JP4112303B2 - 動作補助装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫ドアや引出などの動作部材を開く際の手動操作の補助装置に係わり、具体的には閉鎖に確実性を期すためにドアに使用されるマグネットの磁力やドアの慣性質量を克服してドアや引出を開くのに要する人力を軽減するように補助する動力ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動作補助装置はモータと、モータの回転を減速する減速機構と、最終出力ピニオンおよびこのラックに噛合するラックを備えるロッドと、これらを収容するケースとで構成され、モータの回転でロッドを直線的に駆動してドアや引出に作用させ、動作位置検出手段をロッドあるいは減速機構に設け、モータを正転させてロッドをケースから突出させてドアの開扉開始を介助し、ドアや引出が開き自由になったのを確認してモータを停止し、さらにモータを逆転させてロッドをケース内に引込めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの装置では、モータの回転力によってロッドの直線運動を行うため、回転速度がそのままドアの開放速度になって、開放信号を入れてからモータが立上がってロッドが動作を開始するまでの間は動作しない。また、このような主体装置の付加価値を向上させるユニット的付属機構においては、コンパクトに構成することが必要なために、一般的ＤＣモータを駆動源とした場合、大型で高出力のモータが使用できない状況にあり、十分な駆動トルクを得るために減速機構を介して動力を伝達する。このため、動作スピードが遅くなり、しかも機械的バックラッシュや負荷の大きさによって有効動作に至るまでの時間に遅れがでる。従って、ドアを開けようとする人間のスピード感覚に追随することが困難で違和感を生じる。さらに、モータを正転、停止および逆転させる切替え動作位置検出手段およびその信号に基づいてモータを制御する動作回路を設ける必要があるから、ユニット構造が複雑となって、その分信頼性が低下し、逆にコストを増大させる。
【０００４】
さらに、補助動作終了後はロッドを元の収納位置に復帰させる操作が必要であるが、手動で収納する軽便な構成でも、全て噛合関係で拘束されている減速機構、最終出力ピニオンおよびラックの動力伝達経路を途中で遮断して、自由な動きを可能にするクラッチ機構を導入しなければならない。そこで、突出したロッドを原点まで戻すのをモータを逆転させて機械的に行うのが一般的である。すなわち、モータを正転、停止、逆転させる各動作に対する制御回路を設けて回転トルク、動作速度を制御する。これには動作を切替える各位置の検出手段の設置が加わるため、ユニット構造が複雑化して信頼性の低下を招きコストが増大する。
【０００５】
さらに、停電などの異常時において、ユニットがどの位置で停止しているか位置がわからなくなったとき、ユニットを正常な状態に戻すには、正転、逆転のいずれかの操作によって、ユニットの動作原点となる位置を検出する必要がある。そのため、原点位置が明確に分かるセンサを駆動ユニット内に設けなければならない。また、逆転動作にはロッド突出位置の検出も必要で、基本的に二箇所の位置センサが必要となり、ユニットが複雑化して全体の原価構成が増加する。
【０００６】
