JP2020094730A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】庫内の容積を低減させることなく、ワイヤーハーネスの本数の低減を図り、容積効率及び品質を向上させる。【解決手段】複数のスレーブ機器１と、１又は複数のスレーブ機器１が接続された複数のサブ制御基板２１と、内箱４及び外板５の間を通る伝送路Ｌ２を介して複数のサブ制御基板２１と通信可能に接続され、複数のスレーブ機器１を統括制御するメイン基板３１とを具備し、サブ制御基板２１が、内箱４の庫内側表面Ｓよりも外板５側に配置した。【選択図】図５

Description

本発明は、冷蔵庫に関するものである。

近時、冷蔵庫には、高機能化に伴って、冷凍サイクル、庫内照明、庫内センサ又は庫外センサ、ドアスイッチ等といった種々の機能を発揮するスレーブ機器が多く搭載されるようになり、その結果、使用されるワイヤーハーネスの本数も増加している。

ワイヤーハーネスは、冷蔵室や冷凍室などを構成する内箱及び外板の間に這わせてあり、その本数が多くなると、例えば冷媒配管との干渉を防ぐための引き回し等が必要となって製造時の工数が増えたり、ワイヤーハーネスによる熱リークに起因して結露が生じたり、内箱及び外板の間に充填される断熱材の漏れ対策が必要となったりする。

一方、特許文献１には、複数のスレーブ機器を制御するサブ制御基板を冷蔵室内や冷凍室内に設けて、それらのサブ制御基板とメイン制御基板と通信可能に接続することで、ワイヤーハーネスの本数の低減を図ったものが開示されている。

しかしながら、このように各室内にサブ制御基板を設けると、その分、庫内の容積が低減してしまい、容積効率が低下するといった問題が生じる。

特開平６−０９４３４４号公報

そこで、本願発明は、上記の問題を一挙に解決すべくなされたものであり、庫内の容積を低減させることなく、ワイヤーハーネスの本数の低減を図り、容積効率及び品質を向上させることを課題とするものである。

すなわち、本発明に係る冷蔵庫は、複数のスレーブ機器と、１又は複数の前記スレーブ機器が接続された複数のサブ制御基板と、内箱及び外板の間を通る伝送路を介して前記複数のサブ制御基板と通信可能に接続され、前記複数のスレーブ機器を統括制御するメイン基板とを具備し、前記サブ制御基板が、前記内箱の庫内側表面よりも前記外板側に配置されていることを特徴とするものである。

このように構成された冷蔵庫であれば、メイン制御基板と複数のサブ制御基板とが通信可能に接続されており、しかもサブ制御基板が、内箱の庫内側表面よりも外板側に埋設されているので、庫内の容積を低減させることなく、ワイヤーハーネスの本数の低減が図れる、容積効率や品質を向上させることができる。

サブ制御基板の具体的な配置としては、前記内箱には、前記外板側に凹んだ収容凹部が形成されており、前記サブ制御基板が、前記収容凹部に収容されている態様が挙げられる。

前記内箱に形成された貫通孔に電装品ターミナルが埋設されており、前記サブ制御基板が、前記電装品ターミナルに設けられるとともに、前記伝送路と一体化されていることが好ましい。
このような構成であれば、サブ制御基板の取り付けに既存の電装品ターミナルを利用することができるうえ、冷蔵庫の製造時に電装品ターミナルを内箱に取り付けることで、サブ制御基板の取り付けが完了するので、サブ制御基板を別途取り付ける作業等が不要である。

前記サブ制御基板と前記伝送路とが、コネクタを介して着脱可能に接続されていることが好ましい。
このような構成であれば、例えばサブ制御基板の故障時やメンテナンス時などにおいて、庫内側からサブ制御基板の交換等を行うことができ、作業性が良い。

前記コネクタが、複数の識別用接続端子を有し、前記サブ制御基板が、前記識別用接続端子に接続される複数の接続端子を有し、前記コネクタ及び前記サブ制御基板が接続されることにより、前記複数の識別用端子の少なくとも一部が短絡するように構成されていることが好ましい。
このようなコネクタの複数を、短絡する識別用端子がそれぞれ異なるように構成しておくことで、サブ制御基板が接続されたコネクタをメイン制御基板側に識別させることができる。これにより、そのサブ制御基板に接続されているスレーブ機器を制御するための制御プログラムを選択させることができ、サブ制御基板の共通化や制御プログラムの簡素化等を図れる。

