JP4384190B2 - 冷蔵庫および冷蔵庫の扉開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫の扉を電動で自動的に開閉する扉開閉装置に関する。

従来、冷蔵庫のドアを自動的に開放させる装置としては、高ギヤ比の短距離動作区間と、低ギヤ比の長距離動作区間とを備え、パッキンを引き剥がす際には大きな力を発生し、その後は高速で開放する。低ギヤ部には過負荷防止クラッチを設けた構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

あるいは、押圧部材をウォームギヤとラックによって直線運動させて、その押圧部材によって引出し扉を押し出して自動開放し、扉が開き終わると、復帰ばねで引込位置に復帰する構成が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

あるいは、引き出し扉を支持する支持フレーム内にタイミングベルトを設け、タイミングベルト上を摺動する自動オープンユニットを設け、自動オープンユニットは、引き出しケースを押し出すスライドピンと、タイミングベルト上を動作するローラーと、スライドピンとローラーを駆動させるための駆動手段とで構成した構成が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

あるいは、ウォームギヤを用いた減速ギヤの出力段に設けられ、駆動モータへの一定時間の通電による回転動作で前記本体から扉側に突出して扉を開放する、開閉扉への当接部は円弧状の平板状をなすカム装置が開示されている（例えば、特許文献４参照）。

あるいは、駆動装置は回転自在なカムを備え、扉開放スイッチからの信号により駆動装置を介して前記カムを回転させることによりカムの長径部端面が前方に突き出して扉を開放するカム装置であって、前記カムは円と楕円を組み合わせた形状または楕円形状をなすカム装置が開示されている（例えば、特許文献５参照）。

あるいは、引き出し扉の後方に出力軸にカムを備える電動機を備え、カムの回動によりフレームを押し出す。さらにキム一検知用のマイクロスイッチを備える構成が開示されている（例えば、特許文献６参照）。

特開平０２−１５７５８１号公報 特開２００１−２８０８２７号公報 特開２０００−２２０９５７号公報 特開２００２−２５７４６６号公報 特開２００１−３１７８６４号公報 実開平１−１６７５９０号公報

近年では食生活が変化し、毎日の食材をこまめに近隣の食品店で購入して調理する食生活から、郊外の大型スーパーマーケットなどで食品を例えば一週間分まとめて購入し、冷蔵庫に貯蔵して、この冷蔵庫に貯蔵した食品を毎日調理することが一般化してきている。また、冷凍食品の利用が増えたことに対応して家庭でも４００リットルを超える容量の大型冷蔵庫が一般的に普及してきている。

ところが、冷蔵庫の大型化に伴って収納される食品の量も増え、冷凍室や野菜室には例えば２０ｋｇ以上の食品を保管するので野菜室や冷凍室の扉を開く力が重くなる、という問題がある。特に、扉の開き始めにおいては、引き出しレールの摺動抵抗の他に、冷蔵庫本体に吸着しているマグネットパッキンを引き剥がす力が加わって開き力が特に重くなるので、高齢者など手指の力の弱い人には冷蔵庫を開くのが負担になってきている。

また、冷蔵庫においては扉を閉じる際に閉め方が不十分だったりしていわゆる半ドア状態になると、冷気が外部にもれて冷蔵機能が失われ、かつ電気代が余計にかかって省エネ効果が低減するとともに、保存されている食品の品質が劣化し、さらには冷蔵庫外の外気が冷蔵庫内に侵入して結露し、庫内に水滴が付着する等の問題がある。

そこで本発明では、冷蔵庫の引き出し扉の開き力を低減して軽快に扉を開放することを可能とするとともに、半ドア状態を検出して半ドア状態から自動的に扉を閉鎖して省エネ効果を向上させることができる冷蔵庫が求められている。

本発明は、引き出し扉を有する冷蔵庫の操作性を向上することを目的とする。

上述した従来技術の課題を解決するために本発明の請求項１に記載の冷蔵庫は、前後方向に引き出すことが可能な引き出し扉を備えた冷蔵庫において、冷蔵庫本体に固定された回転駆動手段及び前記回転駆動手段の回転により回転し回転方向に向かって回転中心からの距離を徐々に変化させた位置に複数の動力伝達部が設けられた回転部材と、前記回転駆動手段を制御する制御手段と、前記動力伝達部から動力が伝達され前記回転部材の回転運動を直線運動に変換させる連結部材と、前記引き出し扉が閉じられた時、前記回転部材と前記連結部材が干渉しない前記回転部材の回転位置を検出する第一の回転位置検出手段と、
前記動力伝達部が前記段差部に動力を伝えた後に、前記連結部材が前記動力伝達部から離れる前記回転部材の回転位置を検出する第二の回転位置検出手段と、回転部材の回転位置を検出する第１及び第２の回転位置検出手段を有することを特徴とする冷蔵庫とした。

本発明の請求項２に記載した発明は、請求項１において、引き出し扉を開けるためのスイッチを備え、該スイッチが操作されると前記制御手段は前記第一の回転位置検出手段の出力により前記回転駆動手段を動作させ、前記回転部材の回転中心から一番近い距離にある前記動力伝達部を前記連結部材に動力を伝え、前記回転部材の回転中心からその次に近い距離にある前記動力伝達部を前記連結部材に動力を順次伝え、前記動力伝達部を前記段差部に動力を伝えた後に、前記第二の回転位置検出手段の出力により前記回転部材の回転速度を低下させ、前記連結部材は前記動力伝達部から離れ、前記引き出し扉を開けることを特徴とする冷蔵庫とした。

本発明の請求項３に記載した発明は、請求項１又は２において、前記引き出し扉が閉じられていることを検出する第一の扉位置検出手段と、前記引き出し扉を閉めるときに前記動力伝達部が前記連結部材に動力を与えることができるところまで前記引き出し扉が位置していることを検知する第二の扉位置検出手段とを有し、前記第一の扉位置検出手段で前記引き出し扉が閉じられていないことを検知し、かつ前記第二の扉位置検出手段で前記引き出し扉が開いていることを検知し、かつ前記第一の回転位置検出手段で前記回転部材と前記連結部材が干渉しない前記回転部材の回転位置を検出した場合には前記引き出し扉を閉める動作を行うことを特徴とする冷蔵庫とした。

本発明の請求項４に記載した発明は、請求項３において、引き出し扉を閉めるときは、前記回転駆動手段の回転方向が前記引き出し扉を開けるときと反対向きに回転させ、前記動力伝達部が前記連結部材に動力を与えることを特徴とする冷蔵庫とした。

本発明の請求項５に記載した発明は、請求項４において、引き出し扉を閉めるときは、前記回転駆動手段の回転方向が前記引き出し扉を開けるときと反対向きに回転させ、複数の前記動力伝達部のうち回転中心から一番遠いところに位置し動力を伝達する部分が前記連結部材に動力を与えることを特徴とする冷蔵庫とした。

本発明の請求項６に記載した発明は、請求項１、２のいずれか１項において、前記回転駆動手段はモータとこれに電圧を与えるハーフブリッジ回路より構成され、前記第一および第二の回転位置検出手段からの信号により、前記ハーフブリッジ回路に与える駆動信号を制御することにより前記引き出し扉の開き量を調整することを特徴とする冷蔵庫とした。

上述した従来技術の課題を解決するために本発明の冷蔵庫は、
前後方向に移動自在なスライドレールに載置された引き出し扉と、前記引き出し扉を電動で開閉することができる扉開閉手段とを備え、
前記扉開閉装置はさらにモータなどの駆動源と、モータの回転を減速する減速手段と、前記減速手段によって減速された回転出力軸とともに回転するよう軸支された回転駆動体と、引き出し扉とともに移動可能に設けられ、前記開き駆動範囲において前記回転駆動体と接触する連結部材とを備え、
前記回転駆動体には複数の駆動伝達部材が設けられており、前記複数の駆動伝達部材は前記回転駆動体の回転中心から距離が互いに異なって配置されており、
さらに前記連結部材には前記複数の駆動伝達部材の各々に対応した複数の受け面を備え、回転駆動体が前記引き出し扉を開く方向である開放方向に回転すると、前記回転駆動体の回転中心に最も近い第一の駆動伝達部材が前記連結部材の第一の受け面に当接し、前記回転駆動体の開放方向への回転に伴って、回転中心から第一の駆動伝達部材よりも遠方にある第二の駆動伝達部材が前記連結部材の第二の受け面に当接して、最も回転中心から遠方にある駆動伝達部材が対応する前記連結部材の受け面に当接した後は回転駆動体と連結部材とは離反するので、簡単な構成で引き出し扉を確実に電動で開閉することができ、実用的で信頼性と安全性の高い冷蔵庫の扉開閉装置を提供することを目的とする。

また、前記扉開閉装置内に、前記回転駆動体の回転位置を検出する回転位置検出手段を備え、前記回転位置検出手段は、前記回転駆動体上の前記複数の駆動伝達部材が前記連結部材に干渉しない回転位置を検出する第１の回転位置検出手段と、最も回転中心から遠方にある駆動伝達部材が対応する前記連結部材の受け面に当接する回転位置を検出する第２の回転位置検出手段とから構成され、前記第１および第２の回転位置検出手段の検出信号に基づき、前記扉開閉装置の駆動源であるモータへの電圧印加および印加する電圧を調整して、前記回転駆動体の回転速度を制御するので、引き出し扉を静粛かつ確実に開閉することができ、信頼性と安全性の高い冷蔵庫の扉開閉装置を提供することを目的とする。

