(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱的に区切られた冷蔵空間と冷凍空間とを有し、
圧縮機、凝縮器、切替弁が順次接続され、この切替弁の出口側には、冷蔵用蒸発器と冷凍用蒸発器とが、各々絞り機構を介して接続された冷媒の冷凍サイクルを有し、
前記冷蔵用蒸発器、または、前記冷凍用蒸発器への冷媒流路を前記切替弁によって交互に切替えることによって、前記冷蔵空間を冷却する冷蔵モードと前記冷凍空間を冷却する冷凍モードを交互に行う交互冷却運転を行える冷蔵庫において、
前記冷蔵空間へ冷気を送風する冷蔵用冷却ファンを前記冷蔵用蒸発器の近傍に設け、
前記冷凍空間へ冷気を送風する冷凍用冷却ファンを前記冷凍用蒸発器の近傍に設け、
製氷装置を前記冷凍空間に設け、
前記製氷装置による製氷中は、冷凍モード以外の冷蔵モード又は圧縮機の停止中に前記冷凍用冷却ファンを回転させ、
製氷停止中は、冷凍モード以外の冷蔵モード又は圧縮機の停止中において前記冷凍用冷却ファンを停止させる製氷動作モードを行う制御手段を有したことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記制御手段は、
製氷動作モードにおける前記冷凍用冷却ファンの回転数を、前記冷凍空間の庫内温度に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記制御手段は、
製氷動作モードにおける前記冷凍用冷却ファンの回転数を、前記冷凍用蒸発器の温度に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記制御手段は、
製氷動作モードにおける前記冷凍用冷却ファンの回転数を、前記圧縮機の回転数に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記制御手段は、
製氷動作モードにおける前記冷凍用冷却ファンの回転数を、前記冷蔵庫の周囲温度に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵用蒸発器と冷凍用蒸発器とを有する冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の冷蔵庫においては、冷蔵室、野菜室と製氷室、冷凍室などの各部屋の冷却効率を高めるために、冷蔵用蒸発器（以下、Ｒエバという）と冷凍用蒸発器（以下、Ｆエバという）を有した冷蔵庫が提案されている。
【０００３】
この冷蔵庫は、冷凍室を冷却する場合には、Ｆエバに冷媒を流すと共にＦエバの近傍に設けられた冷凍用冷却ファン（以下、Ｆファンという）を回転させて、冷気を冷凍室に送り込み、冷蔵室を冷却する場合には、Ｒエバに冷媒を流すと共に、Ｒエバの近傍に設けられた冷蔵用冷却ファン（以下、Ｒファンという）を回転させて、冷気を冷蔵室に送り込む構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷蔵庫においては、氷を自動的に作る製氷装置は必須の構成要件となってきている。
【０００５】
そして、この製氷装置は、２つの蒸発器を持つ冷蔵庫においては、通常、冷凍室に配されており、冷凍室を冷却する場合においては、製氷動作を迅速に行うことができるが、冷蔵室を冷却している場合には製氷時間に時間がかかるという問題点があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、冷凍室を冷却している以外のときでも製氷動作を迅速に行うことができる冷蔵庫を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、断熱的に区切られた冷蔵空間と冷凍空間とを有し、圧縮機、凝縮器、切替弁が順次接続され、この切替弁の出口側には、冷蔵用蒸発器と冷凍用蒸発器とが、各々絞り機構を介して接続された冷媒の冷凍サイクルを有し、前記冷蔵用蒸発器、または、前記冷凍用蒸発器への冷媒流路を前記切替弁によって交互に切替えることによって、前記冷蔵空間を冷却する冷蔵モードと前記冷凍空間を冷却する冷凍モードを交互に行う交互冷却運転を行える冷蔵庫において、前記冷蔵空間へ冷気を送風する冷蔵用冷却ファンを前記冷蔵用蒸発器の近傍に設け、前記冷凍空間へ冷気を送風する冷凍用冷却ファンを前記冷凍用蒸発器の近傍に設け、製氷装置を前記冷凍空間に設け、前記製氷装置による製氷中は、冷凍モード以外の冷蔵モード又は圧縮機の停止中に前記冷凍用冷却ファンを回転させ、製氷停止中は、冷凍モード以外の冷蔵モード又は圧縮機の停止中において前記冷凍用冷却ファンを停止させる製氷動作モードを行う制御手段を有したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、前記制御手段は、製氷動作モードにおける前記冷凍用冷却ファンの回転数を、前記冷凍空間の庫内温度に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【０００９】
