| 【発明の名称】 |
動作補助装置及び冷蔵庫 |
| 【発明者】 |
【氏名】松島 俊治
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| 【要約】 |
【課題】減速輪列やモータのロックに起因するメカ的な故障が発生しにくく、安定したスリップ動作を得ることができる動作補助装置及び該装置を使用した冷蔵庫の提供。
【解決手段】モータ７の駆動力を歯車輪列８を介して受けてスライド移動し、開閉部材４に当接することにより、開閉部材の動作を補助する突き出し部材９を有し歯車輪列には、モータの出力軸７ａにスリップ機構を介して一体回転可能に連結されたウォーム１３が設けられ、スリップ機構は、一端が出力軸に係止され他端が自由端とされたコイルバネ２６と、出力軸と一体的にコイルバネ２６が回転する際、コイルバネとの間に摩擦力が発生するようにウォームに形成された壁部１３ｅとから構成し、モータ側から突き出し部材９側への伝達トルクが所定値以下の場合には摩擦力により出力軸とウォームとが一体回転し、所定値を超えた場合には出力軸の回転がウォームへ伝達されない。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 モータの駆動力を歯車輪列を介して受けることによってスライド移動して、開閉部材に直接または間接的に当接可能な突き出し部材を有し、上記突き出し部材のスライド動作により上記開閉部材の動作を補助する動作補助装置であって、上記歯車輪列に、上記モータの出力軸にスリップ機構を介して一体回転可能に連結されたウォームを備え、上記スリップ機構を、一端が上記出力軸に直接もしくは間接的に係止され他端が自由端とされたコイルバネと、上記出力軸と一体的に上記コイルバネが回転する際、このコイルバネとの間に摩擦力が発生するように上記ウォームに形成された壁部とから構成し、上記モータ側から上記突き出し部材側への伝達トルクが所定値以下の場合には上記摩擦力により上記出力軸と上記ウォームとが一体回転し、上記突き出し部材側の負荷が増大し上記伝達トルクが所定値を超えた場合には上記コイルバネがスリップし、上記モータの出力軸の回転が上記ウォームへ伝達されないようにしたことを特徴とする動作補助装置。
【請求項２】 前記ウォームの一端に孔部を形成してこの孔部内壁を前記スリップ機構の壁部とし、上記孔部内壁に前記コイルバネを圧入により嵌め込んだことを特徴とする請求項１記載の動作補助装置。
【請求項３】 前記突き出し部材が所定の位置までスライド移動した後、前記突き出し部材と前記モータとの連結関係を解除する解除手段と、この解除手段によって解除された前記突き出し部材をスライド移動前の位置に復帰させる突き出し部材復帰手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の動作補助装置。
【請求項４】 開閉部材を、冷蔵庫本体に磁気的作用を利用して吸着保持された扉もしくは引き出しとし、請求項１，２または３項記載の動作補助装置の前記突き出し部材が、上記開閉部材を上記磁気的作用によっては動作しない範囲まで動かすことができるように取り付けられたことを特徴とする冷蔵庫。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫等に設置された旋回式の扉や引き出しの前面等、筐体の内部空間を外部に開放したり、外部から遮断する開閉部材に適用されるもので、当該開閉部材の動作を補助する動作補助装置及び該装置を使用した冷蔵庫に関する。
【０００２】
【従来の技術】旋回式の扉や引き出し等のついた家電製品や家具などにおいて、扉や引き出しの前面を筐体本体側にマグネットなどの磁気的作用を利用して保持させるものがある。このような扉や引き出し（以下、開閉部材という）は、閉じる寸前にマグネットの磁気吸引力により筐体本体側に吸引されるため、小さな力で確実に閉めることができ、また、閉まった状態では一定の閉じ力で閉じ状態が保持される。したがって、多少の振動などがあっても自然に扉や引き出しが開いてしまうというような不都合も解消できることから多くの製品に適用されている。
【０００３】この種の開閉部材は、閉じ状態を確実に保持するという要素と、容易な開操作が可能という両方の要素を満たす必要があるが、確実な閉じ状態の保持という観点から考えると、或る程度の閉じ力を持たせる必要性は否めない。したがって、一定以上の閉じ力を持ちながら、容易に開けられるような開閉機構とすることが望まれる。
【０００４】そこで、このような面倒な操作を少しでも容易なものとするための装置として、本出願人は、特開平４−１７５４８号公報記載のモータアクチュエーターを開発した（図６参照）。このモータアクチュエーターは、モータ５１と、モータ５１の駆動力を減速して伝達する減速機構５２と、この減速機構５２の最終段のピニオン５３に噛合するラック５４を有するロッド５５と、ロッド５５の位置を検出するための位置検出手段５６と、これらの部材を収納するケース５７と、を有している。なお、減速機構５２には、減速比を高めるため、ウォーム６１とウォームホイール６２とが設けられている。
