JP4335896B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

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Description

この発明は、冷蔵庫に関するもので、詳しくは、扉を軸支するヒンジ部に取付られる、扉を容易かつ確実に閉止することができる扉閉鎖装置を備えた冷蔵庫に関する。
従来の冷蔵庫の扉閉鎖装置に、扉本体の発泡断熱材内に扉閉止機構を内蔵したものがある。これは、ヒンジ軸に挿入された複数の凹部を有するカムと、コイルバネによりこのカムに圧接されるローラ等によって構成され、カムの凹溝にローラが係合した状態で扉が停止するようにしたものである。すなわち、圧縮されて付勢されたコイルバネにローラが押圧されながらカムの外周を回動し、扉閉止位置に相当する凹溝にかかると付勢されたバネ力が急激に解放されて、強制的に扉が閉鎖される。そして、コイルバネは閉鎖された扉にさらに閉方向の力を加えるようにしているので、他の扉を閉めたときの風圧による扉の開放を防止するようにしている(例えば、特許文献1参照)。
実開昭53−162951号公報(1−2頁、第3図)
特許文献1に記載された冷蔵庫の扉閉鎖装置は、開放された扉がカムの複数箇所に形成された凹溝の一つにコイルバネで付勢されたローラが係止して停止し、カムにローラを押圧させるために、収納部にコイルバネと一体に組込まれた箱状のケースが収納部の側壁に案内されて摺動するので、その摺動抵抗のために、カムへのローラの押圧力にばらつきが生じ易いという課題があった。
また、バネ力が強いと扉が急激に閉まり、閉鎖音が大きくなったり、逆にバネ力が弱いと扉が止まらず閉め忘れの状態で停止してしまったりする。このため、バネ力を調整する手段が必要となったり、カムにローラを押圧させるために、ピンでローラを係止する箱状のケースを必要とするなど、部品点数が多く複雑な構造でコスト的にも高価になる。
さらに、この扉閉鎖装置は、扉本体の発泡断熱材内に埋設されているため、万一故障した場合には扉本体を交換しなければならなかった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ばらつきが少なく確実に扉を閉止することができ、その上部品点数が少なく簡単な構造で安価で、特に板ばねが簡単な構造で安価であり、万一故障した場合にも扉本体を交換することなく、扉閉鎖装置の交換のみで対応することのできる扉閉鎖装置を備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。
この発明に係る冷蔵庫は、冷蔵庫本体に取付けられて扉を支持するヒンジと、
以下の要素を含み、
a)軸方向の対称位置に一対の凹溝が形成されヒンジの軸に回動不能に嵌合されるカム;
b)取付部から立設した一対のばね部の先端に位置する係合部がカムを両側から押圧しカムの外周に沿って回動する板ばね;
c)板ばねのばね部に形成され、カムの外周に沿って回動する際に発生する、ばね部の取付部側の端部付近の応力集中を抑制する応力集中抑制部;
d)板ばねの取付部を保持しカムの一端を回動自在に支持するばね保持部材;
e)カムの他端を回動自在に支持しばね保持部材が取付けられるベース部材、
扉に取付けられて扉閉鎖時に板ばねの係合部がカムの凹溝内に位置し、板ばねにより扉を閉止方向に付勢するようにした扉閉鎖装置とを備えたことを特徴とする。
この発明に係る冷蔵庫は、ばらつきが少なく確実に扉を閉止することができ、その上部品点数が少なく簡単な構造で安価で、特に板ばねが簡単な構造で安価であり、万一故障した場合にも扉本体を交換することなく、扉閉鎖装置の交換のみで対応することができる。
実施の形態1.
