JP2010014305A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵庫において、コストアップを招くことなく、減圧手段の駆動音が耳障りとならないようにすること。
【解決手段】冷蔵庫は、圧縮機やファンモータなどの駆動部品と、貯蔵室を形成する冷蔵庫本体と、貯蔵室の開口部を開閉する貯蔵室ドアと、低圧室を有する低圧室ユニットと、低圧室を減圧する減圧手段と、減圧手段の運転を制御する制御装置とを備える。制御装置は、冷蔵庫の通常状態における減圧手段の運転開始を、駆動部品の運転中に可能とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、冷蔵庫に係り、特に低圧室を有する冷蔵庫に好適なものである。

従来の冷蔵庫として、特開平１０−１０３８４９号公報（特許文献１）に示されたものがある。この冷蔵庫は、減圧貯蔵室を設け、この減圧貯蔵室は他の貯蔵室からは独立していて冷却されない構造となっており、真空ポンプにより空気を吸引して減圧するようになっている。これにより、冷却は必要なく乾燥保存が必要な食品を減圧貯蔵室に収納し、その食品の吸湿を防ぎ長期保存を行うことができる。また、減圧貯蔵室の空気圧力検知手段として圧力センサを用い、検知圧力が所定圧力より高い場合に真空ポンプを運転し、低い場合に真空ポンプを停止させる。また、真空ポンプを手動でオン／オフできる手段を有し、減圧保存が必要な場合に使用者がこれを選択できるようになっている。

従来の別の冷蔵庫として、特開２００４−２１８９２４号公報（特許文献２）に示されたものがある。この冷蔵庫は、食品収納室の空気雰囲気を低酸素状態に制御して鮮度保持する貯蔵によって食品の長期保存を図るものである。そのために、貯蔵室に減圧貯蔵空間を独立して設け、真空ポンプを同じ貯蔵室に設置している。この真空ポンプにより排気管を通じて減圧貯蔵空間の空気を排出し、真空ポンプの吸引時間や排気管の開口度により所定圧力まで減圧して低酸素状態にするものである。そして、真空ポンプは、箱状の遮音ケースで覆われると共に、ケース内部にある硬質ゴムによる遮音壁及び連続気泡のポリウレタンフォームからなる軟質吸音材を配して遮音する構造となっている。また、貯蔵室のドアが開放した時にそれを検出して真空ポンプを停止させ、真空ポンプの駆動音が外部に洩れないようにしている。

特開平１０−１０３８４９号公報 特開２００４−２１８９２４号公報

ところが、上述した特許文献１及び特許文献２の冷蔵庫では、次のような問題がある。

特許文献１の冷蔵庫では、減圧手段である真空ポンプの駆動音について配慮されていないため、その駆動音、特に運転開始時の駆動音が耳障りとなる課題があった。

また、特許文献２の冷蔵庫では、真空ポンプ自体の駆動音を低減させるために、硬質ゴムによる遮音壁、軟質吸音材、及び遮音ケースからなる構造としており、コストが高いものとなってしまう課題があった。

本発明の目的は、コストアップを招くことなく、減圧手段の駆動音が耳障りとならないようにできる冷蔵庫を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明では、圧縮機やファンモータなどの駆動部品と、貯蔵室を形成する冷蔵庫本体と、前記貯蔵室の開口部を開閉する貯蔵室ドアと、低圧室を有する低圧室ユニットと、前記低圧室を減圧する減圧手段と、前記減圧手段の運転を制御する制御装置と、を備えた冷蔵庫において、前記制御装置は、冷蔵庫の通常状態における前記減圧手段の運転開始を、前記駆動部品の運転中に可能とすることにある。

係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記減圧手段は真空ポンプで構成され、前記低圧室ユニットは前記低圧室を形成する低圧室本体と前記低圧室の開口部を開閉する低圧室ドアとを備えていること。
（２）前記制御装置は、冷蔵庫の通常状態における前記減圧手段の運転を、前記駆動部品の運転中のみ可能とすること。
（３）前記貯蔵室ドアの開閉を検出する貯蔵室ドア検知手段を備え、前記低圧室は貯蔵室内に配置され、前記制御装置は、前記貯蔵室ドアが開いている時に、前記減圧手段の運転を停止すること。
（４）前記制御装置は、前記貯蔵室ドアが開から閉になった時に、前記駆動部品の運転状態によらず、前記減圧手段の運転開始を可能とすること。
（５）前記低圧室ドアの開閉を検出する低圧室ドア検知手段を備え、前記制御装置は、前記低圧室ドアが開いている時に前記減圧手段を停止し、前記低圧室ドアが開から閉になった時に、前記駆動部品の運転状態によらず、前記減圧手段の運転開始を可能とすること。
（６）前記減圧手段の運転を操作可能な操作ボタンを備え、前記制御装置は、前記操作ボタンが操作された時に、前記駆動部品の運転状態によらず、前記減圧手段の運転開始を可能とすること。

