JP4157447B2

JP4157447B2 - ダンパー装置

Info

Publication number: JP4157447B2
Application number: JP2003317118A
Authority: JP
Inventors: 誠一朗則武; 英原
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: US7357369B2; US20050076670A1; CN1595026A; KR20050026345A; KR100609152B1; JP2005083672A; CN1325861C

Description

本発明は、モータを駆動源として開口部に対してバッフルを開閉するダンパー装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、特に冷蔵庫内で冷気の流れを制御するのに好適なダンパー装置に関する。

冷蔵庫内で冷気の流れを制御するために冷気の流通路にダンパー装置が設置されることがある。この種のダンパー装置１００としては、図１３に示すように駆動部１０１と、該駆動部１０１により駆動されるバッフル１０２と、このバッフル１０２により開閉される開口部１０３を形成するフレーム１０４とを有するものが知られている（特開平９−２６４６５２号公報参照）。

そして、エバポレータから冷蔵室への冷気の流通路の途中にフレーム１０４及びバッフル１０２が設けられると共に、バッフル１０２の開閉により冷気の流通を制御している。すなわち、フレーム１０４及びバッフル１０２を挟む流通路１０５，１０６のうちで、一方の流通路１０５はエバポレータに連通すると共に、他方の流通路１０６は冷蔵室に連通している。

また、駆動部１０１は流通路１０５，１０６の外に設けられている。この駆動部１０１は、バッフル１０２の軸部１０７に連結されてバッフル１０２を回転させる回転軸１０８と、該回転軸１０８を回転させるモータや減速ギア列とを備えている。これらモータや減速ギア列は駆動部１０１のケース１０９および蓋１１０の中に内蔵されている。蓋１１０とケース１０９との合わせ目１１１はそのまま露出している。また、ケース１０９とコネクタあるいはビニール線の引き出し口との合わせ目もそのまま露出している。

ところで、このダンパー装置１００の一方の流通路１０５はエバポレータに連通すると共に他方の流通路１０６は冷蔵室に連通しているので、ダンパー装置１００の周辺では温度差が生じ易く霜が付き易い。この霜が融け出したときはダンパー装置１００の周辺に水分が付着することになる。

特開平９−２６４６５２号公報

しかしながら、上述したダンパー装置１００では、駆動部１０１の合わせ目１１１が露出しているので、霜が融け出して水分が駆動部１０１の合わせ目１１１から浸入してしまうおそれがある。駆動部１０１内に水分が浸入すると、駆動部１０１内で再氷結してギア間に挟まってロックさせてしまったり、あるいは駆動部１０１内部の金属に錆びを生じさせてロックさせてしまうことがある。

そこで、本発明は、駆動部の合わせ目から水分が浸入することを抑制できるダンパー装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動部と、該駆動部により駆動されるバッフルと、このバッフルにより開閉される開口部を形成するフレームとを有するダンパー装置において、駆動部の外部を構成するケースと蓋の合わせ目を覆うと共に、駆動部の外部に存在する水分がこの内部に浸入することを防止するカバー部材を備えるようにしている。したがって、駆動部の合わせ目がカバー部材により覆われているので、霜が融け出してダンパー装置の周辺に水分が付着しても、この水分が合わせ目から浸入することを抑制できる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のダンパー装置において、フレームとカバー部材とは一体成形されたものとしている。したがって、フレームとカバー部材との間からも水分の浸入を防止できる。

一方、請求項３記載の発明は、駆動部と、該駆動部により駆動されるバッフルと、このバッフルにより開閉される開口部を形成するフレームとを有するダンパー装置において、駆動部の外部を構成するケースと蓋の合わせ目はカバー部材で覆われ、カバー部材の開口部の縁と、ケースの合わせ目に塗布されて封止すると共に、駆動部の外部に存在する水分がこの内部に浸入することを防止する接着剤を備えるようにしている。したがって、駆動部の合わせ目に接着剤が塗布されて封止しているので、霜が融け出してダンパー装置の周辺に水分が付着しても、この水分が合わせ目から浸入することを抑制できる。

さらに、請求項４記載の発明は、請求項３記載のダンパー装置において、接着剤はシリコン接着剤であるようにしている。したがって、低温時であっても強い接着力を得ることができるので、駆動部の合わせ目の封止を強固なものにできる。

