(57)【要約】【課題】ヒータのスイッチ数よりもスイッチに接続する抵抗素子数を少なくした冷蔵庫を提供する。【解決手段】複数のヒータと、複数のヒータそれぞれに電気的に接続したスイッチと、スイッチそれぞれの電源としてのスイッチング電源と、を有する冷蔵庫であって、複数のヒータに電気的に接続した電流制限抵抗を有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヒータと、
該複数のヒータそれぞれに電気的に接続したスイッチと、
前記スイッチそれぞれの電源としてのスイッチング電源と、を有する冷蔵庫であって、
前記複数のヒータに電気的に接続した電流制限抵抗を有することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記スイッチのそれぞれは、同時には前記スイッチのうち特性が近しいものがまとめてオンし、残部がオフ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】
前記スイッチのそれぞれは、同時には１つ以下がオンすることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数のヒータ８〜１１のオン／オフを切り替えるスイッチング素子３５〜３８を開示している（段落００２１，図３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、スイッチング素子に電気的に接続した抵抗素子が存在するか否かを開示していない。さらに、抵抗素子が存在していたとしても、そのスイッチング素子との接続態様や、スイッチング素子のオン／オフの制御の態様について、何ら開示していない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記事情に鑑みてなされた本発明は、複数のヒータと、該複数のヒータそれぞれに電気的に接続したスイッチと、前記スイッチそれぞれの電源としてのスイッチング電源と、を有する冷蔵庫であって、前記複数のヒータに電気的に接続した電流制限抵抗を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施例１の冷蔵庫の等角投影図。
【図２】実施例１の冷蔵庫の断面図。
【図３】実施例１の冷蔵庫の回路構成図。
【図４】実施例１のヒータ通電のタイムチャート図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は冷蔵庫の等角投影図、図２は冷蔵庫の断面図である。冷蔵庫は、外箱１６と、内箱１７と、外箱１６と内箱１７との間に充填した断熱材を含んでなる箱体１８を備えて構成されている。箱体１８前面には、各貯蔵室の開口を開閉可能な扉が設けられており、上から観音式の２つの冷蔵室扉１９、引き出し式の製氷室扉２０及び冷凍室上段扉２１−ａ、冷凍室下段扉２１−ｂ、野菜室扉２２の構成となっている。また、冷蔵庫の天井面には制御基板１１が、冷蔵室扉１９前面には操作基板１３が設置されている。各基板１１，１３の配置場所についてはこの限りによるものではないが、冷蔵庫の外表面又はその近傍に配置される。
【０００９】
［無接点リレー２３〜２７への電力の分配］
図３は、ヒータの制御系の構成図である。制御系は、商用電源部１、フィルタ回路部２、ヒータ３〜７、ダイオード等の整流回路部３１及び平滑コンデンサ部３２から構成されるコンバータ部３０、スイッチング電源部３５、制御基板１１に配されたマイクロコンピュータ２９（後述の絶縁型に該当）、ドライブ回路部２８、無接点リレー２３〜２７、及び、電流制限抵抗８を備えている。なお、コンバータ部３０の出力側にインバータ回路３３および圧縮機１２を設けている。
【００１０】
商用電源部１は、例えば、家庭用交流電源（一般に日本国内では実効値１００Ｖ、海外では実効値１１０Ｖ、または実効値２００Ｖ以上の電圧）である。
【００１１】
商用電源部１から供給される交流の電力は、フィルタ回路部２によってノイズ除去される。フィルタ回路部２を通過した電流の一部は、無接点リレー２３〜２７のトライアックが導通状態にある間、ヒータ３〜７に流れてヒータ３〜７が発熱する。トライアックの導通／非導通の切替え方法は後述する。
【００１２】
