(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの貯蔵室と、
前記貯蔵室に供給する空気を冷却する冷却器が設けられた冷却室と、
前記冷却室と前記貯蔵室とを接続する風路と、
前記冷却器で冷却された空気を前記貯蔵室に供給する送風機と、
前記風路に設けられ、前記貯蔵室に流入する空気の量である風量を調節する風量調節器と、
圧縮機、凝縮器、減圧器及び前記冷却器を有する冷凍サイクル回路と、
前記風量調節器を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記風量調節器を制御し、
所定の風量以下の風量を前記貯蔵室に流入させる場合に、前記所定の風量よりも大きな風量を前記貯蔵室に流入させる場合と比べて細かく風量を調節することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記貯蔵室の温度を検出する温度センサを備え、
前記コントローラは、
前記温度センサの検出値に基づいて前記風量調節器を制御し、前記貯蔵室に流入させる風量を調節することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記貯蔵室の開口部を開閉自在に閉塞する扉と、
該扉の開閉を検出する扉開閉検出センサと、
を備え、
前記コントローラは、前記扉開閉検出センサの検出値に基づいて前記風量調節器を制御し、前記貯蔵室に流入させる風量を調節することを特徴とする請求項２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記コントローラは、前記所定の風量よりも大きな風量を前記貯蔵室に流入させる場合、前記貯蔵室に流入させる風量が最大風量となるように前記風量調節器を制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記風量調節器は、
風路となる開口部が形成されたケーシングと、
前記開口部を開閉自在に閉塞する、面積の異なる２枚の板状部材と、
前記コントローラの指令に基づき、２枚の前記板状部材のそれぞれを独立して回転させる少なくとも１つのアクチュエータと、
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記所定の風量以下の風量を前記貯蔵室に流入させる場合、面積が小さい方の前記板状部材を回転させることにより、前記貯蔵室に流入させる風量を調節することを特徴とする請求項５に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
面積の異なる２枚の前記板状部材は、前記アクチュエータの動力を前記板状部材のどちらに伝達させるかを切り替える切換機構を介して、共通の前記アクチュエータに接続されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記切換機構はギヤボックスであり、面積が小さい方の前記板状部材を回転させる際のギヤ比よりも、面積が大きい方の前記板状部材を回転させる際のギヤ比が大きい構成となっており、
前記風量調節器は、
面積が大きい方の前記板状部材を回転させて前記開口部を開く際、面積が大きい方の前記板状部材を風下側に回転させる構成となっていることを特徴とする請求項７に記載の冷蔵庫。
【請求項９】
面積の異なる２枚の前記板状部材の回転軸が同軸上に配置されていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の冷蔵庫。
【請求項１０】
風路となる開口部が形成され、冷蔵庫の風路に設けられるケーシングと、
前記開口部を開閉自在に閉塞する、面積の異なる２枚の板状部材と、
動力を前記板状部材のどちらに伝達させるかを切り替えるギヤボックスを介して、面積の異なる２枚の前記板状部材と接続され、２枚の前記板状部材のそれぞれを独立して回転させる１つのアクチュエータと、
を備え、
前記ギヤボックスは、面積が小さい方の前記板状部材を回転させる際のギヤ比よりも、面積が大きい方の前記板状部材を回転させる際のギヤ比が大きい構成となっていることを特徴とする冷蔵庫の風量調節器。
【請求項１１】
面積の異なる２枚の前記板状部材の回転軸が同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の冷蔵庫の風量調節器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、冷蔵庫及び冷蔵庫の風量調節器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な冷蔵庫は、少なくとも１つの貯蔵室と、貯蔵室に供給する空気を冷却する冷却器が設けられた冷却室と、冷却室と貯蔵室とを接続する風路と、冷却器で冷却された空気を貯蔵室に供給する送風機と、風路に設けられ、貯蔵室に流入する空気の量である風量を調節する風量調節器と、圧縮機、凝縮器、減圧器及び冷却器を有する冷凍サイクル回路と、を備えている。
