JP2001008408A - 動作補助装置 - Google Patents
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Abstract
逆方向へ押し込むことを可能とする。 【解決手段】 モータ7の駆動力を歯車輪列8を介して
受けることによって前方へスライド移動して、開閉部材
4に当接可能な突き出し部材9を有し、この突き出し部
材9のスライド動作により開閉部材4の動作補助を行う
ようになっており、歯車輪列8には、モータ7の駆動力
により回転するウォーム30、及びウォーム30と噛み
合いウォーム30の回転力を突き出し部材9側へ伝達す
るウォームホイール31aが設けられている。突き出し
部材9に外力が加わり、ウォーム30に逆回転方向への
力が加わった際、ウォーム30がこの力を受けて逆回転
可能となるように、ウォーム30の歯の進み角を大きく
形成している。
Description
れた旋回式の扉や引き出しの前面部等、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
装置に関する。
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。
いる開閉部材は、通常では、それほど苦にならずに開け
られるが、たとえば、両手に物を持っていて、僅かな力
で開閉部材を開けようとする場合、簡単には開かないと
いうことが生じる。特に、腕力・握力の低下した高齢者
にとっては開けることが困難な場合もある。
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。
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8参照)。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、減速輪列52中に、ウォーム61とウォーム
ホイール62とが設けられている。
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。
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
ザーが扉を閉める際、その扉に押されてロッドがケース
内に戻ろうとするが、減速輪列を構成する歯車同士の摩
擦抵抗が大きく、スムーズに戻ることができない。その
ため、ユーザーは、扉を閉める際に、かなり大きな力で
閉めなければならない。また、歯車同士が完全にロック
してしまった場合には、各歯車の係合部分に無理な力が
働いて、減速輪列の各歯車を破損してしまうおそれが生
じる。
ーターでは、減速比を高めるため、ウォーム61とウォ
ームホイール62との組み合わせを減速歯車中に組み込
むことが多いが、ウォーム61とウォームホイール62
との組み合わせ部分は、摩擦抵抗が非常に大きくウォー
ムホイール62からウォーム61への逆回転は出来ない
のが普通である。そのため、本装置に何らかの措置を施
さないと、ロッドを戻すことが出来ない。
1を両方向回転にするのが一般的である。また、他の機
構としては、減速輪列に遊星歯車等を利用するクラッチ
機構を備えたり、あるいはロッドが押し戻されることに
より発生する過大な力がスリップする板バネ部材等を歯
車に組み込んだスリップ機構等を設けたりすることが考
えられる。これらを減速輪列中に組み込めば、前方へ残
っているロッドをケース内へ押し戻した際のロッドの逆
方向への動作により減速輪列に駆動力が伝達されても、
クラッチ機構やスリップ機構部分でその力が空転する。
そのため、各歯車間にロックが起こらず、減速輪列の各
歯車が破損されない。
能なものとすると、制御が複雑となり、故障し易いもの
となると共にモータ自体の価格と相まって装置が高価格
化してしまう。また、遊星歯車等を利用するクラッチ機
構や、板バネ部材を組み込んだ歯車を利用するスリップ
機構を設けるものとすると、部品点数が多くなって装置
が複雑化し、組み立てコスト等の諸コストが増大する等
の問題が生じる。
では、上述したとおり、ロッド55の前残りによる種々
の問題に対処するためモータ51を逆回転させる制御を
行うようにしている。すなわち、ロッド55が所定位置
まで前方へスライド移動して扉の動作補助を行った際、
このスライド動作を位置検出手段56が検知し、モータ
51を一旦停止させた後に逆回転させることにより、前
方に残ったロッド55をケース57内に引っ込ませる制
御を行っている。これにより、扉を閉める動作により扉
がロッド55が無理な状態でケース57内に押し込まれ
るということは回避される。
方へ残ってしまった場合、手動や扉の閉じ動作によりロ
ッド55を元の位置に戻す必要が生じる。そのため、実
際には、このモータアクチュエーターにも、上述のクラ
ッチ機構やスリップ機構が必要となる。また、上述のよ
うにモータ51を逆回転させる制御を行うため、ロッド
55の位置を検出するための位置検出手段56と、この
位置検出手段56による位置検出の結果に基づきモータ
