JP5010486B2 - ベローズ - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータのプッシュロッド等の直線的に進退可能な可動部材を覆うベローズに関する。

近年の冷蔵庫においては、その大型化に伴って冷蔵室等を開閉する扉も大型化している。このように大型化した冷蔵庫用の扉では、閉鎖状態を保持するための吸着力が大きくなり、結果として開放するための操作力も大きくなっている。このため、冷蔵庫には、アクチュエータによって扉の開放を行わせるものがある。

かかるアクチュエータは、本体に対して進退可能な可動部材としてのプッシュロッドを備え、該プッシュロッドの進出によって扉を内側から押し開くようになっている。このようなアクチュエータを冷蔵室内に設置する場合は、扉を開放したときにプッシュロッドとの間から本体内へ外気が侵入し、結露や凍結によるアクチュエータの動作不良を生じさせるおそれがあった（例えば、特許文献１参照）。

このため、冷蔵室内に設置する場合は、アクチュエータを収容ケース内に密閉状態で収容して外気等を遮断することが考えられる。この場合、プッシュロッドは、その周囲を可撓性のある中空筒状のベローズによって覆われる。ベローズは、プッシュロッドの進退移動を、その移動方向に突の屈曲部を形成しつつ許容する。

しかしながら、従来構造のベローズをそのまま適用したのでは、プッシュロッドの進退移動の繰り返しによって屈曲部の形状が崩れ、円滑な動作を行わせることができなかった。

特開平５−１４１８５３号公報

解決しようとする問題点は、可動部材の移動に伴うベローズの円滑な動作を行わせることができない点にある。

本発明は、可動部材の移動に伴うベローズの円滑な動作を可能にするため、一端に周回状の第１の固定部が形成されると共に他端に周回状の第２の固定部が形成され該第１，第２の固定部間の本体部が一端側から他端側へ径が次第に小さくなる中空筒状に形成され、前記第１の固定部が静止側に固定され前記第２の固定部が前記静止側に対して直線的に進退移動する可動部材に固定され、前記可動部材の移動により前記第２の固定部が第１の固定部側へ移動するとき前記本体部の第１の固定部寄りに前記第２の固定部側へ突の第１の屈曲部が形成されると共に該第１の屈曲部及び前記第２の固定部間に前記第１の屈曲部に対して反対側へ突の第２の屈曲部が反転形成され、前記第２の屈曲部が、前記可動部材の進退移動に伴って、その移動方向に反転状態で移動可能なベローズであって、前記本体部の肉厚を、前記第１の固定部側へ向かって第２の固定部側に対し相対的に漸次厚肉となるように形成したことを最も主な特徴とする。

本発明のベローズは、本体部が第２の固定部側に向けて次第に小径となっているため、可動部材の移動により第２の固定部が第１の固定部側へ移動するとき、第１の固定部よりに第２の固定部側へ突の第１の屈曲部を形成することができると共に第１の屈曲部及び第２の固定部間に第１の屈曲部に対して反対側へ突の第２の屈曲部を反転形成することができる。

そして、第２の屈曲部は、可動部材の進退移動に伴って、その移動方向に反転状態を維持したまま移動し、可動部材の移動を許容することができる。

そして、本体部は、その肉厚が第１の固定部側へ向かって漸次厚肉とされているため、大径となる第１の固定部側の剛性を向上して、第１の屈曲部の屈曲形状を確実に維持することができる。

しかも、第２の屈曲部は、本体部の漸次厚肉形状によって、可動部材の移動に伴って移動した後も剛性変化を抑制して屈曲形状を確実に維持することができる。

従って、第１、第２の屈曲部を維持しつつ、可動部材の移動に伴う動作を円滑に行わせることができる。

可動部材の移動に伴うベローズの円滑な動作を可能にするという目的を、本体部の肉厚を漸次厚肉とすることによって実現した。

図１は、本発明の実施例１に係るベローズを適用したアクチュエータユニットを示し、冷蔵庫内に取り付けた状態の概略断面図である。図２は、図１の要部拡大断面図である。
［アクチュエータユニットの構成］
本実施例のアクチュエータユニット１は、図１のように、冷蔵庫３の冷蔵室５内に設置され、冷蔵室５の扉７の開放を行わせる扉開放装置として用いられるものである。アクチュエータユニット１は、冷蔵室５を区画する内面、例えば冷蔵室５の上面に固定されている。ただし、冷蔵室５の側面や下面に固定することも可能である。なお、本実施例のアクチュエータユニット１は、引き出し式の扉７の開放に適用されるが、回動式の扉の開放に適用することも可能である。

