JPS6033226B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、冷蔵室への冷気吐出口を開閉するダンパーに
係るもので、特に上記ダンパーの駆動に保持形ソレノィ
ドを用い、これを瞬時に動作させるようにした発明に関
するものである。

一般に市販されている冷蔵庫に取付けられた冷気量調整
用ダンパーサーモは、感熱管中に封入されたガスの状態
変化を、ベローズの膨縮として取り出し、これを操作榛
等を介してダンパーのブレード（ダクトを開閉するもの
）に与え、ダンパーを開閉し冷気量を調整していた。

この種ガス式サーモを備えたダンパーにあっては誤動作
を防止する為に通常サーモ感熱部温度が一番低くなるよ
う他の部分（サーモ本体部）に誤作動防止用のヒ−夕を
設けている。

この誤作動防止用のヒータは感熱管部よりサーモ本体を
常時高めに設定すべく設けられているものであるから連
続通電されている。従ってこのヒータ容量が１〜２Ｗ程
度であったとしても１ケ月、１年と集積されると非常に
大きな数字となることは勿論、サーモ本体が冷蔵室内若
しくはその近傍に設置されていることにより、該誤動作
防止用ヒータが冷蔵室の熱負荷となり最近の省電力化に
逆行していた。本発明は、上記省電力化に逆行する温度
制御方式（ガスサーモ式）を止め電気的に温度制御する
ようにして、省電力化を図るべく、交流電路に交流制御
素子と、冷蔵室への冷気吐出口を開閉するダンパ−を駆
動する自己保持形ソレノィドとを直列に接続すると共に
、温度センサからの信号に応じて交流電路の位相にタイ
ミングを合わせた、正又は負のパルスをある一定周期毎
に上記自己保持形ソレノィ日こ付与してダンパ−の開閉
動作を行ない、さらにコンブレッサーのＯＮ，ＯＦＦ及
び冷凍室扉、冷蔵室扉の開閉と開運づけて制御するよう
にしたものである。以下本発明の詳細を図に示す一実施
例で説明すると、１は冷蔵庫本体、この冷蔵庫本体１は
内部に冷凍室２と冷蔵室３とを有している。

４は冷却器５を経た冷気が強制的に冷蔵室に吐出される
吹出口を示す。

６はその吹出口部に取付けられたダンパ−である。

このダンパー６はその詳細を第２図に示す如く永久磁石
７を備えた保持形ソレノィド８と該ソレノィドの可動鉄
０９の動きに連動した動く操作棒１０と、上記可動鉄ｉ
Ｄ９が吸引されていない時操作榛１０を永久磁石７の着
磁力に抗してその位置（ブレード１１がダクト１２を開
しておく位置）に保つコイルバネ１３ａ及び、可動鉄心
９が吸引されている時ブレード１１にダクト１２を閉塞
させておかせる為の第２のコイルバネ１３ｂ等により構
成されている。このソレノィド８をトランス等を用いる
ことなく交流電路で動作作させる回路が第３図であり、
第４図、第５図は、回路上各点に於ける電圧波形を示す
。第３図に於いて、交流電源１４からは、第４図ａ、第
５図ａのような正弦波が供給され、直流電源部１５の一
次側に入力している。直流電源部１５の二次側からは、
第４図ｂのような、Ｖｃｃ，，Ｖｃｃ２なる負電圧が出
力され、一端は交流電路の片側に接続され共通ラインと
なっている。Ｖｃｃ，は、安定化された電圧であり、抵
抗３１、発振回路１６、及び各Ｃ−ＭＯＳ論理素子に接
続されている。Ｖｃｃ２は、Ｖｃｃ，よりさらに低い電
圧であり、電流制限抵抗２７、トランジスタ２３を経由
して交流制御素子２５のゲートＧに接続されている。Ｖ
ｃｃ，，Ｖｃｃ２の２電源方式とすることにより、交流
制御素子２５のゲート電流として大きなパルス電流がＶ
ｃｃ２に流れ込みＶｃｃ２が変動した場合においても、
Ｖｃｃ，は定電圧を維持し、安定した制御動作を行なわ
しめることができる。発振部１６においては、第４図ｃ
に示すごとく、任意の周期Ｔで、動作時間ｔなるパルス
電圧が発生し、ＮＯＲゲート３９に入力される。