51を逆回転させるための駆動回路(図示省略)を必要
とし、部品点数が多く、かつ構造が複雑で、装置全体が
大型化してしまうという問題が生じる。
材等によるスリップ機構等を利用する特別なメカ機構
や、モータを逆回転させる複雑な駆動回路や、突き出し
部材の位置検出をするための手段を備えず、かつコンパ
クトな形状で、手動等により突き出し部材を容易に逆方
向へ押し込むことが可能な動作補助装置を提供すること
を目的とする。
め、本発明は、モータの駆動力を歯車輪列を介して受け
ることによって前方へスライド移動して、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、この
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、モータの駆
動力により回転するウォームと、このウォームと噛み合
いこのウォームの回転力を突き出し部材側へ伝達するウ
ォームホイールとを設け、かつ突き出し部材の後方への
スライド移動によりウォームホイールに逆回転方向への
力が加わった際、ウォームがこの力を受けて逆回転可能
となるようにウォームの歯の進み角を大きく形成してい
る。
ホイールとの組み合わせを用いているため、動力伝達機
構である歯車輪列の減速比が高いものとなり、歯車輪列
を少ない歯車で構成することができる。そのため、装置
全体を、コンパクトな構成とすることができる。また、
突き出し部材側が後方へ押し戻される場合も、ウォーム
がスムーズに回転するので、特にモータを逆回転させて
突き出し部材をスライド移動前の位置へ戻す駆動制御を
行ったり、スリップ機構等のメカ機構を設けなくても、
突き出し部材が弱い力でスムーズに逆方向にスライド移
動可能となる。その結果、歯車輪列等の内部機構の損傷
という問題も解消できる。
輪列を介して受けることによって前方へスライド移動し
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、モータの駆動力により回転するウォームと、このウ
ォームと噛み合いこのウォームの回転力を突き出し部材
側へ伝達するウォームホイールとを設け、かつウォーム
ホイールと噛み合うウォームの歯は、複数条形成されて
いる。
ホイールとの組み合わせを用いているため、動力伝達機
構である歯車輪列の減速比が高いものとなり、歯車輪列
を少ない歯車で構成することができる。そのため、装置
全体を、コンパクトな構成とすることができる。さら
に、ウォームの歯を複数条で構成することにより、ウォ
ームの軸の部分を太く構成することができると共に、ウ
ォームの各歯にかかるトルクも分散するため、各部の相
対的な強度が向上し、破損等の故障が発生しにくいもの
となる。この結果、ウォームホイールからウォームへの
回転伝達を可能とし易いものとなる。
加えて、突き出し部材の後方へのスライド移動によりウ
ォームホイールに逆回転方向への力が加わった際、ウォ
ームがこの力を受けて逆回転可能となるようにウォーム
の各歯の進み角を大きく形成している。そのため、突き
出し部材側から力が伝達されてきた際においても、ウォ
ームホイールの逆回転によりウォームがスムーズに逆回
転可能となり、突き出し部材が弱い力でスムーズに逆方
向にスライド移動可能となる。その結果、歯車輪列等の
内部機構の損傷という問題も解消できる。
に加えて、ウォームの歯の進み角を、20度以上に形成
している。そのため、ウォームホイールが逆回転した際
のウォームの逆回転がさらにスムーズなものとなり、突
き出し部材の後方へのスライド移動がより滑らかなもの
となる。
に加えて、モータを一方向にのみ回転駆動するモータと
し、このモータの駆動力によって、突き出し部材を動作
させ開閉部材を押し、突き出し部材を元に戻すときはモ
ータ以外の手段で突き出し部材を元に戻すようにしてい
る。そのため、モータを逆回転させるための駆動回路が
不要で、構成を単純でコンパクトで、かつ低コストなも
のとすることが可能となる。
ける動作補助装置について、図1から図7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。
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。
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。
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の駆動力によって前方へスライド
移動して扉4に当接可能な突き出し部材9と、所定位置
までスライド移動した後の突き出し部材9をスライド移
動前の位置まで戻すための付勢力を有するコイルバネ1
0と、これらの各部を内部に収納するケース11と、を
有している。
ータ保持部13内に保持されている。このモータ保持部
13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13からケース1
1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15により端子部材16と接続さ
