JP2021025709A - ダンパ装置及びこれを備える冷蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンパの信頼性を高めた冷蔵庫を提供する。【解決手段】冷気を生成する冷却器と、冷却器と貯蔵室とを繋ぐ風路と、風路に配されたダンパ装置と、を有する冷蔵庫であって、ダンパ装置は、開口を囲む枠と、フラッパと、フラッパに対して、枠に近づく移動及び枠から遠ざかる移動をさせるモータと、枠のうち、風路の下流側に配されたヒータと、を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、ダンパ装置及びこれを備える冷蔵装置に関する。

特許文献１は、Ａ方向（Ｚ１方向）への回動で閉となるダンパ装置１のＺ１側に、シート状の弾性部材４９を設けた構成が開示されている（００２７、図１，３）。軸部４６によって回動される弾性部材４９が開口部２１０に当接することで開口部２１０が塞がれる。また、開口部２１０を形成する枠形状の側面一周に亘ってヒータ９を設けている（００２４、図１（ｂ），２）。

特開２０１５−１９４３１６号公報

特許文献１のように、開口部２１０を形成する枠形状の側面一周に亘ってヒータ９を設けた場合、ヒータ９は風路の上流側に配置されることとなるから着霜面である風路の下流側に対してフレーム２の板厚分離れた場所を加熱するため、フレームに付着した氷や霜を溶かす性能が弱い傾向にある。また、風路上流側はフラッパの開閉を妨げないように薄く設計する必要があり、そのためヒータ容量の上限に制限があった。

上記事情に鑑みてなされた本発明は、
冷気を生成する冷却器と、
該冷却器と貯蔵室とを繋ぐ風路と、
該風路に配されたダンパ装置と、を有する冷蔵庫であって、
前記ダンパ装置は、
開口を囲む枠と、
フラッパと、
該フラッパに対して、前記枠に近づく移動及び該枠から遠ざかる移動をさせるモータと、
前記枠のうち、前記風路の下流側に配されたヒータと、を有する。

実施形態の冷蔵庫の正面図 図１のＡ−Ａ線断面図 実施形態の閉状態のダンパの正面斜視図 実施形態の閉状態のダンパの背面斜視図 実施形態の開状態のダンパの側面断面図 実施形態のパッキンの正面斜視図 実施形態のパッキンの側面断面図（Ｐ−Ｐ断面） 比較例のポリエチシート製のパッキンと実施形態のパッキンを圧縮した時の反発力のグラフ 実施形態２のダンパおよびアルミシート付きヒータの正面斜視図 図９の側面断面図（Ｂ−Ｂ断面）

以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照しつつ説明する。
図１は、実施形態の冷蔵装置の一例である冷蔵庫の正面図である。冷蔵庫１は、箱体１０を有し、上方から冷蔵室２、左右に併設された製氷室３（冷凍室）と上段冷凍室４（冷凍室）、第一切替室５（切替室）、第二切替室６（切替室）の順番で貯蔵室を有している。

また、冷蔵庫１は、それぞれの貯蔵室の開口を開閉する扉として、上方から、左右に並んだ回転式の冷蔵室扉２ａ，２ｂ、引出式の製氷室扉３ａ及び冷凍室扉４ａ、第一切替室扉５ａ、並びに第二切替室扉６ａを有する。引出式の各扉には、これらそれぞれと一体に引き出される製氷室容器３ｂ、冷凍室容器４ｂ、第一切替室容器５ｂ、第二切替室容器６ｂが設けられている。

冷蔵室２は、庫内を冷蔵温度帯（０℃以上）の例えば平均的に４℃程度にした冷蔵貯蔵室である。製氷室３および上段冷凍室４は、庫内を冷凍温度帯（０℃未満）の例えば平均的に−１８℃程度にした冷凍貯蔵室である。

第一切替室５および第二切替室６は、冷凍温度帯または冷蔵温度帯に設定可能な切替貯蔵室で、例えば、平均的に４℃程度にする冷蔵モードと、平均的に−２０℃程度にする冷凍モードとに切り替えられる。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。冷蔵庫１は、鋼板製の外箱１０ａと合成樹脂製の内箱１０ｂとの間に発泡断熱材（例えば発泡ウレタン）を充填して形成される箱体１０によって、庫外と庫内とが隔てられて構成されている。箱体１０や各扉には発泡断熱材に加えて、比較的熱伝導率の低い真空断熱材を外箱１０ａと内箱１０ｂとの間に実装されている。

