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摘要
申请专利号:

CN200710140360.1

申请日:

2007.08.09

公开号:

CN101240970A

公开日:

2008.08.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

F25D23/02

主分类号:

F25D23/02

申请人:

日立空调·家用电器株式会社

发明人:

吉田英树; 釜谷弘直; 长安信之; 菊地芳辉

地址:

日本东京都

优先权:

2007.2.9 JP 2007-030673

专利代理机构:

北京银龙知识产权代理有限公司

代理人:

张敬强

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内容摘要

本发明涉及冰箱。用电动打开冷冻室或蔬菜室的抽屉门,并且在检测出处于半开门状态则自动关闭,另外检测门打开时及关闭时的物品的夹入或冲突并进行应对。在从关闭状态开始打开冷冻室时,通过第一驱动销推出连结板并以低速输出较大的力,接着较远的第二驱动销推出连结板以中等程度的速度输出中等程度的力并进行驱动,再有,远方的第三驱动销推出连结板,力虽小但以高速驱动,由此可靠地进行冷冻室的打开动作。冷冻室在半开门状态时,使旋转板向与打开冷冻室的场合相反的方向旋转而对连结板施加关闭冷冻室的方向的力而将其关闭。另外,通过电动机电流值进行旋转板的制动判断,并断开通电,提高不夹住手指等的安全性。

权利要求书

权利要求书
1.   一种冰箱,具备:载置于沿前后方向移动自如的滑轨上的抽屉门;和可用电动打开或关闭上述抽屉门的门驱动装置,其特征在于,
上述门驱动装置具备:作为驱动源的电动机;对上述电动机的旋转进行减速的减速机构;与由上述减速机构减速的旋转输出轴一起旋转地以轴支承的旋转驱动体;以及设置成可与上述抽屉门一起移动且在规定的打开驱动范围内与上述旋转驱动体接触的连结部件,
上述旋转驱动体设有多个驱动传递部件,上述多个驱动传递部件配置成距自上述旋转驱动体的旋转中心互不相同,
上述连结部件具有与上述多个驱动传递部件的每个对应的多个承受面,
在上述旋转驱动体向打开上述抽屉门的方向即打开方向旋转时,则距上述旋转驱动体的旋转中心最近的第一驱动传递部件与上述连结部件的第一承受面抵接,伴随着上述旋转驱动体向打开方向的旋转,配置在比第一驱动传递部件远隔上述旋转中心位置的第二驱动传递部件抵接上述连结部件的第二承受面,依次重复上述抵接,配置在最远离上述旋转中心位置的最远的驱动传递部件最后抵接所对应的上述连结部件的承受面,从而开始驱动上述连结部件,上述最后抵接后,上述旋转驱动体与上述连结部件解除上述接触,
具有检测流向上述电动机的电流的电流检测机构,作为上述旋转驱动体是否制动的判断而设定电动机电流制动判断值,在由上述电流检测机构检测出的电动机电流检测值为上述电动机的电流制动判断值以上的场合,使向上述电动机附加的附加电压断开或者降低。

2.   根据权利要求1所述的冰箱,其特征在于,
用上述连结部件的位置检测检测到上述抽屉门为未完全关闭状态即半开门状态,通过上述检测使上述旋转驱动体向关闭上述抽屉门的方向旋转,
利用上述旋转驱动体的上述最远的驱动传递部件,将上述连结部件向关闭上述抽屉门的方向驱动。

3.   根据权利要求1或2所述的冰箱,其特征在于,
按照向上述电动机附加的附加电压改变上述电动机电流制动判断值。

4.   根据权利要求1或2所述的冰箱,其特征在于,
在上述驱动体和上述电动机之间具有将所传递的转矩限制在规定值以下的转矩限制机构。

5.   根据权利要求1或2所述的冰箱,其特征在于,
在上述转矩限制机构动作时,由上述电流检测机构检测的电动机电流值(1)、与事先转矩限制机构不动作且上述旋转驱动体旋转时的电动机电流值(2)、及上述电动机电流制动判断值的关系为:
电动机电流值(1)>制动判断值>电动机电流值(2)。

6.   根据权利要求1或2所述的冰箱,其特征在于,
上述第一驱动传递部件和上述第二驱动部件的朝向上述连结部件的方向的各自长度尺寸不同,
上述第二驱动传递部件在对应于上述第一驱动传递部件的上述连结部件的上述第一承受面不抵接。

7.   一种冰箱,具备:在前后方向移动的抽屉门;和以电动或手动打开或关闭上述抽屉门的门驱动装置,其特征在于,
上述门驱动装置具有电动机、通过上述电动机而旋转驱动的旋转体、与上述旋转体接触而移动的连结板,
在上述旋转体上设有相对与上述抽屉门协作的上述连结板向上述打开或关闭方向进行驱动的多个驱动部,且在上述连结板上设置分别与上述多个驱动部对应的多个承受面,
根据上述多个驱动部的各个配置结构,以低速且大的力、中速且中等的力、高速且小的力的顺序驱动上述连结板,
检测上述抽屉门的半开门状态,并基于上述半开门状态的检测,利用上述旋转体向关闭上述抽屉门的方向驱动上述连结板,
作为上述旋转体是否处于以上述电动机的驱动而不能旋转的制动状态的判定基准设定电动机电流制动判断值,在流动于上述电动机中的电动机电流检测值为电动机电流制动判断值以上的场合,使向上述电动机附加的附加电压断开或者降低。