前記アクチュエータユニット１は、アクチュエータとしての電磁ソレノイド９を、ベローズ１１を有した収容ケース１３内に密閉状態で収容している。

前記電磁ソレノイド９は、図１及び図２のように、本体１５及びこの本体１５に設けられた可動部材としてのプッシュロッド１７を備えている。プッシュロッド１７は、本体１５に対して軸方向に沿って直線的に進退移動可能に支持されている。プッシュロッド１７は、扉７の図示しない把手部等に設けられたスイッチの操作によって本体１５が通電されると、本体１５に対して進出するようになっている。前記プッシュロッド１７の先端外周には、環状凸部１９が周回状に形成されている。

この電磁ソレノイド９は、本体１５が後述する収容ケース１３を介して冷蔵室５内に固定され、プッシュロッド１７が扉７の引き出し方向に沿って配置されている。プッシュロッド１７と扉７の内面との間には、押圧部材２１が介在している。

前記収容ケース１３は、冷蔵庫３の上面に固定されたケース部２３と、このケース部２３に取り付けられたベローズ１１とからなる。

前記ケース部２３は、合成樹脂等からなり、ベース部２５を備えている。ベース部２５は、図示しない蓋体によって閉塞されて電磁ソレノイド９の本体１５を収容支持している。このケース部２３には、プッシュロッドを挿通するための開口部２７が設けられている。開口部２７の内周面には、後述するベローズ１１の第１の固定部２９の固定用の嵌合溝３１が周回状に形成されている。

前記ベローズ１１は、可撓性を有した中空筒状に形成されており、一端の第１の固定部２９がケース部２３の開口部２７に固定されると共に他端が電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７の先端に固定されている。これによって、ベローズ１１は、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７を、進退移動を許容しながら覆うと共にケース部２３の開口部２７を閉止している。

このようなアクチュエータユニット１では、内部への外気や冷気の侵入を防止しながら、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７の進出により冷蔵庫３の扉７を押し開くことができる。
[ベローズの具体構成]
図３は図１のアクチュエータユニットに適用される組み付け前のベローズを示す断面図であり、図４は同側面図である。

前記ベローズ１１は、シリコンゴム等の可撓の弾性材料からなり、図３及び図４のように、一端側から他端側に向けて全体として次第に小径となるように形成されている。ベローズ１１の一端には、第１の固定部２９が形成され、同他端には第２の固定部３３が形成されている。なお、ベローズ１１は、最大径が３０ｍｍの場合に、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍが基本的な厚みとなる。

第１の固定部２９は、一端の筒部３５及びこの筒部３５外周に周回状に形成された環状突部３７からなっている。筒部３５は、後述する変形部５１のテーパ形状に応じて、環状突部３７側に向けて漸次大径となるように形成されている。この筒部３５の内周側には、テーパ面３９が形成されている。前記第２の固定部３３は、他端の筒部４１及びこの筒部４１内周に周回状に形成された環状凹部４３からなっている。第２の固定部３３の筒部４１先端には、貫通孔４５が形成されている。前記両筒部３５，４１の肉厚は、第１、第２の固定部３３間の本体部４７よりも厚肉に形成されている。

前記本体部４７は、第２の固定部３３側の非変形部４９と第１の固定部２９側の変形部５１とよりなる。前記非変形部４９は、第２の固定部３３から中間部にかけて延設されている。この非変形部４９は、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７に沿って、ほぼ一定断面の小径に形成されている。本実施例においては、非変形部４９が、中間部へ向けて若干大径となるように形成されている。非変形部４９の肉厚は、後述する変形部５１よりも厚肉に形成されており、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７の移動に伴って変形しないように設定されている。

前記変形部５１は、非変形部４９から第１の固定部２９にかけて延設されている。変形部５１は、その小径部５３が非変形部４９に連続すると共にベローズ１１の第１の固定部２９の筒部３５に連続する大径部５５へ向かって漸次大径となるようにテーパ形状に形成されている。変形部５１のテーパ形状は、ベローズ１１の動作時に、本体部４７同士の接触が生じないように設定されている。具体的には、テーパー角αを２０°以上、好ましくは３０°以上に設定する。