さらに、前記扉開閉装置内に、前記引き出し扉に固定した磁石の位置を検出することで前記引き出し扉に固定される連結部材の位置を検出する扉位置検出手段を備え、前記扉位置検出手段は、扉の閉鎖状態を検出する第１の扉位置検出手段と、扉が閉鎖状態から所定の距離開放されている位置を検出する第２の扉位置検出手段から構成され、前記第１および第２の扉位置検出手段の検出信号に基づき、前記扉開閉装置の駆動源であるモータへの電圧印加方向および印加する電圧を調整して、前記回転駆動体の回転方向および速度を制御するので、引き出し扉を静粛かつ確実に開閉することができ、信頼性と安全性の高い冷蔵庫の扉開閉装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、引き出し扉を有する冷蔵庫において、引き出し扉の開き力を低減して電動で静粛かつ確実、安全に扉を開放することを可能として操作性を向上するとともに、いわゆる半ドア状態から自動的に電動で扉を閉鎖して省エネ効果を向上させた冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施の形態について、以下図面に基づいて説明する。

（冷蔵庫の全体構成）
図１は本発明による冷蔵庫の斜視図であり、図２は縦断面図である。冷蔵庫本体１は複数の収納室に分割されている。最上部は冷蔵室２となっていてその扉は左右両側に開く所謂フレンチドアとなっている。冷蔵室２の下側は左右に分割された収納室となっており、その一方は機能切り替え室３となっており、もう一方は図示しない自動製氷装置によって製作された氷を蓄積して取り出す製氷室４となっている。さらにその下部は手前に引き出して開放可能な引き出し扉を備えた冷凍室５となっており、最下段も引き出し扉を備えた野菜室６となっている構成である。

冷蔵室の扉には操作表示部７が備えられており、冷凍室の開スイッチ８ａと野菜室の開スイッチ８ｂとが備えられており、ユーザが前記のスイッチを押して引き出しの開動作を指示することができる構成である。ここで、冷凍室５が野菜室６より上方に設けられている場合には、冷凍室の開スイッチ８ａを野菜室の開スイッチ８ｂの上方に設け、扉の位置関係と同様に設けておけば、ユーザが操作する際にどちらの開スイッチ８を操作すればよいかがわかり易いので好適である。

以下、冷凍室５を例に扉開閉装置について説明する。尚、野菜室６についても同様である。引き出し扉は冷凍室５の扉５ａ、スライドレール１１などによって構成され、食品を収納する容器１２がそこに載置され、手前に引き出し自在に支持されている。スライドレール１１の奥側には、前記冷凍室５を閉鎖方向に引き込む閉じ付勢手段であるクローザ
１３が設けられており、一旦開いた冷凍室５を閉じるさいに、扉５ａの開き量が例えば
５０ｍｍ以下になったらクローザ１３が図示しないバネの力によってこれを奥側に引き込む力を与え、冷凍室５を閉じる動作を補助して冷凍室５の全周に設けられたマグネットパッキン１４が冷蔵庫本体１と吸着するまで扉を閉じる。

冷凍室５の内部には扉開閉装置１０が設けられている。扉開閉装置１０は、冷蔵庫本体１側に固定して設けられた、駆動源であるモータとモータの回転を減速する減速機構とを備えた回転駆動手段（以下「駆動機構１５」）及び、駆動機構１５の回転出力軸側に設けられて回転し、回転方向に向かって回転中心からの距離を徐々に変化させた位置に複数の動力伝達部が設けられた回転部材１９と、冷凍室５の扉５ａとともに開閉され、本実施例では容器１２の奥側下面（スライドレール１１後方を接続する部材の下面）又は引き出し扉に載置される容器１２の奥側下面に設けられた連結部材である連結板１６を備えている。そして、駆動機構１５の出力軸に設けられた回転部材１９の回転力を、連結板１６に対してスライドレール１１の移動方向、すなわち回転運動を直線運動に変換するように力を加えて冷凍室５を開閉する構成である。

駆動機構１５には扉位置検出手段１７が設けられており、冷蔵室５が閉じられていることを、あるいは冷凍室５の開き量が例えば３０ｍｍ程度の所定量（後述する、閉じ駆動量である開き量３５）以内であるか否かを検出して、後述の制御回路にその信号を送る。

次に、駆動機構１５と連結板１６とを備えた扉開閉装置１０の構成について、図３から図５を用いて詳細に説明する。ここで、扉開閉装置１０は冷凍室５に設けられているものとして以下、説明するが、野菜室６の場合でも同様である。

図３（ａ）は駆動機構１５と連結板１６とを備えた扉開閉装置１０を図２の上方からみた平面図である。図３（ｂ）は駆動機構１５に設けられた後述する回転板の回転位置検出手段３２の詳細図である。図４と図５は駆動機構１５の内部構成の一例を示す斜視図である。

駆動機構１５においては、回転出力軸である駆動軸１８の周りに回転自在に回転部材
（以下「回転板１９」）が軸支されており、回転板１９には動力伝達部である駆動ピン
２０が備えられている。本実施例において駆動ピン２０は３本設けられており、駆動軸
１８からの距離に応じて距離ｒ１に第一の駆動ピン２０ａ、距離ｒ２に第二の駆動ピン
２０ｂ、距離ｒ３に第三の駆動ピン２０ｃが設けられており、それぞれの駆動ピン２０は円筒形状をなし、かつ駆動ピン２０の中心軸は駆動軸１８の回転中心軸と平行となっている。ここで、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３であるとする。すなわち、図３で示すように、回転板１９の正の回転方向（引き出しを引き出すときの回転板１９の回転方向）とは逆の回転方向に向かって、回転中心からの径を徐々に大きく変化させるように複数の駆動ピンからなる動力伝達部が回転板１９に設けられている。

本実施例において回転板１９は、冷凍室５を開放する際には矢印ＣＣＷ方向に回転する。連結板１６は先に述べたように冷凍室５の引き出し扉に設けられているので、スライドレール１１に沿って矢印２３方向に移動自在である。図３においては、図示左方向が冷蔵庫の正面側としており、連結板１６が左方向に移動することで冷凍室５は開く。

連結板１６には、複数の段差を有する段差部を有しており、冷凍室５を開放する際に第一の駆動ピン２０ａが接する第一の段差の受け面２１ａ、第二の駆動ピン２０ｂが接する第二の段差の受け面２１ｂ、第三の駆動ピン２０ｃが接する第三の段差の受け面２１ｃとが備えられている。駆動ピン２０と受け面２１との動作時の詳細な説明は後述する。

また駆動機構１５には、前述扉位置検出手段１７として、ホールＩＣ１７ｃおよび17ｄが設けられる。連結板１６と同様に容器１２の奥側下面に固定して設けられ、内部に磁石１７ｂを持つ位置検出部材１７ａの位置すなわち扉位置を検出する。

図４および図５において、モータ２４の回転軸にはモータピニオン２５が設けられており、アイドラ２６と噛み合って減速される。アイドラ２６とアイドラピニオン２７とは一体として回転し、アイドラピニオン２７はアイドラ２８と噛み合っている。アイドラ２８とアイドラピニオン２９と一体として回転し、アイドラピニオン２９は駆動ギヤ３０と噛み合って減速される。駆動軸１８と駆動ギヤ３０とは連結されており、このようなギヤの構成によりモータ２４の回転速度は例えば１／１００程度に減速され、駆動軸１８に設けられた回転板１９を回転させる。このように回転板を回転駆動するものを総称して回転駆動手段と呼ぶ。回転駆動手段は、冷凍室５、野菜室６の底部に固定して設置されている。本実施例においては、アイドラ２８とアイドラピニオン２９との間にはトルク制限手段
３１を設け、回転板１９に過大な外力が加えられた場合にはトルク制限手段３１が介在してアイドラ２８とアイドラピニオン２９とが互いにすべることで、駆動機構１５の破損を防止できる。

また、駆動軸１８の回転位置すなわち回転板１９の回転位置を検出する回転位置検出手段３２を設けて駆動軸１８の回転位置（回転板１９の回転位置）を検出できる構成としている。この回転位置検出手段３２は、回転板１９の下面に埋め込まれた磁石３２ａと駆動機構１５の上面内側に固定されたホールＩＣ３２ｂおよび３２ｃで構成される。図３(ｂ)に回転位置検出手段の詳細を示す。左図は平面図、右図は断面図である。

次に、本発明による扉開閉装置１０により冷凍室扉５を開く際の動作の詳細について図６を用いて説明する。図６は本発明による扉開閉装置１０が冷凍室５を開放する際の動作を示す図であり、（ａ）が図３と同様に冷凍室５が閉じられている状態を示しており、
（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）の順に動作することで冷凍室５を開放する動作を示している。回転板１９は駆動軸１８のまわりに回転自在であり、連結板１６は図示左右方向に移動自在に支持されており、かつ連結板１６は冷凍室５に備えられているので、連結板１６の左方向への動きが冷凍室５の開き動作を示している。ここで、冷凍室５が閉じられている状態における連結板１６の図示左端の位置を示す基準線を引き込み位置３４として表す。

