(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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たモータと、前記ハウジングに内挿され、回転不可で、かつ進退可能なナットと、このナットに螺合され、モータの駆動力により回転されるねじ軸と、前記ナットをその突出方向に所定の力で付勢された第１のスプリングと、前記モータと前記ハウジングの底部間に付勢されて収容された第２のスプリングとを備え、これらを前記ハウジング内に軸方向直列に配設し、前記モータを進退自在とすると共に、このモータの正逆回転で前記ナットを進退させたことを特徴とするドアオープナー。
【請求項２】
前記モータが後退することによりスイッチが入り、逆回転するように設定された請求項１に記載のドアオープナー。
【請求項３】
前記スイッチが、前記ハウジングの底部に弾性部材を介して設けられた接点と、前記モータの後端部に設けられた接点とからなる請求項２に記載のドアオープナー。
【請求項４】
前記第１のスプリングが、前記第２のスプリングよりもばね係数が小さく設定されている請求項１乃至３いずれかに記載のドアオープナー。
【請求項５】
前記ナットが射出成形可能な合成樹脂からなる請求項１乃至４いずれかに記載のドアオープナー。
【請求項６】
前記モータに流れる電流を検出してモータの駆動を制御する制御器が設けられている請求項１乃至５いずれかに記載のドアオープナー。
【発明の詳細な説明】
【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（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。
【０００６】
【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。
【０００７】
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。
【０００８】
【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たモータと、前記ハウジングに内挿され、回転不可で、かつ進退可能なナットと、このナットに螺合され、モータの駆動力により回転されるねじ軸と、前記ナットをその突出方向に所定の力で付勢された第１のスプリングと、前記モータと前記ハウジングの底部間に付勢されて収容された第２のスプリングとを備え、これらを前記ハウジング内に軸方向直列に配設し、前記モータを進退自在とすると共に、このモータの正逆回転で前記ナットを進退させる構成とした。
【０００９】
このようにモータと直列配列され、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。さらに、ナットに衝撃荷重等の外力が生じても、ナットおよびモータがスプリングにより弾性支持されているため、それを緩衝することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記モータが後退することによりスイッチが入り、逆回転するように設定すれば、ナットが後退してナットやモータには大きな衝撃力はかからず、またモータの過負荷を防止できる。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明のように、前記スイッチを、前記ハウジングの底部に弾性部材を介して設けられた接点と、前記モータの後端部に設けられた接点とからなる構成とすればスイッチに衝撃力は生じない。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、前記第１のスプリングが、前記第２のスプリングよりもばね係数が小さく設定されているので、ナットがドアに当接した時、ねじ軸の回転に伴い、ナットを付勢している第１のスプリングが突出力として働いて、モータの駆動力をアシストする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明のように、前記ナットが射出成形可能な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し、量産性があって低コストが図れる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明のように、モータに流れる電流を検出してモータの駆動を制御する制御器を設けることにより、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、予め設定した閾値以上の電流が流れた場合、モータを停止させるのでモータに過負荷が生じない。
【００１５】
【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、本発明に係るドアオープナーの縦断面図を示す。
【００１６】
図１において、ドアオープナー１は、モータ２と、有底で円筒状のハウジング３に収容され、モータ２の回転が伝達されるねじ軸４と、このねじ軸４に螺合され、ハウジング３に内挿されたナット５と、このナット５とハウジング３の肩部３ａ間に収容された第１のスプリング６と、ハウジング３の底部３ｂとモータ２間に収容された第２のスプリング７を備えている。なお、モータ２はこの第２のスプリング７によって後退可能に弾性支持されている。ねじ軸４の外周には螺旋状のねじ溝４ａが形成され、ナット５の内周に形成されたねじ溝５ａに摺接し、モータ２の回転がナット５の直線運動に変換される。ねじ軸４はＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなり、ナット５は、自己潤滑性を有し、低摩擦、耐摩耗性に富んだＰＰＳ（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５はこれ以外にポリイミド系やＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）系樹脂をベースにした合成樹脂製で形成しても良い。こうした滑りねじ機構は静寂な上に小型化ができ、防錆性を有しているため、高い直線変換機構が得られる。また、モータ容量に応じてねじ溝４ａのリード角を適宜設定することにより、ナット５の最適な突出力と突出速度を得ることもできる。
【００１７】
ナット５の外周にはストッパーピン５ｂが植設され、ハウジング３の内周に軸方向に延びるスリット３ｃに係合されている。こうしてナット５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。５ｃはナット５の先端開口に装着された止め栓で、中空のナット内部を密閉する。一方、ねじ軸４は、モータ２の出力軸２ａに結合されているため、モータ２と一体に進退可能に、かつ回転可能に構成されている。
