JP2702734B2 - ダンパー開閉装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電気冷蔵庫等の冷蔵室，切換え室の冷気の流
量を調整するダンパー開閉装置に関するものである。

従来の技術 例えば分割状態の冷凍室と冷蔵室とを備えた冷蔵庫で
は、冷凍室と冷蔵室とを結ぶ通路に設けたダンパーの開
閉によって温度制御が行われている。従来、その開閉の
駆動源として、ガスサーモ式ベローズが用いられている
が、ガスサーモ式ベローズでは応答速度が遅く、また装
置が大型化するといった問題があり、最近では、駆動源
に形状記憶合金コイルバネを用いたものが使用される様
になってきた。以下に、形状記憶合金コイルバネを駆動
源に用いた従来のダンパー開閉装置について説明する。

従来のダンパー開閉装置は、例えば実開昭62−16981
号公報に記されているものがある。

第４図〜第６図を用いて説明する。第４図は従来のダ
ンパー開閉装置の断面図を示したものである。

１はダンパー開閉装置で、２はダンパー装置の基板に
して、その一端部には開口３が形成されて居り、その中
腹部上面には支持板４が突設されている。５は上記支持
板４に回動自在に枢支された作動板にして、その先端部
には上記基板２の開口３を開閉するための開閉板６が装
着されている。又、上記作動板５には常時開口３を閉成
する方向に付勢するバイアスバネ７が取着されている。
８は所定温度以上に加熱されると収縮するように熱処理
された形状記憶合金からなるコイルスプリングにして、
上記作動板５の開閉板６を設けていない側の一端部に取
着されて居り、通常時は伸長した状態となって上記バイ
アスバネ７の付勢力と共に前記作動板５を閉成する方向
に付勢し、その収縮時にはバイアスバネ７の付勢力に抗
して上記作動板５を開成する方向に付勢するようになっ
ている。９は上記コイルスプリング８の中空部内に配設
された正特性サーミスタからなるヒーターにして、前記
コイルスプリング８に直列に接続されて居り、ダンパー
の開成指令時に上記ヒーター９に通電されるようになっ
ている。該ヒーター９に通電されるとこのヒーター９に
近い部分のコイルスプリング８から順番に収縮が始ま
り、その結果コイルスプリング８の収縮力が上記バイア
スバネ７の付勢力より勝ち作動板５が時計方向、即ち開
成方向に回動される。尚10はコイルスプリング８及びヒ
ーター９を収納するための収納部を示す。

以上の様に構成されたダンパー開閉装置について、以
下その動作について説明する。

先ず通常即ちダンパーの開成指令がでていない時に
は、ヒーター９には通電されず、従ってコイルスプリン
グ８が伸長状態にあり、作動板５はバイアスバネ７の付
勢力によって閉成方向に付勢され、このため開口３は作
動板５の開閉板６で閉成されている。

