(57)【要約】【課題】冷媒の流路制御のための弁の動作速度を、装置の動作モードに応じて切替える。【解決手段】冷却装置は、圧縮機１Ａ、凝縮器２Ａ、減圧器、および冷却器を冷媒の流路により順次接続して構成される冷凍サイクル５００を備える。冷却装置は動作モードに応じたパルス速度のパルス信号を生成する信号生成部と、信号生成部が生成するパルス信号のパルス速度に従った速度で回転するステッピングモータと、流路に設けられて、ステッピングモータの回転速度に従う速さで当該流路を開閉するように移動する弁体を有するバルブ４１Ａと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、減圧器、および冷却器を冷媒の流路により順次接続して構成される冷凍サイクルを備える冷却装置であって、
流路を制御する流路制御部を、さらに備え、
前記流路制御部は、
前記冷却装置の動作モードに応じたパルス速度のパルス信号を生成する信号生成部と、
前記信号生成部が生成する前記パルス信号のパルス速度に従った速度で回転するステッピングモータと、
前記流路に設けられて、前記ステッピングモータの回転速度に従う速さで当該流路を開閉するように移動する弁体を有するバルブと、を含む、冷却装置。
【請求項２】
前記動作モードは、連続して流路を開閉をするイニシャライズモードを含み、
前記イニシャライズモードにおいて、前記信号生成部は、所定のパルス速度のパルス信号を生成する、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記動作モードは、前記冷却装置の運転音を抑制する静音運転モードを含み、
前記静音運転モードにおいては、前記信号生成部は、前記所定のパルス速度よりも高速のパルス信号を生成する、請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記バルブは、２方弁を指す、請求項１から３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項５】
前記バルブは、３方弁を指す、請求項１から３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項６】
圧縮機、凝縮器、減圧器、および冷却器を冷媒の流路により順次接続して構成される冷凍サイクルの制御方法であって、
前記冷凍サイクルは、前記流路において、ステッピングモータと、当該流路を開閉するように移動可能な弁体とを含み、
前記制御方法は、
前記冷凍サイクルの動作モードに応じたパルス速度のパルス信号を生成するステップと、
生成する前記パルス信号のパルス速度に従った速度で前記ステッピングモータを回転させるステップと、
前記ステッピングモータの回転速度に従う速さで当該流路を開閉するように前記弁体を移動させるステップと、を含む、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却装置に関し、特に、冷媒を循環させて冷却効果を奏する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷媒を循環させて冷却効果を奏する冷凍サイクルを備える冷却装置の１つとして、冷蔵室と冷凍室を備えた冷蔵庫がある。冷蔵庫では、冷凍サイクルの配管内の冷媒の流れを制御する冷媒バルブが設けられている。
【０００３】
冷凍サイクルでは圧縮機から吐出された高温高圧ガス冷媒は、凝縮器にて凝縮液化されて、蒸発器側に送出される。蒸発器では冷媒を気化させるために周囲から気化熱を奪うことにより周囲空気は冷却される。冷却された空気が、ファンにより庫内を循環し、庫内は冷却される。
【０００４】
冷凍サイクルにおいては、蒸発器で適当な低い蒸発温度を得るため、蒸発器前段に減圧器が設けられて、凝縮器から送出された冷媒は、減圧器で減圧された後に、蒸発器に流入する。
【０００５】
減圧器は、冷媒の流路となる細管であるキャピラリチューブとキャピラリチューブへの冷媒の流れを制御するためのバルブ（弁）を含んで構成される。バルブの開閉状態に応じて、キャピラリチューブを介して圧縮機に流入する冷媒量が制御される。
【０００６】
このようなバルブ開閉を制御する方法が、たとえば特許文献１と２に開示される。特許文献１によればバルブが３方弁の場合が示される。具体的には、蒸発器が冷蔵室用および冷凍室用それぞれ専用に設けられていて、それぞれの蒸発器に冷媒が流れるように３方弁を開閉する。３方弁の状態としては、両蒸発器への冷媒の流れを停止する全閉モード、冷蔵室用の蒸発器にのみ冷媒を流す冷蔵運転モード、冷凍室用の蒸発器にのみ冷媒を流す冷凍運転モードなどがある。
【０００７】
特許文献２には、バルブが２方弁の場合が示される。具体的には、圧縮機が運転中は弁が開口状態であり配管内に冷媒が流れ、圧縮機が停止中は弁を閉止状態にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７７００１号公報
