(57)【要約】【課題】  メンテナンスが容易で、さらに動作時に大きな異音が発生しないなどの利点を備えた蓋材開閉装置を提供すること。【解決手段】  洗濯機などの蓋材を閉状態に保持するためのロックピン駆動ユニット１０は蓋材の側に配置されており、このロックピン駆動ユニット１０では、蓋材１と連動する連結軸３０、ダンパー機構４０、およびロックピン駆動機構５０がこの順に配置されている。蓋材１が閉まったとき、ステッピングモータ５１が動作してロックピン１４を、洗濯機本体側の形成されている係合穴に向けて直進させる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋材を移動させて機器本体の開口を開閉するための蓋材開閉装置であって、
ロックピンに略直線的な進退動作を行わせるロックピン駆動機構と、
前記ロックピンが前進したときに係合して前記蓋材を閉動作不能あるいは開動作不能に前記機器本体に保持する係合穴とを備え、
前記ロックピン駆動機構は前記蓋材側に取り付けられ、前記係合穴は前記機器本体側に形成されていることを特徴とする蓋材開閉装置。
【請求項２】
請求項１において、さらに、前記蓋材の開動作時または閉動作時の衝撃を緩衝するダンパ機構と、前記蓋材に開動作または閉動作を補助する力を付与するアシスト機構とを備えることを特徴とする蓋材開閉装置。
【請求項３】
請求項２において、前記蓋材は、少なくとも２つの部材から構成されているとともに、これらの部材がヒンジ結合された中折れ部を少なくとも１つ備え、
前記ロックピン駆動機構は、前記ロックピンが前記中折れ部の回転軸の軸方向に略直線的に進退可能な状態で前記中折れ部に取り付けられ、
前記ダンパ機構および前記アシスト機構は、前記中折れ部の回転軸と略同軸状に配置されていることを特徴とする蓋材開閉装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記ロックピン駆動機構は、前記ロックピンの駆動源としてモータを備えていることを特徴とする蓋材開閉装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、さらに、前記蓋材の位置を直接、あるいは間接的に検出する蓋材位置検出装置を備え、
当該蓋材位置検出装置は、前記蓋材が開位置と閉位置との間を移動する間に複数の信号を出力することを特徴とする蓋材開閉装置。
【請求項６】
請求項５において、前記蓋材位置検出装置は、光学センサと該光学センサにより位置検出される被検出体を備え、
該被検出体には、前記複数の信号を出力するための複数のスリット部が形成されていることを特徴とする蓋材開閉装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、さらに、前記蓋材の位置を直接、あるいは間接的に検出する蓋材位置検出装置を備え、
当該蓋材位置検出装置は、前記蓋材の開方向への動作時と閉方向への動作時とで異なる信号を出力することを特徴とする蓋材開閉装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記蓋材は、洗濯機の蓋であることを特徴とする蓋材開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機などの蓋材に対する蓋材開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洗濯機などの蓋に対する蓋材開閉装置では、蓋が不用意に開くと危険であるため、ロックピンに進退動作を行わせるソレノイドを備えたロック機構を洗濯機本体の側に設ける一方、蓋材の側にロックピンが係合する係合穴を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２７５４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ロックピン駆動機構を洗濯機本体の側に配置すると、ロックピン駆動機構が故障した場合に洗濯機本体の側においてカバーを外すなど、大掛かりな分解作業を行わなければならない。しかも、洗濯機本体の側には、多数の配線などが設けられているため、ロックピン駆動機構は、必ずしも手が届きやすい位置に配置されているとは限らない。このため、従来の蓋材開閉装置はメンテナンスに手間がかかるという問題点がある。
【０００４】
また、ロックピンの駆動源としてソレノイドを用いると、それが動作するたびに大きな異音が発生するという問題点がある。
【０００５】
