JP2017129332A

JP2017129332A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2017129332A
Application number: JP2016010479A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　徹; Toru Sato; 徹佐藤
Original assignee: Twinbird Corp
Current assignee: Twinbird Corp
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2017-07-27

Abstract

【課題】スイッチ操作で、コンプレッサのモータを確実に起動することができる冷蔵庫を提供すること。【解決手段】収容空間を有する冷蔵庫本体と、外部電源に接続されると共にモータ９によって駆動されて収容空間内を冷却するコンプレッサ式冷却手段３とを有する冷蔵庫において、モータ９の動作を制御する制御回路としてのマイクロコンピュータ８と、手動操作されて冷蔵庫１の通電をオン又はオフに切り替えるスイッチ１９と、マイクロコンピュータ８によって制御されてモータ９への電力供給回路である交流回路１１をオン又はオフに切り替える断続手段としてのリレー１３とを有し、マイクロコンピュータ８がタイマー２４を有すると共に、スイッチ１９がオンになってからの時間が予め設定された待機時間に達したことで、マイクロコンピュータ８がリレー１３をオンにしてモータ９への電流供給を開始する。【選択図】図３

Description

本発明は冷蔵庫に関するものであり、特に、ホテル用や病院用等、必要に応じて使用できるようにする冷蔵庫に関するものである。

従来、この種の冷蔵庫としては、冷却源として、１００Ｖ交流電源によって駆動されるコンプレッサを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。そして、これらのコンプレッサを駆動するためのモータとして、主巻線及び補助巻線（起動巻線）を有する単相交流誘導モータが多用されている。このモータを起動するために、主巻線と補助巻線が交流電源に対し並列に接続されると共に、補助巻線に対しＰＴＣ素子が直列に接続される。そして、主巻線と補助巻線の両方に電力を供給することでモータが起動されると共に、モータの起動後は、ＰＴＣ素子が発熱してＰＴＣ素子の抵抗値が急激に上昇することで、補助巻線に流れる電流が低下し、ほぼ主巻線に流れる電流だけとなり、モータの消費電力を低下させることができる（例えば、特許文献２参照。）。

特開平４−９５６４号公報特開平５−３２８７６７号公報（図２）

ホテル等で用いられる冷蔵庫では、宿泊者等が必要に応じて使用できるよう、宿泊者等によって手動で操作されるスイッチが設けられているものが存在する。即ち、宿泊者等が冷蔵庫内に入れたいものがある場合、スイッチを手動でオンにすることでコンプレッサが作動し、冷蔵庫本体内が冷却される。一方、宿泊者等が冷蔵庫に入れたいものがない場合には、スイッチをオンにしなければよい。

しかしながら、このような冷蔵庫では、作動中に宿泊者等がスイッチをオフにした後でオンにした場合、ＰＴＣ素子が発熱状態にあると、補助巻線に電流が殆ど流れず、モータを起動させられない虞がある。このように、スイッチを短時間に手動でオン・オフさせることは、宿泊客等の中に子供がいた場合、悪戯として行われ得る。そして、モータが起動できないと、ただ主巻線に電流が流れ続けるだけになってしまい、冷蔵庫内を冷却することができないという問題があった。そして、モータが起動できない場合、モータの主巻線に流れる電流が過大になってしまうため、モータに過大な負荷がかかってしまう虞があった。なお、このような問題は、ＰＴＣ素子の発熱を抑えるようにした特許文献２であっても、スイッチのオン・オフのタイミング（即ち、ＰＴＣ素子が冷却される前のタイミング）によっては起こり得る。更に、モータの停止直後は、コンプレッサの出力側の圧力が入力側の圧力よりも高い状態となり、このままモータを起動させようとしても過大な負荷がかかり、モータを起動させられない虞がある。

本発明は以上の問題点を解決し、スイッチの手動操作で、コンプレッサのモータを確実に起動することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の冷蔵庫は、内部に収容空間を有する冷蔵庫本体と、外部電源に接続されると共にモータによって駆動されて前記収容空間内が冷却されるコンプレッサ式冷却手段とを有する冷蔵庫において、前記モータの動作を制御する制御回路と、手動で操作されて前記冷蔵庫の通電状態をオン又はオフに切り替えるスイッチと、前記制御回路によって制御されて前記モータへの電力供給回路をオン又はオフに切り替える断続手段とを有し、前記制御回路が、前記スイッチがオンになってからの経過時間を計測するタイマーを有すると共に、前記制御回路が、前記タイマーによって計測された時間が予め設定された待機時間に達したことで、前記断続手段をオンにして前記モータへの電流供給を開始するものである。