請求項３の発明は、前記制御手段は、製氷動作モードにおける前記冷凍用冷却ファンの回転数を、前記冷凍用蒸発器の温度に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【００１０】
請求項４の発明は、前記制御手段は、製氷動作モードにおける前記冷凍用冷却ファンの回転数を、前記圧縮機の回転数に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【００１１】
請求項５の発明は、前記制御手段は、製氷動作モードにおける前記冷凍用冷却ファンの回転数を、前記冷蔵庫の周囲温度に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫である。
【００１２】
請求項１の冷蔵庫であると、制御手段は、製氷装置による製氷中は、冷凍モード以外でも冷凍用冷却ファンを回転させる製氷動作モードを行うことにより、冷気が冷凍空間に設けられた製氷装置に流れて、製氷動作を迅速に行うことができる。
【００１３】
また、請求項２から５の冷蔵庫であると、冷凍空間の庫内温度、冷凍用蒸発器の温度、圧縮機の回転数または冷蔵庫の周囲温度に基づいて、冷凍用冷却ファンの回転数を制御手段が制御することにより、より迅速に製氷動作を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図６を参照しながら本発明の一実施例を説明する。
【００１５】
（１）冷蔵庫の構造
図１は、本実施例を示す冷蔵庫の断面図である。
【００１６】
冷蔵庫本体１は、断熱箱体９と内箱８で形成されている。そして、断熱仕切壁２によって冷蔵温度帯３０と冷凍温度帯４０に区画され、これら各温度帯３０、４０の冷気は完全に独立し、各冷気が混合することのない構造となっている。
【００１７】
冷蔵温度帯３０の庫内は冷蔵仕切板３によって冷蔵室４と野菜室５とに仕切られ、冷凍温度帯４０の庫内は製氷室６と冷凍室７から成り、各室はそれぞれ開閉扉５１〜５４を有している。
【００１８】
野菜室５の背面には冷蔵用蒸発器（以下、Ｒエバという）１０と冷蔵用冷却ファン（以下、Ｒファンという）１１が配置され、Ｒファン１１は庫内温度変動や扉開閉によって任意に運転される。そして、冷蔵室４の背面は、冷気を冷蔵温度帯３０内に供給するための冷気循環路１８となっている。除霜ヒータ６０が、Ｒエバ１０の下方に配置されている。
【００１９】
冷凍用蒸発器（以下、Ｆエバという）１２と冷凍用冷却ファン（以下、Ｆファンという）１３は製氷室６及び冷凍室７の背壁に配置され、冷気を循環することで製氷室６及び冷凍室７が冷却される。また、除霜ヒータ６２が、Ｆエバ１２の下方に配置されている。
【００２０】
冷蔵庫本体１の背壁下部の機械室１４には、圧縮機１５、凝縮器２１がそれぞれ配置されている。また、機械室１４内部には、その内部を冷却するための機械室ファン（以下、Ｃファンという）２５が設けられている。
【００２１】
（２）制御系の構造
冷蔵庫本体１の背面上部には、この冷蔵庫の制御を行うマイクロコンピュータよりなる制御部６４が設けられている。
【００２２】
冷蔵室４の背面には、冷蔵室温度を検知するためのＲセンサ２６が配され、冷凍室７の背面にも冷凍室温度を検知するＦセンサ２７が配されている。また、Ｒエバ１０の上部には、Ｒエバ１０の温度を検知するためのＲエバセンサ２８が配され、Ｆエバ１２の上部には、Ｆエバ１２の温度を検知するＦエバセンサ２９が配されている。
【００２３】
冷蔵室４の扉５１の前面下部には、この冷蔵庫を操作するための操作パネル３１が配されている。
【００２４】
冷蔵庫本体１の天井面後部には、冷蔵庫が置かれている部屋の周囲温度を測定するための周囲温度センサ４２が設けられている。
【００２５】