而して、図示しない制御回路からダンパーを開成する
指令が出されると、リレースイッチ11が閉成されてヒー
ター９及びコイルスプリング８の直列回路に電流が流
れ、コイルスプリング８はヒーター９によって加熱され
る。このため、コイルスプリング８は収縮し、バイアス
バネ７の付勢力に抗して作動板５を時計方向に回動し開
口３を開成する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、ダンパー開閉装置
１を冷蔵庫内に取り付けると、冷気によりコイルスプリ
ング８の置かれている本体は少なくとも０℃前後になり
最も冷えた時には−30℃前後になる可能性がある。前記
状態を想定すると、コイルスプリング８の変態温度下限
としては０℃以下で設計するのが通常であり、そうなる
と変態温度上限は60℃前後となる。従ってコイルスプリ
ング８を加熱するヒーター９に正特性サーミスタを使用
しているため開口３を開成する方向での応答速度は速い
が第６図に示すようにヒータ９が約270℃前後になる
為、逆に庫内温度が低くなり制御回路からダンパー閉成
指令が出されるとコイルスプリング８の温度が約０℃に
ならなければ変態温度下限に到達せず開口３を閉成しな
く、コイルスプリング８の温度が約270℃から０℃迄に
なるには相当な時間が必要となりその間に冷気が庫内側
に流れ込み庫内が冷えすぎるという問題が発生する。す
なわち顧客が必要とするのは開口３が開成する応答速度
よりも閉成する応答速度である為、上記点において顧客
のニーズにマッチしていないという問題がある。又、コ
イルスプリング８の変態温度上限が約60℃前後に対して
270℃前後迄上昇させる為、熱処理温度に近ずきコイル
スプリング８の伸縮寿命が悪くなり形状記憶効果がなく
なり動作しなくなる可能性がある。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、開口の開
閉共に応答速度が速く又、開閉動作の信頼性の高いダン
パー開閉装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明のダンパー開閉装
置は、開口部を有する基板と、前記基板に支持され前記
開口部を開閉する開閉板と、前記基板に固定され前記開
口部を閉成する方向に前記開閉板を付勢する板バネと、
前記基板における前記開閉板及び前記板バネが設けられ
た面とは逆の面に設けられるカバーと、前記カバー内に
往復運動可能に設けられた駆動体と、前記カバー内に設
けられ前記駆動体の一端に当接しヒータがコイリングさ
れ前記ヒータの発熱により伸びる形状記憶合金コイルバ
ネと、前記カバー内に設けられ前記駆動体の他端に当接
し前記駆動体を前記形状記憶合金コイルバネ側に押すバ
イアスバネと、前記カバー内に設けられ前記駆動体の前
記バイアスバネ側への移動により正方向に所定角度回転
する駆動カムと、前記駆動体の前記形状記憶合金コイル
バネ側への移動により前記駆動カムが逆方向に回転する
のを禁止する逆回転禁止手段と、前記カバー内に設けら
れ前記基板側の面に傾斜状の突起が形成され前記駆動カ
ムの正方向への所定角度の回転に連動して所定角度回転
する傾斜カムと、前記基板に出没自在に設けられ一端が
前記傾斜カムの前記突起に当接し他端が前記開閉板に当
接し前記開閉板が閉じている状態で前記傾斜カムが所定
角度回転したとき前記突起により押し上げられて前記開
閉板を開き、前記開閉板が開いている状態で前記傾斜カ
ムが所定角度回転したとき前記板バネのバネ力で前記開
閉板に押し下げられて前記開閉板を開じるスピンドル
と、温度センサが温度が低いことを検知したときと前記
温度センサが温度が高いことを検知したときに前記ヒー
タへの通電を開始し前記傾斜カムが所定角度の回転を完
了したことを検知したとき前記ヒータへの通電を遮断す
る制御回路とを備えたのである。

作用 上記構成において、開閉板が基板の開口部を閉成して
いる状態で温度センサの周囲温度が上昇すると、制御回
路が温度センサからの信号により形状記憶合金コイルバ
ネにコイリングされているヒータを通電加熱させる。こ
のヒータの加熱により形状記憶合金コイルバネが伸び、
この形状記憶合金コイルバネの伸びようとする力でバイ
アスバネが縮んで駆動体がバイアスバネ側へ移動する。
この駆動体のバイアスバネ側への移動により駆動カムが
正方向に所定角度回転し、この駆動カムの回転に連動し
て傾斜カムが所定角度回転する。この傾斜カムの回転で
傾斜カムに形成された傾斜状の突起の最大寸法位置にス
ピンドルの一端が当接することになり、板バネの付勢力
に抗してスピンドルが押し上げられてスピンドルの他端
に当接する開閉板が開く。一方、傾斜カムが所定角度の
回転を完了したことを検知した制御回路はヒータへの通
電を遮断する。ヒータの通電が遮断されると形状記憶合
金コイルバネは周囲の温度により冷却され、形状記憶合
金コイルバネの伸びようとする力が低下し、バイアスバ
ネの伸びようとする力で形状記憶合金コイルバネが縮
む。これにより駆動体は形状記憶合金コイルバネ側へ移
動するが、逆回転禁止手段の働きにより駆動カムは逆方
向には回転せず、開閉板は開成状態を維持する。

また、開閉板が基板の開口部を開成している状態で温
度センサの周囲温度が低くなると、制御回路が温度セン
サからの信号により形状記憶合金コイルバネにコイリン
グされているヒータを通電加熱させる。このヒータの加
熱により形状記憶合金コイルバネが伸び、この形状記憶
合金コイルバネの伸びようとする力でバイアスバネが縮
んで駆動体がバイアスバネ側へ移動する。この駆動体の
バイアスバネ側への移動により駆動カムが正方向に所定
角度回転し、この駆動カムの回転に連動して傾斜カムが
所定角度回転する。この傾斜カムの回転で傾斜カムに形
成された傾斜状の突起の最小寸法位置とスピンドルの一
端とが対向することになり、板バネの付勢力により開閉
板がスピンドルが押し下げ、傾斜状の突起の最小寸法位
置にスピンドルの一端が当接し開閉板が閉じる。一方、
傾斜カムが所定角度の回転を完了したことを検知した制
御回路はヒータへの通電を遮断する。ヒータの通電が遮
断されると形状記憶合金コイルバネは周囲の温度により
冷却され、形状記憶合金コイルバネの伸びようとする力
が低下し、バイアスバネの伸びようとする力で形状記憶
合金コイルバネが縮む。これにより駆動体は形状記憶合
金コイルバネ側へ移動するが、逆回転禁止手段の働きに
より駆動カムは逆方向には回転せず、開閉板は閉成状態
を維持する。

