JP4143568B2 - 冷蔵庫の扉開閉装置または扉閉鎖装置 - Google Patents

冷蔵庫の扉開閉装置または扉閉鎖装置 Download PDF

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Description

本発明は、冷蔵庫の扉開閉装置に係り、特に、扉の開放及び閉鎖を電動と手動とで行うことのできる扉開閉装置に関する。
近年、冷蔵庫の大型化が進み、冷蔵室等を開閉するための扉等も大型化している。大型化した扉にあっては、その閉鎖状態をマグネットガスケットの吸着力により保持するのが普通である。扉の大型化に伴いマグネットガスケットの総延長が長くなり、扉を開放するに必要な操作力も増大している。このため、女性や子供あるいは高齢者にとって扉開放が負担になっている。
このため、扉の開放操作力を低減する従来技術として、特許文献1に開示されているように、電磁ソレノイドを利用して扉を開放する電動アシスト式の扉開放装置がある。これは、開扉用スイッチを押すことで、一定時間電磁ソレノイドに通電し、これで駆動されるプッシュロッドをマグネットガスケットの吸着力に抗する力で扉に押し当てて開放するものである。
また、従来技術としての特許文献2には、特許文献1における扉開放装置の電磁ソレノイドに代えてモータと減速ギヤを採用し、プッシュロッドに代えて減速ギヤ最終段に設けられたカムを採用し、このカムによって扉を押し開けることが開示されていて、特許文献1のような衝撃音は無く静音化が図られるが、開放動作はやや緩慢になる。
また、扉の閉め忘れや半ドア状態のとき、自動的に扉を閉鎖する従来技術として、特許文献3に開示の技術がある。特許文献3の技術は、近くに人がいることを検出する近接センサと扉が完全に閉になった状態を検出するドアセンサを持ち、扉が閉になっておらず且つ近くに人がいない場合、一定時間が経過すると自動で扉を閉めるものである。
また、扉の開放と閉鎖を自動的に行う従来技術として、特許文献4に開示の技術がある。この技術は、冷蔵庫等の開口部に垂直軸(ヒンジピン)の軸心周りに開閉自在に取り付けられた扉の開閉装置であって、開口部上方に下向きの出力軸心が扉のヒンジピンの軸心と一致するように取り付けられたブレーキ付モータと、前記出力軸の下端に取り付けられた扉開閉アームと、アームと扉動力伝達部材との間に介装したばね等の弾性体と、アームの先端部に取り付けた作動用部材により作動される物体及び人体等の抵抗検出器と、からなり、アームで駆動して扉の開閉を行うものである。その際、扉が所定の位置まで開いた時又は閉じた時にブレーキを利かせて扉を制御する。また、前記抵抗検出器で扉が人に当った際の開閉停止を行うことによって安全に扉の開閉が可能となる。
同様な従来技術として、特許文献5に開示の技術がある。この技術は、扉(開閉部材)を開方向又は閉方向へ移動させる駆動部と、扉の筐体に対する開度を少なくとも3段階に区分する検出器と、扉の開閉状態を判断する状態スイッチと、扉を開くことを指示する開スイッチと、を備え、状態スイッチが閉状態で開スイッチが押されたら扉を開放(開方向へ移動)し、状態スイッチが開状態で開度検出器が第2段階であるときに扉を閉じ(閉方向へ移動)させるものである。
さらに、冷蔵庫のドアが半開き状態にあるときに強制的にドアを電動で閉鎖する従来技術として、特許文献6に開示の技術がある。特許文献6によれば、ドアが貯蔵室の開口面に対して所定の位置まで接近したときにドアを電動で閉じるものであり、通常は使用者がドアを閉じ方向に押し出したときの慣性力で全閉手前の所定位置まで戻り、この所定位置まで戻ってから電動で閉じ動作を行うことが開示されている。
特開2001−059675 特開2002−257466 特開2000−011238 特開平6−129759号公報 特開2002−267352 特開2004−003774
前述の従来技術は、いずれも、スイッチでの開放を前提にしており、使用者の任意の手動開閉に対応していない。このため、停電時など手動開閉が必要なときに手動で開閉できない恐れがある。また、停電から復帰した場合の対応が考慮されていないため、使用者が気づかないまま扉が開放された状態あるいは半ドアの状態で冷蔵庫が動作し、中の貯蔵物を傷める恐れもある。最悪の場合には圧縮機等が加熱して損傷する恐れもある。
より具体的に云えば、特許文献1の技術では、ソレノイドの動作は勢いがあるため大きな打撃音が発生したり、扉の押し当て部や扉全体に大きな衝撃が加わるため寿命や信頼性で課題が生じる。
また、特許文献2に記載されたように、扉にロッドあるいはカム等を押し当てて扉を開放する装置は、ロッドあるいはカムが突出している状態、すなわち開放途中で使用者が扉を不用意に閉じると、扉の押し当て部がロッドあるいはカムに衝突して開放装置を破損する恐れがある。また、開扉用スイッチを押すことで開放することが前提になっており、使用者が任意に手動開閉することができない。また、開放動作途中で停電し、その後復帰した場合の対策がなされていないため、使用者が気づかないまま扉が開放された状態で冷蔵庫が動作し、冷蔵庫中の貯蔵物を傷める恐れもある。さらに、このような扉開放装置は、扉を閉め忘れたり、半ドア状態で扉の自動閉鎖動作は行なえないという不都合が生じる。
また、特許文献3の技術では、子供の無知や悪戯での扉閉め忘れあるいは貯蔵物の入れすぎや挟まりによっての半ドア状態の場合には、かなりの確率で付近に人が居る(その場での飲食や料理中もあるので)。この場合には扉は開いたままであるという課題が残る。
また、特許文献4の技術では、扉の開放および閉鎖はスイッチで行うことが前提であり、使用者が任意に手動開閉はできない。停電時など手動開閉が必要なときに開閉できない恐れがある。
また、特許文献5の技術では、駆動部に関して、電磁石の反発/吸引、ソレノイドの移動あるいはモータの回転力を利用したものであるとの記述しかなく、構成上での具体的開示がない。同様に扉の開く仕組みとしては、プランジャを動かして機械的に開かせるあるいは電磁石の反発力よって開かせる記述があるのみであり、扉を閉じる仕組みとしては磁石の吸引力を利用して、扉を閉めるようにしているとの記述があるのみで構成上の具体的開示がない。また、手動開閉に対応するための技術の開示もなく、停電時など手動開閉が必要なときに手動で開閉できない恐れがある。
また、特許文献6の技術では、ドア半開き状態のときに強制的にドアを閉とする構成が主として開示されていて、通常使用時におけるドア開状態にするための手動操作の配慮がなされていない。
本発明の目的は、扉の開放および閉鎖を電動で自動的に行えるようにし、さらに、使用者による任意に手動で開閉操作を行えるようにすることで、扉の開閉を容易且つ確実に実施できるとともに停電時や半開き状態に対応して扉を閉鎖することのできる扉開閉装置を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
開閉可能に支持された扉と、前記扉に設けられた引き込み部材と、前記引き込み部材と接離可能な扉開閉手段と、を備えた冷蔵庫の扉開閉装置であって、
前記扉開閉手段は、モータの正回転で前記引き込み部材を介して前記扉を開放する方向に移動させる扉開放部材と、モータの逆回転で前記引き込み部材を介して前記扉を閉鎖する方向に移動させる扉閉鎖部材と、前記モータと前記扉閉鎖部材との間の駆動力伝達経路中にトルクを制限するトルク制限手段と、を有し、
さらに、前記扉開閉手段は、前記扉閉鎖部材と前記扉開放部材とを連結して前記モータからの駆動力を前記扉開放部材に伝達する連結手段を有する構成とする。
また、開閉可能に支持された扉と、前記扉に設けられた引き込み部材と、前記引き込み部材と接離可能な扉開閉手段と、を備えた冷蔵庫であって、
