JP2017032155A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機カバーの温度を検出する温度センサーの温度検出精度を向上することができる冷蔵庫を提供する。
【解決手段】圧縮機カバーの温度を検出する温度センサーと、温度センサーと冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、圧縮機と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、を保護カバー内に配置し、温度センサーとこれらの端子とが、保護カバー内の別々に区画された空間にそれぞれ配置した。
【選択図】図７

Description

本発明は食品や飲料水等を冷蔵或いは冷凍して貯蔵する冷蔵庫に関するものである。

従来、冷蔵庫は機械室内に冷媒を圧縮する圧縮機を備えており、貯蔵室の庫内温度が設定値以上に上昇すると冷蔵庫の制御装置の温度制御機能により圧縮機に内蔵した電動モータの回転数を増加して高速運転とし、冷凍サイクルにおける冷媒流量を増加して冷却力を向上させることで庫内を冷却している。また、庫内温度が設定値まで冷却された場合は、電動モータの回転数を下げて低速運転として冷却力を低減するものであり、この高速及び低速運転の繰り返しにより庫内温度を所定範囲内に保つように制御されている。

上述した通り、圧縮機は庫内温度が設定温度に対して高い時は高速運転されることになるが、冷蔵庫が高温の雰囲気中に据え付けられ、しかも周囲が壁などで遮蔽されている場合では、圧縮機温度が異常に上昇して過負荷状態となり、故障の原因となってしまう場合がある。

このような故障に対応するものとして、圧縮機の給電回路中にバイメタル素子からなるオーバーロードリレーを備えたものが知られている。これは、圧縮機が所定温度以上となるとリレーが作動して圧縮機への給電を遮断するようにしているものである。具体的には、高温時にはバイメタル素子が圧縮機を収納している圧縮機カバーの熱を感知して反転し、接点を離間して圧縮機への給電を遮断するものであり、圧縮機カバーの温度が所定温度以下まで冷却されるとバイメタル素子が元の状態に復帰して接点が接続され、圧縮機に電源が供給されて起動するようになる。オーバーロードリレーは保護カバーに収納されるように取り付けられており、圧縮機を冷却する冷却ファンの冷却風がオーバーロードリレーに直接的に当たらないようにしてバイメタル素子の温度検出精度を向上させている。

また、特許文献１に示された圧縮機は、圧縮機を駆動する直流電源で制御される制御回路と、制御回路に電源を供給する電源回路が実装されたプリント基板と、圧縮機カバーに取り付けるプリント基板を収納する収納ケースと、圧縮機カバーの熱を検出する温度センサーとを備えている。温度センサーは、収納ケースの直流電源と制御回路の間に接続され、更にこの温度センサーは収納ケースの壁面に取り付けられて収納されている。そして、温度センサーが圧縮機カバーの温度を検出して所定の温度以上になった場合に、直流電源を遮断する構造である。

この他に、圧縮機の高温化を防ぎ、更には冷却効率を向上させるため、圧縮機が配設された機械室の一部には冷却ファンを配置しており、圧縮機を冷却するべく冷却ファンを回転させることにより、圧縮機及び機械室内に設けた冷凍サイクルの高圧側配管など高温部材の放熱を強制的に行い、圧縮機の過度の温度上昇を防止する構成が多く提案されている。

特開２０１４−１７７８８０号公報

上述したように、圧縮機の高温化を防ぐ保護機能を動作させるために、従来の冷蔵庫ではオーバーロードリレー及び温度センサーが使用されている。そして、このオーバーロードリレー及び温度センサーによって圧縮機カバーの温度を検出し、所定温度になると圧縮機を停止して圧縮機が故障する所定温度以上になることを防止している。