そこで本発明の目的は、立上がり時間の影響を受けないスプリング蓄勢力を利用して、モータ回転よりも高速な補助動作を実現し、更にユニットの動作原点の定期的な確認または停電などの異常時にユニットの位置を把握するためのユニットの初期化を位置センサを用いることなく行うことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係わる動作補助装置は、動作部材の全動作範囲のうち、初動を補助する動作補助装置において、前記動作部材に係合してこの動作部材を作動する動作補助部材と、この動作補助部材を動作させるカムギヤ、出力車、ねじりコイルバネ等の付勢力発生手段と、前記動作補助部材を動作可能な付勢状態に前記付勢力発生手段へ付勢力を蓄勢する蓄勢手段と、を有し、前記付勢力発生手段は、レバー等の係合部材が係合して逆転が阻止されることで前記付勢状態を維持するために係合部を凹設したカムギヤ等の係合部を備えたカム部材を有し、さらに、前記カム部材との間にコイルバネを介して連結されるとともに前記動作補助部材を動作させる出力車を有し、前記出力車が前記コイルバネによる付勢力に抗して位置保持させる係止手段を有し、この係止手段により係止された状態で前記カム部材が前記蓄勢手段によって正転されることにより、前記コイルバネが蓄勢されるとともに、前記付勢状態に達すると前記係合部に前記係合部材が係合して、前記コイルバネを前記付勢状態に保持し、
前記蓄勢手段は、前記カム部材を正転させて付勢力を蓄勢させるとともに前記カム部材を逆転させて前記係合部により前記カム部材の逆転が阻止されるのを利用して初期化を行う。
【０００８】
また、さらに、前記係止手段には前記カム部材の正転によって前記出力車との係止を解除する解除手段を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わる動作補助装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係わる動作補助装置の一実施例で、動作補助装置１０の作動前の蓄勢状態の機構をユニットケース（以下ケースと略記）１１のカバー１１ａを外して概略の機構を模式的平面図で示す。図２は図１の装置の駆動系を展開して示す概略断面図である。図３は、モータ１２とリーフスイッチ３６の回路図である。
【００１０】
駆動源であるモータ１２の出力軸に装着されたウオーム１４から減速歯車輪列１６，１７を介して主軸１８に回転自在に支持されているカムギヤ２０に噛合し、蓄勢手段が構成される。カムギヤ２０は、後述する出力車２６およびねじりコイルバネ（以下コイルバネと略記）２８とともに付勢力発生手段として機能する。カムギヤ２０は、減速歯車輪列１６，１７により図中矢印で示す反時計方向に回転駆動され、解除手段となるカム形状に形成した始動カム２２および係止カム２３と一体でともに一方向に回転する。
【００１１】
始動カム２２と協働で解除手段を構成するカムフォロア２４は、カムギヤ２０外周より外側に立設した支軸２４ａに回動自在に支持されて、コイルバネ２４ｂの付勢により先端部２４ｃを始動カム２２の外周面２２ａに圧接して摺動する。外周面２２ａの一部に突起２２ｂが形成される。突起２２ｂは、突起頂部２２ｃに至る先行面が緩斜面２２ｄに形成され、突起頂部２２ｃから先は比較的急な弧面２２ｅを経て再び突起２２ｂより小径の外周面２２ａに戻る。
【００１２】
さらにカムギヤ２０に一体に並設され、逆転を阻止して付勢状態を維持する係止カム２３外周には、係合部材である係止レバー２５の先端部２５ｃと補完的に係合する形状の係合部２３ｂが凹設され、係止レバー２５と協働で付勢状態保持手段の一方の係止手段を構成する。係止レバー２５は、カムギヤ２０外周より外側に立設した支軸２５ａに回動自在に支持され、係合部２３ｂとの係合に至るまでの間をコイルバネ２５ｂの付勢により先端部２５ｃを係止カム２３の外周面２３ａに圧接して摺動する。突起２２ｂと係合部２３ｂの相対位置関係は、係合部２３ｂが先端部２５ｃと咬合したとき、突起２２ｂは常に緩斜面２２ｄの立上る先行端が先端部２４ｃと接する位置にある。
【００１３】
符号２６は駆動手段を構成する出力車で、カムギヤ２０と並列に主軸１８に回転自在に支持され、付勢手段であるコイルバネ２８を介してカムギヤ２０に連結される。コイルバネ２８の両端にはフック２８ａ，２８ｂが形成され、一方のフック２８ａはカムギヤ２０の側面に突設した支柱２０ａに係止され、他方のフック２８ｂは出力車２６の側面に突設した支柱２６ａに係止される。従って出力車２６は、拘束されない状態では、コイルバネ２８を介してカムギヤ２０の回転に連動する。
