JP2010101518A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】インバータが故障した場合でも冷却を継続することが可能な冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵庫は、圧縮機２４に設けられている単相誘導電動機２７を駆動するための駆動回路として、インバータ駆動部３４と商用電源駆動部３５とを備えている。制御部３０は、インバータ駆動部３４に設けられている異常検知部が異常を検知した場合にはインバータ駆動部３４の故障状態を判定して、インバータ駆動部３４に故障が生じたと判定した場合には、単相誘導電動機２７の駆動回路をインバータ駆動部３４から商用電源駆動部３５へと切り替える。このとき、制御部３０は、単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃで始動させるための始動回路３８も同時に切り替えて、単相誘導電動機２７の商用電源Ｖａｃによる始動を可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、インバータにより駆動される単相誘導電動機を備えた冷蔵庫に関する。

従来、電動機をインバータで駆動する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなインバータ駆動による電動機は、運転時の効率が高いことから、空調装置に限らず冷蔵庫や洗濯機などの省電力化が求められている家電製品にも用いられている。例えば、冷蔵庫では、食品を貯蔵する貯蔵室を冷却するための冷却機構を備えており、この冷却機構を構成する圧縮機に設けられている単相誘導電動機をインバータにより駆動している。
特開２００５−１８０７４８号公報

しかしながら、従来の冷蔵庫では、単相誘導電動機を駆動する回路が故障した場合には、冷却機構の運転つまり貯蔵室の冷却を維持することが困難になるという問題がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インバータが故障した場合でも冷却を継続することが可能な冷蔵庫を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、食品を貯蔵する貯蔵室を冷却するための冷却機構を備えた冷蔵庫であって、前記冷却機構を構成する圧縮機に設けられている単相誘導電動機と、前記単相誘導電動機を駆動するインバータと、前記インバータによる前記単相誘導電動機の駆動と、交流電源による前記単相誘導電動機の駆動とを切り替える切替手段と、前記インバータの異常を検知する異常検知手段と、前記インバータにより前記単相誘導電動機を駆動するとともに、前記異常検知手段により前記インバータの異常が検知された場合に、前記インバータの故障状態を判定して前記単相誘導電動機を停止させてから所定の期間が経過した後、前記切替手段により前記単相誘導電動機を前記交流電源による駆動に切り替えて前記単相誘導電動機を運転する故障処置を実行する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、制御手段は、インバータの異常が検知された場合には、インバータの故障状態を判定して単相誘導電動機を停止させ、所定の期間が経過した後に単相誘導電動機を交流電源による駆動に切り替える。したがって、インバータが故障した場合であっても、単相誘導電動機を駆動、つまり貯蔵室の冷却を継続することができる。

以下、本発明の複数の実施形態による冷蔵庫を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による冷蔵庫について図１から図７を参照して説明する。

冷蔵庫１は、図２の外観斜視図に示すように、本体２の上から順に貯蔵室としての冷蔵室３、左右に並べて製氷室４と切替室５、野菜室６および冷凍室７を備えている。各貯蔵室は、それぞれ扉８、９、１０、１１、１２によって開閉される。各扉８、９、１０、１１、１２には、周知のマグネットガスケットからなるパッキンが設けられ、各貯蔵室からの冷気の漏れを防止している。また、冷蔵室３の扉８には、操作パネル１３が設けられている。操作パネル１３は、各貯蔵室の温度などを表示する表示器と、各種操作を入力するためのスイッチとを有している。冷蔵庫１の使用者は、この操作パネル１３から、例えば各貯蔵室の温度や切替室５の室種などの設定を入力する。

図３は、冷蔵庫１の概略的な構成を示す縦断断面図である。冷蔵室３の後方には、冷蔵用冷却器室１４が設けられている。冷蔵用冷却器室１４には、冷蔵用蒸発器１５が収容されている。冷蔵室３に供給される空気は、冷蔵用冷却器室１４内において冷蔵用蒸発器１５と熱交換することにより冷却される。冷蔵用蒸発器１５により冷却された空気が冷蔵室３や冷蔵用冷却器室１４などで形成される循環経路１６を循環することにより、各貯蔵室は冷却される。具体的には、空気は、循環経路１６に設けられている冷蔵用循環ファン１７が駆動されると、冷蔵用冷却器室１４から冷蔵室３の背面パネル１８に設けられている冷気吹出口１９から冷蔵室３に送られ、図示しない冷気吸入口を通り再び冷蔵用冷却器室１４に戻される。なお、野菜室６も図示しないダクトにより冷蔵用蒸発器１５で冷却された空気によって冷却される。