冷蔵庫は、機械室を完全に覆う密閉型のものと、機械室背面側は覆わず開放型のものとに大別される。前者では発熱体である圧縮機の温度に近い温度の空気が機械室内にこもり、後者では外気の雰囲気温度や対流により温度センサが外気の雰囲気温度に左右される。そのため、後者において、温度センサーやその端子は、雰囲気温度の影響が温度センサーに直接的に作用するのを防ぎ、かつ、温度検出精度を向上させるために、オーバーロードリレー及び温度センサーは保護カバーに収納されている。

ただし、温度センサ−が保護カバーに収納されていても、保護カバー内の空間が広かったり、端子が近接されていたりすると、圧縮機カバーの温度が正確に測れなく検出精度を向上できないという課題がある。

また、最近では、例えば圧縮機に吸入パイプを介して吸入される冷媒の温度に対応して、圧縮機のピストン往復動の回数を可変調整して、庫内温度を更に細かく制御することも要請されてきている。（圧縮機はレシプロ形式の圧縮機であるので、電動モータによって回転されるクランクシャフトによってピストンが往復動されるものであり、以下では往復動の回数を回転数と表記する。）この場合、バイメタル素子では圧縮機の回転数を制御するための温度信号を出力できないので、温度変化に対応して出力信号の大きさが比例して出力される温度センサーを使用することになる。

そして、圧縮機に吸入される冷媒の温度は、吸入パイプを介して圧縮機カバーにも伝えられ、圧縮機カバーの温度を精度よく検出すれば冷媒の温度を間接的に検出することができる。しかしながら、上述した通り、温度センサーを保護カバーに収納しても、保護カバー内の空間が広かったり、端子が近接されていたりすると、圧縮機カバーの温度が正確に測れなく検出精度を向上できないため、圧縮機の回転数を可変調整して庫内温度を更に細かく制御することが難しいという課題も予想される。

いずれにしても、圧縮機の回転を停止制御する、或いは圧縮機の回転数を可変制御するために使用される、圧縮機カバーの温度を検出する温度センサーの検出精度を更に向上することが要請されている。

本発明の目的は、圧縮機カバーの温度を検出する温度センサーの温度検出精度を向上することができる新規な冷蔵庫を提供することにある。

本発明の特徴は、圧縮機カバーの温度を検出する温度センサーと、温度センサーと冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、圧縮機と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、を保護カバー内に配置し、温度センサーとこれらの端子とが、保護カバー内の別々に区画された空間にそれぞれ配置したところにある。

本発明によれば、機械室内の雰囲気温度だけでなく、温度センサー周辺における端子の発熱による影響を抑制でき、温度センサーの検出精度を向上させた冷蔵庫を提供することが可能となる。

本発明が適用される冷蔵庫の縦側面を断面した縦断面図である。 図１に示す冷蔵庫の庫内背面の構成を表す正面図である。 本発明の実施例になる冷蔵庫の背面下部の機械室の構成を示す斜視図である。 本発明の実施例になる、冷却ファン、圧縮機、保護カバーの配置関係を模式的に示した説明図である。 本発明の実施例になる圧縮機の保護カバー側から見た正面図である。 本発明の実施例になる圧縮機カバーの水平断面を示す横断面図である。 本発明の実施例になる保護カバー内を複数の部屋に区画した状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明の具体的な実施例を説明する前に、本発明が適用される冷蔵庫の冷却方法について説明する。冷蔵庫本体には冷却器収納室１３が形成され、この中に冷却手段として冷却器１９を備えている。冷却器１９は、下部冷凍室５の背部に備えられた冷却器収納室１３内に設けられている。また、冷却器収納室１３内であって冷却器１９の上方には送風手段として送風機２０（一例として、プロペラファン）が設けられている。

冷却器１９で熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器１９で熱交換した低温の空気を「冷気」と称する）は、送風機２０によって冷蔵室送風ダクト２１、冷凍室送風ダクト２２を介して各貯蔵室へ送られる。

