JP4965418B2 - 扉ロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、扉ロック機構に関し、更に詳しくは、家電製品等の機器に設けられた扉もしくは蓋を閉鎖状態に固定するための扉ロック機構に関するものである。

扉（蓋）の付いた機器、例えば洗濯機等においては、安全のため洗濯中は洗濯物を出し入れする蓋をロックして開かないようにするための扉ロック機構が装着されているものがある。この種の扉ロック機構では、扉ロックするためのロック部材の駆動源としては、ソレノイドが多く使用されている。

また、一般的に、このような扉ロック機構には、扉が完全に閉まっているかを判断するためのセンサが搭載されている。このセンサとしては、扉にマグネットを配置し、洗濯機本体側にリードスイッチを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、磁力を利用して、扉の開閉により変位するロック阻止板を備え、扉ロック装置に扉の開閉を検知する機能が付与された扉ロック機構が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２９０５９３号公報 特開２００２−１１９７９３号公報

しかしながら、ソレノイドを駆動源とする扉ロック機構では、ロック部材の進退動作時に駆動音、もしくはロック部材と他の部材との衝突音が発生するため、駆動時における静音性に問題がある。

また、上記の特許文献１に記載されるような扉ロック機構では、リードスイッチによる検知結果を演算するために、外部にマイコンを設ける必要がある。さらに、リードスイッチによる検知結果を外部マイコンに伝達するためのコネクタ等が必要となり、製造コストが上昇してしまうという問題がある。

さらに、特許文献１および２に記載されるような扉ロック機構では、扉に設けられたマグネット以外の磁力も検知するため、扉の開閉状態を誤検知（例えば、洗濯機の上にマグネットを有する玩具等が置かれると、開状態にも拘わらず扉が閉まっていると検知してしまう）問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で、機器に取り付けられた扉等の開閉状態の誤検知が少なく、高い静音性と信頼性に適した扉ロック機構を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る扉ロック機構は、開口および該開口を開閉するための扉が設けられた機器に備えられ、該扉の開閉を規制するための扉ロック機構において、前記機器本体部および扉のいずれか一方には、モータと、該モータから伝達される回転力によって回転駆動されるカムギヤと、該カムギヤの偏心位置に設けられた作動ピンと、該作動ピンが遊合される切り欠き部が形成されたスライダと、該スライダを前進方向に付勢する付勢部材と、該付勢部材による前記スライダの前進動を前記扉の閉位置以外の場合において規制するシャッターと、前記スライダが前進した状態を検知し前記機器に駆動信号を供給する検知手段とからなる駆動部が設けられ、他方には、前記扉が閉状態となった際に前記シャッターによる前記スライダの前進動の規制を解除するシャッター当接部と、前進した前記スライダが係止される被係止部が設けられており、前記切り欠き部には、前記作動ピンが当接する当接面が形成されており、前記シャッターにより前記スライダの前進動が規制されている場合には、前記当接面から前記作動ピンが離間するように構成されていることを要旨とするものである。

この場合、請求項２に記載のように、請求項１において、前記駆動部は、前記スライダが前進するための開口部が形成されたケース体に収納されており、該開口部は、前記スライダの前進動が規制されている状態において前記シャッターにより覆われているようにすれば好適である。

また、請求項３に記載のように、前記シャッターによる前記スライダの前進動の規制が解除された状態を検知するためのシャッター検知手段が設けられていればよい。

本発明の請求項１に係る扉ロック機構によれば、シャッターによりスライダの前進動が規制されている場合には、スライダにモータによって駆動される作動ピンが切り欠き部の当接面より離間した状態となる。つまり、何らかの原因（例えば半開き状態等）によって、付勢部材がスライダを前進させることができない状態である場合、モータは切り欠き部内で空転することとなる。すなわち、このような場合であっても、作動ピンが当接面に当接した状態となることによってモータがロックしてしまうことがなく、扉ロック機構からの出火、故障の防止や、長寿命化に寄与することとなる。

