JP2017036746A - 支持構造及びこれを備えた機器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒流路切替弁の周方向の回転止めと機器への固定を安価な構造で提供する。【解決手段】床部と、機器取付部材設置部を有する取付部８２ａ、８２ｂと、を備える固定部材８０と、管を有し、床部に載置された被支持部材と、を備え、床部は、周方向両側が塞がれた床穴９０を有し、管を床穴９０に設けた支持構造。【選択図】図５

Description

本発明は、支持構造及びこれを備えた機器に関する。

本技術分野の背景技術として、断熱箱体と圧縮機、凝縮装置、減圧装置及び冷却器などから構成される冷媒回路とを備え、この冷媒回路中の冷媒流路を切り換える手段として、冷媒流路切換弁を備える冷蔵庫がある。冷媒流路切換弁の駆動方式としては、その制御性能からモータ駆動式が多く用いられている。

上述のようなモータ駆動式の電動弁では、弁体の回転位置合わせ等のために、ステータがケースの外周に対して周方向に位置決めされる必要がある。この周方向の位置決め構造としては、弁本体部に係止具を係合させるための凹溝をロータの軸芯方向と平行に形成したもの（特許文献１）などがある。

特開２００３−１３０２４４号公報

特許文献１の例では、弁本体に位置決め用の凹溝を設けており、これによって弁本体に対するステータの位置決め、回転防止を図っている（００１４−００１９，図３）。
しかし、弁本体に凹溝形状を設けるため、単純な円柱形状よりも加工工数が増加してしまう。また、電動弁を備える機器、例えば冷蔵庫の断熱箱体への取付けには、電動弁に係合された取付片を使用する構成であるが、回転防止と取付けはそれぞれ別部品を使用しているため、コスト増となってしまう。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、床部と、機器取付部材設置部を有する取付部と、を備える固定部材と、管を有し、前記床部に載置された被支持部材と、を備え、前記床部は、周方向両側が塞がれた床穴を有し、前記管を前記床穴に設けた前記被支持部材の支持構造である。

実施例１の冷蔵庫の正面図 図１のＸ−Ｘ断面図 実施例１の冷蔵庫の機械室説明図 実施例１の冷蔵庫の冷凍サイクル説明図 実施例１の固定部材の構造を説明する図 実施例１の固定部材に冷媒流路切換弁を取付けた状態を説明する図 実施例１のステータ７２を透視して冷媒流路切換弁７０を観察する図 実施例１の冷媒流路切換弁を機械室に取付ける構造を説明する図

以下、本発明の実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。同様の構成要素には同様の符号を付し、また、同一の説明は繰り返さない。

＜冷媒流路切換弁を用いる機器（冷蔵庫）の構成＞
図１は、冷蔵庫１の正面外形図である。図２は、冷蔵庫１の庫内の構成を表す図１におけるＸ−Ｘ断面図である。

図１に示すように、冷蔵庫１は、上方から、冷蔵室２、製氷室３及び上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６を備えている。なお、製氷室３と上段冷凍室４は、冷蔵室２と下段冷凍室５との間に左右に並べて設けている。冷蔵室２及び野菜室６は、およそ３〜５℃の冷蔵温度帯の貯蔵室である。また、製氷室３、上段冷凍室４及び下段冷凍室５は、およそ−１８℃の冷凍温度帯の貯蔵室である。

冷蔵室２は前方側に、左右に分割された観音開き（いわゆるフレンチ型）の冷蔵室扉２ａ、２ｂを備えている。製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを備えている。また、各扉の貯蔵室側の面には、各扉の外縁に沿うようにシール部材（図示せず）を設けており、各扉の閉鎖時、貯蔵室内への外気の侵入、及び貯蔵室からの冷気漏れを抑制する。

また、冷蔵庫１は、各貯蔵室に設けた扉の開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ（図示せず）と、各扉が開放していると判定された状態が所定時間、例えば、１分間以上継続された場合に、使用者に報知するアラーム（図示せず）と、冷蔵室２の温度設定や上段冷凍室４や下段冷凍室５の温度設定をする温度設定器等（図示せず）を備えている。