フィルタ回路２を通過した電流の残部（又は全部）は、コンバータ部３０に流れる。コンバータ部３０に流れた電流は、整流回路部３１及び平滑コンデンサ部３２で直流に変換され、一部はインバータ部３３で交流に成形されて圧縮機１２に流れる。残部はスイッチング電源３５で直流のまま変圧される。スイッチング電源３５は、電流制限抵抗８に所定の電圧（本実施例では５Ｖ）を印加可能な状態で電気的に接続している。電流制限抵抗８は、無接点リレー２３〜２７の入力側にあるフォトダイオードとスイッチング電源３５の間に設けられている。
【００１３】
なお、ヒータ３〜７のオン／オフを切り替えるスイッチは、無接点リレー２３〜２７に限られない。
【００１４】
［無接点リレー２３〜２７の切替］
無接点リレー２３〜２７はそれぞれ、電流が流れると発光する発光部としてのフォトトランジスタと、光を受けて非導通状態（オフ状態）から導通状態（オン状態）に切り替わる光センサとしてのトライアックとを有している。トライアックは、光を受けていない間は非導通状態となる。
【００１５】
無接点リレー２３〜２７のフォトトランジスタは、それぞれ、正側が電流制限抵抗８に、負側がドライブ回路２８のドライブ信号出力側に電気的に接続されている。電流制限抵抗８は、スイッチング電源３５により生成された直流電源（本実施例では５Ｖ）に電気的に接続されている。一方、トライアックは商用電源部１に電気的に接続しており、導通／非導通状態が切り替わることでヒータ３〜７への電流供給が切り替わる。
【００１６】
電流制限抵抗８は、直流電源（５Ｖ）と、の無接点リレー２３〜２７のうち少なくとも２つに係るフォトトランジスタとの間に設けられている。本実施例では、一の電流制限抵抗８が全部の無接点リレー２３〜２７のフォトトランジスタに電気的に接続している。
【００１７】
本実施例では、このように電流制限抵抗８としての抵抗１つで複数の無接点リレー２３〜２７に電流を流すようにしており、抵抗素子数を低減した構成となっている。本実施例のようにすべてのフォトトランジスタに共通に電流制限抵抗８を設けても良いが、フォトトランジスタの個数よりも電流制限抵抗８(抵抗素子)の個数の方が少なければ、適宜部分的に抵抗素子を共通化しても良い。
【００１８】
マイクロコンピュータ２９は、野菜室温度、外気温度、冷凍室温度、冷蔵室温度等の温度を、野菜室内、庫外、冷凍室内、冷蔵室内それぞれに配した温度センサを通じて取得する。マイクロコンピュータ２９は、取得したそれぞれの貯蔵室温度に対する庫外温度との差分値の情報を利用して、フォトトランジスタの発光／非発光を切り替える指令をドライブ回路２８に出力する。より具体的には、マイクロコンピュータ２９は、温度センサにより検出された貯蔵室内および外気温度などの温度に基づいて通電指令信号（ヒータ３〜７のデューティ比の指令に相当する信号）を生成し、ドライブ回路部２８に出力する。
【００１９】
ドライブ信号に従い、フォトトランジスタが発光する。ドライブ信号がオンの場合、上述の直流電源（５Ｖ）からの電流がフォトトランジスタに流れてフォトトランジスタが発光する。この光を受けて対となるトライアックが導通状態となり、フィルタ回路部２から流れる交流電流がヒータ３〜７に流れることができる。
【００２０】
無接点リレー２３〜２７のトライアックは、各ヒータ３〜７にそれぞれ直列に接続されており、商用電源１の一方側と他方側それぞれに、フィルタ回路部２を介して電気的に接続している。ドライブ回路部２８の信号に応じてヒータ３〜７への通電がオン／オフする。
【００２１】
［ヒータ３〜７の消費電力］
ヒータ３〜７は、フィルタ回路部２でノイズ除去された商用電源部１の交流電力を利用して発熱する。ヒータ３〜７はそれぞれ、２つの冷蔵室扉１９の隙間の結露を抑制するために配置される回転シキリヒータ３と、製氷機へ水を給水する際に使用するパイプの凍結を抑制するために配置される給水パイプヒータ４と、冷蔵室、冷凍室、野菜室それぞれの庫内温度が下がり過ぎた場合に上昇させるときに用いることができる冷蔵室温度補償用ヒータ５、冷凍室温度補償用ヒータ６、及び野菜室温度補償用ヒータ７とである。ヒータ３〜７は、センシングされた温度により、例えば予め設定されたデューティ比で動作するように制御される。ヒータ３〜７は何れも、これらのうち最小の消費電力のヒータの１０倍以内の消費電力に収まるように構成されている。例えば、何れも１００ｍＡオーダの電流が流れ、それぞれのデューティ比は概ね等しくされることができる。なお、上記ヒータ以外に庫内に設置された冷却器１３の除霜を行う除霜用ヒータ１０（３Ａ程度の電流が流れる）も備えている。このように消費電力を概ね同じオーダに収めることで、複数のヒータ３〜７に対して共通の電流制限抵抗８を利用しても悪影響が顕在化することを抑制できる。
【００２２】
