(57)【要約】【課題】冷気の流量調整にダンパを使用しても、そのイニシャライズ時の駆動騒音そのものを低減することにより、聴感上の音を抑えることができる冷蔵庫を提供する。【解決手段】ステッピングモータにより開閉駆動され、冷気の供給量を制御する電動ダンパ制御装置を備えた冷蔵庫において、前記電動ダンパ制御装置が、スイッチング電源トランスと、ステッピングモータドライブ回路と、前記スイッチング電源トランスとステッピングモータドライブ回路との間に電気的に接続された電圧降下素子とを有する冷蔵庫。【選択図】　図１
2004012028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータにより開閉駆動され、冷気の供給量を制御する電動ダンパ制御装置を備えた冷蔵庫において、前記電動ダンパ制御装置が、スイッチング電源トランスと、ステッピングモータドライブ回路と、前記スイッチング電源トランスとステッピングモータドライブ回路との間に電気的に接続された電圧降下素子とを有した冷蔵庫。
【請求項２】
請求項１において、電圧降下素子が、電気抵抗素子である冷蔵庫。
【請求項３】
請求項１において、電圧降下素子が、ＰＮ接合ダイオードである冷蔵庫。
【請求項４】
請求項１において、電圧降下素子が、ショットキーバリアダイオードである冷蔵庫。
【請求項５】
請求項１において、電圧降下素子が、電気抵抗素子、ＰＮ接合ダイオード又はショットキーバリアダイオードを複数組み合わせたものである冷蔵庫。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、電動ダンパ制御装置が、複数ダンパの制御を行なう冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の庫室を有する冷蔵庫の冷気供給量を制御するダンパ制御装置に関し、特にステッピングモータにより開閉駆動される複数個のダンパ駆動を制御するダンパ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍室、冷蔵室等、冷蔵庫内の複数箇所に区画された庫室をそれぞれ別な温度に設定するための構成は、大別して２種類ある。
【０００３】
１つは、冷凍室用冷却器と冷蔵室用冷却器との２個の冷却器を設置するタイプであり、もう１つは、１個の冷却器しか設置せず冷気の供給量を制御するタイプである。
【０００４】
前者のタイプは、図６に１例を示すように、冷蔵庫箱体３１内を冷蔵室３２、野菜室３３及び冷凍室３４に区画し、冷凍室３４を専用に冷却する冷却器３５と送風機３６とを有している。また、冷蔵庫箱体３１は、冷蔵室３２と野菜室３３とを冷却する冷却器３７と送風機３８とを有しており、それぞれの庫室を一定の温度になるように運転されている。
【０００５】
後者のタイプは、１例として特開平１１−１５９９３６号公報に示される。この例では、冷凍室を冷却する冷却器で冷却された冷気の一部を電動ファン及び電動ダンパにより冷蔵室に送風し、それぞれの庫室を一定の温度になるように設定している。また、冷蔵庫は、電動ダンパ１３を駆動するステッピングモータを有し、ダンパのイニシャライズ時の駆動騒音をマスクするために、冷蔵庫内のダンパ以外の機能部品が動作しているときに、つまり、他の機能部品が駆動騒音を発生している間にダンパのイニシャライズをしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す冷蔵庫は、冷却器及び送風機を２個づつ使用しているので、それぞれの庫室を一定の温度にする能力は十分であるが、冷却装置が一セット（冷却器及び送風機が１つづつ）の場合に比べて組み立て加工作業が煩雑であり、製造コストも高価なものとなる。
【０００７】
また、冷却装置が一セットの場合は、組み立て加工作業が容易であり、冷凍サイクルの重要機器であり、且つ、高価である冷却器が１個ですむので、製造コスト的に有利であるが、ダンパが１個のためにそれぞれの庫室を一定の温度にする能力が不十分である。
【０００８】