図1乃至図11は実施の形態1を示す図で、図1は冷蔵庫の斜視図、図2は図1の扉閉鎖装置30と下ヒンジ20等要部の構成を示す分解斜視図、図3は扉閉鎖装置30の分解斜視図、図4は板ばね41の斜視図、図5は扉閉鎖装置30を組立てた状態を示す側面図及びそのA−A断面図、図6は野菜室扉7の下キャップ72に扉閉鎖装置30を取付けた状態を示す上面図及びそのB−B断面図、図7乃至図9は扉閉鎖装置30の作用説明図、図10は扉閉鎖装置30作動時の板ばね41の内部発生応力及びバネ定数を解析した結果を示す図、図11は同グラフである。
本実施の形態に係る冷蔵庫100を構成する冷蔵庫本体1は、それぞれ前面を開口して、上部に冷蔵室、その下に並設された製氷室と温度帯切替室、最下部左側に冷凍室、右側に野菜室が区画形成されている。各室の前面開口は開閉自在な各扉で閉塞されている。図1に示すように、冷蔵室は冷蔵室左扉2、冷蔵室右扉3、製氷室は製氷室扉4、温度帯切替室は温度帯切替室扉5、冷凍室は冷凍室扉6、野菜室は冷蔵庫本体1に取付けたヒンジに開閉自在に支持された野菜室扉7で開閉自在に閉塞されている。この野菜室扉7は、上キャップ71、下キャップ72、外板73、内板74及びこれらで囲繞された空間内に注入発泡された断熱材(図示せず)等によって構成され、内板74側の周縁にはマグネットガスケット75が装着されている。なお、下キャップ72の縁部には外板73が挿入される溝部72a(図2参照)が設けられており、また、後述の下ヒンジ20に対応する位置には、断熱材側を凹陥して形成され下部が開口されて後述の扉閉鎖装置30が挿入されて収容される収容部72bが一体に形成されている。
図2に示すように、下ヒンジ20は冷蔵庫本体1の下部に固定され、上ヒンジ(図示せず)とにより野菜室扉7を開閉自在に支持する。この下ヒンジ20は、複数のねじ挿通穴21aを有し冷蔵庫本体1に固定される垂直片21と、その一部に設けられた水平片22とによりほぼL字状に形成されており、水平片22には野菜室扉7が最大開放位置で、後述のストッパー60の係止突部63が当接する係止段部23が設けられており、また、カシメなどにより一体に取付けられて野菜室扉7を枢支する軸24が立設され、この軸24の軸方向には、後述のカム31が回動不能に嵌合するための溝25が設けられている。
図3に示すように、扉閉鎖装置30において、カム31は例えば合成樹脂からなり、大径部32aと、その上下に設けた上小径部32b、下小径部32cとを有して筒状に形成され、軸方向の対称位置には、両側縁部が傾斜面33cに形成された凹溝33a,33bが設けられており、また、内壁には下ヒンジ20の軸24に設けた溝25に係止する突部34(図5参照)が設けられて、下ヒンジ20の軸24に回動不能に嵌合される。
図4に示すように、板ばね41は板状のばね材を折曲げて形成され、両端部が外方に折曲げられてR付けされ、カム31の凹溝33a、凹溝33bに係合する係合部41a、係合部41bが形成されたほぼΩ字状である。また、板ばね41の開口部45の反対側には、ねじ挿通穴44a、ねじ挿通穴44b(ねじ挿通穴44bは図示せず)を有する取付部43が、設けられている。また、係合部41a、係合部41bと取付部43との間の部分は、ばね部42a、ばね部42bになっている。ばね部42a、ばね部42bの夫々の両側部には、扉閉鎖装置30作動時に発生するばね部42a、ばね部42bの取付部43側端部付近の応力集中を抑制するくびれ部47(応力集中抑制部の一例)が形成されている。くびれ部47は、例えば円弧形状であるが、滑らかな曲線であれば円弧に限らない。また、くびれ部47以外の、ばね部42a、ばね部42bの剛性を小さくし、ばね部42a、ばね部42bの取付部43側端部付近の応力集中を抑制するものであれば、どのようなものでもよい。例えば、ばね部42a、ばね部42bの所定の部位に開口部を設ける等の方法もある。図4に示す寸法A、B、Cは、一例では、A=1〜1.7mm、B=11.5mm、C=28mmである。本実施の形態は、上記のようにこの板ばね41に特徴があり、一枚の板状のばね材で構成される板ばね41でも、ばね部42a、ばね部42bにくびれ部47を設けることにより、扉閉鎖装置30作動時に発生するばね部42a、ばね部42bの取付部43側端部付近の応力集中を抑制することができ、疲労破壊を防止できる。