なお論理素子としては、すべてＣ−ＭＯＳＩＣを用いそ
の低消費電力、入力保護回路、電源電圧近くまでスイン
グする出力特性電源電圧のほぼ１′２のスレッショルド
電圧特性等をフルに利用する回路構成となっている。Ｎ
ＯＲゲート３９の他方の入力には、ィンバータ３２，３
３，ＡＮＤゲート３６、抵抗３４、コンデンサ３５より
形成される１ショットマルチパイプレータに接続されて
いる。

第５図は、この１ショットマルチパイプレータの動作を
説明する電圧波形である。スイッチ４５は、冷凍室及び
冷蔵室の扉を開けた時ＯＦＦとなり、冷気を循環させる
為のファン４２を停止させる。

スイッチ４４は、このドアスィツチ４５に連動して動き
、扉が開かれている状態では、ＯＦＦとなり、ソレノィ
ド８に給電されることを阻止し、遮音が充分でない扉を
開いた状態でダンパー６の動作音が聞こえることを防止
している。

スイッチ４１は、コンブレッサー４３、フアン４２を制
御するスイッチであり、スイッチ４０は、この制御スイ
ッチ４１に連動して動くようになつている。

コンブレッサーがＯＦＦとなっている状態では、スイッ
チ４０もＯＦＦとなっており、インバー夕３２の入力に
はプルダウン抵抗３１を通じてローレベル電圧が加わり
、ィンバータ３３の出力、ＡＮＤゲート３６の出力もロ
ーレベルとなる。

一方ィンバー夕３２の出力はハィレベルとなりＮＡＮＤ
ゲート４６に入力している。このためＮＡＮＤゲート４
６の出力には、第４図ｄなる波形が得られダイオード３
８を介してＥＸ−ＮＯＲゲ−ト２１に入力されている。
次にコンブレッサー４３がＯＦＦからＯＮとなった時に
は、スイッチ４０もＯＮとなり、インバータ３２の入力
、インバータ３３の出力が第５図ｂのようにローからハ
ィとなる。なおコンデンサ３川ま、チャタリングを防止
するために挿入してある。ィンバータ３２の出力は、第
５図ｃのように／・ィからローとなるが、抵抗３４とコ
ンデンサ３５の接続点の電位は、すぐには、追随できず
、第５図ｄのような変化をする。従って、この電位を入
力とするＡＮＤゲート３６は、スレショルド電圧ＶＴＨ
までは、ハィレベルとして受けつける。このことより、
ＡＮＤゲート３６の出力には、第５図ｅに示すｔ′なる
１ショットパルスが得られ、ダイオード３７のアノード
側とＮＯＲゲート３９に入力される。このｔ′なる１シ
ョットパルスは、前記の発振部１６で得られる動作時間
ｔと同様の働きをすると共に、ダイオード３７を通じて
、センサー１７と可変抵抗１８の接続点をｔ′なる時間
だけハィレベルに維持する。ＮＯＲゲート３９の出力に
は、通常は発振部１６からのパルス電圧により第４図ｄ
なる、動作時間ｔの間だけローレベルとなったパルス電
圧が周期Ｔの間隔で得られ、又コンブレッサーがＯＦＦ
からＯＮ‘こなった時点では、１ショットマルチ／ゞィ
ブレ−夕の働きにより、第５図ｆなるｔ′の間だけロー
レベルとなった単一のパルス電圧が得られることとなる
。交流電路からは、雷路の位相を検知するための抵抗２
０が接続され、波形整形を行なうためのバッファ４６と
ＥＸ一ＮＯＲゲート２１に入力している。ダイオード１
９は、動作時間ｔ，ｔ′以外の点においてＥＸ−ＮＯＲ
ゲート２１の入力とバッファ４６をハイレベルに維持す
る。バッファ４６の出力は、抵抗４７を介してＥＸ−Ｎ
ＯＲゲート２１の他方に入力している。抵抗２０から入
力される波形はダイオード１９とＣ−ＭＯＳＩＣの入力
保護回路の働きによって第４図ｅのような波形として謙
込まれる。ソレノィド８に直流パルス電圧を給電するこ
とによりブレード１１が開閉され、これに伴なう温度帰
環信号は、センサー１７によって検知され、直列に接続
されている可変抵抗１８との接続点から抵抗２２を介し
て、ＥＸ−ＮＯＲゲート２１の抵抗４７が接続されてい
る端子に入力している。