【０００５】このモータアクチュエーターは、扉（図示省略）に設けたスイッチ機構にユーザーが触れると、モータ５１が通電され、モータ５１の駆動力によりロッド５５を前方へスライド移動させるようになっており、このロッド５５の前方へのスライド移動を利用して、前方に配置される扉の開動作を補助するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなモータアクチュエーターでは、扉の開動作を補助した後、前方にロッドが残ったままになっていると、ユーザーが扉を閉めた際に、扉に押されてロッドがケース内に戻ってくる。そのため、ロッドの戻り方向へのスライド移動によって、減速輪列が無理に回転しようとし、減速輪列の各歯車を破損してしまうおそれが生じる。
【０００７】そのため、このような装置では、減速輪列中の歯車にスリップ機構を備えたり、あるいは駆動力が一方向（ロッドを前進させる方向）にのみ伝達されるクラッチ機構を備えたりすることが考えられる。これらを組み込めば、前方へ残っているロッドがケース内へ押し戻されたとしても、組み込んだスリップ機構部分等で歯車等が空回り等することにより、押し込まれた力が逃げて、減速輪列やモータ等の内部機構を傷めないものとなる。また、図６に示すモータアクチュエーターでは、モータ５１を両方向回転とし、ロッド５５を前進させた後、モータ５１を逆回転させてロッド５５を引き戻している。
【０００８】しかしながら、上述のクラッチ機構は、単に、前方で停止している（開いた状態となっている）扉を閉める際に後方にスライド移動する突き出し部材からの力を空転させて減速輪列等のロックを回避する部材であるため、突き出し部材側から力がかけられたときに同時にモータ側からも力がかけられている場合（モータ駆動中に逆側からの力が発生した場合）は、やはり減速輪列等を破壊してしまう恐れが生じる。すなわち、モータを駆動し突き出し部材を前方へ移動させている最中に、突き出し部材を扉や手等で押さえて、逆方向に戻そうとすると、モータはその力に抗して回転を継続し、減速輪列やモータのロックを引き起こして、重大な破損が生じるおそれがある。
【０００９】このような問題は、図６に示すような両方向回転可能なモータ５１を使用するモータアクチュエーターにおいても発生する。また、上述したような過負荷の発生時に、モータの駆動を停止させるような駆動回路を設けることも考えられるが、駆動回路が複雑なものとなり、故障の原因となり易くなるだけでなく、モータのコストが上昇するという問題も生じる。
【００１０】また、歯車に設けるスリップ機構は過負荷によってスリップする機構であり、モータ側から力がかけられているときに突き出し部材側からの力が入るとスリップし減速輪列等の破損が生じないものとなるが、部品点数が多くなり、組み立て性が悪くなる。しかも、スリップ力を一定して保つことが困難で、繰り返しの動作にてスリップ力が変化しがちとなる。
【００１１】本発明は、モータの駆動により突き出し部材を前方へ動作させている最中に、開閉部材等により逆方向への力が歯車輪列に伝達されたとしても、減速輪列やモータがロックを起こすことなく、その結果、扉や突き出し部材や装置の内部機構のメカ的な故障が発生しにくく、安定したスリップ動作を得ることができる動作補助装置及び該装置を使用した冷蔵庫を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するため、本発明は、モータの駆動力を歯車輪列を介して受けることによってスライド移動して、開閉部材に直接または間接的に当接可能な突き出し部材を有し、突き出し部材のスライド動作により開閉部材の動作を補助する動作補助装置であって、歯車輪列に、モータの出力軸にスリップ機構を介して一体回転可能に連結されたウォームを備え、スリップ機構を、一端が出力軸に直接もしくは間接的に係止され他端が自由端とされたコイルバネと、出力軸と一体的にコイルバネが回転する際、このコイルバネとの間に摩擦力が発生するようにウォームに形成された壁部とから構成し、モータ側から突き出し部材側への伝達トルクが所定値以下の場合には摩擦力により出力軸とウォームとが一体回転し、突き出し部材側の負荷が増大し伝達トルクが所定値を超えた場合にはコイルバネがスリップし、モータの出力軸の回転がウォームへ伝達されないようになっている。
【００１３】上述の動作補助装置によれば、モータの出力軸とウォームとの間に、所定値以上の伝達トルクによりスリップするコイルバネを利用したスリップ機構を備えているため、突き出し部材に逆方向（押し戻す方向）の力が加わった際に、その力をスリップ機構部分で空転させることができる。そのため、そのような場合に減速輪列やモータにロックを生じさせず、歯車の破損等の故障を防止することができる。
