JP2009052775A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】ソレノイドに対するプランジャがアンバランスになることによる摩耗を防止して扉開放装置としての寿命を長く保つことができ、引き出し式扉の使い勝手を向上することができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】貯蔵室６内の側壁に形成したレール部材によって引き出し可能に設けられた収納容器６を裏面側に保持して貯蔵室の前面開口部を閉塞する引出し扉９と、この引出し扉への開扉操作により作動するスイッチ16と、前記引出し扉の裏面に対向する本体側に設置され、前記スイッチの作動により、円筒状のパイプ21の外周のボビンにコイルを巻装したソレノイド18への通電により吸引され、前記パイプ内をほぼ水平の軸方向に移動するプランジャ22の先端に固着した押し棒23を前方に突き出すことで開扉動作をおこなう扉開放ユニット15とからなり、前記プランジャと押し棒とからなる組立体の重心を前記パイプ内に常に位置させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、引き出し式の貯蔵室扉に対する自動扉開放装置を具備した冷蔵庫に関する。

近年、家庭用冷蔵庫は食生活の多様化とともに収納量も大容量化しており、４００リットルを超えるクラスが主流になって冷蔵庫本体の高さや幅寸法も大きくなる傾向にある。 これにともない、冷蔵室とともに冷凍室や野菜室の扉も大型化して、回転式の冷蔵室扉の内側における収納ポケットや引き出し式の冷凍室や野菜室扉は、高さと幅寸法の拡大とともに奥行き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り改善が求められていた。

前記冷蔵室については、最も収納容積が大きいことから扉を左右に分割して観音開き方式としたり、使用者の冷蔵庫扉表面へのタッチ操作によってスイッチを作動し、ソレノイドを駆動して本体側から押し棒を突出させることで扉面を押圧し開扉する自動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ともに、前記観音開き式扉にこの自動扉開放装置を適用した構成も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−８３６７３号公報

しかしながら、前記冷蔵室用の扉開放装置は、扉が本体に取り付けられたヒンジに枢支された回転扉であることから、回転始点であるヒンジ部分からの押圧位置と押出力との調整により通常３５ｍｍ程度の押し出しストロークで開扉させることが可能であったが、前記冷凍室や野菜室などの引き出し式の扉については、開扉の方向が回転ではなく直線方向であることから機構的に困難が予想され、これまで商品化されることはなかった。

また、引き出し式扉の場合の開扉寸法は、基本的に押し出しストロークと同一になり、収納物を取り出せるほど開扉するにはより大きなストロークで押し出す必要がある。その際には、ソレノイドの構成上、開扉ポイントではプランジャと押し棒との組立体の重心がソレノイドから外側に飛び出し、前方へ下降傾斜するほどアンバランスな状態になるため、プランジャの削れやかじりの問題が発生し、そのまま扉開閉を繰り返すと摺動不良とともにプランジャが摩耗劣化するため、扉開放装置としての寿命が著しく短くなる欠点がある。

本発明は、上記の点に着目してなされたもので、ソレノイドに対するプランジャがアンバランスになることによる摩耗を防止して扉開放装置としての寿命を長く保つことができ、引き出し式扉の使い勝手を向上することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本発明の冷蔵庫は、貯蔵室内の側壁に形成したレール部材によって引き出し可能に設けられた収納容器を裏面側に保持して貯蔵室の前面開口部を閉塞する引出し扉と、この引出し扉への開扉操作により作動するスイッチと、前記引出し扉の裏面に対向する本体側に設置され、前記スイッチの作動により、円筒状のパイプの外周のボビンにコイルを巻装したソレノイドへの通電により吸引され、前記パイプ内をほぼ水平の軸方向に移動するプランジャの先端に固着した押し棒を前方に突き出すことで開扉動作をおこなう扉開放ユニットとからなり、前記プランジャと押し棒とからなる組立体の重心を前記パイプ内に常に位置させるようにしたことを特徴とする。