以上説明したように、請求項１記載のダンパー装置によれば、駆動部の外部を構成するケースと蓋の合わせ目がカバー部材により覆われているので、霜が融け出してダンパー装置の周辺に水分が付着しても、カバー部材の開口部の縁とケースの間隔で水の浸入を防ぐことから、前述の水分が合わせ目から浸入することを抑制できる。よって、水分が駆動部内で再氷結して駆動機構をロックさせてしまうことを防止できる。

また、請求項２記載のダンパー装置によれば、フレームとカバー部材との間からも水分の浸入を防止できるので、駆動部への浸水をより確実に抑制することができる。

一方、請求項３記載のダンパー装置によれば、駆動部の外部を構成するケースと蓋の合わせ目はカバー部材で覆われ、カバー部材の開口部の縁と、ケースの合わせ目に接着剤が塗布されて封止しているので、霜が融け出してダンパー装置の周辺に水分が付着しても、この水分が合わせ目から浸入することを抑制できる。よって、水分が駆動部内で再氷結して駆動機構をロックさせてしまうことを防止できる。また、２重のシールによって、一方のシールが破損しても水の浸入を防ぐことができる。

さらに、請求項４記載のダンパー装置によれば、接着剤はシリコン接着剤であるので、低温時であっても強い接着力を得ることができる。よって、駆動部の合わせ目の封止を強固なものにできるので、合わせ目からの水分の浸入をより確実に抑制できる。

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１から図１１に、本発明のダンパー装置１の実施形態の一例を示す。このダンパー装置１は、駆動部５と、該駆動部５により駆動されるバッフル４と、このバッフル４により開閉される開口部３を形成するフレーム２とを有するものである。そして、このダンパー装置１は、図１〜図６に示すように駆動部５が有する合わせ目８を覆うカバー部材９を備えるようにしている。このカバー部材９が、駆動部５の外部に存在する水分が内部に浸入することを防止する。

フレーム２は、例えばＡＢＳ樹脂成形品からなると共に筒状の四角柱形状に形成されている。カバー部材９は例えばＡＢＳ樹脂成形品からなると共に一面が開口された直方体形状に形成されている。カバー部材９は、開口部がフレーム２の外側を向くようにフレーム２に取り付けられている。ここでは、フレーム２とカバー部材９とは一体成形されたものとしている。よって、フレーム２とカバー部材９との間からも水分の浸入を防止できる。

カバー部材９の内部には駆動部５が設けられている。駆動部５はケース１１と蓋１３とにより外部を形成している。カバー部材９の開口部の縁と駆動部５のケース１１との合わせ目８には接着剤１４が塗布されている。すなわち、このダンパー装置１は、駆動部５が有する合わせ目８に塗布されて封止する接着剤１４を備えている。この接着剤１４によっても駆動部５の外部に存在する水分がこの内部に浸入することを防止する。この接着剤１４はシリコン接着剤であるようにしている。よって、低温時であっても強い接着力を得ることができるので、駆動部５の合わせ目８の封止を強固なものにできる。また、駆動部５からはケーブル１５が引き出されている。図６に示すように、このケーブル１５の引き出し位置の周辺の合わせ目８にも接着剤１４が塗布されて水分の浸入を防止している。
カバー部材９の開口部の縁と駆動部５のケース１１との間に形成される適度な間隔は、広い場合には水が浸入し、狭い場合には毛細管現象により水が浸透してしまうので、これらの間に形成されている。

駆動部５は、図７〜図１０に示すようにステッピングモータ６と該ステッピングモータ６の出力を減速して伝達する減速ギア列７とをケース１１および蓋１３に内蔵して備えている。減速ギア列７は、ピニオン６６と、歯車７８と、扇形歯車７９とを備えている。

ステッピングモータ６は固定軸６５を有する。この固定軸６５にはピニオン６６を有するロータ６７が回転可能に嵌合している。ピニオン６６は歯車７８の歯部７８ａに噛み合う。この歯車７８のピニオン部７８ｂは扇形歯車７９に噛み合う。扇形歯車７９は回転中心軸１０を中心に回転可能に設けられている。よって、ステッピングモータ６の回転は減速ギア列７により減速して扇形歯車７９に伝達され回転中心軸１０を回転させる。