この制御部６４には、図４に示すように、圧縮機１５、Ｆファン１３、Ｒファン１１、Ｃファン２５、３方弁２２、Ｆエバセンサ２９、Ｒエバセンサ２８、Ｆセンサ２７、Ｒセンサ２６、操作パネル３１、除霜ヒータ６０，６２が接続され、更に後から説明する製氷装置３２の皿駆動部３３、製氷センサ３５、満杯検知センサ４３が接続されている。
【００２６】
（３）製氷装置３２の構造
次に、製氷室６に設けられている製氷装置３２の構造について図１に基づいて説明する。
【００２７】
製氷室６の天井面前部には、皿モータを有した皿駆動部３３が設けられ、この皿駆動部３３に製氷皿３４が回動自在に設けられている。また、この皿駆動部３３から、満杯検知レバー３６が吊り下げられている。この満杯検知レバー３６の回動状態を検知する満杯検知センサ４３が皿駆動部３３に内蔵されている。さらに、製氷皿３４の底面には、製氷皿３４の温度を検知するための製氷センサ３５が取付けられている。
【００２８】
製氷皿３４の下方には、氷を溜めるための収納ケース３７が配されており、この収納ケース３７は引出し式の扉５３と共に前方に引出すことが可能となっている。
【００２９】
冷蔵室４の底面には、製氷皿３４に製氷用の水を供給するための給水タンク３８が着脱自在に載置されている。この給水タンク３８の内部には給水ポンプ３９が設けられており、この給水ポンプ３９によって給水タンク３８内部の水が給水管４１を経て、製氷皿３４に給水される。
【００３０】
製氷装置３２の動作について説明する。
【００３１】
操作パネル３１に設けられた製氷開始ボタンが操作されたり、満杯検知レバー３６によって収納ケース３７内部に氷がなくなったと判断されると、給水タンク３８から給水ポンプ３９によって製氷皿３４に水が供給される。
【００３２】
所定量の水が製氷皿３４に給水されるとその給水が停止される。この給水が行われているかどうかの判断は、製氷センサ３５の検知温度が−１０℃以上に上昇したら、水が存在すると判断するものである。
【００３３】
給水動作完了後、所定時間の間、冷却すると製氷皿３４の水が凍結し氷が完成する。
【００３４】
氷が完成すると、皿駆動部３３が製氷皿３４をひねるように回転させて、製氷皿３４内部の氷を収納ケース３７に落下させる。そして、製氷皿３４を元の位置に復帰させる。
【００３５】
これによって製氷動作が完了する。
【００３６】
（４）冷凍サイクルの構成
図２は冷蔵モードと冷凍モードを交互に繰り返す冷凍サイクルであって、その内部を循環する冷媒は、イソブタン（Ｒ６００ａ）よりなる可燃性冷媒である。なお、冷媒は、不燃性冷媒でもよい。
【００３７】
圧縮機１５から吐出された冷媒は、凝縮器２１を通った後、切替弁である３方弁２２によって冷媒流路が交互に切り替えられる。
【００３８】
３方弁２２の一方の出口には冷蔵キャピラリーチューブ２３とＲエバ１０が順次接続され、３方弁２２の他方の出口には冷凍キャピラリーチューブ２４とＦエバ１２とアキュームレータ１６が順次接続されている。
【００３９】
アキュームレータ１６の出口配管には，機械室１４内で逆止弁１７が接続され、逆止弁１７の出口側はＲエバ１０の出口配管と合流して圧縮機１５の吸込側に繋がっている。
【００４０】
このような構成の冷蔵庫において、冷蔵温度帯３０を冷却する冷蔵モードと、冷凍温度帯４０を冷却する冷凍モードを交互に行う。以下、これら運転を通常運転という。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、冷凍モード時は、３方弁２２によって冷媒流路が切り替わり、冷媒が冷凍キャピラリーチューブ２４で減圧されてＦエバ１２に入り、冷凍温度帯４０を冷却した後、再び圧縮機１５に戻る。なお、冷凍モードであってもＲファン１１はＲエバ１０の除霜のため、一定温度までは運転される。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、冷蔵モード時は、冷媒が冷蔵キャピラリーチューブ２３で減圧され、Ｒエバ１０に入り、冷蔵温度帯３０を冷却した後、再び圧縮機１５に戻る。なお、この時にＦファン１３を回転させる。
【００４３】
すなわち、冷凍モード時の冷媒は冷凍キャピラリーチューブ２４、Ｆエバ１２、アキュームレータ１６、逆止弁１７の順で流れ、Ｆファン１３の運転によって冷気が庫内を循環し、製氷室６及び冷凍室７の冷却が行われる。そして、３方弁２２が切り替わり、冷媒流路が冷凍モードから冷蔵モードに切り替わると冷媒はＲエバ１０に流れ、Ｒファン１１の運転によって冷蔵室４と野菜室５を冷却する。