また、本発明の請求項２に記載の冷蔵庫は、請求項１において、前記制御回路が、前記外部電源に接続されてから最初に前記スイッチをオンにした場合のみ、直ちに前記モータへの通電を開始するものである。

また、本発明の請求項３に記載の冷蔵庫は、請求項１又は２において、前記収容空間内の温度を検知する温度センサを有し、前記制御回路が、待機時間を経過してから前記温度センサによって検知された温度が制御下限温度以下の場合、前記断続手段のオフ状態を継続させるものである。

更に、本発明の請求項４に記載の冷蔵庫は、請求項１又は２において、前記収容空間内を照明する照明装置を有し、前記制御回路が、待機時間内であっても前記照明装置を点灯させるものである。

本発明の請求項１に記載の冷蔵庫は、以上のように構成することにより、単相交流誘導モータの補助巻線に電流を流して、且つ、コンプレッサの内圧の偏りが抵抗とならず、モータを確実に起動させることができると共に、モータが起動しない状態で過大な電流が流れ続けることによる過大な負荷をモータに与えることを防止することができる。

なお、前記外部電源に接続されてから最初に前記スイッチをオンにした場合のみ、直ちに前記モータへの通電を開始することにより、製品の製造後又は設置後の動作テストのために所定の待機時間を待つ必要がなく、効率的に動作テストをすることができる。

また、前記収容空間内の温度を検知する温度センサを設け、前記制御回路が、待機時間を経過してから前記温度センサによって検知された温度が制御下限温度以下の場合、前記断続手段のオフ状態を継続させることにより、無駄な電力消費を抑えることができる。

更に、前記収容空間内を照明する照明装置を設け、前記制御回路が、待機時間内であっても前記照明装置を点灯させることにより、前記スイッチをオンにした状態で待機時間中に前記コンプレッサ式冷却手段が動作しなくても、電源がオンになっていることを把握できる。

本発明の一実施例を示す冷蔵庫の正面図である。同、右側面図である。同、回路のブロック図である。同、制御のフローチャートの前半部である。同、制御のフローチャートの後半部である。

以下、本発明の実施形態について、図１乃至図５に基づいて説明する。１は本発明の冷蔵庫である。この冷蔵庫１は、冷蔵庫本体２と、コンプレッサ式冷却手段３とを有して構成される。

前記冷蔵庫本体２は、容器本体４と、扉部５とを有して構成される。前記容器本体４は、前方が開放した箱状である。また、前記扉部５は、前記容器本体４の開放部を閉塞するように、開閉可能に設けられる。なお、前記容器本体４と扉部５は、何れも断熱性を有する。そして、前記容器本体４と扉部５によって、図示しない収容空間が画定される。また、前記扉部５の正面上部には、スイッチ操作部６が設けられる。

前記コンプレッサ式冷却手段３は、冷媒を圧縮するためのコンプレッサ７と、このコンプレッサ７によって圧縮された冷媒を循環させるコンデンサ、エバポレータ等の図示しない配管とを有する。なお、前記コンプレッサ７は、単相交流誘導モータ９によって作動される。そして、前記コンプレッサ７は、制御手段としてのマイクロコンピュータ８によって制御される。

図３は本発明の冷蔵庫の回路ブロック図である。１０は外部の１００Ｖ交流電源に接続するためのプラグである。このプラグ１０から供給された電流の一部は、交流回路１１に供給される。この交流回路１１には、モータ９、過負荷リレー１２、断続手段としてのリレー１３が直列に接続される。なお、前記モータ９は、図示しない主巻線と補助巻線を有する。そして、前記交流回路１１の一部が主電路１４と補助電路１５に分岐し、前記主電路１４が前記主巻線に、前記補助電路１５が前記補助巻線に接続される。なお、前記補助電路１５には、ＰＴＣ素子１６が設けられる。

一方、前記プラグ１０から供給された電流の一部は、交流／直流変換器１７に供給され、この交流／直流変換器１７によって、直流電流（５Ｖ，１２Ｖ）に変換される。５Ｖ直流電流は、前記マイクロコンピュータ８に供給され、１２Ｖ直流電流は、リレー駆動回路１８に供給される。そして、前記マイクロコンピュータ８には、前記スイッチ操作部６に内蔵されたスイッチ１９及びパイロットランプ２０が接続される。なお、本例では、前記スイッチ操作部６にパイロットランプ２０を設けたが、前記スイッチ操作部６とパイロットランプ２０を個別に設けてもよい。また、前記マイクロコンピュータ８には、照明装置としての庫内灯２１及び庫内温度センサとしての庫内サーミスタ２２が接続される。更に、前記マイクロコンピュータ８には、コンプレッサ７周囲の温度過昇を検知する保護用サーミスタ２３が接続される。なお、前記マイクロコンピュータ８には、タイマー２４が内蔵される。更に、前記リレー駆動回路１８は、前記リレー１３に接続される。