（ｂ）の状態において、回転板１９は矢印ＣＣＷ方向に回転し、第一の駆動ピン２０ａが第一の受け面２１ａと接し、連結板１６に対して矢印２３ａ方向の力を生じる。このとき、第一の駆動ピン２０ａは駆動軸１８から図３に示した距離ｒ１の位置にあるので、第一の駆動ピン２０ａから連結板１６に伝えられる力は、駆動軸１８に加わるトルクをＴとすれば、Ｔ／ｒ１となる。この力を、冷凍室５のマグネットパッキンを引き剥がす力と、クローザ１３による引込力と、冷凍室５の自重および収納された食品の質量を加速する力の合力よりも大なるように設定することで、マグネットパッキンの吸着を引き剥がして、連結板１６は冷凍室５とともに図示左方向に移動して、冷凍室５は開き始める。

さらに回転板１９がＣＣＷ方向に回転した（ｃ）の状態においては、第二の駆動ピン
２０ｂが第二の受け面２１ｂと接し、第一の駆動ピン２０ａは第一の受け面２１ａからは離反する。すなわち、第二の駆動ピン２０ｂは駆動軸１８から図３に示した距離ｒ２の位置にあり、かつｒ２＞ｒ１となるようにしていて第一の駆動ピン２０ａよりも第二の駆動ピン２０ｂの方が回転中心である駆動軸１８からの距離が離れているので回転の周速が速い。そのため、第二の駆動ピン２０ｂが第二の受け面２１ｂと当接した後は、第一の駆動ピン２０ａは第一の受け面２１ａからは離反するのである。この状態において、第二の駆動ピン２０ｂは第二の受け面２１ｂに接して、矢印２３ｂの力を与える。このとき、第二の駆動ピン２０ｂは駆動軸１８から図３に示した距離ｒ２の位置にあるので、第二の駆動ピン２０ｂから第二の受け面２１ｂを介して連結板１６に伝えられる力は、駆動軸１８に加わるトルクをＴとすれば、Ｔ／ｒ２となる。この力は図６（ｂ）の状態で矢印２３ａの方向に第一の駆動ピン２０ａにより連結板１６に加わる力よりも小なのであるが、マグネットパッキンは既に引き剥がされているので、このときに加わる力はクローザ１３による引込力と、冷凍室５の自重および収納された食品の質量をさらに加速する力の合力よりも大なるように設定すればよく、連結板１６は冷凍室５とともにさらに図示左方向に移動して、冷凍室５の開き動作を継続する。

さらに回転板１９がＣＣＷ方向に回転した（ｄ）の状態においては、第三の駆動ピン
２０ｃが第三の受け面２１ｃと接し、第二の駆動ピン２０ｂは第二の受け面２１ｂからは離反する。すなわち、第三の駆動ピン２０ｃは駆動軸１８から図３に示した距離ｒ３の位置にあり、かつｒ３＞ｒ２となるようにしていて第二の駆動ピン２０ｂよりも第三の駆動ピン２０ｃの方が回転中心である駆動軸１８からの距離が離れているので回転の周速が速い。そのため、第三の駆動ピン２０ｃが第三の受け面２１ｃと当接した後は、第二の駆動ピン２０ｂは第二の受け面２１ｂからは離反するのである。この状態において、第三の駆動ピン２０ｃは第三の受け面２１ｃに接して、矢印２３ｃの力を与える。このとき、第三の駆動ピン２０ｃは駆動軸１８から図３に示した距離ｒ３の位置にあるので、第三の駆動ピン２０ｃから第三の受け面２１ｃを介して連結板１６に伝えられる力は、駆動軸１８に加わるトルクをＴとすれば、Ｔ／ｒ３となる。この力は図６（ｃ）の状態で矢印２３ｂの方向に第二の駆動ピン２０ｂにより連結板１６に加わる力よりもさらに小なのであるが、冷凍室５は既に開き動作を行っていて矢印２３ｃの方向に移動しているので、冷凍室５は容器と収納された食品も含めた自重と速度に応じた運動量をもっており、その運動量と第三の駆動ピン２０ｃから連結板１６の第三の受け面２１ｃに伝達される力とによってクローザ１３による引っ張り力に抗して開き動作をさらに継続することができる。

さらに回転板１９がＣＣＷ方向に回転した（ｅ）の状態においては、第三の駆動ピン
２０ｃは第三の受け面２１ｃからほぼ離反する状態を示している。図６（ａ）の状態から図６（ｅ）の状態に至る連結板１６の移動量３３が、連結板１６が駆動ピン２０から力を受ける範囲である開き駆動範囲、ということになる。ここで、この連結板１６の移動量
３３はクローザ１３による引込量である閉じ付勢範囲よりも大なるように設定すると好適である。すなわち、閉じ付勢範囲であるクローザによる引き込みストロークが４０ｍｍであって連結板１６の移動量３３が５０ｍｍであるとすれば、図６（ｅ）に示した位置で連結板１６が停止、すなわち冷凍室５が停止したとしても、クローザ１３によって開いたばかりの冷凍室５が閉じられることがないためである。ただし、図６（ｅ）の状態よりも冷凍室５が開放されて連結板１６が図示左方に移動すると、連結板１６は駆動ピン２０からの駆動力は受けないのであるが、冷凍室５は矢印２３ｄ方向への速度を持っているので、スライドレール１１のもつ摩擦負荷によって徐々に減速して停止するまでは、開き動作を継続する。このように動作するので、冷凍室５の開き量は連結板１６の移動量３３よりも大きくなる。

上記説明したように、冷凍室５の開き動作時には開き方向への駆動力を加え続けるのではなく、開き始めの短い範囲だけ駆動力を加え、その後は駆動力の範囲で得た移動速度がスライドレールのもつ摩擦力によって徐々に減速しながら停止する動作を実現できるので、扉の直前にユーザが立っていた場合、あるいは物が置いてあった場合に、冷凍室５が当たったとしても開き方向への駆動力が加わっていないので安全である。

また冷凍室５を閉鎖状態から開き始める際には駆動軸１８のもっとも近傍に配置された第一の駆動ピン２０ａが連結板１６を押し出して駆動することで、低速であるが大きな力を出してマグネットパッキンを引き剥がし、引き続き第一の駆動ピン２０ａよりも遠方に設けられた第二の駆動ピン２０ｂが連結板１６を押し出して中程度の速度で中程度の力を出して駆動することでクローザ１３の引込力に抗して開き動作を継続して冷凍室５を加速し、さらに引き続いて第二の駆動ピン２０ｂよりも駆動軸１８から遠方に設けられた第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６を押し出して、力は小さいが高速で駆動することによって冷凍室５をさらに加速することができるので、冷凍室５の開き動作を確実に行うのに都合が良い。

さらに本発明の構成においては、駆動ピン２０が連結板１６と接して駆動力を与える位置は、駆動軸１８からみて、冷凍室５の開き方向２３に対して略直角方向にあるので、駆動ピン２０の速度２３は回転板１９の回転速度と駆動ピン２０までの腕の長さに比例する。このことにより、従来技術において回転するカムを用いて、前記カムと扉部との接点までの半径の変化分のみ扉を押し出す構成と比べて扉を押し出す速度２３を高速化することが容易である。そのような構成なので、開き始めの短い範囲だけ駆動力を加え、その後は駆動力の範囲で得た開き速度２３がスライドレールのもつ摩擦力によって徐々に減速しながら停止する動作を実現することができるので好適である。

上記の動作により冷凍室５が開放された後、回転板１９はさらにＣＣＷ方向への回転を継続し、図６（ａ）の状態に至って回転を停止する。なお、言うまでも無くこの時、連結板１６は図６（ａ）に示す位置ではなく、冷凍室５は開いているので図示左方に移動した状態である。

上記説明したように本発明による扉開閉装置においては、回転板１９は冷凍室５の開き動作を行った後に、同一方向への回転を継続して一回転すれば冷凍室５を閉じた際の状態、すなわち図８にて説明する原点範囲に戻ることができるので、原点範囲に復帰するのが高速で都合がよい。仮に回転板１９が一方向への回転ではなくて冷凍室５の開き動作を行ったのちに一端停止してから逆方向に回転してから原点範囲に復帰する構成であるとすれば、本発明のように一方向への回転と比べれば原点範囲に戻るまでの時間が余計にかかることは明らかである。

冷凍室５を閉じる場合、冷凍室５の位置がクローザ１３の引き込みバネによる閉じ付勢範囲にあれば、バネ力により自動的にマグネットパッキン１４に吸着されるまで引き込まれて閉じられる。しかし、この付勢範囲にないところで止められた場合、あるいは付勢範囲にあっても経年変化によるバネ力の低下、ごみ付着等によるレールの摩擦力の増加、過度の収容物重量等が原因で、マグネットパッキン１４と冷蔵庫本体１との間に隙間ができる、所謂半ドア状態になることがある。