可変抵抗１８は、基準となるＥＸ−ＮＯＲゲート２１の
スレッショルド電圧に対する動作レベルの設定用であり
、動作温度を任意に設定する。ＥＸ−ＮＯＲゲートは周
知のように一致ゲートであり、入力がハイレベル、ロー
レベルにかかわらず一致した場合のみ出力はハィレベル
となる。従って動作時間ｔ，ｔ′以外の時は、ＢＸ−Ｎ
ＯＲゲート２１の両入力は、共にハイレベルであり、出
力もハィレベルとなっている。一方動作時間ｔ，ｔ′‘
こおいては、センサー１７と可変抵抗１８との接続点か
らの抵抗２２を介した入力がＥＸ−ＮＯＲゲート２１の
スレッショルド電圧以下である時は、ＥＸ−ＮＯＲゲー
ト２１の出力として第４図ｆのような波形を出力し、逆
にスレッショルド電圧以上の時は、第４図ｇのような波
形を出力する。ここで、検知部から抵抗２２を介して入
力する電圧がスレッショルド電圧とほぼ一致した場合を
想定すると入力信号のわずかな変化によって不安定な動
作を起こすことが考えられる。

このような場合一般的には、シュミット回路などが採用
されるが、本回路では交流電路の位相に同期してパルス
を出力するバッファ４６の出力で抵抗４７と抵抗２２に
よって、検知部からの入力電圧に対しバイアスをかけ、
不安定な動作域においては、ＥＸ−ＮＯＲゲート２１か
らのドライブパルスを出力しない方式を探った。動作時
間ｔにおける入力電圧に対するバイアス電圧のかかり方
は、等価回路で示すと第６図と第７図のようになる。

第６図は、交流電路の位相信号を検知しているバッファ
４６がハィレベルになった時で、第７図はローレベルに
なった時の回路である。

第６図で、動作時間ｔにおいては、バッファ４６の出力
がハィレベルの状態であるため、直列に後続された抵抗
４７と抵抗２２がセンサー１７と並列に接続された形と
なる。

この状態で抵抗４７と抵抗２２の接続点の電圧をＥＸ−
ＮＯＲゲート２１に入力するものであるから、当然セン
サー１７と可変抵抗１８のみで構成した時の分圧された
電圧よりも高い電圧で入力することになる。

第７図では、バッファ４６の出力がローレベルの状態で
あるため、直列に接続された抵抗４７と抵抗２２は、可
変抵抗１８と並列に接続された形となる。

この状態で抵抗４７と抵抗２２の接続点の電圧をＥＸ−
ＮＯＲゲート２１に入力するのであるから当然センサー
１７と可変抵抗１８のみで構成され時の分圧よりも低い
電圧で入力されることになる。これがバイアスをかける
方法である。第８図に動作時間ｔにおける本方式の具体
的な動作を示す。第８図ａ〜ｇは入力電圧レベルがハィ
レベルかりローレベルに移る過程を順に示したものであ
る。

なお、本方式によりバイアスを加えたときの入力電圧波
形をＶｉｎ電路位相の検知波形をＶ０，ＥＸ−ＮＯＲゲ
ート２１の出力波形をＶｏｕｔとして示す。入力電圧波
形Ｖｉｎの図に、一点鎖線で示した電圧レベルは、レベ
ル判定の基準となるＥＸ−ＮＯＲゲート２１のスレッシ
ョルド電圧ＶＴＨである。第８図ａは、入力電圧Ｖｊｎ
がスレッショルド電圧ＶＴＨよりも高い場でＥＸ−ＮＯ
Ｒゲート２１の出力としては、電路位相の検知波形と同
一パターンの波形を出力している。