【特許文献２】特開昭５６−１６０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したようなバルブはステッピングモータの動作に連動して動作する。このようなバルブを用いた冷蔵庫では、正常にバルブを切替えているにも関わらず、冷蔵庫内の温度が正常に低下しない場合は、冷凍サイクル内の異常でバルブが動作不良を起こしたと判断し、バルブのイニシャライズ動作（バルブを開→閉→開方向に強制的に動作させる）を行うが、冷凍サイクル内に異常が発生している場合には（たとえば、冷媒の圧力が異常に高い、不純物がバルブに咬み込んでいるなど）、バルブを制御するモータのトルク不足で正常にイニシャライズ動作しない場合があった。つまり、せっかく正常状態に戻そうとして動作させているのに、動作しないとの課題があった。
【００１０】
この課題を解消するためには、モータの回転速度を変更して十分なトルクを得るようにすれば、正常状態への回復がよりし易くなる。
【００１１】
また、冷蔵庫の圧縮機の回転数が低く運転状態が安定している場合（たとえば夜間の運転など）は、ファンモータ（庫内冷気の循環用ファンモータや圧縮機の冷却用ファンモータなど）の回転数も低下させて静音運転をするが、従来は、静音運転中でもバルブは通常と同じ速度で動作するため、バルブの動作音が相対的に大きくなりユーザは耳障りに感じることがあった。
【００１２】
この課題を解消するためには、バルブを通常よりも高速動作させれば、バルブの開閉に伴う振動による騒音発生期間を短くできる。
【００１３】
しかしながら、上述の特許文献１と２では、弁の動作速度を変更する構成ではないため、これら課題を解消することはできなかった。
【００１４】
それゆえに、この発明の目的は、冷媒の流路制御をするための弁の動作速度を、装置の動作モードに応じて切替えることのできる冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明のある局面に従う冷却装置は、圧縮機、凝縮器、減圧器、および冷却器を冷媒の流路により順次接続して構成される冷凍サイクルを備える冷却装置であって、流路を制御する流路制御部を、さらに備え、流路制御部は、冷却装置の動作モードに応じたパルス速度のパルス信号を生成する信号生成部と、信号生成部が生成するパルス信号のパルス速度に従った速度で回転するステッピングモータと、流路に設けられて、ステッピングモータの回転速度に従う速さで当該流路を開閉するように移動する弁体を有するバルブと、を含む。
【００１６】
好ましくは、動作モードは、連続して流路を開閉をするイニシャライズモードを含み、イニシャライズモードにおいて、信号生成部は、所定のパルス速度のパルス信号を生成する。
【００１７】
好ましくは、動作モードは、冷却装置の運転音を抑制する静音運転モードを含み、静音運転モードにおいては、信号生成部は、所定のパルス速度よりも高速のパルス信号を生成する。
【００１８】
好ましくは、バルブは２方弁を指す。好ましくは、バルブは、３方弁を指す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、冷媒の流路制御をするための弁の動作速度を、動作モードに応じて切替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る３方弁を有する冷凍サイクルを模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る冷蔵庫の内部構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る機能構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る３方弁と周辺部の断面図である。
【図５】図４に示す部材の配置関係を説明する図である。
【図６】図４の３方弁の切替動作を表す平面透視図である。
【図７】図４の３方弁の切替動作を表す平面透視図である。
【図８】図４の３方弁の切替動作のためのステッピングモータに印加されるパルス信号を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る２方弁を有する冷凍サイクルを模式的に示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る２方弁と周辺部の断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
本実施の形態において、「冷却装置」とは、冷凍サイクルの運転により貯蔵物（被冷却物）を冷却するための装置であり、その筐体内に、被冷却物を貯蔵する。
