JP2008063807A - 開閉ロック機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックの解除が即時に出来ると共に、周囲の気温の影響などを受けずに安定したロック及び解除が可能であり、機器の使用中に確実にロックして機器の使用中は手動でロックを解除できず、ロックや解除などの作動の際に騒音の発生が無く、コスト的にも安価な開閉ロック機構を提供する。
【解決手段】開閉ロック機構１は、蓋２の開閉を規制するためのフック３と、蓋２を閉鎖状態に係止するためのロックレバー４と、フック３をロックレバー４に係止するためにロックアーム６と扇歯車７とからなる係止規制部５と、該係止規制部５を駆動するためのロータ８と、ロータ８と扇歯車７の連結を継段するための誘導リング１４とから構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、家電製品の蓋などの開閉部の開閉を規制するための係止部を設け、開閉部を閉鎖状態に固定するための開閉ロック機構に関するものである。

蓋の付いた家電製品として例えば洗濯機の場合、洗濯中は蓋をロックして開かないようにするために、蓋の開閉ロック機構を装着することが要望されている。従来、このような蓋の開閉ロック機構として、セラミックヒーター及びバイメタルを用いてロックレバーの動きをロックするバイメタル方式の装置（例えば、特許文献１参照）や、モータ式で蓋のフックを直接ロックする装置（例えば、特許文献２参照）などが公知である。ただし、この直接ロックする装置では、ロック位置でモータ通電を切ってしまうので、停電時に強制開閉させるための手動解除ボタンが付いている。

特開２００６−２６４０５号公報（００２２） 特開２００６−３７３８２号公報（００５２〜００５４）

しかしながら上記バイメタル方式の装置では、セラミックの温度が低下するまでロック解除が出来ないので、蓋が直ぐに開かないという問題があった。また、上記直接ロック方式の装置は、洗濯中は蓋を開けないようするという目的に反して、洗濯中でも手動解除ボタンで蓋を強制的に開けることができてしまう。また、この時にアジテータをブレーキ停止する必要があり、製造コストも上昇してしまうという問題があった。

また、ソレノイドを使用して蓋をロックする方法が考えられる。しかし、ＡＣ電源直結では、鉄心同士の振動接触音がするという問題があった。また簡易ＤＣ化するにはブリッジやコンデンサ等の整流回路が必要となり、コストが上昇してしまうという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、ロックの解除が即時に出来ると共に、周囲の気温の影響などを受けずに安定したロック及び解除が可能であり、機器の使用中に確実にロックして機器の使用中は手動でロックを解除できず、ロックや解除などの作動の際に騒音の発生が無く、コスト的にも安価な開閉ロック機構を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために本発明は、開閉部を備えた機器の、該開閉部の開閉を規制するための係止部を設けた開閉ロック機構において、駆動源の動力を受け回転可能な回転部と、前記係止部が開閉部の開閉を規制する状態から規制を解除する状態へ移動するのを規制する係止規制部と、前記回転部と前記係止規制部の連結を継断するクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構は、前記回転部のいずれか一面と対向する面を有する誘導リングを備え、前記回転部もしくは前記誘導リングの一方は他方との対向面に誘導マグネットが備えられ、他方の対向面は導電性非磁性体で形成されて、前記係止規制部は、規制部付勢部材によって前記係止部の規制を解除する方向に付勢されていることを特徴とする開閉ロック機構、を要旨とするものである。

本発明の開閉ロック機構は、上記構成を採用したことにより、従来のバイメタル方式の装置と比較して、即時にロックを解除できると共にロックと解除に周囲の気温の影響を受けることがない。また従来の直接ロック方式の装置と比較して、手動でロックを解除しないため、回転中は確実に開閉を規制することが可能である。またクラッチ部として、ソレノイドを使用せずに、回転部のいずれか一面と対向する面を有する誘導リングを備え、回転部もしくは誘導リングの一方は他方との対向面に誘導マグネットが備えられ、他方の対向面は導電性非磁性体で形成されている誘導クラッチを使用し、前記係止規制部は規制部付勢部材によって係止部の規制を解除する方向に付勢されていることにより、開閉部の開閉を規制する際や、規制を解除する際にクラッチ部の機械的接触が無いので、クラッチ部に摩耗やノイズが発生する虞も無く、しかも構造が単純なので安価に装置を提供できる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の開閉ロック機構を示す要部断面図であり、図２は図１の開閉ロック機構１を斜め上から見た外観斜視図である。なお、図１および図２に示す開閉ロック機構は、ロックレバーおよび駆動機構などを覆うケース上蓋を取外した状態を示す。図１に示す開閉ロック機構１は、開閉部として洗濯機の洗濯槽の入口を開閉可能に形成されている蓋２と、該蓋２の開閉を規制するための係止部として蓋に設けられているフック３と、洗濯機本体（図示せず）側に設けられ、蓋２を閉鎖状態に係止するためのロックレバー４と、フック３をロックレバー４に係止した状態に固定するための係止規制部５を備えている。