说明书

说明书冰箱
技术领域
本发明涉及冰箱。
背景技术
一直以来,作为自动使冰箱的门打开的装置,公开了具备高齿轮比的短距离动作区间和低齿轮比的长距离动作区间,且在拉离封装时产生大的力然后以高速打开的、在低齿轮部上设置过负荷防止离合器的结构(例如参照专利文献1:日本特开平02-157581号公报)。
或者公开有如下结构:通过蜗轮和蜗条使推压部件作直线运动,用该推压部件推出抽屉门并自动打开,在门结束打开后则用复位弹簧恢复到引入位置(例如参照专利文献2:日本特开2001-280827号公报)。
或者公开有如下结构:在支撑抽屉门的支撑框架内设置同步带,并设有在同步带上滑动的自动开启单元,自动开启单元由推出抽屉盒的滑动销、使同步带动作的滚子、用于驱动滑动销和滚子的驱动机构构成(例如参照专利文献3:日本特开2000-220957号公报)。
或者公开有如下凸轮装置:设置在使用了蜗轮的减速齿轮的输出段上,利用对驱动电动机的一定时间的通电的旋转动作使门从主体向门一侧突出而打开、且与关闭门的接触部作成圆弧状的平板状(例如参照专利文献4:日本特开2002-257466号公报)。
或者公开有如下凸轮装置:是驱动装置具备旋转自如的凸轮,并通过利用来自门打开开关的信号借助于驱动装置使凸轮旋转,从而凸轮的长径部端面向前方突出而打开门的凸轮装置,其中,上述凸轮作成组合了圆和椭圆的形状或者椭圆形状(例如参照专利文献5:日本特开2001-317864号公报)。
或者公开有如下结构:在抽屉门的后方具备在输出轴上具有凸轮的电动机,并具备利用凸轮的旋转推出框架的凸轮位置检测用的微型开关(例如参照专利文献6:日本实开平1-167590号公报)。
近年来,食品生活发生很大变化,从集中在附近的食品店购买每天的食物进行烹调的生活,到在郊外大型超市等一次买入例如一周用的食品储藏在冰箱中已经普遍化。另外,对应增加了冷冻食品的利用的情况,在家庭中超过400升容量的大型冰箱一般也已普及。
然而,随着冰箱的大型化存放的食品量也增加,由于在冷冻室或蔬菜室贮存例如20kg以上的食品,所以存在打开蔬菜室或冷冻室的门的力变大之类的问题。特别是在门开始打开时,除了抵抗抽屉的轨道的负荷外,还加上脱离吸附在冰箱主体上的磁性密封件的力,打开门的力变得特别沉重,所以对于高龄者等的手力小的人来说,打开冰箱成了负担。
另外,就冰箱中而言,若关门时关得不严处于所谓半开门的状态的话,则产生以下问题:冷气泄漏到外部而丧失冰箱功能,而且花费的电费多节能效果降低,同时被保存的食品的品质劣化,再有,冰箱外的外部气体进入冰箱内结霜,水滴附着在冰箱内。
然而,对于冰箱的门来说,为了防止关门时冷气的泄漏,在门的全周范围内设置磁性吸附式的密封件,在门被关闭时磁铁与主体的开口部周围吸附。并且,一般构成是具备闭合机构,该闭合机构在门关闭时在到达完全关闭状态附近例如关闭到打开量剩下50mm左右后利用弹簧等的力牵引门。
由于这种结构,所以在打开冰箱的门的场合,在打开之初需要加上磁性密封件的吸引力、闭合机构所具有的弹簧的拉伸力、还有将包含门和存放在与门一体设置的存放容器内的食品在内的整个抽屉从停止状态加速到拉开的速度例如到每秒200mm左右所需要的加速力的总和的力,所以,特别是在大量地存放食品的场合,拉开门的力为最大的第一力。
将门拉开10mm左右后,由于磁性密封件与主体的吸附被拉离,所以拉开门的力为闭合机构所具有的弹簧的拉伸力和对抽屉加速的加速力的总和的第二力。因闭合机构而向关闭方向给予牵引力的范围若是从门的关闭状态至例如50mm的范围,则在该范围第二力是必须的。
然后,继续打开动作,门打开到50mm以上后,闭合机构已经不起作用,所以施加在抽屉上的力仅是加速力和用于使抽屉滑动的滑轨所产生的摩擦力,因此以极小力即第三力便足以进行抽屉的打开动作。这里,若作成在打开50mm左右的时刻达到抽屉打开速度的结构,则第三力仅为抵抗滑轨所产生的摩擦力便足够,总之,仅用相比第一力、比第二力的略小第三力就足以进行打开动作。在打开冰箱的抽屉时,如上述所述,具有开始打开时特别沉重,而到某种程度例如打开50mm左右之后用一点力便足够的特性。
一方面,虽然有打开动作时的门的速度,但在拉离磁性密封件的时刻由于从停止状态开始动作,所以在该范围即第一力的范围内速度极小也可以。另一方面,在将抽屉继续打开到第二和第三力的范围时,若以门的速度逐渐加速而成为高速化那样地进行动作,则由于接近于使用者用手牵引抽屉门时的动作,所以为自然动作,因而很适合。
还有,在打开抽屉门时继续施加打开力直到门完全打开的结构中,例如,在在门前站立使用者的场合,或者放置有物品的场合,如果抽屉门碰到这些时,还会继续施加打开力而不停止,所以很危险。因此,打开抽屉门时不继续施加驱动力,只在开始打开的短范围施加驱动力,然后在驱动力的范围得到的初速度因滑轨产生的摩擦力而逐渐减速并停止的利用所谓惯性的动作是安全的。
再有,在停电等门驱动装置不动作状况的场合,由于用手动开闭抽屉,所以希望是如下结构,即、即使设有冰箱抽屉门驱动装置,也不妨碍用手动开闭抽屉门的动作或施加多余的负荷而使动作变迟钝。
这里,在专利文献1中,需要短行程的门推出机构和长行程的门推出机构,结构复杂。另外,在专利文献2中,公开了使用蜗杆和齿条的结构,但由于是打开抽屉门的速度即齿条的动作速度为固定的结构,所以,为了推出磁性密封件,必需将可输出所需要的力的减速比增大(即,将速度变慢)并使之恒定。为此,将动作速度变慢且不具备关闭门的功能。另外,在专利文献3中,公开了一种打开抽屉盒后使驱动机构反转并使齿轮反转而解除齿轮的齿的啮合的结构,但是对于在将抽屉只打开一部分的状态下解除齿轮的啮合的结构或动作没有进行叙述,并且不具备关闭门的功能。
在专利文献4、专利文献5、专利文献6中,公开了具备呈圆弧状或椭圆状的旋转自如的凸轮,并通过利用来自门打开开关的信号并借助于驱动装置使凸轮旋转,使凸轮的长径部前端向前方突出而敞开门的凸轮装置,但是在这种现有技术的结构中,凸轮旋转时推出门的量仅为伴随凸轮旋转的凸轮的半径的变化量,所以在推出门的方向所给予的速度低,门的打开量大致与凸轮形成的突出量即对门给予驱动力的驱动范围相等,要将门的打开量进一步增大存在限制。另外,保护门驱动装置使其免受外力以及门动作时物品的夹入等有关的安全性没有考虑。
发明内容
于是,本发明提供一种冰箱,其可以降低冰箱的抽屉门的打开力而轻快地打开门,或者从所谓半开门状态可以自动地将门关闭,提高节能效果。另外,本发明的门驱动装置适合于拉出冰箱的抽屉门时的速度特性。
为了解决上述课题,本发明主要采用如下结构。
一种冰箱,具备:载置于沿前后方向移动自如的滑轨上的抽屉门;和可用电动打开或关闭上述抽屉门的门驱动装置,其构成为,
上述门驱动装置具备:作为驱动源的电动机;对上述电动机的旋转进行减速的减速机构;与由上述减速机构减速的旋转输出轴一起旋转地以轴支承的旋转驱动体;以及设置成可与上述抽屉门一起移动且在规定的打开驱动范围内与上述旋转驱动体接触的连结部件,
上述旋转驱动体设有多个驱动传递部件,上述多个驱动传递部件配置成距自上述旋转驱动体的旋转中心互不相同,
上述连结部件具有与上述多个驱动传递部件的每个对应的多个承受面,
在上述旋转驱动体向打开上述抽屉门的方向即打开方向旋转时,则距上述旋转驱动体的旋转中心最近的第一驱动传递部件与上述连结部件的第一承受面抵接,伴随着上述旋转驱动体向打开方向的旋转,配置在比第一驱动传递部件远隔上述旋转中心位置的第二驱动传递部件抵接上述连结部件的第二承受面,依次重复上述抵接,配置在最远离上述旋转中心位置的最远的驱动传递部件最后抵接所对应的上述连结部件的承受面,从而开始驱动上述连结部件,上述最后抵接后,上述旋转驱动体与上述连结部件解除上述接触,
具有检测流向上述电动机的电流的电流检测机构,作为上述旋转驱动体是否制动的判断而设定电动机电流制动判断值,在由上述电流检测机构检测出的电动机电流检测值为上述电动机电流制动判断值以上的场合,使向上述电动机附加的附加电压断开或者降低。
另外,一种冰箱,具备:在前后方向移动的抽屉门;和以电动或手动打开或关闭上述抽屉门的门驱动装置,其构成为,
上述门驱动装置具有电动机、通过上述电动机而旋转驱动的旋转体、与上述旋转体接触而移动的连结板,
在上述旋转体上设有相对与上述抽屉门协作的上述连结板向上述开闭方向驱动的多个驱动部,并且,在上述连结板上设置分别与上述多个驱动部对应的多个承受面,
根据上述多个驱动部的各个配置结构,按照低速且大的力、中速且中等的力、高速且小的力的顺序驱动上述连结板,
检测上述抽屉门的半开门状态,并基于上述半开门状态的检测,利用上述旋转体向关闭上述抽屉门的方向驱动上述连结板,