【００２３】
以下の説明において、冷却装置として、被冷却物を収容するために区切られた冷凍室，冷蔵室などを備えた冷蔵庫を例示して説明するが、被冷却物を収容するための内部空間の区切りはこれに限定されるものではない。以下の説明では、筐体内の被冷却物を収容する冷凍室、冷蔵室などは、「庫内」と称する場合がある。
【００２４】
図１を参照して、冷蔵庫１００の冷凍サイクル５００は、冷媒を用いて庫内を冷却するために、圧縮機１Ａ、凝縮器２Ａ、ドライヤ３Ａ、冷媒を減圧するための減圧器、および冷却器である蒸発器６２Ａ，６３Ａを、冷媒の流路（図中の矢印は冷媒の流れる方向を指す）により順次接続して構成される。圧縮機１Ａに関連して、冷却用ファン１１が設けられる。蒸発器６２Ａ，６３Ａに関連して、周囲空気を庫内に循環させるための循環用ファン７２Ａ，７３Ａが設けられる。蒸発器６２Ａ，６３Ａそれぞれは、後述の冷蔵室２００，冷凍室３００のそれぞれに対応して設けられる。
【００２５】
減圧器は、３方弁であるバルブ４１Ａおよびキャピラリチューブ（毛細管）５１Ａ〜５３Ａを含む。キャピラリチューブ５１Ａは、ドライヤ３Ａの出力端とバルブ４１Ａの入力端との間に設けられる。キャピラリチューブ５２Ａはバルブ４１Ａの１方の出力端と蒸発器６２Ａの入力端の間に接続され、キャピラリチューブ５３Ａはバルブ４１Ａの他方の出力端と蒸発器６３Ａの入力端の間に接続される。
【００２６】
図１での冷凍サイクル５００の動作を説明する。冷媒は圧縮機１Ａに供給されて、圧縮機１Ａにより冷媒が圧縮されて、高温・高圧のガス状冷媒となり、凝縮器２Ａに出力される。そして、このガス状冷媒が凝縮器２Ａにより放熱により冷却され中温・高圧の液冷媒となりドライヤ３Ａに入力する。液冷媒はドライヤ３Ａで水分などの不純物を取り除かれ、バルブ４１Ａおよびキャピラリチューブ５１Ａ〜５３Ａを通過することにより減圧され低温・低圧の２相混合冷媒となる。２相混合冷媒は蒸発器６２Ａ，６３Ａにおける空気との熱交換により液冷媒が蒸発され、低温・低圧のガス冷媒となる。低温・低圧のガス冷媒は、蒸発器６２Ａ，６３Ａと圧縮機１Ａ間の経路で加熱され中温・低圧のガス冷媒となり、圧縮機１Ａに吸収される。
【００２７】
蒸発器６２Ａ，６３Ａで冷媒が蒸発する際には、蒸発器６２Ａ，６３Ａの周囲から気化熱が奪われて、周囲空気は冷却される。冷却した空気は、蒸発器６２Ａ，６３Ａの近傍に設けられた循環用ファン７２Ａ，７３Ａによって、庫内に循環させられる。これにより、庫内は冷却される。また、圧縮機１Ａの近傍の冷却用ファン１１Ａは圧縮機１ＡがＯＮ（動作）中は回転することにより、圧縮機１Ａを空冷し動作効率を高めている。
【００２８】
図１では、キャピラリチューブ５２Ａ，５３Ａの入り口側はガス冷媒が高圧であり、出口側は低圧になる。圧縮機１ＡがＯＦＦ（停止）中に冷媒の圧力差を保つために高圧と低圧の境目であるキャピラリチューブ５２Ａ，５３Ａの入り口側にバルブ４１Ａを設けている。また、キャピラリチューブ５１Ａ〜５３Ａは配管径が細いので、バルブ４１Ａも小さくできる。
【００２９】
図２を参照して、冷凍サイクル５００が適用される冷蔵庫１００は、冷蔵室２００と冷凍室３００を含む庫内、庫内を外部と遮断するための扉４００、庫内を冷却するための冷凍サイクル５００、および冷凍サイクル５００含む冷蔵庫全体の動作を制御するためのマイクロプロセッサ５１０を備える。ユーザは、扉４００を開閉することにより、庫内に収容された食材などの被冷却物を出し入れする。なお、冷蔵庫１００には、冷凍サイクル５００に代替して、後述の冷凍サイクル５０１を適用することもできる。
【００３０】
図３には、冷蔵庫１００のマイクロプロセッサ５１０とその周辺回路部が示される。周辺回路部としては、主に、マイクロプロセッサ５１０との間で信号入出力をする部分が示される。周辺回路部には、時間を計時して計時データをマイクロプロセッサ５１０に出力するタイマ５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）ならびに不揮発性メモリなどからなり各種データおよびプログラムなどを格納するためのメモリ５２、バルブ４１Ａ（後述のバルブ４Ａ）、圧縮機１Ａ、冷蔵庫１００の各部に電力を供給するための電源部８を含む。さらに、周辺回路部には、庫内温度および外部温度を測定する温度センサ部５３、冷蔵庫１００の扉４００の開閉を検出する開閉検出部５４、および循環用ファンおよび冷却ファンの駆動源であるファンモータ部５５を含む。
【００３１】
マイクロプロセッサ５１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０を含む。ＣＰＵ５０は、冷蔵庫１００の運転状態を表す動作モードを切替るように制御するモード制御部６０、バルブ４１Ａ（後述のバルブ４Ａ）の切替動作を制御するための切替制御部７０、および圧縮機１Ａの動作ならびに各種ファンのモータの動作を制御するための駆動制御部８０を有する。