野菜室６の後方には、冷凍用冷却器室２０が設けられている。冷凍用冷却器室２０には、冷凍用蒸発器２１および冷凍用循環ファン２２が収容されている。冷凍用冷却器室２０内で冷凍用蒸発器２１と熱交換することにより冷却された空気は、冷凍用循環ファン２２により、冷凍用冷却器室２０から製氷室４や冷凍室７などに送られ、再び冷凍用冷却器室２０に戻される。また、切替室５の室種が「冷凍」または「チルド」に設定されている場合には、切替室５も冷凍用冷却器室２０で冷却された空気により冷却される。

冷凍室７の後方には、機械室２３が設けられている。機械室２３には、圧縮機２４、凝縮器２５、および三方弁２６などが収容されている。本実施形態における圧縮機２４は、後述するように単相誘導電動機２７とレシプロ式の圧縮部２８とが一体に構成されたいわゆる全密閉型圧縮機である。圧縮機２４は、凝縮器２５、冷蔵用蒸発器１５および冷凍用蒸発器２１とともに、庫内を循環する空気を冷却する周知の冷却機構（冷凍サイクル）を構成している。三方弁２６は、凝縮器２５で凝縮された冷媒を冷蔵用蒸発器１５および冷凍用蒸発器２１のうちの一方あるいは双方への供給を切り換え可能に設けられている。このような冷凍サイクルで冷却された空気が冷蔵庫１の内部を循環することにより、各貯蔵室に収容された食品は、冷蔵あるいは冷凍保存される。なお、圧縮部２８はスクロール式など他の方式を用いてもよく、圧縮機２４も半密閉型など他の方式であってもよい。

図１は、冷蔵庫１の主な構成要素の電気的な接続を示すブロック図である。制御部３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータなどで構成されており、予めＲＯＭなどに記憶されているプログラムに従って冷蔵庫１の作動を制御する。制御部３０には、操作パネル１３、冷蔵室３の温度を検出する冷蔵室温度センサ３１、冷凍室７の温度を検出する冷凍室温度センサ３２、および電源部３３などが接続されている。制御部３０は、操作パネル１３から入力された操作信号に基づいて温度設定、運転態様の設置または切替室５の室種を変更したり、あるいは検出した冷蔵室３または冷凍室７の温度などを操作パネル１３へ表示したりする。冷蔵室温度センサ３１および冷凍室温度センサ３２は、例えばサーミスタなどの検温素子を有しており、検出した温度に応じた電気信号を制御部３０へ出力する。電源部３３は、商用電源（交流電源）Ｖａｃから入力された交流電圧を直流電圧に変換し、制御部３０のＣＰＵなどへ供給する。また、制御部３０は、冷凍サイクルの駆動に併せて冷蔵用循環ファン１７および冷凍用循環ファン２２を駆動する。

制御部３０には、インバータ駆動部３４、商用電源駆動部３５、駆動切替部３６が接続されている。インバータ駆動部３４は、単相誘導電動機２７をインバータ駆動するための回路である。単相誘導電動機２７は、周知の通りインバータにより駆動することによりその回転数が可変となる。そのため、インバータ駆動部３４により単相誘導電動機２７を駆動することは、単に単相誘導電動機２７の効率を向上させるだけでなく、各貯蔵室の温度に応じて必要な回転速度で運転することが可能となるなど、冷蔵庫１の省電力化にも大きく寄与する。商用電源駆動部３５は、単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃで駆動するための回路である。商用電源駆動部３５は、通電切替部３７および始動回路３８を有している。駆動切替部３６は、単相誘導電動機２７を駆動するとき、インバータ駆動部３４側から供給される電源と、商用電源駆動部３５側から供給される電源とを切り替えている。なお、以降の明細書においては、商用電源駆動部３５側から供給される電源（交流出力）により単相誘導電動機２７を駆動することを、単に「商用電源Ｖａｃによる駆動」と称する。

ここで、上述したインバータ駆動部３４および商用電源駆動部３５の詳細について説明する。これらの駆動回路により駆動される単相誘導電動機２７は、図４に示すように、主巻線２７ｍおよび補助巻線２７ａを有している。これら主巻線２７ｍおよび補助巻線２７ａは、共通端子Ｃにおいて互いに接続されている。また、単相誘導電動機２７は、主巻線２７ｍの共通端子Ｃとは反対の端部に主巻線端子Ｍを、補助巻線２７ａの共通端子Ｃとは反対側の端部に補助巻線端子Ａを有している。

次に、インバータ駆動部３４の具体的な構成について図５を参照して説明する。インバータ駆動部３４は、全波整流回路４１、インバータ回路４２、電流検出部４３、信号変換部４４およびインバータ制御部４５から構成されている。全波整流回路４１は、ブリッジ接続された４個のダイオード５１および複数の平滑コンデンサ５２を有し、商用電源Ｖａｃを全波整流する。したがって、商用電源Ｖａｃが１００Ｖの交流電圧の場合、この全波整流回路４１によりピーク間電圧に相当する約１４０Ｖの直流電圧を生成し、インバータ回路４２へ供給する。

