JP3250845B2 - 冷蔵庫の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷蔵庫の運転制御装置に
係り、特に冷凍サイクルの圧縮機用電動機を可変制御す
るものに好適な冷蔵庫の運転制御装置の実装方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の冷蔵庫において、圧縮機の電動機
は一般的に一定速の誘導電動機が用いられている。この
ようなものにおいては冷蔵庫庫内の温度負荷に係わら
ず、常に一定の能力しか出せない。そのため温度負荷の
大きいときには十分な能力が発揮できず食品の温度がな
かなか下がらなかったり、また温度負荷の小さいときに
は能力が出すぎ消費電力量が多くなる等という問題があ
った。

【０００３】そこで近年、インバータなどの電力変換を
用い、温度負荷の状態により圧縮機の能力を可変にし、
常に最適な能力で冷却する技術がでてきた。またそのイ
ンバータを冷蔵庫に取り付ける際に小型化などを含め、
さまざまな検討がなされている。

【０００４】この方法の一例として、例えば特開平２−
１４０５７７号公報に示される方法がある。

【０００５】この従来の冷蔵庫の運転制御装置について
以下図面を参照しながら説明を行う。

【０００６】図４は従来の冷蔵庫の運転制御装置の概略
図である。図４において１は圧縮機、２は圧縮機の能力
を可変にするための電力変換部、３は圧縮機１に内蔵さ
れた電動機である。電力変換部２は金属箱４に納めら
れ、圧縮機とは端子５、端子６にて接続されている。端
子５と端子６はプラグイン形式で接続できる端子であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の構成では、圧縮機１と電力変換部２とがごく
近傍にあるため、圧縮機１の熱（通常運転時において約
８０〜９０℃）が直接電力変換部２に伝わってしまう様
な構成になっていた。

【０００８】そのため、電力変換部２で使用しているダ
イオード、トランジスタなどのパワー素子がその熱の影
響を受け、通常より温度上昇が高くなってしまい、信頼
性が低下する。また信頼性を確保するためにはパワー素
子の容量をアップし、素子自体の温度上昇を抑制する方
法が考えられるが、回路が大型化しコストもアップする
という課題を有していた。

【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、回路を小型化、低コスト化を保ったまま、信頼性が
確保できる冷蔵庫の運転制御装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の冷蔵庫の運転制御装置は、商用電源から圧縮
機の能力を可変にするための電源をつくり出す電力変換
部と、前記電力変換部の特に発熱の大きい素子を中心に
集積化したパワー回路ブロックと、前記パワー回路ブロ
ックの熱を放熱するヒートシンクと、前記圧縮機を冷却
するための圧縮機用冷却ファンと、前記ヒートシンクと
前記パワー回路ブロックを配置した前記圧縮機冷却ファ
ンの吸い込み風路とを備え、前記吸い込み風路を流れる
空気を、前記パワー回路ブロックを冷却する空気と前記
ヒートシンクを冷却する空気とに分流させた構成を有し
ている。

【００１１】また他の構成においては、前記パワー回路
ブロックを冷蔵庫箱体に密着させる弾性保持手段とを備
え、前記パワー回路ブロックの発熱を前記冷蔵庫箱体に
伝達して前記冷蔵庫箱体により放熱するという構成を有
している。

【００１２】また他の構成においては、前記電力変換部
を収納する電力変換箱体と、前記パワー回路ブロックを
固定した放熱ブロックと、前記放熱ブロックと前記電力
変換箱体とを弾性的に接続する弾性支持手段と、前記弾
性支持手段により前記放熱ブロックと冷蔵庫箱体とを密
着させるという構成を有している。

【００１３】

【作用】この構成によって、従来から圧縮機の冷却用と
して取り付けられている圧縮機冷却ファンの風を有効に
使用するために、吸い込み風路を設け、ヒートシンクと
パワー回路ブロックとをその風路中に配置することによ
り、パワー回路ブロックの放熱を促進し、温度を低下さ
せる。そのためにサイズ、コストは従来通りのまま、パ
ワー素子の信頼性が著しく向上する。

【００１４】また他の構成においては、冷蔵庫箱体自体
をパワー回路ブロックの放熱用に利用するために、弾性
保持手段を用いて冷蔵庫箱体に密着して取り付けるので
パワー回路ブロックの放熱が促進され、温度を低下させ
る。その結果、ヒートシンク、風路が不要となり、更に
小型化、低コスト化が実現でき、かつパワー素子の信頼
性が著しく向上する。