係止規制部５はロックアーム６と扇歯車７とからなり、該係止規制部５を駆動するための回転部として、電動モータのロータ８を備えている。ロータ８の回転力を扇歯車７に連結して、ロックアーム６を動かしてロックレバー４を係止状態に固定する。ロータ８と扇歯車７の連結を継段するためのクラッチ機構として、誘導リング１４が設けられている。係止規制部５を構成する部品は、ケース体２０の中に配設されている。またロータ８などの電動モータの構成部品および誘導リング１４はモータケース１１の内部に配設され、ケース体２０とモータケース１１は一体化されていて、洗濯機本体などの機器の本体に装着可能に形成されている。

フック３は、蓋２と一体に設けられ、該蓋２の閉鎖方向（矢印Ｖ方向）に突出する係止杆３１と該係止杆３１の先端に鉤状に形成された係止爪３２とからなり、係止爪３２と反対側の端面３３がテーパー状に形成されている。この端面３３は、ロックレバー４を矢印Ｈで示すロック方向にスライド移動させるための押圧部となる。

図２に示すように、ロックレバー４には、フック３の係止爪３２を挿通可能な方形状の貫通孔からなる係止孔４１と、ロックアーム６のロック部材６３（図３参照）が係合する係合溝４２と、コイルばね１０の取付部４３とが設けられている。そしてロックレバー４は、図１に示すように、ロック方向（矢印Ｈ）にスライドしてフックを係止した状態でロック可能に形成されている。さらにロックレバー４の係止孔４１の部分には、フック３が係止孔４１に挿通してロックした際に係止爪３２が外れないように係止する係止片４１ａと、フック３の端面３３に当接するテーパー面４１ｂが設けられている。

ロックレバー４は、ケース体２０に設けられている支持部２１によってスライド可能に支持されている。支持部２１は、ロックレバー４の係止孔４１の部分に設けられた貫通孔２１ａと、ロックレバー４の下面の一部と当接する支持部２１ｂと、ロックレバー４の係止孔４１の部分の外側面に当接するガイドレール２１ｃなどから構成されている。またロックレバー４の他端側の取付部４３とケース体２０の間にはコイルばね１０が取り付けられている。コイルばね１０は、ロックレバー４をロック解除方向に付勢しており、ロックレバー４が矢印Ｈのロック方向にスライドした場合、コイルばね１０が圧縮された状態となる。

ロックレバー４は、係止規制部５によりフック３の先端が係止された状態にロック可能に形成されていて、ロックレバー４がロックされると、蓋２の開閉が規制される。図３は図２のロックレバーを取外した状態を示す分解斜視図であり、図４（ａ）、（ｂ）は係止規制部の動作を説明するための平面図であり、図５は係止規制部を底面側から見た平面図である。なお図３および図５では、モータの記載を省略して示した。図３〜図５に示すように、係止規制部５は、ロックアーム６と扇歯車７とから構成される。扇歯車７は回動中心となる取付軸７１と歯車部７２と歯車部７２の一辺端部の先端に設けられたガイドピン７３とから構成されている。ロックアーム６は、扇歯車７のガイドピン７３に係合する長孔６１と、該長孔６１の反対側の端部に設けられた取付軸６２と、ロックレバー４の係合溝に係合するように上方に突出しているロック部材６３とから構成されている。

ロックアーム６の取付軸６２および扇歯車７の取付軸７１は、ケース体２０に回動可能に軸支されており、ガイドピン６１は長孔６１の内部を移動可能に係合するように取り付けられている。さらに扇歯車７には、ロックアーム６３を係止解除状態となる方向（矢印Ｒ方向）に付勢するために、規制部付勢部材が設けられている。図５に示すように、規制部付勢部材は、コイル部１６ａを介して２本のアーム部１６ｂ、１６ｃが設けられたねじりコイルばね１６が用いられる。ねじりコイルばね１６のコイル部１６ａが、扇歯車７の取付軸７１に挿通され、一方のアーム部１６ｂがケース体２０の側面内側に固定され、他方のアーム部１６ｃが扇歯車７のガイドピン７３側に固定されている。ねじりコイルばね１６は図４（ａ）に示すように矢印Ｒ方向に付勢されている。