作为上述旋转体是否处于以上述电动机的驱动而不能旋转的制动状态的判定基准设定电动机电流制动判断值,在流动于上述电动机中的电动机电流检测值为电动机电流制动判断值以上的场合,使向上述电动机附加的附加电压断开或者降低。
本发明具有如下效果。
通过采用这样的结构,在门体关闭或者打开时夹有物体等旋转板制动了的时候,判断为制动后立即断电或使附加电压降低,从而可构成安全性高的开闭动作。
根据本发明,可降低冰箱的抽屉门的打开力并以电动轻快地将门打开,或者从所谓半开门状态以电动自动地将门关闭,从而可提高节能的效果。
另外,提供一种安全性高的冰箱,具有使门驱动装置免受外力的保护装置,并且在关闭门的场合以及打开动作的场合检测出物体的夹入或冲突。而且,提供一种实用且可靠性和安全性高的冰箱,以简单的结构能够可靠地用电动打开或关闭抽屉门。
附图说明
图1是表示构成涉及本发明的实施方式的冰箱结构的立体图。
图2是表示涉及本实施方式的冰箱结构的剖视图。
图3是表示涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的结构的俯视图。
图4是表示涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的结构的立体图。
图5是表示涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的结构的立体图。
图6是说明涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的打开动作的图。
图7是说明涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的关闭动作的图。
图8是说明涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置停止时的位置的图。
图9是表示涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的控制系统的结构的方框图。
图10是表示涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的打开动作时的控制顺序的流程图。
图11是表示涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的关闭动作时的控制顺序的流程图。
图12是表示涉及本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的其它结构的图。
图13是说明现有的凸轮的结构的图。
图14是说明以图3所示的旋转驱动体为中心的各部件的安装状态的驱动机构的立体图。
图15是用于说明包含图14所示的驱动机构的门驱动装置的动作的俯视图。
图16是图15所示的门驱动装置的侧视图。
图17是图15所示的门驱动装置的主视图。
图18是说明本发明的冰箱的抽屉门驱动装置的打开动作的图。
图19是表示本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的打开开关的结构的图。
图20是表示本实施方式的冰箱的抽屉门驱动装置的打开开关的结构的放大图。
图21是表示有关本实施方式的控制电路的内容的方框图。
图22是表示直流电动机的基本特性的图。
图23是表示有关本实施方式的门驱动装置中的旋转板的制动判断的时间图。
图24是表示有关本实施方式的门驱动装置的装入了旋转板的制动判定控制的关闭动作时控制顺序的流程图。
图25是表示电动机附加电压和制动判断值的关系的图。
图26是表示具有转矩控制机构场合的负荷转矩和电动机特性的图。
图中:
1-冰箱主体,2-冷藏室,3-转换室,4-制冰室,5-冷冻室,5a-门体,6-蔬菜室,7-操作显示部,8-打开开关,10-门驱动装置,11-滑轨,12-容器,13-闭合件,14-磁性密封件,15-驱动机构,15a-基座板,16-连结板,16a-滑动部,17-门检测部,17a-第一门检测部,17b-第二门检测部,18-驱动轴,19-旋转板,20-驱动销,20a-第一驱动销,20b-第二驱动销,20c-第三驱动销,20d-第四驱动销,21-承受面,21a-第一承受面,21b-第二承受面,21c-第三承受面,21d-第四承受面,22-回动面,23-打开方向,24-电动机,24a-直流电动机,25-电动机小齿轮,26-介轮,27-介轮小齿轮,28-介轮,29-介轮小齿轮,30-驱动齿轮,31-转矩限制机构,32-旋转检测机构,33-移动量,34-引入位置,35-打开量,36-箭头,37a-第一前端,37b-第二前端,37c-第三前端,38-间隙,40-原点范围,41-控制电路,41a-微机,41b-驱动器IC,41c-电流检测电路,42-电源,70-报知机构,71-门厚度,72-门间间隙,73-最大打开量,74-惯性打开量,75-接触点,76-凸轮,77-旋转中心,78-凸轮外周,79-凸轮承受板,80-旋转方向,81-箭头,82-凸轮半径,83-周向速度,84-打开速度,85-滑动速度,86-接触点,87-框体,88-按压按钮,89-按压杆,90-回动弹簧,91-按压量,92-开关主体,93-柱塞,94-配线,95-磁铁,96-导向件,96a、96b-突片,97-霍尔IC,98-霍尔IC,99-磁铁,100-磁铁。
具体实施方式
下面基于附图对涉及本发明的实施方式的冰箱进行说明。
对冰箱主体结构进行说明。
图1是涉及本发明的实施方式的冰箱结构的立体图,图2是其纵剖视图。在图1及图2中,冰箱主体1分割为多个存放室,最上部成为冷藏室2,该冷藏室2的门作为一例为向左右两侧打开的所谓法式门。冷藏室2的下侧为分成左右的存放室,例如其一方为功能转换室3,另一方为积蓄并取出由未图示出的自动制冰装置制成的冰的制冰室4。
并且是其下部为具备可向跟前侧拉出而打开的抽屉门的冷冻室5,最下层为也具备抽屉门的蔬菜室6的结构。
在冷藏室2的门上具备操作显示部7,并具备冷冻室5的打开开关8a和蔬菜室6的打开开关8b,是使用者按压开关8a、8b可指示抽屉的打开动作的结构。这里,在冷冻室5设置在比蔬菜室6靠上方的情况下,将冷冻室的打开开关8a设置在蔬菜室的打开开关8b的上方,若预先设置成与门的位置关系相同的话,则使用者操作时容易分清操作哪个打开开关8就行而为佳。
对门驱动装置的结构进行说明。
下面以冷冻室5为例说明门驱动装置。冷冻室5的门体5a、存放食品的容器12由滑轨11向跟前侧自如拉出地被支撑。在滑轨11的里侧设有向关闭方向引入上述冷冻室5的关闭加力机构即闭合件13,闭合件13在关闭暂时打开的冷冻室5时,如果打开量例如为50mm以下,则由未图示的弹簧的力给予向里侧引入的力,辅助关闭冷冻室5的动作直到设在冷冻室5全周的磁性密封件14与冰箱主体1吸附而将门关闭。
在冷冻室5的内部设有门驱动装置10。门驱动装置10的结构如下:具备驱动机构15和连结板16,其中,驱动机构15具有固定设置在冰箱主体1一侧的作为驱动源的电动机和使电动机的旋转减速的减速机构;连结板16与冷冻室5的门体5a一起开闭且在本实施方式中是设置在容器12的里侧下面的连结部件,并由驱动机构15对连结板16向滑轨11的移动方向加力而开闭冷冻室5。关于驱动机构15和连结板16的详细结构和功能将在后面叙述。在冷冻室5的正面侧设有门检测部17,检测冷冻室5是否关闭或者冷冻室5的打开量是否在例如30mm左右的规定量(后述,图7(a)所示的关闭驱动量,即打开量35)以内,并向后述的控制电路输送该信号。
对三级加速联杆的结构进行说明。
其次,使用图3至图5详细说明具备驱动机构15和连结板16的门驱动装置10。这里,门驱动装置10作为设置在冷冻室5上的结构,以下进行说明。
图3是从图2上方所见具备驱动机构15和连结板16的门驱动装置10的俯视图。图4和图5是表示驱动机构15的内部结构之一例的立体图。
在驱动机构15中,以轴支承有绕着旋转输出轴的驱动轴18自由旋转的旋转驱动体即旋转板19,在旋转板19上具备作为驱动传送部件的驱动销20。在本实施方式中设有三根驱动销,根据距驱动轴18的距离,在距离r1处设有第一驱动销20a,在距离r2处设有第二驱动销20b,在距离r3处设有第三驱动销20c,各个驱动销20呈圆筒形状,而且驱动销20的中心轴与驱动轴18的旋转中心轴平行。这里为r1<r2<r3。
在本实施方式中,旋转板19在打开冷冻室5时向箭头CCW方向旋转。如上所述连结板16设置在冷冻室5的抽屉门5上,所以沿滑轨11向箭头23方向自由移动。在图3中,图示左方向为冰箱的正面侧,通过向左方向移动连接板16而打开冷冻室5。在连结板16上具备:打开冷冻室5时接触第一驱动销20a的第一承受面21a;接触第二驱动销20b的第二承受面21b;以及接触第三驱动销20c的第三承受面21c。驱动销20和承受面21动作时的详细说明将在后面叙述。