本発明の冷蔵庫によれば、貯蔵室扉を引き出し式として、ソレノイドによるプランジャの押し出しストロークを大きくしてもプランジャと押し棒との組立体の重心は常にソレノイドのパイプ内に位置することからプランジャがアンバランスになることよる摩耗を防止でき、扉開放装置としての寿命を長く保つことができるとともに、扉を軽く引き出すことが可能となって使い勝手を向上させることができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。図１は、本発明に係る冷蔵庫における最下段の冷凍室部分の開扉状態の外観を示す斜視図、図２は、図１の縦断面であり、外箱と内箱とこれら内外箱間に断熱材を発泡充填した断熱箱体で形成された冷蔵庫本体（１）は、内箱内部に貯蔵空間として最上部に冷蔵室（２）、その下方には断熱仕切壁を介して製氷貯氷室（３）と温度切替室（４）とを左右に区分して併置している。野菜室は特に図示しないが、前記冷蔵室（２）の下方空間に配設されている。そして、最下部には冷凍室（６）を独立して配置し、各貯蔵室の前面開口には各々専用の扉を設けて開閉自在に閉塞している。

最も大きな収納容積を有する冷蔵室（２）の開口部は、左右の回転式扉で観音開き式にした扉と扉周縁に取着したマグネットガスケットにより内外を気密に閉塞しており、前述したように、使用者の扉表面へのタッチ操作によりソレノイドを駆動して開扉する自動扉開放機構を備えている。

冷蔵室（２）の下部に配置した製氷貯氷室（３）や温度切替室（４）、および冷凍室（６）は、扉内側に取り付けられ貯蔵室内奥方に延出する左右一対の支持枠（７）に各収納容器（８）を載置するとともに、扉を引出し扉（９）として前記支持枠（７）と庫内壁面とのレール機構によりそれぞれを庫外に前後方向に引き出す方式としている。

前記冷凍室（６）における収納容器（８）は、上面を開口した底の深い箱状をなしており、その開口した上面の周縁にはフランジ部を形成し、このフランジ部を利用して前記上面開口をほとんど覆うとともに、前縁の一部を切り欠いて高さのある製氷用牛乳パック容器などを収納する後方への凹陥部を有する比較的底の浅い皿状の中段容器（10）を載置している。

そして、冷凍室扉（９）を引き出した際には、収納容器（８）とともに中段容器（10）が、前記支持枠（７）と庫内壁面との間に配設したスライドレール（11）によってその後端が冷凍室（６）の前面開口部より前方に出るまでフルオープン状態で大きく引き出されるものであり、中段容器（10）は収納容器（８）のフランジ部上を前後方向に摺動可能として収納容器（８）の上面開口を開閉し、また中段容器（10）自体の引き出し収納ができるように設けている。

前記収納容器（８）および中段容器（10）の上方には、これら容器（８）（10）および冷凍室扉（９）の開閉とは関連なく、独立して引き出し、また庫内に収納される上段容器（12）を設置している。この上段容器（12）は、中段容器（10）の上方に位置しているが、その保持は前記扉の支持枠（７）ではなく、上段容器（12）自体の開口側縁に形成したフランジ部を冷凍室（６）の側壁に内方へ突出して設けた図示しない支持レールに直接支承し、前後に摺動可能に支持する構成であり、冷凍室扉（９）および中段容器（10）と下段の収納容器（８）とを支えている支持枠（７）やスライドレール（11）に荷重負担は掛からないとともに、冷凍室扉（９）の開扉には連動していない構成である。したがって、これを引き出す場合は、冷凍室扉（９）を引き出した後に、上段容器（12）自体の前壁の一部に形成した把手を把持して独自に引き出し、また室内に押し込むことになる。

しかして、冷凍室（６）の上部における前記製氷貯氷室（３）と温度切替室（４）との間の仕切壁部（13）の幅方向中央部には、図３の分解斜視図で示すように、扉開放ユニット（15）を設置している。この扉開放ユニット（15）は、本実施例の場合、上下の室を断熱区画するための仕切壁ではなく、収納容器（８）および上段容器（12）を庫内から引き出し、また収納するためだけに設けられている仕切壁部（13）に配設しており、本来貯蔵空間としては利用できない無効の空間を扉開放ユニット（15）の収納空間として有効に利用しているものである。

扉開放ユニット（15）は、回動式の冷蔵室（２）の扉と同様に、冷凍室扉（９）表面のハンドル部（９ａ）に形成した磁気レバーからなるタッチスイッチ（16）へのタッチ操作によってホールＩＣ、マイコン制御により駆動されるものであり、閉扉状態の平面図であってその一部破断した図４に示すように、ヨーク（17）内に設けられ、ボビンの外周にコイルを巻装してこれを樹脂でモールドしたソレノイド（18）と、ソレノイド（18）の内側に補助ヨーク（19）（20）を介して設けた黄銅製の円筒状のパイプ（21）と、前記ソレノイド（18）への通電によって吸引され、前記パイプ（21）内を軸方向にほぼ水平移動する磁性体製のプランジャ（22）、およびプランジャ（22）の先端に固着した押し棒（23）とから構成されており、この扉開放ユニット（15）をゴムブッシュなどの緩衝材を介して前記仕切壁部（13）の前後に亙って取り付けたソレノイドケース（24）にねじ固定されている。