第８図ｂは、入力電圧Ｖｉｎが低下したスレッショルド
電圧ＶＴＨ接近した時で、バッファ４６の出力によって
入力電圧Ｖｉｎをシフトしてもなおスレッショルド電圧
ＶＴＨより高い状態を示している。第８図ｃでは、入力
電圧Ｖｉｎがより低下し、バッファ４６の出力がローレ
ベルとなってシフトしたとき、スレッショルド電圧ＶＴ
Ｈ以下になった状態を示している。

この時のＥＸ−ＮＯＲゲート２１の出力波形Ｖｏｕｔは
、ハィレベルに保つことになる。第８図ｄおよびｅも入
力電圧がさらに低下していく状態を示している。

第８図ｆでは、入力電圧Ｖｉｎがさらに低下し、バッフ
ァ４６の出力でローレベルにシフトした時も／・ィレベ
ルにシフトした時でも共にスレッショルド電圧ＶＴＨ以
下になった状態を示している。

この時のＥＸ−ＮＯＲゲート２１の出力Ｖｏｕｔは、動
作時間ｔにおいて、霞路位相の検知波形を反転したパタ
ーンの波形を出力することになる。以上の説明から雷路
位相の検知信号がローレべ４ルの時に出力していたパル
スが、パルスを出力しない時間を経て、一転して／・ィ
レベルの時にパルスを出力するようになるのである。第
８図では、入力電圧Ｖｊｎがハィレベルからローレベル
に変化したい〈過程を示したが、ローレベルからハィレ
ベルへの変化は全く逆の動作となる。

ＥＸ−ＮＯＲゲート２１の出力がローレベルになると抵
抗２４を介してトランジスタ２３のベースがＶｃｃ，に
引かれトランジスタ２３はＯＮする。トランジスタ２３
がＯＭこなると直流電源１５から交流電路の共通ライン
を経由して、交流制御素子２５の端子Ｔ，、ゲートＧ、
トランジスタ２３およびゲード電流の制限抵抗２７を遜
ってＶｃｃ２のラインにゲートトリガ電流が流れ、交流
制御素子２５の端子Ｔ，とＴ２が導通し、ソレノィド８
に通電される。動作時間ｔにおいてＥＸ−ＮＯＲゲート
２１の抵抗２２が後続された入力がローレベルの時には
、ソレノィド８にはダイオード２８、電流制限抵抗２６
を通じ第４図ｈなる電圧が加わり可動鉄Ｄ９をＰｕｌｌ
側に動かしブレード１１を閉じる。つまり、コンブレッ
サー４３がＯＮで冷蔵室３の温度が低い時（センサー１
７の抵抗値が大きい）あるいは、コンブレッサー４３が
ＯＦＦの時（スイッチ４０がＯＦＦとなつている）には
、ダンパ−６は閉じられることとなる。コンブレッサー
４３がＯＦＦの時、ダンパー６を閉じることにより冷気
通路が閉じられ、冷蔵室３の空気が冷気通路へ逆流し、
冷気通路内に着露が生じることを防止している。一方、
動作時間ｔ，ｔ′においてＥＸ−ＮＯＲゲート２１の抵
抗２２が接続された入力がハィレベルの時には、ソレノ
ィド８には、電流制限抵抗２６，２９を通じ、第４図ｉ
、第５図ｇなる電圧が加わり、可動鉄心９をＰ雌ｈ側に
動かしプレード１１を開ける。つまり、コンブレッサー
４３がＯＮで冷蔵室３の温度が高い時（センサー１ ７
の抵抗値が小さい）あるいは、コンブレッサー４３がＯ
ＦＦからＯＮとなった時（スイッチ４０がＯＦＦからＯ
Ｎとなる）には、ダンパー６は開かれ冷気が冷蔵室３に
流れ込むこととなる。なお、ダイオード２８は、吸引（
ＰＭＩ）時に大きな電流を必要とする自己保持形ソレノ
ィド８の特性を補助する為に挿入してある。コンブレッ
サー４３が通電された時点でまず一度ダンパー６を強制
的に開とすることにより、第８図ｃ，ｄ，ｅに示すパル
スを出力しない状態を設けた本制御方式においても適格
な温度制御ができる。本発明は、以上説明した如く、直
流電路に交流制御素子と冷蔵室への冷気吐出口を開閉す
るダンパーを駆動する保持形ソレノィドとを直列に接続
すると共に温度センサーからの信号に応じて交流電路の
位相にタイミングを合わせて正又は負のパルスをある一
定周期毎に上記保持形ソレノィド‘こ付与するようにし
たものであるから、このダンパーの開閉に消費する電力
をほとんど皆無に等しい位のものとすることが出来たこ
とは勿論、本来直流動作させるべきソレノィドを在来の
交流素子を利用して動作させることが出来るので、原価
的にも有利なものとすることが出来る他、保持形ソレノ
ィドを伴って従来の常時通電形の謀作動防止用ヒータを
除去できる。