さらに、確実なロックを行うには蓋材の位置を確実に検出し、それにタイミングを合わせてロックピン駆動機構を動作させる必要がある。このため、各部材の寸法精度や組み付け精度をかなり高い精度としておく必要があるなど、設計面および製造面での制約が大きいという問題点がある。とりわけ、中折れ部を介して接続した複数の部材で蓋材を構成し、蓋材の開閉時、中折れ部で各部材が折れ曲がるように構成したときには、誤差の許容範囲が極めて狭いため、上記の制約はより一層、大きなものとなってしまう。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、メンテナンスが容易な蓋材開閉装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、動作時に大きな異音が発生しない蓋材開閉装置を提供することにある。
【０００８】
さらに本発明の課題は、簡素な構成であっても、蓋材の位置を確実に検出可能な蓋材開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、蓋材を移動させて機器本体の開口を開閉するための蓋材開閉装置であって、ロックピンに略直線的な進退動作を行わせるロックピン駆動機構と、前記ロックピンが前進したときに係合して前記蓋材を閉動作不能あるいは開動作不能に前記機器本体に保持する係合穴とを備え、前記ロックピン駆動機構は前記蓋材側に取り付けられ、前記係合穴は前記機器本体側に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、ロックピン駆動機構が蓋材の側に配置されているため、ロックピン駆動機構が故障した場合に蓋材の方でロックピン駆動機構を修理すればよい。その際、蓋材は、機器本体と比較して構造が簡素であるため、ロックピン駆動機構を機器本体側に配置した場合と比較してメンテナンスを容易に行える。また、ロックピンは略直線的な進退動作を行うため、ロックピン駆動機構が故障した場合であっても、ロックピンと係合穴との係合を容易に解除できる。
【００１１】
本発明において、さらに、前記蓋材の開動作時または閉動作時の衝撃を緩衝するダンパ機構と、前記蓋材に開動作または閉動作を補助する力を付与するアシスト機構とを備えることが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記蓋材は、少なくとも２つの部材から構成されるとともに、これらの部材がヒンジ結合された中折れ部を少なくとも１つ備え、前記ロックピン駆動機構は、前記ロックピンが前記中折れ部の回転軸の軸方向に略直線的に進退可能な状態で前記中折れ部に取り付けられ、前記ダンパ機構および前記アシスト機構は、前記中折れ部の回転軸と略同軸状に配置されていることが好ましい。
【００１３】
本発明において、前記ロックピン駆動機構は、前記ロックピンの駆動源としてモータを備えていることが好ましい。このように構成すると、ロックピンの駆動源としてソレノイドを用いた場合と比較して動作の際に発生する音が小さいという利点がある。
【００１４】
本発明において、さらに、前記蓋材の位置を直接、あるいは間接的に検出する蓋材位置検出装置を備え、当該蓋材位置検出装置は、前記蓋材が開位置と閉位置との間を移動する間に複数の信号を出力することが好ましい。このように構成すると、蓋材の位置を確実に監視できるので、各部材の寸法精度や組み付け精度をかなり高い精度としなくても、ロックを確実に行うことができる。
【００１５】
本発明において、前記蓋材位置検出装置は、光学センサと該光学センサにより検出される被検出体を備え、該被検出体には、前記複数の信号を出力するための複数のスリット部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、蓋材が移動した際、複数のパルスが出力されるので、パルス数を監視するだけで蓋材の位置を正確に検出できる。
【００１６】
本発明において、さらに、前記蓋材の位置を直接、あるいは間接的に検出する蓋材位置検出装置を備え、当該蓋材位置検出装置は、前記蓋材の開方向への動作時と閉方向への動作時とで異なる信号を出力することが好ましい。このように構成すると、蓋材が開方向および閉方向のいずれの方向に移動しているか判別できるので、それに連動した動作を機器本体側で行うのに便利である。
【００１７】
本発明において、前記蓋材は、例えば、洗濯機の蓋である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、ロックピン駆動機構が蓋材の側に配置されているため、ロックピン駆動機構が故障した場合に蓋材の方でロックピン駆動機構を修理すればよい。その際、蓋材は、機器本体と比較して構造が簡素であるため、メンテナンスを容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明を適用した蓋材開閉装置を説明する。
【００２０】
（全体構成）