【００１４】
さらに出力車２６の外周面２６ｂには、解除手段であるカムフォロア２４に連動して同軸で一体に回動する起動アーム２９の先端部２９ａと補完的に咬合する形状の切欠き２６ｃが、出力車２６をコイルバネ２８による付勢力に抗して位置保持させる係止手段として凹設される。切欠き２６ｃは起動アーム２９と協働で付勢力保持手段の他方の係止手段を構成する。また出力車２６には扇形歯車３４が一体に形成され、図示しない動作部材（以下冷蔵庫ドアや引出等を指す）の初動を補助する動作補助部材としてのロッド３０に刻装したラック３２に歯車部分３４ａが噛合する。
【００１５】
扇形歯車３４はロッド３０を動作させる歯車で、ロッド３０が動作部材を作動する時に歯車部分３４ａがラック３２に噛合する以外は、欠歯部分３４ｂがロッド３０に対向して、ロッド３０を拘束しない。蓄勢力保持手段である一方の係止手段は、切欠き２６ｃと起動アーム２９とで構成され、他方の係止手段は、係合部２３ｂと係止レバー２５とで構成される。そして、保持手段の蓄勢状態解除手段は、起動アーム２９と一体のカムフォロア２４が始動カム２２と協働する。
【００１６】
ケース１１最奥部の初期位置にセットされたロッド３０は、一部に刻装したラック３２に、回動する扇形歯車３４の歯車部分３４ａが噛合して駆動される。すなわち、コイルバネ２８の蓄勢力の解放による付勢力の作用で、扇形歯車３４が回動し、ロッド３０はガイド３０ａに沿ってケース１１側面に穿設した透孔１１ｂから直線的に急激に突出する。これにより、プッシュレバー３０ｂが動作部材に衝接して衝撃的に押動し、例えばドアを密閉保持するマグネットの吸着力に抗して開放動作を補助する。そしてプッシュレバー３０ｂの最大ストローク位置（二点鎖線図示）で、ラック３２は扇形歯車３４の歯車部分３４ａとの噛合から離脱してコイルバネ２８による連結以外は回動自在である。
【００１７】
ロッド３０後端部の圧縮コイルバネ３０ｃは、ロッド３０の突出を規制するガイド３０ａ後面との衝接を緩衝するとともに、ドアを作動させた後のプッシュレバー３０ｂをケース１１内に引き込むように機能する。この圧縮コイルバネ３０ｃによるロッド３０の引き込み作動時には、ラック３２には扇形歯車の欠歯部分３４ｂが対向しているからロッド３０は移動自在で、ロッド３０はドアの閉鎖などによる動作部材の復帰に連動して、確実に初期位置にセットされる。
【００１８】
次に、係止レバー２５に連動するリーフスイッチ３６について説明する。係止レバー後縁２５ｅにリーフスイッチ３６の可動接点３６ａの屈曲部３６ｂが常時弾接して係止レバー２５の回動に連動して弾性変形により湾曲する。先端部２５ｃが係合部２３ｂと咬合したとき、可動接点３６ａは固定接点３６ｃから離間し、モータ１２の通電回路をＯＦＦにする。係止カム２３が反時計方向に回転して先端部２５ｃが外周面２３ａに押上げられると、係止レバー２５の揺動に伴って可動接点３６ａは後屈し、固定接点３６ｃに圧接して共に弾性変形して確実な接触を保つ。この接触により、モータ１２の通電回路はＯＮとなりモータ１２を駆動する。符号３６ｄは固定接点３６ｃの過剰な移動を制限するストッパである。
【００１９】
図３は、端子台３８の模式図である。端子Ｎｏ．２と端子Ｎｏ．３とを短絡して、端子Ｎｏ．４と端子Ｎｏ．１に電圧を印加する。先端部２５ｃは、係合部２３ｂと咬合していないときは外周面２３ａ上のどこかと接して、リーフスイッチ３６はＯＮに保持され、モータ１２はカムギヤ２０を回転する。端子Ｎｏ．４と端子Ｎｏ．１に印加する電圧の極性により、カムギヤ２０の回転方向は異なるが、カムギヤ２０の１回転未満で必ず係止レバー先端部２５ｃは係合部２３ｂと咬合して、リーフスイッチ３６をＯＦＦにしてモータ１２を停止させる。すなわち、この停止位置を起動原点とするのが好都合と思われる。