【０００３】
上記の冷蔵庫においては、所定時間以上冷蔵庫の扉が開閉されない場合（安定状態）に貯蔵室に発生する熱負荷は、冷蔵庫壁面から貯蔵室内に伝達される熱量で決まる。つまり、所定時間以上冷蔵庫の扉が開閉されない場合、冷蔵庫壁面の断熱性能は高いので貯蔵室内で発生する熱負荷は小さく、安定状態において必要とされる冷却能力も小さい。したがって、安定状態において必要とされる冷却空気、つまり、貯蔵室に供給される空気の量（風量）も少ない。
【０００４】
一方、扉を開閉し、貯蔵室内に食品が新たに置かれた場合、貯蔵室に発生する熱負荷は、冷蔵庫壁面から貯蔵室内に伝達される熱量、扉開閉時に暖かい外気が貯蔵室内に流入することによる熱量、及び、食品自体の熱容量の合計になる。このため、貯蔵室内に食品が新たに置かれた場合、安定状態時に比べて熱負荷は大きくなり、必要とされる冷却能力は大きくなる。したがって、貯蔵室内に食品が新たに置かれた場合に必要とされる冷却空気、つまり、貯蔵室に供給される空気の量（風量）は多くなる。
【０００５】
このような貯蔵室への風量調節は、貯蔵室に通じる風路の途中に設置された風量調節器のダンパー（板状部材）を開閉することにより行われている（特許文献１，２参照）。そして、このときの貯蔵室内の温度は図９のように変化する。
【０００６】
図９は、従来の冷蔵庫における貯蔵室内の温度変化を示す図面である。
図９に示すように、例えば扉を開閉して貯蔵室内に食品が新たに置かれた場合等、貯蔵室内の温度が設定温度よりも所定温度以上上昇した場合（温度上限値に達した場合）、風量調節器のダンパーを全開にして、多くの風量を貯蔵室内に流入させ、貯蔵室内を冷却する。そして、所定時間、貯蔵室内に冷却空気が供給されると、貯蔵室内は、安定状態（つまり、貯蔵室に発生する熱負荷が冷蔵庫壁面から貯蔵室内に伝達される熱量になる状態）となる。ここで、風量調節器のダンパーを全開の状態で貯蔵室内を冷却する際の冷却能力は、安定状態時の熱付加に対して大きい。このため、貯蔵室内の温度は徐々に低下する。
【０００７】
貯蔵室内の温度が徐々に低下し、貯蔵室内の温度が設定温度よりも所定温度以下低下した場合（温度下限値に達した場合）、風量調節器のダンパーが閉じられ、貯蔵室内が過剰に冷却されることを防止する。風量調節器のダンパーが閉じられると、冷蔵庫壁面から貯蔵室内に伝達される熱量によって、貯蔵室内の温度が上昇する。そして、貯蔵室内の温度が温度上限値に達すると、風量調節器のダンパーが再び開かれて、貯蔵室内が再冷却される。
【０００８】
また、従来の冷蔵庫は、全ての風量調節器のダンパーが閉じられると、冷凍サイクル回路の圧縮機を停止させ、冷凍サイクル回路の過剰な冷却運転を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４８３２４４９号公報
【特許文献２】特開平７−５５３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、冷蔵庫の扉が所定時間以上開かれていない安定状態においても、冷蔵庫壁面から貯蔵室内に伝達される熱量によって、貯蔵室内の温度が上昇する。このため、冷凍サイクル回路の過剰な冷却運転を防止するために圧縮機を停止している場合には、貯蔵室内を再冷却するために、圧縮機を再起動させる。そして、貯蔵室内の温度が温度下限値に達すると、風量調節器のダンパーを再び閉じて、圧縮機を再び停止させる。
【００１１】
つまり、従来の冷蔵庫は、安定状態時に貯蔵室に供給する冷却空気の量（風量）が過剰であるため、圧縮機の運転及び停止を頻繁に繰り返すこととなる。しかしながら、圧縮機を再起動させた際、圧縮機の停止によって均一になった冷凍サイクル回路内の冷媒圧力に、再度高低圧差を作るためのエネルギーが必要となる。このため、従来の冷蔵庫は、圧縮機の運転及び停止を繰り返すことにより、上記のエネルギー分だけ無駄なエネルギーを消費してしまう（以下、Ｏｎ−Ｏｆｆロスが発生するとも称する）という課題があった。
【００１２】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、Ｏｎ−Ｏｆｆロスが発生することを抑制できる冷蔵庫、及びこの冷蔵庫に用いられる風量調節器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る冷蔵庫は、少なくとも１つの貯蔵室と、前記貯蔵室に供給する空気を冷却する冷却器が設けられた冷却室と、前記冷却室と前記貯蔵室とを接続する風路と、前記冷却器で冷却された空気を前記貯蔵室に供給する送風機と、前記風路に設けられ、前記貯蔵室に流入する空気の量である風量を調節する風量調節器と、圧縮機、凝縮器、減圧器及び前記冷却器を有する冷凍サイクル回路と、前記風量調節器を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記風量調節器を制御し、所定の風量以下の風量を前記貯蔵室に流入させる場合に、前記所定の風量よりも大きな風量を前記貯蔵室に流入させる場合と比べて細かく風量を調節するものである。