【００１５】また他の構成においては、弾性支持手段を
用い、パワー回路ブロックを取り付けた放熱ブロックを
冷蔵庫箱体に容易に密着させることができるので、放熱
が促進され、温度を低下させる。また電力変換箱体の取
付のみで密着させることができるので、さらに組み立て
易さが向上による生産性が向上でき、かつパワー素子の
信頼性が著しく向上する。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第１の実施例について、図面
を参照しながら説明する。

【００１７】図１は本発明の第１の実施例における冷蔵
庫の運転制御装置の構成図である。図１において、１０
は圧縮機１１、流体制御弁（図示せず）、冷媒配管（図
示せず）などを格納している機械室であり、一般的には
冷蔵庫の背面下部に設けられている。１２は圧縮機１１
の冷却を行うことを主目的とした圧縮機用冷却ファンで
ある。

【００１８】１３は商用電源（図示せず）から圧縮機１
１の能力を可変にするための電源をつくり出す電力変換
部であり、例えばインバータや位相制御などの方法があ
る。その回路例は前述の公報特開平２−１４０５７７号
公報に記載されている。

【００１９】電力変換部１３は、発熱の大きい素子（例
えばダイオード、トランジスタなど）を集積化したパワ
ー回路ブロック１４と、所望の電源を得るためにパワー
回路ブロック１４の制御を行う電力変換制御部１５とか
らなる。１６はパワー回路ブロック１４の放熱を促進す
るヒートシンクである。

【００２０】１７はパワー回路ブロック１４、電力変換
制御部１５とヒートシンク１６などを取り付けた電力変
換箱体であり、吸い込み用突起１８ａをもつ第１の吸い
込み口１８と、圧縮機用冷却ファン１２側に設けられた
吹き出し口１９とを有する。また電力変換箱体１７はヒ
ートシンク１６の中を空気が流れるのを妨げないように
取り付けられている。

【００２１】２０は圧縮機用冷却ファン１２の風量を確
保するための吸い込み風路であり、機械室ベース２１と
冷蔵庫箱体２２との間に設けられた第２の吸い込み口２
３から空気を吸い込み、風路形成用間仕切２４で区切ら
れた吸い込み風路２０を通過して冷却用空気が圧縮機１
１に当てられる。ここで電力変換箱体１７はこの吸い込
み風路２０の中におかれている。

【００２２】次に、図１を用いて第１の実施例の動作に
ついて説明する。図１において圧縮機用冷却ファン１２
が回転すると、破線の矢印にて示される経路にて空気が
流れる。第２の吸い込み口２３から冷蔵庫の置かれてい
る周囲の空気（温度は室温）を吸い込む。

【００２３】次に吸い込まれた空気は、吸い込み用突起
１８ａにあたり第１の吸い込み口１８から電力変換箱体
１７の内部を流れる空気と、ヒートシンク１６を流れる
空気とに分流される。

【００２４】前者の空気はパワー回路ブロック１４と電
力変換制御部１５とを冷却し、吹き出し口１９から出て
いく。また後者の空気はヒートシンク１６の内部（フィ
ンの間）を流れ、ヒートシンクを冷却する。その後圧縮
機用冷却ファン１２を通過し、圧縮機１１を冷却するこ
ととなる。

【００２５】以上のように本実施例によれば、電力変換
箱体１７を吸い込み風路２０の中に置くことにより、電
力変換部１３の冷却を適正にすることにより、パワー回
路ブロックの温度上昇を抑えることができ、パワー素子
の信頼性が著しく向上する。またパワー素子の容量はそ
のままでよい為に大型化、コストアップなどの心配も皆
無である。

【００２６】また、従来からある圧縮機用冷却ファン１
２を併用するので、ファンの追加なども必要なく、コス
トアップしない。

【００２７】また、第２の吸い込み口を機械室ベース２
１と冷蔵庫箱体２２との間に設けることにより、外部か
ら目立たずしかも有効に外気を取り込むことができる。

【００２８】また第１の吸い込み口１８に吸い込み用突
起１８ａを設けることにより、第２の吸い込み口２３か
ら吸い込まれた空気は有効的に電力変換箱体１７とヒー
トシンク１６とに分流され、適切な冷却が可能となる。
また吸い込み用突起１８ａの形状、サイズを変更するこ
とによりコストを上げずに最適な冷却になるように変更
することも可能である。