係る本発明の冷蔵庫によれば、コストアップを招くことなく、減圧手段の駆動音が耳障りとならないようにできる。

以下、本発明の一実施形態の冷蔵庫について、図面を参照しながら説明する。

まず、本実施形態の冷蔵庫の全体に関して図１及び図２を参照しながら説明する。図１は本実施形態の冷蔵庫の正面図、図２は図１の冷蔵庫の縦断面図である。

冷蔵庫は、冷蔵庫本体１、貯蔵室ドア６〜１０、冷凍サイクル、制御装置４０（図６参照）を備えて構成されている。冷蔵庫本体１は、鋼板製の外箱１１と樹脂製の内箱１２との間にウレタン発泡断熱材１３及び真空断熱材（図示せず）を有して構成され、上から冷蔵室２、冷凍室３、４、野菜室５の順に複数の貯蔵室を有している。換言すれば、最上段に冷蔵室２が、最下段に野菜室５が、それぞれ区画して配置されており、冷蔵室２と野菜室５との間には、これらの両室と断熱的に仕切られた冷凍室３、４が配設されている。冷蔵室２及び野菜室５は冷蔵温度帯の貯蔵室であり、冷凍室３、４は、０℃以下の冷凍温度帯（例えば、約−２０℃〜−１８℃の温度帯）の貯蔵室である。なお、冷凍室３は製氷室３ａと急冷凍室３ｂとに区画されている。

冷蔵庫本体１の前面には、貯蔵室２〜５の前面開口部を開閉する貯蔵室ドア６〜１０が設けられている。冷蔵室ドア６は冷蔵室２の前面開口部を開閉するドア、製氷室ドア７は製氷室３ａの前面開口部を開閉するドア、急冷凍室ドア８は急冷凍室３ｂの前面開口部を開閉するドア、冷凍室ドア９は冷凍室４の前面開口部を開閉するドア、野菜室ドア１０は野菜室５の前面開口部を開閉するドアである。冷蔵室ドア６は観音開き式の両開きのドアで構成され、製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ、冷凍室４、野菜室５は、引き出し式のドアによって構成され、引き出しドアとともに貯蔵室の容器が引き出される。

冷蔵室ドア６の前面には、使用者が手動で冷蔵庫の各種の運転の操作を行うことができる操作パネル１９が設けられている。この操作パネル１９には、減圧手段である真空ポンプ３０（図３参照）の運転操作をすることができる真空操作ボタン３４が備えられている。

冷蔵庫本体１の内面には、冷蔵室ドア６の開閉を検知する冷蔵室ドアスイッチ１８が設けられている。この冷蔵室ドアスイッチ１８は、冷蔵室ドア６が閉じるとオンされ、冷蔵室ドア６が開くとオフされる。冷凍室４の背面部には、冷凍室４の温度を検出する冷凍室温度センサ１７が設けられている。

冷蔵室２の最下段の一側（右側）には、横幅及び奥行きよりも高さが低い略直方体の外観を呈する低圧室ユニット２０が設置されている。

冷蔵庫本体１には、冷凍サイクルが設置されている。この冷凍サイクルは、圧縮機１４、凝縮器（図示せず）、減圧手段であるキャピラリチューブ（図示せず）及び蒸発器１５、そして再び圧縮機１４の順に接続して構成されている。圧縮機１４及び凝縮器は冷蔵庫本体１の背面下部に設けられた機械室に設置されている。蒸発器１５は冷凍室３、４の後方に設けられた冷却器室に設置され、この冷却器室における蒸発器１５の上方に庫内冷却ファン１６が設置されている。

蒸発器１５によって冷却された冷気は、庫内冷却ファン１６によって冷蔵室２、製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ、冷凍室４及び野菜室５の各貯蔵室へと送られる。具体的には、庫内冷却ファン１６によって送られる冷気は、開閉可能なダンパー装置を介して、その一部が冷蔵室２及び野菜室５の冷蔵温度帯の貯蔵室へと送られ、他の一部が製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ及び冷凍室４の冷凍温度帯の貯蔵室へと送られる。

庫内冷却ファン１６によって冷蔵室２、製氷室３ａ、急冷凍室３ｂ、冷凍室４及び野菜室５の各貯蔵室へと送られた冷気は、各貯蔵室を冷却した後、冷気戻り通路を通って冷却器室へと戻される。このように、本実施形態の冷蔵庫は冷気の循環構造を有しており、各貯蔵室２〜５を適切な温度に維持する。