【００１４】
また、本発明に係る冷蔵庫の風量調節器は、風路となる開口部が形成され、冷蔵庫の風路に設けられるケーシングと、前記開口部を開閉自在に閉塞する、面積の異なる２枚の板状部材と、動力を前記板状部材のどちらに伝達させるかを切り替えるギヤボックスを介して、面積の異なる２枚の前記板状部材と接続され、２枚の前記板状部材のそれぞれを独立して回転させる１つのアクチュエータと、を備え、前記ギヤボックスは、面積が小さい方の前記板状部材を回転させる際のギヤ比よりも、面積が大きい方の前記板状部材を回転させる際のギヤ比が大きい構成となっているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、所定の風量以下の風量を貯蔵室に流入させる場合、所定の風量よりも大きな風量を貯蔵室に流入させる場合と比べて細かく風量を調節する。つまり、本発明においては、低風量域での細かい風量調節により、安定状態の際、貯蔵室内の熱負荷に見合った冷却能力を出すことができる。このため、本発明は、貯蔵室内を過剰に冷却しないので、圧縮機の運転を維持しつつ、貯蔵室内を冷却し続けられる。したがって、本発明は、Ｏｎ−Ｏｆｆロスを従来よりも抑制することができ、従来よりも省エネルギーな冷蔵庫を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫における風量調節器６の動作を示すフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の風量調節器を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る風量調節器の風量調節原理を説明するためのＰ−Ｑ線図である。
【図６】風量調節器の板状部材の回転角θと風量との関係を示す特性図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫における風量調節器６の動作を示すフロー図の別の一例である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫の風量調節器を示す斜視図である。
【図９】従来の冷蔵庫における貯蔵室内の温度変化を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫、及びこの冷蔵庫に設けられた風量調節器を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の縦断面図である。また、図２は、この冷蔵庫のブロック図である。
図１，２に示すように、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、少なくとも１つの貯蔵室と、貯蔵室に供給する空気を冷却する冷却器４が設けられた冷却室７ａと、冷却室７ａと貯蔵室とを接続する風路７と、冷却器４で冷却された空気を貯蔵室に供給する送風機５と、風路７に設けられ、貯蔵室に流入する空気の量（風量）を調節する風量調節器６と、圧縮機１、凝縮器２、減圧器３及び冷却器４を有する冷凍サイクル回路と、を備えている。
【００１９】
詳しくは、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、３つの貯蔵室（冷蔵室８、冷凍室９、野菜室１０）を備えている。これらの貯蔵室は、前側が開口するように、冷蔵庫１００の本体部１０１に形成されている。また、冷蔵室８の開口部は扉８ａによって開閉自在に閉塞されており、冷凍室９の開口部は扉９ａによって開閉自在に閉塞されており、野菜室１０の開口部は扉１０ａによって開閉自在に閉塞されている。
【００２０】
また、本体部１０１には、前記貯蔵室の背面側となる位置に、冷却器４が設けられた冷却室７ａ、及び、冷却室７ａと貯蔵室とを接続する風路７が形成されている。そして、この風路７には、冷却器４で冷却された冷却空気を各貯蔵室に供給するための送風機５が設けられている。また、この風路７における各貯蔵室との接続部には、各貯蔵室に流入する空気の量（風量）を調節する風量調節器６が設けられている。詳しくは、風路７における冷蔵室８との接続部には、冷蔵室８に流入する空気の量（風量）を調節する冷蔵室用風量調節器６ａが設けられている。また、風路７における冷凍室９との接続部には、冷凍室９に流入する空気の量（風量）を調節する冷凍室用風量調節器６ｂが設けられている。また、風路７における野菜室１０との接続部には、野菜室１０に流入する空気の量（風量）を調節する野菜室用風量調節器６ｃが設けられている。
なお、以下では、冷蔵室用風量調節器６ａ、冷凍室用風量調節器６ｂ及び野菜室用風量調節器６ｃを総称して示す場合、単に風量調節器６として示す。
【００２１】