図２に示すように、冷蔵庫１の庫外と庫内は、外箱１ａと内箱１ｂとの間に発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１０により隔てられている。また、冷蔵庫１の断熱箱体１０は複数の真空断熱材２５を実装している。

冷蔵庫１は、上側断熱仕切壁５１により冷蔵室２と、上段冷凍室４及び製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示されていない）とが断熱的に隔てられ、下側断熱仕切壁５２により、下段冷凍室５と野菜室６とが断熱的に隔てられている。また、図１中に破線で示すように、下段冷凍室５の上部には、横仕切部５３を設けている。横仕切部５３は、製氷室３及び上段冷凍室４と、下段冷凍室５とを上下方向に仕切っている。また、横仕切部５３の上部には、製氷室３と上段冷凍室４との間を左右方向に仕切る縦仕切部５４を設けている。

横仕切部５３は、下側断熱仕切壁５２前面及び左右側壁前面とともに、下段冷凍室扉５ａの貯蔵室側の面に設けたシール部材（図示せず）を受けて、下段冷凍室５と下段冷凍室扉５ａとの間での気体の移動を抑制する。また、製氷室扉３ａ及び上段冷凍室扉４ａの貯蔵室側の面に設けたシール部材（図示せず）は、横仕切部５３、縦仕切部５４、上側断熱仕切壁５１及び冷蔵庫１の左右側壁前面と接することで、各貯蔵室と各扉との間での気体の移動をそれぞれ抑制する。
なお、製氷室３、上段冷凍室４及び下段冷凍室５は、いずれも冷凍温度帯なので、横仕切部５３及び縦仕切部５４は、各扉のシール部材を受けるために、少なくとも冷蔵庫１の前側にあればよい（図２参照）。すなわち、冷凍温度帯の各貯蔵室間で気体の移動があってもよく、断熱区画しない場合であってもよい。一方、上段冷凍室４を温度切替室とする場合は、断熱区画する必要があるため、横仕切部５３及び縦仕切部５４は、冷蔵庫１の前側から後壁まで延在させる。

冷蔵室扉２ａ、２ｂの貯蔵室内側には、複数の扉ポケット３２が備えられている（図２参照）。また、冷蔵室２は複数の棚３６が設けられている。棚３６により、冷蔵室２は縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。

図２に示すように、上段冷凍室４、下段冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの貯蔵室の前方に備えられた扉と一体に前後方向に移動する収納容器３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂがそれぞれ設けられている。そして、製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ及び野菜室扉６ａは、それぞれ図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより、収納容器３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂが引き出せるようになっている。

図２に示すように、本実施形態の冷蔵庫は、冷却手段として蒸発器７を備えている。蒸発器７（一例として、フィンチューブ型熱交換器）は、下段冷凍室５の略背部に備えられた蒸発器収納室８内に設けられている。また、蒸発器収納室８内であって蒸発器７の上方には、送風手段として庫内送風機９（一例として、プロペラファン）が設けられている。

蒸発器７と熱交換して冷やされた空気（以下、蒸発器７で熱交換した低温の空気を「冷気」と称する）は、庫内送風機９によって冷蔵室送風ダクト１１、野菜室送風ダクト（図示せず）、上段冷凍室送風ダクト１２を介して、冷蔵室２、野菜室６、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５の各貯蔵室へそれぞれ送られる。各貯蔵室への送風は、冷蔵室への送風量を制御する冷蔵室ダンパ５６と、野菜室への送風量を制御する野菜室ダンパ（図示せず）と、冷凍温度帯室への送風量を制御する冷凍室ダンパ５７とにより制御される。

＜機械室の構成＞
図３は、機械室１９の内部構成を説明する図である。機械室１９の位置は特に制限されないが、本実施例では冷蔵庫１の下側後方に設けている。また、機械室１９は冷蔵庫１の上部背面側に設けても良い。