【００４４】
（５）除霜モード
ＲエバやＦエバ１２に着霜が生じた場合には、除霜を行う必要があるため、除霜ヒータ６０，６２を加熱させ、Ｒエバ１０，Ｆエバ１２を加熱して除霜を行う。
【００４５】
この除霜モードを行うタイミングとしては、圧縮機１５の積算運転時間が所定時間以上になった場合などが考えられる。
【００４６】
（６）製氷動作モード
次に、製氷装置３２の製氷動作について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００４７】
ステップ１においては、上記で説明した通常運転が行われている。
【００４８】
ステップ２において、収納ケース３７に氷が満杯に収納されているかどうかを満杯検知レバー３６で検知しており、収納ケース３７内部に氷が少なくなった場合には満杯検知センサ４３がそれを検知し、ステップ３に進む。そして、満杯の場合にはステップ１に戻る。また、このステップ２において、操作パネル３１において強制製氷動作のためのボタンが操作された場合でもステップ３に進む。
【００４９】
ステップ３において製氷動作を開始する。すなわち、給水ポンプ３９が作動し、給水タンク３８の水を給水管４７を経て製氷皿３４に供給する。そして、ステップ４に進む。
【００５０】
ステップ４において、製氷センサ３５の検知温度が−１０℃以上に上昇しない場合には、給水タンク３８からの水が供給されないものとして、ステップ１に戻り、−１０℃以上に上昇した場合には給水があったものとしてステップ５に進む。
【００５１】
ステップ５において、Ｆセンサ２７によって、冷凍室７の冷凍室温度を検知しステップ６に進む。
【００５２】
ステップ６において、現在のモードが冷凍モードか否かを検知する。冷凍モードであればステップ７に進み、冷凍モード以外の冷蔵モード、または、圧縮機１５が停止している冷却停止中においてはステップ９に進む。
【００５３】
ステップ７においては、冷凍モードであり、Ｆファン１３は冷凍空間４０を冷却するために運転されているため、冷凍モードにおける通常の制御を行う。そしてステップ８に進む。
【００５４】
ステップ８においては、例えば製氷センサ３５の検知温度が−３℃以下になれば製氷が完了したものとして、皿駆動部３３により製氷皿３４をひねるように回転させ、収納ケース３７に氷を落下させる。その後に製氷皿３４を水平状態に復帰させ、製氷動作を終了させる。そして、ステップ１に戻る。
【００５５】
ステップ９においては、現在のモードが冷凍モード以外の冷蔵モードまたは冷却停止中であるため、Ｆファン１３は、従来例においては停止している。しかし、本実施例においては、冷凍モード以外のモードであってもＦファン１３を回転させて、Ｆエバ１２の冷気を製氷皿３４に送風して、製氷動作を促進させる。これによって、冷凍モード以外のモードであっても、製氷を迅速に行うことができる。
【００５６】
この場合にＦファン１３は、製氷動作を安定して行わせるために、図６のグラフに示すように、Ｆセンサ２７が検知した冷凍室温度に比例させてＦファン１３の回転数を上昇させる。すなわち、冷凍室温度が高ければ高いほど製氷が行われ難いため、より速くＦファン１３を回転させて、冷気を多量に送り込み製氷動作を迅速に行わせる。
【００５７】
（７）変更例
（変更例１）
上記実施例では、冷凍モード以外において製氷動作を行う場合には、Ｆファン１３を冷凍室温度に比例させて回転させたが、これに代えて、Ｆファン１３を一定の回転数で回転させてもよい。
【００５８】
例えば、図７に示すように、冷凍モードにおいてＦファン１３を回転させる場合には高い回転数で回転させ、それ以外の冷蔵モード及び冷却停止中には低い回転数で回転させる。
【００５９】
これによって、図７の製氷センサの温度変化が示すように、製氷が完了する時間が、従来よりも早くなる。
【００６０】
（変更例２）
上記実施例では、冷凍モード以外において製氷動作を行う場合には、Ｆファン１３を冷凍室温度に比例させて回転させたが、これに代えて、Ｆエバ２９の蒸発温度に比例させて回転数を決定してもよい。
【００６１】
すなわち、図８に示すようにＦエバセンサ２９によって検出したＦエバ温度が高ければ高いほどＦファン１３の回転数を上昇させる。
【００６２】
この制御方法であっても、迅速に製氷動作を行わせることができる。
【００６３】
（変更例３）