【００２０】
そこで、カムギヤ２０の回転中に停電等による異常事態が発生してカムギヤ２０の回転中の位置が分からなくなった場合には、蓄勢手段の正転モード（反時計回転）ではなく、原点設定のために逆転モード（時計回転）でモータ１２を駆動する。ところが、先端部２５ｃが係合部２３ｂの斜面２３ｃの途中で可動接点３６ａを固定接点３６ｃから離間して電気回路をＯＦＦにしてしまい、先端部２５ｃの係止面２５ｄが係合部２３ｂの先行面２３ｄに当接する前にモータ１２が停止する事態が発生する。このような停止位置は、モータ１２や減速歯車輪列１６，１７の動的慣性および摩擦に起因する不確定な抵抗力の作用で必ずしも安定せず、正確な原点として認識できなくなるから、常に起点を一定に設定することは困難となる。
【００２１】
そこで、モータ１２としてＤＣモータを使用した場合は、リーフスイッチ３６がＯＦＦになった信号でタイマーを作動させ、一定の時間後にＤＣモータを停止させる。この時間制御によって先端部２５ｃの係止面２５ｄは確実に係合部２３ｂの先行面２３ｄと当接してそれより先に進むことができず、機械的に拘束されるから、その後にモータ１２が停止させることによって、常に原点として一定の位置を得ることができる。このような遅延制御回路は、マイコンのプログラムで容易に達成することができる。
【００２２】
また、モータ１２としてステッピングモータを使用した場合は、リーフスイッチ３６がＯＦＦした信号を受けると、さらに所定数パルスを余分に印加することによって、先端部２５ｃの係止面２５ｄは確実に係合部２３ｂの先行面２３ｄと当接させることができ、常に原点を一定位置に設定することができ、このときステッピングモータのロータ位置をパルス数の計数起点として以後の制御を行う。いずれのモータを使用した場合も、原点確定後は、正転モードによるカムギヤ２０を１回転させて蓄勢操作を行うことが必要である。
【００２３】
ロッド３０が突出時に、動作不能となったときは、ロッド３０を手動で復帰させる。このとき、ラック３２と扇形歯車３４が噛合していないときは、ロッド３０は無理なく復帰できるが、ラック３２と扇形歯車３４が噛合していても、扇形歯車３４とカムギヤ２０の間にコイルバネ２８が介在して緩衝するので、モータ１２や減速歯車輪列１６，１７に直接干渉して損傷を誘発することはない。
【００２４】
以下に、本発明に係わる動作補助装置１０の動作説明を、冷蔵庫ドアを開ける補助装置として適用した実施例について説明する。まず、動作補助装置１０は最初の蓄勢状態において、ケース１１内に収納されているプッシュレバー３０ｂを、ケース１１側面から突出させるロッド３０は、図１に図示されたストローク動作範囲最後部の初期位置にある。また出力車２６は、切欠き２６ｃが起動アーム２９の先端部２９ａに咬合して回動が阻止されている。さらにモータ１２による回転駆動で初期設定されたカムギヤ２０は、一体に設けた係止カム２３の係合部２３ｂが先端部２５ｃに咬合した位置で停止しており、この位置がカムギヤ２０の起点であり、かつ終点となる。
【００２５】
このときカムギヤ２０の支柱２０ａと出力車２６の支柱２６ａの相対位置は、それぞれが係止するコイルバネ２８のフック２８ａ，２８ｂによりコイルバネ２８を絞り込んでねじり変形させた蓄勢状態にあり、この位置が係止レバー２５と起動アーム２９とによって回転が阻止された待機位置で動作の起点となる。
【００２６】
冷蔵庫に別設されたプッシュオン式パネルスイッチ（図示しない）を操作してモータ１２に通電し、減速歯車輪列１６，１７を経てカムギヤ２０に回転を伝達する。カムギヤ２０が回転を開始すると始動カム２２が一体に回動し、その外周面２２ａに圧接して摺動するカムフォロア２４の先端部２４ｃが突起２２ｂの緩斜面２２ｄに沿って突起頂部２２ｃに移動するから、カムフォロア２４は始動カム２２から離れる方向に回動する。