図１に示す開閉ロック機構１は、係止規制部５を作動させるための回転部としてロータ８を備える。ロータ８が回転すると、誘導リング１４が回転し扇歯車７を回転させてロックアーム６がロックレバー４を係止位置にロックする。本実施例では、回転部を駆動する駆動源として電動モータを用いる。電動モータは回転可能なロータ８を備えていて、該ロータ８が回転部として用いられる。

図１に示すように、電動モータは、カップ状に形成されたモータケース１１と、該モータケース１１の内周に配置されたステータ部１２と、該ステータ部１２のさらに内周に配置されたロータ８と、該ロータ８を回転自在に支承するロータ軸１３を備えている。ステータ部１２のコイルに電力を供給することでロータ８がロータ軸１３を中心に回動するようになっている。

ロータ８の形状は筒状であり、該ロータ８の内側に、銅製の筒状体からなり扇歯車７に噛合う歯車部１４ｂを有する誘導リング１４が、ロータ８の内周面と該誘導リング１４の外周面とが対向するように設けられている。さらにロータ８は、内側の誘導リング１４との対向面に、筒状に形成された誘導マグネット１５が備えられている。誘導マグネット１５は、誘導リング１４と対向配置されている。なお誘導リング１４は、回転部（ロータ８）の外周面と対向するように形成しても良く、回転部のいずれか一面と対向する面を有していればよい。また、誘導マグネット１５は、回転部（ロータ８）と誘導リング１４の対向面であれば、回転部側または誘導リング側のどちらか一方に設けられていればよい。

誘導リング１４は、非磁性でかつ導電性を有する材料で形成されていればよく、銅以外に例えばアルミニウムなどの金属を用いることができる。ロータ８が回転すると、ロータ８に接合されている誘導マグネット１５も同時に回転する。誘導マグネット１５が回転すると、誘導マグネット１５と対向配置された誘導リング１４との間に渦電流が発生する。この渦電流により、ロータの誘導マグネット１５に誘導リング１４を従動回転させる磁気誘導力が発生して、ロータ８と共に誘導リング１４も回転する。

図４（ａ）に示すように、誘導リング１４が回転すると、誘導リング１４の歯車部１４ａと扇歯車７の歯車部７２とが噛合しているので、扇歯車７は取付軸７１を中心に図中反時計回りに回動する。扇歯車７が回動すると、ガイドピン７３がロックアーム６の長孔６１の内部を一端側から他端側に円弧状に移動する。ロックアーム６はガイドピン７３の移動に対応して、取付軸６２を中心に図中時計回りに回動する。ロックアーム６が回動するとロック部材６３も一緒に回動し、その位置が図４（ａ）に示すロック解除状態から、図４（ｂ）に示すロック状態に変化する。

係止規制部５では、扇歯車７はねじりコイルばね１６により規制を解除する方向に付勢されている。しかし、ねじりコイルばね１６は誘導リング１４が扇歯車７を規制方向に回転させる駆動力よりも弱い力で付勢されているから、扇歯車７を回動させてロークアーム６はロック状態に変位する。モータの通電を切ってロータ８の回転を停止すると、誘導リング１４の回転も停止する。誘導リング１４の回転が停止すると、ねじりコイルばね１６の付勢力により、扇歯車７が図中時計方向に回動してロックアーム６をロックレバー４の規制を解除する方向（図中反時計方向）に回転させて、ロック部材６３の位置が、図４（ｂ）に示すロック状態から、同図（ａ）に示すロック解除状態に変位する。

図６（ａ）〜（ｃ）は、ロックレバーが係止規制部によりロックされる状態の説明図である。同図（ａ）は、蓋が開放した状態でフック３がロックレバー４の係止孔４１に挿通していない状態を示し、同図（ｂ）は蓋を閉めてフック３が係止孔４１に挿通されてロックレバー４がロック方向にスライドした状態（但し未だロックされていない状態）を示し、同図（ｃ）はロックレバーが係止規制部にロックされて、フック３がロックレバーに係止した状態に固定されて、蓋の開閉が規制された状態を示す。図７（ａ）〜（ｅ）はロックレバーとフックの動作を示す説明図である。以下、本実施例の開閉ロック機構の作用について説明する。