【００１４】なお、モータを駆動し突き出し部材を前方へスライド移動させている最中に、開閉部材や手等により突き出し部材を逆方向に押し戻す動作を行うと、モータが突き出し部材側からの逆方向の力に抗して駆動を継続し、その駆動トルクは徐々に上昇する。従来の動作補助装置は、このような状況によって故障が発生し易いが、本発明の動作補助装置では、モータの駆動トルクが所定値を超えると、モータの出力軸と一体的に回転するコイルバネによる摩擦力が低くなり、モータの出力軸とウォームとの摩擦力による結合が解かれるようになっている。その結果、このような状況が発生すると、モータの出力軸が歯車輪列に対して独立して空回りすることとなり、減速輪列及びモータにロックが発生せず、内部機構の破損等が生じないこととなる。
【００１５】また、他の発明は、上述の発明に加えて、ウォームの一端に孔部を形成してこの孔部内壁をスリップ機構の壁部とし、孔部内壁にコイルバネを圧入することにより嵌め込んでいる。そのため、上述の作用を有する動作補助装置のウォームと出力軸との係脱可能とするスリップ機構部分を、コイルバネを若干収縮させた状態でウォームに形成した孔部内に圧入することにより、容易に組み立てられることが可能となる。
【００１６】また、他の発明は、上述の発明に加えて、突き出し部材が所定の位置までスライド移動した後、突き出し部材とモータとの連結関係を解除する解除手段と、この解除手段によって解除された突き出し部材をスライド移動前の位置に復帰させる突き出し部材復帰手段とを備えている。
【００１７】そのため、上述のスリップ機構の作用、すなわち、突き出し部材の前方へのスライド動作中に、突き出し部材に押し戻す方向への力が加えられたとしても内部機構がロックしないという作用に加えて、通常動作時（動作中に無理な力を加えたり、あるいはモータや駆動回路やその他の部材の故障等により突き出し部材が突き出しの途中位置で停止してしまうような場合を除く）には、前方へ突き出した突き出し部材を、動作終了後には、開閉部材や手やモータ駆動等に頼らずに元の位置へ戻すことができる。そのため、通常使用時における動作が、よりスムーズなものとなる。
【００１８】また、他の発明の冷蔵庫は、開閉部材を、冷蔵庫本体に磁気的作用を利用して吸着保持された扉もしくは引き出しとし、上述の動作補助装置の突き出し部材が、開閉部材を磁気的作用によっては動作しない範囲まで動かすことができるように取り付けられている。
【００１９】このように構成すると、本装置を取り付けた冷蔵庫が、僅かな力で扉や引き出しを開けることが可能となると共に、閉じ状態では確実に冷気を庫内に閉じ込めることが可能となる。しかも、突き出し部材の動作中に、誤って扉を閉める動作を行ったとしても本装置が故障しない冷蔵庫となる。さらに、扉等を開ける際に突き出てくる突き出し部材を、複雑な回路や構成等を設けることなく、また扉等を閉めるだけで内部機構等を故障させずに容易に原点位置へ復帰させることができ、コストの低減が可能となると共に、冷蔵庫内の狭い部分にも容易に取り付けることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態における動作補助装置について、図１から図５に基づき説明する。なお、本実施の形態では、動作補助装置を冷蔵庫に取り付けたものとして説明するが、本発明は、特に、冷蔵庫に取り付けるものに限定されるものではない。
【００２１】動作補助装置１は、図１に示すように、筐体としての冷蔵庫２のフレーム３の扉４と対向する位置に備えられており、前方に配置された開閉部材としての扉４の開動作の補助を行う装置となっている。なお、扉４は、冷蔵庫２に形成された冷蔵室５の開放端部分を開放／閉塞するためのものとなっており、冷蔵室５の開放端の一部に一端が回動自在に支持されている。
【００２２】そして、扉４の他端には、吸着マグネット６が備えられている。この吸着マグネット６は、閉塞時に冷蔵庫２本体の冷蔵室５の開放端の一部に磁気的作用を利用して扉４を吸着保持させるためのものとなっており、これによって扉４で冷蔵室５を完全に密封できるようになっている。
【００２３】動作補助装置１は、図２及び図３に示すように、ＤＣモータ（以下、単にモータという）７と、モータ７の駆動力を伝達する歯車輪列８と、歯車輪列８を介して受けるモータ７の駆動力によってスライド移動して扉４に当接可能な突き出し部材９と、これらの各部を内部に収納するケース１０と、を有している。
【００２４】モータ７は、ケース１０内に形成されたモータ保持部１１内に保持されている。このモータ保持部１１は、モータ７を取り囲むように形成されている。モータ７の出力軸７ａは、モータ保持部１１からケース１０の内部空間内に突出している。なお、モータ７は、複数本からなるリード線１２により電源及び制御手段を兼ねた外部の制御装置（図示省略）と接続されており、この制御装置によって制御駆動されるようになっている。