このように構成した本発明によれば、庫内の容積を低減させることなく、ワイヤーハーネスの本数の低減を図り、容積効率及び品質を向上させることができる。

本実施形態における冷蔵庫の全体構成を示す模式図。 本実施形態における冷蔵庫の内部構成を示す模式図。 本実施形態におけるメイン制御装置及びサブ制御装置の間のデータ通信を説明するための図。 本実施形態におけるサブ制御装置同士のデータ通信の一例を示す図。 本実施形態におけるサブ制御装置の配置を示す模式図。 その他の実施形態におけるサブ制御装置の配置を示す模式図。 その他の実施形態におけるコネクタの構成を示す模式図。

以下に本発明に係る冷蔵庫の一実施形態について説明する。

本実施形態の冷蔵庫１００は、図１及び図２に示すように、複数の貯蔵室（本実施形態では、冷蔵室Ｒ１、セレクト室Ｒ２、冷凍室Ｒ３、及び製氷室Ｒ４）を有するものであり、当該複数の貯蔵室Ｒ１〜Ｒ４に設けられる複数のスレーブ機器１と、１又は複数のスレーブ機器１が配線接続された複数のサブ制御機器２と、複数のサブ制御機器２と通信可能に接続されて複数のスレーブ機器１を統括制御するマスター機能を有するメイン制御機器とを備える、いわゆる自立分散制御方式のものである。

複数のスレーブ機器１は、個別にＣＰＵ及び通信回路を有しており、冷蔵庫１００としての機能の一部を発揮する機器である。冷蔵室Ｒ１に設けられるスレーブ機器１は、例えば、冷蔵室ドアスイッチ１ａ、冷蔵室温度センサ（庫内温度センサ）１ｂ、冷蔵室照明器（ＬＥＤ）１ｃ、ファン（冷蔵室ファン）１ｄ等である。セレクト室Ｒ２に設けられるスレーブ機器１は、セレクト室温度センサ（庫内温度センサ）１ｅ、ダンパ１ｆ等である。冷凍室Ｒ３に設けられるスレーブ機器１は、例えば、霜取りスイッチ１ｇ、冷凍室温度センサ（庫内温度センサ）１ｈ、ファン（冷蔵室ファン）１ｉ等である。その他、インバータ、凝縮器ファン、蒸発器入口温度センサ、除霜センサ、除霜ヒータ、庫外温度センサ、庫外湿度センサ、操作表示パネル等もスレーブ機器１となる。

サブ制御機器２は、１又は複数のスレーブ機器１が庫内側配線Ｌ１を介して接続されるものであり、ここでは庫内側配線Ｌ１がコネクタＣを介して接続されている。本実施形態のサブ制御機器２は、冷蔵庫１００の例えば各貯蔵室に対応して設けられており、具体的にはサブ制御基板２１により構成されている。

このサブ制御基板２１は、ＣＰＵ、内部メモリ、ＡＤコンバータ等を備えるコンピュータ回路であり、前記内部メモリに格納された所定のプログラムに基づいて、ＣＰＵ及び周辺機器が協働することによって、各スレーブ機器１から出力される種々の信号を取得するとともに、各スレーブ機器１の動作を制御する等の機能を発揮するものである。

マスター制御機器３は、各貯蔵室を構成する内箱４及び外板５の間を通る伝送路Ｌ２を介して、上述した各サブ制御機器２と通信可能に接続されたものであり、具体的には例えば冷蔵庫１００の下部に設けられたメイン制御基板３１により構成されている。

このメイン制御基板３１は、ＣＰＵ、内部メモリ、ＡＤコンバータ等を備えるコンピュータ回路であり、前記内部メモリに格納された所定のプログラムに基づいて、ＣＰＵ及び周辺機器が協働することによって、各サブ制御基板２１との間でデータ通信するとともに、複数のスレーブ機器１を統括制御する等の機能を発揮ものである。なお、ここでの通信には、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信が用いられているが、適宜変更して構わない。