前記プランジャ（22）と押し棒（23）との組立体は、本実施例の場合、冷凍温度空間内に設置されていることから開扉時などにおける外気の侵入によって結露し氷結する可能性があり、氷結を防いで機能に影響を及ぼさないように、その開口上面はソレノイドカバー（25）で密封閉塞しており、その前端部には、ソレノイドケース（25）内のソレノイド（18）部材であるプランジャ（22）などの金属製の摺動部が冷凍室（６）空間の湿気に触れないように気密にシールし、且つ、押し棒（23）の先端部が前方へ延出できるように蛇腹状に形成したシリコンゴム製のシールパッキン（26）を設けており、このシールパッキン（26）を介して、冷凍室扉（９）方向への突出部材として合成樹脂で形成したノック部材（27）を取り付けている。

そして、ソレノイド（18）への通電時には、プランジャー（22）の前方への水平移動によって押し棒（23）の先端部が前方へ延出し、シールパッキン（26）を介してノック部材（27）の後部に立設させた係合片（27ａ）を押圧し、ノック部材（27）の先端部が冷凍室扉（９）の裏面側に向かって突出するよう構成されている。

このようにノック部材（27）は、押し棒（23）とは別部材にして、係合片（27ａ）を介して押圧されるようにしたので、扉裏面の押圧部をプランジャ（22）の摺動軸の軸芯に合致させたり、押し棒（23）を所定位置に配するために曲げ成形する必要がなく、ソレノイド（18）の設置場所の設定調整が可能となり、仕切壁部（13）裏面の無効スペース中に効果的に設置できる利点がある。

プランジャー（22）の他端には、圧縮コイルバネからなる戻しバネ（28）を設けてプランジャー（22）をソレノイド（18）による突出方向とは逆方向へ常時付勢しており、ソレノイド（18）への通電が停止した後は、この戻しバネ（28）によって押し棒（23）を再びソレノイド（18）のパイプ（21）内に収納するように形成されている。また、前記ソレノイドケース（24）内に配設したノック部材（27）を含む扉開放ユニット（15）の表面はユニットカバー（29）によって被覆されており、冷気の侵入防止や外力に対する保護とともに、人が充電部に触れないように安全上の保護もおこなっている。

なお、図１中の（30）は、冷凍室扉（９）の下方の一側裏面に対向する冷蔵庫本体（１）側に設けたリードスイッチなどで形成したドアスイッチであり、閉扉の際には、冷凍室扉（９）裏面に設けたマグネットガスケットなどの磁力を感知することで冷凍室扉（９）の開閉状態を検出するものである。

このドアスイッチ（30）は、扉開閉を検出することで、室内の冷却ファンの回転などを制御するのみでなく、冷凍室扉（９）が開放している場合は、扉開放ユニット（15）を動作させないように制御している。これにより、冷凍室扉（９）の開放中に誤ってタッチスイッチ（16）にタッチされた際においてもソレノイド（18）へ通電されることはなく、ノック部材（27）が本体前方の空間に突出する危険を防止できるものであり、扉開放ユニット（15）のソレノイド（18）は、冷凍室扉（９）が完全に閉扉されていることを条件として初めて動作可能となる。

扉開放ユニット（15）の基本構成は上述したとおりであり、冷凍室扉（９）を開扉する場合には、図５の制御図で示すように、ドアスイッチ（30）により、冷凍室扉（９）が閉扉されていることを条件として、扉のハンドル部（９ａ）に形成したタッチスイッチ（16）をタッチ操作することによってソレノイド（18）にドライバ（パワー回路）を介して１秒間通電する。