このように半ドア状態になった際の扉開閉装置１０の動作について、図７を用いて説明する。図７は本発明による扉開閉装置１０が冷凍室５を閉鎖する際の動作を示す図であり、（ａ）は冷凍室５が閉鎖されていなくて、連結板１６の図示左端が引込位置３４よりも、閉じ動作を行うことが可能となる閉じ駆動範囲である開き量３５だけ移動した状態にあることを示している。冷凍室５にはクローザ１３が設けられているものとすれば、通常はクローザ１３の生じる引き込み力によって冷凍室は引き込まれて閉じられるのであるが、食品の一部が引っかかったり、何らかの理由でスライドレール１１の動作が一時的に渋くなって引き込まれない場合が稀に生じる。

ここで、回転板１９を駆動軸１８の周りに矢印ＣＷ方向に回転すると、第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の受け面２１とは対面となる図示左側の戻し面２２に当接する。図７（ｂ）は回転板１９を矢印ＣＷ方向にさらに回転させた状態を示しているが、連結板１６は第三の駆動ピン２０ｃによって矢印３６方向に押されて移動するので、連結板１６の図示左端が引込位置３４に至るまで移動する。この図７（ｂ）に示した位置というのはマグネットパッキン１４が冷蔵庫本体１に吸着するまで冷凍室５が完全に閉じられた位置にあることを示している。

その後、回転板１９を矢印ＣＣＷ方向に回転させると図７（ｃ）の状態となり、図３に示したと同様な位置まで回転させて停止する。

上記のように動作することにより、冷凍室５が完全には閉じずに所謂半ドア状態になっていたとしても、回転板１９を開く場合とは反対方向に回転させることによって、連結板１６に対して冷凍室５を閉じる方向の力を加えて閉じることができるので、半ドアを防止することができるので好適である。

先に説明したように、冷凍室５を開く際の力はマグネットパッキン１４を引き剥がす力とクローザ１３による引き込み力との合計以上の力が必要となるが、閉じる際にはマグネットパッキン１４を引き剥がす力は不用であり、さらにクローザ１３による引き込み力が生じているので、本発明による扉開閉装置１０によって加える閉じ力は、開き力と比べれば弱い力で十分である。本実施例によれば、冷凍室５を閉じる際には最も駆動軸１８から遠方にある第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の戻し面２２を押す構成なので、駆動軸
１８に加わる駆動トルクが仮に開き時と同一であるとしても、閉じ力は開き力と比べて
ｒ１／ｒ３だけ小さくなるので好適である。このことはさらに、万一冷凍室５と冷蔵庫本体１との間に指などを挟んだ場合においても、挟む力が小さいので安全性が高い。

さらに、閉じる速度を低速にしてゆっくりと閉じる動作を行った方が安全である。したがって冷凍室５を開く動作よりも閉じる動作を低速にすることが望ましい。

ここで、冷凍室５を閉じることが可能な開き量３５である閉じ駆動範囲について図２により説明すると、開き量３５は、冷凍室５の前面を形成する扉体５ａの厚さである扉厚さ７１よりも小とすることが望ましい。なぜならば、開き量３５を扉厚さ７１よりも大とすると冷凍室５を引き込み開始する際に冷凍室５と野菜室６または切り替え室３の扉の間に生じる扉間隙間７２に指などを挟まれる恐れがあるが、開き量３５が扉厚さ７１よりも小となるようにすれば、指などを挟まれる恐れがないのでさらに安全性が高い。

次に、図８を用いて、冷凍室５が閉じられた状態にある際の回転板１９の好適な位置について説明する。図８において、実線で図示する連結板１６は図示左端が引き込み位置
３４に合致されており冷凍室５が閉鎖された位置にある。冷蔵庫においては、本発明のような扉開閉装置１０が備えられているとしても、冷凍室５を何らかの理由でユーザが手で引き出す場合もある。または、故障によって扉開閉装置１０が動作しない場合などにおいては、ユーザが手動で自在に開閉できることが望ましい。このように手動で開閉する場合には、扉開閉装置１０は冷凍室５の開閉の際にユーザによる手動動作を妨げたり、動作が重くなる、などの現象が生じない構成であることが望ましい。

冷凍室５が閉じられた状態からユーザが手動で冷凍室５を引き出して開いたとすると、冷凍室５に設けられている連結板１６が図示左側に移動して、破線の位置となる。破線の位置においては各符号には’を付加して記す。ここで、回転板１９が図８の実線で示す位置にあり、その位置において連結板１６に設けられた第二の受け面２１ｂの先端である第二の先端３７ｂと、第一の駆動ピン２０ａとの間に隙間３８があって、連結板１６が図示左方に移動する際に第二の先端３７ｂと第一の駆動ピン２０ａとが接触しない位置関係にあれば、ユーザが手動で冷凍室５を引き出す際に連結板１６と駆動ピン２０とが接触しないので、自在に冷凍室５を引き出して開くことができる。

次に回転板１９が破線の位置１９’にあって、その位置において連結板１６に設けられた第一の先端３７ａと第三の駆動ピン２０ｃとの間に隙間３９があって、連結板１６が図示左方に移動する際に第一の先端３７ａと第三の駆動ピン２０ｃ’とが接触しない位置関係にあれば、ユーザが手動で冷凍室５を引き出す際に連結板１６と駆動ピン２０とが接触しないので、自在に冷凍室５を引き出して開くことができる。

上記で説明したように、ユーザが手動で冷凍室５を開閉する際に連結板１６と駆動ピン２０とが接触しないためには、駆動軸１８と第一の駆動ピン２０ａとを結ぶ線が原点範囲４０の角度範囲内にあればよい。したがって、冷凍室５を閉鎖した場合には、回転板１９が上記の原点範囲４０になるように設定することが望ましく、手動で開閉する際にも使い勝手がよい。このような回転板１９の角度範囲を本発明では原点範囲にある、と称するものとする。

次に図９を用いて扉開閉装置１０を制御する制御回路構成について説明する。図９は、冷蔵庫本体制御回路のうち扉開閉装置に関する構成を抜き出したブロック図である。制御回路はマイクロコンピュータ４１を中心に、駆動機構１５内のモータ２４に正逆の電圧を与え、その印加電圧をＰＷＭで可変するＨブリッジ回路４２、モータ電流を検出するモータ電流検出回路４３、Ｈブリッジ回路４２の出力を冷凍室５および野菜室６に設けられた駆動機構１５のそれぞれのモータ２４に切り替えるモータ切り替え回路４４、操作表示部７に設置され扉が半ドア状態になっていることあるいは駆動機構１５が動作不能に陥ったことをユーザに知らせるための報知手段４５から構成される。この報知手段４５は、ブザーの鳴動あるいはランプを点灯ないし点滅である。

そしてマイクロコンピュータ４１には各室駆動機構１５に設けられた扉位置検出手段
１７、回転位置検出手段３２からの信号が接続される。ここで各駆動機構、検出手段およびこれを構成する部品の図番号には、冷凍室５および野菜室６を区別するため、添え字Ｆ、Ｖを付け加える。例えば冷凍室５の駆動機構１５は１５Ｆ、扉位置検出手段１７は17Ｆ、野菜室６の駆動機構１５は１５Ｖ、扉位置回検出手段１７は１７Ｖである。冷凍室の開スイッチ８ａと野菜室の開スイッチ８ｂもマイクロコンピュータ４１に接続される。

ここで、扉開閉装置１０を制御するための要である扉位置検出手段１７、回転位置検出手段３２の構成および動作を説明する。

扉位置検出手段１７は冷凍室５（野菜室６）の扉が完全に閉じられている否か検出する第１の扉位置検出手段と、冷凍室５（野菜室）扉の開き量が所定の開き量３５以内であるか否かを検出する第２の扉位置検出手段で構成される。図３（ａ）に示すように、連結板１６と同様に容器１２の奥側下面に固定して設けられ、内部に磁石１７ｂを持つ位置検出部材１７ａと駆動機構１５内に内蔵されるホールＩＣ１７ｃと１７ｄで構成され、磁石
１７ｂの位置すなわち扉位置を検出する。ホールＩＣの位置・間隔および磁石の位置・長さは適宜設定され、ホールＩＣ１７ｄは冷凍室５の扉が完全に閉じられているか否か検出する第１の扉位置検出手段であり、ホールＩＣ１７ｃは冷凍室５扉の開き量が所定の開き量３５以内であるか否かを検出する第２の扉位置検出手段である。図１０に磁石１７ｂすなわち扉の位置と各ホールＩＣの出力を模式的に示す。扉が完全に閉じられた状態（図
１０（ａ）の状態）でホールＩＣ１７ｃ、ｄ双方が論理１を出力し、開かれる（図１０
（ｂ）の状態）とホールＩＣ１７ｄの出力は０になり、開き量が大きくなるにつれて、所定の開き量３５の位置（図１０（ｃ）の状態）でホールＩＣ１７ｃの出力は０になり、さらに大きくなる（図１０（ｄ）の状態）と双方とも出力０となる。