扇形歯車７９の回転中心軸１０にはバッフル４の軸部１９が嵌合している。バッフル４の軸部１９には小判形状の軸差し入れ孔が形成されていて回転中心軸１０が一体回転するように嵌合している。これにより、扇形歯車７９の回転をバッフル４の軸部１９に伝えることができる。バッフル４は回転中心軸１０の回転に伴って図２および図４に示す開位置（図中、二点鎖線で示す）と閉位置（図中、実線で示す）との間を回転移動して、フレーム２の開口部３を開閉する。

扇形歯車７９はバッフル４が開口部３を全開状態から全閉状態に移行させるまでの間に１回転未満の回転を行う。なお、扇形歯車７９は開き角度が１１０度であると共に回転中心軸１０を中心とした回転動作範囲は約９０度としている。回転動作範囲は９０度に限られないのは勿論である。

そして、図７に示すように、扇形歯車７９が開方向に回転したときの停止予定位置の先にはケース１１の側面部１１ａが位置している。この側面部１１ａは扇形歯車７９が停止予定位置を越えて更に回転しようとするのを阻止する。また、扇形歯車７９が閉方向に回転したときの停止予定位置の先にはケース１１のねじ座部１１ｂが位置している。このねじ座部１１ｂは扇形歯車７９が停止予定位置を越えて更に回転しようとするのを阻止する。

ステッピングモータ６の回路は、図１１に示すように、２つの巻線１６と、８つのトランジスタ１７と、８つのダイオード１８とを備えている。バイポーラ駆動されるように、各素子は対称に配置されている。このステッピングモータ６のステップ角度は７．５度、電源電圧は直流１２Ｖ、使用周波数は４００ｐｐｓ、回転時のトルクは約４０ｇ・ｃｍ、ディテントトルクは約１０ｇ・ｃｍとなっている。このステッピングモータ６の出力は減速ギア列７によって２５分の１に減速される。この結果、このステッピングモータ６を使用した際の回転中心軸１０のステップ角度は０．２９度で、出力トルクは約１０００ｇ・ｃｍで、静止トルク、即ちステッピングモータ６のディテントトルクにより位置保持されるトルクは約２５０ｇ・ｃｍとなる。また、このステッピングモータ６は回転中心軸１０の最大回転角度が約９０度になるように制御される。

フレーム２は、図２および図４に示すように開口部３の内側に突き出たフランジ部２０と、フランジ部２０の内側端から開口部３方向に突き出た突出部２２とを一体成形により備えている。これらフランジ部２０と突出部２２とは全周に亘って形成されている。突出部２０の内側が開口部３になっている。また、突出部２２の先端がバッフル４に当接する。ここではフランジ部２０および突出部２２をフレーム２に一体成形しているが、これには限られずフレーム２とは別部材であっても良い。

バッフル４はポリカーボネート製としている。バッフル４は一辺を中心に回転可能に設けられている。この一辺の両端部には軸部１９，２３が形成されている。一方の軸部１９は駆動部５の回転中心軸１０に嵌合されると共に、図１に示すように他方の軸部２３はフレーム２に形成された支持孔２４によって回転可能に支持されている。

図２および図４に示すように、バッフル４の開口部３側の面（表面）には緩衝部材２５が設けられている。これにより、バッフル４の閉塞時に緩衝部材２５が突出部２２の先端に突き当たって食い込むので気密性を高めることができる。緩衝部材２５としては、例えば発泡ウレタン製のソフトテープを使用している。但し、材質はこれに限られず、発泡ポリエチレンやゴムなどの他の弾性部材を使用しても良い。バッフル４の裏面には、図１に示すようにリブ２６が形成されている。これによりバッフル４の強度が確保されている。