閉扉時においては、前記スライドレール（11）は図示しない閉扉バネにより閉扉状態が保持されているが、タッチスイッチ（16）が操作されるとソレノイド（18）によってプランジャ（22）が戻しバネ（28）の力に抗して吸引移動し開扉動作をおこなう。このとき、ソレノイド（18）は、前記パイプ（21）の外周に前後に分離して配設した前記補助ヨーク（19）（20）により、吸引力のピークの位置をずらしており、図６の吸引力特性図に示すように、まず、開扉点を０として閉扉位置である６７ｍｍから４７ｍｍの（Ａ）のゾーンでは、マグネットガスケットの吸着力に打ち勝つために、５０Ｎ程度の負荷（Ｌ１）以上でガスケットを剥がす力を発生させる。

次に、開扉点からほぼ４７ｍｍから１０ｍｍの（Ｂ）ゾーンでは、スライドレール（11）の閉扉バネの引き込み力と引出し扉（９）の負荷（Ｌ２）に打ち勝つ力を発生し、（Ｃ）ゾーンでは、スライドレール（11）の閉扉バネを外し、スライドレール（11）の摩擦力を含む初動開扉負荷（Ｌ３）に打ち勝つ吸引力を発生して０ｍｍの開扉点に至るものであり、扉負荷の変位の全ての領域（Ｌ１〜Ｌ３）でソレノイド（18）の吸引力（発生力）が負荷（Ｌ）を上回るようにコイル電流が調整されている。

上記に関し、本実施例では９０００ＡＴ（アンペアターン）の電磁力を供給すると、図中破線で示す吸引力（Ｖ）が得られ、閉扉中のマグネットガスケットの剥がし力（Ｌ１）、引出しレールの閉扉バネの保持力（Ｌ２）、および引出しレールの引出し摩擦力（Ｌ３）の全てに打ち勝つことから、所定の開扉点まで冷凍室扉（９）を容易に押し出すことができた。

なお、前記開扉点は、ソレノイド（18）への通電時のプランジャ（22）のストローク（６５〜７０ｍｍ）ではなく、ソレノイドの発生力と扉負荷との差であって蓄積された勢いにより概ね２００〜３００ｍｍ開放する位置である。

前記ソレノイド（18）への通電により、プランジャ（22）は、図７の閉扉状態を示す（２）からプランジャ（22）が突出する（１）への変化で示すように、パイプ（21）内を吸引され、戻しバネ（28）のバネ力に抗してこれを圧縮し、戻しバネ（28）が圧縮されて密着長になるまで前方に突出する。プランジャ（22）の移動とともに押し棒（23）も前方移動して、その先端がノック部材（27）の係合片（27ａ）に係合することでノック部材（27）を前方に突き出し、冷凍室扉（９）の裏面を押して開扉させるように動作する。

ソレノイド（18）への通電は１秒間であり、プランジャ（22）を動作させてノック部材（27）を突き出した後は、消勢によりプランジャ（22）は戻しバネ（28）のバネ力によって後方に移動するため、扉前面に突出した状態のままとはならずに次の開扉操作のための待機状態となるが、本発明においては、さらに下記構成により扉を開放することを特徴としている。

本発明の１実施例を前記図７に示すように、ソレノイド（18）は、ストロークが従来に倍する６７ｍｍの長ストロークタイプとし、ヨーク（17）に長さ（Ｙ）を１１１ｍｍとしてソレノイド（18）部におけるプランジャー（22）の長さ寸法（ａ）、本実施例では１２４ｍｍに対して、押し棒（23）の長さ（ｂ）を１３６ｍｍと長くし、冷凍室扉（９）の開扉時には、ソレノイド（18）に通電して押し棒（23）を前方へ大きく突出させるようにしている。例えば、本実施例の場合、突出長（Ｓ）を６４ｍｍとしている。

そして、このときは圧縮された戻しバネ（28）の３ｍｍの密着長（Ｐ）によってプランジャ（22）の先端はソレノイド（18）の前記パイプ（21）の前端部から前方に突出することはなく、プランジャ（22）と押し棒（23）との組立体の重心（Ｇ）は、パイプ（21）の内方に位置するものである。

閉扉状態においては、ソレノイド（18）への通電が断たれるので、戻しバネ（28）の伸長によりプランジャ（22）は８０ｍｍに亙って後方に移動するが、このとき、ソレノイドケース（24）にはストッパ（24ａ）を形成し、このストッパ（24ａ）によってプランジャ（22）の後端を移動を阻止するようにして脱落を防止しており、その際におけるプランジャ（22）と押し棒（23）との組立体の前記重心（Ｇ）を前記パイプ（21）後端のわずか内側に留まるように重量を調整している。