マイクロコンピュータ４１は上記扉位置検出手段１７の情報から駆動機構１５内のモータ２４の回転を制御する。

次に、回転位置検出手段３２の構成を説明する。回転位置検出手段３２は図３（ｂ）に示すように駆動機構１５の回転板１９下面に埋め込んだ磁石３２ａと回転板１９の回転範囲内の駆動機構上面内に設けた第１の回転位置検出手段であるホールＩＣ３２ｂおよび第２の回転位置検出手段であるホールＩＣ３２ｃで構成される。磁石３２ａ、ホールＩＣ
３２ｂおよび３２ｃは駆動軸１８の軸中心から等距離に配置する。そして磁石３２ａの回転位置すなわち回転板１９の回転位置をホールＩＣ３２ｂおよび３２ｃで検出する。ホールＩＣ３２ｂは図８で説明した扉の手動開閉動作時に、回転板１９が連結板１６に干渉しない原点範囲を検出する第１の回転位置検出手段である。ホールＩＣ３２ｃは図６で説明した扉の電動開放時に、回転板１９上の第三の駆動ピン２０ｃがまさに連結板１６の第三の受け面２１ｃからほぼ離反する位置（図６（ｅ）の状態）を検出する第２の回転位置検出手段である。これ以降、回転板１９はフリーの状態となり、モータへの負荷が軽くなる。このため、モータを一定電圧で駆動した場合、これ以降高速回転となり騒音が増加することになる。またモータでの駆動開始から図６（ｅ）の状態までは確実に高トルクで駆動する必要がある。仮にモータの高トルク駆動時間をタイマーなどで一定時間に限りそれ以降は低トルク駆動に切り替えると、容器１２への収容物重量が重い場合には、図６（ｅ）の状態に達するまでに低トルク駆動に切り替わり、扉を開けることができない状態に陥る可能性がある。

以上説明のように本発明では、回転板１９の回転位置として、少なくとも上述２点の回転位置を検出する必要がある。図１１に本実施例での回転位置検出手段３２の動作を模式的に示す。これは、図３に示す回転位置検出手段３２の構成と図６に示す回転板１９の回転位置および連結板１６の位置とを対比して、裏側（下側）から見た図である。図中(ａ)は原点位置、（ｂ）は回転板１９上の第一駆動ピン２０ａが連結板１６の第一受け面21ａに接触した位置、（ｃ）は回転板１９上の第三の駆動ピン２０ｃがまさに連結板１６の第三の受け面２１ｃからほぼ離反する位置での状態を示す。原点位置は図８にて説明した原点範囲のほぼ中央を原点位置としてホールＩＣ３２ｂにて検出するようにしている。回転板１９が原点位置にある時（図中（ａ））、磁石３２ａがホールＩＣ３２ｂの直上にあるため、ホールＩＣ３２ｂは論理１を出力する。回転板がＣＣＷ方向に回転すると（図中
（ｂ））、磁石３２ａがホールＩＣ３２ｂから外れるため、ホールＩＣ３２ｂは論理０を出力する。回転板１９が更にＣＣＷ方向に回転し回転板１９上の第三の駆動ピン２０ｃがまさに連結板１６の第三の受け面２１ｃからほぼ離反する位置（図中（ｃ））となると、磁石３２ａがホールＩＣ３２ｃの直上にくるため、ホールＩＣ３２ｃは論理１を出力する。更に回転すると磁石３２ａがホールＩＣ３２ｃから外れるため、ホールＩＣ３２ｃは論理０を出力する。

マイクロコンピュータ４１は上記回転位置検出手段３２の情報から駆動機構１５内のモータ２４の回転開始、停止、速度を制御する。

以上説明のように本実施例では、扉位置検出手段１７及び回転位置検出手段３２を本体に固定される駆動機構１５に備えている。このため扉開閉装置１０に接続される電気配線は駆動機構１５に集中し、可動部である冷凍室及び野菜室やそれらの扉から電気配線を引き出す必要がないため扉開閉装置１０の取り付けに好適である。この結果扉開閉装置１０のコストを下げることもできる。

本実施例では、扉位置検出手段１７および回転位置検出手段３２として上述のように磁石とホールＩＣで構成されるとしたがこれに限ることはない。例えば、ポテンションメータ、マイクロスイッチ、フォトカプラ等を用いてもよい。しかし、冷蔵庫のように結露、汚れの影響を受けやすいところでは光による非接触検出より磁気による非接触検出のほうが好ましい。また扉に開閉回数が多い冷蔵庫では、マイクロスイッチのような電気接点を利用する位置検出、あるいはポテンションメータのような摺動による抵抗値変化を利用する位置検出も信頼性の点で好ましくない。さらに低温に晒される冷蔵庫では検出手段の温度特性に配慮する必要がある。

以下、タイミングチャートとフローチャートを用いて、本実施例での駆動機構１５の制御を説明する。駆動機構１５内のモータ２４への通電、印加電圧の値および方向（モータの回転方向）は、マイクロコンピュータ４１のプログラムとＨブリッジ回路４２、モータ切り替え回路４４で行われる。そしてこれらは、マイクロコンピュータ４１に入力される冷凍室の開スイッチ８ａと野菜室の開スイッチ８ｂ、扉位置検出手段１７および回転位置検出手段３２の検出信号、モータ電流検出回路４３の検出信号で制御される。

図１２は、冷凍室５および野菜室６に駆動機構１５を設置した場合の概略フローチャートである。電源投入直後に、まず各駆動機構の扉位置検出手段１７、回転位置検出手段３２からの扉の位置情報、回転板の位置情報を読み込み各駆動機構の初期化を行う（ステップＳ１、Ｓ２）。これは停電復帰を念頭におこなうもので、詳細は後述する。続いて扉開閉装置１０の故障をチェックし（ステップＳ３）、故障であれば扉開閉装置の故障警告
（ステップＳ４）を報知手段４５で行う。

次に、開スイッチ８ａあるいは８ｂがユーザによって操作されたこと検出する（ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７）。本実施例では、冷凍室の開スイッチ８ａと野菜室の開スイッチ
８ｂが同時に押された場合には引き出しの開き動作を行わない。また、冷凍室５の開スイッチ８ａが押されたら、野菜室６の開スイッチ８ｂの受け付けを禁止し（ステップＳ８）、野菜室の扉位置検出手段１７Ｖから扉位置状態を読み込み（ステップＳ９）、野菜室が開放されていたら（ステップＳ１０）冷凍室の開き動作を行わない。野菜室が閉鎖されていれば（ステップＳ１０）Ｈブリッジ回路４２の出力を切り替え回路４４で冷凍室駆動機構１５Ｆのモータに切り替えて（ステップＳ１１）、冷凍室の扉位置検出手段１７Ｆから冷凍室の扉位置を読み込み（ステップＳ１２）、扉開き動作を行う（ステップＳ１３）。すなわち各室の開き動作は排他的に行われる。

野菜室の開スイッチ８ｂが押された場合も上述同様に（ステップＳ１４からステップ
Ｓ１９）、野菜室の扉開き動作を行う（ステップ２０）。

どちらの開スイッチも押されていなければ、各室の開放が長時間にわたっていないかをプログラムの開放カウンタで調べ（ステップ３０、３１）、長時間開放されたままであれば、引き出しが開放されたままであることを報知手段４５で警告する（ステップＳ３２）。そうでなければ、まずＨブリッジ回路４２の出力を切り替え回路４４で冷凍室駆動機構１５Ｆのモータ２４Ｆに切り替えて（ステップＳ３３）、冷凍室の扉位置検出手段１７Ｆから扉位置を読み込み（ステップＳ３４）、扉閉じ動作を行う（ステップＳ３５）。続いて同様にＨブリッジ回路４２の出力を切り替え回路４４で野菜室駆動機構１５Ｖのモータ２４Ｖに切り替えて（ステップＳ３６）、野菜室の扉位置検出手段１７Ｖから扉位置を読み込み（ステップＳ３７）、野菜室の扉閉じ動作を行う（ステップＳ３８）。

次に扉開き動作の詳細を図１３に示すタイミングチャート、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。冷凍室５と野菜室６の開き動作は同一であり、図１３、図１４は共用して用いられる。

まず、扉位置検出手段１７からの信号で引き出し扉が完全に閉じられている閉鎖状態か否かをチェックする（ステップＳ４０）。開スイッチ８が押されたにも関らず、開かれていたら開き動作は行わない。

閉じられていたら次に回転板が原点位置にあるか否かをチェックし（ステップＳ４１）、原点位置になければ、フォールトエラーをセットし（ステップＳ４２）、開き動作を行わない。これは後述するように開閉装置が正常に動作していれば必ず原点位置にあるはずで、この場合開閉装置が故障している可能性が高いためである。

原点位置にあれば、Ｈブリッジ４２にモータ２４をＣＣＷ方向に回転するように、マイコン４１のポートＰ１からデューティ２０％の矩形波信号を出力する（ステップＳ４３）（図１３のｔ１時点）。ＣＣＷ方向にモータ２４を回転させる時はポートＰ２から矩形波信号を出力しない。逆にＣＷ方向に回転させるときは、ポートＰ２から矩形波信号を出力し、ポート１から矩形波信号を出力しない。こうすることで、Ｈブリッジ４２を用いてモータ２４の回転をＣＣＷ，ＣＷ方向に回転を切り替えることを可能にしている。