【００３２】
モード制御部６０は、温度センサ部５３、開閉検出部５４およびタイマ５１からの出力、ならびに圧縮機１Ａに出力される駆動信号などに基づき、冷蔵庫１００の動作モードを切替える。ここでは、説明を簡単にするために、冷蔵庫１００はイニシャライズ動作を行うモードおよび静音運転のモードを含む複数種類の動作モードを有すると想定する。
【００３３】
切替制御部７０は、動作モードを判定するためのモード判定部７１およびバルブ４１Ａ（後述のバルブ４Ａ）を制御するための制御信号を生成する信号生成部７２を含む。信号生成部７２が生成した制御信号は、バルブ４１Ａ（バルブ４Ａ）のステッピングモータに印加される。
【００３４】
これら各部の機能は、メモリ５２に格納されたプログラムをＣＰＵ５０が読出し、実行することにより実現されると想定するが、回路モジュールまたは回路モジュールとプログラムの組合せにより実現されてもよい。
【００３５】
＜３方弁の構成＞
３方弁であるバルブ４１Ａの構成と動作を、図４〜図８を参照して説明する。図４〜図８に示すバルブ４１Ａの構成は、特開２００１−３０９６９５号公報に記載の構成を引用したものである。
【００３６】
図４を参照して、バルブ４１Ａと周辺部からなる部分は、冷媒ガスが流入・流出する本体ケース２と、この本体ケース２内において冷媒ガスの流れの切替えを行うように開閉するバルブ４１Ａを構成する２つの弁球体３ａ，３ｂと、ステッピングモータ４ｂを含む弁体駆動部４とから構成される。ステッピングモータ４ｂは、２つの弁球体３ａ，３ｂを開方向および閉方向に駆動するための双方向回転可能な駆動源として機能する。
【００３７】
本体ケース２は、ほぼ円筒状の気密ガス収納空間を形成する。本体ケース２の底壁面２ａ１には、キャピラリチューブ５１Ａからの冷媒ガスを本体ケース２内に流入させるための流入管５が直接連結されると共に、本体ケース２内の冷媒ガスをキャピラリチューブ５２Ａ，５３Ａに流出させるための２つの流出管６ａ，６ｂがバルブ継手管７ａ，７ｂを介して連結されている。
【００３８】
そして、バルブ継手管７ａ，７ｂの立設先端開口部のそれぞれに対して、弁球体３ａ，３ｂが各々密着状態となるように載置されている。この弁球体３ａ，３ｂは、両バルブ継手管７ａ，７ｂ間に位置決めされた１対の弁支持枠２ｃ２，２ｃ３によって位置規制されている。すなわち、弁球体３ａ，３ｂは、両弁支持枠２ｃ２，２ｃ３により形成されたほぼ矩形状の内方側空間内に、所定の開閉移動の範囲内での移動が許容されつつ、バルブ継手管７ａ，７ｂの開口部から脱落することのないように保持されている。
【００３９】
弁球体３ａ，３ｂは、弁球体３ａ，３ｂの上方側に接触するように配置された弁体駆動部４のカム部材４ａによって開閉移動する。カム部材４ａは、駆動源となるステッピングモータ４ｂのロータ部４ｂ２と一体的に形成される。弁球体３ａ，３ｂは、ロータ部４ｂ２の回転動作に連動する。
【００４０】
カム部材４ａは、弁球体３ａ，３ｂに対し、図面下方に向かう付勢力を与える円盤状部材でなる第１のカム部材４ａ１と、その第１のカム部材４ａ１の中心側部分から図１の下方に向かって突出する第２のカム部材４ａ２とを備える。第１のカム部材４ａ１の下端面側には、所定の凸凹形状からなるカム面４ａ３が、第２のカム部材４ａ２の円筒状周面部にはカム面４ａ４がそれぞれ設けられている。
【００４１】
カム部材４ａの第１のカム部材４ａ１と弁球体３ａ，３ｂとの間には、弁体付勢手段としての破線の板バネ１０が介在する。板バネ１０とカム部材４ａとカム部材４ａを回転駆動するためのステッピングモータ４ｂとで開閉制御部が構成される。板バネ１０の形状は簡略化して図示される。
【００４２】
板バネ１０は、上述の弁球体３ａ，３ｂが第２のカム部材４ａ２によって半径方向外側に押し出された際（図４におけるに弁球体３ｂのような状態時）、上側に撓んで弁球体３ａ，３ｂをその押し出された位置にて保持するようにするためのものである。すなわち、板バネ１０は撓んだ状態で、弁球体３ａ，３ｂを上述のバルブ継手管７ａ，７ｂの開口部の端の部分に押し付けるように付勢し、この開口部の端の部分で弁球体３ａ，３ｂを保持する。このとき、上述のバルブ継手管７ａ，７ｂは、弁球体３ａ，３ｂが開口の中心部から端の方へずれた開状態となる。そして、板バネ１０は、第２のカム部材４ａ２が回転して弁球体３ａ，３ｂと頂部４ａ９との対向状態が解除されることにより、上述の撓み力で弁球体３ａ，３ｂを上述の押し出された位置から元の位置へ戻す。これにより、バルブ継手管７ａ，７ｂは、閉状態となる。
【００４３】
板バネ１０は、図５に示すように、４箇所に設けられた突出部１２ａによって押さえられた状態で支持される。これによって、弁球体３ａ，３ｂには板バネ１０の多少のたわみ力が付勢力として加わり、その付勢力により弁球体３ａ，３ｂはバルブ継手管７ａ，７ｂ側に押圧される状態となる。
