JP2008032323A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵庫扉の開き始めは開く力を弱くし、その後は段階的に開く力を強くすることで、使用者にとって扉が急に開くように感じられなくし、また、開扉時に押圧部材が扉に衝突する音を小さく抑える。
【解決手段】本発明の冷蔵庫は、本体貯蔵室１の前面開口部に開閉自在に設けた扉１０と、電気的な駆動源によって押圧部材を突き出して扉を押圧し開扉する扉開放装置２０と、扉若しくは本体外面側に設けられ、使用者により操作された状態で操作信号を出力する操作スイッチ１２と、扉の開放状態で開放信号を出力する扉スイッチ１４と、操作スイッチ及び扉スイッチからの各出力を受けるように設けられ、開放信号の非入力状態で操作信号が入力された時に開扉する力を弱い方から強い方へ段階的に変化させる開扉制御手段３５とを備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、貯蔵室扉を押圧部材の突き出しによって開扉する扉開放装置を備えた冷蔵庫に関する。

近年、冷蔵庫は食生活の多様化とともに収納量も大型化傾向にあり、特に家庭用冷蔵庫においては、収納内容積が４００リットルを超えるクラスが主流となり、冷蔵庫本体の高さや幅寸法も大きくなる傾向にある。

これにともなって、冷蔵室や冷凍室、野菜室の扉も大型化しており、特に貯蔵容積の大きい冷蔵室の扉内側における収納ポケットは、高さと幅寸法の拡大とともに奥行寸法も増大して多くの食品を収納する傾向にあり、扉自体が大きいこともあって、開扉のために大きな力を必要とし、非力な女性や高齢者の場合は負担が大きくなる問題があった。

上記問題を解決する構成として、近年、使用者の操作スイッチ操作により本体側から押圧部材が突出して扉を押圧し開扉する電磁ソレノイド式の扉開放機構を備えた冷蔵庫が市場に供されており、扉の開放に負担を要しない商品として評価されている。

ところが、冷蔵庫の内容積の大小によって扉重量が異なるため、機種毎に電磁ソレノイドの出力を最適なものとする必要があるが、そのためには、機種毎に回路構成の変更し、又は電磁ソレノイドの出力性能が異なるものを用意しなければならないため、コスト高となるものであり、逆に電磁ソレノイドを共通にして使用すると大きな扉では開きにくく、小さな扉では勢い余って開きすぎてしまうという弊害が生じるものである。さらに、同容積の冷蔵庫においても、使用状況、閉扉時間、扉にかかる重量などにより必要とする突出力が大きくなる。

このような問題点に鑑み、開扉時における突出力を適宜可変自在にした冷蔵庫が特開２００４−１５６８７３号公報（特許文献１）に記載されている。この特許文献１に記載の技術は、冷蔵庫の扉を開扉する力は、外気と庫内圧力の差が大きい時には開扉により大きな力が必要となるので、庫内温度に応じて、あるいは、閉扉時間が長くなれば庫内温度も低くなっているとみなせるので閉扉時間に応じて押圧部材を突き出すデューティ値を選択変更させ、大気圧と庫内圧力の圧力差状態に合わせて最適な力で開扉するというものである。また、扉のポケットに掛かる負荷状態に応じて、最適な出力を行う技術についても記載されている。この従来技術によれば、使用状況、閉扉時間、扉にかかる重量などに応じた開扉力で扉を開くことができる。

しかしながら、この特許文献１に記載された技術でも、使用状況、閉扉時間、扉にかかる重量などに応じた開扉力を可変に決定するが、いったん決定したらその一定の開扉力によって開き始めから同じ強さで開扉するので、開扉の勢いが開き始めにおいて強く、使用者によっては扉が急に開くように感じられる場合もあり、また、その時にプランジャの後端の鍔部が復帰用スプリングを介してコイルユニットの後端面に衝突する音が気になると感じられる場合もあった。
特開２００４−１５６８７３公報

本発明は、上記従来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、扉の開き始めは開く力を弱くし、その後は段階的に開く力を強くすることで、使用者に扉が急に開くように感じさせることがなく、また、開扉時に発生する衝突音を小さく抑えられる冷蔵庫を提供することを目的とする。