蒸発器ＥＶ１（第一蒸発器）は、圧縮機２４と、凝縮器（不図示）、キャピラリチューブ（不図示）とによって、冷凍サイクルを構成している。

冷蔵庫１の上部には、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基板３１を配置している。制御基板３１は、外気温度センサ３７、外気湿度センサ３８、冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、第一切替室温度センサ４３、第二切替室温度センサ４４、冷蔵室側蒸発器温度センサ４０ａ、蒸発器温度センサ４０ｂ等とで接続されている。

また、制御基板３１は、各センサの出力値や操作部２００の設定、ＲＯＭに予め記録されたプログラム等を基に、後述する圧縮機２４や冷蔵室側ファン９ａ、送風ファン１３７、蒸発器といずれかの貯蔵室とを繋ぐ風路上に設けられて風路の開閉を行うダンパ、例えばダンパ１３２の制御を行っている。ダンパは、風路と各貯蔵室との間に適宜配することができる。ダンパの詳細は後述する。

［ダンパ１３２の閉塞補助構造］
本実施形態の冷蔵庫には、上述のように適宜ダンパが配されている。図３は、閉状態のダンパ１３２の正面斜視図である。図４は閉状態のダンパ１３２の背面斜視図である。図５は開状態のダンパ１３２の側面断面図である。ダンパ１３２は、背面から正面に向けて冷気が流れるが、逆向きの流れに設けてもよい。

ダンパ１３２は、ダンパ１３２が開状態の時には開放される開口Ｏを囲む枠１３２１、面としてのフラッパ１３２２、駆動部としてのモータ１３２３、モータ１３２３の駆動により回転する軸１３２４、フラッパ１３２２に装着されたパッキン９０を有する。
開口Ｏ、枠１３２１、フラッパ１３２２、及びパッキン９０は、軸１３２４のモータ１３２３からの延在方向（左右方向）が長手方向となる形状である。軸１３２４は、モータ１３２３に接続する第１の端部から長手方向に延在しており、さらに短手方向である上下方向に延在してフラッパ１３２２に第２の端部が接続している。

（フラッパ１３２２）
フラッパ１３２２は、モータ１３２３の駆動による回転力を軸１３２４を介して受けることで回動し、開口Ｏを開閉する部材である。フラッパ１３２２は、長手方向の端側（左端側）で軸１３２４の第２の端部に接続している。本実施形態では、このうち短手方向の一方側（下側）で第２の端部に接続している。

フラッパ１３２２は、背面において、左右方向の左端側と右端側それぞれに、短手方向に延在するリブ１３２６を有している。フラッパ１３２２が受けるモータ１３２３からの回動力は軸１３２４を介して伝わるため、フラッパ１３２２のうち、軸１３２４に近い側（左側）は比較的強い力で枠１３２１に当接し得るが、遠い側（右側）は比較的弱い力で当接し得る。このため、少なくとも遠い側に凸部としてのリブ１３２６を配することで、回動力（当接力）が遠い側にも伝達しやすいようにできる。本実施形態では近い側にもリブ１３２６を配している。

枠１３２１及びフラッパ１３２２（厳密には、後述するパッキン９０）が当接する領域のうち、軸１３２４から遠い側の範囲で磁力を利用するようにしてもよい。具体的には、軸１３２４から遠い側の範囲について、枠１３２１及びフラッパ１３２２（パッキン９０でもよい。）の一方に永久磁石、他方に磁性体を配することで、遠い側の当接力を補助することができる。この際、軸１３２４に近い側の範囲にも永久磁石や磁性体を配すると、ダンパ１３２の開閉に必要なモータトルクが増大するため、少なくとも軸１３２４に近い側には磁力を作用させないことが好ましい。なお、モータ１３２３は、本実施形態では軸１３２４を介してフラッパ１３２２を回動させるものであるが、リニアモータを用いたりギア機構を用いたりしてフラッパ１３２２を前後に往復動させるものであってもよい。