ばね保持部材50は、垂直片51aとその上下に互いに反対方向に延設された上水平片51bと下水平片51cとによって、ほぼS字状に形成され、上水平片51bにはカム31の上小径部32bが回動自在に嵌入して支持される軸受穴52が設けられており、垂直片51aには板ばね41の取付部43のねじ挿通穴44a、ねじ挿通穴44bに対応してねじ穴53a、ねじ穴53bが設けられている。また、下水平片51cの垂直片51a側とその反対側にはねじ挿通穴53c、ねじ挿通穴53d(53dは図示せず)及びねじ挿通穴53eが設けられている。
ベース部材55は、周壁56を有する断面コ字状で、カム31の下小径部32cが回動自在に嵌入する軸受穴57、ねじ挿通穴58a、ねじ挿通穴58b、ねじ挿通穴58cが設けられており、下面には位置決め突部59(図2、図5参照)が突設されている。
図2に示すように、ストッパー60は例えば鋼板製で、カム31の下小径部32cが挿入される軸受穴61、ベース部材55の位置決め突部59に嵌合する位置決め穴62a、及びねじ挿通穴62bが設けられており、一方の側縁部は下方に折曲げられて、その一端に野菜室扉7を開放したときに、下ヒンジ20の係止段部23に当接する係止突部63が設けられている。
補強板65は、底部とその両側に立設された垂直部とからなり、断熱材に埋設されたほぼコ字状で、底部にはねじ穴66が設けられている。
次に、上記のように構成した扉閉鎖装置30の組立手順、野菜室扉7への取付手順の一例について、図3及び図5を参照しながら説明する。先ず、板ばね41の取付部43をばね保持部材50の垂直片51aに当接し、取付部43のねじ挿通穴44a、ねじ挿通穴44bに挿入したねじ80を垂直片51aのねじ穴53a、ねじ穴53bに螺入し、一体に固定する。
次に、板ばね41の係合部41a、係合部41bにカム31の凹溝33a、凹溝33bを係合させると共に、ばね保持部材50の上水平片51bの軸受穴52にカム31の上小径部32bを嵌合させる。ついで、ばね保持部材50の下水平片51cをベース部材55の周壁56内に嵌合させ、軸受穴57にカム31の下小径部32cを挿入する。なお、カム31と板ばね41の係合部41a、係合部41bとの間には、摺動時の摩擦抵抗を軽減するために、潤滑油が塗布される。そして、ベース部材55のねじ挿通穴58a、ねじ挿通穴58bに挿通したねじ81を、ばね保持部材50の下水平片51cに設けたねじ穴53c、ねじ穴53dに螺入し、一体に固定する。これにより扉閉鎖装置30の組立が完了する。このときの状態を図5に示す。
この扉閉鎖装置30を野菜室扉7に取付けるにあたっては、図6に示すように、野菜室扉7の下キャップ72に断熱材側を凹陥して設けた収容部72bに、下部開口部から扉閉鎖装置30を挿入する。そして、ベース部材55の下面にストッパー60を当接してその軸受穴61をカム31の下小径部32cに嵌合すると共に、位置決め穴62aをベース部材55の下面に設けた位置決め突部59に嵌合する。また、収容部72bの上面に補強板65を当接する。
そして、ストッパー60、ベース部材55、ばね保持部材50及び収容部72bのねじ挿通穴61b、ねじ挿通穴58c、ねじ挿通穴53eに挿通したねじ82を補強板65の底部に設けたねじ穴66に螺入し、これらを一体に固定する。これにより、扉閉鎖装置30の野菜室扉7への取付けが完了する。