これにより、開口部の開閉共に応答速度が速く又、開
閉動作の信頼性の高いダンパー開閉装置を提供すること
ができる。

実 施 例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図〜第３図において101はダンパー開閉装置であ
り、被駆動部材としての開閉板102及び、その駆動源と
しての形状記憶合金コイルバネ103及び、駆動源を冷気
より保護するカバー104を基板105の裏側に備えている。
上記開閉板102は、下方の両側に設けられた軸106によっ
て基板105の軸受107で開閉自在に支持され、基板105に
設けられた開口部108と対応する位置によりもやや大き
いパッキン109を備えて居り基板105に固定された板バネ
110により開口部108を常に閉成方向に付勢している。駆
動源を冷気より保護するカバー104の内部には、形状記
憶合金コイルバネ103にヒータ111がコイリングされた状
態で伸縮自在に取り付けられて居り、前記形状記憶合金
コイルバネ103の一端に駆動体112が当接し、駆動体112
の他端に、形状記憶合金コイルバネ103の出力を押える
方向にバイアスバネ絵113が取り付けられている。駆動
体112の内部には圧縮バネ114が取り付けられ圧縮バネ11
4の圧縮方向に動作する駆動ピン115が組み込まれてい
る。駆動ピン115の先端方向にはギヤ部116及びラッチ部
117を有する駆動カム118が駆動軸119を中心に回転自在
に取り付けられて居り、ラッチ部117の一端はラッチレ
バー120が押しバネ121で常に反時計方向に付勢してい
る。駆動カム118のギヤ部116と嵌合する傾斜カム122が
駆動カム118の左側に取り付けられ傾斜カム122の裏側に
カム形状を持つ突起123が形成されレバー124と嵌合し、
レバー124は傾斜カム122の回転により固定接点125と可
動接点126をON又はOFFさせるように取り付けられてい
る。又、傾斜カム122の表側には傾斜状の突起127が形成
されスピンドル128と当接し、他端が開閉板102と当接し
ている。

以上のように構成されたダンパー開閉装置について以
下その動作について説明する。

開閉板102が開口部108を閉成している状態で冷蔵庫内
の温度が上昇したとき、制御回路129は温度センサ130の
信号によってヒータ111を通電加熱させ、その熱により
形状記憶合金コイルバネ103を直線的に移動させバイア
スバネ113の力に打ち勝って駆動体112をストッパー131
に当接するまで移動させる。前記駆動体112の動きと同
時に駆動ピン115の先端部132が駆動カム118のラッチ部1
17に当接し、駆動軸119を中心に反時計方向に90゜回転
させる。同時に傾斜カム122が180゜回転し傾斜寸法の最
大となりスピンドル128を介して開閉板102を開放状態と
する。このときレバー124が可動接点126を押し上げスイ
ッチ回路をOFF状態とし、タイマー制御で２〜３秒程度
でヒータ111の通電を自動的に遮断する。ヒータの通電
が遮断されると、形状記憶合金コイルバネ103は、周囲
の温度（約０℃）に左右され出力がなくなり、バイアス
バネ113の力で元に戻ろうとする。この時、駆動カム118
はラッチレバー120と嵌合しているため回転せず駆動体1
12に取り付けられている圧縮バネ114を駆動ピン115が圧
縮させ元の位置に戻る。すなわちスイッチ回路である固
定接点125と可動接点126がOFFしている状態が開閉板102
を開放状態とし位置検知している。反対に、冷蔵庫の温
度が低くなると、温度センサ130の信号によってヒータ1
11を通電加熱させその熱により形状記憶合金コイルバネ
103を直接的に移動させバイアスバネ113の力に打ち勝っ
て駆動体112をストッパー131に当接するまで移動させ
る。前記駆動体112の動きと同時に駆動ピン115の先端部
132が駆動カム118のラッチ部117に当接し、駆動軸119を
中心に反時計方向に90゜回転させる。同時に傾斜カム12
2が180゜回転し、傾斜寸法の最小となりスピンドル128
を介して開閉板102を全閉状態とする。このときレバー1
24が可動接点126と離れスイッチ回路をON状態とし、タ
イマー制御で２〜３秒程度でヒータ111の通電を自動的
に遮断する。ヒータの通電が遮断されると、形状記憶合
金コイルバネ103は周囲温度（約０℃）に左右されて出
力がなくなりバイアスバネ113の力で元に戻ろうとす
る。この時駆動カム118はラッチレバー120と嵌合してい
るため回転せず駆動体112に取り付けられている圧縮バ
ネ114を駆動ピン115が圧縮させ元の位置に戻る。