変形部５１の肉厚は、小径部５３から大径部５５へ向かって漸次厚肉となっている。この肉厚は、本実施例において、小径部５３に対する大径部５５への変化率が、１０％〜２０％となっている。なお、肉厚は、大径部５５側の剛性を確保しつつ小径部５３側の柔軟性を確保可能なようにテーパ形状との相対的関係において適宜設定される。

前記変形部５１には、第１の固定部２９に隣接して易変形部５６が設けられている。易変形部５６は、中空筒状の内径側へ突出する湾曲部からなっている。易変形部５６の曲率は、変形部５１の肉厚及びテーパー角に応じて設定される。本実施例においては、変形部５１に対して最大０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ程度内径側へ凹むような曲率に設定されている。

このような構成のベローズ１１は、図１及び図２のように、第１の固定部２９を保持具５７に保持した状態でケース部２３に固定されている。

前記保持具５７は、アウター部材５９及びこのアウター部材５９に係止されるインナー部材６１からなっている。アウター部材５９は、合成樹脂等からなり環状に形成されている。アウター部材５９の内周面一側には第１の固定部２９の環状突部３７を突き当てるためのフランジ部６３が周回状に設けられている。フランジ部６３の内周側端縁には、筒状のガイド壁６５が設けられている。ガイド壁６５は、テーパ形状に形成され、第１の固定部２９のテーパ面３９に沿うようになっている。このガイド壁６５は、第１の固定部２９の環状突部３７をアウター部材５９のフランジ部６３に対して突き当るのを案内し、組み付けを容易に行わせることができる。前記アウター部材５９の内周面他側には、周回状の係止爪６７が設けられている。

前記インナー部材６１は、合成樹脂等からなり、環状に形成されている。インナー部材６１は、ベローズ１１の変形部５１のテーパ形状に対応したテーパ形状となっており、アウター部材５９のガイド壁６５との間で第１の固定部２９の筒部３５を狭持する。インナー部材６１の一側外周には、フランジ部６９が周回状に形成されている。フランジ部６９は、アウター部材５９の係止爪６７に係合すると共にアウター部材５９のフランジ部６３との間で第１の固定部２９の環状突部３７を狭持する。

前記保持具５７では、第１の固定部２９の環状突部３７をアウター部材５９のフランジ部６３へ突き当てると共に、インナー部材６１をアウター部材５９に対して係止爪６７へのフランジ部６９の係合により係止する。これによって、ベローズ１１の第１の固定部２９が保持具に保持される。
このように第１の固定部２９の保持状態で、前記ケース部２３の嵌合溝３１に保持具５７を嵌合させる。なお、保持具５７と嵌合溝３１との間には、図示しないシール部材が配置される。

第２の固定部３３は、環状凹部４３が電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７先端の環状凸部１９に密着嵌合して、プッシュロッド１７の先端に対して固定されている。
［ベローズの動作］
以下、ベローズの動作について図２及び図３を参照して説明する。図２では、中心線Ｃの上側が電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７の進出状態を示し、中心線Ｃの下側がプッシュロッド１７の退避状態を示している。

ベローズ１１をアクチュエータユニット１に組み付けた直後は、図３のように、ベローズ１１が完全に伸延した状態となっている。従って、ベローズ１１は、まず伸延状態から図２の退避状態へと変形することになる。

退避状態への変形は、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７が退避位置へ退避移動するのに伴って、第２の固定部３３が第１の固定部２９側へ移動することで行われる。

前記移動によってベローズ１１に圧縮力が作用し、湾曲形状の変形部５１の易変形部５６に応力が集中して変形を開始する。この易変形部５６の変形では、第２の固定部３３側端部である小径端部７１が第１の固定部２９側端部である大径端部７３側に近接するように易変形部５６が圧縮されつつ内径側へ膨出する。この結果、易変形部５６は、その大径端部７３内に小径端部７１を入れ込むように変形していく。