請求項１の発明の冷蔵庫は、本体貯蔵室の前面開口部に開閉自在に設けた扉と、電気的な駆動源によって押圧部材を突き出して前記扉を押圧し開扉する扉開放装置と、前記扉若しくは本体外面側に設けられ、使用者により操作された状態で操作信号を出力する操作スイッチと、前記扉の開放状態で開放信号を出力する扉スイッチと、前記操作スイッチ及び扉スイッチからの各出力を受けるように設けられ、前記開放信号の非入力状態で前記操作信号が入力された時に前記開扉する力を弱い方から強い方へ段階的に変化させる開扉制御手段とを備えたものである。

請求項２の発明は、請求項１の冷蔵庫において、前記開扉制御手段は、前記開放信号の非入力状態で前記操作信号が入力された時に、その後の所定時間が経過するまでの間、当該操作信号の入力タイミングからの経過時間に応じて前記開扉する力を弱い方から強い方へ段階的に変化させる制御をすることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１の冷蔵庫において、前記開扉制御手段は、前記開放信号の非入力状態で前記操作信号が入力された時に、前記開放信号が入力されるまでの間、当該操作信号の入力タイミングからの経過時間に応じて前記開扉する力を弱い方から強い方へ段階的に変化させる制御をすることを特徴とするものである。

本発明の冷蔵庫によれば、扉開放装置による扉の開き始めはその開く力を弱くし、その後は段階的に開く力を強くする制御をすることで、使用者に扉が急に開くように感じさせることがなく、また、開扉時に発生する衝突音を小さくすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

（第１の実施の形態）図１、図２に、本発明の１つの実施の形態の冷蔵庫を示してある。冷蔵庫本体１の最上部に観音開き式による左右両開きの冷蔵室２を配置してあり、冷蔵室２の下方隅部には低温チルド室３に隣接して断熱区画した製氷室４、また冷蔵室２の下方には野菜室５、さらに冷凍室６を引出し扉方式により配置してある。

冷蔵室２は、その背面に設けた図示しない冷却器で生成した冷気をファンによって室内に導入し冷却する構成であり、室内は載置棚８によって複数の収納部に区分し、冷蔵食品の貯蔵空間を形成するとともに、その前面開口部には開口を幅方向に区分し、本体両側に設けたヒンジにより開閉可能とした観音開き方式の左扉９及び右扉１０を設置してある。

左扉９、右扉１０の裏面側の周縁部には、右扉はマグネットガスケット１０ｂが取り付けてあり、左扉９の右側側辺部には、庫内上部に設けた図示しないピンと摺動しながら、扉の開閉動作に合わせて回転する回転仕切板９ａが設けてある。この回転仕切板９ａは、左扉９の閉扉時に９０度回転するようにしており、マグネットガスケット１０ｂがこの回転仕切板９ａと密着し、冷蔵室２は密閉状態になる。

冷蔵室２の前面開口周縁部には、右扉１０のビード部１０ａとの接触により、右扉１０の開閉状態を検知する扉スイッチ１４が取り付けてあり、閉扉状態時にハイレベル信号を出力するようにしてある。左扉９と対向する右扉１０の前面部には、ハンドル部１１が取り付けてあり、このハンドル部１１の前面には、操作スイッチ１２と操作パネル１３が取り付けてある。

この場合、具体的に図示しないが、操作パネル１３には、冷蔵室２、野菜室５、冷凍室６等の室内温度や切替態様などを表示する表示器を設けるとともに、冷蔵室２、野菜室５、冷凍室６等の設定温度を個別に切り換えるための操作スイッチ群などが設けてある。

また、操作スイッチ１２は、タッチパネル１２ａが押圧操作された時にオンされる常開型のマイクロスイッチなどの機械的スイッチを内蔵した構成にしてある。尚、操作スイッチ１２は、フォトインタラプタを利用した光学的なスイッチあるいは磁気的なスイッチなどにより構成することもできる。

冷蔵庫本体１の天井部には、右扉１０に開放方向への力を作用させるための扉開放装置２０が取り付けてある。図３に詳しく示してあるように、この扉開放装置２０は、内部に直流駆動される電磁ソレノイド２１（本発明の駆動源に相当）を有する。尚、駆動源となる電磁ソレノイド２１はこれに限るものではなく、モータを駆動源としたカム機構による扉開放装置であってもよい。

この電磁ソレノイド２１は、円筒状に形成されたコイルを樹脂モールドしたコイルユニット２１ａと、このコイルユニット２１ａ内にこれを貫通した状態で設けられたプランジャ２１ｂと、このプランジャ２１ｂに対し同軸上に固定された押圧部材２１ｃとを主たる構成要素としたもので、その通電状態（コイルユニット２１ａのコイルに通電される状態）でプランジャ２１ｂ及び押圧部材２１ｃが右扉１０方向（図３中の矢印Ａ方向）へ付勢される構成にしてある。