前記扉開閉手段は、前記引き込み部材と当接して前記扉を開放する方向に移動させる扉開放アームと、前記引き込み部材と当接して前記扉を閉鎖する方向に移動させる扉閉鎖アームと、を有し、
閉鎖状態の扉は、スイッチ操作によるモータの駆動力で前記扉開放アームと前記引き込み部材によって開放する方向に移動され、
開放状態の扉は、手動操作による所定位置までの扉の閉鎖方向への移動を検出した際にはモータの駆動力で前記扉閉鎖アームと前記引き込み部材によって閉鎖位置に移動され、
前記扉の閉鎖方向への手動移動に際して、前記扉閉鎖アームは前記引き込み部材の移動経路から退避している構成とする。
ことを特徴とする冷蔵庫の扉開閉装置。
また、開閉可能に支持された扉と、前記扉に設けられた引き込み部材と、前記引き込み部材と接離可能な扉閉鎖手段と、を備えた冷蔵庫であって、
前記扉閉鎖手段は、前記引き込み部材と当接して前記扉を閉鎖する方向に移動させる扉閉鎖アームを有し、
開放状態の扉は、手動操作による所定位置までの扉の閉鎖方向への移動を検出した際にはモータの駆動力で前記扉閉鎖アームと前記引き込み部材によって閉鎖位置に移動され、
前記扉の閉鎖方向への手動移動に際して、前記扉閉鎖アームは前記引き込み部材と衝突しない位置に保持されている構成とする。
本発明によれば、扉を自動的に開閉できるので、扉に食品や飲料が大量に保管されていて扉の質量が大なる場合でも、高齢者や子供であっても容易にかつ確実に開閉することができる。
また、扉の開閉に用いるモータの回転軸にウォームギヤを用いることで回転軸の方向を水平方向から垂直方向に変換する構成としたので、開閉機構を薄型にできるので、筐体上面に備えるのに好適である。
また、扉開閉のために、伝達するトルクを制限するトルク制限手段であるクラッチを設けたので、停電の際にも手動で開閉できる。
また、半ドアを検出すると自動的に扉を閉じるので、ユーザが半ドアに気づかずに長時間経過して、保管された食品が急激に劣化することを防止できる。
本発明の冷蔵庫扉開閉装置に係る実施の形態について、実施例を挙げて図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1は、本発明の実施例に係る、冷蔵室のドアを左右両開きにする扉(いわゆる観音開き扉)を備えた冷蔵庫の全体構成を示す図である。
図1に示す冷蔵庫において、1は冷蔵庫の本体筐体であり、冷蔵室の右側扉2Rおよび左側扉2Lは左右両開きのいわゆる観音開き方式の扉であり、カバーで覆われた回転支点3を中心として開閉する構成である。冷蔵室2の下側は、手前に引き出し式の野菜室4となっており、野菜の貯蔵に適した温度設定がなされている。野菜室の下部左側には製氷室5があり、図示しない製氷手段によって製氷が行われて製氷室内に蓄積される。製氷室内の氷が取り出されると図示しない氷量検出手段によって氷の量が減ったことが検知され、自動的に製氷が行われて製氷室内の氷が補充される構成である。製氷室の右側は、例えば機能選択室6となっており、ユーザの選択によってフリーザ、冷蔵室、または氷温に近いチルド室のいずれかの温度設定を選択できる構成である。
さらに、最下段には冷凍室7が配置されており、冷凍食品などを収容することができる。これらの各扉(ドアとも称する)は回転支点のまわりに回転して開放するか、または手前に略並行に引き出して開放することができる構成であり、ユーザが食品を取り出したり補充することができる。
冷蔵室2、野菜室4、製氷室5、機能選択室6、冷凍室7の各室の扉が筐体と接する周囲全体にわたり、各室内の冷気が外部に漏れることを防止するためのシール部材が張られている。このシール部材は扉側に固定されており、内部に面状のマグネットが内封されたマグネットシールを用いるのが一般的である。扉が閉鎖された際は、マグネットが筐体1を構成する鉄板に吸着されることで筐体1に対して全面が均一に接して、シール性を得ている。
右側扉開放スイッチ8Rと左側扉開放スイッチ8Lは、ユーザが扉(ドア)の開放を指示できるスイッチであり、電気的接点を備えたスイッチ、あるいは人体が接触したことを静電容量の変化によって検出する所謂タッチスイッチなどである。
冷蔵庫筐体1の上面には扉開閉手段10R、10Lが扉ごとに備えられており、ユーザから前記扉開放スイッチ8などの指示手段によって入力された扉2L,2Rの開放指示に従って扉2L,2Rを自動的に開放することができ、または扉2L,2Rが所定の角度まで閉じられたことを検出して扉2L,2Rを自動的に閉鎖することができる。9は扉の開き量を検出する距離センサ(検知手段)であり、例えば磁気の強弱を検出する磁気センサである。9mは扉2に備えられたマグネットであり、検知手段9によって扉の開閉状態を検出することができる。
次に、上述した扉開閉手段10の実施例について、図2から図5を用いて以下説明する。図2と図3は、筐体1の上部に設けられた扉開閉手段10を備えた扉開閉装置の構成を示す斜視図であり、図4と図5は扉開閉手段10を備えた扉開閉装置の構成を示す平面図であり右側の扉2Rについてのみ説明する。
図2から図5において、扉2Rは筐体1の端部に備えられた回転支点3のまわりに回動自在に支持されており、開閉できる構成となっている。扉開閉手段10は、開位置と閉位置との間を往復回動する、回転支点11のまわりに回転自在に軸支された、ドア開放アーム13とドア閉鎖アーム12とを備えている。ドア開放アーム13とドア閉鎖アーム12は回転支点11のまわりに時計まわりCW、あるいは反時計回りCCWに回転する構成である。
扉2Rに固定されたブラケット22には引き込みピン23が設けられている。ある一定の扉の開き角度θ以下においては前記引き込みピン23は、前記ドア開放アーム13またはドア閉鎖アーム12のそれぞれ一面に備えられた螺旋面と接触して、前記ドア開放アーム13またはドア閉鎖アーム12の回動によって扉2Rを開閉する構成である。以下に扉開閉手段10の構成について、詳細に説明する。
「全閉状態」
図2と図4は扉2Rが閉じた閉位置にある状態を示しており、ドア開放アーム13とドア閉鎖アーム12とは矢印CCWにて示した反時計まわりに回転して、引き込みピン23はドア閉鎖アーム12の螺旋面14と当接して矢印P1方向の閉鎖力が加えられ、扉2Rは閉鎖された状態となっている。ここで、ドア開放アーム13とドア閉鎖アーム12に矢印CWで示した時計まわりの回転を与えて引き込みピン23を矢印P2方向に押し出して扉2Rを回転支点11まわりに開く構成である。
「開状態」
図3と図5は扉2Rが開いた状態を示している。ドア閉鎖アーム12は矢印CWにて示した時計まわりに回転して開状態となっており、ドア開放アーム13は矢印CWにて示した時計まわりに回転して一旦破線で示したドア開放位置13’に移動した後、矢印CCWにて示した反時計まわりに回転して(後述するがロックが解除されてCCWに回転する)、図4に示したドア閉鎖状態と同じ位置に復帰している(詳細は後述する)。このとき、扉は角度θだけ開いている。引き込みピン23はドア閉鎖アーム12およびドア開放アーム13のいずれからも離反しているので、扉2Rはユーザの手によって矢印CWdにて示す大きく開く方向に回転支点3を中心に自由に回転移動できる。なお、図4に示す全閉状態から図5に示す開状態にするには、基本的に電動により、また任意に手動によりドア開放アーム12を回動させて強制的に扉2Rを図5の状態に持ち来すが、その後は慣性力により、または手動で扉を全開状態にして食品を取り出す。
また、図5に示した状態において、ドア閉鎖アーム12を矢印CCWで示した反時計方向に回転させることにより、引き込みピン23を矢印P1方向に引き込んで扉2Rを回転支点3のまわりに矢印CWd方向に回転させて閉じる構成である。