次に、本発明の動作について、図４及び図５に基づいて説明する。まず、図４に示すように、設置者が前記プラグ１０を１００Ｖ交流電源に接続すると、前記交流／直流変換器１７からマイクロコンピュータ８に電流が供給される。この際、フラグＦを０として、前記マイクロコンピュータ８に記憶させる（Ｆ＝０）。このフラグＦは、前記プラグ１０を１００Ｖ交流電源に接続した後で、前記スイッチ１９をオンにしたことがある（Ｆ＝１）か、ない（Ｆ＝０）かを示すための識別子である。ここで、設置者又は使用者が前記スイッチ１９をオンにすると、前記マイクロコンピュータ８のプログラムは、前記パイロットランプ２０及び庫内灯２１を点灯させた後、フラグＦの値を確認する。今回の場合、Ｆ＝０なので、左に分岐する。そして、前記スイッチ１９がオンにされたので、フラグＦの値を１とし、前記マイクロコンピュータ８に記憶させる。その後、図５のフローチャートの（Ａ）にジャンプする。

そして、前記マイクロコンピュータ８のプログラムは、前記庫内サーミスタ２２によって検知した収容空間の温度Ｔが制御下限温度Ｔ_０よりも高いか否かを判断し、Ｔ＞Ｔ_０であれば、前記リレー駆動回路１８がリレー１３をオンにする。なお、Ｔ≦Ｔ_０の場合、プログラムは前記リレー駆動回路１８によって、前記リレー１３をオフに保ち続ける。このように、前記リレー１３がオンに切り替わると、前記コンプレッサ７のモータ９に交流電流が供給される。なお、前記モータ９へは、前記主電路１４を介して主巻線へ交流電流が供給されると共に、前記補助電路１５を介して補助巻線へも交流電流が供給される。このように、主巻線と補助巻線の両方に交流電流が供給されることで、前記モータ９が起動する。

そして、前記補助電路１５から前記モータ９へ交流電流が供給され続けると、前記ＰＴＣ素子１６が発熱する。このように、前記ＰＴＣ素子１６が発熱すると、このＰＴＣ素子１６の抵抗値が急激に上昇する。このため、前記補助電路１５及びこれに接続された前記補助巻線を流れる交流電流は激減し、殆どの交流電流は、前記主電路１４及びこれに接続された前記主巻線を流れることになる。なお、前記モータ９は、既に起動しているので、前記主巻線に交流電流を流すだけで動作し続けることができる。

そして、前記マイクロコンピュータ８のプログラムは、前記庫内サーミスタ２２によって検知した収容空間の温度Ｔが制御下限温度Ｔ_０以下であるか否かを判断し、Ｔ＞Ｔ_０であれば、前記リレー駆動回路１８が前記リレー１３をオンに保ち続ける。一方、Ｔ≦Ｔ_０となった場合、プログラムは前記リレー駆動回路１８によって前記リレー１３をオフに切り替える。このように、前記リレー１３がオフに切り替わると、前記コンプレッサ７のモータ９への交流電流の供給が停止する。

更に、前記マイクロコンピュータ８のプログラムは、前記庫内サーミスタ２２によって検知した収容空間の温度Ｔが制御上限温度Ｔ_１以上であるか否かを判断し、Ｔ＜Ｔ_１であれば、前記リレー駆動回路１８が前記リレー１３をオフに保ち続ける。一方、Ｔ≧Ｔ_１となった場合、プログラムは前記リレー駆動回路１８によって前記リレー１３をオンに切り替える。このように、前記リレー１３がオンに切り替わると、前記コンプレッサ７のモータ９への交流電流の供給が再開する。以上のように、制御下限温度Ｔ_０と上限温度Ｔ_１との間で、収容空間内の温度Ｔが制御される。