また、スライダの進退動の速度は、モータの回転速度により決まるので、シャッターによりスライダを前進させることができない状態である場合において、スライダとシャッターとの衝突音を小さくすることができる。更に、扉ロック時におけるスライダの前進位置を規制する前進規制部が設けられている場合には、スライダは扉ロック装置に設けた前進動規制部に当接する位置まで前進動することとなるが、モータで制御された移動速度でスライダは前進動規制部に当接するので、衝突音の静音化と衝突等によるスライダや前進動規制部の破損を防止することができる。

さらに、請求項２に記載の扉ロック機構によれば、スライダ等から構成される駆動部が収納されたケース体には、スライダが前進するための開口部が形成されているが、その開口部は、スライダの前進動が規制されている状態では、シャッターにより覆われている。したがって、扉の開状態において、スライダが前進するための開口部からケース体に異物が入り込むことを防止することができる。

また、請求項３に記載の扉ロック機構によれば、シャッターによるスライダの前進動の規制が解除された状態を検知するシャッター検知手段を有するので、扉の開閉を確実に検知することができる。つまり、万が一シャッターが破損してスライダの前進動が規制されない状態であっても、シャッターの位置を直接検知するシャッター検知手段が備えられているため、扉の開閉を確実に検知することができる。

以下に本発明の一実施形態に係る扉ロック機構について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る扉ロック機構を構成する洗濯機の開閉扉ロックユニット（以下、単にロックユニットという。）１の外観斜視図である。図１に示されるように、ロックユニット１は、モータ１０、本体部２０およびシャッター機構部５０とを備える。

モータ１０は、公知のＡＣモータであり、モータケース１２に収納され、ロックユニット１の駆動源５の一つである。本体部２０は、本体ケース２２および上扉２４により構成される収納空間内に種々の構成部品からなる駆動部が収納されることで構成されている。この駆動部の構成について、図２および図３を用いて説明する。

図２は、ロックユニット１より本体部２０を取り外した状態を示した斜視図であり、図３は、ロックユニット１より上扉２４を取り外した状態を示した斜視図である。

図２に示されるように、モータ１０の中央からは、モータの出力軸１０ａが突出している。この出力軸１０ａの先端には、出力ギヤ３０が取り付けられている。この出力ギヤ３０には、モータケース１２より突出形成された軸に軸支された動力伝達ギヤ３２が噛合されている。この動力伝達ギヤ３２にはカムギヤ３４が噛合されている。カムギヤ３４には、その回転中心軸から偏心した位置に作動ピン３４ａが立設されている。なお、これらの部材の材質は、ギヤとして十分な強度が確保できるものであれば特に限定されるものではなく、樹脂製、金属製いずれであってもよい。

また、モータケース１２には、端子台１４が固定されている。端子台１４にはモータ１０の給電端子１６ａ，１６ｂと、後述するスライダスイッチ４２の接続端子１８ａ，１８ｂが設けられている。

そして、図３に示されるように、本体ケース２２には、スライダ３６が収納されている。スライダ３６には、軸状の係止部３８が突出形成されている。詳細は後述するが、本実施形態では、この係止部３８が本体ケース２２に形成された開口部２２ｂから突出させることによって、（洗濯機の）開閉扉がロックされ、係止部３８が本体ケース２２内に収納されることによって、開閉扉のロックが解除されることとなる。また、スライダ３６は、本体ケース２２の内壁面２２ａ、および第一の突出壁２６ａに沿って形成されたガイドレール２８により、図中の矢印方向にスライド可能となるよう構成されている。そして、スライダ３６には、その外壁面に沿うような形状の切り欠き部３６ａが形成されており、その切り欠き部３６ａ内にカムギヤ３４の作動ピン３４ａが位置している。また、詳細は後述するが、切り欠き部３６ａの内周面には、作動ピン３４ａが当接する当接面３６ｃが形成されている。

また、スライダ３６には、係止部３８の軸線方向と直交する方向に突出した突起３６ｂが形成されている。この突起３６ｂには、スライダ３６を図中の矢印方向に付勢する圧縮コイルバネであるスライダ付勢バネ４０（モータ１０と共に駆動源５を構成する）が取り付けられている。スライダ付勢バネ４０は、一端がこの突起３６ｂに固定され、他端は、第一の突出壁２６ａおよび第二の突出壁２６ｂの間に収納されて、本体ケース２２の内壁面２２ａに固定されている。