またさらに、図5に示した状態においては、ドア開放アーム13はドア閉鎖状態と同じ位置に復帰しているので(復帰の詳細は後述の図6と図7で説明する)、扉2Rをユーザが勢い良く手で閉じたとしても、引込ピン23は閉鎖アームにも、開放アームにも衝突しないので、ドア開閉手段10を破損することがない。
「ドア開閉手段の詳細構成」
次に、図6および図7を用いてドア開閉手段10の構成について、より詳細に説明する。図6は図4と同じく扉を閉鎖した状態、図7は図5と同じくドアを開放した状態を示している。図6において、ギヤなどの回転支点はベース100上に構成されている。ドア閉鎖アーム12は矢印CCW方向に付勢されており、ドア閉鎖アーム12の一面に設けられた螺旋面14が引込ピン23を矢印CCW方向に付勢して扉を閉鎖している状態である。
モータ18の回転軸にはカップリング19が設けられてウォームギヤ20を回転軸と一体として回転できる。ウォームギヤ20はウォームホイール21と噛み合っており、ウォームホイール21を減速して回転する。ウォームホイール21にはピニオンギヤ24が一体として回転するよう備えられ、回転支点まわりに回転自在に支持されている。ピニオンギヤ24はクラッチ30の外周に備えられたクラッチギヤ31と噛み合っている。
クラッチ30はトルク制限手段を備えており、その構成の詳細は後述する。クラッチギヤと同心に小歯車であるクラッチ出力ギヤ32が備えられ、クラッチ出力ギヤ32は回転支点11のまわりに回転自在に軸支されている閉鎖アーム12の外周に設けられた外周ギヤ33と噛み合って回転可能な構成であり、クラッチ30が回転すると閉鎖アーム12が回動する構成である。閉鎖アーム12の一部は螺旋面14となっており、螺旋面14は扉2Rを閉鎖する方向に付勢する向きで引き込みピン23と当接している。
開放アーム13は閉鎖アーム12と同心に回転自在に軸支されており、その一部には、閉鎖アーム12の螺旋面14と相対する向きに螺旋面15が設けられ、開放アーム13を図示CWで示した時計方向に回転されることで扉2Rを開放する向きに引込ピン23を付勢して扉2Rを開くことができる。図6に示した扉閉鎖状態では、扉2Rには閉じる方向の力のみを加えることが望ましいので、開放アーム13の螺旋面15は引込ピン23とは接しない位置にある。
閉鎖アーム12の外周近傍にはフック回転支点34が設けられ、前記フック回転支点34のまわりには、一端に突起35を備えたフック36が設けられている。フック36は、ねじりスプリンク37によって押圧され、矢印HL方向の回転トルクが付加されている。フック36一端の突起35は開放アーム13に設けられた凹部38と勘合しており、閉鎖アーム12を回転支点11まわりに図示CW方向の時計まわり方向に回転した際には、フック36の回転支点34は閉鎖アーム12に備えられており、フック36一端の突起35は開放アーム13に備えられた凹部38と勘合しているので、開放アーム13は閉鎖アーム12と一体となって矢印CW方向に回転する。開放アーム13の一部に備えられた螺旋面15は引込ピン23に当接するよう配置されているので、開放アーム13が矢印CW方向に回転することで、引込ピン23は矢印P1方向に移動して、引込ピン23を備えた図示しない扉2Rを開くことができる。
フック回転支点34には第一のリンク40の一端が回転自在に支持されており、その他端は第二のリンク41の一端と回転自在に支持されている。42は例えばポテンショメータであって、回転変位に応じて抵抗値が変化する素子である。第二のリンク41の他端はポテンショメータ42の回転軸に回転自在に軸支されており、第二のリンク41の回転変位をポテンショメータ42の回転変位、すなわち抵抗値の変化として検出できる構成となっている。
閉鎖アーム12と開放アーム13とをさらに矢印CW方向に回転させ、図6の閉鎖状態と比べて閉鎖アーム12と開放アーム13とが矢印CW方向に略90°回転すると、図7において示した開状態に至る。開放アーム13は図示破線により示した13’の位置にあり、引込ピン23は開放アーム13によって矢印P1方向に移動して、扉2Rは開く。
フック回転支点34は閉鎖アーム12と一体となって回転するが、開状態の近傍に至るとフック36の一端はベース100に固定して設けられたカムピン43に当接して、フック36は矢印HR方向に回動し、フック36一端の突起35は開放アーム13に設けられた凹部38から外れる。ねじりスプリング37は閉鎖アーム12と開放アーム13の回転とともに破線にて示した37’の状態にいたっているので、フック36の突起35が凹部38から外れると開放アーム13は、ねじりスプリング37から受けるモーメントによって矢印CCW方向に回転し、開放アーム先端がストッパ39に当接して停止する。前記ストッパは、開放アーム13との衝突音の発生を低減するために、ゴム材とすることが好適であり、さらにスポンジ状の発泡ゴム材であればさらに望ましい。
開放アーム13の位置は、図6にて示したドア閉鎖状態と同じ位置である。このとき、閉鎖アーム12の先端は扉2Rを開閉する際の引込ピン23の通過する軌跡から離れた位置まで回動するように構成すれば、引込ピン23が開放アーム13とも閉鎖アーム12とも接触することがないため、扉2Rをユーザが手動で自在に全開から全閉状態にいたるまで開閉できるので好適である。
「トルク制限機構」
次に、本実施例に関する扉開閉におけるトルク制限手段の構成について、図8を用いて説明する。図8は、トルク制限機能を備えたクラッチ機構30の構成を示す断面図である。
ベース100上に固定軸50が固定して植立されており、クラッチ出力ギヤ32を備えたクラッチ軸51が前記固定軸50の周りに回転自在に支持されており、クラッチ出力ギヤ32は閉鎖アーム12の一部に形成されたギヤ部33と噛み合っている。クラッチ軸51には第一のクラッチ板52が固定されている。第二のクラッチ板53はクラッチ軸51に対して回転方向には規制され、軸方向には移動自在に支持されている。クラッチギヤ31はクラッチ軸51に対して回転自在に支持されており、第一のクラッチ板52と第二のクラッチ板53との間に挟まれており、加圧スプリンク54をねじ55などで締め付けることによって、第二のクラッチ板53をクラッチギヤ31に対して所定の押圧で押し付ける構成である。クラッチギヤ31はピニオンギヤ24と噛み合っている。
ここで、例えば第一のクラッチ板52と第二のクラッチ板53はばね用ステンレスなどの金属板とし、クラッチギヤ31をポリアセタールなどの潤滑性の良好な樹脂製とすれば、クラッチギヤ31からクラッチ板には加圧スプリング54による押圧に比例した所定のトルクTのみが伝達され、それ以上のトルクがクラッチギヤ31に加えられた場合には、クラッチ板52、53とクラッチギヤ31との間ですべりを生じるので、閉鎖アーム12には所定以上のトルクは伝達されない構成である。
上述した構成によれば、モータ18に通電されない状態、すなわちピニオンギヤ24が固定された状態で閉鎖アーム12を回動した場合、クラッチギヤ31は固定されるが、上記にて説明したクラッチ板52とクラッチギヤ31との間の摩擦により生じる所定のトルクT以上のトルクが閉鎖アーム12からクラッチ出力ギヤ32に伝達された場合には、クラッチ板52,53がクラッチ軸51とともに回転してすべるので、閉鎖アーム12は回動することができる。
図9に本発明の扉開閉手段の駆動制御部における構成を示す。図9において、18はDCモータ(以下、モータと称する)、101はモータ駆動及び回転方向を反転させる極性反転回路、8は扉開放スイッチ、42はポテンショメータ、9は距離センサ、102はマイクロコンピュータである。モータは電圧が印加されると出力軸に嵌合されたウオームギヤ20をCWあるいはCCW方向に回転させる。
距離センサ9は、例えば発光素子と受光素子とからなる光センサであってもよく、この場合には扉2Rに被検出体9mとして反射体を備えることが好適である。別の一例として距離センサ9は磁気の強弱を検知する磁気検出素子であってもよく、この場合には扉2Rに被検出体9mとして永久磁石を備えることが好適である。