なお、図５の制御フローチャートのどこのステップにあっても、スイッチ１９がオフにされれば、図４の（Ｃ）にジャンプする。

前記プラグ１０を１００Ｖ交流電源に接続した後、二度目以降に前記スイッチ１９をオンにすると、前記マイクロコンピュータ８のプログラムは、前記パイロットランプ２０及び庫内灯２１を点灯させた後、フラグＦの値を確認する。今回の場合、Ｆ＝１なので、右に分岐する。即ち、図５のフローチャートの（Ｂ）にジャンプする。

前記スイッチ１９がオンにされ、そのオン操作が２度目以降であると判断された場合、前記タイマー２４は待機時間ｔの計時を開始する。そして、待機時間ｔが５分となった時点で、前記庫内サーミスタ２２によって検知した収容空間の温度Ｔが制御下限温度Ｔ_０よりも高いか否かを判断し、Ｔ＞Ｔ_０であれば、前記リレー駆動回路１８が前記リレー１３をオンにする。なお、Ｔ≦Ｔ_０の場合、プログラムは前記リレー駆動回路１８によって、前記リレー１３をオフに保ち続ける。以下、上述した通り、制御下限温度Ｔ_０と上限温度Ｔ_１との間で、収容空間内の温度Ｔが制御される。

なお、庫内温度Ｔに応じて、前記リレー１３を用いて前記モータ９をオン・オフ制御する場合にも、前記リレー１３がオフになってからの時間を計測し、５分経過しなければ前記リレー１２をオンにさせず、前記モータ９を起動させないようにしても良い。通常は、このような制御を行う必要性は低いが、外気温が高い環境で、前記リレー１３がオフになった直後に前記扉部５を開いて、収容空間内に冷えていない物品を多く入れた場合など、前記リレー１３がオフになって５分経過する前に、収容空間内の温度ＴがＴ_１以上になる虞がある。従って、前記リレー１３がオフになってからの待機時間ｔを計測して制御するのが安全である。

このように、前記スイッチ１９をオンにした後、待機時間ｔとして５分間、前記リレー１３をオフ状態に保つのは、前記モータ９を確実に起動させるためである。即ち、ホテル等で使用される前記冷蔵庫１では、作動中に宿泊者等が前記スイッチ操作部６を手動で操作して前記スイッチ１９をオフにした後で、時間を置かずに再びオンにすることがある。このように、前記スイッチ１９を短時間でオン・オフさせる不正な操作は、宿泊客等の中に子供がいた場合、悪戯として行われ得る。このような場合、前記スイッチ１９をオンにしても、二つの原因によって前記モータ９を起動させることができない。第一の原因は、前記ＰＴＣ素子１６が発熱状態にあるため、補助巻線に交流電流が殆ど流れないことである。第二の原因は、前記モータ９の停止直後に、前記コンプレッサ７の出力側の圧力が入力側の圧力よりも高い状態となっていることで、この圧力差が前記モータ９の起動時の抵抗となってしまい、このまま前記モータ９を起動させようとすると過大な負荷がかかることである。そして、前記モータ９が起動できないと、ただ主巻線に交流電流が流れ続けるだけになってしまい、冷蔵庫１内を冷却することができないという問題があった。そして、前記モータ９が起動できない場合、このモータ９の主巻線に流れる交流電流が過大になってしまうため、発熱等により前記モータ９に過大な負荷がかかってしまう虞があった。しかしながら、前記スイッチ１９をオンにした後、待機時間ｔとして５分間、前記リレー１３をオフ状態に保つことで、仮に前記スイッチ１９をオフにした直後にこのスイッチ１９をオンにした場合であっても、待機時間ｔの間に前記ＰＴＣ素子１６が十分に冷却され、また、前記コンプレッサ７の出力側と入力側の圧力がほぼ同じになるので、前記リレー１３がオンになれば、前記モータ９を確実に起動させることができる。

なお、Ｆ＝０の場合、Ｔ≦Ｔ_０であれば、待機時間ｔ無しで前記モータ９を起動させるが、これは、製造後又は設置後の動作テストのためである。即ち、前記冷蔵庫１の製造後又は設置後に動作テストを行う際に、前記プラグ１０を１００Ｖ交流電源に接続して前記スイッチ１９をオンにすれば、前記モータ９が直ちに作動するので、動作テストのために５分間待つ必要がなく、効率的に前記冷蔵庫１の動作テストをすることができる。

また、前述したように、前記スイッチ１９をオンにすれば、前記モータ９が起動したかしないかに拘わらず、前記パイロットランプ２０及び庫内灯２１が点灯する。このため、使用者は、前記スイッチ１９をオンにしても前記モータ９、ひいては前記コンプレッサ７が直ちに動作しなくても、電源がオンになっていることを把握でき、故障であると誤解しない。