【００２７】
その結果、起動アーム２９がカムフォロア２４と一体に回動し、起動アーム２９の先端部２９ａと出力車２６を蓄勢位置に保持している切欠き２６ｃとの係合は解除される。出力車２６は、蓄勢されたコイルバネ２８の復帰力で直ちに急速回転し、一体に形成された扇形歯車３４の歯車部分３４ａがラック３２に噛合してラック３２に連設されたロッド３０を急激に押動する。ケース１１内で、移動範囲の最後部に圧縮コイルバネ３０ｃによって初期位置で待機状態に保持されていたロッド３０は、ケース１１側面の透孔１１ｂからプッシュレバー３０ｂを突出させて冷蔵庫のドアを密着状態から解放方向の回動動作を補助する。その結果、動作部材は、老人、小児、障害者等の弱者の力でも手動操作が可能になる。
【００２８】
ロッド３０を突出方向に移動させた後、ラック３２は歯車部分３４ａとの噛合が外れて自由になり、圧縮コイルバネ３０ｃによりケース１１内に引っ込み方向に付勢される。手動でドアを閉鎖位置に戻す操作に加勢されることにより、プッシュレバー３０ｂは確実にケース１１内に押込まれ、ロッド３０は扇形歯車部分３４ａの干渉を受けることなく、随時初期位置に復帰できる。
【００２９】
蓄勢位置において、蓄勢状態に保持されている出力車２６によりプッシュレバー３０ｂを突出させて、冷蔵庫のドアの開動作を補助するときは、最初、図示しないプッシュオン式パネルスイッチにより、端子Ｎｏ．３と端子Ｎｏ．４とからモータ１２への通電が行われる。その結果、カムギヤ２０の回転に伴って、始動カム２２および係止カム２３が回転し、この係止カム２３の係合部２３ｂの斜面２３ｃが先端部２５ｃをコイルバネ２５ｂの付勢力に抗して押上げ、これに連動してリーフスイッチ３６の可動接点３６ａと固定接点３６ｃとが接触する。このように補助動作の際に、リーフスイッチ３６はＯＮするようになっているため、補助動作の後、出力車２６を蓄勢位置に復帰させる復帰動作の際には、プッシュオン式パネルスイッチからモータ１２への通電は、端子Ｎｏ．１と端子Ｎｏ．４とによるリーフスイッチ３６からの回路に切り替えられ、自らの動作によって、このリーフスイッチ３６をＯＦＦし、自らの動作を停止させる自殺スイッチによりモータ１２を停止させることができる。
【００３０】
この補助動作の後、出力車２６を蓄勢位置に保持させるまでの復帰動作に移行する。出力車２６は、蓄勢力を放出して自由形状になったコイルバネ２８を介してカムギヤ２０に従動して回転するが、カムフォロア２４のコイルバネ２４ｂに付勢されて外周を摺動する先端部２９ａに、切欠き２６ｃが咬合する位置で回転が阻止される。すなわち、この位置で出力車２６はロックされるため、出力車２６に設けられた支柱２６ａに係合したコイルバネ２８の一方のフック２８ｂの位置も固定される。カムギヤ２０は、さらにコイルバネ２８をねじりながら回転を続け、コイルバネ２５ｂに付勢されて外周面２３ａを摺動してきた先端部２５ｃが係止カム２３の係合部２３ｂに落ち込み、出力車２６を蓄勢状態にした蓄勢位置で保持させる。なお、出力車２６とともに回動する扇形歯車３４は、歯車部分３４ａの先行端が初期位置に復帰したラック３２と噛合する直前で停止する。
【００３１】
先端部２５ｃが係止カム２３の係合部２３ｂに落ち込むのに伴い、係止レバー２５の回動で自殺スイッチを構成したリーフスイッチ３６がＯＦＦとなり、モータ１２の通電回路は切断されてモータ１２は停止する。通電が停止したモータ１２には蓄勢力を保持する力はないから、カムギヤ２０は、一方のフック２８ｂが固定されたコイルバネ２８の付勢力で過剰な移動分が引き戻され、確実に係止レバー２５の係止面２５ｄが先行面２３ｄに圧着し、コイルバネ２８を蓄勢状態に保持する原点を機械的に確定することができる。この原点は、カムギヤ２０が反時計方向の１回転を完了した終点であると同時に次の補助動作の起点であって蓄勢状態が再現される。以下、冷蔵庫のドアを開ける度に上記の動作が繰り返される。