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明が適用された蓋材開閉装置の使用形態の一例を示す説明図である。図２は、本発明の蓋材開閉装置に用いたロックピン駆動ユニットの外観を示す側面図である。図３は、図２に示すロックピン駆動ユニットの断面図である。図４は、図２に示すロックピン駆動ユニットに構成したロックピン駆動機構の輪列の展開図である。図５は、図２に示すロックピン駆動ユニットに搭載された光学式の蓋材位置検出装置の説明図である。図６は、図５に示す光学式の蓋材位置検出装置の具体的構成を示す説明図である。
【００２１】
図１（Ａ）に示す蓋材１は、洗濯機の開口（図示せず）を開閉する手動式の蓋材であり、基端側部材１１と先端側部材１２とがヒンジ結合された中折れ部１３を備えている。従って、蓋材１が中折れ部１３で延びて基端側部材１１と先端側部材１２が展開した状態で洗濯機の開口を塞ぐ一方、図１（Ｂ）に示すように、基端側部材１１と先端側部材１２が中折れ部１３で折れ曲がった状態で洗濯機の開口を開放することができる。このような開動作の際、基端側部材１１は、その端部に形成されている回転中心軸１６周りに回転して起立するとともに、先端側部材１２の端部に形成されているピン１７が洗濯機の開口付近でガイドされる。
【００２２】
ここで、蓋材１に対しては、以下に詳述する蓋材開閉装置２が構成され、この蓋材開閉装置２では、図１（Ａ）に示すように蓋材１が平伏した状態で、図１（Ｃ）に示すように、蓋材１の中折れ部１３から側方にロックピン１４が出現し、洗濯機の開口部に形成されている係合穴１５に嵌るようになっている。従って、蓋材１が不用意に空くことがないので、洗濯機の安全性が高い。
【００２３】
本形態において、蓋材開閉装置２は、蓋材１の中折れ部１３に配置されたロックピン駆動ユニット１０と、洗濯機本体側（機器本体側）の係合穴１５とから構成されており、ロックピン駆動ユニット１０は、図２および図３に示すように、基端側カバー２１、ケース２２、および先端側カバー２３からなるユニットケース２０を有している。これらの部材は、タップネジ２４で連結され、タップネジ２４によって、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す蓋材１の中折れ部１３の回転軸に対して、基端側部材１１の側にユニットケース２０を同軸状に取り付けるようになっている。また、基端側カバー２１内には連結軸３０が同軸状に配置されており、この連結軸３０は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す先端側部材１２の側に機構的に連結される。
【００２４】
図３に示すように、ロックピン駆動ユニット１０は、ユニットケース２０内の基端側から先端側に向けて、連結軸３０、ダンパー機構４０、およびロックピン駆動機構５０がこの順に配置されている。また、連結軸３０の周囲には、一端が基端側カバー２１に連結され、他端が連結軸３０に連結されたコイルバネ（ねじりバネ）からなるアシストバネ３８（アシスト機構）が配置され、アシストバネ３８は、蓋材１の開方向および閉方向のうち、大きなトルクを必要とする方向、本形態では、蓋材１を中折れ部１３で折り曲げる方向の付勢力を連結軸３０に加えている。
【００２５】
ダンパー機構４０は、連結軸３０の端部に同軸状に配置されたインナー部材４１と、このインナー部材４１の周囲を囲むアウター部材４２と、インナー部材４１とアウター部材４２とによって区画された空間を塞ぐ封止部材４３とを備えており、これらの部材４１、４２、４３によって区画された空間内には、オイルやエアーなどといった流体が充填されている。ここで、インナー部材４１は、連結軸３０に連結されて一体に回転可能である一方、アウター部材４２は、ケース２２に固定されている。また、アウター部材４２には、蓋材１が閉方向に操作された際に連結軸３０が回転する方向に対して大きな流体圧を印加する一方、蓋材１が開方向に操作された際に連結軸３０が回転する方向には流体圧を印加しない弁機構（図示せず）が構成されている。
【００２６】
図３および図４に示すように、ロックピン駆動機構５０は、駆動源としてのステッピングモータ５１と、このステッピングモータ５１に対する制御ＩＣ５８と、ステッピングモータ５１の回転軸に固着されたピニオン５２と、このピニオン５２に大径歯車がかみ合う第１減速車５３と、この第１減速車５３の小径歯車に大径歯車が噛み合う第２減速車５４と、この第２減速車５４の小径歯車に大径歯車が噛み合う出力車５５とからなる輪列を有している。また、ロックピン駆動機構５０は、出力車５５のピニオン５６に噛み合うラック５７を備えており、このラック５７の先端部には、図１（Ｃ）を参照して説明したロックピン１４が固着されている。従って、ロックピン駆動機構５０において、ステッピングモータ５１が正回転すると、ロックピン１４は、図３に一点鎖線で示す位置まで直線的に前進する一方、ステッピングモータ５１が逆回転すると、ロックピン１４は、図３に実線で示す位置まで後退する。なお、ロックピン１４に対しては、マグネットおよびホールＩＣなどを利用したロックピン位置検出装置５９が構成されている。