図３に示すように、断熱箱体１０の下部背面側には、機械室１９が設けられている。機械室１９には、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２４と、冷媒と空気とを熱交換させる凝縮器６１と、凝縮器６１における冷媒と空気の熱交換を促進させる庫外送風機２６と、細管である減圧手段６７と、冷媒流路切換弁７０と、が配置されている。

なお、圧縮機２４、凝縮器６１、減圧手段６７、および、冷媒流路切換弁７０は、冷却器７や結露防止配管６３と配管で接続され、冷媒が流通する冷媒経路（冷媒回路）が形成されるようになっている。

冷媒流路切替弁７０は、庫外送風機２６による風の流れの下流側に配置すると良い。下流側に配することにより、冷媒流路切替弁７０が風の流れを阻害し、凝縮器６１、圧縮機２４の放熱を悪化させることを抑制できるためである。

＜冷媒経路（冷媒回路）＞
次に、本実施例の冷蔵庫１における冷媒経路（冷媒回路）について、図４を参照しながら説明する。

図４に示すように、冷凍サイクルは、冷媒を圧縮する圧縮機２４と、圧縮機２４から送られた冷媒を放熱する放熱手段と、放熱手段から送られた冷媒を減圧する減圧手段であるキャピラリチューブ６７と、キャピラリチューブ６７から送られた冷媒が蒸発して空気を冷却する冷却手段である蒸発器７とが、冷媒が流れる管で順次接続されている。

本実施例では、放熱手段として、機械室１９内に配設された凝縮器６１（一例としてフィンチューブ型熱交換器）、放熱パイプ６２、６３、６４を有する。機械室１９内には庫外送風機２６が配設されており、庫外送風機２６を稼働させることで、凝縮器６１の放熱を促進することができるようになっている。

放熱パイプ６２は、断熱箱体１０の両側面及び天井面の外箱１ａと内箱１ｂとの間であって、外箱１ａ面に接するように配置している。外箱１ａは鋼板製であり外箱１ａ外表面から庫外空気に良好に放熱がなされる。

放熱パイプ６３は、断熱箱体１０の上側断熱仕切壁５１、下側断熱仕切壁５２、横仕切部５３及び縦仕切部５４のそれぞれの内部前方に配置されている。これらの仕切壁（仕切部）は、貯蔵室に接しているため低温であるが、前方部は各貯蔵室の開口縁となるので、外気に接触しやすい。そのため、前方の開口縁表面において、飽和水蒸気量に達して結露が生じるおそれがある。そこで、冷蔵庫１の断熱箱体１０前方開口縁（特に、上側断熱仕切壁５１、下側断熱仕切壁５２、横仕切部５３及び縦仕切部５４の前方部）への結露防止のために、放熱パイプ６３を配している。

機械室１９内には放熱性能制御手段としての冷媒流路切換弁７０が配設されている。放熱パイプ６２の出口部は機械室１９に入り、冷媒流路切換弁７０の入口配管７６に接続されている。冷媒流路切換弁７０は、入口１箇所（７６）と、複数の出口（７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄ）で形成されており、冷媒流路切換弁７０内部に設けられてパルス制御されるステッピングモータ（不図示）によって、内部の弁体を回動し角度制御することにより、所定の冷媒回路の流路切替を可能とする電動弁である。

＜冷媒流路切換弁７０を固定するための部材＞
次に、被支持部材の一例である冷媒流路切換弁７０を機械室１９に取り付けるための固定部材８０について図５、図６を用いて説明する。図５（ａ）は固定部材８０の斜視図、図５（ｂ）は固定部材８０の上面図である。図６は冷媒流路切替弁７０を固定部材８０に支持、固定した状態を底面側から見た図である。図７はステータ７２を透視して冷媒流路切換弁７０を観察する図である。

固定部材８０は、冷媒流路切換弁７０を支持するための弁支持部８１と、固定部材８０を機械室１９に取付けるための取付部８２と、弁支持部８１と取付部８２との間をつなぐ制振部８３とで構成されている。