次に、図２から図５を参照しながら、低圧室ユニット２０及び真空ポンプ３０に関して具体的に説明する。図３は図２の冷蔵庫の冷蔵室の最下段部分の断面斜視図、図４は図３の低圧室ユニット及び真空ポンプの斜視図、図５は図３における低圧室ユニットと真空ポンプとの接続状態を簡易的に示す図である。

低圧室ユニット２０は、低圧室２１を形成する低圧室本体２２と、低圧室２１の前面に設けられた食品出し入れ用開口部を開閉する低圧室ドア２３と、低圧室２１に配置された収納トレイ２４と、低圧室ドア２３の開閉を検知する低圧室ドアスイッチ２５と、を備えて構成されている。ここで、低圧室２１とは、減圧手段によって、大気圧未満に減圧される室をいう。

減圧手段を構成する真空ポンプ３０は、ポンプ機構部３１と、圧力センサ３２とを備え、低圧室ユニット２０の側方に近接して配置されている。この真空ポンプ３０は、導管３３を介して低圧室ユニット２０に接続されており、導管３３を通して低圧室２１の空気を吸引して低圧室２１を減圧する。真空ポンプ３０には圧力センサ３２が内蔵されている。この圧力センサ３２は、導管３３を通して低圧室２１と導通され、低圧室２１の圧力を検出可能となっている。

本発明者らの実験によれば、低圧室２１の容積が１４Ｌの場合、０ｋＰａ・Ｇ（大気圧）から−３０ｋＰａ・Ｇまでの真空ポンプ３０の必要運転時間はおよそ１分半〜２分程度である。なお、本明細書中、圧力値はゲージ圧とし、その単位はｋＰａ・Ｇで表すものとする。従って大気圧＝０ｋＰａ・Ｇであり、それより低圧時はマイナスの値となる。

次に、図６から図８を参照しながら、本実施形態の制御系の構成及び動作を説明する。図６は本実施形態の制御系の構成図、図７は図６の制御系による圧縮機及び庫内冷却ファンの制御動作を示すフローチャート、図８は図６の制御系による真空ポンプの制御動作を示すフローチャートである。

図６に示すように、マイコンで構成される制御装置４０は、冷凍室温度センサ１７、冷蔵室ドアスイッチ１８、低圧室ドアスイッチ２５、圧力センサ３２、真空操作ボタン３４を含む操作パネル１９、真空ポンプ３１、庫内冷却ファン１６、圧縮機１４と電気的に接続されている。そして、制御装置４０は、冷凍室温度センサ１７、冷蔵室ドアスイッチ１８、低圧室ドアスイッチ２５、圧力センサ３２、真空操作ボタン３４を含む操作パネル１９等から入力信号を受け、これに基づいて各種の処理を行って出力信号を生成し、この出力信号を真空ポンプ３１、庫内冷却ファン１６、圧縮機１４等に出力してこれらの機器を制御する。

まず、冷蔵庫の基本となる圧縮機１４及び庫内冷却ファン１６の制御について、図７のフローチャートで説明する。

制御がスタート後、冷凍室４の温度を検出する冷凍室温度センサ１７の検出温度が設定温度（例えば−１８℃）以上であるかを判定し（ステップＳ１）、冷凍室４が−１８℃以上であれば、圧縮機１４を運転する（ステップＳ２）。次いで、冷蔵室ドアスイッチ１８による冷蔵室ドア６の開閉を判定し（ステップＳ３）、冷蔵室ドア６が閉であれば、庫内冷却ファン１６を運転し（ステップＳ４）、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ３の判定で冷蔵室ドア６が開であれば、庫内冷却ファン１６を停止する（ステップＳ６）。また、ステップＳ１の判定で冷凍室温度センサ１７の検出温度が−１８℃未満であれば、ステップＳ５にて圧縮機１４を停止し、テップＳ６にて庫内冷却ファン１６を停止する。

上述した制御を繰り返すことにより冷凍室４の温度は−１８℃程度に保たれる。

なお、図７のフローチャートでは、圧縮機１４を運転／停止させる冷凍室温度センサ１７の設定温度を−１８℃の一点として説明してあるが、圧縮機１４の頻繁な運転／停止を避けるため、冷凍室温度センサ１７の設定値にはヒステリシスを設けて運転する温度と停止する温度を変えることが一般的であり、本実施形態でもそのようになっている。そのため、圧縮機１４の運転／停止の頻度はおよそ１時間当たり１回程度であり、その１回当たりの運転時間は３０分程度以上、冬場など外気温度が低く冷蔵庫としての熱漏洩が少ない場合でも、１回当たり１０分程度以上は運転することが多い。