周知のように、上述矩形波信号のデューティを可変することで、モータ２４に印加する直流電圧を可変することができる。いわゆるＰＷＭを利用する電圧可変である。図９のモータ電圧Ｖｍは矩形波信号のデューティが２０％であれば、モータ２４に印加される直流電圧はＶｍの約２０％となる。このデューティ２０％はモータ２４が回転板１９を回転起動できる起動トルクを与える印加電圧となるように設定する。

続いて、一定周期毎に一定量づつデューティを増加させ（ステップＳ４４）モータ２４の回転を増加させて行く。（図１３のｔ１からｔ２の時間、ソフトスタート）そして、デューティが８０％に達したらその増加処理を停止する（ステップＳ４５）（図１３のｔ２時点）。デューティの一定周期毎の一定量づつの増加量つまり増加率は、図１１（ｂ）に示す回転板１９上の第一駆動ピン２０ａが連結板１６の第一受け面２１ａに接触する位置で８０％になるように設計するのが望ましい。

このように、モータへの印加電圧を徐々に高める理由は、（１）モータコイルへの突入電流を防止するのと、（２）回転板１９上の第一駆動ピン２０ａが連結板１６の第一受け面２１ａに接触するまではモータへの負荷が軽いため、回転速度をなるべく抑えて振動騒音を低くするためである。またデューティ８０％は以下で決まる値である。

図６の開き動作で説明したように、連結板１６に伝えられる力は、駆動軸１８の出力トルクをＴとすれば、Ｔ／ｒ１となる。この力を、冷凍室５あるいは野菜室６のマグネットパッキンを引き剥がす力と、クローザ１３による引込力と、冷凍室５あるいは野菜室６の自重および収納された食品の質量を加速する力の合力よりも大なるように設定することで、マグネットパッキンの吸着を引き剥がして、連結板１６は冷凍室５あるいは野菜室６とともに図示左方向に移動して開き始める。すなわち駆動軸１８に出力トルクＴを与えるようにモータ２４を回転させる印加電圧を与える矩形波信号のデューティが８０％である。

デューティを８０％に固定してモータ駆動を続ける。（図１３のｔ２からｔ３の時間）この時、マイコン４１はモータ電流検出回路４３でモータ電流を読み込み（ステップＳ
４５）、過電流をチェックする（ステップＳ４６）。回転板１９上の駆動ピン２０が連結板１６の受け面２１に当接して引き出しに力を加え続ける間に、収納ケース内の食品等が本体に引っかかり開きを止める、あるいは引き出しの前の障害物が有るため引き出しの開きが止められるとモータ回転に大きな制動がかかり、過電流が流れる。この過電流を検出することにより、開放カウンタをスタートして（ステップＳ５２）、モータ２４の回転を停止させる（ステップＳ５３）。そして、Ｈブリッジ４２にモータ２４をＣＷ方向に回転するように、マイコン４１のポートＰ２からデューティ５０％の矩形波信号を出力する
（ステップＳ５４）。つまりモータ２４を今までとは逆方向に回転させ、回転位置検出手段３２で回転位置をチェックしながら回転板１９を逆方向に回転させ原点位置まで戻し
（ステップＳ５５）、モータ駆動を停止する（ステップＳ５１）。

過電流が検出されなければ、回転位置検出手段３２で回転位置をチェックしながら図
１１（Ｃ）に示す回転板１９上の第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の第三の受け面21ｃからほぼ離反する位置までデューティ８０％でモータ２４を駆動する。なおモータ２４を回転させているときは、フローチャートには示していないが、割り込み処理等により、一定間隔で回転位置検出手段３２の出力を読み込んでいる。そして回転位置検出手段３２の出力から、回転板１９上の第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の第三の受け面２１ｃからほぼ離反する回転位置を検出したら（ステップＳ４８）（図１３のｔ３時点）、デューティを３０％に落として（ステップＳ４９）、回転位置検出手段３２で回転位置をチェックしながら原点位置まで低速にモータ２４を回転させる。そして回転位置検出手段３２の出力から、原点位置を検出したら（ステップＳ５０）、モータ２４を停止させる（ステップＳ５１）。

回転板１９上の第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の第三の受け面２１ｃからほぼ離反する、つまり駆動ピンと受け面の連結が解けて（リンクフリーになる）から、モータ２４を低速回転させるのは、もはや引き出しは十二分に加速され前方への移動は慣性力で継続するためモータは駆動軸１８にトルクを与える必要がなく、またモータへの負荷が小さくなっており高速回転による騒音や振動の発生を防止し静粛な動作を実現するためである。

また開き動作完了時あるいは過電流での逆転退避完了時に回転板１９を原点位置に戻しておくのは、図８で説明したようにいつでもユーザが手動で引き出しを開閉可能にしておくためである。以上の開き動作で静粛かつ確実、安全に扉を開放することを可能としている。

なお上述開き動作でフォールトエラー時には開き動作を行わないとしたが、これに限ることはなく、ＣＷあるいはＣＣＷ方向の所定デューティの信号をＨブリッジ回路に出力しモータ２４に電圧を印加して、回転板１６を回転させて原点に復帰させても良い。この場合、過電流検出を行いながら、モータ回転が阻害されることをチェックし、回転方向を切り替えて再度原点復帰を行っても良い。あるいは原点復帰試行の回数をカウントし所定回数でも原点復帰がなされなければそこで初めてフォールトエラーとしも良い。

次に扉閉じ動作の詳細を図１５に示すタイミングチャート、図１６に示すフローチャートを用いて説明する。冷凍室と野菜室の閉じ動作は同一であり、図１５、図１６は共通して用いられる。

まず、扉位置検出手段１７からの信号で引き出し扉が完全に閉じられている閉鎖状態か否かをチェックする（ステップＳ６０）。閉鎖状態ならば開放カウンタをリセットし（ステップＳ６１）閉じ動作は行わない。開放カウンタは引き出しの開放時間を監視するための時間カウンタである。開放カウンタが所定値例えば開放されている時間が３分を経過したらユーザに報知手段４５で警告するためである。

つぎに引き出しが引き込み位置にあるか否かをチェックする（ステップＳ６１）。引き込み位置にない場合すなわち引き出しは開放されかつ駆動機構１５で閉じることもできない場合は、開放時間を監視するため開放カウンタのカウントをスタートさせ（ステップＳ６３）、閉じ動作は行わない。この開放カウンタはフローチャートに書かれていない割り込み等の処理で一定時間毎にカウントアップされる。

引き込み位置にあれば、回転位置検出手段３２からの信号で回転板１９が原点位置にあるかをチェックする（ステップＳ６４）。原点位置になければ、何らかの原因で前に行われた開閉動作が未完了、あるいは駆動機構１５の故障が考えられるため、フォールトエラーをセットし（ステップＳ６５）閉じ動作は行わない。

原点位置にあれば、Ｈブリッジ４２にモータ２４をＣＷ方向に回転するように、マイクロコンピュータ４１のポートＰ２からデューティ４０％の矩形波信号を出力する（ステップＳ６６）（図１５のｔ５時点）。デューティを４０％（モータ回転中速度）に固定してモータ駆動を続ける。回転板１９は、駆動軸１８の周りに矢印ＣＷ方向に中速度で回転し、図１７（ａ）に示すように、第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の受け面２１とは対面となる図示左側の戻し面２２に当接する。さらに回転を続け、連結板１６は第三の駆動ピン２０ｃによって矢印３６方向に押されて移動する。この時、マイクロコンピュータ４１はモータ電流検出回路４３でモータ電流を読み込み（ステップＳ６７）、過電流をチェックする（ステップＳ６８）。第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の受け面２１とは対面となる図示左側の戻し面２２に当接して力を加えている間に、収納ケース内の食品等が本体に引っかかり閉じを止める、あるいは引き出しと本体の間にユーザが不注意で指等を挟んで閉じが止められるとモータ回転に大きな制動がかかり、過電流が流れる。この過電流を検出することにより、開放カウンタをスタートし（ステップＳ７５）、モータ２４の回転を停止させる（ステップＳ７６）。そして、Ｈブリッジ４２にモータ２４をＣＣＷ方向に回転するように、マイコン４１のポートＰ１からデューティ３０％の矩形波信号を出力する（ステップＳ７７）。つまりモータ２４を今までとは逆方向に回転させ、回転板１９を逆方向に回転させ原点位置まで戻し（ステップＳ７８）、モータ駆動を停止する（ステップＳ７９）。

過電流が検出されなければ回転を続け、位置検出手段１７のホールＩＣ１７ａの出力で引き出しは半ドア状態ではなくて閉鎖されていることが確認し（ステップＳ６９）、モータ２４の回転を停止する（ステップＳ７０）（図１５のｔ６時点）。そして、Ｈブリッジ４２にモータ２４をＣＣＷ方向に回転するように、マイコン４１のポートＰ１からデューティ３０％の矩形波信号を出力する（ステップＳ７１）（図１５のｔ７時点）。つまりモータ２４を今までとは逆方向に回転させ、回転板１９を逆方向に回転させ原点位置まで戻し（ステップＳ７２）、モータ駆動を停止し（ステップＳ７３）（図１５のｔ８時点）、開放カウンタをリセットして（ステップＳ７４）、閉じ動作を終了する。

