JP4235534B2

JP4235534B2 - 昇降キャビネット

Info

Publication number: JP4235534B2
Application number: JP2003386867A
Authority: JP
Inventors: 実山中; 良雄岡田; 暖冨永; 真一木村; 強太井上
Original assignee: 福伸電機株式会社
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2023-11-17
Also published as: CN100455233C; WO2005046393A1; JP2005143897A; ATE509549T1; EP1692967A1; KR20060107533A; CN1878487A; KR101118001B1; EP1692967B1; HK1094412A1; EP1692967A4

Description

本発明は、例えば、キッチン等に設置され、キャビネット支持枠に対して上下方向に昇降自在に設けられた収納庫と、収納庫を昇降動作させるための電磁的駆動源とを有する電動式の昇降キャビネットに関する。

例えば、家庭のキッチン等において、キッチンの上部に取り付けたキャビネット支持枠に対して上下方向に昇降自在に収納庫が設けられ、モータ等の電磁的駆動源を作動させて収納庫を昇降動作させるようにした電動式の昇降キャビネットが提案されている。このような電動式の昇降キャビネットにあっては、収納庫の上昇途中に、収納庫とキャビネット支持枠との隙間に手を挟んだり、収納庫の下降途中に、収納庫がまな板等の障害物に当接したり、該障害物を破損したりする虞がある。

本発明の目的は、収納庫の昇降動作中、収納庫が障害物に当ったことを検知できる電動式の昇降キャビネットを提供することにある。

請求項１に係る昇降キャビネットは、キャビネット支持枠に対して上下方向に昇降自在に設けられた収納庫と、前記収納庫を昇降動作させるための電磁的駆動源とを有するものであって、上記課題を解決するために、ベース部を前記電磁的駆動源の作動により上下方向に移動自在に設け、前記ベース部に対する前記収納庫の位置を検出するセンサ手段を前記ベース部と前記収納庫との間に設け、前記収納庫の上昇開始時の上昇開始時から予め定めた時間が経過するまでの間は前記センサ手段の検出値を読まず、上昇開始時から予め定めた時間が経過した時点から逐次前記センサ手段の検出値を読み、上昇開始時に相当する前記センサ手段の検出値と、前記逐次検出される前記センサ手段の検出値との差が、予め定めた値以上となった場合に、前記収納庫の上昇動作を停止する制御手段を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の構成によれば、電磁的駆動源の作動によって上方向に移動させることで、収納庫を上昇動作させることができ、収納庫の上昇動作中に、収納庫が障害物に当った場合、収納庫の上昇動作を妨げる方向に力がかかり、ベース部が上昇することになる結果、ベース部に対する収納庫の位置を検出するセンサ手段の検出値が正規の値から大きく変化する。また、ベース部を電磁的駆動源の作動によって下方向に移動させることで、収納庫を下降動作させることができ、収納庫の下降動作中に、収納庫が障害物に当った場合には、収納庫の下降動作を妨げる方向に力がかかり、ベース部が下降することになる結果、センサ手段の検出値が正規の値から大きく変化する。したがって、収納庫の昇降動作中、収納庫が障害物に当ったことを検知することができる。

また、上昇開始時から予め定めた時間が経過するまでの間は、センサ手段の値を読まないので、上昇動作の開始時点での収納庫の慣性に影響されたセンサ手段の検出値を無視することができ、上昇開始時から予め定めた時間が経過した時点から逐次センサ手段の検出値を読み、上昇開始時に相当するセンサ手段の検出値と逐次検出されるセンサ手段の検出値との差が、予め定めた値以上となった場合に、収納庫の上昇動作を停止するので、センサ手段による障害物の検知精度を上げることができ、収納庫に障害物が当ったことを検知でき、収納庫に障害物が当った場合、障害物の破損を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動式の昇降キャビネットの正面図である。昇降キャビネット１は、前方及び下方が開放された箱状の筐体のキャビネット支持枠２と、該キャビネット支持枠２の内側に配置された収納庫３とを備え、キャビネット支持枠２に対して収納庫３が上下方向に昇降自在に設けられている。即ち、キャビネット支持枠２の左右の側壁２ａ，２ａの内側には、収納庫３を上下方向にガイドする昇降用のガイドレール４，４がそれぞれ取り付けられ、左右のガイドレール４，４に昇降用のスライダ５，５が上下方向に沿ってそれぞれ移動自在に設けられている。収納庫３は、その左右の上部が左右のスライダ５，５にそれぞれ固定されている。これにより、左右のガイドレール４，４に沿って左右の昇降用のスライダ５，５が上下方向にそれぞれ移動することで、収納庫３は上下に昇降移動する。