軸１３２４について、モータ１３２３と反対側には、軸押さえ１３２９が配されていて、軸１３２４の第３の端部が軸押さえ１３２９に接続している。これにより軸１３２４の支持を強固にできる。第１の端部と第３の端部とは同一直線上に位置している。また、フラッパ１３２２の長手方向のうち、軸１３２４が在る側と反対側（本実施形態では、軸１３２４から遠い側のリブ１３２６と略同じ位置）には、軸１３２４の回動に従動する従動軸１３２８と、従動軸１３２８を押える従動軸押え１３２９とが配されている。本実施形態では、従動軸１３２８が円筒形状の凹、従動軸押え１３２９が平板のリブから円筒の凸が出ている形状となっており、従動軸１３２８の凹と従動軸押え１３２９の凸によって、軸１３２４に対して、開閉方向以外の動きを制限できる。凹凸は逆に設置しても良い。

（フラッパ１３２２とパッキン９０の係合）
フラッパ１３２２はパッキン９０と係合しており、パッキン９０と係合する係合部としてのツメ１３２７を有する。そしてパッキン９０は、ツメ１３２７に対応する箇所に係合部としての、後述する孔９３を有する。ツメ１３２７は、本実施形態ではフラッパ１３２２外周のうち上下及び左右側に設けられており、上側と下側とは個数が異なる。これにより、パッキン１３２６の装着向きを組立者が誤ってしまうことを抑制できる。

（パッキン９０）
図６はパッキン９０の正面斜視図、図７はパッキン９０の側面断面図（Ｐ−Ｐ断面）である。
パッキン９０は、開口Ｏの閉塞時に枠１３２１に当接する閉塞補助部９１、閉塞補助部９１を挟んで枠１３２１と反対側に位置する受け面９２、孔９３を有する。
閉塞補助部９１は、本実施形態ではパッキン９０と同一材料で形成されており、弾性変形又は塑性変形が可能である。受け面９２は、開口Ｏの開放時には閉塞補助部９１との間に空隙を有して離間している。モータ１３２３の駆動によってパッキン９０が枠１３２１に近づくと、閉塞補助部９１が枠１３２１に当接することで開口Ｏが概ね閉塞される。閉塞補助部９１は薄いヒレ形状に形成されており、受け面９２との間に空隙を有しているため容易に変形し、モータ１３２３のトルクに対する抵抗を殆ど発揮しない。さらにモータ１３２３が駆動すると、閉塞補助部９１は枠１３２１で押さえられているため閉塞補助部９１と受け面９２とが相対的に近づいていって接触し、枠１３２１と受け面９２とで閉塞補助部９１を押えつける。これにより、比較的小さいモータトルクであっても閉塞補助部９１の当接及び変形によって開口Ｏの閉塞を効果的に行える。

閉塞補助部９１は、本実施形態のようにパッキン９０に設けられていてもよいし、枠１３２１に設けられていてもよい。枠１３２１に設けられる場合、枠１３２１と閉塞補助部９１との間に空隙を設け、パッキン９０と閉塞補助部９１とが接触したら閉塞補助部９１がパッキン９０に押されて移動することで空隙を通過し、通過後に枠１３２１に接触することになる。これにより本実施形態と同様の効果を奏することができる。閉塞補助部９１は、少なくとも枠１３２１と開口Ｏとの境界部分（縁部分）（環状の曲線である。）に沿って設けられていればよい。

本実施形態のパッキン９０は、弾性変形可能な例えばシリコンゴムで形成されているが、特に先端側の一部が塑性変形可能な材料で形成してもよい。パッキン９０を非発泡素材で形成するのが好ましく、この場合、独立気泡材料であれば温度変動に伴う変形量を低減できるので、冷気風路中に配されるダンパであっても、変形による冷気漏れを抑制できて好ましい。一方、連続気泡材料であれば材料中に水が浸入してパッキン９０が凍結してしまい弾性性や塑性性を失う虞を抑制できるため好ましい。

パッキン９０の受け面９２は、フラッパ１３２２の形状に沿った形状である。このため、ここではパッキン９０の説明によってフラッパ１３２２の説明も併せて行う。パッキン９０（フラッパ１３２２）は、上下端側にそれぞれ配された主面部９２１、中央側に配されて前方（開口Ｏ側）に突出した突出部９２２、これらを接続する接続部９２３を有する。
主面部９２１は、枠１３２１とともに閉塞補助部９１を押し潰していく部分である。突出部９２２は、開口Ｏを閉塞した状態では、開口Ｏの縁よりも前方に位置することになる部分である。閉塞補助部９１の根元は受け面９２に位置し、好ましくは接続部９２３に位置する。