【００４４】
＜ステッピングモータの構成＞
図４を参照して、ステッピングモータ４ｂは、コイルが巻装されたステータ部４ｂ１と、このステータ部４ｂ１の内側に対向配置されたロータ部４ｂ２と、このロータ部４ｂ２の回転中心部分が回転自在に挿通された固定軸４ｂ３とを備える。
【００４５】
ロータ部４ｂ２においては、樹脂成形材料にマグネット４ｂ６がインサート成形されており、このマグネット４ｂ６が、ステータ部４ｂ１に対して半径方向に対向するように配置されている。当該ロータ部４ｂ２の中心部分は、前述した第１および第２のカム部材４ａ１，４ａ２の回転中心軸となる固定軸４ｂ３に対して回転自在に装着されている。
【００４６】
ロータ部４ｂ２に関連して、ロータ部４ｂ２の全体を図４下方側へ向かって付勢するコイルバネ４ｂ７が圧縮状態で装着されていて、当該コイルバネ４ｂ７の付勢力によって、ロータ部４ｂ２は下方側に付勢されながら回転する。
【００４７】
一方、ロータ部４ｂ２の他端側（図４の下端部）の端面に一体的に設けられた第１のカム部材４ａ１および第２のカム部材４ａ２は、ステッピングモータ４ｂを駆動源として、ロータ部４ｂ２と一体的に回転する。
【００４８】
このように、ステッピングモータ４ｂのロータ部４ｂ２の回転に連動して、第１のカム部材４ａ１および第２のカム部材４ａ２ならびに板バネ１０を介し、弁球体３ａ，３ｂは移動し、応じてバルブ継手管７ａ，７ｂの開閉が制御される。
【００４９】
＜ステッピングモータ回転に連動する開閉動作＞
バルブ４１Ａの駆動方法については、特開２００１−３０９６９５号広報に詳述されるので、ここでは簡単に説明する。
【００５０】
ロータ部４ｂ２は、係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５にぶつかるまでの範囲で回動可能であるとともに、途中位置で停止可能に構成される。ロータ部４ｂ２の回転に連動して両弁球体３ａ，３ｂが移動することによって、両弁球体３ａ，３ｂが、両バルブ継手管７ａ，７ｂを開閉する。ロータ部４ｂ２の回転によって、両バルブ継手管７ａ，７ｂの状態は、両方とも閉状態となる第３、第５のモードと、一方が閉で他方が開となる第２、第４のモードのいずれかを指す。なお、第１のモードは、原点位置出しのためのモードとなっており、バルブ継手管７ｂは閉塞し、バルブ継手管７ｂは半開き状態となる。図６の（Ａ），（Ｂ）および図７の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、各種モード時におけるカム部材４ａと弁球体３ａ，３ｂの関係を示す。
【００５１】
なお、以下の説明においては、ロータ部４ｂ２の回転方向は図４における下方から上方を見上げた状態における回転方向をいうものとする。すなわち、原点位置方向への回転をＣＷ方向回転、これとは反対方向への回転をＣＣＷ方向回転という。
【００５２】
図８を参照して、ステッピングモータ４ｂのＣＣＷ回転時における励磁順序を説明する。図８は、信号生成部７２からバルブ４１Ａに出力される制御信号の一例を示す。制御信号は、ステッピングモータ４ｂに印加されるパルス信号（パルス状の電圧信号）を指す。
【００５３】
ステッピングモータ４ｂは、いわゆる１−２相励磁のパルス信号により駆動されて、電気角における１周期（３６０度）が８ステップで構成される。図８では常時＋に励磁される共通端子ＣＯＭの信号レベルの図示が省略されている。
【００５４】
図８に示すように、ステッピングモータ４ｂの励磁順序は、共通端子となるＣＯＭを＋にＡ相を−に励磁する第１のステップ、ＣＯＭを＋にＡ相およびＢ相を−に励磁する第２のステップ、ＣＯＭを＋にＢ相を−に励磁する第３のステップ、ＣＯＭを＋にＢ相およびＡ相（Ａ相の巻き線に対して逆方向に電流を流すもの）を−に励磁する第４のステップ、ＣＯＭを＋にＡ相を−に励磁する第５のステップ、ＣＯＭを＋にＡ相およびＢ相（Ｂ相の巻き線に対して逆方向に電流を流すもの）を−に励磁する第６のステップ、ＣＯＭを＋にＢ相を−に励磁する第７のステップ、ＣＯＭを＋にＢ相およびＡ相を−に励磁する第８のステップとなっており、この第１〜第８のステップに対応する入力を繰り返すようになっている。なお、本実施の形態では、上述の第５のステップ入力時を各モード（第１のモードを除く）の停止励磁相としている。また、原点となる第１モードにおいては、上述の第８のステップ入力時を停止励磁相としている。
【００５５】
上述した各モードについて説明する。図６の（Ａ）に示す第１のモードは、カム部材４ａの係合凸部４ａ８が回転止め用突起２ｃ５にぶつかってロータ部４ｂ２がメカ的にロックされた状態となっている。換言すると、弁球体３ｂでバルブ継手管７ｂを閉塞し、弁球体３ａをバルブ継手管７ｂから若干離してバルブ継手管７ｂを半開きさせた状態となっている。