一方、キャビネット支持枠２の中央上部には、収納庫３を昇降動作させるための電磁的駆動源としてのモータ６が取り付けられ、キャビネット支持枠２の右側上部及び左側上部には、収納庫３を昇降動作させるための昇降機構部８，８が設けられている。モータ６の駆動軸（図示せず）には巻上げ用の綱車７が固着され、綱車７には左右の昇降機構部８，８を介して収納庫３を吊り下げている左右のワイヤロープ９，９の一端がそれぞれ巻き付けられている。

図２は、収納庫３を昇降動作させるための昇降機構部８の一部断面図である。なお、図２は、図１において右側に設けられた昇降機構部８のみを示しているが、左側に設けられた昇降機構部８も同様の構成である。キャビネット支持枠２の内側右側上部には定滑車１０が取り付けられ、定滑車１０に右側のワイヤロープ９が上側から巻き掛けられている。このワイヤロープ９の他端は、定滑車１０の右方においてキャビネット支持枠２に支持されている。

一方、符号１１は、収納庫３に対して間接的に取り付けられたベース部であって、ベース部１１に立設したブラケット１２及びブラケット１２に設けた水平方向の軸１３を介して滑車（動滑車）１４が設けられ、定滑車１０とキャビネット支持枠２に支持されたワイヤロープ９の他端との間において、前記滑車１４を介してベース部１１が該ワイヤロープ９で懸架されている（吊り下げられている）。これにより、収納庫３に対して間接的に取り付けたベース部１１がモータ６の作動により上下方向に移動自在に設けられる。

また、ベース部１１には上下方向に向けてガイドピン１５が設けられ、ガイドピン１５の基部にはバネ（コイルバネ）１６が嵌挿されている。また、収納庫３が固定されている昇降用のスライダ５には吊り下げ部材１７が固定され、該吊り下げ部材１７には上下方向に挿通した挿通孔１８が設けられ、ベース部１１に設けたガイドピン１５の上部が吊り下げ部材１７の挿通孔１８に挿通されている。これにより、吊り下げ部材１７及びスライダ５と一体とされた収納庫３が、バネ１６を介してベース部１１（に設けたガイドピン１５）に対して上下方向に移動可能に設けられている。なお、実施形態では、バネ１６としてコイルバネを用いているが、コイルバネに限らず空気式或いは液体式のダンパを用いてもよい。

従って、収納庫３の荷重が増加すると、バネ１６を押し縮めてベース部１１に対する収納庫３（吊り下げ部材）の位置が下方に相対的に移動する（図３参照）。なお、図３は、収納庫３に積載する積載物の重量が比較的重い（図２の場合に比べて重い）場合を示している。逆に、収納庫３の荷重が軽減すると、バネ１６の収縮量が減ってベース部１１に対する収納庫３（吊り下げ部材）の位置が上方に相対的に移動する（図２参照）。なお、図２は、収納庫３に積載する積載物の重量が比較的軽い場合を示している。

さらに、ベース部１１と収納庫３（吊り下げ部材７及びスライダ５と一体）との間には、ベース部１１に対する収納庫３の位置を検出するセンサ手段１９が取り付けられている。この実施形態では、センサ手段１９は直動式のポテンショメータで構成されている。センサ手段１９の検知片１９ａは上下方向に移動可能であって、該検知片１９ａが吊り下げ部材１７に設けた穴２０に嵌め込まれている。このため、吊り下げ部材１７がベース部１１のガイドピン１５に対して上下方向に移動すると、センサ手段１９の検知片１９ａも一緒に上下方向に移動し、検知片１９ａの位置が電気的信号に変換され、後述の制御手段に入力されてベース部１１に対する収納庫３の位置として検出される。