弁支持部８１には、後述する空隙８８で一部が欠けた中空環状で、外縁が上方に立設している床部８１ａと、空間となっている床部８１ａの中央側領域及び弁支持部８１の外側空間を繋ぐ空隙８８と、床部８１ａ上面に配されたツメ８５と、床部８１ａの立設部分の外周側に一端が接続し、上方に延在している係止ツメ８６と、を有する。空間は、床部８１ａの上下方向に貫通して、床部８１ａの上下側を連通している。

床部８１ａ上面側に冷媒流路切換弁７０を載置でき、さらにツメ８５によって冷媒流路切換弁７０を固定部材８０に支持、固定できる。ツメ８５は、床部８１ａに複数が略等角度の間隔をあけて配されている。

係止ツメ８６は床部に対して垂直方向に延在しており、床部８１ａの円環領域より外側に位置している。係止ツメ８６は、後述する冷媒流路切換弁７０のステータ７２外周側面に突出して設けられているリブ７３と接触することによって、周方向の回転止めとしても使用される。ステータ７２外周側面に設ける部材は必ずしもリブ７３でなくてもよく、係止ツメ８６によりステータ７２の周方向の移動を抑制可能な部材であればよい。

弁支持部８１は、床部８１ａ内側の空間と床部８１ａの外側領域とを繋ぐ空隙８８を持つ形状として形成されている。空隙８８を利用することで、冷媒流路切換弁７０のステータ７２側を床部８１ａの上側に位置させるとともに、冷媒流路切換弁７０下面側に設けられている管を床部８１ａの下側に位置させることが容易になる。すなわち、冷媒流路切換弁７０の固定部材８０への取付が容易になり、作業性を改善することができる。

また、冷媒流路切替弁７０は、弁座７８にそれぞれ一端が接続した入口配管７６と、出口配管７７ａ−７７ｄと、を有する。出口配管７７ａ−７７ｄは、弁体７９の回動に応じて一端に設けられた開口が開閉する。入口配管７６は、弁体７９の範囲より外側に位置しているため、弁体７９の回動に拘らず冷媒を供給する。

弁支持部８１の床部８１ａの中央側領域の空間との境界には、床穴９０が設けられている。床穴９０は空間と連続しており、環状の空間から床部８１ａに向かって径方向外側に延びるように設けられている。床穴９０の周方向両側は、床部８１ａの一部によって塞がれている。床穴９０の周方向寸法は、入口配管７６の径より大きく、かつ入口配管７６の径と略同一であると好ましい。出口配管７７ａ−７７ｄは、図６に示すように、冷媒流路切替弁７０を固定部材８０に支持、固定する際、この床穴９０内に冷媒流路切替弁７０の入口配管７６を配することによって、冷媒流路切替弁７０と固定部材８０の周方向の回転止めを行うことができる。床穴９０を用いた回転止めには、冷媒流路切替弁７０の構造によっては、出口配管７７を利用しても良い。この場合は、床穴９０の周方向寸法は、出口配管７７の径より大きく、かつ出口配管７７の径と略同一であると好ましい。このような構造により、弁支持部８１に冷媒流路切替弁７０の周方向の回転止めの機能を持たせることができ、取付部と一体で形成することにより、支持、固定のための部品点数を増やすことなく、材料費、組立作業性を改善することができ、安価な構造を提供することができる。

取付部８２は略Ｌ字型の形状をしており、弁支持部８１の外周側に位置し、床部８１ａに対して平行な方向に延在する第一の延在部８２ａと、床部８１ａに対して垂直な方向に延在し、第一の延在部８２ａの一端側に一端側が接続している第二の延在部８２ｂとを有する。第二の延在部８２ｂの他端側の先端付近には、固定部材８０を機械室１９へ固定するための機器取付部材を固定可能な機器取付部材設置部が開口している。本実施例では、機器取付部材及び機器取付部材設置部がネジ及びネジ孔８７であるとして説明する。なお、係止ツメ８６と第二の延在部８２ｂとはそれぞれ、床部８１ａに対して同じ側（本実施例では上方）に延在している。