【００５６】
図６の（Ｂ）に示す第２のモードは、第１のモードから第１のカム部材４ａ１をＣＣＷ方向（矢示Ｑ方向）へ１３パルス分回転させた状態である。換言すると、弁球体３ｂでバルブ継手管７ｂを閉塞し、弁球体３ａをバルブ継手管７ａから完全に離してバルブ継手管７ａを開放した状態となっている。
【００５７】
図７の（Ａ）に示す第３のモードは、第２のモードから第１のカム部材４ａ１をＣＣＷ方向（矢示Ｑ方向）へ２４パルス分（原点位置から見ると通算３７パルス分）回転させた状態である。換言すると、両弁球体３ａ，３ｂを両バルブ継手管７ａ，７ｂ側へ押し下げ、両バルブ継手管７ａ，７ｂをともに閉塞させた状態となっている。なお、この状態からＣＷ方向へ２４パルス分回転させると、上述の図６の（Ｂ）に示す第２のモードとなる。
【００５８】
図7の（Ｂ）に示す第４のモードは、第３のモードから第１のカム部材４ａ１をＣＣＷ方向（矢示Ｑ方向）へ２４パルス分（原点位置から見ると通算６１パルス分）回転させた状態である。換言すると、弁球体３ａでバルブ継手管７ａを閉塞し、弁球体３ｂをバルブ継手管７ｂから離してバルブ継手管７ｂを開放した状態となっている。
【００５９】
図７の（Ｃ）に示す第５のモードは、第４のモードから第１のカム部材４ａ１をＣＣＷ方向（矢示Ｑ方向）へ２４パルス分（原点位置から見ると通算８５パルス分）回転させた状態である。換言すると、上述の第３のモードと同様、上記第１のカム部材４ａ１の突出山部４ａ５で両弁球体３ａ，３ｂを両バルブ継手管７ａ，７ｂ側へ押し下げ、両バルブ継手管７ａ，７ｂをともに閉塞させた状態となっている。
【００６０】
なお、本実施の形態の冷蔵庫１００は、原点位置からロータ部４ｂ２を１３パルス分ＣＣＷ方向に回転させた位置で停止させた状態、すなわち図６の（Ｂ）で示すバルブ継手管７ａが開、バルブ継手管７ｂが閉となった状態で出荷される。そして、電源を投入されることにより、まずイニシャライズ（原点位置出し）される。
【００６１】
このように、ステッピングモータ４ｂの回転動作に連動して弁球体３ａ，３ｂは位置を変更し、位置変更により、キャピラリチューブ５２Ａ，５３Ａに繋がる冷媒流路となるバルブ継手管７ａ，７ｂの開口部が開閉される。つまり、ステッピングモータ４ｂへ図８に示すパルス信号を印加することにより、弁球体３ａ，３ｂは当該開口部において移動されて、開口部を開状態または閉状態にし、キャピラリチューブ５２Ａ，５３Ａおよび蒸発器６２Ａ，６３Ａへの冷媒の流れが制御される。
【００６２】
３方弁のバルブ４１Ａの状態としては、全閉（バルブ継手管７ａおよび７ｂを閉）、冷蔵室２００側を開（バルブ継手管７ａを開）、冷凍室３００側を開（バルブ継手管７ｂを開）などの状態を含む。圧縮機１ＡがＯＦＦ中は、全閉状態である。圧縮機１ＡがＯＮ中は、冷蔵室２００、冷凍室３００の冷え具合によって冷蔵室２００側が開または冷凍室３００側が開の状態に切換えられる。圧縮機１ＡがＯＦＦ→ＯＮに変化するときは、３方弁を冷蔵室２００および冷凍室３００の両方を開状態にするようにしてもよい。
【００６３】
＜パルス速度＞
ここで、パルス信号の速度（以下、パルス速度という）はパルス信号の周波数に比例する。したがって、ステッピングモータ４ｂに印加する図８のパルス速度を低く（遅く）すると、ステッピングモータ４ｂの動作トルクは大きくなる。すなわち、ステッピングモータ４ｂの回転に連動して動作する弁球体３ａ，３ｂに大きな負荷がかかっている場合であっても弁球体３ａ，３ｂの移動に時間をかける、すなわち開閉動作をスムーズに行うことができる。逆に、パルス速度を高く（速く）すると、ステッピングモータ４ｂの動作トルクは小さくなるが弁球体３ａ，３ｂの移動速度は上がるため、開閉動作に要するバルブ４１Ａの駆動時間を短くできる。
【００６４】
信号生成部７２は、図示のない分周回路を含むパルス信号の生成回路部を有する。分周回路は、図示しないクロック発生器から出力される基本周波数のパルス信号を、供給される分周比に従った倍率で高めたパルス信号として出力する。この分周比を変更することにより出力されるパルス信号の周波数、すなわちパルス速度を制御することができる。
【００６５】
分周比の変更では、パルス速度を通常速度に設定する場合には、分周比には通常用の値が設定されて、低速度に設定する場合には分周比には低速用の値が設定されて、高速度に設定する場合には分周比には高速用の値が設定される。これら、通常用の値、低速用の値および高速用の値は予めメモリ５２の所定領域に格納されており、信号生成部７２により適宜読出されて、分周回路に、分周比の信号として供給される。このような分周比の変更により、信号生成部７２では通常速度，高速，低速のパルス信号が生成されるような設定がされる。
【００６６】