この場合、プランジャ２１ｂの一端部（矢印Ａと反対方向の端部）には矢印Ａ方向への抜外れを防止するための例えばＣリングより成る鍔部２１ｄが設けてある。当該プランジャ２１ｂの周りには、上記鍔部２１ｄ及びコイルユニット２１ａ間で伸長力を作用させるようにして、圧縮コイルばねで成る復帰用スプリング２１ｅが設けてある。

右扉１０の上縁部には、押圧部材２１ｃの先端部が当接する受け具１０ｃが一体的に設けてあり、電磁ソレノイド２１に通電されてプランジャ２１ｂ及び押圧部材２１ｃが矢印Ａ方向へ付勢された時には、この受け具１０ｃが押圧部材２１ｃによって押圧され、これに応じて右扉１０がマグネットガスケット１０ｂの吸着力に抗して開放される構成にしてある。

また、扉開放装置２０内には、プランジャ２１ｂの鍔部２１ｄ側の端面を復帰用スプリング２１ｅに抗して矢印Ａ方向に付勢するようにして、捩じりコイルばねで成る補助スプリング２１ｆを設け、右扉１０が閉鎖された定常状態では、押圧部材２１ｃの先端が補助スプリング２１ｆの付勢力によって受け具１０ｃに当接するようにしてある。尚、上記補助スプリング２１ｆの付勢力は、マグネットガスケット１０ｂの吸着力より小さいレベルに設定されるものである。

本実施の形態による冷蔵庫の電気的構成のうち扉開放装置２０に関係した回路構成を、図４を用いて説明する。扉開放装置２０内の電磁ソレノイド２１は、交流電源３３から全波整流回路３０を介して出力される直流駆動構成となっており、全波整流回路３０の一対の出力端子間には、平滑コンデンサ３１を並列に接続してある。尚、全波整流回路３０は、倍電圧整流回路としてもよい。

全波整流回路３０の一方の出力端子と電磁ソレノイド２１との接続間には直列にスイッチング素子３２を接続してある。このスイッチング素子３２は、トランジスタＧＴＩＢ、ＭＯＳＦＥＴ等より構成されており、後述するマイコン３７からの入力信号に応じて、周期Ｔを一定としてスイッチのＯＮ時間（パルス幅）を変化させることにより、出力電力をＰＷＭ制御するものである。

制御回路ユニット３５は、スイッチング電源３６及びマイクロコンピュータ３７（以下、マイコンとする）とから成る。スイッチング電源３６は、全波整流回路３０及び平滑コンデンサ３１を介した直流電源をチョッピングしてマイコン３７に５Ｖの直流電源を供給し、マイコン３７は、操作スイッチ１２、扉スイッチ１４などの入力に応じて予め設定されたデューティ値を選択してスイッチング素子３２で電磁ソレノイド２１をＰＷＭ制御するように構成されている。

具体的な回路構成としては、マイコン３７からのスイッチング素子３２へのパルス信号を増幅するトランジスタ４２を介し、スイッチング素子３２に接続してある。

スイッチング素子３２のベース（ゲート）側には、抵抗４３ａ、抵抗４３ｂを接続しており、抵抗４３ｂにはダイオード４３ｃのアノード側を接続してある。このダイオード４３ｃのカソード側には、限流抵抗４３ａ，４１ｂ及びトランジスタ４２を接続してある。

スイッチング素子３２のゲート−ソース間には並列に、ソース電圧を安定化させる抵抗４４、スイッチング素子３２の浮遊容量を処理するコンデンサ４５を接続してある。

尚、電磁ソレノイド２１には、抵抗４８ａを接続し、常時、抵抗４８にかかる電圧値をマイコンに入力することにより、切断などの異常状態や通常時の電流値を測定し負荷を検知するようにしてある。４８ｂは、マイコン３７に入力される電流を制限する抵抗である。

マイコン３７には、ＥＥＰＲＯＭ等データ記憶を行える素子を付随させ、予め実験値により冷蔵庫の機種毎に適したＰＷＭ制御値を記憶させておき、適宜各機種に応じて設定変更することで、機種毎において同一のマイコン及びソレノイドを使用することができる。