第一の延在部８２ａは、上面視で格子状の形状である。これにより、強度を確保しながら固定部材８０に使用する材料の低減が図れる。第二の延在部８２ｂは、弁支持部８１が位置する側と反対側の面に、リブ等の凸部を有している。これにより、固定部材８０を機械室１９の壁面等に取付けたとき、第二の延在部８２ｂの面全体が壁面に接することを抑制し、振動の伝搬を抑制できる。

第一の延在部８２aを設けることにより、第二の延在部８２ｂを弁の投影上から左右方向にずらした位置に設定できる。これにより、後述する制振部８３を設けるためのスペースを確保することができるようになると共に、冷媒流路切替弁７０の下部に設けられているパイプを弁の投影上のスペースを用いて、最短距離で配置することが可能となる。

制振部８３は、弁支持部８１と取付部８２との間に設けられている。制振部８３は弁支持部８１、取付部８２と一体で形成されており、波形状をしている。制振部８３の波状形状としては、例えばＵ字状、Ｓ字状、Ｖ字状、Ｗ字状や、これらを複数組み合わせた形状にできる。このような波形状を採用することによって、冷媒流路切換弁７０が駆動する際の振動に伴い、その形状を変形することができ、弁支持部８１から取付部８２への振動伝搬を抑制することができ、冷蔵庫１へ伝播する振動を低減することができる。

弁支持部８１及び取付部８２は複数の制振部８３で繋がっており、第一の延在部８２ａの格子状領域の一部には、一の制振部８３の一部又は全部を設けることができる。これにより、制振部８３の設置スペースを確保しつつ固定部材８０を小型化できる。第一の延在部８２ａに設けられた制振部８３は、第一の延在部８２ａの端部ではなく内側に位置している。また、この制振部８３の水平方向両側に、それぞれ別の制振部８３が設けられている。この別の制振部８３はそれぞれ、第一の延在部８２ａの格子形状の外縁に接続している。

本実施例の制振部８３の波形状は、水平方向に可動しやすい構造である。具体的には、上面視で波形状を観察可能である。冷媒流路切換弁７０に搭載されたステッピングモータの回転によって起こる振動が、垂直方向の成分に比して水平方向の成分が強い場合、このような構造をとることによって、冷蔵庫１への振動伝搬を抑制しやすい構造とすることができる。

また、固定部材８０の材料としては、合成樹脂材料で形成することが望ましい。例えば、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、アクリロニトリルを用いることができる。このような合成樹脂材料を採用することにより、弁支持部８１、制振部８３、取付部８２を一体の部品として形成することが容易となり、部品点数を増やすことなく、軽量で安価な構造とすることができる。

＜冷媒流路切換弁７０の冷蔵庫１への取り付け＞
図８は、固定部材８０に冷媒流路切換弁７０を設置した状態を示す斜視図である。冷媒流路切換弁７０は、上面側にステッピングモータを有してステータ７２に覆われており、また、下面から入口配管７６，出口配管７７が下方に延在している。管７６，７７を上述した空隙８８に通すことで、冷媒流路切換弁７０の取付を容易に行うことができる。

ステータ７２は、底面にツメ８５を、側面に係止ツメ８６に係止可能な凹部又は凸部を有している。冷媒流路切換弁７０を床部８１ａに載置して、ツメ８５と係止ツメ８６を用いて固定した後、ネジ７５等を機械室１９壁面及びネジ孔８７に挿通して、冷蔵庫の機械室１９壁面の所定の位置へと固定する。固定部材８０によって冷媒流路切換弁７０を冷蔵庫１に固定することにより、冷蔵庫の製造時、搬送時及び使用時の各状態において、冷媒流路切換弁７０の姿勢を冷媒流路切換弁７０本体の下部に入口配管７６、出口配管７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄが位置する状態で維持することができる。ネジ７５としては、段付ネジ（図示せず）を使用しても良い。段付ネジを使用することによって、断熱箱体１０への振動をより低減することが可能となる。