【００３２】
復帰動作のとき自殺スイッチを用いないでモータ１２を停止する方法としては、蓄勢手段にステッピングモータを使用し、カムギヤ２０の１回転分のパルス数より余分に計数してステッピングモータ１２に入力する。このため、カムギヤ２０の回転は係止カム２３の係合部２３ｂが先端部２５ｃとの正確な咬合位置を僅かに超えた位置で通電が停止される。ステッピングモータ１２には停止位置の保持力はないので、蓄勢されたコイルバネ２８の復帰力でカムギヤ２０は引き戻され、係合部２３ｂの先行面２３ｄが先端部２５ｃの係止面２５ｄに圧着する常に正確な位置を機械的原点として確定することができる。従って、この位置に対応するステッピングモータのロータ位置をパルス計数の零点にリセットしてパルス制御の原点とすることができる。
【００３３】
また、復帰動作のとき自殺スイッチを用いてモータ１２を停止する方法としては、蓄勢手段としてＤＣモータを使用し、スイッチ回路に遅延タイマを挿入し、スイッチ３６の作動時点と、ＤＣモータへの通電停止との間にタイムラグを設けて、係止カム２３の係合部２３ｂが先端部２５ｃと正確に咬合する位置を僅かに超えるカムギヤ２０の回転位置で通電を停止させ、蓄勢されたコイルバネ２８の復帰力でカムギヤ２０を引き戻して、係合部２３ｂの先行面２３ｄを先端部２５ｃの係止面２５ｄに圧着させることで同様の目的を達成することができる。
【００３４】
以下に本発明に係わる動作補助装置１０の制御方法を図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３５】
このフローチャートは、モータ１２を正転させ、付勢位置に保持されている出力車２６によりプッシュレバー３０ｂを突出させて、冷蔵庫のドアの開動作を補助する補助動作（ステップＳ１〜Ｓ９）と、この補助動作の後、モータ１２を正転させて出力車２６を蓄勢位置に復帰させる復帰動作（ステップＳ１０〜Ｓ１７）を示したものである。
【００３６】
補助動作（ステップＳ１〜Ｓ１１）の給電方法としては、図示しない制御装置によって、図３に示す端子No.3と端子No.4に電圧が給電されている。また、端子No.2と端子No.3とを短絡し、端子No.2と端子No.4に電圧を給電しても良い。
【００３７】
まず、冷蔵庫に別設されたプッシュオン式パネルスイッチが押されるか、またはドアノブに設けられたタッチセンサ等の何らかの検知手段によって検知され、補助操作開始信号が制御装置に入力されると（ステップＳ１）、補助動作に入るか否かを判断するために、ドアの開閉状態の確認を行う（ステップＳ２）。この結果に基づいて、既にドアが開状態のときには、補助動作の必要がないと判断し、直ちにモータ１２への給電を停止し（ステップＳ９）、この時点で補助動作は終了となる。
【００３８】
一方、ドアが閉状態のときには、補助動作を行うため、モータ１２への給電が開始され（ステップＳ３）、モータ１２を正転させる（ステップＳ４）。また、このステップＳ４とほぼ同時にドアの開閉状態の確認を行い（ステップＳ５）、さらにこのステップＳ５とほぼ同時にモータ１２への給電時間の計測を行う（ステップＳ６）。すなわち、モータ１２に給電した後３秒経過するとプッシュレバー３０ｂを突出させてドアの開動作を補助する一連の押動動作が確実に終了するため、この３秒間をタイマでセットし（ステップＳ７）、３秒の経過を待ってモータ１２への給電を停止し（ステップＳ９）、この時点で補助動作は終了となる。なお、タイマのセット時間は、補助動作の終了にあわせて適宜設定可能である。
【００３９】
また、モータ１２への給電が３秒間なされる前にドアが開状態になったことがステップＳ５で確認された場合は、ドア開放（ステップＳ８）とみなし、モータ１２への給電を停止し（ステップＳ９）、この時点で補助動作は終了となる。