そこで、上記問題点を解決するため、次のような冷蔵庫を考える。この冷蔵庫は、製造コスト的に有利にするため冷却器を１個しか使用せず、且つ、それぞれの庫室を一定の温度にする能力を十分とするため電動ダンパを、それぞれの庫室専用として複数個設置する。また、電動ダンパは、ステッピングモータにより開閉駆動されるもので、且つ、ダンパ制御装置にダンパの開閉状態を知らせるフイードバック信号が入力されないのでダンパのイニシャライズ手段を必要とするものとする。
【０００９】
上記前提の冷蔵庫は、ダンパを複数個設置するので、その相乗効果によりダンパのイニシャライズ時の駆動騒音が大きくなり、耳障りになることが多い。尚、特開平１１−１５９９３６号公報にて提言される、他の機能部品が駆動騒音を発生している間にダンパのイニシャライズを行い、ダンパの駆動騒音をマスクする方法は、他の機能部品の駆動騒音自身が最近非常に低減されているので、機能部品の駆動騒音とダンパの駆動騒音との相乗効果により、逆に騒音が拡大してしまう場合が多い。
【００１０】
また、特開平１１−１５９９３６号公報においては、冷蔵庫の使用者が冷蔵庫近くにいない可能性が高いとき、換言すれば冷蔵庫の使用頻度が低い時間帯にイニシャライズを行う方法を提言しているが、冷蔵庫の使用頻度が低い時間帯は、扉の開閉が行なわれないことから、庫室の温度があまり変化せずダンパ制御をする必要性が低いときであり、このときにダンパ制御の一環であるイニシャライズを行うのは消費電力を増大させ好ましくない。更に、このような提言は、イニシャライズ時の駆動騒音そのものの低減方法ではない。
【００１１】
本発明の目的は、冷気の流量調整にダンパを使用しても、そのイニシャライズ時の駆動騒音そのものを低減することにより、聴感上の音を抑えることができ、任意のときにダンパのイニシャライズを行える、換言すれば、冷蔵庫の庫室温度を目的に合致させることを優先してダンパのイニシャライズを行える冷蔵庫を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ステッピングモータにより開閉駆動され、冷気の供給量を制御する電動ダンパ制御装置を備えた冷蔵庫において、前記電動ダンパ制御装置が、スイッチング電源トランスと、ステッピングモータドライブ回路と、前記スイッチング電源トランスとステッピングモータドライブ回路との間に電気的に接続された電圧降下素子とを有することで達成される。
【００１３】
また、電圧降下素子は、電気抵抗素子、ＰＮ接合ダイオード又はショットキーバリアダイオードを用いることが好ましく、電気抵抗素子、ＰＮ接合ダイオード又はショットキーバリアダイオードを複数組み合わせたものでもよい。更に、電動ダンパ制御装置が、複数ダンパの制御を行なうことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。図１は、本発明の実施例であるダンパ制御装置を示すブロック線図である。図２は、図１に示すダンパ制御装置を備えた冷蔵庫の縦断面図である。図３は、図２の主要部品配置説明正面図であり、図４は図２の冷蔵庫に搭載される電動ダンパの斜視図である。図５は、電動ダンパのダンパ駆動騒音とダンパ駆動電圧の関係を示す説明図である。
【００１５】
図２において、冷蔵庫１は、外箱２３と、内箱２４と、外箱２３と内箱２４との間に断熱材２５を配置した箱体を有しており、この箱体内に区画された複数の庫室を有している。つまり、冷蔵庫１は、上から冷蔵室２と、野菜室３と、冷凍室４及び製氷室５とを有し、夫々の庫室を一定の温度に設定できる構成にしてある。
【００１６】
冷却器室６は、冷凍室４の奥に設置され、冷却器室６の内に冷却器７と送風機８とを有している。冷却器７は、冷却器自体の冷凍能力及び送風機８の送風能力と、後述する冷凍室用電動ダンパ９、製氷室用電動ダンパ１０、冷蔵室用電動ダンパ１１と相まって、前述の冷蔵室２、野菜室３、冷凍室４、製氷室５を目的に合致した温度及び冷凍能力が確保できるように構成している。
【００１７】
冷凍室用電動ダンパ９は、後述するダンパ制御装置により運転制御されたステッピングモータ１４ａにより開閉駆動され、冷却器７にて冷却され送風機８にて送り込まれた冷気を、バッフル１５ａの開閉により冷凍室４内へと送り、冷凍室４を目的に合致した温度としている。
