(57)【要約】  【課題】弁体の開閉動作の実行時に発生する音を極力低減する。  【解決手段】制御装置は、弁体の移動量に応じて移動速度を可変とすることにより、モータ始動時の始動トルクを確保し安定したモータの始動を行なうことができ、モータ始動後の冷媒流路切り替え時のモータ速度を高速にすることにより切換え時に発生するモータ音等の発生時間を最短にし、また三方弁の終末規制手段に弁体が近づいたときにはモータ速度を低速化し弁と終末規制手段との当たり音を小さくすることによる静音化ができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍室を冷却する冷凍室用冷却器と冷蔵室を冷却する冷蔵室用冷却器と、前記冷凍室用冷却器と前記冷蔵室用冷却器に流れる冷媒を選択的に切り替える三方弁とを備えた冷蔵庫において、前記三方弁の弁体を駆動するモータの制御装置と、前記制御装置は前記モータに与える速度を計算する速度演算手段を備え、位置指令情報に基づいて前記弁体の移動速度を可変動作するように構成されていることを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記三方弁のモータはステッピングモータから構成され、前記モータ起動時のモータ駆動パルスはパルス幅を大きくし前記弁体の移動速度を低速とすることを特徴とした請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記三方弁のモータはステッピングモータから構成され、前記モータ起動後、弁室内の弁体が冷媒流路を通過する際には、モータ駆動パルスのパルス幅を小さくし、前記弁体の移動速度を高速とすることを特徴とした請求項１または２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記三方弁のモータはステッピングモータから構成され、前記モータ起動後、弁室内の弁体が終末位置に近づく際には、モータ駆動パルスのパルス幅を大きくし弁の移動速度を低速とすることを特徴とした請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒流路を切替える三方弁と、この三方弁の運転を制御する制御装置とを備えた冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の三方弁を有する冷蔵庫としては、三方弁の開閉位置の初期化を制御する手段を備え、初期化動作時に発生する音を低減しているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫の三方弁を示すものであり、図７は、三方弁の制御装置のブロック図を示すものである。
【０００４】
図６に示すように、弁体４７と、弁室５０と、ストッパ（初期位置規制手段、終末位置規制手段）５２から構成されている。図７に示すように、制御装置（制御手段）２８と、ＥＥＰＲＯＭ２８ａから構成されている。
【０００５】
以上のように構成された三方弁について、以下その動作を説明する。弁体４７は、制御装置２８の位置指令情報により移動する。ＥＥＰＲＯＭは弁体４７の位置を記憶している。制御装置２８は、弁体４７に与えた駆動量と、ＥＥＰＲＯＭ２８ａに記憶する位置情報から弁体４７の位置を認識している。弁体４７が何らかの要因で位置ずれを発生させた場合、制御装置２８は弁体４７の位置初期化動作を行なう。位置初期化動作は、弁体４７をストッパ５２まで移動させることで行なう。制御装置２８は、弁体４７に与えた駆動量と、ＥＥＰＲＯＭ２８ａに記憶する位置情報から弁体４７の位置を認識しているため、弁体４７の移動をストッパ５２まで必要最小限の駆動で行なうことが出来る。このため、弁体４７がストッパ５２に当たる期間を最小にすることが出来、弁体４７がストッパ５２に当たる音を最小にすることができる。
【特許文献１】特開２００２−３９６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された冷蔵庫では、三方弁の初期化動作は、電源投入時や位置が不正になったときのみであり、発生の機会は限られているが、通常運転時の三方弁動作に伴う冷媒音については具体的に示されていないため、三方弁が動作することにより冷媒通路を切り替え、冷媒の流れを変えることにより発生する音の軽減が課題であった。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するものであるが、単に三方弁の動作速度を早くすることで冷媒通路の切替時間を短縮し冷媒音を低減する方法を用いる場合が考えられるが、高速でモータを始動させる場合には、モータの始動トルクが不足する。本発明では三方弁を駆動するステッピングモータへの印加パルスのパルス幅を可変制御することで、モータ起動時は遅いスピードで始動させ始動トルクを確保し、かつ冷媒通路の切替時にはモータを高速で駆動し切替時間を短縮し音を低減させることにより、静音化した快適な冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、冷凍室を冷却する冷凍室用冷却器と冷蔵室を冷却する冷蔵室用冷却器と、前記冷凍室用冷却器と前記冷蔵室用冷却器に流れる冷媒を選択的に切り替える三方弁とを備えた冷蔵庫において、三方弁の弁体を駆動するモータの制御装置と、制御装置はモータに与える速度を計算する速度演算手段を備え、位置指令情報に基づいて前記弁体の移動速度を可変動作するように構成され、三方弁のモータの動作速度を可変に動作することができる。