例えば、扉が大きい機種又はマグネットガスケット１０ｂの密着力が強い機種では、大きな突出力が必要となるため、最大出力電力を１００％と設定し、反対に、扉が小さい機種又はマグネットガスケット１０ｂの密着力が弱い機種では、上記機種と同様の突出力で扉を突き出すと勢いよく開きすぎてしまうことになるため、例えば最大出力電力を７０％となるように設定する。したがって、１００％設定の場合には、その５０％通電率であれば１００％×０．５＝５０％の力となり、７０％設定の場合には、同じ５０％通電率であれば７０％×０．５＝３５％の力となる。

常開型の操作スイッチ１２は、その一端が電源端子＋Ｖｃｃに接続されると共に、他端がプルダウン抵抗を介してグランド端子に接続されている。これにより、操作スイッチ１２にあっては、非操作状態にある常時においてローレベル信号（グランド電位レベルの信号）を出力し、使用者によりオン操作された時にハイレベル信号（電源端子＋Ｖｃｃの電位レベルの信号）を出力することになる。

また、扉スイッチ１４は、右扉１０が閉鎖された時にオフし、かつ右扉１０が開放された時にオンする構成のものであり、その一端がプルアップ抵抗を介して電源端子＋Ｖｃｃに接続されると共に、他端がグランド端子に接続されている。これにより、扉スイッチ１４にあっては、右扉１０が閉鎖状態にある常時（オフ時）においてハイレベル信号を出力し、右扉１０が開放された時（オン時）にローレベル信号を出力することになる。

次に、扉開放装置２０の動作について、図５のフローチャートに基づいて説明する。操作スイッチ１２がＯＮすることでこのルーチンがスタートする。操作スイッチ１２がＯＮすることで、図６のグラフにおけるタイミングｔ１に示すような最小通電率、例えば、最大通電率の６０％の初期通電率でスイッチング素子３２を駆動し、電磁ソレノイド２１に流す電流を弱めにし、プランジャ２１ｂ及び押圧部材２１ｃを右扉１０方向（図３中の矢印Ａ方向）へ弱い力で付勢する（ステップＳ１）。

この後、マグネットガスケット１０ｂが離され、右扉１０が開かれて扉スイッチ１４がＯＮとなるまで、マイコン３７は例えば１０ｍｓという制御サイクルｔ２〜ｔ４ごとにスイッチング素子３２の通電率を段階的にアップさせ、電磁ソレノイド２１に流す電流を段階的に強くしてゆき、この結果として、プランジャ２１ｂ及び押圧部材２１ｃに対する付勢力を段階的に強めてゆく（ステップＳ２，Ｓ３の繰返し）。

そしてタイミングｔ５〜ｔ７に示すように、右扉１０が開き、扉スイッチ１４がＯＮとなると、以降、扉開放のために必要な力は軽いものとなるので、マイコン３７はスイッチング素子３２の通電率を大幅に、かつ段階的に下げてゆき、通電率を０％としたところで扉開制御を終了する（ステップＳ４）。

本実施の形態によれば、使用者による扉開操作を操作スイッチ１２がＯＮすることで検出すれば、扉開放装置２０は、最初は弱めの力で右扉１０を開き、その後、段階的に開く力を強める制御をすることで、使用者にとって扉が急に開くように感じられなくし、また、開扉時にプランジャ２１ａの後端の鍔部２１ｄが復帰用スプリング２１ｅを介してコイルユニット２１ａの後端面に衝突する音を小さくすることができる。加えて、本実施の形態によれば、扉スイッチ１４がＯＮした後も弱い電流ではあるが電磁ソレノイド２１に通電を継続することでプランジャ２１ｂが圧縮コイルばねで成る復帰用スプリング２１ｅの力で元の位置まで復帰する速度を遅くし、戻り時に発する衝突音を小さくすることができ、この点での使用感も向上させることができる。

（第２の実施の形態）図７、図８を用いて、本発明の第２の実施の形態の冷蔵庫について説明する。本実施の形態の冷蔵庫は、第１の実施の形態と同様に、図１、図２の構造、図３、図４に示した構成の扉開放装置２０を備えている。本実施の形態の特徴は、扉開放装置２０が図７に示したフローチャートの制御により電磁ソレノイドを通電制御する点にある。

以下、図７のフローチャートを用いて本実施の形態による扉開制御動作について説明する。操作スイッチ１２がＯＮすることでこのルーチンがスタートする。操作スイッチ１２がＯＮすることで、図８のグラフにおけるタイミングｔ１１に示すような最小通電率、例えば、最大通電率の６０％の初期通電率でスイッチング素子３２を駆動し、電磁ソレノイド２１に流す電流を弱めにし、プランジャ２１ｂ及び押圧部材２１ｃを右扉１０方向（図３中の矢印Ａ方向）へ弱い力で付勢する（ステップＳ１１）。