上述したダンパー装置１を冷蔵庫２７に組み込んだ実施形態を以下に説明する。

この冷蔵庫２７はミッドフリーザ化されたもので、中央部のエバポレータ６４と、その直下の冷凍室６１と、更にその下の野菜室６３と、上部の冷蔵室６２と、エバポレータ６４から各室６１〜６３に冷気を送風する流通路２１とを備えている。そして、冷蔵室６２および野菜室６３への流通路２１の入り口部にダンパー装置１が設けられている。ダンパー装置１のフレーム２が流通路２１の一部を形成して流通路２１を兼ねるようにしている。ここではダンパー装置１を冷蔵室６２および野菜室６３に取り付けているが、これには限られず冷蔵室６２のみに取り付けたり、あるいはエバポレータ６４の出口部に取り付けても良い。

以上のように構成された本実施形態のダンパー装置１および冷蔵庫２７の動作を以下に説明する。

ダンパー装置１は開閉により冷気の流通を制御する。ダンパー装置１の周辺では温度差が生じ易く霜が付き易いので、霜が融け出してダンパー装置１の周辺に水分が付着することがある。これに対し、駆動部５のケース１１および蓋１３の合わせ目８はカバー部材９により覆われていると共に、駆動部５とカバー部材９との合わせ目８やケース１１とケーブル１５との合わせ目８は接着剤１４により塞がれている。よって、これらの合わせ目８から水分が浸入することを防止できる。

冷蔵庫２７の温度制御を行うＣＰＵなどがダンパー装置１に対し冷気導入の命令を出す。これによりステッピングモータ６が駆動して、回転がピニオン６６→歯車７８→扇形歯車７９→回転中心軸１０→軸部１９を介してバッフル４に伝わる。そして、バッフル４は突出部２２から離れて開位置に回転移動する。

ステッピングモータ６のステップ数が所定数、例えば３１０個などに達するとバッフル４は９０度回転して開位置に位置してステッピングモータ６が停止される。このとき、ステップ数の検知ミスなどによってステッピングモータ６が停止しない状況になったとしても、扇形歯車７９がケース１１の側面部１１ａに突き当たり回転が阻止されるので、バッフル４が過度に回転することはない。そして、ステッピングモータ６の通電保持力またはディテントトルクにより開位置状態が保持される。この開位置では、バッフル４に対して冷気は強く当たらないため、バッフル４の位置保持のための力は小さくて済む。冷蔵庫２７における冷気風は１０〜２０ｇ程度の力であり、一方、このステッピングモータ６のディテントトルクによる回転中心軸１０の静止トルクは約２５０ｇ・ｃｍになっているので、冷気風に対しての位置保持はディテントトルクのみで十分である。

この状態から、冷気を送る対象の室、例えば冷蔵室６２が冷えてバッフル４を閉めるように命令が出ると、ステッピングモータ６は前述とは逆の方向に回転されてバッフル４は閉じる方向に回転移動する。バッフル４の位置はパルス数により検知されていて、所定パルス数、例えば３１４個に達するとバッフル４の閉位置と判断してステッピングモータ６の駆動を停止する。

この際にステッピングモータ６は、バッフル４に固着されている緩衝部材２５が突出部２２に接した後も４ステップ分動いてから停止する。すなわち、バッフル４が突出部２２に接触するまでのステップ数は３１０個であるが、接触した後もステッピングモータ６を４ステップ分駆動している。このようなプラス分のステップ数は少なくとも１個あれば良いが、１〜７個程度、回転中心軸１０の角度にして０度を超え２度の範囲までが好ましい。また、ステップ数を８個以上としても良いが、ロックノイズの可能性があるので少ない方が好ましい。

よって、このダンパー装置１では、バッフル４が突出部２２に当接した後もステッピングモータ６を駆動しているので、バッフル４にステッピングモータ６のトルクが加わり、弾性力を有する緩衝部材２５が押圧されて突出部２２が緩衝部材２５に沈み込むので隙間無くしっかり当接する。このとき、突出部２２の突出量やバッフル４の形状にばらつきがあったり、歯車７８などにバックラッシュがあると当接が完全に行われない可能性があるが、突出部２２に緩衝部材２５が接した後もステッピングモータ６を駆動しているので、突出部２２が緩衝部材２５に沈み込んで隙間無く閉塞することができる。