扉閉鎖装置30が取付けられた野菜室扉7を野菜室の開口部に取付けるにあたっては、野菜室の上縁部において冷蔵庫本体1に取付けられた上ヒンジ(図示せず)に、野菜室扉7の上キャップ71に設けた軸受穴(図示せず)を嵌入し、また、扉閉鎖装置30のカム31に軸24を挿入した下ヒンジ20の垂直片21を、野菜室の下縁部において冷蔵庫本体1にねじで固定すれば、野菜室扉7は冷蔵庫本体1に、上下のヒンジにより開閉自在に支持される。
下ヒンジ20を冷蔵庫本体1に先に取付けておく場合には、板ばね41の係合部41a、係合部41bが、図5に示すようなカム31の凹溝33a、凹溝33bに係合した状態ではなく、大径部32a上に位置するようにあらかじめカム31を回転(例えば、図5でカム31を右方向に約90°回転)させ、野菜室扉7が開放された状態にしておけばよい。
次に、上記のように構成した扉閉鎖装置30の作用について説明する。上ヒンジと下ヒンジ20とにより開閉自在に支持された野菜室扉7は、野菜室の閉止状態においては、図7に示すように、板ばね41の係合部41a、係合部41bはカム31の凹溝33a、凹溝33bに嵌合している。このとき、下ヒンジ20の水平片22に立設された軸24の取付角度は、実線で示すように、野菜室扉7が野菜室の前縁に対してθ°(例えば、8°)閉方向になるように設定されている。
すなわち、カム31は冷蔵庫本体1に固定された下ヒンジ20の軸24に回動不能に嵌合されているため、板ばね41の係合部41a、係合部41bはカム31の凹溝33a、凹溝33bの最深部に達せず、最深部より僅かに手前の傾斜面上に位置している。このため、板ばね41は僅かに付勢されて野菜室扉7を閉止方向に押圧し、破線で示すように位置して野菜室の開口部を閉鎖する。
野菜室扉7を開くと、図8に示すように、板ばね41の係合部41a、係合部41bはカム31の凹溝33a、凹溝33bの傾斜面に沿って摺動しつつ移動し、板ばね41は徐々に付勢されて外周面(大径部32a)に至ると最大になる。
さらに野菜室扉7を開放すると、図9に示すように、下キャップ72に取付けられたストッパー60の係止突部63が下ヒンジ20の係止段部23に当接し、野菜室扉7は最大限に開放されて停止する。この状態においても、板ばね41の係合部41a、係合部41bはカム31の凹溝33a、凹溝33bに嵌合しないように、換言すれば、板ばね41はカム31の大径部32a上に位置して付勢されているが、係合部41a、係合部41bは軸に対して対称的に位置しているため回動力は生じないので、野菜室扉7はその位置に保持される。
このようにして開放された野菜室扉7を閉じる場合は、野菜室扉7に閉鎖方向の力を加えると、板ばね41は最大限に付勢された状態のまま係合部41a、係合部41bがカム31の大径部32a上をスムーズに摺動する。そして係合部41a、係合部41bが凹溝33a、凹溝33bの両側縁部の傾斜面33cにかかると付勢された押圧力が回動力となるため、力を加えなくても野菜室扉7は急激かつ自動的に野菜室の開口部を閉鎖し、図6の状態に戻る。
ところで、上記のような本実施の形態において、野菜室扉7を回動すると、板ばね41の係合部41a、係合部41bの上下の端面エッジ部がカム31の大径部32aに接触し、大径部32aが損傷したり磨耗したりして、野菜室扉7を開閉するときにこじれ音などを発生することが考えられる。
このような課題が発生するのを回避するために、板ばね41の係合部41a、係合部41bの上下の端面エッジ部を、バレル処理あるいは面打ちなどによってだらせば、カム31の大径部32aの損傷や磨耗を防止することができる。
本実施の形態に係る扉閉鎖装置30によれば、この扉閉鎖装置30が組込まれた扉は、開放された状態からこれに加える力が弱くても、所定の開放位置に達すると開口部を自動的に閉鎖することができ、途中で停止することはなく確実に閉鎖することができる。
また、板ばね41が直接カム31を挟持することによりばねが付勢されるので、組立て時のばらつきによる押圧力(付勢力)のばらつきがなく、所定のばね力を直接扉閉鎖力に変換することができる。