伝送路Ｌ２は、内箱４及び外板５の間に充填されたウレタン等の発泡断熱材６の内部を通ってメイン制御基板３１とサブ制御基板２１とを接続している。
ここでの伝送路Ｌ２は、電源ラインと、複数のサブ制御機器２及びマスター制御機器３の間でデータ通信を可能にするとともに、複数のサブ制御機器２同士の間でデータ通信を可能にする通信ラインとを有する。本実施形態では、電源ラインが３本の電源線（２本のＡＣケーブル及び接地用ケーブル）からなり、通信ラインが３本（電源ケーブル、信号ケーブル、及び接地用ケーブル）の通信線からなり、伝送路Ｌ２は、計６本のワイヤーハーネスから構成されている。
これにより、伝送路Ｌ２の束ね径が小さくなり、伝送路Ｌ２を小径化することができる。その結果、冷蔵庫１００の壁を薄くして冷蔵庫１００の内容積を大きくしつつ、壁内部に設けられる発泡断熱材６の発泡不良を低減することができたり、発泡断熱材６の厚さを薄くすることができる。

サブ制御機器２及びマスター制御機器３の間のデータ通信は、ここでは図３に示すように、マスター制御機器３からサブ制御機器２に対して所定の周期でデータ送出要求（Ｐｏｌｌ：ポーリング）を行い、当該データ送出要求にサブ制御機器２が応答（ＡＣＫ：ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）する通信である。

また、伝送路Ｌ２を通じて複数のサブ制御機器２同士もデータ通信を行う。具体的には、それぞれのサブ制御機器２が所定の周期でデータを出力し、その他のサブ制御機器２が、出力されたデータのうち必要なデータを取得する。

制御の一例を説明すると、図４に示すように、例えば冷蔵室に設けられた第１のサブ制御機器２が、冷蔵室温度センサ１ｂから検出温度を取得すると、その検出温度を示す情報を例えば圧縮機を制御する第２のサブ制御機器２に送信する。
そうすると、第２のサブ制御機器２は、受信した検出温度を所定の閾値と比較して、閾値を上回った場合には、圧縮機の運転を開始するとともに、圧縮機の運転状態を示す情報を例えば冷蔵室ファン１ｄを制御する第３のサブ制御機器２に送信する。
第３のサブ制御機器２は、第２のサブ制御機器２から送信された情報に基づいて、圧縮機が運転しているか否かを判断し、圧縮機が運転していることを確認した場合に、冷蔵室ファン１ｄの運転を開始する。

然して、本実施形態の冷蔵庫１００は、上述したサブ制御基板２１が、図５に示すように、内箱４の庫内側表面Ｓよりも外板５側に配置されてなる。言い換えれば、サブ制御基板２１は、庫内に位置することなく、庫内を構成する後壁の内部に設けられている。

より具体的に説明すると、内箱４の庫内側表面Ｓには貫通孔４ｈが形成されており、この貫通孔４ｈに電装品ターミナルＴが埋設されている。この電装品ターミナルＴは、複数のスレーブ機器１に接続された庫内側配線Ｌ１が集約されるものであり、例えば庫内側配線Ｌ１が可及的に短くなるように各貯蔵室に配置された既存のものである。

ここでの電装品ターミナルＴは、ボックス状のものであり、この電装品ターミナルＴにサブ制御基板２１を収容させている。

また、電装品ターミナルＴには、上述した伝送路Ｌ２を挿通するための挿通穴Ｔ１が形成されており、この挿通穴Ｔ１から電装品ターミナルＴ内に挿通された伝送路Ｌ２が、ここではサブ制御基板２１に接続された状態で一体化されている。

このように構成された冷蔵庫１００であれば、メイン制御基板３１と複数のサブ制御基板２１とが通信可能に接続されており、しかも複数のサブ制御基板２１が、内箱４の庫内側表面Ｓよりも外板５側に配置されているので、庫内の容積を低減させることなく、ワイヤーハーネスの本数の低減が図られ、容積効率や品質を向上させることができる。

また、サブ制御基板２１を既存の電装品ターミナルＴに設けてあるので、サブ制御基板２１を取り付けるための専用の部材が不要であり、部品点数を増加させることなく、ワイヤーハーネスの本数を減らすことができる。

さらに、サブ制御基板２１が伝送路Ｌ２と一体化されているので、冷蔵庫１００の製造時に電装品ターミナルＴを内箱４に取り付けることで、サブ制御基板２１の取り付けが完了するので、サブ制御基板２１を別途取り付ける作業等が不要である。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では、サブ制御基板２１を既存の電装品ターミナルＴに取り付けていたが、図６に示すように、内箱４の庫内側表面Ｓの一部を凹ませた収容凹部４１を形成し、この収容凹部４１にサブ制御基板２１を収容させても良い。
この場合、収容凹部４１には伝送路Ｌ２が通る挿通穴を設けておく必要があり、この挿通穴には、発泡断熱材６の漏れを防ぐべく、封止部材Ｚを用いて封止しておくことが好ましい。