【００１８】
同様に、製氷室用電動ダンパ１０は、後述するダンパ制御装置により運転制御されたステッピングモータ１４ｂにより開閉駆動され、冷却器７にて冷却され送風機８にて送り込まれた冷気を、バッフル１５ｂの開閉により製氷室５内へと送り、製氷室５を目的に合致した温度としている。
【００１９】
また、冷蔵室用電動ダンパ１１は、後述するダンパ制御装置により運転制御されたステッピングモータ１４ｃにより開閉駆動され、冷却器７にて冷却され送風機８にて送り込まれた冷気を、バッフル１５ｃの開閉により冷蔵室２内及び野菜室３内とへ送り込み、冷蔵室２と野菜室３とを目的に合致した温度としている。
【００２０】
更に、冷凍室用電動ダンパ９、製氷室用電動ダンパ１０、冷蔵室用電動ダンパ１１は、それぞれの庫室を目的に合致した温度および冷凍能力が確保できるようにしているのは勿論、後述する図１のダンパ制御装置の指令により、選択された１個の庫室を重点的に冷却することもできるように設定してある。例えば、製氷室５を強力に冷却して製氷時間を短縮するときには、製氷室用電動ダンパ１０のバッフル１５ｂのみ開放し、他の冷凍室用電動ダンパ９のバッフル１５ａと、冷蔵室用電動ダンパ１１のバッフル１５ｃとを閉鎖状態にして、冷却器７で冷却された冷気を全て製氷室５内に送り込むこともできるように設定してある。尚、１２は冷蔵庫下部に設置された凝縮器（図示せず）および圧縮機１３を冷却するファンである。
【００２１】
次に、ステッピングモータを制御するダンパ制御装置の１例を示す、図１について説明する。制御装置１６は、使用状況により個々に庫内温度が変化する冷蔵室２、野菜室３、冷凍室４及び製氷室５の温度変化と、コントロールパネル（図示せず）からの指示・指令により、各庫室２、３、４、５をそれぞれ目的の温度・冷却速さ等を満足させるダンパ制御を行なう。換言すれば、各庫室の温度を目的に合わせる為に、各庫室内に送り込む冷気量を計算し、且つ、それぞれの電動ダンパ９、１０、１１のバッフル１５ａ、１５ｂ、１５ｃの開度（開放時間と閉鎖時間の比率）を内蔵のマイコンにて計算する制御装置である。
【００２２】
ステッピングモータドライブ回路１７は、制御装置１６の指示によりステッピングモータ２０にパルス電圧を送る。スイッチング電源トランス１８は、ステッピングモータドライブ回路１７を経てモータ部２０に駆動電源を供給する。電圧降下素子１９は、スイッチング電源トランス１８の電圧を、後述するようにコントロールしてステッピングモータドライブ回路１７に供給する。
【００２３】
以下、電圧降下素子１９の働きを図５により説明する。図５は、電動ダンパのダンパ駆動騒音を縦軸にとり、横軸にダンパ駆動電圧をとった説明図である。ここで言うダンパ駆動騒音とは、通常のダンパ動作音ではなく、ダンパをイニシャライズしたときに発生するロック状態になる音であり、通常のダンパ動作音より大きい音がする。
【００２４】
この通常動作音より大きいダンパ駆動騒音を測定する際は、冷蔵庫として最大の駆動騒音が発生する条件にした。即ち、本実施例では、３個の電動ダンパを使用するので、本実験値は３個の電動ダンパを同時にイニシャライズしたときの値としている。また、ダンパの開閉駆動を行なうステッピングモータは、モータに与えるパルス数制御によりダンパの開度（開放時間と閉鎖時間の比率）を制御するが、駆動電圧との関係は未知であった。そこで、発明者らは実験により、図５の実線Ｂに示すごとくダンパ駆動電圧（横軸）を降下させると、ダンパ駆動騒音（縦軸）をほぼ比例して低減させることができることを確認した。
【００２５】
従って、図１に示す電圧降下素子１９により、ダンパの駆動を行なえる範囲内でダンパ駆動電圧を必要な分だけ降下すれば、イニシャライズ時のダンパ駆動騒音を必要な分だけ低減できるのである。
【００２６】
次に図７について説明する。図７は、ダンパ制御装置の第２の実施例を示すブロック線図であり、電圧を降下させるのに、オームの法則に従う電気抵抗素子２１を使用した例である。つまり、図７に示すごとく、スイッチング電源トランス１８とステッピングモータドライブ回路１７との間に、電気抵抗素子２１を電気的に接続設置することにより、ステッピングモータ２０に目標のダンパ駆動騒音レベルとなる電圧を印加した例である。