インバータ回路４２は、複数例えば６個のスイッチング素子５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ、５３ｅ、５３ｆを有している。本実施形態では、スイッチング素子５３ａ〜５３ｆにはＭＯＳＦＥＴを用いている。インバータ回路４２は、これらのスイッチング素子５３ａ〜５３ｆを２個ずつにしてブリッジ接続されたいわゆる３アーム構成の回路である。各スイッチング素子５３ａ〜５３ｆは、オン／オフを繰り返すことにより単相誘導電動機２７の共通端子Ｃに印加される交流出力Ｖｉｃ、補助巻線端子Ａに印加される交流出力Ｖｉａ、および主巻線端子Ｍに印加される交流出力Ｖｉｍを生成する。なお、スイッチング素子５３ａ〜５３ｆには、例えばバイポーラトランジスタやＩＧＢＴなどを用いてもよい。

電流検出手段としての電流検出部４３は、複数例えば３個の電流検出素子５４ａ〜５４ｃから構成されている。電流検出素子５４ａ〜５４ｃは、インバータ回路４２の各アームの電流を検出するいわゆるシャント抵抗として設けられている。インバータ回路４２の各アームに流れる電流を検出する電流検出部４３は、各電流検出素子５４ａ〜５４ｃの両端に生じる電位差を検出することで、単相誘導電動機２７の共通端子Ｃに流れる電流、補助巻線２７ａに流れる電流、および主巻線２７ｍに流れる電流をそれぞれ個別に検出可能となっている。

信号変換部４４は、各電流検出素子５４ａ〜５４ｃの両端に生じる電位差をインバータ制御部４５に出力する。信号変換部４４は、例えばＯＰアンプ（図示せず）などを有するアナログ回路で構成されており、各電流検出素子５４ａ〜５４ｃの両端に生じる電位差を増幅あるいは変換してインバータ制御部４５へ出力する。

インバータ制御部４５は、制御部３０からの指令信号に基づいてインバータ駆動部３４の各スイッチング素子５３ａ〜５３ｆを制御する。制御部３０は、冷蔵室温度センサ３１や冷凍室温度センサ３２などから入力された信号に基づいて、各貯蔵室を冷却するために冷凍サイクルを運転する。このとき、制御部３０は、単相誘導電動機２７の回転数などを算出し、単相誘導電動機２７を所望の回転数で駆動するようにインバータ制御部４５へ指令信号を出力する。このとき、インバータ制御部４５は、制御部３０から入力された指令信号に基づいて、インバータ回路４２を構成する各スイッチング素子５３ａ〜５３ｆに対してＰＷＭ制御信号を出力する。このＰＷＭ制御信号に基づいて、各スイッチング素子５３ａ〜５３ｆは上述のようにオン／オフを繰り返す。

図６は、商用電源駆動部３５の要部の概略を示す概略図である。商用電源駆動部３５は、通電切替部３７および始動回路３８から構成されている。通電切替部３７は、例えば双極単投（ＤＰＳＴ）リレーで構成されており、始動回路３８および単相誘導電動機２７への商用電源Ｖａｃを供給する。通電切替部３７は、制御部３０からオン信号が入力されるとオン（導通状態）する。一方、通電切替部３７は、単相誘導電動機２７がインバータ駆動部３４により駆動されている場合には、オフ（非導通状態）する。

始動回路３８は、単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃで駆動するための回路で、進相用コンデンサ５５およびＰＴＣサーミスタ５６から構成されている。始動回路３８の進相用コンデンサ５５は、補助巻線端子Ａに印加される交流出力Ｖｓａの電流の位相を主巻線端子Ｍに印加される交流出力Ｖｓｍの電流の位相に対して９０°進相させ、単相誘導電動機２７に始動トルクを与える。ＰＴＣサーミスタ５６は、通電による自身の温度上昇にともなって抵抗値が上昇する特性を有している。そのため、ＰＴＣサーミスタ５６は、単相誘導電動機２７が始動してからある程度の時間が経過すると、自己の発熱により抵抗値が上昇して補助巻線２７ａに流れる電流を制限する。