【００２７】
また、ロックピン駆動ユニット１０は、図２のＢ−Ｂ線で示す位置に、図５および図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す蓋材位置検出装置６０を備えている。この蓋材位置検出装置６０は、蓋材１の展開あるいは折り曲げ角度に応じて連結軸３０の角度位置が変化することを検出して、蓋材１の位置を検出するものであり、連結軸３０と一体に回転する遮光板６１と、基端側カバー２１内に固定されたフォトインタラプタ６２とから構成されている。このフォトインタラプタ６２は、遮光板６１の位置を光学的に検出する。すなわち、連結軸３０の角度位置によって、フォトインタラプタ６２の光路が遮光板６１で遮られているときにはフォトインタラプタ６２からの出力信号はローレベルになる一方、フォトインタラプタ６２の光路から遮光板６１が退避したときにはフォトインタラプタ６２からの出力信号はハイレベルになる。従って、フォトインタラプタ６２からの出力により、遮光板６１の位置、すなわち、連結軸３０の角度位置を検出できるので、蓋材１の位置（姿勢）を検出することができる。
【００２８】
（動作および本形態の効果）
このように構成した蓋材開閉装置２において、図１（Ａ）に示すように蓋材１が平伏して洗濯機本体の開口が塞がれている状態から洗濯機本体の開口を開ける際、利用者が洗濯機本体のパネルを操作すると、ステッピングモータ５１が逆回転してロックピン１４が後退する。従って、利用者は、蓋材１を中折れ部１３で折り曲げれば、図１（Ｂ）に示すように、蓋材１が移動して洗濯機本体の開口が開放される。その際、アシストバネ３８は、連結軸３０を介して蓋材１を中折れ部１３で折り曲げる方向に付勢しているので、小さな力で蓋材１を押し曲げることができる。
【００２９】
これに対して、図１（Ｂ）に示すように蓋材１が折り曲がって洗濯機本体の開口が開放されている状態から洗濯機本体の開口を塞ぐ際、利用者は、蓋材１を中折れ部１３で押し広げて蓋材１を平伏させる。その際、蓋材１には、連結軸３０を介してダンパー機構４０の流体圧が加わっているので、蓋材１が急激に平伏することがない。
【００３０】
また、蓋材１が平伏していく際、連結軸３０が回転するので、蓋材位置検出装置６０からの出力は、図６（Ｃ）に示すように変化する。そして、蓋材１が平伏して、蓋材位置検出装置６０からの出力が、例えばローレベルになると、ロックピン駆動機構５０においてステッピングモータ５１が正回転し、ロックピン１４が前進する。その結果、ロックピン１４が洗濯機本体の係合穴１５と係合する。それ故、蓋材１が不用意に開くことがない。
【００３１】
このように、本形態の蓋材開閉装置２では、ロックピン駆動ユニット１０（ロックピン駆動機構５０）は蓋材１の側に取り付けられ、係合穴１５は洗濯機本体側に形成されている。このため、ロックピン駆動機構５０に故障が発生した場合に蓋材１の方でロックピン駆動機構５０を修理すればよい。その際、蓋材１は、洗濯機本体と比較して構造が簡素であるため、ロックピン駆動機構５０を機器本体側に構成した場合と比較してメンテナンスを容易に行える。特に本形態では、ロックピン１４が直進的な進退動作を行うため、ロックピン駆動機構５０に故障した場合であっても、ロックピン１４と係合穴１５との係合を容易に解除できる。
【００３２】
また、本形態では、蓋材１の閉動作時の衝撃を緩衝するダンパ機構４０が形成されているので、蓋材１の破損などを防止できる。さらに、蓋材１の開動作を補助する力を付与するアシストバネ３８が付加されているので、小さな力で蓋材１を開くことができる。しかも、本形態では、ダンパ機構４０およびアシストバネ３８は、中折れ部１３の回転軸と略同軸状に配置されたロック駆動ユニット１０内に構成されている。このため、蓋材１の方にロックピン駆動機構５０に加えてダンパ機構４０やアシストバネ３８を付加しても蓋材１が大型化することはない。
【００３３】
さらにまた、本形態では、ロックピン１４の駆動源としてステッピングモータ５１を用いているため、ソレノイドを用いた場合と比較して動作の際に発生する音が小さいという利点がある。
【００３４】
（光学式の蓋材位置検出装置６０の改良例）