次に、このステップＳ９によってモータ１２への給電が停止され補助動作が終了されると同時に、出力車２６を付勢位置に保持させるまでの復帰動作（ステップＳ１０〜Ｓ１７）に移行する。
【００４０】
この復帰動作（ステップＳ１０〜Ｓ１７）の移行に伴い、図示しない制御装置によって、図３に示す端子No.3と端子No.4とからの電圧の給電が、端子No.1と端子No.4とから給電されるように切り替わる。すなわち、補助動作の際に、リーフスイッチ３６はＯＮ状態になっており、端子No.1と端子 No.4とによるリーフスイッチ３６の回路に切り替えることにより、自らの動作によってこのリーフスイッチ３６をＯＦＦ状態にさせ、動作を停止させる自殺スイッチが構成される。
【００４１】
モータ１２への給電を１秒間停止した後（ステップＳ１０）、再度モータ１２への給電が開始される（ステップＳ１１）と、モータ１２が正転し（ステップＳ１２）復帰動作が開始される。
【００４２】
このステップＳ１２とほぼ同時にモータ１２の動作時間の計測を行い（ステップＳ１３）、３秒経過すると一連の復帰動作が確実に終了するため、この３秒間をタイマでセットし（ステップＳ１４）、３秒の経過を待って、端子No.1と端子No.4への電圧の給電を停止させる（ステップＳ１５）。なお、タイマのセット時間は、復帰動作の終了にあわせて適宜設定可能である。
【００４３】
一方、モータ１２への給電が３秒なされる前に、自らの復帰動作の終了とともにリーフスイッチ３６をＯＦＦ状態にさせ、自殺スイッチがＯＦＦするように構成されており（ステップＳ１６）、自殺スイッチがＯＦＦすることにより、モータ１２が停止して復帰動作が終了する（ステップＳ１７）。
【００４４】
以上、本発明に係わる動作補助装置の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、その形状や構成について、本発明の構成要件から逸脱しない範囲で、細部に関する多様な変更や部品の再構成や実施例における組合せを交換する等の様々な改変をなし得ることが予期される。例えば、スプリングの蓄勢にはＤＣモータやソレノイドの使用が可能であり、スプリングとして引張りコイルバネや圧縮コイルバネの使用が可能である。また、始動カム２２または起動アーム２９を機械的に直接手動で操作しても、スプリングの蓄勢作用をモータで行うことにより、同様の効果を得ることができることは当業者であれば容易に推測できる筈である。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係わる動作補助装置は、請求項１の記載によれば、動作部材の全動作範囲のうち、初動を補助する動作補助装置において、前記動作部材に係合してこの動作部材を作動する動作補助部材と、この動作補助部材を動作させる付勢力発生手段と、前記動作補助部材を動作可能な付勢状態に前記付勢力発生手段へ付勢力を蓄勢する蓄勢手段と、前記付勢力発生手段は、係合部材が係合して逆転が阻止されることで前記付勢状態を維持する係合部を備えたカム部材を有し、さらに、前記カム部材との間にコイルバネを介して連結されるとともに前記動作補助部材を動作させる出力車を有し、前記出力車が前記コイルバネによる付勢力に抗して位置保持させる係止手段を有し、この係止手段により係止された状態で前記カム部材が前記蓄勢手段によって正転されることにより、前記コイルバネが蓄勢されるとともに、前記付勢状態に達すると前記係合部に前記係合部材が係合して、前記コイルバネを前記付勢状態に保持し、前記蓄勢手段は、前記カム部材を正転させて付勢力を蓄勢させるとともに前記カム部材を逆転させて前記係合部により前記カム部材の逆転が阻止されるのを利用して初期化を行うので、コイルバネの力を利用して、ロッドの解放速度を高速にすることによって、従来のモータ回転より数倍早い動作が達成できフィーリング的に違和感が解消できる。
【００４６】