上記構成により、プランジャ（22）の突出でノック部材（27）が引き出し式の冷凍室扉（９）を裏面側から押して開放する開扉時はもとより、ソレノイド（18）への通電が断たれプランジャ（22）が戻しバネ（28）により後方側に突出する閉扉時においても、プランジャ（22）と押し棒（23）とからなる組立体の重心（Ｇ）は、常にソレノイドのパイプ（21）内に位置することになり、大きな突出量にも拘わらず、パイプ（21）外へ飛び出すことでプランジャ（22）が傾き、削れやかじりなどによる摺動不良によって摩耗することがなく、扉開放装置として長い寿命を保持することができるものである。

また、前述のように、開扉時には、戻しバネ（28）の３ｍｍの密着長（Ｐ）によってプランジャ（22）の先端はパイプ（21）から前方にまでは進まないことから、プランジャ（22）と押し棒（23）との組立体の重心（Ｇ）の位置のみでなく磁気平衡点を外すことになり、磁気開放の鋭さが滑らかになることと前記密着長（Ｐ）によって、その分戻しバネ（28）の復帰力が低下し、開扉動作終了時の衝接音を小さくすることができる。

なお、プランジャ（22）と押し棒（23）との組立体の重心をソレノイドのパイプ（21）の中に入れる方法としては、ヨーク（17）の長さ寸法を伸ばせば可能であるが、その場合は、扉開放ユニット（15）のサイズが大きくなり、また重くなって設置場所の強度に影響するとともに、洩れ磁束の関係で効率が低くなるので好ましくない。

次に、本発明のプランジャの他の実施例について説明する。上記実施例においては、プランジャ（22）より押し棒（23）の長さを長くすることでプランジャ（22）と押し棒（23）とからなる組立体の重心を前記ソレノイドのパイプ（21）内に常に位置させるようにしたが、図８に示すように、ソレノイド（18′）におけるプランジャ（22′）の後端を中空部（30）を形成して重量バランスをとるようにしてもよく、また、同様に、押し棒（23′）に錘（31）を取り付けるようにしてもよい。

なお、本実施例の扉開放装置の採用対象とする貯蔵室扉は冷凍室扉に限るものではなく、野菜室などの引き出し式扉であれば適用できるものである。

本発明の１実施形態の冷蔵庫の開扉状態の冷凍室部分を示す斜視図である。 図１の冷凍室部分の閉扉状態を示す縦断面図である。 図２における扉開放ユニット部分を示す分解斜視図である。 図３における扉開放ユニットの一部を破断した閉扉状態の平面図である。 図３の扉開放ユニットの制御ブロック図である。 図３の扉開放ユニットにおけるソレノイドの吸引力特性図である。 図４の扉開放ユニットの開閉動作時の状態を示す比較側断面図であり、（１）はプランジャの突出時、（２）は閉扉時を示す。 図３における扉開放ユニットの他の実施例を示す横断面図である。

符号の説明

１ 冷蔵庫本体 ６ 冷凍室 ７ 支持枠
８、10、12 容器 ９ 冷蔵室扉 11 スライドレール
13 仕切壁部 15 扉開放ユニット 16 タッチスイッチ
17 ヨーク 18 ソレノイド 19、20 補助ヨーク
21 パイプ 22 プランジャ 23 押し棒
24 ソレノイドケース 25 ソレノイドカバ 26 シールパッキン
27 ノック部材 27ａ 係合片 28 戻しバネ
29 ユニットカバー 30 中空部 31 錘
Ｇ 重心

Claims (4)

1. 貯蔵室内の側壁に形成したレール部材によって引き出し可能に設けられた収納容器を裏面側に保持して貯蔵室の前面開口部を閉塞する引出し扉と、この引出し扉への開扉操作により作動するスイッチと、前記引出し扉の裏面に対向する本体側に設置され、前記スイッチの作動により、円筒状のパイプの外周のボビンにコイルを巻装したソレノイドへの通電により吸引され、前記パイプ内をほぼ水平の軸方向に移動するプランジャの先端に固着した押し棒を前方に突き出すことで開扉動作をおこなう扉開放ユニットとからなり、前記プランジャと押し棒とからなる組立体の重心を前記パイプ内に常に位置させるようにしたことを特徴とする冷蔵庫。
2. プランジャより押し棒の長さを長くしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. プランジャを中空体にしたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
4. 押し棒に錘を取り付けたことを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。

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