れている。そして、端子部材16は、外部の制御装置2
1と接続されている。このため、モータ7は、リード線
15及び端子部材16を介して制御装置21に接続され
ており、制御装置21によって制御駆動されるようにな
っている。
き出し部材9を前方へスライド移動させる方向にのみ駆
動される。これは、所定位置まで突き出し部材9がスラ
イド移動した後、モータ7を停止させると、コイルバネ
10の付勢力によって突き出し部材9が原点位置に復帰
するため、モータ7を逆回転駆動させる必要が無いため
である。また、万が一、コイルバネ10の故障等によ
り、突き出し部材9が歯車輪列8を介してモータ7と連
結されたままで、かつ前方に突き出た状態で停止してし
まった場合においても、モータ7を逆回転駆動させるこ
となく、突き出し部材9を手動等で容易にケース11内
に押し込むことが可能なためである。これらを可能とす
るための構成に関しては、後述する。
タ7を一方向にのみ回転させるように駆動制御される
が、モータ7を双方向回転可能な制御を行い、モータ7
の逆回転駆動により歯車輪列8の各歯車を逆回転させて
突き出し部材9を後方にスライド移動させるようにして
もよい。その場合、歯車輪列8の最終歯車は、係脱歯車
ではなく常時突き出し部材9のラック歯部9aと係合し
ているものとする必要がある。
より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30が連結板30aを介して一体回転可能に
取り付けられている。これにより、モータ7の駆動力に
よりウォーム30が回転し、その回転が歯車輪列8を介
して突き出し部材9へ減速されて伝達されるようになっ
ている。
体的に回転可能なウォーム30と、このウォーム30と
噛み合う大径のウォームホイール31aを有する第1歯
車部31と、この第1歯車部31の小径の送り歯車31
bに噛合する大径の受け歯車32aを有する第2歯車部
32と、この第2歯車部32の小径の送り歯車32bに
噛合する大径の受け歯車33aを有する第3歯車部33
と、この第3歯車部33の小径の送り歯車33bに噛合
すると共に突き出し部材9のラック歯部9aと係脱自在
な係脱歯車34と、から構成されている。
7aが回転すると、この出力軸7aと一体的にウォーム
30が回転し、このウォーム30と噛み合っているウォ
ームホイール31aを備えた第1歯車部31が回転する
ようになっており、この回転が第2及び第3歯車部3
2,33を経て係脱歯車34に伝達されるようになって
いる。そして、この係脱歯車34が、突き出し部材9の
ラック歯部9aと係合した状態で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。これによって、突き出し部材9の前方に配
置された扉4を押し出し、扉4の開動作の補助をするよ
うになっている。
の出力軸7aの先端側に取り付けられていると共に、先
端部分をケース11の側壁内側に形成された軸受け部2
5に回転自在に支承されている。
円筒形状の軸部30bと、この軸部30bの外周面上に
形成された螺旋状の歯30cとを有している。ウォーム
30の歯30cは、中心軸線L1に対する傾き(進み
角)αが20度となるように形成されている。なお、こ
のウォーム30の歯30cの進み角α=20度という値
は、通常、このような歯車輪列を組むアクチュエーター
のそれに対して、大きなものとなっている。このように
構成したのは、以下の理由による。
し、かつ係脱歯車34と係合した状態となってしまった
場合(例えば、先述したコイルバネ10が故障した等の
理由により)、手動や扉4等で突き出し部材9を後方に
押し込むと、その力が係脱歯車34から伝達されてき
て、ウォームホイール31aが逆回転しようとする。こ
のとき、このウォームホイール31aと噛み合うウォー
ム30の歯30cの進み角αが、通常のアクチュエータ
と同様の値、例えば7度程度だとすると、ウォームホイ
ールとウォームの歯との間の摩擦力が強すぎてウォーム
が回転せず、ウォームホイールから突き出し部材9まで
の間の歯車輪列がロックしてしまう。これにより、歯車
輪列の各歯の噛み合わせ部分に多大な力がかかり、各歯
が損傷してしまう危険性が生じる。
は、上述したようにウォーム30の歯30cの進み角α
を20度と大きく形成することにより、ウォームホイー
ル31aとウォーム30の歯30cとの摩擦係数を低く
し、突き出し部材9の逆方向(後方)へのスライド移動
時に発生するウォームホイール31aの逆方向への回転
力を、ウォーム30が若干トルクロスを発生させながら
受け、逆回転するように構成されている。そのため、突
き出し部材9に逆方向への力が発生し、その力によって
ウォームホイール31aが逆回転すると、ウォーム30
もこの回転を受けてスムーズにモータ7の出力軸7aと
一体的に逆回転することができる。この結果、本実施の
形態では、上述したように突き出し部材9が係脱歯車3
4と係合したまま前方に突出した状態となっても、歯車
輪列8及びモータ7をロックさせずに、容易に手動等で