【０００９】
これによって、本発明の冷蔵庫は、位置指令情報に基づき任意の位置で弁体の移動速度可変とすることができ、三方弁が停止から始動するときには、始動トルクを十分に確保した遅い速度で始動できる。
【００１０】
また、始動後に冷媒流路を切換える位置に弁体が移動した場合は、モータを高速にし、短時間で切換えを完了でき、冷媒音の発生時間を最短にできる。また、切換えを完了した後に弁体が終末規制手段に近づいた場合にはモータの速度を遅くし、終末規制手段に当たったときの音を小さくできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の冷蔵庫は、三方弁のモータの速度を可変に制御することにより、モータ始動時の始動トルクを確保し安定したモータの始動を行なうことができ、モータ始動後の冷媒流路切り替え時のモータ速度を高速にすることにより切換え時に発生するモータ音等の発生時間を最短にし、また三方弁の終末規制手段に弁体が近づいたときにはモータ速度を低速化し弁と終末規制手段との当たり音を小さくすることによる静音化ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、冷凍室を冷却する冷凍室用冷却器と冷蔵室を冷却する冷蔵室用冷却器と、前記冷凍室用冷却器と前記冷蔵室用冷却器に流れる冷媒を選択的に切り替える三方弁とを備えた冷蔵庫において、前記三方弁の弁体を駆動するモータの制御装置と、前記制御装置は前記モータに与える速度を計算する速度演算手段を備え、位置指令情報に基づいて前記弁体の移動速度を可変動作することにより、三方弁の弁体を任意の位置で任意の速度で制御することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、三方弁のモータはステッピングモータから構成され、前記モータ起動時のモータ駆動パルスはパルス幅を大きくし前記弁体の移動速度を低速とすることにより、前記三方弁が停止から始動するときには、始動トルクを十分に確保した遅い速度で始動することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記三方弁のモータ起動後、弁室内の弁体が冷媒流路を通過する際には、モータ駆動パルスのパルス幅を小さくし、前記弁体の移動速度を高速とすることにより、冷媒流路を切換える位置に弁体が移動した場合は、モータを高速にし、短時間で切換えを完了でき、冷媒音の発生時間を最短にできる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記三方弁のモータ起動後、弁室内の弁体が終末位置に近づく際には、モータ駆動パルスのパルス幅を大きくし弁の移動速度を低速とすることにより、弁体が終末規制手段に当たったときの音を小さくすることができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成について同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却システム図であり、図２、図３は、同実施の形態の冷蔵庫の三方弁の断面図および三方弁の動作を説明するためのＳＴＥＰ図である。図４は、同実施の形態の冷蔵庫の制御装置のブロック図であり、図５は、同実施の形態の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【００１８】
図１において、圧縮機１は冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒は凝縮器２より三方弁５を経由し、冷蔵室用冷却器３または冷凍室用冷却器４に流れる。図２において三方弁５は、ステッピングモータ２５の回転動作をピニオン１８に伝達し、さらにピニオン１８から弁体１６にはギアの勘合により回転運動が伝達される。図３において、三方弁５は、ステッピングモータ２５のＳＴＥＰ数により動作位置を規定することから、ＳＴＥＰ数と弁体１６の位置を示した物であり、パイプＩＮＡ１１は凝縮器２に接続され、パイプＯＵＴＢ１２は冷蔵室用冷却器３に接続され、パイプＯＵＴＣ２６は冷凍室用冷却器４に接続されている。図４は冷蔵庫の制御装置のブロック図であり、冷蔵庫６の制御装置（制御手段）５１は、速度演算手段５２により、駆動回路４７から三方弁５のステッピングモータ２５を駆動する。