次に、低圧室２１の減圧制御について説明する。この低圧室２１の減圧制御の基本は、圧力センサ３２で検出される低圧室２１の圧力に応じて真空ポンプ３０の運転／停止を制御するものである。なお、到達真空圧力は−２０〜−３０ｋＰａ・Ｇを目標としている。以下、図８のフローチャートで説明する。

制御スタート後、低圧室２１の圧力を検出する圧力センサ３２の検出値が設定圧力（例えば−３０ｋＰａ・Ｇ）以下であるかを判定し（ステップＳ７）、低圧室２１が−３０ｋＰａ・Ｇ以下であると判定した場合には、真空ポンプ３０を停止し（ステップＳ１１）、ステップＳ７に戻る。

ステップＳ７の判定で、圧力センサ３２検出値が−３０ｋＰａ・Ｇを超えると判定した場合には、冷蔵室ドアスイッチ１８による冷蔵室ドア６の開閉を判定し（ステップＳ８）、冷蔵室ドア６が開と判定した場合には、真空ポンプ３０を停止し（Ｓ１１）、ステップＳ７に戻る。ステップＳ８の判定で、冷蔵室ドア６が閉であると判定した場合には、圧縮機１４の運転状態（運転中か、停止中か）を判定する（ステップＳ９）。このステップＳ９の判定で、圧縮機１４が運転中であると判定した場合には、真空ポンプ３０を運転し（ステップＳ１２）、ステップＳ７に戻る。

ステップＳ９の判定で、圧縮機１４が停止中であると判定した場合には、庫内冷却ファン１６の運転状態（運転中か、停止中か）を判定し（ステップＳ１０）、庫内冷却ファン１６が運転中であると判定した場合には、真空ポンプ３０を運転し（ステップＳ１２）、ステップＳ７に戻る。ステップＳ１０の判定で、庫内冷却ファン１６が停止中であると判定した場合には、真空ポンプ３０を停止し（ステップＳ１１）、ステップＳ７に戻る。

係る制御により、低圧室２１の圧力が−３０ｋＰａ・Ｇに達していない時には、圧縮機１４または庫内冷却ファン１６のどちらかが運転中の間にのみ真空ポンプ３０は運転が開始される。これによって、圧縮機１４または庫内冷却ファン１６のどちらかの駆動音によって、真空ポンプ３０の運転開始時の駆動音が耳障りとならなくなる。

ここで、真空ポンプ３０の運転条件が限られる訳であるが、前述の通り圧縮機１４及び庫内冷却ファン１６は１時間当たり１０分程度以上の運転するものであるのに対し、真空ポンプ３０の１回当たりの必要運転時間は２分程度であるため、真空ポンプ３０の運転時間としては特に問題はない。加えて、低圧室２１を減圧状態にする目的は食品の長期保存などであるのに対し、１時間に１回程度は真空ポンプ３０が運転可能な機会があるため問題はない。

なお、本実施形態では、真空ポンプ３０は圧縮機１４または庫内冷却ファン１６の少なくともどちらかが運転中の間にのみ真空ポンプ３０は運転が行われるので、真空ポンプ３０の駆動音が耳障りとならなくなる。

さらには、真空ポンプ３０は冷蔵室ドア６が開いているときには必ず停止するので、真空ポンプ３０の駆動音は冷蔵庫外には出ず、また冷蔵室ドア６が閉まっている間は、圧縮機１４の運転音か庫内冷却ファン１６の運転音もしくはその両方の運転音がしている中で真空ポンプ３０が運転されるため、真空ポンプ３０の運転音が使用者にとって聞こえないまたは耳障りにならないようにすることができる。

ちなみに、圧縮機１４や庫内冷却ファン１６のような駆動部品としては、他に、凝縮器や圧縮機１４を冷却するための機械室ファン（図示せず）なども挙げられ、この機械室ファンの運転状態を真空ポンプ３０の運転条件に加えてもなんら問題は無い。

本実施形態では、圧縮機１４及び庫内冷却ファン１６が両方とも停止した場合には、真空ポンプ３０も停止させる制御であるが、一度真空ポンプ３０が運転開始した後は、圧縮機１４及び庫内冷却ファン１６がともに停止していても真空ポンプ３０を停止しないという制御も、真空ポンプ３０の駆動音が耳障りにならないようにする上で有効である。これは、使用者にとっては真空ポンプ３０の駆動音の大小ではなく、真空ポンプ３０が停止状態から始動した瞬間の音の変化・増加が耳障りと感じる場合があるためである。