図４は、駆動切替部３６の電気的構成図である。駆動切替部３６には、インバータ駆動部３４および商用電源駆動部３５が接続されている。駆動切替部３６は、例えば３回路の単極双投（ＳＰＤＴ）リレーで構成されており、単相誘導電動機２７に供給する交流電源を、インバータ駆動部３４からの交流出力Ｖｉｍ、Ｖｉａ、Ｖｉｃ、あるいは商用電源駆動部３５からの交流出力Ｖｓｍ、Ｖｓａ、Ｖｓｃのいずれか一方に切り替える。駆動切替部３６は、通常状態ではインバータ駆動部３４側の接点に接続されており、制御部３０からオン信号が入力されると商用電源駆動部３５側の接点に切り替わる。このオン信号は、通電切替部３７に入力されるオン信号と共通である。このように商用電源Ｖａｃで単相誘導電動機２７を始動するための始動回路３８ごと切り替えることにより、インバータ駆動用の単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃで駆動することが可能に構成されている。

次に、以上説明した構成を備えた冷蔵庫１の作用および効果について説明する。
インバータ制御部４５は、信号変換部４４から出力された信号に基づいてインバータ回路４２、信号変換部４４などの異常を検知する。インバータ制御部４５は、例えば、単相誘導電動機２７の共通端子Ｃに流れる電流を検出し、検出した電流が上限値よりも大きい場合に単相誘導電動機２７の異常を検知する。あるいは、インバータ制御部４５は、単相誘導電動機２７が始動してから所定の待機期間が経過した後に、補助巻線２７ａを流れる電流が主巻線２７ｍを流れる電流よりも大きい場合に、異常を検知する。ここで、待機期間とは、単相誘導電動機２７の始動から例えば５分間などの一定時間が経過したとき、あるいは図示しない回転センサなどにより単相誘導電動機２７の回転数が所定の回転数になったときなど、単相誘導電動機２７が始動してから電流を検出するまで待機する期間を意味している。

また、制御部３０がインバータの異常を検知してもよい。例えば、制御部３０は、インバータ制御部４５に制御情報などを送信したときにインバータ制御部４５からの応答がない場合、つまり通信が不可能となった場合にインバータ駆動部３４に異常が発生したと判定する。インバータ制御部４５は、異常が検知された場合には、制御部３０に異常を検知したことを報知する。電流検出部４３、信号変換部４４およびインバータ制御部４５は、インバータ駆動部３４の異常を検知する異常検知部４６を構成している。また、制御部３０は、インバータ回路４２に流れる電流に基づいて異常を検知する他に、例えばインバータ駆動部３４の温度、あるいは単相誘導電動機２７の回転数と流れる電流との関係などから、インバータ駆動部３４だけでなく、単相誘導電動機２７の異常を検知するようにしてもよい。

インバータ駆動部３４のインバータ制御部４５から異常を検知した信号が入力されると、制御部３０は、これによってインバータ駆動部３４の故障状態を判定し、故障と判定すると単相誘導電動機２７の駆動をインバータ駆動部３４から商用電源駆動部３５へと切り替える。以下、制御部３０によるインバータ駆動部３４の故障判定および駆動回路の切り替えの作動について、図７に基づいて説明する。

図７は、制御部３０の作動を示すフローチャートである。制御部３０は、各貯蔵室の温度（以下、庫内温度という）を検出し、庫内温度が所定の温度（以下、オン温度という）より高いかを判定する（Ｓ１０１）。ここで、オン温度とは、庫内温度が上昇したときに、各貯蔵室を冷却するために単相誘導電動機２７の運転、すなわち冷凍サイクルの運転を開始するときの温度である。このオン温度は、各貯蔵室に設定された目標温度に応じて予め定められており、制御部３０のＲＯＭなどに記憶されている。制御部３０は、庫内温度がオン温度以下である場合には（Ｓ１０１：ＮＯ）、庫内温度がオン温度に到達するまで待機する。

一方、制御部３０は、庫内温度がオン温度より高いと判定すると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、故障フラグがセットされているかを判定する（Ｓ１０２）。ここで、故障フラグとは、異常検知部４６がインバータ駆動部３４の異常を検知し、制御部３０がその異常をインバータ駆動部３４の故障と判定した場合にセットされるフラグである。制御部３０は、故障フラグがセットされていない場合には（Ｓ１０２：ＮＯ）、単相誘導電動機２７をインバータ駆動部３４で駆動する（Ｓ１０３）。制御部３０は、単相誘導電動機２７の駆動を開始すると、インバータ駆動部３４の異常が検知されたかを判定する（Ｓ１０４）。制御部３０は、インバータ駆動部３４の異常が検知されていない場合には（Ｓ１０４：ＮＯ）、庫内温度がオフ温度より小さいかを判定する（Ｓ１０５）。ここで、オフ温度とは、各貯蔵室が冷却されて庫内温度が低下したことにより、単相誘導電動機２７の運転を停止してもよいとする温度であり、予め定められている。制御部３０は、庫内温度がオフ温度より高い場合には（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行して各貯蔵室の冷却を継続する。一方、制御部３０は、庫内温度がオフ温度より低いと判定すると（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、単相誘導電動機２７の運転を停止し（Ｓ１０６）、Ｓ１０１へ移行する。