しかも、コイルバネの機械力を利用しているため、モータ式の補助機構に見られる高負荷による動作時間の変化や、雰囲気温度による、電磁気力の温度変化などの影響を受けない、一定の力を開放する機構が実現できる。例えば強力な密着状態にある冷蔵庫など重いドアを開放する始動力が不要となり、老人、小児、障害者等の弱者の力でも手動操作が可能になる。
更に、逆転モードによって初期化を行うので、位置センサを用いることなくこの初期化を行うことができる。
【００４７】
また、ラックを備えた動作補助部材が被駆動部に作用した直後、例えばドアが開いた瞬間、動作補助部材と最終扇形歯車ピニオンの噛合が外れる機構によって、容易に動作補助部材を原点復帰させることを可能にし、モータの回転方向を常時は一方向のみの回転制御が可能になる。
【００４８】
しかも、駆動モータにステッピングモータを使用することによって、ステップ数をカウントすれば、位置センサをユニット本体に内蔵する必要がないので、ユニット構成が単純化され、コストの低減、信頼性の向上を図ることができる。
【００４９】
さらに、本発明に係わる動作補助装置は、請求項２の記載によれば、前記係止手段には前記カム部材の正転のみによって前記出力車との係止を解除する解除手段を有するので、常時は一方向だけの回転制御が行われるから、モータ回転は一方向だけで回転を正逆させるタイミング検出を含むモータ制御回路や位置検出手段が省略できて機構が単純化でき、異常時の対処には普段使わない逆転モードを原点復帰に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる動作補助装置の一実施例における蓄勢状態を示す概略の平面図である。
【図２】図１に示した動作補助装置の蓄勢力放出後の駆動力伝達機構を展開した断面で示す概略の側面図である。
【図３】図１に示した動作補助装置におけるモータとリーフスイッチ回路図である。
【図４】本発明の実施の形態における動作補助装置により補助動作を行わせる際のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 動作補助装置
１１ ケース
１２ ステッピングモータ
１８ 主軸
２０ カムギヤ
２２ 始動カム
２３ 係止カム
２４ カムフォロア
２５ 係止レバー
２６ 出力車
２８ コイルバネ
２９ 起動アーム
３０ ロッド
３２ ラック
３４ 扇形歯車
３６ リーフスイッチ
３８ 端子台

Claims (2)

1. 動作部材の全動作範囲のうち、初動を補助する動作補助装置において、
   前記動作部材に係合してこの動作部材を作動する動作補助部材と、この動作補助部材を動作させる付勢力発生手段と、
   前記動作補助部材を動作可能な付勢状態に前記付勢力発生手段へ付勢力を蓄勢する蓄勢手段と、を有し、
   前記付勢力発生手段は、係合部材が係合して逆転が阻止されることで前記付勢状態を維持する係合部を備えたカム部材を有し、
   さらに、前記カム部材との間にコイルバネを介して連結されるとともに前記動作補助部材を動作させる出力車を有し、
   前記出力車が前記コイルバネによる付勢力に抗して位置保持させる係止手段を有し、
   この係止手段により係止された状態で前記カム部材が前記蓄勢手段によって正転されることにより、前記コイルバネが蓄勢されるとともに、前記付勢状態に達すると前記係合部に前記係合部材が係合して、前記コイルバネを前記付勢状態に保持し、
   前記蓄勢手段は、前記カム部材を正転させて付勢力を蓄勢させるとともに前記カム部材を逆転させて前記係合部により前記カム部材の逆転が阻止されるのを利用して初期化を行いうことを特徴とする動作補助装置。
2. 前記係止手段には前記カム部材の正転によって前記出力車との係止を解除する解除手段を有することを特徴とする請求項１に記載の動作補助装置。

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