以上の様に本実施例によれば、開口部108を有する基
板105と、回動の中心となる軸106が基板105の軸受107に
支持され開口部108を開閉する開閉板102と、基板105に
固定され開口部108を閉成する方向に開閉板102を付勢す
る板バネ110と、基板105における開閉板102及び板バネ1
10が設けられた面とは逆の面（裏側）に設けられるカバ
ー104と、カバー104内に往復運動可能に設けられた駆動
体112と、カバー104内に設けられ駆動体112の一端に当
接しヒータ111がコイリングされヒータ111の発熱により
伸びる形状記憶合金コイルバネ103と、カバー104内に設
けられ駆動体112の他端に当接し駆動体112を形状記憶合
金コイルバネ103側に押すバイアスバネ113と、カバー10
4内に設けられ駆動体112のバイアスバネ113側への移動
によりラッチ部117が駆動体112の駆動ピン115先端部132
より力を受けて反時計方向（正方向）に90゜回転する駆
動カム118と、駆動体112の形状記憶合金コイルバネ103
側への移動により駆動カム118が逆方向に回転するのを
禁止する圧縮バネ114,駆動ピン115,ラッチ部117,ラッチ
レバー120,押しバネ121からなる逆回転禁止手段と、カ
バー104内に設けられ基板105側の面に傾斜状の突起127
が形成され駆動カム118の反時計方向（正方向）への90
゜の回転に連動して180゜回転する傾斜カム122と、基板
105に出没自在に設けられ一端が傾斜カム122の突起127
に当接し他端が開閉板102に当接し開閉板102が閉じてい
る状態で傾斜カム122が180゜回転したとき突起127の最
大寸法位置に当接して押し上げられて開閉板102を開
き、開閉板102が開いている状態で傾斜カム122が180゜
回転したとき板バネ110のバネ力で開閉板102に押し下げ
られて突起127の最小寸法位置に当接して開閉板102を閉
じるスピンドル128と、温度センサ130が温度が低いこと
を検知したときと温度センサ130が温度が高いことを検
知したときにヒータ111への通電を開始し、傾斜カム122
が180゜の回転を完了したこと（開閉板102が開閉動作を
完了したこと）を、傾斜カム122の裏面に形成された突
起123により変位するレバー124により開閉される固定接
点125と可動接点126からなるスイッチ回路の動作で検知
してから２〜３秒後にヒータ111への通電を遮断する制
御回路129とを備えたことにより、形状記憶合金コイル
バネ103にコイリングされているヒータ111による加熱
で、形状記憶合金コイルバネ103が反応良く伸び、開閉
板の開成時も閉成時も共に形状記憶合金コイルバネ103
が加熱で伸びる力を利用するため、開成時も閉成時も共
に開閉板102の開閉動作の応答速度が速く顧客のニーズ
にマッチした性能が得られる。又、開閉板102の開閉動
作完了後にヒータ111への通電を遮断しても、開閉板102
の開閉状態は維持されるようになっており、開閉板102
が開閉動作を完了したことを検知してから２〜３秒後に
ヒータ111への通電を遮断するので、形状記憶合金コイ
ルバネ103の温度上昇を約80℃前後に抑えることがで
き、形状記憶効果による伸縮寿命を伸ばし、信頼性の高
いダンパー開閉装置を提供できる。