上述した図８に示す制御は真空ポンプ３０は−３０ｋＰａ・Ｇを目標に自動的に運転／停止を繰り返す制御であるが、使用者がすぐに減圧動作を行いたい場合に、圧縮機１４または庫内冷却ファン１６の運転状態により真空ポンプ３０の運転が制限されることになる。

そこで、使用者が操作パネル１９内の真空操作ボタン３４を操作した時は、圧縮機１４及び庫内冷却ファン１６の運転状態によらず、真空ポンプ３０を運転可能な制御としている。この場合、使用者が意図的に減圧動作、つまり真空ポンプ３０を運転させているため、真空ポンプ３０の駆動音については問題になる可能性が減じられるため、このように制御することは有効である。

さらには、低圧室ドア６ａが開いた時、低圧室２１は瞬時に０ｋＰａ・Ｇ（大気圧）となるので、使用者が意図的に低圧室２１を操作して低圧室２１を使用したいということであり、低圧室ドアスイッチ２５により低圧室ドア６ａが開から閉になったと検出された場合は、圧縮機１４及び庫内冷却ファン１６の運転状態によらず真空ポンプ３０を運転可能とする制御を行っている。

本発明の一実施形態の冷蔵庫の正面図である。 図１の冷蔵庫の縦断面図である。 図２の冷蔵室の最下段空間部分の断面斜視図である。 図３の低圧室ユニット及び真空ポンプの斜視図である。 図３における低圧室ユニットと真空ポンプとの接続状態を簡易的に示す図である。 本実施形態の制御系の構成図である。 図６の制御系による圧縮機及び庫内冷却ファンの制御動作を示すフローチャートである。 図６の制御系による真空ポンプの制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…冷蔵庫本体、２…冷蔵室、３…冷凍室、３ａ…製氷室、３ｂ…急冷凍室、４…冷凍室、５…野菜室、６…冷蔵室ドア、７…製氷室ドア、８…急冷凍室ドア、９…冷凍室ドア、１０…野菜室ドア、１１…外箱、１２…内箱、１３…発泡断熱材、１４…圧縮機、１５…蒸発器、１６…庫内冷却ファン、１７…冷凍室温度センサ、１８…冷蔵室ドアスイッチ、１９…操作パネル、２０…低圧室ユニット、２１…低圧室、２２…低圧室本体、２３…低圧室ドア、２４…収納トレイ、２５…低圧室ドアスイッチ、真空ポンプ３０、ポンプ機構部３１、圧力センサ３２、３３…導管、３４…真空操作ボタン。

Claims (7)

1. 圧縮機やファンモータなどの駆動部品と、貯蔵室を形成する冷蔵庫本体と、前記貯蔵室の開口部を開閉する貯蔵室ドアと、低圧室を有する低圧室ユニットと、前記低圧室を減圧する減圧手段と、前記減圧手段の運転を制御する制御装置と、を備えた冷蔵庫において、
   前記制御装置は、冷蔵庫の通常状態における前記減圧手段の運転開始を、前記駆動部品の運転中に可能とすることを特徴とする冷蔵庫。
2. 請求項１において、前記減圧手段は真空ポンプで構成され、前記低圧室ユニットは前記低圧室を形成する低圧室本体と前記低圧室の開口部を開閉する低圧室ドアとを備えていることを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項２において、前記制御装置は、冷蔵庫の通常状態における前記減圧手段の運転を、前記駆動部品の運転中のみ可能とすることを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項２において、前記貯蔵室ドアの開閉を検出する貯蔵室ドア検知手段を備え、前記低圧室は貯蔵室内に配置され、前記制御装置は、前記貯蔵室ドアが開いている時に、前記減圧手段の運転を停止することを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項２において、前記制御装置は、前記貯蔵室ドアが開から閉になった時に、前記駆動部品の運転状態によらず、前記減圧手段の運転開始を可能とすることを特徴とする冷蔵庫。
6. 請求項２において、前記低圧室ドアの開閉を検出する低圧室ドア検知手段を備え、前記制御装置は、前記低圧室ドアが開いている時に前記減圧手段を停止し、前記低圧室ドアが開から閉になった時に、前記駆動部品の運転状態によらず、前記減圧手段の運転開始を可能とすることを特徴とする冷蔵庫。
7. 請求項２において、前記減圧手段の運転を操作可能な操作ボタンを備え、前記制御装置は、前記操作ボタンが操作された時に、前記駆動部品の運転状態によらず、前記減圧手段の運転開始を可能とすることを特徴とする冷蔵庫。

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