このように、通常の状態、つまりインバータ駆動部３４の異常が検知されていない場合においては、制御部３０は、庫内温度に応じて単相誘導電動機２７の駆動および停止を繰り返して庫内温度を目標の温度に維持する。
これに対して、インバータ駆動部３４の異常を検知した場合、あるいはインバータ制御部４５との通信が不可能になった場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部３０は、インバータ駆動部３４の故障と判定して故障フラグをセットする（Ｓ１０７）。制御部３０は、インバータ駆動部３４の故障状態を判定すると、単相誘導電動機２７の駆動を所定の期間停止する制御を行う（Ｓ１０６）。

故障フラグがセットされた後庫内温度が上昇して単相誘導電動機２７を駆動する場合には、制御部３０は、既に故障フラグがセットされていることから（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃで駆動する（Ｓ１０８）。具体的には、制御部３０は、通電切替部３７および駆動切替部３６にオン信号を出力して、単相誘導電動機２７への電源の供給元をインバータ駆動部３４から商用電源駆動部３５に切り替えることにより、単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃにより駆動する。

このように、制御部３０は、インバータ駆動部３４の故障と判定した場合には、単相誘導電動機２７を一旦停止させた後、商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えて冷却運転を再開するので、各貯蔵室の冷却を継続することができる。このとき、制御部３０は、Ｓ１０６において単相誘導電動機２７を停止させてから所定の期間が経過するまでは、次回の単相誘導電動機２７の駆動を行わないように制御する。単相誘導電動機２７を停止させた直後では、圧縮機２４の吸入側と吐出側との間の圧力差が大きいため、圧縮機２４の損傷などを招くおそれがあるからである。そのため、制御部３０は、Ｓ１０６で単相誘導電動機２７を停止させた場合には、上記の目的で圧縮機２４運転を再開させる所定の期間として、予め設定した一定時間、あるいは図示しない圧力センサなどで吸入側と吐出側との圧力を測定して圧力差が無くなったことを検知するまでを、単相誘導電動機２７の再駆動を制限する期間としている。

以上説明した第１実施形態によれば、次のような効果が得られる。
制御部３０により、インバータ駆動部３４に故障が生じたと判定した場合、単相誘導電動機２７の駆動を停止し、所定の期間が経過した後に単相誘導電動機２７の駆動を商用電源Ｖａｃに切り替えるようにした。これにより、インバータ駆動部３４の故障に関わらず、単相誘導電動機２７の駆動、すなわち冷凍サイクルの運転を継続することができ、各貯蔵室の冷却を継続することができる。

また、制御部３０により、単相誘導電動機２７の停止制御時に、所定の期間が経過するまで待ってから次の起動を行うようにした。これにより、圧縮機２４の吸入側と吐出側との圧力差による圧縮機２４の損傷などを防ぐことができる。
信号変換部４４を、シャント抵抗などの電流検出素子５４で構成したので、安価かつ簡単な回路によってインバータ回路４２の異常を検出することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による冷蔵庫１について図８を参照して説明する。第２実施形態では、インバータ駆動部３４の異常が複数回検知された場合にインバータ駆動部３４の故障状態を判定する点において第１実施形態と異なっている。なお、第２実施形態による冷蔵庫の構成は、第１実施形態による冷蔵庫１の構成と同一である。

図８は、制御部３０によるインバータ駆動部３４の故障判定および駆動回路の切り替えの作動を示す図である。制御部３０は、第１実施形態と同様に、通常時、つまりインバータ駆動部３４に異常が検知されていない場合には、庫内温度に応じてインバータ駆動部３４により単相誘導電動機２７を駆動する（Ｓ２０１〜Ｓ２０６）。また、制御部３０は、単相誘導電動機２７を起動するときに故障フラグが既にセットされている場合には（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、第１実施形態と同様に、単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替え（Ｓ２０７）、庫内温度がオフ温度より低くなるまで各貯蔵室の冷却を継続する（Ｓ２０８）。

さて、第２実施形態においては、単相誘導電動機２７の駆動中にインバータ駆動部３４に異常が生じた場合には（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、制御部３０は、異常カウントをインクリメント（＋１）する（Ｓ２０９）。ここで、異常カウントとは、インバータ駆動部３４の異常が検知された回数（検知回数）を示すカウンタである。異常カウンタのカウントデータは、制御部３０のＲＡＭなどに記憶されている。インバータ駆動部３４の異常が検知された場合には、電流検出部４３あるいは信号変換部４４などにノイズが混入したことによる誤検知のおそれがある。そのため、第２実施形態では、制御部３０は、異常が検知された回数を記憶し、複数回例えば４回の異常が検知された場合に（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、インバータ駆動部３４の故障と判定して故障フラグをセットする（Ｓ２１１）。制御部３０は、インバータ駆動部３４の故障と判定すると、単相誘導電動機２７を停止させる（Ｓ２０６）。