「ドア開閉の動作態様」
次に、本発明に関するドア開閉の際の動作について詳細に説明する。まず、図10から図14によってドア開放動作について説明する。図10は図6と同じくドア閉鎖状態を示している。ドア2Rに設けられている引込ピン23は閉鎖アーム12の螺旋面14と当接しているので、モータ18を矢印Tu方向に回転させるとアイドラギヤ21、クラッチ30はそれぞれ矢印CCW、CW方向に回転し、クラッチ30は図8によって説明したような構成なので、所定のトルクTを伝達して閉鎖アーム12に矢印CCW方向のトルクを加える。引込ピン23には矢印P1方向の力が加わるので、ドア2Rを閉鎖してさらに本体1に対して押し付けることができるので、冷蔵庫の扉に適用すれば、気密性が高まるので好適である。またさらに、本構成によればモータ18への通電を停止してもなお、モータ軸にはウォームギヤ20を用いた減速であり、ウォームホイール21からウォームギヤ20は駆動されないので上記のP1方向の力は緩むことはない。
図11は、モータ18を矢印Td方向に回転させてアイドラギヤ21、クラッチ30、閉鎖アーム12をそれぞれ矢印CW方向に回転させて扉2Rを開き始めた状態を示す。前述したようにフック36は閉鎖アーム12とともに回動するので、フック36先端の突起35が開放アーム13の凹部38に掛かり、開放アーム13は閉鎖アーム12とともに矢印CW方向に回動して開放アーム13の一面に設けられた螺旋面15が引込ピン23に当接して引込ピン23を矢印P2方向に押し開き、扉2Rを開き始める。
図12は、ドア開放動作をさらに継続した状態を示しており、閉鎖アーム12と開放アーム13とは矢印CW方向にさらに回転し、引込ピン23は開放アーム13の一面に設けられた螺旋面15によってさらに矢印P2方向に押し出されて開放動作が進行する。
図13はさらにドア2Rが開放された状態を示している。図13においては、閉鎖アーム12に備えられたフック36の一端E部が閉鎖アーム12の回動とともにカムピン43に当接し、フック36はカムピン43によって支点34まわりに矢印HL方向に回動して図示破線36’で示した位置となる。するとフック36一端の突起35と開放アーム13の凹部38との勘合が外れ、さらにねじりスプリング37によって開放アーム13には反時計まわりの力が付与されているので、開放アーム13は矢印CW方向の回動から反対向きの矢印CCW方向への戻り回動を開始する。
図14は、開放アーム13が矢印CCW方向への戻り回動を完了し、開放アーム13の一部、本実施例では先端部13Tが緩衝部材39に当接して停止した状態を示している。このときの開放アーム13の位置は、図10にて示した扉2Rを閉鎖した状態と同一である。このとき、扉2Rは矢印CCWd方向に図13にいたるまでの動作による初速があるため、扉2Rの慣性力によってさらに開放方向に動作して、破線で図示した扉2R’の位置まで回動できる。
閉鎖アーム12は矢印CW方向にさらに回動し、開き角度の上限をポテンショメータ42によって検出したら停止する。ドア2Rが開いている間、扉開閉手段10は図14に示した状態を維持する。
図14の状態では、ユーザが扉2Rをさらに大きく開放したとしても、引き込みピン23は開放アーム13にも閉鎖アーム12にも接することはないので、ユーザは自在に扉2Rを開閉できる。またさらに、ユーザが急激に扉2Rを閉めたとしても、引き込みピン23は開放アーム13にも閉鎖アーム12にも接する事はないので、扉2Rを閉鎖する際の衝撃力によって開閉機構10が破損することを確実に防止できるので好適である。以上、扉2Rを開放する際の動作の説明を終了する。
次に、扉2Rを閉鎖する場合の動作について、図14から図16を用いて説明する。先に説明したように、扉2Rが開いた状態にある際には、開放アーム13および閉鎖アーム12は図14に示した位置にある。ここで、扉2Rがユーザによって徐々に閉鎖され、引き込みピン23が閉鎖アーム12の一面に形成された螺旋面14の最外周部分が回転支点11のまわりになす円弧Rよりも回転支点11の近傍側に位置したことを図示しないドア位置検知手段である距離センサ9によって検出すると、モータ18をドアを閉じる方向に回転させる。
図15は閉鎖アーム12が矢印CCW方向に回動して引き込みピン23を螺旋面14の内側に接している状態を示しており、引き込みピン23は螺旋面14に沿って矢印P1方向に移動して扉2Rは閉鎖される方向に移動する。さらに、閉鎖アーム12と扉2Rとがそれぞれ矢印CCWおよび矢印CWd方向に移動した状態を図16に示すが、閉鎖アーム12に設けられたフック36先端の突起35が開放アーム13の凹部38と勘合し、さらに閉鎖フック12が矢印HL方向に回動して図10に示したと同じ位置となって扉2Rは閉鎖される。
ところで、扉2Rが閉鎖されたときに、扉と本体1とが反発して扉が跳ね返り、わずかに開いた状態となることがある。開くまでには至らないとしても、所定の押圧よりも押圧が低下した状態となることがある。その対策として、距離センサ9によって扉2Rが所定の位置にまで閉鎖されたことを検知してモータ18への通電を停止した後、たとえば一秒程度の間をおいて再度モータ18に扉2Rを閉鎖する方向に通電して扉をさらに確実に閉じる増し締め動作を行うことで、扉2Rが冷蔵庫本体1に対する押圧を確実に生じるので、マグネットパッキンによる断熱効果を確実に得ることができるので好適である。
以上説明した図10から図16に示した動作によって、モータの回転方向を切り替えることで、扉2Rを自動的に開閉できる。
「手動開放」
次に、手動で扉2Rを開放する動作について、図17と図18を用いて説明する。すなわち、停電の際に扉2Rを開放する場合、あるいは扉開閉手段10の扉開放動作速度以上に高速でユーザが手で扉を開放しようとした場合である。扉2Rが閉鎖された場合には、これまで説明してきたように図10の状態にあって、クラッチ30から生じる摩擦力によって、冷蔵庫本体1に対して必要な押圧で押し付けられている。
停電によってモータ18が駆動しない状態でユーザが扉2Rに矢印P2方向の力を加えて開放しようとすると、引き込みピン23が閉鎖アーム12に設けられた螺旋面14に接しながら閉鎖アーム12を矢印CW方向に回転させる。閉鎖アーム12に備えられたフック36は、その突起35が開放アーム13の凹部38と勘合しているので閉鎖アーム12とともに矢印CW方向に回動する。ここで、閉鎖アーム12外周のギヤ部33と噛み合ったクラッチ出力ギヤ32は矢印CCW方向に回転するが、モータ18は停止しているのでウォームギヤ20、ウォームホイール21、クラッチギヤ31は停止したままである。
ところで、図8で説明したように、クラッチギヤ31とクラッチ出力ギヤ32との間にはトルク制限手段が設けられているので、クラッチギヤ31とクラッチ板52,53との間ですべりを生じる。そこで、引き込みピン23から閉鎖アーム12に対して、上記トルク制限手段においてすべりを生じる以上の力を加えれば、扉2Rを開放することができる。
さらに、扉2Rを開放すれば図18に示した状態となり、引き込みピン23は閉鎖アーム12の先端12Tに接する位置まで閉鎖アーム12は開く。このときまでに、図13で説明したと同様に、閉鎖アーム12に設けられたフック36の一端E部はカムピン43に当接してフック36は回動し、フック36先端の突起35は開放アーム13の一部に設けられた凹部38から外れ、開放アーム13は、ねじりスプリング37により生じるモーメント力によってCCW方向に回転して緩衝材39に当接するまで回転して停止する。