突き出し部材9を原点へ戻すことが可能となる。
歯30cの進み角αを20度としたが、この進み角α
は、突き出し部材9の後方へのスライド移動(戻し動
作)によりウォームホイール31aに逆回転方向への力
が加わった際、ウォーム30がこの力を受けて逆回転可
能な程度に大きく構成されていればよい。
ド移動させる際に必要な押し込み力(ロッド戻り力)
と、ウォーム30の歯30cの進み角との関係を示した
グラフである。図5によれば、ウォームの進み角αが1
9.5度以下となると、突き出し部材9を押し込むのに
必要な力が、急激に上昇する。一方、グラフには示して
いないが、ウォームの進み角αが大きくなればなるほ
ど、ウォームとウォームホイールとの摩擦係数が低下
し、駆動力の伝達トルクにロスが生じ易くなる。
0の歯30cの進み角αを20度に設定し、突き出し部
材9の押し込みに必要な力を極力低く抑え、かつモータ
7の伝達トルクロスの少ない歯車輪列8となるように、
動作補助装置1を構成している。なお、モータ7の突き
出し部材9への駆動力の伝達トルクロスを少なくして突
き出し部材9をより強い力で動作させたい場合は、ウォ
ームを複数条で形成することも有効である。
じ進み角αの場合、ウォームの軸部を太く構成すること
が可能となり、ウォームの軸部の強度を向上させること
が可能となる。また、ウォームの各歯にかかる荷重が分
散されるため、ウォームの各歯の強度も相対的に向上す
ることとな、特に、ウォームを樹脂成形品等の強度の弱
い部材で形成する場合には効果が高くなる。このように
ウォームを複数条で形成する構成は、そのことのみによ
り上述の効果、すなわちウォーム各部の強度の向上を奏
することとなるので、進み角αを大きくとる構成と併用
した構成としてもあるいは併用しない構成としても良
い。
持された金属製の第1ストレートシャフト26に回転自
在に支持されている。この第1歯車部31のウォームホ
イール31aと送り歯車31bとは、一体的に形成され
ている。
持された金属製の第2ストレートシャフト27に回転自
在に支持されている。この第2歯車部32の受け歯車3
2aと送り歯車32bとは、一体的に形成されている。
持された金属製の第3ストレートシャフト28に回転自
在に支持されている。この第3歯車部33の受け歯車3
3aと送り歯車33bとは、一体的に形成されている。
は、歯車輪列8の最終段歯車となっており、ケース11
に両端を支持された金属製の第4ストレートシャフト2
9に回転自在に支持されている。この係脱歯車34は、
突き出し部材9のラック歯部9a及び第3歯車部33の
送り歯車33bの双方に係合可能な第1の区間34a
と、第3歯車部33の送り歯車33bにのみ係合可能な
第2の区間34bとから構成されている。
bに比して歯の軸方向の厚みを2倍程度厚く形成された
全歯形状となっており、上述したようにラック歯部9a
と第3歯車部33の送り歯車33bとの双方に係合可能
となっている。なお、この第1の区間34aは、第3歯
車部33の送り歯車33bとは軸方向全面を利用して係
合する。すなわち、送り歯車33bは、係脱歯車34の
第1の区間34aの軸方向全面と係合できる歯部となっ
ている。この第1の区間34aは、突き出し部材9のラ
ック歯部9aとは、図3に示すように、下側半面のみを
利用して係合する。すなわち、突き出し部材9のラック
歯部9aは、係脱歯車34の全歯部分となる第1の区間
34aの軸方向下側半面とのみ対向している。
は、突き出し部材9のラック歯部9aに形成された歯の
数と同数となっている。そして、係脱歯車34が、図2
において矢示C方向に回転し、円弧状に並べられた係脱
歯車34の第1の区間34aの歯が直線状に並べられた
ラック歯部9aの歯に順に噛み合うことによって、突き
出し部材9が徐々に前方(図2において矢示A方向)へ
スライド移動させられる。
第1の区間34aに比して歯の軸方向の厚みを1/2程
度に薄く形成されたものとなっており、上述したように
ラック歯部9aとは係合せず、第3歯車部33の送り歯
車33bとのみ係合可能となっている。すなわち、係脱
歯車34の第2の区間34bは、図3に示すように、下
側半分を切り欠いた形状となっており、この切り欠いた
部分が突き出し部材9のラック歯部9aと対向するよう
になっている。したがって、係脱歯車34は、モータ7
の駆動力によって回転し、第2の区間34bがラック歯
部9aと対向する位置まで移動すると、突き出し部材9
のラック歯部9aとの係合が外れるようになっている。
は、第1の区間34aでラック歯部9aを前方へ送り出
し、さらに第2の区間34bが対向することによってラ
ック歯部9aとの係合が外れた後も回転を継続させられ
る。そして、動作開始前と同じ位置、すなわち第1区間
34aの最初の歯が再びラック歯部9aの最初の歯と係
合する手前となる位置まで、係脱歯車34は回転して停
止するように制御される。
第1の区間34aは、全周360度のうち112度形成
されており、残りの248度が第2の区間34bとなっ
ている。そのため、係脱歯車34が突き出し部材9に係
合して112度回転する間、突き出し部材9は、図2に