【００１８】
図１はナット５が最後部に退避した状態（下死点）を示し、図２はねじ軸４のねじ溝４ａとナット５のねじ溝５ａとの係合状態を示す部分拡大図である。第１のスプリング６は付勢されて収容されている。また第２のスプリング７も付勢されて収容されているため、この第２のスプリング７のばね力ｗにより、モータ２はハウジング３の肩部３ａに常に当接されている。こうした第１スプリング６のばね力Ｗと第２のスプリング７のばね力ｗは、Ｗ＞ｗの関係になるように設定されている。すなわち、第１にスプリング６は第２のスプリング７よりも小さいばね係数に設定されており、ナット５には常に突出方向の予圧Ｗが付与されている。この予圧により、ねじ溝４ａの第１フランク面ｆ１にねじ溝５ａの第１フランク面Ｆ１が所定の圧力で当接している。一方、ねじ溝４ａの第２フランク面ｆ２とねじ溝５ａの第２フランク面Ｆ２間には数十μｍ程度の軸方向すきまδが形成されている。
【００１９】
ねじ溝４ａ、５ａはリード角が５°以下に形成されているため、ナット５に軸方向力が負荷されてもねじ軸４を回転させる力には変換されない。すなわち、ナット５はねじ軸４上を滑ることはない。したがって、ナット５の進退はモータ２の回転角のみに依存している。
【００２０】
次に冷蔵庫のドアの開放ユニットとして、ドアオープナーの動作説明を行う。
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４が回転を始めるとナット５が突出する。この時、第１のスプリング６のばね力Ｗはねじ軸４によって支持され、図２に示すようにねじ溝４ａの第１フランク面ｆ１とねじ溝５ａの第１フランク面Ｆ１が当接している。ナット５がドア（図示せず）に当接するとナット５は停止し、ねじ軸４の回転に伴い、ねじ溝４ａの第１フランク面ｆ１とねじ溝５ａの第１フランク面Ｆ１とが離反しようとする。この時、第１のスプリング６のばね力Ｗがドアを開放する力として作用する。したがって、モータ２は非力なもので良く、小型のモータを使用でき、減速機も不要とすることができるため、ドア開放ユニットの軽量コンパクト化が図れる。
【００２１】
冷蔵庫のドアは、密封性を高めるために磁力によってパッキンされると共に、半ドア防止のために自動閉鎖機構が設けられているため、ドア開放の初期は大きな力が必要となるが、前述したようにこの初期段階では第１のスプリング６のばね力Ｗでドアが開放される（図３参照）。
【００２２】
一旦ドアが開放されて第１のスプリング６が自由長を超えた場合は、今度はねじ溝４ａの第２のフランク面ｆ２とねじ溝５ａの第２のフランク面Ｆ２とが当接してモータ２の回転だけでナット５が突出し、ドアが開放されることになる（図４参照）。
【００２３】
図４はナット５が最前部に突出した状態（上死点）を示しているが、この時、ナット５に植設されたストッパーピン５ｂがハウジング３のスリット３ｃの端部に当接してナット５の動きは停止される。一方、モータ２の回転によりねじ軸４がさらに回転させられるため、ストッパーピン５ｂの反力を受けてモータ２とねじ軸４は一体となって第２のスプリング７を圧縮させて後退していく。
【００２４】
モータ２の後端部には接点２ｂが設けられている。またハウジング３の底部３ｂにはスプリング等の弾性部材８を介してピン９が進退可能に装着されている。このピン９の先端には接点９ａが設けられており、この接点９ａと接点２ｂとで逆転スイッチＳＷが構成されている。前述したように、モータ２が第２のスプリング７に抗して後退していくとこれらの接点２ｂと接点９ａが接触し、逆転スイッチＳＷが入ってモータ２が逆回転を始める。モータ２の逆回転によってナット５は後退し、図１に示す下死点位置まで後退する。
【００２５】
ドア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、このような場合も前述したようにモータ２が後退して逆転スイッチＳＷが入ってモータ２は逆回転を始める。したがって、第１のスプリング６と第２のスプリング７が緩衝ばねとなって、ナット５やモータ２には大きな衝撃力はかからず、モータ２の過負荷が防止できる。さらに、モータ２の電流値が検出され、予め設定された閾値よりも大きな電流が流れると、モータ２が停止されるように制御回路が設けられているため、モータ２の過負荷が防止され、耐久性を向上させることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
【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▼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、また、モータ、滑りねじを直列配列させたため、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。
▲２▼また、ナットを付勢するスプリングをハウジング内に収容させ、モータ容量に応じてこれらのばね力を適宜設定することにより、プッシャの最適な突出力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。
▲３▼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、ナットおよびモータがスプリングで弾性支持されているため、衝撃力を緩衝することができ、さらにモータが後退しスプリングが圧縮されることで逆転スイッチが自動的に入りモータを逆回転させるようにしたため、滑りねじやモータには大きな衝撃力はかからず、モータの過負荷を防止でき、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】本発明に係るドアオープナーの実施形態を示す縦断面図
【図２】ねじ溝の係合状態を説明するための部分拡大断面図
【図３】本発明に係るドアオープナーのナット中間点を示す縦断面図
【図４】本発明に係るドアオープナーのナット上死点を示す縦断面図
【符号の説明】
１・・・・・ドアオープナー
２・・・・・モータ
２ｂ・・・・接点
３・・・・・ハウジング
３ａ・・・・肩部
３ｂ・・・・底部
３ｃ・・・・スリット
４・・・・・ねじ軸
４ａ・・・・ねじ溝
５・・・・・ナット
５ａ・・・・ねじ溝
５ｂ・・・・ストッパーピン
５ｃ・・・・止め栓
６・・・・・第１のスプリング
７・・・・・第２のスプリング
８・・・・・弾性部材
９・・・・・ピン
９ａ・・・・接点
ｆ１・・・・第１のフランク面
Ｆ１・・・・第１のフランク面
ｆ２・・・・第２のフランク面
Ｆ２・・・・第２のフランク面
Ｗ・・・・・ばね力
ｗ・・・・・ばね力
δ・・・・・軸方向すきま
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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