停電の場合にはモータ18が回転しないので閉鎖アーム12はこの状態を維持する。ユーザは扉2Rをさらに開放することができるので、停電の際でも扉2Rを開いて内部に保管した食品などを取り出すことができる。また、一旦開いた扉2Rを閉じる際には引き込みピン23は閉鎖アーム先端12Tと接触するものの、扉2Rを本体1に接するまで閉鎖することができる。
上述した動作は、扉開閉手段10がモータによる扉を開く速度よりも高速でユーザが扉2Rを開放しようとした場合にも同様な動作となることは明らかである。相違点は、図18に示した、引き込みピン23が閉鎖アーム12先端部12Tに接する位置まで閉鎖アーム12が回動した後、モータ18は継続して回転して図18の破線により示した、閉鎖アーム12’の回動限界角度まで回転することである。このように閉鎖アーム12を回動限界角度(上死点)まで回転させることで、ユーザが扉2Rを閉鎖させる際に引き込みピン23が閉鎖アーム先端12Tと接触することを回避できるので好適である。
「半ドア後の動作」
次に、扉2Rが半ドアの状態になった場合の動作について説明する。半ドアは、ユーザが一旦ドアを開こうとして開放を中止した場合、あるいは勢い良くドアを閉めたために筐体と扉が反発して多少開いた場合、などがある。この場合には図17に示した状態となるので、距離センサ9または閉鎖アーム12の位置を検出するポテンショメータ42のいずれかによって扉2Rが開いた状態にあることが検出されるので、モータ18を回転させて閉鎖アーム12を図10の状態(全閉状態)にいたるまで矢印CCW方向に回動すれば、ドアを確実に閉鎖できるので、半ドア状態にユーザが気づかずに冷気が漏れて保管した食品が傷む、といった状況を確実に防止できるので好適である。
以上の説明で、扉開閉のトルク制限機能を果たすため、トルク制限手段であるクラッチ30として、クラッチギヤ31とクラッチ板52,53とを所定の押圧で互いに押圧した際の摩擦力を用いる構成について説明したが、クラッチ30の別の実施例について図19から図23を用いて以下説明する。
図19はクラッチ手段の別の実施例の断面図であり、図8との相違は、第二のクラッチ板がなく、クラッチギヤ31と第一のクラッチ板56の接する面に、クラッチギヤ31には複数の突起58が設けられ、第一のクラッチ板56には前記複数の突起58と噛み合いまたは離反することができる複数の凹部57が備えられており、クラッチギヤ31は前記複数の突起58の突高さ以上に回転軸方向に第一のクラッチ板56から離反できる構成となっている。前記突起58が凹部57と噛み合いまたは離反する方向を斜面により形成すれば、図20に示すように前記突起58がクラッチ板56の凹部57と勘合した状態では、クラッチギヤ31と第一のクラッチ板56とは噛み合ってCB方向に力を伝えてトルクを伝達できる。
突起58と凹部57の噛み合い部分は角度φを設けた斜面59なので、所定以上の力が矢印CB方向に加えられると、図21に示すようにクラッチギヤ31を突起58の突起量CAだけ押し上げて、突起58は凹部57から外れるので、クラッチギヤ31の突起58先端がクラッチ板56の表面と接して滑る形態となり、クラッチギヤ31とクラッチ板56とは小さな負荷トルクで互いに回転する構成である。
上述したような凹凸によるかみ合い部分の対をクラッチギヤ31およびクラッチ板56に設けることによって、クラッチギヤ31とクラッチ板56とが互いに所定の角度になった時にだけ噛み合い、所定の力(トルク)を閉鎖アーム12に伝達して扉2Rの開閉動作を行うことができる。
所定以上の力(トルク)が加えられると噛み合いが外れて小さい負荷で滑りながら回動し、再び所定の位置に至ったときに再度噛み合う構成である。上記にて説明した凹凸による噛み合いによる伝達トルクの大きさは、凹凸部分の噛み合い深さが大きいほど、斜面の角度が大なるほど、また一周回転する間の噛み合いの数が多いほど伝達されるトルクは大きくなる。
ここで、閉鎖アーム12とクラッチギヤ31/クラッチ板56との減速比とクラッチ部の噛み合い動作の関係について説明する。図10から図14に示したように、閉鎖アーム12の回転角度範囲は略90°である。閉鎖アーム12の外周に設けられた外周ギヤ33とクラッチ30に設けられたクラッチ出力ギヤ24の歯数の比(減速比)をN:1とする。本実施例では、N=4である。
クラッチギヤ31/クラッチ板56の凹凸の噛み合いが全周で一箇所だけの場合には、噛み合いが外れた時には、ただ一箇所の突起によってクラッチギヤ31図21に示したようにクラッチ板56から離反するので、クラッチギヤ31の安定が良くなく、したがって凹凸の噛み合いは一周に2箇所以上、複数設けることが望ましい。一方、一周回転する間に凹凸の噛み合いが複数箇所ある場合には、次のような不具合が生じる。例えば噛み合いが3箇所ある場合には、一周を均等に分配したとして120°回転する度にクラッチギヤ31とクラッチ板56とが噛み合うことになる。
ここで、上述した構成において、図10、図17、図18で示した、停電時に手動で扉2Rを開放する動作を行った場合について説明する。図10に示した扉2R閉鎖状態から図18に示した手動による扉2R開放状態まで、閉鎖アーム12の回転角度範囲は略90°であり、かつクラッチ30と閉鎖アーム12との減速比は4:1なので、手動で扉2Rを開放するまでに、クラッチ30は90°×4=360°回転する。噛み合いが3箇所あるとすれば、上記開放動作の間に3回の噛み合い動作を行うことになる。すると、扉2Rを閉鎖状態から開放状態まで手動で開放する間に、噛み合い動作の度に噛み合い音がするとともに、扉2Rを開く力が不連続に大きくなるので、ユーザが扉を開ける際の動作としては不自然である。このような不自然な動作を回避するためには、閉鎖アーム12が閉鎖状態から開放状態まで回動する間にはクラッチ30と閉鎖アーム12との凹凸の噛み合いを生じないことが望ましい。
上述したクラッチ手段における噛み合い動作を実現する構成例について、図22および図23を用いて説明する。図22および図23は、クラッチギヤ31とクラッチ板56とを分離して示した分解斜視図である。図において、クラッチ30外周にはギヤ31が設けられ、かつクラッチ板56と接する面には本実施例では第一の突起58a、第二の突起58b、第三の突起58cの3箇所の突起58が設けられている。それぞれの突起58の内側端および外側端のクラッチギヤ31の回転中心からの半径方向の距離をR1’からR6’とする。クラッチ板56にはクラッチギヤ31の突起に対応した凹部が第一の凹部57a、第二の凹部58b、第三の凹部57cの3箇所設けられている。それぞれの凹部57の内側端および外側端のクラッチ板56の回転中心からの半径方向の距離をR1からR6とする。
ここで、第一の突起58aと第一の凹部57aはR2>R2’、R1’>R1なる寸法関係とすれば突起は凹部と勘合して噛み合う。同様に第二の突起58bは第二の凹部57bと、第三の突起58cは第三の凹部57cと噛み合う寸法関係とする。ここでさらに、R1からR6までを全て異なる寸法とし、R1<R2<R3<R4<R5<R6とすれば、第一の突起58aは第一の凹部57aのみと、第二の突起58bは第二の凹部57bのみと、第三の突起58cは第三の凹部57cのみと勘合することができる。このような構成とすれば、互いに噛み合う突起と凹部との対が複数存在する場合であっても、クラッチ板56とクラッチギヤ31とは全ての突起と凹部とが噛み合うのは一回転に一箇所のみとなる。したがって、全ての突起58と凹部57とが噛み合った状態ではクラッチギヤ31とクラッチ板56とは一体として回転し、クラッチギヤ31とクラッチ板56との間に所定以上のトルクが加わった場合には、凹部の斜面59によってクラッチギヤは押し上げられて、突起と凹部との噛み合いが外れて空転する。