【００２５】モータ７の出力軸７ａのモータ保持部１１から突出している部分には、歯車輪列８の一部を構成するウォーム１３が、スリップ機構を介して一体回転可能に取り付けられている。このスリップ機構は、ウォーム１３側の負荷が所定値以下の場合には、摩擦力を利用して出力軸７ａとウォーム１３とを一体回転させ、ウォーム１３側の負荷が所定値を超えた場合には摩擦力による一体化が働かず、モータ７は空回りするようになっている。なお、詳細な構成に関しては、後述する。
【００２６】このウォーム１３は、歯車輪列８の最初段の歯車となっている。そのため、通常の動作時においては、モータ７が駆動されると、出力軸７ａとウォーム１３とが一体回転し、その回転が歯車輪列８を介して突き出し部材９へ伝達されるようになっている。
【００２７】歯車輪列８は、上述した最初段となるウォーム１３と、ウォーム１３と噛合する大径のウォームホイール１５ａを有する第１歯車部１５と、第１歯車部１５の小径の送り歯車１５ｂと噛合する大径の受け歯車１６ａを有する第２歯車部１６と、第２歯車部１６の小径の送り歯車１６ｂと噛合する大径の受け歯車１７ａを有する第３歯車部１７と、第３歯車部１７の小径の送り歯車１７ｂと噛合すると共に突き出し部材９のラック歯部９ａと噛合している伝達歯車１８から構成されている。
【００２８】ウォーム１３は、上述したようにモータ７の出力軸７ａに固定されていると共に、先端部分をケース１０の側壁内側に形成された軸受け部２０に回転自在に支承されている。このウォーム１３は、図４に示すように、ウォームホイール１５ａと係合する歯１４を有する軸部１３ａと、軸部１３ａの一端側に形成されたスリップ機構収納部１３ｂとを有している。なお、このウォーム１３の歯１４は、進み角αが約２０度に形成されている。そのため、突き出し部材９をケース１０内に押し戻すことにより入力されるウォームホイール１５ａ側からの逆回転方向の力を受けて、ウォーム１３が逆回転できるものとなっている。なお、この進み角α＝２０度という値に関しては、種々変更可能であるが、進み角αは、ウォームホイール１５ａ側からの力に対しウォーム１３が逆回転可能な程度に大きく形成されていればよい。
【００２９】スリップ機構収納部１３ｂは、軸部１３ａに連続する斜面部１３ｃと、この斜面部１３ｃに連続する大径部１３ｄとを有している。大径部１３ｄの端面には、スリップ機構を構成する各部材を収納しかつ自らもスリップ機構の一部となっている円形の孔部１３ｅが設けられている。そして、この孔部１３ｅの底面の中心部分には、出力軸７ａの先端部分を収納するための小径の中心孔１３ｆが設けられている。
【００３０】このような構造を有するウォーム１３の孔部１３ｅ内には、モータ７の出力軸７ａとウォーム１３とを一体回転可能に連結するためのスリップ機構を構成する各部材が収納される。スリップ機構は、上述の孔部１３ｅと、モータ７の出力軸７ａに圧入等により挿通固定された円盤状の連結板２５と、この連結板２５に一端が係止され他端が自由端とした状態でウォーム１３の孔部１３ｅ内に圧入により嵌め込まれたコイルバネ２６とから構成されている。そして、スリップ機構は、モータ７の出力軸７ａが回転する際に発生するコイルバネ２６の外周面と孔部１３ｅの内壁との摩擦力を利用するものとなっている。
【００３１】すなわち、モータ７が駆動されると、出力軸７ａが回転する。これによって、出力軸７ａに圧入固定された連結板２５も出力軸７ａと一体回転する。この連結板２５には、コイルバネ２６の一端を係止するための係止溝２５ａが設けられており、この係止溝２５ａに係止されたコイルバネ２６の一端も、出力軸７ａ及び連結板２５と同方向に回転し始める。なお、コイルバネ２６は、出力軸７の回転方向と同方向に巻回されており、出力軸７ａと連結板２５とが一体的に回転することによって一端が引っ張られて径を縮める方向に力が加わる。しかしながら、コイルバネ２６の孔部１３ｅに対する摩擦力は、突き出し部材９を駆動して扉４の開動作の補助を行う際のモータ７のトルク（力）に比して大きく設定されている。そのため、通常の動作時においては、コイルバネ２６はスリップすることがない。
【００３２】この結果、通常動作では、ウォーム１３の孔部１３ｅの内壁とコイルバネ２６の外周面との間の摩擦力によって、ウォーム１３がモータ７の出力軸７ａと一体的に回転する。そのため、モータ７の駆動力が、ウォーム１３を最初段とする歯車輪列８を介して突き出し部材９へ伝達され、突き出し部材９がスライド移動し、扉４の開動作の補助を行うことができるようになっている。
【００３３】なお、本実施の形態では、上述したようにウォーム１３の歯１４の進み角αが、２０度に設定されている。そのため、本実施の形態では、通常動作（突き出し部材９を前方へスライド移動させる動作）終了後、モータ７の駆動を停止するが、その後は扉４の閉動作や手等で突き出し部材９をケース１０内に容易に戻すことができる。その際は、上述のスリップ機構はスリップせず、ウォーム１３とモータ７の出力軸７ａとは一体的に逆回転することとなる。このような突き出し部材９を通常の戻し動作（モータ７の駆動終了後に扉４を閉める等の動作）によりケース１０内に戻す動作の場合は、ウォーム１３及び出力軸７ａが歯車輪列８の他の歯車と同様に回転するため内部機構にロックは生じないこととなる。