以上のように構成された電動式の昇降キャビネット１における収納庫３の昇降動作について説明する。モータ６の駆動して綱車７を回転（正転）し、綱車７にワイヤロープ９を巻き取ると、滑車１４を介してワイヤロープ９で吊り下げられたベース部１１が上方に引き上げられる。ベース部１１が上昇すると、ベース部１１に設けたガイドピン１５に挿通されている吊り下げ部材１７を介してスライダ５がガイドレール４に沿って上方に引かれ、スライダ５と一体である収納庫３が上昇する。

また、モータ６の駆動して綱車７を回転（逆転）し、綱車７に巻き取られているワイヤロープ９を伸び出すと、滑車１４を介してワイヤロープ９で吊り下げられたベース部１１が下方に向けて下降する。ベース部１１が下降すると、ベース部１１のガイドピン１５に挿通されている吊り下げ部材１７、スライダ５及び収納庫３の荷重により、ベース部１１の下降と共に、吊り下げ部材１７を介してスライダ５がガイドレール４に沿って下方に移動し、スライダ５と一体である収納庫３が下降する。

図４は、昇降キャビネット１における収納庫３の昇降動作制御を行う制御部を含む電気系統のブロック図である。制御部２１は、マイクロコンピュータを主要部として構成されており、センサ手段１９の検出値の読み込みやモータ６による昇降動作制御を行うＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、データの一時記憶のためのＲＡＭ、入出力回路等を備えている。制御部２１の入出力回路にはドライバ２２を介してモータ６が接続されている。また、センサ手段１９、スタートボタンスイッチ（押しボタン式）２３、収納庫３の昇降動作の上限位置に設けられた上限位置検出センサ２４、収納庫３の昇降動作の下限位置に設けられた下限位置検出センサ２５が制御部２１の入出力回路に接続されている。

図５乃至図６は、制御部２１のＣＰＵが実行する収納庫３の昇降動作処理のフローチャートである。使用者は、収納庫３を上昇動作又は下降動作させる場合には、スタートボタンスイッチ２３を押圧操作する。なお、収納庫３の内部の棚には所定の積載物（但し、空の場合も含む）が存在するものとする。昇降動作処理を開始すると、ＣＰＵは、まずスタートボタンスイッチ２３が操作されたか否かを判別する（ステップＳ０１）。ＣＰＵは、スタートボタンスイッチ２３が操作されていなければ、ステップＳ０１を繰り返し、スタートボタンスイッチ２３が操作されるまで待つ。

スタートボタンスイッチ２３が操作されると、ＣＰＵはステップＳ０２に進み、センサ手段１９の検出値Ｘ０を読み込んで記憶する（ステップＳ０２）。従って、昇降動作を開始する直前の時点のベース部１１に対する収納庫３の位置が記憶される。次に、ＣＰＵは、昇降（上昇又は下降）動作の開始時点からの予め定めた検出待ち時間を計時するため、タイマに検出待ち時間に相当するタイマ値をセットし（ステップＳ０３）、ステップＳ０４に進む。

なお、上記検出待ち時間は、収納庫３の上昇動作開始時及び下降動作開始時は、慣性の働きによって、収納庫（一体とされた吊り下げ部材１７、スライダ５、収納庫３）がベース部１１の上昇又は下降動作に追従しないため、ベース部１１に対して収納庫が相対移動し、上昇動作開始時点ではバネ１６が押し縮められ、下降動作開始時点ではバネ１６が伸び出すことになり、この変化は、正常な昇降動作であるので、センサ手段１９で検出しないようにするために、検出待ち時間（例えば、０．２秒）の間はセンサ手段１９の検出値は読み込まないようにする。