なお上述閉じ動作でフォールトエラー時には閉じ動作を行わないとしたが、これに限ることはなく、ＣＷあるいはＣＣＷ方向の所定デューティの信号をＨブリッジ回路に出力しモータ２４に電圧を印加して、回転板１６を回転させて原点に復帰させても良い。この場合、過電流検出を行いながら、モータ回転が阻害されることをチェックし、回転方向を切り替えて再度原点復帰を行っても良い。あるいは原点復帰試行の回数をカウントし所定回数でも原点復帰がなされなければそこで初めてフォールトエラーとしも良い。

次に、電源投入時あるいは停電からの復帰時に最初に行われる初期化処理を図１７に示すフローチャートで説明する。図は冷凍室の初期化処理をしめすが、野菜室も同様の処理を行う。

まず、Ｈブリッジ４２の出力を選択回路４４で切り替え、冷凍室に設置される駆動機構１５Ｆのモータ２４Ｆに接続し（ステップＳ８１）、扉位置検出手段１７Ｆから冷凍室５の引き出し位置を読み込む（ステップＳ８１）。続いてこの情報から引き出し扉の状態をチェックする。引き出しが完全に閉鎖されていれば（ステップＳ８２）、閉じ状態と判断し開放カウンタをリセットし（ステップＳ８３）閉じ動作を行わない。開放であれば、引き出しが引き込み位置にあるか否かをチェックし（ステップＳ８４）、引き込み位置にあれば、回転位置検出手段３２Ｆから回転板１９が原点位置にあるか否かをチェックし（ステップＳ９２）、原点位置になければ、駆動機構１５Ｆの故障が考えられるため、フォールトエラーをセットし（ステップＳ９３）処理を終了する。

原点位置にあれば、閉じ動作と同様Ｈブリッジ４２にモータ２４ＦをＣＷ方向に回転するように、マイクロコンピュータ４１のポートＰ２からデューティ４０％の矩形波信号を出力する（ステップＳ９４）。デューティを４０％（モータ回転中速度）に固定してモータ駆動を続ける。回転板１９は、駆動軸１８の周りに矢印ＣＷ方向に中速度で回転し、図１７（ａ）に示すように、第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の受け面２１とは対面となる図示左側の戻し面２２に当接する。さらに回転を続け、連結板１６は第三の駆動ピン
２０ｃによって矢印３６方向（閉じ方向）に押されて移動する。この時、マイクロコンピュータ４１はモータ電流検出回路４３でモータ電流を読み込み（ステップＳ９５）、過電流をチェックする（ステップＳ９６）。第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６の受け面２１とは対面となる図示左側の戻し面２２に当接して力を加えている間に、収納ケース内の食品等が本体に引っかかり閉じを止める、あるいは引き出しと本体の間にユーザが不注意で指等を挟んで閉じが止められるとモータ回転に大きな制動がかかり、過電流が流れる。この過電流を検出することにより、開放カウンタをスタートし（ステップＳ１０３）、モータ２４Ｆの回転を停止させる（ステップＳ１０４）。そして、Ｈブリッジ４２にモータ
２４ＦをＣＣＷ方向に回転するように、マイクロコンピュータ４１のポートＰ１からデューティ３０％の矩形波信号を出力する（ステップＳ１０５）。つまりモータ２４Ｆを今までとは逆方向に回転させ、回転板１９Ｆを逆方向に回転させ原点位置をチェックしながら原点位置まで戻し（ステップＳ１０６）、モータ駆動を停止する（ステップＳ１０７）。

過電流が検出されなければ回転を続け、位置検出手段１７ＦのホールＩＣ１７ａの出力で引き出しは半ドア状態ではなくて閉鎖されていることが確認し（ステップＳ９７）、モータ２４の回転を停止する（ステップＳ９８）。そして、Ｈブリッジ４２にモータ２４ＦをＣＣＷ方向に回転するように、マイコン４１のポートＰ１からデューティ３０％の矩形波信号を出力する（ステップＳ９９）。つまりモータ２４Ｆを今までとは逆方向に回転させ、回転板１９Ｆを逆方向に回転させ原点位置まで戻し（ステップＳ１００）、モータ駆動を停止し（ステップＳ１０１）、開放カウンタをリセットして（ステップＳ１０２）、処理を終了する。

引き込み位置以上の開放状態であれば、閉じ動作を行えないため回転板が原点位置にあるか否かをチェックし（ステップＳ８５）、原点位置にあれば、開放カウンタをスタートする（ステップＳ８９）。原点位置になければ回転板１９を原点位置に戻すため、Ｈブリッジ４２にモータ２４ＦをＣＣＷ方向に回転するように、マイクロコンピュータ４１のポートＰ１からデューティ３０％の矩形波信号を出力する（ステップＳ８６）。回転板１９ＦをＣＣＷ方向に回転させ原点位置まで戻し（ステップＳ８７）、モータ駆動を停止し
（ステップＳ８８）、開放カウンタをスタートさせる（ステップＳ８９）。開放カウンタが所定値Ｎを超えたら（ステップＳ９９）、フォールトエラーをセットし（ステップＳ
９１）、処理を終了する。

なお上述初期化処理でフォールトエラー時には閉じ動作を行わないとしたが、これに限ることはなく、ＣＷあるいはＣＣＷ方向の所定デューティの信号をＨブリッジ回路に出力しモータ２４Ｆに電圧を印加して、回転板１６Ｆを回転させて原点に復帰させても良い。この場合、過電流検出を行いながら、モータ回転が阻害されることをチェックし、回転方向を切り替えて再度原点復帰を行っても良い。あるいは原点復帰試行の回数をカウントし所定回数でも原点復帰がなされなければそこで初めてフォールトエラーとしも良い。

ユーザが冷蔵庫１の正面に立って冷凍室５を開いたときに、冷凍室５が電動で開く量は例えば１５ｃｍないし２０ｃｍ程度であるとすれば、開いた際に冷凍庫の内部を開口部から見渡すことができるので好適である。一方、野菜室６においては、野菜室６が床面近傍にあるために冷凍室と同様に開くとすれば、開いた際に野菜室６の扉の下端がユーザのつま先に当たる恐れがある。扉を開放した際に野菜室６の扉の下端がユーザのつま先に当たることを防止するために、下段にある野菜室６は、上段にある冷凍室５と比べて開く際の開き速度を遅くすることと、さらには開き量を例えば１０ｃｍ以内と小さくすることが安全上望ましい。またユーザの扉開き量に対する好みに対処することも必要である。

本発明の扉開閉機構では、図６で説明したように、図６（ｅ）の状態よりも冷凍室５が開放されて連結板１６が図示左方に移動すると、連結板１６は駆動ピン２０からの駆動力は受けないのであるが、冷凍室５は矢印２３ｄ方向への速度を持っているので、スライドレール１１のもつ摩擦負荷によって徐々に減速して停止するまでは、惰性で開き動作を継続する。

この惰性による開き量はスライドレールの摩擦係数と図６（ｅ）での矢印２３ｄ方向への速度で決まる。この速度は回転板１９の回転速度つまりモータ２４の回転速度、具体的には図１３のタイミングチャートｔ３時点での矩形波信号のデューティによる。そこで上述した開き量はこのデューティ値を可変することで調整できる。また使用年数で扉の開閉が渋くなるのはスライドレールの摩擦係数が経年変化するためであり、この摩擦係数変動による開き量の減少も上記デューティを高めに可変することで調整できる。

すなわち、各室の開き動作時の最大デューティをプログラムで調整することにより冷凍室の開き量を野菜室のそれより大きくすること、あるいは使用年数によらず開き量をほぼ一定にすることが可能である。これによりさらに冷蔵庫の使い勝手が向上できる。また、開き量を例えば３段階に切り替えるスイッチを設け、これにより前述デューティ値を可変できるようにプログラムすれば、ユーザに開き量を選択させることができ、ユーザの扉開き量に対する好みに対処することが可能となる。

上記実施例では、回転板１９に駆動ピン２０が３本設けられた形態について説明したが、駆動ピン２０は３本に限定されるものではない。図１８は回転板１９に第四の駆動ピン２０ｄを、駆動軸１８から距離ｒ４（＞ｒ３）なる位置に設けている。連結板１６には、第四の駆動ピン２０ｄが当接するための第四の受け面２１ｄが設けられている。

冷凍室５を開く動作の際は、図６に示したと同様の動作を行い、さらに加えて第四の駆動ピン２０ｄが第四の受け面２１ｄを図示左方に押すので、連結板１６が回転板１９から力を受ける範囲が拡大する。また、ｒ４＞ｒ３なので、駆動軸１８の回転速度が一定であるとすれば第四の駆動ピン２０ｄが第四の受け面２１ｄを図示左方に押し出す速度は第四の駆動ピン２０ｄがない場合と比べてｒ４／ｒ３だけ大きくなる。以上説明したように、力の範囲と速度の両方が拡大されるので、冷凍室５を開放した際には冷凍室５の開き量は拡大して、ユーザからみると開スイッチ８を押した後の開き動作の反応が向上して快適な操作感を得ることかできる。