さらに、本体ケース２２の内壁面２２ａに形成された第二の突出壁２６ｂの側面には、スイッチ台４４が設けられている。このスイッチ台４４には、スライダスイッチ４２が取り付けられている。スライダスイッチ４２は、スライダ３６側に設けられ、その略先端部に突起部４２１が形成された可動片４２ａと、これと対向する位置に設けられた固定片４２ｂとから構成されている。可動片４２ａおよび固定片４２ｂは、それぞれ接続端子１８ａ，１８ｂと電気的に接続されている。

一方、図１に示されるように、本体ケース２２の外壁面にはシャッター機構部５０が設けられている。その拡大図を図４に示す。

シャッター機構部５０は、シャッターケース５２に、シャッター５４およびシャッター復帰バネ５６が収納されて構成されている。シャッターケース５２は、有底で矩形状の穴５２ａが形成された部材であり、その側面には穴５２ａの深さと同じ長さの溝５２ｂが形成されている。この溝５２ｂは、一定幅でなく、上扉２４側にスライダ３６の係止部３８が挿通可能である幅広溝５２ｃが形成されている。また、穴５２ａの底面にはバネ収納穴５２ｄが形成されており、ここにシャッター復帰バネ５６が収納されている。そして、図４に示されるように、断面Ｔ形状のシャッター５４は、溝５２ｂよりその一部をシャッターケース５２から突出させて穴５２ａに収納され、シャッター復帰バネ５６により、上扉２４方向に付勢されている。

このように、通常、シャッター５４は、シャッター復帰バネ５６により上扉２４と当接する位置に付勢されているが、この状態においては、溝５２ｂの幅広溝５２ｃ（開口部２２ｂ）は、シャッター５４に塞がれた状態となる。しかし、シャッター復帰バネ５６の付勢力に逆らってシャッター５４が押し下げられた場合、スライダ３６の係止部３８が幅広溝５２ｃより突出可能となり、いわゆる、スライダ３６の前進動を規制しないように構成されている。

このように構成されるロックユニット１における、スライダ３６（係止部３８）の進退動作について図５〜７を参照して説明する。なお、図５〜７を用いた説明における上下左右方向とは、これらの図における上下左右方向をいうものとする。

まず、図５に示されるように、スライダ３６の切り欠き部３６ａの下側の内周面と、カムギヤ３４の作動ピン３４ａが当接し、スライダ３６は、スライダ付勢バネ４０の付勢力に逆らって下方向に押し下げられている。本実施形態では、この作動ピン３４ａが当接する面を当接面３６ｃという。このような状態において、係止部３８は、本体ケース２２内に格納されている。

この状態から、モータ１０を駆動し、カムギヤ３４を図の矢印方向に回転させると、図６に示されるように、作動ピン３４ａが上方向に移動することにより、スライダ付勢バネ４０の付勢力によりスライダ３６が押し上げられ、係止部３８が本体ケース２２から突出することとなる。このスライダ３６の前進動は、前進規制部としての開口部２２ｂ側の内壁面２２ａと、切り欠き部３６ａの開口部２２ａ側の外周面が当接することにより規制される。なお、この場合、開閉扉が完全に閉まっていない場合、後述するように、シャッター５４により開口部２２ｂが遮られるため、係止部３８が突出することがない。

係止部３８が突出すると同時に、スライダ３６の突起３６ｂにより、スライダスイッチ４２が接続される。すなわち、突起３６ｂによりスライダスイッチ４２の可動片４２ａが屈曲し、固定片４２ｂと当接することにより、接続端子１８ａ，１８ｂに接続された図示されないセンサ等がスライダ３６（係止部３８）が前進したことを検知する。この検知信号に基づき、モータ１０への給電が遮断され、モータ１０の回転が停止される。このモータ１０の駆動停止をもって、係止部３８の前進動作が完了する。