在图4以及图5中,在电动机24的旋转轴上设有电动机小齿轮25,与介轮26啮合来减速。介轮26和介轮小齿轮27一体旋转,介轮小齿轮27与介轮28啮合。介轮28和介轮小齿轮29一体旋转,介轮小齿轮29与驱动齿轮30啮合来减速。驱动轴18与驱动齿轮30连结,并通过这种齿轮结构将电动机24的转速降低到例如1/100程度,并使设在驱动轴18上的旋转板19旋转。
在本实施方式中,在介轮28和介轮小齿轮29之间设置转矩限制机构31,在对旋转板19施加过大外力的情况下,通过介入装有转矩限制机构31而使介轮28和介轮小齿轮29相互滑动,从而可防止驱动机构的破损。另外,作成在驱动轴18上设置旋转检测机构32来检测出驱动轴18的旋转位置的结构。这种旋转检测机构32的一例是通过轴的旋转其电阻值发生变化的可变电阻器。
对打开动作进行说明。
其次,使用图6对利用本实施方式的门驱动装置10打开冷冻室门5a时的详细动作进行说明。图6是表示本实施方式的门驱动装置10打开冷冻室5时的动作的图,(a)与图3同样,表示冷冻室5关闭着的状态,并示出了通过以(b)(c)(d)(e)为顺序进行动作而打开冷冻室5的动作。旋转板19绕着驱动轴18自由旋转,连结板16向图示左右方向移动自如地被支撑,且连结板16配备在冷冻室5上,所以连结板16向左方向的动作表示冷冻室5的打开动作。这里,将表示冷冻室5关闭着的状态中的连结板16的图示左端的位置的基准线表示为引入位置34。
在(b)状态中,旋转板19向箭头CCW方向旋转,第一驱动销20a与第一承受面21a接触,对连结板16产生箭头23a方向的力。这时,由于第一驱动销20a位于距驱动轴18为图3所示的距离r1的位置,所以从第一驱动销20a传递给连结板16的力在若将施加给驱动轴18的转矩设为T则为T/r1。通过将该力设定成比拉离冷冻室5的磁性密封件的力和闭合件13的引入力及对冷冻室5的自重及存放的食品的质量进行加速的力的合力大,从而拉离磁性密封件的吸附,连结板16与冷冻室5一起向图示左方向移动,开始打开冷冻室5。
并且,在旋转板19向箭头CCW方向旋转的(c)状态下,第二驱动销20b与第二承受面21b接触,第一驱动销20a从第一承受面21a离开。即由于第二驱动销20b位于距驱动轴18为图3所示的距离r2的位置且由于r2>r1、第二驱动销20b比第一驱动销20a离旋转中心即驱动轴18的距离远,所以旋转周向速度快。因此在第二驱动销20b与第二承受面21b抵接后,第一驱动销20a从第一承面21a离开。
在该状态下,第二驱动销20b与第二承受面21b接触,给予箭头23b的力。此时,由于第二驱动销20b位于离驱动轴18为图3所示的距离r2的位置,所以从第二驱动销20b通过第二承受面21b传递给连结板16的力在若将施加给驱动轴18的转矩设为T则为T/r2。该力虽然比图6(b)所示的状态下的由第一驱动销20a在箭头23a方向上施加给连结板16的力小,但由于磁性密封件已经拉离,所以此时的所施加的力设定为比闭合件13的引入力和进一步对冷冻室5的自重以及存放的食品的质量加速的力的合力大即可,连结板16与冷冻室5一起向图示左方向移动,继续冷冻室5的打开动作。
然后,在旋转板19向箭头CCW方向旋转的(d)状态下,第三驱动销20c与第三承受面21c接触,第二驱动销20b从第二承受面21b离开。即第三驱动销20c位于离驱动轴18为图3所示的距离r3的位置且由于r3>r2,第三驱动销20c比第二驱动销20b离旋转中心即驱动轴18的距离远,所以旋转周向速度快。因此在第三驱动销20c与第三承受面21c抵接后,第二驱动销20b从第二承面21b离开。
在该状态下,第三驱动销20c与第三承受面21c接触,给予箭头23c的力。此时,由于第三驱动销20c位于离驱动轴18为图3所示的距离r3的位置,所以从第三驱动销20c通过第三承受面21c传递给连结板16的力在若将施加给驱动轴18的转矩设为T则为T/r3。该力虽然比在图6(c)所示的状态下的由第二驱动销20b在箭头23b方向上施加给连结板16的力还小,但由于冷冻室5已经进行着打开动作并向箭头23c的方向移动,所以冷冻室5具有容器和包含所存放的食品在内的自重和速度对应的动量,通过该动量和从第三驱动销20c传递给连结板16的第三承受面21c的力,抵抗闭合件13的拉伸力而可进一步继续打开动作。
然后,在旋转板19向箭头CCW方向旋转的(e)状态下,表示了第三驱动销20c基本上从第三承受面21c离开的状态。从图6(a)的状态直到达到图6(e)的状态的连结板16的移动量33的范围为连结板16受到来自驱动销20的力的范围即所谓打开驱动范围。这里,该连结板16的移动量33设定为比闭合件13的引入量即关闭加力范围大为宜。
即、若作为关闭范围的闭合件的引入行程例如是20mm,连结板16的移动量33为50mm,则即使连结板16在图6(e)所示的位置停止,即冷冻室5停止,刚打开的冷冻室5也不会因闭合件13而被关闭。但是,若冷冻室5比图6(e)的状态更打开且连结板16向图示左方向移动的话,则连结板16虽然不受来自驱动销20的驱动力,但由于冷冻室5具有朝向箭头23d方向的速度,所以会继续打开动作直到因滑轨11所具有的摩擦负荷而逐渐减速并停止为止。由于这样进行动作,所以冷冻室5的打开量比连结板16的移动量33大。
如上所述,实现在冷冻室5的打开动作时不是继续施加向打开方向的驱动力,而是仅在开始打开的短范围内施加驱动力,其后在驱动力的范围得到的移动速度因滑轨所具有的摩擦力而逐渐减速而停止的动作,所以,在门前站立使用者的场合或放置了物品的场合,即使碰到了冷冻室5也不会受到向打开方向的驱动力,因而是安全的。
如上所述,在从关闭状态开始打开冷冻室5时,通过配置在离驱动轴18最近附近的第一驱动销20a推出连结板16并驱动,以低速度输出较大的力拉离磁性密封件,接着,通过设置在比第一驱动销20a远的第二驱动销20b推出连结板16并以中等速度输出中等的力进行驱动,从而抵抗闭合件31的引入力而继续打开动作并对冷冻室5加速,接下来,通过设置在比第二驱动销20b离驱动轴18还远的第三驱动销20c推出连结板16,力虽然小,但通过高速驱动而可进一步对冷冻室5加速,可靠地进行冷冻室5的打开动作,因而情况良好。
在本实施方式的结构中,驱动销20与连结板16接触而给予驱动力的位置,从驱动轴18观察,处于相对冷冻室5的打开方向23大致呈直角的方向,所以驱动销20的打开方向23的速度与旋转板19的转速和至驱动销20的臂长成比例。这样,与现有技术中使用旋转凸轮将门推出的量仅为至上述凸轮和门部的接触点的半径的变化量的结构相比,便于使推出门的速度高速化。由于是这种结构,所以由于可以实现仅在开始打开的短范围内施加驱动力,其后在驱动力的范围得到的打开速度因滑轨所具有的摩擦力而逐渐减速并停止的动作而为佳。
利用上述动作打开冷冻室5后,旋转板19进一步继续向CCW方向的旋转,达到图6(a)的状态停止旋转。另外,当然,此时连结板16不在图6(a)所示的位置,由于冷冻室5打开,所以处于移动到图示左方的状态。
如上述说明那样,在本实施方式的门驱动装置中,旋转板19在进行了冷冻室5的打开动作后,继续进行向同一方向的旋转并转一圈的话,可返回关闭冷冻室5时的状态,即由于可以返回到用图8说明的原点范围,所以,高速恢复到原点且情况较好。假设是旋转板19不向一个方向旋转而是在进行了冷冻室5的打开动作后一端停止之后向相反方向旋转而恢复到原点范围的结构的话,则如本实施方式那样可知,与向一个方向的旋转相比,则返回至原点范围的时间过多。
对打开量的计算进行说明。
对利用本实施方式的门打开机构打开冷冻室5的门时的打开量进行说明。图18是说明敞开冷冻室5时的冷冻室的速度和打开量的关系的图。
通过图6中所说明的冷冻室5的打开动作,在图18所示的移动量33的范围中,冷冻室5由门驱动装置10从驱动销20借助于按压面21施加打开方向的力而被打开。这里,由于冷冻室5在以移动量33打开的时刻(5’)具有速度V,所以因惯性继续打开,且惯性打开量74的区间没有驱动力,且逐渐减速最终打开到最大打开量73的位置(5”)而停止。
这里,若将包含所存放的食品在内的冷冻室5的整体质量设为m,则移动量33的位置上的运能E是
E=(m×V2)/2    (式1)
这里,若将滑轨11所具有的摩擦系数设为μ、重力加速度设为g,则由滑轨11产生的摩擦力F是
F=μ×m×g    (式2)
由摩擦力消耗的能量E2相当于摩擦力F和受摩擦而移动的距离L即惯性打开量74的积,所以,
E2=L×F=L×μ×m×g    (式3)