【００２９】また、風路形成用間仕切２４を設けること
により、吸い込み風路２０を明確に確保でき、より風量
がアップし、冷却効果は更にアップする。

【００３０】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００３１】図２は本発明の第２の実施例における冷蔵
庫の運転制御装置の構成図である。図２において、図１
に示した第１の実施例における冷蔵庫の運転制御装置の
構成図と同様の構成のものは同番号を付し、説明を省略
する。

【００３２】３０は冷蔵庫箱体２２と予め溶接などで固
定されている弾性保持手段である。３１は機械室ベース
２１にネジ等を使用して取り付けられる固定手段であ
り、パワー回路ブロック１４側に突起部３１ａを有す
る。

【００３３】次に、図２を用いて第２の実施例の動作に
ついて説明する。まずこの組み立て方から説明する。パ
ワー回路ブロック１４を弾性保持手段３０で挟み込むよ
うに取り付ける。次に固定手段３１の突起部３１ａの上
部にパワー回路ブロック１４の下面が接するようにし、
冷蔵庫箱体２２側に押さえつけるようにしてネジで固定
する。次に、電力変換制御部１５とパワー回路ブロック
１４間をハーネスで結線する。

【００３４】次に動作について説明する。パワー回路ブ
ロック１４は弾性保持手段３０と固定手段３１によって
冷蔵庫箱体２２に密着されて取り付けられている。また
突起部３１ａによってパワー回路ブロックの下面は保持
されている。

【００３５】このようにすることによりパワー回路ブロ
ック１４での発熱は密着された冷蔵庫箱体２２に伝わ
る。ここで冷蔵庫箱体２２は十分に広い放熱面積を有
し、十分な冷却効果を得ることができる。

【００３６】以上のように本実施例によれば、パワー回
路ブロック１４を弾性保持手段３０で冷蔵庫箱体２２に
密着させられて取り付けられるので、十分な冷却効果を
発揮し、パワー回路ブロックの温度上昇を抑えることが
でき、パワー素子の信頼性が著しく向上する。また放熱
のために冷蔵庫箱体２２を使っているので、放熱のため
のヒートシンク等は不要となり、更に小型化、低コスト
化が実現できる。

【００３７】また突起部３１ａを設けることにより、パ
ワー回路ブロック１４の取り付け不良や経年脱落を防止
する。

【００３８】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００３９】図３は本発明の第３の実施例における冷蔵
庫の運転制御装置の構成図である。図３において、図
１、図２に示した第１の実施例、第２の実施例における
冷蔵庫の運転制御装置の構成図と同様の構成のものは同
番号を付し、説明を省略する。４０はパワー回路ブロッ
ク１４、電力変換制御部１５などを取り付けた電力変換
箱体であり、その中には支持部４０ａが固定されてい
る。

【００４０】４１はパワー回路ブロック１４に取り付け
られている放熱ブロックであり、例えばアルミブロック
などで作られている。４２は電力変換箱体４０の支持部
４０ａと放熱ブロック４１とに固定された弾性支持手段
である。

【００４１】次に、図３を用いて第３の実施例の動作に
ついて説明する。まずこの組み立て方から説明する。電
力変換箱体４０に電力変換制御部１５、パワー回路ブロ
ック１４、放熱ブロック４１、弾性支持手段４２などを
含めて予め部品として組み立てておく。その後機械室ベ
ース２１にネジなどで冷蔵庫箱体２２の押し付けるよう
にして取り付けると、弾性支持手段４２の働きにより自
然に放熱ブロック４１と冷蔵庫箱体２２は密着する。

【００４２】次に動作について説明する。パワー回路ブ
ロック１４は放熱ブロック４１を介して冷蔵庫箱体２２
に密着されて取り付けられている。 このようにするこ
とによりパワー回路ブロック１４での発熱は放熱ブロッ
ク４１を介して冷蔵庫箱体２２に伝わる。ここで放熱ブ
ロック４１は熱伝導性の良いアルミブロックなどを用い
ており、かつ冷蔵庫箱体２２は十分に広い放熱面積を有
し、十分な冷却効果を得ることができる。

【００４３】以上のように本実施例によれば、弾性支持
手段４２を用いることにより、パワー回路ブロック１４
は放熱ブロック４１を介して、冷蔵庫箱体２２に密着さ
せられて取り付けられるので、十分な冷却効果を発揮
し、パワー回路ブロックの温度上昇を抑えることがで
き、パワー素子の信頼性が著しく向上する。