【００１９】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用を図５のフローチャートを用いて説明する。
【００２０】
まず、冷蔵庫６の運転状況に応じて制御装置５１は、冷凍室用冷却器４と冷蔵室用冷却器３に流れる冷媒を選択的に切り替える。このとき三方弁５のステッピングモータ２５を駆動するよう制御装置５１は、ｓｔｅｐ１として、現在の弁体の位置の現在位置ＳＴＥＰ数ａと移動後の弁体の位置の指定位置ＳＴＥＰ数ｂを速度演算手段５２に指示する。速度演算手段５２は、ｓｔｅｐ２において、現在位置ＳＴＥＰ数ａと指定位置ＳＴＥＰ数Ｂの差を演算し弁体の移動ＳＴＥＰ数ｃを算出する。またｓｔｅｐ３において、速度演算手段５２はカウンターｄを０にクリアする。以降ｓｔｅｐ４からｓｔｅｐ１２まではカウンターｄの値が移動ＳＴＥＰ数ｃに到達するまでの繰り返しになり、ｓｔｅｐ４では、カウンターｄの値と移動ＳＴＥＰ数ｃを比較し、カウンターｄの値が移動ＳＴＥＰ数ｃに到達していない場合はｓｔｅｐ５に進む。ｓｔｅｐ５では、弁体の移動開始後の判定を行なうものでカウンターｄが任意の値（この場合は３）以下であれば弁体の移動開始直後であると判断し、ｓｔｅｐ８へ進む。ｓｔｅｐ８では、ステッピングモータ２５の速度を遅く設定するパルス幅設定Ｌ（この場合は４０ｍｓｅｃ）を決定し、速度演算手段５２は制御装置５１にパルス幅設定Ｌを設定する。ｓｔｅｐ１０で制御装置５１はパルス幅設定Ｌに従いステッピングモータ２５を駆動する。次にｓｔｅｐ１１において速度演算手段５２は、カウンターｄの値を繰り上げｓｔｅｐ４に戻り繰り返しの処理を行なう。
【００２１】
ｓｔｅｐ５でカウンターｄが任意の値（この場合は３）より大であれば弁体の移動開始直後を経過し冷媒流路の切り替えを行なう期間であると判断し、ｓｔｅｐ６へ進む。ｓｔｅｐ６では、冷媒流路の切り替えを行なう期間であるとしても終末位置２７への移動中かを、指定位置ＳＴＥＰ数ｂ（この場合１９５）より判断する。終末位置２７への移動中でない場合はｓｔｅｐ９へ進み、ｓｔｅｐ９では、ステッピングモータ２５の速度を早く設定するパルス幅設定Ｌ（この場合は５ｍｓｅｃ）を決定し、速度演算手段５２は制御装置５１にパルス幅設定Ｌを設定する。以下ｓｔｅｐ１０へ進み繰り返し処理を行なう。
【００２２】
ｓｔｅｐ６において、終末位置２７への移動中と判断した場合には、ｓｔｅｐ７へ進み、終末位置２７までの残りＳＴＥＰ数をカウンターｄの値と移動ＳＴＥＰ数ｃから演算し、終末位置２７までの残りＳＴＥＰ数が任意の値（この場合３）より小さいと終末位置２７に近づいたと判断し、ｓｔｅｐ８へ進みステッピングモータ２５の速度を遅く設定を行なう。またｓｔｅｐ７で終末位置２７に近づいていないと判断した場合はｓｔｅｐ９へ進み、ステッピングモータ２５の速度を早く設定し、以下ｓｔｅｐ１０、ｓｔｅｐ１１の処理をする。以上のように繰り返しの処理を行ない、ｓｔｅｐ４では、カウンターｄの値と移動ＳＴＥＰ数ｃを比較し、カウンターｄの値が移動ＳＴＥＰ数ｃに到達した場合は三方弁５は冷媒流路を切り替え完了となりｓｔｅｐ１２に進み動作を終了する。
【００２３】
以上のように、本実施の形態においては、制御装置５１と速度演算手段５２により、ステッピングモータ２５の起動直後を判別し、ステッピングモータ２５の速度を遅くすることができる。また冷媒流路切り替えの移動中を判断し、ステッピングモータ２５の速度を早くすることができる。また弁体が終末位置２７に近づいた事を判断し、ステッピングモータ２５の速度を遅くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、モータの速度を可変とする事で弁体の移動速度が可変となる事が可能となるので、モータ駆動による切換弁を用いたエアコンディショナーや製氷機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の冷却システム図
【図２】同実施の形態の冷蔵庫の三方弁の断面図
【図３】同実施の形態の冷蔵庫の三方弁の動作を説明するためのＳＴＥＰ図
【図４】同実施の形態の冷蔵庫の制御装置のブロック図
【図５】同実施の形態の冷蔵庫の制御装置の動作を説明するためのフローチャート
【図６】従来の冷蔵庫の三方弁の底面図
【図７】従来の冷蔵庫の制御装置のブロック図
【符号の説明】
【００２６】
１    圧縮機
２    凝縮器
３    冷蔵室用冷却器
４    冷凍室用冷却器
５    三方弁
６    冷蔵庫
１１  パイプＩＮＡ
１２  パイプＯＵＴＢ
１６  弁体
１８  ピニオン
２５  ステッピングモータ
２７  終末位置
４７  駆動回路
５１  制御装置
５２  速度演算手段
【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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