図６（ａ）に示すように、ロックレバー４の係合溝４２は、ロック方向の移動溝４２ｂと、該移動溝４２ｂの係止孔４１側に、ロックレバーの側方に凸となるように連設された固定溝４２ａとからなり、鈎状の溝として形成されている。またロックレバー４は、コイルばね１０によりロック解除方向に付勢されている。蓋２が開いてフック３が係止孔４１に挿通されない状態では、ロックアーム６のロック部材６３は、ロックレバー４の係合溝４２内の、移動溝４２ａのロック方向端部に位置している。この状態では、ロックレバー４はロック方向にスライド移動可能である。

図６（ｂ）に示すように、蓋２を閉鎖することで、フック３は係止孔４１に挿通される。フック３は、端面３３がロックレバー４のテーパー面４１ｂに当接して、ロックレバー４をロック方向にスライドして、ロックレバー４の係止位置まで移動させる。

図７（ａ）に示すように、ロックレバー４はコイルスプリング１０によりロック解除方向（矢印Ｆ方向）に付勢されていると共に、フック３の係止爪３２が係止孔４１に挿通可能な位置にある。蓋２を閉めた場合、図７（ｂ）に示すように、フック３の端面３３が係止孔４１のテーパー面４１ｂに当接し、フック３がロックレバー４を押圧しながら係止孔４１に挿入される。そしてロックレバー４は、コイルスプリング１０の付勢力に抗してロック方向（矢印Ｈ方向）にスライド移動する。

図７（ｃ）に示すように、蓋２が閉じられた場合、フック３の端面３３が係止孔４１の所定の深さまで挿入されるように形成されている。この所定の深さは、フック３の係止爪３２が、ロックレバー４の係止片４１ａの下方に位置して該係止片４１ａにより係止可能な箇所となる位置である。ロックレバー４のこの位置を係止位置と言う。ロックレバー４が係止位置になった状態で、係止規制部５によりロックレバーを係止位置にロックして、ロックレバーのロック解除方向へのスライド移動が規制された状態とする。

係止規制部５によりロックレバー４をロックするには、ロックレバー４が係止位置に移動した時点で、モータに通電してロータ８を回転させる。ロータ８の回転が誘導リング１４を用いた誘導クラッチにより係止規制部５の扇歯車７への連結が継状態となる。誘導リング１４が回転すると、扇歯車７とロックアーム６が回動する。

ロック部材６３が移動溝４２ａの係止孔４１側端部に位置する状態（図６（ｂ）参照）で係止規制部５を作動させてロックアームｂが回動すると、図６（ｃ）に示すようにロックアーム６のロック部材６３が、ロックレバー４の固定溝４２ｂに嵌合する。この状態になると、ロックレバー４をロック解除方向に移動しようとしても、ロック部材６３が係合溝４２の段部４２ｃに当接して移動できず、ロックレバー４が係止位置にロックされた状態となる。ロックレバー４がロックされた状態で、蓋２を開けようとした場合、図７（ｄ）に示すように、フック３の係止爪３２がロックレバー４の係止片４１ａに当接して係止状態となり、フック３が係止孔４１から抜けないので、蓋２が閉じた状態が維持される。

蓋２を開ける場合、モータへの通電を遮断してロータ８の回転を停止させ、係止規制部５の作動を停止すると、ロックレバー４が係止位置でロックされた状態からロック解除方向に移動可能となり、フック３をロックレバー４の係止孔４２へ係止した状態を解除する。回転部（ロータ８）の回転を停止すると、クラッチ機構の誘導リング１４の回転も停止して、回転部から扇歯車７への連結が断状態となり、係止規制部５の規制が解除される。係止規制部５の規制が解除されると、扇歯車７は図４（ｂ）に示す状態から、規制部付勢部材（ねじりコイルばね１６）の付勢力により回動して図４（ａ）に示す状態に戻る。扇歯車７のガイドピン７３がロックアーム６を回動させ、ロック部材６３は固定溝４２ｂに嵌合していたのが外れて、図６（ｂ）に示す移動溝４２ａの位置に戻り、ロックレバー４がロック解除方向に移動可能となる。

図７（ｄ）に示すように、ロックレバー４が係止規制部５によりロックされた状態では、フック３は先端の係止爪３２上面端部がロックレバーの係止片下面端部に当接して、蓋開放方向に移動しないようにロックされている。これに対し、ロックレバー４のロックが解除された状態では、図７（ｅ）に示すように、ロックレバー４はコイルばね１０によりロック解除方向（矢印Ｆ方向）に付勢されているから、ロックレバー４がその方向に少し移動すると、フック３の係止爪３２とロックレバー４の係止片４１ａによる係止が外れる。この状態になると、フック３が係止孔４１から抜けるようになるので、蓋２を開くことができる。