这里,若冷冻室最开始具有的动能到停止全部由摩擦消耗,则由于E=E2,所以
(m×V2)/2=L×μ×m×g    (式4)
两边除以m,
(V2)/2=L×μ×g    (式5)
所以,将(式5)变形,惯性打开量74(即L)表示为
L=(V2)/(2×μ×g)    (式6)
即,由式6可知,惯性打开量74与冷冻室5的质量m没有关系,依赖于滑轨的摩擦系数μ和在移动量33时刻的速度V即驱动销20和按压面21相背离,从旋转板19传递到连结板16的打开方向的驱动力消失,用惯性开始打开时刻的速度。
这里,冷冻室5的质量m当然因所存放的食品的量而不同,但另一方面却希望用电动打开冷冻室的场合的冷冻室5的最大打开量73不论食品的量如何都大致固定。即,滑轨11的摩擦系数μ是由滑轨确定的固定值,要想使最大打开量73大致固定,最好是减少速度V因食品量的变动。于是,理想的是使驱动机构15的减速比足够大、使施加给电动机24的负荷转矩的变动减小、以减小转速的变动的结构,例如最好是使减速比在1/100以上。通过增大减速比,使电动机24的输出转矩有更大的富裕量,所以能够减少食品量的多少引起的电动机24转速的变动,从而能够减少食品量的多少引起的最大打开量73的变动,因而适合。
对与凸轮结构的对比进行说明。
冷冻室5仅打开移动量33并利用惯性移动时的速度V,如利用图6(d)说明的那样,由于是第三驱动销20c向打开方向23c的方向移动的速度,所以与旋转板19的转速成比例,而且与第三驱动销20c和第三按压面21c的接触点75c与驱动轴18的旋转中心的距离即旋转半径r成比例。这里,如在图6(c)至图6(d)中所示的那样,接触点75c(图6(e)中75d)的位置,在以旋转中心即驱动轴18为基准时位于与打开方向23大致正交的方向即图示上方,因此连结板16向打开方向23的移动速度与第三驱动销20c绕驱动轴18旋转时的向圆周方向速度即周向速度大致相等。
其次,为了与有关上述所说明的本实施方式的结构相比,使用图13对使用一直以来已知的凸轮的结构的打开速度进行说明。在图13中,凸轮76绕旋转中心77沿旋转方向80的方向旋转自如地以轴支撑,且是外周78偏心的平板形状。与凸轮76的外周78接触地设有凸轮承受板79,凸轮承受板79设置在冷冻室5上,通过凸轮76向旋转方向80旋转而将凸轮支承板79推向箭头81方向而移动,所以冷冻室5与凸轮承受板79一起向图示左方打开。
此时,凸轮76在用虚线所示的76’的位置时与凸轮支承板79’在接触点86处接触。若用箭头83表示此时的接触点86的周向速度的话,则凸轮承受板79’向图示左侧的打开方向的移动速度为周向速度的箭头83的向打开方向的投影成分即相当于箭头84的部分,向与打开方向正交的方向的投影成分即箭头85的部分在使凸轮76和凸轮板79上产生滑动。这样,使用了凸轮的结构的场合的向打开方向的速度只不过是通过凸轮76旋转而产生的凸轮76和凸轮承受板79的接触点的半径的变化量,所以凸轮承受板79所受的速度不只比凸轮76的周向速度小,且在凸轮76和凸轮承受板79之间产生滑动,从而容易产生凸轮76或凸轮承受板79的磨损和摩擦音等问题。再有,在使用了图13所示的凸轮的结构中,只有把门向左方按压的功能,而没有把门关上的功能。
对关闭动作进行说明。
在关闭了冷冻室的场合,有时由于某种原因冷冻室5没有关闭到磁性密封件14被吸上,在磁性密封件14与电冰箱主体1之间存在间隙即所谓的半开门状态。用图7来说明这样的半开门状态下的门驱动装置10的动作。
图7是表示本实施方式的门驱动装置10闭锁冷冻室5时的动作的图,(a)是表示冷冻室5没被关闭,连结板16的图示左端处于比引入位置34仅移动了可进行关闭动作的关闭驱动范围即打开量35的状态。如果在冷冻室5上设有闭合件13,则通常通过闭合件13产生的引入力冷冻室被引入而被关闭,但很少产生滑轨11的动作因一部分食品挂上,或某些原因暂时迟滞(不顺畅)而不能引入的情况。
这里,若将旋转板19绕驱动轴18向箭头CW方向旋转,则第三驱动销20c与图示左侧的回动面22抵接,该回动面22与连结板16的承受面21面对。图7(b)表示使旋转板19向箭头CW方向进一步旋转的状态,但由于连结板16被第三驱动销20c推向箭头36方向而移动,所以连结板16的图示左端一直移动到引入位置34。该图7(b)所示的位置表示磁性密封件14吸附到冰箱主体1上冷冻室5处于完全关闭的位置。然后,使旋转板19向箭头CCW方向旋转而处于图7(c)的状态,直到旋转到与图3所示的同样的位置而停止。
通过上述那样的动作,即使冷冻室5未完全关闭而处于所谓半开门的状态,通过使旋转板19向与打开冷冻室5的场合的相反方向旋转,也能够对连结板16施加关闭冷冻室5的方向的力而将其关闭,因而防止了半开门而为佳。
如刚才所说明的那样,打开冷冻室5时的力需要拉离磁性密封件14的力和闭合件13引起的引入力的总和以上的力,但由于在关闭时不需要拉离磁性密封件14的力,且产生闭合件13的引入力,所以,由本实施方式的门驱动装置10施加的关闭力与打开的力相比的话是非常弱的力就足够。根据本实施方式,由于构成在关闭冷冻室5时,离驱动轴18位于最远处的第三驱动销20c推压连结板16的回动面22的结构,所以,假设施加给驱动销18的驱动转矩与打开时相同,但关闭力与打开力相比,也仅小r1/r3而为佳。这样,即使万一在冷冻室5和冰箱主体1之间夹有手指等的情况下,由于夹持力小所以安全。
再有,使关闭速度为低速而进行慢慢关闭的动作是安全的。因此,最好是使关闭动作比打开冷冻室5的动作更低速。
这里,根据图2说明可关闭冷冻室5的打开量35即关闭驱动范围,打开量35最好是比形成冷冻室5的前面的门体5a的厚度即门厚度71小。这是因为,若使打开量35比门厚度71大,则开始引入冷冻室5时有可能在冷冻室5和蔬菜室6或切换室3的门之间产生的门间间隙72夹住手指等,但是若打开量35比门厚度71小,则不可能夹住手指,所以安全性更高。
对手动动作进行说明。
其次,使用图8对处于冷冻室5关闭的状态时的旋转板19的最佳位置进行说明。在图8中,用实线图示的连结板16的图示左端与引入位置34一致,冷冻室5处于关闭位置。在冰箱中,即使具备本实施方式那样的门驱动装置10,但还有因某种原因使用者用手拉出冷冻室5的情况。或者,在门驱动装置10因故障不能动作等的场合,使用者希望可以手动自由开闭。在这样的手动开闭的场合,理想的是门驱动装置10构成在开闭冷冻室5时不产生妨碍使用者手动动作或动作迟钝等的现象的结构。
若使用者用手动从冷冻室5关闭着的状态拉出冷冻室5而打开,则设置在冷冻室5上的连结板16向图示左侧移动处于虚线的位置。在虚线的位置,对各符号附加’来表示。这里,旋转板19处于用图8的实线表示的位置,在该位置,在设置于连结板16上的第二承受面21b的前端即第二前端37b和第一驱动销20a之间有间隙38,若连结板16向图示左方移动时,第二前端37b和第一驱动销20a存在不接触的位置关系,则使用者用手拉出冷冻室5时连结板16和驱动销20不接触,从而能够自由地拉出冷冻室5并打开。
其次,旋转板19处于虚线的位置19’,在该位置,在设置于连结板16上的第一前端37a和第三驱动销20c之间有间隙39,若连结板16向图示左方移动时,第一前端37a和第三驱动销20c存在不接触的位置关系,则使用者用手拉出冷冻室5时,由于连结板16和驱动销20不接触,从而能够自由地拉出冷冻室5并打开。
如上述所说明的那样,为了在使用者用手动开闭冷冻室5时连结板16和驱动销20不接触,只要连结驱动轴18和第一驱动销20a的线处于原点范围40(连接板16不与驱动销20干涉的旋转板19的角度范围)的角度范围内即可。因此,在关闭冷冻室5的场合,理想的是设定成旋转板19处于上述原点范围40(可产生上述的间隙38及39的连结驱动轴18和第一驱动销20a的线的角度范围),用手动开闭使用性也良好。将这样的旋转板19的角度范围在本实施方式中称为位于原点范围。
对控制系统的结构进行说明。
其次,使用图9对用于控制门驱动装置10的控制系统的结构进行说明。图9是表示控制系统的结构的方框图。具备打开开关8的操作显示部7(参照图1),在使用者按下打开开关8时,将该信号输送到控制基板14。设置在冷冻室5以及蔬菜室6上的驱动机构15(参照图2、图4、图5)的各电动机24、和检测驱动轴18的旋转位置的旋转检测机构32、以及检测门的开闭状态的门检测部17与控制基板41连接。92表示设置在冷冻室5的门体5a和蔬菜室6的门体6a上的由使用者操作的打开开关88的开关主体92,其详细用图20在后面叙述,设置在该冷冻室5和蔬菜室6上的开关88可与图1所示的冷藏室2的打开开关8有选择地设置,另外考虑使用的便利性也可以设置双方的开关。