各貯蔵室への送風は、冷蔵温度帯の冷蔵室２への送風量を制御する第一の送風制御手段（以下、冷蔵室ダンパ２３という）と、冷凍温度帯の冷凍室４、５への送風量を制御する第二の送風量制御手段（以下、冷凍室ダンパ２４という）とにより制御される。ちなみに、冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、及び野菜室６への各送風ダクトは、図２に破線で示すように冷蔵庫本体１の各貯蔵室の背面側に設けられている。

また、冷蔵庫本体１０の天井壁上面側にＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、インターフェース回路等を搭載した制御装置が設けられており、外気温度センサ（図示せず）、冷却器温度センサ（図示せず）、冷蔵室温度センサ（図示せず）、野菜室温度センサ（図示せず）、冷凍室温度センサ（図示せず）、圧縮機カバー温度センサ（図示せず、図４〜図６で説明する。）、扉２a、２ｂ、３a、４a、５a、６aの各扉の開閉状態をそれぞれ検出する扉センサ（図示せず）、冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続し、ＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより、圧縮機１２のＯＮ、ＯＦＦ、及び回転数制御等の制御、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２４を個別に駆動するそれぞれのアクチュエータの制御、送風機２０のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御、扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行うようになっている。

冷蔵室扉２ａには入力制御部（図示せず）が設けられており、この入力制御部は上述した制御装置に接続されている。したがって、入力制御部からの入力によって冷蔵庫１の各貯蔵室の温度を設定できるようになっている。例えば圧縮機１２の回転数、送風機２０の回転数、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２４の開閉や開閉量等を制御することで各貯蔵室の温度を制御するものである。温度設定ボタン（図示せず）は、減圧貯蔵室に供給される冷気の制御を行ったり、上部冷凍室４に設けられた下部貯蔵容器（図示せず）に供給される冷気の制御を行ったり、するものである。

また、圧縮機の高温化を防ぐ保護機能を動作させるために、圧縮機カバーの温度を温度センサーで検出している。そして、この温度センサーは、外気雰囲気温度の影響が温度センサーに直接的に作用するのを防いで温度検出精度を向上させるために、保護カバーに収納されている。しかしながら、このような保護カバーに収納されていても、機械室内の雰囲気温度や近傍部品の発熱により、圧縮機カバーの温度が正確に測れず、検出精度を向上できないという課題がある。

そこで本実施例では、保護カバー内に、それぞれを独立した部屋を設けて温度センサーや端子を配置することで、温度的に相互干渉作用が生じ難くさせ、温度センサーが周辺発熱体に影響するのを抑制できて、温度センサの検出精度を向上させた。

以下、本実施例を図３乃至図６に基づき詳細に説明するが、先ず図３において、断熱箱体１５の下部背面側に設けた機械室１１の構成について説明する。

図３に示すように、機械室１１には、片方（ここでは右側）に寄せてコンデンサユニット４４が配置されている。コンデンサユニット４４の外側右端面ＲＳとは反対側には冷却ファン４５が配置され、この冷却ファン４５のコンデンサユニット４４側とは反対側に圧縮機１２が収納された圧縮機カバー４６が配置されている。更に、圧縮機カバ−４６の冷却ファン４５とは反対側に、温度センサーを収納した保護カバー４７が配置されている。保護カバー４７の圧縮機カバー４６とは反対側は機械室１１の外側左端面ＬＳとされている。尚、この他に機械室１１にはキャピラリチューブ、切替弁、ドライヤ等の冷凍サイクル部品や配管が備えられている。

機械室１１を構成する外側右端面ＲＳと外側左端面ＬＳには通風口４８Ｒ、４８Ｌが形成されており、機械室１１内の温度が高い空気を外部の冷たい空気と交換できる構成となっている。すなわち、冷却ファン４５の回転によって、通風口４８Ｒから流入した外部空気はコンデンサユニット４４を冷却し、更に冷却ファン４５、圧縮機カバー４６を冷却した後に通風口４８Ｌから排出されるものである。