ところで、インバータ駆動部３４の異常を検知する検知回数は、４回ではなく任意に設定してもよい。ただし、制御部３０は、異常カウントが４未満のときであっても（Ｓ２１０：ＮＯ）、一旦単相誘導電動機２７を停止させ（Ｓ２０６）、所定の期間が経過した後に、再度単相誘導電動機２７の起動を繰り返しているので、単相誘導電動機２７の再運転までには、試行回数分の時間がかかる。そのため、インバータ駆動部３４の異常を検知する精度を高めたい場合には検知回数を大きく設定し、庫内温度の上昇を防ぎたい場合には検知回数を数回程度に小さく設定するとよい。

以上説明したように、第２実施形態の冷蔵庫でもインバータ駆動部３４の故障と判定された場合には単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えるため、各貯蔵室の冷却を継続することができるなど、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
特に、第２実施形態では、制御部３０は、インバータ駆動部３４の異常を複数回の検知した場合にインバータ駆動部３４の故障と判断して、単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替える。したがって、誤検知による無用な駆動回路の切り替えを防ぐことができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による冷蔵庫について図９を参照して説明する。第３実施形態では、インバータ駆動部３４の故障状態を判定して単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えた後、インバータ駆動部３４による駆動を試行する点において第１実施形態と異なっている。なお、第３実施形態による冷蔵庫の構成は、第１実施形態による冷蔵庫１の構成と同一である。

図９は、制御部３０によるインバータ駆動部３４の故障判定および駆動回路の切り替えの作動を示す図である。制御部３０は、第１実施形態と同様に、通常時、つまりインバータ駆動部３４に異常が検知されていない場合には、庫内温度に応じてインバータ駆動部３４により単相誘導電動機２７を駆動する（Ｓ３０１〜Ｓ３０６）。また、制御部３０は、単相伝導誘導機の駆動中にインバータ駆動部３４の異常が検知された場合には（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、インバータ駆動部３４に故障が生じたと判定し故障フラグをセットする（Ｓ３０７）。また、制御部３０は、単相誘導電動機２７を起動するときに故障フラグが既にセットされている場合には（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えて（Ｓ３０８）、庫内温度がオフ温度未満になるまで各貯蔵室の冷却を継続する（Ｓ３０９）。

上記制御状態において、第３実施形態では、庫内温度がオフ温度より低くなったときに（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、制御部３０は、故障フラグをクリアする（Ｓ３１２）。故障フラグは、上述の通り単相誘導電動機２７の起動時にインバータ駆動部３４と商用電源駆動部３５とのいずれで駆動するかを切り替えるためのフラグである。そのため、Ｓ３１２において故障フラグをクリアすることで、次に単相誘導電動機２７を起動するときには故障フラグがセットされていない状態とし（Ｓ３０２：ＮＯ）、制御部３０により単相誘導電動機２７のインバータ駆動部３４による駆動を試行する（Ｓ３０３）。

このように、第３実施形態では、制御部３０は、インバータ駆動部３４の故障と判断して単相誘導電動機２７の駆動が商用電源Ｖａｃ側に切り替えられた後に、再度インバータ駆動部３４による駆動を試行する。例えば、制御部３０がインバータ駆動部３４の故障を誤判定した場合、実際にはインバータ駆動部３４により単相伝導誘導機を駆動できるにも関わらず、商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替わってしまうおそれがある。そのため、制御部３０は、一旦商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えた場合でも、再度インバータ駆動部３４による駆動を試行する。つまり、制御部３０は、一旦商用電源駆動部３５による駆動に切り替えた後にも、インバータ駆動部３４による駆動が可能かどうか確認し、インバータ駆動部３４による駆動が可能であれば、インバータ駆動部３４により単相誘導電動機２７を低消費電力で運転するように構成されている。

以上説明したように、第３実施形態の冷蔵庫でもインバータ駆動部３４の故障と判定された場合には単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えるため、各貯蔵室の冷却を継続することができるなど、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
特に、第３実施形態では、制御部３０により、インバータ駆動部３４に故障が発生したと判断して単相誘導電動機２７を一旦商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えた後に、再度インバータ駆動部３４による駆動を試行する。これにより、インバータ駆動部３４の異常を誤検知した場合でも、再びインバータ駆動部３４による単相誘導電動機２７の駆動が可能となった場合には、単相誘導電動機２７を省電力で運転することができる。