上述のように、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、各貯蔵室に供給する冷却空気を生成する冷却機構として、冷凍サイクル回路を備えている。この冷凍サイクル回路は、圧縮機１、凝縮器２、減圧器３及び冷却器４が順次冷媒配管で接続されて構成されている。圧縮機１、凝縮器２及び減圧器３は、例えば本体部１０１の後方の下部に形成された機械室に収納されている。なお、凝縮器２は、空気熱交換器で構成してもよいし、本体部１０１の壁面に配置された冷媒配管で構成してもよい。
【００２２】
また、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００には、各貯蔵室に、各貯蔵室の温度を検出する温度センサ、及び、各貯蔵室の扉の開閉を検出する扉開閉検出センサを設けている。詳しくは、冷蔵室８には、冷蔵室８内の温度を検出する温度センサ２１、及び、冷蔵室８の扉８ａの開閉を検出する扉開閉検出センサ２５を設けている。また、冷凍室９には、冷凍室９内の温度を検出する温度センサ２２、及び、冷凍室９の扉９ａの開閉を検出する扉開閉検出センサ２６を設けている。また、野菜室１０には、野菜室１０内の温度を検出する温度センサ２３、及び、野菜室１０の扉１０ａの開閉を検出する扉開閉検出センサ２７を設けている。
これらのセンサは、図２に示すように、コントローラ５０に電気的に接続され、貯蔵室の温度及び扉の開閉をコントローラ５０に送信可能となっている。
なお、これらのセンサの設置位置は、図１に示す位置に限定されるものではない。各貯蔵室内の温度を検出できる位置であれば、温度センサ２１〜２３の設置位置は任意である。また、各貯蔵室の扉の開閉を検出できる位置であれば、扉開閉検出センサの設置位置は任意である。
【００２３】
コントローラ５０は、例えばマイコン等で構成されており、温度センサ２１〜２３、扉開閉検出センサ２５〜２７及び風量調節器６と接続されている。このコントローラ５０は、温度センサ２１及び扉開閉検出センサ２５の検出結果に基づいて冷蔵室用風量調節器６ａの開度を制御し、冷蔵室８内の温度を設定温度に調節するものである。また、このコントローラ５０は、温度センサ２２及び扉開閉検出センサ２６の検出結果に基づいて冷凍室用風量調節器６ｂの開度を制御し、冷凍室９内の温度を設定温度に調節するものである。また、このコントローラ５０は、温度センサ２３及び扉開閉検出センサ２７の検出結果に基づいて野菜室用風量調節器６ｃの開度を制御し、野菜室１０内の温度を設定温度に調節するものである。
なお、図示していないが、コントローラ５０により、圧縮機１の起動及び停止も制御されている。この際、各貯蔵室の熱負荷に応じて圧縮機１の回転数を制御してもよい。
【００２４】
以下、このように構成された冷蔵庫１００の動作について説明する。
【００２５】
まず、冷凍サイクル回路の冷媒の流れを説明する。圧縮機１から吐出された高温高圧ガス冷媒は、凝縮器２に流入して凝縮器２周囲の外気と熱交換し、空気への放熱によって凝縮する。凝縮した高圧液冷媒は、減圧器３で減圧され低圧二相冷媒となる。その後、冷媒は冷却室７ａに設置されている冷却器４へ流入する。冷却器４に流入した低圧二相冷媒は、各貯蔵室から冷却室７ａに流入した空気を冷却し、低圧ガス冷媒となる。その後、冷媒は圧縮機１に流入し、再度加圧吐出される。
【００２６】
次に、冷蔵庫１００、つまり、本体部１０１内の空気の流れを説明する。冷却器４で冷却された空気は、送風機５によって搬送され、風路７を通って各貯蔵室に流入し、各貯蔵室内を冷却する。この際、風路７の途中に設置された風量調節器６によって、各貯蔵室に流入する風量を調節し、各貯蔵室の温度を調節する。各貯蔵室を冷却した空気は冷却室７ａに戻り、再度冷却器４にて冷却される。
【００２７】
次に、風量調節器６の動作（コントローラ５０による制御方法）について説明する。
ここで、Ｏｎ−Ｏｆｆロスを防ぐためには、安定状態において必要とされる熱負荷に合った冷却能力となるように風量調節器６を制御し、圧縮機１（つまり冷凍サイクル回路）を運転し続ける必要がある。つまり、熱負荷と冷却能力が一致する適切な風量の冷却空気を各貯蔵室に供給することにより、Ｏｎ−Ｏｆｆロスを防げる。このため、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００では、所定の風量以下の風量を貯蔵室に流入させる場合に、所定の風量よりも大きな風量を貯蔵室に流入させる場合と比べて細かく風量を調節している。具体的には、Ｏｎ−Ｏｆｆロスが発生することを抑制するために後述のような安定運転モードを設け、各貯蔵室が安定状態になった際、圧縮機１を極力停止させることなく各貯蔵室を冷却できる構成としている。以下、図３を用いて、風量調節器６の動作の詳細について説明する。
【００２８】
ここで、風量調節器６の動作を説明するに際し、「急冷運転」及び「安定運転」を以下のように定義する。