ステップＳ０４に進むと、ＣＰＵは、現在の収納庫３の位置が、昇降動作の下限位置であるか否かを判別する（ステップＳ０４）。即ち、ＣＰＵは、下限位置検出センサ２５がオンしているか否かを判別し、下限位置検出センサ２５がオンしていれば、収納庫３が昇降動作の下限位置にあると判別し、ステップＳ０５に進む。一方、下限位置検出センサ２５がオンしていなければ、収納庫３が昇降動作の下限位置にないと判別し、ステップＳ１４に進み、現在の収納庫３の位置が、昇降動作の上限位置であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。即ち、ＣＰＵは、上限位置検出センサ２４がオンしているか否かを判別し、上限位置検出センサ２４がオンしていれば、収納庫３が昇降動作の上限位置にあると判別し、ステップＳ１５に進む。

なお、ステップＳ１４にて、上限位置検出センサ２５がオンしていなければ、収納庫３が昇降動作の上限位置でなく、下限位置でもない中間位置に停止していると判別する。この場合、この実施形態では、最終的な収納庫の位置を昇降動作の上限位置に停止させるようにする。このため、ＣＰＵはステップＳ０５に進む。なお、この実施形態では、収納庫３が昇降動作の中間位置に停止している場合、最終的な収納庫の位置を昇降動作の上限位置に停止させるようにしているが、最終的な収納庫の位置を昇降動作の下限位置に停止させるようにしてもかまわない。

ステップＳ０５に進む場合、収納庫３を上昇動作させることになる。ＣＰＵは、モータ６を正転駆動することで収納庫３の上昇動作を開始し（ステップＳ０５）、ステップＳ０６にてタイマにセットした検出待ち時間に相当するタイマ値を減算し（ステップＳ０６）、タイマにセットされているタイマ値が０になったか否かを判別する（ステップＳ０７）。タイマにセットされているタイマ値が０になっていなければ、ステップＳ０５に戻る。従って、収納庫３の上昇動作を開始した時点から検出待ち時間が経過するまでの間、ＣＰＵは、ステップＳ０５、ステップＳ０６、ステップＳ０７を偽と判別する処理ループを繰り返す。従って、検出待ち時間が経過する間に、ベース部１１の上昇動作に収納庫（一体とされた吊り下げ部材１７、スライダ５、収納庫３）が追従し、収納庫が上昇動作する。

そして、検出待ち時間が経過すると、タイマのタイマ値が０となり、ＣＰＵは、ステップＳ０７を真と判別してステップＳ０８に進み、収納庫が上昇動作している間のセンサ手段１９の検出値Ｘ１を読む（ステップＳ０８）。次いで、ＣＰＵは、現在読んだセンサ手段１９の検出値Ｘ１と、昇降動作を開始する直前の時点で記憶したセンサ手段の検出値Ｘ０との差Ｙを求め（ステップＳ０９）、この差Ｙが予め定めた許容値以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０）。

この許容値は、バネ１６のバネ定数［ｋｇ／ｍｍ］と、昇降動作を開始する直前の時点のベース部１１に対する収納庫３の位置に対する現在のベース部１１に対する収納庫３の位置の差、即ち、収納庫の移動量［ｍｍ］との積により、収納庫にどのくらいの負荷［ｋｇ］がかかっているかが分かることにより、大きい負荷がかかっていると判断できるように定めたものである。

ＣＰＵは、差Ｙが予め定めた許容値以上でない場合、正常に収納庫が上昇動作していると判別し、ステップＳ１１に進み、収納庫の位置が昇降動作の上限位置に達しているか否かを判別する（ステップＳ１１）。なお、この判別も、上限位置検出センサ２５がオンしているか否かにより判別する。上限位置検出センサ２５がオンしていなければ、収納庫３が昇降動作の上限位置に達していないことになり、ＣＰＵは、モータ６を正転駆動することで収納庫３の上昇動作を継続し（ステップＳ１２）、ステップＳ０８に戻る。