なお、制御部３０は、Ｓ３０７において、第２実施形態と同様にインバータ駆動部３４の異常が複数回検知されたときに故障と判定してもよい。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による冷蔵庫１について図５および図１０を参照して説明する。第４実施形態では、単相誘導電動機２７の停止中においてもインバータ駆動部３４の故障状態を判定し、インバータ駆動部３４に故障が生じたと判定した場合には単相誘導電動機２７を商用電源駆動部３５による駆動に切り替える点において第１実施形態と異なっている。なお、第４実施形態による冷蔵庫の構成は、第１実施形態による冷蔵庫１の構成と同一である。

インバータ駆動部３４の電流検出部４３は、図５に示すように、単相誘導電動機２７に流れる電流を検出する電流検出素子５４ａ、５４ｂ、５４ｃを有している。これらの各電流検出素子５４ａ〜５４ｃは、単相誘導電動機２７が停止している状態においても、単相誘導電動機２７に流れる電流を検出することが可能である。第４実施形態では、この各電流検出素子５４ａ〜５４ｃを用いて、単相誘導電動機２７の停止中においてもインバータ駆動部３４の異常を検知している。つまり、各電流検出素子５４ａ〜５４ｃにより構成されている電流検出部４３は、停止中電流検出手段として機能する。

図１０は、制御部３０によるインバータ駆動部３４の故障判定および駆動回路の切り替えの作動を示す図である。第４実施形態では、制御部３０は、庫内温度がオン温度になるまで待機しているとき、すなわち単相誘導電動機２７の停止中においても、インバータ駆動部３４に異常があるかを判定している（Ｓ４０１）。制御部３０は、通常時、つまりインバータ駆動部３４に異常が検知されていない場合には（Ｓ４０１：ＮＯ）、第１実施形態と同様にインバータ駆動部３４により単相誘導電動機２７を駆動する（Ｓ４０２〜Ｓ４０７）。また、制御部３０は、単相誘導電動機２７の運転中にインバータ駆動部３４に異常が検知された場合には（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、その異常が複数回検出されたときに、インバータ駆動部３４に故障が生じたと判定し故障フラグをセットする（Ｓ４０７〜Ｓ４０９）。

これに対して、制御部３０は、単相誘導電動機２７の停止中にインバータ駆動部３４に異常が検知されると（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、故障フラグをセットする（Ｓ４１３）。単相誘導電動機２７の停止中に主巻線２７ｍおよび補助巻線２７ａに流れる電流は、通常は０Ａ（アンペア）である。そのため、本来電流が流れないはずの単相誘導電動機２７の停止中に電流が検出されたとすると、電流検出部４３、インバータ回路４２あるいは信号変換部４４などにおいて回路に損傷が発生したことによる電流が流れていると考えられる。そのため、制御部３０は、単相誘導電動機２７の停止中にインバータ駆動部３４の異常を検知した場合には、故障フラグをセットする。これにより、制御部３０は、故障フラグがセットされていることから（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、単相誘導電動機２７を起動するときに予め商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替え（Ｓ４１１）、庫内温度がオフ温度未満になるまで各貯蔵室の冷却を継続する（Ｓ４１２）。このとき、第３実施形態のように、故障フラグをクリアして（Ｓ４１３）、次に単相誘導電動機２７を駆動するときにインバータ駆動部３４による駆動を試行するようにしてもよい。これにより、インバータ駆動部３４の異常の原因が取り除かれた場合には、インバータ駆動部３４による省電力運転が可能となる。

以上説明したように、第４実施形態の冷蔵庫でもインバータ駆動部３４の故障と判定された場合には単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えるため、各貯蔵室の冷却を継続することができるなど、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
特に、第４実施形態では、単相誘導電動機２７の停止中にもインバータ駆動部３４の異常を判定し、異常が発生した場合には商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えている。これにより、単相誘導電動機２７を迅速に商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えることが可能となる。したがって、庫内温度の過度の上昇を招くことなく、貯蔵室を冷却することができる。

本発明は、以上説明した上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば以下のように変形または拡張することができる。
第２実施形態において、異常カウンタの値が所定値以上、つまり異常検知回数の累積値が所定値以上となった場合に故障と判定したが、インバータ駆動部３４の異常を連続して所定値以上検知した場合に故障と判定する構成としてもよい。また、一旦商用電源Ｖａｃによる駆動に切り替えた後に再度インバータ駆動部３４による単相誘導電動機２７の駆動を試行する第３実施形態の作動と組み合わせてもよい。
第３実施形態において、インバータ駆動部３４による駆動の試行を所定の回数以上繰り返した場合、以降は試行をすることなく単相誘導電動機２７を商用電源Ｖａｃにより駆動する構成としてもよい。
第４実施形態において、Ｓ４０７〜Ｓ４１０において第１実施形態と同様にインバータ駆動部３４の異常が１回検知されたときに故障と判定してもよい。また、Ｓ４１３を実行せず、故障フラグをクリアしないようにしてもよい。