このような受け面９２（フラッパ１３２２）の構造にすると、受け面９２（フラッパ１３２２）が立体的になることからの剛性を確保しやすく、強度を向上できる。図４を含めて参照されたいが、特に本実施形態のように、リブ１３２６が突出部９２２を亘っていて、環状に形成されている主面部９２１の２か所を接続するように設けられていたり、リブ１３２６と軸１３２４の短手方向延在部分（第２の端部から延在する部分）とが直線状に配されていたり、するとさらに好ましい。

また、接続部９２３又は閉塞補助部９１が開口Ｏの縁に接触するとともに、開口Ｏの前後両方側に受け面９２（後側に主面９２１、前側に突出部９２３）を配することができるから、開口Ｏの閉塞を立体的に行うことができるので、より密閉性の高い閉塞を行うことができる。この点、フラッパ１３２２を回動させるモータ１３２３は、フラッパ１３２２の開閉動作において通常、厳密に回動角度が設定できるような高価なモータを利用しない。すなわち、開閉動作におけるフラッパ１３２２に加えられるトルク量や回動角度量が一定ではない。本実施形態もそのようなモータ（開閉動作ごとにトルク量や回動角度量が変動し得るモータ）を利用している。このような条件下でも本実施形態のようなフラッパ１３２２形状であれば、閉塞補助部９１が接続部９２３から、好ましくは前方に向けて延在しているため、広い回動角度範囲で接続部９２３や閉塞補助部９１が開口Ｏの縁に接触できることから、安定した閉塞が可能である。

なお、パッキン９０は、孔９３を挟んで受け面９２と前後方向で反対側に返し面９２４を有している。また、孔９３は、パッキン９０の非貫通孔にしてもよいが、パッキンに付着した水が孔９３内部で凍結することを抑制すべく貫通孔であることが好ましい。

閉塞補助部９１は、根元から先端側に向かうにつれて一旦前方（開口Ｏ側）に向かい、その後先端側に向かうにつれて後方に向かう、反り返り形状となっている。

パッキン９０の材料としては、公知の独立気泡材料（ポリエチシート）よりも柔らかいモノが好ましい。図８はポリエチシート製のパッキン（比較例）とシリコンゴム製のパッキン９０（実施形態）を圧縮した時の反発力のグラフである。横軸はパッキンを枠と受け面とで挟んで接触した状態を０とし、自然状態から潰した距離をとったものである。縦軸は横軸の距離にする場合に必要な力である。

本実施形態の閉塞補助部９１は、根元のみが受け面９２に接続して先端が受け面９２からから離間した形状であるが、先端も受け面９２に接続した形状（いわゆるバルーンや吸盤のような形状）であってもよい。

＜実施形態２＞
本実施形態のダンパ１３２は、フラッパ１３２２で閉塞される開口の中央側に補強部９９が在る以外は実施形態１と同様である。以下、実施形態１と同様の構成であるがヒータＨ２の詳細を説明する。
（ヒータＨ２）
図９は本実施形態におけるダンパ１３２およびアルミシート付きヒータＨ２の正面斜視図、図１０は図９のＢ−Ｂ断面図である。ダンパ１３２には、枠１３２１の周面、好ましくは全周にダンパヒータＨ２が設けられている。ヒータＨ２は、例えばＮｉ−Ｃｒなどの合金により構成される発熱線と、その外周にＰＶＣ被覆が施された直径約３ｍｍのコードヒータＨ２１と、コードヒータＨ２１に貼り付けられたアルミシートＨ２２とによって構成されている。アルミシートＨ２２は、コードヒータＨ２１からの熱を枠１３２１の全体に広げるものであり、アルミ箔によって構成されている。

また、枠１３２１の前面にはコードヒータＨ２１を収めるための溝１３２１１が設けられており、これによって貼り付け位置のばらつきを抑制し、正しい位置へヒータＨ２を設置することが可能となっている。