そして、図４示すように本実施例においては機械室１１を上側から見て、冷却ファン４５の軸方向回転中心Ｏと圧縮機１２の中心Ｐを結んだ延長線Ｌの両側の所定領域Ｑの範囲の圧縮機カバー４６に保護カバー４７が配置されている。所定領域Ｑは圧縮機１２の中心Ｐを通り、延長線Ｌと直交する直交線Ｒを境として冷却ファン４５とは反対側の領域である。

このため、冷却ファン４５から送られてくる冷却風は、直交線Ｒを境として冷却ファン４５とは反対側の領域には流れ難くなっている。もちろん、多少の冷却風は冷却ファン４５とは反対側の所定領域Ｑ側に巻き込まれて流れるが、その冷却効果は冷却ファン４５に対向する側より少なく、圧縮機カバー４６の冷却ファン４５による主な冷却面は冷却ファン４５に対向する側の面となる。

したがって、圧縮機カバー４６の直交線Ｒを境として冷却ファン４５とは反対側の所定領域Ｑは、冷却ファン４５の冷却風が直接的に作用しないので、圧縮機カバー４６の所定領域Ｑに冷却ファン４５の冷却風が影響するのを抑制できることになる、このように、保護カバー４７はこの所定領域Ｑの範囲内に配置されることから、保護カバー４７内に内蔵された温度センサの検出精度を向上することが可能となる。尚、本実施例では保護カバー４７は延長線Ｌ上の圧縮機カバー４６の上面に固定されているので、冷却ファン４５の冷却風の影響が最も少ない領域に配置されていることになる。

更に、本実施例では保護カバー４７の側面に冷媒の吸入パイプ４９が配置されている。したがって、保護カバー４７内の温度センサーは冷媒の吸入パイプ４９の温度も間接的に検出することができる。すなわち、保護カバー４７は冷却ファン４５の冷却風の影響が少ない領域に配置されているので、温度センサーによって検出される圧縮機カバー４６の温度は、冷却ファン４５の冷却風の影響を少なくされ、吸入パイプ４９を流れる冷媒の温度が反映されている。したがって、保護カバー４７内の温度センサーは冷媒の温度も間接的に検出することができる。尚、圧縮機１２を停止する保護機能を作動させる温度帯と、圧縮機の回転数を可変調整するための温度帯は異なっているので、相互の制御が干渉することはないものである。

図５は保護カバー４７の詳細を示している。保護カバー４７は図４の延長線Ｌ上の圧縮機カバー４６の外表面に位置している。保護カバー４７は箱状の合成樹脂から形成されており、固定ボルトで圧縮機カバー４６に固定されるか、或いは圧縮機カバー４６に設けた固定ブラケットに嵌合されて固定されるものである。

保護カバー４７内には、冷蔵庫本体１０の頂面に設けた制御装置から延びる３相の電力線に接続された接続コネクタ５０が設けられている。接続コネクタ５０から供給される電力によって圧縮機カバー４６に内蔵された電動モータが回転されて圧縮機が駆動されるものである。また、接続コネクタ５０の隣には温度センサー５１が設けられており、この温度センサー５１は吸入パイプ４９に隣接する位置に配置されている。つまり、接続コネクタ５０と吸入パイプ４９の間に介装されている。

したがって、温度センサー５１は圧縮機カバー４６を介して間接的に吸入パイプ４９を流れる冷媒の温度を検出することができるようになっている。温度センサー５１は種々のものが使用できるが、サーミスタ、測温抵抗素子等が使用できる。尚、温度センサー５１を圧縮機カバー４６に接触させずに近接させても良い。この場合は温度の検出精度が若干低下するが、温度センサー５１の配置空間が確保できない場合等に有利である。