なお、無接点リレー２３〜２７は、回転シキリヒータ３への通電をオン／オフする回転シキリヒータの無接点リレー２３と、給水パイプヒータ４への通電をオン／オフ制御する給水パイプヒータ４の無接点リレー２４と、冷蔵室温度補償用ヒータ５への通電をオン／オフ制御する冷蔵室温度補償用ヒータの無接点リレー２５と、冷凍室温度補償用ヒータ６への通電をオン／オフ制御する冷凍室温度補償用ヒータの無接点リレー２６と、野菜室温度補償用ヒータ７への通電をオン／オフ制御する野菜室温度補償用ヒータの無接点リレー２７とである。
【００２３】
本実施例によれば、ヒータ個数よりも抵抗個数を少なくすることができる。また、ヒータ３〜７のオン／オフを、各フォトトランジスタを制御することで独立して制御できる。
【００２４】
［ヒータ３〜７のオン／オフ制御］
無接点リレーのフォトトランジスタは、小さい抵抗値を有するところ、複数のフォトトランジスタが並列に接続されている回路構成だと、複数のフォトトランジスタを同時に発行させる場合、フォトトランジスタの特性バラつき次第では、一部のフォトトランジスタに集中して電流が流れ得る。電流が集中すると、フォトトランジスタが破壊される虞がある。また、電流が小さいとフォトトランジスタの光が弱く、トライアックをオン状態にできない虞がある。このため、本実施例では、無接点リレー２３〜２７のうち、同時には１つ以下のみがオンするように制御する。
【００２５】
具体的な制御内容について図４を用いて説明する。図４は各ヒータ３〜７の通電状態を示すタイムチャートである。本実施例では、すべてのヒータに均等に電流を流すように制御している。通電周期として適当な秒数Ｔをとり、それぞれのヒータが略等しい時間だけ順番にオンするように制御される。こうして全てのヒータがオン／オフし終わると最初の回転シキリヒータに戻り通電する。この１サイクルを１周期とし、周期あたりの時間Ｔをヒータ数で割ってヒータのオン時間とする。ヒータの数やヒータの通電順はこの限りではなく、毎周期同じ順番で通電しなくても良い。
【００２６】
また、本実施例では、各周期でヒータそれぞれの通電率を同一にしているが、これらを互いに異ならせても良い。すなわち、より加熱が必要な部分に配されたヒータの通電率を高くしたり、加熱をあまり必要としない部分に配されたヒータの通電率を低くしたりすることができる。
【００２７】
このように、通電したいヒータに対応する無接点リレーを順番に１つだけオンすることで、無接点リレーの破壊を抑制しつつヒータを発熱させることができる。一部のヒータのみをオンしたい場合は、オンしたくないヒータへの通電をスキップすればよい。また、一部のヒータをより発熱させたい場合は、１周期におけるそのヒータのオン時間を長くとり、他のヒータのオン時間を短くとるように制御すればよい。
【００２８】
本実施例の制御は、各ヒータの特性バラつきが不明な場合に特に好適である。例えば、一部又は全部のヒータのフォトトランジスタの特性（抵抗値）が既知の場合は、近しい抵抗値のヒータをまとめてオンするようにしてもよい。すなわち、複数のヒータのうち、一部のみをオンにして残部をオフにすることを一周期中で順番に切替えてもよい。
【００２９】
本実施例の制御によれば、無接点リレーの破壊を抑制し、また、ドライブ回路がオン命令を出力したにも拘らず対応する無接点リレーが導通しないといったことを抑制できる。
【符号の説明】
【００３０】
１ 商用電源部   
２ フィルタ回路部
３ 回転シキリヒータ
４ 給水パイプヒータ
５ 冷蔵室温度補償用ヒータ
６ 冷凍室温度補償用ヒータ
７ 野菜室温度補償用ヒータ
８ 電流制限抵抗
１０ 除霜ヒータ
１１ 制御基板
１２ 圧縮機
１３ 操作基板
１４ 冷却器
１６ 外箱
１７ 内箱
１８ 箱体
１９ 冷蔵室扉
２０ 製氷室扉
２１−ａ 冷凍室上段扉
２１−ｂ 冷凍室下段扉
２２ 野菜室扉
２３ 回転シキリヒータの無接点リレー
２４ 給水パイプヒータの無接点リレー
２５ 冷蔵室温度補償用ヒータの無接点リレー
２６ 冷凍室温度補償用ヒータの無接点リレー
２７ 野菜室温度補償用ヒータの無接点リレー
２８ ドライブ回路部
２９ マイクロコンピュータ（非絶縁回路）
３０ コンバータ部   
３１ 整流回路部
３２ 平滑コンデンサ部   
３３ インバータ部
３４ スイッチング電源 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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