门驱动装置10以及控制电路41的驱动所需要的电力由电源42供给。旋转检测机构32(参照图5)作为一例,可以是通过轴的旋转其电阻值发生变化的可变电阻器,或者是检测轴的规定的旋转位置的微型开关等的检测元件。门检测部17a(参照图2)具备检测冷冻室5的门是否完全关闭的第一门检测部17a,和检测冷冻室5的门的打开量是否在规定的打开量35(参照图7)以下的第二门检测部17b,例如,可以是门所配备的磁铁和冰箱主体1所配备的霍尔元件,或者是微型开关等的检测元件。
在操作显示部7上也可以配备报知元件70,用于将门处于半开门状态的情况通知使用者。该报知构件70的一例,可以使警报器鸣叫,或者使灯点亮或忽亮忽灭。
对打开控制进行说明。
使用图10对打开冷冻室5时的打开控制顺序进行说明。图10是表示打开冷冻室5时的打开控制顺序的流程图。
若开始打开动作(方块43),则控制电路41监视旋转检测机构32的状态,并检测驱动机构15的旋转板19是否处于开始动作的原点范围40(方块44)。这里,原点范围40是指如图8所说明的那样,即使在用手动开闭动作冷冻室5的场合,连结板16也处于不与驱动销10干涉的范围的状态。
如果旋转板19不在原点范围40的场合,将电动机24通电(方块45),使旋转板19旋转而处于原点范围。使电动机24向CW方向旋转还是向CCW方向旋转的判断是控制电路41利用来自旋转检测机构32的信号来判断旋转板19相对原点范围40偏向哪一个方向并对电动机24决定驱动电压的施加方向。
在检测出旋转板19处于原点范围40,且控制电路41检测使用者已操作打开开关8的情况后将电动机24通电(方块47)使旋转板19旋转。此时的旋转板19的旋转方向,在图3中为CCW方向,若旋转板19旋转,则如图6中说明的那样,连结板16被驱动销20推压而将冷冻室5打开。电动机24继续旋转,如果确认到由旋转检测机构32检测出的旋转板19的旋转位置进入了原点范围40的情况(方块48),则使电动机24停止(方块49)并结束一连串的打开动作(方块50)。
对电压的施加方法进行说明。
这里,对使电动机通电(方块47)并开始打开冷冻室5时的电压的施加方法进行说明。在将电动机通电时额定电压急剧增加,在电动机的线圈中流动冲击电流,电动机输出最大的输出转矩,从停止状态开始急剧旋转。因此,在冷冻室5开始打开时进行最大的加速,开始打开时的动作迅速且猛力打开。
于是,希望使电压以如下方式变化地进行通电,即:在将电动机24通电(方块47)时,不是额定电压急剧增加,而是在通电之初例如施加额定电压的1/2程度的低电压,在开始驱动门驱动装置10后,打开冷冻室5的同时使电压逐渐增高,并在图6所示的打开动作中的(c)至(d)的状态、从驱动销20传递到连结板16的向打开方向的速度成为最大之前,连续或断续地使电压上升达到额定电压。这样,通过使电压逐渐增加,冷冻室5开始打开时的动作变得缓慢,所以不会猛力打开,可以给予打开动作以高极感。
再有,在经过了图6(e)的状态后,旋转板19继续向CCW方向旋转后,并旋转到图6(a)所示的位置后停止,但是冷冻室5打开后,处于不对旋转板19施加负荷而空转的状态。因此,在经过了图6(e)的状态后也可以使施加给电动机14的电压比额定电压低,使电动机24的转速为低速。这样,通过使电动机24的旋转为低速,具有能够降低电动机24产生的噪音或振动而实现安静动作的效果。再有,虽然要使旋转板19可靠地停止在图8中说明的原点范围40,但通过以低速旋转使得电动机24停止时不会停过,所以停止精度提高从而合适。
对开关结构进行说明。
其次,说明使用者对本实施方式的开闭机构给予打开指示时的开关结构的一例。图19是具备本实施方式的门开闭机构的冰箱的局部剖视图,图20表示图19所示的S部的放大图。S部表示构成冷冻室5的前面门体5a的上边缘和门关闭时与门抵接的主体1侧框体87的附近。
在门体5a的上端设有按钮88,该按钮88比门体5a突出。在按钮88的里侧设有按压杆89,按钮88和按压杆89贯通于门体5a且可滑动地被支撑。按钮88和按压杆89利用由回动弹簧90产生的回动力,在图20(a)中被付与图示左方向的力并由未图示的制动器等保持位置。在与框体87的门体5a接触的一侧设有例如微型开关等的开关主体92,在框体87的内部设有从开关主体92至控制电路41的配线94。
若使用者用手按压按钮88,则如图20(b)所示,是将按压按钮88和按压杆89向图示右侧仅移动按压量91的结构,按压杆89按压设置在开关主体92上的柱塞93并闭合设置在开关主体92内部的未图示的触点,从而可将使用者按压按钮88的信号传递到控制电路41。
若使用者将手离开按压按钮88,则按钮88和按压杆89通过回动弹簧90产生的图示左方向的力向图示左方移动,恢复到图20(a)所示的状态,柱塞93恢复且开关主体92内部的触点返回到断开的状态。
通过这样构成,可构成开关主体92和将开关主体92连接到控制电路41的配线仅配置在主体侧框体87的内部的结构,所以具有不必在门体5a上设置配线的效果。
与上述的本实施方式的结构不同,若在门体5a上设置开关主体92,则配线94必须从门体5向主体1引出并连接到控制电路41,而门体5a是作为抽屉式进行开闭的结构,所以配线94需要在关闭冷冻室5时具有比冷冻室5的最大打开量大的长度并处于松弛的状态。在该结构中,在拉出冷冻室时,需要上述松弛的配线94也一起拉出,但在开闭时配线94有可能缠绕或挂在某处。
再有,从使用者来看,在按压按钮88时,施加将冷冻室5向里侧关闭方向的力。如果在使用者刚按压按钮88就从控制电路41将电动机24通电且冷冻室5以电动向箭头23方向进行打开动作,则在刚开始的时候冷冻室5开始向与使用者加力的相反方向即使用者跟前方向打开,对于使用者来说是感觉不自然的动作。
另一方面,在本实施方式中,若是在使用者按压按钮88的时刻不对电动机24(参照图4)通电,而将手离开暂时按下的按钮88时对电动机24通电的动作,则使用者将手离开按钮88并随着将手向跟前撤回的动作,冷冻室5向跟前打开,所以使用者手的动作方向与冷冻室5的动作(打开)方向为同一方向,因此从使用者来看不会有对动作的不协调感,具有得到自然操作感的效果。
这种动作只要是在控制电路41检测使用者将手离开按钮88而开关主体92内部的触点返回到断开状态的时刻,将电动机24通电且冷冻室5以电动打开的动作即可实现。
对关闭控制进行说明。
使用图11对冷冻室5从未完全关闭的所谓半开门状态关闭冷冻室5时的控制顺序进行说明。图11是表示关闭冷冻室5时的关闭控制顺序的流程图。关于从开始动作(方块51)至检测原点范围(方块52)直到将电动机24通电(方块53)前的动作,与图10的方块43至方块45相同。
若门检测部17的第一门检测部17a检测到冷冻室5的门,则可确认冷冻室5不是半开门状态而是关闭状态,因而完成门关闭动作(方块55)。第一门检测部17a未能检测出门关闭,且第二门检测部17b检测出门和冰箱主体的打开量在打开量35以下后,则冷冻室5处于以打开量35以下打开着的状态。如果第二门检测部17b未能检测到门,则冷冻室5以打开量35以上而打开着,所以用本实施方式的门开闭机构无法关闭。该场合,使报知机构70鸣叫而将半开门的警报通知使用者(方块57)。
如果第二门检测部17b检测到门,则冷冻室5处于半开门状态且是可由门驱动装置10关闭的区域,所以对电动机24通电(方块58)。此时的旋转方向在图7中为CW方向。且此时,通过将施加给电动机24的电压降低到例如额定电压的1/2至1/3程度,若使旋转板19的转速降低,则由于旋转板19以低速向CW方向旋转,所以第三驱动销20c不产生与连结板16的第三承受面21c冲突的撞击,并且关闭力下降,因此在安全方面合适。
若将电动机24向CW方向通电规定时间例如3秒(方块59),则旋转板19达到图7(b)的状态,并使连结板16向箭头36方向即关闭冷冻室5的方向移动来关闭冷冻室5。在经过所定时间后,此次将电动机24通电向CCW方向移动(方块60),如图7(c)所示,使旋转板19旋转到原点范围40(图8所示),如果利用旋转检测机构32(参照图5、图8)的信号检测到位于原点范围后(方块61),则使电动机24的旋转停止(方块62)。这里,若第一门检测部17a检测到冷冻室5关闭的情况(方块63),则由于可确认冷冻室5被完全关闭,因而结束处理(方块66)。
如果第一门检测部17a未能检测到冷冻室5的关闭,则由于可判断为继续着半开门状态,所以重复多次进行从方块58至方块63的处理即对电动机24通电使旋转板19向CW方向旋转而关闭冷冻室5的动作(方块64)。如果重复规定的次数,例如三次该关闭动作后,第一门检测部17a还未能检测到关闭,例如判定为被某物夹住而不能关闭冷冻室5,使报知机构70鸣叫将处于半开门的警报告知使用者(方块65)。