本実施例においては、閉鎖アーム12の開閉回動角度は90°以下、閉鎖アーム12のギヤ部33とクラッチ出力ギヤ32との間の減速比を4:1とすれば、扉2Rをユーザが手で開放して閉鎖アーム12を図10、図17、図18の順に回動させたとすれば、扉2Rを開くためにユーザが把手を手前に引くと、開き動作の当初は突起58が凹部57と勘合しているが、ある程度以上の力を加えると突起58は凹部57から外れて図21に示した状態となるので、扉2Rを開く力は急激に軽くなり、閉鎖アームの回転角度は90°以下で、かつ噛み合ったギヤの減速比は1:4なので、クラッチ板の回転角度は360°以下となり、突起58と凹部57とは扉2Rの開き動作中は勘合しないので、扉2Rを開く力は軽いまま保持される。
扉2Rを閉じる場合には、モータ18を扉の閉鎖する方向に回転させれば、クラッチギヤ31とクラッチ板56の突起58と凹部57とはクラッチギヤ31が一回転以内に必ず噛み合う構成なので、突起58と凹部57が噛み合った後にモータ18の回転を継続させれば閉鎖アーム12は扉2Rを閉鎖する方向に回転できるので、図14から図16にて示した状態を経由して図10に示す形態となって、扉2Rを閉鎖することができる。
なお、本実施例ではクラッチギヤ31に突起、クラッチ板56に凹部を設けたものとして説明したが、逆にクラッチギヤ31に凹部、クラッチ板56に突起を備えた形態であっても同様な機能、動作が可能なことは明らかである。本実施例においては、噛み合い部が三箇所ある場合について説明したが、三箇所に限定されるものではなく、二箇所以上の複数箇所の場合には、いずれも同様に構成できるものである。
図24は、図8により説明した摩擦機構によるクラッチを備えた場合、図25は、図19から図21により説明した突起噛み合い機構によるクラッチを備えた場合における、扉2Rの手動開放時の扉開き角度と、その時にユーザの手に加わる開き力の傾向について比較したグラフである。横軸は扉2Rの開閉状態、縦軸はユーザの手に加わる開き力である。
図24においては、扉2Rを開放し始めた当初は、マグネットシールを引き剥がす力Tmとクラッチ30により生じる摩擦負荷トルクTcが生じ、図18に示した、引込ピン23が閉鎖アーム先端部12Tから離脱する位置に回転するまでθhの範囲はほぼ一定の摩擦負荷が継続する。その後は、扉2Rを自在に回動できるので、軽いドア開放トルクTdのみが加わる。その結果、図24に示すような扉開放力がユーザの手に加わる。
図25においては、扉2Rを開放し始めた当初、マグネットシールを引き剥がす力Tmとクラッチ30により生じる伝達トルTcクが加わるが、扉2Rが開き始めると同時にクラッチギヤ31とクラッチ板56との間の突起58と凹部57の勘合が外れるので、θhの範囲でユーザの手に加わる力はクラッチ30が図21の状態となってすべりながら空転する際の負荷トルクTkだけとなって、扉2Rは軽く開放できる、という効果がある。
本実施例における扉開閉手段は、モータ回転軸にウォームギヤを用いたので薄型に適する、という効果がある。モータ18とカップリング19とウォームギヤ20とは同一線上に配置されるので、それらの合計長さはモータの直径と比して長くなる。一方、ウォームホイール21、クラッチ30、閉鎖アーム12はそれぞれ減速しながら噛み合わされる歯車であり、直径が厚さに比して大となるが、ウォームギヤ20とウォームホイール21とは軸が直交するので、モータ18の軸を冷蔵庫1の上面に対して平行に設置し、ウォームホイール21、クラッチギヤ31、閉鎖アーム12の軸を冷蔵庫本体1の上面に対して鉛直に配置することで、扉開閉手段10の厚さ方向の寸法を薄くすることができるので好適である。
また、本実施例においては、開放アーム13と閉鎖アーム12とを同一の回転支点11のまわりに回動する構成について説明したが、上記構成に限定されるものではなく、開放アーム13と閉鎖アーム12とが異なる回転支点のまわりに回動する構成であっても良い。このような構成の実施例について図26から図31を用いて説明する。
図26から図28は開放アーム13の回転支点130と閉鎖アーム12の回転支点120が異なっており、かつ扉開放時ないし扉閉鎖時には閉鎖アーム12と開放アーム13とが違いに同一の方向に回動する構成について示している。その他の構成については図10と同一の符番を付している。図26は閉鎖アーム12を矢印CCW方向に回動して閉鎖アーム12の螺旋面31が引き込みピン23を引き込んで扉2Rを閉鎖した状態を示している。図27は閉鎖アーム12と開放アーム13が共に矢印CW方向に回転して開放アーム13の螺旋面15が引き込みピン23を押し出して扉2Rを矢印CCW方向に回転して扉2Rを開放する。扉2Rが開放したら、開放アーム13は破線13’で示した、図26と同じく扉2Rを閉鎖した位置に回動して復帰する。図28は図14に示したと同様に、ユーザが扉2Rを矢印CW方向に回動して閉鎖しようとした際に、閉鎖アーム12を矢印CCW方向に回動して閉鎖アーム12の螺旋面31が引込ピンを引き込んで扉2Rを自動的に閉鎖する。
図29から図31はさらに別の実施例を示したものであり、本実施例においては開放アームの支点130と閉鎖アームの回転支点120が異なっており、かつ扉開放時ないし扉閉鎖時には閉鎖アーム12と開放アーム13とが違いに反対方向に回動する構成について示している。本実施例においては、開放アームの回動方向が異なる他は、図26から図28に示した構成および動作と同一である。
上記の実施例は閉鎖アーム12と開放アーム13とを別体とした場合について説明したが、これらを一体とした構成について、図32から図35を用いて説明する。図32から図35においては、閉鎖アーム12と開放アーム13とは一体として回転支点11のまわりに回動自在に支持されており、図32のように扉2Rが閉鎖された場合には閉鎖アーム12の一面にある螺旋面31は引込ピン23と当接して矢印CCW方向に回動した状態である。図中、破線で示した符号(付番)に’を付与した状態は、図14の実線で示したと同様に、閉鎖アーム12により引込ピン23の引込みを開始できる状態を示している。
図33において、閉鎖アーム12と開放アーム13とが破線で示した扉閉鎖状態から矢印CW方向に角度θだけ回転して、開放アーム13の螺旋面24が引込ピン23と当接した状態を示し、扉2Rを開放動作を開始する状態を示している。本実施例においては、図33に示したように、ユーザが扉開放スイッチを押すなどして扉2Rの開放指示を行ってから、開放アーム13が角度θ回動するまでは扉の開放が開始されないので、ユーザからみると扉2Rの動作開始までに待ち時間がある。
図33に示した状態以降にまで開放アーム13が矢印CW方向にさらに回動すると、図34に示した状態に至り、扉2Rは矢印CCW方向に開く。扉が開いた後、開放アーム13は矢印CCW方向に回動して、図32の破線で示した位置にまで回転して停止する。この状態であれば、ユーザが扉を閉めようとした場合には閉鎖アーム12により引込ピン23を引き込んで閉鎖動作を行うことができ、あるいはまたユーザが急激に扉2Rを閉鎖した場合にも、引込ピン23が開放アーム13または閉鎖アーム12に衝突していずれかが破損するといった事態を防止できる。
本実施例においては、冷蔵庫正面から見て右側の扉2Rについて詳細に説明したが、正面から見て左側の扉2Lについても扉開閉装置10を左右対称の形状にすれば、構成・動作とも本実施例と同様に実現可能であることは明らかである。またさらに、本実施例においては両開きないし観音開き式の扉を備えた冷蔵庫に関して説明したが、冷蔵室扉が一枚扉となっており、右側ないし左側いずれか一方に開放する一枚扉形の冷蔵庫に関しても、構成・動作とも本実施例と同様に実現可能であることは明らかである。