かかる変形の進行に応じて、易変形部５６が反転しつつ第２の固定部３３側に突の屈曲形状へと移行して、本体部４７の第１の固定部２９よりの第１の屈曲部７５が形成される。一方、変形部５１の第１の屈曲部７５と第２の固定部３３との間には、第１の屈曲部７５に対して反対側へ突の第２の屈曲部７７が反転形成される。

このように、ベローズ１１では、変形部５１の易変形部５６が起因となって、第１及び第２の固定部２９，３３を形成することができる。

こうして形成された第１の屈曲部７５は、変形部５１の小径部５３側から漸次厚肉となっているため、剛性を向上することができる。すなわち、変形部５１のテーパ形状による径の変化に伴う剛性低下を、肉厚が厚くなることによって補うことができる。このため、第１の屈曲部７５は、その屈曲形状を確実に維持することができる。しかも、第１の屈曲部７５は、易変形部５６の湾曲形状が反転した状態であるため、変形前の状態へ復帰しようとする力が作用し、より確実に屈曲形状を維持することができる。

一方、第２の屈曲部７７は、形成後に、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７の退避移動に応じて退避方向に移動し、その形成位置が変形部５１の小径部側へ遷移する。ここで、変形部５１は、前記のように、テーパ形状による剛性変化が抑制されている。従って、第２の屈曲部７７は、プッシュロッド１７の移動に伴う退避方向への移動中及び移動後も剛性変化が抑制されて屈曲形状を確実に維持することができる。

次いで、ベローズ１１は、冷蔵庫３の扉７の開放時に、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７の進出に伴って退避状態から進出状態へと変形する。

進出状態への変形は、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７が進出位置へ進出するのに伴って、第２の固定部３３が反第１の固定部２９側へ移動することで行われる。

このとき、ベローズ１１は、全体として引張力が作用し、第２の屈曲部７７がプッシュロッド１７の進出方向へ移動すると共にその形成位置が変形部５１の大径部５５側へ遷移する。

第２の屈曲部７７は、前記同様、漸次厚肉形状により、移動中及び移動後の剛性変化が抑制されて屈曲形状を確実に維持することができる。

一方、第１の屈曲部７５も、前記同様、漸次厚肉形状による剛性低下抑制及び易変形部５６の湾曲形状の反転により、屈曲形状を確実に維持することができる。

扉７の開放後には、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７が退避移動するのに伴ってベローズ１１が進出状態から退避状態へ変形するが、前記伸延状態からの変形と同様に行われる。
［実施例の効果］
本実施例のベローズ１１では、本体部４７の変形部５１が第１の固定部２９側に向けて次第に大径となるテーパ形状であるため、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７の移動により第２の固定部３３が第１の固定部２９側へ移動するとき、第１の固定部２９よりに第２の固定部３３側へ突の第１の屈曲部７５を形成することができると共に第１の屈曲部７５及び第２の固定部３３間に第１の屈曲部７５に対して反対側へ突の第２の屈曲部７７を反転形成することができる。

そして、第２の屈曲部７７は、プッシュロッド１７の進退移動に伴って、その移動方向に反転状態を維持したまま移動し、プッシュロッド１７の移動を許容することができる。

このとき、変形部５１は、その肉厚を第１の固定部２９側へ向かって漸次厚肉となっているため、大径となる第１の固定部２９側の剛性を向上することができる。従って、第１の屈曲部７５は、屈曲形状を確実に維持することができる。

しかも、第２の屈曲部７７は、変形部５１の肉厚が第１の固定部２９側に向けて漸次厚肉となっているため、プッシュロッド１７の移動に伴って移動した後も剛性変化を抑制して屈曲形状を確実に維持することができる。

従って、本実施例のベローズ１１では、電磁ソレノイド９のプッシュロッド１７の進退移動が繰り返し行われたとしても、第１、第２の屈曲部７７を維持しつつ、プッシュロッド１７の移動に伴う動作を円滑に行わせることができ、耐久性も向上させることができる。

また、ベローズ１１では、第１、第２の屈曲部７７を確実に維持することができるため、プッシュロッド１７のストローク量ｌが増加しても、動作を円滑に行わせることができる。
変形部５１の第１の固定部２９に隣接して第１、第２の屈曲部７５，７７を形成する起因となる易変形部５６を設けたため、変形部５１を漸次厚肉にした場合であっても、容易且つ確実に変形して第１、第２の屈曲部７５，７７を形成することができる。