この後、予め設定した時間が経過するまで、マイコン３７は例えば１０ｍｓという制御サイクルｔ１２〜ｔ１４ごとにスイッチング素子３２の通電率を段階的にアップさせ、電磁ソレノイド２１に流す電流を段階的に強くしてゆき、この結果として、プランジャ２１ｂ及び押圧部材２１ｃに対する付勢力を段階的に強めてゆく（ステップＳ１２，Ｓ１３の繰返し）。

そしてタイミングｔ１５〜ｔ１７に示すように、電磁ソレノイド２１によってマグネットガスケット１０ｂを引き離すまでに要する時間相当の設定時間が経過すると、マイコン３７はスイッチング素子３２の通電率を大幅に、かつ段階的に下げてゆき、通電率を０％としたところで扉開制御を終了する（ステップＳ１４）。

本実施の形態によっても、使用者による扉開操作を操作スイッチ１２がＯＮすることで検出すれば、扉開放装置２０は、最初は弱めの力で右扉１０を開き、その後、段階的に開く力を強める制御をすることで、使用者にとって扉が急に開くように感じられなくし、また、開扉時にプランジャ２１ｂの後端の鍔部２１ｄが復帰用スプリング２１ｅを介してコイルユニット２１ａの後端面に衝突する音を小さくすることができる。加えて、本実施の形態によれば、扉スイッチ１４がＯＮした後も弱い電流ではあるが電磁ソレノイド２１に通電を継続することでプランジャ２１ｂが圧縮コイルばねで成る復帰用スプリング２１ｅの力で元の位置まで復帰する速度を遅くし、戻り時に発する衝突音を小さくすることができ、この点での使用感も向上させることができる。

尚、上記両実施の形態では、扉スイッチ１４がＯＮした後、あるいは所定の設定時間が経過した後も電磁ソレノイド２１に弱い電流を通電し続けるようにしたが、コストの関係から機能をシンプルにする必要があれば、この機能は省略し、扉スイッチ１４がＯＮした時、あるいは所定の設定時間が経過した時に直ちに通電を停止する制御をするようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態の冷蔵庫の正面図。 上記実施の形態の冷蔵庫の右側扉を開放させた状態の正面図。 上記実施の形態の冷蔵庫における電磁ソレノイド部分の縦断面図。 上記実施の形態における扉開放装置の制御回路ユニットの回路図。 本実施の形態における扉開放制御動作を示すフローチャート。 上記実施の形態における扉開放制御時の電磁ソレノイドに対する通電率制御を示すグラフ。 本発明の第２の実施の形態における扉開放制御動作を示すフローチャート。 上記実施の形態における扉開放制御時の電磁ソレノイドに対する通電率制御を示すグラフ。

符号の説明

１…冷蔵庫本体
１０…右扉
１０ｃ…受け部
１１…ハンドル部
１２…操作スイッチ
１３…操作パネル
１４…扉スイッチ
２０…扉開放装置
２１…電磁ソレノイド
３２…スイッチング素子
３５…制御回路ユニット
３７…マイコン

Claims (3)

1. 本体貯蔵室の前面開口部に開閉自在に設けた扉と、
   電気的な駆動源によって押圧部材を突き出して前記扉を押圧し開扉する扉開放装置と、
   前記扉若しくは本体外面側に設けられ、使用者により操作された状態で操作信号を出力する操作スイッチと、
   前記扉の開放状態で開放信号を出力する扉スイッチと、
   前記操作スイッチ及び扉スイッチからの各出力を受けるように設けられ、前記開放信号の非入力状態で前記操作信号が入力された時に前記開扉する力を弱い方から強い方へ段階的に変化させる開扉制御手段とを備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記開扉制御手段は、前記開放信号の非入力状態で前記操作信号が入力された時に、その後の所定時間が経過するまでの間、当該操作信号の入力タイミングからの経過時間に応じて前記開扉する力を弱い方から強い方へ段階的に変化させる制御をすることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記開扉制御手段は、前記開放信号の非入力状態で前記操作信号が入力された時に、前記開放信号が入力されるまでの間、当該操作信号の入力タイミングからの経過時間に応じて前記開扉する力を弱い方から強い方へ段階的に変化させる制御をすることを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。

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