【００３４】一方、突き出し部材９がスライド移動中に扉４を閉めてしまったり、あるいは手で突き出し部材９の先端部分をケース１０内へ押し戻そうとしたりするような動作、すなわち、異常な戻し動作を行うと、突き出し部材９には歯車輪列８の各歯車を逆方向に回転させようとする力が発生する。そのとき、モータ７は、その力に抗して歯車輪列８の各歯車を正常な方向に回転させ突き出し部材９を前方へ押し戻そうとして駆動を継続する。このような状態となると、従来の装置では歯車輪列やモータのロックが発生し歯車輪列やモータを損傷してしまうおそれが生じるが、本発明の動作補助装置１では、このような状況に応じて上述のスリップ機構が働き、歯車輪列８やモータ７のロックが回避される。
【００３５】すなわち、モータ７の駆動により突き出し部材９を動作させている最中、突き出し部材９側から過大な逆方向の力がモータ７側に伝達されてくると、モータ７はその力に抗してさらにトルクを上昇させながら出力軸７ａ及び連結板２５を回転させる。そして、モータ７側から突き出し部材９側への伝達トルク、すなわちウォーム１３側の負荷が所定値（コイルバネ２６と孔部１３ｅとの間の摩擦力）を超えると、コイルバネ２６がスリップし始める。これによって、モータ７の出力軸７ａの回転がウォーム１３側へ伝達されなくなる。
【００３６】この結果、上述したような状況、すなわち動作中の突き出し部材９にケース１０内に押し戻される力が加えられる状況において、モータ７はスリップ機構の働きによって空回りし、この空回りしている間に突き出し部材９はケース１０内の所定の位置（一番奥まで押し戻された位置）まで戻されることとなる。そのため、このような状況下においても、内部機構を破壊することのない信頼性の高い装置とすることができる。
【００３７】上述したようなスリップ機構をウォーム１３とモータ７の出力軸７ａとの間に設けた歯車輪列８は、通常の動作時、モータ７が駆動されると、ウォーム１３が出力軸７ａと一体的に回転し、その回転が第１、第２、第３の歯車部１５，１６，１７を経て、最終歯車となる伝達歯車１８に伝達されるようになっている。そして、伝達歯車１８が回転することによって、突き出し部材９を前方へスライド移動させるようになっている。なお、図３に示すように、第１歯車部１５は第１の軸３１に、第２歯車部１６は第２の軸３２に、第３歯車部１７は、第３の軸３３にそれぞれ回転自在に支持されている。また、最終段歯車となる伝達歯車１８は、ケース１０に設けられた突起状の軸部５０に回転自在に支持されている。
【００３８】突き出し部材９は、伝達歯車１８と係合し、モータ７の駆動力を受けることにより、ケース１０の上下に形成されたガイドレール３７，３７（図３参照）に案内されて、図２において矢示Ａ方向にスライド移動可能となっている。突き出し部材９は、矢示Ａ方向にスライド移動することによって、先端部分がケース１０から外部へ突出するようになっている。このケース１０から突出する部分には、上述した扉４が配置されている。すなわち、この突き出し部材９は、モータ７の駆動力で前方（図２において矢示Ａ方向）へスライド移動することにより、扉４に当接し扉４を開方向（図２において矢示Ｂ方向）に突き出すものとなっている。
【００３９】なお、突き出し部材９の先端部分は、突き出し部材９が最奥部に引っ込んだ状態でケース１０と略面一となるように配置される。この突き出し部材９の配置に関しては、突き出し部材９と扉４との配置関係、及びモータ７の始動時から突き出し部材９を扉４へ当接させるまでの時間制御の関係等、種々の関係により適宜変更可能である。また、本実施の形態では、突き出し部材９を、扉４に直接当接可能なものとしているが、突き出し部材９は、何らかの部材を介し間接的に扉４に当接可能なものとしてもよい。
【００４０】そして、動作補助装置１は、突き出し部材９の前方へのスライド動作により、扉４の全動作範囲のうちの所定範囲の動作を補助するものとなっている。すなわち、突き出し部材９が扉４の内側にぶつかりながらさらにスライド動作することによって扉４を押し出す。扉４は吸着マグネット６の磁気的作用である磁気吸引力により冷蔵庫２本体側に引き付けられているが、動作補助装置１が、磁気吸引力によって引き付けられない位置まで扉４を押し出す。なお、本実施の形態では、このように磁気的作用によっては扉４が動作しない範囲まで扉４を動かすものとしているが、本発明は、特に、マグネットの吸着力を使用する扉に使用する場合に限られるものではなく、バネ等で閉じ力を生成しているものや、マグネット、バネ等の閉じ力を持たないものにも適用することができる。
【００４１】このように、モータ７の回転駆動力によって突き出し部材９を移動させることによって、扉４を冷蔵庫２本体への吸着保持から解除させる。なお、この動作補助装置１は、扉４を冷蔵庫２の前方へのみ動作させる装置となっている。したがって、扉４をこの動作補助装置１によって前方へ駆動し、その後、ユーザーが手動で扉４を開いて冷蔵室５内に食品等を出し入れした後は、ユーザーが、手動によって扉４を閉じるものとなっている。そして、その閉じ動作により突き出し部材９がスライド移動前の元の位置に戻されるようになっている。