「急冷運転」とは、貯蔵室内の熱量が大きくなっている状態（貯蔵室内の温度が上昇している状態）において、冷却能力を大きくして貯蔵室内の温度を下げるように、つまり、貯蔵室に流入する風量が大きくして貯蔵室内の温度を下げるように風量調節器６を制御する運転をいう。ここで、貯蔵室内の熱量が大きくなっている状態とは、例えば、貯蔵室の扉が開閉された直後、及び、冷蔵庫１００に電源が投入された直後の状態をいう。
「安定運転」とは、急冷運転開始時刻から所定時間以上経過し、貯蔵室内の温度が設定温度目標温度に到達した際、急冷運転時よりも冷却能力を下げ、貯蔵室内の熱量と冷却能力とが略一致する風量となるように風量調節器６を制御する運転をいう。
【００２９】
図３は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫における風量調節器６の動作を示すフロー図である。
図３に示すように、コントローラ５０は、ステップＳ１において冷蔵庫１００に電源が投入された直後（換言すると、電源が投入されてから所定時間経過していない状態）と判断した場合、あるいは、ステップＳ２において貯蔵室の扉が開閉された直後（換言すると、扉が開かれてから所定時間経過していない状態）と判断した場合、急冷運転モードで風量調節器６を制御する。つまり、コントローラ５０は、風量調節器６の風量が大きくなるように（例えば最大となるように）、風量調節器６を制御する。貯蔵室内の熱負荷が大きいため、貯蔵室内を急速に冷却する必要があるからである。そして、その後、コントローラ５０は、ステップＳ１に戻る。
【００３０】
ステップＳ１において冷蔵庫１００に電源が投入された直後でないと判断した場合、及び、ステップＳ２において貯蔵室の扉が開閉された直後でないと判断した場合、コントローラ５０は、ステップＳ３に進む。そして、コントローラ５０は、貯蔵室内の温度が設定温度（目標温度）以下であるか否かを判定する。貯蔵室内の温度が設定温度以下であると判断した場合、コントローラ５０は、安定運転モードで風量調節器６を制御する。つまり、コントローラ５０は、貯蔵室内の熱量と冷却能力とが略一致する風量となるように風量調節器６を制御する。そして、その後、コントローラ５０は、ステップＳ１に戻る。なお、安定運転モードにおける風量の調節方法については後述する。
【００３１】
一方、ステップＳ３において、貯蔵室内の温度が設定温度以下でないと判断した場合、コントローラ５０は、風量調節器６を制御する運転モードを現状維持としたまま、ステップＳ１に戻る。
例えば、急冷運転モードの状態でステップＳ３に進み、貯蔵室内の温度が設定温度以下でないと判断した場合、コントローラ５０は、急冷運転モードで風量調節器６を制御し続ける。未だ、貯蔵室内を冷却しきっていないためである。
また例えば、安定運転モードの状態でステップＳ３に進み、貯蔵室内の温度が設定温度以下でないと判断した場合、コントローラ５０は、安定運転モードで風量調節器６を制御し続ける。この状態は、貯蔵室内が一端設定温度まで冷却され、かつ、貯蔵室に発生する熱負荷が本体部１０１の壁面から貯蔵室内に伝達される熱量のみの状態であるため、貯蔵室内を急激に冷却すると、貯蔵室内を過剰に冷却してしまうからである。換言すると、貯蔵室内を過剰に冷却することを防止するために風量調節器６によって風路を閉塞しなければならず、これにより、圧縮機１を停止させる状態になってしまうためである。すなわち、Ｏｎ−Ｏｆｆロスが発生する状態になってしまうからである。
【００３２】
本実施の形態１では、コントローラ５０は、上記の安定運転モードにおいて風量調節器６を例えば次のように制御する。例えば、コントローラ５０に基準風量を予め記憶させておく。そして、ステップＳ３において貯蔵室内の温度が設定温度となっているとき、コントローラ５０は、貯蔵室に流入する風量が基準風量となるように、風量調節器６を制御する。また、ステップＳ３において貯蔵室内の温度が設定温度よりも低くなっているとき、コントローラ５０は、貯蔵室に流入する風量が基準風量よりも小さくなるように、風量調節器６を制御する。また、ステップＳ３において貯蔵室内の温度が設定温度よりも高くなっているとき、コントローラ５０は、貯蔵室に流入する風量が基準風量よりも大きくなるように、風量調節器６を制御する。なお、ここでいう基準風量よりも大きい風量とは、急冷運転モードにおける風量よりも小さな風量である。
つまり、安定運転モードでは、急激に風量を増加させる急冷運転モードと比べて、細かく風量が調節される。
なお、風量を大きくしたり小さくしたりする場合、その変化量を、貯蔵室内の温度と設定温度との差に応じて変化させてもよい。
【００３３】