本実施例においては、ドア開放アーム13とドア閉鎖アーム12の双方を備え、扉の開放と閉鎖の両方の動作を行う実施例について説明したが、この構成に限定されるものではなく、図38に示すように、ドア閉鎖アーム12のみを備えて閉鎖動作(扉閉動作の所定位置からのモータによる自動閉鎖)のみを行う構成であってもよい。本実施例では扉の開放動作は手動で行うものであるが、図38に示した符号番号の構成要素とその機能は、図2〜図18のそれと同一である。例えば、扉閉鎖アーム12の開き角度は、リンク40,41を介してポテンショメータ42で検知されるようになっている。したがって、手動による扉開放で強制的にCW方向に回動させられた扉閉鎖アーム12を、図18に示すように、実線位置に保持しても良いし、その後モータ駆動で点線位置まで退避させても良い。また、扉を閉鎖方向に閉じるときには、扉閉鎖アーム12が引き込みピン23を係止できる位置まで手動で閉じられると、この位置を距離センサで検知して以後モータ駆動で扉閉鎖アーム12の面14を介して扉閉鎖することとなる。
「スライド扉への適用」
上述した実施例は、回転支点を中心として開閉する回転式の扉について記載したが、本発明の適用例としては回転式扉に限定されるものではなく、冷凍室扉のような引き出し扉にも適用できる。引き出し式扉に適用した例を図36から図37を用いて説明する。
図36から図37において、扉開閉手段10の構成は図2から図5に示した構成と同様であり、同等な構成については同じ符号を付して示す。引き出し扉145は、ガイドレール146に沿って移動できる構成であり、引き出し式に開閉できる。引き込みピン23は引き出し扉145の底面中央部に設けられており、引き出し扉の閉位置をCL位置、図5に示した回転扉がθだけ開いた状態に対応する、引き込みピン23が閉鎖アーム12の螺旋面14にほぼ接した状態までの開き量をS、全開位置をOpとすると、引き出し扉145が閉じたCL位置にあって、ユーザが図示しない扉開スイッチ8を押すと、モータ18に所定時間の通電がなされ、開放アーム13が矢印CW方向に回転して引き込みピン23を矢印147方向に移動させ、引き出し扉145を矢印147方向に自動的に開く。引き出し扉145が開き量Sだけ開くと、引き込みピン23は開放アーム13の螺旋面15から離反するので、引き出し扉145はユーザが手前に自在に引き出すことができる。
次に、引き出し扉145を閉じる動作について説明する。図36および図37において、引き出し扉145がユーザによって開位置Opから矢印148方向に閉じられて、開き量がSとなるまで閉じられると、図5に示したと同様に第二の検知手段によって引き込みピン23が開き量Sとなるまで閉じられたことが検出されるので、モータ18に閉鎖方向に回転するよう通電がなされ、閉鎖アーム12が矢印CCW方向に回転して引き込みピン23を矢印148方向に引き込んで、引き出し扉145を閉位置CLにいたるまで閉じる動作を行う。このようにして、引き出し扉145を自動的に閉じる動作を行うことができる。
上記の構成によれば、冷蔵室のごとき引込式の扉を自動的に開閉することができる。
本実施例により示した扉開閉装置10の動作を行う扉開放スイッチ8は、静電容量式のタッチセンサであってもよい。このタッチセンサの電極を取手に装着しておけば、扉を開けようと取手を握ったり、取手に手を触れたり、あるいは冷蔵庫に入れるものを両手で持っている場合には、肘など体の一部を触れることで扉の自動開放を可能にするものである。
また、扉開放スイッチは、圧力スイッチ式のフットスイッチでもよい。これを冷蔵庫設置床近傍に設置しておけば、冷蔵庫の前でこれを踏めば扉の自動開放を可能にする。これにより、扉2を開けるため扉開放スイッチ8を押すと、扉2は引き込みピン23が開放アーム13より力を受け開放される方向に移動する。したがって、高齢者や子供であっても容易に扉2Rを開けることができる。
また、扉2を開放された状態からユーザが閉鎖すると、所定の位置まで扉が閉鎖された際には距離センサ9が扉2が閉じられたことを検出して扉開閉機構10のモータを扉2を閉鎖する方向に回転させて扉を自動的に閉鎖することができ、さらには半ドアになった場合にも、それを検出して閉鎖することができるので、半ドア防止の効果がある。
以上説明したように、本発明の扉開閉装置の主たる特徴は、扉の開放および閉鎖を電動で自動的に行い得るが、使用者が任意に手動で開閉操作を行うこともできるように構成されているため、停電等の時には手動で開閉操作が行える。また、停電後復帰したときは、扉の開閉状態をチェックし、扉開であれば自動的に閉鎖できるものである。
そして、より具体的には、冷蔵庫の筐体に、アクチュエータの動作によって回転しまたは復帰できる、ドア開放アームとドア閉鎖アームとを備え、それぞれ、ドアに備えられた引込ピンと当接する側の一面を螺旋形状となし、さらにドア開放アームとドア閉鎖アームそれぞれの螺旋面を互いに相対する位置関係として配置している。
扉に備えられた引き込みピンは、扉の閉状態では閉鎖アームの螺旋溝の回転支点の近傍まで進入して、筐体に所定の押圧力で押圧されており、ユーザが扉開スイッチを押すなどして扉を開く指示をした場合には、アクチュエータを動作してドア開放アームとドア閉鎖アームを扉を開放する方向に回転させ、前記引き込みピンはドア開放アームの螺旋面に沿ってドア開放アームの回転中心から離反する方向に移動して扉を自動的に開く。
ユーザが扉を閉じる場合には、扉が所定の位置まで閉じられたことをドアセンサによって検知して、アクチュエータを開動作とは逆向きに動作して、ドア閉鎖アームを扉を閉じる方向に回転させ、前記引き込みピンをドア閉鎖アームの螺旋面に沿って案内されてドア閉鎖アームの回転に伴って回転支点に近づく方向に移動して扉を自動的に閉じることができる。また、本発明における駆動制御手段としては、扉の開閉機構を駆動制御するために、正逆回転可能なDCモータと、引き込み及び開放レバーの位置を検出するポテンションメータと、冷蔵庫筐体と扉との距離を検出する距離センサと、DCモータの電流を検出する電流センサと、マイクロコンピュータからなる駆動制御部を備えている。また、扉開放操作を指示する扉開放スイッチを備えている。
本発明の実施例に係る、冷蔵室のドアを左右両開きにする扉(いわゆる観音開き扉)を備えた冷蔵庫の全体構成を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段を備えた扉開閉装置の構成を示す斜視図(扉全閉時)である。 本実施例に関する扉開閉手段を備えた扉開閉装置の構成を示す斜視図(扉開時)である。 本実施例に関する扉開閉手段を備えた扉開閉装置の構成を示す平面図(扉全閉時)である。 本実施例に関する扉開閉手段を備えた扉開閉装置の構成を示す平面図(扉開時)である。 本実施例に関する扉開閉手段の構成を示す斜視図(扉全閉時)である。 本実施例に関する扉開閉手段の構成を示す斜視図(扉開時)である。 本実施例に関する扉開閉におけるトルク制限手段の構成を示す断面図である。 本実施例に関する扉開閉における駆動制御部の構成を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段の扉全閉状態における動作状況を示す平面図である。 本実施例に関する扉開閉手段の扉開放の初期状態における動作状況を示す平面図である。 本実施例に関する扉開閉手段の扉開放の途上状態における動作状況を示す平面図である。 本実施例に関する扉開閉手段の扉開放の途上状態における動作状況を示す平面図である。 本実施例に関する扉開閉手段の扉全開状態における動作状況を示す平面図である。 本実施例に関する扉開閉手段の扉閉鎖の途上状態における動作状況を示す平面図である。 本実施例に関する扉開閉手段の扉全閉状態における動作状況を示す平面図である。 停電時等において手動での扉開放の途上状態における動作状況を示す平面図である。 停電時等において手動での扉開放の他の途上状態における動作状況を示す平面図である。 本実施例に関する扉開閉手段のクラッチ手段における他の構成例を示す断面図である。 