ここで、図６に示すように、温度センサー５１の少なくとも一部は圧縮機カバー４６の表面に形成された平面部４３に接触して配置されている。圧縮機カバー４６の外周面の一部には平面部４３が形成され、この平面部４３に保護カバー４７が固定されている。温度センサー５１は平面部４３と直接接触するか、或いは熱伝導性の良い平板状の金属板を介して熱的に接続されている。圧縮機カバー４６の円周面に温度センサー５１を取り付けると接触面積が制限されて温度検出感度が低くなるが、本実施例では温度センサー５１は平面部４３と接触するため、接触面積を多くでき温度検出感度を高めることができる。

また、温度センサー５１はホルダ部材５２によって挟まれるようにして保持されており、ホルダ部材５２の一端は保護カバー４７の内部に固定されている。このため、温度センサー５１を平面部４３に確実に接触させておくことができる。更に、このホルダ部材５２を弾性を備えたスプリングホルダとすると、温度センサー５１を平面部４３に弾発的に押圧して長期間に亘って温度センサー５１を平面部４３に安定的に接触させておくことができる。もちろん、圧縮機の稼働で生じる振動によって温度センサー５１が平面部４３から断続的に離間する現象を抑制でき、正確な温度検出が可能となる。

このように、保護カバー４７は冷却ファン４５の冷却風の影響が少ない領域に配置されているので、温度センサー５１によって検出される圧縮機カバー４６の温度は、冷却ファン４５の冷却風の影響を少なくされ、吸入パイプ４９を流れる冷媒の温度が反映されている。したがって、保護カバー４７内の温度センサーは冷媒の温度も間接的に検出することができる。また、冷却ファン４５の冷却風の影響が低減されているので、更にその温度検出精度を向上することができる。

また、図７に示すように本実施例では、保護カバー内仕切り８１により別々に区画された各空間に、圧縮機１２と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、温度センサー５１と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、を独立して一つずつ配置することで、部品同士の温度干渉を和らげ、温度センサー５１の検出精度の向上に寄与している。更に、温度センサー５１は、圧縮機１２と、温度センサー５１と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、の間に配置されている。そして、保護カバー４７の底面は、床面に対して傾斜を有しているため、万一侵入した水も排出できる。なお、保護カバー内に仕切りを設けるのではなく、本体保護カバーとは別体の補助保護カバー８０を取り付けて、この補助保護カバー８０内に、上述の端子を配置することによっても独立した空間を作り温度干渉を防ぐ効果は期待できる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１１…機械室、４３…平面部、４４…コンデンサユニット、４５…冷却ファン、４６…圧縮機カバー、４７…保護カバー、４８Ｒ、４８Ｌ…通風口、４９…吸入パイプ、５０…接続コネクタ、５１…温度センサー、５２…ホルダ部材 ８０…補助保護カバー、８１…保護カバー内仕切り

Claims (5)

1. 機械室に配置され、冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を収納する圧縮機カバーの温度を検出する温度センサーと、前記圧縮機と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、前記温度センサーと冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、を備えた冷蔵庫において、
   前記温度センサーと、前記圧縮機と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、が保護カバー内の別々に区画された空間にそれぞれ配置されたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 機械室に配置され、冷凍サイクルを流れる冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を収納する圧縮機カバーの温度を検出する温度センサーと、前記圧縮機と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、前記温度センサーと冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、を備えた冷蔵庫において、
   前記温度センサーと、前記温度センサーと冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、が保護カバー内の別々に区画された空間にそれぞれ配置されたことを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項２に記載の冷蔵庫において、
   前記温度センサーは、前記圧縮機と、前記温度センサーと冷蔵庫本体を電気的に接続する端子と、の間に配置されたことを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項1または２に記載の冷蔵庫において、
   前記保護カバーの底面は、床面に対して傾斜を有していることを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項1または２に記載の冷蔵庫において、
   前記保護カバーは、本体保護カバーと、前記本体保護カバーとは別体の補助保護カバーとを有し、前記圧縮機と冷蔵庫本体を電気的に接続する端子または前記温度センサーと冷蔵庫本体を電気的に接続する端子が、前記補助保護カバー内に配置されたことを特徴とする冷蔵庫。

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