本実施形態における冷蔵庫では、ダンパ１３２は、ヒータＨ２が設置されている面を風路の下流側、ヒータＨ２が設置されていない面が風路の上流側となるように実装されている。風路の上流側には蒸発器ＥＶ１が設置され、冷却運転中は常に約−３０〜−２０℃のマイナス温度帯となっている。一方で風路の上流側は第一切替室５とつながっているため例えば、冷蔵モードに設定されている場合平均的に４℃程度の冷蔵温度帯となっている。このとき、ダンパ１３２がフラッパ閉状態の場合、風路の上流側と下流側の境界面１４０２を境にして温度差が生じる。下流側から流れた冷蔵温度帯の空気がこの境界面１４０２に触れたとき、上流側のマイナス温度帯の冷気によって空気が冷やされ境界面１４０２に対して下流側の面に結露が発生する。発生した結露は冷却されることで霜や氷となる。冷蔵庫が運転を続けることでこのサイクルが繰り返され、境界面１４０２の下流側の霜が堆積していく。堆積した霜はパッキン９０にも付着するため枠１３２１とパッキン９０の間に霜が付着した場合、適切な開閉動作ができず、さまざまな不良を引き起こす可能性がある。

例えば閉状態で氷結してしまった場合、本来開しなければならないタイミングで開できず、冷却不良（ひえが悪い）に至ったり、開状態で氷結した場合本来閉しなければならないタイミングで開できないため、第一切替室５が冷えすぎる不良に至ったりする可能性がある。

このような不良状態に至ることを防止するために、定期的に堆積した霜や氷を溶解する必要がある。例えば、ダンパ１３２に付着した霜や氷の溶解は冷蔵庫の除霜運転中に行うことができる。除霜運転中は除霜ヒータ２１がＯＮすることで蒸発器ＥＶ１およびその周辺の霜や氷を溶解することができる。このときダンパ１３２の周囲温度も上昇するためある程度除霜が可能であるが、ダンパヒータ１４０１をＯＮすることで、さらにダンパ１３２周辺の霜を効率よく溶かすことが可能となる。ダンパヒータ１４０１は着霜している風路の下流側に設置されているため、霜や氷を直接溶かすことができる。これによりダンパヒータ１４０１のＯＮ時間を短縮することができるため、消費電力の抑制も図ることができる。

また、溝１３２１１を閉塞補助部９１の前後方向投影上に設けることで、閉塞補助部９１が枠１３２１に氷結してしまった場合でも容易に氷を溶解することができる。また、ダンパヒータＨ２は除霜運転中以外にも、定期的なＯＮや温度センサによる情報を元に随時ＯＮすることで着霜が進行する前にこまめに霜や氷を溶解することもできる。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室
３ 製氷室（冷凍室）
４ 上段冷凍室（冷凍室）
５ 第一切替室（切替室）
６ 第二切替室
２１ 除霜ヒータ
９０ パッキン
９１ 閉塞補助部
９２ 受け面
９２１ 主面部
９２２ 突出部
９２３ 接続部
９２４ 返し面
１３２ ダンパ
１３２１ 枠
１３２１１ ヒータ溝
１３２２ フラッパ
１３２３ モータ（駆動部）
１３２４ 軸
１３２６ リブ（凸部）
１３２７ ツメ
１３２８ 従動軸
１３２９ 従動軸押え

Claims (3)

1. 冷気を生成する冷却器と、
   該冷却器と貯蔵室とを繋ぐ風路と、
   該風路に配されたダンパ装置と、を有する冷蔵庫であって、
   前記ダンパ装置は、
   開口を囲む枠と、
   フラッパと、
   該フラッパに対して、前記枠に近づく移動及び該枠から遠ざかる移動をさせるモータと、
   前記枠のうち、前記風路の下流側に配されたヒータと、を有する冷蔵庫。
2. 前記フラッパは、弾性変形又は塑性変形可能な閉塞補助部を有し、
   前記フラッパが前記枠に近づいていくと、前記閉塞補助部が前記枠及び前記フラッパに接触し、
   前記フラッパが前記枠から遠ざかっている状態では、前記閉塞補助部は、前記枠及び前記フラッパの間それぞれに空隙を介して位置し、
   前記ヒータは、前記風路の上下流方向視で前記閉塞補助部に重なっている請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記ヒータは、前記枠のうち、前記風路の下流側の面に配されたヒータ溝に配された請求項１又は２に記載の冷蔵庫。

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