以下、正常に収納庫が上昇動作する場合には、ＣＰＵは、ステップＳ０８、ステップＳ０９、ステップＳ１０を偽、ステップＳ１１を偽、ステップＳ１２の処理ループを繰り返し、ベース部に対する収納庫の位置の検出（検出値Ｘ１の読み）と、検出値Ｘ１と記憶した初期の検出値Ｘ０との差Ｙが許容値に達していないことの判別と、収納庫３の上昇動作とを継続し（例えば、０．１秒毎にセンサの値を読むようにする）、収納庫３が昇降動作の上限位置に達することで上限位置検出センサ２５がオンすると、ステップＳ１１を真と判別し、モータ６の駆動を停止することで収納庫３を昇降動作の上限位置で停止させ（ステップＳ１３）、昇降動作処理を終了する。

一方、上昇動作中、収納庫が障害物に当った場合、収納庫の上昇動作を妨げる方向に力（負荷）がかかり、ベース部１１のみが上昇することになる結果、収納庫がバネ１６を押し縮めてガイドピン１５に対して正規の位置（検出値Ｘ０で規定される位置）から下方向に相対移動することなり（ベース部に対して収納庫が相対移動することになり）、ベース部１１に対する収納庫の位置を検出するセンサ手段１９の検出値Ｘ１が正規の値から大きく変化する。従って、センサ手段１９の検出値Ｘ１と、記憶した初期の（昇降動作を開始する直前の時点の）検出値Ｘ０との差Ｙが許容値以上になり、ＣＰＵは、ステップＳ１０を真と判別し、ステップＳ１３に進み、モータ６の駆動を停止することで収納庫３の上昇動作を停止し（ステップＳ１３）、昇降動作処理を終了する。従って、収納庫の上昇動作中、収納庫が障害物に当ったことを検知することができ、収納庫に障害物が当った場合、障害物の破損を防止することができる。

ステップＳ１５に進む場合、収納庫３を下降動作させることになる。ＣＰＵは、モータ６を逆転駆動することで収納庫３の下降動作を開始し（ステップＳ１５）、ステップＳ１６にてタイマにセットした検出待ち時間に相当するタイマ値を減算し（ステップＳ１６）、タイマにセットされているタイマ値が０になったか否かを判別する（ステップＳ１７）。タイマにセットされているタイマ値が０になっていなければ、ステップＳ１５に戻る。従って、収納庫３の下降動作を開始した時点から検出待ち時間が経過するまでの間、ＣＰＵは、ステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ１７を偽と判別する処理ループを繰り返す。従って、検出待ち時間が経過する間に、ベース部１１の下降動作に収納庫（一体とされた吊り下げ部材１７、スライダ５、収納庫３）が追従し、収納庫が下降動作する。

そして、検出待ち時間が経過すると、タイマのタイマ値が０となり、ＣＰＵは、ステップＳ１７を真と判別してステップＳ１８に進み、収納庫が下降動作している間のセンサ手段１９の検出値Ｘ１を読む（ステップＳ１８）。次いで、ＣＰＵは、現在読んだセンサ手段１９の検出値Ｘ１と、昇降動作を開始する直前の時点で記憶したセンサ手段の検出値Ｘ０との差Ｙを求め（ステップＳ１９）、この差Ｙが予め定めた許容値以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０）。

上述の許容値は、収納庫の上昇動作を説明した場合と同様の理由によるものである。ＣＰＵは、差Ｙが予め定めた許容値以上でない場合、正常に収納庫が下降動作していると判別し、ステップＳ２１に進み、収納庫の位置が昇降動作の下限位置に達しているか否かを判別する（ステップＳ２１）。なお、この判別も、下限位置検出センサ２５がオンしているか否かにより判別する。下限位置検出センサ２５がオンしていなければ、収納庫３が昇降動作の下限位置に達していないことになり、ＣＰＵは、モータ６を逆転駆動することで収納庫３の下降動作を継続し（ステップＳ２２）、ステップＳ１８に戻る。

以下、正常に収納庫が下降動作する場合には、ＣＰＵは、ステップＳ１８、ステップＳ１９、ステップＳ２０を偽、ステップＳ２１を偽、ステップＳ２２の処理ループを繰り返し、ベース部に対する収納庫の位置の検出（検出値Ｘ１の読み）と、検出値Ｘ１と記憶した初期の検出値Ｘ０との差Ｙが許容値に達していないことの判別と、収納庫３の下降動作とを継続し（例えば、０．１秒毎にセンサの値を読むようにする）、収納庫３が昇降動作の下限位置に達することで下限位置検出センサ２５がオンすると、ステップＳ２１を真と判別し、モータ６の駆動を停止することで収納庫３を昇降動作の下限位置で停止させ（ステップＳ２３）、昇降動作処理を終了する。