また、扉の閉鎖力を大きくする、すなわち、板ばね41の付勢力を大きくするためには、カム31の凹溝33a、凹溝33bを深くして落差を大きくしたり、あるいは板ばね41の高さ寸法を高くしたり板厚を厚くすることが考えられるが、このようにすると扉に組込むために大きなスペースを必要とするばかりでなく、加工性が悪くなる。
さらに、カム31が板ばね41を直接付勢するという簡単な構造なので、部品点数が少なく動作も円滑であり、安価な扉閉鎖装置30を得ることができる。
また、本実施の形態に係る扉閉鎖装置30においては、扉が最大開放位置に達しても板ばね41の係合部41a、係合部41bがカム31の凹溝33a、凹溝33bに係合することのないように、下ヒンジ20に設けた係止段部23とストッパー60に設けた係止突部63とにより最大開放位置を規制しているので、扉が最大角度まで開放されていても、扉を閉じるときに大きな力を必要としない。
また、この扉閉鎖装置30は、扉のキャップに設けた収容部72bに収容するようにしているため、断熱材を発泡する前後どちらでも組込むことができるので、工作性がよい。
さらに、扉閉鎖装置30は、キャップにより発泡断熱材から遮蔽されているため、万一故障しても扉を交換することなく扉閉鎖装置30だけを容易に交換できるので、サービス性にすぐれた冷蔵庫を得ることができる。
また、この扉閉鎖装置30は、カム31の上下の上小径部32b、下小径部32cをばね保持部材50とベース部材55の軸受穴52、軸受穴57に回動自在に嵌入して保持しているので、扉本体又はキャップに組込む前にカム31を回転させても、板ばね41の押圧力によってカム31が外れることはない。このため、両者間の磨耗を軽減するために潤滑油を塗布する作業は、カム31又は板ばね41にあらかじめ塗布しておく必要がなく、組立てた後にカム31を回転させて潤滑油を塗布することができるので、組立ての際に手や部品を汚すことなく作業することができる。
板ばね41のばね部42a、ばね部42bにくびれ部47を形成する効果を、解析により検証した。図10、図11は、図4に示す大きさの、円弧状のくびれ部47を有する板ばね41について、A寸法を変化させたときの、扉閉鎖装置30作動時に発生するばね部42a、ばね部42bの取付部43側端部付近の応力及びばね部42a、ばね部42bのバネ定数を示す。A寸法が0ということは、ばね部42a、ばね部42bの展開形状が方形ということである。A寸法が大きくなるに従って、円弧の曲率半径が小さくなる。尚、ここで示す内部発生応力及びバネ定数は、A寸法が0のときを基準にした比率で表す。
図11に示すように、A寸法が1mm以下では、扉閉鎖装置30作動時に発生するばね部42a、ばね部42bの取付部43側端部付近の応力がばね材の破断応力より大きく、A寸法が3.3mm以上では、板ばね41のバネ定数が扉閉鎖に必要なバネ定数より小さくなる。従って、A寸法を1mm〜3.3mmの間にすれば、扉閉鎖に必要なバネ定数が得られるとともに、ばね部42a、ばね部42bの取付部43側端部付近の応力集中による破断を抑制できる。
尚、以上の説明では、下ヒンジ20に扉閉鎖装置30を取り付ける例を説明したが、上ヒンジに扉閉鎖装置30を取り付けてもよいし、下ヒンジ20と上ヒンジの両方に扉閉鎖装置30を取り付けてもよい。
以上のように、本実施の形態によれば、扉閉鎖装置30の板ばね41のばね部42a、ばね部42bに、所定の形状のくびれ部47を形成することにより、扉閉鎖に必要なバネ定数を確保し、且つ扉閉鎖装置30作動時に発生するばね部42a、ばね部42bの取付部43側端部付近の応力集中を抑制することができる。