【００２７】
次に、図９について説明する。図９は、ダンパ制御装置の第３の実施例を示すブロック線図であり、電圧を降下させるのに、ダイオード２２を使用した例である。つまり、図９に示すごとく、スイッチング電源トランス１８とステッピングモータドライブ回路１７との間に、ダイオード２２を電気的に接続設置することにより、ステッピングモータ２０に目標のダンパ駆動騒音レベル電圧を印加した例である。
【００２８】
尚、図７の第２実施例と、図９の第３実施例との違いをステッピングモータ２０に印加されるパルス電圧波形で説明したのが図８と図１０である。図８は、図７のモータに加わる電圧波形説明図を示し、図１０は、図９のモータに加わる電圧波形説明図である。冷蔵庫に使用する電動ダンパの電流は、駆動させるダンパの数やバッフルの状態、或いはダンパへの着霜状態等により変化することは既に知られているが、この電流の変化により、オームの法則に従う電気抵抗素子２１の電圧降下作用に変動が起こるために、図８に示すパルス電圧Ｇに微小ノイズＧ２が発生する。従って、突入ノイズＧ１と微小ノイズＧ２が相まってモータ部に微小振動が発生し耳障りな騒音の発生につながる。
【００２９】
一方、ダイオードは、ダイオード自身の性質上電流変化に対する電圧降下作用（ダイオードでは順電圧と言う）が極めて小さい。１例を図１１に示す、ダイオードの種類による電流と順電圧の関係を示す図で説明する。縦軸にダイオードに流れる電流をとり、横軸にダイオードの電圧降下作用である順電圧をとると、ＰＮ接合ダイオードの場合は、実線Ｊで示すように縦軸の電流変化によっても横軸の順電圧変化は小さい。
【００３０】
ダンパの発する騒音は、ダンパにかかる電圧値を小さくすることで、徐々に小さくなる。従って、ダンパを稼動させるのに必要最小限の電圧を印加することにより、ダンパが作動する際の音を最小限にすることができ、使用者に不快感を与えないものができるようになる。
【００３１】
尚、オームの法則に従う電気抵抗素子２１の性質上の電圧降下を順電圧相当にして追加記入すると、点線Ｒのごとくなる。つまり、使用点Ｊ１部で角度ΘＪだけＰＮ接合ダイオードの方が電流による電圧降下の変化量が小さくなる。従って、図１０に示すように、パルス電圧Ｈに発生する突入ノイズＨ１や微小ノイズＨ２が、共に図８に示す突入ノイズＧ１や微小ノイズＧ２より小さくでき、モータ部に発生する騒音の低減ができる。
【００３２】
また、図１１に示す実線Ｌは、ショットキーバリアダイオードの電流と順電圧の関係を示す。図で明らかなように、ショットキーバリアダイオードは前述のＰＮ接合ダイオードの場合より小さい順電圧を示す。１例として、ダンパに流れる電流を０．１８（Ａ）とすると、ＰＮ接合ダイオードの順電圧約０．８（Ｖ）に対して、ショットキーバリアダイオードの順電圧は約０．３（Ｖ）と小さく出来る。尚、以上説明した電気抵抗素子やＰＮ接合ダイオード、あるいは、ショットキーバリアダイオードの使用数や、複合しての使用であってもダンパの発生させる騒音を低減できる。
【００３３】
以上説明したように、スイッチング電源トランスよりも下流の回路に種々な電圧降下素子を設置して、任意の電圧を得るので、スイッチング電源トランス自身の出力をある一定の値に決定でき、スイッチング電源トランスをその他の機能部品駆動用電源として共用できることもできる。
【００３４】
以上説明してきた本発明の実施例によれば、ステッピングモータにより開閉駆動され、冷気の供給量を制御するダンパの駆動を制御するダンパ制御装置において、ステッピングモータドライブ回路とスイッチング電源トランス間に電圧降下素子を設置することにより、電動ダンパの駆動電圧を制御するので、電動ダンパのイニシャライズ時の駆動騒音そのものを低減することができ、聴感上の音を抑え、且つ、複数個のダンパを同時にイニシャライズできる静音設計の冷蔵庫を提供できる。
【００３５】