おいて矢示A方向へ前進する。そして、この区間が終了
し係脱歯車34との係合が外れると、突き出し部材9
は、コイルバネ10の付勢力によりスライド移動前の位
置まで戻される。一方、係脱歯車34は、送り歯車33
bとは常時係合しており、制御装置21によるモータ7
の駆動制御によって、この状態よりさらに248度回転
させられ、上述したスライド移動前の位置に戻る。
4aと突き出し部材9のラック歯部9aとが係合し始め
た状態から所定の区間においては、軸方向の厚みの厚い
第1の区間34aで第3歯車部33の送り歯車33bと
係合している。すなわち、突き出し部材9による扉4の
動作補助が開始する最も大きなトルクを必要とする最初
の区間では、モータ7の駆動力を係脱歯車34の第1の
区間34aで受ける構成となっている。
うちのラック歯部9aと第3歯車部33とが同時に係合
する区間は、この実施の形態では、約43度に設定され
ている。そのため、駆動初期から係脱歯車34が約43
度回転すると、係脱歯車34は、軸方向に歯の厚みのな
い薄型の第2の区間34bでモータ7の駆動力を受ける
こととなる。なお、上述の第1区間34aと第2区間3
4bとの比率に関しては、任意のものであり、適宜角度
を調節できるものとなっている。また、第1区間34a
のラック歯部9aと第3歯車部33と同時に係合する区
間に関しても、任意のものであり、適宜角度を調節でき
るものとなっている。
終段の係脱歯車34と係合し、モータ7の駆動力を受け
ることにより、ケース11内に形成されたガイドレール
12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1
1に形成された挿通孔11bから、ケース11の外部へ
突出するようになっている。この突出する部分には、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。
出し部材9が最奥部に引っ込んだ状態でケース11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。
と係脱歯車34との係合が外れた際、突き出し部材9を
スライド移動前の位置(原点位置)に復帰させるための
コイルバネ10を、ケース11内に備えている。このコ
イルバネ10は、ケース11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11の扉4と対向す
る側の内壁11aから突出した突出部22に係止させて
いると共に、他端を突き出し部材9に嵌合された後述す
るマグネット23に対するヨークとなる金属製のプレー
ト20に当接させている。
9が、図2において矢示A方向にスライド移動される
と、このスライド動作に伴いプレート20に押されて収
縮する。これによって、コイルバネ10は、突き出し部
材9を原点位置へ復帰させるための弾性エネルギーを貯
える。
との係合が外れ、モータ7と突き出し部材9との連結関
係が解除されると、コイルバネ10は、上述の弾性エネ
ルギーを発揮して突き出し部材9を原点位置に復帰させ
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20がケース11内に配置されるマグネ
ット23に吸着されることにより、ケース11内の原点
位置で保持されることとなる。なお、プレート20とマ
グネット23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11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。
9の前方へのスライド移動によって収縮して弾性エネル
ギーを貯えるのではなく、伸張することにより縮み方向
への弾性エネルギーを貯えるもので構成されてもよい。
またさらに、突き出し部材9の原点位置への復帰手段と
しては、このようなコイルバネ10ではなく、マグネッ
トの磁気吸引力等を利用するような構成としてもよい。
部材で構成される突き出し部材9の復帰手段自体を廃止
し、扉4の戻し動作(閉じ動作)や手動によって突き出
し部材9をスライド移動前の位置に戻すようにしてもよ
い。この場合も、突き出し部材9が所定位置までスライ
ド移動した後には、押し戻す突き出し部材9と歯車輪列
8との連結が外れているので、弱い力で容易に押し戻す
ことができる。またさらに、突き出し部材9が係脱歯車
34と係合したまま突き出している状態から押し戻す場
合も、上述したようにウォーム30の歯30cの進み角
αが大きくとられているためにウォーム30がスムーズ
に回転し、この結果、弱い力で容易に突き出し部材9を
押し戻すことができる。
出し部材9が歯車輪列8を介してモータ7に連結された
状態で前方に突き出ている場合、これを引っ込ませよう
として突き出し部材9をケース11内に押し戻す際に、
発生しうる諸問題を、 係脱歯車34と突き出し部材9との係合を外すことに
より突き出し部材9側からの力を歯車輪列8に伝達させ
ない、 コイルバネ10の付勢力により突き出し部材9を原点
位置へ戻す、 突き出し部材9側から力が加わると、歯車輪列8中の