ここでは、パルス速度（励磁速度）として、たとえば、通常速度は３０ｐｐｓ（1秒間３０パルス＝１パルス３３ｍｓｅｃ）であり、ステッピングモータ４ｂには１２０パルス（動作時間約４秒）が印加される。同様に、高速度は６０ｐｐｓとし、低速度は１５ｐｐｓとする。
【００６７】
＜動作モード＞
冷蔵庫００の動作モードによって、冷凍サイクル５００（５０１）の動作モードが指示される。たとえば、冷蔵庫１００の電源ＯＦＦ状態から各部に電源部８から電力が供給開始される電源投入時は、バルブ４１Ａの弁球体３ａ，３ｂの開閉状態は基本的にわからないため、切替制御部７０のモード判定部７１は動作モードをイニシャライズの動作モードに移行させるべきと判定し、信号生成部７２は判定結果に従って、冷凍サイクルの動作モードを、無条件に一旦両弁球体３ａ，３ｂを閉状態に動作させた後に連続して開状態に動作させる（これをイニシャライズ動作と呼ぶ。）モードに遷移させるための制御信号を出力する。
【００６８】
また、圧縮機１ＡがＯＮ中にバルブ４１Ａの両弁球体３ａ，３ｂを開状態にしているにもかかわらず、温度センサ部５３が検知する冷蔵庫１００内の温度が正常に低下しない場合は（すなわち、バルブ４１Ａの動作不良の場合は）、モード判定部７１は動作モードをイニシャライズの動作モードに移行させるべきと判定し、信号生成部７２は判定結果に従って、イニシャライズ動作させるための制御信号を出力する。
【００６９】
通常時は、信号生成部７２からの制御信号によって、圧縮機１ＡがＯＮ中は、バルブ４１Ａは両弁球体３ａ，３ｂの少なくとも１つが開状態になるよう動作し、圧縮機１ＡがＯＦＦ中は両弁球体３ａ，３ｂを閉状態になるよう動作する。
【００７０】
＜２方弁を用いた構成＞
図９には、図１の３方弁のバルブ４１Ａに代替して、２方弁のバルブ４Ａを使用した冷凍サイクル５０１が示される。図９において、図１と同じ機能の部品については同じ番号を割り付けている。
【００７１】
図１と図９の構成を比較して相違する点は、図９では、蒸発器６２Ａ，６３Ａに代替して冷蔵室２００および冷凍室３００に兼用される蒸発器６Ａが設けられ、また、循環用ファン７２Ａ，７３Ａに代替して蒸発器６Ａに対応した循環用ファン７Ａが設けられ、また、キャピラリチューブ５１Ａ〜５３Ａおよびバルブ４１Ａに代替して、キャピラリチューブ５Ａおよびバルブ４Ａが設けられる。キャピラリチューブ５Ａはバルブ４Ａの出力端と蒸発器６Ａの入力端との間に接続される。
【００７２】
図９のバルブ４Ａとその周辺部の構成は、図１０に示すように、本体ケース２の底壁面２ａ１には、ドライヤ３Ａからの冷媒ガスを本体ケース２内に流入させるための流入管５が直接連結されると共に、本体ケース２内の冷媒ガスをキャピラリチューブ５Ａに流出させるための流出管６ａがバルブ継手管７ａを介して連結されている。
【００７３】
このように、図１０では、図４に示した構成から冷媒の流出管６ａ，６ｂのうち流出管６ｂを省略するとともに、流出管６ｂに連結するバルブ継手管７ｂの立設先端は開口せずに閉じた構成となっている。したがって、バルブ継手管７ｂの立設先端において弁球体３ｂが上述したように開閉移動するとしても、本体ケース２内の冷媒がバルブ継手管７ｂを介して流出することはない。このように、流出管６ｂを省略し、弁球体３ｂが開閉移動する継手管７ｂの立設先端を閉じた点を除いては、図１０の構成は図４の構成と同様である。
【００７４】
また、図１０のステッピングモータ４ｂの構成および動作、ならびにステッピングモータ４ｂに印加される制御信号は図８に従っており、ステッピングモータ４ｂの回転動作に連動したは弁球体３ａ，３ｂの移動は、前述した動作と同様である。したがって、上述した第１および第４モードの開状態では、ドライヤ３Ａからの冷媒は、バルブ４Ａの出力端に接続された流出管６ａを介してキャピラリチューブ５Ａ側に導出され、それ以外のモード（第２、第３および第５モード）の閉状態では、バルブ４Ａの出力端は閉じて、ドライヤ３Ａからの冷媒はキャピラリチューブ５Ａ側に導出されない。２方弁のバルブ４Ａは、制御信号により、圧縮機１ＡがＯＮ中は開状態であり、ＯＦＦ中は閉状態となるように動作させられる。
【００７５】
図９では、キャピラリチューブ５Ａの入り口側はガス冷媒が高圧であり、出口側は低圧になる。圧縮機１ＡがＯＦＦ中に冷媒の圧力差を保つために高圧と低圧の境目であるキャピラリチューブ５Ａの入り口側にバルブ４Ａを設けている。また、キャピラリチューブ５Ａは配管径が細いので、バルブ４Ａも小さくできる。
【００７６】
＜処理フローチャート＞
図１１を参照して、本実施形態に係るのバルブ動作を制御するための処理を説明する。図１１のフローチャートは、プログラムとして予めメモリ５２に格納される。ＣＰＵ５０が、メモリ５２からプログラムを読出し、実行することにより制御が実現される。なお、図１１の処理では、圧縮機１Ａは正常に運転していると想定する。
【００７７】