さらに、回転板１９を矢印ＣＷ方向に回転して連結板１６を図７にて説明したと同様に矢印３６方向に移動して冷凍室５を閉鎖する際には、第四の駆動ピン２０ｄが第四の受け面２１ｄを押すのであるが、第四の駆動ピン２１ｄは駆動軸１８からの距離がｒ４と第三の駆動ピン２１ｃよりも大なので、連結板１６の開き量３５をほぼｒ４／ｒ３だけ大きくしても冷凍室５を閉鎖することができる。このようにすれば、半ドア状態から閉鎖できる開き量３５を拡大できるので、半ドアが発生したとしても、より確実に冷凍室５を閉鎖でき、省エネを実現できるとともに収納された食品が外気の侵入によって劣化するのを防止できる。

本発明によれば、冷蔵庫の引出し扉の開き力を低減して軽快かつ静粛に高級感を有して扉を開放することを可能とするとともに、いわゆる半ドア状態から自動的に扉を閉鎖して省エネ効果を向上させることができるという効果がある。

すなわち、冷凍室５を閉鎖状態から開き始める際には、モータ回転を高速にして、駆動軸１８のもっとも近傍に配置された第一の駆動ピン２０ａが連結板１６を押し出して駆動することで、開閉速度は低速であるが大きな力を出してマグネットパッキンを引き剥がし、引き続き第一の駆動ピン２０ａよりも遠方に設けられた第二の駆動ピン２０ｂが連結板１６を押し出して中程度の開閉速度で中程度の力を出して駆動することでクローザ１３の引込力に抗して開き動作を継続して冷凍室５を加速し、さらに引き続いて第二の駆動ピン２０ｂよりも駆動軸１８から遠方に設けられた第三の駆動ピン２０ｃが連結板１６を押し出して、力は小さいが開閉速度を高速に駆動することによって冷凍室５をさらに加速することができるので、冷凍室５の開き動作を確実に行うのに都合が良く、以降の惰性による開きでは、モータ回転を低速にして、低騒音に原点復帰を行うことで確実に開き動作を完了できるという効果がある。

さらに、冷凍室５が完全には閉じずに所謂半ドア状態になっていたとしても、回転板
１９を冷凍室５を開く場合とは反対方向に回転させることによって、連結板１６に対して冷凍室５を閉じる方向の力を加えて閉じることができるので、半ドアを防止して省エネ効果が得られる。

手動で開閉する場合には、本発明による扉開閉機構は冷蔵庫本体に設けられた駆動機構と、引き出し扉と一体に設けられた連結板とは接触しない位置に確実に復帰させるので、引き出しの開閉の際にユーザによる手動動作を妨げたり、開閉動作が重くなる、などの現象が生じないので使い勝手がよく、また万一の故障の際にもユーザの使い勝手を損なうことがない、という効果がある。

また、本実施例においては冷蔵庫に扉開閉装置を備えた構成について説明したが、冷蔵庫に限定されるものではなく、例えば文書類を保管するファイルキャビネットや、手前に引き出して使用する流し台組み込み型の食器洗い乾燥機などの引き出し式の機器に適用でき、その場合にも本は発明にて説明したと同様な効果があることば明らかである。

本実施例においては、駆動機構１５は平歯車のみによって構成される例を示したが、平歯車に限定されるものではなく、ウォームギヤを用いた構成であってもよい。

またさらに、駆動ピン２０は本実施例のような円筒状のピンではなく、回転式のローラであってもよい。

本発明による冷蔵庫の構成を示す斜視図。 本発明による冷蔵庫の構成を示す断面図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の構成を示す平面図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の構成を示す斜視図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の構成を示す斜視図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の開き動作を説明する図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の閉じ動作を説明する図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の停止時の位置を説明する図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の制御回路のプロック図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の扉位置検出手段の動作説明図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の回転位置検出手段の動作説明図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の別の構成を示す図。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の開き動作のタイミングチャート。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の開き動作のフローチャート。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の閉じ動作のタイミングチャート。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の閉じ動作のフローチャート。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の初期化処理のフローチャート。 本発明による冷蔵庫の引き出し扉開閉装置の別の構成を示す図。

符号の説明

１ 冷蔵庫本体
２ 冷蔵室
３ 切り替え室
４ 製氷室
５ 冷凍室
６ 野菜室
７ 操作表示部
８ 開スイッチ
１０ 扉開閉装置
１１ スライドレール
１２ 容器
１３ クローザ
１４ マグネットパッキン
１５ 駆動機構
１６ 連結板
１７ 扉位置検出手段
１７ｃ 第一の扉位置検出手段
１７ｄ 第二の扉位置検出手段
１８ 駆動軸
１９ 回転板
２０ 駆動ピン
２０ａ 第一の駆動ピン
２０ｂ 第二の駆動ピン
２０ｃ 第三の駆動ピン
２０ｄ 第四の駆動ピン
２１ 受け面
２１ａ 第一の受け面
２１ｂ 第二の受け面
２１ｃ 第三の受け面
２１ｄ 第四の受け面
２２ 戻し面
２３ 開き方向
２４ モータ
２５ モータピニオン
２６ アイドラ
２７ アイドラピオン
２８ アイドラ
２９ アイドラピオン
３０ 駆動ギヤ
３１ トルク制限手段
３２ 回転位置検出手段
３２ｂ 第一の回転位置検出手段
３２ｃ 第二の回転位置検出手段
３３ 移動量
３４ 引込位置
３５ 開き量
３６ 矢印
３７ａ 第一の先端
３７ｂ 第二の先端
３７ｃ 第三の先端
３８ 隙間
３９ 隙間
４０ 原点範囲
４１ マイクロコンピュータ
４２ Ｈブリッジ回路
４３ モータ電流検出回路
４４ モータ切り替え回路
４５ 報知手段
７１ 扉厚さ
７２ 扉間隙間

Claims (6)

1. 前後方向に引き出すことが可能な引き出し扉を備えた冷蔵庫において、
   冷蔵庫本体に固定された回転駆動手段及び前記回転駆動手段の回転により回転し回転方向に向かって回転中心からの距離を徐々に変化させた位置に複数の動力伝達部が設けられた回転部材と、
   前記回転駆動手段を制御する制御手段と、
   前記引き出し扉又は該引き出し扉に載置される容器の下面に設けられ、複数の段差を有する段差部を有しており、前記段差部で前記動力伝達部の動力を受け前記回転部材の回転運動を直線運動に変換させる連結部材と、
   前記引き出し扉が閉じられた時、前記回転部材と前記連結部材が干渉しない前記回転部材の回転位置を検出する第一の回転位置検出手段と、
   前記動力伝達部が前記段差部に動力を伝えた後に、前記連結部材が前記動力伝達部から離れる前記回転部材の回転位置を検出する第二の回転位置検出手段と、
   を有することを特徴とする冷蔵庫。
2. 請求項１において、引き出し扉を開けるためのスイッチを備え、該スイッチが操作されると前記制御手段は前記第一の回転位置検出手段の出力により前記回転駆動手段を動作させ、前記回転部材の回転中心から一番近い距離にある前記動力伝達部を前記連結部材の第１の段差に動力を伝え、前記回転部材の回転中心からその次に近い距離にある前記動力伝達部を前記連結部材の第２の段差に動力を順次伝え、前記動力伝達部を前記段差部に動力を伝えた後に、前記第二の回転位置検出手段の出力により前記回転部材の回転速度を低下させ、前記連結部材は前記動力伝達部から離れ、前記引き出し扉を開けることを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項１又は２において、前記引き出し扉が閉じられていることを検出する第一の扉位置検出手段と、前記引き出し扉を閉めるときに前記動力伝達部が前記連結部材に動力を与えることができるところまで前記引き出し扉が位置していることを検知する第二の扉位置検出手段とを有し、前記第一の扉位置検出手段で前記引き出し扉が閉じられていないことを検知し、かつ前記第二の扉位置検出手段で前記引き出し扉が開いていることを検知し、かつ前記第一の回転位置検出手段で前記回転部材と前記連結部材が干渉しない前記回転部材の回転位置を検出した場合には前記引き出し扉を閉める動作を行うことを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項３において、引き出し扉を閉めるときは、前記回転駆動手段の回転方向が前記引き出し扉を開けるときと反対向きに回転させ、前記動力伝達部が前記連結部材に動力を与えることを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項４において引き出し扉を閉めるときは、前記回転駆動手段の回転方向が前記引き出し扉を開けるときと反対向きに回転させ、複数の前記動力伝達部のうち回転中心から一番遠いところに位置し動力を伝達する部分が前記連結部材に動力を与えることを特徴とする冷蔵庫。
6. 請求項１から２において、前記回転駆動手段はモータとこれに電圧を与えるハーフブリッジ回路より構成され、前記第一および第二の回転位置検出手段からの信号により、前記ハーフブリッジ回路に与える駆動信号を制御することにより前記引き出し扉の開き量を調整することを特徴とする冷蔵庫。

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