上記のような安定運転モードにおいて、貯蔵室内の熱量と冷却能力とが略一致する風量となるように風量調節器６を制御するには、低風量域（所定の風量以下の風量を貯蔵室に流入させる状態）においてより精度良く風量調節が可能なように風量調節器６を構成することが重要である。このため、本実施の形態１では、風量調節器６を以下のように構成している。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の風量調節器を示す斜視図である。なお、この図４では、風量調節器６の内部構造の理解を容易とするため、ケーシング６１を透過して示している。また、図４（ａ）は、板状部材６２，６３の双方がケーシング６１の開口部６１ａを閉塞している状態を示しており、図４（ｂ）は、板状部材６２のみで開口部６１ａを開いている状態を示しており、図４（ｃ）は、板状部材６２，６３の双方で開口部６１ａを開いている状態を示している。
図４に示すように、風量調節器６は、ケーシング６１と、２枚の板状部材６２，６３と、板状部材６２を回転させるアクチュエータ６４と、板状部材６３を回転させるアクチュエータ６５と、を備えている。
【００３５】
ケーシング６１は風路７に設けられるものであり、このケーシング６１には風路となる開口部６１ａが形成されている。本実施の形態１では、開口部６１ａを面積Ａ１（長辺Ｌ×短辺ｔ１）の長方形状としている。板状部材６２及び板状部材６３は、開口部６１ａを開閉自在に閉塞するものである。つまり、板状部材６２の面積ＡＡと板状部材６３の面積ＡＢとの和が、開口部６１ａの面積Ａ１となっている。これらの板状部材６２，６３は面積が異なり、板状部材６２の面積ＡＡが板状部材６３の面積ＡＢよりも小さくなっている。なお、本実施の形態１では、板状部材６２の面積ＡＡを開口部６１ａの面積Ａ１の４０％とし、板状部材６３の面積ＡＢを開口部６１ａの面積Ａ１の６０％としている。
【００３６】
ここで、板状部材６２は低風量を操作する場合、つまり、安定運転モードの際の風量調節に用いられる。つまり、安定運転モードの場合、板状部材６３は開口部６１ａを閉塞したまま、板状部材６２を回転させることによって風量を調節する。また、板状部材６３は、急冷運転モードの際の風量調節に用いられる。つまり、急冷運転モードでは、板状部材６２，６３の双方を回転させて開口部６１ａを開き、風量が多くなるようにする。
なお、板状部材６２，６３の面積の割合は、調節したい低風量域の範囲で決まり、調節したい低風量域が小さい場合、板状部材６２の板が小さくなる。
【００３７】
例えばモータであるアクチュエータ６４は、板状部材６２の一方の端部に設けられた回転軸６２ａと接続されており、当該回転軸６２ａを中心として板状部材６２を０°≦θ≦９０°の範囲で回転駆動させるものである。例えばモータであるアクチュエータ６５は、板状部材６３の一方の端部に設けられた回転軸６３ａと接続されており、当該回転軸６３ａを中心として板状部材６３を０°≦θ≦９０°の範囲で回転駆動させるものである。つまり、板状部材６２，６３は独立して（別々に）回転させることが可能な構成となっている。なお、これらアクチュエータ６４，６５は、コントローラ５０によって制御されている。
【００３８】
次に、風量調節器６によって風量を調節する原理を説明する。
【００３９】
図５は、本発明に係る風量調節器の風量調節原理を説明するためのＰ−Ｑ線図である。この図５は、横軸が風量Ｑ［ｍ３／ｈ］を示しており、縦軸が静圧Ｐ［Ｐａ］を示している。
風路７内に送風機５を設置し、送風機５で送風する場合、送風機５は、風量―圧力特性（Ｐ―Ｑ特性）と、風量―風路の圧力損失の関係（抵抗曲線）との交点で動作する。一般的に、抵抗曲線の風量Ｑと圧力損失ΔＰとの関係は、風路抵抗値（ケーシング６１内の風路抵抗値）をζ、風量調節器６によって変化した風路断面積（板状部材６２，６３が回転して開口部６１ａが開いた部分）をＡ２（＝Ｌ×ｔ２）、空気密度をρとすると、
ΔＰ＝ζρ／（２Ａ２２）×Ｑ２…（１）
となる。
風路７の途中に設置された風量調節器６で風路断面積Ａ２を変えると、抵抗曲線が変化するので、ファンの動作点が変わる。詳しくは、図５に示すように、風路断面積Ａ２が減少するにしたがって、つまり、板状部材６２，６３によって覆われる開口部６１ａの範囲が大きくなるにしたがって、風量Ｑは減少する。
【００４０】
次に、本実施の形態１に係る風量調節器６が従来の風量調節器よりも低風量域において精度良く風量調節を行える理由について説明する。
【００４１】
従来の風量調節器は、１枚の板状部材でケーシング６１の開口部６１ａを開閉自在に閉塞する構成となっている。つまり、従来の風量調節器の板状部材の面積は、ケーシング６１の開口部６１ａの面積と同じＡ１となっている。このため、従来の風量調節器の板状部材の操作量（回転角）をθとすると、従来の風量調節器の板状部材の回転により変化した風路断面積Ａ２は以下のようになる。
Ａ２＝Ｌ×ｔ１×（１−ｃｏｓθ）＝Ａ１（１―ｃｏｓθ）…（２）
【００４２】
図６は、風量調節器の板状部材の回転角θと風量との関係を示す特性図である。
上記の（２）式より求めた風路断面積Ａ２から抵抗曲線を算出し、送風機５のＰ−Ｑ特性から動作点を求め、従来の風量調節器の板状部材の回転角θと風量との関係を求めると、図６の実線で示した関係となる。従来の風量調節器は、板状部材の回転角θが小さい場合には風量が増加しにくく、一旦板状部材が開き始めると風量は急激に増加する。このため風量の制御性が悪い。