まず、圧縮機１ＡがＯＦＦ→ＯＮするタイミングであるか否か、すなわちバルブ切替の動作タイミングであるかを判定する（ステップＳ１）。
【００７８】
バルブ切替の動作タイミングと判定すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ３に移るが、切替えないと判定すると、Ｓ１の処理を繰返す。
【００７９】
ステップＳ３で、モード判定部７１は、温度センサ部５３および開閉検出部５４の検出結果に基づき、動作モードをイニシャライズ動作のモードに移行させるべきか否かを判定する。なお、現在の動作モードを指すデータはメモリ５２の所定領域に格納されていることから、モード判定部７１は当該データに基づき現在の動作モードを検出することができる。ここでは、説明を簡単にするために、現在は、イニシャライズ動作モードではないと想定する。
【００８０】
モード判定部７１は、イニシャライズ動作のモードに移行させるべきかを判定する（ステップＳ１）。たとえば、温度センサ部５３および開閉検出部５４の検出結果に基づき、所定条件（たとえば、扉４００の開閉頻度が所定値以下であり、且つ庫内温度が所定温度以上であるとの条件）が成立するか否かを判定する（ステップＳ３）。すなわち庫内の温度が正常に低下していない状態であるか否かを判定する。
【００８１】
上述の所定条件が成立する（庫内温度が正常に低下しない）と判定すると、すなわちイニシャライズ動作に移行させるべきと判定し（ステップＳ３でＹＥＳ）、判定結果に基づき、上述の分周比の変更により、信号生成部７２では低速のパルス信号が生成されるような設定がされる（ステップＳ１１）。その後、バルブ４Ａ（４１Ａ）のステッピングモータ４ｂには制御信号として低速のパルス信号が印加される（ステップＳ１３）。その後、ステップＳ１に戻る。
【００８２】
したがって、冷媒の圧力が異常に高い、または不純物がバルブに咬み込んでいるなどが原因で庫内温度が低下しない場合であっても、パルス速度を低くして、ステッピングモータ４ｂの動作トルクを大きくすることで、弁球体３ａ，３ｂの移動に時間をかけることができて、すなわちバルブ４Ａ（４１Ａ）の開閉動作をスムーズに行うことができて、当該原因に対処することができる。
【００８３】
一方、上述の所定条件が成立せず（庫内温度は正常に低下している）と判定すると（ステップＳ３でＮＯ）、モード判定部７１は、静音運転モード中であるか否かを判定する。すなわち、圧縮機１Ａに供給される駆動信号に基づき圧縮機１Ａの回転数が所定値以下であると判定すると（たとえば夜間の運転状況であると判定すると）、静音運転モード中と判定する。
【００８４】
静音運転モード中と判定すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、判定結果に基づき、上述の分周比の変更により、信号生成部７２では高速のパルス信号が生成されるような設定がされる（ステップＳ５）。その後、高速のパルス信号が生成されて、制御信号としてバルブ４Ａ（４１Ａ）のステッピングモータ４ｂに印加される（ステップＳ１３）。その後、ステップＳ１に戻る。
【００８５】
このように、静音運転モード中は、冷凍サイクルの動作モードを、バルブ４Ａ（４１Ａ）を高速で動作させるようなモードとすることで、バルブ４Ａ（４１Ａ）の動作時間を短くできて、バルブ動作音（騒音）発生時間は短くなり、より一層の静音化が可能となる。
【００８６】
一方、静音運転モード中でないと判定されると（ステップＳ５でＮＯ）、判定結果に基づき、上述の分周比の変更により、信号生成部７２では通常速度のパルス信号が生成されるようにな設定がされる（ステップＳ７）。その後、通常速度のパルス信号が生成されて、制御信号としてバルブ４Ａ（４１Ａ）のステッピングモータ４ｂに印加される（ステップＳ１３）。その後、ステップＳ１に戻る。
【００８７】
なお、上述の実施の形態では、バルブ４Ａ（４１Ａ）は、弁球体３ａ，３ｂを用いたボールバルブであったが、バタフライバルブ、ゲートバルブなどであってもよい。
【００８８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８９】
４ｂ  ステッピングモータ、４Ａ，４１Ａ  バルブ、７０  切替制御部、７１  モード判定部、７２  信号生成部、８０  駆動制御部、１００  冷蔵庫、２００  冷蔵室、３００  冷凍室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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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１０】
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