また、コンブレッサーが停止している状態では、ダンパ
ーは閉となり冷気通路内壁への着霜を防止し、さりこコ
ンブレッサーが通電されてている状態では、不動作領域
を設けた安定な温度制御を行ない、この温度制御を補助
する為、コンブレッサーが通電された時点において一度
ダンパーを強制的に閉状態としたいる。

一方、扉が開かれた状態では、ソレノィドの雷路を閉と
しダンパーの動作を停止させ不用な音が生じることを防
止している。これら一連の制御方式により、実使用状態
にあった温度制御装置が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を備えた冷蔵庫の要部断面図、第２図
は本装置の一部を構成するダンパー部の詳細図、第３図
は本発明を備えた制御回路、第４図、第５図は、第３図
の回路上の各点における電圧波形、第６図、第７図は第
３図の回路を説明するための一部等価回路、第８図は、
第６図、第７図の動作説明のための電圧波形を示す図で
ある。 １・・・・・・冷蔵庫本体、２・・・・・・冷凍室、３
・・・…冷蔵室、４・・・・・・吹出口、５・・・・・
・冷却器、６・・・・・・ダンパー、７・・・・・・永
久磁石、８・・・・・・保持形ソレノィド、９・・・・
・・可動鉄心、１０…・・・操作棒、１１・・・・・・
ブレード、１２……ダクト、１３……コイルバネ、１４
・・・・・・交流電源、１５・・・・・・直流電源部、
１６・・・・・・発振回路、１７・・・・・・センサー
、１８…・・・可変抵抗、１９・・・・・・ダイオード
、２０・・・・・・抵抗、２１・・・・・・ＥＸ−ＮＯ
Ｒゲート、２２・・・…抵抗、２３・・・・・・トラン
ジスタ、２４・・・・・・抵抗、２５・・…・交流制御
素子、２６・・・・・・抵抗、２７・・・・・・電流制
限抵抗、２８・・・・・・ダイオード、２９・・・・・
・抵抗、３０・・・・・・コンデンサ、３１・・・・・
・抵抗、３２・・・・・・ィソバータ、３３．．・・．
・インバータ、３４・・・・・・抵抗、３５・・・・・
・コンデンサ、３６・・・・・・ＡＮＤゲート、３７・
・・…ダイオード、３８・・・・・・ダイオード、３９
・・・・・・ＮＯＲゲ−ト、４０……スイツチ、４１…
…スイツチ、４２……フアン、４３……コンブレッサー
、４４……タスイツチ、４５……ドアスイツチ、４６…
…ＮＡＮＤゲート（バッファ）、４７・・・・・・抵抗
。 第、図第３図 第２図 第４図 第６図 第７図 第５図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電路に交流制御素子と冷蔵室への冷気吐出口を
   開閉するダンパーを駆動する自己保持形ソレノイドとを
   直列に接続すると共に、温度センサーからの信号に応じ
   て交流電路の位相にタイミングを合わせた正又は負のパ
   ルスをある一定周期毎に上記自己保持形ソレノイドに付
   与してダンパーの開閉動作を行ない、さらにコンプレツ
   サーのオン、オフ及び冷凍室扉、冷蔵室扉の開閉と関連
   づけて制御するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。 ２ 冷蔵室扉若しくは冷蔵室扉を開いた時にはソレノイ
   ドへの給電を阻止するスイツチを設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の冷蔵庫。 ３ コンプレツサーの運転が停止されている時には、ダ
   ンパーを閉とし、コンプレツサーの運転開始時にはいつ
   たんダンパーを強制的に開状態とするような回路構成に
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷蔵
   庫。