全歯車(ウォーム30を含む)とモータ7のロータを回
転させてしまい、歯車輪列8中にロックする部分を設け
ない、という3つの方法で回避している。
ータ7の駆動回路の故障や停電等により係脱歯車34を
所定位置まで動作させることができない場合には対処で
きず、また、は、の解決法により突き出し部材9と
係脱歯車34との係合が外れた後でないと突き出し部材
9を原点位置へ戻すことができない。すなわち、上述し
た及びの解決法では、何らかの故障等が発生した場
合の信頼性に乏しい。そこで、本実施の形態の動作補助
装置1では、上述した及びの方法を達成する構成に
加え、の解決法を達成する構成、すなわちウォーム3
0の歯30cの進み角αを、突き出し部材9を逆方向に
スライド移動させることによりウォーム30が回転可能
な程度に大きく形成し、手動等で容易に突き出し部材9
をスライド移動前の状態に戻せる構成を有している。な
お、少なくともこのウォーム30の歯30cの進み角α
を大きく形成する構成を有していれば、上述の及び
を達成するための構成を持たないものとしてもよい。
は、突き出し部材9のスライド動作により、扉4の全動
作範囲(約90度)のうちの所定範囲(約10度)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前方へスライ
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に
よって磁気吸引力で引き付けられない位置まで押し出さ
れる。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。
出し部材9をスライド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、また手動によって扉4を閉じるものと
なっている。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8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。
装置1が取り付けられる冷蔵庫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、冷蔵庫2の
他の引き出しを前方へ押し出すものとして使用してもよ
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。
ように、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3
6が備えられている。そして、ユーザーが引き用把手3
5を握ってセンサー36が働くことより、動作補助装置
1のモータ7が起動し、このモータ7の駆動力によって
前方へ僅かに押し出されるものとなっている。
に、制御装置21に接続される。この制御装置21に
は、モータ7も接続されている。そのため、センサー3
6からの信号の入力があると、制御装置21は、モータ
7に電力を供給しモータ7を駆動させる。これによっ
て、モータ7の駆動力が歯車輪列8を介して突き出し部
材9へ伝達され、突き出し部材9が前方に動作し、扉4
を押し出すこととなる。
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。
からの信号に基づきモータ7を駆動し突き出し部材9を
前進させるための制御を行うが、一方、突き出し部材9
のラック歯部9aとの係合が外れた後の係脱歯車34を
原点位置で停止させる制御も行う。この制御は、突き出
し部材9が原点位置に復帰した後、この状態の突き出し
部材9と係脱歯車34との位置関係を元の位置に戻すた
めのものである。なお、本実施の形態では、モータ7を
停止させるタイミングを、上述の係脱歯車34の第1の
区間34aの最初の歯が突き出し部材9のラック歯部9
aの最初の歯に噛合する寸前としている。
る原点位置で常に停止させるようにすると、次の動作時
に短時間で突き出し部材9との係合が始まることとなる
が、特に、このような制御をしなくともよく、少なくと
も係脱歯車34が突き出し部材9と係合し始め係合が外
れるまでの間、モータ7を駆動して係合が外れている間
に停止させる制御を行うようにしてもよい。その場合
は、次の動作開始時が若干遅れる場合も生じるが、動作
的には問題がない。
らモータ7への電力供給を単に停止することにより、モ
ータ7を停止させるようにしているが、これに加え電力
供給の停止直後に、モータ7の駆動回路を短絡させてモ
ータ7を停止させるような短絡ブレーキを働かせる制御
を行うようにしてもよい。
2つのケース半体11c,11dを4つのボルト11e
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11
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。
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ストレートシャフト26の両端をそれぞれ