【００４２】また、ケース１０は、図３に示すように、２つのケース半体１０ｃ，１０ｄを４つのボルト１０ｅ等で固定するようにして構成され、上述したように、モータ７や歯車輪列８や突き出し部材９等を内部に収納する箱形状のものとなっている。すなわち、ケース１０は、各部材を取り付けるための面（底面及び蓋となる面）と、各部材を囲む面（側壁）とを有している。
【００４３】このケース１０の内部には、歯車輪列８の各歯車をそれぞれ回転自在に支承するための機構、具体的には、第１の軸３１の両端をそれぞれ支持する固定部１０ｆ，１０ｇや、第２の軸３２の両端をそれぞれ支持する固定部１０ｈ，１０ｊや、第３の軸３３の両端をそれぞれ支持する固定部１０ｋ，１０ｍなどが設けられている。
【００４４】上述したように構成された本実施の形態の動作補助装置１は、冷蔵庫２の扉４を駆動するために、冷蔵庫２のフレーム３に着脱自在にネジ止め固定されるようになっている。この冷蔵庫２は、図１に示すように、前面に旋回式の扉４を有すると共に内部に飲料製品等の冷蔵保存の必要な食品類を保存するための冷蔵室５を有している。扉４には、扉４を開ける際にユーザーが握って手前に引くための引き用把手３５が設けられており、この引き用把手３５の一部にユーザーが引き用把手を掴んだことを検知するセンサー３６が備えられている。
【００４５】また、冷蔵庫２は、冷凍食品等を収納するための引き出し３９と、この引き出し３９を収納するための収納スペース４０と、野菜等の食品等を収納するための引き出し４１と、この引き出し４１を収納するための収納スペース４２を有している。すなわち、冷蔵庫２は、冷蔵室５、冷凍室及び野菜室の３つの室を有する筐体となっている。そして、冷蔵室５と収納スペース４０との間には仕切り４３が、収納スペース４０，４２の間には仕切り４４がそれぞれ設けられている。
【００４６】なお、この冷蔵庫２は、扉４を動作補助装置１で前方へ押し出すものとなっているが、上述した引き出し３９，４１を前方へ押し出すものとして使用してもよい。
【００４７】また、冷蔵庫２は、１つの扉４と２つの引き出し３９，４１を有する筐体となっているが、扉を２つ以上としたり、引き出しを１つまた３つ以上としても良い。また、扉が２つ以上設けられていたり、引き出しが３つ以上設置されている場合、動作補助装置１を扉の数及び引き出しの数を足した数と同じ数だけ配置し、全ての扉及び引き出しをそれぞれ駆動するようにしても良いし、また一部の扉もしくは引き出しのみを駆動するように動作補助装置１を配置しても良い。
【００４８】なお、本実施の形態では、ユーザーが扉４を開こうとしているのを検知するためにセンサー３６をタッチセンサーで構成したが、タッチセンサーの代わりに圧電素子や赤外線による検知手段等、他の検知手段を設けるようにしてもよい。
【００４９】次に、上述した本実施の形態の動作補助装置１を用いて、冷蔵庫２の扉４の動作を補助するための動作について、以下に説明する。なお、扉４は、吸着マグネット６によって冷蔵室５の開放端に吸着保持されている。
【００５０】ユーザーが冷蔵庫２の扉４を開けようとして、引き用把手３５を握ると、引き用把手３５に設けられたセンサー３６がこの接触を検知して信号を制御装置（図示省略）が受け取り、制御装置から動作補助装置１のモータ７に電力が供給される。
【００５１】モータ７に電力が供給されると、モータ７の出力軸７ａが回転する。この動作は、通常の動作であり、このときのモータ７側からウォーム１３側への伝達トルクは所定値以下であるため、出力軸７ａと連結板２５を介して一体的に回転するコイルバネ２６はスリップを起こさない。そのため、ウォーム１３は、このコイルバネ２６と摩擦力によりモータ７の出力軸７ａと一体的に回転する。ウォーム１３が回転すると、この回転は、第１、第２、第３歯車部１５，１６，１７を介して伝達歯車１８へ伝達され、伝達歯車１８が図２において矢示Ｃ方向に回転する。
【００５２】この伝達歯車１８の矢示Ｃ方向への回転は、突き出し部材９のラック歯部９ａに伝達される。これにより、突き出し部材９が、矢示Ａ方向にスライド移動し、突き出し部材９の先端が扉４にぶつかりながら扉４を矢示Ａ方向へ押し出す。この結果、扉４は、吸着マグネット６の位置保持力に抗して、前方へ動作させられる。なお、モータ７への電力の供給が所定時間行われ、突き出し部材９が所定位置まで動作した後には、モータ７への電力の供給を停止させる。これにより、突き出し部材９による扉４の開動作補助の一連の動作は終了し、ユーザーは、マグネットの保持力の影響のない状態の扉４を軽い力で開き、冷蔵室５の内部の物を取り出したり等した後、扉４を閉める動作を手動で行う。