一方、係止部３８を前進位置から後退させるためには、図７に示されるように、モータ１０を駆動し、係止部３８を前進させる場合と同様の方向にカムギヤ３４をさらに回転させる。すると、再びスライダ３６の切り欠き部３６ａの内周面に設けられた当接面３６ｃと、カムギヤ３４の作動ピン３４ａが当接し、モータ１０の回転動力によって、スライダ３６が下方に押し下げられる。その時、スライダ３６の突起３６ｂがスライダスイッチ４２より離間し、可動片４２ａと固定片４２ｂの接続が解除される。スライダ３６の後退時には、このスライダスイッチ４２のＯＦＦ後、モータ１０への給電が瞬時に止まるのではなく、所定時間経過の後、モータ１０への給電が停止されるように構成されている。つまり、モータ１０は、スライダスイッチ４２のＯＦＦ後さらに回転し、係止部３８が完全に本体ケース２２に収納される位置までスライダ３６を押し下げて停止する（図５）。このモータ１０の駆動停止をもって、係止部３８の後退動作が完了する。

次に、このように駆動するロックユニット１を用いた洗濯機の開閉扉のロック方法について、図８および９を用いて説明する。

図８に示されるように、ロックユニット１は、洗濯機の本体１００（洗濯槽）側に取り付けられている。一方、洗濯機の洗濯槽を開閉する開閉蓋９０には、被係止部とシャッター当接部が一体化した被係止部（シャッター当接部）９２が設けられている。この被係止部（シャッター当接部）９２とロックユニット１によって、本実施形態に係る扉ロック機構が構成されている。被係止部（シャッター当接部）９２の中央には、係止孔９２ａが形成されている。この係止孔９２ａは、スライダ３６の係止部３８が挿通可能な大きさに形成されている。

このように構成される洗濯機において、図９に示されるように、開閉蓋９０を閉じる途中で、開閉蓋９０に取り付けられた被係止部（シャッター当接部）９２のシャッター５４側端面がシャッター５４と当接し、開閉蓋９０の閉位置までシャッター復帰バネ５６の付勢力に逆らい、シャッター５４を押し下げる。シャッター５４が押し下げられると、溝５２ｂの幅広溝５２ｃが開放される。この状態で所定の信号が入力される（例えば、洗濯機に付属された洗濯開始スイッチが押される）と、モータ１０が駆動され、上記駆動機構によりスライダ３６の係止部３８が本体ケース２２より突出する。すると、係止部３８は、シャッター５４を押し下げた被係止部（シャッター当接部）９２の係止孔９２ａに挿通される。このように、係止部３８が係止孔９２ａに係止されることにより、洗濯機の開閉蓋９０がロックされる。この時、前述したように、スライダ３６の突起３６ｂにより、スライダスイッチ４２が接続される。この接続信号により、モータ１０への給電が停止され、開閉蓋９０は完全にロックされる。

また、この洗濯機においては、スライダスイッチ４２の接続信号が得られた場合のみ、洗濯機が駆動（洗濯槽が回転）するように構成されている。すなわち、何らかの原因により、開閉蓋９０が半開き状態等にある場合には、シャッター５４が下がりきらず、スライダ３６が前進できない。したがって、このような前進動の規制状態には、スライダスイッチ４２が接続することはなく、洗濯機が駆動することはないため、安全性に優れた洗濯機とすることができる。

また、本実施形態では、シャッター５４は、開閉蓋９０が閉じられると、被係止部（シャッター当接部）９２により押し下げられるように構成されている。そのため、開閉蓋９０が閉状態以外に位置している際には、本体ケース２２の開口部２２ｂは、シャッター５４に覆われている。つまり、シャッター５４は、係止部３８の前進動を止める役割だけでなく、開口部２２ｂから本体ケース２２内に異物が入り込んでしまうのを防止する役割も果たしている。