支持する固定部11f,11gや、第2ストレートシャ
フト27の両端をそれぞれ支持する固定部11h,11
jや、第3ストレートシャフト28の両端をそれぞれ支
持する固定部11k,11mや、第4ストレートシャフ
ト29の両端をそれぞれ支持する固定部11p,11q
などが設けられている。
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、今までの説明と若干重複するが、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。
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
21に伝達する。すると、制御装置21からリード線1
5を介して動作補助装置1のモータ7に電力が供給され
る。
の出力軸7aとウォーム30とが一体的に回転し、ウォ
ーム30と噛合している第1歯車部31のウォームホイ
ール31aが回転する。このウォームホイール31aの
回転は、第2、第3歯車部32,33を介して係脱歯車
34へ伝達され、係脱歯車34が図2において矢示C方
向に回転する。
7の起動時点)において、第1区間34aの最初の歯が
突き出し部材9のラック歯部9aの最初の歯に係合する
寸前で停止している。そして、同時に、係脱歯車34
は、第3歯車部33の送り歯車33bとも第1区間34
aで歯合している。そして、係脱歯車34は、モータ7
の駆動力により約43度回転すると、第3歯車部33の
送り歯車33bとの歯合は第2区間34bへと移行す
る。すなわち、第3歯車部33の当初の回転は、送り歯
車33bから係脱歯車34の第1の区間34aに伝達さ
れ、その後、第2の区間34bに伝達されることによ
り、係脱歯車34は矢示C方向に回転する。
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す
る。この間、突き出し部材9のプレート20に一端を当
接させているコイルバネ10は収縮し、突き出し部材9
を原点位置に戻すための弾性エネルギーを貯える。な
お、突き出し部材9は、係脱歯車34の最初の約43度
分の回転の中で、その先端が扉4にぶつかりながら扉4
を矢示B方向へ押し出す。これにより、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。
後、突き出し部材9と扉4との当接は解除される。しか
しながら、その後も係脱歯車34は回転し、突き出し部
材9はさらに前方へスライド移動させられる。
度回転し、突き出し部材9が前方終端まで動作すると、
突き出し部材9と係脱歯車34との係合が外れる。これ
によって、突き出し部材9は、コイルバネ10の弾性エ
ネルギーによって原点位置側に戻される。この復帰によ
ってプレート20がマグネット23の磁力が作用する付
近まで戻されると、マグネット23の磁気的作用により
マグネット23はプレート20の当接部20aと当接
し、突き出し部材9はその位置、すなわち原点位置で固
定される。
掛かる等して、突き出し部材9が原点位置に復帰せず途
中位置で停止してしまったとしても、突き出し部材9の
ラック歯部9aが係脱歯車34の第1の区間34aと係
合していないため、扉4を閉めたり手動等によって容易
に突き出し部材9を原点位置に復帰させることができ
る。さらに、コイルバネ10による復帰ができず、かつ
突き出し部材9のラック歯部9aが係脱歯車34の第1
の区間34aと係合した状態のまま前方で停止してしま
ったとしても、上述したように突き出し部材9を手動等
でケース11内に押し込めば、歯車輪列8の各歯車間に
ロックを生じさせることなく、スムーズに原点位置に復
帰させることができる。
も、制御装置21によるモータ7の駆動制御により係脱
歯車34の矢示C方向への回転は継続される。そして、
係脱歯車34が360度回転し、原点位置(第1の区間
34aの最初の歯が突き出し部材9のラック歯部9aの
最初の歯に係合する寸前となる位置)まで駆動される
と、制御装置21の制御により係脱歯車34を停止させ
る。なお、開放された扉4は、上述したように動作補助
装置1によって前方へ押し出された後、さらに開いたり
あるいは閉めたりする際は、ユーザーが手動によって行
うものとなっている。
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。
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、扉4の下側に配
置される仕切り部分にも取り付けて、上下の動作補助装
置1で協働させるようにしてもよい。
材9が所定位置まで前方へスライド動作すると、係脱歯
車34との係合が外れる構成となっているが、突き出し
部材9と歯車輪列8との連結状態、すなわち突き出し部
材9の歯車輪列8を介してのモータ7との連結状態は、
係脱可能なものとせず、常時連結状態であるとしても良
い。すなわち、歯車輪列8の最終段歯車を、特に、突き
出し部材9と係脱自在な係脱歯車34とする必要はな
く、単に常時係合している歯車としてもよい。