再有,为了防止例如小孩误按压打开开关8而打开冷冻室5碰到小孩身体等的现象,也可以做成能以如下方式设定的结构:使用者可以选择使打开开关的动作无效从而不进行图10中说明冷冻室5的打开动作,而仅进行图11所示的关闭动作。
对以四级结构扩大行程进行说明。
上述的说明,对在旋转板19上设置三根驱动销20的方式进行了说明,但驱动销20并不限定于三根,在图12中进行说明。图12表示在旋转板19上离驱动轴18为距离r4(>r3)的位置处设置第四驱动销20d。在连结板16上设有用于抵接第四驱动销20d的第四承受面21d。
在进行打开冷冻室5的动作时,进行与图6所示同样的动作,而且由于第四驱动销20d向图示左方推压第四承受面21d,所以连结板16受到来自旋转板19的力的范围被扩大。另外,由于r4>r3,所以若驱动轴18的转速固定,则第四驱动销20d向图示左方推压第四承受面21d的速度,与没有第四驱动销20d的场合相比会加大r4/r3。如以上说明的那样,由于力的范围和速度双方扩大,所以在打开冷冻室5时冷冻室5的打开量增大,从使用者来看,按压打开开关8后的打开动作的反应提高,从而可得到舒适的操作感。
并且,在将旋转板19向箭头CW方向旋转并与图7中所说明的一样将连结板16向箭头36方向移动而关闭冷冻室5时,虽然第四驱动销20d推压第四承受面21d,由于第四驱动销21d自驱动轴18的距离r4比第三驱动销21c大,所以,即使连结板16的打开量35仅加大r4/r3也能关闭冷冻室5。这样的话,可扩大可从半开门状态关闭的打开量35,所以即使发生半开门,也能更加可靠地关闭冷冻室5,实现节能的同时可防止所存放的食品因外部气体的侵入而劣化。
对门驱动装置的实际安装进行说明。
其次,以下使用图14-图17说明将图12(实施四级结构的行程)所示的门驱动装置10组装在冰箱中的旋转驱动体以及连结部件的结构。另外,图12是用于说明有关本实施方式的门驱动装置的动作的图,图14-图17是表示将门驱动装置应用于实际的冰箱的场合的具体结构的图。图14-图17在附图上与图12上下反过来表示。
在图中,10表示门驱动装置、15表示安装在冷冻室底壁侧的驱动机构、18表示驱动轴、19表示利用上述驱动轴18而转动的旋转板,如图所示,在该旋转板19上设有作为以四级结构扩大行程的驱动传递部件的驱动销20(20a...第一驱动销、20b...第二驱动销、20c...第三驱动销、20d...第四驱动销)。
并且,这些驱动销20a、20b、20c、20d和驱动销18之间的距离如上面所说明那样。另外,如图16所示,该驱动销20a、20d的高度方向H尺寸做成比驱动销20b、20c的高度尺寸大高约2倍。换言之,驱动销20b、20c做成因上述高度方向的抵接位置不同而在驱动销20a、20d所抵接的连结板16的承受面21b、21c不抵接的尺寸。
这样,如果在旋转板19和连结板16之间发生异常,也可防止驱动销20b咬入承受面21a旋转板19和连结板16被制动。同样,因上述高度方向的抵接位置不同,可防止驱动销20c咬入承受面21d。
95是设置在旋转板19上的磁铁,该磁铁95与未图示的检测机构一起进行利用驱动轴18而旋转的旋转板19的原点找位。检测图8所示的原点范围40的例如中点部,具有与图5所示的旋转检测机构32同样的功能,适合于取代该机构32。即,由驱动轴18驱动的旋转板19,如刚才说明的那样,在旋转后经常在图15所示的位置停止,例如即使在停电的场合,也可以与连结板16不干涉地预先用手动来开闭门。因此,在磁铁95的位置(图15所示的位置(原点范围,参照图8))停止。换言之,驱动轴18的停转通过后面叙述的霍尔IC来控制。
96是设置在形成驱动机构15的底座板15a上的导向件。该导向件96做成并排设置两个突片96a、96b,入口侧的开口与其它地方相比,如图14以及图15那样较宽阔地形成。这是为了使连结板16的滑动部16a(参照图17)容易进入导向件96。即,由于连结板16安装在抽屉门一侧,冰箱主体一侧的尺寸误差自然受组装误差的影响,当然受装配有连结板16的抽屉门一侧的尺寸误差、组装误差的影响。因此,先在导向件96内滑动的滑动部16a的位置往往产生左右偏移。即便有该误差,连结板16的滑动部16a很容易地进入导向件96。
另外,在导向件96的突片96b上设有两个霍尔IC97、98。该霍尔IC97、98检测设置在连结板16的滑动部16a上的磁铁99、100的接近或背离并进行动作,使驱动旋转板19的驱动轴18停转。另外,在图示的例子中设置在连结板16上的磁铁表示的是与霍尔IC97、98的间隔对应配置的两个磁铁的例子,但并不限于此,可以是对应霍尔IC97、98的间隔长度的一个板状磁铁,也可以是对应板状磁铁的前端部分的插入位置,霍尔IC97、98进行仅接通98、接通97和98、97和98断开的动作的元件。
即,与连结板16侧的磁铁99、100一同霍尔IC97检测冷冻室5的门是否完全关闭,霍尔IC98检测冷冻室5的门的打开量是否是规定的打开量(例如图7(a)所示的35以下)。即,如图16所示,磁铁99、100与霍尔IC97和霍尔98相对时为完全关闭状态,磁铁99位于霍尔IC97和霍尔98之间时为半开门状态(例如打开量35)。另外,平常在完全关闭状态下,冷冻室5的门处于待机。
图14-图17所示的本实施方式的结构例中的旋转板19和连结板16利用与用在图12中说明的四级结构来扩大行程的结构相同的要领分别动作。并且该结构例与图12的结构不同之点在于,在第一承受面21a只抵接第一驱动销20a。即,由于构成第一驱动销20a和第二驱动销20b其高度尺寸不同,第二驱动销20b够不到第一承受面21a的结构。具体地说,第一和第四驱动销20a、20d的高度高,第二和第三驱动销20b、20c的高度低,第一承受面21a形成垂下部以便只与第一驱动销20a抵接,第二和第三驱动销不与承受面21a的垂下部抵接而是穿过去。第二和第三承受面21b、21c其各自的承受面的垂下部的长度形成得较长,以便高度低的第二和第三驱动销能够抵接。
在上述的各个驱动销和承受面的构造中,打开冷冻室时,用手动打开的同时进行如用按压按钮88的电动打开那样的异常动作的场合,若不采用上述的本实施方式的结构例,第一驱动销不抵接第一承受面而通过(连结板16因手操作提前前进)第二驱动销抵接第一承受面21a,与其他驱动销和承受面的构造上的配合关系相互作用,连结板16和旋转板19处于制动状态,产生冷冻室的打开动作不能进行的情况。因此,若采用上述的本实施方式的构成例,由于第二驱动销、第三驱动销穿过第一承受面21a,所以连结板16和旋转板19不会处于制动状态。
另一个较大的不同点在于,形成导向件96,并在形成该导向件96的突片96b上设由两个霍尔IC97、98。即,这两个霍尔IC97、98利用与设置在连结板16侧的磁铁99、100的位置关系,可靠地进行冷冻室5的打开动作,并且,即使冷冻室5处于未完全关闭的半开门状态,也可以通过使旋转板19向与打开冷冻室5的场合相反的方向旋转,对连结板16施加关闭冷冻室5的方向的力可将其关闭,所以,防止半开门并可得到防止冷却性能降低或者节能的效果。
当然,该连结板16的回动面22利用图7中说明的要领,利用第四驱动销20d向关闭门的方向推压。另外,图15所示的回动面22为了使此时驱动销20d的动作良好地进行,可以预先作成45度以下的倾斜面(在图15中回动面22形成相对于图面的上下垂直线向左倾斜的圆弧状面)。
另外,驱动装置15用螺栓等固定在构成冷冻室5的箱体侧。因此,在拉出冷冻室的门时,旋转板19当然留在箱体侧。另一方面,安装在冷冻室一侧的连结板16与门一起拉出。该门拉出时,刚才说明的旋转板19和连结板16的配合关系当然被解除。换言之,上述旋转板19和连结板16的安装构造占非常重要的分量。
为此,在本实施方式中,确保一体制作安装有旋转板19的底座部件15a(参照图15)和导向件96的尺寸的同时,将形成导向件96的突片96a、96b之间的导向槽宽度尺寸做成接近于连结板16侧的滑动部16a的壁厚,从而确保旋转板19和连结板16两者的安装位置并使尺寸关系稳定化。再有,将连结板16安装在门一侧而形成的对箱体的上下尺寸的偏差,通过预先充分确保突片96a、96b和滑动部16a的搭接量(在图17的图面中上下方向的全部重叠部分)来应对。
对制动检测方法进行说明。
刚才叙述的是,在关闭门体5a时,不需要拉离磁性密封件14的力,且产生闭合件13的引入力,所以,关闭力与打开力相比,是较弱的力便足够,在关闭门体5a的场合,通过降低向电动机24的附加电压,即使在与冰箱主体1之间夹住手指等的场合,夹持力也小,从而提高安全性。