以上のように本発明の冷蔵庫１は、内部に収容空間を有する冷蔵庫本体２と、外部電源に接続されると共にモータ９によって駆動されて前記収容空間内が冷却されるコンプレッサ式冷却手段３とを有する冷蔵庫１において、前記モータ９の動作を制御する制御回路としてのマイクロコンピュータ８と、手動で操作されて前記冷蔵庫１の通電状態をオン又はオフに切り替えるスイッチ１９と、前記マイクロコンピュータ８によって制御されて前記モータ９への電力供給回路をオン又はオフに切り替える断続手段としてのリレー１３とを有し、前記マイクロコンピュータ８が、前記スイッチ１９がオンになってからの経過時間を計測するタイマー２４を有すると共に、前記マイクロコンピュータ８が、前記タイマー２４によって計測された時間が予め設定された待機時間ｔに達したことで、前記リレー１３をオンにして前記モータ９への電流供給を開始することで、単相交流誘導モータ９の補助巻線に電流を流して、且つ、コンプレッサ７の内圧の偏りが抵抗とならず、前記モータ９を確実に起動させることができると共に、このモータ９が起動しない状態で過大な電流が流れ続けることによる過大な負荷を前記モータ９に与えることを防止することができるものである。

また、本発明の冷蔵庫１は、外部電源に接続されてから最初に前記スイッチ１９をオンにした場合のみ、直ちに前記モータ９への通電を開始することにより、製品の製造後又は設置後の動作テストのために所定の待機時間ｔを待つ必要がなく、効率的に動作テストをすることができるものである。

また、前記収容空間内の温度を検知する温度センサとしての庫内サーミスタ２２を設け、前記マイクロコンピュータ８が、待機時間ｔを経過してから前記庫内サーミスタ２２によって検知された温度が制御下限温度Ｔ_０以下の場合、前記リレー１３のオフ状態を継続させることにより、無駄な電力消費を抑えることができる。

更に、前記収容空間内を照明する照明装置としての庫内灯２１を設け、前記マイクロコンピュータ８が、待機時間ｔ内であっても前記庫内灯２１を点灯させることにより、前記スイッチ１９をオンにした状態で待機時間ｔ中に前記コンプレッサ式冷却手段３が動作しなくても、電源がオンになっていることを把握できる。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上記実施形態では、待機時間ｔを５分としたが、ＰＴＣ素子が十分に冷却される時間で、且つ冷媒の圧力がコンプレッサの入力側と出力側で同じになるのに充分な時間であれば、５分に限らず、例えば１０分としても良い。また、収容空間の制御下限温度は、固定値であっても可変値であってもよい。

１冷蔵庫
２冷蔵庫本体
３コンプレッサ式冷却手段
８マイクロコンピュータ（制御手段）
９単相交流誘導モータ（モータ）
１１交流回路（電力供給回路）
１３リレー（断続手段）
１９スイッチ
２１庫内灯（照明装置）
２２庫内サーミスタ（温度センサ）
２４タイマー
Ｔ収容空間の温度
Ｔ_０制御下限温度
Ｔ_１制御上限温度
ｔ待機時間

Claims

内部に収容空間を有する冷蔵庫本体と、外部電源に接続されると共にモータによって駆動されて前記収容空間内が冷却されるコンプレッサ式冷却手段とを有する冷蔵庫において、
前記モータの動作を制御する制御回路と、手動で操作されて前記冷蔵庫の通電状態をオン又はオフに切り替えるスイッチと、前記制御回路によって制御されて前記モータへの電力供給回路をオン又はオフに切り替える断続手段とを有し、
前記制御回路が、前記スイッチがオンになってからの経過時間を計測するタイマーを有すると共に、
前記制御回路が、前記タイマーによって計測された時間が予め設定された待機時間に達したことで、前記断続手段をオンにして前記モータへの電流供給を開始するものであることを特徴とする冷蔵庫。
前記制御回路が、前記外部電源に接続されてから最初に前記スイッチをオンにした場合のみ、直ちに前記モータへの通電を開始するものであることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
前記収容空間内の温度を検知する温度センサを有し、前記制御回路が、待機時間を経過してから前記温度センサによって検知された温度が制御下限温度以下の場合、前記断続手段のオフ状態を継続させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
前記収容空間内を照明する照明装置を有し、前記制御回路が、待機時間内であっても前記照明装置を点灯させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。