【００４３】
一方、本実施の形態１に係る風量調節器６は、２枚の板状部材６２，６３で、ケーシング６１の開口部６１ａを開閉自在に閉塞している。このため、板状部材６２を回転した際の風路断面積Ａ２は、
Ａ２＝ＡＡ（１―ｃｏｓθ）…（３）
となる。
また、板状部材６３が回転した際の風路断面積Ａ２は、
Ａ２＝ＡＡ＋ＡＢ（１−ｃｏｓθＢ）…（４）
となる。なお、θＢは板状部材６３の操作量（回転角）である。
【００４４】
上記の（３）式より求めた風路断面積Ａ２から抵抗曲線を算出し、送風機５のＰ−Ｑ特性から動作点を求め、本実施の形態１に係る風量調節器６の板状部材６２を０°≦θ≦９０°の範囲で回転させた際の回転角θと風量との関係を求めると、図６の破線で示した関係となる。
図６に示すように、板状部材６２で風量を調節する場合、板状部材６２の面積が小さいので、単位角度当りの風量増加量は、従来に比べて小さい。このため、本実施の形態１に係る風量調節器６に従来と同様の分解能を持つアクチュエータを用いた場合、低風量域をより精度よく調節することが可能となる。さらに、本実施の形態１に係る風量調節器６は、面積の大きい板状部材６３も操作することにより、風路断面積Ａ２は急激に増加させることができるので、急激に風量を増加させることもできる。このため、本実施の形態１に係る風量調節器６は、貯蔵室内の食品を即座に冷却する必要が有る場合、つまり急冷運転にも十分に対応できる。
【００４５】
以上、本実施の形態１のように構成された冷蔵庫１００においては、安定運転モード時（所定の風量以下の風量を貯蔵室に流入させる場合）、急激に風量を増加させる急冷運転モード（所定の風量よりも大きな風量を貯蔵室に流入させる場合）と比べ、風量を細かく制する。つまり、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、低風量域での細かい風量調節により、安定状態の際、貯蔵室内の熱負荷に見合った冷却能力を出すことができる。このため、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、貯蔵室内を過剰に冷却しないので、圧縮機１の運転を維持しつつ、貯蔵室内を冷却し続けられる。したがって、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、Ｏｎ−Ｏｆｆロスを従来よりも抑制することができ、従来よりも省エネルギーな冷蔵庫となる。また、このように風量調節を行うことにより、貯蔵室内の温度を一定に保つことも可能となるので、貯蔵室内の食品の品質維持効果を従来よりも高めることもできる。
【００４６】
また、本実施の形態１においては、風量調節器６を、２枚の板状部材６２，６３でケーシング６１の開口部６１ａを開閉自在に閉塞する構成としている。このため、本実施の形態１に係る風量調節器６に従来と同様の分解能を持つアクチュエータを用いた場合、低風量域をより精度よく調節することが可能となる。
【００４７】
また、このように構成された風量調節器６においては、面積の大きい板状部材６３も操作することにより、急激に風量を増加させることもできる。このため、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００は、貯蔵室内の食品を即座に冷却することもできる。本実施の形態１では、貯蔵室内の食品をできるだけ急冷できるように、急冷運転モードでは板状部材６３を最大開度としている。つまり、風量調節器６の風量を最大風量としている。
【００４８】
なお、本実施の形態１では、温度センサ２１〜２３及び扉開閉検出センサ２５〜２７の双方の検出値を用いて急冷運転モードと安定運転モードとの切換を行ったが、少なくとも温度センサ２１〜２３を備えていれば本発明を実施することができる。この場合、図３で示したステップＳ２を図７で示すステップＳ２とすればよい。つまり、貯蔵室内の温度が設定温度よりも所定値α以上上昇した場合、扉が開かれて貯蔵室内に食品が置かれたものと判断してもよい。しかしながら、扉開閉検出センサ２５〜２７を設けることにより、貯蔵室内の温度が上昇する前に急冷運転モードに移行できるため、貯蔵室内の食品の品質維持効果をより高めることができる。
【００４９】
また、本実施の形態１では、全ての貯蔵室に流入する冷却空気の風量を風量調節器６で調節した。これに限らず、冷蔵庫１００が複数の貯蔵室を有する場合、一部の貯蔵室に流入する冷却空気の風量を風量調節器６で調節してもよい。この場合、風量調節器６で風量が調整される貯蔵室にのみ、少なくとも温度センサを備えればよい。