発明の効果 以上のように本発明は、開口部を有する基板と、前記
基板に支持され前記開口部を開閉する開閉板と、前記基
板に固定され前記開口部を閉成する方向に前記開閉板を
付勢する板バネと、前記基板における前記開閉板及び前
記板バネが設けられた面とは逆の面に設けられるカバー
と、前記カバー内に往復運動可能に設けられた駆動体
と、前記カバー内に設けられ前記駆動体の一端に当接し
ヒータがコイリングされ前記ヒータの発熱により伸びる
形状記憶合金コイルバネと、前記カバー内に設けられ前
記駆動体の他端に当接し前記駆動体を前記形状記憶合金
コイルバネ側に押すバイアスバネと、前記カバー内に設
けられ前記駆動体の前記バイアスバネ側への移動により
正方向に所定角度回転する駆動カムと、前記駆動体の前
記形状記憶合金コイルバネ側への移動により前記駆動カ
ムが逆方向に回転するのを禁止する逆回転禁止手段と、
前記カバー内に設けられ前記基板側の面に傾斜状の突起
が形成され前記駆動カムの正方向への所定角度の回転に
連動して所定角度回転する傾斜カムと、前記基板に出没
自在に設けられ一端が前記傾斜カムの前記突起に当接し
他端が前記開閉板に当接し前記開閉板が閉じている状態
で前記傾斜カムが所定角度回転したとき前記突起により
押し上げられて前記開閉板を開き、前記開閉板が開いて
いる状態で前記傾斜カムが所定角度回転したとき前記板
バネのバネ力で前記開閉板に押し下げられて前記開閉板
を開じるスピンドルと、温度センサが温度が低いことを
検知したときと前記温度センサが温度が高いことを検知
したときに前記ヒータへの通電を開始し前記傾斜カムが
所定角度の回転を完了したことを検知したとき前記ヒー
タへの通電を遮断する制御回路とを備えたことにより、
形状記憶合金コイルバネにコイリングされているヒータ
による加熱で、形状記憶合金コイルバネが反応良く伸
び、開閉板の開成時も閉成時も共に形状記憶合金コイル
バネが加熱で伸びる力を利用するため、開成時も閉成時
も共に開閉板の開閉動作の応答速度が速く顧客のニーズ
にマッチした性能が得られる。又、開閉板の開閉動作完
了後にヒータへの通電を遮断しても、開閉板の開閉状態
は維持されるようになっており、開閉板が開閉動作を完
了したことを検知してヒータへの通電を遮断するので、
形状記憶合金コイルバネの温度上昇を約80℃前後に抑え
ることができ、形状記憶効果による伸縮寿命を伸ばし、
信頼性の高いダンパー開閉装置を構成でき、その実用効
果は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のダンパー開閉装置の断面
図、第２図は同上開閉装置のＡ−Ａ断面図、第３図は同
上開閉装置の制御ブロック図、第４図は従来のダンパー
開閉装置の断面図、第５図は同上開閉装置の制御ブロッ
ク図、第６図は同上開閉装置の正特性サーミスターの立
ち上がり特性図である。 101……ダンパー開閉装置、102……開閉板、103……形
状記憶合金コイルバネ、105……基板、108……開口部、
110……板バネ、111……ヒータ、112……駆動体、113…
…バイアスバネ、114……圧縮バネ、115……駆動ピン、
118……駆動カム、122……傾斜カム、127……突起、128
……スピンドル。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開口部を有する基板と、 前記基板に支持され、前記開口部を開閉する開閉板と、 前記基板に固定され、前記開口部を閉成する方向に前記
   開閉板を付勢する板バネと、 前記基板における前記開閉板及び前記板バネが設けられ
   た面とは逆の面に設けられるカバーと、 前記カバー内に往復運動可能に設けられた駆動体と、 前記カバー内に設けられ、前記駆動体の一端に当接し、
   ヒータがコイリングされ、前記ヒータの発熱により伸び
   る形状記憶合金コイルバネと、 前記カバー内に設けられ、前記駆動体の他端に当接し、
   前記駆動体を前記形状記憶合金コイルバネ側に押すバイ
   アスバネと、 前記カバー内に設けられ、前記駆動体の前記バイアスバ
   ネ側への移動により正方向に所定角度回転する駆動カム
   と、 前記駆動体の前記形状記憶合金コイルバネ側への移動に
   より、前記駆動カムが逆方向に回転するのを禁止する逆
   回転禁止手段と、 前記カバー内に設けられ、前記基板側の面に傾斜状の突
   起が形成され、前記駆動カムの正方向への所定角度の回
   転に連動して所定角度回転する傾斜カムと、 前記基板に出没自在に設けられ、一端が前記傾斜カムの
   前記突起に当接し、他端が前記開閉板に当接し、前記開
   閉板が閉じている状態で前記傾斜カムが所定角度回転し
   たとき、前記突起により押し上げられて前記開閉板を開
   き、前記開閉板が開いている状態で前記傾斜カムが所定
   角度回転したとき、前記板バネのバネ力で前記開閉板に
   押し下げられて前記開閉板を開じるスピンドルと、 温度センサが温度が低いことを検知したときと前記温度
   センサが温度が高いことを検知したときに前記ヒータへ
   の通電を開始し、前記傾斜カムが所定角度の回転を完了
   したことを検知したとき前記ヒータへの通電を遮断する
   制御回路とを備えたダンパー開閉装置。