本実施例の開閉ロック機構１は、係止部材（ロックレバー４）は、開閉部（フック３を備える蓋２）を閉鎖することにより、開閉部を係止する係止位置に移動する。そして係止部材が係止位置において、前記回転部（ロータ８）が回転すると前記係止規制部５が前記係止部材を前記係止位置に規制し、回転部の回転が停止すると、前記係止部の前記係止位置への規制が解除される。このように構成されている場合、回転部が回転中は規制され、停止することによって規制が解除されるため、停電時においては自動的に規制が解除される。

開閉ロック機構１において、クラッチ機構と係止規制部の連結部は、前記クラッチ機構の動作を遅延して係止規制部に連結する遅延機構を設けることができる。この遅延機構として例えば、係止規制部５にダンパ機構を設け、係止規制部をゆっくりと動作させるように形成することができる。このように遅延機構を設けた場合、回転部が停止しても一定時間、開閉を規制することができる。また回転部が停止するまで時間がかかる場合には、回転部の回転数が低下すると誘導クラッチの吸引力が規制部付勢部材の付勢力より低下し、回転中にもかかわらず規制が解除されることを防止できる。

本実施例では、駆動源としての電動モータを備え、モータは回転可能なロータ８を備え、開閉ロック機構の回転部にモータのロータ８を用い、誘導リング１４および誘導マグネット１５を電動モータのロータ８の内周部に同軸配置している。このように開閉ロック機構１が内部にモータを有することにより、回転機構を備えていない機器に本発明開閉ロック機構を取り付ける場合や、機器の回転部と開閉ロック機構の機械的連結が困難な場合、機器の回転と開閉ロック機構の作動を連結させたくない場合などに、最適に利用することができる。

また、開閉ロック機構は、モータなどの駆動源を内部に備えずに、別体に構成された駆動源からの動力を受けて作動する構成であってもよい。例えば、ミキサーのように、機器自体が回転機構を備えている場合には、その回転機構を駆動源として利用して回転部を回転駆動するように形成して、ミキサーの回転中は蓋をロックするように構成することができる。

本発明の開閉ロック機構を示す要部断面図である。 図１の開閉ロック機構１を斜め上から見た外観斜視図である。 図２のロックレバーを取外した状態を示す分解斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は係止規制部の動作を説明するための平面図である。 係止規制部を底面側から見た平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ロックレバーが係止規制部によりロックされる状態の説明図である。 （ａ）〜（ｅ）はロックレバーとフックの動作を示す説明図である。

符号の説明

１ 開閉ロック機構
２ 蓋
３ フック
４ ロックレバー
５ 係止規制部
６ ロックアーム
７ 扇歯車
８ ロータ（回転部）
９ クラッチ機構
１０ コイルばね
１１ モータケース
１２ ステータ部
１３ ロータ軸
１４ 誘導リング

Claims (4)

1. 開閉部を備えた機器の、該開閉部の開閉を規制するための係止部を設けた開閉ロック機構において、
   駆動源の動力を受け回転可能な回転部と、前記係止部が開閉部の開閉を規制する状態から規制を解除する状態へ移動するのを規制する係止規制部と、前記回転部と前記係止規制部の連結を継断するクラッチ機構とを備え、
   前記クラッチ機構は、前記回転部のいずれか一面と対向する面を有する誘導リングを備え、前記回転部もしくは前記誘導リングの一方は他方との対向面に誘導マグネットが備えられ、他方の対向面は導電性非磁性体で形成されて、前記係止規制部は、規制部付勢部材によって前記係止部の規制を解除する方向に付勢されていることを特徴とする開閉ロック機構。
2. 請求項１において、前記駆動源としての電動モータを備え、該モータは回転可能なロータを備え、該ロータは前記回転部であることを特徴とする開閉ロック機構。
3. 請求項１または２において、前記係止部は、前記開閉部を閉鎖することにより、開閉部を係止する係止位置に移動し、該係止位置において、前記回転部が回転すると前記係止規制部が前記係止部を前記係止位置に規制し、回転部の回転が停止すると、前記係止部の前記係止位置への規制が解除されることを特徴とする開閉ロック機構。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記クラッチ機構と前記係止規制部の連結部は、前記クラッチ機構の動作を遅延して前記係止規制部に連結する遅延機構を備えることを特徴とする開閉ロック機構。
   

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