実施の形態1を示す図で、冷蔵庫の斜視図である。 実施の形態1を示す図で、図1の扉閉鎖装置30と下ヒンジ20等要部の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態1を示す図で、扉閉鎖装置30の分解斜視図である。 実施の形態1を示す図で、板ばね41の斜視図である。 実施の形態1を示す図で、扉閉鎖装置30を組立てた状態を示す側面図及びそのA−A断面図である。 実施の形態1を示す図で、野菜室扉7の下キャップ72に扉閉鎖装置30を取付けた状態を示す上面図及びそのB−B断面図である。 実施の形態1を示す図で、扉閉鎖装置30の作用説明図である。 実施の形態1を示す図で、扉閉鎖装置30の作用説明図である。 実施の形態1を示す図で、扉閉鎖装置30の作用説明図である。 実施の形態1を示す図で、扉閉鎖装置30作動時の板ばね41の内部発生応力及びバネ定数を解析した結果を示す図である。 実施の形態1を示す図で、扉閉鎖装置30作動時の板ばね41の内部発生応力及びバネ定数を解析した結果をグラフにした図である。
符号の説明
1 冷蔵庫本体、2 冷蔵室左扉、3 冷蔵室右扉、4 製氷室扉、5 温度帯切替室扉、6 冷凍室扉、7 野菜室扉、20 下ヒンジ、21 垂直片、21a ねじ挿通穴、22 水平片、23 係止段部、24 軸、25 溝、30 扉閉鎖装置、31 カム、32a 大径部、32b 上小径部、32c 下小径部、33a 凹溝、33b 凹溝、33c 傾斜面、34 突部、35a ストッパ部、35b ストッパ部、36a 逃げ部、36b 逃げ部、40 板ばね、41 板ばね、41a 係合部、41b 係合部、42a ばね部、42b ばね部、43 取付部、44a ねじ挿通穴、44b ねじ挿通穴、45 開口部、46a 端面エッジ部、46b 端面エッジ部、47 くびれ部、50 ばね保持部材、51a 垂直片、51b 上水平片、51c 下水平片、52 軸受穴、53a ねじ穴、53b ねじ穴、53e ねじ挿通穴、55 ベース部材、56 周壁、57 軸受穴、58a ねじ挿通穴、58b ねじ挿通穴、58c ねじ挿通穴、59 位置決め突部、60 ストッパー、61 軸受穴、62a 位置決め穴、62b ねじ挿通穴、63 係止突部、65 補強板、66 ねじ穴、71 上キャップ、72 下キャップ、72a 溝部、72b 収容部、73 外板、74 内板、75 マグネットガスケット、80 ねじ、81 ねじ、82 ねじ、100 冷蔵庫。

Claims (1)

  1. 冷蔵庫本体に取付けられて扉を支持するヒンジと、
    以下の要素を含み、
    a)軸方向の対称位置に一対の凹溝が形成され前記ヒンジの軸に回動不能に嵌合され、大径部と、その上下に設けた上小径部及び下小径部とを有する筒状に形成されるカム;
    b)取付部から立設した一対のばね部の先端に位置する係合部が前記カムを両側から押圧し該カムの外周に沿って回動する板ばね;
    c)該板ばねの前記ばね部の両側部に形成される、くびれ部
    d)該板ばねの前記取付部を保持し前記カムの一端を回動自在に支持するばね保持部材;e)前記カムの他端を回動自在に支持し前記ばね保持部材が取付けられ、周壁を有する断面コ字状で、前記カムの前記下小径部が回動自在に嵌入する軸受穴と、下面に位置決め突部が突設されているベース部材、
    前記扉に取付けられて扉閉鎖時に前記板ばねの係合部が前記カムの凹溝内に位置し、該板ばねにより扉を閉止方向に付勢するようにした扉閉鎖装置と、
    前記扉に設けられ、前記カムの前記下小径部が挿入される軸受穴と、前記ベース部材の前記位置決め突部に嵌合する位置決め穴と、下方に折曲げられた一方の側縁部の一端に前記扉を開放したときに、前記ヒンジの前記係止段部に当接する係止突部とが設けられたストッパーと、を備え、
    前記扉を開放すると、前記ストッパーの前記係止突部が、前記ヒンジの前記係止段部に当接するとともに、前記板ばねの前記係合部は前記カムの前記凹溝に嵌合せずに、前記板ばねは前記カムの大径部上に位置して付勢された状態で、前記扉は最大限に開放されて停止することを特徴とする冷蔵庫。
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