例えば、冷蔵庫１００が冷蔵室８及び冷凍室９を備えている場合、冷蔵室８に流入する冷却空気の風量のみを風量調節器６で調節してもよい。冷凍室９は−２０℃程度の低温を維持するために、冷却器４で作られた冷気を常時供給されていてもよいからである。その一方、冷蔵室８は、供給される冷却空気よりも高い温度（例えば１℃〜５℃程度）で維持される。このため、冷蔵室８内が安定状態になっている場合、冷蔵室８内の熱量に見合った風量の冷却空気を冷蔵室８内に供給してＯｎ−Ｏｆｆロスを抑制するためには、冷蔵室８に供給する風量は低風量となる。また、冷蔵室８内に食品が置かれた場合には、即座に冷蔵室８内を冷却する必要があり、即応性も必要である。このため、冷蔵庫１００が冷蔵室８及び冷凍室９を備えている場合、冷蔵室８に流入する冷却空気の風量のみを風量調節器６で調節するのが効果的である。
【００５０】
実施の形態２．
風量調節器６は、実施の形態１で示した構成に限定されるものではなく、例えば以下のように構成してもよい。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。
【００５１】
図８は、本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫の風量調節器を示す斜視図である。なお、この図８では、風量調節器６の内部構造の理解を容易とするため、ケーシング６１を透過して示している。また、図８（ａ）は、板状部材６２，６３の双方がケーシング６１の開口部６１ａを閉塞している状態を示しており、図８（ｂ）は、板状部材６２のみで開口部６１ａを開いている状態を示しており、図８（ｃ）は、板状部材６２，６３の双方で開口部６１ａを開いている状態を示している。
【００５２】
本実施の形態２に係る風量調節器６は、板状部材６２の回転軸６２ａ及び板状部材６３の回転軸６３ａの双方がギヤボックス６６に接続されている。また、このギヤボックス６６は、アクチュエータ６７に接続されている。つまり、板状部材６２の回転軸６２ａ及び板状部材６３の回転軸６３ａの双方は、共通のアクチュエータ６７に接続されている。ギヤボックス６６は、アクチュエータ６７の動力を板状部材６２，６３のどちらに伝達させるかを切り替える切換機構である。本実施の形態２では、まず板状部材６２にアクチュエータ６７が操作され（動力が伝達され）、板状部材６２が全開の位置に到達後に板状部材６３が操作される（動力が伝達される）構成となっている。
【００５３】
このように、板状部材６２の回転軸６２ａ及び板状部材６３の回転軸６３ａの双方を共通のアクチュエータ６７に接続することにより、アクチュエータ６７の数を削減することができ、風量調節器６つまり冷蔵庫１００の製造コストを削減することができる。
【００５４】
また、ギヤボックス６６は、急冷運転モード時に素早く風量を増加させるため、板状部材６２を回転させる際のギヤ比よりも、板状部材６３を回転させる際のギヤ比が大きい構成となっている。このため、板状部材６３に付加される回転トルクが低くなるので、板状部材６３を風上側に操作すると風圧を受け、板状部材６３が操作不能になる可能性がある。したがって、本実施の形態１では、板状部材６３を回転させてケーシング６１の開口部６１ａを開く際、板状部材６３を風下側に回転させる構成としている。このように板状部材６３を回転させることにより、風量調節器６の品質を高めることができる。
【００５５】
また、本実施の形態２に係る風量調節器６は、板状部材６２の回転軸６２ａ及び板状部材６３の回転軸６３ａが同軸上に配置されている。このため、風路内（ケーシング６１内）での風路抵抗を抑制することができ、風量調節器６の最大風量を増大させることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  圧縮機、２  凝縮器、３  減圧器、４  冷却器、５  送風機、６  風量調節器、６ａ  冷蔵室用風量調節器、６ｂ  冷凍室用風量調節器、６ｃ  野菜室用風量調節器、７  風路、７ａ  冷却室、８  冷蔵室、８ａ  扉、９  冷凍室、９ａ  扉、１０  野菜室、１０ａ  扉、２１〜２３  温度センサ、２５〜２７  扉開閉検出センサ、５０  コントローラ、６１  ケーシング、６１ａ  開口部、６２  板状部材、６２ａ  回転軸、６３  板状部材、６３ａ  回転軸、６４  アクチュエータ、６５  アクチュエータ、６６  ギヤボックス、６７  アクチュエータ、１００  冷蔵庫、１０１  本体部。
【要約】
【課題】圧縮機の運転及び停止の繰り返しにより発生するＯｎ−Ｏｆｆロスを抑制できる冷蔵庫を得る。
【解決手段】冷蔵庫１００は、貯蔵室に流入する空気の量である風量を調節する風量調節器６と、圧縮機１、凝縮器２、減圧器３及び貯蔵室に流入する空気を冷却する冷却器４を有する冷凍サイクル回路と、風量調節器６を制御するコントローラ５０と、を備え、コントローラ５０は、風量調節器６を制御し、所定の風量以下の風量を貯蔵室に流入させる場合に、前記所定の風量よりも大きな風量を貯蔵室に流入させる場合と比べて細かく風量を調節するものである。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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