【００５３】その際、突き出し部材９は、先程の扉４を押し出す動作終了後の状態、すなわちケース１０から先端部分を大きく前方へ突き出した状態となっている。そのためユーザーが扉４を閉めることにより、扉４が突き出し部材９の先端部分にぶつかることとなる。これにより、突き出し部材９は、逆方向にスライド移動し、その力が伝達歯車１８に伝わり伝達歯車１８を逆回転させる。この結果、歯車輪列８の各歯車は、それぞれ扉４の動作補助を行う際とは反対方向への回転を行うこととなるが、上述したようにウォーム１３の進み角αが大きく形成されているため、ウォーム１３はウォームホイール１５ａの逆回転に従動して逆回転をする。
【００５４】このとき、上述したようにモータ７は既に停止した状態となっているので、モータ７側からは駆動力が発生しておらず、また、通常の戻し動作であるため突き出し部材９側からの伝達トルクも所定値以下のトルクであるため、ウォーム１３と摩擦状態となっているコイルバネ２６はスリップを起こさず、ウォーム１３とモータ７の出力軸７ａとは一体的に回転する。その結果、歯車輪列８の各歯車及びモータ７は、ロックを発生することなく、軽い力でそれぞれ逆回転する。このため、ユーザーは、軽い力で扉４を閉めるだけで、扉４が突き出し部材９をケース１０内に押し込むことができ、扉４による冷蔵室５の密閉状態が可能となる。
【００５５】なお、突き出し動作中に扉４を強引に閉じようとする等の異常動作が発生した場合は、駆動を継続中のモータ７から突き出し部材９側への伝達トルクが所定値を超えた時点で上述したスリップ機構のコイルバネ２６がスリップを起こす。すなわち、突き出し部材９側及びモータ７側の双方向からの力によって生ずるトルクがコイルバネ２６の摩擦力を超えるとスリップが生ずる。そのため、モータ７が空転する。この結果、突き出し部材９側及びモータ７側の双方向からの力により歯車輪列８がロックを発生させて内部機構を破損するという故障が生じにくいものとなっている。なお、強引に閉じようとした状態の扉４から手を離すと、モータ７から突き出し部材９側への伝達トルクは異常状態を脱して通常の状態に戻るため、モータ７の駆動による扉４の動作補助は再開されることとなる。
【００５６】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに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において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施の形態では、動作補助装置１を冷蔵庫２に取り付けたが、特にこれに限定されるものではなく、他の筐体、例えば、箪笥や机等のスライド式の引き出しを有するものや、金庫等の旋回式の扉を有するものに取り付けても良い。
【００５７】また、上述の実施の形態の動作補助装置１は、冷蔵庫２のフレーム３の扉４の上端に対向する位置にのみ取り付けられているが、例えば、仕切り４３にも取り付けて、上下の動作補助装置１で協働させるようにしてもよい。
【００５８】また、上述の実施の形態では、モータ７の出力軸７ａに連結板２５を介して間接的にコイルバネ２６の一端を係止させているが、直接出力軸７ａにコイルバネ２６の一端を係止させるようにしても良い。さらに、上述の実施の形態では、コイルバネ２６の巻き方向をモータ７の出力軸７ａの回転方向と同方向とし、出力軸７ａの回転でコイルバネ２６の径が縮む方向に力が加わるように構成されているが、巻き方向を逆とし、出力軸７ａの回転でコイルバネ２６の径が広がる方向に力が加わるようにしてもよい。なお、その場合は、コイルバネ２６の内側にウォーム１３側の摩擦用の壁部を配置することとなる。
【００５９】さらに、上述した実施の形態の動作補助装置１は、扉４を動作補助した後のケース１０より先端部分を突き出した状態の突き出し部材９を、扉４を閉めることによって元の位置へ戻すようになっているが、図５に示すように、突き出し部材復帰手段としてのコイルバネ４６をケース１０内に備え、コイルバネ４６の付勢力によって強制的に突き出し部材９を元の位置へ戻すようにしてもよい。
【００６０】すなわち、図５に示す動作補助装置１の構成は、ケース１０の内部に、上述した実施の形態と同様、モータ７と、ウォーム１３を最初段とする歯車輪列８と、歯車輪列８の最終段歯車に係合する突き出し部材９が備えられており、さらに上述した突き出し部材９を元の位置に復帰させるためのコイルバネ４６が設けられている。なお、突き出し部材９には、原点位置（スライド移動前の位置）でケース１０内に保持されるための金属製のプレート４８が、ケース１０には金属製のプレート４８を吸着保持するマグネット４７がそれぞれ設けられている。そして、コイルバネ４６で勢い良く原点位置に戻されてくる突き出し部材９を確実に原点位置に保持するようになっている。しかしながら、このような原点位置に保持するための構成はなくても良い。