次に、冷媒流路切換弁７０の下方から伸びている入口配管７６、出口配管７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄを、断熱箱体１０から延びている放熱パイプ６２、６３、６４、ドライヤ４１ａ、４１ｂと接続し、溶接する。次に、ステッピングモータ用の配線（図示せず）を接続し、冷媒流路切換弁７０の取り付けが完了する。

上記構成の冷蔵庫１における冷媒流路切換弁７０の取り付け構造であると、冷媒流路切換弁７０が、弾性形状をもった固定部材８０によって取り付けられているため、ステッピングモータの振動が固定部材８０を介して断熱箱体１０に伝達されるのを抑制でき、騒音低減することができる。特に固定部材８０が合成樹脂で形成されている場合、金属製と比べて材料の剛性が小さいので、振動に合わせて変形することができ、モータの振動伝達を抑制できる。

また、固定部材８０の材料に合成樹脂材料を用いることにより、弁支持部８１、制振部８３、取付部８２を一体で形成することができるようになり、固定のための部品点数を減らすことができる。このため、材料費、組立作業性を改善することができ、安価な構造を提供することができる。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室（冷蔵温度帯室）
３ 製氷室（冷凍温度帯室）
４ 上段冷凍室（冷凍温度帯室）
５ 下段冷凍室（冷凍温度帯室）
６ 野菜室（冷蔵温度帯室）
７ 蒸発器（冷却手段）
８ 蒸発器収納室
９ 庫内送風機（送風手段）
１０ 断熱箱体
１１ 冷蔵室送風ダクト
１２ 上段冷凍室送風ダクト
１３ 仕切部材
１７ 冷凍室戻り口
１８ 野菜室戻りダクト
１８ａ 野菜室戻りダクト出口
１９ 機械室（圧縮機収納室）
２４ 圧縮機
２５ 真空断熱材
２６ 庫外送風機
４１ ドライヤ
５１ 上側断熱仕切壁
５２ 下側断熱仕切壁
５３ 横仕切部
５４ 縦仕切部
５６ 冷蔵室ダンパ
５７ 冷凍室ダンパ
６０ 放熱手段
６１ 凝縮器
６２、６３、６４、６５ 放熱パイプ
６７ キャピラリチューブ（減圧手段）
６９ 分岐パイプ
７０ 冷媒流路切換弁（被支持部材。放熱性能制御手段）
７２ ステータ
７３ 位置決めのリブ
７５ 固定用ネジ
７６ 入口配管
７７ 出口配管
８０ 固定部材
８１ 弁支持部
８２ 取付部
８３ 制振部
８５ ツメ
８６ 係止ツメ
８８ 空隙
９０ 床穴

Claims (4)

1. 床部と、機器取付部材設置部を有する取付部と、を備える固定部材と、
   管を有し、前記床部に載置された被支持部材と、を備え、
   前記床部は、周方向両側が塞がれた床穴を有し、
   前記管を前記床穴に設けた前記被支持部材の支持構造。
2. 前記床部の中央側の領域に設けられ、該床部の上下方向に貫通する空間を有し、
   前記床穴は、前記空間から連続して径方向に設けられており、
   前記被支持部材は、
   前記管を複数有し、
   該管のうち、一部は前記床穴に設けられ、他の一部又は残部は前記空間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の支持構造。
3. 前記床部の外側の領域及び前記空間を繋ぐ空隙を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の支持構造。
4. 請求項１乃至３何れか一項に記載の支持構造を備える機器であって、
   前記固定部材は、前記機器取付部材設置部を介して当該機器に取付けられ、
   前記被支持部材は、
   流体を供給し、前記床穴に設けられた管としての入口配管と、
   弁体の回動により開閉し、前記空間に設けられた管としての出口配管と、
   前記弁体に駆動力を与えるモータと、を有することを特徴とする機器。

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