上記実施例では、冷凍モード以外において製氷動作を行う場合には、Ｆファン１３を冷凍室温度に比例させて回転させたが、これに代えて、Ｆファン１３の回転数を冷蔵庫の周囲温度に基づいて決定するものである。
【００６４】
すなわち、図９に示すように、周囲温度センサ４２が検知した周囲温度が高ければ高いほどＦファン１３の回転数を高くするものである。
【００６５】
この制御方法であると環境変化に対し安定した製氷時間で製氷を行わせることができる。
【００６６】
（変更例４）
上記実施例では、冷凍モード以外において製氷動作を行う場合には、Ｆファン１３を冷凍室温度に比例させて回転させたが、これに代えて、圧縮機１５の駆動を行うモータの回転数に比例させて回転させてもよい。
【００６７】
すなわち、圧縮機１５の回転数が高い場合には、冷蔵庫の庫内温度が全体的に高いと判断されるため、圧縮機１５の回転数が高いほど、Ｆファン１３の回転数を増加させて、より多くの冷気を製氷装置３２に送り込むことによって、製氷時間を短縮させるものである。
【００６８】
（変更例５）
上記実施例では、冷凍室温度のみによってＦファン１３の回転数を決定したが、これに代えて、冷凍室温度、Ｆエバ温度、圧縮機の回転数及び周囲温度の４つを考慮して、Ｆファン１３の回転数を決定してもよい。
【００６９】
例えば、Ｆファン１３の回転数は原則として冷凍室温度に比例させるが、冷凍室温度が低い場合（例えば、−３０℃）であっても、Ｆエバ温度が高い場合や、周囲温度が高い場合には、Ｆファン１３の回転数を上昇させることによって、より安定した製氷動作を行わせることができる。
【００７０】
（変更例６）
上記実施例では、図２に示すようなＲエバ１０とＦエバ１２を並列に配列した冷凍サイクルを用いたが、これに代えて、図１０に示すように、Ｒエバ１０とＦエバ１２とを直列を接続し、Ｒエバ１０とＦエバ１２との間に配された３方弁２２によって、Ｒエバ１０に冷媒を流す冷蔵モードと、このＲエバ１０を迂回してＦエバ１２のみに冷媒を流す冷凍モードを行う冷凍サイクルであってもよい。
【００７１】
【発明の効果】
以上により本発明の冷蔵庫であると、冷蔵モード以外においても冷凍用冷却ファンを回転させることにより、製氷時間を短縮させ、製氷を迅速に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す冷蔵庫の断面図である。
【図２】同じく冷蔵庫の冷凍サイクルの図面である。
【図３】各モードにおける冷媒流路を示した図であり、（ａ）は冷凍モードの時であり、（ｂ）は冷蔵モードの時である。
【図４】冷蔵庫の制御系のブロック図である。
【図５】製氷動作におけるフローチャートである。
【図６】Ｆファンの回転数と冷凍室温度の関係を示すグラフである。
【図７】変更例１における通常運転と製氷運転中における製氷センサの温度の違いを示すタイムチャートである。
【図８】変更例２におけるＦファンの回転数とＦエバ温度の関係を示すグラフである。
【図９】変更例３におけるＦファンの回転数と周囲温度の関係を示すグラフである。
【図１０】変更例６の冷凍サイクルの図面である。
【符号の説明】
１  冷蔵庫本体
２  断熱仕切壁
３  冷蔵仕切板
４  冷蔵室
５  野菜室
６  製氷室
７  冷凍室
８  内箱
９  断熱箱体
１０  Ｒエバ
１１  Ｒファン
１２  Ｆエバ
１３  Ｆファン
１４  機械室
１５  圧縮機
１６  アキュームレータ
１７  逆止弁
２１  凝縮器
２２  ３方弁
２５  Ｃファン
２６  Ｒセンサ
２７  Ｆセンサ
２８  Ｒエバセンサ
２９  Ｆエバセンサ
３０  冷蔵空間
３１  操作パネル
３２  製氷装置
３３  皿駆動部
３４  製氷皿
３５  製氷センサ
３６  満杯検知レバー
３７  収納ケース
３８  給水タンク
３９  給水ポンプ
４０  冷凍空間
４１  給水管
４２  周囲温度センサ
５１，５２，５３，５４  扉
６０，６２  除霜ヒータ
【図１】
0004011314.tif 000002
【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】
0004011314.tif 000007
【図７】
0004011314.tif 000008
【図８】
0004011314.tif 000009
【図９】
0004011314.tif 000010
【図１０】
0004011314.tif 000011