【００６１】また、歯車輪列８の最終段歯車は、図５に示すように、突き出し部材９のラック歯部９ａと係合する第１区間４９ａと、ラック歯部９ａとの係合が外れる第２区間４９ｂとを有し、第１区間４９ａで突き出し部材９と係合しながら突き出し部材９をスライド移動させ、第２区間４９ｂで突き出し部材９との係合を外すことにより突き出し部材９とモータ７との連結状態を解除する解除手段となる係脱歯車４９としてもよい。このような歯車を最終段歯車とすると、動作補助後は、突き出し部材９を歯車輪列８の負荷なくスムーズにコイルバネ４６の付勢力で元の位置へ戻すことが可能となる。しかしながら、最終段歯車を上述の実施の形態のように常時突き出し部材９と係合している伝達歯車１８のような歯車で構成してもよい。
【００６２】コイルバネ４６は、ケース１０と突き出し部材９とに挟まれた位置に配置され、一端をケース１０のドア４と対向する側の内壁１０ａから突出した突出部１０ｂに係止させていると共に、他端を突き出し部材９に嵌合されたマグネット４７に対するヨークとなる金属製のプレート４８に当接させている。そして、コイルバネ４６は、突き出し部材９が、図５において矢示Ａ’方向にスライド移動されると、プレート４８に押されて収縮して、突き出し部材９を原点位置へ復帰させるための付勢力を貯える。なお、このコイルバネ４６を収縮させるのに必要なトルクは、モータ７の通常時のトルクより弱いトルクに設定されており、コイルバネ４６はモータ７により突き出し部材９をスライド移動させることにより容易に収縮するものとなっている。
【００６３】このようなコイルバネ４６が収縮した状態で、突き出し部材９と係脱歯車４９との係合が外れ、モータ７の駆動力の伝達が絶たれると、コイルバネ４６の付勢力（復元力）によって突き出し部材９が原点位置まで戻されることとなる。なお、原点位置まで戻された突き出し部材９は、金属製のプレート４８がケース１０内に配置されるマグネット４７に吸着されることにより、ケース１０内の原点位置で保持されることとなる。なお、プレート４８とマグネット４７との関係は、逆、すなわち突き出し部材９にマグネットを備え、ケース１０に金属製のプレートを配置することにより、突き出し部材９の原点位置での保持をするようにしてもよいし、双方マグネットとしてもよい。
【００６４】さらに、コイルバネ４６は、突き出し部材９の前方へのスライド移動によって収縮して付勢力を貯えるのではなく、伸張することにより縮み方向への付勢力を貯えるもので構成されてもよい。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の動作補助装置によれば、モータの出力軸とウォームとの間に所定値以上の伝達トルクによりスリップするコイルバネを利用したスリップ機構を備えているため、突き出し部材に逆方向（押し戻す方向）の力が加わった際に、その力をスリップ機構部分で空転させることができることから減速輪列やモータにロックを生じさせないものとなる。特に、モータを駆動し突き出し部材を前方へスライド移動させている最中に、開閉部材や手等により突き出し部材を逆方向に押し戻す動作が行われた場合、従来の構成では内部機構の故障が発生し易いが、本発明の動作補助装置では、このような状況においても、モータの出力軸が歯車輪列に対して独立して空回りすることにより、減速輪列及びモータにロックが発生せず、内部機構の破損等が生じないこととなる。
【００６６】また、ウォーム部分にコイルバネを組み込むという小型で簡単な構成であり、部品点数が少なくなり、しかもコイルバネとウォームの組み合わせにより、任意かつ安定したスリップ力を得ることができる。このため、モータのトルクに合わせたスリップ力を容易に得られると共に長期間安定したスリップ力を得ることができる。
【００６７】このため、多少手荒い取り扱いをしたとしても、故障の発生しにくい安全性の高い動作補助装置となる。さらに、本装置の内部機構をもってすれば、スリップ機構やクラッチ機構等のロック防止機構や、モータを逆回転させる制御駆動回路や、さらには突き出し部材の位置検知用の部材等、種々の部材を設ける必要が無くなり、部品コストや組み立てコスト等を抑えた安価な動作補助装置とすることが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２２３３
【氏名又は名称】株式会社三協精機製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年６月１０日（１９９９．６．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８７８５９
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 秀治
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４６５４２（Ｐ２０００−３４６５４２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１６４３９６ |
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