さらに、本実施形態においては、シャッター５４が完全に下がりきらず、スライダ３６（係止部３８）が前進することができない際にモータ１０がロックされてしまうことがない。つまり、開閉蓋９０の半開き状態や、被係止部（シャッター当接部）９２の係止孔９２ａにゴミが詰まってしまった場合等、何らかの原因でスライダ３６が前進することができない状態であっても、図１０に示されるように、作動ピン３４ａが当接面３６ｃから離間し、切り欠き部３６ａ内で空回りすることとなるため、モータロックに伴う出火等を防止することができ、安全性に優れる。また、これに付随して、洗濯機あるいはロックユニット１に、モータ１０への回転信号が入力されてから、スライダスイッチ４２の接続信号が出力される所定時間を超過した場合には、何らかの原因でスライダ３６が前進することができない状態であるとし、洗濯機の使用者に警報で知らせたり、一旦開閉蓋９０のロック動作を中止する機能が設けられていればさらに好ましい。

なお、開閉蓋９０のロックは、所定の信号（例えば、洗濯終了に基づく信号）が生じることによりモータ１０が回転し、カムギヤ３４を介して作動ピン３４ａが当接面３６ｃと当接することで、スライダ３６が本体ケース２２内に格納されることによって解除される。すなわち、係止部３８と被係止部（シャッター当接部）９２の係止状態が解かれ、開閉蓋９０が自由に開閉することができるようになる。

このように、本実施形態に係る扉ロック機構によれば、前進したスライダ３６が被係止部（シャッター当接部）９２に係止されることにより開閉蓋９０が洗濯機の本体１００にロックされるが、スライダ３６（係止部３８）は、その前進動がシャッター５４により規制されている。しかも、このシャッター５４による規制は、開閉蓋９０が閉状態にならないと解除されることがなく、半開きの状態等であっても、シャッター５４によりスライダ３６が前進することはない。つまり、開閉蓋９０が完全に閉状態にならないと、スライダスイッチ４２がＯＮせず、スライダ３６の前進を検知することがないから、開閉蓋９０が開状態にある時に洗濯機が駆動してしまうことがなく、使用者の安全が確保される。さらに、開閉蓋９０の閉状態は、スライダ３６の前進状態により検知することが可能となるため、簡易な構成の扉ロック機構とすることができる。

さらに、本実施形態に係る扉ロック機構によれば、シャッター５４によりスライダ３６の前進動が規制されている場合には、スライダ３６にモータ１０によって駆動される作動ピン３４ａが当接面３６ｃより離間した状態となる。つまり、何らかの原因（例えば半開き状態等）によって、スライダ付勢バネ４０がスライダ３６を前進させることができない状態である場合、作動ピン３４ａが当接面３６ｃから離間し、モータ１０は、切り欠き部３６ａ内で空転することとなる。すなわち、このような場合であっても、モータ１０がロックしてしまうことがなく、ロックユニット１からの出火や故障を防止し、長寿命化に寄与することとなる。

さらに、スライダ３６等から構成される駆動部が収納された本体ケース２２には、スライダ３６が前進するための開口部２２ｂが形成されているが、その開口部２２ｂは、スライダ３６の前進動が規制されている状態では、シャッター５４により覆われている。したがって、開閉蓋９０の開状態において、スライダ３６が前進するための開口部２２ｂから本体ケース２２に異物が入り込むことを防止することができる。

（他の実施形態１）
開閉蓋９０の開閉状態は、スライダスイッチ４２により検出することを説明したが、これとは別に、シャッター５４によってスライダ３６の前進動が規制される状態であることを検出するシャッター検出手段を設け、直接開閉蓋９０の開閉状態を検出してもよい。このような構成を採用すると、万が一シャッター５４が破損してスライダ３６の前進動が規制されない状態であっても、開閉蓋９０の開閉を確実に検知することができる。

この場合、シャッター検出手段は、開閉蓋９０が閉状態でのみオンとなるスイッチであって、モータ１０と直列に接続されておればよい。このように構成すれば、開閉蓋９０が開状態では、モータ１０に通電されることがない。よって、シャッター５４が破損し、スライダ３６の前進動が規制されない状態であっても、スライダ３６が前進することを防ぐことができる。

（他の実施形態２）
また、上記実施形態では、スライダ付勢バネ４０は、圧縮コイルバネであるとして説明したが、スライダ３６に前進方向への付勢力を与えることができる付勢部材であればよい。例えば、図１１に示すように、付勢力によりスライダ３６が引き上げられる引張コイルバネ４０１を採用してもよい。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、ロックユニット１が洗濯機本体部１００に取り付けられ、被係止部（シャッター当接部）９２が開閉蓋９０に設けられていることを説明したが、その逆、すなわち、ロックユニット１を開閉蓋９０に設け、被係止部（シャッター当接部）９２を洗濯機本体部１００に設けてもよい。