易変形部５６は、内径側へ突の湾曲形状に形成されているため、応力が集中しやすく、より容易且つ確実に第１、第２の屈曲部７５，７７を形成する起因することができる。しかも、ベローズ１１では、第１の固定部２９に隣接する易変形部５６が反転して第１の屈曲部７５を形成するため、より確実に屈曲形状を維持することができる。
［その他］
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、各種の変更が可能である。例えば、本実施例ではベローズ１１を冷蔵庫３の扉７を開放するアクチュエータユニット１に適用したが、扉７の閉鎖時の緩衝用のダンパユニットに適用することも可能である。

また、ベローズ１１は保持具５７を介して収容ケース１３のケース部２３に固定されていたが、保持具５７を省略することも可能である。この場合は、ケース部側に保持具の構造を採用することが好ましい。

上記実施例のベローズ１１では、ほぼ一定断面の非変形部４９に対して変形部５１がテーパ形状に形成された二段形状となっていたが、非変形部から変形部までを段のないテーパ形状に形成することも可能である。

また、ベローズ１１は易変形部５６を備えているが、易変形部５６を省略することも可能である。

さらに、易変形部５６は、内径側に突となる湾曲形状に形成されていたが、湾曲形状に限定されず、変形部５１の変形の起因となればよい。

ベローズを適用したアクチュエータユニットを示し、冷蔵庫内に取り付けた状態の概略断面図である（実施例１）。 図１のアクチュエータユニットの要部を示す断面図であり、中心線Ｃの上下でプッシュロッドの進退状態を示している（実施例１）。 図１のアクチュエータユニットに適用されるベローズを示す断面図である（実施例１）。 図１のアクチュエータユニットに適用されるベローズを示す側面図である（実施例１）。

符号の説明

１１ ベローズ
１３ 収容ケース（静止側）
１７ プッシュロッド（可動部材）
２９ 第１の固定部
３３ 第２の固定部
４７ 本体部
４９ 非変形部
５１ 変形部
５３ 小径部
５５ 大径部
５６ 易変形部
７５ 第１の屈曲部
７７ 第２の屈曲部

Claims (5)

1. 一端に周回状の第１の固定部が形成されると共に他端に周回状の第２の固定部が形成され該第１，第２の固定部間の本体部が一端側から他端側へ径が次第に小さくなる中空筒状に形成され、
   前記第１の固定部が静止側に固定され前記第２の固定部が前記静止側に対して直線的に進退移動する可動部材に固定され、
   前記可動部材の移動により前記第２の固定部が第１の固定部側へ移動するとき前記本体部の第１の固定部寄りに前記第２の固定部側へ突の第１の屈曲部が形成されると共に該第１の屈曲部及び前記第２の固定部間に前記第１の屈曲部に対して反対側へ突の第２の屈曲部が反転形成され、
   前記第２の屈曲部が、前記可動部材の進退移動に伴って、その移動方向に反転状態で移動可能なベローズであって、
   前記本体部の肉厚を、前記第１の固定部側へ向かって第２の固定部側に対し相対的に漸次厚肉となるように形成した、
   ことを特徴とするベローズ。
2. 請求項１記載のベローズであって、
   前記本体部の前記第１の固定部寄りに、前記第１、第２の屈曲部を形成する起因となる易変形部を設けた、
   ことを特徴とするベローズ。
3. 請求項２記載のベローズであって、
   前記易変形部は、中空筒状の内径側へ突出する湾曲部である、
   ことを特徴とするベローズ。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のベローズであって、
   前記本体部は、前記第２の固定部側の小径の非変形部と、該非変形部に小径部が連続すると共に前記第１の固定部側の大径部に至る変形部とからなり、
   前記変形部の肉厚を、前記小径部から大径部へ向かって漸次厚肉となるように形成した、
   ことを特徴とするベローズ。
5. 請求項１〜４記載のベローズであって、
   前記可動部材は、アクチュエータのプッシュロッドであり、
   前記アクチュエータの本体を、前記プッシュロッドを挿通する開口部を備えたケース部内に収容支持し、
   前記第１の固定部を、前記ケース部の開口部に固定して前記ケース部を閉止する、
   ことを特徴とするベローズ。

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