34との係合が外れた後の突き出し部材9をコイルバネ
10の弾性力を利用してスライド移動前の位置(原位
置)に戻す構成となっているが、特に原点位置への復帰
手段を設けず、手動や扉4の閉じ動作等で戻すこととし
ても良い。その際、ウォーム30の歯30cの進み角α
が大きく形成されているため、歯車輪列8にはロックが
かからず、弱い力でスムーズに突き出し部材9をスライ
ド移動前の位置へ戻すことができる。
置1では、扉4の動作補助後(突き出し部材9と扉4と
の当接が解除になった後)も、突き出し部材9を前方へ
突き出させる構成となっているが、動作補助終了と同時
のタイミングで突き出し部材9と係脱歯車34との係合
も外れるように構成してもよい。また、さらに、動作補
助終了のタイミングでモータ7を停止させる制御を行う
ようにしてもよい。また、係脱歯車34の第1の区間3
4aと第2の区間34bをそれぞれ1つずつではなく、
それぞれ複数設けるようにしてもよい。
装置によれば、モータと突き出し部材との間に配置され
モータの駆動力を突き出し部材に伝達する歯車輪列中
に、進み角を大きく形成されたウォームと、このウォー
ムと噛み合いこのウォームの回転力を突き出し部材側へ
伝達するウォームホイールとを設けている。そのため、
歯車輪列の減速比率を高めることにより歯車を少なくす
ることができ、装置全体を小型化することができると共
に、突き出し部材の後方へのスライド移動によりウォー
ムホイールに逆回転方向への力が加わった際、ウォーム
がこの力を受けて逆回転することができ、歯車輪列にロ
ックが生じず、スムーズに動作することが可能となる。
で構成される逆回転時のロック防止機構や、突き出し部
材をモータの駆動力によって扉等で押される前に予め原
位置に戻すための逆回転用の駆動回路等の機構を用いる
ことなく、簡単な構成で手動等によりスムーズに突き出
し部材を逆方向に動作させることができるものとするこ
とができ、組み立てコスト等の種々のコストを低減させ
ることの可能な動作補助装置とすることができる。
り付けた冷蔵庫の外観を示す縦断面図である。
面図である。
開断面図である。
ムとウォームホイールとの噛み合わせ部分を示す部分拡
大図である。
を逆方向に戻すのに必要な力との関係を示すグラフであ
る。
る。
御回路を模式的に示したブロック図である。
ーターを示した断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 モータの駆動力を歯車輪列を介して受け
ることによって前方へスライド移動して、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、この
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
記モータの駆動力により回転するウォームと、このウォ
ームと噛み合いこのウォームの回転力を上記突き出し部
材側へ伝達するウォームホイールとを設け、かつ上記突
き出し部材の後方へのスライド移動により上記ウォーム
ホイールに逆回転方向への力が加わった際、上記ウォー
ムがこの力を受けて逆回転可能となるように上記ウォー
ムの歯の進み角を大きく形成したことを特徴とする動作
補助装置。 - 【請求項2】 モータの駆動力を歯車輪列を介して受け
ることによって前方へスライド移動して、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
記モータの駆動力により回転するウォームと、このウォ
ームと噛み合いこのウォームの回転力を上記突き出し部
材側へ伝達するウォームホイールとを設け、かつ上記ウ
ォームホイールと噛み合う上記ウォームの歯は、複数条
形成されていることを特徴とする動作補助装置。 - 【請求項3】 前記突き出し部材の後方へのスライド移
動により前記ウォームホイールに逆回転方向への力が加
わった際、前記ウォームがこの力を受けて逆回転可能と
なるように前記ウォームの各歯の進み角を大きく形成し
たことを特徴とする請求項2記載の動作補助装置。 - 【請求項4】 前記ウォームの歯の進み角を、20度以
上に形成したことを特徴とする請求項1,2または3記
載の動作補助装置。 - 【請求項5】 前記モータを一方向にのみ回転駆動する
モータとし、このモータの駆動力によって前記突き出し
部材を動作させ前記開閉部材を押し、前記突き出し部材
を元に戻すときは前記モータ以外の手段で前記突き出し
部材を元に戻すことを特徴とする請求項1から4のいず
れか1項記載の動作補助装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11169579A JP2001008408A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 動作補助装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family
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