また、任意のときにダンパのイニシャライズを行なえるので、冷蔵庫の庫室温度を目的に合致させることを優先してダンパのイニシャライズを行い、冷却力等の性能を優先した冷蔵庫の運転制御を提供できる。更に、ステッピングモータドライブ回路とスイッチング電源トランス間に設置する電圧降下素子として、電気抵抗素子、ＰＮ接合ダイオード又はショットキーバリアダイオードを設置することにより電動ダンパの駆動電圧を制御し、電動ダンパのイニシャライズ時の駆動騒音そのものを低減できるので、聴感上の音を抑えることができ、且つ、複数個のダンパを同時にイニシャライズできる静音設計の冷蔵庫を提供できる。
【００３６】
また、ステッピングモータドライブ回路とスイッチング電源トランス間に設置する電圧降下素子として、電気抵抗素子やＰＮ接合ダイオードあるいはショットキーバリアダイオード等のいずれかを複数組み合わせて使用することにより、電動ダンパの駆動電圧を制御するので、電動ダンパのイニシャライズ時の駆動騒音そのものを低減することができるので、聴感上の音を抑えることができ、且つ、複数個のダンパを同時にイニシャライズできる静音設計の冷蔵庫を提供できる。
【００３７】
また、きめ細かに駆動電圧を制御できるので、仕様の異なる複数の電動ダンパを一種類のステッピングモータで制御できるので、製造原価的に有利な方法を提供できる。更に、使用するステッピングモータの入力仕様が多岐になっても、スイッチング電源トランスの出力をある一定の値に決定できるので、スイッチング電源トランスをその他の機能部品駆動用の共用電源として使用できるので、製造原価的に有利な方法を提供できる。１個の冷却器で冷却された冷気の供給量を複数の電動ダンパで制御することにより、冷蔵庫内の複数箇所に区画された庫室をそれぞれ別な温度に設定できるので、冷却力に優れた安価な冷蔵庫を提供できる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明では、冷気の流量調整に電動ダンパを使用しても、そのイニシャライズ時の駆動騒音そのものを低減することにより、聴感上の音を抑えることができる冷蔵庫を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるダンパ制御装置を示すブロック線図。
【図２】本発明の実施例である冷蔵庫の縦断面図。
【図３】図２に示す冷蔵庫の主要部品配置説明正面図。
【図４】図３に示す電動ダンパの斜視図。
【図５】電動ダンパのダンパ駆動騒音とダンパ駆動電圧の関係を示す説明図。
【図６】従来例を示す冷蔵庫縦断面図。
【図７】本発明の実施例であるダンパ制御装置を示すブロック線図。
【図８】図７に示すモータに加わる電圧波形説明図。
【図９】本発明の実施例であるダンパ制御装置を示すブロック線図。
【図１０】図９示すモータに加わる電圧波形説明図。
【図１１】ダイオードの種類による電流と順電圧の関係を示す説明図。
【符号の説明】
１…冷蔵庫、２…冷蔵室、３…野菜室、４…冷凍室、５…製氷室、６…冷却器室、７…冷却器、８…送風機、９…冷凍室用電動ダンパ、１０…製氷室用電動ダンパ、１１…冷蔵室用電動ダンパ、１２…ファン、１３…圧縮機、１４ａ…ステッピングモータ、１４ｂ…ステッピングモータ、１４ｃ…ステッピングモータ、１５ａ…バッフル、１５ｂ…バッフル、１５ｃ…バッフル、１６…制御装置、１７…ステッピングモータドライブ回路、１８…スイッチングトランス、１９…電圧降下素子、２０…ステッピングモータ、２１…電気抵抗素子、２２…ダイオード、２３…外箱、２４…内箱、２５…断熱材、３１…冷蔵庫箱体、３２…冷蔵室、３３…野菜室、３４…冷凍室、３５…冷却器、３６…送風機、３７…冷却器、３８…送風機
【図１】
2004012028.tif 000003
【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】
2004012028.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004012028.tif 000011
【図１０】
2004012028.tif 000012
【図１１】
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