但是,在图11所示的流程图中,虽然采用的是在要进行关闭动作的方块58中将电动机24通电,并使旋转板19向CW方向低速旋转,在方块59中等待规定时间的结构,但是在该规定时间期间持续关闭力,所以夹有物或手指的场合,检测这种情况立即停止电动机24等,安全性更高。作为该停止的判断,可判断为,即由于连结板16与门体5a联动动作,并且旋转板19与连结板16抵接的同时动作,结果在旋转板19被制动时,门体5a因某些理由停止。
使用图21-图26说明旋转板19的制动检测的具体方法。图21是表示控制电路41内容的方框图。这里,作为电动机24的具体例子采用直流电动机24a。41a是进行控制的微机、41b是使直流电动机24a正反转以及可改变输出电压的驱动器IC、41c是检测在直流电动机24a中流动的电流的电流检测电路。另外,在直流电动机24a的前端连接有驱动齿轮30以及旋转板19。
图22是普通的直流电动机的基本特性图(纵轴表示电动机转速和电动机电流),本实施方式的直流电动机24a也同样。转速在负荷转矩为零时最高,将此时的转速称为无负荷转速,负荷转矩比规定值高时,转速为零即电动机制动,此时的转矩称为停转转矩。另外,电动机电压越低,无负荷转速以及停转转矩越小。对于电流而言,虽然与负荷转矩成比例关系,但电动机制动时电流(停转电流)因电动机电压而不同。电动机电压=E1时电动机制动电流=I1,电动机电压=E2时电动机制动电流=I2。
对于旋转板19是否制动的判定,在驱动直流电动机24a的过程中,来自电流检测电路41c的电动机电流检测值在电动机电流检测值≥制动值的状态持续规定时间后判断为旋转板19制动。从图22的图可知,利用了电动机制动(转速为零)后电流变高的特性。
用图23的时间图表示,动作如下,即、在(1)中,驱动器IC41b接受来自微机41a的信号向直流电动机24a附加规定电压,在(2)中,在门体5a因以某种理由停止时,则旋转板19制动,也就是直流电动机24的电流变高,比图示的虚线的制动判断值更高的状态持续t1时间后的时刻(3)中,使附加电压为零。另外,进行正常关闭动作的场合(旋转板19可正常旋转的场合)的电动机电流值,为了避免错误判断,当然必须比制动判断值低。
另外,图24所示的流程图表示将该制动检测方法装入通常的关闭动作的控制中。这是相对图11的流程图将方块59部分变更为制动判断的图。
在方块58中,电动机通电时,若门体5a正常关闭,则旋转板19制动,在方块59中被判断为制动,从判断为制动的图23的(3)时刻不进行所需以上电动机通电。另外,在夹有物体等没有正常关闭的场合,在方块59中进行制动判断,从图23的(3)时刻,立刻结束关闭方向的通电,可成为安全性高的关闭动作。另外,也可以取代通电结束(断开向电动机的附加电压)而使向电动机的附加电压减低并等待制动的解除,在制动主要原因解除后继续关闭动作。
另外,该制动判断可适用于不仅是关闭动作而且打开动作等的使旋转板19旋转等的所有场合。例如,在进行打开动作时,在门体5a前有物体等门体5a无法打开的情况,通过制动判断可立即断开电流,从而可提高安全性。但是,如上所述,在打开动作和关闭动作时,对直流电动机24a附加的附加电压发生变化。这种情况,旋转板19被制动后即直流电动机24a被制动后的电流值如图22所示不同。于是,如图25所示,对应向电动机施加的附加电压来改变制动判断值是有效的。
另外,还有其它应注意的方面。为了防止来自外力的破损,在驱动机构15上设有转矩限制机构31(参照图5)(例如,在对驱动机构强行施加不需要的力的场合,若没有转矩限制机构,则存在减速机构的齿轮损伤的情况,若有转矩限制机构,则是该机构滑动吸收不需要的力)。转矩限制机构31可以说是通过来自外部的转矩(力)达到规定值以上时滑动而在所要传递的转矩上设置限制的机构。
以旋转板19和直流电动机24a的关系来看转矩限制机构所起的作用,如图26那样。图26的纵轴表示电动机转速和电动机电流,旋转板负荷转矩为零时电动机转速最大,电动机电流最低。随着旋转板负荷转矩的增加,电动机电流增加,对于转矩限制值以上的负荷,电动机电流在其以后为固定值I3,转矩限制机构滑动。
在施加给旋转板19的负荷转矩超过转矩限定值的范围,施加给直流电动机24a的负荷转矩也被限制为固定。因此,如图26所示,在超过转矩限制值的范围,电动机转速不为零(不制动),电动机电流值也为固定值在此以上不会增高。也就是若将制动判断值设定得比I3高则导致不能进行制动判断。因此,在设置转矩限制机构31的场合,以下各值的关系必须成立,即转矩限制机构31起作用时的电动机电流值>制动判断值>正常动作时的电动机电流值。
对上下段的动作进行说明。
对在冷冻室5以及蔬菜室6双方设置本实施方式的门驱动装置的场合的动作进行说明。这里如图2所示,蔬菜室6位于最下段的底面附近,在其上段设有冷冻室5。
在使用者站立在冰箱1的正面打开冷冻室5时,以电动打开冷冻室5的量若在例如15cm-20cm程度的话,则由于打开时可从开口部看到冰箱的内部而为佳。另一方面,对于蔬菜室6,由于蔬菜室6位于地板附近,若与冷冻室同样地打开的话,则打开时蔬菜室6的门下端有可能会碰到使用者的脚尖。
为了防止打开门时蔬菜室6的门下端碰到使用者的脚尖,出于安全方面的考虑希望位于下段的蔬菜室6与位于上段的冷冻室5相比打开时的打开速度低,并且使打开量减小至例如10cm以内。另外,在上述的说明中,是蔬菜室位于冷冻室下段进行说明的,但是在冷冻室位于蔬菜室下段的场合也希望冷冻室的打开量和打开速度比蔬菜室小。
对作用及效果进行说明。
根据本发明,具有可以降低冰箱的抽屉门的打开力而轻快地打开门的同时,从所谓半开门状态自动地关闭门,提高节能效果的效果。
即,在从关闭状态开始打开冷冻室5时,通过配置在离驱动轴18最近的第一驱动销20a推压连结板16将其驱动,以低速输出较大的力拉离磁性密封件,接着通过设置在比第一驱动销20a远处的第二驱动销20b推压连结板16,以中等程度的速度输出中等程度的力进行驱动,抵抗闭合件31的引如入力而继续打开动作并将冷冻室5加速,接着,设置在比第二驱动销20b距驱动轴18远处的第三驱动销20c推压连结板16,力虽小但通过以高速驱动可以进一步加速冷冻室5,所以,由于可靠地进行冷冻室5的打开动作而情况良好,具有能够可靠地进行打开动作的效果。
并且,即使在处于冷冻室5未完全关闭的所谓半开门状态时,通过使旋转板19向与打开冷冻室5的场合相反的方向旋转,可对连结板16施加关闭冷冻室5方向的力将其关闭,所以防止半开门并获得节能效果。通过多次重复上述关闭动作,可获得可靠防止半开门的效果。并且,若开始关闭冷冻室的打开量35比门厚度71小,由于不会夹住手指等,所以具有安全性高的效果。
在用手动进行开闭的场合,由于本实施方式的门开闭机构中的设置在冰箱主体上的驱动机构和与抽屉门一体设置的连结板不接触,所以不妨碍抽屉开闭时使用者的手动动作,不会产生开闭动作不流畅等的现象,所以使用便利性良好,另外,具有即使万一发生故障时也不会影响使用便利性的效果。
另外,在本实施方式中,不会发生驱动机构(旋转板)和连结板配合(滑动)时旋转板一侧的驱动销的咬入的事故,当然这通过设置导向件可确保可靠的组合。
另外,具有使门驱动装置免受外力的保护装置,并且具有在关闭门的场合以及打开动作的场合能可靠地检测物体被夹住或冲突,安全性高的效果。
对在其它方面的应用进行说明。
在本实施方式中,表示了门驱动装置10设置在冷冻室5和蔬菜室6的抽屉门上的例子,但本实施方并不限定于此,设置在冷藏室门2的旋转式门上的结构当然也可获得同样的效果。
另外,本实施方式对在冰箱上具备门驱动装置的结构进行了说明,但是并不限定于冰箱,也可应用于例如保存文件的文件柜或向跟前拉出使用的水槽装入型的餐具洗涤干燥机等抽屉式机器,显然在该场合也具有与本实施方式中所说明的效果同样的效果。
在本实施方式中,表示了驱动机构15仅由正齿轮构成的例子,但是并不限定于正齿轮,也可以是实用了蜗轮的结构。再有,驱动销20也可以不是如本实施方式那样的圆筒状的销,而是旋转式的滚子。

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本发明涉及冰箱。用电动打开冷冻室或蔬菜室的抽屉门,并且在检测出处于半开门状态则自动关闭,另外检测门打开时及关闭时的物品的夹入或冲突并进行应对。在从关闭状态开始打开冷冻室时,通过第一驱动销推出连结板并以低速输出较大的力,接着较远的第二驱动销推出连结板以中等程度的速度输出中等程度的力并进行驱动,再有,远方的第三驱动销推出连结板,力虽小但以高速驱动,由此可靠地进行冷冻室的打开动作。冷冻室在半开门状态时,。

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