また、上記実施形態では、被係止部９２は、シャッター当接部を兼ねている（被係止部９２とシャッター当接部が一体に形成されている）こと構成したが、被係止部９２とシャッター当接部を別部材で構成してもよい。

また、上記実施形態では、回転蓋９０ロック時におけるスライダ３６の前進位置を規制する前進規制部を開口部２２ｂ側の内壁面２２ａとしたが、前進規制部を被係止部（シャッター当接部）９２に設けてもよい。

また、上記実施形態に係るロックユニット１は、洗濯機に使用されるものであることを説明したが、その他開閉扉が設けられている電気機器等、例えば、電子レンジの開閉扉等にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係る扉ロック機構を備えた洗濯機の開閉扉ロックユニットの外観斜視図である。 図１に示した開閉扉ロックユニットより本体部を取り外した状態を示した斜視図である。 図１に示した開閉扉ロックユニットより上扉を取り外した状態を示した斜視図である。 図１に示した開閉扉ロックユニットに設けられたシャッター機構部を説明するための斜視図である。 図１に示した開閉扉ロックユニットにおいてスライダが本体ケース内に格納されている状態を示した図である。 図５に示した状態からスライダ付勢バネの付勢力により係止部が本体ケースから突出した状態を示した図である。 図６に示した状態からスライダを本体ケース内に格納する方法を説明するための図である。 図１に示した開閉扉ロックユニットが取り付けられた洗濯機を説明するための斜視図である（開閉扉が開放された状態）。 図１に示した開閉扉ロックユニットにより洗濯機の開閉扉がロックされた状態を説明するための斜視図である。 スライダが前進することができない状態の時にカムギヤがスライダの切り欠き部内で空回りしている状態を説明するための図である。 スライダ付勢バネを引張コイルバネとした構成を説明するための図である。

符号の説明

１ 開閉扉ロックユニット
１０ モータ
２２ 本体ケース
２２ｂ 開口部
３４ カムギヤ
３４ａ 作動ピン
３６ スライダ
３６ａ 切り欠き部
３６ｂ 突起
３６ｃ 当接面
４０ スライダ付勢バネ
４２ スライダスイッチ
５０ シャッター機構部
５４ シャッター
９０ 開閉扉
９２ 被係止部（シャッター当接部）
９２ａ 係止孔

Claims (3)

1. 開口および該開口を開閉するための扉が設けられた機器に備えられ、該扉の開閉を規制するための扉ロック機構において、
   前記機器本体部および扉のいずれか一方には、モータと、該モータから伝達される回転力によって回転駆動されるカムギヤと、該カムギヤの偏心位置に設けられた作動ピンと、該作動ピンが遊合される切り欠き部が形成されたスライダと、該スライダを前進方向に付勢する付勢部材と、該付勢部材による前記スライダの前進動を前記扉の閉位置以外の場合において規制するシャッターと、前記スライダが前進した状態を検知し前記機器に駆動信号を供給する検知手段とからなる駆動部が設けられ、
   他方には、前記扉が閉状態となった際に前記シャッターによる前記スライダの前進動の規制を解除するシャッター当接部と、前進した前記スライダが係止される被係止部が設けられており、
   前記切り欠き部には、前記作動ピンが当接する当接面が形成されており、前記シャッターにより前記スライダの前進動が規制されている場合には、前記当接面から前記作動ピンが離間するように構成されていることを特徴とする扉ロック機構。
2. 請求項１において、前記駆動部は、前記スライダが前進するための開口部が形成されたケース体に収納されており、該開口部は、前記スライダの前進動が規制されている状態において前記シャッターにより覆われていることを特徴とする扉ロック機構。
3. 請求項１または２において、前記シャッターによる前記スライダの前進動の規制が解除された状態を検知するためのシャッター検知手段が設けられていることを特徴とする扉ロック機構。

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