また、前記実施形態では、サブ制御基板２１及び伝送路Ｌ２が一体化されていたが、図６に示すように、サブ制御基板２１は、コネクタＣ２を介して伝送路Ｌ２に着脱可能に設けられていても良い。
このような構成であれば、例えばサブ制御基板２１の故障時やメンテナンス時などにおいて、庫内側からサブ制御基板２１の交換等を行うことができ、作業性が良い。

さらに、図７に示すように、サブ制御基板２１が接続されるコネクタＣ２が、複数の識別用接続端子を有しており、サブ制御基板２１が、識別用接続端子それぞれに接続される複数の接続端子を有しており、コネクタＣ２及びサブ制御基板２１が接続されることにより、複数の識別用端子の少なくとも一部が短絡するように構成されていても良い。

このように構成されたコネクタＣ２を、例えば貯蔵室それぞれに設けるとともに、それぞれのコネクタＣ２の短絡する識別端子の組み合わせを異ならせておくことで、サブ制御基板２１が接続されたコネクタＣ２をメイン制御基板３１に識別させることができる。
具体的には、図７に示すように、コネクタＣ２が４本の識別用接続端子（以下、第１識別端子〜第４識別端子という）を有している場合、例えば以下のように設定が挙げられる。
・第１及び第２識別用端子が短絡：冷蔵室のサブ制御基板
・第１及び第３識別用端子が短絡：冷凍室のサブ制御基板
・第１及び第４識別用端子が短絡：製氷室のサブ制御基板
・第１、第２及び第３の識別用端子が短絡：機械室のサブ制御基板

これにより、メイン制御基板３１は、サブ制御基板２１が接続されたがどの貯蔵室のコネクタＣ２に接続されたかを判別することができ、そのサブ制御基板２１に接続されているスレーブ機器１を制御するための制御プログラムを選択することができる。これにより、サブ制御基板２１の共通化や制御プログラムの簡素化等を図れる。

また、前記実施形態では、全てのスレーブ機器１において自立分散制御を行うものであったが、一部のスレーブ機器１をマスター機器２との間で集中制御するものであっても良い。例えば、即応性の求められる冷蔵室照明器（ＬＥＤ）、ウォータディスペンサ等のスレーブ機器１を集中制御するように構成しても良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・冷蔵庫
１ ・・・スレーブ機器
２ ・・・サブ制御機器
２１ ・・・サブ制御基板
３ ・・・マスター制御機器
３１ ・・・メイン制御基板
４ ・・・内箱
５ ・・・外板
Ｌ１ ・・・庫内側配線
Ｌ２ ・・・伝送路
Ｃ ・・・コネクタ
Ｓ ・・・庫内表面
Ｔ ・・・電装品ターミナル

Claims (5)

1. 複数のスレーブ機器と、
   １又は複数の前記スレーブ機器が接続された複数のサブ制御基板と、
   内箱及び外板の間を通る伝送路を介して前記複数のサブ制御基板と通信可能に接続され、前記複数のスレーブ機器を統括制御するメイン基板とを具備し、
   前記サブ制御基板が、前記内箱の庫内側表面よりも前記外板側に配置されていることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記内箱には、前記外板側に凹んだ収容凹部が形成されており、
   前記サブ制御基板が、前記収容凹部に収容されている、請求項１記載の冷蔵庫。
3. 前記内箱に形成された貫通孔に電装品ターミナルが埋設されており、
   前記サブ制御基板が、前記電装品ターミナルに設けられるとともに、前記伝送路と一体化されている、請求項１又は２記載の冷蔵庫。
4. 前記サブ制御基板と前記伝送路とが、コネクタを介して着脱可能に接続されている、請求項１又は２記載の冷蔵庫。
5. 前記コネクタが、複数の識別用接続端子を有し、
   前記サブ制御基板が、前記識別用接続端子に接続される複数の接続端子を有し、
   前記コネクタ及び前記サブ制御基板が接続されることにより、前記複数の識別用端子の少なくとも一部が短絡するように構成されている、請求項４記載の冷蔵庫。