制御部３０とインバータ制御部４５とは、同一のマイクロコンピュータにより実行してもよい。インバータ駆動部３４の異常が検知されたとき、操作パネル１３などにその旨を表示してもよい。通電切替部３７を、機械式のリレーではなくサイリスタなどの半導体スイッチにより構成してもよい。信号変換部４４に、マイクロコンピュータなどのデジタル回路を備えていてもよい。各電流検出素子５４ａ〜５４ｃは、シャント抵抗の代わりにカレントトランスなどを用いてもよい。

本発明の第１実施形態を示す冷蔵庫の電気的なブロック構成図 冷蔵庫の外観斜視図 冷蔵庫の縦断側面図 駆動切替部の電気的構成図 インバータ駆動部の電気的構成図 商用電源駆動部の電気的構成図 制御部による故障の判定および駆動回路の切り替えの作動を示すフローチャート 第２実施形態を示す図７相当図 第３実施形態を示す図７相当図 第４実施形態を示す図７相当図

符号の説明

図面中、１は冷蔵庫、３は冷蔵室（貯蔵室）、４は製氷室（貯蔵室）、５は切替室（貯蔵室）、６は野菜室（貯蔵室）、７は冷凍室（貯蔵室）、２４は圧縮機、２７は単相誘導電動機、２７ａは補助巻線、２７ｍは主巻線、３０は制御部（制御手段）、３４はインバータ駆動部（インバータ）、３６は駆動切替部（切替手段）、４３は電流検出部（電流検出手段、停止中電流検出手段）、４４は信号変換部（電流検出手段、停止中電流検出手段）、４５はインバータ制御部、４６は異常検知部（異常検知手段）を示す。

Claims (8)

1. 食品を貯蔵する貯蔵室を冷却するための冷却機構を備えた冷蔵庫であって、
   前記冷却機構を構成する圧縮機に設けられている単相誘導電動機と、
   前記単相誘導電動機を駆動するインバータと、
   前記インバータによる前記単相誘導電動機の駆動と、交流電源による前記単相誘導電動機の駆動とを切り替える切替手段と、
   前記インバータの異常を検知する異常検知手段と、
   前記インバータにより前記単相誘導電動機を駆動するとともに、前記異常検知手段により前記インバータの異常が検知された場合に、前記インバータの故障状態を判定して前記単相誘導電動機を停止させてから所定の期間が経過した後、前記切替手段により前記単相誘導電動機を前記交流電源による駆動に切り替えて前記単相誘導電動機を運転する故障処置を実行する制御手段と
   を備えることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記制御手段は、前記異常検知手段により前記インバータの異常が検知された場合に、前記インバータの異常が検知されてから所定の期間が経過した後前記インバータによる駆動を試行することにより、前記インバータの異常が複数回検知した場合に前記インバータの故障状態を判定することを特徴とする請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記制御手段は、前記インバータの故障状態を判定して前記単相誘導電動機を交流電源による駆動に切り替えた後、前記インバータによる駆動を試行することを特徴とする請求項１または２記載の冷蔵庫。
4. 前記異常検知手段は、前記単相誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、前記電流検出手段により検出された電流の大きさが予め定めたれた上限値以上の場合に前記インバータの異常を検知することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の冷蔵庫。
5. 前記単相誘導電動機は、主巻線と補助巻線とを有し、
   前記異常検知手段は、前記主巻線に流れる電流および前記補助巻線に流れる電流を検出する複数の電流検出手段を有し、前記単相誘導電動機が始動してから所定の待機期間が経過した後に前記電流検出手段により検出された前記補助巻線に流れる電流が前記主巻線に流れる電流よりも大きい場合に、前記インバータの異常を検知することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の冷蔵庫。
6. 前記制御手段は、前記単相誘導電動機の停止中に前記異常検知手段により前記インバータの異常が検知された場合に、前記インバータの故障と判定して前記切替手段により前記単相誘導電動機を前記交流電源による駆動に切り替えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の冷蔵庫。
7. 前記異常検出手段は、前記単相誘導電動機の停止中に前記単相誘導電動機に流れる電流を検出する停止中電流検出手段を有し、前記停止中電流検出手段により検出された電流と予め定められている前記単相誘導電動機の停止時における電流との差が予め定められている規定値以上の場合に、インバータの異常を検知することを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。
8. 前記インバータは、前記制御手段と通信可能に接続されているインバータ制御部を有し、
   前記制御手段は、前記インバータ制御部との通信が不可能な場合、前記インバータの故障と判定することを特徴とする請求項６記載の冷蔵庫。

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