本実施例に関する扉開閉手段のクラッチ手段における他の構成例の動作状況を示す部分断面図である。 本実施例に関する扉開閉手段のクラッチ手段における他の構成例の別の動作状況を示す部分断面図である。 本実施例に関するクラッチ手段における他の構成例の分解斜視図である。 本実施例に関するクラッチ手段における他の構成例の分解斜視図である。 本実施例に関する扉開閉手段による扉開放力の傾向を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段による扉開放力の別の傾向を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段の別の構成例を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段の別の構成例における動作状態を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段の別の構成例における別の動作状態を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段のさらに別の構成例を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段のさらに別の構成例における動作状態を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段のさらに別の構成例における別の動作状態を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段の異なる構成例を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段の異なる構成例における動作状態を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段の異なる構成例における別の動作状態を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段の異なる構成例におけるさらに別の動作状態を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段をスライド扉に適用した場合の構成を示す図である。 本実施例に関する扉開閉手段をスライド扉に適用した場合の構成における動作状態を示す図である。 本発明の扉閉鎖手段の構成を示す平面図である。
符号の説明
1 冷蔵庫の本体筐体 2 冷蔵室扉
3 回転支点 4 野菜室
5 製氷室 6 機能選択室
7 冷凍室 8 扉開放スイッチ
9 距離センサ 10 扉開閉手段
11 回転支点 12 ドア閉鎖アーム
13 ドア開放アーム 14 螺旋面
15 螺旋面 18 モータ
19 カップリング 20 ウォームギヤ
21 ウォームホイール 22 ブラケット
23 引き込みピン 24 ピニオンギヤ
30 クラッチ 31 クラッチギヤ
32 クラッチ出力ギヤ 33 外周ギヤ
34 フック回転支点 35 突起
36 フック 37 ねじりスプリング
38 凹部 39 ストッパ
40 第一のリンク 41 第二のリンク
42 ポテンショメータ 43 カムピン
50 固定軸 51 クラッチ軸
52 クラッチ板 53 クラッチ板
54 加圧スプリング 55 ねじ
56 第一のクラッチ板 57 凹部
58 突起 59 斜面

Claims (8)

  1. 開閉可能に支持された扉と、前記扉に設けられた引き込み部材と、前記引き込み部材と接離可能な扉開閉手段と、を備えた冷蔵庫の扉開閉装置であって、
    前記扉開閉手段は、モータの正回転で前記引き込み部材を介して前記扉を開放する方向に移動させる扉開放部材と、モータの逆回転で前記引き込み部材を介して前記扉を閉鎖する方向に移動させる扉閉鎖部材と、前記モータと前記扉閉鎖部材との間の駆動力伝達経路中にトルクを制限するトルク制限手段と、を有し、
    さらに、前記扉開閉手段は、前記扉閉鎖部材と前記扉開放部材とを連結して前記モータからの駆動力を前記扉開放部材に伝達する連結手段を有する
    ことを特徴とする冷蔵庫の扉開閉装置。
  2. 請求項において、
    前記連結手段は、前記扉閉鎖部材上に回動自在に支持され、一端に前記扉開放手段に設けられた凹部と係合または非係合する突起部を有し、
    前記突起部の係合によって、前記扉の閉鎖位置で前記扉閉鎖部材と前記扉開放部材とを連結し、前記突起部の非係合によって、前記扉の開放位置で前記扉開放部材と前記扉閉鎖手段との連結を解除する
    ことを特徴とする冷蔵庫の扉開閉装置。
  3. 請求項において、
    前記扉開放部材は、前記突起部の非係合のとき、前記扉の引き込み部材の移動経路中から外れた位置に退避する
    ことを特徴とする冷蔵庫の扉開閉装置。
  4. 請求項において、
    前記扉開放部材は、前記連結手段による前記扉閉鎖部材との連結が解除されたとき、端部が弾性体であるストッパと当接する
    ことを特徴とする冷蔵庫の扉開閉装置。
  5. 請求項ないしのいずれか1つの請求項において、
    前記トルク制限手段は、互いに噛み合う複数の凹部と凸部の対と、前記凹部と凸部とを押圧する押圧手段と、を有する回転体からなり、
    前記複数の凹部と凸部は、互いに回転中心からの距離が異なるように配置し、前記回転体の一周に一回のみ噛み合い、
    前記噛み合った際に所定のトルクを伝達し、所定以上のトルクが加わった際に噛み合いが外れて、前記回転体が一周の間空転した後に前記凹部と凸部とが再び噛み合った状態に復帰する
    ことを特徴とする冷蔵庫の扉開閉装置。
  6. 開閉可能に支持された扉と、前記扉に設けられた引き込み部材と、前記引き込み部材と接離可能な扉開閉手段と、を備えた冷蔵庫であって、
    前記扉開閉手段は、前記引き込み部材と当接して前記扉を開放する方向に移動させる扉開放アームと、前記引き込み部材と当接して前記扉を閉鎖する方向に移動させる扉閉鎖アームと、を有し、
    閉鎖状態の扉は、スイッチ操作によるモータの駆動力で前記扉開放アームと前記引き込み部材によって開放する方向に移動され、
    開放状態の扉は、手動操作による所定位置までの扉の閉鎖方向への移動を検出した際にはモータの駆動力で前記扉閉鎖アームと前記引き込み部材によって閉鎖位置に移動され、
    前記扉の閉鎖方向への手動移動に際して、前記扉閉鎖アームは前記引き込み部材の移動経路から退避している
    ことを特徴とする冷蔵庫の扉開閉装置。
  7. 請求項において、
    前記モータと前記扉開閉手段との間にトルクを制限するトルク制限手段を介在させ、
    手動による扉の開操作と閉操作を行う場合に、前記トルク制限手段によって前記引き込み部材が前記扉閉鎖アームと前記扉開放アームを強制的に移行させ、
    前記モータによる自動開閉に加えて、手動操作による扉開閉を実行可能とする
    ことを特徴とする冷蔵庫の扉開閉装置。
  8. 開閉可能に支持された扉と、前記扉に設けられた引き込み部材と、前記引き込み部材と接離可能な扉閉鎖手段と、を備えた冷蔵庫であって、
    前記扉閉鎖手段は、前記引き込み部材と当接して前記扉を閉鎖する方向に移動させる扉閉鎖アームを有し、
    開放状態の扉は、手動操作による所定位置までの扉の閉鎖方向への移動を検出した際にはモータの駆動力で前記扉閉鎖アームと前記引き込み部材によって閉鎖位置に移動され、
    前記扉の閉鎖方向への手動移動に際して、前記扉閉鎖アームは前記引き込み部材と衝突しない位置に保持されている
    ことを特徴とする冷蔵庫の扉閉鎖装置。
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