一方、下降動作中、収納庫が障害物に当った場合、収納庫の下降動作を妨げる方向に力（負荷）がかかり、ベース部１１のみが下降することになり、収納庫の荷重が軽減される結果、バネ１６の収縮量が減少して伸び出し、収納庫がガイドピン１５に対して正規の位置（検出値Ｘ０で規定される位置）から上方向に相対移動することなり（ベース部に対して収納庫が相対移動することになり）、ベース部１１に対する収納庫の位置を検出するセンサ手段１９の検出値Ｘ１が正規の値から大きく変化する。従って、センサ手段１９の検出値Ｘ１と、記憶した初期の（昇降動作を開始する直前の時点の）検出値Ｘ０との差Ｙが許容値以上になり、ＣＰＵは、ステップＳ２０を真と判別し、ステップＳ２３に進み、モータ６の駆動を停止することで収納庫３の下降動作を停止し（ステップＳ２３）、昇降動作処理を終了する。従って、収納庫の下降動作中、収納庫が障害物に当ったことを検知することができ、収納庫に障害物が当った場合、障害物の破損を防止することができる。

上述の実施形態では、センサ手段１９を直動式のポテンショメータで構成しているが、センサ手段１９は、これに限らず、ロードセルで構成してもよい。この場合、ベース１１とスライダ１７（収納庫３）との間にロードセルを設け、昇降動作による収納庫３の荷重をロードセルで検出する。この構成によれば、ガイドピン１５及びバネ１６を不要とすることができる。

また、上述の実施形態では、上昇開始時或いは下降開始時に相当するセンサ手段の検出値を、昇降動作開始直前のセンサ手段の検出値としているが、これに代えて、昇降動作開始時点から検出待ち時間が経過した時点でのセンサ手段の検出値を、上昇開始時或いは下降開始時に相当するセンサ手段の検出値としてもよい。

本発明の実施形態に係る電動式の昇降キャビネットの正面図収納庫を昇降動作させるための昇降機構部の一部断面図（積載物の重量が比較的軽い場合）収納庫を昇降動作させるための昇降機構部の一部断面図（積載物の重量が比較的重い場合）昇降キャビネットにおける収納庫の昇降動作制御を行う制御部を含む電気系統のブロック図制御部のＣＰＵが実行する収納庫３の昇降動作処理のフローチャート図５のフローチャートのつづき

符号の説明

１昇降キャビネット
２キャビネット支持枠
２ａ側壁
３収納庫
４ガイドレール
５スライダ
６モータ
７綱車
８昇降機構部
９ワイヤロープ
１０定滑車
１１ベース部
１２ブラケット
１３軸
１４滑車
１５ガイドピン
１６バネ
１７吊り下げ部材
１８挿通孔
１９センサ手段
１９ａ検知片
２０穴
２１制御部
２２ドライバ
２３スタートボタンスイッチ
２４上限位置検出センサ
２５下限位置検出センサ

Claims

キャビネット支持枠に対して上下方向に昇降自在に設けられた収納庫と、前記収納庫を昇降動作させるための電磁的駆動源とを有する電動式の昇降キャビネットにおいて、ベース部を前記電磁的駆動源の作動により上下方向に移動自在に設け、前記ベース部に対する前記収納庫の位置を検出するセンサ手段を前記ベース部と前記収納庫との間に設け、
前記収納庫の上昇開始時から予め定めた時間が経過するまでの間は前記センサ手段の検出値を読まず、上昇開始時から予め定めた時間が経過した時点から逐次前記センサ手段の検出値を読み、上昇開始時に相当する前記センサ手段の検出値と、前記逐次検出される前記センサ手段の検出値との差が、予め定めた値以上となった場合に、前記収納庫の上昇動作を停止する制御手段を備えた、
ことを特徴とする昇降キャビネット。