図７および図８は、図５および図６に示す光学式の蓋材位置検出装置の改良例を示す説明図である。上記形態では、光学式の蓋材位置検出装置６０として、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、蓋材１が開位置と閉位置の間を移動する間にハイレベルとローレベルの２つのレベルに切り換るものを用いたが、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転方向に複数のスリット部６３が形成された遮光板６２を用いることが好ましい。このような構成の蓋材位置検出装置６０を用いた場合には、フォトインタラプタ６２からの出力信号は、図７（Ｃ）に示すように、複数のパルスが含まれることになる。それ故、例えば、図７（Ｂ）に示すように、多数のスリット部６３のうち、回転方向の途中位置のスリット部６３がフォトインタラプタ６２の光路と重なったときを蓋材１が平伏したタイミングと判別するように構成した場合には、パルスの数を監視するだけで、蓋材１が閉位置に移動したことを正確に検出することができる。それ故、ロックピン駆動ユニット１０を構成する部材の寸法精度や組み付け精度が多少、低い場合でも、蓋材１の位置を正確に検出することができるので、精度の高いタイミングでロックピン１４を動作させることができる。また、蓋材１の位置に連動して洗濯機本体の側で各種動作を行うことも可能である。
【００３５】
また、光学式の蓋材位置検出装置６０として、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、遮光板６２に外周縁から切り込んだスリット状の切欠き６４において２つの辺部分の角度を相違させた蓋材位置検出装置６０を用いてもよい。このように構成すると、図８（Ｄ）に示すように、フォトインタラプタ６２からの出力信号に含まれるパルスは、その立ち上がり部分と立ち上がり部分とで変化が相違する。このため、蓋材１が開方向に移動しているのか、閉方向に移動しているのかを検出することができる。それ故、蓋材１の移動方向に連動して洗濯機本体の側で各種動作を行うことも可能である。
【００３６】
なお、図７に示す構成と図８に示す構成とを組み合わせた蓋材位置検出装置６０を用いてもよい。
【００３７】
（蓋材位置検出装置６０のその他の例）
図９は、図２に示すロックピン駆動ユニットに搭載可能な磁気方式の蓋材位置検出装置の説明図であり、蓋材位置検出装置６０としては、連結軸３０に連結されて連結軸３０と一体に回転するマグネット６６と、基端側カバー２１内に固定されたホールＩＣ６７とを用いた磁気方式の蓋材位置検出装置６０を用いてもよい。
【００３８】
［その他の実施の形態］
本発明を適用した蓋材開閉装置２のロックピン駆動ユニット１０（ロックピン駆動機構）は、洗濯機の開口に対する蓋材１の開閉に限らず、各種機器での蓋材の開閉に用いることができる。また、蓋材１として中折れタイプのものに限らず、蓋材が一体構造のものに対して本発明を適用してもよい。さらに、ロックピン駆動ユニット１０（ロックピン駆動機構）は、蓋材１が閉位置にあるときロックピン１４を係合穴１５に係合させたが、蓋材１が開位置にあるときロックピン１４を係合穴１５に係合させて開状態を保持する構成であってもよい。さらにまた、アシストバネ３８（アシスト機構）も、蓋材１を閉方向に移動させる際に補助する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明が適用された蓋材開閉装置の使用形態の一例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る蓋材開閉装置に用いたロックピン駆動ユニットの外観を示す側面図である。
【図３】図２に示すロックピン駆動ユニットの断面図である。
【図４】図２に示すロックピン駆動ユニットに構成したロックピン駆動機構の輪列の展開図である。
【図５】図２に示すロックピン駆動ユニットに搭載された光学式の蓋材位置検出装置の説明図である。
【図６】図５に示す光学式の蓋材位置検出装置の具体的構成を示す説明図である。
【図７】図５に示す光学式の蓋材位置検出装置の改良例を示す説明図である。
【図８】図５に示す光学式の蓋材位置検出装置の別の改良例を示す説明図である。
【図９】図２に示すロックピン駆動ユニットに搭載可能な磁気方式の蓋材位置検出装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  蓋材
２  蓋材開閉装置
１１  基端側部材
１２  先端側部材
１３  中折れ部
１４  ロックピン
１５  係合穴
１０  ロックピン駆動ユニット
２０  ユニットケース
３０  連結軸
３８  アシストバネ（アシスト機構）
４０  ダンパー機構
５０  ロックピン駆動機構
５１  ステッピングモータ
６０  蓋材位置検出装置
６１  遮光板
６２  フォトインタラプタ
６３  スリット部
【図１】
2005278778.tif 000003
【図２】
2005278778.tif 000004
【図３】
2005278778.tif 000005
【図４】
2005278778.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005278778.tif 000008
【図７】
2005278778.tif 000009
【図８】
2005278778.tif 000010
【図９】
2005278778.tif 000011