また、ステッピングモータ６への電力供給が停止すると、緩衝部材２５の弾発力が回転中心軸１０を経由して扇形歯車７９や歯車７８などのギア部やロータ６７に伝わる。しかし、ステッピングモータ６はディテントトルクを有していてロータ６７は容易には回転しない。このため、各歯車７８のバックラッシュが無くなりステッピングモータ６のロータ６７からバッフル４までの伝達機構中にがたが無くなる。しかも、ステッピングモータ６のディテントトルクは回転中心軸１０では約２５０ｇ・ｃｍという大きな値になっているので、バッフル４は閉位置に保持される。

閉動作を行う際に、ステップ数の検知ミスなどによりステッピングモータ６が予定位置で停止しない場合でも、扇形歯車７９がケース１１のねじ座部１１ｂに突き当たるので回転中心軸１０およびバッフル４の過度の回転が阻止される。よって、バッフル４の緩衝部材２５が突出部２２に過度に沈み込む事態を回避できる。緩衝部材２５の過度の変形を防止することができるので、バッフル４が開閉動作を繰り返しても緩衝部材２５はその都度に復帰するようになり、長期間使用しても高い閉塞性を維持することができる。

また、ねじ座部１１ｂは、バッフル４が開口部３を全閉状態にする位置よりも更に閉方向に移動した位置においてバッフル４を停止させる。このため、ねじ座部１１ｂを利用したストッパ機構はあくまでも安全装置として機能し、正常な動作時には機能しない。よって、バッフル４が閉じる度に扇形歯車７９がねじ座部１１ｂに当接して異音を発生することを回避できる。

ところで、完全な閉位置ではなく、開位置と閉位置との中間位置にバッフル４を停止させたい場合は、一旦閉位置にバッフル４を移動させて原点復帰をさせる。そして、その原点からのパルスが開位置に至る数に比べて小さい値でステッピングモータ６を停止させる。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに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において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態ではフレーム２とカバー部材９とを一体成形しているが、これには限られず別体としても良い。

また、上述した実施形態では駆動部５およびカバー部材９の合わせ目８と、ケース１１およびケーブル１５との合わせ目８とに接着剤１４を塗布しているが、これには限られず図８〜図１０に示すように例えばケース１１と蓋１３とを止めつけるボルト１２が露出している場合にその合わせ目８に塗布するようにしても良い。さらに、上述した実施形態では駆動部５のケース１１と蓋１３との合わせ目８には接着剤１４を塗布していないが、ここに塗布するようにしても良い。また、上述した実施形態では接着剤１４としてシリコン接着剤１４を使用しているが、これ以外の接着剤１４であっても良い。

本発明のダンパー装置を示す正面図である。ダンパー装置を示す右側面図である。ダンパー装置を示す底面図である。ダンパー装置を示す平面図である。ダンパー装置を示す背面図である。ダンパー装置を示す左側面図である。駆動部の内部構造を示す平面図である。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した状態を示す断面図である。図７のＩＸ−ＩＸ線で切断した状態を示す断面図である。図７のＸ−Ｘ線で切断した状態を示す断面図である。ステッピングモータを駆動するための回路図である。ダンパー装置を搭載した冷蔵庫を示す縦断面図である。従来のダンパー装置を示す平面図である。

符号の説明

１ダンパー装置
２フレーム
３開口部
４バッフル
５駆動部
８合わせ目
９カバー部材
１４接着剤

Claims

駆動部と、該駆動部により駆動されるバッフルと、このバッフルにより開閉される開口部を形成するフレームとを有するダンパー装置において、前記駆動部の外部を構成するケースと蓋の合わせ目を覆うと共に、前記駆動部の外部に存在する水分がこの内部に浸入することを防止するカバー部材を備えることを特徴とするダンパー装置。
前記フレームと前記カバー部材とは一体成形されたものであることを特徴とする請求項１記載のダンパー装置。
駆動部と、該駆動部により駆動されるバッフルと、このバッフルにより開閉される開口部を形成するフレームとを有するダンパー装置において、前記駆動部の外部を構成するケースと蓋の合わせ目はカバー部材で覆われ、前記カバー部材の開口部の縁と、前記ケースの合わせ目に塗布されて封止すると共に、前記駆動部の外部に存在する水分がこの内部に浸入することを防止する接着剤を備えることを特徴とするダンパー装置。
前記接着剤はシリコン接着剤であることを特徴とする請求項３記載のダンパー装置。