
７６ 連結部材の連結部
９１ 磁性体
９２ 永久磁石
５１１ ウォームホイール
６３１ 係合部の係合凸部
６３２ 係合部の係合凹部
６５３ 可動板

Claims (17)

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た駆動部と、
   前記冷蔵庫本体および前記扉のうちの他方側と前記駆動部とを接続し動力を伝達するリンク機構と、
   を有し、
   前記リンク機構は、前記駆動部に接続される出力部材と、前記出力部材に接続されるアームにより構成され、
   前記駆動部は、モータと、該モータの回転を前記出力部材に伝達する伝達機構と、該伝達機構による駆動力の伝達を継断する継断機構と、を有していることを特徴とする冷蔵庫用扉開閉装置。
2. 前記継断機構は、冷蔵庫に対する電源供給が停止されたとき、前記伝達機構による駆動力の伝達を自動的に断状態とす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. 前記継断機構は、前記伝達機構において、第１伝達部材と、該第１伝達部材に従動する第２伝達部材との機構的な連結を継断するクラッチであることを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
4. 前記クラッチは、前記伝達機構において、前記第１伝達部材として用いた第１歯車部材と、前記第２伝達部材として前記第１歯車部材に対して軸線方向で隣り合う位置に配置された第２歯車部材と、前記第１歯車部材と前記第２歯車部材との間に形成された係合部と、前記第２歯車部材を前記軸線方向のうち、前記第１歯車部材と前記係合部を介して機構的に接続する接続方向、および前記係合部での接続を解除する解除方向に駆動するクラッチ用駆動機構と、を有し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. 前記係合部は、前記第１歯車部材に形成された複数の係合凸部と、前記第２歯車部材に形成され、前記複数の係合凸部が各々、内側に進入可能な複数の係合凹部と、からなることを特徴とする請求項４に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
6. 前記クラッチ用駆動機構は、前記接続方向に前記第２歯車部材を駆動する電磁石と、前記接続方向および前記解除方向に前記第２歯車部材を付勢する付勢部材と、を有していることを特徴とする請求項４または５に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
7. 前記電磁石は、前記第１歯車部材および前記第２歯車部材に対して径方向外側で隣り合う位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
8. 前記扉に対する駆動状態を監視する監視手段を有す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. 前記監視手段は、前記扉の位置を監視する扉位置監視手段を備えていることを特徴とする請求項８に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
10. 前記扉位置監視手段は、前記伝達機構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を備えていることを特徴とする請求項９に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
11. 前記角度位置検出手段は、ポテンショメータからなることを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
12. 前記歯車と前記ポテンショメータとは、板状の連結部を介して連結されていることを特徴とする請求項１１に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
13. 前記扉位置監視手段は、少なくとも、前記扉が閉位置にあるか否か監視することを特徴とする請求項９乃至１２の何れか一項に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
14. 前記扉位置監視手段は、前記扉が閉位置、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を特徴とする請求項１３に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
15. 前記扉位置監視手段は、前記扉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ことを特徴とする請求項１４に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
16. 前記伝達機構は、ウォームと、該ウォームに噛合する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１乃至１５の何れか一項に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。
17. 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１６の何れか一項に記載の冷蔵庫用扉開閉装置。

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