【００４４】また放熱のために冷蔵庫箱体２２を使って
いるので、放熱のためのヒートシンク等は不要となり、
更に小型化、低コスト化が実現できる。

【００４５】また電力変換箱体４０を中心として予め組
立ができ、かつ冷蔵庫本体に組み込みも非常に容易に冷
蔵庫箱体２２に密着させることができるので作業性が非
常に良く、生産性が著しく向上する。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明は、前記圧縮機を冷
却するための圧縮機用冷却ファンと、ヒートシンクとパ
ワー回路ブロックを配置した前記圧縮機冷却ファンの吸
い込み風路とを設け、前記吸い込み風路を流れる空気
を、前記パワー回路ブロックを冷却する空気と前記ヒー
トシンクを冷却する空気とに分流させたことによって、
パワー回路ブロックの放熱を促進し、温度を低下させ
る。そのためにサイズ、コストは従来通りのまま、パワ
ー素子の信頼性が著しく向上する。

【００４７】また他の構成においては、前記パワー回路
ブロックを冷蔵庫箱体に密着させる弾性保持手段とを備
え、前記パワー回路ブロックの発熱を前記冷蔵庫箱体に
伝達して前記冷蔵庫箱体により放熱することにより、パ
ワー回路ブロックの放熱が促進され、温度を低下させ
る。その結果、ヒートシンク、風路が不要となり、更に
小型化、低コスト化が実現でき、かつパワー素子の信頼
性が著しく向上する。

【００４８】また他の構成においては、前記電力変換部
を収納する電力変換箱体と、前記パワー回路ブロックを
固定した放熱ブロックと、前記放熱ブロックと前記電力
変換箱体とを弾性的に接続する弾性支持手段と、前記弾
性支持手段により前記放熱ブロックと冷蔵庫箱体とを密
着させることにより、放熱が促進され、温度を低下させ
る。また電力変換箱体の取付のみで密着させることがで
きるので、さらに組み立て易さの向上による生産性が向
上でき、かつパワー素子の信頼性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における冷蔵庫の運転制
御装置の構成図

【図２】本発明の第２の実施例における冷蔵庫の運転制
御装置の構成図

【図３】本発明の第３の実施例における冷蔵庫の運転制
御装置の構成図

【図４】従来の冷蔵庫の運転制御装置の概略図

【符号の説明】

１２ 圧縮機用冷却ファン １３ 電力変換部 １４ パワー回路ブロック １６ ヒートシンク ２０ 吸い込み風路 ２２ 冷蔵庫箱体 ３０ 弾性保持手段 ４１ 放熱ブロック ４２ 弾性支持手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−5589（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−138181（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 29/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源から圧縮機の能力を可変にする
   ための電源をつくり出す電力変換部と、前記電力変換部
   の特に発熱の大きい素子を中心に集積化したパワー回路
   ブロックと、前記パワー回路ブロックの熱を放熱するヒ
   ートシンクと、前記圧縮機を冷却するための圧縮機用冷
   却ファンと、前記ヒートシンクと前記パワー回路ブロッ
   クを配置した前記圧縮機冷却ファンの吸い込み風路とを
   備え、前記吸い込み風路を流れる空気を、前記パワー回
   路ブロックを冷却する空気と前記ヒートシンクを冷却す
   る空気とに分流させた冷蔵庫の運転制御装置。
2. 【請求項２】 商用電源から圧縮機の能力を可変にする
   ための電源をつくり出す電力変換部と、前記電力変換部
   の特に発熱の大きい素子を中心に集積化したパワー回路
   ブロックと、前記パワー回路ブロックを冷蔵庫箱体に密
   着させる弾性保持手段とを備え、前記パワー回路ブロッ
   クの発熱を前記冷蔵庫箱体に伝達して前記冷蔵庫箱体に
   より放熱することを特徴とする冷蔵庫の運転制御装置。
3. 【請求項３】 商用電源から圧縮機の能力を可変にする
   ための電源をつくり出す電力変換部と、前記電力変換部
   の特に発熱の大きい素子を中心に集積化したパワー回路
   ブロックと、前記電力変換部を収納する電力変換箱体
   と、前記パワー回路ブロックを固定した放熱ブロック
   と、前記放熱ブロックと前記電力変換箱体とを弾性的に
   接続する弾性支持手段と、前記弾性支持手段により前記
   放熱ブロックと冷蔵庫箱体とを密着させたことを特徴と
   する冷蔵庫の運転制御装置。